KR20000010787A - 실록산 변성 접착제/피착물 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 접착제/피착물 시스템(10)은 실록산 변성 접착제 성분(14) 및 실록산 변성 피착물 성분(12, 16)을 포함한다. 실록산 변성 접착제 성분(14)은 에폭시 수지를 유기실란 성분, 폴리실록산 수지, 아민 경화제, 유기금속 촉매, 염기 촉매 및 임의의 증점제 및 체질안료와 결합시킴으로써 제조된다. 실록산 변성 피착물 성분(12, 16)은 폴리실록산 수지를 사용하여 제조되고 에폭시, 페놀, 폴리에스테르, 비닐에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 멜라민, 푸란 아크릴레이트, 열가소성 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, ABS, 폴리스티렌, 에틸렌 비닐아세테이트, 폴리비닐아세테이트, 폴리아미드, 및 폴리프로필렌 수지와 같은 다른 수지를 또한 함유할 수 있다. 실록산 변성 접착제(14) 및 실록산 변성 피착물 성분(12, 16) 내의 실록산기들을 서로 접촉하도록 위치시키면 그것들 사이에 Si-O-Si 결합을 형성하여 적당한 시간 내에 주변온도에서 생성되며 이와는 달리 비변성 접착제 및/또는 피착물 성분을 갖는 접착제/피착물 시스템을 사용하여 얻을 수 있는 것보다 큰 부착력을 형성한다.

Description

실록산 변성 접착제/피착물 시스템
접착 증진제로서, 또한 지지체(substrate)에 대한 접착제의 접합강도를 향상하기 위한 접착제용 변성제로서 유기실란(organosilane)을 사용하는 것은 잘 알려져 있다. 예를 들면, 유기실란은 철, 콘크리트, 알루미늄 등에 대한 접착을 향상하기 위해 에폭시 수지계 접착제를 변성하는 데 사용된다. 유기실란은 또한 광물질이 충전된 페놀, 우레탄, 폴리에스테르, 푸란 및 다른 열경화성 수지를 변성하여 광물질 충전재와 수지 매트릭스 사이의 접착을 향상함으로써 복합재의 전반적인 강도를 개선하는 데 사용된다. 마찬가지로, 유기실란을 사용하여 유리섬유 및 플레이크(flake)를 처리함으로써 복합재 내의 다양한 유기 수지 접합재 시스템에 개선된 접착력을 제공하는 것도 잘 알려져 있다.
일부의 접착제/피착물 시스템 적용은 다른 유기실란 변성 접착제 또는 유기실란 변성 피착물의 어느 하나를 포함하는 전술한 시스템이 제공할 수 없는 높은 접합 강도를 필요로 한다. 따라서, 유기실란 변성이 전부 없거나 또는 단일 유기실란 변성 성분, 즉 유기실란 변성 접착제나 유기실란 변성 피착물만을 포함하는 접착제/피착물 시스템에 비교할 때 향상된 접합 강도를 제공할 수 있는 접착제/피착물 시스템을 개발하는 것이 소망된다. 그러한 접착제/피착물 시스템이 주변온도에서 경화가능하고, 접합 강도를 매우 빨리 증진하고, 우수한 내약품성을 가지며, 약 250℉에 이르는 온도에서 연속적인 사용에 적합한 것이 소망된다.
본 발명은 접착제/피착물 시스템(adhesive/adherend system)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실록산 변성(siloxane modification)을 갖지 않는 접착제/피착물 시스템에 비교할 때 증대된 접합 강도를 제공하도록 포뮬레이트된 실록산 변성을 갖는 접착제/피착물 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 이러한 특징은 명세서, 청구항 및 도면을 참고하여 보다 잘 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 원리에 따른 실록산 접착제/피착물 시스템의 제1 실시예의 단면 측면도이고;
도 2는 본 발명의 원리에 따른 실록산 접착제/피착물 시스템의 제2 실시예의 단면 측면도이다.
본 발명의 원리에 따라 제조된 접착제/피착물 시스템은 실록산 변성 접착제 성분, 즉 내부에 분포된 실록산기를 가진 접착제 수지 조성물 및 실록산 변성 피착물 성분, 즉 내부에 역시 실록산기를 함유하는 피착물 성분을 포함한다.
실록산 변성 접착제 성분은 에폭시 수지를 유기실란 성분, 폴리실록산 수지, 아민함유 경화제, 염기 촉매, 및 유기금속 촉매와 결합시킴으로써 제조된다. 선택적으로, 흄드 실리카(fumed silica) 성분, 체질안료(extender pigment), 충전재 및/또는 다른 유동성 제어 첨가제 등이 첨가될 수 있다. 접착제 성분이 제조되어 적용에 앞서서 함께 결합하여 2-팩 시스템으로 포장된다. 접착제 성분을 제조하는 데 사용되는 성분은 주변온도에서 적당한 시간 내에 경화될 수 있는 조성물을 제공하도록 원하는 비율로 존재한다.
실록산 변성 피착물 성분은 폴리실록산 수지를 사용하여 피착물 성분과 Si-O-Si 결합을 형성하는 데 필요한 실록산기를 제공하도록 제조된다. 피착물 성분은 또한 에폭시, 페놀, 폴리에스테르, 비닐 에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 멜라민, 푸란, 아크릴레이트, 열가소성 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, ABS, 폴리스티렌, 에틸렌 비닐아세테이트, 폴리비닐 아세테이트, 폴리아미드, 및 폴리프로필렌 수지와 같은 다른 수지를 함유할 수 있다.
실록산 변성 접착제 내의 실록산기와 실록산 변성 피착물 성분이 서로 접촉하도록 놓여지면 그것들 사이에 Si-O-Si 결합을 형성함으로써: (1) 주변 온도에서 적당한 시간 내에 형성되는 접착력, 및 이와는 달리 변성되지 않은 접착제 및/또는 피착물 성분을 갖는 접착제/피착물 시스템의 사용으로 가능한 것보다 큰 접착력을 생성하고; (2) 변성되지 않은 접착제 및/또는 피착물 성분을 갖는 접착제/피착물 시스템과 비교할 때 향상된 내약품성을 나타내는 결합을 제공하고; (3) 약 250℉까지의 온도에서 연속적으로 사용하기에 적합한 결합을 제공한다.
본 발명의 원리에 따라 제조되는 접착제/피착물 시스템은 실록산 변성 에폭시 접착제, 즉 실록산 변성을 가지며 실록산 변성 피착물과 함께 사용되어 전혀 실록산 변성을 함유하지 않거나 예를 들면 오로지 접착제 성분 또는 피착물 성분 뿐인 단일 성분 내서 실록산 변성을 함유하는 접착제/피착물 시스템과 비교할 때 현저히 향상된 결합 강도를 제공하는 에폭시 접착제를 포함한다. 본 발명의 접착제/피착물 시스템은 주변 온도에서 경화하고, 매우 신속히 결합 강도를 증대시키고, 우수한 내약품성을 가지며 약 250℉까지의 온도에서 연속적으로 사용하는 데 적합하도록 조제된다.
상기 시스템의 접착제 성분을 참고하면, 본 발명의 실록산 변성 접착제는: (1) 에폭시수지를; (2) 폴리실록산 수지; (3) 유기실란 성분; (4) 아민함유 경화제; (5) 유기금속 촉매; 및 (6) 염기 촉매와 결합시킴으로써 제조된다. 선택적으로, 원하는 경우 증점제(thickener) 또는 틱소트로피화제(thixotropic agent), 체질안료(extender pigment), 및 다른 유동성 제어제가 사용될 수 있다.
