KR20100137057A - Nano composite epoxy adhesive for preservation of stone cultural heritage - Google Patents

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KR20100137057A
KR20100137057A KR1020090055277A KR20090055277A KR20100137057A KR 20100137057 A KR20100137057 A KR 20100137057A KR 1020090055277 A KR1020090055277 A KR 1020090055277A KR 20090055277 A KR20090055277 A KR 20090055277A KR 20100137057 A KR20100137057 A KR 20100137057A
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stone
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KR1020090055277A
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원종옥
김은경
손승환
민정식
강덕기
강용수
김사덕
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대한민국 (관리부서:국립문화재연구소)
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Abstract

PURPOSE: A nano composite epoxy adhesive for preservation of stone cultural heritage is provided to prevent secondary damage caused by water condensation by increasing water permeability through nano pores and yellowing caused by ultraviolet rays and moisture by saturated carbon. CONSTITUTION: A nano composite epoxy adhesive for preservation of stone cultural heritage comprises: a mixture of 40~99.99wt% epoxy resin and 0.01~60wt% nano cluster filler with an epoxy group and nano pores; and a room temperature curable hardener in an equivalence ratio of 0.8~1.2. The epoxy resin is hydrogenated bisphenol A type epoxy, hydrogenated bisphenol F type epoxy, biphenol type epoxy, phenol novolac epoxy, and cresol novolac epoxy, which have two or more epoxy groups in molecule.

Description

석조문화재 보존을 위한 나노 복합 에폭시 접착제 { Nano composite epoxy adhesive for preservation of stone cultural heritage}Nano composite epoxy adhesive for preservation of stone cultural heritage

본 발명의 목적은 석조문화재 보존을 위한 접착제의 조성물에 관한 것으로써 에폭시 수지, 에폭시기와 나노 기공을 갖는 나노클러스터 충진제, 경화제, 반응성 희석제 및 경화촉진제를 이용하여 황변현상이 일어나지 않아서 색의 안정성 있고, 우수한 접착성이 있으며, 접착제의 충진제 성분이 나노 기공을 갖기 때문에 석재 내부에 형성된 물을 외부로 배출하는 숨쉬는(breathing) 효과가 있는 석조문화재 보존용 나노 복합 에폭시 접착제에 관한 것으로써 석조문화재의 안전한 보존을 위한 접착제 조성물의 기술 분야에 관한 것이다.An object of the present invention relates to the composition of the adhesive for the preservation of the stone cultural property, using the epoxy resin, the nano-cluster filler having an epoxy group and nano-pores, a curing agent, a reactive diluent and a curing accelerator does not occur yellowing phenomenon is stable in color, It is a nano composite epoxy adhesive for preservation of stone cultural properties, which has excellent adhesiveness and has a breathing effect that discharges water formed inside the stone to the outside because the filler component of the adhesive has nano pores. To the technical field of adhesive compositions for

우리나라의 국보 및 보물로 지정된 석조 문화재는 약 1470점이고, 특히 석탑은 모든 국보 중 약 53.8%, 보물 중 42.7%, 중요 문화재 중 38.9%로써 우리나라 문화재에 있어 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 이들은 주로 화강암으로 되어 있으며, 대부분 그 규모가 매우 크고, 옥외에 위치하고 있어 비바람-동결융해 등에 의한 물 리적인 요인, 이끼-미생물 등과 같은 생물적인 요인, 산업발전과 더불어 산성비-환경오염 등의 화학적인 요인 등에 의해서 석조문화재 훼손이 심각할 정도로 가속화되고 있다. The stone cultural properties designated as national treasures and treasures of Korea are about 1470 points, and the stone pagoda is the largest proportion of Korean cultural assets, with about 53.8% of all national treasures, 42.7% of treasures, and 38.9% of important cultural properties. They are mainly granite, and most of them are very large and are located outdoors, and physical factors such as weather-freeze-melting, biological factors such as moss-microorganisms, chemical development such as acid rain-environmental pollution along with industrial development The damage to stone cultural properties is accelerating to a serious extent due to factors.

이와 관련하여 동일한 석조문화재일지라도 적용하는 접착제의 종류에 따라 효과가 다르게 나타나며, 동일한 접착제도 석조문화재의 암석 종류에 따라 다른 효과를 나타내기 때문에 석조 문화재의 접착제는 암석의 종류와 그 보존 상태에 따라 적절한 처리제 및 처리기술을 선정해야 하고, 접착제를 선정할 때에는 처리의 가역성뿐만 아니라 수지의 침투성과 처리제를 처리하는 작업 용이성 및 안정성 또한 중요한 인자이다. 게다가 강도는 물론이고 마무리 색조에 두드러진 변화가 없을 것, 수지의 내후성 등도 충분히 고려되어야한다. In this regard, even if the same stone cultural property, the effect is different depending on the type of adhesive applied, and the same adhesive has a different effect depending on the type of stone of the stone cultural property, so the adhesive of the stone cultural property is appropriate according to the type of rock and its preservation state. The treatment agent and treatment technology should be selected, and when selecting the adhesive, not only the reversibility of the treatment but also the permeability of the resin and the ease of operation and stability of the treatment agent are important factors. In addition, there should be no noticeable change in finish tones as well as strength, and weather resistance of the resin should be fully considered.

아울러 유럽에서는 석회암(limestone), 대리암(marble), 방해석(calcite)를 함유하고 있는 탄소계 석조문화재가 대부분인 반면 우리나라의 석조문화재는 대부분 화강암으로 이루어져 있어서 훼손된 석조문화재의 보존에 어려움이 있다. 즉 상기에서 언급한 것처럼 석재 보존용 접착제는 석조의 종류 및 풍화 정도에 따라 접착제의 소재, 촉매 등이 선정되어야하고, 동일한 접착제도 석조문화재의 암석 종류에 따라 다른 효과를 나타내는데 유럽에서 주로 연구되어 개발된 유럽의 석조문화재에 대한 접착제 및 처리 기술을 검증 없이 우리나라에 도입한 결과 그 효과가 미미하거나 석조문화재를 더 훼손시키는 문제가 발생하였다. 특히 접착제가 풍화된 석조문화재 내부까지 깊숙이 침투되어 접착이 일어나지 않은 경우에는 접착된 부분이 소실되고, 이때 접착제만 소실되는 것이 아니라 풍화된 석조 일부와 같이 소실 되어서 문화재를 크게 손상시키기는 2차 손상이 일어나는 문제를 발생시켰다.In addition, in Europe, most of the carbon-based stone cultural properties that contain limestone, marble, calcite, while Korea's stone cultural properties are mostly made of granite, it is difficult to preserve the damaged stone cultural properties. That is, as mentioned above, the adhesive for stone preservation should be selected according to the type of stone and the degree of weathering, and the same adhesive has different effects depending on the type of stone of the stone cultural properties. As a result of introducing the adhesive and processing technology for the old European stone cultural property without verification, the effect was insignificant or the damage to the stone cultural property was further damaged. Particularly, when the adhesive penetrates deep into the weathered stone cultural property and no adhesion occurs, the bonded part is lost. At this time, the second part is damaged not only by the adhesive but also with the part of the weathered stone, which greatly damages the cultural property. It caused a problem that occurred.

