경화제

경화제(硬化劑, curing agent, hardener, stiffening agent)는 경화반응을 조절하거나 촉진시키기 위해 접착제에 첨가하는 물질이다.

개요

경화제는 열경화성 수지에 첨가하여 반응시킴으로써 그 수지를 3차원 그물눈구조화하여 경화시키는 기능이 있는 물질이다.

에폭시 수지의 경화제처럼 경화 후 수지의 분자 골격 성분이 되는 것과, 경화반응을 촉진하는 촉매가 되는 것의 두 가지 유형이 있다. 페놀 수지에 사용하는 헥사메틸렌테트라민, 에폭시 수지에 사용하는 아민류(類)·폴리아미드 등이 대표적이다. 같은 수지라도 사용하는 경화제의 종류·양에 따라 제품의 물성(物性)이 달라진다. 경화를 촉진하거나 가열 경화반응을 상온 경화반응으로 바꾸는 약제를 경화 촉진제라고 한다. 불포화 폴리에스테르 경화에 유기과산화물과 같이 사용하는 3급 아민 등이 대표적인 예이다.

에폭시수지 경화제

에폭시 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 것까지 등으로 다양하며 경화물의 성질, 혼합하였을 때 가사시간, 점도, 경화온도, 경화시간, 발열 등 사용하는 경화제의 종류에 따라 차이가 있으므로 작업성과 경화물의 성능을 검토, 에폭시 수지의 선택과 함께 신중히 선택하여야 한다.

경화제를 분류하여 보면 경화제는 반응기구, 경화온도, 화학구조 등에 따라 다음과 같이 분류한다.

반응기구에 의한 분류

1. 촉매적으로 작용하는 것 : 제3 아민류, Imidazole 류
2. 에폭시의 관능기와 화학양론적으로 반응하는 것 : 폴리아민, 산무수물

경화온도에 의한 분류

1. 상온경화 : Diethylene Triamine 등등
2. 중온경화 : Diethyl amino propylamine 등등
3. 온경화 : Phthalic acid anhydride 등등

화학구조에 의한 분류

1. Amine 류(Aliphatic amine, Modifide Aliphatic amine, Aromatic amine, 제 3급 아민)
2. 산무수물 : Phthalic Anhydride
3. Polyamide 수지
4. Polysulfide 수지
5. Bf3 - Amine Complex
6. 합성수지 초기화합물 : Phenol 수지
7. 기타 : Dicyandiamide

경화제를 사용할때 다음 사항에 유의 하여야 한다.

1. 작업온도에서 점도, 가사시간, 발열, 독성 등과 경화시의 작
2. 필요한 경화온도 및 post cure의 온도 및 시간
3. 경화물이 필요로하는 물리적,기계적,전기적,화학적 성질
4. 경화제의 가격

사용

에폭시수지와 경화제의 반응에 의해 얻을 수 있는 경화물은, 전기적특성, 개계적특성, 기재와의 밀착성, 내약품성, 내수성, 내열성, 치수 안정성이 양호하여, 전기・전자, 토목건축, 운송기, 선박 등의 접착제, 도료, 본딩재료, 주형용수지에 폭넓게 사용되고 있다. 특히 접착제는 그 뛰어난 접착성으로 주요한 용도로 사용된다.

에폭시수지 접착제는, 액상 타입이 일반적이며, 2액형 또는 1액형으로 분류된다. 그 중에서도 실온에서 반응하는 2액형의 액상 타입은 경화성이나 작업성이 좋아, 경화물의 접착강도나 내구성, 내수성 등의 이점을 포함해 넓게 사용되어지고 있다.

실리콘경화제

실리콘고무 화합물의 분자를 서로 화학결합시켜서 그물구조를 취하기 위한 물질로 가교제,경화제의 일부분이다. 유기과산화물(Organic Peroxide)이 실리콘고무의 대표적인 가교제 및 경화제로 쓰인다.

참고자료

• 〈경화제〉, 《용어해설》
• 〈경화제〉, 《화학용어사전》
• 에스엠웰텍, 〈smweltec | 에폭시 수지용 경화제 및 접착제의 이해〉, 《Daum 카페》, 2009-04-12
• 〈산요매거진 No.522 (에폭시수지 접착제)〉, 《한국산노프코》, 2021-02-03
• 〈실리콘경화제-silicone curing agent, organic peroxide〉, 《평화약품》

같이 보기

• 접착제
• 산무수물
• 에폭시 수지

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