에폭시 수지용 경화제
Epoxy 수지는 단독으로 사용되는 경우는 거의 없고 경화제와 배합하여 3차원의 열경화성 물질로 경화시켜 사용됨으로, 그 성능은 경화제의 선택에 크게 좌우된다.
에폭시 수지의 경화제는 종류에 따라 사용량이 수 PHR로부터 거의 동량사용되는 것까지등으로 다양하며 경화물의 성질 , 혼합하였을때 가사시간, 점도, 경화온도, 경화시간, 발열등 사용하는 경화제의 종류에 따라 차이가 있으므로 작업성과 경화물의 성능을 검토, 에폭시 수지의 선택과 함께 신중히 선택하여야 한다.
경화제를 사용할때 다음 사항에 유의 하여야 한다.
- 작업온도에서 점도, 가사시간, 발열, 독성 등과 경화시의 작업성
- 필요한 경화온도 및 post cure의 온도 및 시간
- 경화물이 필요로하는 물리적,기계적,전기적,화학적 성질
- 경화제의 가격
경화제를 분류하여 보면 경화제는 반응기구, 경화온도, 화학구조등에 따라 다음과 같이 분류한다.
- 반응기구에 의한 분류
- 촉매적으로 작용하는 것 : 제3 아민류, Imidazole 류
- 에폭시의 관능기와 화학양론적으로 반응하는 것 : 폴리아민, 산무수물
- 경화온도에 의한 분류
- 상온경화 : Diethylene Triamine 등등
- 중온경화 : Diethyl amino propylamine 등등
- 고온경화 : Phthalic acid anhydride 등등
- 화학구조에 의한 분류
- Amine 류
- Aliphatic amine
- Modifide Aliphatic amine
- Aromatic amine
- 제 3급 아민
- 산무수물 : Phthalic Anhydride
- Polyamide 수지
- Polysulfide 수지
- Bf3 - Amine Complex
- 합성수지 초기화합물 : Phenol 수지
- 기타 : Dicyandiamide
- 에폭시 접착제
에폭시 수지는 열경화성 수지라는 합성수지로서 경화제를 배합하여 열을 가하면 화학반응을 일으켜 경
화합니다. 경화된 수지는 온도에 의해 연화하거나 용제에도 용해하지 않는 안정한 것이 됩니다. 에폭
시 수지는 에폭시린 수지or 에폭사이드 수지라고도 부릅니다. 에폭시 수지는 경화할 때 휘발성의 부산
물을 생성하지 않는 열경화성 수지이지만 그 자신만으로는 필요한 효과를 얻을 수 없습니다. 경화제
또는 다른 수지를 가하여 망상결합에 의한 3차원 구조의 경화수지가 되어 비로소 성능이 얻어집니다.
(자체 반응열에 의하여도 경화되나 굳는 시간이 늦다.) 따라서 첨가한 경화제에 의하여 경화수지의 특
징도 여러가지로 달라지지만 일반적인 특징은 다음과 같습니다.
접착제의 용도.
(1) 접착력이 뛰어나며 대부분의 금속, 각종 플라스틱, 고무, 유리, 도자기, 목재, 피혁, 천, 종이 등
의 동종 또는 이종간 접착에 적합합니다. (단, 크롬, 연질비닐, PE, PP, PTFE 등에는 좋은 결과를
얻을 수 없습니다.)
(2) 인장강도, 구부림 강도, 압축강도, 기타 기계적 강도가 우수합니다. 또한 기계적 가공성이 양호한
것을 만들 수 있습니다.
(3) 전기 절연성, 기타의 전기적 특성도 우수합니다.
(4) 내수성, 내유성, 내용제성 및 기타 내약품성이 양호합니다.
(5) 사용하는 경화제, 가소성 부여제, 충진제 등을 적절히 선택할 것 같으면 각종 용도에 적합한 성능
의 접착효과를 얻을 수 있습니다.
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에폭시 수지계 접착제의 사용법.
에폭시 수지에 일정한 경화제를 첨가하여 상온 또는 가열하여 주제와 경화제를 반응시켜 삼차원의 망상
구조를 만들게 하여 접착을 행한다.
에폭시 수지는 작업성의 요인으로 인해 주로 액상의 수지가 사용되며, 기타 다른 수지를 첨가하여 각각
의 용도에 맞게 사용된다. 경화제는 그 첨가량에 따라 경화수지의 성질이나 접착력이 좌우되므로 적당
량을 가하는 것이 중요하다.
경화제의 선택법으로는 열팽창 계수가 비슷한 것끼리의 피착재의 접착에는 가열 경화형 이라도 문제가
없으나, 열에 민감한 것이나, 열팽창 계수가 매우 다른 피착재들 끼리의 접착(예, 세라믹 제품과 플라
스틱, 금속등)의 접착에는 상온 경화형을 사용해야 하며 가소성이 있는 경화제(폴리아미드, 폴리 설파
이드 등)를 사용하는 것이 바람직하다.
2액형 접착제에서는 주제와 경화제를 정확하게 계량하였다고 해도 균일하게 될때까지 혼합하지 않으면
접착불량이 발생하며 미경화가 발생하기도 한다. 이러한 문제의 해결법으로는 주제와 경화제의 혼합비
가 접착력에 그다지 영향을 주지않는 폴리아미드계 접착제를 사용하든가 하는 방법과 주제와 경화제의
양쪽 또는 한쪽에 염료나 안료를 첨가하여 혼합의 균일성을 쉽게 분별할 수 있도록 하는 등의 방법이
고려된다.
접착강도의 저하원인으로는 최대 원인중의 하나가 접착층에 있어서의 왜곡 현상이며 이것을 저하시키
면 접착력은 상승하고 열팽창을 감소시키면 접착재의 내열성, 내한성 등도 개량할 수 있다.
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에폭시 접착제의 장점과 단점.
에폭시 수지는 열에 안정한 벤젠핵을 가지는 C-C 결합과 약품에 안정한 에테르 결합 C-O-C 을 가지고
있고 분자속에는 접착성을 높이는 OH 기를, 말단에는 두개의 에폭시 기를 가지고 있다.
에폭시 접착제의 장점.
만능 접착성: 많은 종류의 재료가 고강도로 접착된다.(단 결정성, 비극성 플라스틱에는 불가함)
저압경화: 접촉압 만으로도 충분하다
저수축: 반응경화중에 부생성물이 없으므로 수축률이 적다.
작은 크리이프성: 오랜기간의 응력하에서도 형상유지 한다.
전기 절연성: 양호
내습성, 내약품성: 양호
휘발성 용제를 함유치 않는다.(비다공질면의 접착에 양호)
내 피로성이 크다.
내식성이 양호하다.
에폭시 접착제의 단점.
결정성 비극성 또는 극성이 작은 플라스틱, (예, PE,PP등의 폴리올레핀계, 실리콘 및 플루오르 수지
계, 아크릴, 염화비닐 등의 비닐 중합체), 폴리 스티렌 수지, 고무 등에는 접착이 어렵다.
이러한 단점의 해결방법으로는 적당한 표면처리나 프라이마 도포에 의해 접착성 개선이 가능함.
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충진제의 효과.
충진제는 주제나 경화제에 배합하여 경화수지의 기계적 특성을 향상시키는 것이 주 목적이며, 일반적으
로 첨가량이 증가하면 기계적 특성은 향상된다. 충진제의 종류 및 기타 부자재의 영향은 있으나 배합량
의 증가에 따라 일정한 점까지 향상되다가 오히려 떨어지게 되므로 실제로 실험후에 배합량을 결정하여
야 한다.
충진제를 에폭시 수지에 사용하는 목적
원가 절감/ 열팽창률의 감소/ 경화 수축률의 감소/ 경화시의 발열을 제어 / 접착성의 개선 등이 주목적
이며, 그외에 칙소성(Thixotropic)을 수지조성에 부여하는 것.
경화물에 난연성 부여/ 내 약품성을 강하게 하는 것/ 열전도성의 향상/ 경화중의 가사시간 연장/ 충전
재에 따라 기계적 강도의 증대/ 경화물의 전기적 성질의 개선/ 경량 충전재의 사용으로 주형물의 경량
화/ 내 마모성의 향상 등의 역할을 하게 하는 것이 된다.
물론 위에 기술한 목적을 모두 만족하는 충진재는 존재 하지 않지만, 몇개의 목적을 겸하는 것은 있으며
무기질인 것으로는 활석, 모래, 실리카, 탈크, 탄산칼슘, 등의 증량재, 마이카, 석영, Glass fiber 등의
보강성 충진재, 석영분, 그라파이트, 알루미나, Aerosil(칙소성 부여하는 목적), 등의 특수한 용도를 지
닌 것이 있고 금속질로는 알루미늄, 산화알루미늄, 철, 산화철, 구리 등의 열팽창 계수, 내마모성, 열전
도성, 접착성에 기여하는 것이나, 산화안티몬(SB2O3)등의 난연성을 부여하는 것이 있다.
티탄산 바륨, 유기물로는 미세한 플라스틱球(페놀수지, 요소수지 등)과 같은 경량화용 충진재 등이 있
다. 이외에 생각하기에 따라서 보강성을 지닌 충진재로서 각종 유리布나 화학섬유포는 적층품의 제조에
있어서 넓은 의미의 충진재로서 취급할 수 있다.
일반적으로 충진재의 사용량은 가벼운 타입은 첨가시 수지의 점도를 매우 증대 시키므로 대개 25phr 이
상 첨가하지 않는다. 중 정도의 무게를 갖는 충진재는 보통 200phr까지 사용 할 수 있으며 비중이 높은
충진재는 300-900phr 정도까지 첨가하기도 한다.
이 충진을 더 많이 하는 경우도 있지만, 그 경우는 수지 조성이 충진재 간의 바인더 역할 만을 하므로
수지내의 충진의 역할과는 다른 개념으로 생각해야 할 것이다. 충진재를 첨가한 수지는 충진재의 희석효
과로 반응 그 자체가 느리게 되고 반응발열에 의한 경화중의 최고 발열온도를 제어하기 때문에 보다 큰
주형품을 만들 수가 있다. 충진재의 입도는 대개 200 - 350 메쉬(mesh)사이의 것이 널리 사용된다.
주의 할 점은 금속충진재 중의 일부는 경화반응을 억제하는 것이 있고 또한 경화물을 고온에서는 분해하
는 작용을 하는 것도 있으므로 주의할 필요가 있다. 일반적으로 충진제의 사용량 및 어떤 충진제를 사용
할 것인가에 대한 선택은 어떤 용도로 사용되어 지며 어떤 특성을 요구하는 지에 대한 정확한 이해가 필
요하고 실험에 의해 최적 phr수를 정하여야 한다.
수지에 요변성(Thixotropic;칙소성-요변성이란 수직면이나 침지법으로 부착 또는 적층재에 함침시킨 수
지가 경화중에 흘러내리거나 유실되는 경우가 없도록 유동하고 있을 때는 액상, 정지상태에서는 고상의
성질을 갖는 것을 말한다.)을 부여하기 위해 단위표면적이 넓은 미세한 입자를 사용한다.
예를 들면, 콜로이드상의 실리카(Aerosil)나 벤토나이트 계열의 점토질이 사용된다.
