KR101537178B1 - 분쇄 가능한 실리콘 엘라스토머 조성물 및 이의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (E) 비보강 충전제 재료, 분지형 실리콘 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택되는 35∼80 중량%의 1종 이상의 화합물을 포함하는 경화성 실리콘 엘라스토머 조성물에 관한 것이다.

Description

분쇄 가능한 실리콘 엘라스토머 조성물 및 이의 용도{GRINDABLE SILICONE ELASTOMER COMPOSITION AND THE USE THEREOF}
본 발명은 샌딩 또는 연마하고자 의도되는 작업물의 일시적인 접착제 결합을 위한 실리콘 엘라스토머 조성물에 기초한 생성물 제제, 지지체 기재, 경화 후 샌딩 가능하거나 연마 가능한 실리콘 엘라스토머 조성물에 관한 것이다.
샌딩 작업을 위해, 작업물을 기계적으로 체결(fastening)해야 한다. 준보석, 광학 렌즈, 예술품 또는 반도체 웨이퍼와 같은 고비용 작업물의 경우, 예를 들면, 이러한 체결은 흔히 작업물에 대한 손상을 야기하거나, 체결은 원하는 안정성을 나타내지 않는다. 따라서, 대안적인 체결 방법에 대한 필요성이 존재한다. 하나의 가능성은 일시적인 접착제 결합을 이용하여 작업물을 체결하는 것이다. 샌딩 또는 연마 작업 동안, 피할 수 없는 가능성은 샌딩 디바이스가 접착제와도 또한 접촉할 수 있다는 것이므로, 접착제도 또한 샌딩되어야 하는데, 왜냐하면 그렇지 않으면, 예를 들면, 재료가 파열되거나, 샌딩 장치가 오염되거나 손상될 것이기 때문이다. 또한, 파열을 견디고, 따라서 샌딩 또는 연마에 의해 야기되는 온도 증가를 견디기 위해 300℃ 초과까지의 우수한 온도 안정성이 필요하다. 더욱이, 작업물에 대한 다운스트림 처리공정 단계가 고온 범위 내에 발생할 수 있으므로, 온도 안정성이 필요하다. 화학 안정성은 또한 예를 들면 세정 화학물질에 대한 안정성과 같은 이러한 유형의 접착제에 대한 중요한 특성이다.
추가로, 휘발성 부산물의 광물 방출 및 비가교결합된 실리콘 엘라스토머 조성물의 점도는 예를 들면 오염 위험 및 건강에 대한 위협을 최소화하고, 작업물에의 적합한 도포를 허용하기 위해 중요하다. 추가로, 샌딩 또는 연마 후, 용이하게 그리고 가능한 한 잔류물 없이 작업물로부터 제거되는 것이 가능해야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은, 경화 후, 샌딩 가능하거나 연마 가능하고, 온도에 안정하고, 화학물질에 안정하고, 도포하기 용이하고, 문제점 없이, 작업물 또는 샌딩 또는 연마 장치의 손상 또는 오염 없이, 다시 작업물로부터 제거되는, 작업물의 체결에 적합한 접착제를 제공하는 것이다.
상기 목적은
(E) 비보강 충전제, 분지형 실리콘 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물 35∼80 중량%
를 포함하는 본 발명의 가교결합성 실리콘 엘라스토머 조성물에 의해 성취된다.
본 발명의 실리콘 엘라스토머 조성물을 가교결합한 후, 가교결합된 실리콘 고무는 30 내지 95의 DIN 53505에 따른 쇼어 A 경도, 4 N/㎜ 이하, 바람직하게는 3 N/㎜ 이하의 ASTM D624-B-91에 따른 인열 전파 저항, 150% 이하, 바람직하게는 100% 이하의 DIN 53504-85S1에 따른 파단 신장율 및 3 N/㎟ 이하, 바람직하게는 2 N/㎟ 이하의 DIN 53504-85S1에 따른 인장 강도를 나타낸다.
비보강 충전제(E)는 예를 들면 가교결합된 실리콘 고무의 인열 전파 저항, 파단 신장율 및 인장 강도와 같은 기계적 강도를 실질적으로 개선하지 않는 충전제이다. 이런 경우 이것이, 가교결합된 실리콘 고무에서, 상기 기재되어 있고 실리콘 고무의 경우에는 몹시 열악한 기계적 강도 값을 생성하는 양으로, 실리콘 엘라스토머 조성물에 존재한다는 것이 본 발명에 필수적이다.
본 발명의 실리콘 엘라스토머 조성물은 축합 가교결합, 부가 가교결합 또는 퍼옥사이드 가교결합 조성물일 수 있고, 이는 당해 분야에 공지되어 있다. 바람직하게는, 이것은 부가 가교결합 실리콘 엘라스토머 조성물이다.
부가 가교결합 실리콘 엘라스토머 조성물은 (E) 이외에
(A) 지방족 탄소-탄소 다중 결합을 갖는 라디칼을 포함하는 선형 화합물 20∼60 중량%, 바람직하게는 35∼50 중량%, 및
(B) Si 결합 수소 원자를 갖는 선형 오가노폴리실록산 1∼10 중량%, 바람직하게는 2∼8 중량%
를 포함하거나, (A) 및 (B) 대신에
(C) 지방족 탄소-탄소 다중 결합 및 Si 결합 수소 원자를 갖는 SiC 결합 라디칼을 포함하는 선형 오가노폴리실록산 30∼60 중량%, 바람직하게는 40∼55 중량%, 및
(D) 1종 이상의 히드로실릴화 촉매
를 포함한다.
