KR20010071006A - 가역적 접착결합을 형성하는 접착제 조성물 - Google Patents

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미카엘 히르트함머
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Abstract

본 발명은 폴리우레탄, 폴리우레아 또는 에폭시 수지에 기초한 접착제 성분과 추가 성분을 포함하는 가역적 접착 결합 형성 접착제 조성물에 관계한다. 본 발명은 에너지 도입에 의해 활성화되어서 접착제 성분과 화학 반응하여 접착제 성분을 파괴시키는 작용기를 포함하는 추가 성분을 제공한다. 본 발명은 또한 본 발명의 접착제 조성물을 사용하여 물품간 접착결합을 형성하고 파괴시키는 방법에 관계한다.

Description

가역적 접착결합을 형성하는 접착제 조성물{ADHESIVE SYSTEM TO FORM REVERSIBLE GLUED JOINTS}
다양한 기술분야에서 물품은 서로 결합된다. 특히 용접된 연결부가 접착결합으로 대체되고 있다. 이러한 목적으로 내성을 갖는 고강도 접착결합이 요구된다. 특히 자동차 제조시 그러하다. 자동차 수리 또는 재생의 경우에 각 결합된 자동차 성분은 분리하기가 어렵고 분리하는데 해머 및 끌을 수단으로 하거나 톱질 또는 화염 절삭에 의하므로 시간이 걸리며 힘이 요구된다.
이러한 형태의 접착제 조성물은 미국특허 4599273에 공지되는데, 상기 특허는 표면 작용효과가 광반응성 보호기 형태로 추가 성분에 의해 차단되는 표면 작용 물질을 발표한다. 광선에 노출사 보호기가 제거되고 표면 작용효과가 재설정된다. 이러한 형태의 표면 작용 물질은 가역적으로 적용될 수 있는 코팅을 포함한다. 그러나 이러한 코팅은 고감도 접착결합을 시키는데 사용될 수 없다.
DE 92 16 278 U1 은 자동차 성분이 가역적으로 서로 결합될 수 있게 하는 감압 접착제를 발표한다. 이러한 접착제 역시 고강도 접착결합을 시키는데 사용될 수 없다.
본 발명은 폴리우레탄, 폴리우레아 또는 에폭시 수지에 기초한 폴리머 접착 성분과 추가 성분을 포함하는 가역적 접착결합을 형성하는 접착제 조성물에 관계한다. 본 발명은 또한 가역적 결합 공정과 수득된 접착결합 제품에 관계한다.
본 발명은 단순한 방식으로 서로 결합된 물품의 기계적 분리를 허용하며 고강도 접착 결합을 생성하는 접착제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적은 접착제 성분과 화학반응하여 접착 성분을 파괴시키는 방식으로 에너지 도입에 의해 활성화될 수 있는 작용기를 포함한 추가 성분에 의해 달성된다.
본 발명의 방법은 다음 단계를 특징으로 한다:
- 본 발명의 접착제 조성물을 사용하여 접착 결합 형성;
- 에너지 도입에 의해 접착 결합 활성제거;
- 물품을 서로 분리
그러므로 본 발명의 접착제 조성물 및 방법은 폴리우레탄, 폴리우레아 또는 에폭시 수지에 기초하며 에너지 공급에 의해 제어된 방식으로 약화되어서 분리될 수 있는 고성능 접착제를 수단으로 고강도 접착 결합을 형성할 수 있다. 이것은 접착제 기초 폴리머, 즉 접착제 성분의 분자량과 가교결합 밀도를 변경시켜 달성된다. 이것은 접착제의 기계적 강도 손실을 가져온다. 따라서 서로 결합된 물품은 서로 쉽고 단순하게 기계적으로 분리될 수 있다. 이것은 상당한 시간 및 비용을 절감시킨다.
추가 성분은 본 발명의 접착제 조성물에 첨가제 형태로 단순히 혼합된다.
추가 성분은 열 전도, 대류 또는 IR 복사선과 같은 열에너지나 적절한 파장의 복사에너지(특히 마이크로파)를 도입함으로써 활성화될 수 있다.
추가 활성화없이 접착제 성분과 자발적으로 반응하는 추가 성분을 사용할 수도 있다. 이 경우에 추가 성분은 차단되어야 한다(즉, 반응성이 감소되어야 한다). 이것은 보호기를 부착하거나 캡슐화 또는 마이크로캡슐화 하거나 무기 착화제를 사용하여 이루어진다. 이후에 열전도 또는 대류와 같은 열에너지를 도입하거나 마이크로파 또는 IR을 도입하여 활성화된다.
