에폭시 접착제의 종류
1. 에폭시 접착제란?
에폭시: 에폭시 접착제는 수지 또는 에폭시 폴리머와 경화제로 구성된 열경화성 접착제로, 극한의 응력과 기상 조건을 견딜 수 있는 강하고 영구적이며 견고한 결합으로 다양한 표면을 접착하거나 결합하는 데 사용됩니다.
접착제: 표면이나 물체에 붙이는 것을 말합니다. 에폭시 접착제는 가장 널리 사용되는 산업용 접착제이자 가장 적응력이 뛰어난 구조용 접착제입니다. 경화된 제품의 강인함과 다양한 재료에 달라붙는 놀라운 능력은 에폭시 접착제의 인기에 기여합니다. 에폭시 수지 접착제 솔루션은 각 프로젝트의 특정 특성 요구 사항을 충족하도록 사용자 정의하기가 매우 간단합니다.
에폭시 접착제는 접착제의 기본 기능을 정의하는 여러 에폭시 접착 수지 유형으로 만들어집니다. 고온 저항이 필요한 경우 내열성 에폭시 수지가 이상적인 선택인 반면 움직임이 가능한 경우 유연한 에폭시 수지가 최선의 선택입니다.
에폭시 접착제는 다양한 재료에 부착되며, 그 품질은 시스템의 화학적 특성과 사용 가능한 가교 유형에 따라 결정됩니다. 탁월한 내화학성 및 내열성, 우수한 접착력 및 내수성, 만족스러운 기계적 및 전기적 절연 품질은 가장 중요한 성능 요구 사항 중 일부에 불과합니다.
에폭시 접착제, 가장 일반적으로 사용되는 구조용 접착제는 일반적으로 1액형 또는 2액형 시스템으로 제공됩니다. 1액형 에폭시 접착제는 일반적으로 121°CF에서 148°C 사이의 온도에서 경화되므로 강도, 강한 금속 접착력, 환경 및 가혹한 내화학성을 가진 제품이 됩니다. 실제로이 제품은 용접 및 리벳 대신 자주 사용됩니다.
일액형 시스템은 사전 촉매 처리되어 있으며 경화하는 데 약한 열만 필요하므로 효율성이 향상되고 공기 포획으로 인한 실수 위험이 줄어듭니다. 한 성분 시스템의 경화 시간은 두 성분 시스템의 경화 시간보다 짧습니다. 촉매 작용은 주변 온도에서 발생하며 2액형 에폭시 시스템의 열에 의해 증가할 수 있습니다. 열은 더 많은 가교를 자극하여 더 나은 특성을 제공합니다.
대부분의 표면은 2액형 용액으로 접착할 수 있습니다. 장기간 일정한 무게나 힘을 견딜 수 있는 능력과 물리적 및 화학적 영향에 대한 내성으로 인해 매우 안정적입니다. 2액형 에폭시는 장기간에 걸쳐 일정한 중량이나 변형을 견딜 수 있는 뛰어난 능력과 물리적 및 화학적 효과에 대한 우수한 내성으로 인해 매우 안정적입니다.
그들은 믿을 수 없을 정도로 적응력이 뛰어나며 전자, 의료 기기 및 항공 우주를 포함한 다양한 산업 분야에서 접착, 밀봉, 코팅 및 캡슐화에 사용할 수 있습니다. 난연성, 극저온 서비스 가능, 빠른 경화, 고온 내성 등은 모두 특수 제형의 특징입니다.
2. 에폭시 접착제의 종류
에폭시 접착제는 1액형 및 2액형 접착제 시스템으로 제공되며, 둘 다 매우 강력한 연결을 생성하지만 경화 공정, 궁극적인 품질 및 응용 분야가 다릅니다.
일반적으로 2액형 에폭시 수지 접착제는 1액형 시스템보다 내구성이 뛰어납니다.
1) 2K 에폭시 접착제 또는 2액형 에폭시 접착제
도포하기 전에 2K 에폭시 수지 접착제의 두 가지 성분을 함께 혼합해야 합니다. 구성 요소는 서로 반응하여 에폭시 접착제가 경화됩니다. 2액형 에폭시 수지 접착제는 모든 시장 부문에서 사용되기 때문에 적응성이 더 큽니다.
