KR840001759B1 - 강화특성이 개량된 신규 침강실리카를 함유하는 유기실리콘 조성물 - Google Patents

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Description

강화특성이 개량된 신규 침강실리카를 함유하는 유기실리콘 조성물

본 발명은 신규 침강실카를 함유하고 실온 또는 가열온도에서 경화될 수 있는 유기실리콘 특히 유기폴리실록산조성물에 관한 것이다.

침강 실리카는 그 표면특성을 변화시킴으로 큰 BET 및 CTAB 표면적을 가지며, 잔류 소디움 함량이 적고 높은 비용적을 가지게 할 수 있다.

유기폴리실록산 조성물은 경화시, 동등한 표면적을 가지는 연소실리카로 강화시킨 유기 폴리실록산 탄성체와 같은 정도의 개량된 기계적 및 열적특성을 가진 탄성체를 만든다.

신규공업 제품으로서, 본 발명은 신규침강 실리카를 함유하는 유기실리콘 특히 유기폴리실록산 조성물에 관한 것이며, 이 조성물은 큰 BET 및 CTAB 비표면적을 함께가지며, 가류 후에 얻어진 유기실리콘 탄성체와 같은 정도의 개량된 기계적 및 열적특성을 가진다.

가류전에 유기폴리실록산 화합물에 카본 블랙과, 연소 또는 침강실리카와 같은여러가지 충진제를 조합시킴으로서, 유기폴리실록산 탄성체의 기계적 및 열-기계적 특성을 강화시키는 것은 공지이다.

가장 우수한 강화특성은 넓은 비표면적을 가진 연소 실리카를 사용하여 얻어진다. 지금까지는 침강실리카가 연소 실리카로 강화시킨 것 만큼 유기폴리실록산 탄성체를 강화시킬 수 없었다.

그러나, 침강실리카를 개량하여, 기본적으로 연소 실리카와 같은 정도의 특성을 가지도록 하려는 시도는 계속되어 왔다. 유기폴리실록산 탄성체의 강화능력을 증진시키기 위하여, 침강실리카를 제조하는 더욱 복잡하고 정교한 방법이 개발되어 왔다. 즉, 이들 방법에서는 시약을 부어 첨가할 때의 온도, 시약의 농도(실리케이트, 산(, 시약의 첨가로서, pH 등이 제조 공정 중 엄격히 조절된다(불란서 특허제 1352354호, 미국특허 제3954944호 등).

또한 적절한 표면처리(예 : 실란, 실라잔 등을 사용하여)에 의하여 실리카를 소수성으로 함으로써 침강실리카의 강화 특성을 증진시키려는 시도도 계속되었다. 그러한 처리에 의하여 소수성으로 저고 실리콘 강화용으로 사용될 수 있는 몇몇의 친수성 실리카는 불란서 특허 제2356596호에 기술되어 있다.

마지막으로 그리고 극히 최근에, 더 개량된 침강실리카가 기술되어 있으나, 유기폴리실록산 탄성체에 부여하는 강화 특성은 연소 실리카의 그것만 못한(1978년 10월~14일 Kiev에서 개최된 세계고무 회의에 발표).

본 발명에 의하여 경화될 수 있고, 강화 충진제를 함유하는 신규 유기폴리실록산 조성물이 발견되었다.

이들 화합물은 강화 충진제가 부분적으로 또는 전부가 침가실리카로 이루어져 있으며, 이들 침강실리카는 그들의 표면 특성이 변화되도록 처리되었으며, 이들은 다음의 특성치를 가진다.

본 발명의 주제는 강화 충진제가 부분적으로 또는 전부를 처리하여 그 표면 특성을 변화시킨 친수성의 침강실리카로 이루어진 유기실리콘 조성물에 관한 것이며, 본 발명에서 사용한 친수성 실리카는 다음의 특성을 가진다.

침강실리카를 정의하기 위하여 사용된 특성은 다음과 같이 측정한다.

- BET 비표면적 : 이 물성치는 Brunuer Emmet와 Teller가 JACS Vol. 60, p.309(1933)에 기술한 방법으로 측정한다.

- CTAB 비표면적 : 이 물성치는 Jay Janzen & Kraus(고무화학 및 기술 44(1971) p.1287~1296)의 방법으로 pH9에서 세틸-트리메틸암모늄 브로마이드의 흡착에 의하여 측정한다.

