KR20050061554A - 열용융 접착제 조성물의 연속제조방법 - Google Patents

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Abstract

수분 경화성 열용융 접착제 조성물의 연속제조방법은 오가노폴리실록산, 실리콘 수지, 실란 가교제, 촉매 및 용매의 용융된 혼합물을 압출기로 공급하는 단계 및 휘발 성분을 제거하는 단계를 포함한다. 연속제조를 사용하여, 비휘발 성분을 제어하고 품질이 일정한 생성물을 제조할 수 있다. 수분에 노출시, 열용융 접착제 조성물은 경화하여 두 개의 기재 사이를 접착시킨다.

Description

열용융 접착제 조성물의 연속제조방법{Continuous process for producing hot melt adhesive compositions}
본 발명은 수분 경화성 열용융 접착제 조성물의 연속제조방법에 관한 것이다. 당해 방법은 오가노폴리실록산, 실리콘 수지, 실란 가교제 및 용매의 혼합물을 압출기에 공급하고 휘발 성분을 제거하는 것을 포함한다. 연속 공정을 사용해서, 비휘발 성분을 제어하여, 품질이 일정한 생성물을 제조할 수 있다. 수분에 노출시, 열용융 접착제 조성물은 경화되어 2개 이상의 기재 사이를 접착시킨다.
수분 경화성 유기규소 조성물은 다양한 분야에서, 예를 들면, 소자들 사이의 조인트(joint)로 도포되고 경화되어 소자들 사이에서 엘라스토머성 실(seal)을 제공할 수 있는 실란트 조성물로서 사용된다. 상기한 조성물은 실온에서 경화되고, 일반적으로 목적하는 성질의 실을 제공하기 위해 특별한 가열이나 다른 경화 조건을 필요로 하지 않으므로, 실링(sealing)용 실란트 조성물로서의 용도, 예를 들면, 고속도로 조인트로서, 차량 헤드라이트와 같은 물품에서의 조인트로서 및 건물 및 글레이징(glazing) 분야에서의 조인트로서 특히 관심을 끈다.
여러 가지 수분 경화성 유기규소 조성물이 제안되어 왔고, 일반적으로 2개 이상의 실란올 그룹을 포함하는 실질적으로 직쇄인 하나 이상의 폴리오가노실록산, 폴리오가노실록산과 반응하여 가교된 망상구조를 형성할 수 있는 가교제 및 촉매 물질로부터 형성된다. 이들 조성물은 수분에 의해 촉진되는 축합반응에 의해 경화된다.
일반적으로 수분 경화성 유기규소 조성물 중의 가교제는 용이하게 가수분해되는 다관능성 실란으로부터 선택된다. 통상적으로 사용되는 가교제는 트리아세톡시 실란, 트리알콕시 실란, 트리아미노 실란 및 트리옥시모 실란이다. 축합반응은 폴리오가노실록산을, 예를 들면, 디알콕시알킬실릴 그룹으로 캡핑(capping)시킴을 통해 진행되며, 이후에 말단 캡의 알콕시 그룹 및/또는 실란올 그룹의 상호작용에 의해 가교 구조를 만드는 것으로 생각된다.
제조와 저장 동안의 조성물의 일부 경화가 허용되더라도, 대기중의 수분의 영향하에서 경화시키고자 하는, 의도하는 작업 위치에 도포하기 전에 경화가 너무 많이 진행되지 않도록 하는 것이 중요하다. 따라서, 제조 및 저장 기간 동안, 조성물의 수분에의 노출은 뱃치(batch)마다 일정하고 허용 가능하게 낮은 정도이어야 하며, 그렇지 않은 경우 상기한 조성물은 이의 의도하는 목적에 사용될 수 없을 정도로 경화된다.
일반적으로 유기규소 화합물을 기본으로 하는 수분 경화성 조성물은 미분된 충전제를 포함한다. 일반적으로 사용되는 충전제는 경화된 물질을 강화시키고, 제품의 원가를 줄이거나 목적하는 물성 조합을 부여하는 충전제이다.
대표적인 충전제는 표면적이 넓은 실리카, 분체상 석영(ground quartz), 산화철, 산화아연, 카본블랙, 탄산칼슘 및 규조토를 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 수분 경화성 유기규소 조성물은 뱃치 공정 또는 연속 공정으로 제조할 수 있으며, 당해 공정 당안 충전제와 폴리오가노실록산을 함께 혼합하고, 생성된 혼합물에 가교제와 촉매를 첨가하고, 생성된 조성물을 콘테이너, 예를 들면, 카트리지에 충전시키고, 수분의 잠입을 막기 위해 기밀 방식으로 밀봉한다.
일반적으로 실리콘 감압성 접착제(이하, "PSA"라 칭한다)는 2개 이상의 기초 성분, 즉 직쇄 실록산 중합체 및 필수적으로 트리오가노실록산 단위(즉, R3SiO1/2 단위, 여기서 R은 1가 유기 그룹이다)와 실리케이트 단위(즉, SiO4/2 단위)로 구성된 점착제 수지를 함유한다. 몇몇 실리콘 PSA 조성물은, 상기한 두 개의 성분 이외에, 몇몇 가교 수단(예를 들면, 퍼옥사이드 또는 하이드로실릴화반응 경화 시스템)을 함유하여 최종 접착제 생성물의 여러 성질들을 최적화시킬 수 있다. 중합체 성분에 의해 부여되는 고점도의 측면에서, 도포를 용이하게 하기 위해, 당해 PSA 조성물은 일반적으로 유기 용매에서 분산된다. 이들 PSA 중의 몇몇은, 조성물이 수분에의 노출에 의해 경화되도록 하는 반응 그룹을 포함한다. 상기한 수지와 중합체와의 비율 및 다른 매개 변수들을 조정할 때, 유사한 배합으로 코팅 조성물로 제형화될 수 있다.
어떤 다른 조건하에서, 열용융 PSA가 수득될 수 있다.
[발명의 요지]
본 발명은 수분 경화성 열용융 실리콘 감압성 접착제 조성물의 연속제조방법에 관한 것이다. 당해 방법은 오가노폴리실록산, 실리콘 수지, 실란 가교제 및 용매를 배합하는 단계; 압출기를 통해 배합물을 공급하여 휘발 성분을 제거하는 단계; 비휘발 성분이 95중량% 이상인 열용융 접착제 조성물을 회수하는 단계를 포함한다. 연속제조의 사용은 열용융 접착제 조성물을 더욱 효율적으로 생산할 수 있도록 하고, 품질이 더욱 일정한 생성물을 생산할 수 있도록 한다. 본 발명에 따르는 가공방법은 원가, 편리성 및 제품 품질의 일정성의 면에서 유리하다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 창의 일 부분이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 덮개 실을 갖는 하우징을 나타내는 도면이다.
색 인
100 샤시
101 열용융 접착제 조성물
102 절연 유리 유니트
103 유리 판
104 유리 판
105 스페이서
106 열용융 접착제 조성물
200 하우징
201 열용융 접착제 조성물
202 콘테이너
203 덮개
204 전자 부품
본 발명은 열용융 접착제 조성물의 연속제조방법에 관한 것이다. 당해 방법은 오가노폴리실록산, 실리콘 수지, 실란 가교제 및 용매를 배합하는 단계, 배합물을 압출기를 통해 공급하여 휘발 성분을 제거하는 단계, 및 비휘발 성분이 95중량% 이상인 열용융 접착제 조성물을 회수하는 단계를 포함한다.
