KR20220043789A - 수지 조성물 - Google Patents

Abstract

본 출원에서는 보관 과정에서 점도 또는 경도 등의 물성 변화가 없어 보관 안정성이 우수한 경화성 조성물 및 이러한 경화성 조성물을 포함하는 2액형 경화성 조성물을 제공할 수 있다. 또한, 본 출원은 별도의 첨가제를 사용하거나, 열전도성 필러의 표면 처리 과정 없이도 보관 안정성이 우수한 경화성 조성물 및 이러한 경화성 조성물을 포함하는 2액형 경화성 조성물을 제공할 수 있다.

Description

수지 조성물{Resin Composition}

본 출원은, 수지 조성물에 관한 발명이다.

방열 소재는 다양한 분야에서 사용되고 있다. 차량을 예로 들면, 충방전이 가능한 전기자동차에 내장된 배터리 모듈 및 배터리를 충전하기 위한 차량 탑재형 충전기(OBC; On Board Charger)로부터 발생하는 열을 처리하기 위해 방열 소재를 사용할 수 있으며, LED 모듈 등 고 전력이 소모되고 열이 많이 발생되는 부품에도 방열 소재가 적용되어 LED 모듈의 수명을 향상시킬 수 있다.

실리콘계 수지 조성물은 내열성이 우수하여 방열 소재로 사용될 수 있으며, 이러한 실리콘계 수지 조성물에 우수한 열전도 성능을 구현하기 위해 필러가 첨가될 수 있다.

한편, 전기자동차에 방열 소재로 실리콘계 수지 조성물을 사용하는 경우, 전기자동차의 경량화를 위해 수지 조성물의 비중을 낮출 것이 요구된다. 또한, 수지 조성물을 주입하는 과정에서 주입/도포 장비에 마모를 일으키지 않고, 전기자동차의 배터리팩 유지보수 시에 재작업성이 가능한 수지 조성물의 개발이 필요하다.

본 출원은, 저비중, 내마모성, 재작업성이 뛰어난 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 온도가 그 물성에 영향을 주는 물성은, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 상온에서 측정한 물성이다.

본 명세서에서 용어 상온은 가온 및 감온되지 않은 자연 그대로의 온도로서, 예를 들면, 약 10℃ 내지 30℃의 범위 내의 어느 한 온도, 예를 들면, 약 15℃, 약 18℃, 약 20℃, 약 23℃ 또는 약 25℃ 정도의 온도를 의미한다. 또한, 본 명세서에서 특별히 달리 규정하지 않는 한 온도의 단위는 ℃이다.

본 명세서에서 용어 알케닐기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 직쇄, 분지쇄, 또는 고리형 알케닐기를 의미할 수 있다.

본 명세서에서 용어 알킬기 또는 알콕시기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 직쇄, 분지쇄, 또는 고리형 알킬기 또는 알콕시기를 의미할 수 있다.

본 명세서에서 용어 아릴기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 벤젠 구조를 포함하는 화합물, 2개 이상의 벤젠이 링커에 의해 연결되어 있는 구조를 포함하는 화합물 또는 2개의 벤젠이 각각 하나 또는 2개의 탄소 원자를 공유하면서 축합 또는 결합된 구조를 포함하는 화합물 또는 상기 언급된 화합물 중 어느 하나의 화합물의 유도체로부터 유래하는 1가 잔기를 의미할 수 있다. 본 명세서에서 말하는 아릴기의 범위에는 통상적으로 아릴기로 호칭되는 관능기는 물론 소위 아르알킬기(aralkyl group) 또는 아릴알킬기 등도 포함될 수 있다. 아릴기는, 예를 들면, 탄소수 6 내지 25, 탄소수 6 내지 21, 탄소수 6 내지 18 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기일 수 있다. 아릴기로는, 페닐기, 디클로로페닐, 클로로페닐, 페닐에틸기, 페닐프로필기, 벤질기, 톨릴기, 크실릴기(xylyl group) 또는 나프틸기 등이 예시될 수 있다.

상기 알케닐기, 알콕시기, 알킬기 또는 아릴기 등은 임의로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다. 이 때 치환기로는, 염소 또는 불소 등의 할로겐, 글리시딜기, 에폭시알킬기, 글리시독시알킬기 또는 지환식 에폭시기 등의 에폭시기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 이소시아네이트기, 티올기 또는 1가 탄화수소기 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 명세서에서 용어 M 단위는, 통상 (R₃SiO_{1 / 2})로 표시되는 경우가 있는 소위 일관능성 실록산 단위를 의미하고, 용어 D 단위는 통상 (R₂SiO_{2 / 2})로 표시되는 경우가 있는 소위 이관능성 실록산 단위를 의미하며, 용어 T 단위는 통상 (RSiO_{3 / 2})로 표시되는 경우가 있는 소위 삼관능성 실록산 단위를 의미하고, 용어 Q 단위는 통상 (SiO_{4 / 2})로 표시되는 경우가 있는 소위 사관능성 실록산 단위를 의미할 수 있다. 상기 각 실록산 단위의 식에서 R은 각각 규소(Si)에 결합되어 있는 관능기이고, 예를 들면, 수소, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 알콕시기 또는 에폭시기 등일 수 있다

본 출원의 수지 조성물은 알케닐기를 가지는 폴리오가노실록산 성분, 규소 원자에 결합된 수소 원자를 가지는 폴리오가노실록산 성분, 및 필러 성분을 포함한다.

본 출원의 수지 조성물은 소위 부가 경화형 실리콘 수지 조성물일 수 있다. 이러한 수지 조성물은 상기 경화성 수지 성분으로서, 알케닐기 함유 폴리오가노실록산 성분 및/또는 규소 결합 수소 함유 폴리오가노실록산 성분을 포함한다. 이러한 유형의 수지 조성물은 상기 알케닐기 함유 폴리오가노실록산 성분의 알케닐기와 상기 규소 결합 수소 함유 폴리오가노실록산 성분의 수소와의 반응(부가 반응(hydrosilylation reaction product))에 의해 경화된다.

따라서, 이러한 경우에 상기 경화성 수지 성분은 경화성 폴리오가노실록산 성분일 수 있다.

상기 수지 조성물은 하나의 예시에서 1액형 수지 조성물, 2액형 수지 조성물의 주제 조성물, 2액형 수지 조성물의 경화제 조성물 또는 2액형 수지 조성물의 주제 및 경화제 조성물의 혼합물일 수 있다. 1액형 수지 조성물은, 경화성 성분들이 혼합된 상태로 보관되는 수지 조성물이고, 2액형 수지 조성물은 경화성 성분들이 물리적으로 분리된 주제 조성물과 경화제 조성물로 분리되어 보관되는 수지 조성물이다. 2액형 수지 조성물의 경우, 사용 시점에서 경화가 일어날 수 있는 조건에서 상기 주제 및 경화제 조성물이 혼합된다.

본 명세서에서 용어 폴리오가노실록산 성분은, 폴리오가노실록산들의 혼합물 및/또는 폴리오가노실록산들과 실록산 단량체들의 혼합물일 수 있다. 보다 구체적인 예시에서 상기 폴리오가노실록산 성분은, 특정 목적하는 폴리오가노실록산을 얻기 위해 수행된 중합 반응의 결과물 또는 2 종 이상의 상기 중합 반응의 결과물의 혼합물일 수 있다.

상기 알케닐기 함유 폴리오가노실록산 성분으로는 특별한 제한 없이 공지의 폴리오가노실록산 성분을 사용할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 폴리오가노실록산 성분으로는 직쇄형 폴리올가노실록산을 포함하는 폴리오가노실록산 성분이 사용될 수 있다.

직쇄형 폴리오가노실록산은, D 단위로 이루어진 사슬 구조의 양 말단이 M 단위에 의해 봉쇄된 구조의 폴리오가노실록산이다.

상기 구조에서 D 단위로는 다양한 종류의 단위가 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 D 단위로는, 소위 디알킬실록산 단위(R₂SiO_{2 /2} 구조에서 R이 모두 알킬기인 이관능성 실록산 단위), 디아릴실록산 단위(R₂SiO_{2 /2} 구조에서 R이 모두 아릴기인 이관능성 실록산 단위), 디알케닐실록산 단위(R₂SiO_{2 /2} 구조에서 R이 모두 알케닐기인 이관능성 실록산 단위), 알킬아릴실록산 단위(R₂SiO_{2 /2} 구조에서 하나의 R이 알킬기이고, 다른 R이 아릴기인 이관능성 실록산 단위), 알킬알케닐실록산 단위(R₂SiO_{2 /2} 구조에서 하나의 R이 알킬기이고, 다른 R이 알케닐기인 이관능성 실록산 단위) 및 아릴알케닐 실록산 단위(R₂SiO_{2 /2} 구조에서 하나의 R이 알케닐기이고, 다른 R이 아릴기인 이관능성 실록산 단위)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 단위가 적용될 수 있다.

적절한 D 단위로는, 상기 중에서 디알킬실록산 단위(R₂SiO_{2 /2} 구조에서 R이 모두 알킬기인 이관능성 실록산 단위) 및/또는 알킬알케닐실록산 단위(R₂SiO_{2 /2} 구조에서 하나의 R이 알킬기이고, 다른 R이 알케닐기인 이관능성 실록산 단위)가 예시될 수 있다.

