KR19990076782A - 건축 구조물용 고착제 - Google Patents
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Abstract
주성분, 경화제 및 주성분에 대한 촉진제로 이루어지는 건축 구조물용 고착제; 상기 주성분은 카르복실산과 알코올의 다작용성 에스테르를 함유하는 반응성 단량체로 희석된 에폭시 아크릴레이트 수지이며, 상기 다작용성 에스테르의 하나 이상은 반응성 이중 결합을 함유하며; 상기 경화제는 유기 퍼옥사이드이고; 상기 주성분에 대한 촉진제는 N-치환체 내에 히드록실기를 함유하는 3 차 방향족 아민이다.
Description
종래, 기재에 앵커 볼트와 같은 고착부재를 고정시키기 위한 캡슐 또는 충전형 고착제가 사용되어 왔다.
캡슐형 고착제가 사용되는 경우, 고착제를 포함하는 캡슐을 천공된 구멍으로 삽입하고, 앵커 볼트 등을 회전 타격함으로써 캡슐을 파쇄하여 캡슐 내의 고착제의 주성분 (main ingredient) 과 경화제를 혼합함으로써 고착부재를 고정시킨다. 이 방법에 적용되는 고착제로서, 일본 특허 출원 공고 공보 제 37076/1987 호에 개시된 주성분의 주요 성분으로서 에폭시 아크릴레이트 수지를 함유하는 캡슐형 고착제, 일본 특허 출원 공개 공보 제 243876/1986 호에 개시된 에폭시 아크릴레이트계 수지를 함유하는 접착제 및 일본 특허 출원 공개 공보 제 254681/1986 호에 개시된 에폭시 아크릴레이트 수지와 고급지방산 에스테르의 혼합물을 포함하는 고착제가 공지되어 왔다. 또한, 주성분으로서 아크릴계 에폭시 아크릴레이트 수지 및 촉진제로서 N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘을 함유하는 고착제가 공지되어 있다.
충전형 고착제는 시공현장에서 혼합된 것과 카트리지 중에 함유된 것을 포함한다. 전자의 충전형 고착제가 사용되는 경우, 주성분 및 경화 수지를 시공현장에서 혼합하고, 이어서 천공된 구멍에 충전함으로써 고착부재를 고정시킨다. 후자의 것이 사용되는 경우, 카트리지 내의 주성분 및 경화제를 핸드 건 (hand gun), 유압 등을 사용하여 적당량씩 배출시킨 다음, 천공된 구멍 내에서 정지 혼합기와 같은 혼합기를 사용하여 혼합된 고착제를 충전함으로써 고착부재를 고정시킨다. 후자의 고착제로서, 일본 특허 출원 공개 공보 제 24714/1984 호에 개시된 것이 공지되어 있다. 상기 고착제는 불포화 폴리에스테르 수지, 반응성 희석제, 충전제, 틱소트로피화제 (thixotropic agent) 및 라디칼 경화제를 포함한다.
상기 결합제에 사용되는 주성분은 반응성 단량체를 함유하며, 적당한 점도로 희석된다. 반응성 단량체로서, 스티렌 단량체가 광범위하게 사용된다. 그러나, 스티렌 단량체는 위험물 (제 4 급 오일의 제 2 군) 이며, 또한 산업 안전 위생법에 의해 유기 용매로 분류된 물질이다. 따라서, 비스티렌계 주성분, 즉 스티렌 단량체가 없는 주성분이 매우 요구되고 있으며, 일본 특허 출원 공개 공보 제 27528/1992 호에 개시된 "볼트 고정용 캡슐" 이 이러한 유형의 주성분, 즉 비스티렌계 주성분을 사용하는 캡슐형 고착제로서 공지되어 있다.
그러나, 종래의 비스티렌계 주성분은 적당한 경도로 조정될 수 없다는 단점을 갖고 있다. 따라서, 고착제가 일정 기간 내에 경화되지 않으면 고착부재가 확실하게 고정될 수 없는 환경, 즉 고온 환경 (저위도지대 및 하절기), 저온 환경 (고위도지대 및 동절기), 및 수중 (우천시, 강 및 바다) 에서 사용하기가 매우 어렵다. 또한 고착제가 사용될 때까지 수지 안정성이 요구된다.
본 발명은 상기 문제를 피하며, 여러 가지 환경에서도 안정한 접착 강도를 나타내며, 수지 안정성이 우수한 건축 구조물용 고착제를 제공하는 것을 목표로 한다.
