KR102268877B1 - 저밀도 항공우주 조성물 및 실란트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저밀도 항공우주 조성물 및 실란트에 관한 것이다. 본 발명의 저밀도 조성물 및 실란트는 저밀도 마이크로캡슐의 높은 부피% 로딩에 의해 특징지어진다.

Description

저밀도 항공우주 조성물 및 실란트
본 발명은 저밀도 조성물 및 실란트(sealant)에 관한 것이다. 상기 조성물 및 실란트는 저밀도 마이크로캡슐의 높은 부피%에 의해 특징지어진다.
항공우주 실란트는 요구되는 기계적, 화학적 및 환경적 요건을 만족시켜야 한다. 실란트는 금속 표면, 프라이머 코팅, 중간체 코팅, 마감처리 코팅 및 에이징된 코팅을 비롯한 다양한 표면에 적용될 수 있다. 항공우주 적용례에 허용되는 연료 내성, 열 내성 및 가요성을 나타내는, 황-함유 예비중합체(prepolymer)를 포함하는 실란트는, 예를 들어 미국 특허공보 제6,172,179호에 기술되어 있다. 미국 출원공개공보 제2006/0270796호, 제2007/0287810호 및 제2009/0326167호에 기술된 바와 같은 실란트에서, 황-함유 중합체, 예컨대 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체를 폴리에폭사이드 경화제와 아민 촉매의 존재 하에 반응시켜 경화된 제품을 제공할 수 있다. 이러한 시스템은 실란트로서 유용하고, 항공우주 산업의 요구되는 성능 요건, 예컨대 연료 내성에 부합할 수 있다. 경화된 항공우주 실란트는 다양한 항공우주 기재에 허용되는 인장 강도, 신장 및 접착을 나타내어야 하고, 항공 유체(aviation fluid)에 노출된 후 이러한 특성을 유지하여야 한다.
코팅 및 실란트를 비롯한 항공우주 컴포넌트의 중량을 감소시키는 것은 연비를 상당히 증가시킬 수 있다. 항공우주 비히클의 중량을 감소시키기 위하여, 저밀도 충전제를 코팅 조성물에 첨가할 수 있다. 약 1의 비중을 갖는 코팅 및 실란트가 상업적으로 이용가능하다. 항공우주 비히클의 중량을 더욱 감소시키기 위하여, 코팅 및 실란트가 1 미만의 비중을 갖는 것이 바람직하다.
미국 특허공보 제8,816,023호 및 제8,993,691호(이들 각각은 이의 전문이 참조로 혼입됨)는 약 1의 비중에 의해 특징지어지는 저밀도 항공우주 실란트 조성물을 개시한다. 이러한 조성물은 폴리티올에 의해 작용화된 아미노플라스트 수지의 외부 코팅을 갖는 열적으로 팽창되는 열가소성 마이크로캡슐로부터 형성된 저밀도 충전제를 포함한다. 티올-작용화된 코팅된 마이크로캡슐을 포함하는 경화된 조성물은, 폴리티올-작용화된 아미노플라스트 수지 코팅 없이 열적으로 팽창되는 열가소성 마이크로캡슐을 사용하여 제조된 경량 실란트와 비교하여, 메틸 에틸 케톤 또는 제트 기준 연료(Jet Reference Fuel: JRF) 타입 I에 140℉(60℃)에서 7일 동안 함침된 후, % 팽윤 측정에 의해 결정된 우수한 용매 저항을 나타냈다. 다른 중요한 특성, 예컨대 JRF 타입 I 및/또는 NaCl에 함침된 후의 인장 강도, 신장 및 접착은 평가되지 않았다. 미국 특허공보 제8,816,023호 및 제8,993,691호에 개시된 실란트 조성물은 약 1의 비중, 및 약 30 부피%(이때, 부피%는 실란트 조성물의 총 부피를 기준으로 함) 또는 약 2 중량%(이때, 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 함)의 저밀도 마이크로캡슐의 로딩(loading)을 갖는 조성물로 제한되었다.
경량 충전제의 로딩을 증가시키는 것은 경화된 실란트의 특성을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 실란트의 접착 강도는 주로 수지에 의해 부여되고, 충전제의 부피%가, 예를 들어, 조성물의 50 부피%까지 증가함에 따라, 경화된 실란트의 물리적 특성을 지지하는 데 더 적은 수지가 이용가능하게 된다. 또한, 충전제 함량이 증가함에 따라, 충전제 입자와 결합제 사이의 계면이 증가하고, 추가적인 파괴 부위(failure site)를 제공할 수 있다. 결합제 및 첨가제는 실란트가 기재의 표면 및 혼입된 충전제 입자 둘 다에 부착하기에 충분한 완전성을 부여해야 한다.
따라서, 항공우주 실란트 성능 요건에 부합하는 0.9 미만의 비중을 갖는 저밀도 실란트를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따라서, 조성물은 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 15 내지 21 중량%의 폴리에폭사이드; 및 35 내지 55 부피%의 저밀도 충전제를 포함하고, 상기 저밀도 충전제는 0.1 미만의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 저밀도 충전제는 아미노플라스트 수지의 코팅을 포함하는 저밀도 마이크로캡슐을 포함하고, 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 하고, 부피%는 조성물의 총 부피를 기준으로 하고, 조성물은 0.9 미만의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중은 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정된다.
본 발명에 따라서, 경화된 실란트는 본 발명에 따른 조성물을 사용하여 제조된다.
본 발명에 따라서, 부품은 본 발명에 따른 경화된 실란트를 포함한다.
본 발명에 따라서, 부품을 밀봉하는 방법은 본 발명에 따른 조성물을 부품의 하나 이상의 표면에 적용하는 단계; 및 적용된 조성물을 경화시켜 부품을 밀봉하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따라서, 실란트 시스템은 제1 성분 및 제2 성분을 포함하고, 상기 제1 성분은 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터; 2.5 내지 4.0 중량%의 저밀도 충전제를 포함하고, 상기 저밀도 충전제는 0.01 내지 0.09의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 저밀도 충전제는 아미노플라스트 수지의 코팅을 포함하는 저밀도 마이크로캡슐을 포함하고, 상기 비중은 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정되고, 중량%는 제1 성분의 총 중량을 기준으로 하고; 상기 제2 성분은 75 내지 95 중량%의 폴리에폭사이드를 포함하고, 중량%는 제2 성분의 총 중량을 기준으로 하고, 조합된 상기 제1 성분 및 상기 제2 성분은 본 발명에 따른 조성물을 제공한다.
본 발명에 따라서, 경화된 실란트는 본 발명에 따른 시스템을 사용하여 제조된다.
본 발명에 따라서, 부품은 본 발명에 따른 시스템을 사용하여 제조된 경화된 실란트를 포함한다.
본 발명에 따라서, 부품을 밀봉하는 방법은 본 발명에 따른 실란트 시스템의 제1 성분 및 제2 성분을 조합하여 경화성 실란트 조성물을 제공하는 단계; 상기 경화성 실란트 조성물을 부품의 하나 이상의 표면에 적용하는 단계; 및 적용된 경화성 실란트 조성물을 경화시켜 부품을 밀봉하는 단계를 포함한다.
하기 상세한 기술을 위하여, 본원에 제공된 양태가, 달리 명백히 특정되지 않는 한, 다양한 대체 변형 및 단계 순서를 나타낼 수 있음이 이해되어야 한다. 또한, 임의의 작동례 이외에, 또는 달리 지시되는 경우, 예를 들어, 명세서 및 청구범위에 사용된 성분의 양을 표시하는 모든 수는 모든 경우에 용어 "약"으로 수식됨이 이해되어야 한다. 따라서, 달리 지시되지 않는 한, 하기 명세서 및 첨부된 청구범위에 제시된 수치 변수는 본 발명에 의해 수득되는 목적 특성에 따라 변할 수 있는 근사치이다. 적어도, 그리고 청구범위의 범주에 대한 균등론의 적용을 제한하려는 시도는 아니지만, 각각의 수치 변수는 적어도 보고된 유효숫자에 비추어 통상의 반올림법을 적용하여 해석되어야 한다.
본 발명의 넓은 범위를 설명하는 수치 범위 및 변수가 근사치이지만, 특정한 예에 제시된 수치 값은 가능한 정확하게 보고된다. 그러나, 임의의 수치 값은 원래 각각의 시험 측정에서 발견되는 표준 편차로부터 필수적으로 야기되는 특정 오차를 갖는다.
또한, 본원에 인용된 임의의 수치 범위가 이에 포섭된 모든 하위-범위를 포함하는 것으로 의도됨이 이해되어야 한다. 예를 들어, "1 내지 10"의 범위는 인용된 최소 값 1과 인용된 최대 값 10 사이(1과 10 포함함), 즉 1 이상의 최소 값과 10 이하의 최대 값을 갖는 모든 하위-범위를 포함하도록 의도된다.
2개의 문자 또는 기호 사이에 존재하지 않는 대시("-")는 치환기에 대한 또는 2개 원자 사이의 결합 지점을 나타내도록 사용된다. 예를 들어, -CONH2는 탄소 원자를 통해 부착된다.
"알칸다이일"은, 예를 들어, 1 내지 18개의 탄소 원자(C1-18), 1 내지 14개의 탄소 원자(C1-14), 1 내지 6개의 탄소 원자(C1-6), 1 내지 4개의 탄소 원자(C1-4) 또는 1 내지 3개의 탄소 원자(C1-3)를 갖는, 포화된, 분지된 또는 직쇄의 비환형 탄화수소 기의 다이라디칼을 지칭한다. 분지된 알칸다이일이 최소 3개의 탄소 원자를 가짐이 인정될 것이다. 알칸다이일은 C2-14 알칸다이일, C2-10 알칸다이일, C2-8 알칸다이일, C2-6 알칸다이일, C2-4 알칸다이일 또는 C2-3 알칸다이일일 수 있다. 알칸다이일 기의 예는 메탄-다이일(-CH2-), 에탄-1,2-다이일(-CH2CH2-), 프로판-1,3-다이일 및 이소-프로판-1,2-다이일(예컨대, -CH2CH2CH2- 및 -CH(CH3)CH2-), 부탄-1,4-다이일(-CH2CH2CH2CH2-), 펜탄-1,5-다이일(-CH2CH2CH2CH2CH2-), 헥산-1,6-다이일(-CH2CH2CH2CH2CH2CH2-), 헵탄-1,7-다이일, 옥탄-1,8-다이일, 노난-1,9-다이일, 데칸-1,10-다이일 및 도데칸-1,12-다이일을 포함한다.
"알칸사이클로알칸"은 하나 이상의 사이클로알킬 및/또는 사이클로알칸다이일 기 및 하나 이상의 알킬 및/또는 알칸다이일 기를 갖는 포화된 탄화수소 기를 지칭하고, 이때 사이클로알킬, 사이클로알칸다이일, 알킬 및 알칸다이일은 본원에 정의된다. 각각의 사이클로알킬 및/또는 사이클로알칸다이일 기는 C3-6, C5-6, 사이클로헥실 또는 사이클로헥산다이일일 수 있다. 각각의 알킬 및/또는 알칸다이일 기는 C1-6, C1-4, C1-3, 메틸, 메탄다이일, 에틸 또는 에탄-1,2-다이일일 수 있다. 알칸사이클로알칸 기는 C4-18 알칸사이클로알칸, C4-16 알칸사이클로알칸, C4-12 알칸사이클로알칸, C4-8 알칸사이클로알칸, C6-12 알칸사이클로알칸, C6-10 알칸사이클로알칸 또는 C6-9 알칸사이클로알칸일 수 있다. 알칸사이클로알칸 기의 예는 1,1,3,3-테트라메틸사이클로헥산 및 사이클로헥실메탄을 포함한다.
"알칸사이클로알칸다이일"은 알칸사이클로알칸 기의 다이라디칼을 지칭한다. 알칸사이클로알칸다이일 기는 C4-18 알칸사이클로알칸다이일, C4-16 알칸사이클로알칸다이일, C4-12 알칸사이클로알칸다이일, C4-8 알칸사이클로알칸다이일, C6-12 알칸사이클로알칸다이일, C6-10 알칸사이클로알칸다이일 또는 C6-9 알칸사이클로알칸다이일일 수 있다. 알칸사이클로알칸다이일 기의 예는 1,1,3,3-테트라메틸사이클로헥산-1,5-다이일 및 사이클로헥실메탄-4,4'-다이일을 포함한다.
"알킬"은, 예를 들어, 1 내지 20개의 탄소 원자, 1 내지 10개의 탄소 원자, 1 내지 6개의 탄소 원자, 1 내지 4개의 탄소 원자 또는 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는 포화된, 분지된 또는 직쇄의 비환형 탄화수소 기의 모노라디칼을 지칭한다. 분지된 알킬이 최소 3개의 탄소 원자를 가짐이 인정될 것이다. 알킬 기는 C1-6 알킬, C1-4 알킬 또는 C1-3 알킬일 수 있다. 알킬 기의 예는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, t-부틸, n-헥실, n-데실 및 테트라데실을 포함한다. 알킬 기는 C1-6 알킬, C1-4 알킬 및 C1-3 알킬이다.
"사이클로알칸다이일"은 다이라디칼 포화된 일환형 또는 다환형 탄화수소 기를 지칭한다. 사이클로알칸다이일 기는 C3-12 사이클로알칸다이일, C3-8 사이클로알칸다이일, C3-6 사이클로알칸다이일 또는 C5-6 사이클로알칸다이일일 수 있다. 사이클로알칸다이일 기의 예는 사이클로헥산-1,4-다이일, 사이클로헥산-1,3-다이일 및 사이클로헥산-1,2-다이일을 포함한다.
"경화성 조성물"은 경화된 조성물을 형성하도록 반응할 수 있는 2개 이상의 반응물을 포함하는 조성물을 지칭한다. 예를 들어, 경화성 조성물은 경화된 중합체를 형성하도록 반응할 수 있는 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체 및 폴리에폭사이드를 포함할 수 있다. 경화성 조성물은 경화 반응을 위한 촉매, 및 다른 성분, 예를 들어, 충전제, 안료, 용매, 가소제 및 접착 촉진제를 포함할 수 있다. 경화성 조성물은 실내 온도 및 습도와 같은 주변 조건 하에 경화될 수 있거나, 증가된 온도, 습도, 또는 경화 반응을 개시하고/거나 가속하는 다른 조건으로의 노출을 요구할 수 있다. 경화성 조성물은 초기에는 별개의 베이스 성분 및 별개의 촉진제 성분을 포함하는 2-부분 조성물로서 제공될 수 있다. 베이스 조성물은 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체와 같은 경화 반응에 참가하는 반응물 중 하나를 함유할 수 있고, 촉진제 조성물은 폴리에폭사이드와 같은 다른 반응물을 함유할 수 있다. 다른 첨가제는 베이스 및/또는 촉진제 조성물에 포함될 수 있다. 2개의 조성물은 사용 직전에 혼합되어 경화성 조성물을 제공할 수 있다. 경화성 조성물은 특정 적용 방법에 적합한 점도를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 브러쉬-온(brush-on) 적용에 적합한 클래스 A 실란트 조성물은 1 내지 500 포아즈의 점도에 의해 특징지어질 수 있다. 필릿 실(fillet seal) 적용에 적합한 클래스 B 실란트 조성물은 4,500 내지 20,000 포아즈의 점도에 의해 특징지어질 수 있다. 페이 실(fay seal) 적용에 적합한 클래스 C 실란트 조성물은 500 내지 4,500 포아즈의 점도에 의해 특징지어질 수 있다. 실란트 시스템의 2개의 성분이 조합되고 혼합된 후, 경화 반응이 진행될 수 있고, 경화성 조성물의 점도가 증가될 수 있고, 일부 지점에서, 더 이상 작업가능하지 않을 것이다. 2개의 성분이 혼합되어 경화성 조성물을 형성하는 시간과 경화성 조성물이 이의 의도된 목적 및 적용 방법을 위해 표면에 합리적으로 또는 실무적으로 더 이상 적용될 수 없는 시간 사이의 기간은 작업 시간으로 지칭될 수 있다. 인정될 수 있는 바와 같이, 작업 시간은, 예를 들어, 경화 화학, 적용 방법 및 온도를 비롯한 다수의 인자에 의존할 수 있다. 일단 경화성 조성물이 표면에 적용되면(또는 적용되는 동안), 경화 반응이 진행되어 경화된 조성물을 제공할 수 있다. 경화된 조성물은 무-점성 표면에 전개되어 시간에 걸쳐 완전히 경화된다. 경화성 조성물은 표면이 무-점성일 때 경화된 것으로 간주될 수 있거나, 예를 들어, 표면의 쇼어 A 경도가 클래스 C 실란트의 경우 25A 및 클래스 B 실란트의 경우 30A일 때, 경화된 것으로 간주될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "중합체"는 경화되거나 비경화될 수 있는 올리고머, 단독중합체 및 공중합체를 지칭한다. 달리 언급되지 않는 한, 분자량은, 예를 들어, 당해 분야에서 인정된 방식으로 폴리스티렌 표준을 사용하여 측정된 "Mn"으로서 표시되는 중합성 물질에 대한 수 평균 분자량이다. 달리 언급되지 않는 한, 분자량은, 예를 들어, 요오드 적정을 사용하는 말단기 분석에 의해 측정될 수 있는 "Mn"으로서 표시되는 중합성 물질에 대한 수 평균 분자량이다.
"예비중합체"는 경화 전의 중합체를 지칭한다. 일반적으로, 본원에 제공된 예비중합체는 실온에서 액체이다. "부가물"은 반응성 종결기에 의해 작용화되는 예비중합체를 지칭하지만; 예비중합체는 또한 종결 작용기를 함유할 수 있다. 따라서, 용어 "예비중합체" 및 "부가물"은 상호교환적으로 사용된다. 용어 "부가물"은 종종 예비중합체를 제조하는 데 사용된 반응 순서의 중간체인 예비중합체를 지칭하는 데 사용된다.
"비중"은 실내 온도 및 압력에서 물의 밀도에 대한 물질의 밀도의 비를 지칭한다. 비중은 ASTM D1475에 따라 측정될 수 있다. 마이크로캡슐과 같은 저밀도 충전제의 비중은 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정되었다. 조성물 및 실란트의 비중은 헥산 중 실란트를 칭량하도록 변형된 ASTM D1475에 따라 측정되었다.
이하, 조성물 및 방법의 특정 양태를 참고한다. 개시된 양태는 청구범위의 제한을 의도하지 않는다. 반대로, 청구범위는 모든 대체물, 변형 및 등가물을 포괄하는 것으로 의도된다.
본원에 제공된 조성물은 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체, 폴리에폭사이드 및 저밀도 마이크로캡슐을 포함할 수 있다. 조성물은 실란트, 예컨대 항공우주 실란트로서 제형화될 수 있다.
본원에 제공된 조성물 및 실란트 제형은 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체 또는 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체의 조합을 포함할 수 있다.
적합한 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체의 예는 미국 특허공보 제6,172,179호(이의 전문은 참조로 혼입됨)에 개시되어 있다.
티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체는 하기 화학식 1의 화학적 구조를 포함하는 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체를 포함할 수 있다:
[화학식 1]
-R1-[-S-(CH2)2-O-[-R2-O-]m-(CH2)2-S-R1]n-
상기 식에서,
각각의 R1은 독립적으로 C2-10 n-알칸다이일 기, C3-6 분지된 알칸다이일 기, C6-8 사이클로알칸다이일 기, C6-10 알칸사이클로알칸다이일 기, 헤테로환형 기 또는 -[(-CHR3-)p-X-]q-(CHR3)r- 기를 포함할 수 있고, 이때 각각의 R3은 수소 또는 메틸을 포함할 수 있고;
각각의 R2는 독립적으로 C2-10 n-알칸다이일 기, C3-6 분지된 알칸다이일 기, C6-8 사이클로알칸다이일 기, C6-14 알칸사이클로알칸다이일 기, 헤테로환형 기 또는 -[(-CH2-)p-X-]q-(CH2)r- 기를 포함할 수 있고;
각각의 X는 독립적으로 -O-, -S- 및 -NR-을 포함할 수 있고, 이때 R은 수소 또는 메틸을 포함할 수 있고;
m은 0 내지 50이고;
n은 1 내지 60의 정수이고;
p는 2 내지 6의 정수이고;
q는 1 내지 5의 정수이고;
r은 2 내지 10의 정수이다.
화학식 1의 예비중합체에서, R1은 -[-(CHR3)p-X-]q-(CHR3)r-일 수 있고, 이때 각각의 X는 독립적으로 -O- 및 -S-를 포함할 수 있다. 화학식 1의 예비중합체에서, R1은 -[-(CHR3)p-X-]q-(CHR3)r-일 수 있고, 각각의 X는 -O-일 수 있거나, 각각의 X는 -S-일 수 있다.
화학식 1의 예비중합체에서, R1은 -[-(CH2)p-X-]q-(CH2)r-일 수 있고, 이때 각각의 X는 독립적으로 -O- 및 -S-를 포함할 수 있다. 화학식 1의 예비중합체에서, R1은 -[-(CH2)p-X-]q-(CH2)r-일 수 있고, 각각의 X는 -O-일 수 있거나, 각각의 X는 -S-일 수 있다.
화학식 1의 예비중합체에서, R1은 -[(-CH2-)p-X-]q-(CH2)r-일 수 있고, 이때 p는 2일 수 있고, X는 O일 수 있고, q는 2일 수 있고, r은 2일 수 있고, R2는 에탄다이일일 수 있고, m은 2일 수 있고, n은 9일 수 있다.
화학식 1의 예비중합체에서, 각각의 R1은 다이머캡토다이옥사옥탄(DMDO)으로부터 유도될 수 있거나, 각각의 R1은 다이머캡토다이에틸설파이드(DMDS)로부터 유도될 수 있다.
화학식 1의 예비중합체에서, 각각의 m은 독립적으로 1 내지 3의 정수일 수 있다. 각각의 m은 동일할 수 있고 1, 2 또는 3일 수 있다.
화학식 1의 예비중합체에서, n은 1 내지 30의 정수, 1 내지 20의 정수, 1 내지 10의 정수 또는 1 내지 5의 정수일 수 있다. 또한, n은 1 내지 60의 임의의 정수일 수 있다.
화학식 1의 예비중합체에서, 각각의 p는 독립적으로 2, 3, 4, 5 또는 6을 포함할 수 있다. 각각의 p는 동일할 수 있고, 2, 3, 4, 5 또는 6이다.
티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체는 피알시-데소토 인터내쇼날 인코포레이티드(PRC-DeSoto International Inc.)에서 시판 중인 퍼마폴(등록상표) P3.1e를 포함할 수 있다.