직쇄형 폴리오가노실록산의 구조에서 D 단위로 이루어진 사슬 구조의 양 말단의 M 단위로는, 예를 들면, 알케닐디알킬실록산 단위(R₃SiO_{1 /2} 구조에서 R 중 하나가 알케닐기이고, 나머지 2개가 알킬기인 일관능성 실록산 단위) 및/또는 트리알킬실록산 단위(R₃SiO_{1 /2} 구조에서 R이 모두 알킬기인 일관능성 실록산 단위) 등이 예시될 수 있다. 예를 들어, 양 말단이 알케닐기로 종결된 구조의 경우에 상기 M 단위로서, 알케닐디알킬 실록산 단위가 사용될 수 있다.

하나의 예시에서 알케닐기를 가지는 폴리오가노실록산으로는, 직쇄형 폴리오가노실록산의 주쇄 구조의 D 단위가 디알킬실록산 단위(R₂SiO_{2 /2} 구조에서 R이 모두 알킬기인 이관능성 실록산 단위) 및/또는 알킬알케닐실록산 단위(R₂SiO_{2 /2} 구조에서 하나의 R이 알킬기이고, 다른 R이 알케닐기인 이관능성 실록산 단위)이고, 양 말단의 M단위가 알케닐디알킬실록산 단위(R₃SiO_1/2 구조에서 R 중 하나가 알케닐기이고, 나머지 2개가 알킬기인 일관능성 실록산 단위)인 폴리오가노실록산이 사용될 수 있다.

상기 주쇄의 D 단위로서 이종 이상의 D 단위가 사용되는 경우에 그 주쇄의 형태는 랜덤 공중합체, 블록 공중합체 또는 구배 공중합체의 주쇄 형태일 수 있다.

하나의 예시에서 상기 폴리오가노실록산 성분으로는, 하기 평균 단위식 A로 표시되는 성분을 사용할 수 있다.

용어 평균 단위식은 폴리오가노실록산 성분 내에 존재하는 모든 실록산 단위(M, D, T 및 Q 단위)의 합계 몰수를 1로 환산하였을 때에 존재하는 각 실록산 단위의 몰수비를 표시한 단위식이다.

[평균 단위식 A]

(R¹R² ₂SiO_1/2)_a(R² ₃SiO_1/2)_b(R¹R²SiO_2/2)_c(R² ₂SiO_2/2)_d

평균 단위식 A에서 R¹은 알케닐기이고, R²는 알킬기 또는 아릴기이며, a+b+c+d는 1이고, (a+b)는 0.001 내지 0.05의 범위 내의 수이며, (c+d)는 0.7 내지 0.999의 범위 내의 수이고, b/a 및 c/d는 각각 독립적으로 0 내지 10의 범위 내의 수이다.

평균 단위식 A에서 (a+b)는 다른 예시에서 0.007 이상 또는 0.009 이상이거나, 0.045 이하, 0.04 이하, 0.035 이하, 0.03 이하, 0.025 이하, 0.02 이하 또는 0.015 이하 정도일 수도 있다.

평균 단위식 A에서 (c+d)는, 다른 예시에서 0.75 이상, 0.8 이상, 0.85 이상, 0.9 이상 또는 0.95 이상이거나, 0.997 이하, 0.995 이하, 0.993 이하 또는 0.991 이하 정도일 수도 있다.

평균 단위식 A에서 b/a는 다른 예시에서 0 내지 9, 0 내지 8, 0 내지 7, 0 내지 6, 0 내지 5, 0 내지 4, 0 내지 3, 0 내지 2, 0 내지 1 또는 0 내지 0.5 정도이거나, 0일 수 있다.

평균 단위식 A에서 c/d는 다른 예시에서 0 내지 9, 0 내지 8, 0 내지 7, 0 내지 6, 0 내지 5, 0 내지 4, 0 내지 3, 0 내지 2, 0 내지 1 또는 0 내지 0.5 정도이거나, 0일 수 있다.

상기 알케닐기를 가지는 폴리오가노실록산 성분은, 예를 들면 하기 화학식 1로 표시되는 폴리오가노실록산을 포함할 수 있다.

[화학식 1]

화학식 1에서 R₅는 알케닐기이고, R₆는 알킬기 또는 아릴기이며, n은 50 내지 1,000의 범위 내의 수이다. 화학식 1에서 n은 다른 예시에서, 60 이상, 70 이상, 80 이상, 90 이상이거나, 900 이하, 850 이하, 800 이하, 750 이하, 700 이하, 650 이하, 600 이하, 550 이하, 500 이하, 450 이하, 400 이하, 350 이하, 300 이하 정도일 수 있다.

상기 화학식 1의 정의에서, 알케닐기, 알킬기, 아릴기 등의 구체적인 종류는 본 명세서의 과제의 해결 수단의 서두에서 기술한 것과 같다.

하나의 예시에서, 상기 알케닐기를 가지는 폴리오가노실록산의 알케닐기 함유량은 0.05 내지 0.5 mmol/g일 수 있다. 상기 알케닐기를 가지는 폴리오가노실록산의 알케닐기 함유량은, 다른 예시에서 0.1 mmol/g 이상, 0.15 mmol/g 이상, 0.2 mmol/g 이상, 0.25 mmol/g 이상이거나, 4 mmol/g 이하, 3 mmol/g 이하, 2 mmol/g 이하, 1 mmol/g 이하, 0.5 mmol/g 이하 또는 0.3 mmol/g 이하 정도일 수 있다.

본 명세서에서 언급하는 폴리오가노실록산 성분의 알케닐기의 함량 및 규소 결합 수소의 함량은, 폴리오가노실록산 성분에 대해서 후술하는 실시예에 기재된 ¹H NMR 및/또는 ²⁹Si NMR 분석을 통해서 구해지는 값이다. 이러한 방식은 폴리오가노실록산 성분에 포함되는 폴리오가노실록산의 화학식을 통해서 이론적으로 구한 값하고는 차이가 있다. 즉, 폴리오가노실록산 성분 내에는 동일한 범주의 화학식에 속하지만, 세부적인 구조는 다를 수 있는 다양한 종류의 폴리오가노실록산이 존재하기 때문에, 이러한 방식으로는 경화성 관능기 (알케닐기 및 규소 결합 수소의 비율)간의 정확한 비율을 확인할 수 없다.

상기 비율은, 목적하는 보관 안정성(점도 및 경도의 경시 변화 억제)과 요변성 등의 확보에 중요한 역할을 하며, 이는 상기 ¹H NMR 및/또는 ²⁹Si NMR 분석 결과에 기반하여 정해져야 한다.

위와 같은 구조의 폴리오가노실록산에서 전체 규소 원자의 몰수(Si)를 기준으로 한 전체 알케닐기의 몰수(Ak)의 비율(Ak/Si)은, 예를 들면 0.01 내지 1.5의 범위 내일 수 있다. 상기 비율(Ak/Si)은 다른 예시에서 0.05 이상, 0.1 이상, 0.15 이상, 0.2 이상, 0.25 이상, 0.3 이상, 0.35 이상, 0.4 이상, 0.45 이상, 0.5 이상, 0.55 이상, 0.6 이상 또는 0.65 이상이거나, 1.4 이하, 1.3 이하, 1.2 이하, 1.1 이하, 1.0 이하, 0.9 이하 또는 0.8 이하 정도일 수도 있다.

규소 결합 수소를 가지는 폴리오가노실록산 성분으로도 특별한 제한 없이 공지의 소재가 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 폴리오가노실록산 성분으로도 직쇄형 폴리오가노실록산, 즉 D 단위로 이루어진 사슬 구조의 양 말단이 M 단위에 의해 봉쇄된 구조의 폴리오가노실록산을 포함하는 성분이 사용될 수 있다.

상기 구조에서 D 단위로는 다양한 종류의 단위가 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 D 단위로는, 소위 디알킬실록산 단위(R₂SiO_{2 /2} 구조에서 R이 모두 알킬기인 이관능성 실록산 단위), 디아릴실록산 단위(R₂SiO_{2 /2} 구조에서 R이 모두 아릴기인 이관능성 실록산 단위), 디하이드로젠실록산 단위(R₂SiO_{2 /2} 구조에서 R이 모두 수소인 이관능성 실록산 단위), 알킬아릴실록산 단위(R₂SiO_{2 /2} 구조에서 하나의 R이 알킬기이고, 다른 R이 아릴기인 이관능성 실록산 단위), 알킬하이드로젠실록산 단위(R₂SiO_{2 /2} 구조에서 하나의 R이 알킬기이고, 다른 R이 수소인 이관능성 실록산 단위) 및 아릴하이드로젠 실록산 단위(R₂SiO_{2 /2} 구조에서 하나의 R이 수소이고, 다른 R이 아릴기인 이관능성 실록산 단위)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 단위가 적용될 수 있다.

적절한 D 단위로는, 상기 중에서 디알킬실록산 단위(R₂SiO_{2 /2} 구조에서 R이 모두 알킬기인 이관능성 실록산 단위) 및/또는 알킬수소실록산 단위(R₂SiO_{2 /2} 구조에서 하나의 R이 알킬기이고, 다른 R이 수소인 이관능성 실록산 단위)가 예시될 수 있다.

