KR20110133603A - 수중유 실리콘 에멀젼 조성물 - Google Patents

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Abstract

(A) 각 분자 내에, 규소-결합된 하이드록실 그룹, 규소-결합된 알콕시 그룹 및 규소-결합된 알콕시알콕시 그룹으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 2개 이상의 그룹을 함유하는 폴리오가노실록산 100질량부, (B) 콜로이드성 실리카 0.1 내지 200질량부, (C) 각 분자 내에 3개 이상의 규소-결합된 아미녹시 그룹을 함유하는 아미녹시 그룹-함유 오가노규소 화합물 0.1 내지 100질량부, (D) 계면활성제 0.1 내지 50질량부 및 (E) 물 10 내지 200질량부를 포함하는 수중유 실리콘 에멀젼 조성물. 저분자량 실리콘을 거의 함유하지 않는 이러한 수중유 실리콘 에멀젼 조성물은 수분의 제거를 통해 만족할만한 강도 및 만족할만한 기재 밀착성을 나타내는 경화 피막을 심지어 주석 촉매의 사용 없이도 형성할 수 있다.

Description

수중유 실리콘 에멀젼 조성물{Oil-in-water silicone emulsion composition}
본 발명은 수중유 실리콘 에멀젼 조성물에 관한 것이며, 더욱 특히, 콜로이드성 실리카를 함유하는 수중유 실리콘 에멀젼 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 더욱 더 특히, 콜로이드성 실리카를 함유하며, 심지어 주석 촉매의 사용 없이도 수분(water fraction)의 제거를 통해 실리콘 탄성체로 전환되며, 이로써 만족할만한 강도, 즉, 만족할만한 고무 탄성 및 만족할만한 기재 밀착성을 나타내는 경화 피막을 형성하는 수중유 실리콘 에멀젼 조성물에 관한 것이다.
수분의 제거를 통해, 이형성 및 박리성을 나타내는 발수성, 내오염성 및 내열성 경화 피막을 형성하는 수중유 실리콘 에멀젼 조성물은 도료, 종이 코팅제, 이형제, 박리제, 섬유 처리제, 화장품 등에 사용된다. 최근에, 경화 촉매로서 주석 촉매를 사용하지 않는 수중유 실리콘 에멀젼 조성물에 대한 요구가 있어 왔으며, 이로 인해 하이드록실-함유 디오가노실록산, 실리콘 수지 및 아미녹시 그룹-말단화 디오가노실록산를 포함하는 조성물(일본 특허공개공보 제JP 06-073291 A호 참조); 및 하이드록실-함유 디오가노실록산과 가교제로서, 측쇄 위치에 아미녹시그룹을 갖는 선형 실록산, 환형 아미녹시실록산, 아미녹시실란 및 이들 화합물의 부분 가수분해 생성물로부터 선택된 화합물을 혼합한 후 유화시켜 제조된 조성물(일본 특허공개공보 제JP 11-193349 A호 참조)이 출현하게 되었다. 그러나, 이러한 조성물들은 경화 피막의 일부에 부적절한 강도 및/또는 경화 피막에 의한 기재에의 부적절한 밀착성 문제를 가지고 있다.
상기 문제를 해결하기 위해, 콜로이드성 실리카를 함유하는 수중유 실리콘 에멀젼 조성물이 제안되고 있다(일본 특허공개공보 제JP 56-016553 A호, 일본 특허공개공보 제JP 59-152972 A호, 일본 특허공개공보 제JP 09-165554 A호 및 일본 특허공개공보 제JP 10-168393 A호 참조).
그러나, 종래의 콜로이드성 실리카-함유 수중유 실리콘 에멀젼 조성물은 중합 촉매로서 강산 또는 강염기를 사용하여 옥타메틸사이클로테트라실록산 및/또는 데카메틸사이클로펜타실록산의 에멀젼 제조 동안 유화 중합에 의해 중합도가 증가된 폴리오가노실록산을 함유하고 있다. 이러한 수중유 실리콘 에멀젼 조성물이 갖는 문제는 최종 생성물 중에 다량의 실록산 올리고머, 예를 들면, 옥타메틸사이클로테트라실록산, 데카메틸사이클로펜타실록산 등이 존재한다는 것이다. 이러한 문제는 유화 중합 동안 실록산 결합 분할 반응과 새로운 저분자량 폴리오가노실록산의 제조가 동시에 발생하기 때문이다. 옥타메틸사이클로테트라실록산, 데카메틸사이클로펜타실록산 등과 같은 실록산 올리고머의 휘발성 때문에, 이러한 수중유 실리콘 에멀젼은 특정 용도에 따라서는 사용할 수 없다는 문제점을 가지고 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허공개공보 제JP 06-073291 A호 특허문헌 2: 일본 특허공개공보 제JP 11-193349 A호 특허문헌 3: 일본 특허공개공보 제JP 56-016553 A호 특허문헌 4: 일본 특허공개공보 제JP 59-152972 A호 특허문헌 5: 일본 특허공개공보 제JP 09-165554 A호 특허문헌 6: 일본 특허공개공보 제JP 10-168393 A호
본 발명의 목적은, 휘발성 실록산 올리고머를 거의 함유하지 않으며, 수분의 제거를 통해 그리고 심지어 주석 촉매의 사용 없이도, 만족할만한 강도를 가지며, 즉, 만족할만한 고무 탄성을 가지며 만족할만한 기재 밀착성을 갖는 경화 피막을 형성할 수 있는 수중유 실리콘 에멀젼 조성물의 제공하는 것이다.
본 발명의 수중유 실리콘 에멀젼 조성물은 하기 성분들을 포함함을 특징으로 한다:
(A) 각 분자 내에, 규소-결합된 하이드록실 그룹, 규소-결합된 알콕시 그룹 및 규소-결합된 알콕시알콕시 그룹으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 2개 이상의 그룹을 함유하는 폴리오가노실록산 100질량부,
(B) 콜로이드성 실리카 0.1 내지 200질량부,
(C) 각 분자 내에 3개 이상의 규소-결합된 아미녹시 그룹을 함유하는 아미녹시 그룹-함유 오가노규소 화합물 0.1 내지 100질량부,
(D) 계면활성제 0.1 내지 50질량부, 및
(E) 물 10 내지 200질량부.
본 발명의 수중유 실리콘 에멀젼 조성물에서 4 내지 5개의 실록산 단위들을 포함하는 실록산 올리고머들의 총 함량은 바람직하게는 2질량% 이하이다.
상기 언급된 성분 (A) 폴리오가노실록산은 바람직하게는 분자쇄 양말단에서 하이드록실 그룹에 의해 말단봉쇄된 디오가노폴리실록산이며, 더욱 바람직하게는 25℃에서 50mPa·s 내지 2,000,000mPa·s의 점도를 갖는다.
