KR102453044B1 - 저비중 난연 실리콘 고무 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본원은, 리그닌을 포함함으로써 보다 비중이 작고 우수한 난연성을 발현하는 실리콘 고무 조성물, 이로부터 제조된 실리콘 고무 및 상기 실리콘 고무의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

저비중 난연 실리콘 고무 및 이의 제조 방법{LOW SPECIFIC GRAVITY FLAME-RETARDANT SILICONE RUBBER AND PREPARATION METHOD THEREOF}
본원은, 리그닌을 포함함으로써 보다 비중이 작고 우수한 난연성을 발현하는 실리콘 고무 조성물, 이로부터 제조된 실리콘 고무 및 상기 실리콘 고무의 제조 방법에 관한 것이다.
실리콘 고무는 열 안정성, 온도 변화에 따른 기계적 안정성 및 에이징 안정성 등이 우수하여 고온에서의 단열재, 가용성 밀봉제의 제조 및 발포체 형태의 감쇄 부재로서의 용도 등으로 다양하게 사용되고 있다.
종래에는 오르가노하이드로겐실록산(Organohydrogensiloxan)과 하이드록실레이티드오르가노실록산(Hydroxylated Organosiloxan) 및 백금 촉매를 사용하고, 실리콘에 결합된 수소원자 대 수산기 라디칼의 비율만을 조절하여 실리콘 고무를 제조하였다[US4026842 A및US 4026845 A]. 그러나, 상기 백금 촉매를 사용한 실리콘 고무는 탄성이 우수하기는 하나, 인장강도 등의 기계적 강도가 약하여 고품질용으로 사용하기에 부적합하였다.
이러한 문제를 개선하기 위하여 비닐기를 도입하여 인장강도가 우수한 고무를 제조[US 4189545 A 및 US 4418157 A]하여 여러 분야에 적용하고 있으며, 특히 난연씰(seal)의 용도로 많이 사용되고 있다.
일반적으로 난연씰로 사용되는 실리콘 고무는 건물벽이나 케이블 관통부등에 충진되어 주변 건축자재의 열팽창 및 수축 등에 유연하게 대응하여 균열을 일으키지 않으면서 최적의 기밀성을 유지하여야 하나, 도입된 비닐기의 함량이 증가할수록 경화 후 발포체의 탄성이 급격하게 저감되어 딱딱해지는 결함이 있다.
또한,종래 기술에 따른 실리콘 고무는 기계적 물성을 유지하면서 저비중을 나타내어 부드러운 촉감과 가벼운 질감의 발현이 불가능하였고,스스로 불꽃을 내면서 연소하는 것을 방지하는 난연성이 떨어지는 문제점이 있었다.
본원은, 보다 비중이 작고 우수한 난연성을 발현하는 실리콘 고무를 제조하기 위해 리그닌을 포함하는 실리콘 고무 조성물, 이로부터 제조된 실리콘 고무 및 실리콘 고무의 제조 방법을 제공하고자 한다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본원의 제 1 측면은, 화학식 1로 표시되는 폴리오르가노실록산; 실리카; 양 말단에 실라놀기를 갖는 실록산 오일; 오르가노하이드로겐폴리실록산; 경화 지연제; 촉매; 난연제; 셀룰로오스; 폴리올 및 리그닌을 포함하는, 저비중 난연 실리콘 고무 조성물을 제공한다.
본원의 제 2 측면은, 제 1 측면에 따른 저비중 난연 실리콘 고무 조성물로부터 제조되는, 저비중 난연 실리콘 고무를 제공한다.
본원의 제 3 측면은, 화학식 1로 표시되는 폴리오르가노실록산, 실리카, 양 말단에 실라놀기를 갖는 실록산 오일 및 촉매를 혼합하여 제 1 혼합물을 제조하고, 오르가노하이드로겐폴리실록산, 경화 지연제, 난연제, 셀룰로오스, 폴리올 및 리그닌을 혼합하여 제 2 혼합물을 제조하고, 상기 제 1 혼합물과 상기 제 2 혼합물을 혼합하여 발포 반응을 진행시키는 것을 포함하는, 저비중 난연 실리콘 고무의 제조 방법을 제공한다.
본원의 구현예들에 따른 저비중 난연 실리콘 고무 조성물로부터 제조된 저비중 난연 실리콘 고무는, 실리콘 고무 특유의 내열성, 내한성, 전기 절연성, 난연성 등의 우수한 성질을 그대로 유지하고, 기계적 강도가 우수하고, 동시에 저비중을 나타내어 부드러운 촉감과 가벼운 질감 발현된 특징이 있다.
본원의 구현예들에 의한 저비중 난연 실리콘 고무 조성물은, 식물 세포벽으로부터 쉽게 얻을 수 있는 리그닌을 사용하여 실리콘 고무의 난연성이 우수하면서 동시에 저비중을 구현할 수 있는 이점이 있다. 또한, 난연제로서 수산화 알루미늄과 수산화 마그네슘을 사용하여 기계적 물성을 유지하면서 자기소화적 성질이 개선된 특징이 있다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~ 하는 단계” 또는 “~의 단계”는 “~를 위한 단계”를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합(들)"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A 또는 B, 또는 A 및 B"를 의미한다.
본원 명세서 전체에서, 입자의 “크기”는, 입자의 “최대길이”를 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.
