KR20200094934A - 경화제 조성물 및 이를 포함하는 실란트 조성물 - Google Patents

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KR20200094934A
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김형철
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Abstract

본 발명은 경화제 조성물 및 이를 포함하는 실란트 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 속경화형(Fast Curable Property)이 우수하면서도 휘발성 유기 용제의 함량을 저감시킨 경화제 조성물, 이를 포함하는 속경화형 실란트 조성물 및 이로부터 제조되는 실란트 경화물에 관한 것이다. 본 발명의 경화제 조성물은 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부 및 화학식 2로 표시되는 화합물 0.1 내지 20 중량부를 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00007

[화학식 2]
Figure pat00008

Description

경화제 조성물 및 이를 포함하는 실란트 조성물{CURING AGENT COMPOSITION AND SEALANT COMPOSITION COMPRISING THE SAME}
본 발명은 경화제 조성물 및 이를 포함하는 실란트 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 속경화성(Fast Curable Property)이 우수하면서도 휘발성 유기 용제의 함량을 저감시킨 경화제 조성물, 이를 포함하는 속경화형 실란트 조성물 및 이로부터 제조되는 실란트 경화물에 관한 것이다.
종래에 옥심계 유리글레이징용 실리콘 실란트에 대하여 균열 시간을 최소화하기 위해서는 경화성이 양호한 속경화형 경화제인 테트라-(메틸에틸케톡심)실란(Tetra-(methylethylketoxime)silane, 이하 TOS)류를 사용하여 왔으며, TOS는 어는 점이 0℃보다 높기 때문에 상온에서 응고되는 것을 방지하기 위하여 톨루엔(Toluene)과 희석하여 사용하여 왔다.
한편, 위와 같은 톨루엔은 강한 휘발성으로 인하여 유해화학물질로 분류되는 화합물로서, 최근 아파트와 같은 생활 주거 공간에서 실내 공기질 개념이 도입됨에 따라서 TVOC 및 톨루엔 방출 기준이 나날이 강화되고 있다. 또한, 화학물질의 등록 및 평가 등에 관한 법률(이하 '화평법')에 따르면 실란트는 틈새충진제로서 위해 우려제품으로 분류됨에 따라 유해화학물질로 분류된 톨루엔이 사용된 경우 포장용기에 독성관련 표기가 의무화되었다.
제품 판매자나 소비자의 입장에서 위와 같은 표기법상 의무화와 친환경 화학 제품에 대한 관심도가 증가함에 따라서 화학 제품 내 TVOC 함량을 크게 낮추거나 톨루엔을 대체한 화학 제품의 개발을 요구하고 있으나, 톨루엔에 희석된 TOS를 유리글레이징용 실리콘 실란트에 사용하는 경우에는 원료 내 톨루엔으로 인해 실란트 제품의 TVOC(Total Volatile Organic Compound, 총 휘발성 유기화합물)의 함량이 높아지는 문제가 발생하게 된다.
이에 따라 경화성이 우수하여 균열 시간을 줄일 수 있으면서 총 휘발성 유기 화합물의 함량을 크게 저감한 경화제 및 이를 사용하여 제조되는 실란트의 개발에 대한 요구가 계속되고 있다.
본 발명은 속경화형 실란트 조성물에 사용할 수 있는 경화제 조성물로서, 휘발성 유기 용제에 희석하지 않고 사용할 수 있는 경화제 조성물을 제공하고자 한다.
또한 이를 이용하여 빠르게 경화될 수 있는 실란트 조성물 및 이로부터 제조되어 휘발성 유기 화합물의 함량이 크게 저감되고, 빠르게 경화되어 내균열성이 우수한 실란트 경화물을 제공하고자 한다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부 및 화학식 2로 표시되는 화합물 0.1 내지 20 중량부를 포함하는 경화제 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 (A) 수산기-말단 폴리실록산 수지, (B) 가소제 및 (C) 위의 경화제 조성물을 포함하는 실란트 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
본 발명의 경화제 조성물을 이용하면, 톨루엔과 같은 휘발성 유기 화합물에 희석하지 않고서 속경화형 실란트 조성물을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 실란트 조성물을 이용하면, 휘발성 유기 화합물의 함량을 크게 낮추면서도 내균열성이 우수한 실란트 경화물을 제조할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 실시예 1의 GC-FID 결과 그래프이다.