상기 언급된 성분 (C) 아미녹시 그룹-함유 오가노규소 화합물은 바람직하게는 화학식
Figure pct00001
(여기서, R1은 비치환된 1가 하이드로카빌 그룹 또는 치환된 1가 하이드로카빌 그룹이며; R2는 1가 하이드로카빌 그룹, 하이드록실 그룹, 알콕시 그룹, 알콕시알콕시 그룹 및 아미녹시 그룹으로부터 선택된 그룹이며; R3은 아미녹시 그룹이며; n은 1 이상의 정수이며; p는 0 이상의 정수이다)로 나타내는 아미녹시 그룹-함유 오가노규소 화합물이다.
본 발명의 수중유 실리콘 에멀젼 조성물은, 바람직하게는 추가로 성분 (F)로서, 하기 화학식
Figure pct00002
(여기서, R1은 비치환된 1가 하이드로카빌 그룹 또는 치환된 1가 하이드로카빌 그룹이며, X는 알콕시 그룹 또는 알콕시알콕시 그룹이며, a는 0, 1 또는 2이다)로 나타내는 알콕시실란 또는 알콕시알콕시실란 또는 상기 언급된 알콕시실란 또는 알콕시알콕시실란의 부분 가수분해 및 축합 생성물 0.1 내지 50질량부를 포함한다.
본 발명의 수중유 실리콘 에멀젼 조성물은 또한 바람직하게는, 추가로 성분 (G)로서, 아민을 포함한다. 본 발명의 수중유 실리콘 에멀젼 조성물에서 에멀젼 입자의 평균 입자 크기는 바람직하게는 300nm 이하이다.
본 발명의 수중유 실리콘 에멀젼 조성물의 제조 방법은, 상기 언급된 성분 (A), (C) 및 (D), 및 성분 (E)의 일부를 유화 및 분산시키는 단계; 및 성분 (B), 및 성분 (E)의 나머지를 상기 단계에 의해 제조된 에멀젼에 혼입하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 표면 처리 방법은 기재의 표면을 본 발명에 따른 수중유 실리콘 에멀젼 조성물로 표면 처리함을 특징으로 한다.
본 발명의 수중유 실리콘 에멀젼 조성물은 수분의 제거를 통해 경화 피막을 형성할 수 있고, 이는 주석 촉매의 사용 없이 수행될 수 있으며; 더욱이 이렇게 형성된 경화 피막은 만족할만한 강도, 즉, 만족할만한 고무 탄성 및 만족할만한 기재 밀착성을 갖는다. 또한, 각 분자 내에 두 개 이상의 규소-결합된 하이드록실 그룹 또는 본원에서 특정된 가수분해성 그룹을 갖는 폴리오가노실록산이 유화되고 분산되기 때문에, 실록산 올리고머, 예를 들면, 옥타메틸사이클로테트라실록산, 데카메틸사이클로펜타실록산 등의 함량은 낮으며, 이로 인해 광범위한 용도에 사용될 수 있다. 본 발명의 수중유 실리콘 에멀젼 조성물을 제조하기 위한 본 발명의 방법에 따라 수중유 실리콘 에멀젼 조성물을 효율적으로 제조할 수 있다. 표면 처리를 위한 본 발명의 방법은 만족할만한 강도, 즉, 만족할만한 고무 탄성 및 만족할만한 기재 밀착성을 다양한 기재 표면상에서 보여주는 경화 실리콘 피막을 효율적으로 형성할 수 있다.
성분 (A)는, 각 분자 내에, 규소-결합된 하이드록실 그룹, 규소-결합된 알콕시 그룹 및 규소-결합된 알콕시알콕시 그룹으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 2개 이상의 그룹을 함유하는 폴리오가노실록산이며, 본 발명의 수중유 실리콘 에멀젼 조성물의 기본 성분이다. 성분 (A) 폴리오가노실록산의 분자 구조는 직쇄상, 환형, 분지상, 수지상 또는 망상 구조일 수 있지만, 직쇄 또는 부분적으로 분지된 직쇄가 바람직하다. 하이드록실 그룹, 알콕시 그룹 및 알콕시알콕시 그룹으로 구성된 군으로부터 선택된 그룹은 분자쇄 상의 말단 위치에 또는 분자쇄 상의 측쇄 위치에 또는 이들 둘다의 위치에 존재할 수 있다. 알콕시 그룹은 바람직하게는 C1 -10 알콕시 그룹, 예를 들면, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, t-부톡시, 헥실옥시, 사이클로헥실옥시, 옥틸옥시, 데실옥시 등이며, 알콕시알콕시 그룹은 바람직하게는 C2 -10 알콕시알콕시 그룹, 예를 들면, 메톡시메톡시, 메톡시에톡시, 에톡시메톡시, 메톡시프로폭시 등이다.
비치환된 1가 하이드로카빌 그룹 및 치환된 1가 하이드로카빌 그룹은 하이드록실 그룹, 알콕시 그룹 및 알콕시알콕시 그룹으로 구성된 군으로부터 선택된 그룹 이외의 규소-결합된 유기 그룹의 예이다. 유화 보조 작용의 관점에서, C1-10 비치환된 1가 하이드로카빌 그룹이 비치환된 1가 하이드로카빌 그룹으로서 바람직하다. 비치환된 1가 하이드로카빌은 C1 -10 알킬, 예를 들면, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 부틸, t-부틸, 헥실, 옥틸, 데실 등; C3 -10 사이클로알킬, 예를 들면, 사이클로펜틸, 사이클로헥실 등; C2 -10 알케닐, 예를 들면, 비닐, 알릴, 5-헥세닐, 9-데세닐 등; C6 -10 아릴, 예를 들면, 페닐, 톨릴, 크실릴 등; 및 C7 -10 아르알킬, 예를 들면, 벤질, 메틸벤질, 페네틸 등으로 예시될 수 있다. 이들 중에서 알킬, 알케닐 및 아릴이 바람직하며, 메틸 및 페닐이 특히 바람직하다.
치환된 1가 하이드로카빌 그룹은 상기 언급된 비치환된 1가 하이드로카빌 그룹 및 특히 C1 -10 알킬 및 페닐에서 수소 원자의 전부 또는 일부가 할로겐 원자, 예를 들면, 불소, 염소 등으로 치환됨으로써 제조된 그룹; 에폭시 관능 그룹, 예를 들면, 글리시딜옥시, 에폭시사이클로헥실 등; 메타크릴계 관능 그룹, 예를 들면, 메타크릴옥시 등; 아크릴계 관능 그룹, 예를 들면, 아크릴옥시 등; 아미노 관능 그룹, 예를 들면, 아미노 그룹, 아미노에틸아미노, 페닐아미노, 디부틸아미노 등; 황-함유 관능 그룹, 예를 들면, 메르캅토 그룹, 테트라설파이드 그룹 등; 또는 치환체 그룹, 예를 들면, 알콕시, 하이드록시카보닐, 알콕시카보닐 등으로 예시될 수 있다.
