KR20040072356A - A thermosetting silicone rubber composition with storage stability and self-extinguishing property - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 저장안정성 및 자기소화성을 가지는 열경화형 실리콘 고무 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실리콘 생고무, 실리카, 증량제, 가소제, 이형제, 수산화알루미늄, 탄산칼슘, 백금 화합물, 아조 화합물, 금속 화합물, 산화티탄, 티타네이트 화합물 및 유기과산화물을 적정함량으로 함유시켜 실리콘 고무 조성물을 제조함으로써, 미경화 컴파운드가 오랜 시간이 지나도 용이한 경화 공정 작업을 할 수 있는 뛰어난 저장안정성을 발휘하면서 우수한 기계적 물성과 자기소화적 성질을 개선시킨 열경화성 실리콘 고무 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a thermosetting silicone rubber composition having storage stability and self-extinguishing, and more particularly, silicone raw rubber, silica, extender, plasticizer, mold release agent, aluminum hydroxide, calcium carbonate, platinum compound, azo compound, metal compound, oxidation Properly containing titanium, titanate compounds and organic peroxides to produce silicone rubber compositions, excellent mechanical properties and self-extinguishing of the uncured compound provide excellent storage stability for easy curing process operations over long periods of time. The present invention relates to a thermosetting silicone rubber composition having improved properties.
실리콘고무는 이형성, 발수성, 내한성, 내열성, 내후성, 화학적 안정성등 다양한 면에서 뛰어난 성질을 가지고 있으며 난연성 측면에서도 다른 소재에 비해 우수한 효과를 나타낸다. 하지만 오늘날 환경 친화적인 면과 전기, 전자용에서 화재에 대한 안전성의 요구는 나날이 규제가 강화되어 가서 엄격한 테스트 규격을필요로 하는 실정이다.Silicone rubber has excellent properties in various aspects such as release property, water repellency, cold resistance, heat resistance, weather resistance, and chemical stability. However, today's environmentally friendly requirements for fire safety in electrical and electronic applications require ever more stringent test standards.
또한 자기소화성을 가지는 열경화형 실리콘고무의 조성물은 실리콘만으로 충분한 자기소화성을 발휘하지 못하여 백금 화합물을 사용하여 왔는데 이는 실리콘고무 가격을 상승시키는 작용을 하였다. 이에 백금 화합물의 사용량을 줄이기 위해 저가의 난연제 및 증량제를 함께 사용하였으나 자기소화성과 저장안정성 측면에서 만족할 만한 효과를 나타내지 못하였다.In addition, the composition of the thermosetting silicone rubber having self-extinguishment has not used sufficient platinum compound because it does not exhibit sufficient self-extinguishing with silicone alone, which has the effect of raising the silicone rubber price. In order to reduce the amount of platinum compound used, a low-cost flame retardant and an extender were used together, but they did not show satisfactory effects in terms of self-extinguishing and storage stability.
예를 들자면 첫째로 백금 화합물과 증량제를 부적절하게 사용할 경우 전기, 전자 용에서 요구하는 만족할 만한 자기소화적 성질을 나타내지 못한다.For example, firstly, improper use of platinum compounds and extenders may not exhibit the satisfactory self-extinguishing properties required for electrical and electronic applications.
둘째로 연무질 실리카, 증량제 및 기타 필러를 함께 사용할 경우에 미경화 컴파운드가 시간이 지남에 따라서 크레이프 경화 현상(crepe hardening)이 더 심하게 발생된다.Secondly, when aerosol silica, extenders and other fillers are used together, crepe hardening occurs more severely over time as the uncured compound.
이에, 본 발명자들은 실리콘 고무 조성물의 자기소화적 성질을 개선시킴은 물론 강도를 비롯한 기계적 물성을 향상시키기 위해 연구한 결과, 실리콘의 장점인 환경 친화적인 면에 입각하여 난연제로서 사용되는 원료로 수산화 알루미늄 또는 수산화 마그네슘, 탄산칼슘, 백금 화합물, 아조 화합물, 산화철 계통(FeO, Fe2O3, Fe3O4), 희토류 금속 화합물, 연무질 산화티탄을 비롯하여 가공조제, 티타네이트 화합물, 이형제, 생고무 및 기타 첨가제를 적절히 사용하여 자기소화성(UL94V-0)이우수한 열경화형 실리콘 고무 조성물을 개발함으로써 본 발명을 완성하게 되었다. 또한, 미경화 컴파운드 제조 공정중에 가공조제를 적정 함량 사용함으로써 실리카의 분산을 용이하게 한 후 티타네이트 화합물을 사용하여 실리카 표면의 실라놀기를 일부 표면처리하여 화학적 결합을 형성시키고, 실리카와 가공조제 사이에 수소결합 또는 반데르발스 힘과 같은 물리적 결합을 발생시킨다. 이는 실리카들의 응집 또는 실리카와 생고무의 수소결합으로 인해 발생되는 크레이프 경화현상을 해결하여 기계적 물성과 저장안정성을 갖게 하였다.Accordingly, the present inventors have studied not only to improve the self-extinguishing property of the silicone rubber composition but also to improve mechanical properties including strength, and as a raw material used as a flame retardant based on the environmentally friendly aspect of silicon Or magnesium hydroxide, calcium carbonate, platinum compounds, azo compounds, iron oxide systems (FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ), rare earth metal compounds, aerosol titanium oxide, processing aids, titanate compounds, mold release agents, raw rubbers and other The present invention has been completed by developing a thermosetting silicone rubber composition having excellent self-extinguishing (UL94V-0) by using an additive appropriately. In addition, by using an appropriate amount of the processing aid during the uncured compound manufacturing process to facilitate the dispersion of silica, the surface of the silanol groups on the surface of the silica using a titanate compound to form a chemical bond between the silica and the processing aid To generate physical bonds such as hydrogen bonds or van der Waals forces. This solves creep hardening caused by agglomeration of silicas or hydrogen bonding of silica and raw rubber, thereby providing mechanical properties and storage stability.