티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체는 하기 화학식 2a의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체, 하기 화학식 2b의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다:
[화학식 2a]
HS-R1-[-S-(CH2)2-O-(R2-O)m-(CH2)2-S-R1-]n-SH
[화학식 2b]
{HS-R1-[-S-(CH2)2-O-(R2-O)m-(CH2)2-S-R1-]n-S-V'-}zB
상기 식에서,
각각의 R1은 독립적으로 C2-10 알칸다이일, C6-8 사이클로알칸다이일, C6-14 알칸사이클로알칸다이일, C5-8 헤테로사이클로알칸다이일 또는 -[(-CHR3-)p-X-]q-(-CHR3-)r-을 포함하고;
p는 2 내지 6의 정수이고;
q는 1 내지 5의 정수이고;
r은 2 내지 10의 정수이고;
각각의 R3은 독립적으로 수소 또는 메틸을 포함할 수 있고;
각각의 X는 독립적으로 -O-, -S- 또는 -NR-을 포함하고, R은 수소 또는 메틸을 포함할 수 있고;
각각의 R2는 독립적으로 C1-10 알칸다이일, C6-8 사이클로알칸다이일, C6-14 알칸사이클로알칸다이일 또는 -[(-CHR3-)p-X-]q-(-CHR3-)r-을 포함하고, 이때 p, q, r, R3 및 X는 R1에 대해 정의된 바와 같고;
m은 0 내지 50의 정수이고;
n은 1 내지 60의 정수이고;
B는 z-가 다작용제 B(-V)z의 코어이고;
z는 3 내지 6의 정수이고;
각각의 V는 티올과 반응성인 종결기를 포함하는 잔기이고;
각각의 -V'-는 -V와 티올의 반응으로부터 유도된다.
화학식 2a 및 화학식 2b의 예비중합체에서, R1은 -[(-CH2-)p-X-]q-(CH2)r-일 수 있고, 이때 p는 2일 수 있고, X는 -O-일 수 있고, q는 2일 수 있고, r은 2일 수 있고, R2는 에탄다이일일 수 있고, m은 2일 수 있고, n은 9일 수 있다.
화학식 2a 및 화학식 2b의 예비중합체에서, R1은 C2-6 알칸다이일 또는 -[-(CHR3)p-X-]q-(CHR3)r-을 포함할 수 있다.
화학식 2a 및 화학식 2b의 예비중합체에서, R1은 -[-(CHR3)p-X-]q-(CHR3)r-을 포함할 수 있고, X는 -O-일 수 있거나, X는 -S-일 수 있다.
화학식 2a 및 화학식 2b의 예비중합체에서, R1은 -[-(CHR3)p-X-]q-(CHR3)r-을 포함할 수 있고, p는 2일 수 있고, r은 2일 수 있고, q는 1일 수 있고, X는 -S-일 수 있거나; p는 2일 수 있고, q는 2일 수 있고, r은 2일 수 있고, X는 -O-일 수 있거나; p는 2일 수 있고, r은 2일 수 있고, q는 1일 수 있고, X는 -O-일 수 있다.
화학식 2a 및 화학식 2b의 예비중합체에서, R1은 -[-(CHR3)p-X-]q-(CHR3)r-을 포함할 수 있고, 각각의 R3은 수소를 포함할 수 있거나, 하나 이상의 R3은 메틸을 포함할 수 있다.
화학식 2a 및 화학식 2b의 예비중합체에서, 각각의 R1은 동일할 수 있거나, 하나 이상의 R1은 상이할 수 있다.
다양한 방법이 화학식 2a 및 화학식 2b의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체를 제조하는 데 사용될 수 있다. 이러한 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체는 이작용성(즉, 2개의 말단 티올 기를 갖는 선형 중합체) 또는 다작용성(즉, 3개 이상의 말단 티올 기를 갖는 분지된 중합체)일 수 있다. 적합한 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체는, 예를 들어, 피알시-데소토 인터내쇼날 인코포레이티드로부터 퍼마폴(등록상표) P3.1e로서 시판 중이다.
티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체는 상이한 티올 작용성을 갖는 퍼마폴(등록상표) P3.1e 예비중합체의 조합일 수 있다.
티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체는 상이한 티올-종결된 폴리티오에터의 혼합물을 포함할 수 있고, 티올-종결된 폴리티오에터는 동일하거나 상이한 작용성을 가질 수 있다. 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체는 2 내지 6, 2 내지 4, 2 내지 3, 2.05 내지 2.8 또는 2.05 내지 2.5의 평균 작용성을 갖는다. 예를 들어, 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체는 이작용성 티올-종결된 폴리티오에터, 삼작용성 티올-종결된 폴리티오에터 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체는 폴리티올과 다이엔, 예컨대 다이비닐 에터를 반응시킴으로써 제조될 수 있고, 폴리티오에터를 제조하는 데 사용된 반응물의 각각의 양은 말단 티올 기를 수득하도록 선택된다. 따라서, 일부 경우에, (n 또는 >n, 예컨대 n+1) 몰의 폴리티올, 예컨대 다이티올 또는 2개 이상의 상이한 다이티올의 혼합물, 및 약 0.05 내지 1 몰, 예컨대 0.1 내지 0.8 몰의 티올-종결된 다작용제가 (n) 몰의 다이엔, 예컨대 다이비닐 에터, 또는 2개 이상의 상이한 다이엔, 예컨대 다이비닐 에터의 혼합물과 반응할 수 있다. 티올-종결된 다작용제는 2.05 내지 3, 예컨대 2.1 내지 2.8 또는 2.1 내지 2.6의 평균 작용성을 갖는 티올-종결된 폴리티오에터를 제공하기에 충분한 양으로 반응 혼합물에 존재한다.
티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체를 제조하는 데 사용된 반응은 유리 라디칼 촉매에 의해 촉매화될 수 있다. 적합한 유리 라디칼 촉매는 아조 화합물, 예를 들어 아조비스니트릴 화합물, 예컨대 아조(비스)이소부티로니트릴(AIBN); 유기 퍼옥사이드, 예컨대 벤조일 퍼옥사이드 및 t-부틸 퍼옥사이드; 및 무기 퍼옥사이드, 예컨대 수소 퍼옥사이드를 포함한다. 반응은 또한 라디칼 개시제/감광제의 존재 또는 부재 하에 자외선 광에 의한 조사에 의해 수행될 수 있다. 무기 또는 유기 염기, 예컨대, 트라이에틸아민을 사용하는 이온 촉매작용 방법이 또한 사용될 수 있다.
적합한 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체는 다이비닐 에터 또는 다이비닐 에터의 혼합물을 과량의 다이티올 또는 다이티올의 혼합물과 반응시킴으로써, 제조될 수 있다.
따라서, 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체는 (a) 하기 화학식 3의 다이티올, 및 (b) 하기 화학식 4의 다이비닐 에터를 포함하는 반응물의 반응 생성물을 포함할 수 있다:
[화학식 3]
HS-R1-SH
[상기 식에서,
R1은 C2-6 알칸다이일, C6-8 사이클로알칸다이일, C6-10 알칸사이클로알칸다이일, C5-8 헤테로사이클로알칸다이일 또는 -[-(CHR3)p-X-]q-(CHR3)r-을 포함할 수 있고;
각각의 R3은 독립적으로 수소 또는 메틸을 포함할 수 있고;
각각의 X는 독립적으로 -O-, -S-, -NH- 또는 -N(-CH3)-을 포함할 수 있고;
p는 2 내지 6의 정수이고;
q는 1 내지 5의 정수이고;
r은 2 내지 10의 정수이다]
[화학식 4]
CH2=CH-O-[-R2-O-]m-CH=CH2
[상기 식에서,
각각의 R2는 독립적으로 C1-10 알칸다이일, C6-8 사이클로알칸다이일, C6-14 알칸사이클로알칸다이일 또는 -[(-CHR3-)p-X-]q-(-CHR3-)r-을 포함할 수 있고, 이때 p, q, r, R3 및 X는 상기 정의된 바와 같고;
m은 0 내지 50의 정수이다].
반응물은 (c) 다작용성 화합물, 예컨대 다작용성 화합물 B(-V)z(이때, B, -V 및 z는 본원에 정의된 바와 같음)를 추가로 포함할 수 있다.
티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체의 제조에 사용하기에 적합한 다이티올은 하기 화학식 3의 구조를 갖는 것을 포함한다:
[화학식 3]
HS-R1-SH
상기 식에서,
R1은 C2-6 알칸다이일, C6-8 사이클로알칸다이일, C6-10 알칸사이클로알칸다이일, C5-8 헤테로사이클로알칸다이일 또는 -[-(CHR3)p-X-]q-(CHR3)r-을 포함할 수 있고;
각각의 R3은 독립적으로 수소 또는 메틸을 포함할 수 있고;
각각의 X는 독립적으로 -O-, -S- 또는 -NR-을 포함할 수 있고, 이때 R은 수소 또는 메틸을 포함할 수 있고;
p는 2 내지 6의 정수이고;
q는 1 내지 5의 정수이고;
r은 2 내지 10의 정수이다.
화학식 3의 다이티올에서, R1은 -[-(CHR3)p-X-]q-(CHR3)r-이다.
화학식 3의 다이티올에서, X는 -O- 또는 -S-를 포함할 수 있고, 이에 따라 화학식 3에서 -[-(CHR3)p-X-]q-(CHR3)r-은 -[(-CHR3-)p-O-]q-(CHR3)r- 또는 -[(-CHR3 2-)p-S-]q-(CHR3)r-일 수 있다. P 및 r은 동일할 수 있고, 예컨대 p 및 r은 둘 다 2일 수 있다.
화학식 3의 다이티올에서, R1은 C2-6 알칸다이일 및 -[-(CHR3)p-X-]q-(CHR3)r-을 포함할 수 있다.
화학식 3의 다이티올에서, R1은 -[-(CHR3)p-X-]q-(CHR3)r-을 포함할 수 있고, X는 -O-일 수 있거나, X는 -S-일 수 있다.
화학식 3의 다이티올에서, R1은 -[-(CHR3)p-X-]q-(CHR3)r-을 포함할 수 있고, p는 2일 수 있고, r은 2일 수 있고, q는 1일 수 있고, X는 -S-일 수 있거나; p는 2일 수 있고, q는 2일 수 있고, r은 2일 수 있고, X는 -O-일 수 있거나; p는 2일 수 있고, r은 2일 수 있고, q는 1일 수 있고, X는 -O-일 수 있다.
화학식 3의 다이티올에서, R1은 -[-(CHR3)p-X-]q-(CHR3)r-을 포함할 수 있고, 각각의 R3은 수소일 수 있거나, 하나 이상의 R3은 메틸일 수 있다.
화학식 3의 다이티올에서, 각각의 R1은 다이머캡토다이옥사옥탄(DMDO)으로부터 유도될 수 있거나, 각각의 R1은 다이머캡토다이에틸설파이드(DMDS)로부터 유도될 수 있다.
화학식 3의 다이티올에서, 각각의 m은 독립적으로 1 내지 3의 정수일 수 있다. 각각의 m은 동일할 수 있고, 1, 2 또는 3이다.
화학식 3의 다이티올에서, n은 1 내지 30의 정수, 1 내지 20의 정수, 1 내지 10의 정수 또는 1 내지 5의 정수일 수 있다. n은 1 내지 60의 임의의 정수일 수 있다.
화학식 3의 다이티올에서, 각각의 p는 독립적으로 2, 3, 4, 5 및 6을 포함할 수 있다. 각각의 p는 동일할 수 있고, 2, 3, 4, 5 또는 6일 수 있다.
적합한 다이티올의 예는 1,2-에탄다이티올, 1,2-프로판다이티올, 1,3-프로판다이티올, 1,3-부탄다이티올, 1,4-부탄다이티올, 2,3-부탄다이티올, 1,3-펜탄다이티올, 1,5-펜탄다이티올, 1,6-헥산다이티올, 1,3-다이머캡토-3-메틸부탄, 다이펜텐다이머캡탄, 에틸사이클로헥실다이티올(ECHDT), 다이머캡토다이에틸설파이드, 메틸-치환된 다이머캡토다이에틸설파이드, 다이메틸-치환된 다이머캡토다이에틸설파이드, 다이머캡토다이옥사옥탄, 1,5-다이머캡토-3-옥사펜탄 및 이들 중 임의의 조합을 포함한다.
다이티올은 저급(예컨대, C1-6) 알킬 기, 저급 알콕시 기 또는 하이드록시 기를 포함하는 하나 이상의 펜던트 기를 가질 수 있다. 적합한 알킬 펜던트 기는, 예를 들어, C1-6 선형 알킬, C3-6 분지된 알킬, 사이클로펜틸 및 사이클로헥실을 포함한다.
적합한 다이티올의 다른 예는 다이머캡토다이에틸설파이드(DMDS)(화학식 3에서, R1은 -[(-CH2-)p-X-]q-(CH2)r-이고, 이때 p는 2이고, r은 2이고, q는 1이고, X는 -S-임); 다이머캡토다이옥사옥탄(DMDO)(화학식 3에서, R1은 -[(-CH2-)p-X-]q-(CH2)r-이고, p는 2이고, q는 2이고, r은 2이고, X는 -O-임); 및 1,5-다이머캡토-3-옥사펜탄(화학식 3에서, R1은 -[(-CH2-)p-X-]q-(CH2)r-이고, p는 2이고, r은 2이고, q는 1이고, X는 -O-임)을 포함한다. 탄소 골격 중 헤테로원자, 및 펜던트 알킬 기, 예컨대 메틸 기를 둘 다 포함하는 다이티올을 둘 다 사용하는 것이 가능하다. 이러한 화합물은, 예를 들어, 메틸-치환된 DMDS, 예컨대 HS-CH2CH(CH3)-S-CH2CH2-SH, HS-CH(CH3)CH2-S-CH2CH2-SH 및 다이메틸-치환된 DMDS, 예컨대 HS-CH2CH(CH3)-S-CHCH3CH2-SH 및 HS-CH(CH3)CH2-S-CH2CH(CH3)-SH를 포함한다.
티올-종결된 폴리티오에터를 제조하는 데 적합한 다이비닐 에터는, 예를 들어, 하기 화학식 4의 다이비닐 에터를 포함한다:
[화학식 4]
CH2=CH-O-(-R2-O-)m-CH=CH2
상기 식에서,
R2는 C2-6 n-알칸다이일 기, C3-6 분지된 알칸다이일 기, C6-8 사이클로알칸다이일 기, C6-10 알칸사이클로알칸다이일 기 및 -[(-CH2-)p-O-]q-(-CH2-)r-을 포함할 수 있고, 이때 p는 2 내지 6의 정수일 수 있고, q는 1 내지 5의 정수일 수 있고, r은 2 내지 10의 정수일 수 있다.
화학식 4의 다이비닐 에터에서, R2는 C2-6 n-알칸다이일 기, C3-6 분지된 알칸다이일 기, C6-8 사이클로알칸다이일 기, C6-10 알칸사이클로알칸다이일 기 또는 -[(-CH2-)p-O-]q-(-CH2-)r-일 수 있다.
적합한 다이비닐 에터는, 예를 들어, 하나 이상의 옥시알칸다이일 기, 예컨대 1 내지 4개의 옥시알칸다이일 기를 갖는 화합물, 즉 화학식 4에서 m이 1 내지 4의 정수일 수 있는 화합물을 포함한다. 화학식 4의 다이비닐 에터에서, m은 2 내지 4의 정수일 수 있다. 분자 당 옥시알칸다이일 단위의 수에 대한 비-정수 평균 값에 의해 특징지어지는 시판 중인 다이비닐 에터 혼합물을 사용하는 것이 또한 가능하다. 따라서, 화학식 4에서 m은 또한 0 내지 10.0, 예컨대 1.0 내지 10.0, 1.0 내지 4.0, 또는 2.0 내지 4.0의 유리수 값을 취할 수 있다.
적합한 비닐 에터의 예는 다이비닐 에터, 에틸렌 글리콜 다이비닐 에터(EG-DVE)(화학식 4에서, R2는 에탄다이일일 수 있고, m은 1임), 부탄다이올 다이비닐 에터(BD-DVE)(화학식 4에서, R2는 부탄다이일일 수 있고, m은 1임), 헥산다이올 다이비닐 에터(HD-DVE)(화학식 4에서, R2는 헥산다이일일 수 있고, m은 1임), 다이에틸렌 글리콜 다이비닐 에터(DEG-DVE)(화학식 4에서, R2는 에탄다이일일 수 있고, m은 2임), 트라이에틸렌 글리콜 다이비닐 에터(화학식 4에서, R2는 에탄다이일일 수 있고, m은 3임), 테트라에틸렌 글리콜 다이비닐 에터(화학식 4에서, R2는 에탄다이일일 수 있고, m은 4임), 사이클로헥산다이메탄올 다이비닐 에터, 폴리테트라하이드로퓨릴 다이비닐 에터; 트라이비닐 에터 단량체, 예컨대 트라이메틸올프로판 트라이비닐 에터; 사작용성 에터 단량체, 예컨대 펜타에리트리톨 테트라비닐 에터; 및 2개 이상의 상기 폴리비닐 에터 단량체의 조합을 포함한다. 폴리비닐 에터는 알킬 기, 하이드록시 기, 알콕시 기 또는 아민 기를 포함하는 하나 이상의 펜던트 기를 가질 수 있다.
화학식 4에서 R2가 C3-6 분지된 알칸다이일인 다이비닐 에터는 폴리하이드록시 화합물을 아세틸렌과 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 이러한 유형의 다이비닐 에터의 예는 화학식 4에서 R2가 알킬-치환된 메탄다이일 기, 예컨대 -CH(-CH3)-인 화합물을 포함하고, 이러한 경우, 화학식 4에서 R2가 에탄다이일이고 m이 3이거나 알킬-치환된 에탄다이일이다.
다른 유용한 다이비닐 에터는 화학식 4에서 R2가 폴리테트라하이드로퓨릴(폴리-THF) 또는 폴리옥시알칸다이일인 화합물, 예컨대 평균 약 3개의 단량체 단위를 갖는 화합물을 포함한다.
2개 이상의 유형의 화학식 4의 폴리비닐 에터 단량체가 사용될 수 있다. 따라서, 화학식 3의 2개의 다이티올 및 화학식 4의 1개의 폴리비닐 에터 단량체, 화학식 3의 1개의 다이티올 및 화학식 4의 2개의 폴리비닐 에터 단량체, 화학식 3의 2개의 다이티올 및 화학식 4의 2개의 다이비닐 에터 단량체, 및 화학식 3 및 4 중 하나 또는 둘 다인 2개 초과의 화합물이 다양한 티올-종결된 폴리티오에터를 제조하는 데 사용될 수 있다.
폴리비닐 에터 단량체는 티올-종결된 폴리티오에터를 제조하는 데 20 내지 50 몰% 미만, 또는 30 내지 50 몰% 미만의 반응물을 포함할 수 있다.
다이티올 및 다이비닐 에터의 상대적인 양은 말단 티올 기를 갖는 폴리티오에터를 수득하도록 선택될 수 있다. 따라서, 화학식 3의 다이티올, 또는 2개 이상의 상이한 화학식 3의 다이티올의 혼합물은 화학식 4의 다이비닐 에터, 또는 2개 이상의 상이한 화학식 4의 다이비닐 에터의 혼합물과 티올 기 대 알켄일 기의 몰 비가 1:1 초과, 예컨대 1.1 내지 2.0:1.0이 되도록 하는 상대적인 양으로 반응할 수 있다.
다이티올과 다이비닐 에터 및/또는 폴리티올과 폴리비닐 에터 사이의 반응은 유리 라디칼 촉매에 의해 촉매화될 수 있다. 적합한 유리 라디칼 촉매는, 예를 들어, 아조 화합물, 예를 들어 아조비스니트릴, 예컨대 아조(비스)이소부티로니트릴(AIBN); 유기 퍼옥사이드, 예컨대 벤조일 퍼옥사이드 및 t-부틸 퍼옥사이드; 및 무기 퍼옥사이드, 예컨대 수소 퍼옥사이드를 포함한다. 촉매는 유리-라디칼 촉매, 이온 촉매 또는 자외선 조사일 수 있다. 특정 반응에서, 촉매는 산성 또는 염기성 화합물을 포함하지 않고, 분해시 산성 또는 염기성 화합물을 생산하지 않는다. 적합한 유리-라디칼 촉매의 예는 아조-형 촉매, 예컨대 바조(VAZO: 등록상표)-57(듀퐁(Du Pont)), 바조(등록상표)-64(듀퐁), 바조(등록상표)-67(듀퐁), V-70(등록상표)(와코 스페셜티 케미칼스(Wako Specialty Chemicals)) 및 V-65B(등록상표)(와코 스페셜티 케미칼스)를 포함한다. 다른 유리-라디칼 촉매의 예는 알킬 퍼옥사이드, 예컨대 t-부틸 퍼옥사이드를 포함한다. 반응은 또한 양이온성 광개시 잔기의 존재 또는 부재 하에 자외선 광에 의한 조사에 의해 수행될 수 있다.
본원에 제공된 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체는 화학식 3의 하나 이상의 다이티올 및 화학식 4의 하나 이상의 다이비닐 에터를 조합하고, 이어서 적절한 촉매를 첨가하고, 30 내지 120℃, 예컨대 70 내지 90℃의 온도에서 2 내지 24시간, 예컨대 2 내지 6시간의 시간 동안 반응을 수행함으로써 제조될 수 있다.
티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체는 다작용성 폴리티오에터 예비중합체를 포함할 수 있고, 즉 2.0 초과의 평균 작용성을 가질 수 있다. 적합한 다작용성 티올-종결된 폴리티오에터는, 예를 들어, 하기 화학식 2b의 구조를 가진 화합물을 포함한다:
[화학식 2b]
{HS-R1-[-S-(CH2)2-O-(R2-O)m-(CH2)2-S-R1-]n-S-V'-}zB
상기 식에서,
z는 2.0 초과의 값, 2 내지 3의 값, 2 내지 4의 값, 3 내지 6의 값의 평균 값을 가질 수 있거나, 3 내지 6의 정수일 수 있다.
