JP2020503396A - 過酸化物マスターバッチ - Google Patents

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Abstract

過酸化物マスターバッチであって、− 15〜55wt%の1種または複数の有機過酸化物、− 15〜45wt%の、(i)エチレンまたはプロピレンと(ii)1−ブテンおよび/または1−オクテンとの少なくとも1種のコポリマー、ならびに13〜45wt%の、それぞれ異なるBET表面積を有する少なくとも2種の充填剤タイプ、充填剤タイプ1および充填剤タイプ2:(i)3〜15wt%の濃度でマスターバッチ中に存在し、100m2/g超のBET表面積を有する充填剤タイプ1、(ii)10〜30wt%の濃度でマスターバッチ中に存在し、100m2/g以下のBET表面積を有する充填剤タイプ2を含む、過酸化物マスターバッチである。

Description

本発明は、過酸化物マスターバッチ、その調製ならびにポリマーの架橋および改質における使用に関する。
熱可塑性樹脂、弾性熱可塑性樹脂、ポリオレフィン、およびゴムを含むエラストマー、例えばポリエチレン、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−プロピレンコポリマー(EPM)、エチレン−オクテンコポリマー(POE)、エチレン−プロピレンジエンゴム(EPDM)、およびブタジエン−アクリルニトリルコポリマーなどは、全て一般に安価で広く入手可能であり、広範な使用を可能にする優れた物理的性質を有する。有機過酸化物で処理すると、エラストマーは、例えば分解もしくは長鎖分枝の形成によって、架橋させることができ、またはそれらの溶融特性を改質することができる。
安全性を考慮すると、純粋な有機過酸化物は架橋または改質プロセスにおいては一般に受け入れられない。その上、効率的な架橋に必要な少量の過酸化物を考慮すると、エラストマー中に純粋な過酸化物の均一な分布を得ることは非常に難しい。不均一な分布は、不均一な生成物をもたらし、それは明らかに望ましくない。
純粋な過酸化物の代わりに、希釈した形態の有機過酸化物を一般に使用する。このような希釈した形態の例は、不活性充填剤中の過酸化物の粉末混合物であり、いわゆるマスターバッチであり、ここでは過酸化物がポリマーマトリックス中に分散している。
粉体状配合物と比較して、マスターバッチは、エラストマー中に均一に分散するのに必要な時間がより短く、ほこりを生じることなく取り扱うことができる。
従来のマスターバッチは、エチレンプロピレンコポリマー(EPM)またはエチレンプロピレンジエンコポリマー(EPDM)に基づいており、密閉式ミキサーまたは開放二本ロール機を使用して調製され、続いて顆粒化機を使用してマスターバッチをカレンダー加工および成形する。これは、労働集約的で費用対効果があまり高くない2または3ステップ手順である。
押出は、マスターバッチを調製するのにはるかに労働集約的ではなく、かつコスト効率がより良い手段であろう。しかしながら、不運にも、適当なEPMおよびEPDM樹脂は、顆粒状またはペレット形態ではなく、ベイルでしか入手できないので、押出は、商業的に使用されていない。ベイルは、押出機に加えることはできず、またサイズ変更/粉砕したEP(D)Mは容易に固まりそれによってその使用が短時間枠に限定されるので、押出機に供給するのに適したサイズにEP(D)Mベイルを粉砕することは、経済的には魅力的でない。凝結防止剤を加えることによってこの問題をある程度制限することができるが、これは、マスターバッチのコストを増加させるだけでなく、マスターバッチを特定の用途に適さないようにする可能性もある。
本発明の目的は、したがって、押出によって調製することができる過酸化物マスターバッチを提供することである。好ましくは、マスターバッチ生成の適応性(flexibility)を向上させるので、二本ロール機の使用を含む他の方法によっても、マスターバッチは得られるはずである。得られたマスターバッチは、エラストマー、特にEPMおよびEPDM中に分散するのに適しているはずである。
かかる充填剤は比較的高価であり、押出機内で摩擦および摩耗をもたらすので、比較的少量の補強充填剤を含有する過酸化物マスターバッチを提供することがさらなる目的である。
この目的は、
