KR100253896B1 - 가교할 수 있는 오르가노폴리실록산 조성물 - Google Patents

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Abstract

가교할 수 있는 오르가노폴리실록산조성물은
(1) 지방족탄소-탄소다중결합을 가진 SiC-결합래디컬함유 오르가노폴리실록산과,
(2) Si-결합수소원자를 가진 오르가노폴리실록산 또는 (1) 및 (2) 대신
(3) 지방족탄소-탄소다중결합을 가진 SiC-결합래디컬과 Si-결합수소원자를 함유한 오르가노폴리실록산과,
(4) 지방족 다중결합에 Si-결합수소의 부가를 촉진시키는 촉매와,
(5) 보강필러와,
(6) 평균입자직경 30㎛이하와 BET표면적 30㎡/g이하를 가진 비보강필러와, 선택적으로 또다른 물질을 구성한다.

Description

가교할 수 있는 오르가노폴리실록산 조성물
본 발명은 지방족탄소-탄소다중결합에 Si-결합수소의 첨가에 의해 가교할 수 있는 오르가노폴리실록산 조성물, 그 제조방법 및 그 사용에 관한 것이다.
특허문헌 EP-A-316,096(Wacker Silicones Co.; 1989.5.24.공고)에서는 축합에 의해 가교할 수 있고, 가교후 얻어진 레버의 전기특성을 향상시키기 위하여, 추가성분으로 표면처리한 알루미늄히드록사이드를 사용하는 오르가노폴리실록산에 대하여 기재되어 있다.
특허문헌 EP-A-586 153(General Electric Co.; 1994.9.3공고)에서는 칼슘실리케이트, 알루미늄옥사이드 및 세라믹비드(ceramic beads)등 필러를 추가로 구성시켜 실리콘레버의 기계적 특성, 특히 인열진행저항(tear propagation resistance)을 개량시키는 가교할 수 있는 실리콘조성물에 대하여 기재되어 있다.
본 발명은 (1) 지방족탄소-탄소다중결합을 가진 SiC-결합래디컬함유 오르가노폴리실록산과, (2) Si-결합수소원자를 가진 오르가노폴리실록산 또는 (1) 및 (2) 대신, (3) 지방족탄소-탄소다중결합을 가진 SiC-결합래디컬과 Si-결합수소원자를 포함하는 오르가노폴리실록산과, (4) 지방족 다중결합에 Si-결합수소의 부가를 촉진시키는 촉매와, (5) 부강필러와, (6) 평균입자직경 30㎛이하와 BET표면적 30㎡/g이하를 가진 비보강필러와, 선택적으로 또다른 물질로 구성되는 가교할 수 있는 오르가노폴리실록산조성물을 제공하는데 있다.
본 발명에 의한 조성물이 2-성분실리콘레버조성물일 경우, 본 발명에 의한 실리콘레버조성물의 2성분은 필요로하는 혼합에 따라 모든 구성성분을 구성할 수 있다.
단, 하나의 성분은 지방족다중결합을 가진 실록산을 동시에 구성하지 아니하며, Si-결합수소를 가진 실록산과 촉매는, 즉 기본적으로 성분(1), (2) 및 (4) 또는 (3) 및 (4)를 동시에 구성하지 않는다.
본 발명에서, 용어 오르가노폴리실록산은 또 폴리머실록산(polymeric siloxanes), 올리고머실록산(oligomeric siloxanes) 및 디머실록산(dimeric siloxanes)의 의미를 가진다.
본 발명에 의한 오르가노폴리실록산조성물을 유기용매함량으로 바람직하게는 3wt%이하, 특히 바람직하게는 2wt%이하를 가지며, 특히 그 조성물을 유기용매가 없다.
본 발명에 의한 조성물에 사용되는 실록산(1) 및 (2) 또는 (3)은 공지되어 있는 바와같이 가교할 수 있는 것으로 선택한다.
이와같이, 예로서 실록산(1)에는 최소한 2개의 지방족불포화래디컬을 포함하며, 실록산(2)에는 최소한 3개의 Si-결합수소원자를 포함하며, 또는 실록산(1)에는 최소한 3개의 지방족불포화래디컬을 포함하고 실록산(2)에는 최소한 2개의 Si-결합 수소원자로 포함하며, 또는 실록산(1) 및 (2) 대신, 지방족불포화래디컬과 Si-결합 수소원자를 위의 비로 포함하는 실록산(3)을 사용한다.
지방족탄소-탄소다중결합을 가진 SiC-결합래디컬을 포함하며 바람직하게 사용되는 오르가노폴리실록산(1)은 다음일반식(Ⅰ)의 단위의 선상 또는 분기상 오르가노폴리실록산이다.
Figure kpo00001
위식에서, R은 탄소원자 1-18개를 가진 1가의 SiC-결합되고 선택치환시킨 탄화수소래디컬이며, 지방족탄소-탄소다중결합이 없으며, R1은 지방족탄소-탄소다중결합을 가진 1가의 SiC-결합탄화수소래디컬이고, a는 0, 1, 2 또는 3이며, b는 0, 1 또는 2이다.
단, a+b의 합은 3이하 또는 3이며, 최소한 2개의 래디컬 R1은 분자당 존재함.
