KR101693605B1 - A epoxy adhesive composition comprising poly-thiolhardner and manufacturetingmthetod of it - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에폭시 접착제에 관한 것으로서, 저온속경화 성능을 제어하기 위하여 티올(thiol)계 폴리머를 포함한 경화제를 적용한다. 종래에 저온속경화 성능을 제어하기 위하여 사용되어왔던 티올 모노머는 심한 악취가 문제였으나, 본 발명의 티올계폴리머는 악취를 제거하면서도 양호한 저온속경화 성능을 기대할 수 있다. 즉, 본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위하여 SH-기를 포함하는 실란(Silane)을 티올단량체(thiol monomer)로 하여 중합된 폴리티올(polythiol)을 포함하는 에폭시 접착제용 폴리티올 경화제 조성물을 제공한다.The present invention relates to an epoxy adhesive, and a curing agent including a thiol-based polymer is applied in order to control the low temperature fast curing performance. Thiol monomers which have been conventionally used to control low temperature fast curing performance have a problem of bad odor, but the thiol based polymer of the present invention can be expected to have a good low temperature curing performance while eliminating odors. That is, the present invention provides a polythiol curing agent composition for an epoxy adhesive comprising a polythiol polymerized using a SH-group-containing silane as a thiol monomer .
Description
본 발명은 에폭시 접착제에 관한 것으로 특히, 냄새를 억제하면서도 저온속경화 성능을 갖는 폴리티올 경화제를 포함하는 에폭시 접착제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an epoxy adhesive, and more particularly, to an epoxy adhesive composition comprising a polythiol curing agent having a low-temperature fast curing property while suppressing odors, and a method for producing the same.
에폭시 수지는 각종 기재에 대한 접착성, 내열성, 내약품성, 전기 특성, 기계 특성 등, 다른 수지와 비교할 때 우수한 특성을 많이 가지고 있어, 토목, 건축용 접착제 등 넓은 산업분야에서 이용되고 있다. 에폭시는 열경화성 수지의 중간체(Prepolymer)로 경화제와의 반응에 의하여 불용/불융의 3차원 망목상 구조를 형성하여 에폭시 고유의 물성을 나타낸다. 에폭시가 망목상 구조를 형성하기 위해서는 최소한 2개 이상의 에폭사이드링(Epoxide Ring)을 함유해야 한다.BACKGROUND ART Epoxy resins are used in a wide range of industrial fields, such as civil engineering and construction adhesives, because they have excellent properties in comparison with other resins such as adhesiveness to various substrates, heat resistance, chemical resistance, electrical properties, and mechanical properties. The epoxy is a prepolymer of a thermosetting resin, which forms an insoluble / immiscible three-dimensional network structure by reaction with a curing agent to exhibit inherent physical properties of epoxy. Epoxies must contain at least two Epoxide Rings in order to form a network structure.
에폭시접착제는 상기의 에폭시수지, 경화제, 충진제, 희석제 등과 기타 첨가제를 기본 베이스로 하고 있는 열경화성 수지계 접착제이다. 에폭시수지는 경화 후의 기계적인 특성이 뛰어난데다가 접착력이 강하고, 내열성, 전기절연특성이 뛰어나다. 이에 따라, 콘크리트의 균열 보수나 금속의 접착에도 사용된다. 에폭시 접착제는 상온에서 경화하고, 반응시 부생성물이 없어 가정용, 공업, 건축, 전기, 자동차, 항공기 등 전산업 분야에서 널리 사용되고 있는데, 내구성이 특히 필요한 것에 많이 사용된다. 일반적으로, 1액 타입의 것과 주제와 경화제의 2가지 액을 접착할 때 섞어서 사용하는 2액 타입으로 구분할 수 있다.The epoxy adhesive is a thermosetting resin adhesive based on the above epoxy resin, curing agent, filler, diluent, and other additives. Epoxy resins have excellent mechanical properties after curing, strong adhesive force, and excellent heat resistance and electrical insulation properties. Accordingly, it is also used for repairing cracks in concrete and for bonding metals. Epoxy adhesives cure at room temperature and have no byproducts during the reaction. They are widely used in all industrial fields such as home, industrial, construction, electric, automobile, and aircraft. In general, it can be classified into two liquid types which are used by mixing two liquids of one liquid type, a base and a hardening agent.
에폭시 수지의 경화제는 크게 아민계, 산무수물계, 이소시아네이트(Isocyanate)계 및 메르캅탄(Mercaptan)계로 대별되나, 일반적으로 이들을 혼용한다. 경화를 위하여 일반적으로 일액형 에폭시 접착제는 가열을 통해 가교 반응이 진행되어 경화하며, 보통 120℃ 이상의 온도가 필요하다. 따라서 상기와 같은 일반적인 접착제 경화 조건은 온도에 민감한 전제제품 등의 피접착물에 손상을 줄 우려가 있다.The curing agents for epoxy resins are largely classified into amine type, acid anhydride type, isocyanate type and mercaptan type, but they are generally used in combination. For curing, the one-part epoxy adhesive usually undergoes crosslinking reaction through heating and curing, usually requiring a temperature of at least 120 ° C. Therefore, general adhesive curing conditions as described above may damage the adherends such as temperature sensitive premix products.
