KR20140122737A - 오르가노실리콘 화합물 및 친수성 표면을 생성하기 위한 이들의 용도 - Google Patents

오르가노실리콘 화합물 및 친수성 표면을 생성하기 위한 이들의 용도 Download PDF

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KR20140122737A
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와커 헤미 아게
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Abstract

본 발명은 하기 식 (I)의 오르가노실리콘 화합물에 관한 것이다:
Figure pct00040
(I),
식에서,
R1은 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 탄화수소 라디칼이고,
R2는 수소 원자 또는 메틸 라디칼이며,
n은 6 내지 11의 정수이고,
m은 0 또는 1이며,
단, 식 (I)의 화합물의 세 개의 라디칼 R1에 존재하는 탄소 원자 개수의 총합은 6 내지 24임.
또한, 상기 화합물의 제조 방법 및 이들의 용도를 제공하며, 특히, 경화성 혼합물에 이들 화합물을 첨가하여 경화 후에 혼합물에 친수성 표면을 생성하거나, 또는, 경화 후에 실리콘 엘라스토머의 표면에 도입하여 이들 화합물이 표면에 고정됨으로써 실리콘 엘라스토머에 친수성 표면을 생성할 수 있다.

Description

오르가노실리콘 화합물 및 친수성 표면을 생성하기 위한 이들의 용도 {ORGANOSILICON COMPOUNDS AND THEIR USE FOR PRODUCING HYDROPHILIC SURFACES}
본 발명은, 오르가노실리콘 화합물, 이들의 제조 방법, 친수성 표면을 생성하기 위한 이들의 용도, 및 친수성 표면을 가지는 실리콘 엘라스토머에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 경화성 혼합물에 첨가되었을 때 경화된 혼합물에 친수성 표면을 제공하거나, 또는, 경화 후에 실리콘 엘라스토머의 표면에 도입되어 표면에 고정됨으로써 실리콘 엘라스토머에 친수성 표면을 제공할 수 있는 화합물에 관한 것이다.
폴리디메틸실록산 엘라스토머는, 형태에 따라, 매우 낮은 온도에서도, 뛰어난 열 안정성 및 전기 안정성, 높은 광 투과성, 양호한 통기성 및 높은 탄성을 나타내는 등의 다양한 이점을 가지는, 연성의 매우 유연한 물질이다. 이들 엘라스토머의 높은 소수성은, 방수성이 요구되는 어플리케이션에 있어서는 대개 이점으로 작용한다. 그러나, 폴리디메틸실록산 표면에 나타나는 낮은 표면 에너지는 단점으로 작용할 수도 있으며, 특히, 표면에서 생물학적 단위체가 흡착하는 경우에 불리하다. 예를 들면, 폴리디메틸실록산 표면의 소수성, 즉, 낮은 습윤성은, 표면을 단백질이나 지질에 의해 소위 "오염"되기 쉽게 한다. 개체는 상당히 강력하게 실리콘 표면에 부착하여 증식할 수 있다.
대조적으로, 생물학적 분자 및 개체는 특정 유형의 친수성 표면에 대하여 상당히 비효율적인 부착성을 나타낸다. 예를 들면, 폴리(에틸렌 글리콜)(PEG)-변형된 표면은 단백질에 대해 반발하고 세포 부착을 저하시키는 것으로 알려져 있다. 다당류, 단백질 및 표면-활성 분자의 고정 방법과 같은 다른 방법들도 마찬가지로 폴리머 표면이 오염되는 경향을 감소시킨다.
실리콘 표면의 친수성을 증진시키기 위해서 주로 두 가지 방법이 사용되었다. 첫번째 방법은, 산소 플라스마 처리, 자외선 조사 및 코로나 방전을 수반하며, 모든 방법에 있어서 표면 OH기가 생성된다. 이러한 방법의 단점은, 결과적으로 표면이 손상될 수 있다는 것과, 이 방법을 수행하는 데 필요한 장치에 많은 비용이 소모된다는 것이다. 대안적인 방법으로, 친수성 물질이, 예를 들면 폴리(에틸렌 글리콜)에 결합하거나 또는 공중합에 의해 물질 내에 편입됨으로써 표면에 흡착될 수도 있다. 두 방법은 모두 단점을 갖는다. 실리콘 폴리머는 높은 유동성을 가지며 표면 전환(surface reversion)을 나타낸다. 표면 전환이 일어나는 동안, 공기와의 경계면을 향하여 마지막 이동이 이루어지기 때문에, 친수성 물질은 다시 유동적인 실리콘 폴리머의 하부에 위치하게 된다. 비록 실리콘 엘라스토머의 표면이 친수성이 될 수 있고 그로써 접촉 각(contact angle)이 0°가 된다고 하더라도, 일반적으로 단 시간 내에 표면의 소수성이 회복된다.
이러한 문제점을 극복하기 위해서, 특허문헌 WO-A 11022827에서는,
Figure pct00001
상기 구조의 알릴-변형된 폴리에틸렌 글리콜을, 하이드로실레이션(hydrosilylation)에 의한 표면 Si-H기에의 첨가를 통해, 실리콘 표면에 결합시키는 방법이 제시되었다. 표면에 이들 Si-H기가 비교적 높은 농도로 존재하면, 10° 미만의 접촉 각이 달성될 수 있었다. 그러나, 이들 화합물은 트리실록산 그룹의 가수분해를 겪으며, 이 때문에 시간이 흐름에 따라 결과적으로 표면의 친수성이 상당히 감소된다. 나아가, 이들 화합물은 오직 Si-H-함유 표면의 개질에만 적합하다.
본 발명의 목적은, 오르가노실리콘 화합물, 이들의 제조 방법, 친수성 표면을 생성하기 위한 이들의 용도, 및 친수성 표면을 가지는 실리콘 엘라스토머를 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은, 경화성 혼합물에 첨가되었을 때 경화된 혼합물에 친수성 표면을 제공하거나, 또는, 경화 후에 실리콘 엘라스토머의 표면에 도입되어 표면에 고정됨으로써 실리콘 엘라스토머에 친수성 표면을 제공할 수 있는 화합물을 제공하는 것이다.
현재, 특히 실리콘 표면에 영구적인 친수성을 도입하기 위해서, 이례적인 방법으로, 한 쪽 말단에 아크릴산 작용기를 가지며 다른 쪽 말단에 트리오르가노실릴기를 가지는 올리고(에틸렌 글리콜) 사슬을 함유하는 화합물을 사용할 수 있음이 밝혀졌다는 것은 놀랍다.
본 발명은 하기 식 (I)의 화합물을 제공한다:
Figure pct00002
(I),
식에서,
R1은 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 탄화수소 라디칼이고,
R2는 수소 원자 또는 메틸 라디칼이며,
n은 6 내지 11의 정수이고,
m은 0 또는 1이며,
단, 식 (I)의 화합물의 세 개의 라디칼 R1에 존재하는 탄소 원자 개수의 총합은 6 내지 24임.
