KR20140007863A - 유기실록산 조성물 - Google Patents

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Abstract

(업계에서 보통 "생강도"(green strength)로 지칭되는) 미경화 상태에서의 강도를 갖는, 1 성분 이상의 수분 경화 유기실록산 조성물 및 그 용도. 본 조성물은 점도가 25℃에서 1000 mPa.s 이상이며 2개 이상의 규소-결합된 하이드록실 기 및/또는 규소-결합된 가수분해성 기를 갖는 유기폴리실록산 중합체; 적합한 촉매; 촉매에 의해 촉매될 때 유기폴리실록산 중합체와 반응하도록 된 가교결합제; 및 선택적으로 하나 이상의 리올로지 조절제 및 조성물의 0 내지 10 중량%의 하나 이상의 증량제 또는 가소제를 포함하나, 특히, 조성물은 전체 조성물의 50 내지 70 중량%의 양으로 침전 탄산칼슘 충전제를 함유한다.

Description

유기실록산 조성물 {ORGANOSILOXANE COMPOSITIONS}
본 발명은, (업계에서 보통 "생강도"(green strength)로 지칭되는) 미경화 상태에서의 강도를 갖는, 1 성분 이상의 수분 경화 유기실록산 조성물의 개발 및 그 용도에 관한 것이다.
탄성중합체성 고체로 경화되는 유기실록산 조성물이 잘 알려져 있다. 전형적으로, 그러한 조성물은 반응성 말단 기, 예를 들어, 하이드록시 기 또는 가수분해성 기를 갖는 폴리다이오르가노실록산을, 적합한 촉매의 존재 하에, 예컨대 폴리다이오르가노실록산과 반응성인 실란 가교결합제, 예를 들어, 아세톡시 실란, 옥시모실란, 아미노실란 또는 알콕시실란과 혼합함으로써 얻어진다. 생성되는 조성물은 실온에서 대기 수분에 노출시 경화가능하다.
상기한 경화성 조성물의 한 가지 중요한 응용은 접착제 및/또는 실란트로서의 그의 용도이다. 실란트로서 사용 시에는, 조성물이 상대적으로 두꺼운 층으로 경화되어 두께가 약 2 ㎜ 초과인 탄성중합체성 물체(elastomeric body)를 제공할 수 있는 것이 중요하다. 유기폴리실록산 조성물은, 수시간 이내에 완전한 밀봉을 제공할 만큼 충분히 신속하지만 적용 직후에 원하는 형태로 표면이 툴링(tool)될 수 없을 만큼 신속하지는 않게 경화되는 것이 종종 바람직하다. 그러한 조성물의 특히 바람직한 속성 중에는 신속한 표면 경화 속도, 형성된 외피(skin)의 양호한 탄성, 및 약 24시간 동안 경화 후의 표면 점착성의 결여가 있다. 그러나, 그러한 실란트는 실온에서 기재 상에 적용되며, 실란트/접착제와 기재 사이의 접합이 그의 극한 강도(ultimate strength)의 상태에 도달하기 전에 적어도 수시간이 걸리도록 설계되며, 즉, 기재 상에 적용 직후에, 실란트/접착제와 기재 사이의 강력한 초기 접합을 필요로 하는 응용을 위한 충분한 생강도를 형성할 만큼 충분히 신속하게 경화되지는 않는다. 본 명세서에서 정의되는 바와 같이, "생강도"는 실란트가 완전히 경화되기 전에 조립 구조물에 사용된 실란트의 강도를 의미하며; 이후에 논의되는 바와 같이, "극한 강도"는 화학적 경화가 본질적으로 완료된 후의 접착 강도이다.
실란트를 이용하는 소정 응용, 예를 들어, 조립 라인 응용에서는, 생강도를 신속하게 발현시킬 수 있는 실란트를 사용하는 것이 필수적이다. 생강도를 신속하게 발현시키는 실란트는 상대적으로 더 짧은 경화 시간 후에 조립 구조물에 대한 손상 없이 실란트 사용자가 조립 구조물을 취급, 포장 및 선적하여 생산 라인을 증가시킬 수 있게 하는 이점을 갖는다.
접착제 및/또는 실란트로서 사용하기 위한 유기폴리실록산 조성물에 이러한 높은 생강도 특성을 도입하는 몇몇 방법이 업계에 제안/이용되어 왔다. 이들은 조성물을 승온에서 목표물 상에 적용하는 것을 필요로 하는 첨가제의 사용을 수반하며 온도가 실온으로 되돌아갈 때 조성물에 초기 생강도를 제공하는 첨가제의 특성에 의존하는 경향이 있었다. 예에는, 반응성 및/또는 비반응성 고온 용융 재료, 예를 들어, 폴리아이소부틸렌 및 첨가제, 예를 들어, 적합한 왁스를 함유하는 실리콘계 고온 용융 조성물을 사용하거나, 적용 시에 용융되는 실리콘 수지를 함유하는 실리콘 실란트 조성물이 포함된다. 초기 생강도를 제공하는 다른 실리콘 실란트는 전형적으로 점착부여제로 지칭되는 중합체 재료를 함유하나, 이는 유기물이며 본 명세서에 기재된 것과 같은 유기폴리실록산 조성물과의 상용성이 불량하게 되는 경향이 있고, 그로부터 제조되는 경화된 탄성중합체의 물리적 특성에 악영향을 줄 수 있다.
기본 화학 조성물에의 그러한 추가적인 성분들의 포함은 상당한 이점을 부가하지만, 그들은 또한 제품의 소비자 가격을 상당히 증가시키며, 예를 들어, 실란트 또는 접착제 형태의 조성물의 적용 시에 승온의 사용을 필요로 한다. 따라서, 업계에서는, 사용 중 승온 및 이들 첨가제를 필요로 하지 않으면서 양호한 생강도를 갖는, 시장에서 입수가능한 종래의 재료와 비교하여 개선되지는 않더라도 유사한 생강도를 사용자에게 제공하는 대안적인 조성물을 찾으려는 요구가 있다.
본 발명자들은 예상치 않게도 고가의 까다로운 첨가제 및 혼합물이 필요없이 탁월한 생강도 거동을 갖는 조성물을 확인하였다.
본 발명에 따르면, 미경화 상태에서 강도를 갖는 실온 경화성 유기폴리실록산 조성물로서,
a) 점도가 25℃에서 1000 mPa.s 이상이며 2개 이상의 규소-결합된 하이드록실 기 및/또는 규소-결합된 가수분해성 기를 갖는 유기폴리실록산 중합체,
b) 침전 탄산칼슘 충전제,
c) 적합한 촉매,
d) 성분 (c)에 의해 촉매되며, 성분 (a)와 반응하도록 된 가교결합제, 및 선택적으로
e) 하나 이상의 리올로지 조절제, 및
f) 조성물의 0 내지 10 중량%의 하나 이상의 증량제 또는 가소제를 포함하며,
성분 b)는 전체 조성물의 50 내지 70 중량%의 양으로 존재하는 유기폴리실록산 조성물이 제공된다.
중량% 측정 시 의문의 여지를 없애기 위하여, 조성물의 총 중량%는 100%이다.