에폭시 수지 성분을 참고하면, 접착제 성분을 형성하는 데 유용한 적합한 에폭시 수지는 분자당 하나 이상의 에폭사이드기를 갖는 것들을 포함한다. 또한 상기 에폭시 수지는 약 300 내지 2,000의 중량 평균 분자량을 갖는 것이 소망된다. 바람직한 실시예에서, 접착제 성분의 총 중량을 기준으로 약 15 내지 40중량%의 에폭시 성분이 접착제 성분의 제조에 사용된다. 약 15 내지 40중량% 미만의 에폭시 수지 성분을 사용하면 소망의 기계적 강도 및 화학적 결합 강도가 결여되고 또한 특정 용도에 소망되는 알칼리성 물질에 대한 낮은 내약품성을 가지게 되는 회종 경화 제품이 제조될 수 있다. 약 40중량% 이상의 에폭시 수지 성분을 사용하면 파열성이 크고, 산성 물질에 대한 내약품성이 낮거나, 또는 특정 용도에 소망되는 것 보다 열악한 화학적 결합 강도를 갖는 최종 경화 제품이 제조될 수 있다. 특히 바람직한 실시예에서, 접착제 성분을 제조하기 위해 약 33중량%의 에폭시 수지가 사용된다.
포화 및 불포화 지방족, 지환족 및 방향족 에폭시 수지를 포함하여 분자당 하나 이상의 에폭시기를 함유하는 임의의 에폭시 수지가 사용될 수 있다. 비스페놀 A, 비스페놀 F 및 노볼락 에폭시 수지와 같은 방향족 타입의 에폭시 수지가 주변온도 및 가열된 온도에서 최적의 결합 강도를 위해 바람직하다. 본 발명의 접착제 성분의 형성에 유용하다고 밝혀진 상업적으로 이용가능한 에폭시 수지의 예에는 텍사스주 휴스톤 소재 Shell Chemical사에서 시판중인 Epon 834, Epon 828, Epon 862, Epon 1001, Eponex 1510 및 Heloxy 107이 포함되고; Dow Chemical사의 DER 331, DEN 432, DEN 438 및 DER 732; CVC Specialty Chemical사의 Epalloy 8250, RF50 및 Epalloy 8230도 또한 실제로 사용될 수 있는 많은 에폭시 수지 가운데 대표적인 것들이다.
폴리실록산 수지 성분을 참고하면, 적합한 폴리실록산 수지는 중량 평균 분자량이 약 200 내지 10,000인 실록산- 또는 알콕시-작용성 폴리실록산 수지를 포함한다. 폴리실록산 수지 성분의 사용이 소망되는 것은 최종 경화 제품의 화학적 결합 강도, 가요성, 내산성 및 내열성을 향상시키는 것으로 나타났기 때문이다. 바람직한 실시예에서, 접착제 성분은 접착제 성분의 총 중량을 기준으로 약 0.5 내지 20중량%의 폴리실록산 수지를 사용하여 제조된다. 약 0.5중량% 미만의 폴리실록산 수지를 사용하여 제조된 최종 경화된 제품은 가요성, 화학적 결합 강도, 내산성 및 내열성의 향상을 제공하기 위해 소망되는 것보다 적은 정도의 실록산 변성을 갖는다. 약 20중량% 이상의 폴리실록산 수지 성분을 사용하면 특정 용도에 소망되는 것 보다 낮은 기계적 강도 및 내알칼리성을 가지는 최종 경화 제품을 만들 수 있다. 특히 바람직한 실시예에서, 약 1중량%의 폴리실록산 수지 성분이 상기 접착제 성분을 제조하기 위해 사용된다.
본 발명에서 가장 유용하다고 밝혀진 실란올- 또는 알콕시-작용성 폴리실록산 수지는 다음의 일반식을 갖는 것을 포함한다:
상기 식에서 각각의 R2는 동일하거나 상이할 수 있고 수산화기 및 최대 약 6개까지의 탄소원자를 갖는 알킬, 아릴, 알켄일 및 알콕시기로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택되고, 각각의 R1은 동일하거나 상이할 수 있고 수소, 및 최대 약 12개까지의 탄소원자를 갖는 알킬, 알켄일, 및 아릴기로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택되고, "n"은 폴리실록산 수지 성분이 약 200 내지 10,000의 중량 평균 분자량을 갖도록 선택된다.
상업적으로 이용가능한 실란올- 또는 알콕시-작용성 폴리실록산의 예에는 미시간주 미들랜드 소지 Dow Corning사가 시판중인 DC-3037, DC-3074, Z6018, DC-1-2530, GP-8-5314 및 DC-1-0543; 및 미시간주 아드리안 소재 Wacker Silicones사가 시판중인 SY201, SY231, SY550, SY430 및 SY409가 포함된다.
유기실란 성분을 참고하면, 본 발명의 접착제 성분을 형성하는 데 유용한 적합한 유기실란은 약 90 내지 500 범위의 중량 평균 분자량을 갖는 것들을 포함한다. 유기실란 성분의 사용이 소망되는 이유는 유기실란이 다양한 지지체에 대한 향상된 접착성을 제공하기 때문이다. 바람직한 실시예에서, 접착제 성분은 접착제 성분의 총 중량을 기준으로 약 0.25 내지 20중량%의 유기실란 성분을 사용하여 제조된다. 약 0.25중량% 미만의 유기실란 성분을 사용하면 특정 용도에 소망되는 것 보다 낮은 접착력을 갖는 접착제 성분을 제조하게 된다. 약 20중량% 이상의 유기실란 성분을 사용하면 특정 용도에 소망되는 것보다 파열성이 큰 최종 경화제품을 제조하게 된다. 특히 바람직한 실시예에서 접착제 성분을 제조하기 위해 약 2중량%의 유기실란 성분이 사용된다.
본 발명의 실시에 유용하다고 밝혀진 유기실란은 다음의 일반식을 갖는 것을 포함하여 에폭시 실란, 아미노실란, 머캅토실란, 비닐 실란, 아크릴 및 메타크릴 실란을 포함하고 이에 제한되는 것은 아니다:
상기 식에서 "Y"는
로부터 선택되는 유기-작용기이고,
상기 식에서 R3는 최대 약 10개까지의 탄소원자를 갖는 알킬, 알켄일, 사이클로알킬, 알킬아릴, 아릴 아미노알킬, 아미노아릴, 및 아미노사이클로알킬기로 이루어지는 군에서 선택되고, 각각의 R4기는 동일하거나 상이할 수 있고 알킬, 사이클로알킬, 아릴, 알콕시, 및 아세톡시기로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택된다.
본 발명의 접착제 성분을 형성하는 데 유용한 적합한 유기실란 성분의 예에는 예를 들면 코네티컷주 댄버리 소재 OSi Specialty Chemicals사에 의해 시판되는 실란의 실퀘스트(Silquest)계열로서 비닐 실란, 메타크릴록시 실란, 에폭시 실란, 설퍼 실란 및 A-1100계열의 아미노 실란이 포함된다. 특히 바람직한 유기살란은 A-1130(트리아미노-작용성 실란)과 같은 A-1100 아미노 실란이다.
아민 함유 경화제에 있어서, 본 발명의 접착제 성분을 형성하는 데 유용한 적합한 아민 함유 경화제는 분자당 적어도 두 개의 활성 아민 수소를 갖는 지방족, 지환족 또는 방향족 폴리아민, 폴리아민 또는 아미도아민 경화제를 포함한다. 상기 아민 함유 경화제가 약 60 내지 600의 중량 평균 분자량을 갖는 것이 소망된다. 아민 함유 경화제 성분의 사용이 소망되는 이유는 그것이 에폭시 수지 성분의 가교형성의 제어를 돕기 때문이다.