라디칼 R1의 예로는, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 1-n-부틸, 2-n-부틸, 이소부틸, t-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, t-펜틸 라디칼과 같은 알킬 라디칼; n-헥실 라디칼과 같은 헥실 라디칼; n-헵틸 라디칼과 같은 헵틸 라디칼; n-옥틸 라디칼, 이소옥틸 라디칼 및 2,2,4-트리메틸펜틸 라디칼과 같은 옥틸 라디칼; n-노닐 라디칼과 같은 노닐 라디칼; n-데실 라디칼과 같은 데실 라디칼; n-도데실 라디칼과 같은 도데실 라디칼; n-옥타데실 라디칼과 같은 옥타데실 라디칼; 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸 라디칼 및 메틸사이클로헥실 라디칼과 같은 사이클로알킬 라디칼; 비닐, 1-프로페닐 및 2-프로페닐 라디칼과 같은 알케닐 라디칼; 페닐, 나프틸, 안트릴 및 펜안트릴 라디칼과 같은 아릴 라디칼; o-, m-, p-톨릴 라디칼과 같은 알카릴 라디칼; 자일릴 라디칼 및 에틸페닐 라디칼; 및 벤질 라디칼, α- 및 β-페닐에틸 라디칼과 같은 아랄킬 라디칼 등이 있다.
바람직하게는, 라디칼 R1은 1 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼이고, 특히 바람직하게는, 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 또는 n-헥실 라디칼이며, 특히 n-헥실 라이칼이다.
바람직하게는, 식 (I)의 라디칼 R1들은 모두 동일하다.
바람직하게는, n은 6, 7, 8 또는 9이다.
본 발명에 따른 식 (I)의 화합물의 예로는,
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
Figure pct00014
Figure pct00015
Figure pct00016
Figure pct00017
Figure pct00018
Figure pct00019
Figure pct00020
Figure pct00021
Figure pct00022
Figure pct00023
Figure pct00024
등이 있다.
본 발명에 따른 화합물은, 바람직하게는,
Figure pct00025
Figure pct00026
Figure pct00027
Figure pct00028
Figure pct00029
Figure pct00030
Figure pct00031
이고,
특히 바람직하게는,
Figure pct00032
이다.
상온 및 1013 hPa에서, 본 발명에 따른 화합물은, 바람직하게는, 투명 내지 약간 탁하고, 무색 내지 황색을 띠는 액체이다.
본 발명에 따른 식 (I)의 화합물은, 화학 분야에서 통상적인 방법을 통해 제조될 수 있다. 예를 들면, 먼저, 실릴-치환된 폴리에테르는, 트리스(트리페닐포르핀)로듐(I) 클로라이드에 의해 촉매되는, 트리알킬실란의, 한 쪽 말단이 알릴-종결성인 표준 상용 폴리에틸렌 글리콜에 대한 첨가 반응에 의해 제조될 수 있다. 이러한 방법으로 제조되는, 3-트리알킬실릴-프로필기에 의해 한 쪽 말단이 종결되는 폴리에틸렌 글리콜은, 그 후, 디에틸 에테르 중 트리에틸아민과 같은, 용매 중 HCl 수용체(acceptor)의 존재 하에, 아크릴로일 클로라이드 또는 메타크릴로일 클로라이드와 반응한다.
본 발명은, 나아가, 바람직하게는 m=1인 식 (I)의 화합물의 제조 방법(방법 1)을 제공하며, 상기 방법은, 한 쪽 말단에 OH기를 가지고 다른 쪽 말단에 지방족 탄소-탄소 다중 결합을 갖는 라디칼을 가지는 폴리에틸렌 글리콜에, 트리오르가닐실란을 첨가하고, 아크릴로일 클로라이드 또는 메타크릴로일 클로라이드와의 후속 반응시키는 것을 포함하며, 상기 첨가는, Si-결합된 수소의 지방족 다중 결합에 대한 첨가를 촉진하는 촉매의 존재 하에 이루어진다.
본 발명에 따른 방법 1에서 사용되는 실란의 오르가닐기는 SiC-결합된 탄화수소이고, 바람직하게는 라디칼 R1에 대하여 상술된 라디칼이다.
본 발명에 따른 방법 1은 현재까지 알려진 하이드로실레이션 방법과 동일한 조건 하에 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 방법 1은, 바람직하게는, 20 내지 100 ℃의 온도 및 주위 대기의 압력, 즉, 일반적으로 1013 hPa의 압력에서 수행된다. 하이드로실레이션은, 바람직하게는 α-알릴-ω-하이드록시폴리(에틸렌 글리콜)과 트리알킬실란의 반응이며, 바람직하게는, 용매의 첨가 없이 수행된다.
본 발명에 따른 방법 1에서 사용되는 촉매는, 바람직하게는, 트리스(트리페닐포스핀)로듐(I) 클로라이드이다.
하이드로실레이션이 수행되고 나면, 현재까지 알려져 있는 방법에 의해 반응 혼합물이 형성될 수 있다. 이에 관하여, 예를 들면, 폴리에테르의 OH기와 Si-결합된 수소의 반응 결과로서 형성될 수 있는 Si-O-C 결합을 제거하기 위해서, 바람직하게는, 반응 생성물이 극성(water-miscible) 용매, 바람직하게는 THF, 내로 받아들여지고, 물 및 소량의 산과 혼합된다. 상온에서 약 12시간 동안 지속되는 반응이 완결되면, 산은 중화되는 것이 바람직하고, 바람직하게는 MgO를 이용하여 중화된다. 최종적으로, 용매가 제거되고 잔여물이 아세토니트릴과 함께 받아들여지는데, 상기 용매는, 바람직하게는, THF 및 물이다. 부산물로서 형성된 실록산은, 생성물의 아세토니트릴 용액을 n-헥센으로 추출함으로써 제거될 수 있다. 생성물의 추가적인 정제는 실리카 겔을 처리함으로써 수행될 수 있다.
바람직하게는, 결과적인 실릴-기-말단 폴리에틸렌 글리콜, 특히, 3-트리알킬실릴프로필기 말단을 갖는 폴리에틸렌 글리콜의, 아크릴로일 클로라이드 또는 메타크릴로일 클로라이드와의 반응을 위해서, 용매 및 HCl 수용체가 사용되고, 여기서 상기 HCl 수용체는 바람직하게는 3차 아민이고, 상기 용매는 바람직하게는 디에틸 에테르이다. 그리고 나서, 본 방법에서 생성된 아민 하이드로클로라이드는, 여과에 의해 분리될 수 있다.
본 발명에 따른, m=0인 식 (I)의 화합물을 제조하기 위한 추가적인 가능한 방법(방법 2)에서, 먼저, 그 자체로서 알려진 촉매(염기들, 아연 헥사시아노코발테이트)의 존재 하에, 하이드록시메틸트리오르가닐실란이 에틸렌 옥사이드와 반응한다. 그리고 나서, 이러한 방식으로 수득된, 한 쪽 말단이 트리오르가닐실란메틸기로 종결되는 폴리에틸렌 글리콜은, 용매로서 예를 들면 디에틸 에테르 중 트리에틸아민의 존재 하에, 아크릴로일 클로라이드 또는 메타크릴로일 클로라이드와 반응하여, 식 (I)의 타겟 화합물을 생성한다.
