국내 연구진이 100% 수입에 의존하고 있는 에폭시 접착제의 국산화 길을 열었다.
한국과학기술연구원(KIST)은 광전하이브리드연구센터 박민 박사팀이 일액형 에폭시 접착제의 보존 안정성을 획기적으로 높일 수 있는 방법을 개발했다고 17일 밝혔다.
에폭시 접착제는 건설, 자동차, 우주 항공 등 산업에서 사용된다. 최근에는 자동차의 프레임에 구조용 접착제로 사용되며 효용성이 높아지고 있다. 하지만 높은 기술 장벽으로 100% 수입에 의존하고 있다.
일반적으로 에폭시 수지와 경화제로 구성돼 있는데 첨단 분야에서는 생산성 향상을 위해 에폭시 수지와 잠재성 경화제가 미리 혼합돼 있는 일액형 에폭시 접착제를 주로 사용하고 있다.
한국과학기술연구원과 한국생산기술연구원은 에폭시 접착제 관련 원천 기술과 생기원의 제품 적용 노하우를 결합하면 일액형 에폭시 접착제를 개발할 수 있다는 점에 착안해 2015년부터 공동 연구를 진행했다.
박민 박사팀은 기계-화학적 복합화 공정을 통해 잠재성 경화제의 표면을 개질해 저온 속경화 특성은 유지하면서 보존 안정성을 향상시킨 일액형 에폭시 수지를 개발했다. 기존 습식 공정 기반의 잠재성 경화제 개질 방법은 에폭시 접착제의 보존 안정성을 낮출 뿐만 아니라 용매 사용에 따른 경제성 저하 및 환경오염 유발이 불가피했다.
하지만 이 기술은 용매를 사용하지 않고 건식 상태에서 진행된다. 이로 인해 기존 기술에 비해 공정이 단순해 공정 시간이 짧고, 용매 비용이 소모되지 않아 저렴하다. 열 처리나 건조 등 후속 공정이 없고, 용매가 없어 용매 폐기에 따른 환경오염 문제도 없다.
기존 에폭시 접착제의 보존 안정성 대비 2~5배 향상된 물성을 나타냈다. 연구원에서는 추가로 에폭시의 잠재성 경화제 코어 물질을 자체적으로 합성할 수 있는 기술을 확보해 일액형 에폭시 접착제를 국산화할 수 있는 길을 열었다.
생기원의 경화 기술과 접목하면 100℃ 이하의 낮은 온도에서 선택적 경화 특성을 구현해 LED 렌즈 등 IT분야에 적용할 수 있다. 또 나노 물질과 복합화해 전기전도성, 열전도성, 강인성 등 다양한 기능성을 부여할 수 있다.
생기원 최경호 박사는 "개발된 잠재성 경화제를 활용하면 일액성 에폭시 접착제의 공정 비용을 낮춰 생산성을 높일 수 있다"며 "유연소자의 배선재료 등 다양한 차세대 산업에 선도적 기술로 기존 시장뿐 아니라 특히 플랙시블 디스플레이나 미래차 전장 등과 같이 다양한 신규시장에 적용될 것으로 예상된다"고 밝혔다.