도 2는 비교예 1의 GC-FID 결과 그래프이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
경화제 조성물
본 발명의 경화제 조성물은 옥심계 화합물의 혼합물을 포함하며, 구체적으로 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하며, 더욱 구체적으로 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부 및 화학식 2로 표시되는 화합물 0.1 내지 20 중량부를 포함하여 속경화형 실란트 조성물에 사용될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00003
[화학식 2]
Figure pat00004
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 C13H27N3O3Si(MW: 301.46 g/mol)의 분자식을 갖는, 메틸트리스(메틸에틸케톡심)실란(Methyltris(methylethylketoxime)silane)이며, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 C16H32N4O4Si(MW: 372.54 g/mol)의 분자식을 갖는, 테트라-(메틸에틸케톡심)실란(Tetra-(methylethylketoxime)silane)이다.
본 발명의 경화제 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 함량비는 구체적으로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부를 기준으로 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 0.1 내지 20 중량부이다. 보다 구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부를 기준으로 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 4.5 내지 15.5 중량부, 예를 들어 5 내지 15 중량부를 포함할 수 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물을 상기 중량 범위로 포함하는 경우 톨루엔과 같은 휘발성 유기 화합물에 희석하지 않고서 상온, 예를 들어 22 내지 28℃에서 응고되지 않도록 우수한 안정성을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 중량 범위로 포함하는 경화제 조성물을 적용한 실란트 조성물을 이용하여 실란트 경화물을 제조하는 경우 내균열성이 우수하면서 휘발성 유기 화합물의 총 함량이 저감되는 효과를 나타낼 수 있다.
상기 경화제 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물 외에 이들 간의 혼합을 용이하게 하기 위하여 적절한 용제를 더 포함할 수 있으나, 상기 용제로서는 톨루엔과 같은 휘발성 유기 화합물 외의 용제를 사용하는 것이 더욱 적절하며, 구체적으로는 상기 용제의 함량은 경화제 조성물 총 중량을 기준으로 1 중량% 이하, 예를 들어 0.5 중량% 이하, 0.2 중량% 이하일 수 있다.
실란트 조성물
본 발명의 실란트 조성물은 (A) 수산기-말단 폴리실록산 수지, (B) 가소제 및 (C) 경화제 조성물을 포함하고, 상기 경화제 조성물로서 상술한 경화제 조성물을 이용한다.
[(A) 수산기-말단 폴리실록산 수지]
본 발명의 실란트 조성물에 있어서, (A) 수산기-말단 폴리실록산 수지는 실란트의 주 폴리머로서, 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 3]
HO[-SiR1 2O-]nH
n = 350 내지 2,000의 정수임.
상기 화학식 3에 있어서, 상기 R1은 각각 독립적으로 C1 내지 C60의 알킬기로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 상기 알킬기는 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, sec-부틸기, 1-메틸부틸기, 1-에틸부틸기, 펜틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 헥실기, n-헥실기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 3,3-디메틸부틸기, 2-에틸부틸기, 헵틸기, n-헵틸기, 1-메틸헥실기, 시클로펜틸메틸기, 시클로헥실메틸기, 옥틸기, n-옥틸기, tert-옥틸기, 1-메틸헵틸기, 2-에틸헥실기, 2-프로필펜틸기, n-노닐기, 2,2-디메틸헵틸기, 1-에틸프로필기, 1,1-디메틸프로필기, 이소헥실기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸헥실기, 5-메틸헥실기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 구체적으로는, 상기 R1은 메틸기일 수 있다.