본원의 제 1 측면은, 하기 화학식 1로 표시되는 폴리오르가노실록산; 실리카; 양 말단에 실라놀기를 갖는 실록산 오일; 오르가노하이드로겐폴리실록산; 경화 지연제; 촉매; 난연제; 셀룰로오스; 폴리올 및 리그닌을 포함하는, 저비중 난연 실리콘 고무 조성물를 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112020118186900-pat00001
;
상기 화학식 1에서,
상기 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 각각 독립적으로 선형 또는 분지형의 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 아미노알킬기, 탄소수 1 내지 10의 히드록시알킬기, 탄소수 1 내지 20의 할로알킬기, 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 7 내지 20의 아랄킬기, 및 탄소수 2 내지 20의 알케닐기 중에서 선택되고, 상기 a는 1 내지 100의 정수이며, 상기 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8 중 적어도 하나 이상은 탄소수 2 내지 20의 알케닐기임.
본원의 구현예들에 의한 저비중 난연 실리콘 고무 조성물은, 식물 세포벽으로부터 쉽게 얻을 수 있는 리그닌을 사용하여 실리콘 고무의 난연성이 우수하면서 동시에 저비중을 구현할 수 있는 이점이 있다. 또한, 난연제로서 수산화 알루미늄과 수산화 마그네슘을 사용하여 기계적 물성을 유지하면서 자기소화적 성질이 개선된 특징이 있다. 이로써, 본원의 일 구현예에 따른 저비중 난연 실리콘 고무 조성물로부터 제조된 저비중 난연 실리콘 고무는, 실리콘 고무 특유의 내열성, 내한성, 전기 절연성, 난연성 등의 우수한 성질을 그대로 유지하고, 기계적 강도가 우수하고, 동시에 저비중을 나타내어 부드러운 촉감과 가벼운 질감 발현된 특징이 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폴리오르가노실록산에서, 상기 선형 또는 분지형의 탄소수 1 내지 10의 알킬기는 메틸, 에틸, 노말프로필, 이소프로필, 노말부틸, 이소부틸, 터셔리부틸, 노말펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 및 데실 중에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 탄소수 1 내지 10의 아미노알킬기는 메틸아미노기, 디메틸아미노기, 에틸아미노기, 디에틸아미노기, 디프로필아미노기, 및 디부틸아미노기 중에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 탄소수 1 내지 10의 히드록시알킬기는 히드록시메틸, 히드록시에틸 및 히드록시프로필 중에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 탄소수 1 내지 20의 할로알킬기는 트리플루오로프로필, 헵타플루오로펜틸, 헵타플루오로이소펜틸, 트리데카플루오로옥틸 또는 헵타데카플루오로데실과 같은 플루오로알킬기; 및 클로로메틸, 클로로에틸 또는 클로로프로필의클로로알킬기 중에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기는 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 시클로노닐, 시클로데실, 시클로운데실, 시클로도데실, 부틸시클로프로필, 메틸시클로펜틸, 디메틸시클로헥실, 에틸디메틸시클로헵틸 및 디메틸시클로옥틸 중에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 탄소수 6 내지 12의 아릴기는 페닐기, 톨릴기, 크실릴기 및 나프틸기 중에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 탄소수 7 내지 20의 아랄킬기는 메틸페닐기, 에틸페닐기, 메틸나프틸기 및 디메틸나프틸기 중에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 탄소수 2 내지 20의 알케닐기는 비닐기, 프로피닐기, 부티닐기, 펜티닐기, 헥시닐기, 옥티닐기, 데시닐기, 헥사데시닐기 및 옥타데시닐기 중에서 선택되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폴리오르가노실록산에서 탄소수 2 내지 20의 알케닐기의 함량은 상기 폴리오르가노실록산 1 몰에 대하여 약 0.01 몰% 내지 15 몰%인 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리오르가노실록산에서 탄소수 2 내지 20의 알케닐기의 함량은 상기 폴리오르가노실록산 1 몰에 대하여 약 0.01 몰% 내지 15 몰%, 약 0.01 몰% 내지 12 몰%, 약 0.01 몰% 내지 10 몰%, 약 0.01 몰% 내지 8 몰%, 약 0.01 몰% 내지 6 몰%, 약 0.01 몰% 내지 5 몰% 또는 약 0.01 몰% 내지 4.5 몰%일 수 있다. 상기 범위에서 본원의 일 구현예에 따른 저비중 난연 실리콘 고무의 경화성, 경도 및 물리적 성질이 우수할 수 있다. 상기 알케닐기 함량이 0.01 몰% 미만인 경우 인장 및 신장강도가 저하되며, 알케닐기 함량이 15 몰%를 초과하는 경우 경도가 증가하고 인장강도 및 신장강도가 저하될 수 있는 문제점이 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폴리오르가노실록산의 중량평균 분자량(Mw)은 약 30,000 g/mol 내지 80,000 g/mol일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리오르가노실록산의 중량평균 분자량(Mw)은 약 30,000 g/mol 내지 80,000 g/mol 또는 약 35,000 g/mol 내지 75,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 본원의 일 구현예에 따른 저비중 난연 실리콘 고무의 기계적 성질 및 가공성이 우수할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폴리오르가노실록산은 상기 알케닐기 함량 및 중량평균 분자량이 상이한 두 종류 이상의 폴리오르가노실록산을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폴리오르가노실록산은 제 1 폴리오르가노실록산 및 제 2 폴리오르가노실록의 혼합물이고, 상기 제 1 폴리오르가노실록산은 탄소수 2 내지 20의 알케닐기의 함량이 상기 제 1 폴리오르가노실록산 1 몰에 대하여 약 0.3 몰% 내지 0.8몰%이고, 상기 제 2 폴리오르가노실록산은 탄소수 2 내지 20의 알케닐기의 함량이 상기 제 2 폴리오르가노실록산 1 몰에 대하여 약 0.01 몰% 내지 0.3 몰%일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리오르가노실록산은, 상기 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여, 중량평균 분자량이 약 50,000 g/mol 내지 80,000 g/mol이며, 알케닐기 함량이 약 0.3 몰% 내지 0.8 몰%인 제 1 폴리오르가노실록산의 함량이 약 1 내지 20 중량부이고, 중량평균 분자량이 약 35,000 g/mol 내지 75,000 g/mol이며, 알케닐기 함량이 약 0.01 몰% 내지 0.3 몰%인 제 2 폴리오르가노실록산의 함량이 약 70 내지 99 중량부인 혼합물을 포함하는 것일 수 있다. 