KR20220031773A - Poss-혼성화된 오르가노폴리실록산 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, POSS과 오르가노폴리실록산이 에테르, 에스테르, 아민, 아미드, 우레아, 카바메이트, 티오카바메이트, 우레탄, 티오에테르 및 디설파이드 결합에서 선택되는 공유결합으로 연결되어 있는 POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산 및 이의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 따른 POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산은 다양한 재질의 표면에의 부착력 및 이의 내구성이 우수하여, 이에 의해 처리된 표면은 POSS의 특성을 충분히 발현하면서 이를 장기간 유지할 수 있다.

Description

POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산 및 이의 제조 방법 {POSS-HYBRID ORGANOPOLYSILOXANE AND PREPARATION THEREOF}

본 발명은 POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

바구니형 실세스퀴옥산 POSS (Polyhedral oligomeric silsesquioxane)는 평균직경 약 0.5 nm 내외의 결정성 입자상 나노구조체이며, 하나의 규소원자에 1.5개의 산소원자 및 하나의 유기기가 결합된 일반식 (RSiO_1.5)n의 구조를 갖는 유무기 하이브리드 고분자 소재이다. POSS는 그자체로 우수한 기계적 및 열적 특성을 갖고 있을 뿐만 아니라, 열가소성 특성을 가지고 있어 고분자 복합체 또는 고분자 표면에서 기계적, 물리적, 열적, 광학적 특성을 제어할 수 있는 표면처리제, 첨가제, 필러, 가교제 등으로 다양하게 활용할 수 있는 차세대 응용 소재로 기대받고 있다.

POSS는 6량체, 8량체, 10량체 또는 12량체의 올리고머성 구조를 가지며(도 1 참조), 대부분의 경우에, 규칙성의 사다리형 구조체(ladder structure) 및/또는 저분자량의 불규칙적 구조체(random, branched structure)와의 혼합체로 얻어진다(도 2참조). POSS는 이러한 구조적 요인으로 인하여 용해도, 기계적, 물리적 특성이 분자합성 설계 단계에서 예상하였던 기대 값에 미치지 못하게 되는 것으로 알려져 있어, 최근에는, 이들을 선택적으로 제조하기 위한 연구도 많이 진행되고 있다.

예를 들면, 특허문헌 1(대한민국 공개특허공보 10-2012-0017133호, 2012년02월28일 공개)은 바구니형 폴리실세스퀴옥산 또는 사다리형 폴리실세스퀴옥산을 선택적으로 제조하는 방법을 개시하고 있다.

POSS를 유무기 하이브리드 소재이어서 다른 물질과의 혼화성 및 상용성이 부족하지는 않지만, 나노 사이즈(약 0.5 nm 내외의 평균직경)의 독립된 입자 구조를 가지고 있어, 안정성이 높고 결합성이 낮아, 코팅하고자 하는 표면에의 부착력 및 부착내구성이 충분하지 않다는 문제가 있다.

POSS를 포함하여 실세스퀴옥산을 고분자 매트릭스 내에 혼입하거나 유기 바인더로써 결합함으로써 부착력 및 부착내구성을 향상시키는 방식이 많이 제안되었지만, 실세스퀴옥산이 바인더 또는 매트릭스 내부에 혼입되어 실세스퀴옥산의 독특한 물성을 충분히 활용할 수 없다는 문제가 있다.

이러한 상황에서, 평균직경이 약 0.5 nm 내외의 독립된 입자형 구조를 갖는 POSS를 고분자 매트릭스에 혼입하거나 고분자 표면에 적용할 때, POSS의 움직임 및 거동을 제어할 수 있고, 이에 의해 POSS의 특성을 충분히 발현하면서 결합력 및 결합내구성을 개선시킬 수 있는 새로운 방안이 모색되고 있다.

대한민국 공개특허공보 10-2012-0017133호(2012년02월28일 공개)

본 발명의 목적은 평균직경이 약 0.5 nm 내외의 독립된 입자형 구조를 갖는 POSS를 고분자 매트릭스에 혼입하거나 고분자 표면에 적용할 때, POSS 입자들의 움직임 및 거동을 제어할 수 있는 새로운 방안을 개발하는 것이다.

