KR20140106606A - 에폭시 경화제 조성물 및 그로부터의 조성물 - Google Patents

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Abstract

a) 루이스 염기, b) 질산칼슘, 및 c) 폴리아민 아미드 염을 포함하는 에폭시 경화제가 제공된다. 추가적으로, 본 발명은 에폭시 경화제와 경화성 에폭시 수지를 혼합함으로써 얻어진 혼합물인 조성물을 제공한다. 추가적으로, 본 발명은 그러한 혼합물의 경화로부터 생성되는 경화 조성물을 제공한다.

Description

에폭시 경화제 조성물 및 그로부터의 조성물{EPOXY CURATIVE COMPOSITION AND COMPOSITIONS THEREFROM}
본 발명은 에폭시 경화제 조성물, 그러한 경화제 조성물을 함유하는 경화성 에폭시 조성물, 그러한 경화성 에폭시 조성물의 경화로부터 생성되는 경화 조성물, 및 포팅(potting) 화합물로서의 용도를 포함하는 다양한 응용에서의 상기 조성물들 중 임의의 것의 용도에 관한 것이다.
간단히 말해서, 본 발명은 a) 루이스 염기, b) 질산칼슘, 및 c) 폴리아민 아미드 염을 포함하는 에폭시 경화제를 제공한다.
본 발명은 추가로 I) 경화성 에폭시 수지와, II) a) 루이스 염기, b) 질산칼슘, 및 c) 폴리아민 아미드 염을 포함하는 에폭시 경화제를 혼합함으로써 얻어진 혼합물인 조성물을 제공한다. 그러한 조성물은 실온 압출에 적합한 낮은 점도를 가질 수 있다. 본 조성물은 난연제(fire retardant)를 추가로 포함할 수 있다. 본 조성물은 저밀도 충전제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명은 전술한 실시 형태들 중 임의의 것에 따른 혼합물의 경화로부터 생성되는 경화 조성물을 추가로 제공한다. 경화 조성물은 전형적으로 밀도가 1.0 g/㎤ 미만, 더 전형적으로는 0.9 g/㎤ 미만, 더 전형적으로는 0.8 g/㎤ 미만, 더 전형적으로는 0.7 g/㎤ 미만, 더 전형적으로는 0.69 g/㎤ 미만, 그리고 더 전형적으로는 0.68 g/㎤ 미만이다. 경화 조성물은 전형적으로 압축 강도(compression strength)가 20 MPa 초과, 더 전형적으로는 25 MPa 초과, 더 전형적으로는 30 MPa 초과, 더 전형적으로는 33 MPa 초과, 그리고 더 전형적으로는 35 MPa 초과이다. 경화 조성물은 전형적으로 중첩 전단 강도(overlap shear strength)가 8 MPa 초과, 더 전형적으로는 9 MPa 초과, 더 전형적으로는 10 MPa 초과, 그리고 더 전형적으로는 10.3 MPa 초과이다.
본 발명은 에폭시 경화제 조성물, 이들 경화제 조성물을 함유하는 경화성 에폭시 조성물, 그로부터 생성되는 경화 조성물, 및 포팅 화합물로서의 용도를 포함하는 다양한 응용에서의 이들의 용도에 관한 것이다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 a) 루이스 염기, b) 질산칼슘, 및 c) 폴리아민 아미드 염을 포함하는 에폭시 경화제에 관한 것이다. 본 발명은 에폭시 수지에서 높은 경화 속도를 달성하기 위하여 가속제로서의 질산칼슘 및 루이스 염기 가속제 둘 모두의 사용을 고려한다. 추가적으로, 본 발명은 루이스 염기 및 질산칼슘 가속제 둘 모두를 함유하는 경화제의 저장 또는 사용 동안 일어날 수 있는 증점 (점도 증가)을 감소시킬 수 있는 폴리아민 아미드 염의 첨가를 고려한다. 추가적으로, 본 발명은 루이스 염기 및 질산칼슘 가속제 둘 모두를 함유하고 높은 로딩률의 저밀도 충전제 재료를 추가로 함유하는 경화제의 저장 또는 사용 동안 일어날 수 있는 증점 (점도 증가)을 감소시킬 수 있는 폴리아민 아미드 염의 첨가를 고려한다.
