KR20150082449A - 연마성 실리콘 엘라스토머 조성물 및 이의 용도 - Google Patents

연마성 실리콘 엘라스토머 조성물 및 이의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연삭될 또는 연마될 워크피스를 캐리어 기재에 일시적으로 결합시키기 위한 실리콘 엘라스토머 복합물에 기초한 제품 제제에 관한 것으로, 여기서 실리콘 엘라스토머 복합물은 경화되면 연삭되거나 연마될 수 있다.

Description

연마성 실리콘 엘라스토머 조성물 및 이의 용도{ABRADABLE SILICONE ELASTOMER COMPOUND AND USE THEREOF}
본 발명은 연삭될 또는 연마될 워크피스(workpiece)의 캐리어 기재에 임시 접착성 접합을 위한 실리콘 엘라스토머 조성물에 기초한 제품 제제에 관한 것으로, 여기서, 실리콘 엘라스토머 조성물은 경화 후에 연삭될 수 있거나 또는 연마될 수 있다.
표현 "임시 접착성 접합(temporary adhesive bonding)"은 적당한 시점에 분리될 수 있는 두 기재(기판)(substrates)의 결합을 지칭한다. 워크피스는 연삭 작업을 위해 기계적으로 고정될 필요가 있을 수 있다. 고가의 워크피스, 예를 들면 보석의 원석, 광학 렌즈, 예술 작품 또는 반도체 웨이퍼의 경우, 이는 종종 워크피스에 대한 손상을 야기하거나 또는 고정화가 원하는 안정성을 가지지 못한다. 따라서 대안적인 고정화 방법에 대한 필요성이 존재한다. 하나의 가능성은 임시 접착성 접합에 의해 워크피스를 고정하는 데 있다. 연삭(grinding) 또는 연마(polishing) 작업에서 연삭 장치는 또한 불가피하게 접착제와 접촉할 수 있기 때문에, 접착제 또한 연마될 수 있어야 하는데 그렇지 않으면 예를 들어 재료 파손(material failure)이 일어나거나 또는 연삭 장치가 오염 또는 손상될 것이다. 부가적으로, 연삭 또는 연마에 의해 야기되는 마찰 및 이에 따른 온도 상승에 견디기 위해 300℃를 초과하는 온도에 대한 우수한 온도 저항성이 요구된다. 온도 저항성이 부가적으로 요구되는 이유는 워크피스 상에서 수행되는 후속 가공처리 단계들이 고온 범위에서 이루어질 수 있기 때문이다. 이러한 접착제에 대해 내화학성, 예를 들어 세정 재료(cleaning chemicals)에 대한 저항성이 또한 중요한 성질이다. 반도체 소자에 대한 최근의 시장 요건은 전고(overall height)가 점점 줄어드는 쪽으로 진행중이다. 칩과 같은 몰딩된 소자의 전고를 감소시키는 일 가능성은 사용되는 웨이퍼를 얇게하는 것이다. 이는 연삭 작업에 의해 실현되고 다이싱(dicing) 이전 또는 이후에 실시될 수 있다.
그러나, 이 단계는 웨이퍼의 구조적 강도를 감소시킨다. 그 결과, 기계적 지지력의 결여로 인해, 통상적으로 사용되는 디바이스 및 재료, 예를 들면, 오늘날 사용되는 다이싱 테이프에 의한 가공처리 도중 대형의 얇은 웨이퍼는 파괴될 수 있다. 부가적으로, 어떤 경우에는 최대 100 ㎛ 이상 돌출된 웨이퍼 구조물(범프)이 오늘날 사용되는 테이프(접착 필름)에 의해 완벽히 또는 보이드(voids)없이 봉지(enclose)되지 않아, 잔존하는 보이드가 일반적으로 진공에서의 가공처리 동안 얇은 웨이퍼에 대해 손상 또는 감손을 야기한다. 이러한 문제에 대한 가능한 공정-관련 해결책은 임시 접착층에 의해 웨이퍼를 경질 기판(예를 들면 또 다른 웨이퍼 또는 웨이퍼 캐리어, 예컨대, 유리)에 접합시켜 기계적 강도를 증가시킨 다음, 원하는 가공처리 작업을 수행하고, 추후 기판으로부터 웨이퍼를 분리시킨다(이후 10-100 ㎛ 두께). 임시 접착층에 의해 부착된 기판은 연삭 작업 및 후속 가공처리 작업 동안 기계적 보강재로서 작용한다.
얇아진 웨이퍼의 이후의 후-가공처리는 또한 플라즈마 에칭에 의한 레지스트 구조의 형성 및 예를 들어, 금속 도금 및 잔사 세정과 같은 작업을 포함한다.
추가의 중요한 측면은 예를 들어, 오염의 위험 및 건강 위험을 최소화하고 워크피스로의 적합한 적용을 허용하기 위해 휘발성 부산물의 최소 방출 및 비가교된 실리콘 엘라스토머 조성물의 점도이다. 부가적으로, 연삭 또는 연마 이후에 워크피스로부터 접착제를 간편하게 탈착시켜 잔사가 가능한 적게 남도록 할 수 있어야 한다.
따라서, 반도체 산업에서는 임시 웨이퍼 접합 공정을 위한 접착제가 요구되며, 이러한 성질은 웨이퍼가 파괴되거나 손상됨이 없이 가공처리되도록 허용한다. 접착제는 산업적으로 실행 가능한 공정(예를 들면 분무 코팅, 프린팅, 침지, 스핀 코팅)에 의한 적용에 적합해야하고 잔사를 남김이 없이 적합한 공정에 의해 원하는 시점에 웨이퍼로부터 분리될 수 있어야 한다.
박막화 이전에 웨이퍼에 지지 기판의 필요한 고정화는 이상적으로는 열가소성 또는 탄성 중합체에 의해 이루어질 수 있으며, 이에 의해 웨이퍼의 프런트 구조는 지지 방식으로 봉지되어야 한다.
캐리어로의 임시 접착성 접합을 위한 몇몇 가능성이 선행 기술로서 개시되어 있지만, 이들은 다양한 단점을 가진다.
캐리어에 반도체 웨이퍼를 고정하는 일 가능성은 소위 "접착 테이프"에 의해 제공된다. EP 0838086 B1은 반도체 웨이퍼의 가공처리에 사용하기 위한 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체로 제조된 테이프를 기재한다. 그러나, 이러한 재료의 제한된 탄성이 표면 구조를 가진 웨이퍼("범핑된(bumped) 웨이퍼")의 사용에 따른 문제점을 야기한다. 이러한 재료의 열가소성 성질은 부가적으로는 감소된 열 안정성을 야기한다. 그러나, 이는 웨이퍼의 박막화에 이은 백사이드(back-side) 작업(플라즈마 공정, CVD, ...)("백사이드 연삭")의 경우에 중요한 요건이다.
