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KR101285144B1 - 감압 접착제 및 이의 제조방법 - Google Patents

감압 접착제 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR101285144B1
KR101285144B1 KR1020087001482A KR20087001482A KR101285144B1 KR 101285144 B1 KR101285144 B1 KR 101285144B1 KR 1020087001482 A KR1020087001482 A KR 1020087001482A KR 20087001482 A KR20087001482 A KR 20087001482A KR 101285144 B1 KR101285144 B1 KR 101285144B1
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Abstract

본 발명은 (A)(i) 수지상 코어 및 (ii) 규소 결합된 하이드록실 그룹으로 말단화된 비수지상 폴리오가노실록산 그룹을 포함하는 구조화(bodied) MQ 수지, (B) 처리된 MQ 수지(여기서, 수지(B)/(A) 비는 0.3 내지 5.0이다), (C) 축합 반응성 그룹으로 말단화된 폴리디오가노실록산(여기서, 수지/중합체 비는 2.0 내지 3.0이다), 임의로, (D) 가교결합제, 임의로, (E) 촉매 및 임의로, (F) 용매를 포함하는 감압 접착제 조성물에 관한 것이다. 감압 접착제 조성물을 경화시켜 제조한 감압 접착제 제품은 구조적 글레이징 분야와 같은 구조적 부착 분야에 유용하다.
감압 접착제 조성물, 구조화 MQ 수지, 처리된 MQ 수지, 폴리디오가노실록산, 축합 반응.

Description

감압 접착제 및 이의 제조방법{Pressure sensitive adhesives and methods for their preparation}
교차 참조
본원은 35 U.S.C. §119 (e)하에 2005년 7월 17일자로 출원된 미국 가특허원 제60/701,766호의 이권을 주장한다. 미국 가특허원 제60/701,766호는 이로써 본원에서 참조로 인용된다.
본 발명은 특히 구조적 부착 분야에 유용한 감압 접착제 조성물에 관한 것이다. 보다 특히, 본 발명은 주위 조건하에 경화되고 구조적 글레이징 분야에 유용한 축합 반응 경화성 감압 접착제 조성물에 관한 것이다.
실온에서 경화될 수 있는 경화성 감압 접착제 조성물은 당해 기술분야에 공지되어 있으며 시판중이다. 이러한 감압 접착제 조성물은 다양한 비구조적 부착 분야에 사용되고 있다. 그러나, 이러한 감압 접착제 조성물의 단점은 구조적 글레이징 분야(예: 외벽 용도 및 절연 유리 용도)와 같은 구조적 부착 분야에 사용되기에는 충분한 내구성, 충분한 박리 강도 및 충분한 인장 강도가 부족할 수 있다는 것이다.
구조적 글레이징은 비경화 실리콘 밀봉제를 스페이서 재료, 유리 패널 및 금속 프레임에 의해 형성된 공동에 넣어서 통상적으로 수행한다. 이러한 시스템은 가공 단위를 이동시킬 수 있게 되기 전에 밀봉제를 경화시키는 데 필요한 시간이 길고, 스페이서로 인해 시스템의 장살대(high mullion) 폭이 크고, 열저항이 작고, 외부로부터의 차음이 약한 점 등의 단점으로 인해 손해를 입을 수 있다. 산업계에서는 구조적 글레이징 분야의 성능을 개선시키는 것이 지속적으로 요구되고 있다.
요약
본 발명은 감압 접착제 조성물(PSAC)에 관한 것이다. PSAC는 (A)(i) 수지상 코어 및 (ii) 비수지상 폴리오가노실록산 그룹을 포함하는 구조화(bodied) MQ 수지, (B) 처리된 MQ 수지 및 (C) 축합 반응성 그룹으로 말단화된 폴리디오가노실록산을 포함한다.
모든 양, 비 및 백분율은 달리 지시되지 않는 한 중량 기준이다. 다음은 본원에 사용된 바와 같은 정의 목록이다.
용어의 정의 및 용법
부정관사("A" 및 "an")는 각각 하나 이상을 의미한다.
"구조화 MQ 수지"는 (i) 수지상 코어 및 (ii) 규소 결합된 하이드록실 그룹으로 말단화된 비수지상 폴리오가노실록산 그룹을 포함하는 구조를 갖는 실록산을 의미한다. 실록산은 M, D 및 Q 단위로 본질적으로 이루어지며, 하이드록실 그룹 함량은 0.5 내지 2%이다.
"D"는 화학식 R2SiO2 /2의 실록산 단위(여기서, R은 각각 독립적으로 1가 그룹이다)를 의미한다.
"M"은 화학식 R3SiO1 /2의 실록산 단위(여기서, R은 각각 독립적으로 1가 그룹이다)를 의미한다.
"Q"는 화학식 SiO4 /2의 실록산 단위를 의미한다.
"PSAC"는 감압 접착제 조성물을 의미한다.
"PSAP"는 PSAC를 경화시킨 결과물인 감압 접착제 제품을 의미한다.
"치환된"은 탄화수소 그룹의 하나 이상의 수소원자가 또 다른 치환체로 대체됨을 의미한다. 이러한 치환체의 예로는 이들로 제한하려는 것은 아니지만, 할로겐 원자, 예를 들면, 염소, 불소, 브롬 및 요오드; 할로겐 원자 함유 그룹, 예를 들면, 클로로메틸, 퍼플루오로부틸, 트리플루오로에틸 및 노나플루오로헥실; 산소원자; 산소원자 함유 그룹, 예를 들면, (메트)아크릴 및 카복실; 질소원자; 질소원자 함유 그룹, 예를 들면, 아미노 관능 그룹, 아미도 관능 그룹 및 시아노 관능 그룹; 황원자; 및 황원자 함유 그룹, 예를 들면, 머캅토가 포함된다.
"T"는 화학식 RSiO3 /2의 실록산 단위(여기서, R은 1가 그룹이다)를 의미한다.
"처리된 MQ 수지"는 본질적으로 M 및 Q 단위로 이루어지고 하이드록실 그룹 함량이 0 내지 2%인 실록산을 의미한다.
PSAC
본 발명은 (A)(i) 수지상 코어 및 (ii) 비수지상 폴리오가노실록산 그룹을 포함하는 구조화 MQ 수지, (B) 처리된 MQ 수지 및 (C) 축합 반응성 그룹으로 말단화된 폴리디오가노실록산, 임의로, (D) 가교결합제, 임의로, (E) 촉매 및 임의로, (F) 용매를 포함하는 PSAC에 관한 것이다.
MQ 수지 성분(A) 및 (B)
성분(A)은 수지상 코어 및 비수지상 폴리오가노실록산 그룹을 포함하는 구조화 MQ 수지를 포함하고, 성분(B)은 처리된 MQ 수지를 포함한다. 성분(A) 및 (B)는 당해 기술분야에 공지된 방법으로 제조할 수 있다.
MQ 수지는 화학식 R1 3SiO1 /2 및 SiO4 /2의 실록산 단위(여기서, R1은 각각 독립적으로 1가 탄화수소 그룹, 1가 할로겐화 탄화수소 그룹, 수소원자 또는 하이드록실 그룹이다)를 포함한다. R1에 대한 1가 탄화수소 그룹의 예는, 이들로 제한하려는 것은 아니지만, 알킬, 예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필, 펜틸, 옥틸, 운데실 및 옥타데실; 사이클로알킬, 예를 들면, 사이클로헥실; 아릴, 예를 들면, 페닐, 톨릴, 크실릴, 벤질, 및 2-페닐에틸을 포함한다. R1에 대한 1가 할로겐화 탄화수소 그룹의 예는, 이들로 제한하려는 것은 아니지만, 염소화 알킬 그룹, 예를 들면, 클로로메틸 및 클로로프로필 그룹, 및 불소화 알킬 그룹, 예를 들면, 3,3,3-트리플루오로프로필, 4,4,4,3,3-펜타플루오로부틸, 5,5,5,4,4,3,3-헵타플루오로펜틸 및 6,6,6,5,5,4,4,3,3-노나플루오로헥실을 포함한다.
MQ 수지는 M 단위 대 Q 단위의 비(M:Q)가 0.5 내지 1.2, 또는 0.89:1 내지 1:1일 수 있다. MQ 수지의 수 평균 분자량은 1,500 내지 8,000, 또는 5,000일 수 있다. MQ 수지의 중량 평균 분자량은 3,000 내지 40,000, 또는 15,000일 수 있다.