본 발명은 콘크리트나 암반과 같은 기재에 천공된 구멍 내부에 앵커 볼트 (anchor bolt) 와 같은 고착부재 (固着部材) 를 고정시키기 위한 건축 구조물용 고착제에 관한 것이다. 구체적으로는, 이는 고온 또는 저온 환경 하에서도 고강도 및 우수한 안정성을 나타내는 비(非)스티렌 단량체계 고착제에 관한 것이다.
본 발명은 주성분, 경화제 및 주성분에 대한 촉진제로 이루어지는 건축 구조물용 고착제에 관한 것이며; 주성분은 카르복실산과 알코올의 다작용성 에스테르를 함유하는 반응성 단량체로 희석된 에폭시 아크릴레이트 수지이며, 상기 다작용성 에스테르의 하나 이상은 반응성 이중 결합을 함유하며; 상기 경화제는 유기 퍼옥사이드이며; 상기 주성분에 대한 촉진제는 질소 치환체 내에 히드록실기를 함유하는 3 차 방향족 아민이다.
본 발명에 사용할 수 있는 에폭시 아크릴레이트 수지는 에폭시 수지 및 불포화 일염기산의 부가 반응 생성물이다. 생성물은 불포화 폴리에스테르 수지 및 에폭시 수지를 그 효과를 저하시키지 않는 양으로 함유할 수 있다.
에폭시 수지는 비스페놀 A 형, 비스페놀 AD 형, 비스페놀 S 형, 비스페놀 F 형, 노볼락형, 비페닐형, 나프탈렌형, 프탈산형, 헥사히드로프탈형 및 벤조산형의 디글리시딜 에테르 및 글리콜형의 디글리시딜 에테르 등을 포함한다. 일반적으로, 비스페놀 A 형 디글리시딜 에테르를 사용한다.
불포화 일염기산은 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 계피산, 소르빈산, 히드록시에틸 메타크릴레이트 말리에이트, 히드록시에틸 아크릴레이트 말리에이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트 말리에이트, 히드록시프로필 아크릴레이트 말리에이트 등을 포함한다. 일반적으로, 메타크릴산, 히드록시메타크릴레이트 말리에이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트 말리에이트 등을 함유하는, 알칼리 내성이 우수한 메타크릴형 에폭시 아크릴레이트 수지가 바람직하다.
본 발명에서 사용가능한 반응성 단량체는 카르복실산 및 알코올의 에스테르이다. 카르복실산 및 알코올의 하나 또는 양자 모두는 반응성 이중 결합을 함유하는 다작용성 성분이다. 이러한 에스테르는, 예컨대 에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 1,3-부탄디올 디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디메타크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리메타크릴레이트, 디알릴 프탈레이트, 트리알릴 트리멜리테이트 및 하기 화학식 1 또는 화학식 2 로 나타내는 디시클로펜탄 디엔계 화합물을 포함한다 :
(상기 식에서, R1은 수소 원자 및 메틸기를 나타내며; R2및 R3은 에틸렌, 부틸렌 등을 나타내며; n 및 m 은 0 내지 5 의 정수이다). 이 중에서, 메타크릴산 및 메타크릴 알코올을 포함하는 에스테르가 그 우수한 알칼리 내성 때문에 바람직하다. 상기 반응성 단량체는 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 또한 다작용성 에스테르는 소량으로 혼합되는 한, 혼합할 수 있다.
반응성 단량체의 에폭시 아크릴레이트 수지에 대한 혼합비는 구체적으로 한정되지는 않으나, 바람직하게는 10 내지 70 중량 %, 더욱 바람직하게는 30 내지 70 중량 %, 가장 바람직하게는 40 내지 60 중량 % 이다. 또한, 수지 점도가 0.1 내지 200 poise (E 형 점도계, 25 ℃) 가 될 수 있도록 혼합하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용가능한 경화제는 디아크릴 퍼옥사이드, 케톤 퍼옥사이드, 히드로퍼옥사이드, 디알킬 퍼옥사이드, 퍼옥시케탈, 알킬 퍼에스테르 및 퍼옥시카보네이트와 같은 유기 퍼옥사이드이다. 예컨대, 이들은 벤조일 퍼옥사이드, 메틸에틸케톤 퍼옥사이드, 라우릴 퍼옥사이드, 디쿠밀 퍼옥사이드, 쿠멘 히드록시퍼옥사이드 등을 포함한다. 가장 일반적으로, 벤조일 퍼옥사이드를 사용한다.