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희석제의 종류.
희석제는 EPOXY 수지나 경화제에 첨가하여 점도를 저하시키는 것이 주목적이며 사용시 흐름성, 탈포성
의 개선, 부품 세부에 침투의 개선등 또는 충진제를 효과적으로 첨가 할 수 있도록 하는 역할을 한다.
희석제는 일반적으로 용제와는 달리 휘발하지 않고 수지 경화시에 경화물에 잔존하는 것으로 반응성과
비반응성의 희석제로 나뉜다. 여기서 반응성의 희석제는 에폭시기를 한개 또는 그 이상을 가지고 있고
반응에 참여하여 경화물에 가교 구조로 들어가고 비반응성 희석제는 단지 경화물속에 물리적으로 혼합
및 분산만 되어 있는 상태로 있다.
반응성 희석제
반응성 희석제는 경화물의 기계적, 열적, 화학적, 전기적 특성을 저하시키므로 점도저하의 목적으로 사
용 할때만 1관능기를 갖는 희석제를 사용하는 것이 좋으며 가능한 한 다관능성 희석제를 사용하는 것이
물성 저하를 어느 정도 막을 수 있다.
일반적으로 많이 사용되는 반응성 희석제로는 Butyl Glycidyl Ether (BGE), Phenyl Glycidyl Ether(PGE)
, Aliphatic Glycidyl Ether(C12 -C14), Modifide-Tert-Carboxylic Dlycidyl Ester, 외에 여러가지가
있다.
비반응성 희석제
비반응성 희석제는 에폭시 수지나 경화제와 상용성이 좋고 저점도로 불 휘발성이어야 하며 경화물중에
화학적으로 결합된 것이 아니므로 과량사용하게 되면 표면에 석출 될수 있으므로 사용량의 결정은 충분
히 실험 후에 결정하여야 한다.
일반적으로 사용되는 비 반응성 희석제로는 DiButylPhthalate(DBP), DiOctylPhthalate(DOP), Nonyl-Ph
enol, Hysol, 외에 많은 것들이 사용된다. 희석재의 선택에 있어서는 사용목적, 수지성분의 특성을 생
각하는게 필요하고, 일반토목 관계의 용도에는 BGE 사용이 많고, 주형, 함침등의 전기특성을 요구하는
분야에는 BGE 보다는 PGE, CGE,SO등이 사용되고 있다.
희석재의 선택에 있어 희석효과 외에 요구되는 수지의 경화특성에의 변화에도 커다란 영향을 미친다.
이외에도 배합처방을 만들어 보기도 하고 희석효과, 경화물 특성에 관한 영향, 안전성, 경제성등을 고
려할 필요가 있다. 비반응성, 반응성희석제 단독으로의 사용은 없고, 비반응성, 반응성의 혼합 사용없
이 반응성 희석재 2-3종을 같이 쓰는 경우도 있다.
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EPOXY의 경화촉진제.
EPOXY 수지의 상온경화는 보통 15℃ 이상의 온도를 요하고 경화시간은 24시간 또는 그 이상을 필요로
하기 때문에 속경화 및 저온 경화가 필요 할때에 사용된다. 경우에 따라서는 오히려 경화시간을 지연
시킬 필요도 있다.
일반적으로 많이 사용되는 경화 촉진 및 경화 지연을 시키는 화학기를 보면 다음과 같다.
촉진 효과가 있는 말단기 : -OH, -COOH, SO3H, -CONH2, -CONHR, -SO3NH2, SO3NHR
지연 효과가 있는 말단기 : -OR, -COOR, -SO3R, -CONR2, -CO, -CN, -NO2
경화촉진제로서 아민 및 산 경화에 유용한 화합물은
아민경화: Phenol, Cresol, NonylPhenol, Bisphnol-A 등의 페놀류와 DMP-30, PolyMercaptane 계열
산경화: Benzyl methylamine, DMP - 30, Pyridine, K-61B, Lewis-Acid, Lewis-Base 등이 있다.
일반적으로, 아민 경화시 사용되는 촉진제는 -OH기를 갖는 화합물인 페놀 및 알킬페놀, 3급아민 등을
사용할 수 있으며 저온 및 속경화 촉진제로는 -SH 기를 갖는 Mercaptane류를 사용하기도 한다.
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작업성 개선을 위한 부자재.
EPOXY 수지는 경화제를 배합하면 경화의 목적은 달성할 수 있으나 사용목적, 용도, 조건등에 부합되지
는 않음으로 이를 충족키 위하여는 부자재가 필요하다.
부자재의 사용목적은 경화 전 사용조건 및 작업조건에 적합하도록 변성시키는 것과, 경화된 수지에 특
성을 부여 할 목적으로 사용된다.
이 두조건을 동시에 만족시키는 것도 있으나 어느 한 쪽은 만족시킬 수 있으나 다른 쪽에는 역 효과를
줄 수 있는 것도 있음으로 각종 부자재의 적절한 선택사용이 수지 가공에 중요하다.
작업성 개선을 위한 부자재
EPOXY 수지의 사용목적, 용도, 조건등이 다양함으로 각 목적에 따라 경화속도의 가감, 점도 및 점성의
조절등 경화전 작업시 작업 할 수 있도록 하여야 함으로, 이를 요약하여 보면 다음과 같이 분류 할 수
있다.
경화촉진제 / 희석제 / 충진제 / 기타 첨가제 등이 있다.
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상온 경화형 Amine계 경화제의 일반적 특성.
반응 색 상 색 안 정 성 가 사 시 간
1) 지방족 Amine ● ● 短
액상 Epoxy Add ● ● 短
고상 Epoxy Add ● ● 長
Acryl과 반응 ● ● 中-長
Mannich 반응 ●-△ ●-△-○ 短
2) 지환족 Amine ○ ○ 中
액상 Epoxy Add ○ ○-● 短-中
고상 Epoxy Add ○ ○-● 長
Acryl과 반응 ● ● 中-長
Mannich 반응 ●-△ ●-△ 短
3) 방향족 Amine ◇ ◇ 長
Mannich 반응 + 희석제 ◇ ◇ 短
Add + 희석제 + 촉진제 ◇ ◇ 短-長
4) Amidoamine △ ●-△ 中-長
5) Polyamide △ ●-△ 短
용제형 △ ●-△ 短
Add + Solvent △ ●-△ 短
색상) ○ : 1-2, ● : 3-6 , △ : 7-10 Gardmer, ◇ : 10 이상 Gardmer
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경화조건에 따른 경화제의 분류.
1.저온경화제 ( ∼ 10℃)
Polymercaptan, mercaptan 부가물 및 변성품.
특수 Amine 부가물, Mannich 반응물.
지방족 Amine, 방향족 Amine, 지환족 Amine의 경화 촉진물.
2.상온 경화제 (10℃ ∼ 40℃)
Polyamide Resin, 지방족 Amine 및 변성품
방향족 Amine 및 변성품, 지환족 Amine 및 변성품
3.중온 경화제 (60℃ ∼ 100℃)
Imidazol, 지방족 Amine 유도체, 3급 Amine類
4.중-고온 잠재성 경화제 (100℃ ∼ )
DICY, BF3 Amine類, Imidazol유도체
5.고온 경화제 (140℃ ∼ )
방향족 Polyamine, 산무수물
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경화제 종류에 따른 경화물성.
색상 및 색안정성: 지환족 Amine >지방족 Amine >Polyamide >방향족 Amine
가사시간: 지환족 Amine >지방족 Amine > Polyamide >방향족 Amine
도막 건조성: 지방족 Amine solvent품 >지방족 Amine (non solvent품) >Polyamide adduct품 >
지환족·방향족 Amine >Polyamide
저온 경화성: (Mannich 반응 또는 촉진제 투입 사용시) 지방족 Amine >지환족·방향족 Amine >
Polyamide adduct >Amidoamine >Polyamide
접착력: Polyamide >Amidoamine >지환족 Amine >지방족 Amine >방향족 Amine
내용제성: 지방족·지환족 Amine >방향족 Amine >Polyamide
내산성: 방향족 Amine >지환족 Amine >지방족 Amine >Polyamide
내수성: Polyamide >Amidoamine >지환족 Amine >지방족 Amine >방향족 Amine
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접착제의 경화조건.
경화조건은 크게 나누어서 상온 경화와 가열경화의 2가지로 나눌 수 있다.
상온경화는 가열설비가 필요치 않고 공정이 비교적 간단하다. 그러나 완전 경화에는 7일 정도의 긴 시
간이 필요하기 때문에 접착 후 기계 가공이나 출하까지의 양생기간이 길고 접착력, 내열성, 내 약품성
등의 성능은 가열 경화한 것에 비해 떨어지며 접착지그의 회전도 느린 등의 결점이 있으므로 피착재가
열에 민감한 경우나 큰 물체 이외에는 될 수 있으면 가열 경화하는 것이 고성능의 접착이 가능하다.
가열경화는 일단 저온에서 반경화시킨 다음에 고온으로 후경화시켜 경화시의 겉보기 수축을 적게하는
방법 등은 처음부터 고온 경화하는 경우보다도 접착력이 향상된다. 상온 경화형을 가열경화시켜 경화
시간을 단축할 경우라도 곧 가열하는 것보다도 상온에서 하룻밤 방치하여 겔화한 다음에 가열하는 것
이 접착력의 증가율도 크다.
가열 경화시 너무 급속히 겔화 반응이 일어나면 분자가 반응하기 좋은 상태로 배향 할 기회를 잃고 또
관응기가 전부 반응하지 않은 그대로 반응이 종결되고 말아 가교가 불충분하게 되어 기계적 강도가 뒤
진 저 분자물로 되므로 무르고 접착력이 떨어지는 것으로 생각된다. 가열 경화형에서도 특히 용제형은
완전히 용제를 증발 건조시키지 않으면 잔류 용제 때문에 발포의 원인이 되어 유효 접착면적을 감소시
키므로 급열이나 급냉은 피해 서열 서냉하는 편이 접착막 속의 잔류 응력이 작아져서 접착력도 크게 된
다.
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취급상의 주의.
1. 안전관리
에폭시 수지의 경화물은 독성이 없지만 미경화 수지나 경화제 특히 아민류 및 기타 반응성 희석재 중에
는 휘발성이 크며 위험한 증기를 발생하는 것이 있어 알레르기성의 습진, 피부염을 일으키는 경우가 있
다.
[에폭시 수지와 경화제의 취급시 주의할 점]
1. 충분한 환기설비를 비치할 것.
2. 개인 위생의 완전 실시를 엄수할 것.
3. 작업장을 청결하게 정돈 할 것.
(1)은 배합 혼합 경화를 행하는 장소에서 환풍기, 덕트 등의 적절한 환기 장치를 부착한다.
(2)는 작업하는 사람은 작업복을 착용하며, 경화제를 직접 맨손으로 만지지 않도록 고무나 비닐장갑
을 낀다. 만일 피부나 의복에 수지와 경화제의 혼합물이 묻은 경우에는 즉시 비눗물, 물 또는 알
코올로 완전히 세정 제거한다. 일단 피부염에 걸리면 재발하기 쉬우므로 주의할 필요가 있다. 또
한 식사나 용변 전에는 반드시 비누로 손을 씻도록 해야 한다.
