KR20090101213A - 구조 접착제용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스티렌을 포함하는 블록 코폴리머들의 혼합물 및 엘라스토머를 함유하는 아크릴 구조 접착제용 조성물에 관한 것이다.

Description

구조 접착제용 조성물{COMPOSITION FOR STRUCTURAL ADHESIVE}
본 발명은 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트에 기초한 아크릴 구조용 접착제(structural adhesives) 분야 및 이의 용도에 관한 것이다.
구조용 접착제는 2개의 물질, 가령 금속 또는 플라스틱을 함께 접합시키기위한 기계적 기술에 대한 좋은 대체 방법이다. 이는 리벳(riveting)으로 조이거나 또는 용접(welding)하는 것과 같은 대체 기술을 사용하여 접합시키는 것보다 힘 분배(force distribution)가 더 좋기 때문이다. 또한, 접착제의 사용은 작업을 더 빠르게 할 수 있고, 기계적 기술보다 외부 성분(먼지, 수분)으로부터 더 양호한 절연성을 제공하는 잇점을 갖는다.
이와 같이 구조용 접착제는 어느 정도의 단점을 갖는다 할지라도 많은 산업 분야에서 사용된다. 사실상, 접착제의 경화(응고) 중에 형성된 접합은 양호한 기계적 강도가 필요한 경우 종종 고정된다. 그러므로, 접착제의 탄성이 충분하지 않다면, 함께 접합된 2개의 부재를 서로 떼어내는 힘이 가해졌을 때 부서짐이 관찰될 수 있다. 양호한 탄성을 갖는 접착제가 존재하지만, 종종 낮은 기계적 강도를 갖 는다.
그러므로, 양호한 기계적 강도(특히, 전단 강도)와 만족스러운 탄성을 갖는 구조용 접착제를 제공하는 것이 필수적이다. 더우기, 다양한 형태의 물질, 특히 금속 및 조성물에서 관찰되는 상기 특성들이 중요하다.
본 발명은 70% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 더 바람직하게는 100% 이상의 파단 연신율(elongation at break) 및 알루미늄에서 15 MPa 이상의 인장 전단 강도(tensile shear strength)를 갖는 접착제 조성물을 제공함으로써 상술된 문제점을 해결하는데 목적을 가지고 있다.
구조용 접착제는 2개의 성분, 즉 다른 성분을 중합 또는 경화시키기위해 제공되며 모노머를 포함하는 촉매로 이루어진다.
그러므로, 본 발명은 구조용 접착제에 사용될 수 있는 조성물에 관한 것으로서,
(a) 1 이상의 메타크릴레이트 에스테르 모노머;
(b) 스티렌 및 이소프렌을 포함하는 엘라스토머성 블록 코폴리머;
(c) 스티렌 및 부타디엔 또는 에틸렌을 포함하는 1 이상의 엘라스토머성 블록 코폴리머; 및
(d) 엘라스토머의 힐드브랜드 용해도 파라미터(Hildebrand solubility parameter)가 사용된 블록 코폴리머들의 힐드브랜드 용해도 파라미터와 상용하도록 선택된 1 이상의 엘라스토머를 포함한다.
그러므로, 본 발명에 따른 조성물은 경화 촉매와 사용될 것이다.
US 4 451 615에서는 구조용 접착제로서 사용될 수 있는 내열성 조성물이 개시되어 있으며, 상기는 아크릴레이트 에스테르 모노머 및 이소프렌-함유 블록 폴리머를 포함한다. 상기 폴리머는 이소프렌 호모폴리머, 이소프렌/아크릴로니트릴 코폴리머 또는 SIS일 수 있다.
US 2005/0014901에서는 알킬 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트 모노머, 불포화 폴리에스테르 또는 비닐 에스테르 수지, 및 전부 또는 일부 열가소성 폴리머 또는 엘라스토머를 포함하는 조성물을 기술하고 있다.
JP 05-163 444에서는 알킬 메타크릴레이트, 및 방향족 비닐 모노머 및 이소프렌 또는 이소프렌/부타디엔을 포함하는 블록 코폴리머를 포함하는 접착제를 기술하고 있다.
JP 2002-226509에서는 아크릴레이트 모노머 및 스티렌-함유 블록 코폴리머(특히 SBS, SIS, SEBS 및 SEPS로부터 선택될 수 있음)를 포함하는 접착제를 기술하고 있다.