경화제는 통상 희석제로 희석하여 사용한다. 경화제의 희석제로서, 칼슘 술페이트 및 칼슘 카보네이트와 같은 무기 물질, 디메틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디시클로헥실프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 실리콘 오일, 액상 파라핀 중합성 단량체, 물 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 사용가능한 촉진제는 질소 치환체 내에 히드록실기를 함유하는 3 차 방향족 아민, 예컨대 N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘, N-페닐디에탄올 아민, N-p-톨릴디에탄올 아민, N,N-비스히드록시부틸-p-톨루이딘 등일 수 있다. N,N-비스히드록시프로필-p-톨루이딘이 소량으로도 효과를 나타내므로 바람직하다. 촉진제가 경화제와 직접적으로 접촉하지 않는 한, 사용할 때 주성분 또는 수지와 미리 혼합할 수 있다. 촉진제의 첨가량은 수지양을 기준으로 약 0.5 내지 5 중량 %, 바람직하게는 0.5 내지 1.5 중량 % 이다. 상기 촉진제는 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 통상적으로 사용하는 N,N-디메틸아닐린 및 코발트 나프테네이트와 같은 종래의 촉진제를 사용할 수 있다.
또한 주성분은 필요하다면, 중합 저해제, 착색제, 색소, 자외선 흡수제, 계면활성제, 골재, 충전제, 틱소트로피화제 등과 혼합할 수 있다. 경화제 또한, 필요하다면, 골재, 충전제, 틱소트로피화제, 희석제, 가소화제 등과 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 중합 저해제는 퀴논, 히드로퀴논, 페놀 등을 포함한다. 더욱 구체적으로, 벤조퀴논, p-벤조퀴논, p-톨루퀴논, p-자일로퀴논, 나프토퀴논, 2,6-디클로로퀴논, 히드로퀴논, p-t-부틸카테콜, 2,5-디-t-부틸히드로퀴논, 모노메틸히드로퀴논, p-메톡시페놀, 2,6-디-t-부틸-p-크레졸, 히드로퀴논 모노메틸에테르 등을 포함한다. 상기 중합 저해제는 필요량으로 적절히 첨가할 수 있다. 히드로퀴논 및 페놀이 아민과 혼합되는 경우, 착색화에 의해 저하하지 않으므로 바람직하다. 중합 저해제로서 가장 효과적인 것은 크레졸이다.
필요하다면, 태양광 등에 의한 겔화를 방지하는 내광 안정화제로서 착색제, 색소 및 자외선 흡수제를 첨가한다. 상기 첨가제는 진홍색 색소, 아조 색소, 프탈로시아닌 색소, 고급 유기 색소, 무기 색소 및 그의 혼합물을 포함한다. 예컨대, "Toner Yellow", "Toner Brown" 및 "Toner Green" (다께다 케미칼사 제조), "Color Tex Brown", "Color Tex Orange" 및 "Color Tex Maroon" (산요 컬러 워크사 제조) 및 "OPLAS YELLOW" (오리엔트 케미칼사 제조) 를 첨가할 수 있다. 첨가량은 주성분 내에 함유되는 수지의 유형, 단량체 유형 및 첨가제의 효과가 다르기 때문에 쉽게 결정할 수 없다.
본 발명에 사용할 수 있는 계면활성제는 음이온성, 양이온성, 비이온성 및 양성계면활성제를 포함한다. 이 중에서, 음이온성 계면활성제가 물 내에서의 인장 강도를 안정화하는 효과 때문에 바람직하다. 음이온성 계면활성제는 카르복실레이트로서 알킬에테르 카르복실레이트 ("VIEW LIGHT EAC", 산요 케미칼사 제조) 등; 술포네이트로서 디알킬 술포숙시네이트 ("SANSEPARA 100", 산요 케미칼사 제조), 알킬 알릴 술포숙시네이트, 알킬 술포아세테이트, α-올레핀 술포네이트 등; 술페이트 염으로서 알킬 알릴술페이트 및 알킬 에테르술페이트; 인산 에스테르 염으로서 알킬에테르 포스포레이트 등을 포함한다. 더욱 바람직하게는, 계면활성제가 수지에 첨가되는 경우, 겔화를 촉진하지 않기 때문에 디알킬 술포숙시네이트 또는 알킬 알릴 술포숙시네이트가 사용된다. 음이온성 계면활성제는 바람직하게는 1 가 또는 2 가 금속염 또는 암모늄염, 더욱 바람직하게는 나트륨염이다.
계면활성제가 고착제 내에 함유되거나 반응성 단량체 또는 용매 내에 용해된 임의의 성분과 혼합될 수 있을지라도, 수지와 혼합되는 것이 바람직하다. 사용되는 계면활성제의 양은 구체적으로 제한되지는 않으나, 고착 강도 면에서 30 중량 % 이하가 바람직하다.
본 발명에 사용할 수 있는 골재는 마그네시아 클링커, 유리 비드, 세라믹 및 경질 플라스틱과 같은 인공 골재 및 규석, 대리석, 화강암, 규사 및 석영사와 같은 천연 골재를 포함한다. 또한, 유리 섬유, 탄소 섬유 및 강철 섬유와 같은 섬유를 사용할 수 있다.
