KR102628072B1 - 사출 성형을 통해 액체 실리콘 고무 조성물로부터 성형된 실리콘 고무 제품을 제조하는 데 유용한 방법 및 디바이스 조립체 - Google Patents
사출 성형을 통해 액체 실리콘 고무 조성물로부터 성형된 실리콘 고무 제품을 제조하는 데 유용한 방법 및 디바이스 조립체 Download PDFInfo
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Abstract
사출 성형을 통해 액체 실리콘 고무 조성물("LSR")로부터 성형된 실리콘 고무 제품을 제조하는 데 유용한 디바이스 조립체 및 방법. 그 방법은 LSR 로부터 더 빠르게 경화된 실리콘 고무 제품을 제조하기 위한 유연한 공정을 제공하고 LSR 의 경화 속도 및 제조된 성형된 실리콘 고무 재료의 물리적 특성을 대폭 저하시키지 않으면서 성형 공동에서 낮은 경화 온도를 사용할 수 있게 하여, 열 민감성 기판 상에 또는 위에 액체 실리콘 고무 오버몰딩을 허용한다. 그 디바이스 조립체는 더 빠른 사이클과 정확한 도우징 및 혼합 유닛의 사용을 허용하므로 액체 실리콘 고무 (LSR) 로부터 경화된 실리콘 고무 제품을 더 빠르게 제조하기 위한 유연한 공정을 만든다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년 7월 30일자로 출원된 미국 가출원 번호 62/880,321에 대한 우선권을 주장하고, 이로써 그의 내용이 전부 참조에 의해 원용되는, 특허 협력 조약 하의 국제 출원이다.
분야
본 발명은 사출 성형을 통해 액체 실리콘 고무 조성물 ("LSR") 로부터 성형된 실리콘 고무 제품을 제조하는 데 유용한 새로운 방법 및 디바이스 조립체에 관한 것이다.
성형된 실리콘 고무 제품을 형성하기 위해 액체 실리콘 고무 ("LSR") 조성물을 사용하는 액체 실리콘 고무 사출 성형 디바이스 조립체는 거의 50 년 동안 있어 왔다. 첨가-가교에 의해 반응하는 LSR 조성물은 실리콘 고무 분야에서 알려져 있다.
LSR 조성물은 열경화성 고무 그룹에 속한다. 특징적 특색은 고체 실리콘 또는 엘라스토머에 비해 가공 동안 점도가 낮다는 점이다. 2 성분 혼합물들은 첨가 프로세스에 의해 점차적으로 가교한다. 이는 어떠한 분해 생성물이 형성되지 않고 반응이 발생한다는 것을 의미한다. 이는 경화의 부산물이 없고 몰드 상에 퇴적물이 없기 때문에 사출 성형 분야에서 중요한 이점이 된다.
이전에 고무 가공 장비로 수행되었던 것처럼, 플라스틱 가공 장비가 곧 LSR 제품을 제조하기 위해 맞추어졌다. LSR 조성물의 사출 성형은 종종 실리콘 고무 부품 제조자의 선호되는 선택이다. 이는 가공 용이성, 대량 성형, 일관된 부품 품질 및 향상된 생산성을 갖는 비지니스 용이성을 제공하기 때문이다. LSR의 사출 성형은 LSR을 위해 특별히 설계된 적절한 사출 성형 프레스로 수행된다.
일반적으로, 2 부분 백금 촉매 첨가 경화 반응은 LSR 성형된 고무 제품을 제조하는 데 사용되며, 여기서 제 1 성분은 비닐실록산 중합체, 처리된 비정질 흄드 실리카 및 백금 촉매 (성분 A 또는 부분-A) 의 혼합물이고, 제 2 성분은 비닐실록산 중합체, 처리된 비정질 흄드 실리카, 수소 실록산 가교 중합체 및 경화 레이트 억제제 (성분 B 또는 부분-B) 의 혼합물이다. LSR 조성물은 제조자로부터 2 부분 드럼들 (20 리터 또는 200 리터) 로 출하되기 때문에, 성분 A 및 성분 B 의 제거는 LSR 용으로 설계된 도우징 유닛들에 의해 수행된다. 이들 펌핑 유닛들에서, “팔로워 플레이트”(follower plate)로 불리는 동일 드럼 직경을 갖는 원형 디바이스는 가해진 압력 하에서 공급라인 호스로 그 재료를 변위시킨다. 피스톤 펌프들은 컨베이어 및 펌프로서 설치된다. 2 개의 성분들은 이들이 제 1 시간 동안 함께 결합되는 혼합 유닛으로 도관들을 통과한다. 양자 모두의 펌프들은 원하는 1 : 1 혼합 비를 달성하기 위해 동 기적으로 가동하도록 설정된다. 사출 성형 프레스로 전달되기 전에 재료 성분들이 가동되는 정적 혼합기가 추가의 균질한 혼합을 위하여 하류에 설치된다. 첨가제들 (안료들, 착색제 또는 기타) 의 경우, 별개의 도우징 밸브들을 갖는 도우징 시스템들이 사용된다.
이 단계에서 도우징 및 혼합 유닛들은 A 및 B 부분들을 혼합하고 첨가제를 첨가하기 위한 정확한 계측이 필수적이고 어렵기 때문에 중요한 단계이다. 실제로, 2 개의 별개 성분들의 비를 벗어난 (off-ratio) 계측 및 혼합은 사출 성형 전에 제조된 가교성 LSR 조성물에 존재하는 실록산 알케닐 중합체에 대한 실록산 히드라이드 중합체의 불균형한 비를 초래할 것이다. 이는 일정치 못한 사출 경화 레이트와 가변 물리적 특성들을 가진 경화된 부품을 초래할 수 있다.
A 및 B 혼합물은 몰드에 주입하기 전에 LSR 기계 전달 스크류에서 추가로 혼합된다. 억제제를 사용하지 않으면 실온에서도 2 가지 성분들을 혼합한 직후 가교 반응이 시작될 수 있기 때문에 히드로실릴화 가황 반응을 위한 억제제는 LSR 조성물에 사용되는 주요 화학물질이다. 따라서, 억제제의 레벨은 가교 반응이 시작되기 전에 필요한 가공 시간을 제공하기 위해 필요한 핵심 파라미터이다. 다음으로 A 및 B 혼합물은 부품 크기에 따라 특정 시간 및 온도에서 열 경화된다. 완성된 경화 제품은 로봇 디바이스 등의 도움으로 몰드로부터 배출되고, 프로세스는 반복된다.
선행 기술의 예는, 2 개의 상이한 비닐실록산 중합체, 백금 촉매, 및 전처리된 실리카 충전제를 제 1 성분을 위해 사용하고, 동일한 비닐실록산 중합체, 및 전처리된 실리카 충전제뿐만 아니라 실릴 수소화물 함유 오가노폴리실록산 및 경화 레이트 억제제를 제 2 성분으로서 사용하는 2-부분 LSR 프로세스를 개시하는, 미국 특허 제 3,884,866 호를 포함한다. 미국 특허 제 4,162,243 호는 인시츄 처리된 비정질 실리카 충전제를 사용하는 2-부분 LSR 프로세스를 개시한다. 미국 특허 제 5,977,220 호는 실리콘 혼합물의 압축 변형(compression set)을 개선하기 위해 질소 유기 양이온 염을 사용하는 2-부분 LSR 프로세스를 개시한다. 미국 특허 제 6,034,199 호는 개선된 경화 레이트 억제제들을 이용한 2-부분 LSR 프로세스를 개시한다. 미국 특허 제 6,464,923 호는 3-부분 LSR 프로세스를 개시한다. 제 1 성분은 디오가노폴리실록산 중합체 및 무기 충전제이고; 제 2 성분은 액체 촉매 및 디오가노폴리실록산 중합체 혼합물이고; 제 3 성분은 오가노폴리실록산 중합체와 혼합된 수소 실록산이다. 이 특허는 또한 무기 충전제로서 카본 블랙의 사용을 개시한다. 3 개의 별개의 부분들은 2-부분 LSR 프로세스에 비해 개선된 저장 안정성을 낳는다.
요약하면 위에서 설명한 모든 표준 LSR 프로세스에는 여러 문제가 있다. 첫 번째 문제는 두 개의 별개의 성분들의 비를 벗어난 계측 및 혼합과 관련되어 있으며, 이는 불균형 양의 실리콘 수소화물 가교제가 완성된 제품에 존재하게 되어 일정치 못한 사출 경화 레이트 및 가변 물리적 특성을 갖는 경화된 부분들을 초래할 수 있다. 두 번째 문제는 2 개의 별개의 혼합물들을 게측 및 혼합 디바이스로 펌핑하기 위해 고가의 장비가 요구되는 것이다. 세 번째 문제는 여러 일에 걸친 실온 작업 수명을 얻기 위하여 필요한 성분 B 에 많은 그리고 특정 (비가변적 또는 설정된) 양의 억제제가 존재한다는 것이다. 억제제 레벨은 성형된 제품의 경화 레이트를 늦출 수 있고 이는 더 긴 작업 수명을 허용할 것이다.
다른 접근법에서, 미국 특허 제 8,063,137 호 및 미국 특허 제 8,198,357 호는 적어도 하나의 비닐실록산 중합체, 적어도 하나의 수소화물 가교제 및 선택적으로 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제를 포함하는 액체 실리콘 고무 (LSR) 베이스를 사용하여 성형된 실리콘 고무 제품을 제조하기 위한 방법을 설명하지만, 이 베이스에는 촉매가 존재하지 않는다. 다음으로 단일 LSR 베이스는 혼합 디바이스로 공급되고 혼합 디바이스로 또한 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 액체 억제제 및 적어도 하나의 비닐 실록산 중합체를 포함하는 억제제 마스터배치, 및 적어도 하나의 촉매 및 적어도 하나의 비닐 실록산 중합체를 포함하는 촉매 마스터배치가 공급된다. 그 후 성형이 수행되어 일정 사이클 시간 개선이 허용된다. 그러나, 특히 저온 경화가 필요한 경우, 예를 들어 80 내지 120℃의 온도에서 그리고 경화 속도를 저하시키지 않으면서 사출 성형 사이클의 생산성을 개선할 필요가 여전히 존재한다.
실제로, 액체 실리콘 고무의 가황 속도는 몰드 온도, 부품의 기하학적 두께(몰드의 가열된 표면간의 간격 및 표면적과 부피 간의 관계) 및 일반적인 가황 거동 그리고 경화 화학의 세 가지 주요 요인에 따라 달라진다는 것이 잘 알려져 있다. 몰드 온도를 높여 사이클 시간을 줄일 수 있고 (따라서 생산성이 증가됨), 콜드 러너(cold runner)는 온도 제어기를 사용하여 그리고 더 빠른 경화 재료를 사용하여 40-80℃로 설정된다. 그러나, 더 빠른 경화 재료를 사용한다는 것은 액체 실리콘 고무 원료의 조성을 개질하는 것을 의미하므로, 사출 성형기에 이미 사용 가능한 광범위한 사출 성형 장치에 대해 가변적 거동을 허용한다.
게다가, 성형된 실리콘 고무 제품 제조의 보다 큰 유연성을 허용하면서 사출 성형 사이클의 생산성의 향상을 허용할 수 있는 디바이스 조립체들에 대한 강력한 요구가 존재한다.
또한, LSR 조성물은 열가소성 물체 또는 기판을 오버몰드(overmold)하는 데에도 사용될 수 있다. 그러나, 열가소성 재료와 같은 많은 비 실리콘(non-silicone) 기판은 그의 조성으로 인해 상승된 온도(예: 160℃ 이상)에서 변형되는 경향이 있다. 실제로, 열가소성 플라스틱 재료는 고체에서 액체로의 천이를 표시하는 정확한 융점을 나타내지 않지만, 온도가 증가함에 따라 느린 연화를 겪는다. 다음으로, 표면 연화(Vicat 연화 온도) 또는 본체 연화(열 변형(또는 휨) 온도 또는 HDT)를 설명하는 2개의 상이한 기술이 도입되었다.
Vicat 연화 온도는 편평한 단부의 바늘이 특정 하중 (10N 또는 50N, ASTM D 1525-09 및 ISO 306 참조) 에서 1mm 깊이로 시편을 관통하는 온도이다. Vicat 연화 온도는 재료가 상승된 온도 응용에서 사용될 때 예상되는 연화점을 반영한다.
ASTM D 648-07에서와 같은 열 변형 온도 방법에서, 시편이 상승된 온도에서 주어진 하중을 견디는 중합체의 능력을 반영하는 임의의 시험 조건 세트를 받을 때 임의의 변형이 발생하는 변형 온도가 측정된다.
(1kg 하중 이용) Vicat 연화 온도가 160℃ 보다 낮고 그 표면에서 LSR 조성물을 가교시켜 손상될 수 있는 열 민감성 재료의 예는 다음과 같다: 폴리염화비닐(PVC, 92℃), 폴리에틸렌(PE,127.3℃), 폴리프로필렌(PP, 152.2℃), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS, 102.3℃) 및 폴리카보네이트(PC, 156.2℃).
따라서, 열가소성 물체와 같은 열 민감성 기판 상의 또는 위의 액체 실리콘 고무 오버몰딩은 품질 손실 없이는 어렵다. 게다가, 실리콘 고무 가교 재료는 먼지, 물, 충격, 열 및 전기 충격에 대한 보호 커버의 역할을 할 수 있으므로, 열 민감성 플라스틱 재료가 널리 사용되는 이식 가능(implantable) 디바이스에서 널리 사용될 수 있다. 열 민감성 플라스틱 기판상에 LSR 조성물을 오버몰딩하는 문제를 해결함으로써 이점을 얻을 수 있는 다른 응용은 다음과 같다: 의료적 전자장치 캡슐화, 오버몰딩된 개스킷, 수술용 핸들, 의료 디바이스 위치 결정을 위한 방사선 비투과(radio opaque) 마커, 웨어러블, 키패드, 가딩(guarding), 전기 및 열 절연이다.
그러나, 표준 LSR 사출 성형 프로세스에서 성형 온도를 낮추면 액체 실리콘 고무의 경화 속도가 급격히 감소하여 그의 경제적 실행 가능성에 가혹한 영향을 미치므로 허용되지 않는다.
따라서, 완전히 자동화된 제조 시퀀스를 사용하고, 필요한 경우, LSR의 경화 속도 및 생산된 성형된 실리콘 고무 재료의 물성을 저하시키지 않고서 몰드 공동에서의 경화 온도를 (160℃ 미만, 140℃ 미만, 120℃ 미만, 110℃ 미만 또는 100℃ 미만으로) 크게 낮출 수 있게 하는, 명확하게 재현 가능한 제조 조건을 허용할 LSR 조성물을 사용하여 성형된 실리콘 고무 제품을 제조하는 새롭고 유연한 방법을 제공할 필요성이 여전히 존재하다.
본 발명의 간단한 요약
본 발명의 하나의 목적은 액체 실리콘 고무(LSR)로부터 보다 빠르게 경화된 실리콘 고무 제품을 제조하기 위한 유연한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 LSR의 경화 속도와 제조된 성형 실리콘 고무 재료의 물리적 특성을 크게 낮추지 않고서, 성형 공동에서 낮은 경화 온도(160℃ 미만, 140℃ 미만, 120℃ 미만, 110℃ 미만 또는 100℃ 미만)를 사용할 수 있게 하여, 열 민감성 기판 상에 또는 위에 액체 실리콘 고무 오버몰딩을 허용하는 새로운 유연한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 더 빠른 싸이클 및 정확한 도우징 및 혼합 유닛들의 사용을 허용하여, 액체 실리콘 고무 (LSR) 로부터 경화된 실리콘 고무 제품들을 보다 신속하게 제조하는 유연한 방법을 만드는, 사출 성형을 통한 성형된 실리콘 고무 제품을 제조하는 데 유용한 디바이스 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 특성, 목적 및 이점들의 보다 나은 이해를 위하여, 다음의 도면들과 함께 읽혀지는 다음의 상세한 설명에 대한 참조가 이루어지며, 유사한 도면 부호는 유사한 엘리먼트를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 통해 그리고 사출 성형을 통해 성형된 실리콘 고무 제품을 제조하는 데 유용한 디바이스 조립체의 개략도이며 여기서 억제제 마스터배치는 E1 (31), 촉매 마스터배치 C1 (30) 그리고 가교제 XL (32) 는 촉매를 함유하지 않는 액체 실리콘 고무 베이스 A1 (3) 와 분리되고, 그를 사출 성형 프레스의 배럴 (25) 에 도입하기 전에, 바람직하게는 정적 혼합기 (18) 인, 혼합 탱크 (18) 에 공급된다. 이 도면에서 첨가제 별도의 공급 라인과 컨테이너의 선택적 존재는 나타나 있지 않다.
도 2 는 본 발명의 실시형태이고 본 발명에 따른 방법 및 사출 성형을 통해 성형된 실리콘 고무 제품을 제조하는 데 유용한 디바이스 조립체의 개략도이다. 억제제 마스터배치 E1 (31), 촉매 마스터배치 C1 (30) 그리고 가교제 XL (32) 는 촉매를 함유하지 않는 2개의 액체 실리콘 고무 베이스 A1 및 A2 와 분리되고, 그를 사출 성형 프레스의 배럴 (25) 에 도입하기 전에, 바람직하게는 정적 혼합기 (18) 인, 혼합 탱크 (18) 에 공급된다. 실리콘 고무 베이스 A1 (3) 및 A2 (4) 는 연속 프로세스를 가능하게 하는 유사한 조성을 가질 수 있거나 또는 최종 성형된 실리콘 제품의 더 넓은 범위의 Shore A 경도계 측면에서 더 넓은 유연성을 제공하기 위해 상이한 조성을 가질 수 있다. 이 도면에서 첨가제 별도의 공급 라인과 컨테이너의 선택적 존재는 나타나 있지 않다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 통해 그리고 사출 성형을 통해 성형된 실리콘 고무 제품을 제조하는 데 유용한 디바이스 조립체의 개략도이며 여기서 억제제 마스터배치는 E1 (31), 촉매 마스터배치 C1 (30) 그리고 가교제 XL (32) 는 촉매를 함유하지 않는 액체 실리콘 고무 베이스 A1 (3) 와 분리되고, 그를 사출 성형 프레스의 배럴 (25) 에 도입하기 전에, 바람직하게는 정적 혼합기 (18) 인, 혼합 탱크 (18) 에 공급된다. 이 도면에서 첨가제 별도의 공급 라인과 컨테이너의 선택적 존재는 나타나 있지 않다.
도 2 는 본 발명의 실시형태이고 본 발명에 따른 방법 및 사출 성형을 통해 성형된 실리콘 고무 제품을 제조하는 데 유용한 디바이스 조립체의 개략도이다. 억제제 마스터배치 E1 (31), 촉매 마스터배치 C1 (30) 그리고 가교제 XL (32) 는 촉매를 함유하지 않는 2개의 액체 실리콘 고무 베이스 A1 및 A2 와 분리되고, 그를 사출 성형 프레스의 배럴 (25) 에 도입하기 전에, 바람직하게는 정적 혼합기 (18) 인, 혼합 탱크 (18) 에 공급된다. 실리콘 고무 베이스 A1 (3) 및 A2 (4) 는 연속 프로세스를 가능하게 하는 유사한 조성을 가질 수 있거나 또는 최종 성형된 실리콘 제품의 더 넓은 범위의 Shore A 경도계 측면에서 더 넓은 유연성을 제공하기 위해 상이한 조성을 가질 수 있다. 이 도면에서 첨가제 별도의 공급 라인과 컨테이너의 선택적 존재는 나타나 있지 않다.