상기 (A) 수산기-말단 폴리실록산 수지의 점도는 이에 제한되는 것은 아니나 예를 들어 잔컵 점도계(Zhan cup viscometers)를 이용하여 측정할 수 있으며, 이 때 점도는 25℃에서 1,000 cst 내지 100,000 cst일 수 있다. 상기 (A) 수산기-말단 폴리실록산 수지의 점도가 상기 범위인 경우 흐름성 및 경화물의 모듈러스 등의 측면에서 바람직할 수 있다. 예컨대, 상기 (A) 수산기-말단 폴리실록산 수지의 점도가 이를 벗어날 경우, 수산기-말단 폴리실록산 수지 저점도에 따른 흐름성 발생 및 경화 후 고 모듈러스에 따른 신율 저하 등의 문제가 발생할 수 있으며, 수산기-말단 폴리실록산 수지의 고점도에 따른 실란트 작업성 미확보 등의 문제가 발생할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 (A) 수산기-말단 폴리실록산 수지에 있어서, 수산기의 함량은 0.029% 내지 0.17%, 예를 들어 0.04%일 수 있으며, 여기서 상기 수산기(OH-)의 함량은 상기 (A) 수산기-말단 폴리실록산 수지 전체 분자량 중에 수산기(OH-)의 분자량에 대한 백분율을 의미하는 것이고, 예를 들어 NMR 분석 방법으로 측정한 값을 나타낼 수 있다. 상기 (A) 수산기-말단 폴리실록산 수지에 있어서 상기 수산기의 함량이 상기 범위를 벗어나서 너무 높을 경우, 실란트의 저장성에 저하될 수 있으며, 상기 범위를 벗어나서 너무 적을 경우, 실란트의 경화성이 저하되는 문제가 나타날 수 있으나, 상기 수산기의 함량이 이제 한정되는 것은 아니다. 상기 (A) 수산기-말단 폴리실록산 수지의 함량은 예를 들어 실란트 조성물 총 중량을 기준으로 5 내지 95 중량%, 예를 들어 10 내지 90 중량%, 15 내지 80 중량%, 20 내지 70 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 (A) 수산기-말단 폴리실록산 수지의 함량이 상기 범위인 경우 실란트 조성물의 속경화형 및 작업 용이성의 측면에서 바람직할 수 있으나, 이의 함량이 상기한 범위에 한정되는 것은 아니다.
[(B) 가소제]
본 발명의 실란트 조성물에 있어서, (B) 가소제는 실란트에 유연성과 작업성을 부여하기 위하여 사용할 수 있다.
상기 (B) 가소제는 당업계에서 실리콘 실란트에 사용하는 가소제를 사용할 수 있으며, 예를 들어 하기 화학식 4로 표시되는 실리콘 오일 및 Toluene 등 유기계 가소제를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 4]
SiR2 3[SiR2 2O]m SiR2 3
m = 5 내지 9000의 정수임.
상기 화학식 4에 있어서, 상기 R2은 각각 독립적으로 C1 내지 C60의 알킬기로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 상기 알킬기는 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, sec-부틸기, 1-메틸부틸기, 1-에틸부틸기, 펜틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 헥실기, n-헥실기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 3,3-디메틸부틸기, 2-에틸부틸기, 헵틸기, n-헵틸기, 1-메틸헥실기, 시클로펜틸메틸기, 시클로헥실메틸기, 옥틸기, n-옥틸기, tert-옥틸기, 1-메틸헵틸기, 2-에틸헥실기, 2-프로필펜틸기, n-노닐기, 2,2-디메틸헵틸기, 1-에틸프로필기, 1,1-디메틸프로필기, 이소헥실기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸헥실기, 5-메틸헥실기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 구체적으로는, 상기 R2은 메틸기일 수 있다.