본 발명에 사용할 수 있는 충전제는 석영사, 규사, 규분, 탄산 칼슘, 석고, 유리 플레이크, 운모, 화산재, SIRASU (백색재), 실라스틱 미소중공구, 콘크리트 분말, 발포 콘크리트 분말, 유리 미소중공구, 중공 유리, 비산재, 카본 블랙, 알루미나, 철, 알루미늄 실리카 등을 포함한다.
본 발명에 사용할 수 있는 틱소트로피화제는 미세 분말 실리카 (상표명 AEROSIL), 비분말 알루미나, 탈크, 석면, 콜로이드 습윤 알루미늄 실리케이트/유기 복합체 (상표명 ORVEN), 벤토나이트, 카스토르 오일 유도체 등을 포함한다.
그러나, 상기 희석제, 골재, 충전제, 틱소트로피화제 등을 고착제와 혼합한 경우, 유기 산화물이 안정성을 저해하는 것을 고려하여 첨가할 필요가 있다.
본 발명의 고착제는 용기 내에 공급하여 사용할 수 있다. 상기 용기는 운반 또는 보관 중 파괴되지 않으며, 고착제를 흘리지 않도록 밀봉할 수 있는 것일 수 있다. 유리, 도자기, 합성 수지, 종이, 금속 등으로 만들어지며, 캡슐, 카트리지, 캔, 바켓 등의 형태이다. 이 경우에, 용기의 형태 및 재질은 용도에 따라 즉, 캡슐형 또는 충전형으로 적당히 선택할 수 있다. 경화제의 용기는 바람직하게는 사용될 경화제의 특성에 따라 안전 면에서 선택하는 것이 바람직하다.
하기 실시예에 의해, 본 발명을 더욱 상세히 기술한다.
실시예 1
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 55 중량 % 및 반응성 단량체로서 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 45 중량 % 로 이루어진 수지 500 g 에, 촉진제로서 N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 5 g, 중합 저해제로서 2,6-디-t-부틸-p-크레졸 (BHT) 0.5 g 및 계면활성제로서 디옥틸술포숙시네이트 5 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 경화 특성 시험 및 가열시험을 수행하였다. JIS K 6901 에 따른 실온에서의 경화 특성 측정과 동일한 방법으로, 경화제에 대한 수지의 중량비가 100 내지 5 가 되도록 경화제를 수지에 첨가함으로써, 5 ℃, 15 ℃ 및 30 ℃ 에서 경화 특성을 측정하였다. 가열시험은 유리 용기 (외경 17 mm 및 길이 120 mm) 내에서 수지를 밀봉하고, 용기를 60 ℃ 항온조에 침지시킴으로써 수행하여, 수지가 겔화하는데 걸리는 일 수를 세었다.
이어서, 규사 8 호 50 g 및 AEROSIL 1 g 을 상기 수득한 수지 50 g 에 첨가하여, 주성분을 제조하였다. 또한 규사 8 호 5 g 및 AEROSIL 0.01 g 을 벤조일 페이스트 퍼옥사이드 (40 % 농도) 10 g 에 첨가하여 경화제를 제조하였다. 이와 같이 수득한 주성분 및 경화제를 사용하여 인장 하중을 측정하였다.
크기 500 × 500 × 1000 mm3및 압축강도 210 kg/cm2을 갖는 콘크리트 블록에 전기 해머 드릴로 18 mm × 100 mm (직경 × 길이) 크기의 구멍을 뚫었다. 구멍으로부터 블로우어로 절단한 분말을 제거하고, 구멍 벽 상의 것은 나일론 브러쉬로 제거하였다. 다시, 블로우어를 사용하여 절단한 분말을 제거하여, 구멍의 내부를 깨끗하게 하였다. 이어서, 경화제 3 g 을 미리 제조한 주성분 30 g 과 함께 교반하면서 혼합하고, 구멍 내에 충전하였다. M16 (재질 SNB 7) 의 볼트를 구멍으로 삽입한 후에, 1 일 동안 경화시키고, 인장 하중을 측정하였다. 콘크리트 블록, 주성분, 경화제 및 볼트를 미리 대형 항온조 내에서 표 1 에 나타낸 측정 온도로 조정하였다. 이어서, 볼트를 항온조 내에 파묻고, 경화 및 측정하였다. 앵커 볼트용 인장 시험기 ANSER-5-Ⅲ (아사히 가세이 고오교사 제조) 를 사용하여 측정을 수행하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
실시예 2
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 65 중량 % 및 반응성 단량체로서 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 35 중량 % 로 이루어진 수지 500 g 에, 촉진제로서 N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 5 g, 중합 저해제로서 2,6-디-t-부틸-p-크레졸 (BHT) 0.5 g 및 계면활성제로서 디옥틸술포숙시네이트 나트륨 5 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 실시예 1 과 같이 경화 특성 시험 및 60 ℃ 가열시험을 수행하고, 인장 하중을 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
최소 경화 시간 (CT) 이 너무 짧고, 최대 발열 온도 (Tmax) 가 너무 낮기 때문에, 고온에서는 볼트가 시공불량이 되고, 저온에서는 수지가 경화되지 않으므로, 인장 하중을 측정할 수 없었다.
