KR100805744B1

KR100805744B1 - 미관의지용 고강도 실리콘 고무 조성물

Info

Publication number: KR100805744B1
Application number: KR1020060044246A
Authority: KR
Inventors: 송점식; 김순종; 차국찬; 이석민; 문무성; 신지인; 편도기; 최윤소
Original assignee: 재단법인 산재의료관리원
Priority date: 2006-05-17
Filing date: 2006-05-17
Publication date: 2008-02-21
Also published as: KR20070111187A

Abstract

본 발명은 미관용 의지를 만들 때 사용하는 실리콘 고무 조성물에 관한 것으로, 특히, 기계적인 물성 및 신율이 우수하면서 미관용 의지 제작에 적합하게 저 경도를 가진 부가경화형 액상 실리콘 고무 조성물에 관한 것이다.

통상 실리콘으로 제작된 의지는 장기간의 사용 시에도 표면이 오염되지 않으나 인열강도가 약해 쉽게 찢어지거나 끊어지게 되는 문제점이 있다.

따라서 이러한 문제점의 해결을 위하여 현재 시도되고 있는 방법으로서, 실리카 등의 보강성 충전제를 혼합하는 방법과, 비닐 함량이 높은 액상 실리콘을 사용하는 방법과, 측쇄에 많은 반응기를 가지는 가교제를 사용하는 방법이 있으나, 과량의 실리카가 혼합될 경우는 혼합물의 점도가 너무 높아져 의지의 제작에 어려움이 있고, 비닐기 함량이 높은 액상실리콘과 측쇄에 많은 반응기를 가지는 가교제를 다량 혼합하였을 경우에는 의지의 경도가 높아져 환자에게 불편함을 유발하게 된다.

따라서 본 발명에서는 비닐기를 함유한 QM레진(실리콘레진이라 불림), 비닐기를 함유한 액상실리콘, 수소기를 함유한 액상실리콘, 보강성 충전제, 백금촉매, 경화지연제의 함유량을 적절히 조절하여 이액형 부가경화형 실리콘 고무 조성물을 제조토록 함으로써 의지 제작에 알맞은 점도(5,000~30,000cP)를 가지면서 저경도, 고신율, 고인열 특성을 갖는 미관용 의지용 고강도 실리콘 고무를 제공하고자 함이다.

실리콘 고무 조성물, 비닐기, 수소기, 액상실리콘

Description

미관의지용 고강도 실리콘 고무 조성물{High strength silicone rubber compsition for an artificial limb}

도 1은 본 발명의 실리콘 고무로 제조된 미관용 의지의 사시도

본 발명은 기계적인 물성이 우수하면서도 저 경도를 가진 부가경화형 액상 실리콘 고무 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비닐기함유 액상실리콘과 수소기함유 액상실리콘, 보강충전제, 백금촉매 및 경화지연제의 함유량을 조절함으로써, 실리콘 고무의 경도를 증가시키지 않음과 동시에 인열강도와 신장률이 우수한 액상 실리콘 고무 조성으로, 내구수명을 종전보다 연장시킬 수 있도록 한 것이다.

통상 미관용 의지는 PVC와 실리콘으로 제작된다.

그러나, PVC로 제작된 의지는 가격이 싸고 비교적 인열강도가 좋은 특성을 가지고 있으나 오염이 쉽고 세척이 불가능한 문제점이 있고, 실리콘 의지의 경우는 재질이 부드럽고 오염물질이나 색소가 잘 침투하지 않으나 인열강도가 약해서 쉽게 찢어지거나 끊어지게 되는 문제점이 있다.

따라서 인열강도가 우수한 부가경화형 액상 실리콘 고무의 높은 기계적 물성 을 얻기 위해서 현재 사용되고 있는 일반적인 방법으로는 다음과 같다.

첫째, 비표면적이 넓은 건식 또는 습식 실리카 등의 보강성 충전제를 혼합하는 방법, 둘째, 비닐 함량이 높은 액상실리콘을 사용하는 방법, 셋째, 측쇄에 많은 반응기를 가지는 가교제를 사용하는 방법이다.