일반적인 에폭시 접착제의 경화 온도를 낮추게 되면 경화시간이 매우 증가하게 되고, 경우에 따라서는 완전 경화를 이루기 어렵게 되며, 또한 경화시간의 증가는 생산시간의 증가를 가져오기 때문에, 생산성을 떨어뜨리지 않으면서 경화온도를 낮출 수 있는 저온속경화형 에폭시 접착제의 개발이 요구된다.If the curing temperature of a general epoxy adhesive is lowered, the curing time is greatly increased. In some cases, it is difficult to achieve complete curing. Further, since the increase in curing time leads to an increase in production time, It is required to develop a low temperature curing type epoxy adhesive capable of lowering the temperature.
이에, 저온속경화 성능을 향상시키기 위하여 SH-기가 달려있는 티올을 사용하는 기술이 알려져 있다. 그러나 상기 SH-기는 특유의 냄새가 심하여 적용상의 문제점이 있었다.Therefore, there is known a technique of using a thiol having an SH-group in order to improve the low temperature fast curing performance. However, the SH-group has a problem of application due to the characteristic odor.
대한민국공개 제10-2009-0072456호는 향상된 저온 경화성 및 내수성을 지니는 저온속경화형 에폭시 경화제, 이를 포함하는 에폭시 도료 조성물 및 이를 이용한 도막의 형성 방법에 있어서, 저온속경화형 에폭시 경화제는 적어도 2개 이상의 티올기를 포함하는 폴리티올과 카르복시산안하이드라이드를 반응시켜 제조되는 폴리티올 수지를 포함하는 기술을 개시하고 있다. 폴리티올 수지는 아민계 경화제에 비하여 낮은 점도를 지니고 있어서 점도 조절을 위한 용제의 첨가가 요구되지 않고, 에폭시 도료 조성물의 저온 경화성 및 내수성을 크게 향상시킬 수 있다. 그러나 SH-의 냄새의 제거는 불충분한 문제가 있었다.
Korean Patent Laid-Open No. 10-2009-0072456 discloses a low temperature curing type epoxy curing agent having improved low temperature curing properties and water resistance, an epoxy coating composition containing the same, and a method of forming a coating film using the same, wherein the low temperature curing type epoxy curing agent comprises at least two thiol And a polythiol resin prepared by reacting a polythiol containing a group with a carboxylic acid anhydride. The polythiol resin has a viscosity lower than that of the amine-based curing agent, so that addition of a solvent for viscosity control is not required and the low temperature curing property and water resistance of the epoxy coating composition can be greatly improved. However, the removal of the odor of SH- was inadequate.
일반적인 에폭시 접착제의 경화 온도를 낮추게 되면 경화시간이 매우 증가하게 되고, 경우에 따라서는 완전 경화를 이루기 어렵게 되며, 또한 경화시간의 증가는 생산시간의 증가를 가져오기 때문에, 생산성을 떨어뜨리지 않으면서 경화온도를 낮출 수 있는 저온속경화형 에폭시 접착제의 개발이 요구된다. 이에, 저온속경화 성능을 향상시키기 위하여 SH-기가 달려있는 티올을 사용하는 기술이 알려져 있다. 그러나 상기 SH-기는 특유의 냄새가 심하여 적용상의 문제점이 있었다. 이에 본 발명은 SH-기의 냄새를 억제하면서도 경화온도를 낮출 수 있는 기술을 제공하고자 한다.
If the curing temperature of a general epoxy adhesive is lowered, the curing time is greatly increased. In some cases, it is difficult to achieve complete curing. Further, since the increase in curing time leads to an increase in production time, It is required to develop a low temperature curing type epoxy adhesive capable of lowering the temperature. Therefore, there is known a technique of using a thiol having an SH-group in order to improve the low temperature fast curing performance. However, the SH-group has a problem of application due to the characteristic odor. Accordingly, the present invention aims to provide a technique capable of reducing the curing temperature while suppressing the odor of the SH-group.
이에, 본 발명은 에폭시 접착제용 경화제조성물에 있어서, 상기 경화제조성물은악취를 억제하기 위하여SH-기를 포함하는 실란(Silane)을 단량체(monomer)로 하여 중합된 폴리티올(polythiol)을 포함하는 에폭시 접착제용 폴리티올경화제조성물을 제공함으로써 상기와 같은 과제를 해결하고자 한다. 이에, 본 발명은 상기 경화제조성물은 SH-기를 포함하는 실란(Silane)을 티올단량체(thiol monomer)로 하여 중합된 폴리티올(polythiol)을 포함하는 에폭시 접착제용 폴리티올경화제조성물을 제공한다.
Accordingly, the present invention provides a curing agent composition for an epoxy adhesive, wherein the curing agent composition is an epoxy adhesive containing a polythiol polymerized by using a silane containing an SH group as a monomer in order to suppress malodor The present invention provides a polythiol curing agent composition for use in the present invention. Accordingly, the present invention provides a polythiol curing agent composition for an epoxy adhesive comprising a polythiol polymerized by using a silane containing an SH group as a thiol monomer.
