KR20230167564A - 실리콘 발포 고무 조성물 및 이로부터 제조된 고내열성 저밀도 실리콘 고무 스펀지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 (A) (C6-C12)방향족기 및 플루오로(C1-C10)알킬기에서 선택되는 어느 하나 이상의 치환기; 및 비닐기를 포함하는 폴리오르가노실록산, (B) (C6-C12)방향족기 및 플루오로(C1-C10)알킬기를 포함하는 폴리오르가노하이드로젠실록산, (C) 폴리디메틸하이드로젠실록산, (D) 히드록실화실록산 및 (E) 백금촉매를 포함하는, 실리콘 발포 고무 조성물, 이로부터 제조된 실리콘 고무 스펀지 및 이의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은 실리콘 발포 고무 조성물 및 이로부터 제조된 고내열성 저밀도 실리콘 고무 스펀지에 관한 것이다.
실리콘 고무 스펀지는 -70 ℃ 부터 200 ℃까지의 우수한 내한성과 내열성을 가지며 다른 폴리머 폼에 비하여 난연성, 방열성 및 안정성 등이 우수한 재료로, 산업전반에서 다양한 용도로 사용되고 있다.
특히, 실리콘 고무 스펀지는 소프트성, 복원성, 유연성, 탄성 및 내후성 등이 탁월하여 최근에는 자동차나 기차 등의 차랑용 시트의 재료로 각광받고 있다. 그러나, 차량 실내의 쾌적성과 안정성의 중요성이 크게 대두되면서 차량용 시트 재료의 물성에 대한 요구 성능은 점차로 고도화되고 있다. 예를 들면, 자동차용 시트나 철도용 시트로 사용되는 실리콘 발포 스폰지의 경우, 난연성이 매우 우수해야하며 250 ℃이상의 온도에서도 내열성이 유지될 수 있어야 한다. 동시에, 더욱 폭신한 느낌의 부드러움을 주기 위하여 150 kg/m3 이하, 좋게는 130 kg/m3 이하의 낮은 밀도를 가지며, 복원성 및 탄성이 우수한 실리콘 고무 스펀지에 대한 개발이 요구되고 있다.
그러나, 내열성과 소프트성, 복원성 및 탄성 등은 서로 상반되는 물성을 나타내어, 이를 동시에 만족하는 것이 어려워 이를 해결하는 필요성이 대두되고 있다.
본 발명의 일 양태는 고도화된 상기 요구성능을 만족시킬 수 있는 실리콘 발포 고무 조성물 및 이로부터 제조된 실리콘 고무 스펀지를 제공하는 것이다.
구체적으로, 본 발명의 일 양태는 난연성이 탁월한 동시에, 낮은 밀도를 구현할 수 있고 복원성과 탄성이 우수한 실리콘 고무 스펀지를 제공하는 것이다.
상술된 목적을 위해, 본 발명은 (A) (C6-C12)방향족기, 플루오로(C1-C10)알킬기에서 선택되는 어느 하나 이상의 치환기 및 비닐기를 포함하는 폴리오르가노실록산, (B) (C6-C12)방향족기 및 플루오로(C1-C10)알킬기를 포함하는 폴리오르가노하이드로젠실록산, (C) 폴리디메틸하이드로젠실록산, (D) 히드록실화실록산 및 (E) 백금촉매를 포함하는, 실리콘 발포 고무 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 실리콘 발포 고무 조성물은 (A) 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여, (B) 폴리오르가노하이드로젠실록산 0.1 내지 20 중량부, (C) 폴리디메틸하이드로젠실록산 0.1 내지 20 중량부, (D) 히드록실화실록산 0.1 내지 20 중량부, 및 (D) 백금촉매 0.01 내지 5 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 25℃의 온도에서 브룩필드 점도계로 측정한 상기 실리콘 발포 고무 조성물의 점도는 3,000 내지 500,000 cps인, 실리콘 발포 고무 조성물일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 (A) 폴리오르가노실록산은 하기 화학식 1로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
Ar1은 (C6-C12)방향족기이고;
Rf1은 플루오로(C1-C10)알킬이고;
a, b, c 및 d는 몰분율로서, a+b+c+d=1, 0.1≤a≤0.7, 0.01≤b≤0.3, 0.1≤c≤0.8 및 0.05≤d≤0.5를 만족하는 실수이다.)