그러나. 과량의 실리카를 혼합했을 경우 혼합물의 점도가 너무 높아져 의지의 제작에 어려움이 있을 뿐 아니라 제작 시 기포 발생 위험이 높은 문제점이 있고, 또한 비닐기 함량이 높은 액상실리콘과 측쇄에 많은 반응기를 가지는 가교제를 다량 혼합하였을 경우, 의지의 경도가 높아져 환자에게 불편함을 유발하게 됨으로써 이 방법을 적용할 수 없다는 것이다.

따라서, 미관용 의지 제작에 적합한 점도를 가지면서, 의지를 제작하였을 때 사용하기에 적합한 저경도, 우수한 기계적 물성 및 신율을 가진 실리콘 고무의 개발이 요구되었던 것이다.

따라서 본 발명에서는 기존 범용 이액형 실리콘 고무에 충진제와 촉매 등을 적절히 첨가하여 인열강도가 높은 미관용 의지용 고강도 실리콘 고무를 개발하고자 함이다.

이를 위하여 본 발명은 비닐기를 함유한 QM레진(실리콘레진이라 불림), 비닐기를 함유한 액상실리콘, 수소기를 함유한 액상실리콘, 보강성 충전제, 백금촉매, 경화지연제의 함유량을 적절히 조절하여 이액형 부가경화형 실리콘 고무 조성물을 제조하여, 의지제작에 알맞은 점도(5,000~30,000cP)를 가지면서 저경도, 고신율, 고인열 특성을 갖도록 한 것이다.

본 발명은 부가반응에 의해 경화되는 이액형 액상 실리콘 고무 조성물로서, 주제는 비닐기를 포함하는 액상실리콘, QM레진, 수소기를 포함하는 액상실리콘을 포함하고 있으며, 경우에 따라서 보강성충전제를 포함할 수 있다.

경화제는 비닐기를 포함하는 액상실리콘과 백금촉매, 경화지연제가 포함되어 있으며 경우에 따라서 QM레진, 실리카를 포함할 수 있다.

또한 주제에 백금촉매, 경화지연제를 포함시키고, 경화제에 수소기를 포함하는 액상실리콘을 포함시킬 수 있다.

이러한 조성물을 의지 제작에 사용하며 다음 성분을 포함한다.

(1) 비닐기를 포함하는 QM레진으로 화학식 1로 표시된다. (CAS No. 68988-89-6)

(2) 총 비닐함량이 0.15 ~ 0.25 mmol/g를 가진, QM레진의 양 말단이 비닐기로 치환된 폴리디메칠실록산(PVS:polyvinylsiloxane,실리콘이라 불림)에 분산된 조성물

(3) 양 말단이 비닐기로 치환된 폴리디메칠실록산으로 화학식 2로 표시된다.(CAS No. 68951-99-5)

(4) 가교제로 사용된 메칠하이드로디메칠실록산 공중합체로 화학식 3으로 표시된다.(CAS No. 68037-59-2)

(5) 사슬연장제로 사용된 양 말단이 수소기로 치환된 폴리디메칠실록산으로 화학식 4로 표시된다.(CAS No. 70900-21-9)

(6) 반응형 가소제로 사슬의 한쪽 말단에만 비닐기를 가지는 폴리디메칠실록산으로 화학식 5(CAS No. 68952-00-1)으로 표시된다.

(7) 백금촉매

(8) 경화지연제

(9) 보강성 충전제

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

[화학식 5]

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

(1), (2) : QM resin dispersed in vinyl terminated polydimethylsiloxane

QM레진은 SiO_4/2와 R¹R² ₂SiO_1/2로 구성된 폴리오르가노실록산이다.

여기에서 R¹은 불포화탄화수소로 적합하게는 비닐기를 갖는다.

R²는 알킬, 아릴, 메칠, 페닐등이 될 수 있으며 가장적절하게는 화학식 1에서와 같이 메칠기를 가진다.

비닐기를 가지는 QM 레진은 일반적으로 양말단이 비닐기로 치환된 폴리디메칠실록산(PVS:polyvinylsiloxane)에 분산시켜 사용한다.

QM레진의 분산량은 보통 10~30%로 Hanse Chemie, Bayer Silicone, United Chemical Technologies, Inc.에서 공급된다.

