KR101249092B1

KR101249092B1 - 엘라스토머로 실온 가황가능한 오르가노폴리실록산 조성물 및 신규 오르가노폴리실록산 중축합 촉매

Info

Publication number: KR101249092B1
Application number: KR1020107016114A
Authority: KR
Inventors: 크리스띠앙 말리베르네이; 델핀 블랑; 라시드 페르하
Original assignee: 블루스타 실리콘즈 프랑스 에스에이에스
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2013-03-29
Anticipated expiration: 2028-12-18
Also published as: US20100324213A1; US8367790B2; WO2009106723A1; JP5470268B2; KR20130006718A; CN101939368B; FR2925511A1; CN101939368A; EP2222772B1; JP2011506742A; EP2222772A1; KR20100105714A

Abstract

본 발명은 중축합에 의해 가교결합되고 알킬주석계 촉매를 함유하지 않는 실온에서 엘라스토머로 가황될 수 있는 오르가노폴리실록산 조성물, 및 또한 신규 오르가노폴리실록산 중축합 촉매에 관한 것이다.

Description

엘라스토머로 실온 가황가능한 오르가노폴리실록산 조성물 및 신규 오르가노폴리실록산 중축합 촉매 {ORGANOPOLYSILOXANE COMPOSITION ROOM TEMPERATURE VULCANIZABLE TO ELASTOMER AND NEW ORGANOPOLYSILOXANE POLYCONDENSATION CATALYSTS}

본 발명은 중축합에 의해 가교결합되는 엘라스토머를 산출하도록 실온에서 가황될 수 있고 독성 문제를 나타내는 알킬주석계 촉매를 함유하지 않는 오르가노폴리실록산 조성물에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 실리콘 화학 분야에서의 신규한 중축합 촉매, 및 오르가노폴리실록산의 중축합 반응용 촉매로서의 이의 용도에 관한 것이다.

더욱 특히, 본 발명은 2-성분 (RTV-2) 조성물의 형태로, 사용 전에 제시되는 조성물에 관한 것이다.

중축합을 통해 가교결합되는 엘라스토머 제형은 실리콘 오일, 일반적으로 알콕시 말단을 갖도록 실란에 의해 임의로 예비작용기화된 히드록실 말단기를 갖는 폴리디메틸실록산, 가교결합제, 중축합 촉매, 통상적으로는 주석염 또는 알킬 티타네이트, 보강재 및 다른 임의의 첨가제, 예컨대 벌크 충전제, 접착 촉진체, 착색제, 살균제 등을 통상 포함한다.

이들 실온 가황성 오르가노폴리실록산 조성물은 잘 알려져 있으며, 1 성분 조성물 (RTV-1) 및 2 성분 조성물 (RTV-2) 의 서로 다른 2 가지 그룹으로 분류된다.

가교결합 도중, 물 (RTV-1 조성물의 경우 대기 수분에 의한 것이거나 또는 RTV-2 조성물의 경우 조성물의 일부에 도입된 것) 은 중축합 반응을 가능하게 하여, 엘라스토머성 네트워크의 형성을 유발한다.

일반적으로, 1 성분 (RTV-1) 조성물은 공기 중의 수분에 노출되는 경우 가교결합하며, 즉 밀폐된 매질에서는 가교결합할 수 없다. 예를 들어, 실란트 또는 저온 경화성 접착제로서 사용되는 1 성분 실리콘 조성물은 아세톡시실란, 케티민옥시실란, 알콕시실란 등의 유형의 반응성 작용기의 가수분해 후, 형성된 실라놀기와 다른 잔류 반응성 작용기 사이의 축합 반응 매커니즘을 따른다. 상기 가수분해는 일반적으로 대기에 노출된 표면으로부터 물질 내로 확산되는 수증기에 의해 실행된다. 일반적으로, 중축합 반응의 반응속도는 매우 느리며, 따라서 이들 반응은 적합한 촉매에 의해 촉진된다. 사용되는 촉매로서, 주석, 티탄, 아민계 촉매 또는 이들 촉매의 조성물이 가장 많이 사용된다. 주석계 촉매 (특히 FR-A-2 557 582 참조) 및 티탄계 촉매 (특히 FR-A-2 786 497 참조) 가 가장 효과적인 촉매이다.

2 성분 조성물과 관련하여서는, 기재 중합체 물질을 함유하는 제 1 성분 및 촉매를 함유하는 제 2 성분의 2 가지 성분의 형태로 판매되고 보관된다. 상기 2 가지 성분은 사용시 혼합되는데, 그 혼합물은 비교적 경질인 엘라스토머의 형태로 가교결합된다. 이들 2 성분 조성물은 잘 알려져 있으며, 특히 Walter Noll 의 서적 "Chemistry and Technology of Silicones" 1968, 2^nd Edition, 395 ~ 398 페이지에 기재되어 있다. 이들 조성물은 하기 4 개의 상이한 성분을 본질적으로 포함한다:

- 반응성 α,ω-디히드록시디오르가노폴리실록산 중합체,

- 가교결합제, 일반적으로 실리케이트 또는 폴리실리케이트,

- 주석 촉매, 및

- 물.

통상적으로, 축합 촉매는 유기 주석 화합물계이다. 실제로, 많은 주석계 촉매가 이미 이들 RTV-2 조성물을 위한 가교결합 촉매로서 제안되어 왔다. 가장 널리 사용되는 화합물은 알킬주석 카르복실레이트, 예컨대 트리부틸주석 모노올레에이트 또는 디알킬주석 디카르복실레이트, 예컨대 디부틸주석 디라우레이트, 디부틸주석 디아세테이트 또는 디메틸주석 디라우레이트이다 (Noll 의 서적 "Chemistry and Technology of Silicones" 337 페이지, Academic Press, 1968 - 2^nd Edition 또는 특허 EP 147 323 또는 EP 235 049 참조).

그러나, 알킬주석계 촉매는 매우 효과적이고, 통상 무색의 액체이고, 실리콘 오일에 가용성임에도 불구하고, 독성 (재생시 CMR2 독성) 이 있다는 결점을 가진다.

티탄계 촉매 또한 RTV-1 조성물에 널리 사용되나, 반응속도가 주석계 촉매보다 느리다는 큰 결점을 가진다. 또한, 이들 촉매는 겔화 문제 때문에 RTV-2 조성물에도 사용될 수 없다.

아연, 지르코늄 또는 알루미늄계 촉매와 같은 다른 촉매들이 언급되기도 하지만, 평범한 유효성 때문에 소규모의 산업적 개발만이 이루어졌을 뿐이다.

따라서, 지속가능한 개발을 위해서는, 오르가노폴리실록산의 중축합 반응용의 무독성 촉매를 개발하는 것이 요구된다.

오르가노폴리실록산의 중축합 반응의 촉매에 대한 또다른 중요한 양상은 가사 시간 (pot life)인데, 이는 즉 조성물이 경화 없이 혼합 후 사용될 수 있는 동안의 시간을 말한다. 이 시간은 조성물을 사용할 수 있을 정도로 충분히 길어야 하지만, 또한 성형품이 제조된 후 늦어도 수 분 또는 수 시간에 취급될 수 있는 성형품을 얻을 수 있을 정도로 충분히 짧아야 한다. 따라서, 촉매는 촉매화된 혼합물의 가사 시간과 성형품이 취급될 수 있는 최종 시간 (이들 시간은 목적하는 용도에 따라, 예를 들어 성형 또는 씰 (seal) 의 제조에 따라 달라진다) 간의 우수한 절충안을 얻을 수 있게 해야 한다. 또한, 촉매는 촉매화된 혼합물에 보관 시간에 따라 변하지 않는 퍼짐 시간을 제공해야 한다.

따라서, 본 발명의 주된 목적은 1 성분 및 2 성분 엘라스토머 조성물의 가교 모두에서 사용될 수 있는 촉매 시스템을 발견하는 것이다.

본 발명의 또다른 주된 목적은 2 가지 유형의, 1 성분 및 2 성분 엘라스토머 조성물의 보관, 가공 및 가교결합 상의 조건을 동시에 지속적으로 충족시키는 촉매 시스템을 제안하는 것이다.

한편으로는 중축합 반응을 통해 실리콘 엘라스토머로 경화 가능한 실리콘 기재 B, 및 다른 한편으로는 하기 a) 및 b) 를 특징으로 하는 촉매적 유효량의 하나 이상의 촉매 시스템 X 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오르가노폴리실록산 조성물을 밝혀내었으며, 이것이 본 발명의 주제를 구성한다:

a) 촉매 시스템 X 가 하기 화학식 (1) 의 하나 이상의 금속 착물 또는 염 A 를 포함함:

[Zn (L¹)_r1 (L²)_r2 (Y)_x] (1)

[식 중,

- r1 = 1 또는 2, r2 = 0 또는 1 이고 x = 0 또는 1 이고;

- 기호 L¹ 은 β-디카르보닐레이토 음이온 또는 β-디카르보닐-함유 화합물의 에놀레이트 음이온인 리간드를 나타내고, r1 = 2 인 경우, 기호 L¹ 은 동일 또는 상이하고;

- 기호 L² 는 L¹ 과 상이한 음이온성 리간드를 나타내고;

- 기호 Y 는 중성 리간드를 나타냄]; 및

b) 촉매 시스템 X 가 하기 방법에 따라 제조됨:

- 단계 1: 금속 착물 또는 염 A 를 하나 이상의 유성 오르가노폴리실록산 중합체 K (이의 점도는 100 mPa.s 이상, 바람직하게는 5000 mPa.s 이상, 더욱 더 바람직하게는 10 000 mPa.s 이상임) 에 분산시키는 단계, 및

- 단계 2: 균질 혼합물이 수득될 때까지 (이것이 촉매 시스템 X 임) 상기 혼합물을 임의로 반죽 후 밀링하는 단계.