-㎤/g으로 표시된 비용적은 다음과 같이 측정한다. 내부직경 25mm 및 높이 80mm의 모울드에, 실리카 3g을 가한 후, 그 위에 피스톤을 넣는다. 실리카에 4kg/㎠의 압력을 가할 수 있도록 피스톤에 중량을 가한 다음, 실리카의 비용적을 측정한다. 이때 값이 ㎤/g으로 표시된 용적 "V₀"이다.

- 잔류 소디움량은 총 소디움량에 해당한다. 그 량은 실리카를 불화수소산에 용해시킨 후 화염 발광분광법으로 측정한다.

-pH는 물에서 실리카 5% 현탁액에 대하여 측정한다.

가류 후 전술한 물성을 가지는 실리카로 강화시킬 본 발명의 유기실리콘 조성물의 성질은 절대적인 것이 아니며, 일반적으로 말하여 유기실리콘 조성물은 고체, 고무상, 페이스트상 또는 액상일 수 있다.

가류시킬 수 있는 이 유기실리콘 중합체 화합물에서 실리콘 원자에 결합된 탄화수소기는 R로 표기하며, 총실리콘 수에 대한 R기의 총수는 0.5~3이다. 유기 실리콘 중합체 조성물에서 실리콘의 기타 원자가는 산소 또는 질소와 같은 복소원자 또는 다가의 탄화수소기에 결합되어 있다.

본 발명의 충진된 유기실리콘 조성물은 유기폴리실록산 조성물이 바람직하며, 여기에서 유기폴리실록산은 직쇄, 측쇄 또는 가교 결합된 것일 수도 있으며, 또한 탄화수소기 이외에 하이드록실기, 가수분해할 수 있는 기, 알케닐기, 수소원자와 같은 반응성기를 더 가질 수도 있다.

더욱 상세히 설명하면, 본 발명의 주성분인 유기폴리실록산은 다음 일반구조식(I) 또는 (Ⅱ)의 실록산 순환 단위를 포함한다.

상기 식에서

- R은 비가수분해성 탄화수소기로,

-탄소수 1~5 및, 염소 및/또는 불소 1~6을 가질 수 있는 알코일 또는 할로알킬기.

-탄소수 3~8 및, 염소 및/또는 불소 1~4를 가질 수 있는 사이클로알코일 및 할로사이클로 알코일기.

-탄소수 6~8 및 염소 및/또는 불소 1~4를 가질 수 있는 아릴, 알코일아릴 및 할로아릴기.

-탄소수 3~4의 시아노알코일기이고,

-Z는 수소원자, 알케닐기, 하이드록실기, 가수분해성 원자 또는 가수분해성 기이며,

-n은 0,1,2 또는 3의 정수이고,

-X는 0,1,2 또는 3의 정수이며,

-Y는 2이하의 정수이다.

실리콘 원자에 직접 결합된 유기기의 예는 다음과 같다.

메틸 ; 에틸 ; 프로필 ; 이소프로필 ; 부틸 ; 이소부틸 ; α-펜틸 ; t-부틸 ; 클로로메틸 ; 디클로로메틸 ; α-클로로메틸 ; α,β-디클로로에틸 ; 플루오로메틸 ; 디플루오로메틸 ; α,β-디플루오로에틸 ; 3,33-트리플루오로프로필 ; 트리플루오로사이클로프로필 ; 4,4,4-트리플루오로부틸 ; 3,3,4,4,5,5-헵타플루오로펜틸 ; β-시아노에틸 ; γ-시아노프로필 ; 페닐 ; p-클로로페닐 ; m-클로로페닐 ; 3,5-디클로로페닐 ; 트리클로로페닐 ; 테트라클로로페닐 ; o-, p- 또는 m-톨릴 : α,α,α-트리플루오로톨릴 : 및 2,3-디메틸페닐 및 3,4-디메틸페닐과 같은 키실리기 등.

실리콘 원자에 결합된 유기기 중 메틸, 페닐 또는 비닐기가 바람직하다. 이들은 할로겐화될 수도 있으며 시아노알킬기일 수도 있다.