본 발명은, 본 발명에 따른, m=0인 식 (I)의 화합물의 제조 방법(방법 2)을 제공하며, 상기 방법은, 먼저, 하이드록시메틸트리오르가닐실란을 에틸렌 옥사이드와 반응시키고, 그 후, 결과적으로 생성되는, 한 쪽 말단이 트리오르가닐실릴메틸기로 종결되는 폴리에틸렌 글리콜을 아크릴로일 클로라이드 또는 메타크릴로일 클로라이드와 반응시키는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 방법 2에서, 하이드록시메틸트리오르가닐실란과 에틸렌 옥사이드의 반응은, 예를 들면, 염기들, 아연 헥사시아노코발테이트와 같은, 촉매의 존재 하에 수행된다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 방법 2에서, 한 쪽 말단이 트리오르가닐실릴메틸기로 종결되는 폴리에틸렌 글리콜과 아크릴로일 클로라이드 또는 메타크릴로일 클로라이드의 반응은, 용매의 존재 하에 수행된다.
본 발명에 따른 방법에서 사용되는 성분들은, 각각의 경우에, 그러한 성분의 한 가지 유형일 수 있고, 특정 성분의 두 가지 이상의 유형의 혼합물일 수도 있다.
본 발명에 따른 방법에서 사용되는 성분들은 표준 상용 제품이거나 및/또는 화학 분야에서 통상적인 방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 또는 본 발명에 따라 제조된 식 (I)의 화합물은, 임의의 원하는 목적으로 사용할 수 있으며, 예를 들면, 기판 및 물품의 표면 개질 용으로 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 식 (I)의 화합물은, 바람직하게는, 아미노-작용성 알콕실(옥산)일 성분과 반응한다.
본 발명은, 나아가, 식 (I)의 화합물과, 하기 식 (II)의 단위를 하나 이상 포함하는 오르가노실리콘 화합물(B)의 반응에 의해 수득 가능한 반응 생성물(U)을 제공한다:
DcSi(OR)bR3 aO(4-a-b-c)/2 (II),
식에서,
R3는 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 1가의, 선택적으로 치환된, 염기성 질소-비함유성의 SiC-결합된 유기 라디칼이고,
R은 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 수소 원자 또는 선택적으로 치환된 탄화수소 라디칼이고,
D는 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 1가의, -NHR4기를 하나 이상 포함하는 SiC-결합된 라디칼이고, 여기서 R4는 수소 원자 또는 선택적으로 치환된 탄화수소 라디칼이며,
a는 0, 1, 2 또는 3이고, 바람직하게는 1이며,
b는 0, 1, 2 또는 3이고, 바람직하게는 1, 2 또는 3이며, 특히 바람직하게는 2 또는 3이고,
c는 0, 1, 2, 3 또는 4이며, 바람직하게는 1이고,
단, a+b+c의 합은 4 이하이며, 오르가노실리콘 화합물(B)은 하나 이상의 라디칼 D를 함유하는 식 (II)의 라디칼을 하나 이상 포함함.
본 발명은, 나아가, 식 (I)의 화합물을, 식 (II)의 단위를 하나 이상 포함하는 오르가노실리콘 화합물(B)와 반응시킴으로써 반응 생성물(U)를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따라 사용되는 오르가노실리콘 화합물(B)은, 실란(B1), 즉, a+b+c=4인 식 (II)의 화합물일 수도 있고, 실록산(B2), 즉, a+b+c≤3인 식 (II)의 단위를 하나 이상 함유하는 구조일 수도 있다.
라디칼 R3의 예는 라디칼 R1에 대해 기술된 예와 동일하다.
라디칼 R3는, 바람직하게는, 1 내지 18 개의 탄소 원자를 가지는 탄화수소 라디칼이고, 특히 바람직하게는, 1 내지 5 개의 탄소 원자를 탄화수소 라디칼이며, 특히 메틸 라디칼이다.
선택적으로 치환된 탄화수소 라디칼 R의 예는, 라디칼 R1에 대해 기술된 예와 동일하고, 또한 라디칼 CH3OCH2CH2-, CH3CH2OCH2CH2-, CH3OCH2CH2OCH2CH2- 및 CH3CH2OCH2CH2OCH2CH2- 이다.
라디칼 R은, 바람직하게는, 수소 원자 및 1 내지 18 개의 탄소 원자를 가지는 탄화수소 라디칼로서, 하나 이상의 산소 원자가 개재될 수 있으며, 특히 바람직하게는, 수소 원자 및 1 내지 10 개의 탄소 원자를 가지는 탄화수소 라디칼이고, 특히, 메틸 및 에틸 라디칼이다.
선택적으로 치환된 탄화수소 라디칼 R4의 예는, 라디칼 R1에 대해 기술된 예와 동일하며, NH2기로 치환되거나 NH기가 개재될 수 있다.
라디칼 R4는, 바람직하게는, 수소 원자 및 1 내지 18 개의 탄소 원자를 가지는 탄화수소 라디칼로서, NH2기로 치환되거나 NH기가 개재될 수 있다. 라디칼 R4는, 특히 바람직하게는, 수소 원자, n-부틸, 2-아미노에틸, N-(2-아미노에틸)-2-아미노에틸 및 사이클로헥실 라디칼이다.
라디칼 D의 예는, 하기 식으로 표시되는 라디칼이다:
H2N(CH2)3-, H2N(CH2)2NH(CH2)3-, H2N(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3-, H3CNH(CH2)3-, C2H5NH(CH2)3-, C3H7NH(CH2)3-, C4H9NH(CH2)3-, C5H11NH(CH2)3-, C6H13NH(CH2)3-, C7H15NH(CH2)3-, H2N(CH2)4-, H2N-CH2-CH(CH3)-CH2-, H2N(CH2)5-, 사이클로-C5H9NH(CH2)3-, 사이클로-C6H11NH(CH2)3-, 페닐-NH(CH2)3-, H2N(CH2)-, H2N(CH2)2NH(CH2)-, H2N(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)-, H3CNH(CH2)-, C2H5NH(CH2)-, C3H7NH(CH2)-, C4H9NH(CH2)-, C5H11NH(CH2)-, C6H13NH(CH2)-, C7H15NH(CH2)-, 사이클로-C5H9NH(CH2)-, 사이클로-C6H11NH(CH2)-, 페닐-NH(CH2)-, (CH3O)3Si(CH2)3NH(CH2)3-, (C2H5O)3Si(CH2)3NH(CH2)3-, (CH3O)2(CH3)Si(CH2)3NH(CH2)3- 및 (C2H5O)2(CH3)Si(CH2)3NH(CH2)3-.