본 발명자들은, 상술한 문제점을 해결하기 위하여, POSS에 제 1 반응기를 도입하고, 오르가노폴리실록산에 상기 제 1 반응기와 반응할 수 있는 제 2 반응기를 도입하고, 상기 POSS와 오르가노폴리실록산을 반응시켜 제조된 POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산을 제조함으로써, POSS의 움직임 및 거동을 오르가노폴리실록산의 움직임 및 거동과 함께 제어할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.

본 발명에 따른 POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산은 고분자 복합체에 혼입되거나 고분자 표면에 적용될 때 POSS 입자들의 움직임 및 거동을 제어할 수 있고, 이에 의해, POSS의 결합력 및 결합내구성이 대폭 향상될 수 있다.

도 1은 실세스퀴옥산의 다양한 구조를 보여주는 도면으로서, (a)랜덤 구조, (b)사다리 구조 및 (c)부분 케이지 구조를 보여준다.
도 2는 POSS(바구니형 실세스퀴옥산)의 구조를 보여주는 도면으로서, (d) 케이지 구조(8량체), (e) 케이지 구조(10량체) 및 (f) 케이지 구조(12량체)를 각각 보여준다.

본 발명의 첫 번째 목적은, POSS 및 오르가노폴리실록산이 공유결합으로 연결되어 있는, POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산을 제공하는 것으로, 상기 공유결합은 에테르, 에스테르, 아민, 아미드, 우레아, 카바메이트, 티오카바메이트, 우레탄, 티오에테르 및 디설파이드 결합에서 선택될 수 있다.

본 발명의 두 번째 목적은 제 1 반응기를 함유하는 POSS 및 제 2 반응기를 함유하는 오르가노폴리실록산을 반응시켜, POSS 및 오르가노폴리실록산이 공유결합으로 연결되어 있는 POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산의 제조방법을 제공하는 것으로, 구체적으로, 하기 (단계 1)∼(단계 3)을 포함한다:

(단계 1) 제 1 반응성기를 함유하는 POSS를 준비하는 단계;

(단계 2) 제 2 반응성기를 함유하는 오르가노폴리실록산을 준비하는 단계, 상기 제 2 반응성기는 상기 제 1 반응성기와 반응하여 에테르, 에스테르, 아민, 아미드, 우레아, 카바메이트, 티오카바메이트, 우레탄, 티오에테르 및 디설파이드 결합에서 선택되는 공유결합을 형성할 수 있음; 및

(단계 3) 상기 단계 1에서 준비된 POSS와 상기 단계 2에서 제조된 오르가노폴리실록산을 반응시켜, POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, POSS 및 오르가노폴리실록산의 혼성화는 이들을 공유결합에 의해 연결함으로써 달성되는데, 공유결합의 예로서 에테르, 에스테르, 아민, 아미드, 우레아, 카바메이트, 티오카바메이트, 우레탄, 티오에테르 및 디설파이드 결합을 언급할 수 있고, 이중결합의 반응에 의한 탄소-탄소 공유결합도 본 발명의 범주에 포함될 수 있다.

본 발명에 있어서, 제 1 반응기 및 제 2 반응기는 서로 반응하여 결합할 수 있는 반응성 작용기 또는 결합성 반응성기에서 선택될 수 있다.

이러한 제 1 반응성기 및 이와 반응할 수 있는 제 2 반응성기는 다양하게 선택할 수 있으며, 대표적으로는, 에폭시기와 에폭시기와 반응할 수 있는 반응성 작용기(예. 히드록실기, 아미노기, 카르복실기, 티올기 등); 카르복실기와 카르복실기와 반응할 수 있는 반응성 작용기(예. 히드록실기, 아미노기, 에폭시기 등); 아미노기와 아미노기와 반응할 수 있는 반응성 작용기 (예. 카르복실기, 에폭시기, 이소시아네이트기 등); 히드록실기와 히드록실기와 반응할 수 있는 반응성 작용기(예. 에폭시기, 카르복실기, 이소시아네이트기 등)을 예시할 수 있다.

예를 들면, 제 1 반응성기로서 에폭시기를, 제 2 반응성기로서 히드록실기, 아미노기, 카르복실기 또는 티올기를 선택할 수 있으며, 역으로 선택하는 것도 가능하다. 또다른 예로는 제 1 반응성기로서 이소시아네이트기를, 제 2 반응성기로서 히드록실기 또는 아미노기를 선택할 수 있다.

