KR20210108431A - 경화성 실리콘 기반 조성물 및 그 용도 - Google Patents

경화성 실리콘 기반 조성물 및 그 용도 Download PDF

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프라가티 갈로트
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Abstract

본 기술은, 하나 또는 그 이상의 알케닐 관능기를 포함하는 폴리머 A, 하나 또는 그 이상의 하이드라이드 관능기를 포함하는 폴리머 B; 및 필러를 포함하여 구성되며, 여기서 폴리머 A 및/또는 폴리머 B 중 적어도 하나는 실리콘 폴리머인, 경화성 실리콘 조성물을 제공한다.

Description

경화성 실리콘 기반 조성물 및 그 용도
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2018 년 12 월 26 일에 출원된인도 가출원 201821049325호의 우선권과 이익을 주장하며, 그 개시 내용은 그 전체가 본 명세서에 참고 문헌으로 통합된다.
본 발명의 기술은 경화성 실리콘 기반 조성물에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 기술은 알케닐 관능화된 폴리머, 하이드라이드 관능화된(hydride functionalized) 폴리머, 필러 및 촉매를 포함하여 구성되는 경화성 실리콘 기반 조성물에 관한 것이다.
실리콘은 높은 열 안정성, 유연성 및/또는 내화학성과 같은 고유한 특성으로 알려져 있다. 실록산은 위에서 언급한 것과 같은 특성에 따라 전자 또는 전기 용도에 사용된다. 전기 전도도가 중요한 용도에 실록산을 사용하는 것이 바람직할 수 있지만 전기 전도성 실록산 재료를 개발하는 것은 어렵다.
실리콘의 전기적 특성은 실리콘 매트릭스에 필러를 첨가함으로써 달성될 수 있고, 조성물에 필러 장전(loading)을 증가시킴으로써 원하는 전도도를 달성할 수 있다. 그러나, 더 높이 장전되면, 필러 입자는 시간이 지남에 따라 조성물로부터 분리될 수 있다.
따라서 실록산 매트릭스에 더 높이 장전된 필러의 분산은 주요 과제이다. 조성물에서 필러의 더 많은 장전은 또한 조성물의 경화 속도 및 가공성에 악영향을 미칠 수 있다. 다른 일반적인 문제에는 가변 접촉 저항 및 부피 저항이 포함되지만 이에 국한되지는 않는다.
이러한 기술적 문제를 해결하기 위해, 원하는 기계적 및 화학적 특성을 갖는 경화성 실리콘 조성물을 개발하기 위한 노력이 이루어졌다.
원하는 접착 특성 및 다른 기계적, 화학적 특성, 그리고 심지어 전기적 특성을 제공할 수 있는 경화성 실리콘 조성물이 제공된다. 일부 구현예에서, 본 발명의 기술은, 폴리머 A, 폴리머 B, 하나 이상의 필러, 및 촉매를 포함하여 구성되는 경화성 조성물을 제공하며, 여기서 폴리머 A는 하나 이상의 알케닐 관능기를 포함하여 구성되는 유기 단위 또는 실록산 단위 및 폴리머를 포함하고, 그리고 폴리머 B는 유기 단위, 실록산 단위 또는 유기 단위와 실록산 단위의 조합을 포함하며, 여기서 유기 단위 및 실록산 단위는 하나 이상의 하이드라이드 관능기를 포함하여 구성된다. 일부 구현예에서, 폴리머 B는 혼성 실리콘 하이드라이드를 포함한다.
일부 구현예에서, 폴리머 A는 식 1로 표시될 수 있고;
(R)a(W)b(R)a" 식 1
여기서, a 및 a"는 0 일 수 있지만, a + a"> 0이고, b는 0 일 수 없고,
R은 식 (1a)로 표시될 수 있다:
(CH2)c(CH2O)d(CHOH)e(S)f(X)g 식 (1a)
식 (1a)는 직쇄 또는 분지쇄를 나타낼 수 있다. 식 (1a)에서, S는 우레아 또는 우레탄 결합(linkage), 불포화 기를 갖는 고리형 구조, 포화 고리 탄화수소, 헤테로고리 기, 설폰, 카보네이트, 말레에이트, 프탈레이트, 아디페이트로부터 독립적으로 선택되며, 여기서 X는 식 (1b), 식 (1b'), 또는 식 (1b)의 알케닐 라디칼과 식 (1b')에 언급된 링 구조 중 어느 하나의 조합으로 표시된다:
Figure pct00001
………… 식 (1b)
Figure pct00002
또는
Figure pct00003
………… 식 (1b')
위 식에서, R1은 1-20 개의 탄소 원자를 가지며 임의선택적으로 에스테르에 연결되는, 지방족 또는 방향족 치환 탄화수소, 또는 비치환 탄화수소, 또는 플루오르화 탄화수소로부터 선택되며, c, g, d, e, f, h, i, j k는 0 이상일 수 있다.
또한, 식 1의 W는 식 (1c)으로 표시될 수 있다.
(Y)l(Z)m ………… 식 (1c)
여기서 l, m은 (l + m)> 0인 조건에서 0 이상일 수 있으며; 식 (1c)의 Y는 식 (1d)으로 표시될 수 있고,
Figure pct00004
………… 식 (1d)
여기서, n, o는 각각 항상 0 보다 크고, 여기서 u, p, q, r 및 v는 0 이상일 수 있으며, 이는 n + o + p + q + r + u + v > 0이 전제되고;
M1은 식 (1e)로 표시되며.
Figure pct00005
………… 식 (1e)
D1은 식 (1f)로 표시되고,
Figure pct00006
………… 식 (1f)
D2는 식 (1g)로 표시되며,
Figure pct00007
………… 식 (1g)
D*는 식 (1h)로 표시되고,
Figure pct00008
………… 식 (1h)
D3는 식 (1i)로 표시되며,
Figure pct00009
………… 식 (1i)
D4는 식 (1j)로 표시되고,
Figure pct00010
………… 식 (1j)
D5는 식 (1k)로 표시되며.
Figure pct00011
………… 식 (1k)
D6은 식 (1l)로 표시되고,
Figure pct00012
………… 식 (1l)
T1은 식 (1m)으로 표시되며,
Figure pct00013
………… 식 (1m)
Q1은 식 (1n)으로 표시되고,
Figure pct00014
………… 식 (1n)
M2는 식 (1o)로 표시되며,
Figure pct00015
………… 식 (1o)
R2 - R20 는 R, 또는 1-20 개의 탄소 원자를 갖는, 1가 고리형 또는 비고리형, 지방족 또는 방향족, 치환 또는 비치환 탄화수소, 또는 플루오르화 탄화수소로부터 독립적으로 선택될 수 있으며, s 및 t는 0 이상일 수 있으며,
K는, 그 분자가 짝수의 O1/2 및 짝수의 (CH2)1/2 를 포함하고 그리고 상기 O1/2 및 (CH2)1/2 기 양자는 그 분자 내에서 모두 쌍을 이룬다는 제한하에, 산소 또는 (CH2) 기이다.
식 (1c)의 Z는, 식 (1p)의 구조로부터 선택되고:
Figure pct00016
………… 식 (1p)
여기서 J는, 1-20 개의 탄소 원자를 가지며 임의선택적으로 헤테로원자에 연결되는, 1가 고리형 또는 비고리형, 지방족 또는 방향족, 치환 또는 비치환 탄화수소, 또는 플루오르화 탄화수소로부터 독립적으로 선택될 수 있고, w≥0 이다. 추가적으로, R21, R22 는 R, 또는 1-20 개의 탄소 원자를 가지며 임의선택적으로 헤테로원자에 연결되는, 1가 고리형 또는 비고리형, 지방족 또는 방향족, 치환 또는 비치환 탄화수소, 또는 플루오르화 탄화수소로부터 독립적으로 선택될 수 있다.
일부 구현예에서, 폴리머 B는 식 2로 표시될 수 있고;
Figure pct00017
………… 식 (2)
여기서 a', b'는 각각 0보다 크고,
R'는 식 2a로 표시될 수 있으며,
Figure pct00018
………… 식 (2a)
M3는 식 (2b)로 표시되며,
Figure pct00019
………… 식 (2b)
D7 은 식 (2c)로 표시되고,
Figure pct00020
………… 식 (2c)
D8 은 식 (2d)으로 표시되며,
Figure pct00021
………… 식 (2d)
D**는 식 (2e)로 표시되고,
Figure pct00022
………… 식 (2e)
D9 은 식 (2f)로 표시되며,
Figure pct00023
………… 식 (2f)
D10 은 식 (2g)로 표시되고,
Figure pct00024
………… 식 (2g)
D11은 식 (2h)로 표시되며,
Figure pct00025
………… 식 (2h)
D12는 식 (2i)로 표시되고,
Figure pct00026
………… 식 (2i)
T2는 식 (2j)로 표시되며,
Figure pct00027
………… 식(2j)
Q2 는 식 (2k)로 표시되고,
Figure pct00028
………… 식 (2k)
M4 는 식 (2l)로 표시되며,
Figure pct00029
………… 식 (2l)
R25 - R43 은 수소, 또는 1-20 개의 탄소 원자를 가지며 임의선택적으로 헤테로원자에 연결되는, 1가 고리형 또는 비고리형, 지방족 또는 방향족, 치환 또는 비치환 탄화수소, 또는 플루오르화 탄화수소로부터 독립적으로 선택될 수 있으며, c', d'는 항상 > 0이고, e', f', l', m' 및 g' 는 0 일 수 있으며, 이는 c'+ d'+ e'+ f'+ g'+ l'+ m' > 0인 것이 전제되고. e' > 0인 경우, h', i' > 0 이며, K'는 그 분자가 짝수의 O1/2 및 짝수의 (CH2)1/2 를 포함하고 그리고 상기 O1/2 및 (CH2)1/2 기 양자는 그 분자 내에서 모두 쌍을 이룬다는 제한 하에, 산소 또는 (CH2) 기이다.
식 2의 W' 는 식 (2m) 또는 식 (2m')의 구조로부터 선택될 수 있고:
R44(J')l"R45 ………… 식 (2m)
Figure pct00030
………… 식 (2m)
여기서 J'는 1-20 개의 탄소 원자를 가지며, 임의선택적으로 헤테로원자에 연결되는, 2가 고리형 또는 비고리형, 지방족 또는 방향족, 치환 또는 비치환 탄화수소, 또는 플루오르화 탄화수소로부터 독립적으로 선택될 수 있고, l" ≥ 0이다. 식 (2m')로 표시되는 고리형 구조는 방향족일 수도 있다. R44-R48 는 R'. 또는 1-20 개의 탄소 원자를 가지며 임의선택적으로 헤테로원자에 연결되는, 1가 고리형 또는 비고리형, 지방족 또는 방향족, 치환 또는 비치환 탄화수소, 또는 플루오르화 탄화수소로부터 독립적으로 선택될 수 있다. G는 산소로부터 선택된 헤테로원자이고, M은 탄소 또는 질소로부터 독립적으로 선택될 수 있고, k'는 0 일 수 있고, j'는 1보다 크다.