바람직한 실시예에서, 접착제 성분이 접착제 성분의 총 중량을 기준으로 약 1 내지 25중량%의 아민 함유 경화제 성분을 사용하여 제조된다. 약 1중량% 미만의 아민 함유 경화제 성분을 사용하는 것은 에폭시 수지 성분의 가교형성 또는 경화에 불충분한 정도의 아민 작용성을 갖는 접착제 성분을 제조할 수 있다. 약 25중량% 이상의 아민 함유 경화제 성분을 사용하는 것은 과다한 아민 또는 미반응 아민을 갖는 접착제 조성물을 제조하게 되고, 그 조성물은 전반적인 화학적 결합 강도 및 최종 경화 제품의 내약품성을 감소시킬 수 있다. 특히 바람직한 실시예에서, 접착제 성분을 제조하기 위해 약 16중량%의 아민 함유 경화제 성분이 사용된다.
적합한 아민 함유 경화제 성분은 앞에서 설명한 요구조건을 충족하는 지방족, 지환족 또는 방향족 폴리아민, 아미도아민 또는 폴리아미드 경화제, 및 그것들의 혼합물을 포함한다. 선택되는 아민 함유 경화제 성분의 특정 타입은 최종 접착제/피착물 시스템 적용에 좌우된다. 예를 들면, 신속한 결합 강도의 도달이 요구될 경우는 지방족 폴리아민의 사용이 바람직하고, 긴 포트 수명이 요구될 때는 지환족 폴리아민의 사용이 바람직하고, 높은 내약품성이 요구되는 적용에서는 방향족 폴리아민의 사용이 바람직하며, 접착제 또는 접착제/피착물 접합부의 약간의 가용성이 요구되는 적용에서는 아미도아민 또는 폴리아미드 경화제의 사용이 바람직하다.
에폭시 수지 성분의 가교결합을 촉진하기 위해, 아민 경화제가 분자당 적어도 두 개의 활성 아민 수소를 함유하는 것이 필요하다. 바람직한 아민함유 경화제에는 예를 들면 펜실배니아주 앨렌타운 소재 Air Products and Chemicals사의 제품명 Ancamine, 보다 구체적으로는 Ancamine DETA(디에틸렌트리아민) 및 Ancamine 2422으로 시판되는 것이 포함된다.
유기금속 촉매에 관하여, 적합한 물질에는 예를 들면 아연, 코발트, 철, 납 및 틴 옥토에이트, 네오데칸에이트 및 나프텐에이트와 같은 페인트공업에서 잘 알려진 금속 건조제가 포함된다. 부틸 티탄에이트 등과 같은 유기 티탄화물도 역시 본 발명에 있어서 유용하다. 유기금속 촉매의 사용은 유기실란 및 폴리실록산 수지의 가수분해 및 축합에 촉매작용을 함으로써 적당한 시간 내에 주변온도에서의 경화를 촉진하는데 도움이 되도록 하기 위해 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 접착제 성분은 접착제 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.1 내지 5중량%의 유기금속 촉매를 사용하여 제조된다. 약 0.1중량% 미만의 유기금속 촉매를 사용하는 경우는 특정 적용에 적합하지 않을 수 있는 긴 경화시간을 갖는 접착제 조성물을 제조하게 될 수 있다. 약 5중량% 이상의 유기금속 촉매를 사용하는 경우는 유기금속 촉매의 과다한 존재에 기인한 저하된 기계적 강도, 화학적 결합 강도 및 내약품성을 갖는 최종 경화 제품을 제조하게 될 수 있다. 특히 바람직한 실시예에서, 약 0.4중량%의 유기금속 촉매가 접착제 성분의 제조에 사용된다.
특히 바람직한 유기금속 촉매의 종류는 다음의 일반식을 갖는 유기 주석화합물이다:
상기 식에서 R5, R6, R7및 R8기는 최대 약 15개의 탄소원자를 갖는 알킬, 아릴 및 알콕시기로 이루어지는 군에서 선택되고, R5, R6, R7및 R8기 중의 임의의 두 개는 할로겐, 황 또는 산소로 구성되는 무기원소로 이루어지는 군에서 선택된다.
유기 주석화합물은 테트라메틸틴, 테트라부틸틴, 테트라옥틸틴, 트리부틸틴 클로라리드, 트리부틸틴 메타크릴레이트, 디부틸틴 디클로라이드, 디부틸틴 옥사이드, 디부틸틴 설파이드, 디부틸틴 아세테이트, 디부틸틴 디라우레이트, 티부틸틴 말레에이트 폴리머, 디부틸틴 디라우릴머캅타이드, 틴 옥토에이트, 디부틸틴 비스-(이소옥틸티오글리콜레이트), 디옥틸틴 옥사이드, 디옥틸틴 디라우레이트, 디옥틸틴 말레에이트 폴리머, 디옥틸틴 비스-(이소옥틸티오글리콜레이트), 디옥틸틴 설파이드 및 디부틸틴 3-(머캅토 프로피오네이트)를 포함하여 촉매로서 유용하다. 특히 바람직한 유기금속 촉매는 예를 들면 제품명 Metacure T-1으로 시판되는 Air Products & Chemicals사의 제품인 디부틸틴디아세테이트이다.
상기 염기 촉매에 관하여, 염기 촉매는 에폭시-폴리아민 경화제 반응을 비롯하여 유기실란 성분 및 폴리실록산 수지의 가수분해 및 축합반응 모두에 촉매작용을 하도록 유기금속 촉매와 함께 사용된다. 염기 촉매 및 유기금속 촉매는 상승적으로 반응하여 경화공정을 촉진함으로써 적당한 시간 내에 주변온도에서의 경화를 촉진한다.
본 발명에 있어서 적합한 염기 촉매는 다음의 일반식을 갖는 머캅탄, 폴리아미드, 폴리이미드, 아미도아미드, 및 지방족 아민화합물 및 방향족 아민화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 접착제/피착물 시스템이 포함된다:
상기 식에서, 각각의 R9및 R10기는 수소, 및 최대 약 12개까지의 탄소원자를 갖는 아릴, 및 알킬기로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택되고, R11은 최대 약 12개까지의 탄소원자를 갖는 알킬, 아릴 및 하이드록시 알킬기로 이루어지는 군에서 선택된다. 바람직한 실시예에서, 상기 접착제 성분은 접착제 성분의 총 중량을 기준으로 약 0.1 내지 10중량%의 염기 촉매를 사용하여 제조된다. 약 0.1중량% 미만의 염기 촉매를 사용하는 경우는 특정 적용에서의 사용을 용이하게 하도록 주변 온도에서 충분한 경화속도 갖는 접착제 조성물을 제조하지 못하게 될 수 있다. 약 10중량% 이상의 염기 촉매를 사용하는 경우는 최종 경화 제품에서의 화학적 결합 강도, 기계적 강도 및 내약품성을 저하시킬 수 있는 과량의 염기 촉매를 갖는 접착제 조성물을 제조하게 될 수 있다. 특히 바람직한 실시예에서, 약 5중량%의 염기 촉매가 접착제 성분을 제조하는 데 사용된다.
염기 촉매로서 유용한 것으로 밝혀진 아민에는 디메틸 메탄올아민, 디메틸 에탄올아민, 디메틸 프로판올아민, 디메틸 부탄올아민, 디메틸 펜탄올아민, 디메틸 헥산올아민, 메틸에틸 메탄올아민, 메틸프로필 메탄올아민, 메틸에틸 에탄올아민, 에틸에틸 프로판올아민, 모노 이소프로판올아민, 메틸 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 디에탄올아민, 에탄올아민이 포함된다. 특지 바람직한 염기 촉매는 제품명 Ancamine K54로 Air Products & Chemicals사에 의해 시판중인 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀이다.