(3)은 작업대나 걸상에는 바꿔 깔 수 있는 종이를 깔고 더러워지면 교체한다. 더러워진 장갑은 그곳
에서 벗어 난간이나 도어의 손잡이 등을 더럽히지 않도록 한다.
참고로 치료법의 일례를 든다.
알레르기 체질의 사람은 직장 전환을 꾀하면 경증인 경우에는 가려움증, 수포 등은 거의 없어진다. 중
증인 경우는 의사의 진료를 받고 치료를 해야 한다.
[에폭시 수지의 저장 및 보관]
에폭시 수지계 접착제 중 경화제 (아민, 산무수물)은 흡습성이 있으므로 변질할 염려가 있다. 특히 산
무수물은 습기에 의해 유리산을 생성하며 이로인해 경화를 촉진시키고 가사시간을 단축시켜 가열 왜곡
온도(내열도)를 저하시키며 에폭시 수지와의 상용성을 나쁘게 한다.
아민류는 흡습성 뿐만 아니라 공기중의 이산화탄소를 흡수하여 카르바민산염(아민의 탄산염)을 생성하
고 아민의 유효성분을 감소시켜 보다 과량으로 사용 하든가 가열하지 않으면 경화하지 않으므로 주의
를 요한다. 그러므로 저장 중 또는 사용 후에는 필히 밀봉하여야 하며 직사일광이나 열기가 있는 장소
에서는 저장기간의 단축을 초래할 수 있으므로 주의해야 한다. 그리고 충진재가 함유된 것들은 시간이
경과됨에 따라 충진재의 비중에 의해 침전이 되므로 1주일에 한번정도 저장용기를 반대로 해서 보관하
는 것이 좋다.
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EPOXY 수지의 기타 첨가제.
조색제.
수지에 색깔을 넣기 위해서는 안료 또는 염료가 사용된다. 액상 에폭시 수지는 일반적으로 안료에 대한
습윤성이 좋지만, 기계적인 혼합이나, 볼밀, 로울러 등으로 잘 그라인드하여 혼합하면 된다.
예를들면, 수지조성 쪽에 이산화티타늄을 넣고 경화제쪽에 오렌지, 그린 등과 같은 염료를 넣어 수지와
경화제의 혼합이 충분히 되었는지의 여부를 눈으로 쉽게 볼 수 있도록 하는 것은 수지를 혼합하면서 발
생할 수 있는 교반 불량등을 줄일 수 있고 경화후의 경화물의 색상을 원하는 대로 만들 수도 있다.
일반적으로 사용되는 안료로는 이산화티타늄, 카드뮴 레드, 샤닝 그린, 카본 블랙, 크롬 그린, 크롬 옐
로우, 네비 블루, 샤닝 블루, 등외에 많은 조색제 들이 사용되어 진다. 또한 이 조색제 중에 일부는 수
지와 반응하는 것도 있고 경화시에 경화 색상이 변색되는 것도 있으며 일부는 수지의 물성에 영향을 끼
치는 경우도 있다.
첨가제.
첨가제는 극미량을 사용하여 수지의 특성을 개량하며 경화시에 물성을 개량하고 기포 및 광택도를 조정
하기 위해 사용되어 진다.
일반적으로 사용되는 것은 수지의 기포를 제거하기 위한 목적으로 사용되어 지는 소포제 및 탈포제가 있
고 수지와 안료와의 분산효과를 증대시키기 위한 분산제, 에폭시 수지가 소재와의 밀착성을 좋게 하기
위한 Wetting 재, 점도 조절재, 수지의 광택도 조절을 위한 광택 조절제, 접착력을 향상 시키기 위한 첨
가제, 전기적 성질을 부여하기 위한 첨가제, 등등 수많은 첨가제 들이 있으며, 이러한 것들은 사용하고
자 하는 용도에 따라 또한 수지의 조성에 따라 적절히 사용되어야 한다.
이러한 것들은 필히 실험에 의해 사용량을 정하여야 한다.
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에폭시 경화제.
Epoxy 수지는 단독으로 사용되는 경우는 거의 없고 경화제와 배합하여 3차원의 열경화성 물질로 경화시
켜 사용됨으로 그 성능은 경화제의 선택에 크게 좌우된다.
에폭시 수지의 경화제는 종류에 따라 사용량이 수 PHR로부터 거의 동량사용되는 것까지등으로 다양하며
경화물의 성질, 혼합하였을 때 가사시간, 점도, 경화온도, 경화시간, 발열등 사용하는 경화제의 종류에
따라 차이가 있으므로 작업성과 경화물의 성능을 검토, 에폭시 수지의 선택과 함께 신중히 선택하여야
한다.
경화제를 사용할때 다음 사항에 유의 하여야 한다.
1.작업온도에서 점도, 가사시간, 발열, 독성 등과 경화시의 작업성.
2.필요한 경화온도 및 post cure의 온도 및 시간.
3.경화물이 필요로하는 물리적, 기계적, 전기적, 화학적 성질.
4.경화제의 가격.
경화제를 분류하면 경화제는 반응기구, 경화온도, 화학구조등에 따라 다음과 같이 분류한다.
1.반응기구에 의한 분류
촉매적으로 작용하는 것 : 제3 아민류, Imidazole 류
에폭시의 관능기와 화학양론적으로 반응하는 것 : 폴리아민, 산무수물
2.경화온도에 의한 분류
상온경화 : Diethylene Triamine 등
중온경화 : Diethyl amino propylamine 등
고온경화 : Phthalic acid anhydride 등
3.화학구조에 의한 분류
Amine 류
Aliphatic amine
Modifide Aliphatic amine
Aromatic amine
제 3급 아민
산무수물 : Phthalic Anhydride
Polyamide 수지
Polysulfide 수지
Bf3 - Amine Complex
합성수지 초기화합물 : Phenol 수지
기타 : Dicyan diamide , 잠재성 경화제: Dicy Melamine
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에폭시 수지의 경화제 해설.
에폭시 수지의 경화제로서 가장 많이 사용되는 것이 아민류이다.
Amine에는 Ammonia(NH3)의 수소가 탄화수소로 치환된 수에 따라 제 1 (R-NH2) 아민, 제 2 (R-NH-R)아
민, 제 3 (R3-N)아민이 있으며 1분자내에 Amino 기의 수에 따라 Monoamine, Diamine, Polyamine 이라
하고 치환된 탄화수소(R)의 종류에 따라 Aliphatic amine, Aromatic amine 으로 분류한다.
지방족 Polyamine
Aliphatic Polyamine 은 Glycidyl Ether 형, Glycidyl Ester 형 Epoxy 와는 반응이 빠르고 발열이 심하
며 가사시간이 짧다.
Polyolefine 계 Epoxy와는 반응이 늦고 상온 경화가 되지 않음으로 가열 또는 산성 촉진제를 사용하거
나 이를 함께 사용하여 일함으로 별로 사용되지 않는다.
제 3 아민을 촉진제로 사용할 경우에는 정량보다 줄이고 경화촉진이나 저온에서 경화시켜야 할 경우에
는 Phenol류, Triphenyl phosphite , DMP-30 등을 사용한다.
Polyamine의 경화물 물성은 열변형 온도 이하에서는 거의 같으며 일반적으로 강인하고 접착성이 좋으며
, Alkali 및 산에 강하고 내수, 내용제성이 좋다.
상온 경화된 것도 후 경화시키면 경화물의 성능이 좋아진다.
다음으로 각 물질별의 특징을 대표적인 것만을 기준으로 간략하게 기술한다.
Diethylene Triamine (DETA) Triethylene Tetramine (TETA)
자극성의 저점도 액체로서 Glycidyl Ether 형 수지를 상온 및 속경화를 필요로 할때 사용한다. 경화는
빠르지만 가사시간이 너무 짧고 급격히 발열하기 때문에 대량으로 사용하는 것에는 부적합하다.
Diethylamino propyl amine (DEAPA)
1분자중에 Primary amine 과 Tertiary amine 을 같이 갖는 경화제로서 DETA와 비슷하나 가사시간이 길
다. 증기압이 커서 독성이 크다. 경화물의 특성은 DETA와 비슷하나 전기특성 저온 특성과 점착성은 좋
고 내열성, 내약품성은 떨어진다. 완전 경화에는 가열 할 필요가 있으나 분자량이 큰 에폭시와는 수산
기와의 촉진효과 때문에 상온경화도 가능하다.
Menthane diamine(MDA)
저점도로 수지와 혼합이 용이하며 가사시간이 길고 가열하면 속히 경화된다. 투명화하면 열변형 온도가
150 C 이상 높아 열안정성이 우수하다. DETA등과 경화물 물성은 비슷하며 독성이 적다. 공기중의 CO2를
쉽게 흡수함 으로 가열경화시 발포되기 쉬운 결점이 있다.
N-aminoethyl piperazine (N-AEP)
1분자중에 제 1,제 2, 제3 아민을 같이 갖는 지환족 아민으로 경화에는 제1, 제2 아민이 작용한다. 무
색투명한 고비점 액체로 특성은 DETA와 유사하나 경화물의 내 충격성이 좋다.
M-xylene diamine (MXDA)
방향족기를 갖는 지방족 diamine으로 상온경화가 되며 내열성이 좋은 특성이 있다. DETA,TETA에 비해
자극성이나 독성이 적고 가사시간이 비교적 길며 점도가 낮다. 경화물의 일반 특성은 거의 같다. 공기
중의 CO2를 쉽게 흡수함으로 과열 경화시 발포에 주의 하여야 한다.
Isophorone diamine (IPDA)
무색의 저점도 액체로 pot life가 길고 여러면에서 MDA와 비슷하다. 상온 경화도 가능하나 후경화가 필
요하다. 후 경화시키면 무색투명한 경화물이 되어 광 통신재료, 내열성 RIM의 경화에 쓰이며 가열 경화
물은 HDT가 높고 내약품성 등 물성이 우수하다.
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건설재 에폭시 특징
1. 머리말
에폭시는 접착성과 내화학성이 우수하기 때문에 최근에 널리 사용되는 건설재료이다. 건설분야에서 에폭시의 용도는 크게 세 가지로 구분할 수 있다. 첫째로는 콘크리트 구조물이나 강구조물의 표면 강화와 부식을 방지하기 위한 도장재료의 일종으로 사용된다. 둘째로는 콘크리트 구조물에서 균열 및 박리 현상이 발생하였을 경우 더 이상의 열화현상 진전을 방지하기 위한 보수재료로 사용된다. 셋째로는 탄소섬유나 폴리섬유류를 이용한 구조물 보강재의 접착제로 사용된다. 이렇게 다양한 용도로 사용되는 에폭시에 대하여 건설기술자들이 대부분 화학적, 물리적 기본 물성을 바로 알지 못하고 사용하므로써 필요로 하는 요구성능을 확보하지 못하는 경우가 있다.
본고에서는 에폭시에 대한 건설기술자들의 이해를 돕기 위하여 에폭시의 정의와 화학적 구성, 반응기구 및 물성특성에 대하여 기술하고자 한다.