본 조성물의 한 가지 중요한 이점은 종래의 조성물과 대조적으로 실온 가황성(room temperature vulcanisable; 즉, RTV)이며, 따라서 실온, 예를 들어, 15 내지 25℃의 온도에서 적용 및 경화될 수 있다는 점이다. 작업자에게 위험하고 적용 전에 추가적인 가열 단계를 필요로 하여 결국 추가 비용 및 안정성 문제를 야기하기 때문에, 초기 생강도를 얻기 위하여 고온 용융계 조성물을 사용하는 경우인, 예를 들어, 80℃ 이상 (예를 들어, 80℃ 내지 200℃)의 승온에서의 조성물의 적용에 대한 필요성은 피하는 것이 특히 유용하다. 승온, 예를 들어, 25℃ 초과 (예를 들어, 30℃ 내지 75℃)가 경화를 위해 사용될 수 있지만, 그러한 승온은 일반적으로 불필요하며 바람직하지 않다. 따라서, 본 발명에 따른 조성물은 종래의 고온 용융계 조성물과 다르게 실온 적용가능할 뿐만 아니라 RTV이다.
바람직하게는, 점도가 25℃에서 1000 mPa.s 이상인 유기폴리실록산 중합체는 2개 이상의 하이드록실 또는 가수분해성 기를 함유하는 폴리실록산계 중합체이며, 가장 바람직하게는 중합체는 말단 하이드록실 또는 가수분해성 기를 포함한다. 바람직하게는, 중합체는 하기 일반 화학식을 갖는다:
[화학식 1]
X-A-X1
여기서, X 및 X1은 독립적으로 하이드록실 또는 가수분해성 기로 종결되는 실록산 기로부터 선택되고, A는 중합체 사슬을 함유하는 실록산이다.
하이드록실-종결 또는 가수분해성 기 X 또는 X1의 예에는 -Si(OH)3, -(Ra)Si(OH)2, -(Ra)2SiOH, -RaSi(ORb)2, -Si(ORb)3, -(Ra) 2SiORb 또는 -(Ra)2Si-Rc-Si(Rd)p(ORb)3-p가 포함되며, 여기서, 각각의 Ra는 독립적으로 1가 하이드로카르빌 기, 예를 들어, 알킬 기, 특히 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 나타내고 (바람직하게는 메틸이고); 각각의 Rb 및 Rd 기는 독립적으로 알킬 또는 알콕시 기 - 여기서, 알킬 기는 적합하게는 6개 이하의 탄소 원자를 가짐 - 이며; Rc는 6개 이하의 규소 원자를 갖는 1개 이상의 실록산 스페이서(spacer)가 개재될 수 있는 2가 탄화수소 기이고; p는 0, 1 또는 2의 값을 갖는다. 바람직하게는, X 및/또는 X1은 하이드록실 기 또는 수분의 존재 시에 달리 가수분해가능한 기를 함유한다.
화학식 I에서 적합한 실록산 기 A의 예는 폴리다이오르가노-실록산 사슬을 포함하는 것들이다. 따라서, 기 A는 바람직하게는 하기 화학식 2의 실록산 단위를 포함한다:
[화학식 2]
-(R5 sSiO(4-s)/2)-
여기서, 각각의 R5는 독립적으로 유기 기, 예를 들어, 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 선택적으로 치환된 하이드로카르빌 기이다. 본 출원을 위하여, "치환된"은 탄화수소 기 중의 하나 이상의 수소 원자가 다른 치환체로 대체되었음을 의미한다. 그러한 치환체의 예에는, 할로겐 원자, 예를 들어, 염소, 불소, 브롬, 및 요오드; 할로겐 원자 함유 기, 예를 들어, 클로로메틸, 퍼플루오로부틸, 트라이플루오로에틸, 및 노나플루오로헥실; 산소 원자; 산소 원자 함유 기, 예를 들어, (메트)아크릴 및 카르복실; 질소 원자; 질소 원자 함유 기, 예를 들어, 아미노-작용기, 아미도-작용기, 및 시아노-작용기; 황 원자; 황 원자 함유 기, 예를 들어, 메르캅토 기가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 이 경우에, R5는, 예를 들어, 하나 이상의 할로겐 기, 예를 들어, 염소 또는 불소로 선택적으로 치환될 수 있으며, s는 0, 1 또는 2이다.
기 R5의 구체적인 예에는, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 비닐, 사이클로헥실, 페닐, 톨릴 기, 3,3,3-트라이플루오로프로필과 같이 염소 또는 불소로 치환된 프로필 기, 클로로페닐, 베타-(퍼플루오로부틸)에틸 또는 클로로사이클로 헥실 기가 포함된다. 적합하게는, 기 R5의 적어도 일부, 바람직하게는 사실상 전부가 메틸이다.
화학식 1의 화합물에서 기 A는 생성되는 중합체에 점도 (본 발명에 따른 희석제의 부재 시에, 25℃에서 20 000 000 mPa.s 이하 (즉, 화학식 2의 단위가 최대 200 000개 또는 그보다 훨씬 더 많음))를 제공하는 임의의 적합한 실록산 또는 실록산/유기 분자 사슬을 포함할 수 있다. 바람직한 일 실시 형태에서, A는 모든 사슬 단위에 대해 선형 유기폴리실록산 분자 사슬 (즉, s = 2)이다. 바람직한 재료는 하기 일반 화학식 3에 따른 폴리다이오르가노실록산 사슬을 갖는다:
[화학식 3]
-(R5 2SiO)t-
여기서, 각각의 R5는 상기에 정의된 바와 같고 바람직하게는 메틸 기이며 t는 200 000 이하의 값이다. 적합한 중합체는 점도가 25℃에서 최대 20 000 000 mPa.s 또는 그 초과이나, 일반적으로 25℃에서 1000 내지 100 000 mPa.s의 범위이다. 대안적으로, 중합체는 점도가 25℃에서 5000 내지 50000 mPa.s이다. 달리 표시되지 않는다면, 모든 점도 측정은 브룩필드(Brookfield) LV DV-E 점도계를 사용하여 25℃에서 행하였다.
따라서, 화학식 2의 단위를 함유하는 바람직한 폴리실록산은 상기에 정의된 바와 같이 수분을 사용하여 가수분해될 수 있는, 말단, 규소-결합된 하이드록실 기 또는 말단, 규소-결합된 유기 라디칼을 갖는 폴리다이오르가노실록산이다. 폴리다이오르가노실록산은 단일중합체 또는 공중합체일 수 있다. 말단 축합성 기를 갖는 상이한 폴리다이오르가노실록산의 혼합물이 또한 적합하다.
성분 (b)는 하나 이상의 침전 탄산칼슘 (PCC) 충전제이다. 본 발명자들은 예상치 않게도 고수준의 침전 탄산칼슘 (PCC) 충전제를 사용하는 것이 그러한 조성물에 미경화 상태에서의 강도 (생강도)를 제공함을 확인하였다. PCC 충전제는 유기클로로실란, 유기폴리실록산, 및 헥사알킬다이실라잔과 같은 처리제를 사용하여 사전처리되거나 현장(in-situ)에서 처리된다. 대안적으로, 충전제는 지방산, 예를 들어, 스테아르산 또는 그의 유도체, 예를 들어, 스테아레이트와 같은 처리제를 사용하여 사전처리되거나 현장에서 처리된다. 충전제의 표면 처리는 충전제가 실리콘 중합체에 의해 더 쉽게 습윤화되게 만든다. 이러한 표면 개질된 충전제는 뭉쳐지지(clump) 않으며, 실리콘 중합체 내에 균질하게 포함될 수 있다.
한 대안에서는, 지방산 또는 그의 유도체로 처리된 PCC 충전제가 이용된다. PCC 충전제는 전체 조성물의 50 내지 75 중량%, 대안적으로 전체 조성물의 55 내지 70 중량%의 범위로 조성물 중에 존재한다.