본 발명의 상세한 설명
본 발명이 추가로 설명되기 전에, 특정 실시형태들의 변형이 이루어질 수 있고 그 변형이 여전히 첨부된 청구범위의 범주 내에 속할 수 있기 때문에, 본 발명은 이하에 기술된 본 발명의 특정 실시형태들에 제한되지 않음이 이해되어야 한다. 또한 본원에서 사용되는 용어는 특정의 실시형태들을 설명하기 위한 목적을 위한 것일 뿐이고, 제한하려고 의도하지 않음이 이해되어야 한다. 대신에, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해 확립될 것이다.
명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용된 바와 같이, 단수 형태 "a", "an" 및 "the" 는 그 문맥이 명백히 다르게 지시하지 않는 한 복수의 참조들을 포함한다. 달리 정의되지 않으면, 본원에 사용된 모든 기술적 용어와 학술적 용어는 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 보통으로 이해되는 것과 같은 의미를 갖는다.
특히, 이러한 목적은, 하기 단계를 포함하는 사출 성형을 통하여 성형된 실리콘 고무 제품 M1을 제조하는 데 유용한 방법에 관한 본 발명에 의해 달성된다:
a) 촉매를 함유하지 않고 :
· 분자 당 규소 원자에 결합된 적어도 2 개의 알케닐기들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 A,
· 선택적으로, 분자 B 당 적어도 2 개의 규소 결합된 수소 원자들; 및 바람직하게 분자 B 당 적어도 3 개의 규소 결합된 수소 원자들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 B,
· 선택적으로, 적어도 하나의 충전제 C,
· 선택적으로, 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E, 및
· 선택적으로, 적어도 하나의 첨가제 F
를 포함하는 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 을 베이스 공급 라인으로 공급하는 단계,
b) 적어도 하나의 백금계 촉매 D를 포함하는 촉매 마스터배치 C1를 별도의 촉매 공급 라인으로 공급하는 단계,
c) 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E 를 포함하는 억제제 마스터배치 E1 를 별도의 공급 라인으로 공급하는 단계,
d) 촉매 마스터배치 C1 또는 억제제 마스터배치 E1 를 함유하는 임의의 공급라인으로 또는 별도의 공급 라인으로, 선형 또는 환형 중합체인 경우 분자당 적어도 3개의 규소 결합 수소 원자 또는 분지형 중합체인 경우 분자당 적어도 2개의 규소 결합 수소 원자, 그리고 바람직하게는 분지형 중합체인 경우 분자당 적어도 3개의 규소 결합 수소 원자를 함유하는 오가노폴리실록산인 적어도 하나의 가교제 XL 를 공급하는 단계,
e) 선택적으로 적어도 하나의 첨가제 F를 별도의 첨가제 공급 라인으로 공급하는 단계,
f) 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1, 상기 촉매 마스터배치 C1, 상기 가교제 XL, 상기 억제제 마스터배치 E1 및 선택적으로 상기 첨가제 F 를 생성된 혼합물을 사출기의 배럴로 보내기 전에 혼합 탱크 (18) 로 또는 상기 배럴로 직접 보내서:
1) 분자 당 규소 원자에 결합된 적어도 2 개의 알케닐기들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 A,
2) 선택적으로 분자 B 당 적어도 2 개의 규소 결합된 수소 원자들; 및 바람직하게 분자 B 당 적어도 3 개의 규소 결합된 수소 원자들을 함유하는 적어도 오가노폴리실록산 B,
3) 선택적으로, 적어도 하나의 충전제 C,
4) 적어도 하나의 백금계 촉매 D,
5) 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E,
6) 선형 또는 환형 중합체인 경우 분자당 적어도 3개의 규소 결합된 수소 원자 또는 분지형 중합체인 경우 분자당 적어도 2개의 규소 결합된 수소 원자를 함유하는 오가노폴리실록산인 적어도 하나의 가교제 XL, 및
7) 선택적으로 적어도 하나의 첨가제 F
를 포함하는 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 를 얻고;
상기 백금계 촉매 D 및 히드로실릴화 가황 반응을 위한 상기 억제제 E 의 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 에 첨가된 양은 0.1 내지 900 (0.1:1 내지 900:1), 가장 바람직하게는 10 내지 900 (10:1 내지 900:1), 그리고 더욱 더 바람직하게는 20 내지 250 (20:1 내지 250:1) 범위의 히드로실릴화 가황 반응을 위한 억제제 E 대 백금계 촉매 D 의 백금 원자의 몰비를 얻도록 제어 및 조정되는 단계,
g) 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 를 성형 프레스에 설치된 몰드로 보내고 이것을, 바람직하게는 80℃ 내지 220℃ 범위의 온도 범위에서 가열하는 것에 의해, 경화시켜, 성형된 실리콘 고무 제품 M1 을 얻는 단계.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 출원인은, 칭찬할 만하게도, 아주 놀랍게 그리고 기대하지 않게, 본 발명에 따라서 그리고 다른 공급 라인을 통해 억제제 마스터 배치 E1, 액체 실리콘 고무 베이스 A1 및 촉매 마스터 배치 C1를 공급하고 촉매 마스터배치 C1 또는 억제제 마스터 배치 E1를 함유하는 임의의 공급라인으로 또는 별도의 공급 라인으로 가교제 XL를 공급하여 특히 제조되는 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 을 사출 성형 기에서 성형하여:
1) 가교제 XL 의 첨가량을 제어하고,
2) 0.1 내지 900 (0.1:1 내지 900:1), 가장 바람직하게는 10 내지 900 (10:1 내지 900:1), 그리고 더욱 더 바람직하게는 20 내지 250 (20:1 내지 250:1) 범위 내에서 히드로실릴화 가황 반응을 위한 억제제 E 대 백금계 촉매 D 의 백금 원자의 몰비를 상기 액체 실리콘 고무 조성물 A3 내에서 그리고 사출 성형 단계 바로 전에 유지하는 것
이 선행 기술 미국 특허 제 8,063,137 호 및 미국 특허 제 8,198,357 호에 기재된 방법과 비교하여 경화 속도의 심각한 손실 없이 110℃에서 이동식 다이 레오미터(MDR)로 측정했을 때 경화의 90%가 발생하는 110℃ 에서 최적의 경화 시간 (Tc90) 을 대폭 개선할 수 있다는 것을 입증하였다.
실제로, 이제 30초를 훨씬 밑도는 90%의 경화가 발생한 110℃ 에서의 최적의 경화 시간 (Tc90) 및 가열된 오븐에서 수시간의 체류 시간을 포함할 수도 있는 몰드로부터 물체를 제거한 후 보통 요구되는 포스트 경화 단계를 억제하는 20초를 훨씬 밑도는 10%의 경화가 발생한 110℃ 에서의 경화 시간 (Tc10) 을 얻을 수 있다.
경화 속도의 현저한 손실 없이 경화(또는 성형) 온도를 낮추는 이점은 많고 더 낮은 온도에서 성형을 작업하여 에너지를 절약하는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 이점은 LSR 재료의 최적 경화 속도를 저하시키지 않으면서 더 낮은 경화 온도 (80° 내지 120℃ 사이) 를 선택하는 것에 대해 유연성을 허용하여 열 민감성 재료 위에 오버몰딩을 허용한다는 점이다. 열 민감성 재료는 열 접촉 시 휨 또는 변형 문제가 발생하는 재료이다.
본 발명의 방법은 LSR 재료의 최적 경화 속도를 저하시키지 않으면서, 80℃ 내지 220℃, 80℃ 내지 160℃, 80° 내지 140℃, 80℃ 로부터 120℃ 미만까지, 80℃ 로부터 110℃ 미만까지, 또는 80℃ 로부터 100℃ 미만까지의 성형 온도 범위를 효율적으로 사용할 수 있게 한다.
또한, 표준, 상승된 온도에서 더 빠른 경화 시간으로, 표준 성형된 제품을 위한 사이클 시간 절약을 얻을 수 있다.
바람직한 실시형태에서 본 발명은 하기 단계를 포함하는 사출 성형을 통하여 성형된 실리콘 고무 제품 M1을 제조하는 데 유용한 방법에 관한 것이다:
a) 촉매를 함유하지 않고:
· 분자 당 규소 원자에 결합된 적어도 2 개의 알케닐기들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 A,
· 선택적으로, 분자 B 당 적어도 2 개의 규소 결합된 수소 원자들; 및 바람직하게 분자 B 당 적어도 3 개의 규소 결합된 수소 원자들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 B,
· 선택적으로 적어도 하나의 충전제 C,
· 선택적으로, 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E, 및
· 선택적으로, 적어도 하나의 첨가제 F
를 포함하는 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 을 베이스 공급 라인 (8) 으로 공급하는 단계,
b) 적어도 하나의 백금계 촉매 D를 포함하는 촉매 마스터배치 C1를 별도의 촉매 공급 라인 (12) 으로 공급하는 단계,
c) 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E 를 포함하는 억제제 마스터배치 E1 를 별도의 공급 라인 (14) 으로 공급하는 단계,
d) 별도의 공급 라인 (16) 으로 선형 또는 환형 중합체인 경우 분자당 적어도 3개의 규소 결합 수소 원자 또는 분지형 중합체인 경우 분자당 적어도 2개의 규소 결합 수소 원자, 그리고 바람직하게는 분지형 중합체인 경우 분자당 적어도 3개의 규소 결합 수소 원자를 함유하는 오가노폴리실록산인 적어도 하나의 가교제 XL 를 공급하는 단계,
e) 선택적으로 적어도 하나의 첨가제 F를 별도의 첨가제 공급 라인 (38) 으로 공급하는 단계,
f) 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1, 상기 촉매 마스터배치 C1, 상기 가교제 XL, 상기 억제제 마스터배치 E1 및 선택적으로 상기 첨가제 F 를 생성된 혼합물을 사출기의 배럴로 보내기 전에 혼합 탱크 (18) 로 또는 상기 배럴로 직접 보내서:
1) 분자 당 규소 원자에 결합된 적어도 2 개의 알케닐기들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 A,
2) 선택적으로 분자 B 당 적어도 2 개의 규소 결합된 수소 원자들; 및 바람직하게 분자 B 당 적어도 3 개의 규소 결합된 수소 원자들을 함유하는 적어도 오가노폴리실록산 B,
3) 선택적으로, 적어도 하나의 충전제 C,
4) 적어도 하나의 백금계 촉매 D,
5) 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E,
6) 선형 또는 환형 중합체인 경우 분자당 적어도 3개의 규소 결합된 수소 원자 또는 분지형 중합체인 경우 분자당 적어도 2개의 규소 결합된 수소 원자를 함유하는 오가노폴리실록산인 적어도 하나의 가교제 XL, 및
7) 선택적으로 적어도 하나의 첨가제 F
하기를 포함하는 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 를 얻고;
상기 백금계 촉매 D 및 히드로실릴화 가황 반응을 위한 상기 억제제 E 의 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 에 첨가된 양은 0.1 내지 900 (0.1:1 내지 900:1), 가장 바람직하게는 10 내지 900 (10:1 내지 900:1), 그리고 더욱 더 바람직하게는 20 내지 250 (20:1 내지 250:1) 범위의 히드로실릴화 가황 반응을 위한 억제제 E 대 백금계 촉매 D 의 백금 원자의 몰비를 얻도록 제어 및 조정되는 단계,
g) 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 를 성형 프레스에 설치된 몰드로 보내고 이것을, 바람직하게는 80℃ 로부터 220℃ 에 이르기까지 범위의 온도 범위에서 가열하는 것에 의해, 경화시켜, 성형된 실리콘 고무 제품 M1 을 얻는 단계.
적합한 가교제 XL 는 별도의 공급 라인에서 공급되고 분자당 적어도 3개의 규소 결합 수소 원자를 함유하는 선형 오가노폴리실록산, 분자당 적어도 3개의 규소 결합 수소 원자를 함유하는 환형 오가노폴리실록산 중합체, 또는 분자당 적어도 3개의 규소 결합 수소 원자를 함유하는 분지형 오가노폴리실록산 중합체이다.
또 다른 바람직한 실시형태에서, 가교제는 분자당 적어도 3개의 규소 결합된 수소 원자를 함유하는 적어도 하나의 선형 오가노폴리실록산 및 분자당 적어도 3개의 규소 결합된 수소 원자를 함유하는 적어도 하나의 분지형 오가노폴리실록산 중합체의 혼합물이다.
"분지형 오가노폴리실록산 중합체"는 구조에 식 SiO4/2 의 Q 실록시 단위 또는 식 RSiO3/2 의 T 실록시 단위를 갖는 오가노폴리실록산 중합체를 의미하고 식중 R은 수소 원자 또는 1 내지 40개의 탄소 원자 1가 탄화수소 라디칼, 바람직하게는 1 내지 20개의 탄소 1가 탄화수소 라디칼이며, 더욱 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 페닐, 벤질 및 메시틸로 이루어지는 군으로부터 선택되고; 그리고 가장 바람직하게는 메틸 및 페닐로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
바람직한 실시형태에서, 가교제 XL 은 분자당 적어도 3개의 규소 결합 수소 원자를 함유하는 오가노폴리실록산이고, 구조에 식 SiO4/2 의 Q 실록시 단위 또는 식 RSiO3/2 의 T 실록시 단위를 갖는 오가노폴리실록산을 의미하는 분지형 중합체이고, 식중 R은 수소 원자 또는 1 내지 40개의 탄소 원자 1가 탄화수소 라디칼, 바람직하게는 1 내지 20개의 탄소 1가 탄화수소 라디칼이며, 더욱 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 페닐, 벤질 및 메시틸로 이루어지는 군으로부터 선택되고; 그리고 가장 바람직하게는 메틸 및 페닐로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 다른 표준 실록시 단위, 이를테면 식 R3SiO1/2 의 M 실록시 단위 또는 식 R2SiO2/2 의 D 실록시 단위가 또한 존재할 수도 있고, 식중 기호 R 은 동일하거나 상이하고 수소 원자 또는 1 내지 40개의 탄소 원자 1가 탄화수소 라디칼, 바람직하게는 1 내지 20개의 탄소 1가 탄화수소 라디칼 중에서 선택되며, 더욱 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 페닐, 벤질 및 메시틸로 이루어지는 군으로부터 선택되고; 그리고 가장 바람직하게는 메틸 및 페닐로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
이러한 성분은 아래 언급된 촉매의 존재하에서 가교제 XL 의 규소 결합된 수소 원자와 오가노폴리실록산 A 성분의 알케닐기의 첨가 반응에 의해 오가노폴리실록산 A 를 위한 가교제로서 작용하여 그와 네트워크 구조를 형성하고 이에 의해 조성물을 경화한다.
선형일 때 분자당 적어도 3개의 규소 결합된 수소 원자를 함유하는 적합한 가교제 XL의 예는 다음을 포함하지만 이에 제한되지 않는다: 트리메틸실록시-말단차단된(endblocked) 메틸히드로겐폴리실록산; 트리메틸실록시-말단차단된 디메틸실록산-메틸히드로겐실록산 공중합체; 트리메틸실록시-말단차단된 메틸히드로겐실록산-메틸페닐실록산 공중합체; 트리메틸실록시-말단차단된 디메틸실록산-메틸히드로겐실록산-메틸페닐실록산 공중합체; 디메틸히드로겐실록시-말단차단된 디메틸폴리실록산; 디메틸히드로겐실록시-말단차단된 메틸히드로겐폴리실록산; 디메틸히드로겐실록시-말단차단된 디메틸실록산-메틸히드로겐실록산 공중합체; 디메틸히드로겐실록시-말단차단된 디메틸실록산-메틸페닐실록산 공중합체 및 디메틸히드로겐실록시-말단차단된 메틸페닐폴리실록산.
점도는 다른 성분과 좋은 혼화성을 얻기 위해 전형적으로 25℃에서 0.001 내지 100 Pa.s, 바람직하게는 25℃에서 0.001 내지 1 Pa.s이다.
바람직한 실시형태에서, 분자당 적어도 3개의 규소 결합 수소 원자를 함유하는 가교제 XL 가 선형일 때, 그것은 분자당 15 mmol/g 미만의 SiH를 함유하는 것들 중에서 선택된다.
분지형 중합체일 때 분자당 적어도 2개의 규소 결합된 수소 원자를 함유하는 적합한 가교제 XL 의 예는 하기 식 (I) 의 분지형 중합체를 포함한다:
- 식중 H는 수소이고 R 은 1 내지 40개의 탄소 원자 1가 탄화수소 라디칼, 바람직하게는 1 내지 20개의 탄소 1가 탄화수소 라디칼이며, 더욱 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 페닐, 벤질 및 메시틸로 이루어지는 군으로부터 선택되고; 그리고 가장 바람직하게는 메틸 및 페닐로 이루어지는 군으로부터 선택되고
- 여기서 x≥ 2, y≥ 0, z≥ 0, p≥ 0, v≥ 0 이고, q 또는 r 중 적어도 하나 ≥ 1; 대안적으로 x≥ 2, y≥ 0, z≥ 0, p≥ 0, q≥ 0; v≥ 0, r≥ 1 ; 대안적으로, 또는 x≥ 2, y≥ 0, r≥ 1 (단, r = 1일 때, x + y = 4) 및 z, p, q, v = 0. 대안적으로, x > 2, y > 0, r > 1 이고 z, p, q, v = 0 이다.
분지형 중합체일 때 분자당 적어도 2개의 규소 결합된 수소 원자를 함유하는 특정 가교제 XL 은 다음을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다: (H)(CH3)2SiO1/2 실록시 단위 (MH) 및 SiO4/2 실록시 단위 (Q 단위) 를 포함하는 실리콘 수지 MHQ, (CH3)3SiO1/2 실록시 단위 (M), (CH3)2HSiO1/2 실록시 단위 (MH) 및 SiO4/2 (Q) 를 포함하는 실리콘 수지 MMHQ, (CH3)2HSiO1/2 실록시 단위 (MH), (CH3)HSiO2/2 (DH) 및 SiO4/2 실록시 단위 (Q) 를 포함하는 실리콘 수지 MHDHQ 및 (CH3)3SiO1/2 단위 (M 단위), (CH3)2HSiO1/2 (MH), (CH3)HSiO2/2 (DH) 및 SiO4/2 단위 (Q) 를 포함하는 실리콘 수지 MMHDHQ.