구체적으로, 상기 POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산은, 에폭시기-함유 POSS를 히드록시, 아미노, 카르복시 또는 티오우레아기를 갖는 오르가노폴리실록산에 혼성화시켜 수득되거나; 히드록시, 아미노, 카르복시 또는 티오우레아기를 갖는 POSS를 에폭시기-함유 오르가노폴리실록산에 혼성화시켜 수득될 수 있다.

본 발명에 바람직한 구현예에 따르면, 상기 POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산은 하기 화학식 1로 나타낼 수 있다:

[화학식 1]

상기식에서,

R¹는 서로 독립적으로 1가 탄화수소기를 나타내며;

R²는 서로 독립적으로 1가 탄화수소기를 나타내고, R² 중의 적어도 하나는 비닐기, 알케닐기, 아크릴옥시기, 메타크릴옥시기, 알킬카르보닐옥시기, 머캅토기, 알콕시기, 히드록시기, 할로겐, 디알킬아미노기, 아미도기, 알콕시카르보닐기 또는 알킬티올기에서 선택되는 관능기를 가지며;

R³는 R¹ 또는 R²와 동일한 의미를 가지며;

R⁴는 및 R⁵는 서로 독립적으로 2가 탄화수소기, 예를들면 직쇄 또는 분지쇄 C_1-12 알킬렌기 또는 C_6-12 아릴렌기를 나타내고;

X는 -0-, -NH-, -CO₂- 또는 -S-를 나타내고;

Y는 일반식 (R²SiO_1.5)_n로 나타내는 POSS에서 유래하는 잔기를 나타내고;

p, q, r 및 s는 0.8∼1.2 : 0∼0.10 : 0∼0.10 : 0.05∼0.25의 몰비에서 선택될 수 있고, 바람직하게는 0.9∼1.1 : 0.01∼0.10 : 0.01∼0.10 : 0.05∼0.20의 몰비에서 선택될 수 있다.

상기 화학식 1에서, R⁴XCH₂CH(OH)R⁵Y는 제 1 반응기로서 에폭시기를 갖는 POSS 및 제 2 반응기로서 에폭시기와 반응가능한 히드록실기 또는 아미노기 등을 갖는 오르가노폴리실록산이 반응되었음을 의미한다. 만일, 제 1 반응기로서 히드록실기 또는 아미노기 등을 갖는 POSS 및 제 2 반응기로서 에폭시기를 갖는 오르가노폴리실록산이 반응되었을 경우에는, 상기 부분은 R⁴XCH(OH)CH₂R⁵Y 로 표시될 수 있다.

본 발명에 있어서, 오르가노폴리실록산은 에폭시 반응성기-함유 오르가노디알콕시실란 및 에폭시 반응성기-비함유 오르가노디알콕시실란의 혼합물로부터 제조될 수 있으며, 이들의 비율은 특별히 제한되지 않으나, 에폭시 반응성기-비함유 오르가노디알콕시실란 전구체 1몰에 대해 에폭시 반응성기-함유 오르가노디알콕시실란 0.05∼0.25몰, 바람직하게는 0.08∼0.22몰, 더욱 바람직하게는 0.1∼0.2몰의 양으로 사용될 수 있다.

본 발명의 하나의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 오르가노폴리실록산은 에폭시기와 반응하지 않는 다른 관능기를 더욱 포함할 수 있다. 구체적으로, 에폭시 반응성기-비함유 오르가노디알콕시실란 1몰에 대해 에폭시 반응성기-함유 오르가노디알콕시실란은 0.05∼0.25몰, 바람직하게는 0.08∼0.22몰, 더욱 바람직하게는 0.1∼0.2몰의 양으로 사용할 수 있다. 에폭시기와 반응하지 않는 다른 관능기(예. 아크릴기, 비닐기, 우레이도기, 에폭시기 등)를 갖는 오르가노디알콕시실란을 0∼0.1몰, 바람직하게는 0.01∼0.1몰의 양으로 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 오르가노폴리실록산은 선형 오르가노폴리실록산인 것이 바람직하나, 경우에 따라서는 가교되거나 망상형 오르가노폴리실록산을 함유할 수도 있다. 가교되거나 망상형 오르가노폴리실록산은 오르가노디알콕시실란 전구체에 소량의 오르가노트리알콕시실란 전구체 또는 테트라알콕시실란 전구체를 첨가하여 형성시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 오르가노폴리실록산은 하기 화학식 2로 나타낼 수 있다:

[화학식 2]

상기 화학식 2에서, R¹, R², R³, R⁴, R⁵, X, Y, p, q, r 및 s는 화학식 1에서와 동일한 의미를 나타낸다.

