KR100432257B1 - 하이드로실릴화반응용미립자촉매및이를함유하는열경화성실리콘조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미립자 촉매를 하이드로실릴화 반응에서 사용하는 것에 관한 것이다. 당해 촉매는 하이드로실릴화 반응용 금속성 촉매, 화학식 (R1R2ArSi)2O의 디실록산(여기서, R1은 알케닐 그룹이고, R2는 1가 탄화수소 그룹이고, Ar은 아릴 그룹이다) 및 유리전이온도가 40 내지 200℃인 수지를 포함하고 평균 입자 직경이 0.1 내지 20㎛인 미립자로 이루어진다. 미립자 촉매와 배합된 열경화성 실리콘 조성물이 또한 기술된다.

Description

하이드로실릴화 반응용 미립자 촉매 및 이를 함유하는 열경화성 실리콘 조성물
본 발명은 하이드로실릴화 반응용 미립자 촉매 및 이를 함유하는 열경화성 실리콘 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 미립자 촉매는 촉매 활성이 높고 장기간동안 경화되지 않은 상태로 유지될 수 있는 저장 안정성이 우수한 열경화성 실리콘 조성물을 제공한다.
하이드로실릴화 반응용 금속성 촉매를 함유하는 열경화성 수지 촉매 및 이를 함유하는 열경화성 실리콘 조성물은 일반적으로 공지되어 있다. 예를 들어, 연화점 또는 융점이 약 40 내지 200℃인 촉매는 일본국 공개특허공보 제(소)49-134786호, 제(소)58-37053호, 제(평)2-4833호 및 제(평)2-9448호에 제시되어 있다. 금속성 촉매와 유기 수지를 포함하는 미립자 촉매는 또한 일본국 공개특허공보 제(소)58-37053호, 제(소)64-45468호, 제(소)64-47442호, 제(소)64-51140호, 제(평)3-68659호 및 제(평)7-41678호에 제시되어 있다. 그러나, 이들 미립자 촉매의 금속성 촉매는 제조 동안의 가열 조작으로 촉매 활성이 감소하면서 용이하게 분해된다. 분해가 경미하고 촉매 활성이 충분한 경우에도 분해 생성물로 인한 변색을 피할 수는 없다. 더욱이, 이들 미립자 촉매가 유기 실록산 조성물에서 경화 촉매로서 사용되는 경우, 저장 동안 조성물 경화가 진행되고 경화되지 않은 상태가 장기간 유지되지 않는 문제점이 있다.
연구 결과, 본 발명자들은 하이드로실릴화 반응용 금속성 촉매와 특정 디실록산을 본원에서 특허청구된 하이드로실릴화 반응용 미립자 촉매 중에 함께 존재하게 하면 전술한 문제점을 해결할 수 있다는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 촉매 활성이 우수한 하이드로실릴화 반응용 미립자 촉매를 제공하고 장기간 동안 경화되지 않은 상태로 저장되는 저장 안정성이 우수한 열경화성 실리콘 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 금속 원자를 0.01 내지 5중량% 포함하는 하이드로실릴화 반응용 금속성 촉매(i), 화학식 (R1R2ArSi)2O의 디실록산(여기서, R1은 알케닐 그룹이고, R2는 1가 탄화수소 그룹이고, Ar은 아릴 그룹이다)(ii) 0.1 내지 5중량% 및 유리전이온도가 40 내지 200℃인 수지(iii)를 포함하고 평균 입자 직경이 0.1 내지 20㎛인 미립자 촉매에 관한 것이다.
