KR20030026671A

KR20030026671A - 발포형 중강도 마스틱 실러 조성물

Info

Publication number: KR20030026671A
Application number: KR1020010059753A
Authority: KR
Inventors: 송지면
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2003-04-03

Abstract

본원 발명은 발포형 중강도 마스틱 실러 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래 무발포형 마스틱 실러 조성물 중에 특정발포제를 첨가하여 가열 경화시킴으로써 실러자체가 도장공정의 전착공정을 통과시 실러가 발포하여 도장 통과 후 부품 외관이 우수하고 전단접착강도, 충진성, 경도 등이 우수하고 부품 중량 감소로 경량화가 가능하며 마스틱 실러의 소요량을 감소시켜 원가절감에 기여할 수 있는 발포형 중강도 마스틱 실러 조성물에 관한 것이다.

Description

발포형 중강도 마스틱 실러 조성물{Form middle-strength mastic sealer composition}

본원 발명은 발포형 중강도 마스틱 실러 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래 무발포형 마스틱 실러 조성물 중에 특정발포제를 첨가하여 가열 경화시킴으로써 실러자체가 도장공정의 전착공정을 통과시 실러가 발포하여 도장 통과 후 부품 외관이 우수하고 전단접착강도, 충진성, 경도 등이 우수하고 부품 중량 감소로 경량화가 가능하며 마스틱 실러의 소요량을 감소시켜 원가절감에 기여할 수있는 발포형 중강도 마스틱 실러 조성물에 관한 것이다.

중강도 마스틱 실러(MASTIC SEALER)는 합성고무를 주성분으로 하는 일액형 플레이트(plate)상의 제품으로 실러 압송펌프에 의하여 이송되어 지정된 노즐을 통해 자동차 강판에 도포되어 전착 건조로에서 가류 발포 접착되는 제품으로 외판과 내판의 접착과 강판의 진동 방지를 목적으로 적용되는 접착제이다.

이러한 마스틱 실러는 자동차의 후드(HOOD), T/LID, 도어, 지붕(ROOF)부의 각종 외판과 내판사이의 공간을 충진하여 접착, 진동방지 용도로 사용횐다.

종래, 상기 마스틱 실러를 제조하는 방법으로 용제형을 적용하여 자연건조와 열충건조를 동시에 가능토록 하여 적용하였으나, 강판에 방청과 함께 악취의 문제가 있었다. 또한, 용제형 대신 오일을 사용하여 무용제형의 제품으로 개발되어 현재까지 적용되는 것도 있다. 또 다른 방법으로 상기 무용제형의 제품이 계속적으로 적용되면서 적용공간이 불규칙한 부위에 대하여 발포형의 제품이 병행되기도 하였다.

이러한 종래 무발포형 중강도 마스틱 실러의 조성은 합성고무 10%, 합성수지 19%, 충전재 28%, 가류제 및 안정제 등의 첨가제 13%, 가소제 24% 등으로 이루어져 있다. 상기 마스틱 실러의 제조공정은 처음에 고무가공품과 충전재를 1차 혼합하고 여기에 가소제와 첨가제를 투여하고 2차 혼합하고, 점도조정 후 탈포, 여과, 이송, 여과 후 포장하는 순으로 제조하고 있다.

그러나, 종래 무발포형 마스틱 실러의 경우 도장 통과시 실러 자체가 2% 정도로 수축하는 문제가 있다. 또한, 이용(utility) 산포, 계절, 재료점도에 따라 실러량이 변화되고 외판과 내판 결합시 실링 갭이 발생하며, 운반시 진동에 의한 산포와 부품 도장 통과시 실러의 수축현상으로 충진상태가 불량한 문제가 있다. 더욱이, 종래 무발포형 실러는 떨어짐과 꿀렁거림 발생으로 실러 접착력이 약화되어 패널 갭 발생으로 인한 실러 품질의 저화를 일으키고, 실러량의 과다 도포로 품질 문제와 비용과다 문제가 있으며, 실러량의 내/외부 노출로 수선(repair) 공정 세척작업으로 M/H가 증가하였다.

따라서, 본 발명은 종래 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 종래 무발포형 마스틱 실러 조성물 중에 특정발포제를 첨가하여 가열 경화시킴으로써 실러자체가 도장공정의 전착공정을 통과시 실러가 발포하여 도장 통과 후 부품 외관이 우수하고 전단접착강도, 경도 등이 우수하고 공간충진율이 매우 우수한 발포형 중강도 마스틱 실러 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 발포형 중강도 마스틱 실러 조성물의 발포율 변화에 따른 실러의 충진상태, 내판금변형성, 경도, 접착강도, 실링 갭의 값을 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 발포형 중강도 마스틱 실러 조성물의 발포후 실러의 내부구조를 나타낸 것이다.