래디컬 R의 예로는 메틸, 에틸, n-프로, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, t-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸 및 t-펜틸래디컬등 알킬래디컬, n-헥실래디컬 등 헥실래디컬, n-헵틸레디컬 등 헵틸래디컬, n-옥틸래디컬 및 1, 2, 4-트리메틸펜틸래디컬 등의 이소옥틸래디컬 등 옥틸래디컬, n-노닐래디컬 등 노닐래디컬, n-데실래디컬등 데실래디컬, n-노데실래디컬 등 도데실래디컬, n-옥타데실래디커등 옥타데실래디컬, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸 및 메틸시클로헥실래디컬 등 시클로알킬래디컬, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸 및 메틸시클로헥실래디컬 등 시클로알킬래디컬, 페닐, 나프틸, 안트릴 및 펜안트리래디컬 등 아릴래디컬, o-, m- 및 p-톨릴래디컬, 키실릴래디컬 및 에틸페닐래디컬등 알카릴래디컬, 벤질레디컬 및 α-및 β-페닐에틸래디컬등 아랄킬래디컬이 있다.
치환 래디컬 R의 예로는 3, 3, 3-트리플루오로-n-프로필래디컬, 2, 2, 2, 2', 2', 2'-헥사플루오로이소프로필래디컬 및 헵타플루오로이소프로필래디컬 등 할로게노알킬래디컬과, o-, m- 및, p-클로로페닐래디컬 등 할로게노아릴래디컬이 있다.
래디컬 R은 탄소원자 1-6개를 가지며 지방족탄소-탄소다중결합이 없는 1가의 SiC-결합탄화수소래디컬이 바람직하며, 특히 메틸래디컬이 바람직하다.
래디컬 R1의 예로는 비닐, 5-헥세닐, 시클로헥세닐, 1-프로페닐, 알릴, 3-부테닐 및 4-펜테닐래디컬 등 알케닐래디컬과, 에티닐, 프로파로길 및 1-프로피닐래디컬 등 알키닐래디컬이 있다.
래디컬 R1은 알케닐래디컬이 바람직하며, 특히 비닐래디컬이 바람직하다.
본 발명에 의해 사용되는 실록산(1)은 다음일반식(Ⅱ)의 실록산이 특히 바람직하다.
R1 xSiP3-xO(SiR2O)n(SiR1RO)mSiR3-xR1 x(Ⅱ)
위식에서 R 및 R1은 위에서 설명한 정의를 가지며, x는 0, 1, 2 또는 3이고 1이바람직하며, m은 0 또는 1~50의 수이고, n은 50~100,000의 수이다.
단, 일반식(Ⅱ)의 실록산에는 분자당 최소한 2개의 래디컬 R1이 포함하며, 그 n개 단위(SiR2O)와 m개 단위(SiR1RO)는 필요에 따라, 예로서 블록으로 또는 임의로(randomly)분자내에 분포시킬 수 있다.
그 오르가노폴리실록산(1)은 각각의 경우 25℃에서 평균점도 100~200,000㎟/s, 특히 바람직하게는 200~100,000㎟/s를 가진다.
본 발명에 의한 조성물은 실록산(1)을 바람직하게는 10-80wt%, 특히 바람직하게는 15~60wt%로 구성한다.
SiC-결합수소원자를 포함하며 바람직하게 사용되는 오르가노폴리실록산(2)은 다음일반식(Ⅲ)의 단위의 선상, 탄성 또는 분기상 오르가노폴리실록산이다.
Figure kpo00002
위식에서, R2는 래디컬 R에 대하여 위에서 설명한 정의와 같고, g는 0, 1, 2 또는 3이고, f는 0, 1 또는 2이다.
단, g+f의 합은 3이하 또는 3이고, 최소한 3개의 Si-결합수소원자가 분자당 존재함.
래디컬 R2의 예에는 R에 대하여 설명한 예가 있으며, 탄소원자 1-6개를 가진 알킬래디컬이 바람직하고, 메틸래디컬 및 페닐래디컬이 특히 바람직하다.
일반식(Ⅲ)의 단위의 실록산에서, Si-결합수소함유단위는 블록형태로 배열하거나 랜돔(random)형태로 분산시킬 수 있다.
본 발명에 의해 사용하는 오르가노폴리실록산(2)은 그 오르가노폴리실록산(2)의 총중량을 기준으로 하여 Si-결합수소를 바람직하게는 0.01~1.5wt%, 특히 바람직하게는 0.05~1.5wt% 범위로 포함한다.
그 오르가노폴리실록산(2)은 각각의 경우 25℃에서 바람직하게는 20~50,000㎟/s의 평균점도를 가진다.
본 발명에 의해 사용되는 실록산(2)은 특히 바람직하게는 주로 1000개 이하의 실록산 단위의 사슬을 가진 선상실록산이 있다.
본 발명에 의한 조성물은 실록산(2)을 바람직하게는 0.2~30wt%, 특히 바람직하게는 0.5~20wt%, 특히 1~10wt%로 구성한다.
본 발명에 의해 사용되는 실록산(1) 및 (2)는 상품제품으로 사용할 수 있거나 화학에서 통상의 방법에 의해 제조할 수 있다.
오르가노폴리실록산(1) 및 (2)대신, 본 발명에 의한 조성물은 바람직하지 않으나 지방족탄소-탄소다중결합과 Si-결합수소원자를 포함하는 오르가노폴리실록산(3)은 구성할 수 있다.
