KR20060050553A - 복합 재료 형성용 조성물 - Google Patents

Abstract

석고 및 억제제를 함유한 성분 A; 및 촉진제를 함유한 성분 B의 혼합물을 포함하고, 성분 A 및 성분 B 중의 적어도 하나가 T_g가 -23 ℃ 미만인 폴리머 바인더를 추가로 포함하거나, 경화시 쇼어 D 경도(Shore D hardness)가 70 이하인 복합 재료를 형성하기 위한 조성물 및 방법이 제공되며, 이때 복합 재료의 형성 방법은 성분 A의 제 1 슬러리 혼합물 및 성분 B의 제 2 슬러리 혼합물을 제공하고, 제 1 슬러리 혼합물과 제 2 슬러리 혼합물을 10:1 내지 1:2의 중량비로 배합하여 연질 복합물을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

복합 재료 형성용 조성물{Composition for forming a composite material}

공구 제작 및 시제품 모형 제작 분야에서, 석고 플라스터(gypsum plaster)는 모형 및 몰드(mold)를 제조하기 위한 재료로 널리 공지되었다. 황산칼슘 반수화물 플라스터는 안전하고 사용이 간편하며, 석고로 제작된 초대형 모형은 정확한 프로토타입(prototype)으로 규격화된 CNC일 수 있다. CNC는 컴퓨터 수치 제어(Computer Numerically Controlled)로 정의되며, 구체적으로 복잡한 부품을 제조할 목적으로 공작 기계를 컴퓨터로 제어하는 것을 의미한다. 그러나, 석고는 플라스터와 물을 혼합하는 단계에 먼지 가루를 취급하여야 하는 단점이 있다. 또한, 단순 플라스터는 기계 처리되는 경우, 다량의 미세 먼지를 발생하여 작업자에게 자극을 줄 뿐만 아니라 CNC 기계의 광학 소자를 방해한다. 경화 석고는 깨지는 경우가 빈번하며, 따라서 기계화된 모델로부터 몰드를 제작하는데 필요한 취급동안 금이 가거나 쪼개지는 경향이 있다.

기계가공이 가능한 매체의 한 종류는 헌츠만 어드밴스드 머티어리얼즈 (Huntsman Advanced Materials; East Lansing, MI)에서 RenPaste^TM 명으로 시판하는 것 및 액스손(Axson; Easton Rapids, MI)에서 제작한 SC 165과 같은 에폭시 페이스트이다. 이들 페이스트는 폴리우레탄 또는 발포 폴리스티렌(EPS) 포움으로 구성된 모형용 보드에 일상적으로 적용된다. 페이스트 경화후, 이들은 CNC 기계 가공될 수 있다. 그러나, 에폭시 성분은 독성을 나타낼 수 있고 적용이 어려우며 고가이다.

폴리머-개질된 일부 석고가 기계가공이 가능한 매체로 또한 공지되었다. 예를 들어, 미국 특허 제 5,534,059호(Immordino)는 플라스터, 전분 및 수-재분산성 분말 폴리머를 포함하는 혼합물을 개시하였다. 폴리머 첨가제는 강도를 향상시키고, 더스트(dust)를 줄인다. 이 혼합물은 캐스팅(casting) 및 경화전에 물과 혼합되는 분말로서, 경화 물체를 기계가공하는 경우 단순 플라스터에 비해 더스트를 덜 수반한다.

미국 특허 제 6,355,099호(Immordino 및 Kaligian)는 플라스터, 수분산성 내부 윤활 바인더 및 접착성 바인더로 구성된 기계가공이 가능한 조성물을 개시하였다. 이 특허에서 윤활 폴리머는 바람직하게는 실온보다 높은 유리전이 온도 또는 T_g를 갖는다. 이 조성물은 분말 또는 사용 직전에 촉진제와 혼합되는 수성 슬러리로 저장될 수 있다.

유나이티드 스테이츠 집섬(United States Gypsum; Chicago, IL)에서 폴리머-개질된 석고 분말을 Rayite^TM 명으로 제조하고 있다. 이 조성물은 알려진 바에 의 하면 블록으로 캐스팅후 경화되어 기계적으로 가공될 수 있다. 공업용 플라스터는 일부 폴리머와 제제화된 경우에 조차, 전형적으로 75 이상 및 종종 80 이상의 쇼어 D 경도(Shore D hardness)를 갖는다.