직쇄형 폴리오가노실록산의 구조에서 D 단위로 이루어진 사슬 구조의 양 말단의 M단위로는, 예를 들면, 하이드로젠디알킬실록산 단위(R₃SiO_{1 /2} 구조에서 R 중 하나가 수소이고, 나머지 2개가 알킬기인 일관능성 실록산 단위) 및/또는 트리알킬실록산 단위(R₃SiO_{1 /2} 구조에서 R이 모두 알킬기인 일관능성 실록산 단위) 등이 예시될 수 있다. 예를 들어, 양 말단이 규소 결합 수소로 종결된 구조의 경우에 상기 M 단위로서, 하이드로젠디알킬 실록산 단위가 사용될 수 있다.

하나의 예시에서 상기 규소 결합 수소 함유 폴리오가노실록산 성분으로는, 하기 평균 단위식 B로 표시되는 성분을 사용할 수 있다.

[평균 단위식 B]

(HR³ ₂SiO_1/2)_a(R³ ₃SiO_1/2)_b(R³ ₂SiO_2/2)_c(HR³SiO_2/2)_d

평균 단위식 B에서 R³는 알킬기 또는 아릴기이며, a+b+c+d는 1이고, a는 0.001 내지 0.2의 범위 내의 수이고, b는 0.01 내지 0.8의 범위 내의 수이며, c는 0.01 내지 0.7의 범위 내의 수이고, d는 0.001 내지 0.4의 범위 내의 수일 수 있다.

다른 예시에서 상기 a는 0.003 이상, 0.005 이상, 0.007 이상, 0.009 이상, 0.01 이상, 0.03 이상, 0.05 이상, 0.07 이상 또는 0.085 이상의 범위 내이거나, 0.15 이하 또는 0.1 이하의 범위 내의 수일 수도 있다.

다른 예시에서 상기 b는 0.05 이상, 0.1 이상, 0.15 이상, 0.2 이사으, 0.25 이상, 0.3 이상, 0.35 이상 또는 0.4 이상이거나, 0.7 이하, 0.6 이하, 0.5 이하 또는 0.45 이하의 범위 내의 수일 수도 있다.

다른 예시에서 상기 c는 0.05 이상, 0.1 이상, 0.15 이상, 0.2 이상, 0.25 이상 또는 0.3 이상의 범위 내의 수이거나, 0.65 이하, 0.6 이하, 0.55 이하, 0.5 이하, 0.45 이하, 0.4 이하 또는 0,.35 이하의 범위 내의 수일 수도 있다.

다른 예시에서 상기 d는 0.003 이상, 0.005 이상, 0.007 이상, 0.009 이상, 0.01 이상, 0.03 이상, 0.05 이상, 0.07 이상, 0.09 이상, 0.11 이상 또는 0.13 이상의 범위 내이거나, 0.35 이하, 0.3 이하, 0.25 이하 또는 0.2 이하의 범위 내의 수일 수 있다.

상기 규소 원자에 결합된 수소를 가지는 폴리오가노실록산 성분은 일 예시에서, 하기 화학식 2로 표시되는 제 1 폴리오가노실록산 성분 및 하기 화학식 3으로 표시되는 제 2 폴리오가노실록산 성분으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 즉, 경화제로서 하기 화학식 2의 제 1 폴리오가노실록산 성분 단독 또는 하기 화학식 3의 제 2 폴리오가노실록산 성분 단독 또는 하기 화학식 2 및 3의 폴리오가노실록산 성분의 혼합물이 적용될 수 있다.

[화학식 2]

화학식 2에서 R₃는 알킬기 또는 아릴기이며, m은 50 내지 500의 범위 내의 수이다. 화학식 2에서 m은 다른 예시에서, 60 이상, 70 이상, 80 이상, 90 이상, 100 이상, 110 이상, 120 이상, 130 이상, 140 이상, 150 이상, 160 이상, 170 이상, 180 이상, 190 이상이거나, 450 이하, 400 이하, 350 이하, 300 이하 또는 250 이하 정도일 수 있다.

[화학식 3]

화학식 3에서 R₄는 알킬기 또는 아릴기이며, p는 20 내지 60의 범위 내의 수이고, q는 3 내지 20의 범위 내의 수이다. 화학식 3에서 p는 다른 예시에서 21 이상, 22 이상, 23 이상, 24 이상, 25 이상, 26 이상, 27 이상, 28 이상, 29 이상 도는 30 이상이거나, 55 이하, 50 이하, 45 이하 또는 40 이하 정도일 수 있다. 또한, 화학식 3에서 q는 다른 예시에서 4 이상, 6 이상, 8 이상, 10 이상 또는 12 이상이거나, 18 이하, 16 이하 또는 14 이하 정도일 수 있다.

상기 화학식 2 또는 화학식 3에서 알킬기 또는 아릴기의 구체적인 종류는 본 명세서의 과제의 해결 수단의 서두에서 기술한 것과 같다.

상기 제 1 폴리오가노실록산 성분의 규소 결합 수소의 함유량은 0.05 내지 4.0 mmol/g일 수 있다. 다른 예시에서, 상기 제 1 폴리오가노실록산 성분은 규소 결합 수소를 0.06 mmol/g 이상, 0.07 mmol/g 이상, 0.08 mmol/g 이상, 0.09 mmol/g 이상, 0.1 mmol/g 이상, 0.11 mmol/g 이상 또는 0.12 mmol/g 이상으로 포함하거나, 3.5 mmol/g 이하, 3 mmol/g 이하, 2.5 mmol/g 이하, 2 mmol/g 이하, 1.5 mmol/g 이하, 1 mmol/g 이하 또는 0.5 mmol/g 이하로 포함할 수 있다.

상기 제 2 폴리오가노실록산 성분의 규소 결합 수소의 함유량은 0.5 내지 6 mmol/g 일 수 있다. 다른 예시에서, 상기 제 2 폴리오가노실록산 성분은 규소 결합 수소를 1 mmol/g 이상, 2 mmol/g 이상, 3 mmol/g 이상 또는 4 mmol/g 이상 포함하거나, 5.5 mmol/g 이하, 5 mmol/g 이하 또는 4.5 mmol/g 이하로 포함할 수도 있다.

상기 제 1 폴리오가노실록산 성분의 규소 결합 수소의 함유 몰수(H1) 대비 제 2 폴리오가노실록산 성분의 규소 결합 수소의 함유 몰수(H2) 의 비율(H1/H2)은 0.5 내지 5일 수 있다. 다른 예시에서, 상기 비율은 0.7 이상, 0.9 이상, 1.1 이상, 1.3 이상, 1.5 이상, 1.7 이상, 1.9 이상, 2.1 이상, 2.3 이상 또는 2.5 이상이거나 4 이하, 3.5 이하 또는 3 이하로 조절될 수 있다.

위와 같은 구조의 폴리오가노실록산 성분에서 전체 규소 원자의 몰수(Si)를 기준으로 한 전체 수소의 몰수(H)의 비율(H/Si)은, 예를 들면, 0.01 내지 3의 범위 내일 수 있다. 상기 비율(H/Si)은 다른 예시에서 0.05 이상, 0.1 이상, 0.15 이상, 0.2 이상, 0.25 이상, 0.3 이상, 0.35 이상, 0.4 이상, 0.45 이상, 0.5 이상, 0.55 이상, 0.6 이상, 0.7 이상, 0.8 이상, 0.9 이상, 1.0 이상, 1.1 이상, 1.2 이상, 1.3 이상, 1.4 이상, 1.5 이상, 1.6 이상, 1.7 이상 또는 1.8 이상이거나, 2.8 이하, 2.6 이하, 2.4 이하, 2.2 이하, 2.0 이하, 1.8 이하 또는 1.6 이하 정도일 수도 있다. 예를 들어, 상기 화학식 2 및 3의 화합물 각각이 상기 범위 내에서 H/Si 비율을 만족할 수 있다.

본 출원의 수지 성분에서 알케닐기를 가지는 폴리오가노실록산 성분에 포함된 알케닐기의 몰수(Ak) 및 규소 원자에 결합된 수소 원자를 가지는 폴리오가노실록산 성분에 포함된 규소 원자 결합 수소 원자의 몰수(H)의 비율(H/Ak)이 0.1 내지 1.0 범위를 만족한다.

상기 범위는 수지 조성물의 유형에 따라서 추가로 변화될 수 있다.

예를 들어, 상기 수지 조성물이 1액형이거나, 2액형의 주제 및 경화제 조성물의 혼합물이라면, 상기 비율(H/Ak)은, 상기 범위 내에서, 0.15 이상, 0.2 이상, 0.25 이상 또는 0.3 이상의 범위 내 및/또는 0.9 이하, 0.8 이하, 0.7 이하, 0.6 이하 또는 0.4 이하의 범위 내에서 추가로 조절될 수 있다.

