KR20150069593A - 접착력이 향상된 단열재용 접착제 조성물 - Google Patents

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이응기
최철준
김명희
지승욱
전병주
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Abstract

1종 이상의 페놀계 단량체; 1종 이상의 알칼리 염에 의해 중합 가능한 단량체; 및 1종 이상의 바이설파이트에 의해 중합 가능한 단량체로부터 형성된 공중합체를 포함하는 단열재용 접착제 조성물을 제공한다.

Description

접착력이 향상된 단열재용 접착제 조성물{ADHESIVE COMPOSITION WITH IMPROVED ADHERENT PROPERTY FOR HEAT INSULATOR}
접착력이 향상된 단열재용 접착제 조성물에 관한 것이다.
열경화성 발포체는 주로 각종 건축물, 창고, 냉장고의 단열재 등에 사용된다. 특히, 단열재는 건물 내, 외부 간의 열 교환을 차단하거나 감소시켜 냉, 난방 효율을 증가시키기 위하여 사용되는 건축재료이다. 이러한 단열재를 내, 외단열로 시공하기 위해서는 이에 맞는 접착제가 필요하다. 내단열의 경우, 접착제를 이용하여 단열재를 벽에 접착 시켜야 하며, 장기적으로 봤을 때 10년은 단열재의 탈착 현상이 일어나지 않아야 한다.
또한, 외단열의 경우에도 접착제를 이용하여 단열재를 건물외벽에 부착시킨다. 이 때에는 내단열보다 접착력이 더욱 강조된다. 만약 접착제의 접착능력부족으로 인한 단열재의 이탈 또는 탈착 현상이 일어날 경우, 시공 불량으로 간주되며 벽재의 이탈로 인한 제2, 제3의 안전사고가 일어날 수 있다.
본 발명의 일 구현예는 열경화성 발포체와의 상용성을 향상시키며, 열경화성 발포체와의 접착력을 극대화하는 단열재용 접착제 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 1종 이상의 페놀계 단량체; 1종 이상의 알칼리 염에 의해 중합 가능한 단량체; 및 1종 이상의 바이설파이트에 의해 중합 가능한 단량체로부터 형성된 공중합체를 포함하는 단열재용 접착제 조성물을 제공한다.
상기 페놀계 단량체는 카다놀, 카돌, 아나카딕엑시드, 징크고익엑시드, 메틸카돌, 우루시올, 띠트시올, 랭고올, 락콜, 페놀, 알킬페놀 또는 알케닐페놀일 수 있다.
상기 페놀계 단량체 100중량부에 대해서 상기 1종 이상의 알칼리 염에 의해 중합 가능한 단량체를 약 5중량부 내지 약 40중량부 포함할 수 있다.
상기 알칼리 염은 탄산 칼륨, 탄산 나트륨, 탄산 리튬, 중탄산 염, 이황화 염(bisulfide salt), 수산화 염(hydroxide salt) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 페놀계 단량체 100중량부에 대해서 상기 1종 이상의 바이설파이트에 의해 중합 가능한 단량체를 약 5중량부 내지 약 40중량부 포함할 수 있다.