본 발명은 또한 분자당 평균 2개 이상의 규소 결합된 알케닐 그룹을 갖는 유기 폴리실록산(A) 100중량부, 분자당 평균 2개 이상의 규소 결합된 수소원자를 갖는 유기 하이드로겐폴리실록산(B)(여기서, 당해 성분의 배합량은 당해 성분 중의규소 결합된 수소원자의 몰 수 대 성분(A) 중의 규소 결합된 알케닐 그룹의 몰 수의 비율이 0.5/1 내지 10/1로 되도록 하기에 충분한 양이다), 및 금속 원자 0.01 내지 5중량%를 포함하는 하이드로실릴화 반응용 금속성 촉매(i), 화학식(R1R2ArSi)2O의 디실록산(여기서, R1은 알케닐 그룹이고, R2는 1가 탄화수소 그룹이고, Ar은 아릴 그룹이다)(ii) 0.01 내지 5중량% 및 유리전이온도가 40 내지 200℃인 수지(iii)를 포함하고 평균 입자 직경이 0.1 내지 20㎛인 하이드로실릴화 반응용 미립자 촉매(C) 0.005 내지 100중량부를 포함하는 열경화성 실리콘 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 금속성 촉매는 하이드로실릴화 반응용 촉매 활성을 갖는 금속성 촉매이다. 이의 예에는 염화백금산 또는 알콜 개질된 염화백금산과 같은 백금 촉매; 백금과 올레핀의 착화합물; 백금 또는 염화백금산과 디케톤의 착화합물; 백금 또는 염화백금산과 디비닐 디실록산의 착화합물; 알루미나, 실리카 및 카본 블랙에 지지된 백금; 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐과 같은 팔라듐 촉매, 및 로듐, 니켈 및 코발트와 같은 금속성 촉매가 포함되지만, 이에 제한되지는 않는다. 이들중, 백금 촉매가 바람직하고, 백금과 디비닐 디실록산의 착화합물이 특히 촉매 활성면에서 바람직하다. 이들 촉매는 단독으로 또는 2개 이상의 혼합물로서 사용될 수 있다. 액체에 용해시킨 촉매 또한 사용될 수 있다. 백금과 디비닐 디실록산의 착화합물을 사용하는 경우, 상온에서 알콜, 탄화수소 용매 또는 액체 폴리실록산에 용해시킬 수 있다. 본 발명의 미립자에서 금속성 촉매의 양은 금속 원자로서 0.01내지 5중량%, 바람직하게는 0.05 내지 2중량%이다. 함량이 0.01중량% 미만인 경우, 본 발명의 조성물의 양이 과량으로 되어, 당해 조성물 고유의 특성을 상실한다. 성분이 5중량%를 초과하는 경우, 금속성 촉매를 본 발명의 미립자 중에 유지하는 것이 어렵다.
본 발명의 미립자 촉매의 특징은 화학식 (R1R2ArSi)2O의 디실록산이 존재한다는 것이다. 디실록산은 본 발명의 미립자 촉매의 금속성 촉매를 안정화시키는 작용을 한다. 하이드로실릴화 반응을 통해 경화되는 조성물에 첨가되는 경우, 본 발명의 조성물은 장기간 동안 경화되지 않은 상태로 유지될 수 있다. 상기 화학식에서, R1은 알케닐 그룹, 바람직하게는 비닐 그룹 또는 알릴 그룹이다. 이중 비닐 그룹이 특히 바람직하다. R2는 1가 탄화수소 그룹이다. R2의 예에는 메틸 그룹 또는 에틸 그룹과 같은 알킬 그룹; 비닐 그룹 또는 알릴 그룹과 같은 알케닐 그룹 및 페닐 그룹 또는 나프틸 그룹과 같은 아릴 그룹이 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 상기 화학식에서, Ar은 아릴 그룹, 바람직하게는 페닐 그룹 또는 나프틸 그룹이다. 이들 중, 페닐 그룹이 바람직하다. 본 발명에서 사용되는 디실록산의 예에는 syn-디비닐디메틸디페닐디실록산, syn-디비닐테트라페닐디실록산 및 syn-테트라비닐디페닐디실록산이 포함되지만, 이에 제한되지는 않는다. 본 발명의 미립자 촉매 중에 존재하는 디실록산의 양은 0.1 내지 5중량%이다. 디실록산의 양이 0.1중량% 미만인 경우, 디실록산의 효과를 나타낼 수 없다. 미립자 촉매 중에 존재하는 디실록산의 양이 5중량%를 초과하는 경우, 미립자 촉매를 함유하는 조성물은 저장 동안 경화되게 된다.