증점제 또는 틱소트로피화제(thixotropic agent)에 관하여, 증점제의 사용은 선택적이며 혼합 및 적용을 위한 특별한 접착제 점도를 얻기 위해 소망될 수 있다. 추가적으로 증점제의 사용은 수지성 바인더를 보강하여 접착강도를 증가시키는 작용을 하므로 소망될 수 있다. 바람직한 증점제는 예를 들면 Cab-O-Sil 제품라인으로 매사츄세츠주 월탬 소재 Cabot Corp.에 의해 시판중인 흄드 실리카이다.
바람직한 실시예에서, 상기 접착제 성분은 접착제 성분의 총 중량을 기준으로 최대 약 5중량%의 흄드 실리카 성분을 사용하여 제조된다. 약 5중량% 이상의 흄드 실리카 성분을 사용하는 경우는 과도하게 짙거나 점착성이어서 혼합 또는 적용이 어려운 접착제 조성물을 제조하게 될 수 있다. 특히 바람직한 실시예에서, 약 0.6중량%의 흄드 실리카 성분이 접착제 성분을 제조하는 데 사용된다.
체질안료 성분의 사용은 선택적이며, 비용을 절감하고, 모듈러스를 증대하고, 열 충격에 대한 민감성을 저감하며, 접착제 포뮬라(formula)를 변형하여 편리한 혼합비를 제공하기 위해 소망될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 접착제 성분은 접착제 조성물의 총 중량을 기준으로 최대 약 60중량%의 체질안료 성분을 사용하여 제조된다. 약 60중량% 이상의 체질안료 성분을 사용할 경우는 일정 적용에서 원하는 접착도를 제공하기에 불충분한 양의 수지를 갖는 접착제 조성물이 제조될 수 있다. 특히 바람직한 실시예에서, 약 40중량%의 체질안료 성분이 접착제 성분의 제조에 사용된다.
적합한 체질안료 성분에는 실리카, 운모, 규회석(wollastonite), 탈크, 탄산칼슘, 및 다른 종래의 안료성분이 포함된다. 본 발명의 접착제 성분을 형성하기 위한 특히 바람직한 체질안료는 예를 들면 뉴욕주 윌스보로 소재 Nyco, Inc.의 제품명 Nyad 1250으로 시판중인 규회석이다. 본 발명의 원리에 따라 제조되는 실록산 변성 접착제는 또한 안료 습윤제, 계면활성제, 유기 또는 무기 착색안료, 탄화수소 수지 증량제(extender), 점착부여제(tackifier) 등과 같은 소량의 다른 약품을 함유할 수 있다. 이러한 첨가제는 접착제 성분 조성물의 최대 약 10중량%까지 존재할 수 있다.
본 발명의 원리에 따라 제조되는 실록산 변성 접착제는 두 부분 즉 2-팩 시스템으로 제조되는 것이 바람직하며, 여기서 제1 부분은 에폭시 수지, 폴리실록산 수지, 유기금속 촉매, 임의의 증점제, 및 임의의 체질안료를 포함하고, 제1 부분은 아민 경화제, 유기실란 및 염기 촉매 성분을 포함한다. 상기 접착제의 적용에 앞서서, 상기 제1 부분 및 제2 부분은 함께 혼합되어 유기실란 및 폴리실록산 수지 성분이 가수분해 및 축합반응(유기금속 및 염기 촉매의 존재하에)을 일으키고 상기 에폭시 수지가 아민 경화제 성분과 가교형성 반응을 일으킴으로써 실록산 변성을 갖는 경화된 에폭시 수지를 형성하게 된다. 상기 에폭시 수지와 아민 경화제 성분 사이의 분리된 반응은 참고자료로서 본 발명과 결부된 미합중국 특허 제5,618,860호에 개시된 바와 유사하다.
상기 제1 및 제2 부분이 함께 결합되면, 각각 약 16시간에서 10분의 시간 내에 약 -10℃ 내지 120℃의 주변 온도에서 경화하도록 접착제 조성물이 포뮬레이트된다. 본 발명의 접착제 성분이 100% 경화하는 데 소요되는 시간이 주변온도, 사용되는 유기금속 및 염기 촉매의 양, 및 상대습도와 같은 많은 요인에 좌우됨을 이해해야 할 것이다.
본 발명의 접착제/피착물 시스템의 피착물 성분에 관하여, 바람직한 피착물은 실록산 변성을 갖는 지지체(substrate)이다. 본 발명의 실행에서 사용되거나 제조되는 피착물 성분은 실록산 변성을 갖는, 즉 실록산 변성 접착제 성분과 Si-O-Si 결합을 형성할 수 있는 임의의 한 가지, 두 가지 또는 다른 다중 성분, 충전되지 않거나 보강된 폴리머, 열가소성 또는 열경화성 폴리머를 포함할 수 있다. 본 발명의 실행에서 사용되거나 제조되는 피착물 성분은 배타적으로 그러한 실록산 변성 수지의 경화된 형태로 형성될 수 있고, 또는 하나 이상의 그러한 수지가 하나 이상의 다른 부재, 예를 들면 유리섬유 등과 같은 구조적으로 보강하는 부재와 결합한 형태일 수 있다.
바람직한 피착물은 실란올- 또는 알콜시 작용성 폴리실록산 수지를 사용하여 제조되는 것들을 포함한다. 특히 바람직한 실록산 변성 피착물 성분은 약 0.5 내지 25중량%의 알콕시- 또는 실란올 작용성 폴리실록산 수지를 사용하여 제조된다. 상기 폴리실록산 수지는 약 200 내지 약 10,000의 중량 평균 분자량을 갖는 것이 더욱 바람직하다. 본 발명의 피착물 성분을 형성하는 데 가장 유용한 폴리실록산 수지 성분은 앞에서 설명한 본 발명의 접착제 성분의 형성을 위한 것들을 포함한다. 추가로, 원할 경우, 피착물은 또한 폴리실록산의 가수분해 및 축합을 촉진하기 위해 유기금속 촉매 및 연기 촉매를 사용하여 제조될 수 있다. 적합한 유기금속 촉매 및 염기 촉매는 앞에서 설명한 본 발명의 접착제 성분의 형성을 위한 것들을 포함한다.
본 발명의 피착물 성분은 또한 피착물에 대하여 의도하는 최종 용도에 따라 에폭시, 페놀, 폴리에스테르 및 비닐 에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 멜라민, 푸란, 아크릴레이트 및 열가소성 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, ABS, 폴리스티렌, 에틸렌 비닐아세테이트 및 폴리비닐아세테이트, 폴리아미드, 및 폴리프로필렌 수지와 같은 다른 수지를 포함한다. 예를 들면, 우수한 내온도성 즉 내화염성을 갖는 피착물을 필요로 하는 적용을 위하여 폴리실록산 수지에 추가하여 페놀 수지를 사용하여 피착물을 제조하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실록산 변성 접착제/피착물 시스템은 두 개의 실록산 변성 지지체 또는 피착물 사이에 강한 접합을 형성하는 데 유용하다. 도 1을 참고하면, 일 예로서 이러한 방식으로 사용되는 실록산 변성 접착제/피착물 시스템(10)은 제1 실록산 변성 피착물 또는 지지체(12), 상기 제1 실록산 변성 피착물(12)의 표면부에 배설된 실록산 변성 접착제(14) 및 상기 실록산 변성 접착제(14) 상에 배설된 제2 실록산 변성 피착물 즉 지지체(16)를 포함한다. 최종 경화된 실록산 변성 접착제(12)는 각각의 인접한 제1 및 제2 실록산 변성 피착물(14, 16)에 강한 접합을 형성함으로써, 상기 두 피착물을 함께 강하게 접합시킨다. 특별한 적용에 따라, 상기 제2 실록산 변성 피착물(16)은 제1 실록산 변성 피착물(12)의 형성에 사용되는 것과 동일하거나 상이한 물질로 형성될 수 있으나, 각각은 실록산 변성을 가진다.