− 15〜55wt%の1種または複数の有機過酸化物、
− 15〜45wt%の、(i)エチレンまたはプロピレンと(ii)1−ブテンおよび/または1−オクテンとの少なくとも1種のコポリマー、ならびに
− 13〜45wt%の、それぞれ異なるBET表面積を有する少なくとも2種の充填剤タイプ、充填剤1および充填剤2:
(i)3〜15wt%の濃度でマスターバッチ中に存在し、100m/g超のBET表面積を有する充填剤タイプ1;
(ii)10〜30wt%の濃度でマスターバッチ中に存在し、100m/g以下のBET表面積を有する充填剤タイプ2
を含む、マスターバッチを提供することによって達成される。
マスターバッチ中に存在する有機過酸化物の合計量は、マスターバッチの全重量に対して、15〜55wt%、好ましくは30〜52wt%、より好ましくは35〜50wt%、最も好ましくは35〜45wt%である。
適当な有機過酸化物の例には、ジクミルペルオキシド、ジ(tert−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、1,1−ジ(tert−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチル−シクロヘキサン、4,4−ジ(tert−ブチルペルオキシ)吉草酸ブチル、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ヘキシン−3、ペルオキシ安息香酸tert−ブチル、炭酸tert−ブチルペルオキシ2−エチルヘキシル、3,6,9−トリエチル−3,6,9−トリメチル−1,4,7−トリペルオキソナン、ペルオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサン酸tert−ブチル、およびその混合物がある。
好ましい過酸化物は、ジクミルペルオキシド、ジ(tert−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、1,1−ジ(tert−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、ブチル−4,4−ジ(tert−ブチルペルオキシ)バレレート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ヘキサン、およびペルオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサン酸tert−ブチルである。
マスターバッチ中に存在するコポリマーの合計量は、マスターバッチの全重量に対して、15〜45wt%、より好ましくは20〜40wt%、最も好ましくは25〜35wt%である。
コポリマーは、(i)エチレンまたはプロピレンと(ii)1−ブテンおよび/または1−オクテンとのコポリマーである。このようなコポリマーは一般に、ポリオレフィンエラストマー(POE)と呼ばれる。これらは一般に、メタロセン触媒作用によって調製される。これらのコポリマーは、非晶相と結晶相の両方を含有する半結晶質であり、これらの相は、ランダムに分布していても、ブロック立体構造であってもよい。これらのコポリマーは、より低い押出温度を可能にし、それは有機過酸化物マスターバッチの調製において特に有利である。
POEに基づく過酸化物マスターバッチの別の利点は、前記マスターバッチにおける過酸化物アッセイが、トルエン中での抽出、それに続くヨウ素滴定によって容易に決定できることである。これは、過酸化物アッセイの前に低温粉砕を必要とするEPDM系マスターバッチとは対照的に、ヨウ素滴定によって決定することができる。
POEは、易流動性のペレットとして市販されている。適当なPOEの例は、Engage(商標)ポリオレフィンエラストマー(ex−Dow)、TAFMER(商標)シリーズDF、A、およびXM(ex−Mitsui)、QUEO(商標)プラストマー(ex Borealis)およびExact(商標)プラストマー(ex−ExxonMobil)である。POEは、好ましくはメルトフローインデックス(MFI;190℃、2.16kgで測定;ASTM D1238)が1g/10分以下である。これにより、強力な押出物ストランドの生成が可能になり、それは水浴中で冷却した後に容易に細断することができる。