US 공개 2003/0105202호(Stone)는 각 성분에 폴리머를 가지는 2 상 액체 성분의 폴리머-개질된 석고 조성물을 개시하였다. 폴리머의 바람직한 T_g 범위는 -20 내지 +50 ℃이다.

본 발명에서, 본 발명자들은 폴리머의 T_g가 -23 ℃ 미만인 폴리머-개질된 석고가 향상된 기계가공성 매체를 제공함을 발견하였다. 또한, 폴리머-개질된 석고가 70 이하의 쇼어 D 경도를 가지는 경우, 기계가공성이 뛰어나다. 특히, 본 발명의 조성물은 더스트가 거의 없으며, 기계로 가공되는 경우 다른 기계가공이 가능한 매체보다 더 큰 칩(chip) 및 셰이빙(shaving)을 제공하여 청소가 용이하다. 절삭 및 분쇄 공구는 본 발명의 매체를 통해 보다 빠른 속도로 절단될 수 있다. 제조된 모형은 치수적으로 안정하며 예리하고 디테일한(detailed) 테두리를 유지한다.

폴리머 조성물을 적절히 선택하거나, 경화 폴리머를 가소제와 함께 제제화하거나, 경질 및 연질 폴리머를 배합하여 T_g가 낮은 폴리머 바인더를 수득할 수 있다. 복합 재료에 대해 겉보기 폴리머 T_g를 -23 ℃ 미만으로 제공하거나, 쇼어 D 경도를 70 이하로 제공하는 임의의 방법이 기계가공능이 향상된 매체를 제조하는데 적합할 것으로 판단된다.

모형을 제조하기 위해 분쇄 또는 CNC 규격화될 매체는 다수의 물성을 가져야 한다. 이는 미리 정해진 테두리 및 형상으로 기계가공하기에 충분히 부드러우면서 모형이 시제품 제작 단계의 나중 단계에서 겪게 될 취급을 견딜만큼 충분히 강하여야 한다. 기계가공동안 제거된 셰이빙은 저독성이어야 하고 청소가 용이할 정도로 충분히 커야 한다.

추가의 이점은 적용이 용이하다는 것이다. 일부 기계가공이 가능한 매체는 모형용 보드, 예를 들어 폴리우레탄 포움 형태로 공급된다. 대형 모형을 제작하기 위하여, 이들 보드는 최종 모형보다 큰 크기로 함께 접착된 후, 다시 기계가공되는데, 이 공정은 시간 소모적이다. 발포 폴리스티렌(EPS)과 같은 저렴한 포움이 최종 모형의 크기보다 약간 작은 비가공 상태로 다시 기계가공될 수 있는 것이 바람직하다. 이 포움은 이어서 유체로 오버코팅후 기계가공이 가능한 매체로 경질화 또는 경화된 다음, 기계가공된다. 최종 모형 또는 플러그는 표면에 약 5 내지 50 ㎜의 매체를 가지는 EPS 코어로 구성되며, 이는 최종 제품 형상과 정확하게 일치한다. 이 플러그로부터, 예를 들어 불포화 폴리에스테르를 사용하여 제품의 암형(negative mold)을 캐스팅할 수 있다. 이 몰드는 최종 정 제품(positive final parts)을 캐스팅하는데 사용될 수 있다. 이러한 단계식 공정은 보트, 자동차 또는 항공기 뿐 아니라 다른 산업 제품에 통상 사용된다.

본 발명의 제 1 측면은 성분 A와 성분 B의 혼합물을 포함하는 복합 재료를 형성하기 위한 조성물에 관한 것이다. 성분 A는 석고 및 억제제를 함유하며, 성분 B는 촉진제를 함유한다. 성분 A 및/또는 성분 B는 추가로 T_g가 -23 ℃ 미만인 폴리머 바인더를 포함한다.

본 발명의 제 2 측면은 성분 A와 성분 B의 혼합물을 포함하는 복합 재료를 형성하기 위한 조성물에 관한 것이다. 성분 A는 석고 및 억제제를 함유하며, 성분 B는 촉진제를 함유한다. 성분 A 및/또는 성분 B는 추가로 폴리머 바인더를 포함하며, 경화시 쇼어 D 경도가 70 이하이다.