상기 다작용성 티올-종결된 중합체의 제조에 적합한 다작용제는 삼작용제(즉, z가 3인 화합물)를 포함한다. 적합한 삼작용제는, 예를 들어, 트라이알릴 시아누레이트(TAC), 1,2,3-프로판트라이티올, 이소시아누레이트-함유 트라이티올, 및 이들의 조합[미국 출원공개공보 제2010/0010133호(이의 전문은 참조로 혼입됨)에 개시됨], 및 이소시아누레이트[예를 들어, 미국 출원공개공보 제2011/0319559호(이의 전문은 참조로 혼입됨)에 개시됨]를 포함한다. 다른 유용한 다작용제는 트라이메틸올프로판 트라이비닐 에터, 및 폴리티올[미국 특허공보 제4,366,307호; 제4,609,762호; 및 제5,225,472호(이들 각각은 이의 전문이 참조로 혼입됨)에 기술됨]을 포함한다. 다작용제의 혼합물이 또한 사용될 수 있다. 따라서, 본원에 제공된 폴리티오에터는 광범위한 평균 작용성을 가질 수 있다. 예를 들어, 삼작용제는 2.05 내지 3.0, 예컨대 2.1 내지 2.6의 평균 작용성을 제공할 수 있다. 더 넓은 범위의 평균 작용성은 사작용성 또는 그 이상의 작용성 다작용제를 사용함으로써 달성될 수 있다. 작용성은 또한 화학량론과 같은 인자에 의해 결정될 수 있고, 당업자에 의해 이해될 것이다.
화학식 2a 및 화학식 2b의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체에서, 예비중합체는 DMDO, 다이에틸렌 글리콜 다이비닐 에터, 및 트라이알릴 시아누레이트(TAC)의 반응 생성물일 수 있고, 이때 R1은 -[(-CH2-)p-X-]q-(CH2)r-이고, p는 2이고, q는 2이고, r은 2이고, X는 -O-이고; R2는 -(CH2)2-이고, m은 2이고; B(-V)z는 하기 화학식 5의 구조를 갖는다:
[화학식 5]
Figure 112019089299438-pct00001
.
티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체는 상이한 티올 작용성을 갖는 티올-종결된 폴리티오에터의 조합일 수 있다. 예를 들어, 티올 종결된 폴리티오에터는 2.2의 작용성 및 2.8의 작용성을 갖는 티올-종결된 폴리티오에터의 조합일 수 있다. 티올-종결된 폴리티오에터는 2.2의 작용성을 갖는 95 내지 99.5 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 및 2.8의 작용성을 갖는 0.5 내지 5 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 티올-종결된 폴리티오에터의 총 중량을 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물 및 실란트는 티올 기와 반응성인 화합물을 포함하는 경화제, 즉, 가교결합제를 포함할 수 있다. 적합한 경화제의 예는 폴리에폭사이드, 마이클(Michael) 어셉터 및 폴리알켄일을 포함한다. 적합한 경화제는 티올 기와 반응성인 2개 이상의 기를 포함할 수 있다.
본원에 제공된 조성물 및 실란트는 폴리에폭사이드 경화제 또는 폴리에폭사이드 경화제의 조합을 포함할 수 있다. 폴리에폭사이드는 2개 이상의 반응성 에폭시 기를 갖는 화합물을 지칭한다. 폴리에폭사이드는 이작용성일 수 있거나, 상이한 에폭시 작용성을 갖는 폴리에폭사이드의 조합을 포함할 수 있다. 폴리에폭사이드는 폴리에폭사이드의 조합을 포함할 수 있다. 폴리에폭사이드 수지는 실온에서 액체일 수 있다.
적합한 폴리에폭사이드 경화제의 예는 하이단토인 다이에폭사이드, 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터, 비스페놀 F의 다이글리시딜 에터, 노볼락-형 폴리에폭사이드, 에폭사이드화된 불포화 페놀계 수지, 이량체 산-기반 에폭시 수지, 및 이들 중 임의의 조합을 포함한다.
본원에 제공된 실란트 조성물은 티올-종결된 폴리티오에터와 비교하여 화학량론적 과량의 경화제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 실란트 조성물은 1 티올 당량에 대해 1.1 내지 1.3 에폭시 당량, 또는 1 티올 당량에 대해 1.15 내지 1.25 에폭시 당량을 함유할 수 있다.
적합한 폴리에폭사이드의 다른 예는 비스페놀 A형 폴리에폭사이드, 브롬화된 비스페놀 A형 폴리에폭사이드, 비스페놀 F형 폴리에폭사이드, 바이페닐 유형 폴리에폭사이드, 노볼락 유형 폴리에폭사이드, 지환족 폴리에폭사이드, 나프탈렌 유형 폴리에폭사이드, 에터 또는 폴리에터 폴리에폭사이드, 옥시란 고리-함유 폴리부타다이엔 및 실리콘 폴리에폭시 공중합체를 포함한다.
적합한 폴리에폭사이드의 추가적인 예는, 예를 들어 400 돌턴 이하, 600 돌턴 이하, 1,000 돌턴 이하, 1,200 돌턴 이하 또는 1,400 돌턴 이하의 평균 분자량을 갖는 비스페놀 A형 폴리에폭사이드; 분지된 다작용성 비스페놀 A형 폴리에폭사이드, 예컨대 p-글리시딜옥시페닐 다이메틸톨릴비스페놀 A 다이글리시딜 에터; 비스페놀 F형 에폭시 수지; 예를 들어, 500 돌턴 이하, 700 돌턴 이하, 1,000 돌턴 이하 또는 1,500 돌턴 이하의 평균 분자량을 갖는 페놀 노볼락 유형 폴리에폭사이드; 지환족 폴리에폭사이드, 예컨대 비닐(3,4-사이클로헥센)다이옥사이드, 메틸 3,4-에폭시사이클로헥실카복실레이트(3,4-에폭시사이클로헥실), 비스(3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥실메틸) 아디페이트 및 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)-5,1-스피로(3,4-에폭시사이클로헥실)-m-다이옥산; 바이페닐 유형 폴리에폭사이드, 예컨대 3,3′,5,5′-테트라메틸-4,4′-다이글리시딜옥시바이페닐; 글리시딜 에스터 유형 폴리에폭사이드, 예컨대 다이글리시딜 헥사하이드로프탈레이트, 다이글리시딜 3-메틸헥사하이드로프탈레이트 및 다이글리시딜 헥사하이드로테레프탈레이트; 글리시딜아민 유형 폴리에폭사이드, 예컨대 다이글리시딜아닐린, 다이글리시딜톨루이딘, 트라이글리시딜-p-아미노페놀, 테트라글리시딜-m-자일렌 다이아민, 테트라글리시딜비스(아미노메틸)사이클로헥산; 하이단토인 유형 폴리에폭사이드, 예컨대 1,3-다이글리시딜-5-메틸-5-에틸하이단토인; 및 나프탈렌 고리-함유 폴리에폭사이드를 포함한다. 또한, 실리콘을 갖는 폴리에폭사이드, 예컨대 1,3-비스(3-글리시독시-프로필)-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산이 사용될 수 있다.
본원에 제공된 조성물 및 실란트에 사용하기에 적합한 시판 중인 폴리에폭사이드의 예는 페놀계 화합물의 폴리글리시딜 유도체, 예컨대 상표명 에폰(EPON: 상표) 824, 에폰(상표) 825, 에폰(상표) 826, 에폰(상표) 827, 에폰(상표) 828, 에폰(상표) 829, 에폰(상표) 830, 에폰(상표) 834, 에폰(상표) 862, 에폰(상표) 863, 에폰(상표) 8280, 에폰(상표) 8281, 에폰(상표) 872, 에폰(상표) 수지 배합물, 에폰(상표) 1001-A-80, 에폰(상표) 1001-B-80, 에폰(상표) 1001-CX-75, 에폰(상표) 1001-DNT-75, 에폰(상표) 1001-FT-75, 에폰(상표) 1001-G-70, 에폰(상표) 1001-H-75, 에폰(상표) 1001-K-65, 에폰(상표) 1001-O-75, 에폰(상표) 1001-T-75, 에폰(상표) 1001-UV-70, 에폰(상표) 1001-X-75, 에폰(상표) 1004-O-65, 에폰(상표) 1007-CT-55, 에폰(상표) 1007-FMU-50, 에폰(상표) 1007-HT-55, 에폰(상표) 1009-DU-40, 에폰(상표) 1009-MX-40 , 및 다른 에폰(상표) 에폭시 수지[예를 들어, 모멘티브 스페셜티 케미칼스 인코포레이티드(Momentive Specialty Chemicals Inc.) 및/또는 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠 엘엘씨(Resolution Performance Porducts LLC)에서 시판 중]; 및 데르(DER: 상표) 331, 데르(상표) 332, 데르(상표) 334, 데르(상표) 354, 데르(상표) 383 및 데르(상표) 542[다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Co.)] 하에 시판 중인 것을 포함한다. 다른 적합한 폴리에폭사이드는 폴리올로부터 제조된 폴리에폭사이드 및 페놀-포름알데하이드 노볼락의 폴리글리시딜 유도체를 포함하고, 후자는 다우 케미칼 캄파니로부터 상표명 덴(DEN: 상표) 431, 덴(상표) 438 및 덴(상표) 439로 시판 중이다. 크레졸 유사체가 또한 시바 스페셜티 케미칼스 인코포레이티드(Ciba Specialty Chemicals, Inc.)로부터 ECN(상표) 1235, ECN(상표) 1273 및 ECN(상표) 1299로 시판 중이다. SU-8은 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠 엘엘씨(Resotution Performance Products LLC)에서 시판 중인 비스페놀 A-형 에폭시 노볼락이다. 아민, 아미노알코올 및 폴리카복실산의 폴리글리시딜 부가물이 또한 본 발명에 유용하고, 이들의 시판 중인 수지는 글리아민(GLYAMINE: 상표) 135, 글리아민(상표) 125 및 글리아민(상표) 115; 시바 스페셜티 케미칼스 인코포레이티드로부터의 아랄다이트(ARALDITE: 상표) MY-720, 아랄다이트(상표) MY-721, 아랄다이트(상표) 0500 및 아랄다이트(상표) 0510, 및 PGA-X 및 PGA-C를 포함한다.
조성물은, 예를 들어, 10 내지 30 중량%의 폴리에폭사이드, 12 내지 28 중량%, 14 내지 26 중량%, 16 내지 24 중량% 또는 18 내지 22 중량%의 폴리에폭사이드를 포함할 수 있고, 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
폴리에폭사이드는 폴리에폭사이드의 조합을 포함할 수 있다.
폴리에폭사이드는, 예를 들어, 85 중량% 이상, 예컨대 90 중량% 이상 또는 95 중량% 이상의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로 한다.
폴리에폭사이드는, 예를 들어, 85 내지 99 중량%, 87 내지 97 중량%, 89 내지 95 중량% 또는 91 내지 93 중량%의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로 한다.
폴리에폭사이드는, 예를 들어, 1 내지 11 중량%의 노볼락 폴리에폭사이드, 2 내지 9 중량% 또는 4 내지 7 중량%의 노볼락 폴리에폭사이드를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로 한다.
폴리에폭사이드는, 예를 들어, 86 내지 99 중량%의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터 및 1 내지 11 중량%의 노볼락 폴리에폭사이드; 88 내지 97 중량%의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터 및 3 내지 9 중량%의 노볼락 폴리에폭사이드; 또는 90 내지 95 중량%의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터 및 5 내지 7 중량%의 노볼락 폴리에폭사이드를 포함할 수 있고; 이때 중량%는 조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로 한다.
폴리에폭사이드는 하이드록실-작용성 폴리에폭사이드 또는 하이드록실-작용성 폴리에폭사이드의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리에폭사이드는 비스페놀 A의 하이드록실-작용성 다이글리시딜 에터를 포함할 수 있다.
비스페놀 A의 다이글리시딜 에터는 펜던트 하이드록실 기, 예를 들어, 1 내지 10개의 펜던트 하이드록실 기, 1 내지 8개의 하이드록실 기, 1 내지 6개의 하이드록실 기, 1 내지 4개의 펜던트 하이드록실 기, 또는 1 또는 2개의 펜던트 하이드록실 기, 예컨대 1, 2, 3, 4, 5 또는 6개의 펜던트 하이드록실 기를 포함할 수 있다. 펜던트 하이드록실 기를 갖는 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터는 비스페놀 A의 하이드록실-작용성 다이글리시딜 에터로 지칭될 수 있다.
비스페놀 A의 하이드록실-작용성 다이글리시딜 에터는 400 내지 1,500 돌턴, 400 내지 1,000 돌턴 또는 400 내지 600 돌턴의 에폭시 당량을 가질 수 있다.
비스페놀 A의 다이글리시딜 에터는 하이드록실-작용성 성분이 없는 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터를 포함할 수 있고, 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터는 부분적으로 하이드록실-작용성이거나, 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터가 모두 하이드록실-작용성일 수 있다.
하이드록실 펜던트 기를 갖는 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터는 하기 화학식의 구조를 가질 수 있다:
Figure 112019089299438-pct00002
상기 식에서,
n은 1 내지 6의 정수이거나, n은 1 내지 6의 범위 내이다.
비스페놀 A의 적합한 다이글리시딜 에터의 예는 n이 1 내지 6의 정수인 비스페놀 폴리에폭사이드, 또는 n이 비-정수 값, 예를 들어, 0.1 내지 2.9, 0.1 내지 2.5, 0.1 내지 2.1, 0.1 내지 1.7, 0.1 내지 1.5, 0.1 내지 1.3, 0.1 내지 1.1, 0.1 내지 0.9, 0.3 내지 0.8 또는 0.5 내지 0.8일 수 있는 비스페놀 폴리에폭사이드의 조합을 포함한다.
하이드록실 펜던트 기를 포함하는 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터는, 예를 들어, 2,2-비스(p-하이드록시페닐)프로판 및 유사한 이성질체와의 2,2-비스(p-글리시딜옥시페닐)프로판 축합 생성물을 포함할 수 있다. 하이드록실 펜던트 기를 포함하는 비스페놀 A의 적합한 다이글리시딜 에터는, 예를 들어, 모멘티브로부터 시판 중이고, 에폰(상표) 고체 에폭시 수지, 예컨대 에폰(상표) 1001F, 에폰(상표) 1002F, 에폰(상표) 1004F, 에폰(상표) 1007F, 에폰(상표) 1009F, 및 이들 중 임의의 조합을 포함한다. 비스페놀 A의 이러한 다이글리시딜 에터는, 예를 들어, 적합한 용매, 예컨대 메틸 에틸 케톤 중 70 내지 95 중량% 고체 용액으로서 제공될 수 있다. 이러한 높은 고체 함량 수지는, 예를 들어, 에폰(상표) 1001-A-80, 에폰(상표) 1001-B-80, 에폰(상표) 1001-CX-75, 에폰(상표) 1001-DNT-75, 에폰(상표) 1001-FT-75, 에폰(상표) 1001-G-70, 에폰(상표) 1001-H-75, 에폰(상표) 1001-K-65, 에폰(상표) 1001-O-75, 에폰(상표) 1001-T-75, 에폰(상표) 1001-UY-70, 에폰(상표) 1001-X-75, 에폰(상표) 1004-O-65, 에폰(상표) 1007-CT-55, 에폰(상표) 1007-FMU-50, 에폰(상표) 1007-HT-55, 에폰(상표) 1001-DU-40, 에폰(상표) 1009-MX-840, 또는 이들 중 임의의 조합을 포함한다.
적합한 에폭시 노볼락 수지의 예는 n이 1 내지 6, 1 내지 4, 또는 1 내지 2의 정수이거나; n이 비-정수 값, 예를 들어, 0.1 내지 2.9, 0.1 내지 2.5, 0.1 내지 2.1, 0.1 내지 1.7, 0.1 내지 1.5, 0.1 내지 1.3, 0.1 내지 1.1, 0.1 내지 0.9, 0.3 내지 0.8, 또는 0.5 내지 0.8일 수 있는 노볼락 폴리에폭사이드를 포함한다.
폴리에폭사이드는, 예를 들어, 이작용성 폴리에폭사이드, 2 초과, 예컨대 3 내지 6의 에폭시 작용성을 갖는 폴리에폭사이드, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 폴리에폭사이드는, 예를 들어, 2.1 내지 3.5, 2.2 내지 3.4, 2.6 내지 3.2, 또는 2.7 내지 3.1의 평균 에폭시 작용성을 가질 수 있다.
폴리에폭사이드는, 예를 들어, 이작용성 폴리에폭사이드 또는 이작용성 폴리에폭사이드의 조합, 삼작용성 폴리에폭사이드 또는 삼작용성 폴리에폭사이드의 조합, 또는 이들 중 임의의 조합을 포함할 수 있다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 86 내지 99 중량%의 이작용성 폴리에폭사이드 및 1 내지 11 중량%의 삼작용성 폴리에폭사이드; 88 내지 97 중량%의 이작용성 폴리에폭사이드 및 3 내지 9 중량%의 삼작용성 폴리에폭사이드; 또는 90 내지 95 중량%의 이작용성 폴리에폭사이드 및 5 내지 7 중량%의 삼작용성 폴리에폭사이드를 포함할 수 있고; 이때 중량%는 조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로 한다.
이작용성 폴리에폭사이드는, 예를 들어, 400 내지 1,500 돌턴, 400 내지 1,000 돌턴, 또는 400 내지 600 돌턴의 에폭시 당량을 가질 수 있다.
삼작용성 폴리에폭사이드는, 예를 들어, 140 내지 500 돌턴, 150 내지 300 돌턴, 또는 160 내지 200 돌턴의 에폭시 당량을 가질 수 있다.
이작용성 폴리에폭사이드는, 예를 들어, 하이드록실-작용성 폴리에폭사이드를 포함할 수 있고, 삼작용성 폴리에폭사이드는 하이드록실-작용성 폴리에폭사이드를 포함할 수 있다.
조성물은, 예를 들어, 하이드록실-작용성 폴리에폭사이드, 및 펜던트 하이드록실 기를 함유하지 않는 삼작용성 폴리에폭사이드를 포함할 수 있거나; 조성물은 펜던트 하이드록실 기를 함유하지 않는 이작용성 폴리에폭사이드, 및 하이드록실-작용성 삼작용성 폴리에폭사이드를 포함할 수 있다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 86 내지 99 중량%의 하이드록실-작용성 이작용성 폴리에폭사이드 및 1 내지 11 중량%의 삼작용성 폴리에폭사이드; 88 내지 97 중량%의 하이드록실-작용성 이작용성 폴리에폭사이드 및 3 내지 9 중량%의 삼작용성 폴리에폭사이드; 또는 90 내지 95 중량%의 하이드록실-작용성 이작용성 폴리에폭사이드 및 5 내지 7 중량%의 삼작용성 폴리에폭사이드를 포함할 수 있고; 이때 중량%는 조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 86 내지 99 중량%의 하이드록실-작용성 폴리에폭사이드 및 1 내지 11 중량%의 비-하이드록실-작용성 폴리에폭사이드; 88 내지 97 중량%의 하이드록실-작용성 폴리에폭사이드 및 3 내지 9 중량%의 비-하이드록실-작용성 폴리에폭사이드; 또는 90 내지 95 중량%의 하이드록실-작용성 폴리에폭사이드 및 5 내지 7 중량%의 비-하이드록실-작용성 폴리에폭사이드를 포함할 수 있고; 이때 중량%는 조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물에 사용하기에 적합한 폴리에폭사이드는, 예를 들어, 2.6 내지 3.2의 평균 에폭시 작용성을 갖는 2 내지 10 중량%의 폴리에폭사이드, 2.6 내지 3.0의 평균 에폭시 작용성을 갖는 3 내지 9 중량%, 4 내지 8 중량%, 5 내지 7 중량%, 또는 6 중량%의 폴리에폭사이드; 및 90 내지 98 중량%의 이작용성 폴리에폭사이드, 91 내지 97 중량%, 92 내지 96 중량%, 93 내지 95 중량%, 또는 94 중량%의 이작용성 폴리에폭사이드를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로 한다.
이작용성 폴리에폭사이드는 하이드록실-작용성 폴리에폭사이드를 포함할 수 있다.
본원에 제공된 조성물은 폴리에폭사이드의 조합을 포함할 수 있다. 폴리에폭사이드의 조합은 상이한 작용성 또는 상이한 평균 작용성을 갖는 상이한 폴리에폭사이드를 갖는 폴리에폭사이드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리에폭사이드의 조합은 2.7 내지 2.9, 예컨대 2.8의 평균 에폭시 작용성을 갖는 폴리에폭사이드 및 2의 에폭시 작용성을 갖는 폴리에폭사이드를 포함할 수 있다. 더 높은 평균 작용성을 갖는 폴리에폭사이드는 경화된 중합체 네트워크의 가교결합 밀도를 증가시킬 수 있고, 증가된 인장 강도를 야기할 수 있을 뿐만 아니라, 경화된 실란트의 % 신장을 감소시킬 수 있다. 약 2와 같은 적은 에폭시 작용성을 갖는 폴리에폭사이드는 더욱 가요성인 경화된 조성물을 야기할 수 있다. 저밀도 조성물이 높은 함량의 충전제 마이크로캡슐을 가지므로(경화된 실란트의 인장 강도를 증가시키는 경향이 있음), 2 내지 3, 예컨대 2 내지 2.5, 또는 2 내지 2.3의 에폭시 작용성을 갖는 폴리에폭사이드 또는 폴리에폭사이드의 조합을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
본원의 조성물은 저밀도 마이크로캡슐 이외에 하나 이상의 무기 충전제를 포함할 수 있다. 무기 충전제는 실란트 조성물의 기계적 강화를 제공하고 유동학적 특성을 제어하기 위해 포함될 수 있다.
무기 충전제는, 예를 들어, 경화된 조성물의 충격 강도를 증가시키거나 점도를 제어하거나 전기적 특성을 변형하는 것과 같은 바람직한 물리적 특성을 부여하기 위해 조성물에 첨가될 수 있다. 본원에 제공된 조성물에 유용하고 비행 및 항공우주 적용례에 유용한 무기 충전제는 카본 블랙, 칼슘 카본에이트, 침전된 칼슘 카본에이트, 칼슘 하이드록사이드, 수화된 알루미나(알루미늄 하이드록사이드), 훈증 실리카, 실리카, 및 이들 중 임의의 조합을 포함한다.
무기 충전제는 침전된 칼슘 카본에이트, 수화된 알루미나, 훈증 실리카, 칼슘 하이드록사이드, 및 카본 블랙의 조합을 포함할 수 있다. 무기 충전제는 경화된 조성물의 인장 강도를 개선할 수 있다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 3 내지 23 중량%, 5 내지 21 중량%, 8 내지 18 중량%, 10 내지 16 중량%, 또는 11 내지 15 중량%의 무기 충전제 또는 무기 충전제의 조합을 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물 및 실란트는 접착 촉진제 또는 접착 촉진제의 조합을 포함할 수 있다.