マスターバッチは、BET表面積が異なる少なくとも2種の充填剤タイプ:充填剤タイプ1および充填剤タイプ2を、13〜45wt%、好ましくは22〜37wt%含有する。
充填剤タイプ1は、いわゆる補強充填剤を表し、これは過酸化物を吸収し、エラストマー中に過酸化物を分散させるのを助け、またマスターバッチから過酸化物が流出するのを防ぐのに役立つ。これらの充填剤はまた、押出物の硬度、そのケーキング耐性、およびそのポリマー中への分散の容易さにも影響を与える。
充填剤タイプ1は、100m/g超、好ましくは110m/g超、最も好ましくは120m/g超のBET表面積を有する。BET表面積は、よく知られているブルナウアー−エメット−テラー法に基づく窒素吸着によって測定された表面積を意味する。
充填剤タイプ1として使用できる適当な材料の例は、シリカ、カーボンブラック、およびその組合せである。シリカは、好ましい材料である。
マスターバッチ中に存在する充填剤タイプ1の量は、マスターバッチの全重量に対して、3〜15wt%、好ましくは7〜12wt%である。
その表面積が限られている充填剤タイプ2には、いわゆる非補強充填剤および半補強充填剤が含まれる。充填剤タイプ2は、製造量を高め、コストを下げ、また熱伝導率を高めるのに役立ち、それによってより低い作業温度が可能になる。後者は、有機過酸化物を安全に処理するのに重要である。
これらの低表面積充填剤は一般に、タイプ1の補強充填剤よりも安価である。それらはまた、研磨性が低く、したがって押出機内部の摩擦および摩耗を減らす。それらはまた、高表面積充填剤よりも高密度であり、容易な投与および低エネルギー圧縮を促進する。加えて、それらの熱膨張はより低く、ポリマー溶融物の体積を減少させる。一定の処理条件下では、これはより低い溶融圧力ならびにより低いスクリュー駆動トルクをもたらす。結果として、スクリュー速度を増大させることができ、それによって出力を上げることができる。
加えて、それらの熱伝導率は高く、ポリマー溶融物を通って熱エネルギーの急速な分散をもたらし、それによって押出中のポリマーの溶融およびその後の冷却が加速する。これはまた、局所的な熱点がより少ない、より均質な溶融を促進し、より均一な溶融粘度をもたらす。
充填剤タイプ2は、100m/g未満、好ましくは50m/g未満、最も好ましくは10m/g未満のBET表面積を有する。
充填剤タイプ2として使用できる適当な材料の例には、炭酸カルシウム、粘土、硫酸バリウム、およびその組合せが含まれる。好ましい材料は、炭酸カルシウムである。
マスターバッチ中に存在する充填剤タイプ2の量は、マスターバッチの全重量に対して、10〜30wt%、好ましくは15〜25wt%である。
本発明のマスターバッチは、酸化防止剤、スコーチ防止剤、UV安定剤、難燃剤、顔料、染料、プロセス油、滑剤、発泡剤(例えば、アゾ−ジカルボンアミドまたはガス充填熱可塑性マイクロスフェア、例えばExpancel(登録商標))、およびエラストマーに一般的に使用されている他の添加剤の群から選択される、1種または複数の補助剤をさらに含有していてもよい。これらの製品は、従来の量で使用すべきであり、ただしそれらは、マスターバッチの性能と貯蔵安定性に悪影響を与えない。通常、それらは全マスターバッチの5wt%以下となる。
本発明によるマスターバッチは、種々の方法で調製することができる。このような方法の1つが押出である。他の方法は、二本ロール機、密閉式ミキサー(例えばバンバリー型)、混練機(例えばBUSS混練機;バッチおよび連続混合)、およびその組合せの使用を含む。
好ましい実施形態では、マスターバッチは、押出を使用して;より好ましくは二軸スクリュー押出機を使用して調製される。
コポリマー(複数可)は、押出機に顆粒状またはペレット形態で加えられる。好ましくは、コポリマー(複数可)は、易流動性のペレットまたは顆粒として加えられる。
押出機の温度は、50〜95℃、より好ましくは60〜90℃、最も好ましくは70〜85℃の範囲で制御される。有機過酸化物が室温で固体の場合、押出温度は、好ましくは過酸化物の溶融温度よりも高く、それによって過酸化物が充填剤(複数可)に吸収される。押出機を95℃超の温度まで加熱すると、過酸化物の安全な押出が問題になる。