상기 (B) 가소제의 점도는 이에 제한되는 것은 아니나 예를 들어 잔컵 점도계(Zhan cup viscometers)를 이용하여 측정할 수 있으며, 이 때 점도는 25℃에서 5 내지 10,000 cst일 수 있다. 예컨대, 상기 (B) 가소제의 점도가 상기 범위를 벗어나서 너무 낮은 경우, 고 휘발 원료로 제품 적용상 휘발이 발생하여 실란트의 부피손실이 발생하여 실란트의 신율이 저하될 수 있으며, 상기 (B) 가소제의 점도가 상기 범위를 벗어나서 너무 높은 경우, 실란트의 작업성 저하 문제가 발생할 수 있으나, 상기 (B) 가소제의 점도가 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 (B) 가소제는 예를 들어 실란트 조성물 총 중량을 기준으로 0.1 내지 80 중량%, 예를 들어 1 내지 30 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 (B) 가소제의 함량이 상기 범위인 경우 실란트 조성물의 경화성, 작업 용이성 및 제조되는 실란트 경화물표면의 끈적임 정도의 측면에서 바람직할 수 있으나, 이의 함량이 상기한 범위에 한정되는 것은 아니다.
[(C) 경화제 조성물]
본 발명의 실란트 조성물에 있어서, 실란트 제품의 경화를 위하여 (C) 경화제 조성물을 이용한다. 상기 (C) 경화제 조성물로서는 상술한 본 발명에 따른 경화제 조성물을 이용한다.
구체적으로, 상기 (C) 경화제 조성물은 실란 화합물의 혼합물을 사용하며, 보다 구체적으로 화학식 1로 표시되는 화합물과 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하여 사용한다. 이로써 종래 톨루엔과 같은 휘발성 유기 용제에 실란 화합물을 희석하여 사용하던 속경화형 실란트 조성물에 사용하던 경화제를 톨루엔과 같은 휘발성 유기 용제에 희석하지 않고 사용할 수 있는 효과를 나타낼 수 있다.
상기 (C) 경화제 조성물은 예를 들어 실란트 조성물 총 중량을 기준으로 0.1 내지 30 중량%, 예를 들어 1 내지 15 중량%, 2 내지 8 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 (C) 경화제 조성물의 함량이 상기 범위인 경우 실란트 조성물의 경화성 및 속경화형의 측면에서 바람직할 수 있으나, 이의 함량이 상기한 범위에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 실란트 조성물에서 상기 (A) 수산기-말단 폴리실록산 수지의 수산기(OH-)와 상기 (B) 경화제 조성물의 옥심기(CH3C2H5CNO-) 반응 비율(관능기의 몰비 기준)은 이에 한정되는 것은 아니나, 실란트 조성물의 경화성 및 경제성의 측면에서 1:1 내지 1:453일 수 있으며, 구체적으로는 1:40 내지 1:60일 수 있다. 예컨대, 상기 경화제 조성물의 옥심기 비율이 상기 범위를 벗어나서 너무 적을 경우, 이를 포함하는 실란트 조성물이 제조 용기 내에서 경화될 수 있으며, 상기 경화제 조성물의 옥심기 비율이 상기 범위를 벗어나서 너무 많을 경우, 제조상 제조 비용이 증가하고, 제조 중 빠른 경화반응에 따른 겔화가 발생하는 문제가 나타날 수 있다.
[(D) 필러]
본 발명의 실란트 조성물은 실란트 제품에 강도 및 칙소(Thixo)성 부여를 위해서 (D) 필러를 더 포함할 수 있다.
상기 (D) 필러는 당업계에서 실리콘 실란트에 사용하는 필러를 사용할 수 있으며, 예를 들어 분말 실리카, 탄산칼슘 등을 단독으로 또는 2 이상 조합하여 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. (D) 필러로서 분말상이 사용되는 경우 그 입도(D50)는 예를 들어 1 nm 내지 5 μm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 (D) 필러는 예를 들어 실란트 조성물 총 중량을 기준으로 0.1 내지 90 중량%, 예를 들어 10 내지 80 중량%, 20 내지 70 중량%, 30 내지 60 중량%, 40 내지 50 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 (D) 필러의 함량이 상기 범위인 경우 작업 용이성 및 실란트 경화물의 흐름성, 강도, 및 탄성과 같은 물성의 측면에서 바람직할 수 있으나, 이의 함량이 상기한 범위에 한정되는 것은 아니다.
[(E) 부착증진제]
본 발명의 실란트 조성물은 실란트 제품의 부착성 향상을 위해서 (E) 부착증진제를 더 포함할 수 있다.