본 발명의 미립자 촉매에 사용되는 수지는 하이드로실릴화 반응용 금속성 촉매를 해하는 물질이 아니어야 한다. 사용가능한 수지의 예에는 실리콘 수지, 폴리실란 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리메틸 아크릴레이트 및 메틸 메타크릴레이트와 부틸 메타크릴레이트의 공중합체와 같은 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라아드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리비닐 클로라이드와 플리비닐리덴 클로라이드의 공중합체, 폴리아미드, 셀룰로즈 아세테이트 및 셀룰로즈 아세테이트 부티레이트와 같은 셀룰로즈 에스테르가 포함되지만, 이에 제한되지는 않는다. 적합한 실리콘 수지의 예에는 모노페닐실록산 단위, 디페닐실록산 단위 및 디메틸실록산 단위를 포함하는 수지; 모노페닐실록산 단위와 디메틸실록산 단위를 포함하는 수지 및 모노페닐실록산 단위와 메틸비닐실록산 단위를 포함하는 수지가 포함된다. 폴리실란 수지의 예에는 메틸페닐실란 단위 및 디메틸실란 단위를 포함하는 수지가 포함된다. 이들 수지의 유리전이온도의 범위는 40 내지 200℃이어야 한다. 수지의 유리전이온도가 40℃ 미만이면, 본 발명의 미립자 촉매의 제조가 어렵고, 본 발명의 미립자 촉매를 함유하는 조성물을 장기간 동안 경화되지 않은 상태로 저장할 수 없다. 유리전이온도가 200℃를 초과하는 경우, 미립자 촉매를 함유하는 조성물의 경화 속도가 충분하지 않다. 전술한 수지는 모두 열가소성 수지로서 공지되어 있다. 일반적으로, 열경화성 수지로서 분류되는 수지가 또한 사용될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 열경화성 수지는 또한 유리전이온도의 범위가 40 내지 200℃이어야 한다. 유리전이온도는 DSC(차등 주사 열량계)를 사용하여 측정한다.
본 발명의 미립자 촉매는 평균 입자 직경이 0.1 내지 20㎛이다. 평균 입자 직경이 0.1㎛ 미만인 경우, 미립자 촉매를 함유하는 조성물의 저장 안정성이 충분하지 않다. 평균 입자 직경이 20㎛를 초과하는 경우, 미립자 촉매를 함유하는 조성물의 경화가 균일하지 않다. 본 발명의 미립자 촉매의 형태에 대하여는 특별한 제한이 없다. 그러나, 촉매 활성의 발현 및 안정한 촉매 활성 억제의 재생을 양호하게 하기 위해 구형이 바람직하다.
본 발명의 미립자 촉매를 제조하는 방법의 예에는 금속성 촉매, 디실록산 및 수지를 톨루엔과 같은 용매에 용해시킨 후, 용매를 건조시킴으로써 금속성 촉매와 디실록산을 함유하는 수지를 제조하는 방법(참조: 일본국 공개특허공보 제(소)58-37053호), 금속성 촉매, 디실록산 및 수지를 메틸렌 클로라이드, 클로로포름, 테트라하이드로푸란 또는 디에틸 에테르와 같은 비점이 낮은 용매에 용해시킨 후, 생성물 용액을 계면활성제 수용액에 적가하여 유/수형 유액을 제조하고, 점차 용매를 제거함으로써 고체 미립자를 수득하는 방법(참조: 일본국 공개특허공보 제(평)2-4833호) 및 금속성 촉매, 디실록산 및 수지를 톨루엔 또는 디사이클로메탄과 같은 용매에 용해시키고, 당해 용액을 가열 공기 스트림 속으로 분무시키고 용매를 휘발시키면서 분무 상태에서 금속성 촉매와 디실록산을 함유하는 수지를 고형화시키는 방법(참조: 일본국 공개특허공보 제(평)4-29748호)이 포함된다. 이러한 방법으로 수득한 본 발명의 미립자 촉매는 그대로 사용될 수 있거나, 메틸 알콜, 에틸 알콜,헥사메틸 디실록산 및 옥타메틸사이클로테트라실록산과 같은 수지를 용해시키지 않고서 금속성 촉매를 제거하는 용매를 사용하여 세척함으로써 입자 표면에 존재하는 금속성 촉매를 제거할 수 있다.
유기 폴리실록산인 성분(A)는 본 발명의 실리콘 조성물의 주요 제제를 형성하는 성분이고, 분자당 평균 2개 이상의 규소 결합된 알케닐 그룹을 가진다. 알케닐 그룹의 예에는 비닐, 알릴 및 헥세닐이 포함된다. 유기 폴리실록산에서 알케닐 그룹 이외의 규소원자와 결합하는 유기 그룹의 예에는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 헥실 및 옥틸과 같은 알킬; 페닐과 같은 아릴 및 3,3,3-트리플루오로프로필 그룹과 같은 치환된 탄화수소로 예시되는 1가 탄화수소 그룹이 포함된다. 규소원자에 결합되는 유기 그룹의 수는 평균 1.0 내지 2.3개이어야 한다. 유기 폴리실록산은 일반적으로 직쇄이나, 또한 일부는 측쇄를 가질 수도 있다. 25℃에서 유기 폴리실록산의 점도 범위는 10 내지 1,000,000㎟/s(센티포이즈)이다. 당해 성분을 구성하는 유기 폴리실록산의 예에는 양 말단이 디메틸비닐실록산 그룹으로 차단된 디메틸폴리실록산, 양 말단이 트리메틸실록산 그룹으로 차단된 디메틸실록산-메틸비닐실록산 공중합체, 양 말단이 디메틸헥세닐실록산 그룹으로 차단된 디메틸실록산-메틸헥세닐실록산 공중합체 및 양 말단이 디메틸비닐실록산 그룹으로 차단된 메틸트리플루오로프로필폴리실록산이 포함된다. 단일 중합체, 공중합체 또는 2개 이상의 중합체의 혼합물이 사용될 수 있다.