본원에 제공된 저밀도 조성물은 접착 촉진제 또는 접착 촉진제의 조합을 포함할 수 있다. 접착 촉진제는 페놀계 접착 촉진제, 페놀계 접착 촉진제의 조합, 유기-작용성 실란, 유기-작용성 실란의 조합, 또는 이들 중 임의의 조합을 포함할 수 있다. 유기실란은 아민-작용성 실란일 수 있다.
본원에 제공된 조성물 및 실란트는 페놀계 접착 촉진제, 유기실란, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 페놀계 접착 촉진제는 쿠킹(cooking)된 페놀계 수지, 쿠킹되지 않은 페놀계 수지, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 적합한 접착 촉진제의 예는 페놀계 수지, 예컨대 메틸온(Methylon: 등록상표) 페놀계 수지, 및 유기실란, 예컨대 에폭시-, 머캡토- 또는 아민-작용성 실란, 예컨대 실퀘스트(Silquest: 등록상표) 유기실란을 포함한다.
페놀계 접착 촉진제는 페놀계 수지와 하나 이상의 티올-종결된 폴리설파이드의 축합 반응의 반응 생성물을 포함할 수 있다. 페놀계 접착 촉진제는 티올-종결될 수 있다.
페놀계 수지의 예는 2-(하이드록시메틸)페놀, (4-하이드록시-1,3-페닐렌)다이메탄올, (2-하이드록시벤젠-1,3,4-트라이일)트라이메탄올, 2-벤질-6-(하이드록시메틸)페놀, (4-하이드록시-5-((2-하이드록시-5-(하이드록시메틸)사이클로헥사-2,4-다이엔-1-일)메틸)-1,3-페닐렌)다이메탄올, (4-하이드록시-5-((2-하이드록시-3,5-비스(하이드록시메틸)사이클로헥사-2,4-다이엔-1-일)메틸)-1,3-페닐렌)다이메탄올, 및 이들 중 임의의 조합을 포함한다.
적합한 페놀계 수지는 페놀과 포름알데하이드의 염기-촉매화된 반응에 의해 합성될 수 있다.
적합한 폴리설파이드의 예는 티오플라스트(Thioplast: 등록상표) 수지(아크조 노벨(Akzo Nobel)), 예컨대 티오플라스트(등록상표) G10, 티오플라스트(등록상표) G112, 티오플라스트(등록상표) G131, 티오플라스트(등록상표) G1, 티오플라스트(등록상표) G12, 티오플라스트(등록상표) G21, 티오플라스트(등록상표) G22, 티오플라스트(등록상표) G44, 및 티오플라스트(등록상표) G4를 포함한다.
티올-종결된 폴리설파이드는 또한 다이티올 및 티오플라스트(등록상표) 수지의 반응 생성물을 포함할 수 있다. 적합한 다이티올의 예는 다이머캡토다이에틸설파이드, 다이머캡토다이옥사옥탄, 1,5-다이머캡토-3-옥사펜탄, HS-CH2CH(CH3)-S-CH2CH2-SH, HS-CH(CH3)CH2-S-CH2CH2-SH, HS-CH2CH(CH3)-S-CHCH3CH2-SH, 및 HS-CH(CH3)CH2-S-CH2CH(CH3)-SH를 포함한다.
페놀계 접착 촉진제는 메틸온(등록상표) 수지, 바르쿰(Varcum:　등록상표) 수지, 또는 두레즈(Durez: 등록상표) 수지(두레즈 코포레이션에서 시판 중)와 티올-종결된 폴리설파이드, 예컨대 티오플라스트(등록상표) 수지의 축합 반응의 반응 생성물을 포함할 수 있다.
메틸온(등록상표) 수지의 예는 메틸온(등록상표) 75108(메틸올 페놀의 알릴 에터, 미국 특허공보 제3,517,082호 참고) 및 메틸온(등록상표) 75202를 포함한다.
바르쿰(등록상표) 수지의 예는 바르쿰(등록상표) 29101, 바르쿰(등록상표) 29108, 바르쿰(등록상표) 29112, 바르쿰(등록상표) 29116, 바르쿰(등록상표) 29008, 바르쿰(등록상표) 29202, 바르쿰(등록상표) 29401, 바르쿰(등록상표) 29159, 바르쿰(등록상표) 29181, 바르쿰(등록상표) 92600, 바르쿰(등록상표) 94635, 바르쿰(등록상표) 94879, 및 바르쿰(등록상표) 94917을 포함한다.
두레즈(등록상표) 수지의 예는 두레즈(등록상표) 34071이다.
본원에 제공된 조성물은 유기-작용성 접착 촉진제, 예컨대 유기-작용성 실란을 포함할 수 있다. 유기-작용성 실란은 규소 원자에 결합된 가수분해가능한 기 및 하나 이상의 유기작용기를 포함할 수 있다. 유기-작용성 실란은 R"-(CH2)n-Si(-OR)3 -nR'n의 구조를 가질 수 있고, 이때 R"는 유기작용기이고, n은 0, 1 또는 2이고, R은 알킬, 예컨대 메틸 또는 에틸이다. 유기작용기의 예는 에폭시, 아미노, 메타크릴옥시 또는 설파이드 기를 포함한다. 유기작용성 실란은 2개 이상의 실란 기를 갖는 다이포달 실란, 작용성 다이포달 실란, 비-작용성 다이포달 실란 또는 이들 중 임의의 조합일 수 있다. 유기작용성 실란은 모노실란 및 다이포달 실란의 조합일 수 있다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 1.5 내지 4 중량%의 접착 촉진제, 1.7 내지 3.8 중량%, 1.9 내지 3.6 중량%, 2.1 내지 3.4 중량%, 2.3 내지 3.2 중량%, 2.5 내지 3.0 중량%, 2.0 내지 4 중량%, 또는 2.5 내지 4 중량%의 접착 촉진제를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
저밀도 조성물은, 예를 들어, 1.8 내지 3.8 중량%의 접착 촉진제, 2.0 내지 3.6 중량%, 2.2 내지 3.4 중량%, 2.4 내지 3.2 중량%, 2.6 내지 3.0 중량%의 접착 촉진제 또는 접착 촉진제의 조합을 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물은 페놀계 접착 촉진제 또는 페놀계 접착 촉진제의 조합을 포함하는 접착 촉진제, 및 아민-작용성 실란 또는 아민-작용성 실란의 조합을 포함할 수 있다.
접착 촉진제는, 예를 들어, 45 내지 65 중량%의 페놀계 접착 촉진제; 및 35 내지 55 중량%의 아민-작용성 실란을 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물 중 접착 촉진제의 총 중량을 기준으로 한다.
접착 촉진제는, 예를 들어, 44 내지 64 중량%의 페놀계 접착 촉진제, 및 36 내지 56 중량%의 유기실란, 예컨대 50 내지 58 중량%의 페놀계 접착 촉진제 및 41 내지 51 중량%의 유기실란을 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물 중 접착 촉진제의 총 중량을 기준으로 한다.
대조적으로, 전형적인 실란트 조성물은 0.5 중량% 미만, 예컨대 0.2 중량% 미만의 접착 촉진제를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
아민-작용성 실란은 1차 아민-작용성 실란, 2차 아민-작용성 실란, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 1차 아민-작용성 실란은 1차 아미노 기를 갖는 실란을 지칭한다. 2차 아민-작용성 실란은 2차 아민 기를 갖는 실란을 지칭한다. 아민-작용성 실란은, 예를 들어, 40 내지 60 중량%의 1차 아민-작용성 실란; 및 40 내지 60 중량%의 2차 아민-작용성 실란; 45 내지 55 중량%의 1차 아민-작용성 실란 및 45 내지 55 중량%의 2차 아민-작용성 실란; 또는 47 내지 53 중량%의 1차 아민-작용성 실란 및 47 내지 53 중량%의 2차 아민-작용성 실란을 포함할 수 있고; 이때 중량%는 조성물 중 아민-작용성 실란의 총 중량을 기준으로 한다.
1차 아민-작용성 실란 및 2차 아민-작용성 실란으로부터 유도된 아민 당량의 비는, 예를 들어, 1.2:1 내지 1:1.2, 1.1:1 내지 1:1.1, 또는 1.05:1 내지 1:1.05일 수 있다.
2차 아민-작용성 실란은 입체 장애 아민-작용성 실란일 수 있다. 입체 장애 아민-작용성 실란에서, 2차 아민은 비-입체 장애 2차 아민에 대한 자유도와 비교하여 2차 아민의 자유도를 제한하거나 억제하는 큰 기 또는 잔기에 인접할 수 있다. 예를 들어, 입체 장애 2차 아민에서, 2차 아민은 페닐 기, 사이클로헥실 기 또는 분지된 알킬 기에 인접할 수 있다.
아민-작용성 실란을, 예를 들어, 100 내지 1,000 돌턴, 100 내지 800 돌턴, 100 내지 600 돌턴, 또는 200 내지 500 돌턴의 분자량을 갖는 단량체성 아민-작용성 실란일 수 있다.
적합한 1차 아민-작용성 실란의 예는 4-아미노부틸트라이에톡시실란, 4-아미노-3,3-다이메틸부틸트라이메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트라이에톡시실란, 3-(m-아미노페녹시)프로필트라이메톡시실란, m-아미노페닐트라이메톡시실란, p-아미노페닐트라이메톡시실란, 3-아미노프로필트라이에톡시실란, 3-아미노프로필트라이메톡시실란, 3-아미노프로필트리스(메톡시에톡시에톡시)실란, 11-아미노운데실트라이에톡시실란, 2-(4-피리딜에틸)트라이에톡시실란, 2-(2-피리딜에틸트라이메톡시실란, N-(3-트라이메톡시실릴프로필)피롤, 3-아미노프로필실란트라이올, 4-아미노-3,3-다이메틸부틸메틸다이메톡시실란, 3-아미노프로필메틸다이에톡시실란, 1-아미노-2-(다이메틸에톡시실릴)프로판, 3-아미노프로필다이이소프로필렌 에톡시실란, 및 3-아미노프로필다이메틸에톡시실란을 포함한다.
적합한 다이아민-작용성 실란의 예는 (아미노에틸아미노메틸)펜에틸트라이메톡시실란 및 N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트라이메톡시실란을 포함한다.
적합한 2차 아민-작용성 실란의 예는 3-(N-알릴아미노)프로필트라이메톡시실란, n-부틸아미노프로필트라이메톡시실란, t-부틸아미노프로필트라이메톡시실란, (N,N-사이클로헥실아미노메틸)메틸다이에톡시실란, (N-사이클로헥실아미노메틸)트라이에톡시실란, (N-사이클로헥실아미노프로필)트라이메톡시실란, (3-(n-에틸아미노)이소부틸)메틸다이에톡시실란, (3-(N-에틸아미노)이소부틸)트라이메톡시실란, N-메틸아미노프로필메틸다이메톡시실란, N-메틸아미노프로필트라이메톡시실란, (페닐아미노메틸)메틸다이메톡시실란, N-페닐아미노메틸트라이에톡시실란, 및 N-페닐아미노프로필트라이메톡시실란을 포함한다.
적합한 아민-작용성 실란은, 예를 들어, 겔레스트 인코포레이티드(Gelest Inc.) 및 다우 코닝 코포레이션(Dow Corning Corporation)으로부터 시판 중이다.
본원에 제공된 조성물은 반응성 희석제 또는 반응성 희석제의 조합을 포함할 수 있다. 반응성 희석제는 조성물의 점도를 감소시키는 데 사용될 수 있다. 반응성 희석제는 저분자량 모노에폭사이드, 저분자량 폴리에폭사이드, 예컨대 다이에폭사이드, 또는 이들의 조합일 수 있다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 0.1 내지 4 중량%, 0.2 내지 3.5 중량%, 0.3 내지 2 중량%, 0.4 내지 1.5 중량%, 또는 0.5 내지 1.5 중량%의 반응성 희석제를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
반응성 희석제는, 예를 들어, 지방족, 방향족, 또는 사이클로지방족일 수 있다.
반응성 희석제는 에폭시-작용성 반응성 희석제, 예컨대 폴리에폭사이드일 수 있다. 에폭시-작용성 반응성 희석제는 티올-종결된 폴리티오에터와 반응하여 가교결합된 경화된 조성물의 부분이 될 수 있는 저점도 글리시딜 에터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 폴리에폭사이드 반응성 희석제는 다이에폭사이드 또는 다이에폭사이드의 조합일 수 있다.
적합한 다이에폭사이드 반응성 희석제는 지방족 다이에폭사이드를 포함한다.
적합한 에폭시-작용성 반응성 희석제의 예는 네오펜틸 글리콜 다이글리시딜 에터, 부틸 글리시딜 에터, 트라이메틸올프로판 트라이글리시딜 에터, 소르비톨 폴리글리시딜 에터, 트라이메틸올에탄 트라이글리시딜 에터, 1,4-부탄다이올 다이글리시딜 에터, 2-에틸헥실 글리시딜 에터, 네오데칸산의 글리시딜 에스터, 이량체 산의 글리시딜 에스터, C12-14 지방족 글리시딜 에터, 사이클로헥산다이메탄올 다이글리시딜 에터, 피마자유 트라이글리시딜 에터, 프로폭실화된 글리세린 트라이글리시딜 에터, 프로폭실화된 글리세린 트라이글리시딜 에터, 프로필렌 글리콜 다이글리시딜 에터, O-크레실 글리시딜 에터, p-t-부틸 페닐 글리시딜 에터, 노릴 페닐 글리시딜 에터, 페닐 글리시딜 에터, 1,4-부탄다이올 다이글리시딜 에터, 1,6-헥산 다이올 다이글리시딜 에터, 사이클로헥산 다이메탄올, 네오펜틸 글리콜 다이글리시딜 에터, 폴리프로필렌 글리콜 다이글리시딜 에터, 다이프로필렌 글리콜다이글리시딜 에터, 펜타에리트리톨 기반 폴리글리시딜 에터, 1,3-비스(2,3-에폭시프로폭시)2,2-다이메틸프로판, 옥시란-모노[(C8-10 알콕시)-메틸]유도체, 알킬(C12-14) 글리시딜 에터, 1,2-에폭시-3-(2-메틸페녹시)프로판, 1,4-비스(2,3-에폭시(프로필옥시)부탄, 트라이메틸로프로판-에피클로로하이드린 공중합체, 에틸헥실글리시딜 에터, 1,4-부탄다이올-다이글리시딜 에터, 폴리글리세롤-3-글리시딜 에터, 글리세롤-트라이글리시딜 에터, 네오펜틸글리콜-다이글리시딜 에터, 폴리프로필렌글리콜-다이글리시딜 에터, 및 트라이메틸올프로판-트라이글리시딜 에터를 포함한다.
반응성 희석제로서 유용한 적합한 다이에폭사이드는 (폴리)에틸렌 글리콜 다이글리시딜 에터, (폴리)프로필렌 글리콜 다이글리시딜 에터, 부탄다이올 다이글리시딜 에터, 및 네오펜틸 글리콜 다이글리시딜 에터를 포함하고; 적합한 트라이에폭사이드 화합물의 예는 트라이메틸올프로판 트라이글리시딜 에터 및 글리세린 트라이글리시딜 에터를 포함한다.
다른 적합한 다이에폭사이드는 트리스하이드록실 페닐 에탄, 레소르시놀 다이글리시딜 에터, 수소화된 비스페놀 A 다이글리시딜 에터, 헥사하이드로프탈산 다이글리시딜 에터, m-자일렌다이아민의 글리시딜 아민, 변형된 비스페놀 A 다이글리시딜 에터, n-1,4-부탄다이올 다이글리시딜 에터, 1,4-사이클로헥산 다이메탄올 다이글리시딜 에터, 네오펜틸 글리콜 다이글리시딜 에터, 다이프로필렌 글리콜 다이글리시딜 에터, 폴리프로필렌 글리콜(400) 다이글리시딜 에터, 1,6-헥산다이올 다이글리시딜 에터, 에틸렌 글리콜 다이글리시딜 에터, 트라이메틸올 프로판 트라이글리시딜 에터, 트라이메틸올 에탄 트라이글리시딜 에터, 피마자유 글리시딜 에터, 프로폭실화된 글리콜 트라이글리시딜 에터, 폴리글리세롤-3-폴리글리시딜 에터, 펜타에리트리톨 폴리글리시딜 에터, 소르비톨 폴리글리시딜 에터, 또는 이들 중 임의의 조합을 포함한다.
반응성 희석제는, 예를 들어, 100 내지 1,000 돌턴, 100 내지 800 돌턴, 100 내지 600 돌턴, 또는 200 내지 500 돌턴의 분자량을 가질 수 있다. 반응성 희석제, 예컨대 다이글리시딜 에터는 100 내지 200 g/당량, 100 내지 160 g/당량, 110 내지 150 g/당량 또는 120 내지 140 g/당량의 에폭시 당량을 가질 수 있다. 반응성 묽은 희석제, 예컨대 다이글리시딜 에터는 5 내지 50 cps, 10 내지 40 cps, 10 내지 30 cps, 또는 10 내지 20 cps의 점도를 가질 수 있다. 반응성 희석제, 예컨대 다이글리시딜 에터는 25℃에서 5 내지 30 cps, 6 내지 25 cps, 7 내지 10 cps, 또는 10 내지 18 cps의 점도에 의해 특징지어질 수 있다.
본원에 제공된 저밀도 실란트 조성물은 저밀도 마이크로캡슐을 포함한다. 저밀도 마이크로캡슐은 열적으로 팽창되는 마이크로캡슐을 포함할 수 있다.
열적으로 팽창되는 마이크로캡슐은 소정 온도에서 팽창하는 휘발성 물질을 포함하는 중공 쉘(hollow shell)을 지칭한다. 열적으로 팽창되는 열가소성 마이크로캡슐은 5 내지 70 μm, 일부 경우에 10 내지 24 μm, 또는 10 내지 17 μm의 평균 초기 입자 크기를 가질 수 있다. 용어 "평균 초기 입자 크기"는 임의의 팽창 전의 마이크로캡슐의 평균 입자 크기(입자 크기 분포의 수치 가중 평균)를 지칭한다. 입자 크기 분포는 피셔 서브-시브 사이저(Fischer Sub-Sieve Sizer) 또는 광학적 검사를 사용하여 측정될 수 있다.
열적으로 팽창되는 열가소성 마이크로캡슐은 열가소성 수지의 벽 내에 휘발성 탄화수소를 포함할 수 있다. 이러한 마이크로캡슐에 사용하기에 적합한 탄화수소의 예는 메틸 클로라이드, 메틸 브로마이드, 트라이클로로에탄, 다이클로로에탄, n-부탄, n-헵탄, n-프로판, n-헥산, n-펜탄, 이소부탄, 이소펜탄, 이소-옥탄, 네오펜탄, 석유 에터, 및 불소를 함유하는 지방족 탄화수소, 예컨대 프레온(Freon: 상표), 및 이들 중 임의의 조합을 포함한다.
열적으로 팽창되는 마이크로캡슐의 벽을 형성하는 데 적합한 물질의 예는 비닐리덴 클로라이드, 아크릴로니트릴, 스타이렌, 폴리카본에이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 및 비닐 아세테이트의 중합체, 이러한 단량체의 공중합체, 및 상기 중합체 및 공중합체의 조합을 포함한다. 가교결합제는 열적으로 팽창되는 마이크로캡슐의 벽을 형성하는 물질과 함께 포함될 수 있다.
적합한 열가소성 마이크로캡슐의 예는 아크조 노벨에서 시판 중인 엑스판셀(Expancel: 상표) 마이크로캡슐, 예컨대 엑스판셀(상표) DE 마이크로스피어를 포함한다. 적합한 엑스판셀(상표) DE 마이크로스피어의 예는 엑스판셀(상표) 920 DE 40 및 엑스판셀(상표) 920 DE 80을 포함한다. 적합한 저밀도 마이크로캡슐은 또한 쿠레하 코포레이션(Kureha Corporation)에서 시판 중이다.
적합한 저밀도 충전제, 예컨대 저밀도 마이크로캡슐은, 예를 들어, ASTM D1475에 따라 측정되는 1 내지 100 μm, 10 내지 80 μm, 또는 10 내지 50 μm의 평균 직경(d0.5)을 가질 수 있다.
저밀도 충전제, 예컨대 저밀도 마이크로캡슐은 0.01 내지 0.09, 0.04 내지 0.09, 0.04 내지 0.08, 0.01 내지 0.07, 0.02 내지 0.06, 0.03 내지 0.05, 0.05 내지 0.09, 0.06 내지 0.09, 또는 0.07 내지 0.09의 범위 내의 비중에 의해 특징지어질 수 있고, 이때 비중은 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정된다. 저밀도 충전제, 예컨대 저밀도 마이크로캡슐은 0.1 미만, 0.09 미만, 0.08 미만, 0.07 미만, 0.06 미만, 0.05 미만, 0.04 미만, 0.03 미만, 또는 0.02 미만의 비중에 의해 특징지어질 수 있고, 이때 비중은 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정된다.
저밀도 충전제, 예컨대 저밀도 마이크로캡슐은 1 내지 100 μm의 평균 입자 직경에 의해 특징지어질 수 있고, 실질적인 구 형상을 가질 수 있다. 저밀도 충전제, 예컨대 저밀도 마이크로캡슐은, 예를 들어, ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정되는 10 내지 100 μm, 10 내지 60 μm, 10 내지 40 μm, 또는 10 내지 30 μm의 입자 직경에 의해 특징지어질 수 있다.
저밀도 충전제는 비코팅된 마이크로캡슐, 코팅된 마이크로캡슐, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
저밀도 충전제, 예컨대 저밀도 마이크로캡슐은 아미노플라스트 수지, 예컨대 멜라민 수지의 코팅을 갖는 팽창된 마이크로캡슐 또는 마이크로볼룬을 포함할 수 있다. 아미노플라스트 수지-코팅된 입자는, 예를 들어, 미국 특허공보 제8,993,691호(이의 전문은 참조로 혼입됨)에 기술되어 있다. 이러한 마이크로캡슐은 열가소성 쉘로 둘러싸인 취입제를 포함하는 마이크로캡슐을 가열함으로써 형성될 수 있다. 비코팅된 저밀도 마이크로캡슐은 아미노플라스트 수지, 예컨대 우레아/포름알데하이드 수지와 반응하여 입자의 외부 표면 상의 열경화성 수지의 코팅을 제공할 수 있다.
