KR20110089359A - 코팅된 보강재 및 이를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

코팅된 보강재 및 이를 제조하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 코팅된 보강재, 이를 제조하기 위한 방법 및 이의 용도에 관한 것이다. 특히 표면적이 큰 부품용으로 사용되는 코팅된 보강재를 제공하기 위해, 상기 코팅된 보강재의 코팅은 수지 혼합물의 성분의 공정-관련 특성과 실질적으로 무관하게 쉽게 어려움 없이 도포될 수 있고, 상기 보강재의 표면은 에폭시화 페놀 노볼락, 에폭시화 크레졸 노볼락, 비스페놀 A를 기재로 하는 폴리에폭사이드, 에폭시화 플루오렌온 비스페놀 및/또는 비스페놀-F 및/또는 트리글리시딜 이소시아누레이트를 기재로 하는 폴리에폭사이드, 에폭시화 노볼락으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 수지와, 상기 수지의 경화를 촉진하는 적어도 하나 이상의 성분의 혼합물 1을 함유하는 조성물로 제조되는 코팅을 가지며, 혼합물 1은 열처리되어 보강재의 표면에 융해에 의해 고정되는 것을 제시하고 있다.

Description

코팅된 보강재 및 이를 제조하기 위한 방법{COATED REINFORCEMENT AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
본 발명은 코팅된 보강재, 그의 제조방법 및 용도에 관한 것이다.
보강재를 열경화성 수지로 코팅하고자 하는 경우, 보강재와 수지의 관점에서 고려해야 하는 다양한 요건들이 있다. 예를 들면, 복잡하지 않으면서 가능한 한 짧은 시간 안에 보강재를 코팅할 수 있어야 한다. 그러나 적어도 수지, 경화제 및 촉진제의 혼합물 조성물은 온도와 시간 측면에서 가공시 기술적인 제한이 주어지기 때문에 기존의 보강재 코팅 기술로는 한계가 있다.
종래에는 보강재, 보다 특별하게는 예를 들면 풍력터빈용 블레이드 또는 해상 구조물과 같은 표면적이 큰 부품을 제조하기 위한 보강재는 수공식 적층법, 프리프레그 기술 또는 기타 주입 기술에 의해 코팅될 수 있다. 이들 모든 방법은 수지 혼합물, 일반적으로 수지/경화제 혼합물을 제공하기 위해 혼합 계량 장치가 필요하다는 단점이 있다. 이 장치는 수지 혼합물이 일관성 있는 품질로 제조되도록 하기 위해 필요한 장치이다. 게다가 수지/경화제 혼합물의 짧은 가사시간으로 인해 예를 들면 풍력 블레이드를 제조하기 위해 필요한 수지 혼합물을 과량으로 준비할 수 없다. 또 다른 단점은 주입에는 긴 시간이 수반된다는 점과 함께 사용되는 수지/경화제 혼합물의 높은 반응성으로 인해 불균질한 겔화가 빈번하게 일어나 최종 부품에서 기계적 응력을 증가시킨다는 점이다.
따라서 상대적으로 작은 분량들을 다수로 제공할 필요가 있고 이를 위해 혼합 계량장치를 지속적으로 감시할 필요가 있다. 나아가 사용된 혼합물은 또한 대형 제조 공간의 외부 온도에 맞도록 하여 서로 다른 혼합물들이 계절에 따라 사용되어야 한다.
이에, 본 발명의 목적은 코팅된 보강재, 보다 특별하게는 쉽고 복잡하지 않게 실질적으로 수지 혼합물의 성분을 좌우하는 공정-관련 환경과 무관하게 도포될 수 있는 코팅을 갖는, 표면적이 큰 부품 용도의 코팅된 보강재를 제공하는데 있다.