성분(B)의 유기 하이드로겐폴리실록산은 성분(A)에 대한 가교결합제이다. 성분(B)는 분자당 평균 2개 이상의 규소 결합된 수소원자를 함유한다. 당해 성분중의수소원자 이외의 규소원자와 결합된 유기 그룹에는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 헥실 및 옥틸과 같은 알킬 그룹; 페닐과 같은 아릴 그룹 및 3,3,3-트리플루오로프로필 그룹과 같은 치환된 탄화수소로 예시되는 1가 탄화수소 그룹이 포함된다. 유기 하이드로겐폴리실록산의 분자 구조는 직쇄상, 망상 또는 3차원 구조일 수 있다. 단일 중합체, 공중합체 또는 2개 이상의 이들 중합체의 혼합물을 사용할 수 있다. 25℃에서 유기 하이드로겐폴리실록산의 점도 범위는 0.5 내지 50,000㎟/s(센티포이즈), 바람직하게는 1 내지 10,000㎟/s(센티포이즈)이다. 당해 혼합 성분의 양은 당해 성분 중의 규소 결합된 수소원자의 몰 수 대 성분(A) 중의 규소 결합된 알케닐 그룹의 몰 수의 비율이 0.5/1 내지 10/1로 되도록 하는 양이다. 유기 하이드로겐폴리실록산은 양 말단이 트리메틸실록산 그룹으로 차단된 디메틸실록산-메틸하이드로겐실록산 공중합체, 양 말단이 디메틸하이드로겐실록산 그룹으로 차단된 디메틸실록산-메틸하이드로겐실록산 공중합체 또는 3개 이상의 규소원자를 갖는 메틸하이드로겐사이클로실록산일 수 있다.
성분(C)는 상술한 하이드로실릴화 반응용 미립자 촉매이다. 성분(C)는 하이드로실릴화 반응을 통해 성분(A)의 규소원자와 결합된 알케닐 그룹과 성분(B)의 규소원자와 결합된 수소원자의 가교를 수행하는 촉매이다. 본 발명의 미립자 촉매는 평균 입자 직경이 0.1 내지 20㎛이고, 전술한 디실록산 0.1 내지 5중량%와 함께 전술한 금속성 촉매를 금속 원자로서 0.01 내지 5중량% 함유한다. 당해 혼합 성분의 양의 범위는 유기 실록산 조성물 중의 성분(A) 100중량부당 성분(C) 0.005 내지 100중량부이고, 바람직하게는 금속 원자로서 계산하여 0.1 내지 100ppm이다.
본 발명의 조성물은 전술한 성분(A) 내지 성분(C)로 이루어진다. 또한, 본 발명의 목적이 손상되지 않는한 다양한 첨가제를 혼합할 수 있다. 본 발명의 조성물 속에 혼합할 수 있는 첨가제에는 발포 실리카 및 습윤 실리카와 같은 분상 실리카; 표면을 소수성 처리시킨 분상 실리카, 크레이프 경화 억제제, 실리콘 이외의 중합체, 유기 용매, 산화철; 희토류 화합물과 같은 내열제; 탄산마그네슘 및 에어로졸 산화티탄과 같은 난연제; 트리페닐포스핀과 같은 인 함유 화합물; 트리부틸아민, 테트라메틸에틸렌디아민 및 벤조트리아졸과 같은 질소 함유 화합물; 황 함유 화합물; 아세틸렌 화합물; 2개 이상의 알케닐 화합물을 함유하는 화합물; 하이드로퍼옥시 화합물; 말레산 유도체와 같은 하이드로실릴화 반응 억제 화합물; 규조토, 탄산칼슘, 유리 섬유 및 카본 블랙이 포함되지만, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 조성물은 전술한 성분(A) 내지 성분(C)를 균일하게 혼합함으로써 용이하게 수득된다. 예를 들어, 성분(C)를 소량의 성분(A)에 첨가하고 균일하게 분산시킨 후, 혼합물을 성분(A)와 성분(B)의 혼합물에 첨가할 수 있다. 온도는 성분(C)를 구성하는 수지의 유리전이온도를 50℃ 이상 초과하지 않는 것이 바람직하다.