석조문화재가 자연 풍화 및 인위적 요인으로 절단되었거나 풍화되어서 박리, 박락된 부분을 접착제를 이용하여 보수하는 방법은 석조 문화재 보존처리 건수의 90%이상을 차지하고 있다. 이러한 접착제로써 과거에는 주로 시멘트가 사용되어왔으나 시멘트와 석조문화재의 조성물 차이로 인한 박리, 박락문제와 시멘트의 백화현상의 문제점 등이 제기된 이후 에폭시 수지가 주로 사용되고 있다. 상기 에폭시 수지는 경화제와 첨가제 등을 첨가함으로써 그 화학적, 물리적 구조가 바뀌고 열이나 용매에 녹지 않는 3차원 구조의 열경화성 물질로 바뀌는 특성이 있으며, 상업적으로 가장 많이 사용하는 에폭시 수지는 에피클로로히드린(Epichlorohydrine, ECH)과 비스페놀 A(Bis-phenol A, BPA)로 널리 알려진 디페닐올프로판(Diphenylolpropane, DPP)과 축합 반응에 의해 생산되는 디글리시딜 에테르(Diglycidyl ether)형이며 DPP 대신에 다른 물질을 원료로 사용하여 개선된 특성을 가진 에폭시 수지도 상업적으로 생산되고 있다. The method of repairing the peeled and peeled off parts with adhesive due to natural weathering and artificial factors is more than 90% of the number of preservation treatments. Cement has been mainly used as an adhesive in the past, but epoxy resins have been mainly used since problems such as peeling, peeling and whitening of cement due to differences in composition between cement and stone cultural properties have been raised. The epoxy resin has a characteristic of changing its chemical and physical structure by adding a hardening agent and additives, and converting it into a thermosetting material having a three-dimensional structure that is insoluble in heat or solvent, and the most commonly used epoxy resin is epichlorohydrin ( Diphenylolpropane (DPP), popularly known as Epichlorohydrine (ECH) and Bisphenol A (BPA), is a diglycidyl ether type produced by condensation reactions and other substances instead of DPP. Epoxy resins with improved properties have also been commercially produced using these as raw materials.

에폭시는 높은 접착력, 낮은 수축특성 및 상온에서 경화가 가능한 이점으로 1930년경 문화재 보존에 적용된 이래 1950년경에는 세계 보존과학계 문화재 수리복원재료로 광범위하게 사용되어 오고 있으며 우리나라에서는 1978년 송광사 침계루 보수 및 1980년 실상사 백장암 3층 석탑 접착 복원에 사용된 이래 주로 시바 가이기(Ciba-Geigy)사의 아랄다이트 (Araldite) AW106과 경화제 HY 837가 석조문화재 보존 처리에 주로 사용되었다. 그러나 현재에는 아랄다이트 접착제의 문제점으로 인하여 1998년부터는 국립문화재연구소 보존과학연구실과 풍림산업과 공동 개발한 L-30, L-40이 석조문화재 보존에 많이 사용되고 있다.Epoxy has been widely used as a preservation and restoration material for cultural properties of world conservation science around 1950 since it was applied to preservation of cultural properties around 1930 for its high adhesiveness, low shrinkage and curing at room temperature. Since it was used to restore the three-layer stone tower adhesion of Silsangsa Pagoda, Araldite AW106 from Ciba-Geigy and hardener HY 837 have been mainly used for the preservation of stone cultural properties. However, due to the problems of araldite adhesives, L-30 and L-40, which have been jointly developed with the National Research Institute of Cultural Heritage and Poonglim Industry since 1998, are used for the preservation of stone cultural properties.

또한 시바 가이기(Ciba-Geigy)사의 초기 에폭시 접착제는 다양한 아랄다이트(Araldite)가 사용되었으나 비스페놀 A에 기초한 아랄다이트는 수리부분의 표면이 자외선, 습도 등 주위환경에 의해 수리부분이 누렇게 변하는 황변이 일어나고, 균열이 발생되는 등의 문제점이 발생하여 최근에는 새로운 에폭시 수지가 연구·개발되고 있다. 즉 에폭시 수지의 종류로는 비스페놀 A계 올리고머, 비스페놀 F로 알려진 디페닐로메탄(Diphenylolmethane, DPM), 비스페놀 A의 아로마틱 환을 수소화시킨 2,2-다이(4-하이드록시시클로헥실)프로판으로부터 유도된 올리고머, 페놀 노볼락(Phenol novolac)과 크레졸 노볼락(Cresol novolac)계 및 환경 친화적인 수계 에폭시가 개발되고 있지만 종래의 접착제는 그 화학적 구조가 조밀하여 물의 투과성이 낮기 때문에 석재 내부의 물이 외부로 빠져나오지 못하여 물의 응결로 인한 2차 손상이 발생하고, 석재와 접착제의 색차이 때문에 처리부분의 색 안정성이 떨어지고, 시간이 경과한 이후에는 자외선 습기로 인하여 발생하는 황변 현상이 일어나는 문제가 있으며, 접착제의 점도와 연관하여 접착제의 석재 투과도가 낮기 때문에 접착부분이 소실될 경우 풍화된 석조 일부와 같이 소실되어서 문화재를 크게 손상시키기는 2차 손상이 일어나는 문제가 발생하고 있다.In addition, Ciba-Geigy's initial epoxy adhesive used various Araldite, but Araldite based on Bisphenol A has yellow surface where repair surface changes yellow due to environmental conditions such as UV and humidity. Problems such as the occurrence of cracks and the like have occurred, and recently, new epoxy resins have been researched and developed. Namely, epoxy resins include bisphenol A-based oligomers, diphenylolmethane (DPM) known as bisphenol F, and 2,2-di (4-hydroxycyclohexyl) propane hydrogenated with an aromatic ring of bisphenol A. Oligomers, phenol novolac and Cresol novolac and environmentally friendly water-based epoxy have been developed, but conventional adhesives have a dense chemical structure and low water permeability. Secondary damage occurs due to water condensation, color stability of the treated part is lowered due to color difference between stone and adhesive, and yellowing phenomenon occurs due to UV moisture after time. Since the adhesive has low stone permeability in relation to the viscosity of the adhesive, when the adhesive part is lost, There is a problem of secondary damage, which is lost together, which greatly damages cultural property.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점은 해결하기 위해서 고안된 것으로써,The present invention is designed to solve the problems of the prior art as described above,

접착제의 주성분인 에폭시 수지에 에폭시기와 나노 기공을 갖는 나노클러스터 충진제를 혼합함으로써 나노 기공을 통하여 물의 투과성을 높여주어서 석재 내부의 물이 외부로 빠져나오지 못하여 생기는 물의 응결로 인한 2차 손상을 방지하는 접착제를 제공하고, 에폭시 수지는 이중결합 또는 삼중 결합이 없는 포화된 탄소계를 사용하여 시간에 따른 자외선 및 습기로 인한 황변 현상이 일어나지 않는 색체 안정성을 갖고 있으며, 반응성이 있는 나노클러스터 충진제를 이용함으로써 접착강도 조절이 가능할 뿐 아니라 접착제의 높은 기계적 안정성을 부여함으로써 접착제의 점도와 연관하여 접착제의 석재 투과도가 낮기 때문에 접착부분이 소실될 경우 풍화된 석조 일부와 같이 소실되어서 문화재를 크게 손상시키기는 2차 손상을 방지하는 석조문화재 보존을 위한 나노 복합 에폭시 접착제를 제공한다.An adhesive that prevents secondary damage due to water condensation caused by condensation of water inside the stone by increasing water permeability through the nano pores by mixing the epoxy cluster, which is the main component of the adhesive, with an epoxy group and a nanocluster filler having nano pores. Epoxy resin has a color stability that does not cause yellowing due to UV and moisture over time by using a saturated carbon system without double bonds or triple bonds, and by using a reactive nanocluster filler In addition to being able to control the strength of the adhesive, it provides a high mechanical stability of the adhesive, so that the adhesive has a low stone permeability in relation to the viscosity of the adhesive. Stone culture It provides a nano composite epoxy adhesive for represervation.

