KR102261584B1 - 밀착성이 우수한 실리콘 조성물 및 이를 포함하는 감압 점착제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리오가노실록산; 실리콘 검; 폴리오가노하이드로겐실록산 및 하이드로실릴화 촉매를 포함하는 실리콘 조성물 및 이를 포함하는 감압 점착제에 관한 것으로, 우수한 점착성 및 접착성을 보유하며, 미점착 점착제와 혼합 시 우수한 밀착성을 제공하고, 부착발현이 우수한 점착제 제조가 가능하다.

Description

밀착성이 우수한 실리콘 조성물 및 이를 포함하는 감압 점착제{Silicon Composition With Excellent Adhesion And Pressure Sensitive Adhesive Comprising The Same}
본 발명은 우수한 점착성, 접착성 및 밀착성을 보유하는 실리콘 조성물 및 이를 포함하는 감압 점착제에 관한 것이다.
감압 점착제란 약한 압력으로도 충분히 피착면에 접착시킬 수 있고, 피착면에 흔적을 남기지 않고 쉽게 떼어낼 수 있으며, 점착성 및 강도가 지속적으로 유지되어 재접착이 가능한 점착제를 말한다. 특히 실리콘 감압 점착제(Silicon Pressure Sensitive Adhesive, 실리콘 PSA)는 일반 유기계 감압 점착제에 비해 접착강도, 응집강도 및 점착성이 우수하고, 양호한 전기적 성질 등 그 독특한 특성으로 인해 접착 테이프, 붕대, 저온 지지체, 전사필름, 라벨, LCD 액정 보호용 소재, 휴대폰 키패드 지지용 소재, 장난감, 전자 회로 및 키보드 조립 등에 폭넓게 사용되고 있다.
기존의 실리콘 감압 점착제는 일반적으로 실리콘 검과 수소 또는 하이드록시기를 작용기로 가진 MQ 수지(오르가노폴리실록산 수지라고도 불림)로 구성된다. 그러나, 감압 점착제로 사용되기 위해서는 일정기간이 경과한 후에도 소정의 비점착 특성을 유지해야 하는데, 이러한 실리콘 감압 점착제는 필름에 대한 점착력이 너무 높아 비점착 특성을 유지하기 어려운 문제점이 있다.
이에, 필름에 대한 비점착 특성을 부여하기 위해 실리콘 오일에 실리카를 추가하여 실리콘 감압 점착제를 제조한 바 있다.
그러나, 실리콘 감압 점착제에 실리카를 첨가한 제품은 화합물이 아닌 단지 혼합물로서 시간이 경과함에 따라 제품의 상 분리가 촉진되고 실리카가 침전 내지 분리되어 제품으로서 저장기간에 한계가 있다. 또한 실리카의 블로킹(blocking) 역할이 저하되어 자연스럽게 점착력이 증가하고 비점착 특성이 현저히 떨어져 사용시 불량이 발생할 확률이 크며, 실리카의 첨가로 제품의 외관이 흐려져(hazy) 테이프 등으로 제조 시 색상과 관련한 고객의 불만이 존재하고 있다.
더불어, 감압 점착제와 관련된 일반적인 문제로서 초기 밀착성이 우수한 감압 점착제라도 고온, 고습 등의 조건에 노출되었을 경우에는 그 밀착성이 현저히 저하되는 경우가 많아 환경변화와 관련한 지속적인 물성을 확보하지 못하는 점도 하나의 문제이다.
한국공개특허 제2012-0107542호.
본 발명의 목적은 우수한 점착성 및 접착성을 보유하면서, 미점착 점착제와 혼합 시 시간이 경과하여도 우수한 밀착성을 확보할 수 있는 실리콘 조성물 및 이를 포함하는 감압 점착제를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여,
하기 화학식 1로 나타내는 폴리오가노실록산 수지;
하기 화학식 2로 나타내는 실리콘 검;
수평균 분자량이 4,000 내지 8,000 이고, 규소 원자와 직접 결합된 2개 이상의 수소를 포함하며, 수소를 제외한 규소 원자에 직접 결합된 치환기는 지방족 불포화 결합이 없는 C1-C10의 탄화수소기인 하이드로겐실록산; 및
하이드로실릴화 촉매를 포함하며,
상기 폴리오가노실록산 수지는 폴리오가노실록산 100 중량부를 기준으로 실란올(Silanol) 1.3 내지 2.2 중량부를 포함하는 실리콘 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
(R1 3SiO1 /2)w(R2 2SiO2 /2)x(R3 1SiO3 /2)y(SiO4 /2)z
[화학식 2]
R6 (R4 R5SiO)m-Si R4R5 R6
상기 화학식 1에서,
R1, R2 및 R3은 서로 독립적으로 수소기, C1-C6의 알킬기, 하이드록시기 또는 비닐기이되,
R1 내지 R3 중 어느 하나 이상은 수소기이며,
W > 0, z > 0, x ≥ 0, y ≥ 0 이고, w+x+y+z=1 이며, 0≤{(x+y)/2}≤ 0.4 이고,
상기 화학식 2에서,
R4, R5및 R6은 서로 독립적으로 C1-C10의 알킬기 또는 C1-C10의 알케닐기이되,
R4 내지 R6 중 2 이상은 C1-C10의 알케닐을 포함하며,
m은 100 내지 10,000인 정수이다.