치환된 1가 하이드로카빌 그룹의 구체적인 예는 다음과 같다: 3,3,3-트리플루오로프로필, 퍼플루오로부틸에틸, 퍼플루오로옥틸에틸, 3-클로로프로필, 3-글리시독시프로필, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸, 5,6-에폭시헥실, 9,10-에폭시데실, 3-메타크릴옥시프로필, 3-아크릴옥시프로필, 11-메타크릴옥시운데실, 3-아미노프로필, N-(2-아미노에틸)아미노프로필, 3-(N-페닐아미노)프로필, 3-디부틸아미노프로필, 3-메르캅토프로필, 3-하이드록시카보닐프로필, 메톡시프로필 및 에톡시프로필.
25℃에서 성분 (A)의 점도는 특별하게 한정되지 않지만, 본 발명의 수중유 실리콘 에멀젼 조성물에 의해 제공된 경화 피막의 강도 및 기재 밀착성, 이의 제조 동안의 취급 특성 및 유화 및 분산 동안의 입자 크기 및 안정성을 고려하여, 성분 (A)는 25℃에서 점도가 바람직하게는 50mPa·s 내지 2,000,000mPa·s, 더욱 바람직하게는 100mPa·s 내지 500,000mPa·s 및 더욱 더 바람직하게는 500mPa·s 내지 100,00OmPa·s이다.
성분 (A)는 바람직하게는 분자쇄 양말단에서 하이드록실 그룹에 의해 말단봉쇄된 디오가노폴리실록산이다. 분자쇄 양말단에서 하이드록실 그룹에 의해 말단봉쇄된 이러한 디오가노폴리실록산은 화학식 HO(R1 2SiO)mH로 나타내는 폴리오가노실록산으로 예시될 수 있다. 상기 화학식에서, R1은 상기 기술된 하이드록실 또는 가수분해성 그룹을 제외한, 동일한 규소-결합된 비치환 및 치환된 1가 하이드로카빌 그룹을 의미하며, C1 -10 알킬, C6 -10 아릴 및 C2 -10 알케닐이 바람직하며, 메틸 및 페닐이 특히 바람직하다. 하첨자 m은 2 이상의 값을 갖는 정수이며, 바람직하게는 25℃에서 50mPa·s 내지 2,000,000mPa·s의 점도를 제공하는 수이다.
성분 (B) 콜로이드성 실리카는 경화 피막의 강도를 개선시키고 기재에 대한 경화 피막의 밀착성을 개선시킨다. 콜로이드성 실리카는 물에 분산되어 콜로이드 상태를 제공하는 실리카 입자를 의미하며; 이는 실란올 농후 표면 및 일반적으로 약 1nm 내지 1 ㎛의 입자 크기를 갖는다. 콜로이드성 실리카는 닛산 케미칼 인더스트리즈 리미티드(Nissan Chemical Industries, Ltd.)로부터 입수할 수 있는 스노우텍스(Snowtex) 20, 스노우텍스 30, 스노우텍스 40, 스노우텍스 C, 스노우텍스 N, 스노우텍스 O, 스노우텍스 S, 스노우텍스 2OL, 스노우텍스 OL, 스노우텍스 ST-XS, 스노우텍스 ST-SS, 스노우텍스 AK 및 스노우텍스 BK로 예시될 수 있다. 이러한 콜로이드성 실리카는 통상적으로 수중에서 5 내지 40질량%의 분산도를 갖는다. 성분 (B)는 성분 (A) 100질량부당 각각의 경우에 바람직하게는 0.1 내지 200질량부 및 더욱 바람직하게는 1 내지 100질량부로 혼입된다.
성분 (C) 아미녹시 그룹-함유 오가노규소 화합물은, 본 발명의 수중유 실리콘 에멀젼 조성물에서 성분 (A)와 그 자체와의, 그리고 성분 (A)와 성분 (B)와의 반응 및 가교결합을 초래함으로써 고무 탄성 경화 피막의 형성을 촉진한다. 성분 (C)는 각 분자 내에 3개 이상의 규소-결합된 아미녹시 그룹을 함유하며, 아미녹시 그룹은 분자쇄 상의 측쇄 위치에만 존재할 수 있거나, 또는 분자쇄 상의 양 말단 위치 및 분자쇄 상의 측쇄 위치에 존재할 수 있다. 이러한 아미녹시 그룹-함유 오가노규소 화합물은 분자쇄 양말단에서 아미녹시 그룹에 의해 말단봉쇄된 폴리오가노아미녹시실록산, 분자쇄 양말단에서 아미녹시 그룹에 의해 말단봉쇄된 디오가노실록산·오가노아미녹시실록산 공중합체, 분자쇄 양말단에서 트리오가노실릴 그룹에 의해 말단봉쇄된 폴리오가노아미녹시실록산, 분자쇄 양말단에서 트리오가노실릴 그룹에 의해 말단봉쇄된 디오가노실록산·오가노아미녹시실록산 공중합체, 환형 폴리오가노아미녹시실록산, 환형 디오가노실록산·오가노아미녹시실록산 공중합체, 트리아미녹시오가노실록산 및 테트라아미녹시실란으로 예시될 수 있다. 성분 (C)는 성분 (A) 100질량부당 0.1 내지 100질량부, 바람직하게는 0.5 내지 50질량부 및 더욱 바람직하게는 1 내지 20질량부로 혼입된다.
성분 (C)는 바람직하게는 하기 화학식
Figure pct00003
로 나타낸다.
상기 화학식에서, R1은 상기 기술된 바와 같으며, 이 중에서 C1 -10 알킬, C6-10 아릴 및 C2 -10 알케닐이 바람직하며, 메틸 및 페닐이 특히 바람직하다. R2는 C1 -10 비치환된 1가 하이드로카빌 그룹, C1 -10 할로겐-치환된 1가 하이드로카빌 그룹, 하이드록실 그룹, C1 -10 알콕시 그룹, C2 -10 알콕시알콕시 그룹 및 아미녹시 그룹으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 그룹이며, R3은 아미녹시 그룹이다. 비치환된 1가 하이드로카빌은 상기 제공된 바와 동일한 그룹으로 예시될 수 있으며, 이 중에서 C1 -10 알킬, C6 -10 아릴 및 C2 -10 알케닐이 바람직하며, 메틸 및 페닐이 특히 바람직하다. 할로겐-치환된 1가 하이드로카빌 그룹은 상기 언급된 비치환된 1가 하이드로카빌 그룹에서 수소 원자의 전부 또는 일부가 할로겐으로 치환됨으로써 제공된 그룹으로 예시될 수 있으며, 할로겐-치환된 알킬, 예를 들면, 클로로메틸, 3,3,3-트리플루오로프로필, 3,3,4,4,5,5,5-헵타플루오로펜틸, 디플루오로모노클로로프로필 등이 바람직하다. 알콕시 및 알콕시알콕시 그룹은 상기 기술된 바와 동일한 그룹으로 예시될 수 있다. 아미녹시 그룹은 디메틸아미녹시, 디에틸아미녹시, 디프로필아미녹시, 디헵틸아미녹시 및 에틸메틸아미녹시로 예시될 수 있으며, 디에틸아미녹시 그룹이 바람직하다.