상기 (E) 부착증진제는 당업계에서 실리콘 실란트에 사용하는 부착증진제를 사용할 수 있으며, 예를 들어 아미노기를 갖는 알콕시실란(예를 들어, 아미노에틸아미노프로필트리메톡시 실란, 아미노프로필트리메톡시실란), 메르캅토실란 등을 단독으로 또는 2 이상 조합하여 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 (E) 부착증진제는 예를 들어 실란트 조성물 총 중량을 기준으로 0 내지 10 중량%, 예를 들어 0.1 내지 5 중량%, 0.1 내지 1 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 (E) 부착증진제의 함량이 상기 범위인 경우 실란트 조성물의 속경화형 및 부착성의 측면에서 바람직할 수 있으나, 이의 함량이 상기한 범위에 한정되는 것은 아니다.
[(F) 촉매]
본 발명의 실란트 조성물은 경화속도 향상을 위해서 (F) 촉매를 더 포함할 수 있다.
상기 (F) 촉매는 당업계에서 실리콘 실란트에 사용하는 촉매를 사용할 수 있으며, 예를 들어 유기주석 화합물(예를 들어, 디부틸틴 디라우레이트, 디메틸틴디네오데카노에이트), 유기티타늄 화합물(예를 들어, 디-1-부톡시-티타늄-디아세토아세트산 에스테르 킬레이트), 백금화합물 등을 단독으로 또는 2 이상 조합하여 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 (F) 촉매는 예를 들어 실란트 조성물 총 중량을 기준으로 0.001 내지 1 중량%, 예를 들어 0.005 내지 0.1 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 (F) 촉매의 함량이 상기 범위인 경우 실란트 조성물의 경화성 및 제조되는 실란트 경화물의 탄성과 같은 물성의 측면에서 바람직할 수 있으나, 이의 함량이 상기한 범위에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실란트 조성물에는 상기한 성분들 이외에 실리콘계 실란트 조성물에 통상적으로 첨가되는 성분들, 예를 들어, 티타늄옥사이드, 산화철, 카본블랙, 프로필렌글리콜 등이 더 포함될 수 있다. 이들 추가 성분 각각은 실란트 조성물 총 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%의 함량으로 포함될 수 있다.
본 발명의 실란트 조성물은 톨루엔과 같은 휘발성 유기 화합물을 실질적으로 함유하지 않을 수 있다. 구체적으로는, 실란트 조성물 총 중량을 기준으로 휘발성 유기 화합물의 함량이 5 중량% 이하, 예를 들어 3 중량%, 1 중량%, 0.5 중량%, 또는 0 중량%(즉, 전혀 포함하지 않음)일 수 있다.
본 발명의 실란트 조성물의 제조 방법에는 특별한 제한이 없으며, 예를 들어 상기한 바와 같은 성분 (A) 내지 (F)를, 필요에 따라 추가의 첨가제 등과 함께, 교반기 등과 같은 혼합용 장비에 투입한 후, 적절한 온도(예를 들어, 상온)에서 혼합하는 통상의 방법에 따라 제조될 수 있다.
실란트 경화물
본 발명은 상술한 실란트 조성물을 경화시켜서 제조되는 실란트 경화물을 제공할 수 있다.
상기 실란트 조성물의 경화 방법에는 특별한 제한이 없으며, 예를 들어 시편에 실란트 조성물을 균일하게 도포한 후 상온에서 2분 내지 24시간 이상 건조하여 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 실란트 조성물을 경화시켜서 제조되는 실란트 경화물은 휘발성 유기 화합물의 함량이 0.1 mg/m·h 이하를 나타낼 수 있으며, 예를 들어 0.03 내지 0.05 mg/m·h일 수 있고, 이 때 휘발성 유기 화합물의 함량은 KS 소형챔버법(KS I ISO 16000-9)의 방법으로 측정하는 것일 수 있다.