또한, 본 발명은 상기 실리콘 조성물을 포함하는 감압 점착제를 제공한다.
본 발명에 의한 실리콘 조성물 및 감압 점착제는 우수한 점착성 및 접착성을 보유하며, 미점착 점착제와 혼합 시 시간이 경과하여도 우수한 밀착성을 제공하고, 부착발현이 우수한 테이프를 제조할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다.
본 발명은 MOHQ 수지라 불리는 폴리오가노실록산 수지, 알케닐을 함유하는 실리콘 검, 하이드로겐실록산 및 하이드로실릴화 촉매를 포함하는 실리콘 조성물 및 이를 포함하는 감압 점착제를 제공하며, 상기 실리콘 조성물은 이중결합을 포함할 수 있다.
일반적으로 사용되는 용어 MQ 수지는 R1 3SiO1 /2(M단위) 및 SiO4 /2(Q단위)로 구성되는 고분자 폴리머로 여기서 R1은 규소 원자에 직접 결합한 수소기, 비닐기 및 하이드록시기와 같은 작용기 또는 메틸기 및 에틸기와 같은 비작용성 유기기이다. 이러한 MQ 수지는, D 단위와 T 단위의 몰분율의 합이 20mol% 이하인 범위 내에서, R2 2SiO2 /2 (D단위) 및/또는 R3 1SiO3 /2(T단위)를 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 MOHQ 수지는 Si-H기를 포함하며, (R1 3SiO1/2)w(R2 2SiO2/2)x(R3 1SiO3/2)y(SiO4/2)z의 화학식으로 나타낸다.
이하, 본 발명에 의한 실리콘 조성물을 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은, 하기 화학식 1로 나타내는 폴리오가노실록산 수지;
하기 화학식 2로 나타내는 실리콘 검;
수평균 분자량이 4,000 내지 8,000 이고, 규소 원자와 직접 결합된 2개 이상의 수소를 포함하며, 수소를 제외한 규소 원자에 직접 결합된 치환기는 지방족 불포화 결합이 없는 C1-C10의 탄화수소기인 하이드로겐실록산; 및
하이드로실릴화 촉매를 포함하며,
상기 폴리오가노실록산 수지는 폴리오가노실록산 100 중량부를 기준으로 실란올(Silanol) 1.3 내지 2.2 중량부를 포함하는 실리콘 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
(R1 3SiO1 /2)w(R2 2SiO2 /2)x(R3 1SiO3 /2)y(SiO4 /2)z
[화학식 2]
R6 (R4 R5SiO)m-Si R4R5 R6
상기 화학식 1에서,
R1, R2 및 R3은 서로 독립적으로 수소기, C1-C6의 알킬기, 하이드록시기 또는 비닐기이되,
R1 내지 R3 중 어느 하나 이상은 수소기이며,
W > 0, z > 0, x ≥ 0, y ≥ 0 이고, w+x+y+z=1 이며, 0≤{(x+y)/2}≤ 0.4 이고,
상기 화학식 2에서,
R4, R5및 R6은 서로 독립적으로 C1-C10의 알킬기 또는 C1-C10의 알케닐기이되,
R4 내지 R6 중 2 이상은 C1-C10의 알케닐을 포함하며,
m은 100 내지 10,000인 정수이다.