조성물의 성분 (c)는 임의의 적합한 축합 촉매일 수 있다. 이는 주석, 납, 안티몬, 철, 카드뮴, 바륨, 망간, 아연, 크롬, 코발트, 니켈, 알루미늄, 갈륨, 또는 게르마늄 및 지르코늄과 같은 금속을 함유하는 축합 촉매를 포함할 수 있다. 예에는 유기 주석 금속 촉매, 예를 들어, 알킬주석 에스테르 화합물, 예를 들어, 다이부틸주석 다이옥토에이트, 다이부틸주석 다이아세테이트, 다이부틸주석 다이말레에이트, 다이부틸주석 다이라우레이트, 부틸주석 2-에틸헥사노에이트가 포함된다. 철, 코발트, 망간, 납 및 아연의 2-에틸헥사노에이트가 대안적으로 사용될 수 있다. 티타네이트 및/또는 지르코네이트에 기반한 촉매가 바람직하다. 그러한 티타네이트는 하기 일반식에 따른 화합물을 포함할 수 있다:
Ti[OR]4
여기서, 각각의 R은 동일하거나 상이하며, 1 내지 10개의 탄소 원자를 함유하는 선형 또는 분지형일 수 있는 1가, 1차, 2차 또는 3차 지방족 탄화수소 기를 나타낸다. 선택적으로 티타네이트는 부분적으로 불포화된 기를 함유할 수 있다. 그러나, R의 바람직한 예에는 메틸, 에틸, 프로필, 아이소프로필, 부틸, 3차 부틸 및 분지형 2차 알킬 기, 예를 들어, 2,4-다이메틸-3-펜틸이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 바람직하게는, 각각의 R이 동일한 경우에, R은 아이소프로필, 분지형 2차 알킬 기 또는 3차 알킬 기, 특히, 3차 부틸이다.
대안적으로, 티타네이트/지르코네이트는 킬레이팅된다. 킬레이션은 알킬 아세틸아세토네이트, 예를 들어, 메틸 또는 에틸아세틸아세토네이트와 같은 임의의 적합한 킬레이팅제를 사용하여 행해질 수 있다.
바람직하게는, 촉매, 성분 (c)는, 조성물의 약 0.1 내지 3 중량%의 양으로 존재할 것이다. 킬레이팅제가 사용되는 경우에, 성분 (c)는 3 중량% 초과의 양으로 존재할 수 있다.
성분 (d)는 성분 (a)와 반응가능한 2개 이상, 바람직하게는 3개 이상의 하이드록실 및/또는 다른 가수분해성 기를 갖는 적합한 실란 또는 단쇄 유기폴리실록산이다. 성분 (d) 중의 가수분해성 기는 아실옥시 기 (예를 들어, 아세톡시, 옥타노일옥시, 및 벤조일옥시 기); 케톡시미노 기 (예를 들어, 다이메틸 케톡시미노, 및 아이소부틸케톡시미노); 알콕시 기 (예를 들어, 메톡시, 에톡시, 프로폭시) 및 알케닐옥시 기 (예를 들어, 아이소프로페닐옥시 및 1-에틸-2-메틸비닐옥시)를 포함할 수 있다.
실록산계 가교결합제의 경우에, 분자 구조는 직쇄형, 분지형, 또는 환형일 수 있다.
가교결합제가 실란인 경우 및 실란이 분자당 3개의 규소-결합된 가수분해성 기를 갖는 경우, 네번째 기는 적합하게는 비-가수분해성 규소-결합된 유기 기이다. 3개의 규소-결합된 유기 기는 적합하게는 불소 및 염소와 같은 할로겐으로 선택적으로 치환된 하이드로카르빌 기이다. 그러한 네번째 기의 예에는 알킬 기 (예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 및 부틸); 사이클로알킬 기 (예를 들어, 사이클로펜틸 및 사이클로헥실); 알케닐 기 (예를 들어, 비닐 및 알릴); 아릴 기 (예를 들어, 페닐 및 톨릴); 아르알킬 기 (예를 들어, 2-페닐에틸) 및 전술한 유기 기 내의 수소 중 전부 또는 일부를 할로겐으로 대체하여 얻은 기가 포함된다. 그러나, 바람직하게는, 네번째 규소-결합된 유기 기는 메틸이다.
따라서, 본 발명의 제1 태양에서 성분 (d)는 사실상 화학식 Gx-Si- R4 -x를 갖는 실란을 포함할 수 있다. 각각의 기 G는 동일하거나 상이할 수 있으며 하이드록실 또는 가수분해성 기와 반응가능하다. 바람직한 G 기의 예는 상기한 바와 같은 알콕시, 아세톡시, 옥심, 및 하이드록시 기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 가장 바람직하게는, 반응가능한 기는 1 내지 10개의 탄소 원자를 함유하는 알콕시 기, 예를 들어, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 아이소프로폭시, 부톡시, 및 t-부톡시 기이다. 각각의 R 기는 동일하거나 상이하며 독립적으로 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 알케닐 기, 알키닐 기, 아릴 기, 예를 들어, 페닐 기, 또는 플루오르화 알킬 기를 나타낸다. 바람직하게는, R 기는 알킬, 선형 또는 분지형 알케닐 기, 예를 들어, 비닐, 프로페닐, 아이소프로페닐, 및 헥세닐 기 또는 알키닐 기로부터 선택된다. x의 값은 2, 3 또는 4일 수 있으나 전형적으로 3 또는 4, 가장 일반적으로는 3이다.
가교결합제로서 사용될 수 있는 실란 및 실록산에는 알킬트라이알콕시실란, 예를 들어, 메틸트라이메톡시실란 (MTM) 및 메틸트라이에톡시실란, 알케닐트라이알콕시 실란, 예를 들어, 비닐트라이메톡시실란 및 비닐트라이에톡시실란, 아이소부틸트라이메톡시실란 (iBTM)이 포함된다. 다른 적합한 실란에는 에틸트라이메톡시실란, 비닐트라이에톡시실란, 페닐트라이메톡시실란, 알콕시트라이옥시모실란, 알케닐트라이옥시모실란, 3,3,3-트라이플루오로프로필트라이메톡시실란, 메틸트라이아세톡시실란, 비닐트라이아세톡시실란, 에틸 트라이아세톡시실란, 다이-부톡시 다이아세톡시실란, 페닐-트라이프로피오녹시실란, 메틸트리스(메틸에틸케톡시모)실란, 비닐-트리스-메틸에틸케톡시모)실란, 메틸트리스(메틸에틸케톡시미노)실란, 메틸트리스(아이소프로페녹시)실란, 비닐트리스(아이소프로페녹시)실란, 에틸폴리실리케이트, n-프로필오르토실리케이트, 에틸오르토실리케이트, 다이메틸테트라아세톡시다이실록산, 알케닐 알킬 다이알콕시실란, 예를 들어, 비닐 메틸 다이메톡시실란, 비닐 에틸다이메톡시실란, 비닐 메틸다이에톡시실란, 비닐에틸다이에톡시실란, 알케닐알킬다이옥시모실란, 예를 들어, 비닐 메틸 다이옥시모실란, 비닐 에틸다이옥시모실란, 비닐 메틸다이옥시모실란, 비닐에틸다이옥시모실란, 알케닐알킬다이아세톡시실란, 예를 들어, 비닐 메틸 다이아세톡시실란, 비닐 에틸다이아세톡시실란, 비닐 메틸다이아세톡시실란, 비닐에틸다이아세톡시실란 및 알케닐알킬다이하이드록시실란, 예를 들어, 비닐 메틸 다이하이드록시실란, 비닐 에틸다이하이드록시실란, 비닐 메틸다이하이드록시실란, 비닐에틸다이하이드록시실란이 포함된다. 사용되는 가교결합제는 또한 상기한 것들의 둘 이상의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
보관 중 조성물의 충분한 안정성 및 대기 수분에 노출 시 조성물의 성분 (a)와의 충분한 상호-반응을 보장하기에 충분한 양의 성분 (d)가 이용된다. 성분 (d)는 전체 조성물의 1 내지 10 중량%의 양으로 존재한다. 대안적으로 성분 (d)는 조성물의 1.5 내지 7.0 중량%의 양으로 존재한다. 대안적으로, 성분 (d)는 조성물의 2 내지 6 중량%의 양으로 존재한다.