저밀도 충전제, 예컨대 저밀도 마이크로캡슐은 아미노플라스트 수지, 예컨대 멜라민 수지의 외부 코팅을 갖는 열적으로 팽창되는 열가소성 마이크로캡슐을 포함할 수 있다. 코팅된 저밀도 마이크로캡슐은 멜라민 수지의 외부 코팅을 가질 수 있고, 이때 코팅은, 예를 들어, 2 μm 미만, 1 μm 미만, 또는 0.5 μm 미만의 두계를 가질 수 있다. 경량 마이크로캡슐 상의 멜라민 코팅은 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체 및/또는 폴리에폭사이드 경화제와 반응성인 마이크로캡슐을 만드는 것으로 여겨지고, 이것은 연료 내성을 강화시키고, 마이크로캡슐이 압력에 저항하도록 한다.
아미노플라스트 수지의 얇은 코팅은 25 μm 미만, 20 μm 미만, 15 μm 미만 또는 5 μm 미만의 필름 두께를 가질 수 있다. 아미노플라스트 수지의 얇은 코팅은 0.1 nm 이상, 예컨대 10 nm 이상, 100 nm 이상, 또는 일부 경우에, 500 nm 이상의 필름 두께를 가질 수 있다.
아미노플라스트 수지는 포름알데하이드와 아미노- 또는 아미도-기 함유 물질의 축합 생성물을 기반으로 할 수 있다. 축합 생성물은 알코올 및 포름알데하이드와 멜라민, 우레아 또는 벤조구아나민의 반응으로부터 수득될 수 있다. 다른 아민 및 아미드의 축합 생성물, 예를 들어, 트라이아진, 다이아진, 트라이아졸, 구아니딘, 구아나민, 및 이러한 화합물의 알킬- 및 아릴-치환된 유도체, 예컨대 알킬- 및 아릴-치환된 우레아 및 알킬- 및 아릴-치환된 멜라민의 알데하이드 축합물이 사용될 수 있다. 이러한 화합물의 예는 N,N'-다이메틸 우레아, 벤조우레아, 다이시안다이아미드, 포름아구아나민, 아세토구아나민, 글리콜루릴, 아멜린, 2-클로로-4,6-다이아미노-1,3,5-트라이아진, 6-메틸-2,4-다이아미노-1,3,5-트라이아진, 3,5-다이아미노트라이아졸, 트라이아미노피리미딘, 2-머캡토-4,6-다이아미노피리미딘 및 3,4,6-트리스(에틸아미노)-1,3,5-트라이아진을 포함한다. 적합한 아미노플라스트 수지는 또한 다른 알데하이드, 예컨대 아세트알데하이드, 크로톤알데하이드, 아크롤레인, 벤즈알데하이드, 퓨르퓨랄 및 글리옥살의 축합 생성물을 기반으로 할 수 있다.
아미노플라스트 수지는 3.75 미만, 예컨대 3.0 미만, 또는 2.0 미만의 중합도를 갖는 고도로 알킬화된 저-이미노 아미노플라스트 수지를 포함할 수 있다. 수 평균 중합도는 중합체 쇄 당 구조 단위의 평균 수로서 정의될 수 있다. 예를 들어, 1.0의 중합도는 완전한 단량체성 트라이아진 구조를 나타내고, 2.0의 중합도는 메틸렌 또는 메틸렌-옥시 가교에 의해 결합된 2개의 트라이아진 고리를 나타낸다. 중합도는 폴리스티렌 표준을 사용하는 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정된 평균 중합도 값을 나타낸다.
아미노플라스트 수지는 메틸올 또는 다른 알킬올 기를 함유할 수 있고, 알킬올 기의 적어도 일부는 알코올과 반응함으로써 에스터화될 수 있다. 적합한 1가 알코올의 예는 알코올, 예컨대 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 헵탄올, 벤질 알코올, 다른 방향족 알코올, 환형 알코올, 예컨대 사이클로헥산올, 글리콜의 모노에터, 및 할로겐-치환된 또는 다른 치환된 알코올, 예컨대 3-클로로프로판올 및 부톡시에탄올을 포함한다. 아미노플라스트 수지는 메탄올 또는 부탄올로 실질적으로 알킬화될 수 있다.
아미노플라스트 수지는 멜라민 수지를 포함할 수 있다. 적합한 멜라민 수지의 예는 메틸화된 멜라민 수지(헥사메톡시메틸멜라민), 혼합된 에터 멜라민 수지, 부틸화된 멜라민 수지, 우레아 수지, 부틸화된 우레아 수지, 벤조구아나민 및 글리콜루릴 수지, 및 포름알데하이드 유리 수지를 포함한다. 이러한 수지는, 예를 들어, 올넥스 그룹 앤 헥시온(Allnex Group and Hexion)에서 시판 중이다. 적합한 멜라민 수지의 예는 메틸화된 멜라민 수지, 예컨대 사이멜(CYMEL: 상표) 300, 사이멜(상표) 301, 사이멜(상표) 303LF, 사이멜(상표) 303ULF, 사이멜(상표) 304, 사이멜(상표) 350, 사이멜 3745, 사이멜(상표) XW-3106, 사이멜(상표) MM-100, 사이멜(상표) 370, 사이멜(상표) 373, 사이멜(상표) 380, 아스트로 멜(ASTRO MEL: 상표) 601, 아스트로 멜(상표) 601ULF, 아스트로 멜(상표) 400, 아스트로 멜(상표) NVV-3A, 아리셀(Aricel) PC-6A, 아스트로 멜(상표) CR-1 및 아스트로 셋(ASTRO SET: 상표) 90을 포함한다.
적합한 아미노플라스트 수지는 우레아-포름알데하이드 수지를 포함할 수 있다.
아미노플라스트 수지-코팅된 입자는 단순히 중합체 네트워크에 혼입된 비코팅된 입자(예컨대, 비코팅된 저밀도 입자가 필름-형성 결합제에 분산된 경우)와 구별된다. 아미노플라스트 수지-코팅된 입자의 경우, 얇은 필름이 열적으로 팽창된 마이크로캡슐과 같은 개별적인 별개 입자의 외부 표면 상에 침착된다. 이어서, 이러한 아미노플라스트 수지-코팅된 입자는 필름-형성 결합제에 분산될 수 있고, 이에 의해 중합체 네트워크 전반에 걸쳐 코팅된 입자의 분산을 야기한다. 아미노플라스트 수지의 얇은 코팅은, 예를 들어 열적으로 팽창된 마이크로캡슐과 같은 저밀도 입자의 외부 표면의 70 내지 100%, 80 내지 100%, 또는 90 내지 100%를 덮을 수 있다. 아미노플라스트 수지의 코팅은 저밀도 입자의 외부 표면 상에 실질적인 연속 커버링(covering)을 형성할 수 있다.
저밀도 마이크로캡슐은, 예를 들어, 미국 특허공보 제8,816,023호 및 제8,993,691호(이들 각각은 이의 전문이 참조로 혼입됨)에 기술된 임의의 적합한 기술에 의해 제조될 수 있다. 코팅된 저밀도 마이크로캡슐은, 예를 들어, 물 중 마이크로캡슐과 멜라민 수지의 수성 분산액을 교반 하에 제조함으로써 수득될 수 있다. 이어서, 촉매가 첨가되고, 분산액이, 예를 들어, 50 내지 80℃의 온도까지 가열될 수 있다. 저밀도 마이크로캡슐, 예컨대 폴리아크릴로니트릴 쉘을 갖는 열적으로 팽창된 마이크로캡슐, 탈이온수 및 아미노플라스트 수지, 예컨대 멜라민 수지가 조합되고 혼합될 수 있다. 이어서, 증류수 중 파라-톨루엔 황산의 10% w/w 용액이 첨가되고, 혼합물이 60℃에서 약 2시간 동안 반응될 수 있다. 이어서, 포화된 나트륨 바이카본에이트가 첨가되고, 혼합물이 10분 동안 교반될 수 있다. 고체가 여과되고, 증류수로 세정되고, 실온에서 밤새 건조될 수 있다. 이어서, 아미노플라스트 수지-코팅된 마이크로캡슐의 생성된 분말은 250 μm 체를 통해 체질되어 응집물을 제거하고 분리할 수 있다.
아미노플라스트 수지 코팅의 적용 전에, 열적으로-팽창된 열가소성 마이크로캡슐은, 예를 들어, 0.01 내지 0.05, 0.015 내지 0.045, 0.02 내지 0.04, 또는 0.025 내지 0.035의 비중에 의해 특징지어질 수 있고, 이때 비중은 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정된다. 예를 들어, 엑스판셀(상표) 920 DE 40 및 엑스판셀(상표) 920 DE 80은 약 0.03의 비중에 의해 특징지어질 수 있고, 이때 비중은 ASTM D1475 (변형됨)에 따라 측정된다.
아미노플라스트 수지에 의한 코팅에 이어서, 아미노플라스트-코팅된 마이크로캡슐은, 예를 들어, 0.02 내지 0.08, 0.02 내지 0.07, 0.02 내지 0.06, 0.03 내지 0.07, 0.03 내지 0.065, 0.04 내지 0.065, 0.045 내지 0.06, 또는 0.05 내지 0.06의 비중에 의해 특징지어질 수 있고, 이때 비중은 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정된다.
본원에 제공된 조성물은 항공우주 실란트로서 사용되도록 제형화될 수 있다.
저밀도 조성물은, 예를 들어, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체, 53 내지 69 중량%, 55 내지 67 중량%, 57 내지 65 중량%, 또는 59 내지 63 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
저밀도 조성물은, 예를 들어, 13 내지 23 중량%의 폴리에폭사이드, 14 내지 22 중량%, 15 내지 21 중량%, 16 내지 20 중량%, 17 내지 19 중량%의 폴리에폭사이드를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
저밀도 조성물은, 예를 들어, 6 내지 18 중량%의 무기 충전제, 7 내지 17 중량%, 8 내지 16 중량%, 9 내지 15 중량%, 10 내지 14 중량%, 또는 11 내지 13 중량%의 무기 충전제를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
저밀도 조성물은, 예를 들어, 2.6 내지 4.0 중량%의 저밀도 마이크로캡슐, 2.6 내지 3.8 중량%, 2.7 내지 3.6 중량%, 2.8 내지 3.5 중량%, 2.9 내지 3.4 중량%, 또는 3.0 내지 3.3 중량%의 저밀도 마이크로캡슐을 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
저밀도 조성물은, 예를 들어, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체, 13 내지 23 중량%의 폴리에폭사이드; 및 2.7 내지 4.0 중량%의 저밀도 마이크로캡슐을 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
저밀도 조성물은, 예를 들어, 53 내지 67 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체, 14 내지 22 중량%의 폴리에폭사이드; 및 2.8 내지 3.8 중량%의 저밀도 마이크로캡슐을 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
저밀도 조성물은, 예를 들어, 55 내지 65 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체, 15 내지 21 중량%의 폴리에폭사이드; 및 2.9 내지 3.8 중량%의 저밀도 마이크로캡슐을 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
저밀도 조성물은, 예를 들어, 57 내지 63 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체, 16 내지 20 중량%의 폴리에폭사이드; 및 2.9 내지 3.3 중량%의 저밀도 마이크로캡슐을 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
저밀도 조성물은, 예를 들어, 59 내지 61 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체, 17 내지 19 중량%의 폴리에폭사이드; 및 2.9 내지 3.2 중량%의 저밀도 마이크로캡슐을 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
저밀도 조성물은, 예를 들어, 51 내지 69 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체, 13 내지 23 중량%의 폴리에폭사이드; 6 내지 18 중량%의 무기 충전제; 및 2.7 내지 4.0 중량%의 저밀도 마이크로캡슐을 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
저밀도 조성물은, 예를 들어, 53 내지 67 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체, 14 내지 22 중량%의 폴리에폭사이드; 7 내지 17 중량%의 무기 충전제; 및 2.8 내지 3.8 중량%의 저밀도 마이크로캡슐을 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
저밀도 조성물은, 예를 들어, 55 내지 65 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체, 15 내지 21 중량%의 폴리에폭사이드; 8 내지 16 중량%의 무기 충전제; 및 2.9 내지 3.8 중량%의 저밀도 마이크로캡슐을 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
저밀도 조성물은, 예를 들어, 57 내지 63 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터, 16 내지 20 중량%의 폴리에폭사이드; 9 내지 15 중량%의 무기 충전제; 및 2.9 내지 3.3 중량%의 저밀도 마이크로캡슐을 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
저밀도 조성물은, 예를 들어, 59 내지 61 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체, 17 내지 19 중량%의 폴리에폭사이드; 10 내지 13 중량%의 무기 충전제; 및 2.9 내지 3.2 중량%의 저밀도 마이크로캡슐을 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물 중 저밀도 마이크로캡슐의 양은 또한 부피%의 면에서 특징지어질 수 있고, 부피%는 조성물의 총 부피를 기준으로 하는 저밀도 마이크로캡슐의 양을 지칭한다. 조성물의 각각의 성분의 부피%는 당업계에 널리 공지된 바와 같이 각각의 성분의 중량% 및 밀도로부터 유도될 수 있다. 저밀도 충전제와 같은 성분의 부피%는 조성물의 비중, 및 저밀도 충전제와 같은 성분의 비중, 및 조성물 중 성분의 중량%로부터 추정될 수 있다. 예를 들어, 0.056의 비중을 갖는 저밀도 충전제를 포함하는 0.77의 비중을 갖는 조성물의 경우, 상기 조성물은 3.15 중량%의 충전제를 함유하고, 조성물은 약 43 부피%의 저밀도 충전제(3.15 x (0.77/0.056))를 가질 것이다.
예를 들어, 본원의 저밀도 조성물은 30 내지 60 부피%의 저밀도 마이크로캡슐, 35 내지 55 부피%, 40 내지 50 부피%, 또는 42 내지 48 부피%의 저밀도 마이크로캡슐을 포함할 수 있고, 부피%는 조성물의 총 부피를 기준으로 한다.
저비중 실란트를 획득하기 위하여, 실란트 조성물 중 경량 충전제의 중량% 및 부피%는 1 이상의 비중을 갖는 경량 실란트와 비교하여 실질적으로 증가되어야 한다. 예를 들어, 약 0.75의 비중을 갖는 본원에 제공된 저비중 실란트 조성물은 약 45 내지 약 50 부피%의 경량 입자 함량을 갖는다. 따라서, 조성물 중 중합체성 결합제의 부피%는 실질적으로 감소되고, 충전제와 결합제 사이의 계면 표면적은 실질적으로 증가된다.
본원에 제공된 비경화된 저밀도 실란트 조성물은 티올 당량에 대하여 1.1 내지 1.3 당량의 에폭시, 예컨대 티올에 대하여 1.1 내지 1.25 당량의 에폭시, 1.1 내지 1.2, 또는 1.1 내지 1.15 당량의 에폭시를 가질 수 있다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터, 1 내지 5 중량%의 접착 촉진제, 8 내지 18 중량%의 무기 충전제, 2.6 내지 4.0 중량%의 저밀도 충전제, 13 내지 23 중량%의 폴리에폭사이드, 및 0.1 내지 2 중량%의 반응성 희석제를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다. 상기 조성물에서, 조성물은, 예를 들어, 0.5 내지 2.5 중량%의 페놀계 접착 촉진제, 및 0.5 내지 2.5 중량%의 유기-작용성 실란; 및 2.5 내지 3의 에폭시 작용성을 갖는 0.5 내지 2 중량%의 폴리에폭사이드, 및 13 내지 21 중량%의 이작용성 폴리에폭사이드, 예컨대 하이드록실-작용성 이작용성 폴리에폭사이드를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 56 내지 66 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터, 2 내지 4 중량%의 접착 촉진제, 10 내지 14 중량%의 무기 충전제, 2 내지 4 중량%의 저밀도 충전제, 16 내지 20 중량%의 폴리에폭사이드, 및 0.5 내지 1.5 중량%의 반응성 희석제를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다. 상기 조성물에서, 조성물은, 예를 들어, 1.0 내지 2.0 중량%의 페놀계 접착 촉진제, 및 1.0 내지 2.0 중량%의 유기-작용성 실란; 및 2.5 내지 3.2의 에폭시 작용성을 갖는 1.0 내지 1.5 중량%의 폴리에폭사이드, 및 15 내지 19 중량%의 이작용성 폴리에폭사이드, 예컨대 하이드록실-작용성 이작용성 폴리에폭사이드를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물, 예컨대 실란트는 하나 이상의 첨가제, 예컨대 경화 촉매, 가소제, 반응성 희석제, 용매, 또는 이들 중 임의의 조합을 추가로 포함할 수 있다.
본원에 제공된 조성물은 하나 이상의 촉매를 포함할 수 있다.
적합한 촉매는 티올 기와 에폭시 기 사이의 반응을 촉진할 수 있고, 예를 들어, 아민 촉매를 포함할 수 있다.
본원의 조성물에 사용하기에 적합한 아민 촉매는 티올과 에폭시 기 사이의 반응을 촉매화시킬 수 있다.
적합한 아민 촉매의 예는 3차 아민 촉매, 예컨대 N,N-다이메틸에탄올아민, 트라이에틸렌 다이아민(TEDA), 비스(2-다이메틸아미노에틸)에터(BDMAE), N-에틸모폴린, N',N'-다이메틸피페라진, N,N,N',N',N'-펜타메틸-다이에틸렌-트라이아민(PMDETA), N,N-다이메틸사이클로헥실아민(DMCHA), N,N-다이메틸벤질아민(DMBA), N,N-다이메틸세틸아민, N,N,N'N",N"-펜타메틸-다이프로필렌-트라이아민(PMDPTA), 트라이에틸아민, 1-(2-하이드록시프로필)이미다졸, 1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥탄[다브코(DABCO: 등록상표)], 및 DMP-30(등록상표)[2,4,6-트리스(다이메틸아미노메틸)페놀을 포함하는 촉진제 조성물], 다이메틸에탄올아민(DMEA), 비스-(2-다이메틸아미노에틸)에터, N-에틸모폴린, 트라이에틸아민, 1,8-다이아자바이사이클로[5.4.0]운데센-7(DBU), 벤질다이메틸아민(BDMA), N,N,N'-트라이메틸-N'-하이드록시에틸-비스(아미노에틸)에터, 및 N'-(3-(다이메틸아미노)프로필)-N,N-다이메틸-1,3-프로판다이아민을 포함한다.
촉매는 이미다졸 촉매를 포함할 수 있다. 적합한 이미다졸 촉매의 예는 이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-에틸이미다졸, 2-이소프로필이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-도데실이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-에틸-4-메틸-이미다졸, 2-벤질이미다졸, 2,4,5-트라이메틸이미다졸, 및 이들 중 임의의 조합을 포함한다.
적합한 이미다졸의 다른 예는 치환된 이미다졸, 예컨대 알킬-치환된 이미다졸, 예컨대 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2,4-다이메틸이미다졸, 부틸이미다졸, 2-헵타데센일-4-메틸이미다졸, 2-운데센일이미다졸, 1-비닐-2-메틸이미다졸, 2-n-헵타데실이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-프로필-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 1-구아나미노에틸-2-메틸이미다졸, 및 이미다졸 및 트라이멜리트산의 첨가 생성물, 2-n-헵타데실-4-메틸이미다졸; 및 아릴-치환된 이미다졸, 예컨대 페닐이미다졸, 벤질이미다졸, 2-메틸-4,5-다이페닐이미다졸, 2,3,5-트라이페닐이미다졸, 2-스티릴이미다졸, 1-(도데실 벤질)-2-메틸이미다졸, 2-(2-하이드록실-4-t-부틸페닐)-4,5-다이페닐이미다졸, 2-(2-메톡시페닐)-4,5-다이페닐이미다졸, 2-(3-하이드록시페닐)-4,5-다이페닐이미다졸, 2-(p-다이메틸아미노페닐)-4,5-다이페닐이미다졸, 2-(2-하이드록시페닐)-4,5-다이페닐이미다졸, 다이(4,5-다이페닐-2-이미다졸)-벤젠-1,4,2-나프틸-4,5-다이페닐이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸 및 2-p-메톡시스티릴이미다졸을 포함한다.
이미다졸 촉매는 이미다졸-에폭시 부가물을 포함할 수 있다. 이미다졸-에폭시 부가물은 이미다졸 화합물과 에폭시 화합물을 반응시킴으로써 수득될 수 있다. 이미다졸 화합물은, 예를 들어, 본원에 개시된 임의의 화합물일 수 있다. 이미다졸-에폭시 부가물을 형성하기에 적합한 에폭시 화합물의 예는 1,2-에폭시부탄, 1,2-에폭시헥산, 1,2-에폭시옥탄, 스타이렌옥사이드, n-부틸 글리시딜 에터, 헥실 글리시딜 에터, 페닐 글리시딜 에터, 글리시딜 아세테이트, 글리시딜 부티레이트, 글리시딜 헥소에이트 및 글리시딜 벤조에이트를 포함한다. 이미다졸 화합물을 에폭시 화합물에 첨가함으로써 형성된 적합한 이미다졸-에폭시 부가물의 예는, 예를 들어, 노바큐어(NOVACURE: 상표) HX-3722(비스페놀 A 에폭시에 분산된 캡슐화된 이미다졸/비스페놀 A 에폭시 부가물) 및 노바큐어(상표) HX-3921 HP를 포함한다.
촉매는 아민 촉매 및 이미다졸 촉매의 조합을 포함할 수 있다.
조성물은, 예를 들어, 0.2 내지 2 중량%의 촉매 또는 촉매의 조합, 0.4 내지 1.8 중량%, 0.6 내지 1.6 중량%, 0.8 내지 1.4 중량%, 또는 0.8 내지 1.2 중량%의 촉매 또는 촉매의 조합, 예컨대 아민 촉매 및 이미다졸 촉매의 조합을 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물 및 실란트는 가소제를 포함할 수 있다. 가소제는, 예를 들어, 프탈레이트 에스터, 염소화된 파라핀, 또는 수소화된 터페닐을 포함할 수 있다. 적합한 가소제의 예는 또한 HB-40(상표) 변형된 폴리페닐 및 동유를 포함한다.