MQ 수지의 제조방법은 당해 기술분야에 공지되어 있다. 예를 들면, MQ 수지는 미국 특허 제2,676,182호(Daudt, et al.)의 실리카 하이드로졸 캡핑 공정으로 제조한 생성물을 처리하여 제조할 수 있다. 간략하게 설명하면, 미국 특허 제2,676,182호의 방법은 실리카 하이드로졸을 산성 조건하에 가수분해성 트리오가노실란, 예를 들면, 트리메틸클로로실란, 실록산, 예를 들면, 헥사메틸디실록산 또는 이들의 배합물과 반응시키고, M 및 Q 단위를 포함하는 생성물(MQ 수지)을 회수함을 포함한다. 수득한 MQ 수지는 규소 결합된 하이드록실 그룹을 2 내지 5중량% 함유할 수 있다.
구조화 MQ 수지는 미국 특허 제5,726,256호, 제5,861,472호 및 제5,869,556호에 기재된 것과 같은, 당해 기술분야에 공지된 방법으로 위에서 기재한 MQ 수지로부터 제조할 수 있다. 예를 들면, 구조화 MQ 수지는 위에서 기재한 MQ 수지를 용매, 예를 들면, 성분(F)으로 아래에 기재한 용매에 용해시키고, MQ 수지를 산 또는 염기 촉매와 규소 결합된 하이드록실 그룹으로 말단화된 폴리디오가노실록산의 존재하에 가열하고, 물을 제거하여 제조할 수 있다. 당해 공정으로 수득한 생성물은 (A)(i) 코어 및 (ii) 말단 규소 결합된 하이드록실 그룹을 갖는 폴리디오가노실록산 그룹을 포함하는 구조화 MQ 수지이다. 구조화 MQ 수지는 하이드록실 그룹을 0.5 내지 2%, 또는 0.75 내지 1.25% 함유할 수 있다.
성분(A)은 단일 구조화 MQ 수지 또는 하이드록실 그룹 함량, 성분(A)(i) 대 성분(A)(ii)의 양의 비, 실록산 단위 및 순서의 특성들 중의 하나 이상이 상이한 2종 이상의 구조화 MQ 수지를 포함하는 배합물일 수 있다. 성분(A)(i)의 양 대 성분(A)(ii)의 양의 비[(A)(i)/(A)(ii) 비]는 1 내지 2.5일 수 있다. PSAC에 첨가된 성분(A)의 양은 수지/중합체 비 및 (B)/(A) 비를 포함하는 다양한 인자에 좌우되지만, 성분(A)은 PSAC의 중량을 기준으로 하여, 10 내지 50중량%의 양으로 PSAC에 가할 수 있다.
성분(B)은 MQ 수지, 처리제 및 산 촉매를 용매에 용해시키고, 수득한 배합물을, MQ 수지의 하이드록실 함량이 0 내지 2%, 또는 0.5 내지 1%가 될때까지 가열함으로써 위에서 기재한 MQ 수지로부터 제조할 수 있다. 처리제는 화학식 R2 3SiR3의 실란(여기서, R2는 각각 독립적으로 1가 탄화수소 그룹, 예를 들면, 메틸, 비닐 또는 페닐, 또는 메틸이고, R3은 실란올과 반응성인 그룹이다)일 수 있다. 산 촉매는 트리플루오로아세트산일 수 있다. 용매는 성분(F)으로서 아래에 기재한 용매, 예를 들면, 크실렌일 수 있다. 처리 공정은 R3 치환된 규소원자를 MQ 수지의 하이드록실 그룹과 반응시켜 2가 산소원자를 통하여 R2 3Si- 그룹을 MQ 수지의 규소원자와 연결시키고 성분(B)을 형성하는 것이다.
성분(B)은 단일의 처리된 MQ 수지, 또는 평균 분자량, 하이드록실 그룹 함량 및 M:Q 비의 특성들 중의 하나 이상이 상이한 2종 이상의 처리된 MQ 수지를 포함하는 배합물일 수 있다. 성분(B)은 M 단위 대 Q 단위의 비(M:Q)가 0.5 내지 1.2, 또는 0.89:1 내지 1:1일 수 있다. 성분(B)은 수 평균 분자량이 1,500 내지 8,000, 또는 5,000일 수 있다. 성분(B)은 중량 평균 분자량이 3,000 내지 40,000, 또는 15,000일 수 있다. 성분(B)은 PSAC의 중량을 기준으로 하여, 5 내지 50중량%의 양으로 PSAC에 가할 수 있다.
성분(A) 및 (B)의 서로에 대한 양은 성분(B)의 양 대 성분(A)의 양의 비[(B)/(A) 비]가 0.3 내지 5.0, 또는 0.5 내지 1.0이 되도록 선택된다. (B)/(A) 비는 다음과 같이 계산할 수 있다. 우선, PSAC중 성분(A) 내지 (E)의 중량을 100%로 표준화시킨다[성분(F), 및 존재하는 경우, 성분(D) 및 (E) 이외의 임의 성분은 제외함]. 이어서, 성분(B)의 표준화 중량을 성분(A)의 표준화 중량으로 나눈다.
폴리디오가노실록산 성분(C)
성분(C)은 축합 반응성 그룹으로 말단화된 폴리디오가노실록산이다. 성분(C)은 화학식 (R5)3- yR4 ySiO-(R4 2SiO)x-SiR4 y(R5)3-y의 α,ω-이관능성 폴리디오가노실록산(여기서, R4는 각각 독립적으로 1가 유기 그룹이고, R5는 각각 독립적으로 가수분해성 치환체이고, x는 200 내지 1,000의 정수이며, y는 0, 1 또는 2, 또는 0이다)을 포함할 수 있다.
R4에 대한 적합한 유기 그룹은, 이들로 제한하려는 것은 아니지만, 1가 치환된 탄화수소 그룹 및 치환되지 않은 탄화수소 그룹을 포함한다. R4에 대한 1가 치환되지 않은 탄화수소 그룹의 예는, 이들로 제한하려는 것은 아니지만, 알킬, 예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필, 펜틸, 옥틸, 운데실 및 옥타데실; 사이클로알킬, 예를 들면, 사이클로헥실; 아릴, 예를 들면, 페닐, 톨릴, 크실릴, 벤질 및 2-페닐에틸을 포함한다. R4에 대한 1가 치환된 탄화수소 그룹의 예는, 이들로 제한하려는 것은 아니지만, 1가 할로겐화 탄화수소 그룹, 예를 들면, 염소화 알킬 그룹, 예를 들면, 클로로메틸 및 클로로프로필 그룹; 불소화 알킬 그룹, 예를 들면, 플루오로메틸, 2-플루오로프로필, 3,3,3-트리플루오로프로필, 4,4,4-트리플루오로부틸, 4,4,4,3,3-펜타플루오로부틸, 5,5,5,4,4,3,3-헵타플루오로펜틸, 6,6,6,5,5,4,4,3,3-노나플루오로헥실 및 8,8,8,7,7-펜타플루오로옥틸; 염소화 사이클로알킬 그룹, 예를 들면, 2,2-디클로로사이클로프로필, 2,3-디클로로사이클로펜틸; 및 불소화 사이클로알킬 그룹, 예를 들면, 2,2-디플루오로사이클로프로필, 2,3-디플루오로사이클로부틸, 3,4-디플루오로사이클로헥실 및 3,4-디플루오로-5-메틸사이클로헵틸을 포함한다. R4에 대한 1가 치환된 탄화수소 그룹의 예는, 이들로 제한하려는 것은 아니지만, 산소원자로 치환된 탄화수소 그룹, 예를 들면, 글리시독시알킬, 및 질소원자로 치환된 탄화수소 그룹, 예를 들면, 아미노알킬 및 시아노 관능 그룹, 예를 들면, 시아노에틸 및 시아노프로필을 포함한다. 또는, R4는 각각 알킬 그룹일 수 있다.
R5에 대한 적합한 가수분해성 치환체는, 이들로 제한하려는 것은 아니지만, 할로겐 원자, 아세트아미도 그룹, 아세톡시 그룹, 아실옥시 그룹, 알콕시 그룹, 아미도 그룹, 아미노 그룹, 아미녹시 그룹, 하이드록실 그룹, 옥시모 그룹, 케톡시모 그룹, 메틸아세트아미도 그룹 또는 알콕시실릴하이드로카빌렌 그룹을 포함하고, x는 200 내지 700의 정수이다.
또는, R4는 각각 알킬 그룹, 예를 들면, 메틸이고, R5는 각각 하이드록실 그룹 또는 트리알콕시실에틸렌 그룹이며, x는 500 내지 700의 정수일 수 있다.