"금속 착물 또는 염 A" 라는 정의에는 상기 금속 착물 또는 염 A 의 임의의 올리고머 형태 또는 유사체가 포함되는 것으로 이해된다.

본 목적을 달성하기 위해, 본 출원인은 꽤 놀랍고도 예상치 못하게, 아연 기재이고, 본래의 방법에 따라 제조된 촉매 시스템 X 를 사용하면 중축합 반응용 촉매로서 상기 기재된 화학식 (1) 의 금속 착물 또는 염 A 를 사용하는 것이 가능해진다는 것을 증명한 공로를 보였다.

고체 형태인 아연 착물이 오르가노폴리실록산의 중축합 반응에서 보통 정도의 활성만을 가지며, 마찬가지로 실리콘 매질에서 불용성인 고체 형태의 촉매를 사용하는 것은 당업자에게 흥미가 없는 일이라는 지금까지의 기술적인 편견을 극복한 것이 또한 본 발명자의 공로이다.

본 발명에 따른 조성물로, 열 처리 후, 특히 3 일에 걸쳐 150℃ 또는 220℃ 의 열 처리 후 양호한 기계적 특성을 보유하는 엘라스토머를 수득할 수 있다. 따라서 상기 열 처리 후에도 엘라스토머의 쇼어 A (Shore A) 경도는 일정하게 남아 있다.

리간드의 정의는 EDP Sciences 에서 2000 년에 출판된 Didier Astruc 의 서적 "Chimie Organometallique" [Organometallic Chemistry], 참고로 특히, Chapter 1, "Les complexes monometalliques" [Single metal complexes], 페이지 31 et seq 로부터 차용된다는 것을 유념해야 한다.

중성 리간드 Y 의 특성이 아주 중요한 것은 아니며, 당업자는 의문의 금속에 적합한 임의의 유형의 중성 리간드를 사용할 것이다.

본 발명의 구성 원소의 특성을 좀더 상세히 설명하기 위해서는, 임의의 통상적인 혼합 장치, 특히 저속-교반 장치를 사용할 수 있다는 것을 명시하는 것이 중요하다. 그러므로, 혼합 작업은 교반기가 장착된 혼합기에서 실행될 수 있다. 예를 들어, 단축 또는 다축 압출기, 플레네터리 혼합기, 후크 혼합기, 저속 분산기, 고정식 혼합기, 패들, 프로펠러, 아암 (arm) 또는 앵커 혼합기가 언급될 수 있다.

점도가 100 mPa.s 이상, 바람직하게는 5000 mPa.s 이상, 더욱 더 바람직하게는 10 000 mPa.s 이상인 임의의 유성 오르가노폴리실록산 중합체 K 가 본 발명의 실시에 적합하다.

하나의 특히 유리한 구현예에 따르면, 밀링은 3 롤 밀에 의해 실행되고, 이의 롤 사이의 고정 압력을 조절하여 균질한 혼합물을 산출하도록 한다.

본 발명을 실행하기 위해서, 바람직하게는 하기 화학식 (2) 의 금속 착물 또는 염 A 가 사용된다:

[Zn (L¹)_r1 (L²)_r2] (2)

[식 중,

- r1 = 1 또는 2, 및 r2 = 0 또는 1 이고; r1+ r2 = 2 이고;

- 기호 L² 는 L¹ 과 상이한 음이온성 리간드를 나타냄].

본 발명의 발명적 성질 중 적어도 하나의 부분이, 중축합 촉매로서 사용되는 금속 화합물 A 의 정의된 결합의 현명하고 유리한 선택으로 인한 것임을 유념해야 한다.

본 발명의 하나의 바람직한 구현예에 따르면, 금속 착물 또는 염 A 는 하기 화학식 (3) 내지 (6) 의 착물로 구성되는 군에서 선택된다:

(3): [Zn (t- Bu - acac)₂]; 식 중 (t- Bu - acac ) = 2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토 음이온 또는 2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디온의 에놀레이트 음이온이고;

(4): [Zn (2,4-펜탄디오네이토)₂];

(5): [Zn (3,5-헵탄디오네이토) ₂]; 및

(6): [Zn (2,6-디메틸-3,5 헵탄디오네이토)₂].

본 발명의 또다른 바람직한 구현예에 따르면, β-디카르보닐레이토 리간드 L¹ 은 하기 화학식의 β-디케톤으로부터 유도되는 β-디케토네이토 음이온 또는 β-케토 에스테르로부터 유도되는 β-케토에스테레이토 음이온이다:

R¹COCHR²COR³ (7)

[식 중,

- R¹ 은 치환 또는 비치환, 선형 또는 분지형 C₁-C₃₀ 탄화수소계 라디칼 또는 치환 또는 비치환 방향족을 나타내고;

- R² 는 수소 또는, 유리하게는 유리하게는 최대 탄소수 4 의 탄화수소계 라디칼, 일반적으로 알킬 라디칼이고;

- R³ 은 치환 또는 비치환, 선형, 시클릭 또는 분지형 C₁-C₃₀ 탄화수소계 라디칼, 치환 또는 비치환 방향족, 또는 -OR⁴ 라디칼 (식 중 R⁴ 는 치환 또는 비치환, 선형, 시클릭 또는 분지형 C₁-C₃₀ 탄화수소계 라디칼을 나타냄) 을 나타내고,

- R¹ 및 R² 는 함께 연결되어 고리를 형성할 수 있고;

- R² 및 R⁴ 는 함께 연결되어 고리를 형성할 수 있음].

본 발명에 따른 조성물에 있어 특히 유리한 화학식 (7) 의 β-디케톤 중, 하기 β-디케톤: 2,4-펜탄디온 (acac); 2,4-헥산디온; 2,4-헵탄디온; 3,5-헵탄디온; 3-에틸-2,4-펜탄디온; 5-메틸-2,4-헥산디온; 2,4-옥탄디온; 3,5-옥탄디온; 5,5-디메틸-2,4-헥산디온; 6-메틸-2,4-헵탄디온; 2,2-디메틸-3,5-노난디온; 2,6-디메틸-3,5-헵탄디온; 2-아세틸시클로헥사논 (Cy-acac); 2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디온 (t-Bu-acac); 1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄디온 (F-acac); 트리플루오로아세틸아세톤; 벤조일아세톤; 디벤조일메탄; 3-메틸-2,4-펜타디온; 3-아세틸-2-펜타논; 3-아세틸-2-헥사논; 3-아세틸-2-헵타논; 3-아세틸-5-메틸-2-헥사논; 스테아로일 벤조일 메탄; 옥타노일 벤조일 메탄; 4-t-부틸-4'-메톡시디벤조일메탄; 4,4'-디메톡시디벤조일메탄 및 4,4'-디-tert-부틸디벤조일메탄으로 구성되는 군에서 선택되는 것들이 언급될 것이다.

본 발명의 또다른 바람직한 구현예에 따르면, β-디카르보닐레이토 리간드 L¹ 은 하기 화합물: 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, 이소부틸, tert-부틸, 이소펜틸, n-헥실, n-옥틸, 1-메틸헵틸, n-노닐, n-데실 및 아세틸아세트산의 n-도데실 에스테르 또는 특허 출원 FR-A-1435882 호에 기재된 것들로부터 유도되는 음이온으로 구성되는 군에서 선택되는 β-케토에스테레이토 음이온이다.

본 발명에 따른 금속 착물 A 의 구성 원소의 특성을 더욱 상세히 설명하기 위해, L² 가 하기 음이온: 플루오로 (F^-), 클로로 (Cl^-), 트리요오도(1^-) (I₃)^-, 디플루오로클로레이토(1^-) [ClF₂]^-, 헥사플루오로요오데이토(1^-) [IF₆]^-, 옥소클로레이토(1^-) (ClO)^-, 디옥소클로레이토(1^-) (ClO₂)^-, 트리옥소클로레이토(1^-) (ClO₃)^-, 테트라옥소클로레이토(1^-) (ClO₄)^-, 히드록소 (OH)^-, 메르캅토 (SH)^-, 셀라니도 (SeH)^-, 하이퍼옥소 (O₂)^-, 오조니도 (O₃)^-, 히드록소 (OH^-), 히드로디술피도 (HS₂)^-, 메톡소 (CH₃O)^-, 에톡소 (C₂H₅O)^-, 프로폭시도 (C₃H₇O)^-, 메틸티오 (CH₃S)^-, 에탄티올레이토 (C₂H₅S)^-, 2-클로로에타놀레이토 (C₂H₄ClO)^-, 페녹시도 (C₆H₅O)^-, 페닐티오 (C₆H₅S)^-, 4-니트로페놀레이토 [C₆H₄(NO₂)O]^-, 포르메이토 (HCO₂)^-, 아세테이토 (CH₃CO₂)^-, 프로피오네이토 (CH₃CH₂CO₂)^-, 니트리도 (N₃)^-, 시아노 (CN)^-, 시아네이토 (NCO)^-, 티오시아네이토 (NCS)^-, 셀레노시아네이토 (NCSe)^-, 아미도 (NH₂)^-, 포스피노 (PH₂)^-, 클로로아자니도 (ClHN)^-, 디클로로아자니도 (Cl₂N)^-, [메탄아미네이토(1^-)] (CH₃NH)^-, 디아제니도 (HN=N)^-, 디아자니도 (H₂N-NH)^-, 디포스페니도 (HP=P)^-, 포스포니토 (H₂PO)^-, 포스피네이토 (H₂PO₂)^-, 카르복실레이토, 에놀레이토, 아미드, 알킬레이토 및 아릴레이토로 구성되는 군에서 선택될 수 있는 음이온성 리간드인 것을 명시하는 것이 중요하다.

