KR20110125408A - 광택 및 상용성이 개선된 실리콘 엘라스토머 제조용 경화성 조성물, 그의 제조방법 및 그로부터 제조된 실리콘 엘라스토머 - Google Patents

광택 및 상용성이 개선된 실리콘 엘라스토머 제조용 경화성 조성물, 그의 제조방법 및 그로부터 제조된 실리콘 엘라스토머 Download PDF

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신경훈
이정경
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Abstract

본 발명은 광택 및 유기물과의 상용성을 개선시키고 친수성을 부여하여 자체 유화가능한 화합물로 비닐 또는 알릴을 함유한 글리콜 유기화합물의 특정 혼합물과 ≡Si-H, 페닐기 함유 폴리실록산을 백금 촉매 및 희석제와 함께 혼합하여 가교결합시킴으로써 수득되는 엘라스토머와 이를 희석제와 혼합하여 전단력을 가해 수득된 페이스트에 관한 것이다. 상기 페이스트는 신체보호제품 및 화장품 조성물을 형성하는데 사용하기에 적합하다.

Description

광택 및 상용성이 개선된 실리콘 엘라스토머 제조용 경화성 조성물, 그의 제조방법 및 그로부터 제조된 실리콘 엘라스토머{CURABLE COMPOSITION HAVING IMPROVED GLOSS AND COMPATIBILITY FOR PREPARING SILICON ELASTOMER, PROCESS FOR THE PREPARATION THEREOF AND SILICONE ELASTOMER PREPARED THEREFROM}
본 발명은 신체 보호 제품, 화장품 등에 적용될 수 있는 실리콘 엘라스토머 및 페이스트에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 광택 및 유기물과의 상용성이 우수하고 친수성을 부여함으로써 자체 유화될 수 있게 한 비닐 또는 알릴 함유 글리콜 유기화합물들의 특정 혼합물 및, ≡Si-H 및 페닐기 함유 폴리실록산을 포함하는, 실리콘 엘라스토머 제조용 부가-경화성 조성물, 그의 제조방법 및 그로부터 제조된 실리콘 엘라스토머에 관한 것이다. 일반적으로, 페이스트는 피부에 투명성, 칙소성(thixotropy), 퍼짐성과 같은 특성을 부여할 목적으로 화장품 및 신체보호제품에 널리 사용되고 있다.
종래, 실리콘 엘라스토머는 ≡Si-H 함유 폴리실록산을 ≡Si-비닐 함유 폴리실록산, 디엔, 디인 또는 엔-인 화합물과 희석제의 존재하에서 가교결합시킴으로써 수득한 것이 알려져 있다. 가교결합은 3차원 네트워크 중의 중합체 스트랜드의 접합부이며, 상기 가교결합은 백금 촉매 존재하의 하이드로실릴화 반응을 통해서 네트워크를 형성시킨다.
이러한 메커니즘은, (1) 부산물이 전혀 형성되지 않는 부가반응이라는 점, (2) 가교결합의 위치 및 네트워크의 구조가 정확하게 규정될 수 있다는 점, (3) 실온에서도 하이드로실릴화 반응이 진행되어 네트워크를 형성할 수 있다는 점을 특징으로 한다.
미국특허 제5,654,362호는, (A) 화학식
Figure pat00001
의 ≡Si-H 함유 폴리실록산 및 화학식
Figure pat00002
또는
Figure pat00003
의 ≡Si-H 함유 폴리실록산(여기서, R, R' 및 R"는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고 a, b 및 c는 서로 독립적으로 0 내지 250이다.), (B) 화학식
Figure pat00004
의 불포화 탄화수소(여기서, x는 1 내지 20이다.)로서 α,ω-디엔을 포함하는 실리콘 엘라스토머의 제조방법을 개시하고 있으며, 상기 제조방법은 당 반응을, 백금 촉매 및 (C)(i) 유기 화합물, (ii) 규소원자 함유 화합물, (iii) 유기 화합물의 혼합물, (ⅳ) 규소원자 함유 화합물의 혼합물 및 (ⅴ) 유기 화합물과 규소원자 함유 화합물의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 용매의 존재하에서 수행하되, 상기 당 반응을, ≡Si-H 교차 이중결합을 α,ω-디엔에 첨가하고 가교결합시킴으로써 겔이 형성될 때까지 계속함으로써 이루어진다.
그러나 상기 미국특허의 방법에 따라 제조된 실리콘 엘라스토머는 이를 신체 보호 제품, 화장품의 분야에 적용하는 경우 광택 및 상용성이 부족한 문제점이 있어서 이 기술분야에서는 광택 및 상용성 모두 우수하고 자체 유화가능한 실리콘 엘라스토머에 대한 요구가 있었다.
미국특허 제5,654,362호