본 발명은 스티렌-부타디엔-러버(Styrene Butadiene Rubber) 합성고무 15 ∼ 20 중량%, 합성수지 5 ∼ 11 중량%, 변성 아조디카르본아미드(Modified Azodicarbonamide) 발포제 3 ∼ 5 중량%, 충전재 20 ∼ 40 중량%, 가소제 30 ∼ 35 중량%, 유황(S) 2 ∼ 5 중량%, 및 가류촉진제, 수분흡수제, 열안정제, 및 조색제 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제 2 ∼ 5 중량%가 함유되어 있는 발포형 중강도마스틱 실러 조성물을 그 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기한 바와 같이, 종래 무발포형 중강도 마스틱실러는 실러 내부에 셀(cell)이 형성되어 있지 않으며, 외관노출이 심하며 충진불량율이 23% 정도로 높으며 실러의 끝단 접촉부위에 파단되는 경우가 발생하는 문제가 있었다.

이에 반해, 본 발명의 발포형 중강도 마스틱 실러 조성물은 합성고무를 주성분으로 하는 가열 경화형 실러로, 무용제형이면서도 강성을 요구하는 부품에 적용하기에 적합한 발포형 중강도 마스틱 실러 조성물을 제공한다.

본 발명의 발포형 중강도 마스틱 실러 조성물에 있어서, 주성분으로 사용되는 합성고무는 탄성, 경도, 접착강도, 방진성, 및 점착성을 부여한다. 그 사용량은 15 ∼ 20 중량%로 사용하는 것이 바람직하며, 상기 합성고무로는 스티렌-부타디엔-러버(Styrene Butadiene Rubber)를 사용하는 것이 좋다.

본 발명에서 사용하는 합성수지는 전체 조성물에 대하여 5 ∼ 11 중량%로 사용하여 경도와 접착강도 등을 부여한다. 상기 합성수지로는 폴리염화비닐 수지(PVC), 에폭시 수지, 및 아크릴 수지의 혼합물인 것이 바람직하다. 이때, 상기 폴리염화비닐 수지는 경도, 접착상태 및 방진성을 부여하고, 에폭시 수지는 접착강도, 유면접착성, 경도를 부여하고, 상기 아크릴 수지는 접착강도와 경도를 부여한다. 상기 폴리염화비닐 수지(PVC), 에폭시 수지, 및 아크릴 수지의 혼합비율은 3 ∼ 5: 1 ∼ 3: 1 ∼ 3의 중량비로 혼합하는 것이 바람직하다.

특히, 본 발명의 중강도 마스틱 실러 조성물 중에는 발포율과 체적변화를 조절하는 특성을 부여하는 발포제를 사용하는 특징이 있다. 그 사용량은 3 ∼ 5 중량%로 사용한다. 이때, 상기 발포제의 사용량이 3 중량% 미만이면 충분한 발포 효과를 기대할 수 없는 문제가 있고, 5 중량%를 초과하면 과다 발포로 마스틱 실러의 균일한 기포를 얻을 수 없는 문제가 있다. 본 발명에서 사용하는 발포제로는 변성 아조디카르본아미드를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 사용하는 충전재는 충진성, 보강성, 작업성 및 토충성을 부여한다. 상기 충전재의 사용량은 20 ∼ 40 중량%로 사용한다. 상기 충전재로는 탄산칼슘(CaCO₃), 규산마그네슘(MgSiO₂), 및 코팅된 탄산칼슘 중에서 선택되는 1종 이상의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 탄산칼슘, 규산마그네슘, 및 코팅된 탄산칼슘을 15 ∼ 20: 5 ∼ 10: 5 ∼ 10의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 좋다.

본 발명은 점도 조절, 유동성 및 작업성을 부여하기 위해 가소제(Plasticizers)를 30 ∼ 35 중량%로 사용한다. 본 발명에서 사용하는 가소제는 디-이소노닐프탈레이트(Di-isononyl Phthalate)를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 중강도 마스틱 실러 조성물에 있어서, 고무의 가류제 역할을 위해 가류제(가황촉진제)로 유황(S)을 2 ∼ 5 중량%로 사용한다.

이 밖에, 본 발명의 실러 조성물에는 첨가제를 2 ∼ 5 중량%로 사용할 수 있다. 상기 첨가제로는 가류촉진제, 수분흡수제, 열안정제, 및 조색제 중에서 선택되는 1종 이상의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 가류촉진제는 고무가류제의 보조제로 경화속도를 조절하며, 예를 들면 티우람계 가류촉진제가 있으며, 상기 수분흡수제는 원료속의 수분을 흡수하며, 산화칼슘을 사용하는 것이 좋다. 또한, 상기 열안정제는 합성수지(PVC)의 열노화를 방지하며, 구체적 예로 트리 리퀴드 설페이트(Tri liquid sulphate)를 들 수 있다. 또한, 상기 조색제는 제품의 색상부여를 위해 사용되는 것으로 티타니아(TiO₂)를 사용하는 것이 좋다.