하나의 특히 바람직한 구현예에 따르면, L² 는 하기 음이온: 아세테이트, 옥살레이트, 프로피오네이트, 부티레이트, 이소부티레이트, 디에틸아세테이트, 벤조에이트, 2-에틸헥사노에이트, 스테아레이트, 메톡시드, 에톡시드, 이소프로폭시드, tert-부톡시드, tert-펜톡시드, 8-히드록시퀴놀리네이트, 나프테네이트 및 트로폴로네이트로 구성되는 군에서 선택되는 음이온성 리간드이다.

또한 본 발명은 하기 a) 및 b) 를 특징으로 하는 촉매 시스템 X 에 관한 것이다:

[Zn (L¹)_r1 (L²)_r2 (Y)_x] (1)

[식 중,

- r1 ≥ 1, 및 r2 = 0 또는 1 이고 x = 0 또는 1이고;

- 기호 L² 는 L¹ 과 상이한 음이온성 리간드를 나타내고;

- 기호 Y 는 중성 리간드를 나타냄]; 및

b) 촉매 시스템 X 가 하기 방법에 따라 제조됨:

또다른 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명은 또한 상기 기재된 바와 같고 하기를 특징으로 하는 촉매 시스템 X 에 관한 것이다:

a) 촉매 시스템 X 가 하기 화학식 (2) 의 하나 이상의 금속 착물 또는 염 A 를 포함함:

[Zn (L¹)_r1 (L²)_r2] (2)

[식 중,

- r1 = 1 또는 2, 및 r2 = 0 또는 1 이고; r1+ r2 = 2 이고;

- 기호 L² 는 L¹ 과 상이한 음이온성 리간드를 나타냄].

본 발명에 따른 촉매 시스템 X 의 양은 금속 착물 또는 염 A 가 적용 조건을 충족하기에 충분한 양이 되도록 당업자에 의해 조절된다. 일반적으로, 금속 착물 또는 염 A 는 조성물의 총 질량에 대해 0.01 내지 15 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 10 중량% 의 양으로 조성물 내에 존재할 것이다.

본 발명의 또다른 주제는 오르가노폴리실록산의 중축합 반응용 촉매로서의 상기 정의된 바와 같고 본 발명에 따른 촉매 시스템 X 의 용도로 이루어진다.

실리콘 기재 B 에 대한 설명:

중축합 반응을 통해 가교결합되고 경화되는 본 발명에 사용되는 실리콘 기재는 잘 알려져 있다. 이러한 기재는 특히 수많은 특허에 상세히 설명되어 있고, 시판된다.

이러한 실리콘 기재는 1 성분 기재, 즉 단독 패키지에 포장되어 있는 기재일 수 있고, 수분의 부재 하에서 저장 동안 안정하고, 수분 (특히 주위 공기에 의해, 또는 이의 사용 동안 기재 내에서 발생되는 물에 의해 제공되는 수분) 의 존재 하에서 경화될 수 있다.

1 성분 기재 외에도, 2 성분 기재, 즉, 2 개의 패키지에 포장되어 있는 기재를 사용할 수 있고, 이것은 본 발명에 따른 촉매 시스템 X 가 혼입되자마자 경화된다. 이들은 촉매의 혼입 후, 2 개의 별도의 분획으로 포장되는데, 분획 중 하나는 가능하게는 예를 들어, 본 발명에 따른 촉매만을 또는 가교결합제와의 혼합물을 함유한다.

본 발명에 따른 조성물을 제조하기 위해 사용되는 실리콘 기재 B 는 하기를 포함할 수 있다:

- 중축합을 통해 엘라스토머로 가교결합이 가능한 하나 이상의 폴리오르가노실록산 오일 C;

- 임의로 하나 이상의 가교결합제 D;

- 임의로 하나 이상의 접착 촉진제 E; 및

- 임의로 하나 이상의 규산성, 유기 및/또는 비-규산성 무기 충전제 F.

폴리오르가노실록산 오일 C 는 바람직하게는, 25℃ 에서 50 내지 5 000 000 mPa.s 의 점도를 가진 α,ω-디히드록시폴리디오르가노실록산 중합체이고, 가교결합제 D 는 바람직하게는, 분자 당 규소 원자에 결합된 2 개 초과의 가수분해가능기를 갖는 유기규소 화합물이다. 폴리오르가노실록산 오일 C 는 또한 히드록실 작용기를 갖는 전구체와 가수분해가능 라디칼을 갖는 가교결합 실란과의 축합에 의해 수득되는 가수분해가능 라디칼에 의해 말단에 작용기화될 수 있다.

가교결합제 (D) 로서, 하기가 언급될 수 있다:

- 하기 화학식의 실란:

R¹ _kSi(OR²)_(4-k)

[식 중, 기호 R² 는 동일 또는 상이하며, 탄소수 1 내지 8 의 알킬 라디칼, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸 또는 2-에틸헥실 라디칼, C₃-C₆ 옥시알킬렌 라디칼을 나타내고, 기호 R¹ 은 선형 또는 분지형, 포화 또는 불포화, 지방족 탄화수소계 기, 포화 또는 불포화 및/또는 방향족, 모노시클릭 또는 폴리시클릭 카르보시클릭기를 나타내고, k 는 0, 1 또는 2 임]; 및

- 상기 실란의 부분적 가수분해 산물.

C₃-C₆ 알콕시알킬렌 라디칼의 예로서, 하기 라디칼이 언급될 수 있다:

CH₃OCH₂CH₂-

CH₃OCH₂CH(CH₃)-

CH₃OCH(CH₃)CH₂-

C₂H₅OCH₂CH₂CH₂-

기호 R¹ 은 하기를 포함하는 C₁-C₁₀ 탄화수소계 라디칼을 나타낸다:

- C₁-C₁₀ 알킬 라디칼, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 2-에틸헥실, 옥틸 또는 데실 라디칼;

- 비닐 및 알릴 라디칼; 및

- C₅-C₈ 시클로알킬 라디칼, 예컨대 페닐, 톨릴 및 자일릴 라디칼.

가교결합제 D 는 실리콘 시장에서 시판되는 제품이고, 또한 실온 경화 조성물에서의 이들의 용도가 알려져 있고; 특히 프랑스 특허 FR-A-1 126 411, FR-A-1 179 969, FR-A-1 189 216, FR-A-1 198 749, FR-A-1 248 826, FR-A-1 314 649, FR-A-1 423 477, FR-A-1 432 799 및 FR-A-2 067 636 호에서 발견되었다.

가교결합제 D 중에서, 더욱 특히 바람직한 것은 알킬트리알콕시실란, 알킬 실리케이트 및 알킬 폴리실리케이트이고, 유기 라디칼은 탄소수 1 내지 4 의 알킬 라디칼이다.

사용될 수 있는 가교결합제 D 의 다른 예로서, 더욱 특히 하기 실란이 언급된다:

- 프로필트리메톡시실란;

- 메틸트리메톡시실란;

- 에틸트리메톡시실란;

- 비닐트리에톡시실란;

- 메틸트리에톡시실란;

- 비닐트리에톡시실란;

- 프로필트리에톡시실란;

- 테트라에톡시실란;

- 테트라프로폭시실란;

- 1,2-비스(트리메톡시실릴)에탄;

- 1,2-비스(트리에톡시실릴)에탄; 및

- 테트라이소프로폭시실란,

그 외에:

CH₃Si(OCH₃)₃; C₂H₅Si(OC₂H₅)₃; C₂H₅Si(OCH₃)₃

CH₂=CHSi(OCH₃)₃; CH₂=CHSi(OCH₂CH₂OCH₃)₃

C₆H₅Si(OCH₃)₃; [CH₃][OCH(CH₃)CH₂OCH₃]Si[OCH₃]₂

Si(OCH₃)₄ ; Si(OC₂H₅)₄; Si(OCH₂CH₂CH₃)₄; Si(OCH₂CH₂CH₂CH₃)₄　　

Si(OC₂H₄OCH₃)₄; CH₃Si(OC₂H₄OCH₃)₃; CICH₂Si(OC₂H₅)₃.