一実施形態では、マスターバッチの全ての原料は、主押出機供給を介して同時に加えられる。全ての原料が類似のサイズおよび形状である場合、単一供給装置を使用することができる。別の実施形態では、コポリマーペレットまたは顆粒は、同じ供給ゾーン内の別々の供給装置を介して投与される。他の実施形態では、全て同じ供給ゾーン、または別々の供給ゾーン内において、コポリマー(複数可)は、第1の供給装置を介して加えられ、過酸化物(複数可)は、第2の供給装置を介して加えられ、充填剤は、第3および任意選択で第4の供給装置を介して加えられる。
過酸化物は、そのまま、または希釈した形態で押出機に加えることができる。それは、溶媒で希釈するか、または固体希釈剤に混合もしくは吸収させてもよい。過酸化物またはその希釈物が、押出機に加える時に液体状態である場合、液体投与システム(例えばポンプ)を使用してそれを押出機に加えることができる。過酸化物は、1種または複数の他の原料と同じ供給ゾーンで加えてもよく、またはそれはより下流の供給ゾーンで加えてもよい。
固体希釈剤を用いた過酸化物の希釈は、過酸化物と希釈剤を単に混合することによって行なうことができ、ただし過酸化物は室温で固体である。過酸化物が室温で液体の場合、過酸化物は、固体希釈剤にスプレーしてもよい。固体過酸化物を最初に溶融し、次いで固体希釈剤にスプレーすることも可能である。固体希釈剤として、タイプ1および/またはタイプ2の充填剤を使用することができる。
押出機のスクリュー速度は一般に、50〜250rpmまで変化する。原料は、好ましくは供給不足をもたらすスクリューの速度で押出機に供給される。これにより、バレル内に原料が堆積するのを防ぐ。
押出後、押出ダイから離れるストランドまたはストリップは、好ましくはできるだけ速く冷却され;これは、過酸化物の「結露」を防ぎ、また押出されたストランド/ストリップの切断または顆粒化を助けることになる。
押出物の冷却は、水浴中で行なうことができるが、好ましくは(冷却された)空気の流れを使用することによって行なう。水浴を使用する場合、細断した押出物は、この乾燥プロセス中に得られた粒子のケーキングを防ぐために、乾いたまたは冷たい空気を使用して乾燥させる必要がある。
二本ロール機でのマスターバッチの生成は、50℃〜70℃の範囲の温度で行なうことができる。室温で固体である過酸化物を使用する場合、練り温度は、好ましくは過酸化物の融点の直ぐ上である。過酸化物が室温で液体の場合。液体過酸化物は、二本ロール機でマスターバッチを生成する前にコポリマーに予備吸着させることができる。二本ロール機での混合性能は、視覚的にまたは経験によって判断され、一般に完了までに数分から数十分かかる(通常15分間)。二本ロール機から得られたシートは、冷却し、ストリップにし、過酸化物を硬化させるために静置する(再結晶)。ストリップは、最終的に顆粒化機に供給する。
過酸化物マスターバッチを生成するためには短い混合時間(数分間)および強制冷却が必要とされるが、混練機および密閉式ミキサーの操作条件は、精密な装置に強く依存する。得られたマスターバッチを二本ロール機で後処理し、続いて顆粒化することが好ましい。
本発明のマスターバッチは、有機過酸化物を用いたポリマーの処理を含む、種々の用途に適している。
特に好ましい1つの用途は、熱可塑性樹脂、弾性熱可塑性樹脂、ポリオレフィン、およびゴムを含む、エラストマー、例えばEPM、EPDM、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、天然ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリブチレン、ポリイソブチレン、ポリアクリル酸エステル、スチレン−ブタジエンコポリマー、アクリルニトリル−ブタジエンコポリマー、水素化アクリルニトリル−ブタジエンコポリマー、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレンターポリマー、フッ化ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ポリエチレン、エチレン−α−オレフィンコポリマー、および塩素化ポリエチレンなどの架橋である。
EPMおよびEPDMの架橋のためのその使用は、特に好ましい。本発明によるマスターバッチは、非常に短い時間枠でEPMおよびEPDM中に均質に分散させることができ、それによって速い処理時間が可能になる。
本発明のマスターバッチは、架橋すべきエラストマーの重量に対して、0.2〜20重量%、より好ましくは1〜10重量%の量で通常使用される。
