KR20140039297A - 하이브리드 실란트 조성물 - Google Patents

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Abstract

아크릴 - 폴리우레탄 하이브리드 실란트 조성물은 우수한 접착성, 인장 강도, 레올 로지 및 결합 강도와 같은 바람직한 물리적 및 기계적 특성이 제공된다. 특히, 본 발명의 실란트 조성물은 이소시아네이트 변성 아크릴 폴리머로 제조된다. 이 조성물은 아크릴 프리폴리머, 이소시아네이트 기능성 모노머, 가교제 등의 트리 아크릴레이트, 및 촉매를 포함한다. 조성물의 제조 방법이 또한 제공된다. 하이브리드 실란트 조성물은 창 유리, 백 베딩, 건설, 항공 우주 및 가전 산업과 같은 제품의 제조에 요구되는 밀봉 및 접착에 적합하다. 하이브리드 실란트 조성물은 밀봉 및 접착 응용에 사용될 때 시중에서 구입할 수 있는 실란트와 동일한 충분한 접착 및 결합 강도를 갖는 개발품이 제공되며, 쉽게 셀프-레벨링으로 제조된다. 그래서 하이브리드 실란트 조성물을 이용하여 제조된 물품이 또한 제공된다.

Description

하이브리드 실란트 조성물{HYBRID SEALANT COMPOSITION}
본 출원은 2011년 6월 17일 출원된 인도 가출원 번호 제 2068/CHE/2011의 우선권 이익을 주장하며, 그 내용은 본 명세서에 참고로 병합된다.
본 발명은 뛰어난 접착성, 인장 강도, 유동성(rheology) 및 접착 강도와 같은 바람직한 물리적 및 기계적 특성을 갖는 아크릴-폴리우레탄 하이브리드 실란트 조성물에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 실란트 조성물은 휘발성 유기 화합물이 없는 이소시아네이트 변성 아크릴 폴리머로 제조되어 친환경적인 조성물로 제조된다.
실란트는 일반적으로 그것이 적용되는 기판의 구조적 강도를 보강하기 위해 창문, 문, 레크리에이션 차량 및 다른 제조된 가정용 제품의 제조에 있어서 밀봉 및 본딩 요건을 충족시키기 위해 사용되어왔다.
현재 사용되고 있는 실란트 조성물은 주로 실리콘, 폴리우레탄, 아크릴 등과 같은 모노 화학적 성질(mono chemistries)을 기반으로 한다. 그러나, 불행하게도, 이들 조성물은 여러 단점을 갖는다. 예를 들어, 이들 많은 실란트 조성물은 흡습성(hygroscopic)이 있고, 특히 높은 습도 환경에서 일부 다양한 기재와 관련하여 사용될 때, 원하는 접착 특성을 가질 수 없다. 따라서, 시판되고 있는 실란트는 흡습 성질로 인한 불충분한 유통 기한, 제한된 열적 안정성, 경화 공정 중에 이산화탄소의 생성으로 인한 공극 형성, 값비싼 원료의 필요, 고온의 필요, 높은 수축률 및 기판에 교차 오염 문제를 일으키는 휘발성 산성 물질의 방출과 같은 특정한 단점이 있다. .
예를 들어, 이소시아네이트를 도입한 폴리우레탄에 기초한 실란트는 그들의 짧은 유통 기한으로 인해 장기간 포장 및 저장을 할 수 없으며, 즉, 프리폴리머는 저장하는 동안 현장에서 경화하는 경향이 있다. 또한, 이소시아네이트 계 실란트는 제한된 열적 안정성의 단점을 갖는다. 일반적으로 사용되는 다른 실리콘실란트는 강한 본딩, 접착 및 기계적 특성을 특징으로 하는 실리콘 폴리머를 기초로 한다. 실리콘 실란트는 일반적으로 많은 조건하에서 잘 수행되는 바람직한 특성과 높은 품질의 밀봉을 제공한다. 불행하게도, 실리콘 실란트는 종종 고가의 원료를 필요로 한다. 또한, 실리콘 실란트는 특히 높은 습도 환경에서, 특정 기판과 관련하여 사용하는 경우 종종 원하는 접착성을 갖지 못한다. 또한, 많은 실리콘 전구체는 자연적으로 흡습성이 있어, 실리콘은 덩어리를 형성하려는 경향이 있고, 또한 어떤 경화에 기초하여, 제품에 의해 산성 또는 염기성을 방출하여 기판을 부식시키거나 또는 오염시키게 된다.
따라서, 종래의 실란트와 관련된 어려움을 완화하고, 시판되고 있는 실란트와 비교해서 습태 강도(green strength)가 신속히 성장하는 우수한 기계적 및 본딩 특성을 제공하는 조성물에 대한 필요성이 있다. 또한, 적당한 유통 기한을 가지는 실란트 조성물에 대한 필요성이 있다.
또한, 기판에서 오목한 부분 및 다른 작은 결함부분을 충전하여 실질적으로 균일한 코팅을 제공하기 위해, 유동하거나 또는 "레벨 아웃(level-out)" 되는 셀프-레벨링(self-leveling) 실란트에 대한 필요성이 존재한다. 이러한 셀프-레벨링 실란트 조성물은, 습태 강도의 신속한 성장 및 탄성 고체 폴리머 매스(mass)의 빠른 경화에 따라, 실란트가 윈도우, 문, 레크리에이션 차량 및 기타 제조된 가정용 제품에 부합되게 제조되도록, 기계적으로 고정된 조인트를 밀봉하기 위해 실질적으로 수평 표면에 적용하기에 특히 적합하다.
