KR20200014334A - 금형 파울링이 감소된 경화성 실리콘 조성물 - Google Patents

금형 파울링이 감소된 경화성 실리콘 조성물 Download PDF

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케빈 반 티겔렌
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Abstract

(A) 알케닐-함유 유기폴리실록산으로서, (A-1) 각각의 분자 내에 평균 2개 이상의 알케닐 기를 갖는 다이알킬폴리실록산, 및 (A-2) SiO4/2 단위, R1 2R2SiO1/2 단위, 및 R1 3SiO1 / 2 단위를 포함하는 알케닐-함유 수지-형태 유기폴리실록산을 포함하는, 상기 알케닐-함유 유기폴리실록산;
(B) 각각의 분자 내에 평균 3개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 유기폴리실록산으로서, 성분 (B)는, (B-1) 0.7 질량% 이상의 규소-결합된 수소를 함유하고 SiO4 / 2 단위 및 HR3 2SiO1 / 2 단위를 SiO4 / 2 단위 1 몰당 HR3 2SiO1 / 2 단위 1.50 내지 2.50 몰의 범위의 비로 포함하는, 성분 (B)의 50 내지 100 질량%의 유기폴리실록산, 및 (B-2) 0.3 질량% 이상의 규소-결합된 수소를 함유하는, 성분 (B)의 0 내지 50 질량%의 직쇄형 유기폴리실록산을 포함하는 유기폴리실록산인, 상기 유기폴리실록산; 및
(C) 하이드로실릴화 반응 촉매를 포함하는, 경화성 실리콘 조성물.

Description

금형 파울링이 감소된 경화성 실리콘 조성물
관련 출원의 상호 참조
없음.
기술분야
본 발명은 경화성 실리콘 조성물에 관한 것으로, 이는 가요성이며 고도로 투명한 경화된 실리콘 재료를 제공하고 성형 공정 동안의 금형 파울링(mold fouling)을 감소시킨다. 또한, 본 발명은 경화성 실리콘 조성물을 열경화시킴으로써 형성되는 경화된 실리콘 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 경화성 실리콘 조성물을 금형 내에서 열경화시키는 단계를 포함하는 실리콘 조성물의 경화 방법에 관한 것이다.
수지-형태 유기폴리실록산을 함유하고 고도로 투명한 경화된 실리콘 재료를 제공하는 경화성 실리콘 조성물은 공지되어 있다. 예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제2005-042099 A호(미국 특허 출원 공개 제2005-0006794 A1호에 상응함)는 실리콘 고무 조성물을 기재하고 있으며, 이 조성물은 각각의 분자 내에 2개 이상의 지방족 불포화 결합을 갖는 유기폴리실록산; 수지 구조를 가지며 SiO2 단위, 2 내지 3개의 비닐 기를 갖는 R3SiO0.5 단위, 및 0 내지 1개의 비닐 기를 갖는 R3SiO0.5 단위를 포함하는 유기폴리실록산으로서, 이들 화학식에서 비-비닐 R은 지방족 불포화 결합을 함유하지 않는 1가 하이드로카르빌, 예를 들어 메틸 등인, 상기 유기폴리실록산; 각각의 분자 내에 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 유기하이드로겐폴리실록산; 및 백금족 금속계 촉매를 포함한다. 이하에서, SiO2 단위는 Q 단위로 지칭되고, R3SiO0.5 단위는 M 단위로 지칭된다.
일본 특허 출원 공개 제2006-335857 A호에 기재된 폴리오르가노실록산 조성물은 투명한 경화된 재료를 제공하고, 이는 규소-결합된 알케닐 기를 함유하고 23℃에서의 점도가 10 내지 10,000 ㎟/s인 직쇄형 폴리오르가노실록산; Q 단위, 하나의 비닐 기를 갖는 M 단위, 및 지방족 불포화 결합을 함유하지 않는 M 단위를 포함하는 분지형 폴리오르가노실록산; Q 단위, 하나의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 M 단위, 및 규소-결합된 수소를 함유하지 않는 M 단위를 포함하는 폴리알킬하이드로겐실록산; 및 백금족 금속 화합물을 포함한다.
일본 특허 출원 공개 제2007-131694 A호(미국 특허 출원 공개 제2009-0118441 A1호에 상응함)에 기재된 경화성 실리콘 조성물은 각각의 분자 내에 2개 이상의 알케닐 기를 갖는 적어도 다이오르가노폴리실록산; Q 단위, 하나의 비닐 기를 갖는 M 단위, 및 지방족 불포화 결합을 함유하지 않는 M 단위를 각각 포함하는, 상이한 질량 평균 분자량을 갖는 2개 이상의 수지-형태 유기폴리실록산; 각각의 분자 내에 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 유기폴리실록산; 및 하이드로실릴화 반응 촉매를 포함한다.
일본 특허 출원 공개 제2006-328102 A호(미국 특허 출원 공개 제2006-0264583 A1호에 상응함)는, 무색 투명한 경화된 재료를 특징적으로 제공하며, 각각의 분자 내에 2개 이상의 지방족 불포화 결합을 갖고 점도가 25℃에서 100 mPa · s 이상인 유기폴리실록산, 각각의 분자 내에 3개 이상의 H(CH3)2SiO1/2 단위를 갖는 유기하이드로겐폴리실록산, 및 백금족 금속 촉매를 필수 성분으로서 포함하는, 렌즈 성형을 위한 실리콘 중합체 조성물을 기재한다.
미국 특허 제8,859,693호는, (A) 100 질량부의 알케닐 함유 유기폴리실록산으로서, (A-1) 각각의 분자 내에 평균 2개 이상의 알케닐 기를 가지며 25℃에서의 점도가 1,000 mPa · s 이상 50,000 mPa · s 이하인, 성분 (A)의 50 질량% 내지 80 질량% 이하의 다이알킬폴리실록산, 및 (A-2) SiO4/2 단위, R1 2R2SiO1/2 단위, 및 R1 3SiO1/2 단위(여기서, R1은 C1-10 알킬이고 R2는 알케닐임)를 포함하며 0.5 질량% 이상 3.5 질량% 미만의 범위의 알케닐 기를 함유하는, 성분 (A)의 20 질량% 내지 50 질량% 이하의 알케닐-함유 수지-형태 유기폴리실록산을 포함하는, 상기 알케닐 함유 유기폴리실록산; (B) 각각의 분자 내에 평균 3개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 가지며 규소-결합된 수소 이외의 규소-결합된 기는 C1-10 알킬인, 성분 (A) 내의 총 알케닐 1 몰당 이 성분 내의 규소-결합된 수소 0.8 내지 2 몰을 제공하는 양의 유기폴리실록산; 및 (C) 촉매량의 하이드로실릴화 반응 촉매를 포함하는, 광학 장치용 경화성 실리콘 조성물을 기재하며, 이는 특징적으로, JIS K 6253에 규정된 타입 A 경도계를 사용하여 측정된 경도가 30 이상 80 이하의 범위이고, JIS K 6251에 규정된 바와 같은 연신율이 50% 이상이고, 6 mm 광로 길이에서 JIS K 7105에 따라 측정된 25℃에서의 평행 광 투과율이 90% 이상이고, 200℃에서의 평행 광 투과율이 25℃에서의 평행 광 투과율의 99% 이상인 값인 고도로 투명한 경화된 실리콘 재료를 제공한다.
