KR101870117B1 - 반사 및 난연 특성이 탁월한 용품의 형성을 위한 조성물 및 이로부터 형성된 용품 - Google Patents

반사 및 난연 특성이 탁월한 용품의 형성을 위한 조성물 및 이로부터 형성된 용품 Download PDF

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Abstract

조성물은 (A) 실리콘 수지; (B) 유기규소 화합물; (C) 하이드로실릴화 촉매; 및 (D) 수산화알루미늄을 포함하는 난연 성분을 포함한다. 본 조성물은 (E) 성분 (D)와는 상이하며 이산화티타늄을 포함하는 반사 성분을 추가로 포함한다. 본 조성물은 반사성, 난연 특성, 및 자기-소화 특성을 포함하는 물리적 특성이 탁월한 용품을 형성한다. 본 조성물로부터 형성된 용품 및 성형품의 형성 방법이 또한 제공된다.

Description

반사 및 난연 특성이 탁월한 용품의 형성을 위한 조성물 및 이로부터 형성된 용품{COMPOSITION FOR FORMING AN ARTICLE HAVING EXCELLENT REFLECTANCE AND FLAME RETARDANT PROPERTIES AND ARTICLE FORMED THEREFROM}
일반적으로 본 발명은 조성물, 그리고 더 상세하게는, 반사 및 난연 특성이 탁월한 용품의 형성을 위한 조성물 및 이 조성물로부터 형성된 용품에 관한 것이다.
반사 용품이 본 기술 분야에 공지되어 있으며, 이는 다양한 응용 및 최종 용도에서 이용된다. 예를 들어, 많은 광학 디바이스(optical device) 응용은 도광용 및/또는 광 반사용 반사 용품에 의존적이다. 그러한 광학 디바이스 응용을 위한 반사 용품의 하나의 특별한 예로는 폴리싱된(polished) 알루미늄이 있으며, 이는 유리하게는 고도로 반사성이고 내화성/내염성이다. 그러나, 금속은 비싸며, 이의 형상화 방법은 시간이 많이 걸리고 마찬가지로 비싸다.
반사 용품과 관련된 비용을 최소화하려는 하나의 시도는 충분히 높은 로딩량의 반사 충전제를 포함하는 중합체성 재료를 이용하는 것을 수반한다. 그러나, 일반적으로, 그러한 높은 로딩량의 반사 충전제를 포함하는 종래의 반사 용품은 화염에 노출될 때 많이 손상되는데, 이는 바람직하지 못하며, 이러한 종래의 반사 용품이 많은 응용에 부적당해지게 한다. 게다가, 많은 중합체 재료는 소정의 응용이 필요로 하는 필수적인 열 및 UV 특성을 보유하지 않으며, 그러한 중합체 재료는 흔히 성형 또는 형상화가 어렵다.
본 발명은 용품 형성용 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물을 제공한다. 본 조성물은 (A) R1 3SiO1/2 단위 및/또는 R1 2SiO2/2 단위와 조합된 R1SiO3/2 단위 및/또는 SiO4/2 단위를 포함하는 실리콘 수지로서, R1은 독립적으로, 지방족 불포화체가 부재하는 치환 또는 비치환 C1 내지 C10 하이드로카르빌 기, 알케닐 기, 또는 수소 원자이며, 단, 상기 실리콘 수지 (A)는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기 또는 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 포함하는, 상기 실리콘 수지를 포함한다. 본 조성물은 (B) 분자당 평균 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자 또는 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기를 갖는 유기규소 화합물을 추가로 포함한다. 실리콘 수지 (A)가 규소-결합된 알케닐 기를 포함할 때, 유기규소 화합물 (B)는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 포함하며, 실리콘 수지 (A)가 규소-결합된 수소 원자를 포함할 때, 유기규소 화합물 (B)는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기를 포함한다. 본 조성물은 (C) 하이드로실릴화 촉매를 또한 포함한다. 또한, 본 조성물은 (D) 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 상기 조성물 중 15 중량부 이상의 수산화알루미늄을 제공하는 양의 상기 수산화알루미늄을 포함하는 난연 성분을 포함한다. 마지막으로, 본 조성물은 (E) 성분 (D)와는 상이하며, 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 상기 조성물 중 15 중량부 이하의 이산화티타늄을 제공하는 양의 상기 이산화티타늄을 포함하는 반사 성분을 포함한다.
게다가, 본 발명은 본 조성물을 이용한 성형품(molded article)의 형성 방법을 제공한다. 본 방법은 본 조성물을 금형(mold) 내에 배치하는 단계 및 상기 금형 내의 상기 조성물을 경화시켜 상기 성형품을 형성하는 단계를 포함한다.
또한 본 발명은 본 조성물로부터 형성된 용품 및 본 방법에 따라 형성된 성형품을 제공한다.
본 발명은 용품 형성용 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물을 제공한다. 본 조성물로부터 형성된 용품은 난연성 및 반사성을 포함하는 물리적 특성이 탁월하다. 따라서, 본 조성물로부터 형성된 용품은 많은 최종 용도 및 응용에, 예를 들어 광학 디바이스 및 이에 관련된 응용에서 적합하며, 이는 하기에 기재된 바와 같다.
본 조성물은 (A) 실리콘 수지를 포함한다. 실리콘 수지 (A)는 R1 3SiO1 /2 단위 및/또는 R1 2SiO2/2 단위와 조합된 R1SiO3/2 단위 및/또는 SiO4/2 단위를 포함하며, 여기서, R1은 독립적으로, 지방족 불포화체가 부재하는 치환 또는 비치환 C1 내지 C10 하이드로카르빌 기, 알케닐 기, 또는 수소 원자이다. 본 기술 분야에서 쉽게 이해되는 바와 같이, R1 3SiO1/2 단위는 M 단위이며, R1 2SiO2/2 단위는 D 단위이며, R1SiO3/2 단위는 T 단위이며, SiO4/2 단위는 Q 단위이며, 실리콘 수지는 실리콘 수지의 실록시 단위의 1문자 약어들의 조합으로 나타낸다. 예를 들어, 실리콘 수지가 M 단위 및 D 단위로 이루어질 경우, 수지는 MD 수지로 표현된다. 따라서, 실리콘 수지 (A)는 DT 수지, MT 수지, MDT 수지, DTQ 수지, 및 MTQ 수지, 및 MDTQ 수지, DQ 수지, MQ 수지, DTQ 수지, MTQ 수지, 또는 MDQ 수지일 수 있다. 2가지 이상의 상이한 유형의 실리콘 수지가 본 조성물의 실리콘 수지 (A)에서 서로와 조합되어 이용될 수 있다. 소정의 실시 형태에서, 실리콘 수지 (A)는 MQ 수지를 포함한다. 이들 실시 형태에서, MQ 수지 중 Q 단위에 대한 M 단위의 몰비는 실리콘 수지 (A)의 원하는 물리적 특성을 기반으로 하여 달라질 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "지방족 불포화체가 부재하는"은, (R1이 지방족 불포화체를 포함하는 알케닐 기일 수 있지만) 치환 또는 비치환 C1 내지 C10 하이드로카르빌 기가 지방족 탄소-탄소 이중 결합 또는 탄소-탄소 삼중 결합을 함유하지 않음을 의미한다.
실리콘 수지 (A)는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기 또는 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 포함한다. 일반적으로, 실리콘 수지 (A)는 동일 분자 내에 규소-결합된 알케닐 기 및 규소-결합된 수소 원자 둘 모두를 포함하는 것은 아니다. 소정의 실시 형태에서, 실리콘 수지 (A)는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기를 포함한다.
R1은 탄화수소로부터 유도된 임의의 1가 탄화수소 기로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, R1은 지방족, 방향족, 비환형, 환형, 지환식 등일 수 있다. 또한, R1은, R1이 알케닐 기일 때, 에틸렌계 불포화체를 포함할 수 있다. 부가적으로, R1은 치환되거나 또는 비치환될 수 있다. "치환된"이라는 것은 하나 이상의 수소 원자가 수소 이외의 원자 (예를 들어, 할로겐 원자, 예를 들어 염소, 불소, 브롬 등)로 대체될 수 있거나, 또는 R1의 사슬 내의 탄소 원자가 탄소 이외의 원자로 대체될 수 있다는 것, 즉, R1이 상기 사슬 내에 하나 이상의 헤테로원자, 예를 들어 산소, 황, 질소 등을 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
R1로 표시되는 하이드로카르빌 및 치환 하이드로카르빌 기는 1 내지 10개의 탄소 원자, 대안적으로 1 내지 6개의 탄소 원자, 대안적으로 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는다. 3개 이상의 탄소 원자를 함유하는 비환형 하이드로카르빌 및 치환 하이드로카르빌 기는 분지형 또는 비분지형 구조를 가질 수 있다.
R1로 표시되는 하이드로카르빌 기의 예에는 알킬 기, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 1-메틸에틸, 부틸, 1-메틸프로필, 2-메틸프로필, 1,1-다이메틸에틸, 펜틸, 1-메틸부틸, 1-에틸프로필, 2-메틸부틸, 3-메틸부틸, 1,2-다이메틸프로필, 2,2-다이메틸프로필, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 및 데실; 사이클로알킬 기, 예를 들어 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 및 메틸사이클로헥실; 아릴 기, 예를 들어 페닐 및 나프틸; 알크아릴 기, 예를 들어 톨릴 및 자일릴; 및 아르알킬 기, 예를 들어 벤질 및 페네틸이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다. R1로 표시되는 할로겐-치환된 하이드로카르빌 기의 예에는 3,3,3-트라이플루오로프로필, 3-클로로프로필, 클로로페닐, 다이클로로페닐, 2,2,2-트라이플루오로에틸, 2,2,3,3-테트라플루오로프로필, 및 2,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로펜틸이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다.
실리콘 수지 (A) 내의 동일하거나 또는 상이할 수 있는, R1로 표시되는 알케닐 기는 전형적으로 2 내지 10개의 탄소 원자, 대안적으로 2 내지 6개의 탄소 원자를 가지며, 예를 들어 비닐, 알릴, 부테닐, 헥세닐, 및 옥테닐로 예시된다.