따라서, 본 발명은 우수한 기계적 물성을 가지며 저장안정성 및 자기소화성을 가지는 열경화형 실리콘 고무 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a thermosetting silicone rubber composition having excellent mechanical properties and having storage stability and self-extinguishing property.
본 발명은 실리콘 생고무 100 중량부, 비표면적이 100 ∼ 300 m2/g 이고 평균 입자크기가 7 ∼ 16 나노미터인 실리카 충진제 1 ∼ 100 중량부, 백금 화합물(유기물에 백금 함량이 5%로 희석된 것) 0.0001 ∼ 1 중량부, 아조 화합물 0.001 ∼ 1 중량부, 희토류족 금속화합물(유기물에 희토류 금속 함량이 5%로 희석된 것) 0.01 ∼ 3 중량부, 산화철(FeO ,Fe2O3,Fe3O4) 1 ∼ 40 중량부, 산화티탄 1 ∼ 20 중량부, 탄산칼슘 1 ∼ 40 중량부, 수산화 알루미늄 또는 수산화 마그네슘 1 ∼ 40 중량부, 증량제(규조토 또는 석영분말으로 입자크기가 100 미크론 이하인 것) 1 ∼ 60 중량부, 가공조제 0.1 ∼ 10 중량부, 유기 지방산과 금속염으로 구성된 내부이형제 0.001 ∼ 1 중량부, 티타네이트 화합물 0.01 ∼ 10 중량부 및 유기 과산화물 0.5 ∼ 3 중량부로 이루어진 저장안정성 및 자기소화성을 가지는 열가류형 실리콘 고무 조성물을 그 특징으로 한다.The present invention is 100 parts by weight of silicone raw rubber, 1 to 100 parts by weight of silica filler having a specific surface area of 100 to 300 m 2 / g and an average particle size of 7 to 16 nanometers, platinum compound (platinum content in organic matter diluted to 5% ) 0.0001 to 1 part by weight, azo compound 0.001 to 1 part by weight, rare earth metal compound (dilution of rare earth metal in organic matter by 5%) 0.01 to 3 parts by weight, iron oxides (FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ) 1 to 40 parts by weight, titanium oxide 1 to 20 parts by weight, calcium carbonate 1 to 40 parts by weight, aluminum hydroxide or magnesium hydroxide 1 to 40 parts by weight, extender (diatomaceous earth or quartz powder with a particle size of 100 microns) Storage stability consisting of 1 to 60 parts by weight, 0.1 to 10 parts by weight of a processing aid, 0.001 to 1 parts by weight of an internal release agent composed of an organic fatty acid and a metal salt, 0.01 to 10 parts by weight of a titanate compound, and 0.5 to 3 parts by weight of an organic peroxide. And self-extinguishing Paper is characterized by a heat-curable silicone rubber composition.
이와같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention in more detail as follows.
본 발명은 실리콘의 장점인 환경 친화적인 면에 입각하여 난연제로서 사용되는 원료로 수산화 알루미늄 또는 수산화 마그네슘, 탄산칼슘, 백금 화합물, 아조 화합물, 산화철 계통(FeO, Fe2O3, Fe3O4), 희토류 금속 화합물, 연무질 산화티탄과 기타 첨가제의 함유량을 적절히 사용함으로써 인장 및 인열강도와 같은 기계적 물성을 향상시키면서 저장안정성 및 자기소화적 성질을 개선시킨 열경화형 실리콘 고무의 조성물에 관한 것이다.The present invention is a raw material used as a flame retardant based on the environmentally friendly aspect of silicon as aluminum or magnesium hydroxide, calcium carbonate, platinum compound, azo compound, iron oxide system (FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ) The present invention relates to a composition of a thermosetting silicone rubber having improved storage stability and self-extinguishing properties while improving mechanical properties such as tensile and tear strength by appropriately using contents of a rare earth metal compound, aerosol titanium oxide and other additives.