다음의 발명의 상세한 설명 및 청구 범위에서, 다수의 용어가 참조될 것이며, 이는 다음의 의미를 갖는 것으로 정의될 것이다.
단수 형태 "하나의"("a", "an" 및 "the")는 문맥 상 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다. "임의선택적" 또는 "임의선택적으로"는 이후에 설명되는 이벤트(event) 또는 상황이 발생하거나 발생하지 않을 수 있으며, 그 설명은 그 이벤트가 발생하는 경우와 발생하지 않는 경우를 포함함을 의미한다.
발명의 상세한 설명 및 청구 범위 전체에 걸쳐 본 명세서에서 사용되는 근사어(approximating languag)는 관련된 기본 기능의 변경을 초래하지 않고 허용 가능하게 변할 수 있는 임의의 정량적 표현을 수정하기 위해 적용될 수 있다. 따라서, "약"과 같은 용어에 의해 수정된 값은 특정된 정밀 값으로 한정되지 않는다. 경우에 따라 그 근사어는 값을 측정하기 위한 도구의 정밀도에 상응할 수 있다.
본 명세서에 사용된 용어 "방향족" 및 "방향족 라디칼"은 상호 교환적으로 사용되며,적어도 하나의 방향족 기를 포함하여 구성되는적어도 하나의 원자가를 갖는 원자 어레이를 지칭한다.적어도 하나의 방향족 기를을 포함하여 구성되는적어도 하나의 원자가를 갖는 원자의 어레이는, 질소, 황, 셀레늄, 규소 및 산소와 같은 헤테로원자를 포함할 수 있거나, 탄소 및 수소로만 구성될 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어 "방향족"은 페닐, 피리딜, 푸라닐, 티에닐, 나프틸, 페닐렌 및 비페닐 라디칼을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 언급한 바와 같이, 방향족 라디칼은적어도 하나의 방향족 기를 함유한다. 방향족 기는, 변함없이 4n + 2 개의 "비편재화된(delocalized)" 전자를 갖는 고리형 구조이며, 여기서 "n"은 페닐 기(n = 1), 티에닐 기(n = 1), 푸라닐 기(n = 1), 나프틸 기(n = 2), 아줄레닐 기(n = 2), 안트라세닐 기(n = 3) 등으로 예시된 바와 같이 1 이상의 정수이다. 방향족 라디칼은 또한, 비방향족 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 벤질 기는, 페닐 링(방향족 기)와 메틸렌 기(비방향족 성분)을 포함하여 구성되는 방향족 라디칼이다. 유사하게, 테트라하이드로나프틸 라디칼은, 비방향족 성분 -(CH2)4-에 축환된(fused) 방향족 기(C6H3)를 포함하여 구성되는 방향족 라디칼이다. 편의상, 용어 "방향족 라디칼" 또는 "방향족"은, 알킬 기, 알케닐 기, 알키닐 기,할로알킬 기, 할로 방향족 기, 공액 디에닐 기, 알코올 기, 에테르 기, 알데하이드기, 케톤 기, 카르복실 산기, 아실 기(예 : 에스테르 및 아미드와 같은 카르복실 산 유도체), 아민 기, 니트로 기 등과 같은 광범위한 관능기을 포함하는 것으로 본 명세서에서 정의된다.
예를 들어, 4-메틸페닐 라디칼은 메틸 기를 포함하여 구성되는 C7 방향족 라디칼이고, 그 메틸 기는 알킬 기인 관능기이다. 유사하게, 2-니트로페닐 기는 니트로 기를 포함하여 구성되는 C6 방향족 라디칼이고, 그 니트로 기는 관능기이다. 방향족 라디칼은, 4-트리플루오로메틸페닐, 헥사플루오로이소프로필리덴비스(4-펜 -1-일옥시) (즉, -OPhC(CF3)2PhO-), 4-클로로메틸펜-1-일, 3-트리플루오로비닐 -2- 티에닐, 3-트리클로로메틸펜-1-일(즉, 3-CCl3P), 4-(3-브로모프로프-1-일)펜 -1-일 (즉, BrCH2CH2CH2Ph-) 등과 같은 할로겐화 방향족 라디칼을 포함한다. 방향족 라디칼의 추가적인 예는, 4-알일시펜-1-옥시, 4- 아미노펜-1- 일 (즉, 4-H2NPh-), 3-아미노카르보닐펜-1-일(즉, NH2COPh-), 4-벤조일펜-1-일, 디시아노메틸리덴비스 (4-펜-1-일옥시) (즉, -OPhC (CN) 2PhO-), 3- 메틸펜 -1-일, 메틸렌비스(4-펜-1- 일옥시) (즉, -OPhC(CN)2PhO-), 2-에틸펜-1-일, 페닐에테닐, 3-포르밀-2-티에닐, 2-헥실-5-푸라닐, 헥사메틸렌-1,6-비스(4-펜-1-일옥시) (즉, -OPh(CH2)6PhO-), 4- 하이드록시메틸펜-1-일(즉, 4-HOCH2Ph-), 4-메르캅토메틸펜-1-일(즉, 4-HSCH2Ph-), 4- 메틸티오펜-1-일 (즉, 4-CH3SPh- ), 3-메톡시펜-1-일, 2-메 톡시카르보닐펜-1-일옥시 (예 : 메틸살리실), 2-니트로메틸펜-1-일(즉, 2-NO2CH2Phh), 3-트리메틸실릴-1- 일, 4-t-부틸디메틸실릴펜 -1-일, 4-비닐펜-1-일, 비닐리덴비스(페닐) 등을 포함한다. 용어 "C3-C10 방향족 라디칼"은 3 개 이상, 10 개 이하의 탄소 원자를 함유하는 방향족 라디칼을 포함한다. 방향족 라디칼 1-이미다졸일(C3H2N2-)은 C3 방향족 라디칼을 나타낸다. 벤질 라디칼 (C7H7-)은 C7 방향족 라디칼을 나타낸다. 하나 이상의 구현예에서, 방향족 기는 C6-C30 방향족 기, C10-C30 방향족 기, C15-C30 방향족 기, C20-C30 방향족기를 포함할 수 있다. 일부 특정 구현예에서, 방향족 기는, C3-C10 방향족 기, C5-C10 방향족 기, 또는 C8-C10 방향족기를 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용된 용어 "지환족 기" 및 "지환족 라디칼"은, 상호 교환적으로 사용될 수 있으며, 하나 이상의 원자가를 갖는 라디칼을 지칭하며, 여기서 그 라디칼은 고리 형이지만 방향족이 아닌 원자의 어레이를 포함한다. 본 명세서에 정의된 "지환족 라디칼"은 방향족 기를 함유하지 않는다. "지환족 라디칼"은 하나 이상의 비고리형 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사이클로헥실메틸 기(C6H11CH2-)는 사이클로헥실 링(고리형이지만 방향족이 아닌 원자의 어레이) 및 메틸렌 기 (비고리형 성분)를 포함하여 구성되는 지환족 라디칼이다. 지환족 라디칼은, 질소, 황, 셀레늄, 규소 및 산소와 같은 헤테로원자를 포함할 수 있거나, 탄소와 수소로만 구성될 수 있다. 편의상, 용어 "지환족 라디칼"은, 알킬 기, 알케닐 기, 알키 닐 기,할로 알킬 기, 공액 디에닐 기, 알코올 기, 에테르 기, 알데하이드 기, 케톤 기, 카르복실산 기, 아실 기(예를 들어 에스테르 및 아미드와 같은 카르복실 산 유도체), 아민 기, 니트로 기 등과 같은 광범위한 관능기를 포괄하도록 본 발명에서 정의된다. 예를 들어, 4-메틸사이클로펜트-1-일 라디칼은, 메틸 기를 포함하여 구성되는 C6 지환족 라디칼이고, 그 메틸 기는 알킬 기인 관능기이다. 유사하게, 2-니트로사이클로부트-1-일 라디칼은, 니트로 기를 포함하여 구성되는 C4 지환족 라디칼이고, 그 니트로 기는 관능기이다. 지환족 라디칼은 동일하거나 상이할 수 있는 하나 이상의 할로겐 원자를 포함하여 구성될 수 있다.