실록산(3)을 사용할 경우, 다음식의 단위의 실록산이 바람직하다.
Figure kpo00003
위식에서, R 및 R1은 위에서 설명한 정의를 가지며, c는 0, 1, 2 또는 3이고, d는 0, 1 또는 2이고, e는 0, 1 또는 2이다.
단, 최소한 2개의 래디컬 R1과 최소한 3개의 Si-결합수소원자 또는 최소한 3개의 래디컬 R1과 최소한 2개의 Si-결합수소원자가 분자당 존재함.
오르가노폴리실록산(3)의 예로는 SiO4/2, R3SiO1/2, R2R1SiO1/2및 R2HSiO1/2단위의 예가 있으며, 즉 MQ 수지가 있다. 여기서 이들의 수지는 RSiO3/2및 R2SiO단위를 추가로 포함할 수 있으며, R 및 R1은 위에서 설명한 정의를 가진다.
오르가노폴리실록산(3)은 25℃에서 10~100,000㎟/s의 평균점도를 갖는 것이 바람직하며, 또 분자랑 5000~50,000g/mol을 가진 고형분이다.
오르가노폴리실록산(3)은 화학에서 통상적인 방법에 의해 제조할 수 있다.
지방족다중결합에 Si-결합수소의 부가를 촉진시키는 촉매(4)로서, 지방족탄소-탄소다중결합에 Si-결합수소의 부가에 의해 가교시킬 수 있는 종래의 공지된 조성물에서 가교를 촉진시키는데 사용할 수 있는 동일산촉매를 사용할 수 있다.
촉매(4)의 예로는 미세한 금속백금(백금졸:platinum sol), 루테늄, 로듐, 팔라듐 및 이리듐이 있으며, 이들의 금속은 바람직하지 않으나 실리콘디옥사이드, 알루미늄옥사이드, 활성탄, 세라믹재 또는 혼합산화물 또는 혼합히드록사이드등 고형분지체에 처리할 수 있다.
촉매(4)의 다른예로는 예로서 PtCl4, H2PtCl6·6H2O 및 Na2PtCl4·4H2O의 백금할라이드, 백금-올레핀착체, 예로서 스페이어(Speyers)촉매, 백금-알코올레이트착체 등 백금-알코올착체, 백금-에테르착체, 백금-알데히드착체, 백금-케톤착체(H2PtCl6·6H2O와 시클로헥사놀의 반응생성물포함), 백금-비닐실록산착체, 특히 백금-1, 3-디비닐-1, 1, 3, 3-테트라메틸-디실록산착체(유기결합할로겐함량이 있거나 없음), 비스-(Γ-피콜린)-백금디클로라이드, 트리메틸렌디피리린 백금디클로라이드, 디시콜로펜타디엔백금디클로라이드, 디메틸-설폭시드-에틸렌백금(Ⅱ)디클로라이드, 백금테트라클로라이드와 올레린 및 제1급아민 또는 제2급아민 또는 제1급 및 제2급 아민의 반응생성물(예로서 1-옥텐에 용해한 백금-테트라클로라이드와 Sec-부틸아민의 반응생성물), 시클로옥타디엔-백금디클로라이드 및 노르보르나디엔-백금디클로라이드 그리고 암모늄백금착체 등 이들 금속의 화합물 또는 착체가 있다.
백금금속 또는 그 백금화합물 또는 착체, 특히 백금화합물 또는 착체가 본발명에 의한 조성물에서 촉매(4)로서 사용하는데 바람직하다.
촉매(4)는, 본 발명에 의한 조성물의 총중량을 기준으로하여 각각의 경우 백금함량으로 바람직하게는 0.5~500wt.ppm, 특히 3~300wt.ppm이 얻어지도록 하는 양으로 사용된다.
본 발명에 의해 사용되는 보강필러(5)는 BET표면적 50㎡/g이상, 특히 바람직하게는 100㎡/g이상, 특히 150㎡/g이상으로 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 의해 사용된 보강필러(5)의 예로는 소성규산, 침전규산 또는 BET 표면적 50㎡/g이상을 가진 실리콘-알루미늄 혼합산화물이 있다.
위에서 설명한 필러는 예로서 오르가노실란 또는 오르가노실록산과의 처리 또는 알콕시키로 히드록시기의 에테르화반응에 의해 소수성화 할 수 있다.
본 발명에 의해 사용되는 보강필러(5)에는 BET표면적 100㎡/g이상을 가진 소성규산이 바람직하며, BET표면적 150㎡/g이상의 소성규산이 특히 바람직하다.
본 발명에 의해 조성물은 보강필러(5)를 바람직하게는 5~50wt%, 특히 바람직하게는 5~40wt%, 특히 5~20wt%로 구성한다.
본 발명에 의해 사용되는 비보강필러(6)의 예로는 분말로서 석영, 크리스토발석(cristobalite), 규조토, 칼슘실리케이크, 지르코늄실리케이크, 벤토나이트등 몬트모릴로나이트 소듐알루미늄실리케이트 등 몰리큐러시이브(molecular sieves)를 포함하는 제올라이트, 알루미늄옥사이드 또는 징크옥사이드 또는 그 혼합산화물 등 금속산화물, 알루미늄히드록사이드 등 금속히드록사이드, 바륨설테이트, 칼슘카르보네이트, 석고, BET표면적 30㎡/g이하와 평균입자직경 30㎛이하를 가진 글라스 또는 플라스틱, 금속산화물, 실리케이트, 금속히드록사이드가 있으며, 카르보네이트가 바람직하고 알루미늄히드록사이드와 석영분말이 특히 바람직하다.