WO 2009/003029 A2는 웨이퍼와 캐리어 사이의 임시 접착제로서 사용하기 위한 열가소성 유기 중합체(이미드, 아미드이미드 및 아미드이미드-실록산)를 청구한다. WO　2009/094558 A2는 웨이퍼와 캐리어의 임시 접착성 접합을 기재하며, 여기서 접착성 접합은 전체 표면에 걸쳐 이루어지는 것이 아니라 단지 가장자리 영역에서 이루어진다. 연삭 공정 및 임의의 백사이드 작업이 실시되어진 경우, 접착력은 화학적으로, 광화학적으로, 열적으로 또는 열-기계적으로 파괴된다. EP0603514 A2는 반도체 웨이퍼를 박막화하는 방법을 기재하며, 여기서 사용되는 접착성 재료는 최대 200℃에 적합하다. 미국 출원 US2004/0121618 A1에서는, 스핀 코팅 공정에 적합한 액체 접착제가 지재되어 있으며, 액체 접착제는 주 성분으로서 디메틸아세트아미드 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르뿐만 아니라 열가소성 폴리우레탄으로 이루어진다. 이러한 모든 제안은 경화된 접착제의 감소된 열 안정성의 단점을 가진다.
EP1089326 B1은 방진 필름으로 덮힌 실리콘 엘라스토머로 이루어진, 웨이퍼용 캐리어를 청구하며, 여기서 필름과 실리콘 층 간의 분리하려는 힘은 (JIS K 6854에 따르면) 5 내지 500 g/25 mm이다. 단점은 접착제가 접근가능하도록 이러한 필름이 캐리어가 사용되기 이전에 추가 공정 단계에서 제거되어야 한다는 점이다.
따라서, 본 출원의 목적은 워크피스의 가역적 고정화를 위해 적합한 접착제를 제공하는데 있으며, 여기서 접착제는 경화 후에 연삭 또는 연마가능하고 열 및 화학물질에 내성이다. 부가적으로, 최소 수의 단순한 공정 단계를 이용하여 접착제를 적용할 수 있어야 하고, 어려움없이, 워크피스 또는 연삭 또는 연마 장치를 오염시키거나 손상시킴이 없이 이를 워크피스로부터 제거할 수 있어야 한다. 접착제의 추가 요건은 압축 응력(compressive stress)에 대한 이의 기계적 강도이며, 이는 접착성 결합된 얇은 워크피스가 작은 면적에 걸쳐 압축 응력을 받는 경우에 특히 중요하다.
이러한 목적은 놀랍게도
(A1) 1-10 중량%의, 지방족 탄소-탄소 다중 결합(multiple bonds)을 가진 2 이상의 SiC-결합된 라디칼을 함유하는 하나 이상의 직쇄형 유기폴리실록산으로서, (A1)의 평균 몰 질량이 15,000 g/mol 이하인 직쇄형 유기폴리실록산,
(A2) 1-20 중량%의, 지방족 탄소-탄소 다중 결합을 가진 2 이상의 SiC-결합된 라디칼을 함유하는 하나 이상의 직쇄형 유기폴리실록산으로서, (A2)의 평균 몰 질량이 40,000 g/mol 이상인 직쇄형 유기폴리실록산,
(B) 1-40 중량%의, 분자 당 3개 이상의 Si-결합된 수소 원자를 함유하고, Si-결합된 수소의 함량이 0.04 내지 1.7 중량%이며 평균 몰 질량이 20,000 g/mol 이하인 하나 이상의 유기폴리실록산,
(D) 1-100 ppm (금속 기준)의 히드로실릴화 촉매,
(E) 50-99 중량%의, 화학식 (I)의 하나 이상의 분지형 실리콘 수지
를 포함하고:
(R3 3SiO1/2)l(R4R3 2SiO1/2)t(R4R3SiO)u(R3 2SiO)p(R4SiO3/2)q(R3SiO3/2)r(SiO4/2)s (I),
식 중
R3은 직쇄형 지방족 라디칼을 나타내고,
R4는 말단 C=C 이중 결합을 가진 지방족 불포화 라디칼을 나타내고,
l, t, u, p, q, r 및 s는 정수를 나타내고,
하기 사항이 적용되고:
l≥0, t≥0, u≥0, p≥0, q≥0, r≥0 및 s≥0;
(E)에서 지방족 불포화 기의 함량은 0.2 내지 10 mmol/g이고;
(E)는 105 g/mol 이하의 평균 몰 질량을 가지며,
단, 성분 (B)에 의해 제공된 Si-H 기의, 성분 (A1), (A2) 및 (E)에 의해 제공된 지방족 불포화 기에 대한 비는 0.5 내지 5이고, 20℃의 온도에서 1 s-1 및 100 s-1의 전단율(shear rates)에서의 실리콘 엘라스토머 조성물의 역학점도(dynamic viscosity)의 비는 1.2 이하이며, 가교 후 25 이상의 쇼어 D 경도를 갖는 본 발명에 따른 첨가-가교성 실리콘 엘라스토머 조성물에 의해 달성되어졌다.
본 발명에 따른 실리콘 엘라스토머 조성물은 통상적인 산업 공정(예를 들면 분무 코팅, 프린팅, 침지, 스핀 코팅)에 의해 기재에 적용될 수 있다.
이들은 추가적으로 낮은 전단 박막화에서 대략 뉴턴 유동(Newtonian flow) 거동을 나타내며(제로 전단에서 무 겔 상태), 전체 웨이퍼 또는 기재에 걸쳐 일정한 층 두께의 적용을 보장한다. 본 발명에 따른 실리콘 엘라스토머 조성물은 20℃의 온도에서 1 s-1 및 100 s-1의 전단율에서의 역학점도 비가 1.2 이하, 바람직하게는 1.1 이하; 특히 바람직하게는 1.05 이하이다. 본 발명에 따른 실리콘 엘라스토머 조성물의 20℃ 및 1 s-1의 전단율에서의 역학점도는 10 내지 20,000　mPa·s, 바람직하게는 50 내지 10,000 mPa·s, 특히 바람직하게는 500 내지 5000 mPa·s이다.
본 발명에 따른 실리콘 엘라스토머 조성물은 심지어 진공에서의 가공처리 동안 그리고 동시 열 인가시에 오염 및 블리스터링(blistering)을 방지하기 위해 매우 낮은 함량의 휘발성 성분을 가진다. 여기서 열중량 분석(TGA)에서 - 300℃까지 10 K/min의 가열 속도에서 그리고 공기 또는 30　ml/min의 질소 스트림 하에 - 실온 및 300℃ 사이에 경화된 실리콘 고무의 질량에 있어 차이는 2 중량% 이하, 바람직하게는 1 중량% 이하, 특히 바람직하게는 0.5 중량% 이하이다. 이들은 추가적으로 휘발성 성분의 낮은 후속 형성 속도를 나타낸다.