할로겐 원자는 예를 들어; 불소, 염소, 브롬 및 요오드를 포함한다. 하나 이상의 할로겐 원자를 포함하여 구성되는 지환족 라디칼은, 2-트리플루오로메틸사이클로헥스-1-일, 4-브로모디플루오로메틸사이클로옥트-1-일, 2-클로로디플루오로메틸사이클로 헥스-1-일, 헥사플루오로이소프로필리덴-2,2-비스 사이클로 헥스-4- 일) (즉, -C6H10C(CF3)2C6H10-), 2-클로로메틸사이클로헥스-1-일, 3-디플루오로메틸렌사이클로헥스-1-일, 4-트리클로로메틸사이클로헥스-1-일옥시, 4-브로모디클로로 메틸사이클로헥스-1-일티오, 2-브로모에틸사이클로펜트-1-일, 2-브로모프로필사이클로헥스-1-일옥시 (예를 들어, CH3CHBrCH2C6H10O-) 등을 포함한다. 또한, 지환족 라디칼의 추가적인 예는, 4- 알릴옥시사이클로헥스-1-일, 4-아미노사이클로헥스-1- 일 (즉, H2C6H10-), 4-아미노카르보닐사이클로펜트-1-일 (즉, NH2COC5H8-), 4-아세틸옥시사이클로헥스-1-일, 2,2-디시아노이소프로필리덴비스(사이클로헥스-4-일옥시) (즉, OC6H10C(CN)2C6H10O-), 3-메틸사이클로헥스-1-일, 메틸렌비스(사이클로 헥스-4-일옥시) (즉, OC6H10CH2C6H10O-), 1-에틸사이클로부트-1-일, 사이클로프로필에테닐, 3-포르밀-2-테라하이드로푸라닐, 2-헥실-5-테트라하이드로푸라닐, 헥사메틸렌-1,6-비스(사이클로헥스-4-일옥시) (즉, -OC6H10(CH2)6C6H10O-), 4-하이드록시 메틸사이클로헥스-1-일 (즉, 4-HOCH2C6H10-), 4-메르캅토메틸사이클로헥스-1-일(즉, 4-HSCH2C6H10-), 4-메틸티오사이클로헥스-1-일 (즉, 4-CH3SC6H10-), 4-메톡시사이클로헥스-1-일, 2-메톡시카르보닐사이클로 헥스-1-일옥시(2-CH3OCOC6H10O-), 4-니트로 메틸사이클로헥스-1-일 (즉, NO2CH2C6H10-), 3-트리메틸실일사이클로헥스-1-일, 2-t-부틸디메틸실일사이클로펜트-1-일, 4-트리메톡시실일에틸사이클로헥스-1-일(예 : (CH3O)3SiCH2CH2C6H10-), 4-비닐사이클로헥센-1-일, 비닐이데덴비스(사이클로헥실) 등을 포함한다. 용어 "C3-C10 지환족 라디칼"은 적어도 3 개, 10 개 이하의 탄소 원자를 함유하는 지환족 라디칼을 포함한다. 지환족 라디칼 2-테트라하이드로푸라 닐(C4H7O-)은 C4 지환족 라디칼을 나타낸다. 사이클로헥실메틸 라디칼 (C6H11CH2-)은 C7 지환족 라디칼을 나타낸다. 일부 구현예에서, 지환족 기는 C3-C20 고리형 기, C5-C15 고리형 기, C6-C10 고리형 기, 또는 C8-C10 고리형 기를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "지방족 기" 및 "지방족 라디칼"은 상호 교환적으로 사용되며, 고리형이 아닌 원자의 선형 또는 분지형 어레이로 구성된 적어도 1의 원자가를 갖는 유기 라디칼을 지칭한다. 지방족 라디칼은 적어도 하나의 탄소 원자를 포함하여 구성되는 것으로 정의된다. 지방족 라디칼을 포함하여 구성되는 원자 어레이는, 질소, 황, 규소, 셀레늄 및 산소와 같은 헤테로원자를 포함할 수 있거나 탄소 및 수소로만 구성될 수 있다. 편의상, 용어 "지방족 라디칼"은 본 발명에서, "고리형이 아닌 원자의, 선형 또는 분지형 어레이"의 일부로서, 알킬 기, 알케닐 기, 알케닐 기, 할로알킬 기, 공액 디에닐기, 알코올 기, 에테르 기, 알데하이드 기, 케톤 기, 카르복실 산 기, 아실 기 (예를 들어 에스테르 및 아미드와 같은 카르복실 산 유도체), 아민 기, 니트로 기 등와 같은, 광범위한 관능기를 포괄하는 것으로 정의된다. 예를 들어, 4-메틸펜트-1-일 라디칼은 메틸 기를 포함하여 구성되는 C6 지방족 라디칼이고, 그 메틸 기는 알킬 기인 관능기이다. 유사하게, 4-니트로부트-1-일 기는, 니트로 기를 포함하여 구성되는 C4 지방족 라디칼이고, 그 니트로 기는 관능기이다. 지방족 라디칼은, 동일하거나 상이할 수 있는, 하나 이상의 할로겐 원자를 포함하여 구성되는 할로알킬 기일 수 있다. 할로겐 원자는, 예를 들어 불소, 염소, 브롬 및 요오드를 포함한다.
하나 이상의 할로겐 원자를 포함하여 구성되는 지방족 라디칼은, 알킬 할라이드 트리 플루오로메틸, 브로모디플루오로메틸, 클로로디플루오로메틸, 헥사플루오로이소프로필리덴, 클로로메틸, 디플루오로비닐리덴, 트리클로로메틸, 브로모디클로로메틸, 브로모에틸, 2-브로모트리메틸렌(예 : -CH2CHBrCH2-) 등을 포함한다. 지방족 라디칼의 추가적인 예는, 알릴, 아미노카르보닐(즉, -CONH2), 카르보닐, 2,2-디시아노이소프로필리덴(즉, -CH2C(CN)2CH2-), 메틸(즉, -CH3), 메틸렌(즉, -CH2-), 에틸, 에틸렌, 포르 밀(즉, -CHO), 헥실, 헥사메틸렌, 하이드록시메틸(즉, -CH2OH), 메르캅토메틸(즉, -CH2SH), 메틸티오(즉, -SCH3), 메틸티오메틸(즉, -CH2SCH3), 메톡시, 메톡시카르보닐(즉, CH3OCO-), 니트로메틸(즉, -CH2NO2), 티오카르보닐, 트리메틸실릴(즉, (CH3)3Si-), t-부틸디메틸실릴, 3-트리메틸옥시실릴 프로필(즉, (CH3O)3SiCH2CH2CH2-), 비닐, 비닐리덴 등을 포함한다. 추가적인 예로서, C1-C10 지방족 라디칼은 적어도 1 개, 10 개 이하의 탄소 원자를 함유한다. 메틸 기(즉, CH3-)는 C1 지방족 라디칼의 예이다. 데실 기(즉, CH3(CH2)9-)는 C10 지방족 라디칼의 예이다. 하나 이상의 구현예에서, 지방족 기 또는 지방족 라디칼은 1-20 개의 탄소 원자, 2-15 개의 탄소 원자, 3-10 개의 탄소 원자, 또는 4-8 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 탄화수소를 포함할 수 있지만 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 기술은 경화성 실리콘 기반 조성물 및 다양한 응용에서 이러한 조성물의 용도를 제공한다. 조성물에서, 본 명세서에 기재된 바와 같은 폴리머 A, 폴리머 B 및 하나 이상의 필러의 선택은 다각적인 특성을 갖는 혼성 복합 재료를 제공한다. 또한, 본 발명의 조성물은, 그 조성물의 경화 및 가공 조건에 영향을 주지 않으면서 실리콘 매트릭스에 비교적 높은 필러의 장전(loadings)을 허용한다. 비실리콘 유기 단위의 존재가, 혼성 실리콘 복합물의 전반적인 특성에 추가적인 이점을 제공하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 기술의 하나 이상의 구현예는 혼성 실리콘 복합재를 형성하기 위한 경화성 조성물을 제공한다. 경화성 조성물은 폴리머 A, 폴리머 B, 하나 이상의 필러 및 촉매를 포함하여 구성된다. 폴리머 A는 알케닐 관능기를 포함하여 구성되는 유기 분자 또는 실록산 분자를 포함하며, 여기서 폴리머 B는, 하이드라이드 관능기를 포함하여 구성되는 유기 분자, 실록산 분자 또는 혼성-실록산 분자를 포함한다.
일부 구현예에서, 폴리머 A는, 2 개 이상의 알케닐 및/또는 에폭시 관능기를 포함하여 구성되는 유기 분자, 2 개 이상의 알케닐 및/또는 에폭시 관능기를 포함하여 구성되는 실록산 분자, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 구현예에서, 폴리머 A는, 2 개 이상의 알케닐 및/또는 에폭시 관능기를 포함하여 구성되는 유기 분자를 포함한다. 일부 다른 구현예에서, 폴리머 A는, 2 개 이상의 알케닐 및/또는 에폭시 관능기를 포함하여 구성되는 실록산 분자를 포함하여 구성되고, 여기서 알케닐 관능화된 실록산 분자는 아래에서 "알케닐 실리콘"으로 지칭되고, 에폭시 관능화된 실리콘은 본 명세서에서 "에폭시 실리콘"으로 지칭된다. 예를 들어, 폴리머 A의 구현예에서, 실록산은 "비닐"기로 관능화될 수 있거나, 다른 예에서 실록산은 "비닐 폴리에테르" 기로 관능화될 수 있다. 일부 구현예에서, 알케닐 실리콘을 포함하여 구성되는 폴리머 A는, 선형 폴리머 사슬일 수 있으며, 여기서 알케닐 관능기는 실록산 선형 폴리머의 말단 위치에 부착된다. 일부 다른 구현예에서, 알케닐 실리콘을 포함하는 폴리머 A는, 분지형 폴리머 일 수 있고, 여기서 알케닐 관능기는 실록산 분지형 폴리머의 하나 이상의 펜던트 위치에 부착된다. 다른 예를 들면, 폴리머 A의 구현예에서, 실록산은 "에폭시" 기로 관능화될 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 폴리머 A는 코폴리머일 수 있다. 일부 구현예에서, 코폴리머 A는 랜덤 코폴리머 일 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 코폴리머 A는 블록 코폴리머일 수 있다. 블록 코폴리머의 예는, 실리콘 폴리에테르 비닐 구조를 포함할 수 있으며, 여기서 실리콘 비닐 및 실리콘 폴리에테르 단위는 교대 배열로 존재한다.
폴리머 A는 식 1의 화합물로 나타낼 수 있고;
Figure pct00031
………… 식 1
여기서 a 및 a"는 0 일 수 있지만, a + a" > 0이고, b는 0 일 수 없으며, R은 식 (1a)로 표시될 수 있다:
Figure pct00032
………… 식 (1a)
식 1a는 직쇄 또는 분지쇄를 나타낼 수 있다. 식 (1a)에서, S는 우레아 또는 우레탄 결합(linkage), 불포화 기를 갖는 고리형 구조, 포화 고리형 탄화수소, 헤테로사이클릭 기, 설폰, 카보네이트, 말레에이트, 프탈레이트, 아디페이트로부터 독립적으로 선택되며, 여기서 X는 식 (1b)의 알케닐 라디칼, 식 (1b')에 언급된 링 구조, 또는 식 (1b)과 식 (1b') 중 어느 하나의 조합으로 표시되고:
Figure pct00033
………… 식 (1b)
Figure pct00034
또는
Figure pct00035
………… 식 (1b')
R1은 지방족 또는 방향족 치환 탄화수소, 또는 비치환 탄화수소, 또는 C1-C20 탄소 원자를 갖고 임의선택적으로 에스테르에 연결된 불화 탄화수소로부터 선택되며, c, g, d, e, f, h, i, j, k는 0 또는 그 이상일 수 있다.
식 1의 W는 식 (1c)로 표시될 수 있고;
Figure pct00036
………… 식 (1c)
여기서, l, m은 (l + m) > 0인 조건에서 0 또는 그 이상일 수 있으며; 식 (1c)의 Y는 식 (1d)로 표시될 수 있고;
Figure pct00037
………… 식 (1d)
여기서 n, o, u, p, q, r 및 v는, n + o + p + q + r + u + v > 0인 경우, 0 또는 그 이상일 수 있으며;
M1은 식 (1e)로 표시되고;
Figure pct00038
………… 식 (1e)
D1은 식 (1f)로 표시되며;
Figure pct00039
………… 식 (1f)
D2는 식 (1g)로 표시되고;.
Figure pct00040
………… 식 (1g)
D*는 식 (1h)로 표시되며;
Figure pct00041
………… 식 (1h)
D3 는 식 (1i)로 표시되고;
Figure pct00042
………… 식 (1i)
D4는 식 (1j)로 표시되며;
Figure pct00043
………… 식 (1j)
D5는 식 (1k)로 표시되고;
Figure pct00044
………… 식 (1k)
D6은 식 (1l)로 표시되며;
Figure pct00045
………… 식 (1l)
T1은 식 (1m)로 표시된다.
