KR101513680B1 - 난연성이 부여된 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물, 그리고 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일반산업용, 선박용 소재에 대하여 접착력이 우수하고 금속 및 전기전자 부품의 난연 실링용으로 사용되며, 공기나 수분의 침투방지를 요하는 조인트(joint)부의 밀봉 또는 선박의 판넬(PANAL) 하부 충진, 파이프 관통부 실링을 하는데 이용 가능한 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 칙소성 및 접착성이 향상된 난연성 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물을 제공함으로서 선박의 판넬 하부, 파이프 관통부 실링 또는 공기나 수분의 침투 방지를 요하는 조인트 부분을 본 발명의 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물을 이용하여 기존 퍼티 타입(PUTTY TYPE) 제품에서 발생하는 경화관련문제, 진동 등의 사유로 격벽에서 이탈하는 현상 및 방수문제를 해결하고자 하는 것이다.
본 발명을 따르면 본 발명의 따른 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물은 프라이머 없이도 부착력이 우수하고, 인체에 유해하지 않은 장점이 있다. 또한 공기나 수분의 침투 방지성, 광안정성, 내열성, 내후성, 내구성, 접착성, 난연성, 작업성 및 인장강도가 향상된 난연성 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물을 얻을 수 있다.

Description

난연성이 부여된 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물, 그리고 이의 제조방법{Non-flammable One component vulcanizable silicone sealant and manufacturing method there of}
본 발명은 일반산업용, 선박용 소재에 대하여 접착력이 우수하고 금속 및 전기전자 부품의 난연 실링용으로 사용되며, 공기나 수분의 침투방지를 요하는 조인트(joint)부의 밀봉 또는 선박의 패널(PANAL) 하부 충진용, 파이프 관통부 실링을 하는데 이용 가능한 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물에 관한 것이다.
실리콘의 기본물질은 석영(Quartz), 즉 실리카 또는 산화규소(SiO2)이며 흔히 볼 수 있는 모래의 주성분이다. 고기능성 실리콘 실란트 소재는 실리콘이 가지고 있는 독특한 무기적, 유기적 성질로 내구성, 내열성, 내후성 등이 우수하고 폭넓은 온도에서 작업성이 양호하고 접착력이 우수하다. 경화시 발생되는 화합물에 따라 초산형, 옥심형, 알콜형 등으로 구별할 수 있다.
상온 경화형의 실리콘 실란트 고무 조성물은 종래에 접착의 용도로 다양한 분야에서 쓰여왔다. 일액형 상온 경화형의 실리콘 실란트 고무는 공기와의 접촉이 되지 않으면 점도가 높은 오일 혼합물의 형태로 존재하고, 공기 중에 노출되었을 때에 공기 중의 수분에 의해 경화가 진행되어 고무상의 형태로 경화되는 접착 및 폿팅재이다. 이에 대한 개발은 1957년 프랑스 특허 1,188,495호에서 최초로 일액형 실리콘 실란트 고무를 개발한 이래로 많은 문헌들이 소개되고 있다.
분자의 양 말단에 하이드록사이드기로 끝맺음된 폴리다이메틸실록산 생고무에 경화제인 메틸트라이에틸메틸케톡심실란을 사용하여 공기 중의 수분과 만났을 때에 실란에 결합된 에틸메틸케톡심 작용기가 빠져나오고, 하이드록사이드 작용기가 결합된 실란으로 형성이 되며 이것이 생고무의 말단에 하이드록사이드 작용기와 연속적으로 축합되어 경화가 된다. 경화제는 메틸트라이에틸메틸케톡심실란 외에 다양한 반응성이 있는 실란 화합물이 응용이 되는데 반응성의 작용기로 알콕시인 경우 미국 특허 제 3334067호, 제 4871847호, 제 4652624호, 제 5051455호, 제 5565541호 등이 있고, 옥심형인 경우는 미국 특허 제 4514529호, 제 4847396호, 제 4978706호, 제 5679725 호 등이 있다. 탈아세트산형의 실리콘 실란트 고무는 우수한 접착력과 낮은 가격으로 인해 건축용 등의 분야에서 많이 활용이 되고 있으나, 밀폐 공간에서의 작업시에 유독한 아세트산의 냄새와 콘크리트에 접착시에 접착불량 등 사용시 불편한 문제점이 있다. 탈알콜형의 경우 저독성, 저부식성 등의 장점을 가지고 있지만, 느린 경화시간을 가지고 있으며 저장 안정성이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 탈옥심형의 경우 현재 가장 범용적으로 사용이 되는데 접착력과, 경화시간, 안정성 등에서 고른 장점을 갖지만 밀폐된 공간에서 사용시에 동계 금속에 부식성이 있는 단점이 있다.
