100% 수입하던 일액형 에폭시 접착제 국산화 가능

100% 수입에 의존하는 일액형 에폭시 접착제를 국내에서 연구개발해 국산화할 수 있는 길이 열렸다.

한국과학기술연구원(KIST)과 한국생산기술연구원(KITECH)이 융복합 공동연구를 진행, 기계-화학적 복합화 공정을 통해 잠재성 경화제의 표면을 개량해 저온에서도 빠르게 굳는 특성은 그대로 유지하면서 보존 안정성을 크게 향상시킨 일액형 에폭시 수지를 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국내 특허가 출원 됐으며 국내·외 특허 3건이 추가적으로 출원 중이다.

KIST가 보유한 에폭시 접착제 관련 원천 기술과 KITECH의 제품 적용 노하우를 결합하면 개발할 수 있다는 점에 착안해 공동연구를 진행, 현재는 KIST 주체로 용도 맞춤형 실장 기술에 대한 막바지 연구가 진행 중이다.

KIST 광전하이브리드연구센터 박민 박사팀은 기계-화학적 복합화 공정을 통해 잠재성 경화제의 표면을 개량해 저온에서 빠르게 굳는 특성은 그대로 유지하면서 보존 안정성을 크게 향상시킨 일액형 에폭시 수지를 개발했다.

기존의 습식 공정 기반 잠재성 경화제 개량 방법은 에폭시 접착제의 보존 안정성을 저하시킬 뿐만 아니라, 용액을 만드는 물질 사용에 따른 경제성 저하 및 환경오염 유발이 불가피했다.

이번 KIST에서 개발된 기술은 용액을 만드는 물질을 사용하지 않고 건식 상태에서 진행된다. 이것은 기존 기술에 비해 공정이 단순해 공정시간이 짧고, 용액을 만드는 비용이 필요없고, 열처리나 건조 등 후속공정이 없다. 또한 용액을 만들지 않아 용매폐기에 따른 환경오염 문제가 발생하지 않아 환경 친화적이라는 장점이 있다.

또, 기존의 에폭시 접착제의 보존 안정성 대비 2~5배 향상됐다. KIST에서는 추가로 에폭시의 잠재성 경화제 코어 물질을 자체적으로 합성할 수 있는 기술을 확보해 일액형 에폭시 접착제를 수입에 의존하지 않고, 국산화할 수 있는 길을 열었다.

KITECH의 굳게 하는 기술과 접목하면 100℃ 이하의 낮은 온도에서 선택적 경화 특성을 사용해 LED 렌즈 등 IT분야에 적용 가능하고, 나노 물질과 복합화해 전기전도성, 열전도성, 강인성 등 다양한 기능성이 열렸다.

최경호 KITECH 박사는 "유연소자의 배선재료 등 다양한 차세대 산업에 선도적 기술로 기존 시장뿐 아니라 특히 플랙시블 디스플레이나 미래차 전장 등과 같이 다양한 신규시장에 적용될 것"이라고 전망했다.

에폭시 접착제는 건설, 자동차, 우주 항공 등 다양한 산업에서 적용되고 있다.

에폭시 접착제의 세계 시장은 2015년 6조원 규모에서 연평균 6.63%씩 성장하여 2026년에는 11조4000억원 규모가 될 것으로 예측되고 있다. 에폭시 접착제는 일반적으로 에폭시 수지와 경화제로 구성돼 있는데, 첨단 분야에서는 생산성 향상을 위해 에폭시 수지와 잠재성 경화제가 미리 혼합돼 있는 일액형 에폭시 접착제를 주로 사용하고 있다.

일액형 에폭시 접착제는 비교적 낮은 온도에서 짧은 시간 내에 접착 공정이 완료될 수 있는 저온 속경화 특성 및 보관기간 동안 접착제 성질이 변하지 않는 보존 안정성을 동시에 만족시켜야 하는데, 기술적 장벽이 매우 높아 현재 100% 수입에 의존하고 있기 때문에 국내 자체 기술 개발이 매우 시급한 상황이다.

[e-mail] 김만기 기자