이렇게 공급되는 QM레진 분산 폴리디메칠실록산은 다음과 같다.

	Viscosity 25℃ (cP)	Vinyl content (mmol/g)	SG
QM dispersion	4,000 ~ 8,000	0.15 ~ 0.25	1.01 ~ 1.02
QM dispersion	45,000 ~70,000	0.15 ~ 0.25	1.01 ~ 1.02

이중 가장 적합한 것은 QM레진이 20~25% 분산된 점도 45,000 ~ 70,000cP, 비닐함량이 0.15~0.25mmol/g인 폴리오르가노실록산이다.

일반적으로 충진되지 않은 부가경화형 실리콘고무는 기계적물성이 약하다.

따라서 기계적 물성을 향상시키기 위해서는 카본블랙, 습·건식 실리카와 같은 충전제로 충진하여 사용한다.

그러나 충전제가 들어가면 투명도가 떨어지고 점도가 급격히 상승하는 단점이 있어, 많은 양을 충진 시 이액형 부가경화 타입의 의지 제작에는 부적합하다.

또한, 의지 제작에는 많은 시간이 필요하고 균일게 혼합할 수 있어야 하며, 의지 모형을 적절히 구현하기 위해서는 몰드에 충분히 흘러들어가야 된다.

따라서 초기 점도가 너무 높으면 의지제작 시 사용하기에 적절하지 못하다.

상기와 같은 비닐기 함유 QM레진 분산된 폴리오르가노실록산은 충전제의 충진과 점도의 급격한 향상없이 투명도 및 기계적 물성을 향상시키는데 적합하다.

그러나 많은 양의 QM레진을 배합시키면 전체 가교물의 비닐기가 증가하고 가교점사이의 가교밀도가 증가하기 때문에 QM레진 분산 폴리오르가노실록산은 전체 고무 조성물의 중량%로 5~40% 함유한다.

이때 그 함유량이 40%이상이면 경도가 너무 높아지고, 5%미만이면 기계적물성의 향상이 거의 없다.

따라서 QM레진 분산 폴리오르가노실록산의 사용으로 고인열 특성을 나타내는 실리콘 의지 제작이 가능하다.

(3) 양 말단이 비닐기로 치환된 폴리디메칠실록산은 다음과 같은 점도와 비닐함량을 가진다.

	Viscosity 25℃(cP)	Vinyl content (mmol/g)	SG
Vinyl Terminated PDMS	100 ~ 5,000	0.06 ~ 0.40	0.97 ~ 0.98
Vinyl Terminated PDMS	10,00 ~ 100,000	0.03 ~ 0.08	0.97 ~ 0.98

Vinyl-terminated polydimethylsiloxane (Base polymer)

양 말단이 비닐기로 치환된 폴리디메칠실록산 (PVS)은 휘발물질의 함유량이 낮고, 경화반응 시 중합수축이 매우 작기 때문에 부가 경화형 실리콘고무에 널리 사용되고 있고. 상업적으로 100~1,000,000cP의 점도를 가진 PVS가 사용된다.

일반적으로 사슬의 길이가 길수록 실리콘 고무의 실록산 결합의 길이가 길어지므로 유연성 및 기계적 물성을 향상시키나 가교밀도가 낮기 때문에 경도의 저하를 가져온다.

또한 사슬의 길이가 짧고 비닐함량이 높은 폴리디메칠실록산은 반응에 참여하는 비닐기가 많기 때문에 조성물의 경도가 높아진다.

따라서 낮은 점도의 폴리디메칠실록산과 높은 점도를 혼용하여 사용함으로써, 조성물의 비닐함량을 일정 이상 유지함으로써 유연성을 저하시키지 않는 범위에서 경도를 증가시킬 수 있다.

그러나 점도가 너무 높으면 다른 첨가물, 충전제와 충분히 혼합하기에 힘들고 이액형의 경우 사용하기에 앞서 주재와 경화제를 혼합과 핸들링시 문제점이 있다.

따라서 의지 제작용 폴리디메칠실록산의 경우 100,000cP 이하의 점도를 가진 폴리디메칠실록산이 적합하다.