본 발명의 제 3 측면은 석고와 억제제의 제 1 슬러리 혼합물 및 적어도 촉진제의 제 2 슬러리 혼합물을 제공하고(여기에서, 제 1 슬러리 혼합물 및 제 2 슬러리 혼합물중 적어도 하나는 폴리머 바인더를 포함한다), 제 1 슬러리 혼합물과 제 2 슬러리 혼합물을 10:1 내지 1:2의 중량비로 배합하여 연질 복합물을 형성하는 단계를 포함하여, T_g가 -23 ℃ 미만인 폴리머 바인더를 포함하는 복합 재료를 형성하는 방법에 관한 것이다.

성분 A는 석고(황산칼슘 반수화물)를 함유한다. 이는 물과 혼합시에 적절히 활성화되는 경화가능한 광물질이며, 무기 바인더로 경화 및 경질된다. 바람직하게, 석고는 알파 석고이나, 베타 석고 또는 알파 및 베타 형태의 혼합물도 또한 사용될 수 있다.

본 발명에 사용된 석고는 무수 황산칼슘 및/또는 화학 석고, 통상 일컬어지는 합성 석고 및 황산칼슘 반수화물을 포함하여 각종 경화가능한 형태의 황산칼슘 을 포함할 수 있다.

상업적으로 입수가능하며 통상 알파 및 베타형으로 불리는 두가지 타입의 수화물(CaSO₄·1/2H₂O)이 있다. 알파 반수화물은 통상적으로 석고 덩어리를 오토클레이브에 도입하고 이를 증기 존재하에 제어가능한 과압에서 소성시켜 제조된다. 이에 반해, 베타 반수화물은 이수화물을 케틀 또는 회전 소성기에서 대기압하에 가열하여 제조된다. 이들 두 타입의 석고의 물리적인 외관이 동일해 보여도, 이들은 작업품을 제조하는데 필요한 물/석고 비가 상이하다. 두 형태의 석고 입자의 물성이 상이한 것은 그의 각 표면 성질이 상이한 것에 기인한다. 더 큰 알파 결정은 수분 흡수성 및 단위 중량당 표면적이 더 작다. 이는 석고의 경화 또는 경질을 야기하는데 물이 더 적은 양 필요하다는 것으로 해석될 수 있다. 건조 석고 고체 중량 대비 물 중량이 낮을수록, 경화후 최종 생성물의 강도가 커진다. 성분 A의 제제에 사용된 석고의 양은 성분 A의 총 중량을 기준으로 하여 50 내지 80 부이다. 바람직하게, 60 내지 75 부가 사용된다.

석고 자체가 경질 매스로 경화된다. 본 발명은 성분 A 및 B의 적어도 하나가 적어도 하나의 공중합되는 에틸렌계 불포화 비이온성 모노머를 함유하는 폴리머 바인더를 가지는 경화 복합 재료의 경도를 감소시키는 폴리머 바인더의 용도를 개시한다. 본 원에서 "비이온성 모노머"는 pH 1 내지 14 범위의 전기적으로 중성인 모노머를 의미한다. 에틸렌계 불포화 비이온성 모노머는 예를 들어 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트) 아크릴레이트, 이소데실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 하이드록시에틸(메트)아크릴레이트 및 하이드록시프로필(메트)아크릴레이트를 포함한 (메트)아크릴 에스테르 모노머; (메트)아크릴아미드, (메트)아크릴로니트릴; 스티렌 및 치환된 스티렌; 부타디엔; 에틸렌; 비닐 아세테이트, 비닐 부티레이트 및 다른 비닐 에스테르; 및 비닐 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드와 같은 비닐 모노머를 포함한다. all-아크릴 및 스티렌/아크릴 폴리머가 바람직하다. 주로 아크릴 수성 에멀젼 폴리머가 바람직하다. 본 원에서 "주로 아크릴" 이라는 것은 폴리머가 (메트)아크릴 모노머, 예를 들어 (메트)아크릴레이트 에스테르, (메트)아크릴아미드, (메트)아크릴로니트릴 및 (메트)아크릴산으로부터 유도된 공중합 단위를 50 중량% 초과하여 함유함을 의미한다. 뒤에 다른 용어, 예를 들어 아크릴레이트 또는 아크릴아미드를 수반하여 용어 "(메트)"를 사용하는 경우 이는 본 명세서를 통해 각각 아크릴레이트 또는 아크릴아미드 및 메타크릴레이트 및 메타크릴아미드 모두를 의미한다.