상기 목적은 표면에 에폭시화 페놀 노볼락, 에폭시화 크레졸 노볼락, 비스페놀 A를 기재로 하는 폴리에폭사이드, 에폭시화 플루오렌비스페놀(예를 들면 테트라브로모비스페놀 A를 기재로 하는 폴리에폭사이드) 및/또는 비스페놀 F 및/또는 트리글리시딜 이소시아누레이트를 기재로 하는 폴리에폭사이드 및/또는 에폭시화 노볼락으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 수지와, 상기 수지의 경화를 촉진하는 적어도 하나 이상의 성분의 혼합물 1을 포함하는 조성물의 코팅을 가지며, 혼합물 1은 열처리되어 용융에 의해 보강재의 표면에 고정되는 보강재에 의해 달성된다.
본 발명의 보강재는 용이하게 제조할 수 있는 수지와 촉진제의 혼합물로 코팅된다. 상기 조성물은 예를 들면 분산, 분무, 살포, 나이프 코팅 또는 주입 기술과 같은 형태의 종래 방법에 의해 도포될 수 있다. 사용된 수지 성분에 따라 상기 열처리 온도(약 40-150℃)는 용융된 조성물 필름이 보강재의 표면에 남겨지도록 선택된다. 상기 조성물의 용융은 화학반응이 일어나지 않고 가교반응도 일어나지 않는 열 개질 과정이다.
상기 조성물은 저장 안정성이 있어 미리 혼합할 수 있고 필요할 때마다 사용할 수 있다. 또한 상기 코팅된 보강재 역시 저장 안정성이 있어 미리 제조된 형태로 다른 제조 시설에 공급할 수 있다는 장점이 있다. 게다가 코팅에 의해 보강재의 드레이프성(drapability)이 증가되고 보강재의 절단성이 증진된다.
상기 보강재는 섬유, 면마포, 부직포, 편물 또는 직물 형태로 사용할 수 있으며, 유리, 세라믹, 붕소, 바살트(basalt) 및/또는 탄소 및/또는 합성 고분자(예를 들면 아라미드) 또는 천연 고분자(예를 들면, 아마섬유, 면섬유, 셀룰로오스, 마섬유, 사이잘삼(sisal))로부터 제조될 수 있다.
수지 성분으로서 에폭시화 페놀 노볼락(페놀과 예를 들면 포름알데히드 및/또는 글리옥살의 축합반응 생성물), 에폭시화 크레졸 노볼락, 비스페놀 A를 기재로 하는 폴리에폭사이드(예를 들면 비스페놀 A와 테트라글리시딜메틸렌디아민의 생성물 포함), 에폭시화 플루오렌온비스페놀(예를 들면 테트라브로모비스페놀 A를 기재로 하는 폴리에폭사이드) 및/또는 비스페놀 F를 기재로 하는 폴리에폭사이드 및/또는 에폭시 노볼락, 및/또는 트리글리시딜 이소시아누레이트를 기재로 하는 에폭시 수지가 사용된다.
이들 수지 모두는 이후 분산법에 의해 도포될 수 있는 고체 수지이기 때문에 바람직하게는 600 g/몰 이상의 평균 분자량을 갖는다. 이러한 수지로는 다음을 포함한다:
Epikote® 1001, Epikote®1004, Epikote® 1007, Epikote® 1009: 비스페놀 A를 기재로 하는 폴리에폭사이드, Epon® SU8(에폭시화 비스페놀 A 노볼락), Epon® 1031(에폭시화 글리옥살 페놀 노볼락), Epon® 1163(테트라브로모비스페놀 A를 기재로 하는 폴리에폭사이드), Epikote® 03243/LV((3,4-에폭시시클로헥실)메틸 3,4-에폭시시클로헥실카르복실레이트와 비스페놀 A를 기재로 하는 폴리에폭사이드), Epon® 164(에폭시화 o-크레졸 노볼락) - 이들은 모두 헥시온 스페셜티 케미컬스 사 제품임.
사용된 이들 수지는 상온에서 저장과 분쇄가 가능하다는 장점이 있다. 이들 수지는 적정 온도에서 용융이 가능하고 혼합물 2에 존재하는 경화제와 가교될 수 있다.