본 발명은 석조문화재 보존을 위한 나노 복합 에폭시 접착제에 있어서,The present invention in the nano composite epoxy adhesive for preservation of stone cultural properties,

에폭시 수지 40~99.99wt%와 에폭시기와 나노 기공을 갖는 나노클러스터 충진제 0.01~60wt%를 혼합한 혼합물에 0.8~1.2의 당량비로 상온 경화형 경화제를 첨가하여 이루어진 석조문화재 보존을 위한 나노 복합 에폭시 접착제에 관한 것이며, 선택적으로 접착제의 점도를 저하시키기 위하여 상기의 에폭시 수지와 충진제의 혼합물 중량을 기준하여 반응성 희석제 0.01~40wt%를 더 포함할 수 있으며, 공정 환경에 따라서 보다 빠르고 견고한 접착특성을 얻기 위한 경우에는 상기 에폭시 수지와 충진체의 혼합물 중량을 기준하여 경화촉진제 0.01~4wt%를 더 포함한 것에 특징이 있는 석조문화재 보존을 위한 나노 복합 에폭시 접착제에 관한 것이다.A nanocomposite epoxy adhesive for preservation of stone cultural properties formed by adding a curing agent at room temperature to an equivalent ratio of 0.8 to 1.2 in a mixture of 40 to 99.99 wt% epoxy resin and 0.01 to 60 wt% epoxy cluster nanoparticle filler. In order to selectively reduce the viscosity of the adhesive, and may further include 0.01 to 40wt% reactive diluent based on the weight of the mixture of the epoxy resin and the filler, in order to obtain faster and more robust adhesive properties depending on the process environment On the basis of the mixture weight of the epoxy resin and the filler relates to a nano composite epoxy adhesive for preserving the stone cultural properties characterized in that it further comprises 0.01 ~ 4wt% of the curing accelerator.

본 발명은 접착제의 주성분인 에폭시 수지에 에폭시기와 나노 기공을 갖는 나노클러스터 충진제를 혼합함으로써 나노 기공을 통하여 물의 투과성을 높여주어서 석재 내부의 물이 외부로 빠져나오지 못하여 생기는 물의 응결로 인한 2차 손상을 방지하고, 에폭시 수지는 이중결합 또는 삼중 결합이 없는 포화된 탄소계를 사용하여 시간에 따른 자외선 및 습기로 인한 황변 현상이 일어나지 않는 색체 안정성을 갖고 있으며, 반응성이 있는 나노클러스터 충진제를 이용함으로써 접착제의 접착 강도 조절 뿐 아니라 높은 기계적 안정성을 부여함으로써, 접착제의 점도와 연관하여 접착제의 석재 투과도가 낮기 때문에 접착부분이 소실될 경우 풍화된 석조 일부와 같이 소실되어서 문화재를 크게 손상시키기는 2차 손상을 방지하는 효과가 있다.The present invention improves the permeability of water through the nano pores by mixing a nanocluster filler having an epoxy group and nano pores in the epoxy resin which is the main component of the adhesive to prevent secondary damage due to water condensation caused by the water inside the stone does not escape to the outside In addition, the epoxy resin has a color stability that does not cause yellowing due to ultraviolet rays and moisture over time by using a saturated carbon system without double bonds or triple bonds, and by using reactive nanocluster fillers, By providing high mechanical stability as well as adhesive strength control, the stone's permeability of the adhesive is low in relation to the viscosity of the adhesive, which prevents secondary damage that causes loss of the bonded portion, such as weathered stone, and greatly damages the cultural property. It is effective.

이하, 본 발명은 석조문화재 보존을 위한 나노 복합 에폭시 접착제에 관한 것으로써 도면을 참고로 하여 구체적인 내용을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings as a nano composite epoxy adhesive for preservation of stone cultural properties.

에폭시 수지 40~99.99wt%와 에폭시기와 나노 기공을 갖는 나노클러스터 충진제 0.01~60wt%를 혼합한 혼합물에 0.8~1.2의 당량비로 상온 경화형 경화제를 첨가하여 이루어진 석조문화재 보존을 위한 나노 복합 에폭시 접착제에 관한 것이며, 선택적으로 접착제의 점도를 저하시키기 위하여 상기의 에폭시 수지와 충진제의 혼합물 중량을 기준하여 반응성 희석제 0.01~40wt%를 더 포함할 수 있으며, 공정 환경에 따라서 보다 빠르고 견고한 접착특성을 얻기 위한 경우에는 상기 에폭시 수지와 충진체의 혼합물 중량을 기준하여 경화촉진제 0.01~4wt%를 더 포함한 것에 특징이 있는 석조문화재 보존을 위한 나노 복합 에폭시 접착제에 관한 발명이다.A nanocomposite epoxy adhesive for preservation of stone cultural properties formed by adding a curing agent at room temperature to an equivalent ratio of 0.8 to 1.2 in a mixture of 40 to 99.99 wt% epoxy resin and 0.01 to 60 wt% epoxy cluster nanoparticle filler. In order to selectively reduce the viscosity of the adhesive, and may further include 0.01 to 40wt% reactive diluent based on the weight of the mixture of the epoxy resin and the filler, in order to obtain faster and more robust adhesive properties depending on the process environment The present invention relates to a nanocomposite epoxy adhesive for masonry cultural property preservation, characterized in that it further comprises 0.01 ~ 4wt% of a curing accelerator based on the mixture weight of the epoxy resin and the filler.

본 발명에 있어서 주성분인 에폭시 수지 40~99.99wt%를 이용하는데 석조문화재와의 이질감을 줄이고 색체 안정성을 높여주기 위하여 이중결합 또는 삼중 결합과 같은 불포화 결합이 없고 분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 보유하고 있는 수소로 포화된 비스페놀 A 에폭시(hydrogenated bisphenol A epoxy), hydrogenated 비스페놀 F형 에폭시, 비페놀형 에폭시, 페놀 노볼락계 에폭시, 크레졸 노볼락계 에폭시 수지를 이용한다. 또한 바람직하게는 상기의 에폭시 수지 중에서 평균당량이 100~1,000인 에폭시 수지를 이용하는데 적절한 접착력을 유지하기 위해서 당량이 100 이하인 에폭시를 사용할 경우 가교밀도가 매우 높아져서 딱딱한 성질을 나타내며 접착력도 떨어지게 되고, 당량이 1000 이상인 에폭시를 사용할 경우 접착력은 높아지나 유리전이온도가 떨어지게 되는 단점이 생기기 때문에 모든 물성을 고르게 향상시키기 위하여 에폭시 수지의 평균 당량이 100~1,000 범위인 것을 사용한다.40-99.99wt% epoxy resin, which is the main component in the present invention, has no unsaturated bonds such as double bonds or triple bonds and has two or more epoxy groups in the molecule in order to reduce heterogeneity with masonry cultural properties and improve color stability. Hydrogenated bisphenol A epoxy (hydrogenated bisphenol A epoxy), hydrogenated bisphenol F epoxy, biphenol type epoxy, phenol novolac epoxy, cresol novolac epoxy resin is used. In addition, preferably in order to maintain an appropriate adhesive strength in the epoxy resin of the epoxy resin of the above-mentioned epoxy resin in the case of using an epoxy having an equivalent of 100 or less, the crosslinking density is very high to show a hard property and the adhesive strength is also reduced, equivalent In the case of using an epoxy of 1000 or more, the adhesive strength is increased, but the glass transition temperature is lowered. Therefore, in order to evenly improve all the physical properties, an epoxy resin having an average equivalent weight of 100 to 1,000 is used.