본 발명은 에폭시 접착제에 관한 것으로서, 저온속경화 성능을 제어하기 위하여 티올(thiol)계 폴리머를 포함한 경화제를 적용한다. 종래에 저온속경화 성능을 제어하기 위하여 사용되어왔던 티올 모노머는 심한 악취가 문제였으나, 본 발명의 티올계폴리머는 악취를 제거하면서도 양호한 저온속경화 성능을 기대할 수 있다.The present invention relates to an epoxy adhesive, and a curing agent including a thiol-based polymer is applied in order to control the low temperature fast curing performance. Thiol monomers which have been conventionally used to control low temperature fast curing performance have a problem of bad odor, but the thiol based polymer of the present invention can be expected to have a good low temperature curing performance while eliminating odors.
또한, 본 발명의 경화제의 실란(silane)계의 무기물질이 졸-겔(sol-gel)공정을 통하여 무기 네트워크를 형성하고, 유기 고분자인 에폭시수지와 하이브리드된다. 이에 따라, 경화된 에폭시접착제에 상기의 유-무기 복합체가 생성됨으로써, 높은 기계적 성질 및 내부식성을 기대할 수 있게 된다.
The silane-based inorganic material of the curing agent of the present invention forms an inorganic network through a sol-gel process and is hybridized with an epoxy resin as an organic polymer. As a result, the above-mentioned organic-inorganic composite is produced in the cured epoxy adhesive, so that high mechanical properties and corrosion resistance can be expected.
도 1은 본 발명의 폴리티올 경화제를 포함하는 에폭시 접착제의 제조방법을 설명하는 설명도이다.
도 2는 티올모노머(thiol)를 적용하고, 에폭시 :경화제 : 촉매를 2.5 : 2 : 1의 중량비로 혼합한 경우의 경화 피크(peak) 그래프이다.
도 3은 본 발명의 폴리티올과 에폭시A : 경화제 : 촉매를 2.5 : 2 : 1의 중량비로 혼합한 경우의 경화 피크(peak) 그래프이다.
도 4는 본 발명의 폴리티올과 에폭시A+F : 경화제 : 촉매를 2.5 : 2 : 1의 중량비로 혼합한 경우의 경화 피크(peak) 그래프이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory view for explaining a method for producing an epoxy adhesive comprising a polythiol curing agent of the present invention. FIG.
FIG. 2 is a graph showing a cured peak when a thiol monomer is applied and an epoxy: curing agent: catalyst is mixed at a weight ratio of 2.5: 2: 1.
FIG. 3 is a graph showing a cured peak when the polythiol of the present invention and epoxy A: curing agent: catalyst are mixed at a weight ratio of 2.5: 2: 1.
4 is a graph showing a cured peak when the polythiol of the present invention and epoxy A + F: curing agent: catalyst are mixed at a weight ratio of 2.5: 2: 1.
이하 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 에폭시 접착제에 관한 것으로서, 저온속경화 성능을 제어하기 위하여 티올(thiol)계 폴리머를 포함한 경화제를 적용한다. 종래에 저온속경화 성능을 제어하기 위하여 사용되어왔던 티올 모노머는 심한 악취가 문제였으나, 본 발명의 티올계폴리머는 악취를 제거하면서도 양호한 저온속경화 성능을 기대할 수 있다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention relates to an epoxy adhesive, and a curing agent including a thiol-based polymer is applied in order to control the low temperature fast curing performance. Thiol monomers which have been conventionally used to control low temperature fast curing performance have a problem of bad odor, but the thiol based polymer of the present invention can be expected to have a good low temperature curing performance while eliminating odors.
본 발명은 에폭시 접착제용 경화제조성물에 있어서, 상기 경화제조성물은 악취를 억제하기 위하여 SH-기가 치환된 실란(Silane)을 티올단량체(thiol monomer)로 하여 중합된 폴리티올(polythiol)을 포함하는 에폭시 접착제용 폴리티올 경화제 조성물을 제공한다. The present invention relates to a curing agent composition for an epoxy adhesive, wherein the curing agent composition is an epoxy adhesive containing a polythiol polymerized with a SH-group-substituted silane as a thiol monomer, Lt; RTI ID = 0.0 > polythiol < / RTI >
상기 단량체인 SH기를 포함하는 실란은The silane containing the SH group as the monomer
상기의 화학식 1의 구조식으로 구성될 수 있다. 상기 화학식 1은 실란(silane)의 한 작용기에 SH-기를 치환한 티올단량체로서 규소와 SH-기가 직접 연결된 형태이다.May be composed of the structural formula (1). The above-mentioned formula (1) is a thiol monomer substituted with a SH-group in one functional group of silane, and silicon and SH-group are directly connected.
여기서 R은 수소(H), 메틸기(methy), 에틸기(ethyl)를 포함하는 알킬그룹(alkyl group) 등으로 구성된다.Here, R is composed of an alkyl group including hydrogen (H), methyl (meth), ethyl (ethyl), and the like.
