KR102637874B1 - 교통 안전시설 부착용 이액형 접착제 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리카보네이트계 폴리올 및 이소시아네이트계 화합물의 반응에 의하여 생성된 폴리우레탄계 프리폴리머 15 중량% 내지 50 중량%, 및 에폭시 수지 50 중량% 내지 85 중량%의 반응에 의하여 형성된 폴리 우레탄 변성 에폭시 수지 100 중량부; 고무변성 에폭시 수지 30 내지 70중량부; 실란변성 에폭시 수지 30 내지 70 중량부; 경화제로서 폴리아미도아민계 화합물 50 내지 150중량부; 및 필러 30 내지 100중량부를 포함하는 교통안전시설 부착용 이액형 접착제 조성물을 제공한다.
Description
본 발명은 접착제 제조 기술에 관한 것으로서, 구체적으로는 계절 변화 및 도로 사정의 악조건 등의 혹독한 환경 하에서 필연적으로 내후성 및 내마모성을 필요로 하는 특수 접착제 조성물의 제조 기술에 관한 것이다.
차량 이동이 이루어지는 도로 등 교통 환경에서 도로 등에 부착되는 대표적인 교통안전시설로서 도로표지병이라는 시설물이 있다. 도로표지병이란, 도로의 표면에 설치하는 시설물로서, 야간이나 악천후 시에 운전자의 시선을 유도하고 교통안전을 도모하기 위한 목적으로 사용되는 시설물이다. 도로표지병은 반사체나 발광체로 구성되며, 형상, 색상, 반사성능, 설치간격 등에 대한 규정이 있습니다. 도로표지병은 도로의 중앙선, 차로 경계선, 전용차로, 노상장애물, 안전지대 등에 설치될 수 있다. 도로표지병의 설치방법으로는 드릴천공 방법과 부착식 방법이 있으며, 각각 장단점을 가지고 있다. 이러한 도로표지병은 교통안전을 위하여 중요한 시설물로서 유지관리가 정기적으로 이루어져야 한다. 특히, 유지관리는 정기적으로 점검하고 청소하거나 교체해야 합니다.
상술한 도로표지병의 설치방법 중 드릴천공 방법 역시 상기 부착식 방법이 병행되는 경우가 일반적이다. 따라서 도로표지병 등의 교통안전시설의 견고한 부착은 교통안전을 위한 필수적으로 유지되어야 한다. 그러나 도로표지병 등 교통안전시설이 부착되는 피부착 대상은 주로 아스팔트나 콘트리트와 같은 재질을 갖고 있기 때문에, 교통안전시설의 부착 특성은 악천후, 장마, 고온 고습의 여름, 동절기의 제설제 도포 환경 등 가혹한 환경에서 그 특성을 상실할 수 있다.
따라서 열악한 교통환경에서의 내후성, 내마모성, 내화학성 등 견고한 내구성을 유지할 수 있는 특수한 접착제가 지속적으로 개발되어야 하는 현실이다. 도로표지병과 같은 교통안전시설의 부착을 위한 접착제로서 한국 등록특허 10-2191001호에는 고무변성 및 실란 처리된 에폭시 수지를 주제로 하는 접착제 조성물이 개시되어 있다.
그러나 상기 접착제 조성물의 경우에도, 열악한 환경 하에서의 환경 신뢰성을 담보할 수 없고 바람 등의 물리적 진동에 대한 내구력이 현저히 떨어지는 것으로 확인되었다. 내마모성, 내후성 등의 내구성 측면 뿐만 아니라 탄성복원성 등의 유연성을 확보하고 내화학성이 강화된 보다 개선된 교통시설 부착용 접착제의 개발은 따라서 여전히 새로운 니즈가 발생하고 있다.
