KR0174268B1 - 표면 개질된 충전제 - Google Patents

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Abstract

본원 발명은 신규의 표면 개질된 무기충전 재료에 관한 것으로, 수산화마그네슘 또는, 수산화알루미늄과 같은 무기충전재료를 액상 에틸렌-프로필렌 코폴리머 또는 액상 에틸렌-프로필렌 터폴리머로 표면처리하고, 필요에 따라 트랜스-폴리옥터나머 및(또는) 엘라스토머 및(또는) 커플링화제 및(또는) 가교결합제로 표면처리된 개질된 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자를 제공한다. 이러한 무기 충전재료는 난연 및 방염성을 발휘하여 이들을 함유하는 열가소성 폴리올레핀에 유용하다.

Description

표면 개질된 충전재
본 발명은 표면 개질된 수산화마그네슘 또는 수산화 알루미늄, 열가소성 폴리올레핀류 중에 이들의 사용 및 본 발명에 따른 표면 개질된 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄을 함유하는 난연성 열가소성 폴리올레핀에 관한 것이다.
플라스틱류에 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄을 배합하는 데 있어서 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄을 플라스틱에 배합하는 것은 여러 가지 문제를 일으킬 뿐만 아니라, 플라스틱과 상용성이 나쁘며, 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄으로 처리된 플라스틱은 요구되는 특성, 특히 내화성에 대한 특성을 만족시켜야 한다.
따라서, 플라스틱의 제반 성질, 특히 내화성에 대한 특성에 악영향을 끼치지 않고, 플라스틱에 용이하게 배합될 수 있는 난연성 충전재를 개발하기 위해 계속 연구되어 왔다.
예를 들면, 독일특허 제 26 59 933호에는 수산화마그네슘을 음이온 계면활성제, 예컨대, 고지방산의 알칼리 금속염으로 피복시키는 것이 개시되어 있다. 비교예에 의해 명백한 바와 같이, 이 방법에 의해 개질된 수산화마그네슘은 이들에 요구되는 특성을 만족시키지 못한다.
또한, 유럽특허출원 제 292 233호에는 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄과 같은 충전재를 불포화 산기를 함유하는 폴리머로 피복시켜 얻은 생성물을 올레핀/아크릴레이트 폴리머로 결합시켰다. 예를 들면 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄을 매트릭스 폴리머중에서 말레일화 폴리부타디엔으로 피복시키고 있다. 그러나, 액상 엘라스토메릭으로 알려진 폴리부타디엔 피복은 수많은 2중 결합으로 인해 UV나 오존에 영향을 받기 쉬운 결점, 즉 상응하여 처리된 충전재 또는 화합물을 함유하는 충전재의 특성이 상기 영향으로 악화되는 큰 결점을 갖고 있다. 또한 이 방법으로 개질된 충전재를 플라스틱에 혼합할 때, 사용되는 혼합기(compounding unit)의 선택은 피복에 견디는 낮은 온도로 한정되어야만 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자를 개질시켜 종래 기술의 단점을 해결하는 것이다. 이러한 목적은 본 발명에 따라 표면개질시키는 특허청구의 범위 제1항에 따른 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자에 의해 성취될 수 있다.
수산화마그네슘이란 천연 또는 합성 수산화마그네슘을 의미한다. 천연 수산화마그네슘은 해수 또는 Mg(OH)2함유 광물, 예컨대, 부루사이트(brucite)로부터 입수할 수 있다. 합성 수산화마그네슘으로서는 예컨대, Bergheim에 위치하는 Martinswerk GmbH에서 상품명 Magnifinⓡ으로 시판되는 것을 들 수 있다. 또한 수산화마그네슘에는 Microfine Minerals에서 생산하여 상품명 Ultracarbⓡ로 시판되는 것도 포함된다.
비표면적이 20㎡/g이하이고, 평균입경 d50이 2㎛이하인 수산화마그네슘을 사용하는 것이 바람직하다.
수산화알루미늄이란 천연 또는 합성 수산화알루미늄을 의미한다. 천연 수산화알루미늄은 Al(OH)2함유 광물, 예컨대, 하이드라질라이트 또는 집사이트와 같은 것으로부터 얻을 수 있다. 합성 수산화알루미늄은 Bergheim에 위치하는 Martinswerk GmbH에서 생산하는 상품명 Martifinⓡ또는 Martinalⓡ로 시판되는 것으로부터 입수할 수 있다.