이에, 본 발명의 발명자들은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해서 예의 연구를 거듭한 결과, ≡Si-H 및 ≡Si-페닐기 함유 폴리실록산 및 글리콜류 유기화합물의 특정 혼합물을 제 1 희석제와 함께 혼합하고, 이를 백금 촉매의 존재하에 혼합하여 반응시켜서 실리콘 엘라스토머를 형성하고, 추가적으로 상기 실리콘 엘라스토머에 제 2 희석제를 혼합하고 여기에 전단력을 가하여 균일한 페이스트 상으로 제조하는 경우, 현저히 개선된 광택 및 상용성을 가지며 자체 유화가능한 실리콘 엘라스토머를 제공할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.
본 발명의 제 1 양태는 (A) ≡Si-H 및 ≡Si-페닐기 함유 폴리실록산 및 (B) 글리콜류 유기화합물을 포함하는, 실리콘 엘라스토머 제조용 경화성 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 제 2 양태는, 상기 제 1 양태에 있어서 상기 폴리실록산(A)가 하기 화학식 1의 화합물인 경화성 조성물에 관한 것이다:
Figure pat00005
상기 화학식 1에서,
R*는 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 페닐기이고,
R, R' 및 R"는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며,
a 는 0 내지 1000이고
b 및 b'는 서로 독립적으로 1 내지 250이다.
본 발명의 제 3 양태는, 상기 제 1 양태에 있어서 상기 폴리실록산(A)가 하기 화학식 1의 화합물(A1) 및 하기 화학식 2의 화합물(A2) 또는 하기 화학식 3의 화합물(A3)인 경화성 조성물에 관한 것이다:
화학식 1
Figure pat00006
Figure pat00007
Figure pat00008
상기 화학식 1 내지 3에서,
R*는 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 페닐기이고,
R, R' 및 R"는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며,
a및 c는 서로 독립적으로 0 내지 1000이고
b 및 b'는 서로 독립적으로 1 내지 250이다.
본 발명의 제 4 양태는, 상기 제 1 양태에 있어서 상기 글리콜류 유기화합물(B)가 하기 화학식 4의 비닐에테르글리콜 유기화합물(B1) 또는 하기 화학식 5의 알릴에테르글리콜 유기화합물(B2)인 경화성 조성물에 관한 것이다:
Figure pat00009
Figure pat00010
상기 화학식 4 및 5에서,
R 및 R'는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기이고,
m 및 n은 서로 독립적으로 0 내지 100이며
m + n은 1 내지 200이다.
본 발명의 제 5 양태는, 상기 제 3 양태에 있어서 {(A2) 또는 (A3)}/(A1)의 몰비가 0 초과 내지 20인 경화성 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 제 6 양태는, 상기 제 3 양태에 있어서 {(A2) 또는 (A3)}/(A1)의 몰비가 0 초과 내지 5인 경화성 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 제 7 양태는, 상기 제 1 양태에 있어서 추가적으로 (C) 희석제를 포함하는 경화성 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 제 8 양태는, (1) ≡Si-H 및 ≡Si-페닐기 함유 폴리실록산(A) 및 글리콜류 유기화합물의 혼합물(B)을 제 1 희석제(C1)와 함께 혼합하고, 이를 백금촉매의 존재하에 혼합하여 반응시켜서 실리콘 엘라스토머를 형성하는 단계; (2) 상기 단계 (1)에서 형성된 실리콘 엘라스토머에 추가적으로 제 2 희석제(C2)를 혼합하는 단계; 및 (3) 상기 단계 (2)에서 형성된 혼합물에 전단력을 가하여 균일한 페이스트 상으로 제조하는 단계를 포함하는, 실리콘 엘라스토머 제조용 경화성 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 제 9 양태는, 상기 제 8 양태에 있어서 상기 폴리실록산(A)가 하기 화학식 1의 화합물인 경화성 조성물의 제조방법에 관한 것이다:
화학식 1
Figure pat00011
상기 화학식 1에서,
R*는 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 페닐기이고,
R, R' 및 R"는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며,
a 는 0 내지 1000이고