본 발명에서 유용한 실리콘 수지는 화학식 R1 3SiO1/2로 표현되는 일관능성 단위와 화학식 SiO4/2로 표현되는 4관능성 단위를 포함한다. R1은 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 라디칼을 나타낸다. 상기한 종류의 실리콘 수지는 감압성 접착제로서 사용되는 유기규소 조성물에 존재하는 성분 중 하나로서 당해 분야에 공지되어 있다.
실리콘 수지는 액상 탄화수소, 예를 들면, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 헵탄 등 또는 액상 유기규소 화합물, 예를 들면, 점도가 낮은 환상 폴리디오가노실록산 및 선상 폴리오가노디오가노실록산에 가용성이다.
화학식 R1 3SiO1/2 단위에서, 일반적으로 Rl은 탄소수 20 이하, 일반적으로는 1 내지 10의 1가 탄화수소 라디칼이다. R1으로 적합한 탄화수소 라디칼의 예로는 알킬 라디칼, 예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필, 펜틸, 옥틸, 운데실 및 옥타데실; 알케닐 라디칼, 예를 들면, 비닐, 알릴 및 5-헥센일; 지환족 라디칼, 예를 들면, 시클로헥실 및 시클로헥센일에틸; 및 아릴 라디칼, 예를 들면, 페닐, 톨릴, 자일릴, 벤질 및 2-페닐에틸을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. R1에 존재할 수 있는 비반응성 치환체는 할로겐 및 시아노를 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. R1으로 나타낼 수 있는 일반적인 치환된 탄화수소 라디칼은 클로로메틸 및 3,3,3-트리플루오로프로필을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
화학식 R1 3SiO1/2 단위에서 R1 라디칼의 3분의 1 이상, 대체적으로는 3분의 2가 메틸 라디칼이다. 화학식 R1 3SiO1/2 단위의 예는 Me3SiO1/2, PhMe2SiO1/2 및 Me2ViSiO1/2를 포함하지만 이것으로 제한하지 않으며, 여기서, Me, Ph 및 Vi는 각각 메틸, 페닐 및 비닐을 나타낸다. 실리콘 수지는 이들 단위를 2개 이상 포함할 수 있다.
실리콘 수지에서 화학식 R1 3SiO1/2와 화학식 SiO4/2 단위의 몰비는 일반적으로 0.5/1 내지 1.5/1, 바람직하게는 0.6/1 내지 0.9/1이다. 상기한 몰비는 편리하게는 Si29 핵자기 공명 분광기에 의해 측정된다. 상기한 기술은 실리콘 수지 및 실리콘 수지의 총 하이드록실 함량 이외에, 실리콘 수지로부터 그리고 초기 실리콘 수지에 존재하는 네오펜타머(neopentamer)인 Si(Me3SiO)4로부터 유도된 화학식 R1 3SiO1/2("M") 단위 및 SiO4/2 ("Q") 단위의 농도를 정량적으로 측정할 수 있다.
본 발명의 목적을 위해, SiO4/2에 대한 R1 3SiO1/2의 비는 {M(수지)+M(네오펜타머)}/{Q(수지)+Q(네오펜타머)}로 표현되며 수지 부분 및 실리콘 수지의 네오펜타머 부분에서의 실리케이트 그룹의 총 수에 대한 실리콘 수지 부분 및 실리콘 수지의 네오펜타머 부분의 트리오가노실옥시 그룹의 총 수의 비를 나타낸다.
실리콘 수지는 화학식 XSi03/2(여기서, X는 하이드록실 또는 가수분해성 그룹, 예를 들면, 알콕시, 예를 들면, 메톡시 및 에톡시; 알케닐옥시, 예를 들면, 이소프로페닐옥시; 케톡시모, 예를 들면, 메틸에틸케톡시모; 카복시, 예를 들면, 아세톡시; 아미드옥시, 예를 들면, 아세트아미드옥시; 및 아민옥시, 예를 들면, N,N-디메틸아민옥시를 나타낸다)로 표현되는 말단 단위를 2.0중량% 이하, 또는 0.7중량% 이하, 또는 0.3중량% 이하로 포함한다. 실리콘 수지에 존재하는 실란올 그룹의 농도는 푸리에 변환 적외선 분광 분석기(FTIR)를 사용하여 결정할 수 있다.
실리콘 수지의 목적하는 유동 성질을 성취하는데 필요한 수평균 분자량(Mn)은 실리콘 수지의 분자량 및 당해 성분에 존재하는, R1으로 표현되는 탄화수소 라디칼의 종류(들)에 의해 적어도 부분적으로 의존한다. 본 발명에서 사용되는 Mn은 네오펜타머를 나타내는 피크를 측정으로부터 배제시킨, 겔투과 크로마토그래피를 사용하여 측정한 분자량을 나타낸다. 일반적으로 실리콘 수지의 Mn은 3,000 초과, 더욱 일반적으로는 4,500 내지 7,500이다. 일반적으로 Mn이 3,000을 초과할 때, 150℃를 초과하는 열보유능(thermal hold)[즉, 승온에서 접착성을 유지하는 접착제의 능력]은 상당하다.
실리콘 수지는 적합한 방법에 의해 제조될 수 있다. 이러한 종류의 실리콘 수지는 상응하는 실란의 공가수분해(cohydrolysis)에 의해 또는 당해 분야에서 공지된 실리카 하이드로졸 캡핑 방법에 의해 제조될 수 있는 것으로 보고되고 있다. 실리콘 수지는 바람직하게는 미국 특허공보 제2,676,182호(발명자: 다우트 외); 미국 특허공보 제4,611,042호(발명자: 리버스-패럴 외); 및 미국 특허공보 제4,774,310호(발명자: 부틀러)에 기재된 실리카 하이드로졸 캡핑 방법에 의해 제조된다.
일반적으로 실리콘 수지를 제조하는데 사용되는 중간체는 화학식 R1 3SiX′의 트리오가노실란이고, 여기서 X'은 가수분해성 그룹이거나 가수분해성 그룹, 예를 들면, 할로겐, 알콕시 또는 하이드록실을 4개 갖는 실란이거나 또는 알칼리 금속 실리케이트, 예를 들면, 실리카 나트륨이다.
실리콘 수지에서 규소에 결합된 하이드록실 그룹(즉, HOR1SiO1/2 또는 HOSiO3/2 그룹)이 실리콘 수지의 총 중량을 기준으로 하여, 0.7% 이만, 또는 0.3% 이만이 되도록 하는 것이 바람직하다. 실리콘 수지의 제조 과정 동안 형성된 규소에 결합된 하이드록실 그룹은 실리콘 수지와 적절한 말단 그룹을 포함하는 실란, 디실록산 또는 디실라잔과의 반응에 의해 트리하이드로카빌실록시 그룹 또는 가수분해성 그룹으로 전환된다. 일반적으로 가수분해성 그룹을 포함하는 실란은 실리콘 수지의 규소에 결합된 하이드록실 그룹과 반응하기 위해 필요한 양을 초과하여 첨가한다.
본 발명에서 유용한 오가노폴리실록산은 화학식 R2R3SiO의 2관능성 단위 및 화학식 R4 aX′3-aSiG의 말단 단위(여기서, R2는 알콕시 그룹 또는 치환되지 않거나 치환된 1가 탄화수소 라디칼이고; R3는 치환되지 않거나 치환된 1가 탄화수소 라디칼이며; R4는 아미노알킬 또는 R1 그룹이고, X'은 가수분해성 그룹이며; G는 말단 단위의 규소 원자를 다른 규소 원자와 연결시키는 2가 그룹이고 a는 0 또는 1이다)를 포함한다. 오가노폴리실록산은 임의로 화학식 R3SiO3/2(여기서, R3는 상기에 언급한 바와 같다)의 성분을, 3관능성 단위의 총량을 기준으로 하여, 20% 이하로 함유할 수 있다. 화학식 R2R3SiO 단위에서, R2 및 R3으로 표현되는 라디칼의 50% 이상, 일반적으로는 80% 이상이 저급 알킬, 예를 들면, 메틸이다.