본 발명의 일 양태에 따른 상기 (B) 폴리오르가노하이드로젠실록산은 하기 화학식 2로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 2]
(상기 화학식 2에서,
Ar2는 (C6-C12)방향족기이고;
Rf2는 플루오로(C1-C10)알킬이고;
p, q, r, s는 몰분율로서, p+q+r+s=1이고, 0≤p≤0.9, 0.1≤q≤0.9, 0.1≤r≤0.8 및 0.05≤s≤0.5를 만족하는 실수이다.)
본 발명의 일 양태에 따른 상기 (C) 폴리디메틸하이드로젠실록산의 수소 함량은 1 내지 18 mmol/g일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 25℃의 온도에서 브룩필드 점도계로 측정한 상기 (A) 폴리오르가노실록산의 점도는 100 내지 1,000,000 cps이고, (B) 폴리오르가노하이드로젠실록산의 점도는 10 내지 10,000 cps 이고, (C) 폴리디메틸하이드로젠실록산의 점도는 10 내지 200 cps이고, (D) 히드록실화실록산의 점도는 100 내지 100,000 cps일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 조성물은 무기 충전제를 더 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실리콘 발포 고무 조성물로부터 제조된, 실리콘 고무 스펀지를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 실리콘 발포 고무 조성물은 작업성이 우수할 뿐만 아니라, 경화 후에는 탁월한 난연성과 내열성을 구현함과 동시에 낮은 밀도임에도 탄성이 우수한 특성을 가지는 발포체(실리콘 고무 스펀지)를 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 실리콘 발포 고무 조성물은 적절한 흐름성을 가져 작업성이 우수하여 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 성형성이 우수하여 매끄러운 표면 특성 및 균일한 기공을 가지는 실리콘 고무 스펀지를 제공할 수 있다. 또한, 상기 조성물로부터 제조된 실리콘 고무 스펀지는 스펀지는 150 kg/m3 이하의 낮은 밀도 값을 가져 더욱 폭신하고 부드러운 느낌을 구현할 수 있으며, V-0 등급의 우수한 난연성을 만족하고, 250 ℃ 이상에서 내열성을 유지할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 양태에 따른 실리콘 고무 스펀지를 차랑용 시트에 적용할 경우, 차량 실내의 쾌적성 및 안정성을 동시에 만족시킬 수 있으며, 낮은 밀도 및 우수한 내열성이 요구되는 다양한 산업 분야에 응용될 수 있다.
이하, 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명한다. 이 때 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 설명에 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 특별한 정의가 없는 한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
본 명세서의 용어, "알킬"은 하나의 수소 제거에 의해서 지방족 탄화수소로부터 유도된 유기 라디칼로, 직쇄 또는 분쇄 형태를 모두 포함할 수 있다.
본 명세서의 용어, "방향족(aromatic)"은 휘켈 규칙(Huckel's Rule)을 만족하는 특성으로서, 상기 휘켈 규칙에 따라 i) 비어있는 p-오비탈, 불포화 결합, 홀전자쌍 등에 의하여 완전히 컨쥬게이션을 이루고 있는 4n+2개의 전자가 존재하고; ii) 4n+2개의 전자는 평면 형태 이성질체를 구성하여야 하고, 고리 구조를 이루어야 하고; 동시에 iii) 고리의 모든 원자가 컨쥬게이션에 참여하는 경우를 의미한다.
이하, 본 발명의 일 양태에 따른 실리콘 발포 고무 조성물에 대해 설명한다.
실리콘 고무 스펀지는 우수한 내한성과 내열성을 가지며, 다른 폴리머 폼에 비하여 방열성 및 안정성 등이 우수하여, 산업 전반에서 다양한 용도로 사용되고 있다.