b 및 b'는 서로 독립적으로 1 내지 250이다.
본 발명의 제 10 양태는, 상기 제 8 양태에 있어서 상기 폴리실록산(A)가 하기 화학식 1의 화합물(A1) 및 하기 화학식 2의 화합물(A2) 또는 하기 화학식 3의 화합물(A3)인 경화성 조성물의 제조방법에 관한 것이다:
화학식 1
Figure pat00012
화학식 2
Figure pat00013
화학식 3
Figure pat00014
상기 화학식 1 내지 3에서,
R*는 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 페닐기이고,
R, R' 및 R"는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며,
a및 c는 서로 독립적으로 0 내지 1000이고
b 및 b'는 서로 독립적으로 1 내지 250이다.
본 발명의 제 11 양태는, 상기 제 8 양태에 있어서 상기 글리콜류 유기화합물(B)가 하기 화학식 4의 비닐에테르글리콜 유기화합물(B1) 또는 하기 화학식 5의 알릴에테르글리콜 유기화합물(B2)인 경화성 조성물의 제조방법에 관한 것이다:
화학식 4
Figure pat00015
화학식 5
Figure pat00016
상기 화학식 4 및 5에서,
R 및 R'는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기이고,
m 및 n은 서로 독립적으로 0 내지 100이며
m + n은 1 내지 200이다.
본 발명의 제 12 양태는, 상기 제 10 양태에 있어서 {(A2) 또는 (A3)}/(A1)의 몰비가 0 초과 내지 20인 경화성 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 제 13 양태는, 상기 제 10 양태에 있어서 {(A2) 또는 (A3)}/(A1)의 몰비가 0 초과 내지 5인 경화성 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 제 14 양태는, 상기 제 8 양태에 있어서 상기 화합물 (A) 및 (B)를 0.8 내지 1.2의 (B)/(A) 몰비로 혼합하는 경화성 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 제 15 양태는, 상기 제 8 양태에 있어서 희석제(C1) 및 (C2)가 선형 실리콘, 사이클릭 실리콘, 페닐 변성 실리콘, 유기 변성 실리콘, 유기 오일, 유기 용매 및 이들 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것 중의 어느 하나인 경화성 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 제 16 양태는, 상기 제 8 양태에 있어서 상기 제 1 희석제(C1)를 (A), (B) 및 (C1)의 합량 100 중량부에 대하여 30 내지 95 중량부의 양으로 혼합하는 경화성 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 제 17 양태는, 상기 제 8 양태에 있어서 상기 제 2 희석제(C2)를 (C1) 및 (C2)의 합량 100 중량부에 대하여 50 내지 90 중량부의 양으로 혼합하는 경화성 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 제 18 양태는, 상기 제 1~7 양태의 경화성 조성물로부터 제조된 실리콘 엘라스토머에 관한 것이다.
본 발명에 따라 비닐 또는 알릴을 함유한 글리콜 유기화합물의 특정 혼합물과 ≡Si-H, 페닐기 함유 폴리실록산의 부가-경화성 실리콘 엘라스토머 조성물 및 상기 조성물로부터 제조한 실리콘 엘라스토머의 경우 우수한 광택성, 상용성 및 유화성을 갖는 것임이 밝혀졌다.
이하, 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명한다.
본 발명의 경화성 조성물의 제조공정에 있어서 가교결합에는 하기 반응식 1에 따른 ≡Si-H 교차 다중 결합의 첨가반응이 관련된다.
반응식 1
Figure pat00017
본 발명에 사용될 수 있는 ≡Si-H 함유 폴리실록산(A)은 하기 화학식 1 내지 3의 구조를 갖는 3가지 유형의 화합물로 구분될 수 있다:
화학식 1
Figure pat00018
화학식 2
Figure pat00019
화학식 3
Figure pat00020
상기 화학식 1 내지 3에서,
R*는 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 페닐기이고,
R, R' 및 R"는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며,
a및 c는 서로 독립적으로 0 내지 1000이고