수지와 촉매의 두 가지 구성 요소를 함께 혼합해야 하고 작업 수명은 산업용 에폭시 접착제 조성에 따라 몇 분에서 몇 시간까지 다양하기 때문에 다루기가 조금 더 어렵습니다.
이 2K 에폭시 수지 접착제는 실온에서 경화되지만 제형에 따라 열을 가하거나 UV 복사와 같은 외부 에너지원을 가하여 공정을 가속화할 수 있습니다. 에폭시 접착제는 경화 기간이 가장 길 때 가장 강한 결합으로 경화됩니다.
2K 에폭시 접착제 솔루션은 목재, 금속, 플라스틱, 세라믹 및 다양한 유형의 고무를 포함한 거의 모든 표면에 접착되는 장점이 있습니다. 또한 물리적, 화학적 충격에 강하며 95 - 200°C 의 온도를 견딜 수 있습니다.
2) 단일 성분 에폭시 접착제
2K 에폭시 접착제와 달리 1액형 에폭시 수지 접착제는 혼합이 필요하지 않기 때문에 사용이 간편합니다. 일반적으로 페이스트와 같은 일관성을 가지고 있어 흙손 도포 또는 비드 압출에 이상적입니다. 이 접착제는 제형에 따라 120°C에서 175°C 사이의 고온에서 경화됩니다.
단일 성분 열경화 접착제 시스템은 특히 금속 표면 사이의 틈을 효율적으로 메우고 밀봉합니다. 일액형 에폭시 접착제는 열 경화 필름 접착제로도 사용됩니다. 필름 접착제는 접착 또는 라미네이팅 목적으로 면적이 큰 곳에서 가장 잘 활용됩니다.
이 필름은 항공 우주 부문의 조립 컴파운드에 사용됩니다. 일액형 에폭시 수지 접착제는 타일 설치에 사용할 수 있는 건축용 에폭시 접착제로도 일반적으로 사용됩니다.
에폭시 접착제의 종류
다양한 유형의 에폭시 접착제는 다음과 같습니다.
1) DGEBA 에폭시 수지
DGEBA 에폭시 또는 비스페놀 A(BPA)의 디글리시딜 에테르는 가장 초기의 에폭시 수지이며 특히 낮은 원료 비용으로 인해 에폭시 접착제 제형에서 가장 중요합니다. 또한 이 수지는 광범위한 촉매와 호환되므로 다양한 특성 스펙트럼을 생성할 수 있습니다.
DGEBA 에폭시 기반 산업용 에폭시 접착제 용액은 상온 또는 열을 가하면 경화됩니다. DGEBA 에폭시 수지는 저분자량 액체, 고분자량 반고체 및 고체, 브롬화 수지 등 다양한 형태로 제공됩니다. 후자는 일반적으로 점화 저항이 필요한 응용 분야에 사용됩니다. 결과적으로 브롬화 수지는 난연성이 필요한 회로 기판 및 기타 응용 분야에 일반적으로 사용됩니다.
2) 수성 에폭시 접착제
에폭시는 본질적으로 소수성이므로 물에 녹을 수 없습니다. 그럼에도 불구하고 물 분산성은 화학적 변형 또는 유화를 통해 에폭시에 부여될 수 있습니다. 후자는 일반적으로 수성 에폭시 접착제의 수지에 사용되며 계면 활성제를 사용하여 수지에서 물을 분리함으로써 수행됩니다.
접착제의 기계적 및 화학적 안정성은 사용된 계면활성제와 사용된 제조 매개변수에 의해 결정됩니다.
3) 에폭시 아크릴레이트 수지
접착제를 만들기 위해 두 가지 유형의 에폭시 아크릴레이트 수지가 사용됩니다: 비닐 에스테르와 방사선 경화용 특정 수지. 에폭시임에도 불구하고 이 수지는 폴리에스터 수지와 더 비슷하게 작용합니다. 만들기가 간단하고 실온에서 빠르게 경화되며 과산화물로 경화할 수 있습니다.
이 에폭시 수지는 기존 DEGBA 에폭시보다 점도가 낮고 유연성이 높으며 접착제의 습윤 특성이 우수합니다. 경화될 때 다른 어떤 에폭시 접착제보다 더 많이 수축합니다. 자외선(UV) 또는 전자빔과 같은 외부 에너지원의 방사선도 에폭시 아크릴레이트 수지(EB)를 경화시킬 수 있습니다. 에폭시 수지 접착제의 점도와 증기압은 일반적으로 낮습니다.