현재 사용되고 있는 실리콘 실란트 고무의 점도는 최저 10,000cps에서 최고 1,000,000cps의 범위를 가지고 있다. 실리콘 실란트 고무를 이용해서 작업할 때에 위와 같은 점도 범위를 가지고 있으므로 작업할 때에 불필요한 기포들이 다량 포함이 될 수 있다. 기포를 포함하고 있는 액상 실리콘 실란트 고무가 공기 중의 수분과 접촉으로 인해서 경화가 되면 경화된 실리콘 고무 속에 포함된 작은 기포들에 의해 실리콘 고무의 물성이 저하되는 원인이 된다. 특히 실리콘 실란트 고무가 처리된 곳이 기계적인 스트레스나, 열에 의한 쇼크를 많이 받는 곳일 경우, 이에 대한 영향은 더 크다고 할 수 있다. 불필요한 독립 기포에 의한 영향은 접착 불량 및 장기간 사용에서 내후성이 저하 될 수 있는 주요 원인 중 하나가 된다.
이에 본 발명자들은 (a)점도가 1,000 내지 200,000cps 실리콘 베이스 폴리머와; (b)점도가 50 내지 500cps인 가소제와; (c)충진제와; (d)상기 (a)실리콘 베이스 폴리머를 위한 가교제와; (e)접착증진제 및 (f)가교 반응을 위한 촉매제를 포함하여 구성되는 난연성 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물을 이용하면, 공기나 수분의 침투 방지성, 광안정성, 내열성, 내후성, 내구성 및 인장강도가 향상된 난연성 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물을 얻을 수 있다는 것을 확인하고 본 발명을 도출하였다.
본 발명의 목적은 칙소성 및 접착성이 향상된 난연성 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물을 제공함으로서 선박의 판넬하부, 파이프 관통부 실링 또는 공기나 수분의 침투 방지를 요하는 조인트 부분을 본 발명의 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물을 이용하여 기존 퍼티 타입(PUTTY TYPE) 제품에서 발생하는 경화관련문제, 진동 등의 사유로 격벽에서 이탈하는 현상 및 방수문제를 해결하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 (a)점도가 1,000 내지 200,000cps 실리콘 베이스 폴리머와; (b)점도가 50 내지 500cps인 가소제와; (c)충진제와; (d)상기 (a)실리콘 베이스 폴리머를 위한 가교제와; (e)접착증진제 및 (f)가교반응을 위한 촉매제를 포함하여 구성되는 난연성 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물을 제공한다.
본 발명을 따르면 본 발명의 따른 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물은 프라이머 없이도 부착력이 우수하고, 공기나 수분의 침투 방지성, 광안정성, 내열성, 내후성, 내구성, 접착성, 난연성, 작업성 및 인장 강도가 향상된 난연성 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예와 비교예의 타원형 홀 시공 테스트한 결과를 나타낸 도면이다.
도 1(A)는 지름 약 8cm의 타원형 홀을 나타낸 도면이다.
도 1(B)는 본 발명의 일실시예와 비교예를 타원형 홀에 시공한 모습을 나타낸 도면이다.
도 1(C)는 타원형 홀의 하부를 나타낸 도면이다.
도 1(D)는 타원형 홀의 상부를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예와 비교예의 슬럼프 테스트를 한 결과를 나타낸 도면이다.
도 2(A)는 슬럼프 테스트 틀에 본 발명의 일실시예와 비교예를 도포하여 항온기에 테스트하고 있는 모습을 나타낸 도면이다.