본 발명의 하이드로실릴화 반응용 미립자 촉매는 촉매 활성이 높고, 분해 생성물로 인한 변색이 나타나지 않는다. 이 때문에, 본 발명의 특허청구된 미립자 촉매는 유기 폴리실록산이 기본 중합체로서 사용되는 탄성중합체 및 수지 조성물용 촉매로서 사용하기에 적합하다. 또한, 본 발명의 미립자 촉매를 함유하는 본 발명의 열경화성 실리콘 조성물은 실온에서 장기간 동안 경화되지 않은 상태로 유지되고 저장후 가열에 의해 급속하게 경화하는 특성이 있다. 결론적으로, 본 발명의 실리콘 조성물은 단일 용액형 열경화성 실리콘 조성물로서 극히 유용하다.
본 발명의 상세한 설명은 하기 실시예에 의해 실증된다. 실시예에서 Ph는 페닐 그룹을 의미하고, Me는 메틸 그룹을 의미하며, Vi는 비닐 그룹을 의미하고, g는 그램을 의미한다. 점도는 25℃에서의 측정값이고 cp는 센티포이즈이다.
비교 실시예 1
염화백금산 수용액(백금 금속 함량 33중량%) 6g 및 1,3-디비닐테트라메틸디실록산 16g을 이소프로필 알콜 35g에 용해시킨다. 중탄산나트륨 10g을 이 용액에 첨가하고, 용액을 교반하면서 70 내지 80℃에서 30분 동안 현탁액 상태로 반응을 수행한다. 냉각 후, 고체 성분을 여과하여 제거하고, 백금 금속을 함유하는 백금 비닐 실록산 성분의 이소프로필 알콜 용액 4.2중량%를 제조한다.
실시예 1
평균 단위식이 (PhSiO3/2)0.78(Me2SiO)0.22이고 유리전이온도가 66.5℃인 열가소성 실리콘 수지 819g, 평균 단위식이 (PhSiO3/2)0.78(MeViSiO)0.22이고 유리전이온도가 65.2℃인 열가소성 실리콘 수지 72g 및 syn-디메틸디페닐디비닐실록산 9.0g을 교반기가 장착된 용기 속의 톨루엔 500g과 디클로로메탄 4,600g의 혼합 용매 속으로 도입하고 균일한 상태까지 교반한다. 이어서, 비교 실시예 1에서 수득한 백금 비닐실록산 착화합물의 이소프로필 알콜 용액 88.8g을 혼합액 속으로 도입하고, 혼합하여 균일한 용액을 수득한다. 용액을 2개의 유체 노즐을 사용하여 질소 기체가 가열 기체 유동체로서 존재하는 분무 건조 탱크[아시자와 니트로 아토마이저즈 리미티드(Ashizawa Nitro Atomizers Ltd.)에서 제조] 속으로 연속적으로 분무한다. 질소 기체의 가열 유동체의 온도는 분무 건조기의 주입구에서 95℃이고, 분무 건조기의 배출구에서는 45℃이며, 가열 기체 유동 속도는 1.3㎥/min이다. 전술한 조건하에서 1시간 동안 작업을 수행하고, 생성되는 하이드로실릴화 반응용 백색 미립자 촉매 415g을 백필터(back filter)로 수집한다. 수득한 미립자 촉매의 평균 입자 직경은 1.5㎛이고, 백금 함량은 금속 원자로서 0.40중량%이다.
비교 실시예 2
syn-디메틸디페닐디비닐실록산을 첨가하지 않고 열가소성 실리콘 수지의 혼합량을 828g으로 변경하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방식으로 하이드로실릴화 반응용 미립자 촉매 408g을 제조한다. 수득한 미립자 촉매는 회백색이고, 평균 입자 직경은 1.6㎛이며, 백금 함량은 0.40중량%이다.