상기 화학식 2에 표시되는 점도 1,000~100,000cP, 비닐함량 0.03~0.08mmol/g인 PVS와 QM레진 분산 PVS의 비율은 60:40 이하로 전체 고무조성물에 함유된다.

만일 그 비율이 60:40 이상이면 전체 반응에 참여하는 비닐기가 많아져 경도가 높아져 유연성이 감소하기 때문이다.

따라서 QM레진 분산 폴리디메칠실록산과 양 말단이 비닐기로 치환된 폴리디메칠실록산의 적절한 비율을 맞춤으로써 전체 비닐함량과 가교도를 조절하여 적절한 점도와 경화 후 기계적 물성이 우수한 의지용 실리콘고무 제작이 가능하다.

(4) 가교제로 사용되는 수소기함유 폴리오르가노실록산은 폴리메칠하이드로실록산과 메칠하이드로-디메칠실록산 공중합체 또는 이들의 혼합물이며, 다음과 같은 점도와 Si-H함량을 가진다.

Methylhydro-dimethylsiloxnae Copolymer (Crosslinker)

	Viscosity 25℃ (cP)	Si-H content (mmol/g)	SG
Cross-linker	25 ~ 50	2.0 ~ 10	0.98 ~ 1.00
	100 ~ 500	0.5 ~ 4.0	0.97 ~ 0.98
	1000 ~ 10000	0.04 ~ 0.2	0.97 ~ 0.98

수소기 함유 폴리오르가노실록산은 화학식 3과 같으며 비닐기함유 실리콘과 백금계 촉매를 이용한 부가 반응에 가교제로 사용된다.

상기 화학식에서 R₁, R₂는 메칠 또는 수소기가 적합하며 사슬의 길이가 길수록 일반적으로 경화속도가 빨라지는 특징을 가지고 있다.

그러나 일반적으로 의지용 실리콘고무에서는 이액형 부가 경화형 실리콘 고무가 사용되며 10:1로 주제와 경화제를 혼합하여 사용하기 때문에 Si-H기 함량이 높고 낮은 점도를 가진 경화제를 사용한다.

가장 적합한 것은 메칠하이드로-디메칠실록산 공중합체이며 점도 25~50cP, Si-H기 함량은 2.0~10mmol/g이다.

(5) 사슬연장제

말단기가 Si-H로 치환된 폴리디메칠실록산은 화학식 4와 같으며, 이관능성 구조를 가지고 있기 때문에 경화에 의해서 비닐실록산과 반응하는 것이 아니라, 사슬연장에 의해서 반응에 참여한다.

따라서 실리콘고무의 가교도를 감소시켜 결과적으로 고무의 경도를 저하시킨 다.

따라서 상대적으로 낮은 점도의 비닐실리콘과 반응하여도 낮은 경도의 실리콘고무를 제작할 수 있고, 다음과 같은 점도와 Si-H기함량을 가진다.

	Viscosity 25℃(cP)	SiH content (mmol/g)	SG
Chain extender	2 ~ 4	2.0 ~ 5.5	0.90~0.91
Chain extender	100 ~10,000	0.1 ~ 0.4	0.97 ~ 0.98

이중 가장 적합한 것은 점도 100~1,000센티포아즈, Si-H기함량 0.1~0.4mmol/g인 양말단이 Si-H기로 치환된 폴리디메칠실록산이다.

(6) 반응형 가소제

반응형 가소제로 사용되는 것은 한쪽 말단에만 비닐기를 가지는 폴리오르가노실록산으로 화학식 5와 같은 구조를 가지며 다음과 같은 점도와 비닐기함량을 가진다.

	Viscosity 25℃(cP)	Vinyl content (mmol/g)	SG
Reactive plasticizer	2,000 ~ 10,000	0.018 ~ 0.07	0.97 ~ 0.98

한쪽 말단에만 비닐기를 가지는 폴리디메칠실록산은 부가중합형 실리콘고무에서 단지 사슬의 한쪽 끝만 반응에 참가할 수 있기 때문에 가교된 경화물의 모듈러스를 낮추는 역할을 한다.

이중 가장 적합한 것은 점도 2,000 ~ 10,000센티포아즈, 비닐함량 0.018 ~ 0.07mmol/g인 폴리오르가노실록산이다.