실시예 3
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 55 중량 % 및 반응성 단량체로서 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 45 중량 % 로 이루어진 수지 500 g 에, 촉진제로서 N-p-톨릴디에탄올 아민 5 g, 중합 저해제로서 2,6-디-t-부틸-p-크레졸 (BHT) 0.5 g 및 계면활성제로서 디옥틸술포숙시네이트 나트륨 5 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 실시예 1 과 같이 경화 특성 시험 및 60 ℃ 가열시험을 수행하고, 인장 하중을 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
실시예 4
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 55 중량 % 및 반응성 단량체로서 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 45 중량 % 로 이루어진 수지 100 g 에, 촉진제로서 N-p-톨릴디에탄올 아민 1 g 및 중합 저해제로서 2,6-디-t-부틸-p-크레졸 (BHT) 0.05 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 60 ℃ 가열시험을 수행하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
실시예 5
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 55 중량 % 및 반응성 단량체로서 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 45 중량 % 로 이루어진 수지 100 g 에, 촉진제로서 N-p-톨릴디에탄올 아민 1 g 및 중합 저해제로서 히드로퀴논 0.05 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 60 ℃ 가열시험을 수행하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
실시예 6
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 55 중량 % 및 반응성 단량체로서 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 45 중량 % 로 이루어진 수지 100 g 에, 촉진제로서 N-p-톨릴디에탄올 아민 1 g 및 중합 저해제로서 p-벤조퀴논 0.05 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 60 ℃ 가열시험을 수행하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
실시예 7
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 55 중량 % 및 반응성 단량체로서 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 45 중량 % 로 이루어진 수지 100 g 에, 촉진제로서 N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 1 g 및 중합 저해제로서 2,6-디-t-부틸-p-크레졸 0.05 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 60 ℃ 가열시험을 수행하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
실시예 8
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 55 중량 % 및 반응성 단량체로서 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 45 중량 % 로 이루어진 수지 100 g 에, 촉진제로서 N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 1 g 및 중합 저해제로서 히드로퀴논 0.05 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 60 ℃ 가열시험을 수행하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
실시예 9
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 55 중량 % 및 반응성 단량체로서 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 45 중량 % 로 이루어진 수지 100 g 에, 촉진제로서 N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 1 g 및 중합 저해제로서 p-벤조퀴논 0.05 ppm 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 60 ℃ 가열시험을 수행하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
실시예 10
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 55 중량 % 및 반응성 단량체로서 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 45 중량 % 로 이루어진 수지 100 g 에, 촉진제로서 N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 1 g 및 중합 저해제로서 2,6-디-t-부틸-p-크레졸 0.05 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 60 ℃ 가열시험을 수행하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
실시예 11
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 40 중량 % 및 반응성 단량체로서 화학식 1 (여기에서, R1은 메틸, R2는 에틸이며, n 은 1 이다) 로 나타내는 디시클로펜타디엔계 화합물의 Monomer A 60 중량 % 로 이루어진 수지 100 g 에, 촉진제로서 N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 1 g 및 중합 저해제로서 2,6-디-t-부틸-p-크레졸 0.05 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 60 ℃ 가열시험을 수행하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
실시예 12
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 40 중량 % 및 반응성 단량체로서 화학식 1 (여기에서, R1은 메틸, R2는 에틸이며, n 은 1 이다) 로 나타내는 디시클로펜타디엔계 화합물의 Monomer A 60 중량 % 로 이루어진 수지 100 g 에, 촉진제로서 N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 1 g 및 중합 저해제로서 히드로퀴논 0.05 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 60 ℃ 가열시험을 수행하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
실시예 13
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 40 중량 % 및 반응성 단량체로서 화학식 1 (여기에서, R1은 메틸, R2는 에틸이며, n 은 1 이다) 로 나타내는 디시클로펜타디엔계 화합물의 Monomer A 60 중량 % 로 이루어진 수지 100 g 에, 촉진제로서 N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 1 g 및 중합 저해제로서 p-벤조퀴논 0.05 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 60 ℃ 가열시험을 수행하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