또한, 상기 나노 기공을 갖는 나노클러스터 충진제는 평균입자직경이 1~10,000nm인 실리게이트 나노 구조체 또는 에폭시기를 표면에 하나 이상 갖고 있는 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(polyhedral oligomeric silsesquioxane, POSS)유도체 0.01~ 60wt%가 포함된다. 충진제를 사용하는 목적은 기계적 특성의 향상 및 기공이 있는 구조체를 도입하여 석조문화재 내부에 응집된 물을 외부로 배출시키는 통로를 제공할 뿐 아니라, 열팽창률의 감소, 경화수축률의 감소, 내마모성의 향상, 난연성의 향상 등의 효과도 얻을 수 있으며 상기 충진제의 함량이 0.01wt% 미만이면 구조적 성질을 포함한 기계적 물성에 영향을 미치지 못하고, 60wt%를 초과하면 점도의 상승 및 다른 성분들과의 교반시 불균일한 계를 형성하거나 공정 시에 고분자의 분해를 초래할 수 있기 때문에 0.01~ 60wt%를 혼합한다. 아울러 에폭시기와 나노 기공을 갖고 있는 실리케이트 나노 구조체 및 에폭시기를 표면에 하나 이상 갖고 있는 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(polyhedral oligomeric silsesquioxane, POSS)유도체는 나노기공을 가진 나노미터 크기의 입자로써 표면에 에폭시기를 하나 이상 갖고 있기 때문에 유기계 고분자 수지인 에폭시 수지와 쉽게 혼합-분산되는 장점을 갖고 있다. 또한 에폭시기를 표면에 하나 이상 갖고 있는 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(polyhedral oligomeric silsesquioxane, POSS)유도체는 바람직하게 에폭시시클로핵실 POSS(EpoxyCyclohexyl POSS (C8H13O2)n(SiO1.5)n n = 8,10,12, (n=8, 10)), 글리시딜 POSS(Glycidyl POSS, (C6H11O2)n(SiO1 .5)n n = 8,10,12, (n=8, 10)), 글리시딜에틸 POSS(GlycidylEthyl POSS, C20H46O14Si8), 글리시딜이소부틸 POSS(Glycidylisobutyl POSS, C34H74O14Si8), 글리시딜페닐 POSS(GlycidylPhenyl POSS, C48H46O14Si8), 클로로프로필이소부틸 POSS(Chloropropylisobutyl POSS, C48H46ClO12Si8), 메타크릴이소부틸 POSS(Methacrylisobutyl POSS, C35H74O14Si8), 메타크릴 POSS(Methacryl POSS, (C7H11O2)n(SiO1 .5)nn = 8,10,12, (n=8, 10)), 아크릴로 POSS(Acrylo POSS, (C8H9O2)n(SiO1 .5)n n = 8,10,12, (n=8, 10)), 아크릴로이소부틸 POSS(Acryloisobutyl POSS, C34H72O14Si8), 트리실라놀이소부틸 POSS(TriSilanolisobutyl POSS, C28H66O12Si7), 트리실라놀이소크틸 POSS(TriSilanolisoctyl POSS, C56H122O12Si7), 트리실라놀페닐 POSS(TriSilanolPhenyl POSS, C42H38O12Si7), 테트라실라놀페닐 POSS(TetraSilanolPhenyl POSS, C48H44O14Si8)중에서 1종 이상을 포함하는 것을 사용될 수 있으나 본 발명에서는 이에 한정되지 않는다.In addition, the nanocluster filler having nanopores 0.01 to 60 wt% of a polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) derivative having one or more silica nanostructures or epoxy groups having an average particle diameter of 1 to 10,000 nm on the surface thereof % Is included. The purpose of using the filler is to improve the mechanical properties and to introduce a structure with pores to provide a passage for discharging the water condensed inside the stone cultural property to the outside, as well as to reduce the thermal expansion rate, decrease the curing shrinkage rate, and improve wear resistance In addition, it is possible to obtain the effect of improving the flame retardancy, and if the content of the filler is less than 0.01wt%, it does not affect the mechanical properties including structural properties, and if it exceeds 60wt%, the viscosity is increased and it is uneven when stirring with other components. Mix 0.01 ~ 60wt% because it may form a limit or decompose the polymer during the process. In addition, silicate nanostructures having epoxy groups and nano pores and polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) derivatives having at least one epoxy group on the surface are nanometer-sized particles with nano pores and have an epoxy group on the surface. Since it has the above, it has the advantage of being easily mixed-dispersed with the epoxy resin which is an organic type polymer resin. In addition, polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) derivatives having at least one epoxy group on the surface thereof are preferably epoxycyclohexyl POSS (C 8 H 13 O 2 ) n (SiO 1.5 ) n n = 8 , 10,12, (n = 8, 10)), glycidyl POSS (glycidyl POSS, (C 6 H 11 O 2) n (SiO 1 .5) n n = 8,10,12, (n = 8 GlycidylEthyl POSS, C 20 H 46 O 14 Si 8 ), Glycidylisobutyl POSS (C 34 H 74 O 14 Si 8 ) , GlycidylPhenyl POSS, C 48 H 46 O 14 Si 8 ), Chloropropylisobutyl POSS, C 48 H 46 ClO 12 Si 8 ), Methacrylisobutyl POSS, C 35 H 74 O 14 Si 8 ), Methacrylate POSS (Methacryl POSS, (C 7 H 11 O 2) n (SiO 1 .5) n n = 8,10,12, (n = 8, 10)), an acrylic POSS (POSS Acrylo, (C 8 H 9 O 2) n (SiO 1 .5) n n = 8,10,12, (n = 8, 10)), isobutyl-POSS (POSS Acryloisobutyl, C 34 H 72 O 14 Si 8-acryloyl), TriSilanolisobutyl POSS (C 28 H 66 O 12 Si 7 ), TriSilanolisoctyl POSS (C 56 H 122 O 12 Si 7 ) , TriSilanolPhenyl POSS (C 42 H 38 O 12 Si 7 ), Tetrasilanolphenyl POSS (TetraSilanolPhenyl POSS, C 48 H 44 O 14 Si 8 ) It may be used including one or more types, but is not limited thereto.

한편 상기 상온 경화형 경화제는 아민계로써 이소포론디아민, 폴리프로필렌글리콜 비스 2-아미노프로필에테르{poly(propylene glycol) bis(2-aminopropyl ether)}, 4,4'-디아미노디페닐 메탄, 3, 3',5,5'-테트라메틸-4,4'-디아미노디페닐 메탄, 3,3',5,5'-테트라 에틸-4,4'-디아미노디페닐 메탄, 3,3'-디메틸-5,5'-디메틸-4,4'-디아미노디페닐 메탄, 3,3'-디아미노 벤조페논, 3,3'-디아미노디페닐 술폰, 3,4'-디아미노디페닐 술폰, 4,4'-디아미노디페닐 술폰, 3,4,4'-트리아민디페닐 술 폰의 방향족 아민, 지방족아민, 지환족아민, 레졸 또는 노볼락형 페놀의 페놀, 아민, 무수화물, 산무수물, 디시안디아미드 또는 트리플루오로 붕소 중에서 1종 이상을 이용한다. Meanwhile, the room temperature curing type curing agent is an amine-based isophorone diamine, polypropylene glycol bis 2-aminopropyl ether {poly (propylene glycol) bis (2-aminopropyl ether)}, 4,4'-diaminodiphenyl methane, 3, 3 ', 5,5'-tetramethyl-4,4'-diaminodiphenyl methane, 3,3', 5,5'-tetraethyl-4,4'-diaminodiphenyl methane, 3,3 ' -Dimethyl-5,5'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenyl methane, 3,3'-diamino benzophenone, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 3,4'-diaminodi Phenols, amines, anhydrides of phenyl sulfones, 4,4'-diaminodiphenyl sulfones, aromatic amines, aliphatic amines, alicyclic amines, resol or novolac phenols of 3,4,4'-triaminediphenyl sulfone At least one of a cargo, an acid anhydride, dicyandiamide or trifluoroboron is used.