그러나, 차량 실내의 쾌적성과 안정성의 중요성이 크게 대두되면서, 자동차나 기타 등의 차량용 시트 재료의 물성에 대한 요구 성능은 점차로 고도화되고 있다. 예를 들면, 차량용 시트로 사용되는 실리콘 발포 스폰지의 경우, 난연성 및 내열성이 탁월한 동시에, 더욱 폭신한 느낌의 부드러움을 주기 위하여 낮은 밀도를 가지며, 통시에 소프트성, 복원성, 유연성, 탄성 및 내후성 등이 더욱 우수한 물성을 요구하고 있다. 따라서 실리콘 고무 스펀지는 난연성, 내열성과 소프트성, 복원성 및 탄성 등의 서로 상반되는 물성을 동시에 만족하도록 더 개선되어야 할 필요성이 강하게 요구되고 있다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 많은 연구를 한 결과, (A) (C6-C12)방향족기, 플루오로(C1-C10)알킬기에서 선택되는 어느 하나 이상의 치환기 및 비닐기를 포함하는 폴리오르가노실록산, (B) (C6-C12)방향족기 및 플루오로(C1-C10)알킬기를 포함하는 폴리오르가노하이드로젠실록산, (C) 폴리디메틸하이드로젠실록산, (D) 히드록실화실록산 및 (E) 백금촉매를 포함하는 실리콘 발포 고무 조성물을 이용할 경우, 낮은 밀도와 우수한 복원력 및 탄성을 구현함과 동시에 내열성 및 난연성이 탁월한 실리콘 고무 스펀지를 제공할 수 있음을 발견하였다.
구체적으로, 상기와 같은 구성을 가지는 조성물로부터 제조된 실리콘 고무 스펀지는 150 kg/m3 이하의 낮은 밀도 값을 가져 더욱 폭신하고 부드러운 느낌을 구현할 수 있으며, V-0 이상의 난연등급을 만족하고, 250 ℃ 이상에서 내열성을 유지할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 양태에 따른 실리콘 고무 스펀지를 차량용 시트에 적용할 경우, 차량 실내의 쾌적성 및 안정성을 동시에 만족시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 각 구성에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이는 예시적인 것에 불과하며 본 발명이 예시적으로 설명된 구체적인 실시 형태로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따른 실리콘 발포 고무 조성물은 (A) (C6-C12)방향족기, 플루오로(C1-C10)알킬기에서 선택되는 어느 하나 이상의 치환기 및 비닐기를 포함하는 폴리오르가노실록산, (B) (C6-C12)방향족기 및 플루오로(C1-C10)알킬기를 포함하는 폴리오르가노하이드로젠실록산, (C) 폴리디메틸하이드로젠실록산, (D) 히드록실화실록산 및 (E) 백금촉매를 포함을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 실리콘 발포 고무 조성물은 상기와 같은 구성성분을 포함함에 따라, 낮은 밀도와 우수한 복원력 및 탄성을 구현함과 동시에 내열성 및 난연성이 탁월한 실리콘 고무 스펀지를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 실리콘 발포 고무 조성물은 그 조성비를 엄격히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어, (A) 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여, (B) 폴리오르가노하이드로젠실록산 0.1 내지 20 중량부, 또는 1 내지 20 중량부, 또는 5 내지 20 중량부를 포함할 수 있다. 또한, (A) 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여, (C) 폴리디메틸하이드로젠실록산 0.1 내지 20 중량부, 1 내지 20 중량부, 또는 5 내지 20 중량부를 포함할 수 있다. 또한, (A) 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여, (D) 히드록실화실록산 0.1 내지 20 중량부, 1 내지 20 중량부, 또는 5 내지 20 중량부를 포함할 수 있다. 또한, (A) 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여, (D) 백금촉매 0.01 내지 5 중량부, 0.1 내지 5 중량부, 또는 0.1 내지 3 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 상기 범위에서 조성물의 안정성을 해치지 않으면서 본 발명에서 목적하는 효과를 더욱 쉽게 부여할 수 있어서 선호될 수 있다.