구체적으로, 상기 폴리오가노실록산 수지는, 폴리오가노실록산 수지 100 중량부를 기준으로 실란올(Silanol)함량이 1.3 내지 2.2 또는 1.5 내지 2.0 중량부일 수 있으며, 구체적으로는 1.5 내지 1.8 중량부일 수 있다. 상기 폴리오가노실록산 수지 내에 함유된 실라놀 함량의 측정은 그린나드 시약(Grignard reagent)을 이용한 가스발생 측정법으로 측정하였다. 본 발명에 의한 폴리오가노실록산 수지 내에 실란올(Silanol)함량이 상기 범위일 경우, 본 발명에 의한 실리콘 조성물은 높은 점착력을 나타내며, 미점착 점착제와 혼합 시에 우수한 밀착성을 구현할 수 있다. 감압 점착제란 압력을 가하여 피착면에 접착시킬 수 있고, 피작면으로부터 떼어냈을 때 피착면에 극미량 이하의 접착제만을 피착면에 남기며, 뗀 후에도 점착성 및 접착력을 유지하여, 다시 피착면에 재접착 할 수 있는 점착제를 지칭한다. 이러한 특성을 나타내기 위해서는, 점착제와 미점착 점착제의 혼합이 필요한데, 본 발명에 의한 실험 결과인 하기 표 2를 살펴보면, 실시예 4 및 5에서 실란올 함량이 1.5 내지 1.8 중량부 범위일 때 미점착 점착제의 혼합 비율에 상관 없이 밀착력이 뛰어남을 확인할 수 있다.
본 발명에 의한 실리콘 조성물은, 상기 폴리오가노실록산 수지 20 내지 90 중량부; 실리콘 검 10 내지 40 중량부; 하이드로겐실록산 0.1 내지 20 중량부; 및 하이드로실릴화 촉매 0.03 내지 1 중량부를 포함할 수 있다.
상기 폴리오가노실록산 수지의 함량은 구체적으로, 20 내지 90 중량부 또는 30 내지 85 중량부 또는 50 내지 80 중량부일 수 있다. 폴리오가노실록산의 함량이 상기 범위일 경우, 실리콘 조성물의 미경화 현상을 방지하며, 박리력을 감소시켜 감압 점착제로의 적용이 용이하게 된다.
또한, 상기 실리콘 검의 함량은 구체적으로, 10 내지 40 중량부 또는 10 내지 30 중량부 또는 20 내지 28 중량부일 수 있다. 실리콘 검의 함량이 상기 범위일 경우, 점도 및 반응성을 높여 초기 밀착성 대비 필름 기재와의 밀착성을 향상시키고, 항온 항습 시험 시 잔류 하이드록시기에 의해 점착력이 지나치게 증가하는 현상을 방지하는 효과가 있다.
또한, 상기 폴리오가노하이드로겐실록산의 함량은 구체적으로, 0.1 내지 20 중량부 또는 0.1 내지 10 중량부 또는 0.5 내지 5 중량부 일 수 있다. 폴리오가노하이드로겐실록산의 함량이 상기 범위일 경우, 실리콘 조성물의 점착성 및 밀착성을 향상시키는데 기여한다.
또한, 상기 하이드로실릴화 촉매의 함량은 구체적으로, 0.03 내지 1 또는 0.05 내지 0.5 일 수 있다. 하이드로실릴화의 함량이 상기 범위일 경우, 폴리오가노실록산 수지 및 폴리오가노하이드로겐실록산의 부가반응을 촉진시키며, 점착제의 점착성을 향상시키는 효과가 있다.
또 다른 하나의 예로서, 상기 폴리오가노실록산 수지는, 분자량 분포도(PDI)가 1.2 내지 15이며; 중량평균분자량(Mw)이 10,000 내지 30,000 일 수 있다. 분자량 분포도(Polydispersity index, PDI)는 중량평균분자량(Mw)/ 수평균분자량(Mn)의 값으로, 본 발명의 폴리오가노실록산 수지는, 예를 들어, 수지-보정 겔투과 크로마토그래피(GPC)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 10,000 내지 30,000 이고, 수평균분자량(Mn)이 3,000 내지 8,000 인 것을 사용할 수 있다. 상기 분자량 분포도(PDI), 중량평균분자량(Mw) 및 수평균분자량(Mn)을 갖는 폴리오가노실록산 수지가 함유된 실리콘 조성물은 경화 시에 적절한 가교밀도를 유지하여, 경화된 점착의 경도가 지나치게 낮거나 커지는 것을 방지하는 효과가 있다.
또 다른 하나의 예로서, 상기 실리콘 검은, 수평균 분자량이 200,000 내지 1,500,000 이고, 알케닐기가 비닐기이며, 구체적으로 상기 실리콘 검은 양 말단이 비닐기일 수 있다. 또한 상기 실리콘 검은 전체 치환기의 95 % 이상이 메틸기일 수 있는데, 이 경우 안정적인 장기 내후성을 발현하는 효과가 있다.