성분 (e) 리올로지 첨가제는 실리콘 유기 공중합체, 예를 들어, 폴리에테르 또는 폴리에스테르의 폴리올에 기반하는, EP 0802233에 기재된 것들; 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 에톡실화 피마자유, 올레산 에톡실레이트, 알킬페놀 에톡실레이트, 에틸렌 옥사이드 (EO)와 프로필렌 옥사이드 (PO)의 공중합체, 및 실리콘 폴리에테르 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 비이온성 계면활성제뿐만 아니라; 카르복실화된 액체 폴리올레핀, 예를 들어, 카르복실화된 액체 부타디엔 및 실리콘 글리콜일 수 있다. 건식 실리카가 또한 소량으로 사용되어 성분 (e)로서 작용할 수 있다.
선택적인 성분 (f)는 전체 조성물의 0 내지 10 중량%, 대안적으로 전체 조성물의 0.1 내지 10 중량%, 대안적으로 전체 조성물의 1 내지 7.5 중량%의 가소제 또는 저휘발성 증량제의 양으로 존재한다.
가소제 (이와 달리 1차 가소제로도 지칭됨)는 중합체 조성물에 첨가되어, 최종 중합체 조성물의 가요성(flexibility) 및 인성(toughness)을 증가시키는 특성을 최종 중합체 기반 생성물 내에 제공한다. 이는 경화된 중합체 조성물의 유리 전이 온도(Tg)의 감소에 의해 일반적으로 달성되며, 이에 의해 일반적으로, 예컨대 실란트의 경우, 실란트의 탄성을 향상시키고, 이는 결국 실리콘 실란트에 의해 형성된 조인트(joint)에서의 운동 능력(movement capability)을 가능하게 하면서, 실란트가 기재에 적용되고 경화될 때 실란트와 기재 사이에 형성되는 접합의 파단 가능성을 크게 감소시킨다. 가소제는 전형적으로 실란트 제형의 모듈러스를 또한 감소시키는 데 사용된다. 가소제는 실란트의 전반적인 단가를 감소시킬 수 있으나 이는 그의 의도된 주된 용도는 아니며, 실제 일부 가소제는 고가이고 가소제가 사용되는 실란트 제형의 단가를 증가시킬 수 있다. 가소제는 일반적으로 증량제보다 덜 휘발성인 경향이 있으며 전형적으로 액체 또는 저융점 고체 (공정 동안에 혼화성 액체로 됨)의 형태로 중합체 조성물 내에 도입된다. 전형적으로, 실리콘계 조성물의 경우 가소제는 조성물의 실록산 중합체와 반응하지 않는 유기폴리실록산, 예를 들어, 말단 트라이유기실록시 기를 갖는 폴리다이메틸실록산이며, 여기서, 유기 치환체는, 예를 들어, 메틸, 비닐 또는 페닐, 또는 이들 기의 조합이다. 그러한 폴리다이메틸실록산은 보통 점도가 25℃에서 약 5 내지 약 100,000 mPa.s이다. 상용성 유기 가소제가 추가로 사용될 수 있으며, 예에는 다이알킬 프탈레이트 (여기서, 알킬 기는 선형 및/또는 분지형일 수 있으며, 6 내지 20개의 탄소 원자를 함유함), 예를 들어, 다이옥틸, 다이헥실, 다이노닐, 다이데실, 다이알라닐 및 기타 프탈레이트; 아디페이트, 아젤레이트, 올레에이트 및 세바케이트 에스테르, 폴리올, 예를 들어, 에틸렌 글리콜 및 그의 유도체, 유기 포스페이트, 예를 들어, 트라이크레실 포스페이트 및/또는 트라이페닐 포스페이트, 피마자유, 동유, 지방산 및/또는 지방산의 에스테르가 포함된다.
실란트 제형의 특성에 사실상 악영향을 주지 않으면서 실란트 조성물을 희석하고 기본적으로 실란트를 더욱 경제적으로 경쟁력있게 만들기 위해서 증량제 (때때로 가공조제 또는 2차 가소제로도 지칭됨)가 사용된다. 실리콘 실란트 조성물로의 하나 이상의 증량제의 도입은 제품의 전체 비용을 감소시킬 뿐만 아니라, 생성되는 미경화 및/또는 경화 실리콘 실란트의 특성에 영향을 줄 수 있다.
어느 정도의 증량제의 첨가는 실리콘 실란트의 리올로지, 접착성 및 투명도 특성에 긍정적인 효과를 줄 수 있으며, 경화 생성물의 파단 신율의 증가 및 경도의 감소를 야기할 수 있는데, 이들 둘 모두는, 예를 들어, 증발 또는 삼출에 의해서 증량제가 경화 실란트로부터 손실되지 않는다면, 경화 실란트의 수명을 크게 향상시킬 수 있다. 증량제의 선택은 매우 중요하며, 전형적으로 미경화 조성물에 존재하는 경우, 증량제는 경화 후에 생성되는 경화된 탄성중합체성 생성물 내에 유지되도록 의도되며, 따라서, 특히 유기폴리실록산계 조성물의 경우에, 고휘발성 증량제, 예를 들어, 용매, 예를 들어, 톨루엔 또는 자일렌, 또는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알칸은, 이러한 화합물의 높은 휘발성이 실란트 제형에서 고도의 수축 (용매의 증발로 인한 큰 부피 손실), 인화성, VOC (휘발성 유기물 함량), 위험 성분 표지(hazardous component labelling), 건강 및 안정성 문제 등을 포함하는 다수의 불리한 점을 야기하기 때문에 피해야 한다.
구체적인 예에는, 유기 치환체가 예를 들어 메틸, 비닐 또는 페닐 또는 그 조합인 말단 트라이유기실록시 기를 갖는 폴리다이메틸 실록산이 포함된다. 그러한 폴리다이메틸실록산은 보통 점도가 25℃에서 약 100 내지 약 100,000 mPa.s이다. 증량제는 국제특허 공개 WO 2006/106362호에 기재된 임의의 증량제, 예를 들어, 석유 증류물, 예를 들어, 선형 또는 분지형 모노 불포화 탄화수소, 예를 들어, 선형 또는 분지형 알켄 또는 12개 이상, 예를 들어, 12 내지 25개의 탄소 원자를 함유하는 이들의 혼합물; 및/또는 선형 (예를 들어, n-파라핀계) 광유, 분지형 (아이소-파라핀계) 광유, 환형 (일부 종래 기술에서는 나프텐계로도 지칭됨) 광유, 및 그 혼합물을 포함하는 광유 분획을 포함할 수 있다.
존재하는 경우, 성분 (f)는 사전 제조된 성분 (a) 내로 조성물의 다른 성분들과 함께 도입할 수 있거나, 또는 대안적으로는 중합체 (a)의 중합 전에 시재료 (올리고머)에 첨가하여, 성분 (f)를 함유하는 희석된 형태로 중합체 (a)를 제조하고, 그러한 형태로 조성물의 다른 성분들과 혼합할 수 있다.