(1) 실리콘 생고무(또는 Vinyl Gum이라고 칭함)(1) silicone raw rubber (or vinyl gum)
생고무는 분자량이 수 십만(바람직하기로는 40만 ∼ 70만) 이상이며 점도가 수 백만 센티포이즈 이상의 고중합도(2,000 ∼ 5,000 실록산 단위)의 선형 오르가노폴리실록산으로 다음 화학식 1로 나타낼 수 있다.Raw rubber is a linear organopolysiloxane having a molecular weight of hundreds of thousands (preferably 400,000 to 700,000) and a high degree of polymerization (2,000 to 5,000 siloxane units) of viscosity of several million centipoise or more, and may be represented by the following Chemical Formula 1.
상기 화학식 1에서 R은 지방족 포화 탄화수소, 불포화 탄화수소 또는 방향족 불포화 탄화수소이며, a는 1.90 ∼ 2.05의 정수이다.In Formula 1, R is an aliphatic saturated hydrocarbon, unsaturated hydrocarbon or aromatic unsaturated hydrocarbon, and a is an integer of 1.90 to 2.05.
특히, 양말단과 측쇄에 비닐기를 함유한 메틸비닐 실리콘 생고무는 0.05 ∼0.4 몰%, 바람직하기로는 0.05 ∼ 0.2 몰%의 비닐기 함유량을 가지며 25 ℃에서 점도가 최소 1,000만 센티포이즈 이상이다.In particular, methylvinyl silicone raw rubber containing vinyl groups in the hem end and side chains has a vinyl group content of 0.05 to 0.4 mol%, preferably 0.05 to 0.2 mol%, and has a viscosity of at least 10 million centipoise at 25 ° C.
(2) 실리카 충진제(2) silica filler
보강성 충진제로 사용되는 무정형 실리카는 표면 처리되지 않은 습식 실리카 및 연무질 실리카를 유기실란, 유기실록산, 유기실라잔, 유기실리콘 컴파운드로 표면 처리한 후 미경화 컴파운드 제조 공정 중 가공조제를 적정 함량 사용함으로써 실리카의 분산을 용이하게 한 후 티타네이트 화합물을 사용하여 실리카 표면의 실라놀기를 일부 표면처리하여 화학적 결합을 형성시키고, 실리카와 가공조제 사이에 수소결합 또는 반데르발스 힘과 같은 물리적 결합을 발생시킨다. 이는 실리카들의 응집 또는 실리카와 생고무의 수소결합으로 인해 발생되는 크레이프 경화현상을 해결하여 기계적 물성과 저장안정성을 갖게 하였다. 바람직하게는 표면 처리된 연무질 실리카를 가공조제와 티타네이트 화합물로 처리한다. 이러한 습식 실리카 및 연무질 실리카는 비표면적(BET 방법)이 100 ∼ 300 m2/g 이고 평균 입자크기가 7 ∼ 16 나노미터인 실리카를 사용하여 기계적 성질을 보강하도록 한다. 상기 (1)번 성분 100 중량부에 대하여 10 ∼ 100 중량부를 사용하며, 바람직하기로는 20 ∼ 60 중량부이다. 만일 10 중량부 미만으로 사용하면 전반적인 기계적 물성이 저하되는 문제점이 있고, 100 중량부를 초과하면 실리카의 응집으로 인하여 분산이 용이하지 않으며 크레이프 경화현상이 발생하는 문제점이 있다.Amorphous silica used as a reinforcing filler is prepared by treating surface-treated wet silica and aerosol silica with organosilanes, organosiloxanes, organosilazanes, and organosilicon compounds, and then using an appropriate amount of processing aid during the uncured compound manufacturing process. After facilitating the dispersion of the silica, the surface of the silanol groups on the surface of the silica is partially treated using a titanate compound to form a chemical bond, and a physical bond such as hydrogen bond or van der Waals force is generated between the silica and the processing aid. . This solves creep hardening caused by agglomeration of silicas or hydrogen bonding of silica and raw rubber, thereby providing mechanical properties and storage stability. Preferably, the surface-treated fumed silica is treated with a processing aid and a titanate compound. These wet silicas and fumed silicas have a specific surface area (BET method) of 100 to 300 m 2 / g and silica having an average particle size of 7 to 16 nanometers to reinforce the mechanical properties. 10-100 weight part is used with respect to 100 weight part of said (1) components, Preferably it is 20-60 weight part. If the amount is less than 10 parts by weight, the overall mechanical properties are deteriorated. If the amount is more than 100 parts by weight, dispersion is not easy due to agglomeration of silica and creep hardening occurs.
(3) 증량제(3) extender
규조토 또는 석영분말을 사용하며 입자크기는 100 미크론 이하인 것을 사용하되, 바람직하기로는 30 미크론 이하 입자인 것을 사용한다.Diatomaceous earth or quartz powder is used, and the particle size is 100 microns or less, but preferably 30 microns or less.