또 다른 하나의 예로서, 상기 실리콘 검은, 온도 25 ℃ 및 상대습도 50 % 하에서 106 내지 108 cps의 점도를 가질 수 있다. 본 발명에 의한 실리콘 검이 상기 범위의 높은 점도를 가짐으로써, 본 발명에 의한 실리콘 조성물은 우수한 접착강도 및 3차원 망상구조의 높은 가교밀도를 유지하고, 일정 시간이 경과하여도 제품의 점착 및 접착 특성이 유지되며, 종래의 제품에 비하여 경화시간이 단축되는 효과를 나타낸다.
또 다른 하나의 예로서, 상기 실리콘 검은규소 원자에 결합하고 있는 전체 유기기의 0.1 내지 1.0 몰%가 비닐기일 수 있다. 비닐기가 상기 범위일 경우, 수소 원자가 너무 적어지는 것을 막아 품질이 떨어지는 것을 방지하며, 저장 시 반응에 의해 가스가 발생하여 물성이 저하되는 현상을 방지하는 효과가 있다.
또 다른 하나의 예로서, 상기 폴리오가노하이드로겐실록산은, 수평균 분자량이 4,000 내지 8,000 이며, 온도 25 ℃ 및 상대습도 50 % 하에서 0.1 내지 0.4 cps의 점도를 가질 수 있다. 본 발명에 의한 폴리오가노하이드로겐실록산이 상기 범위의 점도를 가짐으로써, 실리콘 조성물은 우수한 접착강도를 구현하게 된다.
또 다른 하나의 예로서, 상기 폴리오가노하이드로겐실록산은, 한 단량체 내에 규소 원자와 직접 결합한 2 개 이상의 수소기를 포함하고, 규소와 결합한 수소기는 상기 오가노 폴리 실록산의 말단 또는 측쇄에 위치하거나, 말단 및 측쇄 모두에 위치할 수 있다. 상기 규소 원자와 직접 결합한 수소기 이외에 규소 원자에 결합한 치환기는, 본 발명의 실리콘 조성물에 포함되는 다른 성분들과의 혼화성을 위해 C1-C10 의 탄화수소기일 수 있다. 구체적으로, 상기 C1-C10 의 탄화수소기는 메틸기일 수 있다.
또 다른 하나의 예로서, 상기 폴리오가노하이드로겐실록산은, 규소와 직접 결합된 수소기와 다른 치환기 간의 비율이 10 : 90 내지 50 : 50 몰% 일 수 있다. 구체적으로 상기 비율은 10 : 90 내지 30 : 70 몰% 일 수 있으며, 더욱 구체적으로 상기 비율이 20 : 80 몰% 일 수 있으며, 이 경우 실리콘 조성물의 밀착성이 현저하게 향상되는 효과가 있다.
또 다른 하나의 예로서, 상기 하이드로실릴화 촉매는, 구체적으로 금속 촉매일 수 있으며, 백금, 로듐, 루테늄, 팔라듐 및 이리듐으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 하이드로실릴화 금속 촉매는 하이드로실릴화백금, 하이드로실릴화로듐, 하이드로실릴화루테늄, 하이드로실릴와팔라듐 및 하이드로실릴화이리듐으로부터 선택될 수 있다. 구체적으로 상기 하이드로실릴화 촉매는 백금 촉매일 수 있으며, 더욱 구체적으로 하이드로실릴화 백금 촉매는 하기 화학식 3과 백금간의 착화합물일 수 있다.
[화학식 3]
[{(CH2=CH)(CH3)2SiO1 /2}p]q
상기 화학식 3에서, p는 2 이고, q는 4 또는 6이다.
상기 하이드로실릴화 백금 촉매는 상기 폴리오가노실록산 수지 및 폴리오가노하이드로겐실록산의 부가 반응을 촉진하는 역할을 하며, 점착제의 점착성을 향상시키고, 특히 초기 점착성을 높이는데 기여한다.
또 다른 하나의 예로서, 본 발명에 의한 실리콘 조성물은, 지연제 0.03 내지 0.5 중량부 또는 0.07 내지 0.3 중량부를 더 포함할 수 있다. 지연제가 상기 범위로 포함될 경우, 실리콘 조성물의 경화가 소정 온도 이하에서 일어나는 것을 방지하며, 과도한 경화를 막을 수 있다. 만약, 지연제를 포함하지 않을 경우에는 상기 하이드로실릴화 촉매가 상온에서 실리콘 조성물의 경화를 개시하거나 촉매화할 수 있다. 상기 지연제는 실리콘 조성물의 경화를 지연시키지만 승온에서 경화를 방해하지 않는다. 본 발명에서 사용 가능한 지연제로는 실리콘 조성물에 가용성인 것이라면 제한 없이 사용 가능하며, 구체적으로 3-메틸-3-펜틴-1, 3,5-디메틸-3-헥센-1-인 및 3-5-디메틸-1-헥신-3-올과 같은 아세틸렌계 알코올이 사용될 수 있으며, 말레에이트 및 푸마레이트도 사용 가능하다. 만약 지연제를 사용하는 실리콘 조성물의 경우 효과적인 경화를 위해 70 ℃ 이상에서 가열할 수 있다.
