KR102095540B1 - Structural epoxy adhesives - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에폭시계 수지와 사슬 말단이 디메틸피라졸(DMP)을 포함하는 캡핑제로 캡핑된 폴리우레탄계 수지를 적정 비율로 배합하여, 난연성 및 접착특성이 우수한 구조용 에폭시 접착제에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 구조용 에폭시 접착제는 에폭시계 수지 100중량부에 대하여, 폴리우레탄계 수지 20~40중량부, 실란 커플링제 0.1~5중량부, 코어-쉘 구조의 강인화제 10~50중량부, 충진제 10~30중량부, 경화제 1~20중량부 및 촉매 0.1~1중량부를 포함하고, 상기 폴리우레탄계 수지는 폴리올 100중량부에 대하여, 이소시아네이트 20~40중량부, 쇄연장제 0.1~5중량부 및 캡핑제 10~25중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The present invention discloses a structural epoxy adhesive having excellent flame retardancy and adhesion properties by mixing an epoxy resin and a polyurethane resin capped with a capping agent containing dimethylpyrazole (DMP) at an appropriate ratio.
Structural epoxy adhesive according to the present invention is based on 100 parts by weight of epoxy resin, polyurethane resin 20 to 40 parts by weight, silane coupling agent 0.1 to 5 parts by weight, core-shell structure toughening agent 10 to 50 parts by weight, filler 10 ~ 30 parts by weight, 1 to 20 parts by weight of curing agent and 0.1 to 1 parts by weight of catalyst, the polyurethane-based resin is 100 to 40 parts by weight of polyol, 20 to 40 parts by weight of isocyanate, 0.1 to 5 parts by weight of chain extender and cap Characterized in that it contains 10 to 25 parts by weight of the extinguishing agent.

Description

구조용 에폭시 접착제{STRUCTURAL EPOXY ADHESIVES}Structural epoxy adhesive {STRUCTURAL EPOXY ADHESIVES}

본 발명은 구조용 에폭시 접착제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에폭시계 수지와 사슬 말단이 디메틸피라졸(DMP)을 포함하는 캡핑제로 캡핑된 폴리우레탄계 수지를 적정 비율로 배합하여, 난연성 및 접착특성이 우수한 구조용 에폭시 접착제에 관한 것이다. The present invention relates to a structural epoxy adhesive, and more specifically, an epoxy-based resin and a polyurethane-based resin capped with a capping agent containing dimethylpyrazole (DMP) at a chain end in an appropriate proportion, thereby providing excellent flame retardancy and adhesion properties. It relates to a structural epoxy adhesive.

구조용 접착제는 목재, 복합재 또는 금속과 같은 다른 고강도 재료들을 접착시키는데 사용되는 재료로 정의될 수 있다. 구조용 접착제는 자동차 및 항공우주 산업 등과 같은 다양한 분야에 사용될 수 있다. 또한, 나사, 볼트, 못, 스테이플 및 납땜(soldering)과 같은 종래의 체결 기법을 대체하거나 보강하기 위해 사용될 수 있다.Structural adhesives can be defined as materials used to bond other high strength materials such as wood, composites or metals. Structural adhesives can be used in a variety of applications, such as the automotive and aerospace industries. It can also be used to replace or reinforce conventional fastening techniques such as screws, bolts, nails, staples, and soldering.

구조용 접착제로서 적합하기 위해서는 높은 기계적 강도 뿐만 아니라 우수한 접착력을 갖는 연구가 진행되고 있다.In order to be suitable as a structural adhesive, research has been conducted having high mechanical strength as well as excellent adhesion.

본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0067355호(2015.06.17. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 내UV성 에폭시 구조용 접착제가 기재되어 있다.Background art related to the present invention includes Republic of Korea Patent Publication No. 10-2015-0067355 (published on June 17, 2015), the document describes UV-resistant epoxy structural adhesive.