Z는 수소원자, 할로겐원자, 비닐기, 하디드록시기, 또는 아미노, 아미도, 아미노옥시, 옥심, 알콕시, 알콕시-알콕시, 알케닐옥시, 아실옥시 등과 같은 가수분해시킬 수 있는 기이다.

유기폴리실록산, 실록산(I)의 실록산(Ⅱ)에 대한 비율 및 이들의 분배특성은 화합물의 적용 및 그 가류 처리에 따라서 결정된다.

따라서, 이들 화합물은 2,4-디클로로벤조일퍼옥사이드, 벤조일퍼옥사이드, t-부틸퍼벤조에이트, 쿠밀퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드 등과 같은 유기 퍼옥사이드의 작용에 의하여 높은 온도에서 가류할 수 있다.

이러한 화합물은 주로 실록산(I)그룹으로 이루어지고, 가수분해할 수 있는 기나 원자를 함유하지 않은 유기폴리실록산이 포함된다.

종말트리메틸실릴기를 가진 폴리메틸 폴리실록산류는 산업 분야에서 이 범주에 있어서 특히 중요하다.

가류 반응은 비닐실리기와 하이드로전실리기 사이에 가교 결합시킴으로써 실온 또는 적당한 온도에서 행할 수 있다. 하이드로실리화 반응은 백금 유도체와 같은 촉매의 존재하에 행한다. 이 경우에 사용된 유기폴리실록산은 가수분해할 수 있는 원자나 기를 함유하지 않는다.

가류는 습도의 작용에 의하여 영향을 받을 수도 있으며, 이러한 유형의 화합물에 속하는 유기폴리실록산은 앞서 정의된 가수분해할 수 있는 원자 또는 기를 함유하고 있다. 이러한 기를 함유하는 실록산(Ⅱ)기는 사용된 유기폴리실록산의 총중량에 대하여 최고 15%를 구성하고 있다. 이런 유형의 유기폴리실록산 화합물은 일반적으로 제2주석염과 같은 촉매를 포함한다.

가류는 최종적으로 가교 결합제의 존재하에 일어난다. 이러한 조성물에 속하는 유기폴리실록산류는 일반적으로 (I) 및 (Ⅱ)기를 구성하는 직쇄, 측쇄 또는 가교 결합된 폴리실록산류이다(여기에서 Z는 하이드록실기이며, X는 1이상이다). 가교 결합제는 메틸트리아세톡시실란, 이소프로필 트리아세톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 메틸트리스(디에틸아미노옥시)실란 등과 같은 다관능성실란이며, 실리케이트류와 같은 기타 여러 화합물도 가교 결합제로 사용할 수 있다.

본 발명에 의하여 유기실리콘 조성물에 조합되는 전술한 바와 같은 물리화학적 특성을 가지는 침강실리카는 일반적으로 큰 표면적으로 가지고 대단히 미세한 입자의 마이크로포러스하지 않은 것이다.

본 발명의 유기실리콘 조성물에 사용되는 실리카는 여러공지 방법을 사용하여 처음에는 모든 실리케이트를 가하여 즉, 실리케이트를 동시에 가하든가 후에 가하는 방법으로 제조될 수 있다. 즉 조건에 따라서 여러 내부 의존성 기준 값을 적절히 선택하여 어떠한 기준값이 다른 기준값의 선택을 보상할 수 있도록 여러 방법으로 원하는 결과를 얻도록 한다.

예를들면, 알카리성실리케이트 수용액에 탄산가스나 또는 강한 무기산 수용액을 점차로 가하여 겔이 형성되고 실리카가 침전되도록 한다. 산 용액은 여러 단계로 가하며, 점도가 급속히 증가함을 나타내는 용액이 유백색이 되면 즉시 산을 가함을 중단한다. 산의 첨가는 겔이 파괴되기전에 중단하여 pH 값이 9~7이 되도록 한다. 이와 같이 산을 마지막에 가할때에는 온도를 급속히 상승시키고 거의 100℃에서 적어도 20분 이상(30분간이 바람직함)을 보존한다. 이 범위의 pH에서 상기 열처리를 행하면 실리카의 마이크로프러스화를 방지할 수 있다.

다음에 다시 산을 가하여 pH 값을 3.5~5.5로 유지시킨다. 침전된 실리카는 여과하고 순수한물(예를 들면 정제수)로 세척한다. 물의 전도도가 3×10^-4Ω/㎠/㎝ 이하인 물을 사용한다.

