KR102190914B1 - Composite cured product mixed with a hollow fillers and a method of preparing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중공형 필러가 혼합된 복합경화물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 비중이 감소되어 가벼우며 단열성이 우수한 중공형 필러와 고분자 수지를 포함하여 공극이 형성되고, 공극률이 20 내지 50 %인 것을 특징으로 하는 중공형 필러가 혼합된 복합경화물과 이를 제조하는 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 중공형 필러와 고분자 수지를 포함하여 공극을 형성하는 복합경화물과 중공형 필러와 비반응성 액체를 포함하는 복합경화물의 제조방법을 제공함으로써, 복합경화물의 공극률이 높아 비중이 감소하고 열전도도가 낮아지며, 단열성이 우수하고 밀도가 낮아져 경량화 효과가 있다.
또한, 밀도가 낮음에도 높은 강도를 유지하는 효과가 있으며, 고분자 수지 대비 50 부피% 이하의 중공형 필러를 포함하는 경우에만 실시가 가능하던 종래의 제조방법과 달리 최대 95 부피%의 중공형 필러를 포함하는 저밀도 소재를 제조할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a composite cured product in which a hollow filler is mixed and a method for manufacturing the same, and in detail, the specific gravity is reduced to form a void including a hollow filler and a polymer resin that is light and excellent in thermal insulation properties, and the porosity is 20 to It relates to a composite cured product mixed with a hollow filler, characterized in that 50%, and a manufacturing method for producing the same.
The present invention provides a method for producing a composite cured product including a hollow filler and a polymer resin to form a void, and a composite cured product including a hollow filler and a non-reactive liquid, thereby reducing the specific gravity and reducing heat conduction due to the high porosity of the composite cured product. The degree is lowered, the heat insulating property is excellent, and the density is lowered, so there is a light weight effect.
In addition, it has the effect of maintaining high strength even when the density is low, and unlike the conventional manufacturing method, which can be carried out only when it contains a hollow filler of 50% by volume or less compared to a polymer resin, a hollow filler of up to 95% by volume is used. There is an effect that can produce a low-density material containing.
Description
본 발명은 중공형 필러가 혼합된 복합경화물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 비중이 감소되어 가벼우며 단열성이 우수한 중공형 필러와 고분자 수지를 포함하여 공극이 형성되고, 공극률이 20 내지 50 %인 것을 특징으로 하는 중공형 필러가 혼합된 복합경화물과 이를 제조하는 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composite cured product in which a hollow filler is mixed and a method for manufacturing the same, and in detail, the specific gravity is reduced to form a void including a hollow filler and a polymer resin that is light and excellent in thermal insulation properties, and the porosity is 20 to It relates to a composite cured product in which a hollow filler is mixed, characterized in that it is 50%, and a manufacturing method for producing the same.
최근 다양한 산업기술 분야에서 경량화 소재에 대한 관심이 급증하고 있다. 경량화 소재는 단순히 밀도가 적고 가벼운 것 뿐만아니라 기존의 소재를 대체하여 자원절감의 효과를 나타낼 수 있다. 그 예로 수송기기에 대한 이산화탄소 배출량이 점점 증가하는 가운데 그에 대한 규제가 강화되고 있으며, 이를 대체하기 위하여 하이브리드카나 전기 자동차 등의 친환경의 수송기기에 대한 연구개발과 함께 기존의 무거운 철강소재를 대체하는 경량화 소재에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 또한, 항공 산업에서는 경량화 소재를 활용하여 기체의 무게는 가볍지만 강도는 우수하며 연비는 절감되는 친환경적인 자원절감 효과를 나타낼 수 있는 경량화 소재에 대한 연구개발에 많은 투자를 하고 있다.Recently, interest in lightweight materials is increasing rapidly in various industrial technology fields. Lightweight materials not only have low density and are light, but can also show the effect of resource saving by replacing existing materials. For example, while carbon dioxide emissions from transport equipment are increasing, regulations are being strengthened. In order to replace them, research and development on eco-friendly transport equipment such as hybrid cars and electric vehicles, as well as weight reduction by replacing existing heavy steel materials. Research on materials is being actively conducted. In addition, the aviation industry is investing heavily in research and development on lightweight materials that can exhibit eco-friendly resource-saving effects in which the weight of the aircraft is light but strength is excellent and fuel economy is reduced by using lightweight materials.
경량화 소재, 경량화 재료, 경량화 복합물 등 경량화하여 밀도가 적은 소재는 유연성이 좋고 다양한 공법에 적용이 가능하며 경제성이 우수한 등 다양한 특성이 있으며, 이러한 특성에 의해 자원절감의 효과가 나타나게 된다. 따라서 경량 복합소재는 수송기기, 항공 산업, 건축 산업, 전자 산업 분야 뿐만아니라 모든 산업 분야에서 활용할 수 있는 소재로서 각광받고 있다.Lightweight materials, lightweight materials, lightweight composites, and other lightweight materials with low density have a variety of characteristics, such as good flexibility, applicable to various construction methods, and excellent economic efficiency, and these characteristics result in resource savings. Therefore, lightweight composite materials are in the spotlight as materials that can be used not only in transportation equipment, aviation industry, construction industry, electronics industry, but also all industrial fields.
이에 따라, 대한민국 공개특허 '제 10-2015-0015461호'는 다양한 용품의 외장부를 코팅하기에 적합한 에폭시 수지계 경화성 조성물과 경화성 조성물을 함유하는 용품, 및 경화성 조성물을 사용하여 용품의 외부 표면을 코팅하는 방법에 대하여 개시하고 있으나, 경화물의 밀도를 낮추기 위한 경량 충전제의 최대 함량이 60 중량 %로 한계가 있으며, 개시하는 에폭시 수지계 경화성 조성물 또한 낮은 수분 흡수율 외에 다른 효과를 나타내지 못하는 문제점이 있다.Accordingly, Korean Patent Laid-Open No. 10-2015-0015461 discloses an article containing an epoxy resin-based curable composition and a curable composition suitable for coating the exterior of various articles, and an article containing the curable composition and coating the outer surface of the article. Although the method is disclosed, the maximum content of the lightweight filler for lowering the density of the cured product is limited to 60% by weight, and the disclosed epoxy resin-based curable composition also has a problem in that it does not exhibit other effects other than a low moisture absorption rate.
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 가볍고 단열성이 우수하며, 높은 강도를 유지하는 중공형 필러가 혼합된 복합경화물을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a composite cured product in which a hollow filler that is light and has excellent thermal insulation properties and maintains high strength is mixed.
또한, 중공형 필러가 혼합된 복합경화물의 제조방법물을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, it is an object of the present invention to provide a method for producing a composite cured product in which a hollow filler is mixed.
상기 목적을 해결하기 위하여 본 발명은,In order to solve the above object, the present invention,
중공형 필러; 및Hollow filler; And
상기 중공형 필러의 표면에 코팅층을 형성하는 고분자 수지를 포함하고,Including a polymer resin forming a coating layer on the surface of the hollow filler,
상기 중공형 필러와 고분자 수지의 부피비는 2 - 33 : 1이며,The volume ratio of the hollow filler and the polymer resin is 2-33: 1,
상기 고분자 수지 간의 결합을 통해 연결된 중공형 필러에 의해 공극이 형성되고, 공극률이 20 내지 50 %인 것을 특징으로 하는 중공형 필러가 혼합된 복합경화물을 제공한다.It provides a composite cured product containing a hollow filler, characterized in that the void is formed by the hollow filler connected through the bonding between the polymer resin, the porosity is 20 to 50%.
상기 중공형 필러는 유리구, 펄라이트, 카본중공체, 폴리머중공체, 플라이애쉬(fly ash), 및 세라믹 중공체 중에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 한다.The hollow filler is characterized in that at least one selected from glass spheres, pearlite, carbon hollow bodies, polymer hollow bodies, fly ash, and ceramic hollow bodies.