추가 성분으로 유기 아민 또는 유기산이 사용된다. 유기 염기는 에폭사이드 골격을 깨거나 폴리머 골격내 우레탄 또는 우레아 결합을 깨는 것을 촉진시킨다. 에폭사이드 골격은 유기산을 사용하여 절단될 수 있다.
유기 아민과 산은 보호기를 제공하거나 아미노 수지로 제조된 캡슐 또는 마이크로캡슐에 에워쌈으로써 반응성이 차단된다. 아민은 금속 할로겐화물 착물, 특히 브롬화리튬 또는 염화 나트륨과 착물을 형성할 수도 있다. 이러한 활성제거방법은 유기화학 또는 활성물질 저장분야에서 공지이다.
또다른 구체예에서 접착제 성분은 화학변성된다. 화학변성은 공중합에 의해 접착제 성분에 하나 이상의 구조성분을 부착하는 것이다. 구조성분은 추가성분과 반응하여 깨어지도록 선택된다. 이것은 접착제 성분이 약화 또는 완전 파괴됨을 의미한다.
선호되는 구조성분은 트리아진 유도체이다. 트리아진이 공중합에 의해 접착제 성분에 포함되는 경우 폴리머 골격에 시아누레이트 라디칼이 형성된다. 아민과반응시 트리아진 링은 아미노분해를 통해서 시아누레이트 라디칼을 분해시킨다. 따라서 접착제 성분이 잘 파괴된다.
본 발명의 접착제 조성물은 금속, 플라스틱, 유리 또는 직물 제품을 결합시키는데 사용될 수 있다. 이들은 특히 차량 제조시 사용되는 접착제 제조에 적합하다.
실시예 1(비교실시예)
140㎝ ×10㎝ ×3㎝의 S2 텍스트 막대(DIN 53455)가 제조된다. 테스트 막대는 디페닐메탄 디이소시아네이트와 폴리에테르폴리올에 기초한 PU 접착제를 수분에 의해 10일간 경화시킨 것이다. 23℃, 50% 상대습도에서 인장강도는 8MPa이다.
실시예 2
테스트 막대 경화에 앞서서 폴리우레탄 접착제에 3중량%의 브롬화리튬/트리아미노에틸아민 착물을 첨가하여 실시예 1 절차를 반복한다. 테스트 막대의 인장강도는 8MPa이다.
실시예 3
경화에 앞서 폴리우레탄 접착제에 아미노수지에 캡슐화된 옥틸아민을 4중량% 첨가하여 실시예 1 절차를 반복한다. 인장강도는 7MPa이다.
실시예 4
경화에 앞서 폴리우레탄 접착제에 3중량%의 염화나트륨 /4,4'-디아미노디페닐메탄을 첨가하여 실시예 1을 반복한다. 인장강도는 7MPa이다.
접착결합 활성제거
실시예 2, 3 및 4에 따라 제조된 테스트 막대가 175℃에서 30분간 가열된다. 가열후 인장강도는 다음과 같다.
실시예 2: 0.52MPa
실시예 3: 1.02MPa
실시예 4: 0.42MPa
실시예 5(비교실시예)
22중량% 폴리에테르폴리올이 2,4,6-트리스(ω-히드록시폴리알콕시)-1,3,5-트리아진으로 대체되어 디페닐메탄 디이소시아네이트와 반응된 프리폴리머를 사용하여 실시예 1 절차가 반복된다. 경화된 폴리머의 인장강도는 1.1MPa이다.
실시예 6
경화에 앞서 4중량% 염화나트륨 /4,4'-디아미노디페닐메탄 착물을 첨가하여 실시예 5의 절차를 반복한다. 인장강도는 1.2MPa이다.
접착 결합의 활성제거
실시예 5 및 6에 따라 제조된 테스트 막대가 30분간 175℃에서 가열된다. 가열후 인장강도는 다음과 같다.
실시예 5(비교실시예): 1.2MPa
실시예 6 : 0.2MPa
실시예 7
10g 아닐린에 용해된 2g의 트리스(4-아미노페녹시)-1,3,5-트리아진이 90℃에서 44g의 비스페놀 A 디글리시일 에테르와 균질적으로 혼합되고 테스트 스트립 제조를 위해서 혼합물을 실시예 1과 같이 몰드에서 주조한다. 경화는 18시간 90℃에서 이루어진다. 동력학적 분석에 따르면 결과 스트립의 유리전이온도는 Tg=99℃이다. 120℃로 가열시 기계적 강도가 없는 끈끈한 물질이 형성된다.
실시예 8
150g의 비스페놀 A 디글리시딜 에테르와 15g의 트리스(4-아미노페녹시)-1,3,5-트리아진의 반응 생성물 13.5g을 실시예 7처럼 몰드에 넣고 3g의 N-t-부틸옥시카르보닐아미노옥탄과 2.7g의 트리메틸-1,6-디아미노헥산이 첨가되고 혼합물을 20시간 40℃에서 경화시킨다. 유리전이온도(Tg)는 80℃이다. 30분이상 200℃에서 가열한후 유리전이온도가 급상승한다. 이 물질은 DMA 기기에서 저 응력하에서 조차 파괴될 정도로 부서지기 쉽다.