세척은 처음에는 pH5~4로 약간 산성화시킨 정제수, 다음에는 정제수로 계속 행함이 바람직하다. 세척후 실리카를 건조시키고 통상의 방법으로 메시분말화시킨다. 건조 공정은 불란서 특허원 제2257326호에 기술된 바와 같은 와상기류형 건조내에서 행함이 효과적이며, 이때에 건조기 내 통과시간은 1분 이하이다.

미세분말화 공정은 JoH. Perry가 기술한 Jet OㆍMIZER 및 기타 기기와 같은 형의 기기에서 행한다(Che-mical Engineer's Handbook 5, part 8/43). 건조 및 미세분말화 조건은 비용적 V₀, 습도 함량 등의 최적치가 문헌에 사용된 공정에 의하여 얻어질 수 있도록 조절한다.

일반적으로, 전술한 공정의 기준 내에서 실리케이트 수용액은 2산화 실리콘 증량 단위로 50~120g/ℓ이며, SiO₂/ 알카리성 산화물의 몰비는 2.5~4이며, 산용액은 묽은 것이나 진한 용액 어느 것이고 사용할 수 있다.

실리케이트 수용액을 중화시키는 온도는 실리카의 마이크로 포르스화를 방지하기 위하여 가열하기 전에는 50~95℃가 적당하다.

겔 및 침전이 형성되는 매체가 묽을수록 중화 온도는 더 높은 온도를 선택해야 한다. 같은 희석도에서는 온도를 상승시키면 침강실리카의 표면적이 감소된다. 매체의 농도를 더 높이면 더 낮은 온도(예 : 50~70℃)에서 공정을 행하여야 한다.

더구나, 반응 초기에 실리케이트 수용액에 착염화제를 가하는 것도 바람직하다. 이렇게하면 이것은 금속 불순물(특히 칼슘과 마그네슘 같은 알카리토류 금속)의 일부 또는 전부와 착염을 형성하여, 침전되지 않는다. 이들 불순물은 실제로 실리케이트 중에 항상 아주 소량이 함유되어 있다. 사용할 수 있는 착염화제로는 에틸렌디아민 테트라초산(EDTA), 소디움니트릴로트리아세테이트(NTA), 소디움디에틸렌트리아미노펜 타아세테이트(DTPA), 소디움트리폴리포스페이트(STPP) 등이 있다.

본 발명의 다른 변법으로는 폴리실리신산겔이 파괴된 때에, 실리카형성 매체를 물로 희석하는 방법이다. 이렇게 희석하면 실리케이트케이크의 세척성이 증가되기 때문에 유익하다. 또 다른 변법으로는, "새순환에 의한 중화 방법"으로 알려진 공지방법을 사용할 수도 있다. 이 기술은 알카리성실리케이트 수용액을 염은 용량의 반응기(실리케이트 수용액의 총량에 비햐여) 중에서 산으로 중화시키는 방법으로 구성되어 있다. 즉 이 방법은 처음에 소디움실리케이트 수용액을 큰 용량의 용기에 넣고, 반응기 내의 폐쇄순환 장치에서 삼출시키고, 중화시킨 후에, 혼합물을 큰용량의 용기에 다시 보내는 방법이다. 이 방법은 불란서 특허 제1160762호에 기술되어 있다.

본 발명의 유기실리콘 조성물에 조합될 침강실리카는 전술한 것과 유사한 방법으로 제조할 수 있다. 그러나 산에 부어서 매체의 pH를 7~9로 한 때에는, 거의 같은 온도 조건을 유지하며 소위 후첨가 처리를 행할 수도 있다.

후첨가 처리 방법은 최초 사용된 실리케이트 100부당 약 15~50부에 해당하는 실리케이트 수용액을 후에 가하는 것이다. 후첨가는 1회 또는 연속적으로 또는 수회로 나누어 가할 수도 있으나, 모든 경우, pH는 9~7로 유지하여야 한다. 후첨가 공정중에 전술한 바와 같은 재순환방법을 행할 수도 있다.