오가노폴리실록산에 존재하는 말단 단위는 화학식 R4 aX′3-aSIG-로 표현되고, 여기서 X'는 가수분해성 그룹이고, R4는 아미노알킬 또는 R1이며;, G는 말단 단위의 규소 원자를 다른 규소 원자와 연결시키는 2가 그룹이고 a는 0 또는 1이다. 일반적으로 오가노폴리실록산은 가교된 생성물을 형성하기 위해 분자 당 평균 2개 이상의 가수분해성(X') 그룹을 포함한다. X'로 표현되는 일반적인 가수분해성 그룹은 하이드록시, 알콕시, 예를 들면, 메톡시 및 에톡시, 알케닐옥시, 예를 들면, 이소프로페닐옥시, 케톡시모, 예를 들면, 메틸에틸케톡시모, 카복시, 예를 들면, 아세톡시, 아미드옥시, 예를 들면, 아세트아미드옥시 및 아민옥시, 예를 들면, N, N-디메틸아민옥시를 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
말단 그룹에서 a가 0일 때, X'로 표현되는 그룹은 알콕시, 케톡시모, 알케닐옥시, 카복시, 아민옥시 또는 아미드옥시일 수 있다. a가 1일 때, X'는 일반적으로 알콕시이고, R5는 알킬, 예를 들면, 메틸 또는 에틸, 또는 아미노알킬, 예를 들면, 아미노프로필 또는 3-(2-아미노에틸아미노)프로필이다. 아미노알킬 라디칼의 아미노 부분은 1급, 2급 또는 4급 일 수 있다.
말단 단위에 대한 화학식에서 G는 가수분해에 안정한 2가 그룹 또는 원자이다. "가수분해에 안정한"이란 용어는 가수분해되지 않으며, 말단 단위의 규소 원자(들)을 오가노폴리실록산의 다른 규소 원자와 결합시키지 않아서, 당해 말단 단위가 조성물의 경화 과정 동안 제거되지 않고 경화반응이 제한받지 않는다는 것을 의미한다. G로 표현되는 가수분해에 안정한 연결 단위(linkage)는 산소, 하이드로카빌렌, 예를 들면, 알킬렌 및 페닐렌 및 산소, 질소 및 황, 및 이들 연결 그룹의 조합으로부터 선택된 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 하이드로카빌렌을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. G는 실알킬렌 연결 단위, 예를 들면, -(OSiMe2)CH2CH2-, -(CH2CH2SiMe2)(OSiMe2)CH2CH2-, -(CH2CH2SiMe2)0-, (CH2CH2SiMe2)(OSiMe2)0-, - (CH2CH2SiMe2)CH2CH2- 및 -CH2CH2-, 실록산 연결 단위, 예를 들면,- (OSiMe2)0- 또는 더욱 바람직하게는 산소 원자를 나타낼 수 있다.
바람직한 말단 단위의 특정한 예는 (MeO)3SiCH2CH2-, (Me0)3Si0-, Me(MeO) 2SiO-, H2NCH2CH2N(H)(CH2)3SiO-, (EtO)3SiO-, (MeO)3SiCH2CH2SiMeCH2SiMeCH2CH2SiMe2O-, Me2NOSiO-, MeC(O)N(H)SiO- 및 CH2=C(CH3)OSiO-을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 당해 화학식에서 Me는 메틸을 나타내고 Et는 에틸을 나타낸다.
X'가 알콕시 그룹을 포함할 때, 가장 인접한 실록산 단위로부터 당해 X' 그룹을 알킬렌 라디칼, 예를 들면, 에틸렌에 의해 분리시키는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 경우에 화학식 R4 aX′3-aSiG-는 (MeO)3SiCH2CH2Si(Me2)O-일 수 있다. 알콕시 그룹을 트리알콕시실릴알킬 그룹으로 전환시키는 방법은 선행기술에 기재되어 있다. 예를 들면, 화학식 (MeO)3SiO- 및 화학식 Me(MeO)2SiO-를 갖는 수분 반응 그룹은 각각 화학식 (MeO)4Si 및 화학식 Me(MeO)3Si를 갖는 화합물에 의해 실란올 말단 폴리오가노실록산에 도입될 수 있다. 또는 폴리오가노실록산이 하이드로실릴화 반응 촉매로서 실란올 그룹 또는 알케닐 라디칼, 예를 들면, 비닐 및 백금 그룹 금속 또는 이들의 화합물을 포함할 때, 화학식 (MeO)3SiH 및 화학식 Me(MeO)2SiH를 갖는 화합물이 각각 사용될 수 있다. 이는 다른 가수분해성 그룹, 예를 들면, 디알킬케톡시모, 알케닐옥시 및 카복시 그룹이 알콕시 그룹으로 대체될 수 있다는 것으로 이해될 수 있다.
열용융 접착제에 사용되는 오가노폴리실록산은 바람직하게는 알킬 또는 아미노알킬 라디칼과 함께 3개의 알콕시 또는 케톡시모 그룹, 2개의 케톡시모 그룹 또는 2개의 알콕시 그룹을 포함하는 폴리디메틸실록산이다.
오가노폴리실록산의 점도는 25℃에서 0.02Paㆍs 내지 100Paㆍs, 일반적으로는 0.35 내지 약 60Paㆍs의 범위이다.
실리콘 수지 및 오가노폴리실록산은 실리콘 수지 및 오가노폴리실록산의 양을 기준으로 하여, 55 내지 75% 수지 고형분을 제공할 수 있는 양으로 존재한다. 수지가 좀 더 많은 양으로 사용될 수 있기는 하지만, 기재에 수분 경화성 열용융 접착제 조성물을 도포하기 위해서는 보다 높은 도포 온도가 요구될 수 있다.
실란 가교제는 화학식 R1 nSiZ(4-n)으로 표현되고, 여기서 R1은 상기에 언급한 바와 같고, Z는 주변 조건하에서 적어도 오가노폴리실록산의 말단 그룹과 반응하여 경화된 물질을 형성할 수 있는 가수분해성 그룹이며, n은 0, 1 또는 2이다. 일반적으로 R1은 알킬 및/또는 페닐 그룹이다. Z로 표현되는 적합한 가수분해성 그룹은 탄소수 1 내지 4의 알콕시, 카복시, 예를 들면, 아세톡시, 케톡시모, 예를 들면, 메틸에틸케톡시모 및 아민옥시를 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 실란 가교제에서 n이 2일 때, 일반적으로 오가노폴리실록산은 3개의 X' 그룹(예를 들면, a 가 0이다)을 포함한다.
적합한 실란 가교제는 메틸트리메톡시실란, 이소부틸트리메톡시실란, 메틸트리스(메틸에틸케톡시모)실란, 메틸트리에톡시실란, 이소부틸트리에톡시실란, 메틸트리아세톡시실란 및 알킬 오르토실리케이트, 예를 들면, 에틸 오르토실리케이트를 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
사용되는 실란 가교제의 양은 실리콘 수지 및 중합체의 양을 기준으로 하여, 100부당 0.5 내지 15부, 일반적으로는 8pph이다. 실란 가교제가 너무 많이 존재하면, 열용융 접착제의 미가공 강도 및/또는 경화 속도가 감소한다. 실란 가교제가 휘발성이면, 최종 열용융 접착제 조성물에서 1.5 내지 15 pph를 성취하기 위해 과량을 사용할 필요가 있다. 당해 분야의 숙련된 당업자는 농도 1.5 내지 15pph의 조성물을 제조하기 위해 필요한 양을 결정할 수 있다.