상기 조건으로 혼합물을 제조할 경우 본원 일 구현예에 따른 저비중 난연 실리콘 고무 조성물의 분산성 및 가공성이 향상될 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폴리오르가노실록산은 양 말단이 디메틸비닐실릴기로 이루어진 폴리디메틸비닐실록산일 수 있다. 상기 폴리오르가노실록산의 중합도는 50 내지 1,000일 수 있으며, 상기 범위에서 본원에 따른 저비중 난연 실리콘 고무의 기계적 성질 및 가공성이 우수할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 실리카는 상기 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여 약 5 내지 70 중량부로 포함되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 구체적으로, 상기 실리카는 상기 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여 약 5 내지 70 중량부, 약 10 내지 70 중량부, 약 15 중량부 내지 50 중량부 또는 10 중량부 내지 40 중량부로 포함되는 것일 수 있다. 상기 실리카가 10 중량부 미만으로 포함되는 경우 본원의 일 구현예에 따른 저비중 난연 실리콘 고무의 기계적 물성이 떨어지며, 70 중량부를 초과하여 포함되는 경우 혼합성 및 성형성이 저하되며, 제품의 경도 조절이 어려울 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 실리카는 무정형 또는 결정형을 사용할 수 있으며, 건식 실리카(fμmed silica) 및 습식 실리카(precipitated silica) 중에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 실리카는 소수성 건식 실리카, 소수성 습식 실리카, 친수성 건식 실리카 및 친수성 습식 실리카 중에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 실리카는 본원의 일 구현예에 따른 저비중 난연 실리콘 고무의 인장 및 신장강도 및 인열강도 등 기계적 강도 보강의 목적으로 포함된다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 실리카는 비표면적(BET 법)이 약 100 내지 400 ㎡/g일 수 있다. 구체적으로, 상기 실리카는 비표면적(BET 법)이 약 100 내지 400 ㎡/g 또는 약 150 내지 250 ㎡/g일 수 있다. 상기 비표면적에서 본원의 일 구현예에 따른 저비중 난연 실리콘 고무의 기계적 물성이 우수할 수 있다. 또한, 상기 실리카는 평균입자크기가 약 5 nm 내지 30 ㎛이며, 비중은 약 1.5 g/㎤ 내지 2.5 g/㎤ 일 수 있다. 상기 범위에서 분산이 용이하여 작업성 및 강도 향상이 우수할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 실리카는 실란(silane)계 표면처리제 및 실라잔(silazane)계 표면처리제 중에서 선택되는 하나 이상으로써 표면 처리된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 실란계 표면처리제로는 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 데실트리메톡시실란, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 헥사메틸디실록산, 트리메틸메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 트리메틸에톡시실란 및 디메틸디에톡시실란 중에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 실라잔(silazane)계 표면처리제로는 디비닐디메틸테트라메틸디실라잔, 옥타메틸사이클로테트라실라잔 및 헥사메틸디실라잔 중에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 표면처리제로 표면 처리시 본원의 일 구현예에 따른 저비중 난연 실리콘 고무 조성물이 외관 및 투명성을 유지하면서 상기 실리카가 공기 중의 수분과 반응하여 수소결합을 형성하여 가소도 상승을 억제하며, 혼합성 및 상용성이 우수할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양 말단에 실라놀기를 갖는 실록산 오일의 함량은 상기 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여 약 10 내지 100 중량부로 포함되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 상기 양 말단에 실라놀기를 갖는 실록산 오일을 10 중량부 미만으로 포함시 본원의 일 구현예에 따른 저비중 난연 실리콘 고무 조성물의 제조시 기포가 발생하여 성형성, 외관성 및 기계적 물성이 저하되며, 100 중량부를 초과하여 포함시 혼합성이 저하되어 기계적 물성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양 말단에 실라놀기를 갖는 실록산 오일은 양 말단에 실라놀기를 갖는 폴리디메틸실록산 및 실란디올 중 선택되는 하나 이상 포함하는 것일 수 있다. 상기 실록산 오일은 상기 저비중 난연 실리콘 고무 조성물의 제조시 혼합성 및 성형성 향상시킬 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양 말단에 실라놀기를 갖는 실록산 오일에서 하이드록시기의 함량은 상기 양 말단에 실라놀기를 갖는 실록산 오일 100 중량부에 대하여 약 1 중량부 내지 10 중량부일 수 있으며, 동점도가 약 5,000 내지 20,000 cSt일 수 있다. 상기 조건에서 본원의 일 구현예에 따른 저비중 난연 실리콘 고무 조성물의 성형성 및 혼합성이 우수할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양 말단에 실라놀기를 갖는 실록산 오일, 상기 실리카 및 상기 폴리오르가노실록산은 중량비 1 : 0.7 내지 1 : 0.2 내지 1.6으로 포함될 수 있다. 상기 중량 범위로 포함시 본원의 일 구현예에 따른 저비중 난연 실리콘 고무 조성물의 기계적 물성과 성형성 및 혼합성이 동시에 우수할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 오르가노하이드로겐폴리실록산은 경화제로서, 촉매 존재 하에 본원의 일 구현예에 따른 저비중 난연 실리콘 고무 조성물의 부가형 경화를 형성할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 오르가노하이드로겐폴리실록산은 분자당 평균 2개 이상의 규소 결합된 수소 원자(Si-H)를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 구체적으로, 상기 오르가노하이드로겐폴리실록산은 분자당 평균 2개 이상의 규소 결합된 수소 원자와, 규소 원자당 평균 1개 이하의 규소 결합된 수소원자를 가질 수 있다. 