본 발명에 의해 사용되는 비보강필러(6)의 평균입자직경은 20㎛이하가 바람직하고, 특히 0.1~20㎛이 바람직하다.
본 발명에 의해 사용되는 비보강필러(6)의 BET표면적 20㎡/g이하가 바람직하며, 특히 2~20㎡/g이 바람직하다.
본 발명에 의한 조성물은 비보강필러(6)를 바람직하게는 10~80wt%, 특히 바람직하게는 20~70wt%, 특히 30~70wt%로 구성한다.
본 발명의 조성물에서 비보강필러(6)과 보강필러(5)의 중량비는 20 : 1~2 : 1이 바람직하고, 12 : 4~4 : 1이 특히 바람직하다.
비보강필러(6)와 보강필러(5)는 시중에서 상품제품으로 구입할 수 있다.
필요할 경우 선택적으로, 본 발명에 의한 조성물은 지방족다중결합에 Si-결합수소의 부가에 의해 가교할 수 있는 조성물에서 종래에 사용되었던 또 다른 물질, 예로서 억제제(7), 접착촉진제(8), 실록산(1), (2) 및 (3)이외 실록산(9) 및 첨가제(10)등 의 다른 물질을 구성할 수 있다.
억제제(7)의 예로는 비닐기함유실록산, 예로서 1, 3-디비닐-1, 1, 3, 3-헤트라메틸디실록산, 벤조트리아졸, 디알킬포름아미드, 알킬티오우레아, 메틸에틸케톡심, 비점이 최소한 25℃(입력1012hPa에서)를 가지며 최소한 하나의 지방족 3증 결합을 가진 유기 및 오르가노실리콘화합물, 예로서 1-에티닐시클로헥산-1-올, 3-메틸-1-부틴-3-올, 3-메틸-1-펜틴-3-올, 2, 5-디-메틸-3-헥신-2, 5-디올 및 3, 5-디메틸-1-헥신-3-올등, 디알릴말리에이트와 비닐아세테이트의 혼합물 및 말레인산 모노에스테르가 있다.
적합할 경우 선택적으로 사용되는 억제제(7)는 유기알키놀 또는 비닐기함유 실록산, 1-에티닐시클로헥사놀, 3-메틸-1-부틴-3-올이 바람직하며, 비닐기함유디실록산이 특히 바람직하다.
본 발명에 의한 조성물은 억제제(7)를 구성하는 것이 바람직하며, 이 억제제는 본 발명에 의한 조성물을 기준으로하여 바람직하게는 0.01~3wt%, 특히 바람직하게는 0.05~2wt%로 존재한다.
적합할 경우 선택적으로 사용되는 접착촉진제(8)의 예로는 가수분해할 수 있는 기 및 SiC-결합비닐, 아크릴옥시, 메틸아크릴옥시, 에폭사이드, 산무수물, 산에스테르 도는 에테르기 및 그 부분 및 혼합가수분해물을 가진 실란이 있으며, 비닐기를 가진 실란과 가수분해 할 수 있는 래디컬로서 에록시 또는 아세톡시기를 포함하는 에폭사이드기를 가진 실란이 바람직하고, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 에폭시프로필트리에톡시실란 및 그 부분 및 혼합가수분해물이 특히 바람직하다.
본 발명에 의한 조성물은 접착촉진제(8)를 바람직하게는 0~5wt%, 특히 바람직하게는 1~3wt%로 구성한다.
적합할 경우 선택적으로 사용되는 실록산(9)의 예로는 분자당 2개 이하의 지방족 불포화래디컬을 가진 일반식(Ⅰ) 또는 (Ⅱ)의단위의 오르가노폴리실록산, Si-결합수소원자가 없거나 또는 분자당 3개 이하의 Si-결합수소원자를 가진 일반식(Ⅲ)의 단위의 오르가노폴리실록산, 식(R3 3SiO1/2)y(R3SiO3/2)z의 MT수지 및 식(R3 3SiO1/2)y(SiO4/2)z의 MQ수지(여기서 R3는 래디컬 R 또는 R1에 대해서 위에서 설명한 정의를 가지며, y=z의 비는 실온에서 액상 또는 고상수지가 존재하도록 선택할 수 있다)가 있다.
본 발명에 의한 조성물은 실록산(9)을 바람직하게는 0~60wt%, 특히 바람직하게는 0~40%로 구성한다.
적합할 경우, 선택적으로 사용되는 첨가제(10)의 예로는, 지방족다중결합에 Si-결합수소의 첨가를 억제하는 기를 포함하지 않거나, 촉매(4)로서 사용되는 금속용 착화제가 아닌 경우, 가용성염료, 유기 또는 무기안료, UV안정제 등 안정제, 프리래디컬을 트랭핑(trapping)하는 프래핑제(trapping agents) 및 UV블록커(blocker)가 있다.
적합할 경우, 선택적으로 사용되는 첨가제(10)의 특성과 양은 본 발명에 의한 조성물 또는 그 조성물에 생성된 가황고무의 필요요건의 프로필(profiles)에 따라 주로 좌우되며, 이 분야의 기술자에게 공지되어 있다.