라디칼 D는, 바람직하게는, -NHR4기를 하나 이상 가지는 SiC-결합된 탄화수소 라디칼이고, 특히 바람직하게는, H2N(CH2)3-, H2N(CH2)2NH(CH2)3-, 사이클로-C6H11NH(CH2)3-, n-C4H9NH(CH2)- 및 사이클로-C6H11NH(CH2)- 라디칼이다.
본 발명에 따라 선택적으로 사용되는 실란(B1)의 예로는, H2N(CH2)3-Si(OCH3)3, H2N(CH2)3-Si(OC2H5)3, H2N(CH2)3-Si(OCH3)2CH3, H2N(CH2)3-Si(OC2H5)2CH3, H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OCH3)3, H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OC2H5)3, H2N(CH2)2NH(CH2)3-, Si(OC2H5)2 CH3, n-C4H9NH(CH2)-Si(OCH3)3, n-C4H9NH(CH2)-Si(OC2H5)2 CH3, n-C4H9NH(CH2)-Si(OCH3)2 CH3, n-C4H9NH(CH2)-Si(OC2H5)3, n-C4H9NH(CH2)-Si(OCH3)3, n-C4H9NH(CH2)-, Si(OC2H5)2 CH3, n-C4H9NH(CH2)-Si(OCH3)2 CH3, 사이클로-C6H11NH(CH2)-Si(OC2H5)3, 사이클로-C6H11NH(CH2)-Si(OCH3)3, 사이클로-C6H11NH(CH2)-Si(OC2H5)2 CH3, 사이클로-C6H11NH(CH2)-Si(OCH3)2 CH3, 사이클로-C6H11NH(CH2)-Si(OC2H5)3, 사이클로-C6H11NH(CH2)-Si(OCH3)3, 사이클로-C6H11NH(CH2)-Si(OC2H5)2 CH3, 사이클로-C6H11NH(CH2)-Si(OCH3)2 CH3 및 사이클로-C6H11NH(CH2)-Si(OC2H5)3 가 있다.
실록산(B2)은, 순수한 실록산, 즉, 식 (II)의 단위로 구성된 화합물일 수 있고, 또는 실록산 매트릭스, 즉, 화학적으로 결합된 식 (II)의 단위를 하나 이상 포함하는 물질일 수 있다.
성분 (B2)의 예로는, 하나 이상의 메틸기가 라디칼 D로 대체된 폴리디메틸실록산이 있다. 추가적인 예는, 하나 이상의 메틸기가 라디칼 D로 대체된 메틸실리콘 수지, 및 하나 이상의 메틸기가 라디칼 D로 대체된 엘라스토머형 폴리디메틸실록산 네트워크이다.
본 발명에 따른 반응(마이클 첨가반응(Michael addition))은, 바람직하게는 15 내지 200 ℃에서, 특히 바람직하게는 상온에서, 수행되고, 바람직하게는 주위 대기 온도, 즉, 약 800 내지 1100 hPa에서 수행된다.
본 발명에 따른 방법에서, 식 (I)의 화합물과, 오르가노실리콘 화합물(B)에 존재하는 NH기 또는 NH2기는, 바람직하게는 1:1 내지 2:1의 몰비로, 특히 바람직하게는 1:1의 몰비로 사용된다.
예를 들어, 성분 (B)가 NH2기를 포함하는 경우에, 식 (I)의 화합물과 1:1 또는 1:2의 몰비로 반응할 가능성이 있고, NH기의 경우에는 자연적으로 오직 1:1의 몰비로 반응한다.
본 발명에 따른 방법에서 사용되는 성분들은, 각각의 경우에, 그러한 성분의 한 가지 유형일 수 있고, 특정 성분의 두 가지 이상의 유형의 혼합물일 수도 있다.
본 발명에 따른 방법에서 사용되는 성분 (B)는, 표준 상용 제품이거나 및/또는 화학 분야에서 통상적인 방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 반응 생성물의 예로는,
Figure pct00033
Figure pct00034
및
Figure pct00035
Figure pct00036
Figure pct00037
및, 식 (II)의 라디칼 D에 존재하는 아미노기와 식 (I)의 화합물의 반응에 의해 생성된, 공유결합된 라디칼을 하나 이상 가지는 표면, 예를 들면,
Figure pct00038
이다.
본 발명에 따른 반응 생성물(U)은, 친수성이 생성되어야 하는 임의의 경우에 사용되거나 및/또는 생성될 수 있고, 예를 들면, 공유결합 가능한 재료(mass)에서, 및 표면의 개질을 위해서, 사용되거나 및/또는 생성될 수 있다.
따라서, 아직 경화되지 않은 실리콘 엘라스토머 혼합물에, 본 발명에 따른 반응 생성물(U)을 직접 첨가하는 것이 가능하다. 나아가, 아직 경화되지 않은 실리콘 엘라스토머 혼합물에, 본 발명에 따른 식 (I)의 화합물 및 상응하는 아미노실란(B1)을 바람직한 몰비로 을 첨가함으로써, 혼합물 내에서 반응 생성물(U)을 생성하는 것도 가능하다. 여기서, 각각의 성분을 첨가하는 순서는 중요하지 않다. 각 경우에, 가교결합 가능한 재료를 경화시키면 친수성 표면이 생성된다.
본 발명은, 나아가, 본 발명에 따른 반응 생성물(U)을 포함하거나, 식 (I)의 화합물을 성분 (B)와 함께 포함하는, 가교결합 가능한 재료를 제공한다.
본 발명에 따른 재료는, 축합에 의해 가교결합되어 엘라스토머를 형성할 수 있고 오르가노실리콘 화합물에 기반한 조성물로서 현재까지 알려져 있는 유형의 재료 중 임의의 원하는 유형의 재료일 수 있고, 예를 들면, 단일-성분 또는 이-성분의 가황성(vulcanizable) 오르가노폴리실록산 재료 등일 수 있다. 여기서, 가교결합 가능한 재료는, 충전재를 포함하지 않을 수도 있고, 활성 또는 불활성 충전재를 포함할 수도 있다.
이러한 재료에 일반적으로 사용되는 성분의 종류와 양은 이미 알려져 있다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 가교결합 가능한 재료는, 반응 생성물(U), 또는 두 개 이상의 축합 가능한 라디칼을 가지는 성분 (B)의 오르가노폴리실록산과 및 식 (I)의 화합물 외에, 선택적으로 가수분해성 라디칼을 세 개 이상 가지는 가교결합제, 선택적으로 축합 촉매, 선택적으로 충전재 및 선택적으로 첨가제를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 재료는, 바람직하게는, 물의 배제 하에 보관할 수 있고 물의 침투 시에 상온에서 가교결합 가능한 단일-성분 재료(RTV-1)이다. 그러나, 본 발명에 따른 재료는, 축합반응을 통해 가교결합될 수 있는 이-성분 재료일 수도 있다.