상기 규소 결합된 수소원자는 상기 오르가노하이드로겐폴리실록산 말단 또는 측쇄에 위치하거나, 말단 및 측쇄 위치 모두에 위치할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 오르가노하이드로겐폴리실록산은 상기 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여 약 20 중량부 내지 160 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 구체적으로, 상기 오르가노하이드로겐폴리실록산은 상기 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여 약 20 중량부 내지 160 중량부, 또는 약 40 중량부 내지 160 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함 시, 본원의 일 구현예에 따른 저비중 난연 실리콘 고무 조성물의 경화가 용이하게 이루어 질 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 오르가노하이드로겐폴리실록산에 포함될 수 있는 실록산 단위는 HR2SiO1/2, R3SiO1/2, HRSiO2/2, R2SiO2/2, RSiO3/2 및 SiO4/2 단위 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 상기 화학식에서, 상기 R은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 할로알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 탄소수 7 내지 20의 아랄킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 2 내지 20의 알케닐기 일 수 있다. 구체적으로, 상기 R은 메틸기일 수 있으며, 상기 오르가노하이드로겐폴리실록산은, 상기 오르가노하이드로겐폴리실록산 1 몰에 대하여 50 몰% 이상의 메틸기를 포함하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 오르가노하이드로겐폴리실록산은 1-옥타데실-1,3,5,7,9-펜타메틸사이클로펜타실록산을 포함할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 오르가노하이드로겐폴리실록산은 단일 오르가노하이드로겐폴리실록산 또는 2개 이상의 상이한 오르가노하이드로겐폴리실록산의 혼합물을 사용할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 경화 지연제는 말단에 탄소-탄소 이중결합 또는 탄소-탄소 삼중결합을 갖는 화합물일 수 있다. 상기 경화 지연제는 본원의 일 구현예에 따른 저비중 난연 실리콘 고무의 제조 시간을 조절하는 목적으로 포함된다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 경화 지연제는 상기 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여 약 0.01 중량부 내지 0.5 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 구체적으로, 상기 경화 지연제는 상기 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여 약 0.01 중량부 내지 0.5 중량부 또는 약 0.01 중량부 내지 0.2 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위는 본원의 일 구현예에 따른 저비중 난연 실리콘 고무의 물성을 저해하지 않으면서 경화속도 조절 효과가 우수할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 경화 지연제는 알카인 알코올계, 엔-인계, 사이클로실록산계 및 트리아졸계 중 하나 이상 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 구체적으로, 상기 알카인 알코올계 경화 지연제는 3-메틸-1-헥신-3-올, 3-메틸-1-펜텐-3-올, 2-메틸-3-부틴-2-올, 2-메틸-3-부틴-2-올, 2-페닐-3-부틴-2-올, 3,5-디메틸-1-헥신-3-올 및 1-에티닐-1-사이클로헥산올 중에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 사이클로실록산계 경화 지연제는 1,3,5,7-테트라비닐테트라메틸사이클로테트라실록산, 1,3-디비닐-1,3-디페닐디메틸디실록산 및 메틸트리스(3-메틸-1-부틴-3-옥시)실란 중에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 촉매는 본원의 일 구현예에 따른 저비중 난연 실리콘 고무 조성물의 경화 반응인, 비닐기 등의 불포화 결합을 가진 실록산과 Si-O형 실록산을 반응시켜, Si-H 결합이 상기 불포화 결합에 부가됨으로써 가교반응 생성을 촉진시키기 위한 목적으로 포함된다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 촉매는 상기 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여 약 0.001 중량부 내지 2 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 구체적으로, 상기 촉매는 상기 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여 약 0.001 중량부 내지 2 중량부, 약 0.01 중량부 내지 2중량부 또는 약 0.1 중량부 내지 2 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 본원의 일 구현예에 따른 저비중 난연 실리콘 고무 조성물의 경화 반응 속도 조절이 용이하다. 상기 촉매를 0.001 중량부 미만으로 포함시, 경화 반응이 용이하게 발생하지 않으며, 2 중량부를 초과하여 포함시 경화 속도 조절이 어려울 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 촉매는 백금계 촉매를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 백금계 촉매는 미분말 백금, 백금 블랙, 클로로백금산, 알코올-변성 클로로백금산, 클로로백금산-올레핀착물, 클로로백금산-알케닐실록산착물, 및 클로로백금산-디비닐테트라메틸디실록산착물 중에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 백금계 촉매는 클로로백금산과 1,3-디에테닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산과의 반응 생성물일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 난연제는 본원의 일 구현예에 따른 저비중 난연 실리콘 고무의 자기소화적 성질을 개선시키기 위한 목적으로 포함된다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 난연제는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 탄산칼슘, 백금 화합물, 아조 화합물, 산화철 및 희토류 금속 화합물 중 