그러나, 이들 경화성 실리콘 조성물은 생산 공정 동안 금형을 조기에 파울링시키기 쉽다. 성형 공정 동안 규소계 침착물이 금형 상에 축적될 수 있다. 시간이 지남에 따라, 이들 실리콘 침착물은 크기가 증가할 수 있으며, 성형된 부품은 이들 침착물의 형상을 복제하는데, 이는 많은 경우에 바람직하지 않다. 이러한 과정은 금형 파울링으로 알려져 있다. 금형 파울링은 성형된 물품 내의 결함이 광로, 투과율, 및 강도를 방해할 수 있는 광학 응용에서 특히 부정적이며, 이 금형 파울링은 복잡한 금형 내에서 더 두드러진다. 따라서, 이러한 조기 파울링, 또는 침착물의 축적은 이들 규소계 침착물의 금형을 세정하기 위해 생산 공정의 중단을 필요로 한다. 금형의 이러한 세정은 금형의 유효 수명을 단축시킬 수 있으며, 생산 효율을 감소시키고 금형 교체 빈도를 증가시킴으로써 생산 비용을 증가시킬 수 있다.
본 발명은 경화성 실리콘 조성물에 관한 것으로, 이는
(A) 100 질량부의 알케닐-함유 유기폴리실록산으로서, (A-1) 각각의 분자 내에 평균 2개 이상의 알케닐 기를 가지며 25℃에서의 점도가 5000 내지 1,000,000 mPas인, 성분 (A)의 20 질량% 내지 60 질량% 이하의 다이알킬폴리실록산, 및 (A-2) SiO4/2 단위, R1 2R2SiO1/2 단위, 및 R1 3SiO1/2 단위(여기서, R1은 C1-10 알킬이고 R2는 알케닐임)를 포함하며 1 질량% 이상 3.5 질량% 미만의 범위의 알케닐 기를 함유하는, 성분 (A)의 40 질량% 내지 80 질량% 이하의 알케닐-함유 수지-형태 유기폴리실록산
을 포함하는, 상기 알케닐-함유 유기폴리실록산;
(B) 각각의 분자 내에 평균 3개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 가지며 규소-결합된 수소 이외의 규소-결합된 기는 C1-10 알킬인, 성분 (A) 내의 총 알케닐 1 몰당 이 성분 내의 규소-결합된 수소 1.2 내지 2.2 몰 미만을 제공하는 양의 유기폴리실록산으로서, 성분 (B)는, (B-1) 0.7 질량% 이상의 규소-결합된 수소를 함유하고 SiO4/2 단위 및 HR3 2SiO1/2 단위(여기서, R3은 C1-10 알킬임)를 SiO4/2 단위 1 몰당 HR3 2SiO1/2 단위 1.50 내지 2.50 몰의 범위의 비로 포함하는, 성분 (B)의 50 내지 100 질량%의 유기폴리실록산, 및 (B-2) 0.3 질량% 이상의 규소-결합된 수소를 함유하며 규소-결합된 수소 이외의 규소-결합된 기는 C1-10 알킬인, 성분 (B)의 0 내지 50 질량%의 직쇄형 유기폴리실록산을 포함하는 유기폴리실록산인, 상기 유기폴리실록산;
및 (C) 촉매량의 하이드로실릴화 반응 촉매를 포함한다.
본 발명은 또한 고도로 투명한 경화된 실리콘 재료를 형성하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 하기 단계: 경화성 실리콘 조성물을 120 내지 180℃의 온도에서 가열하는 단계를 포함하며, 상기 경화성 실리콘 조성물은, (A) 100 질량부의 알케닐-함유 유기폴리실록산으로서, (A-1) 각각의 분자 내에 평균 2개 이상의 알케닐 기를 가지며 25℃에서의 점도가 5000 내지 1,000,000 mPas인, 성분 (A)의 20 질량% 내지 60 질량% 이하의 다이알킬폴리실록산, 및 (A-2) SiO4/2 단위, R1 2R2SiO1/2 단위, 및 R1 3SiO1/2 단위(여기서, R1은 C1-10 알킬이고 R2는 알케닐임)를 포함하며 1 질량% 이상 3.5 질량% 미만의 범위의 알케닐 기를 함유하는, 성분 (A)의 40 질량% 내지 80 질량% 이하의 알케닐-함유 수지-형태 유기폴리실록산을 포함하는, 상기 알케닐-함유 유기폴리실록산;
(B) 각각의 분자 내에 평균 3개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 가지며 규소-결합된 수소 이외의 규소-결합된 기는 C1-10 알킬인, 성분 (A) 내의 총 알케닐 1 몰당 이 성분 내의 규소-결합된 수소 1.2 내지 2.2 몰 미만을 제공하는 양의 유기폴리실록산으로서, 성분 (B)는, (B-1) 0.7 질량% 이상의 규소-결합된 수소를 함유하고 SiO4 / 2 단위 및 HR3 2SiO1 /2 단위(여기서, R3은 C1-10 알킬임)를 SiO4 / 2 단위 1 몰당 HR3 2SiO1/2 단위 1.50 내지 2.50 몰의 범위의 비로 포함하는, 성분 (B)의 50 내지 100 질량%의 유기폴리실록산, 및 (B-2) 0.3 질량% 이상의 규소-결합된 수소를 함유하며 규소-결합된 수소 이외의 규소-결합된 기는 C1-10 알킬인, 성분 (B)의 0 내지 50 질량%의 직쇄형 유기폴리실록산을 포함하는 유기폴리실록산인, 상기 유기폴리실록산;
및 (C) 촉매량의 하이드로실릴화 반응 촉매를 포함한다.
본 발명의 경화성 실리콘 조성물 및 고도로 투명한 경화된 실리콘 재료를 형성하는 방법은 반복되는 경화 동안 금형의 조기 파울링 없이 가요성이고 고도로 투명한 경화된 실리콘 재료를 제공한다.
본 발명은 경화성 실리콘 조성물에 관한 것으로, 이는
(A) 100 질량부의 알케닐-함유 유기폴리실록산으로서,
(A-1) 각각의 분자 내에 평균 2개 이상의 알케닐 기를 가지며 25℃에서의 점도가 5000 내지 1,000,000 mPas인, 성분 (A)의 20 질량% 내지 60 질량% 이하의 다이알킬폴리실록산, 및
(A-2) SiO4 / 2 단위, R1 2R2SiO1 / 2 단위, 및 R1 3SiO1 /2 단위(여기서, R1은 C1-10 알킬이고 R2는 알케닐임)를 포함하며 1 질량% 이상 3.5 질량% 미만의 범위의 알케닐 기를 함유하는, 성분 (A)의 40 질량% 내지 80 질량% 이하의 알케닐-함유 수지-형태 유기폴리실록산
을 포함하는, 상기 알케닐-함유 유기폴리실록산;
(B) 각각의 분자 내에 평균 3개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 가지며 규소-결합된 수소 이외의 규소-결합된 기는 C1-10 알킬인, 성분 (A) 내의 총 알케닐 1 몰당 이 성분 내의 규소-결합된 수소 1.2 내지 2.2 몰 미만을 제공하는 양의 유기폴리실록산으로서,
성분 (B)는,
(B-1) 0.7 질량% 이상의 규소-결합된 수소를 함유하고 SiO4 / 2 단위 및 HR3 2SiO1/2 단위(여기서, R3은 C1-10 알킬임)를 SiO4 / 2 단위 1 몰당 HR3 2SiO1 / 2 단위 1.50 내지 2.50 몰의 범위의 비로 포함하는, 성분 (B)의 50 내지 100 질량%의 유기폴리실록산, 및
(B-2) 0.3 질량% 이상의 규소-결합된 수소를 함유하며 규소-결합된 수소 이외의 규소-결합된 기는 C1-10 알킬인, 성분 (B)의 0 내지 50 질량%의 직쇄형 유기폴리실록산
을 포함하는 유기폴리실록산인, 상기 유기폴리실록산; 및
(C) 촉매량의 하이드로실릴화 반응 촉매를 포함한다.