본 발명의 피착물 성분은 의도된 목표 및 기능에 따라 다수의 상이한 구조의 형태를 취할 수 있음을 알아야 한다. 예를 들면, 유체 또는 가스 이송의 적용에 있어서, 피착물은 파이프, 파이프 피팅 등의 형태를 취할 수 있다. 보다 구체적으로, 피착물은 각각 실록산 변성 수지 성분, 예를 들면 실록산 변성 에폭시수지, 실록산 변성 페놀수지 등을 포함하는 유리섬유 보강 수지 파이프 및 파이프 피팅 또는 커플링의 형태로 될 수 있다. 도 2를 참고하면, 두 개의 파이프 길이를 맞붙이도록 되어 있는 일 예의 실록산 변성 접착제/피착물 시스템(18)은 인접한 및/또는 서로 접하고 있는 파이프 단부와 동축방향으로 배치된 제1 파이프 부재(20)(제1 실록산 변성 피착물) 및 제2 파이프 부재(22)(제1 실록산 변성 피착물)를 포함한다. 실록산 변성 접착제(24)는 파이프 단부 근방의 각 파이프의 표면부 위에 배설되고, 실록산 변성을 갖는 파이프 피팅(26)(제2 실록산 변성 피착물)은 파이프 단부 위와 실록산 변성 접착제(24) 상에 배치된다. 일단 경화되면, 실록산 변성 접착제(24)는 파이프(20, 22) 및 피팅(26) 모두에 강한 접합을 형성함으로써, 두 파이프와 피팅을 함께 강하게 접합시킨다.
실록산 변성 피착물들 사이의 접합을 성취하는 데 필요한 실록산 변성 접착제의 두께는 특정 적용에 좌우되며, 0.02mm에서 10mm의 범위에 있을 수 있다.
이상에서 실록산 변성 접착제/피착물 시스템의 특정한 실시예가 설명되고 예시되었지만, 본 발명의 실록산 변성 접착제/피착물 시스템은 특정적으로 설명된 것과 다른 것이 실행될 수 있고 여전히 본 발명의 의도된 범위 내에 있을 수 있다. 예를 들면, 파이프를 서로 맞붙이는 데 유용한 대신, 본 발명의 실록산 변성 접착제/피착물 시스템이 티(tee), 엘보우(elbow) 등과 같은 파이프 피팅을 파이프 단부에 접합하기 위해 사용될 수 있다. 추가적으로, 유체 취급 장치를 서로 접합하는 데 유용한 대신에, 본 발명의 실록산 변성 접착제/피착물 시스템이 예를 들면 실록산 변성 구조부재 또는 복합재 구조의 실록산 변성 성분 등의 평면적 또는 평탄한 표면과 같이 유체취급 기능을 갖지 않는 실록산 변성 피착물들을 서로 접합하는 데 사용될 수 있다.
실록산 변성 접착제/피착물 시스템이 우수한 접착특성을 제공하는 메커니즘은 완전히 이해되지는 않으나, 실록산 변성 접착제의 탁월한 습윤(wetting)특성, 경화도중의 낮은 수축성, 접착제의 높은 고유 점착력, 및 접착제와 피착물 사이의 실록산 결합의 형성과 관계된다고 믿어진다.
이러한 것 이외의 본 발명의 특징은 다음의 실험예를 참고로 더 잘 이해될 것이다. 다음의 실험예들은 단지 본 발명의 실록산 변성 접착제/피착물 시스템의 몇가지 실시예일 뿐이며, 본 발명의 원리에 따라 제조될 수 있는 모든 상이한 접착제/피착물 시스템의 실시예를 제한하고자 의도된 것이 아님을 이해해야 할 것이다. 실험예들은 실록산 변성 에폭시 접착제, 실록산 변성 페놀성 피착물, 및 비변성 페놀 및 에폭시 피착물을 예시하고 있다.
실험예 1 - 실록산 변성 에폭시 접착제
실록산 변성 에폭시 수지 접착제 성분을 다음의 원료성분을 다음과 같은 비율로 결합하여 제조하였다. 제1 부분, 즉 파트 A를 약 33중량%(pbw)의 에폭시 수지(Epalloy 8250-에폭시 노볼락); 15pbw의 체질안료(Nyad 1250); 0.6pbw의 흄드 실리카 성분(Cab-O-Sil TS-720); 0.6pbw의 유기금속 촉매(Metacure T-1-디부틸틴디아세테이트); 0.4pbw의 폴리실록산 수지(SY231); 및 0.9pbw의 선택적 약품, 안료 등을 결합하여 제조하였다. 제2 부분, 즉 파트 B는 약 15pbw의 아민 경화제 성분(Ancamine DETA); 25pbw의 체질안료(Nyad 1250); 2.5pbw의 유기실란(A-1130-아미노실란); 5pbw의 염기 촉매(Ancamine K54); 및 1pbw의 선택적인 약품을 결합하여 제조하였다.
실험예 2 - 비변성 에폭시 수지 접착제
실험예 1의 실록산 변성 에폭시 수지 접착제와 대비하기 위해 다음의 원료성분을 다음과 같은 비율로 결합하여 비변성 에폭시 수지 접착제 성분을 제조하였다: 제1 부분, 즉 파트 A를 약 27pbw의 제1 에폭시 수지(DEN 438-에폭시 노볼락); 20pbw의 제2 에폭시 수지(Epon 826-비스페놀 A 에폭시 수지); 2.5pbw의 흄드 실리카 성분(Cab-O-Sil TS-720); 및 2.5pbw의 증량제 충전재(220 Grit 산화 알루미늄)을 결합하여 제조하였다. 제2 부분, 즉 파트 B를 약 27pbw의 아민 경화제 성분(Ancamine PACM-지환족 아민); 및 23pbw의 염기 촉매(Ancamine 1637-폴리아민)를 결합하여 제조하였다.
실험예 3 - 실록산 변성 페놀성 피착물
피착물 성분의 구성에 사용되는 실록산 변성 페놀 수지를 본 발명의 원리에 따라 다음의 원료성분을 다음과 같은 비율로 결합하여 제조하였다: 약 80pbw 의 페놀수지(영국 설리 소재 BP Chemicals사의 제품인 J2027L 페놀수지); 5pbw 산 촉매(상기 BP Chemicals사의 Phencat 381); 12pbw의 폴리실록산 수지(SY321); o.3pbw의 유기금속 촉매(Metacure T-1); 및 0.3pbw의 염기 촉매(에틸아미노에탄올). 15-플라이 유리섬유 강화 적층체를 Owens Corning 24온스 직조 조방사(woven roving) 및 실록산 변성 페놀 수지로부터 15겹의 유리 조방사를 액상 수지로 예비함침(preimpregnate)시키고 유리 조방사의 예비함침층을 릴리스(release) 코팅된 철판들 사이에 놓고 175℉에서 1시간 경과후 250℉에서 추가 1시간동안 경화함으로써 제조하였다. 최종적으로 제조된 피착물의 유리 함량은 약 75중량%이었다.