실시예 2
표면을 헥사메틸디실라잔으로 소수성 처리하고 비표면적이 150㎡/g인 발연 실리카 20g을 점도가 12,000㎟/s(cp)인 디메틸비닐실록산 말단 디메틸폴리실록산 100g과 점도가 1,500㎟/s(cp)인 디메틸비닐실록산 말단 디메틸폴리실록산 100g의 혼합물에 첨가하여 완전히 혼합한 후, 평균 분자식 Me3SiO(Me2SiO)3(MeHSiO)5SiMe3의 디오가노실록산 2.8g 및 페닐부티놀 0.04g을 첨가하여 균일한 상태로 혼합한다. 이어서, 당해 혼합물에 실시예 1의 미립자 촉매를 혼합물의 백금 금속 함량이 5ppm으로 되도록 하는 양으로 첨가하고, 이 물질을 완전히 혼합하여 열경화성 실리콘 조성물을 제조한다. 수득한 열경화성 실리콘 조성물의 열경화 특성은 모델 5 큐라스토미터(CurastometerTM)[오리엔테크 캄파니(Orientech Company)에서 제조]로 130℃ 및 150℃에서 측정한다. 열경화 특성은 토오크가 최대 10%에 도달할 때까지의 시간을 경화 개시 시간(T10)으로 하고 토오크가 최대 90%에 도달할 때까지의 시간을 경화 완료 시간(T90)으로 하여 측정한다. 생성된 열경화성 실리콘 조성물을 밀봉된 용기 속으로 도입하고 50℃에서 에이징시킨다. 경화에 필요한 일수를 측정하고, 이를 저장 안정성으로서 기록한다. 결과를 표 1에 나타낸다. 이 결과로부터, syn-디메틸디페닐디비닐디실록산을 첨가함으로써 가열하는 동안 경화 속도가 증가하고 실온에서 경화되지 않은 상태가 장기간 동안 유지되는 것이 확인된다.
비교 실시예 3
비교 실시예 2에서 수득한 하이드로실릴화 반응용 미립자 촉매를 실시예 1의 미립자 촉매 대신에 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 2의 열경화성 실리콘 조성물을 동일한 방식으로 제조한다. 수득한 열경화성 실리콘 조성물의 열경화 특성 및 저장 안정성을 실시예 2에서와 같이 측정한다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
실시예 3
유리전이온도가 대략 140℃인 폴리카보네이트 수지 500g[Inpilon H-3000, 일본국 도쿄 소재의 미쓰비시 가스 케미칼 캄파니, 리미티드(Mitsubishi Gas Chemical Company, Ltd.)에서 제조]을 디클로로메탄 8.5kg에 용해시키고, syn-디메틸디페닐디비닐디실록산 5.0g 및 톨루엔 1.0kg을 첨가하여 혼합한다. 이어서, 당해 용액 속으로 비교 실시예 1에서 수득한 백금 비닐실록산 착화합물의 이소프로필 알콜 용액 23.8g을 도입하여 혼합함으로써 균질한 용액을 수득한다. 당해 용액을 실시예 1의 분무 건조기 탱크 속으로 연속적으로 분무한다. 질소 기체의 가열 유동체의 온도는 분무 건조기의 주입구에서 100℃이고, 분무 건조기의 배출구에서는 70℃이며, 가열 기체 유동 속도는 1.3㎥/min이다. 작업을 전술한 조건하에서 5시간 동안 수행하고, 생성되는 하이드로실릴화 반응용 백색 미립자 촉매 380g을 백필터로 수집한다. 수득한 미립자 촉매의 평균 입자 직경은 1.47㎛이고, 백금 함량은 0.2중량%이다.
비교 실시예 4
실시예 3에서 syn-디메틸디페닐디비닐디실록산을 첨가하지 않는 것을 제외하고는 하이드로실릴화 반응용 미립자 촉매 408g을 동일한 방식으로 제조한다. 수득한 미립자 촉매는 회색이고, 평균 입자 직경은 1.44㎛이며, 백금 함량은 0.2중량%이다.