또 다른 하나의 예로서, 본 발명은 상기 실리콘 조성물과 미점착 점착제를 혼용하여 사용하는 감압 점착제를 제공할 수 있다. 감압 점착제란 압력을 가하여 피착면에 접착시킬 수 있고, 피작면으로부터 떼어냈을 때 피착면에 극미량 이하의 접착제만을 피착면에 남기며, 뗀 후에도 점착성 및 접착력을 유지하여, 다시 피착면에 재접착 할 수 있는 점착제를 지칭한다. 이러한 특성을 나타내기 위해서는, 점착제와 미점착 점착제의 혼합이 필요한데, 본 발명에 의한 실리콘 조성물은 미점착 점착제와 혼용하여도 뛰어난 밀착성을 나타내는 감압 점착제를 제공할 수 있다.
또 다른 하나의 예로서, 본 발명은 상기 실리콘 조성물을 포함하는 감압 점착제를 제공한다. 본 발명에 의한 실리콘 조성물을 경화하면, 높은 가교밀도를 갖는 3차원 망상구조의 점착제를 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 점착제는 접착 강도가 높고, 점착성이 우수하며, 일정 시간이 지난 후에도 점착 및 접착 특성을 유지한다. 따라서, 본 발명에 의한 감압 점착제는 우수한 점착성 및 접착성을 보유하며, 미점착 점착제와 혼합 시 우수한 밀착성을 구현하고, 종래의 실리콘 조성물에 비해 경화 시간을 단축시키는 효과가 있다.
본 발명에서 "미점착 점착제"란, 점착성을 가지지 않으며, 피착제에 점착제가 묻어나지 않는 점착제를 의미하며, 점착력 0~1gf/in의 점착제를 의미한다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하나 본 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 이에 의하여 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예 1 내지 5 및 비교예에서 사용된 재료는 별도로 명시하지 않는 한 다음과 같다.
a) 폴리오가노실록산 수지(MOHQ 수지): 디메틸클로로실란과 수용성 실리카 졸을 미합중국 특허 제3627851호에 개시된 방법에 따라 제조하였으며, 상기 제조된 폴리오가노실록산 수지는 M:Q(몰비)가 0.8:1.0 이고, 0.2 몰%의 하이드록시기를 함유하며, GPC로 측정한 수평균 분자량(Mn)은 4,000 인 것.
b) 실리콘 검: 0.04 몰%의 비닐기를 함유하고, 온도 25 ℃ 및 상대습도 50 % 에서 점도가 약 70,000,000cp 이며, 벤젠에 가용성인 것.
c) 폴리오가노하이드로겐실록산: 저점도 폴리디메틸하이드로겐실록산 유체.
d) 하이드로실릴화 촉매: 백금 약 3.5 중량부를 함유하는 1,3-디에테닐-1,1,3,3,-테트라메틸디실록산의 백금착제.
e) 지연제: 1-에티닐-1-사이클로헥사놀.
실시예 1
1) 실리콘 조성물 제조
폴릴오가노실록산 수지 100 중량부를 기준으로 실란올 함량 2.05 중량부를 갖는 폴리오가노실록산 수지 70 중량부에 실리콘 검 25 중량부 및 폴리오가노하이드로겐실록산 1 중량부를 혼입하였다. 여기에 지연제 0.1 중량부를 첨가하여 제조된 조성물 10 중량부당 하이드로실릴화 촉매 0.1 중량부를 혼입하여 실리콘 조성물을 제조하였다.
2-1) 점착성 감압 점착제 제조
상기 실리콘 조성물을 폴리에스테르 필름에 25 ㎛ 의 건조두께가 되도록 도포한 후, 130 ℃ 오븐에서 2 분간 가열 경화하여 성형시켰다.
