KR20110059419A - 개스킷 조성물 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 아크릴레이트 단량체 및 개시제를 포함하고 경화 가능한 개스킷 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 이러한 개스킷 조성물은 성형 및 작업성이 우수하고, 휘발 물질의 발생이 적으며, 기계적 물성이 뛰어나다.
개스킷, 디메틸 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트 폴리올, 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 아크릴레이트 단량체, 개시제
Description
본 발명은 개스킷 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 성형 및 작업성이 우수하고, 휘발 물질의 발생이 적으며, 기계적 물성이 뛰어난 개스킷 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
컴퓨터, 전기계산 등의 하드디스크 유닛은 밀폐용기 내에 자기디스크를 회전시키면서, 자기헤드로부터 정보의 기록 및 판독을 행하는데, 자기 헤드와 자기디스크의 간격은 매우 좁고, 밀폐 용기 내에 먼지가 들어가면 자기 헤드나 자기디스크가 파손되어, 데이터가 분실될 우려가 있다.
이러한 자기 헤드나 자기디스크의 파손을 방지하고, 하드디스크의 기본 역할을 수행하기 위해서는, 밀폐 용기 내에서 일정한 간격을 유지하면서 외부로부터의 이물질의 혼입을 방지하는 일이 같이 수행되어야 한다. 이를 위하여, 밀폐 용기 본체와 방진커버 사이에 발포폴리우레탄 또는 발포클로로프렌고무 등의 고분자 탄성체를 고리형상으로 성형 가공한 개스킷이 사용되고 있다.
그러나, 이러한 개스킷을 하드드스크에 적용하기 위해서는 여러 단계의 복잡 한 공정을 거쳐야 할 뿐만 아니라, 상기 고분자 탄성체에 함유되는 발포안정제의 실리콘 오일이나 접착제가 기화하여 자기헤드 또는 디스크면에 응집됨에 따라, 장니 내부의 오염 및 장치의 오작동을 발생시키는 문제점이 있다.
자기하드디스크용 개스킷으로 클로로프렌고무 또는 부틸고무를 금속기판 등에 몰드 성형한 것을 사용하는 방법이 제안되었다. 그러나, 이러한 방법에 의하면, 금형을 사용해서 성형하여야 하며, 성형품에 트리밍(trimming) 작업을 적용하여야 한다. 이러한 트리밍 작업은 복잡한 과정을 요구할 뿐만 아니라, 트리밍이 불충분하면 개스킷으로부터 먼지가 발생하여, 자기하드디스크드라이브의 파손원인이 된다. 그리고, 방진커버의 소정위치에 액형상의 실리콘고무재료를 도포한 후 경화하여 자기하드디스크개스킷을 형성하는 방법이 제안되었으나, 실리콘 고무재료로부터 미경화된 저분자량의 실록산이 증발하여 자기헤드나 자기디스크면에 응집하는 문제점이 있다. 이러한 방법들의 문제점을 해결하기 위한 다양한 방법이 제시되었으나, 개선된 방법에 의해서도 잔류화합물의 기화에 의한 오염문제는 여전히 해결되지 않았다.
이에 따라, 성형 및 장착이 용이하고, 사용하는 재료의 손실이 적으면서, 개스킷으로부터 발생하는 휘발물질로 인한 정밀기기 내부의 오염 및 기기의 오작동을 방지할 수 있는 개스킷이 요구되고 있다.
본 발명은 성형 및 작업성이 우수하고, 휘발 물질의 발생이 적으며, 기계적 물성이 뛰어난 개스킷 조성물 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 중량평균분자량 500 내지 6000의 디메틸 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트 폴리올 (Dimethyl 1,4-Cyclohexanedicarboxylate polyol), 디이소시아네이트(diisocyanate) 화합물 및 하이드록시(hydroxyl)기를 포함하는 메타크릴레이트 화합물의 축합체인 우레탄 아크릴레이트 올리고머; 아크릴레이트 단량체; 및 개시제를 포함하고, 경화 가능한 개스킷 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 중량평균분자량 500 내지 6000의 디메틸 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트 폴리올 (Dimethyl 1,4-Cyclohexanedicarboxylate polyol)과 아크릴레이트 단량체를 혼합하는 단계; 상기 혼합물에 디이소시아네이트(diisocyanate) 화합물을 첨가하여 우레탄 올리고머를 형성하는 단계; 상기 우레탄 올리고머에 하이드록시(hydroxyl)기를 포함하는 메타크릴레이트 화합물을 첨가하여 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 형성하는 단계; 및 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머에 광개시제를 첨가하는 단계를 포함하는 개스킷 조성물의 제조 방법을 제공한다.