본 발명은 악천후, 오염 등 열악한 도로 환경에서도 교통안전시설을 안정적으로 피부착물에 부착시킬 수 있는 교통안전시설 부착용 이액형 접착제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 교통안전시설 부착용 이액형 접착제 조성물은 폴리카보네이트계 폴리올 및 이소시아네이트계 화합물의 반응에 의하여 생성된 폴리우레탄계 프리폴리머 15 중량% 내지 50 중량%, 및 에폭시 수지 50 중량% 내지 85 중량%의 반응에 의하여 형성된 폴리 우레탄 변성 에폭시 수지 100 중량부; 고무변성 에폭시 수지 30 내지 70중량부; 실란변성 에폭시 수지 30 내지 70 중량부; 경화제로서 폴리아미도아민계 화합물 50 내지 150중량부; 및 필러 30 내지 100중량부를 포함한다.
상기 카보네이트계 폴리올은 비스페놀 A형 화합물을 사용하는 것이 바람직하며 상기 카보네이트계 폴리올로서는 하기 화학식(1)로 표시되며, 500 내지 3000의 중량평균 분자량을 갖는 화합물을 사용할 수 있다.
상기 화학식(1)에서 n은 자연수이다.
상기 폴리우레탄계 프리폴리머는 상기 폴리카보네이트계 폴리올과 이소시아네이트계 화합물이 각각 1 : 0.3 ~ 0.6의 중량비율로 반응하여 형성될 수 있다.
상기 폴리우레탄게 프리폴리머에 부가되는 에폭시 수지는 화기 화학식(2)로 표시되는 화합물일 수 있다.
(식 중, a1, a2 는 0 ∼ 10 의 수이다)
상기 경화제로서는, 폴리아마이드계 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 필러는 현무암 유래 세라믹 분말을 포함할 수 있고, 상기 현무암 유래 세라믹 분말은 현무암 용융온도 미만인 800℃ 내지 900℃ 하에서 열처리되고 냉각된 후 분말화 한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 교통안전시설 부착용 이액형 접착제의 제조방법은, 폴리카보네이트계 폴리올 및 이소시아네이트계 화합물의 반응에 의하여 생성된 폴리우레탄계 프리폴리머 15 중량% 내지 50 중량%, 및 에폭시 수지 50 중량% 내지 85 중량%를 반응시키켜 폴리우레탄 변성 에폭시 수지를 합성하는 단계; 및 상기 폴리우레탄 변성 에폭시 수지에, 고무변성 에폭시 수지, 실란변성 에폭시 수지, 경화제 및 필러를 배합하는 배합 단계를 포함한다.
상기 필러는 현무암을 열처리 및 냉각 후 분말화한 현무암 유래 세라믹 분말을 포함할 수 있다.
상기 폴리우레탄 변성 에폭시 수지 합성 단계에서, 반응 촉진제로서 디부틸 틴 라우릴레이트(DBTL)를 첨가할 수 있다.
또한, 상기 폴리우레탄 변성 에폭시 수지 합성 단계에서, 에폭시 희석제를 더 첨가할 수 있다.
상기 배합 단계에서, 유연성 강화를 위하여 KDSF-180 에폭시 수지를 더 투입할 수 있다.
본 발명에 따른 교통안전시설 부착용 이액형 접착제 조성물은, 악천후, 겨울철 제설제 등의 오염물질, 계절별 기후 변화 등 다양한 열악한 환경에서도 교통안전시설을 안정적으로 아스팔트 등 피부착물에 부착시킬 수 있다.
특히, 접착면의 내마모성이 우수하여, 접착면 손실에 따른 부착물의 분리 현상을 현저히 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 접착제 조성물은 점도 특성이 우수하여 배합 단계 및 도포 단계에서의 작업성과 작업 신뢰성이 매우 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교통 안전 시설 부착용 이액형 접착 조성물의 제조 방법을 개념적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에서 첨가제로 사용될 수 있는 현무암 유래 세라믹 분말의 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 분말을 제조하는 방법을 개념적으로 보여주는 순서도이다.
도 4는 출원인인 국도화학에서 본 발명의 일 실시예에 따라 제조한 KSA-300 이액형 접착제 조성물에 대한 물성 평가를 보여주는 참고 도면이다.
도 5는 접착 성능 평가를 위하여 수행한 시험 조건 및 방법을 보여주는 참고 도면이다.