EP 1 466 953에서는 SIS 및 SBS를 포함하고, 또한 점착부여성 수지(tackifying resin)를 포함하는 접착제 조성물을 기술하고 있다. 상기 접착제는 메타크릴레이트 에스테르 모노머도 엘라스토머도 포함하지 않는다.
WO 2007/075909에서는 메타크릴레이트 에스테르 모노머, 직쇄형 SBS 코폴리머, 방사형 SBS 코폴리머 및 가소제로부터 선택된 블록 코폴리머, 직쇄형 또는 방사형 SIS 코폴리머, 직쇄형 또는 방사형 SIBS 코폴리머, 및 이들의 혼합물을 포함하는 조성물을 기술하고 있다. 엘라스토머의 존재는 고려되지 않았다.
바람직한 실시양태에서, 엘라스토머 모노머(a)는 메타크릴레이트 모노머이다. 상기는 알콜 부분이 짧은 직쇄형 사슬을 갖는(예를들면, 1개 또는 2개의 탄소 원자를 가짐) 메타크릴레이트 모노머를 선택하는 것이 바람직하다. 그러므로, 본 발명에 따른 바람직한 모노머는 메틸 메타크릴레이트 및 에틸 메타크릴레이트이다.
다른 실시양태에서, 알콜 부분은 1개 이상의 고리를 가지며, 상기 고리는 치환될 수도 있고 또는 치환되지 않을 수 있다. 그러므로, 상기 실시양태에서, 모노머는 특히 테트라히드로푸르푸릴 메타크릴레이트, 페녹시에틸 메타크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트, 글리시딜 에테르 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트 및 트리메틸 시클로헥실 메타크릴레이트로부터 선택될 수 있다.
상기 에스테르의 혼합물이 또한 사용될 수 있다. 조성물 중에 메타크릴레이트의 중량비는 바람직하게는 20 중량% 내지 80 중량%, 더 바람직하게는 30 중량% 내지 65 중량%, 더욱더 바람직하게는 42 중량% 내지 58 중량%, 대략 50 중량%이다.
하나의 특정 실시양태에서, 상기 조성물은 또한 알콜 부분이 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 사슬을 포함하는 1 이상의 아크릴 에스테르 모노머(e)(장쇄 모노머)를 포함한다. 그러므로, 라우릴 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜에 기초한 에스테르, 또는 이들 에스테르의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기는 전체 아크릴 장쇄 모노머를 10 중량% 이하, 바람직하게는 8 중량% 이하, 더 바람직하게는 5 중량% 이하로 상기 조성물에 포함되는 것이 바람직하다. 하나의 특정 실시양태에서, 상기 조성물은 2개의 아크릴 장쇄 에스테르 모노머의 혼합물을 포함한다. 바람직하게, 상기 조성물이 단일의 아크릴 에스테르 모노머(e)만을 포함하는 경우, 조성물이 상기 에스테르(e)의 혼합물을 포함할 때 8 중량% 내지 10 중량%의 양으로 존재하는 것이 허용될지라도 8 중량% 이하의 양으로 존재하는 것이 바람직하다. 상기 경우에, 5 중량% 이하로 각각 존재하는 것이 바람직하다.
상기 조성물은 또한 다른 모노머, 가령 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 또는 스티렌을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 또한 다양한 블록 코폴리머의 혼합물을 포함한다. 그러므로, (b) 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 코폴리머(SIS) 및 (c) 스티렌 및 부타디엔 또는 에틸렌을 포함하는 적어도 하나의 블록 코폴리머를 포함한다. 상기가 부타디엔을 포함하는 경우, 상기 블록 코폴리머는 스티렌-부타디엔-스티렌 코폴리머(SBS) 또는 스티렌-이소프렌-부타디엔-스티렌 코폴리머(SIBS), 가령 2005년 10월 9-12일 켄터키주 루이스빌에서 열린 컨퍼런스 Adhesives & Sealants Council Meeting에서 Dr. Donn DuBois et al.에 의해서 기술된 크라톤(Kraton) MD6455 (Kraton Polymers제)일 수 있다.
상기가 에틸렌을 포함하는 경우, 상기 블록 코폴리머는 SEBS(스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 코폴리머) 또는 SEPS(스티렌/에틸렌-프로필렌/스티렌 코폴리머)일 수 있다. 상기 화합물은 크라톤 G 레인지(Kraton G range, Kraton Polymers제)를 이용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 블록 코폴리머(c)는 부타디엔을 포함한다.