2. 에폭시란 무엇인가
에폭시수지란 구성하고 있는 분자의 화학적인 단위로서 반드시 에폭시 결합을 갖고 있는 수지를 총칭한다. 또 일반적으로 에폭시수지는 수지(주제) 단독으로 사용되는 일은 거의 없으며 경화제(부제)를 첨가하여 열경화성 플라스틱의 상태로 사용되는 것이 보통이므로 수지의 중간체(oligomer)라고 생각하는 것이 타당하다. 경화된 에폭시수지는 점도, 접착성, 내약품성 및 전기적 성질 등이 우수하며 다른 종류의 단일 플라스틱에서는 이와 같은 우수한 성질을 종합적으로 보유하고 있는 것은 찾아보기 어렵다.
에폭시란 희랍어의 "넘어서" 또는 "사이에"란 뜻과 영어의 "산소"의 합성어로서 소위 산소를 사이에 둔 화합물을 말하며 에폭사이드 구조를 가진 화합물의 총칭이다. 따라서 가장 간단한 에틸렌옥사이드(ethylene oxide)도 에폭시 화합물이지만 건설재료로 사용되는 에폭시수지는 주로 비스페놀A(bisphenol A) 즉, 페놀 2분자와 아세톤(acetone)의 축합(condensation)으로 생성된 화합물과 에피크롤로히드린(epichlorohydrin) 분자 속에 에폭시기를 갖는 화합물의 축합 생성물인 폴리글리시딜에테르(polyglycidyl ether)형 수지이다. 그 기본적인 구조는 그림1과 같은 화학결합으로 되어 있으며 여기서 n은 1~4로 수지의 중합(polymerization)도를 나타내며 실용적인 n의 수는 최대 15까지이다.
그림1.에폭시의 기본구조
이 에폭시수지 이 외의 다른 종류의 에폭시를 화학적으로 표현하면 그림2와 같은 종류가 있다.
그림2. 에폭시 종류
비스페놀(bisphenol) F형 에폭시수지는 위에 나타낸 바와 같이 수지의 양측에 있는 에폭시기와 수지 내에 있는 수산화기가 반응에 참여하는 부분이며 여기에 사용되는 경화제의 종류에 따라 수지의 성질은 현저한 차이를 나타낸다. 경화제는 사용목적과 경화물의 사용 온도 범위, 내약품성, 내후성, 전기적 성질, 접착력, 작업조건, 기계적 성질등을 잘 고려 하여 가장 효율이 좋은 것을 선택하여야 한다.
3. 에폭시수지의 제조
에폭시가 생성되는 대표적인 반응은 탄화화합물로 구성된 에피크롤로히드린과 에폭시수지의 최소 단위인 디글리시딜 에테르인 비스페놀A의 반응에 의하여 이루어지며 그 과정은 그림3과 같이 이루어진다.
그림3.에폭시 생성반응 예
여기에 표시한 반응은 비스페놀A의 디글리시딜 에테르이며 에폭시수지의 최소단위이다. 이것을 단계마다의 반응으로 나타내면 그림4와 같다.
그림4.단계별 에폭시 생성반응
이 반응에 있어서 에피크롤로히드린을 비스페놀A에 대해 과량으로 존재시키면 반응은 대부분 (Ⅰ)의 단계에서 정지하지만 첨가량이 적으면 즉 몰비가 1에 가까우면 반응은 더욱 진행하여 (Ⅰ)의 단계보다 고도의 중합물이 생성된다. 그 반응은 그림 5와 같으며 이 반응이 반복되므로써 중합반응이 진행되어 에폭시수지가 생성된다. 반응을 진행시키는 알카리는 보통 수산화나트륨(NaOH)이고 반응온도는 50~120℃이다. 생성 수지의 중합도는 반응기 안의 비스페놀A와 에피크롤로히드린의 몰비에 따라 달라지므로 생성 수지의 일반적인 성상은 표1과 같다.
그림5.중합반응 반복과 에폭시수지 생성
표1.에폭시수지의 일반적인 성상
bisphenol/epichlor ohydrin몰비 중합도n 분자량 에폭시기의 수 에폭시당량 수산화기의 수 하이드록시당량
1 / 2 0 340 2 170 0 85
2 / 3 1 625 2 312 1 125
3 / 4 2 908 2 452 2 151
4 / 5 3 1192 2 596 3 170
5 / 6 4 1476 2 738 4 184
a:에폭시수지의 분자량을 에폭시기의 수로 나눈 것(에폭시기 1g 당량을 함유하는 수지의 g수)
b:에폭시수지의 분자량을 수산화기의 수로 나눈 것(수산화기 1g 당량을 함유하는 수지의 g수)
4. 에폭시수지의 일반적인 특성
합성수지는 폴리에틸렌(PE)이나 염화비닐수지(PVC)와 같은 열가소성(thermoplastic)수지와 페놀수지나 멜라민수지와 같은 열경화성(thermosetting)수지로 대별된다. 전자는 가열에 의해 수지가 변형되고 냉각시키면 다시 재생할 수 있지만 열경화성수지는 열에 의해서 다시 재생하여 사용할 수 없으며 불가역성의 성질이 있다. 에폭시수지는 열경화성수지에 속한다.
수지는 중합반응하여 구성단위가 두 개 이상 반복되는 결합을 하게 되면 어느 정도 다른 성질을 부여할 수 있으며 이것은 조성의 구성단위 그 자체는 변하는 것은 아니며 중합의 정도, 중합의 수에 따라 성질의 차이가 생기는 것이다. 합성수지의 중합도는 수십에서 수십만에 이르는 것도 있지만에폭시수지의 실용적 중합도는 단일 분자 또는 고작 수십 정도의 중합도에 이르는 것도 있다. 중합도가 수십만에 이르게 높은 것은 열가소성의 풀리카보네이트(polycarbonate, PC)수지에 가까운 것으로써 점도가 매우 높고 항상 아세톤, 메틸에틸케톤(methylethylketone), 폴리글리콜에스테르(polyglycol ester) 및 에테르 등의 용제에 용해된 상태로 사용되며 현재는 실용성이 떨어진다.
에폭시수지의 특징을 폴리에스테르수지, 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지 등의 열경화성수지와 비교하여 요약하면 다음과 같다.
(1)경화에 있어 수축반응이 매우 작고 휘발물이 발생하지 않는다.
(2)경화수지의 전기적 성질이 매우 우수하다.
(3)기계적 성질이 매우 우수할 뿐만 아니라 형상 안정성이 매우 좋다.
(4)기계 가공성이 좋은 것을 만들 수 있다.
(5)내수성, 내약품성이 우수하며 화학 저항력이 높은 것을 만들 수 있다.
(6)가소성이 우수한 성질을 부여할 수 있다.
(7)내마모성이 우수한 성질을 부여할 수 있다.
(8)각종의 충전재, 예를 들면 무기, 유기, 금속분, 모래 등을 다양하게 첨가할 수 있다.
(9)금속, 목재, 시멘트, 유리, 플라스틱 등 거의 모든 것에 접착시킬 수가 있고 또한 금속과 시멘트 등, 이질 물질간의 접착제로 사용할 수 있다.
(10)저장 안정성이 높고 경화제를 첨가하지 않으면 기후, 온도에 관계없이 장기간 보존이 가능하다.
일반적으로 에폭시수지는 중합도에 의해 상온에서 액체, 반고체상과 고체의 형태로 되어 있고 중합의 범위에 따라 분류하여 사용된다. 이 외에 n-부틸글리시딜 에테르, 폴리글리콜 글리시딜에테르, 유기지방산 글리시딜 에스테르 등의 반응성을 함유한 액상수지나 프탈산디부틸 등의 가소제를 함유한 에폭시수지도 있으며 또 수지를 톨루엔, 엑시렌, 아세톤, 메틸레틸케톤 등의 불활성용제나 활성용제에 용해하여 사용에 편리하도록 한 것도 있다.
5. 에폭시수지의 응용 분야
에폭시수지와 경화제를 성형하기 위해서 경화제와 수지를 상온이나 가온 상태에서 혼합하여 경화시킨다. 그러나 이런 경우 압력을 가해야 할 필요는 없다. 경화되는 동안 기포는 발생이 감지될 수 없을 정도로 발생하고 반응 진행과정 중에는 발열을 수반한다. 경화된 에폭시는 불용성이고 등방성이며 수분이나 약산, 알칼리, 대다수의 유기용제 및 공기의 영향에 민감하지 않은 편이다.
성형한 에폭시는 화학산업에서 배터리 케이스, 원심분리기와 분리막 펌프, 액상운반 파이프, 플랜지 커플링, 잠금쇠, 분리막이나 뚜껑밸브 부분, 실험실 제품, 건조용기 등에 이용되고 전기 산업에서는 고압, 정전류 적용품, 전화, 고주파 장치, X선 기계, 전기측정 장치, 연소엔진의 전기장치, 변압기, 고정자, 회전자, 정류기, 브레이크 회로, 슬리브, 케이블 정착단등에 다양하게 이용된다.
5.1코팅 재료
에폭시수지는 표면 코팅 또는 페인팅으로 가장 많이 사용된다. 코팅용으로 초기에 사용된 에폭시수지의 주요 형태는 아민 경화제 배합의 도료, 에스테르계 도료, 에폭시-우레아수지계 및 에폭시-페놀수지계 등이 있다. 에폭시수지 제조회사와 페인트 제조회사의 기술개발로 제1아민 보다도 더욱 취급이 용이한 경화제 즉, 완전히 경화할 때까지의 시간이 길고 두터운 도막 형성용의 케티민계 잠재성의 경화제 등이 개발되었다.
에폭시수지로는 실리콘 변성 에폭시수지, 콜타르 변성 에폭시수지 등 종전의 에폭시수지보다 내구성이 우수한 것이 개발되었으며 배수갑문 및 해양구조물과 선박의 방식용으로 에폭시수지를 기재로 한 아연의 함유량이 많은 프라이머 및 콜타르-에폭시수지 등 중방식 도료가 개발되었다.
1960년대에 상당한 고분자량을 지닌 에폭시수지가 개발되었으며 이 고분자량의 수지는 반응성이 있는 관능기인 수산화기의 함유량이 많으므로 멜라민수지, 페놀수지 또는 이소 시아네이트류로 가교할 수 있는 점에서 사용범위가 넓다.
한편 전기용품 도장재료로 개발된 에폭시로는 에폭시수지를 기재로한 열경화성의 수지 분말을 사용하는 유동상법, 정전영동법 등의 도장공법의 개발과 더불어 소형의 전동기 고정자의 도장 및 대형의 전동기류의 도장에 에폭시가 전기 절연 재료로 사용되고 있다.
5.2건설용 재료
에폭시수지는 건설분야에도 널리 사용되고 있다. 도로건설 및 교량건설에 있어서 콘크리트 보강재중 시일재료로서 에폭시수지가 사용되어 노면의 미끄럼 저항을 높이고 콘크리트의 동결융해 작용에 대한 보호재로 또는 제설재의 화학적 침해를 방지하는 보호용으로도 사용되며 도로포장의 콘크리트 상판과 윗층의 아스콘 포장 사이의 접착 및 분리용으로 응용할 수 있다.