도 6은 접착 성능 평가를 위하여 수행한 시험 조건 및 방법을 보여주는 다른 참고 도면이다. 도 7은 도 4의 KSA-300의 접착 성능을 보여주는 참고 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에서 첨가제로 사용될 수 있는 현무암 유래 세라믹 분말의 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 분말을 제조하는 방법을 개념적으로 보여주는 순서도이다.
도 4는 출원인인 국도화학에서 본 발명의 일 실시예에 따라 제조한 KSA-300 이액형 접착제 조성물에 대한 물성 평가를 보여주는 참고 도면이다.
도 5는 접착 성능 평가를 위하여 수행한 시험 조건 및 방법을 보여주는 참고 도면이다.
도 6은 접착 성능 평가를 위하여 수행한 시험 조건 및 방법을 보여주는 다른 참고 도면이다. 도 7은 도 4의 KSA-300의 접착 성능을 보여주는 참고 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 교통 안전시설 부착용 이액형 접착제 조성물에 대하여 자세하게 설명하도록 한다. 하기 설명들은 본 발명의 기술사상을 구체화하여 설명하기 위한 예시적인 설명들이며, 하기 설명들에 의하여 본 발명의 기술사상이 제한되지 않는다. 본 발명의 기술사상은 오직 후술하는 청구범위에 의하여 해석되고 제한될 수 있을 뿐이다.
상기 교통 안전시설 부착용 이액형 접착제 조성물은, 서로 다른 이종의 에폭시 수지와 경화제로 이루어진 이액형 조성물로서, 보 발명은 주제인 에폭시 수지로서, 폴리우레탄 변성 에폭시 수지, 고무변성 에폭시 수지 및 실란변성 에폭시 수지를 포함한다.
상기 접착제 조성물의 필수 주제인 폴리우레탄 변성 에폭시 수지의 합성 방법을 중심으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 접착제 조성물의 제조 방법을 순차적으로 설명하도록 한다. 이 과정에서, 각 단계에 투입되는 화합물 및 그 양적 관계에 대해서도 자세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교통 안전 시설 부착용 이액형 접착 조성물의 제조 방법을 개념적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 교통 안전시설 부착용 이액형 접착제 조성물을 제조방법(S100)은 폴리카보네이트 폴리올 준비 단계(S110), 폴리우레탄 프리폴리머 합성단계(S120), 폴리우레탄 변성 에폭시 수지 합성 단계(S130) 및 배합 단계(S140)를 포함한다.
상기 주제인 폴리우레탄 변성 에폭시 수지를 합성하기 위한 첫 단계는 폴리카보네이트 폴리올을 준비하는 단계(S110)이다. 포리카보네이트 폴리올은 비스페놀 A와 포스겐을 용제와 알칼리 수용액의 현탁액에서 중축합 반응을 일으켜 합성될 수도 있고, 비스페놀 A와 디페닐 카보네이트를 고온에서 에스테르 교환 반응을 일으켜 합성될 수도 있다. 그러나, 본 실시예에서는 후술하는 바와 같이, 상용화된 제품을 구매함으로써, 폴리카보네이트 폴리올을 준비한다.
상기 폴리카보네이트계 폴리올은 폴리카보네이트의 구조와과 유사하지만, 폴리카보네이트는 비스페놀 A와 포스젠으로 합성되는 반면, 본 실시예의 카보네이트 폴리올은 페놀과 아세톤을 반응시켜 탄생한 단량체인 비스페놀 A와 이산화탄소를 원료로 사용하여 될 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리카보네이트계 폴리올로서는 하기 화학식(1)으로 표시되는 폴리카보네이트 디올 화합물이 사용될 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식(1)에서 n은 자연수이다.
상기 폴리카보네이트계 폴리올로서는 예를 들면 T5650, T5651, T5650E, T56502 등의 제품이 사용될 수 있고, 또한, 상기 폴리카보네트계 폴리올로서는 중량평균 분자량이 500 내지 3000인 폴리올이 사용되는 것이 바람직하다.
상기 폴리카보네이트의 분자량은 에폭시 수지에 요구되는 우레탄 변성의 정도에 따라 상기 분자량 범위 내에서 가변적으로 조절될 수 있다.