에멀젼 폴리머는 또한 폴리머 중량에 대해 총 모노머 중량을 기준으로 하여 0 내지 5 중량%의 공중합되는 모노에틸렌계 불포화 산 모노머, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 이타콘산, 푸마르산, 말레산, 모노메틸 이타코네이트, 모노메틸 푸마레이트, 모노부틸 푸마레이트, 무수 말레산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 설폰산, 비닐 설폰산, 스티렌 설폰산, 1-알릴옥시-2-하이드록시프로판 설폰산, 알킬 알릴설포숙신산, 설포에틸(메트)아크릴레이트, 포스포알킬(메트)아크릴레이트, 예컨대 포스포에틸(메트)아크릴레이트, 포스포프로필(메트)아크릴레이트 및 포스포부틸(메트)아크릴레이트, 포스포알킬 크로토네이트, 포스포알킬 말레에이트, 포스포알킬 푸마레이트, 포스포디알킬(메트)아크릴레이트, 포스포디알킬 크로토네이트 및 알릴 포스페이트를 함유할 수 있다.

폴리머의 T_g를 조절하는데 있어서, 폴리머를 합성하기 위해 사용되는 모노머가 적절히 선택되어야 한다. 폴리머의 유리전이 온도는 폴리머가 T_g 보다 낮은 온도에서 유리상의 딱딱한 상태에서 T_g 보다 높은 온도에서 유체 또는 고무질 상태로 폴리머를 전이시키는 온도이다. 폴리머의 T_g는 T_g 값으로서 온도 전이에 대한 열의 중간점을 취하여 시차주사열량계(DSC)로 측정된다. DSC 측정에 대한 가열 속도는 20 ℃/분이다.

본 발명에서, 측정된 폴리머의 T_g는 -23 ℃ 미만이다. 바람직하게, T_g는 -35 내지 -60 ℃이다.

성분 A 및/또는 B의 폴리머 바인더는 유화될 수 있거나, 수 재분산성 분말 형태일 수 있다. 폴리머 바인더는 또한 폴리머가 물에 분산 또는 유화될 수만 있다면, 유기 용매에서 또는 벌크 중합하여 제조할 수 있다. 폴리머를 제조하는 임의의 방법이 본 발명을 수행하는데 사용될 수 있지만. 유화 폴리머 바인더를 사용하는 것이 상업적으로 보다 이득이 될 수 있다. 본 발명의 조성물로 제제화된 에멀젼은 약 35 내지 65 부피%, 바람직하게는 45 내지 65 부피%의 고체를 함유할 수 있다. 사용된 농도는 물론 경화 속도 및 최종 복합 재료에 필요한 특성에 좌우될 것이다. 에멀젼 중합은, 예를 들어 중합 반응 개시 시점에 반응 케틀에 존재하는 모노머 전부, 중합 반응 개시 시점에 반응 케틀에 존재하는 유화 형태의 모노머 일부, 반응 케틀에 존재하는 유화 형태의 모노머 일부 및 중합 반응 개시 시점에 반응 케틀에 존재하는 소형 입자 크기의 에멀젼 폴리머 시드를 사용하여 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 중합 공정은 배치식, 반연속식 또는 연속식 공정으로 수행될 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 특정 에멀젼 중합 기술은 예를 들어 미국 특허 제 4,325,856호, 4,654,397호 및 4,814,373호에 개시된 방법을 포함한다.

경화 폴리머의 겉보기 T_g를 감소시키는 다른 적합한 방법이 당업자들에게 공지되었고 본 발명자들에 의해 구상되었다. 예를 들어, 공용매가 제제에 포함될 수 있다. 이들 공용매는 또한 가소제로도 불리우며, 폴리머가 폴리머 조성물로부터 예상되는 것보다 훨씬 부드러운 폴리머로 거동하도록 야기한다. 가소제의 일례는 디옥틸 프탈레이트이나, 많은 다른 것이 공지되었다. 폴리머의 겉보기 T_g를 감소시키는 또 다른 방법은 매우 부드러운 폴리머와 좀 더 딱딱한 폴리머를 배합하는 것이다. 이들 경질 및 연질 폴리머는 유사한 모노머 조성을 취할 수 있으나, 분자량이 상이할 수 있거나, 그의 모노머 조성이 상이할 수 있다. 물질의 배합물을 사용하는 경우, 모든 물질이 본 발명의 한 성분에 포함될 수 있거나, 본 발명의 A 및 B 성분으로 나뉘어질 수 있다.