본 발명에서 사용할 수 있는 오르가노디알콕시실란 화합물로서, 예를 들면, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 디-n-옥틸디에톡시실란, 디-n-시클로헥실디메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디에톡시실란, 아세톡시메틸메틸디에톡시실란, 비닐메틸비스(2-메톡시에톡시)실란, 알릴메틸디메톡시실란, 3-[(메트)아크릴옥시프로필]메틸디메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, γ-아미노프로필메틸디에톡시실란, 디에틸아미노메틸메틸디에톡시실란, 우레이도프로필메틸디메톡시실란, γ-메르캅토프로필메틸디에톡시실란, 이소시아나토프로필메틸디메톡시실란,디에틸포스페이트에틸메틸디에톡시실란, 비스(메틸디에톡시실릴프로필)폴리에틸렌옥사이드 등을 언급할 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, POSS를 포함하는 오르가노실세스퀴옥산은 오르가노트리알콕시실란 전구체 80∼90몰% 및 에폭시기-함유 오르가노트리알콕시실란 전구체 10∼20몰%의 혼합물로부터 제조될 수 있으며, 바람직하게는, 에폭시기-비함유 오르가노트리알콕시실란 전구체 80∼90몰% 및 에폭시기-함유 오르가노트리알콕시실란 전구체 10∼20몰%의 혼합물로부터 제조될 수 있다.

상기 오르가노트리알콕시실란 전구체로는, 예를 들면, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리에톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, 시클로헥실트리에톡시실란, γ-클로로프로필트리에톡시실란, 2-히드록시에틸트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리에톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란, 3-우레이도프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리에톡시실란, 벤조일옥시프로필트리메톡시실란, 2-(카르보메톡시)에틸트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 페닐트리프로폭시실란, 2-(메트)아크릴옥시에틸트리에톡시실란, 3-(메트)아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 4-(비닐옥시)부틸트리에톡시실란, 3-(이소프로페닐메틸옥시)프로필트리메톡시실란, 3-[(메트)아크릴옥시메틸]트리에톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, 4-아미노부틸트리에톡시실란, 비스(트리에톡시실릴프로필)폴리에틸렌옥사이드 및 이들의 혼합물을 언급할 수 있으나 이들로 한정되는 것은 아니다.

상술한 오르가노트리알콕시실란 중에서, 에폭시기-함유 오르가노트리알콕시실란 전구체로는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리에톡시실란 및 이들의 혼합물을 언급할 수 있다.

본 발명에 있어서, POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산은 미반응 POSS 및 미반응 오르가노폴리실록산과의 혼합물의 형태로 사용될 수 있다. 이때, POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산 100중량부에 대해, POSS 10∼100중량부 및 오르가노폴리실록산 10∼100중량부를 함유할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산을 함유하는 표면처리 조성물은 테트라알콕시실란 또는 테트라아릴옥시실란에서 선택되는 실리콘계 가교제를 더욱 함유할 수 있다. 실리콘계 가교제의 양은 특별히 한정되지 않으나, 상기 혼성화된 오르가노폴리실록산 100중량부에 대하여 5∼20중량부의 범위에서 선택될 수 있다.

상기 오르가노폴리실록산은 상술한 단량체의 종류 및 조성을 선택하여 당업계에 통상적으로 공지된 방법에 따라 제조될 수 있다. 예를 들면, 하기 실란 전구체:

-비반응성 디알킬디알콕시실란으로서, 디프로필디에톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 프로필페닐디에톡시실란 또는 이들의 혼합물 1몰;

-반응성기를 함유하는 디알킬디알콕시실란으로서, 2-아크릴옥시에틸메틸디에톡시실란, 알릴메틸디메톡시실란, 비닐데실메틸디메톡시실란, 또는 이들의 혼합물 0∼0.10몰; 및

-에폭시 반응성기를 함유하는 디알킬디알콕시실란으로서, γ-히드록시프로필메틸디에톡시실란, 4-히드록시부틸메틸디에톡시실란, γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, 4-아미노부틸메틸디에톡시실란 또는 이들의 혼합물 0.05∼0.25몰;

을 수성 용매에 혼합하고, 산성 촉매를 첨가하여 20∼60℃의 온도에서 10분∼6시간 동안 반응시킴으로써 오르가노폴리실록산 졸을 제조할 수 있다.