사용된 경화 촉진 성분의 예로는 이미다졸, 치환된 이미다졸, 이미다졸 부가생성물, 이미다졸 착물(예를 들면 Ni-이미다졸 착물), 3급 아민, 4급 암모늄 및/또는 포스포늄 화합물, 염화주석(IV), 디시안디아미드, 살리실산, 요소, 요소 유도체, 삼불화붕소 착물, 삼염화붕소 착물, 에폭시 첨가반응 생성물, 테트라페닐렌-붕소 착물, 아민 보레이트, 아민 티타네이트, 금속 아세틸아세토네이트, 나프텐산 금속염, 옥탄산 금속염, 옥탄산 주석, 기타 금속염 및/또는 금속 킬레이트를 포함한다. 여기서 추가로 다음과 같은 예를 언급할 수 있다: 올리고머성 폴리에틸렌피페라진, 디메틸아미노프로필디프로판올아민, 비스(디메틸아미노프로필)아미노-2-프로판올, N,N'-비스(3-디메틸아미노프로필)요소, N-(2-히드록시프로필)이미다졸의 혼합물, 디메틸-2-(2-아미노에톡시)에탄올 및 이들의 혼합물, 비스(2-디메틸아미노에틸) 에테르, 펜타메틸디에틸렌트리아민, 디모르폴리노디에틸 에테르, 1,8-디아자비시클로[5.4.0]운데스-7-엔, N-메틸이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 트리에틸렌디아민.
위에 열거한 수지와 함께 촉진제는 유동이 자유롭고 분산이 가능하며 상온에서 충분 내지는 우수한 저장 안정성을 갖는 고체 혼합물을 제조한다.
보강재의 고정된 혼합물 1 위에 비스페놀 A 및/또는 F, 테트라글리시딜메틸렌디아민(TGMDA), 에폭시화 플루오렌온비스페놀(예를 들면 테트라브로모비스페놀 A)을 기재로 하는 폴리에폭사이드, 에폭시화 노볼락 및/또는 프탈산, 헥사히드로프탈산 또는 테레프탈산을 기재로 하는 폴리에폭사이드 에스테르, 에폭시화 o- 또는 p-아미노페놀, 디시클로펜타디엔과 페놀의 에폭시화 중부가반응 생성물, 비스페놀, 보다 특별하게는 비스페놀 A 및 F의 디글리시딜 에테르 및/또는 이들로부터 제조되는 개량 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 수지와, 적어도 하나 이상의 무수물 경화제 및/또는 아민 경화제를 포함하는 혼합물 2가 도포되고, 이 복합체가 열에 의해 경화되는 경우 추가 이점이 있다. 상기 수지들의 에폭사이드 당량은 바람직하게는 170-450g이다.
여기서 또한 2,2-비스[3,5-디브로모-4-(2,3-에폭시프로폭시)-페닐]프로판, 2,2-비스[4-(2,3-에폭시프로폭시)시클로헥실]프로판, 4-에폭시에틸-1,2-에폭시시클로헥산 또는 3,4-에폭시시클로헥실 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트[2386-87-0]를 예로서 언급할 수 있다.
주입을 용이하게 하기 위해 이들 혼합물은 액체인 것이 바람직하다.
상기 수지/경화제 혼합물을 공정상 어떠한 어려움과 관련 없이 단순하게 도포한 결과, 예를 들면 풍력터빈용 회전자 블레이드, 항공기, 차량 기술 및 해상 구조물에서 섬유-보강 플라스틱으로 제조 및 사용하는 데 있어 관련 요건을 만족시키는 보강재가 궁극적으로 구현된다.