b 및 b'는 서로 독립적으로 1 내지 250이다.
a 및 c는 이들 각각의 값이 1000을 초과하는 경우에는 점도가 높아져서 상기 화합물의 적용이 곤란하고, b가 1미만인 경우에는 가교가 일어나지 않으며, 250을 초과하는 경우에는 가교밀도가 높아져서 페이스트상을 만들 수 없게 된다.
{(A2) 또는 (A3)}/(A1)의 몰비는 0 내지 20, 보다 바람직하게는 0 내지 5이다. 상기 몰비가 20을 초과하는 경우 가교결합이 이루어지지 않을 수 있다.
폴리실록산(A)와 가교할 수 있는 알릴- 또는 비닐-에테르글리콜 유기화합물(B)은 하기 화학식 4의 비닐에테르글리콜 유기화합물(B1) 및 하기 화학식 5의 알릴에테르글리콜 유기화합물(B2)의 2가지 유형으로 구분될 수 있다:
화학식 4
Figure pat00021
화학식 5
Figure pat00022
상기 화학식 4 및 5에서,
R 및 R'는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기이고,
m 및 n은 서로 독립적으로 0 내지 100이며
m + n은 1 내지 200이다.
실리콘 엘라스토머의 제조는 통상적으로 화합물(A)와 화합물(B)를 반응시킴으로써 이루어지되, 이때 화합물(A)에 대한 화합물(B)의 몰비는 0.8 내지 1.2, 보다 바람직하게는 1.0 내지 1.2이다. 상기 몰비가0.8 미만인 경우에는 가교도가 치밀해져서 실리콘 페이스트를 형성하는 것이 곤란하고, 1.2를 초과하는 경우에는 가교도가 낮아져서 칙소성이 저하되는 경향이 있어서 바람직스럽지 못하다.
본 발명의 엘라스토머 조성물은 또한 희석제(C)를 포함한다. 적합한 희석제로는 선형 실리콘, 사이클릭 실리콘, 페닐 변성 실리콘, 유기 변성 실리콘, 유기 오일, 유기 용매 및 이들 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있으며, 비반응성이거나 또는 비교적 비반응성인 것이 바람직하다.
선형 실리콘으로는 화학식 Me3SiO(Me2SiO)xSiMe3의 화합물을, 사이클릭 실리콘으로는 화학식 (Me2SiO)y의 화합물을 들 수 있으되, 이때 x는 0 내지 80, 바람직하게는 0 내지 20이고, y는 0 내지 9, 바람직하게는 5 내지 6이다. 이들 실리콘의 점도는 일반적으로 0.65 내지 100 cSt(mm2/s)이다. x의 값이 80을 초과하는 경우에는 높은 점도로 인하여 희석력이 저하되는 경향이 있어서 바람직하지 않다. 이들은 혼합하여 사용할 수 있다.
페닐- 및 유기-변성 실리콘으로는 실록산을 페닐, 아미노, 알킬, 불소 등으로 변성시킨 것을 사용할 수 있다.
유기 희석제로는 방향족 탄화수소, 지방족 탄화수소, 알코올, 알킬 할라이드, 알데히드, 케톤, 에스테르, 에테르 등이 사용될 수 있다. 구체적으로, 방향족 탄화수소로는 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌 등을, 지방족 탄화수소로는 펜탄, 사이클로헥산, 헵탄, VM&P 용매, 미네랄스피리트 등을, 알코올로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 사이클로헥산올, 벤질 알코올, 옥탄올, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 글리세롤 등을, 알킬할라이드로는 클로로포름, 사염화탄소, 퍼클로로에틸렌, 에틸 클로라이드, 클로로벤젠 등을, 케톤으로는 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 사이클로헥산온, 디아세톤 알코올, 메틸 아밀 케톤, 디이소부틸 케톤 등을, 에스테르로는 에틸 아세테이트, 이소프로필 아세테이트, 에틸 아세토아세테이트 등을, 에테르로는 에틸 에테르, 부틸 에테르, 테트라하이드로퓨란, 1,4-다이옥산 등을 예시할 수 있다.
유기 희석제는 단일 화합물로 또는 둘 이상의 화합물의 혼합물로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 실록산과 유기 희석제의 혼합물로 사용할 수 있다.
희석제(C)는 상기 화합물 (A), (B) 및 (C)의 총량 100중량부에 대하여 30 내지 95 중량부, 보다 바람직하게는 50내지 90 중량부의 양으로 사용된다. 희석제(C)의 양이 30 중량부 미만인 경우에는 균일한 실리콘 페이스트를 얻을 수 없고, 95 중량부를 초과하는 경우에는 실리콘 엘라스토머의 광택성, 상용성 등의 물성이 저하된다. 희석제(C)는 실리콘 엘라스토머를 제조할 때 사용하는 제 1 희석제(C1)와 실리콘 페이스트를 제조할 때 사용하는 제 2 희석제(C2)로 나뉘어 진다. (C1) 및 (C2)의 합량 100중량부에 대하여 (C2)는 50 내지90중량부의 양으로 사용한다. 상기 (C2)의 양이50 중량부 미만인 경우에는 균일한 실리콘 페이스트를 얻을 수 없으며, 90 중량부를 초과하는 경우에는 균일한 실리콘 엘라스토머를 얻을 수 없다.