스티렌은 SBS 코폴리머의 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 15 중량% 내지 50 중량%, 더 바람직하게는 22 중량% 내지 40 중량%, 더욱 바람직하게는 약 28 중량% 내지 33 중량%로 존재한다. 스티렌은 SIS 또는 SIBS 코폴리머의 중량을 기준으로 하여 12 중량% 내지 24 중량%, 더 바람직하게는 약 18 중량% 내지 약 19 중량%의 비율로 존재한다.
바람직하게, 상기 조성물은 4-1(조성물에서 중량비로)에서 1.5-1로 변화시킨 비율로 SIS와 SIBS의 혼합물을 포함한다. SIS 대 SIBS의 바람직한 비율은 약 3/1 또는 3.3/1이다. 그러나, 또한 SIS/SIBS 혼합물과 상대적으로 동일한 비율로 SIS/SBS 혼합물을 사용할 수 있다. 또한, SIS, SIBS 및 SBS의 혼합물을 사용할 수 있다. 또한, 또다른 블록 코폴리머를 상기 혼합물들 중 하나에 첨가할 수 있다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 블록 코폴리머 SIS, SBS 또는 SIBS는 당분야에 통상의 지식의 가진 사람에게 잘 알려져 있다. 이들은 특히 Kraton Polymers(미국 텍사스주 휴스턴)에서 제조된다. 그러므로, US 2005 0238603에 기술된 SIS Kraton D1160 또는 Kraton D1161, US 5 106 917에 기술된 SBS Kraton D1102 및 SIBS Kraton MD6455 또는 Kraton MD 6460을 사용할 수 있다.
당분야의 통상의 지식을 가진 사람은 존재하는 코폴리머로부터 본 발명에 따른 조성물, 특히 사용된 모노머에서 이들 코폴리머의 용해도에 따라, 또는 이들 코폴리머의 인장 강도에 따라 조성물에 사용될 수 있는 SIS, SIBS 및 SBS 블록 코폴리머를 선택하는 방법을 알고 있다.
본 발명에 따른 조성물은 상기 SIS 블록 코폴리머 및 부타디엔 또는 에틸렌을 포함하는 상기 블록 코폴리머의 혼합물을 바람직하게는 10 중량% 내지 30 중량%, 더 바람직하게는 15 중량% 내지 25 중량%, 더욱 바람직하게는 18 중량% 내지 25 중량% 포함한다.
본 발명에 따른 조성물은 또한 사용된 블록 코폴리머들과 용액에서 상용하도록 선택된 1 이상의 엘라스토머를 포함한다. 필요하다면, 관능화(functionalized)된다(이의 말단에 이중 결합, 특히 모노머와의 결합을 향상시키기위해서 메타크릴레이트 관능기를 가짐). 특정 경우에, 액체 엘라스토머가 선택된다. 1 이상의 관능화 엘라스토머를 단독으로 또는 1 이상의 관능화되지 않은 엘라스토머와의 혼합물의 형태로 사용하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 엘라스토머는 이의 힐드브랜드 용해도 파라미터(Hildebrand solubility parameter)가 사용된 블록 코폴리머들의 힐드브랜드 용해도 파라미터와 상용하도록 선택된다. 특히, 엘라스토머의 용해도 파라미터는 사용된 블록 코폴리머들의 힐드브랜드 용해도 파라미터들의 평균으로부터 10% 이상 차이가 나지 않도록 선택된다[예를들면, SIBS MD6455의 경우에, 8.3 (cal.cm-3)½]. 힐드브랜드 용해도 파라미터는 잘 알려져 있으며, 화합물의 응집 에너지 밀도(cohesive energy density)의 제곱근에 의해서 계산된다. 힐드브랜드 용해도 파라미터는 화학 물질의 분자들 사이에서 밀어내는 분산력(반데어 발스힘)과 직접 관련이 있다. 특히, 상기 엘라스토머의 힐드브랜드 용해도 파라미터(cal½cm-3/2로 나타냄)는 8 내지 9이다(용해도 파라미터가 MPa½로 표시되는 경우 16 내지 19임).