따라서, 본 발명의 조성물은 상기에 논의된 각각의 성분을 하기한 양:
· 20 내지 45 중량%의 성분 (a),
· 1 내지 10 중량%의 성분 (d),
· 50 내지 70 중량%의 성분 (b),
· 0.1 내지 3 중량%의 성분 (c)
· 0 내지 5 중량%의 성분 (e),
· 0 내지 10 %의 가소제 또는 증량제 (f)로 포함할 수 있으나,
추가적인 첨가제를 또한 포함할 수 있되, 단, 물론, 중량%의 값으로 주어질 때, 본 발명에 따른 조성물은 총합이 100 중량%가 된다.
조성물에 포함될 수 있는 추가적인 첨가제의 예에는, 안료, 증량제 및/또는 가소제, 광개시제, 및 접착 촉진제, 열안정제, 난연제, UV 안정제, 사슬연장제, 전기 및/또는 열 전도성 충전제, 살진균제 및/또는 살생제 등, 수분 제거제 (전형적으로 가교결합제 또는 실라잔으로서 사용되는 것과 동일한 화합물)이 포함된다. 일부 첨가제는 하나를 초과하는 첨가제 항목에 포함됨을 알 것이다. 그러한 첨가제는 언급된 상이한 방식 모두로 기능할 수 있는 능력을 가질 것이다.
추가적인 충전제가 조성물의 0 내지 20 중량%의 양으로 존재할 수 있으나, 바람직하게는 존재하는 충전제의 총량 (즉, 성분 (b)와 추가적인 충전제의 총량)은 전체 조성물의 70 중량%이다. 추가적인 충전제에는 비강화 충전제, 예를 들어, 분쇄 석영, 규조토, 황산바륨, 산화철, 이산화티타늄 및 카본 블랙, 활석, 규회석, 반토석, 황산칼슘 경석고, 석고, 황산칼슘, 탄산마그네슘, 점토, 예를 들어, 카올린, 삼수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 예를 들어, 수활석, 흑연, 탄산구리, 예를 들어, 공작석, 탄산니켈, 예를 들어, 자라카이트(zarachite), 탄산바륨, 예를 들어, 독중석, 및/또는 탄산스트론튬, 예를 들어, 스트론티어나이트,
산화알루미늄, 감람석군, 석류석군, 알루미노규산염, 고리 규산염, 사슬 규산염, 및 시트 규산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 규산염이 포함될 수 있다. 감람석군은 규산염 광물, 예를 들어, 이에 제한되지는 않지만, 고토감람석 및 Mg2SiO4를 포함한다.
석류석군은 분쇄 규산염 광물, 예를 들어, 이에 제한되지는 않지만, 홍석류석; Mg3Al2Si3O12; 녹석류석; 및 Ca2Al2Si3O12를 포함한다. 알루미노규산염은 분쇄 규산염 광물, 예를 들어, 이에 제한되지는 않지만, 규선석; Al2SiO5 ; 멀라이트; 3Al2O3.2SiO2; 남정석; 및 Al2SiO5를 포함한다. 고리 규산염군은 규산염 광물, 예를 들어, 이에 제한되지는 않지만, 근청석 및 Al3(Mg,Fe)2[Si4AlO18]을 포함한다. 사슬 규산염군은 분쇄 규산염 광물, 예를 들어, 이에 제한되지는 않지만, 규회석 및 Ca[SiO3]을 포함한다.
시트 규산염군은 규산염 광물, 예를 들어, 이에 제한되지는 않지만, 운모; K2AI14[Si6Al2O20](OH)4; 엽납석; Al4[Si8O20](OH)4; 활석; Mg6[Si8O20](OH)4; 사문석, 예를 들어, 석면; 고령석; Al4[Si4O10](OH)8; 및 질석을 포함한다.
추가적인 충전제는 또한 성분 (b)와 관련하여 상기에 기재된 것과 동일한 처리제를 사용하여 처리될 수 있다.
임의의 적합한 접착 촉진제(들)가 본 발명에 따른 실란트 조성물에 포함될 수 있다. 이는 예를 들어 알콕시 실란, 예를 들어, 아미노알킬알콕시 실란, 에폭시알킬알콕시 실란, 예를 들어, 3-글리시독시프로필트라이메톡시실란 및, 메르캅토-알킬알콕시 실란 및 γ-아미노프로필 트라이에톡시실란, 에틸렌다이아민과 실릴아크릴레이트의 반응 생성물을 포함할 수 있다. 규소 함유 아이소시아누레이트 기, 예를 들어, 1,3,5-트리스(트라이알콕시실릴알킬)아이소시아누레이트가 추가로 사용될 수 있다. 추가로 적합한 접착 촉진제는 에폭시알킬알콕시 실란, 예를 들어, 3-글리시독시프로필트라이메톡시실란과 아미노-치환된 알콕시실란, 예를 들어, 3-아미노프로필트라이메톡시실란, 및 선택적으로 알킬알콕시 실란, 예를 들어, 메틸-트라이메톡시실란, 에폭시알킬알콕시 실란, 메르캅토알킬알콕시 실란, 및 그의 유도체의 반응 생성물이다. 전형적으로, 접착 촉진제는, 존재하는 경우, 전체 조성물의 0 내지 3중량%의 양으로, 전체 조성물의 0.01 내지 3 중량%의 양으로 존재한다.
임의의 적합한 살진균제 및 살생제가 이용될 수 있으며, 예에는 2 (4-티아졸릴)-벤즈이미다졸, n (플루오르다이클로르메틸티오) 프탈이미드, 필요하다면, 예를 들어, 2,6-다이-tert-부틸-p-크레졸과 같은 UV 안정제와 배합되는, 다이요오도메틸 p 톨릴설폰, 필요하다면, 예를 들어, 2,6-다이-tert-부틸-p-크레졸과 같은 UV 안정제와 배합되는, 3-요오도-2-프로피닐부틸카르바메이트 (IPBC), 아연-2-피리딘티올-1-옥사이드 및 벤조티오펜-2-사이클로헥실카르복사미드-S, S-다이옥사이드뿐만 아니라 아이소티아졸리논, 예를 들어, 4,5-다이클로로-2-n-옥틸-4-아이소티아졸린-3-온 (DCOIT), 2-n-옥틸-4-아이소티아졸린-3-온 (OIT) 및 n-부틸-1,2-벤즈아이소티아졸린-3-온 (BBIT), 특히 2-n-옥틸-4-아이소티아졸린-3-온 (OIT) 및 4,5-다이클로로-2-n-옥틸-4-아이소티아졸린-3-온 (DCOIT)이 포함된다. 다른 살진균제에는 카르바메이트 N-치환된 벤즈이미다졸 카르바메이트, 벤즈이미다졸릴카르바메이트10, 10'-옥시비스페녹사르신 (상표명: 비니젠(Vinyzene), OBPA), 다이-요오도메틸-파라-톨릴설폰, 벤조티오펜-2-사이클로헥실카르복사미드-S,S-다이옥사이드, N-(플루오르다이클로라이드메틸티오)프탈이미드 (상표명: 플루오르-폴퍼(Fluor-Folper), 프레벤톨(Preventol) A3), 메틸-벤즈이미다졸-2-일카르바메이트 (상표명: 카르벤다짐(Carbendazim), 프레벤톨 BCM), 아연-비스(2-피리딜티오-1-옥사이드) (아연 피리티온) 2-(4-티아졸릴)-벤즈이미다졸, N-페닐-요오드프로파르길카르바메이트, N-옥틸-4-아이소티아졸린-3-온, 4,5-다이클로라이드-2-n-옥틸-4-아이소티아졸린-3-온, N-부틸-1,2-벤즈아이소티아졸린-3-온 및/또는 트라이아졸릴-화합물, 예를 들어, 은을 함유하는 제올라이트와 조합된 테부코나졸이 포함될 수 있다.