도 2(B)는 항온기에서 30분 경과 후에 슬럼프 테스트 틀 하부를 확대한 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실리콘 실란트의 제조과정을 나타낸 도면이다.
도 4은 슬럼프 테스트(KS F 2621) 시험기구를 나타낸 도면이다.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본 발명의 목적은 칙소성 및 접착성이 향상된 난연성 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물을 제공함으로서 선박의 판넬 하부, 파이프 관통부 실링 또는 공기나 수분의 침투 방지를 요하는 조인트 부분을 본 발명의 난연성 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물을 이용하여 기존 퍼티 타입(PUTTY TYPE) 제품에서 발생하는 경화관련문제, 진동 등의 사유로 격벽에서 이탈하는 현상 및 방수문제를 해결하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 (a)점도가 1,000 내지 200,000cps 실리콘 베이스 폴리머와; (b)점도가 50 내지 500cps인 가소제와; (c)충진제와; (d)상기 (a)실리콘 베이스 폴리머를 위한 가교제와; (e)접착증진제 및 (f)가교반응을 위한 촉매제를 포함하여 구성되는 난연성 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물을 제공한다.
본 발명을 따르면 공기나 수분의 침투 방지성, 광안정성, 내열성, 내후성, 내구성 및 인장 강도가 향상된 난연성 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물을 얻을 수 있다. 또한 본 발명에 따른 난연성 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물은 프라이머 없이도 부착력이 우수하다.
본 발명에서 상기 난연성이 부여된 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물은 섭씨 25도에서 점도가 1,000 내지 200,000cps 실리콘 베이스 오일을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 10,000 내지 40,000cps, 더욱 바람직하게는 15,000 내지 20,000cps 사이의 범위에 있어야 좋은 성능을 유지할 수 있다.
적합한 (a)실리콘 베이스 폴리머의 구조식은 하기 화학식과 같다.
화학식Ⅰ
MaDbD'c
상기 식에서, "a"는 2이고, "b"는 1이상의 정수이며, 그리고 "c"는 0 또는 양수(positive)이고;
M 은(HO)3 -x- yR1 xR2 ySiO1 / 2 이며,
여기서, "x"는 0, 1 또는 2이고 "y"는 0 이거나 1인데, x + y가 2 보다 작거나 2와 동일한 것을 전제로 하며, R1 및 R2가 각기 독립적으로 C1 - 60 의 (CH2)n 이고;
D는 R3R4SiO1 / 2 이며;
여기서, R3 및 R4는 각기 독립적으로 C1 - 60 의 (CH2)n 이고
D'는 R5R6 SiO2 / 2 이며,
여기서, R5 및 R6은 각기 독립적으로 C1 - 60 의 (CH2)n 이다.
본 발명에서 상기 (a)실리콘 베이스 폴리머의 구체예로 폴리다이메틸실록산디올이 있다.
본 발명에서 상기 R3 및 R4는 바람직하게는 각기 독립적으로 C1 - 50 의 (CH2)n 이고,
D'는 R5R6 SiO2 / 2 이며,
여기서, R5 및 R6은 각기 독립적으로 C1 - 60 의 (CH2)n 이다.
본 발명에서 상기 (b)점도가 50 내지 500cps인 가소제로는 폴리실록산 오일이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 점도가 80 내지 150cps인 것을 특징으로 한다. 실록산의 유기 치환기로는 메틸, 에틸, 페닐, 트라이플루오로프로필기 등이 치환될 수 있고 메틸기가 치환된 것을 사용하는 것이 좋다. 가소제는 실리콘 실란트 고무의 성질을 부드럽고 유동적일 수 있도록 하고, 고무가 지나치게 경직되어 굳는 것을 막아준다. 하지만 다량의 가소제의 첨가는 경화 후에 끈적거림을 남게 할 수 있으며, 인장강도를 저하시키는 요인이 된다.
따라서 본 발명에서, 상기 (b)가소제의 함량은 (a)실리콘 베이스 오일 100중량부에 대비 40 내지 60 중량부를 이용 할 수 있으며, 바람직하게는 45 내지 55 중량부를 이용한다.