본 발명의 목적은 난연성 및 접착특성이 우수한 구조용 에폭시 접착제를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a structural epoxy adhesive excellent in flame retardancy and adhesive properties.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 구조용 에폭시 접착제는 에폭시계 수지 100중량부에 대하여, 폴리우레탄계 수지 20~40중량부, 실란 커플링제 0.1~5중량부, 코어-쉘 구조의 강인화제 10~50중량부, 충진제 10~30중량부, 경화제 1~20중량부 및 촉매 0.1~1중량부를 포함하고, 상기 폴리우레탄계 수지는 폴리올 100중량부에 대하여, 이소시아네이트 20~40중량부, 쇄연장제 0.1~5중량부 및 캡핑제 10~25중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Structural epoxy adhesives according to the present invention for achieving the above object is based on 100 parts by weight of epoxy-based resin, 20 to 40 parts by weight of polyurethane-based resin, 0.1 to 5 parts by weight of silane coupling agent, toughening agent of core-shell structure 10 to 50 parts by weight, 10 to 30 parts by weight of the filler, 1 to 20 parts by weight of the curing agent and 0.1 to 1 parts by weight of the catalyst, and the polyurethane-based resin relative to 100 parts by weight of polyol, isocyanate 20 to 40 parts by weight, chain extension It characterized in that it contains 0.1 to 5 parts by weight and 10 to 25 parts by weight of the capping agent.

상기 폴리우레탄계 수지는 이소시아네이트로 이루어진 말단이 디메틸피라졸(DMP)을 포함하는 캡핑제로 캡핑되어 있는 것일 수 있다.The polyurethane-based resin may be that the terminal made of isocyanate is capped with a capping agent containing dimethylpyrazole (DMP).

상기 쇄연장제는 아미노기, 탄소수 1~60의 수용성 지방족, 지환족, 방향족, 헤테로시클릭 및 히드라진 중 1종 이상을 포함할 수 있다.The chain extender may include one or more of amino groups, water-soluble aliphatic, alicyclic, aromatic, heterocyclic and hydrazine having 1 to 60 carbon atoms.

상기 폴리우레탄계 수지는 중량평균 분자량이 10,000~70,000일 수 있다.The polyurethane-based resin may have a weight average molecular weight of 10,000 to 70,000.

상기 코어-쉘 구조의 강인화제는 코어-쉘 구조의 엘라스토머 입자를 포함할 수 있다.The core-shell structure toughening agent may include core-shell structure elastomer particles.

상기 충진제는 할로이사이트 나노튜브(HNT)를 포함할 수 있다.The filler may include halosite nanotubes (HNT).

상기 경화제는 아미드계 경화제를 포함할 수 있다.The curing agent may include an amide-based curing agent.

본 발명에 따른 구조용 에폭시 접착제는 에폭시계 수지와 사슬 말단이 디메틸피라졸(3,5-DMP)을 포함하는 캡핑제로 캡핑된 폴리우레탄계 수지를 적정 비율로 배합함으로써, 난연성 및 접착특성이 우수한 효과가 있다.The structural epoxy adhesive according to the present invention has an excellent effect in flame retardancy and adhesive properties by blending an epoxy resin and a polyurethane resin capped with a capping agent containing dimethylpyrazole (3,5-DMP) at a chain end in an appropriate ratio. have.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the present embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and the ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구조용 에폭시 접착제에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a structural epoxy adhesive according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 구조용 에폭시 접착제는 에폭시계 수지 100중량부에 대하여, 폴리우레탄계 수지 20~40중량부, 실란 커플링제 0.1~5중량부, 코어-쉘 구조의 강인화제 10~50중량부, 충진제 10~30중량부, 경화제 1~20중량부 및 촉매 0.1~1중량부를 포함한다.The structural epoxy adhesive according to the present invention is based on 100 parts by weight of an epoxy resin, 20 to 40 parts by weight of a polyurethane resin, 0.1 to 5 parts by weight of a silane coupling agent, 10 to 50 parts by weight of a toughening agent for a core-shell structure, and 10 fillers It contains ~ 30 parts by weight, 1-20 parts by weight of curing agent and 0.1-1 part by weight of catalyst.