제1 실시 형태에 따르면, 실리콘 수지 (A)는 하기 화학식 I을 갖는다:
[화학식 I]
Figure 112015062465946-pct00001
여기서, R2는 독립적으로, 지방족 불포화체가 부재하는 치환 또는 비치환 C1 내지 C10 하이드로카르빌 기이며; R3은 독립적으로 R2, 알케닐 기 및 수소 원자로부터 선택되고; w, x, y 및 z는 몰 분율이다. 전형적으로, 화학식 I로 표시되는 실리콘 수지는 분자당 평균 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기를 갖는다. 더 구체적으로, 전형적으로 하첨자 w의 값은 0 내지 0.9, 대안적으로 0.02 내지 0.75, 대안적으로 0.05 내지 0.3이다. 전형적으로 하첨자 x의 값은 0 내지 0.9, 대안적으로 0 내지 0.45, 대안적으로 0 내지 0.25이다. 전형적으로 하첨자 y의 값은 0 내지 0.99, 대안적으로 0.25 내지 0.8, 대안적으로 0.5 내지 0.8이다. 전형적으로 하첨자 z의 값은 0 내지 0.85, 대안적으로 0 내지 0.25, 대안적으로 0 내지 0.15이다. 또한, 전형적으로 y+z/(w+x+y+z)의 비는 0.1 내지 0.99, 대안적으로 0.5 내지 0.95, 대안적으로 0.65 내지 0.9이다. 또한, 전형적으로 w+x/(w+x+y+z)의 비는 0.01 내지 0.90, 대안적으로 0.10 내지 0.75, 대안적으로 0.30 내지 0.50이다.
실리콘 수지 (A)가 M 단위를 포함하는 소정의 실시 형태에서, 전형적으로 하첨자 w의 값은 0 초과 내지 0.9, 대안적으로 0.02 내지 0.75, 대안적으로 0.05 내지 0.3이다. 실리콘 수지 (A)가 D 단위를 포함하는 소정의 실시 형태에서, 전형적으로 하첨자 x의 값은 0 초과 내지 0.9, 대안적으로 0 초과 내지 0.45, 대안적으로 0 초과 내지 0.25이다. 실리콘 수지 (A)가 T 단위를 포함하는 소정의 실시 형태에서, 전형적으로 하첨자 y의 값은 0 초과 내지 0.99, 대안적으로 0.25 내지 0.8, 대안적으로 0.5 내지 0.8이다. 실리콘 수지 (A)가 Q 단위를 포함하는 소정의 실시 형태에서, 전형적으로 하첨자 z의 값은 0 초과 내지 0.85, 대안적으로 0 초과 내지 0.25, 대안적으로 0 초과 내지 0.15이다.
실리콘 수지 (A)가 분자당 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기를 포함할 때, 즉, 주로 알케닐 기일 때, 상기 화학식 I로 표시되는 실리콘 수지의 구체적인 예에는 하기 화학식:
(Vi2MeSiO1 /2)0.25(PhSiO3 /2)0.75, (Vi2MeSiO1 /2)0.25(MeSiO3 /2)0.75, (ViMe2SiO1/2)0.25(PhSiO3/2)0.75, (ViMe2SiO1 /2)0.25(MeSiO3 /2)0.75, (ViMe2SiO1/2)0.25(MeSiO3/2)0.25(PhSiO3/2)0.50, (ViMe2SiO1 /2)0.25 (MeSiO3 /2)0.25(MeSiO3 /2)0.50, (ViMe2SiO1/2)0.15(PhSiO3/2)0.75(SiO4/2)0.1, (ViMe2SiO1 /2)0.15(MeSiO3 /2)0.75(SiO4 /2)0.1, (Vi2MeSiO1/2)0.15(ViMe2SiO1/2)0.1(PhSiO3/2)0.75, 및 (Vi2MeSiO1/2)0.15(ViMe2SiO1/2)0.1(MeSiO3/2)0.75 를 갖는 수지가 포함되고, 여기서, Me는 메틸이며, Vi는 비닐이고, Ph는 페닐이며, 괄호 밖의 수치 하첨자는 화학식 I에 대하여 상기에 기재된 w, x, y 또는 z 중 어느 하나에 상응하는 몰 분율을 나타낸다. 전술한 화학식에서 단위의 시퀀스(sequence)는 어떠한 방식으로든지 본 발명의 범주를 한정하는 것으로 보아서는 안된다.
실리콘 수지 (A)가 분자당 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 포함할 때, 즉, R3이 주로 수소일 때, 상기 화학식 I로 표시되는 실리콘 수지의 구체적인 예에는 하기 화학식:
(HMe2SiO1/2)0.25(PhSiO3/2)0.75, (HMe2SiO1/2)0.25(MeSiO3/2)0.75, (HMeSiO2/2)0.3(PhSiO3/2)0.6(MeSiO3/2)0.1 및 (Me3SiO1/2)0.1(H2SiO2/2)0.1(MeSiO3/2)0.4(PhSiO3/2)0.4를 갖는 수지가 포함되고, 여기서, Me는 메틸이며, Ph는 페닐이고, 괄호 밖의 수치 하첨자는 몰 분율을 나타낸다. 전술한 화학식에서 단위의 시퀀스는 어떠한 방식으로든지 본 발명의 범주를 한정하는 것으로 보아서는 안된다.
본 조성물의 실리콘 수지 (A)의 목적에 적합한 실리콘 수지의 추가의 예가 미국 특허 제6,124,407호에 개시되어 있으며, 상기 미국 특허는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
전형적으로 실리콘 수지 (A)의 수평균 분자량 (Mn)은 500 내지 50,000, 대안적으로 1,000 내지 30,000, 대안적으로 12,500 내지 25,000이다. 상기 수평균 분자량 (Mn)은 저각 레이저 광 산란 검출기, 또는 굴절률 검출기 및 실리콘 수지 (MQ) 표준물을 이용하여 겔 투과 크로마토그래피에 의해 결정될 수 있다.
다양한 실시 형태에서, 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 0 초과 50 중량%, 대안적으로 2 내지 40 중량%, 대안적으로 4 내지 30 중량%, 대안적으로 6 내지 20 중량%, 대안적으로 8 내지 12 중량%의 양의 실리콘 수지 (A)를 포함한다.
본 조성물은 (B) 유기규소 화합물을 추가로 포함한다. 유기규소 화합물 (B)는 분자당 평균 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자 또는 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기를 포함한다. 일반적으로, 유기규소 화합물 (B)는 동일 분자 내에 규소-결합된 알케닐 기 및 규소-결합된 수소 원자 둘 모두를 포함하는 것은 아니다.
실리콘 수지 (A)가 규소-결합된 알케닐 기를 포함할 때, 유기규소 화합물 (B)는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 포함하며, 실리콘 수지 (A)가 규소-결합된 수소 원자를 포함할 때, 유기규소 화합물 (B)는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기를 포함한다. 유기규소 화합물 (B)는 가교결합제(cross-linker) 또는 가교결합 제제(cross-linking agent)로 칭해질 수 있다.
유기규소 화합물 (B)가 규소-결합된 수소 원자를 포함하는 실시 형태에서, 유기규소 화합물 (B)는 또한 유기하이드로겐실란, 유기하이드로겐실록산, 또는 이들의 조합으로 정의될 수 있다. 유기규소 화합물의 구조는 선형, 분지형, 환형 또는 수지성일 수 있다. 비환형 폴리실란 및 폴리실록산에서, 규소-결합 수소 원자는 말단 위치, 펜던트 위치 또는 말단 위치와 펜던트 위치 둘 모두에 위치할 수 있다. 전형적으로 사이클로실란 및 사이클로실록산은 3 내지 12개의 규소 원자, 대안적으로 3 내지 10개의 규소 원자, 대안적으로 3 내지 4개의 규소 원자를 갖는다.
유기하이드로겐실란은 모노실란, 다이실란, 트라이실란, 또는 폴리실란 (즉, 4개 이상의 규소 원자를 갖는 실란)일 수 있다. R3이 실리콘 수지 (A)에서 주로 알케닐 기일 때, 본 발명의 유기규소 화합물 (B)의 목적에 적합한 유기하이드로겐실란의 구체적인 예에는 다이페닐실란, 2-클로로에틸실란, 비스[(p-다이메틸실릴)페닐]에테르, 1,4-다이메틸다이실릴에탄, 1,3,5-트리스(다이메틸실릴)벤젠, 1,3,5-트라이메틸-1,3,5-트라이실란, 폴리(메틸실릴렌)페닐렌, 및 폴리(메틸실릴렌)메틸렌이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다. R3이 실리콘 수지 (A)에서 주로 수소일 때, 본 발명의 목적에 적합한 유기규소 화합물 (B)의 구체적인 예에는 하기 화학식:
Vi4Si, PhSiVi3, MeSiVi3, PhMeSiVi2, Ph2SiVi2 및 PhSi(CH2CH=CH2)3을 갖는 실란이 포함되지만, 이에 한정되지 않고, 여기서, Me는 메틸이며, Ph는 페닐이고, Vi는 비닐이다.
유기규소 화합물 (B)가 규소-결합된 수소 원자를 포함하는 소정의 실시 형태에서, 유기규소 화합물 (B)는 하기 화학식 III을 갖는다:
[화학식 III]
HR2 2Si-R4-SiR2 2H
여기서, R2는 상기에 정의되고 예시된 바와 같으며, R4는 하기 구조:
Figure 112015062465946-pct00002
(여기서, g는 1 내지 6임)로부터 선택되는 화학식을 갖는 지방족 불포화체가 부재하는 하이드로카르빌렌 기이다.
R2 및 R4가 상기에 기재되고 예시된 바와 같은 화학식 III을 갖는 유기하이드로겐실란의 구체적인 예에는 하기 구조로부터 선택되는 화학식을 갖는 유기하이드로겐실란이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다:
Figure 112015062465946-pct00003
.
유기규소 화합물 (B)가 유기하이드로겐실록산을 포함할 때, 유기하이드로겐실록산은 다이실록산, 트라이실록산, 또는 폴리실록산일 수 있다. 유기규소 화합물 (B)로서 사용하기에 적합한 유기하이드로겐실록산의 예에는 하기 화학식:
PhSi(OSiMe2H)3, Si(OSiMe2H)4, MeSi(OSiMe2H)3, 및 Ph2Si(OSiMe2H)2를 갖는 실록산이 포함되지만, 이에 한정되지 않고, 여기서, Me는 메틸이며, Ph는 페닐이다.
유기규소 화합물 (B)의 목적에 적합한 유기하이드로겐실록산의 구체적인 예에는 1,1,3,3-테트라메틸다이실록산, 1,1,3,3-테트라페닐다이실록산, 페닐트리스(다이메틸실록시)실란, 1,3,5-트라이메틸사이클로트라이실록산, 트라이메틸실록시-말단화된(terminated) 폴리(메틸하이드로겐실록산), 트라이메틸실록시-말단화된 폴리(다이메틸실록산/메틸하이드로겐실록산), 다이메틸하이드로겐실록시-말단화된 폴리(메틸하이드로겐실록산), 및 HMe2SiO1 /2 단위, Me3SiO1 /2 단위, 및 SiO4 /2 단위 (여기서, Me는 메틸임)를 포함하는 수지가 포함된다.