또한, 상기 화학식에서 n은 1 이상의 값을 갖는 정수이며, n의 상한치는 특별하게 제한되지 않으며, n은 바람직하게는 유화의 용이성 면에서 1 내지 2000 범위의 정수이다. n이 1인 경우, 상기 화학식에서 R2는 아미녹시 그룹이며; n이 2인 경우, R2 그룹 중 하나 이상은 아미녹시 그룹이다. 상기 화학식에서 p는 0 이상의 값을 갖는 정수이며, p의 상한치는 특별하게 한정되지 않으며, p는 바람직하게는 유화의 용이성 면에서 0 내지 1000 범위의 정수이다. 고려되는 아미녹시 그룹-함유 오가노규소 화합물은 하기 화학식들을 갖는 아미녹시-그룹 함유 오가노규소 화합물로서 예시될 수 있다. 이들 화학식들에서, Me는 메틸 그룹을 의미하며; Et는 에틸 그룹을 의미하며; Pr은 프로필 그룹을 의미한다.
Figure pct00004
Figure pct00005
또한, 성분 (C)는 상기 기술된 아미녹시 그룹-함유 오가노규소 화합물의 부분 가수분해 및 축합 생성물일 수 있다.
성분 (D) 계면활성제는 성분 (E) 중에서의 성분 (A) 및 임의의 혼입된 성분 (F)의 안정한 유화를 초래한다. 비이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제 또는 양쪽성 계면활성제가 성분 (D) 계면활성제로서 사용될 수 있다. 단일 종류의 계면활성제가 사용될 수 있거나, 또는 둘 이상의 상이한 종류의 계면활성제가 배합되어 사용될 수 있다.
비이온성 계면활성제는 글리세롤 지방산 에스테르, 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시알킬렌 알킬 에테르, 폴리옥시알킬렌 알킬페닐 에테르, 폴리옥시알킬렌 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시알킬렌 글리세롤 지방산 에스테르 및 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 공중합체형 비이온성 유화제로 예시될 수 있다. 본원에서 언급된 알킬 그룹은 고급 알킬 그룹, 예를 들면, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 세틸, 스테아릴 등으로 예시될 수 있다. 지방산은 중급 및 고급 지방산, 예를 들면, 라우르산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산 등으로 예시될 수 있다.
음이온성 계면활성제는 알킬벤젠설포네이트 염, 알킬 에테르 설페이트 염, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 설페이트 염, 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 에테르 설페이트 염, 알킬나프틸설포네이트 염, 불포화 지방족 설포네이트 염 및 하이드록실화 지방족 설포네이트 염으로 예시될 수 있다. 본원에서 언급된 알킬 그룹은 중급 및 고급 알킬 그룹, 예를 들면, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 세틸, 스테아릴 등으로 예시될 수 있다. 불포화 지방족 그룹은 올레일, 노네닐 및 옥티닐로 예시될 수 있다. 대이온은 나트륨 이온, 칼륨 이온, 리튬 이온 및 암모늄 이온으로 예시될 수 있으며, 이들 중에서 나트륨 이온이 통상적으로 사용된다.
양이온성 계면활성제는 4급 암모늄 염 유형의 계면활성제, 예를 들면, 알킬트리메틸암모늄 염(예: 옥타데실트리메틸암모늄 클로라이드, 헥사데실트리메틸암모늄 클로라이드 등) 및 디알킬디메틸암모늄 염(예: 디옥타데실디메틸암모늄 클로라이드, 디헥사데실디메틸암모늄 클로라이드, 디데실디메틸암모늄 클로라이드 등)으로 예시될 수 있다.
양쪽성 계면활성제은 알킬베타인 및 알킬이미다졸린으로 예시될 수 있다.
성분 (D)의 혼입양은 성분 (A) 100질량부당 0.1 내지 50질량부 및 바람직하게는 1 내지 20질량부이다.
성분 (E) 물은 바람직하게는 유화를 방해하거나 에멀젼의 저장 안정성을 손상시키는 성분을 함유하지 않으며, 이온 교환수, 증류수, 우물물 및 수돗물로 예시될 수 있다. 성분 (E)는 안정한 수계 에멀젼 상태를 유지하는데 충분한 양으로 사용되지만, 혼입양은 달리 특별하게 한정되지 않는다. 그러나, 성분 (E)는 보통 성분 (A) 100질량부당 10 내지 200질량부로 혼입된다.
경화 피막의 강도 및 밀착성의 개선 관점에서 볼 때, 본 발명의 수중유 실리콘 에멀젼은 바람직하게는 또한 (F) 화학식
Figure pct00006
로 나타내는 알콕시실란 또는 알콕시알콕시실란 또는 이러한 알콕시실란 또는 알콕시알콕시실란의 부분 가수분해 및 축합 생성물을 함유한다. 상기 화학식에서, R1은 상기 기술된 바와 같으며, 이 중에서 C1 -10 알킬, C2 -10 알케닐 및 C6 -10 아릴이 바람직하며, 메틸 및 페닐이 특히 바람직하다. X는 바람직하게는 C1 -10 알콕시 그룹 또는 C2-10 알콕시알콕시 그룹이며, 상기 기술된 바와 동일한 그룹이 본원 명세서에 예시된다. a는 0, 1 또는 2이며, 바람직하게는 0 또는 1이다.
바람직한 알콕시실란의 구체적인 예는 테트라알콕시실란, 예를 들면, 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란 등; 알킬트리알콕시실란, 예를 들면, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리프로폭시실란, 메틸트리부톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 에틸트리프로폭시실란, 에틸트리부톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 테트라데실트리에톡시실란 등; 상기 알킬트리알콕시실란에서 알킬 상의 수소 원자의 일부를 예를 들면, 메타크릴옥시 그룹, 글리시독시 그룹, 아미노 그룹 등으로 대체하여 제공된 치환된 알킬트리알콕시실란; 알케닐트리알콕시실란, 예를 들면, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란 등; 아릴트리알콕시실란, 예를 들면, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란 등이다.
바람직한 알콕시알콕시실란의 구체적인 예는 테트라알콕시알콕시실란, 예를 들면테트라메톡시메톡시실란, 테트라에톡시에톡시실란, 테트라메톡시에톡시실란, 테트라에톡시메톡시실란 등; 알킬트리알콕시알콕시실란, 예를 들면, 메틸트리메톡시메톡시실란, 메틸트리에톡시에톡시실란, 메틸트리메톡시에톡시실란, 메틸트리에톡시메톡시실란, 에틸트리메톡시메톡시실란, 에틸트리에톡시에톡시실란, 에틸트리메톡시에톡시실란, 에틸트리에톡시메톡시실란, 헥실트리메톡시에톡시실란, 옥틸트리메톡시에톡시실란, 테트라데실트리메톡시에톡시실란 등; 상기 언급된 알킬트리알콕시알콕시실란에서 알킬 상의 수소 원자의 일부를 예를 들면, 메타크릴옥시 그룹, 글리시독시 그룹, 아미노 그룹 등으로 대체하여 제공된 치환된 알킬트리알콕시알콕시실란; 알케닐트리알콕시알콕시실란, 예를 들면, 비닐트리메톡시메톡시실란, 비닐트리에톡시에톡시실란, 비닐트리메톡시에톡시실란, 비닐트리에톡시메톡시실란 등; 및 아릴트리알콕시알콕시실란, 예를 들면, 페닐트리메톡시메톡시실란, 페닐트리에톡시에톡시실란, 페닐트리메톡시에톡시실란, 페닐트리에톡시메톡시실란 등이다.