하이브리드 실란트 조성물은 아크릴 프리-폴리머, 디이소시아네이트 또는 폴리이소시아네이트인 이소시아네이트, 가교제로서의 트리-기능성 아크릴레이트, 및 촉매를 포함하는 특정 실시예에 제공된다.
실란트 조성물은 또한 다른 추가제와 함께 조합하여 이소시아네이트 변성된 아크릴 프리폴리머로 이루어지는 폴리머 시스템을 포함한다. 하이브리드 폴리머는 물리적 및 기계적 특성의 고유한 조합을 부여하기 위해 상승적으로 동작하며, 임의의 단일 폴리머 시스템보다 우수하다.
또 다른 양태에 있어서, 인스턴트 실란트 조성물은 다음과 같은 개별 성분에 대한 농도를 갖는다.
· 대부분의 중량%, 바람직하게는 약 30-97 중량%의 아크릴 프리-폴리머
· 약 1-10 중량%의 이소시아네이트 기능성 모노머
· 약 0-15 중량%의 필러
· 약 1-10 중량%의 가교제
. 약 0.01-0.2 중량%의 촉매
. 약 0-15 중량%의 가소제
· 약 0.01-0.1 중량%의 개시제
· 약 1-15 중량%의 VOC 자유 용매
· 약 0.1-2 중량%의 산화 방지제
· 각각 약 0.1-1중량%의 접착 촉진제와 습기 제거제
· 약 0.1-2 중량%의 UV 안정제
실란트 조성물을 제조하는 공정이 또한 제공된다.
아크릴 프리-폴리머, 필러, 실리카 가소제 및 VOC 자유 용매에 용해된 산화 방지제는 반응 용기에 함께 추가되어 균질한 매스를 형성하도록 브랜드 된다. 트리-기능성 아크릴레이트 모노머와 개시제를 포함하는 가교제가 상기 혼합물에 추가되고, 특정 온도에서 필요한 시간 동안 휘저음 하였다. 그리고 원하는 양의 접착 촉진제 및 습기 제거제가 모노머 혼합물에 매우 천천히 추가되었다. 반응 매스는 그리고 냉각된다. 원하는 온도에 도달한 후에, UV 안정제는 용매의 필요한 양에서 용해되고, 상기 혼합물에 추가되고, 반응을 계속한다. 마지막으로, 이소시아네이트 기능성 모노머 및 촉매의 유효량을 추가한다. 모든 성분들을 반응기에 추가한 후, 최종 충전이 진공하에서 진행되고 질소 분위기에서 포장된다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 아크릴 실란트 셀프 레벨링 조성물은 아크릴 프리-폴리머, 이소시아네이트 기능성 모노머, 가교제, 촉매, 가소제, 개시제, VOC 자유 용매, 산화 방지제, 접착 증진제, 수분 방지제 및 UV 안정제를 함유하여 제공된다. 인스탄트 조성물은 필러가 없거나 또는, 선택적으로 필러를 포함할 수 있다.
하이브리드 기술을 기반으로 한 실란트 조성물은 냉각 응용에 특히 유리한 시너지 성질의 특성을 갖는 독특한 브랜드를 달성하게 한다. 하이브리드 실란트는 시판되고 있고 일반적으로 사용되는 실란트에 비해 우수한 기계적 및 본딩 특성을 나타낸다.
하이브리드 실란트 조성물은 다음의 이점이 제공된다.
· 냉각 응용(20℃)에 특히 유리한 시너지 성질의 특성을 갖는 독특한 브랜드들 달성.
· 최종 경화 이전에 제품 처리를 용이하게 하는 높은 초기 습태 강도.
· 시판되고 있고 일반적으로 사용되는 실란트에 비해 우수한 기계적 및 접착 특성을 나타낸다.
· 최종 제품이 투명/반투명, VOC 규격, 빠른 경화, 내구성과 탄성의 일관성을 가짐, 그리고
· 알루미늄, 유리, 염화 폴리비닐(PVC), ABS, 목재, 연강(MS), 비닐 및 유리 섬유를 포함하는 기판에 우수한 본딩을 나타낸다.
· 본 발명의 하이브리드 실란트 조성물은 윈도우 글레이징, 백 베딩, 건설, 항공 우주 및 응용 산업에서 제품의 제조에 요구되는 밀봉 및 본딩에 사용된다. 따라서 본 발명의 하이브리드 실란트 조성물은, 밀봉 및 접착 응용에 사용될 때, 시판되고 있는 실란트와 동일한 충분한 접착력과 접착 강도를 개발한다. 본 발명은 또한 상기 하이브리드 실란트 조성물을 이용하여 제조된 제품을 커버한다.
다음의 상세한 설명의 목적을 위해, 본 발명은 달리 명백히 특정하는 경우를 제외하고, 다양한 대안적인 변형 및 단계 순서를 가정할 수 있음을 이해해야한다. 더욱이, 임의의 작동 실시예 이외에, 또는 예를 들어, 본 명세서에서 사용된 성분의 양을 표현하는 모든 숫자는, 용어 "약"에 의해 모든 경우에 수정되는 것으로 이해되어야 한다. 특별히 명시되지 않는 한, 본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 주어진 모든 백분율은 전체 조성물의 중량%를 나타낸다는 것을 주목해야 한다.