대안적으로, 유기규소 화합물 (B)는, 유기규소 화합물이 규소-결합된 수소 원자를 포함할 때, 유기하이드로겐폴리실록산 수지를 포함할 수 있다. 전형적으로 유기하이드로겐폴리실록산 수지는 R2R5 2SiO1 /2 단위, 즉, M 단위, 및/또는 R5 2SiO2 /2 단위, 즉, D 단위와 조합된 R5SiO3 /2 단위, 즉, T 단위, 및/또는 SiO4 /2 단위, 즉, Q 단위를 포함하는 공중합체이며, 여기서 R2는 상기에 기재되고 예시된 바와 같다. 예를 들어, 유기하이드로겐폴리실록산 수지는 DT 수지, MT 수지, MDT 수지, DTQ 수지, MTQ 수지, MDTQ 수지, DQ 수지, MQ 수지, DTQ 수지, MTQ 수지, 또는 MDQ 수지일 수 있다.
R5로 표시되는 기는 R2 또는 유기실릴알킬 기 - 하나 이상의 규소-결합된 수소 원자를 가짐 - 중 어느 하나이다. R5로 표시되는 유기실릴알킬 기의 예에는 하기 구조로부터 선택되는 화학식을 갖는 기가 포함되지만, 이에 한정되지 않는다:
Figure 112015062465946-pct00004
여기서, Me은 메틸이고, Ph는 페닐이고, 하첨자 n은 2 내지 10의 값을 갖는다.
유기규소 화합물 (B)가 유기하이드로겐폴리실록산 수지를 포함하는 다양한 실시 형태에서, 전형적으로 유기하이드로겐폴리실록산 수지는 하기 화학식 IV를 갖는다:
[화학식 IV]
Figure 112015062465946-pct00005
여기서, R2, R5, w, x, y 및 z는 각각 상기에 정의되고 예시된 바와 같다.
상기 화학식 IV로 표시되는 유기하이드로겐폴리실록산 수지의 구체적인 예에는 하기 화학식을 갖는 수지가 포함되지만, 이에 한정되지 않는다:
((HMe2SiC6H4SiMe2CH2CH2)2MeSiO1 /2)0.12(PhSiO3 /2)0.88, ((HMe2SiC6H4SiMe2CH2CH2)2MeSiO1/2)0.17(PhSiO3/2)0.83, ((HMe2SiC6H4SiMe2CH2CH2)2MeSiO1/2)0.17(MeSiO3/2)0.17(PhSiO3/2)0.66, ((HMe2SiC6H4SiMe2CH2CH2)2MeSiO1/2)0.15(PhSiO3/2)0.75(SiO4/2)0.10, 및 ((HMe2SiC6H4SiMe2CH2CH2)2MeSiO1/2)0.08((HMe2SiC6H4SiMe2CH2CH2) Me2SiO1 /2)0.06(PhSiO3 /2)0.86,
여기서, Me는 메틸이며, Ph는 페닐이고, C6H4는 파라-페닐렌 기를 나타내며, 괄호 밖의 수치 하첨자는 몰 분율을 나타낸다. 전술한 화학식에서 단위의 시퀀스는 어떠한 방식으로든지 본 발명의 범주를 한정하는 것으로 보아서는 안된다.
유기규소 화합물 (B)는 단일 유기규소 화합물 또는 2가지 이상의 상이한 유기규소 화합물 - 각각은 상기에 기재된 바와 같음 - 을 포함하는 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 유기규소 화합물 (B)는 단일 유기하이드로겐실란, 2가지의 상이한 유기하이드로겐실란의 혼합물, 단일 유기하이드로겐실록산, 2가지의 상이한 유기하이드로겐실록산의 혼합물, 또는 유기하이드로겐실란과 유기하이드로겐실록산의 혼합물일 수 있다. 특히, 유기규소 화합물 (B)는 유기규소 화합물 (B)의 총 중량을 기준으로 0.5% (w/w) 이상, 대안적으로 50% (w/w) 이상, 대안적으로 75% (w/w) 이상의 양의, 화학식 IV를 갖는 유기하이드로겐폴리실록산을 포함하는 혼합물일 수 있으며, 이때 유기규소 화합물 (B)는 유기하이드로겐실란 및/또는 유기하이드로겐실록산을 추가로 포함하는데, 상기 유기하이드로겐실록산은 유기하이드로겐폴리실록산 수지와는 상이하다. 소정의 실시 형태에서, 유기규소 화합물 (B)는 유기하이드로겐폴리실록산 수지를 포함한다.
조성물 중 유기규소 화합물 (B)의 농도는 실리콘 수지 (A)를 경화시키기에 (즉, 가교결합시키기에) 충분하다. 유기규소 화합물 (B)의 정확한 양은 원하는 경화 정도에 따라 달라진다. 전형적으로 유기규소 화합물 (B)의 농도는 실리콘 수지 (A) 중 알케닐 기의 몰당 0.4 내지 4.0 몰의 규소-결합된 수소 원자, 대안적으로 0.8 내지 3.0 몰의 규소-결합된 수소 원자, 대안적으로 1.2 내지 2.8 몰의 규소-결합된 수소 원자를 제공하기에 충분하다. 그러나, 이러한 농도는 다른 요인, 예를 들어, 하기에 기재된 바와 같이 규소-결합된 알케닐 기를 포함할 수 있는 추가 성분의 존재 또는 부재에 의존한다.
본 조성물은 (C) 하이드로실릴화 촉매를 추가로 포함한다. 하이드로실릴화 촉매 (C)는 실리콘 수지 (A)와 유기규소 화합물 (B) 사이의 반응을 촉진한다. 하이드로실릴화 촉매 (C)는 백금족 금속 (즉, 백금, 로듐, 루테늄, 팔라듐, 오스뮴 및 이리듐) 또는 백금족 금속을 함유하는 화합물을 포함하는 잘 알려진 하이드로실릴화 촉매들 중 임의의 것일 수 있다. 전형적으로, 백금족 금속은 하이드로실릴화 반응에서의 그의 높은 활성을 바탕으로 하면, 백금이다.
(C)에 적합한 특정한 하이드로실릴화 촉매는 윌링(Willing)에 의해 미국 특허 제3,419,593호에 개시된 염화백금산과 소정의 비닐-함유 유기실록산의 착물을 포함하는데, 하이드로실릴화 촉매를 다루는 상기 미국 특허의 일부는 본 명세서에 참고로 포함된다. 이러한 유형의 촉매로는 염화백금산과 1,3-다이에테닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산의 반응 생성물이 있다.
하이드로실릴화 촉매는 또한 이의 표면 상에 백금족 금속을 갖는 고체 지지체를 포함하는 지지된 하이드로실릴화 촉매일 수 있다. 지지된 촉매는 편리하게는 예를 들어 반응 혼합물을 여과시킴으로써 화학식 IV로 표시되는 유기하이드로겐폴리실록산 수지로부터 분리될 수 있다. 지지된 촉매들의 예들은 탄소 상 백금(platinum on carbon), 탄소 상 팔라듐, 탄소 상 루테늄, 탄소 상 로듐, 실리카 상 백금, 실리카 상 팔라듐, 알루미나 상 백금, 알루미나 상 팔라듐 및 알루미나 상 루테늄을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
추가적으로 또는 대안적으로, 하이드로실릴화 촉매 (C)는 또한 열가소성 수지 중에 캡슐화된(encapsulated) 백금족 금속을 포함하는 미세캡슐화 백금족 금속-함유 촉매일 수 있다. 미세캡슐화 하이드로실릴화 촉매를 포함하는 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물은 주위 조건 하에서 장시간 동안, 전형적으로 수 개월 이상 동안 안정하지만, 열가소성 수지(들)의 융점 또는 연화점보다 더 높은 온도에서는 상대적으로 빠르게 경화된다. 미세캡슐화된 하이드로실릴화 촉매 및 이의 제조 방법은 본 기술 분야에 잘 알려져 있으며, 이는 미국 특허 제4,766,176호 및 그 안에 인용된 참고 문헌과, 미국 특허 제5,017,654호에 예시된 바와 같다. 하이드로실릴화 촉매 (C)는 단일 촉매 또는 하나 이상의 특성, 예를 들어 구조, 형태, 백금족 금속, 컴플리팅 리간드(completing ligand), 및 열가소성 수지가 상이한 2가지 이상의 상이한 촉매들을 포함하는 혼합물일 수 있다.
다른 실시 형태에서, 하이드로실릴화 촉매 (C)는 하나 이상의 광활성화 하이드로실릴화 촉매일 수 있다. 광활성화 하이드로실릴화 촉매는 150 내지 800 nm의 파장을 갖는 방사선에의 노출시에 실리콘 수지 (A)와 유기규소 화합물 (B)의 하이드로실릴화를 촉매 작용할 수 있는 임의의 하이드로실릴화 촉매일 수 있다. 광활성화 하이드로실릴화 촉매는 백금족 금속 또는 백금족 금속을 함유하는 화합물을 포함하는 잘 알려진 하이드로실릴화 촉매들 중 임의의 것일 수 있다. 백금족 금속은 백금, 로듐, 루테늄, 팔라듐, 오스뮴 및 이리듐을 포함한다. 전형적으로, 백금족 금속은 하이드로실릴화 반응에서의 그의 높은 활성을 바탕으로 하면, 백금이다. 본 발명의 실리콘 조성물에서 사용하기 위한 특정한 광활성화 하이드로실릴화 촉매의 적합성은 일상적인 실험에 의해 쉽게 결정될 수 있다.