(7) 촉매로 사용된 백금촉매

백금촉매는 실리콘 원자에 결합되어 있는 수소원자와 비닐기를 포함하고 있는 폴리오르가노실록산의 비닐기사이의 부가반응을 촉진시키는데 유용하게 사용되는 촉매이다.

적절한 백금촉매는 chloroplatinic acid와 같은 백금화합물로 컴파운드에 5~500ppm 사이의 농도로 첨가시킨다.

보다 적절한 백금촉매는 백금과 1,3-divinyltetramethylsiloxane과의 착화합물이 하나이상의 비닐기를 가지는 분자, 가장 적절하게는 양말단이 비닐기로 치환된 폴리디메칠실록산에 0.1~2중량%의 농도로 분산되어있는 백금촉매이다.

(8) 경화지연제 (inhibitor or retarder)

경화지연제를 컴파운드에 도입하면 경화제로 사용되는 수소기를 가진 폴리실록산과 비닐기를 가진 폴리실록산의 부가 반응의 시작을 늦추어 충분한 작업시간을 부여할 수 있다.

적합한 경화지연제는 1,3,5,7-tertravinyltetramethylcyclotetrasiloxne과 1,3-divinyltetramethylsiloxane으로 조성물에 적절한 양을 도입하면 충분한 유도기간(induction time)을 얻을 수 있다.

도입량은 적어도 0.01 중량%로 도입되어야 하며, 보다 적절하게는 0.05~0.15 중량%로 도입된다.

(9) 보강성 충전제

보강성 충전제는 인장강도, 인열강도 등의 기계적물성을 향상시키기 위해서 실리콘고무 컴파운드에 첨가한다.

적절한 충전제는 실리카, 카본블랙과 같은 물질이며 보다 적절하게는 건식실리카이다.

일반적으로 건식실리카는 dimethyldichlorosilane, hexamethyldisilazane, tetramethylcyclotetrasiloxane,PVS(polydimethylsiloxane)과 같은 물질로 표면 처리한 건식실리카가 사용된다.

가장 적절한 건식실리카는 80~150m²/g의 비표면적(BET법)을 가진 표면처리된 실리카로써 비표면적이 크고, 투입량이 많을수록 실리콘 고무의 기계적 물성이 증가한다.

그러나 너무 많은 양을 함유하면 실리콘고무의 경도가 증가하고 초기 컴파운드의 점도가 급상승한다.

따라서 적당한 건식실리카의 전체 고무 조성물에서 배합량은 5~30중량% 함유한다.

적합한 보강성 충전제로는 Degussa의 Aerosil과 Cabot Corp.의 CAB-O-SIL등이 있다.

본 발명은 다음 실시 예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예

이액형 부가경화형 실리콘 고무의 주재와 경화제는 각각 planetary mixer를 이용하여 50℃, 70mmHg의 진공에서 혼합하였고, 혼합의 순서는 QM레진 분산 폴리디메칠실록산(1), 폴리디메칠실록산(2)(3), 가교제(4), 사슬연장제(5),반응형가소제(6), 백금촉매(7), 경화지연제(8), 보강성충전제(9) 순으로 혼합하였다.

주제에서 비닐기를 함유한 폴리오르가노실록산과 수소기를 함유한 폴리오르가노실록산의 당량비는 1:1.5 ~ 1:1.7사이에서 조절하였다.

점도는 KS M ISO 3219에 의거하여 25℃에서 측정하였으며 Part B의 점도는 대략 12,000cP이다.

<실시예 1>

점도 2,000cP, 비닐기함량 0.08mmol/g인 폴리디메칠실록산와 점도 65,000cP, 비닐기함량 0.03mmol/g인 폴리디메칠실록산 (Hanse Chemie ; Polymer VS 2000, Polymer VS 65000)를 사용하였다.

가교제로 사용한 점도 45cP, Si-H함량 4.3mmol/g인 메칠하이드로-디메칠실록산 공중합체(Hanse Chemie ; Crosslinker 101)를 사용하였다.

백금촉매는 platinum-divinyltetramethyldisiloxnae complex가 2중량%로 폴리디메칠실록산에 분산되어있는 것(United chemical technologies, Inc. ; PC075)을 사용하였다.