일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 실온에서 신속한 경화를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 실온에서 10분 후에 취급될 수 있을 정도로 충분히 경화된다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 실온에서 20분 후에 취급될 수 있을 정도로 충분히 경화된다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 실온에서 30분 후에 취급될 수 있을 정도로 충분히 경화된다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 실온에서 1시간 후에 취급될 수 있을 정도로 충분히 경화된다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 실온에서 2시간 후에 취급될 수 있을 정도로 충분히 경화된다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 실온에서 10시간 후에 취급될 수 있을 정도로 충분히 경화된다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 실온에서 24시간 후에 취급될 수 있을 정도로 충분히 경화된다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 실온에서 48시간 후에 취급될 수 있을 정도로 충분히 경화된다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 실온에서 7일 후에 취급될 수 있을 정도로 충분히 경화된다.
일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 저장 동안 증점 (점도 증가)에 저항한다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 실온에서 90일의 저장 기간 동안 점도가 20% 이하만큼 증가된다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 실온에서 90일의 저장 기간 동안 점도가 10% 이하만큼 증가된다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 실온에서 90일의 저장 기간 동안 점도가 5% 이하만큼 증가된다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 실온에서 10일의 저장 기간 동안 점도가 20% 이하만큼 증가된다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 실온에서 10일의 저장 기간 동안 점도가 10% 이하만큼 증가된다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 실온에서 10일의 저장 기간 동안 점도가 5% 이하만큼 증가된다.
일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 하기 실시예에서 개시된 바와 같이 측정할 때 높은 압축 강도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 20 MPa 초과의 압축 강도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 25 MPa 초과의 압축 강도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 30 MPa 초과의 압축 강도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 33 MPa 초과의 압축 강도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 35 MPa 초과의 압축 강도를 나타낸다.
일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 하기 실시예에서 개시된 바와 같이 측정할 때 높은 중첩 전단 강도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 8 MPa 초과의 중첩 전단 강도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 9 MPa 초과의 중첩 전단 강도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 10 MPa 초과의 중첩 전단 강도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 10.3 MPa 초과의 중첩 전단 강도를 나타낸다.
일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 인장 강도 쿠폰 인출(Tensile Strength Coupon Pull-Out)에 대해 하기 실시예에서 개시된 바와 같이 측정할 때 포팅 응용에서 높은 인장 강도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 100 Kg 초과의 강도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 110 Kg 초과의 강도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 120 Kg 초과의 강도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 130 Kg 초과의 강도를 나타낸다.
일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 하기 실시예에서 개시된 바와 같이 측정할 때 실제 응용에서 충분히 높은 압출 속도로 압출될 수 있도록 하는 점도를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 하기 실시예에서 개시된 바와 같이 측정할 때 50 g/mm 이상의 속도로 압출될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 하기 실시예에서 개시된 바와 같이 측정할 때 75 g/mm 이상의 속도로 압출될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 하기 실시예에서 개시된 바와 같이 측정할 때 100 g/mm 이상의 속도로 압출될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 하기 실시예에서 개시된 바와 같이 측정할 때 110 g/mm 이상의 속도로 압출될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 하기 실시예에서 개시된 바와 같이 측정할 때 120 g/mm 이상의 속도로 압출될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 하기 실시예에서 개시된 바와 같이 측정할 때 130 g/mm 이상의 속도로 압출될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 하기 실시예에서 개시된 바와 같이 측정할 때 135 g/mm 이상의 속도로 압출될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 하기 실시예에서 개시된 바와 같이 측정할 때 낮은 경화 후 밀도(density after cure)를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 1.0 g/㎤ 미만의 경화 후 밀도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 0.9 g/㎤ 미만의 경화 후 밀도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 0.8 g/㎤ 미만의 경화 후 밀도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 0.7 g/㎤ 미만의 경화 후 밀도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 0.69 g/㎤ 미만의 경화 후 밀도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 0.68 g/㎤ 미만의 경화 후 밀도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 0.67 g/㎤ 미만의 경화 후 밀도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 저밀도 충전제를 추가로 포함하며, 이는 일부 실시 형태에서 미소구체를 포함할 수 있으며, 이는 일부 실시 형태에서 유리 미소구체, 중합체 미소구체, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 난연 성분을 추가로 포함한다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 2011년 11월 1일 현재 시행 중인, FAA의 난연 규정을 준수한다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 2011년 11월 1일 현재 시행 중인, REACH의 난연 규정을 준수한다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 하기 실시예에서 개시된 난연성 시험을 통과한다.