본 발명에 따른 실리콘 고무는 본 발명에 따른 실리콘 엘라스토머 조성물의 적용 후 가교결합에 의해 제조되고 워크피스와 기재 사이에 가역성 접착층을 형성한다.
이렇게 제조된 가교결합된 실리콘 고무는 DIN 53505에 따른 쇼어 D 경도가 25 내지 80, 바람직하게는 25 내지 75, 특히 바람직하게는 30 내지 65이고, ASTM D624-B-91에 따른 인열 파급 저항성이 적어도 2 N/mm, 바람직하게는 적어도 5　N/mm이며, DIN 53504-85S1에 따른 인열시 연신율(elongation at tear)이 100% 이하, 바람직하게는 50% 이하이고, DIN 53504-85S1에 따른 인열 강도가 8　N/mm2 이하, 바람직하게는 5 N/mm2 이하이다. 압축 응력에 대한 기계적 강도는 3-점 굴곡 시험으로부터의 굴곡 탄성율(flexural modulus)에 의해 제공된다. 본 발명에 따른 실리콘 고무의 EN ISO 178에 따른 굴곡 탄성율은 적어도 30 N/mm2, 바람직하게는 적어도 50　N/mm2, 특히 바람직하게는 적어도 70 N/mm2이다.
본 발명에 따른 실리콘 고무의 이점은 엘라스토머에 대한 이례적으로 높은 쇼어 D 경도 및 앞서 언급된 기계적 값으로 인해 이들이 연삭 또는 연마가능하다는 점이다. 다른 실리콘 엘라스토머와 비교해서 상당히 증가된 탄성 계수는, 심지어 얇은 워크피스도 펑츄얼(punctual) 압축 응력 하에 파괴되지 않거나 손상을 입지 않도록 보장한다. 본 발명에 따른 실리콘 고무는 부가적으로 원하는 시점에 적합한 공정에 의해 잔사를 남김이 없이 워크피스로부터 분리될 수 있다. 웨이퍼와 캐리어 간 결합의 분리시, 실리콘 고무 층은 대부분의 경우에 캐리어의 측면 또는 웨이퍼의 측면 상에 완전히 남는다. 실리콘 고무 층의 제거는 예를 들면, 접착 테이프에 의해 이루어질 수 있으며, 이에 의해 실리콘 고무 층은, 접착 테이프와 접촉 후, 접착 테이프를 사용하여 웨이퍼 또는 캐리어 표면으로부터 분리된다. 대안적인 공정에서, 실리콘 고무 층은 당업계에 공지된 적합한 용매 및 해중합제에 의해 제거될 수 있다.
본 발명에 따른 실리콘 고무는 수 시간에 걸쳐 >250℃에서 그리고 피크, 최대 >300℃에서 높은 온도 안정성을 가진다. 1시간에 걸쳐 250℃의 온도 하중(temperature load) 하에, 기계적 성질은 단지 최소한으로 변화한다. 최대 5　포인트, 바람직하게는 최대 3 포인트 및 특히 바람직하게는 최대 2 포인트의 쇼어 경도에 있어 증가가 관찰된다. 인열시 연신율은 최대 5%, 바람직하게는 최대 3% 저하되고, 인열 강도는 최대 5　N/㎟, 바람직하게는 최대 3 N/㎟, 특히 바람직하게는 최대 1 N/㎟ 떨어진다. 인열 파급 저항성은 최대 3 N/mm, 바람직하게는 최대 2 N/mm, 특히 바람직하게는 최대 1 N/mm 떨어진다. 굴곡 탄성율은 최대 10%, 바람직하게는 최대 5% 변한다.
본 발명에 따른 가교성 실리콘 엘라스토머 조성물은 용이하게 입수가능한 출발 물질을 사용하여 단순한 공정으로 제조될 수 있고 이에 따라 경제적으로 제조될 수 있는 이점을 가진다. 부가적으로, 1-성분 제제로서, 이들은 25℃ 및 주위 압력에서 우수한 저장 안정성을 가지고 단지 고온에서 빠르게 가교결합한다. 본 발명에 따른 실리콘 조성물은, 2-성분 제제에서, 2 성분의 혼합 후, 가교성 실리콘 조성물을 제공하고, 이의 가공처리성이 25℃ 및 주위 압력에서 장기간에 걸쳐 유지되는 이점을 가진다. 따라서, 이들은 매우 긴 포트 수명을 나타내고 단지 고온에서 빠르게 가교결합한다.
본 발명에 따른 실리콘 조성물을 2-성분 제제로서 제제화하면 1-성분 조성물에 비해 더 높은 가교 속도가 달성될 수 있고, 이는 제조 동안 보다 짧은 가공처리 시간을 유도할 수 있는 이점을 가진다.
본 발명의 실리콘 엘라스토머 조성물의 용도는 매우 다양한데 그 이유는, 이들이 예를 들면 웨이퍼 제조에서 임시 접착성 접합을 위해 사용될 뿐만 아니라, 몰딩(moldings)의 제조를 위해, 일반적으로 접착성 접합을 위해 사용될 수 있고 또한 광학적 적용을 위해 사용될 수 있기 때문이다. 본 발명의 실리콘 엘라스토머 조성물은 당업계에 공지된 모든 공정, 예를 들면, 캐스팅, 몰딩, 압출, 등에 의해 가공처리될 수 있다. 적용 분야는 몰드 제작 분야, 광학 몰딩 예를 들면, 렌즈, 디스크, 광 가이드의 제조를 위한 조성물로부터, 박층 또는 코팅의 제조를 위한 조성물, 압출물, 예를 들면, 호스, 프로파일, 등에까지 확장된다.
본 발명에 따른 실리콘 엘라스토머 조성물은 추가적으로 높은 투명도를 갖는 이점을 가진다. 400 내지 800 nm의 파장 범위에서 투과율은 > 90%, 바람직하게는 > 95%이다. 이러한 이유로 인해, 이러한 재료는 모든 광학 분야, 예를 들면, LED 렌즈, 또는 투명 재료의 접착성 접합을 위해 적합하다. 이들은 또한 비-투명 재료의 접착성 접합을 위해 적합하다. 높은 쇼어 D 경도와 연계하여, 본 발명에 따른 조성물로부터 제조된 생성물은 지금까지 여타의 투명 재료, 예를 들면, 유리, 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜-변형된 (PETG), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 등으로 제조되어진 투명 물품 또는 몰딩의 제조를 위해 적합하다. 이렇게 제조된 몰딩은 부가적으로 예를 들면 연삭 또는 연마에 의해 후-가공처리될 수 있다.