적합한 폴리머 바인더중 하나는 롬 앤드 하스 컴퍼니(Rohm and Haas Co.) (Philadelphia, Pa)에서 시판하는 Rhoplex^TM 1950 에멀젼이다. 이러한 all-아크릴 에멀젼은 폴리머 고체가 63 중량%이며 T_g는 -50 ℃(Fox 식을 사용하여 구하였다)로 산출되었다.

성분 A는 또한 억제제, 보다 구체적으로 석고 수화 억제제를 포함한다. 이는 비경화 황산칼슘 반수화물을 사용 직전, 황산알루미늄과 같은 활성제를 첨가하여 석고 경화를 개시하기 전까지 수성 슬러리 형태로 보관될 수 있도록 한다. 수화 억제제는 폴리카복실산의 폴리머 또는 코폴리머이다. 일부 공지된 수화 억제제에는 동물성 단백질(미국 특허 제 4,661,161호), 폴리포스페이트(미국 특허 제 5,746,822호) 및 폴리카복실레이트(미국 특허 제 4,157,264호 및 US 공개 2003/0105202호)가 포함된다. 적합한 수화 억제제의 한 예는 롬 앤드 하스 컴퍼니(Philadelphia, Pa)에서 시판하는 Tamol^TM 963 35% 분산제이다. 폴리머 억제제는 편리하게는 소듐 또는 암모늄염 형태일 수 있다.

성분 B는 촉진제, 보다 구체적으로 수화 경화 촉진제를 포함한다. 필요한 촉진제의 양은 본 발명에 존재하는 알파 석고 및 수화 억제제의 양에 기초할 것이다. 촉진제는 바람직하게는 성분 B의 고체 함량 중량을 기준으로 0.1 내지 6.0 중량% 및 보다 바람직하게는 0.1 내지 4.0 중량%의 양으로 첨가될 것이다. 적합한 촉진제는 산성 양이온을 제공할 수 있는 금속염을 포함한다. 바람직한 금속염은 황산알루미늄, 황산칼슘, 황산제2철, 황산아연 및 염화제2철이다. 본 발명의 조성물에 대한 가장 바람직한 촉진제는 황산알루미늄이다.

많은 다른 임의적 성분이 성분 A 또는 B 또는 이 두 성분 모두에 포함될 수 있다. 이들은 액체 성분 또는 최종 복합 재료의 성질을 개질하는 것으로 널리 알려진 것이다. 이러한 첨가제는 다음과 같다:

- 폴리머의 수성 현탁액 또는 에멀젼을 안정화시키기 위한 계면활성제, 특히 비이온성 계면활성제 및 다른 첨가제.

- 혼합 또는 적용동안 포움을 최소화시키기 위한 소포제, 예를 들어 폴리실록산.

- pH 조절제. 성분 A에 적합한 pH 조절제중 하나는 EP1403227호에 개시된 수산화칼슘이다.

- 증량제. 적합한 증량제에는 모래 및 실리카, 알루미늄 삼수화물(ATH), 백토(terra alba), 플라이애쉬(fly ash) 및 퍼라이트 또는 중공 유리구체와 같은 경중량 증량제가 있다.

- 농후제, 예를 들어 알칼리 가용성 수지(ASR), 소수성으로 개량된 우레탄 수지(HEUR), 하이드록시에틸 셀룰로즈, 아타펄가이트 또는 벤토나이트 점토 등. 이들 대부분은 석고 및 페인트 제조업자들에게 알려졌다.

- 착색제, 습윤 보조제 및 방수 왁스와 같은 다른 첨가제.