본 발명의 목적에 적합한 광활성화 하이드로실릴화 촉매의 구체적인 예에는 백금(II) β-다이케토네이트 착물, 예를 들어 백금(II) 비스(2,4-펜탄다이오에이트), 백금(II) 비스(2,4-헥산다이오에이트), 백금(II) 비스(2,4-헵탄다이오에이트), 백금(II) 비스(1-페닐-1,3-부탄다이오에이트, 백금(II) 비스(1,3-다이페닐-1,3-프로판다이오에이트), 백금(II) 비스(1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄다이오에이트); (η-사이클로펜타다이에닐)트라이알킬백금 착물, 예를 들어 (Cp)트라이메틸백금, (Cp)에틸다이메틸백금, (Cp)트라이에틸백금, (클로로-Cp)트라이메틸백금, 및 (트라이메틸실릴-Cp)트라이메틸백금 - 여기서, Cp는 사이클로펜타다이에닐을 나타냄 -; 트라이아젠 옥사이드-전이 금속 착물, 예를 들어 Pt[C6H5NNNOCH3]4, Pt[p-CN-C6H4NNNOC6H11]4, Pt[p-H3COC6H4NNNOC6H11]4, Pt[p-CH3(CH2)x-C6H4NNNOCH3]4, 1,5-사이클로옥타다이엔.Pt[p-CN-C6H4NNNOC6H11]2, 1,5-사이클로옥타다이엔.Pt[p-CH3O-C6H4NNNOCH3]2, [(C6H5)3P]3Rh[p-CN-C6H4NNNOC6H11], 및 Pd[p-CH3(CH2)X―C6H4NNNOCH3]2 - 여기서, x는 1, 3, 5, 11 또는 17임 -; (η-다이올레핀)(σ-아릴)백금 착물, 예를 들어 (η4-1,5-사이클로옥타다이에닐)다이페닐백금, η4-1,3,5,7-사이클로옥타테트라에닐)다이페닐백금, (η4-2,5-노르보라다이에닐)다이페닐백금, (η4-1,5-사이클로옥타다이에닐)비스-(4-다이메틸아미노페닐)백금, (η4-1,5-사이클로옥타다이에닐)비스-(4-아세틸페닐)백금, 및 (η4-1,5-사이클로옥타다이에닐)비스-(4-트라이플루오르메틸페닐)백금이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다. 전형적으로, 광활성화 하이드로실릴화 촉매는 Pt(II) β-다이케토네이트 착물이며, 더 전형적으로, 촉매는 백금(II) 비스(2,4-펜탄다이오에이트)이다. 하이드로실릴화 촉매 (C)는 단일 광활성화 하이드로실릴화 촉매 또는 2가지 이상의 상이한 광활성화 하이드로실릴화 촉매를 포함하는 혼합물일 수 있다.
하이드로실릴화 촉매 (C)의 농도는 실리콘 수지 (A)와 유기규소 화합물 (B)의 부가 반응의 촉매 작용에 충분하다. 하이드로실릴화 촉매 (C)의 농도는 실리콘 수지 (A)와 유기규소 화합물 (B)의 합한 중량을 기준으로 0.1 내지 1000 ppm의 백금족 금속, 대안적으로 0.5 내지 100 ppm의 백금족 금속, 대안적으로 1 내지 25 ppm의 백금족 금속을 제공하기에 충분하다.
또한, 본 조성물은 (D) 수산화알루미늄을 포함하는 난연 성분을 포함한다. 수산화알루미늄은 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 상기 조성물 중 15 중량부 이상, 대안적으로 20 중량부 이상, 대안적으로 25 중량부 이상, 대안적으로 26 중량부 이상, 대안적으로 27 중량부 이상, 대안적으로 28 중량부 이상, 대안적으로 29 중량부 이상의 수산화알루미늄을 제공하는 양으로 난연 성분 (D) 중에 존재한다. 예를 들어, 다양한 실시 형태에서, 난연 성분 (D)의 수산화알루미늄은 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 15 내지 45 중량부, 대안적으로 20 내지 40 중량부, 대안적으로 25 내지 35 중량부, 대안적으로 28 내지 32 중량부의 양으로 조성물 중에 존재한다. 상기에 기술된 범위들은 일반적으로 조성물이 무용매 조성물일 때의 조성물에 관련된다. 그와 같이, 용매가 조성물 중에 선택적으로 존재하는 실시 형태에서, 수산화알루미늄의 상대적인 양은 상기에 기술된 범위들로부터 벗어날 수 있다. 그러나, 본 조성물은 전형적으로 무용매 조성물이다.
본 조성물의 난연 성분 (D)는 수산화알루미늄과 배합된 난연성 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 조성물의 난연 성분 (D)는 할로겐화 탄화수소, 수산화마그네슘, 유기인 화합물 및/또는 다른 난연성 재료(fire retardant material)를 추가로 포함할 수 있다. 소정의 실시 형태에서, 난연 성분 (D)에는 할로겐화 탄화수소 및 유기인 화합물이 부재한다.
소정의 실시 형태에서, 난연 성분 (D)는 수산화마그네슘을 추가로 포함한다. 전형적으로 수산화마그네슘은 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 조성물 중 3 중량부 이상, 대안적으로 4 중량부 이상, 대안적으로 5 중량부 이상, 대안적으로 6 중량부 이상, 대안적으로 7 중량부 이상의 수산화마그네슘을 제공하는 양으로 난연 성분 (D) 중에 존재한다. 예를 들어, 다양한 실시 형태에서, 난연 성분 (D)의 수산화마그네슘은 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 조성물 중에 2 내지 14 중량부, 대안적으로 4 내지 12 중량부, 대안적으로 6 내지 10 중량부, 대안적으로 7 내지 9 중량부의 양으로 존재한다. 상기에 기술된 범위들은 일반적으로 조성물이 무용매 조성물일 때의 조성물에 관련된다. 그와 같이, 용매가 조성물 중에 선택적으로 존재하는 실시 형태에서, 수산화마그네슘의 상대적인 양은 상기에 기술된 범위들로부터 벗어날 수 있다. 그러나, 본 조성물은 전형적으로 무용매 조성물이다.
본 조성물은 (E) 성분 (D)와는 상이하며 이산화티타늄을 포함하는 반사 성분을 추가로 포함한다. 반사 성분은 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 조성물 중 15 중량부 이하, 대안적으로 10 중량부 이하, 대안적으로 9 중량부 이하, 대안적으로 8 중량부 이하, 대안적으로 7 중량부 이하의 이산화티타늄을 제공하는 양의 이산화티타늄을 포함한다. 예를 들어, 다양한 실시 형태에서, 반사 성분 (E)의 이산화티타늄은 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 조성물 중에 2 내지 10 중량부, 대안적으로 3 내지 9 중량부, 대안적으로 4 내지 8 중량부, 대안적으로 5 내지 7 중량부의 양으로 존재한다. 상기에 기술된 범위들은 일반적으로 조성물이 무용매 조성물일 때의 조성물에 관련된다. 그와 같이, 용매가 조성물 중에 선택적으로 존재하는 실시 형태에서, 이산화티타늄의 상대적인 양은 상기에 기술된 범위들로부터 벗어날 수 있다. 이산화티타늄은 다른 반사 성분, 즉, 추가의 반사 성분과 배합되어 이용될 수 있지만, 일반적으로 이산화티타늄이 성분 (E) 중 유일한 반사 성분이다.
반사 성분 (E)의 이산화티타늄은 본질적으로 이산화티타늄으로 이루어지거나 또는 이산화티타늄으로 이루어질 수 있다. 대안적으로, 반사 성분 (E)의 이산화티타늄은 이산화티타늄 층이 상부에 있는 코어 입자를 포함할 수 있다. 또한 대안적으로, 코어 입자는 이산화티타늄을 포함할 수 있으며, 이산화티타늄 이외의 층이 코어 입자 주위에 배치될 수 있다. 또한, 코어 입자는 어떠한 코팅 또는 층도 포함하지 않는 이산화티타늄을 포함할 수 있으며, 즉 이산화티타늄은 코어 입자로 이루어진다. 예를 들어, 코어 입자는 산화티타늄을 함유하는 복합 산화물의 안료 또는 산화티타늄으로 덮인 운모를 포함할 수 있다. 그러나, 가장 전형적으로, 코어 입자는 본질적으로 이산화티타늄으로 이루어지며, 즉, 코어 입자는 상기 코어 입자 100 중량부를 기준으로 약 95 중량% 이상, 대안적으로 약 96 중량% 이상, 대안적으로 약 97 중량% 이상, 대안적으로 약 98 중량% 이상, 대안적으로 약 99 중량% 이상, 대안적으로 약 99.9 중량% 이상의 이산화티타늄의 양의 이산화티타늄을 포함한다.
이산화티타늄은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 예를 들어 이산화티타늄은 일반적으로 구형이거나 또는 일반적으로 타원형일 수 있거나, 또는 이산화티타늄은 불규칙한 형상을 가질 수 있다. 그러나, 전형적으로 이산화티타늄은 구형이다. 이산화티타늄은 전형적으로 결정형으로 존재한다. 이산화티타늄의 결정형은 독립적으로 예를 들어 금홍석 형태, 예추석 형태, 또는 브루카이트(brookite) 형태일 수 있으며, 그 이유는 이산화티타늄이 다형성이기 때문이다. 그러나, 전형적으로 이산화티타늄의 결정형은 금홍석 형태이며, 이는 일반적으로 이산화티타늄의 다른 결정형보다 더 낮은 광활성을 갖는다. 이산화티타늄의 특정한 평균 직경은 달라질 수 있으며, 일반적으로 조성물로부터 형성되는 용품의 원하는 물리적 특성 및 광학 특성을 기반으로 하여 선택된다.
반사 성분 (E)는 추가의 안료 또는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사 성분은 산화지르코늄 또는 산화세륨, 산화아연, 산화철 (II; III), 산화크롬, 옥시염화비스무트와, 바륨 (예를 들어, 황산바륨), 스트론튬 및 칼슘의 화합물 및 착물을 선택적으로 추가로 포함할 수 있다.
다양한 실시 형태에서, 조성물은 (F) 성분 (D) 및 성분 (E)와는 상이한 충전제를 추가로 포함한다. 충전제 (F)는 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘 (이외에도, (D)에 존재하는 임의의 다른 난연성 첨가제)과는 상이하며, (E)에 존재하는 임의의 다른 반사 성분인 이산화티타늄과는 상이하다. 다양한 실시 형태에서, 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘은 (D)에 존재하는 유일한 난연성 첨가제이며, 이산화티타늄은 (D)에 존재하는 유일한 반사 성분이다. 그와 같이, 이들 실시 형태에서, 임의의 다른 충전제, 예를 들어, 증량 또는 보강 충전제는 성분 (F)로서 분류될 수 있다.