일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 안료 또는 염료를 추가로 포함한다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 습윤제 또는 점도 개질제를 추가로 포함한다.
일부 실시 형태에서, 본 발명에서 제공되는 재료는 허니컴 코어 패널(honeycomb core panel)을 포함할 수 있는 패널에 사용되는 삽입체 내의 하드웨어의 포팅에 사용된다.
본 발명의 대표적인 실시 형태에는 번호가 매겨진 하기의 실시 형태들이 제한 없이 포함될 수 있다.
1. a) 루이스 염기,
b) 질산칼슘, 및
c) 폴리아민 아미드 염을 포함하는 에폭시 경화제인 조성물.
2. I) 경화성 에폭시 수지와,
II) a) 루이스 염기, b) 질산칼슘, 및 c) 폴리아민 아미드 염을 포함하는 에폭시 경화제를 혼합함으로써 얻어진 혼합물인 조성물.
3. 실시 형태 1의 에폭시 경화제와 에폭시 수지의 반응으로부터 생성되는 조성물.
4. 실시 형태 2에 따른 혼합물의 경화로부터 생성되는 조성물.
5. 난연제를 추가로 포함하는, 실시 형태 3 또는 실시 형태 4에 따른 조성물.
6. 저밀도 충전제를 추가로 포함하는, 실시 형태 3 내지 실시 형태 5 중 어느 하나의 실시 형태에 따른 조성물.
7. 밀도가 1.0 g/㎤ 미만인, 실시 형태 3 내지 실시 형태 6 중 어느 하나의 실시 형태에 따른 조성물.
8. 밀도가 0.9 g/㎤ 미만인, 실시 형태 3 내지 실시 형태 6 중 어느 하나의 실시 형태에 따른 조성물.
9. 밀도가 0.8 g/㎤ 미만인, 실시 형태 3 내지 실시 형태 6 중 어느 하나의 실시 형태에 따른 조성물.
10. 밀도가 0.7 g/㎤ 미만인, 실시 형태 3 내지 실시 형태 6 중 어느 하나의 실시 형태에 따른 조성물.
11. 밀도가 0.69 g/㎤ 미만인, 실시 형태 3 내지 실시 형태 6 중 어느 하나의 실시 형태에 따른 조성물.
12. 밀도가 0.68 g/㎤ 미만인, 실시 형태 3 내지 실시 형태 6 중 어느 하나의 실시 형태에 따른 조성물.
13. 압축 강도가 20 MPa 초과인, 실시 형태 3 내지 실시 형태 12 중 어느 하나의 실시 형태에 따른 조성물.
14. 압축 강도가 25 MPa 초과인, 실시 형태 3 내지 실시 형태 12 중 어느 하나의 실시 형태에 따른 조성물.
15. 압축 강도가 30 MPa 초과인, 실시 형태 3 내지 실시 형태 12 중 어느 하나의 실시 형태에 따른 조성물.
16. 압축 강도가 33 MPa 초과인, 실시 형태 3 내지 실시 형태 12 중 어느 하나의 실시 형태에 따른 조성물.
17. 압축 강도가 35 MPa 초과인, 실시 형태 3 내지 실시 형태 12 중 어느 하나의 실시 형태에 따른 조성물.
18. 중첩 전단 강도가 8 MPa 초과인, 실시 형태 3 내지 실시 형태 17 중 어느 하나의 실시 형태에 따른 조성물.
19. 중첩 전단 강도가 9 MPa 초과인, 실시 형태 3 내지 실시 형태 17 중 어느 하나의 실시 형태에 따른 조성물.
20. 중첩 전단 강도가 10 MPa 초과인, 실시 형태 3 내지 실시 형태 17 중 어느 하나의 실시 형태에 따른 조성물.
21. 중첩 전단 강도가 10.3 MPa 초과인, 실시 형태 3 내지 실시 형태 17 중 어느 하나의 실시 형태에 따른 조성물.
22. 실온 압출에 적합한 낮은 밀도를 갖는, 실시 형태 3 내지 실시 형태 21 중 어느 하나의 실시 형태에 따른 조성물.
본 발명의 목적 및 이점은 하기의 실시예에 의해 추가로 예시되지만, 이들 실시예에 인용된 특정 물질 및 그 양뿐만 아니라 기타 조건이나 상세 사항은 본 발명을 부당하게 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예
달리 언급되지 않는다면, 모든 시약은 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치 컴퍼니(Sigma-Aldrich Company)로부터 입수하였거나 입수가능하거나, 또는 공지된 공정에 의해 합성할 수 있다. 달리 보고되지 않는다면, 모든 비는 중량% 기준이다.