본 발명에서, 상기 (c)충진제는 실리카, 표면을 소수성으로 처리한 실리카, 탄산칼슘, 알루미늄 하이드록사이드로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 한다.
상기 실리카는 하얀 색의 매우 가벼운 무정형의 이산화규소로 기본입자가 극히 작고 구형의 형태이며 넓은 표면적과 특유의 표면 특성, 그리고 고순도의 규소화합물로서 여러 산업분야에서 실리콘고무의 보강재(인장강도, 파단신율, 인열강도 등의 개선), 실란트, 접착제 및 마감재에 사용되어 점도를 증가시키고 기계적 물성의 강화와 수지의 결합력을 증가시는 역할을 한다. (증점 및 칙소성을 부여하기 위해 사용)
본 발명에서 상기 실리카의 평균 직경은 7 내지 40nm 인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 소수성 실리카는 친수성 실리카를 유기실란으로 처리한 것을 특징으로 한다. 보다 상세하게는 친수성 실리카를 유기실란과 반응시켜 표면의 하이드록실기를 메틸기 등의 유기실란(dimethyl dichlorosilane)으로 치환하여 제조한 소수성 흄드실리카로, 표면의 실라놀기를 감싸주어 수분과 친화성이 없어 수분에 대한 저항성을 높인 실리카이다. 상기 소수성 실리카를 이용하면, 실리콘 실란트의 사전 경화를 방지할 수 있다. 또한 내구성을 필요로 하는 고무에는 발수성을 갖고 있는 소수성 실리카가 사용될 수 있다.
고무의 물성에서 인장강도를 증진 시켜주는 역할을 하며, 액상 실리콘 실란트고무에서 적절한 점도를 유지시켜준다. 실리카가 많이 첨가되면 인장강도는 증가하지만, 실란트의 점도가 지나치게 상승하는 영향을 주어서 실리콘 실란트 작업시에 토출 속도가 저하되므로 적절한 첨가량을 찾아야 한다.
따라서 본 발명에서 상기 실리카는 (a) 실리콘 베이스 폴리머 100 중량부 대비 8 내지 12 중량부이며, 상기 표면을 소수성으로 처리한 실리카는 (a) 실리콘 베이스 폴리머 100 중량부 대비 4 내지 10 중량부 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 탄산칼슘 충진제는 실란트의 밀도와 경도를 적절하게 조절해주는 역할을 하며, 실란트가 오일에 접촉했을 때 오일에 의한 침투로 실란트가 부풀어서 물성이 저하되는 현상을 막아주는 역할을 한다. 따라서 본 발명에서 상기 탄산칼슘은 (a) 실리콘 베이스 폴리머 100 중량부 대비 40 내지 50 중량부 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 알루미늄 하이드록사이드는 (a) 실리콘 베이스 폴리머 100 중량부 대비 90 내지 110 중량부인 것이 바람직하다.
알루미늄 하이드록사이드는 사용전에 충분히 건조가 된 상태에서 첨가되어야 한다. 알루미늄 하이드록사이드는 흡습성의 성질이 약간 존재하며, 기본적인 수분 함량이 많으면 3%까지 수분을 함유하는 경우도 있으므로 사전에 충분한 건조시간을 거쳐야 한다. 알루미늄 하이드록사이드는 90 ~ 110중량부를 사용한다.
본 발명에서 (d)가교제는 하기 화학식의 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.
화학식Ⅱ
Figure 112014045384014-pat00001
여기에서 R, R', R" 는 메틸, 에틸, 비닐, 트라이플루오로프로필, 페닐 등이 치환될 수 있고, n은 1 내지 3이다. 바람직하게는 n은 1이고, R은 비닐 또는 메틸 일 경우이며, 가장 바람직하게는 R이 메틸 또는 비닐이고, R'는 메틸이며, R" 는 에틸인 화합물이 혼합되어 사용되는 것이다. 구체적인 화합물의 예시는 하기 와 같다.