상술한 오르가노폴리실록산 졸은 점도가 700∼1500cps 인 것이 바람직하다. 만일 점도가 700cps 미만인 경우 목적하는 수준의 분자량을 가지는 혼성 오르가노폴리실록산 졸을 형성시킬 수 없어 3차원 네트워크 구조의 오르가노폴리실론산 가교물의 내구성이 저하되고, 치밀도 저하로 발수성도 저하될 수 있다. 만일 점도가 1500cps를 초과하는 경우, 코팅된 표면의 촉감이 현저히 저하되며, 섬유 또는 직물과 같은 투과성 물품을 발수 코팅하는 경우에는, 이들의 유연성이 저하됨에 따라 제조된 원단의 촉감, 드레이프성이 매우 나빠질 수 있는 문제점이 있다.

본 발명에 있어서, POSS는 상술한 단량체의 종류 및 조성을 선택하여 당업계에 통상적으로 공지된 방법에 따라 수행될 수 있다. 예를 들면, 특허문헌 1(대한민국 공개특허공보 10-2012-0017133호, 2012년02월28일 공개)에 따른 방법으로 선택적으로 구조가 제어된 폴리실세스퀴옥산, 바람직하게는 케이지형 오르가노실세스퀴옥산을 제조할 수 있으며, 상기 특허문헌은 본 발명에 참고로 혼입된다.

또한, 반응성기가 없는 POSS 및 반응성기를 함유하는 POSS는 시판되는 제품(구입처, 예를 들면, 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich))을 사용할 수 있다.

POSS와 오르가노폴리실록산의 반응은 특별히 제한되지 않고, 에폭시 고리열림 반응에 준하여 수행될 수 있으며, 예를 들면, 오르가노폴리실록산 또는 이를 함유하는 용액에 POSS (에폭시기-함유 POSS) 및 촉매를 첨가하고, 30∼80℃의 온도에서 1∼10시간 동안 반응시켜 수행될 수 있다.

이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.

제조예 1 : 오르가노폴리실록산의 제조

교반기 및 온도계가 장착된 1L-둥근바닥 반응기에, 디에틸(디메톡시)실란 0.2몰, 3-히드록시프로필(디에톡시)메틸실란 0.05몰 및 3-아미노프로필(디에톡시)메틸실란 0.02몰을 도입하고, 물 200ml 및 이소프로판올 250ml의 혼합물에 또한 첨가하였다.

결과된 혼합물을 아세트산으로 pH 4.8±0.3로 유지하면서 65℃에서 대략 3시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물이 투명해지면, 온도를 대략 30℃로 냉각하여, 오르가노폴리실록산 졸 용액을 수득하였다.

제조예 2 : 오르가노실세스퀴옥산의 제조

대한민국 등록특허공보 10-1249798호에 기재된 방법에 따라, 아래와 같이 에폭시기-함유 오르가노실세스퀴옥산을 제조하였다.

a) 오르가노트리알콕시실란 전구체 용액으로서, 프로필트리메톡시실란 0.2mol을 준비하고, HPLC급 테트라하이드로퓨란 30ml 및 증류수 15ml의 함수 혼합 용매에 혼합시켰다.

b) 에폭시기-함유 오르가노트리알콕시실란 전구체 용액으로로서, 글리시딜프로필트리메톡시실란 0.03mol을 준비하고, 테트라하이드로퓨란 및 증류수의 함수 혼합 용매에 혼합시켰다.

c) 촉매인 탄산칼륨(0.2g)을 물에 용해시킨 다음, 테트라하이드로퓨란과 혼합하고 20분간 균일하게 교반하여 촉매 함수 용액을 제조하였다.