실시예 4
표면을 헥사메틸디실라잔으로 소수성 처리하고 비표면적이 150㎡/g인 발연 실리카 20g을 점도가 12,000㎟/s(cp)인 디메틸비닐실록산 말단 디메틸폴리실록산 100g과 점도가 1,500㎟/s(cp)인 디메틸비닐실록산 말단 디메틸폴리실록산 100g의 혼합물에 첨가하여 완전히 혼합한 후, 평균 분자식 Me3SiO(Me2SiO)3(MeHSiO)5SiMe3의 디오가노실록산 2.8g 및 페닐부티놀 0.04g을 첨가하여 균일한 상태로 혼합한다. 이어서, 당해 혼합물에 실시예 3의 미립자 촉매를 이 혼합물의 백금 금속 함량이 2.5ppm으로 되도록 하는 양으로 첨가하고, 이 물질을 완전히 혼합하여 열경화성 실리콘 조성물을 제조한다. 수득한 열경화성 실리콘 조성물의 열경화 특성은 실시예 2에서 사용한 모델 5 큐라스토미터TM로 150℃ 및 170℃에서 측정한다. 열경화 특성을 실시예 2에서와 같이 T10및 T90으로 측정한다. 생성된 열경화성 실리콘 조성물을 밀봉된 용기 속으로 도입하고 50℃에서 에이징시킨다. 경화에 필요한 일수를 측정하고, 이를 저장 안정성으로서 기록한다. 결과를 표 2에 나타낸다. 이 결과로부터, syn-디메틸디페닐디비닐디실록산을 첨가함으로써 가열하는 동안 경화 속도가 증가하고 실온에서 경화되지 않은 상태가 장기간 동안 유지되는 것이 확인된다.
비교 실시예 5
비교 실시예 4에서 수득한 하이드로실릴화 반응용 미립자 촉매를 실시예 3의 미립자 촉매 대신에 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 4의 열경화성 실리콘 조성물을 동일한 방식으로 제조한다. 수득한 열경화성 실리콘 조성물의 열경화 특성 및 저장 안정성을 실시예 4에서와 같이 측정한다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[표 2]
실시예 5
유리전이온도가 대략 80℃인 메틸 메타크릴레이트와 부틸 메타크릴레이트의 공중합체[엘바사이트(ELVACITETM) 2013; 미국 델라웨어주 월밍톤 소재의 이.아이.듀퐁 드 네모아 앤드 캄파니(E.I. Du Pont De Nemours & Co.)의 등록된 상표명] 500g을 디클로로메탄 8.5kg 및 syn-디메틸디페닐디비닐디실록산 5.0g에 용해시킨다. 톨루엔 1.0kg을 혼합한다. 이어서, 당해 용액 속으로 비교 실시예 1에서 수득한 백금 비닐실록산 착화합물의 이소프로필 알콜 용액 44.4g을 도입하여 혼합함으로써 균질한 용액을 수득한다. 당해 용액을 실시예 1의 분무 건조기 탱크 속으로 연속적으로 분무한다. 질소 기체의 가열 유동체의 온도는 분무 건조기의 주입구에서 95℃이고,분무 건조기의 배출구에서는 50℃이며, 가열 기체 유동 속도는 1.3㎥/min이다. 작업을 전술한 조건하에서 5시간 동안 수행하고, 생성되는 하이드로실릴화 반응용 백색 미립자 촉매 365g을 백필터로 수집한다. 수득한 미립자 촉매의 평균 입자 직경은 1.78㎛이고, 백금 함량은 0.4중량%이다.
실시예 6
표면을 헥사메틸디실라잔으로 소수성 처리하고 비표면적이 150㎡/g인 발연 실리카 20g을 점도가 12,000㎟/s(cp)인 디메틸비닐실록산 말단 디메틸폴리실록산 100g과 점도가 1,500㎟/s(cp)인 디메틸비닐실록산 말단 디메틸폴리실록산 100g의 혼합물에 첨가하여 완전히 혼합한 후, 평균 분자식 Me3SiO(Me2SiO)3(MeHSiO)5SiMe3의 디오가노실록산 2.8g 및 페닐부티놀 0.04g을 첨가하여 균질한 상태로 혼합한다. 이어서, 이 혼합물에 실시예 5의 미립자 촉매를 혼합물의 백금 금속 함량이 5ppm으로 되도록 하는 양으로 첨가하고, 이 물질을 완전히 혼합하여 열경화성 실리콘 조성물을 제조한다. 수득한 열경화성 실리콘 조성물의 열경화 특성은 실시예 2에서 사용한 모델 5 큐라스토미터TM로 130℃ 및 150℃에서 측정한다. 열경화 특성을 실시예 2에서와 같이 T10및 T90으로 측정한다. 130℃에서 수득한 열경화성 실리콘 조성물의 T10값은 85.6초이고, T90값은 98.2초이다. 150℃에서의 T10값은 32.6초이고 T90값은 46.2초이다. 당해 열경화성 실리콘 조성물을 50℃에서 에이징시키는 경우, 경화되지 않은 상태가 87일 동안 유지된다.