화학식Ⅱ-1
Figure 112014045384014-pat00002

화학식Ⅱ-2
Figure 112014045384014-pat00003
본 발명에 있어서, 상기 (d)가교제는 (a)실리콘 베이스 폴리머 100 중량부 대비 10 내지 20 중량부 이용할 수 있는데, 경화된 실리콘 고무에서 좋은 물성을 유지할 수 있는 적절한 범위는 8 내지 15중량부이다. 가장 바람직하게는 상기 화학식 -1이 (a)실리콘 베이스 폴리머 100 중량부 대비 8 내지 12 중량부, 상기 화학식 -2이 (a)실리콘 베이스 폴리머 100 중량부 대비 6 내지 8 중량부 포함될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (e)접착증진제로 아미노실란, 알콕시실란 또는 알콕시실란들의 블렌드를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 아미노실란, 알콕시실란 또는 알콕시실란들의 블렌드를 더 포함하여 구성된다. 하나의 구체예에서, 접착 증진제는, 아미노실란, n-2-아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란과 1,3,5-트리스(트리메톡시실릴프로필)이소시아누레이트의 조합 블렌드일 수 있다. 본 발명에 유용한 다른 접착 촉진제들은, n-2-아미노에틸-3-아미노프로필트리에톡시실란, -아미노프로필트리에톡시실란, -아미노프로필트리메톡시실란, 아미노프로필트리메톡시실란, 비스--트리메톡시실리프로필)아민, N-페닐--아미노프로필트리메톡시실란, 트리아미노기능성트리메톡시실란, -아미노프로필메틸다이에톡시실란, -아미노프로필메틸다이에톡시실란, 메타크릴록시프로필트리메톡시실란, 메틸아미노프로필트리메톡시실란, -글리시독시프로필에틸다이메톡시실란, -글리시독시프로필트리메톡시실란, -글리시독시에틸트리메톡시실란, -(3,4-에폭시사이클로헥실)프로필트리메톡시실란, -(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸메틸다이메톡시실란, 이소시아네이토프로필트리에톡시실란, 이소시아네이토프로필메틸다이메톡시실란, -시아노에틸트리메톡시실란, -아크릴록시프로필트리메톡시실란, -메타크릴록시프로필메틸다이메톡시실란, 4-아미노-3,3,-다이메틸부틸트리메톡시실란, 및 n-에틸-3-트리메톡시실릴-2-메틸프로판아민 및 그 동등물을 포함하되 이에 한정되지 않는다. 가장 바람직하게는, 상기 (e)접착증진제는 n-아미노에틸-아미노프로필트리메톡시 실란이다.
본 발명에서 상기 (e)접착증진제는 (a)실리콘 베이스 폴리머 100 중량부 대비 1 내지 5 중량부인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 (f)촉매제는 주석-함유 화합물들인 것을 특징으로 한다.본 발명의 하나의 구체예에서, 가교 촉매들로서 유용한 주석-함유 화합물들은, 다이부틸틴다이라우레이트, 다이부틸틴다이아세테이트, 다이부틸틴다이메톡사이드, 틴옥토에이트, 이소부틸틴트리세로에이트, 다이부틸틴옥사이드, 가용성 다이부틸 틴 옥사이드, 다이부틸틴 비스-다이이소옥틸프탈레이트, 비스-트리프로폭시실릴 다이옥틸틴, 다이부틸틴 비스-아세틸아세톤, 실릴화 다이부틸틴 다이옥사이드, 카르보메톡시페닐 틴 트리스-우버레이트이소부틸틴 트리세로에이트, 다이메틸틴 다이부티레이트, 다이메틸틴 다이-네오데카노에이트, 트리에틸틴 타르타레이트, 다이부틸틴 다이벤조에이트, 틴 올리에이트, 틴 나프텐에이트, 부틸틴트리-2-에틸헥실헥소에이트, 틴부티레이트, 다이오르가노틴 비스 -다이케톤에이트들, 및 그 동등물을 포함한다. 유용한 티타늄-함유 촉매들은, 킬레이트화 티타늄 화합물들, 예컨대, 1,3-프로판다이옥시티타늄 비스(에틸아세토아세테이트), 다이-이소프로폭시티타늄 비스(에틸아세토아세테이트), 및 테트라알킬 티타네이트들, 예컨대, 테트라 n-부틸 티타네이트 및 테트라-이소프로필 티타네이트를 포함한다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, 다이오르가노틴 비스 -다이케톤에이트들이 실리콘 실란트 조성물에서 가교를 촉진하기 위해 사용된다.