충전제 (F)는 단일한 유형의 충전제일 수 있거나 또는 충전제 (F)는 상이한 유형 또는 크기의 충전제들의 블렌드를 포함할 수 있다. 충전제 (F)는 미립자 형태의 무기 충전제, 예를 들어 실리카, 알루미나, 탄산칼슘 및 운모로부터 선택될 수 있다. 일 실시 형태에서, 예를 들어, 조성물은 실리카 입자, 예를 들어 실리카 나노입자를 성분 (F)로서 포함한다. 하나의 특히 유용한 형태의 실리카 나노입자로는 건식 실리카 나노입자가 있다. 유용한 구매가능한 비개질 실리카 출발 재료의 예에는 제품명 날코(NALCO) 1040, 1042, 1050, 1060, 2326, 2327, 및 2329 콜로이드성 실리카로 미국 일리노이주 네이퍼빌 소재의 날코 케미칼 컴퍼니(Nalco Chemical Co.)로부터 입수가능하거나, 제품명 에어로실(Aerosil)(등록상표)로 데구사(Degussa)로부터 입수가능하거나, 제품명 루독스(Ludox)(등록상표)로 듀폰(DuPont)으로 입수가능하거나, 제품명 스노우텍스(Snowtex)(등록상표)로 닛산 케미칼(Nissan Chemical)로부터 입수가능하거나, 제품명 레바실(Levasil)(등록상표)로 바이엘(Bayer)로부터 입수가능하거나, 또는 제품명 실리시아(Sylysia)(등록상표)로 후지 실리시아 케미칼(Fuji Silysia Chemical)로부터 입수가능한 나노-크기의 콜로이드성 실리카가 포함된다. 적합한 건식 실리카에는 예를 들어 데구사 아게(DeGussa AG; 독일 하나우 소재)로부터 상표명 "에어로실 시리즈 OX 50"로 구매가능한 제품과, 제품 번호 -130, -150, 및 -200으로 구매가능한 제품이 포함된다. 또한 건식 실리카는 미국 일리노이주 터스콜라 소재의 캐보트 코포레이션(Cabot Corp.)으로부터 베이드 명칭(Bade designation) 캅-오-스퍼스(CAB-O-SPERSE) 2095", "캅-오-스퍼스 A105", 및 "캅-오-실(CAB-O-SIL) M5"로 구매가능하다.
성분 (F)의 실리카는 콜로이드성 분산물의 형태로 존재할 수 있다. 따라서 성분 (F)의 실리카는 극성 용매, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 아이소프로필 알코올 (IPA), 케톤, 예를 들어 메틸 아이소부틸 케톤, 물, 아세트산, 다이올 및 트라이알, 예를 들어 프로필렌 글리콜, 2-메틸-1,3-프로판 다이올 HOCH2CH(CH3)CH2OH, 1,2-헥산다이올 CH3(CH2)3CH(OH)CH2OH, 및 글리세롤; 글리세롤 에스테르, 예를 들어 글리세릴 트라이아세테이트 (트라이아세틴), 글리세릴 트라이프로피오네이트 (트라이프로피오닌), 및 글리세릴 트라이부티레이트 (트라이부티린); 및 폴리 글리콜, 예를 들어 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜 - 이들 중에는 PPG-14 부틸 에테르 C4H9(OCH(CH3)CH2)14OH가 있음 - 에 분산될 수 있다. 대안적으로, 성분 (F)의 실리카는 또한 비-극성 용매, 예를 들어 톨루엔, 벤젠, 자일렌 등에 분산될 수 있다.
소정의 실시 형태에서, 성분 (F)의 실리카의 평균 입자 크기는 1 내지 1000, 대안적으로 1 내지 100, 또는 대안적으로 5 내지 30 nm이다.
성분 (F)의 실리카는 단일한 유형의 실리카 또는 2가지 이상의 상이한 유형의 실리카를 포함하는 혼합물일 수 있다. 실리카는 순수 이산화규소의 것일 수 있거나, 또는 실리카는 특정한 양의 불순물, 예를 들어 Al2O3, ZnO, 및/또는 양이온, 예를 들어 Na+, K++, Ca++, Mg++, 등을 함유할 수 있음이 공지되어 있다.
그러나, 성분 (F)의 충전제는 나노입자 또는 실리카일 필요가 없다. 예를 들어, 상기 하나 이상의 충전제는 보강 및/또는 증량 충전제, 예를 들어 알루미나, 탄산칼슘 (예컨대, 건식형, 융해형, 분쇄형 및/또는 침전형), 규조토, 석영, 실리카 (예컨대, 건식형, 융해형, 분쇄형 및/또는 침전형), 활석, 산화아연, 초핑된(chopped) 섬유, 예컨대 초핑된 케블라(KEVLAR)(등록상표), 줄마노(onyx), 산화베릴륨, 산화아연, 질화알루미늄, 질화붕소, 탄화규소, 탄화텅스텐; 및 이들의 조합으로 예시된다.
성분 (F)의 충전제는 충전제 처리제로 선택적으로 표면 처리될 수 있다. 충전제 (F)는 조성물 내로 포함시키기 전에 표면 처리될 수 있거나 또는 충전제 (F)는 원위치에서(in situ) 표면 처리될 수 있다.
충전제 (F)의 처리에 이용되는 충전제 처리제의 양은 성분 (F)에서 이용되는 충전제의 유형 및 양과, 충전제 (F)가 원위치에서 충전제 처리제로 처리되는지 또는 조성물 내로 포함되기 전에 전처리되는지의 여부를 포함하는 다양한 요인에 따라 달라질 수 있다.
충전제 처리제는 실란, 예를 들어 알콕시실란, 알콕시-작용성 올리고실록산, 환형 폴리유기실록산, 하이드록실-작용성 올리고실록산, 예를 들어 다이메틸 실록산 또는 메틸 페닐 실록산, 스테아레이트 또는 지방산을 포함할 수 있다.
알콕시실란 충전제 처리제는 예를 들어, 헥실트라이메톡시실란, 옥틸트라이에톡시실란, 데실트라이메톡시실란, 도데실트라이메톡시실란, 테트라데실트라이메톡시실란, 페닐트라이메톡시실란, 페닐에틸트라이메톡시실란, 옥타데실트라이메톡시실란, 옥타데실트라이에톡시실란, 및 이들의 조합으로 예시된다.
알콕시-작용성 올리고실록산이 또한 충전제 처리제로서 사용될 수 있다. 알콕시-작용성 올리고실록산 및 그의 제조 방법은 본 기술 분야에 공지되어 있다. 예를 들어, 적합한 알콕시-작용성 올리고실록산에는 화학식 (R6O)q'Si(OSiR6 2R7)(4-q')의 것이 포함된다. 상기 화학식에서, 하첨자 q'는 1, 2 또는 3이며, 대안적으로 q'는 3이다. 각각의 R6은 독립적으로, 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 포화 및 불포화 1가 탄화수소 기로부터 선택될 수 있다. 각각의 R7은 포화 또는 불포화 1가 탄화수소 기일 수 있다.
대안적으로, 실라잔이 개별적으로, 또는 예를 들어 알콕시실란과 배합되어 충전제 처리제로서 이용될 수 있다.
또한 대안적으로, 충전제 처리제는 실리카 충전제의 처리에 전형적으로 사용되는 유기규소 화합물들 중 임의의 것일 수 있다. 유기규소 화합물의 예에는 유기클로로실란, 예를 들어 메틸트라이클로로실란, 다이메틸다이클로로실란, 및 트라이메틸 모노클로로실란; 유기실록산, 예를 들어 하이드록시-말단차단된(endblocked) 다이메틸실록산 올리고머, 헥사메틸다이실록산, 및 테트라메틸다이비닐다이실록산; 유기실라잔, 예를 들어 헥사메틸다이실라잔 및 헥사메틸사이클로트라이실라잔; 및 유기알콕시실란, 예를 들어 메틸트라이메톡시실란, 비닐트라이메톡시실란, 비닐트라이에톡시실란, 3-글리시독시프로필트라이메톡시실란, 및 3-메타크릴옥시프로필트라이메톡시실란이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다. 스테아레이트의 예에는 스테아르산칼슘이 포함된다. 지방산의 예에는 스테아르산, 올레산, 팔미트산, 탤로우(tallow), 코코넛유, 및 이들의 조합이 포함된다.
충전제 (F)의 평균 입자 크기는 선택된 충전제 (F)의 유형 및 조성물에 첨가되는 정확한 양을 포함하는 다양한 요인에 따라 달라질 것이다. 소정의 실시 형태에서, 실리카, 예를 들어 건식 실리카가 조성물의 성분 (F) 중 유일한 충전제로서 이용된다.
전형적으로 충전제 (F)는 조성물 100 중량부를 기준으로 0 초과 내지 15 중량부, 대안적으로 2 내지 13 중량부, 대안적으로 4 내지 11 중량부, 대안적으로 6 내지 9 중량부, 대안적으로 7 내지 8 중량부의 양으로 조성물 중에 존재한다. 이들 범위는 성분 (F)에 포함되는 충전제의 총 양에 관련되며, 즉, 2가지 이상의 상이한 충전제가 성분 (F)에서 이용될 때, 상기 범위들은 성분 (F)의 총 양을 설명한다. 상기에 기술된 범위들은 일반적으로 조성물이 무용매 조성물일 때의 조성물에 관련된다. 그와 같이, 용매가 조성물 중에 선택적으로 존재하는 실시 형태에서, 성분 (F)의 상대적인 양은 상기에 기술된 범위들로부터 벗어날 수 있다.
다양한 실시 형태에서, 조성물은 (G) 분자당 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기 또는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 유기폴리실록산 중합체를 추가로 포함한다. 유기폴리실록산 중합체 (G)의 분자량 및 점도에 따라, 유기폴리실록산 중합체 (G)는, 특히 조성물이 달리 무용매 조성물일 때, 조성물의 희석제로서의 역할을 할 수 있다. 게다가, 유기폴리실록산 중합체 (G)는 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기 또는 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 포함하기 때문에, 유기폴리실록산 중합체 (G)는 실리콘 수지 (A) 또는 유기규소 화합물 (B)과 반응할 수 있다. 일반적으로, 실리콘 수지 (A)가 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기를 포함할 때, 유기폴리실록산 중합체 (G)는 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기를 또한 포함하며, 실리콘 수지 (A)가 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 포함할 때, 유기폴리실록산 중합체 (G)는 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 또한 포함한다. 실리콘 수지 (A)는 조성물의 형성 전에 또는 상기 형성 동안 유기폴리실록산 중합체 (G)와 선택적으로 블렌딩되거나 또는 달리 배합될 수 있다. 일반적으로, 유기폴리실록산 중합체 (G)는 반복 D 단위를 본 조성물로부터 형성된 용품 내에 도입시킨다. 유기폴리실록산 중합체 (G)는 실리콘 오일 또는 유체로서 칭해질 수 있다.