또한, 상기 단량체인 SH기를 포함하는 실란은The silane containing the SH group, which is the monomer,
상기의 화학식 2의 구조식으로 구성될 수 있으며, 상기 화학식 2에 나타난 바와 같이, SH-기와 규소(Si) 사이에 탄화수소사슬이 존재하며, 여기서 R은 수소(H), 메틸기(methy), 에틸기(ethyl)를 포함하는 알킬그룹(alkyl group) 등으로 구성된다.As shown in
이 경우, 상기 탄화수소사슬의 수(m)는 1-10인 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 화학식 1의 티올단량체를 중합한 폴리티올은In this case, the number (m) of the hydrocarbon chains is preferably 1-10. Accordingly, the polythiol obtained by polymerizing the thiol monomer of the above formula (1)
상기의 화학식 3의 구조식으로 구성될 수 있으며, 상기 화학식 2의 SH-기를 포함하는 실란(Silane)을 티올단량체(thiol monomer)로 하여 중합된 폴리티올은The polythiol polymerized by using the silane containing the SH group of the above formula (2) as a thiol monomer may be composed of the structural formula of the above formula (3)
상기의 화학식 4의 구조식으로 구성되며, 상기 화학식 3의 경우와 마찬가지로 SH-기와 규소(Si) 사이에 탄화수소사슬의 수(m)는 1-10인 것이 바람직하다. 상기와 같이 SH-기를 포함하는 실란(Silane)을 티올단량체로 하여 중합된 폴리티올은 SH-기의 특유의 냄새를 억제하면서 기존의 경화특성을 유지할 수 있게 한다. The number of hydrocarbon chains (m) between the SH-group and the silicon (Si) is preferably 1-10 as in the case of the formula (3). As described above, the polythiol polymerized by using the SH-group-containing silane as a thiol monomer can maintain the existing curing characteristics while suppressing the characteristic odor of the SH-group.
상기의 본 발명의 경화제는 에폭시 수지(epoxy resin), 촉매(catalyst)와 함께 에폭시 접착제 조성물을 구성하여 적용될 수 있다. 본 발명의경화제를 포함하는 에폭시 접착제 조성물의 경화개시온도는 60-90℃인 종래의 저온속경화 에폭시 접착제들과 동일한 수준의 경화성능을 갖는다. 이러한 경화성능을 갖기 위하여 본 발명의 에폭시 접착제 조성물에 있어서의 에폭시수지 :경화제 : 촉매의 비율은 1∼8 : 0.2-8 : 0.1-4의 중량비인 것이 바람직하다. The curing agent of the present invention can be applied to an epoxy adhesive composition together with an epoxy resin and a catalyst. The curing initiating temperature of the epoxy adhesive composition comprising the curing agent of the present invention has the same level of curing performance as conventional low temperature curing epoxy adhesives at 60-90 占 폚. In order to have such a curing performance, the epoxy resin: curing agent: catalyst in the epoxy adhesive composition of the present invention preferably has a weight ratio of 1 to 8: 0.2 to 8: 0.1 to 4.
또한, 본 발명의 경화제는 하기의 실시예에서와 같이, 졸-겔(sol-gel)법을 이용하여 제조됨으로써, 상기 경화제로 제조된 에폭시 접착제에 무기성 졸-겔이 유기성 에폭시 내에 침투하여 존재하게 된다. 즉, 상기의 무기성 졸-겔은 에폭시접착제의 경화 후 유무기 나노복합체를 형성하게 된다. 즉, 실란(silane)계의 무기물질이 졸-겔(sol-gel)공정을 통하여 무기 네트워크를 형성하고, 유기 고분자와 하이브리드된다. 이에 따라, 경화된 에폭시접착제에 상기의 유-무기 복합체가 생성됨으로써, 높은 기계적 성질 및 내부식성을 기대할 수 있게 된다.
In addition, the curing agent of the present invention can be produced by using a sol-gel method as in the following examples, whereby an inorganic sol-gel penetrates into an organic epoxy in an epoxy adhesive prepared from the curing agent . That is, the inorganic sol-gel described above forms an organic nanocomposite after curing of the epoxy adhesive. That is, a silane-based inorganic material forms an inorganic network through a sol-gel process and is hybridized with an organic polymer. As a result, the above-mentioned organic-inorganic composite is produced in the cured epoxy adhesive, so that high mechanical properties and corrosion resistance can be expected.
실시예Example
도 2는 티올모노머(thiol)를 적용하고, 에폭시 :경화제 : 촉매를 2.5 : 0.2∼4 : 1의 중량비로 혼합한 경우의 경화 피크(peak) 그래프이다. 티올모노머만을 적용한 경우 종래의 경화제(hardner)와 유사하거나 좀 더 낮은 경화 온도에서 반응이 진행되는 것을 확인할 수 있다. 냄새에 있어서는 종래의 경화제와 유사한 수준인 '중' 정도의 수준으로 평가되었다. 이러한 결과는 하기의 표 1로 정리하였다. 2 is a graph showing a cured peak when a thiol monomer is applied and an epoxy: curing agent: catalyst is mixed at a weight ratio of 2.5: 0.2 to 4: 1. When the thiol monomer alone is used, it can be confirmed that the reaction proceeds at a similar or slightly lower curing temperature than the conventional hardener. The odor was evaluated as 'medium', which is similar to that of conventional curing agent. These results are summarized in Table 1 below.