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 수산화 알루미늄 및 수산화 마그네슘의 평균 입자 크기는 약 0.05 μm 내지 20 μm일 수 있으며, 구체적으로 약 0.5 μm 내지 10 μm일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. BET 방법으로 측정된 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘 분말의 비표면적은 약 0.1 내지 20 m²/2g, 구체적으로 1 내지 10 m²/2g일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 상기 수산화 알루미늄 및 수산화 마그네슘의 평균 입자 크기가 20 μm을 초과하거나 또는 비표면적이 0.1 m²/2g 미만인 경우에는 입자가 너무 커서 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘이 실리콘 고무 중에 균일하게 분포되어 있지 않게 될 수 있으며, 평균 입자 크기가 0.5 μm 미만이거나 또는 비표면적인 20 m²/2g을 초과하는 경우에는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘의 함량은 제조된 실리콘 고무의 기계적 특성을 저하시킬 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 난연제는 상기 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여 약 10 중량부 내지 100 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폴리올은 본원의 일 구현예에 따른 저비중 난연 실리콘 고무의 물성 및 발포체 형성을 보강시키기 위한 목적으로 사용된다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여 상기 폴리올의 함량은 약 10 중량부 내지 40 중량부일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폴리올은 카프로락톤계 폴리에스테르 폴리올, 방향족 폴리에스테르 폴리올 또는 에틸렌 글리콜아디페이트계폴리올의 폴리에스테르 폴리올을 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리에테르 폴리올은 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 트리메틸렌글리콜, 1,2-부틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,2-헥실렌 글리콜, 1,10-데칸디올, 1,2-시클로헥산디올, 2-부텐-1,4-디올, 3-시클로헥센-1,1-디메탄올, 4-메틸-3-시클로헥센-1,1-디메탄올, 3-메틸렌-1,5-펜탄디올, 디에틸렌글리콜, (2-하이드록시에톡시)-1-프로판올, 4-(2-하이드록시에톡시)-1-부탄올, 5-(2-하이드록시프로폭시)-1-펜탄올, 1-(2-하이드록시메톡시)-2-헥산올, 1-(2-하이드록시프로폭시)-2-옥탄올, 3-알릴옥시-1,5-펜탄디올, 2-알릴옥시메틸-2-메틸-1,3-프로판디올, [4,4 - 펜틸옥시)-메틸]-1,3-프로판디올, 3-(o-프로페닐페녹시)-1,2-프로판디올, 2,2'-디이소프로필리덴비스(p-페닐렌옥시)디에탄올, 글리세롤, 1,2,6-헥산트리올, 1,1,1-트리메틸올에탄, 1,1,1-트리메틸올프로판, 3-(2-하이드록시에톡시)-1,2-프로판디올, 3-(2-하이드록시프로폭시)-1,2-프로판디올, 2,4-디메틸-2-(2-하이드록시에톡시)-메틸펜탄디올-1,5; 1,1,1-트리스[2-하이드록시에톡시) 메틸]-에탄, 1,1,1-트리스[2-하이드록시프로폭시)-메틸] 프로판, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 펜타에리스리톨, 솔비톨, 수크로오스, 락토오스, alpha-메틸글루코시드, alpha-하이드록시알킬글루코시드, 노볼락 수지, 인산, 벤젠인산 및 폴리인산 중 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 셀룰로오스는 본원의 일 구현예에 따른 저비중 난연 실리콘 고무 조성물에서 발포 보조제를 위한 목적으로 사용된다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여 상기 셀룰로오스의 함량은 약 5 중량부 내지 10 중량부일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 셀룰로오스는 Sodium carboxy methyl cellulose 로써 인체 안전성, 친환경성이 뛰어나 식품, 의약품 등 폭넓은 분야에서 소재로 쓰일 수 있다. 상기 셀룰로오스를 2% 물에 녹였을 때, 동점도는 약 10,000 내지 30,000 cSt, 구체적으로, 약 18,000 내지 24,000 cSt 이고, pH는 Neutral (2% 수용액)이고, 수분 함량은 최대 10% 이내일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 리그닌은 식물 세포벽에 존재하는 물질로서 식물 소재에서 쉽게 얻을 수 있으며 환경 친화적이고, 항산화 활성이 뛰어나 고분자 소재에 라디칼 분해를 막아 안정화 시키는 역할을 할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 리그닌의 함량은 상기 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여 약 3 내지 10 중량부인 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 리그닌의 함량은 상기 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여 약 3 내지 10 중량부 또는 약 5 내지 10 중량부인 것일 수 있다. 상기 리그닌은 종래의 난연 실리콘 고무 조성물에는 사용되지 않던 재료로서, 지금까지는 바이오매스, 의약, 화장품 산업 부분에서 집중되고 있었으나, 본원의 저비중 난연 실리콘 고무 조성물은 리그닌을 약 3 내지 10 중량부 포함함으로써 종래 기술에 비해 현저히 향상된 저비중성과 난연성이 개선되는 효과가 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 리그닌은 브라운스 천연 리그닌, 셀룰라아제 효소처리 리그닌, 약산처리 리그닌, 크라프트 리그닌, 마쇄 리그닌, 유기용매 리그닌, 열분해 리그닌, 증기 폭쇄 리그닌 및 설파이트 리그닌 중에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 리그닌과 상기 실록산 오일의 중량비는 1 : 1 내지 1 : 3.5인 것일 수 있다. 본원의 저비중 난연 실리콘 고무 조성물에서 리그닌의 첨가는 실록산 오일과 함량 비율이 중요하다. 상기 리그닌의 함량을 증가시킬 경우 상기 실록산 오일의 함량과 함께 증가될 경우 보다 저비중성과 난연성이 개선될 수 있다. 또한, 상기 리그닌과 상기 실록산 오일의 함량비가 상기 범위를 벗어나 큰 차이를 보이는 경우 저비중성과 난연성이 떨어질 수 있다.
본원의 제 2 측면은, 제 1 측면에 따른 저비중 난연 실리콘 고무 조성물로부터 제조된, 저비중 난연 실리콘 고무를 제공한다.