본 발명에 따른 실리콘 엘라스토머 조성물은 1-성분 실리콘 조성물뿐만 아니라 2-성분 실리콘 조성물일 수 있다. 후자의 경우, 본 발명에 따른 조성물의 2 성분은 모든 성분들을 임의의 원하는 조합으로 함유할 수 있고, 일반적으로 단, 일 성분은 지방족 다중 결합을 가진 실록산, Si-결합된 수소를 가진 실록산 및 촉매를 동시에 포함하지는 않으며, 다시 말해, 실질적으로 성분 (A1), (A2), (B) 및 (D)를 동시에 포함하지 않는다. 그러나, 본 발명에 따른 조성물은 바람직하게는 1-성분 조성물이다. 본 발명에 따른 실리콘 엘라스토머 조성물, 특히 1-성분 조성물은 종래에 따라 모든 성분들을 혼합하여 제조된다.
본 발명에 따른 첨가-가교성 조성물에 사용되는 화합물 (A1), (A2) 및 (B)는 알려진 바와 같이 가교가 가능하도록 선택된다. 이에 따라, 예를 들면, 화합물 (A1) 및 (A2)는 적어도 2개의 지방족 불포화 라디칼을 함유하고 (B)는 적어도 3개의 Si-결합된 수소 원자를 함유하거나, 또는 화합물 (A1) 및 (A2)는 적어도 3개의 지방족 불포화 라디칼을 함유하고 (B)는 적어도 2개의 Si-결합된 수소 원자를 함유한다.
지방족 탄소-탄소 다중 결합을 가진 SiC-결합된 라디칼을 함유하는 유기규소 화합물 (A1) 및 (A2)로서 바람직하게는 하기 화학식 (II)의 단위를 포함하는 직쇄형 유기폴리실록산이 사용된다:
RaR1 bSiO(4-a-b)/2 (II)
식 중,
R은 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로, 지방족 탄소-탄소 다중 결합이 없는 유기 또는 무기 라디칼을 나타내며,
R 1 은 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로, 적어도 하나의 지방족 탄소-탄소 다중 결합을 가진 1가의, 치환된 또는 비치환된, SiC-결합된 탄화수소 라디칼을 나타내며,
a는 1, 2 또는 3이고,
b는 1 또는 2이며,
단, 합 a + b는 3 이하이고 적어도 2개의 라디칼 R1이 분자 당 존재하며, (A1)의 평균 몰 질량은 20,000　g/mol 이하, 바람직하게는 18,000 g/mol 이하, 특히 바람직하게는 15,000 g/mol 이하이고, (A2)의 평균 몰 질량은 적어도 35,000 g/mol, 바람직하게는 적어도 40,000 g/mol, 특히 바람직하게는 적어도 45,000 g/mol이다.
라디칼 R은 1가 또는 다가 라디칼일 수 있고, 여기서 다가 라디칼, 예를 들면, 2가, 3가 및 4가 라디칼은 복수의 화학식　(II)의 실록시 단위, 예를 들면, 2개, 3개 또는 4개의 화학식 (II)의 실록시 단위와 결합한다.
R의 추가 예는 1가의 라디칼 -F, -Cl, -Br, OR2, -CN, -SCN, -NCO 및 SiC-결합된, 치환된 또는 비치환된 탄화수소 라디칼 (산소 원자 또는 기 -C(O)-가 개입될 수 있음) 뿐만 아니라, 화학식 (II)에 따른 양측 상에 Si-결합된 2가의 라디칼이다. 라디칼 R이 SiC-결합된, 치환된 탄화수소 라디칼인 경우, 바람직한 치환기는 할로겐 원자, 인 함유 라디칼, 시아노 라디칼, -OR2, -NR2-, -NR2 2, -NR2-C(O)-NR2 2, -C(O)-NR2 2, -C(O)R2, -C(O)OR2, -SO2-Ph 및 -C6F5이고, 여기서 R2는 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소 원자, 또는 1 내지 20개의 탄소 원자를 가진 1가의 탄화수소 라디칼을 나타내고, Ph는 페닐 라디칼이다.
라디칼 R의 예는 알킬 라디칼, 예컨대 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸 라디칼, 헥실 라디칼, 예컨대 n-헥실 라디칼, 헵틸 라디칼, 예컨대 n-헵틸 라디칼, 옥틸 라디칼, 예컨대 n-옥틸 라디칼, 및 이소옥틸 라디칼, 예컨대 2,2,4-트리메틸펜틸 라디칼, 노닐 라디칼, 예컨대 n-노닐 라디칼, 데실 라디칼, 예컨대 n-데실 라디칼, 도데실 라디칼, 예컨대 n-도데실 라디칼, 및 옥타데실 라디칼, 예컨대 n-옥타데실 라디칼, 시클로알킬 라디칼, 예컨대 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸 및 메틸시클로헥실 라디칼, 아릴 라디칼, 예컨대 페닐, 나프틸, 안트릴 및 페난트릴 라디칼, 알카릴 라디칼, 예컨대 o-, m-, p-톨릴 라디칼, 크실릴 라디칼 및 에틸페닐 라디칼, 및 아랄킬 라디칼, 예컨대 벤질 라디칼, α- 및 β-페닐에틸 라디칼이다.
치환된 라디칼 R의 예는 할로알킬 라디칼, 예컨대 3,3,3-트리플루오로-n-프로필 라디칼, 2,2,2,2',2',2'-헥사플루오로이소프로필 라디칼, 헵타플루오로이소프로필 라디칼, 할로아릴 라디칼, 예컨대 o-, m- 및 p-클로로페닐 라디칼, -(CH2)-N(R2)C(O)NR2 2, -(CH2)n-C(O)NR2 2, -(CH2)n-C(O)R2, -(CH2)n-C(O)OR2, -(CH2)n-C(O)NR2 2, -(CH2)-C(O)-(CH2)mC(O)CH3, -(CH2)-O-CO-R2, -(CH2)-NR2-(CH2)m-NR22, -(CH2)n-O-(CH2)mCH (OH) CH2OH, -(CH2)n(OCH2CH2)mOR2, -(CH2)n-SO2-Ph 및 -(CH2)n-O-C6F5이고, 여기서 R2 및 Ph는 앞서 정의된 의미를 가지며 n 및 m은 0 내지 10 사이의 동일하거나 상이한 정수를 의미한다.
화학식 (II)에 따른 양측 상에 Si-결합된 2가 라디칼로서 R의 예는 라디칼 R에 대해 앞서 언급된 1가의 예에서 유도되고 추가 결합이 수소 원자의 치환에 의해 얻어지는 것들이다: -(CH2)-, -CH(CH3)-, -C(CH3)2-, -CH(CH3)-CH2-, -C6H4-, -CH(Ph)-CH2-, -C(CF3)2-, -(CH2)n-C6H4-(CH2)n-, - (CH2)n-C6H4-C6H4-(CH2)n-, -(CH2O)m, (CH2CH2O)m, -(CH2)n-Ox-C6H4-SO2-C6H4-Ox-(CH2)n-(여기서 x는 0 또는 1이고 Ph, m 및 n은 앞서 정의된 의미를 가짐).