가교결합제 D 의 다른 예로서, 에틸 폴리실리케이트 또는 n-프로필 폴리실리케이트가 언급될 수 있다.

일반적으로 중축합을 통해 엘라스토머에 가교결합할 수 있는 폴리오르가노실록산 C 100 중량부 당 가교결합제 D 0.01 내지 60 중량부가 사용된다.

따라서 본 발명에 따른 조성물은 예를 들어 하기 모두를 갖는 유기규소 화합물:

(1) 규소 원자에 결합된 하나 이상의 가수분해가능기, 및

(2) 질소 원자를 포함하는 라디칼 또는 (메트)아크릴레이트, 에폭시 및 알케닐 라디칼의 군에서 선택되는 라디칼로 치환되는 하나 이상의 유기기;

더욱 더 바람직하게는 하기 화합물로, 단독으로 또는 혼합물로서 구성되는 군에서 선택되는 화합물;

비닐트리메톡시실란 (VTMO);

3-글리시독시프로필트리메톡시실란 (GLYMO);

메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 (MEMO);

[H₂N(CH₂)₃]Si(OCH₂CH₂CH₃)₃;

[H₂N(CH₂)₃]Si(OCH₃)₃;

[H₂N(CH₂)₃]Si(OC₂H₅)₃;

[H₂N(CH₂)₄]Si(OCH₃)₃;

[H₂NCH₂CH(CH₃)CH₂CH₂]SiCH₃(OCH₃)₂;

[H₂NCH₂]Si(OCH₃)₃;

[n-C₄H₉-HN-CH₂]Si(OCH₃)₃;

[H₂N(CH₂)₂NH(CH₂)₃]Si(OCH₃)₃;

[H₂N(CH₂)₂NH(CH₂)₃]Si(OCH₂CH₂OCH₃)₃;

[CH₃NH(CH₂)₂NH(CH₂)₃]Si(OCH₃)₃;

[H(NHCH₂CH₂)₂NH(CH₂)₃]Si(OCH₃)₃;

또는 이러한 유기기를 20% 초과의 함량으로 함유하는 폴리오르가노실록산 올리고머와 같은 하나 이상의 접착 촉진체 E 를 포함할 수 있다.

1 성분 및 2 성분 기재의 경우 무기 충전제 F 로서, 평균 입자 직경이 0.1 ㎛ 미만인, 매우 미세하게 분쇄된 생성물이 사용된다. 이러한 충전제에는 발연 실리카 및 침전 실리카가 포함되며, 이들의 BET 비표면적은 일반적으로 40 ㎡/g 초과이다. 이러한 충전제는 또한 평균 입자 직경이 0.1 ㎛ 초과인, 보다 거칠게 분쇄된 생성물의 형태일 수 있다. 이러한 충전제의 예로서, 분쇄 석영, 규조토 실리카, 탄산칼슘, 하소 점토, 금홍석 유형 산화티탄, 철, 아연, 크롬, 지르코늄 또는 마그네슘 산화물, 다양한 형태의 알루미나 (수화 또는 비수화됨), 질화붕소, 리토폰, 바륨 메타보레이트, 황산바륨 및 유리 마이크로비이드가 언급될 수 있고, 이들의 비표면적은 일반적으로 30 ㎡/g 미만이다.

이러한 충전제는 상기 목적을 위해 통상 사용되는 다양한 유기규소 화합물로 처리하여 표면이 개질될 수 있다. 그러므로, 이러한 유기규소 화합물은 유기클로로실란, 디오르가노시클로폴리실록산, 헥사오르가노디실록산, 헥사오르가노디실라잔 또는 디오르가노시클로폴리실라잔 (프랑스 특허 FR-A-1 126 884, FR-A-1 136 885 및 FR-A-1 236 505, 및 영국 특허 GB-A-1 024 234) 일 수 있다. 처리된 충전제는 대부분의 경우, 유기규소 화합물의 중량의 3 내지 30% 로 함유된다. 충전제는 상이한 입자 크기의 여러 유형의 충전제의 혼합물로 구성될 수 있고, 그러므로 예를 들어, 이들은 BET 비표면적이 40 ㎡/g 초과인 미세하게 분쇄된 실리카 30 내지 70% 및 비표면적이 30 ㎡/g 미만인 보다 거칠게 분쇄된 실리카 70 내지 30% 로 구성될 수 있다.

충전제를 도입하는 목적은 본 발명에 따른 조성물의 경화에 기인하는 엘라스토머에 양호한 기계적 및 유동학적 특성을 제공하려는 것이다.

이러한 충전제와 조합으로, 무기 및/또는 유기 안료 및 또한 엘라스토머의 내열성 (산화 제 2 세륨 및 히드록시드와 같은 희토류 원소의 염 및 산화물) 및/또는 내화성을 향상시키는 작용제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 국제 공보 WO 98/29488 에 기재된 산화물의 칵테일을 사용하는 것이 가능하다. 내화성을 향상시키는 작용제 중에서, 할로겐화 유기 유도체, 유기 인 유도체, 백금 유도체, 예컨대 클로로백금산 (이의 알카놀 또는 에테르와의 반응 산물), 또는 염화 제 1 백금-올레핀 착물이 언급될 수 있다. 이러한 안료 및 작용제는 함께 충전제 중량의 최대 20% 를 나타낸다.

기타 통상의 보조제 및 첨가제를 본 발명에 따른 조성물 내에 혼입할 수 있으며, 이들은 상기 조성물이 사용되는 용도에 따라 선택된다.

본 발명에 따른 조성물을 제조하는데 사용되는 실리콘 기재는 하기를 포함할 수 있다:

- 중축합을 통해 엘라스토머로 가교결합이 가능한 폴리오르가노실록산 오일 C 100 부;

- 가교결합제 D 0 내지 20 부;

- 접착 촉진제 E 0 내지 20 부; 및

- 충전제 F 0 내지 50 부.　

주요 구성성분에 추가적으로, 비반응성 선형 폴리오르가노실록산 중합체 (G) 가 본 발명에 따른 조성물의 물리적 특성 및/또는 상기 조성물의 경화에 기인하는 엘라스토머의 기계적 특성에 영향을 미치려는 의도로 도입될 수 있다.

이러한 비반응성 선형 폴리오르가노실록산 중합체 (G) 는 잘 알려져 있다; 이들은 더욱 특히 25℃ 에서 10 mPa.s 이상의 점도를 가진, 본질적으로 디오르가노실록시 단위 및 1% 이상의 모노오르가노실록시 및/또는 실록시 단위로 형성되는 α,ω-비스(트리오르가노실록시)디오르가노폴리실록산 중합체 (규소 원자에 결합된 유기 라디칼은 메틸, 비닐 및 페닐 라디칼로부터 선택되고, 이러한 유기 라디칼의 60% 이상은 메틸 라디칼이고, 최대 10% 는 비닐 라디칼임) 를 포함한다. 이러한 중합체의 점도는 25℃ 에서 수 천만 mPa.s 에 달할 수 있으며; 그러므로 이러한 중합체에는 유성 ~ 점성 외양을 갖는 오일 및 연질 ~ 경질 검이 포함된다. 이들은 프랑스 특허 FR-A-978 058, FR-A-1 025 150, FR-A-1 108 764 및 FR-A-1 370 884 에 더욱 상세히 기재된 통상의 기술에 따라 제조된다. 바람직하게는 25℃ 에서 10 mPa.s 내지 1000 mPa.s 범위의 점도를 갖는 α,ω-비스(트리메틸실록시)디메틸폴리실록산 오일이 사용된다. 가소제로서 작용하는 이러한 중합체는 중축합을 통해 가교결합이 가능한 폴리오르가노실록산 오일 C 100 부 당 최대 70 부, 바람직하게는 5 내지 20 부의 비율로 도입될 수 있다.

본 발명에 따른 조성물은 유리하게는 하나 이상의 실리콘 수지 H 를 추가적으로 포함할 수 있다. 이러한 실리콘 수지는 잘 알려져 있고 시판되는 분지형 오르가노폴리실록산 중합체이다. 이들은 분자 당 화학식 R"'₃SiO₁ _/2 (M 단위), R"'₂SiO₂ _/2 (D 단위), R"'SiO_3/2 (T 단위) 및 SiO₄ _/2 (Q 단위) 의 것으로부터 선택되는 2 개 이상의 상이한 단위를 갖는다. R"' 라디칼은 동일 또는 상이하며, 선형 또는 분지형 알킬 라디칼 또는 비닐, 페닐 또는 3,3,3-트리플루오로프로필 라디칼로부터 선택된다. 바람직하게는, 알킬 라디칼의 탄소수는 1 내지 6 (한정 수치 1 및 6 포함) 이다. 더욱 특히, 알킬 R 라디칼로서, 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸 및 n-헥실 라디칼이 언급될 수 있다. 이러한 수지는 바람직하게는 히드록실화되고, 이 경우 5 내지 500 meq/100 g 의 히드록실기 중량 함량을 갖는다.

수지의 예로서, MQ 수지, MDQ 수지, TD 수지 및 MDT 수지가 언급될 수 있다.