예를 들어, 상기 수지 조성물이 2액형 조성물의 경화제 조성물이라면, 상기 비율(H/Ak)은, 상기 범위 내에서, 0.15 이상, 0.2 이상, 0.25 이상, 0.3 이상, 0.35 이상, 0.4 이상, 0.45 이상, 0.5 이상의 범위 내 및/또는 0.9 이하, 0.8 이하, 0.7 이하 또는 0.6 이하의 범위 내에서 추가로 조절될 수 있다.

본 출원은 알케닐기를 가지는 폴리오가노실록산 성분에 포함된 알케닐기의 몰수(Ak) 및 규소 원자에 결합된 수소 원자를 가지는 폴리오가노실록산 성분에 포함된 규소 원자 결합 수소 원자의 몰수(H)의 비율(H/Ak)을 상기 범위와 같이 조절하여 수지 조성물의 비중을 낮추고, 수지 조성물 경화물의 내마모성을 증가시키며, 경화물과 배터리 파우치 또는 알루미늄 금속판과의 접착력을 제어하여 재작업성을 향상시킬 수 있다.

수지 조성물 내에서 필러로 열전도성 필러가 적용되는 경우에는 경화성 조성물 또는 그 경화물의 방열성 또는 열전도성을 확보할 수 있다.

상기 열전도성 필러는 상기 필러가 적용된 경화성 조성물이 약 1 W/mK 이상의 열전도도를 나타내는 경화물을 형성할 수 있도록 하는 필러이다. 상기 경화물의 열전도도는 약 1.2 W/mK 이상, 1.4 W/mK 이상, 1.6 W/mK 이상 또는 1.8 W/mK 이상이거나, 약 400 W/mK 이하, 약 350 W/mK 이하, 약 300 W/mK 이하, 200 W/mK 이하, 100 W/mK 이하, 50 W/mK 이하, 10 W/mK 이하, 8 W/mK 이하, 6 W/mK 이하, 4 W/mK 이하, 또는 2 W/mK 이하 정도일 수 있다.

본 출원에서는 상기 필러 성분으로서 평균 입경이 40㎛를 초과하는 무기 수산화물 필러를 총 필러 성분 부피 대비 50 부피% 미만으로 포함할 수 있다.

상기 부피 비율은 수지 조성물에 포함되는 각 성분의 질량 비율과 그들의 밀도를 고려하여 계산할 수 있으며, 최종 수지 조성물의 경화물에는 포함되지 않는 성분(예를 들면, 휘발성 성분이나 용매 등)은 상기 성분에서 고려되지 않는다.

본 출원의 무기 수산화물 필러 성분은 수산화 알루미늄(Al(OH)₃), 수산화 마그네슘(Mg(OH)₂), 수산화 칼슘(Ca(OH)₂) 및 하이드로 마그네사이트(Mg₅(CO₃)₄(OH)₂*?*4H₂O)로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 이러한 필러들은 열전도성이 우수하며, 비중이 낮아 경량화에도 유리하다. 적용될 수 있는 필러의 형태는 특별한 제한은 없고, 예를 들면, 구형의 필러나, 침상이나 판상 등과 같은 형태의 필러 또는 기타 무정형의 필러도 사용될 수 있다.

하나의 예시에서 필러는 평균 입경이 0.001 μm 내지 100 μm의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 평균 입경은 후술하는 실시예에 기재된 방식으로 측정한 D50 입경이다. 상기 필러의 평균 입경은 다른 예시에서 0.005 μm 이상, 0.01μm 이상, 0.05μm 이상, 0.1μm 이상, 0.5μm 이상, 0.8μm 이상, 1μm 이상, 5μm 이상, 10μm 이상, 15μm 이상, 20μm 이상, 25μm 이상, 30μm 이상, 35μm 이상, 40μm 이상 또는 45μm 이상 이거나, 95μm 이하, 90μm 이하, 85μm 이하, 80μm 이하, 75μm 이하, 70μm 이하, 65μm 이하, 60μm 이하, 55μm 이하, 50μm 이하, 45μm 이하, 40μm 이하, 35μm 이하, 30μm 이하, 25μm 이하, 20μm 이하, 15μm 이하, 10μm 이하 또는 5μm 이하 정도일 수도 있다.

이 때, 적절한 충진성의 확보 및 목적 물성의 확보를 위해 적어도 평균 입경이 서로 다른 2 종 이상의 무기 수산화물 필러의 혼합물을 사용할 수 있다. 하나의 예시에서, 본 출원의 무기 수산화물 필러 성분은 평균 입경이 40㎛를 초과하는 제 1 무기 수산화물, 평균 입경이 40 ㎛ 미만이고 10㎛ 이상인 제 2 무기 수산화물, 및 평균 입경이 10㎛ 미만인 제 3 무기 수산화물을 포함할 수 있다.

제 1 무기 수산화물 필러의 평균 입경은 다른 예시에서, 41㎛ 이상, 42㎛ 이상, 43㎛ 이상, 44㎛ 이상, 45㎛ 이상, 46㎛ 이상, 47㎛ 이상, 48㎛ 이상, 49㎛ 이상, 50㎛ 이상, 51㎛ 이상, 52㎛ 이상, 53㎛ 이상, 54㎛ 이상, 55㎛ 이상, 56㎛ 이상, 57㎛ 이상, 58㎛ 이상, 59㎛ 이상 또는 60㎛ 이상 정도일 수 있다.

또한, 제 2 무기 수산화물 필러의 평균 입경은 다른 예시에서, 12㎛ 이상, 14㎛ 이상, 16㎛ 이상, 18㎛ 이상, 20㎛ 이상, 22 ㎛ 이상, 24㎛ 이상, 26㎛ 이상이거나, 48㎛ 이하, 46㎛ 이하, 44㎛ 이하, 42㎛ 이하, 38㎛ 이하, 36㎛ 이하, 34㎛ 이하 또는 32㎛ 이하일 수 있다.

또한, 상기 제 3 무기 수산화물 필러의 평균 입경은 다른 예시에서, 9㎛ 이하, 8㎛ 이하, 7㎛ 이하, 5㎛ 이하 또는 3㎛ 이하 정도이거나, 0.001 μm 이상, 0.005 μm 이상, 0.01μm 이상, 0.05μm 이상, 0.1μm 이상, 0.5μm 이상 또는 0.8μm 이상일 수도 있다.

하나의 예시에서, 상기 제 2 무기 수산화물의 평균 입경(D2)과 제 3 무기 수산화물의 평균 입경(D3)의 비율(D2/D3)은 2 내지 200의 범위 내일 수 있다. 상기 비율(D2/D3)은 다른 예시에서, 5 이상, 10 이상, 15 이상, 20 이상, 25 이상, 30 이상, 35 이상, 40 이상 또는 45 이상이거나, 95 이하, 90 이하, 85 이하, 80 이하, 75 이하, 70 이하, 65 이하, 60 이하, 또는 55 이하 정도일 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 제 2 무기 수산화물의 부피(V2)와 제 3 무기 수산화물의 부피(V3)의 비율(V2/V3)은 0.5 내지 5의 범위 내일 수 있다. 상기 비율(V2/V3)은 다른 예시에서, 0.6 이상, 0.7 이상, 0.8 이상, 0.9 이상, 1 이상이거나, 4.5 이하, 4 이하, 3.5 이하, 3 이하, 2.5 이하 또는 2 이하일 수 있다.

상기 필러 성분은 비중이 3.5 g/cm³ 이하일 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 필러 성분의 비중은 3.4g/cm³ 이하, 3.3g/cm³ 이하, 3.2g/cm³ 이하, 3.1g/cm³ 이하, 3.0g/cm³ 이하, 2.9g/cm³ 이하, 2.8g/cm³ 이하, 2.7 g/cm³ 이하 또는 2.6g/cm³ 이하일 수 있다. 본 출원은 일반적으로 사용되는 고비중의 알루미나 필러를 전량 저비중의 수산화 알루미늄 필러로 대체하여 필러 성분을 포함하는 수지 조성물의 비중을 낮출 수 있다.

하나의 예시에서, 본 출원의 필러 성분은 알킬 실란 화합물로 표면 처리된 필러가 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 필러와 알킬 실란 화합물이 적정 조건에서 접촉되어, 알킬 실란 화합물과 필러간의 반응을 유도하여 표면 처리가 수행될 수 있다. 본 명세서에서 말하는 알킬 실란 화합물이란, 적어도 하나의 알킬기를 가지는 실란 화합물을 의미한다.

이러한 필러를 적용함으로써, 금속에 대한 접착력이 우수하고, 수분에 저항성이 있으며, 적정 점도를 가지고, 장기간 보관 시에도 물성에 경시변화가 없는 수지 조성물을 제공할 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 알킬 실란 화합물은 하기 화학식 4로 표시될 수 있다.

[화학식 4]

화학식 4에서 R₁ 내지 R₄는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 6 내지 15의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기이고, R₁ 내지 R₄ 중 적어도 하나는 탄소수 6 내지 15의 알킬기이다.

상기 화학식 4로 표시되는 알킬 실란 화합물에서 R₁ 내지 R₄ 중 적어도 하나가 탄소수 6 내지 15의 알킬기인 경우, 수지 조성물의 점도를 낮게 제어할 수 있으며, 경화 반응(부가 반응)을 적정 수준으로 제어하여 충분한 경화 후 목적하는 경도를 확보하는 것에 유리하다.