이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 개스킷 조성물 및 이의 제조 방법에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
발명의 일 구현예에 따르면, 중량평균분자량 500 내지 6000의 디메틸 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트 (Dimethyl 1,4-Cyclohexanedicarboxylate, DMCD) 폴리올, 디이소시아네이트(diisocyanate) 화합물 및 하이드록시(hydroxyl)기를 포함하는 메타크릴레이트 화합물의 축합체인 우레탄 아크릴레이트 올리고머; 아크릴레이트 단량체; 및 개시제를 포함하고, 경화 가능한 개스킷 조성물이 제공될 수 있다.
본 발명자들은, 중량평균분자량 500 내지 6000의 DMCD 폴리올, 디이소시아네이트 화합물 및 하이드록시기를 포함하는 메타크릴레이트 화합물의 축합체인 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 적용한 개스킷 조성물은 성형 및 작업성이 우수하고, 휘발 물질의 발생이 적으며, 기계적 물성이 뛰어나다는 것을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다. 이에 따라, 발명의 일 예의 개스킷 조성물은 별 다른 공정의 추가 없이도 직접 성형이 가능하며, 자동화 로봇 등의 기계를 이용하여 적용하고자 하는 부분에 용이하게 직접 도포 및 성형을 할 수 있다. 또한, 이러한 개스킷 조성물은 금속 기판 등의 적용 부위에 대하여 높은 접착성을 나타내어, 추가적인 접착제 처리 공정이나 프라이머 처리 공정이 필요 없으며, 적용 부위에서 분리 시에는 일괄적인 분리가 가능하여 재작업시의 효율성도 높일 수 있다. 그리고, 발명의 일 예의 개스킷 조성물은 200ppm미만, 바람직하게는 100ppm미만의 outgas만을 발생하고, 압축영구변형율이 우수하여 뛰어난 실링성(sealing property) 나타내므로, 하드디스크 등의 정밀 기기에 적용하기에 적합하다.
발명의 일 구현예의 개스킷 조성물은, 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머 50 내지 90 중량%; 아크릴레이트 단량체 9 내지 45 중량%; 및 개시제 1 내지 5중 량%를 포함할 수 있다.
한편, 상기 중량평균분자량 500 내지 6000의 DMCD 폴리올은 디메틸1,4-씨클로헥산디카르복실레이트와 지방족 다이올(diol)의 축합체를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 중량평균분자량 500 내지 6000의 DMCD 폴리올은 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트과 지방족 다이올(diol)의 축합 반응에 의하여 형성될 수 있다. 상기 지방족 다이올로는 1,3-프로필렌글리콜, 1,4-부타디올, 1,6-헥산디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 네오펜틸 글리콜, 1, 3-부타디올, 에틸렌 글리콜 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 1,3-프로필렌글리콜을 사용할 수 있다. 이러한 중량평균분자량 500 내지 6000의 DMCD 폴리올은 50 내지200mgKOH/g의 수산기값을 갖을 수 있으며, 수분 함량이 0.3% 이하일 수 있다.
상기 디이소시아네이트 화합물은 상기 중량평균분자량 500 내지 6000의 DMCD 폴리올 100중량부에 대하여 5 내지 50 중량부, 바람직하게는 10 내지 30중량부로 사용될 수 있다. 상기 디이소시아네이트 화합물이 5 중량부 미만으로 포함되는 경우 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 분자량이 충분히 커지지 않아 원하는 점도를 얻을 수 없고, 50 중량부 초과로 포함되는 경우 전체 우레탄 아크릴레이트 올리고머에서 DMCD 폴리올이 차지하는 양이 낮아져서, 합성된 최종 제품이 적절한 표면 특성 또는 경도 등의 물성을 갖지 못하게 된다.
상기 디이소시아네이트 화합물의 구체적인 예로는, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-톨루엔디이소시아네이트, 1,3-크실렌디이소시아네이트, 1,4-크실렌디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, m-페닐렌디이소시아네이트, P-페닐 렌디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 4.4'-비스페닐렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 아이소포론디이소시아네이트, 수첨화 디페닐메탄디이소시아네이트 또는 이들의 혼합물 등이 있다.