에폭시계 수지는 상온에서 액상으로 존재하고, 내수성, 접착성 등이 우수하다. 예를들어, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다.Epoxy-based resins exist in a liquid state at room temperature, and are excellent in water resistance and adhesiveness. For example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, and the like can be used.

폴리우레탄계 수지는 주쇄에 우레탄 결합을 포함하고, 말단에 이소시아네이트를 포함하는 고분자를 가리킨다. 상기 폴리우레탄계 수지는 폴리올 100중량부에 대하여, 이소시아네이트 20~40중량부, 쇄연장제 0.1~5중량부 및 캡핑제 10~25중량부를 포함한다.The polyurethane-based resin refers to a polymer containing a urethane bond in the main chain and an isocyanate in the terminal. The polyurethane-based resin comprises 20 to 40 parts by weight of isocyanate, 0.1 to 5 parts by weight of chain extender, and 10 to 25 parts by weight of capping agent based on 100 parts by weight of polyol.

상기 폴리올은 2 이상의 히드록시기를 포함하는 폴리올을 의미한다. 폴리올은 수평균 분자량이 400 이상인 고분자량 폴리올, 수평균 분자량이 400 미만인 저분자량 폴리올 또는 이의 임의 혼합물에서 선택될 수 있다. The polyol means a polyol containing two or more hydroxy groups. The polyol may be selected from a high molecular weight polyol having a number average molecular weight of 400 or more, a low molecular weight polyol having a number average molecular weight of less than 400, or any mixture thereof.

상기 이소시아네이트는 2 이상의 이소시아네이트기를 포함하는 유기 화합물, 즉, 폴리이소시아네이트 화합물을 의미한다. 폴리이소시아네이트 화합물은 통상적으로 3 이하의 이소시아네이트기를 포함한다. 폴리이소시아네이트 화합물로 디-이소시아네이트가 가장 바람직하다.The isocyanate means an organic compound containing two or more isocyanate groups, that is, a polyisocyanate compound. The polyisocyanate compound usually contains 3 or less isocyanate groups. Di-isocyanate is the most preferred polyisocyanate compound.

상기 폴리우레탄계 수지는 이소시아네이트 20~40중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 이 범위를 벗어나는 경우, 원하는 물성을 갖는 폴리우레탄계 수지를 제조하기에 불충분할 수 있다.The polyurethane-based resin preferably contains 20 to 40 parts by weight of isocyanate, and if it is outside this range, it may be insufficient to produce a polyurethane-based resin having desired properties.

상기 쇄연장제는 아미노기, 탄소수 1~60의 수용성 지방족, 지환족, 방향족, 헤테로시클릭 및 히드라진 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 이러한 쇄연장제의 예로는 히드라진, 에틸렌 디아민, 피페라진, 1,4-부탄디아민, 1,6-헥산디아민, 1,8-옥탄디아민, 1,10-데칸디아민, 1,12-도데칸디아민, 2-메틸펜타메틸렌디아민, 트리에틸렌 트리아민, 이소포론 디아민 (또는 1-아미노-3-아미노메틸-3,5,5-트리메틸-시클로헥산), 비스(4-아미노시클로헥실)메탄, 비스(4-아미노-3-메틸시클로헥실)메탄, 폴리에틸렌 아민, 폴리옥시에틸렌 아민 및 폴리옥시프로필렌 아민 (예.TEXACO 사제 Jeffamine), 및 이들의 혼합물이 포함될 수 있다.The chain extender may include one or more of amino groups, water-soluble aliphatic, alicyclic, aromatic, heterocyclic and hydrazine having 1 to 60 carbon atoms. Examples of such chain extenders are hydrazine, ethylene diamine, piperazine, 1,4-butanediamine, 1,6-hexanediamine, 1,8-octanediamine, 1,10-decanediamine, 1,12-dodecanediamine , 2-methylpentamethylenediamine, triethylene triamine, isophorone diamine (or 1-amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethyl-cyclohexane), bis (4-aminocyclohexyl) methane, bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) methane, polyethylene amine, polyoxyethylene amine and polyoxypropylene amine (eg Jeffamine, manufactured by TEXACO), and mixtures thereof.