증량제는 단가절감을 목적으로 사용되는 원료로, 일부 표면에 수소결합을 할 수 있는 관능기를 지니고 있어 상호 응집으로 인한 크레이프 경화현상을 촉진시킬 수 있는데 가공조제와 티타네이트 화합물을 사용하여 상호 응집을 막아 저장안정성을 향상시킬 수 있다.The extender is a raw material used for the purpose of reducing the unit cost, and has a functional group capable of hydrogen bonding on some surfaces to promote creep hardening due to mutual coagulation.A process aid and a titanate compound are used to prevent mutual coagulation. The storage stability can be improved.
사용량은 상기 (1)번 100 중량부에 대하여 1 ∼ 60 중량부이고 바람직하기로는 20 ∼ 60 중량부이다. 만일 1 중량부 미만으로 사용하면 단가 절감을 목적으로 사용하는 증량제의 역할을 하지 못하는 문제점이 있고, 60 중량부를 초과하면 강도와 같은 기계적 물성이 저하되는 문제점이 있다.The usage-amount is 1-60 weight part with respect to 100 weight part of said (1) numbers, Preferably it is 20-60 weight part. If the amount is less than 1 part by weight, there is a problem in that it does not play a role of an extender for the purpose of cost reduction, and if it exceeds 60 parts by weight, mechanical properties such as strength are deteriorated.
(4) 자기소화성을 부여하는 첨가제(4) additives to impart self-extinguishing
(a) 백금 화합물(a) platinum compounds
알코올, 에테르, 알데히드, 비닐실란을 내포하는 염화 백금산 또는 염화 백금산 화합물 및 인산계 백금(Pt{P(OC6H5)3}4, Pt{P(C6H5)3}4, Pt{P(CH3)3}4, Pt{P(C4H9)3}4, Pt{P(OCH3)3}4, Pt{P(OC6H5)3}3, Pt{P(C6H5)3}3, Pt{P(C6H5)(C2H5)2}4, Pt{P(OC6H5)(OC2H5)2}4, Pt{P(C6H5)2(OC2H5)}4, Pt{P(CH3)2(OC4H9)}4) 등을 사용하는데 분산력을 균일하게 함으로써 바람직한 자기소화성을 부여하도록 하기 위하여 알코올, 이소프로필 알코올, 벤젠, 자일렌 등의 유기용제에 분산시켜서 사용한다. 바람직하기로는 이소프로필 알콜에 백금함량이 5%로 희석된 백금 화합물을 사용한다.사용량은 상기 (1)번 100 중량부에 0.0001 ∼ 1 중량부, 바람직하기로는 0.001 ∼ 0.5 중량부가 좋다. 만일 0.0001 중량부 미만으로 사용하면 난연성의 향상을 기대할 수 없는 문제점이 있고, 1 중량부를 초과하면 단가가 높아지며 오히려 난연성이 떨어지는 문제점이 있다.Chloroplatinic acid or chloroplatinic acid compounds containing alcohols, ethers, aldehydes, vinylsilanes and phosphate-based platinum (Pt {P (OC 6 H 5 ) 3 } 4 , Pt {P (C 6 H 5 ) 3 } 4 , Pt { P (CH 3 ) 3 } 4 , Pt {P (C 4 H 9 ) 3 } 4 , Pt {P (OCH 3 ) 3 } 4 , Pt {P (OC 6 H 5 ) 3 } 3 , Pt {P ( C 6 H 5 ) 3 } 3 , Pt {P (C 6 H 5 ) (C 2 H 5 ) 2 } 4 , Pt {P (OC 6 H 5 ) (OC 2 H 5 ) 2 } 4 , Pt {P (C 6 H 5 ) 2 (OC 2 H 5 )} 4 , Pt {P (CH 3 ) 2 (OC 4 H 9 )} 4 ), etc., in order to give the desired self-extinguishing property by making the dispersion force uniform. It is used by dispersing in organic solvents such as alcohol, isopropyl alcohol, benzene and xylene. Preferably, a platinum compound diluted with 5% platinum in isopropyl alcohol is used. The amount is preferably 0.0001 to 1 part by weight, preferably 0.001 to 0.5 part by weight in 100 parts by weight of (1). If the amount is less than 0.0001 parts by weight, there is a problem that can not be expected to improve the flame retardancy, if it exceeds 1 part by weight, there is a problem that the unit price increases and rather low flame retardancy.