따라서, 본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 발명은 특별하게 예시된 시스템 또는 공정 변수는 물론 제한되지 않으며, 변경가능 하다는 것이 이해되어야한다. 또한, 여기에서 사용되는 용어는 본 발명의 특정 실시예를 설명하기 위한 것이고, 어떤 방식으로든 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아님을 이해하여야 한다.
본 명세서 및 청구 범위에 사용된 바와 같이, 단수형 "하나(a)", "하나(an)" 및 "그(the)" 는 내용을 명백히 다르게 지시하지 않는 한 복수의 대상을 포함한다는 것을 또한 주목해야한다. 따라서, 예를 들면,"필러"는 둘 이상의 이러한 필러를 포함할 수 있다. 다르게 정의되지 않는 한, 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 일반적으로 본 발명에 속하는 당업자가 이해하는 동일한 의미를 갖는다.
본 발명의 실란트 조성물은 하이브리드 실란트 조성물이다. 본 발명에 포함된 실란트 조성물은 다른 추가제와 함께 조합되어 있는 이소시아네이트 변성 아크릴 폴리머로 이루어지는 폴리머 시스템을 망라한다.
용어 "실란트"는 여기에서 사용되는 바와 같이, 고체가 되어 일단 기판에 충분한 접착성으로 적용되는, 폴리머 물질을 정의한다. 실란트는, 조립체에 필요한 기간 동안 접착되어 유지되기 위한 환경 조건에 대한 저항력을 제공한다. 응력하에서 상이한 열 팽창 계수 또는 상이한 신장성을 가지는 기판 사이에서 사용되는 경우, 그들은 적절한 유연성 및 신장성을 갖는다.
본 발명은 본딩 같은 또는 이질적인 기판을 위한 실란트로서의 유용성을 갖는다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명의 조성물은 베이스 폴리머를 형성하기 위해 반응하는 적어도 하나의 아크릴 프리폴리머를 포함한다. 본 발명은 선형 또는 비-선형 아크릴레이트의 사용을 고려한다. 적당한 아크릴 프리-폴리머는 다양한 아크릴 모노머의 중합에 의해 유도될 수 있다. 잘 알려진 표준 방법은 아크릴 프리폴리머의 제조에 사용된다. 이러한 대표적인 아크릴 프리폴리머는 미국 특허 출원 공보 US2009/0098388 호에 개시된 것들이고, 그 내용은 본 명세서에 참고로 병합된다. 실란트 조성물은 일반적으로 약 30~97 중량%의 아크릴 프리폴리머를 포함한다. 예시적인 조성물에서, 아크릴 프리폴리머 성분은 약 53 내지 93중량% 또는 다른 실시예에서는 약 64 내지 92 중량%를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명의 실란트 조성물은 적어도 하나의 이소시아네이트 기능성 모노머를 포함한다. 여기서 작용성 이소시아네이트는 분자당 두 개 또는 두 개 이상의 이소시아네이트(-NCO ) 반족을 갖는 디이소시아네이트 또는 폴리이소시아네이트이다. 폴리이소시아네이트는 지방족-, 방향족-, 시클로지방족-, 아릴지방족-, 아릴알킬-, 알킬아릴-이소시아네이트, 및 그 혼합물을 포함하는 예시적인 적어도 두 개의 이소시아네이트 그룹을 갖는 임의의 적당한 이소시아네이트를 포함한다. 여기서 예시적인 작용성의 적당한 디이소시아네이트 기능성 모노머는 2,4 - 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 2,6 - 톨루엔 디이소시아네이트, 4,4' 디페닐메틸렌 디이소시아네이트(MDI), 이소포론 디이소시아네이트, 디시클로헥실-메탄 디이소시아네이트, 2,4 - 및 4,4' 이성질체를 포함하는 다양한 액체 디페닐메틸렌 디이소시아네이트 등 및 이들의 혼합물을 포함한다. 이소시아네이트 모노머는 통상적으로 약 1 내지 약 10 중량%, 다른 실시예에서는 2 내지 8 중량%, 및 더욱 바람직하게는, 2 내지 6 중량%의 양으로 조성물에 존재한다. 본 발명의 특정 실시예에서, 조성물 내의 이소시아네이트 그룹(-NCO)의 총 중량%는 1.5 중량% 이하이고, 반면 다른 실시예에 있어서는, -NCO의 총 양은 0.2 내지 1.0 중량% 사이에 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 실란트 조성물은 적어도 하나의 필러를 포함한다. 본 발명에 사용되는 필러는 강화제 또는 유동성 개질제 로 사용되는 소수성 필러를 포함한다. 필러의 화학 조성, 및 필러의 입자 크기 및 형태, 필러의 입자 크기 분포는 조성물에 바람직한 물리적 성질을 부여하도록 합리적으로 선택된다. 본 발명의 구체적인 실시예에 따르면, 하이브리드 실란트는 제조비용을 상당히 감소시키는 유리한 특징 중 하나인 제품의 기계적 특성에 대한 임의의 절충 없이 필러를 최소량으로 갖도록 합리적으로 설계된다. 여기서 기술되는 예시적인 작용성의 필러의 예로는 흄드 실리카, 콜로이달 실리카, 방해석, 석회석, 마이카, 탈크, 석면 섬유 또는 분말, 규조토, 카본 블랙, 금속 입자, 황산 바륨, 알루미나, 슬레이트 가루, 규산 칼슘, 탄산 마그네슘, 규산 마그네슘 등을 포함한다. 필러의 화학 조성 및 필러의 입자 크기 및 형태, 필러의 입자 크기 분포는 조성물에 바람직한 물리적 성질을 부여하도록 합리적으로 선택된다. 카본 블랙 또는 금속 필러는 여과 임계값 또는 근처에서의 적재에서 본 발명의 전기 전도성 조성물을 제조하는 것으로 이해된다. 또한, 부식되는 경향의 기판은 기판 재료에 대해 희생 양극 금속 필러를 포함함에 의해 보호된다. 아연 필러는 희생 양극 필러의 예이다 .