(A) ≡Si-H함유 폴리실록산 및 (B) 알릴 또는 비닐 에테르 글리콜의 유기화합물의 반응을 촉진시키기 위해서 촉매가 사용된다. 적합한 촉매로는 제8족 전이금속으로 백금촉매가 사용되고, 바람직한 백금촉매로는 "플라티늄-비닐 실록산"이라는 명칭의 카스타드(Karstedt)의 미국특허 제 3,715,334호에 기재되어 있는 카스타드 촉매가 사용된다. 카스타드 촉매는 통상적으로 톨루엔과 같은 용매 중에 백금 약 1 중량%를 함유하는 백금 디비닐 테트라메틸 디실록산 촉매이다. 백금 촉매는 상기 화합물 (A) 및(B)의 합량 100중량부에 대하여 0.0001 내지 0.01중량부의 양으로 사용된다. 보다 바람직하게는 0.0005 내지 0.002 중량부의 양으로 사용된다. 백금 촉매의 양이 0.0001중량부 미만인 경우에는 반응이 일어나지 않으며, 0.01 중량부를 초과하는 경우에는 실리콘 엘라스토머 내에서 불순물로 작용하여 색상을 어둡게 변하게 한다.
위에서 제시된 실리콘 엘라스토머 조성물은 겔이 형성될 때까지 상온에서 반응시키나, 경우에 따라 공정을 촉진시킬 목적으로 30 내지 120℃의 온도에서 반응시킬 수 있다. 보다 바람직한 반응온도는 50 내지 80℃이다.
반응온도가 30℃ 미만인 경우에는 상온에서의 반응속도와 큰 차이가 없으며, 120℃를 초과하는 경우에는 반응속도가 지나치게 빨라서 균일한 실리콘 엘라스토머를 얻을 수 없다.
본 발명의 제조공정은 상기 화합물 (A)와 (B)를 제 1 희석제 (C1)의 존재하에서 촉매를 가하여 실리콘 엘라스토머를 수득한 후, 제 2 희석제 (C2)를 가하고, 생성되는 혼합물에 전단력을 가하여 실리콘 페이스트를 형성시킨다. 전단 장치는 예를 들어 2단, 3단 롤 밀, 콜로이드 밀, 회분식 혼합기, 연동 장치 혼합기, 균일화기 또는 이들의 조합을 이용하여 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 광택성, 상용성 및 친수성을 비롯한 제반 물성이 우수하여 신체 보호 제품이나 화장품 등에 적용할 수 있다.
이하에서 본 발명은 하기 실시예를 참조로 하여 구체적으로 기술되지만 이에 의해서 본 발명이 제한되지는 아니한다.
비교평가시험
<광택성>
하기 실시예 및 비교예로부터의 실리콘 페이스트의 굴절률(RI)을 측정하여 광택성을 비교 평가하였다
<상용성>
하기 실시예 및 비교예로부터의 실리콘 페이스트를 60℃ 오븐에서 7일 저장 후 층분리 현상을 관찰함으로써 그들의 상용성을 비교평가하였다.
<유화성>
250ml 비이커에 하기 실심예 및 비교예로부터의 실리콘 페이스트 2g, 데카메틸사이클로펜타실록산(KCC사 SF0005Z) 10g 및 증류수 88g을 호모 혼합기(homo mixer)에서 유화시켜서 유화 현상을 관찰함으로써 그들 각각의 유화성을 비교평가하였다.
실시예 1
먼저, 평균 구조식 Me3SiO(Me2SiO)50(MePhSiO)50(MeHSiO)10SiMe3의 폴리실록산 194g, 평균 구조식 CH2=CH-CH2O(C2H4O)10CH2CH=CH2 55.6g 및 에탄올 250g을 플레너터리 혼합기(planetary mixer)에서 혼합하였다. 이어서, Pt 1중량%를 함유하는 카스타드 촉매 1.248g을 가하고 충분히 혼합시킨 후 60℃ 로 유지시켰다. 1시간 내에 겔이 형성되었으며 이를 3시간 동안 교반시켜서 안정화시킨 후 감압 증류를 실시하여 에탄올을 제거하였다. 페닐트리메티콘(KCC사 SF5600Z) 750g을 전단력하에서 팽윤시켰다. 점도가 160,000cPs인 균일한 실리콘 페이스트를 수득하였다.
실시예 2
먼저, 평균 구조식 Me3SiO(MePhSiO)100(MeHSiO)10SiMe3의 폴리실록산 203.9g, 평균 구조식 CH2=CH-CH2O(C2H4O)10CH2CH=CH2 45.8g 및 에탄올 250g 을 플레너터리 혼합기에서 혼합하였다. 이어서, Pt 1중량%를 함유하는 카스타드 촉매 1.248g을 가하고 충분히 혼합한 후 60℃ 로 유지시켰다. 1시간 내에 겔이 형성되었으며 이를 3시간 동안 교반시켜서 안정화시킨 후 감압 증류를 실시하여 에탄올을 제거하였다. 페닐트리메티콘(KCC사 SF5600Z) 750g을 전단력하에서 팽윤시켰다. 점도가 120,000cPs인 균일한 실리콘 페이스트를 수득하였다.
비교예 1