알콕시실릴하이드로카빌렌 말단 차단된 폴리디오가노실록산은 비닐 말단 폴리디메틸실록산을 (알콕시실릴하이드로카빌)테트라메틸디실록산과 반응시켜 제조할 수 있다. 알콕시실릴하이드로카빌렌 말단 차단된 폴리디오가노실록산은 당해 기술분야에 공지되어 있으며, 미국 특허 제4,962,076호, 제5,051,455호 및 제5,053,442호에 기재되어 있다. 적합한 알콕시실릴하이드로카빌렌 말단 차단된 폴리디오가노실록산은 화학식
Figure 112011024059040-pct00001
(여기서, R4는 위에서 정의한 바와 같고, R6은 각각 독립적으로 알킬 그룹, 예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸이고, R7은 각각 2가 탄화수소 그룹 또는 2가 탄화수소 그룹과 2가 실록산 그룹의 조합이고, y는 각각 독립적으로 0, 1 또는 2이며, z는 200 내지 1,000의 수이다)으로 나타낼 수 있다.
R7은 알킬렌 그룹, 예를 들면, 에틸렌, 프로필렌 또는 헥실렌; 아릴렌 그룹, 예를 들면, 페닐렌, 또는 알킬아릴렌 그룹, 예를 들면, 화학식
Figure 112008004355357-pct00002
또는
Figure 112008004355357-pct00003
의 그룹이다. 또는, R4는 각각 메틸일 수 있고, R6은 각각 메틸일 수 있고, R7은 각각 에틸렌일 수 있으며, y는 0일 수 있다.
성분(C)은 단일 폴리디오가노실록산, 또는 평균 분자량, 실록산 단위, 순서 및 점도의 특성 중의 하나 이상이 상이한 2종 이상의 폴리디오가노실록산을 포함하는 배합물일 수 있다. PSAC 중의 성분(C)의 양은 PSAC의 중량을 기준으로 하여, 5 내지 25중량%일 수 있다.
성분(A), (B) 및 (C)은 성분(A)(i)과 (B)의 합한 양 대 성분(A)(ii)와 (C)의 합한 양의 비(수지/중합체 비)가 2.0 내지 3.0, 또는 2.2 내지 2.5가 되도록 선택한다. 수지/중합체 비는 다음과 같이 계산할 수 있다. 우선, PSAC중 성분(A) 내지 (E)의 중량을 100%로 표준화시킨다(성분(F) 및 기타 임의 성분 제외). 수지의 양을 성분(A)의 성분(i)의 중량분율에 성분(A)의 표준화량을 곱하고 그 값을 성분(B)의 표준화량에 더하여 계산한다. 중합체의 양은 성분(A)의 성분(ii)의 중량분율에 성분(A)의 표준화량을 곱하고 그 값을 성분(C)의 표준화량에 더하여 계산한다. 이어서, 수지의 양을 중합체 양으로 나누어 수지/중합체 비를 계산한다.
임의의 가교결합제 성분(D)
성분(D)은 PSAC의 중량을 기준으로 하여, 0 내지 20중량%, 또는 0.5 내지 20중량%의 양으로 가할 수 있는 임의의 가교결합제이다. 성분(D)은 실란, 실란의 올리고머 반응 생성물 또는 이의 배합물일 수 있다. 실란은 화학식 R8 (4-a)SiR9 a(여기서, R8은 각각 독립적으로 1가 유기 그룹이고, R9는 각각 독립적으로 가수분해성 치환체이며, a는 2 내지 4, 또는 3 내지 4의 수이다)로 나타낼 수 있다. 또는, 임의의 가교결합제는 화학식 R8Si(OSi(OR9)3)3의 올리고머 반응 생성물일 수 있다.
R8에 대한 적합한 유기 그룹은, 이들로 제한하려는 것은 아니지만, 1가 치환된 탄화수소 그룹 및 1가 치환되지 않은 탄화수소 그룹을 포함한다. R8에 대한 1가 치환되지 않은 탄화수소 그룹의 예는, 이들로 제한하려는 것은 아니지만, 알킬, 예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필, 펜틸, 옥틸, 운데실 및 옥타데실; 사이클로알킬, 예를 들면, 사이클로헥실; 아릴, 예를 들면, 페닐, 톨릴, 크실릴, 벤질 및 2-페닐에틸을 포함한다. R8에 대한 1가 치환된 탄화수소 그룹의 예는, 이들로 제한하려는 것은 아니지만, 1가 할로겐화 탄화수소 그룹, 예를 들면, 염소화 알킬 그룹, 예를 들면, 클로로메틸 및 클로로프로필 그룹; 불소화 알킬 그룹, 예를 들면, 플루오로메틸, 2-플루오로프로필, 3,3,3-트리플루오로프로필, 4,4,4-트리플루오로부틸, 4,4,4,3,3-펜타플루오로부틸, 5,5,5,4,4,3,3-헵타플루오로펜틸, 6,6,6,5,5,4,4,3,3-노나플루오로헥실 및 8,8,8,7,7-펜타플루오로옥틸; 염소화 사이클로알킬 그룹, 예를 들면, 2,2-디클로로사이클로프로필, 2,3-디클로로사이클로펜틸; 및 불소화 사이클로알킬 그룹, 예를 들면, 2,2-디플루오로사이클로프로필, 2,3-디플루오로사이클로부틸, 3,4-디플루오로사이클로헥실 및 3,4-디플루오로-5-메틸사이클로헵틸을 포함한다. R8에 대한 1가 치환된 탄화수소 그룹의 예는, 이들로 제한하려는 것은 아니지만, 산소원자로 치환된 탄화수소 그룹, 예를 들면, 글리시독시알킬, 및 질소원자로 치환된 탄화수소 그룹, 예를 들면, 아미노알킬 및 시아노 관능 그룹, 예를 들면, 시아노에틸 및 시아노프로필을 포함한다. 또는, 각각의 R8은 알킬 그룹일 수 있다.
R9에 대한 가수분해성 치환체의 예는, 이들로 제한하려는 것은 아니지만, 할로겐 원자, 아세트아미도 그룹, 아세톡시 그룹, 아실옥시 그룹, 알콕시 그룹, 아미도 그룹, 아미노 그룹, 아미녹시 그룹, 옥시모 그룹, 케톡시모 그룹 및 메틸아세트아미도 그룹을 포함한다. 또는, R9는 각각 알콕시 그룹일 수 있다. R9에 대한 적합한 알콕시 그룹은, 이들로 제한하려는 것은 아니지만, 메톡시, 에톡시, 프로폭시 및 부톡시를 포함한다.
성분(D)에 대한 알콕시실란은 디알콕시실란, 트리알콕시실란, 테트라알콕시실란 및 이들의 배합물을 포함할 수 있다. 성분(D)은 클로로메틸메틸디메톡시실란, 클로로메틸메틸디에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 메틸-n-프로필디메톡시실란, (2,2-디클로로사이클로프로필)-메틸디메톡시실란, (2,2-디플루오로사이클로프로필)-메틸디에톡시실란, (2,2-디클로로사이클로프로필)-메틸디에톡시실란, 플루오로메틸-메틸디에톡시실란, 플루오로메틸-메틸디메톡시실란 또는 이들의 배합물로부터 선택된 디알콕시실란을 포함할 수 있다.
성분(D)은 메틸트리메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 프로필트리메톡시실란, 이소부틸트리메톡시실란, 사이클로펜틸트리메톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 2-에틸-헥실트리메톡시실란, 2,3-디메틸사이클로헥실트리메톡시실란, 글리시독시프로필트리메톡시실란, 아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란, (에틸렌디아민프로필)트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 클로로메틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 트리클로로페닐트리메톡시실란, 3,3,3-트리플루오로프로필 트리메톡시실란, 4,4,4,3,3-펜타플루오로부틸트리메톡시실란, 2,2-디플루오로사이클로프로필트리에톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 사이클로헥실트리에톡시실란, 클로로메틸트리에톡시실란, 테트라클로로페닐트리에톡시실란, 플루오로메틸트리에톡시실란, 메틸트리이소프로폭시실란, 메틸트리아세톡시실란, 에틸트리아세톡시실란, 메틸-트리스(메톡시에톡시)실란, n-프로필-트리스(3-메톡시에톡시)실란, 페닐트리스-(메톡시에톡시)실란, 비닐트리메톡시실란 또는 이들의 배합물로부터 선택된 트리알콕시실란을 포함할 수 있다.
성분(D)은 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란, 테트라부톡시실란 또는 이들의 배합물로부터 선택된 테트라알콕시실란을 포함할 수 있다.