상기 고분자 수지는 폴리우레탄 수지, 폴리우레아 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지, 아미노 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 규소 수지, 및 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 한다.The polymer resin is characterized in that it is at least one selected from the group consisting of a polyurethane resin, a polyurea resin, a polyimide resin, a polyester resin, an amino resin, a phenol resin, a melamine resin, a urea resin, a silicon resin, and an epoxy resin. .
또한, 상기 복합경화물은 0.05 내지 1.50 g/cm3의 밀도를 나타내는 것을 특징으로 한다.In addition, the composite cured product is characterized in that it exhibits a density of 0.05 to 1.50 g/cm 3 .
상기 다른 목적을 해결하기 위하여 본 발명은,In order to solve the above other object, the present invention,
중공형 필러와 비반응성 액체를 혼합하여 슬러리를 형성하는 제 1단계;A first step of forming a slurry by mixing a hollow filler and a non-reactive liquid;
상기 슬러리와 고분자 수지 희석액을 교반하여 혼합물을 형성하는 제 2단계;A second step of stirring the slurry and the polymer resin dilution to form a mixture;
상기 혼합물에 경화제를 투입하여 몰드 내부에 주입하고 경화하여 경화물을 형성하는 제 3단계; 및A third step of injecting a curing agent into the mixture, injecting it into the mold, and curing to form a cured product; And
상기 경화 후 잔존하는 비반응성 액체를 제거하는 제 4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공형 필러가 혼합된 복합경화물의 제조방법을 제공한다.It provides a method for producing a composite cured product containing a hollow filler, characterized in that it comprises a fourth step of removing the non-reactive liquid remaining after the curing.
상기 제 4단계는 감압경화, 상온경화, 가압경화, 회전경화, 및 열풍경화 중에서 선택되는 하나 이상의 경화 반응을 포함하는 것을 특징으로 한다.The fourth step is characterized in that it includes one or more curing reactions selected from vacuum curing, room temperature curing, pressure curing, rotational curing, and hot wind curing.
상기 중공형 필러는 복합경화물의 10 내지 95 부피%를 포함하고, 유리구, 펄라이트, 카본중공체, 폴리머중공체, 및 세라믹 중공체 중에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 한다.The hollow filler contains 10 to 95% by volume of the composite cured product, and is characterized in that at least one selected from glass spheres, pearlite, carbon hollow bodies, polymer hollow bodies, and ceramic hollow bodies.
상기 비반응성 액상은 상기 중공형 필러 대비 40 내지 90 부피%를 포함하고, 에탄올, 메탄올, 프로판올, 부탄올, 펜타놀, 에스터 알코올류, 톨루엔, 및 자일렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 한다.The non-reactive liquid phase contains 40 to 90% by volume compared to the hollow filler, and is characterized in that it is at least one selected from the group consisting of ethanol, methanol, propanol, butanol, pentanol, ester alcohols, toluene, and xylene. .
상기 고분자 수지 희석액은 고분자 수지와 희석제가 1 : 1 - 10의 중량비로 혼합하는 것을 특징으로 한다.The polymer resin diluent is characterized in that the polymer resin and the diluent are mixed in a weight ratio of 1:1 to 10.
상기 고분자 수지는 폴리우레탄 수지, 폴리우레아 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지, 아미노 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 규소 수지, 및 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 한다.The polymer resin is characterized in that it is at least one selected from the group consisting of a polyurethane resin, a polyurea resin, a polyimide resin, a polyester resin, an amino resin, a phenol resin, a melamine resin, a urea resin, a silicon resin, and an epoxy resin. .
본 발명은 중공형 필러와 고분자 수지를 포함하여 공극을 형성하는 복합경화물과 중공형 필러와 비반응성 액체를 포함하는 복합경화물의 제조방법을 제공함으로써, 복합경화물의 공극률이 높아 비중이 감소하고 열전도도가 낮아지며, 단열성이 우수하고 밀도가 낮아져 경량화 효과가 있다.The present invention provides a method for producing a composite cured product including a hollow filler and a polymer resin to form a void, and a composite cured product including a hollow filler and a non-reactive liquid, thereby reducing the specific gravity and reducing heat conduction due to the high porosity of the composite cured product. The degree is lowered, the heat insulating property is excellent, and the density is lowered, so there is a light weight effect.
또한, 밀도가 낮음에도 높은 강도를 유지하는 효과가 있으며, 고분자 수지 대비 50 부피% 이하의 중공형 필러를 포함하는 경우에만 실시가 가능하던 종래의 제조방법과 달리 최대 95 부피%의 중공형 필러를 포함하는 저밀도 소재를 제조할 수 있는 효과가 있다.In addition, it has the effect of maintaining high strength even when the density is low, and unlike the conventional manufacturing method, which can be carried out only when it contains a hollow filler of 50% by volume or less compared to a polymer resin, a hollow filler of up to 95% by volume is used. There is an effect that can produce a low-density material containing.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리구가 60 부피% 혼합된 복합경화물 내부의 FE-SEM 이미지이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리구가 80 부피% 혼합된 복합경화물의 내부 FE-SEM 이미지이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리구가 95 부피% 혼합된 복합경화물 내부의 FE-SEM 이미지이다.1 is an FE-SEM image of a composite cured product in which 60% by volume of glass spheres are mixed according to an embodiment of the present invention.
2 is an internal FE-SEM image of a composite cured product in which 80% by volume of glass spheres are mixed according to an embodiment of the present invention.
3 is an FE-SEM image inside a composite cured product in which 95% by volume of glass spheres are mixed according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 그리고 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는한 복수형도 포함한다.In the present specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated. In addition, terms used in the present specification are for describing embodiments, and are not intended to limit the present invention. In the present specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase.
본 발명은 비중이 감소되어 가볍고 단열성이 우수한 중공형 필러가 혼합된 복합경화물과 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composite cured product in which a hollow filler having reduced specific gravity and excellent heat insulating properties are mixed and a method of manufacturing the same.
이하 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
일측면에 따르면, 본 발명은 중공형 필러; 및 상기 중공형 필러의 표면에 코팅층을 형성하는 고분자 수지를 포함하고, 상기 중공형 필러와 고분자 수지의 부피비는 2 - 33 : 1이며, 상기 고분자 수지 간의 결합을 통해 연결된 중공형 필러에 의해 공극이 형성되고, 공극률이 20 내지 50 %인 것을 특징으로 하는 중공형 필러가 혼합된 복합경화물을 제공한다.According to one aspect, the present invention is a hollow filler; And a polymer resin forming a coating layer on the surface of the hollow filler, and a volume ratio of the hollow filler and the polymer resin is 2-33:1, and voids are formed by the hollow filler connected through a bond between the polymer resin. It is formed and provides a composite cured product mixed with a hollow filler, characterized in that the porosity is 20 to 50%.
본 발명의 복합경화물 내 중공형 필러는 구의 형태로 내부가 빈 형태를 나타낼 수 있으며, 구의 형태가 아닌 형태도 포함할 수 있다. 이러한 중공형 필러의 표면을 감싸 코팅층을 형성하는 고분자 수지 간의 결합에 의해 중공형 필러가 연결될 수 있으며, 이를 통해 복합경화물 내 공극이 형성될 수 있다.The hollow filler in the composite cured product of the present invention may have a spherical shape with an empty inside, and may include a shape other than a spherical shape. The hollow filler may be connected by bonding between polymer resins that surround the surface of the hollow filler and form a coating layer, thereby forming voids in the composite cured product.