수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자는 본 발명에 따라 액상 에틸렌-프로필렌 코폴리머(EPM) 또는 액상 에틸렌-프로필렌 티폴리머(EPDM)으로 표면처리 된다. 또한, 이들 폴리머류는 액상 엘라스토머란 용어로 알려져 있다. EPDM 중 적절한 터모노머로는 예컨대, 디시클로펜타디엔 또는 노르보나디엔과 같은 디엔류이다.
이들 EPM 또는 EPDM 폴리머류는 40:60 내지 60:40의 에틸렌:프로필렌 비율을 갖고 평균 분자량이 20,000이하, 바람직하기로는 1,000 내지 15,000인 것이 적합하다.
이중 결합수 측정으로 요드가는 사용되는 EPM 또는 EPDM중 1 내지 25가 적당하다.
액상 EPM 또는 EPDM 폴리머류는 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 100부당 0.1 내지 20부, 바람직하기로는 1 내지 5부를 적용하는 것이 적절하다.
수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자는 트랜스-폴리옥테나머(TOR)로 표면처리 되어도 좋다. 트랜스함량이 40 내지 90%, 바람직하기로는 60 내지 80%이고, 융점 또는 연화점이 45 내지 90℃인 TOR 폴리머를 사용하는 것이 적당하다. 전술한 트랜스-폴리옥테나머는 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 100부당 0.1 내지 50부, 바람직하기로는 0.5 내지 5부를 적용하는 것이 적절하다.
또한, 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄은 예컨대, Thermoplastische Elastomereim Aufwrtstrend [Thermoplastic Elastomers on the Increase], 2nd Specialist Congress, 10-11.10.1989, Wrzburg, Prof, Dr. Mller, South Germany Plastics Centre에 기재된 열가소성 엘라스토머(TPE)로 표면 처리되어도 좋다. 다음의 폴리머가 수산화마그네슘 또는 수산화 알루미늄 100부당 0.1 내지 50부, 바람직하기로는 0.2 내지 30부의 양으로 적용될 수 있다.
-EVA 및 이들의 코폴리머류,
-예컨대, SBS, SIS 및 SEBS와 같은 스티렌 엘라스토머류
-열가소성 PUR 엘라스토머류(TPU)
-에테르-에스테르 블록 코폴리머류(EEBC)
-폴리에테르-폴리아미드 블록 코폴리머류 (PEBA) 및
-열가소성 실리콘 고무(TPQ)
와 같은 경질 및 연질 분절을 갖는 블록 코폴리머,
-폴리올레핀으로서 폴리프로필렌이고 연질 분절로서 에틸렌-프로필렌 코폴리머(EPM) 또는 터폴리머(EPDM)와 통상 함께 사용되는 열가소성 폴리올레핀류와 같은 합금(폴리머 브랜드),
-폴리아미드(PA)
-폴리스티렌(PS) 또는
-스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머와 같은 부분 결정인 열가소성 플라스틱에 대해 무정형을 사용하는 것이 가능한 분절.
여질상이란 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 및 이들의 코폴리머 그 자체이다.
바람직한 열가소성 폴리머류는 독일 특허공개 공고 제27 43 682에 기재된 실리콘 고무 또는 15 내지 70%의 VA를 함유하는 EVA폴리머류이다.
바람직한 실시예에서 커플링제를 적용하여도 좋다. 이러한 종류의 화합물은 관능기를 함유하여 (베이스)폴리머 및 수산화마그네슘 또는, 수산화알루미늄으로 구성된 매트릭스는 계면에서 서로 가장 좋은 접촉을 이루어 거의 공유결합과 같은 결합하는 것은 확보한다.
히드록시 표면에 결합을 형성하는 적합한 화합물은 오르가노 실란류, 오르가노 티타네이트류, 오르가노 지르코(알루미)네이트류 또는 오르가노 알루미네이트류이다.
오르가노 실란류는 독일특허 제 27 43 682호 또는 Hls AG, Marl, 브로우셔에 기재된 유기관능실란류, [Anwendung Von organofunktionellen Silenen, Dynasilan ⓡ, October 1989.]가 적당하다. 바람직하기로는 비닐에톡시실란 또는 비닐트리메톡시 실란과 같은 비닐실란류, 아미노 프로필트리에톡시실란과 같은 아미노실란류, (메타아크릴로일옥시프로필)트리메톡시실란과 같은 메타아크릴 실란류이다.