오노폴리실록산 및/또는 실란 가교제가 케톡심 관능성 그룹을 포함하는 경우를 제외하고는 일반적으로 티탄산염 촉매가 열용융 접착제 조성물에 사용된다. 티탄산염 촉매는 유기 티탄 화합물, 예를 들면, 테트라부틸 티타네이트 및 상기한 염이 킬레이트제로, 예를 들면, 아세토아세트산 에스테르 및 β-디케톤으로 부분적으로 킬레이트화된 유도체이다. 사용되는 티탄산염 촉매의 양은 수지 및 중합체의 양을 기준으로 하여, 0.01 내지 2pph, 일반적으로는 0.05 내지 1 사이이다. 티탄산염 촉매가 너무 많이 첨가되면, 조성물의 경화가 손상될 수 있다. 또한, 촉매의 양이 증가함에 따라, 열용융 접착제의 점도가 증가하여 당해 물질을 도포하기 위해 요구되는 용융 온도를 상승시킨다.
열용융 접착제 조성물은 접착력 향상제를, 수지 및 중합체를 기준으로 하여, 0.05 내지 2pph 포함할 수 있다. 접착력 향상제는 당해 분야에서 공지되어 있으며, 일반적으로 화학식 R5 cR6 dSi(OR)4-(c+d)를 갖는 실란이며, 여기서 R5는 독립적으로 탄소수 3 이상의 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 그룹이고, R6는 접착력 향상제 그룹, 예를 들면, 아미노, 에폭시, 머캅토 또는 아크릴레이트 그룹을 갖는 SiC에 결합된 그룹을 하나 이상 포함하며, c는 0 내지 2이고, d는 1 또는 2이며, c와 d의 합은 3 이하이다. 또한, 접착력 향상제는 상기한 실란의 부분 축합물일 수 있다.
열용융 접착제 조성물은 처리되고/되거나 처리되지 않은 충전제를, 접착제 총량을 기준으로 하여, 0.1 내지 40중량% 포함할 수 있다. 적합한 충전제의 예는 탄산칼슘, 퓸드 실리카(fumed silica), 실리케이트, 금속 산화물, 금속 수산화물, 카본블랙, 설페이트 또는 지르코네이트를 포함한다.
일반적으로 용매는 열용융 접착제를 제조하는데 사용된다. 용매는 실리콘 수지 및 오가노폴리실록산 중합체의 유동성 및 도입을 돕는다. 그러나, 모든 용매는 열용융 접착제의 연속제조방법에서 필수적으로 제거된다. "필수적으로"이라는 용어는 열용융 접착제 조성물이 열용융 접착제의 중량을 기준으로 하여, 용매를 0.05 내지 5질량% 이하, 바람직하게는 0.5% 미만으로 포함한다는 것을 의미한다. 용매가 너무 많이 존재하면, 열용융 접착제의 점도가 너무 낮아져 제품의 성능이 손상된다.
본 발명에서 사용되는 용매는 열용융 접착제를 제조하는데 사용되는 성분을 유동시키는 것을 도우며, 열용융 접착제에 있는 성분과 반드시 반응하지 않아야 한다. 적합한 용매는 유기 용매, 예를 들면, 톨루엔, 자일렌, 메틸렌 클로라이드, 나프타 미네랄 스피리트 및 저분자량 실록산이다.
실리콘 수지, 오가노폴리실록산, 실란 가교제, 용매 및 임의의 성분을 연속혼합장치로 공급한다. 연속혼합장치로의 첨가의 순서는 열용융 접착제 조성물을 제조하는데 중요하지 않다. 수지가 일반적으로 실란올을 0.7중량% 이상으로 함유한다면, 실란 가교제 및/또는 촉매 및 수지를 함께 첨가하여 여타의 반응이 일어날 수 있도록 하고 반응 생성물(즉, 휘발 성분)을 제거하는 것이 바람직하다. 연속혼합장치는 성분들을 혼합할 수 있어야 하며 용매를 제거하는 수단을 포함해야 한다. 일반적으로 압출기가 사용되고 더욱 일반적으로는 2축 압출기가 사용된다.
압출기를 사용할 때, 성분들을 압출기로 공급하고 50 내지 250℃, 또는 80 내지 150℃의 온도로 가열한다. 압출기에 있는 성분들을 가열시킴으로써, 점도가 저하되어 성분들의 적절한 혼합이 일어날 수 있도록 한다. 일반적으로 압출기 내에서 실리콘 수지 및 오가노폴리실록산 및 용매가 당해 장치로 공급된다. 또한, 실란 가교제 및 임의의 촉매가 당해 지점에서 첨가될 수 있고, 약간의 혼합이 일어난 후 당해 장치의 다운스트림으로 추가로 첨가될 수 있다. 동시에 회전하는 2축 압출기에서의 열용융 접착제의 연속제조가 문헌[T. Peitz, "Continuous Processing of Hot Melt Adhesives on Co-Rotating Twin Screw Extruders", 1996 Hot Melt Symposium, p. 37-45]에 기재되어 있다.
용매는 연속혼합과정 동안 제거한다. 일반적으로 연속혼합장치를 진공 상태로 만들어 열용융 접착제 조성물에 존재할 수 있는 용매 및 다른 휘발 성분의 제거를 촉진한다. 연속혼합장치는 일단계 또는 복수 단계에서 진공 상태로 만들 수 있다. 복수 진공 단계의 사용은 용매를 제거를 향상시킨다. 실란 가교제는 휘발성일 수 있으므로, 대부분의 용매를 제거한 후 실란 가교제를 첨가하여 용매로 인한 가교제의 제거를 막는 것이 바람직하다.
열용융 접착제 조성물은 2개 이상의 기재를 함께 접착시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로 열용융 접착제 조성물은 2개의 기재 사이에 층으로서 사용되어 첫번째 기재, 경화된 열용융 접착제 및 두번째 기재로 이루어지는 라미네이트를 생성한다. 본 발명에서 제조된 라미네이트 구조는 상기한 3개의 층으로 제한되지 않는다. 추가의 경화된 접착제 층 및 기재 층이 사용될 수 있다. 라미네이트에 있는 열용융 접착제 조성물은 연속적이거나 비연속적일 수 있다. 예를 들면, 연속 층은 도 1에 도시되어 있는 창(100)과 같은 라미네이트를 형성하는데 사용될 수 있다. 또는 비연속 층은 라미네이트, 예를 들면, 도 2에 도시되어 있는 덮개 실(lid seal)을 갖는 하우징(200)과 같은 라미네이트를 형성하는데 사용될 수 있다.