또한 선택적으로 상기의 조성물에 점도를 저하시키는 것을 목적으로 반응성 희석제를 에폭시 수지와 충진제의 혼합물 중량을 기준하여 0.01~40wt%를 더 포함할 수 있다. 상기 반응성 희석제는 에폭시기를 한개 또는 그 이상을 가지고 있기 때문에 반응에 참여하여 경화물에 가교 구조로 들어가는 특성이 있으며, 이를 이용하면 접착제의 사용시 흐름성, 탈포성의 개선, 침투성의 개선 또는 충진제를 효과적으로 첨가시킬 수 있는 장점이 있다. 본 발명의 반응성 희석제로써는 부틸글리시딜에테르(Butyl Glycidyl Ether, BGE), 페닐글리시딜에테르(Phenyl Glycidyl Ether, PGE), 알리패틱글리시딜에테르(Aliphatic Glycidyl Ether(C12 -C14)), 모디파이드-터셔리-카복실릭 딜리시들리 에스테르(Modifide-Tert-Carboxylic Dlycidyl Ester)중에서 1종 이상을 포함하는 것을 사용가능하다.In addition, the reactive diluent may optionally further comprise 0.01 to 40wt% based on the weight of the mixture of the epoxy resin and the filler for the purpose of reducing the viscosity in the composition. Since the reactive diluent has one or more epoxy groups, the reactive diluent participates in the reaction and enters the cross-linked structure into the cured product. The use of the reactive diluent effectively improves the flowability, the defoaming property, the permeability improvement, or the filler when the adhesive is used. There is an advantage that can be added. Examples of reactive diluents of the present invention include butylglycidyl ether (BGE), phenylglycidyl ether (PGE), aliphatic glycidyl ether (C12-C14), and modi It is possible to use one comprising at least one of the Modifide-Tert-Carboxylic Dlycidyl Esters.

아울러 본 발명의 주 응용분야는 석조문화재 보존을 위한 접착제로써 공정 환경에 따라서 보다 빠르고 견고한 접착특성을 얻기 위한 경우에는 선택적으로 경화촉진제를 반응성 희석제가 첨가된 혼합물이나 첨가되지 않은 혼합물에 에폭시 수지와 충진제의 혼합물 중량을 기준하여 0.01~4wt% 를 더 포함할 수 있으며, 상기 경화촉진제로써는 삼불화 붕소의 아민 착체, 이미다졸 유도체 중의 2-알킬-4-메틸 이미다졸, 2-페닐-4-알킬 이미다졸 또는 유기산의 무수프탈산, 무수트리메리트산, 또는 디시안디아미드 중에서 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the main application field of the present invention is an adhesive for preservation of stone cultural properties, in order to obtain faster and more robust adhesive properties depending on the process environment, the curing accelerator is optionally added to the epoxy resin and the filler in the mixture with or without the reactive diluent. 0.01 to 4 wt% based on the weight of the mixture of the above, and as the curing accelerator, the amine complex of boron trifluoride, 2-alkyl-4-methyl imidazole in the imidazole derivative, 2-phenyl-4-alkyl already It is preferable to contain at least 1 sort (s) among phthalic anhydride, trimellitic anhydride, or dicyandiamide of a dazole or organic acid.

다음은 본 발명에 의한 상기의 석조문화재 보존을 위한 접착제의 조성물에 관련한 실시 예 및 비교 예이다. 또한 이 실시 예 및 비교 예가 본 발명을 제한하지는 않는다.The following is an embodiment and comparative example related to the composition of the adhesive for preserving the stone cultural property according to the present invention. In addition, this Example and a comparative example do not restrict this invention.

[실시예 1] Example 1

Hydrogenated 에폭시 수지인 비스페놀 A(ST-3000, Kukdo co. Ltd.) 93g, 충진제는 도 1의 방법으로 제조한 실리케이트 나노 구조체인 폴리실옥산(polysiloxane) 7g을 첨가하여 mechanic stirrer (600 rpm)으로 5 분 동안 저어주어 에폭시 수지를 준비하고 상기 hydrogenated 비스페놀 A와 폴리실옥산의 혼합물을 기준하여 1 당량비로 상온 경화형 경화제인 이소포론디아민(IPDA, Kukdo co. Ltd.)을 첨가하여 mechanic stirrer (600 rpm)으로 10 분 동안 저어주어 접착제를 준비한다. 제조된 접착제의 기포를 제거하기 위하여 10 분 동안 진공 오븐에 놓아두어 탈포 작업하여 나노 복합 에폭시 접착제를 제조한다.93 g of bisphenol A (ST-3000, Kukdo co. Ltd.), a hydrogenated epoxy resin, and a filler were prepared by adding 7 g of polysiloxane, a silicate nanostructure prepared by the method of FIG. 1, to a mechanical stirrer (600 rpm). Stir for minutes to prepare an epoxy resin and add isophoronediamine (IPDA, Kukdo co. Ltd.), a room temperature curing type curing agent, in an equivalent ratio, based on the mixture of hydrogenated bisphenol A and polysiloxane, to prepare a mechanic stirrer (600 rpm). Prepare the glue by stirring for 10 minutes. The nanocomposite epoxy adhesive is prepared by degassing by placing in a vacuum oven for 10 minutes to remove bubbles of the prepared adhesive.

[실시예 2] [Example 2]

Hydrogenated 에폭시 수지인 비스페놀 A(ST-3000, Kukdo co. Ltd.) 93g, 충진제는 도 1의 방법으로 제조한 실리케이트 나노 구조체인 폴리실옥산(polysiloxane) 7g을 첨가하여 mechanic stirrer (600 rpm)으로 5 분 동안 저어주어 에폭시 수지를 준비하고 상기 hydrogenated 비스페놀 A와 폴리실옥산의 혼합물을 기준하여 1 당량비로 상온 경화형 경화제인 폴리프로필렌글리콜 비스 2-아미 노프로필에테르(D230, Kukdo co. Ltd.)을 첨가하여 mechanic stirrer (600 rpm)으로 10 분 동안 저어주어 접착제를 준비한다. 제조된 접착제의 기포를 제거하기 위하여 10 분 동안 진공 오븐에 놓아두어 탈포 작업하여 나노 복합 에폭시 접착제를 제조한다.93 g of bisphenol A (ST-3000, Kukdo co. Ltd.), a hydrogenated epoxy resin, and a filler were prepared by adding 7 g of polysiloxane, a silicate nanostructure prepared by the method of FIG. 1, to a mechanical stirrer (600 rpm). Stir for minutes to prepare an epoxy resin and add a polypropylene glycol bis 2-aminopropyl ether (D230, Kukdo co. Ltd.) which is a room temperature curing type curing agent in an equivalent ratio based on the mixture of hydrogenated bisphenol A and polysiloxane. Prepare the adhesive by stirring for 10 minutes with a mechanic stirrer (600 rpm). The nanocomposite epoxy adhesive is prepared by degassing by placing in a vacuum oven for 10 minutes to remove bubbles of the prepared adhesive.

[실시예 3] Example 3

Hydrogenated 에폭시 수지인 비스페놀 A(ST-3000, Kukdo co. Ltd.) 80g, 충진제인 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(EP0408, Hybrid plastics co. Ltd.) 20g을 첨가하여 mechanic stirrer (600 rpm)으로 5 분 동안 저어주어 에폭시 수지를 준비한다. 상기 hydrogenated 비스페놀 A와 다면체 올리고머 실세스퀴옥산의 혼합물을 기준하여 1 당량비로 상온 경화형 경화제인 이소포론디아민(IPDA, Kukdo co. Ltd.)을 첨가하여 mechanic stirrer (600 rpm)으로 10 분 동안 저어주어 접착제를 준비한다. 제조된 접착제의 기포를 제거하기 위하여 10 분 동안 진공 오븐에 놓아두어 탈포 작업하여 나노 복합 에폭시 접착제를 제조한다.5 minutes with mechanic stirrer (600 rpm) by adding 80 g of bisphenol A (ST-3000, Kukdo co. Ltd.), a hydrogenated epoxy resin, and 20 g of polyhedral oligomeric silsesquioxane (EP0408, Hybrid plastics co. Ltd.), a filler. Stir while to prepare the epoxy resin. Based on the mixture of hydrogenated bisphenol A and polyhedral oligomer silsesquioxane, add isophoronediamine (IPDA, Kukdo co. Ltd.), a curing agent at room temperature, in an equivalent ratio, and stir for 10 minutes with a mechanic stirrer (600 rpm). Prepare the glue. The nanocomposite epoxy adhesive is prepared by degassing by placing in a vacuum oven for 10 minutes to remove bubbles of the prepared adhesive.