하기 약어들을 사용하여 실시예를 기재한다:
℉: 화씨 온도
℃: 섭씨 온도
㎝: 센티미터
in/min: 인치/분
Kg: 킬로그램
KPa: 킬로파스칼
Kpsi: 제곱인치당 킬로 파운드
lb: 파운드
MPa: 메가파스칼
mg: 밀리그램
mil: 10-3 인치
ml: 밀리리터
mm: 밀리미터
mm/min 밀리미터/분
psi: 제곱인치당 파운드
사용된 물질.
안카민(ANCAMINE) K54: 미국 펜실베이니아주 알렌타운 소재의 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인크.(Air Products and Chemicals, Inc.)로부터 입수된 트리스-2,4,6-다이메틸아미노메틸-페놀.
아피랄(APYRAL) SM 200: 독일 쉬반도르프 소재의 나발텍 아게(Nabaltech AG)로부터 입수된 백색 삼수산화알루미늄.
BYK-W 966: 독일 베젤 소재의 비와이케이-케미 게엠베하(BYK-Chemie GmbH)로부터 입수된, 불포화 폴리아민 아미드 및 산성 폴리에스테르의 52% 고형물 용액.
BYK-W 9010: 비와이케이-케미 게엠베하로부터 입수된, 산가가 129 mg 수산화칼륨/g인 100% 고형물 인산 에스테르.
질산칼슘 4수화물: 벨기에 기일 소재의 아크로스 오가닉스, 바바(Acros Organics, BVBA)로부터 입수됨.
크리스탈 바이올렛(CRYSTAL VIOLET): 미국 미주리주 세인트 루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 입수됨.
디스파를론(DISPARLON) 6500: 미국 코네티컷주 노워크 소재의 킹 인더스트리즈(King Industries)로부터 입수된 폴리아미드 왁스.
듀얼라이트(DUALITE) MS 700: 독일 함부르크 소재의 레만 앤드 보스 컴퍼니(Lehman & Voss Company)로부터 입수된 중합체 미소구체.
에피코트(EPIKOTE) 232: 미국 오하이오주 콜럼버스 소재의 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼스 홀딩스, 엘엘씨(Momentive Performance Materials Holdings, LLC)로부터 입수된, 비스페놀 A 및 비스페놀 F 수지의 블렌드로 이루어진 저점도 내지 중점도 에폭시 수지.
에포딜(EPODIL) 757: 미국 펜실베이니아주 알렌타운 소재의 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인크.로부터 입수된 1,4-사이클로헥산다이메탄올다이글리시딜에테르.
유리 버블(GLASS BUBBLES) D32/4500: 밀도가 0.32 g/㎤이고 등방압 파쇄 강도(isostatic crush strength)가 31.03 MPa (4,500 psi)인 유리 버블.
이산화티타늄: 미국 달라스 소재의 크로노스 월드와이드, 인크.(Kronos Worldwide, Inc.)로부터 상표명 "코노스(KONOS) 1230"으로 입수됨.
TTD: 독일 루드빅샤펜 소재의 바스프(BASF)로부터 입수된 4,7,10-트라이옥사-1,13-트라이데칸-다이아민.
Z6040: 독일 비스바덴 소재의 다우 코팅 게엠베하(Dow Corning GmbH)로부터 입수된 3-글리시독시프로필트라이메톡시실란.
실시예 1.
A 부분의 제조:
28.5 g의 TTD 및 9.5 g의 에피코트 232를 유리 반응기 내에서 혼합하고, 이 혼합물을 23℃에서 15분 동안 교반하였다. 이어서, 이 혼합물을 80℃로 가열하고, 연속으로 교반하면서 60분 동안 유지하였다. 2 g의 질산칼슘 4수화물 및 14 g의 안카민 K5를 첨가하고, 추가 30분 동안 계속 교반하였으며, 그 후에 이 혼합물을 23℃로 다시 냉각되게 하였다. 3,000 rpm으로 1분 동안 독일 햄 소재의 하우쉴트 엔지니어링 앤드 컴퍼니 카게(Hauschild Engineering & Co. KG)로부터 입수된 고속 믹서, 모델 "DAC 150 FVZ"를 사용하여 1 g의 BYK W-966을 균질해질 때까지 분산시켰다. 29.4 g의 아피랄 SM 200, 0.01 g의 크리스탈 바이올렛, 14.5 g의 D32/4500 유리 버블 및 1 g의 듀얼라이트 MS700을 1분 간격으로 첨가하고, 균질해질 때까지 분산시켰다. 이어서, A 부분을 사용 전에 탈기하였다.