마이크로포러스화가 억제되면 산의 첨가는 계속하여 pH 값을 5.5~3.5로 조절한다. 이와같이 마지막으로 산을 가하는 동안이나 가한 후에는 매체의 온도를 100℃에 가까운 온도로 상승시킨다. 다음에 실리카를 여과하여 분리한 후, 건조시키고 전술한 공정에서와 같이 미세분말화시킨다. 바람직하기로는 다음에 실리카를 여과하여 분리한 후, 건조시키고 전술한 공정에서와 같이 미세분말화시킨다. 바람직하기로는 산첨가 및 실리케이트 첨가의 모든 공정중에 불란서 특허 제1160762호에 기술된 유사한 방법으로 재순환시킨 것이다. 더우기, 재순환은 겔이 형성되기 전에만 행하는 것이 좋다. 폴리실리산겔이 파괴된 후의 물의 첨가 및 또는 공정초에 착화제를 사용할 수도 있다.

또 다른 변법에서는 본 발명의 실리카는 산용액과 알카리성 실리케이트 용액을 동시에 부어 첨가하여 제조할 수도 있다. 동시 첨가공정정은 일반적으로 pH 10.2~8의 묽은 실리케이트로 행한다. 착화제를 침전을 형성하는 실리케이트 수용액에 가하는 것이 바람직하다. 침전은 일반적으로 최종 총량의 15~20%가 된다. 산과 실리케이트를 80~95℃의 반응기에 넣고, pH를 9.8~10.2로 조절한다. 실리케이트를 가할 때에는 pH를 9~7로 조절하고 매체를 약 100℃로 가열하여 열교질화 처리를 행한다.

이 처리가 끝나면(일반적으로 20분 이상 소요된다)산을 첨가하여 pH를 5.5~3.5로 조절한다. 다음에 실리카를 분리, 세척 및 미세분말화시킨다. 이 변법에서는 실리케이트 염기를 중화 및 재순환시킬때에 불란서 특허 제1160762호에 기술된 방법과 유사한 방법을 사용할 수도 있다.

본 발명의 변법에서는, 유기실리콘 조성물에 함유되는 강화제는 앞서 정의된 침강실리카로 구성되어 있으며, 이것은 그 표면특성 및 특히 이들에 소수성를 부여하기 위하여, 통상의 방법으로 처리된다. 이렇게 처리된 실리카는 유기폴리실록산탄성체를 강화시키는데 아주 적합하다. 표면 특성을 변화시키는데 사용되는 여러 시약의 특성에 별다른 제약은 없으며, 실라잔류(헥사메틸디실라잔 등), 알코일실란류(트리메틸실란 등), 알코일알콕시실란류(트리메틸에톡시실란 등), 알코일클로로실란류, 알케닐클로로실란류, α,ω-디하이드록시화 유기폴리실록산류, 사이클로실록산류 등과 같은 유기실리신 화합물이 일반적으로 사용된다. 이들 시약들은 불란서 특허 제2356596호와 제2395952호에 기술되어 있다.

침강실리카는 일반적으로 200~800℃의 온도에서 가열하여 상대습도 함량과 재흡수된 습기를 감소시킨다. 모든 침강실리카와 같이 본 발명에서 사용되는 실리카는 제조 및/또는 저장조건에 따라서 상대습도 함량이 다룰 수 있다. 이 수분 함량이 105℃에서 2시간 가열하고 측정하였을 때 일반적으로 2~6%이다. 유기폴리실록산조성물에 조합되는 수분 함량은 원하는 적용예에 따라서 명백히 달라질 수 있으며, 예를 들면 압출용의 조성물에는 3%미만의 수분 함량의 실리카를 사용해야 한다.

본 발명의 유기실리콘 조성물은 전술한 바와 같이 처리된 침강실리카 5~50%(10~40%가 바람직하다)를 포함한다.

폴리실록산, 침강실리카, 가교 결합제 및 가교 결합촉매 이외에도 본 조성물은 분말화된 석영, 규조토, 탈크, 카본 블랙등과 같은 통상의 충진제를 함유할 수도 있다. 이들은 또한 가소제, 열안정제, 가요제, 안료, 부식방지제 등과 같은 여러 통상의 첨가제를 더 포함할 수도 있다. 가소제는 일반적으로 유기실리신성물질이며, 유기실리신 고무 100부당 0~20부의 율로 도입된다. 이들은 조성물의 저장시 경화를 방지한다. 이들 시약은 저분자량의 가수분해할 수 있는 기를 가진 실란, 하이드록실화 또는 알콕실화 디-유기폴리실록산 오일등을 포함한다. 이러한 조성물은 불란서 특허 제1111969호에 기술되어 있다.