[실시예 4] Example 4

Hydrogenated 에폭시 수지인 비스페놀 A(ST-3000, Kukdo co. Ltd.) 80g, 충진제인 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(EP0409, Hybrid plastics co. Ltd.) 20g을 첨가하여 mechanic stirrer (600 rpm)으로 5 분 동안 저어주어 에폭시 수지를 준비한다. 상기 hydrogenated 비스페놀 A와 다면체 올리고머 실세스퀴옥산의 혼합물을 기준하여 1 당량비로 상온 경화형 경화제인 이소포론디아민(IPDA, Kukdo co. Ltd.)을 첨가하여 mechanic stirrer (600 rpm)으로 10 분 동안 저어주어 접착제를 준비한다. 제조된 접착제의 기포를 제거하기 위하여 10 분 동안 진공 오븐에 놓아두어 탈포 작업하여 나노 복합 에폭시 접착제를 제조한다.5 minutes with mechanic stirrer (600 rpm) by adding 80 g of bisphenol A (ST-3000, Kukdo co. Ltd.), a hydrogenated epoxy resin, and 20 g of polyhedral oligomeric silsesquioxane (EP0409, Hybrid plastics co. Ltd.), a filler. Stir while to prepare the epoxy resin. Based on the mixture of hydrogenated bisphenol A and polyhedral oligomer silsesquioxane, add isophoronediamine (IPDA, Kukdo co. Ltd.), a curing agent at room temperature, in an equivalent ratio, and stir for 10 minutes with a mechanic stirrer (600 rpm). Prepare the glue. The nanocomposite epoxy adhesive is prepared by degassing by placing in a vacuum oven for 10 minutes to remove bubbles of the prepared adhesive.

[비교예 1]Comparative Example 1

에폭시 접착제인 AY103-HY956 (Ciba-Geigy Ltd.)를 사용하여 접착제를 제조한다.The adhesive is prepared using epoxy adhesive AY103-HY956 (Ciba-Geigy Ltd.).

[비교예 2]Comparative Example 2

AW106-HV953U (Ciba-Geigy Ltd.)를 사용하여 접착제를 제조한다. Adhesives are prepared using AW106-HV953U (Ciba-Geigy Ltd.).

[테스트][Test]

상기의 실시 예와 비교 예를 이용하여 다음의 6가지 테스트를 수행한다.The following six tests are performed using the above examples and comparative examples.

1. 접착제의 초기 점도와 화강암 투과도 측정 1.Measurement of Initial Viscosity and Granite Permeability of Adhesives

1-A. 초기 점도 측정 - 바이브로 점도계(vibro viscometer, A&D Company Ltd., SV-10)를 이용하여 평균온도 27.9℃ 에서 5초 마다 총 1분 동안 점도를 측정하여 평균을 구한다.1-A. Initial Viscosity Measurement-Using a Vibro viscometer (A & D Company Ltd., SV-10), the average viscosity was measured every 2 seconds at a mean temperature of 27.9 ° C for 5 minutes.

1-B. 화강암 투과도 측정  1-B. Granite Permeability Measurement

상기 실시 예와 비교 예 샘플에 각각 0.01wt%의 염료(현대케미칼)를 넣고, 화강암에 바른 후 그 접착면을 파단하여 단면을 측정하여 투과도를 결정하였다.0.01 wt% of dye (modern chemical) was added to each of the examples and the comparative examples, and then applied to granite, the adhesive surface was broken, and the cross section was measured to determine permeability.

2. 경화 후 색과 경화시간 측정2. Measure color and curing time after curing

상기 실시 예와 비교 예 샘플을 화강암에 바른 후 경화가 완료되는 시간과 경화 후 색을 측정한다. After the Examples and Comparative Examples samples are applied to granite, the time at which curing is completed and the color after curing are measured.

3. 회색 사암, 화강암, 대리암에 처리한 후 색차분석(color difference)3. Color difference analysis after treatment on gray sandstone, granite, surrogate rock

석재에 상기 실시 예와 비교 예 샘플을 적용한 후, 처리하지 않은 석재와의 색차 값을 포토일렉트로닉 비색계(photoelectronic colorimeter, color eye 7000A)로 측정하여 국제조명위원회(Commission Internationale de I'Eclairage, CIE) Lab값으로 나타내었다. CIE Lab 색 공간은 인간의 시각 특성에 대해 균등한 색 공간으로 알려져 있으며, 인간이 실제로 느끼는 색차를 계산하기 위한 좌표계로 사용된다. 색차 값(ΔE)은 다음의 식으로 얻었다.After applying the Example and Comparative Example samples to the stone, the color difference value with the untreated stone was measured with a photoelectronic colorimeter (color eye 7000A) and commissioned by the International Commission on Illumination (CIE) Lab. Represented by value. The CIE Lab color space is known as a uniform color space for human visual characteristics and is used as a coordinate system for calculating the color difference actually felt by a human. The color difference value (ΔE) was obtained by the following equation.

[수학식 1] [Equation 1]

ΔE =((ΔL*)² + (Δa*)² + (Δb*)²)1/2 ΔE = ((ΔL *) ² + (Δa *) ² + (Δb *) ²) 1/2

(ΔL 값은 명도, Δa 는 빨강과 초록의 관계를 나타내고 Δb는 노랑과 파랑의 관계)(ΔL value is brightness, Δa is the relationship between red and green, and Δb is the relationship between yellow and blue)

4. X-레이 측정으로 사슬간 거리(d-spacing) 측정4. Measurement of d-spacing by X-ray measurement

X-레이 회절기(Rigaku Corp., D-MAX 2500-PC)를 사용하여 40kV, 100mA로 분석하였다. 회절각은 2°부터 5.0°/min로 증가시키면서 측정하였고, 그 결과는 다음의 Bragg식을 이용하여 층간 간격을 계산하였다.An X-ray diffractometer (Rigaku Corp., D-MAX 2500-PC) was used to analyze at 40 kV, 100 mA. The diffraction angle was measured while increasing from 2 ° to 5.0 ° / min, the result was calculated the interlayer spacing using the following Bragg equation.

d = λ/ 2sinθd = λ / 2 sinθ

(d: 격자면 간격, λ: X-레이의 파장, θ: Bragg angle)(d: lattice spacing, λ: wavelength of X-ray, θ: Bragg angle)

5. 접착강도 측정 5. Adhesion strength measurement

5-A. 압축강도(Compressive strength) - 실리콘 마이너스 몰드를 제작하여 시편이 가로와 세로의 길이가 1.27cm, 높이가 2.54cm가 되도록 만들고, 시료가 혼합된 에폭시를 정확한 당량의 아민과 혼합하여 기포가 생기지 않도록 상기 실리콘 마이너스 몰드에 부어서 충분한 반응시간이 지난 후에 만능재료시험기(Instron 4484, Instron, UK)를 이용하여 수직으로 힘을 가하여 압축강도를 측정한다.5-A. Compressive strength-Make a negative mold of silicon so that the specimen is 1.27cm in length and length and 2.54cm in height, and mix the epoxy with the sample with the correct equivalent of amine to avoid bubbles. After sufficient reaction time is poured into the silicon negative mold, compressive strength is measured by applying a vertical force using a universal testing machine (Instron 4484, Instron, UK).

5-B. 인장강도(Tensile strength) - 시편은 가로 13cm, 세로 2.54cm, 높이 0.2cm 크기의 두 개의 스테인레스 패널을 접착면에 대하여 최적 결합을 얻을 수 있도록 60번 사포로 처리하였으며 접착제가 0.2 mm의 두께로 일정하게 도포되도록 스페이서(Spacer)를 이용하였다. 또한 상기 시편을 가로 2.54cm, 세로 1.3cm, 높이 0.2cm로 재제작하여 만능재료시험기(Instron 4484, Instron, UK)를 이용하여 ISO 4587의 방법에 의하여 인장강도를 측정하였다. 시험결과는 파괴 응력에 대한 산술 평균으로 표시하였으며, 뉴턴의 파괴응력을 전단면적(330mm2)으로 나누어 계산하였다.5-B. Tensile strength-Specimen was treated with sandpaper No. 60 with two stainless panels 13 cm wide, 2.54 cm wide and 0.2 cm high to achieve optimum bonding to the adhesive surface. A spacer was used to apply the same. In addition, the specimens were re-fabricated to 2.54 cm, 1.3 cm and 0.2 cm in height and tensile strength was measured by the method of ISO 4587 using a universal testing machine (Instron 4484, Instron, UK). Test results were expressed as arithmetic mean of fracture stress, and Newton's fracture stress was divided by shear area (330mm 2 ).