디카르복실산 무수물 또는 변형 디카르복실산 무수물은 혼합물 2의 무수물 경화제로서 바람직하게 사용될 수 있다. 여기서 언급될 수 있는 무수물의 예로는 다음과 같은 무수물들을 포함한다: 테트라히드로프탈산 무수물(THPA), 헥사히드로프탈산 무수물(HHPA), 메틸테트라히드로프탈산 무수물(MTHPA), 메틸헥사히드로프탈산 무수물(MHHPA), methylnadic anhydride(MNA), 도데세닐숙신산 무수물(DSA) 또는 이들의 혼합물. 사용된 변형 디카르복실산 무수물은 산성 에스테르(위에서 언급한 무수물 또는 이들의 혼합물과 디올 또는 폴리올, 예를 들면: 네오펜틸글리콜(NPG), 폴리프로필렌 글리콜(PPG)과의 반응 생성물로서 바람직하게는 분자량이 200 내지 1000인)를 포함한다. 의도된 변형을 통해 유리전이온도를 다른 범위(30 내지 200℃)로 조정할 수 있다.
나아가 상기 경화제는 아민 경화제의 군, 구체적으로 폴리아민(지방족, 지환족 또는 방향족), 폴리아미드, 만니히(Mannich) 염기, 폴리아미노이미다졸린, 폴리에테르아민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 여기서 폴리에테르아민의 예로 낮은 발열 수준을 특징으로 하는 Jeffamine D230, D400(헌츠만 사)을 언급할 수 있다. 예를 들면 이소포론디아민과 같은 폴리아민은 Tg값이 높고, 예를 들면 Epikure 110(헥시온 스페셜티 케미컬스 사)과 같은 만니히 염기는 카바메이트 생성율이 낮고 반응성이 높아 주목할 만하다.
혼합물 2에서 사용된 수지는 혼합물1의 수지와 동일할 수 있다. 그러나 혼합물 2는 혼합물 1의 수지와는 다른 수지를 사용할 수도 있다.
혼합물 1과 2로 코팅된 보강재로 구성된 복합체를 통상적인 조건에서 약 40-200℃, 바람직하게는 80-120℃로 가열함으로써 경화시킨다.
또한 본 발명에 따르면 표면 위에 열경화성 조성물의 코팅을 갖는 코팅된 보강재의 제조방법으로서, 에폭시화 페놀 노볼락, 에폭시화 크레졸 노볼락, 비스페놀 A를 기재로 하는 폴리에폭사이드, 에폭시화 플루오렌비스페놀 및/또는 비스페놀 F 및/또는 트리글리시딜 이소시아누레이트를 기재로 하는 폴리에폭사이드 및/또는 에폭시화 노볼락으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 수지와, 상기 수지의 경화를 촉진하는 적어도 하나 이상의 성분의 혼합물 1을 보강재에 도포하고; 이어서 혼합물 1로 코팅된 보강재를 열처리하여 혼합물 1을 용융시켜 상기 보강재의 표면에 고정한 후; 비스페놀 A 및/또는 F 및/또는 이로부터 제조되는 개량 수지, 테트라글리시딜메틸렌디아민, 에폭시화 플루오렌온비스페놀을 기재로 하는 폴리에폭사이드 및/또는 에폭시화 노볼락 및/또는 프탈산, 헥사히드로프탈산 또는 테레프탈산을 기재로 하는 폴리에폭사이드 에스테르, 에폭시화 o- 또는 p-아미노페놀, 디시클로펜타디엔과 페놀의 에폭시화 중부가반응 생성물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 수지와, 적어도 하나 이상의 무수물 경화제 및/또는 아민 경화제를 포함하는 혼합물 2를 고정된 혼합물 1로 코팅된 보강재에 도포하고 이 복합체를 열경화하는 제조방법이 제공된다.