본 발명에 따른 조성물을 제조하기 위해, 1 성분 조성물의 경우, 수분이 없는 환경 하에서, 열을 공급하거나 하지 않으면서 상기 언급된 보조제 및 첨가제가 임의로 첨가된 다양한 근본적인 구성성분을 잘 혼합할 수 있는 장비를 사용할 필요가 있다. 이들 모든 성분들은 임의의 도입 순서로 장비에 적재될 수 있다. 그러므로, 우선 오르가노폴리실록산 오일 C 및 충전제 F 를 혼합한 후, 수득된 페이스트에 가교결합제 D, 화합물 E 및 본 발명에 따른 촉매를 첨가할 수 있다. 또한, 오일 C, 가교결합제 D, 화합물 E 및 충전제 F 를 혼합하고, 이후 본 발명에 따른 촉매를 첨가할 수도 있다. 이들 작업 도중, 휘발성 물질 제거를 촉진시키기 위해 혼합물을 대기압 하 또는 감압 하에 50 내지 180℃ 의 범위 내의 온도에서 가열할 수 있다.

본 발명에 따른 1 성분 조성물, 다시 말해 희석되지 않거나, 희석액 중의 분산액의 형태로서 사용되는 본 발명에 따른 1 성분 조성물은, 물의 부재 하에서 저장 동안 안정하고, 물의 존재 하에서 저온에서 (분산액의 경우 용매 제거 후) 경화되어 엘라스토머를 형성한다.

습윤 분위기에서 고체 기질 상으로의 조성물의 침전 후, 엘라스토머로의 경화 과정이, 침전된 물질의 외부에서부터 내부로 일어나는 것이 관찰된다. 우선 표면에서 막이 형성된 후, 안쪽으로 가교결합이 이어진다. 막 형성이 완결되어 점성이 없는 표면이 형성되기까지 수 분의 기간을 요하는데, 이 기간은 조성물을 둘러싼 분위기의 상대 습도 및 조성물의 가교결합 정도에 따라 달라진다.

게다가, 침전층의 안쪽 경화는 형성된 엘라스토머를 디몰딩 (demolding) 하고 취급할 수 있을 정도로 충분히 이루어져야 하는데, 이는 더욱 긴 시간을 요한다. 사실상 이 기간은 점성이 없는 표면이 형성되는 것에 대해 상기 언급된 인자 뿐만 아니라, 일반적으로 0.5 mm 내지 수 cm 의 두께인, 침전층의 두께에 따라서도 달라진다. 1 성분 조성물은 건설업에서의 접합, 대부분의 다양한 재료 (금속, 플라스틱, 천연 및 합성 고무, 나무, 판자, 도기, 벽돌, 세라믹, 유리, 돌, 콘크리트, 석조 개체) 의 조립, 전도체의 절연, 전기회로의 포팅 (potting), 또는 합성 수지 또는 발포체로 만든 제품을 제조하기 위해 사용되는 주형의 제작과 같이 다양한 분야에 사용될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 2 성분 조성물의 제조는 적합한 장비에서 다양한 구성성분을 혼합함으로써 실행된다. 균질한 조성물을 얻기 위해, 중합체 A 를 충전제 C 와 우선 혼합하는 것이 바람직하며, 충전제를 오일에 의해 완전히 젖도록 하기 위해 전체 혼합물을 80℃ 초과의 온도에서 30 분 이상 동안 가열할 수 있다. 수득된 혼합물에, 바람직하게는 온도를 80℃ 미만, 예를 들어 대략 실온으로 하여, 다른 구성성분, 즉 가교결합제, 촉매 및 임의로 다양한 첨가제 및 부형제, 및 심지어 물까지도 첨가할 수 있다.

본 발명에 따른 조성물은 건설업 또는 운송업 (예: 자동차, 항공우주, 철도, 해양 및 항공 산업) 에서의 접합 및/또는 결합, 대부분의 다양한 재료 (금속, 플라스틱, 천연 및 합성 고무, 나무, 판자, 폴리카르보네이트, 도기, 벽돌, 세라믹, 유리, 돌, 콘크리트 및 석조 개체) 의 조립, 전도체의 절연, 전기회로의 포팅, 및 합성 수지 또는 발포체로 만든 제품을 제조하기 위해 사용되는 주형의 제작과 같이 다양한 분야에 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 또다른 주제는 본 발명에 따른 조성물을 형성하기 위해 혼합되는 것으로 의도되는 2 개의 별도의 부분 P1 및 P2 가 있고, 상기 부분 중 하나는 하기를 포함하는 반면 다른 부분에는 하기 종류가 없는 것을 특징으로 하는, 상기 정의된 바와 같고 본 발명에 따른 오르가노폴리실록산 조성물의 전구체이고 중축합 반응을 통해 실리콘 엘라스토머로 가황될 수 있는 2 성분 시스템으로 이루어진다:

- 오르가노폴리실록산의 중축합 반응용 촉매로서 상기 정의된 바와 같으며 본 발명에 따른 촉매 시스템 X, 및

- 중축합을 통해 엘라스토머로 가교결합이 가능한 폴리오르가노실록산 오일(들) C 또는 가교결합제 D.

또한 본 발명의 또다른 주제는, 하기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수분의 부재 하에서 저장 동안 안정하고 물의 존재 하에서 엘라스토머로 가교결합되는 1 성분 폴리오르가노실록산 조성물로 이루어진다:

- 알콕시, 옥심, 아실 및/또는 에녹시 유형, 바람직하게는 알콕시 유형의 작용기화 말단을 갖는 하나 이상의 가교결합이 가능한 선형 폴리오르가노폴리실록산;

- 충전제; 및

- 상기 정의된 바와 같고 본 발명에 따른 촉매 시스템 X.

특히 유리하고 중축합 반응을 통해 실리콘 엘라스토머로 가황될 수 있는 본 발명에 따른 하나의 오르가노폴리실록산 조성물은 하기 (a) 및 (b) 를 포함한다:

(a) 하기를 포함하는 실리콘 기재 B:

- 중축합을 통해 가교결합이 가능한 하나 이상의 폴리오르가노실록산 오일 C (이것은 반응성 α,ω-디히드록시디오르가노폴리실록산 중합체이고, 이의 유기 라디칼은 바람직하게는, 탄소수 1 내지 20 의 알킬; 탄소수 3 내지 8 의 시클로알킬; 탄소수 2 내지 8 의 알케닐 및 탄소수 5 내지 8 의 시클로알케닐로 구성되는 군에서 선택되는 탄화수소계 라디칼임) 100 중량부 당;

- 폴리알콕시실란, 폴리알콕시실란의 부분적 가수분해로부터 기원하는 생성물, 및 폴리알콕시실록산으로 구성되는 군에서 선택되는 하나 이상의 가교결합제 D 0.1 내지 60 중량부;

- 상기 기재된 바와 같은 접착 촉진제 E 0 내지 60 중량부;

- 하나 이상의 규산성, 유기 및/또는 비-규산성 무기 충전제 F 0 내지 250 중량부, 바람직하게는 5 내지 200 중량부;

- 물 0.001 내지 10 중량부;

- 1 가 유기 치환기 (이들은 서로 동일 또는 상이하고 규소 원자에 결합됨)가 분자 당, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 아릴, 알킬아릴렌 및 아릴알킬렌 라디칼로부터 선택되는 선형 동종중합체 또는 공중합체로 이루어지는 하나 이상의 비반응성 선형 폴리오르가노실록산 중합체 G 0 내지 100 중량부;

- 폴리오르가노실록산 수지 H 0 내지 70 중량부;

- 착색 기재 또는 착색제 I 0 내지 20 중량부; 및

- 티탄, 철 또는 세륨 산화물과 같은 열 안정화제 또는 항균제, 광유, 가교결합 지연제, 가소제와 같은 당업자에게 알려진 보조 첨가제 J 0 내지 20 중량부; 및

(b) 상기 정의된 바와 같고 본 발명에 따른 촉매 시스템 X 0.1 내지 50 중량부.

본 발명에 따른 2 성분 조성물은 다양한 형태로 형상화, 압출 또는 특히 성형된 후 실온에서 경화되어 엘라스토머를 산출할 수 있다.

또한, 이들은 자동차 산업에서 사용되는 "제자리 (in situ)" 씰을 형성하는데 적합하다. 이러한 "제자리" 씰은 여러 유형을 포함하는데, 즉 "플랫튼" 씰 ("플로우드 가스켓 (flowed gasket)" 씰로서 알려짐), "형상화" 씰 ("프로파일드 (profiled)" 씰로서 알려짐) 및 "사출-성형" 씰이 있다.

"플랫튼" 씰은 조립되는 2 개의 금속 또는 플라스틱 성분 사이의 접촉 영역에 조성물의 페이스트성 비이드를 적용하여 형성된다. 먼저 성분 중 한 부분 상에 페이스트성 비이드를 침전한 다음, 그 첫 번째 부분에 다른 성분을 즉시 적용하고; 이는 비이드가 엘라스토머로 전환되기 전에 비이드의 플랫트닝을 야기한다. 상기 유형의 씰은 통상의 실시에서 따로 분리될 필요가 없는 조립을 위한 것이다 (오일 섬프 씰, 타이밍 케이스 씰 등).