(b) 아조 화합물(b) azo compounds
백금 화합물 단독으로 또는 아조 화합물 단독으로 사용할 때에는 자기 소화성에 만족할 만한 효과를 부여하지 않지만 함께 사용함으로써 시너지 효과를 발휘할 수 있다. 사용되는 아조 화합물로는 아조바이스이소부티로나이트릴, 아조바이스포름아마이드, 트리아졸컴파운드, 아조디카르본아마이드 등이 있는데 과량 사용하면 기계적 물성에 영향을 줄뿐만 아니라 경화 과정 중에 발포 현상을 일으키기도 한다. 사용량은 상기 (1)번 100 중량부에 대하여 0.001 ∼ 1 중량부가 바람직하다.When the platinum compound alone or the azo compound alone is used, a satisfactory effect on self-extinguishing is not imparted, but a synergistic effect can be obtained by using together. Azo compounds used include azobisisobutyronitrile, azobisformamide, triazole compounds, and azodicarbonamides. Excessive use not only affects mechanical properties but also causes foaming during curing. . As for the usage-amount, 0.001-1 weight part is preferable with respect to 100 weight part of said (1) times.
(c) 금속 화합물(c) metal compounds
최소 하나 이상의 금속 또는 금속 화합물을 사용하여 내열성 및 자기소화성을 개선시킬 수 있으며 분산력을 높이기 위하여 유기화합물에 혼합하여 사용하기도 한다.At least one metal or metal compound may be used to improve heat resistance and self-extinguishing, and may be mixed with an organic compound to increase dispersibility.
(c-1) 희토류족 금속 화합물(c-1) Rare Earth Metal Compound
희토류족 금속 화합물로는 세륨옥토에이트, 세륨아세테이트, 세륨카보네이트 등을 사용하며 바람직하기로는 세륨옥토에이트가 좋다. 특히, 희토류 금속이 5%가 되도록 미네랄 스프리츠 석유계 용제로 희석시켜 사용하는 것이 바람직하다.사용량은 상기 (1)번 100 중량부에 대하여 0.01 ∼ 3 중량부, 바람직하기로는 0.05 ∼ 1 중량부이다. 만일 0.01 중량부 미만으로 사용하면 내열성 향상제의 역할을 하지 못하는 문제점이 있고, 3 중량부를 초과하면 신율은 증가하나 강도와 같은 기계적 물성이 저하되는 문제점이 있다.Cerium octoate, cerium acetate, cerium carbonate and the like are used as the rare earth group metal compound, and cerium octoate is preferable. In particular, it is preferable to dilute with a mineral spritz petroleum solvent so that the rare earth metal becomes 5%. The use amount is 0.01 to 3 parts by weight, preferably 0.05 to 1 parts by weight based on 100 parts by weight of (1). to be. If the amount is less than 0.01 parts by weight, there is a problem in that it does not play a role of a heat resistance improver, and if it exceeds 3 parts by weight, the elongation is increased but mechanical properties such as strength are deteriorated.
(c-2) 산화철 계통(c-2) Iron oxide system
FeO, Fe2O3, Fe3O4을 사용하며, 상기 (1)번 100 중량부에 대하여 1 ∼ 40 중량부, 바람직하기로는 10 ∼ 30 중량부을 사용한다. 만일 1 중량부 미만으로 사용하면 내열성 향상제 겸 안료의 역할을 하지 못하는 문제점이 있고, 40 중량부를 초과하면 전반적인 기계적 물성이 저하되는 문제점이 있다.Using FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4 , and is used to pour from 1 to 40 parts by weight, preferably 10 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of the (1). If the amount is less than 1 part by weight, there is a problem in that it does not act as a heat resistance improver and a pigment, and if it exceeds 40 parts by weight, there is a problem in that the overall mechanical properties are lowered.
(d) 탄산칼슘(d) calcium carbonate
증량제이면서 난연제의 역할을 하는 것으로, 연소되면서 이산화탄소 가스가 생성되어 연소성 가스를 희석시키는 역할을 한다. 입자크기는 30 미크론 이하의 것을 사용하여 기계적 물성이 저하되는 것을 막는다. 상기 (1)번 100 중량부에 대하여 1 ∼ 40 중량부, 바람직하기로는 10 ∼ 30 중량부를 사용한다. 만일 1 중량부 미만으로 사용하면 증량 및 난연의 효과를 기대할 수 없고, 40 중량부를 초과하면 전반적인 기계적 물성이 저하된다.As an extender and also serves as a flame retardant, carbon dioxide gas is generated as it is burned, and serves to dilute the combustible gas. The particle size is 30 microns or less to prevent mechanical properties from deteriorating. 1-40 weight part with respect to 100 weight part of said (1) times, Preferably 10-30 weight part is used. If the amount is less than 1 part by weight, the effect of the increase and the flame retardance cannot be expected, and if it exceeds 40 parts by weight, the overall mechanical properties are lowered.