폴리카보네이트 폴리올이 준비되면, 준비된 폴리카보네이트 폴리올과 이소시아네이트계 화합물을 반응시키는 폴리우레탄계 프리폴리머 합성단계(S120)가 수행된다.
상기 폴리카보네이트계 폴리올과 반응하여 우레탄 결합을 형성하는 이소시아네이트계 화합물로서는, 톨루엔디이소시아네이트 (TDI), 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 (MDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(HM야, 자일릴렌디 이소시아네이트 (XDI), 수소화자일릴렌디이소시아네이트 (HXDI), 이소포론디이소시아네이트 (IPDI), 나프탈렌디 이소시아네이트 등을 들 수 있다.
반응에 참여하는 상기 폴리카보네이트 폴리올과 이소시아네이트계 화합물의 비율은 (폴리카보네이트 폴리올) 1 : 0.3 내지 0.6 (이소시아네이트계 화합물)로 설계되는 것이 바람직하다.
상기 폴리우레탄계 프리폴리머 합성단계에서 반응 촉진제로서, 디부틸 틴 라우릴레이트(DBTL)가 투입될 수 있다. 상기 DBTL은 전제 반응물 중량 대비 0.1 중량% 미만으로 반응계에 투입되는 것이 바람직하다.
상기 폴리카보네이트계 폴리올의 합성 단계(S120)는 70℃ 내지 100℃의 온도 하에서 1 시간 이상 이루어지며 NCO- 함량이 5 중량% 이하이면 반응을 종료한다.
폴리카보네이트계 폴리올의 합성(S120)이 완료되면, 합성된 폴리카보네이트계 폴리올에 에폭시 수지를 부가하여 폴리우레탄 변성 에폭시 수지의 합성 단계(S130)를 수행한다.
부가되는 에폭시 수지는 비스페놀계 에폭시 수지로서, 예를 들면, 하기 화학식(2)으로 표시되는 에폭시 수지일 수 있다.
[화학식 2]
식 중, R1 은 각각 독립적으로, H 또는 알킬기이고, a 는 0 ∼ 10 의 수이다. R1 이 알킬기인 경우, 바람직 하게는 탄소수 1 ∼ 3 의 범위이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 이다.
상기 에폭시 수지로서, 하기 화학식(3)의 비스페놀 A형 에폭시 수지가 사용될 수 있다.
식 중, a1, a2 는 0 ∼ 10 의 수이다.
본 실시예의 에폭시 수지는, 상온에서 액상이고, 에폭시 당량이 150 ∼ 300 g/eq 이고, 수산기 당량 800 ∼ 2000 g/eq 의 2 급 수산기 함유 비스페놀계 에폭시 수지일 수 있다. 수산기 당량이 작은 점에서, 소량의 비스페놀형 에폭시 수지를 사용함으로써, 얻어지는 변성 에폭시 수지의 우레탄 농도를 크게 하는 것이 가능해진다.
구체적으로 입수 가능한 에폭시 수지로는 YD-128(에폭시화학공업(주)), YD-134(국도화학) 등을 들 수 있으며, 특히 YD-134 제품의 경우 고순도, 고점도, 고내열성 등의 특징을 갖는다.
상기 폴리우레탄 변성 에폭시 수지 합성단계(S130)는 폴리우레탄계 프리폴리머 15 중량% 내지 50 중량%, 및 에폭시 수지 50 중량% 내지 85 중량%의 반응에 의하여 이루어진다. 반응은, 70℃ 내지 100℃의 온도 하에서 1 시간 이상 이루어지며 NCO- 함량이 소진되면 반응을 종료한다.
상기 폴리우레탄 변성 에폭시 수지 합성단계(S130)에서, DE-203(에폭시화학공업(주)), PE-207(국도화학) 등의 에폭시 희석제가 첨가될 수 있다. 반응 희석제는 에폭시 수지의 점도를 낮추고 반응성을 향상시키기 위하여 사용된다.
폴리우레탄 변성 에폭시 수지 합성 단계(S130)를 통하여, 접착제 조성물의 주제가 준비될 수 있다.