상기된 것들 중에서도 테트라알콕시실란, 알킬트리알콕시실란, 테트라알콕시알콕시실란 및 알킬트리알콕시알콕시실란이 바람직하며, 테트라알콕시실란 및 테트라알콕시알콕시실란이 더욱 바람직하다.
성분 (F)는 또한 상기 언급된 오가노알콕시실란, 오가노알콕시알콕시실란, 테트라알콕시실란 또는 테트라알콕시알콕시실란으로부터의 부분 가수분해 및 축합 생성물일 수 있다.
성분 (F)는 바람직하게는 성분 (A) 100질량부당 바람직하게는 0.1 내지 50질량부 및 더욱 바람직하게는 1 내지 15질량부로 혼입된다. 생성된 수계 에멀젼으로부터의 경화 피막의 강도 및 기재 밀착성에서의 개선은, 성분 (F)의 혼입양이 성분 (A) 100질량부당 0.1질량부 미만인 경우 부적절할 수 있다. 알코올 부산물의 더 높은 양으로 인해 환경 및 인체에 나쁜 영향을 주기 때문에, 그리고 시간 경과에 따라 경화 피막의 강도 및 기재 밀착성이 변할 수 있기 때문에 50질량부를 초과하는 것은 바람직하지 않다.
또한, 본 발명의 수중유 실리콘 에멀젼 조성물은 적절하다면 임의의 기준으로 기타 성분, 예를 들면, 증점제, 소포제, 침투제, 대전방지제, 무기 분말, 보존제, 실란 커플링제, pH 조절제, 완충제, 자외선 흡수제, 주석 비함유 경화 촉매, 수용성 수지, 유기 수지 에멀젼, 안료, 염료 등을 혼입할 수 있다.
상기된 것들 중에서, pH 조절제로서의 아민 화합물 (G)의 혼입이 바람직하다. 아민 화합물은 디에틸아민, 에틸렌디아민, 부틸아민, 헥실아민, 모르폴린, 모노에탄올아민, 트리에틸아민, 트리에탄올아민, 디프로판올아민 및 2-아미노-2-메틸-2-프로판올로 예시될 수 있으며, 상기된 것들 중에서 디에틸아민이 바람직하다. pH 조절제로서의 성분 (G)의 혼입양은 바람직하게는 0.01 내지 5질량% 범위이며, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 2질량% 범위이다.
본 발명의 수중유 실리콘 에멀젼 조성물은, (I): 예를 들면, 호모믹서, 균질화기, 콜로이드 밀(colloid mill), 콤비 믹서(Combi mixer), 인라인형(inline-type) 연속 유화 장치, 진공 유화 장치, 초음파 유화 장치, 연속 혼합 장치 등과 같은 유화 장치를 사용하여 성분 (A), (C) 및 (D), 및 성분 (E)의 일부를 유화 및 분산시키는 단계; 및 (II): 성분 (B), 및 성분 (E)의 나머지를 상기 단계에 의해 제조된 에멀젼에 혼입 및 분산시키는 단계를 포함하는 제조 방법에 의해 제조될 수 있다. 성분 (F)는 임의로 상기 단계들 중 어느 한 단계에 혼입될 수 있거나, 각 단계에 분할되어 혼입될 수 있다. 물로의 희석 시의 안정성 관점에서 볼 때, 에멀젼 입자의 평균 입자 크기는 바람직하게는 500nm 이하이며, 더욱 바람직하게는 300nm이하이다. 에멀젼 입자의 평균 입자 크기는 예를 들면, 동적 광 산란 방법에 의해 측정될 수 있다.
본 발명의 수중유 실리콘 에멀젼 조성물에서 4 내지 5개의 실록산 단위들을 포함하는 실록산 올리고머들의 총 함량은 바람직하게는 2질량% 이하이며, 더욱 바람직하게는 1질량% 이하이며, 더욱 더 바람직하게는 0.5질량% 이하이다. 4 내지 5개의 실록산 단위들을 포함하는 실록산 올리고머들은 테트라머 내지 펜타머 환형 실록산 올리고머, 예를 들면, 옥타오가노테트라사이클로실록산, 데카오가노펜타사이클로실록산 등 및 테트라머 내지 펜타머 직쇄 실록산 올리고머, 예를 들면, 분자쇄 양말단에서 하이드록시디오가노실록시 그룹에 의해 말단봉쇄된 테트라오가노디실록산, 분자쇄 양말단에서 하이드록시디오가노실록시 그룹에 의해 말단봉쇄된 헥사오가노트리실록산 등으로 예시될 수 있다. 본 발명의 수중유 실리콘 에멀젼 조성물 중의 실록산 올리고머 함량은 가스 크로마토그래피에 의해 측정될 수 있다.
본 발명의 표면 처리 방법은 기재의 표면을 본 발명의 수중유 실리콘 에멀젼 조성물로 표면 처리하는 것을 포함함을 특징으로 한다. 기재는 금속, 세라믹, 콘크리트, 종이, 섬유, 플라스틱, 유리 및 고무로 예시될 수 있다.
기재의 표면을 상기 언급된 수중유 실리콘 에멀젼 조성물로 표면 처리하는 방법은 바람직하게는 (I) 기재의 표면을 수중유 실리콘 에멀젼 조성물로 코팅하는 단계 및 (II) 기재 표면상에서 수중유 실리콘 에멀젼 조성물 중의 물을 제거하여 기재 표면 상에 경화 피막을 형성하는 단계를 포함한다. 단계 (I)을 수행하기 위한 구체적 방법으로는 분무, 침지, 그라비아(gravure) 코팅, 나이프 코팅 등으로 예시될 수 있다. 단계 (II)에서의 물의 제거는 주변 온도에서 방치시키는 공기 건조에 의해; 또는 20 내지 200℃로 조절된 주변 온도에서 방치시킴으로서; 또는 적외선, 자외선 또는 기타 고에너지 방사선에 노출시킴으로써 수행될 수 있다.
실시예
본 발명은 특히 하기의 실시예 및 비교예에 의해 기술된다. 이러한 실시예에서 점도는 25℃에서 측정된 값이며; 혼입양을 지시하는데 사용된 부는질량부를 의미하며; 함량을 나타내는데 사용된 %는질량%이다. 화학식들에서, Me는 메틸 그룹을 의미하며, Et는 에틸 그룹을 의미한다.