문헌에 공지인 열안정제로는 철, 세리움 도는 망간의 염, 산화물 및 수산화물을 포함한다. 이들 첨가제는 단독으로나 함께 혼합하여 사용할 수도 있으며, 일반적으로 사용된 유기폴리실록산 중량에 대하여 0.01~5%의 양을 사용한다. 유기폴리실록산조성물은 전술한 여러성분을 혼합하여 제조한다.

가류 후, 본 발명의 유기폴리실록산조성물은 특히 연소실리카로 강화시킨 것과 유사한 기계적 및 열적특성을 가지는 탄성체가 얻어진다. 경화된 물질을 얻기 위하여 본발명의 유기실리콘 조성물을 사용하는 방법도 본 발명의 범위에 포함된다.

[실시예 1]

유기폴리실록산조성물(EVC)의 제조 및 사용

a) 조성물의 제조

폴리디메틸실록산고무(kg 당 비닐기 720mg 함유 : 비휘발성화고무는 종말에 트리메틸실록시기를 가지며 25℃에서 20×10⁶센티포아즈의 점도를 가진다. 분자량 6×10⁵) 100부를 호모게나이즈시키고, 여기에 폴리디메틸실록산에 아이언옥토에이트 50%를 함유하는 페이스트 0.4부를 가하고, 가소제(하이드록실기 8.3%를 함유하는 α,ω-디하이드록실화폴리디메틸실록산) 6부를 도입한 다음, 다음의 물리-화학적 특성을 가지는 침강실리카 40부를 가한다.

-BET 표면적 242㎡/g

-CTAB 표면적 237㎡/g

-BET/CTAB 표면적비 1,021

-잔류 소디움함량 425ppm

-pH 5.1

-비용적 V₀4.8㎤/g

-입자도(45μ스크린에서 저류) <0.05%

-105℃에서 습도 5.90%

--1,200℃에서 감량 9.22%

마지막으로 가류제를 유기폴리실록산조성물에 가한다. 이 가류제는 폴리유기실록산오일 중에 2,4-디클로로벤조일퍼옥사이드 50%를 함유하는 페이스트 1부로 이루어져 있다.

다음에 가압(60kg/㎠)하에 2mm 두께의 모울드에서 150℃로 8분간 가열하여 가류시킨다. 다음에 탄성체를 200℃에서 16시간 재차 열처리한다.

가류제를 조합하지 않은 유기폴리실록산조성물은 실온 또는 150℃에서 제조한다.

b) 탄성체의 특성

가류 후 및 재열처리 후 얻어진 유기폴리실록산탄성체의 기계적 특성을, 기본적으로 같은 표면적("Cab-O-sil"^kBET 표면적 217㎡/g;CTAB 표면적 206㎡/g)을 가지는 연소 실리카를 침강실리카 대신 사용하여 얻어진 탄성체의 기계적 특성과 비교하였으며, 그 결과는 다음과 같다.

가류되고 재열처리하지 않은 혼합물

가류하고 재열처리한 혼합물(200℃에서 16시간)

c) 침강실리카의 제조방법

실시예 1에 사용된 침강실리카는 다음과 같이 제조한다. 76℃로 가열한 소디움실리케이트 수용액 108kg을 용기에 넣고 강하게 진탕한다(소디움 실리케이트 수용액은 최초 SiO₂농도가 80g/l이며, r비는 3.5이다). 이 용액에 소디움 디에틸렌트리아미노-펜타아세테이트 40% 수용액 0.33kg을 가하고, 결과로 얻어진 용액을 작은 용량(5ℓ)의 진탕 반응기(이하 "프리-리액터"라 한다)에 2㎡/시간의 비율로 재순환시킨다. 용액을 76°로 유지하며, 비중 1.22의 황산수용액을 130㎤/분의 비율로 50분간 프리-리액터에 부어 넣는다.