또한, 25℃의 온도에서 브룩필드 점도계로 측정한 상기 실리콘 발포 고무 조성물의 점도는 3,000 내지 500,000 cps일 수 있으며, 구체적으로, 10,000 내지 200,000 cps 일 수 있다. 상기 점도 범위를 만족함에 따라, 조성물의 작업성을 더욱 좋게 할 수 있으며, 적절한 흐름성을 가져 성형성을 더욱 우수하게 할 수 있다. 또한, 내열성 및 난연성이 더욱 향상될 뿐만 아니라 매끄러운 표면 특성 및 균일한 기공을 가지는 발포체(실리콘 고무 스펀지)를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 (A) 폴리오르가노실록산은, 비닐기에 의한 가교 반응으로 고무를 형성하면서, (C6-C12)방향족기 및 플루오로(C1-C10)알킬기에서 선택되는 어느 하나 이상의 치환기를 포함함에 따라 내열성 및 난연성이 현저히 향상할 수 있고 상기에서 정의한 다른 구성성분들과 조합되어 반응함으로써, 발포 구조가 더욱 균일하게 형성되고, 발포체(실리콘 고무 스펀지)의 밀도를 낮추어 부드러움이 증가된 발포체를 제공할 수 있다.
일 예로, 상기 (A) 폴리오르가노실록산은 (C6-C12)방향족기, 플루오로(C1-C10)알킬기에서 선택되는 어느 하나 이상의 치환기 및 비닐기를 측쇄에 포함할 수 있으며, 비닐기로 엔드-블록된(end-blocked) 것일 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 (A) 폴리오르가노실록산은 (C6-C12)방향족기, 플루오로(C1-C10)알킬기, 비닐기를 측쇄에 포함하는, 비닐 말단 폴리오르가노실록산일 수 있으며, 예를 들어, 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
이하, 하기 구조식은 블록중합체일 수도 있고, 랜덤 중합체일 수도 있어서 그 형태를 한정하지는 않는다.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
Ar1은 (C6-C12)방향족기이고;
Rf1은 플루오로(C1-C10)이고;
a, b, c 및 d는 몰분율로서, a+b+c+d=1, 0.1≤a≤0.7, 0.01≤b≤0.3, 0.1≤c≤0.8 및 0.05≤d≤0.5을 만족하는 실수이다.)
일 예로, 상기 Rf1은 -CH2CH2CnF2n+1일 수 있고, 여기서 n은 1 내지 5의 정수일 수 있으며 구체적으로, Rf1은 -C2H4CF3, -C2H4C2F5 또는 -C2H4C3F7 일 수 있다. 또한, 상기 Ar1은 페닐기 일 수 있고, 더욱 구체적인 예를 들다면, 상기 (A) 폴리오르가노실록산은 하기 화학식 1-1로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1]
(상기 화학식 1-1에서,
a, b, c 및 d는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하다.)
일 예로, 상기 a 내지 d는 a+b+c+d=1, 0.1≤a≤0.6, 0.05≤b≤0.2, 0.1≤c≤0.7 및 0.1≤d≤0.4을 만족하는 실수일 수 있고, 보다 구체적으로는 a+b+c+d=1, 0.1≤a≤0.5, 0.07≤b≤0.2, 0.1≤c≤0.5 및 0.1≤d≤0.3을 만족하는 실수일 수 있다.
일 예로, 상기 (A) 폴리오르가노실록산의 점도는 특별히 한정하지 않지만, 25℃의 온도에서 브룩필드 점도계로 측정한 점도는 100 내지 1,000,000 cps일 수 있으며, 예를 들어 2,500 내지 500,000 cps일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 (A) 폴리오르가노실록산은 상기 특성을 만족함에 따라, 조성물의 작업성을 향상시킬 수 있으며, 목적하는 물성을 더욱 효과적으로 구현할 수 있다. 구체적으로, 측쇄 및 말단에 비닐기를 함유하여 가교 밀도 및 가교 속도를 적절하게 조절할 수 있으며, 동시에 페닐기 및 플루오로알킬기를 함유하여 내열성 및 난연성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 디메틸실록산 단위를 과량 함유하여 점도를 적절하게 조절할 수 있고, 흐름성 및 작업성이 저하되는 것을 효과적으로 개선할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 (B) 폴리오르가노하이드로젠실록산은, (C6-C12)방향족기 및 플루오로(C1-C10)알킬기를 측쇄에 포함하는 폴리디메틸하이드로젠실록산일 수 있으며, 예를 들어, 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
(상기 화학식 2에서,
Ar2는 (C6-C12)방향족기이고;
Rf2는 플루오로(C1-C10)알킬이고;
p, q, r, s는 몰분율로서, p+q+r+s=1이고, 0≤p≤0.9, 0.1≤q≤0.9, 0.1≤r≤0.8 및 0.05≤s≤0.5를 만족하는 실수이다.)