도 3은 본 발명의 폴리티올(화학식 2; m=3)과 에폭시A(비스페놀 A 에폭시) :경화제 : 촉매를 2.5 : 0.2∼4 : 1의 중량비로 혼합한 경우의 경화 피크(peak) 그래프이다. 도 3의 경화 피크 그래프 및 표 2에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 폴리티올을 적용한 접착제는 종래의 경화제에 대하여 동일한 수준의 경화성능을 가지며, 발영량에 있어서는 35.7∼65.1% 수준의 낮은 발열량을 가진다. 또한, 본원 발명의 폴리티올은 냄새수준에 있어서, 거의 냄새가 나지 않는 수준을 확인할 수 있었다. 3 is a graph showing a cured peak when the polythiol (m = 3) of the present invention and the epoxy A (bisphenol A epoxy): curing agent: catalyst are mixed at a weight ratio of 2.5: 0.2 to 4: 1 . As shown in the cured peak graph of FIG. 3 and Table 2, the adhesive to which the polythiol of the present invention is applied has the same level of curing performance as the conventional curing agent, and has a low calorific value of 35.7 to 65.1% . Further, the polythiol of the present invention was found to have almost no odor at the level of odor.
도 4는 본 발명의 폴리티올(화학식 2; m=3)과 에폭시A+F(비스페놀 A, F 에폭시) :경화제 : 촉매를 2.5 : 0.2∼4 : 1의 중량비로 혼합한 경우의 경화 피크(peak) 그래프이다. 도 4의 경화 피크 그래프 및 표 3에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 폴리티올을 적용한 접착제는 종래의 경화제에 대하여 동일한 수준의 경화성능을 가지며, 발영량에 있어서는 45.88∼113% 수준의 발열량을 가진다. 또한, 본원 발명의 폴리티올은 냄새수준에 있어서, 거의 냄새가 나지 않는 수준을 확인할 수 있었다. 4 is a graph showing the cured peaks of the polythiol (Formula 2) (m = 3) of the present invention and epoxy A + F (bisphenol A, F epoxy): curing agent: catalyst in a weight ratio of 2.5: 0.2 to 4: peak graph. As shown in the cured peak graph of FIG. 4 and Table 3, the adhesive to which the polythiol of the present invention is applied has the same level of curing performance as that of the conventional curing agent and has a heating value of 45.88 to 113% in terms of the amount of curing. Further, the polythiol of the present invention was found to have almost no odor at the level of odor.
본 발명의 에폭시 접착제용 폴리티올 경화제의 제조방법은, 단량체(monomer)인 SH-기를 갖는 실란(silane)과 에탄올을 혼합하는 단계(s100); 소닉배스(Sonic bath)에서 40-60분 담가 반응시키는 단계(s200); H2O와 HCl 첨가 후 소닉배스(Sonic bath)에서 60-120분 담가 반응시키는 단계(s300); 반응된 물질을 건조기(evaporator)로 60-120℃온도에서 20-90분 동안 건조시킨 후 진공오븐(Vaccum oven)으로 100~140℃ 온도에서 24~ 48hr 동안 추가 건조시켜 용매를 제거하는 단계(s400)를 포함한다. 상기 소닉배스(Sonic bath)에서 40-60분 담가 반응시키는 단계(s200)는 졸(Sol) 상태에서 진행되며, 상기 반응된 물질을 건조기(evaporator)와 진공오븐(vaccum oven)으로 건조시켜 용매를 제거하는 단계(s400)를 통하여 겔(gel) 상태의 경화제를 얻을 수 있다.The method for producing a polythiol curing agent for an epoxy adhesive of the present invention comprises: (s100) mixing ethanol with a silane having an SH-group as a monomer; A step (s200) of immersing in a sonic bath for 40 to 60 minutes; (S300) by immersing in a sonic bath for 60 to 120 minutes after addition of H 2 O and HCl; The reacted material is dried in an evaporator at 60-120 ° C for 20-90 minutes and further dried in a vacuum oven at 100-140 ° C for 24-48 hours to remove the solvent ). The step (s200) of immersing in the Sonic bath for 40 to 60 minutes is carried out in a sol state. The reacted material is dried in an evaporator and a vacuum oven to remove the solvent A curing agent in a gel state can be obtained through a step (s400).
종래의 세라믹 공정은 멜트퓨전(melt fusion) 방식으로 매우 높은 온도를 이용하기 때문에 유-무기 복합체를 만드는데 적합하지 않았고, 유기물과 무기물이 서로 섞이지 않는 경우가 많았다. 이러한 단점을 보완하여, 낮은 온도(상온)에서 투명한 유-무기 복합재료를 얻기 위한 방법이 졸-겔 공정이며, 상기 졸-겔 공정을 통하여 유기 분자들을 무기네트워크에 침투하는 것이 가능하다. Conventional ceramic processes are not suitable for making organic / inorganic composites because they use a very high temperature in a melt fusion method, and organic and inorganic materials are often not mixed with each other. To overcome this disadvantage, it is possible to penetrate organic molecules into the inorganic network through the sol-gel process, which is a sol-gel process for obtaining a transparent organic-inorganic composite material at a low temperature (room temperature).