2-2) 밀착성 감압 점착제 제조
상기 실리콘 조성물과 미점착 점착제(상품명: SC3300L, 제조사: KCC)의 혼용물 10 중량부당 폴리오가노하이드로겐실록산 0.1 중량부, 하이드로실릴화 촉매 0.1 중량부, 기타 첨가제 0.1 중량부를 혼입하여 실리콘 조성물을 우레탄 코팅된 폴리에스테르 필름에 25 ㎛ 의 건조두께가 되도록 도포한 후, 130 ℃ 오븐에서 2 분간 가열 경화하여 성형시켰다.
실시예 2
1) 실리콘 조성물 제조
폴리오가노실록산 수지의 실란올 함량이 2.07 중량부인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
2-2) 점착성 감압 점착제 제조
상기 실리콘 조성물을 폴리에스테르 필름에 25 ㎛ 의 건조두께가 되도록 도포한 후, 130 ℃ 오븐에서 2 분간 가열 경화하여 성형시켰다.
2-2) 밀착성 감압 점착제 제조
상기 실리콘 조성물과 미점착 점착제(상품명: SC3300L, 제조사: KCC)의 혼용물 10 중량부당 폴리오가노하이드로겐실록산 0.1 중량부, 하이드로실릴화 촉매 0.1 중량부, 기타 첨가제 0.1 중량부를 혼입하여 실리콘 조성물을 우레탄 코팅된 폴리에스테르 필름에 25 ㎛ 의 건조두께가 되도록 도포한 후, 130 ℃ 오븐에서 2 분간 가열 경화하여 성형시켰다.
실시예 3
1) 실리콘 조성물 제조
폴리오가노실록산 수지의 실란올 함량이 1.94 중량부인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
2-1) 점착성 감압 점착제 제조
상기 실리콘 조성물을 폴리에스테르 필름에 25 ㎛ 의 건조두께가 되도록 도포한 후, 130 ℃ 오븐에서 2 분간 가열 경화하여 성형시켰다.
2-2) 밀착성 감압 점착제 제조
상기 실리콘 조성물과 미점착 점착제(상품명: SC3300L, 제조사: KCC)의 혼용물 10 중량부당 폴리오가노하이드로겐실록산 0.1 중량부, 하이드로실릴화 촉매 0.1 중량부, 기타 첨가제 0.1 중량부를 혼입하여 실리콘 조성물을 우레탄 코팅된 폴리에스테르 필름에 25 ㎛ 의 건조두께가 되도록 도포한 후, 130 ℃ 오븐에서 2 분간 가열 경화하여 성형시켰다.
실시예 4
1) 실리콘 조성물 제조
폴리오가노실록산 수지의 실란올 함량이 1.75 중량부인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
2-1) 점착성 감압 점착제 제조
상기 실리콘 조성물을 폴리에스테르 필름에 25 ㎛ 의 건조두께가 되도록 도포한 후, 130 ℃ 오븐에서 2 분간 가열 경화하여 성형시켰다.
2-2) 밀착성 감압 점착제 제조
상기 실리콘 조성물과 미점착 점착제(상품명: SC3300L, 제조사: KCC)의 혼용물 10 중량부당 폴리오가노하이드로겐실록산 0.1 중량부, 하이드로실릴화 촉매 0.1 중량부, 기타 첨가제 0.1 중량부를 혼입하여 실리콘 조성물을 우레탄 코팅된 폴리에스테르 필름에 25 ㎛ 의 건조두께가 되도록 도포한 후, 130 ℃ 오븐에서 2 분간 가열 경화하여 성형시켰다.
실시예 5
1) 실리콘 조성물 제조
폴리오가노실록산 수지의 실란올 함량이 1.54 중량부인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
2-1) 점착성 감압 점착제 제조
상기 실리콘 조성물을 폴리에스테르 필름에 25 ㎛ 의 건조두께가 되도록 도포한 후, 130 ℃ 오븐에서 2 분간 가열 경화하여 성형시켰다.
2-2) 밀착성 감압 점착제 제조
상기 실리콘 조성물과 미점착 점착제(상품명: SC3300L, 제조사: KCC)의 혼용물 10 중량부당 폴리오가노하이드로겐실록산 0.1 중량부, 하이드로실릴화 촉매 0.1 중량부, 기타 첨가제 0.1 중량부를 혼입하여 실리콘 조성물을 우레탄 코팅된 폴리에스테르 필름에 25 ㎛ 의 건조두께가 되도록 도포한 후, 130 ℃ 오븐에서 2 분간 가열 경화하여 성형시켰다.
비교예
1) 실리콘 조성물 제조
폴리오가노실록산 수지의 실란올 함량이 2.54 중량부인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
2-1) 점착성 감압 점착제 제조
상기 실리콘 조성물을 폴리에스테르 필름에 25 ㎛ 의 건조두께가 되도록 도포한 후, 130 ℃ 오븐에서 2 분간 가열 경화하여 성형시켰다.