유기폴리실록산 중합체 (G)의 상기 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기 또는 상기 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자는 말단, 펜던트, 또는 말단 및 펜던트일 수 있다. 소정의 실시 형태에서, 유기폴리실록산 중합체 (G)의 상기 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기 또는 상기 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자는 말단이며, 즉, 유기폴리실록산 중합체 (G)는 2개 이상의 말단 규소-결합 알케닐 기 또는 2개 이상의 말단 규소-결합 수소 원자를 포함한다. 그러나, 심지어 그러한 실시 형태에서도, 유기폴리실록산 중합체 (G)는 분자 사슬의 펜던트 위치의 원하는 작용체 (즉, 규소-결합된 알케닐 기 또는 규소-결합된 수소 원자)를 추가로 포함할 수 있다.
유기폴리실록산 중합체 (G)가 상기 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기를 포함하는 다양한 실시 형태에서, 유기폴리실록산 중합체 (G)는 하기 화학식 V를 갖는다:
[화학식 V]
Figure 112015062465946-pct00006
상기 화학식 V에서, 하첨자 a'는 독립적으로 1, 2 또는 3으로부터 선택되며, R8은 독립적으로 알케닐 기로부터 선택되고, R9는 독립적으로, 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 하이드로카르빌 기로부터 선택된다. 일반식 V에서의 하첨자 b'는 유기폴리실록산 중합체 (G)의 원하는 분자량을 기반으로 하여 선택되며, 1 초과의 정수이다. 유기폴리실록산 중합체 (G)의 중량 평균 분자량은 예를 들어 1,000 초과 내지 1,000,000, 대안적으로 10,000 내지 500,000, 대안적으로 15,000 내지 150,000의 범위일 수 있다.
성분 (G)가 규소-결합된 알케닐 기를 가질 때 성분 (G)로서 사용하기에 적합한 유기폴리실록산 중합체의 구체적인 예에는 하기 화학식:
ViMe2SiO(Me2SiO)b'SiMe2Vi, ViMe2SiO(Ph2SiO)b'SiMe2Vi, ViMe2SiO(PhMeSiO)b'SiMe2Vi, Vi2MeSiO(Me2SiO)b'SiMe2Vi, Vi2MeSiO(Me2SiO)b'SiMeVi2, 및 Vi2MeSiO(Ph2SiO)b'SiMe2Vi를 갖는 유기폴리실록산 중합체가 포함되지만, 이에 한정되지 않고, 여기서, Me는 메틸이며, Ph는 페닐이고, Vi는 비닐이며, 하첨자 b'는 1보다 큰 정수이다. 본 조성물의 성분 (G)는 단일 유기폴리실록산 중합체 또는 2가지 이상의 상이한 유기폴리실록산 중합체를 포함하는 혼합물일 수 있다.
소정의 실시 형태에서, 본 조성물의 성분 (G)는 2가지의 상이한 유기폴리실록산 중합체의 블렌드를 포함한다. 그러한 실시 형태에서, 유기폴리실록산 중합체들은 분자 구조, 치환체, 분자량 등의 면에서 상이할 수 있다. 하나의 구체적인 예로서, 제1 유기폴리실록산 중합체의 중량 평균 분자량은 40,000 내지 60,000일 수 있으며, 제2 유기폴리실록산 중합체의 중량 평균 분자량은 90,000 내지 110,000일 수 있다.
존재할 때, 성분 (G)의 유기폴리실록산은 전형적으로 조성물 100 중량부를 기준으로 10 중량부 이상, 대안적으로 20 중량부 이상, 대안적으로 25 중량부 이상, 대안적으로 30 중량부 이상의 양으로 이용된다. 이들 범위는 성분 (G)에 포함되는 유기폴리실록산 중합체의 총 양에 관련되며, 즉, 2가지 이상의 상이한 유기폴리실록산 중합체가 성분 (G)에서 이용될 때, 상기 범위들은 성분 (G)의 총 양을 설명한다. 상기에 기술된 범위들은 일반적으로 조성물이 무용매 조성물일 때의 조성물에 관련된다. 그와 같이, 용매가 조성물 중에 선택적으로 존재하는 실시 형태에서, 성분 (G)의 상대적인 양은 상기에 기술된 범위들로부터 벗어날 수 있다.
성분 (G)가 2가지 상이한 유기폴리실록산 중합체의 블렌드를 포함하는 상기에 도입된 특정 실시 형태에서, 성분 (G) 중 제1 유기폴리실록산 중합체 및 제2 유기폴리실록산 중합체의 상대적인 양은 달라질 수 있다. 그러나, 중량 평균 분자량이 제2 유기폴리실록산 중합체보다 더 작은 제1 유기폴리실록산 중합체는 전형적으로 제2 유기폴리실록산 중합체보다 더 많은 양으로 이용된다. 그러한 실시 형태에서, 성분 (G) 중 제1 유기폴리실록산 중합체와 제2 유기폴리실록산 중합체 사이의 유일한 차이는 이들의 각각의 분자량 (및 결부된 점도)일 수 있다.
본 발명의 조성물은 추가의 성분을 포함할 수 있으며, 이는 본 기술 분야에 공지된 바와 같다. 추가 성분의 예에는 하이드로실릴화 촉매 저해제, 예를 들어 3-메틸-3-펜텐-1-인, 3,5-다이메틸-3-헥센-1-인, 3,5-다이메틸-1-헥신-3-올, 1-에티닐-1-사이클로헥산올, 2-페닐-3-부틴-2-올, 비닐사이클로실록산, 및 트라이페닐포스핀; 부착 촉진제, 예를 들어 미국 특허 제4,087,585호 및 미국 특허 제5,194,649호에 교시된 부착 촉진제; 염료; 안료; 산화방지제; 열안정제; UV 안정제; 및 유동 제어 첨가제가 포함되지만, 이에 한정되지 않는다.
본 조성물은 1성분 조성물 또는 2성분 조성물일 수 있다. 전형적으로, 본 조성물은 2성분 조성물이며, 이때 상기 두 성분은 배합되고 경화되어 용품을 형성한다.
또한 본 발명은 본 조성물로부터 형성된 용품을 제공한다. 일반적으로 용품은 본 조성물의 경화물(cured product)이며, 예를 들어 본 조성물의 사출 성형, 이송 성형, 캐스팅, 압출, 오버몰딩(overmolding), 압축 성형, 또는 캐비티 성형에 의해 형성될 수 있다.
예를 들어, 일 실시 형태에서, 용품은 성형품으로서 추가로 정의된다. 본 발명은 성형품의 제조 방법을 또한 제공한다. 본 방법은 본 조성물을 금형 내에 배치하는 단계 및 상기 금형 내의 상기 조성물을 경화시켜 상기 성형품을 형성하는 단계를 포함한다. 그러한 실시 형태에서, 일반적으로 조성물은 열의 인가를 통하여 성형품을 형성하도록 금형 내에서 경화된다. 금형은 예를 들어 사출 금형, 이송 금형, 압축 금형, 캐비티 금형 등일 수 있다.
본 발명의 용품은 탁월한 물리적 특성 및 광학 특성을 가지며, 다양한 최종 용도 및 응용에서 이용될 수 있다.
예를 들어, 본 용품은 탁월한 반사성을 갖는다. 일반적으로 반사율은 전자기 스펙트럼 중 430 내지 700 나노미터 (nm)의 파장 범위의 광에 대한 반사율 (%)로 정의된다. 일반적으로 반사율은 분광광도계를 통하여 측정된다. 특히, 반사율은 용품의 두께에 또한 좌우될 수 있는데, 그 이유는 반사가 용품의 표면뿐만 아니라 용품의 체적 내에서도 일어날 수 있기 때문이다.
이것 때문에, 일반적으로 본 발명의 용품의 반사율은 약 3 밀리미터, 대안적으로 약 2 밀리미터, 대안적으로 약 1 밀리미터의 두께에서, 85% 이상, 대안적으로 90% 이상, 대안적으로 91% 이상, 대안적으로 92% 이상, 대안적으로 93% 이상, 대안적으로 94% 이상, 대안적으로 95% 이상, 대안적으로 96% 이상, 대안적으로 97% 이상, 대안적으로 98% 이상, 대안적으로 99% 이상이다. 게다가, 상기에 기술된 반사율 값은 심지어 용품을 예를 들어 150℃에서 장시간 동안, 예를 들어 1,000시간 이상, 대안적으로 2,000시간 이상, 대안적으로 3,000시간 이상, 대안적으로 4,000시간 이상, 대안적으로 5,000시간 이상, 대안적으로 6,000시간 이상 동안 열 에이징한 후에도 일반적으로 유지된다. 반사율 값은 심지어 용품의 열 에이징 후에도 일반적으로 유지된다는 것과 관련하여, "일반적으로 유지되다"라는 것은 반사율 값이 용품의 열 에이징 후에 5% 미만, 대안적으로 4% 미만, 대안적으로 3% 미만, 대안적으로 2% 미만, 대안적으로 1% 미만, 대안적으로 0.5% 미만의 양으로 변함을 의미한다. 반사 안료를 포함하는 종래의 용품은 일반적으로 열 에이징 후 감소된 반사율을 가지며, 이는 소정의 응용에서 악영향을 준다. 예를 들어, 용품이 광 반사용 디바이스 내에, 예를 들어 혼합 챔버로서 포함될 때, 심지어 1%의 공칭 반사율 감소는 상기 디바이스로부터의 광 출력의 10% 감소로 바뀌어질 수 있으며, 이는 바람직하지 않다.
용품은 탁월한 반사성을 가질 뿐만 아니라, 용품은 자기-소화 특성(self-extinguishing property)을 비롯하여 탁월한 난연 특성도 갖는다. 예를 들어, 본 발명의 용품은, 언더라이터즈 래보러토리즈(Underwriters Laboratories)에 의해 공개된 플라스틱 가연성 표준인 UL 94에 따르면, V-0 등급 (또는 난연제 분류)을 성취할 수 있다. 그러한 V-0 등급은 난연 특성을 필요로 할 뿐만 아니라 직화(open flame)에의 노출시에 자기-소화 특성도 필요로 한다. 용품은 약 3 밀리미터의 두께에서, 대안적으로 약 2 밀리미터의 두께에서, 대안적으로 약 1 밀리미터의 두께에서 UL 94에 따라 V-0 등급을 성취하지만, 독립적인 확인/인증이 일반적으로 UL 94에 대하여 요구된다고 믿어진다.