오르가노 티타네이트류, 오르가노-지르코(알루미)네이트류 또는 오르가노 알루미네이트류는 Ken-react reference manual, bulletin KR-1084-2, Kenrich Petrochemicals inc.에 기술된 것이 적절하게 사용될 수 있다.
전술한 커플링화제는 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 100부당 0.01 내지 10부, 바람직하기로는 0.05 내지 5부의 양으로 사용된다.
더 바람직한 실시로는, 가교결합제(interpenetrating network formers, IPN 포머 tm)이 추가로 첨가될 수 있다. 이들은 2개의 열역학적으로 비상용성(비혼화성)폴리머 시스템을 상호 관통시켜 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자를 함유하는 화합물의 특성 프로필의 특이적 제어를 가능케 한다. 상호 관통 네트워크를 형성하기 위하여, 이러한 종류의 폴리실록산 시스템 또는 폴리실록산 코폴리머 시스템은, 예컨대, 독일 특허공개 27 48 924호에 기술된 잇점을 갖는 것이 입증되었다. 예를 들면, 폴리실록산/폴리스티렌 코폴리머, 폴리실록산/폴리카르보네이트 코폴리머, 폴리실록산/폴리아미드 이미드 코폴리머, 폴리실록산/폴리이미드 코폴리머 및(또는) 폴리실록산/폴리술폰코폴리머가 사용된다.
폴리실록산 성분은 히드록시실릴기, 비닐기, 알릴기, 아릴기 또는 메타아크릴기와 같은 반응성 관능기를 함유한다.
전술한 시스템은 폴리실록산 성분의 실라놀 관능기와 반응할 수 있는 관능기를 함유하는 실란 타잎의 가교결합제를 추가로 함유할 수 있다.
이들 가교 결합반응은 적당한 촉매, 예컨대, Sn, Zn, Fe, Tr, 또는 Zr, 성분의 카르복실레이트와 같은 적당한 촉매 또는 귀금속 촉매에 의해 촉매적으로 수행된다.
가교 결합제(IPN formers)는 충전재 100부당 0.1 내지 20부의 양으로 적용된다. 필요에 따라, 지방산류 및 이들의 유도체와 같은 가공 보조제 또는 안정화제를 첨가 할 수 있다. 표면 개질을 위하여, 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자는 적당한 믹서, 바람직하기로는 높은 전단력을 용이하게 하는 믹서 중에서 전술한 보조제로 처리될 수 있다. 이러한 첨가는 여러 온도에서 일정 간격으로 선택된 시퀸스 및 보조제에 합치하는 가공 파라미터에서 수행될 수 있다. 또한 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자를 보조제와 미리 혼합하여 믹서에 넣는 것도 가능하다.
첨가제 농도, 소위 마스터 뱃치는 높은 전단력을 갖는 믹서 중에서 전술한 방법에 따라 일정 충전재와 특정 보조재를 혼합함으로써 제조될 수 있다. 그런 다음, 소위 마스터 뱃치는 적당한 충전재의 적당량으로 소비자의 필요에 따라 기술적으로 복잡하지 않은 믹서를 사용하여 간단히 희석한 다음, 즉시 사용할 수 있는 표면 개질 충전재로 전환시킨다.
그런 다음, 이런 방법으로 개질된 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄을 열가소성 폴리올레핀을 사용하는 통상의 방법에 의해 복합물로 전환될 수 있다. 이러한 목적을 위한 적합한 혼합기로는 시중에서 구입할 수 있는 믹서, 예컨대, 싱글-또는 트윈-스크류 니이더 또는 -코-네터(Ko-Kneter)와 같은 것이다.
본 발명에 따라 표면처리된 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자는 내화성 열가소성 폴리올레핀, 예컨대, 폴리에틸렌 및 이들의 코폴리머, 폴리프로필렌 또는 EVA 및 이들의 코폴리머용으로 적합하다.
표면처리된 수산화알루미늄은 약 180℃ 이하에서 가공될 수 있는 열가소성 폴리올레핀에 통상적으로 적용될 수 있다. 폴리올레핀의 대표적인 것으로는, 예컨대, EVA 및 이들의 코폴리머, 또는 폴리에틸렌 및 이들의 공중합체를 들수 있다. 대조적으로 표면처리된 수산화마그네슘은 180℃내지 300℃에서 가공될 수 있는 열가소성 폴리머, 바람직하기로는 폴리프로필렌 중에서 고온으로 적용될 수 있다.