라디칼 R은 바람직하게는 지방족 탄소-탄소 다중 결합이 없는 1 내지 18개의 탄소 원자를 가진 1가의, SiC-결합된, 경우에 따라 치환된 탄화수소 라디칼, 특히 바람직하게는 지방족 탄소-탄소 다중 결합이 없는 1 내지 6개의 탄소 원자를 가진 1가의, SiC-결합된 탄화수소 라디칼, 특히 메틸 또는 페닐 라디칼이다.
라디칼 R1은 SiH-작용성 화합물과의 첨가 반응(히드로실릴화)에 반응하기 쉬운 임의의 원하는 기일 수 있다. 라디칼 R1이 SiC-결합된, 치환된 탄화수소 라디칼인 경우, 바람직한 치환기는 할로겐 원자, 시아노 라디칼 및 -OR2(여기서 R2는 앞서 제공된 의미를 가짐)이다.
라디칼 R1은 바람직하게는 2 내지 16개의 탄소 원자를 가진 알케닐 및 알키닐 기, 예컨대 비닐, 알릴, 메트알릴, 1-프로페닐, 5-헥세닐, 에티닐, 부타디에닐, 헥사디에닐, 시클로펜테닐, 시클로펜타디에닐, 시클로헥세닐, 비닐시클로헥실에틸, 디비닐시클로헥실에틸, 노르보르네닐, 비닐페닐 및 스티릴 라디칼이고, 비닐, 알릴 및 헥세닐 라디칼이 특히 바람직하게 사용된다.
Si-결합된 수소 원자를 함유하는 유기폴리실록산(B)으로서 바람직하게는 하기 화학식 (III)의 단위를 포함하는 직쇄형 유기폴리실록산이 사용된다:
RcHdSiO(4-c-d)/2 (III)
식 중,
R은 앞서 제공된 의미를 가지고,
c는 0, 1, 2 또는 3이고,
d는 0, 1 또는 2이고,
단, 합 c + d는 3 이하이고 적어도 2개의 Si-결합된 수소 원자가 분자 당 존재하며, 이들은 Si-결합된 수소 함량이 0.04 내지 1.7 중량%이고 평균 몰 질량이 20,000 g/mol 이하이다.
본 발명에 따라 사용되는 유기폴리실록산(B)은 바람직하게는 유기폴리실록산 (B)의 총 중량을 기준으로 0.04 내지 1.7 중량%의 Si-결합된 수소를 함유한다. 특히 바람직하게는, 사용되는 성분 (B)는 0.5 내지 1.7 중량%의 Si-결합된 수소를 함유한다.
(B)의 평균 몰 질량은 20,000 g/mol 이하, 특히 바람직하게는 10,000 g/mol 이하이다.
성분 (B)를 형성하는 분자의 구조는 또한 정해져 있지 않고; 특히, 고분자량, 즉 올리고머 또는 폴리머, SiH-함유 실록산의 구조는 직쇄형일 수 있다. 직쇄형 폴리실록산(B)은 바람직하게는 화학식 R3SiO1/2, HR2SiO1/2, HRSiO2/2 및 R2SiO2/2의 단위로 구성되며, 여기서 R은 앞서 제공된 의미를 가진다.
물론, 성분 (B)의 기준을 충족하는 상이한 실록산들의 혼합물이 또한 사용될 수 있다. 특히, 필수 SiH 기를 함유하면서 성분 (B)를 형성하는 분자는 경우에 따라 지방족 불포화 기를 또한 포함할 수 있다. 저분자량 SiH-작용성 화합물 예컨대 테트라키스(디메틸실록시)실란 및 테트라메틸시클로테트라실록산뿐만 아니라, 고분자량, SiH-함유 실록산, 예컨대 25℃에서의 점도가 10 내지 10,000 mPa·s인 폴리(수소메틸)실록산 및 폴리(디메틸수소메틸)실록산, 또는 유사한 SiH-함유 화합물(여기서 메틸 기의 일부는 3,3,3-트리플루오로프로필 또는 페닐 기로 치환되어짐)의 사용이 특히 바람직하다.
성분 (B)는 바람직하게는 본 발명에 따른 가교성 실리콘 조성물에 (A1), (A2) 및 (E)의 지방족 불포화 기에 대한 SiH 기의 몰비가 0.5 내지 5, 특히 바람직하게는 0.7 내지 3이도록 하는 양으로 존재한다.
본 발명에 따라 사용된 성분 (A1), (A2) 및 (B)는 시판품이거나 화학분야에서 통상적인 공정에 의해 제조될 수 있다.
첨가-가교성 실리콘의 가교를 위한 촉매로서도 지칭되는 히드로실릴화 촉매(D)로서, 당업계에 공지된 모든 촉매가 사용될 수 있다. 성분 (D)는 백금 족 금속, 예를 들면 백금, 로듐, 루테늄, 팔라듐, 오스뮴 또는 이리듐, 유기금속 화합물 또는 이의 조합일 수 있다. 성분 (D)의 예는 화합물 예컨대 헥사클로로백금(IV) 산, 백금 디클로라이드, 백금 아세틸아세토네이트, 및 매트릭스 또는 코어-쉘-타입 구조에 캡슐화되는 상기 화합물들의 착물이다. 저분자량의 유기폴리실록산의 백금 착물은 백금을 갖는 1,3-디에테닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착물을 포함한다. 추가 예는 백금-포스파이트 착물, 백금-포스핀 착물 또는 알킬-백금 착물이다. 이들 화합물은 수지 매트릭스에 캡슐화될 수 있다.
성분 (D)의 농도는 노출시 성분 (A1), (A2), (E) 및 (B)의 히드로실릴화 반응을 촉진하기에 충분하다. 성분 (D)의 양은 성분들의 총 중량에 따라 1 - 100 ppm (금속 기준), 바람직하게는 1 내지 25 ppm의 백금 족 금속이다. 경화 속도는 백금 족 금속의 성분이 1 ppm 미만이면 낮을 수 있다. 100 ppm 초과의 백금 족 금속의 사용은 비경제적이거나 또는 조성물의 안정성을 저하시킬 수 있다.
화합물 부류 (E)는 그들의 화학 구조에 의해 이미 3차원 네트웍을 형성하는 분지형 실리콘 수지를 포함하는 것으로 이해된다. 이들은 하기 화학식 (I)로 기재된다:
(R3 3SiO1/2)l(R4R2SiO1/2)t(R4RSiO)u(R3 2SiO)p(R4SiO3/2)q(R3SiO3/2)r(SiO4/2)s (I)
식 중,
R3은 직쇄형 지방족 라디칼을 의미하고,
R4는 말단 C=C 이중 결합을 가진 지방족 불포화 라디칼을 의미하고,
l, t, u, p, q, r 및 s는 정수를 의미하고,
여기서 이하가 적용된다:
l≥0, t≥0, u≥0, p≥0, q≥0, r≥0 및 s≥0;
(E)에서 지방족 불포화 기의 함량은 0.2 내지 10 mmol/g이다.