이 방법은 일반적으로 혼합 계량 장치 없이도 수행할 수 있어 구입, 작동 및 유지비용을 절감할 수 있다. 게다가 상기 과정은 공정 변수와 시간적으로 독립적이다. 긴 가공시간을 짧은 경화시간과 조합할 수 있게 되어 보강재의 코팅 시간을 크게 절감할 수 있다. 혼합물 1과 혼합물 2 모두 대량으로 제조할 수 있고, 상기 혼합물들의 저장 안정성은 이들을 현장에서 혼합할 필요가 없음을 의미한다. 상기 방법의 또 다른 이점은 보강재에 대해 품질 면에서 매우 균일한 조성물을 구현할 수 있다는데 있다. 이러한 장점은 경화과정 중 가열에 의해 촉진 성분을 방출시키고 이로 인해 조성물을 제조할 때 상기 성분의 반응성이 높아지는 것으로 밝혀졌기 때문이다. 또한 이러한 장점으로 인해 목표로 하는 경화 개시를 확보하고 균질성과 이로 인한 조성물의 특성에 대해 품질 면에서 효과를 갖는다.
서두에서 이미 언급한 바와 같이, 섬유, 면마포, 부직포, 편물 또는 직물 형태의 유리, 세라믹, 붕소, 탄소, 바살트 및/또는 합성 및/또는 천연 고분자로 제조된 보강재를 혼합물 1로 코팅한다. 이를 위해, 예를 들면 내부 혼합기와 같은 기존의 혼합장치에서 혼합물 1을 제조한다. 혼합물 1의 적어도 하나 이상의 수지 50중량% 내지 95중량%를 촉진 성분 5중량% 내지 50중량%와 실질적으로 균질하게 혼합한다. 사용하는 촉진 성분의 예는 이미다졸, 치환된 이미다졸, 이미다졸 부가생성물, 이미다졸 착물(예를 들면 Ni-이미다졸 착물), 3급 아민, 4급 암모늄 또는 포스포늄 화합물, 염화주석(IV), 디시안디아미드, 살리실산, 요소, 요소 유도체 또는 삼불화붕소 착물을 포함한다. 혼합물 1을 혼합 장치로부터 꺼내 경우에 따라 저장하는데, 30℃ 미만의 온도에서 1년 넘게 저장할 수 있으며, 경우에 따라 운송한다. 이후, 혼합물 1을 기존의 방법, 예를 들면 분무, 살포, 나이프 코팅 또는 주입기술에 의해 보강재에 도포할 수 있다. 분산에 의한 도포가 바람직한바, 혼합물 1의 물질 자체가 이미 분말이므로 복잡하지 않게 사용할 수 있기 때문이다. 혼합물 1을 보강재 cm2 당 1 mg 내지 10 mg으로 도포하는 것이 바람직하다. 이 범위에서, 코팅된 보강재를 취급하기가 용이할 수 있다. 보강재 cm2 당 혼합물 1을 10 mg 넘게 도포하는 경우에는 코팅이 단절될 위험이 있다. cm2 당 1 mg 미만으로 도포하는 경우에는 촉진제 분획이 너무 적어 공정시간이 길어진다. 이후, 이 복합체를 열처리한다. 이러한 처리는 예를 들면 연속식 오븐, 연속식 마이크로파 오븐에서 또는 바람직하게는 효율이 높은 유도 가열에 의해 40-150℃의 온도 범위에서 수행된다. 혼합물 1의 상태는 실질적으로 균질하게 용융되고 보강재 위에 균일한 층 두께로 존재한다.
경우에 따라 저장한 후, 이와 같이 혼합물 1로 코팅한 보강재를 권취하여 공간을 줄이고/또는 미리 성형하고/또는 운송한 다음, 혼합물 2로 코팅한다. 혼합물 2는 혼합물 1에 대해 이미 기재한 바대로 제조할 수 있다. 혼합물 2는 혼합물 2의 모든 성분의 질량 대비 30중량% 내지 70중량%의 수지와 30중량% 내지 70중량%의 무수물 경화제 또는 아민 경화제 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 무수물 경화제는 일-성분계로서 제공될 수 있어 바람직한데, 이는 혼합 계량 장치가 필요하지 않음을 의미한다.