폴리우레탄 변성 에폭시 수지 합성 단계(S130)가 완료되면, 추가적인 에폭시 수지의 부가 및 경화제를 첨가하고 배합하는 배합 단계(S140)가 수행되며, 이를 통하여 이액형 접착제 조성물이 제조될 수 있다.
부가되는 성분은 추가 주제로서의 에폭시 수지들이며, 상기 추가 에폭시 수지 고무변성 에폭시 수지 및 실란변성 에폭시 수지이다.
상기 고무변성 에폭시 수지 및 실란변성 에폭시 수지는 각각 상기 폴리우레탄 변성 에폭시 수지 100 중량부 대비 각각 30 내지 70 중량부가 되도록 배합되는 것이 바람직하다.
상기 고무변성 에폭시 수지로는 KR-207(국도화학), KR-208(금호피앤비화학) 등의 제품을 사용할 수 있으며, 상기 KR-207 제품의 경우, 터미네이티드 부타디엔 아크릴로니트릴(CTBM)의 공중합체로서, 우수한 인성, 유연성 및 뛰어난 T-피링 강도를 갖는다. 아울러 상기 제품은 심관능 특성으로 인해 경화 속도가 빠른 장점을 갖는다. KR-208의 경우 고내식성, 고내열성, 고강도 및 고경도의 특징을 갖는 에폭시 수지로서, 비스페널 F형 고상 수지이다. 상기 고무변성 에폭시 수지는 복수종 혼합하여 배합될 수 있으나, 배합되는 고무변성 에폭시 수지의 함량은 전술한 폴리우레탄 변성 에폭시 수지 100 중량부 대비 30 내지 70 중량부 범위 내로 조절되어야 한다.
상기 실란변성 에폭시 수지로는, KSR-177(국도화학) 등의 제품이 사용될 수 있다. 상기 수지는 경량, 용제-프리의 특성을 가지며, 폴리아미드와 탄화수소 수지와의 호환성이 매우 좋다. 이외에도 다양한 실란변성 에폭시 수지가 사용될 수 있으며, 실란변성 에폭시 수지 역시, 복수종 혼합하여 배합 단계(140)에 투입될 수 있다.
외에도 상기 배합 단계(S140)에서는 접착제 조성물의 경화시 유연성 강화를 위하여 KDSF-180 등의 에폭시 수지를 추가로 포함할 수 있다.
배합 단계(S140)에서 투입되는 경화제로서는 폴리아미도아민계 화합물이 사용되는 것이 바람직하다. 상기 폴리아미도아민계 화합물로서는, 예를 들면, GA0533 등의 상용화된 제품을 들 수 있다. 상기 GA0533 경화제의 경우 높은 내열성 및 우수한 기계적 강도를 구현할 수 있으며, 낮은 수축률 및 빠른 경화속도의 특징을 갖습니다.
이외에도, 접착력 향상을 위하여 경화제로서 폴리아마이드 화합물을 더 포함할 수 있다. 포함될 수 있는 폴리아마이드 경화제로서는, G5022, G-640, G-0331 등의 상용화된 경화제 등이 고려될 수 있다.
상기 경화제 역시 복수종 혼합되어 배합 단계(S140)에 투입될 수 있으나, 투입되는 총 경화제의 함량은 폴리우레탄 변성 에폭시 수지 100 중량부 대비 50 내지 150 중량부로 조절되는 것이 바람직하다.
한편, 배합 단계(S140)에서, 기계적 강도 및 도로 환경 등을 고려하여 다양한 필러가 첨가될 수 있다.
상기 필러로는, 실리카, 탄산칼슘, 광물 유래 세라믹 분말 등이 사용될 수 있으며, 이러한 필러는 제조되는 교통안전 시설 부착용 접착제 조성물의 신뢰성 및 경제성을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 상기 배합 단계(S140)에 투입되는 필러의 함량은 상기 폴리우레탄 변성 에폭시 수지 100 중량부 대비 30 내지 100 중량부로 조절된다.
상기 필러 중, 광물 유래 세라믹 분말로서는, 현무암 유래 세라믹 분말을 사용할 수 있다.