상기 폴리에우레탄계 수지는 쇄연장제 0.1~5중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 이 범위를 벗어나는 경우, 이소시아네이트로 이루어진 말단부를 형성하기 어렵다. It is preferable that the polyurethane-based resin contains 0.1 to 5 parts by weight of a chain extender. If it is outside this range, it is difficult to form an end portion made of isocyanate.

상기 캡핑제는 디메틸피라졸(3,5-DMP)을 포함하며, 이소시아네이트로 이루어진 말단을 디메틸피라졸(3,5-DMP)로 캡핑할 수 있다. 상기 폴리에우레탄계 수지는 캡핑제 10~25중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 이 범위를 벗어나는 경우, 말단부의 캡핑이 이루어지기에 불충분하다.The capping agent includes dimethylpyrazole (3,5-DMP), and a terminal composed of isocyanate can be capped with dimethylpyrazole (3,5-DMP). The polyurethane-based resin preferably contains 10 to 25 parts by weight of the capping agent. If it is outside this range, capping at the distal end is insufficient.

상기 폴리우레탄계 수지는 중량평균 분자량이 10,000~70,000일 수 있다. 이 범위를 벗어나는 경우, 폴리우레탄계 수지의 점도 조절, 에폭시 접착제의 점도 조절이 어려울 수 있다.The polyurethane-based resin may have a weight average molecular weight of 10,000 to 70,000. If it is outside this range, it may be difficult to control the viscosity of the polyurethane-based resin and the viscosity of the epoxy adhesive.

실란 커플링제는 유리, 금속, 광물 등과 같은 무기소재와 유기 폴리머, 접착제 등과 같은 유기물질의 2가지 서로 다른 물질을 결합하기 위해 중간에서 접점 역할을 한다. 본 발명에 따른 구조용 에폭시 접착제에서 상기 실란 커플링제는 부착성을 증진시키고, 충진제의 강도를 보다 높일 수 있다.The silane coupling agent acts as a contact point in the middle to bond two different materials of inorganic materials such as glass, metal, mineral, etc., and organic materials such as organic polymers and adhesives. In the structural epoxy adhesive according to the present invention, the silane coupling agent can improve adhesion and increase the strength of the filler.

상기 실란 커플링제는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란 및 3-클로로프로필트리메톡시실란 중 1종 이상을 포함할 수 있다.The silane coupling agent is 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-chloropropylmethyldimethoxysilane and 3-chloro And one or more of propyl trimethoxysilane.

상기 구조용 에폭시 접착제는 실란 커플링제 0.1~5중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 이 범위를 벗어나는 경우, 부착성 증진 효과를 나타내기에 불충분할 수 있다. It is preferable that the structural epoxy adhesive contains 0.1 to 5 parts by weight of a silane coupling agent. If it is outside this range, it may be insufficient to exhibit an adhesion promoting effect.

코어-쉘 구조의 강인화제는 코어-쉘 구조의 엘라스토머 입자를 포함할 수 있다. 구체적으로는, 코어-쉘 구조의 고무로 이루어져 있으며, 코어와 쉘 각각에 포함되는 수지의 종류가 상이할 수 있다.The core-shell structure toughening agent may include core-shell structure elastomer particles. Specifically, the core-shell structure is made of rubber, and the types of resins included in each of the core and the shell may be different.