필요하면, 표면처리된 수산화마그네슘 및 표면처리된 수산화알루미늄의 혼합물을 내화성 열가소성 폴리올레핀에 사용할 수 있다.
미처리 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자에 비하여, 이들은 50%이상의 높은 벌크밀도를 갖는다. 아울러 처리된 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자는 자유 유동성이어서 용이하게 측정될 수 있고 분진이 없다.
특정 폴리머 메트릭스중 표면처리 물질의 양은 일반적으로 50 내지 70%의 범위이나 화합물이 기계적 특성의 손상을 최소화하기 위하여 전술한 범위의 낮은 퍼센트로 되어있는 것이 바람직하다.
수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자 함유 복합물은 추가적으로 섬유강화 물질을 함유하여도 좋다. 섬유물질로서는 예컨대, 글래스화이버, 암면, 금속화이버, 다결정 세라믹 화이버, 소위 위스커스(Wiskers)라고 하는 단결정 세라믹 화이버, 합성폴리머 유래의 모든 화이버, 예컨대, 아라미드, 카본, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리에스테르 및 폴리 에틸렌 화이버 등을 들 수 있다.
필요에 따라, 이들 복합물에 적당한 안료 및(또는) 염료를 함유시킬 수 있다.
수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄을 액상 EPM 또는 EPDM 폴리머 및 추가적으로 전술한 트랜스-폴리옥테나머(TOR)로 표면처리 함으로써, 폴리머 매트릭스의 놀라운 충격 강도 및 균형된 제반특성을 이루는 것이 가능하다.
폴리머 매트릭스의 양호한 인장강도 및 균형된 제반 양호한 특성은 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자를 액상 EPM 또는 EPDM 폴리머 및 추가적으로 커플링 화제인 비닐 실란으로 표면 처리함으로서 성취될 수 있다.
폴리머 매트릭스의 놀라운 균형된 양호한 제반 특성은 다음의 성분을 조합으로서 이루어질 수 있다.
- 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자/EPM 또는 EPDM 폴리머/TOR/커플링제인 비닐실란,
- 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자/TOR/IPN 포머
- 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자/TOR/열가소성 엘라스토머
[비교예 1]
독일 특허 26 59 933 호에 따라 표면처리된 쿄와 케미칼 인더스트리즈의 수산화마그네슘 키시마 5A 10kg을 싱글스크류 유니트중에서 평균분자량이 4.4 × 105(Vestolen PP 8400, Hls)을 갖는 폴리프로필렌 공중합체에 혼합하여 35%의 프로필렌과 65%의 개질 수산화마그네슘을 함유하도록 했다.
[비교예 2]
평균입경이 1㎛이고 평균 BET 비표면적 10㎡/g을 갖는 수산하마그네슘 마그니핀 H 10(Magnifin H 10, Martinswerk GmbH) 10kg을 강력 믹서(유동/냉각 조합믹서)중 50℃에서 유동시켰다. 터모노머로서 디시클로펜타디엔을 함유하며, 평균 분자량이 7,000인 액상 에틸렌-프로필렌 터모노머(EPDM, 상품명 : Trilene 65, Uniroyal 제) 0.1kg을 충전재에 60초에 걸쳐 균일한 속도로 첨가했다. 5분후, 최종온도가 80내지 100℃에 도달하고 개질 수산화마그네슘을 냉각 믹서에서 넣었다.
생성물을 싱글 스크류 유니트중 평균 분자량이 4.4×105인 폴리프로필렌 호모폴리머와 혼합하여 각 경우의 복합물이 35%의 폴리프로필렌과 65%의 개질 수산화마그네슘을 함유하도록 했다.
[실시예 1]
비닐실란(A 172, Union Carbide 사제)로 처리되고, 평균 입도가 1㎛이며, 평균 BET 비표면적이 10㎡/g인 수산화마그네슘(상품명 Magnifin H 10, Martinwerk GmbH 사제) 15kg을 약 50℃에 도달될 때까지 강력 믹서(유동/냉각 조합믹서)중에서 유동시켰다. 평균 분자량이 7,200인 액상 에틸렌-프로필렌 코폴리머(EPM, 상품명 : Trilene CP 80, Uniroyal제) 0.69kg 및 열가소성 엘라스토머로서 스티렌-부타디엔 엘라스토머(상품명 : Kraton G, Shell 사제) 0.3kg을 충전재에 90초에 걸쳐 균일한 속도로 첨가했다. 뱃치 온도가 100℃에 도달할때 혼합물을 냉각믹서에 넣었다.
