점접착제 기술중에서 폴리 우레탄계 접착제에 대해 자세히 알고 싶어요~!

폴리 우레탄계 접착제

 

    1. 국내 접착제 공업 현황

 

             * 대부분 소규모 기업이 약 80% 생산

             * 국내 접착제 생산규모

                   - 1992      3240억원 규모로 86년 이후 연평균 15%신장

                   - 2003      7천억

                    -2023     2조원 이상

             *  종류별 현황

                  - 폴리우레탄계 접착제의 생산량이 빠르게 증가

                  - Hot-melt, 순간접착제, UV접착제 등의 고기능 접착제는 수입품에 상당 부분을 의존.

                  - 아크릴에멀젼계 (24%), 비닐아세테이트(16%), 폴리우레탄계(14%)

 

    2. 환경 규제에 따른 접착제의 기술 변화

 

             *  VOC규제

                   - 전세계적인 환경 중요성 인식대두

                   - 용제형부터 수용성, 무용제형, hotmelt형으로

                   - 용제형의 젖음성 특성 등을 충족

                   - 2003년 5월부터 주택 및 다중시설들의 실내공간에 대한 VOC규제가 시작

             * 기술 변화 추이

                   - 수성 접착제(에멀젼형)

                   - UV경화형 접착제(반응형)

                   - Hot-melt형(high solid형)

 

    3. 폴리 우레탄의 합성 방법

   

             ▶ 용제형 폴리우레탄 접착제의 합성

 

                     - 1액형 : NCO-terminated prepolymer in solvent. 수분 경화형

                     - 2액형 : OH or NH2-terminated prepolymer in solvent + Crosslinker[polyisocyanate]

                                  가교제 경화형 (상온경화, 2-24시간)

                     - Block형 : Blocked prepolymer + Crosslinker[polyisocyanate]

                                      가교제 경화형[가열 경화, 60-100도, 1분-1시간]

        - 이소시아네이트 [TDI,MDI],    *IPDI, HDI

        - 반응온도 80도 미만, 0.1-0.5wt%촉매 사용

        - 폴리올과 비슷한 양의 사슬 연장제 사용

     용제 : MEK, Acetone(수분흡수  , Ethyl acetate 등)

 

    4. 중합 단량체의 역할

           

             * 이소시아네이트의 구조에 따른 특징

 

            -  방향족 디이소시아네이트는 지방족에 비해 우수한 상호 응집E

            - 선형 구조를 가질 경우 hard segment의 충진이 용이

             - 상간 분리도 변화에 큰 영향 

               

 

             * 사슬연장제[쇄연장제]의 구조에 따른 특징

                    - 아민계 사슬연장제는 디올계에 비해 반응성이 우수

                    - 낮은 온도에서 쉽게 반응

                    - 우수한 내 화학성

                    - Tg 상승

                    - Hard segment간 수소결합을 강화

 

             * 폴리올의 구조에 따른 특징

                    - 폴리에스터에 비해 폴리에테르계 폴리올이 상분리 특성, 내가수 분해성 등이 우수하나, 기계적 성질 미비

                    - 분자량은 접착 온도 조건에서 결정화되지 않는 것이 좋다. 

 

    5. 폴리 우레탄의 원료

 

            *  디이소시아네이트의 상대적 반응성 비교

[ 폴리우레탄의 원료 ]

 

    6. 접착제란?

 

          동종 또는 이정의 피착제[substrate]를 접합하는 데 사용하는 물질

                - 물체를 접착시키려면 접착제를 물체에 도포하고 서로 붙인 후에 접착제가  고화 됨

                - 접착제는 처음에는 액상이다가 나중에 고화 후, 강도 유지 필수

 

    7. 접착제의 종류[접착제,접착제,실란트]

 

               -  고분자 용액형 접착제  :  녹말풀, 가솔린에 녹인 고무풀, 신나[thinner]희석형, 폴리아세트산 비닐계등

               -  반응형 접착제  :  시아노아크릴레이트/비스아크릴레이트 등

               -  핫멜트형 접착제  :  고체를 가열하여 용융시켜 붙이는 접착제

 

    8. 표면처리법의 종류와 특징

 

[ 표면처리법의 종류와 특징 ]

 

 

    9. 폴리 우레탄 접착제의 특징

 

           *  폴리우레탄이 좋은 접착제가 될 수 있는 이유

                    -  대부분의 피착재 표면에 대한 효과적인 젖음성

                        [PE와 PP같은 낮은 표면 에너지를 가지는 것들은 젖음성을 위해 사전처리 해야 함]

                    -  피착재와 쉽게 수소 결합이 가능

                    -  작은 분자 크기로 인해 다공질 피착재에 잘 스며듦

                    -  활성 수소를 가지는 피착재와 공유결합을 형성

 

 

    10. 폴리 우레탄 접착제의 응용

 

              ★   응용분야

                    탄성체(elastomer)를 섬유와 금속의 접착

                           →  금속, 플라스틱, 고무, 유리, 세라믹 (수소결합 및 활성 수소)

                                 건축, 자동차 및 수송용, 신발, 종이, 섬유, 테이프, 전자산업

                                 반응성 핫멜트 접착제-높은 초기접착력과 강한 상태접착력 내열성,

                                 내구성, 내용제성, 유연성