본 발명은 또한 고도로 투명한 경화된 실리콘 재료를 형성하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 하기 단계: 경화성 실리콘 조성물을 120 내지 180℃의 온도에서 가열하는 단계를 포함하며, 상기 경화성 실리콘 조성물은, (A) 100 질량부의 알케닐-함유 유기폴리실록산으로서,
(A-1) 각각의 분자 내에 평균 2개 이상의 알케닐 기를 가지며 25℃에서의 점도가 5000 내지 1,000,000 mPas인, 성분 (A)의 20 질량% 내지 60 질량% 이하의 다이알킬폴리실록산, 및
(A-2) SiO4 / 2 단위, R1 2R2SiO1 / 2 단위, 및 R1 3SiO1 /2 단위(여기서, R1은 C1-10 알킬이고 R2는 알케닐임)를 포함하며 1 질량% 이상 3.5 질량% 미만의 범위의 알케닐 기를 함유하는, 성분 (A)의 40 질량% 내지 80 질량% 이하의 알케닐-함유 수지-형태 유기폴리실록산
을 포함하는, 상기 알케닐-함유 유기폴리실록산;
(B) 각각의 분자 내에 평균 3개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 가지며 규소-결합된 수소 이외의 규소-결합된 기는 C1-10 알킬인, 성분 (A) 내의 총 알케닐 1 몰당 이 성분 내의 규소-결합된 수소 1.2 내지 2.2 몰 미만을 제공하는 양의 유기폴리실록산으로서,
성분 (B)는,
(B-1) 0.7 질량% 이상의 규소-결합된 수소를 함유하고 SiO4 / 2 단위 및 HR3 2SiO1/2 단위(여기서, R3은 C1-10 알킬임)를 SiO4 / 2 단위 1 몰당 HR3 2SiO1 / 2 단위 1.50 내지 2.50 몰의 범위의 비로 포함하는, 성분 (B)의 50 내지 100 질량%의 유기폴리실록산, 및
(B-2) 0.3 질량% 이상의 규소-결합된 수소를 함유하며 규소-결합된 수소 이외의 규소-결합된 기는 C1-10 알킬인, 성분 (B)의 0 내지 50 질량%의 직쇄형 유기폴리실록산
을 포함하는 유기폴리실록산인, 상기 유기폴리실록산; 및
(C) 촉매량의 하이드로실릴화 반응 촉매를 포함한다.
알케닐-함유 유기폴리실록산 (A)는 (A-1) 각각의 분자 내에 평균 2개 이상의 알케닐 기를 가지며 25℃에서의 점도가 5000 내지 1,000,000 mPas인, 성분 (A)의 20 질량% 내지 60 질량% 이하의 다이알킬폴리실록산, 및 (A-2) SiO4/2 단위, R1 2R2SiO1/2 단위, 및 R1 3SiO1/2 단위(여기서, R1은 C1-10 알킬이고 R2는 알케닐임)를 포함하며 1 질량% 이상 3.5 질량% 미만의 범위의 알케닐 기를 함유하는, 성분 (A)의 40 질량% 내지 80 질량% 이하의 알케닐-함유 수지-형태 유기폴리실록산을 포함한다. 다이알킬폴리실록산 (A1)은 각각의 분자 내에 평균 2개 이상의 알케닐 기를 가지며 25℃에서의 점도가 5000 내지 1,000,000 mPas이고, 성분 (A)의 20 질량% 내지 60 질량% 이하이다.
성분 (A-1)은 각각의 분자 내에 평균 2개 이상의 알케닐 기를 갖는다. 성분 (A-1)은 실질적으로 직쇄형 분자 구조를 갖지만, 분자 사슬의 일부분은 다소 분지형일 수 있다. 성분 (A-1) 내의 알케닐은 비닐, 알릴, 아이소프로페닐, 부테닐, 헥세닐, 및 사이클로헥세닐로 예시될 수 있으며, 비닐이 바람직하다. 이러한 알케닐에 대한 결합 위치는 제한되지 않으며, 예를 들어 분자 사슬 상의 말단 위치 및/또는 측쇄 위치일 수 있고 분자 사슬 상의 말단 위치가 바람직하다. 성분 (A-1) 내의 알킬은 C1-10 알킬, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실 등으로 예시될 수 있으며, 메틸이 바람직하다.
25℃에서의 성분 (A-1)의 점도는 5,000 mPa · s 내지 1,000,000 mPa · s의 범위, 대안적으로 10,000 mPa · s 내지 500,000 mPa · s의 범위, 대안적으로 15,000 mPa · s 내지 200,000 mPa · s의 범위, 대안적으로 50,000 mPa·s 초과 내지 200,000 mPa·s의 범위이다. 성분 (A-1)이 둘 이상의 알케닐-작용성 다이알킬폴리실록산의 혼합물인 경우, 25℃에서의 이 혼합물의 점도는 바로 상기에 기재된 대안적인 범위(즉 5,000 mPa · s 내지 1,000,000 mPa · s의 범위, 대안적으로 10,000 mPa · s 내지 500,000 mPa · s의 범위, 대안적으로 15,000 mPa · s 내지 200,000 mPa · s의 범위, 대안적으로 50,000 mPa·s 초과 내지 200,000 mPa·s)이어야 한다. 25℃에서의 점도가 명시된 범위인 한, 성분 (A-1)은 소량의 알케닐-작용성 다이알킬폴리실록산 검 및 25℃에서 액체인 알케닐-작용성 다이알킬폴리실록산의 혼합물일 수 있다. 전술한 것의 이유는 다음과 같다: 25℃에서의 성분 (A-1)의 점도가 상기에 언급된 하한 미만인 경우, 본 조성물의 경화에 의해 제공되는 경화된 실리콘 재료가 불만족스러운 가요성을 갖는 경향이 있고; 다른 한편으로, 25℃에서의 성분 (A-1)의 점도가 상기에 언급된 상한 초과인 경우, 본 조성물의 경화에 의해 제공되는 경화된 실리콘 재료의 투명성이 고온에서 감소하는 경향이 있는 한편, 본 조성물이 과도하게 높은 점도를 갖고 취급 특성이 저하되는 경향이 있다.
이러한 성분 (A-1) 다이오르가노폴리실록산은 양측 분자 사슬 말단이 다이메틸비닐실록시 기로 말단 블로킹된(endblocked) 다이메틸폴리실록산, 양측 분자 사슬 말단이 다이메틸비닐실록시 기로 말단 블로킹된 다이메틸실록산 · 메틸비닐실록산 공중합체, 양측 분자 사슬 말단이 트라이메틸실록시 기로 말단 블로킹된 메틸비닐폴리실록산, 양측 분자 사슬 말단이 트라이메틸실록시 기로 말단 블로킹된 다이메틸실록산 · 메틸비닐실록산 공중합체, 및 전술한 것들 중 둘 이상의 혼합물에 의해 예시된다.
본 조성물 중 성분 (A-1)의 함량은 성분 (A)의 20 질량% 이상 60 질량% 이하의 양, 대안적으로 성분 (A)의 20 질량% 이상 50 질량% 미만의 양이다. 그 이유는 다음과 같다: 성분 (A-1) 함량이 언급된 범위의 한계를 벗어나는 경우, 본 조성물의 경화에 의해 제공되는 경화된 실리콘 재료의 가요성 및/또는 경도가 감소하는 경향이 있으며, 동일한 금형 내에서의 조성물의 반복된 경화 동안 조성물이 금형을 너무 급속하게 파울링시킨다.