이와 같은 방법으로 개질된 충전재는 50%이상의 벌크밀도를 가지며, 분진이 없고, 용이하게 정량화하는 특징을 갖는다.
생성물을 평균분자량이 4.4×105의 폴리프로펠렌 호모폴리머(상품명 Vastolen PP 8400, Hㅣs 사제)와 싱글 스크류 유니트중에서 혼합하여 각각의 복합물이 35% 폴리프로필렌과 65%의 개질 수산화마그네슘을 함유하였다.
[실시예 2]
평균입경이 1㎛이고 평균 BET 비표면적이 10㎡/g인 수산화마그네슘 (상품명 : Magnifin H 10, Martinswerk GmbH 제) 15kg을 강력 믹서(유동/냉각 조합믹서)에 넣고, 55%의 수산화마그네슘을 함유하는 마스터 뱃치형태로 비교예 2에서 제조한 표면처리 수산화마그네슘 1.4g을 정지믹서에 가하였다. 이 뱃치를 5분 동안 유동시킨 후, 믹서의 온도가 약 80내지 약 100℃에 도달하였다.
생성물을 냉각믹서에 넣고 커플링화제로서 비닐트리에톡시실란 0.15kg을 즉시 첨가 하였다. 35℃까지 냉각되는 동안 비닐트리에톡시실란을 균일하게 혼합하였다.
이와 같은 방법으로 개질된 충전재는 30%이상의 벌크밀도를 가지며, 유동성이 커서 미터링이 용이하고 분진이 없는 특성을 갖는다.
생성물을 평균 분자량 4.4 ×105인 폴리프로필렌 호모폴리머(상품명 : Vestolen PP 8400, Hls 사제)와 싱글스크류 유니트중에서 혼합하여 각 경우의 복합물이 35%의 폴리프로 필렌과 65%의 개질 수산화마그네슘을 함유하였다.
[실시예 3]
평균 입경이 1㎛이고 평균 BET 비표면적이 약 10㎡/g인 수산화마그네슘(상품명 : Magnifin H 10, Martinswerk GmbH제) 10kg을 비닐실란(A 172, Union Carbide 제) 200g(2.0중량%) 및 터모노머로서 평균 분자량이 7,000을 갖는 디시클로펜타디엔(DCPD)을 함유하는 액상 EPDM(상품명 : Trilene 65, Uniroyal 사제) 300g(3.0중량%)를 강력 믹서(유동/냉각 조합믹서)중 최종온도가 50내지 70℃에서 총 10분에 걸쳐 혼합하였다.
생성물을 평균 분자량이 4.4×105인 폴리프로필렌(상품명 : Vestolen PP 8400, Hls 사제)와 싱글스크류 유니트중에서 혼합하여 각 경우의 복합물이 35%의 폴리프로필렌과 65%의 개질 수산화마그네슘을 함유했다.
[실시예 4]
평균 입경이 약 1㎛이고, 평균 BET 비표면적이 약 100㎡/g인 수산화마그네슘(상품명 : Magnifin H 10, Martinswerk GmbH 제) 10kg을 터모노머로서 디시클로펜타디엔을 함유하고 평균분자량이 7,000인 액상 EPDM(상품명 : Trilene 65 Uniroyal 사제) 460g(4.6중량%)과 트랜스 함량이 80%이며, 55내지 70℃의 연화범위를 갖는 트랜스 폴리옥테나머(TOR)(Vestenamer 8012, Hls 사제) 310g(3.1중량%)을 강력 믹서(유동/냉각 조합믹서)중에서 최종온도 50 내지 70℃에서 총 10분 동안 혼합했다.
생성물을 평균 분자량이 4.4×105인 폴리프로필렌 호모폴리머와 싱글 스크류 유니트중에서 혼합하여, 각 경우의 복합물이 35% 폴리프로필렌과 65%의 개질 수산화마그네슘을 함유하였다.