エラストマーの架橋は、任意の従来のプロセスを使用して実施することができる。このようなプロセスでは、架橋すべきエラストマーは通常、不活性な充填剤、例えばタルクおよび炭酸カルシウム、および/またはカーボンブラック、プロセス油と最初に均質に混合し、次いで、必要量のマスターバッチと混合または混練する。適当な混合装置には、バンバリー型密閉式ミキサーが含まれる。エラストマーの粘性および充填剤に起因する摩擦のために、ミキサー内の温度は急速に上昇することになる。早期架橋を避けるために、過酸化物マスターバッチは、混合サイクルの終わり近くに加えられる。その欠点は、過酸化物マスターバッチに利用できるのは限られた混合時間だけであることである。これは、エラストマー中に素早く均質に分散するマスターバッチの重要性を示している。
後続の架橋ステップでは、混合物は通常、型中で5〜30分間140〜200℃に加熱される。
本発明によるマスターバッチの他の用途には、ポリエチレンの架橋、ポリエチレンまたはポリプロピレンの官能化、長鎖分枝を増やすためのポリエチレンの改質、ポリプロピレンの分解、および熱可塑性加硫物(TPV)の生成が含まれる。後者は、EPDMの複合架橋およびポリプロピレンの限定的分解を含む。本発明のマスターバッチのEPDMへの素早い分散は、架橋と分解の間のより良いバランスを可能にする。
[実施例1]
本発明による2つのマスターバッチを調製した。第1のマスターバッチは、ジクミルペルオキシド(Perkadox(登録商標)BC、ex−AkzoNobel)を含有し;第2のマスターバッチは、ジ(tert−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン(Perkadox(登録商標)14S、ex−AkzoNobel)を含有していた。
使用したコポリマーは、エチレンと1−オクテンのPOEコポリマー(Engage(商標)8180 ex−Dow)であった。充填剤1は、BET表面積が125m/gのシリカであった。充填剤2は、BET表面積が5m/gのCaCOであった。
これらのマスターバッチは、バレル温度75℃およびスクリュー速度100rpmを使用して押出によって調製した。押出後、生成したストリングは、冷却および細断して顆粒にした。
類似しているマスターバッチを二本ロール機で調製した。前ロールの温度は、開始時の60℃から生成中の50℃までの範囲であった。後ロールの温度は、開始時の75℃から生成中の70℃までの範囲であった。ニップ設定は1mmであり、冷却後に厚さ4mmのシートをもたらした。1週間冷却および静置した後、シートを10×8×4mm片に切断した。
得られたマスターバッチは、EPDM中でのそれらの分散挙動について試験した。この挙動は、同じ過酸化物を含有するがEPMに基づく、押出機の代わりに二本ロール機を使用して調製した2種の市販のAkzoNobelマスターバッチ:Perkadox(登録商標)BC−40MB−GRおよびPerkadox(登録商標)14−40MB−GR−Sのものと比較した。
分散挙動は、二本ロール機で、60℃で、100重量部のEPDM、70重量部のカーボンブラックN−550および70重量部のカーボンブラックN−772(両方ともex−Cabot)、70重量部のプロセス油(Catanex D 579、ex−Shell)、および10重量部のマスターバッチを混合することによって試験した。
炭素/EPDM系は黒色であり;マスターバッチは白色であった。したがって、ゴムへのマスターバッチの分散は、目視検査によって観察することができた。EPDMマトリックス内でマスターバッチが視覚的に完全な分散に達するのに必要な混合時間は、表1に列挙し、本発明によるマスターバッチが、市販のマスターバッチよりもEPDMにはるかに速く分散することを示す。
マスターバッチの架橋挙動を、表2に列挙した材料、量、および条件を使用してレオメーターで試験した。本発明によるマスターバッチを使用することによって得られた架橋密度および機械的性質は、市販のマスターバッチを使用して得られたものに匹敵することを示している。
[実施例2]
異なるコポリマーを使用することを除いて、実施例1を繰り返した:Engage(商標)HM7387 ex−Dow(エチレンと1−ブテンのPOEコポリマー)
この実施例の全てのマスターバッチは、押出機で調製した。