상기 엘라스토머는 예를 들어, 천연 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 폴리이소프렌, 폴리이소부틸렌, 폴리부타디엔, 이소프렌부타디엔 코폴리머, 네오프렌, 니트릴 고무, 부타디엔-아크릴로니트릴 코폴리머, 부틸 고무, 폴리설파이드 엘라스토머, 아크릴산 엘라스토머, 아크릴로니트릴 엘라스토머, 실리콘 고무, 폴리실록산, 폴리에스테르 고무, 디이소시아네이트링킹된 축합 엘라스토머, EPDM(에틸렌-프로필렌 디엔 고무), 클로로설폰화된 폴리에틸렌, 불화 탄화수소, 열가소성 엘라스토머, 예컨대, 스티렌 및 부타디엔 또는 이소프렌의 (AB) 및 (ABA)형 블록 코폴리머, 및 폴리우레탄 또는 폴리에스테르의 (AB)n형 멀티-세그먼트 블록 코폴리머 등을 포함한다.  The elastomer is, for example, natural rubber, styrene-butadiene rubber, polyisoprene, polyisobutylene, polybutadiene, isoprenebutadiene copolymer, neoprene, nitrile rubber, butadiene-acrylonitrile copolymer, butyl rubber, polysulfide elastomer , Acrylic elastomers, acrylonitrile elastomers, silicone rubbers, polysiloxanes, polyester rubbers, diisocyanate linked condensation elastomers, EPDM (ethylene-propylene diene rubber), chlorosulfonated polyethylene, fluorinated hydrocarbons, thermoplastic elastomers such as styrene and (AB) and (ABA) type block copolymers of butadiene or isoprene, (AB) n type multi-segment block copolymers of polyurethane or polyester, and the like.

상기 구조용 에폭시 접착제는 코어-쉘 구조의 강인화제 10~50중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 기준적으로 20℃ 미만에서는 35Mpa, 20~30℃에서는 45Mpa, 30℃를 초과하는 온도에서는 42Mpa의 강도를 만족해야 한다. 그러나, 10중량부 미만인 경우, 충격박리강도 spec을 벗어나는 문제점이 발생한다. 반대로, 50중량부를 초과하는 경우, T-박리와 충격강도는 벗어나지 않지만 전단강도가 spec을 벗어나는 문제점이 발생한다.It is preferable that the structural epoxy adhesive includes 10 to 50 parts by weight of a core-shell structure toughening agent. As a standard, the strength of 35Mpa should be satisfied at less than 20 ℃, 45Mpa at 20 ~ 30 ℃, and 42Mpa at temperatures exceeding 30 ℃. However, if it is less than 10 parts by weight, there is a problem that the impact peeling strength is out of spec. On the contrary, when it exceeds 50 parts by weight, the T-peel and impact strength do not deviate, but the shear strength deviates from the spec.

충진제는 구조용 에폭시 접착제 내에서 우수한 분산성과 난연성을 부여한다.The filler imparts excellent dispersibility and flame retardancy in the structural epoxy adhesive.

상기 충진제는 할로이사이트 나노튜브(HNT)를 포함하는 것이 바람직하다.It is preferred that the filler comprises a halosite nanotube (HNT).

상기 할로이사이트 나노튜브는 알루미늄과 실리콘의 비가 1:1로 구성된 규산알루미늄 점토광물로서, 튜브 형태의 나노입자로 형성된다. 상기 할로이사이트 나노튜브에 실란으로 표면 처리되는 경우, 접착제 내에서 상용성 및 계면 접착성을 더욱 더 향상시킬 수 있다. The halosite nanotube is an aluminum silicate clay mineral composed of a 1: 1 ratio of aluminum and silicon, and is formed of nanoparticles in a tube shape. When the halosite nanotube is surface-treated with a silane, compatibility and interfacial adhesion in the adhesive can be further improved.

상기 할로이사이트 나노튜브의 길이는 50~1000㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The length of the halosite nanotube may be 50 to 1000 μm, but is not limited thereto.

상기 구조용 에폭시 접착제는 충진제 10~30중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 이 범위를 벗어나는 경우, 우수한 분산성과 난연성을 나타내기 어려울 수 있다. It is preferable that the structural epoxy adhesive contains 10 to 30 parts by weight of a filler. If it is outside this range, it may be difficult to exhibit excellent dispersibility and flame retardancy.

경화제는 아미드계 경화제를 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, DICY(dicyandiamide) 등을 사용할 수 있다.It is preferable that a curing agent contains an amide type curing agent. For example, dicyandiamide (DICY) may be used.