일 예로, 상기 Rf2는 -CH2CH2CnF2n+1일 수 있고, 여기서 n은 1 내지 5의 정수일 수 있으며 구체적으로, Rf2는 -C2H4CF3, -C2H4C2F5 또는 -C2H4C3F7 일 수 있다. 또한, 상기 Ar2는 페닐기일 수 있고, 더욱 구체적으로, 상기 (B) 폴리오르가노하이드로젠실록산은 하기 화학식 2-1로 표시될 수 있다.
[화학식 2-1]
(상기 화학식 2-1에서,
p 내지 s는 상기 화학식 2에서의 정의와 동일하다.)
일 예로, 상기 p 내지 s는 p+q+r+s=1이고, 0≤p≤0.8, 0.1≤q≤0.8, 0.1≤r≤0.7 및 0.1≤s≤0.4를 만족하는 실수일 수 있고, 보다 구체적으로는 p+q+r+s=1이고, 0≤p≤0.7, 0.2≤q≤0.6, 0.1≤r≤0.6 및 0.1≤s≤0.3을 만족하는 실수일 수 있다. 또한, 25℃의 온도에서 브룩필드 점도계로 측정한 상기 (B) 폴리오르가노하이드로젠실록산의 점도는 10 내지 10,000 cps, 또는 10 내지 8,000 cps일 수 있다. 상기 특성을 만족하는 경우, 다른 구성 성분들과 조합하였을 때 더욱 낮은 밀도를 가지면서, 내열성 및 난연성이 더욱 향상될 뿐만 아니라 매끄러운 표면 특성을 가지는 발포체(실리콘 고무 스펀지)를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 (C) 폴리디메틸하이드로젠실록산은, 예를 들어, 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 3]
(상기 화학식 3에서,
i 및 j는 몰분율로서, i+j=1 및 0≤j≤0.99를 만족하는 실수이다.)
일 예로, 상기 (C) 폴리디메틸하이드로젠실록산의 수소 함량은 1 내지 18 mmol/g, 구체적으로는 2 내지 18 mmol/g, 더욱 구체적으로는 5 내지 10 mmol/g일 수 있다. 또한, 25℃의 온도에서 브룩필드 점도계로 측정한 상기 (C) 폴리디메틸하이드로젠실록산의 점도는 10 내지 200 cps, 또는 10 내지 100 cps일 수 있다. 상기 특성을 가지는 경우, 다른 구성 성분들과 조합하였을 때 조성물의 작업성을 더욱 좋게 할 수 있을 뿐만 아니라, 적절한 흐름성을 가져 성형성을 더욱 우수하게 할 수 있다. 또한, 더욱 낮은 밀도 및 균일한 기공을 가지는 실리콘 고무 스펀지를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 (D) 히드록실화실록산(실라놀 화합물)은 분자당 평균 1 내지 2.5개의 히드록시기를 가지는 폴리오르가노실록산일 수 있다. 또한, 25℃의 온도에서 브룩필드 점도계로 측정한 상기 (D) 히드록실화실록산의 점도는 100 내지 10,000 cps, 또는 1,000 내지 100,000 cps일 수 있다.