d) 상기 준비된 프로필트리메톡시실란 전구체 용액 및 글리시딜프로필트리메톡시실란 전구체 용액을 촉매 함수 용액에 교반 하에 적가하였다. 반응 진행동안 GPC 측정에 의해 분자량의 변화를 관찰하였다. 반응이 진행되면서 분자량이 증가하지만, 10시간 이상 분자량이 증가하지 않고 유지될 때 반응을 종결하였다. 전체 반응 시간은 대략 70시간이었다. 물과 혼화하지 않는 유기용매 중에서 폴리실세스퀴옥산계 물질을 용해할 수 있는 유기용매(예. 클로로포름, 메틸렌클로라이드, 톨루엔, 자일렌 등)를 사용하여 분별 증류하여 정제하였다.

e) 상기 d)에서 얻어진 오르가노실세스퀴옥산을 메틸렌클로라이드와 에탄올의 9:1 혼합물에서 재결정하여 바구니형 실세스퀴옥산을 수득하였다. 재결정으로 정제된 바구니형 실세스퀴옥산은 T12-POSS이었다.

실시예 1 : 오르가노실세스퀴옥산-혼성화된 오르가노폴리실록산의 제조

제조예 1에서 수득한 선형 오르가노폴리실록산 졸 용액에, 제조예 2에서 제조된 바구니형 에폭시기-함유 오르가노실세스퀴옥산 1g을 첨가하고 강하게 교반하여 균질화한 다음, 에폭시 고리열림 반응 촉매를 첨가하고, 대략 70℃에서 4시간 동안 반응시켜, 오르가노실세스퀴옥산-혼상화된 선형 오르가노폴리실록산의 제조하였다.

본 발명에 따른 POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산은, POSS 및/또는 오르가노폴리실록산을 적용하고자 하는 곳에 대부분 적용할 수 있다. 예를 들면, 금속재료, 무기재료 및 유기재료의 표면에 적용하기 위한 발수성 및/또는 발유성 표면처리제에 적용할 수 있다. 또다른 예로서, POSS 및/또는 오르가노폴리실록산을 함유하는 필름-형성 조성물에 POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산을 경우에 따라서는 미혼성화된 POSS 및 오르가노폴리실록산과 함께 첨가할 수 있다.

본 발명에 따른 POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산은, 오르가노폴리실록산에 의해 금속재료, 무기재료 및 유기재료의 표면에 우수한 접착성이나 부착성을 나타내며, POSS에 의해 우수한 기계적 물성을 나타낼 수 있다. 이에 의해, 본 발명에 따른 POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산은, 섬유상 물질, 예를 들면 천연섬유, 합성섬유 또는 탄소섬유로 된 직조직물, 부직포, 편직물 등에 발수성 및/또는 발유성 을 부여할 수 있다.

Claims (4)

1. POSS(Polyhedral oligomeric silsesquioxane, 바구니형 실세스퀴옥산)와 오르가노폴리실록산이 에테르, 에스테르, 아민, 아미드, 우레아, 카바메이트, 티오카바메이트, 우레탄, 티오에테르 및 디설파이드 결합에서 선택되는 공유결합으로 연결되어 있는,
   POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   에폭시기-함유 POSS를 히드록시, 아미노, 카르복시 또는 티오우레아기를 갖는 오르가노폴리실록산에 혼성화시켜 수득되거나,
   히드록시, 아미노, 카르복시 또는 티오우레아기를 갖는 POSS를 에폭시기-함유 오르가노폴리실록산에 혼성화시켜 수득된 것을 특징으로 하는,
   POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산:
   
3. (단계 1) 제 1 반응성기를 함유하는 POSS를 준비하는 ;
   (단계 2) 제 2 반응성기를 함유하는 오르가노폴리실록산을 준비하는 단계, 상기 제 2 반응성기는 상기 제 1 반응성기와 반응하여 에테르, 에스테르, 아민, 아미드, 우레아, 카바메이트, 티오카바메이트, 우레탄, 티오에테르 및 디설파이드 결합에서 선택되는 공유결합을 형성할 수 있음; 및
   (단계 3) 단계 1에서 준비된 POSS와 단계 2에서 제조된 오르가노폴리실록산을 반응시켜, POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산을 제조하는 단계;
   를 포함하는,
   POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산의 제조 방법.
   
4. 제 1 항에 따른 POSS-혼성화된 오르가노폴리실록산을 함유하는 조성물.
   

Images