현저한 불투명도가 관찰된지 10분 후에 황산의 주가를 중지한 다음, 15에 걸쳐서 물 62ℓ를 가한다. 이때 온도는 게속유지한다. 다음 90분후에 온도를 90℃로 상승시킨다. 이 온도는 88분 만에 도달시킨다. 이때부터 128분까지 소디움 실리케이트 수용액 37kg을 625㎤/분의 비율로 프리-리액터에 가한다. pH는 산용액을 63㎤/분의 속도로 가하여 7.5±0.1로 유지하고, 온도는 85~90℃로 유지한다. 실리케이트의 추가 첨가가 끝나면(즉 128분째에), pH가 3.5에 도달되도록 산을 계속 가한후 가열하여 90~100℃의 온도로 한 다음 여과, 세척하고, 불란서 특허 제2257326호에 기술된 형의 기구서에 후랫쉬 건조시키고, Chemical Engineer's Hanbook 5판, 8-43 또는 8-44에 기술된 Jet-O-Mizer 및 기타와 같은 기계에서 미세분말화시킨다.

[실시예 2]

실록산 고무 100부 및 실시예 1의 가소제 4부를 실온에서 로울러믹서 중에서 혼합시키고, 다음의 특성을 가지는 침강실리카 35부를 가한다.

-BET 표면적 206㎡/g

-CTAB 표면적 194㎡/g

-BET/CTAB 표면적의 비 1,062

-잔류 소디움함량 150ppm

-pH 5.1

-비용적 V₀5㎤/g

-45μ스크린 저류에 의한 입자도 <0.05%

-105℃에서의 함습도 3%

마지막으로 2,4-디클로로벤조일퍼옥사이드 50%를 함유하는 페이스트 1부를 유기폴리실록산조성물에 가한다.

가류 및 재열처리 조건은 실시예 1에서와 같으며, 그 결과는 다음표와 같다.

가류 및 재열처리된 혼합물(200℃에서 16시간)

실시예 2에서 사용된 침강실리카의 제조

물 30ℓ와 소디움디에틸렌트리아미노펜타아세테이트의 40% 수용액 0.5ℓ를 강하게 진탕시키며 반응기에 넣는다. 다음에 소디움실리케이트 수용액(SiO₂농도 80g/ℓr 비 3.5)을 1,250㎤/분의 속도로 pH가 10에 도달할 때까지 첨가한다. 이때 온도는 80~100℃를 유지한다. 실리케이트의 첨가를 계속하며, 동시에 산(황산92.5g/l)dmf 310㎤/분의 속도로 가한다. 실리케이트의 첨가가 끝난후 100분 후에 산을 계속 가하여 pH 8로 조절한다. 다음에 반응액을 95℃로 20분 가열한다. 다음에 산을 가하여 pH 3.5로 조절한 후 실리카를 앞의 실시예에서와 같이 여과, 세척, 건조 및 미세분말화시킨다.

[실시예 3]

실시예 2의 유기폴리실록산조성물 제조 처방에 사용된 침강실리카 대신에 다음의 몰리-화학적 특성을 가진 침강실리카를 사용하여 유기폴리실록산조성물을 제조한다.

-BET 표면적 240㎡/g

-CTAB 표면적 224㎡/g

-BET/CTAB 표면적의 비 1,071

-잔류소디움 함량 300ppm

-비용적 V₀4.2㎤/g

-입자도(45μ스크린저류) <0.05%

-105℃에서 함습도 6.3%

가류 조건은 실시예 1에서와 같다.

결과는 다음표와 같다.

가류 및 재열처리된 혼합물(200℃에서 16시간)

실시예 3에서 사용된 실리카의 제조방법

90℃로 가열한 소디움 실리케이트 수용액 13.2ℓ를 격렬하게 교반하며 반응기에 넣는다(소디움실리케이트 수용액은 최초 SiO₂농도 55g/ℓ : r 비 3.5이다).

착화제(소디움 니트릴로트리아세테이트) 2g을 상기용액에 가한 후, 30% 황산 수용액을 13.3㎤/분의 비율로 서서히 첨가한다. 불투명성이 관찰되면 2분 후 산의첨가를 중지한다. 47분째에 산의첨가를 다시 시작하여 82분까지 계속하여 pH는 7.5가 된다. 같은 농도의 소디움 실리케이트 수용액을 다시 80.2㎤/분의 속도로 122분까지 첨가하여, 온도는 같은 온도를 유지하고, pH는 산수용액을 첨가하여 7.5±0.2로 유지한다. 실리케이트의 첨가가 끝나면, pH 3.5가 될때까지 산수용액을 첨가한 후, 앞의 실시예에서와 같이 실리카를 여과, 세척, 건조, 분쇄 및 미세분말화 시킨다.