중공형 필러와 고분자 수지의 부피비는 2 - 33 : 1일 수 있으며, 바람직하게는 2 - 25 : 1 일 수 있고, 더 바람직하게는 4 - 20 : 1일 수 있다. 중공형 필러와 고분자 수지의 부피비가 2 : 1 미만일 경우, 중공형 필러에 코팅된 고분자 수지의 두께가 과도하게 두꺼워질 수 있으며, 33 : 1을 초과할 경우, 공극률은 증가할 수 있으나, 중공형 필러에 고분자 수지가 아주 얇게 코팅되어 중공형 필러간의 결합력이 약해 강도가 저하될 수 있다.The volume ratio of the hollow filler and the polymer resin may be 2-33: 1, preferably 2-25: 1, and more preferably 4-20: 1. If the volume ratio between the hollow filler and the polymer resin is less than 2:1, the thickness of the polymer resin coated on the hollow filler may become excessively thick, and if it exceeds 33:1, the porosity may increase, but the hollow type Since the polymer resin is coated very thinly on the filler, the bonding strength between the hollow fillers is weak and the strength may decrease.
공극률은 물질 내 입자와 입자 사이의 빈틈인 공극이 차지하는 부피를 전체 물질 부피에 대하여 비율로 표현한 것으로, 퍼센트로 나타낼 수 있다. 본 발명에서 명명하는 공극률은 복합경화물 전체 부피에 대하여 고분자 수지 간의 결합을 통해 연결된 중공형 필러가 형성하는 공극의 부피 비율을 나타낸 것일 수 있다. 여기서 복합경화물의 전체 부피라함은 중공형 필러, 고분자 수지, 및 고분자 수지 간의 결합을 통해 연결된 중공형 필러가 형성하는 공극을 포함하는 복합경화물의 부피를 의미할 수 있다. 본 발명의 복합경화물의 공극률은 20 내지 50 % 일 수 있으며, 바람직하게는 25 내지 45 % 일 수 있고, 더 바람직하게는 30 내지 40 %일 수 있다. 공극률이 20 % 미만일 경우, 공극률이 낮음으로 인해 밀도와 비중이 높아져 단열성이 저하될 수 있으며, 공극률이 50 %를 초과할 경우, 밀도와 비중이 낮아지고 단열성이 우수해질 수는 있으나 경화물로서 최소한의 강도를 나타내기 어려울 수 있다. 또한, 2 MPa 정도의 압축 강도를 가지면서 경량화와 단열성이 우수한 복합 경화물을 갖기 위해서는 공극률이 최대 50 %를 넘지 않는 것이 바람직하다.The porosity is expressed as a ratio of the volume occupied by the voids, which are gaps between particles and particles in a material, as a ratio of the total volume of the material, and can be expressed as a percentage. The porosity referred to in the present invention may represent a volume ratio of voids formed by hollow fillers connected through bonding between polymer resins to the total volume of the composite cured product. Here, the total volume of the composite cured product may mean the volume of the composite cured product including voids formed by the hollow filler, the polymer resin, and the hollow filler connected through a bond between the polymer resin. The porosity of the composite cured product of the present invention may be 20 to 50%, preferably 25 to 45%, and more preferably 30 to 40%. If the porosity is less than 20%, the density and specific gravity may increase due to the low porosity, resulting in a decrease in thermal insulation.If the porosity exceeds 50%, the density and specific gravity may decrease and the insulation may be excellent, It can be difficult to show the strength of In addition, in order to have a composite cured product excellent in weight reduction and heat insulation while having a compressive strength of about 2 MPa, it is preferable that the porosity does not exceed 50% at most.
본 발명의 중공형 필러는 다공성 필러이며, 유리구, 펄라이트, 카본중공체, 폴리머중공체, 플라이 애쉬(fly ash), 및 세라믹 중공체 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 유리구, 펄라이트, 플라이 애쉬(fly ash), 및 세라믹 중공체 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.The hollow filler of the present invention is a porous filler, and may be at least one selected from glass spheres, pearlite, carbon hollow bodies, polymer hollow bodies, fly ash, and ceramic hollow bodies, preferably glass spheres, pearlite , Fly ash, and may be at least one selected from ceramic hollow bodies.
본 발명의 중공형 필러는 속이 빈 중공형태이거나, 다공성의 완전한 구 형상의 필러로서,‘볼-베어링’효과로 인하여 다른 필러들과는 달리 우수한 흐름성을 나타낼 수 있다. 또한, 완벽한 구 형상으로 인하여 동일한 부피를 첨가할 경우에 다른 필러 대비 레진의 점도 상승을 최소화 시켜줄 수 있다. 특히 유리구는 수분에 대한 저항력이 강하고 화학적으로 매우 안정된 재질이며, 고강도, 저비중의 필러이다. 펄라이트, 플라이 애쉬 및 세라믹/카본/폴리머 중공체 등 모두 형상이 구 형태 이며 낮은 비중으로 무게 절감과 뒤틀림, 수축률이 적어 치수 안정성을 좋게 할 수 있다.The hollow filler of the present invention is a hollow hollow or porous, complete spherical filler, and may exhibit excellent flowability unlike other fillers due to the “ball-bearing” effect. In addition, due to the perfect spherical shape, when the same volume is added, the increase in the viscosity of the resin compared to other fillers can be minimized. In particular, glass spheres have strong resistance to moisture, are chemically very stable, and are high strength, low specific gravity fillers. All of pearlite, fly ash and ceramic/carbon/polymer hollow bodies are spherical in shape, and due to their low specific gravity, they can reduce weight and reduce distortion and shrinkage, thereby improving dimensional stability.
또한, 본 발명의 고분자 수지는 폴리우레탄 수지, 폴리우레아 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지, 아미노 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 규소 수지, 및 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있고, 바람직하게는 에폭시 수지, 페놀 수지, 및 폴리우레아 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.In addition, the polymer resin of the present invention is at least one selected from the group consisting of a polyurethane resin, a polyurea resin, a polyimide resin, a polyester resin, an amino resin, a phenol resin, a melamine resin, a urea resin, a silicon resin, and an epoxy resin. It may be, preferably one or more selected from the group consisting of an epoxy resin, a phenol resin, and a polyurea resin.
본 발명의 복합경화물은 0.05 내지 1.50 g/cm3의 밀도를 나타낼 수 있고, 바람직하게는 0.10 내지 1.00 g/cm3의 밀도를 나타낼 수 있으며, 더 바람직하게는 0.15 내지 0.35 g/cm3의 밀도를 나타낼 수 있다.The composite cured product of the present invention may exhibit a density of 0.05 to 1.50 g/cm 3 , preferably 0.10 to 1.00 g/cm 3 , and more preferably 0.15 to 0.35 g/cm 3 Density can be indicated.
또한, 본 발명의 복합경화물은 0.5 내지 20.0 MPa의 강도를 나타낼 수 있으며, 바람직하게는 1.0 내지 13.0 MPa의 강도를 나타낼 수 있고, 더 바람직하게는 1.20 내지 6.50 MPa의 강도를 나타낼 수 있다.In addition, the composite cured product of the present invention may exhibit a strength of 0.5 to 20.0 MPa, preferably may exhibit a strength of 1.0 to 13.0 MPa, and more preferably may exhibit a strength of 1.20 to 6.50 MPa.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 중공형 필러와 비반응성 액체를 혼합하여 슬러리를 형성하는 제 1단계, 슬러리와 고분자 수지 희석액을 교반하여 혼합물을 형성하는 제 2단계, 혼합물에 경화제를 투입하여 몰드 내부에 주입하고 경화하여 경화물을 형성하는 제 3단계, 및 경화 후 잔존하는 비반응성 액체를 제거하는 제 4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공형 필러가 혼합된 복합경화물의 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, a first step of forming a slurry by mixing a hollow filler and a non-reactive liquid, a second step of forming a mixture by stirring the slurry and a polymer resin diluent, and a curing agent added to the mixture to It provides a method for producing a composite cured product mixed with a hollow filler, characterized in that it comprises a third step of injecting into and curing to form a cured product, and a fourth step of removing the non-reactive liquid remaining after curing.