또는, R9는 각각 케톡시모 그룹일 수 있다. 성분(D)에 대한 케톡시모실란의 예는, 이들로 제한하려는 것은 아니지만, 테트라(메틸에틸케톡시모)실란, 메틸-트리스-(메틸에틸케톡시모)실란, 비닐-트리스-(메틸에틸케톡시모)실란 및 이들의 배합물을 포함한다. 성분(D)이 케톡시모실란을 포함하는 경우, 촉매는 필요하지 않을 수 있다.
임의의 촉매 성분(E)
성분(E)은 임의의 촉매이다. 촉매는 축합 반응을 촉진시키는 어떠한 촉매라도 될 수 있다. 촉매는 루이스산; 1급, 2급 또는 3급 유기 아민; 금속 산화물; 티탄 화합물; 주석 화합물; 지르코늄 화합물; 또는 이들의 배합물일 수 있다. 적합한 촉매는 당해 기술분야에 공지되어 있으며, 미국 특허 제4,753,977호의 컬럼 4, 35행 내지 컬럼 5, 57행에 기재된 촉매를 예로 들 수 있다. 촉매(E)의 양은 선택된 촉매 유형 및 조성물 중의 잔여 성분의 선택을 포함한 다양한 인자에 좌우되지만, 성분(E)의 양은 PSAC의 중량을 기준으로 하여, 0 내지 1.5중량%, 또는 0.5 내지 1.5중량%일 수 있다.
성분(E)은 티탄 촉매를 포함할 수 있다. 적합한 티탄 촉매는 유기관능성 티타네이트, 실록시티타네이트 및 이들의 배합물을 포함한다. 유기관능성 티타네이트로는 1,3-프로판디옥시티탄 비스(에틸아세토아세테이트); 1,3-프로판디옥시티탄 비스(아세틸아세토네이트); 디이소프로폭시티탄 비스(아세틸아세토네이트); 2,3-디-이소프로폭시-비스(에틸아세테이트)티탄; 티탄 나프테네이트; 테트라프로필티타네이트; 테트라부틸티타네이트; 테트라에틸헥실티타네이트; 테트라페닐티타네이트; 테트라옥타데실티타네이트; 테트라부톡시티탄; 테트라이소프로폭시티탄; 에틸트리에탄올아민티타네이트; 베타디카보닐티탄 화합물, 예를 들면, 비스(아세틸아세토닐)디이소프로필티타네이트; 또는 이들의 배합물을 예로 들 수 있다. 기타 유기관능성 티타네이트로는 미국 특허 제4,143,088호, 컬럼 7, 15행 내지 컬럼 10, 35행에 기재된 것을 들 수 있다. 실록시티타네이트로는 테트라키스(트리메틸실록시)티탄, 비스(트리메틸실록시)비스(이소프로폭시)티탄 또는 이들의 배합물을 들 수 있다.
촉매는 주석 화합물을 포함할 수 있다. 적합한 주석 화합물로는 디부틸주석디라우레이트; 디부틸주석디아세테이트; 디부틸주석디메톡사이드; 카보메톡시페닐 주석 트리스-우버레이트; 옥토산주석; 이소부틸 주석 트리세로에이트; 디메틸 주석 디부티레이트; 디메틸 주석 디-네오데코노에이트; 트리에틸 주석 타르트레이트; 디부틸 주석 디벤조에이트; 주석 올레에이트; 주석 나프테네이트; 부틸주석트리-2-에틸헥소에이트; 주석 부티레이트; 또는 이들의 배합물을 들 수 있다.
촉매는 지르코늄 화합물을 포함할 수 있다. 적합한 지르코늄 화합물로는 옥토산지르코늄을 들 수 있다.
임의의 용매 성분(F)
성분(F)은 경화 반응을 간섭하지 않는 임의 용매이다. 성분(F)은 유기 용매, 비반응성 실리콘 유체 용매 또는 이들의 배합물을 포함할 수 있다. 유기 용매는, 이들로 제한하려는 것은 아니지만, 탄화수소 액체, 예를 들면, 방향족 탄화수소, 예를 들면, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 또는 이들의 배합물; 또는 지방족 탄화수소, 예를 들면, 헥산, 헵탄, 사이클로헥산 또는 이들의 배합물을 포함한다. 또는, 유기 용매는 할로겐화 탄화수소, 예를 들면, 클로로카본 또는 산소화 탄화수소, 예를 들면, 에스테르, 예를 들면, 에틸 아세테이트, 에테르, 예를 들면, 디부틸 에테르, 케톤, 예를 들면, 메틸이소부틸케톤, 알콜, 예를 들면, 메탄올 또는 에탄올, 또는 이들의 배합물일 수 있다. 또는, 성분(F)은 크실렌을 포함할 수 있다. 성분(F)에 대한 비반응성 실리콘 유체 용매는 사이클릭 폴리디오가노실록산, 예를 들면, 사이클로폴리디메틸실록산, 선형 폴리디오가노실록산, 예를 들면, 헥사메틸디실록산, 또는 이들의 배합물을 포함한다. 성분(F)의 양은 PSAC의 중량을 기준으로 하여, 0 내지 80중량%, 또는 30 내지 70중량%의 범위일 수 있다.
기타 임의 성분
임의 성분 및 이의 첨가량이 PSAC 및 PSAP의 특성에 부정적인 영향을 미치지 않는 경우, 기타 임의 성분을 조성물에 가할 수 있다. 성분(A) 내지 (F) 외에 첨가될 수 있는 이러한 임의 성분의 예는 접착 촉진제, 충전제(예: 글래스 벌룬, 유리 섬유, 분쇄 유리, 탄산칼슘, 실리카, 활석 또는 이들의 배합물), 살진균제, 안료 또는 이들의 배합물을 포함한다.
PSAC 의 제조방법
PSAC의 성분은 벌크상 또는 용매중과 같은 어떠한 방식으로라도 배합할 수 있다. 성분들중 일부의 높은 점도로 인하여, PSAC는 용매 중에서 성분들을 혼합하여 편리하게 제조한다. 혼합은 밀링, 블렌딩 또는 교반 등의 당해 기술분야에 공지된 어떠한 기술에 의해서라도 수행할 수 있다. 혼합은 배치식 또는 연속식일 수 있다.
성분(A) 내지 (C) 및 기타 임의 성분은 주위 온도 또는 승온에서 배합할 수 있으며, 수득한 배합물은 냉각시킬 수 있다. 또 다른 방법으로, 모든 성분들을 이축 스크류 압출기에 공급하고, 유기 용매를 제거한 후, 비반응성 실리콘 유체 용매를 가할 수 있다.
PSAC 에 대한 용도
본 발명은 추가로, (1) PSAC를 지지체에 도포하는 단계 및 (2) PSAC로부터 성분(F)의 일부 또는 전부를 제거하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다. 당해 방법은 (3) 단계(2)로부터의 생성물을 표면에 접착하는 단계 및 (4) 단계(2)의 생성물을 경화시켜 PSAP를 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 단계(3) 및 (4)는 동시에 또는 순차적으로 수행할 수 있다. 지지체 각 면 위의 PSAC는 동일할 수 있다. 또 다른 방법으로, 상이한 PSAC를 지지체의 상이한 면에 도포할 수 있다. 또 다른 방법으로, 상이한 PSAC를 지지체의 상이한 부분에 도포할 수 있다.
지지체 및 표면은 어떠한 고체 형태라도 가질 수 있고 어떠한 재료라도 포함할 수 있다. 적합한 형태의 예는 탄성중합체, 발포체, 가요성 또는 경질 조도의 장식 제품, 장치 및 기계 부품을 포함한다. 적합한 재료의 예로는 제1철 및 비제1철 금속, 예를 들면, 알루미늄, 구리, 금, 철, 백금, 은, 주석 및 이들의 합금, 스테인레스 강; 유기 중합체, 예를 들면, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리플루오로올레핀; 폴리오가노실록산, 예를 들면, 연속 기포 실리콘 발포체 및 독립 기포 실리콘 발포체; 하도제 처리한(예를 들면, 실리콘 접착 촉진제 처리한), 그리고 하도제 처리하지 않은 고성능 페인트, 예를 들면, 폴리비닐리덴 플루오라이드 페인트, 아크릴 열경화성 페인트, 폴리에스테르 파우더코트 페인트, 폴리우레탄 페인트 및 에폭시 페인트; 셀룰로스 재료, 예를 들면, 종이 및 목재; 직물 재료, 예를 들면, 면 및 이의 혼방물; 규질 재료, 예를 들면, 유리, 시멘트 보드, 콘크리트, 브릭, 세라믹, 예를 들면, 포르셀라인, 자기, 석영; 수정; 및 천연석, 예를 들면, 화강암, 대리석 및 점판암을 포함한다.