[결과][result]

1. 접착제의 초기 점도와 화강암 투과도 측정 결과.1. Measurement of initial viscosity and granite permeability of adhesive.

접착제의 초기 점도(mPas)는 보통 석재의 투과도와 밀접한 관계를 가지고 있으며, 테스트 결과 점도가 높은 비교예 2는 화강암 투과도가 가장 낮고, 비교예 1과 비슷하거나 낮은 점도를 갖고 있는 실시예 1, 2, 3, 4는 화강암 투과도가 높게 측정되었다. 즉 접착제의 점도가 낮을수록 화강암 내부로 침투가 용이하여 접착제의 화강암 투과도(mm)가 높고 접착제가 석재 내부로 깊게 침투되어서 접착면을 형성하므로 외부에만 접착면을 형성하여 발생하는 2차 손상을 막을 수 있다.The initial viscosity (mPas) of the adhesive is usually closely related to the permeability of the stone, and Comparative Example 2, which has a high viscosity as a result of the test, has the lowest granite permeability, and has the same or lower viscosity as Comparative Example 1, Examples 1 and 2 , 3 and 4 have high granite permeability. In other words, the lower the viscosity of the adhesive, the easier it is to penetrate into the granite, the higher the granite permeability (mm) of the adhesive, and the adhesive penetrates deeply into the stone to form an adhesive surface, thereby preventing secondary damage caused by forming an adhesive surface only on the outside. Can be.

2. 경화 후 색과 경화시간 측정 결과.2. Result of color and curing time after curing.

본 발명에 의한 실시예 1, 2, 3, 4의 경화시간은 비교예 1, 2와 동일하여 종래의 접착제와 동일한 작업환경에서 사용가능하고, 접착제의 색 안정성에 있어서는 비교예 2는 황색불투명한 색을 띄고 있기 때문에 석재와 이질감을 갖는 반면에 실시예1, 2, 3, 4는 무색투명한 색을 띄기 때문에 종래의 접착제보다 높은 색 안정성을 가지고 있는 결과를 나타냈다.The curing time of Examples 1, 2, 3, and 4 according to the present invention is the same as Comparative Examples 1 and 2, and can be used in the same working environment as the conventional adhesive, and Comparative Example 2 is yellow opaque in terms of color stability of the adhesive. While having a color and having a sense of heterogeneity, while Examples 1, 2, 3, and 4 have colorless and transparent colors, they have higher color stability than conventional adhesives.

3. 회색 사암, 화강암, 대리암에 처리한 후 색차(color difference, E)분석 결과.3. Color difference (E) analysis results after treatment on gray sandstone, granite, and surrogate rock.

접착제 처리 이전과 처리 이후의 색차값(E)은 접착제로 인한 색의 변화도를 알 수 있는 측정방법으로써 결과표 1에서 알 수 있듯이 비교예 1, 2에 비하여 실시예 1, 3, 4의 색차는 회색 사암, 화강암에, 실시예 2는 대리암에 미미하여 종래의 접착제보다 낮은 색차를 보이는 결과를 나타냈다.The color difference value (E) before and after the adhesive treatment is a measurement method for knowing the degree of change in color due to the adhesive. As shown in Table 1, the color differences of Examples 1, 3, and 4 are compared with those of Comparative Examples 1 and 2. On gray sandstone and granite, Example 2 showed less color difference than conventional adhesive due to inferior surrogate.

4. X-레이 측정으로 사슬간 거리(d-spacing)측정 결과.4. The result of d-spacing measurement by X-ray measurement.

결과표 1에서 알 수 있듯이 실시예 1, 2, 4의 사슬간 거리가 종래의 접착제에 비하여 긴 것으로 나타났다. 이는 실시예의 접착제 성분 중 나노 기공을 갖는 나노클러스터 충진제에 의하여 사슬간 거리가 증가한 것을 볼 수 있으며, 이 사슬간 거리는 접착제 성분의 자유 부피를 증가시키는 역할을 하고 나노 기공을 갖는 나노클러스터 충진제와 함께 석재의 내부에 응축되어 있는 물을 외부로 배출시키는 기능하여 물의 상(phase)변화로 인한 석재 손상을 방지하는 효과를 나타낸다.As can be seen from Table 1, the interchain distances of Examples 1, 2, and 4 were longer than those of the conventional adhesive. It can be seen that the distance between chains is increased by the nanocluster filler having nano pores among the adhesive components of the embodiment, and this interchain distance serves to increase the free volume of the adhesive component and the stone together with the nanocluster filler having nano pores. It discharges the water condensed in the inside to the outside, and it shows the effect of preventing the stone damage caused by the phase change of water.

5. 접착강도 측정 결과.5. Result of adhesive strength measurement.

표 1에서 알 수 있듯이 접착력을 나타내는 실시예 1을 제외한 실시예 2, 3의 압축강도(Compressive strength)는 종래의 비교예 1과 거의 비슷한 강도를 갖기 때문에 접착력의 문제는 없고, 접착제의 끊김의 세기를 나타내는 인장강도(Tensile strength)는 비교예 2에 비하여는 높은 값을, 비교에 1과 비슷하거나, 실시예 1의 경우에는 모두 높은 값을 갖는 결과를 나타냈다. As can be seen from Table 1, the compressive strength of Examples 2 and 3 except for Example 1, which exhibits adhesive strength, has almost the same strength as that of Comparative Example 1, so there is no problem of adhesive strength, and the strength of the breakage of the adhesive Tensile strength (Tensile strength) indicates that the high value compared to Comparative Example 2, similar to 1 in the comparison, or in the case of Example 1 all showed a result having a high value.

표 1.Table 1.

Figure 112009037461318-PAT00001
Figure 112009037461318-PAT00001

도 1은 실시예 1의 실리케이트 나노 구조체인 폴리실옥산(polysiloxane) 충진제 제조방법도.1 is a method for producing a polysiloxane (polysiloxane) filler of the silicate nanostructure of Example 1.

도 2는 에폭시기와 나노 기공을 갖는 실리케이트 나노 구조체인 폴리실옥산(polysiloxane) 충진제 합성 반응도.FIG. 2 is a reaction scheme for synthesizing polysiloxane fillers, which are silicate nanostructures having epoxy groups and nanopores. FIG.

도 3은 에폭시기와 나노 기공을 갖는 나노클러스터 충진제 중 글라이시딜 POSS의 구조도.3 is a structural diagram of glycidyl POSS in a nanocluster filler having epoxy groups and nanopores.