結果を表3に示す。
これらの実験は、充填剤、特にシリカ系充填剤が押出物を適切に得るためには必要であることを示す。
[例3(比較)]
コポリマーとしてエチレン酢酸ビニル(EVA)コポリマー(Elvax(登録商標)360A ex−DuPont)を使用することを除いて、実験Inv.4を繰り返した。混合物があまりにも不均一なままであったので、この混合物を押し出すことが不可能であることがわかった。押出可能な混合物を得るために、シリカの量は、少なくとも20wt%まで上げなければならなかった。これは、より高価な生成物をもたらすだけではなく、押出機内でより多くの摩擦および摩耗も生じる。
[例4(比較)]
二本ロール機でEVA系マスターバッチを作製する可能性を研究するために、POEの代わりにEVAを使用して実験Inv.3を繰り返すことを意図していた。
これは、しかしながら、不可能および/または危険であることがわかった。
混合物は、非常に粘着性があることがわかり、これは過酸化物が熱ロール上に非常に長い時間付着することになり、過酸化物の分解、したがって危険な状況をもたらす可能性がある。

Claims (11)

  1. 過酸化物マスターバッチであって、
    − 15〜55wt%の1種または複数の有機過酸化物、
    − 15〜45wt%の、(i)エチレンまたはプロピレンと(ii)1−ブテンおよび/または1−オクテンとの少なくとも1種のコポリマー、ならびに
    − 13〜45wt%の、それぞれ異なるBET表面積を有する少なくとも2種の充填剤タイプ、充填剤タイプ1および充填剤タイプ2:
    (i)3〜15wt%の濃度でマスターバッチ中に存在し、100m/g超のBET表面積を有する充填剤タイプ1、
    (ii)10〜30wt%の濃度でマスターバッチ中に存在し、100m/g以下のBET表面積を有する充填剤タイプ2
    を含む、過酸化物マスターバッチ。
  2. 30〜52wt%の1種または複数の過酸化物を含む、請求項1に記載の過酸化物マスターバッチ。
  3. 前記有機過酸化物が、ジクミルペルオキシド、ジ(tert−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、1,1−ジ(tert−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリ−メチルシクロヘキサン、ブチル−4,4−ジ(tert−ブチルペルオキシ)バレレート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ヘキサン、およびペルオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサン酸tert−ブチルからなる群から選択される、前記請求項のいずれか一項に記載の過酸化物マスターバッチ。
  4. 充填剤タイプ1が、150m/g超のBET表面積を有する、前記請求項のいずれか一項に記載の過酸化物マスターバッチ。
  5. 充填剤タイプ1が、カーボンブラック、シリカ、およびその組合せから選択される、前記請求項のいずれか一項に記載の過酸化物マスターバッチ。
  6. 充填剤タイプ2が、10m/g未満のBET表面積を有する、前記請求項のいずれか一項に記載の過酸化物マスターバッチ。
  7. 充填剤タイプ2が、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、粘土、およびその組合せから選択される、前記請求項のいずれか一項に記載の過酸化物マスターバッチ。
  8. 前記請求項のいずれか一項に記載の過酸化物マスターバッチを調製するための方法であって、前記1種または複数の有機過酸化物、前記コポリマーの顆粒またはペレット、および前記少なくとも2種の充填剤タイプを、押出機に加え、50〜95℃の範囲の温度で押出す、方法。
  9. エラストマーを架橋するための方法であって、請求項1〜7のいずれか一項に記載の前記過酸化物マスターバッチを、架橋すべきエラストマー中に分散させるステップを含む、方法。
  10. 前記エラストマーがEPMまたはEPDMである、請求項9に記載の方法。