상기 바이설파이트는 소듐 바이설파이트, 소듐 메타 바이설파이트, 소듐수소 바이설파이트, 포타슘 바이설파이트, 포타슘메타 바이설파이트, 암모늄바이설파이트, 숙신알데히드 디나트륨 바이설파이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 공중합체는 1종 이상의 자유 라디칼 개시제를 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 자유 라디칼 개시제는 유기 퍼옥사이드, 유기 하이드로퍼옥사이드, 아조기 개시제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 자유 라디칼 개시제는 벤조일 퍼옥사이드, 다이-t-아밀 퍼옥사이드, 다이-쿠밀 퍼옥사이드, t-아밀 하이드로퍼옥사이드, t-부틸 하이드로퍼옥사이드, 2,2'-아조비스(2,4-다이메틸펜탄니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸프로판니트릴), 2,2'-아조비스(사이클로헥산카르보니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸부탄니트릴), t-부틸 퍼옥시 벤조에이트, 2,5-다이메틸-2,5 다이-(t-부틸퍼옥시)헥산, 2,5-다이메틸-2,5-다이-(t-부틸퍼옥시)헥신-3 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 공중합체는 1종 이상의 아크릴계 단량체 또는 1종이상의 에폭시계 단량체를 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 아크릴계 단량체는 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 에틸메틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트로 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 에폭시계 단량체는 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, α-에틸글리시딜아크릴레이트, α-n-프로필글리시딜아크릴레이트, α-n-부틸글리시딜아크릴레이트, 아크릴산-β-에틸글리시딜, 메타크릴산-β-에틸글리시딜, 아크릴산-3,4-에폭시부틸, 메타아크릴산-3,4-에폭시부틸, 메타크릴산-β-에틸글리시딜, 메타크릴산-6,7-에폭시헵틸, ο-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 단열재용 접착제 조성물은 열경화성 발포체에 적용되어 내, 외 단열을 모두 가능하게 할 수 있고, 점착력과 동시에 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 단열재용 접착제 조성물은 열경화성 발포체와 시공표면을 접합시키는데 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예에서, 1종 이상의 페놀계 단량체; 1종 이상의 알칼리 염에 의해 중합 가능한 단량체; 및 1종 이상의 바이설파이트에 의해 중합 가능한 단량체로부터 형성된 공중합체를 포함하는 단열재용 접착제 조성물을 제공한다.
상기 단열재용 접착제 조성물은 열경화성 발포체, 구체적으로는 폴리우레탄 폼 (PUF), 폴리이소시아누레이트 폼 (PIR), 페놀 폼 (PF) 등에 적용되는 것으로, 상기 열경화성 발포체와 시공표면을 접합시키는데 사용될 수 있다.
상기 단열재용 접착제 조성물은 열경화성 발포체 접착면과의 상용성을 증가시켜주는 역할을 하며 열경화성 발포체와의 접착력을 극대화시킬 수 있다. 또한, 종래의 단열재용 접착제 조성물에 비해 내, 외단열 시공시 단열재용 접착제 조성물의 내구성까지 향상시킬 수 있다.
상기 페놀계 단량체는 카다놀, 카돌, 아나카딕엑시드, 징크고익엑시드, 메틸카돌, 우루시올, 띠트시올, 랭고올, 락콜, 페놀, 알킬페놀 또는 알케닐페놀일 수 있다.
상기 페놀계 단량체 100중량부에 대해서 1종 이상의 알칼리 염에 의해 중합 가능한 단량체를 약 5중량부 내지 약 40중량부 포함할 수 있다. 상기 단량체를 약 5중량부 미만 포함하는 경우 접착력 향상이 미미하며, 약 40중량부를 초과하여 포함하는 경우 미반응 알칼리염이 증가하게 되어 접착제의 경화반응을 방해하여 접착력을 저하시키는 문제점이 있다. 그러므로, 상기 단량체를 상기 범위내로 포함함으로써 접착력을 향상시키는데 유리하며, 단열재와 시공표면을 접합시키는 작업을 용이하게 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 알칼리 염은 탄산 칼륨, 탄산 나트륨, 탄산 리튬, 중탄산 염, 이황화 염(bisulfide salt), 수산화 염(hydroxide salt) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 페놀계 단량체 100중량부에 대해서 상기 1종 이상의 바이설파이트에 의해 중합 가능한 단량체를 약 5중량부 내지 약 40중량부 포함할 수 있다. 상기 단량체를 약 5중량부 미만 포함하는 경우 접착력 향상이 미미하며, 약 40중량부를 초과하여 포함하는 경우 미반응 알칼리염이 증가하게 되어 접착제의 경화반응을 방해하여 접착력을 저하시키는 문제점이 있다. 그러므로, 상기 단량체를 상기 범위내로 포함함으로써 접착력을 향상시키는데 유리하며, 단열재와 시공표면을 접합시키는 작업을 용이하게 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 바이설파이트는 소듐 바이설파이트, 소듐 메타 바이설파이트, 소듐수소 바이설파이트, 포타슘 바이설파이트, 포타슘메타 바이설파이트, 암모늄바이설파이트, 숙신알데히드 디나트륨 바이설파이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
예를 들어, 소듐 바이설파이트는 단열재용 접착제 조성물과 열경화성 발포체와의 접착반응시에 접착제 조성물의 경화반응을 촉진시켜줄 수 있다. 상기 열경화성 발포체로 페놀폼을 사용하는 경우, 상기 소듐 바이설파이트는 잔류 페놀 모노머의 반응을 촉진시켜 잔류 페놀 모노머를 접착반응시 참여시키는 역할하는바, 접착제 조성물 경화시 상기 접착제 조성물의 접착력을 보다 향상시킬 수 있다.