[실시예 5]
평균 입경이 약 1㎛이며, 평균 비표면적이 약 10㎡/g인 수산화마그네슘 (상품명 : Magnifin H 10, Martinswerk GmbH 제) 10kg과 터모노머로서 디시클로펜타디엔을 함유하고 평균 분자량이 7,000인 액상 EPDM(상품명 : Trilene 65, Uniroyal 사제) 300g(3.0중량%), 에틸렌-비닐아세테이트(상품명 : Escorene Ultra UL 04028)200g (2.0 중량%), 지르코늄 라우레이트 100g(1.0중량%) 및 열가소성 엘라스토머로서 가교결합 폴리에틸렌(상품명 : Vistaflex, EXXON사제) 200g(2.0중량%)를 강력 믹서(용융/냉각조합믹서)중에서 최종온도가 50 내지 70℃에서 10분 동안 혼합하였다.
생성물을 평균분자량이 4.4×105인 폴리프로필렌 호모폴리머(상품명 : Vestolen PP 8400, Hls 사제)와 싱글 스크류 유니트중에서 혼합하여 각 경우의 복합물이 35%의 폴리프로필렌과 65%의 개질 수산화마그네슘을 함유했다.
[실시예 6]
평균 입경이 약 1㎛이며, 평균 BET비표면적이 10㎡/g인 수산화마그네슘 (상품명 : Magnifin H 10, Martinswerk GmbH 제) 10kg을 터폴리머로서 디시클로펜타디엔을 함유하며, 평균분자량이 7,000인 액상 EPDM (상품명 : Trilene 65, Uniroyal 사제) 30g(3.0중량%), 열가소성 엘라스토머로서 에틸렌-비닐아세테이트(상품명 : Escorene Ultra UL 04028, EXXON사제) 200g(2.0중량%)및 라우릴산 100g(1.0중량%)를 강력 믹서(유동/냉각조합믹서)중에서 최종온도 50 내지 70℃에서 총 10분 동안 혼합했다.
생성물을 평균분자량 4.4×105인 폴리프로필렌 호모폴리머(상품명 : Vestolen PP 8400, Hls 사제)와 싱글 스크류 유니트중에서 혼합하여 각 경우의 복합물이 35%의 폴리프로필렌과 65%의 개질 수산화마그네슘을 함유했다.
[실시예 7]
평균 입경이 약 1㎛이고, 평균 비표면적이 약 10㎡/g인 수산화마그네슘(상품명 : Magnifin H 10, Martinswerk GmbH 제) 10kg을 4급 지르코네이트(상품명 : NZ 38J. Kenrich 사제) 50g(0.5중량%), 터모노머로서 디시클로펜타디엔(DCPD)를 함유하며, 평균분자량이 7,000인 액상 EPDM(상품명 : 65, Uniroyal 사제) 300g(3.0중량%), PEBA(상품명 : Pebax, Atochem 제) 200g (2.0중량%)를 강력 믹서(유동/냉각 조합믹서)중에서 최종온도 50 내지 70℃에서 총 10분 동안 혼합했다.
생성물을 평균분자량이 4.4×105(상품명 : Vestolen PP 8400, Hls)를 갖는 폴리프로필렌 호모폴리머와 싱글 스크류 유니트중에서 혼합하여 각 경우의 복합물이 35%의 폴리프로필렌과 65%의 개질 수산화마그네슘을 함유했다.
[실시예 8]
평균 입경이 약 1㎛이고, 평균 BET비표면적이 약 10㎡/g인 수산화마그네슘 (상품명 : Magnifin H 10, Martinswerk 제) 10kg을 오르가노폴리실록산 (상품명 SFR 100, General Electric Silicones 사제) 100g(2.0중량%), 터모노머로서 디시클로펜타디엔(DCPD)을 함유하며, 평균 분자량이 7,000인 액상 EPDM(상품명 : Trilene 65, Unrioyal 사제) 300g(3.0중량%) 및 아미노실란(상품명 : A 1100, Union Carbide 사제) 200g(2중량%)를 강력 믹서(유동/냉각 조합믹서)중에서 최종온도 50 내지 70℃에서 총 10분 동안 혼합했다.
생성물을 평균분자량 4.4×105인 폴리프로필렌 호모폴리머(상품명 : Vestolen PP 8400, Hls 사제)와 싱글 스크류 유니트중에서 혼합하여 복합물이 35%의 폴리프로필렌과 65%의 개질 수산화마그네슘을 함유했다.