본원의 제 2 측면에 따른 저비중 난연 실리콘 고무는, 상기 본원의 제 1 측면에 따른 저비중 난연 실리콘 고무 조성물에 대하여 기술된 내용을 모두 적용할 수 있으며, 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다.
본원의 제 3 측면은, 하기 화학식 1로 표시되는 폴리오르가노실록산, 실리카, 양 말단에 실라놀기를 갖는 실록산 오일 및 촉매를 혼합하여 제 1 혼합물을 제조하고, 오르가노하이드로겐폴리실록산, 경화 지연제, 난연제, 셀룰로오스, 폴리올 및 리그닌을 혼합하여 제 2 혼합물을 제조하고, 상기 제 1 혼합물과 상기 제 2 혼합물을 혼합하여 발포 반응을 진행시키는 것을 포함하는, 저비중 난연 실리콘 고무의 제조 방법을 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112020118186900-pat00002
;
상기 화학식 1에서,
상기 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 각각 독립적으로 선형 또는 분지형의 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 아미노알킬기, 탄소수 1 내지 10의 히드록시알킬기, 탄소수 1 내지 20의 할로알킬기, 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 7 내지 20의 아랄킬기, 및 탄소수 2 내지 20의 알케닐기 중에서 선택되고, 상기 a는 1 내지 100의 정수이며, 상기 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8 중 적어도 하나 이상은 탄소수 2 내지 20의 알케닐기임.
본원의 제 3 측면에 따른 저비중 난연 실리콘 고무의 제조 방법은, 상기 본원의 제 1 측면에 따른 저비중 난연 실리콘 고무 조성물 및 상기 본원의 제 2 측면에 따른 저비중 난연 실리콘 고무에 대하여 기술된 내용을 모두 적용할 수 있으며, 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서,상기 제 1 혼합물과 상기 제 2 혼합물은 중량비 1 : 2 내지 2 : 1로 혼합하는 것일 수 있다.
이하, 본원의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 본원의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것일 뿐, 본원의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
1. 실시예: 리그닌을 함유한 저비중 난연 실리콘 고무 조성물 및 이를 이용한 저비중 난연 실리콘 고무의 제조
2 액형 부가형 실리콘 고무 조성물은 A 파트와 B 파트로 나뉘어 제조하였다. 상기 A 파트에는 폴리오르가노실록산과 실리카를 혼합 후, 양 말단에 실라놀기를 갖는 실록산 오일과 백금계 촉매를 투입하였으며, 상기 B 파트에는 난연제인 수산화 알루미늄 및 수산화 마그네슘을 첨가하고 오르가노하이드로겐폴리실록산, 폴리올, 셀룰로오스 및 경화 지연제를 혼합하여 제조하였다. 상기 제조된 A 파트와 B 파트를 혼합하여 촉매가 실라놀기를 갖는 실록산 오일의 하이드록시기(-OH)와 오르가노하이드로겐폴리실록산의 Si-H기의 반응을 유발시켜 발포를 진행하였다.
1-1. 실시예 1
A 파트는 제 1 폴리오르가노실록산(A1) 10 중량부 및 제 2 폴리오르가노실록산(A2) 90 중량부를 30분 동안 혼합기에서 혼합한 다음, 실리카 10 중량부, 양 말단에 실라놀기를 갖는 실록산 오일 10 중량부를 혼합한 후, 백금 촉매 0.8 중량부를 첨가하여 제조하였다. B 파트는 난연제인 수산화 알루미늄(B1)과 수산화 마그네슘(B2)을 각각 20 중량부 첨가하고 오르가노하이드로겐폴리실록산 40 중량부, 폴리올 20 중량부, 셀룰로오스 5 중량부, 리그닌 3 중량부 및 경화지연제 0.02 중량부를 혼합하여 제조하였다. 이후, A 파트와 B 파트를 혼합하여 상기 촉매가 실라놀기를 갖는 실록산 오일의 하이드록시기(-OH)와 오르가노하이드로겐폴리실록산의 Si-H기의 반응을 유발시켜 발포를 진행하여 저비중 난연 실리콘 고무를 제조하였다.
1-2. 실시예 2
리그닌을 5 중량부 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 제조방법에 따라 저비중 난연 실리콘 고무를 제조하였다.
1-3. 실시예 3
리그닌을 10 중량부 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 제조방법에 따라 저비중 난연 실리콘 고무 제조하였다.
1-4. 실시예 4
양 말단에 실라놀기를 갖는 실록산 오일을 20 중량부, 리그닌을 10 중량부 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 제조방법에 따라 저비중 난연 실리콘 고무 제조하였다.
1-5. 실시예 5
양 말단에 실라놀기를 갖는 실록산 오일을 30 중량부, 리그닌을 10 중량부 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 제조방법에 따라 저비중 난연 실리콘 고무 제조하였다.
2-1. 비교예 1
2액형 부가형 실리콘 고무 조성물은 A 파트와 B 파트로 나뉘어 제조하였다. 상기 A 파트는 제 1 폴리오르가노실록산(A1) 10 중량부 및 제 2 폴리오르가노실록산(A2) 90 중량부를 30분 동안 혼합기에서 혼합한 다음, 실리카 10 중량부, 양 말단에 실라놀기를 갖는 실록산 오일 20 중량부를 혼합한 후, 백금 촉매 0.8 중량부를 첨가하여 제조하였다. 상기 B 파트는 난연제인 수산화 알루미늄(B1)과 수산화 마그네슘(B2)을 각각 20 중량부 첨가하고 오르가노하이드로겐폴리실록산 40 중량부, 폴리올 20 중량부, 셀룰로오스 5 중량부, 리그닌 1 중량부 및 경화지연제 0.02 중량부를 혼합하여 제조하였다. 이후 A 파트와 B 파트를 혼합하여 상기 촉매가 실라놀기를 갖는 실록산 오일의 하이드록시기(-OH)와 오르가노하이드로겐폴리실록산의 Si-H기의 반응을 유발시켜 발포를 진행하여 실리콘 고무를 제조하였다.