(e) 수산화 알루미늄 또는 수산화 마그네슘(e) aluminum hydroxide or magnesium hydroxide
연소되면서 나오는 수증기가 연소되는 피막을 둘러싸면서 방어막을 형성하여 자기소화성을 나타낸다. 상기 (1)번 100 중량부에 대하여 1 ∼ 40 중량부, 바람직하기로는 10 ∼ 30 중량부를 사용한다. 만일 1 중량부 미만으로 사용하면 난연효과를 기대하기 어렵고, 40 중량부를 초과하면 전반적인 기계적 물성이 떨어진다.Water vapor emitted from combustion forms a protective film surrounding the combusted film to exhibit self-extinguishing. 1-40 weight part with respect to 100 weight part of said (1) times, Preferably 10-30 weight part is used. If the amount is less than 1 part by weight, it is difficult to expect a flame retardant effect, and if it exceeds 40 parts by weight, the overall mechanical properties are poor.
(f) 산화티탄(착색제)(f) titanium oxide (coloring agent)
연무질 산화티탄은 난연제이면서 착색제로 사용되는데 다른 난연제와 함께 사용하면 난연 효과가 증대되는 시너지 효과를 얻을 수 있다.Aerosol titanium oxide is used as a flame retardant and a colorant, but when used together with other flame retardants, a synergistic effect of increasing the flame retardant effect is obtained.
연무질 산화티탄은 루타일형 또는 아나타제형을 사용할 수 있으며, 상기 (1)번 100 중량부에 대하여 1 ∼ 20 중량부, 바람직하기로는 2 ∼ 10 중량부를 사용한다. 만일 1 중량부 미만으로 사용하면 난연제 겸 안료로서의 역할을 하지 못하는 문제점이 있고, 20 중량부를 초과하면 전반적인 기계적 물성이 저하된다.As the fumed titanium oxide, rutile type or anatase type can be used, and 1 to 20 parts by weight, preferably 2 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of (1) above. If the amount is less than 1 part by weight, there is a problem in that it does not function as a flame retardant and pigment, and if it exceeds 20 parts by weight, the overall mechanical properties are lowered.
(5) 가공조제(5) Processing aid
실리카 필러의 분산력을 높임으로써 균일한 기계적 물성을 유지하고 거칠게 갈라짐 현상(crepe hardening)이 일어나는 것을 방지하는데 목적이 있다. 가공조제는 저점도 실리콘 폴리머로서 측쇄에 메틸기나 페닐기가 있으며, 양말단에 하이드록시기, 알콕시기, 아민기가 있어서 실리카와의 수소결합을 형성하여 실리카들이 생고무에 직접 결합되어 생기는 표면이 거칠게 갈라지는 현상(크레이프 경화)을 방지한다. 바람직하기로는 양말단에 하이드록시기를 가지고 25 ℃에서 점도가 100 센티포이즈 이하의 것으로, 상기 (1)번 100 중량부에 대하여 0.1 ∼ 10 중량부를 사용한다. 만일 0.1 중량부 미만으로 사용하면 실리카 분산이 어려운 문제점이 있고, 10 중량부를 초과하면 강도와 같은 기계적 물성이 저하된다.By increasing the dispersibility of the silica filler, it is intended to maintain uniform mechanical properties and to prevent creep hardening. Processing aids are low-viscosity silicone polymers with methyl or phenyl groups in the side chains, hydroxyl groups, alkoxy groups, and amine groups in the sock end, forming hydrogen bonds with silica, resulting in rough cracks on the surface of silica directly bonded to raw rubber. Prevents creep hardening. Preferably it has a hydroxyl group at a sock end, and has a viscosity of 25 centipoise or less at 25 degreeC, and 0.1-10 weight part is used with respect to 100 weight part of said (1) time. If the amount is less than 0.1 parts by weight, it is difficult to disperse the silica, and if it exceeds 10 parts by weight, mechanical properties such as strength are lowered.
(6) 내부이형제(6) release agent
내부이형제는 유기 지방산과 마그네슘, 칼슘, 아연 등과 같은 금속의 염으로 구성되어 있으며, 상기 (1)번 100 중량부에 대해서 0.001 ∼ 1 중량부, 바람직하기로는 0.01 ∼ 0.3 중량부를 사용한다. 만일 0.001 중량부 미만으로 사용하면 이형제로서의 역할을 하기 어렵고, 1 중량부를 초과하면 강도와 같은 기계적 물성이 떨어진다.The internal mold release agent is composed of a salt of an organic fatty acid and a metal such as magnesium, calcium, zinc, etc., and 0.001 to 1 part by weight, preferably 0.01 to 0.3 part by weight based on 100 parts by weight of (1). If it is less than 0.001 parts by weight, it is difficult to act as a release agent, and if it exceeds 1 part by weight, mechanical properties such as strength are inferior.