본래 중공형 필러를 포함하는 복합경화물은 40 내지 70 ℃의 온도로 승온한 고분자 수지에 희석제를 첨가하고 혼합한 다음, 중공형 필러를 혼합하고 경화제를 첨가하여 기포발생을 최소화하며 균일하게 혼합하는 과정을 거쳐 제조할 수 있다. 이후 몰드에 인입하여 감압경화 및 가압경화를 거쳐 후경화 후 최종적으로 중공형 필러를 포함하는 저밀도의 복합경화물을 형성할 수 있다.The composite cured product containing the original hollow filler is mixed uniformly while minimizing the generation of air bubbles by adding a diluent to the polymer resin heated to a temperature of 40 to 70 ℃ and mixing, then mixing the hollow filler and adding a curing agent. It can be manufactured through a process. Thereafter, it is inserted into the mold, subjected to reduced pressure curing and pressure curing, and finally after curing, a low-density composite cured product including a hollow filler may be formed.
그러나 이러한 제조방법은 고분자 수지 대비 중공형 필러가 0 내지 50 부피% 이하 포함될 경우에만 실시가 가능하며, 고분자 수지 대비 중공형 필러가 50 부피% 이상 포함될 경우에는 복합경화물 제조 시 액상의 부피가 작고 점도가 높아 균일하게 혼합되지 않아 상기와 같은 제조방법으로는 저밀도의 복합경화물이 형성되지 않을 수 있다.However, this manufacturing method can be carried out only when 0 to 50% by volume or less of the hollow filler compared to the polymer resin is included, and when 50% by volume or more of the hollow filler compared to the polymer resin is included, the volume of the liquid phase is small when preparing the composite cured product. Since the viscosity is high and the mixture is not uniformly mixed, a low-density composite cured product may not be formed by the above manufacturing method.
따라서, 고분자 수지 대비 중공형 필러가 50 부피% 이상 포함될 때는 비반응성 액상을 첨가하여 일시적으로 액상의 볼륨을 높여 고분자 수지와 균일하게 혼합하며, 경화 후 비반응성 액상을 완전히 제거함으로써 고분자 수지가 중공형 필러에 얇게 코팅되어 서로가 결합하고 있는 미세구조를 구현하는 방식으로 복합경화물을 형성할 수 있다. 이러한 복합경화물의 제조방법은 중공형 필러의 부피%와 관계없이 실시할 수 있다.Therefore, when 50% by volume or more of the hollow filler is contained compared to the polymer resin, a non-reactive liquid phase is added to temporarily increase the volume of the liquid phase to uniformly mix with the polymer resin.After curing, the non-reactive liquid phase is completely removed to make the polymer resin hollow. A composite cured product can be formed in a way that is thinly coated on a filler to realize microstructures that are bonded to each other. The method of preparing such a composite cured product can be carried out regardless of the volume% of the hollow filler.
본 발명의 복합경화물의 제조방법은 상세하게 중공형 필러와 비반응성 액체를 혼합하여 형성된 슬러리에 고분자 수지 희석액을 투입하고, 이를 상온에서 혼합하여 혼합물을 형성할 수 있다. 이렇게 형성된 혼합물에 경화제를 첨가하여 10 - 30분간 혼합한 후 몰드에 인입하여 경화할 수 있다. 이러한 경화제는 저점도의 경화제 이며, 상온 또는 속경화를 위해 사용할 수 있다. 이때 사용되는 경화제는 아민류의 경화제로 바람직하게는 Diethylamino prophyl amine(DEAPA), Menthane diamine(MDA), N-aminoethyl piperazine(N-AEP), M-xylene diamine(MXDA), Isophorone diamine(IPDA), Diethylene triamine(DETA), 및 Triethylene tetarmine(TETA)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으며, 더 바람직하게는 Triethylene tetarmine(TETA)일 수 있다. 또한, 경화과정에 사용되는 몰드는 바람직하게 테프론 몰드, 실리콘 몰드, 폴리에틸렌 몰드, 테프론으로 코팅된 알루미늄 몰드, 및 스틸(steel) 몰드로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.In the method for preparing a composite cured product of the present invention, in detail, a polymer resin diluent is added to a slurry formed by mixing a hollow filler and a non-reactive liquid, and mixed at room temperature to form a mixture. A curing agent is added to the thus formed mixture, mixed for 10 to 30 minutes, and then inserted into a mold to cure. These curing agents are low-viscosity curing agents, and can be used at room temperature or for fast curing. The curing agent used here is a curing agent for amines, preferably Diethylamino prophyl amine (DEAPA), Menthane diamine (MDA), N-aminoethyl piperazine (N-AEP), M-xylene diamine (MXDA), Isophorone diamine (IPDA), Diethylene It may be at least one selected from the group consisting of triamine (DETA), and Triethylene tetarmine (TETA), more preferably Triethylene tetarmine (TETA). Also, used in the curing process The mold may preferably be at least one selected from the group consisting of a Teflon mold, a silicone mold, a polyethylene mold, an aluminum mold coated with Teflon, and a steel mold.
본 발명의 복합경화물의 제조방법 중 제 3단계의 경화과정은 고분자 수지와 중공형 필러의 부피분율에 따라 경화방식이 달라질 수 있다. 바람직하게는 고분자 수지 대비 중공형 필러가 10 내지 50 부피% 포함될 경우, 혼합물에 경화제를 첨가하여 몰드에 인입하고 저진공의 조건에서 짧은 시간 감압경화 과정을 거친 후, 가압경화할 수 있으며, 고분자 수지 대비 중공형 필러가 50 내지 95 부피% 포함될 경우, 혼합물에 경화제를 첨가하여 몰드에 완전하게 채워 저속으로 회전경화 할 수 있다.The curing process in the third step of the manufacturing method of the composite cured product of the present invention may vary depending on the volume fraction of the polymer resin and the hollow filler. Preferably, when 10 to 50% by volume of a hollow filler is contained compared to a polymer resin, a curing agent is added to the mixture to be introduced into the mold and cured under reduced pressure for a short time under a low vacuum condition, followed by pressure curing. In contrast, when the hollow filler is contained in an amount of 50 to 95% by volume, a curing agent may be added to the mixture to completely fill the mold and rotate curing at a low speed.
비반응성 액상이 포함되는 복합경화물은 점도가 낮은 상태에서 몰드에 인입되어 비중차에 의한 상분리가 발생할 수 있으므로, 일정한 속도(저속)으로 회전경화하여 복합경화물 내 중공형 필러가 균일하게 분포될 수 있도록 할 수 있다. 복합경화물의 제조 과정 중 경화는 고분자 수지와 중공형 필러의 부피분율에 따라 그 방식이 달라질 수 있으나, 비반응성 액상을 포함하는 경우에는 중공형 필러의 부피%와 관계없이 저속의 회전경화 과정을 통해 복합경화물이 경화될 수 있다.Since the composite cured product containing the non-reactive liquid is introduced into the mold in a state of low viscosity, phase separation may occur due to the difference in specific gravity, so that the hollow filler is uniformly distributed in the composite cured product by rotating curing at a constant speed (low speed). You can do it. The curing during the manufacturing process of the composite cured product may vary depending on the volume fraction of the polymer resin and the hollow filler, but in the case of containing a non-reactive liquid phase, it is through a low-speed rotational curing process regardless of the volume percent of the hollow filler. The composite cured product can be cured.