도로포장 재료의 한 요소로 에폭시가 개발된 이후 다량의 충전재를 첨가한 흙손칠용의 혼합수지에서부터 셀프레벨링용의 테라조, 흘림칠용의 바닥재에 이르기까지 다양한 용도의 에폭시가 개발되어 취성이 강한 시멘트의 약점을 보완하게 되었다.
이렇게 건설분야의 표면 강화용으로 사용되는 에폭시의 구성을 약간 바꾸면 균열이나 패인데가 생긴 콘크리트의 보수용으로 사용할 수 있으며 또 특수한 목적으로 콘크리트 상호간 및 콘크리트와 골재와의 접합용 접착제로 이용되고 있다. 이것은 아민계 상온 경화제가 온도에 민감함에도 불구하고 완전하게 경화되지 않은 콘크리트 또는 경화된 콘크리트와 접촉하여 결합강도를 우수하게 할 수 있는 에폭시수지 배합물의 가공법이 개발되었기 때문에 가능하였다.
이 방면에 있어서의 개발연구는 최근에는 콘크리트 혼합물 중에 에폭시수지를 혼합시키는 방법으로까지 확대되고 있다. 이 밖에도 건설용으로 에폭시의 활용 가능한 분야는 상당히 넓은 영역에 이른다. 그러나 에폭시가 건설용 재료로 널리 사용되기에는 해결하여야 할 많은 문제-가령 최적의 처방 및 사용법의 개발과 무기질 재료의 사용에 익숙한 건설기술자들에게 유기물 재료의 개념과 재료의 가치를 인식시키는 등-가 남아 있다.
6. 맺음말
다양한 형상을 지니고 수지 및 경화제의 종류에 따라 성질이 매우 다른 에폭시에 대하여 앞에서 기술한 내용으로 특성을 이해하는 데는 부족함이 많을 것이다. 그러나 지금까지 건설분야에서는 에폭시의 화학적 구성 및 특성에 대한 이해가 거의 없는 상태에서 에폭시를 사용하므로써 에폭시가 지닌 성능을 충분히 확보하지 못하고 에폭시 공급자를 원망하였으며, 또한 충분한 소요성능을 확보할 수 없는 에폭시를 오용하여 추가적인 보수를 시행하는 오류를 범 하는 경우가 많았다.
본고에서는 에폭시의 기본적인 구성 및 특성을 건설기술자가 짧은 시간에 쉽게 이해하는데 초점을 맞추었다. 건설분야에서 에폭시를 필요로 하는 작업의 수행에 앞서서 사용목적에 적합한 에폭시의 종류, 주제와 경화제의 배합비 및 에폭시가 사용되는 바탕 건설재료에 대한 적용성을 보다 철저히 분석하여 기본적으로 우수한 성능을 지닌 에폭시를 효율적으로 활용할 수 있었으면 한다.♧
참고문헌
1.G. S. Springer, B. A. Sanders and R. W. Tung, "Environmental Effects on Glass Fiber Reinforced Polyester and Vinylester Composites", IBID, vol. 14, pp.213-232, 1980.
2.C. A. May, "Epoxy Resins", Marcel Dekker Inc., 1988.
3.J. L. Christian, W. E. Witzell, and B. A. Stein, "Environmental Effects on Advanced Composite Materials", ASTM STP 602, 1976.
■ 에폭시 수지 도료
- 도료 : 부식을 막기위해 도장하는데 사용되는 도료로서 에폭시수지, 콜타르, 안료, 경화제 및 용매를
주원료로한 이액형이다.
- 품질 : 도료 및 도막의 품질은 표시한 시험항목에 따라 시험했을 때 그 결과가 표의 품질규정에 적합
하여야 한다.
■ 에폭시 수지 도료 및 도막의 품질
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시 험 항 목 |
품 질 규 정 |
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1. 작업성
2. 부착성
3. 내충격성
4. 내굴곡성
5. 내습성
6. 염수분무 시험 |
- 도장작업에 지장이 없을것
- 도막의 벗겨짐이 없어야 한다
- 도막의 갈라짐, 벗겨짐이 없어야 한다.
- 도막의 갈라짐, 벗겨짐이 없어야 한다.
- 도막의 연하, 벗겨짐, 녹슨 부분이 없어야 한다.
- 도막의 부풂, 갈라짐, 녹슨부분이 없어야 한다. |
■ 타르 에폭시 수지 도료 및 도막의 품질
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시험항목 |
품 질 규 정 |
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- 용기안에서의 상태
- 작업성
- 고착건조(시간)
- 도막의상태
- 냉열 반복 시험
- 내알칼리성
- 내산성
- 내휘발유성
- 염수 분무 시험
- 내습성
- 혼합 도료중의 불휘발분(%)
- 에폭시 수지의 검출 |
- 주제 및 경화제가 덩어리가 없이 균일한 상태이어야 한다.
- 에어리스 분무 도장 작업 후에 흐름이 없어야 한다.
- 24 이내
- 견본품에 비하여 흐름, 핀홀, 주름 등의 정도가 크지 않아야 한다.
- 3매의 시험편 중 2매 이상에 부풀음, 갈라짐, 벗겨짐 등이 생기지
않아야 한다.
- 168시간 담가서 시험편 3매 중 2매 이상에 갈라짐, 벗겨짐, 부풀음, 용출 등이 없어야 한다
- 168시간 담가서 시험편 3매 중 2매 이상에 갈라짐, 벗겨짐, 부풀음 및 녹슨 부분이 없어야 한다.
- 시험편 3매중 2매 이상에 주름, 벗겨짐, 부풀음, 갈라짐 등이 없어야 한다.
- 시험편 3매중 2매 이상에 갈라짐, 부풀음, 벗겨짐 및 녹슨 부분이
없어야 한다.
- 시험편 3매중 2매 이상에 갈라짐, 부풀음, 벗겨짐 및 녹슨 부분이
없어야 한다.
- 60이상
- 에폭시 수지가 존재하여야 한다. |
■ 도장제품의 품질
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시 험 항 목 |
품 질 규 정 |
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1. 내부도막 온수 저항성
2. 내부도막 열순환 저항성
3. 내·외부 도막 부착성
4. 내·외부 도막 두께 |
1. 관 150mm를 절단하고 절단면은 적당한 보호물로 덮고 95±3℃
수조에 24시간 침전후 부풂이 없어야 한다.
2. KSD4307 표6에 따라 1500회 경과후 내부도장면의 부풂 녹슨부분이 전체면적의 1% 이내, 3mm 이내
3. KSM ISO2409 부착성시험에 따르고 떨어짐이 내부 5% 이내, 외부 5~15% 이어야 한다.
4. 내부도막 120㎛이상 외부도막 40㎛이상 이어야 한다. |
| 에폭시 방진 바닥재 3 mm |
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본 시방은 도면에 표기된 에폭시 바닥 마감공사에 적용하며 내마모성 및 내충격성이 우수한 무용제, 자체평활형 에폭시 수지를 주성분으로 한 2액형 도료로서 KCC 또는 동등 이상의 제품으로 사전에 견본을 제출하여 감독관의 승인을 득한 후 적용한다.
가. 적용범위
1. 기계실, 전기실, 주차장 바닥
2. 원자력 발전소, 전자, 화학, 제약공장, 육가공 공장, 냉장창고 바닥등
3. 기타 심한 마모환경에 있거나 내충격성 및 방진성이 요구되는 바닥
나. 시 공
1. 바탕처리
(1) 소지는 충분히 양생되어야 한다. (20 ℃기준, 30일 이상 양생)
(2) 소지표면의 LAITANCE, 먼지, 유분등 기타 오염물은 완전히 제거하여야 한다.
(BLASTING, CHIPPING, DIAMOND WHEEL GRINDING 또는 10 ％ HCL 산세 척 등)
(3) 적합한 pH값 기준은 pH7∼9이다. (함수율 6 % 이하)
(4) 틈새나 홈은 에폭시 퍼티 EC264로 메꾸어 주며, CRACK이 심한부분은 에폭시 레진몰탈로 보수하고 신축줄눈은 도장완료후 CUTTING하여 PU9330으로 SEALING한다.
(5) 벽면과 바닥이 접한부위 등의 가장자리는 V-CUTTING 한다. | | |
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2. 도장사양
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구분 |
제 품 명 |
도막두께 |
도장방법 |
색 상 |
비 고 |
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하도 |
코렢폭스 프라이머/실러 EP118 |
50 μ |
B.R.S |
투명 |
소지 강도보강 및 부착성
향상을 위한 프라이머 |
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중도 |
코레폭스 F.C EU225
코레폭스 F.C EU225 |
500 μ
2,500 μ |
RAKE,
헤라 |
유광
모든색 |
내약품성, 기계적물성 및
마모나 충격의 견딤성이
우수한 자체평활형 바닥재 |
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상도 |
코레폭스 톱코우트 ET566 |
50 μ |
R.S |
모든색 |
부착성, 내마모성, 내약품성
등이 우수한 마감재 | | | |
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* 도장방법의 약어 : B => 붓, R => 로울러, S => 스프레이
3. 제품별 도장방법
(1) 하도
- 바탕처리가 끝난 후 코레폭스 프라이머/실러 EP118의 주제와 경화제를 부피비 1:1로 충분히 혼합한 다음 붓, 로울러 또는 스프레이로 50 μ 1회 도장한다.
- 소지표면에 충분히 흡수되도록 도료량의 최대 30 ％까지 해당신나 024와 희석하여 도 장한다.
- 1회 도장시 도장면의 흡수가 심한부분(초기 바탕소지 색으로 환원되는곳)은 하도를 추가 도장하여야 한다.
(2) 중도
- 하도도장 후 20 ℃에서 최소 24시간 경과한 다음 하도 도막위의 모든 오염물을 제거 하고 도장면적 및 도막두께 0.5 ㎜에 대한 소요량을 정확히 계산하여 코레폭스 F.C EU225의 주제와 경화제를 부피비 3:1로 혼합한다.
- EU225의 주제와 경화제를 충분히 혼합후 도료를 바닥면에 부은 다음 RAKE 또는 헤라를 사용하여 도막두께 0.5 ㎜로 SCRAPING 도장한다.
- EU225 SCRAPING 도장후 20 ℃에서 최소 36시간 경과후 도장면적 및 도막두께 2.5 ㎜에 대한 소요량을 정확히 계산하여 EU225의 주제와 경화제를 무게비 3:1로 혼 합한다.
- EU225의 주제와 경화제를 충분히 혼합후 도료를 바닥면에 부은 다음 RAKE 또는 헤라를 사용하여 총도막두께 3 ㎜가 되도록 RAKE의 끝을 긁거나 펴면서 도료가 전 면에 골고루 잘 퍼지도록 도포한다.
- 중도 EU225 도포직후 희석제 024를 살포하여 표면기포를 제거할 수도 있다.
(3) 상도
- 중도도장 후 20 ℃에서 최소 36시간 경과한 다음 코레폭스 톱코우트 ET566의 주제와 경화제를 부피비 3:1(무광은 4:1)로 충분히 혼합하여 로울러 또는 스프레이로 도막두께 50 μ 1회 도장한다.
- 이때, 필요시 희석제 024를 부피비로 도료량의 최대 10 %까지 희석하여 도장한다.