또한 기재로서 사용될 수 있는 물질에는 제한이 없다. 열용융 접착제 조성물 또는 이들의 경화된 생성물로 도포될 수 있는 적합한 기재는 유리; 금속, 예를 들면, 알루미늄, 구리, 금, 니켈, 규소, 은, 스텐레스 스틸 합금, 및 티탄 세라믹 물질; 엔지니어링 플라스틱, 예를 들면, 에폭사이드, 폴리카보네이트, 폴리(부틸렌 테레프탈레이트) 수지, 폴리아미드 수지 및 이들의 혼합물, 예를 들면, 미국 미시건주 미들랜드에 소재하는 다우 케미칼 컴퍼니로부터 구입 가능한 폴리아미드 수지와 신디오택틱 폴리스티렌의 혼합물, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 스티렌-변성 폴리(페닐렌 옥사이드), 폴리(페닐렌 설파이드), 비닐 에스테르, 폴리프탈아미드 및 폴리이미드를 포함하는 플라스틱; 셀룰로오스계 기재, 예를 들면, 종이, 섬유, 및 목재; 및 이들의 배합물을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 하나 이상의 기재가 사용될 때, 기재가 동일한 물질로부터 제조될 필요는 없다. 예를 들면, 유리와 금속으로 이루어지는 기재 또는 유리와 플라스틱으로 이루어지는 기재의 라미네이트를 형성할 수 있다.
라미네이트 구조물을 제조하는 하나의 방법은 첫번째 기재의 표면에 열용융 접착제 조성물의 막을 도포하는 것이다. 그 후, 두번째 기재의 표면을 열용융 접착제 조성물과 접촉시키고, 첫번째 표면과 두번째 표면을 함께 압착한다. 용융물에 사용하기 적합한 종래의 도포 방법은 가열된 독터 블레이드(doctor blade), 드로우다운 바(draw-down bar) 및 캘린더 롤(calendar roll)을 사용하는 침지, 분무, 공압출, 및 스프레딩을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 일반적으로 열용융 접착제 조성물은 80 내지 150℃의 온도로의 가열에 의해, 그리고 호스를 통한 압력에 의해 도포된다. 이러한 종류의 설비는 당해 분야에 공지되어 있으며 상업적으로 구입 가능하다. 수분에 노출시, 열용융 접착제 조성물은 경화된다. 열용융 접착제 조성물은 공기중에 있는 수분과 접촉시킴으로써 또는 수분의 직접 도입, 예를 들면, 라미네이트를 증기와 접촉시키거나 라미네이트를 항습기에 위치시킴으로써 수분에 노출시킬 수 있다.
또한, 열용융 접착제 조성물의 막을 형성하고 이 후 열용융 접착제 조성물의 막을 경화시켜 라미네이트를 형성할 수 있다. 경화된 막의 첫번째 표면을 첫번째 기재의 표면과 접촉시킨다. 그 후 두번째 기재의 막을 경화된 막의 다른 표면과 접촉시키고, 첫번째 표면과 두번째 표면을 함께 압착하여 라미네이트를 형성한다.
라미네이트를 제조하는 다른 대체방법은 첫번째 기재의 표면에 열용융 접착제 조성물의 막을 도포하는 것이다. 그 후 열용융 접착제 조성물을 수분에 노출시켜 경화시켜 경화된 막을 제조한다. 그 후 두번째 기재를 첫번째 기재에 있는 경화된 막에 접촉시키고, 첫번째 표면과 두번째 표면을 함께 압착시켜 라미네이트를 형성한다.
본 발명에 따르는 열용융 접착제 조성물을 경화시켜 제조한 경화된 막은 다양한 산업 분야, 예를 들면, 자동차 산업, 전자 산업, 건축 산업, 항공 산업 및 의료 산업에 유용하다. 경화된 막은 가혹 조건, 예를 들면, 열 및 수분에 저항할 수 있는 결합력을 제공할 수 있다. 예를 들면, 경화된 막은 기재, 예를 들면, 인쇄회로기판 및 전자 또는 전기 부품을 포함하는 다른 기재의 컨포말 도료(conformal coating)로서 사용될 수 있다.
열용융 접착제 조성물을 사용하여 본 발명에 따르는 다양한 라미네이트를 제조할 수 있다. 예를 들면, 라미네이트는 에어 백, 차 인테리어, 창, 또는 덮개 실의 일 부분이 될 수 있다. 도 1에는 본 발명에 따라 제조된 창의 일 부분이 도시되어 있다. 창은 열용융 접착제 조성물의 막(101)에 도포될 수 있는 샤시(100)를 포함한다. 스페이서(105)에 의해 분리되는 2개의 유리 판(103,104)으로 구성된 절연 유리 유니트(102)는 열용융 접착제 조성물의 막(101)에 도포된다. 열용융 접착제 조성물의 막(101)은 샤시(100)에 도포 전, 샤시(100)에 도포 이후, 절연 유리 유니트(102)에 도포 전 또는 절연 유리 유니트(102)에 도포 이후, 경화될 수 있다. 두 개의 유리 판(103,104)은 열용융 접착제 조성물의 막(106)에 의해 스페이서(105)에 부착될 수 있다. 열용융 접착제 조성물의 막(101)은 유리 판(103,104)에 도포 전, 유리판(103,104)에 도포 이후, 스페이서(105)에 도포 전, 스페이서(105)에 도포 이후, 경화될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 덮개 실(lid seal)을 갖는 전자 부품(204)을 위한 하우징(200)을 나타내는 도면이다. 하우징(200)은, 예를 들면,
도면에서 콘테이너(202)로서 도시화된 첫번째 기재의 테두리 위로 열용융 접착제 조성물(201)을 도포하는 단계(1),
도면에서 덮개(203)로서 도시화된 두번째 기재를 콘테이너(202)에 위치시켜 덮개(203)의 테두리를 열용융 접착제 조성물(201)과 접촉시키는 단계(2) 및
열용융 접착제 조성물(201)을 경화시켜 컨테이너(202)와 덮개(203) 사이에 덮개 실을 형성하는 단계(3)에 의해
제조될 수 있다.
당해 분야의 숙련된 당업자는 열용융 접착제 조성물이 첫번째로 덮개(203)의 테두리에 도포되고, 그 후 덮개(203)를 컨테이너(202)에 위치시킬 수 있다는 것을 알 수 있다. 당해 분야의 숙련된 당업자는 열용융 접착제 조성물(201)의 경화는 한 개 또는 두 개의 기재[덮개(203), 컨테이너(202)]에 도포 전, 동안, 또는 이후에 수행될 수 있다는 것을 알 수 있다. 또는, 열용융 접착제 조성물 또는 열용융 접착제 조성물의 경화에 의해 형성된 열용융 접착제는 덮개를 콘테이너에 위치시킨 후 덮개의 테두리에 도포될 수 있다.
물질:
실리콘 수지
수지 A: Si02 단위 몰 당 트리오가노실옥시 단위를 0.8몰의 몰 비로 트리오가노실옥시 단위 및 Si02 단위를 포함하는 자일렌 가용성 공중합체 수지이며, 트리오가노실옥시 단위는 트리메틸실옥시와 디메틸비닐실옥시이고, 공중합체는 1.9중량%의 비닐 라디칼과 1.5중량%의 Si 결합된 하이드록시 그룹을 포함한다. 수지를 자일렌에 용해시켜 고형분 함량이 70중량%인 용액을 제조한다.
수지 B: 0.8의 몰 비로 트리오가노실옥시 단위 및 Si02 단위를 포함하는 자일렌 가용성 공중합체 수지. 수지은 트리메틸실옥시 그룹으로 캡핑하여 Si 결합된 하이드록시 그룹을 0.7중량% 갖는 수지를 제조한다. 수지를 자일렌에 용해시켜 고형분 함량이 60중량%인 용액을 제조한다.
오가노폴리실록산
중합체 A: -CH2CH2Si(OMe)3 말단 그룹에 의해 종결된, 대략적인 점도 70,000cs인 주로 선상인 폴리디메틸실록산 중합체.