본 발명의 실리콘 엘라스토머 조성물을 가교결합함으로써 본 발명의 실리콘 고무를 제조한다.
본 발명의 실리콘 엘라스토머 조성물의 이점은, 30 내지 95, 바람직하게는 40 내지 80의 DIN 53505에 대한 쇼어 A 경도 및 상기 기재된 기계적 값의 조합 때문에, 조성물이 경화된 후 이것이 샌딩 가능하고/하거나 연마 가능하고, 따라서 작업물이 파열되거나 손상되지 않는다는 것이다. 추가로, 이것은 전통적인 산업 기술(예를 들면, 분무 코팅, 인쇄, 디핑, 스핀 코팅)에 의해 도포될 수 있고, 적절한 기술을 이용하여 원하는 시점에서 잔류물 없이 작업물로부터 떨어질 수 있다.
더욱이, 이것은 낮은 전단 희박(thinning)(0 전단에서 겔 상태가 아님)을 갖는 근사 뉴턴 유동 거동을 나타내어, 계획된 일시적인 결합 구역에 걸쳐 균일한 필름 두께의 도포를 보장한다. 본 발명의 실리콘 엘라스토머 조성물은 실온에서의 1 s-1 및 100 s-1의 전단 속도에서의 동적 점도의 비가 3 이하, 바람직하게는 2 이하, 바람직하게는 1.2 이하이다. 본 발명의 비가교결합된 실리콘 엘라스토머 조성물의 1 s-1의 전단 속도 및 실온에서의 동적 점도는 10 내지 20 000 mPa·s, 바람직하게는 50 내지 10 000 mPa·s에 이른다.
더욱이, 이것은 기계가공의 과정에서 블리스터링 및 오염의 경우를 방지하기 위해 매우 낮은 비율의 휘발성 성분을 나타낸다. 본원에서, 실온 내지 300℃ 사이의 - 10 K/분 내지 300℃의 가열 속도 및 30 ㎖/분의 공기 또는 질소 흐름으로 - 열중량 분석(TGA)에서의 경화된 실리콘 고무의 질량의 차이는 2 중량% 이하, 바람직하게는 1 중량%, 더 바람직하게는 0.5 중량%이다. 더욱이, 이것은 휘발성 성분의 후속하는 매우 느린 형성을 나타낸다.
가교결합된 실리콘 엘라스토머 조성물은 수 시간에 걸쳐 250℃ 초과 및 피크의 경우 300℃ 초과까지의 높은 온도 안정성을 갖는다.
본 발명의 가교결합성 실리콘 엘라스토머 조성물은 이것을 쉽게 구입 가능한 출발 물질을 사용하여 단순한 공정으로 따라서 경제적으로 제조할 수 있다는 이점을 갖는다. 본 발명의 가교결합성 조성물은 1 성분 제제로서 25℃ 및 주변 압력에서 이것이 높은 저장 안정성을 나타내고 오직 고온에서 신속히 가교결합한다는 추가의 이점을 갖는다. 본 발명의 실리콘 조성물은, 2 성분 제제의 경우에, 2 성분이 혼합된 후, 가공처리 특성이 25℃ 및 주변 압력에서 긴 기간에 걸쳐 획득되는, 즉 매우 긴 가사 시간을 나타내고, 오직 고온에서 신속한 가교결합을 겪는 가교결합성 실리콘 조성물을 생성시킨다는 이점을 갖는다.
본 발명의 조성물은 1 성분 실리콘 조성물 또는 그외 2 성분 실리콘 조성물일 수 있다. 후자의 경우, 본 발명의 조성물의 2종의 성분은 임의의 원하는 조합의 모든 성분을 포함할 수 있고, 일반적으로 단 1종의 성분이 지방족 다중 결합을 갖는 실록산, Si 결합 수소를 갖는 실록산 및 촉매를 동시에 포함하지 않고 - 즉, 실질적으로 성분 (A), (B) 및 (D) 또는 (C) 및 (D)를 동시에 포함하지 않는다. 그러나, 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 1 성분 조성물이다. 선행 기술에 따라 성분을 모두 혼합함으로써 본 발명의 1 성분 실리콘 엘라스토머 조성물을 제조한다.
본 발명의 부가 가교결합 조성물에서 사용되는 화합물(A) 및 화합물(B) 또는 화합물(C)는, 공지된 바대로, 가교결합이 가능한 방식으로 선택된다. 따라서, 예를 들면, 화합물(A)가 2개 이상의 지방족 불포화 라디칼을 갖고 화합물(B)가 3개 이상의 Si 결합 수소 원자를 갖거나, 화합물(A)가 3개 이상의 지방족 불포화 라디칼을 갖고 실록산(B)가 2개 이상의 Si 결합 수소 원자를 갖거나, 그렇지 않으면, 화합물(A) 및 화합물(B) 대신에, 상기 기재된 비의 지방족 불포화 라디칼 및 Si 결합 수소 원자를 포함하는 실록산(C)를 사용한다. 상기 기재된 비의 지방족 불포화 라디칼 및 Si 결합 수소 원자의 (A) 및 (B) 및 (C)의 혼합물이 또한 가능하다.