본 발명에 의한 조성물은, 성분(1) 내지 (10)이외의 성분없이 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의해 사용되는 성분(1)~(10)은 각각의 경우 이와같은 성분의 각각의 타입 또는 이와같은 성분의 최소한 2개의 서로 다른 타입의 혼합물로 할 수 있다.
본 발명에 의한 조성물은 바람직하게는 300,000㎡/s이하, 특히 바람직하게는 50~200,000㎟/s의 점도를 가진다.
본 발명에 의한 조성물은 (1) 지방족탄소-탄소 다중결합을 가진 SiC-결합래디컬을 포함하는 일반식(Ⅰ)의 단위의 오르가노폴리실록산[일반식(Ⅰ)에서 단, a+b의 합은 3이하 또는 3이며, 최소한 2개의 래디컬 R1이 분자당 존재함]과,
(2) Si-결합수소원자를 포함하는 일반식(Ⅲ)의 단위의 오르가노폴리실록산[일반식(Ⅲ)에서 단, g+f의 합은 3 이하 또는 3이며, 최소한 3개의 Si-결합수소원자가 분자당 존재함]과,
(4) 백금금속 또는 그 백금금속의 화합물 또는 착체와,
(5) BET 표면적 50㎡/g 이상의 보강필러와,
(6) 평균입자직경 30㎛이하와, BET표면적 30㎡/g 이하를 가진 비보강필러 및
(7) 억제제로 구성하는 조성물이 바람직하다.
본 발명에 의한 조성물은 (1) 지방족탄소-탄소다중경합을 가진 SiC-결합래디컬을 포함하는 일반식(Ⅱ)의 오르가노폴리실록산 10~80wt%[일반식(Ⅱ)에서 단, 최소한 2개의 래디컬 R1이 분자당 존재함]와, (2) Si-결합수소원자를 포함하는 일반식(Ⅲ)의 단위의 오르가노폴리실록산 0.5~20wt%[일반식(Ⅲ)에서 단, g+f의 합은 3이하 또는 3이며, 최소한 3개의 Si-결합수소원자가 분자당 존재함]와, (4) 본 발명에 의한 조성물의 총중량을 기준으로 하여 백금함량을 바람직하게는 0.5~500wt.PPM으로 얻어지도록 한 양의 백금금속 또는 그 백금금속의 화합물 또는 착체와, (5) BET 표면적 50㎡/g 이상의 보강필러와 5~50wt%와, (6) 평균입자직경 30㎛이하와, BET 표면적 30㎡/g 이하를 가진 비보강필러 10-80wt%와, (7) 억제제 0.01~3wt%로 구성되는 조성물이 특히 바람직하다.
본 발명에 의한 조성물은 공지의 방법, 예로서 각 성분의 단순혼합에 의해 제조할 수 있다.
지방족 다중결합에 Si-결합수소의 부가에 의해 가교할 수 있는 본 발명에 의한 조성물은 히드로실릴화반응에 의해 가교할 수 있는 종래의 공지된 조성물에서와 같은 조건하에서 가교시킬 수 있다.
이 가교조건은 온도 10~300℃, 특히 바람직하게는 20-280℃, 특히 20-200℃와 압력 900~1100hpa이다.
그러나 더 높거나 더 낮은 온도와 압력을 사용할 수도 있다.
본 발명은 또 본 발명에 의한 조성물을 가교시켜 제조한 성형품에 관한 것이다.
본 발명에 의한 조성물은, 예로서 접촉압 조성물(impression composition) 또는 코팅조성물등의 전기전자장치용 또는 예로서 사출성형방법, 진공압출방법, 압출방법, 주형성형(casting molding) 및 압축성형에 의한 성형품 제조용의 봉입주형조성물(embedding compositions) 등 Si-결합수소 및 지방족 불포화 래디컬을 가진 오르가노폴리실록산을 기재로 한 조성물을 종래에도 사용되었던 모든예에 사용할 수 있다.
본 발명에 의한 조성물은, 특히, 필수요건의 프로필을 기반으로 하여 예로서 키보오드, 완구, 공구, 의료용 제품, 절연호스 및 코팅직물의 표면등 실리콘표면의 사용이 효과적이나 주요한 블록킹표면을 회피하도록 할 경우 언제나 사용된다.
본 발명에 의한 조성물을 사용하여, 플라스틱, 유리섬유 강화 플라스틱, 실리콘러버, 목재, 무기재, 금속, 도기, 글라스, 유리섬유 또는 암면 등 광물섬유 및 직물 등 각종의 기재에 코팅할 수 있다.
본 발명에 의한 조성물로 바람직하게 코팅할 수 있는 직물기재의 예로는 직조직물, 편직직물, 부직포, 브레이디드재(braided materials) 및 면, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 실크(silk) 및 비스코스 등 천연 및/또는 합성섬유의 루프직물(looped fabrics)이 있다.
본 발명에 의해 코팅한 직물은 예로서, 전기절연커버, 전기절연호스, 내열재, 전기절연재, 스포츠용피복, 돛(sails), 보우트커버(boat covers), 배낭(rucksacks), 텐트 및 보호천 등 스포츠용품, 해가리개(awnings), 컨베이어 벨트(conveyor belts), 캄펜세이터(compensators)(실이나 직물의 장력조절장치), 절접식용기(foldable containers), 팽창시킬 수 있는 직물용기, 블라인드(blinds) 또는 직물구조로서 사용할 수 있다.