Claims (8)

에폭시 수지 40~99.99wt%와 에폭시기와 나노 기공을 갖는 나노클러스터 충진제 0.01~60wt%를 혼합한 혼합물에 0.8~1.2의 당량비로 상온 경화형 경화제를 첨가하여 이루어진 석조문화재 보존을 위한 나노 복합 에폭시 접착제.Nanocomposite epoxy adhesive for preservation of stone cultural properties made by adding a room temperature curing type curing agent in an equivalence ratio of 0.8-1.2 to a mixture of 40-99.99wt% epoxy resin and 0.01-60wt% epoxy cluster nanoparticle filler. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 에폭시수지는 이중, 삼중 결합의 불포화 결합이 없고 분자 내에 두개 이상의 에폭시기를 보유하고 있는 hydrogenated 비스페놀 A형 에폭시, hydrogenated 비스페놀 F형 에폭시, 비페놀형 에폭시, 페놀 노볼락계 에폭시, 크레졸 노볼락계 에폭시로써 평균당량이 100~1,000인 에폭시 수지 중에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 석조문화재 보존을 위한 나노 복합체 접착제.The epoxy resin is hydrogenated bisphenol A epoxy, hydrogenated bisphenol F epoxy, biphenol type epoxy, phenol novolac epoxy, cresol novolac epoxy having no double or triple bond unsaturated bonds and having two or more epoxy groups in a molecule. Nanocomposite adhesive for preservation of stone cultural properties, characterized in that it comprises at least one of the epoxy resin having an average equivalent weight of 100 ~ 1,000. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 에폭시기와 나노 기공을 갖는 나노클러스터 충진제는 실리게이트계 나노 구조체 또는 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(polyhedral oligomeric silsesquioxane, POSS)유도체 인 것을 특징으로 하는 석조문화재 보존을 위한 나노 복합체 접착제.The nanocluster filler having the epoxy group and the nano pores is a silica-based nanostructure or polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) derivative, nanocomposite adhesive for preserving the stone culture material, characterized in that. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 에폭시기와 나노 기공을 갖는 실리게이트계 나노 구조체 또는 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(polyhedral oligomeric silsesquioxane, POSS)유도체의 평균입자직경이 1~10,000nm인 것을 특징으로 하는 석조문화재 보존을 위한 나노 복합체 접착제.The nanocomposite adhesive for preserving the stone culture material, characterized in that the average particle diameter of the silica-based nanostructure or polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) derivative having the epoxy group and the nano pores is 1 ~ 10,000nm. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 에폭시기와 나노 기공을 갖는 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(polyhedral oligomeric silsesquioxane, POSS)유도체는 에폭시시클로핵실 POSS(EpoxyCyclohexyl POSS (C8H13O2)n(SiO1 .5)n n = 8,10,12, (n=8, 10)), 글리시딜 POSS(Glycidyl POSS, (C6H11O2)n(SiO1 .5)n n = 8,10,12, (n=8, 10)), 글리시딜에틸 POSS(GlycidylEthyl POSS, C20H46O14Si8), 글리시딜이소부틸 POSS(Glycidylisobutyl POSS, C34H74O14Si8), 글리시딜페닐 POSS(GlycidylPhenyl POSS, C48H46O14Si8), 클로로프로필이소부틸 POSS(Chloropropylisobutyl POSS, C48H46ClO12Si8), 메타크릴이소부틸 POSS(Methacrylisobutyl POSS, C35H74O14Si8), 메타크릴 POSS(Methacryl POSS, (C7H11O2)n(SiO1.5)nn = 8,10,12, (n=8, 10)), 아크릴로 POSS(Acrylo POSS, (C8H9O2)n(SiO1.5)n n = 8,10,12, (n=8, 10)), 아크릴로이소부틸 POSS(Acryloisobutyl POSS, C34H72O14Si8), 트리실라놀이소부틸 POSS(TriSilanolisobutyl POSS, C28H66O12Si7), TriSilanolisoctyl POSS, C56H122O12Si7, 트리실라놀페닐 POSS(TriSilanolPhenyl POSS, C42H38O12Si7), 테트라실라놀페닐 POSS(TetraSilanolPhenyl POSS, C48H44O14Si8) 중에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 석조문화재 보존을 위한 나노복합체 접착제.The epoxy group and the polyhedral oligomeric silsesquioxane has the nanopores (polyhedral oligomeric silsesquioxane, POSS) derivative epoxy cycloalkyl haeksil POSS (EpoxyCyclohexyl POSS (C 8 H 13 O 2) n (SiO 1 .5) n n = 8,10 , 12, (n = 8, 10)), glycidyl POSS (glycidyl POSS, (C 6 H 11 O 2) n (SiO 1 .5) n n = 8,10,12, (n = 8, 10 )), GlycidylEthyl POSS, C 20 H 46 O 14 Si 8 ) , Glycidylisobutyl POSS, C 34 H 74 O 14 Si 8 ) , GlycidylPhenyl POSS , C 48 H 46 O 14 Si 8 ), Chloropropylisobutyl POSS, C 48 H 46 ClO 12 Si 8 ), Methacrylisobutyl POSS, C 35 H 74 O 14 Si 8 ) , Meta Methacryl POSS, (C 7 H 11 O 2 ) n (SiO 1.5 ) n n = 8,10,12, (n = 8, 10)), Acrylo POSS, (C 8 H 9 O 2 ) n (SiO 1.5 ) n n = 8,10,12, (n = 8, 10)), Acryloisobutyl POSS, C 34 H 72 O 14 Si 8 ) , trisilanoxobutyl TriSilanolisobutyl POSS, C 28 H 66 O 12 Si 7 ) , TriSilanolisoctyl POSS, C 56 H 122 O 12 Si 7, TriSilanolPhenyl POSS, C 42 H 38 O 12 Si 7 ) , tetrasilanolphenyl Nanocomposite adhesive for preservation of stone cultural properties, characterized in that it comprises at least one of POSS (TetraSilanolPhenyl POSS, C 48 H 44 O 14 Si 8 ). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상온 경화형 경화제는 이소포론디아민, 폴리프로필렌글리콜 비스 2-아미노프로필에테르{poly(propylene glycol) bis(2-aminopropyl ether)}, 4,4'-디아미노디페닐 메탄, 3, 3',5,5'-테트라메틸-4,4'-디아미노디페닐 메탄, 3,3',5,5'-테트라 에틸-4,4'-디아미노디페닐 메탄, 3,3'-디메틸-5,5'-디메틸-4,4'-디아미노디페닐 메탄, 3,3'-디아미노 벤조페논, 3,3'-디아미노디페닐 술폰, 3,4'-디아미노디페닐 술폰, 4,4'-디아미노디페닐 술폰, 3,4,4'-트리아민디페닐 술폰의 방향족 아민, 지방족아민, 지환족아민, 레졸 또는 노볼락형 페놀의 페놀, 아민, 무수화물, 산무수물, 디시안디아미드 또는 트리플루오로 붕소 중에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 석조문화재 보존을 위한 나노복합체 접착제.The room temperature curing type curing agent isophorone diamine, poly (propylene glycol) bis (2-aminopropyl ether)}, 4,4'- diamino diphenyl methane, 3, 3 ', 5 , 5'-tetramethyl-4,4'-diaminodiphenyl methane, 3,3 ', 5,5'-tetraethyl-4,4'-diaminodiphenyl methane, 3,3'-dimethyl-5 , 5'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenyl methane, 3,3'-diamino benzophenone, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 3,4'-diaminodiphenyl sulfone, 4 Aromatic amines, aliphatic amines, cycloaliphatic amines, phenols, amines, anhydrides, acid anhydrides of, 4'-diaminodiphenyl sulfones, 3,4,4'-triaminediphenyl sulfones, Nanocomposite adhesive for preservation of stone cultural properties, characterized in that it comprises at least one of dicyandiamide or trifluoroboron. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 에폭시 수지와 충진제의 혼합물 중량을 기준하여 반응성 희석제 0.01~40wt%를 더 포함하는 것에 특징이 있는 석조문화재 보존을 위한 나노 복합 에폭시 접착제.Nanocomposite epoxy adhesive for masonry cultural properties, characterized in that it further comprises 0.01 ~ 40wt% reactive diluent based on the weight of the mixture of the epoxy resin and the filler. 제 1항 또는 제7항에 있어서,The method according to claim 1 or 7, 상기 에폭시 수지와 충진제의 혼합물 중량을 기준하여 경화촉진제 0.01~4wt%를 더 포함하는 것에 특징이 있는 이루어진 석조문화재 보존을 위한 나노 복합 에폭시 접착제.Nanocomposite epoxy adhesive for preserving the stone cultural properties, characterized in that it further comprises 0.01 ~ 4wt% of the curing accelerator based on the weight of the mixture of the epoxy resin and the filler.
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