놀랍게도, 조성물 중 성분 (D) 및 성분 (E)의 특정한 양과, 조성물 중 성분 (D) 및 성분 (E)로서 이용되는 특정 화합물은 그러한 탁월한 난연 특성 및 자기-소화 특성을 용품에 부여하는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 종래의 반사 용품은 높은 로딩량의 반사 안료, 예를 들어 이산화티타늄에 의존한다. 그러나, 그러한 종래의 용품은 자기-소화성일 뿐만 아니라 그러한 종래의 용품은 전형적으로 화염에 노출될 때 많이 손상되기도 한다. 이것 때문에, 놀랍게도, 각각 조성물 100 중량부를 기준으로, 조성물 중 15 중량부 이상의 수산화알루미늄을 제공하는 양의 수산화알루미늄을 성분 (D) 중에 포함시킴으로써, 그리고 조성물 중 15 중량부 이하의 이산화티타늄을 제공하는 양의 이산화티타늄을 성분 (D) 중에 포함시킴으로써, 이로부터 형성된 용품은 증가된 반사율을 가지면서 탁월한 난연 특성 및 자기-소화 특성을 갖게 됨이 밝혀졌다.
상기에 기재된 조성물은 광학 디바이스에서의 다양한 구성요소의 제작에 사용될 수 있다. 달리 말하면, 본 발명의 용품은 다양한 광학 디바이스 응용에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 그러한 광학 디바이스는 광도파관(optical waveguide), 혼합 챔버, 조명 반사기(lighting reflector), 조명 엔진(light engine), 트로퍼(troffer), 광학 카메라, 포토커플러(photo-coupler), 전하 결합 소자, 도광체, 광-감지 요소, 및 LED 패키지(package), 예를 들어 고 휘도 LED (HBLED) 하우징 또는 다른 광 하우징을 포함한다.
첨부된 특허청구범위가 상세한 설명에 기재된 명확하고 특정된 화합물, 조성물, 또는 방법에 한정되지 않으며, 이들은 첨부된 특허청구범위의 범주 내에 속하는 특정 실시 형태들 사이에서 달라질 수 있음이 이해되어야 한다. 다양한 실시 형태의 특정 특징 또는 태양을 기재함에 있어서 본 발명에서 의존되는 임의의 마쿠쉬 군(Markush group)과 관련하여, 상이한, 특별한, 및/또는 예기치 않은 결과가 개별 마쿠쉬 군의 각각의 구성원으로부터 모든 다른 마쿠쉬 구성원들과는 독립적으로 얻어질 수 있다. 마쿠쉬 군의 각각의 구성원은 개별적으로 및/또는 조합하여 의존될 수 있으며, 첨부된 특허청구범위의 범주 내의 구체적인 실시 형태들에 대한 적절한 지지를 제공한다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 형태들을 기재함에 있어서 의존되는 임의의 범위 및 하위 범위는 첨부된 특허청구범위의 범주 내에 독립적으로 그리고 집합적으로 있고, 모든 범위 - 본 명세서에 명시적으로 기재되어 있지 않더라도 상기 범위 내의 정수 및/또는 분수 값을 포함함 - 를 기재하고 고려하는 것으로 이해되어야 한다. 당업자는 열거된 범위 및 하위 범위가 본 발명의 다양한 실시 형태를 충분히 기재하고 가능하게 하며, 그러한 범위 및 하위 범위는 관련된 절반, 1/3, 1/4, 1/5 등으로 추가로 세분될 수 있음을 용이하게 인식한다. 단지 한 예로서, "0.1 내지 0.9의" 범위는 아래쪽의 1/3, 즉 0.1 내지 0.3, 중간의 1/3, 즉 0.4 내지 0.6, 및 위쪽의 1/3, 즉 0.7 내지 0.9로 추가로 세분될 수 있으며, 이는 첨부된 특허청구범위의 범주 내에 개별적으로 및 집합적으로 있게 되며, 개별적으로 및/또는 집합적으로 의존되고 첨부된 특허청구범위의 범주 내의 구체적인 실시 형태들에 대한 적절한 지지를 제공할 수 있다. 또한, 범위를 한정하거나 수식하는 언어, 예를 들어 "이상", "초과", "미만", "이하" 등과 관련하여, 그러한 언어는 하위 범위 및/또는 상한 또는 하한을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 다른 예로서, "10 이상"의 범위는 본질적으로 10 이상 내지 35의 하위 범위, 10 이상 내지 25의 하위 범위, 25 내지 35의 하위 범위 등을 포함하며, 각각의 하위 범위는 개별적으로 및/또는 집합적으로 의존될 수 있으며, 첨부된 특허청구범위의 범주 내의 구체적인 실시 형태들에 대한 적절한 지지를 제공한다. 마지막으로, 개시된 범위 내의 개별 수치가 의존될 수 있으며, 이는 첨부된 특허청구범위의 범주 내의 구체적인 실시 형태들에 대한 적절한 지지를 제공한다. 예를 들어, "1 내지 9의" 범위는 다양한 개별 정수, 예를 들어 3과 소수점(또는 분수)을 포함하는 개별 수치, 예를 들어 4.1도 포함하는데, 이들은 의존될 수 있으며, 첨부된 특허청구범위의 범주 내의 구체적인 실시 형태들에 대한 적절한 지지를 제공한다.
하기 실시예는 본 발명을 예시하고자 하는 것이며, 본 발명의 범주를 어떠한 방식으로든지 한정하는 것으로 보아서는 안된다.
실시예
실시예 1 내지 실시예 3
조성물을 본 발명의 개시 내용에 따라서 제조한다. 특히, 하기 표 1에는 실시예 1 내지 실시예 3의 조성물의 성분 및 각 성분의 상대적인 양이 기술되어 있다. 각각의 조성물 중 백금의 백만분율(part per million; ppm)을 반영하는, 하이드로실릴화 촉매 (C)에 대해 보고된 값을 제외하고는, 하기에 기술된 임의의 백분율은 각 조성물의 총 중량을 기준으로 한 중량 백분율에 관련된다.
[표 1]
Figure 112015062465946-pct00007
실리콘 수지 (A)는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기를 갖는 MQ 수지이다.
유기규소 화합물 (B)는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 유기하이드로겐실록산이다.
유기규소 화합물 (B')는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 상이한 유기하이드로겐실록산이다.
하이드로실릴화 촉매 (C)는 1,3-다이에테닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 백금 착물이다.
난연 성분 (D)는 수산화알루미늄이다.
난연 성분 (D')는 또한 수산화알루미늄이지만, 이는 난연 성분 (D)의 등급과는 상이한 등급의 것이다.
난연 성분 (D")는 수산화마그네슘이다.
반사 성분 (E)는 이산화티타늄이다.
충전제 (F)는 건식 실리카이다.
유기폴리실록산 중합체 (G)는 비닐-말단화된 폴리다이메틸실록산이다.
유기폴리실록산 중합체 (G')는 상이한 비닐-말단화된 폴리다이메틸실록산이다.
실시예 1 내지 실시예 3의 조성물 각각을 금형 내에 배치하고, 경화시켜 성형품을 형성한다. 실시예 1 내지 실시예 3으로부터 형성한 성형품의 물리적 특성을 결정하며, 이는 하기 표 2에 요약되어 있다.
[표 2]
Figure 112015062465946-pct00008
가연성 t1, 가연성 t2, 및 (t1 + t2)를 언더라이터스 래보러토리즈에 의해 공개된 플라스틱 가연성 표준인 UL 94 (수직 표준)에 따라 측정한다. 특히, UL 94 하에서, 각각의 성형품의 5개의 시편을 수직으로 배향하고 직화를 가한다. 상기 시편의 치수는 125±5 mm × 13.0±0.5 mm × 3.0 mm이다. 각각의 시편이 자기 소화되는 데 필요한 평균 시간, 즉, 가연 시간(flaming time)을 t1로서 보고한다. 그 후, 각각의 성형품의 5개 시편 중 각 시편에 제2 직화를 가하고, 각 시편의 평균 총 가연 및 잔진 시간(glowing time)은 t2로 기록한다. (t1 + t2)는 각 성형품의 5개의 시편 전부에 대한 전체 가연 시간 (즉, t1 + 각 실시예의 5개의 시편 전부에 있어서의 t2의 가연 시간)이다. UL 94 (수직 표준)에 따라 V-0 등급을 성취하기 위하여, t1은 임의의 하나의 시편에 대하여 10초를 초과할 수 없으며, t2는 임의의 하나의 시편에 대하여 10초를 초과할 수 없으며, (t1 + t2)는 50초를 초과할 수 없다. 따라서, 실시예 1 내지 실시예 3의 성형품은 UL 94 (수직 표준)에 따라 V-0 등급을 성취하지만, 일반적으로 그러한 등급은 독립적으로 확인하여야 하며, 이는 본 기술 분야에서 쉽게 이해되는 바와 같다.
비교예 1 내지 비교예 4
조성물을 본 발명의 개시 내용의 범주 밖에서 제조한다. 특히, 하기 표 3에는 비교예 1 내지 비교예 4의 조성물의 성분 및 각 성분의 상대적인 양이 기술되어 있다. 각각의 조성물 중 백금의 백만분율(ppm)을 반영하는, 하이드로실릴화 촉매 (C)에 대해 보고된 값을 제외하고는, 하기에 기술된 임의의 백분율은 각 조성물의 총 중량을 기준으로 한 중량 백분율에 관련된다.
[표 3]
Figure 112015062465946-pct00009
실시예 1 내지 실시예 3과 유사한 조건에서 비교예 1 내지 비교예 4의 조성물 각각을 금형 내에 배치하고 경화시켜 성형품을 형성한다. 비교예 1 내지 비교예 4로부터 형성한 성형품의 물리적 특성을 결정하며, 이는 하기 표 4에 요약되어 있다.
[표 4]
Figure 112015062465946-pct00010
중요하게는, 비교예 1 내지 비교예 4는 난연 성분 (즉, 난연 성분 (D), 난연 성분 (D'), 및 난연 성분 (D")) 및 반사 성분 (E)의 상대적인 양을 제외하고는 실시예 1 내지 실시예 3과 대체로 동일하다. 달리 말하면, 일반적으로 비교예 1 내지 비교예 4는 실시예 1 내지 실시예 3과 동일한 실리콘 수지, 유기규소 화합물, 및 유기폴리실록산 중합체를 이용한다. 비교예 1 내지 비교예 4는, 난연 성분 (즉, 난연 성분 (D), 난연 성분 (D'), 및 난연 성분 (D")) 및 반사 성분 (E)의 상대적인 양을 제외하고는 실시예 1 내지 실시예 3과 거의 동일하다는 사실에도 불구하고, 비교예 1 내지 비교예 4의 성형품의 물리적 특성은 실시예 1 내지 실시예 3의 성형품의 물리적 특성과는 유의하게 상이하다.