바람직한 라디칼 R3은 짧은 (C1-C4) 직쇄형 지방족 라디칼이고, 메틸 라디칼이 특히 바람직하다. 바람직한 라디칼 R4는 말단 C=C 이중 결합을 가진 짧은 (C1-C4) 직쇄형 지방족 불포화 라디칼이고, 말단 비닐 라디칼이 특히 바람직하다. 바람직한 형태에서, 지수는 l≥0, t≥0, u=0, p=0, q≥0, r≥0 및 s≥0이고, 특히 바람직한 형태에서 지수는 l≥0, t≥0, u=0, p=0, q=0, r=0 및 s≥0이다. 지방족 불포화 기의 함량은 바람직하게는 0.5 내지 5 mmol/g, 특히 바람직하게는 0.8 내지 4　mmol/g이다.
이러한 화합물 부류 (E)의 평균 몰 질량은 102 내지 106 g/mol의 넓은 범위 내에서 달라질 수 있고, 바람직한 평균 몰 질량은 102 내지 105 g/mol이고, 특히 바람직한 평균 몰 질량은 103 내지 5*104 g/mol이다.
본 발명에 따른 실리콘 엘라스토머 조성물은 경우에 따라 첨가-가교성 조성물의 제조에서 지금까지 사용되어진 모든 추가 첨가제를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 실리콘 조성물에서 성분으로서 사용될 수 있는 보강 충전제(F)의 예는 카본 블랙 및 활성탄, 예컨대 퍼니스 블랙(furnace black) 및 아세틸렌 블랙 뿐만 아니라 BET 표면적이 적어도 50　㎡/g인 훈증(fumed) 또는 침강(precipitated) 실리카이고, BET 표면적이 적어도 50　㎡/g인 훈증 및 침강 실리카가 바람직하다. 언급된 실리카 충전제는 본래 친수성일 수 있거나 또는 공지 방법에 의해 소수성화된 것일 수 있다. 친수성 충전제를 도입하는 경우, 소수성화제의 첨가가 필요하다. 본 발명에 따른 가교결합성 조성물에서 능동 보강 충전제(actively reinforcing filler)의 함량은 0 내지 70 중량%, 바람직하게는 0 내지 50 중량% 범위이다.
본 발명에 따른 실리콘 엘라스토머 조성물은 경우에 따라 성분으로서 추가 첨가제(G)를 최대 70 중량%, 바람직하게는 0.0001 내지 40 중량%의 양으로 포함할 수 있다. 이들 첨가제는 리올로지(rheological) 첨가제, 부식 억제제, 산화 억제제, 광 안정제, 난연제 및 전기적 성질에 영향을 미치는 제제, 분산제, 용매, 부착 촉진제, 안료, 염료, 가소제, 유기 폴리머, 열 안정제, 등일 수 있다. 이들은 점토, 리소폰, 카본 블랙, 흑연, 금속 산화물, 금속 카보네이트, 금속 설페이트, 카르복실산의 금속 염, 금속 분진, 섬유 예컨대 유리 섬유, 플라스틱 섬유, 플라스틱 분말, 금속 분진, 염료, 안료, 등과 같은 첨가제를 포함한다.
이들 충전제는 부가적으로 열전도성 또는 전기전도성일 수 있다. 열전도성 충전제의 예는 알루미늄 질화물; 바륨 티타네이트; 베릴륨 산화물; 붕소 질화물; 다이아몬드; 흑연; 마그네슘 산화물; 입자상(particulate) 금속, 예를 들면, 구리, 금, 니켈 또는 은; 규소 탄화물; 텅스텐 탄화물; 아연 산화물 및 이의 조합이다. 열전도성 충전제는 당업계에 공지되어 있고 상업적으로 입수가능하다. 상이한 입자 크기 및 상이한 입자 크기 분포를 갖는 충전제들의 조합이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 실리콘 엘라스토머 조성물은 부가적으로 경우에 따라 용매(H)를 포함할 수 있다. 그러나, 용매는 전반적으로 시스템에 악영향을 미치지 않도록 해야 한다. 적합한 용매는 당업계에 공지되어 있고 상업적으로 입수가능하다. 용매는 예를 들면, 3 내지 20개의 탄소 원자를 가진 유기 용매일 수 있다. 용매의 예는 지방족 탄화수소 예컨대, 노난, 데칼린 및 도데칸; 방향족 탄화수소 예컨대, 메시틸렌, 크실렌 및 톨루엔; 에스테르 예컨대, 에틸 아세테이트 및 부티로락톤; 에테르 예컨대, n-부틸 에테르 및 폴리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르; 케톤 예컨대, 메틸 이소부틸 케톤 및 메틸 펜틸 케톤; 실리콘 유체(fluid) 예컨대, 직쇄형, 분지형 및 환형 폴리디메틸실록산, 및 이들 용매의 조합을 포함한다. 본 발명에 따른 실리콘 엘라스토머 조성물에서 특정 용매의 최적 농도는 일반 실험에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 화합물의 중량에 따르면, 용매의 양은 0 내지 95 % 또는 1 내지 95 %일 수 있다.
억제제 및 안정제는 추가 임의 성분(K)으로서 첨가될 수 있다. 이들은 본 발명에 따른 실리콘 조성물의 가공처리 시간, 반응 온도 및 가교 속도를 의도적으로 조절하기 위해 사용된다. 이들 억제제 및 안정제는 첨가-가교성 조성물 분야에 매우 익히 알려져 있다. 통상적인 억제제의 예는 아세틸렌계 알콜, 예컨대 1-에티닐-1-시클로헥산올, 2-메틸-3-부틴-2-올 및 3.5-디메틸-1-헥신-3-올, 3-메틸-1-도데신-3-올, 폴리메틸비닐시클로실록산 예컨대 1,3,5,7-테트라비닐테트라메틸테트라시클로실록산 메틸비닐-SiO1/2 기 및/또는 R2비닐SiO1/2 말단 기를 가진 저분자량 실리콘 오일, 예컨대 디비닐테트라메틸디실록산, 테트라비닐디메틸디실록산, 트리알킬 시아누레이트, 알킬 말리에이트, 예컨대 디알릴 말리에이트, 디메틸 말리에이트 및 디에틸 말리에이트, 알킬 푸마레이트, 예컨대 디알릴 푸마레이트 및 디에틸 푸마레이트, 유기 히드로퍼옥사이드 예컨대 큐멘 히드로퍼옥사이드, tert-부틸 히드로퍼옥사이드 및 피난 히드로퍼옥사이드, 유기 퍼옥사이드, 유기 설폭사이드, 유기 아민, 디아민 및 아미드, 포스판 및 포스파이트, 니트릴, 트리아졸, 디아지리딘 및 옥심이다. 이들 억제제 첨가제(K)의 작용은 이들의 화학 구조에 의존하며, 이에 농도는 개별적으로 결정되어야 한다. 억제제 및 억제제 혼합물은 바람직하게는 혼합물의 총 중량을 기준으로 0.00001 % 내지 5 %, 바람직하게는 0.00005 내지 2 %, 특히 바람직하게는 0.0001 내지 1　%의 양으로 첨가된다.