4) 유연한 에폭시 수지 접착제
에폭시 접착제와 접착제는 특별히 유연하지 않은 것으로 알려져 있습니다. 반면에 긴 사슬 지방족 에폭시 수지를 사용하면 에폭시 접착제를 보다 유연하게 만들 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 이 유연한 에폭시 수지를 사용하면 접착제의 경도가 감소합니다. 결과적으로, 유연한 에폭시 수지는 일반적으로 다른 에폭시와 개질제로 혼합되어 더 단단하고 강하지만 여전히 유연한 솔루션을 만듭니다.
수지의 10-30%가 지방족 에폭시인 경우 다른 품질에 크게 영향을 미치지 않고 필요한 수준의 유연성을 얻을 수 있습니다. 이들은 사용 가능한 가장 효과적인 유연한 에폭시 접착 방법입니다. 유연한 에폭시 수지 접착제는 안전 유리를 라미네이팅하고, 진동과 소음을 흡수하고, 온도 사이클링이 필요한 전기 부품 및 기타 섬세한 부품을 캡슐화하는 데 사용됩니다.
5) 에폭시 노볼락 접착제
에폭시 노볼락 접착제는 내화학성 및 내열성이 가장 뛰어난 에폭시로 잘 알려져 있습니다. 또한 BPA 에폭시보다 표면에 더 잘 부착됩니다. 에폭시 노볼락은 이러한 특성을 완전히 얻기 위해 고온에서 경화되어야 합니다. 실온에서 경화될 때 도달할 수 있는 품질은 DGEBA 에폭시 접착제의 품질과 유사합니다. 경화 주기의 길이는 경화된 결합의 열적 안정성에 영향을 미칩니다.
점도가 높기 때문에 에폭시 노볼락 수지는 일반적으로 제조가 어렵습니다. 가공을 더 쉽게 하기 위해 최근에 저점도 대안이 만들어졌습니다. 반면에 이러한 제품은 에폭시 수지 함량이 낮습니다. 어쨌든 에폭시 노볼락은 거의 전적으로 2K 에폭시 접착제로 구성됩니다.
6) 실온에서 경화되는 에폭시 접착제
실온 경화용 에폭시 접착제는 일반적으로 2액형 패키지로 제조 및 공급되며, 에폭시 수지 성분은 한 수지 부품에 보관되고 경화제는 다른 경화제 부품에 보관됩니다. 이 두 원소가 함께 혼합되면 에폭시 수지는 실온에서 경화제와 빠르게 반응하여 접착 기판을 단단히 부착할 수 있는 가교 결합된 강한 열경화성 구조를 형성합니다. 가사 시간 및 경화 시간은 여러 유형의 경화 화학 물질을 사용하여 사용자 정의할 수 있습니다.
상온에서 건조되는 에폭시 접착제
에폭시 수지와의 반응은 촉진제로서 3차 아민 또는 이미다졸과 같은 소량의 기본 화학 물질이 있는 상태에서 매우 빠르기 때문에 메르캅탄 화합물은 일반적으로 빠른 실온 경화 에폭시 접착제의 경화제로 사용됩니다. 다중 첨가 반응 메커니즘을 통해 에폭시 수지는 메르캅탄기와 동등하게 반응합니다.
실온에서 고정 시간은 짧게는 30분, 길게는 15분입니다. 치료가 완료되려면 24시간이 걸립니다. 작동 수명이 10분 또는 5분으로 제한되어 있으므로 예방 조치를 취해야 합니다.
실온에서 경화되는 에폭시 접착제
에폭시 수지 기술에서 지방족 폴리아민은 가장 자주 사용되는 경화제입니다. 경화제 공급업체는 사용 편의성을 위해 경화성, 취급 또는 기타 물리적 특징을 조정한 다수의 변형 폴리아민 유형 경화제를 상용화했습니다.
1 차 및 2 차 아민의 활성 수소는 동일한 방식으로 중첨가 메커니즘에서 에폭사이드와 결합합니다. 고정 시간과 작업 수명은 적절한 경화제를 조합하여 변경할 수 있습니다.