그러므로, 폴리부타디엔 타입의 엘라스토머(이후 폴리부타디엔은 액상으로 관능화되는 것이 바람직함) 또는 폴리이소프렌 타입의 엘라스토머를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 폴리클로로프렌(미국 DuPont제의 Neoprene AD10)이 사용될 수 있다.
관능화 폴리부타디엔, 가령 Hycar VTB 2000x168(비닐 말단기를 가짐)을 단독으로 또는 관능화되지 않은 폴리부타디엔, 가령 Hycar CTB 2000x162(카르복실 말단기)[미국 오하이오주 쿠야호가 폴스의 Emerald Performance Materials(EPM)제]와의 혼합물의 형태로 사용될 수 있다.
상기 성분(d)은 본 발명에 따른 조성물에 4 중량% 내지 20 중량%, 바람직하게는 6 중량% 내지 15 중량%, 더 바람직하게는 8 중량% 내지 12 중량%의 양으로 존재한다.
블록 코폴리머/엘라스토머 혼합물의 상대 비율은 조성물의 중량을 기준으로 하여 4/1 내지 1/1, 바람직하게는 약 2/1이다.
본 발명에 따른 조성물은 또한 산 모노머(acid monomer), 가령 당분야에 공지되어 있는 불포화 카르복실산, 말레산, 크로톤산, 이소프탈산 및 푸마르산 형태의 유리 라디칼에 의해 중합될 수 있는 산 모노머를 포함할 수 있다. 메타크릴산 또는 아크릴산이 바람직하다.
본 발명에 따른 조성물은 본 발명의 바람직한 실시양태에서 경화 촉진제, 유동 개선제 및 접착 촉진제로부터 선택된 1 이상의 부가 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
경화 촉진제는 촉매가 첨가되는 경우 접착제의 중합 및 경화를 촉진시킨다. 이는 3차, 바람직하게는 방향족, 아민, 가령 디메틸 파라-톨루이딘 및/또는 2,2'-(p-톨릴이미노)디에탄올이다.
유동 개선제는 본 발명에 따른 조성물이 접합될 표면에 용이하게 도포될 수 있도록 적당한 점도를 갖도록 한다. 폴리아미드, 가령 Disparlon 6500(일본 Kusumoto Chemicals Ltd제)이 사용될 수 있다.
접착 촉진제는 특히 메타크릴레이트 포스페이트 에스테르, 가령 포스페이트 에스테르 2-히드록시에틸 메타크릴레이트(스위스 취리히의 Rahn AG제의 Genorad 40)가 있다.
다른 성분들, 가령 미네랄 충전제(TiO2, CaCO3, Al2O3, 인산아연), 자외선 안정화제[가령, 2-히드록시페닐트리아진, Tinuvin 400(Ciba-Geigy제)], 및 왁스가 또한 본 발명에 따른 조성물에 첨가될 수 있다. 유리-라디칼 중합 저해제, 가령 BHT, 또는 벤조퀴논, 가령 나프토퀴논, 히드로퀴논 또는 에틸히드로퀴논이 또한 상기 조성물의 수명을 증가시키기위해서 첨가될 수 있다.
구조용 접착제는 2개의 성분들, 본 발명에 따른 조성물과 상기 접착제를 경화 및 고결시키는 촉매로부터 형성되는 것이 알려져 있다. 상기 2개의 성분은 2개의 상이한 구획에서 보관되었다가 상기 접착제의 사용시에 함께 혼합된다.
상기 촉매는 유리-라디칼 중합 개시제, 특히 퍼옥시드계이며, 이는 당분야에 잘 공지되어 있다. 벤조일 퍼옥시드, tert-부틸퍼옥시벤조에이트 또는 쿠멘 히드로퍼옥시드가 특히 선택될 수 있다. 상기 촉매가 5 중량% 내지 40 중량%, 특히 약 20 중량%의 퍼옥시드를 포함하는 경우가 바람직하다. 약 20 중량%의 벤조일 퍼옥시드를 포함하는 페이스트가 특히 사용된다.
상기 촉매는 본 발명에 따른 조성물인 제2 성분에 대해서 1/1 내지 1/30, 바람직하게는 1/5 내지 1/30, 더 바람직하게는 약 1/10의 비율로 사용된다.