본원에 제공된 조성물 및 실란트는, 예를 들어, 2 중량% 미만의 가소제, 1 중량% 미만, 또는 0.5 중량% 미만의 가소제를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 15 내지 21 중량%의 폴리에폭사이드; 및 35 내지 55 부피%의 저밀도 충전제를 포함할 수 있고, 이때 저밀도 충전제는 아미노플라스트 수지의 코팅을 포함하는 마이크로캡슐을 포함하고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 하고, 부피%는 조성물의 총 부피를 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 15 내지 21 중량%의 폴리에폭사이드(이때, 폴리에폭사이드는 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터 및 노볼락 에폭시 수지를 포함함); 및 35 내지 55 부피%의 저밀도 충전제(이때, 저밀도 충전제는 아미노플라스트 수지의 코팅을 포함하는 마이크로캡슐을 포함함)를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 하고, 부피%는 조성물의 총 부피를 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 15 내지 21 중량%의 폴리에폭사이드(이때, 폴리에폭사이드는 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터 및 노볼락 에폭시 수지를 포함하고; 폴리에폭사이드는 85 중량% 이상의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터를 포함하고, 이때 중량%는 조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로 함); 및 35 내지 55 부피%의 저밀도 충전제(이때, 저밀도 충전제는 아미노플라스트 수지의 코팅을 포함하는 마이크로캡슐을 포함함)를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 하고, 부피%는 조성물의 총 부피를 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 15 내지 21 중량%의 폴리에폭사이드(이때, 폴리에폭사이드는 86 내지 99 중량%의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터; 및 1 내지 11 중량%의 노볼락 에폭시 수지를 포함하고, 이때 중량%는 조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로 함); 및 35 내지 55 부피%의 저밀도 충전제를 포함할 수 있고, 이때 저밀도 충전제는 아미노플라스트 수지의 코팅을 포함하는 마이크로캡슐을 포함하고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 하고, 부피%는 조성물의 총 부피를 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 15 내지 21 중량%의 폴리에폭사이드(이때, 폴리에폭사이드는 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터 및 노볼락 에폭시 수지를 포함하고; 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터는 펜던트 하이드록실 기를 포함함); 및 35 내지 55 부피%의 저밀도 충전제를 포함할 수 있고, 이때 저밀도 충전제는 아미노플라스트 수지의 코팅을 포함하는 마이크로캡슐을 포함하고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 하고, 부피%는 조성물의 총 부피를 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 13 내지 23 중량%의 폴리에폭사이드; 및 35 내지 55 부피%의 저밀도 충전제(이때, 저밀도 충전제는 아미노플라스트 수지의 코팅을 포함하는 마이크로캡슐을 포함함); 6 내지 18 중량%의 무기 충전제; 1.8 내지 3.8 중량%의 접착 촉진제; 및 0.2 내지 3.0 중량%의 에폭시-작용성 반응성 희석제를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 하고, 부피%는 조성물의 총 부피를 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 13 내지 23 중량%의 폴리에폭사이드; 및 35 내지 55 부피%의 저밀도 충전제(이때, 저밀도 충전제는 아미노플라스트 수지의 코팅을 포함하는 마이크로캡슐을 포함함); 1.8 내지 3.8 중량%의 접착 촉진제(이때, 접착 촉진제는 페놀계 접착 촉진제 및 아민-작용성 실란을 포함함)를 포함할 수 있고; 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 하고, 부피%는 조성물의 총 부피를 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 13 내지 23 중량%의 폴리에폭사이드; 및 35 내지 55 부피%의 저밀도 충전제(이때, 저밀도 충전제는 아미노플라스트 수지의 코팅을 포함하는 마이크로캡슐을 포함함); 1.8 내지 3.8 중량%의 접착 촉진제(이때, 접착 촉진제는 45 내지 65 중량%의 페놀계 접착 촉진제, 및 35 내지 55 중량%의 아민-작용성 실란을 포함함)를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 접착 촉진제의 총 중량을 기준으로 하고; 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 하고, 부피%는 조성물의 총 부피를 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 13 내지 23 중량%의 폴리에폭사이드; 및 35 내지 55 부피%의 저밀도 충전제(이때, 저밀도 충전제는 아미노플라스트 수지의 코팅을 포함하는 마이크로캡슐을 포함함); 1.8 내지 3.8 중량%의 접착 촉진제(이때, 접착 촉진제는 페놀계 접착 촉진제 및 아민-작용성 실란을 포함하고, 아민-작용성 실란은 40 내지 60 중량%의 1차 아민-작용성 실란; 및 40 내지 60 중량%의 2차 아민-작용성 실란을 포함하고, 이때 중량%는 아민-작용성 실란의 총 중량을 기준으로 함)를 포함할 수 있고; 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 하고, 부피%는 조성물의 총 부피를 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 13 내지 23 중량%의 폴리에폭사이드; 및 35 내지 55 부피%의 저밀도 충전제(이때, 저밀도 충전제는 아미노플라스트 수지의 코팅을 포함하는 마이크로캡슐을 포함함); 6 내지 18 중량%의 무기 충전제; 1.8 내지 3.8 중량%의 접착 촉진제; 및 0.2 내지 3 중량%의 에폭시-작용성 반응성 희석제(이때, 에폭시-작용성 반응성 희석제는 지방족 다이글리시딜 에터를 포함함)를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 하고, 부피%는 조성물의 총 부피를 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 13 내지 23 중량%의 폴리에폭사이드; 및 35 내지 55 부피%의 저밀도 충전제(이때, 저밀도 충전제는 아미노플라스트 수지의 코팅을 포함하는 마이크로캡슐을 포함함)를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 하고, 부피%는 조성물의 총 부피를 기준으로 하고, 조성물은 0.65 내지 0.85의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중은 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정된다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 13 내지 23 중량%의 폴리에폭사이드; 및 35 내지 55 부피%의 저밀도 충전제(이때, 저밀도 충전제는 아미노플라스트 수지의 코팅을 포함하는 마이크로캡슐을 포함함)를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 하고, 부피%는 조성물의 총 부피를 기준으로 하고, 조성물은 0.65 내지 0.85의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중은 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정되고, 조성물은 2.8 내지 4.0 중량%의 저밀도 충전제를 포함하고, 저밀도 충전제는 0.01 내지 0.09, 예컨대 0.02 내지 0.08, 또는 0.03 내지 0.06의 비중에 의해 특징지어지고, 저밀도 충전제의 비중은 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정된다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 13 내지 23 중량%의 폴리에폭사이드(이때, 폴리에폭사이드는 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터 및 노볼락 에폭시 수지를 포함하고, 조성물은 10 내지 25 중량%의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터; 및 0.2 내지 2 중량%의 노볼락 에폭시 수지를 포함함); 2.8 내지 4.0 중량%의 저밀도 충전제(이때, 저밀도 충전제는 0.01 내지 0.09의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중은 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정됨); 6 내지 18 중량%의 무기 충전제; 1.8 내지 3.8 중량%의 접착 촉진제(이때, 접착 촉진제는 페놀계 접착 촉진제 및 아민-작용성 실란을 포함하고, 조성물은 1 내지 3 중량%의 페놀계 접착 촉진제; 및 0.5 내지 2 중량%의 아민-작용성 실란을 포함함); 및 0.2 내지 3 중량%의 에폭시-작용성 반응성 희석제를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 13 내지 23 중량%의 폴리에폭사이드(이때, 폴리에폭사이드는 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터 및 노볼락 에폭시 수지를 포함하고, 조성물은 10 내지 25 중량%의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터; 및 0.2 내지 2 중량%의 노볼락 에폭시 수지를 포함함); 2.8 내지 4.0 중량%의 저밀도 충전제(이때, 저밀도 충전제는 0.01 내지 0.09의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중은 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정됨); 6 내지 18 중량%의 무기 충전제; 1.8 내지 3.8 중량%의 접착 촉진제(이때, 접착 촉진제는 페놀계 접착 촉진제 및 아민-작용성 실란을 포함하고, 조성물은 1 내지 3 중량%의 페놀계 접착 촉진제; 및 0.5 내지 2 중량%의 아민-작용성 실란을 포함하고, 아민-작용성 실란은 1차 아민-작용성 실란 및 2차 아민-작용성 실란을 포함하고, 조성물은 0.4 내지 0.9 중량%의 1차 아민-작용성 실란; 및 0.4 내지 0.9 중량%의 2차 아민-작용성 실란을 포함함); 및 0.2 내지 3 중량%의 에폭시-작용성 반응성 희석제를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 13 내지 23 중량%의 폴리에폭사이드(이때, 폴리에폭사이드는 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터 및 노볼락 에폭시 수지를 포함하고, 조성물은 10 내지 25 중량%의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터; 및 0.2 내지 2 중량%의 노볼락 에폭시 수지를 포함함); 2.8 내지 4.0 중량%의 저밀도 충전제(이때, 저밀도 충전제는 0.01 내지 0.09의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중은 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정됨); 6 내지 18 중량%의 무기 충전제; 1.8 내지 3.8 중량%의 접착 촉진제(이때, 접착 촉진제는 페놀계 접착 촉진제 및 아민-작용성 실란을 포함하고, 조성물은 1 내지 3 중량%의 페놀계 접착 촉진제; 및 0.5 내지 2 중량%의 아민-작용성 실란을 포함함); 및 0.2 내지 3 중량%의 에폭시-작용성 반응성 희석제(이때, 에폭시-작용성 반응성 희석제는 지방족 다이글리시딜 에터를 포함함)를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 13 내지 23 중량%의 폴리에폭사이드(이때, 폴리에폭사이드는 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터 및 노볼락 에폭시 수지를 포함하고, 조성물은 10 내지 25 중량%의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터를 포함하고, 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터는 펜던트 하이드록실 기를 포함함); 및 0.2 내지 2 중량%의 노볼락 에폭시 수지; 2.8 내지 4.0 중량%의 저밀도 충전제(이때, 저밀도 충전제는 0.01 내지 0.09의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중은 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정됨); 6 내지 18 중량%의 무기 충전제; 1.8 내지 3.8 중량%의 접착 촉진제(이때, 접착 촉진제는 페놀계 접착 촉진제 및 아민-작용성 실란을 포함하고, 조성물은 1 내지 3 중량%의 페놀계 접착 촉진제; 및 0.5 내지 2 중량%의 아민-작용성 실란을 포함함); 및 0.2 내지 3 중량%의 에폭시-작용성 반응성 희석제를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물은, 예를 들어, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 13 내지 23 중량%의 폴리에폭사이드(이때, 폴리에폭사이드는 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터 및 노볼락 에폭시 수지를 포함하고, 조성물은 10 내지 25 중량%의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터를 포함하고, 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터는 펜던트 하이드록실 기를 포함함); 및 0.2 내지 2 중량%의 노볼락 에폭시 수지; 2.5 내지 4.0 중량%의 저밀도 충전제(이때, 저밀도 충전제는 0.01 내지 0.09의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중은 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정됨); 6 내지 18 중량%의 무기 충전제; 1.8 내지 3.8 중량%의 접착 촉진제(이때, 접착 촉진제는 페놀계 접착 촉진제 및 아민-작용성 실란을 포함하고, 조성물은 1 내지 3 중량%의 페놀계 접착 촉진제; 및 0.5 내지 2 중량%의 아민-작용성 실란을 포함함); 및 0.2 내지 3 중량%의 에폭시-작용성 반응성 희석제(이때, 에폭시-작용성 반응성 희석제는 지방족 다이글리시딜 에터를 포함함)를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본원의 경화성 실란트 시스템은 2-부분 실란트 조성물로서 제공될 수 있다. 2-부분은 별도로 유지될 수 있고, 사용 전에 조합될 수 있다. 제1 부분은 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체, 무기 충전제, 저밀도 마이크로캡슐, 접착 촉진제, 촉매, 및 다른 첨가제를 포함할 수 있다. 제2 부분은 폴리에폭사이드 경화제, 무기 충전제 및 다른 첨가제를 포함할 수 있다. 다른 첨가제는 페놀계 접착 촉진제, 실란 접착 촉진제, 아민 촉매, 가소제, 안료, 용매, 반응성 희석제, 및 이들 중 임의의 조합을 포함할 수 있다.
본원에 제공된 저밀도 실란트는 2-부분 실란트 조성물로서 제공될 수 있다. 2-부분은 별도로 저장되고 조합되고 사용 직전에 혼합될 수 있다.
실란트 시스템의 제1 부분은 티올-종결된 폴리티오에터, 접착 촉진제, 무기 충전제, 경화 촉매, 저밀도 마이크로캡슐, 및 다른 첨가제, 예컨대 가소제 및 용매를 포함할 수 있다.
실란트 시스템의 제2 부분은 폴리에폭사이드 수지, 무기 충전제, 및 다른 첨가제, 예컨대 안료, 반응성 희석제, 및 접착 촉진제를 포함할 수 있다.
실란트 시스템의 제1 부분 및 실란트 시스템의 제2 부분의 성분은 반응성 성분을 분리하고, 예를 들어, 저장 안정성을 위한 바람직한 유동학적 특성을 달성하고, 성분의 혼합 및 균질한 분산을 용이하게 하도록 선택될 수 있다.
예를 들어, 실란트 시스템의 제1 부분은, 예를 들어, 66 내지 86 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체, 69 내지 83 중량%, 또는 71 내지 80 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 10 내지 20 중량%의 무기 충전제. 12 내지 18 중량%, 또는 14 내지 16 중량%의 무기 충전제; 및 2 내지 6 중량%의 저밀도 마이크로캡슐. 3 내지 5 중량%, 또는 3.5 내지 4.5 중량%의 저밀도 마이크로캡슐을 포함할 수 있고, 이때 중량%는 실란트 시스템의 제1 부분의 총 중량을 기준으로 한다.
실란트 시스템의 제1 부분은, 예를 들어, 66 내지 86 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터, 1 내지 7 중량%의 접착 촉진제, 10 내지 20 중량%의 무기 충전제, 및 2 내지 6 중량%의 경량 충전제를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 실란트 시스템의 제1 부분의 총 중량을 기준으로 한다.
실란트 시스템의 제1 부분은, 예를 들어, 71 내지 81 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터, 3 내지 5 중량%의 접착 촉진제, 13 내지 17 중량%의 무기 충전제, 및 3 내지 5 중량%의 경량 충전제를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 실란트 시스템의 제1 부분의 총 중량을 기준으로 한다.
예를 들어, 실란트 시스템의 제2 부분은, 예를 들어, 77 내지 97 중량%의 폴리에폭사이드, 80 내지 94 중량%의 폴리에폭사이드, 또는 83 내지 91 중량%의 폴리에폭사이드; 및 2.5 내지 6.5 중량%의 무기 충전제. 3 내지 6 중량%, 또는 3.5 내지 5.5 중량%의 무기 충전제를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 실란트 시스템의 제2 부분의 총 중량을 기준으로 한다.
실란트 시스템의 제2 부분은, 예를 들어, 76 내지 96 중량%의 폴리에폭사이드, 2 내지 8 중량%의 에폭시-작용성 반응성 희석제, 1 내지 5 중량%의 접착 촉진제, 및 2 내지 8 중량%의 무기 충전제를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 실란트 시스템의 제2 부분의 총 중량을 기준으로 한다.
실란트 시스템의 제2 부분은, 예를 들어, 81 내지 91 중량%의 폴리에폭사이드, 4 내지 6 중량%의 에폭시-작용성 반응성 희석제, 2 내지 4 중량%의 접착 촉진제, 및 4 내지 6 중량%의 무기 충전제를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 실란트 시스템의 제2 부분의 총 중량을 기준으로 한다.
실란트 시스템의 제1 부분은, 예를 들어, 66 내지 86 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체, 1.7 내지 3.7 중량%의 접착 촉진제, 5 내지 25 중량%의 무기 충전제, 및 2 내지 5 중량%의 저밀도 마이크로캡슐을 포함할 수 있고, 이때 중량%는 실란트 시스템의 제1 부분의 총 중량을 기준으로 한다.
실란트 시스템의 제1 부분은, 예를 들어, 71 내지 81 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체, 2.2 내지 3.2 중량%의 접착 촉진제, 10 내지 22 중량%의 무기 충전제, 및 3 내지 4 중량%의 저밀도 마이크로캡슐을 포함할 수 있고, 이때 중량%는 실란트 시스템의 제1 부분의 총 중량을 기준으로 한다.
제2 부분은, 예를 들어, 77 내지 97 중량%의 폴리에폭사이드, 2 내지 4 중량%의 접착 촉진제, 및 3 내지 6 중량%의 무기 충전제를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 제2 부분의 총 중량을 기준으로 한다.
실란트 시스템의 제2 부분은, 예를 들어, 82 내지 92 중량%의 폴리에폭사이드, 2.5 내지 3.5 중량%의 접착 촉진제, 및 4 내지 5 중량%의 무기 충전제를 포함할 수 있고, 이때 중량%는 실란트 시스템의 제2 부분의 총 중량을 기준으로 한다.
본원에 제공된 조성물, 예컨대 실란트는 임의의 다양한 기재에 적용될 수 있다. 조성물이 적용될 수 있는 기재의 예는 금속, 예컨대 티타늄, 스테인레스 강 및 알루미늄을 포함하고, 이들 중 어느 하나는 애노드화되거나 프라이밍되거나 유기-코팅되거나 크로메이트-코팅된, 에폭시, 우레탄, 흑연, 섬유유리 복합체, 케블라르(Kevlar: 등록상표), 아크릴릭, 및 폴리카본에이트일 수 있다. 본원에 제공된 조성물은 기재 상의 코팅, 예컨대 프라이머 코팅에 적용될 수 있다.
본원에 제공된 조성물 및 실란트는 적합한 코팅 공정에 의해 기재의 표면 상으로 또는 하부층 위에 임의의 코팅 공정에 의해 적용될 수 있다.
본원에 제공된 조성물을 이용하여 개구 및/또는 표면을 밀봉하는 방법이 제공된다. 이러한 방법은, 예를 들어, 본원에 제공된 조성물을 개구 및/또는 표면에 적용하는 단계, 및 상기 조성물을 경화하는 단계를 포함한다. 개구 및/또는 표면을 밀봉하는 방법은 실란트 본원에 제공된 조성물을 개구를 한정하는 표면에 적용하는 단계, 및 상기 실란트를 경화시켜 밀봉된 개구 및/또는 표면을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 적용된 조성물의 두께는, 예를 들어, 20 mil(0.02 인치) 내지 0.75 인치, 0.05 내지 0.6 인치, 0.1 내지 0.5 인치, 0.15 내지 0.4 인치, 또는 0.2 내지 0.3 인치일 수 있다. 적용된 조성물의 두께는, 예를 들어, 0.05 내지 2 cm, 0.1 내지 1.5 cm, 0.2 내지 1.25 cm, 0.3 내지 1.0 cm, 0.4 내지 0.9 cm, 또는 0.5 내지 0.8 cm일 수 있다.
조성물 및 실란트는 20 내지 25℃의 온도 및 대기 습도에서 경화될 수 있다. 조성물은 0 내지 100℃의 온도 및 0 내지 100% 상대 습도의 습도를 포괄하는 조건 하에 경화될 수 있다. 조성물은 고온, 예컨대 30℃ 이상, 40℃ 이상 또는 50℃ 이상에서 경화될 수 있다. 조성물은 실온, 예컨대, 25℃에서 경화될 수 있다.
실온에서 경화될 때, 본원에 제공된 실란트는 택 프리(tack free) 표면으로, 예를 들어, 혼합 시간으로부터 24시간, 20시간, 16시간, 12시간, 6시간 또는 3시간 내에 경화될 수 있다.
본원에 제공된 조성물 및 실란트는 작업 시간의 종료 시 신속하게 경화된다. 예를 들어, 실란트는, 실란트가 더 이상 작업할 수 없는 시간(작업 시간의 종료) 후, 36시간, 24시간, 12시간, 6시간 또는 3시간 내에 실온에서 택 프리 표면까지 경화될 수 있다. 실란트는, 예를 들어 실란트가 더 이상 작업할 수 없는 시간(작업 시간의 종료) 후, 24시간, 12시간 또는 6시간 내에 실온에서 30A의 쇼어 A 경도까지 경화될 수 있다.
본원에 제공된 실란트는, 예를 들어, 30분 이상, 1시간 이상, 2시간 이상, 4시간 이상, 또는 8시간 이상의 적용 시간을 나타낼 수 있다. 적용 시간은, 실란트 시스템의 2개의 성분이 혼합된 후 2시간에 실란트가 15 g/분 이상의 압출 속도(AMS 3281 및 AMS 3277에 따라 측정됨)를 나타내도록, 압출 속도에 의해 반영된다.
본 발명의 경화성 조성물을 사용하는 실행가능한 실(seal)을 형성하기 위한 시간은 당업자에 의해 인정되고 적용가능한 표준 및 명세의 요건에 의해 정의될 수 있다. 일반적으로, 본원의 경화성 조성물은, 혼합 및 표면으로의 적용에 따라서, 24 내지 30시간 내에 접착 강도를 발생시키고, 완전한 접착 강도의 90%는 2 내지 3일에 발생한다. 일반적으로, 본원의 경화성 조성물의 완전한 접착 강도 및 다른 특성은 혼합 및 표면으로의 경화성 조성물의 적용에 따라서, 7일 내에 완전히 발생한다.
본원에 제공된 실란트는 비행 및 항공우주 비히클의 개구 및/또는 표면을 밀봉하는 데 사용될 수 있다. 실란트는 개구 및/또는 표면, 예컨대 연료 탱크와 연결된 개구를 밀봉하는 데 사용될 수 있다. 개구 및/또는 표면을 밀봉하기 위하여, 실란트는 개구 및 실란트를 한정하는 표면 또는 하나 이상의 표면에 적용되어 개구 및/또는 표면을 밀봉하도록 경화될 수 있다.
본원에 제공된 조성물 및 실란트는 연료 내성이다. 본원에 사용된 용어 "연료 내성"은 조성물이 기재에 적용되고 경화될 때, STM D1475(변형된)(시험 및 물질을 위한 미국 협회: American Society for Testing and Materials) 또는 AMS 3269(항공우주 물질 명세: Aerospace Material Specification)에 기술된 바와 유사한 방법에 따라 제트 기준 유체(JRF) 타입 I 중에서 140℉(60℃) 및 상압에서 1주 동안 함침된 후, 40% 이하, 일부 경우에 25% 이하, 일부 경우에 20% 이하, 또 다른 경우에 10% 이하의 % 부피 팽윤을 나타내는 경화된 제품, 예컨대 실란트를 제공할 수 있음을 의미한다. 연료 내성의 측정에 사용된 JRF 타입 I은 하기 조성물을 갖는다: 톨루엔: 28 ± 1 부피%; 사이클로헥산(기술적): 34% ± 1 부피%; 이소옥탄: 38 ± 1 부피%; 및 다이-t-부틸 다이설파이드: 1% ± 0.005 부피%(자동차 엔지니어 협회(Society of Automotive Engineers: SAE)에서 이용가능한 1989년 7월 1일 발행된 AMS 2629, § 3.1.1 등 참고).
본원에 제공된 조성물을 포함하는 경화된 실란트는 AMS 3277에 제시된 항공우주 실란트 요건에 부합하거나 이를 상회할 수 있다.
본원에 제공된 조성물을 포함하는 경화된 실란트는 AMS 3281에 제시된 항공우주 실란트 요건에 부합하거나 이를 상회할 수 있다.