필러는 약 0 내지 약 15 중량%, 다른 실시예에서는 1 내지 8 중량%, 및 또 다른 실시예에서는 약 1 내지 6 중량%의 양으로 조성물에 존재한다. 그러나, 사용되는 필러의 양은 조성물의 의도된 사용에 따라 광범위한 범위 내에서 변화될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 일부 실란트 응용에서, 본 발명의 실란트 조성물은 필러가 없다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명의 실란트 조성물은 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리메타크릴레이트 및 트리스 (2-히드 록시에틸) 이소시아누레이트 트리아크릴레이트 등을 포함하는 트리기능성 모노머인 적어도 하나의 가교제를 포함한다. 가교제는 약 1 내지 10 중량%, 다른 실시예에서는 약 1 내지 8 중량%, 또 다른 실시예에서는 3 내지 6 중량%의 양으로 조성물에 존재한다.
본 발명의 실란트 조성물은 또한 아크릴 프리폴리머 및 폴리이소시아네이트 사이의 반응과, 가수 분해, 및/또는 후속하는 가교 결합 반응을 촉진하는 촉매 또는 그 조합을 포함한다. 촉매는 바람직하게는 안정하고, 특히 실란트 물질의 제조, 운송 또는 저장 동안, 원치않는 부 반응을 발생하지 않는다. 예시적인 적합한 촉매는 유기 금속, 카르복실 산의 주석 염, 주석 유기-금속 등을 포함한다. 본 발명에 따르면, 바람직한 촉매는 예를 들어, 디부틸틴 디라우레이트를 위한 주석 촉매이다. 촉매는 통상적으로 약 0.01 내지 02 중량%, 다른 실시예에서는 약 0.02 내지 0.1 중량%, 또 다른 실시예에서는 0.03 내지 0.07 중량%의 양으로 존재한다.
본 발명의 실란트 조성물은 선택적으로 조성물의 증량제 기능을 하고 또는 가소성을 향상시키는 적어도 하나의 가소제를 포함한다. 본 발명에서 사용되는 가소제는 예시적으로 트리스(2-에틸헥실) 트리멜리테이트(TOTM), 트리메틸 펜타닐 디소부티레이트(TXIB), 페놀을 갖는 프탈레이트 자유 C1-C20 알킬설포닉 산 에스테르, 벤조에이트 에스테르 및 이들의 조합을 포함한다. 가소제는 전체 양의 조성물에서 약 0 내지 약 15 중량%, 다른 실시예에서는 약 0 내지 8 중량%, 또 다른 실시예에서는 0.01 내지 6 중량%의 양으로 존재한다.
중합 방법은 자유 라디칼 생성 개시제의 추가에 의해 개시된다. 자유 라디칼 폴리머 개시제는 당업자에게 잘 공지되어 있고, 속도, 온도, 촉매 타깃 등에 기초하여 선택된다. 여기서 예시적인 작용성의 개시제는 터트-부틸 하이드로퍼옥사이드 (TBHP), 터트-부틸 페록시벤조에이트(TBPB), 및 큐멘 하이드로퍼옥사이드(CHP)를 포함한다. 개시제는 중합 반응의 원하는 속도를 제공하기에 충분한 양으로 존재한다. 통상적으로, 개시제는 약 0.01 내지 약 0.1 중량%, 다른 실시예에서는 약 0.01 내지 0.05 중량%, 또 다른 실시예에서는 0.01 내지 0.03 중량%의 양으로 추가된다. 본 발명의 실란트 조성물은 선택적으로, 실온에서 바람직한 점도를 갖도록 하고 주위 조건 하에서 기판에 적용될 수 있는 충분한 용매를 포함한다. 바람직하게는, 본 발명에 따라 사용되는 용매는 VOC(휘발성 유기 화합물)로부터 자유롭다. 그것은 다른 VOC 용매가 여기에서 또한 작용하고 감소된 규제 관련 레벨에서 선택적으로 존재하는 것으로 이해된다. 여기서 예시된 작용성 VOC 자유 용매는 디메틸카보네이트, 프로필렌 카보네이트 및 터트 부틸 아세테이트를 포함한다. 용매는 약 1 내지 15중량%, 다른 실시예에서는 약 2 내지 약 12 중량%, 또 다른 실시예에서는 약 1.5 내지 10 중량%의 양으로 존재한다.
산화 방지제는 본 발명의 조성물에 선택적으로 존재한다. 여기서 기술되는 작용성 산화 방지제는 디트리 데실 티오디프로피오네이트(DTDTDP), 디라우릴 티오디프로피오네이트(DLTDP), 디스테아릴 티오디프로피오네이트(DSTDP) 및 3,5-비스 (1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시벤젠프로파놀산 옥타데실 에스테르 및 트리스(2, 4-디-터트-부틸페닐)포스파이트(168) 및 이들의 조합을 포함한다. 통상적으로, 산화 방지제는 약 0 내지 2 중량%, 특정 실시예에서는 약 0.2 내지 1 중량%, 또 다른 실시예에서는 0.2 내지 0.6중량%의 양으로 추가된다.