일 예로, 상기 (D) 히드록실화실록산은 히드록시기로 엔드 블록된(end-blocked) 폴리디메틸실록산, 또는 디메틸실록산 및 페닐메틸실록산 단위를 가지며 히드록시기로 엔드 블록된 폴리오르가노실록산, 또는 히드록시기로 엔드 블록된 폴리메틸-3,3,3-트리플루오로프로필실록산, 또는 연쇄상(on-chain)에 히드록시기를 제공하는 모노메틸실록산 단위 및 디메틸실록산 단위를 가지며 히드록시기로 엔드 블록된 폴리오르가노실록산, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 (D) 히드록실화실록산의 상업화된 예로는, MOMENTIVE사의 YF70C 시리즈를 들 수 있으며, 구체적으로 점도 5,000 cps의 YF70C-0.5M, 점도 20,000 cps의 YF70C-2M, 점도 50,000 cps의 YF70C-5M, 점도 80,000 cps의 YF70C-8M 등이 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 (D) 히드록실화실록산은 그 성분의 히드록시기 대 상기 (B) 성분 및 (C) 성분의 수소원자가 0.02:1 내지 20:1의 몰비를 만족하는 양으로 사용될 수 있다. 상기 몰비를 만족하는 경우에 충분히 낮은 밀도와 부드러운 느낌의 감촉을 부여할 수 있어서 선호되지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 백금촉매의 종류는 부가중합반응을 촉진시킬 수 있는 백금-함유 촉매라면 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 비스-(1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산)백금(0); (2,4,6,8-테트라메틸-2,4,6,8-테트라비닐시클로테트라실록산)백금(0); 에틸렌비스(트리페닐포스핀)백금(0), 비스(트리-tert-부틸포스핀)백금(0); 및 테트라키스(트리페닐포스핀)백금(0)을 포함할 수 있다. 또한, 디메틸(1,5-시클로옥타디엔)백금(II); 트랜스-디클로로비스(트리에틸포스핀)백금(II); 디클로로비스(에틸렌디아민)백금(II); 디클로로(1,5-시클로옥타디엔)백금(II); 백금(II)클로라이드; 백금(II)브로마이드; 백금(II)아이오다이드; 트랜스-백금(II)디아민디클로라이드; 디클로로(1,2-디아미노시클로헥산) 백금(II); 및 암모늄 테트라클로로플라티네이트(II)를 포함할 수 있다. 또한, 디수소 헥사클로로플라티네이트(IV)헥사하이드레이트; 백금(IV) 옥사이드 하이드레이트; 및 암모늄 헥사클로로플라티네이트(IV)를 포함할 수 있다. 상기 백금-함유 촉매는 분산액, 분말, 또는 용해된 착체의 형태일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 실리콘 발포 고무 조성물은 필요에 따라 무기 충전제를 더 포함할 수 있다. 상기 무기 충전제는 이 분야에 사용하는 무기충전제라면 특별히 한정하지 않지만, 예를 들어, 실리카, 탈크, 이산화티탄, 산화알루미늄, 탄산칼슘, 규산알루미늄, 규산마그네슘 및 산화지르코늄 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있고, 바람직하게는 실리카일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 실리카는 침강 실리카 또는 흄드 실리카를 포함할 수 있고, 흄드 실리카를 사용하는 것이 더욱 바람직할 수 있다. 또한, 상기 무기 충전제는 그 분산성을 향상시키고, 조성물의 점도를 증가시키는 것을 방지하기 위하여 폴리실록산 등으로 표면처리된 물질일 수 있다.
상기 무기 충전제를 사용하는 경우, 그 함량은 본 발명의 목적을 달성하는 한에서는 특별히 한정하지 않지만, 예를 들면, (A) 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여, 1 내지 40 중량부, 또는 1 내지 30 중량부, 또는 5 내지 20 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 상기 중량부 범위의 무기 충전제를 더 포함함에 따라, 실리콘 발포 고무 조성물의 점도 및 저장안정성을 더욱 용이하게 제어할 수 있으며, 경화 후 형성된 실리콘 고무 스펀지의 물성을 더욱 우수하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 양태에 따른 실리콘 발포 고무 조성물은 경화 저해제, 분산 보조제, 접착 촉진제, 염료, 안료, 가소제, 열안정제 및 항산화제 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 양태는 상기 실리콘 발포 고무 조성물로부터 제조된 실리콘 고무 스펀지에 대해 설명한다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 실리콘 발포 고무 스펀지는 150 kg/m3 이하, 구체적으로 140 kg/m3 이하의 낮은 밀도 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 더욱 폭신하고 부드러운 느낌을 구현할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 양태에 따른 상기 실리콘 고무 스펀지는, 250 ℃ 이상에서 내열성을 유지할 수 있으며, UL-94 수직 난연성 측정법에 따른 평가 결과, V-0등급의 우수한 난연성을 만족할 수 있다.