2-2) 밀착성 감압 점착제 제조
상기 실리콘 조성물과 미점착 점착제(상품명: SC3300L, 제조사: KCC)의 혼용물 10 중량부당 폴리오가노하이드로겐실록산 0.1 중량부, 하이드로실릴화 촉매 0.1 중량부, 기타 첨가제 0.1 중량부를 혼입하여 실리콘 조성물을 우레탄 코팅된 폴리에스테르 필름에 25 ㎛ 의 건조두께가 되도록 도포한 후, 130 ℃ 오븐에서 2 분간 가열 경화하여 성형시켰다.
실험예 1: 점착성 감압 점착제의 점착력 평가
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예에 따라 얻어진 점착성 감압 점착제의 점착력 평가를 위해 다음과 같은 실험을 수행하였다. 먼저 실시예 1 내지 5 및 비교예에 따라 얻어진 점착성 감압 점착제 6 × 1 inch 스트립을 표면이 깨끗한 2 × 6 inch 스테인리스 스틸 판넬에 4.5 lb의 고무피복 롤러로 두 번 밀어서 적용하였다.
상기 스테인리스 스틸 판넬에서 점착성 감압 점착제를 제거하는데 필요한 힘을 인장 및 고속박리 시험기를 사용하여, 박리각 180°에서 300mm/min 의 속도로 측정하였다.
하기 표 1에 실험 결과를 나타내었다. 결과 값은 샘플 당 일정 구간에서 잡아당기는 과정 동안 읽은 여러 값의 평균값을 나타내었다. 측정값은 필름 두께당 떼어내는데 필요한 힘으로 gf(gram force)/inch 단위로 기록하였다.
항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예
실란올 함량(중량부) 2.05 2.07 1.94 1.75 1.54 2.54
점착력(gf/in) 1,090 1,057 1,033 1,018 980 1,150
표 1의 결과를 살펴보면, 실시예 1 내지 5에 따른 점착성 감압 점착제는 비교예와 비교하여 동등 내지 유사한 수준의 양호한 점착력을 나타냄을 확인하였다.
실험예 2: 밀착성 감압 점착제의 밀착성 평가
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예에 따라 얻어진 밀착성 감압 점착제의 밀착성을 비교하기 위해 다음과 같은 실험을 수행하였다.
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예에서 실리콘 조성물 및 미점착 점착제(상품명: SC3300L, 제조사: KCC)의 혼합 비율은 2:8, 5:5 및 8:2 로 달리하여 수행하였다. 먼저 실시예 1 내지 5 및 비교예에 따라 얻어진 코팅된 필름을 85℃*85% 항온항습기 3일 보관 후 커팅기를 이용하여 36등분으로 커팅을 한 후 커팅된 부분을 손으로 문질러 탈착을 하였다. 이때 남아있는 도막의 개수 및 상태를 육안으로 확인하였다.
결과는 하기 표 2에 나타내었으며, 상기 측정에서 남아있는 도막이 95 ~ 100% 인 경우를 양호, 95% 미만인 경우를 불량으로 나타내었다.
실리콘 조성물 및 미점착 점착제의 혼합비(중량비) 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예
2:8 양호 양호 양호 양호 양호 불량
5:5 불량 불량 양호 양호 양호 불량
8:2 불량 불량 불량 양호 양호 불량
표 2의 결과를 살펴보면, 실시예 1 내지 5에 따른 밀착성 감압 점착제는 미점착 점착제(상품명: SC3300L, 제조사: KCC)와 혼합 사용시(중량부 기준) 2:8 혼합비율에서 양호한 밀착성을 나타내며, 특히 실시예 4 및 5의 경우 2:8, 5:5 및 8:2의 혼합비율에서 모두 양호한 밀착성을 나타내었다.
그러나, 비교예의 경우 미점착 점착제와 혼합 사용시의 밀착성 평가에서 저하된 물성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
따라서, 상기 실험예 1 및 2를 통해 본 발명에 의한 실리콘 조성물 및 이를 포함하는 감압 점착제는 실란올 함량을 1.3 내지 2.2 중량부 범위로 적절하게 포함함으로써, 종래의 감압 점착제와 유사한 수준의 접착력을 나타내는 동시에, 미점착 점착제와 혼합하였을 때 종래 감압 점착제보다 뛰어난 밀착성을 구현할 수 있음을 확인하였다.