상기 하이드록시(hydroxyl)기를 포함하는 메타크릴레이트는 상기 중량평균분자량 500 내지 6000의 DMCD 폴리올 100중량부에 대하여 5 내지 50 중량부, 바람직하게는 5내지 30중량부로 사용될 수 있다. 이러한 하이드록시(hydroxyl)기를 포함하는 메타크릴레이트가 5 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 우레탄 말단기가 충분히 아크릴레이트화 되지 못하여 활성화 에너지를 적용하여도 경화가 잘 일어나지 않으며, 최종제품의 물성이 저하될 수 있다. 또한, 50 중량부 초과로 포함되는 경우에는 말단기를 아크릴레이트화 하고 남는 잔류 화합물의 양이 커져서 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 점도 또는 경도 표면tack 등의 물성이 저하될 수 있다.
상기 하이드록시(hydroxyl)기를 포함하는 메타크릴레이트의 구체적인 예로는, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시프로필 메타크릴레이트, 2-하이드록시부틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시-3-페닐옥시프로필 메타크릴레이트, 1,4-부탄디올모노 메타크릴레이트, 2-하이드록시 알킬메타크릴로일포스페이트, 4-하이드록시싸이클로헥실 메타크릴레이트, 1,6-헥산디올모노 메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜 모노메타크릴레이트, 트리메칠올프로판 디메타크릴레이트, 트리메칠올에탄 디메타크릴레이트 또는 이들의 혼합물 등이 있다.
한편, 상기 아크릴레이트 단량체는 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 용매로써 작용할 뿐만 아니라, 활성에너지에 의한 경화 속도 조절, 경화 후 경도, 기재의 접착성 조절 및 기계적 물성의 특성을 개량하는 역할을 할 수 있다. 이러한 아크릴레이트 단량체의 구체적인 예로, 베타 카르복시에틸 아크릴레이트, 아이소보닐 아크릴레이트, 옥틸데실 아크릴레이트, 옥시에틸레이티드 페놀 아크릴레이트, 2-페녹시에틸 아크릴레이트, 디프로필린 글라이콜 디아크릴레이트, 1,6-헥세인다이올 디아크릴레이트, 네오펜티 글라이콜 프로폭실레이트 디아크릴레이트, 트리프로필린 글라이콜 디아크릴레이트, 비스페놀에이 에톡실레이트 디아크릴레이트, 아크릴레이티드 디펜타에리트리톨, 프로폭실레이티드 글라이콜 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리테트라아크릴레이트, 트리메틸로프로페인 에톡시 트리아크릴레이트, 트리메틸로프로페인 트리아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디메타아크릴레이트 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
한편, 발명의 일 구현예의 개스킷 조성물은 활성화 에너지를 이용하여 경화될 수 있다. 상기 활성화 에너지는 자외선과 전자선, α선, β선 및 γ선의 전리성 방사선 등을 포함하며, 자외선이 적용하는 것이 바람직하다. 적용 가능한 자외선원으로 크세논램프, 저온수은증, 고압수은등 또는 초고압수은등 등이 있으며, 이러한 자외선원은 질소가스, 탄산가스 등의 불활성가스 조건 또는 저농도의 산소 가스 조건에서 바람직하나, 일반적인 대기 조건에서도 적용 가능하다. 또한, 경화 과정에서는 열을 이용하여 가온할 수 있으며, 10 내지 200℃ 범위에서 활성화 에너지가 조사되는 것이 일반적이다.
상기 개시제는 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-하이드록시-사이클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-1[4-(메틸사이오)페닐]-2-모르폴리노-프로판-1-온, 2-하이드 록시-2-메틸-1-페닐-프로파논, 메틸 벤졸포메이트, 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스파인 옥사이드, 벤조페논, 이소프로필 티옥잔톤, 4-페닐-벤조페논 또는 이들의 혼합물의 광개시제를 포함할 수 있다.