본 발명의 복합경화물의 제조방법 중 제 4단계는 감압경화, 상온경화, 및 열풍경화 중에서 선택되는 하나 이상의 경화 반응을 포함할 수 있다. 제 3단계 과정이 완료되면 경화물 내 비반응성 액체는 잔존하고 고분자 수지는 완전히 경화될 수 있다. 이때 휘발되지 않고 잔존하는 비반응성 액체는 고분자 수지가 완전히 경화된 후 몰드에서 탈형한 경화물을 감압경화, 상온경화, 및 열풍경화 중 선택되는 하나 이상의 경화 반응을 포함하는 과정을 통해 제거할 수 있다.The fourth step of the method for producing a composite cured product of the present invention may include one or more curing reactions selected from curing under reduced pressure, curing at room temperature, and curing in hot air. When the third step process is completed, the non-reactive liquid in the cured product remains and the polymer resin can be completely cured. At this time, the non-reactive liquid remaining without volatilization may be removed through a process including one or more curing reactions selected from curing under reduced pressure, room temperature curing, and hot wind curing after the polymer resin is completely cured and the cured product demolded from the mold .
이러한 과정에 따라 제조되는 복합경화물은 비반응성 액상의 첨가량, 부피만큼의 공극을 형성하므로, 본 발명의 제조방법에 따르면, 더욱 가볍고 저밀도의 복합경화물을 형성할 수 있다.Since the composite cured product prepared according to this process forms voids equal to the amount and volume of the non-reactive liquid phase, according to the manufacturing method of the present invention, a lighter and lower density composite cured product can be formed.
본 발명의 중공형 필러는 다공성 필러이며, 복합경화물의 10 내지 95 부피%를 포함할 수 있고, 유리구, 펄라이트, 카본중공체, 폴리머중공체, 플라이 애쉬(fly ash), 및 세라믹 중공체 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 유리구, 펄라이트, 플라이 애쉬(fly ash), 및 세라믹 중공체 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.The hollow filler of the present invention is a porous filler and may contain 10 to 95% by volume of the composite cured product, and among glass spheres, pearlite, carbon hollow body, polymer hollow body, fly ash, and ceramic hollow body It may be at least one selected, preferably at least one selected from glass spheres, pearlite, fly ash, and ceramic hollow bodies.
본 발명의 중공형 필러는 속이 빈 중공형태이거나, 다공성의 완전한 구 형상의 필러로서,‘볼-베어링’효과로 인하여 다른 필러들과는 달리 우수한 흐름성을 나타낼 수 있다. 또한, 완벽한 구 형상으로 인하여 동일한 부피를 첨가할 경우에 다른 필러 대비 레진의 점도 상승을 최소화 시켜줄 수 있다. 특히 유리구는 수분에 대한 저항력이 강하고 화학적으로 매우 안정된 재질이며, 고강도, 저비중의 필러이다. 펄라이트, 플라이 애쉬 및 세라믹/카본/폴리머 중공체 등 모두 형상이 구 형태 이며 낮은 비중으로 무게 절감과 뒤틀림, 수축률이 적어 치수 안정성을 좋게 할 수 있다.The hollow filler of the present invention is a hollow hollow or porous, complete spherical filler, and may exhibit excellent flowability unlike other fillers due to the “ball-bearing” effect. In addition, due to the perfect spherical shape, when the same volume is added, the increase in the viscosity of the resin compared to other fillers can be minimized. In particular, glass spheres have strong resistance to moisture, are chemically very stable, and are high strength, low specific gravity fillers. All of pearlite, fly ash and ceramic/carbon/polymer hollow bodies are spherical in shape, and due to their low specific gravity, they can reduce weight and reduce distortion and shrinkage, thereby improving dimensional stability.
본 발명의 비반응성 액체는 상기 중공형 필러 대비 40 내지 90 부피%를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 50 내지 75 부피%를 포함할 수 있다. 또한, 탄화수소의 수소 원자가 하이드록시기(-OH)로 치환된 화합물인 알코올일 수 있으며, 바람직하게는 에탄올, 메탄올, 프로판올, 부탄올, 펜타놀, 에스터 알코올류, 톨루엔, 및 자일렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있고, 더 바람직하게는 에탄올, 메탄올, 이소프로필알코올 일 수 있다.The non-reactive liquid of the present invention may contain 40 to 90% by volume compared to the hollow filler, and preferably 50 to 75% by volume. In addition, the hydrogen atom of the hydrocarbon may be an alcohol which is a compound substituted with a hydroxy group (-OH), preferably from the group consisting of ethanol, methanol, propanol, butanol, pentanol, ester alcohols, toluene, and xylene. It may be one or more selected, more preferably ethanol, methanol, may be isopropyl alcohol.
비반응성 액체는 중공형 필러의 젖음성을 향상시키고, 중공형 필러와 혼합하여 형성하는 슬러리의 점도를 저하시켜 작업의 효율성을 향상시킬 수 있다. 또한, 고분자 수지가 경화될 때까지 경화물 기지 내 균일하게 분산되어 있을 수 있으며, 고분자 수지의 경화 후, 제거 과정을 통해 휘발될 수 있다.The non-reactive liquid may improve the wettability of the hollow filler and decrease the viscosity of the slurry formed by mixing with the hollow filler, thereby improving work efficiency. In addition, until the polymer resin is cured, it may be uniformly dispersed in the cured product matrix, and after curing the polymer resin, it may be volatilized through a removal process.
이러한 비반응성 액체의 제거에 의해 복합경화물 내 빈 공간(공극)이 생성될 수 있으며, 중공형 필러와 더불어 비반응성 액체의 제거에 의해 생성된 빈 공간(공극)에 의해 본 발명의 복합경화물 제조방법에 따른 복합경화물은 비중이 더욱 감소하여 우수한 경량화 효과를 나타낼 수 있다.An empty space (void) in the composite cured product may be created by the removal of such a non-reactive liquid, and the composite cured product of the present invention is formed by the hollow space (void) created by the removal of the non-reactive liquid together with a hollow filler. The composite cured product according to the manufacturing method may have an excellent weight reduction effect because the specific gravity is further reduced.
최종적으로 제조되는 복합경화물의 중공형 필러와 고분자 수지의 부피비는 0.5 - 33 : 1일 수 있으며, 바람직하게는 1.5 - 25 : 1 일 수 있다. 또한, 복합경화물의 공극률은 3 내지 50 % 일 수 있으며, 바람직하게는 6 내지 45 % 일 수 있다.The volume ratio of the hollow filler and the polymer resin of the finally prepared composite cured product may be 0.5-33: 1, and preferably 1.5-25: 1. In addition, the porosity of the composite cured product may be 3 to 50%, preferably 6 to 45%.
고분자 수지 희석액은 고분자 수지와 희석제가 1 : 1 - 10의 중량비로 혼합할 수 있으며, 바람직하게는 1 : 2 - 7의 중량비로 혼합할 수 있다. 또한, 고분자 수지는 폴리우레탄 수지, 폴리우레아 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지, 아미노 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 규소 수지, 및 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있고, 바람직하게는 에폭시 수지, 페놀 수지, 및 폴리우레아 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. 이때 사용되는 희석제는 1관능성 에폭시로, 바람직하게는 LGE(C12-C14 Aliphatic glycidyl ether), BGE(부틸글리시딜에테르, butyl gilcidyl ether), PP-101(Aliphatic glycidyl ether, SBPMGE), 및 Neokukdo-E(carboxylic acid gilcidyl ether)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. 1관능성 에폭시, 즉 1관능성 반응성 희석제는 에폭시 수지의 점도 감소와 희석제로 인한 경화 후 물성 저하 방지 및 가소성을 부여할 수 있다.The polymer resin diluent may be mixed with a polymer resin and a diluent in a weight ratio of 1: 1-10, and preferably in a weight ratio of 1: 2-7. In addition, the polymer resin may be one or more selected from the group consisting of polyurethane resin, polyurea resin, polyimide resin, polyester resin, amino resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, silicon resin, and epoxy resin, Preferably, it may be at least one selected from the group consisting of an epoxy resin, a phenol resin, and a polyurea resin. The diluent used at this time is a monofunctional epoxy, preferably LGE (C 12 -C 14 Aliphatic glycidyl ether), BGE (butyl glycidyl ether), PP-101 (Aliphatic glycidyl ether, SBPMGE), And Neokukdo-E (carboxylic acid gilcidyl ether) may be one or more selected from the group consisting of. The monofunctional epoxy, that is, the monofunctional reactive diluent, can reduce the viscosity of the epoxy resin and prevent degradation of physical properties after curing due to the diluent and impart plasticity.