Figure pct00046
식(1m)
위에서, Q1은 식 (1n)으로 표시되고;
Figure pct00047
………… 식 (1n)
M2는 식 (1o)로 표시되며;
Figure pct00048
………… 식 (1o)
R2 - R20 은 R, C1-C20 탄소 원자를 가지는, 1가 고리형 또는 비고리형, 지방족 또는 방향족, 치환 또는 비치환 탄화수소, 또는 플루오르화 탄화수소로부터 독립적으로 선택될 수 있고, K는 그 분자가 짝수의 O1/2 및 짝수의 (CH2)1/2 를 포함하고 그리고 상기 O1/2 및 (CH2)1/2 기 양자는 그 분자 내에서 모두 쌍을 이룬다는 제한 하에, 산소 또는 (CH2) 기이며, t는 0 이상일 수 있다.
식 (1c)의 Z는 식 (1p)의 구조로부터 선택되고:
Figure pct00049
………… 식 (1p)
여기서 J는 1-20 개의 탄소 원자를 가지며, 임의선택적으로 헤테로원자에 연결되는, 2가 고리형 또는 비고리형, 지방족 또는 방향족, 치환 또는 비치환 탄화수소, 또는 플루오르화 탄화수소로부터 독립적으로 선택될 수 있으며, w ≥ 0이고, 그리고 R21, R22 는 R, 또는 C1-C20 탄소 원자를 가지며, 임의선택적으로 헤테로원자에 연결되는, 1가 고리형 또는 비고리형, 지방족 또는 방향족, 치환 또는 비치환 탄화수소, 또는 플루오르화 탄화수소로부터 독립적으로 선택된다.
구현예에서, a 및 a"는 1이고; b는 1이고; R에서 c, d, e, f 및 g는 독립적으로 0-10, 1-8 또는 2-6이고, g는 적어도 1이고; h, i, k 및 j는 독립적으로 0-10, 1-8 또는 2-6이고; l은 1이고; m은 0이고; K는 0이고, 그리고 u, q, r 및 v는 각 경우에 독립적으로 0-10이며, n, o, p는 각 경우에 독립적으로 0-1000이다.
구현예에서, a 및 a"는 1이고, b는 1이고, 그리고 l이 1이고 m이 0인 경우, W는 Y이다. 구현예에서, Y는 (D1)n(D2)o(D*)p이고, 그에 따라 폴리머 A는 식 Ra-(D1)n(D2)o(D*)p-Ra"이며, 여기서 n은 0-1000, 1-750, 5-500 또는 10-300이고, o는 0-1000, 1-750, 5-500 또는 10-300이며, p는 0-100이고, R은 독립적으로 (X)g인데, 여기서 k는 0-10이고 또는 R이 (CH2)c(CH2O)d(X)g인데, 여기서 c는 0-10이고 그리고 d는 0-10이다.한 구현예에서, D1에서 R5 또는 R6 중 하나는 R로부터 선택되고, R은 독립적으로 (X)g이다. 한 구현예에서, o는 0이고, a는 0이고, 그리고 p는 1-10이다.
일부 구현예에서, 식 1로 표시되는 폴리머 A는, 아래에 나타낸 바와 같은 상이한 구조식들(구조식 I 내지 III 및 VIII 내지 XIII)을 포함할 수 있다. 폴리머 A의 한 예는, 식 1에서 a, a'', b는 각각 1이고; 식 1 (a)에서 c는 4이고, d는 8이고, e, f는 0이고, g는 2이며; 식 1 (b)에서, k는 0이고, 또한 식 1 (c)에서 l은 1이고 m은 0 이며; 또한 식 1 (d)에서, u 및 v는 1이고; o, p, q, r 각각이 0이고 n은 29인 것으로, 그 구조식은 다음과 같다
Figure pct00050
(구조식 I)
하나 또는 그 이상의 구현예에서, 폴리머 A는 다음 구조식으로 나타낼 수 있다:
Figure pct00051
(구조식 II)
Figure pct00052
(구조식 III)
하나 또는 그 이상의 구현예에서, 폴리머 A는 또한 다음 구조식으로 나타낼 수 있다:
Figure pct00053
(구조식 VIII)
Figure pct00054
(구조식 IX)
Figure pct00055
(구조식 X)
Figure pct00056
(구조식 XI)
Figure pct00057
(구조식 XII)
Figure pct00058
(구조식 XIII)
Figure pct00059
(구조식 XIV)
하나 이상의 구현예에서, 폴리머 B는, 유기 하이드라이드, 실리콘 하이드라이드, 또는 혼성 실리콘 하이드라이드을 포함하여 구성된다. 혼성 실리콘 하이드라이드의 구현예에서, 폴리머 B는 2 개 이상의 하이드라이드 관능기를 갖는 유기 단위 및 실리콘 단위를 둘 다 포함한다. 일부 구현예에서, 실리콘 하이드라이드은 혼성 실리콘 하이드라이드이다. 혼성 실리콘 하이드라이드은 일반적으로 둘 이상의 하이드라이드 관능기 및 하나 이상의 비실리콘 유기 단위를 포함하여 구성되는 하나 이상의 실리콘 단위의 조합을 포함한다. 혼성 실리콘 하이드라이드의 이러한 구현예에서, 각각의 실리콘 단위 및 각각의 유기 단위는 교대로 배열될 수 있다. 혼성 실리콘 하이드라이드의 또 다른 구현예에서, 2 개 이상의 실리콘 단위는 1 개 이상의 유기 단위에 의해 분리된다. 일부 구현예에서, 하이드라이드 관능기는 말단 위치에 있을 수 있거나, 실리콘-하이드라이드의 실록산 폴리머 사슬 또는 혼성 실리콘 하이드라이드 폴리머의 펜던트 위치에 있을 수 있다.
일부 구현예에서, 폴리머 B는 식 2로 표시될 수 있고;
Figure pct00060
………… 식 (2)
여기서 a', b'는 0보다 크고,
R'는 식 (2a)로 표시될 수 있으며;
Figure pct00061
………… 식 (2a)
여기서, M3 는 식 (2b)로 표시되고,
Figure pct00062
………… 식 (2b)
D7 은 식 (2c)로 표시되며,
Figure pct00063
………… 식 (2c)
D8은 식 (2d)으로 표시되고,
Figure pct00064
………… 식 (2d)
D**는 식 (2e)로 표시되며,
Figure pct00065
………… 식 (2e)
D9는 식 (2f)로 표시되고,
Figure pct00066
………… 식 (2f)
D10은 식 (2g)으로 표시되며,
Figure pct00067
………… 식 (2g)
D11 은 식 (2h)으로 표시되고.
Figure pct00068
………… 식 (2h)
D12 는 식 (2i)로 표시되며,
Figure pct00069
………… 식 (2i)
T2 는 식 (2j)로 표시되고,
Figure pct00070
………… 식 (2j)
Q2 는 식 (2k)로 표시되며,
Figure pct00071
………… 식 (2k)
M4 는 식 (2l)로 표시되고,
Figure pct00072
………… 식 (2l)
R25 - R43 은 수소, 또는 C1-C20 탄소 원자를 갖는, 1가 고리형 또는 비고리형, 지방족 또는 방향족, 치환 또는 비치환 탄화수소, 또는 플루오르화 탄화수소로부터 독립적으로 선택될 수 있으며, c', d', e', f', l', m' 및 g'는 0 이상일 수 있으며, 이는 c'+ d'+ e'+ f'+ g'+ l'+ m' > 0인 것이 전제되고, 그리고 e' > 0 일 때 h', i' > 0 이며,
K'는, 그 분자가 짝수의 O1/2 및 짝수의 (CH2)1/2 를 포함하고 그리고 상기 O1/2 및 (CH2)1/2 기 양자는 그 분자 내에서 모두 쌍을 이룬다는 제한 하에, 산소 또는 (CH2) 기이다.
식 2의 W'는 식 (2m) 또는 식 (2m')의 구조로부터 선택될 수 있고:
R44(J')l"R45 ………… 식 (2m)
Figure pct00073
………… 식 (2m')
여기서 J'는 C1-C20 탄소 원자를 가지며 임의선택적으로 헤테로원자에 연결되는, 2가 고리형 또는 비고리형, 지방족 또는 방향족, 치환 또는 비치환 탄화수소, 또는 플루오르화 탄화수소로부터 독립적으로 선택될 수 있고, 그리고 l"≥0이다. 식 (2m')로 표시되는 고리형 구조는 방향족일 수도 있다. R44 - R48 은 R', 또는 C1-C20 탄소 원자를 가지며 임의선택적으로 헤테로원자에 연결되는, 1가 고리형 또는 비고리형, 지방족 또는 방향족, 치환 또는 비치환 탄화수소, 또는 플루오르화 탄화수소로부터 독립적으로 선택될 수 있다. G는 산소와 같은 헤테로원자 또는 (CH2)j'-R'로부터 선택된다. M은 탄소 또는 질소로부터 독립적으로 선택될 수 있고, k'는 0 이상일 수 있으며, j'는 1보다 크다.
구현예에서, a'는 1이고; b는 1이고; R에서 c', d', e', f' 및 g'는 독립적으로 0-10, 1-8 또는 2-6이고, 그리고 h', i'는 독립적으로 0-10, 1-8, 또는 2-6이며; l’은 1이고; m'은 0이고; k'는 0이다. 또한, 일부 구현예에서, l', f', g' 및 m'는 독립적으로 매번 0-10이며 c', d', e'는 독립적으로 매번 0-1000이다.
구현예에서, a'는 1이고, b는 1이고, 그리고 l"이 1인 경우, W 는 R44J'R45 이다.
일부 구현예에서, 폴리머 A의 식 (1p)의 R21, R22 및 폴리머 B의 식 (2m)의 R44-R45 는 트리(에틸렌 글리콜), 디(에틸렌 글리콜), 설폰, 카보네이트, 말레에이트, 프탈레이트, 아디페이트, 우레아, 폴리에테르 및 퍼플루오로폴리에테르로부터 독립적으로 선택될 수 있다.
일부 구현예에서, 식 2로 표시되는 폴리머 B는 가교제로 사용될 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 식 2의 폴리머 B는 또한 사슬 연장제로서 사용될 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 식 2로 표시되는 폴리머 B는 선형 폴리머이다. 일부 다른 구현예에서, 식 2로 표시되는 폴리머 B는 분지형 폴리머이고, 여기서 식 2의 W'는, 식 (2m')의 구조로부터 선택된다. W'가 식 (2m')의 고리형 구조로부터 선택되면, 식 2의 a'는 0 일 수 있다. 이러한 구현예에서, R'는 또한 0이고, 폴리머 B는, 가교제일 수 있는, W'로만 표시된다. 예를 들어, W'는 트리아진의 실릴 하이드라이드 또는 사이클로헥산의 실릴 하이드라이드로부터 선택된다.