본 발명에서 상기 (f)촉매제는 (a)실리콘 베이스 폴리머 100 중량부 대비 0.1 내지 1 중량부인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실리콘 실란트 조성물은 일반적인 실리콘 실란트에 비해 높은 칙소성을 갖으며, 난연성을 부여하면서 비중을 다운시켰으며, 점도를 높여 슬럼프를 최소화 하였다. 보통 점도가 높으면 압축력이 올라가 작업성이 나빠지지만, 본 발명의 실리콘 실란트 조성물은 점도는 높이며 압축력은 다운시킴으로써 작업성을 개선하였고 높은 칙소성으로 수평방향 작업시 구조물 없이도 제품의 처짐현상 없이 충진 작업 및 밀봉작업이 가능하다는 장점이 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
<실시예1>
본 발명에 따른 실리콘 실란트의 합성
도 3은 본 발명의 실리콘 실란트의 제조과정을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실리콘 실란트 합성을 위해 폴리머, 가소제, 가교제1, 가교제2를 배합하는 배합1공정, 탄산칼슘(CaCO3), 흄드실리카(Fumed silica), 난연제, 첨가제를 배합하는 배합2공정, 섭씨 55도 이하에서의 분산 공정, 접착증진제, 첨가제, 촉매를 배합하는 배합3공정을 거친다.
표1은 실시예 1의 각 공정의 공정 조건을 나타낸 표이며, 표2는 원료명 및 함량을 나타낸 표이다.
각 공정의 공정 조건
공정 원료명 조건 비고
배합 1
(반응공정)		 폴리머
가소제
가교제1
가교제2		 150 15 200 RPM

30분 (교반시간)
RT(상온)
진공
배합 2
(WETTING 공정)		 CaCO3
SILICA
난연제
첨가제
 300 15 400 RPM 분할 투입 분산
20분 (교반시간) 순서대로 투입
< 50도
상압
분산공정 700 15 800 RPM 해압시 N2 사용
20분 (교반시간)
< 55도
진공
배합 3
(혼합공정)		 접착증진제
첨가제
촉매

 300 15 400 RPM 해압시 N2 사용
10분 (교반시간)
< 50도
진공
실시예1의 원료명 및 함량
번호 화학 물질명 함량 (중량부) 비고
1 Polydimethylsiloxanediol 100.0 폴리머
2 Polydimethylsiloxane 50.0 가소제
3 Silicon dioxide 10.0 충진제
4 Calciumcarbonate 46.3 충진제
5 Aluminium hydroxide 100.0 충진제(탈기제)
6 Methyltri(ethylmethylketoxime)silane 10.0 가교제
7 N-(Amino ethyl)-aminopropyl trimethoxy silane 3.3 접착증진제
8 Dibutyltindilaulate 0.3 촉매제
9 Hydrophobic fumed silica 6.7 충진제
10 Vinyl tris(ethylmethylketoxime)silane 6.7 첨가제
다음으로, 실시예 1과 같은 방법으로 제조하고 원료조성을 표 3과 같이 변경하여 제조하였다.
실시예 및 비교예의 각 구성원료의 함량
원료 조성 실시예 실리콘베이스폴리머 가소제 충진제 가교제 접착증진제 촉매제
실시예 1 100 50 163 16.7 3.3 0.3
비교예 1 100 50 163 16.7 0 0.3
비교예 2 100 50 120 15 2 0.3
단위: 중량부
< 비교예 1>
본 실험의 비교예로서 접착증진제를 넣지 않고, 기타 다른 조성과 방법은 실시예 1과 동일하게 하여 시제품을 만들었다. 이것은 접착증진제의 첨가로 인한 물성의 변화를 알아보기 위한 것이다.
<비교예 2>
비교예 2는 현재 시판되고 있는 일액형 상온 경화용 실리콘 실란트 중에서 비슷한 범위내의 점도와 같은 경화메카니즘을 갖는 액상 실리콘 실란트를 경화시켜서 상기 실시예 1과 비교를 하기 위한 것이다.