전술한 바와 같은 물성을 만족함에 따라, 본 발명의 일 양태에 따른 상기 실리콘 고무 스펀지는 낮은 밀도 및 우수한 내열성이 요구되는 다양한 산업 분야에 응용될 수 있다. 일 예로, 자동차용 시트, 기차용 시트, 반도체용 히터 자켓 등에 적용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일 예로, 본 발명의 일 양태에 따른 실리콘 고무 스펀지를 차랑용 시트에 적용할 경우, 차량 실내의 쾌적성 및 안정성을 동시에 만족시킬 수 있다.
또한, 상기 실리콘 고무 스펀지는 본 발명의 일 양태에 따른 실리콘 발포 고무 조성물을 경화하여 제조될 수 있다. 상기 경화는 열경화일 수 있으며, 구체적으로 20 내지 100 ℃, 또는 20 내지 80 ℃, 또는 30 내지 80 ℃에서 수행될 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 열경화는 이들에서 선택되는 둘 이상의 온도 조건 하에서 단계적으로 수행될 수 있으며, 백금초매의 종류 및 함유량, 경화성 조성물의 성분의 반응성 및 요구되는 경화 정도에 의해 달라질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 실리콘 고무 스펀지의 제조방법은 당업자가 인식할 수 있는 범위 내 공지의 방법이라면 모두 가능함은 물론이다.
이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일 구현예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 구현예에 한정되는 것은 아니다.
이하 물성은 다음과 같이 측정하였다.
1)점도
25℃의 온도에서 브룩필드(Brook field) 점도계를 사용하여 측정하였다. 단위는 cPs이다.
2)밀도
최종 수득물을 가로 10 cm, 세로 10 cm, 높이 10 cm를 절취하고 질량 측정을 통하여 밀도 값을 계산하였다.
3)난연등급
UL-94 수직 난연성 측정법에 의거하여 측정하였다.
4)인열 강도(tear strength)
ASTM D1056 측정법에 의거하거 측정하였다.
[실시예 1]
하기 표 1에 기재된 실시예 1의 조성비를 적용하여 총 중량이 2,000g이되도록 혼합한 후, 상온(25℃)에서 30분 간 교반하여, 점도 125,000cps 인 실리콘 발포 고무 조성물을 제조하였다. 상기 실리콘 발포 고무 조성물을 200 Х 200 Х 100 ㎣ 크기의 성형 몰드에 발포한 뒤, 50 ℃에서 5분 간 경화하여 실리콘 고무 스펀지를 제조하였다. 상기 실시예 1의 실리콘 고무 스펀지의 밀도는 134 kg/m3였으며, 난연등급은 V0, 인열강도 65 kN/m를 만족하였다. 또한 얻어진 발포체의 최대 발포셀의 크기는 1㎜를 넘는 조대 발포체가 관찰되지 않았다.
[비교예 1 및 2]
하기 표 1에 기재된 비교예 1 및 2의 조성비를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여, 비교예 1 및 2의 실리콘 발포 고무 조성물 과 실리콘 고무 스펀지를 제조하였다. 상기 비교예 1의 실리콘 고무 스펀지의 밀도는 220 kg/m3, 난연등급은 V2, 인열강도 48 kN/m이고, 비교예 2의 실리콘 고무 스펀지의 밀도는 180 kg/m3, 난연등급은 V2, 인열강도 52 kN/m이었다. 또한 비교예 1 및 2에서 얻어진 발포체 모두 최대 발포셀의 크기는 1㎜를 넘는 조대 발포체가 많이 관찰되었다.
하기 표 1에서, 각 성분의 함량은 성분 (A) 100 중량부에 대한 중량부를 의미한다.