상기 세라믹 분말은 현무암 파쇄 분말을 완전용융 온도 이하인 800℃ 내지 1000℃의 온도 하에서 용융하고 냉각시켜 분말화한 것이다.
상기 세라믹 분말은 접착 강도 뿐만 아니라 접착면의 내마모성 및 내후성을 현저히 향상 시키는 것으로 확인되었으며, 향후 융용성이 더욱 강화될 것으로 기대되는 필러이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에서 첨가제로 사용될 수 있는 현무암 유래 세라믹 분말의 사진이다.
도 2를 참조하면, 상기 현무암 유래 세라믹 분말은 본래 현무암의 색상인 흑색과 달리 갈색 계열의 색상을 나타내는 것을 알 수 있다.
이하에서는 상기 현무암 유래 세라믹 분말을 제조하는 단계를 자세하게 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 분말을 제조하는 방법을 개념적으로 보여주는 순서도이다.
도 1을 참조하면, 현무암 유래 세라믹 분말의 제조방법(S300)을 수행하기 위해서 우선 현무암을 준비하고 세척하는 현무암 준비 및 세척단계(S310)를 수행한다. 현무함 시료는 시중에서 구매한 시료이며 형태적 제한은 특별히 없다. 다만, 후속되는 파쇄단계의 입자 크기 조절을 위하여 상기 현무암 시료로서 분말화된 형태의 시료를 구매하지 않는 것이 바람직하다. 세척은 현무암 표면에 존재하는 불순물을 선결적으로 제거함으로써, 향후 용융단계의 온도를 변화시키는 인자로 작용할 수 없도록 하는 조치이다. 상기 불순물 제거 방식으로는 비중 차이를 이용한 방식 등이 활용될 수 있다.
현무암이 세척되고 건조된 후, 현무암 파쇄단계(S320)를 수행한다. 상기 파쇄단계(S320)를 통하여 현무암 파쇄물이 준비되는데, 상기 파쇄물 입자의 평균 입경은 대략 0.1mm ~ 0.5mm 수준으로 유지되도록 파쇄가 진행되는 것이 바람직하다. 용융 효율을 위해서는 현무암을 더욱 미세하게 파쇄하는 것이 유리하나, 파쇄된 입자의 평균 입경이 0.1mm 미만일 경우 용융이 너무 급격하게 일어나 이상 열처리에 따른 온전한 특성 발현이 어려워질 수 있다. 현무암 파쇄단계(S320)에서도 현무암 내부에 포함되어 분쇄된 이물질을 다양한 방법으로 분리해 낸다. 이물질은 후술하는 용융단계(S330)의 용융온도 이상화를 초래할 수 있기 때문이다.
현무암 파쇄물이 준비되면, 상기 현무암 파쇄물에 대하여 가열하여 용융시키는 저온 용융단계(S330)를 수행한다. 현무암 파쇄물은 통상의 완전 용융 온도인 1400℃ 이상의 온도가 아닌 800 내지 1000℃의 상대적 저온 환경에서 용융되어야 하며, 상기 온도 하에서 용융됨으로써 강화소재로서 요구되는 물성이 달성될 수 있다. 한편, 상기 용융단계(S330)를 수행하는 과정에서, 유황, 또는 산성용액이 첨가될 수 있다.
저온 용융단계(S330)이 완료되면 용융물을 냉각시키는 냉각단계(S340)를 수행한다. 상기 냉각은 상온에서 충분히 이루어지도록 한다. 상기 냉각단계(S340)가 완료되면 냉각된 용융물을 분말화하는 분말화 단계(S350)를 수행함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 현무암 유래 세라믹 분말이 준비될 수 있다.
상기 현무암 유래 세라믹 분말은 세부적인 용융 온도 조건이나 첨가물의 추가 여부는 상기 세라믹 분말의 조성이 하기 조성을 갖도록 가변적으로 이루어질 수 있다. 상기 세라믹 분말은 시험결과(한국재료연구소) SiO2 100 중량부; Al2O3 25 내지 32 중량부; CaO 18 내지 22 중량부; MgO 18 내지 22 중량부; Fe2O3 18 내지 22 중량부; 및 Ti, Y, La, Ce 및 Nd 등의 금속성분을 포함하는 것으로 확인하였다.