경화지연제는 1,3,5,7-tetravinyltetramethylcylotetrasiloxane을 사용하였다.

아래의 표에서와 같은 조성으로 비교 조성물을 제조하였다.

Component		주제	경화제
(1) QM dispersion (49,500cP, 0.20mmol/g)
(2)PVS (2,000cP, 0.08mmol/g)		48g	49.8g
(3)PVS (65,000cP, 0.03mmol/g)		50g	50g
(4)Crosslinker(45cp, 4.3mmol/g)		2g
(5)Chain extender (500cP, 0.16mmol/g)
(6)Reactive plasticizer (2000cP, 0.06mmol/g)
(7)Pt catalyst			0.1g
(8)Retarder (1,3,5,7-tetravinyltetramethylcylotetrasiloxane)			0.1g
(9)Fumed silica
점도		11,000cP	12,000cP
Content (mmol/g)	Si-H	0.0860
	Vinyl	0.0534	0.05484

<실시예 2>

점도가 49,500cP, 비닐기 함량이 0.2mol/g인 QM레진 분산 폴리디메칠실록산 (Hanse Chemie ; VQM XP 806)를 사용하였다.

실시예 1과 비교하였을 때 QM레진 분산 폴리디메칠실록산과 폴리디메칠실록산의 혼합비율을 10:87.5로 하였으며 가교제의 수소기와의 비닐기 당량비를 맞추기 위해 가교제의 함량을 0.5g을 늘렸다.

이하 나머지는 실시예 2와동일하게 실시하였다.

Component		주제	경화제
(1)QM dispersion (49,500cP, 0.20mmol/g)		10g
(2)PVS (2,000cP, 0.08mmol/g)		47.5g	49.8g
(3)PVS (65,000cP, 0.03mmol/g)		40g	50g
(4)Crosslinker(45cp, 4.3mmol/g)		2.5g
(5)Chain extender (500cP, 0.16mmol/g)
(6)Reactive plasticizer (2000cP, 0.06mmol/g)
(7)Pt catalyst			0.1g
(8)Retarder (1,3,5,7-tetravinyltetramethylcylotetrasiloxane)			0.1g
(9)Fumed silica
점도		12,500cP	12,000cP
Content (mmol/g)	Si-H	0.1075
	Vinyl	0.0700	0.05484

<실시예 3>

QM레진 분산 폴리디메칠실록산과 폴리디메칠실록산의 혼합비율을 20: 77로 하였고, 전체 수소기와의 비닐기 당량비를 맞추기 위해 가교제를 0.5g 늘렸다. 이하 나머지는 동일하게 실시하였다.

Component		주제	경화제
(1)QM dispersion (49,500cP, 0.20mmol/g)		20g
(2)PVS (2,000cP, 0.08mmol/g)		47g	49.8g
(3)PVS (65,000cP, 0.03mmol/g)		30g	50g
(4)Crosslinker(45cp, 4.3mmol/g)		3g
(5)Chain extender (500cP, 0.16mmol/g)
(6)Reactive plasticizer (2000cP, 0.06mmol/g)
(7)Pt catalyst			0.1g
(8)Retarder (1,3,5,7-tetravinyltetramethylcylotetrasiloxane)			0.1g
(9)Fumed silica
점도		10,000cP	12,000cP
Content (mmol/g)	Si-H	0.1290
	Vinyl	0.0866	0.05484

<실시예 4>

사슬연장제로 점도 500cP, Si-H함량 0.16mmol/g인 수소기로 양 말단이 치환된 PDMS(Hanse Chemie ; Modifier 705)를 사용하였다.

실시예 3과 비교하였을때 Part A의 사슬연장제가 포함되어 있는 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 실시하였다.