Claims (17)

  1. 폴리우레탄, 폴리우레아 또는 에폭시 수지에 기초한 폴리머형 접착제 성분과 추가 성분을 포함하는 가역적 접착 결합을 형성하는 접착제 조성물에 있어서, 추가 성분이 에너지를 가할 때 활성화되는 작용기를 포함하여서 접착제 성분과 화학 반응하여 접착제 성분이 파괴됨을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 추가 성분이 접착제 성분에 혼합됨을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 추가 성분이 열에너지 또는 복사에너지에 의해 활성화됨을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  4. 앞선 청구항중 한 항에 있어서, 보호기를 갖거나 무기 구조에 착물화 또는 캡슐화됨으로써 추가 성분의 반응성이 차단되고 에너지 도입에 의해 추가 성분이 활성화됨을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서, 열에너지 또는 복사에너지에 의해 추가 성분의 반응성이 회복됨을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  6. 앞선 청구항중 한 항에 있어서, 추가 성분으로서 유기 아민을 포함함을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  7. 제 1 항 내지 5 항중 한 항에 있어서, 에폭시수지 기초 접착제 성분과 추가 성분으로서 유기산을 포함함을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  8. 제 6 항 또는 7 항에 있어서, 아민 또는 산이 아미노 수지로 제조된 캡슐 또는 마이크로캡슐에 포함됨을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  9. 제 6 항 또는 7 항에 있어서, 아민이 브롬화 리튬 또는 염화나트륨과 같은 금속 할로겐화물 착물에 포함됨을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  10. 앞선 청구항중 한 항에 있어서, 접착제 성분이 화학적으로 부착되는 구조성분에 의해 변성되며, 구조성분은 추가성분의 활성화 결과로서 추가 성분과 화학 반응하여 접착제 성분을 파괴시키도록 선택됨을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  11. 제 10 항에 있어서, 구조 성분이 공중합에 의해 접착제 성분에 포함됨을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  12. 제 10 항 또는 11 항에 있어서, 구조 성분이 트리아진 유도체임을 특징으로하는 접착제 조성물.
  13. 물품을 결합시키고 접착 결합을 파괴하는 방법에 있어서, 제 1 항 내지 13 항중 한 항에 따른 접착제 조성물을 사용하여 접착 결합을 형성하고, 에너지를 도입하여 접착 결합의 활성을 제거하고, 물품을 서로 분리시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 접착 결합 및 접착 결합 파괴 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 에너지가 열전도 또는 대류와 같은 열원이나 적외선 또는 마이크로파와 같은 전자기파에 의해 도입됨을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 13 항 또는 14 항에 있어서, 금속, 플라스틱, 유리 또는 직물이 결합됨을 특징으로 하는 방법.
  16. 자동차 성분을 결합시키는데 사용되고 제 1 항 내지 12 항중 한 항에 따른 접착제 조성물 또는 제 13 항 내지 15 항의 방법.
  17. 제조 라인 접착제 제조용으로 제 1 항 내지 12 항의 접착제 조성물.
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