- 도장면의 NON-SLIP 요구시는 SPATTERING 도장한다. (AIR SPRAY 도장)
- LINE MARKING시는 상도도장 후 20 ℃에서 24시간 경과한 다음 ET566의 백색 또 는 황색을 사용하여 LINE MARKING 한다.
- 이때 LINE MARKING 주위가 오염될 위험이 있으므로 도장면 주변에 MASKING TAPE로 TAPING후 도장한다.
4. 도장시 주의사항
(1) 도장 및 경화시 주위온도는 10 ℃이상이 적합하며, 수분의 응축을 피하기 위하여 표면 온도는 이슬점보다 2.7 ℃ 이상이어야 한다.
(2) 각 도료는 도장하기전 주제와 경화제를 지시된 비율에 따라 고속교반기(RPM 1,000 ∼1,500)로 약 4∼5분간 균일하게 혼합하여 사용한다.
(3) 중도는 경화불량, 물성저하 및 기포가 발생될 수 있으므로 희석하지 않는다.
(4) 콘크리트 내부의 기공으로 중도 도포시 기포가 발생될 수 있으므로 반드시 SCRAPING 도장 및 본도장의 2회로 나누어 시공한다.
(5) 상도 SPATTERING 도장시 무늬의 크기는 사전 시험 도장을 통해 도장상태 및 도막 상태를 점검후 전면 도장한다.(AIR SPRAY 도장)
(6) 에폭시 중도는 시공 이음매의 LEVELLING을 고려하여 신속히(20 ℃에서 10분이내) 시공하여야 한다.
(7) 충분한 환기하에서 작업을 하여야 하며 밀폐된 공간에서 작업시 반드시 호흡기 보호장구를 착용하여야 한다.
(8) 상도인 ET566 등은 옥외 노출시 EPOXY 도료 특성상 변색 및 CHALKING 현상이 발생될 수 있으므로 유의하여야 한다.
(9) 각 도료는 가사시간을 준수하여 시공한다.
- EP118 : 8시간, EU225 : 1.5시간, ET566 : 8시간 (20 ℃ 기준) | | | |
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에폭시 수지배합 |
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- 모든 에폭시 수지는 주제와 경화제가 있으며 주제와 경화제를 혼합하여 화학적 반응을 일으켜 최대 물성치를 발휘하게 하기 위하여 제조과정에서 만들어진 것이 배합비입니다.
- 주제와 경화제의 배합비는 정확하게 저울로 계량<중량비>하는 것이 바람직 합니다.배합비의 공차는 (1:1±1.0, 2:1±0.5, 3:1, 4:1, 5:1, 10:1±0.01) 다소 약간에 차이는 있으나 가급적 정확히 계량하는 것이 바람직합니다.
- 배합비를 무시할 경우 물성은 극도로 약화될 수 있고 경화되지 않고 물렁거릴 수 있습니다.
- 간혹 사용자가 계절에 따라 경화제량을 임의로 조정하는데 이 방법은 좋지 않습니다. 단 SET 단위로 한번에 배합할 경우는 계량이 필요없으나 통에 남은 잔량은 모두 사용해야 합니다.
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 혼합 |
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- 혼합(교반)은 여러 형태로 하지만 약상인 경우 소형드릴 전동믹서 등으로 상하좌우 골고루 교반하고 1차 배합한 통에서 끝내지 말고 다른 배합통으로 옮겨 재교반하여야 최대효과를 볼 수 있으며 1~2kg 소량 배합하여 사용하는 곳은 금속 주걱등으로 사용하여도 무방하나 교반은 충분히 하십시오.
- 퍼티형인 경우 평판이나 합판같은 곳에 철헤라, 고무헤라등으로 색상이 균일하게 나올 때까지 하는 것이 바람직 합니다.
- 배합비는 정확히 계량하였어도 혼합이 부분적으로 덜되면 이 또한 물성이 약해지고 굳지 않는 현상들이 생기므로 주의하십시오.
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가사시간 |
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- 주제와 경화제를 혼합하면 일정시간이 지나면서 화학반응이 일어나 발열이 생기면서 점도가 상승됩니다. 화학반응이 일어난 시점에서 가속도가 점점 빨라지고 사용할 수 없는 상태로 변합니다.이것을 가사시간(POT Line)라고 합니다.
- 가사시간은 상온(약25℃)기준이며 온도가 높으면 빨라지고 온도가 낮으면 느려집니다. 또 양이 많을수록 빨라지고 양이 적을수록 느려지는 성질을 가지고 있습니다.
- 가사시간이 지난 약제는 사용하지 말고 다시 배합하여 사용하십시오.가사시간이 지난 약제를 사용할 경우 접착, 물성이 극도로 약화됩니다.
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지촉건조시간 |
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- 손으로 가볍게 접촉하였을 때 손에 묻어나지 않는 상태를 말하며 이 때 재작업이 가능한 시기입니다.
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경화시간 |
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- 강도발현, 물성이 80%정도 이루어진 상태를 말하며 화학적 반응이 끝나는 시점은 상온 25℃에서 168시간입니다. 밀폐된 공간에서 작업한 상태나 고강도를 요구하는 곳 내산성능을 요하는 곳은 양생기간이 충분히 필요합니다.
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방수나 표면도장을 성공적으로 하기 위해서 제일 중요한 것은 하도면의 처리입니다.이 것은 마치 건축물에서 기초공사와 같은 것으로 도장의 성공, 실패는 이 기초공사에 달려있으므로 각별한 주의를 요합니다.
1. 시멘트, 콘크리트 바닥의 레이턴스 제거 : 신축콘크리트 바닥면에는 레이턴스(Laitance:흰분말)가 한 벌 덮혀 있으며 이것은 도막층간박리의 원인이 되는 도막부착방지제이므로 와이어 브러쉬나 샌드 블라스트등으로 완전히 처리하고 먼지를 수세나 진공흡착기등으로 완전히 제거하십시오.
2. 기름기는 휘발류, 솔벤트 등으로 깨끗이 제거하십시오.
3. 습기나 물기는 최대한 제거해야 합니다.(단, 프라이머가 습식인 경우 약간 젖어있는 정도는 무방)
4. 먼지는 완전히 제거하여야 합니다.
5. 이형제, 몰탈은 완전히 제거하여야 합니다.
6. 칼라하드너 바닥은 평삭기, 연삭기등으로 최대한 표면을 거칠 게 갈아내야 합니다.
7. 너무 매끄럽게 시공된 콘크리트 바닥은 도료의 부착이 잘 안되므로 굵은 샌드페퍼등으로 갈아내고 도장을 도장하는 것이 바람직하며, 좋은 결과를 위해 권장하는 바입니다.
시멘트바닥의 염산처리 : 레이턴스가 있는 새 시멘트 바닥 또는 아주 곱고 매그럽게 손질된 시멘트 몰탈바닥은 도료의 부착이 나쁘기 때문에 염산처리를 하기도 합니다.
처리방법은 염산용액(농염산과 물 1:1 용량비 혼합액)으로 충분히 중화 부식처리를 하고, 완전히 수세와 건조를 시킨다음 도장을 합니다. |
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표면 그라인딩 및 표면 오염물질 제거 |
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- 그라인딩으로 표면처리시는 톱밥(미송)을 물기가 있을 정도로 만들어 콘크리트 표면에 뿌린 후 그라인딩 작업을 하면 먼지가 적게 발산됩니다.
- 표면처리후 콘크리트 표면의 오염물질 및 먼지는 진공청소기를 이용하여 완전히 제거해야 합니다.
- 표면의 돌출부위는 그라인딩, 낮은 부위나 패인곳은 합성수지형 몰탈로 조정합니다.
- 균열이 있는 부위는 "V"자 형으로 파내고 합성수지형 몰탈 또는 메꿈(Sealing)처리 합니다.
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그라인딩 방법 |
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- 고속으로 회전하는 Wire cup brush 또는 diamond wheel 그라인더를 이용하여 부유물질 및 오염물질을 제거합니다. 전처리 작업후 모든 오염물질 및 피도체 표면으로부터 충분히 제거하여야 합니다.
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- 배합비를 준수하십시오.
- 교반을 충분히 하십시오.
- 가사시간 내에 사용하십시오.
- 충분한 경화후에 사용하십시오.
- 5℃이하인 경우 작업을 중지하십시오. 부득이한 경우 간접 가열에 의해 온도를 상승시켜 주십시오.
- 밀폐된 곳이나 통풍이 잘 안되는 곳의 도장시에는 용제나 수분의 증발이 더디기 때문에 나쁜 결과를 가져오게 됨으로 이런 곳의 도장시에는 도장후 환풍기로 용제나 수분을 최대한 속히 제거해 주어야 합니다.
- 보관 시에는 직사광선을 피하고 습기가 없는 곳에 보관하십시오.
- 사용후 남은 제품은 가능한 한 질소를 충진, 밀폐하여 보관하십시오.
- 작업후 공구를 신너로 즉시 세척하여 보관하십시오.
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작업안전사항 |
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- 작업 전에 제품에 대한 물질 안전 보건 자료(MSDS: Material Safety Data Sheets)를 충분히 숙지한 후에 작업에 임하십시오.
- 반드시 안전 작업복과 안전 장갑, 보호안경, 보호마스크 등을 착용하고 작업하십시오.
- 흡입시 : 자극 발생, 알레르기 반응, 구토, 호흡곤란, 천식, 과량 흡입시 사망 가능성이 있습니다.
- 피부접촉 : 자극발생, 알레르기 반응, 화상. 안전장갑과 안전작업복 착용하십시오.
- 눈 : 자극발생, 눈 손상. 보호안경 착용하십시오.
- 섭취 : 메스꺼움, 구토, 설사, 위통, 불규칙한 심장박동, 혈액장애, 혼수상태
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제품의 폐기 |
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- 경화가 진행된 제품은 특별한 추가처리 없이 폐기 가능합니다.
- 사용후 남은 제품을 폐기할 경우에는 주제와 경화제를 혼합하여 경화시킨후 폐기하십시오.
- 이때 너무 많은 양을 한꺼번에 반응시키지 말고 소량씩 반응 폐기하십시오.