에멀젼 입자의 평균 입자 크기는 25℃에서 서브마이크론 입자 분석기[코울터 일렉트로닉스 인코포레이티드(Coulter Electronics, Inc.)의 코울터 모델 N4 MD]를사용하는 동적 광 산란에 의해 측정되었으며, 단분산 방식 분석에 의해 측정되었다.
경화 피막의 강도 및 이의 유리 패널에 대한 밀착성은 유리 패널 상에 에멀젼 조성물을 코팅하고; 25℃에서 1일 동안 유지시켜 수분을 제거하고; 이어서 손가락으로 만져서 평가하였다. 경화 피막의 강도와 관련하여, 이는 손가락으로 만져서 경화 피막이 적절하게 경화되었고 고무 탄성을 나타내는 지를 측정함으로써 평가하였다. 경화 피막에 대한 탄성을 측정하는 경우, 상기 피막을 또한 손가락으로 강하게 문질러서 플라스틱 변형(plastic deformation)이 나타나는 지를 측정하였다. 경화 피막의 유리 패널에 대한 밀착성과 관련하여, 이는 경화 피막을 손가락으로 강하게 문지르고, 유리 패널로부터 박리가 발생하는 지를 검사함으로써 평가하였다.
제조된 수중유 실리콘 에멀젼에서 4 내지 5개의 실록산 단위들을 포함하는 실록산 올리고머들의 총 함량은, 샘플 1.0 g의 무게를 재고; 메탄올 5 mL, 헥산 10 mL 및 n-운데칸 10 ㎕를 첨가하여 수분 동안 교반시키고; 이후, 밤새 정지 상태로 유지시킨 후 교란이 일어나는 것을 피하도록 주의하면서 초순수 5 mL를 첨가하고; 계속하여 헥산 층을 수집하고, 가스 크로마토그래피[GC-2010, 제조사: 시마쓰(Shimadzu)]로 측정함으로써 결정되었다.
실시예 1
점도가 2,400mPa·s이며, 분자쇄 양말단에서 하이드록시디메틸실록시 그룹에 의해 말단봉쇄된 폴리디메틸실록산 50.0부, 하기 화학식 1의 아미녹시 그룹-함유 폴리실록산 2.0부 및 테트라에톡시실란 1.0부를 혼합하였다:
Figure pct00007
이후, 물 3.0부 및 나트륨 폴리옥시에틸렌(2몰) 라우릴 에테르 설페이트의 70% 수용액 8.0부를 첨가하고, 혼합한 후, 연속 혼합 장치를 사용하여 유화시켰다. 물 1.5부 및 콜로이드성 실리카(상표명: 스노우텍스 C, 제조사: 닛산 케미칼 인더스트리즈 리미티드, 유효 성분 = 20%) 33.0부로 희석시킨 후, pH 조절제로서 디에틸아민 0.5부를 물 1.0부로 희석시켜 제조된 수용액 1.5부를 첨가하여 수중유 실리콘 에멀젼을 제조하였다. 수득된 에멀젼 입자의 평균 입자 크기는 320nm이었으며; 4 내지 5개의 실록산 단위들을 포함하는 실록산 올리고머들은 옥타메틸테트라사이클로실록산 및 데카메틸펜타사이클로실록산이었으며; 이들의 함량은 0.12%이었다. 수득된 에멀젼 조성물의 제조 3일 후에 유리 패널 상에 상기 조성물을 코팅하여 경화 피막의 상태를 평가하였으며; 만족할만한 밀착성 및 고무 탄성을 갖는 경화 피막이 수득되었으며, 심지어 손가락으로 강하게 문지르는 경우에도 플라스틱 변형이 나타나지 않았다.
실시예 2
실시예 1에서와 같이 에멀젼을 제조하지만, 본 경우에서는 실시예 1에서 사용된 상기 화학식 1의 아미녹시 그룹-함유 폴리실록산 2.0부 대신에 하기 화학식 2의 아미녹시 그룹-함유 폴리실록산 2.0부를 사용하고, 유화제로서 나트륨 폴리옥시에틸렌(2몰) 라우릴 에테르 설페이트의 70% 수용액 8.0부 대신 폴리옥시에틸렌(7몰) 분지화 데실 에테르의 85% 수용액 5.0부를 사용하였다.
Figure pct00008
수득된 에멀젼 입자의 평균 입자 크기는 360nm이었으며; 4 내지 5개의 실록산 단위들을 포함하는 실록산 올리고머들은 옥타메틸테트라사이클로실록산 및 데카메틸펜타사이클로실록산이었으며; 이들의 함량은 0.12%이었다. 수득된 에멀젼 조성물의 제조 3일 후에 유리 패널 상에 상기 조성물을 코팅하여 경화 피막의 상태를 평가하였으며; 만족할만한 밀착성 및 탄성을 갖는 경화 피막이 수득되었지만, 손가락으로 강하게 문지르는 경우에 약간의 플라스틱 변형이 나타났다. 수득된 에멀젼 조성물을 또한 상기 조성물의 제조 7일 후에 유리 패널 상에 코팅하고 경화 피막의 상태를 평가하였으며; 만족할만한 밀착성 및 고무 탄성을 갖는 경화 피막이 수득되었으며, 심지어 손가락으로 강하게 문지르는 경우에도 플라스틱 변형은 나타나지 않았다.
실시예 3
실시예 1에서와 같이 에멀젼을 제조하지만, 본 경우에서는 실시예 1에서 사용된 상기 화학식 1의 아미녹시 그룹-함유 폴리실록산 2.0부 대신에 실시예 2에서 사용된 상기 화학식 2의 아미녹시 그룹-함유 폴리실록산 2.0부를 사용하고, 희석을 위해 사용된 물을 1.5부에서 18.0부로 변경하였으며, 콜로이드성 실리카(상표명: 스노우텍스 C, 제조사: 닛산 케미칼 인더스트리즈 리미티드, 유효 성분 = 20%)의 양을 33.0부에서 16.5부로 변경하였다. 수득된 에멀젼 입자의 평균 입자 크기는 290nm이었으며; 4 내지 5개의 실록산 단위들을 포함하는 실록산 올리고머들은 옥타메틸테트라사이클로실록산 및 데카메틸펜타사이클로실록산이었으며; 이들의 함량은 0.12%이었다. 수득된 에멀젼 조성물의 제조 1일 후에 유리 패널 상에 상기 조성물을 코팅하여 경화 피막의 상태를 평가하였으며; 만족할만한 밀착성 및 고무 탄성을 갖는 경화 피막이 수득되었으며, 심지어 손가락으로 강하게 문지르는 경우에도 플라스틱 변형은 나타나지 않았다.