바람직한 실시형태에서, 가교제 XL 은 적어도 2개, 그리고 바람직하게는 적어도 3개의 식 R2HSiO1/2 의 MH 실록시 단위 및 식 SiO4/2 의 Q 실록시 단위를 포함하는 MHQ 실리콘 수지이고, 식중 H 는 수소 원자이고 R 은 1 내지 40개의 탄소 원자 1가 탄화수소 라디칼, 바람직하게는 1 내지 20개의 탄소 1가 탄화수소 라디칼이며, 더욱 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 페닐, 벤질 및 메시틸로 이루어지는 군으로부터 선택되고; 그리고 가장 바람직하게는 메틸 및 페닐로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
바람직한 실시형태에서 가교제 XL 는 하기 식을 갖는 MHQ 실리콘 수지이다:
식중 Q는 식 SiO4/2 을 갖고 MH 는 식 R2HSiO1/2 을 갖고 H 는 수소 원자이고 R은 1 내지 40개의 탄소 원자 1가 탄화수소 라디칼, 바람직하게는 1 내지 20개의 탄소 1가 탄화수소 라디칼이며, 더욱 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 페닐, 벤질 및 메시틸로 이루어지는 군으부터 선택되며; 그리고 가장 바람직하게는 메틸 및 페닐로 이루어진 군으로부터 선택되며, 아래첨자 w 및 z는 각각 0.5 내지 4.0, 바람직하게는 0.6 내지 3.5, 더욱 바람직하게는 0.75 내지 3.0, 그리고 가장 바람직하게는 1.0 내지 3.0의 비를 갖는다.
[1000] 다른 바람직한 실시형태에서 가교제 XL 은 하기 식을 갖는 MHQ 실리콘 수지이다:
식중 Q는 식 SiO4/2 을 갖고 MH 는 식 R2HSiO1/2 을 갖고 H 는 수소 원자이고 R은 1 내지 40개의 탄소 원자 1가 탄화수소 라디칼, 바람직하게는 1 내지 20개의 탄소 1가 탄화수소 라디칼이며, 더욱 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 페닐, 벤질 및 메시틸로 이루어지는 군으부터 선택되며; 그리고 가장 바람직하게는 메틸 및 페닐로 이루어진 군으로부터 선택되며, 아래첨자 w 및 z는 각각 0.5 내지 4.0, 바람직하게는 0.6 내지 3.5, 더욱 바람직하게는 0.75 내지 3.0, 그리고 가장 바람직하게는 1.0 내지 3.0의 비를 갖고; 아래첨자 j는 약 2.0 내지 약 100, 바람직하게는 약 2.0 내지 약 30, 보다 바람직하게는 약 2.0 내지 약 10, 그리고 가장 바람직하게는 약 3.0 내지 약 5.0 범위이다.
다른 바람직한 실시형태에서, 가교제 XL은 SiH 로서 0.10 wt. % 내지 2.00 wt. %의 H를 갖고 식 R2HSiO1/2의 MH 실록시 단위 및 식 SiO4/2 의 Q 실록시 단위를 포함하는 실리콘 수지이고 식중 H 는 수소 원자이고 R 은 1 내지 40개의 탄소 원자 1가 탄화수소 라디칼, 바람직하게는 1 내지 20개의 탄소 1가 탄화수소 라디칼이며, 더욱 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 페닐, 벤질 및 메시틸로 이루어지는 군으로부터 선택되고; 그리고 가장 바람직하게는 메틸 및 페닐로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
적합한 상업용 MHQ 실리콘 수지의 예는 다음과 같다: Siltech에 의해 판매되는 Silmer® HQ20 (비 M/Q 는 2:1, SiH 로서 H 의 wt. % =0.65%) 그리고 HQ203 (비 M/Q 는 1.2:1, SiH 로서 H 의 wt. %=0.12 %), Gelest 에 의해 판매되는 실리콘 수지 HQM®-105 & HQM-107.
가장 바람직한 MHQ 실리콘 수지는 식 R2HSiO1/2 및 SiO4/2 의 실록시 단위를 함유하는 MHQ 실리콘 수지이고 식중 H 는 수소 원자이고 R 은 SiH 로서 1.10 내지 1.30% wt. % 의 H 를 갖는 메틸이다.
다른 바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 가교제는 하기 군 및 이들의 대응하는 혼합물 중에서 선택된다:
· XL1= Gelest 로부터의, 말단화된 폴리페닐-(디메틸히드로실록시)실록산 수소화물, 레퍼런스 HDP-111, 점도 50 내지 80 mPa.s, 총 SiH mmol/g = 5.2; 식 (MH)2+n(TPh)n 의 실리콘 수지이며 여기서 M=R2HSiO1/2 실록시 단위 그리고 TPh =PhSiO3/2, 식중 H 는 수소 원자, R 은 메틸이고 Ph 는 페닐이다;
· XL2: 디-메틸히드로겐실록시 기를 갖는 양자 모두의 분자 말단에서 부분적으로 캡핑된 디메틸실록산과 메틸히드로겐실록산의 공중합체 (점도 18 내지 26 mPa.s; 총 SiH mmol/g = 7.2 (선형 가교제).
· XL3: R2HSiO1/2 및 식 SiO4/2 의 Q 실록시 단위의 MHQ 실리콘 수지, 식중 H 는 수소 원자이고 R이 메틸이고, 총 SiH mmol/g = 7.3 (Milliken제, 레퍼런스 SiVance MQH-8 MQ 수소화물 수지).
· XL4: 식 MHQ 의 분지형 실리콘 수지 여기서 MH=R2HSiO1/2 이고 Q 는 식 SiO4/2 의 실록시 단위이고, 식중 H 는 수소 원자이고 R 은 메틸이며, 총 SiH mmol/g = 8.8.
· XL5: 식 MHQ 의 분지형 실리콘 수지 여기서 MH=R2HSiO1/2 이고 Q 는 식 SiO4/2 의 실록시 단위이고, 식중 H 는 수소 원자이고 R 은 메틸이며, 총 SiH mmol/g = 9.7 (Milliken 제 레퍼런스 SiVance MQH-9 MQ 수소화물 수지).
· XL6: 식 (MH)3(TPh) 의 분지형 실리콘 수지 여기서 M=R2HSiO1/2 실록시 단위이고 TPh =PhSiO3/2 이고, 식중 H 는 수소 원자이고, R 은 메틸이고 Ph 는 페닐이며, Gelest 제 레퍼런스 SIP6826.0, 페닐트리스(디메틸히드로실록시)실란, 총 SiH mmol/g = 5.2.
· XL7: 식 MHQ 의 분지형 실리콘 수지 여기서 MH=R2HSiO1/2 이고 Q 는 식 SiO4/2 의 실록시 단위이고, 식중 H 는 수소 원자이고 R 은 메틸이며, 총 SiH mmol/g = 6.7, Gelest 제 레퍼런스 SIT7278.0, 총 SiH mmol/g = 6.7.
다른 바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 가교제 XL 은 하기를 함유하는 혼합물이다:
a) 적어도 2개, 그리고 바람직하게는 적어도 3개의 식 R2HSiO1/2 의 MH 실록시 단위 및 식 (Ph)SiO3/2 의 TPh 실록시 단위를 포함하는 적어도 하나의 분지형 실리콘 수지, 식중 Ph 는 페닐기이고, H 는 수소 원자이고 R 은 1 내지 40개의 탄소 원자 1가 탄화수소 라디칼, 바람직하게는 1 내지 20개의 탄소 1가 탄화수소 라디칼이며, 더욱 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 페닐, 벤질 및 메시틸로 이루어지는 군으로부터 선택되고; 그리고 가장 바람직하게는 메틸 및 페닐로 이루어지는 군으로부터 선택되고
b) 분자당 적어도 3개의 규소 결합 수소 원자를 함유하는 적어도 하나의 선형 오가노폴리실록산 B 및/또는 적어도 2개, 그리고 바람직하게는 적어도 3개의 식 R2HSiO1/2 의 MH 실록시 단위 및 식 SiO4/2 의 Q 실록시 단위를 포함하는 분지형 MHQ 실리콘 수지, 식중 H 는 수소 원자이고 R 은 1 내지 40개의 탄소 원자 1가 탄화수소 라디칼, 바람직하게는 1 내지 20개의 탄소 1가 탄화수소 라디칼이며, 더욱 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 페닐, 벤질 및 메시틸로 이루어지는 군으로부터 선택되고; 그리고 가장 바람직하게는 메틸 및 페닐로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
또 다른 바람직한 실시형태에서, 단계 d) 에서 첨가된 가교제 XL 의 양은 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 의 중량을 기준으로 0.1 내지 5.0 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 3.5 중량% 범위 내에서 제어되고 유지된다. 가교제 XL 은 조성물을 경화시키기에 충분한 상기 양으로, 바람직하게는 알케닐 함유 오가노폴리실록산 A 에서 알케닐기 당 약 1.0 내지 약 10 개의 규소 결합된 수소 원자를 제공하는 양으로 사용된다.
또 다른 바람직한 실시형태에서, 단계 g)에서 경화 온도는 80 내지 140℃, 그리고 바람직하게는 90 내지 130℃이다.
또 다른 바람직한 실시형태에서, 단계 g)에서 경화 온도는 80 내지 140℃이고, 바람직하게는 90 내지 130℃이고; 그리고 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 는 기판 P 주위 또는 위에서 경화되어 상기 성형된 실리콘 고무 제품 M1을 포함하는 복합재 부품을 형성한다.
기판 P 은 강성이거나 또는 가요성일 수도 있다. 바람직한 실시형태에서 기판 P 는 플라스틱 기판, 열가소성 기판, 금속 기판 및 텍스타일 기판으로부터 선택된다.
플라스틱 기판 및 열가소성 기판(또한 유기 수지)의 예는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 폴리페닐렌/스티렌 블렌드, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 스티렌 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 아크릴, 폴리아크릴아미드, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리설폰, 나일론, 폴리아미드, 폴리이미드, 플루오로폴리머, 및 액정 수지 및 비수지 함유 폴리에테르이미드를 포함한다.
바람직한 실시형태에서, 기판 P 는 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 및 폴리카보네이트(PC)이다.
금속 기판의 예는 구리, 알클래드 알루미늄, 애노다이즈화 알루미늄, 티타늄, 갈바나이즈드 스틸, 냉간 압연 스틸, 주조 알루미늄 및 주조 마그네슘으로부터 선택된 금속 기판을 포함한다.
이러한 복합재 부품은 플라스틱 기판 또는 열가소성 기판 및 실리콘 엘라스토머 중 어느 것이 일체형 구성요소로 사용되는 그러한 구성을 포함한다. 이러한 복합재 부품의 예는 자동차 응용, 의료 응용, 소비자 및 산업 응용 및 전자 응용을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 산업에서 찾을 수 있다.
분자 당 규소 원자에 결합된 적어도 2 개의 알케닐기들을 함유하는 오가노폴리실록산 A:
오가노폴리실록산 A 는 분자 당 규소 원자에 결합된 적어도 2 개의 규소 결합된 알케닐기들을 함유하는 액체 폴리디오가노실록산이다. 적절한 알케닐기는 2 내지 10 개의 탄소 원자를 함유하고, 바람직한 예는 비닐, 이소프로페닐, 알릴 및 5-헥세닐기이다. 오가노폴리실록산 A 는 알케닐기 외의 규소 결합된 유기기들을 포함한다. 이러한 규소 결합된 유기기는 통상적으로 1 내지 10 개의 탄소 원자를 함유하는 1가 포화 탄화수소기 및 통상적으로 6 내지 12 개의 탄소 원자를 함유하는 1가 방향족 탄화수소기로부터 통상적으로 선택되며, 이들은 할로겐 원자와 같이 경화를 방해하지 않는 기들로 치환되거나 또는 비치환된다. 바람직한 규소 결합된 유기기는 예를 들어, 메틸, 에틸 및 프로필과 같은 알킬기; 3,3,3-트리플루오로프로필과 같은 할로겐화 알킬기; 및 페닐과 같은 아릴기이다.
본 발명에 따른 적합한 오가노폴리실록산 A 의 예는 하기 식 (1) 의 중합체이다:
식중: R 및 R"은 서로 독립적으로 선택되고, 통상적으로 1 내지 10 개의 탄소 원자를 함유하는 1가 포화 탄화수소 라디칼들 및 통상적으로 6 내지 12 개의 탄소 원자를 함유하는 1가 방향족 탄화수소 라디칼이고, 이들은 할로겐 원자와 같이 경화 반응을 방해하지 않는 기들로 치환되거나 또는 비치환된다. 규소 결합된 유기기의 바람직한 종은 예를 들어, 메틸, 에틸 및 프로필과 같은 알킬 기; 3,3,3-트리플루오로프로필과 같은 할로겐화된 알킬 기; 및 페닐과 같은 아릴 기이다.
R'는 2 내지 14개의 탄소 원자를 각각 함유하는 알케닐 기이고, 바람직하게는 상기 알케닐 기는 비닐, 알릴, 헥세닐, 데세닐 및 테트라데세닐로 이루어진 군으로부터 선택되고, 가장 바람직하게는 상기 알케닐 기는 비닐 기이고, 가장 바람직하게는 R' 는 비닐 라디칼이고 n은 중합도를 나타내며 그것은 25℃에서 적어도 100mPa.s 의 점도를 달성하기에 충분해야 한다. 중합도의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 통상적으로 본 발명의 LSR 조성물의 가공성에 의해서만 제한된다.
본 명세서에서 고려되는 모든 점도는, 회전 레오미터 Anton-Paar M302 를 사용하여 25 ℃ 에서 그 자체로 알려진 방식으로 측정되는 동적 점도 크기에 대응한다. 유체 생성물과 관련하여, 본 명세서에서 고려되는 점도는 "뉴턴"점도로 알려진 25 ℃ 에서의 동적 점도, 즉, 측정된 점도가 레이트 구배와 독립적으로 되도록 충분히 낮은 전단 레이트 구배에서 그 자체로 알려진 방식으로 측정된 동적 점도이다.
사용되는 오가노폴리실록산 A 의 다른 예로서 다음이 언급될 수도 있다: 적합한 오가노폴리실록산 A 의 다른 예는 트리메틸실록시-말단차단된 디메틸실록산-메틸비닐실록산 공중합체; 트리메틸실록시-말단차단된 메틸비닐실록산-메틸페닐실록산 공중합체; 트리메틸실록시-말단차단된 디메틸실록산-메틸비닐실록산-메틸페닐실록산 공중합체; 디메틸비닐실록시-말단차단된 디메틸폴리실록산; 디메틸비닐실록시-말단차단된 메틸비닐폴리실록산; 디메틸비닐실록시-말단차단된 메틸비닐페닐실록산; 디메틸비닐실록시-말단차단된 디메틸비닐실록산-메틸비닐실록산 공중합체; 디메틸비닐실록시-말단차단된 디메틸실록산-메틸페닐실록산 공중합체; 디메틸비닐실록시-말단차단된 디메틸실록산-디페닐실록산 공중합체; 및 선행하는 오가노폴리실록산들 중 적어도 하나를 포함하는 혼합물들을 포함한다.
바람직한 실시형태에서, 오가노폴리실록산 A 는 다음 중에서 선택된다: 디메틸비닐실록시-말단화된 폴리디메틸실록산, 디메틸비닐실록시-말단화된 폴리메틸-3,3,3-트리플루오로프로필실록산, 디메틸비닐실록시-말단화된 디메틸실록산-3,3,3-트리플루오로프로필메틸실록산 공중합체, 및 디메틸비닐실록시- 말단화된 디메틸실록산/메틸페닐실록산 공중합체 중에서 선택된다.
분자 당 적어도 2 개의 규소 결합된 수소 원자들을 함유하는 오가노폴리실록산 B
오가노폴리실록산 B 는, 존재할 수도 있고 적어도 2 개의 규소 결합된 수소 원자, 및 바람직하게 적어도 3 개의 규소 결합된 수소 원자를 함유하는 선택적인 성분이다. 이러한 성분은, 3개의 규소 결합 수소 원자를 함유하는 경우 오르가노폴리실록산 A 을 위한 가교제로 작용할 수도 있다. 오가노폴리실록산 B 의 분자 구조는 특별히 제한되지 않으며, 직쇄, 분지 함유 중합체 또는 환형일 수 있다. 이 성분의 분자량은 특별히 제한되지 않지만, 점도는 다른 성분과의 양호한 혼화성(miscibility)을 얻기 위해 일반적으로 25℃ 에서 0.001 내지 100 Pa.s, 바람직하게는 25℃ 에서 0.001 내지 1 Pa.s 이다.
적절한 오가노폴리실록산 B 의 예들은 비한정적으로 다음을 포함한다: 트리메틸실록시-말단차단된 메틸히드로겐폴리실록산; 트리메틸실록시-말단차단된 디메틸실록산-메틸히드로겐실록산 공중합체; 트리메틸실록시-말단차단된 메틸히드로겐실록산-메틸페닐실록산 공중합체; 트리메틸실록시-말단차단된 디메틸실록산-메틸히드로겐실록산-메틸페닐실록산 공중합체; 디메틸히드로겐실록시-말단차단된 디메틸폴리실록산; 디메틸히드로겐실록시-말단차단된 메틸히드로겐폴리실록산; 디메틸히드로겐실록시-말단차단된 디메틸실록산-메틸히드로겐실록산 공중합체; 디메틸히드로겐실록시-말단차단된 디메틸실록산-메틸페닐실록산 공중합체; 디메틸히드로겐실록시-말단차단된 메틸페닐폴리실록산, (H)(CH3)2SiO1/2 단위 (MH 단위) 및 SiO4/2 단위 (Q 단위) 를 포함하는 실리콘 수지 MHQ 및 (CH3)3SiO1/2 단위 (M 단위), (CH3)2HSiO1/2 단위 (MH 단위) 및 SiO4/2 단위를 포함하는 실리콘 수지 MMHQ: .
바람직한 실시형태에서, 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 의 성분의 양은 비 RHalk = nH/tAlk 의 값이 1.1 내지 3.5가 되도록 선택되고, 여기서 nH = 상기 액체 실리콘 고무 조성물 A3 의 규소 원자에 직접 결합된 수소 원자의 몰수이고 tAlk = 상기 액체 실리콘 고무 조성물 A3 의 규소 원자에 직접 결합된 알케닐기의 몰수이다.
충전제 C
높은 레벨의 물리적 특성을 얻기 위하여, 미세 분할된 실리카와 같은 보강 충전제 및 다른 보강 충전제는 종종 경화성 조성물의 가공 동안 "크레핑 (creping)" 또는 "크레페 경화 (crepe hardening)"로 지칭되는 현상을 방지하기 위해 하나 이상의 공지된 충전제 처리제로 처리된다.
일반적으로, 충전제는 예를 들어, 지방산 또는 지방산 에스테르 이를테면 스테아레이트를 사용하여 또는 오가노실란, 폴리디오가노실록산 또는 오가노실라잔 헥사알킬 디실라잔 또는 단쇄 실록산 디올들로 표면 처리되어 충전제(들) 을 소수성으로 만들어, 다른 성분과 함께 균질한 혼합물을 취급하고 획득하기에 보다 용이하게 된다.