<실험예 1>
타원형 홀 시공 테스트
도 1은 본 발명의 일실시예와 비교예의 타원형 홀 시공 테스트한 결과를 나타낸 도면이다.
도 1(A)는 지름 약 8cm의 타원형 홀을 나타낸 도면이며, 도 1(B)는 본 발명의 일실시예와 비교예를 타원형 홀에 시공한 모습을 나타낸 도면이고, 도 1(C)는 타원형 홀의 하부를 나타낸 도면이다. 또한 도 1(D)는 타원형 홀의 상부를 나타낸 도면이다.
상기와 같이 제조한 실리콘 실란트를 이용하여 지름이 8cm인 원형 홀에 횡단하여 시공 테스트를 한 결과, 비교예 2의 경우는 시공 시 하부로 탈락현상이 발생(1(B)-2)하는 반면, 본 발명의 실시예 1의 경우는 시공 시 탈락현상이 발생하지 않는 것을(1(B)-1) 알 수 있었다. 이에 본 발명에 따르면 칙소성, 접착성이 향상되는 것을 알 수 있었다.
<실험예 2>
슬럼프( slump ) 테스트
도 2는 본 발명의 일실시예와 비교예의 슬럼프 테스트를 한 결과를 나타낸 도면이다.
도 2(A)는 슬럼프 테스트 틀에 본 발명의 일실시예와 비교예를 도포하여 항온기에 테스트하고 있는 모습을 나타낸 도면이고, 도 2(B)는 항온기에서 30분 경과 후에 슬럼프 테스트 틀 하부를 확대한 모습을 나타낸 도면이다.
상기와 같이 제조한 실리콘 실란트를 이용하여, 건축용 실링재 시험방법인 슬럼프 테스트(KS F 2621)를 행했다.
도 4는 슬럼프 테스트(KS F 2621) 시험기구를 나타낸 도면이다.
본 실험에서는 실란트 시료 씰링 부위 면적을 넓히기 위해 슬럼프 기구 규격을 하기와 같이 수정하여 테스트를 진행하였다.
KS F 2621 시험규격 (기존 슬럼프 테스트 규격)
a : 10mm b: 150mm c:10mm d:50mm
KS F 2621 시험규격 보완 (본 발명의 슬럼프 테스트 규격)
a : 25mm b: 100mm c:50mm d:70mm
(실험온도: 섭씨 50, 시간: 30분) (도2) 항온기(20)에서 섭씨 50를 유지하면서 30분 경과 후 실시예 1의 경우는 슬럼프가 발생되지 않았으나, 비교예 2의 경우 슬럼프(31)가 발생되었다.
<실험예 3>
칙소성 및 접착성 향상에 대한 물성 비교
상기 실시예 1, 비교예 1,2의 칙소성 및 접착성 향상에 대한 물성 비교데이터
PHYSICAL PROPERTY SPECIFICATION 실시예 1 비교예 1 비교예 2
Before Cure COLOR Standard specimen L/Black L/Black L/Black
APPEARANCE Good Good Good Good
DENSITY 1.20 0.05 g/cm 1.19 1.19 1.40
VISCOSITY 2.0Mil~
4.0Mil (cP)		 3.3 2.0 1.0
NON-VOLATILE 95 1 % 94.6 95.1 95.0
SLUMP, SAGGING Vertical, <3 mm
(30min at 50)		 0 2 3
Tack-Free Time in 15min 6 30 5
CRACK TEST Y/N N N N
GUNNABILITY <300 N
(max/avg)		 240 N 200 N 120 N
After Cure HARDNESS Shore A 40~50 45 40 30
TENSILE STRENGTH >1.0 N/ 1.70 N/ 1.50 N/ 1.50 N/
ELONGATION >100 % 190 % 190 % 300 %
FIRE-RESISTANT SOLAS Class B Y N N
PEEL ADHESION
재질 : steel+steel		 >2.0 N / 100%CF 3.2 N / 100%CF 0.8 N / 100%AF 2.2 N / 100%CF
PEEL ADHESION
재질 : steel+steel		 >2.0 N / 100%CF 3.5 N / 100%CF 0.7 N / 100%AF 2.4 N / 100%CF
* CF : Cohesion Failure(응집파괴)
* AF : Adhesion Failure(접착파괴)
상기 표4는 실시예 1, 비교예 1,2의 칙소성 및 접착성 향상에 대한 물성 비교데이터를 나타낸 표이다.