구조적 부착 분야를 위하여, 지지체는 실리콘 발포체 또는 실리콘 탄성중합체를 포함할 수 있다. 실리콘 폼 지지체는 독립 기포 실리콘 발포체일 수 있다. 독립 기포 실리콘 폼 지지체는 발포 시트로부터의 압출물 또는 절단물일 수 있다. 독립 기포 실리콘 발포체 압출물 및 시트, 예를 들면, 지지체로서 유용한 캘린더링 시트는 당해 기술분야에 공지되어 있으며, 시판중이다. 적합한 실리콘 발포체는 ASTM D 297로 측정한 밀도가 31 내지 37 lb/ft3(pcf)이고 ASTM D 1056-00으로 측정한 압축 변형률이 13 내지 17일 수 있는 독립 기포 실리콘 발포 압출물 또는 캘린더링 시트일 수 있다. 적합한 실리콘 탄성중합체는 당해 기술분야에 공지되어 있으며, 경도계 경도가 25 내지 70일 수 있다.
본 발명의 PSAC 및 PSAP는 구조적 부착 매체에 유용하다. 예를 들면, (1) PSAC를 지지체의 대향 면에 도포시킬 수 있고, (2) 단계(1)의 생성물이 접촉시 점착성이 아닐 때까지 PSAC로부터 용매를 제거할 수 있으며, 이에 의해 지지체의 대향 면 위에 층을 형성할 수 있다. 용매는 주위 조건에 따라 주위 공기에 예를 들면, 5 내지 30분 동안 노출시켜 제거할 수 있다. 단계(2)의 생성물은 예를 들면, 구조적 부착 분야에 사용될 수 있는 감압 접착 테이프이다. 층의 두께는 76 μm (=3 mil) 이상, 또는 76 μm (=3 mil) 내지 508 μm(=20 mil), 또는 76 μm (=3 mil) 내지 304 μm(=12 mil), 또는 101 μm(=4 mil) 내지 152 μm(=6 mil)이다. 이론으로 제약하려는 것은 아니지만, 피막 두께가 76 μm (=3 mil) 미만이면, 생성물은 구조적 적용에 대해 충분한 접착성을 나타내지 않을 것이고, 피막 두께가 508 μm(=20 mil)을 초과하면, 용매 제거를 위한 노출 시간을 연장시켜야 한다고 생각된다. 또 다른 방법으로, 박리 라이너를 테이프의 한 면 위에 놓고 수득한 제품을 단계(2) 후 단계(3) 전에 동결시킬 수 있다.
당해 방법은, (3) 기재 사이에 감압 접착 테이프를 삽입하는 단계, (4) 감압 접착 테이프에 압력을 가하는 단계 및 (5) 층을 경화시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 단계(4)는 어떠한 편리한 수단에 의해서라도 수행할 수 있다. 감압 접착 테이프를 구조적 글레이징 분야에 사용하는 경우, 압력을 가하는 데 클램프를 사용할 수 있다. 경화는 단계(5)의 생성물을 감압 접착 테이프를 기재에 접착하기에 충분한 시간 동안 주위 조건(예: 온도 및 습도)에 노출시켜 수행할 수 있다. 정확한 시간은 조건에 좌우되지만, 시간은 1 내지 24시간, 또는 4 내지 24시간일 수 있다. 본 발명은 단위를 약 1시간 정도의 경화 후 제거할 수 있다는 이점을 제공할 수 있다.
또는, 당해 방법은 단계(1) 전에 지지체를 하도제 처리하는 추가의 단계를 임의로 추가로 포함할 수 있다. 지지체는 본 발명의 PSAC를 지지체에 도포하거나 상이한 하도제를 지지체에 도포하여 하도제 처리할 수 있다. 하도제로서 사용되는 PSAC는 단계(1)에서 사용되는 PSAC와 조성이 동일하거나 상이할 수 있지만, 하도제로서 도포되는 PSAC 층은 단계(1)에서 도포된 층보다 두께가 얇을 수 있다.
본 발명은 또한 (I) 위에서 기재한 PSAC, (II) 지지체 및 (III) 성분(I)을 성분(II)에 도포하여 테이프를 제조하는 방법 및 구조적 글레이징 분야에 테이프를 사용하는 방법을 설명한 설명서 셋트를 포함하는 킷트에 관한 것이다. 지지체는 실리콘 발포체 또는 실리콘 고무일 수 있다.
구조적 글레이징 분야에 감압 접착제 테이프를 사용하는 것을 외벽의 구조를 나타내는 도 1에 예시한다. 프레임 부재(100)는 건물 외벽의 구성 부품이다. 외벽 패널(101) 및 (102)을 위에서 기재한 감압 접착제 테이프(103)를 사용하여 프레임 부재(100)에 부착시킨다. 감압 접착 테이프는 대향 면 위에 용매 제거 후 본 발명의 PSAC를 경화시켜 제조한 감압 접착제 제품(104)의 피막을 포함하는 독립 기포 실리콘 폼 지지체(105)를 포함한다. 임의로, 탄성중합체 지지봉(106)을 패널(101)과 (102) 사이에 위치시키고, 웨더 실런트(107)를 봉(106) 위로 압출시켜 패널(101)과 (102) 사이의 공간을 밀봉한다.
도 2는 본 발명에 따르는 감압 접착 테이프(103)의 대체 용도를 나타낸다. 대향 면 위에 감압 접착제 제품(104)의 피막을 포함하는 독립 기포 실리콘 폼 지지체(105)를 포함하는 감압 접착 테이프(103)를 절연 유리 단위의 창유리(glass pane)(201)과 (202) 사이에 스페이서(spacer)로서 배치한다.
도 3 및 4는 외벽 단위의 개선된 외형을 나타낸다. 도 3은 선행 기술 분야의 외벽 단위의 일부를 나타낸다. 외벽 단위는 상부에 절연 유리 단위(302)가 탑재된 프레임(301)을 포함한다. 절연 유리 단위는 스페이서(305)에 의해 서로 고정된 거리로 떨어져 존재하는 창유리(303), (304)을 포함한다. 절연 유리 단위(302)는 임시 접착제(306)를 통하여 프레임(301)에 탑재한다. 임시 접착제(306)는 대향 면 위에 비구조적 접착제(308)가 피복된 지지체(307)를 포함한다. 구조적 접착제 조성물(309)은 임시 접착제(306)와 프레임(301) 사이의 공간에 도포한다.
도 4는 개선된 외형을 갖는 본 발명의 외벽 단위의 일부를 나타낸다. 외벽 단위는 절연 유리 단위(302)가 탑재된 프레임(301)을 포함한다. 절연 유리 단위는 스페이서(305)에 의해 서로 고정된 거리로 떨어져 있는 창유리(303), (304)을 포함한다. 절연 유리 단위(302)는 본 발명에 따르는 감압 접착 테이프(400)를 통하여 프레임(301)에 탑재된다. 감압 접착 테이프(400)는 대향 면들이 위에서 기재한 PSAC를 경화시켜 제조한 PSAP(402)로 피복된 실리콘 지지체(401)를 포함한다. 당해 감압 접착 테이프(400)는 절연 유리 단위(302)를 프레임(301)에 구조적으로 접착시킨다.
당해 실시예는 본 발명을 당업자에게 예시하려는 것이며, 청구항에 기술된 본 발명의 영역을 제한하려는 것으로 해석하지 않아야 한다.
참조예 1 - 180° 박리 접착 시험
당해 시험방법은 폭이 1/2"인 하도제 처리한 스테인레스 강 스크린 기재를 사용한 탄성중합체성 접합 밀봉제의 박리 접착성(Adhesion-in-Peel)에 대한 ASTM C794 표준 시험방법을 기본으로 한다. 기재는 이소프로판올로 세정하여 제조한다. PSAC를 독립 기포 실리콘 발포체 압출물에 도포하고 특정한 압력 및 유지 시간으로 기재에 고정시키고, 기재를 압출물에 적층시킨다. 이어서, 수득한 박리 접착 샘플을 기계적 시험기에 놓는다. 박리 접착 샘플을 클램프로 적소에 클램핑시킨 다음, 180° 각도에서 2 in/min으로 잡아당긴다. 샘플을 총 1 in 당긴다. 폭 1 in당 힘(선형 인치당 파운드, pli) 및 응집 파괴율(%)을 기록한다.