상기 구조용 에폭시 접착제는 경화제 1~20중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 1중량부 미만이거나, 20중량부를 초과하는 경우, 구조용 에폭시 접착제의 점도 조절이 어려울 수 있다. It is preferable that the structural epoxy adhesive contains 1 to 20 parts by weight of a curing agent. If it is less than 1 part by weight, or more than 20 parts by weight, viscosity control of the structural epoxy adhesive may be difficult.

상기 구조용 에폭시 접착제는 접착제 내에서 성분들끼리의 반응을 촉진시키기 위해 촉매 0.1~1중량부를 포함한다.The structural epoxy adhesive contains 0.1 to 1 part by weight of a catalyst to promote the reaction between components in the adhesive.

촉매는 지방족 우레아 화합물, 이미다졸 화합물 중 1종 이상을 사용할 수 있다. 지방족 우레아 화합물로는 예를 들어, p-클로로-N,N-다이메틸(모누론(Monuron)), 3,4-다이클로로페닐-Ν,Ν-다이메틸(다이유론(Diuron)), N-(3-클로로-4-메틸페닐)-N',N'-다이메틸우레아(클로르톨루론(Chlortoluron)), 3급-아크릴- 또는 알킬렌 아민, 예컨대, 벤질다이메틸아민, 2,4,6-트리스(다이메틸아미노메틸)페놀, 피페리딘 또는 이들의 유도체 중에서 선택될 수 있다.As the catalyst, one or more of aliphatic urea compounds and imidazole compounds may be used. Aliphatic urea compounds include, for example, p-chloro-N, N-dimethyl (Monuron), 3,4-dichlorophenyl-Ν, Ν-dimethyl (Diuron), N- (3-chloro-4-methylphenyl) -N ', N'-dimethylurea (Chlortoluron), tert-acrylic- or alkylene amines, such as benzyldimethylamine, 2,4 , 6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, piperidine or derivatives thereof.

또한, 본 발명의 구조용 에폭시 접착제는 테트라부틸포스포늄 테트라플루오로보레이트(tetrabutylphosphonium tetrafluoroborate) 0.1~1중량부를 더 포함할 수 있다. 상기 테트라부틸포스포늄 테트라플루오로보레이트를 더 포함하는 경우, 점도 조절이 용이하며, 우수한 접착 전단강도를 나타낼 수 있다.Further, the structural epoxy adhesive of the present invention may further include 0.1 to 1 part by weight of tetrabutylphosphonium tetrafluoroborate. When the tetrabutylphosphonium tetrafluoroborate is further included, viscosity control is easy, and excellent adhesive shear strength can be exhibited.

이와 같이 구조용 에폭시 접착제에 대하여 그 구체적인 실시예를 살펴보면 다음과 같다.Looking at the specific embodiment of the structural epoxy adhesive as described above is as follows.

1. 구조용 에폭시 접착제의 제조1. Preparation of structural epoxy adhesive

실시예 1 내지 실시예 3, 및 비교예 1 내지 비교예 5Examples 1 to 3, and Comparative Examples 1 to 5

비스페놀 A형 에폭시 수지(Huntsman사), 폴리우레탄 수지, 커플링제로서 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(Sigma Aldrich), 강인화제로서 코어-쉘 구조의 부틸고무(평균 직경 10㎛), 충진제로서 3-클로로프로필트리메톡시실란으로 표면처리된 HNT, 경화제로서 DICY(dicyandiamide, Sigma Aldrich), 3-페닐-1,1-다이메틸우레아 촉매를 표 1, 표 2의 조성으로 혼합하여 구조용 에폭시 접착제를 제조하였다. 상기 코어-쉘 구조의 부틸고무로 이루어져 있으며, 코어에 클로로설폰화된 폴리에틸렌 수지가 포함되고, 쉘에 폴리우레탄 수지가 포함된 것이다.Bisphenol A type epoxy resin (Huntsman), polyurethane resin, 3-glycidoxypropyl trimethoxysilane (Sigma Aldrich) as a coupling agent, butyl rubber (average diameter 10 µm) as a toughening agent, and filler Structural epoxy by mixing HNT surface-treated with 3-chloropropyl trimethoxysilane as DICY (dicyandiamide, Sigma Aldrich), 3-phenyl-1,1-dimethylurea catalyst as the composition of Table 1 and Table 2 as a curing agent An adhesive was prepared. The core-shell structure is composed of butyl rubber, and the core contains chlorosulfonated polyethylene resin, and the shell contains polyurethane resin.