상기 공중합체는 1종 이상의 자유 라디칼 개시제를 더 포함하여 형성될 수 있다. 상기 1종 이상의 자유 라디칼 개시제를 약 0.1중량% 내지 약 5중량%, 바람직하게는 약 0.1중량% 내지 약 2중량%를 포함할 수 있다.
상기 자유 라디칼 개시제는 유기 퍼옥사이드, 유기 하이드로퍼옥사이드, 아조기 개시제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
구체적으로, 상기 자유 라디칼 개시제는 벤조일 퍼옥사이드, 다이-t-아밀 퍼옥사이드, 다이-쿠밀 퍼옥사이드, t-아밀 하이드로퍼옥사이드, t-부틸 하이드로퍼옥사이드, 2,2'-아조비스(2,4-다이메틸펜탄니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸프로판니트릴), 2,2'-아조비스(사이클로헥산카르보니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸부탄니트릴), t-부틸 퍼옥시 벤조에이트, 2,5-다이메틸-2,5 다이-(t-부틸퍼옥시)헥산, 2,5-다이메틸-2,5-다이-(t-부틸퍼옥시)헥신-3 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 공중합체는 1종 이상의 아크릴계 단량체 또는 1종이상의 에폭시계 단량체를 더 포함하여 형성될 수 있다. 상기 아크릴계 단량체는 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 에틸메틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트로 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 에폭시계 단량체는 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, α-에틸글리시딜아크릴레이트, α-n-프로필글리시딜아크릴레이트, α-n-부틸글리시딜아크릴레이트, 아크릴산-β-에틸글리시딜, 메타크릴산-β-에틸글리시딜, 아크릴산-3,4-에폭시부틸, 메타아크릴산-3,4-에폭시부틸, 메타크릴산-β-에틸글리시딜, 메타크릴산-6,7-에폭시헵틸, ο-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 공중합체는 가교제, 경화제, 커플링제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 추가로 투입하여 형성될 수 있다. 상기 첨가제 이외에도, 상기 단열재용 접착제 조성물의 특정한 목적을 위하여 자외선 안정제, 산화 방지제, 조색제, 보강제, 충진제, 소포제, 계면활성제, 가소제 등을 적절히 첨가하여 상기 단열재용 접착제 조성물이 포함하는 상기 공중합체를 형성할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
< 실험예 > - 점착제의 부착력 및 부착강도 측정
실시예 1
페놀계 단량체 3kg, 수산화나트륨염 150g에 의해 중합가능한 단량체, 소듐바이설파이트 300g에 의해 중합가능한 단량체를 중합하여 형성된 공중합체를 포함하는 단열재용 접착제 조성물을 제조하였다.
가로X세로X높이가 70mmX70mmX20mm인 단열재 EPS에 상기 단열재용 접착제 조성물을 2mm의 두께로 도포 및 건조한 후, 상기 접착제 조성물의 부착력 및 부착강도를 측정하였다.
실시예 2
단열재를 PIR을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 접착제 조성물의 부착력 및 부착강도를 측정하였다.
실시예 3
단열재를 페놀 폼을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 접착제 조성물의 부착력 및 부착강도를 측정하였다.
비교예 1
종래 판매중인 에폭시 본드(미국 데브콘사)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 접착제 조성물의 부착력 및 부착강도를 측정하였다.
비교예 2
종래 판매중인 스티로폼 접착제(아이소핑크)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 접착제 조성물의 부착력 및 부착강도를 측정하였다.