실험예 4 - 실록산 변성 에폭시 피착물
피착물 성분의 구성에 사용되는 실록산 변성 에폭시 수지를 본 발명의 원리에 따라 다음의 원료성분을 다음과 같은 비율로 결합하여 제조하였다: 약 77pbw의 에폭시 수지(Epon 826-비스페놀 A 에폭시 수지); 18pbw의 아민 경화제 성분(이소포론 디아민); 5pbw의 폴리실로산 수지(SY231); 0.2pbw의 유기금속 촉매(Metacure T-1); 및 0.2pbw의 염기 촉매(에틸아미노에탄올). 앞의 실험예 3에서 설명된 것과 동일한 방식으로 유리섬유 강화 적층체가 제조되고, 최종적으로 제조된 피착물의 유리 함량은 약 75중량%이었다.
실험예 5 - 비변성 페놀성 피착물
실험예 1의 피착물에 대비할 목적으로 피착물 형성에 사용되는 비변성 페놀 수지를 폴리실록산 수지, 유기금속 촉매 및 염기 촉매를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실험예 3에 예시한 것과 동일한 포뮬러를 사용하여 제조하였다.
실험예 6 - 비변성 에폭시 피착물
실험예 4의 피착물에 대비할 목적으로 피착물 형성에 사용되는 비변성 에폭시 수지를 폴리실록산 수지, 유기금속 촉매 및 염기 촉매를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실험예 4에 예시한 것과 동일한 포뮬러를 사용하여 제조하였다.
테스트 표본의 제조
단일 접합 랩 전단 테스트(single bond lap shear test) 표본을 실험예 1 내지 6에서 제조된 각각의 접착제 및 피착물로부터 접합 강도를 측정하기 위한 하중을 약 30 밀/분의 속도로 적용하기 위해 SATEC 범용 테스트장비를 사용하여 제조하였다. 보다 구체적으로는, 테스트 목적물인 접착제의 두께를 테스트 목적물인 제1 지지체의 표면 상에 놓고, 테스트 목적물인 제2 피착물(제1 피착물과 동일한 것)의 표면을 테스트 목적물인 접착제의 노출된 표면에 접촉시켜서 상기 테스트 목적물인 접착제가 양 피착물 사이에서 끼워지도록 함으로써 테스트 표본을 제조하였다. 제1 피착물의 일부분은 하중이 하향하는 제2 피착물의 자유단(free end)에 적용되는 동안 수직 위치로 견고하게 고정되었다.
테스트 결과
단일 접합 랩 전단력 테스트의 결과가 표 1에 제시되어 있다. 상기 테스트에 있어서, 접착제 또는 피착물 중의 하나가 실록산 변성이 없는 접착제/피착물 시스템에 비교할 때 각각의 접착제 및 피착물 성분이 실록산 변성일 경우 일어나는 전단력의 상승 효과를 에시하기 위해 상이한 접착제 각각을 상이한 피착물 각각과 겹합시켰다.
단일 접합 랩 전단력
피착물 접착제 접합두께인치 랩 전단강도, psi 파손 모드
개별 평균
실험예 3실록산 유 실험예 1실록산 유 0.0050.0200.010 94410671126 1040 점착성(cohesive)점착성점착성
실험예 2실록산 무 0.0100.0150.0080.010 937862996900 924 점착성점착성부분적인 점착성부분적인 점착성
실험예 5실록산 무 실험예 1실록산 유 0.0100.010 711588 650 접착성(adhesive)접착성
실험예 2실록산 무 0.0050.0100.010 415642285 447 접착성접착성접착성
실험예 4실록산 유 실험예 1실록산 유 0.0050.0100.008 124412031265 1237 점착성점착성점착성
실험예 2실록산 무 0.0080.0100.010 112010631091 1091 점착성점착성점착성
실험예 6실록산 무 실험예 1실록산 유 0.0100.0100.012 937891950 926 점착성/접착성점착성/접착성점착성/접착성
실험예 2실록산 무 0.0050.0100.008 723795810 776 점착성/접착성점착성/접착성점착성/접착성
상기 테스트 결과는 실험예 3의 실록산 변성 페놀수지 함유 피착물을 사용할 때 가장 높은 랩 전단력은 그 피착물이 실험예 1의 실록산 변성 에폭시 접착제와 결합했을 때, 즉 접착제 및 피착물이 모두 실록산 변성을 함유하는 접착제/피착물 시스템에서 얻어졌음을 나타낸다. 마찬가지로, 실험예 4의 실록산 변성 에폭시수지 함유 피착물에 대한 가장 높은 전단력은 그 피착물이 실험예 1의 실록산 변성 에폭시 접착제와 결합했을 때 일어났다. 실록산 변성 접착제 및 피착물을 서로 접합시킨 이들 테스트 군의 각각은 접착제 성분 및/또는 피착물 성분에 폴리실록산 변성이 없는 테스트 군에 대하여 측정된 테스트 값보다 높은 랩 전단력 테스트 값을 나타내었다. 본 테스트의 결과는 본 발명의 접착제/피착물 시스템에 의해 제공되는 우수한 접합 강도를 명백히 나타내었다.
추가의 실험예
본 발명의 실록산 변성 접착제 및 피착물 시스템은 예를 들면 유리섬유 강화 에폭시 및 페놀성 파이프 시스템과 같은 구조적 접착성 고성능 복합재 시스템으로서의 용도에 매우 적합하다. 다음은 본 발명의 원리에 따라 제조된 유리섬유 강화 파이프/접착제 시스템의 실험예이다. 유리섬유 강화 파이프 및 파이프 피팅은 앞에서 예시한 실험예 3에서의 실록산 변성 페놀수지 포뮬러를 사용하여 표준 역 필라멘트 와인딩 공법(reciprocal filament-winding process)을 통하여 조립되었다. 유리섬유 강화 파이프 및 파이프 피팅은 또한 앞에서 예시한 실험예 5에서의 빈변성 페놀수지 포뮬러를 사용하여 동일한 역 필라멘트 와인딩 공법을 통하여 조립되었다. 상기 실록산 변성 및 비변성 파이프는 2피트 토막으로 절단되어 각각의 실록산 변성 또는 비변성 파이프 피팅과 함께 실록산 변성 에폭시 접착제 및 비변성 에폭시 수지 접착제를 사용하여 접합되어 파이프 접합 어셈블리를 형성하였다.
상기 파이프 토막을 서로 접합하기 위해 사용된 실록산 변성 에폭시 수지 접착제는 앞에서 설명한 실험예 1 및 2에서의 접착제 조성물과 동일하거나 유사하다. 다음의 표 2를 참조하면, 접착제 A 내지 C는 비변성 에폭시 수지 접착제이고, 더 구체적으로, 접착제 "A"는 실험예 2의 접착제와 동일하고, 접착제 "B" 및 "C"는 실험예 2의 접착제와 유사하다. 접착제 D 내지 G는 본 발명의 원리에 따라 제조된 실록산 변성 에폭시 접착제이고, 더 구체적으로, 접착제 D 내지 G는 실험예 1의 접착제와 유사하다.
상기 파이프 접합 어셈블리는 파이프, 접착제 및 피팅 사이의 접합 강도의 지표인 열경화성 수지 파이프 시스템의 단시간 수압 파손 압력을 확인하기 위해 ASTM D1599 단기 파열(STB: short term burst)테스트에 붙여졌다. 상기 단기 파열테스트 결과가 표 2에 나타나 있고 실록산 변성 페놀수지(즉, 실록산 변성을 갖는)로 형성된 피착물 및 실록산 변성 에폭시수지(즉, 실록산 변성을 갖는)로 형성된 접착제로 이루어지는 파이프 피팅 어셈블리가 일반적으로 실록산 변성을 단지 하나만 갖는 파이프 피팅 어셈블리보다 큰 STB 값을 제공하는 것을 입증하고 있다.