본 발명에 따라 사용되는 화합물(A)은 바람직하게는 2개 이상의 지방족 불포화 기를 갖는 규소 비함유 유기 화합물 또는 바람직하게는 2개 이상의 지방족 불포화 기를 갖는 선형 유기 규소 화합물 또는 그외 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
규소 비함유 유기 화합물(A)의 예로는 1,3,5-트리비닐시클로헥산, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 7-메틸-3-메틸렌-1,6-옥타디엔, 2-메틸-1,3-부타디엔, 1,5-헥사디엔, 1,7-옥타디엔, 4,7-메틸렌-4,7,8,9-테트라히드로인덴, 메틸시클로펜타디엔, 5-비닐-2-노르보넨, 비시클로[2.2.1]헵타-2,5-디엔, 1,3-디이소프로페닐벤젠, 비닐 기 함유 폴리부타디엔, 1,4-디비닐시클로헥산, 1,3,5-트리알릴벤젠, 1,3,5-트리비닐벤젠, 1,2,4-트리비닐시클로헥산, 1,3,5-트리이소프로페닐벤젠, 1,4-디비닐벤젠, 3-메틸헵타-1,5-디엔, 3-페닐헥사-1,5-디엔, 3-비닐헥사-1,5-디엔 및 4,5-디메틸-4,5-디에틸옥타-1,7-디엔, N,N'-메틸렌비스-아크릴아미드, 1,1,1-트리스(히드록시메틸)프로판 트리아크릴레이트, 1,1,1-트리스(히드록시메틸)프로판 트리메타크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 디알릴 에테르, 디알릴아민, 디알릴 카보네이트, N,N'-디알릴우레아, 트리알릴아민, 트리스(2-메틸알릴)아민, 2,4,6-트리알릴옥시-1,3,5-트리아진, 트리알릴-s-트리아진-2,4,6(1H,3H,5H)-트리온, 디알릴 말론산 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 폴리(프로필렌 글리콜) 메타크릴레이트를 들 수 있다.
본 발명의 실리콘 조성물은 바람직하게는 성분(A)로서 1종 이상의 지방족 불포화, 선형 유기 규소 화합물을 포함하고, 예를 들면 우레아 분획을 갖는 실리콘 블록 공중합체, 아미드 분획 및/또는 이미드 분획 및/또는 에스테르-아미드 분획 및/또는 폴리스티렌 분획 및/또는 실라릴렌 분획 및/또는 카르보란 분획을 갖는 실리콘 블록 공중합체 및 에테르 기를 갖는 실리콘 그래프트 공중합체와 같은 부가 가교결합 조성물에서 현재까지 사용되는 모든 지방족 불포화 선형 유기 규소 화합물을 사용하는 것이 가능하다.
지방족 탄소-탄소 다중 결합을 갖는 SiC 결합 라디칼을 포함하는 유기 규소 화합물(A)로서 하기 일반식 (Ⅱ)의 단위로 이루어지는 선형 오가노폴리실록산을 사용하는 것이 바람직하다:
RaR1 bSiO(4-a-b)/2 (Ⅱ)
[식 중,
R은 서로 독립적으로 동일하거나 상이하게 지방족 탄소-탄소 다중 결합을 갖지 않는 유기 또는 무기 라디칼을 나타내고,
R1은 서로 독립적으로 동일하거나 상이하게 1개 이상의 지방족 탄소-탄소 다중 결합을 갖는 1가, 치환 또는 비치환, SiC 결합 탄화수소 라디칼을 의미하고,
a는 1, 2 또는 3이고,
b는 1 또는 2이고,
단, a + b의 합은 3 이하이고 분자마다 2개 이상의 라디칼 R1이 존재한다].
라디칼 R은 1가 또는 다가 라디칼을 포함할 수 있고, 이런 경우 2가, 3가 및 4가 라디칼과 같은 다가 라디칼은 예를 들면 2개 이상, 예컨대 2개, 3개 또는 4개의, 예를 들면, 화학식 (Ⅱ)의 실록시 단위를 함께 연결시킨다.
R의 추가의 예로는 1가 라디칼 -F, -Cl, -Br, OR2, -CN, -SCN, -NCO 및 산소 원자 또는 -C(O)- 기에 의해 차단될 수 있는 SiC 결합, 치환 또는 비치환 탄화수소 라디칼, 또한 화학식 (Ⅱ)에 따른 양측의 Si 결합 2가 라디칼을 들 수 있다. 라디칼 R이 SiC 결합, 치환 탄화수소 라디칼을 포함하는 경우, 바람직한 치환기는 할로겐 원자, 인 함유 라디칼, 시아노 라디칼, -OR2, -NR2-, -NR2 2, -NR2-C(O)-NR2 2, -C(O)-NR2 2, -C(O)R2, -C(O)OR2, -SO2-Ph 및 -C6F5이다. 여기서 R2는 서로 독립적으로 동일하거나 상이하게 수소 원자 또는 1개 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 1가 탄화수소 라디칼을 나타내고, Ph는 페닐 라디칼이다.