이하, 본 발명을 다음의 실시예의 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예: 발포형 중강도 마스틱 실러 조성물

하기 표 1과 같은 조성과 함량으로 발포형 중강도 마스틱 실러 조성물을 제조하였다. 그런 다음, 실제작업라인에 적용하여 도장통과후의 충진상태, 내판금변형성, 경도, 전단접착강도, 실링 갭을 다음과 같은 방법으로 측정하였고, 그 결과를 도 1에 나타내었다. 또한, 발포후 실러의 내부구조 사진을 도 2에 나타내었다.

[시험방법]

1) 공간충진율

상도 도장 완료 도어 부품을 도어의 내측판넬(inner panel)과외측판넬(outer panel)을 분리하여 실러가 내측과 외측표면에 접착된 상태를 육안으로 확인하여 계산하는 방법으로 측정하여 다음 수학식 1의 방법에 의하여 계산한다.

2) 내판금변형성

100 ㎜ × 300 ㎜ × 1.6 ㎜와 100 ㎜ × 300 ㎜ × 0.8 ㎜의 강판을 시편으로 준비한 다음 상기 시편중 하나의 한면에 실러를 도포(Ø20) 한 다음 나머지 강판의 시편을 덮어 나사로 조립한 후 강판 사이의 두께(내경) 를 측정하였다. 상기 조립한 시편들을 168 ℃에서 20분간 가열경화한 다음 실온에서 1시간 방치 한 후 강판 사이의 내경을 측정하였다. 경화 전의 두께와 경화 후의 두께의 변화율로 내판금 변형성을 측정하였다.

3) 경도와 전단접착강도는 통상의 측정방법을 사용하여 측정하였다.

또한, 발포율(V)은 다음 수학식 2에 의해 계산하였다.

rmV(%)=[{V1-V2}/{Vr-V1}]×100

상기 수학식 2에서, Vr은 시료를 채우기전 링(ring)의 부피이며, V1은 시료를 채운후의 링의 부피이고, V2는 배이킹(baking)한 시료를 채운후의 링의 부피이다.

이때, 발포율은 하기와 같이 3번 반복하여 평균을 구하였다.

Vr: 33.9 ㎖

V1: 1) 30.38, 2) 30.42, 3) 30.06

V2; 1) 29.34, 2) 29.36, 3) 28.94

도 2에서 보면, 본 발명의 발포형 중강도 실러 조성물의 경우 발포후 실러의 내부구조에 셀의 크기가 균일하게 형성되어 있음(우측 상단)을 알 수 있다.

비교예: 무발포형 중강도 마스틱 실러 조성물

하기 표 1과 같은 조성과 함량으로 종래 사용되고 있는 무발포형 중강도 마스틱 실러 조성물을 제조하였다. 그런 다음, 실제작업라인에 적용하여 도장 통과후의 물성을 상기 실시예와 같은 방법으로 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 종래 비교예의 경우 도포후 공간충진율이 70 %로 필요한 갭을 전부 충진하기 어려웠으며, 체적수축으로 인한 외판굴곡이 발생하였다.

이에 반해, 실시예의 경우 도포후 공간 충진율이 100%이며, 체적 팽창율 75 ∼ 150 % 였으며, 건조로에서 팽창되어 공간을 충진하며 수축에 의한 외판굴곡이 없었다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 발포형 중강도 마스틱 실러 조성물은 도장 통과 후 공간충진율이 우수하여 외판과 내판의 완전충진은 물론, 부품 외관이 우수하고 전단접착강도, 경도 등이 우수하여 자동차의 후드, 루프등 각종부위(중강도 전단접착강도: 5.9 kgf/㎠)의 외판과 내판사이의 공간충진용으로 사용하기에 적합하며, 부품 중량 감소로 경량화가 가능하며 마스틱 실러의 소요량을 감소시켜 원가절감에 기여할 수 있다.

Claims

스티렌-부타디엔-러버(Styrene Butadiene Rubber) 합성고무 15 ∼ 20 중량%; 합성수지 5 ∼ 11 중량%; 변성 아조디카르본아미드(Modified Azodicarbonamide)발포제 3 ∼ 5 중량%; 충전재 20 ∼ 40 중량%; 가소제 30 ∼ 35 중량%; 유황(S) 2 ∼ 5 중량%; 및 가류촉진제, 수분흡수제, 열안정제, 및 조색제 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제 2 ∼ 5 중량%가 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 발포형 중강도 마스틱 실러 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 합성수지는 폴리염화비닐 수지(PVC), 에폭시 수지, 및 아크릴 수지가 3 ∼ 5: 1 ∼ 3: 1 ∼ 3의 중량비로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 발포형 중강도 마스틱 실러 조성물.