하나 또는 그 이상의 구현예에서, 폴리머 B는 다음 구조식(IV-VII, 및 XV-XVII)으로 표시될 수 있다:
Figure pct00074
(구조식 IV)
Figure pct00075
(구조식 V)
Figure pct00076
(구조식 VI)
Figure pct00077
(구조식 VII)
Figure pct00078
(구조식 XV)
Figure pct00079
(구조식 XVI)
Figure pct00080
(구조식 XVII)
폴리머 A 및 폴리머 B의 다양한 중량비가, 조성물에 첨가되어 혼성 복합재에 대한 원하는 특성을 달성한다. 하나 이상의 구현예에서, 경화성 조성물은 약 5 % 내지 50 % 범위의 폴리머 A를 포함하여 구성된다. 일부 구현예에서, 경화성 조성물은 약 8 % 내지 50 % 범위의 폴리머 A를 포함하여 구성된다. 일부 구현예에서, 경화성 조성물은 약 10 % 내지 40 % 범위의 폴리머 A를 포함하여 구성된다. 일부 구현예에서, 경화성 조성물은 약 10 % 내지 30 % 범위의 폴리머 A를 포함하여 구성된다. 일부 구현예에서, 경화성 조성물은 약 20 % 내지 50 % 범위의 폴리머 A를 포함하여 구성된다. 일부 구현예에서, 경화성 조성물은 약 20 % 내지 40 % 범위의 폴리머 A를 포함하여 구성된다. 일부 구현예에서, 경화성 조성물은 약 20 % 내지 30 % 범위의 폴리머 A를 포함하여 구성된다.
하나 이상의 구현예에서, 경화성 조성물은 폴리머 B를 약 1 % 내지 30 % 범위로 포함하여 구성된다. 일부 구현예에서, 경화성 조성물은 약 1 % 내지 20 % 범위의 폴리머 B를 포함하여 구성된다. 일부 구현예에서, 경화성 조성물은 약 1 % 내지 15 % 범위의 폴리머 B를 포함하여 구성된다. 일부 구현예에서, 경화성 조성물은 약 1 % 내지 10 % 범위의 폴리머 B를 포함하여 구성된다. 일부 구현예에서, 경화성 조성물은 약 2.5 % 내지 10 % 범위의 폴리머 B를 포함하여 구성된다. 일부 구현예에서, 경화성 조성물은 약 0.1 % 내지 10 % 범위의 폴리머 B를 포함하여 구성된다. 일부 구현예에서, 경화성 조성물은 약 0.01 % 내지 10 % 범위의 폴리머 B를 포함하여 구성된다.
언급된 바와 같이, 조성물은 하나 또는 그 이상의 필러를 포함하여 구성되며, 여기서 필러는, 알루미나, 마그네시아, 세리아, 하프니아, 규소, 산화 란타늄, 산화 네오디뮴, 사마리아, 산화 프라세오디뮴, 토리아, 우라니아, 이트리아, 산화 아연, 지르코니아, 실리콘 알루미늄 옥시나이트라이드, 붕규산 유리, 티탄산 바륨, 탄화 규소, 실리카, 탄화 붕소, 탄화 티타늄, 탄화 지르코늄, 질화 붕소, 질화 규소, 질화 알루미늄, 질화 티타늄, 질화 지르코늄, 붕화 지르코늄, 이붕화 티타늄, 알루미늄 도데카보라이드, 바라이트(baryte), 황화 바륨, 석면, 중정석, 규조토, 장석, 석고, 호르마이트(hormite), 카올린, 운모, 네펠린 시에나이트(nepheline syenite), 펄라이트, 피로필라이트(phyrophyllite), 스멕타이트(smectite), 활석, 질석, 제올라이트, 방해석, 탄산 칼슘, 규회석, 칼슘 메타 규산염 , 점토, 규산 알루미늄, 활석, 규산 알루미늄 마그네슘, 수화 알루미나, 수화 알루미나, 수화 알루미늄 산화물, 실리카, 이산화 규소, 이산화 티타늄, 유리 섬유, 유리 플레이크, 점토, 박리 점토, 또는 다른 고 종횡비 섬유, 막대 또는 플레이크, 탄산 칼슘, 산화 아연, 마그네시아, 티타니아, 탄산 칼슘, 활석, 운모, 규회석, 알루미나, 질화 알루미늄, 흑연, 그래핀, 금속 코팅 흑연, 금속 코팅 그래핀, 알루미늄 분말 , 구리 분말, 청동 분말, 황동 분말; 탄소, 흑연, 탄화 규소, 질화규소, 알루미나, 질화 알루미늄, 은, 산화 아연의 섬유 또는 위스커(fibers or whiskers of carbon); 탄소 나노 튜브, 질화 붕소 나노 시트, 산화 아연 나노 튜브, 블랙 포스포로스(black phosphorous), 은 코팅 알루미늄, 은 코팅 유리, 은 도금 알루미늄, 니켈 도금 은, 니켈 도금 알루미늄, 다른 구조의 카본 블랙, 모넬 메시 및 와이어(Monel mesh and wires), 또는 이들 중 둘 이상의 조합을 포함하되, 그에 한정되지 않는다.
하나 이상의 구현예에서, 필러는, 흑연, 니켈-코팅 흑연, 은, 구리 또는 이들의 조합을 포함한다. 하나 이상의 구현예에서, 필러는, 흑연, 니켈 코팅 흑연 또는 이들의 조합을 포함한다. 하나의 구현예에서, 필러는 니켈 코팅 흑연이다.
혼성 복합재에 대한 원하는 특성을 달성하기 위해 다양한 중량비의 필러가 조성물에 첨가된다. 하나 이상의 구현예에서, 경화성 조성물은 약 5 % 내지 80 % 범위의 필러를 포함하여 구성된다. 일부 구현예에서, 경화성 조성물은 약 20 % 내지 80 % 범위의 필러를 포함하여 구성된다. 일부 구현예에서, 경화성 조성물은 약 20 % 내지 60 % 범위의 필러를 포함하여 구성된다. 일부 구현예에서, 경화성 조성물은 약 30 % 내지 80 % 범위의 필러를 포함하여 구성된다. 일부 구현예에서, 경화성 조성물은 약 30 % 내지 60 % 범위의 필러를 포함하여 구성된다. 일부 구현예에서, 경화성 조성물은 약 50 % 내지 80 % 범위의 필러를 포함하여 구성된다. 일부 구현예에서, 경화성 조성물은 약 60 % 내지 80 % 범위의 필러를 포함하여 구성된다.
언급한 바와 같이, 경화성 조성물은 그 조성물의 경화를 촉진하기에 적합한 촉매를 포함하여 구성된다. 적합한 촉매의 예는 전이 금속 착물을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 촉매에 적합한 전이 금속의 예는, Pt, Ru, Rh, Fe, Ni, Co를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 촉매는 지지체 재료, 예를 들어 탄소, 실리카, 알루미나, 염화 마그네슘 또는 지르코니아, 또는 폴리머 또는 프리폴리머, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 또는 폴리(아미노스티렌)에 지지되지 않거나 고정될(unsupported or immobilized) 수 있다.
일부 구현예에서, 조성물은 0.0001 중량 % 내지 0.1 중량 %, 0.005 내지 0.001 중량 %, 또는 0.025 내지 0.01 중량 %의 촉매를 포함하여 구성된다. 구현예에서, 촉매는 PDMS 용액으로 제공된다. 일부 다른 구현예에서, 조성물은 PDMS에 0.0005 내지 0.001 중량 %의 촉매를 포함하여 구성된다. 일부 다른 구현예에서, 조성물은 PDMS에서 0.001 중량 % 내지 0.1 중량 %의 촉매를 포함하여 구성된다. 일부 다른 구현예에서, 조성물은 PDMS에 0.005 중량 % 내지 0.1 중량 %의 촉매를 포함하여 구성된다.
일부 구현예에서, 조성물은 경화 억제제를 추가로 포함하여 구성된다. 경화 억제제는 테트라비닐테트라메틸사이클로-테트라실록산, 2-메틸-3-부티놀-2,1-에티닐-사이클로헥사놀을 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다.
일부 구현예에서, 경화성 조성물은, 트리알콕시 에폭시 실란, 트리알콕시 1차 아미노 실란, 1차 아민 함유 트리알콕시 실란과 2차 아민 함유 트리알콕시 실란의 조합, 트리스-(트리 알콕시)이소시아누레이트 기반 실란, 알킬티오카르복실화 트리알콕시 실란, 또는 이들의 둘 이상의 조합을 더 포함하여 구성된다.
일부 구현예에서, 경화성 조성물은 반응성 희석제를 추가로 포함하여 구성된다. 반응성 희석제는 치환된 글리시딜 에테르를 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 반응성 희석제는 하나 이상의 용매를 포함할 수 있다. 적합한 용매는 액체 탄화수소 또는 실리콘 유체를 포함할 수 있지만 이에 한정되지는 않는다. 탄화수소 용매는 헥산 또는 헵탄을 포함할 수 있고, 실리콘 유체는 폴리 디오르가노실록산을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 경화성 조성물은 레올로지 개질제(rheology modifier) 또는 유동 첨가제를 추가로 포함하여 구성된다. 레올로지 개질제는 테트라하이드로리날로올, 열가소성 수지 및 폴리비닐 아세탈을 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 유동 첨가제는 실리콘 유체 또는 아크릴화 코폴리머를 포함할 수 있지만 이에 한정되지는 않는다.
폴리머 A는 백금 촉매의 존재하에 실리콘 하이드라이드 및 비닐 치환된 알코올을 사용하여 제조될 수 있다. 일부 구현예에서, 중합도에 기초하여, 비스-비닐 트리에틸렌 글리콜, 실리콘 디하이드라이드, 헥산 및 촉매가 3구 둥근 바닥 플라스크에 충전된다. 반응 온도는 교반하면서 약 65 ℃를 유지할 수 있다. 온도를 평형화한 후, 촉매가 한 번에 충전된다. 반응을 계속하여 비닐 실록산을 생성한다.
폴리머 B는 백금 촉매의 존재하에 실록산 및 치환된 탄화수소를 사용하여 제조될수 있다. 일부 구현예에서, 실록산 기반 실리콘 결합된 디하이드로겐(siloxane-based silicone bonded di-hydrogen)가 원하는 온도에서 백금 촉매와 균일하게 혼합된다. 그런 다음, 알케닐 치환된 탄화수소(예: 1,2,4-트리비닐사이클로헥산)를 적하 깔때기에 넣고 하이드라이드와 촉매의 균일한 혼합물에 적하한다. 반응을 계속하여 하이드라이드 말단 관능화된(hydride terminated functionalized) PDMS를 생성한다.
일부 구현예에서, 폴리머 A, 폴리머 B, 필러(들) 및 촉매는 비닐 및 하이드라이드 당량에 대해 함께 혼합된 다음, Hauschild 스피드 믹서를 사용하여 2350 rpm으로 120 초 동안 균질화된다. 균질화된 혼합물은 열풍 오븐에서 60 ℃에서 경화된다.