라디칼 R의 예로는 알킬 라디칼, 예컨대 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸 라디칼, 헥실 라디칼, 예컨대 n-헥실 라디칼, 헵틸 라디칼, 예컨대 n-헵틸 라디칼, 옥틸 라디칼, 예컨대 n-옥틸 라디칼 및 이소옥틸 라디칼, 예컨대 2,2,4-트리메틸펜틸 라디칼, 노닐 라디칼, 예컨대 n-노닐 라디칼, 데실 라디칼, 예컨대 n-데실 라디칼, 도데실 라디칼, 예컨대 n-도데실 라디칼 및 옥타데실 라디칼, 예컨대 n-옥타데실 라디칼, 시클로알킬 라디칼, 예컨대 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸 및 메틸시클로헥실 라디칼, 아릴 라디칼, 예컨대 페닐, 나프틸, 안트릴 및 페난트릴 라디칼, 알크아릴 라디칼, 예컨대 o-, m-, p-톨릴 라디칼, 크실릴 라디칼 및 에틸페닐 라디칼 및 아르알킬 라디칼, 예컨대 벤질 라디칼, α-페닐에틸 라디칼 및 β-페닐에틸 라디칼을 들 수 있다.
치환 라디칼 R의 예로는 할로알킬 라디칼, 예컨대 3,3,3-트리플루오로-n-프로필 라디칼, 2,2,2,2',2',2'-헥사플루오로이소프로필 라디칼, 헵타플루오로이소프로필 라디칼, 할로아릴 라디칼, 예컨대 o-, m- 및 p-클로로페닐 라디칼, -(CH2)-N(R2)C(O)NR2 2, -(CH2)n-C(O)NR2 2, -(CH2)n-C(O)R2, -(CH2)n-C(O)OR2, -(CH2)n-C(O)NR2 2, -(CH2)-C(O)-(CH2)mC(O)CH3, -(CH2)-O-CO-R2, -(CH2)-NR2-(CH2)m-NR2 2, -(CH2)n-O-(CH2)mCH(OH)CH2OH, -(CH2)n(OCH2CH2)mOR2, -(CH2)n-SO2-Ph 및 -(CH2)n-O-C6F5(여기서, R2 및 Ph는 상기 이들에 대해 기재된 정의를 갖고, n 및 m은 0 내지 10의 동일한 또는 상이한 정수를 나타낸다)를 들 수 있다.
화학식 (Ⅱ)에 따른 양측의 2가 라디칼 Si 결합으로서의 R의 예는 수소 원자의 치환을 통한 추가의 결합에서 라디칼 R에 대해 기재된 상기 1가 예로부터 유도된 것이고; 이러한 유형의 라디칼의 예로는 -(CH2)-, -CH(CH3)-, -C(CH3)2-, -CH(CH3)-CH2-, -C6H4-, -CH(Ph)-CH2-, -C(CF3)2-, -(CH2)n-C6H4-(CH2)n-, -(CH2)n-C6H4-C6H4-(CH2)n-, -(CH2O)m, (CH2CH2O)m, -(CH2)n-Ox-C6H4-SO2-C6H4-Ox-(CH2)n-(여기서, x는 0 또는 1이고, Ph, m 및 n은 상기 기재된 정의를 갖는다)을 들 수 있다.
라디칼 R은 바람직하게는 지방족 탄소-탄소 다중 결합을 갖지 않는 1개 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 1가, SiC 결합, 임의 치환 탄화수소 라디칼, 더 바람직하게는 지방족 탄소-탄소 다중 결합을 갖지 않는 1개 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 1가, SiC 결합 탄화수소 라디칼, 더 특히 메틸 또는 페닐 라디칼을 포함한다.
라디칼 R1은 SiH 작용성 화합물과의 부가 반응(히드로실릴화)에 적용 가능한 임의의 원하는 기일 수 있다. 라디칼 R1이 SiC 결합, 치환 탄화수소 라디칼을 포함하는 경우, 바람직한 치환기는 할로겐 원자, 시아노 라디칼 및 -OR2(여기서, R2는 상기 기재된 정의를 가짐)이다.
라디칼 R1은 바람직하게는 2개 내지 16개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 및 알키닐, 예컨대 비닐, 알릴, 메트알릴, 1-프로페닐, 5-헥세닐, 에티닐, 부타디에닐, 헥사디에닐, 시클로펜테닐, 시클로펜타디에닐, 시클로헥세닐, 비닐시클로헥실에틸, 디비닐시클로헥실에틸, 노르보르네닐, 비닐페닐 및 크실릴 라디칼을 포함하고, 비닐, 알릴 및 헥세닐 라디칼이 특히 바람직하게 사용된다.
성분(A)의 분자량은 넓은 한계, 예를 들면 102 내지 106 g/mol 내에 변할 수 있다. 그러므로, 성분(A)는 예를 들면 비교적 낮은 분자량의 알케닐 작용성 올리고실록산, 예컨대 1,2-디비닐테트라메틸디실록산일 수 있거나, 대안으로 예를 들면 105 g/mol(NMR에 의해 결정된 수 평균)의 분자량을 갖는 쇄내 또는 말단 Si 결합 비닐 기를 보유하는 고중합체 폴리디메틸실록산일 수 있다.
유기 규소 화합물(B)로서 또한 부가 가교결합성 조성물에서 현재까지 사용될 수 있는 모든 수소 작용성 유기 규소 화합물을 사용할 수 있다.