본원에 제공된 조성물에 의해 밀봉된 개구 및 표면, 예컨대 항공우주 비히클의 개구 및 표면이 또한 개시된다.
본 발명의 양상
1. 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 15 내지 21 중량%의 폴리에폭사이드; 및 35 내지 55 부피%의 저밀도 충전제를 포함하는 조성물로서, 상기 저밀도 충전제가 0.1 미만의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 중량%가 조성물의 총 중량을 기준으로 하고, 상기 부피%가 조성물의 총 부피를 기준으로 하고, 조성물이 0.9 미만의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중이 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정되는, 조성물.
2. 제1 양상에 있어서,
경화될 때, 경화된 조성물이 AMS 3277 및/또는 AMS 3281에 제시된 항공우주 실란트 요건에 부합하거나 이를 상회하는, 조성물.
3. 제1 양상 또는 제2 양상에 있어서,
조성물이 0.65 내지 0.85의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중이 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정되는, 조성물.
4. 제1 양상 내지 제3 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체가 하기 화학식 1의 화학적 구조를 포함하는, 조성물:
[화학식 1]
-R1-[-S-(CH2)2-O-[-R2-O-]m-(CH2)2-S-R1]n-
상기 식에서,
각각의 R1은 독립적으로 C2-10 n-알칸다이일 기, C3-6 분지된 알칸다이일 기, C6-8 사이클로알칸다이일 기, C6-10 알칸사이클로알칸다이일 기, 헤테로환형 기 또는 -[(-CHR3-)p-X-]q-(CHR3)r- 기를 포함할 수 있고;
각각의 R3은 수소 또는 메틸을 포함할 수 있고;
각각의 R2는 독립적으로 C2-10 n-알칸다이일 기, C3-6 분지된 알칸다이일 기, C6-8 사이클로알칸다이일 기, C6-14 알칸사이클로알칸다이일 기, 헤테로환형 기 또는 -[(-CH2-)p-X-]q-(CH2)r- 기를 포함할 수 있고;
각각의 X는 독립적으로 O, S 또는 -NR-을 포함할 수 있고;
R은 수소 또는 메틸을 포함할 수 있고;
m은 0 내지 50이고;
n은 1 내지 60의 정수이고;
p는 2 내지 6의 정수이고;
q는 1 내지 5의 정수이고;
r은 2 내지 10의 정수이다.
5. 제1 양상 내지 제4 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체가 하기 화학식 2a의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체, 하기 화학식 2b의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있는, 조성물:
[화학식 2a]
HS-R1-[-S-(CH2)2-O-(R2-O)m-(CH2)2-S-R1-]n-SH
[화학식 2b]
{HS-R1-[-S-(CH2)2-O-(R2-O)m-(CH2)2-S-R1-]n-S-V'-}zB
상기 식에서,
각각의 R1은 독립적으로 C2-10 알칸다이일, C6-8 사이클로알칸다이일, C6-14 알칸사이클로알칸다이일, C5-8 헤테로사이클로알칸다이일 또는 -[(-CHR3-)p-X-]q-(-CHR3-)r-을 포함할 수 있고;
p는 2 내지 6의 정수이고;
q는 1 내지 5의 정수이고;
r은 2 내지 10의 정수이고;
각각의 R3은 독립적으로 수소 또는 메틸을 포함할 수 있고;
각각의 X는 독립적으로 -O-, -S- 또는 -NR-을 포함할 수 있고, R은 수소 또는 메틸을 포함할 수 있고;
각각의 R2는 독립적으로 C1-10 알칸다이일, C6-8 사이클로알칸다이일, C6-14 알칸사이클로알칸다이일 또는 -[(-CHR3-)p-X-]q-(-CHR3-)r-을 포함할 수 있고, p, q, r, R3 및 X는 R1에 대해 정의된 바와 같고;
m은 0 내지 50의 정수이고;
n은 1 내지 60의 정수이고;
B는 z-가 다작용제 B(-V)z의 코어이고;
z는 3 내지 6의 정수이고;
각각의 V는 티올과 반응성인 종결기를 포함하는 잔기이고;
각각의 -V'-는 -V와 티올의 반응으로부터 유도된다.
6. 제1 양상 내지 제5 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
폴리에폭사이드가 하이단토인 다이에폭사이드, 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터, 비스페놀 F의 다이글리시딜 에터, 노볼락-형 폴리에폭사이드, 에폭사이드화된 불포화된 페놀계 수지, 이량체 산-기반 에폭시 수지 또는 이들 중 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
7. 제1 양상 내지 제6 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
폴리에폭사이드가 85 내지 99 중량%의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터를 포함하고, 이때 중량%가 조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로 하는, 조성물.
8. 제1 양상 내지 제7 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
폴리에폭사이드가 1 내지 11 중량%의 노볼락 폴리에폭사이드를 포함하고, 이때 중량%가 조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로 하는, 조성물.
9. 제1 양상 내지 제8 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
폴리에폭사이드가 86 내지 99 중량%의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터; 및 1 내지 11 중량%의 노볼락 폴리에폭사이드를 포함하고, 이때 중량%가 조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로 하는, 조성물.
10. 제1 양상 내지 제9 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
폴리에폭사이드가 하이드록실-작용성 폴리에폭사이드 또는 하이드록실-작용성 폴리에폭사이드의 조합을 포함하는, 조성물.
11. 제10 양상에 있어서,
하이드록실-작용성 폴리에폭사이드가 비스페놀 A의 하이드록실-작용성 다이글리시딜 에터를 포함하는, 조성물.
12. 제1 양상 내지 제11 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
비스페놀 A의 하이드록실-작용성 다이글리시딜 에터가 하기 화학식의 구조를 갖는, 조성물:
Figure 112019089299438-pct00003
상기 식에서,
n은 1 내지 6이다.
13. 제1 양상 내지 제12 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
폴리에폭사이드가 이작용성 폴리에폭사이드, 삼작용성 폴리에폭사이드 또는 이들 중 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
14. 제1 양상 내지 제13 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로, 86 내지 99 중량%의 이작용성 폴리에폭사이드; 및 1 내지 11 중량%의 삼작용성 폴리에폭사이드를 포함하는 조성물.
15. 제1 양상 내지 제14 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
하이드록실-작용성 폴리에폭사이드; 펜던트 하이드록실 기를 함유하지 않는 삼작용성 폴리에폭사이드; 펜던트 하이드록실 기를 함유하지 않는 이작용성 폴리에폭사이드; 하이드록실-작용성 삼작용성 폴리에폭사이드, 또는 이들 중 임의의 조합을 포함하는 조성물.
16. 제1 양상 내지 제15 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로, 86 내지 99 중량%의 하이드록실-작용성 이작용성 폴리에폭사이드; 및 1 내지 11 중량%의 삼작용성 폴리에폭사이드를 포함하는 조성물.
17. 제1 양상 내지 제16 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로, 86 내지 99 중량%의 하이드록실-작용성 이작용성 폴리에폭사이드; 및 1 내지 11 중량%의 비-하이드록실-작용성 폴리에폭사이드를 포함하는 조성물.
18. 제1 양상 내지 제17 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
폴리에폭사이드가, 조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로, 2.6 내지 3.2의 평균 에폭시 작용성을 갖는 2 내지 10 중량%의 폴리에폭사이드; 및 90 내지 98 중량%의 이작용성 폴리에폭사이드를 포함하는 조성물.
19. 제1 양상 내지 제18 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
폴리에폭사이드가 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터 및 노볼락 에폭시 수지를 포함하는 조성물.
20. 제1 양상 내지 제19 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
폴리에폭사이드가, 조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로, 85 중량% 이상의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터를 포함하는, 조성물.
21. 제1 양상 내지 제20 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
폴리에폭사이드가, 조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로, 86 내지 99 중량%의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터; 및 1 내지 11 중량%의 노볼락 에폭시 수지를 포함하는, 조성물.
22. 제21 양상에 있어서,
비스페놀 A의 다이글리시딜 에터가 펜던트 하이드록실 기를 포함하는, 조성물.
23. 제1 양상 내지 제22 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
저밀도 충전제가 1 내지 100 μm의 평균 입자 직경에 의해 특징지어지고, 상기 평균 입자 직경이 ASTM D1475에 따라 측정되는, 조성물.
24. 제1 양상 내지 제23 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
저밀도 충전제가 0.01 내지 0.09의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중이 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정되는, 조성물.
25. 제1 양상 내지 제24 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
저밀도 충전제가 0.03 내지 0.06의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중이 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정되는, 조성물.
26. 제1 양상 내지 제25 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
저밀도 충전제가 비코팅된 저밀도 마이크로캡슐, 코팅된 저밀도 마이크로캡슐 또는 이들의 조합을 포함하는, 조성물.
27. 제1 양상 내지 제26 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
저밀도 충전제가 비코팅된 저밀도 마이크로캡슐을 포함하는, 조성물.
28. 제27 양상에 있어서,
비코팅된 저밀도 마이크로캡슐이 0.01 내지 0.05의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중이 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정되는, 조성물.
29. 제1 양상 내지 제28 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
저밀도 충전제가 코팅된 저밀도 마이크로캡슐을 포함하는, 조성물.
30. 제29 양상에 있어서,
코팅된 저밀도 마이크로캡슐이 아미노플라스트 수지의 코팅을 포함하는, 조성물.
31. 제29 양상 또는 제30 양상에 있어서,
코팅된 저밀도 마이크로캡슐이 우레아-포름알데하이드 수지의 코팅을 포함하는, 조성물.
32. 제29 양상 내지 제31 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
코팅된 저밀도 마이크로캡슐이 0.03 내지 0.08의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중이 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정되는, 조성물.
33. 제1 양상 내지 제32 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
2.8 내지 4.0 중량%의 저밀도 충전제를 포함하는 조성물로서, 상기 저밀도 충전제가 0.01 내지 0.09의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중이 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정되는, 조성물.
34. 제1 양상 내지 제33 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
2.8 내지 4.0 중량%의 저밀도 충전제를 포함하는 조성물로서, 저밀도 충전제가 0.03 내지 0.06의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중이 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정되는, 조성물.
35. 제1 양상 내지 제34 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
조성물의 총 중량을 기준으로, 10 내지 16 중량%의 무기 충전제; 1.8 내지 3.8 중량%의 접착 촉진제; 및 0.2 내지 3 중량%의 에폭시-작용성 반응성 희석제를 추가로 포함하는 조성물.
36. 제35 양상에 있어서,
무기 충전제가 침전된 칼슘 카본에이트, 수화된 알루미나, 훈증 실리카, 칼슘 하이드록사이드, 카본 블랙 또는 이들 중 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
37. 제35 양상 또는 제36 양상에 있어서,
접착 촉진제가 페놀계 접착 촉진제 및 아민-작용성 실란을 포함하는, 조성물.
38. 제35 양상 내지 제37 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
접착 촉진제가, 조성물 중 접착 촉진제의 총 중량을 기준으로, 45 내지 65 중량%의 페놀계 접착 촉진제; 및 35 내지 55 중량%의 아민-작용성 실란을 포함하는, 조성물.
39. 제37 양상 또는 제38 양상에 있어서,
페놀계 접착 촉진제가 페놀계 수지와 하나 이상의 티올-종결된 폴리설파이드의 축합 반응의 반응 생성물을 포함하는, 조성물.
40. 제37 양상 내지 제39 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
페놀계 접착 촉진제가 티올-종결된 페놀계 접착 촉진제를 포함하는, 조성물.
41. 제37 양상 내지 제40 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
아민-작용성 실란이 1차 아민-작용성 실란; 2차 아민-작용성 실란; 또는 이들의 조합을 포함하는, 조성물.
42. 제37 양상 내지 제41 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
아민-작용성 실란이, 조성물 중 아민-작용성 실란의 총 중량을 기준으로, 40 내지 60 중량%의 1차 아민-작용성 실란; 및 40 내지 60 중량%의 2차 아민-작용성 실란을 포함하는, 조성물.
43. 제35 양상 내지 제42 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
에폭시-작용성 반응성 희석제가 에폭시-작용성 반응성 희석제를 포함하는, 조성물.
44. 제35 양상 내지 제43 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
에폭시-작용성 반응성 희석제가 모노에폭사이드, 폴리에폭사이드 또는 이들 중 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
45. 제35 양상 내지 제44 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
에폭시-작용성 반응성 희석제가 100 내지 1,000 돌턴의 중량 평균 분자량에 의해 특징지어지는 에폭시-작용성 반응성 희석제를 포함하고, 상기 중량 평균 분자량이 폴리스티렌 표준을 사용하는 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정되는, 조성물.
46. 제35 양상 내지 제45 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
에폭시-작용성 반응성 희석제가 글리시딜 에터를 포함하는, 조성물.
47. 제35 양상 내지 제46 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
에폭시-작용성 반응성 희석제가 지방족 다이글리시딜 에터를 포함하는, 조성물.
48. 제1 양상 내지 제47 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
조성물의 총 중량을 기준으로, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 15 내지 21 중량%의 폴리에폭사이드; 2.5 내지 4.0 중량%의 저밀도 충전제(이때, 저밀도 충전제는 0.01 내지 0.09의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중은 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정됨); 10 내지 16 중량%의 무기 충전제; 1.8 내지 3.8 중량%의 접착 촉진제; 및 0.2 내지 3 중량%의 에폭시-작용성 반응성 희석제를 포함하는 조성물.
49. 제48 양상에 있어서,
폴리에폭사이드가 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터 및 노볼락 에폭시 수지를 포함하고, 이때 조성물이 10 내지 25 중량%의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터; 및 0.2 내지 2 중량%의 노볼락 에폭시 수지를 포함하고; 접착 촉진제가 페놀계 접착 촉진제 및 아민-작용성 실란을 포함하고, 이때 조성물이 1 내지 3 중량%의 페놀계 접착 촉진제; 및 0.5 내지 2 중량%의 아민-작용성 실란을 포함하고; 상기 중량%가 조성물의 총 중량을 기준으로 하는, 조성물.
50. 제48 양상 또는 제49 양상에 있어서,
아민-작용성 실란이 1차 아민-작용성 실란 및 2차 아민-작용성 실란을 포함하고, 이때 조성물이, 조성물의 총 중량을 기준으로, 0.4 내지 0.9 중량%의 1차 아민-작용성 실란; 및 0.4 내지 0.9 중량%의 2차 아민-작용성 실란을 포함하는, 조성물.
51. 제1 양상 내지 제47 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 15 내지 21 중량%의 폴리에폭사이드(이때, 폴리에폭사이드는 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터 및 노볼락 에폭시 수지를 포함하고, 조성물은 10 내지 25 중량%의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터 및 0.2 내지 2 중량%의 노볼락 에폭시 수지를 포함하고, 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터는 펜던트 하이드록실 기를 포함함); 2.5 내지 4.0 중량%의 저밀도 충전제(이때, 저밀도 충전제는 0.01 내지 0.09의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중은 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정됨); 10 내지 16 중량%의 무기 충전제; 1.8 내지 3.8 중량%의 접착 촉진제(이때, 접착 촉진제는 페놀계 접착 촉진제 및 아민-작용성 실란을 포함하고, 조성물은 1 내지 3 중량%의 페놀계 접착 촉진제; 및 0.5 내지 2 중량%의 아민-작용성 실란을 포함함); 및 0.2 내지 3 중량%의 에폭시-작용성 반응성 희석제(이때, 에폭시-작용성 반응성 희석제는 지방족 다이글리시딜 에터를 포함함)를 포함하는 조성물로서, 상기 중량%가 조성물의 총 중량을 기준으로 하는, 조성물.
52. 제1 양상 내지 제51 양상 중 어느 한 양상에 따른 조성물을 사용하여 제조된 경화된 실란트.
53. 제52 양상에 있어서,
140℉(60℃)에서 120일 동안 제트 기준 유체 타입 I에 함침된 후, 25 pli/100% CF(4.38 N/mm/100% CF) 이상의 Mil C-27725 및 티타늄 C 상에서의 박리 강도(AMS 3281에 따라 측정됨)를 나타내는 경화된 실란트.
54. 제52 양상 또는 제53 양상에 있어서,
AMS 3277 및/또는 AMS 3281에 제시된 항공우주 실란트 요건에 부합하거나 이를 상회하는 경화된 실란트.
55. 제52 양상 내지 제54 양상 중 어느 한 양상에 따른 경화된 실란트를 포함하는 부품.
56. 제1 양상 내지 제51 양상 중 어느 한 양상에 따른 조성물을 부품의 하나 이상의 표면에 적용하는 단계; 및 적용된 조성물을 경화시켜 부품을 밀봉하는 단계를 포함하는, 부품을 밀봉하는 방법.
57. 제1 성분 및 제2 성분을 포함하는 실란트 시스템으로서, 상기 제1 성분이, 제1 성분의 총 중량을 기준으로, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터; 2.5 내지 4.0 중량%의 저밀도 충전제(이때, 저밀도 충전제는 0.01 내지 0.09의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중은 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정됨)를 포함하고; 상기 제2 성분이, 제2 성분의 총 중량을 기준으로, 75 내지 95 중량%의 폴리에폭사이드를 포함하고; 조합된 상기 제1 성분 및 상기 제2 성분이 제1 양상 내지 제51 양상 중 어느 한 양상에 따른 조성물을 제공하는, 실란트 시스템.
58. 제57 양상에 따른 시스템을 사용하여 제조된 경화된 실란트.
59. 제58 양상에 있어서,
140℉(60℃)에서 120일 동안 제트 기준 유체 타입 I에 합침된 후, 25 pli/100% CF(4.38 N/mm/100% CF) 이상의 Mil C-27725 및 티타늄 C 기재 상의 박리 강도(AMS 3281에 따라 측정됨)를 나타내는 경화된 실란트.
60. 제58 양상 또는 제59 양상에 있어서,
AMS 3277 및/또는 AMS 3281에 제시된 항공우주 실란트 요건에 부합하거나 이를 상회하는 경화된 실란트.
61. 제58 양상 내지 제60 양상 중 어느 한 양상에 따른 경화된 실란트를 포함하는 부품.
62. 제57 양상에 따른 실란트 시스템의 제1 성분 및 제2 성분을 조합하여 경화성 실란트 조성물을 제공하는 단계; 상기 경화성 실란트 조성물을 부품의 하나 이상의 표면에 적용하는 단계; 및 적용된 경화성 실란트 조성물을 경화시켜 부품을 밀봉하는 단계를 포함하는, 부품을 밀봉하는 방법.
1A. 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 15 내지 21 중량%의 폴리에폭사이드; 및 35 내지 55 부피%의 저밀도 충전제를 포함하는 조성물로서, 상기 저밀도 충전제가 0.1 미만의 비중에 의해 특징지어지고; 상기 저밀도 충전제가 아미노플라스트 수지의 코팅을 포함하는 저밀도 마이크로캡슐을 포함하고; 상기 중량%가 조성물의 총 중량을 기준으로 하고, 상기 부피%가 조성물의 총 부피를 기준으로 하고; 조성물이 0.9 미만의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중이 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정되는, 조성물.
2A. 제1A 양상에 있어서,
경화될 때, 경화된 조성물이 AMS 3277 및/또는 AMS 3281에 제시된 항공우주 실란트 요건에 부합하거나 이를 상회하는, 조성물.
3A. 제1A 양상 또는 제2A 양상에 있어서,
조성물이 0.65 내지 0.85의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중이 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정되는, 조성물.
4A. 제1A 양상 내지 제3A 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체가 하기 화학식 1의 화학적 구조를 포함하는, 조성물:
[화학식 1]
-R1-[-S-(CH2)2-O-[-R2-O-]m-(CH2)2-S-R1]n-
상기 식에서,
각각의 R1은 독립적으로 C2-10 n-알칸다이일 기, C3-6 분지된 알칸다이일 기, C6-8 사이클로알칸다이일 기, C6-10 알칸사이클로알칸다이일 기, 헤테로환형 기 또는 -[(-CHR3-)p-X-]q-(CHR3)r- 기를 포함할 수 있고;
각각의 R3은 수소 또는 메틸을 포함할 수 있고;
각각의 R2는 독립적으로 C2-10 n-알칸다이일 기, C3-6 분지된 알칸다이일 기, C6-8 사이클로알칸다이일 기, C6-14 알칸사이클로알칸다이일 기, 헤테로환형 기 또는 -[(-CH2-)p-X-]q-(CH2)r- 기를 포함할 수 있고;
각각의 X는 독립적으로 O, S 또는 -NR-을 포함할 수 있고;
R은 수소 또는 메틸을 포함할 수 있고;
m은 0 내지 50이고;
n은 1 내지 60의 정수이고;
p는 2 내지 6의 정수이고;
q는 1 내지 5의 정수이고;
r은 2 내지 10의 정수이다.
5A. 제1A 양상 내지 제4A 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
폴리에폭사이드가, 조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로, 86 내지 99 중량%의 비스페놀 A의 하이드록실-작용성 다이글리시딜 에터; 및 1 내지 11 중량%의 노볼락 폴리에폭사이드를 포함하는, 조성물.
6A. 제1A 양상 내지 제5A 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로, 86 내지 99 중량%의 하이드록실-작용성 이작용성 폴리에폭사이드; 및 1 내지 11 중량%의 삼작용성 폴리에폭사이드를 포함하는 조성물.
7A. 제1A 양상 내지 제6A 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
폴리에폭사이드가, 조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로, 86 내지 99 중량%의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터; 및 1 내지 11 중량%의 노볼락 에폭시 수지를 포함하는, 조성물.
8A. 제1A 양상 내지 제7A 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
조성물이 2.8 내지 4.0 중량%의 저밀도 충전제를 포함하고; 아미노플라스트 수지가 우레아-포름알데하이드 수지를 포함하고; 코팅된 저밀도 마이크로캡슐이 0.03 내지 0.06의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중이 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정되는, 조성물.
9A. 제1A 양상 내지 제8A 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
조성물의 총 중량을 기준으로, 10 내지 16 중량%의 무기 충전제; 1.8 내지 3.8 중량%의 접착 촉진제; 및 0.2 내지 3 중량%의 에폭시-작용성 반응성 희석제를 추가로 포함하는 조성물.
10A. 제9A 양상에 있어서,
무기 충전제가 침전된 칼슘 카본에이트, 수화된 알루미나, 훈증 실리카, 칼슘 하이드록사이드, 카본 블랙 또는 이들 중 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
11A. 제9A 양상에 있어서,
접착 촉진제가, 조성물 중 접착 촉진제의 총 중량을 기준으로, 45 내지 65 중량%의 페놀계 접착 촉진제; 및 35 내지 55 중량%의 아민-작용성 실란을 포함하는, 조성물.