그러므로, 본 발명은 스티렌/이소프렌/스티렌 타입의 엘라스토머성 블록 코폴리머, 부타디엔 또는 에틸렌을 포함하는 엘라스토머성 블록 코폴리머, 사용된 블록 코폴리머들의 힐드브랜드 용해도 파라미터와 상용할 수 있는 힐드브랜드 용해도 파라미터를 갖는 1 이상의 엘라스토머의 조합된 사용으로 70% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 더 바람직하게는 100% 이상의 파단 연신율(elongation at break) 및 (알루미늄에서) 15 MPa 이상 또는 17 MPa의 인장 전단 강도(tensile shear strength)를 갖는 구조 접착제용 조성물을 수득할 수 있다는 사실에 근거한다.
상기 결과는 완전히 예기치 못한 것이며, 그러므로 상기 접착제는 당분야에 기술된 접착제보다 크게 우수한 특성을 갖는다. 더우기, 상기 접착제는 조성물에 사용되는 경우 우수한 기계적 강도를 갖는다. 사실상, 금속에서 관찰되는 기계적 강도 값은 항상 복합체(composite)에서 반복되는 것은 아니라는 것을 발견하였다.
그러므로 본 발명에 따른 조성물을 사용하여 금속, 플라스틱 및 복합체를 복합체에 접합시킬 수 있고 특히 사일로(silo), 보트 또는 트럭 트레일러 구조물의 분야에서 사용될 수 있다. 또한 자동차 구조 분야 또는 철길 분야에 사용될 수 있다.
그러므로, 상기 조성물은 물질을 다른 물질에 접착 접합시킬 수 있으며, 상기 물질 또는 다른 물질은 특히 금속, 플라스틱, 목재, 또는 복합체일 수 있다. 그러므로, 상기 조성물은 하기 적용의 한가지 또는 그 이상에 사용될 수 있다: 금속/금속, 금속/복합체, 금속/플라스틱, 금속/목재, 목재/플라스틱, 목재/복합체, 목재/목재, 플라스틱/복합체, 플라스틱/플라스틱 또는 복합체/복합체 접착.
그러므로, 본 발명에 따른 조성물은 물질을 복합체에 접합시키는 경우 특히 유익하다.
본 발명에 따른 조성물로 수득된 높은 기계적 성능을 갖는 가요성 메타크릴레이트 구조용 접착제는 충격 및 진동에 탄력성 및 저항성이 있다. 이들은 동일하거나 또는 상이한 화학적 특성을 갖는 물질들, 예를들면 콘크리트, 목재, 세라믹, 유리, 페라이트, 알루미늄, 양극처리된 알루미늄, 스틸, 아연도금강(galvanized steel), 스테인레스스틸, 도색된 금속, 스틸, 구리, 아연, ABS, PVC, 폴리에스테르, 아크릴, 폴리스티렌, 겔-코트 폴리에스테르 또는 에폭시드, 복합체, 유리섬유-강화 복합체, 라미네이트, 허니콤 구조, 및 도색 또는 래커처리된 물질들 사이에 접착 접합부(adhesive joint)를 생성할 수 있다.
또한 상기는 상이하거나 또는 가변할 수 있는 두께, 거칠기 또는 평탄성(flatness)을 갖는 기재들 사이에서 커다란 갭(gap)을 채우면서 우수한 응력 분포(stress distribution)를 가질 수 있다.
그러므로, 상기 조성물의 가요성(flexibility)은 기재들 사이의 구별되는 팽창력을 수 미터 길이 이상으로 감을 수 있고, 기하학적(각, 거칠기, 평탄성) 결함을 감소시키거나 또는 제거한다.
적용 및 활동 분야는 특히 하기를 포함한다:
강화물(reinforcements), 레일, 프레임 구조물, 빔(beams), 보강재(stiffeners), 패널(panels), 파티션(partitions), 패스너(fasteners), 지지체(supports), 바디 구성요소(body components), 보강 브래킷(reinforcing bracket), 삽입물(inserts), 원통형 및 원뿔형 구성요소, 힌지(hinges), 프레임 등의 접합; 파티션상에 라미네이션 권취(lamination take-up)와 접합, 충전 (filling)을 포함하는 접합, 요구하는 높은 기계적 강도: 특히 하기 분야로부터의 접합된 구조 또는 기계 구성성분의 접합: 조선, 자동차, 철길(및 기반구조물), 항공, 항공우주, 전자, 전기역학, 및 국내 전기 설비, 군사 구조물, 지시(및 광고) 표지판 및 패널, 어번 퍼니쳐(urban furniture), 외부 가구제조(exterior joinery)[창, 유리를 끼운 베이(glazed bay), 윈도우 도어(window door), 엔트리 도어(entry door) 및 차고문(garage door)], 송풍기(wind machine), 컨테이너, 토목 구조물(engineering structures) 및 인프라(infrastructures)[특히, 현수교(suspension bridge), 해양 원유 시추선(offshore oil platforms), 항공기 격납고(aircraft hangars)], 구조물 및 패스닝(fastening), 칸막이벽(curtain walling) 및 솔라 패널(solar panels).