Si 결합 수소 원자를 포함하는 오가노폴리실록산(B)로서 하기 화학식 (Ⅲ)의 단위로 이루어지는 선형 오가노폴리실록산을 사용하는 것이 바람직하다:
RcHdSiO(4-c-d)/2 (Ⅲ)
[식 중,
R은 상기 기재된 정의를 갖고,
c는 0, 1, 2 또는 3이고,
d는 0, 1 또는 2이고,
단, c + d의 합은 3 이하이고, 분자마다 2개 이상의 Si 결합 수소 원자가 존재한다].
본 발명에 따라 사용되는 오가노폴리실록산(B)는 바람직하게는 오가노폴리실록산 (B)의 전체 중량을 기준으로 0.04 내지 1.7 중량% 범위의 Si 결합 수소를 포함한다.
성분(B)의 분자량은 마찬가지로 넓은 한계, 예를 들면 102 내지 106 g/mol 내에 변할 수 있다. 그러므로, 예를 들면, 성분(B)는 비교적 낮은 분자량의 SiH 작용성 올리고실록산, 예컨대 테트라메틸디실록산일 수 있거나, 대안으로 쇄내 또는 말단 SiH 기를 보유하는 고중합체 폴리디메틸실록산 또는 SiH 기를 포함하는 실리콘 수지일 수 있다.
성분(B)를 형성하는 분자의 구조는 또한 고정되어 있지 않고; 특히, 비교적 고분자량, 즉 올리고머 또는 중합체인 SiH 함유 실록산의 구조는 선형일 수 있다. 선형 폴리실록산(B)는 바람직하게는 화학식 R3SiO1 /2, HR2SiO1 /2, HRSiO2 /2 및 R2SiO2 /2(여기서, R은 상기 기재된 정의를 가짐)의 단위로 이루어진다.
물론, 성분(B)의 기준을 만족시키는 상이한 실록산의 혼합물을 또한 사용할 수 있다. 더 특히, 성분(B)를 형성하는 분자는, 필수적인 SiH 기 이외에, 임의로 역시 지방족 불포화 기를 또한 포함할 수 있다. 저분자량, SiH 작용성 화합물, 예컨대 테트라키스(디메틸실록시)실란 및 테트라메틸시클로테트라실록산 및 또한 비교적 고분자량, SiH 함유 실록산, 예컨대 25℃에서의 점도가 10 내지 10 000 mPaㆍs인 폴리(하이드로겐메틸)실록산 및 폴리(디메틸하이드로겐메틸)실록산 또는 유사한 SiH 함유 화합물(여기서, 메틸 기 중 몇몇이 3,3,3-트리플루오로프로필 또는 페닐 기로 치환됨)을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
성분(B)는 바람직하게는 SiH 기 대 지방족 불포화 기(A)의 몰 비가 0.1 내지 20, 더 바람직하게는 1.0 내지 5.0인 양으로 본 발명의 가교결합성 실리콘 조성물 중에 존재한다. 본 발명에 따라 사용되는 성분(A) 및 성분(B)는 상업용 제품이고/이거나 화학에서 아주 흔한 방법에 의해 제조될 수 있다.
성분(A) 및 성분(B) 이외에, 본 발명의 실리콘 조성물은 지방족 탄소-탄소 다중 결합 및 Si 결합 수소 원자를 동시에 포함하는 선형 오가노폴리실록산(C)을 포함할 수 있다. 본 발명의 실리콘 조성물은 또한 모든 3개의 성분(A), 성분(B) 및 성분(C)를 포함할 수 있다.
실록산(C)를 사용하는 경우, 이것은 바람직하게는 일반식 하기 (Ⅳ), (V) 및 (Ⅵ)의 단위로 이루어지는 실록산이다:
RfSiO4 /2 (IV)
RgR1SiO3 -g/2 (Ⅴ)
RhHSiO3-h/2 (Ⅵ)
[식 중,
R 및 R1은 상기 이들에 대해 기재된 정의를 갖고,
f는 1, 2 또는 3이고,
g는 1 또는 2이고,
h는 1 또는 2이고,
단, 분자마다 2개 이상의 라디칼 R1 및 2개 이상의 Si 결합 수소 원자가 존재한다].
오가노폴리실록산(C)는 바람직하게는 각각의 경우에 25℃에서 0.01 내지 500 000 Paㆍs, 더 바람직하게는 0.1 내지 100 000 Paㆍs의 평균 점도를 보유한다. 오가노폴리실록산(C)는 화학에서 아주 흔한 방법에 의해 제조될 수 있다.
히드로실릴화 촉매(D)로서 당해 분야에 공지된 모든 성분을 사용할 수 있다. 성분(D)는 백금족 금속, 예를 들면 백금, 로듐, 루테늄, 팔라듐, 오스뮴 또는 이리듐, 유기 금속 화합물 또는 이들의 조합일 수 있다. 성분(D)의 예로는 헥사클로로백금(IV) 산, 백금 디클로라이드, 백금 아세틸아세토네이트 및 매트릭스 또는 코어-쉘 유형의 구조 내에 캡슐화된 상기 화합물의 착체와 같은 화합물을 들 수 있다. 저분자량의 오가노폴리실록산을 갖는 백금 착체로는 백금과의 1,3-디에테닐-1,1,3,3-테트라-메틸디실록산 착체를 들 수 있다. 추가의 예로는 백금-포스파이트 착체, 백금-포스핀 착체 또는 알킬-백금 착체를 들 수 있다. 이러한 화합물은 수지 매트릭스 내에 캡슐화될 수 있다.