상기 화학식 4의 정의에서 알킬기, 알콕시기 등의 구체적인 종류는, 본 명세서의 과제의 해결 수단의 서두에서 기술한 것과 같다.

하나의 예시에서 필러 성분 100 중량부 대비, 0.1 내지 5 중량부의 상기 화학식 4로 표시되는 알킬 실란 화합물로 표면처리되어 있을 수 있다. 구체적으로 필러 성분 100 중량부 대비, 0.2 중량부 이상, 0.3 중량부 이상, 0.4 중량부 이상, 0.5 중량부 이상, 0.6 중량부 이상, 0.7 중량부 이상의 비율로 포함하거나, 4 중량부 이하, 3 중량부 이하, 2 중량부 이하의 비율로 포함할 수 있다. 필러 100 중량부 대비 알킬 실란 화합물이 0.1 중량부 미만으로 포함되면, 표면 처리 효과가 떨어져 수지 조성물의 물성(점도, 경도 등)의 경시변화 정도가 커져 수지 조성물의 장기 보관 안정성이 떨어지는 문제가 있으며, 필러 100 중량부 대비 알킬실란 화합물이 5 중량부를 초과하여 포함되면, 수지 조성물의 경도가 하락하고, 내열성이 떨어져 고온(100℃ 이상)에서 휘발될 수 있는 문제가 생길 수 있다.

상기 필러 성분이 수지 조성물에 포함되는 형태나 방식은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 필러 성분은 실리콘 바인더인 알케닐기를 가지는 폴리오가노실록산 및 경화제인 규소 원자 결합 수소를 가지는 하이드로겐 폴리오가노실록산에 각각 포함될 수 있다. 구체적으로 필러는 실리콘 바인더 및/또는 경화제에 미리 포함될 수 있고, 실리콘 바인더와 경화제를 혼합하는 과정에서 별도로 준비된 필러가 함께 혼합되는 방식으로 사용될 수도 있다.

우수한 방열 성능을 얻기 위하여, 상기 필러가 고함량 사용되는 것이 고려될 수 있다. 하나의 예시에서, 알케닐 실란 화합물로 표면 처리되는 필러는 수지 조성물의 전체 부피를 기준으로 약 30 vol% 이상으로 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 필러는 35 vol% 이상, 40 vol% 이상, 45 vol% 이상 또는 50 vol% 이상으로 포함될 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 95 vol% 이하, 90 vol% 이하, 85 vol% 이하, 80 vol% 이하, 75 vol% 이하, 70 vol% 이하, 65 vol% 이하, 60 vol% 이하 또는 55 vol% 이하 정도일 수도 있다.

상기 범위를 만족하는 경우 우수한 방열 특성을 확보하는 것과 동시에, 금속과 수지 조성물의 부착력을 향상시키고 수지 조성물의 장기 보관 안정성을 확보할 수 있다.

수지 조성물은 상기 성분에 추가로 필요한 다른 성분을 포함할 수 있다.

예를 들면, 상기 수지 조성물은, 촉매, 예를 들면, 부가 반응 촉매를 더 포함할 수 있다. 촉매의 종류는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 백금계 촉매가 사용될 수 있고, 백금계 촉매로는 공지 또는 시판된 것이 사용될 수 있다.

촉매의 함량은 특별한 제한은 없으며, 경화성 폴리오가노실록산 성분의 조성에 따라 촉매량으로 포함될 수 있다.

수지 조성물은 상기 성분 외에도 필요한 경우에 추가 첨가제, 예를 들면, 안료나 염료, 분산제, 요변성 부여제, 난연제 등을 추가로 포함할 수 있다.

수지 조성물은, 전술한 바와 같이 1액형 조성물이거나, 2액형 조성물의 주제 또는 경화제 조성물이거나, 혹은 2액형 조성물의 주제 및 경화제 조성물의 혼합물일 수 있다.

1액형 조성물 또는 2액형 조성물의 주제 및 경화제 조성물의 혼합물인 경우에는 상기 수지 조성물은 전술한 성분을 동시에 포함할 수 있다.

또한, 수지 조성물이 2액형 조성물의 주제 조성물인 경우에 상기 주제 조성물은, 경화성 폴리오가노실록산 성분으로서 상기 알케닐기 함유 폴리오가노실록산 성분을 포함하고, 추가로 상기 촉매 및 필러 성분을 포함할 수 있다.

또한, 수지 조성물이 2액형 조성물의 경화제 조성물인 경우에 상기 경화제 조성물은, 경화성 폴리오가노실록산 성분으로서 상기 알케닐기 함유 폴리오가노실록산 성분 및 규소 결합 수소 함유 폴리오가노실록산 성분을 포함하고, 추가로 상기 필러 성분을 포함하며, 촉매는 포함하지 않을 수 있다.

상기 각각의 경우 폴리오가노실록산 성분, 필러 성분, 촉매 등의 구체적인 종류와 그들의 배합 비율은 전술한 바와 같다.

일 예시에서 상기 수지 조성물이 2액형 수지 조성물인 경우에 상기 수지 조성물은 물리적으로 분리된 주제 조성물 및 경화제 조성물을 포함하고, 상기 주제 조성물은 알케닐기 함유 폴리오가노실록산 성분 및 필러 성분을 포함하며, 상기 경화제 조성물은 알케닐기 함유 폴리오가노실록산 성분, 규소 결합 수소 함유 폴리오가노실록산 성분 및 필러 성분을 포함할 수 있다.

이러한 경우에 상기 주제 조성물은 촉매를 포함하고, 상기 경화제 조성물은 촉매를 포함하지 않을 수 있다. 상기의 경우 폴리오가노실록산 성분, 필러 성분, 촉매 등의 구체적인 종류와 그들의 배합 비율은 전술한 바와 같다.

본 출원의 2액형 수지 조성물에 있어서, 경화제 조성물 내 알케닐기 함유 폴리오가노실록산 성분에 포함된 알케닐기의 몰수(Ak1) 및 경화제 조성물 내 규소 원자 결합된 수소 원자를 가지는 폴리오가노실록산 성분에 포함된 규소 원자 결합 수소 원자의 몰수(H1)의 비율(H1/Ak1)은 0.2 내지 3 범위일 수 있다.

상기 범위는 수지 조성물의 유형에 따라 추가로 변화될 수 있다. 예를 들어, 상기 수지 조성물이 1액형이거나, 2액형의 주제 및 경화제 조성물의 혼합물이라면, 상기 비율(H1/Ak1)은, 상기 범위 내에서 0.25 이상, 0.3 이상, 0.35 이상, 0.4 이상 또는 0.5 이상의 범위 내 및/또는 2.5 이하, 2 이하, 1.5 이하 또는 1 이하의 범위 내에서 추가로 조절될 수 있다. 본 출원은 상기 비율(H1/Ak1)을 상기 범위와 같이 조절하여 수지 조성물 비중을 낮추고, 경화물의 내마모도를 향상시키며, 수지 조성물 경화물과 배터리 파우치 또는 알루미늄 금속판과의 접착력을 제어하여 재작업성을 향상시킬 수 있다.

또 하나의 예시에서, 주제 조성물 내 알케닐기 함유 폴리오가노실록산 성분에 포함된 알케닐기의 몰수(Ak2)와 경화제 조성물 내 규소 원자 결합된 수소 원자를 가지는 폴리오가노실록산 성분에 포함된 규소 원자 결합 수소 원자의 몰수(H2)의 비율(H2/Ak2)은 0.2 내지 3 범위일 수 있다. 상기 비율(H2/Ak2)은 상기 범위 내에서, 0.25 이상, 0.3 이상, 0.35 이상 또는 0.4 이상이거나, 2.5 이하, 2 이하, 1.7 이하, 1.5 이하, 1 이하, 0.7 이하 또는 0.5이하의 범위 내에서 추가로 조절될 수도 있다. 주제 조성물 내 알케닐기 함유 폴리오가노실록산 성분에 포함된 알케닐기의 몰수(Ak2)와 경화제 조성물 내 규소 원자 결합된 수소 원자를 가지는 폴리오가노실록산 성분에 포함된 규소 원자 결합 수소 원자의 몰수(H2)의 비율(H2/Ak2)을 상기 범위와 같이 조절하는 경우, 주제 조성물과 경화제 조성물을 1:1의 부피비로 혼합하는 간단한 방법에 의하여 수지 조성물의 원하는 물성을 구현할 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 2액형 수지 조성물이 갖는 점도 값은 약 1,000,000 cP 이하일 수 있다. 그 하한은 예를 들어, 약 2,000 cP 이상일 수 있다. 일 예로 2액형 수지 조성물이 갖는 점도 값은 약 950,000 cP 이하, 900,000 cP 이하 또는 약 850,000 cP 이하일 수 있고, 약 3,000 cP 이상, 4,000 cP 이상 또는 약 5,000 cP 이상 일 수 있다. 해당 범위를 만족하는 경우 조성물의 장기 보관 안정성이 확보되며, 적절한 공정성도 확보할 수 있다.