콜로이드성 실리카는 그의 상대적으로 높은 표면적 (전형적으로 1 그램 당 적어도 50 m2) 으로 인해 특히 바람직하다. 콜로이드성 실리카는 흄드 실리카 또는 침전 실리카 (표면 처리될 수 있음) 로서 제공될 수 있다. 표면 처리의 한 방법에서, 흄드 실리카 또는 침전 실리카는 열 및 압력 하에 환형 오르가노폴리실록산에 노출된다. 충전제를 처리하는 추가적인 방법은 실리카를 아민 화합물의 존재 하에 실록산 또는 실란에 노출시키는 것이다.
실리카 충전제를 표면 처리하는 다른 방법은 메틸 실란 또는 실라잔 표면 처리제를 사용한다. 메틸실란 또는 실라잔 표면 처리된 흄드 또는 침전 실리카 충전제는 펌프가능 실리콘 화합물을 제조하는 특성을 나타내지만 미경화된 액체 전구체 실리콘 조성물의 낮은 점도를 과도하게 증가시키지 않는다. 경화 후, 실라잔 처리된 실리카는 경화된 엘라스토머에 개선된 인열 강도를 부여한다. 미국 특허 번호 3,365,743 및 3,847,848 은 이러한 방법을 개시하고 있다.
보다 바람직한 실리카 충전제는, BET(Brunauer-Emmett-Teller) 방법에 따라 측정된 표면적이 1 그램 당 약 50 m2 내지 1 그램 당 약 600 m2, 그리고 가장 바람직하게는 1 그램 당 약 100 m2 내지 1 그램 당 약 400 m2 인 인시츄 형성된 흄드 실리카이다. 인 시츄 처리된 흄드 실리카는 흄드 실리카의 표면의 실란올들이 혼합기에서 중합체와 화합되면서 규소 원자 함유 알킬, 아릴, 또는 알케닐 펜던트 기들로 캡핑될 때 발생한다. 이 프로세스는 충전제를 처리하기 위해 헥사메틸디실라잔, 테트라메틸디비닐디실라잔 또는 당업계에 알려진 적절한 실란올 캡핑제, 이를 테면 트리메틸실란올 및 디메틸비닐실란올을 사용할 수 있다.
본 발명의 경화성 LSR 조성물에 사용되는 미세 분할된 실리카 또는 다른 보강 충전제의 양은 경화된 엘라스토머에서 요구되는 물리적 특성들에 의해 적어도 부분적으로 결정된다. 본 발명의 경화성 LSR 조성물은 전형적으로 오가노폴리실록산 A 의 100 부 마다 5 내지 100 중량부, 전형적으로 10 내지 60 중량부의 보강 충전제를 포함한다.
적합한 충전제의 또 다른 예는 높은 비표면적, 높은 다공도, 낮은 밀도, 낮은 유전 상수 및 우수한 단열 특성을 갖는 나노구조화된 재료인 소수성 실리카 에어로겔이다. 실리카 에어로겔은 초임계 건조 공정을 통해 또는 주위 압력 건조 기법을 통해 합성되어 다공성 구조가 수득된다. 이는 현재 광범위하게 상업적으로 이용가능하다.
소수성 실리카 에어로겔은 각각의 경우 BET 방법을 통해 결정된 500 내지 1500 m2/g, 대안적으로는 500 내지 1200 m2/g 범위의 표면적을 특징으로 한다. 소수성 실리카 에어로겔은 또한 그의 다공성이 80% 초과, 대안적으로는 90% 초과인 것을 특징으로 할 수 있다. 소수성 실리카 에어로겔은 레이저 광 산란에 의해 측정시 5 내지 1000 μm, 대안적으로는 5 내지 100 μm, 대안적으로는 5 내지 25 μm 범위의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 소수성 실리카 에어로겔의 예는 트리메틸 실릴화 에어로겔이다. 소수성 실리카 에어로겔은 경화성 액체 실리콘 고무의 총 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%의 양으로 경화성 액체 실리콘 고무 조성물에 존재할 수 있다.
백금계 촉매 D
적합한 촉매의 예는 히드로실릴화 촉매, 이를 테면, 미국 특허 제 3,715,334 호에 나타낸 Karstedt의 촉매, 또는 당해 기술 분야에 알려진 다른 백금을 포함하고 또한 마이크로캡슐화된 히드로실릴화 촉매, 예를 들면, 제 5,009,957 호에 알려진 것과 같은 당해 기술 분야에 알려진 것들을 포함한다. 촉매는 선택적으로 비활성 또는 활성 지지체와 조합될 수도 있다. 사용될 수 있는 바람직한 촉매의 예는 백금 유형 촉매 예컨대 염화백금산, 염화백금산의 알코올 용액, 백금 및 올레핀의 착물, 백금 및 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 (Karstedt 촉매로 알려짐) 의 착물 및 백금이 그 위에 지지되는 분말 등을 포함한다. 백금 촉매는 문헌에 완전히 기재되어 있다. 특히, 미국 특허 제 3,159,601호, 제3,159,602호 및 제3,220,972 호 및 유럽 특허 EP-A-057,459, EP-188,978 및 EP-A-190,530에 기재된 유기 생성물과 백금의 착물, 그리고 미국 특허 3,419,593, 3,715,334, 3,377,432, 3,814,730, 및 3,775,452 에 기재된 비닐화된 오가노폴리실록산과 백금의 착물이 언급될 수도 있다.
히드로실릴화 가황 반응을 위한 억제제 E
히드로실릴화 반응을 위한 억제제는 경화 반응을 늦추기 위해 설계되었으며 경화 레이트 제어제로도 알려져 있다. 경화 레이트 제어제들은 당해 기술 분야에 잘 알려져 있으며, 이러한 재료들의 예는 미국 특허에서 찾을 수 있다. 미국 특허 제 3,923,705 호는 비닐 함유 환형 실록산의 사용을 언급한다. 미국 특허 제 3,445,420 호는 아세틸렌계 알코올의 사용을 설명한다. 미국 특허 제 3,188,299 호는 헤테로시클릭 아민의 효과를 보여준다. 미국 특허 제 4,256,870 호에는 경화를 제어하는 데 사용되는 알킬 말레에이트가 기재되어 있다. 올레핀 실록산은 또한 미국 특허 제 3,989,667 호에 기재된 바와 같이 사용될 수 있다. 비닐 라디칼을 함유하는 폴리디오가노실록산이 또한 사용되고 있으며, 이 기술은 미국 특허 제 3,498,945 호, 제 4,256,870 호 및 제 4,347,346 호에 볼 수 있다. 이 조성물을 위한 바람직한 억제제들은 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐-시클로테트라실록산; 3-메틸-1-부틴-3-올, 2-메틸-3-부틴-2-올, 3-부틴-1-올, 3-부틴-2-올, 프로파길알코올, 2-페닐-2-프로핀-1-올, 3, 5-디메틸-1-헥신-3-올, 1-에티닐시클로펜타놀, 1-페닐-2-프로핀올, 3-메틸-1-펜텐-4-인-3-올, 1-에티닐-1-시클로헥산올 (ECH) 및 이들의 혼합물이며, 가장 바람직한 것은 1-에티닐-1-시클로헥산올 (ECH) 이다.
추가적인 적절한 억제제 부류들은 히드라진, 트리아졸, 포스핀, 메르캡탄, 유기 질소 화합물, 아세틸렌 알코올, 실릴화 아세틸렌 알코올, 말레에이트, 푸마레이트, 에틸렌성 또는 방향족성 불포화 아미드, 에틸렌성 불포화 이소시아네이트, 올레핀 실록산, 불포화 히드로카본 모노에스테르 및 디에스테르, 공액 엔-이인(ene-yne) (ene-ynes), 히드로퍼옥시드, 니트릴 및 디아지리딘을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 히드로실릴화 가황 반응을 위한 억제제 E 는 1-에티닐-1-시클로헥산올, 2-메틸-3-부틴-2-올, 3-부틴-1-올, 3-부틴-2-올, 프로파길알코올, 2-페닐-2-프로핀-1-올, 3,5-디메틸-1-헥신-3-올, 1-에티닐시클로펜타놀, 1-페닐-2-프로피놀, 3-메틸-1-펜텐-4-인-3-올 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
예를 들어 혼합 탱크 (18) 에서 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 의 보다 긴 작업 시간 또는 "포트 라이프"를 얻기 위해, 히드로실릴화 가황 반응을 위한 억제제 E 의 양은 원하는 "포트 라이프"에 도달하기 위해 공급 라인 호스 (12) 를 통해 정밀하게 조정된다. 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 및 A2 에 존재한다면, 첨가된 촉매 억제제의 농도는 매우 낮게 유지되고, 그의 농도는 사용된 특정 억제제 및 오가노히드로게노폴리실록산의 성질에 따라 크게 달라질 것이다.
첨가제 F
본 발명에 유용한 일반적인 첨가제는 가색성 (additive color) 마스터배치, UV 광 안정화제, 습윤제, 압축 변형 첨가제, 가소제, 자가 결합 첨가제, 항균 첨가제, 열 안정화제, 난연제, 접착 촉진제, 전기 전도성 충전제, 열전도성 충전제 , 비전도성 충전제, 윤활제, 대전방지 첨가제, 저압축 변형 첨가제, 경도 조정 첨가제, 저마찰계수 첨가제 (이를테면 텅 오일(tung oil)) 내유 첨가제, 내 크레이프 경화 (anti-crepe hardening) 첨가제, 이형제 첨가제, 가소제, 증점제 또는 농도 (consistency) 증가 첨가제, 사슬 연장제, 발포제 및 이들의 조합을 포함한다.
첨가제가 액체 형태가 아니면, 첨가제는 폴리디메틸실록산 및/또는 오가노폴리실록산 A 와 같은 실리콘 희석제와 조합하여, 직접 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 및 A2 에 또는 혼합 탱크 (18) 에 있는, 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 에, 예를 들어, 공급 라인 호스 (38) 를 통하여, 첨가될 수 있다.
실리콘 엘라스토머에 적용가능한 임의의 안료 또는 염료는 히드로실릴화 촉매 첨가 반응을 저해하지 않는 한 본 발명에 사용될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 안료 및 염료는 폴리디오가노실록산에 분산된 안료로 구성된 안료 마스터 배치의 형태로 사용된다. 첨가제의 예는 카본 블랙, 산화철, 이산화티탄, 산화 크롬, 산화 비스무스 바나듐 및 이들의 혼합물 또는 이들의 유도체와 같은 안료를 포함한다. "안료"란 착색, 흑색, 백색 또는 형광 미립자 유기 또는 무기 고체로서, 일반적으로 이들이 혼입된 비히클 또는 기판에 불용성이며 본질적으로 이에 의해 물리적 및 화학적으로 영향을 받지 않는 것을 의미한다. 이는 광의 선택적 흡수 및/또는 산란에 의해 외관을 변화시킨다. 안료는 일반적으로 착색 프로세스 전반에 걸쳐 결정 또는 미립자 구조를 유지한다. 또한, 배트 염료, 반응성 염료, 산성 염료, 크롬 염료, 분산 염료, 양이온성 염료 및 이들의 혼합물과 같은 착색제를 포함한다. "염료"는 광의 선택적 흡수에 의해 기판에 색을 부여하는 착색 또는 형광 유기 물질만을 의미한다. 안료 및 염료는 당해 분야에 잘 알려져 있으므로 본원에서 상세히 기술할 필요는 없다.
전기 전도성 충전제의 예는 제한없이 카본, 이를 테면, 흑연, 카본 블랙, 기상 성장 탄소 섬유 및 탄소 나노튜브; 및 전도성 금속을 포함한다. 경화된 실리콘에 전기 전도성을 생성시키는 미립자 및 미세 미립자 전도성 재료들은 금, 은, 니켈, 구리 등의 분말 및 미세 분말뿐만 아니라 위에 기재한 금속 중 적어도 하나를 함유하는 합금; 및 세라믹, 유리, 석영 또는 유기 수지 미세분말 등의 표면에 금, 은, 니켈, 구리 및 이들의 합금 등과 같은 금속의 진공 성막 또는 도금에 의해 제작된 분말 및 미세 분말로 예시된다. 상기 설명에 적합한 충전제의 예는 은, 은 코팅 알루미늄, 은 코팅 구리, 은 코팅 고체 및 중공 유리, 은 코팅 세라믹, 은 도금 니켈, 니켈, 니켈 코팅 흑연, 탄소 등이다.
열 안정화제의 예는 산화철 및 카본 블랙, 철 카복실레이트 염, 세륨 수화물, 이산화 티타늄, 바륨 지르코네이트, 세륨 및 지르코늄 옥토에이트 및 포르피린을 포함한다.
난연제는 예를 들어, 카본 블랙, 수화 알루미늄 수산화물, 마그네슘 수산화물, 헌타이트/히드로마그네사이트 블렌드, 붕산 아연 및 실리케이트, 이를 테면, 규회석, 백금 및 백금 화합물 및 이들의 혼합물 또는 유도체를 포함할 수 있다. 알루미늄 삼수화물 (ATH) 이 일반적인 난연제이다. 이는 180 - 200 ℃ 초과하여 가열되면 분해되어 열을 흡수하고 물을 방출하여 화염을 끈다 (quench). 마그네슘 수화물 (MDH) 은 ATH 보다 더 높은 열 안정성을 갖는다. 흡열 (열흡수) 분해는 300 ℃에서 시작하고 이때 물이 방출되어 화재 지연제로서 작용할 수 있다. 헌타이트/히드로마그네사이트 블렌드 (Mg3Ca(CO3)4 / Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O). 헌타이트와 히드로마그네사이트는 거의 항상 변함없이 자연계의 혼합물로 발생한다. 히드로마그네사이트는 220 ℃ (개방 공기) 와 250 ℃ (압출기에서 가압하) 사이에서 분해하기 시작하며, 이는 난연제로 사용될 수 있을 만큼 충분히 높은 것이다. 히드로마그네사이트는 ATH 및 MDH와 마찬가지로 물을 발산하고 열을 흡수한다. 대조적으로, 헌타이트는 400℃ 초과에서 분해되며, 열을 흡수하지만 이산화탄소를 방출한다.
비전도성 충전제의 예는 석영 분말, 규조토, 활석, 점토, 알루미나, 운모, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 중공 유리 및 특히 중공 유리 비드 이를테면 유리 버블 또는 유리 미세버블로도 잘 알려진 중공 붕규산 유리 미세구, 유리 섬유, 중공 수지 및 도금 분말, 및 이들의 혼합물 또는 유도체를 포함한다.
사슬 연장제의 예는 테트라메틸디히드로겐디실록산 또는 디메틸하이드겐 말단 폴리디메틸실록산과 같은 말단 위치에서 2 개의 규소 결합된 수소 원자들을 함유하는 저분자량 폴리오가노실록산 또는 디실록산을 포함한다.
접착 촉진제의 예는 지르코늄 킬레이트및 실란들, 이를 테면, 3-글리시드옥시프로필 트리메톡시실란, 3-글리시드옥시프로필 트리에톡시실란, 3-글리시드옥시프로필 메틸디메톡시실란, 4-글리시드옥시부틸 트리메톡시실란, 5,6-에폭시헥실 트리에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실) 에틸트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실) 에틸트리에톡시실란, 메타크릴옥시메틸-트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필-트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필-메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필-디메틸메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필-트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필-메틸디에톡시실란, 3- 메타크릴옥시이소부틸-트리메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필-트리메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필-메틸디메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필-디메틸-메톡시실란 및 3-아크릴옥시프로필-트리에톡시실란, 및 이들의 혼합물을 포함한다.
적합한 발포제의 예는 화학적인 분해 또는 증발에 의해 가스를 발생시키는 임의의 액체 또는 고체를 포함하며 이는 당업자에게 잘 알려져 있다. 바람직하게는 상기 발포제는 화학 발포제이고, 가장 바람직하게는 상기 발포제는 암모늄 비카보네이트, 암모늄 수소 카보네이트, 알칼리 금속 수소 카보네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명은 또한 하기를 포함하는 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 사출 성형을 통해 성형된 실리콘 고무 제품을 제조하는 데 유용한 디바이스 조립체에 관한 것이다:
1) 액체들을 운반하고 플랫폼 (1) 또는 팔레트 (1') 를 포함하는 도우징 시스템 (2),
2) 제 1 공급 컨테이너 (3) 및 선택적으로 제 2 공급 컨테이너 (4) 로서, 양자 모두는 기립한 상기 플랫폼 (1) 상에 또는 상기 팔레트 (1') 상에 배치되고, 촉매를 함유하지 않고:
· 분자 당 규소 원자에 결합된 적어도 2 개의 알케닐기들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 A,
· 선택적으로, 분자 B 당 적어도 2 개의 규소 결합된 수소 원자들; 및 바람직하게 분자 B 당 적어도 3 개의 규소 결합된 수소 원자들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 B,
· 선택적으로, 적어도 하나의 충전제 C,
· 선택적으로, 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E, 및
· 선택적으로, 적어도 하나의 첨가제 F
를 포함하는 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 및 A2 를 각각 함유하는, 상기 제 1 공급 컨테이너 (3) 및 선택적으로 제 2 공급 컨테이너 (4),
3) 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물들 A1 및 A2 의 표면 상에 배치된 팔로워 플레이트들 (5) 로서, 그 크기 및 형상이 상기 공급 컨테이너들 (3) 및 (4) 을 밀봉하도록 선택되고, 상기 팔로워 플레이트들 (5) 이 수직으로 조정가능한 홀딩 디바이스들 (6) 에 의해 유지되는, 상기 팔로워 플레이트들 (5),
4) 상기 팔로워 플레이트들 (5) 에 연결되고, 제어 유닛 (20) 에 의해 그리고 선택적으로 조절 유닛들 (21) 에 의해 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 및 선택적으로 상기 실리콘 고무 베이스 조성물 A2 를 전달하도록 작동되는 구동 유닛들 (19) 에 의해 구동되는, 펌프들 (7),
5) 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는 흐름 제어 엘리먼트 (9) 를 포함하는, 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 을 운반하기 위한 제 1 베이스 공급 라인 호스 (8),
6) 선택적으로, 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는 흐름 제어 엘리먼트 (11) 를 포함하는, 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A2 을 운반하기 위한 제 2 베이스 공급 라인 호스 (10),
7) 공급 라인 (12) 으로서, 흐름 제어 엘리먼트 (13) 및 선택적으로 센서 (22) 를 포함하고, 양자 모두는 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는, 상기 공급 라인 (12) 에 링크되는, 적어도 하나의 백금계 촉매 D 를 포함하는 촉매 마스터배치 C1 를 함유하는 공급 컨테이너 (30),
8) 공급 라인 (14) 으로서, 흐름 제어 엘리먼트 (15) 및 선택적으로 센서 (23) 를 포함하며, 양자 모두는 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는, 상기 공급 라인 (14) 에 링크되는, 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E 를 포함하는 억제제 마스터배치 E1 를 함유하는 공급 컨테이너 (31),
9) 공급 컨테이너 (30) 및 (31) 중 하나는 선형 중합체인 경우 분자당 적어도 3개의 규소 결합된 수소 원자 또는 분지형 중합체인 경우 분자당 적어도 2개의 규소 결합된 수소 원자를 함유하는 오가노폴리실록산인 적어도 하나의 가교제 XL 를 더 함유하고, 공급 라인 호스 (16) 로서, 흐름 제어 엘리먼트 (17) 및 선택적으로 센서 (24) 를 함유하며, 양자 모두는 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는, 상기 공급 라인 호스 (16) 에 링크되는 것,
10) 선택적으로, 공급 라인 호스 (38) 로서, 흐름 제어 엘리먼트 (39) 및 선택적으로 센서 (40) 를 포함하며, 양자 모두는 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는, 상기 공급 라인 호스 (38) 에 링크되는 적어도 하나의 첨가제 F 를 함유하는 공급 컨테이너 (37),
11) 선택적으로, 바람직하게 정적 혼합기 (18') 인 혼합 탱크 (18) 로서, 여기서 상기 액체 실리콘 고무 베이스 A1, 상기 촉매 마스터배치 C1, 상기 억제제 마스터배치 E1, 상기 가교제 XL, 선택적으로 상기 액체 실리콘 고무 베이스 A2 및 상기 첨가제 F 가:
a) 분자 당 규소 원자에 결합된 적어도 2 개의 알케닐기들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 A,
b) 선택적으로 분자당 적어도 2 개의 규소 결합된 수소 원자들; 그리고 바람직하게 분자 B 당 적어도 3 개의 규소 결합된 수소 원자들을 함유하는 적어도 오가노폴리실록산 B,
c) 선택적으로, 적어도 하나의 충전제 C,
d) 적어도 하나의 백금계 촉매 D,
e) 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E,
f) 선형 중합체인 경우 분자당 적어도 3개의 규소 결합된 수소 원자 또는 분지형 중합체인 경우 분자당 적어도 2개의 규소 결합된 수소 원자를 함유하는 오가노폴리실록산인 적어도 하나의 가교제 XL, 및
g) 선택적으로, 적어도 하나의 첨가제 F
를 포함하는 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 을 얻기 위해 전달 및 혼합되는, 상기 혼합 탱크 (18),
12) 디스플레이 유닛 (29) 에 선택적으로 링크되는 제어 유닛 (20) 으로서, 상기 제어 유닛은 상기 센서 (21), (22), (23), (24) 및 (40), 및 흐름 제어 엘리먼트들 (9), (13), (15), (17) 및 (39) 을 제어하여 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 에서 상기 백금계 촉매 D 및 상기 히드로실릴화 가황 반응을 위한 억제제 E 의 첨가량을 조정하고, 바람직하게 상기 첨가량은 상기 히드로실릴화 가황 반응을 위한 억제제 E 대 상기 백금계 촉매 D 의 백금 원자의 몰비가 0.1 내지 900 (0.1:1 내지 900:1), 가장 바람직하게는 10 내지 900 (10:1 내지 900:1), 그리고 훨씬 더 바람직하게는 20 내지 250 (20:1 내지 250:1) 인 범위가 얻어지도록 조정되는, 상기 제어 유닛 (20),
13) 사출 성형 프레스 (26) 의 부분인 배럴 (25) 로서, 상기 배럴 내부에:
- 상기 혼합 탱크 (18) 로부터 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3, 또는
- 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 을 얻기 위한 상기 액체 실리콘 고무 베이스 A1, 상기 촉매 마스터배치 C1, 상기 억제제 마스터 배치 E1, 상기 가교제 XL, 선택적으로 상기 액체 실리콘 고무 베이스 A2 및 상기 첨가제 F 가 도입되는, 상기 배럴 (25), 및
14) 상기 성형 프레스 (26) 에 설치되고, 성형된 실리콘 고무 제품을 얻기 위해 바람직하게 80 ℃ 로부터 220 ℃ 에 이르기까지 범위의 온도에서 가열하는 것에 의해 경화되도록 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 이 전달되는 몰드 (27) 를 포함한다.