보강재 cm2 당 혼합물 2를 10 mg 내지 100 mg로 도포하는 것이 보강재의 기계적 강도에 대해 유리한 효과를 가지므로 바람직하다. 혼합물 2도 마찬가지로 분산, 분무, 살포, 나이프 코팅 또는 주입 기술에 의해 도포될 수 있다. 상기 조성물을 40-200℃, 바람직하게는 80-120℃의 온도 범위에서 경화한다.
주입기술에 의해 혼합물 2를 도포하는 것이 특히 바람직하다. 감압을 적용한 흡입에 의해 상기 액체 혼합물을 보강재에 도포한다. 이에 따라 상기 액체 혼합물이 보강재에 침투될 수 있어 코팅 품질이 균일해진다.
나아가 혼합물 1 및/또는 2는 흑연 분말, 실록산, 안료, 바람직하게는 100 ㎛ 미만의 입자크기를 갖는 분말형 금속(예를 들면 알루미늄, 철 또는 구리) 또는 금속산화물(예를 들면 산화철), 반응성 희석제(예를 들면 지방산 알코올을 기재로 하는 글리시딜 에테르, 부탄디올, 헥산디올, 폴리글리콜, 에틸헥산올, 네오펜틸글리콜, 글리세롤, 트리메틸롤프로판, 피마자유, 페놀, 크레졸, p-3차-부틸-페놀), UV 보호제 또는 가공 보조제)를 더 포함할 수 있다. 이들 첨가제는 혼합물 1 기준으로 2중량% 이하의 농도와 혼합물 2 기준으로 15중량% 이하의 농도로 첨가된다. 흑연, 금속 또는 금속산화물은 전도성이 있어 해당 혼합물의 유도 가열을 가능하게 하므로 경화시간을 크게 감소시킨다. 실록산은 함침 향상과 섬유 부착에 영향을 주어 복합체 내 결함 부위를 궁극적으로 감소시킨다. 게다가 실록산은 주입공정을 촉진시키는 효과가 있다. 요약하면, 이들 첨가제는 가공 보조제로서 및/또는 상기 혼합물들을 안정화시키거나 착색제로서 역할을 한다고 할 수 있다.
본 발명의 코팅된 보강재는 바람직하게는 풍력터빈용 회전자 블레이드를 제조하거나 항공기와 차량 기술, 자동차 구조물 및 해상 구조물의 부품을 제공하기 위해 사용된다. 이들 분야에서는 현재 특히 가공기술 관점에서 유리한 방법으로 제조될 수 있는 표면적이 큰 부품을 제공할 필요가 있다.
본 발명은 코팅된 보강재, 보다 특별하게는 쉽고 복잡하지 않게 실질적으로 수지 혼합물의 성분을 좌우하는 공정-관련 환경과 무관하게 도포될 수 있는 코팅을 갖는, 표면적이 큰 부품 용도의 코팅된 보강재를 제공하는 효과가 있다.
실시예를 참고로 하여 본 발명을 더욱 상세히 설명할 것이다.
a) 혼합물 1에 의한 보강재 코팅:
먼저 20g의 고체 에폭시 수지(Epikote® 1004 - 헥시온 스페셜티 케미컬스 사의 시판품)를 분쇄하여 분말화한다. 5g의 운데칸-치환된 이미다졸(Curazol C11Z - 시코쿠 케미컬스 사의 시판품)을 첨가하고 더 분쇄하여 균질화한다. 얻어진 혼합물 1을 유리 섬유 직물 92115(Lange + Ritter사) 위에 분산시키고, 상기 유리 섬유 직물 cm2 당 2 mg의 혼합물 1의 농도로 덮는다. 이 복합체를 70℃의 유도 오븐에 15분 동안 위치시킨다. 이후, 혼합물 1을 유리 섬유 직물 위에서 용융시킨다.