한편, 발명의 일 구현예의 개스킷 조성물은 물성을 향상시키기 위하여 산화 방지제, 광안정제, 가소제, 커플링제, 평활제 및 계면활성제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이러한 첨가제의 구체적인 예로, 부틸레이트 하이드록시톨루엔(BHT), 2,2-메틸렌-비스 (4-메틸-6-tert-부틸 페놀)[2,2,Methylene-bis (4-Methyl-6-t-butylphenol), BPH], 또는 부틸레이트 하이드로시아니솔(BHA) 등의 산화 방지제, 벤조페논계, 벤조트리아졸계 또는 켄처 등의 광안정제, 트리스 (2-부톡시 에틸) 포스페이트, 다이페닐 크레질 포스페이트(diphenyl cresyl phosphate) 또는 알킬 황산 페닐 에스터(alkyl sulfonic acid phenyl ester) 등의 가소제, 실란계, 티타네이트 또는 지르코네이트계 등의 커플링제, 지방산 아미드계, 등의 평활제 및 디알킬디메칠암모늄염, 알킬 베테인 또는 알킬황산에스테르염 등의 계면활성제를 들 수 있다.
후술하는 실험예에서 확인되는 바와 같이, 발명의 일 구현예에 따른 개스킷 조성물은 JIS K 6301법에 따라 측정된 경도가 Shore A 20 내지 60, 바람직하게는 40 내지 60의 경도를 갖기 때문에, 밀폐용기내에서 일정한 간격을 유지하기에 유리하다. 또한, 상기 개스킷 조성물은 ASTM D3574 법에 따른 압축영구 변형율이 5%이하, 바람직하게는 3%이하여서 일정 압력 조건하에서도 이물질의 혼입을 방지하기에 적합하다. 그리고, 상기 개스킷 조성물은 200ppm이하, 바람직하게는 100ppm이하, 보다 바람직하게는 50ppm이하의 아웃가스(outgas)를 발생하여 정밀기기 내부의 오염에 따른 기기의 부품의 성능 저하를 최소화할 수 있다.
발명의 다른 구현예에 따라, 중량평균분자량 500 내지 6000의 디메틸 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트 폴리올 (Dimethyl 1,4-Cyclohexanedicarboxylate polyol)과 아크릴레이트 단량체를 혼합하는 단계; 상기 혼합물에 디이소시아네이트(diisocyanate) 화합물을 첨가하여 우레탄 올리고머를 형성하는 단계; 상기 우레탄 올리고머에 하이드록시(hydroxyl)기를 포함하는 메타크릴레이트 화합물 첨가하여 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 형성하는 단계; 및 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머에 광개시제를 첨가하는 단계를 포함하는 개스킷 조성물의 제조 방법이 제공될 수 있다.
본 발명자들의 실험 결과, 중량평균분자량 500 내지 6000의 디메틸 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트 폴리올로부터 형성된 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 사용하여 제조된 개스킷 조성물은 성형 및 작업성이 우수하고, 휘발 물질의 발생이 적으며, 기계적 물성이 뛰어나다는 것을 확인되었다.
한편, 발명의 일 예의 개스킷 조성물의 제조 방법은, 디메틸 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트에 지방족 다이올(diol)을 첨가하여 상기 중량평균분자량 500 내지 6000의 디메틸 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트 폴리올을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 디메틸 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트 폴리올은 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트과 지방족 다이올(diol)의 축합 반응에 의하여 형성될 수 있다. 상기 지방족 다이올(diol)에 관하여는 이미 상술하였는 바, 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 이러한 DMCD의 형성단계는 200 내지 300℃까지 승온시키면서 5 내지 10시간 동안 이루어질 수 있다.