본 출원의 2액형 수지 조성물은 경화 후에 하기 설명되는 용도에 적합한 물성을 가질 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 2액형 수지 조성물은 경화 후 상온에서 소정의 경도를 가질 수 있다. 이 때 상기 조성물의 경화층은 적절한 경도를 나타내는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어 경화층의 경도가 지나치게 높으면, 경화층이 브리틀(brittle) 한 특성을 갖기 때문에 신뢰성에 나쁜 영향을 줄 수 있다. 이러한 점을 고려할 때 경화층 경도를 조절하여 내충격성, 내진동성을 확보하고, 제품의 내구성을 확보할 수 있다. 경화층은 예를 들어, 쇼어(shore) OO 타입에서의 경도가 50 이상, 55 이상, 60 이상, 65 이상 또는 70 이상일 수 있으며, 90 이하, 85 이하, 80이하 또는 75 이하일 수 있다. 상기 범위의 경도는 2액형 수지 조성물 내의 필러 및 경화제의 함량으로 조절할 수 있다.

본 출원의 상기 2액형 수지 조성물은 방열 소재가 요구되는 다양한 용도에 적용될 수 있으며, 그 용도의 범위는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 배터리 관련 기술로서, 상기 2액형 수지 조성물은, 배터리 모듈 또는 배터리 팩 등의 방열 소재나 차량용 OBC(On Board Charger)의 방열 소재로서 적용될 수 있다. 따라서, 본 출원은 또한, 상기 2액형 수지 조성물 또는 그 경화물을 방열 소재로 포함하는 배터리 모듈, 배터리 팩 또는 온보드충전기(OBC)에 대한 것이다. 상기 배터리 모듈, 배터리 팩 또는 온보드 충전기에서 상기 2액형 수지 조성물 또는 경화물의 적용 위치나 적용 방법은 특별히 제한되지 않고, 공지의 방식이 적용될 수 있다. 또한, 본 출원의 2액형 수지 조성물은 상기 용도에 제한되지 않고, 우수한 방열 특성, 보관 안정성 및 접착력이 요구되는 다양한 용도에 효과적으로 적용될 수 있다.

본 출원에 관한 다른 일례에서, 본 출원은 상기 2액형 수지 조성물의 경화물을 갖는 전자 장비 또는 장치에 관한 것일 수 있다. 전자 장비 또는 장치의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 차량용 AVN(audio video navigation)이나 전기자동차용 OBC(On Board Charger) 모듈, LED 모듈 또는 IC 칩과 이를 포함하는 컴퓨터나 모바일 기기를 예로 들 수 있다.

상기 2액형 수지 조성물의 경화물은 상기 장비 또는 장치 내에서 열을 발산하고, 충격에 대한 내구성, 및 절연성 등을 부여할 수 있다.

본 출원에서는, 저비중, 내마모성, 재작업성이 뛰어난 수지 조성물을 제공할 수 있다.

이하 실시예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

1. 점도

주제, 경화제 또는 수지 조성물의 점도는, 점탄성측정기(Advanced Rheometic Expansion System)(모델명: ARES, 제작사: Rheometic Scientific(UK))를 사용하여 측정하였다. 측정 시에 8 mm 플레이트(plate)를 이용하였고, 온도 조건은 상온(약 25℃)으로 하였으며, gap은 0.7 mm로 하였다. 전단 속도(shear rate)를 0.01/s에서 10.0/s까지 변화시켜 가면서 점도를 측정하였다. 본 명세서에서 언급하는 점도는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 전단 속도 2.5/s에서의 점도를 대표값으로 기재한 것이다.

2. 열전도도

실시예 또는 비교예에서 제조된 주제 및 경화제 조성물을 1:1의 부피 비율로 혼합한 수지 조성물을 5mm 정도의 두께를 가지는 필름 형태로 경화시킨 후에 상기 필름의 두께 방향의 열전도도를 측정하였다.

상기 경화는 상기 수지 조성물을 상온에서 24 시간 동안 유지하여 수행하였다.

열전도도는, ISO2207-2의 규격에 따른 Hot Disk 측정 장비로서, 니켈 선이 이중 스파이럴 구조로 되어 있는 센서가 가열되면서 온도 변화를 측정하는 방식의 장비를 사용하여 측정하였다.

3. 비중

실시예 또는 비교예의 조성물의 비중은 ASTM D792 규격에 따라 gas pycnometer 장비(모델명: BELPYCNO, 제조사: MicrotracBEL사)를 사용하여 측정하였다. 상기 장비로 He 가스 주입에 따른 상온에서의 비중의 측정값을 기재하였다.

4. 재작업성

실시예 또는 비교예의 주제 및 경화제 조성물을 1:1의 부피 비율로 혼합한 수지 조성물을 알루미늄 금속판에 가로 100mm, 세로 100mm 로 도포하고, 최외곽이 PET(poly(ethylene terephthalate))층인 파우치로 상기 도포된 수지 조성물을 두께가 약 2mm 정도가 유지되도록 덮은 상태에서 25℃에서 24시간 동안 유지하여 경화시켰다. 경화 후, 파우치 제거할 때에 파우치 표면에 수지 조성물 또는 경화물의 잔여물이 묻어나는지 여부로 파우치에 대한 재작업성을 평가하였다. 또한, 경화 후, 경화물을 알루미늄 금속 판에서 떼어낼 때 금속판 표면에 경화물의 잔여물이 묻어나는 여부와 경화물이 끊어짐 없이 본래의 유연성을 유지하는지 여부로 알루미늄 금속판에 대한 재작업성을 평가하였다.

5. 절연성

실시예 및 비교예의 주제 및 경화제 조성물을 1:1의 부피 비율로 혼합한 수지 조성물의 절연성 평가는 ISO 6469-3 규격에 따라 측정하였다. 구체적으로, 복수의 배터리셀이 수납되어 있는 알루미늄 모듈 케이스에 수지 조성물을 주입하고, 상온에서 1시간 경과 후 3.0kV를 배터리셀에 1초간 인가하고, 누설전류를 평가하였다.

6. 경도

실시예 및 비교예의 주제 및 경화제 조성물을 2액형 카트리지를 이용하여 1:1의 부피 비율로 혼합하여 충전하고, 5 mm 정도의 두께를 가지는 필름 형태로 경화시킨 후에 상기 필름 표면의 경도를 ASTM D 2240 규격에 따라 측정하였다. 상기 경화는 상온에서 주제 및 경화제 조성물의 혼합 조성물을 약 24 시간 동안 유지함으로써 수행하였다. 경도 측정 시에는 ASKER Durometer 기기를 사용하였다. 평평한 상태의 샘플의 표면에 약 1.5kg 정도의 하중을 가하여 초기 경도를 측정하고, 15초 후에 안정화된 측정값으로 확인하여 경도를 평가하였다. Shore OO 경도를 측정하였다.

7. 난연성

난연성 평가는 UL 94(Underwrites Laboratories Incorporation)의 기계 부품용 플라스틱 물질에 대한 수직상 연소 시험(의 연소성 시험을 수직상(V0)에서 수행하는 것을 기준으로 하였다. 사용된 시험분획의 두께는 1/16인치와 1/32인치이다.

본 발명에 의해 제조된 수지 조성물이 다음 기준을 만족할 때 UL94 V0로 분류하였다. 치수 127 Х 12.7 Х 1.6mm를 갖는 5개 시편으로 된 세트에 불꽃(19mm 높이)을 직접 닿게 하여 각각 두 번에 걸쳐 10초 동안 유지시킨 후, 10초 이상 동안 불꽃 연소시켜 어떤 시편도 연소되지 않아야 한다. 5개 시편의 각 세트에 10번의 불꽃 적용을 위해 전체 불꽃 연소시간은 50초를 초과하지 않아야 한다. 어떤 시편도 불꽃 입자가 떨어지지 않아야 하고, 클램프로 쬔 데까지 불꽃에 연소되거나 또는 연소가 더 진행되는 시편이 없어야 하고, 시험불꽃의 두번째 제거후 30초 이상의 연소가 지속되는 시편이 없어야 한다.

8. ¹ H NMR 분석

폴리오가노실록산에 대한 ¹H NMR 분석은 공지의 방식으로 수행하였다. 삼중 공명 5 mm 탐침(probe)을 가지는 Varian Unity Inova(500 MHz) 분광계를 포함하는 NMR 분광계를 사용하여 상온에서 상기 분석을 수행하였다. NMR 측정용 용매(CDCl₃)에 분석 대상 폴리오가노실록산을 약 10 mg/ml 정도의 농도로 희석시켜 사용하였고, 화학적 이동은 ppm으로 표현하였다.

9. ²⁹ Si NMR 분석

폴리오가노실록산에 대한 ²⁹Si NMR 분석은 공지의 방식으로 수행하였다. ²⁹Si NMR 분석 시에 reference compound로는 TMS(dilute tetramethylsilane in CDCl₃)를 사용하여 화학적 이동을 표현하였다.