b) 혼합물 2에 의한 혼합물 1로 코팅된 보강재 코팅:
혼합물 1로 코팅한 유리 섬유 직물 4.5g을 통상의 주입기술에 의해 Epikote® 03957(비스페놀 A 디글리시딜 에테르와 헥사히드로프탈산 무수물의 혼합물; 헥시온 스페셜티 케미컬스 사의 시판품) 5.5g (39.3 mg/cm2)에 함침시킨다:
건조된 유리 섬유 직물을 이형제로 코팅한 주형에 위치시킨다. 이 직물을 수지 혼합물(혼합물 2)의 균일한 유동을 용이하게 하는 이형 직물 또는 필름으로 덮는다. 밀봉 스트립을 부착하여 주형에 대해 상기 필름을 밀봉시키고, 상기 직물을 진공펌프(회전 슬라이드 펌프)를 이용하여 진공화한다. 이후, 혼합물 2를 거의 감압하에서 직물에 압착시킨다. 이 직물을 혼합물 2에 완전 함침시킨 후, 복합체에 열을 가하여(80℃의 오븐에서 8시간) 경화시키거나, 또는
혼합물 1로 코팅한 유리 섬유 직물 5.4g을 100부의 Epikote® 845(비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 비스페놀 F 디글리시딜 에테르와 폴리프로필렌 글리콜의 혼합물; 헥시온 스페셜티 케미컬 사의 시판품)와 82부의 Epikure® 845(메틸테트라히드로프탈산 무수물과, 테트라히드로프탈산 무수물과 네오펜틸 글리콜의 반응생성물의 혼합물; 헥시온 스페셜티 케미컬 사의 시판품)의 혼합물 6g (35.8 mg/cm2)에 상술한 바와 같이 함침시킨다. 이렇게 얻어진 복합체를 80℃의 오븐에서 10시간 동안 경화시킨다.
위의 실시예를 실험실 규모로 수행하고 산업적인 대규모로 시도하여 확인하였다.
공정-관련 최적화를 통해 종래의 방법에 비해 비용 효율적인 방법으로 코팅된 보강재를 제공할 수 있다. 작동시간 감소(50% 이하까지 감소)로 인해 필요한 주형 대비 생산성이 유의적으로 증가된다.

Claims (15)

  1. 표면에 조성물의 코팅을 갖는 보강재에 있어서, 상기 조성물이 에폭시화 페놀 노볼락, 에폭시화 크레졸 노볼락, 비스페놀 A를 기재로 하는 폴리에폭사이드, 에폭시화 플루오렌비스페놀 및/또는 비스페놀 F 및/또는 트리글리시딜 이소시아누레이트를 기재로 하는 폴리에폭사이드 및/또는 에폭시화 노볼락으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 수지와, 상기 수지의 경화를 촉진하는 적어도 하나 이상의 성분의 혼합물 1을 포함하고, 혼합물 1은 열처리되어 용융에 의해 보강재의 표면에 고정되는 것을 특징으로 하는 보강재.
  2. 제1항에 있어서, 고정된 혼합물 1 위에 비스페놀 A 및/또는 F 및/또는 이로부터 제조되는 개량 수지, 테트라글리시딜메틸렌디아민 및/또는 에폭시화 플루오렌온비스페놀을 기재로 하는 폴리에폭사이드 및/또는 에폭시화 노볼락 및/또는 프탈산, 헥사히드로프탈산 또는 테레프탈산을 기재로 하는 폴리에폭사이드 에스테르, 에폭시화 o- 또는 p-아미노페놀, 디시클로펜타디엔과 페놀의 에폭시화 중부가반응 생성물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 수지와, 적어도 하나 이상의 무수물 경화제 및/또는 아민 경화제를 포함하는 혼합물 2가 도포되고, 이 복합체가 열에 의해 경화되는 것을 특징으로 하는 보강재.