예를 들어, 가장 특히는, 비교예 1 내지 비교예 4의 성형품들 중 어떠한 것도 2가지 이상의 상이한 이유 때문에 UL 94 (수직 표준)에 따른 V-0 등급을 성취하지 않는다. 예를 들어, 비교예 1 및 비교예 2와 관련하여, t2는 10초 초과이며, (t1 + t2)는 50초 초과이다. 비교예 3과 관련하여, t1은 10초이며, t2는 10초 초과였으며, (t1 + t2)는 122초이거나 또는 UL 94 (수직 표준)에 따라 V-0 등급을 성취하는 데 요구되는 것의 2배보다 더 크다. 마지막으로, 비교예 4와 관련하여, t1은 10초 초과였으며, t2는 45초에서 UL 94에 따라 V-0 등급을 성취하는 데 요구되는 10초의 최대 값보다 400% 초과로 더 크며, (t1 + t2)는 167초에서 UL 94에 따라 V-0 등급을 성취하는 데 요구되는 50초의 최대 값보다 300% 초과로 더 크다. 비교예 1 내지 비교예 4의 성형품의 바람직하지 않은 가연성은 실시예 1 내지 실시예 3과 유사한 로딩량의 비교예 1 내지 비교예 4에서의 난연 성분에도 불구하고 그러하다. 게다가, 상기에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3과 비교예 1 내지 비교예 4 사이의 이러한 차이는 심지어 본 발명의 조성물의 실리콘 수지, 유기규소 화합물, 및/또는 유기폴리실록산 중합체의 변경에서 생기는 추가의 차이도 설명하지 않는다.
본 발명은 예시적인 방식으로 설명되었으며, 사용된 용어는 제한이라기보다는 설명의 관점이고자 하는 것으로 이해되어야 한다. 확실히, 상기 교시를 고려하면 본 발명의 많은 변경 및 변화가 가능하다. 본 발명은 구체적으로 기재된 것과는 달리 실시될 수 있다.

Claims (22)

  1. 반사 용품(article) 형성용 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물로서, 상기 조성물은,
    (A) R1 3SiO1/2 단위 및/또는 R1 2SiO2/2 단위와 조합된, R1SiO3/2 단위 및/또는 SiO4/2 단위를 포함하는 실리콘 수지로서, R1은 독립적으로, 지방족 불포화체가 부재하는 치환 또는 비치환 C1 내지 C10 하이드로카르빌 기, 알케닐 기, 또는 수소 원자이며, 단, 상기 실리콘 수지 (A)는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기 또는 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 포함하는, 실리콘 수지;
    (B) 유기규소 화합물로서, 상기 유기규소 화합물은 분자당 평균 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자 또는 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기를 갖고, 단, 상기 실리콘 수지 (A)가 규소-결합된 알케닐 기를 포함할 때, 상기 유기규소 화합물 (B)는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 포함하며, 상기 실리콘 수지 (A)가 규소-결합된 수소 원자를 포함할 때, 상기 유기규소 화합물 (B)는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기를 포함하는, 유기규소 화합물;
    (C) 하이드로실릴화 촉매;
    (D) 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 상기 조성물 중 15 중량부 이상의 수산화알루미늄을 제공하는 양의 상기 수산화알루미늄을 포함하는 난연 성분; 및
    (E) 성분 (D)와는 상이하며, 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 상기 조성물 중 2 중량부 이상 10 중량부 이하의 이산화티타늄을 제공하는 양의 상기 이산화티타늄을 포함하는 반사 성분을 포함하는, 반사 용품 형성용 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    (F) 성분 (D) 및 성분 (E)와는 상이한 충전제, 및
    (G) 분자당 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기 또는 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 유체 유기폴리실록산 중합체 중 하나 또는 둘 모두를 추가로 포함하는, 반사 용품 형성용 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물.
  3. [청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제2항에 있어서, 성분 (G)는 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 20 중량부 이상의 양으로 상기 조성물에 존재하는, 반사 용품 형성용 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물.
  4. [청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제2항에 있어서, 성분 (F)는 산화아연, 질화붕소, 및 알루미나로부터 선택되는, 반사 용품 형성용 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물.
  5. [청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제1항에 있어서, 상기 실리콘 수지 (A)는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기를 포함하며, 상기 유기규소 화합물 (B)는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 포함하는, 반사 용품 형성용 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 성분 (D)는 수산화마그네슘을 추가로 포함하는, 반사 용품 형성용 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물.
  7. [청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제6항에 있어서, 성분 (D)의 상기 수산화마그네슘은 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 5 중량부 이상의 양으로 상기 조성물에 존재하는, 반사 용품 형성용 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물.
  8. [청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제1항에 있어서, 성분 (D)의 상기 수산화알루미늄은 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 20 중량부 이상의 양으로 상기 조성물에 존재하는, 반사 용품 형성용 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물.
  9. [청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제1항에 있어서, 성분 (E)의 상기 이산화티타늄은 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 8 중량부 이하의 양으로 상기 조성물에 존재하는, 반사 용품 형성용 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물.
  10. 반사 성형품(molded article)의 형성 방법으로서, 상기 방법은,
    제1항의 반사 용품 형성용 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물을 금형(mold) 내에 배치하는 단계; 및
    상기 금형 내의 상기 조성물을 경화시켜 상기 반사 성형품을 형성하는 단계를 포함하는, 반사 성형품의 형성 방법.
  11. 반사 용품 형성용 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물로서, 상기 조성물은,
    (A) R1 3SiO1/2 단위 및/또는 R1 2SiO2/2 단위와 조합된, R1SiO3/2 단위 및/또는 SiO4/2 단위를 포함하는 실리콘 수지로서, R1은 독립적으로, 지방족 불포화체가 부재하는 치환 또는 비치환 C1 내지 C10 하이드로카르빌 기, 알케닐 기, 또는 수소 원자이며, 단, 상기 실리콘 수지 (A)는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기 또는 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 포함하는, 실리콘 수지;
    (B) 유기규소 화합물로서, 상기 유기규소 화합물은 분자당 평균 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자 또는 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기를 갖고, 단, 상기 실리콘 수지 (A)가 규소-결합된 알케닐 기를 포함할 때, 상기 유기규소 화합물 (B)는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 포함하며, 상기 실리콘 수지 (A)가 규소-결합된 수소 원자를 포함할 때, 상기 유기규소 화합물 (B)는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기를 포함하는, 유기규소 화합물;
    (C) 하이드로실릴화 촉매;
    (D) 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 상기 조성물 중 15 중량부 이상의 수산화알루미늄을 제공하는 양의 상기 수산화알루미늄을 포함하는 난연 성분; 및
    (E) 성분 (D)와는 상이하며, 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 상기 조성물 중 2 중량부 이상 10 중량부 이하의 이산화티타늄을 제공하는 양의 상기 이산화티타늄을 포함하는 반사 성분을 포함하고,
    여기서, 상기 실리콘 수지 (A)는 MQ 수지를 포함하거나, 상기 유기규소 화합물 (B)는 MQ 수지를 포함하는, 반사 용품 형성용 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물.
  12. 제11항에 있어서,
    (F) 성분 (D) 및 성분 (E)와는 상이한 충전제를 추가로 포함하는, 반사 용품 형성용 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물.
  13. 제11항에 있어서, 성분 (D)는 수산화마그네슘을 추가로 포함하는, 반사 용품 형성용 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물.
  14. [청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제13항에 있어서, 성분 (D)의 상기 수산화마그네슘은 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 5 중량부 이상의 양으로 상기 조성물에 존재하는, 반사 용품 형성용 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물.
  15. [청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제11항에 있어서, 성분 (D)의 상기 수산화알루미늄은 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 20 중량부 이상의 양으로 상기 조성물에 존재하는, 반사 용품 형성용 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물.
  16. [청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제11항에 있어서, 성분 (E)의 상기 이산화티타늄은 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 8 중량부 이하의 양으로 상기 조성물에 존재하는, 반사 용품 형성용 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물.
  17. 반사 성형품의 형성 방법으로서, 상기 방법은,
    제11항의 반사 용품 형성용 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물을 금형 내에 배치하는 단계; 및
    상기 금형 내의 상기 조성물을 경화시켜 상기 반사 성형품을 형성하는 단계를 포함하는, 반사 성형품의 형성 방법.
  18. 하이드로실릴화-경화성 실리콘 조성물로부터 형성된 반사 용품을 포함하는 디바이스(device)로서, 상기 조성물은,
    (A) R1 3SiO1/2 단위 및/또는 R1 2SiO2/2 단위와 조합된, R1SiO3/2 단위 및/또는 SiO4/2 단위를 포함하는 실리콘 수지로서, R1은 독립적으로, 지방족 불포화체가 부재하는 치환 또는 비치환 C1 내지 C10 하이드로카르빌 기, 알케닐 기, 또는 수소 원자이며, 단, 상기 실리콘 수지 (A)는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기 또는 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 포함하는, 실리콘 수지;
    (B) 유기규소 화합물로서, 상기 유기규소 화합물은 분자당 평균 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자 또는 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기를 갖고, 단, 상기 실리콘 수지 (A)가 규소-결합된 알케닐 기를 포함할 때, 상기 유기규소 화합물 (B)는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 포함하며, 상기 실리콘 수지 (A)가 규소-결합된 수소 원자를 포함할 때, 상기 유기규소 화합물 (B)는 분자당 2개 이상의 규소-결합된 알케닐 기를 포함하는, 유기규소 화합물;
    (C) 하이드로실릴화 촉매;
    (D) 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 상기 조성물 중 15 중량부 이상의 수산화알루미늄을 제공하는 양의 상기 수산화알루미늄을 포함하는 난연 성분; 및
    (E) 성분 (D)와는 상이하며, 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 상기 조성물 중 2 중량부 이상 10 중량부 이하의 이산화티타늄을 제공하는 양의 상기 이산화티타늄을 포함하는 반사 성분을 포함하고,
    여기서, 상기 디바이스는 혼합 챔버, 전하 결합 소자(charged coupled device), 및 광학 디바이스로 이루어진 군으로부터 선택되는, 디바이스.
  19. 제18항에 있어서, 상기 반사 용품은 UL 94에 따라 측정할 때, 3 밀리미터의 두께에서 V-0 난연제 분류를 성취하는, 디바이스.
  20. 제18항에 있어서, 상기 디바이스는 광학 디바이스이고,
    상기 광학 디바이스는 조명 반사기(lighting reflector), LED 하우징, 조명 엔진(light engine), 트로퍼(troffer), 도광체, 광학 카메라, 포토커플러(photo-coupler), 광-감지 요소, 및 도파관으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 디바이스.
  21. 제18항에 있어서, 상기 반사 용품은 3 밀리미터의 두께에서 그리고 430 내지 700 나노미터의 파장 범위에서 반사율이 90% 이상인, 디바이스.
  22. 삭제
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