졸-겔 반응은 실리케이트의 가수분해와 그 이후에 일어나는 실란올기의 축합반응을 통하여 실리콘(Si)과 산소(O)와의 결합을 기본으로 하는 삼차원적으로 가교된 실리카겔 매트릭스를 형성하는 반응이다. 이러한 졸-겔 반응에 유기 고분자를 함께 이용하여, 유기 고분자와 실리카겔이 분자수준으로 서로 균일하게 섞인 복합재료를 합성할 수 있다.The sol-gel reaction is a reaction to form a three-dimensionally cross-linked silica gel matrix based on the bond between silicon (Si) and oxygen (O) through hydrolysis of silicate and subsequent condensation reaction of silanol groups. By using the organic polymer together with the sol-gel reaction, it is possible to synthesize a composite material in which the organic polymer and the silica gel are uniformly mixed with each other at the molecular level.
상기 경화제로 제조된 에폭시 접착제에 무기성 졸-겔이 유기성 에폭시 내에 존재하게 된다. 즉, 상기의 무기성 졸-겔은 에폭시접착제의 경화 후 유무기 나노복합체를 형성하게 되고, 실란(silane)계의 무기물질을 졸-겔(sol-gel)공정을 통하여 무기 네트워크를 형성하고, 유기 고분자와 하이브리드된다. An inorganic sol-gel is present in the organic epoxy in the epoxy adhesive made from the curing agent. That is, the inorganic sol-gel forms an organic nanocomposite after curing of the epoxy adhesive, and forms an inorganic network through a silane-based inorganic material by a sol-gel process, And becomes hybridized with the organic polymer.
상기 HCl은 계의 pH가 Ph 4-7이 되도록 첨가하는 것이 바람직하며, 이는 상기의 pH에서 겔화의 진행이 가속되기 때문이다.
The HCl is preferably added so that the pH of the system is Ph 4-7, because the progress of gelation accelerates at the above pH.
상기의 졸-겔 프로세스의 컨트롤을 통하여 제조된 본 발명의 폴리티올 경화제를 포함하는 에폭시 접착제의 제조방법은 상술한 바와 같은 폴리티올 경화제를 제조하는 단계(s1000); 건조된 상기 경화제와 에폭시수지를 혼합하는 단계(s2000); 상기 에폭시수지와 경화제의 혼합물에 촉매를 첨가하는 단계(s3000); 20-90분간 교반하여 접착제를 제조하는 단계(s4000)를 포함하는 것이 바람직하다. The process for producing an epoxy adhesive comprising the polythiol curing agent of the present invention produced through the control of the sol-gel process described above comprises the steps of (S1000) preparing a polythiol curing agent as described above; Mixing the dried curing agent with an epoxy resin (s2000); Adding a catalyst to the mixture of the epoxy resin and the curing agent (s3000); And stirring the mixture for 20 to 90 minutes to prepare an adhesive (S4000).
상술한 바와 같이, 건조된 상기 경화제와 에폭시수지를 혼합하는 단계(s2000)에서의 혼합비는 에폭시수지 : 경화제 : 촉매의 비율이 비율은 1∼8 : 0.2-8 : 0.1-4의 중량비가 되도록 혼합하는 것이 바람직하다. As described above, the mixing ratio in the step (s2000) of mixing the dried curing agent with the epoxy resin is such that the ratio of epoxy resin: curing agent: catalyst is in the ratio of 1: 8: 0.2: 8: .
상기와 같은 방법으로 도 5의 IR 측정결과와 도 6의 NMR 측정결과에 나타난 바와 같이 본 발명의 폴리티올(화학식 2; m=3)이 합성된 것을 확인할 수 있다.
As shown in the IR measurement result of FIG. 5 and the NMR measurement result of FIG. 6, the polythiol (
본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시 예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시 예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it should be understood that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Accordingly, the scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas which fall within the scope of equivalence by alteration, substitution, substitution, Range. In addition, it should be clarified that some configurations of the drawings are intended to explain the configuration more clearly and are provided in an exaggerated or reduced size than the actual configuration.
Claims (17)
상기 경화제 조성물은 악취를 억제하기 위하여 SH-기를 포함하는 실란(Silane)을 티올단량체(thiol monomer)로 하여 중합된 폴리티올(polythiol)을 포함하고,
상기 단량체인 SH기를 포함하는 실란은
하기의 화학식 1의 구조식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 에폭시 접착제용 폴리티올 경화제 조성물:
[화학식 1]
(여기서 R은 수소(H), 메틸기(methyl), 에틸기(ethyl)를 포함하는 알킬그룹(alkyl group) 또는 OH에서 선택되는 하나이다).
A curing agent composition for an epoxy adhesive,
The curing agent composition includes a polythiol polymerized by using a silane containing an SH group as a thiol monomer in order to suppress odor,
The silane containing the SH group as the monomer
A polythiol curing agent composition for epoxy adhesives, comprising a structural formula (1)
[Chemical Formula 1]
(Wherein R is one selected from the group consisting of hydrogen (H), an alkyl group including methyl, ethyl, or OH).