하기 표 1은 상기 세라믹 분말의 조성을 예시한 표이다.
| SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | Fe2O3 | Ti | Y | La | Ca | Nd |
| bal | 15.33 | 10.19 | 10.07 | 10.18 | 1.19 | 0.0043 | 0.0095 | 0.0131 | 0.0071 |
한편, 상기 가열처리단계(S110)는 100℃ 내지 121℃의 온도 조건 및 1.5 기
이상의 성분들을 이용한 배합 단계(S140)를 통하여, 교통안전 시설 부착용 이액형 접착제 조성물이 완성될 수 있다.
이하에서는 제조된 접착제 조성물의 성능 평가를 위한 실시예를 더욱 구체적으로 설명함으로써, 본 발명의 이해를 도모하고자 한다.
도 4는 출원인인인 국도화학에서 본 발명의 일 실시예에 따라 제조한 KSA-300 이액형 접착제 조성물에 대한 물성 평가를 보여주는 참고 도면이다. 도 5는 접착 성능 평가를 위하여 수행한 시험 조건 및 방법을 보여주는 참고 도면이다. 도 6은 접착 성능 평가를 위하여 수행한 시험 조건 및 방법을 보여주는 다른 참고 도면이다. 도 7은 도 4의 KSA-300의 접착 성능을 보여주는 참고 도면이다.
실시예
실시예 1
하기 표 2에서와 같은 조성으로 실시예 1의 이액형 접착제 조성물을 준비하였다.
| 성분 | 사용제품 | 함량 (중량비율) |
배합물 | 함량 (배합비율) |
| 폴리카보네이트 폴리올 | T5651 | 30 | 폴리우레탄 변성 에폭시 수지 |
100 |
| 이소시아네이트 | HMDI | 10 | ||
| 촉진제 | DBTL | 0.1 | ||
| KR-207 | - | 고무변성 에폭시 수지 | 50 | |
| KSR-177 | - | 실란변성 에폭시 수지 | 50 | |
| KDSF-180 | 추가 에폭시 수지 | 15 | ||
| G-5022 | 경화제 | 70 | ||
| G-A0533 | 경화제 | 30 | ||
| 필러 | 실리카 | 20 | ||
| 세라믹분말(현무암) | 15 |
상기 실시예 1에서 배합된 접착제를 기본으로 하여 전술한 대체 성분들에 대하여 반복 실험을 다양하게 변형 실히하고, 전체적인 접착제의 물성평가(표 3) 및 접착특성 평가(표 4)를 수행하였다. 하기 표 2 및 도 4를 참고하면, 접착제의 물성평가 결과는 다음과 같다.
| 항목 | 단위 | 성분 | 값 | 시험방법 |
| 점도 |
cps (25℃) |
주제(에폭시 수지) | 5000 ~ 20000 | ASTM D4401 |
| 경화제 | 3000 ~ 7000 | |||
| 접착제 | 5000 ~ 15000 | |||
| 비중 | 25℃ | 주제 | 1.20 ~ 1.25 | ASTM D6093-6097 |
| 경화제 | 0.97 ~ 1.02 | |||
| 배합비율 | 2 : 1 | - | ||
| 색상 | 옅은 노란색 | ASTM D1500 |
| 항목 | 단위 | 값 | 시험방법 |
| Gell time (100g) | 25℃ | 100 분 | ASTM E831 |
| Work tim (10g) | 25℃ | 60 분 | ASTM E831 |
| 경화 조건 (10g) | 25℃ | 24 시간 | - |
| 50℃ | 90 분 | ||
| 60℃ | 45 분 | ||
| 단일랩 전단강도 (25℃ |
Mpa | 27/Steel | ASTM D1002 |
| 25/Stainless | |||
| 22/Aluminum | |||
| 24/Epoxy | |||
| 12/Poly urethane | |||
| 10/Polycarbonate | |||
| 7/Polyacrylic | |||
| 단일랩 전단강도 (내환경성, CFRP) |
Mpa | 12@80℃ | ASTM D1002 |
| 15@-30℃ | |||
| 20@Heat cycle | ~80℃10 cyles, -40℃~80℃ 5% salt, 35℃, 10일 2000 hrs, 80℃ 침수, 30일 |
||
| 18@salt fog | |||