바람직한 실시형태에서, 본 발명은 또한 위에 기재된 바와 같은 그리고 하기를 포함하는 사출 성형을 통해 성형된 실리콘 고무 제품을 제조하는 데 유용한 디바이스 조립체에 관한 것이다:
1) 액체들을 운반하고 플랫폼 (1) 또는 팔레트 (1') 를 포함하는 도우징 시스템 (2),
2) 제 1 공급 컨테이너 (3) 및 선택적으로 제 2 공급 컨테이너 (4) 로서, 양자 모두는 기립한 상기 플랫폼 (1) 상에 또는 상기 팔레트 (1') 상에 배치되고, 촉매를 함유하지 않고
· 분자 당 규소 원자에 결합된 적어도 2 개의 알케닐기들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 A,
· 선택적으로, 분자 B 당 적어도 2 개의 규소 결합된 수소 원자들; 및 바람직하게 분자 B 당 적어도 3 개의 규소 결합된 수소 원자들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 B,
· 선택적으로, 적어도 하나의 충전제 C,
· 선택적으로, 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E, 및
· 선택적으로, 적어도 하나의 첨가제 F
를 포함하는 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 및 A2 를 각각 함유하는, 상기 제 1 공급 컨테이너 (3) 및 선택적으로 제 2 공급 컨테이너 (4),
3) 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물들 A1 및 A2 의 표면 상에 배치된 팔로워 플레이트들 (5) 로서, 그 크기 및 형상이 상기 공급 컨테이너들 (3) 및 (4) 을 밀봉하도록 선택되고, 상기 팔로워 플레이트들 (5) 이 수직으로 조정가능한 홀딩 디바이스들 (6) 에 의해 유지되는, 상기 팔로워 플레이트들 (5),
4) 상기 팔로워 플레이트들 (5) 에 연결되고, 제어 유닛 (20) 에 의해 그리고 선택적으로 조절 유닛들 (21) 에 의해 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 및 선택적으로 상기 실리콘 고무 베이스 조성물 A2 를 전달하도록 작동되는 구동 유닛들 (19) 에 의해 구동되는, 펌프들 (7),
5) 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는 흐름 제어 엘리먼트 (9) 를 포함하는, 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 을 운반하기 위한 제 1 베이스 공급 라인 호스 (8),
6) 선택적으로, 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는 흐름 제어 엘리먼트 (11) 를 포함하는, 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A2 을 운반하기 위한 제 2 베이스 공급 라인 호스 (10),
7) 공급 라인 (12) 으로서, 흐름 제어 엘리먼트 (13) 및 선택적으로 센서 (22) 를 포함하고, 양자 모두는 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는, 상기 공급 라인 (12) 에 링크되는, 적어도 하나의 백금계 촉매 D 를 포함하는 촉매 마스터배치 C1 를 함유하는 공급 컨테이너 (30),
8) 공급 라인 (14) 으로서, 흐름 제어 엘리먼트 (15) 및 선택적으로 센서 (23) 를 포함하며, 양자 모두는 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는, 상기 공급 라인 (14) 에 링크되는, 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E 를 포함하는 억제제 마스터배치 E1 를 함유하는 공급 컨테이너 (31),
9) 선형 중합체인 경우 분자당 적어도 3개의 규소 결합된 수소 원자 또는 분지형 중합체인 경우 분자당 적어도 2개의 규소 결합된 수소 원자를 함유하는 오가노폴리실록산인 적어도 하나의 가교제 XL 를 함유하고, 공급 라인 호스 (16) 로서, 흐름 제어 엘리먼트 (17) 및 선택적으로 센서 (24) 를 함유하며, 양자 모두는 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는, 상기 공급 라인 호스 (16) 에 링크되는, 공급 컨테이너 (32),
10) 선택적으로, 공급 라인 호스 (38) 로서, 흐름 제어 엘리먼트 (39) 및 선택적으로 센서 (40) 를 포함하며, 양자 모두는 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는, 상기 공급 라인 호스 (38) 에 링크되는 적어도 하나의 첨가제 F 를 함유하는 공급 컨테이너 (37),
11) 선택적으로, 바람직하게 정적 혼합기 (18') 인 혼합 탱크 (18) 로서, 여기서 상기 액체 실리콘 고무 베이스 A1, 상기 촉매 마스터배치 C1, 상기 억제제 마스터배치 E1, 상기 가교제 XL, 선택적으로 상기 액체 실리콘 고무 베이스 A2 및 상기 첨가제 F 가 :
a) 분자 당 규소 원자에 결합된 적어도 2 개의 알케닐기들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 A,
b) 선택적으로 분자당 적어도 2 개의 규소 결합된 수소 원자들; 그리고 바람직하게 분자 B 당 적어도 3 개의 규소 결합된 수소 원자들을 함유하는 적어도 오가노폴리실록산 B,
c) 선택적으로, 적어도 하나의 충전제 C,
d) 적어도 하나의 백금계 촉매 D,
e) 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E,
f) 선형 중합체인 경우 분자당 적어도 3개의 규소 결합된 수소 원자 또는 분지형 중합체인 경우 분자당 적어도 2개의 규소 결합된 수소 원자를 함유하는 오가노폴리실록산인 적어도 하나의 가교제 XL, 및
g) 선택적으로 적어도 하나의 첨가제 F
를 포함하는 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 을 얻기 위해 전달 및 혼합되는, 상기 혼합 탱크 (18); 및
12) 디스플레이 유닛 (29) 에 선택적으로 링크되는 제어 유닛 (20) 으로서, 상기 제어 유닛은 상기 센서 (21), (22), (23), (24) 및 (40), 및 흐름 제어 엘리먼트들 (9), (13), (15), (17) 및 (39) 을 제어하여 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 에서 상기 백금계 촉매 D 및 상기 히드로실릴화 가황 반응을 위한 억제제 E 의 첨가량을 조정하고, 바람직하게 상기 첨가량은 상기 히드로실릴화 가황 반응을 위한 억제제 E 대 상기 백금계 촉매 D 의 백금 원자의 몰비가 0.1 내지 900 (0.1:1 내지 900:1), 가장 바람직하게는 10 내지 900 (10:1 내지 900:1), 훨씬 더 바람직하게는 20 내지 250 (20:1 내지 250:1) 인 범위가 얻어지도록 조정되는, 상기 제어 유닛 (20),
13) 사출 성형 프레스 (26) 의 부분인 배럴 (25) 로서, 상기 배럴 내부에:
- 상기 혼합 탱크 (18) 로부터 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3, 또는
- 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 을 얻기 위한 상기 액체 실리콘 고무 베이스 A1, 상기 촉매 마스터배치 C1, 상기 억제제 마스터 배치 E1, 상기 가교제 XL, 선택적으로 상기 액체 실리콘 고무 베이스 A2 및 상기 첨가제 F 가 도입되는, 상기 배럴 (25), 및
14) 상기 성형 프레스 (26) 에 설치되고, 성형된 실리콘 고무 제품을 얻기 위해 바람직하게 80 ℃ 로부터 220 ℃ 에 이르기까지 범위의 온도에서 가열하는 것에 의해 경화되도록 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 이 전달되는 몰드 (27) 를 포함한다.
본 발명에 따른 디바이스 조립체에 있는 모든 화학 성분은 위에서 설명한 바와 같다.
본 발명에 따른 디바이스 조립체는 본 발명에 따른 방법을 효율적으로 수행할 수 있게 한다.
실제로, 본 발명에 따르면, 디바이스 조립체는, 흐름 제어 엘리먼트 및 선택적으로 센서를 포함하며, 양자 모두가 제어 유닛 (20) 에 의해 동작되는, 별개의 공급 라인을 통하여 성형전에 그리고 온 사이트 (on-site) 로만 필요한 양의 촉매, 가교제 및 억제제가 첨가되기 때문에 촉매를 함유하지 않는 LSR 베이스 성분을 함유하는 단일의 컨테이너를 사용한다. 이는 컨테이너의 장기 저장 동안 사전 경화와 관련된 문제를 회피한다.
본 발명에 따른 디바이스 조립체의 사용과 관련된 또 다른 이점은, 전체 프로세스의 완벽한 제어를 가능하게 하는 단일의 제어 유닛 (20) 에 의해 모두 동작되는 별개의 공급 라인 호스를 통해, 억제제 마스터배치 E1, 가교제 XL, 촉매를 함유하지 않는 액체 실리콘 고무 베이스, 촉매 마스터배치 C1 및 첨가제 F 를 혼합기에 공급하는 것이 사출 성형 바로 전에 가능하다는 것이다.
또한, 디스플레이 유닛 (29) 에 선택적으로 링크되는 상기 제어 유닛 (20) 으로부터, 이제 실리콘 고무 베이스 조성물로의, 가교제 XL, 백금계 촉매 D 및 액체 사출 성형 억제제 E 의 첨가량을 용이하게 조정가능하며, 따라서 가교성 액체 실리콘 고무 조성물의 경화 속도의 제어를 가능하게 한다. 사출 성형을 위한 작업 범위에서 사출 성형 억제제 E 대 백금계 촉매 D 의 백금 원자의 몰비를 제어하는 것에 의해, 본 발명에 따른 디바이스 조립체는 보다 큰 유연성을 제공한다. 이러한 비율의 바람직한 작업 범위는 0.1 내지 900 (0.1:1 내지 900:1), 10 내지 900 (10:1 내지 900:1) 및 20 내지 250 (20:1 내지 250:1) 이다.
바람직한 실시형태에서, 제어 유닛 (20) 은 성형 프로세스의 조건들, 및 특히 센서 (21), (22), (23), (24) 및 흐름 제어 엘리먼트 (9), (13), (15), (17) 및 (39) 의 제어를 수정할 수 있는 오퍼레이터에 대해 필요 정보가 모두 가시적이 되도록 디스플레이 유닛 (29) 에 링크된다. 제어 유닛은 추가로 또는 대안적으로, 가교제 XL 의 첨가를 위한 그리고 사출 성형 억제제 E 대 백금계 촉매 D 의 백금 원자의 몰비를 위한 미리 정의된 작업 범위 밖으로의 벗어남을 모니터링 및 식별하도록 적합화될 수도 있다.제어 유닛은 잠재적인 품질 제어 문제를 오퍼레이터에게 경고하기 위해 이러한 벗어남의 감지에 대한 응답으로 경보/신호를 트리거하도록 설계될 수도 있다. 제어 유닛은 또한 최적의 작동 정확성을 보장하기 위해 미리 정해진 최소 흐름을 유지하도록 상이한 공급 라인들을 통하여 수송되는 재료들의 유량을 모니터링할 수 있다.
다른 바람직한 실시형태에서, 액체 실리콘 고무 베이스 A2 를 함유하는 제 2 공급 컨테이너 (4) 가 디바이스 조립체에 추가되어, 표준 2-부분 LSR 프로세스들을 위해 구성된 표준 LSR 혼합 디바이스의 사용을 가능하게 하고 따라서 복잡한 도우징 시스템들의 설정 필요성을 회피한다. 공급 컨테이너 (4) 의 사용은 빈 컨테이너를 떨어트리고 성형 시퀀스의 중단 없이 이를 새롭게 충전된 컨테이너로 교체하는 유연성을 부여하는 연속적이고 자동화된 제조 시퀀스를 허용한다.
또한, 다른 바람직한 실시형태에서, 팔레트 (1') 는 스태커 트럭(stacker truck) 또는 유사한 장비를 사용하여 용이하게 이동될 수 있기 때문에, 컨테이너들의 디바이스 조립체로의 수고로운 전달이 필요하지 않게 하는 용도이다. 예를 들어, 컨테이너가 공급되는 팔레트 (1') 는 디바이스 조립체에 직접 밀어 넣어질 수 있다. 여러 컨테이너들은 단일 전달 동작으로 디바이스 조립체로 전달될 수 있다. 다른 바람직한 실시형태에서, 팔레트 (1') 는 클린 룸 적합(clean-room compatible)하고 바람직하게는 플라스틱, 스틸, 아연도금 스틸 (galvanized steel) 또는 스테인리스 스틸로 구성된다. 이들 재료는 클리닝이 용이하고 따라서 클린룸과 적합하다.
다른 바람직한 실시형태에서, 상기 팔로워 플레이트들 (5) 은 액체 표면 상에 팔로워 플레이트를 배치한 후 컨테이너가 공기를 포함할 수 있기 때문에, 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동될 수 있는 압력 센서에 접속된 적어도 하나의 에어 퍼징 밸브 (28) 를 포함하며, 액체에 포함된 공기가 제조 프로세스에 유입되어 부정확한 측정을 초래하지 않아야 하기 때문에 이 공기는 컨테이너로부터 재료를 배출하기 시작하기 전에 제거되어야 한다.
다른 바람직한 실시형태에서, 상기 수직으로 조정가능한 홀딩 디바이스들 (6) 은 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 및 선택적으로 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A2 를 하향 변위시키는 팔로워 플레이트들 (5) 을 구동시키는 피스톤들이다.
다른 바람직한 실시형태에서, 센서들은 상기 수직으로 조정가능한 홀딩 디바이스 (6) 내에 배열될 수 있다. 센서들은 컨테이너의 레벨을 측정하고 조절 유닛에 접속되며, 이어서 조절 유닛은 컨테이너를 비우기 위해 사용되는 펌프에 접속된다. 조절 유닛을 통한 비우기를 제어하기 위해 컨테이너 내의 레벨을 측정하는 센서의 배열은 그렇지 않으면 컨테이너에 남아있을 수 있는 잔류 액체를 방지하여 컨테이너가 완전히 비워지도록 보장한다.
다른 바람직한 실시형태에서, 상기 펌프 (7) 는 딥퍼 피스톤 펌프, 기어 펌프, 편심 스크류 펌프, 압출 펌프, 스크류 스핀들 펌프 또는 스쿠프 피스톤 펌프이며, 바람직하게 상기 펌프 (7) 는 스크류 스핀들 펌프이다. 스크루 스핀들 펌프의 현저한 장점은 일정한 전달 압력과 일정한 전달 부피가 어느 시점에서든 유지되는 정확한 혼합 비를 제공한다는 것이다.
또 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 펌프들 (7) 은 스크류 스핀들 펌프이고, 팔로워 플레이트들 (5) 에 접속되며, 팔로워 플레이트 (5) 는 수직으로 조정가능하고 각각의 액체의 표면 상에 놓여 각각의 컨테이너들을 밀봉한다. 스크류 스핀들 펌프의 장점은 일정한 전달 압력과 그 일정한 전달 부피이다.
이 실시형태의 다른 양태에서, 상기 펌프 (7) 는 공기압으로, 유압으로 또는 전기적으로 구동되고 전기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는 압출 펌프이다.
다른 바람직한 실시형태에서, 상기 흐름 제어 엘리먼트들 (9), (11), (13), (15), (17) 및 (39) 은 흐름 제어 밸브들이다.
다른 바람직한 실시형태에서, 상기 공급 컨테이너들 (3) 및 (4) 은 500 리터 이하의 부피, 그리고 바람직하게는 250 리터 이하의 부피를 갖는 드럼들이다.
다른 바람직한 실시형태에서, 상기 공급 컨테이너들 (30), (31) 및 (32), 및 선택적인 컨테이너 (37) 는, 상기 혼합 탱크 (18) 가 존재하지 않을 때, 이들의 내용물을 혼합 탱크 (18) 로 또는 배럴 (25) 로 보내는 에어라인들 (36) 에 접속된다.