알케닐-함유 수지-형태 유기폴리실록산 (A-2)는 본 조성물의 경화에 의해 제공되는 경화된 실리콘 재료에 만족스러운 경도 및 가요성을 부여하며, SiO4/2 단위, R1 2R2SiO1/2 단위, 및 R1 3SiO1/2 단위(여기서, R1은 C1-10 알킬이고, R2는 알케닐임)를 포함하고 1 질량% 이상 3.5 질량% 미만의 범위의 알케닐 기를 함유하며, 성분 (A)의 40 질량% 내지 80 질량% 이하이다. 이들 화학식에서, R1은 C1-10 알킬, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실 등이고, R2는 알케닐 기, 예를 들어 비닐, 알릴, 아이소프로페닐, 부테닐, 헥세닐, 사이클로헥세닐 등이며, 비닐이 바람직하다.
성분 (A-2) 알케닐-함유 수지-형태 유기폴리실록산은 1 질량% 이상 3.5 질량% 미만의 알케닐 기를 함유하고, 대안적으로 1.0 질량% 이상 2.5 질량% 이하의 알케닐을 함유한다. 그 이유는 다음과 같다: 성분 (A-2) 내의 알케닐 함량이 언급된 하한 미만인 경우, 본 조성물의 경화에 의해 제공되는 경화된 실리콘 재료의 경도가 감소하는 경향이 있고; 다른 한편으로, 성분 (A-2) 내의 알케닐 함량이 언급된 상한 초과인 경우, 본 조성물의 경화에 의해 제공되는 경화된 실리콘 재료의 가요성이 감소하는 경향이 있으며 본 조성물의 경화에 의해 제공되는 경화된 실리콘 재료의 투명성이 고온에서 감소하는 경향이 있다. 성분 (A-2)는 둘 이상의 알케닐-함유 수지-형태 유기폴리실록산의 혼합물일 수 있으며, 이 경우에 이와 같이 고려되는 혼합물은 1 질량% 이상 3.5 질량% 미만의 알케닐을 함유해야 하며, 대안적으로 1.0 질량% 이상 2.5 질량% 이하의 알케닐을 함유한다.
성분 (A-2) 내의 SiO4/2 단위 1 몰에 대한 R1 2R2SiO1/2 단위 및 R1 3SiO1/2 단위의 총 몰 수의 비는 바람직하게는 0.50 내지 1.80의 범위이고 특히 바람직하게는 0.70 내지 1.10의 범위이다. 그 이유는 다음과 같다: 성분 (A-2) 내의 SiO4/2 단위 1 몰에 대한 R1 2R2SiO1/2 단위 및 R1 3SiO1/2 단위의 총 몰 수의 비가 언급된 하한 미만인 경우, 성분 (A-2)는 과도하게 큰 분자량을 가지며 본 조성물의 경화에 의해 제공되는 경화된 실리콘 재료의 투명도가 감소할 수 있고; 다른 한편으로, 성분 (A-2) 내의 SiO4/2 단위 1 몰에 대한 R1 2R2SiO1/2 단위 및 R1 3SiO1/2 단위의 총 몰 수의 비가 상기에 언급된 상한 초과인 경우, 본 조성물의 경화에 의해 제공되는 경화된 실리콘 재료가 불만족스러운 강도를 가질 수 있다.
성분 (A-2)는 표준 폴리스티렌 기준으로 겔 투과 크로마토그래피에 의한 질량 평균 분자량이 바람직하게는 3,000 내지 7,000의 범위, 더욱 바람직하게는 4,000 내지 6,000의 범위이다. 성분 (A-2)는 둘 이상의 알케닐-함유 수지-형태 유기폴리실록산의 혼합물일 수 있으며 바람직하게는 표준 폴리스티렌 기준으로 겔 투과 크로마토그래피에 의한 질량 평균 분자량이 3,000 내지 7,000의 범위인 알케닐-함유 수지-형태 유기폴리실록산을 포함하는 혼합물이다.
본 조성물 중 성분 (A-2)의 함량은 성분 (A)의 40 질량% 이상 80 질량% 이하의 양이며, 대안적으로 성분 (A)의 50 질량% 초과 80 질량% 이하의 양이다. 그 이유는 다음과 같다: 성분 (A-2) 함량이 언급된 범위의 하한 미만인 경우, 본 조성물의 경화에 의해 제공되는 경화된 실리콘 재료의 경도가 감소하는 경향이 있고; 다른 한편으로, 성분 (A-2) 함량이 언급된 범위의 상한 초과인 경우, 본 조성물의 경화에 의해 제공되는 경화된 실리콘 재료의 가요성이 감소하는 경향이 있으며 본 조성물의 경화에 의해 제공되는 경화된 실리콘 재료의 투명성이 고온에서 감소하는 경향이 있고, 금형 파울링 속도가 증가한다.
유기폴리실록산 (B)는 각각의 분자 내에 평균 3개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 가지며 규소-결합된 수소 이외의 규소-결합된 기는 C1-10 알킬이고, 성분 (A) 내의 총 알케닐 1 몰당 규소-결합된 수소 1.2 내지 2.2 몰 미만을 제공하는 양이고, 유기폴리실록산 (B)는 (B-1) 0.7 질량% 이상의 규소-결합된 수소를 함유하고 SiO4/2 단위 및 HR3 2SiO1/2 단위를 SiO4/2 단위 1 몰당 HR3 2SiO1/2 단위 1.50 내지 2.50 몰의 범위의 비로 포함하는, 성분 (B)의 50 내지 100 질량%의 유기폴리실록산, 및 (B-2) 0.3 질량% 이상의 규소-결합된 수소를 함유하며 규소-결합된 수소 이외의 규소-결합된 기는 C1-10 알킬인, 성분 (B)의 0 내지 50 질량%의 직쇄형 유기폴리실록산을 포함한다.
성분 (B) 내의 규소-결합된 수소의 결합 위치에 대한 제한은 없으며, 규소-결합된 수소는, 예를 들어 분자 사슬 상의 말단 위치 및/또는 분자 사슬 상의 측쇄 위치에서 결합될 수 있다. 규소-결합된 수소 이외에 성분 (B) 내의 규소-결합된 기는 메틸, 에틸, 프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실 등과 같은 알킬이며, 메틸이 바람직하다. 이는 성분 (A)와의 양호한 상용성을 제공하며, 또한 본 조성물의 경화에 의해 제공되는 경화된 실리콘 재료에 대해 탁월한 투명성을 제공한다. 성분 (B)의 점도에 대한 제한은 없지만, 25℃에서의 그의 점도는 바람직하게는 1 내지 10,000 ㎟/s의 범위이고, 특히 바람직하게는 1 내지 1,000 ㎟/s의 범위이다.
SiO4/2 단위 및 HR3 2SiO1/2 단위에 더하여, 성분 (B-1)은 또한 R3 3SiO1/2 단위를 함유할 수 있다. 성분 (B-1) 내의 SiO4/2 단위 1 몰에 대한 HR3 2SiO1/2 단위 및 R3 3SiO1/2 단위의 총 몰 수의 비는 바람직하게는 1.50 내지 2.50의 범위이고 더욱 바람직하게는 1.80 내지 2.20의 범위이다. 바람직한 성분 (B-1)의 구체적인 예는 (SiO4/2)4(H(CH3)2SiO1/2)8로 주어지는 유기폴리실록산이다.