10. GPC (Gel Permeation Chromatograph)

폴리오가노실록산의 수평균분자량(Mn) 및 분자량 분포는 GPC(Gel permeation chromatography)를 사용하여 측정하였다. 5 mL 바이얼(vial)에 분석 대상 폴리오가노실록산을 넣고, 약 1 mg/mL 정도의 농도가 되도록 THF(tetrahydro furan)에 희석한다. 그 후, Calibration용 표준 시료와 분석하고자 하는 시료를 syringe filter(pore size: 0.45 ㎛)를 통해 여과시킨 후 측정하였다. 분석 프로그램은 Agilent technologies 사의 ChemStation을 사용하였으며, 시료의 elution time을 calibration curve와 비교하여 중량평균분자량(Mw) 및 수평균분자량(Mn)을 각각 구하고, 그 비율(Mw/Mn)로 분자량분포(PDI)를 계산하였다. GPC의 측정 조건은 하기와 같다.

<GPC 측정 조건>

기기: Agilent technologies 사의 1200 series

컬럼: Polymer laboratories 사의 PLgel mixed B 2개 사용

용매: THF

컬럼온도: 35℃

샘플 농도: 1mg/mL, 200μL 주입

표준 시료: 폴리스티렌(Mp: 3900000, 723000, 316500, 52200, 31400, 7200, 3940, 485)

제조예 1: 표면 처리된 필러(A)의 제조

D50 입경이 약 17μm 정도인 수산화 알루미늄(KH-17R)을 데실트리에톡시 실란으로 표면 처리하여 표면 처리된 필러(A)를 제조하였다.

상기 D50 입경은 입도 분포의 체적 기준 누적 50%에서의 입자 지름(메디안 직경)으로서, 체적 기준으로 입도 분포를 구하고, 전 체적을 100% 한 누적 곡선에서 누적치가 50%가 되는 지점에서의 입자 지름이다. 상기 D50 입경은 ISO-13320에 준거하여 Marven 사의 MASTERSIZER 3000 장비를 이용하여 측정하였다. 측정 시 용매로는 Ethanol을 사용하였다.

상기 표면 처리는 상기 데실트리에톡시 실란과 상기 필러를 0.5:100의 중량비율(데실트리에톡시실란:필러)로 용매인 에탄올에 혼합한 후에 혼합물의 온도를 60℃ 정도로 유지한 상태에서, 1시간 동안 반응시켜 수행하였다.

제조예 2: 표면 처리된 필러(B)의 제조

D50 입경이 약 2μm 정도인 수산화 알루미늄(KH-101RT)을 데실트리에톡시 실란으로 표면 처리하여 표면 처리된 필러(C)를 제조하였다. 상기 D50 입경의 측정 방법은 제조예 1의 경우와 같다. 상기 표면 처리는 상기 데실트리에톡시 실란과 상기 필러를 1:100(데실트리에톡시실란:필러)로 용매인 에탄올에 혼합한 후에 혼합물의 온도를 60℃ 정도로 유지한 상태에서, 1시간 동안 반응시켜 수행하였다.

실시예 1.

주제 조성물의 제조

점도가 100cP인 하기 화학식 A의 폴리오가노실록산을 포함하는 폴리오가노실록산 성분(VTPS100, 원익큐브) 9.9g, 백금 촉매(CAT12070, Elkem) 0.1g, 안료 0.01g, 분산제(B-52S, 다미폴리켐) 0.28g, 제조예 1의 필러 31.5g, 제조예 2의 필러 21.0g 및 제조예 3의 필러 17.5g을 혼합하였다.

상기 제조예 1의 필러는 전체 혼합 필러 성분 부피 대비 45 부피%로 포함되었고, 제조예 2의 필러의 부피(V2)와 제조예 3의 필러의 부피(V3)의 비율(V2/V3)은 1.2이었다. 상기 D50의 입경의 의미 및 측정 방법은 제조예 1 에서 기재한 것과 같다.

상기 화학식 A의 화합물에 대해 상기 기술한 방식으로 측정한 ¹H-NMR 분석에서, Si-Vinyl 피크와 Si-CH₃ 의 면적비(Si-CH₃/Si-Vinyl)은 약 92.65였고, 그를 토대로 확인한 비닐기의 함량은 0.290mmol/g이었다.

화학식 A의 폴리오가노실록산의 GPC로 측정한 수평균분자량은(Mn)은 약 7020g/mol이었고, 중량평균분자량(Mw)은 약 13700g/mol이었으며, 분자량 분포(PDI=Mw/Mn)는 약 1.95이었다.

페이스트 믹서(paste mixer)에 상기 성분들을 투입하고, 공전 600 rpm, 자전 500 rpm으로 3분 정도 믹싱하여 분산시킨 후에 발생한 열을 확인하고, 진공 상태에서 공전 600 rpm, 자전 200 rpm으로 4분간 탈포하여 주제 조성물을 제조하였다.

[화학식 A]

화학식 A에서 m은 95 정도의 수이다.

경화제 조성물의 제조

주제 조성물 제조시에 사용된 화학식 A의 폴리오가노실록산 성분 8.38g, 하기 화학식 B의 폴리오가노실록산(FD5020, 다미폴리켐) 0.420g, 화학식 C의 폴리오가노실록산(CE4, AB Specialty Silicones) 1.2g, 제조예 1의 필러 31.5g, 제조예 2의 필러 21.0g 및 제조예 3의 필러 17.5g을 혼합하였다.

상기 제조예 1의 필러는 전체 혼합 필러 성분 부피 대비 45 부피%로 포함되었고, 제조예 2의 필러의 부피(V2)와 제조예 3의 필러의 부피(V3)의 비율(V2/V3)은 1.2었다. 상기 D50의 입경의 의미 및 측정 방법은 제조예 1 에서 기재한 것과 같다.

페이스트 믹서(paste mixer)에 상기 성분들을 투입하고, 공전 600 rpm, 자전 500 rpn으로 3분 정도 믹싱하여 분산시킨 후에 발생한 열을 확인하고, 진공 상태에서 공전 600 rpm, 자전 200 rpm으로 4분간 탈포하여 경화제 조성물을 제조하였다.

화학식 B의 폴리오가노실록산에 대해 수행한 상기 ²⁹Si NMR 분석을 수행한 결과, 화학식 B의 구조에서 양 말단의 M 단위((CH₃)₃SiO_{1 /2}단위)의 몰비율은 약 4.2 몰%, 수소 원자가 없는 D 단위(CH₃)₂SiO_{2 /2}단위)의 몰비율은 약 80.9 몰%, 수소 원자가 있는 D 단위(H(CH₃)SiO_{2 /2}단위)의 몰비율은 약15.0 몰%였다. 또한, ¹H NMR 분석에 의해 확인되는 Si-H 피크와 Si-CH₃ 피크의 비율(Si-CH₃/Si-H)은 약 14.49이였으며, 이를 통해 확인한 규소원자 결합 수소 원자의 함량은 약 2.63 mmol/g이였다.

또한, 화학식 C의 폴리오가노실록산에 대해 수행한 1H NMR 분석에 의해 확인되는 Si-H 피크와 Si-CH₃ 피크의 비율(Si-CH₃/Si-H)은 약 648이었으며, 이를 통해 확인한 규소 원자 결합 수소 원자의 함량은 약 0.8 mmol/g이었다.

[화학식 B]

화학식 B에서 p는 39 정도의 수이고, q는 8 정도의 수이다.

[화학식 C]

화학식 C에서 n은 150 정도의 수이다.

주제 및 경화제 조성물 내 알케닐기의 몰수(Ak) 및 경화제 조성물 내 규소 원자 결합 수소 원자의 몰수(H)의 비율(H/Ak)이 0.52가 되도록 혼합하였다.

항목	실시예 1
열전도도(W/mK)	3.0
비중(g/cm3)	2.02
알루미늄 금속판에 대한 재작업성	OK
파우치에 대한 재작업성	OK
절연성(누설전류) (mA)	-
점도 (cP @ 1/s)	240k(주제) 190k(경화제)
경도(Shore OO)	58
난연성(UL 94)	V-0

상기 표 1을 참조하면, 실시예 1의 수지 조성물은 열전도도가 높고, 비중이 낮으면서도, 알루미늄 금속판와 파우치에 대한 재작업성이 모두 우수했다.

비교예 1

주제 및 경화제 조성물의 제조시에 D50 입경이 70㎛인 알루미나 필러42g, D50 입경이 20㎛인 알루미나 필러 14g, 및 D50 입경이 2㎛인 알루미나 필러 14g을 혼합한 필러 70g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수지 조성물을 제조하였다.

비교예 2

주제 및 경화제 조성물의 제조시에 D50 입경이 70㎛인 알루미나 필러 42g, D50 입경이 13㎛인 수산화 알루미늄 필러 14g 및 D50 입경이 2㎛인 수산화 알루미늄 필러 14g을 혼합한 필러 70g를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수지 조성물을 제조하였다.

실험예 1: 내마모성 평가 1

상기 실시예 1의 주제 조성물 및 경화제 조성물과 비교예 1의 수지 조성물 경화물의 내마모성 평가를 수행하였다. 각각의 조성물을 5 mm 정도의 두께를 가지는 필름 시편으로 경화시킨 후, Struers Tegramin-30 장비에 연마천, 높이 30 mm의 알루미늄 바(30Ф)와 함께 투입하고 장비를 구동하였다. 장비 구동을 시작한 후 매 10분마다 시편을 10g씩 추가하였다. 10분마다 장비 구동을 하면서 시편을 세척하고, 세척한 시편을 건조하여 초기 중량과 최종 중량의 차이를 기입하여 마모 정도를 분석하였다. 연마천 및 알루미늄 바의 회전 속도는 150 rpm으로, 알루미늄 바를 누르는 힘은 25N 으로 구동하였으며, 시편별로 6회를 측정하여 평균값을 계산하였다.