B 부분의 제조:
3,000 rpm 및 23℃에서 고속 믹서를 사용하여 1.2 g의 디스파를론 6500을 18.8 g의 에피코트 232 중에 1분 동안 분산시켰다. 이어서, 이 혼합물을 90℃로 가열하고, 오븐 내에서 60분 동안 이 온도에서 유지하였으며, 그 후에 이를 꺼내고 23℃로 다시 냉각되게 하였다. 1.5 g의 BYK W-9010, 18 g의 에포딜 757, 3 g의 Z6040, 34.5 g의 아피랄 SM 200, 1 g의 이산화티타늄, 21 g의 D32/4500 유리 버블 및 1 g의 듀얼라이트 MS 700을 1분 간격으로 첨가하고, 3,000 rpm으로 고속 믹서를 사용하여 균질해질 때까지 분산시켰다. 이어서, B 부분을 사용 전에 탈기하였다.
비교예 2 및 실시예 3.
표 1에 열거된 조성에 따라, 실시예 1에 대체로 기재된 방법에 따라 비교예 2 및 실시예 3을 제조하였다.
Figure pct00001
시험 방법.
하기의 시험을 접착제 실시예에 대해 수행하였다. 표 2에 기록된 결과는 접착제당 3개의 시험 시편의 평균을 나타낸다.
압축 강도 및 압축 탄성계수
하기와 같이 ASTM D695에 따라 압축 강도를 측정하였다. 스위스 로트크로이츠 소재의 믹스 팩 시스템즈, 아게(Mix Pac Systems, AG)로부터 입수된 200 ml의 2:1 이중-챔버 카트리지를 2:1 비의 B 부분 및 A 부분으로 수작업으로 충전하였다. 혼합 노즐, 타입 "MC 13-18"을 카트리지에 끼워맞추고, 대략 50 g의 혼합물을 4 bar (400 KPa)의 압력으로 치수가 12.7 mm (높이) x 12.7 mm (폭) x 25 mm (길이)인 테플론(Teflon)™-코팅된 주형 내로 압출하였다. 이어서, 혼합물을 주형 내에서 23℃에서 최소 7일 동안 경화되게 한 후 꺼냈다. 경화된 시험 샘플을 즈비크 게엠베하 앤드 컴퍼니(Zwick GmbH & Co)로부터 입수된 인장 압축 기기, 모델 "Z030" 내로 삽입하고, 그의 25 mm 축을 따라 1.27 mm/min (0.05 인치/분)의 일정한 크로스헤드 속도(crosshead speed)로 압축하였다. 극한 하중을 단면적으로 나누어 압축 강도를 결정하고 이를 Kpsi로 기록하였다. 하중-처짐 곡선(load-deflection curve)의 초기 선형 부분에 접하는 직선을 긋고, 이어서 이 직선의 기울기를 시편의 단면적으로 나눔으로써 압축 탄성계수를 결정하였다.
응집 전단 강도(Cohesive Shear Strength).
독일 아글라스터하우젠(Aglasterhausen) 소재의 로콜 게엠베하(Rocholl GmbH)로부터 입수된 100 x 25 x 1.6 mm 알루미늄 스트립, 타입 "2024 T3 클래드(CLAD)"를 하기 조성을 갖는 크롬산-황산 조 내에서 70℃에서 15분 동안 에칭하였다.