Component		주제	경화제
(1)QM dispersion (49,500cP, 0.20mmol/g)		20g
(2)PVS (2,000cP, 0.08mmol/g)		47g	49.8g
(3)PVS (65,000cP, 0.03mmol/g)		27g	50g
(4)Crosslinker(45cP, 4.3mmol/g)		3g
(5)Chain extender (500cP, 0.16mmol/g)		3g
(6)Reactive plasticizer (2000cP, 0.06mmol/g)
(7)Pt catalyst			0.1g
(8)Retarder (1,3,5,7-tetravinyltetramethylcylotetrasiloxane)			0.1g
(9)Fumed silica
점도		9,500cP	12,000cP
Content (mmol/g)	Si-H	0.1338
	Vinyl	0.0857	0.05484

<실시예 5>

반응형 가소제로 점도 2000cP, 비닐기함량 0.06mmol/g인 사슬말단의 한쪽 끝만 비닐기로 치환된 PDMS (Hanse Chemie ; Polymer XP MV 2000)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 시행하였다.

Component		주제	경화제
(2)QM dispersion (49,500cP, 0.20mmol/g)		20g
(3)PVS (2,000cP, 0.08mmol/g)		37g	49.8g
(3)PVS (65,000cP, 0.03mmol/g)		30g	50g
(4)Crosslinker(45cp, 4.3mmol/g)		3g
(5)Chain extender (500cP, 0.16mmol/g)
(6)Reactive plasticizer (2000cP, 0.06mmol/g)		10g
(7)Pt catalyst			0.1g
(8)Retarder (1,3,5,7-tetravinyltetramethylcylotetrasiloxane)			0.1g
(9)Fumed silica
점도		10,000cP	12,000cP
Content (mmol/g)	Si-H	0.1290
	Vinyl	0.0846	0.05484

<실시예 6>

보강성 충전제로 115m²/g의 비표면적(BET법)을 가지고 PDMS으로 표면처리된 건식실리카(Cabot ; Cab-O-Sil TS-720)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 시행하였다.

Component		주재	경화제
(1)QM dispersion (49,500cP, 0.20mmol/g)		20g
(2)PVS (2,000cP, 0.08mmol/g)		32g	49.8g
(3)PVS (65,000cP, 0.03mmol/g)		30g	50g
(4)Crosslinker(45cp, 4.3mmol/g)		3g
(5)Chain extender (500cP, 0.16mmol/g)
(6)Reactive plasticizer (2000cP, 0.06mmol/g)
(7)Pt catalyst			0.1g
(8)Retarder (1,3,5,7-tetravinyltetramethylcylotetrasiloxane)			0.1g
(9)Fumed silica		15g
점도		22,000cP	12,000cP
Content (mmol/g)	Si-H	0.1290
	Vinyl	0.0746	0.05484

<실시예 7>

사슬연장제와 반응형가소제를 동시에 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 시행하였다.

Component		주재	경화제
(1)QM dispersion (49,500cP, 0.20mmol/g)		20g
(2)PVS (2,000cP, 0.08mmol/g)		37g	49.8g
(3)PVS (65,000cP, 0.03mmol/g)		27g	50g
(4)Crosslinker(45cp, 4.3mmol/g)		3g
(5)Chain extender (500cP, 0.16mmol/g)		3g
(6)Reactive plasticizer (2000cP, 0.06mmol/g)		10g
(7)Pt catalyst			0.1g
(8)Retarder (1,3,5,7-tetravinyltetramethylcylotetrasiloxane)			0.1g
(9)Fumed silica
		9,500cP	12,000cP
Content (mmol/g)	Si-H	0.1338
	Vinyl	0.0837	0.05484

<실시예 8>

사슬연장제, 반응형가소제, 보강성 충전제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 시행하였다.

Component		주제	경화제
(1)QM dispersion (49,500cP, 0.20mmol/g)		20g
(2)PVS (2,000cP, 0.08mmol/g)		32g	49.8g
(3)PVS (65,000cP, 0.03mmol/g)		17g	50g
(4)Crosslinker(45cp, 4.3mmol/g)		3g
(5)Chain extender (500cP, 0.16mmol/g)		3g
(6)Reactive plasticizer (2000cP, 0.06mmol/g)		10g
(7)Pt catalyst			0.1g
(8)Retarder (1,3,5,7-tetravinyltetramethylcylotetrasiloxane)			0.1g
(9)Fumed silica		15g
점도		20,000cP	12,000cP
Content (mmol/g)	Si-H	0.1338
	Vinyl	0.0767	0.05484

실험예

상기에서 제조한 이액형 액상 실리콘 고무 조성물을 10:1 (주제:경화제)로 혼합하고 탈포공정을 거친 후 금속 몰드에 주입하고 90℃에서 20분간 경화하여 2mm두께의 실리콘 시트를 제작하였다.