[실시예 4]

실시예 1에서의 침강실리카 대신에 옥타메틸사이클로 테트라실록산으로 처리한 침강실리카를 사용하여 실시예 1에서와 같이 열간 가류할 유기폴리실록산조성물을 제조하며, 본 실리카는 다음의 물리-화학적 특성을 가진다.

-BET 표면적 150㎥/g

-잔류소디움 함량 400ppm

-비용적 V₀4.2㎤/g

-45μ스크린 저류에 의한 입자도 <0.05%

-105℃에서의 함습도 1.5%

이 실리카는 실시예 1에 기술된 것과 같은 친수성의 침강실리카를 옥타메틸사이클로테트라실록산과 함께 가열하여 얻는다. 얻어진 조성물은 다음에 실시예 1에 기술된 방법으로 가류 및 재열처리시킨다. 결과는 다음표와 같다.

가류되고 재열처리하지 않은 혼합물

가류 및 재열처리된 혼합물(200℃에서 16시간)

냉간 가류용 유기폴리실록산조성물의 제조

25℃에서 60.000센티포아즈의 점도를 가지는 α,ω-디하이드록실화폴리디메틸실록산오일(분자량:1.3×105) 100부를 믹서기 중에서 실온에서 호모게나이즈시키고, 여기에 하이드록실기 5%를 함유하는 α,ω-디하이드록실화폴리디메틸실록산오일(분자량:1.3×105) 100부를 믹서기 중에서 실온에서 호모게나이즈시키고, 여기에 하이드록실기 5%를 함유하는 α,ω-디하이드록시폴리(메틸페닐)실록산으로 이루어진 가용제 5부와 실시예 4에서 기술된 침강실리카 15부를 가한 다음, 감압하에서 혼합물을 150℃로 가열한다. 냉각시킨 후 촉매(메틸트리아세톡시실란 5부)와, 2몰의 디부틸 제2주석 디라우레트와 1몰의 부틸티타네이트를 반응시켜서 얻어진 가류 촉매(0.02부)를 가한다. 혼합물을 감압하 질소 기류(400pa)중에서 호모게나이즈시킨 다음, 모울드에 넣고 실온에서 공기중의 수분의 작용으로 가류시킨다. 결과는 다음과 같다.

가요제를 함유하고, 실시예 4의 침강실리카 또는 Cab-O-Sil^R실리카가 충진된 유기폴리실록산조성물

Claims (1)

1. 물리화학적 특성이

   -BET 표면적 190~340㎡/g

   -CTAB 표면적 180~280㎡/g

   -BET/CTAB 표면적비 0.9~1.2

   -잔류 소디움함량 <500ppm

   -pH 3.5~6

   -비용적 V₀>4.2㎤/g

   -45μ스크린 저류에 의한 입자도 <0.05%

   인 강화침강실리카충진제 5~50중량%와, 하기 일반식(I)의 실록산기 또는 하기 일반식(Ⅱ)의 실록산기를 갖는 유기폴리실록산 화합물로 구성되어 있는, 탄성 화합물에서 경화될 수 있는 유기실리콘 조성물.

   

   (상기 식중, -R은 -1~5탄소원자 및 1~6 염소 및/또는 플루오르 원자를 갖는 알코일 또는 할로알킬기, -3~8탄소원자 및 1~4 염소 및/또는 플루오르 원자를 갖는 시클로 알코일 및 할로 시클로 알코일기

   -6~7탄소원자 및 1~4 염소 및/또는 플루오르 원자를 갖는 아릴, 알코일 아릴 및 할로 아릴기, -3~4탄소원자를 갖는 시아노 알콜일기

   일 수 있는 비가수분해성 탄화수소이고, -Z는 수소원자, 알케닐기, 하이드록실기, 가수분해성 원자 또는 가수분해성 기이며, -n은 0,1,2 또는 3의 정수이고, -x는 0,1,2 또는 3의 정수이며, -y는 2이하의 정수이다.)