일례로, 성분 A는 석고 60 내지 75 중량%, 억제제 0.1 내지 3 중량%, 폴리머 바인더 10 내지 30 중량% 및 성분 A 첨가제 0 내지 14.9 중량%를 포함하며; 성분 B는 폴리머 바인더 5 내지 50 중량%, 촉진제 1 내지 15 중량% 및 성분 B 첨가제 35 내지 94 중량%를 포함한다. 폴리머 바인더의 T_g는 -23 ℃ 미만이다. 성분 A 첨가 제는 소포제, 계면활성제, pH 조절제 및 이들의 배합물을 포함할 수 있고, 성분 B 첨가제는 증량제, 소포제, 계면활성제, 농후제, 활성제 및 이들의 배합물을 포함할 수 있다.

바람직하게, 성분 A 및 B는 둘 다 수성 슬러리이다. 사용시, 성분 A 및 B를 배합하여 혼합하고, 기계가공이 가능한 형태로 성형한 후, 경화시킨다. 복합 재료는 캐스팅(casting), 트라우얼링(troweling), 스프레이(spraying) 또는 다른 공지 수단으로 적용될 수 있다.

복합 재료의 쇼어 D 경도는 70 이하이다. 바람직하게, 복합 재료의 쇼어 D 경도는 50 내지 70이다.

비교 실시예 1 :

Castonite^TM MM Mining Membrane이 롬 앤드 하스 컴퍼니를 통해 시판되고 있다. 이 물질을 혼합하여 블록으로 캐스팅할 수 있거나, 혼합하여 EPS 상에 적용할 수 있다. 주변온도에서 경화후, 매체는 75의 쇼어 D 경도를 가졌다. 이를 잘 드는 다용도 칼로 베어 내거나 표준 드릴 비트로 드릴링하여 평균 0.2 ㎜ 크기의 절삭분을 생성할 수 있다. 베어진 또는 드릴링된 가장자리는 각이지고 윤곽이 뚜렷했다.

비교 실시예 2 :

Rayite^TM 100은 유나이티드 스테이츠 집섬 컴퍼니(United States Gypsum Co.; Chicago, IL)를 통해 시판되고 있는 기계가공이 가능한 매체이다. 이 물질은 물과 혼합되는 분말이며, 기계가공이 가능한 형태로 캐스팅된다. 불록을 제조하고 캐스팅하여 주변온도에서 건조후 쇼어 D 경도는 77 이었다. 이를 잘 드는 다용도 칼로 베어 내거나 표준 드릴 비트로 드릴링하여 평균 0.5 ㎜ 크기의 절삭분을 생성할 수 있다.

실시예 :

설명: 본 실시예에 하기 성분들이 사용되었다:

폴리머 바인더: Rhoplex^TM 1950 에멀젼; Rohm and Haas Co.

소포제: BYX^R-024; BYK Chemie

계면활성제: Triton^TM X405; Dow Chemical Co.

수화 억제제: Tamol^TM 963 35% 분산제; Rohm and Haas Co.

라텍스 바인더: Rhoplex^TM HA16 에멀젼; Rohm and Haas Co.

활성제: 황산알루미늄 18수화물(수중 50%)

석고: 알파 반수화물

아타펄가이트 농후제: Attagel^R 50; Englehard Corp.

셀룰로즈 농후제: Natrosol^R 250HHR; Hercules Inc.

ATH: 알루미나 삼수화물, Moldex^TM A120; J.M. Huber

본 발명에 따른 성분 A의 조성은 다음과 같다:

Rhoplex^TM 1950: 24.5

BYX^TM 024: 0.3

Triton^TM X405: 0.52

Tamol^TM 963, 35%: 0.56

물: 4.5

황색 안료: 0.1

수산화칼슘: 0.1

Attagel^TM 50: 0.2

알파 석고: 69.22

합계 100

본 발명에 따른 성분 B의 조성은 다음과 같다:

Rhoplex^TM 1950: 26.14

BYX^TM 024: 0.3

Triton^TM X405: 0.49

물: 4.41

Natrosol 250 HHR 0.06

청색 안료: 0.1

황산알루미늄 50% 3.2

ATH: 65.3

합계 100

성분 A 및 B의 물성은 다음과 같다:

성분 A 성분 B 단위

pH 8.5 3.7

점도 73000 56000 cPoise

밀도 1.75 1.68 g/cc

성분 A 및 B를 100:48의 중량비(100:50 부피피)로 혼합하게 되면 약 6 분 이내에 경화하였다. 경화시 선형 팽창은 약 0.2% 이었다. 주변온도에서 경화 및 건조후, 쇼어 D는 60 이었다. 잘 드는 다용도 칼로 베어 내거나 표준 드릴 비트로 드릴링하여 5-10 ㎜ 크기의 절삭분을 더스트없이 얻었다. 비교 실시예보다 낮은 칼의 압력으로 베어졌다. 본 실시예에 따라, 적절한 드릴링 압력으로 비교 실시예에 의한 것보다 약 2배 빨리 드릴로 구멍이 뚫어졌다.