또한 "형상화" 씰은 조립되는 2 개의 성분 사이의 접촉 영역에 조성물의 페이스트성 비이드를 적용하여 수득된다. 그러나, 성분 중 한 부분 상에 페이스트성 비이드를 침전시킨 후, 비이드에 완전히 경화될 시간을 주어 엘라스토머를 산출하고 오직 이 순간에만 첫 번째 부분에 두 번째 성분을 적용한다.

게다가, 씰의 고무 또는 유액 특성으로 인해, 모든 평평하지 않은 표면 상에 씰이 형성되도록 씰을 맞추므로, 이러한 이유로, 다음 (1) 및 (2) 와 같은 것이 무의미하다:

(1) 서로 접촉해야만 하는 금속 표면을 기계로 주의 깊게 만드는 것, 및

(2) 수득되는 조립체를 강제로 조이는 것; 이러한 구별되는 특성은 통상 조립체의 성분이 경직 및 강화되도록 의도되는 잠금 씰, 스페이서 (spacer) 또는 립 (rib) 으로 특정 범위로 분배될 수 있게 한다.

본 발명에 따른 조성물이 실온에서, 심지어 밀폐된 환경에서도 빠르게 경화하므로, 그 결과 이러한 조성물의 경화로부터 기인하는 "형상화" 씰 (및 또한 다른 "제자리" 씰) 이 자가-접착식이고, 매우 제한적인 산업적 제조 조건 하에서 쉽게 제조될 수 있다. 예를 들어, 이는 조성물 침전용 자동 장치가 장착된 자동차 산업의 정상 조립 라인에서 제조될 수 있다. 이러한 자동 장치는 매우 종종 혼합 헤드 및 침전 노즐을 가지며, 침전 노즐은 제조되는 씰의 윤곽을 따라 이동한다.

본 장치에 의해 제조되고 구별되는 조성물은 한편으로는, 혼합 헤드에서 조성물이 고체로 응고되는 것을 피하기 위해, 다른 한편으로는, 씰이 형성되는 성분 상에서 페이스트성 비이드의 침전 종결 후 완전한 가교결합을 수득하기 위해 적합하게 조정된 경화 시간을 가져야만 한다. 이러한 "형상화" 씰은 실린더 헤드 커버 씰, 기어박스 케이스 커버 씰, 타이밍 스페이서 씰 및 심지어 오일 섬프 씰에 더욱 특히 적합하다.

사출 성형 씰은 종종 완전히 폐쇄된 빈 공간 내에서, 밀폐된 환경에서 형성되며, 이러한 빈 공간 내에 위치하는 조성물은 엘라스토머로 빠르게 전환된다. 예를 들어, 이러한 씰은 크랭크 축 베어링의 누설 방지를 확실히 할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 조성물은 자동차 산업 외의 다른 분야에서 빠른 경화 및 자가-접착 씰 및/또는 접착제의 형성에 적합하다. 따라서, 이들은 하기 용도의 씰 및/또는 접착제를 제조하기 위해 플라스틱 스위치 캐비넷과 관련하여 접착 결합하고 씰을 형성시키기 위해 사용될 수 있다:

- 가전 기기, 특히 오븐, 진공청소기 및 다리미 부품의 유리 및 금속 벽과 같은 부품 조립용;

- 예를 들어 자동차 산업에 사용되는 전자 하우징용 (예: 브레이크 동력 배전기 등); 및

- 예를 들어 자동차 산업에서 조립, 접착 결합, 탱크 상에서의 씰 형성용.

본 발명에 따른 조성물은, 예를 들어 베이킹 오븐과 같은 가전 제품에서 부품을 접착 결합시키는데 사용되는 씰에 대한 적용 유형으로 인해 열 처리에 적용되기 쉬운 밀폐 환경에서 씰의 형성에 매우 특히 적합하다. 이것은 일부 적용에서 씰이, 적용시 필요에 따라 접착을 유지하면서 100℃ 또는 이를 초과하는 온도를 견뎌내야만 하기 때문이다.

본 발명의 또다른 주제는 주위 온도에서 하기의 경화에 의해 제조되는 자가-접착 씰 및/또는 접착제에 관한 것이다:

- 본 발명에 따른 오르가노폴리실록산 조성물; 또는

- 상기 정의된 바와 같은 2 성분 시스템의 부분 P1 및 P2 의 혼합으로부터 기인하는 오르가노폴리실록산 조성물.

본 발명의 마지막 주제는 상기 기술한 바와 같고 본 발명에 따른 2 성분 시스템, 또는 상기 기술한 바와 같고 본 발명에 따른 조성물의, 가교결합 및 경화에 의해 수득되며 양호한 내열성을 갖는 엘라스토머로 이루어진다.

본 발명의 다른 장점 및 특징은 하기 실시예의 해석 시 명백해질 것이고, 이는 본 발명을 예시하기 위한 것이며 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 내지 4:

1) 본 발명에 따른 촉매 시스템의 제조

착물 [Zn (t- Bu - acac)₂]를 상이한 점도를 갖는 하기의 두 실리콘 오일 중 6.1% 또는 10%의 농도로 분산시켰다:

- a1: 25℃ 에서 점도가 14　000 mPa .s 인 (CH₃)₂(OH)SiO₀ _.5 단위로 각각의 사슬 말단이 차단된 히드록실화 폴리디메틸실록산 오일.

- a4: 25℃ 에서 점도가 50 mPa .s 인 (CH₃)₃SiO₀ _.5 단위로 각각의 사슬 말단이 차단된 폴리디메틸실록산 오일.

이후 혼합물을 3 롤 밀에 의해 미세하게 밀링하고, 상기 롤 사이의 고정 압력을 조절하여 가능한 경우 균질한 혼합물을 산출한다. 그렇게 수득된 촉매 시스템은 Brookfield 기계 상에서 외양 및 점도 측정에 의한 관점으로 특징화되었다.

		촉매 시스템 d1	촉매 시스템 d2	비교예 d3
실리콘 오일 중 희석 중량%		a1 중 6.09%	a1 중 10%	a4 중 6.09%
외양		균질	균질	정치된 불균질 현탁액
Brookfield 점도 (cps) - 23℃, 스핀들 번호 7 - 가변 속도: V	V = 0.5	80　000	200　000	/
	V = 1	72　000	160　000	/
	v = 2.5	70　000	120　000	/

표 1 의 결과는 본 발명에 따른 촉매 시스템을 사용할 수 있도록 균질 혼합물을 수득하기 위해 점도가 100 mPa.s 이상인 실리콘 오일을 사용하는 것이 중요하다는 것을 입증하였다.

2) 중축합 반응을 통해 실온에서 가교결합되는 실리콘 조성물

표 2 및 3에 상세히 기재된 2 성분 조성물을 제조하였다. 하기 열거된 성분들은 실시예 1 내지 4, 및 비교예 1 내지 3에 사용되는 구성물이다:

- a1: 25℃ 에서 점도가 14　000 mPa.s 인 (CH₃)₂(OH)SiO₀ _.5 단위로 각각의 사슬 말단이 차단된 히드록실화 폴리디메틸실록산 오일;

- a2: 25℃ 에서 점도가 3500 mPa.s 인 (CH₃)₂(OH)SiO₀ _.5 단위로 각각의 사슬 말단이 차단된 히드록실화 폴리디메틸실록산 오일;

- a3: 25℃ 에서 점도가 750 mPa.s 인 (CH₃)₂(OH)SiO₀ _.5 단위로 각각의 사슬 말단이 차단된 히드록실화 폴리디메틸실록산 오일;

- a4: 25℃ 에서 점도가 50 mPa.s 인 (CH₃)₂(OH)SiO₀ _.5 단위로 각각의 사슬 말단이 차단된 히드록실화 폴리디메틸실록산 오일;

- b1: BET 비표면적이 200　㎡/g 인 발연 실리카;

- b2: 평균 입자 직경이 10　㎛ 인 분쇄 석영;

- b3: BET 비표면적이 200　㎡/g 인, HMDZ 로 처리되고 (CH₃)₃SiO₀ _.5 단위로 각각의 사슬 말단이 차단된 폴리디메틸실록산 오일 및 a1의 혼합물에 분산된 발연 실리카;

- c: 물;

- d1: 본 발명에 따른 촉매 시스템 X: 상기 단락 1)에 기재된 절차에 띠라 제조되고 a1 중 6% 의 농도로 분산된 [Zn(t- Bu - acac)₂].

- d2: 본 발명에 따른 촉매 시스템 X: 상기 단락 1)에 기재된 절차에 따라 제조되고 a1 중 10% 의 농도로 분산된 [Zn(t- Bu - acac)₂].

- d4: 유기 용매 (에틸 아세테이트) 중 37.4% 의 농도로 희석된 [Zn(t- Bu -acac)₂];

- d5: Fomrez

촉매 UL-28: 디메틸비스[(1-옥소네오데실)옥시]스타난 = [C₉H₁₉COO]₂Sn(Me)₂;

- d6: Si(OC₂H₅)₄및 디부틸주석 디아세테이트 (DBTDA) (화학식: [CH₃(CH₂)₃]₂Sn[OCOCH₃]₂) 의 반응 생성물인 주석-규소 화합물 (반응 온도 = 130℃);

- e: 에틸 폴리실리케이트;

- f: 화학식 H₂N(CH₂)₂NH(CH₂)₃Si(OCH₃)₃의 오르기노아미노실란 화합물.