먼저, 평균 구조식 Me3SiO(Me2SiO)100(MeHSiO)10SiMe3의 폴리실록산 69g, 양말단 비닐 실록산 100cSt(KCC 사 SF3000E-100cSt) 180.7g 및 폴리디메틸실록산 6cSt(KCC사 SF1000N-6cSt) 250g을 플레너터리 혼합기에서 혼합하였다. 이어서, Pt 1중량%를 함유하는 카스타드 촉매 1.248g을 가하고 충분히 혼합 시킨 후 60℃ 로 유지시켰다. 1시간 내에 겔이 형성되었으며, 이를 3시간 동안 교반시켜서 안정화시킨 후 폴리디메틸실록산 6cSt(KCC사 SF1000N-6cSt) 500g을 전단력하에서 팽윤시켰다. 점도가 185,000cPs인 균일한 실리콘 페이스트를 수득하였다.
비교예 2
먼저, 평균 구조식 Me3SiO(Me2SiO)100(MeHSiO)10SiMe3의 폴리실록산 69g, 양말단 비닐 실록산 100cSt(KCC 사 SF3000E-100cSt) 180.7g 및 페닐트리메티콘(KCC사 SF5600Z) 250g 을 플레너터리 혼합기에서 혼합하였다. 이어서, Pt 1중량%를 함유하는 카스타드 촉매 1.248g을 가하고 충분히 혼합시킨 후 60℃ 로 유지시켰다. 1시간 내에 겔이 형성되었으며, 이를 3시간 동안 교반시켜서 안정화시킨 후 페닐트리메티콘(KCC사 SF5600Z) 500g을 전단력하에서 팽윤시켰다. 점도가 235,000cPs인 균일한 실리콘 페이스트를 수득하였다.
비교예 3
먼저, 평균 구조식 Me3SiO(Me2SiO)100(MeHSiO)10SiMe3의 폴리실록산 179g, 평균 구조식 CH2=CH-CH2O(C2H4O)10CH2CH=CH2 70.6g 및 에탄올 250g을 플레너터리 혼합기에서 혼합하였다. 이어서, Pt 1중량%를 함유하는 카스타드 촉매 1.248g을 가하고 충분히 혼합시킨 후 60℃ 로 유지시켰다. 1시간 내에 겔이 형성되었으며, 이를 3시간동안 교반시켜서 안정화시킨 후 감압 증류를 실시하여 에탄올을 제거하였다. 폴리디메틸실록산 6cSt(KCC사 SF1000N-6cSt) 750g을 전단력하에서 팽윤시켰다. 점도가 105,000cPs인 균일한 실리콘 페이스트를 수득하였다.
비교예 4
먼저, 평균 구조식 Me3SiO(Me2SiO)100(MeHSiO)10SiMe3의 폴리실록산 179g, 평균 구조식 CH2=CH-CH2O(C2H4O)10CH2CH=CH2 70.6g 및 에탄올 250g을 플레너터리 혼합기에서 혼합하였다. 이어서, Pt 1중량%를 함유하는 카스타드 촉매 1.248g을 가하고 충분히 혼합 시킨 후 60℃ 로 유지시켰다. 1시간 내에 겔이 형성되었으며, 이를 3시간 동안 교반시켜서 안정화시킨 후 감압 증류를 실시하여 에탄올을 제거하였다. 페닐트리메티콘(KCC사 SF5600Z) 750g을 전단력하에서 팽윤시켰다. 점도가 185,000cPs인 균일한 실리콘 페이스트를 수득하였다.
점도 측정치는 25℃에서 브룩필드(Brookfield) DVII+헬리패스 스탠드(Helipath stand) 스핀들 93 및 2.5rpm의 속도로 측정하였다.
상기 실시예 및 비교예에서는 C=C/Si-H = 1.2mol로 제조하였고, 최종 겔 함량은 25%로 제조하여 균일한 실리콘 페이스트를 얻었다. 실시예 1 및 2는 광택성 및 상용성을 증진시키고, 친수성을 부여하기 위하여 페닐 변성 실리콘오일과 알릴 에테르 글리콜 화합물을 사용하여 가교시킨 후 희석제로 페닐 변성 실리콘오일을 적용하였다. 비교예 1은 종래기술에 따라 메틸하이드로겐 코폴리머 및 양말단 비닐폴리머로 제조하여 균일한 실리콘 페이스트를 얻었고, 비교예 2는 종래의 기술에 희석제를 페닐 변성 실리콘오일을 적용하여 균일한 실리콘 페이스트를 얻었으며, 비교예 3은 종래기술에 따라 친수성을 부여하기 위해 알릴 에테르 글리콜 화합물을 사용하였으며, 비교예 4는 광택성과 친수성을 부여하기 위해 종래기술에 따라 알릴 에테르 글리콜 화합물과 페닐 변성 실리콘 오일을 희석제로 사용하였다. 상기 비교평가시험에 따라 상기 실시예 및 비교예로부터의 실리콘 페이스트의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
항목 실시예1 실시예2 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
실리콘 페이스트
안정성		 균일함 균일함 균일함 균일함 균일함 균일함
광택 1.48 1.53 1.40 1.46 1.39 1.45
상용성 양호 양호 양호 층분리 층분리 층분리
유화성 양호 양호 유화안됨 유화안됨 불량 불량
상기 비교평가시험의 결과로부터, 본 발명의 실시예 1 및 2로부터의 페이스트는 균일하면서도 광택, 상용성 및 유화성이 모두 양호한 것으로 평가되었으나, 비교예 1내지 4의 경우에는 상용성 및 유화성 중의 하나 이상의 물성이 불량한 것으로 밝혀졌다.