직쇄형 유기폴리실록산 (B-2)는 0.3 질량% 이상, 바람직하게는 0.7 질량% 이상의 규소-결합된 수소를 함유한다. 규소-결합된 수소 이외의 규소-결합된 기는 메틸, 에틸, 프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실 등과 같은 C1-10 알킬이며, 메틸이 바람직하다. 성분 (B-2)는 실질적으로 직쇄형 분자 구조를 갖지만, 분자 사슬의 일부분은 다소 분지형일 수 있다. 성분 (B-2)의 바람직한 구체적인 예는 양측 분자 사슬 말단이 다이메틸하이드로겐실록시 기로 말단 블로킹된 다이메틸실록산 · 메틸하이드로겐실록산 공중합체, 양측 분자 사슬 말단이 트라이메틸실록시 기로 말단 블로킹된 메틸하이드로겐폴리실록산, 양측 분자 사슬 말단이 트라이메틸실록시 기로 말단 블로킹된 다이메틸실록산 · 메틸하이드로겐실록산 공중합체, 및 전술한 것들 중 둘 이상의 혼합물이다.
본 조성물 내의 성분 (B)의 함량은 성분 (A) 내의 총 알케닐 1 몰당 규소-결합된 수소 1.2 내지 2.2 미만, 대안적으로 1.2 내지 2.1, 대안적으로 1.5 내지 2.0, 대안적으로 1.6 내지 1.9 몰을 제공하는 양이다. 그 이유는 다음과 같다: 성분 (B) 함량이 언급된 범위의 하한 미만인 경우, 조성물의 경화가 만족스럽지 못 한 경향이 있고; 다른 한편으로, 언급된 범위의 상한 초과인 경우, 본 조성물의 경화에 의해 제공되는 경화된 실리콘 재료의 가요성 및/또는 투명성이 감소될 수 있으며 금형 파울링이 증가될 수 있다.
성분 (C)인 하이드로실릴화 반응 촉매는 본 조성물의 경화를 촉진하기 위한 촉매이고, 백금-유형 촉매, 로듐-유형 촉매, 및 팔라듐-유형 촉매로 예시될 수 있으며, 백금-유형 촉매가 특히 바람직하다. 이들 백금-유형 촉매는 백금 미세분말, 백금흑, 실리카 미세분말 상에 지지된 백금, 활성탄 상에 지지된 백금, 염화백금산, 염화백금산의 알코올 용액, 및 백금 화합물, 예를 들어 백금의 올레핀 착물, 백금의 알케닐실록산 착물 등으로 예시될 수 있다.
본 조성물 내의 성분 (C) 함량은 촉매량이며, 구체적으로, 본 조성물을 기준으로 0.01 내지 1,000 질량-ppm, 대안적으로 0.01 내지 10 질량-ppm, 대안적으로 0.01 내지 9 질량-ppm, 대안적으로 1 내지 7 질량-ppm의 촉매 금속 원자를 제공하는 양이다. 그 이유는 다음과 같다: 성분 (C) 함량이 언급된 범위의 하한 미만인 경우, 생성된 조성물의 경화가 적절히 진행되지 않을 위험이 증가하고; 다른 한편으로, 언급된 범위의 상한 초과인 것은 광학 투명성의 감소를 야기한다.
다른 선택적인 성분으로서, 본 조성물은, 예를 들어, 본 조성물의 경화 속도를 조정하기 위한 반응 억제제, 예를 들어, 2-메틸-3-부틴-2-올, 3,5-다이메틸-1-헥신-3-올, 1-에티닐-1-사이클로헥사놀, 페닐부티놀 등과 같은 알킨 알코올; 3-메틸-3-펜텐-1-인, 3,5-다이메틸-3-헥센-1-인 등과 같은 엔-인(ene-yne) 화합물뿐만 아니라; 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라헥세닐사이클로테트라실록산, 벤조트라이아졸 등을 함유할 수 있다. 본 조성물 내의 이러한 반응 억제제의 함량에 대한 제한은 없으며, 이러한 함량은 성형 방법 및 경화 조건의 함수로서 적절하게 선택될 수 있지만; 본 조성물을 기준으로 10 내지 5,000 질량-ppm 범위의 양이 일반적으로 바람직하다.
본 조성물은, 본 발명의 목적이 훼손되지 않는 한, 예를 들어 접착 촉진제, 난연제, 무기 충전제 등을 포함할 수 있다. 그러나, 일반적인 사항으로서, 접착 촉진제, 난연제, 및 무기 충전제는 바람직하게는 본 조성물의 경화에 의해 제공되는 경화된 실리콘 재료의 투명성의 관점에서 혼입되지 않는다.
본 조성물의 경화에 의해 제공되는 경화된 실리콘 재료가 전기 · 전자 응용에 사용되는 경우, 분자량이 650 이하인 저분자량 유기폴리실록산의 본 조성물 내에서의 함량은 바람직하게는 350 ppm 이하이다.
25℃에서의 본 조성물의 점도는 특별히 제한되지 않지만, 성형성 및 취급 특성, 즉, 주입(pouring) 또는 사출(injection) 용이성, 탈기 용이성 등을 고려하면, 25℃에서의 본 조성물의 점도는 바람직하게는 1 내지 100 Pa · s이며, 특히 바람직하게는 2 내지 50 Pa · s이다.
본 조성물은 100 내지 250℃로 가열함으로써 경화될 때 경화된 실리콘 재료를 형성한다. 본 발명에 따른 이러한 경화된 실리콘 재료는, JIS K 6253에 규정된 타입 A 경도계를 사용하여 측정할 때, 경도가 30 이상 80 이하의 범위, 바람직하게는 50 이상 80 이하의 범위, 더욱 바람직하게는 60 이상 75 이하의 범위이다. 그 이유는 다음과 같다: 경화된 실리콘 재료는 그의 경도가 언급된 범위의 하한 미만인 경우, 불충분한 강도를 가질 수 있고; 다른 한편으로, 언급된 범위의 상한 초과인 경우, 고려되는 경화된 실리콘 재료의 가요성이 부적절한 경향이 있다. 이러한 경화된 실리콘 재료가 광학 부재 또는 구성요소로서 사용되는 경우, JIS K 6253에 규정된 타입 A 경도계를 사용하여 측정할 때, 성형성 및 취급 특성의 고려에 기초하여, 경도는 특히 바람직하게는 60 이상 80 이하의 범위이다.
만족스러운 가요성을 나타내기 위하여, 이러한 경화된 실리콘 재료는 JIS K 6251에 규정된 바와 같은 연신율이 50% 이상이어야 한다. 그 이유는 경화된 실리콘 재료의 가요성이 지시된 범위 미만에서는 만족스럽지 않기 때문이다.
본 경화된 실리콘 재료는, 6 mm-두께 경화된 실리콘 재료에서, 즉 6 mm 광로 길이에서 JIS K 7105에 따라 측정된, 25℃에서의 평행 광 투과율이 90% 이상이어야 하며, 200℃에서의 평행 광 투과율이 25℃에서의 평행 광 투과율의 99% 이상인 값이어야 한다. 그 이유는, 본 경화된 실리콘 재료의 200℃에서의 평행 광 투과율이 25℃에서의 평행 광 투과율의 99% 미만인 경우, 광학 구성요소 응용에서 결함이 발생할 경향이 있기 때문이다.
추가적으로, 본 발명의 경화된 실리콘 재료는 경화된 실리콘 재료가 임의의 다양한 기재(substrate)와 함께 단일 물품으로 형성된 복합재일 수 있다. 이 기재는 다양한 금속, 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스틱, 고무, 예를 들어 실리콘 고무 등, 배킹 천(backing fabric), 예를 들어 나일론 또는 폴리에스테르로 제조된 것들, 전자 부품 및 구성요소, 및 발광 요소로 예시될 수 있다. 그러한 경화된 실리콘 복합재는 본 조성물을 기재 상에 코팅하고 이어서 열경화시킴으로써 얻어질 수 있다.