하기 실시예는 본 발명의 범위를 제한하지 않고 본 발명을 설명한다.
실시예 1: 사용된 원료 및 방법
하기 성분이 사용된다:
메타크릴레이트 에스테르 모노머(a): 메틸 메타크릴레이트(MMA)
아크릴레이트 에스테르 모노머(e): 라우릴메타크릴레이트(LauMA), 2-에틸헥실 아크릴레이트(2EHA);
SIS 코폴리머(b): Kraton D1160(Kraton Polymers);
SBS 코폴리머(c): Kraton D1102(Kraton Polymers); 또는
SIBS 코폴리머(c): Kraton MD6455(Kraton Polymers);
관능화 액체 엘라스토머(d): Hycar
Figure 112009040201909-PCT00001
VTB 2000x168(EPM, USA);
비(非)관능화 액체 엘라스토머(d): Hycar
Figure 112009040201909-PCT00002
CTB 2000x162(EPM, USA);
산 모노머: 메타크릴산(MAA);
접착 촉진제: 포스페이트 메타크릴레이트 Genorad 40(Rahn AG);
경화 촉진제: 디메틸-파라-톨루이딘(DMPT);
유동 개선제: Disparlon 6500(Kusumoto Chemicals); 및
촉매: 20% 벤조일 퍼옥시드
하기 방법에 따른 시험이 실시된다:
- ISO 527 표준을 사용하여 인장 강도(TS), 파단 연신율(EB) 및 탄성 모듈러스(elastic modulus) 또는 영 모듈러스(Young's modulus, YM)를 측정하기위한 시험을 실시한다. 연신율(elongation)은 ISO 527 표준에 의해 기술된 당분야에 통상의 지식을 가진 사람에게 잘 알려져 있는 방법을 사용하여 관찰되며, 접착제의 인출 속도(pull rate)는 일정하게 50 mm/분이다;
- 인장 전단 강도(SS)는 ISO 4587 표준에 따라 측정된다. 간단하게, 100 × 25 × 1.6 mm(L×W×T)로 측정되는 2024T3 알루미늄 시험편(test pieces)이 사용된다. 2개의 시험편을 서로 접합시키고 접합된 면적은 25 × 12 mm(300 mm2)이며, 접착 접합부 두께는 약 200-400 ㎛이다. 그후, 접착 접합부를 파단시키는데 요구되는 힘은 2개의 시험편을 잡아 당김으로써 측정된다; 및
- 인장 박리 강도(PS)는 ISO 14173 표준에 따라 평가된다. 100 × 25 × 1.5 mm로 측정되는 알루미늄 시험편 또는 100 × 25 × 0.8 mm로 측정되는 아연도금강 시험편이 사용되며, 상기는 75 × 25 mm의 접합 면적 및 약 500 ㎛의 접착 접합부 두께로 접합된다.
결과
Figure 112009040201909-PCT00003
시험된 시험예는 엘라스토머(d)와 본 발명에 따른 블록 코폴리머(b) 또는 블록 코폴리머(c)를 포함한다.
수득된 결과는 하기와 같다:
Figure 112009040201909-PCT00004
상기 결과로부터 (b), (c) 및 (d)로부터 선택된 오직 2개의 성분의 존재는 알루미늄에서 양호한 인장 전단 강도를 수득할 수 있지만, 그러나 파단 연신율은 충분하지 않은(100% 이하) 것을 알 수 있다.
그러므로, 다른 화합물들이 시험되었다:
Figure 112009040201909-PCT00005
상기 시험예는 성분들 (b), (c) 및 (d)의 혼합물을 포함하며, 시험예 10은 성분(b)가 존재하지 않는 새로운 시험예이다.