2-2. 비교예 2
리그닌 15 중량부 사용한 것을 제외하고 상기 비교예 1과 동일한 제조방법에 따라 실리콘 고무를 제조하였다.
2-3. 비교예 3
셀룰로오스 15 중량부, 리그닌 15 중량부 사용한 것을 제외하고 상기 비교예 1과 동일한 제조방법에 따라 실리콘 고무 제조를 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예 전체에 있어서, 상기 폴리오르가노실록산 중 제 1 폴리오르가노실록산(A1)은 중량평균 분자량이 50,000 g/mol 이고, 비닐기 함량이 0.4 몰%이며 양 말단이 디메틸비닐실릴기로 이루어진 그레이스콘티넨탈코리아(주) 사의 VMS-722을 사용하였으며, 제 2 폴리오르가노실록산(A2)은 중량평균 분자량이 70,000 g/mol이고, 비닐기 함량이 0.06 몰%이며, 그레이스콘티넨탈코리아(주)의 VMS-5을 사용하였다.
상기 난연제 중 수산화 알루미늄(Alμminμm hydroxide)(B1)은 Huber사의 9400 sp를 사용하였으며, 수산화마그네슘(Magnesiμm hydroxide)(B2)는 강신산업사의 Kisμma 5B를 사용하였다. 상기 폴리올은 DURANOL사의 T5652를 사용하였으며, 상기 셀룰로오스는 Dow wolffcellulosics사의 CRT 20,000 PA를 사용하였다. 상기 리그닌은 Stora enso 사의 Lineo(제품명)을 사용하였으며, 리그닌의 입자 크기는 50 내지 100 μm 이고 상기 리그닌을 40% 물에 녹였을 때, pH는 2.8 내지 3.4이다.
상기 실시예 및 비교예를 정리하면 하기 표 1 및 2와 같다.
Figure 112020118186900-pat00003
Figure 112020118186900-pat00004
3. 실험예 : 실시예 및 비교예의 물성 측정
3-1. 비중의 측정
실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 제조된 저비중 난연 실리콘 고무 폼 시트에 대하여 ALFA MIRAGE 사의 MD-300S(제품명)으로 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3 내지 표 4에 나타내었다.
3-2. 발열량의 측정
실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 제조된 저비중 난연 실리콘 고무 폼 시트에 대하여 ISO 5660-1에 의거하여 측정하였다.
3-3. 연기밀도의 측정(1.5 Min/4 Min)
실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 제조된 저비중 난연 실리콘 고무 폼 시트에 대하여 ASTM E 662에 의거하여 시편 두께 25 mm로 측정하였다.
3-4. 독성지수의 측정
실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 제조된 저비중 난연 실리콘 고무 폼 시트에 대하여 BS 6853 ANNEX B.2 에 의거하여 측정하였다.
3-5. 영구압축 줄음율 측정
실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 제조된 저비중 난연 실리콘 고무 폼 시트에 대하여 KS M 6672 에 의거하여 측정하였다:
1) 시험편 : 50 mm X 20 mm 이상
2) 시험방법
① 시험편 두께의 50%까지 압축 고정
② 70℃ 의 항온조에서 22시간 가열
③ 상온 냉각 후, 두께 측정
Figure 112020118186900-pat00005
,
Figure 112020118186900-pat00006
.
3-6. 반복압축 줄음율 측정
실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 제조된 저비중 난연 실리콘 고무 폼 시트에 대하여 KS M 6672 에 의거하여 측정하였다:
1) 시험편 : 50 mm X 20 mm 이상
2) 시험방법
① 상온에서 매분 60회의 속도로 시험편 두께의 50%까지 연속 80,000회 반복 압축
② 상온에서 30분 방치 후 두께 측정
③ 아래 계산식으로 반복압축 줄음율 계산
Figure 112020118186900-pat00007
,
Figure 112020118186900-pat00008
.
3-7. 겉보기 밀도(비중) 측정
실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 제조된 저비중 난연 실리콘 고무 폼 시트에 대하여 ASTM D 3574에 의거하여 측정하였다.