본 발명은 고도로 투명한 경화된 실리콘 재료를 형성하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 하기 단계: 경화성 실리콘 조성물을 120 내지 180℃의 온도에서 가열하여 경화된 실리콘 재료를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 경화성 실리콘 조성물은, (A) 100 질량부의 알케닐-함유 유기폴리실록산으로서,
(A-1) 각각의 분자 내에 평균 2개 이상의 알케닐 기를 가지며 25℃에서의 점도가 5000 내지 1,000,000 mPas인, 성분 (A)의 20 질량% 내지 60 질량% 이하의 다이알킬폴리실록산, 및
(A-2) SiO4 / 2 단위, R1 2R2SiO1 / 2 단위, 및 R1 3SiO1 /2 단위(여기서, R1은 C1-10 알킬이고 R2는 알케닐임)를 포함하며 1 질량% 이상 3.5 질량% 미만의 범위의 알케닐 기를 함유하는, 성분 (A)의 40 질량% 내지 80 질량% 이하의 알케닐-함유 수지-형태 유기폴리실록산
을 포함하는, 상기 알케닐-함유 유기폴리실록산;
(B) 각각의 분자 내에 평균 3개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 가지며 규소-결합된 수소 이외의 규소-결합된 기는 C1-10 알킬인, 성분 (A) 내의 총 알케닐 1 몰당 이 성분 내의 규소-결합된 수소 1.2 내지 2.2 몰 미만을 제공하는 양의 유기폴리실록산으로서, 성분 (B)는,
(B-1) 0.7 질량% 이상의 규소-결합된 수소를 함유하고 SiO4 / 2 단위 및 HR3 2SiO1/2 단위(여기서, R3은 C1-10 알킬임)를 SiO4 / 2 단위 1 몰당 HR3 2SiO1 / 2 단위 1.50 내지 2.50 몰의 범위의 비로 포함하는, 성분 (B)의 50 내지 100 질량%의 유기폴리실록산, 및
(B-2) 0.3 질량% 이상의 규소-결합된 수소를 함유하며 규소-결합된 수소 이외의 규소-결합된 기는 C1-10 알킬인, 성분 (B)의 0 내지 50 질량%의 직쇄형 유기폴리실록산
을 포함하는 유기폴리실록산인, 상기 유기폴리실록산; 및
(C) 촉매량의 하이드로실릴화 반응 촉매를 포함한다.
고도로 투명한 경화된 실리콘 재료를 형성하는 방법의 경화성 실리콘 조성물은 경화성 실리콘 조성물에 대해 상기에 기재된 바와 같다.
본 발명의 일 태양에서, 본 방법은 금형을 경화성 실리콘 조성물로 코팅하는 단계 및 금형을 가열하여 경화성 실리콘 조성물을 경화시키는 단계를 추가로 포함한다. 금형은 당업계에 알려진 방법에 의해 코팅될 수 있다. 예를 들어, 금형은 경화성 실리콘 조성물을 금형 내로 사출함으로써 코팅될 수 있다. 당업자는 경화성 실리콘 조성물을 경화시키기 위한 금형을 코팅하는 방법을 알 것이다. 가열은 당업계에 공지된 방법에 의해 달성될 수 있으며, 당업자는 경화성 실리콘 조성물을 경화시키기 위해 금형을 가열하는 방법을 알 것이다. 경화성 실리콘 조성물을 성형하기 위한 금형에 사용되는 재료는 당업계에 공지되어 있다. 당업자는 실리콘 조성물을 경화시키는 데 사용하기 위한 금형을 형성하는 데 사용되는 재료를 알 것이다.
경화성 실리콘 조성물은 120 내지 180℃, 대안적으로 130 내지 170℃의 온도에서 가열된다. 경화된 실리콘 재료는 상기에 기재된 바와 같다.
본 발명의 일 태양에서, 본 방법은 경화된 실리콘 조성물을 금형으로부터 제거하는 단계, 금형을 경화성 실리콘 조성물로 재코팅하는 단계, 및 재코팅된 금형 상에서 경화성 실리콘 조성물을 경화시키는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명의 다른 태양에서, 금형의 세정 및 교체를 필요로 하는 금형 상의 임의의 규소계 침착물의 축적 없이 500회 초과, 대안적으로 1000회 초과, 대안적으로 1500회 초과, 대안적으로 2500회 초과하여 금형이 반복적으로 경화성 실리콘 조성물로 재코팅되고 재코팅된 금형 상에서 경화성 실리콘 조성물이 경화된다. 달리 말하면, 금형은 500 사이클, 대안적으로 100 사이클, 대안적으로 1500 사이클, 대안적으로 2500 사이클 동안 사용될 수 있으며, 사이클은 금형을 경화성 실리콘 조성물로 코팅하는 단계, 경화성 실리콘 조성물을 가열하여 경화성 실리콘 조성물을 경화시켜 경화된 실리콘 재료를 형성하는 단계, 및 경화된 실리콘 재료를 금형으로부터 제거하는 단계를 포함하되, 단, 금형으로부터 규소계 침착물을 제거하기 위해 사이클들 사이에 금형이 세정되거나 교체되지 않는다. 금형 내의 규소계 침착물은 5x의 배율을 갖는 입체현미경을 사용하여 금형을 조사함으로써 검출된다. 규소 침착물을 결정하는 방법은 실시예에서 후술된다.
본 발명의 다른 태양에서, 경화성 실리콘 조성물은, 존재하는 경우, 경화성 실리콘 조성물의 중량을 기준으로, 1% 미만, 대안적으로 0.01% 미만, 대안적으로 검출불가능한 수준의 알콕시를 갖는다.
본 발명의 조성물은 성형 공정에서 훨씬 감소된 금형 파울링으로 반복적으로 사용될 수 있다. 본 발명의 방법은 또한 성형 공정에서 반복 사용 동안 종래 기술의 조성물에 비해 감소된 금형 파울링을 초래한다. 상기에 논의된 바와 같이, 금형 파울링은 반복 사용 동안 금형 상에 규소-함유 침착물이 축적되어 금형의 반복 사용에 걸쳐 성형된 물품의 품질이 감소되게 하는 것이다. 금형 파울링은 5x 배율의 입체현미경을 사용한 시각적 검사 하에서 금형 내에서 관찰된다.
실시예
하기 실시예는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 입증하기 위해 포함된다. 이어지는 실시예에 개시된 기술은 본 발명의 실시에 있어서 잘 작용하는 것으로 본 발명자들이 발견한 기술을 나타내며, 따라서 그 실시를 위한 바람직한 방식을 구성하는 것으로 간주될 수 있다는 것을 당업자는 이해하여야 한다. 그러나, 당업자라면, 본 발명의 개시 내용을 고려하여, 개시된 구체적인 실시 형태에서 많은 변화가 이루어질 수 있으며, 이는 본 발명의 사상 및 범주에서 벗어나지 않고서 동일하거나 유사한 결과를 여전히 얻을 수 있음을 알아야 한다. 모든 백분율은 중량% 단위이다. 실시예에서, 점도는 25℃에서의 값이며 부는 질량부를 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00001
금형 파울링: 매 100 사이클 후에 입체현미경을 사용하여 5x 배율 하에서 금형의 시각적 검사에 의해 실시예에서 금형 파울링을 결정하였다. 성형된 물품을, 균일한 백색 광이 상부로부터 도입되는 일측 입구 블랙 박스 내에 넣는다. 시각적 검사는, 금형 파울링인, 금형 상의 침착물을 찾는다. 일단 규소-함유 침착물이 관찰되면, 사이클 횟수를 기록한다. 광 확산을 갖는 성형된 물품의 사진을 DX 18-55 mm 조리개를 갖는 니콘(Nikon) D5000으로 촬영한다.