본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 복합경화물은 비반응성 액상을 첨가하여 제조할 수 있으며, 첨가되는 비반응성 액상의 부피만큼 공극이 형성될 수 있으므로 밀도가 낮고 중량이 가벼울 수 있다. 또한, 본 발명의 복합경화물은 강도가 높고 열전도도가 낮아 우수한 충격흡수능, 음파흡수능 및 단열특성을 추가적으로 제공할 수 있다.The composite cured product prepared by the manufacturing method of the present invention may be prepared by adding a non-reactive liquid phase, and may have a low density and light weight since pores may be formed as much as the volume of the non-reactive liquid phase to be added. In addition, the composite cured product of the present invention has high strength and low thermal conductivity, and can additionally provide excellent shock absorption, sound wave absorption, and thermal insulation properties.
본 명세서에서 사용된 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다.Singular expressions used in the present specification may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. Terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the technical field described in this document.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail in order to describe the present specification in detail. However, the embodiments according to the present specification may be modified in various forms, and the scope of the present specification is not construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present specification are provided to more completely describe the present specification to those of ordinary skill in the art.
<실시예><Example>
실시예 1 - 중공형 유리구가 포함된 복합경화물 제조(60 vol%)Example 1-Preparation of cured composite material containing hollow glass spheres (60 vol%)
에폭시 수지 대비 중공형 유리구 60 vol%와 중공형 유리구 기준 에탄올 38 vol%를 혼합하여 슬러리를 제조하였으며, 비스페놀 A형 에폭시 수지에 희석제인 C12-C14 Aliphatic glycidyl ether 5 wt%를 첨가하고 혼합하여 수지 희석액을 제조하였다. 제조된 슬러리에 에폭시 수지 희석액을 4 wt% 첨가하여 디스크 타입의 교반봉으로 50 내지 200rpm의 속도로 5분 내지 30분간 상온에서 잘 혼합되도록 교반하였으며, 경화제인 Triethylene tetramine를 11 wt% 첨가하여 10 내지 30분간 혼합한 후 몰드에 인입하였다. 이후 몰드 내에서 경화과정을 거쳐 경화물을 형성하였으며, 에폭시 수지가 완전히 경화된 후 몰드에서 탈형하였다.A slurry was prepared by mixing 60 vol% of hollow glass spheres compared to the epoxy resin and 38 vol% of ethanol based on a hollow glass sphere, and 5 wt% of C 12 -C 14 Aliphatic glycidyl ether as a diluent was added to the bisphenol A type epoxy resin. By mixing to prepare a resin dilution. 4 wt% of the epoxy resin diluent was added to the prepared slurry, and stirred with a disk-type stirring rod at a speed of 50 to 200 rpm for 5 to 30 minutes at room temperature, and 11 wt% of Triethylene tetramine, a curing agent, was added. After mixing for 30 minutes, it was introduced into the mold. Thereafter, a cured product was formed through a curing process in the mold, and after the epoxy resin was completely cured, it was demolded from the mold.
탈형된 경화물을 저진공에서 감압경화하여 경화물 내 잔류하는 에탄올을 1차적으로 제거하였으며, 이후 30℃의 열풍 건조로에서 24시간 동안 경화하여 에탄올을 완전히 제거하였다. 마지막으로 상온에서 2일간 경화하여 중공형 유리구가 포함된 복합경화물을 제조하였다.The demolded cured product was cured under reduced pressure in a low vacuum to first remove ethanol remaining in the cured product, and then cured in a hot air drying furnace at 30° C. for 24 hours to completely remove the ethanol. Finally, cured for 2 days at room temperature to prepare a composite cured product containing hollow glass spheres.
실시예 2 - 중공형 유리구가 포함된 복합경화물 제조(80 vol%)Example 2-Preparation of a composite cured product containing hollow glass spheres (80 vol%)
에폭시 수지 대비 중공형 유리구 80 vol%와 중공형 유리구 기준 에탄올 62 vol%를 혼합하여 슬러리를 제조하였으며, 비스페놀 A형 에폭시 수지에 희석제인 C12-C14 Aliphatic glycidyl ether 5 wt%를 첨가하고 혼합하여 수지 희석액을 제조하였다. 제조된 슬러리에 에폭시 수지 희석액을 4 wt% 첨가하여 디스크 타입의 교반봉으로 50 내지 200rpm의 속도로 5분 내지 30분간 상온에서 잘 혼합되도록 교반하였으며, 경화제인 Triethylene tetramine를 11 wt% 첨가하여 10 내지 30분간 혼합한 후 몰드에 인입하였다. 이후 몰드 내에서 경화과정을 거쳐 경화물을 형성하였으며, 에폭시 수지가 완전히 경화된 후 몰드에서 탈형하였다.A slurry was prepared by mixing 80 vol% of hollow glass spheres compared to the epoxy resin and 62 vol% of ethanol based on the hollow glass spheres, and 5 wt% of C 12 -C 14 Aliphatic glycidyl ether as a diluent was added to the bisphenol A type epoxy resin. By mixing to prepare a resin dilution. 4 wt% of the epoxy resin diluent was added to the prepared slurry, and stirred with a disk-type stirring rod at a speed of 50 to 200 rpm for 5 to 30 minutes at room temperature, and 11 wt% of Triethylene tetramine, a curing agent, was added. After mixing for 30 minutes, it was introduced into the mold. Thereafter, a cured product was formed through a curing process in the mold, and after the epoxy resin was completely cured, it was demolded from the mold.
탈형된 경화물을 저진공에서 감압경화하여 경화물 내 잔류하는 에탄올을 1차적으로 제거하였으며, 이후 30℃의 열풍 건조로에서 24시간 동안 경화하여 에탄올을 완전히 제거하였다. 마지막으로 상온에서 2일간 경화하여 중공형 유리구가 포함된 복합경화물을 제조하였다.The demolded cured product was cured under reduced pressure in a low vacuum to first remove ethanol remaining in the cured product, and then cured in a hot air drying furnace at 30° C. for 24 hours to completely remove the ethanol. Finally, cured for 2 days at room temperature to prepare a composite cured product containing hollow glass spheres.