| 20@Heat | |||
| 17@Water | |||
| T-peel강도 | N/25mm | 220/steel | ASTM D1002 |
| 180/알루미늄 | |||
| 크로스 필 강도, CFRP) | Mpa | 2.6 | ISO 14272 |
삭제
Claims (12)
- 폴리카보네이트계 폴리올 및 이소시아네이트계 화합물의 반응에 의하여 생성된 폴리우레탄계 프리폴리머 15 중량% 내지 50 중량%, 및 에폭시 수지 50 중량% 내지 85 중량%의 반응에 의하여 형성된 폴리 우레탄 변성 에폭시 수지 100 중량부;
고무변성 에폭시 수지 30 내지 70 중량부;
실란변성 에폭시 수지 30 내지 70 중량부;
경화제로서 폴리아미도아민계 화합물 50 내지 150중량부; 및
필러 30 내지 100중량부를 포함하는 교통안전시설 부착용 이액형 접착제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 폴리카보네이트계 폴리올은 비스페놀 A형 화합물인 것을 특징으로 하는 교통안전시설 부착용 이액형 접착제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 폴리카보네이트계 폴리올은 하기 화학식으로 표시되며, 500 내지 3000의 중량평균 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 교통안전시설 부착용 이액형 접착제 조성물.
(식 중, n은 자연수이다)
- 제1항에 있어서,
폴리우레탄계 프리폴리머는 상기 폴리카보네이트계 폴리올과 이소시아네이트계 화합물이 각각 1 : 0.3 ~ 0.6의 중량비율로 반응하여 형성된 것임을 특징으로 하는 교통안전시설 부착용 이액형 접착제 조성물.
- 제 1항에 있어서,
상기 폴리우레탄계 프리폴리머에 부가되는 에폭시 수지는 화기 화학식으로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 교통안전시설 부착용 이액형 접착제 조성물.
(식 중, a1은 0 ∼ 10 의 수이다) - 제1항에 있어서,
상기 경화제로서, 폴리아마이드계 화합물을더 포함하는 것을 특징으로 하는 교통안전시설 부착용 이액형 접착제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 필러는 현무암 유래 세라믹 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 교통안전시설 부착용 이액형 접착제 조성물.
- 제7항에 있어서,
상기 현무암 유래 세라믹 분말은 현무암 용융온도 미만인 800℃ 내지 900℃ 하에서 열처리되고 냉각된 후 분말화 한 것임을 특징으로 하는 교통안전시설 부착용 이액형 접착제 조성물.
- 폴리카보네이트계 폴리올 및 이소시아네이트계 화합물의 반응에 의하여 생성된 폴리우레탄계 프리폴리머 15 중량% 내지 50 중량%, 및 에폭시 수지 50 중량% 내지 85 중량%를 반응시키켜 폴리우레탄 변성 에폭시 수지를 합성하는 단계; 및
상기 폴리우레탄 변성 에폭시 수지에,
고무변성 에폭시 수지, 실란변성 에폭시 수지, 경화제 및 필러를 배합하는 배합 단계를 포함하고,
상기 필러는 현무암을 열처리 및 냉각 후 분말화한 현무암 유래 세라믹 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는,
교통안전시설 부착용 이액형 접착제 조성물의 제조방법.
- 제 9항에 있어서,
상기 폴리우레탄 변성 에폭시 수지 합성 단계에서,
반응 촉진제로서 디부틸 틴 라우릴레이트(DBTL)를 첨가하는 것을 특징으로 하는 교통안전시설 부착용 이액형 접착제 조성물의 제조방법.
- 제 9항에 있어서,
상기 폴리우레탄 변성 에폭시 수지 합성 단계에서,
에폭시 희석제를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 교통안전시설 부착용 이액형 접착제 조성물의 제조방법.
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