(7) 티타네이트 화합물(7) titanate compound
표면 처리된 보강성 충진제, 증량제 및 기타 충진제의 표면처리 역할을 하는 것으로 테트라에틸티타네이트, 테트라이소프로필티타네이트, 테트라노멀부틸티타네이트, 테트라에틸헥실티타네이트 등의 티타네이트 화합물이 사용된다. 상기에 사용되는 보강성 충진제 및 기타 첨가제에 가공조제를 사용하여 실리카와 가공조제 사이에 수소결합을 형성시킨 채로 충분히 분산시킨 후에 티타네이트 화합물을 사용하여 실리카와 티타네이트 화합물 간에 화학적 결합을 형성시켜 실리카 표면의 일부 실라놀기를 처리한다. 또한 티타네이트 화합물과 가공조제 사이에도 화학결합을 발생시켜 실리카간에 발생하는 응집이나 실리카와 생고무간에 발생하는 직접적인 수소결합을 억제함으로써 우수한 저장안정성을 발휘한다. 만일 저점도 실리콘 폴리머인 가공조제를 사용하지 않고 티타네이트 화합물 단독으로 사용할 경우에는 작업성이 떨어지고 최초 높은 가소도를 보이며 저장안정성이 개선되지 않는다. 상기 (1)번 100 중량부에 대하여 0.01 ∼ 10 중량부, 바람직하게는 0.01 ∼ 5 중량부를 사용한다.Titanate compounds, such as tetraethyl titanate, tetraisopropyl titanate, tetranormal butyl titanate and tetraethylhexyl titanate, are used as the surface treatment of the surface-treated reinforcing fillers, extenders and other fillers. In the reinforcing filler and other additives used above, a processing aid is used to sufficiently disperse the hydrogen bond between the silica and the processing aid, and then a titanate compound is used to form a chemical bond between the silica and the titanate compound. Treat some silanol groups on the surface. In addition, chemical bonds are generated between the titanate compound and the processing aid to exhibit excellent storage stability by inhibiting agglomeration generated between silica and direct hydrogen bonds generated between silica and raw rubber. If the titanate compound is used alone without using a processing agent which is a low viscosity silicone polymer, the workability is poor, the first plasticity is high, and the storage stability is not improved. 0.01-10 weight part with respect to 100 weight part of said (1) times, Preferably 0.01-5 weight part is used.
특히, 본 발명은 이러한 가공조제와 티타네이트 화합물을 상기 공정으로 함께 사용함으로써 뛰어난 효과의 저장안정성을 발휘한다.In particular, the present invention exhibits an excellent effect of storage stability by using such processing aids and titanate compounds together in the above process.
(8) 유기 과산화물(8) organic peroxides
열 분해에 의하여 라디칼 생성이 가능한 유기 과산화물로서 비닐그룹에 라디칼 반응을 진행시키면서 가교를 형성하기 시작한다. 하나 또는 혼합 형태로도 사용할 수 있으며, (1)번 100 중량부에 대하여 0.5 ∼ 3 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 만일 0.5 중량부 미만으로 사용하면 실리콘 고무에 미경화된 부분이 생기는 문제점이 있고, 3 중량부를 초과하면 과경화로 인하여 전반적인 기계적 물성이 저하된다. 사용하는 유기 과산화물로는 알킬계 및 아실계를 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 2,5-디메틸-2,5-t-부틸헥산 퍼옥사이드(45%), 2,4-디클로로벤조일 퍼옥사이드(50%) , 벤조일 퍼옥사이드(50%) 등이 있다.As an organic peroxide capable of generating radicals by thermal decomposition, a radical reaction proceeds to the vinyl group and starts to form a bridge. It can also be used in one or mixed form, and it is preferable to use 0.5-3 weight part with respect to 100 weight part of (1). If the amount is less than 0.5 parts by weight, there is a problem in that the uncured portion of the silicone rubber occurs, and if it exceeds 3 parts by weight, the overall mechanical properties are lowered due to over curing. The organic peroxides used may be alkyl or acyl based, preferably 2,5-dimethyl-2,5-t-butylhexane peroxide (45%), 2,4-dichlorobenzoyl peroxide (50 %), Benzoyl peroxide (50%), and the like.
이하 본 발명을 실시예에 의거 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by Examples.
실시예 1 ∼ 3 및 비교예 1 ∼ 10Examples 1-3 and Comparative Examples 1-10
다음의 표 1에 나타낸 성분들과 함량을 다음과 같은 방법으로 실리콘 컴파운드를 제조하였다.The following compounds and the contents shown in Table 1 to prepare a silicone compound in the following manner.
미경화 실리콘 컴파운드의 제조는 니더(컴파운드 반죽기)에 생고무, 실리카 충진제, 가공조제, 이형제를 투입하여 1시간 동안 혼련하였다. 상기의 실리카 충전제는 분할 투입을 통하여 모두 분산시켰으며 다음으로 산화철, 산화티탄과 증량제를 첨가하여 30분동안 혼련시킨 후 티타네이트 화합물을 첨가하여 30분동안 표면처리하였다. 이후 아조화합물, 백금화합물, 희토류족 금속화합물 및 나머지 첨가제를 넣어 미경화 실리콘 컴파운드를 제조하였다. 이때, 니더의 온도는 100 ∼ 120 ℃의 온도로 하였다.To prepare an uncured silicone compound, raw rubber, silica filler, processing aid, and release agent were added to a kneader (compound kneader) and kneaded for 1 hour. The silica filler was all dispersed through the divided addition, and then kneaded for 30 minutes by adding iron oxide, titanium oxide, and an extender, followed by surface treatment for 30 minutes by adding a titanate compound. Thereafter, an azo compound, a platinum compound, a rare earth metal compound, and the remaining additives were added to prepare an uncured silicone compound. At this time, the temperature of kneader was made into the temperature of 100-120 degreeC.