실시예 7
유리전이온도가 대략 140℃인 수지[이우필론(IUPILONTM) H-3000, 미쓰비시 가스 케미칼 캄파니, 리미티드의 등록된 상표명] 500g을 디클로로메탄 8.5kg 및 syn-테트라페닐디비닐디실록산 5.0g에 용해시킨다. 톨루엔 1.0kg을 첨가하여 혼합한다. 이어서, 당해 용액 속으로 비교 실시예 1에서 수득한 백금 비닐실록산 착화합물의 이소프로필 알콜 용액 23.8g을 도입하여 혼합함으로써 균질한 용액을 수득한다. 당해 용액을 실시예 1의 분무 건조기 탱크 속으로 연속적으로 분무한다. 질소 기체의 가열 유동체의 온도는 분무 건조기의 주입구에서 100℃이고, 분무 건조기의 배출구에서는 70℃이며, 가열 기체 유동 속도는 1.3㎥/min이다. 작업을 전술한 조건하에서 5시간 동안 수행하고, 생성되는 하이드로실릴화 반응용 백색 미립자 촉매 385g을 백필터로 수집한다. 수득한 미립자 촉매의 평균 입자 직경은 1.52㎛이고, 백금 함량은 0.2중량%이다.
실시예 8
표면을 헥사메틸디실라잔으로 소수성 처리하고 비표면적이 150㎡/g인 발연 실리카 20g을 점도가 12,000㎟/s(cp)인 디메틸비닐실록산 말단 디메틸폴리실록산 100g과 점도가 1,500㎟/s(cp)인 디메틸비닐실록산 말단 디메틸폴리실록산 100g의 혼합물에 첨가하여 완전히 혼합한 후, 평균 분자식 Me3SiO(Me2SiO)3(MeHSiO)5SiMe3의 디오가노실록산 2.8g 및 페닐부티놀 0.04g을 첨가하여 균일한 상태로 혼합한다. 이어서, 이 혼합물에 실시예 7의 미립자 촉매를 혼합물의 백금 금속 함량이 2.5ppm으로 되도록 하는 양으로 첨가하고, 이 물질을 완전히 혼합하여 열경화성 실리콘 조성물을 제조한다. 수득한 열경화성 실리콘 조성물의 열경화 특성은 실시예 2에서와 같이 모델 5 큐라스토미터TM로 150℃ 및 170℃에서 측정한다. 열경화 특성을 실시예 2에서와 같이 T10및 T90으로 측정한다. 150℃에서 수득한 열경화성 실리콘 조성물의 T10값은 122.1초이고, T90값은 157.1초이다. 170℃에서의 T10값은 26.0초이고, T90값은 38.1초이다. 당해 열경화성 실리콘 조성물을 50℃에서 에이징시키는 경우, 경화되지 않은 상태가 268일 동안 유지된다.
본 발명의 하이드로실릴화 반응용 미립자 촉매는 하이드로실릴화 반응용 금속 촉매, 특정 디실록산 및 유리전이온도가 40 내지 200℃인 수지를 포함하고, 촉매 활성이 높다. 또한, 본 발명의 미립자 촉매를 함유하는 열경화성 실리콘 조성물은 저장 안정성이 우수하고 경화되지 않은 상태가 장기간 동안 유지될 수 있다.

Claims (2)

  1. 미립자 촉매에 금속 원자를 0.01 내지 5중량% 제공하는 양의 금속성 촉매(i), 화학식 (R1R2ArSi)2O의 디실록산(여기서, R1은 알케닐 그룹이고, R2는 1가 탄화수소 그룹이고, Ar은 아릴 그룹이다)(ii) 0.1 내지 5중량% 및 유리전이온도가 40 내지 200℃인 수지(iii)를 포함하고 평균 입자 직경이 0.1 내지 20㎛인 미립자 촉매.
  2. 분자당 평균 2개 이상의 규소 결합된 알케닐 그룹을 갖는 유기 폴리실록산(A) 100중량부, 분자당 평균 2개 이상의 규소 결합된 수소원자를 갖는 유기 하이드로겐폴리실록산(B)(여기서, 당해 성분의 배합량은 당해 성분 중의 규소 결합된 수소원자의 몰 수 대 성분(A) 중의 규소 결합된 알케닐 그룹의 몰 수의 비율이 0.5/1 내지 10/1로 되도록 하기에 충분한 양이다) 및 제1항의 미립자 촉매(C) 0.005 내지 100중량부를 포함하는 유기 실록산 조성물.
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