성분(D)의 농도는 기재된 공정에서의 본원에서 필요한 열을 생성하기 위해 노출시 성분(A) 및 성분(B)의 히드로실릴화 반응을 촉진하기에 충분하다. 성분(D)의 양은, 성분의 전체 중량에 따라, 0.1 내지 1000 백만분율(ppm), 0.5 내지 100 ppm 또는 1 내지 25 ppm의 백금족 금속일 수 있다. 백금족 금속의 성분이 1 ppm 미만인 경우 경화 속도가 낮을 수 있다. 100 ppm 초과의 백금족 금속의 사용은 비경제적이거나 조성물의 안정성을 감소시킬 수 있다.
성분(E)는 예를 들면 탄산칼슘, 산화철, 산화알루미늄, 수화 산화알루미늄, 이산화티탄, 규조토, 석영, 황산칼슘 등, 분지형 실리콘 수지 또는 이들의 혼합물과 같은 비보강 충전제를 포함하는 군으로부터 선택된다.
성분(E)가 비보강 충전제를 포함하는 경우, 산화알루미늄이 바람직하다.
비보강 충전제 (E)의 입자 크기는 100 ㎛ 미만, 바람직하게는 80 ㎛ 미만, 더 특히 60 ㎛ 미만이다.
성분(E)로서, 본 발명의 실리콘 조성물은 바람직하게는 일반식 (Ⅶ), (Ⅷ) 및 (Ⅸ)의 단위를 포함하는 분지형 실리콘 수지를 포함한다:
RnSiO4 /2 (Ⅶ)
RkR1 lSiO(4-k-l)/2 (Ⅷ)
RoHSiO3 -o/2 (Ⅸ)
[식 중,
R 및 R1은 서로 독립적으로 상기 기재된 정의를 갖고,
n은 0, 1, 2 또는 3이고,
k는 0, 1 또는 2,
l은 0, 1 또는 2이고,
o는 0, 1 또는 2이고,
단, 분자마다 하나 이상의 T 또는 Q 단위가 존재한다.
성분(E)를 형성하는 분자의 구조는 또한 고정되어 있지 않고; 특히, 올리고머 또는 중합체인 비교적 고분자량의 실록산의 구조는 분지형 또는 그외 수지형, 망상형일 수 있다. 분지형 및 망상형 폴리실록산은 추가로 3작용성 및/또는 4작용성 단위를 포함하고, 여기서 화학식 HSiO3 /2, RSiO3 /2, R1SiO3 /2 및 SiO4 /2의 것이 바람직하고, R 및 R1은 상기 정의를 갖는다. 물론, 또한 성분(E)에 대한 기준을 만족시키는 상이한 실리콘 수지의 혼합물을 사용할 수 있다.
본 발명의 실리콘 엘라스토머 조성물은 임의로 또한 부가 가교결합성 조성물을 제조하기 위해 현재까지 사용되는 모든 추가의 첨가제를 포함할 수 있다. 본 발명의 실리콘 조성물에서 성분으로서 사용될 수 있는 보강 충전제(F)의 예로는 BET 표면적이 50 ㎡/g 이상인 퓸드 또는 침강 실리카 및 또한 카본 블랙 및 활성탄, 예컨대 퍼네스 블랙 및 아세틸렌 블랙을 들 수 있고, BET 표면적이 50 ㎡/g 이상인 퓸드 및 침강 실리카가 바람직하다. 기재된 실리카 충전제는 특성이 친수성일 수 있거나, 공지된 방법에 의해 소수성화될 수 있다. 친수성 충전제를 도입하는 경우, 소수화제의 첨가가 필요하다. 본 발명의 가교결합성 조성물에서의 활성 보강 충전제의 양은 0 내지 70 중량%, 바람직하게는 0 내지 50 중량% 범위이다.
본 발명의 실리콘 엘라스토머 조성물은 임의로, 성분으로서, 70 중량% 이하, 바람직하게는 0.0001% 내지 40 중량%의 분획의 추가의 첨가제(G)를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 보강 충전제, 살진균제, 항료, 레올로지 첨가제, 부식 억제제, 산화 억제제, 광 안정화제, 난연제 및 전기 특성에 영향을 미치는 물질, 분산 보조제, 용매, 접착 향상제, 안료, 염료, 가소제, 유기 중합체, 열 안정화제 등일 수 있다. 이들로는 첨가제, 예컨대 점토, 리토폰, 카본 블랙, 흑연, 금속 산화물, 금속 탄산염, 금속 황산염, 카복실산의 금속염, 금속 분진, 섬유, 예컨대 유리 섬유, 플라스틱 섬유, 플라스틱 분말, 금속 분진, 염료, 안료 등을 들 수 있다.
이러한 충전제는, 더욱이, 열 전도성 또는 전기 전도성일 수 있다. 열 전도성 충전제의 예로는 질화알루미늄; 티탄바륨; 산화베릴륨; 질화붕소; 다이아몬드; 흑연; 산화마그네슘; 미립자 금속, 예를 들면, 구리, 금, 니켈 또는 은; 탄화규소, 탄화텅스텐, 산화아연 및 이들의 조합을 들 수 있다. 열 전도성 충전제는 선행 기술에 공지되어 있고 상업적으로 구입가능하다. 상이한 입자 크기 및 상이한 입자 크기 분포를 갖는 충전제의 조합을 사용할 수 있다.