참조예 2 - 탭(tab) 접착성
기재를 이소프로판올로 세정하여 제조한다. PSAC를 폼 지지체에 도포하고 특정한 압력 및 유지 시간으로 기재에 고정시킨다. 샘플을 약 90° 각도로 손으로 잡아당긴다. 응집 파괴율(%)(% CF)을 기록한다.
참조예 3 - 인장 접착( TA ) 접합부에 대한 기계적 특성 시험
표준 인장, 연신율 및 모듈러스를 ASTM C 1135와 유사하게 제조한 샘플에 대해 측정한다. PSAC를 독립 기포 실리콘 발포체 압출물에 도포한 다음, 접합부를 특정한 압력 및 유지 시간으로 조립하여 샘플을 제조한다. 기재를 조립 전에 이소프로판올로 세정한다. 시험편은 기계적 시험기를 사용하여 잡아당긴 것이다(가중 기포 = 1000 lb., 크로스헤드 속도(잡아당김 속도) = 4in/min/폭 in).
PSAC 샘플 제조에 사용되는 성분
다음 성분을 실시예에서 사용한다.
성분(A1)은 하이드록시 관능성 폴리디메틸실록산 그룹이 결합된 MQ 수지 코어를 포함한다. 성분(A1)은 하이드록실 그룹을 0.75% 함유한다. 성분(A1)은 하이드록시 말단 차단된 폴리디메틸실록산, 트리메틸실릴, 하이드록시 관능성 MQ 수지 용액 및 크실렌을 반응기 속에서 72% 비휘발성 함량으로 합하여 제조한다. 반응 혼합물을 115℃에서 가열하는 한편, 무수 암모니아 기체를 배합물로 통과시켜 축합 "구조화" 반응을 촉진시킨다. 구조화 반응은 수 시간에 걸쳐 일어난다. 구조화 반응 동안 물을 제거한다. 이어서, 크실렌 등의 휘발성 화학종을 스트립핑시킨다.
성분(A2)은 하이드록시 말단 차단된 폴리디메틸실록산 그룹이 결합된 MQ 수 지 코어를 포함한다. 성분(A2)은 하이드록실 그룹을 0.75% 함유한다. 성분(A2)은 반응기에서 크실렌, 트리메틸실릴, 하이드록시 말단 차단된 MQ 수지, 하이드록시 말단 폴리디메틸실록산 검, 사이클릭 폴리오가노실록산의 실릴 포스페이트 및 노나노산을 합하고 수득한 배합물을 가열하여 환류시키고, 냉각하고, 여과하여 제조한다.
성분(B1)은 하이드록실 그룹을 0.70% 함유하는 트리메틸 말단 캡핑된 MQ 수지를 포함한다. 트리메틸 말단 캡핑된 MQ 수지는 반응기에서 크실렌, 트리메틸실릴, 하이드록시 말단 차단된 MQ 수지 및 트리플루오로아세트산을 합하고, 수득한 배합물을 65℃에서 가열하고, 헥사메틸디실라잔을 가하여 제조한다. 헥사메틸디실라잔 첨가의 완료시, 반응기 내용물을 65℃에서 2시간 동안 유지시킨 다음 냉각시킨다. 이소프로판올과 물을 반응기 내용물에 가하고, 물을 제거한다. 이어서, 크실렌을 스트립핑시킨다.
성분(C1)은 트리메톡시실릴에틸 말단 폴리디메틸실록산을 포함한다.
성분(C2)은 하이드록시 말단 폴리디메틸실록산을 포함한다.
성분(D1)은 메틸트리메톡시실란을 포함한다.
성분(D2)은 (에틸렌디아민프로필)트리메톡시실란을 포함한다.
성분(D3)은 이소부틸트리메톡시실란을 포함한다.
성분(E1)은 디이소프로폭시티탄 비스(에틸아세토아세테이트)를 포함한다.
성분(F1)은 헵탄을 포함한다.
성분(F2)은 크실렌을 포함한다.
실시예 1
성분들을 표 1에 나타낸 비율(%)로 혼합하여 PSAC 샘플을 제조한다. (B)/(A) 비 및 수지/중합체 비를 또한 표 1에 나타낸다. 각각의 PSAC 샘플을 치수가 1/4"×11/16"×2"인 지지체의 양 면에 도포하고, 용매를 제거하고, 수득한 테이프를 유리판 사이에 2 psi에서 45분 동안 샌드위치시킨다. 4시간 및 7일 후, 참조예 2의 방법에 의해 탭 접착성을 평가한다. 결과를 표 1에 나타낸다.
성분 샘플 1 비교 샘플 2 샘플 3 비교 샘플 4
A1 26.74% 46.88% 35.34% 33.37%
B1 19.16% 0.00% 11.93% 11.26%
C1 10.40% 2.89% 5.89% 11.12%
D1 9.51% 9.26% 9.42% 8.90%
D2 0.18% 0.17% 0.18% 0.17%
E1 0.89% 0.87% 0.88% 0.83%
F1 26.74% 39.93% 32.39% 30.59%
F2 6.39% 0.00% 3.98% 3.75%
(B)/(A) 0.72 0 0.34 0.34
수지/중합체 2.2 2.2 2.4 1.8
4시간 후의 탭 접착성 0% CF 0% CF 50% CF 0% CF
7일 후의 탭 접착성 50% CF 0% CF 90% CF 0% CF
비교 샘플 2는 PSAC로부터 처리된 수지가 제거된 경우, 수득한 PSAP가 구조적 적용에 대하여 불충분한 접착성을 가질 수 있음을 나타낸다. 비교 샘플 4는 PSAC에서 수지/중합체 비가 지나치게 낮은 경우, 수득한 PSAP가 구조적 적용에 불충분한 접착성을 가짐을 추가로 나타낸다. 샘플 1 및 3은 (B)/(A) 및 수지/중합체 비가 적합하게 선택된 경우, 수득한 PSAP가 구조적 적용에 대하여 충분한 접착성을 가질 수 있음을 나타낸다.
실시예 2
성분들을 표 2에 나타낸 비율(%)로 혼합하여 PSAC 샘플을 제조한다. (B)/(A) 비 및 수지/중합체 비 또한 표 2에 나타낸다. 각각의 PSAC 샘플을 치수가 1/4"×11/16"×2"인 지지체의 양면에 도포하고, 용매를 제거하고, 수득한 테이프를 유리판 사이에 샌드위치시킨다. 각각의 PSAC를 지지체의 양면에 다시 도포하고, 수득한 테이프를 유리판과 두라나(DURANAR®) 표면 사이에 샌드위치시킨다. 두라나는 플루오로수지계 페인트이며, 이는 시판중이다(PPG Industries, Inc., Pittsburgh, Pennsylvania, U.S.A). 7일 후 참조예 3의 방법에 의해 인장 접착성을 평가한다. 결과를 표 2에 나타낸다.
성분 샘플 5 비교 샘플 6
A1 6.03% 6.42%
B1 27.89% 24.87%
C1 12.06% 12.83%
D1 3.02% 3.21%
D2 1.51% 1.60%
D3 5.03% 5.35%
E1 1.01% 1.07%
F1 34.17% 36.36%
F2 9.30% 8.29%
(B)/(A) 4.63 3.88
수지/중합체 2.36 2.03
2개의 유리 표면 사이의 인장 접착성(psi) 98/ 10% CF 60/ 0% CF
1개의 유리와 1개의 두라나 표면 사이의 인장 접착성(psi) 92/ 80% CF 81/ 0% CF
실시예 2는 처리된 MQ 수지가 상대적으로 다량으로 사용되고 구조화 수지가 소량으로 사용되는 경우, 일부 PSAC 제형에 대하여 상대적으로 높은 수지/중합체 비를 사용하는 것이 유리할 수 있음을 나타낸다.
실시예 3
성분들을 표 3에 나타낸 비율(%)로 혼합하여 PSAC 샘플을 제조한다. (B)/(A) 비 및 수지/중합체 비 또한 표 3에 나타나 있다. 각각의 PSAC 샘플을 치수가 1/4"×3/4"×2"인 지지체의 양면에 도포하고, 용매를 제거하고, 수득한 테이프를 2개의 유리판 사이에 5 psi에서 15분 동안, 알루미늄 표면과 두라나 표면 사이에, 그리고 2개의 알루미늄 표면 사이에 샌드위치시킨다. 다양한 시간 후 참조예 3의 방법에 의해 인장 접착성을 평가한다. 다양한 시간 후 참조예 2의 방법에 의해 탭 접착성을 평가한다. 결과를 표 3에 나타낸다.