본 발명의 실란트 조성물은 또한 선택적으로 하나, 또는 둘의, 접착 촉진제 및 수분 제거제를 포함한다. 여기서 기술되는 유용한 접착 촉진제는 3 - 아미노프로필 트리에톡시 실란(AMEO), 3 - 아미노프로필 트리메톡시 실란, 3 - 글리시독시프로필트리메톡시실란, N- ( β- 아미노에틸) 감마 아미노프로필트리메톡시실란 및 이들의 조합을 포함한다. 조성물에서 모노머 디이소시아네이트와 함께 조합되는 아미노 실리콘은 쉽게 접착 촉진 복합체를 형성하는 것이 이해된다. TDI 는 이러한 디이소시아네이트의 예이다. 전술한 예의 모노머 접착 촉진제 이외에, 폴리머 접착 촉진제가 여기서 작용하고, 폴리프로필렌(PP) 스티렌의 무수 말레산 변성 폴리머, PP, 스티렌 및 메틸 비닐 에테르의 무수 말레산 코폴리머, 폴리오르가노실록산, 폴리오르가노실란 및 그 이들의 조합을 포함한다.
여기에 예시된 작용성 수분 제거제는 메틸디페닐에톡시실란, 비닐 트리메톡시 실란(VTMO), 비닐 트리에톡시 실란, 예컨대 디에틸 말로네이트 및 디메틸 숙시네이트 등의 산 무수물 에스테르, 및 이들의 조합을 포함한다.
접착 촉진제와 수분 제거제가 모두 존재하는 경우, 각기 개별적으로 또는 화합물의 조합으로, 통상적으로 약 0 내지 1 중량%, 다른 실시예에서는 약 0.2 내지 1 중량%, 또 다른 실시예에서는 0.2 내지 0.8 중량%의 양으로 존재한다.
본 발명의 실란트 조성물은 선택적으로 UV 안정제를 포함한다. UV 안정제의 예로는, 벤조트리아졸, 벤조페논, 트리아진, 힌더드 아민 광 안정제, 2 - ( 벤조트리아졸 -2 - 일) -4 - ( 2,4,4 - 트리메틸펜탄 -2-일)페놀, 3,5 - 디- 티 -부틸 -4 -하이드록시벤조산, 헥사데실 에스테르 및 이들의 조합을 포함한다. UV 안정제가 존재하는 경우, 통상적으로 약 0.1 내지 2 중량%, 다른 실시예에서는 약 0.3 내지 1.2 중량%, 또 다른 실시예에서는 0.4 내지 1중량%의 양으로 존재한다.
본 발명의 조성물은 선택적으로 실란트 기술에서 통상적인 기타 추가제를 포함하지만, 비 반응성 수지, 탈수기, 착색제(예 : 안료 및 염료), 난연제, 왁스 및 이들의 혼합물에 제한되지 않는다.
바람직한 특정 실시예에서, 인스턴트 실란트 조성물은 다음과 같은 개별 성분을 포함한다:
· 아크릴 프리폴리머가 53-93.5 중량%의 양으로 존재한다.
· 이소시아네이트 기능성 모노머가 2~8 중량%의 양으로 존재한다.
· 필러가 1-8 중량%의 양으로 존재한다.
· 가교제가 1-8 중량%의 양으로 존재한다.
· 촉매가 0.02-0.1 중량%의 양으로 존재한다.
· 가소제가 0-8중량%의 양으로 존재한다.
· 개시제가 0.01-0.05 중량%의 양으로 존재한다.
· VOC 자유 용매가 중량 2~12 중량%의 양으로 존재한다.
· 산화 방지제가 0.2-1.0 중량%의 양으로 존재한다.
· 접착 촉진제 및 수분 제거제가 각각 0.2-1 중량%의 양으로 존재한다.
· UV 안정제가 0.3-1.2 중량%의 양으로 존재한다.
하이브리드 실란트 조성물에서 아크릴 프리-폴리머는 - NCO 잔기를 가지며, - NCO 잔기는 0.2-1.5 중량%의 양으로 존재한다.
하이브리드 실란트 조성물은 필러를 포함하고, 필러는 소수성이다.
하이브리드 실란트 조성물에서 수분 제거제는 산 무수물 에스테르를 포함한다.
하이브리드 실란트 조성물에서 접착 촉진제는 폴리머를 포함하는 말레산 무수물을 포함한다.
하이브리드 실란트 조성물에서, 필러는 흄드 실리카, 콜로이달 실리카, 방해석, 석회석, 마이카, 탈크, 석면 섬유 또는 분말, 규조토, 카본 블랙, 금속 입자, 황산 바륨, 알루미나, 슬레이트 가루, 규산 칼슘, 탄산 마그네슘, 규산 마그네슘 등을 포함한다.
하이브리드 실란트 조성물에서, 촉매는 유기 금속 화합물이다.
하이브리드 실란트 조성물에서, 수분 제거제는 메틸디페닐예톡시실란, 비닐 트리메톡시 실란, 비닐 트리에톡시 실란, 또는 이들의 혼합물 중 하나이다.
하이브리드 실란트 조성물에서, UV 안정제는 벤조트리아졸, 벤조페논, 트리 아진, 힌더드 아민 광안정제, 또는 이들의 혼합물 중 하나이다.