실시예 14
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 40 중량 % 및 반응성 단량체로서 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 70 중량 % 로 이루어진 수지 100 g 에, 촉진제로서 N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 1 g 및 중합 저해제로서 2,6-디-t-부틸-p-크레졸 0.05 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 60 ℃ 가열시험을 수행하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
실시예 15
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 40 중량 % 및 반응성 단량체로서 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 70 중량 % 로 이루어진 수지 100 g 에, 촉진제로서 N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 1 g 및 중합 저해제로서 히드로퀴논 0.05 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 60 ℃ 가열시험을 수행하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
실시예 16
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 40 중량 % 및 반응성 단량체로서 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 70 중량 % 로 이루어진 수지 100 g 에, 촉진제로서 N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 1 g 및 중합 저해제로서 p-벤조퀴논 0.05 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 60 ℃ 가열시험을 수행하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
실시예 17
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 40 중량 % 및 반응성 단량체로서 트리알릴 트리멜리트산 60 중량 % 로 이루어진 수지 100 g 에, 촉진제로서 N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 1 g 및 중합 저해제로서 2,6-디-t-부틸-p-크레졸 0.05 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 60 ℃ 가열시험을 수행하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
실시예 18
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 40 중량 % 및 반응성 단량체로서 트리알릴 트리멜리트산 60 중량 % 로 이루어진 수지 100 g 에, 촉진제로서 N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 1 g 및 중합 저해제로서 히드로퀴논 0.05 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 60 ℃ 가열시험을 수행하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
실시예 19
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 40 중량 % 및 반응성 단량체로서 트리알릴 트리멜리트산 60 중량 % 로 이루어진 수지 100 g 에, 촉진제로서 N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 1 g 및 중합 저해제로서 p-벤조퀴논 0.05 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 60 ℃ 가열시험을 수행하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
비교예 1
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 55 중량 % 및 반응성 단량체로서 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 45 중량 % 로 이루어진 수지 500 g 에, 촉진제로서 질소 치환체 내에 히드록실기를 함유하지 않는 N,N-디메틸아닐린 5 g, 중합 저해제로서 p-벤조퀴논 0.25 g 및 계면활성제로서 디옥틸 술포숙시네이트 나트륨 5 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 실시예 1 과 같은 경화 특성 시험 및 60 ℃ 가열시험을 수행하고, 인장 강도를 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
비교예 2
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 55 중량 % 및 반응성 단량체로서 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 45 중량 % 로 이루어진 수지 500 g 에, 촉진제로서 질소 치환체 내에 히드록실기를 함유하지 않는 N,N-디메틸아닐린 5 g, 중합 저해제로서 히드로퀴논 0.25 g 및 계면활성제로서 디옥틸 술포숙시네이트 나트륨 5 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 실시예 1 과 같은 경화 특성 시험 및 60 ℃ 가열시험을 수행하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
최소 경화 시간 (CT) 이 너무 짧고, 최대 발열 온도 (Tmax) 가 너무 낮기 때문에, 고온에서는 볼트가 시공불량이 되고, 저온에서는 수지가 경화되지 않았으므로, 인장 하중을 측정할 수 없었다.
비교예 3
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 55 중량 % 및 반응성 단량체로서 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 45 중량 % 로 이루어진 수지 500 g 에, 촉진제로서 질소 치환체 내에 히드록실기를 함유하지 않는 N,N-디메틸아닐린 5 g, 계면활성제로서 디옥틸 술포숙시네이트 나트륨 5 g 및 중합 저해제로서 크레졸, 2,6-디-t-부틸-p-크레졸 0.5 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 실시예 1 과 같은 경화 특성 시험 및 60 ℃ 가열시험을 수행하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
최소 경화 시간 (CT) 이 너무 짧고, 최대 발열 온도 (Tmax) 가 너무 낮기 때문에, 고온에서는 볼트가 시공불량이 되고, 저온에서는 수지가 경화되지 않았으므로, 인장 하중을 측정할 수 없었다.
비교예 4
비스페놀 A 형 에폭시 수지에 메타크릴산을 첨가함으로써 제조한 에폭시 아크릴레이트 수지 55 중량 % 및 반응성 단량체로서 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 45 중량 % 로 이루어진 수지 500 g 에, 촉진제로서 질소 치환체 내에 히드록실기를 함유하지 않는 N,N-디메틸-p-톨루이딘 3 g, 중합 저해제로서 p-벤조퀴논 0.5 g 및 계면활성제로서 디옥틸 술포숙시네이트 나트륨 5 g 을 첨가하였다. 이와 같이 제조한 수지를 사용하여, 실시예 1 과 같은 경화 특성 시험 및 60 ℃ 가열시험을 수행하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
최소 경화 시간 (CT) 이 너무 짧고, 최대 발열 온도 (Tmax) 가 너무 낮기 때문에, 고온에서는 볼트가 시공불량이 되고, 저온에서는 수지가 경화되지 않으므로, 인장 하중을 측정할 수 없었다.