성분 샘플 7 샘플 8
A1 29.67 0
A2 0 28.79
B1 21.33 25.16
C1 11.38 8.07
D1 9.36 9.34
E1 1.09 1.06
F1 19.78 0
F2 7.11 27.58
(B)/(A) 0.72 0.87
수지/중합체 2.22 2.21
1시간 후 1개의 알루미늄과 1개의 두라나 표면 사이의 인장 접착성 58psi/ 0% CF 34psi/ 0% CF
1일 후 1개의 알루미늄과 1개의 두라나 표면 사이의 인장 접착성 105psi/ 75% CF 132psi/ 100% CF
4시간 후 2개의 유리 기재 사이의 탭 접착성 0% CF 0% CF
1일 후 2개의 유리 기재 사이의 탭 접착성 100% CF 100% CF
7일 후 2개의 유리 기재 사이의 탭 접착성 100% CF 100% CF
4시간 후 2개의 알루미늄 기재 사이의 탭 접착성 0% CF 0% CF
1일 후 2개의 알루미늄 기재 사이의 탭 접착성 100% CF 100% CF
7일 후 2개의 알루미늄 기재 사이의 탭 접착성 100% CF 100% CF
실시예 3은 상이한 구조화 MQ 수지가 성분(A)으로서 유효함을 나타낸다.
실시예 4
성분들을 표 4에 나타낸 비율(%)로 혼합하여 PSAC 샘플을 제조한다. (B)/(A) 비 및 수지/중합체 비 또한 표 4에 나타나 있다. 각각의 PSAC 샘플을 치수가 1/4"×3/4"×2"인 지지체의 양면에 도포하고, 용매를 제거하고, 수득한 테이프를 2개의 유리판 사이에 5 psi에서 15분 동안, 그리고 2개의 알루미늄 표면 사이에 샌드위치시킨다. 다양한 시간 후 참조예 2의 방법에 의해 탭 접착성을 평가한다. 결과를 표 4에 나타낸다.
성분 샘플 9 샘플 10
A1 23.92% 23.92%
B1 17.20% 17.20%
C1 9.17% 0.00%
C2 0.00% 9.17%
D1 8.47% 8.47%
E1 0.88% 0.88%
F1 34.64% 34.64%
F2 5.73% 5.73%
(B)/(A) 0.72 0.72
수지/중합체 2.22 2.22
4시간 후 2개의 유리 기재 사이의 탭 접착성 0% CF 0% CF
3일 후 2개의 유리 기재 사이의 탭 접착성 75% CF 10% CF
21일 후 2개의 유리 기재 사이의 탭 접착성 100% CF 50% CF
21일 후 그리고 샘플을 침수시키고 추가로 28일 후 2개의 유리 기재 사이의 탭 접착성 100% CF 100% CF
4시간 후 2개의 알루미늄 기재 사이의 탭 접착성 10% CF 10% CF
3일 후 2개의 알루미늄 기재 사이의 탭 접착성 100% CF 75% CF
21일 후 2개의 알루미늄 기재 사이의 탭 접착성 100% CF 90% CF
21일 후 그리고 샘플을 침수시키고 추가로 28일 후 2개의 알루미늄 기재 사이의 탭 접착성 0% CF 0% CF
실시예 4는 상이한 축합 반응성 그룹으로 말단화된 폴리디오가노실록산이 성분(C)으로서 유효함을 나타낸다.
실시예 5
성분들을 표 5에 나타낸 비율(%)로 혼합하여 PSAC 샘플을 제조한다. (B)/(A) 비 및 수지/중합체 비 또한 표 5에 나타나 있다. 각각의 PSAC 샘플을 치수가 1/4"×11/16"×2"인 지지체의 양면에 도포하고, 용매를 제거하고, 수득한 테이프를 유리 표면과 두라나 표면 사이에 샌드위치시킨다. 다양한 시간 후 참조예 3의 방법에 의해 인장 접착성을 평가한다. 결과를 표 5에 나타낸다.
성분 샘플 11
A1 8.86%
B1 40.52%
C1 17.71%
D1 4.43%
D2 0.22%
D3 7.38%
E1 1.48%
F1 5.90%
F2 13.51%
(B)/(A) 4.58
수지/중합체 2.34
1시간 후 인장 접착성(psi) 28
7일 후 인장 접착성(psi)/ % CF 127/ 100% CF
지지체를 진공 밀봉된 포일 파우치에 포장하고 -30℃에서 1개월 동안 저장한 후의 인장 접착성(psi)/ % CF 127/ 100% CF
지지체를 진공 밀봉된 포일 파우치에 포장하고 -30℃에서 3개월 동안 저장한 후의 인장 접착성(psi)/ % CF 128/ 100% CF
지지체를 진공 밀봉된 포일 파우치에 포장하고 -30℃에서 3개월 동안 저장한 후의 인장 접착성(psi)(이러한 조건에서의 제2 샘플)/ % CF 136/ 100% CF
샘플 11은 본 발명의 PSAC가 저온에서 저장될 수 있는 1부분 예비가공 테이프를 제조하는 데 사용될 수 있음을 나타낸다.
실시예 6
성분들을 표 6에 나타낸 비율(%)로 혼합하여 PSAC 샘플을 제조한다. (B)/(A) 비 및 수지/중합체 비 또한 표 6에 나타나 있다. 각각의 PSAC 샘플을 치수가 1/4"×11/16"×2"인 지지체의 양면에 도포하고, 용매를 제거하고, 수득한 테이프를 유리 표면과 두라나 표면 사이에 샌드위치시킨다. 다양한 시간 후 참조예 2에 따라 탭 접착성을 측정한다. 결과를 표 6에 나타낸다.
성분 비교 샘플 12 샘플 13
A1 0% 26.79%
B1 45.3% 19.2%
C1 20.6% 10.42%
D1 3.5% 9.52%
E1 0.5% 0.89%
F1 15% 26.79%
F2 15.10% 6.4%
(B)/(A) 적용 불가능 0.72
수지/중합체 2.2 2.2
1일 후 탭 접착성 50% CF 90% CF
2일 후 탭 접착성 100% CF 100% CF
5일 후 탭 접착성 10% CF 100% CF
실시예 6은 구조화 수지가 제거되는 경우, 박리 접착성이 시간 경과에 따라 감소될 수 있음을 나타낸다.
실시예 7- 2부분 PSAC
2부분 PSAC는 A 부분과 B 부분을 함유한다. A 부분은 성분들을 표 7에 나타낸 비율(%)로 혼합하여 제조한다. B 부분은 성분들을 표 7에 나타낸 비율(%)로 혼합하여 제조한다. A 부분과 B 부분을 동일 중량으로 함께 혼합한다.
성분 A 부분 B 부분 배합물
A1 0% 80% 40.66
B1 57.93% 0% 29.44
C1 30.74% 0% 15.63
D1 4.85% 0% 2.47
E1 3.24% 0% 1.64
F1 3.24% 20% 10.16
(B)/(A) 측정 안됨 측정 안됨 0.72
수지/중합체 1.88 2.70 2.22
A 부분과 B 부분은 주위 조건하에 일정 시간 동안 저장 안정성이다.
실시예 8 - 본 발명의 구조적 접착 테이프와 시판중인 구조적 접착 테이프의 비교
본 발명의 PSAC를 포함하는 구조적 접착 테이프(실리콘 구조적 접착 테이프)와 인도에서 3M VHB(3M)로 판매중인 독립 기포 아크릴 폼 테이프를 유리 위에서의 전단 강도에 대하여 시험하였다. 시험한 모든 테이프 샘플은 폭이 ½ in였다. 실리콘 구조적 접착 테이프는 두께가 ¼ in이고, 아크릴 폼 테이프는 두께가 2.3 mm였다.
아크릴 폼 테이프는 유리 위에 하도제를 처리하여 침수를 통한 유리에 대한 접착성을 유지시킬 필요가 있다는 단점으로 손해를 입는다. 아크릴 폼 테이프의 전단 샘플을 하도제 없이, 그리고 하도제를 처리하여 가공하여 차이를 비교하였다. 실리콘 구조적 접착 테이프는 유리 위에 하도제를 필요로 하지 않는 이점이 있으며, 하나의 샘플 셋트만을 가공하였다.
각각의 가공된 전단 샘플은 유리의 평행 판 위에 접촉 면적이 ½"×2" 또는 정확히 1 in2이었다. 샘플을 실험실 조건하에 가공하고, 시험 전 7일 동안 조건에 노출시켰다. 샘플을 인장 시험기에 넣고 평행 유리판을 분당 1 in로 잡아당기고 테이프 시스템을 전단 방식에 놓았다. 유리에 대한 최종 응력 및 파괴 방식을 아래 표 8에 나타낸 바와 같이 기록하였다. 선택한 조건은 구조적 밀봉제에 대한 ASTM C1184 표준 내역에 명시된 조건에 따랐다.