실시예 3 - 중공형 유리구가 포함된 복합경화물 제조(95 vol%)Example 3-Preparation of a composite cured product containing hollow glass spheres (95 vol%)
에폭시 수지 대비 중공형 유리구 95 vol%와 중공형 유리구 대비 에탄올 68 vol%를 혼합하여 슬러리를 제조하였으며, 비스페놀 A형 에폭시 수지에 희석제인 C12-C14 Aliphatic glycidyl ether 5 wt%를 첨가하고 혼합하여 수지 희석액을 제조하였다. 제조된 슬러리에 에폭시 수지 희석액을 4 wt% 첨가하여 디스크 타입의 교반봉으로 50 내지 200rpm의 속도로 5분 내지 30분간 상온에서 잘 혼합되도록 교반하였으며, 경화제인 Triethylene tetramine를 11 wt% 첨가하여 10 내지 30분간 혼합한 후 몰드에 인입하였다. 이후 몰드 내에서 경화과정을 거쳐 경화물을 형성하였으며, 에폭시 수지가 완전히 경화된 후 몰드에서 탈형하였다.A slurry was prepared by mixing 95 vol% of hollow glass spheres compared to the epoxy resin and 68 vol% of ethanol compared to the hollow glass spheres, and 5 wt% of C 12 -C 14 Aliphatic glycidyl ether as a diluent was added to the bisphenol A type epoxy resin. By mixing to prepare a resin dilution. 4 wt% of the epoxy resin diluent was added to the prepared slurry, and stirred with a disk-type stirring rod at a speed of 50 to 200 rpm for 5 to 30 minutes at room temperature, and 11 wt% of Triethylene tetramine, a curing agent, was added. After mixing for 30 minutes, it was introduced into the mold. Thereafter, a cured product was formed through a curing process in the mold, and after the epoxy resin was completely cured, it was demolded from the mold.
탈형된 경화물을 저진공에서 감압경화하여 경화물 내 잔류하는 에탄올을 1차적으로 제거하였으며, 이후 30℃의 열풍 건조로에서 24시간 동안 경화하여 에탄올을 완전히 제거하였다. 마지막으로 상온에서 2일간 경화하여 중공형 유리구가 포함된 복합경화물을 제조하였다.The demolded cured product was cured under reduced pressure in a low vacuum to first remove ethanol remaining in the cured product, and then cured in a hot air drying furnace at 30° C. for 24 hours to completely remove the ethanol. Finally, cured for 2 days at room temperature to prepare a composite cured product containing hollow glass spheres.
명세서 상의 기재를 용이하게 하기 위하여 상기 실시예 1에 따라 제조된 복합경화물을 (a), 상기 실시예 2에 따라 제조된 복합경화물을 (b), 상기 실시예 3에 따라 제조된 복합경화물을 (c)라고 명명한다.In order to facilitate the description in the specification, the composite cured product prepared according to Example 1 (a), the composite cured product prepared according to Example 2 (b), and the composite mirror prepared according to Example 3 The cargo is designated as (c).
<실험예><Experimental Example>
실험예 1 - 복합경화물의 구조 확인(FE-SEM)Experimental Example 1-Confirmation of the structure of the composite cured product (FE-SEM)
상기 실시예에 따른 복합경화물의 구조를 확인하기 위하여 전계방사 주사전자현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope; FE-SEM)을 이용하여 (a), (b), 및 (c)의 내부 구조를 확인하였다.In order to confirm the structure of the composite cured product according to the above example, the internal structures of (a), (b), and (c) were confirmed using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM). .
실험예 2 - 복합경화물의 밀도 측정Experimental Example 2-Measurement of the density of the composite cured product
상기 실시예에 따른 복합경화물의 밀도를 측정하기 위하여 밀도 시험규격 ASTM D792에 따라 (a), (b), 및 (c)의 밀도를 측정하였다.In order to measure the density of the composite cured product according to the above example, the density of (a), (b), and (c) was measured according to the density test standard ASTM D792.
실험예 3 - 복합경화물의 열전도도 측정Experimental Example 3-Measurement of thermal conductivity of a composite cured product
상기 실시예에 따른 복합경화물의 열전도도를 측정하기 위하여 열전도도 시험규격 ASTM E1461-13에 따라 (a), (b), 및 (c)의 열전도도를 측정하였다.In order to measure the thermal conductivity of the composite cured product according to the above example, the thermal conductivity of (a), (b), and (c) was measured according to the thermal conductivity test standard ASTM E1461-13.
<평가 및 결과><Evaluation and results>
결과 1 - 복합경화물의 FE-SEMResult 1-FE-SEM of composite cured product
상기 실시예에 따른 복합경화물 (a), (b), 및 (c)의 내부 구조를 확인하여 도 1 내지 도 3에 도시하였다.The internal structures of the composite cured product (a), (b), and (c) according to the above embodiment were confirmed and shown in FIGS. 1 to 3.
그 결과, 도 1에서 (a)는 55.93 vol%의 중공형 유리구, 37.28 vol%의 경화된 에폭시 수지, 및 6.79 vol%의 공극으로 이루어진 것을 확인할 수 있었으며, 도 2에서 (b)는 54.90 vol%의 중공형 유리구, 13.72 vol%의 경화된 에폭시 수지, 및 31.38 vol%의 공극으로 이루어진 것을 확인할 수 있었고, 도 3에서 (c)는 58.5 vol%의 중공형 유리구, 3 vol%의 경화된 에폭시 수지, 및 38.5 vol%의 공극으로 이루어진 것을 확인할 수 있었다.As a result, in FIG. 1 (a) was confirmed that the hollow glass sphere of 55.93 vol%, the cured epoxy resin of 37.28 vol%, and the voids of 6.79 vol%, in FIG. 2 (b) was 54.90 vol% % Of hollow glass spheres, 13.72 vol% of cured epoxy resin, and 31.38 vol% of voids. In FIG. 3, (c) is 58.5 vol% of hollow glass spheres, 3 vol% of cured It was confirmed that it was made of an epoxy resin and 38.5 vol% of voids.
또한, 중공형 유리구의 vol%가 증가할수록 공극의 vol%도 증가하였고 수지의 vol%는 감소하였으며, 에폭시 수지가 중공형 유리구와 얇은 층으로 결합되어 있는 구조를 확인할 수 있었다.In addition, as the vol% of the hollow glass sphere increased, the vol% of voids increased and the vol% of the resin decreased, and a structure in which the epoxy resin was bonded to the hollow glass sphere in a thin layer was confirmed.
결과 2 - 복합경화물의 밀도Result 2-density of cured composite
상기 실시예에 따른 복합경화물 (a), (b), 및 (c)의 밀도를 측정한 결과, 60 vol%의 중공형 유리구를 포함하는 (a)는 0.6 g/cm2의 밀도를 나타내었으고, 80 vol%의 중공형 유리구를 포함하는 (b)는 0.28 g/cm2의 밀도를 나타내었으며, 95 vol%의 중공형 유리구를 포함하는 (c)는 0.16 g/cm2의 밀도를 나타내었다.As a result of measuring the density of the composite cured product (a), (b), and (c) according to the above example, (a) containing 60 vol% of hollow glass spheres had a density of 0.6 g/cm 2 (B) containing 80 vol% of hollow glass spheres showed a density of 0.28 g/cm 2 , and (c) containing 95 vol% of hollow glass spheres was 0.16 g/cm 2 The density of
이에 따라, 중공형 유리구의 vol%가 증가함에 따라 밀도가 낮아지는 것을 확인할 수 있었으며, 밀도가 낮고 중량이 가벼운 본 발명의 복합경화물의 다양한 산업분야로의 활용 가능성을 확인할 수 있었다.Accordingly, it was confirmed that the density decreased as the vol% of the hollow glass sphere increased, and the possibility of application to various industrial fields of the composite cured product of the present invention having a low density and a light weight was confirmed.
결과 3 - 복합경화물의 열전도도Result 3-Thermal conductivity of the composite cured product
상기 실시예에 따른 복합경화물 (a), (b), 및 (c)의 열전도도를 측정한 결과, 60 vol%의 중공형 유리구를 포함하는 (a)는 0.16 W/mk의 열전도도를 나타내었고, 80 vol%의 중공형 유리구를 포함하는 (b)는 0.08 W/mk의 열전도도를 나타내었으며, 95 vol%의 중공형 유리구를 포함하는 (c)는 0.05 W/mk의 열전도도를 나타내었다.As a result of measuring the thermal conductivity of the composite cured product (a), (b), and (c) according to the above embodiment, (a) containing 60 vol% of hollow glass spheres has a thermal conductivity of 0.16 W/mk And (b) containing 80 vol% of hollow glass spheres exhibited a thermal conductivity of 0.08 W/mk, and (c) containing 95 vol% of hollow glass spheres was of 0.05 W/mk The thermal conductivity was shown.