표 1 및 표 2 는 비교예 2 내지 4 와 같이 질소 치환체 내에 히드록실기를 함유하지 않는 3 차 아민 또는 크레졸계 중합 저해제와 같은 중합 저해제로 경화 속도를 조절할 수 없다는 것을 나타낸다. 경화 속도를 조절할 수 없다면, 고착제의 경화 기간은 하절기와 같은 고온 환경 하에서는 짧아질 것이다. 그 결과, 고착제가 혼합 또는 충전시 경화되므로, 볼트 등이 삽입될 수 없다. 비교예 1 내지 4 에서 수득한 수지가 경화시 낮은 최대 발열 온도를 가지므로, 수지를 함유하는 고착제는 동절기와 같은 저온 환경 하에서 경화 특성이 열악하며, 인장 강도를 나타내지 않는다. 반면에, 실시예에서 수득한 고착제의 경화 속도는 조절가능하여, 상술한 문제가 일어나지 않는다. 또한, 60 ℃ 가열시험으로부터 나타나듯이, 실시예에서 사용한 수지는 겔화하는데 28 일 이상 걸린다. 이는 수지가 우수한 안정성 및 긴 반감기를 가짐을 의미한다.
본 발명의 고착제는 콘크리트 및 암반과 같은 기재에 천공한 구멍 내에 앵커 볼트와 같은 고착부재를 고정시키는데 유리하다.
본 발명의 고착제는 스티렌 단량체를 함유하지 않으므로 유해성이 적다. 또한, 종래의 고착제와 비교하여, 심한 조건 하에서도 높은 고정 강도 및 우수한 안정성을 나타낸다.
| 촉진제 | 중합 저해제 | 반응성 단량체 | 측정 온도 | 경화 특성 | 인장 하중 | 60 ℃ 가열시험 겔화 일 수 | ||||
| GT | CT | Tmax | 최대 인장강도 | 파괴형태 | ||||||
| 실시예1 | N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 1.0 % | 2,6-디-t-부틸-p-크레졸 1000 ppm | 45 % | 5 ℃15 ℃30 ℃ | 43 분15 분5 분 | 45 분16 분6 분 | 105 ℃134 ℃160 ℃ | 6.7 톤6.4 톤6.5 톤 | 콘 파괴콘 파괴콘 파괴 | 41 일 |
| 실시예2 | N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 1.0 % | 2,6-디-t-부틸-p-크레졸 1000 ppm | 35 % | 5 ℃15 ℃ | 42 분14 분 | 45 분15 분 | 65 ℃110 ℃ | 6.2 톤6.4 톤 | 콘 파괴콘 파괴 | 39 일 |
| 실시예3 | N-p-톨릴디에탄올아민 1.0 % | 2,6-디-t-부틸-p-크레졸 1000 ppm | 45 % | 15 ℃ | 10 분 | 11 분 | 143 ℃ | 6.0 톤 | 콘 파괴 | 30 일 |
| 비교예1 | N,N-디메틸아닐린1.0 % | p-벤조퀴논 500 ppm | 45 % | 5 ℃15 ℃ | 13 분 | 50 분14 분 | 10 ℃82 ℃ | 0.0 톤5.4 톤 | 접착파괴콘 파괴 | 7 일 |
| 비교예2 | N,N-디메틸아닐린1.0 % | 히드로퀴논 500 ppm | 45 % | 15 ℃ | 5 분 | 8 분 | 57 ℃ | 4 일 | ||
| 비교예3 | N,N-디메틸아닐린1.0 % | 2,6-디-t-부틸-p-크레졸2000 ppm | 45 % | 15 ℃ | 3 분 | 5 분 | 87 ℃ | 5 일 | ||
| 비교예4 | N,N-디메틸-p-톨루이딘 0.6 % | p-벤조퀴논 500 ppm | 45 % | 15 ℃ | 3 분 | 5 분 | 62 ℃ | 5 일 | ||
| *경화 특성 : JIS K 6901 에 따름.*비교예 2 내지 4 에서의 인장강도 : 5 ℃ 에서는 미경화, 30 ℃ 에서는 시공불량.*60 ℃ 가열시험 : 밀봉 유리관 내의 수지가 60 ℃ 에서 겔화하는데 걸리는 시간. |
| 실시예 | 수지 종류 | 반응성 단량체 | 촉진제 | 중합 저해제 | 60 ℃ 가열시험 겔화일 수 |
| 4 | 메타크릴계 에폭시 아크릴레이트 | 디에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 | N-p-톨릴 디에탄올 아민 | 2,6-디-t-부틸-t-크레졸 | 28 일 |
| 5 | 메타크릴계 에폭시 아크릴레이트 | 디에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 | N-p-톨릴 디에탄올 아민 | 히드로퀴논 | 28 일 |
| 6 | 메타크릴계 에폭시 아크릴레이트 | 디에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 | N-p-톨릴 디에탄올 아민 | p-벤조퀴논 | 28 일 |
| 7 | 메타크릴계 에폭시 아크릴레이트 | 디에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 | N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 | 2,6-디-t-부틸-t-크레졸 | 41 일 |
| 8 | 메타크릴계 에폭시 아크릴레이트 | 디에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 | N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 | 히드로퀴논 | 36 일 |