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접착제의 이해 | |
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접착제 본드에 관한 간단한 상식
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| 접착제 |
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2가지 동종 또는 이종의 고체에 어떤 물질을 개입시켜 결합하는 현상으로, 이러한 물질을 |
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접착제라고 하며 접착 되어지는 고체를 피착제라 한다. 접합과의 차이점은 습윤현상이 |
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발생한다는 것이다. |
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습윤(wetting)현상- |
접착제 및 피착제가 서로 유사성을 발휘하여 나타나는 현상.물과 기 |
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름이 섞이지 않는것은 상호간에 유사성이 없기 때문이다. 어떠한 타 |
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입의 접착제라도 도포시에는 액상인데 이것은 유독성을 부여해서 접 |
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착제가 피착제의 구석구석까지 침투하게 하기 위해서이다. | |
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접착현상을 유발시키는 모든 물질이며, 주성분에 따라 유기접착제와 무기접착제로 나눌수 |
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있으며 유기접착제는 천연접착제와 합성접착제로 분류된다. 또한 경화방법에 따라 상온경 |
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화접착제, 용융형접착제로 분류되고 기타 열경화, 감압, 반응형 접착제등이 있다. | |
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접착제와 피접착제가 단일 물질로 되기 위한 과정. |
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접촉 : 도포된 접착제와 피착제간에 접착을 위한 최초의 만남. |
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습윤(wetting) : 피착제와 접착제 간의 상응단계. 서로간의 친화력에 의해서 적당한 습 |
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윤이 발생. 피착제에 따른 수성접착제, 유성접착제 구분의 기준 | |
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결합 : 접착강도 발생 인자 제공, Anchor, Zipper, 모세관 현상 등의 역학적 접착 발생 |
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유지 : 일정한 외력에 의해 변형이 없이 접착상태를 나타내는 현상 |
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외력 - 온도, 습도, 압력등 | |
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접착경로의 사항들이 모두 만족해야 합니다. |
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작업성과 조화를 이루어야만 생산성이 높아질 것입니다. |
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피착제의 종류가 무엇인가? |
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어떤 목적으로 사용할 것인가? |
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접합부의 조건(온도, 습도, 함수율, 오염도 등)은? |
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도포 방법은? |
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접합부의 형태는? |
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작업조건 및 사용계기가 적당한가? |
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선정 | |
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피착제 표면 문제 |
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접착제 선정 문제 |
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피착제의 변형 - 뒤틀림, 수축, 팽창등 |
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작업방법 및 사용방법의 문제(TDS 준수여부) | |
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시멘트류, 규산소다(물유리)류, 세라믹, 기타 |
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합성계 |
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수지계 - 열경화성 - 요소계, 멜라민계, 페놀계, 불포화 폴리에스테르계, 에폭시계, 레졸시놀계 |
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| - 열가소성 - 초산비닐계, 폴리비닐알코올계, 염화비닐계, 폴리비닐아세탈계, 아크릴계, 포 |
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화폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리에틸렌계 |
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고무계 - 스틸렌 - 부타디엔고무계, 니트릴고무계, 부틸고무계, 실리콘고무계, 클로로프렌고무계 |
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혼합계 - 페놀 - 비닐계, 페놀 - 크로로프렌고무계 |
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- 에폭시 - 폴리아미드계, 니트릴고무 - 에폭시계 |
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| 천연계 |
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녹 말 계 - 녹말, 덱스트린 |
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단백질계 - 아교, 카세인 |
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수 지 계 - 송진, 셀락 |
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고 무 계 - 라텍스, 고무풀 |
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아스팔트지 | |
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용제건조(증발, 휘산)형 - 수용 매형 : 아교, 초산비닐계 |
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촉매첨가형 : 요소계, 페놀계, 에폭시계 |
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습기경화형 : 시아노아크릴레이트 |
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혐기 성형 : 폴리에스테르아크릴에이트 |
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에폭시계, 페놀계 |
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핫멜트 : 에틸렌, 초산비닐 공중합체, 열가소성 수지 |
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히이트시일(Heat seal) |
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콘텍트 시멘트, 셀프시일(Self seal), 딜레이드 텍크(Dealyed tack) |
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수 형 : 아교, 아라비아고무 |
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용제형 : 합성고무 |
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습기 경화형: 공기중의 수분이나 피착제의 표면에 부착되어 있는 수분에 의해 증합을 개시하여 경 | |
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혐기성접착제: 공기중에서는 액상을 유지하지만 공기를 차단하면 경화한다. | |
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감압 접착제: 상온에서 오랫동안 접착성을 유지하여 특수한 수단을 사용하지 않고 약간의 힘만 가 | |
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재습 접착제: 건조한 접착면을 물로 적시거나 요제로 제습해서 점착성을 회복시킨 후 접착시키는 | |
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요소계, 페놀계 |
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초산비닐계, 니트릴고무계 |
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아크릴계, 네오프렌고무계 |
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에폭시수지계, 폴리우레탄계, 실리콘고무계 |
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카세인, 폴리비닐알콜계 |
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나일론 - 에폭시계, 페놀 - 니트릴고무계 |
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주로 핫멜트 |
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고온에도 높은강도를 나타내며, 장시간 동안 큰 하중에서 견딜 수 있는 것. 자연환경에 노출 |
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되어도 자신의 접착력을 잃지 않는 것. 제품의 기본적인 구조 또는 경화방법 등에 의해 결정 |
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열경화성수지 : 페놀수지계, 에폭시수지계 |
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혼 합 계 : 페놀 - 니트릴고무계, 에폭시 - 페놀계 |
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구조용과 비구조용의 중간특성을 가지며, 어느정도 외력에 대해서 적응력이 있다. |
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열경화성수지 : 페놀수지계, 레졸시놀수지계, 요소수지계 |
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고 무 : 폴리설파이드계, 실리콘고무계, 우레탄고무계 |
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온도상승에 따라 접착력이 급속히 저하되는 특성이 있고, 저온이 되면 높은 강성을 나타낸다. |
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열가소성수지 : 초산비닐계, 아크릴계 |
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기능성 접착제라는 용어 그대로 어떠한 한가지 특징을 특성화 시켜서 만든 접착제가 바로 기능성 접착 |
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제이다. 따라서 사람들의 머리속에 있는 모든 것들이 바로 기능성 접착제인 것이다. |
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분 야 별 |
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성 분 별 |
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용제 유무 |
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경화구조별 |
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자동차용 |
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POLYURETHANE계 |
용제 Type |
1액형 |
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LAMINATE용 |
합성 및 변성 고무계 |
무용제 Type |
2 액형 |
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건축/시공용 |
수 성 |
수성 Type |
습기경화형 |
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목가구용 |
HOTMELT |
• |
자외선경화형 |
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전기/전자용 |
EPOXY |
• |
• |
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유통용 |
혐 기 성 |
• |
• |
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신발용 |
SILICONE SEALANT |
• |
• | | |
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개 요 : 자동차의 각종 내장재, 부춤, 자체 등의 제조에 사용되는 접착제를 말한다. | |
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도포방법 : 단면 및 양면 도포가 있으며, 다공질 및 비다공질 재료에 따라 도포량을 달리한다. | |
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도포기구 : Brush, 헤라, Roller, 자동도포기, Spray Gun이 사용된다. | |
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접 착 법 : 상온, 열재활, 열압착, 재습법이 있음. | |
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종류 및 용도 | |
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구 분 |
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주 성 분 |
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용 도 |
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용제형 |
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PU |
Door Trim,Head Lining등 |
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변성수지 |
Handel,Molding Pad,아스팔트Sheet,각종PP성형물등 |
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고무 |
Top Ceiling,Door Rim,Shelf Cover,Wether Strip등 |
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수 성 |
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PU,ACRYL,EVA,PVAc |
Door Trim고주파용, Nylon Pile Flocking등
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EPOXY |
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EPOXY |
금속,유리,목재,세라믹등 접착
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HOTMELT |
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POLYAMIDE,EVA |
Doop Screen, Rear Combination Lamp,Carpet Pad등
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변성 ACRYL |
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ACRYL |
세라믹, SUS 등 기타 경질 플라스틱류 접착 |
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순간 접착제 |
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CYANOACRYLATE |
PP,PE 접착시 선처리 및 각종 재질 접착 | | |
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개 요 : 공업용 및 각종 식품류의 포장에 사용되는 다층 포장지 제조에 사용되는 접착제를 말 | |
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LAMINATION 접착제의 종류 | |
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개 요 : 건축물 시공 및 건축자재 제조에 사용하며 바닥 재시공에도 사용되는 접착제를 말한 | |
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종류 및 용도 | |
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구 분 |
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주 성 분 |
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용 도 |
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용제형 |
고무 |
Rubber Tile 시공용등 |
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수성 |
PVAc |
스티로폴, 아스타일, 시공용등 |
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EPOXY |
EPOXY |
UBR 욕조 Tile, 각종 건축 부자재 및 바닥재 시공용등 |
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PU계 |
무용제형 |
Rubber Chip Binder 및 시공용등
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용제형 |
Rubber Tile시공용, 조립식 패널 및 방화문의
Sandwltch Panel제조용, 인조잔디 시공용등
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순간 접착제 |
CYANOACRYLATE |
모노륨 시공용 | | |
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개 요 : 목가구 제조시 사용되는 소재, 부속품, 가구자체 등에 적용되는 접착제를 말한다. | |
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도포방법 : 단면 및 양면 도포가 있으며 다공질 및 비다공질 재료에 따라 도포량을 달리한다. | |
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도포기구 : Brush, 헤라, Roller, 자동도포기, Hma Applicator, Spray Gun이 사용된다. | |
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접 착 법 : 상온건조(경화), 열건조(경화), 열활성, 열압착 등이 있음. | |
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종류 및 용도 | |
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구 분 |
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주 성 분 |
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용 도 |
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용제형 |
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PU 2액형 |
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Membrane Press, Wrapping, 전사용 범용 가구재 |
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합성고무 |
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HMA 접착제 |
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EVA |
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Edge 접착, 삼각지지대 |
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POLYAMIDE |
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수성접착제 |
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PVAc |
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전사용, Membrane Press, Edge 접착용 가구재, 건축재 |
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EVA |
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ACRYL |
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PU |
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순간 접착제 |
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CYANOACRYLATE |
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목재, 금속, 경질 플라스틱 | | |
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개 요 : 각종 전선 및 Speaker, 냉장고, 회로기판 등 전기, 전자 산업의 부품 및 자재 제조용 | |
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종류 및 용도 | |
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구 분 |
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주 성 분 |
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용 도 |
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용제형 접착제 |
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고무계 |
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Speaker제조용(콘지/니크로 강판, Frame/콘지) |
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합성수지계 |
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Dramper용 |
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변성수지계 |
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회로기판용 Lnk Binder |
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혐기성 접착제 |
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변성 ACRYLATE계 |
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Magnet, Top Plate |
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POLYOLEFINE계 |
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냉장고 PU 발포 Foam 누설방지용 |
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HOTMELT 접착제 |
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변성 RUBBER계 |