본 발명에 따른 재료의 가교결합은 이를 수행하는 데 적합한 것으로 알려져 있는 조건 하에 수행될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 특히 바람직한 RTV-1 재료의 경우에는 대기 중의 일반적인 수분 함량만으로도 충분하며, 여기서 가교결합은, 바람직하게는, 상온 및 주위 대기의 압력, 즉, 약 900 내지 1,100 hPa에서 수행된다.
본 발명은, 나아가, 본 발명에 따른 재료의 가교결합을 통해 제조된 몰딩을 제공한다.
추가적인 실시예에서, 아미노실란-함유 실리콘 엘라스토머 혼합물의 경화 후에, 본 발명의 식 (I)에 따른 화합물을 실리콘 엘라스토머 표면(B2)에 도입하고, 반응을 위해 잔존하도록 하였다. 추가적인 실시예에서, 본 발명에 따른 반응 생성물(U) 및/또는 식 (I)의 화합물과 성분 (B1)의 혼합물을 경화된 실리콘 엘라스토머 표면에 도입하였고, 이 경우에, 실리콘 엘라스토머는 추가의 아미노실란을 함유할 수도 있고, 아미노실란을 포함하지 않을 수도 있다. 추가의 실시예에서, 먼저, 아미노실란(B1)을 경화된 아민-비함유 실리콘 엘라스토머 표면에 도입함으로써 성분 (B2)를 생성하였다. 그리고 나서, 본 발명의 식 (I)에 따른 화합물을 도입하였고, 반응을 위해 잔존하도록 하였다.
본 발명은, 나아가, 본 발명에 따른 반응 생성물(U) 및/또는 식 (I)의 화합물과 성분 (B)의 혼합물을 기판의 표면에 도입하고, 이들이 반응하도록 잔존시킴으로써, 기판의 표면을 개질하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따라 사용되는 기판은, 바람직하게는, 경화된 실리콘 엘라스토머; 유리 표면; 콘크리트, 사기 및 자기와 같은 실리카 건설 자재의 표면; 또는 철강 및 알루미늄과 같은 금속; 및 PVC, PMMA 및 폴리카보네이트와 같은 플라스틱이다.
반응 생성물(U) 또는 식 (I)의 화합물 및 성분 (B1)이 기판의 표면에 도입되는 모든 경우에, 예컨대, 예를 들면 상품명 "Shellsol D60" 하에 입수할 수 있는 지방족 탄화수소 혼합물, 또는 예를 들면 테트라하이드로퓨란과 같은 에테르 등의 유기 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 또 다른 바람직한 형태는, 반응 생성물(U), 또는 식 (I)의 화합물과 성분 (B1)의 혼합을, 수성 용액 중에 또는 에멀전으로서 사용하는 것이다. 특정 기판에 대한 도입은 알려져 있는 방법으로 수행될 수 있으며, 예를 들면, 솔질(brushing), 도포, 분무, 롤(roll)의 적용 또는 함침을 통해서 도입될 수 있다.
표면의 처리가 이루어진 후에, 이들은, 선택적으로 사용되는 용매로부터 알려져 있는 방법을 통해 스스로 분리될 수 있고, 예를 들면, 자연 건조로 알려져 있는 방법, 즉, 상온 및 주위 대기 압력 하에서의 증발을 통해 분리될 수 있다.
본 발명에 따라 개질된 표면은 영구적인 친수성을 띠며, 이는, 도입된 화합물의 양과 종류에 따라, 접촉 각(contact angle)이 최대 20°까지 감소되는 것을 통해서 쉽게 확인할 수 있다.
접촉 각의 측정 방법은 이미 알려져 있다. 이 방법에서, 주위 상으로서 제2 유동 상(1)과 함께 고정 상(3)에 대한 유동 상(2)의 접촉 각 θ가 측정된다. 이에 관하여, 예를 들면, John C. Berg 편저 Surfactant Series Volume 49; Marcell Dekker Inc. 1993 ISBN 0-8247-9046-4, Chapter 5, T.D.　Blake: "Dynamic Contact Angles and Wetting Kinetics"의 "Wettability", 특히 252면의 첫번째 단락과 도 1b를 참조하라.
나아가, 본 발명은, 식 (I)의 화합물을 도입함으로써 대상의 표면을 친수화하는 추가적인 방법에 관한 것이며, 단, 아크릴산 작용기와 반응할 수 있는 작용기가 이들 대상의 표면에 반드시 존재하여야 한다.
본 발명에 따른 식 (I)의 화합물은, 제조하기 쉽고, 또한, 가교결합 가능한 재료에 첨가되는 경우에도 적은 양만으로도 매우 뛰어난 친수화 효과를 나타낸다는 이점을 갖는다. 나아가, 친수화 효과는 상대적으로 오랜 기간동안 유지되며, 즉, 실록산의 분리에 의해 친수성 층이 재소수화되는 현상을 감소시키는 이점이 있기 때문에, 친수성이 감소되지 않는다.
본 발명에 따른 반응 생성물(U)는, 적은 양만으로도 실록산 엘라스토머의 표면에 영구적인 친수성을 제공한다는 이점을 갖는다.
이하의 실시예에서, 모든 점성 데이터는 25 ℃의 온도를 기준으로 한 것이다. 달리 언급되지 않는 한 이하의 실시예들은, 주위 대기의 압력, 즉, 약 1000 hPa의 압력, 및 상온, 즉, 약 23 ℃의 온도, 또는 반응물이 상온에서 결합하였을 때 추가적인 가열이나 냉각 없이 달성되는 온도, 및 약 50%의 상대 대기 습도 하에 수행되었다. 또한, 달리 언급되지 않는 한, 부(part) 및 백분율(%)과 관련된 모든 데이터는 중량을 기준으로 한 것이다.
이하의 실시예에서, 접촉 각은 Rame Hart NRL CA Goniometer로 측정하였다. 사용된 물은, 18 ㏁·cm의 전도율을 가졌다. 20 ㎕ 부피의 물방울을 사용하였다.
쇼 에이 경도(Shore A hardness)는 DIN(독일 산업 표준) 53505(2000. 8. 판)에 따라 측정하였다.
달리 언급되지 않는 한, 이하의 실시예에서 사용된 샘플들은 23 ℃ 및 50%의 상대 대기 습도 하에 보관된 것이다.
실시예 1
α-아크릴로일-ω- 트리에틸실릴프로필폴리 (에틸렌 글리콜) [ APC2 ]
1시간 동안, 상온에서 건조 공기를, α-알릴-ω-하이드록시폴리(에틸렌 글리콜) 9.38 g (24 mmol)과 분자량이 약 390 g/mol인 트리에틸실란 2.98 g (25 mmol) 및 윌킨슨 촉매(Wilkinson catalyst)(트리스(트리페닐포스핀)로듐(I) 클로라이드) 0.0448 g의 혼합물에 통과시켰다. 그리고 나서, 혼합물을 12시간 동안 상온에서 교반하였다. 그 후, 아세트산 1.0 g, 증류수 1 ml, 및 THF 50 ml로 구성된 용액을 첨가하고 혼합물을 추가로 5시간 동안 상온에서 교반하였다. 최종적으로, MgO 5 g을 첨가한 후에, 고체를 여과하고, 10 mbar의 진공에서 THF를 송출시켰다. 잔여물은 아세토니트릴에 용해시켰다. 용액은 헥센으로 추출하였다(3회, 10 ml). 헥센 상을 제거하였다. 그리고 나서, 감압 하에 아세토니트릴를 증류하였다. 잔여물을, 용리제로서 메틸렌 클로라이드/헥센(1:1)의 혼합물을 사용하여, 실리카 겔로 채워진 단 컬럼(short column)을 통과시킴으로써 추가로 정제하였다. 용매를 증발시킨 후에, 순수한 α-하이드록시-ω-트리에틸실릴프로필폴리에틸렌 글리콜 9.1 g (74%)을 수득하였다.