27.5 중량%의 황산
7.5 중량%의 크롬산나트륨 탈수물
65.0 중량%의 탈염수(desalinated water)
0.5 g/l의 알루미늄
1.5 g/l의 황산구리(II) 5수화물
이어서, 에칭된 알루미늄 스트립을 탈이온수 중에 여러 번 헹구고, 닦아서 건조시켰다. 믹스팩(MixPac) 시스템을 사용하여, 대략 5 g의 접착제를 압축 강도 시험에서 사용된 방법에 따라 알루미늄 스트립의 일 단부에 적용하였다. 이어서, 두 번째 알루미늄 스트립을 접착제에 대고 가압하여 10 mm의 중첩부를 형성하고, 과량의 접착제는 깨끗한 스패튤러(spatula)를 사용하여 제거하였다. 중첩된 알루미늄 스트립들을 커패시티 바인더 클립(capacity binder clip)을 사용하여 중첩된 섹션에서 함께 클램핑하고, 이어서 클램핑된 조립체를 7일 동안 21℃ 및 주위 습도에서 경화시켰다. 접합된 스트립을 독일 울름 소재의 즈비크 게엠베하 앤드 컴퍼니 카게로부터 입수된 인장 강도 시험기, 모델 "Z050" 내로 삽입하고, 10 mm/min의 크로스헤드 속도로 DIN EN 2243-1 (2005)에 따라 응집 전단 강도를 측정하였다. 응집 강도가 제곱인치당 킬로 파운드(Kpsi)로 기록되어 있다.
삽입체 인출 시험(Insert Pull-Out Test)
허니컴 샌드위치 패널의 1.27 x 7.62 x 7.62 ㎝ (0.5 x 3 x 3 인치) 섹션의 중앙으로 1.27 ㎝ (0.5 인치) 구멍을 보링(bore)하였다. 삽입체를 구멍 내로 넣고, 전술된 믹스팩 시스템을 사용하여 체결구와 구멍 사이의 갭 내로 접착제 샘플을 주입하였다. 이어서, 대략 21.1℃ (70℉)에서 48시간 동안, 이어서 48.9℃ (120℉)에서 1시간 동안 접착제를 경화시켰다. 21.1℃ (70℉)로 냉각시킨 후, 봉(rod)을 체결구의 기계 나사(machine screw) 부분 내로 나사결합하고, 이어서 이를 인장 시험기의 조(jaw) 상에 부착하였다. 이어서, 체결구를 제거하는 데 필요한 최대 피크 힘 (lb 단위로 기록됨)을 1.27 mm/min (0.05 인치/분)의 인장 속도에서 측정하였다.
밀도.
경화 조성물의 밀도를 ASTM D-1622에 따라 측정하였다. 결과가 g/㎤ 단위로 기록되어 있다.
인화성(Flammability).
믹스팩 시스템을 사용하여, 치수가 1.27 x 1.27 x 12 ㎝인 실리콘 주형을 실시예 1로 충전하고, 21.1℃ (70℉)에서 48시간 동안 경화시키고, 이어서 14 CFR 25.853(a)(i)에 따라 인화성 시험을 거쳤다.
Figure pct00002
실시예 1의 재료는 폴리아민 아미드 염 (BYK-W 966) 및 저밀도 충전제 (D32/4500 유리 버블 및 듀얼라이트 MS 700)를 포함하였다. 폴리아민 아미드 염은 포함하지만 저밀도 충전제는 포함하지 않는 실시예 3의 재료와 비교하여, 실시예 1의 재료는 유사한 강도 특성을 유지하면서 45%의 중량 절감 (밀도 감소)을 나타낸다. 저밀도 충전제는 포함하지만 폴리아민 아미드 염은 포함하지 않는 비교예 2의 재료는 고점성이었으며, 이에 따라 사용할 수 없었다.
본 발명의 범주 및 원리로부터 벗어남 없이 본 발명의 다양한 변형 및 변경이 당업자에게 명백해질 것이며, 본 발명은 전술된 예시적인 실시 형태들로 부당하게 제한되지 않음이 이해되어야 한다.

Claims (10)

  1. a) 루이스 염기,
    b) 질산칼슘, 및
    c) 폴리아민 아미드 염을 포함하는 에폭시 경화제인 조성물.
  2. I) 경화성 에폭시 수지와,
    II) a) 루이스 염기, b) 질산칼슘, 및 c) 폴리아민 아미드 염을 포함하는 에폭시 경화제
    를 혼합함으로써 얻어진 혼합물인 조성물.
  3. 제2항에 따른 혼합물의 경화로부터 생성되는 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 난연제(fire retardant)를 추가로 포함하는 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 저밀도 충전제를 추가로 포함하는 조성물.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 밀도가 1.0 g/㎤ 미만인 조성물.
  7. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 밀도가 0.7 g/㎤ 미만인 조성물.
  8. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 압축 강도가 30 MPa 초과인 조성물.
  9. 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 중첩 전단 강도(overlap shear strength)가 8 MPa 초과인 조성물.
  10. 제2항에 있어서, 실온 압출에 적합한 낮은 점도를 갖는 조성물.
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