상기 폴리우레탄 수지는 폴리올 100중량부에 대하여, 이소시아네이트 30중량부, 히드라진 쇄연장제 5중량부를 혼합하여 교반하고, 캡핑제인 3,5-DMP 25중량부를 첨가하여 말단의 90%를 캡핑시켰다. 제조된 폴리우레탄 수지의 중량평균 분자량은 20,000이고, 주쇄가 우레탄 결합을 포함하고, 말단이 3,5-DMP로 캡핑된 이소시아네이트로 이루어진 수지이다.The polyurethane resin was mixed with 30 parts by weight of isocyanate, 5 parts by weight of hydrazine chain extender and stirred with respect to 100 parts by weight of polyol, and capped 90% of the end by adding 25 parts by weight of 3,5-DMP as a capping agent. The prepared polyurethane resin has a weight average molecular weight of 20,000, a main chain containing a urethane bond, and a resin composed of isocyanates capped with 3,5-DMP.

표 1 및 표 2의 조성은 비스페놀 A형 에폭시 수지 100중량부에 대한 중량부를 기재한 것이다.The composition of Table 1 and Table 2 describes parts by weight based on 100 parts by weight of bisphenol A-type epoxy resin.

실시예 4Example 4

테트라부틸포스포늄 테트라플루오로보레이트 1중량부를 더 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 구조용 에폭시 접착제를 제조하였다.A structural epoxy adhesive was prepared under the same conditions as in Example 1, except that it further contained 1 part by weight of tetrabutylphosphonium tetrafluoroborate.

[표 1][Table 1]

Figure 112018039336399-pat00001
Figure 112018039336399-pat00001

[표 2][Table 2]

Figure 112018039336399-pat00002
Figure 112018039336399-pat00002

2. 물성 평가 방법 및 그 결과2. Method for evaluating physical properties and results

상기 실시예 1 내지 4, 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 구조용 에폭시 접착제를 이용하여 아래 항목에 대한 평가를 하였으며, 그 측정 결과를 다음 [표 3]에 나타내었다.The following items were evaluated using the structural epoxy adhesives prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5, and the measurement results are shown in the following [Table 3].

(1) 전단강도(MPa/inch) : ASTM D-1876-01에 의거하여 측정하였다.(1) Shear strength (MPa / inch): measured according to ASTM D-1876-01.

(2) T자 박리강도(N/25mm) : ASTM D-1002-05에 의거하여 측정하였다.(2) T-shaped peel strength (N / 25mm): measured according to ASTM D-1002-05.

(3) 충격 박리강도(N/25mm) : ISO 11343에 의거하여 측정하였다.(3) Impact peel strength (N / 25mm): Measured according to ISO 11343.

(4) 난연성 : UL-94 방법에 의거하여 측정하였다.(4) Flame retardance: measured according to the UL-94 method.

[표 3][Table 3]

Figure 112018039336399-pat00003
Figure 112018039336399-pat00003

표 1 내지 표 3을 참조하면, 본 발명의 구조용 에폭시 접착제 조성을 만족하는 실시예 1~4는 전단강도, 박리강도, 난연성 항목에서 전체적으로 높은 결과값을 보여주었다.특히, 실시예 4는 테트라부틸포스포늄 테트라플루오로보레이트 1중량부를 더 포함함으로써, 실시예 1~3에 비하여 전단강도가 더 높은 결과를 나타낸다.Referring to Tables 1 to 3, Examples 1 to 4 satisfying the structural epoxy adhesive composition of the present invention showed high overall results in terms of shear strength, peel strength, and flame retardancy. In particular, Example 4 was tetrabutylphos. 1 part by weight of phonium tetrafluoroborate By including, it shows the result of higher shear strength than Examples 1 to 3.