중합체 B: 대략 80%의 말단이 -CH2CH2SiOSiCH2CH2Si(OCH3)3에 의해 종결되고, 잔여 말단이 비닐 그룹에 의해 종결된, 대략적인 점도 70,000cs인 주로 선상인 폴리디메틸실록산 중합체.
중합체 C: 25℃에서 점도가 50Paㆍs인 주로 선상인 하이드록실 엔드블록화된 폴리디메틸실록산 유동체.
가교제
알콕시 실란 A: i-Bu Si(OMe)3, 이소부틸트리메톡시실란.
알콕시 실란 B: MeSi(OMe)3, 메틸트리메톡시실란.
옥심 실란 C: 메틸트리(에틸메틸케톡심)실란.
옥심 실란 D: 비닐트리(메틸에틸케톡심)실란.
임의의 성분
알콕시 실란 C: NH2CH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OMe)3.
알콕시 실란 D: 실란을 혼합하고 실온에서 16시간 동안 방치하여 제조된 글리시드옥시프로필트리메톡시 실란 74중량부(pbw) 및 아미노프로필트리메톡시실란 26pbw의 반응 혼합물.
CaC03 - 스테아레이트로 처리된 평균 입자 크기가 2마이크론인 분쇄된 탄산칼슘. 미국 조지아주 케네소에 위치한 조지아 바블 코포레이션으로부터 구입가능하다.
티탄산염 촉매
티탄산염 촉매 A : Ti(OtBu)4, 테트라-3급-부틸 티탄.
티탄산염 촉매 B : Ti(OBu)4, 테트라-n-부틸 티탄.
티탄산염 촉매 C : Ti(iOPr)2(EAA)2-디이소프로폭시 비스-에틸아세토아세테이토 티탄. 상기한 모든 티탄산염 촉매는 미국 뉴저지주 딥워터에 위치한 듀퐁 인코포레이션으로부터 구입 가능하다.
주석 촉매 D: 디부틸틴디라우레이트.
시험 방법:
NVC: 대략 1g의 열용융 접착제를 알루미늄 칭량 접시에 위치시키고, 16시간 동안 110℃에서 가열하면서 중량 변화를 기록하여 비휘발 성분(NVC)을 측정한다(주의; 실시예 10에서 1시간/150℃ 조건을 사용한다)
점도 : 사용되는 장치는 미츠토요 마이크로미터 및 온도 조절기를 장착한 보린 장치 VOR 레오메타(Bohlin Instruments VOR Rheometer)이다. 평행 판 지오메트리를 판들 사이에 1.5mm 간격으로 사용한다. 시험은 진동수를 1Hz, 진폭을 28%(스트레인=0.0518)로 하여 진동 모드에서 실시한다. 열용융물을 포함하는 금속 카트리지를 110℃에서 오븐에 놓아두어 점도 시험을 위한 견본을 수득한다. 그 후 견본을 판들 사이에 위치시키고, 간격이 1.5mm가 될 때까지 판들을 함께 이동시킨다. 당해 공정 동안, 견본을 160℃ 내지 180℃로 가열시키고, 과량의 견본을 판의 측면으로부터 깨끗이 닦아낸다. 목적하는 온도와 간격에 도달하면, 매 2분마다 데이터를 수집하면서 견본을 냉각 속도를 3℃/2분으로 하여 160 내지 180℃로부터 25℃로 하강시킨다.
실시예 1 내지 실시예 9
수지와 중합체를 5갤런 금속 용기에서 혼합하고, 예비 혼합된 실란의 슬러리와 촉매 슬러리를 첨가하여 혼합한다. 혼합물을 약 10lbs/시간의 유동 속도로 하여 30mm 2축 압출기 속으로 펌핑시킨다. 배럴 온도(bl temp), 스크류 속도(rpm) 및 진공 상태(진공 mmHg)를 표에 기재하였다.
각각의 진공 단계 전의 2축 압출기에는 진공 전에 실을 형성하기 위해 사용되는 두 개의 반전 소자(10/10 좌선성)가 존재했다. 각각의 진공 포트하에, 3 내지 4의 긴 운반 소자(42/42)를 사용하여 물질의 표면적을 넓게 하고 진공에 노출되는 체류 시간을 길게 했다.
수지 B가 사용될 때, 혼합물(수지, 중합체, 실란, 및 촉매) 점도는 매우 낮다. 10lbs/시간의 유동 속도를 사용하여, 상당한 써징(surging)을 관찰했으며, 물질을 잘 떼어낼 수 없었다. 상기한 문제를 해결하기 위해, 펌핑능(pumping capability)이 적은 운반 소자를 사용하고(예를 들면, 20/20 대신에 42/42 및 28/28를 사용한다) 두번째 진공과 세번째 진공 사이에 반전 소자를 부가했다.
실시예 1
실시예 1은 비휘발 성분과 점도에 대한 진공과 스크류 속도(rpm)의 영향을 보여준다.
실시예 1의 성분 및 가공 조건
수행 번호 수지 A(부) 중합체 A(부) 실란 A(pph) 촉매 A(pph) 진공 스크류 속도 (rpm) 배럴온도(°F)
1 2 3
1-1 66 34 8 0.55 17 15 13.6 300 220
1-2 66 34 8 0.55 17 15 14.6 300 220
1-3 66 34 8 0.55 17 15 11.5 400 220
1-4 66 34 8 0.55 17 15 13.4 400 220
1-5 66 34 8 0.55 17 15 14.7 400 220
1-6 66 34 8 0.55 17 15 11.5 500 220
1-7 66 34 8 0.55 17 15 13.5 500 220
1-8 66 34 8 0.55 17 15 14.7 500 220
실시예 1의 결과
수행 번호 비휘발 성분(%) 점도 (P) 자일렌 (gc%)
75℃에서 120℃에서
1-1 98.0 35,000 2,200 0.25
1-2 99.3 45,000 3,300 용해되지 않음
1-3 98.2 17,000 1,100 0.55
1-4 98.6 22,000 1,300 0.23
1-5 99.4 89,000 6,700 0.12
1-6 98.3 39,000 2,200 0.74
1-7 99.1 30,000 1,800 0.42
1-8 99.4 120,000 7,200 0.34
실시예 2
실시예 2는 두 개의 상이한 수지 성분의 점도에 대한 촉매 수준 변화에 따른 영향을 보여준다.
실시예 2의 성분 및 가공 조건
수행번호 수지 A(부) 중합체 A (부) 실란 A(pph) 촉매 A (pph) 진공 스크류 속도(rpm) 배럴온도(°F)
1 2 3
2-1 68 32 12 0.10 17 17 14.6 400 220
2-2 68 32 12 1.00 17 17 14.6 400 220
2-3 64 36 4 0.10 17 17 14.6 400 220
2-4 64 36 4 1.00 17 17 14.6 400 220
실시예 2의 결과
수행 번호 비휘발 성분(%) 점도 (P)
75℃에서 120℃에서
2-1 99.3 33,000 1,500
2-2 99.3 250,000 16,000
2-3 99.1 31,000 4,100
2-4 99.6 88,000 7,800
실시예 3
실시예 3은 비휘발 성분과 점도에 대한 가교제의 휘발성의 영향을 보여준다.
실시예 3의 성분 및 가공 조건
수행번호 수지 A(부) 중합체 A(부) 실란 A/B(pph) 촉매 A(pph) 진공 스크류 속도(rpm) 배럴온도 (°F)
1 2 3
3-1 65 35 0/8 1 18 15 14.2 400 220
3-2 65 35 4/4 1 15 15 13.3 400 220
실시예 3의 결과
수행 번호 비휘발 성분(%) 점도 (P)
75℃에서 120℃에서
3-6 99.0 67,000 6,800
3-7 98.0 3,200 2,000
실시예 4
실시예 4는 부분적으로 캡핑된 중합체가 열용융 접착제를 제조하는데 사용될 수 있다는 것을 보여준다.