12A. 제11A 양상에 있어서,
아민-작용성 실란이, 조성물 중 아민-작용성 실란의 총 중량을 기준으로, 40 내지 60 중량%의 1차 아민-작용성 실란; 및 40 내지 60 중량%의 2차 아민-작용성 실란을 포함하는, 조성물.
13A. 제9A 양상에 있어서,
에폭시-작용성 반응성 희석제가 100 내지 1,000 돌턴의 중량 평균 분자량에 의해 특징지어지는 에폭시-작용성 반응성 희석제를 포함하고, 상기 중량 평균 분자량이 폴리스티렌 표준을 사용하는 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정되는, 조성물.
14A. 제1A 양상 내지 제13A 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
조성물의 총 중량을 기준으로, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 15 내지 21 중량%의 폴리에폭사이드; 2.5 내지 4.0 중량%의 저밀도 충전제; 10 내지 16 중량%의 무기 충전제; 1.8 내지 3.8 중량%의 접착 촉진제; 및 0.2 내지 3 중량%의 에폭시-작용성 반응성 희석제를 포함하는 조성물로서, 상기 저밀도 충전제가 0.01 내지 0.09의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중이 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정되는, 조성물.
15A. 제14A 양상에 있어서,
폴리에폭사이드가 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터 및 노볼락 에폭시 수지를 포함하고, 이때 조성물이 10 내지 25 중량%의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터; 및 0.2 내지 2 중량%의 노볼락 에폭시 수지를 포함하고; 접착 촉진제가 페놀계 접착 촉진제 및 아민-작용성 실란을 포함하고, 이때 조성물이 1 내지 3 중량%의 페놀계 접착 촉진제; 및 0.5 내지 2 중량%의 아민-작용성 실란을 포함하고; 상기 중량%가 조성물의 총 중량을 기준으로 하는, 조성물.
16A. 제15A 양상에 있어서,
아민-작용성 실란이 1차 아민-작용성 실란 및 2차 아민-작용성 실란을 포함하고, 이때 조성물이, 조성물의 총 중량을 기준으로, 0.4 내지 0.9 중량%의 1차 아민-작용성 실란; 및 0.4 내지 0.9 중량%의 2차 아민-작용성 실란을 포함하는, 조성물.
17A. 제1A 양상 내지 제16A 양상 중 어느 한 양상에 있어서,
조성물의 총 중량을 기준으로, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체; 15 내지 21 중량%의 폴리에폭사이드; 2.5 내지 4.0 중량%의 저밀도 충전제; 10 내지 16 중량%의 무기 충전제; 1.8 내지 3.8 중량%의 접착 촉진제; 및 0.2 내지 3 중량%의 에폭시-작용성 반응성 희석제를 포함하는 조성물로서, 상기 폴리에폭사이드가 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터 및 노볼락 에폭시 수지를 포함하고, 이때 조성물이 10 내지 25 중량%의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터; 및 0.2 내지 2 중량%의 노볼락 에폭시 수지를 포함하고, 상기 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터가 펜던트 하이드록실 기를 포함하고; 상기 저밀도 충전제가 0.01 내지 0.09의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중이 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정되고; 상기 접착 촉진제가 페놀계 접착 촉진제 및 아민-작용성 실란을 포함하고, 이때 조성물이 1 내지 3 중량%의 페놀계 접착 촉진제; 및 0.5 내지 2 중량%의 아민-작용성 실란을 포함하고; 상기 에폭시-작용성 반응성 희석제가 지방족 다이글리시딜 에터를 포함하는, 조성물.
18A. 제1A 양상 내지 제17A 양상 중 어느 한 양상에 따른 조성물을 사용하여 제조된 경화된 실란트.
19A. 제18A 양상에 있어서,
AMS 3277 및/또는 AMS 3281에 제시된 항공우주 실란트 요건에 부합하거나 이를 상회하는 경화된 실란트.
20A. 제18A 양상에 따른 경화된 실란트를 포함하는 부품.
21A. 제1A 양상 내지 제17A 양상 중 어느 한 양상에 따른 조성물을 부품의 하나 이상의 표면에 적용하는 단계; 및
적용된 조성물을 경화시켜 상기 부품을 밀봉하는 단계
를 포함하는, 부품을 밀봉하는 방법.
22A. 제1 성분 및 제2 성분을 포함하는 실란트 시스템으로서, 상기 제1 성분이, 제1 성분의 총 중량을 기준으로, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터; 및 2.5 내지 4.0 중량%의 저밀도 충전제를 포함하고, 상기 저밀도 충전제가 0.01 내지 0.09의 비중에 의해 특징지어지고, 상기 비중이 ASTM D1475(변형됨)에 따라 측정되고; 상기 저밀도 충전제가 아미노플라스트 수지의 코팅을 포함하는 저밀도 마이크로캡슐을 포함하고; 상기 제2 성분이, 제2 성분의 총 중량을 기준으로, 75 내지 95 중량%의 폴리에폭사이드를 포함하고; 조합된 상기 제1 성분 및 상기 제2 성분이 제1A 양상에 따른 조성물을 제공하는, 실란트 시스템.
실시예
본원에 제공된 양태는 본원에 제공된 조성물 및 실란트를 기술하는 하기 실시예를 참고하여 추가로 설명된다. 물질 및 방법 둘 다에 대한 많은 변형이 본원의 범주를 벗어남이 없이 실시될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다.
실란트(실란트 1)는 부분 A 및 부분 B를 조합하고 혼합함으로써 제조되었다.
티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체 및 페놀계 접착 촉진제로 시작하여 표 1에 열거된 성분을 첨가하고, 이어서 칼슘 카본에이트 및 실리카, 및 이어서 실란, 촉매 및 최종적으로 저밀도 마이크로캡슐을 첨가함으로써 부분 A를 적합한 용기 중에서 제조하였다.
[표 1]
Figure 112019089299438-pct00004
미국 특허공보 제8,993,691호에 기술된 바와 같이, 엑스판셀(등록상표) 091 DE 80 d30(6 g; 아크조 노벨)과 같은 열적으로 팽창된 마이크로캡슐, 탈이온수(551.8 g), 및 멜라민-포름알데하이드 수지[22.4 g; 사이멜(등록상표) 303; 사이텍 인더스트리즈 인코포레이티드(Cytec Industries Inc.)]를 조합함으로써 저밀도 아미노플라스트-코팅된 입자를 제조하였다. 교반하면서, 10% 파라-톨루엔 설폰산 용액[22.4 g; 시그마 알드리치(Sigma Aldrich)]을 첨가하고, 혼합물을 60℃까지 가열하고, 2시간 동안 유지하였다. 열을 제거한 후, 포화된 나트륨 바이카본에이트 용액(13 g)을 첨가하고, 혼합물을 10분 동안 교반하였다. 부흐너(Buchner) 깔대기를 사용하여 고체를 여과하고, 증류수로 세정하고, 상온에서 건조하고, 이어서 49℃에서 24시간 동안 건조하였다. 250 μm 체를 통해 분말을 체질하였다. 아미노플라스트 수지-코팅된 마이크로입자는 0.05 내지 0.06의 비중을 가졌다.
표 2에 열거된 성분을 조합하고 혼합함으로써 부분 B를 제조하였다.
[표 2]
Figure 112019089299438-pct00005
저밀도 멜라민-코팅된 마이크로캡슐을 혼입하는 실란트 조성물(실란트 1)의 경우, 100 g의 부분 A 및 26 g의 부분 B를 손으로 혼합하거나, 스피트믹서(SpeedMixer)-DAC 600 FVZ 중에서 혼합하고, 균일하게 혼합된 물질을 AMS 3281에 따라 경화된 기재에 적용하였다.
저밀도 멜라민-코팅된 충전제가 혼입된 실란트 조성물 중 각각의 성분에 대한 중량%는 표 3에 열거된다.
[표 3]
Figure 112019089299438-pct00006
2개의 비교용 실란트 제형을 제조하였다.
실란트 2는, 부분 A 중 3.96 중량%의 저밀도 아미노플라스트 수지-코팅된 마이크로캡슐(0.05 내지 0.06의 비중)이 2.04 중량%의 비코팅된 엑스판셀(등록상표) 920 DE40 D30 마이크로캡슐(비중 약 0.03)(아크조 노벨)로 대체된 것을 제외하고는, 실란트 1과 유사하였다.
실란트 3은, 부분 A 중 5.25 중량%의 저밀도 아미노플라스트 수지-코팅된 마이크로캡슐(0.05 내지 0.06의 비중)이 1.70 중량%의 비코팅된 엑스판셀(등록상표) 920 DE80 D30 마이크로캡슐(비중 약 0.03)(아크조 노벨)로 대체된 것을 제외하고는, 실란트 1과 유사하였다.
경량 엑스판셀(등록상표) 920 DE40 D30 및 엑스판셀(등록상표) 920 DE80 D30 마이크로캡슐을 혼입하는 실란트 제형의 경우, 각각 1.62 중량% 및 1.35 중량%의 경량 마이크로캡슐을 사용하였다. 경량 마이크로캡슐의 중량%에 대한 조정을 평가된 3개의 실란트 제형이 약 0.75(0.73 내지 0.77)의 유사한 비중을 갖도록 수행하였다(표 4 참고). 엑스판셀(등록상표) 920 DE40 D30을 혼입하는 실란트 제형의 경우, 100 g의 부분 A를 26.77 g의 부분 B와 조합하였다. 엑스판셀(등록상표) 920 DE80 D30을 혼입하는 실란트 제형의 경우, 부분 A 100 g 당 26.87 g의 부분 B를 조합하였다.
상기 제형을 Mil C-27725, 애노드화된 알루미늄, 알로딘(등록상표) 1200, 스테인레스 강, 티타늄 C 시험 기재에 적용하였다.
상온에서 14일 경화에 이어서 건조 접착을 AMS 3181에 따라 측정하였다. 다른 측정을 명세 AMS-3281에 따라 수행하였다.
결과는 표 4A 및 표 4B에 제시된다.
[표 4A]
Figure 112019089299438-pct00007
[표 4B]
Figure 112019089299438-pct00008
표 4의 각각의 조성물은 30 내지 45 부피%의 저밀도 마이크로캡슐의 부피% 로딩을 가지고, 이때 부피%는 조성물의 총 부피를 기준으로 하고, 0.73 내지 0.77의 유사한 비중을 가졌다. 실란트 1은 43 부피%의 저밀도 충전제를 갖고; 실란트 2는 39 부피%의 저밀도 충전제를 갖고; 실란트 3은 34 부피%의 저밀도 충전제를 갖는 것으로 예측된다.
표 4에 제시된 바와 같이, 실란트 조성물의 실질적인 재제형화에도 불구하고, 비코팅된 팽창된 열가소성 마이크로캡슐을 약 30 내지 40 부피%(각각 엑스판셀(등록상표) 920 DE 40 D30 및 엑스판셀(등록상표) 920 DE80 ED30을 포함하는 조성물에 대해 1.62 중량% 및 1.35 중량%)의 로딩으로 포함하는 실란트 조성물은 고온에서 JRF 타입 I 및 3% NaCl에 대한 노출에 이어서 접착 강도에서 유의한 감소를 나타냈다.
최종적으로, 본원에 개시된 양태를 수행하는 다른 방식이 존재함에 유의하여야 한다. 따라서, 본 발명의 양태는 예시적이고 비제한적인 것으로 간주되어야 한다. 또한, 청구범위는 본원에 제공된 세부사항으로 제한되지 않고, 이의 전체 범주 및 등가물을 포함한다.

Claims (22)

  1. 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체;
    15 내지 21 중량%의 폴리에폭사이드; 및
    35 내지 55 부피%의 저밀도 충전제
    를 포함하는 실란트 조성물로서,
    상기 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체가 하기 화학식 1의 화학적 구조를 포함하고;
    상기 저밀도 충전제가 0.1 미만의 비중에 의해 특징지어지고;
    상기 저밀도 충전제가 아미노플라스트 수지의 코팅을 포함하는 저밀도 마이크로캡슐을 포함하고;
    상기 아미노플라스트 수지가 멜라민-포름알데하이드 수지 또는 우레아-포름알데하이드 수지를 포함하고;
    코팅된 저밀도 마이크로캡슐이 0.03 내지 0.06의 비중에 의해 특징지어지고;
    상기 중량%가 실란트 조성물의 총 중량을 기준으로 하고, 상기 부피%가 실란트 조성물의 총 부피를 기준으로 하고,
    실란트 조성물이 0.9 미만의 비중에 의해 특징지어지는, 실란트 조성물:
    [화학식 1]
    -R1-[-S-(CH2)2-O-[-R2-O-]m-(CH2)2-S-R1]n-
    상기 식에서,
    각각의 R1은 독립적으로 C2-10 n-알칸다이일 기, C3-6 분지된 알칸다이일 기, C6-8 사이클로알칸다이일 기, C6-10 알칸사이클로알칸다이일 기, 헤테로환형 기 또는 -[(-CHR3-)p-X-]q-(CHR3)r- 기를 포함할 수 있고;
    각각의 R3은 수소 또는 메틸을 포함할 수 있고;
    각각의 R2는 독립적으로 C2-10 n-알칸다이일 기, C3-6 분지된 알칸다이일 기, C6-8 사이클로알칸다이일 기, C6-14 알칸사이클로알칸다이일 기, 헤테로환형 기 또는 -[(-CH2-)p-X-]q-(CH2)r- 기를 포함할 수 있고;
    각각의 X는 독립적으로 O, S 또는 -NR-을 포함할 수 있고;
    R은 수소 또는 메틸을 포함할 수 있고;
    m은 0 내지 50이고;
    n은 1 내지 60의 정수이고;
    p는 2 내지 6의 정수이고;
    q는 1 내지 5의 정수이고;
    r은 2 내지 10의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    경화될 때, 경화된 실란트 조성물이 AMS 3277 및/또는 AMS 3281에 제시된 항공우주 실란트 요건에 부합하거나 이를 상회하는, 실란트 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    실란트 조성물이 0.65 내지 0.85의 비중에 의해 특징지어지는, 실란트 조성물.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    폴리에폭사이드가, 실란트 조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로, 86 내지 99 중량%의 비스페놀 A의 하이드록실-작용성 다이글리시딜 에터; 및 1 내지 11 중량%의 노볼락 폴리에폭사이드를 포함하는, 실란트 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    실란트 조성물이, 실란트 조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로, 86 내지 99 중량%의 하이드록실-작용성 이작용성 폴리에폭사이드; 및 1 내지 11 중량%의 삼작용성 폴리에폭사이드를 포함하는, 실란트 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    폴리에폭사이드가, 실란트 조성물 중 폴리에폭사이드의 총 중량을 기준으로, 86 내지 99 중량%의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터; 및 1 내지 11 중량%의 노볼락 에폭시 수지를 포함하는, 실란트 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    실란트 조성물이 2.8 내지 4.0 중량%의 상기 저밀도 충전제를 포함하고;
    아미노플라스트 수지가 우레아-포름알데하이드 수지를 포함하는,
    실란트 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    실란트 조성물의 총 중량을 기준으로,
    10 내지 16 중량%의 무기 충전제;
    1.8 내지 3.8 중량%의 접착 촉진제; 및
    0.2 내지 3 중량%의 에폭시-작용성 반응성 희석제
    를 추가로 포함하는 실란트 조성물.
  10. 제9항에 있어서,
    무기 충전제가 침전된 칼슘 카본에이트, 수화된 알루미나, 훈증 실리카, 칼슘 하이드록사이드, 카본 블랙 또는 이들 중 임의의 조합을 포함하는, 실란트 조성물.
  11. 제9항에 있어서,
    접착 촉진제가, 실란트 조성물 중 접착 촉진제의 총 중량을 기준으로, 45 내지 65 중량%의 페놀계 접착 촉진제; 및 35 내지 55 중량%의 아민-작용성 실란을 포함하는, 실란트 조성물.
  12. 제11항에 있어서,
    아민-작용성 실란이, 실란트 조성물 중 아민-작용성 실란의 총 중량을 기준으로, 40 내지 60 중량%의 1차 아민-작용성 실란; 및 40 내지 60 중량%의 2차 아민-작용성 실란을 포함하는, 실란트 조성물.
  13. 제9항에 있어서,
    에폭시-작용성 반응성 희석제가 100 내지 1,000 돌턴의 중량 평균 분자량에 의해 특징지어지는 에폭시-작용성 반응성 희석제를 포함하고, 상기 중량 평균 분자량이 폴리스티렌 표준을 사용하는 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정되는, 실란트 조성물.
  14. 제1항에 있어서,
    실란트 조성물의 총 중량을 기준으로,
    50 내지 70 중량%의 상기 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체;
    15 내지 21 중량%의 상기 폴리에폭사이드;
    2.5 내지 4.0 중량%의 상기 저밀도 충전제;
    10 내지 16 중량%의 무기 충전제;
    1.8 내지 3.8 중량%의 접착 촉진제; 및
    0.2 내지 3 중량%의 에폭시-작용성 반응성 희석제
    를 포함하고, 이때
    상기 저밀도 충전제가 0.01 내지 0.09의 비중에 의해 특징지어지는, 실란트 조성물.
  15. 제14항에 있어서,
    폴리에폭사이드가 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터 및 노볼락 에폭시 수지를 포함하고, 이때 실란트 조성물이 10 내지 25 중량%의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터; 및 0.2 내지 2 중량%의 노볼락 에폭시 수지를 포함하고;
    접착 촉진제가 페놀계 접착 촉진제 및 아민-작용성 실란을 포함하고, 이때 실란트 조성물이 1 내지 3 중량%의 페놀계 접착 촉진제; 및 0.5 내지 2 중량%의 아민-작용성 실란을 포함하고;
    상기 중량%가 실란트 조성물의 총 중량을 기준으로 하는,
    실란트 조성물.
  16. 제15항에 있어서,
    아민-작용성 실란이 1차 아민-작용성 실란 및 2차 아민-작용성 실란을 포함하고, 이때 실란트 조성물이, 실란트 조성물의 총 중량을 기준으로, 0.4 내지 0.9 중량%의 1차 아민-작용성 실란; 및 0.4 내지 0.9 중량%의 2차 아민-작용성 실란을 포함하는, 실란트 조성물.
  17. 제1항에 있어서,
    실란트 조성물의 총 중량을 기준으로,
    50 내지 70 중량%의 상기 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체;
    15 내지 21 중량%의 상기 폴리에폭사이드;
    2.5 내지 4.0 중량%의 상기 저밀도 충전제;
    10 내지 16 중량%의 무기 충전제;
    1.8 내지 3.8 중량%의 접착 촉진제; 및
    0.2 내지 3 중량%의 에폭시-작용성 반응성 희석제
    를 포함하고, 이때
    상기 폴리에폭사이드가 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터 및 노볼락 에폭시 수지를 포함하고, 이때 실란트 조성물이 10 내지 25 중량%의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터; 및 0.2 내지 2 중량%의 노볼락 에폭시 수지를 포함하고, 상기 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터가 펜던트 하이드록실 기를 포함하고;
    상기 저밀도 충전제가 0.01 내지 0.09의 비중에 의해 특징지어지고;
    상기 접착 촉진제가 페놀계 접착 촉진제 및 아민-작용성 실란을 포함하고, 이때 실란트 조성물이 1 내지 3 중량%의 페놀계 접착 촉진제; 및 0.5 내지 2 중량%의 아민-작용성 실란을 포함하고;
    상기 에폭시-작용성 반응성 희석제가 지방족 다이글리시딜 에터를 포함하는,
    실란트 조성물.
  18. 제1항에 따른 실란트 조성물을 사용하여 제조된 경화된 실란트.
  19. 제18항에 있어서,
    AMS 3277 및/또는 AMS 3281에 제시된 항공우주 실란트 요건에 부합하거나 이를 상회하는 경화된 실란트.
  20. 제18항에 따른 경화된 실란트를 포함하는 부품.
  21. 제1항에 따른 실란트 조성물을 부품의 하나 이상의 표면에 적용하는 단계; 및
    적용된 실란트 조성물을 경화시켜 상기 부품을 밀봉하는 단계
    를 포함하는, 부품을 밀봉하는 방법.
  22. 제1 성분 및 제2 성분을 포함하는 실란트 시스템으로서,
    상기 제1 성분이, 제1 성분의 총 중량을 기준으로, 50 내지 70 중량%의 티올-종결된 폴리티오에터; 및 2.5 내지 4.0 중량%의 저밀도 충전제를 포함하고; 상기 티올-종결된 폴리티오에터 예비중합체가 하기 화학식 1의 화학적 구조를 포함하고; 상기 저밀도 충전제가 0.01 내지 0.09의 비중에 의해 특징지어지고; 상기 저밀도 충전제가 아미노플라스트 수지의 코팅을 포함하는 저밀도 마이크로캡슐을 포함하고; 상기 아미노플라스트 수지가 멜라민-포름알데하이드 수지 또는 우레아-포름알데하이드 수지를 포함하고; 코팅된 저밀도 마이크로캡슐이 0.03 내지 0.06의 비중에 의해 특징지어지고;
    상기 제2 성분이, 제2 성분의 총 중량을 기준으로, 75 내지 95 중량%의 폴리에폭사이드를 포함하고;
    조합된 상기 제1 성분 및 상기 제2 성분이 제1항에 따른 실란트 조성물을 제공하는,
    실란트 시스템:
    [화학식 1]
    -R1-[-S-(CH2)2-O-[-R2-O-]m-(CH2)2-S-R1]n-
    상기 식에서,
    각각의 R1은 독립적으로 C2-10 n-알칸다이일 기, C3-6 분지된 알칸다이일 기, C6-8 사이클로알칸다이일 기, C6-10 알칸사이클로알칸다이일 기, 헤테로환형 기 및 -[(-CHR3-)p-X-]q-(CHR3)r- 기로부터 선택되고;
    각각의 R3은 독립적으로 수소 및 메틸로부터 선택되고;
    각각의 R2는 독립적으로 C2-10 n-알칸다이일 기, C3-6 분지된 알칸다이일 기, C6-8 사이클로알칸다이일 기, C6-14 알칸사이클로알칸다이일 기, 헤테로환형 기 및 -[(-CH2-)p-X-]q-(CH2)r- 기로부터 선택되고;
    각각의 X는 독립적으로 O, S 및 -NR-로부터 선택되고;
    R은 수소 및 메틸로부터 선택되고;
    m은 0 내지 50이고;
    n은 1 내지 60의 정수이고;
    p는 2 내지 6의 정수이고;
    q는 1 내지 5의 정수이고;
    r은 2 내지 10의 정수이다.
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