Claims (14)

1. 석고 및 억제제를 함유하는 성분 A; 및

   촉진제를 함유하는 성분 B의 혼합물을 포함하며,

   성분 A 및 성분 B의 적어도 하나가 T_g가 -23 ℃ 미만인 폴리머 바인더를 추가로 포함하는 복합 재료 형성용 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 성분 A가 소포제; 계면활성제; 및 pH 조절제를 추가로 포함하는 조성물.
3. 제 1 항에 있어서, 성분 B가 증량제; 소포제; 계면활성제; 농후제; 및 활성제를 추가로 포함하는 조성물.
4. 제 1 항에 있어서, 성분 A가 그의 총 중량을 기준으로 60 내지 75 중량%의 석고를 포함하는 조성물.
5. 제 1 항에 있어서, 성분 A가

   석고 60 내지 75 중량%;

   억제제 0.1 내지 3 중량%;

   폴리머 바인더 10 내지 30 중량%; 및

   소포제, 계면활성제, pH 조절제 및 이들의 배합물로 구성된 그룹중에서 선택된 성분 A 첨가제 0 내지 14.9 중량%를 포함하고,

   성분 B가

   폴리머 바인더 5 내지 50 중량%;

   촉진제 1 내지 15 중량%; 및

   증량제, 소포제, 계면활성제, 농후제, 활성제 및 이들의 배합물로 구성된 그룹중에서 선택된 성분 B 첨가제 35 내지 94 중량%를 포함하는 조성물.
6. 제 1 항에 있어서, 착색제를 추가로 포함하는 조성물.
7. 제 1 항에 있어서, 석고가 황산칼슘 반수화물을 포함하고, 억제제가 수성 폴리카복실레이트를 포함하며, 폴리머 바인더가 아크릴 코폴리머를 포함하고, 촉진제가 황산알루미늄을 포함하는 조성물.
8. 제 2 항에 있어서, 소포제가 폴리실록산을 포함하고, 계면활성제가 비이온성 계면활성제를 포함하며, pH 조절제가 수산화칼슘을 포함하는 조성물.
9. 제 3 항에 있어서, 폴리머 바인더가 아크릴 코폴리머를 포함하고, 증량제가 알루미늄 삼수화물을 포함하며, 소포제가 폴리실록산을 포함하고, 계면활성제가 비 이온성 계면활성제를 포함하며, 농후제가 하이드록시에틸 셀룰로즈를 포함하고, 활성제가 황산알루미늄을 포함하는 조성물.
10. 석고 및 억제제를 함유하는 성분 A; 및

    촉진제를 함유하는 성분 B의 혼합물을 포함하고,

    성분 A 및 성분 B의 적어도 하나가 폴리머 바인더를 추가로 포함하며,

    쇼어 D 경도(Shore D hardness)가 70 이하인 복합 재료 형성용 조성물.
11. 제 10 항에 있어서, 성분 A가 소포제; 계면활성제; 및 pH 조절제를 추가로 포함하고, 성분 B가 증량제; 소포제; 계면활성제; 농후제; 및 활성제를 추가로 포함하는 조성물.
12. 제 10 항에 있어서, 쇼어 D 경도가 50-70인 조성물.
13. 석고와 억제제의 제 1 슬러리 혼합물 및 적어도 촉진제의 제 2 슬러리 혼합물(여기에서, 제 1 슬러리 혼합물 및 제 2 슬러리 혼합물의 적어도 하나는 폴리머 바인더를 포함한다)을 제공하고;

    제 1 슬러리 혼합물과 제 2 슬러리 혼합물을 10:1 내지 1:2의 중량비로 배합하여 연질 복합물을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하여, T_g가 -23 ℃ 미 만인 폴리머 바인더를 포함하는 복합 재료를 형성하는 방법.
14. 제 13 항에 있어서, 연질 복합물을 경질 복합물과 혼합하는 단계를 추가로 포함하는 방법.