이에 따라 상기 실란트 경화물의 휘발성 유기 화합물의 함량을 종래의 경화제 조성물을 이용하여 제조된 실란트 조성물을 경화시켜서 제조한 실란트 경화물 대비 크게 줄일 수 있어 보다 친환경적인 실란트 경화물을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 본 발명이 속한 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
경화제 조성물의 준비 및 성분 분석
먼저, 메틸트리스(메틸에틸케톡심)실란(순도 95% 이상, Cas No. 22984-54-9) 및 테트라-(메틸에틸케톡심)실란(순도 95% 이상, TOLUENE 0.1%이하, Cas No. 34206-40-1)을 90:10의 혼합비로 혼합한 경화제 조성물(실시예 1)을 제조하였다. 비교예로서는 시판되는 옥심계 경화제인 테트라-(메틸에틸케톡심)실란 경화제(40% / Cas No.34206-40-1, Toluene 60%, Cas no. 108-88-3) (비교예 1).
GC-FID를 이용하여 준비된 실시예 1 및 비교예 1에 대하여 톨루엔 피크 유무 및 피크 강도를 확인하여 그 결과를 도 1, 2에 나타내었다.
도 1, 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1에서는 미미한 함량의 톨루엔 피크가 검출되었으나, 비교예 1은 톨루엔 피크가 과량의 함량으로 검출되었다.
실란트 조성물의 제조
하기 표 1 및 2에 나타낸 조성으로 실란트 조성물을 제조하였다.
구체적으로, 주폴리머에 가소제, 경화제 조성물 및 부착증진제를 각각 투입한 후 진공 하에 10분동안 교반한 후, 필러를 고속으로 15분동안 분산하였다. 가소제는 일부만을 먼저 투입하였다. 투입 직후에는 저속으로 웨팅(wetting)한 후 고속으로 진공 하에서 분산하였다. 이후 촉매와 잔량의 가소제를 투입하여 저속으로 5분동안 분산하였다.
성분 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 실시예8 실시예9
(A) 주폴리머 30 30 30 30 30 30 30 30
(B) 가소제 17.301 17.301 17.301 17.301 17.301 17.301 17.301 17.301
(C) 경화제
조성물		 C-1 3.55 3.5 3.49 3.45 3.42 3.4 3.3 3.25
C-2 0.05 0.1 0.11 0.15 0.18 0.2 0.3 0.35
C-3 - - - - - - - -
C-4 - - - - - - - -
(D)
필러		 D-1 4 4 4 4 4 4 4 4
D-2 40 40 40 40 40 40 40 40
(E) 부착증진제 1 1 1 1 1 1 1 1
(F) 촉매 0.099 0.099 0.099 0.099 0.099 0.099 0.099 0.099
(G) 조색제 4 4 4 4 4 4 4 4
Total 100 100 100 100 100 100 100 100
성분 실시예10 실시예11 실시예12 실시예13 비교예2 비교예3
(A) 주폴리머 30 30 30 30 30 30
(B) 가소제 17.301 17.301 17.301 17.301 17.301 17.301
(C) 경화제
조성물		 C-1 3.18 3.13 3.104 3.2 3.2 3.6
C-2 0.42 0.47 0.496 - - -
C-3 - - - - 0.4 -
C-4 - - - 0.4 - -
(D)
필러		 D-1 4 4 4 4 4 4
D-2 40 40 40 40 40 40
(E) 부착증진제 1 1 1 1 1 1
(F) 촉매 0.099 0.099 0.099 0.099 0.099 0.099
(G) 조색제 4 4 4 4 4 4
Total 100 100 100 100 100 100
A: 수산기-말단 폴리실록산 수지 (점도 50,000 cst, Cas No. 70131-67-8)
B: 메틸기-말단 폴리실록산 오일 (점도 100 cst, Cas No. 61348-62-9)
C-1: 메틸트리스(메틸에틸케톡심)실란 (순도 99.9% 이상, Cas No. 22984-54-9)
C-2: 테트라-(메틸에틸케톡심)실란 (순도 99.9% 이상, TOLUENE 0.1%이하, Cas No. 34206-40-1)
C-3: 비닐트리스(메틸에틸케톡시미노)실란 (순도 99.9% 이상, Cas No. 22984-54-9)
C-4: 테트라-(메틸에틸케톡심)실란 (40% / Cas No.34206-40-1, Toluene 60%, Cas no. 108-88-3)
D-1: 흄드 실리카 (Cas No. 112945-52-5)
D-2: 탄산칼슘 (Cas No. 1317-65-3)
E: 아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란 (순도 95% 이상, Cas No. 1760-24-3)
F: 디뷰틸틴디라우레이트 (순도 95% 이상, Cas No. 77-58-7)
G: YS0101N(백색) (타이타늄다이옥사이드/Cas No. 13463-67-7, 메틸기-말단 폴리실록산 오일/ Cas No. 61348-62-9)
실란트 경화물의 물성 평가
상기에서 제조한 실란트 조성물을 시편에 도포하여 상온에서 건조하여 실란트 경화물을 제조한 후, 제조한 실란트 경화물에 대하여 경화속도 및 물성 등을 다음의 방법으로 평가하여 아래 표 3, 4에 나타내었다.