상기 데이터로부터 본 발명을 따르면 강도(HARDNESS), 인장 강도(TENSILE STRENGTH), 난연성(FIRE RESISTANT), 접착성(PEEL ADHESION)이 현저히 향상된 것을 알 수 있었다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 통상의 기술자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
20 항온기 내부
21 실시예 1을 도포한 슬럼프 테스트 틀
22 비교예 2를 도포한 슬럼프 테스트 틀
23 슬럼프 테스트 틀 하부
1(B)-1 본 발명의 실시예 1에 따른 실리콘 실란트
1(B)-2 비교예 2에 따른 실리콘 실란트
30 슬럼프 테스트 틀 하단모서리
31 비교예 2의 슬럼프
a 슬럼프 시험 기구 깊이
b 슬럼프 시험 기구 길이
c 슬럼프 시험 기구 너비
d 슬럼프 시험 기구 아랫면 길이

Claims (18)

  1. (a)점도가 1,000 내지 200,000cps 실리콘 베이스 폴리머 100중량부;
    (b)점도가 50 내지 500cps인 가소제 40~60중량부;
    (c)실리카 8~12중량부, 표면을 소수성으로 처리한 실리카 4~10중량부, 탄산칼슘 40~50중량부 및 알루미늄하이드록사이드 90~110중량부의 조성을 가지는 충진제;
    (d)상기 (a)실리콘 베이스 폴리머를 위한 화학식 II-1과 화학식 II-2의 혼합 가교제 10~20중량부;
    (화학식 Ⅱ-1)
    Figure 112014116811883-pat00009

    (화학식 Ⅱ-2)
    Figure 112014116811883-pat00010

    (e)접착증진제 1~5중량부;
    (f)가교반응을 위한 촉매제 0.1~1중량부;
    를 포함하여 구성되는 난연성이 부여된 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 (a) 실리콘 베이스 폴리머는 하기 화학식I인 난연성이 부여된 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물.

    화학식Ⅰ
    MaDbD'c
    상기 식에서, "a"는 2이고, "b"는 1이상의 정수이며, 그리고 "c"는 0 또는 양수(positive)이고;
    M 은(HO)3 -x- yR1 xR2 ySiO1 / 2 이며,
    여기서, "x"는 0, 1 또는 2이고 "y"는 0 이거나 1인데, x + y가 2 보다 작거나 2와 동일한 것을 전제로 하며, R1 및 R2가 각기 독립적으로 C1 - 60 의 (CH2)n 이고;
    D는 R3R4SiO1 / 2 이며;
    여기서, R3및 R4는 각기 독립적으로 C1 - 60 의 (CH2)n 이고
    D'는 R5R6 SiO2 / 2 이며,
    여기서, R5 및 R6은 각기 독립적으로 C1 - 60 의 (CH2)n 이다 .
  3. 제 1항에 있어서, 상기 (a) 실리콘 베이스 폴리머는 Polydimethyl siloxanediol 인 것을 특징으로 하는 난연성이 부여된 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 (b)가소제는 폴리다이메틸실록산 오일인 것을 특징으로 하는 난연성이 부여된 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 1항에 있어서, 상기 (e)접착증진제로 아미노실란, 알콕시실란 또는 알콕시실란들의 블렌드를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 난연성이 부여된 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 (e)접착증진제는 n-아미노에틸-아미노프로필트리메톡시 실란인 것을 특징으로 하는 난연성이 부여된 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물.
  15. 삭제
  16. 제 1항에 있어서, 상기 (f)촉매제는 주석-함유 화합물들인 것을 특징으로 하는 난연성이 부여된 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물.
  17. 제 1항에 있어서, 상기 (f)촉매제는 다이부틸틴다이라우레이트인 것을 특징으로 하는 난연성이 부여된 일액형 중성경화용 실리콘 실란트 조성물.
  18. 삭제
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