필러 시편	회차	초기 Al bar 무게(g)	연마 후 Al bar 무게(g)	마모 감량(g)	평균 마모 감량(g)
비교예 1	1	57.7109	57.2248	0.4861	0.219
	2	57.2248	57.0013	0.2235
	3	57.0013	56.8211	0.1802
	4	56.822	56.6672	0.1548
	5	56.6672	56.5284	0.1388
	6	56.5284	56.4007	0.1277
실시예 1 (주제)	1	57.5585	57.5409	0.0176	0.070
	2	57.5409	57.4783	0.0626
	3	57.4783	57.3868	0.0915
	4	57.3868	57.2938	0.093
	5	57.2938	57.212	0.0818
	6	57.212	57.1409	0.0711
실시예 1 (경화제)	1	57.5028	57.5006	0.0022	0.009
	2	57.5006	57.4891	0.0115
	3	57.4891	57.4792	0.0099
	4	57.4792	57.4693	0.0099
	5	57.4693	57.4597	0.0096
	6	57.4597	57.4503	0.0094

표 2를 참조하면, 알루미나 필러를 사용한 비교예 1의 수지 조성물에 비해 전량 수산화 알루미늄 필러를 적용한 실시예 1의 주제 및 경화제 조성물의 내마모성이 우수한 것을 확인할 수 있다.

실시예 2: 내마모성 평가 2

상기 실시예 1의 주제 조성물 및 경화제 조성물과 비교예 1 및 2 의 수지 조성물의 내마모성 평가를 수행하였다. 각각의 조성물을 5 mm 정도의 두께를 가지는 필름 시편으로 경화시킨 후, 강철(steel)과 슬라이딩 접촉하는 경우 마모되는 정도를 평가하였다. 마모되는 정도는 ASTM D2266-01 규격에 따라 측정하고, 측정시에는 도 1 의 장비를 사용하였다.

12.7mm 직경을 갖는 3개의 steel ball을 고정하고, 그 표면을 각각의 경화물 시편으로 덮는다. 그 위에 장착되는 12.7mm 직경의 강구를 통하여 147N(15kgf)의 힘을 가하였다. 시편의 온도는 75℃로 유지하였으며, 가장 위에 있는 top steel ball을 1시간 동안 1200rpm으로 회전시켰다. 3개의 steel ball에 남아있는 마모흔을 줄 자국을 따라 측정하였다. 이 때, 75±2℃의 온도, 1200±60rpm의 속도, 60±1분의 시간, 392±2N(40±0.2kgf)의 하중 조건에서 측정하였다.

	비교예 1	비교예 2	실시예 1
마모흔의 길이	3.49mm	3.04mm(주제) 2.72mm(경화제)	2.16mm(주제) 2.22mm(경화제)

Claims (15)

1. 알케닐기를 가지는 폴리오가노실록산 성분;
   규소 원자에 결합된 수소 원자를 가지는 폴리오가노실록산 성분; 및
   필러 성분을 포함하며,
   상기 필러 성분은 평균 입경이 40㎛를 초과하는 필러를 총 필러 성분 부피 대비 50 부피% 미만으로 포함하고,
   상기 알케닐기를 가지는 폴리오가노실록산 성분에 포함된 알케닐기의 몰수(Ak) 및 규소 원자에 결합된 수소 원자를 가지는 폴리오가노실록산 성분에 포함된 규소 원자 결합 수소 원자의 몰수(H)의 비율(H/Ak)이 0.1 내지 1.0 범위인 수지 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 알케닐기를 가지는 폴리오가노실록산 성분은 하기 화학식 1로 표시되는 폴리오가노실록산을 포함하는 수지 조성물:
   [화학식 1]
   

   

   
   화학식 1에서 R₅는 알케닐기이고, R₆는 알킬기이며, n은 50 내지 1,000의 범위 내의 수이다.
3. 제 1 항에 있어서, 알케닐기 함유 폴리오가노실록산 성분의 알케닐기 함유량은 0.05 내지 0.5 mmol/g인 수지 조성물.
4. 제 1 항에 있어서, 규소 원자에 결합된 수소 원자를 가지는 폴리오가노실록산 성분은 하기 화학식 2로 표시되는 제 1 폴리오가노실록산 성분 하기 화학식 3으로 표시되는 제 2 폴리오가노실록산 성분으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 수지 조성물:
   [화학식 2]
   

   

   
   화학식 2에서 R₃는 알킬기이며, m은 50 내지 500의 범위 내의 수이다:
   [화학식 3]
   

   

   
   화학식 3에서 R₄는 알킬기이며, p는 20 내지 60의 범위 내의 수이고, q는 3 내지 20의 범위 내의 수이다.
5. 제 4 항에 있어서, 제 1 폴리오가노실록산 성분은 규소 결합 수소를 0.05 내지 4.0 mmol/g로 포함하고, 제 2 폴리오가노실록산 성분은 규소 결합 수소를 0.5 내지 6 mmol/g로 포함하는 수지 조성물.
6. 제 4 항에 있어서, 규소 원자에 결합된 수소 원자를 가지는 폴리오가노실록산 성분은 제 1 및 제 2 폴리오가노실록산 성분을 포함하고,
   상기 제 1 폴리오가노실록산 성분의 규소 결합 수소의 함유 몰수(H1) 대비 제 2 폴리오가노실록산 성분의 규소 결합 수소의 함유 몰수(H2)의 비율(H1/H2)이 0.5 내지 5의 범위 내에 있는 수지 조성물.
7. 제 1 항에 있어서, 필러 성분은 평균 입경이 40 ㎛를 초과하는 제 1 무기 수산화물, 평균 입경이 40㎛ 미만이고 10 ㎛ 이상인 제 2 무기 수산화물 및 평균 입경이 10 ㎛ 미만인 제 3 무기 수산화물을 포함하는 수지 조성물.
8. 제 1 항에 있어서, 필러 성분은 하기 화학식 4의 화합물로 표면처리되어 있는 수지 조성물:
   [화학식 4]
   

   

   
   화학식 4에서 R₁ 내지 R₄는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 4 내지 16의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기이고, R₁ 내지 R₄ 중 적어도 하나는 탄소수 4 내지 16의 알킬기이다.
9. 제 8 항에 있어서, 필러 성분 100 중량부 대비 0.1 내지 5 중량부의 화학식 4의 화합물로 표면처리되어 있는 수지 조성물.
10. 제 8 항에 있어서, 제 2 무기 수산화물의 평균 입경(D2)과 제 3 무기 수산화물의 평균 입경(D3)의 비율(D2/D3)이 2 내지 200의 범위 내에 있는 수지 조성물.
11. 제 8 항에 있어서, 제 2 무기 수산화물의 부피(V2)와 제 3 무기 수산화물의 부피(V3)의 비율(V2/V3)이 0.5 내지 5의 범위 내에 있는 수지 조성물.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 필러 성분은 비중이 3.5 g/cm³ 이하인 수지 조성물.
13. 주제 조성물 및 경화제 조성물을 포함하는 2액형 수지 조성물이고,
    상기 주제 조성물은, 알케닐기 함유 폴리오가노실록산 성분 및 필러 성분을 포함하며,
    상기 경화제 조성물은, 알케닐기 함유 폴리오가노실록산 성분, 규소 원자에 결합된 수소 원자를 가지는 폴리오가노실록산 성분, 및 필러 성분을 포함하고,
    상기 필러 성분은 평균 입경이 40㎛를 초과하는 무기 수산화물을 총 필러 성분 부피 대비 50 부피% 미만으로 포함하고,
    알케닐기를 가지는 폴리오가노실록산 성분에 포함된 알케닐기의 몰수(Ak) 및 규소 원자에 결합된 수소 원자를 가지는 폴리오가노실록산 성분의 규소 원자 결합 수소 원자의 몰수(H)의 비율(H/Ak)이 0.1 내지 1.0 범위인 2액형 수지 조성물.
14. 제 13 항에 있어서, 경화제 조성물 내 알케닐기 함유 폴리오가노실록산 성분에 포함된 알케닐기의 몰수(Ak1) 및 경화제 조성물 내 규소 원자 결합된 수소 원자를 가지는 폴리오가노실록산 성분에 포함된 규소 원자 결합 수소 원자의 몰수(H1)의 비율(H1/Ak1)은 0.2 내지 3 범위인 2액형 수지 조성물.
15. 제 13 항에 있어서, 주제 조성물 내 알케닐기 함유 폴리오가노실록산 성분에 포함된 알케닐기의 몰수(Ak2)와 경화제 조성물 내 규소 원자 결합된 수소 원자를 가지는 폴리오가노실록산 성분에 포함된 규소 원자 결합 수소 원자의 몰수(H2)의 비율(H2/Ak2)은 0.2 내지 3 범위인 2 액형 수지 조성물.