하이브리드 실란트 조성물은 투명하거나 반투명한 실란트이다.
하이브리드 실란트 조성물은 경화 전에 셀프 레벨링 조성물이고, 최소한의 양의 필러 또는 필러를 포함하지 않는다.
하이브리드 실란트 조성물은 창문, 문, 레크리에이션 차량, 및 가정용 제품 등의 물품을 제조하는데 필요한 밀봉 및 본딩 요건을 위해 사용된다.
본 발명은 하이브리드 실란트 조성물로 보강된 창문, 문, 또는 레크리에이션 차량의 제품에 사용된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 제형은 투명 실란트이다. 투명 실란트에는 일반적으로 실란트를 반투명하게 하거나 불투명하게 하는 착색제가 포함되어 있지 않다. 그러나, 이러한 착색제는 본 발명의 조성물의 불투명한 실시예에서 기능한다는 것을 이해해야 한다.
다른 바람직한 실시예에서, 기판 드레싱으로서 아주 적합한 조성물은 다음을 포함한다.
· 64-92 중량%의 양으로 존재하는 아크릴 프리-폴리머.
· 2-6 중량%의 양으로 존재하는 이소시아네이트 기능성 모노머.
· 1~6 중량%의 양으로 존재하는 필러.
· 3~6 중량%의 양으로 존재하는 가교제.
· 0.03-0.07 중량%의 양으로 존재하는 촉매.
· 0.01-6 중량%의 양으로 존재하는 가소제.
· 0.01-0.03 중량%의 양으로 존재하는 개시제.
· 1.5-10 중량%의 양으로 존재하는 VOC 자유 용매.
· 0.2-0.6 중량%의 양으로 존재하는 산화 방지제.
· 0.2-0.8 중량%의 양으로 존재하는 접착 촉진제 및 습기 제거제.
· 0.4-1 중량%의 양으로 존재하는 UV 안정제.
본 발명의 또 다른 양태는 다음을 포함하는 하이브리드 실란트 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
a. 아크릴 프리폴리머, 선택적으로 용매에서 함께 용해된 필러, 가소제 및 방지제를 반응 용기에 추가하고,
b. 균질한 매스를 형성하기 위해 이들 성분을 함께 블랜딩하고,
c. 상기 혼합물에 가교제 및 개시제를 추가하고 휘저음하고,
d. 상기 혼합물에 접착 촉진제 및 수분 제거제를 천천히 추가하고,
e. 원하는 온도까지 반응 매스를 냉각하고,
f. 필요한 용매의 양으로 UV 안정제를 용해시키고 상기 혼합물에 추가하고,
g. 격렬하게 휘저음하여 이 혼합물에 이소시아네이트 기능성 모노머 및 촉매를 첨가하여 추가하고,
h. 진공 상태에서 최종 내용물을 제조하고,
i. 질소 분위기에서 포장한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명에 따른 예시적인 조성물은 본 하이브리드 실란트 조성물의 성능 및 향상을 평가하기 위해 각종 시험을 실시하였다. 따라서, 기계적 특성을 평가하기 위해, 인장 강도 시험, 내수성 시험 및 랩 전단 강도 시험을 실시하였고, 물성을 평가하기 위해, 경도 유통 기한, 스킨 타임, 경화 시간, 고체 비율, 필러 비율 등을 시험하였다.
다음의 예들은 본 발명의 특정 실시예 및 양태를 예시하고, 그 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 달리 언급되지 않는 한, 모든 부분들 및 퍼센트는 중량% 이다 .
예
하기 실시예는 본 발명의 추가적인 예시를 위해 제시된 것으로 이들에 한정되는 것은 아니다.
예 1 :
본 발명에 따른 바람직한 실란트 조성물은 표 1에 나타낸 하기 조성믈을 갖고 제조되었다.
본 발명에 따른 특정한 실란트 조성물을 위한 제제.
SI , NO 구성재료 중량%
1 미국 특허 출원 공개 US2009/0098388 당 아크릴 프리폴리머 63.7-82.45
2 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 2-6%
3 소수성 실리카 1-6%
4 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트 3-6%
5 디부틸틴 디라우레이트 0.03-0.07%
6 페놀의 프탈레이트 자유 알킬 술폰산 에스테르 0.01-6%
7 터트 부틸 하이드로퍼옥사이드 0.01-0.03
8 터트 부틸 아세테이트 1.5-10%
9 3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시벤젠프로판산 옥타데실 에스테르2-(벤질트리아졸-2-일4-(2,4,4 트리메틸) 0.2-0.6%
10 AMEO 0.2-0.8%
11 VTMO 0.2-0.8%
12 UV 안정제 0.4-1%
본 발명에 따른 조성물은 다음과 같은 방식으로 제조된다. 아크릴 프리-폴리머, 소수성 실리카, 가소제 및 산화 방지제는 VOC 자유 용매에 용해되어 기계적 휘저음기 및 질소 가스 블랭킷이 장착된 반응 케틀에 함께 추가된다. 균일한 매스가 형성될 때까지 프리-폴리머, 필러 및 가소제는 64 ± 10.0℃에서 약 15분 동안 혼합물을 휘저어 혼합된다. 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트 및 개시제는 위의 혼합물에 추가되어 64 ± 10.0 ℃에서 60분 동안 휘저음된다. 60분 후에, 원하는 양의 접착 촉진제와 습기 제거제가 모노머 혼합물에 매우 천천히 추가된다. 반응 매스는 58 ℃로 냉각된다. 원하는 온도에 도달한 후에, UV 안정제는 용매의 필요한 양에 용해되고, 상기 혼합물에 추가되고, 반응은 다시 10 분 동안 계속된다. 마지막으로, 이소시아네이트 기능성 모노머 및 주석 촉매의 효과적인 양을 10-15분 동안 격렬하게 휘저으면서 적절히 추가된다. 모든 성분들이 반응기에 추가한 후, 600mmHg의 진공 하에서 20 분간 최종 제품을 제조하고 질소 분위기에서 포장한다.