상기 미경화 실리콘 컴파운드를 투-롤 밀에서 가소화(연화)한 후 생고무 100 중량부에 대하여 유기 과산화물(2,5-디메틸-2,5-t-부틸헥산 퍼옥사이드(45%)) 0.5 중량부를 첨가하여 분산시켰다. 그 후 투-롤 밀의 롤 간격을 늘려 조정하여 탈포 공정을 거친 후 성형 몰딩에서 100 kgf/cm2압력하에서 170 ℃, 10분 동안 가압하여 두께 1 mm 및 2 mm 시트를 만들고 200 ℃에서 4 ∼ 6시간 동안 열풍 순환식 오븐에서 후가류를 행하여 분해된 유기 과산화물로 인하여 가교 사슬이 절단되는 가류 복귀 퇴행이 일어나는 것을 방지하였다.0.5 weight of organic peroxide (2,5-dimethyl-2,5-t-butylhexane peroxide (45%)) based on 100 parts by weight of the raw rubber after plasticizing (softening) the uncured silicone compound in a two-roll mill Part was added and dispersed. Thereafter, the roll spacing of the two-roll mill was adjusted and subjected to a defoaming process, and then pressurized for 10 minutes at 170 ° C. under 100 kgf / cm 2 pressure in a molding molding to make a 1 mm thick and 2 mm sheet, and 4 to 6 at 200 ° C. Post-curing in a hot-air circulating oven for a period of time prevented the vulcanization return regression resulting in cleavage of the crosslinked chains due to decomposed organic peroxides.
실험예Experimental Example
상기 실시예 및 비교예에 의해 제조된 시편을 사용하여 기계적 물성, 저장안정성 및 자기소화성을 측정하였다.The mechanical properties, storage stability and self-extinguishing properties were measured using the specimens prepared according to the examples and the comparative examples.
<기계적 물성><Mechanical Properties>
기계적 물성 시험은 2 mm 시편을 가지고 JIS K6249에 의거하여 가소도(윌리암스 가소도), 경도, 인장강도, 인열강도 및 신율을 측정하였으며 그 결과를 표 2에 나타내었다.The mechanical property test was carried out with 2 mm specimens and measured plasticity (William plasticity), hardness, tensile strength, tear strength and elongation according to JIS K6249 and the results are shown in Table 2.
<자기소화성>Self-extinguishing
난연성 측정은 1 mm 시편을 가지고 UL94V-0에 의거하여 테스트를 시행하였다.Flame retardant measurements were tested according to UL94V-0 with 1 mm specimens.
각각 샘플을 불꽃에 10초간 연소시켜 꺼지는 시간을 측정한다. 시편의 불꽃이 꺼짐과 동시에 다시 10초간 연소시켜 측정한 연소시간 값을 합하여 그 평균값을 다음 표 3에 나타내었다(n=5).Each sample is burned for 10 seconds on a flame to measure the time to extinguish. When the flame of the specimen was turned off and burned again for 10 seconds, the average value of the combustion time measured was shown in Table 3 below (n = 5).
<저장안정성><Storage stability>
가소도 변화에 따른 저장안정성은 윌리암스 가소도 측정법으로 최초 가소도를 측정하였고 다음 기간 동안 25 ℃, 상대습도 45%에서 방랭시킨 후 가소도 측정계로 5분간 측정하였다.The storage stability according to the change of plasticity was measured by Williams plasticity test for the first time, and after cooling at 25 ℃ and 45% relative humidity for the next period, it was measured for 5 minutes by the plasticity tester.
상기 표 2 ∼ 4에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실리콘 고무 조성물은가공조제와 티타네이트 화합물을 함께 사용함으로써 뛰어난 효과의 저장안정성을 발휘하면서 자기소화성 및 기계적 물성이 저하됨이 없음을 확인하였다.As shown in Tables 2 to 4, it was confirmed that the silicone rubber composition according to the present invention exhibits excellent storage stability while using a processing aid and a titanate compound, without degrading self-extinguishing and mechanical properties.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 실리콘 고무 조성물은 미경화 컴파운드가 오랜 시간이 지나도 용이한 경화 공정 작업을 할 수 있는 뛰어난 저장안정성을 발휘하면서 우수한 기계적 물성과 자기소화성을 지닌다.As described above, the silicone rubber composition according to the present invention has excellent mechanical properties and self-extinguishing properties while exhibiting excellent storage stability for the uncured compound to perform an easy curing process even after a long time.
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