본 발명에 의한 조성물은 통상의 방법, 예로서 브러싱(brushing), 주입(pouring) 분무(spraying), 롤링(rolling), 프린팅(printing), 나이프-코팅(knife-coating), 슬롭-패딩(slop-padding), 디핑(dipping) 또는 스크린프린팅(screen printing)에 의해 처리할 수 있고, 또 메이어로드(Mayer rod) 또는 에어브러시(air brush)로 처리할 수 있다.
본 발명에 의한 조성물을 처리한 후, 코팅한 기재를 고온 예로서 20~280℃, 체류시간(residence time)10-600초간 노출시키는 것이 바람직하다.
이 처리는 그 대응하는 가열오븐내에서 연속 또는 불연속적으로 행할 수 있다.
여기서 에너지는 열공기, 방사, 열전달매체의 형태로, 또는 열기재와의 직접 접촉에 의해 공급할 수 있다.
본 발명은 또 본 발명에 의한 조성물을 기재에 처리시켜 온도 20-280℃에서 가교하도록 한 코팅의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 가교할 수 있는 조성물은 가교반응후 표면이 건조한 감촉을 가진 가황고무를 얻으며 "프로기촉감"(froggy hand)을 갖지 않는 잇점이 있다.
본 발명에 의한 조성물은 가교반응후 논-블록킹(non-blocking), 마찰방지(anti-friction), 무마모(non-abrasive) 및 맷(matt)표면을 가진 가황고무를 얻는 잇점이 있다.
또, 본 발명에 의한 조성물은 제조가 용이하고 처리가공특성이 우수하며, 주로 유기용매가 없는 잇점이 있다.
본 발명에 의한 조성물은 가교반응후 논-블록킹(non-blocking), 마찰방지(anti-friction), 무마모(non-abrasive) 및 맷(matt)표면을 가진 가황고무를 얻는 잇점이 있다.
또, 본 발명에 의한 조성물은 제조가 용이하고 처리가공특성이 우수하며, 주로 유기용매가 없는 잇점이 있다.
본 발명에 의한 조성물은 가황처리후 마찰계수를 감소시킨 표면을 얻는 잇점이 있다.
본 발명에 의한 코팅 제조방법은 실시가 대단히 용이하고, 단순한 가공조작으로 코팅을 제조할 수 있는 잇점이 있다.
또, 본 발명에 의한 코팅 제조방법은 가교반응중에 바람직하지 않은 용매증기가 생성되지 않는 잇점이 있다.
본 발명에 의한 코팅 제조방법은 직물코팅공업에서 통상적인 장치를 사용하여 본 발명에 의한 조성물을 처리할 수 있는 잇점이 있다.
다음 실시예에서, 모든부(parts)데이타는 특별한 설명이 없으면 중량을 기준으로 한 것이다.
다음 실시예는 특별한 언급이 없으면 주위대기압, 즉 약 1000hPa의 압력하에서, 실온, 즉 약 20℃또는 반응물질을 실온에서 추가가열 또는 냉각없이 접촉시킬 때 정해진 온도에서 실시한다.
다음의 모든 점도데이타는 25℃의 온도를 기준으로 한다.
그 가황고무의 인열진행저항(tear propagation resistance)은 ASTM D624-B-91에 따라 측정한다.
쇼어 A 경도는 DIN 53505-87에 따라 측정한다.
인열강도는 DIN 53504-85 S 1에 따라 측정한다.
파괴시의 신도는 DIN 53504-85 S 1에 따라 측정한다.
LOI(limiting oxygen index : 제한 산소지수)는 ASTM D 2863-70에 따라 측정한다.
마찰계수는 ASTM D 1894에 의해 측정한다.
[실시예 1]
BET 표면적 300㎡/g을 가진 고분산성규산(상품명 WACKER HDK T30, Wacker-Chemie GmH 제품)15.2kg을, 점도 20,000㎟/s 가진 α, ω-디비닐디메틸 폴리실록산 34.8kg과 점도 1000㎟/s를 가진 α, ω-디비닐디메틸폴리실록산 50kg의 혼합액중에서 균질분산시켰다.
평균입자 직경 1㎛과 BET 표면적 10㎡/g을 가진 알루미늄 옥사이드분말 100g을 이와같이하여 얻어진 조성물에서 균질혼합하였다.
그 다음, 식(CH3)3SiO[SiO(CH3)2]3r[SiO(CH3)H]rSi(CH3)3[여기서 r은 약 20임)의 실록산 4kg과 에티닐시클로헥사놀 0.2kg을 이 혼합물에 균질분산시켰다.
그리고 디메틸폴리실록산에 백금-테트라메틸디비닐디실록산 착체를 용해한용액중 백금함량 1wt%를 가진 용약 0.2kg을 첨가하였다.
그 다음, 이와같이하여 얻어진 조성물로 유리직조물을 코팅하였다.
이 처리공정에서, 이 조성물을, 박스타입 닥터블레이드(Box-type doctor blade)를 사용하여 층두께 50㎛로 그 직조직물에 나이프코팅하였다.
그리고 순환공기오븐중에서 3분간 150℃에서 가교시켰다.
이와같이하여 코팅한 유리직조직물은 맷표면과 건조촉감을 가졌다.
그 코팅유리직조직물의 마찰계수는 0.8이었다.