Claims (18)

  1. (A) ≡Si-H 및 ≡Si-페닐기 함유 폴리실록산 및 (B) 글리콜류 유기화합물을 포함하는, 실리콘 엘라스토머 제조용 경화성 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리실록산(A)가 하기 화학식 1의 화합물인 경화성 조성물:
    화학식 1
    Figure pat00023

    상기 화학식 1에서,
    R*는 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 페닐기이고,
    R, R' 및 R"는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며,
    a 는 0 내지 1000이고
    b 및 b'는 서로 독립적으로 1 내지 250이다.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리실록산 (A)가 하기 화학식 1의 화합물(A1) 및 하기 화학식 2의 화합물(A2) 또는 하기 화학식 3의 화합물(A3)인 경화성 조성물:
    화학식 1
    Figure pat00024

    화학식 2
    Figure pat00025

    화학식 3
    Figure pat00026

    상기 화학식 1 내지 3에서,
    R*는 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 페닐기이고,
    R, R' 및 R"는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며,
    a및 c는 서로 독립적으로 0 내지 1000이고
    b 및 b'는 서로 독립적으로 1 내지 250이다.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 글리콜류 유기화합물(B)가 하기 화학식 4의 비닐에테르글리콜 유기화합물(B1) 또는 하기 화학식 5의 알릴에테르글리콜 유기화합물(B2)인 경화성 조성물:
    화학식 4
    Figure pat00027