모든 실시예에 대해 동일한 금형을 사용하였다. 복잡한 금형이 금형 파울링 문제를 더 급속하게 발생시키는 것으로 알려져 있기 때문에 설계가 복잡한 금형을 선택하였다.
성분 (A) 내지 성분 (C)와 경화 지연제로서의 반응 억제제용으로 하기 실시예에서 사용되는 재료의 특성 및 명칭은 하기에 나타낸 바와 같다.
성분 A-1
a-1: 점도(Mn)가 55,000 mPa · s이고 비닐 기 함량이 0.09 질량%인, 양측 분자 사슬 말단이 다이메틸비닐실록시 기로 말단 블로킹된 다이메틸폴리실록산.
a-2: 점도가 9,000 mPa · s이고 비닐 기 함량이 0.145 질량%인, 양측 분자 사슬 말단이 다이메틸비닐실록시 기로 말단 블로킹된 다이메틸폴리실록산.
성분 A-2
a-3: 질량 평균 분자량(Mn)이 대략 37,000이고, 비닐 기 함량이 1.9 질량%이고, SiO4/2 단위 1몰에 대한 R1 2R2SiO1/2 단위 및 R1 3SiO1/2 단위의 총 몰 수의 비가 0.79인, 평균 단위식 (ViMe2SiO1/2)0.04(Me3SiO1/2)0.40(SiO4/2)0.56으로 주어지는 유기폴리실록산.
성분 B
b-1: 동점도가 23 ㎟/s이고 규소-결합된 수소 원자 함량이 대략 0.96 질량%인, 평균 단위식 (HMe2SiO1/2)8(SiO4/2)3으로 주어지는 유기폴리실록산.
성분 C
백금 촉매: 백금의 1,3-다이비닐테트라메틸다이실록산 착물의 1,3-다이비닐테트라메틸다이실록산 용액. 백금 금속 함량은 대략 6500 ppm이다.
성분 D: 경화 지연제로서의 반응 억제제
3,5-다이메틸-1-옥틴-3-올
Figure pct00002
실시예 1에서, 실시예 1의 경화성 조성물을 금형 내로 사출하여 금형을 코팅하고, 이어서, 경화성 조성물을 금형 내에서 경화시키지만 경화성 조성물을 스코칭(scorching)하지 않기에 충분한 특정 시간 동안 그리고 약 150℃의 금형 온도에서 경화성 조성물을 경화시켜 경화된 조성물/물품을 형성하였다. 경화 후에, 로봇에 의해 경화된 조성물을 금형으로부터 제거하고, 금형을 사출 성형에 의해 다시 실시예 1의 경화성 조성물로 재코팅하고, 금형 상에 재코팅된 경화성 조성물을 경화시키고, 경화된 조성물/물품을 로봇에 의해 금형으로부터 다시 제거하였다. 금형을 코팅하고, 경화시키고, 경화된 물품을 제거하는 이러한 공정을 최대 10,000회 또는 금형 파울링이 검출될 때까지 반복하였다. 사출, 경화 및 경화된 조성물/물품의 제거의 매 100 사이클 후에 금형 파울링에 대해 금형을 검사하였다. 상기에 기재된 바와 같이 5x 배율 입체현미경, 블랙 박스, 및 니콘 카메라를 사용하여 금형 파울링에 대해 금형을 검사하였다. 실시예 1의 경화성 조성물은 금형 파울링(즉, 침착물)이 금형 상에서 관찰되기 전에 2000회 금형 상에 코팅되고 경화되었다. 실시예 2 및 실시예 3과 비교예 1은 실시예 1과 동일한 금형, 금형 온도, 경화 시간, 경화된 물품/조성물 제거 공정, 코팅 공정(사출), 및 금형 파울링 관찰 공정을 사용하였다. 금형 파울링이 관찰되기 전의 실시예 2 및 실시예 3과 비교예 1의 조성물 각각에 대한 사이클 횟수가 표에 열거되어 있다. 실시예는, 본 발명에 따른 조성물은 금형 파울링 없이 2000회를 초과하여 금형 내에서 경화될 수 있지만, 비교예 1의 조성물은 1000 사이클 미만 후에 금형을 파울링시켰음을 보여준다.

Claims (13)

  1. 경화성 실리콘 조성물로서,
    (A) 100 질량부의 알케닐-함유 유기폴리실록산으로서,
    (A-1) 각각의 분자 내에 평균 2개 이상의 알케닐 기를 가지며 25℃에서의 점도가 5000 내지 1,000,000 mPas인, 성분 (A)의 20 질량% 내지 60 질량% 이하의 다이알킬폴리실록산, 및
    (A-2) SiO4 / 2 단위, R1 2R2SiO1 / 2 단위, 및 R1 3SiO1 /2 단위(여기서, R1은 C1-10 알킬이고 R2는 알케닐임)를 포함하며 1 질량% 이상 3.5 질량% 미만의 범위의 알케닐 기를 함유하는, 성분 (A)의 40 질량% 내지 80 질량% 이하의 알케닐-함유 수지-형태 유기폴리실록산
    을 포함하는, 상기 알케닐-함유 유기폴리실록산;
    (B) 각각의 분자 내에 평균 3개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 가지며 상기 규소-결합된 수소 이외의 규소-결합된 기는 C1-10 알킬인, 성분 (A) 내의 총 알케닐 1 몰당 이 성분 (B) 내의 규소-결합된 수소 1.2 내지 2.2 몰 미만을 제공하는 양의 유기폴리실록산으로서,
    성분 (B)는,
    (B-1) 0.7 질량% 이상의 규소-결합된 수소를 함유하고 SiO4 / 2 단위 및 HR3 2SiO1/2 단위(여기서, R3은 C1-10 알킬임)를 SiO4 / 2 단위 1 몰당 HR3 2SiO1 / 2 단위 1.50 내지 2.50 몰의 범위의 비로 포함하는, 성분 (B)의 50 내지 100 질량%의 유기폴리실록산, 및
    (B-2) 0.3 질량% 이상의 규소-결합된 수소를 함유하며 상기 규소-결합된 수소 이외의 규소-결합된 기는 C1-10 알킬인, 성분 (B)의 0 내지 50 질량%의 직쇄형 유기폴리실록산
    을 포함하는 유기폴리실록산인, 상기 유기폴리실록산; 및
    (C) 촉매량의 하이드로실릴화 반응 촉매
    를 포함하는, 경화성 실리콘 조성물.