상기 아크릴레이트 단량체는 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머 형성 단계에 참여를 하지 않기 때문에 합성 반응 마지막에 첨가하는 것이 가능하나, 반응 초기에 상기 디메틸 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트 폴리올와 혼합하여 반응시키는 것이 바람직하다. 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 형성 반응이 진행되는 동안에는 점도 상승이 현저하고, 교반 및 혼합 과정의 적용이 어렵기 때문에, 반응 초기에 아크릴레이트 단량체를 첨가하여 우레탄 아크릴레이트 올리고머화 반응의 용매로서 작용하도록 하여 반응이 원활하게 진행할 수 있게 한다. 이러한 아크릴레이트 단량체의 작용, 구체적인 예, 함량 등에 대해서는 이미 상술하였는 바, 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
상기 아크릴레이트 단량체와 혼합된 중량평균분자량 500 내지 6000의 디메틸 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트 폴리올은 디이소시아네이트(diisocyanate) 화합물과 반응하여 우레탄 올리고머를 형성할 수 있다. 이 때, 상기 디이소시아네이트 화합물과 중량평균분자량 500 내지 6000의 디메틸 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트 폴리올의 NCO/OH 당량비가 1.01 내지 2.00일 수 있다. 그리고, 이러한 우레탄 올리고머 형성단계는 1 내지 5시간 동안 이루어질 수 있다. 적용 가능한 디이소시아네이트 화합물의 구체적인 예, 함량비 등에 대하여는 이미 상술하였는 바, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 형성하는 단계는 상기 우레탄 올리고머 말단의 이소시아네이트기와 상기 하이드록시(hydroxyl)기를 포함하는 메타크릴레이트 화합물이 반응하는 단계를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 우레탄 올리고머 말단의 이소시아네이트기와 하이드록시기를 포함하는 메타크릴레이트 화합물의 NCO/OH 당량비가 0.1 내지 0.9일 수 있다. 그리고, 이러한 우레탄 아크릴레이트 올리고머 형성단계는 1 내지 5시간 동안 이루어질 수 있다. 상기 하이드록시(hydroxyl)기를 포함하는 메타크릴레이트의 구체적인 예, 함량비에 대하여는 이미 상술하였는 바, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 형성하는 단계는 산화안정제를 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 산화안정제는 상기 하이드록시(hydroxyl)기를 포함하는 메타크릴레이트 화합물과 함께 우레탄 올리고머의 용액에 투입될 수 있다. 이러한 산화안정제의 구체적인 예로는 부틸레이트 하이드록시톨루엔(BHT), 2,2 메틸렌 비스 4 메틸 6 터트 부틸페놀(BPH), 또는 부틸레이트 하이드로시아니솔(BHA) 등이 있으며, 시판 제품인 ciba@irganox 1010을 사용할 수 있다.
한편, 발명의 일 구현예의 제조 방법에서는 활성화 에너지를 이용하여 상기 조성물을 경화하는 단계를 더 포함할 수 있는데, 적용 가능한 활성화 에너지, 광원, 경화 조건 등은 상술한 바와 같다.
또한, 발명의 일 구현예의 제조 방법에서는 산화 방지제, 광안정제, 가소제, 커플링제, 열중합저해제, 평활제 및 계면활성제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있는데, 이러한 첨가제의 구체적인 예는 상술한 바와 같다.
본 발명에 따르면, 성형 및 작업성이 우수하고, 휘발 물질의 발생이 적으며, 기계적 물성이 뛰어난 개스킷 조성물 및 이의 제조 방법을 제공될 수 있다.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<
실시예
:
개스킷
조성물의 제조>
실시예1
1.
DMCD
폴리올의
제조
교반기, 온도계 및 콘덴서가 부착된 4구 2000 ml 둥근 플라스크에, 디메틸시클로헥산디카르복실레이트 1,084 g, 1,3-프로필렌글리콜 476 g, 트리메틸올프로판 42 g 및 촉매로서 테트라부틸티타네이트 0.3 g을 투입하고, 250℃까지 천천히 승온시키면서 약 8시간 동안 반응을 수행하였다.
반응 완료 후, 질소 기류 하에서 과잉의 1,3-프로필렌글리콜을 제거하고, 수산기값이 100mgKOH/g이고 수분 함량이 0.1% 이하인 DMCD 폴리올을 얻었다. 이때, 상기 수분은 칼 피셔(Karl Fischer)법으로 측정하였으며, 수산기값은 ASTM D4274에 따라 측정하였다.
2.
개스캣
조성물의 제조
질소개스 도입관, 교반기, 온도계 및 콘덴서가 부착된 4구 플라스크에 상기에서 제조된 DMCD 폴리올 250 g, 옥틸데실 아크릴레이트 30 g, 1,6 헥세인다이올 디아크릴레이트 50 g을 투입하고, 교반하여 70℃까지 승온하였다.
승온 과정 종료 후, 상기 4구 플라스크에 2,4-톨루엔디이소시아네이트 35 g을 투입하고 2시간 동안 반응 시켜 우레탄 올리고머를 형성하였다.