다른 실시형태에서, 센서 (21), (22), (23), (24) 및 (40) 는 부피계, 유량계(flow meter) 또는 차압 흐름 센서일 수도 있는 흐름 센서이다. 여러 흐름 센서들이 당업계에 공지되어 있다. 흐름 센서들은 부피계 (즉, 부피계측 유량계) 및 유량계로 분류된다. 부피계 (즉, 부피계측 유량계) 는 직접계 (즉, 변위계), 이를 테면, 타원형-휠계, 진동 피스톤계 또는 회전식 피스톤계, 및 간접계, 이를 테면, 터빈 휠계, 임펠러계, 히드로메트릭 베인, 웜 휠계, 볼텍스-쉐딩계 또는 스피럴 유량계를 포함한다. 유량계는 부피계측 유량계, 이를 테면, 차압 측정 프로세스들, 로타미터, 자기 유도 유량계 또는 초음파 유량계 뿐만 아니라 질량 유량계, 이를 테면, Coriolis 질량 유량계 또는 열 질량 유량계를 포함한다. 차압 흐름 센서는 흐름 제어 밸브 전후의 압력을 측정하고 압력차로부터 유량을 도출한다.
다른 실시형태에서, 상기 몰드 (27) 는, 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동될 수 있고 폐쇄 위치에 있을 때 적어도 하나의 몰드 공동을 형성하는 적어도 2 개의 대응 부분들을 포함한다.
다른 실시형태에서, 액체 실리콘 고무 사출 성형 디바이스 조립체는 상기 몰드 (27) 에 접속된 콜드-러너 시스템 (34) 을 더 포함한다. 이는 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 을 이것이 몰드 (27) 의 뜨거운 공동 내로 삽입될 때까지 차갑게 유지시켜, 가능한 폐기물을 감소시킨다.
도 1 을 참조하면, 본 발명에 따른 도우징 시스템 (2) 은 LSR 재료를 운반하고, 촉매를 포함하지 않고 하기를 포함하는 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 을 함유하는 드럼 (3) 용 플랫폼 (1) 을 포함한다:
· 분자 당 규소 원자에 결합된 적어도 2 개의 알케닐기들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 A,
· 선택적으로, 분자 B 당 적어도 2 개의 규소 결합된 수소 원자들; 및 바람직하게 분자 B 당 적어도 3 개의 규소 결합된 수소 원자들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 B,
· 선택적으로, 적어도 하나의 충전제 C,
· 선택적으로, 적어도 하나의 액체 사출 성형 억제제 E, 및
· 선택적으로, 적어도 하나의 첨가제 F.
도우징 시스템 (2), 기립형 플랫폼 (1) 또는 팔레트 (1') 를 이동시키기 위한 롤링-인 디바이스 (33)(도시되지 않음) 는 큰 노력없이 변위를 허용하기 위해 제공될 수 있다. 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 의 표면에 팔로워 플레이트 (5) 가 배치되고, 그 크기 및 형상은 상기 공급 컨테이너 (3) 를 밀봉하도록 선택된다. 상기 팔로워 플레이트 (5) 는 팔로워 플레이트 (5) 를 위 아래로 이동시킬 수 있는 수직으로 조정가능한 홀딩 디바이스 (6) 에 의해 유지된다. 홀딩 디바이스 (6) 는 바람직하게 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 을 하향 변위시키는 팔로워 플레이트 (5) 를 구동시키는 피스톤이다. 팔로워 플레이트 (5) 는 상이한 직경을 가질 수 있고 비워지도록 공급 컨테이너 (3) 에 적합화된다. 팔로워 플레이트 (5) 가 공급 컨테이너 (3) 상에 배치될 때, 공기가 빠져나올 수 있는 것이 바람직하며, 이는 상기 제어 유닛 (20)에 의해 작동될 수 있는 에어 퍼징 밸브 (28) 에 의해 보장된다.
많은 경우, 공급 컨테이너 (3) 는 드럼이다. 정적 시일은 컨테이너를 밀봉하는 목적에 알맞을 수 있다. 20 및 200 리터 드럼에 대해 팽창식 시일(inflatable seal)을 사용할 수 있다. 이는 작은 결함을 갖는 드럼을 가공할 수 있게 한다. 팔로워 플레이트 (5) 는 가벼운 구성일 수도 있다 (예를 들어, 중량이 15kg보다 작아, 산업 안전 보건 규정이 운영 직원에 의한 교환을 허용할 수 있게 한다). 공급 컨테이너 (3) 의 재료들은 공급 펌프들 (7), 이를 테면, 딥퍼 피스톤 펌프, 기어 펌프, 편심 스크류 펌프, 압출 펌프, 스크류 스핀들 펌프, 스쿠프 피스톤 펌프 또는 임의의 다른 펌프에 의해 펌핑된다. 상기 펌프 (7) 는 제어 유닛 (20) 에 의해 그리고 선택적으로 조절 유닛 (21) 에 의해 작동되는 구동 유닛 (19) (나타내지 않음) 에 의해 구동될 수도 있다. 이는 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는 흐름 제어 엘리먼트 (9) 를 포함하는 공급 라인 호스 (8) 를 통해 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 을 바람직하게는 정적 혼합기 (18') 인 혼합 탱크 (18) 로 (이 도면에 대해 선택된 옵션), 또는 사출 성형 프레스 (26) 의 일부인 배럴 (25) 에 직접 (이 옵션은 도시되지 않음) 전달하는 것을 허용한다.
적어도 하나의 백금계 촉매 D 를 포함하는 촉매 마스터배치 C1 를 함유하는 공급 컨테이너 (30) 는 공급 라인 (12) 으로서, 흐름 제어 엘리먼트 (13) 및 선택적으로 센서 (22) 를 포함하며, 양자 모두는 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는, 상기 공급 라인 (12) 에 링크된다. 이는 혼합 탱크 (18) 로 (이 도면을 위해 선택된 옵션) 또는 배럴 (25) 로 직접 (이 옵션은 도시되지 않음) 내용물의 전달을 허용한다.
적어도 하나의 액체 사출 성형 억제제 E 를 포함하는 억제제 마스터배치 E1 를 함유하는 공급 컨테이너 (31) 는 공급 라인 호스 (14) 로서, 흐름 제어 엘리먼트 (15) 및 선택적으로 센서 (23) 를 포함하며, 양자 모두는 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는, 상기 공급 라인 호스 (14) 에 링크된다. 이는 혼합 탱크 (18) 로 (이 도면을 위해 선택된 옵션) 또는 배럴 (25) 로 직접 (이 옵션은 도시되지 않음) 내용물의 전달을 허용한다. 혼합 탱크 (18) 는 바람직하게는 정적 혼합 디바이스이다.
적어도 하나의 가교제 XL를 함유하는 공급 컨테이너 (32) 는, 공급 라인 (16) 으로서, 흐름 제어 엘리먼트 (17) 및 선택적으로 센서 (24) 를 함유하며, 양자 모두가 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는, 상기 공급 라인(16) 에 링크된다. 이는 혼합 탱크 (18) 로 (이 도면을 위해 선택된 옵션) 또는 배럴 (25) 로 직접 (이 옵션은 도시되지 않음) 내용물의 전달을 허용한다.
혼합 탱크 (18) 에서, 이것이 존재할 때, 그리고 배럴 (25) 에서
a) 분자 당 규소 원자에 결합된 적어도 2 개의 알케닐기들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 A,
b) 선택적으로 분자당 적어도 2 개의 규소 결합된 수소 원자들; 그리고 바람직하게 분자 B 당 적어도 3 개의 규소 결합된 수소 원자들을 함유하는 적어도 오가노폴리실록산 B,
c) 선택적으로, 적어도 하나의 충전제 C,
d) 적어도 하나의 백금계 촉매 D,
e) 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E,
f) 선형 중합체인 경우 분자당 적어도 3개의 규소 결합된 수소 원자 또는 분지형 중합체인 경우 분자당 적어도 2개의 규소 결합된 수소 원자를 함유하는 오가노폴리실록산인 적어도 하나의 가교제 XL, 및
g) 선택적으로, 적어도 하나의 첨가제 F
를 포함하는 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 이 얻어진다.
선택적으로 디스플레이 유닛 (29) (이 도면에 대해 선택된 옵션) 에 링크되는, 제어 유닛 (20) 은, 상기 백금계 촉매 D 및 상기 액체 사출 성형 억제제 E 의 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 에서의 첨가량을 조정하기 위해 센서 (21), (22), (23), (24) 및 (40) 그리고 흐름 제어 엘리먼트 (9), (13), (15), (17) 및 (39) 를 작동시킨다. 상기 첨가량은 사출 성형 억제제 E 대 백금계 촉매 D의 백금 원자의 몰비를 0.1 내지 900 (0.1:1 내지 900:1) 범위, 그리고 가장 바람직하게는 10 내지 900 (10:1 내지 900:1) 범위로 유지하도록 조정된다. 바람직한 실시형태에서, 단계 d) 에서 첨가된 가교제 XL 의 양은 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 의 중량을 기준으로 0.1 내지 3.5 중량% 범위 내에서 제어되고 유지된다.
사출 성형 프레스 (26) 의 부분인 배럴 (25) 로서, 그 내부에:
- 상기 혼합 탱크 (18) 로부터 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3, 또는
- 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 을 얻기 위한 상기 액체 실리콘 고무 베이스 A1, 상기 가교제 XL, 상기 촉매 마스터배치 C1, 상기 히드로실릴화 가황 반응을 위한 억제제 E 를 포함하는 상기 억제제 마스터배치 E1, 선택적으로 상기 액체 실리콘 고무 베이스 A2 및 상기 첨가제 F 가 도입된다.
가교성 LSR 조성물 A3 이 사출 유닛에 들어가기 전에 압력 조절이 필요할 수 있다. 이 디바이스 (도면에 미도시) 는 압력을 증가시킬 수 있는 유체 경로의 제한을 허용하여 적절한 분사를 허용한다. 압력 조절기는 조정가능하지만 계측된 샷의 과압축(over-compression)을 방지하기 위해 일반적으로 0.7-3.5 MPa (100-500 psi) 범위로 유지된다.
도우징 및 주입 중에 조기 가교 또는 경화를 방지하기 위해 주입 유닛 배럴이 수냉될 수 있다. 이는 가교성 LSR 조성물 A3, 스크류 및 배럴 사이에서 발생하는 점성 가열의 효과를 제한한다.
주입 동안에 폐쇄 위치에 있고 샷 도우징 동안에 개방 위치에 있는 스프링 부하식 또는 부동 볼을 갖는 볼체크 밸브와 같은 비리턴 밸브 또는 포지티브 차단부 (도면에 도시되지 않음) 를 갖는 스크류 팁이 또한 이용될 수 있다.
가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 을 몰드 (27) 내로 도입하기 전에 주입 및 도우징 동안 조기 가교를 방지하기 위해 수냉되고 부품 경화 동안 역류(backflow)가 방지되는 셧오프 노즐이 바람직하게 사용된다. 노즐 내에서 재료는 셧오프 니들을 구동하는 피스톤 주위를 우회하여 노즐 팁 근처의 흐름 경로에 재도입된다. 콜드-러너 시스템 (cold-runner system)(34) 이 또한 상기 몰드 (27) 에 접속된다.
일단 가교성 LSR 조성물 (A3) 로 몰드 (27) 의 충전이 완료되면, 패킹 압력이 80℃ ~ 220℃ 범위의 온도에서 경화가 발생할 때까지 재료 상에 유지되며 필요한 경우 LSR 재료의 최적 경화 속도를 저하시키지 않고서 80℃ ~ 220℃, 80℃ ~ 160℃, 80℃ ~ 140℃, 80℃ ~ 120℃ 미만, 80℃ ~ 110℃ 미만 또는 80℃ ~ 100℃ 미만 범위의 온도로 낮출 수 있다.
경화 시간은 사출 및 패킹을 따르고 부품 지오메트리에 따라 다르다: 두꺼운 부품의 경우 시간이 더 길고 얇은 부품의 경우 시간이 더 짧다.
경화가 완료되면 몰드 (27) 가 개방되어, 부품 탈성형 (demolding) 및 다음 샷으로 연속이 허용된다.
도 2 를 참조하면, 또 다른 실시형태인 본 발명에 따른 도우징 시스템 (2) 이 도시된다. 도 1 과의 유일한 차이점은 촉매를 함유하지 않고:
· 분자 당 규소 원자에 결합된 적어도 2 개의 알케닐기들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 A,
· 선택적으로, 분자 B 당 적어도 2 개의 규소 결합된 수소 원자들; 및 바람직하게 분자 B 당 적어도 3 개의 규소 결합된 수소 원자들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 B,
· 선택적으로, 적어도 하나의 충전제 C,
· 선택적으로, 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 억제제 E, 및
· 선택적으로, 적어도 하나의 첨가제 F
를 포함하는 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A2 를 함유하는 제 2 공급 컨테이너 (4) 의 추가이다.
이 제 2 공급 컨테이너 (4) 는 제 1 공급 컨테이너 (3) 가 비어진 직후에 사용되어 연속 프로세스를 가능하게 함으로써 제조 사이클 시간을 최적화할 수도 있다. 또는 그것은 제 1 공급 컨테이너 (3) 와 함께 사용되어 예를 들어 상이한 경도계 속성(상이한 함량의 충전제 및 다른 성분)을 가진 두 개의 상이한 LSR 베이스를 사용을 가능하게 하여 상이한 유형의 실리콘 고무 재료의 제조를 위한 더 많은 추가적인 유연성을 가능하게 할 수 있다.
예
경화는 ASTM-D5289 를 사용하여 110℃에서 5분 동안 MDR (Moving Die Rheometer) 상에서 모니터링되었다. 약 5g의 재료를 실온에서 두 개의 얇은 나일론 시트 사이에 놓은 후 두 개의 가열된 플래튼 사이에 가해진 진동력에 의해 압축했다. 하나의 플래튼 또는 다이는 회전식으로 진동하는 한편 다른 하나는 토크 트랜스듀서에 부착된다. 처음에는, 가황되지 않은(경화되지 않은) 고무 시편을 사용하여, 움직이는 다이로부터의 토크가 변환기에 거의 또는 전혀 커플링되지 않는다. 화합물이 압력 하에서 가열됨에 따라, 점도가 떨어지고 로터에 가해지는 토크가 감소한다. dN*m 단위로 측정된 기록된 최저 토크 값을 ML(최저 모멘트) 이라고 한다. 이는 주어진 온도에서 경화되지 않은 고무 화합물의 강성(stiffness)의 측정치이다. 고무가 경화되거나 가황됨에 따라, 탄성이 증가한다. 고무는 토크를 트랜스듀서에 커플링하는 것에 있어서 더 효과적이 된다. 토크는 고무의 가황 또는 경화 정도의 파라미터이다. S자 곡선은 실제 경화 곡선에 근사할 수 있다. 아래 나타낸 바처럼, 검은색 곡선은 경화 곡선 또는 토크 곡선이며, 이는 시간 대비 토크이다. 토크는 최소값에서 시작된다. 토크는 처음에는 천천히 증가한 다음 빠르게 증가한다. 마지막으로, 경화 곡선은 수평이 되고 거의 일정해진다. 도 3에서, 최대 토크는 1 단위의 값으로 설정된다. 가황은 최소(정확히 0이 아닐 수 있음)에서 최대 토크까지 진행된다. 도출된 통계 중에는 관심 지점에 도달되는 여러 시간이 있다. 이들은 t2(2% 경화), t10(10% 경화) 등이다. t90(90% 경화)도 일반적으로 큰 관심사이다.
도 3에서 1로 표시된 곡선은 미분 곡선 또는 경화 곡선의 기울기이다. 도함수를 사용하여 최대 경화 속도와 그 최대치에 도달된 시간을 결정할 수 있다. 이들 통계는 각각 Prate 및 t@Prate 이다. 일부는 t2 와 Prate를 가장 중요한 통계로 본다.
예 1
성분:
대조군 포뮬레이션: Elkem Silicones USA Corp. 판매되는, 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 Silbione® LSR-4350, 부분 A 및 B, (표준 LSR 조성물)
- R2HSiO1/2 및 식 SiO4/2 의 Q 실록시 단위의 MHQ 실리콘 수지, 식중 H 는 수소 원자이고 R이 메틸 (SiH 로서 H 의 wt. %= 1.23%).
MHQ 실리콘 수지의 첨가량을 달리하여 대조군 포뮬레이션을 본 발명의 방법에 따라 사용하였다. 대조군 시험은 비교 시험으로서 MHQ 실리콘 수지를 첨가하지 않은 상태에서 수행하였다. 경화는 ASTM-D5289 를 사용하여 110℃에서 5분 동안 MDR (Moving Die Rheometer) 상에서 모니터링되었다. 결과를 표 1 에 인용한다.
비교 테스트는 본 발명에 따른 모든 시험보다 훨씬 느린 139s의 t90(90% 경화) 값을 나타낸다.
예 2
a) 시험된 가교제
XL1= Gelest 로부터의, 말단화된 폴리페닐-(디메틸히드로실록시)실록산 수소화물, 레퍼런스 HDP-111, 점도 50 내지 80 mPa.s, 총 SiH mmol/g = 5.2; 식 (MH)2+n(TPh)n 의 실리콘 수지이며 여기서 M=R2HSiO1/2 실록시 단위 그리고 TPh =PhSiO3/2, 식중 H 는 수소 원자, R 은 메틸이고 Ph 는 페닐이다.
XL2: 디-메틸히드로겐실록시 기를 갖는 양자 모두의 분자 말단에서 부분적으로 캡핑된 디메틸실록산과 메틸히드로겐실록산의 공중합체 (점도 18 내지 26 mPa.s; 총 SiH mmol/g = 7.2 (선형 가교제).
XL3: R2HSiO1/2 및 식 SiO4/2 의 Q 실록시 단위의 MHQ 실리콘 수지, 식중 H 는 수소 원자이고 R이 메틸이고, 총 SiH mmol/g = 7.3 (Milliken제, 레퍼런스 SiVance MQH-8 MQ 수소화물 수지).
XL4: 식 MHQ 의 분지형 실리콘 수지 여기서 MH=R2HSiO1/2 이고 Q 는 식 SiO4/2 의 실록시 단위이고, 식중 H 는 수소 원자이고 R 은 메틸이며, 총 SiH mmol/g = 8.8.
XL5: 식 MHQ 의 분지형 실리콘 수지 여기서 MH=R2HSiO1/2 이고 Q 는 식 SiO4/2 의 실록시 단위이고, 식중 H 는 수소 원자이고 R 은 메틸이며, 총 SiH mmol/g = 9.7 (Milliken 제 레퍼런스 SiVance MQH-9 MQ 수소화물 수지).
XL6: 식 (MH)3(TPh) 의 분지형 실리콘 수지 여기서 M=R2HSiO1/2 실록시 단위이고 TPh =PhSiO3/2 이고, 식중 H 는 수소 원자이고, R 은 메틸이고 Ph 는 페닐이며, Gelest 제 레퍼런스 SIP6826.0, 페닐트리스(디메틸히드로실록시)실란, 총 SiH mmol/g = 5.2.