1 이상의 부착 촉진 또는 부착 방지 물질은 추가의 임의 성분(L)으로서 첨가될 수 있다. 2 이상의 부착 촉진 및 부착 방지 물질의 조합이 또한 가능하다. 부착 촉진제로서 전이 금속 킬레이트, 특히 알콕시실란 또는 알콕시실란과 히드록시-작용성 폴리유기실록산의 조합이 이용될 수 있다. 불포화 또는 에폭시-작용성 화합물, 예를 들면 3-글리시독시프로필-알콕시-알킬실란 또는 (에폭시시클로헥실)-에틸-알콕시-알킬실란이 부가적으로 이용될 수 있다. 이를 위해 불포화 유기 기를 보유하는 실란, 예를 들면, 3-메트아크릴로일옥시프로필-알콕시실란, 3-아크릴옥시-프로필-알콕시실란, 비닐-, 알릴-, 헥세닐- 또는 운데세닐-알콕시실란이 또한 적합하다.
에폭시-작용성 실란의 예는 3-글리시독시프로필-트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, (에폭시-시클로헥실)에틸디메톡시실란, (에폭시시클로헥실)에틸-디에톡시실란 및 이의 조합이다. 적합한 불포화 알콕시실란의 예는 비닐트리메톡시-실란, 알릴트리메톡시실란, 알릴트리에톡시실란, 헥세닐트리메톡시실란, 운데실레닐트리메톡시실란, 3-메트아크릴로일옥시프로필 트리메톡시실란, 3-메트아크릴로일옥시-프로필-트리에톡시실란, 3-아크릴로일옥시프로필-트리메톡시실란, 3-아크릴로일옥시프로필-트리에톡시실란 및 이의 조합을 포함한다.
작용성 실록산이 또한 사용될 수 있다. 실록산은 히드록시-종결된 폴리유기실록산과 1 이상의 상술한 알콕시실란의 반응 생성물 또는 히드록시-종결된 폴리유기실록산과 앞서 언급된 작용성 실란 중 하나 이상의 블렌드에 상응한다. 예를 들면, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 및 히드록시-종결된 메틸비닐실록산과 3-글리시독시프로필-트리메톡시실란의 반응 생성물의 혼합물이 사용될 수 있다.
이들 성분은 또한 반응 생성물 대신에 물리적 블렌드의 형태로 사용될 수 있다.
상술한 작용성 실란의 부분 가수분해물이 추가로 사용될 수 있다. 이들은 실란과 물의 반응 및 혼합물의 후속 제조에 의해 또는 후속 부분 가수분해에 의한 상기 혼합물의 제조에 의해 통상적으로 제조된다.
적합한 전이 금속 킬레이트는 티타네이트, 지르코네이트 예컨대, 지르코늄 아세틸아세토네이트, 알루미늄 킬레이트 예컨대, 알루미늄 아세틸아세토네이트, 및 이의 조합을 포함한다. 전이 금속 킬레이트 및 이의 제조 공정은 당업계에 공지되어 있다.
실시예:
후술된 실시예에서, 모든 부(parts) 및 백분율은 달리 지시한 바가 없다면 중량기준이다. 달리 지시한 바가 없다면, 이하의 실시예는 주위 대기압에서, 즉 대략적으로 1000 hPa에서, 그리고 실온에서, 즉, 대략적으로 20℃에서, 또는 추가적인 가열 또는 냉각 없이 반응물들을 실온에서 배합하는 경우에 그 자체로 설정된 온도에서 수행된다. 이하에서, 모든 점도는 20℃의 온도 및 1 s-1의 전단에서 역학점도와 관련된다. 이하의 실시예는 어떠한 제한없이 본 발명을 설명한다. 모든 실시예는 1- 또는 2-성분 조성물로서 제제화되는지 여부에 상관없이 가교된 생성물의 총 조성을 보여준다.
하기의 약어가 사용된다:
Cat. 백금 촉매
Ex. 실시예
No. 번호
PDMS 폴리디메틸실록산
중량% 중량 퍼센트에 상응함
쇼어 A/D DIN 53505에 따른 경도
TPR ASTM D624-B-94에 따른 인열 파급 저항성 (N/mm)
Visco 역학점도, 전단율 d
ET DIN 53504-85S1에 따른 인열시 연신율 (%)
TS DIN 53504-85S1에 따른 인열 강도 (N/㎟)
실시예 1: 실리콘 엘라스토머 조성물 1
5 중량%의, 평균 분자량이 8000 g/mol인 비닐-종결된 직쇄형 PDMS
5 중량%의, 평균 분자량이 110,000 g/mol인 비닐-종결된 직쇄형 PDMS
16 중량%의, 평균 분자량이 3000 g/mol이고 수소 함량이 0.75 중량%인 직쇄형 SiH comb 가교제
74 중량%의, 평균 몰 질량이 4000 g/mol이고 지방족 불포화 기의 함량이 1 mmol/g인 분지형 비닐-기-함유 실리콘 수지
10 ppm의 백금 촉매 (금속 기준)
Si-H 기 : 지방족 불포화 기의 비는 1.6이다.
실시예 2: 실리콘 엘라스토머 조성물 2
8 중량%의, 평균 분자량이 8000 g/mol인 비닐-종결된 직쇄형 PDMS
5 중량%의, 측면(lateral) 비닐 기 및 30,000　g/mol의 분자량을 가진 비닐-함유, 직쇄형 PDMS
6 중량%의, 110,000 g/mol의 평균 분자량을 가진 비닐-종결된 직쇄형 PDMS
18 중량%의, 3000 g/mol의 평균 분자량을 가지고 수소 함량이 1.15 중량%인 직쇄형 SiH comb 가교제
63 중량%의, 평균 몰 질량이 4000 g/mol이고 지방족 불포화 기의 함량이 1 mmol/g인 분지형 비닐-기-함유 실리콘 수지
10 ppm의 백금 촉매 (금속 기준)
Si-H 기 : 지방족 불포화 기의 비는 3.4이다.
실시예 3: 실리콘 엘라스토머 조성물 3
7 중량%의, 평균 분자량이 8000 g/mol인 비닐-종결된 직쇄형 PDMS
6 중량%의, 평균 분자량이 110,000 g/mol인 비닐-종결된 직쇄형 PDMS
22 중량%의, 평균 분자량이 3000 g/mol이고 수소 함량이 1.15 중량%인 직쇄형 SiH comb 가교제
65 중량%의, 평균 몰 질량이 4000 g/mol이고 지방족 불포화 기의 함량이 1 mmol/g인 분지형 비닐-기-함유 실리콘 수지
10 ppm의 백금 촉매 (금속 기준)
Si-H 기 : 지방족 불포화 기의 비는 4.0이다.