실시예 4의 성분 및 가공 조건
수행번호 수지 A(부) 중합체 B(부) 실란 A(pph) 촉매 A(pph) 진공 스크류 속도(rpm) 배럴온도(°F)
1 2 3
4-1 66 34 8 0.55 17 17 14.6 400 220
실시예 4의 결과
수행 번호 비휘발 성분(%) 점도 (P)
75℃에서 120℃에서
4-1 98 60,000 4,100
실시예 5
실시예 5는 주로 비휘발 성분에 대한 진공의 영향을 보여준다. 이 경우, Me3로 캡핑된 수지가 사용된다. 마지막 3개의 견본은 서로 복제품이다.
실시예 5의 성분 및 가공 조건
수행 번호 수지 B(부) 중합체 A(부) 실란 A(pph) 촉매 A(pph) 진공 스크류 속도(rpm) 배럴온도(°F)
1 2 3
5-1 65 35 8 0.55 20 20 14.5 400 220
5-2 65 35 8 0.55 20 20 13.6 400 220
5-3 65 35 8 0.1 20 20 14.5 400 220
5-4 65 35 8 0.1 20 20 13.6 400 220
5-5 65 35 12 0.1 20 20 14.5 400 220
5-6 65 35 12 0.1 20 20 13.6 400 220
5-7 65 35 12 0.1 20 20 14 400 220
5-8 65 35 12 0.1 20 20 14 400 220
5-9 65 35 12 0.1 20 20 14 400 220
실시예 5의 결과
수행 번호 비휘발 성분 (%) 점도 (P)
75℃에서 120℃에서
5-1 99
5-2 97.7
5-3 99
5-4 97.3
5-5 99.3 48,000 2,100
5-6 97.4
5-7 98.1 28,000 1,000
5-8 98.1
5-9 98.5
실시예 6
당해 실시예는 수지가 Me3로 캡핑되었을 때, 점도에 대한 촉매 로딩의 영향을 보여준다.
실시예 6의 성분 및 가공 조건
수행 번호 수지 B(부) 중합체 A(부) 실란 A(pph) 촉매 A(pph) 진공 스크류 속도(rpm) 배럴온도(°F)
1 2 3
6-1 65 35 8 0.1 20 20 14 400 220
6-2 65 35 8 0.55 20 20 14 400 220
6-3 65 35 12 0.1 20 20 14 400 220
실시예 6의 결과
수행 번호 비휘발 성분(%) 점도 (P)
75℃에서 120℃에서
6-1 98 34,000 1,400
6-2 97.7 53,000 2,500
6-3 97.8 28,000 1,000
실시예 7
실시예 7은 다른 티탄산염 촉매가 열용융 접착제를 제조하는데 사용될 수 있다는 것을 보여준다.
실시예 7의 성분 및 가공 조건
수행 번호 수지 B(부) 중합체 A(부) 실란 A(pph) 촉매 (pph) 진공 스크류 속도 (rpm) 배럴온도(°F)
1 2 3
7-1 65 35 8 촉매 B0.55 20 20 14 400 220
7-2 65 35 8 촉매 B0.1 20 20 14 400 220
7-3 65 35 8 촉매 C0.65 17 20 14 400 220
7-4 65 35 8 촉매 A0.55 20 20 14 400 220
7-5 66 34 8 촉매 A0.55 17 20 14 400 220
실시예 7의 결과
수행 번호 비휘발 성분(%) 점도 (P)
75℃에서 120℃에서
7-1 97.7 측정하지 않음 측정하지 않음
7-2 97.5 15,000 680
7-3 측정하지 않음 54,000 3,000
7-4 측정하지 않음 53,000 2,500
7-5 측정하지 않음 69,000 3,400
실시예 8
실시예 8은 충전제와 접착력 향상제가 사용될 수 있다는 것을 보여준다.
실시예 8의 성분 및 가공 조건
수행 번호 수지 B(부) 중합체 A (부) 실란 A(pph) 촉매 A(pph) 기타 성분(pph) 진공 스크류 속도(rpm) 배럴온도(°F)
1 2 3
8-1 65 35 8 0.55 CaC03 2 17 20 14 400 220
8-2 65 35 8 0.55 실란C 0.2 17 20 14 400 220
8-3 65 35 8 0.55 실란D 0.2 20 20 14 400 220
실시예 8의 결과
수행 번호 비휘발 성분(%) 점도 (P)
75℃에서 120℃에서
8-1 98.3 20,000 1,100
8-2 97.9
8-3 97.2
실시예 9
실시예 9는 유용한 열용융 물질이 옥심 경화에 의해 제조될 수 있다는 것을 보여준다.
실시예 9의 성분 및 가공 조건 및 결과
수행 번호 수지 B(부) 중합체 A (부) 옥심실란(pph) 촉매 D(pph) 진공 스크류 속도 (rpm) 배럴온도(°F) 비휘발 성분(%)
1 2 3
9-1 65 35 5 of C 0. 2 12 15 14 400 200 96.7
9-2 65 35 5 of D 0. 2 12 15 14 400 200 95.9
실시예 10
견본을 위해 L/D가 50인 50mm 2축 압출 배합기를 사용한다. 수지와 중합체를 탱크에서 예비 혼합하고, 이 후 배합기에 공급하는데 사용되는 다른 탱크로 이동시킨다(두 개의 탱크를 가열시킬 수 있고, 수지와 중합체 혼합물의 공급 온도는 하기에 기재되어 있다); 3개의 진공 단계를 사용하여 공정으로부터 용매를 제거하고, 3개의 진공 단계를 13.93D, 20.86D, 및 30.87D로 하고; 가교제와 촉매와의 혼합물을 35.87D로 충전하고; 마지막 진공을 45.86D로 적용한다.
실시예 10은 열용융 접착제가, 수지와 중합체를 가교제 및 촉매와 분리하여 공급하여 제조될 수 있다는 것을 보여준다. 또한, 수지와 중합체 스트림은 배합기로의 도입 전에 가열될 수 있다는 것을 보여준다.
실시예 10의 성분 및 가공 조건
수행 번호 수지 B(부) 중합체 A (부) 실란 A(pph) 촉매 D(pph) 공급온도(℃) 스크류 속도 (rpm) 진공 (Hg)
10-1 65 35 1 0.1 50 400 18.5 19 23.5 21.5
10-2 65 35 2.5 0.25 80 500 19 20 22 20
실시예 10의 결과
수행 번호 비휘발 성분(%) 점도 (P)
120℃ 75℃
10-1 99.3 3,100 54,000
10-2 98.7 1,700 39,000
실시예 11
수지 B(65pbw)와 중합체 A(35pbw)를 30분 동안 혼합한다. 예비 혼합된 알콕시 실란 A(8pbw)와 티탄산염 촉매 A(0.1pbw)의 슬러리를 수지와 중합체의 혼합물에 첨가하고 10분 동안 혼합시킨다. 생성된 혼합물을 가열 및 진공하에서 2축 압출기 속으로 펌핑시켜 열용융 실란트를 제조한다.
제조된 열용융 실란트를 사용하여, 두께가 0.254cm인 막으로 제조하고 21일 동안 실온에서 경화시켜 경화된 막을 제조한다. 경화된 막을 2.54 x 2.54cm 조각으로 자른다. 각각의 조각을 첫번째 기재에 도포하고, 두번째 기재를 경화된 막의 상부에 압착하여 경화된 필름 라미네이트를 제조한다.