하나 또는 그 이상의 구현예에서, 조성물은 40-80 ℃에서 첨가 경화에 의해 경화된다. 한 구현예에서, 균질화된 혼합물은 60 ℃에서 경화된다.
일부 구현예에서, 경화된 재료의 적용 및 그의 최종 용도는 코팅, 접착제, 밀봉제, 전극, 잉크, 열 전도성 재료, 전기 전도성 재료, 센서, 액추에이터(actuators), 가열 패드, 항균 포장 재료, 전도성 플라스틱, 전자기 차폐 재료에 있다.
본 명세서의 설명 기록은 최적의 모드를 포함하여 본 발명을 개시하고, 또한 임의의 장치 또는 시스템을 만들고 사용하고 임의의 통합된 방법을 수행하는 것을 포함하여 이 분야의 통상의 기술자가 본 발명을 실시할 수 있도록 하기 위해, 실시예를 사용한다. 본 발명의 특허 가능한 범위는 청구 범위에 의해 정의되고, 이 분야의 통상의 기술자에게 발생하는 다른 예를 포함할 수 있다. 그러한 다른 예는 청구 범위의 문자적 언어와 다르지 않은 구조적 요소를 가지거나, 청구 범위의 문자적 언어와 실질적으로 차이가 없는 동등한 구조적 요소를 포함하는 경우, 청구항의 범위 내에있는 것으로 의도된다.
실시예
폴리머 A의 실시예 1: 구조식(I)의 비닐 관능화된 PDMS의 합성
중합도에 기초하여, 비스-비닐트리에틸렌 글리콜(3.5g), 실리콘 디하이드라이드 (70g), 헥산(35mL) 및 촉매(10ppm)를 3구 둥근 바닥 용기에 넣었다. 반응 온도는 교반하면서 약 65 ℃로 유지되었다. 온도를 평형화한 후, 촉매를 한 번에 혼합물에 넣었다. 반응을 계속하여 구조식(I)의 폴리에테르계 말단 디비닐 실록산인 폴리머 A, P6을 수득하였다.
Figure pct00081
구조식 (I)
폴리머 A의 실시예 2: 구조식 (II)의 비닐 말단 관능화된 카보실란의 합성
중합도에 기초하여, 실리콘 결합된 디하이드로겐 분자(말단 하이드라이드)를 3구 둥근 바닥 용기에 넣고 ≥75 ℃에서 교반하였다. 원하는 온도에서, 5ppm의 백금 촉매를 둥근 바닥 용기에 첨가하고 균일하게 혼합되도록 했다. 그 후, 1,3-디비닐테트라메틸디실록산을 적하 깔때기에 넣고 하이드라이드와 촉매의 반응 혼합물에 방울지게 첨가되도록 하였다. 실리콘 결합된 디하이드로겐 분자(말단 하이드라이드)와 1,3-디비닐테트라메틸디실록산 사이의 몰비는 1 : 1.01로 하였다. 반응을 계속하여 비스비닐 말단 카보실란 구조식(II)을 얻었다.
Figure pct00082
구조식 (II)
폴리머 A의 실시예 3 : 구조식(III)의 비닐카르보실란의 합성
중합도에 기초하여, 헵타메틸사이클로테트라실록산을 3구 둥근 바닥 용기에 취하고 ≥75 ℃에서 교반하였다. 원하는 온도에서 5ppm의 백금 촉매를 둥근 바닥 용기에 첨가하고 균일하게 혼합되도록 했다. 그 후, 1,3-디비닐테트라메틸디 실록산을 적하 깔때기에 넣고 하이드라이드과 촉매의 반응 혼합물에 방울지게 첨가되도록 하였다. 헵타메틸사이클로테트라실록산(말단 하이드라이드)과 1,3-디비닐테트라메틸디실록산의 몰 비는 1 : 1.01로 하였다. 반응을 계속하여 구조식(III)의 비닐 말단 카르보실란을 얻었다.
Figure pct00083
구조식 (III)
폴리머 B의 실시예 4: 구조식(IV)의 하이드라이드 말단 관능화 PDMS의 합성
중합도에 기초하여, 실록산계 실리콘 결합 디-하이드로겐(siloxane-based silicone bonded di-hydrogen)(1190g)를 3구 둥근 바닥 용기에 넣고 ≥75 ℃에서 교반하였다. 원하는 온도에서, 10 ppm의 백금 촉매를 둥근 바닥 용기에 첨가하고 균일하게 혼합되도록 했다. 그 후, 트리알릴 1,3,5 트리아진(70g)을 적하 깔때기에 넣고 하이드라이드와 촉매의 반응 혼합물에 방울지게 첨가되도록 하였다. 반응을 계속하여 구조식(IV)의 하이드라이드 말단 트리아진 기반 말단 트리스-하이드라이드를 생성하였다.
Figure pct00084
구조식 (IV)
폴리머 B의 실시예 5: 구조식 (V)의 하이드라이드 말단 관능화 PDMS의 합성
중합도에 기초하여, 실록산계 실리콘 결합 디-하이드로겐(610g)를 3구 둥근 바닥 용기에 넣고, ≥75 ℃에서 교반하였다. 원하는 온도에서 10 ppm 백금 촉매를 둥근 바닥 용기에 첨가하고 균일하게 혼합되도록 했다. 이어서, 1,2,4-트리비닐 사이클로헥산(35g)을 적하 깔때기에 넣고 하이드라이드과 촉매의 반응 혼합물에 방울지게 첨가되도록 하였다. 반응을 계속하여 구조식(V)의 사이클로헥산 기반 말단 트리스-하이드라이드를 얻었다.
Figure pct00085
구조식 (V)
폴리머 B의 실시예 6: 구조식 (VI)의 하이드라이드 말단 관능화 PDMS의 합성
중합도에 기초하여, 실록산계 실리콘 결합 디-하이드로겐(197.8g)를 3구 둥근 바닥 용기에 넣고 ≥75 ℃에서 교반하였다. 원하는 온도에서 10 ppm 백금 촉매를 둥근 바닥 용기에 첨가하고 균일하게 혼합되도록 했다. 이어서, 2,2'-디알릴 비스페놀 A(175g)를 적하 깔때기에 넣고 하이드라이드과 촉매의 반응 혼합물에 방울지게 첨가되도록 하였다. 반응을 계속하여 구조식 (VI)의 비스페놀-A 기반 말단 비스-하이드라이드를 얻었다.
Figure pct00086
구조식 (VI)
폴리머 B의 실시예 7: 구조식(VII)의 하이드라이드 말단 관능화 PDMS의 합성
중합도에 기초하여, 비스하이드라이드 말단 PDMS (21.51g) 및 트리에틸렌 글리콜 디비닐 에테르(5.0g)를 환류 응축기, 온도계 재킷 및 질소 유입구가 장착된 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 혼합물을 40 ℃로 가열하였다. 10-15 ppm의 카르스테트 촉매를 반응 혼합물에 도입하고 반응을 계속하여 구조식 (VII)의 하이드라이드 말단 선형 폴리머를 생성했다.
Figure pct00087
구조식 (VII)
재료 요약
표 1은 전술한 구조식 (1-VII)에 추가하여 포뮬레이션에 사용된 상이한 재료의 설명 및 공급처를 제공한다.
표 1 : 재료의 설명 및 공급처
폴리머 A (라벨)* 설명 공급원
Silopren# U0.2 (A1) 점도 0.2 Pa-S의 비스비닐 말단
실리콘 유체 		Momentive Performance
Materials, 독일, 레버쿠젠
Silopren# U10 (A2) 점도 10 Pa-S의 비스비닐 말단
실리콘 유체 		Momentive Performance
Materials, 독일, 레버쿠젠
Silopren# U65 (A3) 점도 65 Pa-S의 비스비닐 말단
실리콘 유체 		Momentive Performance
Materials, 독일, 레버쿠젠
FF 160# (A4) 점도 20 Pa-S의, 펜던트 CF3 유체를 가지는 비스비닐 말단 실리콘 Momentive Performance
Materials, 미국, 태리타운
A5 구조삭 (I) 사내 합성
A6 구조식 (II) 사내 합성
A7 구조식( III) 사내 합성
A6 비닐 MD 수지 Momentive Performance
Materials, 독일, 레버쿠젠
폴리머 B (라벨)* 설명 공급원
B1 구조식 (IV) 사내 합성
B2 구조식 (V) 사내 합성
B3 구조식 (VI) 사내 합성
B4 구조 (VII) 사내 합성
B5 실리콘 하이드라이드 유체 Momentive Performance Materials, 독일, 레버쿠젠
필러 (라벨)* 설명 공급원
니켈 코팅 흑연 (f1) 60:40의 니켈 대 탄소 비율을 가지는 메쉬 크기 100 Fischer Scientific, 미국
티탄산 바륨 (f2) 나노 분말 < 100 nm SRL Chemical, 인도
산화 아연 (f3) 나노 분말 < 50-100 nm Sigma Aldrich, 미국
니켈 코팅 알루미늄 분말 80-100 μm,
니켈 대 알루미늄 비율80:20		 Oerlikon, 카나다
카르스테트 촉매 (Cat.) 자일렌 용액 내 2 wt 및 10 wt % Sigma Aldrich, 미국
# Momentive의 상업용 재료
* 라벨- 포뮬레이션 설명에 사용됨
다양한 포뮬레이션의 제조
하나 이상의 알케닐 및/또는 에폭시 관능기를 포함하여 구성되는 폴리머 A 및 둘 이상의 하이드라이드 관능기를 포함하여 구성되는 폴리머 B를 사용하여, 하나 또는 그 이상의 필러 및 촉매의 존재하에, 혼성 실리콘 복합재를 제조하였다. 여기서, 하이드라이드 관능기는 실록산 분자에 대해 말단 또는 펜던트에 있을 수 있다. 또한 다양한 중량비의 필러를 첨가했다.
알케닐 관능 폴리머 A 및 하이드라이드 관능 폴리머 B는 모두 하이드라이드 대 비닐 비를 변화시켜 첨가하였고, 그리고 필러를 그 혼합물에 첨가하여 포뮬레이션을 제조하였다. 백금 촉매의 존재하에 혼합물을 균질화하여 포뮬레이션을 제조 하였다. 30-60 초 동안 2000rpm으로 고속 혼합기를 사용하여 포뮬레이션화된 재료를 사용하여 일련의 실시예의 포뮬레이션을 제조 하였다. 그런 다음 혼합물을 PET 시트 위에 코팅하고, 80 ℃에서 열적으로 경화하거나 150 ℃에서 압축 성형하여 경화시켰다.
다양한 포뮬레이션의 세부 사항은 하기 표 2에 기재되어 있다. 상이한 포뮬레이션에 대해, 상이한 유형의 실리콘 알케닐, 플루오로실리콘 알케닐, 유기-실리콘 혼성 알케닐, 실리콘 하이드라이드 및 혼성 실리콘 하이드라이드이 선택되었다.