비 자가-접착성 RTV2 조성물　(중량부)

성분	실시예 1	비교예 1	실시예 2	비교예 2	실시예 3
a1	2.36	4.75	2.11	20	9.56
a3			1	1
b2			18	18	18
b3			60.2	60.2	60.2
c			0.1	0.1	0.0
d1 (본 발명)	2.53 (1 eq Zn)		19.04
d2 (본 발명)					11.6
d4 (비교예)		0.532 (1.2 eq Zn)
d5 (비교예)				0.44
e	0.28	0.24	3.0	1.5	3.0

자가-접착성 RTV2 조성물　(중량부)

성분	실시예 4	비교예 3
a2	50.98	50.98
a4	0	1.5
b1	6.63	6.63
b2	42.32	42.32
c	0.075	0.075
d1 (본 발명)	7.15
d6 (비교예)		0.471
e	10	0.67
f	1.71	1.71

4) 비 자가-접착성 조성물에 대한 시험:

표 4 의, 특히 실시예 1 및 비교예 1 의 결과는 청구된 촉매 시스템의 제조 방법의 유효성을 강조하였다. 더욱이, 실시예 2 및 3 은 독성 생성물을 함유하지 않으며 적용하기에 적합한 가사 시간을 갖는 (즉, 사용할 수 있게 하기에 충분히 길지만 23℃ 에서 늦어도 24 시간 후 취급될 수 있는 물품을 수득하기에 충분히 짧은 가사 시간) 엘라스토머를 수득하기 위해 상기 촉매 시스템을 사용하는 데 있어서의 이점을 입증하였다.

가교결합 반응속도 (가사 시간 및 쇼어 A 경도 획득 반응속도)

	실시예 1	비교예 1	실시예 2	실시예 3
가사 시간 (분)	9분	30분	60분	7분
23℃ 에서 24 시간 후 SAH (상부/하부)	21/10	19/11	9/16	16/16
23℃ 에서 4 일 후 SAH (하부)	23	22	21	22
가교결합된 슬러그의 외양	균질	불균질	균질	균질

- SAH로 쇼어 A 경도를 나타냄: ASTM-D2240 기준의 지시사항에 따라 측정을 실행하였음.

표 5 의 결과는 수득된 엘라스토머가 주석계 촉매로 수득된 것과 유사하게 양호한 기계적 특성을 가진다는 것을 보여주었다.

기계적 특성

기계적 특성	SAH 4 일 (하부)	인열 강도 (N/mm)	TS (MPa)	EB (%)
실시예 3	22	21	3.1	370
비교예 2	22	20	3.5	400

- EB　= 파단신장율 (%, ASTM-D412 또는 AFNOR-T-46002 기준의 지시사항에 따라 측정을 실행하였음).

- TS　= 인장 강도 (MPa, ASTM-D412 또는 AFNOR-T-46002 기준의 지시사항에 따라 측정을 실행하였음).

150℃ 및 220℃ 에서의 열 처리 후 특성

열 처리 시간 (시간)	비교예 2 150℃ 에서의 SAH	비교예 2 220 ℃ 에서의 SAH	실시예 3 150℃ 에서의 SAH	실시예 3 220℃ 에서의 SAH
0	23	23	23	23
7	18	18	24	22
14	14	23
21	16	25
45	16	28
47			23	22
69	16	28
71			23	21

표 6 은 또한 청구된 촉매 시스템의 존재 하에 가교결합된 엘라스토머의 매우 양호한 내열성을 강조하였으며: 사실상, 이들 엘라스토머의 쇼어 A 경도 (SAH) 는, SAH 에서 큰 변동을 나타내는 주석 착물 (150℃ 에서 SAH 손실, 또는 감소에 이어 220℃ 에서 높은 증가) 에 의해 촉매화된 엘라스토머와 달리, 150℃ 및 220℃ 에서 열 처리한 후에도 일정하게 남아 있었다. 특이적으로는, 150℃ 에서의 비교예 2 는 14시간 열 처리한 후 SAH 가 23 에서 14 로 변화하며, 45시간 후 SAH 가 16 이 되도록 경화된 엘라스토머를 나타내었다. 동일하나 220℃ 에서의 비교예 2 는 이 때 45시간의 열 처리 후 SAH 경도가 23 에서 28 로 변화하는 엘라스토머를 나타내었다. 경도에서의 이러한 변동이, 양호한 내열성을 필요로 하는 임의 적용 뿐 아니라 이러한 유형의 스트레스가 가해지는 엘라스토머의 안정한 거동에 대해 해롭다는 것이 명백하였다.

5) 자가-접착성 조성물에 대한 시험:

표 7 및 표 8 의 결과는 다양한 지지체에 대해 양호한 접착 및 빠른 경화 시간을 갖는 RTV 조성물을 수득하기 위한 촉매 시스템의 유효성을 입증하였다. 유리/스테인레스 스틸을 사용하여 상이한 물질 사이의 접착 결합을 생성시켜, 상기 조성물의 접착 특성을 측정하였다 (MNRPS-748 기준, 1 mm 두께 씰).

운동속도 및 접착 결과를 하기 표 7 및 8 에 나타내었다.

	실시예 4	비교예 3
가사 시간 (분)	5분	3분
23℃ 에서 60분 후의 SAH	16	15
23℃ 에서 24시간 후의 SAH	43	/
23℃ 에서 6 ~ 7일 후의 SAH	54	52

23℃ 에서 7일 후의 접착 시험	실시예 5
인장 강도 (MPa)	1.6
실패 유형 (점착 실패 %)	75

- 인장 강도: MNRPS-748 기준에 지시사항에 따라 측정을 실행하였음;

- 점착 실패: MNRPS-748 기준의 지시사항에 따라 측정을 실행하였음.

모든 상기 결과는, 산업 생산 속도와 양립가능한 매우 빠른 반응속도를 수반하는, 특히 열 저항 특성에 대해 (220℃ 에서 장기간 열 처리한 후에도 SAH 에 변화가 없음) 대조군과 동등하거나 그보다 우수한 특성을 갖는 수득된 엘라스토머를 유발하는 본 발명에 따른 촉매 시스템을 나타낸다. 이러한 촉매 시스템은 또한 특정 자가-접착 RTV 조성물에 함유되는 접착 촉진체와 양립가능하다.