| 중량부 | (A) | (B) | (C) | (D) | (E) | (F) | |
| 실시예1 | 100 | 15 | 8 | 10 | 0.5 | 20 | |
| 비교예1 | 100 | - | 8 | 10 | 0.5 | 20 | |
| 비교예2 | 100 | 15 | - | 10 | 0.5 | 20 | |
| (A): 상기 화학식 1-1의 폴리오르가노실록산 (a:b:c:d=3:1:4:2, 점도 235,000 cps) (B): 상기 화학식 2-1의 폴리오르가노하이드로젠실록산 (p:q:r:s=3:1:4:2, 점도 5,600 cps) (C): 폴리디메틸하이드로젠실록산(MH 3036, Dow) (D): 히드록실화실록산(YF70C-2M, MOMENTIVE) (E): Karstedt 백금촉매 (F): 실리콘 오일로 표면 처리된 흄드 실리카(Aerosil RY50, 30m2/g BET) |
|||||||
Claims (9)
- (A) (C6-C12)방향족기, 플루오로(C1-C10)알킬기에서 선택되는 어느 하나 이상의 치환기 및 비닐기를 포함하는 폴리오르가노실록산, (B) (C6-C12)방향족기 및 플루오로(C1-C10)알킬기를 포함하는 폴리오르가노하이드로젠실록산, (C) 폴리디메틸하이드로젠실록산, (D) 히드록실화실록산 및 (E) 백금촉매를 포함하는, 실리콘 발포 고무 조성물.
- 제 1항에 있어서,
(A) 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여, (B) 폴리오르가노하이드로젠실록산 0.1 내지 20 중량부, (C) 폴리디메틸하이드로젠실록산 0.1 내지 20 중량부, (D) 히드록실화실록산 0.1 내지 20 중량부, 및 (D) 백금촉매 0.01 내지 5 중량부를 포함하는, 실리콘 발포 고무 조성물. - 제 1항에 있어서,
25℃의 온도에서 브룩필드 점도계로 측정한 상기 실리콘 발포 고무 조성물의 점도는 3,000 내지 500,000 cps인, 실리콘 발포 고무 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 (A) 폴리오르가노실록산은 하기 화학식 1로 표시되는 것인, 실리콘 발포 고무 조성물:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
Ar1은 (C6-C12)방향족기이고;
Rf1은 플루오로(C1-C10)알킬이고;
a, b, c 및 d는 몰분율로서, a+b+c+d=1, 0.1≤a≤0.7, 0.01≤b≤0.3, 0.1≤c≤0.8 및 0.05≤d≤0.5를 만족하는 실수이다. - 제 1항에 있어서,
상기 (B) 폴리오르가노하이드로젠실록산은 하기 화학식 2로 표시되는 것인, 실리콘 발포 고무 조성물:
[화학식 2]
상기 화학식 2에서,
Ar2는 (C6-C12)방향족기이고;
Rf2는 플루오로(C1-C10)알킬이고;
p, q, r, s는 몰분율로서, p+q+r+s=1이고, 0≤p≤0.9, 0.1≤q≤0.9, 0.1≤r≤0.8 및 0.05≤s≤0.5를 만족하는 실수이다. - 제 1항에 있어서,
상기 (C) 폴리디메틸하이드로젠실록산의 수소 함량은 1 내지 18 mmol/g인, 실리콘 발포 고무 조성물. - 제 1항에 있어서,
25℃의 온도에서 브룩필드 점도계로 측정한 상기 (A) 폴리오르가노실록산의 점도는 100 내지 1,000,000 cps이고, (B) 폴리오르가노하이드로젠실록산의 점도는 10 내지 10,000 cps 이고, (C) 폴리디메틸하이드로젠실록산의 점도는 10 내지 200 cps이고, (D) 히드록실화실록산의 점도는 100 내지 100,000 cps인, 실리콘 발포 고무 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 조성물은 무기 충전제를 더 포함하는 것인, 실리콘 발포 고무 조성물. - 제 1항 내지 8항에서 선택되는 어느 한 항의 실리콘 발포 고무 조성물로부터 제조된, 실리콘 고무 스펀지.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220067562A KR20230167564A (ko) | 2022-06-02 | 2022-06-02 | 실리콘 발포 고무 조성물 및 이로부터 제조된 고내열성 저밀도 실리콘 고무 스펀지 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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|---|---|
| KR20230167564A true KR20230167564A (ko) | 2023-12-11 |
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ID=89163159
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| KR (1) | KR20230167564A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0135525B1 (ko) | 1988-08-23 | 1998-04-23 | 아더 엠. 킹 | 실리콘 발포체 밀도를 감소시키는 방법 및 실리콘 발포체 조성물 |
-
2022
- 2022-06-02 KR KR1020220067562A patent/KR20230167564A/ko unknown
Patent Citations (1)
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