이 후, 2-하이드록시프로필 메타크릴레이트 25.5 g 및 산화안정제 (제품명 ciba @ irganox 1010) 0.7 g을 상기 우레탄 올리고머의 용액에 투입하고 2시간 동안 반응 시켜, 말단이 아크릴레이트로 치환된 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 얻었다.
그리고, 이러한 우레탄 아크릴레이트 올리고머에 광개시제인 1-하이드록시-사이클로헥실페닐케톤 6.2 g 및 벤조페논 6.2 g을 투입하였다.
실시예2
상기 옥틸데실 아크릴레이트 30 g 및 1,6 헥세인 다이올 디아크릴레이트 50 g 대신에 아이소보닐 아크릴레이트 80 g을 적용한 것을 제외하고는, 실시예1과 동일한 방법으로 개스킷 조성물을 제조하였다.
실시예3
상기 옥틸데실 아크릴레이트 30 g 및 1,6 헥세인 다이올 디아크릴레이트 50 g 대신에 옥틸데실 아크릴레이트 100 g을 적용한 것을 제외하고는, 실시예1과 동일한 방법으로 개스킷 조성물을 제조하였다.
<
비교예
:
개스킷
조성물의 제조>
비교예1
1. 에스테르계
폴리올의
제조
교반기, 온도계 및 콘덴서가 부착된 4구 2000 ml 둥근 플라스크에, 아디픽산 713 g, 1,4-부탄디올 193 g, 디에틸렌글리콜 170 g, 에틸렌글리콜 200 g 및 촉매로서 옥토산 주석(Stannous octoate, T9) 0.02 g을 투입하고, 220℃까지 천천히 승온시키면서 약 8시간 동안 반응을 수행하였다.
반응 완료 후, 진공펌프로 50 mmHg까지 감압하여, 과잉의 에틸렌글리콜을 제거하고, 수산기값이 48 mgKOH/g이고 수분 함량이 0.1% 이하인 에스테르계 폴리올을 얻었다. 여기서, 상기 수분은 칼 피셔(Karl Fischer)법으로 측정하였으며, 수산기값은 ASTM D4274에 따라 측정하였다.
2.
개스킷
조성물의 제조
질소개스 도입관, 교반기, 온도계 및 콘덴서가 부착된 4구 플라스크에 상기 제조된 에스테르계 폴리올 250 g 및 테트라에틸렌글리콜 디메타아크릴레이트 58 g을 투입하고, 교반하여 70℃까지 승온하였다.
승온 후, 2,4-톨루엔디이소시아네이트 32.4 g을 투입하고 2시간 동안 반응시 켰다. 이후, 2-하이드록시프로필메타크릴레이트 30 g 및 산화안정제 (제품명 ciba @ irganox 1010) 0.7 g을 투입하고 2시간 동안 반응시켜 말단이 아크릴레이트로 치환된 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 얻었다.
그리고, 이러한 우레탄 아크릴레이트 올리고머에 광개시제로 1-하이드록시-사이클로헥실페닐케톤 12 g 투입하였다.
비교예2
1. 에스테르계
폴리올의
제조
교반기, 온도계 및 콘덴서가 부착된 4구 2000 ml 둥근 플라스크에, 아디픽산 700 g, 1,4-부탄디올 619 g 및 촉매로서 옥토산 주석(Stannous octoate, T9) 0.02 g을 투입하고, 220℃까지 천천히 승온시키면서 약 8시간 동안 반응을 수행하였다.
반응 완료 후, 진공펌프로 50 mmHg까지 감압하여, 과잉의 1,4-부탄디올을 제거하고, 수산기값이 56 mgKOH/g이고 수분 함량이 0.1% 이하인 에스테르계 폴리올을 얻었다. 여기서, 상기 수분은 칼 피셔(Karl Fischer)법으로 측정하였으며, 수산기값은 ASTM D4274에 따라 측정하였다
2.
개스킷
조성물의 제조
질소개스 도입관, 교반기, 온도계 및 콘덴서가 부착된 4구 플라스크에 상기 제조된 에스테르계 폴리올 250 g, 옥틸데실 아크릴레이트 30 g, 1,6 헥세인다이올 디아크릴레이트 50 g을 투입하고, 교반하여 70℃까지 승온하였다.