실시예 4: 실리콘 엘라스토머 조성물 4
5 중량%의, 평균 분자량이 8000 g/mol인 비닐-종결된 직쇄형 PDMS
5 중량%의, 평균 분자량이 110,000 g/mol인 비닐-종결된 직쇄형 PDMS
24 중량%의, 평균 분자량이 3000 g/mol이고 수소 함량이 1.15 중량%인 직쇄형 SiH comb 가교제
66 중량%의, 평균 몰 질량이 4000 g/mol이고 지방족 불포화 기의 함량이 0.8 mmol/g인 분지형 비닐-기-함유 실리콘 수지
10 ppm의 백금 촉매 (금속 기준)
Si-H 기 : 지방족 불포화 기의 비는 4.8이다.
실시예 5: 실리콘 엘라스토머 조성물 5
8 중량%의, 평균 분자량이 8000 g/mol인 비닐-종결된 직쇄형 PDMS
11 중량%의, 평균 분자량이 16,000 g/mol인 비닐-종결된 직쇄형 PDMS
4 중량%의, 평균 분자량이 110,000 g/mol인 비닐-종결된 직쇄형 PDMS
6 중량%의, 평균 분자량이 3000 g/mol이고 수소 함량이 1.15 중량%인 직쇄형 SiH comb 가교제
71 중량%의, 평균 몰 질량이 4000 g/mol이고 지방족 불포화 기의 함량이 0.8 mmol/g인 분지형 비닐-기-함유 실리콘 수지
10 ppm의 백금 촉매 (금속 기준)
Si-H 기 : 지방족 불포화 기의 비는 0.9이다.
실시예 6: 실리콘 엘라스토머 조성물 6 (비교예)
20 중량%의, 평균 분자량이 8000 g/mol인 비닐-종결된 직쇄형 PDMS
20 중량%의, 평균 분자량이 16,000 g/mol인 비닐-종결된 직쇄형 PDMS
10 중량%의, 평균 분자량이 3000 g/mol이고 수소 함량이 1.15 중량%인 직쇄형 SiH comb 가교제
50 중량%의, 평균 몰 질량이 4000 g/mol이고 지방족 불포화 기의 함량이 0.7인 분지형 비닐-기-함유 실리콘 수지
10 ppm의 백금 촉매 (금속 기준)
Si-H 기 : 지방족 불포화 기의 비는 2.6이다.
가교된 실리콘 고무의 기계적 강도의 측정치에 대한 결과가 표 1에 제공된다. 쇼어 D 경도는, 이를 위해 200℃에서 1시간 동안 가교되어진 6 mm 두께의 샘플 상에서 측정되었다.
쇼어 D TPR ET TS 본 발명에 따름
Ex. 1 50 5 7 5 예
Ex. 2 35 7 9 4 예
Ex. 3 40 8 6 4 예
Ex. 4 38 8 8 4 예
Ex. 5 30 10 20 3 예
Ex. 6 20 2 4 3 아니오
표 2는 20℃의 온도 및 1 s-1 및 100 s-1의 전단율에서의 샘플의 역학점도의 비에 대한 점도 측정 결과를 도시한다.
Visco d=1/Visco d=100 3-점 굴곡 탄성율
Ex. 1 1.04 150
Ex. 2 1.03 110
Ex. 3 1.03 130
Ex. 4 1.02 120
Ex. 5 1.02 80
Ex. 6* 1.02 20
*본 발명에 따르지 않음
본 발명에 따른 실리콘 엘라스토머 조성물은 경화되면 연삭되거나 연마될 수 있다.

Claims (3)

  1. 첨가-가교성(addition-crosslinkable) 실리콘 엘라스토머 조성물로서,
    (A1) 1-10 중량%의, 지방족 탄소-탄소 다중 결합을 가진 2 이상의 SiC-결합된 라디칼을 함유하는 하나 이상의 직쇄형 유기폴리실록산으로서, (A1)의 평균 몰 질량이 15,000 g/mol 이하인 직쇄형 유기폴리실록산,
    (A2) 1-20 중량%의, 지방족 탄소-탄소 다중 결합을 가진 2 이상의 SiC-결합된 라디칼을 함유하는 하나 이상의 직쇄형 유기폴리실록산으로서, (A2)의 평균 몰 질량이 40,000 g/mol 이상인 직쇄형 유기폴리실록산,
    (B) 1-40 중량%의, 분자 당 3개 이상의 Si-결합된 수소 원자를 함유하고, Si-결합된 수소의 함량이 0.04 내지 1.7 중량%이며 평균 몰 질량이 20,000 g/mol 이하인 하나 이상의 유기폴리실록산,
    (D) 1-100 ppm (금속 기준)의 히드로실릴화 촉매,
    (E) 50-99 중량%의, 하기 화학식 (I)의 하나 이상의 분지형 실리콘 수지
    를 포함하고:
    (R3 3SiO1/2)l(R4R3 2SiO1/2)t(R4R3SiO)u(R3 2SiO)p(R4SiO3/2)q(R3SiO3/2)r(SiO4/2)s (I)
    식 중,
    R3은 직쇄형 지방족 라디칼을 나타내고,
    R4는 말단 C=C 이중 결합을 가진 지방족 불포화 라디칼을 나타내고,
    l, t, u, p, q, r 및 s는 정수를 나타내고,
    하기 사항이 적용되며:
    l≥0, t≥0, u≥0, p≥0, q≥0, r≥0 및 s≥0;
    (E)에서 지방족 불포화 기의 함량은 0.2 내지 10 mmol/g이고;
    (E)는 105 g/mol 이하의 평균 몰 질량을 가지며,
    단, 성분 (B)에 의해 제공된 Si-H 기의, 성분 (A1), (A2) 및 (E)에 의해 제공된 지방족 불포화 기에 대한 비가 0.5 내지 5이고, 20℃의 온도에서 1 s-1 및 100 s-1의 전단율에서의 실리콘 엘라스토머 조성물의 역학점도의 비가 1.2 이하이며, 가교 후 25 이상의 쇼어 D 경도를 갖는 실리콘 엘라스토머 조성물.
  2. 제1항에 따른 실리콘 엘라스토머 조성물의 제조 방법으로서, 제1항에서 언급된 모든 성분들을 함께 혼합하는 것인 제조 방법.
  3. 몰딩의 제조, 접착성 접합(adhesive bonding), 임시 접착성 접합 및 광학적 적용을 위한 제1항에 따른 실리콘 엘라스토머 조성물의 용도.
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