본 발명의 실리콘 엘라스토머 조성물은 임의로 또한 용매(H)를 포함할 수 있다. 그러나, 용매가 전체적으로 시스템에 부정적으로 영향을 미치지 않아야 한다는 것이 보장되어야 한다. 적합한 용매가 선행 기술에 공지되어 있고 상업적으로 구입 가능하다. 용매는 예를 들면 3개 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 유기 용매일 수 있다. 용매의 예로는 예를 들면 노난, 데칼린 및 도데칸과 같은 지방족 탄화수소; 예를 들면 메시틸렌, 크실렌 및 톨루엔과 같은 방향족 탄화수소; 예를 들면 에틸 아세테이트 및 부티로락톤과 같은 에스테르; 예를 들면 n-부틸 에테르 및 폴리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르와 같은 에테르; 예를 들면 메틸 이소부틸 케톤 및 메틸 펜틸 케톤과 같은 케톤; 예를 들면 선형, 분지형 및 고리형 폴리디메틸실록산과 같은 실리콘 유체 및 이러한 용매의 조합을 들 수 있다. 본 발명의 실리콘 엘라스토머 조성물에서의 특정 용매의 최적 농도를 일상적인 실험에 의해 용이하게 결정할 수 있다. 화합물의 중량에 따라, 용매의 양은 0% 내지 95% 또는 1% 내지 95%일 수 있다.
추가의 임의의 성분(K)로서, 억제제 및 안정화제를 첨가할 수 있다. 이들은 공정처리 수명, 개시 온도 및 본 발명의 실리콘 조성물의 가교결합 속도의 특정한 확립을 제공한다. 이러한 억제제 및 안정화제는 부가 가교결합 조성물의 분야에 널리 공지되어 있다. 통상의 억제제의 예로는 아세틸렌 알콜, 예컨대 1-에티닐-1-시클로헥산올, 2-메틸-3-부틴-2-올 및 3,5-디메틸-1-헥신-3-올, 3-메틸-1-도데신-3-올, 폴리메틸비닐시클로실록산 예컨대 1,3,5,7-테트라비닐테트라메틸테트라시클로실록산, 메틸비닐-SiO1 /2 기 및/또는 R2비닐SiO1 /2 말단 기를 갖는 저분자량 실리콘 오일, 예컨대 디비닐테트라메틸디실록산, 테트라비닐디메틸디실록산, 트리알킬 시아누레이트, 알킬 말레에이트, 예컨대 디알릴 말레에이트, 디메틸 말레에이트 및 디에틸 말레에이트, 알킬 푸마레이트, 예컨대 디알릴 푸마레이트 및 디에틸 푸마레이트, 유기 히드로퍼옥사이드, 예컨대 쿠멘 히드로퍼옥사이드, tert-부틸 히드로퍼옥사이드 및 피난 히드로퍼옥사이드, 유기 퍼옥사이드, 유기 설폭사이드, 유기 아민, 디아민 및 아미드, 포스판 및 포스파이트, 니트릴, 트리아졸, 디아지리딘 및 옥심을 들 수 있다. 이러한 억제제 첨가제(K)의 효과는 이의 화학 구조에 따라 달라지고, 그래서 농도는 개별적으로 확인되어야 한다. 억제제 및 억제제 혼합물을 바람직하게는, 혼합물의 전체 중량을 기준으로, 0.00001% 내지 5%, 바람직하게는 0.00005 내지 2%, 더 바람직하게는 0.0001% 내지 1%의 비율로 첨가한다.
실시예 :
하기 기재된 실시예에서, 부 및 백분율의 모든 표시는, 달리 기재되지 않은 한, 중량 기준이다. 달리 기재되지 않은 한, 하기 실시예를 주변 분위기의 압력에서, 즉 대략 1000 hPa에서 및 실온에서, 즉 대략 20℃에서 또는 반응물질이 추가의 가열 또는 냉각 없이 실온에서 조합될 때 발생하는 온도에서 수행하였다. 하기 설명에서, 모든 점도 숫자는 1 s-1의 전단 속도 및 20℃의 온도에서의 동적 점도에 관한 것이다. 하기 실시예는, 임의의 제한적인 효과를 갖는 일 없이 본 발명을 예시한다. 모든 실시예는 가교결합된 생성물의 전체 조성을 보여주고; 이들이 1 성분 또는 2 성분 조성물로서 제제화되는지는 본원에서 역할을 하지 않는다.
사용된 약어는 하기와 같다:
Cat. 백금 촉매
Ex. 실시예
CEx. 비교예
No. 번호
PDMS 폴리디메틸실록산
중량% 중량 기준 백분율에 상응
쇼어 A DIN 53505에 따른 경도
TPR N/㎜ 단위의 ASTM D624-B-94에 따른 인열 전파 저항
EB % 단위의 DIN 53504-85S1에 따른 파단 신장율
TS N/㎟ 단위의 DIN 53504-85S1에 따른 인장 강도
하기 실시예에서, 사용된 백금 촉매는 백금-디비닐테트라메틸디실록산 착체(Karstedt 촉매)이다.
하기 실시예에서, SiH 빗 가교결합제는 30 내지 400 mPaㆍs의 동적 점도를 갖는다.