본 발명의 제1 태양에 따른 수분 경화성 조성물은 성분들을 임의의 적합한 순서로 혼합함으로서 제조될 수 있다. 조성물은 임의의 적합한 혼합 장치를 이용하여 성분들을 혼합함으로써 제조될 수 있다. 필요한 대로 다른 성분들이 첨가될 수 있다. 예를 들어, 하이드록실 또는 가수분해성 기를 갖는 증량된 폴리실록산 및 사용되는 임의의 유기규소 가소제 또는 충전제를 혼합하고 이를 가교결합제와 촉매의 프리믹스와 혼합함으로써, 바람직한 1 파트 수분 경화성 조성물이 제조될 수 있다. 임의의 원하는 단계에서, UV-안정제, 안료 및 기타 첨가제가 혼합물에 첨가될 수 있다.
혼합 후에, 조성물은 사용을 위해 필요할 때까지 사실상 무수 조건 하에서, 예를 들어, 밀봉된 용기 내에 보관될 수 있다. 본 발명의 조성물은 보관 중에는 안정하나 대기 수분에 노출 시에 경화된다.
본 발명에 따른 조성물은 바람직하게는 보관 중에는 안정하지만 대기 수분에 노출 시에 경화되는 1 파트 제형으로서 제형화되며, 이는 몇몇 종래의 제품에 비해 나은 주요 이점이다. 그러나, 조성물은 또한 적용 직전에 서로 혼합되고 이어서 경화되는 2 파트로 제공될 수 있다.
이어서, 충분한 생강도를 얻는 속도의 향상은, 실란트가 생산 라인 유형의 상황에서 사용되며 사실상 주요 시간 결정 단계 중 하나인 경우 더 신속한 제품 조립 및 따라서 더 짧은 생산 사이클을 가능하게 한다. 발생하는 신속한 "고형화"는 또한 실란트의 "스퀴즈 아웃"(squeeze out), 즉, 조인트 내로 예를 들어, 유리 조각 등을 도입하여 유리를 실란트에 의해 조인트에 밀봉 및 접착할 때 실란트가 조인트로부터 밀려나는 것을 감소시키거나 없앤다. 생산 라인에서 실란트의 "스퀴즈 아웃"은 흔히 제품 조립 후의 추가적인 세정을 필요로 하게 된다. 탁월하고 내구성있는 접착이 유리, 알루미늄, PVC, 폴리카르보네이트, 폴리프로필렌 (화염 처리되거나 미처리됨) 및 기타 플라스틱 기재와 같은 기재 상에 얻어졌다.
본 발명의 추가적인 실시 형태에서는, 표면들 사이에 탄성중합체성 덩어리(elastomeric mass)를 형성하는 방법이 제공되는데, 여기서 탄성중합체성 덩어리는 2개 이상의 그러한 표면에 부착되며, 상기 방법은 실온에서 상기 표면들 사이에 탄성중합체성 물체로 경화될 수 있는 본 발명에 따른 경화성 조성물의 덩어리를 도입하는 단계 및 상기 조성물 덩어리를 경화시키는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 접착제/실란트는 액체 또는 페이스트의 형태로 실온에서 기재에 적용되고, 이는 실록산 성분의 축합 경화 전/중에 고체로 다시 변하여 즉시 실란트에 즉각적인 생강도를 제공하며, 이는 결국에 영구적인 고체 탄성중합체성 실란트/접착제로 경화된다. 성분 a)의 구성성분들과 대기/수분의 접촉 시에 즉각적으로 비가역적 축합 경화 공정이 시작되나, 성분 a)의 비가역적 경화 공정의 대부분은 실온 근처 또는 그보다 다소 높은 온도, 즉, 5 내지 35℃ 정도의 온도에서 일어날 것이다. 본 발명의 경우에, 수분의 존재 시에 조성물의 외표면 경화는 수분/수시간 내에 일어나는 반면, 본 발명에 기재된 바와 같은 적용된 접착제/실란트의 물체 전반에서의 실록산 성분의 축합 경화에 의한 벌크 접착제의 경질화 및 후속적인 표면에의 영구적 접합은 형성되는 데 수주가 걸리지만, 터치 시에 상대적으로 점착성이거나 끈적끈적한 전통적인 공기-실란트 계면과는 다르게 터치 시에 매끄러운 표면을 생성한다.
본 발명은 또한 수분 경화된 조성물을 포함하는 탄성중합체성 생성물 및 경화 시에 탄성중합체성 물체를 형성하는 접착제 및/또는 실란트로서의 조성물의 용도에까지 미친다.
추가적인 실시 형태는 표면들 사이에 탄성중합체성 덩어리를 형성하는 방법으로서, 탄성중합체성 덩어리는 2개 이상의 그러한 표면에 접착되고, 상기 방법은 표면들 사이에 수분 경화성 조성물의 덩어리를 도입하는 단계 및 수분의 존재 하에 조성물을 경화시키는 단계를 포함하는 방법이다.
본 발명에 따른 조성물은 원하는 경화 특성을 제공하여 초기 적용시 양호한 초기 생강도를 제공하며, 그리고 수분에 노출시 적절한 시기에 경화되어 기재들 사이에 영구적으로 경화되고 밀봉된 조인트 또는 다른 응용을 제공할 것이다. 생성되는 최종 경화 생성물은 대부분의 산업 표준에 대해 충분히 낮은 모듈러스 및 대부분의 산업 표준에 대해 충분히 높은 파단 신율의 시일(seal)을 제공한다.
본 발명의 RTV 실리콘 조성물은 명시된 바와 같은 양으로 모든 성분들을 함께 혼합하여, 수분의 부재 시에는 안정하며 수분에 노출 시에는 경화되는 조성물을 제공함으로써 제조될 수 있다. 이러한 조성물은 바람직하게는 무수 조건 하에서 모든 성분들을 혼합함으로써 제조된다. 이는 사용되는 성분들 중의 수분의 양이 최소화되어야 하며 혼합 조건은 시스템 내로 허용되는 수분의 양을 최소화시켜야 함을 의미한다. 여분의 수분은 보관 패키지에서의 경화 또는 경화 특성의 감소를 야기하는 것과 같은 해로운 영향을 조성물에 미칠 수 있다.
본 조성물은 1-패키지 시스템 또는 2 (또는 다중) 패키지 시스템으로서 제조될 수 있다. 1-패키지 시스템에서는, 무수 상태에서 모든 성분들이 함께 혼합되고 보관된다. 2- 또는 다중-패키지 시스템에서는, 성분들이 임의의 적절한 조합으로 별도로 보관된 다음, 사용 전에 혼합될 수 있다. 편의를 위해, 1-패키지 실란트가 바람직하다. 2 파트 조성물은, 예를 들어, 사용 직전에 적절한 비 (예를 들어, 1:1 내지 10:1 (중량:중량 비))로 혼합하기 위해, 제1 파트에는, 중합체 및 충전제를 포함할 수 있으며, 제2 파트에서는 촉매 및 가교결합제가 제공된다. 보관 중에 관련 파트에 악영향을 야기하지 않는다면, 2-파트 조성물의 제1 또는 제2 파트 중 어느 하나에 첨가제가 제공될 수 있다. 따라서, 추가 태양에서는, 중합체 및 충전제를 포함하는 제1 팩과 (d) 촉매 및 (b) 가교결합제를 포함하는 제2 팩을 포함하며 선택적인 첨가제가 상기 제1 및 제2 팩 중 어느 하나 또는 둘 모두에 있는, 전술한 바와 같은 다중-팩 실란트 조성물이 추가로 개시된다.