  11. ポリエチレンの架橋、改質、もしくは官能化、ポリプロピレンの分解もしくは官能化、または熱可塑性加硫物の生成のための、請求項1〜7のいずれか一項に記載の前記過酸化物マスターバッチの使用。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3545021B1 (en) 2016-11-25 2020-10-28 Nouryon Chemicals International B.V. Peroxide masterbatch
PL3545020T3 (pl) 2016-11-25 2021-08-23 Nouryon Chemicals International B.V. Przedmieszka nadtlenkowa
CN112500588B (zh) * 2020-12-08 2021-07-27 南京工业大学 过氧化物原位降解聚丙烯制备高流动性炭黑母粒的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10101808A (ja) * 1996-09-27 1998-04-21 Zeon Kasei Co Ltd 有機過酸化物含有マスターバッチ及びゴム組成物
JP2001019773A (ja) * 1999-07-07 2001-01-23 Kayaku Akzo Corp 高濃度架橋剤マスターバッチ
JP2003524024A (ja) * 2000-07-03 2003-08-12 アクゾ ノーベル ナムローゼ フェンノートシャップ 高濃度架橋マスターバッチ

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4421678A (en) 1980-12-29 1983-12-20 Union Carbide Corporation Electrically conductive compositions comprising an ethylene polymer, a mineral filler and an oiled, electrically conductive carbon black
JP2889997B2 (ja) 1991-03-26 1999-05-10 化薬アクゾ株式会社 有機過酸化物含有マスターバッチ
WO1998054249A1 (en) 1997-05-27 1998-12-03 Akzo Nobel N.V. Cross-linking compositions
JP5181417B2 (ja) * 2005-11-15 2013-04-10 Nok株式会社 有機過酸化物マスターバッチ
EP2643409B1 (en) 2010-11-24 2016-06-08 ExxonMobil Chemical Patents Inc. High filler loaded polymer composition
WO2016056635A1 (ja) * 2014-10-08 2016-04-14 古河電気工業株式会社 架橋樹脂成形体及び架橋性樹脂組成物とそれらの製造方法、シランマスターバッチ、並びに、成形品
CN106140865B (zh) * 2016-07-12 2019-08-30 江苏宏亿钢管有限公司 无缝钢管的制备方法
EP3545021B1 (en) 2016-11-25 2020-10-28 Nouryon Chemicals International B.V. Peroxide masterbatch
PL3545020T3 (pl) 2016-11-25 2021-08-23 Nouryon Chemicals International B.V. Przedmieszka nadtlenkowa

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10101808A (ja) * 1996-09-27 1998-04-21 Zeon Kasei Co Ltd 有機過酸化物含有マスターバッチ及びゴム組成物
JP2001019773A (ja) * 1999-07-07 2001-01-23 Kayaku Akzo Corp 高濃度架橋剤マスターバッチ
JP2003524024A (ja) * 2000-07-03 2003-08-12 アクゾ ノーベル ナムローゼ フェンノートシャップ 高濃度架橋マスターバッチ

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