실시예 4
실시예 3에서와 같이 에멀젼을 제조하지만, 본 경우에서는 실시예 3에 사용된 테트라에톡시실란 대신에 메틸트리에톡시실란을 사용하였다. 수득된 에멀젼 입자의 평균 입자 크기는 320nm이었으며; 4 내지 5개의 실록산 단위들을 포함하는 실록산 올리고머들은 옥타메틸테트라사이클로실록산 및 데카메틸펜타사이클로실록산이었으며; 이들의 함량은 0.12%이었다. 수득된 에멀젼 조성물의 제조 1일 후에 유리 패널 상에 상기 조성물을 코팅하여 경화 피막의 상태를 평가하였으며; 만족할만한 밀착성 및 고무 탄성을 갖는 경화 피막이 수득되었으며, 심지어 손가락으로 강하게 문지르는 경우에도 플라스틱 변형은 나타나지 않았다.
실시예 5
점도가 2,400mPa·s이며, 분자쇄 양말단에서 하이드록시디메틸실록시 그룹에 의해 말단봉쇄된 폴리디메틸실록산 50.0부, 상기 화학식 2의 아미녹시 그룹-함유 폴리실록산 1.0부 및 테트라에톡시실란 1.0부를 혼합하였다. 이후, 나트륨 폴리옥시에틸렌(2몰) 라우릴 에테르 설페이트의 70% 수용액 8.0부, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 공중합체형 비이온성 유화제(제품명: 플루로닉(Pluronic) F68, 제조사: 아데카 코포레이션) 1.0부 및 물 3.0부를 첨가하고, 혼합한 후, 연속 혼합 장치를 사용하여 유화시켰다. 물 18.0부 및 콜로이드성 실리카(상표명: 스노우텍스 C, 제조사: 닛산 케미칼 인더스트리즈 리미티드, 유효 성분 = 20%) 16.5부로 희석시킨 후, pH 조절제로서 디에틸아민 0.5부를 물 1.0부로 희석시켜 제조된 수용액 1.5부를 첨가하여 수중유 실리콘 에멀젼을 제조하였다. 수득된 에멀젼 입자의 평균 입자 크기는 190nm이었으며; 4 내지 5개의 실록산 단위들을 포함하는 실록산 올리고머들은 옥타메틸테트라사이클로실록산 및 데카메틸펜타사이클로실록산이었으며; 이들의 함량은 0.12%이었다. 수득된 에멀젼 조성물의 제조 3일 후에 유리 패널 상에 상기 조성물을 코팅하여 경화 피막의 상태를 평가하였으며; 만족할만한 밀착성 및 고무 탄성을 갖는 경화 피막이 수득되었으며, 심지어 손가락으로 강하게 문지르는 경우에도 플라스틱 변형은 나타나지 않았다.
실시예 6
실시예 5에서와 같이 에멀젼을 제조하지만, 본 경우에서는 실시예 5에서 사용된 테트라에톡시실란 대신에 메틸트리에톡시실란을 사용하였다. 수득된 에멀젼 입자의 평균 입자 크기는 220nm이었으며; 4 내지 5개의 실록산 단위들을 포함하는 실록산 올리고머들은 옥타메틸테트라사이클로실록산 및 데카메틸펜타사이클로실록산이었으며; 이들의 함량은 0.12%이었다. 수득된 에멀젼 조성물의 제조 3일 후에 유리 패널 상에 상기 조성물을 코팅하여 경화 피막의 상태를 평가하였으며; 만족할만한 밀착성 및 고무 탄성을 갖는 경화 피막이 수득되었으며, 심지어 손가락으로 강하게 문지르는 경우에도 플라스틱 변형은 나타나지 않았다.
실시예 7
실시예 2에서와 같이 에멀젼을 제조하지만, 본 경우에서는 실시예 2에서 사용된 테트라에톡시실란을 혼입하지는 않았다. 수득된 에멀젼 입자의 평균 입자 크기는 275nm이었으며; 4 내지 5개의 실록산 단위들을 포함하는 실록산 올리고머들은 옥타메틸테트라사이클로실록산 및 데카메틸펜타사이클로실록산이었으며; 이들의 함량은 0.12%이었다. 수득된 에멀젼 조성물의 제조 7일 후에 유리 패널 상에 상기 조성물을 코팅하여 경화 피막의 상태를 평가하였으며; 만족할만한 밀착성 및 탄성을 갖는 경화 피막이 수득되었으나, 손가락으로 강하게 문지르는 경우에 약간의 플라스틱 변형이 있었다.
비교예 1
실시예 1에서와 같이 에멀젼을 제조하지만, 본 경우에서는 실시예 1에서 사용된 화학식 1의 아미녹시 그룹-함유 폴리실록산 2.0부 대신에 하기 화학식 3의 아미녹시 그룹-함유 폴리실록산 2.0부를 사용하였다:
Figure pct00009
수득된 에멀젼의 입자 크기는 270nm이었으며; 4 내지 5개의 실록산 단위들을 포함하는 실록산 올리고머들은 옥타메틸테트라사이클로실록산 및 데카메틸펜타사이클로실록산이었으며; 이들의 함량은 0.12%이었다. 수득된 에멀젼 조성물의 제조 3일 후에 유리 패널 상에 상기 조성물을 코팅하고, 수분을 제거하였으나, 점착성이 강하며 탄성이 부족한 매우 약한 피막만이 수득되었다. 수득된 에멀젼 조성물을 또한 이의 제조 20일 후에 유리 패널 상에 코팅시키고, 수분을 제거하였지만, 본 경우에서 수득된 피막은 점성이 있으며 탄성이 부족한 약한 피막이었다.
비교예 2
점도가 4,000mPa·s이며, 분자쇄 양말단에서 하이드록시디메틸실록시 그룹에 의해 말단봉쇄된 폴리디메틸실록산 50.0부, 나트륨 폴리옥시에틸렌(2몰) 라우릴 에테르 설페이트의 70% 수용액 6.0부 및 물 3.0부를 혼합한 후, 연속 혼합 장치를 사용하여 유화시켰다. 물 19.5부 및 콜로이드성 실리카(상표명: 스노우텍스 C, 제조사: 닛산 케미칼 인더스트리즈 리미티드, 유효 성분 = 20%) 19.5부로 희석시킨 후, pH 조절제로서 디에틸아민 0.5부를 물 1.0부로 희석시켜 제조된 수용액 1.5부를 첨가하여 수중유 실리콘 에멀젼을 제조하였다. 수득된 에멀젼 입자의 평균 입자 크기는 370nm이었으며; 4 내지 5개의 실록산 단위들을 포함하는 실록산 올리고머들은 옥타메틸테트라사이클로실록산 및 데카메틸펜타사이클로실록산이었으며; 이들의 함량은 0.25%이었다. 수득된 에멀젼을 이의 제조 9일 후에 유리 패널 상에 코팅시키고, 수분을 제거하였으나, 수득된 피막은 점착성이 강하며 탄성이 부족한 매우 약한 피막이었다.