7) 햇볕에 경화되는 에폭시 접착제
UV 경화 에폭시 접착제는 빠르게 경화되며 이미지 센서 모듈 조립, 디스플레이 패널 및 모듈 조립과 같은 다양한 새로운 전자 장치 조립 및 일반 접착 응용 분야와 높은 접착 성능과 빠른 생산 속도가 필요한 기타 응용 분야에 성공적으로 사용되었습니다. 최근 몇 년 동안 다양한 UV 양이온성 에폭시 접착제와 UV 아크릴레이트 하이브리드 열 경화 에폭시 접착제가 도입되었습니다.
일반적인 UV 아크릴레이트 접착제와 비교할 때 UV 경화 에폭시 접착제는 산소 억제 문제가 없고 경화 수축이 감소하며 접착력이 향상됩니다.
UV 양이온 에폭시 접착제
에폭시 수지와 양이온성 광개시제는 UV 양이온성 에폭시 접착제의 주성분입니다. 고리지방족 에폭시 수지는 기존의 비스페놀 A 디글리시딜 에테르 에테르 수지보다 양이온 중합 속도가 빠르기 때문에 UV 양이온성 에폭시 접착제에 일반적으로 사용됩니다. UV 에폭시 접착제의 양이온성 광개시제는 자외선을 흡수하여 강산을 생성하고, 강산은 에폭시와 반응하여 양이온성을 생성하여 에폭시 수지 단독중합을 유도할 수 있습니다.
UV 양이온성 에폭시 접착제는 에폭시 구조로 인해 기존 아크릴레이트 기반 UV 접착제보다 경화 수축이 감소하고 양이온 중합을 통해 경화되기 때문에 자유 라디칼 중합의 산소 억제로 인한 표면 경화 문제가 없습니다.
반면에 UV 양이온성 에폭시 접착제는 양이온성 중합을 종료하는 염기성 기판을 접착하는 데 적합하지 않습니다. UV 양이온성 에폭시 접착제는 경화하는 데 더 많은 시간이 필요합니다. 실제로, UV 방사 후, UV 양이온성 에폭시 접착제의 사후 열 경화는 일반적으로 완전한 경화 및 만족스러운 접착 성능을 보장하기 위해 사용됩니다.
8) UV 하이브리드 에폭시 접착제
아크릴레이트 조성물은 가장 자주 사용되는 UV 경화 접착제입니다. 아크릴레이트 기반 UV 경화 접착제의 필수 성분은 아크릴레이트 단량체, 아크릴레이트 올리고머 및 라디칼 광개시제입니다. 아크릴레이트를 기반으로 한 UV 경화 접착제는 몇 초 만에 즉시 경화됩니다. 표면 경화 문제, 그림자 경화 문제, 과도한 경화 수축 및 낮은 습도 신뢰성은 모두 UV 경화 아크릴레이트 접착제의 단점입니다.
UV 및 열 경화 하이브리드 에폭시 접착제는 UV 아크릴레이트와 열 경화 에폭시 조성물을 결합하여 20년 이상 생산 및 상용화되었습니다. UV 및 열 경화 하이브리드 접착제는 일반적으로 아크릴 단량체, 에폭시 수지, 광개시제 및 에폭시 경화제로 구성됩니다. UV 하이브리드 에폭시 접착제는 UV 아크릴레이트 비율과 열 경화 에폭시 부품의 장점을 하나의 제품에 결합합니다.
표준 UV 아크릴레이트 접착제와 비교할 때 에폭시 조성물을 도입하면 접착 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
한편, 열 경화 에폭시 접착제에 수십 분이 걸리는 것과 달리 UV 방사에 의한 고정 시간을 몇 초로 줄임으로써 생산 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 자유 라디칼 경화성 아크릴레이트 조성물의 농도가 감소하기 때문에 아크릴레이트 UV 접착제의 표면 경화 문제, 그림자 경화 문제 및 경화 수축 문제가 어느 정도 개선될 수 있습니다.
몇몇 상황에서, UV 광에 노출되지 않았거나 UV 광이 도달할 수 없는 그림자 영역에 있는 아크릴레이트 조성물의 경화를 보장하기 위해 과산화물과 같은 열 개시제가 하이브리드 접착제 제형에 사용된다.