상기 파이프 접합 어셈블리에 대하여 또한 20분간의 화염 테스트를 실시하였다. 표 2의 결과가 나타내는 바와 같이, 실록산 변성 에폭시 접착제 성분 및 실록산 변성 페놀 피착물 성분을 모두 포함하는 파이프 피팅 어셈블리가 발화 및 연소하지 않았고, 접합의 누설이 발견되지 않았다. 이것은 실록산 변성 접착제/피착물 시스템에 의해 제공되는 뛰어난 접착성의 추가적인 증거이다.
페놀성 파이프 접착제 테스트 데이터
접착제시스템 변성되지 않은페놀성 파이프접합을 갖는STB (psi) 20분 프로판화염 테스트 Si-O 변성된 페놀성 파이프 접합을 갖는 STB (psi) 20분 프로판화염 테스트
A 1500 발화하여 연소함 1650 발화하여 연소함
B 1150 발화하여 연소함 1400 발화하여 연소함
C 1630 ― 2095 ―
D 2150 발화하지 않음접합 누설없음 2400 발화하지 않음
E 2075 ― 2200 ―
F 1860 ― 1950 ―
G 1400 ― 1650 ―
본 발명의 실록산 변성 접착제/피착물 시스템이 바람직한 변형을 참고로 상당히 구체적으로 설명되었으나, 다른 변형이 가능하다. 따라서, 첨부하는 청구항의 정신과 범위는 본 명세서에 설명된 바람직한 변형에 한정되어서는 않된다.

Claims (35)

  1. 내부에 분포되어 있는 실록산기를 포함하는 접착 성분; 및
    내부에 분포되어 있는 실록산기를 포함하고 상기 접착 성분이 접촉하고 있는 피착물(被着物) 성분
    을 포함하는 접착제/피착물 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접착 성분이
    에폭시 수지를
    유기실란 성분;
    폴리실록산 수지;
    아민 경화제;
    유기금속 촉매; 및
    염기 촉매
    와 결합시킴으로써 제조되는 접착제/피착물 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 에폭시 수지가 분자당 하나 이상의 에폭사이드기를 갖는 지방족, 지환족 및 방향족 에폭시 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 접착제/피착물 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 유기실란 성분이 약 90 내지 500의 중량 평균 분자량을 갖고, 다음의 일반식을 갖는 아크릴 및 메타크릴 실란, 에폭시 실란, 아미노실란, 머캅토실란, 및 비닐 실란으로 이루어지는 군에서 선택되는 접착제/피착물 시스템:
    상기 식에서 "Y"는
    로부터 선택되는 유기-작용기이고,
    상기 식에서 R3는 최대 약 10개의 탄소원자를 갖는 알킬, 사이클로알킬, 알킬아릴, 알켄일, 아릴, 아미노알킬, 아미노아릴, 및 아미노사이클로알킬기로 이루어지는 군에서 선택되고, 각각의 R4기는 알킬, 사이클로알킬, 아릴, 알콕시, 및 아세톡시기로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택됨.
  5. 제2항에 있어서, 상기 폴리실록산 수지가 다음의 일반식을 갖는 실란올- 및 알콕시-작용성 폴리실록산 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 접착제/피착물 시스템:
    상기 식에서 각각의 R2는 수산화기 및 최대 약 6개의 탄소원자를 갖는 알킬, 아릴, 알켄일 및 알콕시기로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택되고, 각각의 R1은 수소, 및 최대 약 12개의 탄소원자를 갖는 알킬, 알켄일, 및 아릴기로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택되고, "n"은 폴리실록산 수지 성분이 약 200 내지 10,000의 중량 평균 분자량을 갖도록 선택됨.
  6. 제2항에 있어서, 상기 아민 경화제가 분자당 적어도 두 개의 활성 아민 수소를 갖는 지방족 아민, 지환족 아민, 방향족 아민, 폴리아미드, 및 아미도아민으로 이루어지는 군에서 선택되는 접착제/피착물 시스템.
  7. 제2항에 있어서, 상기 염기 촉매가 다음의 일반식을 갖는 아민인 접착제/피착물 시스템:
    상기 식에서, 각각의 R9및 R10기는 수소, 및 최대 약 12개의 탄소원자를 갖는 아릴, 및 알킬기로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택되고, R11은 최대 약 12개의 탄소원자를 갖는 알킬, 아릴 및 하이드록시 알킬기로 이루어지는 군에서 선택됨.
  8. 제1항에 있어서, 증점제(thickener) 및 체질안료(extended pigment)를 추가로 포함하는 접착제/피착물 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 피착물이 폴리실록산 수지 성분을 사용하여 제조되는 수지 성분을 갖는 복합재(composite)를 포함하는 접착제/피착물 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 피착물의 수지 성분이 에폭시, 페놀, 폴리에스테르, 비닐에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 멜라민, 푸란, 아크릴레이트, 열가소성 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, ABS, 폴리스티렌, 에틸렌 비닐아세테이트, 폴리비닐아세테이트, 폴리아미드, 및 폴리프로필렌 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 수지를 추가로 포함하는 접착제/피착물 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 접착제 성분 및 피착물 성분이 Si-O-Si 결합에 의해 접합되는 접착제/피착물 시스템.
  12. 폴리실록산 수지를 포함하는 접착제 조성물; 및
    상기 접착제 조성물과 피착물 복합재를 접촉시켜서 그 사이에 강한 부착을 형성할 때 접착제 조성물의 폴리실록산 수지와 Si-O-Si 결합을 형성하는 실록산 함유 성분을 포함하는 피착물 복합재
    를 포함하는 접착제/피착물 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 접착제 성분이
    에폭시 수지를
    유기실란 성분;
    폴리실록산 수지;
    아민 경화제;
    유기금속 촉매; 및
    염기 촉매
    와 결합시킴으로써 제조되는 접착제/피착물 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 에폭시 수지가 분자당 하나 이상의 에폭사이드기를 갖는 지방족, 지환족 및 방향족 에폭시 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 접착제/피착물 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 유기실란 성분이 약 90 내지 500의 중량 평균 분자량을 갖고, 다음의 일반식을 갖는 아크릴 및 메타크릴 실란, 에폭시 실란, 아미노실란, 머캅토실란, 및 비닐 실란으로 이루어지는 군에서 선택되는 접착제/피착물 시스템:
    상기 식에서 "Y"는
    로부터 선택되는 유기-작용기이고,
    상기 식에서 R3는 최대 약 10개의 탄소원자를 갖는 알킬, 사이클로알킬, 알킬아릴, 알켄일, 아릴 아미노알킬, 아미노아릴, 및 아미노사이클로알킬기로 이루어지는 군에서 선택되고, 각각의 R4기는 알킬, 사이클로알킬, 아릴, 알콕시, 및 아세톡시기로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택됨.
  16. 제12항에 있어서, 상기 폴리실록산 수지가 다음의 일반식을 갖는 실란올- 및 알콕시-작용성 폴리실록산 수지들로 이루어지는 군에서 선택되는 접착제/피착물 시스템:
    상기 식에서 각각의 R2는 수산화기 및 최대 약 6개의 탄소원자를 갖는 알킬, 아릴, 알켄일 및 알콕시기로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택되고, 각각의 R1은 수소, 및 최대 약 12개의 탄소원자를 갖는 알킬, 알켄일, 및 아릴기로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택되고, "n"은 폴리실록산 수지 성분이 약 200 내지 10,000의 중량 평균 분자량을 갖도록 선택됨.
  17. 제16항에 있어서, 흄드(fumed) 실리카 증점제를 추가로 포함하는 접착제/피착물 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 체질안료(extender pigment)를 추가로 포함하는 접착제/피착물 시스템.