또한, 기존 제품은 실리콘 조성물의 비율이 미점착 점착제보다 높을 시 밀착성이 불량하였으나 실란올 함량이 낮은 실리콘 조성물 적용 시 실리콘 조성물의 비율이 미점착 점착제보다 높아져도 양호한 밀착성을 나타내었다.

Claims (15)

  1. 하기 화학식 1로 나타내는 폴리오가노실록산 수지;
    하기 화학식 2로 나타내는 실리콘 검;
    수평균 분자량이 4,000 내지 8,000 이고, 규소 원자와 직접 결합된 2개 이상의 수소를 포함하며, 수소를 제외한 규소 원자에 직접 결합된 치환기는 지방족 불포화 결합이 없는 C1-C10의 탄화수소기인 하이드로겐실록산; 및
    하이드로실릴화 촉매를 포함하며,
    상기 폴리오가노실록산 수지는 폴리오가노실록산 수지 100 중량부를 기준으로 실란올(Silanol) 1.5 내지 1.8 중량부를 포함하는 실리콘 조성물:
    [화학식 1]
    (R1 3SiO1/2)w(R2 2SiO2/2)x(R3 1SiO3/2)y(SiO4/2)z
    [화학식 2]
    R6 (R4 R5SiO)m-Si R4R5 R6
    상기 화학식 1에서,
    R1, R2 및 R3은 서로 독립적으로 수소기, C1-C6의 알킬기, 하이드록시기 또는 비닐기이되,
    R1 내지 R3 중 어느 하나 이상은 수소기이며,
    W > 0, z > 0, x ≥ 0, y ≥ 0 이고, w+x+y+z=1 이며, 0≤{(x+y)/2}≤ 0.4 이고,
    상기 화학식 2에서,
    R4, R5및 R6은 서로 독립적으로 C1-C10의 알킬기 또는 C1-C10의 알케닐기이되,
    R4 내지 R6 중 2 이상은 C1-C10의 알케닐을 포함하며,
    m은 100 내지 10,000인 정수이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    폴리오가노실록산 수지 20 내지 90 중량부;
    실리콘 검 10 내지 40 중량부;
    하이드로겐실록산 0.1 내지 20 중량부; 및
    하이드로실릴화 촉매 0.03 내지 1 중량부를 포함하는 실리콘 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    폴리오가노실록산 수지는,
    분자량 분포도(PDI)가 1.2 내지 15이며;
    중량평균분자량(Mw)이 10,000 내지 30,000인 실리콘 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    실리콘 검은,
    수평균 분자량(Mn)이 200,000 내지 1,500,000 이고;
    알케닐기가 비닐기이며;
    전체 치환기의 95 % 이상이 메틸기인 실리콘 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    실리콘 검은,
    온도 25 ℃ 및 상대습도 50 % 하에서, 106 내지 108 cps의 점도를 갖는 실리콘 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    실리콘 검은, 양 말단이 비닐기인 실리콘 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    실리콘 검은,
    규소 원자에 결합하고 있는 전체 유기기의 0.1 내지 1.0 몰%가 비닐기인 실리콘 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    폴리오가노하이드로겐실록산은,
    온도 25 ℃ 및 상대습도 50 % 하에서, 0.1 내지 0.4 cps의 점도를 갖는 실리콘 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    폴리오가노하이드로겐실록산은, C1-C10의 탄화수소기가 메틸기인 실리콘 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서,
    폴리오가노하이드로겐실록산은,
    규소와 직접 결합된 수소기와 C1-C10의 탄화수소기간의 비율이 10 : 90 내지 50 : 50 몰%인 실리콘 조성물.
  11. 제 1 항에 있어서,
    하이드로실릴화 촉매는,
    백금, 로듐, 루테늄, 팔라듐 및 이리듐으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 실리콘 조성물.
  12. 제 11 항에 있어서,
    하이드로실릴화 촉매는,
    하기 화학식 3과 백금간의 착화합물인 실리콘 조성물:
    [화학식 3]
    [{(CH2=CH)(CH3)2SiO1 /2}p]q
    여기서, p는 2 이고, q는 4 또는 6이다.
  13. 제 2 항에 있어서,
    실리콘 조성물은,
    지연제 0.03 내지 0.5 중량부를 더 포함하는 실리콘 조성물.
  14. 제 1 항 내지 13 항 중 어느 한 항의 실리콘 조성물과 미점착 점착제를 혼용하여 사용하는 감압 점착제.
  15. 제 1 항 내지 13 항 중 어느 한 항의 실리콘 조성물을 포함하는 감압 점착제.
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