수득된 결과는 하기와 같다:
Figure 112009040201909-PCT00006
성분들 (b), (c) 및 (d)의 조합된 존재는 인장 전단 강도를 우수하게 유지시킬 수 있고 파단 연신율(탄성)에서 예기치 못한 효과를 수득할 수 있다(100% 이상)는 것이 명확하다.
또한, 관찰된 박리 강도 및 인장 강도 결과가 유지되어야 한다.
새로운 시험예가 시험되었다:
Figure 112009040201909-PCT00007
상기 시험예는 화합물 (d) 존재의 중요성을 확인하였다. 화합물(d)는 시험예 7 및 8에 있어서 조성물에 10 중량%의 양으로 존재하기 때문에, 상기 비율 전체가 메틸 메타크릴레이트에 첨가되거나(시험예 11 및 12) 또는 모노머 및 화합물 (b) 및 (c)에 일부 분포되어 최대 초기 비율(시험예 13 및 14)을 유지해야 한다.
하기의 결과가 수득되었다:
Figure 112009040201909-PCT00008
상기 결과는 100% 이상의 파단 연신율을 수득하기위해서 화합물(d)의 존재가 중요하다는 것을 입증하였다.
다른 제제가 또한 시험되었다:
Figure 112009040201909-PCT00009
하기 결과가 수득되었다:
Figure 112009040201909-PCT00010
복합체에 접착:
접합 시험은 폴리에스테르 겔-코트에 아연도금강을 접착시킴으로써 실시되었다.
접착 품질(adhesion quality)은 하기 관행에 따라 등급을 준다:
+++: 우수
++: 양호
+: 중간
-: 불량
Figure 112009040201909-PCT00011
복합체로의 접착은 본 발명에 따른 조성물의 경우에 매우 만족스러운 것을 알 수 있다.

Claims (12)

  1. 구조용 접착제(structural adhesive)에 사용될 수 있는 조성물로서,
    (a) 1 이상의 메타크릴레이트 에스테르 모노머;
    (b) 스티렌 및 이소프렌을 포함하는 엘라스토머성 블록 코폴리머;
    (c) 스티렌 및 부타디엔 또는 에틸렌을 포함하는 1 이상의 엘라스토머성 블록 코폴리머; 및
    (d) 엘라스토머의 힐드브랜드 용해도 파라미터(Hildebrand solubility parameter)가 사용된 블록 코폴리머들의 힐드브랜드 용해도 파라미터와 상용하도록 선택된 1 이상의 엘라스토머를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    1 이상의 엘라스토머성 블록 코폴리머(c)는 스티렌-부타디엔-스티렌 코폴리머(SBS) 및 스티렌-이소프렌-부타디엔-스티렌 코폴리머(SIBS)로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    엘라스토머(d)는 폴리부타디엔 및 폴리이소프렌으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    엘라스토머(d)를 4 중량% 내지 20 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    엘라스토머성 블록 코폴리머(b)/엘라스토머성 블록 코폴리머(c) 혼합물을 15 중량% 내지 25 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    알콜 부분이 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 사슬을 1 이상 포함하는 1 이상의 아크릴레이트 에스테르 모노머(e)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서,
    1개의 아크릴레이트 에스테르 모노머(e)는 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트 모노머인 것을 특징으로 하는 조성물.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    2개의 아크릴레이트 모노머(e)의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    아크릴레이트 모노머(e)를 10 중량% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    경화 촉진제, 유동 개선제, 접착 촉진제 및 산 모노머로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 부가 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  11. 70% 이상의 파단 연신율(elongation at break) 및 알루미늄에서 15 MPa 이상의 인장 전단 강도(tensile shear strength)를 갖는 구조용 접착제로서 사용될 수 있는 조성물의 제조를 위한, 스티렌 및 이소프렌을 포함하는 엘라스토머성 블록 코폴리머, 스티렌 및 부타디엔 또는 에틸렌을 포함하는 1 이상의 엘라스토머성 블록 코폴리머, 및 엘라스토머의 힐드브랜드 용해도 파라미터가 상기 엘라스토머성 블록 코폴리머들의 힐드브랜드 용해도 파라미터와 상용하도록 선택된 관능화(functionalized) 액체 엘라스토머의 조합된 용도.
  12. 하나의 물질을 다른 물질에 부착시키는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 용도.
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