| 9 | 메타크릴계 에폭시 아크릴레이트 | 디에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 | N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 | p-벤조퀴논 | 41 일 |
| 10 | 아크릴계 에폭시 아크릴레이트 | 디에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 | N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 | 2,6-디-t-부틸-t-크레졸 | 60 일 이상 |
| 11 | 아크릴계 에폭시 아크릴레이트 | 디시클로펜타디엔계 화합물 | N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 | 2,6-디-t-부틸-t-크레졸 | 60 일 이상 |
| 12 | 아크릴계 에폭시 아크릴레이트 | 디시클로펜타디엔계 화합물 | N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 | 히드로퀴논 | 36 일 |
| 13 | 아크릴계 에폭시 아크릴레이트 | 디시클로펜타디엔계 화합물 | N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 | p-벤조퀴논 | 48 일 |
| 14 | 아크릴계 에폭시 아크릴레이트 | 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 | N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 | 2,6-디-t-부틸-t-크레졸 | 60 일 이상 |
| 15 | 아크릴계 에폭시 아크릴레이트 | 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 | N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 | 히드로퀴논 | 60 일 이상 |
| 16 | 아크릴계 에폭시 아크릴레이트 | 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 | N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 | p-벤조퀴논 | 60 일 이상 |
| 17 | 아크릴계 에폭시 아크릴레이트 | 트리알릴 트리멜리트산 | N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 | 2,6-디-t-부틸-t-크레졸 | 60 일 이상 |
| 18 | 아크릴계 에폭시 아크릴레이트 | 트리알릴 트리멜리트산 | N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 | 히드로퀴논 | 60 일 이상 |
| 19 | 아크릴계 에폭시 아크릴레이트 | 트리알릴트리멜리트산 | N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘 | p-벤조퀴논 | 60 일 이상 |
| *실시예 11 내지 13 : (R1이 메틸이며, R2가 에틸이고, n 은 1 인 화학식 (1) 로 나타내는) 디시클로펜타디엔계 화합물.*60 ℃ 가열시험 : 밀봉 유리관 내의 수지가 60 ℃ 에서 겔화하는데 걸리는 시간. |
Claims (6)
- 주성분, 경화제 및 주성분에 대한 촉진제로 이루어진 건축 구조물용 고착제로서; 상기 주성분은 카르복실산 및 알코올의 다작용성 에스테르를 함유하는 반응성 단량체로 희석된 에폭시 아크릴레이트 수지이며, 상기 다작용성 에스테르의 하나 이상은 반응성 이중 결합을 함유하며; 상기 경화제는 유기 퍼옥사이드이며; 그리고, 상기 주성분에 대한 촉진제는 질소 치환체 내에 히드록실기를 함유하는 3 차 방향족 아민인 것을 특징으로 하는 건축 구조물용 고착제.
- 제 1 항에 있어서, 에폭시 아크릴레이트 수지가 메타크릴계 에폭시 아크릴레이트 수지인 건축 구조물용 고착제.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 촉진제가 N,N-디히드록시프로필-p-톨루이딘인 건축 구조물용 고착제.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 반응성 단량체가 메타크릴산 및/또는 아크릴산과 2 가 및/또는 3 가 알코올로 이루어진 에스테르인 건축 구조물용 고착제.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 반응성 단량체가 알릴 알코올 및/또는 메타크릴 알코올과 2 가 및/또는 3 가 카르복실산으로 이루어진 에스테르인 건축 구조물용 고착제.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 반응성 단량체가 에폭시 아크릴레이트 수지 기준으로 30 내지 70 중량 % 의 양으로 함유되는 건축 구조물용 고착제.
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