열용융 실란트를 121℃로 가열하고 첫번째 기재에 도포한다. 두번째 기재를 열용융의 상부에 압착하여 첫번째 기재와 두번째 기재 사이의 두께를 0.254cm로 만들어 습윤 필름 라미네이트를 제조한다. 모든 라미네이트를 실온에서 21일 이상 경화시킨다.
표 11은 라미네이트 번호, 각각의 라미네이트에 사용된 기재 및 경화 이후에 각각의 라미네이트에 대해 신테크 전단 시험 기기에 의해 측정된 전단력을 보여준다. 표 11에서, G는 유리를 나타내고, A는 알루미늄을 나타태고, PC는 폴리카보네이트를 나타내며, W는 나무를 나타낸다.
실시예 11의 결과
실리콘 열용융물의 라미네이트
라미네이트 번호 기재 전단력
피크 스트레스, psi (MPa)
습윤 막 경화된 막
11-1 G-G 372(2.6) 450(3.1)
11-2 G-W 635(4.4) 551(3.8)
11-3 G-A 628(4.3) 629(4.3)
11-4 G-PC 567(3.9) 485(3.3)
11-5 W-W 729(5.0) 571(3.9)
11-6 W-PC 685(4.7) 648(4.5)
실시예 11은 본 발명의 방법에 의해 제조된 열용융 접착제 조성물이 다양한 기재를 효과적으로 라미네이팅시킨다는 것을 보여준다.
비교 실시예 1
표 11A에 있는 성분들을 혼합하여 견본을 제조한다.
비교 실시예 1에서의 성분
성 분 양 (부)
하이드록실 말단화 디메틸실록산 70
퓸드 실리카 9
실리콘 가소제 15
옥심 실란 가교제 5.8
디부틸틴 디라우라에이트 촉매 0.1
비교 실시예 1 및 실시예 11에서의 조성물을 사용하여 라미네이트를 제조한다. 랩 전단(Lap Shear)을 오버랩 6.45cm2 및 두께 0.254cm의 라미네이트에 대해0.0847cm/초에서 측정한다. 조성물을 14일에 걸쳐 경화시키면서 랩 전단을 수 회 측정한다. 결과를 표 12에 기재하였다.
랩 전단 psi (MPa)
경화 시간 15분 1시간 2시간 24시간 72시간 7일 14일
실시예12 38(2.6) 47(3.2) 64(4.4) 72(5.0) 84(5.8) 150(10.3) 165(11.4)
비교 실시예 1 0(0) 0(0) 0(0) 6(0.4) 28(1.9) 148(10.2) 191(13.2)
열용융 접착제 조성물 및 열용융 접착제 조성물의 경화에 의해 제조된 열용융 접착제는 건설 분야 및 전자 분야에서 사용된다 열용융 접착제 조성물 및 열용융 접착제는 건설 분야, 예를 들면, 창 설비에서 사용될 수 있다. 열용융 접착제 조성물 및 열용융 접착제는 전자 분야, 예를 들면, 덮개 실 분야에 사용될 수 있다.
[상호참증]
본원은 전문이 본원 명세서에 참조로 인용되어 있는 미국 가특허원 제60/420,575호에 대하여 우선권을 주장한다.

Claims (16)

  1. 2중량% 미만의 실란올 성분을 갖고 화학식 R1 3SiO1/2로 표현되는 일관능성 단위(여기서, R1은 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 라디칼이다)와 화학식 SiO4/2로 표현되는 4관능성 단위를 포함하는 실리콘 수지(1),
    화학식 R2R3SiO의 2관능성 단위와 화학식 R4 aX'3-ASIG-의 말단 단위를 포함하는 오가노폴리실록산(2)(여기서, R2는 알콕시 그룹 또는 치환되지 않거나 치환된 1가 탄화수소 라디칼이고, R3는 치환되지 않거나 치환된 1가 탄화수소 라디칼이며, R4는 아미노알킬 또는 R1 그룹이고, X'는 가수분해성 그룹이며, G는 말단 단위의 규소 원자를 다른 규소 원자와 연결시키는 2가 그룹이고, a는 0 또는 1이다),
    실리콘 수지 및 오가노폴리실록산 100부 당 0.5 내지 15부의 실란 가교제(3) 및
    용매(4)를
    연속혼합장치에 공급하는 단계(A),
    연속혼합장치에서 화합물 1 내지 화합물 4의 혼합물을 제조하는 단계(B),
    혼합물의 비휘발 성분이 97중량% 이상이 될 때까지, 휘발 성분을 연속혼합장치에 있는 혼합물로부터 충분히 제거하는 단계(C), 및
    열용융 접착제 조성물을 회수하는 단계(D)를 포함하는,
    열용융 접착제 조성물의 연속제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 화합물 1 내지 화합물 4의 혼합물을 50 내지 250℃에서 제조하는, 열용융 접착제 조성물의 연속제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 휘발 성분을 제거한 후 실란 가교제를 혼합물에 첨가하는, 열용융 접착제 조성물의 연속제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 휘발 성분을 제거한 후 실란 가교제와 촉매를 혼합물에 첨가하는, 열용융 접착제 조성물의 연속제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 혼합물이 추가로 접착력 향상제(5)와 충전제(6)를 하나 이상 포함하는, 열용융 접착제 조성물의 연속제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 연속혼합장치가 압출기인, 열용융 접착제 조성물의 연속제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 압출기가 2축 압출기인, 열용융 접착제 조성물의 연속제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 휘발 성분의 제거를 돕기 위해 연속혼합장치를 진공상태로 되게 하는, 열용융 접착제 조성물의 연속제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 열용융 접착제 조성물의 점도가 120℃에서 200 내지 10,000poise인, 열용융 접착제 조성물의 연속제조방법.
  10. 제1항에 따라 제조된 열용융 접착제 조성물의 막을 첫번째 기재의 표면에 도포하는 단계(A),
    두번째 기재의 표면을 열용융 접착제 조성물의 막에 접촉시키는 단계(B),
    첫번째 기재와 두번째 기재를 함께 압착하는 단계(C),
    열용융 접착제 조성물을 수분에 노출시켜 열용융 접착제 조성물을 경화시키고 라미네이트를 제조하는 단계(D)를 포함하는,
    라미네이트의 제조방법.
  11. 제1항에 따라 제조된 열용융 접착제 조성물의 박막을 제조하는 단계(A),
    열용융 접착제 조성물을 수분에 노출시켜 열용융 접착제 조성물을 경화시켜 경화된 막을 형성시키는 단계(B),
    경화된 막을 첫번째 기재의 표면에 도포하는 단계(C),
    두번째 기재의 표면을 경화된 막과 접촉시키는 단계(D),
    첫번째 기재와 두번째 기재를 함께 압착하여 라미네이트를 제조하는 단계(E)를 포함하는,
    라미네이트의 제조방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 첫번째 기재와 두번째 기재가 각각 독립적으로 유리, 금속, 세라믹 물질, 플라스틱 및 셀룰로오스계 기재로부터 선택된, 라미네이트의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 첫번째 기재와 두번째 기재가 동일한, 라미네이트의 제조방법.
  14. 제1항의 방법에 의해 제조된 열용융 접착제 조성물.
  15. 제10항 또는 제11항의 방법에 의해 제조된 라미네이트.
  16. 건축 산업 분야 또는 전자 산업 분야에서의, 제14항의 열용융 접착제 조성물의 용도.
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