상기 경화제 조성물은 악취를 억제하기 위하여 SH-기를 포함하는 실란(Silane)을 티올단량체(thiol monomer)로 하여 중합된 폴리티올(polythiol)을 포함하고,
상기 단량체인 SH기를 포함하는 실란은 하기의 화학식 2의 구조식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 에폭시 접착제용 폴리티올 경화제 조성물:
[화학식 2]
(여기서 R은 수소(H), 메틸기(methyl), 에틸기(ethyl)를 포함하는 알킬그룹(alkyl group) 또는 OH에서 선택되는 하나이고, SH-기와 규소(Si) 사이에 탄화수소사슬의 수(m)는 1-10 이다).
A curing agent composition for an epoxy adhesive,
The curing agent composition includes a polythiol polymerized by using a silane containing an SH group as a thiol monomer in order to suppress odor,
The polythiol curing agent composition for an epoxy adhesive according to claim 1, wherein the silane containing the SH group as the monomer is represented by the following structural formula (2)
(2)
(Wherein R is one selected from the group consisting of an alkyl group containing hydrogen (H), methyl, ethyl, or OH, and the number of hydrocarbon chains m (m) between the SH- group and silicon ) Is 1-10).
상기 SH기를 포함하는 실란(Silane)을 티올단량체(thiol monomer)로 하여 중합된 폴리티올은 하기의 화학식 3의 구조식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 에폭시 접착제용 폴리티올 경화제 조성물:
[화학식 3]
(여기서 R은 수소(H), 메틸기(methyl), 에틸기(ethyl)를 포함하는 알킬그룹(alkyl group) 또는 OH에서 선택되는 하나이고, n은 2 이상의 정수이다).
The method according to claim 1,
Polythiol curing agent composition for an epoxy adhesive characterized by comprising a polythiol polymerized using a silane containing the SH group as a thiol monomer,
(3)
(Wherein R is an alkyl group including hydrogen (H), methyl, ethyl, or OH, and n is an integer of 2 or more).
상기 SH기를 포함하는 실란(Silane)을 티올단량체(thiol monomer)로 하여 중합된 폴리티올은 하기의 화학식 4의 구조식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 에폭시 접착제용 폴리티올 경화제 조성물:
[화학식 4]
(n 및 j는 서로 독립적으로 2 이상의 정수이고, SH-기와 규소(Si) 사이에 탄화수소사슬의 수(m)는 1-10 이다).
The method of claim 3,
A polythiol curing agent composition for an epoxy adhesive characterized by comprising a polythiol polymerized using a silane containing the SH group as a thiol monomer,
[Chemical Formula 4]
(n and j are independently an integer of 2 or more, and the number (m) of hydrocarbon chains between the SH-group and silicon (Si) is 1-10).
(A) 에폭시 수지(epoxy resin)
(B) 경화제(hardner)
(C) 촉매(catalyst)
상기 (B)경화제는 제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항의 종속항 경화제이고,
경화시 상기 (B)경화제에 의한 삼차원적으로 가교된 실리카겔에 (A)에폭시수지가 침투한 나노구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리티올 경화제를 포함하는 에폭시 접착제 조성물.
An epoxy adhesive composition comprising (A), (B), and (C)
(A) Epoxy resin
(B) hardener
(C) Catalyst
The (B) curing agent is a dependent curing agent according to any one of claims 1 to 5,
(A) a polythiol curing agent comprising a nanostructure infiltrated with an epoxy resin in a three-dimensionally crosslinked silica gel of the (B) curing agent upon curing.
상기 에폭시 접착제 조성물의 경화개시온도는 60-90℃인 것을 특징으로 하는 폴리티올 경화제를 포함하는 에폭시 접착제 조성물.
The method according to claim 6,
Wherein the curing initiation temperature of the epoxy adhesive composition is 60-90 占 폚.
상기 에폭시수지 :경화제 : 촉매의 비율은 1∼8 : 0.2-8 : 0.1-4의 중량비인 것을 특징으로 하는 폴리티올 경화제를 포함하는 에폭시 접착제 조성물.
The method according to claim 6,
Wherein the ratio of the epoxy resin: curing agent: catalyst is 1: 8: 0.2: 8: 0.1 to 4: 4.
i) 단량체(monomer)인 SH-기를 갖는 실란(silane)과 에탄올을 혼합하는 단계(s100);
ii) 소닉배스(Sonic bath)에서 40-60분 담가 졸(sol) 상태로 반응하는 단계(s200);
iii) H2O와 HCl 첨가 후 소닉배스(Sonic bath)에서 60-120분 담가 반응시켜 겔(gel)을 형성하는 단계(s300);
iv) 반응된 물질을 건조기(evaporator)로 60-120℃온도에서 20-90분 동안 건조시킨 후 진공오븐에서 100~140℃온도에서 24~48시간 동안 용매를 제거하는 단계(s400);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 접착제용 폴리티올 경화제의 제조방법.
A method for producing a polythiol curing agent for an epoxy adhesive,
i) mixing (s100) ethanol with a silane having an SH-group as a monomer;
ii) a step (s200) of reacting in a sonic bath for 40-60 minutes in a sol state;
iii) a step (s300) of forming a gel by reacting with H 2 O and HCl in a sonic bath for 60 to 120 minutes;
iv) drying the reacted material in an evaporator at 60-120 ° C for 20-90 minutes and then removing the solvent in a vacuum oven at 100-140 ° C for 24-48 hours (s 400);
≪ / RTI > wherein the polythiol curing agent is a polythiol curing agent.