승온 후, 2,4-톨루엔디이소시아네이트 35 g을 투입하고 2시간 동안 반응시켰다. 이 후, 2-하이드록시프로필메타크릴레이트 25.5 g, 산화안정제 (제품명 ciba @ irganox 1010) 0.7 g을 투입하고 2시간 동안 반응 시켜 말단이 아크릴레이트로 치환된 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 얻었다.
그리고, 이러한 우레탄 아크릴레이트 올리고머에 광개시제로 1-하이드록시-사이클로헥실페닐케톤 6.2 g 및 벤조페논 6.2 g을 투입하였다.
<
제조예
>
제조예1
:
개스킷
시트
경화기의 유리판 위에 투명한 PET 커버 필름을 덮고 진공 조건을 적용하여 주름을 없앤 후, 스폰지 테이프로 적당한 크기의 틀을 만들었다. 그리고, 상기 실시예 1내지 3 및 비교예 1내지2에서 제조한 개스킷 조성물에서 버블을 제거하고, 상기 틀에 부어 2㎜의 두께가 되도록 하였다.
상기 틀에 부어진 개스킷 조성물 위에 폴리에스터 베이스 필름을 덮고 두께가 일정해 지도록 천천히 퍼뜨린 후, 약 1.0J/㎠으로 30 초간 UV를 조사하여 개스킷 시트를 제조하였다.
제조예2
:
개스킷
커버
디스펜서 장비를 이용하여 하드디스크 커버에 폭 1mm, 높이 1.5mm 로 상기 실시예 1내지 3 및 비교예 1내지2에서 제조한 개스킷 조성물을 도포한 후, 약 1.0J/㎠으로 30 초간 UV를 조사하여 개스킷 커버를 얻었다.
<
실험예
>
실험예1
: 경도 측정
JIS K 6301 법에 따라 shore A 듀로미터(durometer)를 사용하여 경도를 측정하였다.
실험예2
: 아웃가스(
outgas
)발생 측정
상기 제조예1에서 제조된 시트 형태의 샘플을 0.2g취하여 밀봉 바이알에 밀봉하고, 바이알의 Headspace부분을 85℃로 180분간 가열 후 GC/MS 분석하였다.
실험예3
:
압축영구
변형율
측정
제조예 1에서 제조된 시트의 압축영구 변형율을 ASTM D3574 법에 따라 측정하였다.
실험예4
: 성형성
제조예 2에서, 디스펜서 장비를 이용하여 개스킷 조성물을 하드디스크 커버에 도포 후 원액의 흘러내림 정도를 측정하였다. (양호 : O 나쁨 : X )
상기 실험예 1내지4의 결과를 하기 표1에 나타내었다.
[표1] 실험예 1 내지 4의 결과
| 실시예 | 비교예 | ||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | |
| 경도 (Shore A) | 50 | 45 | 45 | 70 | 70 |
| Outgas(ppm) | 15 | 32 | 48 | 340 | 580 |
| 압축영구 변형률 | 1.2% | 1.5% | 1.6% | 12% | 14% |
| 성형성 | O | X | |||
상기 결과에서 확인되는 바와 같이, 발명의 일 구현예에 따른 개스킷 조성물은 JIS K 6301법에 따라 측정된 경도가 Shore A 20 내지 60 이여서 밀폐용기 내에서 일정한 간격을 유지하기에 유리하며, ASTM D3574 법에 따른 압축영구 변형율이 5%이하로서 일정 압력 조건하에서도 이물질의 혼입을 방지하기에 적합할 뿐만 아니라, 200ppm이하(보다 적절하게는 100ppm이하)의 아웃가스(outgas)를 발생하여 정밀기기 내부의 오염에 따른 기기의 부품의 성능 저하를 최소화할 수 있다.
Claims (16)
- 중량평균분자량 500 내지 6000의 디메틸 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트 폴리올 (Dimethyl 1,4-Cyclohexanedicarboxylate polyol), 디이소시아네이트(diisocyanate) 화합물 및 하이드록시(hydroxyl)기를 포함하는 메타크릴레이트 화합물의 축합체인 우레탄 아크릴레이트 올리고머;아크릴레이트 단량체; 및개시제를 포함하고,경화 가능한 개스킷 조성물.
- 제1항에 있어서,상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머 50 내지 90 중량%;상기 아크릴레이트 단량체 9 내지 45 중량%;개시제 1 내지 5중량%를 포함하는 개스킷 조성물.