색상: 이면지에 실란트 조성물을 약 2mm로 균일하게 도포 후 육안을 통해 제품 간의 색상을 비교하는 방법
외관: 이면지에 실란트 조성물을 약 2mm로 균일하게 도포 후 육안을 통해 제품 외관의 이질을 판단하는 방법
지촉건조시간: 실란트 조성물을 줄눈으로 도포 후 일정 시간 후에 표면의 실란트 조성물이 손에 묻어나지 않는 시간을 측정하는 방법
내균열성: 이면지에 실란트 조성물을 약 2mm로 도포 후 지촉건조시간 이후에 10분 간격으로 이면지를 접어서 갈라짐이 발생되지 않는 시간을 측정하는 방법
토출량: 카트리지를 에어건에 삽입 후 노즐팁 5mm, 2kgf 압력으로 약 10초 토출하여 사출되는 양을 관찰하는 방법
슬럼프: 15g의 실란트 조성물을 이면지에 도포 후 수직으로 세운 뒤 흐름성을 관찰하는 방법
경화속도: 원통 모양의 용기에 실란트 조성물을 주입 후 하루 주기로 실란트 조성물의 심부 경화 정도를 측정하는 방법 (mm)
부착성: 실란트 경화물을 소지에 적용 후 일정시간(7일, 14일, 21일, 28일) 경과 후 부착 여부 판단하는 방법
탄성, 강도, 연성 및 경도(기계적 물성): 실란트 조성물을 7일간 경화 후 UTM 및 경도계를 이용하여 고무 물성을 측정하는 방법
휘발성 유기 화합물 총 함량(TVOC): 소형챔버법을 적용하여 실란트 경화물의 TVOC 검출 분석하는 방법
성분 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 실시예8 실시예9
화학식 1의 100 중량부 기준 화학식 2의 함량 1.408 2.857 3.151 4.347 5.263 5.882 9.090 10.769
색상 백색 백색 백색 백색 백색 백색 백색 백색
외관 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호
지촉건조시간(분) 6 6 8 5 5 5 4 4
내균열성(분) 120 70 50 25 20 10 10 10
토출량g/10s(5mm,2kgf) 69 58 57 52 46 46 36 40
슬럼프(mm) none none none none none none none none
경화속도
(mm)		 24h 2.92 3.02 2.84 3.13 3.12 3.12 3.65 3.28
48h 4.45 4.48 4.24 4.60 4.53 4.45 5.12 4.52
부착성
(CF/AF)		 유리 CF CF CF CF CF CF CF CF
불소 CF CF CF CF CF CF CF CF
라미 CF CF CF CF CF CF CF CF
SUS CF CF CF CF CF CF CF CF
PVC CF CF CF CF CF CF CF CF
AL CF CF CF CF CF CF CF CF
기계적 물성 50% modulus
(N/mm2)		 0.33 0.37 0.36 0.39 0.41 0.41 0.41 0.42
100% modulus
(N/mm2)		 0.46 0.51 0.50 .54 0.57 0.59 0.58 0.60
Tensile strength(N/mm2) 1.05 0.98 1.10 1.13 1.15 1.12 1.11 1.09
Elongation(%) 775 571 710 660 626 562 538 510
Hardness(ShoreA) 28 31 31 32 32 32 32 34
TVOC(mg/m·h) 0.051 0.047 0.048 0.039 0.041 0.031 0.046 0.034
성분 실시예10 실시예11 실시예12 실시예13 비교예2 비교예3
화학식 1의 100 중량부 기준 화학식 2의 함량 13.208 15.015 15.979 5 5 -
색상 백색 백색 백색 백색 백색 백색
외관 양호 양호 외관불량
(겔화) 		양호 양호 양호
지촉건조시간(분) 4 4 3 6 4 12
내균열성(분) 10 10 10 25 60 180
토출량g/10s(5mm,2kgf) 38 36 28 52 48 55
슬럼프(mm) none none none none none none
경화속도
(mm)		 24h 3.58 3.64 3.90 3.20 2.22 2.54