표 2: 대표적인 실시예 및 그 조성
포뮬레이션
번호		 폴리머 A 폴리머 B 필러
라벨 포뮬레이션
내
%		 라벨 포뮬레이션
내
%		 라벨 포뮬레이션
내
%
F1 A3 29 B1 1 f1 70
F2 A2 27.4 B1 2.6 f1 70
F3 A1 21.9 B1 8.1 f1 70
F4 A2 27.5 B2 2.5 f1 70
F5 A1 21.9 B2 8.1 f2 70
F6 A4 24.1 B1 5.8 f1 70
F7 A6 19.8 B1 10.1 f1 70
F8 A3, A7 21.2, 0.53 B1 8.2 f1 70
F9 A3 25.5 B1 4.5 f1, f2 69, 1
F10 A3 25.5 B1 4.5 f1, f3 69, 1
F11 A5 23.6 B1, B4 5.4, 1 f1 70
F12 A3 28.5 B1, B3 0.04, 1.46 f1 70
F13 A3,A6 17.7, 9.12 B1, B5 0.5, 1.8 f5 70
물리적 기계적 특성 테스트 방법
EMI 차폐 측정 : 다른 형태의 샘플에 대한 EMI 차폐 측정은 IEEE299 표준에 따라 수행되었다. 샘플은 6-12GHz의 주파수 범위에서 테스트되었다. 샘플의 두께는 0.5-2mm 사이로 유지되었다.
다양한 형태의 샘플에 대한 전기 저항성 측정은 4-프로브 기기를 사용하여 ASTM D257 표준에 따라 수행되었다. 얻어진 전기 저항 값을 전기 전도도로 환산하였다(transposed).
열 전도도 : 샘플의 열 전도도 측정은 ASTM E1530 표준에 따라 수행되었다.
제조된 포뮬레이션의 기계적 특성은 ASTM D412 표준을 사용하여 측정되었다. Instron 기기가 동일한 용도로 사용되었다. 제조된(developed) 복합재의 경도는 ASTM D2240 표준에 따라 측정되었다.
표 3. 제조된 포뮬레이션의 특성
포뮬레이션
번호		 전기 전도도 (S/cm) 열 전도도
(W/mK)		 인장 강도
(MPa)		 파단신율
(%)		 경도
(Shore A)
F1 0.091 0.97 0.189 269 14
F2 0.05 1.0 0.219 180 15
F3 0.05 1.83 0.233 93 23
F4 0.40 0.91 0.224 269 17
F5 0.312 1.11 0.461 110 34
F6 0.17 1.5 0.243 76 25
F7 0.01 1.09 0.271 83 44
F8 0.01 1.2 0.341 99 50
F9 0.007 1.68 0.394 87 46
F10 0.012 1.5 0.367 155 38
F11 13 - 0.984 70 56
F12 0.08 - 0.85 81 61
F13 0.66 - 2.56 106 45
실시예 중 하나에서, F13은 1.1 MPa (알루미늄 대 알루미늄)의 랩 전단 강도를 나타냈다.
표 4. 다양한 포뮬레이션의 EMI 차폐 효과
포뮬레이션 번호 EMI 차폐 (dB)
F2 80
F3 71
F5 102
F6 100
F14 50
비교예 1
혼성 실리콘 기반 포뮬레이션과 순수 실리콘 기반 포뮬레이션을 비교하기 위해, 대조 샘플(포뮬레이션 F13과 비교)을 만들고, 유사한 비닐 대 하이드라이드 비율로 테스트했다. 실록산 기반 가교제를 사용하고, U65를 기본 폴리머로 사용하고, 순수 실리콘 하이드라이드 기반 가교제(CB)를 대조구 샘플에 사용했다. 표 5 : 비교예 1
포뮬레이션 번호 폴리머 A 폴리머 B 필러 전기 전도도
(S/cm)		 EMI 차폐
(dB)		 파단신율
라벨 포뮬레이션
내
%		 라벨 포뮬레이션
내
%		 라벨 포뮬레이션
내
%
대조구 A3 29.7 CB 0.3 f1 70 0.002 40 81
F14 A3 25.5 B1 4.5 f1 70 0.18 50 269
이상, 본 발명의 기술의 구현예가 설명되었으며, 본 명세서를 읽고 이해하면 다른 사람들에게 수정 및 변경이 발생할 수 있다. 다음과 같은 청구 범위는, 청구 범위 또는 그와 동등한 범위 내에 있는 한 모든 수정 및 변경을 포함하는 것으로 의도된 것이다.

Claims (27)

  1. (i) 식 1의 폴리머 A;
    (ii) 식 2의 폴리머 B;
    (iii) 필러; 및
    (iv) 촉매;를 포함하여 구성되는 경화성 실리콘 조성물이며,
    여기서 상기 경화성 실리콘 조성물은 첨가 경화 시스템이고; 그리고 상기 경화성 조성물의 경화된 형태는 전도성 재료인, 경화성 실리콘 조성물:
    (R)a(W)b(R)a" ………… 식 1
    {여기서, a 및 a"는 0 또는 그보다 클 수 있으며, 이는, a + a" > 0이고, b는 0보다 큰 것이 전제되고,
    R은 식 (1a)로 표시되며:
    (CH2)c(CH2O)d(CHOH)e(S)f(X)g ………… 식 (1a)
    여기서, S는 우레아 또는 우레탄 결합, 포화 고리형 탄화수소, 불포화 고리형 탄화수소, 헤테로고리 기, 설폰, 카보네이트, 말레에이트, 프탈레이트, 아디페이트로부터 독립적으로 선택되고,
    여기서, X는 식 (1b)의 알케닐 라디칼, 식 (1b')의 링 구조, 또는 식 (1b)의 알케닐 라디칼과 식 (1b')의 링 구조 중 어느 하나의 조합으로 표시되며:
    Figure pct00088
    ………… 식 (1b)
    Figure pct00089
    또는
    Figure pct00090
    ………… 식 (1b')
    여기서 R1 은 1-20 개의 탄소 원자를 가지며 임의선택적으로 에스테르에 연결되는, 지방족 또는 방향족-치환 탄화수소, 또는 비치환 탄화수소, 또는 플루오르화 탄화수소로부터 선택되고, 여기서 c, g, d, e, f, h, i , j, k는 0 또는 그 이상일 수 있으며,
    식 1의 W는 식 (1c)로 표시되고:
    (Y)l(Z)m ………… 식 (1c)
    여기서 l, m은 (l + m) > 0인 조건에서 0 또는 그 이상일 수 있으며;
    식 (1c)의 Y는 식 (1d)로 표시되고;
    Figure pct00091
    ………… 식 (1d)
    여기서, n, o는 각각 항상 > 0이고, 여기서 u, p, q, r 및 v는 n + o + p + q + r + u + v > 0인 경우 0 또는 그 이상일 수 있으며;
    M1은 식(1e)로 표시되고
    Figure pct00092
    ………… 식 (1e)
    D1은 식 (1f)로 표시되고,
    Figure pct00093
    ………… 식 (1f)
    D2는 식 (1g)로 표시되며,
    Figure pct00094
    ………… 식 (1g)
    D*는 식 (1h)로 표시되고,
    Figure pct00095
    ………… 식 (1h)
    D3는 식 (1i)로 표시되며,
    Figure pct00096
    ………… 식 (1i)
    D4는 식 (1j)로 표시되고,
    Figure pct00097
    ………… 식 (1j)
    D5는 식 (1k)로 표시되며.
    Figure pct00098
    ………… 식 (1k)
    D6은 식 (1l)로 표시되고,
    Figure pct00099
    ………… 식 (1l)
    T1은 식 (1m)으로 표시되며,
    Figure pct00100
    ………… 식 (1m)
    Q1은 식 (1n)으로 표시되고,
    Figure pct00101
    ………… 식 (1n)
    M2는 식 (1o)로 표시되며,
    Figure pct00102
    ………… 식 (1o)
    여기서, R2 - R20 은 R, 또는 1-20 개의 탄소 원자를 갖는, 1가 고리형 또는 비고리형, 지방족 또는 방향족, 치환 또는 비치환 탄화수소, 또는 플루오르화 탄화수소로부터 독립적으로 선택될 수 있으며, s 및 t는 0 또는 그 이상일 수 있으며,
    여기서, K는, 그 분자가 짝수의 O1/2 및 짝수의 (CH2)1/2 를 포함하고 그리고 상기 O1/2 및 (CH2)1/2 기 양자는 그 분자 내에서 모두 쌍을 이룬다는 제한 하에, 산소 또는 (CH2) 기이고;
    여기서, 식 (1c)의 Z는, 식 (1p)의 구조로부터 선택되고:
    Figure pct00103
    ………… 식 (1p)
    여기서 J는, 1-20 개의 탄소 원자를 가지며 임의선택적으로 헤테로원자에 연결되는, 1가 고리형 또는 비고리형, 지방족 또는 방향족, 치환 또는 비치환 탄화수소, 또는 플루오르화 탄화수소로부터 독립적으로 선택되고, w≥0 이고;
    여기서, R21, R22 는 R, 또는 1-20 개의 탄소 원자를 가지는, 1가 고리형 또는 비고리형, 지방족 또는 방향족, 치환 또는 비치환 탄화수소, 또는 플루오르화 탄화수소로부터 독립적으로 선택됨};
    (R')a'(W')b'(R')a' ………… 식 2
    {여기서, a', b'는 각각 0보다 크고,
    R'는 식 2a로 표시될 수 있으며,
    Figure pct00104
    ………… 식 (2a)
    M3는 식 (2b)로 표시되며,
    Figure pct00105
    ………… 식 (2b)
    D7 은 식 (2c)로 표시되고,
    Figure pct00106
    ………… 식 (2c)
    D8 은 식 (2d)으로 표시되며,
    Figure pct00107
    ………… 식 (2d)
    D**는 식 (2e)로 표시되고,
    Figure pct00108
    ………… 식 (2e)
    D9 은 식 (2f)로 표시되며,
    Figure pct00109
    ………… 식 (2f)
    D10 은 식 (2g)로 표시되고,.