화합물 번호/실시예
[실시예 9](울트라카르브)
평균 BET 비표면적이 약15㎡/g인 수산화마그네슘 카르보네이트(등록 상품명 : Ultracarb U5, Microfine Mineral 사제) 10kg을 비닐실란(상품명 : A 172, Union Carbide 사제) 200g(2.0 중량%)와 평균 분자량이 7,200인 액상 EPM(상품명 : Trilene CP80, Uniroyal 사제) 300g(3.0중량%)를 강력 믹서(유동/냉각 조합믹서)중에서 최종온도 50 내지 70℃에서 총 10분 동안 혼합했다.
생성물을 평균 분자량 4.4×10 의 폴리프로필렌 호모폴리머(상품명 : Vestolen PP 8400, Hls 사제)와 싱글 스크류 유니트에서 혼합하여 복합물이 35%의 폴리프로필렌과 65%의 개질 수산화 탄산마그네슘을 함유했다.
[비교예]
평균 입경이 0.9∼1.3㎛이며, BET 비표면적이 6∼8㎡/g인 수산화알루미늄 (상품명 : Martinal OL 107, Martinswerk GmbH 제) 10kg을 강력 믹서(유동/냉각 조합믹서) 중 50℃에서 유동시켰다. 터모노머로서 디시클로펜타디엔을 함유하며, 평균분자량이 7,000인 액상 에틸렌-프로필렌터폴리머(EPDM, 상품명 : Trilene 65, Uniroyal 사제) 0.1kg을 교반 충전재에 60초에 걸쳐 균일하게 첨가했다. 5분후, 최종온도가 80내지 100℃에 도달하고, 개질 수산화마그네슘을 냉각믹서에 옮겼다.
생성물을 EVA 폴리머(상품명 : Escorene Ultra UL 02020, EXXON 사제)_와 싱글 스크류 유니트에서 혼합하여 복합물이 35% EVA 폴리머와 65%의 개질 수산화알루미늄을 함유했다.
[실시예 10]
비닐실란(상품명 A 172, Union Carbide 사제) 0.15kg으로 처리되고 평균 입경이 0.9∼1.3㎛이며, 평균 BET 비표면적이 6∼8㎡/g인 수산화알루미늄 (상품명 : Martinal OL 107, Martinswerk GmbH 제) 15kg을 강력 믹서(유동/냉각 조합믹서) 중에서 유동시켜 약 50℃에 도달할 때까지 계속했다. 평균 분자량이 7,200인 액상 에틸렌-프로필렌 공중합체 (EPM, 상품명 : Trilene CP 80, Uniroyal 사제) 0.69kg과 열가소성 엘라스토머로서 스티렌/부타디엔 엘라스토머(상품명 : Kraton G, shell 사제) 0.3kg을 충전재에 90초에 걸쳐 균일한 속도로 가했다. 뱃치온도가 100℃에 도달할 때 이 혼합물을 냉각믹서로 옮겼다.
이 방법으로 개질된 충전재는 50%이상의 벌크밀도를 가지며, 분진이 없고 미터링하기 용이한 특성을 가졌다.
생성물을 EVA 폴리머(상품명 : Escorene Ultra UL 02020, EXXON 사제)와 싱글 스크류 유니트에서 혼합하여 복합물이 35%의 EVA폴리머와 65%의 개질 수산화알루미늄을 함유했다.
[실시예 11]
평균 입경이 0.9∼1.3㎛이며, 평균 BET 비표면적이 6∼8㎡/g인 수산화알루미늄 (상품명 : Martinal OL 107, Martinswerk 사제) 15kg을 강력 믹서(유동/냉각 조합믹서)에 넣고, Al(OH)55%함유하는 마스터 뱃치의 형태로 비교예 2에서 제조한 표면처리된 수산화마그네슘 1.4kg을 정지 믹서에 넣었다. 뱃치가 5분 동안 유동했을 때, 믹서온도는 약 80내지 100℃이었다.
생성물을 냉각믹서로 옮기고 커플링제로서 비닐트리에 톡시실란 0.15kg을 즉시 가했다. 35℃까지 냉각되는 동안, 비닐트리에톡시실란은 균일하게 결합되었다.