비교예 3
비교예 2에서와 같이 에멀젼을 제조하지만, 본 경우에서는 비교예 2에 사용된 나트륨 폴리옥시에틸렌(2몰) 라우릴 에테르 설페이트의 70% 수용액 6.0부 대신에 8.0부를 사용하여 유화를 수행하고; 희석용 물의 양을 19.5부에서 4.5부로 변경하였으며; 콜로이드성 실리카의 양을 19.5부에서 33.0부로 변경하였다. 수득된 에멀젼 입자의 평균 입자 크기는 280nm이었으며; 4 내지 5개의 실록산 단위들을 포함하는 실록산 올리고머들은 옥타메틸테트라사이클로실록산 및 데카메틸펜타사이클로실록산이었으며; 이들의 함량은 0.25%이었다. 수득된 에멀젼 조성물의 제조 7일 후에 유리 패널 상에 상기 조성물을 코팅시키고, 수분을 제거하였으나, 수득된 피막은 점착성이 강하며 탄성이 부족한 매우 약한 피막이었다. 수득된 에멀젼 조성물의 제조 20일 후에 유리 패널 상에 상기 조성물을 코팅시키고, 수분을 제거하는 경우, 비교적 우수한 밀착성을 갖는 피막이 수득되었지만, 경화 피막의 표면에는 다수의 크랙이 나타났고, 피막의 탄성은 또한 열등하였다.
비교예 4
실시예 2에서와 동일한 방법에 의해 에멀젼을 제조하지만, 본 경우에서는 실시예 2의 테트라에톡시실란 1.0부를 메틸트리에톡시실란 1.0부로 변경하였으며, 콜로이드성 실리카 33.0부를 물 33.0부로 변경하였다. 수득된 에멀젼 입자의 평균 입자 크기는 290nm이었으며; 4 내지 5개의 실록산 단위들을 포함하는 실록산 올리고머들은 옥타메틸테트라사이클로실록산 및 데카메틸펜타사이클로실록산이었으며; 이들의 함량은 0.12%이었다. 수득된 에멀젼 조성물의 제조 3일 후에 유리 패널 상에 상기 조성물을 코팅시키고, 수분을 제거하였으나, 탄성이 있는 경화 피막은 수득되었지만, 경화 피막은 부적절한 밀착성이 나타났으며, 손가락 압력에 의해 유리 패널로부터 쉽게 박리되었다. 에멀젼 조성물의 제조 10일 후에 동일한 평가가 수행되었지만, 경화 피막의 밀착성 개선은 나타나지 않았다.
산업상 이용가능성
본 발명의 수중유 실리콘 에멀젼 조성물은 기재에 코팅되거나 함침된 후 수분이 제거되는 경우 기재에 대한 밀착성이 우수하며 고무 탄성, 즉, 우수한 강도를 갖는 경화 피막을 형성한다. 이러한 이유 때문에, 본 발명의 수중유 실리콘 에멀젼 조성물은 예를 들면, 수계 도료 및 잉크; 감열지, 잉크젯 종이 등으로 사용하기 위한 종이 코팅제; 금형, 다이 및 고무용 이형제; 자동차 웨더 스트립핑(automotive weather stripping), 개스킷(gasket), 고무 호스 등에 사용하기 위한 수지 코팅제; 의류 및 에어백에 사용하기 위한 섬유 처리제; 박리제; 화장품 등에 유용하다.

Claims (10)

  1. (A) 각 분자 내에, 규소-결합된 하이드록실 그룹, 규소-결합된 알콕시 그룹 및 규소-결합된 알콕시알콕시 그룹으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 2개 이상의 그룹을 함유하는 폴리오가노실록산 100질량부,
    (B) 콜로이드성 실리카 0.1 내지 200질량부,
    (C) 각 분자 내에 3개 이상의 규소-결합된 아미녹시 그룹을 함유하는 아미녹시 그룹-함유 오가노규소 화합물 0.1 내지 100질량부,
    (D) 계면활성제 0.1 내지 50질량부, 및
    (E) 물 10 내지 200질량부
    를 포함하는, 수중유 실리콘 에멀젼 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 4 내지 5개의 실록산 단위들을 포함하는 실록산 올리고머들의 총 함량이 2질량% 이하임을 특징으로 하는, 수중유 실리콘 에멀젼 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 성분 (A) 폴리오가노실록산이 분자쇄 양말단에서 하이드록실 그룹에 의해 말단봉쇄된 디오가노폴리실록산인, 수중유 실리콘 에멀젼 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 25℃에서 상기 성분 (A)의 점도가 50mPa·s 내지 2,000,000mPa·s인, 수중유 실리콘 에멀젼 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 성분 (C) 아미녹시 그룹-함유 오가노규소 화합물이 화학식
    Figure pct00010
    (여기서, R1은 비치환된 1가 하이드로카빌 그룹 또는 치환된 1가 하이드로카빌 그룹이며; R2는 1가 하이드로카빌 그룹, 하이드록실 그룹, 알콕시 그룹, 알콕시알콕시 그룹 및 아미녹시 그룹으로부터 선택된 그룹이며; R3은 아미녹시 그룹이며; n은 1 이상의 정수이며; p는 0 이상의 정수이다)로 나타내는 아미녹시 그룹-함유 오가노규소 화합물인, 수중유 실리콘 에멀젼 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 추가로 성분 (F)로서, 화학식
    Figure pct00011
    (여기서, R1은 비치환된 1가 하이드로카빌 그룹 또는 치환된 1가 하이드로카빌 그룹이며, X는 알콕시 그룹 또는 알콕시알콕시 그룹이며, a는 0, 1 또는 2이다)로 나타내는 알콕시실란 또는 알콕시알콕시실란, 또는 상기 언급된 알콕시실란 또는 알콕시알콕시실란의 부분 가수분해 및 축합 생성물 0.1 내지 50질량부를 포함하는, 수중유 실리콘 에멀젼 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 추가로 성분 (G)로서, 아민을 포함하는, 수중유 실리콘 에멀젼 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 에멀젼 입자의 평균 입자 크기가 300nm 이하인, 수중유 실리콘 에멀젼 조성물.
  9. (A) 각 분자 내에, 규소-결합된 하이드록실 그룹, 규소-결합된 알콕시 그룹 및 규소-결합된 알콕시알콕시 그룹으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 2개 이상의 그룹을 함유하는 폴리오가노실록산, (C) 각 분자 내에 3개 이상의 규소-결합된 아미녹시 그룹을 함유하는 아미녹시 그룹-함유 오가노규소 화합물, (D) 계면활성제, 및 (E) 물의 일부를 유화 및 분산시키는 단계; 및
    (B) 콜로이드성 실리카, 및 (E) 물의 나머지를 상기 단계에 의해 제공된 에멀젼에 혼입하는 단계를 포함함을 특징으로 하는,
    제1항에 따른 수중유 실리콘 에멀젼 조성물의 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 따른 수중유 실리콘 에멀젼 조성물로 기재의 표면을 표면 처리함을 특징으로 하는, 표면 처리 방법.
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