수득한 α-하이드록시-ω-트리에틸실릴프로필폴리에틸렌 글리콜 8.0 g (15.9 mmol) 및 트리에틸아민 16.2 g (159 mmol)을 디에틸 에테르 200 ml에 용해시켰다. 30분 동안, 0 ℃에서 교반하면서, 용액에 아크릴로일 클로라이드 1.6 ml (17.5 mmol)를 드롭방식으로(dropwise) 첨가하였다. 첨가가 완료된 후에, 냉각을 종료하고 혼합물을 추가로 12시간 동안 상온에서 교반하였다. 그리고 나서, 혼합물을 침전된 고체로부터 분리하었고, 에테르-함유 용액은 감압 하에 용매로부터 분리하였다. 그 후, 잔여물을, 용리제로서 메틸렌 클로라이드/헥센을 사용하여, 실리카 겔로 채워진 컬럼을 통과시킴으로써 정제하였다. 그 결과, 원하는 타겟 생성물인 α-아크릴로일-ω-트리에틸실릴프로필폴리(에틸렌 글리콜) 7.63 g (81%)을 수득하였다. 두 단계에서의 총 수율은 60%였다.
실시예 2
α-아크릴로일-ω-트리-n- 헥실실릴프로필폴리 (에틸렌 글리콜) [ APC6 ]
처음에 α-알릴-ω-하이드록시폴리(에틸렌 글리콜) 9.98 g (28.5 mmol)과 분자량이 약 390 g/mol인 트리-n-헥실실란 9.12 g (31.4 mmol)를 사용하여, 실시예 1에서의 실험을 반복하였다. 순수한 α-하이드록시-ω-트리-n-헥실실릴프로필폴리에틸렌 글리콜 9.8 g (53.5%)을 수득하였고, 이 중 8.0 g (11.9 mmol)을 실시예 1에 기술된 방법으로 아크릴로일 클로라이드와 반응시켜, 타겟 생성물인 α-아크릴로일-ω-트리-n-헥실실릴프로필폴리(에틸렌 글리콜) 6.9 g (78%)를 생성하였다. 두 단계에서의 총 수율은 41.7%였다.
실시예 3
α-아크릴로일-ω-트리-n- 옥틸실릴프로필폴리 (에틸렌 글리콜) [ APC8 ]
처음에 α-알릴-ω-하이드록시폴리(에틸렌 글리콜) 3.53 g (9.1 mmol)과 분자량이 약 390 g/mol인 트리-n-옥틸실란 3.69 g (10.0 mmol)를 사용하여, 실시예 1에서의 실험을 반복하였다. 순수한 α-하이드록시-ω-트리-n-옥틸실릴프로필폴리에틸렌 글리콜 2.69 g (39%)을 수득하였고, 이 중 2.0 g (2.64 mmol)을 실시예 1에 기술된 방법으로 아크릴로일 클로라이드와 반응시켜, 타겟 생성물인 α-아크릴로일-ω-트리-n-옥틸실릴프로필폴리(에틸렌 글리콜) 1.65 g (75%)를 생성하였다. 두 단계에서의 총 수율은 29.2%였다.
실시예 4-6
점도가 2000 mPas인α,ω-디하이드록시폴리디메틸실록산 1.0 g을, 25 ℃에서, 아미노프로필트리에톡시실란 0.024 g 및 표 1에 기재된 양의 실시예 1 내지 3에서 제조된 아크릴록시-작용성 폴리에틸렌 글리콜과 혼합하였다. 표 1의 양은, 아미노프로필트리에톡시실란 1몰 당 2 mol의 아크릴록시-작용성 화합물이 존재하도록 계산하였다. 디부틸틴 디라우레이트 0.0035 g을 첨가하였고, 상기 부피를 1분 동안 강하게 혼합하여 작은 페트리 접시(Petri dish)에 담아, 예를 들면, 두께 1 mm의 층을 수득하였다. 24시간 후에, 모든 혼합물이 경화되어 쇼 에이 경도가 10인 실리콘 엘라스토머를 형성하였다. 그리고 나서, 물방울(20 ㎕)의 접촉 각을 시간에 대한 함수로서 측정하였다. 결과는 표 1에 요약하였다.
비교예 C1
점도가 2000 mPas인α,ω-디하이드록시폴리디메틸실록산 1.0 g을, 25 ℃에서, 아미노프로필트리에톡시실란 0.024 g 및 메톡시폴리(에틸렌 글리콜) 모노아크릴레이트 (CAS 번호 32171-39-4, 분자량 Mn 약 480 g/mol, Sigma-Aldrich사로부터 번호 454990으로 입수가능, 표 1에서 "APM"으로 지칭함) 0.09 g과 혼합하였다. 그리고 나서, 디부틸틴 디라우레이트 0.0035 g을 첨가하였고, 상기 부피를 1분 동안 강하게 혼합하여 작은 페트리 접시에 담아, 예를 들면, 두께 1 mm의 층을 수득하였다. 24시간 후에, 혼합물이 경화되어 쇼 에이 경도가 10인 실리콘 엘라스토머를 형성하였다. 그리고 나서, 물방울(20 ㎕)의 접촉 각을 시간에 대한 함수로서 측정하였다. 결과는 표 1에 요약하였다.
실시예 화합물 양[g] 하기 시간의 경과 후에 측정한 결합각 [단위:°]
1분 2분 3분 4분 5분 6분 7분 8분 9분 10분
4
5
6		 APC2
APC6
APC8		 0.12
0.16
0.18		 43 35 29 25 22 19 18 16 13 11
36 29 28 25 23 21 19 17 15 12
38 33 31 31 30 30 30 30 29 29
C1 APM 0.09 77 76 73 70 67 67 66 65 63 63
실시예 7-9
점도가 80,000 mPas인α,ω-메틸디메톡시실릴-종결성 폴리디메틸실록산 1.0 g을, 25 ℃에서, 아미노프로필트리에톡시실란 0.024 g 및 표 2에 기재된 양의 실시예 1 내지 3에서 제조된 아크릴록시-작용성 폴리에틸렌 글리콜과 혼합하였다. 표 2의 양은, 아미노프로필트리에톡시실란 1몰 당 2 mol의 아크릴록시-작용성 화합물이 존재하도록 계산하였다. 그리고 나서, 주석 촉매(테트라에톡시실란 4 중량부를 디부틸틴 디아세테이트 2.2 중량부와 혼합함으로써 제조되고, 생성된 에틸 아세테이트는 증류됨) 0.003 g을 첨가하였고, 상기 부피를 1분 동안 강하게 혼합하여 작은 페트리 접시에 담아, 예를 들면, 두께 1 mm의 층을 수득하였다. 상기 물질을 대기 습도의 작용 하에서 경화시켰다. 24시간 후에, 모든 혼합물이 경화되어 실리콘 엘라스토머를 형성하였다. 그리고 나서, 물방울(20 ㎕)의 접촉 각을 시간에 대한 함수로서 측정하였다. 결과는 표 2에 요약하였다.