그러나, 비교예 1~5에서는 실시예 1~4에 비해, 결과값이 낮거나, 물성이 측정되지 않았다.However, in Comparative Examples 1 to 5, compared with Examples 1 to 4, the result was low, or physical properties were not measured.

따라서, 본 발명에 따른 구조용 에폭시 접착제는 에폭시 수지와 캡핑된 말단을 갖는 폴리에우레탄 수지를 적정 비율로 혼합하고, 충진제를 포함함으로써, 전단강도 30~50 MPa/inch, T자 박리강도 300~320 N/25mm, 충격 박리강도 40~50 N/25mm 및 우수한 난연성을 나타낼 수 있다.Therefore, the structural epoxy adhesive according to the present invention, by mixing the epoxy resin and a polyurethane resin having a capped end in an appropriate ratio, and by including a filler, shear strength 30 ~ 50 MPa / inch, T-shaped peel strength 300 ~ 320 It can exhibit N / 25mm, impact peel strength 40 ~ 50 N / 25mm and excellent flame retardancy.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and may be manufactured in various different forms, and having ordinary knowledge in the art It will be understood that a person can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (7)

에폭시계 수지 100중량부에 대하여, 폴리우레탄계 수지 20~40중량부, 실란 커플링제 0.1~5중량부, 코어-쉘 구조의 엘라스토머 입자를 포함하는 강인화제 10~50중량부, 충진제 10~30중량부, 경화제 1~20중량부 및 지방족 우레아 화합물을 포함하는 촉매 0.1~1중량부를 포함하고,
상기 폴리우레탄계 수지는 폴리올 100중량부에 대하여, 이소시아네이트 20~40중량부, 쇄연장제 0.1~5중량부 및 캡핑제 10~25중량부를 포함하고,
상기 폴리우레탄계 수지는 이소시아네이트로 이루어진 말단이 디메틸피라졸(DMP)을 포함하는 캡핑제로 캡핑되어 있으며,
상기 충진제는 실란으로 표면처리된 할로이사이트 나노튜브(HNT)를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조용 에폭시 접착제.
With respect to 100 parts by weight of the epoxy resin, 20 to 40 parts by weight of the polyurethane resin, 0.1 to 5 parts by weight of the silane coupling agent, 10 to 50 parts by weight of the toughening agent containing the core-shell elastomer particles, 10 to 30 parts by weight of the filler Part, 1 to 20 parts by weight of a curing agent and 0.1 to 1 part by weight of a catalyst comprising an aliphatic urea compound,
The polyurethane-based resin comprises 20 to 40 parts by weight of isocyanate, 0.1 to 5 parts by weight of chain extender, and 10 to 25 parts by weight of capping agent, based on 100 parts by weight of polyol,
The polyurethane-based resin is capped with a capping agent containing dimethylpyrazole (DMP) at the end composed of isocyanate,
The filler is a structural epoxy adhesive, characterized in that it comprises a halosite nanotubes (HNT) surface-treated with silane.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 쇄연장제는 아미노기, 탄소수 1~60의 수용성 지방족, 지환족, 방향족, 헤테로시클릭 및 히드라진 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조용 에폭시 접착제.
According to claim 1,
The chain extender is a structural epoxy adhesive, characterized in that it comprises at least one of an amino group, a water-soluble aliphatic, alicyclic, aromatic, heterocyclic and hydrazine having 1 to 60 carbon atoms.
제1항에 있어서,
상기 폴리우레탄계 수지는 중량평균 분자량이 10,000~70,000인 것을 특징으로 하는 구조용 에폭시 접착제.
According to claim 1,
The polyurethane-based resin is a structural epoxy adhesive, characterized in that the weight average molecular weight of 10,000 to 70,000.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 경화제는 아미드계 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조용 에폭시 접착제.


According to claim 1,
The curing agent is a structural epoxy adhesive comprising an amide-based curing agent.


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