예 2 :
예 1의 실란트 조성물을 75분 후에 실리카 함량에서 상응하는 감소에 비례하여 총 2.3 중량%의 무수 말레인산 스티렌 수지와 총 0.9 중량%의 디에틸말로네이트를 포함하여 재생하고, 그렇지 않으면 예 1에 따라 처리된다.
예 3 :
시판중인 실란트와 인스턴트 조성물의 비교 평가
본 발명의 실란트 조성물(실시예 1 및 2)은 다른 시판중인 실란트 (표에서 실란트 1 내지 3)와 비교하여 평가되며, 인장 강도, 연신율과 같은 각종 기계적 특성, 경도, 내수성, 유통 기한, 스킨 타임, 경화 시간, 고체율, 충전율과 같은 화학적 성질에 대하여 평가되었다. 평가 결과를 표 2에 정리하였다 .
비교예 및 본 발명의 조성물의 특성 .
시험 방법 실란트 1 실란트 2 실란트 3 본 발명의 실란트 조성물.예.1 본 발명의 실란트 조성물.예.2
외관 - 투명 레드 투명 투명 투명
스킨 오버타임, 분 ASTM C-679 10-15 10-15 15 10~15 10~15
고체 함량 % - 96% 95-96% 96% 97% 97%
필러 함량 % - 23% 25% 15% 5.41% 2.21
쇼어 경도, A ASTM C-661 35- 40 35-40 35-40 30-35 30-35
인장 강도, psi ASTM D-412 100 90 90 130 277
파괴시 신장율, % ASTM D-412 300 250 300 300 583
내수성 - 통과 통과 통과 통과 통과
Lap 전단 강도(psi) ASTM D1002 250 (SF)＊ 210(SF)＊ 220(SF)＊ 270 290+
＊(SF): 기판 고장
본 발명의 실란트 조성물은, 우수한 셀프-레벨링 성질을 갖는 매우 높은 열적 안정성을 가지며, 빠른 스킨 타임을 갖고, 냉각 적용될 수 있다는 것이 발견된다. 또한, 인스턴트 실란트는 실리콘 실란트에 비해 양호한 가요성과 함께 알루미늄 및 유리에 우수한 접착력을 보여준다. 셀프 레벨링되는, 본 발명의 조성물은 경화된 제품의 상부를 향해 농축된 보이드(void)를 형성하지 않고, 매끄러운 표면을 제공하기에 충분한 초기 유동 특성이 있는 제품으로 경화된다.
전단 응력을 받은 실란트 조성물의 응집력은 전단 강도 시험 방법(Lap-shear test method )(ASTM D1002)으로 측정된다. 전단 강도 시험은 일정한 전단 조건 하에서 실란트 결합의 강도를 측정하고, 테스트된 기판에 대한 접착력에 관한 정보를 제공한다.
실란트 조성물의 열적 안정성을 평가하기 위해, 예 1 과 2에 대하여 본 발명에 따라 제조된 샘플을 21일 동안 50 ℃에서 유지하였고, 시험기간 동안 점도에 대한 변화는 관찰되지 않았다.
실란트 조성물의 내수성 능력을 평가하기 위해, 예 1 과 2에 대하여 본 발명에 따라 제조된 샘플을 7일 동안 증류수에 침지하였고, 스웰링 또는 블러싱/스키닝이 관찰되지 않았다.
실란트 조성물의 경도는 ASTM C661에 따른 타입 A의 경도계를 이용하여 측정하였다.
스킨 타임은 고체 필름이 생산되기 전에 경과 한 시간의 양을 의미하고, ASTM C- 679에 따라 결정된다. 본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 실란트 조성물은 사용자에게 편리하게 충분히 빠른, 약 10-15 분의 빠른 스킨 타임을 제공한다. 본 발명의 실란트는 약 20분 미만 및 10 분 초과, 바람직하게는 약 10-15분의 스킨 시간을 갖는다.
본 발명은 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 이 설명은 제한적인 의미로 해석되도록 의도되지 않는다. 다양한 변형 및 예시적인 실시예들의 조합뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예가, 본 기술을 참조함에 따라 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (15)

  1. 하이브리드 실란트 조성물에 있어서,
    아크릴 프리-폴리머;
    디이소시아네이트 또는 폴리이소시아네이트인 이소시아네이트;
    가교제로서의 트리-기능성 아크릴레이트; 및
    촉매를 포함하는,
    하이브리드 실란트 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    아크릴 프리-폴리머가 30-97 중량%, 이소시아네이트가 1-10 중량%, 가교제가 1-10 중량% , 및 촉매가 0.01-0.2 중량%의 양으로 존재하는, 하이브리드 실란트 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    0-15 중량%의 가소제, 0.01-0.1 중량%의 개시제, 1-15 중량%의 용매, 0.1-2 중량%의 산화 방지제, 각각 0.1-2 중량%의 접착 촉진제 및 수분 제거제, 및 1-2 중량%의 자외선(UV) 안정제를 더 포함하는, 하이브리드 실란트 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    아크릴 프리폴리머가 53-93 중량%, 이소시아네이트 기능성 모노머가 2-8 중량%, 가교제가 1-8 중량%, 및 촉매가 0.02-0.1 중량%, 가소제가 0-8 중량%, 개시제가 0.01-0.05중량%, VOC 자유 용매가 2-12 중량%, 산화 방지제가 0.2-1.0 중량%, 접착 촉진제 및 수분 제거제가 각각 0.2-1 중량%, 및 UV 안정제가 0.3-1.2 중량%의 양으로 존재하는, 하이브리드 실란트 조성물.