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냉장고 Barrier접착용, 응축기 고정용 |
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EVA, POLYAMIDE계 |
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각종 전자 부품 접착용 |
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수성 접착제 |
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EVA, ACRYL계 PU계 |
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Speaker(콘지/니크로 강판, Frame/콘지)
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EPOXY 접착제 |
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• |
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금속 Plastic등 경질 재료의 접착
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POLYURETHANE계 |
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용제형 |
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도전성 Mat 및 의료 제조용 | | |
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개 요 : 유통용 접착제는 대개 건축용으로 사용되며, 공업용과는 달리 일반소비자들을 상대로 | |
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판매 및 영업을 한다. 유통용 접착제의 90%이상은 실리콘 실란트이며 기타 합성 고무 | |
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종류 및 용도 | |
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구 분 |
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주 성 분 |
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용 도 |
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용제형 |
합성고무계 |
아파트 계단 Nonslip 접착, 룸시공용 등 범용 접착 |
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PVC |
PVC 경지 Pipe 접착 |
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순간 접착제 |
CYANOACRYLATE |
금속, Ceramic, 유리등의 접착 |
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SILICONE |
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유리 및 창문 제작 |
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초산 |
2중 단열 창문의 제작 |
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창문 및 쇼위도우의 제작 및 보수 |
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건축물에서의 팽창 및 연결 접착 |
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무초산 |
2중창 및 문의 실링 |
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Cleaning Room의 조인트 실링 | |
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종 류 : CR(Chloroprene Rubber)게, PU(Polyurethane)계, NR(Natural Rubber)계, Acryl계 등 | |
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구비조건 : 신발은 각종 기후에 노출되고 사람이 착화시에는 압축, 신장, 굴곡, 복원 등을 무수 | |
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히 반복하며, 다양한 소재가 사용되고 제조공정상 대량 생산형이다. 또한 평면의 창 | |
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을 곡면의 갑피에 접착함으로 반발력도 작용하는 구조를 가지고 있으므로 신발의 기 | |
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능성, 생산성, 상품성을 충족하기 위해서는 아래와 같은 구비조건을 갖추어야 한다. | |
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1) 유연성이 있고 강인할 것. |
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2) 내열, 내수, 내후, 내유성이 좋을 것. |
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3) 작업성이 좋을 것. |
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4) 가격이 적정할 것. |
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5) 오염 및 일광폭로시 변색이적을 것. |
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6) 상온경화, 고속경화형일 것. |
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7) 건조후 압착이 고정성이 좋을 것. |
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8) 독성이 적을 것. |
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9) 저장 안정성이 좋을 것. |
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접착제 실무에 있어서 가장 중요한 것은 접착제를 만드는 방법이 아니라 어떠한 접착제를 어떠한 조 |
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| 건에서 어떠한 방법으로 적용시키는가 하는 것이다. 따라서 여기서는 접착제와 피착제의 관계. 접착 |
| 제 사용전, 후의 조작법, 접착제 선정시 유의점 등을 간단히 언급하고 실제적인 업무에 연관되는 것 |
| 들을 설명하기로 한다. | |
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나무 - 침엽수, 활엽수, 합성재(합판, 파티클보드등), 유출성분, PH, 함수율, 표면상태(치밀도)등 |
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섬유 - 부직포, 라미네이트, 카페트, 무연방직, 나염, 접착봉사 등 |
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종이 - 종류 : 열경화성, 열가소성 |
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플라스틱 - 종류 : 열경화성, 열가소성 |
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재질 : 아크릴계, 스틸렌계, 염화비닐계, PP, PE, 나일론계, 에스테르계, ABS, 우레탄, | |
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고무 - 종 류 : 천연, CR, SBR, NBR, BR, XPDM 등 |
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금속 - 종 류 : Fe, Al, Mg, Cu등 주성, 원료의 혼합비 |
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표면상태 : 산화처리, 수분, 유분, 거칠기 등 | |
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콘크리트 - 상 태 : 알카리, 수분존재 |
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표 면 상 태 : 건조상태, PH 정도(중화여부), 오염물제거 유무 | |
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상대피착제확인 : 목재, 직물, 지류, 플라스틱, 금속, 석재, 모노륨, 타일류 등 | | |
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다 공 성 - 발포성 재질(PE FOAM, PS FOAM), 파티클보드류 등 |
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비다공성 - 조도에 의한 분류 |
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처리 표면 - 물리적처리 : 오염물제거 |
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미처리표면 - 프라이머등을 처리하여 표면 활성 |
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자동화 - 라인속도 및 건조기구 특성 파악, 사용기계재원 파악 |
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예)Autodispenser(정량도포가능), 노즐형질및구경, 오픈타임, 셋팅타임, 경화시간및온도 | |
| 반자동 - 작업방법(롤러,스프레이,핸드건,가압압송등), 적재시간, 압착조건(압력,온도), 양생조건 |
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주걱(나무, 금속), 귀얄, 브러쉬, 흙손, 칼 막대, 붓, 주사기등 |
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| 주 걱 - 점도가 높은 접착제 사용에 용이, 갓칠, 점칠 등에 용이, 도포형태 및 양의 조절에 용 |
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| 압송 장치 - 혼합비가 일정한 2액형제품에서 일정한 혼합비 유지, 일정한 압력조절 장치 필요 |
| 붓,주사기 - 점도가 묽은 제품에 용이 |
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| 호일형, 노즐형, 롤러형, 제트형으로 분류, 반자동(핸디형), 자동(연속용융도포형 어프리케이터) | |
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도포기기명 |
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접착제특성 |
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도포 방식 |
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작 업 성 |
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저점도 |
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고점도 |
점칠 |
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선상 |
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갓칠 |
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전면 |
연속작업 |
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비연속작업 |
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귀 얄 |
○ |
● |
● |
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● |
● |
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● |
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주 걱 |
● |
○ |
● |
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● |
● |
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● |
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막 대 |
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○ |
● |
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● |
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주 사 기 |
○ |
|
● |
● |
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|
● |
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핸드롤러 |
● |
● |
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|
● |
● |
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● |
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코 킹 건 |
● |
○ |
● |
● |
● |
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● |
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실란트건 |
● |
○ |
● |
● |
● |
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● |
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스프레이건A |
● |
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● |
● |
● |
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스프레이건B |
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● |
● |
● |
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스프레더 |
● |
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● |
● |
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○
 ●
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접착제 도포량은 접착제 특성(점도, 고형분), 재료의 특성(치밀도 정도), 작업방법등에 따라 차이가 |
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난다. 따라서 접착제 선정시 다음과 같은 사항을 고려하여야 한다. |
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영향 인자 |
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도 포 량 |
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비 고 |
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접착제 |
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많다 |
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저점도 |
적다 |
도포량 동일 - 건조후 |
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고고형분 |
많다 |
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저고형분 |
적다 |
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피착제 |
다공질 |
적다 |
도포량 동일 - 건조후
동일 접착제 비교 |
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비다공질 |
많다 |
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도포방법 |
전면도포 |
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작업시 - 건조전
동일 접착제 비교 |
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갓바르기 |
적다 |
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겹바르기 |
많다 |
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도포요령 |
다면도포 |
적다 |
작업시 - 건조전
동일 접착제 비교 |
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양면도포 |
많다 |
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도포기구 |
간이용구 |
많다 |
동일 접착제 비교 |
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자동화 |
적다 | | |
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접착제를 선정한 후, 적당한 방법으로 도포한 다음 피착제를 붙이는 작업에 들어가게 된다. |
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이것을 접착시킨다라고 하는데 접착제의 특성에 따라서 붙이는 방법에 약간의 차이가 있다. |
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반응형 접착제는 공기중의 수분등에 의해서 영향을 받으므로 도포 후 가능한 빠른시간에 접착시킨다. |
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재활성접착제는 공정의 특성상 유지시간을 일정하게 하기가 곤란한경우, 피착제에 접착제를 미리 도 |
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포한 후 붙이기 직전에 적당한 용제등을 적시거나 가열하여 다시 점착성을 부여하여 접착시킨다. |
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이방법을 사용할 수 있는 접착제는 극히 제한되어 있으므로 사용전에 충분한 특성 파악이 필요하다. |
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용제는 스프레이 방식등에 의해 도포하며, 열활성의 경우 적외선램프, 전열기, 고주파 가열장치등을 |
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사용하여 가열한다. 열활 성법을 사용할 경우에는 접착제의 특성을 잘 파악해야 하며 주로 열가소성
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| 인 재질에만 사용된다. |
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| 일반적인 접착제는 일정 기간 건조 후 접착을 시킨다. 일정 시간 유지하는 것은 접합면을 충분히 적 |
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| 시고, 균일한 접착층을 용이하게 형성 시키기 위한 것이다. 이때 용제 등이 지나치게 휘산되면 접착 |
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| 제층의 점착성이 소실되어 접착이 불가능하게 된다. 따라서 접착작업시 사용하고자하는 접착제의 적 |
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정 점착유지시간(OPEN TIME, 접착대기시간, 적재시간 등)을 파악하는 것은 매우 중요한 일이다.
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접착된 재질을 충분한 압력을주어 압착하여 원하는 접착력이 나오도록 유도한다. 접착제의 특성에따 |
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라 다소 차이는 있으나, 양생공정에 들어가기전에 70%이상의 접착력이 나오도록 충분한 압착을 해야 |
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한다. 통상 5~15kg/㎠ 의 힘으로 압착한다. |
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가공공정에 들어가기 전에 피착제가 분리되거나, 들뜨는 일이 없도록 충분한 접착력이 나올 수 있게 |
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하는 공정으로 압착하거나, 열을 주거나 한다. | | |
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접착제라는 단어는 일반적인데 옛날부터 풀이나 GLUE등으로 불려지고 있다. 접착제를 영어로 ADHESIVE |
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라고 쓰는데, 번역하면 접착제, 결합체, 습착제, 점착제등의 뜻이 있다. |
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석기시대 고대인은 흑류석 등으로 창, 칼 등을 만들어 나무나 대나무에 고정시키기 위해서 아스팔트를 |
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사용했다. 즉 아스팔트를 열로 응용해서 사용한 것이 현재의 HOTMELT 접착제의 원형이 된다. |
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: 접착제는 고대에서부터 정교한 방법으로 사용되었다. |
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3300년전 티벳의 조각 - 얇은 무화과판이라고 생각되어지는 판에 작은조각이 접착되어 있는 것을 |
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크레타섬 소노소스 궁전 - 벽에 칠하기 위해서 쵸크, 철황토, 동청 프리트 안료에 BINDER로 이용 |
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이집트인 - 아카시아나무에서 채취한 아라비아 고무, 계란, 풀, 반액상의발상, 수목에서 채취된 수 |
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지등을 사용하였다. 목재관은 쵸크와 풀의 혼합물로서 조각회화용 석고로 장식되었다. | |
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창세기 - 피튜맨이 바벨탑 건축용으로 우수한 몰타르라고 쓰여져 있다. 이것을 만든 사람이 최초의 |
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접착기술자이다. 피튜맨이 수목은 지중해 사람들이 생활에 사용 할 용기를 위한 실링제이 | |
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다. 이 시대에도 접착제는 현재와 같이 피착재별로 특유의 것이 아니면 안되었다. | |
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로마인 - 배를 송진이나 밀탑으로 만들었다. PLINY 는 금박을 달걀 흰자로 종이에 접착하는 방법을 |
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기술하고 있다. 또 고대중국인과 같이 기생목의 수액에서 만들어진 접착제로 끈끈이를 만 | |
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9세기 - 물고기, 치즈에서 만들어진 접착제는 Theophilus의 시대에 목재를 고정시키는 것으로 알려 |
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카제인 접착제 : 말랑말랑한 치즈를 가늘게 잘라서 작은유발층에 넣어 온수를 가해서 유봉으로 혼 | |
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합한다. 때론 물을 가해서 넘치는 물이 깨끗하게 될때까지 계속 혼합한다. | |
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다음에 이 치즈를 손으로 반죽해서 냉수 중에 담근다. 그 후 평활한 나무 테이블 | |
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위에 놓고 다른 나무를 사용해 조심스럽게 으깨어 석회를 용해한 물을 알맞은 농 | |
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도가 되도록 가한다. 제단의 타블렛은 이접착제로 붙이면 건조한 후에 잘 접착해 | |
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20세기 - 100년전 고무와 화약이 만들어 졌다는 것 외에는 접착제공업은 20세기가 되기까지 진전되 |
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지 않았다. 최근 수년간 천연계 접착제는 개량되어 합성접착제가 여러 연구실에서 집중적 | |
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