본 발명의 RTV 실리콘 조성물은 수분에 노출 시에 생강도를 신속하게 발현하며, 생강도의 신속한 발현을 필요로 하는 응용에 더하여 RTV 실리콘 실란트를 필요로 하는 임의의 응용에 사용될 수 있다. 따라서, 생성되는 실란트 제품은 다양한 응용, 예를 들어, 코팅, 코킹(caulking), 및 봉지 재료와 같은 다양한 응용에 이용될 수 있다. 그러나, 상대 운동(relative movement)을 겪는 물품 및 구조물 내의 조인트, 공동, 및 기타 공간을 밀봉하는 데, 즉 글레이징(glazing) 실란트 또는 위생(sanitary) 실란트로서, 건축 구조물 및 건축 재료, 예를 들어, 콘크리트 및 석재를 밀봉하기 위한 실란트 및 비가림 피복(rainscreen cladding; 기계적 고정을 대체)에 사용하기 위한 실란트로서 특히 적합하다. 다른 응용에는 재료 조립, 예를 들어, 플라스틱 기재를 다른 플라스틱 재료에 접합하는 것, 플라스틱을 금속 표면에 접합하는 것, 플라스틱을 유리에 접합하는 것, 예를 들어, PVC를 창유리에 접합하는 것, 금속을 금속 기재에 접합하는 것, 및 유리를 유리 기재에 접합하는 것이 포함된다.
전술한 바와 같은 조성물을 위한 한 가지 특히 유용한 응용은, 생강도를 신속하게 발현시켜, 조립된 구조물에 대한 손상 없이 비교적 더 짧은 경화 시간 후에 실란트 사용자가 조립된 구조물을 취급, 포장, 및 선적할 수 있게 하는 실란트를 사용할 필요가 있는, 예를 들어, 조립 라인 응용에서의 실란트 또는 접착제 또는 봉지제로서의 것이다. 예에는,
· 광전지 (태양) 패널을 위한, 즉, 패널, 프레임을 조립하는 데 사용하기 위한, 그리고 정션 박스(junction box) 접합 접착제를 위한;
· 윈드스크린 및 헤드램프와 같은 자동차 부품을 위한;
· 건설 산업에서의 패널 조립을 위한, 예를 들어, 세라믹 타일 및 플라스터보드 등의 접착을 위한;
· 인쇄 회로 기판에 커버를 부착하는 전자장치 조립을 위한, 접착제 및/또는 봉지제 및/또는 실란트로서의 용도가 포함되지만 이로 제한되지 않는다.
본 발명의 범주가 더욱 명확해질 수 있도록, 예시의 방식으로 본 발명을 기술하는 설명을 위해 선택된 실시예의 실란트 조성물의 설명이 이제 뒤따른다. 설명에서, 달리 표시되지 않는다면, 모든 조성은 중량%로 표시하며, 모든 점도 측정은 브룩필드 LV DV-E 점도계를 사용하여 25℃에서 행하였다. 하기 실시예에서는, 본 발명에 따른 조성물을, 제한된 생강도를 나타내는 참고예의 재료와 비교한다.
실시예 1
표 1은 본 발명에 따른 조성물 6가지 및 참고예의 재료의 제형과 각각의 조성물에 대한 초기 생강도이다.
Figure pct00001
중합체 1은 점도가 25℃에서 50000 mPa.s인 다이메틸하이드록시 실릴 종결된 폴리다이메틸실록산이다. 중합체 2는 점도가 25℃에서 13500 mPa.s인 다이메틸하이드록시 실릴 종결된 폴리다이메틸실록산이다. PCC는 스테아르산으로 처리된 침전 탄산칼슘이며, 이는 솔베이 에스에이(Solvay SA)로부터 상품명 소칼(Socal) 312N로 구매가능하다. 사용된 촉매는 다이아이소프로폭시티타늄 비스(에틸아세토아세테이트)이었고 사용된 가교결합제는 메틸트라이메톡시실란이었다. 함께 사전 혼합되어 있는 조성물에 촉매 및 가교결합제를 첨가하였다. 사용된 선택적인 가소제는 점도가 25℃에서 100 mPa.s인 트라이메틸 실릴 종결된 폴리다이메틸실록산이었다. 선택적인 증량제는 상표명 파이로트(Pilot) 900으로 시판되며 페트로켐 칼레스 BVBA (Petrochem Carless BVBA)에 의해 판매되는 수소처리된 중간 석유 증류물이었다. 사용된 선택적인 리올로지 조절제는, 조성물 C에서는 폴리에틸렌옥사이드프로필렌옥사이드였고, 제형 D에서는 카보트 코포레이션(Cabot Corporation)에 의해 상표명 LM150으로 판매되는 건식 실리카였고, 조성물 F에서는 카르복실화된 액체 폴리부타디엔이었다.
표 1에 주어진 생강도 (1분)에 대한 값 (즉, 초기 생강도)은 실란트/접착제 적용 1분 후에 일정한 응력에 대한 최대 저항으로서 정의된다 (2 ㎜ 두께 중첩 전단(lap shear)). 생강도는 2개의 폴리카르보네이트 조각을 함께 접합하여 폴리카르보네이트가 "중첩 전단"되게 하고 상기 접합된 표면적이 얼마의 중량을 유지할 수 있는지를 확인함으로써 측정한다. 본 실시예에서 사용된 접합 면적은 25 ㎜ × 30 ㎜ = 750 ㎟였고, 생강도는 뉴턴 단위의 중량을 ㎡ 단위의 표면적으로 나눈 Pa 단위로 제공한다. 따라서, 750 ㎟ (0.00075 ㎡)의 접합 표면적을 갖는 접합된 폴리카르보네이트 조립체가 10분 이상 동안 100 g (1 뉴턴)의 일정한 중량을 유지할 수 있다면, 생강도는 1/0.00075, 즉 1330 Pa이다.
표 1에 나타낸 생강도 결과로부터, 본 명세서에 기재된 조성물이 참고예의 실란트 제형의 초기 생강도의 3배 내지 5배 초과의 생강도를 제공함이 이해될 것이다.
표 1에 나타낸 모든 조성물이 경화 시에 허용가능한 경화 실란트를 제공하였으나, 예시를 위해 조성물 F를 경화 특성, 기계적 특성 및 접착 특성에 대해 참고예의 샘플의 결과와 비교한다.
Figure pct00002
생강도 (2시간)는 실란트/접착제 적용 2시간 후에 일정한 응력에 대한 최대 저항으로서 정의되며, 초기 무점착 시간과 동일한 방식으로 측정한다. 2시간의 기간 후에는 실시예 및 참고예의 강도 값이 거의 동일함이 주목될 것이다. 경화 깊이 시험은, (에어 포켓의 도입을 피하여) 적합한 용기를 실란트로 충전하고, 용기에 담긴 실란트를 실온 (즉, 23 내지 25℃) 및 대략 50% 상대 습도에서 적절한 기간 동안 경화시켜, 실란트가 24시간 후에 표면 아래로 얼마나 깊이 경질화되었는지를 결정하여 수행하였다. 적절한 경화 시간 후에, 샘플을 용기로부터 꺼내고 경화된 샘플의 높이를 측정한다. 값들은 유사하다.