  3. 표면에 열경화성 조성물의 코팅을 갖는 코팅된 보강재의 제조방법으로서, 에폭시화 페놀 노볼락, 에폭시화 크레졸 노볼락, 비스페놀 A를 기재로 하는 폴리에폭사이드, 에폭시화 플루오렌비스페놀 및/또는 비스페놀 F 및/또는 트리글리시딜 이소시아누레이트를 기재로 하는 폴리에폭사이드 및/또는 에폭시화 노볼락으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 수지와, 상기 수지의 경화를 촉진하는 적어도 하나 이상의 성분의 혼합물 1을 보강재에 도포하고; 이어서 혼합물 1로 코팅된 보강재를 열처리하여 혼합물 1을 용융시켜 상기 보강재의 표면에 고정한 후; 비스페놀 A 및/또는 F 및/또는 이로부터 제조되는 개량 수지, 테트라글리시딜메틸렌디아민, 에폭시화 플루오렌온비스페놀을 기재로 하는 폴리에폭사이드 및/또는 에폭시화 노볼락 및/또는 프탈산, 헥사히드로프탈산 또는 테레프탈산을 기재로 하는 폴리에폭사이드 에스테르, 에폭시화 o- 또는 p-아미노페놀, 디시클로펜타디엔과 페놀의 에폭시화 중부가반응 생성물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 수지와, 적어도 하나 이상의 무수물 경화제 및/또는 아민 경화제를 포함하는 혼합물 2를 고정된 혼합물 1로 코팅된 보강재에 도포하고, 이 복합체를 열에 의해 경화시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 혼합물 1은 촉진 성분으로서 이미다졸, 치환된 이미다졸, 이미다졸 부가생성물, 이미다졸 착물, 3급 아민, 4급 암모늄 또는 포스포늄 화합물, 염화주석(IV), 디시안디아미드, 살리실산, 요소, 요소 유도체, 삼불화붕소 착물, 삼염화붕소 착물, 에폭시 첨가반응 생성물, 테트라페닐렌-붕소 착물, 아민 보레이트, 아민 티타네이트, 금속 아세틸아세토네이트, 나프텐산 금속염, 옥탄산 금속염, 옥탄산 주석, 금속염 및/또는 금속 킬레이트를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 및/또는 제2항에 있어서, 혼합물 2의 무수물 경화제는 디카르복실산 무수물 또는 변형 디카르복실산 무수물인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 적어도 하나 이상의 항에 있어서, 상기 아민 경화제는 폴리아민, 폴리아미드, 만니히 염기, 폴리아미노이미다졸린, 폴리에테르아민 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 적어도 하나 이상의 항에 있어서, 혼합물 1 및/또는 2가 상기 보강재에 주입기술에 의해 도포되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 적어도 하나 이상의 항에 있어서, 상기 보강재는 섬유, 면마포, 부직포, 편물 또는 직물 형태로 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 적어도 하나 이상의 항에 있어서, 상기 보강재로서 유리, 세라믹, 붕소, 탄소, 바살트 및/또는 합성 또는 천연 고분자로 제조된 보강재가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 적어도 하나 이상의 항에 있어서, 혼합물 1은 모든 성분의 질량 대비 50중량% 내지 95중량%의 수지와 5중량% 내지 50중량%의 촉진 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 적어도 하나 이상의 항에 있어서, 혼합물 2는 모든 성분의 질량 대비 30중량% 내지 70중량%의 수지와 30중량% 내지 70중량%의 무수물 경화제 또는 아민 경화제 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 적어도 하나 이상의 항에 있어서, 혼합물 1이 보강재의 cm2 당 1 mg 내지 10 mg으로 도포되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 적어도 하나 이상의 항에 있어서, 혼합물 2가 보강재의 cm2 당 10 mg 내지 100 mg으로 도포되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 적어도 하나 이상의 항에 있어서, 혼합물 1 및/또는 2가 예를 들면 흑연분말, 실록산, 안료, 금속 또는 금속 산화물, 반응성 희석제, 가공 보조제 또는 UV 보호제와 같은 첨가제와 추가로 혼합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 풍력터빈용 회전자 블레이드 제조, 항공기 및 차량 기술, 자동차 구조물 및 해상 구조물에 있어서 코팅된 보강재의 용도.
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