비교예 3
종래 판매중인 스티로폼 본드(SG-2)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 접착제 조성물의 부착력 및 부착강도를 측정하였다.
부착력 (N) 부착강도 (N/m2)
실시예 1 159 4261
실시예 2 164 4348
실시예 3 179 4702
비교예 1 120 3540
비교예 2 142 3776
비교예 3 150 3970
상기 표 1을 참고하면, 실시예 1 내지 3의 부착력 및 부착강도가 비교예 1 내지 3의 부착력 및 부착강도에 비해 크게 측정되었는바, 실시예 1 내지 3의 단열재용 접착제 조성물이 비교예 1 내지 3의 단열재용 접착제 조성물에 비해 열경화성 발포체와의 상용성이 좋아 접착력이 보다 우수함을 알 수 있었다.

Claims (12)

1종 이상의 페놀계 단량체;
1종 이상의 알칼리 염에 의해 중합 가능한 단량체; 및
1종 이상의 바이설파이트에 의해 중합 가능한 단량체로부터 형성된 공중합체를 포함하는
단열재용 접착제 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 페놀계 단량체는 카다놀, 카돌, 아나카딕엑시드, 징크고익엑시드, 메틸카돌, 우루시올, 띠트시올, 랭고올, 락콜, 페놀, 알킬페놀 또는 알케닐페놀인
단열재용 접착제 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 페놀계 단량체 100중량부에 대해서 상기 1종 이상의 알칼리 염에 의해 중합 가능한 단량체를 5중량부 내지 40중량부 포함하는
단열재용 접착제 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 알칼리 염은 탄산 칼륨, 탄산 나트륨, 탄산 리튬, 중탄산 염, 이황화 염(bisulfide salt), 수산화 염(hydroxide salt) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인
단열재용 접착제 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 페놀계 단량체 100중량부에 대해서 상기 1종 이상의 바이설파이트에 의해 중합 가능한 단량체를 5중량부 내지 40중량부 포함하는
단열재용 접착제 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 바이설파이트는 소듐 바이설파이트, 소듐 메타 바이설파이트, 소듐수소 바이설파이트, 포타슘 바이설파이트, 포타슘메타 바이설파이트, 암모늄바이설파이트, 숙신알데히드 디나트륨 바이설파이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인
단열재용 접착제 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 공중합체는 1종 이상의 자유 라디칼 개시제를 더 포함하여 형성되는
단열재용 접착제 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 자유 라디칼 개시제는 유기 퍼옥사이드, 유기 하이드로퍼옥사이드, 아조기 개시제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인
단열재용 접착제 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 자유 라디칼 개시제는 벤조일 퍼옥사이드, 다이-t-아밀 퍼옥사이드, 다이-쿠밀 퍼옥사이드, t-아밀 하이드로퍼옥사이드, t-부틸 하이드로퍼옥사이드, 2,2'-아조비스(2,4-다이메틸펜탄니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸프로판니트릴), 2,2'-아조비스(사이클로헥산카르보니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸부탄니트릴), t-부틸 퍼옥시 벤조에이트, 2,5-다이메틸-2,5 다이-(t-부틸퍼옥시)헥산, 2,5-다이메틸-2,5-다이-(t-부틸퍼옥시)헥신-3 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인
단열재용 접착제 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 공중합체는 1종 이상의 아크릴계 단량체 또는 1종이상의 에폭시계 단량체를 더 포함하여 형성되는
단열재용 접착제 조성물.
제 10항에 있어서,
상기 아크릴계 단량체는 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 에틸메틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트로 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인
단열재용 접착제 조성물.
제 10항에 있어서,
상기 에폭시계 단량체는 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, α-에틸글리시딜아크릴레이트, α-n-프로필글리시딜아크릴레이트, α-n-부틸글리시딜아크릴레이트, 아크릴산-β-에틸글리시딜, 메타크릴산-β-에틸글리시딜, 아크릴산-3,4-에폭시부틸, 메타아크릴산-3,4-에폭시부틸, 메타크릴산-β-에틸글리시딜, 메타크릴산-6,7-에폭시헵틸, ο-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인
단열재용 접착제 조성물.
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