실시예 화합물 양[g] 하기 시간의 경과 후에 측정한 결합각 [단위:°]
1분 2분 3분 4분 5분 6분 7분 8분 9분 10분
7
8
9		 APC2
APC6
APC8		 0.12
0.16
0.18		 58 49 48 46 42 40 38 36 34 31
31 28 24 22 21 19 18 18
45 43 40 38 37 35 34 34
실시예 10-12
점도가 80,000 mPas인α,ω-메틸디메톡시실릴-종결성 폴리디메틸실록산 1.0 g을, 25 ℃에서, 표 3에 기재된 양의 N-메틸-3-아미노프로필트리메톡시실란 및 표 3에 기재된 양의 실시예 1에서 제조된 α-아크릴로일-ω-트리에틸실릴프로필폴리(에틸렌 글리콜) [APC2]과 혼합하였다. 표 3의 양은, N-메틸-3-아미노프로필트리메톡시실란 1몰 당 1몰의 아크릴록시-작용성 화합물이 존재하도록 계산하였다. 그리고 나서, 주석 촉매(테트라에톡시실란 4 중량부를 디부틸틴 디아세테이트 2.2 중량부와 혼합함으로써 제조되고, 생성된 에틸 아세테이트는 증류됨) 0.003 g을 첨가하였고, 상기 부피를 1분 동안 강하게 혼합하여 작은 페트리 접시에 담아, 예를 들면, 두께 1 mm의 층을 수득하였다. 상기 물질을 대기 습도의 작용 하에서 경화시켰다. 24시간 후에, 모든 혼합물이 경화되어 실리콘 엘라스토머를 형성하였다. 10분 후에, 물방울(20 ㎕)의 접촉 각을 측정하였다. 결과는 표 3에 요약하였다.
실시예 화합물 양
[mg]		 N-메틸-3-아미노프로필트리메톡시실란의 양 10분 후에 측정한
접촉 각
10
11
12		 APC2
APC2
APC2		 61
30
15		 21 mg
11 mg
5 mg		 39°
48°
60°
실시예 13-15
먼저, N-메틸-3-아미노프로필트리메톡시실란 0.65 g을 α-아크릴로일-ω-트리에틸실릴프로필폴리(에틸렌 글리콜) [APC2] 1.83 g과 혼합하였고, 12시간 동안 세워 두었다. 1H-NMR에 따르면, 이 과정에서, 아크릴로일 라디칼 이중 결합의 라디칼 양에 대응하여, 85%의 마이클 첨가 생성물 α-(N-메틸-N-(3-트리메톡시실릴프로필)-3-아미노프로피오닐)-ω-트리에틸실릴프로필폴리(에틸렌 글리콜)이 형성되었다. 이러한 방식으로 수득한 생성물을, 표 4에 기재된 양으로, 25 ℃에서 점도가 80,000 mPas인 α,ω-메틸디메톡시실릴-종결성 폴리디메틸실록산 1.0 g 및 주석 촉매(테트라에톡시실란 4 중량부를 디부틸틴 디아세테이트 2.2 중량부와 혼합함으로써 제조되고, 생성된 에틸 아세테이트는 증류됨) 0.003 g과 혼합하였고, 작은 페트리 접시에 담아, 예를 들면, 두께 1 mm의 층을 수득하였다. 상기 물질을 대기 습도의 작용 하에서 경화시켰다. 24시간 후에, 모든 혼합물이 경화되어 실리콘 엘라스토머를 형성하였다. 10분 후에, 물방울(20 ㎕)의 접촉 각을 측정하였다. 결과는 표 4에 요약하였다.
실시예 [APC2]와 N-메틸아미노프로필트리메톡시실란의 반응 생성물의 양 10분 후에 측정한 접촉 각
13
14
15		 82 mg
41 mg
21 mg		 45°
54°
60°
실시예 16-18
점도가 80,000 mPas인α,ω-메틸디메톡시실릴-종결성 폴리디메틸실록산 10 g을, 25 ℃에서, 표 5에 기재된 양의 N-메틸-3-아미노프로필트리메톡시실란과 혼합하였다. 그리고 나서, 주석 촉매(테트라에톡시실란 4 중량부를 디부틸틴 디아세테이트 2.2 중량부와 혼합함으로써 제조되고, 생성된 에틸 아세테이트는 증류됨) 0.03 g을 첨가하였고, 상기 부피를 1분 동안 강하게 혼합하여 작은 페트리 접시에 담아, 예를 들면, 두께 1 mm의 층을 수득하였다. 상기 물질을 대기 습도의 작용 하에서 경화시켰다. 24시간 후에, 테트라하이드로퓨란 중 α-아크릴로일-ω-트리에틸실릴프로필폴리(에틸렌 글리콜) [APC2]의 강도 5 질량% 용액을 각 샘플의 표면에 도포하였다. 먼저, 상기 용액을 표면에 대량으로 도입함으로써 본 발명에 따른 화합물을 과량으로 도입하였다. 샘플을 상온에서 10시간 동안 보관하였고, 그 동안 테트라하이드로퓨란을 증발시켰다. 그리고 나서, 샘플을 각각 1시간 동안 3회 메틸렌 클로라이드에 함침시킴으로써 반응하지 않은 초과량을 제거하였다. 그 후, 샘플을 각각 10 mbar의 진공에서 건조시켰다. 3분 후에, 물방울(20 ㎕)의 접촉 각을 측정하였다. 결과는 표 5에 요약하였다.