실시예 1: 실리콘 엘라스토머 조성물 1
금속 기준으로
22 중량%의 200 mPaㆍs의 점도의 비닐 말단 선형 PDMS
20 중량%의 20 000 mPaㆍs의 점도의 비닐 말단 선형 PDMS
54 중량%의 80 ㎛의 최대 입자 크기의 구형 산화알루미늄
4 중량%의 0.17 중량%의 수소 함량의 선형 SiH 빗 가교결합제 가교결합제
100 ppm의 1-에티닐시클로헥산올
10 ppm의 백금 촉매
실시예 2: 실리콘 엘라스토머 조성물 2
금속 기준으로
34 중량%의 200 mPaㆍs의 점도의 비닐 말단 선형 PDMS
60 중량%의 비닐 기를 포함하는 MQ 수지
6 중량%의 0.5 중량%의 수소 함량의 선형 SiH 빗 가교결합제
200 ppm의 1-에티닐시클로헥산올
10 ppm의 백금 촉매
실시예 3: 실리콘 엘라스토머 조성물 3
금속 기준으로
30 중량%의 200 mPaㆍs의 점도의 비닐 말단 선형 PDMS
65 중량%의 비닐 작용성 MQ 수지
5 중량%의 0.7 중량%의 수소 함량의 선형 SiH 빗 가교결합제
100 ppm의 1-에티닐시클로헥산올
10 ppm의 백금 촉매
실시예 4: 실리콘 엘라스토머 조성물 4
금속 기준으로
45 중량%의 1000 mPaㆍs의 점도의 비닐 말단 선형 PDMS
50 중량%의 비작용성 MQ 수지
5 중량%의 0.35 중량%의 수소 함량의 선형 SiH 빗 가교결합제
100 ppm의 1-에티닐시클로헥산올
10 ppm의 백금 촉매
실시예 5: 실리콘 엘라스토머 조성물 5
금속 기준으로
45 중량%의 200 mPaㆍs의 점도의 비닐 말단 선형 PDMS
55 중량%의 50 ㎛의 최대 입자 크기의 탄산칼슘
4 중량%의 0.35 중량%의 수소 함량의 선형 SiH 빗 가교결합제
100 ppm의 1-에티닐시클로헥산올
10 ppm의 백금 촉매
실시예 6: 실리콘 엘라스토머 조성물 6
41 중량%의 200 mPaㆍs의 점도의 비닐 말단 선형 PDMS
58 중량%의 100 ㎛의 최대 입자 크기의 이산화티탄
1 중량%의 과산화물 가교결합제
실시예 7: 실리콘 엘라스토머 조성물 7
41 중량%의 1000 mPaㆍs의 점도의 OH 말단 선형 PDMS
55 중량%의 80 ㎛의 최대 입자 크기의 산화알루미늄
4 중량%의 알콕시실란 가교결합제
500 ppm의 축합 촉매
비교예 8: 실리콘 엘라스토머 조성물 8
금속 기준으로
76 중량%의 1000 mPaㆍs의 점도의 비닐 말단 선형 PDMS
20 중량%의 200 ㎡/g의 BET 표면적의 퓸드 실리카
4 중량%의 0.35 중량%의 수소 함량의 선형 SiH 빗 가교결합제
200 ppm의 1-에티닐시클로헥산올
10 ppm의 백금 촉매
표 1은 가교결합된 실리콘 고무의 기계적 강도와 관련된 측정 결과를 기재한 것이다. 실시예 1 내지 실시예 7로부터 얻은 가교결합된 실리콘 고무는 모래와 혼합성이지만, 비교예 8은 모래와 혼합성이 아니다.
Figure 112013034415050-pct00001
본 발명의 접착제는, 경화 후, 샌딩 가능하거나 연마 가능하고, 온도에 안정하고, 화학물질에 안정하고, 도포하기 용이하고, 문제점 없이, 작업물 또는 샌딩 또는 연마 장치의 손상 또는 오염 없이, 다시 작업물로부터 제거되는, 작업물의 체결에 적합하다.

Claims (8)

  1. 접착제 조성물의 경화 후 샌딩(sanding)되고 연마되는 작업물을 고정하기 위한 접착제 조성물로서, 접착제 조성물은
    (E) 비보강 충전제, 분지형 실리콘 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물 35∼80 중량%
    를 포함하는 가교결합성 실리콘 엘라스토머 조성물이고, 가교결합성 실리콘 엘라스토머 조성물은 실온에서의 1 s-1 및 100 s-1의 전단 속도에서의 동적 점도의 비가 1.2 이하이며, 가교결합된 실리콘 고무는 30 내지 95의 DIN 53505에 따른 쇼어 A 경도, 4 N/㎜ 이하의 ASTM D624-B-91에 따른 인열 전파 저항(tear propagation resistance), 150% 이하의 DIN 53504-85S1에 따른 파단 신장율 및 3 N/㎟ 이하의 DIN 53504-85S1에 따른 인장 강도를 갖는 것을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 가교결합성 실리콘 엘라스토머 조성물은 부가 가교결합 조성물인 것을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 가교결합성 실리콘 엘라스토머 조성물은 축합 가교결합 조성물인 것을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 가교결합성 실리콘 엘라스토머 조성물은 퍼옥사이드 가교결합 조성물인 것을 특징으로 하는 접착제 조성물.
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