  19. 제15항에 있어서, 상기 아민 경화제가 분자당 적어도 두 개의 활성 아민 수소를 갖는 지방족 아민, 지환족 아민, 방향족 아민, 폴리아미드, 및 아미도아민으로 이루어지는 군에서 선택되는 접착제/피착물 시스템.
  20. 제12항에 있어서, 상기 피착물 복합재의 실록산 함유 성분이 에폭시, 페놀, 폴리에스테르, 비닐에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 멜라민, 푸란, 아크릴레이트, 열가소성 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, ABS, 폴리스티렌, 에틸렌 비닐아세테이트, 폴리비닐아세테이트, 폴리아미드, 및 폴리프로필렌 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 수지를 추가로 포함하는 접착제/피착물 시스템.
  21. 제13항에 있어서, 주변 온도에서 피착물의 실록산 함유 성분과 Si-O-Si 결합의 형성을 촉진하는 접착제 조성물을 제조하기 위해 충분한 양의 유기금속 촉매 및 염기 촉매가 사용되는 접착제/피착물 시스템.
  22. (a) 다음의 일반식을 갖는 실란올- 및 알콕시-작용성 폴리실록산 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 폴리실록산 수지를 포함하는 접착제 조성물:
    상기 식에서 각각의 R2는 수산화기 및 최대 약 6개의 탄소원자를 갖는 알킬, 아릴, 알켄일 및 알콕시기로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택되고, 각각의 R1은 수소, 및 최대 약 12개의 탄소원자를 갖는 알킬, 알켄일, 및 아릴기로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택되고, "n"은 폴리실록산 수지 성분이 약 200 내지 10,000의 중량 평균 분자량을 갖도록 선택됨; 및
    (b) 피착물 복합재―여기서 피착물 복합재는
    i) 상기 접착제 조성물과 피착물 복합재를 접촉시켜서 그 사이에 강 한 부착을 형성할 때 상기 접착제 조성물의 폴리실록산 수지와 Si-O-Si 결합을 형성하는 실록산 함유 성분; 및
    ii) 에폭시, 페놀, 폴리에스테르, 비닐에스테르, 폴리우레탄, 폴리아 미드, 멜라민, 푸란, 아크릴레이트, 열가소성 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, ABS, 폴리스티렌, 에틸렌 비닐아세테이 트, 폴리비닐아세테이트, 폴리아미드, 및 폴리프로필렌 수지로 이루 어지는 군에서 선택되는 수지
    를 포함함―
    를 포함하는 접착제/피착물 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 접착제 성분이
    에폭시 수지를
    유기실란 성분;
    폴리실록산 수지;
    증점제;
    아민 경화제;
    유기금속 촉매;
    염기 촉매; 및
    체질안료
    와 결합시킴으로써 제조되는 접착제/피착물 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 상기 에폭시 수지가 분자당 하나 이상의 에폭사이드기를 갖는 지방족, 지환족 및 방향족 에폭시 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 접착제/피착물 시스템.
  25. 제24항에 있어서, 접착제 조성물의 총량을 기준으로 약 15 내지 40 중량%의 에폭시 수지가 사용되는 접착제/피착물 시스템.
  26. 제23항에 있어서, 상기 유기실란 성분이 약 90 내지 500의 중량 평균 분자량을 갖고, 다음의 일반식을 갖는 아크릴 및 메타크릴 실란, 에폭시 실란, 아미노실란, 머캅토실란, 및 비닐 실란으로 이루어지는 군에서 선택되는 접착제/피착물 시스템:
    상기 식에서 "Y"는
    로부터 선택되는 유기-작용기이고,
    상기 식에서 R3는 최대 약 10개의 탄소원자를 갖는 알킬, 사이클로알킬, 알킬아릴, 알켄일, 아릴, 아미노알킬, 아미노아릴, 및 아미노사이클로알킬기로 이루어지는 군에서 선택되고, 각각의 R4기는 알킬, 사이클로알킬, 아릴, 알콕시, 및 아세톡시기로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택됨.
  27. 제23항에 있어서, 상기 아민 경화제가 분자당 적어도 두 개의 활성 아민 수소를 갖는 지방족 아민, 지환족 아민, 방향족 아민, 폴리아미드, 및 아미도아민으로 이루어지는 군에서 선택되는 접착제/피착제 시스템.
  28. 제27항에 있어서, 접착제 조성물의 전체를 기준으로 약 1 내지 25 중량%의 아민 경화제가 사용되는 접착제/피착물 시스템.
  29. 제23항에 있어서, 상기 염기 촉매가 다음의 일반식을 갖는 아민화합물의 군에서 선택되는 접착제/피착물 시스템:
    상기 식에서, 각각의 R9및 R10기는 수소, 및 최대 약 12개의 탄소원자를 갖는 아릴, 및 알킬기로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택되고, R11은 최대 약 12개의 탄소원자를 갖는 알킬, 아릴 및 하이드록시 알킬기로 이루어지는 군에서 선택됨.
  30. 에폭시 수지를
    유기실란 성분;
    폴리실록산 수지;
    흄드 실리카 증점제(thickener);
    아민 경화제(hardener);
    유기금속 촉매;
    아민 개질제(curative agent); 및
    체질안료(extender pigment)
    와 결합시킴으로써 제조되는 접착제 조성물; 및
    상기 접착제 조성물과 피착물 복합재를 서로 접촉시켜서 그 사이에 강한 부착을 형성할 때 상기 접착제 조성물의 폴리실록산 수지와 Si-O-Si 결합을 형성하는 실록산 함유 성분
    을 포함하는 접착제/피착물 시스템.
  31. 제30항에 있어서, 상기 폴리실록산 수지가 다음의 일반식을 갖는 실란올- 및 알콕시-작용성 폴리실록산 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 접착제/피착물 시스템:
    상기 식에서 각각의 R2는 수산화기 및 최대 약 6개의 탄소원자를 갖는 알킬, 아릴, 알켄일 및 알콕시기로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택되고, 각각의 R1은 수소, 및 최대 약 12개의 탄소원자를 갖는 알킬, 알켄일, 및 아릴기로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택되고, "n"은 폴리실록산 수지 성분이 약 200 내지 10,000의 중량 평균 분자량을 갖도록 선택됨.
  32. 제31항에 있어서, 상기 피착물의 실록산 함유 성분이 폴리실록산 수지를 사용하여 형성되는 접착제/피착물 시스템.
  33. 제32항에 있어서, 상기 피착물의 실록산 함유 성분이 에폭시, 페놀, 폴리에스테르, 비닐에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 멜라민, 푸란, 아크릴레이트, 열가소성 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, ABS, 폴리스티렌, 에틸렌 비닐아세테이트, 폴리비닐아세테이트, 폴리아미드, 및 폴리프로필렌 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 수지를 추가로 포함하는 접착제/피착물 시스템.
  34. 제30항에 있어서, 주변 온도에서 피착물의 실록산 함유 성분과 Si-O-Si 결합의 형성을 촉진하는 접착제 조성물을 제조하기 위해 충분한 양의 유기금속 촉매 및 염기 촉매가 사용되는 접착제/피착물 시스템.
  35. 실록산 변성을 갖는 제1 피착물 성분;
    상기 제1 피착물 성분의 표면 상에 배설되는 실록산 변성을 포함하는 접착제 성분; 및
    상기 접착제 성분의 표면 상에 배설되는 실록산 변성을 갖는 제2 피착물 성분을 포함하고, 상기 피착물 성분이 상기 제1 및 제2 피착물 성분 각각과 Si-O-Si 결합을 형성하는
    접착제/피착물 시스템.
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