    Figure pct00110
    ………… 식 (2g)
    D11은 식 (2h)로 표시되며,
    Figure pct00111
    ………… 식 (2h)
    D12는 식 (2i)로 표시되고,
    Figure pct00112
    ………… 식 (2i)
    T2는 식 (2j)로 표시되며,
    Figure pct00113
    ………… 식(2j)
    Q2 는 식 (2k)로 표시되고,
    Figure pct00114
    ………… 식 (2k)
    M4 는 식 (2l)로 표시되며,
    Figure pct00115
    ………… 식 (2l)
    R25 - R43 은 수소, 또는 1-20 개의 탄소 원자를 갖는, 1가 고리형 또는 비고리형, 지방족 또는 방향족, 치환 또는 비치환 탄화수소, 또는 플루오르화 탄화수소로부터 독립적으로 선택되며, c', d'는 항상 > 0 이고, e', f', l', m' 및 g' 는 0 일 수 있으며, 이는 c'+ d'+ e'+ f'+ g'+ l'+ m' > 0인 것이 전제되고. e' > 0인 경우, h', i' > 0 이며, K'는 그 분자가 짝수의 O1/2 및 짝수의 (CH2)1/2 를 포함하고 그리고 상기 O1/2 및 (CH2)1/2 기 양자는 그 분자 내에서 모두 쌍을 이룬다는 제한 하에, 산소 또는 (CH2) 기이고;
    여기서, 식 2의 W' 는 식 (2m) 또는 식 (2m')의 구조로부터 선택될 수 있고:
    R44(J')l''R45 ………… 식(2m)
    Figure pct00116
    ………… 식 (2m)
    여기서 J'는 1-20 개의 탄소 원자를 가지며 임의선택적으로 헤테로원자에 연결되는, 2가 고리형 또는 비고리형, 지방족 또는 방향족, 치환 또는 비치환 탄화수소, 또는 플루오르화 탄화수소로부터 독립적으로 선택되고, l" ≥ 0 이고;
    여기서, R44 - R48 는 R'. 또는 1-20 개의 탄소 원자를 가지며 임의선택적으로 헤테로원자에 연결되는, 1가 고리형 또는 비고리형, 지방족 또는 방향족, 치환 또는 비치환 탄화수소, 또는 플루오르화 탄화수소로부터 독립적으로 선택되고; G는 산소로부터 선택된 헤테로원자이고, M은 탄소 또는 질소로부터 독립적으로 선택되고, k'는 0 또는 그보다 크고, 그리고 j'는 1보다 큼}.
  2. 제1항에 있어서, 상기 식 (1a)가 선형 사슬, 분지형 사슬 또는 고리형 구조로부터 선택되는, 경화성 실리콘 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 식 (2m')로 표시되는 고리형 구조가 지환족 또는 방향족이고, 그리고 임의선택적으로 헤테로원자를 함유하는, 경화성 실리콘 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 상기 폴리머 A의 상기 식 (1p)의 R21, R22 및 상기 폴리머 B의 식 (2m)의 R44 - R45 가 트리(에틸렌 글리콜), 디(에틸렌 글리콜), 설폰, 카보네이트, 말레에이트, 프탈레이트, 아디페이트, 우레아, 폴리에테르 및 퍼플루오로폴리에테르로부터 독립적으로 선택되는, 경화성 실리콘 조성물.
  5. 제2항에 있어서, 상기 식 2로 표시되는 상기 폴리머 B가 가교제 또는 사슬 연장 제로 사용되는, 경화성 실리콘 조성물.
  6. 제2항에 있어서, 상기 식 (2)로 표시되는 상기 폴리머 B가 선형 폴리머 또는 분지형 폴리머로부터 선택되는, 경화성 실리콘 조성물.
  7. 제2항에 있어서, 상기 식 2로 표시되는 상기 폴리머 B가 분지형 폴리머인, 경화성 실리콘 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 식 2의 W'가 상기 식 (2m')의 구조로부터 선택되는, 경화성 실리콘 조성물.
  9. 제7항에 있어서, 상기 식 2의 W'가 트리아진의 실릴 하이드라이드, 또는 사이클로헥산의 실릴 하이드라이드로부터 선택되는, 경화성 실리콘 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리머 A가 조성물의 총 중량을 기준으로 약 5 % 내지 50 중량 %의 범위로 존재하는, 경화성 실리콘 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리머 B가 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01 중량 % 내지 30 중량 %의 범위로 존재하는 경화성 실리콘 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필러가, 알루미나, 마그네시아, 세리아, 하프니아, 규소, 산화 란타늄, 산화 네오디뮴, 사마리아, 산화 프라세오디뮴, 토리아, 우라니아, 이트리아, 산화 아연, 지르코니아, 실리콘 알루미늄 옥시나이트라이드, 붕규산 유리, 티탄산 바륨, 탄화 규소, 실리카, 탄화 붕소, 탄화 티타늄, 탄화 지르코늄, 질화 붕소, 질화 규소, 질화 알루미늄, 질화 티타늄, 질화 지르코늄, 붕화 지르코늄, 이붕화 티타늄, 알루미늄 도데카보라이드, 바라이트(baryte), 황화 바륨, 석면, 중정석, 규조토, 장석, 석고, 호르마이트(hormite),
    카올린, 운모, 네펠린 시에나이트(nepheline syenite), 펄라이트, 피로필라이트(phyrophyllite), 스멕타이트(smectite), 활석, 질석, 제올라이트, 방해석, 탄산 칼슘, 규회석, 칼슘 메타 규산염, 점토, 규산 알루미늄, 활석, 규산 알루미늄 마그네슘, 수화 알루미나, 수화 알루미늄 산화물, 실리카, 이산화 규소, 이산화 티타늄, 유리 섬유, 유리 플레이크, 점토, 박리 점토, 탄산 칼슘, 산화 아연, 마그네시아, 티타니아, 탄산 칼슘, 활석, 운모, 규회석, 알루미나, 질화 알루미늄, 흑연, 그래핀, 금속 코팅 흑연, 금속 코팅 그래핀, 알루미늄 분말, 구리 분말, 청동 분말, 황동 분말; 탄소, 흑연, 탄화규소, 질화규소, 알루미나, 질화알루미늄, 은, 산화 아연의 섬유 또는 휘스커(fibers or whiskers), 탄소 나노튜브, 질화붕소 나노시트, 산화 아연 나노튜브, 블랙 포스포로스(black phosphorous), 은 코팅 알루미늄, 은 코팅 유리, 은 도금 알루미늄, 니켈 도금 은, 니켈 도금 알루미늄, 다른 구조의 카본 블랙, 모넬 메시 및 와이어(Monel mesh and wires), 또는 이들 중 둘 이상의 조합으로부터 선택되는, 경화성 실리콘 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필러가 조성물의 총 중량을 기준으로 약 5 % 내지 80 중량 %의 범위로 존재하는, 경화성 실리콘 조성물.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, B, Pt, Ru, Rh, Fe, Ni, 또는 Co로부터 선택된 촉매를 추가로 포함하여 구성되는, 경화성 실리콘 조성물.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 촉매가 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.0001 중량 % 내지 약 5 중량 %의 범위로 존재하는, 경화성 실리콘 조성물.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 테트라비닐테트라메틸사이클로-테트라실록산, 2-메틸-3-부티놀-2, 또는 1-에티닐-사이클로헥산사놀로부터 선택되는 경화 억제제를 추가로 포함하여 구성되는, 경화성 실리콘 조성물.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 트리알콕시 에폭시 실란, 트리 알콕시 1차 아미노 실란, 1차 아민 함유 트리알콕시 실란과 2차 아민 함유 트리알콕시 실란의 조합, 트리스-(트리알콕시) 이소시아누레이트 계 실란, 알킬티오카르복실화 트리알콕시 실란, 및 이들 중 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 접착 촉진제를 추가로 포함하여 구성되는, 경화성 실리콘 조성물.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 치환된 글리시딜에테르, 액체 탄화수소, 실리콘 유체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 반응성 희석제를 추가로 포함하여 구성되는, 경화성 실리콘 조성물.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 알칸, 실란, 실리콘, 아크릴 코폴리머, 글리콜, 폴리올, 에테르, 에스테르, 폴리에스테르, 알코올, 아미드, 폴리아미드, 아민, 폴리아민, 이민, 폴리이민, 우레탄, 폴리우레탄, 케톤, 폴리케톤, 당류, 다당류, 셀룰로스, 플루오로 화합물, 열가소성 또는 열경화성 수지, 폴리비닐, 합성 또는 천연 오일, 천연 발생 첨가제, 구아(guar), 크산탄, 알기네이트, 락테이트, 락타이드, 무수물(anhydrides), 검(gum), 규산염, 붕산염, 산화물, 황화물, 황산염 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 레올로지 조절제를 추가로 포함하여 구성되는, 경화성 실리콘 조성물.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 경화성 조성물로부터 형성된, 경화된 재료.
  21. 제20항에 있어서, 상기 경화된 재료가 열 전도성, 전기 전도성, 또는 이들의 조합인, 경화된 재료.
  22. 제20항에 있어서, 상기 경화된 재료가 50 내지 170dB 사이의 전자기 간섭 (EMI) 차폐 효율을 갖는, 경화된 재료.
  23. 제20항에 있어서, 상기 경화된 재료가 코팅, 접착제, 밀봉제, 전극, 잉크, 열 전도성 재료, 전기 전도성 재료, 센서, 액추에이터, 가열 패드, 항균 포장 재료, 전도성 플라스틱, 또는 전자기 차폐 재료의 형태인, 경화된 재료.
  24. (i) 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 상기 폴리머 A 및 상기 폴리머 B를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계;
    (ii) 상기 혼합물을 일정 시간 동안 균질화하여 균질화된 혼합물을 형성하는 단계; 및
    (iii) 상기 균질화된 혼합물을 첨가 경화에 의해 경화하는 단계; 를 포함하여 구성되는 실리콘 폴리머 재료의 제조 방법.
  25. (i) 하나 또는 그 이상의 알케닐 및/또는 에폭시 관능기를 포함하여 구성되는 폴리머 A;
    (ii) 하나 또는 그 이상의 하이드라이드 관능기를 포함하여 구성되는 폴리머 B;
    (iii) 필러, 및
    (iv) 촉매;를 포함하여 구성되는 경화성 조성물이고,
    여기서 상기 폴리머 A 및 상기 폴리머 B는 실리콘 폴리머이고, 그리고 상기 경화성 실리콘 조성물은 첨가 경화 시스템이며, 그리고 상기 경화성 조성물의 경화된 형태는 전도성 재료인, 경화성 실리콘 조성물.
  26. 제25항에 있어서, 상기 폴리머 B가 하이드라이드 말단 관능 실리콘인, 경화성 실리콘 조성물.
  27. (i) 하나 또는 그 이상의 알케닐 관능기를 포함하여 구성되는 폴리머 A, 하나 또는 그 이상의 하이드라이드 관능기를 포함하여 구성되는 폴리머 B, 하나 또는 그 이상의 필러, 및 촉매를 함께, 상기 폴리머 A의 비닐 당량 및 상기 폴리머 B의 하이드라이드 당량에 대하여 혼합하여, 혼합물을 형성하는 단계;
    (ii) 그 다음에 상기 혼합물을 균질화하여 균질화 혼합물을 형성하는 단계; 및
    (iii) 상기 균질화 혼합물을 첨가 경화 촉매를 첨가하여 경화시키는 단계;를 포함하여 구성되고,
    여기서, 상기 폴리머 A 및 상기 폴리머 B는 실리콘 폴리머이고 그리고 상기 경화성 조성물의 경화된 형태는 전도성 재료인, 실리콘 조성물의 제조 방법.
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