48h 4.92 5.21 5.41 4.50 3.22 3.86
부착성
(CF/AF)		 유리 CF CF CF CF CF CF
불소 CF CF CF CF CF CF
라미 CF CF CF CF CF CF
SUS CF CF CF CF CF CF
PVC CF CF CF CF CF CF
AL CF CF CF CF CF CF
기계적 물성 50% modulus
(N/mm2)		 0.43 0.43 0.43 0.65 0.56 0.32
100% modulus
(N/mm2)		 0.62 0.66 0.67 0.86 0.75 0.46
Tensile strength(N/mm2) 1.10 1.08 1.07 1.52 1.31 1.11
Elongation(%) 506 484 477 593 571 720
Hardness(ShoreA) 34 35 35 42 42 30
TVOC(mg/m·h) 0.038 0.042 0.033 0.130 0.041 0.057
위와 같이, 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 경화제 조성물을 이용하여 실란트 조성물을 제조하고, 이로부터 실란트 경화물을 제조하였다. 또한, 상기 (A) 수산기-말단 폴리실록산 수지를 실란트 조성물 총 중량을 기준으로 20 내지 60 중량%의 함량으로 포함하는 실란트 조성물을 제조하여, 실란트 조성물의 우수한 속경화형 및 작업 용이성을 확인하였다. 또한, 상기 (B)가소제를 실란트 조성물 총 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%의 함량으로 포함하는 실란트 조성물을 제조하여, 실란트 조성물의 우수한 경화성 및 작업 용이성을 확인하였으며, 이로부터 제조되는 실란트 경화물의 표면이 끈적이지 않는 현상을 확인하였다.
보다 구체적으로, 경화제 조성물에 있어서, 화학식 1의 100 중량부를 기준으로 화학식 2의 함량에 따라 이를 이용하여 제조되는 실란트 경화물의 물성을 평가한 결과를 확인하였다. 평가 결과, 본 발명에 따른 경화제 조성물을 이용하면 휘발성 유기 화합물의 함량을 저감하면서도 우수한 물성을 유지하는 실란트 경화물을 제공할 수 있음을 확인하였다. 또한, 실시예 4 내지 11의 실란트 조성물을 이용하면 내균열성 및 외관이 더욱 우수한 실란트 경화물을 제공할 수 있음을 확인하였다.

Claims (5)

  1. 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부 및 화학식 2로 표시되는 화합물 0.1 내지 20 중량부를 포함하는 경화제 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pat00005

    [화학식 2]
    Figure pat00006
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부를 기준으로, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 5 내지 15 중량부를 포함하는 것인 경화제 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    용제를 더 포함하며,
    상기 용제의 함량은 경화제 조성물 총 중량을 기준으로 1 중량% 이하인 것인 경화제 조성물.
  4. (A) 수산기-말단 폴리실록산 수지,
    (B) 가소제 및
    (C) 경화제 조성물을 포함하고,
    상기 경화제 조성물은 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 따른 것인 실란트 조성물.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 실란트 조성물을 경화시켜서 제조되는 실란트 경화물은 휘발성 유기 화합물의 함량이 0.1 mg/m·h 이하인 것인 실란트 조성물.
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