상기 단량체인 SH기를 포함하는 실란은 하기의 화학식 1의 구조식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 에폭시 접착제용 폴리티올 경화제의 제조방법:
[화학식 1]
(여기서 R은 수소(H), 메틸기(methyl), 에틸기(ethyl)를 포함하는 알킬그룹(alkyl group) 또는 OH에서 선택되는 하나이다).
10. The method of claim 9,
A method for producing a polythiol curing agent for an epoxy adhesive, wherein the silane containing the SH group as the monomer is represented by the following structural formula (1)
[Chemical Formula 1]
(Wherein R is one selected from the group consisting of hydrogen (H), an alkyl group including methyl, ethyl, or OH).
상기 단량체인 SH기를 포함하는 실란은 하기의 화학식 2의 구조식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 에폭시 접착제용 폴리티올 경화제의 제조방법:
[화학식 2]
(여기서 R은 수소(H), 메틸기(methyl), 에틸기(ethyl)를 포함하는 알킬그룹(alkyl group) 또는 OH에서 선택되는 하나이고, SH-기와 규소(Si) 사이에 탄화수소사슬의 수(m)는 1-10이다).
10. The method of claim 9,
Wherein the silane containing the SH group as the monomer is represented by the following structural formula (2): < EMI ID =
(2)
(Wherein R is one selected from the group consisting of an alkyl group containing hydrogen (H), methyl, ethyl, or OH, and the number of hydrocarbon chains m (m) between the SH- group and silicon ) Is 1-10).
상기 SH기를 포함하는 실란(Silane)을 티올단량체(thiol monomer)로 하여 중합된 폴리티올은 하기의 화학식 3의 구조식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 에폭시 접착제용 폴리티올 경화제의 제조방법:
[화학식 3]
(여기서 R은 수소(H), 메틸기(methyl), 에틸기(ethyl)를 포함하는 알킬그룹(alkyl group) 또는 OH에서 선택되는 하나이고, n은 2 이상의 정수이다).
10. The method of claim 9,
Wherein the polythiol polymerized using the silane containing the SH group as a thiol monomer is represented by the following structural formula (3): < EMI ID =
(3)
(Wherein R is an alkyl group including hydrogen (H), methyl, ethyl, or OH, and n is an integer of 2 or more).
상기 SH기를 포함하는 실란(Silane)을 티올단량체(thiol monomer)로 하여 중합된 폴리티올은 하기의 화학식 4의 구조식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 에폭시 접착제용 폴리티올 경화제의 제조방법:
[화학식 4]
(n 및 j는 서로 독립적으로 2 이상의 정수이고, SH-기와 규소(Si)사이에 탄화수소사슬의 수(m)는 1-10이다).
10. The method of claim 9,
Wherein the polythiol polymerized by using the silane containing the SH group as a thiol monomer is represented by the following structural formula (4): < EMI ID =
[Chemical Formula 4]
(n and j are independently an integer of 2 or more, and the number (m) of hydrocarbon chains between the SH-group and silicon (Si) is 1-10).
상기 H2O와 HCl 첨가 후 소닉배스(Sonic bath)에서 60-120분 담가 반응시켜 겔(gel)을 형성하는 단계(s300)에서 상기 HCl은 계의 pH가 Ph 4-7이 되도록 첨가하는 것을 특징으로 하는 에폭시 접착제용 폴리티올 경화제의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The HCl is added in such a manner that the pH of the system is adjusted to Ph 4-7 in the step (s300) of forming a gel by reacting with H 2 O in a sonic bath for 60 to 120 minutes after addition of HCl ≪ / RTI > wherein the polythiol curing agent is a polythiol curing agent.
i) 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항의 방법으로 경화제를 제조하는 단계(s1000);
ii) 건조된 상기 경화제와 에폭시수지를 혼합하는 단계(s2000);
iii) 상기 에폭시수지와 경화제의 혼합물에 촉매를 첨가 하는단계(s3000);
iv) 20-90분간 교반하여 접착제를 제조하는 단계(s4000);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리티올 경화제를 포함하는 에폭시 접착제의 제조방법.
An epoxy adhesive comprising a polythiol curing agent,
i) preparing a curing agent by the method of any one of claims 9 to 14 (s1000);
ii) mixing the dried curing agent with an epoxy resin (s2000);
iii) adding a catalyst to the mixture of the epoxy resin and the curing agent (s3000);
iv) stirring for 20-90 minutes to prepare an adhesive (S4000);
≪ / RTI > wherein the polythiol curing agent comprises a polythiol curing agent.
상기 에폭시 접착제 조성물의 경화개시온도는 60-90℃인 것을 특징으로 하는 폴리티올 경화제를 포함하는 에폭시 접착제의 제조방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the curing initiating temperature of the epoxy adhesive composition is 60-90 占 폚.
상기 에폭시수지 :경화제 : 촉매의 비율은 1∼8 : 0.2-8 : 0.1-4의 중량비인 것을 특징으로 하는 폴리티올 경화제를 포함하는 에폭시 접착제의 제조방법.16. The method of claim 15,
Wherein the ratio of the epoxy resin: curing agent: catalyst is in a weight ratio of 1: 8: 0.2: 8: 0.1: 4.
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