기계적 물성

인장실험은 ASTM D 1238에 의거하여 측정하였으며, 인열강도는 ASTM D 1938에 의거하여 측정하였다.

경도는 KS M ISO 868에 의거하여 Shore A경도를 측정하였으며. 그 결과를 표 1에 나타내었다.

표 1. 기계적 물성

	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6	실시예7	실시예8	비교예1	비교예2
혼합비율 (A:B)	10:1	10:1	10:1	10:1	10:1	10:1	10:1	10:1	1액형	10:1
당량비 (SiH:Vinyl)	1.46:1	1.42:1	1.40:1	1.47:1	1.43:1	1.61:1	1.50:1	1.63:1
경도 (Shore A)	19	22	27	25	21	28	20	27	52	40
인장강도 (N/mm²)	3.7	5.2	7.0	6.9	6.2	7.6	6.3	7.2	7.5	3.6
신율 (%)	750	950	1120	1340	1750	1570	1630	1870	819	690
인열강도 (N/mm)	3	4.5	6.5	6.4	4.9	7	6.1	6.7	6	2.9

비교예 1 ; 일반 의지용 PVC 수지

비교예 2 ; 일반 의지용 실리콘 수지

상기 표1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실리콘 고무는 우수한 신율 및 기계적 물성을 나타냄을 알 수 있었다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 경화전 조성물이 충분히 저점도 (5,000~3,0000cP)를 가지고, 경화 후 인열강도, 인장강도 및 신율이 우수한 저경도 (shore A : 20-30)의 실리콘 고무의 조성으로 미관용 의지에 유용하게 사용할 수 있다.

Claims

QM레진이 폴리디메칠실록산(PVS)에 분산되어, 점도 45,000~70,000cP, 비닐기 함량 0.15~0.25mmol/g인 폴리오르가노실록산(QM레진 분산 폴리디메칠실록산(PVS)) 0~20중량%,

점도 1,000~100,000cP, 비닐기 함량 0.03~0.08mmol/g인 폴리오르가노실록산(폴리디메칠실록산(PVS)) 40~99.8중량%,

점도 25~1,000cP, 수소기 함량 0.2~10mmol/g인 폴리오르가노실록산(가교제(Cross linker)) 0~3중량%,

점도 100~1,000cP, 수소기 함량 0.1~0.4mmol/g인 폴리오르가노실록산 사슬연장제(chain extender) 0~3중량%,

점도 2,000~10,000cP, 비닐기 함량 0.018~0.07mmol/g인 폴리오르가노실록산(반응형 가소제(Reactive plasticizer)) 0~10중량%이고,

폴리디메칠실록산에 0.1~2중량% 분산된 백금촉매(Pt catalyst) 0~0.1중량%,

비닐기를 함유한 경화지연제(Retarder) 0.1 중량%

비표면적(BET법)80~150m²/g의 건식 보강성 충전제(Fumed silica) 0~15중량%로 조성되는 미관의지용 고강도 실리콘 고무 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 비닐기를 함유한 폴리오르가노실록산과, QM레진과, 수소기를 함유한 폴리오르가노실록산은 주제에 포함되고, 상기 비닐기를 함유한 폴리오르가노실록산과 백금촉매, 경화지연제는 경화제에 포함되도록 하여 주제와 경화제의 혼합비가 10:1 ~ 1:10으로 이루어지도록 조성되는 미관의지용 고강도 실리콘 고무 조성물.
제 2항에 있어서, 상기 주제와 경화제의 점도는 5,000~30,000cP인 것을 특징으로 하는 미관용 의지제작용 액상실리콘 조성물
제 2항에 있어서, 상기 주제에 포함된 비닐기를 함유한 폴리오르가노실록산과 수소기를 함유한 폴리오르가노실록산의 당량비는 1:1.5 ~ 1:1.7인 것을 특징으로 하는 미관용 의지 제작용 액상 실리콘 고무 조성물