    화학식 5
    Figure pat00028

    상기 화학식 4 및 5에서,
    R 및 R'는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기이고,
    m 및 n은 서로 독립적으로 0 내지 100이며
    m + n은 1 내지 200이다.
  5. 제 3 항에 있어서, {(A2) 또는 (A3)}/(A1)의 몰비가 0 초과 내지 20인 경화성 조성물.
  6. 제 3 항에 있어서, {(A2) 또는 (A3)}/(A1)의 몰비가 0 초과 내지 5인 경화성 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, (C) 희석제를 추가적으로 포함하는 경화성 조성물.
  8. (1) ≡Si-H 및 ≡Si-페닐기 함유 폴리실록산(A) 및 글리콜류 유기화합물의 혼합물(B)을 제 1 희석제(C1)와 함께 혼합하고, 이를 백금촉매의 존재하에 혼합하여 반응시켜서 실리콘 엘라스토머를 형성하는 단계;
    (2) 상기 단계 (1)에서 형성된 실리콘 엘라스토머에 추가적으로 제 2 희석제(C2)를 혼합하는 단계; 및
    (3) 상기 단계 (2)에서 형성된 혼합물에 전단력을 가하여 균일한 페이스트 상으로 제조하는 단계를 포함하는,
    실리콘 엘라스토머 제조용 경화성 조성물의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 폴리실록산(A)가 하기 화학식 1의 화합물인 경화성 조성물의 제조방법:
    화학식 1
    Figure pat00029

    상기 화학식 1에서,
    R*는 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 페닐기이고,
    R, R' 및 R"는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며,
    a 는 0 내지 1000이고
    b 및 b'는 서로 독립적으로 1 내지 250이다.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 폴리실록산(A)가 하기 화학식 1의 화합물(A1) 및 하기 화학식 2의 화합물(A2) 또는 하기 화학식 3의 화합물(A3)인 경화성 조성물의 제조방법:
    화학식 1
    Figure pat00030

    화학식 2
    Figure pat00031

    화학식 3
    Figure pat00032

    상기 화학식 1 내지 3에서,
    R*는 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 페닐기이고,
    R, R' 및 R"는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며,
    a및 c는 서로 독립적으로 0 내지 1000이고
    b 및 b'는 서로 독립적으로 1 내지 250이다.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 글리콜류 유기화합물(B)가 하기 화학식 4의 비닐에테르글리콜 유기화합물(B1) 또는 하기 화학식 5의 알릴에테르글리콜 유기화합물(B2)인 경화성 조성물의 제조방법:
    화학식 4
    Figure pat00033

    화학식 5
    Figure pat00034

    상기 화학식 4 및 5에서,
    R 및 R'는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기이고,
    m 및 n은 서로 독립적으로 0 내지 100이며
    m + n은 1 내지 200이다.
  12. 제 10 항에 있어서, {(A2) 또는 (A3)}/(A1)의 몰비가 0 초과 내지 20인 경화성 조성물의 제조방법.
  13. 제 10 항에 있어서, {(A2) 또는 (A3)}/(A1)의 몰비가 0 초과 내지 5인 경화성 조성물의 제조방법.
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 화합물 (A) 및 (B)를 0.8 내지 1.2의 (B)/(A) 몰비로 혼합하는 경화성 조성물의 제조방법.
  15. 제 8 항에 있어서, 상기 희석제(C1) 및 (C2)가 선형 실리콘, 사이클릭 실리콘, 페닐 변성 실리콘, 유기 변성 실리콘, 유기 오일, 유기 용매 및 이들 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것 중의 어느 하나인 경화성 조성물의 제조방법.
  16. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 희석제(C1)를 (A), (B) 및 (C1)의 합량 100 중량부에 대하여 30 내지 95 중량부의 양으로 혼합하는 경화성 조성물의 제조방법.
  17. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 희석제(C2)를 (C1) 및 (C2)의 합량 100 중량부에 대하여 50 내지 90 중량부의 양으로 혼합하는 경화성 조성물의 제조방법.
  18. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 따르는 경화성 조성물로부터 제조된 실리콘 엘라스토머.
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