또, 테스트견본은 그 조성물을 테스트 명세서에 대응하는 몰드내에 주입시켜 그 폐쇄몰드(closed mold)를 150℃에서 15분간 순환공기오븐중에서 가열시켜 얻어진 조성물로 제조하였다.
그 테스트견본은 다음의 기계적특성을 나타내었다.
쇼어 A 경도 : 64
인열강도 : 5.3N/㎟
파괴시신도 : 140%
인열진행저항 : 7.3N/mm
LOI : 34%
[대비실시예 1]
알루미늄 옥사이드분말을 사용하지 않고 실시예 1의 처리공정을 반복하였다.
이와같이하여 코팅한 유리직조직물은 광택표면을 가졌으며, 액상 실리콘러버의 대표적인 프로기(froggy)형상 블록킹촉감(blocking hand)을 가졌다.
그 코팅한 유리직조직물의 마찰계수는 1.3이었다.
그 제조한 테스트견본은 다음의 기계적 특성을 가졌다.
쇼어 A 경도 : 45
인열강도 : 4.8N/㎟
파괴시신도 : 230%
인열진행저항 : 4.3N/mm
LOI : 24%
[대비실시예 2]
평균입자직경 1㎛과 BET표면적 10㎡/g을 가진 알루미늄 옥사이드분말 100kg대신, 평균입자직경 40㎛과 BET표면적 2㎡/g을 가진 알루미늄 옥사이드분말 100kg을 사용하여 실시예 1의 처리공정을 반복하였다.
이와같이하여 코팅한 유리직조직물은 맷(mat)표면과 건조촉감을 가졌다.
그 표면은 약간의 마모성을 나타내었다.
그 코팅한 유리 직조직물의 마찰계수는 0.7이었다.
제조한 테스트견본은 다음의 기계적 특성을 나타내었다.
쇼어 A 경도 : 70
인열강도 : 2.7N/㎟
파괴시신도 : 50%
인열진행저항 : 8.4N/mm
LOI : 35%
[실시예 2]
평균입자직경 1㎛과 BET표면적 10㎡/g을 가진 알루미늄 옥사이드분말 100kg대신, 평균입자직경 2㎛과 BET표면적 4㎡/g을 가진 석영분말 100kg을 사용하여 실시예 1의 처리공정을 반복하였다.
이와같이하여 코팅한 유리직조직물은 맷(mat)표면과 건조촉감을 가졌다.
그 코팅한 유리직조직물의 마찰계수는 0.8이었다.
제조한 테스트견본은 다음의 기계적 특성을 나타내었다.
쇼어 A 경도 : 83
인열강도 : 4.8N/㎟
파괴시신도 : 70%
인열진행저항 : 9.7N/mm
LOI : 31%
[대비실시예 3]
평균입자직경 1㎛과 BET표면적 10㎡/g을 가진 알루미늄 옥사이드분말 100kg대신, 평균입자직경 50㎛과 BET표면적 2㎡/g을 가진 석영분말 100kg을 사용하여 실시예 1의 처리공정을 반복하였다.
이와같이하여 코팅한 유리직조직물은 맷(mat-surface)과 건조촉감을 가졌다.
그 코팅한 유리직조직물의 마찰계수는 0.9이었다.
제조한 테스트견본은 다음의 기계적 특성을 나타내었다.
쇼어 A 경도 : 81
인열강도 : 5.2N/㎟
파괴시신도 : 50%
인열진행저항 : 2.5N/mm
LOI : 30%
[실시예 3]
평균입자직경 1㎛과 BET표면적 10㎡/g을 가진 알루미늄 옥사이드분말 100kg대신, 평균입자직경 4㎛과 BET표면적 15㎡/g을 가진 화학조성물 Na[AlSiO3O8]의 소듐 알루미늄 실리게이트 100kg을 사용하여 실시예 1의 처리공정을 반복하였다.
이와같이하여 코팅한 유리직조코팅은 맷(matt)표면과 건조촉감을 가졌다.
그 코팅한 유리직조직물의 마찰계수는 0.9이었다.
제조한 테스트견본은 다음의 기계적 특성을 나타내었다.
쇼어 A 경도 : 78
인열강도 : 3.3N/㎟
파괴시신도 : 73%
인열진행저항 : 8.6N/mm
LOI : 29%
[실시예 4]
평균입자직경 1㎛과 BET표면적 10㎡/g을 가진 알루미늄 옥사이드분말 100kg 대신, 다음표 1의 성분(실시예 4a 석영분말, 4b-d 알루미늄 옥사이드, 4e-f 백약) 100kg을 사용하였다.
그 표면특성과 기계적특성에 대한 결과를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
Figure kpo00004
[대비실시예 4]
평균입자직경 1㎛과 BET표면적 10㎡/g을 가진 알루미늄 옥사이드분말 100kg 대신, 다음의 표 2의 성분(실시예 V4a-b 석영분말, 실시예 V4c-d 알루미늄옥사이드, 실시예 V4e 소성규조토, 실시예 V4f 바륨설페이트, 실시예 V4g 활성)을 사용하여 실시예 1의 처리공정을 반복하였다.
그 표면특성과 기계적 특성에 대한 결과를 다음의 표 2에 나타낸다.