  5. 제 3 항에 있어서,
    아크릴 프리-폴리머가 64-92 중량%, 이소시아네이트 기능성 모노머가 2-6 중량%, 가교제가 3-6 중량%, 및 촉매가 0.03-0.07 중량%, 가소제가 0-6 중량%, 개시제가 0.01-0.03중량%, VOC 자유 용매가 1.5-10 중량%, 산화 방지제가 0.2-0.6 중량%, 접착 촉진제 및 수분 제거제가 각각 0.2-0.8 중량%, 및 UV 안정제가 0.4-1 중량%의 양으로 존재하는, 하이브리드 실란트 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    이소시아네이트가 지방족, 방향족, 시클로지방족, 아릴알킬, 아릴지방족, 또는 이들의 혼합물 중 하나인, 하이브리드 실란트 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    이소시아네이트는 2,4 - 톨루엔 디이소시아네이트, 2,6 - 톨루엔 디이소시아네이트, 4,4'- 디페닐 메틸렌디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 디시클로헥시딜-메탄 디이소시아네이트, 2,4- 및-4,4 이성질체를 포함하는 액체 디페닐 메탄 디이소시아네이트, 또는 이들의 혼합물 중 하나인, 하이브리드 실란트 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가교제는 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리메타 크릴레이트 또는 트리스 (2 - 히드록시 에틸) 이소시아누레이트 트리아크릴레이트 중 하나인, 하이브리드 실란트 조성물.
  9. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가소제는 트리스(2 - 에틸헥실) 트리멜리테이트, 트리메틸 펜타닐 디이소부티레이트, 페놀을 가지는 프탈레이트 자유 알킬설포닉산 에스테르, 또는 이들의 혼합물 중 하나인, 하이브리드 실란트 조성물.
  10. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    개시제는 터트 부틸 하이드로퍼옥사이드(TBHP), 터트 부틸 퍼옥시벤조에이트(TBPB), 큐멘 하이드로퍼옥사이드(CHP), 또는 이들의 혼합물 중 하나인, 하이브리드 실란트 조성물.
  11. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    용매는 디메틸카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 터트 부틸 아세테이트, 또는 이들의 혼합물 중 하나인, 하이브리드 실란트 조성물.
  12. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    산화 방지제는 디트리 데실 티오디프로피오네이트, 디 라우릴 티오디프로피오 네이트, 디스테아릴 티오디프로피오네이트, 3,5 - 비스 (1,1 - 디메틸에틸) -4 -하이드록시벤젠프로판산 옥타데실 에스레르, 트리스 (2,4 - 디-터트-부틸페닐) 포스 파이트, 또는 그의 혼합물 중 하나인, 하이브리드 실란트 조성물.
  13. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    접착 촉진제는 3 - 아미노프로필 트리에톡시 실란, 3 - 아미노프로필 트리 메톡시 실란, 글리시독시프로필트리메톡시실란 N-(β-아미노에틸) γ-아미노프로필트리메톡시실란, 또는 이들의 혼합물 중 하나, 하이브리드 실란트 조성물.
  14. 하이브리드 실란트 조성물을 제조하기 위한 방법으로서,
    아크릴 프리폴리머, 선택적으로 용매에서 용해된 필러, 가소제 및 방지제를 반응 용기에 함께 추가하고,
    균질한 매스(mass)를 형성하기 위해 배합하고,
    상기 매스에 가교제, 개시제, 접착 촉진제 및 수분 제거제를 추가하고 휘저음하고,
    반응 매스를 냉각하고,
    상기 매스에 대하여 필요한 용매의 양으로 UV 안정제를 추가하고,
    최종 제품을 형성하기 위해 격렬하게 휘저음하여 이소시아네이트 기능성 모노머 및 촉매의 효과적인 양을 추가하여 연속하여 반응시키고,
    진공 상태에서 최종 제품을 제조하고,
    질소 분위기에서 제조한 후 최종 제품을 포장하는, 하이브리드 실란트 조성물을 제조하기 위한 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    아크릴 프리-폴리머, 선택적인 필러 및 가소제는 반응 용기에 함께 추가되어, 64 ± 10.0℃에서 약 15분 동안 혼합물을 휘저어 혼합되고, 가교제와 개시제가 매스에 추가되고 64 ± 10.0 ℃에서 60분 동안 휘저음되고, 60분 후에, 접착 촉진제와 습기 제거제가 추가되고, 상기 매스는 55-60℃로 냉각되고, UV 안정제가 VOC 자유 용매의 필요한 양에서 용해되어 상기 매스에 추가되고, 반응이 다시 10 분 동안 계속되고, 최종 제품이 600mmHg의 진공 하에서 20 분간 조제되고 질소 분위기에서 포장되는, 하이브리드 실란트 조성물을 제조하기 위한 방법.
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