실시예 N-메틸아미노프로필트리메톡시실란의 양 3분 후에 측정한 접촉 각
16
17
18		 220 mg
110 mg
55 mg		 56
63
75
실시예 19-21
점도가 80,000 mPas인α,ω-메틸디메톡시실릴-종결성 폴리디메틸실록산 10 g을, 25 ℃에서, 표 6에 기재된 양의 3-아미노프로필트리에톡시실란과 혼합하였다. 그리고 나서, 주석 촉매(테트라에톡시실란 4 중량부를 디부틸틴 디아세테이트 2.2 중량부와 혼합함으로써 제조되고, 생성된 에틸 아세테이트는 증류됨) 0.03 g을 첨가하였고, 상기 부피를 1분 동안 강하게 혼합하여 작은 페트리 접시에 담아, 예를 들면, 두께 1 mm의 층을 수득하였다. 상기 물질을 대기 습도의 작용 하에서 경화시켰다. 24시간 후에, 테트라하이드로퓨란 중 α-아크릴로일-ω-트리에틸실릴프로필폴리(에틸렌 글리콜) [APC2]의 강도 5 질량% 용액을 각 샘플의 표면에 도포하였다. 이 때, 먼저, 상기 용액을 표면에 대량으로 도입함으로써 본 발명에 따른 화합물을 과량으로 도입하였다. 샘플을 상온에서 10시간 동안 보관하였고, 그 동안 테트라하이드로퓨란을 증발시켰다. 그리고 나서, 샘플을 각각 1시간 동안 3회 메틸렌 클로라이드에 함침시킴으로써 반응하지 않은 초과량을 제거하였다. 그 후, 샘플을 각각 10 mbar의 진공에서 건조시켰다. 3분 후에, 물방울(20 ㎕)의 접촉 각을 측정하였다. 결과는 표 6에 요약하였다.
실시예 3-아미노프로필트리에톡시실란의 양 3분 후에 측정한 접촉 각
19
20
21		 220 mg
110 mg
55 mg		 53
57
75

Claims (14)

  1. 하기 식 (I)로 표시되는 화합물:
    Figure pct00039
    (I),
    식에서,
    R1은 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 탄화수소 라디칼이고,
    R2는 수소 원자 또는 메틸 라디칼이며,
    n은 6 내지 11의 정수이고,
    m은 0 또는 1이며,
    단, 식 (I)의 화합물의 세 개의 라디칼 R1에 존재하는 탄소 원자 개수의 총합은 6 내지 24임.
  2. 제1항에 있어서,
    식 (I)의 상기 라디칼 R1들이 모두 동일한 것을 특징으로 하는, 화합물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 라디칼 R1이 1 내지 12 개의 탄소 원자를 가지는 알킬 라디칼인 것을 특징으로 하는, 화합물.
  4. 식 (I)의 화합물의 제조 방법(방법 1)으로서, 한 쪽 말단에 OH기를 가지고 다른 쪽 말단에 지방족 탄소-탄소 다중 결합을 갖는 라디칼을 가지는 폴리에틸렌 글리콜에, 트리오르가닐실란을 첨가하고, 아크릴로일 클로라이드 또는 메타크릴로일 클로라이드와 반응시키는 것을 포함하며, 상기 첨가는, Si-결합된 수소의 지방족 다중 결합에 대한 첨가를 촉진하는 촉매의 존재 하에 이루어지는, 제조 방법.
  5. m=0인 식 (I)의 화합물의 제조 방법으로서, 하이드록시메틸트리오르가닐실란을 에틸렌 옥사이드와 반응시킨 다음, 생성되는, 한 쪽 말단이 트리오르가닐실릴메틸기로 종결되는 폴리에틸렌 글리콜을 아크릴로일 클로라이드 또는 메타크릴로일 클로라이드와 반응시키는 것을 포함하는, 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 식 (I)의 화합물, 또는 제4항 또는 제5항에 따른 방법에 의해 제조된 식 (I)의 화합물과, 하기 식 (II)의 단위를 하나 이상 포함하는 오르가노실리콘 화합물(B)의 반응에 의해 수득 가능한 반응 생성물(U):
    DcSi(OR)bR3 aO(4-a-b-c)/2 (II),
    식에서,
    R3는 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 1가의, 선택적으로 치환된, 염기성 질소-비함유성의 SiC-결합된 유기 라디칼이고,
    R은 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 수소 원자 또는 선택적으로 치환된 탄화수소 라디칼이고,
    D는 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 1가의, -NHR4기를 하나 이상 포함하는 SiC-결합된 라디칼이고, 여기서 R4는 수소 원자 또는 선택적으로 치환된 탄화수소 라디칼이며,
    a는 0, 1, 2 또는 3이고,
    b는 0, 1, 2 또는 3이며,
    c는 0, 1, 2, 3 또는 4이고,
    단, a+b+c의 합은 4 이하이며, 오르가노실리콘 화합물(B)은 하나 이상의 라디칼 D를 함유하는 식 (II)의 라디칼을 하나 이상 포함함.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 화합물, 또는 제4항 또는 제5항에 따른 방법에 의해 제조된 화합물과, 하기 식 (II)의 단위를 하나 이상 포함하는 오르가노실리콘 화합물(B)을 반응시키는 것을 포함하는, 반응 생성물(U)의 제조 방법:
    DcSi(OR)bR3 aO(4-a-b-c)/2 (II),
    식에서,
    R3는 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 1가의, 선택적으로 치환된, 염기성 질소-비함유성의 SiC-결합된 유기 라디칼이고,
    R은 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 수소 원자 또는 선택적으로 치환된 탄화수소 라디칼이고,
    D는 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 1가의, -NHR4기를 하나 이상 포함하는 SiC-결합된 라디칼이고, 여기서 R4는 수소 원자 또는 선택적으로 치환된 탄화수소 라디칼이며,
    a는 0, 1, 2 또는 3이고,
    b는 0, 1, 2 또는 3이며,
    c는 0, 1, 2, 3 또는 4이고,
    단, a+b+c의 합은 4 이하이며, 오르가노실리콘 화합물(B)은 하나 이상의 라디칼 D를 함유하는 식 (II)의 라디칼을 하나 이상 포함함.
  8. 제7항에 있어서,
    성분 (B)가 실란(B1), 즉, a+b+c=4인 상기 식 (II)의 화합물인 것을 특징으로 하는, 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    성분 (B)가 실록산(B2), 즉, a+b+c≤3인 상기 식 (II)의 단위를 하나 이상 함유하는 구조인 것을 특징으로 하는, 제조 방법.
  10. 제6항에 따른 반응 생성물(U), 또는 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 반응 생성물(U)를 포함하거나, 또는 식 (I)의 화합물을 성분 (B)와 함께 포함하는, 가교결합 가능한 재료(mass).
  11. 제10항에 있어서,
    상기 재료가, 물의 배제 하에 보관되고 물의 침투 시에 상온에서 가교결합 가능한 단일-성분 재료(RTV-1)인 것을 특징으로 하는, 가교결합 가능한 재료.
  12. 제10항 또는 제11항에 따른 가교결합 가능한 재료를 가교결합함으로써 제조되는 몰딩.
  13. 기판의 표면을 개질하는 방법으로서, 제6항에 따른 반응 생성물(U), 또는 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 반응 생성물(U)을 상기 기판의 표면에 적용하거나, 또는 식 (I)의 화합물과 성분 (B)의 혼합물을 상기 기판의 표면에 적용하는 것을 포함하는, 방법.
  14. 기판의 표면을 개질하는 방법으로서, 아크릴산 작용기와 반응할 수 있는 작용기가 존재하는 기판의 표면에, 식 (I)의 화합물을 적용하는 것을 포함하는, 방법.
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