XL7: 식 MHQ 의 분지형 실리콘 수지 여기서 MH=R2HSiO1/2 이고 Q 는 식 SiO4/2 의 실록시 단위이고, 식중 H 는 수소 원자이고 R 은 메틸이며, 총 SiH mmol/g = 6.7, Gelest 제 레퍼런스 SIT7278.0, 총 SiH mmol/g = 6.7.
XL8: α,ω-비스(트리메틸실록시) 폴리메틸히드라이드실록산, 점도 17 내지 27 mPa.s, 총 SiH mmol/g = 15.7.
액체 실리콘 고무 베이스 조성물 R의 조성:
- 말단 단부에 존재하는 디메틸비닐실록시기를 갖는 폴리디메틸실록산 (점도 범위 80,000~120,000mPa.s): 35.74중량%.
- 말단 단부에 존재하는 디메틸비닐실록시기를 갖는 폴리디메틸실록산 (점도 범위 55,000~65,000 mPa.s): 31.28 중량%.
- 디비닐테트라메틸디실라잔 및 헥사메틸디실라잔으로 처리된 실리카 흄드 표면 (인 시츄 처리) (25.59 중량%)
- 디비닐테트라메틸디실라잔 및 헥사메틸디실라잔(전체 = 6.99 중량%)
- 가소제 첨가제 (0.40 중량%)
시험할 포뮬레이션을 준비하기 위해, 분리된 공급물을 준비하고 혼합 탱크에서 조합한다.
· 공급물 1) 다음의 변화 양이 첨가된 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 R 을 준비한다:
- 말단 단부에 트리메틸실록시기가 존재하는 메틸비닐실록산-디메틸실록산 공중합체(점도 약 1,000mPa.s) - FLD619;
- 말단 단부에 트리메틸비닐실록시기가 존재하는 메틸비닐실록산-디메틸실록산 공중합체(점도 범위 350 내지 420 mPa.s) - FLD-506;
· 공급물 2) 촉매 마스터배치(Elkem Silicones제 LSR SELECT CATA);
· 공급물 3) 억제제 마스터배치(Elkem Silicones제 LSR SELECT CONTROL);
· 공급물 4) 시험된 가교제 XL.
모든 성분을 혼합한 후 모든 가사 시간은 수동 "스냅 시간" 가사 시간 시험에 의해 결정되었다. 이 시험은 혼합물이 완성되는 대로 시작되고 개인이 혼합물을 모니터링하고 수동으로 혼합물을 교반하고 그의 컨테이너에서 들어올려 탄성 속성을 처음 관찰할 때 끝난다. 탄성 속성은 혼합물이 컨테이너로 다시 "스냅"될 때 관찰된다.
경화 평가는 온도가 40℃에서 시작하여 분당 7℃의 속도로 증가하는 Paar-MC302 레오미터를 사용하여 수행되었다.
각 포뮬레이션에 대한 경화 데이터는 파라미터가 To 및 k인 로지스틱 방정식 (logistic equation) 으로 피팅(fitting)되었다. MDR(Moving Die Rheometer)로부터의 데이터를 피팅하는 데 사용되는 로지스틱 함수는 다음 방정식 1에 주어진다:
G'(T) 온도의 함수로서의 저장 모듈러스
ML은 G'에 대한 최소 관찰값이다
MH는 G'에 대한 최대 관찰값이다
k는 곡선의 최대 기울기와 관련된 계수이다
T는 온도 독립 변수이다
To는 곡선의 수직 중간점에서의 온도이다
1차 도함수는 다음과 같다:
T = To일 때 중간 또는 변곡점 온도가 To이다. 지수 식은 e0 = 1가 되며; 이에 의해 도함수를 만든다.
T0 는 로지스틱 함수의 파라미터이다. 이것은 위에 설명되어 있다. 이것은 곡선의 변곡점에 해당하는 수평축 상의 점이다. 이것은 또한 최대 경화 속도에 도달하는 점이다.일단 혼합되면 이들 포뮬레이션을 1%의 진동 비틀림 변형을 사용하여 Paar MC 302 레오미터상에서 시험했다. 플래튼의 직경은 25mm이고 간격은 0.5mm이다. 정현파 진동 주파수는 1Hz 였다. 온도는 40℃에서 시작하여 7oC/minute 에서 140oC의 최대 온도로 증가하였다. 각 시험은 18분 동안 지속되었다. 온도가 증가함에 따라, 18초 간격으로 토크 측정이 이루어졌다. 이들 측정은 토크의 동위상(in-phase) 및 역위상(out-of-phase) 성분으로, 그리고 궁극적으로 각각 저장 모듈러스, 손실 모듈러스, G' 및 G"로 분해되었다.
다양한 값의 RHAlk 및 측정된 속성을 갖는 포뮬레이션의 조성(각 성분에 대한 중량%)은 표 2, 3 및 4에 인용되어 있다.
식 R2HSiO1/2 의 MH 실록시 단위 및 식 (Ph)SiO3/2 의 TPh 실록시 단위를 포함하는 분지형 실리콘 수지인 가교제 XL-1 및 XL-6 은 다른 가교제와 비교하여 T0의 가장 낮은 값(최대 경화 속도가 달성되는 점) 및 개선된 가사 시간(각각 25분 및 28분)으로 저온(85℃ 미만의 T0)에서 경화될 수 있게 한다는 점이 언급될 수 있다. 이를 통해 보다 자유롭게 이러한 XL을 사용하고 Vicat 연화 온도를 갖는 열 민감성 재료 이를테면 폴리염화비닐(PVC, 92℃), 폴리에틸렌(PE, 127.3℃), 폴리프로필렌(PP, 152.2℃) , 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS, 102.3℃) 및 폴리카보네이트(PC, 156.2℃) 위에 오버몰딩할 수 있다.
동일한 결과가 하기 표 3 및 4 에 인용되어 있다:
Claims (14)
- 사출 성형을 통하여 성형된 실리콘 고무 제품 M1을 제조하는 데 유용한 방법으로서,
a) 촉매를 함유하지 않고, 하기 i); 또는 i) 및 ii); 또는 i) 및 iii); 또는 i) 및 iv); 또는 i) 및 v); 또는 i), ii) 및 iii); 또는 i), ii) 및 iv); 또는 i), ii) 및 v); 또는 i), iii) 및 iv); 또는 i), iii) 및 v); 또는 i), iv) 및 v); 또는 i), ii), iii) 및 iv); 또는 i), ii), iii) 및 v); i), ii), iv) 및 v); i), iii), iv) 및 v); 또는 i), ii), iii), iv) 및 v) 를 포함하는, 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 을 베이스 공급 라인으로 공급하는 단계:
i) 분자 당 규소 원자에 결합된 적어도 2 개의 알케닐기들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 A,
ii) 분자 B 당 적어도 2 개의 규소 결합된 수소 원자들; 또는 분자 B 당 적어도 3 개의 규소 결합된 수소 원자들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 B,
iii) 적어도 하나의 충전제 C,
iv) 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E,
v) 적어도 하나의 첨가제 F,
b) 적어도 하나의 백금계 촉매 D를 포함하는 촉매 마스터배치 C1를 별도의 촉매 공급 라인으로 공급하는 단계,
c) 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E 를 포함하는 억제제 마스터배치 E1 를 별도의 공급 라인으로 공급하는 단계,
d) 촉매 마스터배치 C1 또는 억제제 마스터배치 E1 를 함유하는 임의의 공급라인으로 또는 별도의 공급 라인으로, 선형 또는 환형 중합체인 경우 분자당 적어도 3개의 규소 결합 수소 원자 또는 분지형 중합체인 경우 분자당 적어도 2개의 규소 결합 수소 원자를 함유하는 오가노폴리실록산인 적어도 하나의 가교제 XL 를 공급하는 단계,
e) 선택적으로 적어도 하나의 첨가제 F를 별도의 첨가제 공급 라인으로 공급하는 단계,
f) 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1, 상기 촉매 마스터배치 C1, 상기 가교제 XL, 상기 억제제 마스터배치 E1 및 선택적으로 상기 첨가제 F 를 생성된 혼합물을 사출기의 배럴로 보내기 전에 혼합 탱크 (18) 로 또는 상기 배럴로 직접 보내서, 하기 1), 4), 5) 및 6); 또는 1), 2), 4), 5) 및 6); 또는 1), 3), 4), 5) 및 6); 또는 1), 2), 3), 4), 5) 및 6); 또는 1), 4), 5), 6) 및 7); 또는 1), 2), 4), 5), 6) 및 7); 또는 1), 3), 4), 5), 6) 및 7); 또는 1), 2), 3), 4), 5), 6) 및 7) 를 포함하는 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 를 얻고:
1) 분자 당 규소 원자에 결합된 적어도 2 개의 알케닐기들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 A,
2) 분자 B 당 적어도 2 개의 규소 결합된 수소 원자들; 또는 분자 B 당 적어도 3 개의 규소 결합된 수소 원자들을 함유하는 적어도 오가노폴리실록산 B,
3) 적어도 하나의 충전제 C,
4) 적어도 하나의 백금계 촉매 D,
5) 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E,
6) 선형 또는 환형 중합체인 경우 분자당 적어도 3개의 규소 결합된 수소 원자 또는 분지형 중합체인 경우 분자당 적어도 2개의 규소 결합된 수소 원자를 함유하는 오가노폴리실록산인 적어도 하나의 가교제 XL,
7) 적어도 하나의 첨가제 F;
상기 백금계 촉매 D 및 히드로실릴화 가황 반응을 위한 상기 억제제 E 의 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 에서 첨가량은 0.1 내지 900 (0.1:1 내지 900:1), 또는 10 내지 900 (10:1 내지 900:1), 또는 20 내지 250 (20:1 내지 250:1) 범위의 히드로실릴화 가황 반응을 위한 억제제 E 대 백금계 촉매 D 의 백금 원자의 몰비를 얻도록 제어 및 조정되는 단계,
g) 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 를 성형 프레스에 설치된 몰드로 보내고 이것을 경화시켜, 또는 80℃ 내지 220℃ 범위의 온도 범위에서 가열하는 것에 의해 경화시켜, 성형된 실리콘 고무 제품 M1 을 얻는 단계
를 포함하고,
상기 가교제 XL 은, 식 R2HSiO1/2 의 MH 실록시 단위를 포함하고 식 SiO4/2 의 Q 실록시 단위 또는 식 (Ph)SiO3/2 의 TPh 실록시 단위 중 어느 하나를 포함하는 분지형 실리콘 수지를 함유하고, 식 중 Ph 는 페닐기이고, H 는 수소 원자이고 R 은 1 내지 40개의 탄소 원자 1가 탄화수소 라디칼, 또는 1 내지 20개의 탄소 1가 탄화수소 라디칼이거나, 또는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 페닐, 벤질 및 메시틸로 이루어지는 군으로부터 선택되거나; 또는 메틸 및 페닐로 이루어지는 군으로부터 선택되는,
성형된 실리콘 고무 제품 M1을 제조하는 데 유용한 방법. - 제 1 항에 있어서,
a) 촉매를 함유하지 않고, 하기 i); 또는 i) 및 ii); 또는 i) 및 iii); 또는 i) 및 iv); 또는 i) 및 v); 또는 i), ii) 및 iii); 또는 i), ii) 및 iv); 또는 i), ii) 및 v); 또는 i), iii) 및 iv); 또는 i), iii) 및 v); 또는 i), iv) 및 v); 또는 i), ii), iii) 및 iv); 또는 i), ii), iii) 및 v); i), ii), iv) 및 v); i), iii), iv) 및 v); 또는 i), ii), iii), iv) 및 v) 을 포함하는, 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 을 베이스 공급 라인으로 공급하는 단계:
i) 분자 당 규소 원자에 결합된 적어도 2 개의 알케닐기들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 A,
ii) 분자 B 당 적어도 2 개의 규소 결합된 수소 원자들; 또는 분자 B 당 적어도 3 개의 규소 결합된 수소 원자들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 B,
iii) 적어도 하나의 충전제 C,
iv) 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E,
v) 적어도 하나의 첨가제 F,
b) 적어도 하나의 백금계 촉매 D를 포함하는 촉매 마스터배치 C1를 별도의 촉매 공급 라인으로 공급하는 단계,
c) 히드로실릴화 가황 반응을 위해 적어도 하나의 억제제 E 를 포함하는 억제제 마스터배치 E1 를 별도의 공급 라인으로 공급하는 단계,
d) 선형 또는 환형 중합체인 경우 분자당 적어도 3개의 규소 결합된 수소 원자 또는 분지형 중합체인 경우 분자당 적어도 2개의 규소 결합된 수소 원자를 함유하는 오가노폴리실록산인 적어도 하나의 가교제 XL를 별도의 공급 라인으로 공급하는 단계,
e) 선택적으로 적어도 하나의 첨가제 F를 별도의 첨가제 공급 라인으로 공급하는 단계,
f) 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1, 상기 촉매 마스터배치 C1, 상기 가교제 XL, 상기 억제제 마스터배치 E1 및 선택적으로 상기 첨가제 F 를 생성된 혼합물을 사출기의 배럴로 보내기 전에 혼합 탱크 (18) 로 또는 상기 배럴로 직접 보내서, 하기 1), 4), 5) 및 6); 또는 1), 2), 4), 5) 및 6); 또는 1), 3), 4), 5) 및 6); 또는 1), 2), 3), 4), 5) 및 6); 또는 1), 4), 5), 6) 및 7); 또는 1), 2), 4), 5), 6) 및 7); 또는 1), 3), 4), 5), 6) 및 7); 또는 1), 2), 3), 4), 5), 6) 및 7) 를 포함하는 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 를 얻고:
1) 분자 당 규소 원자에 결합된 적어도 2 개의 알케닐기들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 A,
2) 분자 B 당 적어도 2 개의 규소 결합된 수소 원자들; 또는 분자 B 당 적어도 3 개의 규소 결합된 수소 원자들을 함유하는 적어도 오가노폴리실록산 B,
3) 적어도 하나의 충전제 C,
4) 적어도 하나의 백금계 촉매 D,
5) 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E,
6) 선형 또는 환형 중합체인 경우 분자당 적어도 3개의 규소 결합된 수소 원자 또는 분지형 중합체인 경우 분자당 적어도 2개의 규소 결합된 수소 원자를 함유하는 오가노폴리실록산인 적어도 하나의 가교제 XL,
7) 적어도 하나의 첨가제 F;
상기 백금계 촉매 D 및 히드로실릴화 가황 반응을 위한 상기 억제제 E 의 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 에서 첨가량은 0.1 내지 900 (0.1:1 내지 900:1), 또는 10 내지 900 (10:1 내지 900:1), 또는 20 내지 250 (20:1 내지 250:1) 범위의 히드로실릴화 가황 반응을 위한 억제제 E 대 백금계 촉매 D 의 백금 원자의 몰비를 얻도록 제어 및 조정되는 단계,
g) 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 를 성형 프레스에 설치된 몰드로 보내고 이것을 경화시켜, 또는 80℃ 내지 220℃ 범위의 온도 범위에서 가열하는 것에 의해 경화시켜, 성형된 실리콘 고무 제품 M1 을 얻는 단계
를 포함하고,
상기 가교제 XL 은, 식 R2HSiO1/2 의 MH 실록시 단위를 포함하고 식 SiO4/2 의 Q 실록시 단위 또는 식 (Ph)SiO3/2 의 TPh 실록시 단위 중 어느 하나를 포함하는 분지형 실리콘 수지를 함유하고, 식 중 Ph 는 페닐기이고, H 는 수소 원자이고 R 은 1 내지 40개의 탄소 원자 1가 탄화수소 라디칼, 또는 1 내지 20개의 탄소 1가 탄화수소 라디칼이거나, 또는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 페닐, 벤질 및 메시틸로 이루어지는 군으로부터 선택되거나; 또는 메틸 및 페닐로 이루어지는 군으로부터 선택되는,
성형된 실리콘 고무 제품 M1을 제조하는 데 유용한 방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 가교제 XL 은
a) 적어도 2개, 또는 적어도 3개의 식 R2HSiO1/2 의 MH 실록시 단위 및 식 (Ph)SiO3/2 의 TPh 실록시 단위를 포함하는 적어도 하나의 분지형 실리콘 수지로서, 식중 Ph 는 페닐기이고, H 는 수소 원자이고 R 은 1 내지 40개의 탄소 원자 1가 탄화수소 라디칼, 또는 1 내지 20개의 탄소 1가 탄화수소 라디칼이거나, 또는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 페닐, 벤질 및 메시틸로 이루어지는 군으로부터 선택되거나; 또는 메틸 및 페닐로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 상기 적어도 하나의 분지형 실리콘 수지 및
b) 분자당 적어도 3개의 규소 결합 수소 원자를 함유하는 적어도 하나의 선형 오가노폴리실록산 B 및/또는 적어도 2개, 또는 적어도 3개의 식 R2HSiO1/2 의 MH 실록시 단위 및 식 SiO4/2 의 Q 실록시 단위를 포함하는 분지형 MHQ 실리콘 수지로서, 식중 H 는 수소 원자이고 R 은 1 내지 40개의 탄소 원자 1가 탄화수소 라디칼, 또는 1 내지 20개의 탄소 1가 탄화수소 라디칼이거나, 또는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 페닐, 벤질 및 메시틸로 이루어지는 군으로부터 선택되거나; 또는 메틸 및 페닐로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 상기 분지형 MHQ 실리콘 수지
를 함유하는 혼합물인, 성형된 실리콘 고무 제품 M1을 제조하는 데 유용한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 가교제 XL은 식 R2HSiO1/2 의 MH 실록시 단위 및 식 SiO4/2 의 Q 실록시 단위를 포함하는 MHQ 실리콘 수지이고, 식중 H 는 수소 원자이고 R 은 1 내지 40개의 탄소 원자 1가 탄화수소 라디칼, 또는 1 내지 20개의 탄소 1가 탄화수소 라디칼이거나, 또는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 페닐, 벤질 및 메시틸로 이루어지는 군으로부터 선택되거나; 또는 메틸 및 페닐로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 성형된 실리콘 고무 제품 M1을 제조하는 데 유용한 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 가교제 XL은 SiH 로서 0.10 wt. % 내지 2.00 wt. %의 H를 갖고 식 R2HSiO1/2의 MH 실록시 단위 및 식 SiO4/2,의 Q 실록시 단위를 포함하는 실리콘 수지이고 식중 H 는 수소 원자이고 R 은 1 내지 40개의 탄소 원자 1가 탄화수소 라디칼, 또는 1 내지 20개의 탄소 1가 탄화수소 라디칼이거나, 또는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 페닐, 벤질 및 메시틸로 이루어지는 군으로부터 선택되가나; 또는 메틸 및 페닐로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 성형된 실리콘 고무 제품 M1을 제조하는 데 유용한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 가교제 XL 는 하기 식을 갖는 MHQ 실리콘 수지이고
MH w Qz
식중 Q는 식 SiO4/2 을 갖고 MH 는 식 R2HSiO1/2 을 갖고 H 는 수소 원자이고 R은 1 내지 40개의 탄소 원자 1가 탄화수소 라디칼, 또는 1 내지 20개의 탄소 1가 탄화수소 라디칼이거나, 또는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 페닐, 벤질 및 메시틸로 이루어지는 군으부터 선택되거나; 또는 메틸 및 페닐로 이루어진 군으로부터 선택되며, 아래첨자 w 및 z는 각각 0.5 내지 4.0, 또는 0.6 내지 3.5, 또는 0.75 내지 3.0, 또는 1.0 내지 3.0의 비를 갖는, 성형된 실리콘 고무 제품 M1을 제조하는 데 유용한 방법. - 제 1 항에 있어서,
단계 d) 에서 첨가된 상기 가교제 XL 의 양은 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 의 중량을 기준으로 0.1 내지 5.0 중량% 범위 내에서 제어되고 유지되는, 성형된 실리콘 고무 제품 M1을 제조하는 데 유용한 방법. - 제 1 항에 있어서,