표시된 시험 방법을 사용하여 조성물 F 및 참고예의 샘플의 기계적 특성을 측정하였으며 결과가 표 3에 나타나있다 (처음에 표시된 시험 방법을 사용하여 모든 인장 강도 및 파단 신율을 측정하였음). 샘플을 실온에서 3주의 기간 동안 경화시켰고 그 후에 이들 특성을 분석하였다.
Figure pct00003
조성물 F는 참고예의 조성물에 대해 나타난 값과 비교하여 다소 열등한 인장 강도를 가졌지만 훨씬 더 높은 모듈러스 및 더 낮은 운동 능력 (12.5%, 그에 비해 참조예는 50%임)을 가졌음이 주목될 것이다.
접착 특성
상기에 언급된 박리 시험 (ASTM D903)은 테이프를 실온에서 7일 동안 몇몇 상이한 표면에 적용한 후에 제거하는 것이 필요하였다. 이 경우에 사용한 표면은 목재, 유리, 폴리비닐 클로라이드(PVC) 및 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA)였으며, 각각의 경우에 시험 결과는 조성물 F 및 참고예 둘 모두에 대해 100% 응집 파괴를 제공하였다.

Claims (20)

  1. 미경화 상태에서 강도를 갖는 실온 경화성 유기폴리실록산 조성물로서,
    a) 점도가 25℃에서 1000 mPa.s 이상이며 2개 이상의 규소-결합된 하이드록실 기 및/또는 규소-결합된 가수분해성 기를 갖는 유기폴리실록산 중합체,
    b) 침전 탄산칼슘 충전제,
    c) 적합한 촉매,
    d) 성분 (c)에 의해 촉매되며, 성분 (a)와 반응하도록 된 가교결합제, 및 선택적으로
    e) 하나 이상의 리올로지 조절제, 및
    f) 조성물의 0 내지 10 중량%의 하나 이상의 증량제 또는 가소제를 포함하며,
    성분 b)는 전체 조성물의 50 내지 70 중량%의 양으로 존재하는 유기폴리실록산 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 성분 (a)는 하기 일반 화학식:
    X-A-X1
    [여기서, X 및 X1은 독립적으로 하이드록실 또는 가수분해성 기로 종결되는 실록산 기들로부터 선택되고, A는 중합체 사슬을 함유하는 실록산이고, 상기 하이드록실-종결 또는 가수분해성 기 X3 또는 X1은 -Si(OH)3, -(Ra)Si(OH)2, -(Ra)2SiOH, -RaSi(ORb)2, -Si(ORb)3, -(Ra) 2SiORb 또는 -(Ra)2Si-Rc-Si(Rd)p(ORb)3-p로부터 선택되며, 각각의 Ra는 독립적으로 1가 하이드로카르빌 기, 예를 들어, 알킬 기, 특히 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 나타내고 (바람직하게는, 메틸 기이고); 각각의 Rb 및 Rd 기는 독립적으로 알킬 또는 알콕시 기 - 여기서, 알킬 기는 적합하게는 6개 이하의 탄소 원자를 가짐 - 이며; Rc는 6개 이하의 규소 원자를 갖는 1개 이상의 실록산 스페이서(spacer)가 개재될 수 있는 2가 탄화수소 기이고; p는 0, 1 또는 2의 값을 가짐]을 갖는 것을 특징으로 하는 유기폴리실록산 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 성분 (b)는 유기클로로실란, 유기폴리실록산, 및 헥사알킬다이실라잔, 지방산 또는 지방산 유도체로부터 선택되는 처리제로 처리되어 있는 처리된 침전 탄화칼슘인 유기폴리실록산 조성물.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 성분 (c)는 티타늄, 주석 또는 지르코늄에 기반한 축합 촉매인 유기폴리실록산 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 실온 적용가능한 것을 특징으로 하는 유기폴리실록산 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (e)는 폴리에테르 또는 폴리에스테르의 폴리올, 비이온성 계면활성제, 카르복실화된 액체 폴리올레핀, 실리콘 글리콜 및/또는 건식 실리카에 기반한 하나 이상의 유기 공중합체인 것을 특징으로 하는 유기폴리실록산 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    · 20 내지 45 중량%의 성분 (a),
    · 1 내지 10 중량%의 성분 (d),
    · 50 내지 70 중량%의 성분 (b),
    · 0.1 내지 3 중량%의 성분 (c),
    · 0 내지 5 중량%의 성분 (e),
    · 0 내지 10 %의 가소제 또는 증량제 (f)를 포함하며,
    추가적인 첨가제를 또한 포함할 수 있되, 단, 중량%의 값으로 주어질 때 조성물은 총합 100 중량%의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 유기폴리실록산 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물의 0 내지 20 중량%의 양으로 추가적인 충전제를 포함하되, 단, 충전제의 총량은 전체 조성물의 70%를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 유기폴리실록산 조성물.
  9. 표면들 사이에 탄성중합체성 덩어리(elastomeric mass)를 형성하는 방법으로서, 탄성중합체성 덩어리는 2개 이상의 그러한 표면에 접착되고, 상기 방법은 표면들 사이에 탄성중합체성 물체(elastomeric body)로 경화가능한 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 경화성 조성물의 덩어리를 도입하는 단계 및 수분의 존재 하에 상기 조성물을 경화시키는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 경화성 조성물의 상기 덩어리는 실온에서 표면들 사이에 도입되는 방법.
  11. 제1항 내지 제8항에 따른 조성물 또는 제9항 또는 제10항에 따른 방법으로부터 얻을 수 있는 경화된 탄성중합체성 생성물.
  12. 실란트 및/또는 접착제로서의 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 용도.
  13. 제11항에 있어서, 조인트 실란트(joint sealant), 접착제, 성형체, 코팅 또는 현장 성형 가스켓(formed-in-place gasket)인 경화된 탄성 중합체 생성물.
  14. 제1항 내지 제8항에 따른 조성물을 포함하는 실란트 또는 접착제.
  15. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 조성물로부터 유도되는 실란트를 포함하는 글레이징 구조물(glazing structure) 또는 건물 유닛.
  16. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 조성물로부터 유도되는 실란트를 포함하는 태양열 패널.
  17. 상대 운동(relative movement)을 겪는 물품 및 구조물 내의 조인트, 공동 및 기타 공간을 밀봉하기 위한 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 용도.
  18. 플라스틱 기재를 다른 플라스틱 재료에 접합하거나, 플라스틱을 금속 표면에 접합하거나, 플라스틱을 유리에 접합하기 위한 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 용도.
  19. · 광전지 패널의 제조, 즉 패널, 프레임을 조립하는 데 사용하기 위한 것, 그리고 정션 박스(junction box) 접합 접착제를 위한 것,
    · 윈드스크린 및 헤드램프와 같은 자동차 부품을 위한 것,
    · 건설 산업에서의 패널 조립을 위한 것, 예를 들어, 세라믹 타일 및 석고보드(plasterboard) 등의 접착을 위한 것;
    · 인쇄 회로 기판에 커버를 부착하는 전자장치 조립을 위한 것으로부터 선택되는 조립 라인 응용에서의 실란트 또는 접착제 또는 봉지제로서의 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 용도.
  20. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 조성물로부터 유도되는 실란트를 포함하는 광전지 패널, 윈드스크린, 헤드램프 또는 인쇄 회로 기판.
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