[표 2]
Figure kpo00005
본 발명에 의해 얻어진 조성물은 키보오드, 완구, 공구, 의료용제품, 절연호스와 코팅직물의 표면 등 실리콘표면의 사용에 적합하며, 플라스틱, 유리섬유 강화 플라스틱, 실리콘러버, 목재, 무기재, 금속, 도기, 글라스, 유리섬유 또는 암염등 광물섬유 및 직물등 각종기재에 본 발명의 조성물을 사용하여 코팅할 수 있다.
본 발명의 조성물은 가교시켜 성형품을 제조할 수 있고, 제조가 용이하고 처리가공특성이 우수하며 유기용매가 없는 잇점이 있고, 가교반응후 논-블록킹(non-blocking), 마찰방지, 무마모 및 맷(matt) 표면을 가진 가황고무를 얻을 수 있다.
더 나아가서, 본 발명의 조성물은 가황처리를 한 다음에는 마찰계수를 감소시킨 표면을 얻을 수 있고, 코팅방법 역시 실시가 용이하고 단순 가공조작으로 코팅할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (4)

  1. 가교할 수 있는 오르가노폴리실록산 조성물을 플라스틱, 유리섬유강화플라스틱, 실리콘러버, 목재, 무기재, 도기, 글라스 및 직물에서 선택한 기재에 처리하여 온도 20-280℃에서 가교시키는 코팅의 제조방법에 있어서, 그 가교할 수 있는 오르가노폴리실록산 조성물은, (1) 다음 일반식(Ⅰ)의 단위의 지방족탄소-탄소다중 결합을 가진 SiC-결합래디컬을 포함하는 오르가노폴리실록산과, (2) 다음 일반식(Ⅱ)의 단위의 Si-결합수소원자를 가진 오르가노폴리실록산 또는 (3) 지방족탄소-탄소다중결합을 가진 SiC-결합래디컬과 Si-결합수소원자를 가진 오르가노폴리실록산과, (4) 지방족 다중결합에 Si-결합수소의 첨가를 촉진시키는 촉매와, (5) BET 표면적 50㎡/g 이상의 보강필러와, (6) 평균입자직경 20㎛이하와, BET표면적 20㎡/g이하의 비보강필러로 이루어지며, 오르가노폴리실록산(1)은 일반식(Ⅰ)의 단위의 선상 또는 분기상 오르가노폴리실록산이며, 오르가노폴리실록산(2)는 일반식(Ⅲ)의 단위의 선상, 환상 또는 분기상 오르가노폴리실록산임을 특징으로 하는 제조방법.
    Figure kpo00006
    위식에서, R은 탄소원자 1-18개를 가진 1가의 SiC-결합되고, 선택치환시킨 탄화수소래디컬이며, 지방족탄소-탄소다중결합이 없으며, R1은 지방족 탄소-탄소 다중결합을 가진 1가의 SiC-결합탄화수소래디컬이고, a는 0, 1, 2 또는 3이며, b는 0, 1 또는 2이다.
    단, a+b의 합은 3이하 또는 3이며, 최소한 2개의 래디컬 R1은 분자당 존재함.
    Figure kpo00007
    위식에서, R2는 래디컬 R에 대한 위에서 설명한 정의를 가지며, g는 0, 1, 2 또는 3이고, f는 0, 1 또는 2이다.
    단, g+f의 합은 3이하 또는 3이며, 최소한 3개의 Si-결합수소가 분자당 존재함.
  2. (신설) 제1항에 있어서, 비보강필러(6)과 보강필러(5)의 중량비는 20 : 1~2 : 1임을 특징으로 하는 제조방법.
  3. (신설) 제10항에 있어서, 가교할 수 있는 오르가노폴리실록산 조성물은, (1) 다음 일반식(Ⅱ)의 오르가노폴리실록산 10-80wt%와, (2) 일반식(Ⅲ)의 단위의 오르가노폴리실록산 0.5-20wt%와, (3) 본 발명의 조성물 총중량을 기준으로 하여 백금함량 0.5~500wt.ppm이 얻어지도록 한 양의 백금금속 또는 백금금속의 화합물 또는 그 착체와, (5) BET 표면적 50㎡/g이상을 가진 보강필러 5-50wt%와, (6) 평균입자직경 20㎛ 이하와, BET 표면적 20㎡/g이하를 가진 비보강필러 10-80wt%와, (7) 유기알키놀, 비닐기함유실록산, 1-에티닐시클로헥사놀, 3-메틸-1-부틴-3-올 및 비닐기함유디실록산으로 이루어지는 그룹에서 선택한 억제제 0.01~3wt%를 구성함을 특징으로 하는 제조방법.
    Figure kpo00008
    위식에서, R은 탄소원자 1-18개를 가진 1가의 SiC-결합되고, 선택치환시킨 탄화수소래디컬이고 지방족 탄소-탄소 다중결합이 없으며, R1은 지방족 탄소-탄소 다주결합을 가진 1가의 SiC-결합탄화수소래디컬이고, x는 0, 1, 2 또는 3이고, m은 0 또는 1~50의 수이고, n은 50~100,000의 수이다.
    단, 일반식(Ⅱ)의 오르가노폴리실록산에는 분자당 최소한 2개의 래디컬 R1을 포함하며, n개 단위(SiR2O)와, m개 단위(SiR1RO)는 그 분자내에 분산시킬 수 있음.
  4. (신설) 제1항에 있어서, 그 기재는 직물임을 특징으로 하는 제조방법.
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