단계 g)에서 경화 온도는 80 내지 140℃, 또는 90 내지 130℃인, 성형된 실리콘 고무 제품 M1을 제조하는 데 유용한 방법. - 제 1 항에 있어서,
단계 g)에서 경화 온도는 80 내지 140℃ 또는 90 내지 130℃이고; 그리고 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 는 기판 P 주위 또는 위에서 경화되어 상기 성형된 실리콘 고무 제품 M1을 포함하는 복합재 부품을 형성하는, 성형된 실리콘 고무 제품 M1을 제조하는 데 유용한 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 기판 P 는 플라스틱 기판, 열가소성 기판, 금속 기판 및 텍스타일 기판으로부터 선택되거나, 또는 상기 기판 P 는 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 또는 폴리카보네이트(PC) 인, 성형된 실리콘 고무 제품 M1을 제조하는 데 유용한 방법. - 제 1 항에 있어서,
히드로실릴화 가황 반응을 위한 상기 억제제 E 는 1-에티닐-1-시클로헥산올, 2-메틸-3-부틴-2-올, 3-부틴-1-올, 3-부틴-2-올, 프로파길알코올, 2-페닐-2-프로핀-1-올, 3,5-디메틸-1-헥신-3-올, 1-에티닐시클로펜타놀, 1-페닐-2-프로피놀, 3-메틸-1-펜텐-4-인-3-올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 성형된 실리콘 고무 제품 M1을 제조하는 데 유용한 방법. - 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 사출 성형을 통해 성형된 실리콘 고무 제품을 제조하는 데 유용한 디바이스 조립체로서, 하기 1) ~ 9) 및 12) ~ 14); 또는 1) ~ 10) 및 12) ~ 14); 또는 1) ~ 9) 및 11) ~ 14); 또는 1) ~ 14) 를 포함하는 디바이스 조립체:
1) 액체들을 운반하고 플랫폼 (1) 또는 팔레트 (1') 를 포함하는 도우징 시스템 (2),
2) 제 1 공급 컨테이너 (3), 또는 제 1 공급 컨테이너 (3) 및 제 2 공급 컨테이너 (4) 로서,
양자 모두는 기립한 상기 플랫폼 (1) 상에 또는 상기 팔레트 (1') 상에 배치되고, 제 1 공급 컨테이너 (3) 및 제 2 공급 컨테이너 (4) 는 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 및 A2 를 각각 함유하고,
액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 및 A2 는, 촉매를 함유하지 않고, 하기 i); 또는 i) 및 ii); 또는 i) 및 iii); 또는 i) 및 iv); 또는 i) 및 v); 또는 i), ii) 및 iii); 또는 i), ii) 및 iv); 또는 i), ii) 및 v); 또는 i), iii) 및 iv); 또는 i), iii) 및 v); 또는 i), iv) 및 v); 또는 i), ii), iii) 및 iv); 또는 i), ii), iii) 및 v); i), ii), iv) 및 v); i), iii), iv) 및 v); 또는 i), ii), iii), iv) 및 v) 를 포함하는,
상기 제 1 공급 컨테이너 (3), 또는 상기 제 1 공급 컨테이너 (3) 및 제 2 공급 컨테이너 (4):
i) 분자 당 규소 원자에 결합된 적어도 2 개의 알케닐기들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 A,
ii) 분자 B 당 적어도 2 개의 규소 결합된 수소 원자들; 또는 분자 B 당 적어도 3 개의 규소 결합된 수소 원자들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 B,
iii) 적어도 하나의 충전제 C,
iv) 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E,
v) 적어도 하나의 첨가제 F,
3) 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물들 A1 및 A2 의 표면 상에 배치된 팔로워 플레이트들 (5) 로서, 그 크기 및 형상이 상기 공급 컨테이너들 (3) 및 (4) 을 밀봉하도록 선택되고, 상기 팔로워 플레이트들 (5) 이 수직으로 조정가능한 홀딩 디바이스들 (6) 에 의해 유지되는, 상기 팔로워 플레이트들 (5),
4) 상기 팔로워 플레이트들 (5) 에 연결되고, 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1, 또는 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 및 상기 실리콘 고무 베이스 조성물 A2 를 전달하도록 제어 유닛 (20) 에 의해, 또는 제어 유닛 (20) 및 조절 유닛들 (21) 에 의해 작동되는 구동 유닛들 (19) 에 의해 구동되는, 펌프들 (7),
5) 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는 흐름 제어 엘리먼트 (9) 를 포함하는, 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 을 운반하기 위한 제 1 베이스 공급 라인 호스 (8),
6) 상기 2) 에서 제 1 공급 컨테이너 (3) 및 제 2 공급 컨테이너 (4) 가 모두 배치되는 경우, 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는 흐름 제어 엘리먼트 (11) 를 포함하는, 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A2 을 운반하기 위한 제 2 베이스 공급 라인 호스 (10),
7) 공급 라인 (12) 로서, 흐름 제어 엘리먼트 (13), 또는 흐름 제어 엘리먼트 (13) 및 센서 (22) 를 포함하며, 양자 모두는 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는, 상기 공급 라인 (12) 에 링크되는, 적어도 하나의 백금계 촉매 D 를 포함하는 촉매 마스터배치 C1 를 함유하는 공급 컨테이너 (30),
8) 공급 라인 (14) 으로서, 흐름 제어 엘리먼트 (15), 또는 흐름 제어 엘리먼트 (15) 및 센서 (23) 를 포함하며, 양자 모두는 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는, 상기 공급 라인 (14) 에 링크되는, 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E 를 포함하는 억제제 마스터배치 E1 를 함유하는 공급 컨테이너 (31),
9) 공급 컨테이너 (30) 및 (31) 중 하나는 선형 중합체인 경우 분자당 적어도 3개의 규소 결합된 수소 원자 또는 분지형 중합체인 경우 분자당 적어도 2개의 규소 결합된 수소 원자를 함유하는 오가노폴리실록산인 적어도 하나의 가교제 XL 를 더 함유하고, 공급 라인 호스 (16) 로서, 흐름 제어 엘리먼트 (17), 또는 흐름 제어 엘리먼트 (17) 및 센서 (24) 를 포함하며, 양자 모두는 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는, 상기 공급 라인 호스 (16) 에 링크되는 것,
10) 공급 라인 호스 (38) 로서, 흐름 제어 엘리먼트 (39), 또는 흐름 제어 엘리먼트 (39) 및 센서 (40) 를 포함하며, 양자 모두는 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는, 상기 공급 라인 호스 (38) 에 링크되는 적어도 하나의 첨가제 F 를 함유하는 공급 컨테이너 (37),
11) 혼합 탱크 (18) 또는 정적 혼합기 (18') 로서, 여기서 상기 액체 실리콘 고무 베이스 A1, 상기 촉매 마스터배치 C1, 상기 억제제 마스터배치 E1, 상기 가교제 XL, 선택적으로 상기 액체 실리콘 고무 베이스 A2 및 상기 첨가제 F 가, 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 을 얻기 위해 전달 및 혼합되고, 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 는 하기 a) 및 d) ~ f); 또는 a), b) 및 d) ~ f); 또는 a) 및 c) ~ f); 또는 a) ~ f); 또는 a) 및 d) ~ g); 또는 a), b) 및 d) ~ g); 또는 a) 및 c) ~ g); 또는 a) ~ g) 를 포함하는, 상기 혼합 탱크 (18) 또는 정적 혼합기 (18'):
a) 분자 당 규소 원자에 결합된 적어도 2 개의 알케닐기들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 A,
b) 분자당 적어도 2 개의 규소 결합된 수소 원자들; 또는 분자 B 당 적어도 3 개의 규소 결합된 수소 원자들을 함유하는 적어도 오가노폴리실록산 B,
c) 적어도 하나의 충전제 C,
d) 적어도 하나의 백금계 촉매 D,
e) 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E,
f) 선형 중합체인 경우 분자당 적어도 3개의 규소 결합된 수소 원자 또는 분지형 중합체인 경우 분자당 적어도 2개의 규소 결합된 수소 원자를 함유하는 오가노폴리실록산인 적어도 하나의 가교제 XL,
g) 적어도 하나의 첨가제 F,
12) 디스플레이 유닛 (29) 에 링크될 수 있는 제어 유닛 (20) 으로서, 상기 제어 유닛은 상기 조절 유닛들 (21), 및 상기 센서 (22), (23), (24) 및 (40), 및 흐름 제어 엘리먼트들 (9), (13), (15), (17) 및 (39) 을 제어하여 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 에서 상기 백금계 촉매 D 및 상기 히드로실릴화 가황 반응을 위한 억제제 E 의 첨가량을 조정하거나, 또는 상기 첨가량은 상기 히드로실릴화 가황 반응을 위한 억제제 E 대 상기 백금계 촉매 D 의 백금 원자의 몰비가 0.1 내지 900 (0.1:1 내지 900:1), 또는 10 내지 900 (10:1 내지 900:1), 또는 20 내지 250 (20:1 내지 250:1) 인 범위가 얻어지도록 조정되는, 상기 제어 유닛 (20),
13) 사출 성형 프레스 (26) 의 부분인 배럴 (25) 로서, 상기 배럴 내부에:
- 상기 혼합 탱크 (18) 로부터 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3, 또는
- 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 을 얻기 위한 상기 액체 실리콘 고무 베이스 A1, 상기 촉매 마스터배치 C1, 상기 억제제 마스터배치 E1, 상기 가교제 XL, 선택적으로 상기 액체 실리콘 고무 베이스 A2 및 상기 첨가제 F 가 도입되는, 상기 배럴 (25),
14) 상기 성형 프레스 (26) 에 설치되고, 성형된 실리콘 고무 제품을 얻기 위해 경화되도록 또는 80 ℃ 에서부터 220 ℃ 에 이르기까지 범위의 온도에서 가열하는 것에 의해 경화되도록 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 이 전달되는 몰드 (27). - 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 사출 성형을 통해 성형된 실리콘 고무 제품을 제조하는 데 유용한 디바이스 조립체로서, 하기 1) ~ 9) 및 12) ~ 14); 또는 1) ~ 10) 및 12) ~ 14); 또는 1) ~ 9) 및 11) ~ 14); 또는 1) ~ 14) 를 포함하는 디바이스 조립체:
1) 액체들을 운반하고 플랫폼 (1) 또는 팔레트 (1') 를 포함하는 도우징 시스템 (2),
2) 제 1 공급 컨테이너 (3), 또는 제 1 공급 컨테이너 (3) 및 제 2 공급 컨테이너 (4) 로서,
양자 모두는 기립한 상기 플랫폼 (1) 상에 또는 상기 팔레트 (1') 상에 배치되고, 제 1 공급 컨테이너 (3) 및 제 2 공급 컨테이너 (4) 는 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 및 A2 를 각각 함유하고,
액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 및 A2 는, 촉매를 함유하지 않고, 하기 i); 또는 i) 및 ii); 또는 i) 및 iii); 또는 i) 및 iv); 또는 i) 및 v); 또는 i), ii) 및 iii); 또는 i), ii) 및 iv); 또는 i), ii) 및 v); 또는 i), iii) 및 iv); 또는 i), iii) 및 v); 또는 i), iv) 및 v); 또는 i), ii), iii) 및 iv); 또는 i), ii), iii) 및 v); i), ii), iv) 및 v); i), iii), iv) 및 v); 또는 i), ii), iii), iv) 및 v) 를 포함하는,
상기 제 1 공급 컨테이너 (3), 또는 상기 제 1 공급 컨테이너 (3) 및 제 2 공급 컨테이너 (4):
i) 분자 당 규소 원자에 결합된 적어도 2 개의 알케닐기들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 A,
ii) 분자 B 당 적어도 2 개의 규소 결합된 수소 원자들; 또는 분자 B 당 적어도 3 개의 규소 결합된 수소 원자들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 B,
iii) 적어도 하나의 충전제 C,
iv) 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E,
v) 적어도 하나의 첨가제 F,
3) 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물들 A1 및 A2 의 표면 상에 배치되는 팔로워 플레이트들 (5) 로서, 그 크기 및 형상이 상기 공급 컨테이너들 (3) 및 (4) 을 밀봉하도록 선택되고, 수직으로 조정가능한 홀딩 디바이스들 (6) 에 의해 유지되는, 상기 팔로워 플레이트들 (5),
4) 상기 팔로워 플레이트들 (5) 에 연결되고, 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1, 또는 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 및 상기 실리콘 고무 베이스 조성물 A2 를 전달하도록 제어 유닛 (20) 에 의해, 또는 제어 유닛 (20) 및 조절 유닛들 (21) 에 의해 작동되는 구동 유닛들 (19) 에 의해 구동되는, 펌프들 (7),
5) 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는 흐름 제어 엘리먼트 (9) 를 포함하는, 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A1 을 운반하기 위한 제 1 베이스 공급 라인 호스 (8),
6) 상기 2) 에서 제 1 공급 컨테이너 (3) 및 제 2 공급 컨테이너 (4) 가 모두 배치되는 경우, 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는 흐름 제어 엘리먼트 (11) 를 포함하는, 상기 액체 실리콘 고무 베이스 조성물 A2 을 운반하기 위한 제 2 베이스 공급 라인 호스 (10),
7) 공급 라인 (12) 로서, 흐름 제어 엘리먼트 (13), 또는 흐름 제어 엘리먼트 (13) 및 센서 (22) 를 포함하며, 양자 모두는 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는, 상기 공급 라인 (12) 에 링크되는, 적어도 하나의 백금계 촉매 D 를 포함하는 촉매 마스터배치 C1 를 함유하는, 공급 컨테이너 (30),
8) 공급 라인 (14) 으로서, 흐름 제어 엘리먼트 (15), 또는 흐름 제어 엘리먼트 (15) 및 센서 (23) 를 포함하며, 양자 모두는 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는, 상기 공급 라인 (14) 에 링크되는, 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E 를 포함하는 억제제 마스터배치 E1 를 함유하는 공급 컨테이너 (31),
9) 선형 중합체인 경우 분자당 적어도 3개의 규소 결합된 수소 원자 또는 분지형 중합체인 경우 분자당 적어도 2개의 규소 결합된 수소 원자를 함유하는 오가노폴리실록산인 적어도 하나의 가교제 XL 를 함유하고, 공급 라인 호스 (16) 로서, 흐름 제어 엘리먼트 (17), 또는 흐름 제어 엘리먼트 (17) 및 센서 (24)를 함유하며, 양자 모두는 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는, 상기 공급 라인 호스 (16) 에 링크되는 공급 컨테이너 (32),
10) 공급 라인 호스 (38) 로서, 흐름 제어 엘리먼트 (39), 또는 흐름 제어 엘리먼트 (39) 및 센서 (40) 를 포함하며, 양자 모두는 상기 제어 유닛 (20) 에 의해 작동되는, 상기 공급 라인 호스 (38) 에 링크되는 적어도 하나의 첨가제 F 를 함유하는 공급 컨테이너 (37),
11) 혼합 탱크 (18) 또는 정적 혼합기 (18') 로서, 여기서 상기 액체 실리콘 고무 베이스 A1, 상기 촉매 마스터배치 C1, 상기 억제제 마스터배치 E1, 상기 가교제 XL, 선택적으로 상기 액체 실리콘 고무 베이스 A2 및 상기 첨가제 F 가, 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 을 얻기 위해 전달 및 혼합되고, 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 는 하기 a) 및 d) ~ f); 또는 a), b) 및 d) ~ f); 또는 a) 및 c) ~ f); 또는 a) ~ f); 또는 a) 및 d) ~ g); 또는 a), b) 및 d) ~ g); 또는 a) 및 c) ~ g); 또는 a) ~ g) 를 포함하는, 상기 혼합 탱크 (18) 또는 정적 혼합기 (18'):
a) 분자 당 규소 원자에 결합된 적어도 2 개의 알케닐기들을 함유하는 적어도 하나의 오가노폴리실록산 A,
b) 분자당 적어도 2 개의 규소 결합된 수소 원자들; 또는 분자 B 당 적어도 3 개의 규소 결합된 수소 원자들을 함유하는 적어도 오가노폴리실록산 B,
c) 적어도 하나의 충전제 C,
d) 적어도 하나의 백금계 촉매 D,
e) 히드로실릴화 가황 반응을 위한 적어도 하나의 억제제 E,
f) 선형 중합체인 경우 분자당 적어도 3개의 규소 결합된 수소 원자 또는 분지형 중합체인 경우 분자당 적어도 2개의 규소 결합된 수소 원자를 함유하는 오가노폴리실록산인 적어도 하나의 가교제 XL,
g) 적어도 하나의 첨가제 F,
12) 디스플레이 유닛 (29) 에 링크될 수 있는 제어 유닛 (20) 으로서, 상기 제어 유닛은 상기 조절 유닛들 (21), 및 상기 센서 (22), (23), (24) 및 (40), 및 흐름 제어 엘리먼트들 (9), (13), (15), (17) 및 (39) 을 제어하여 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 에서 상기 백금계 촉매 D 및 히드로실릴화 가황 반응을 위한 상기 억제제 E 의 첨가량을 조정하거나, 또는 상기 첨가량은 상기 히드로실릴화 가황 반응을 위한 억제제 E 대 상기 백금계 촉매 D 의 백금 원자의 몰비가 0.1 내지 900 (0.1:1 내지 900:1), 또는 10 내지 900 (10:1 내지 900:1), 또는 20 내지 250 (20:1 내지 250:1) 인 범위가 얻어지도록 조정되는, 상기 제어 유닛 (20),
13) 사출 성형 프레스 (26) 의 부분인 배럴 (25) 로서, 상기 배럴 내부에:
- 상기 혼합 탱크 (18) 로부터 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3, 또는
- 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 을 얻기 위한 상기 액체 실리콘 고무 베이스 A1, 상기 촉매 마스터배치 C1, 상기 억제제 마스터배치 E1, 상기 가교제 XL, 선택적으로 상기 액체 실리콘 고무 베이스 A2 및 상기 첨가제 F 가 도입되는, 상기 배럴 (25),
14) 상기 성형 프레스 (26) 에 설치되고, 성형된 실리콘 고무 제품을 얻기 위해 경화되도록 또는 80 ℃ 에서부터 220 ℃ 에 이르기까지 범위의 온도에서 가열하는 것에 의해 경화되도록 상기 가교성 액체 실리콘 고무 조성물 A3 이 전달되는 몰드 (27).
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