상기 시험결과는 하기 표와 같다:
Figure 112020118186900-pat00009
Figure 112020118186900-pat00010
상기 시험 결과를 살펴보면, 실시예 1 내지 5의 저비중 난연 실리콘 고무는, 모두 0.220 미만의 비중을 나타내었으며, 발열량 35 kW/m2 미만, Flaming mode 연기밀도는 90초, 240초 각각에서 35초 이하, 60초 이하로 나타났다. 아울러, Non-Flaming mode연기밀도는 90초, 240초 각각에서 35초 이하, 130초 이하, 독성지수 0.30 미만, 영구압축 줄음율 1.2% 이하 및 반복압축 줄음율 1.0% 미만이 나타났다. 그에 반해, 비교예 1 내지 3은 상기 모든 측정 항목에서 실시예 1 내지 5에 비해 우수한 효과를 나타내지 못하였다. 이로써, 실시예에 따른 저비중 난연 실리콘 고무는 리그닌의 3 중량부 내지 10 중량부 포함함에 따라 저비중을 가지는 것과 함께 난연성 역시 우수한 것을 확인하였다. 정교하게 실험한 상기 데이터를 확인할 때, 상기의 우수한 효과는 리그닌의 함량이 10 중량부인 경우 보다 우수한 효과가 나타났으며, 또한 상기 리그닌의 함량이 3 내지 10 중량부이면서, 동시에 상기 리그닌 : 상기 실록산 오일의 함량비가 10 : 10 내지 10 : 35인 경우에 보다 우수한 효과가 나타남을 확인하였다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수도 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (14)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 폴리오르가노실록산; 실리카; 양 말단에 실라놀기를 갖는 실록산 오일; 오르가노하이드로겐폴리실록산; 경화 지연제; 촉매; 난연제; 셀룰로오스; 폴리올 및 리그닌을 포함하며,
    상기 리그닌의 함량은 상기 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여 3 내지 10 중량부이며,
    상기 리그닌과 상기 실록산 오일의 중량비는 1 : 1 내지 1 : 3.5인 것인,
    저비중 난연 실리콘 고무 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112022046313252-pat00011
    ;
    상기 화학식 1에서,
    상기 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 각각 독립적으로 선형 또는 분지형의 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 아미노알킬기, 탄소수 1 내지 10의 히드록시알킬기, 탄소수 1 내지 20의 할로알킬기, 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 7 내지 20의 아랄킬기, 및 탄소수 2 내지 20의 알케닐기 중에서 선택되고,
    상기 a는 1 내지 100의 정수이며,
    상기 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8 중 적어도 하나 이상은 탄소수 2 내지 20의 알케닐기임.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여,
    상기 실리카의 함량은 5 중량부 내지 70 중량부이고,
    상기 양 말단에 실라놀기를 갖는 실록산 오일의 함량은 10 중량부 내지 100 중량부이고,
    상기 오르가노하이드로겐폴리실록산의 함량은 20 중량부 내지 160 중량부이고,
    상기 경화 지연제의 함량은 0.01 중량부 내지 0.5 중량부이고,
    상기 촉매의 함량은 0.001 중량부 내지 2 중량부이고,
    상기 난연제의 함량은 10 중량부 내지 100 중량부이고,
    상기 폴리올의 함량은 10 중량부 내지 40 중량부이고, 및
    상기 셀룰로오스의 함량은 5 중량부 내지 10 중량부인 것인,
    저비중 난연 실리콘 고무 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리오르가노실록산에서 탄소수 2 내지 20의 알케닐기의 함량은 상기 폴리오르가노실록산 1 몰에 대하여 0.01 몰% 내지 15 몰%인 것인, 저비중 난연 실리콘 고무 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리오르가노실록산은 제 1 폴리오르가노실록산 및 제 2 폴리오르가노실록산의 혼합물이고,
    상기 제 1 폴리오르가노실록산은 탄소수 2 내지 20의 알케닐기의 함량이 상기 제 1 폴리오르가노실록산 1 몰에 대하여 0.3 몰% 내지 0.8 몰%이고,
    상기 제 2 폴리오르가노실록산은 탄소수 2 내지 20의 알케닐기의 함량이 상기 제 2 폴리오르가노실록산 1 몰에 대하여 0.01 몰% 내지 0.3 몰%인 것인, 저비중 난연 실리콘 고무 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 양 말단에 실라놀기를 갖는 실록산 오일에서의 하이드록시기의 함량은 상기 양 말단에 실라놀기를 갖는 실록산 오일 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 10 중량부인 것인, 저비중 난연 실리콘 고무 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 양 말단에 실라놀기를 갖는 실록산 오일은 폴리디메틸실록산 및 실란디올 중 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인, 저비중 난연 실리콘 고무 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 오르가노하이드로겐폴리실록산은 분자당 평균 2개 이상의 규소 결합된 수소 원자(Si-H)를 포함하는 것인, 저비중 난연 실리콘 고무 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 경화 지연제는 알카인 알코올계, 엔-인계, 사이클로실록산계 및 트리아졸계 중 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인, 저비중 난연 실리콘 고무 조성물.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 난연제는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 탄산칼슘, 백금 화합물, 아조 화합물, 산화철 및 희토류 금속 화합물 중 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인, 저비중 난연 실리콘 고무 조성물.
  12. 제 1 항에 따른 저비중 난연 실리콘 고무 조성물로부터 제조되는, 저비중 난연 실리콘 고무.
  13. 하기 화학식 1로 표시되는 폴리오르가노실록산, 실리카, 양 말단에 실라놀기를 갖는 실록산 오일 및 촉매를 혼합하여 제 1 혼합물을 제조하고,
    오르가노하이드로겐폴리실록산, 경화 지연제, 난연제, 셀룰로오스, 폴리올 및 리그닌을 혼합하여 제 2 혼합물을 제조하고,
    상기 제 1 혼합물과 상기 제 2 혼합물을 혼합하여 발포 반응을 진행시키는 것
    을 포함하며,
    상기 리그닌의 함량은 상기 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여 3 내지 10 중량부이며,
    상기 리그닌과 상기 실록산 오일의 중량비는 1 : 1 내지 1 : 3.5인 것인,
    저비중 난연 실리콘 고무의 제조 방법:
    [화학식 1]
    Figure 112022046313252-pat00012
    ;
    상기 화학식 1에서,
    상기 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 각각 독립적으로 선형 또는 분지형의 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 아미노알킬기, 탄소수 1 내지 10의 히드록시알킬기, 탄소수 1 내지 20의 할로알킬기, 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 7 내지 20의 아랄킬기, 및 탄소수 2 내지 20의 알케닐기 중에서 선택되고,
    상기 a는 1 내지 100의 정수이며,
    상기 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8 중 적어도 하나 이상은 탄소수 2 내지 20의 알케닐기임.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 혼합물과 상기 제 2 혼합물을 중량비 1 : 2 내지 2 : 1로 혼합하는 것인, 저비중 난연 실리콘 고무의 제조 방법.
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