- 제1항에 있어서,상기 중량평균분자량 500 내지 6000의 디메틸 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트 폴리올은 디메틸 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트와 지방족 다이올(diol)의 축합체를 포함하는 개스킷 조성물.
- 제1항에 있어서,상기 중량평균분자량 500 내지 6000의 디메틸 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트 폴리올 100중량부에 대하여 상기 디이소시아네이트(diisocyanate) 화합물을 5 내지 50 중량부로 사용하는 개스킷 조성물.
- 제1항에 있어서,상기 중량평균분자량 500 내지 6000의 디메틸 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트 폴리올 100중량부에 대하여 상기 하이드록시(hydroxyl)기를 포함하는 메타크릴레이트를 5 내지 50 중량부로 사용하는 개스킷 조성물.
- 제1항에 있어서,상기 경화는 활성화 에너지를 조사하여 이루어지는 개스킷 조성물.
- 제1항에 있어서,상기 개시제는 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-하이드록시-사이클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-1[4-(메틸사이오)페닐]-2-모르폴리노-프로판-1-온, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로파논, 메틸 벤졸포메이트, 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스파인 옥사이드, 벤조페논, 이소프로필 티옥잔톤 및 4-페닐-벤조페논으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 광개시제를 포함하는 개스킷 조성물.
- 제1항에 있어서,Shore A 20 내지 60의 경도를 갖는 개스킷 조성물.
- 제1항에 있어서,아웃가스(outgas)발생율이 200ppm이하인 가스캣 조성물.
- 제1항에 있어서,ASTM D3574 법에 따른 압축영구 변형율이 5%이하인 가스캣 조성물.
- 중량평균분자량 500 내지 6000의 디메틸 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트 폴리올 (Dimethyl 1,4-Cyclohexanedicarboxylate polyol)과 아크릴레이트 단량체를 혼합하는 단계;상기 혼합물에 디이소시아네이트(diisocyanate) 화합물을 첨가하여 우레탄 올리고머를 형성하는 단계;상기 우레탄 올리고머에 하이드록시(hydroxyl)기를 포함하는 메타크릴레이트 화합물 첨가하여 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 형성하는 단계; 및상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머에 광개시제를 첨가하는 단계를 포함하는 개스킷 조성물의 제조 방법.
- 제11항에 있어서,디메틸 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트에 지방족 다이올(diol)을 첨가하여 상기 중량평균분자량 500 내지 6000의 디메틸 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트 폴리올을 형성하는 단계를 더 포함하는 개스킷 조성물의 제조 방법.
- 제11항에 있어서,상기 디이소시아네이트 화합물과 중량평균분자량 500 내지 6000의 디메틸 1,4-씨클로헥산디카르복실레이트 폴리올의 NCO/OH 당량비가 1.01 내지 2.00인 개스킷 조성물의 제조 방법.
- 제11항에 있어서,상기 우레탄 올리고머 말단의 이소시아네이트기와 하이드록시(hydroxyl)기를 포함하는 메타크릴레이트 화합물의 NCO/OH 당량비가 0.1 내지 0.9인 개스킷 조성물의 제조 방법.
- 제11항에 있어서,상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 형성하는 단계는 산화안정제를 첨가하는 단계를 더 포함하는 개스킷 조성물의 제조 방법.
- 제11항에 있어서,활성화 에너지를 이용하여 상기 조성물을 경화하는 단계를 더 포함하는 개스 킷 조성물의 제조 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090116144A KR20110059419A (ko) | 2009-11-27 | 2009-11-27 | 개스킷 조성물 및 이의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090116144A KR20110059419A (ko) | 2009-11-27 | 2009-11-27 | 개스킷 조성물 및 이의 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110059419A true KR20110059419A (ko) | 2011-06-02 |
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ID=44394569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020090116144A KR20110059419A (ko) | 2009-11-27 | 2009-11-27 | 개스킷 조성물 및 이의 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20110059419A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9181428B2 (en) | 2011-09-30 | 2015-11-10 | Dow Global Technologies Llc | Compression set property in silylated polymers |
-
2009
- 2009-11-27 KR KR1020090116144A patent/KR20110059419A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9181428B2 (en) | 2011-09-30 | 2015-11-10 | Dow Global Technologies Llc | Compression set property in silylated polymers |
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