하도제 없는 아크릴 폼 테이프 하도제 처리한 아크릴 폼 테이프 실리콘 구조적 접착 테이프
피크 응력 psi 파괴 방식 피크 응력 psi 파괴 방식 피크 응력 psi 파괴 방식
7d/RT 80.5 접착성 68.6 접착성 105.0 94% 응집성
7d/RT+ 7d/H2O 52.2 접착성 75.4 24% 응집성 115.1 82% 응집성
7d/RT+1시간, 88℃ 32.7 접착성 29.9 접착성 83.9 84% 응집성
7d/RT+1시간, -29℃ 120.6* 접착성 209.8 접착성 156.1 100% 응집성
* 표 8의 데이터는 별표한 데이터를 제외하고는 각각의 조건하에 평균 5개의 시험편을 나타낸다. 별표는 시험 동안 유리 파손으로 인한 4개의 샘플의 평균이다.
위의 표에서, 7d/RT는 샘플을 주위 조건하에 실온에서 7일 동안 고정하였음을 의미한다. 7d/H2O는 샘플을 실온에서 7일 동안 침수시켰음을 의미한다.
ASTM C1184 요건은 구조적 글레이징 분야에 사용되도록 한 제품의 접착성이 ASTM C1442에서 명시한 조건에 따라 5000시간 동안 노화 가속화시켜 위에서 기재한 모든 조건하에 최소 50 psi 또는 345 kPa이어야 한다는 것이다. 이러한 데이터는 실리콘 테이프 시스템이 하도제를 사용하지 않고도 아크릴 폼 테이프 시스템보다 -29 내지 88℃의 온도 범위에서 침수를 통하여 보다 우수한 안정성이 있음을 추가로 나타낸다.
이론으로 제약하려는 것은 아니지만, (B)/(A) 비 및 수지/중합체 비의 조합이 i) 용매 제거후의 PSAC의 개선된 점착성(미가공 강도) 및 ii) 용매 제거 후에 PSAC를 경화시켜 제조한 PSAP의 장기간 영구 접착성의 이점을 제공한다고 생각된다. 이론으로 제약하려는 것은 아니지만, PSAC를 경화시켜 제조한 PSAP가 구조적 부착 분야에 사용되는 경우, 성분(D) 및 (E)가 존재한다고 생각된다.
본 발명의 PSAC와 독립 기포 실리콘 폼 지지체로부터 제조한 본 발명의 감압 접착 테이프는 구조적 글레이징 분야, 예를 들면, 창유리 사이의 스페이서용으로 또는 외벽 용도에 유용하다. 이론으로 제약하려는 것은 아니지만, PSAP는 구조적 부착 분야에 대해 충분한 접착 강도를 제공하는 한편, 실리콘 발포체는 증가된 내열성으로 에너지 효율이 보다 우수하고 외부에서 내부로의 감소된 음 전달성으로 내부 상태가 덜 시끄럽게 되는 이점을 제공할 수 있으며, 감압 접착 테이프는 감소된 장살대 폭으로 개선된 외형을 수득하도록 하는 이점을 제공할 수 있다.
도 1은 감압 접착 테이프를 포함하는 외벽의 횡단면 일부를 나타낸다.
도 2는 감압 접착 테이프를 포함하는 절연 유리 단위의 일부를 나타낸다.
도 3은 선행 기술분야의 외벽 단위의 일부를 나타낸다.
도 4는 개선된 외형을 갖는 본 발명의 외벽 단위의 일부를 나타낸다.
참조 번호
100 프레임 부재
101 외벽 패널
102 외벽 패널
103 감압 접착 테이프
104 감압 접착제 제품
105 실리콘 폼 지지체
106 지지봉
107 웨더 실런트(weather sealant)
201 창유리
202 창유리
301 프레임
302 절연 유리
303 창유리
304 창유리
305 스페이서
306 임시 접착제
307 지지체
308 비구조적 접착제
309 구조적 접착제 조성물
400 감압 접착 테이프
401 실리콘 지지체
402 PSAP

Claims (16)

  1. (A)(i) 수지상 코어 및 (ii) 규소 결합된 하이드록실 그룹으로 말단화된 비수지상 폴리오가노실록산 그룹을 포함하는 구조화(bodied) MQ 수지;
    (B) 화학식 R2 3SiR3의 실란(여기서, R2는 각각 독립적으로 1가 탄화수소 그룹이며, R3은 실란올과 반응성인 그룹이다)으로 처리된 MQ 수지; 및
    (C) 축합 반응성 그룹으로 말단화된 폴리디오가노실록산을 포함하고(여기서, 수지(B)/(A) 비는 0.3 내지 5.0이고, 수지/중합체 비는 2.0 내지 3.0이다), 상기 MQ 수지가 화학식 R1 3SiO1/2 및 SiO4/2의 실록산 단위(여기서, R1은 각각 독립적으로 1가 탄화수소 그룹, 1가 할로겐화 탄화수소 그룹, 수소원자 또는 하이드록실 그룹이다)를 포함하는, 감압 접착제 조성물.
  2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서, 성분(A)(ii)가 하이드록시 말단 폴리디메틸실록산 그룹인, 감압 접착제 조성물.
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서, 성분(B)이 트리메틸실릴 말단 MQ 수지인, 감압 접착제 조성물.
  4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서, 성분(C)이 알콕시실릴하이드로카빌렌 말단 차단된 폴리디오가노실록산인, 감압 접착제 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 성분(C)이 화학식 (R5)3- yR4 ySiO-(R4 2SiO)x-SiR4 y(R5)3-y의 화합물(여기서, R4는 각각 독립적으로 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 그룹이고, R5는 각각 독립적으로 할로겐 원자, 아세트아미도 그룹, 아세톡시 그룹, 아실옥시 그룹, 알콕시 그룹, 아미도 그룹, 아미노 그룹, 아민옥시 그룹, 하이드록실 그룹, 옥시모 그룹, 케톡시모 그룹, 메틸아세트아미도 그룹 또는 알콕시실릴하이드로카빌렌 그룹이고, x는 200 내지 1,000의 정수이며, y는 0, 1 또는 2이다)인, 감압 접착제 조성물.
  6. 제5항에 있어서, R4가 각각 알킬 그룹이고, R5가 각각 하이드록실 그룹 또는 트리알콕시실에틸렌 그룹이고, x가 500 내지 700이며, y가 0인, 감압 접착제 조성물.
  7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서, (D) 가교결합제가 존재하고, 상기 가교결합제가 트리알콕시실란인, 감압 접착제 조성물.
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서, (E) 촉매가 존재하고, 상기 촉매가 티탄 촉매인, 감압 접착제 조성물.
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서, (F) 용매가 존재하고, 상기 용매가 탄화수소 액체인, 감압 접착제 조성물.
  10. (I) 제1항에 기재된 조성물,
    (II) 지지체, 및
    (III) 성분(I)을 성분(II)에 도포하여 테이프를 제조하는 방법과 테이프를 구조적 글레이징 분야에서 사용하는 방법을 설명하는 설명서
    를 포함하는 킷트.
  11. (1) 제1항에 기재된 조성물을 지지체의 대향 면들에 도포하는 단계를 포함하는 방법으로서, 상기 조성물이 각각의 상기 대향 면에 두께가 76 μm(=3 mil) 이상인 층을 제공하기에 충분한 양으로 도포되는, 방법.
  12. 제11항에 기재된 방법으로 제조한 감압 접착 테이프.
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제12항에 있어서, 상기 지지체가 25 내지 70의 듀로미터 경도를 갖는 실리콘 탄성중합체인, 감압 접착 테이프.
  14. 제11항에 있어서, 상기 조성물이 (F) 용매를 추가로 포함하고, 상기 방법이 단계(1) 이후에 (2) 각각의 층이 접촉시 점착성이 아닐 때까지 (F) 용매를 제거하는 단계를 추가로 포함하며, 상기 두께가 (F) 용매의 제거 후에 측정되는, 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    (3) 표면 사이에 단계(2)의 생성물을 삽입하는 단계,
    (4) 상기 단계(2)의 생성물에 압력을 가하는 단계, 및
    (5) 상기 층을 경화시키는 단계
    를 추가로 포함하는, 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 감압 접착제 조성물이 (D) 가교결합제, (E) 촉매, 및 (F) 용매로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 추가로 포함하는, 감압 접착제 조성물.
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