이에 따라, 중공형 유리구의 vol%가 증가함에 따라 열전도도가 낮아지는 것을 확인할 수 있었으며, 열전도도가 낮아 단열성이 우수한 본 발명의 복합경화물의 특징을 확인할 수 있었다.Accordingly, it was confirmed that the thermal conductivity decreased as the vol% of the hollow glass sphere was increased, and the characteristics of the composite cured product of the present invention excellent in thermal insulation due to low thermal conductivity were confirmed.
Claims (12)
상기 중공형 필러의 외부 표면에 결합하는 고분자 수지를 포함하고,
상기 중공형 필러는 경화 후 필러의 형상이 유지되며,
상기 고분자 수지 간의 결합을 통해 연결된 중공형 필러에 의해 공극이 형성되고,
복합경화물 전체 부피에 대한 상기 공극의 부피 비율을 나타내는 공극률이 25 내지 45 %인 것을 특징으로 하는 중공형 필러가 혼합된 복합경화물.
A hollow filler having an empty space blocked from the outside; And
Including a polymer resin bonded to the outer surface of the hollow filler,
The hollow filler maintains the shape of the filler after curing,
A void is formed by a hollow filler connected through a bond between the polymer resins,
A composite cured product containing a hollow filler, characterized in that the porosity representing the volume ratio of the voids to the total volume of the composite cured product is 25 to 45%.
상기 중공형 필러는 유리구, 펄라이트, 카본중공체, 폴리머중공체, 플라이애쉬(fly ash), 및 세라믹 중공체 중에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 중공형 필러가 혼합된 복합경화물.
The method of claim 1,
The hollow filler is a composite cured product in which a hollow filler is mixed, characterized in that at least one selected from glass spheres, pearlite, carbon hollow bodies, polymer hollow bodies, fly ash, and ceramic hollow bodies.
상기 고분자 수지는 폴리우레탄 수지, 폴리우레아 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지, 아미노 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 규소 수지, 및 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 중공형 필러가 혼합된 복합경화물.
The method of claim 1,
The polymer resin is at least one selected from the group consisting of polyurethane resin, polyurea resin, polyimide resin, polyester resin, amino resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, silicon resin, and epoxy resin. A composite cured product containing a hollow filler.
상기 복합경화물은 0.05 내지 1.50 g/cm3의 밀도를 나타내는 것을 특징으로 하는 중공형 필러가 혼합된 복합경화물.
The method of claim 1,
The composite cured product mixed with a hollow filler, characterized in that it exhibits a density of 0.05 to 1.50 g/cm 3 .
상기 슬러리와 고분자 수지 희석액을 교반하여 혼합물을 형성하는 제 2단계;
상기 혼합물에 경화제를 투입하여 몰드 내부에 주입하고 경화하여 경화물을 형성하는 제 3단계; 및
상기 경화 후 잔존하는 비반응성 액체를 제거하는 제 4단계;를 포함하고,
상기 제 3단계는 고분자 수지 대비 중공형 필러의 부피%에 따라 감압경화, 가압경화, 및 회전경화 중에서 선택된 하나 이상의 경화 반응을 수행하며,
상기 제 4단계에 의해 상기 고분자 수지 간의 결합이 형성되고,
상기 고분자 수지 간 결합을 통해 연결된 중공형 필러에 의해 복합경화물 내 공극이 형성되는 것을 특징으로 하는 중공형 필러가 혼합된 복합경화물의 제조방법.
A first step of forming a slurry by mixing a hollow filler and a non-reactive liquid that does not react with the hollow filler;
A second step of stirring the slurry and the polymer resin dilution to form a mixture;
A third step of injecting a curing agent into the mixture, injecting it into the mold, and curing to form a cured product; And
Including; a fourth step of removing the non-reactive liquid remaining after the curing,
The third step performs at least one curing reaction selected from vacuum curing, pressure curing, and rotation curing according to the volume% of the hollow filler relative to the polymer resin,
Bonds between the polymer resins are formed by the fourth step,
A method for producing a composite cured product in which a hollow filler is mixed, characterized in that voids in the composite cured product are formed by hollow fillers connected through bonding between the polymer resins.
상기 제 4단계는 감압경화, 상온경화, 가압경화, 회전경화, 및 열풍경화 중에서 선택되는 하나 이상의 경화 반응을 포함하는 것을 특징으로 하는 중공형 필러가 혼합된 복합경화물의 제조방법.
The method of claim 5,
The fourth step is a method for producing a composite cured product mixed with a hollow filler, characterized in that it comprises at least one curing reaction selected from vacuum curing, room temperature curing, pressure curing, rotational curing, and hot wind curing.
상기 중공형 필러는 복합경화물의 10 내지 95 부피%를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공형 필러가 혼합된 복합경화물의 제조방법.
The method of claim 5,
The hollow filler is a method for producing a composite cured product mixed with a hollow filler, characterized in that it contains 10 to 95% by volume of the composite cured product.
상기 중공형 필러는 유리구, 펄라이트, 카본중공체, 폴리머중공체, 플라이애쉬(fly ash), 및 세라믹 중공체 중에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 중공형 필러가 혼합된 복합경화물의 제조방법.
The method of claim 5,
The hollow filler is at least one selected from glass spheres, pearlite, carbon hollow bodies, polymer hollow bodies, fly ash, and ceramic hollow bodies.
상기 비반응성 액체는 상기 중공형 필러 대비 40 내지 90 부피%를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공형 필러가 혼합된 복합경화물의 제조방법.
The method of claim 5,
The non-reactive liquid is a method for producing a composite cured product mixed with a hollow filler, characterized in that it contains 40 to 90% by volume compared to the hollow filler.
상기 비반응성 액체는 에탄올, 메탄올, 프로판올, 부탄올, 펜타놀, 에스터 알코올류, 톨루엔, 및 자일렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 중공형 필러가 혼합된 복합경화물의 제조방법.
The method of claim 5,
The non-reactive liquid is one or more selected from the group consisting of ethanol, methanol, propanol, butanol, pentanol, ester alcohols, toluene, and xylene.
상기 고분자 수지 희석액은 고분자 수지와 희석제가 1 : 1 - 10의 중량비로 혼합하는 것을 특징으로 하는 중공형 필러가 혼합된 복합경화물의 제조방법.
The method of claim 5,
The polymer resin diluent is a method for producing a composite cured product containing a hollow filler, characterized in that the polymer resin and the diluent are mixed in a weight ratio of 1: 1-10.
상기 고분자 수지는 폴리우레탄 수지, 폴리우레아 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지, 아미노 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 규소 수지, 및 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 중공형 필러가 혼합된 복합경화물의 제조방법.The method of claim 11,
The polymer resin is at least one selected from the group consisting of polyurethane resin, polyurea resin, polyimide resin, polyester resin, amino resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, silicon resin, and epoxy resin. Method for producing a composite cured product mixed with a hollow filler.
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100422743B1 (en) * | 1995-08-26 | 2004-06-26 | 도토기키 가부시키가이샤 | Injection molding method of powder and injection molding method used for injection molding and production method of continuous pore porous body used in injection molding type |
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|---|---|---|---|---|
| KR100422743B1 (en) * | 1995-08-26 | 2004-06-26 | 도토기키 가부시키가이샤 | Injection molding method of powder and injection molding method used for injection molding and production method of continuous pore porous body used in injection molding type |
| WO2018061211A1 (en) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 日立化成株式会社 | Process for producing aerogel composite, aerogel composite, and heat-insulated object |
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