  2. 경화성 실리콘 조성물의 열경화에 의해 제공되는 고도로 투명한 경화된 실리콘 재료로서, 상기 경화성 실리콘 조성물은, (A) 100 질량부의 알케닐-함유 유기폴리실록산으로서,
    (A-1) 각각의 분자 내에 평균 2개 이상의 알케닐 기를 가지며 25℃에서의 점도가 5000 내지 1,000,000 mPas인, 성분 (A)의 20 질량% 내지 60 질량% 이하의 다이알킬폴리실록산, 및
    (A-2) SiO4 / 2 단위, R1 2R2SiO1 / 2 단위, 및 R1 3SiO1 /2 단위(여기서, R1은 C1-10 알킬이고 R2는 알케닐임)를 포함하며 1 질량% 이상 3.5 질량% 미만의 범위의 알케닐 기를 함유하는, 성분 (A)의 40 질량% 내지 80 질량% 이하의 알케닐-함유 수지-형태 유기폴리실록산
    을 포함하는, 상기 알케닐-함유 유기폴리실록산;
    (B) 각각의 분자 내에 평균 3개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 가지며 상기 규소-결합된 수소 이외의 규소-결합된 기는 C1-10 알킬인, 성분 (A) 내의 총 알케닐 1 몰당 이 성분 내의 규소-결합된 수소 1.2 내지 2.2 몰 미만을 제공하는 양의 유기폴리실록산으로서,
    성분 (B)는,
    (B-1) 0.7 질량% 이상의 규소-결합된 수소를 함유하고 SiO4 / 2 단위 및 HR3 2SiO1/2 단위(여기서, R3은 C1-10 알킬임)를 SiO4 / 2 단위 1 몰당 HR3 2SiO1 / 2 단위 1.50 내지 2.50 몰의 범위의 비로 포함하는, 성분 (B)의 50 내지 100 질량%의 유기폴리실록산, 및
    (B-2) 0.3 질량% 이상의 규소-결합된 수소를 함유하며 상기 규소-결합된 수소 이외의 규소-결합된 기는 C1-10 알킬인, 성분 (B)의 0 내지 50 질량%의 직쇄형 유기폴리실록산
    을 포함하는 유기폴리실록산인, 상기 유기폴리실록산; 및
    (C) 촉매량의 하이드로실릴화 반응 촉매
    를 포함하는, 고도로 투명한 경화된 실리콘 재료.
  3. 제2항에 있어서, JIS K 6253에 규정된 타입 A 경도계를 사용하여 측정된 경도가 30 이상 90 이하의 범위이고, JIS K 6251에 규정된 바와 같은 연신율이 50% 이상이고, 6 mm 광로 길이에서 JIS K 7105에 따라 측정된 25℃에서의 평행 광 투과율이 90% 이상이고, 200℃에서의 평행 광 투과율이 25℃에서의 평행 광 투과율의 99% 이상인 값인, 고도로 투명한 경화된 실리콘 재료.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 열경화는 120 내지 180℃의 온도에서 수행되는, 고도로 투명한 경화된 실리콘 재료.
  5. 120 내지 180℃의 온도에서 제1항에 따른 경화성 실리콘 조성물의 열경화에 의해 제공되는 경화된 실리콘 층과 함께 단일 물품을 형성하는 기재(substrate)를 포함하는, 경화된 실리콘 복합재.
  6. 제2항에 있어서, JIS K 6253에 규정된 타입 A 경도계를 사용하여 측정된 경도가 50 이상 90 이하의 범위인, 고도로 투명한 경화된 실리콘 재료.
  7. 제1항에 있어서, 성분 (B)는 성분 (A) 내의 총 알케닐 1 몰당 규소-결합된 수소 1.5 내지 2.0 몰을 제공하는 양인, 경화성 실리콘 조성물.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 억제제, 금형 이형제(mold release agent), 충전제, 접착 촉진제, 열 안정제, 난연제, 반응성 희석제, 산화 억제제, 및 이들의 임의의 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 추가 성분을 추가로 포함하는, 고도로 투명한 경화된 실리콘 재료.
  9. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다이알킬폴리실록산 (A-1)은 25℃에서의 점도가 10,000 내지 500,000 mPas인, 고도로 투명한 경화된 실리콘 재료.
  10. 고도로 투명한 경화된 실리콘 재료를 형성하는 방법으로서, 상기 방법은 하기 단계: 경화성 실리콘 조성물을 120 내지 180℃의 온도에서 가열하여 고도로 투명한 경화된 실리콘 재료를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 경화성 실리콘 조성물은, (A) 100 질량부의 알케닐-함유 유기폴리실록산으로서,
    (A-1) 각각의 분자 내에 평균 2개 이상의 알케닐 기를 가지며 25℃에서의 점도가 5000 내지 1,000,000 mPas인, 성분 (A)의 20 질량% 내지 60 질량% 이하의 다이알킬폴리실록산, 및
    (A-2) SiO4 / 2 단위, R1 2R2SiO1 / 2 단위, 및 R1 3SiO1 /2 단위(여기서, R1은 C1-10 알킬이고 R2는 알케닐임)를 포함하며 1 질량% 이상 3.5 질량% 미만의 범위의 알케닐 기를 함유하는, 성분 (A)의 40 질량% 내지 80 질량% 이하의 알케닐-함유 수지-형태 유기폴리실록산
    을 포함하는, 상기 알케닐-함유 유기폴리실록산;
    (B) 각각의 분자 내에 평균 3개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 가지며 상기 규소-결합된 수소 이외의 규소-결합된 기는 C1-10 알킬인, 성분 (A) 내의 총 알케닐 1 몰당 이 성분 내의 규소-결합된 수소 1.2 내지 2.2 몰 미만을 제공하는 양의 유기폴리실록산으로서,
    성분 (B)는,
    (B-1) 0.7 질량% 이상의 규소-결합된 수소를 함유하고 SiO4 / 2 단위 및 HR3 2SiO1/2 단위(여기서, R3은 C1-10 알킬임)를 SiO4 / 2 단위 1 몰당 HR3 2SiO1 / 2 단위 1.50 내지 2.50 몰의 범위의 비로 포함하는, 성분 (B)의 50 내지 100 질량%의 유기폴리실록산, 및
    (B-2) 0.3 질량% 이상의 규소-결합된 수소를 함유하며 상기 규소-결합된 수소 이외의 규소-결합된 기는 C1-10 알킬인, 성분 (B)의 0 내지 50 질량%의 직쇄형 유기폴리실록산
    을 포함하는 유기폴리실록산인, 상기 유기폴리실록산; 및
    (C) 촉매량의 하이드로실릴화 반응 촉매
    를 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 금형을 제1항의 경화성 실리콘 조성물로 코팅하는 단계 및 상기 금형을 가열하여 상기 경화성 실리콘 조성물을 경화시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 방법은 상기 경화된 실리콘 조성물을 상기 금형으로부터 제거하는 단계, 상기 금형을 상기 경화성 실리콘 조성물로 재코팅하는 단계, 및 상기 경화성 실리콘 조성물을 경화시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 금형이 세정되거나 교체되기 전에 1000회를 초과하여 상기 금형이 반복적으로 상기 경화성 실리콘 조성물로 재코팅되고 상기 경화성 실리콘 조성물이 경화되는, 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3733780A4 (en) * 2017-12-25 2021-10-06 Dow Toray Co., Ltd. SILICONE RUBBER COMPOSITION AND COMPOSITE MATERIAL MANUFACTURED FROM IT
US20230242305A1 (en) * 2022-01-31 2023-08-03 Kam Yuen Dennis Hon Two-component platinum contented liquid silicone and the method for manufacturing of storage box lid

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI373150B (en) 2003-07-09 2012-09-21 Shinetsu Chemical Co Silicone rubber composition, light-emitting semiconductor embedding/protecting material and light-emitting semiconductor device
JP4586967B2 (ja) 2003-07-09 2010-11-24 信越化学工業株式会社 発光半導体被覆保護材及び発光半導体装置
JP5138158B2 (ja) 2005-05-23 2013-02-06 信越化学工業株式会社 Ｌｅｄ発光装置用シリコーンレンズ成形材料
JP5247979B2 (ja) 2005-06-01 2013-07-24 モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社 透明な硬化物を与えるポリオルガノシロキサン組成物
JP4965111B2 (ja) 2005-11-09 2012-07-04 東レ・ダウコーニング株式会社 硬化性シリコーン組成物
JP5475295B2 (ja) 2009-02-02 2014-04-16 東レ・ダウコーニング株式会社 高透明のシリコーン硬化物を与える硬化性シリコーン組成物

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