Claims

한편으로는 중축합 반응을 통해 실리콘 엘라스토머로 경화 가능한 실리콘 기재 B, 및 다른 한편으로는 하기 a) 및 b) 를 특징으로 하는 촉매적 유효량의 하나 이상의 촉매 시스템 X 를 포함하는 것을 특징으로 하는 오르가노폴리실록산 조성물:
a) 촉매 시스템 X 가 하기 화학식 (1) 의 하나 이상의 금속 착물 또는 염 A 를 포함함:
[Zn (L¹)_r1(Y)_x] (1)
[식 중,
- r1 = 2, x = 0 또는 1 이고;
- 기호 L¹ 은 동일 또는 상이하고, β-디카르보닐레이토 음이온 또는 β-디카르보닐-함유 화합물의 에놀레이트 음이온인 리간드를 나타내고;
- 기호 Y 는 중성 리간드를 나타냄]; 및
b) 촉매 시스템 X 가 하기 방법에 따라 제조됨:
- 단계 1: 금속 착물 또는 염 A 를 하나 이상의 유성 오르가노폴리실록산 중합체 K (이의 점도는 100 mPa.s 이상임) 에 분산시키는 단계, 및
- 단계 2: 균질 혼합물이 수득될 때까지 (이것이 촉매 시스템 X 임) 상기 혼합물을 임의로 반죽 후 밀링하는 단계.
제 1 항에 있어서, 밀링이 3 롤 밀에 의해 실행되고, 이의 롤 사이의 고정 압력을 조절하여 균질한 혼합물을 산출하는 것을 특징으로 하는 오르가노폴리실록산 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 촉매 시스템 X 가 하기 화학식 (2)의 하나 이상의 금속 착물 또는 염 A 를 포함하는 것을 특징으로 하는 오르가노폴리실록산 조성물:
[Zn (L¹)_r1] (2)
[식 중,
- r1 = 2 이고;
- 기호 L¹ 은 동일 또는 상이하고, β-디카르보닐레이토 음이온 또는 β-디카르보닐-함유 화합물의 에놀레이트 음이온인 리간드를 나타냄].
제 3 항에 있어서, 한편으로는 중축합 반응을 통해 실리콘 엘라스토머로 경화 가능한 실리콘 기재 B, 및 다른 한편으로는 하기 (3) 내지 (6) 의 착물로 구성되는 군에서 선택되는 금속 착물 또는 염 A 인 촉매적 유효량의 하나 이상의 중축합 촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 오르가노폴리실록산 조성물:
(3): [Zn (t- Bu - acac)₂]; 식 중 (t- Bu - acac ) = 2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토 음이온 또는 2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디온의 에놀레이트 음이온이고;
(4): [Zn (2,4-펜탄디오네이토)₂];
(5): [Zn (3,5-헵탄디오네이토) ₂]; 및
(6): [Zn (2,6-디메틸-3,5 헵탄디오네이토)₂].
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, β-디카르보닐레이토 리간드 L¹ 이 하기 화학식의 β-디케톤으로부터 유도되는 β-디케토네이토 음이온 또는 β-케토 에스테르로부터 유도되는 β-케토에스테레이토 음이온인 것을 특징으로 하는 오르가노폴리실록산 조성물:
R¹COCHR²COR³ (7)
[식 중,
- R¹ 은 선형 또는 분지형 C₁-C₃₀ 탄화수소계 라디칼 또는 방향족을 나타내고;
- R² 는 수소 또는 최대 탄소수 4 의 탄화수소계 라디칼이고;
- R³은 선형, 시클릭 또는 분지형 C₁-C₃₀ 탄화수소계 라디칼, 방향족, 또는 -OR⁴ 라디칼 (식 중 R⁴ 는 선형, 시클릭 또는 분지형 C₁-C₃₀ 탄화수소계 라디칼을 나타냄) 을 나타내고,
- R¹ 및 R² 는 함께 연결되어 고리를 형성할 수 있고;
- R² 및 R⁴ 는 함께 연결되어 고리를 형성할 수 있음].
제 5 항에 있어서, 화학식 (7) 의 β-디케톤이 하기 β-디케톤: 2,4-펜탄디온 (acac); 2,4-헥산디온; 2,4-헵탄디온; 3,5-헵탄디온; 3-에틸-2,4-펜탄디온; 5-메틸-2,4-헥산디온; 2,4-옥탄디온; 3,5-옥탄디온; 5,5-디메틸-2,4-헥산디온; 6-메틸-2,4-헵탄디온; 2,2-디메틸-3,5-노난디온; 2,6-디메틸-3,5-헵탄디온; 2-아세틸시클로헥사논 (Cy-acac); 2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디온 (t-Bu-acac); 1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄디온 (F-acac); 벤조일아세톤; 디벤조일메탄; 3-메틸-2,4-펜타디온; 3-아세틸-2-펜타논; 3-아세틸-2-헥사논; 3-아세틸-2-헵타논; 3-아세틸-5-메틸-2-헥사논; 스테아로일 벤조일 메탄; 옥타노일 벤조일 메탄; 4-t-부틸-4'-메톡시디벤조일메탄; 4,4'-디메톡시디벤조일메탄 및 4,4'-디-tert-부틸디벤조일메탄으로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 오르가노폴리실록산 조성물.
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제 1 항에 있어서, 실리콘 기재 B 가 하기를 포함하는 것을 특징으로 하는 오르가노폴리실록산 조성물:
- 중축합을 통해 엘라스토머로 가교결합이 가능한 하나 이상의 폴리오르가노실록산 오일 C;
- 임의로 하나 이상의 가교결합제 D;
- 임의로 하나 이상의 접착 촉진제 E; 및
- 임의로 규산성 무기 충전제, 유기 충전제 및 비-규산성 무기 충전제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 충전제 F.
조성물을 형성하기 위해 혼합되는 것으로 의도되는 2 개의 별도의 부분 P1 및 P2 가 있고, 상기 부분 중 하나는 하기를 포함하는 반면, 다른 부분에는 하기 종류가 없는 것을 특징으로 하는, 제 9 항에서 정의된 바와 같은 오르가노폴리실록산 조성물의 전구체이고 중축합 반응을 통해 실리콘 엘라스토머로 가황될 수 있는 2 성분 시스템:
- 오르가노폴리실록산의 중축합 반응용 촉매로서 제 1 항에서 정의된 바와 같은 촉매 시스템 X, 및
- 중축합을 통해 엘라스토머로 가교결합이 가능한 폴리오르가노실록산 오일(들) C 또는 가교결합제 D.
하기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수분의 부재 하에서 저장 동안 안정하고 물의 존재 하에서 엘라스토머로 가교결합되는 1 성분 폴리오르가노실록산 조성물:
- 알콕시, 옥심, 아실 및 에녹시 유형으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 작용기화 말단을 갖는 하나 이상의 가교결합이 가능한 선형 폴리오르가노폴리실록산;
- 충전제; 및
- 제 1 항에서 정의된 바와 같은 촉매 시스템 X.
제 9 항에 있어서, 중축합 반응을 통해 실리콘 엘라스토머로 가황될 수 있는, 하기 (a) 및 (b) 를 포함하는 오르가노폴리실록산 조성물:
(a) 하기를 포함하는 실리콘 기재 B:
- 중축합을 통해 가교결합이 가능한 하나 이상의 폴리오르가노실록산 오일 C (이것은 반응성 α,ω-디히드록시디오르가노폴리실록산 중합체이고, 이의 유기 라디칼은 탄소수 1 내지 20 의 알킬; 탄소수 3 내지 8 의 시클로알킬; 탄소수 2 내지 8 의 알케닐 및 탄소수 5 내지 8 의 시클로알케닐로 구성되는 군에서 선택되는 탄화수소계 라디칼임) 100 중량부 당;
- 폴리알콕시실란, 폴리알콕시실란의 부분적 가수분해로부터 기원하는 생성물, 및 폴리알콕시실록산으로 구성되는 군에서 선택되는 하나 이상의 가교결합제 D 0.1 내지 60 중량부;
- 접착 촉진제 E 0 내지 60 중량부;
- 규산성 무기 충전제, 유기 충전제 및 비-규산성 무기 충전제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 충전제 F 0 내지 250 중량부;
- 물 0.001 내지 10 중량부;
- 1 가 유기 치환기 (이들은 서로 동일 또는 상이하고 규소 원자에 결합됨)가, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 아릴, 알킬아릴렌 또는 아릴알킬렌 라디칼로부터 선택되는 선형 동종중합체 또는 공중합체로 이루어지는 하나 이상의 비반응성 선형 폴리오르가노실록산 중합체 G 0 내지 100 중량부;
- 착색 기재 또는 착색제 H 0 내지 20 중량부;
- 폴리오르가노실록산 수지 I 0 내지 70 중량부; 및
- 열 안정화제, 항균제, 광유, 가교결합 지연제 및 가소제로 이루어진 군으로부터 선택되는 보조 첨가제 J 0 내지 20 중량부; 및
(b) 제 1 항에서 정의된 바와 같은 촉매 시스템 X 0.1 내지 50 중량부.
양호한 내열성을 가지며, 제 1 항, 제 2 항, 제 9 항 또는 제 11 항 중 어느 한 항에서 정의된 바와 같은 조성물의 가교결합 및 경화에 의해 수득되는 엘라스토머.
하기 a) 및 b) 를 특징으로 하는 촉매 시스템 X:
a) 촉매 시스템 X 가 하기 화학식 (1) 의 하나 이상의 금속 착물 또는 염 A 를 포함함:
[Zn (L¹)_r1(Y)_x] (1)
[식 중,
- r1 = 2 이고, x = 0 또는 1이고;
- 기호 L¹ 은 동일 또는 상이하고, β-디카르보닐레이토 음이온 또는 β-디카르보닐-함유 화합물의 에놀레이트 음이온인 리간드를 나타내고;
- 기호 Y 는 중성 리간드를 나타냄]; 및
b) 촉매 시스템 X 가 하기 방법에 따라 제조됨:
- 단계 1: 금속 착물 또는 염 A 를 하나 이상의 유성 오르가노폴리실록산 중합체 K (이의 점도는 100 mPa.s 이상임) 에 분산시키는 단계, 및
- 단계 2: 균질 혼합물이 수득될 때까지 (이것이 촉매 시스템 X 임) 상기 혼합물을 임의로 반죽 후 밀링하는 단계.
제 14 항에 있어서, 하기를 특징으로 하는 촉매 시스템 X:
a) 촉매 시스템 X 가 하기 화학식 (2) 의 하나 이상의 금속 착물 또는 염 A 를 포함함:
[Zn (L¹)_r1] (2)
[식 중,
- r1 = 2 이고;
- 기호 L¹ 은 동일 또는 상이하고, β-디카르보닐레이토 음이온 또는 β-디카르보닐-함유 화합물의 에놀레이트 음이온인 리간드를 나타냄].
제 14 항 또는 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 오르가노폴리실록산의 중축합 반응용 촉매인 것을 특징으로 하는 촉매 시스템 X.
주위 온도에서 하기를 경화시켜 제조되는 자가-접착 씰 또는 접착제:
- 제 1 항, 제 2 항, 제 9 항 또는 제 11 항 중 어느 한 항에서 정의된 바와 같은 오르가노폴리실록산 조성물.
양호한 내열성을 가지며, 제 10 항에서 정의된 바와 같은 2 성분 시스템의 가교결합 및 경화에 의해 수득되는 엘라스토머.
주위 온도에서 하기를 경화시켜 제조되는 자가-접착 씰 또는 접착제:
- 제 10 항에서 정의된 바와 같은 2 성분 시스템의 부분 P1 및 P2 의 혼합으로부터 기인하는 오르가노폴리실록산 조성물.