이 방법으로 개질된 충전재는 30%의 벌크밀도를 가지며, 높은 유동성으로 인하여 미터링이 용이하고 분진이 없는 특징을 갖는다.
생성물을 EVA 폴리머와 싱글스크류유니트중에서 혼합하여 각 경우의 복합물이 35% EVA 폴리머 및 65% 개질 수산화알루미늄을 함유했다.
평균 입경이 약 0.9∼1.3㎛이며, 평균 BET 비표면적이 약 6∼8㎡/g인 수산화알루미늄(상품명 : Martinal OL 107, Martinswek GmbH 사제) 10kg을 비닐실란(A 172, Union Carbide 사제) 200g(2.0중량%), 터모노머로서 디시클로펜타디엔(DCPD)를 함유하는 액상 EPDM(상품명 : Trilene 65, Uniroyal 사제) 300g(3.0 중량%)를 강력 믹서(유동/냉각 조합믹서)중 최종온도 50 내지 70℃에서 총 10분 동안 혼합했다.
생성물을 EVA 폴리머(상품명 : Escorene Ultra UL 02020, EXXON 사제)와 싱글 스크류중에서 혼합하여, 각 경우 복합물이 35%의 EVA폴리머와 65%의 개질 수산화알루미늄을 함유했다.
[실시예 13]
평균 입경이 0.9∼1.3㎛이며, 평균 BET 비표면적이 약 6∼8㎡/g인 수산화알루미늄(상품명 : Martinal OL 107, Martinswek GmbH 사제) 10kg을 터모노머로서 디시클로펜타디엔을 함유하면 평균 분자량이 7,000인 액상 EPDM(상품명 : Trilene 65, Uniroyal 사제) 460g(4.6 중량%), 트랜스함량이 80%이며, 55 내지 70℃의 연화 트랜스-폴리옥테나머(TOR, 상품명 Vastenamer 8012, Hls 사제) 310g(3.1 중량%)을 강력 믹서(유동/냉각 조합믹서)중에서 최종온도 50 내지 70℃에서 총 10분간 혼합했다.
생성물을 EVA 폴리머(상품명 : Escorene Ultra UL 02020, EXXON 사제)와 싱글 스크류 유니트중에서 혼합하여 각경우 복합물이 35%의 EVA폴리머와 65%의 개질 수산화알루미늄을 함유했다.
[실시예 14]
평균 입경이 0.9∼1.3㎛이며, 평균 BET 비표면적이 약 6∼8㎡/g인 수산화알루미늄(상품명 : Martinal OL 107, Martinswek GmbH 사제) 10kg을 터모노머로서 디시클로펜타디엔을 함유하며, 평균 분자량이 7,000인 액상 EPDM(상품명 : Trilene 65, Uniroyal 사제) 3000g(3.0 중량%),에틸렌-비닐아세테이트(상품명 : Escorene Ultra UL 04028, EXXON 사제) 200g(2.0중량%), 라우릴산지르코늄 100g(1.0중량%)및 열가소성 엘라스토머로서 가교결합 폴리에틸렌 (상품명 : Vistaflex, EXXON 사제) 200g(2.0중량%)를 강력 믹서(유동/냉각 조합믹서)중 최종 온도 50∼70℃에서 10분간 혼합했다.
생성물을 EVA 폴리머(상품명 : Escorene Ultra UL 02020, EXXON 사제)와 싱글 스크류 유니트중에서 혼합하여 각 경우 복합물이 35%의 EVA폴리머와 65%의 개질 수산화알루미늄을 함유했다.
[실시예 15]
평균 입경이 0.9∼1.3㎛이며, 평균 BET 비표면적이 6∼8㎡/g인 수산화알루미늄(상품명 : Martinal OL 107, Martinswek GmbH 사제) 10kg을 터모노머로서 디시클로펜타디엔을 함유하며, 평균 분자량이 7,000인 액상 EPDM(상품명 : Trilene 65, Uniroyal 사제) 300g(3.0 중량%), 열가소성 엘라스토머로서 에틸렌/비닐아세테이트 (상품명 : Escorene Ultra UL 04028, EXXON 사제) 200g(2.0중량%) 및 라우릴산 100g(1.0중량%)를 강력 믹서(유동/냉각 조합믹서)중 최종온도 50 내지 70℃에서 10분간 혼합했다.
생성물을 EVA 폴리머(상품명 : Escorene Ultra UL 02020, EXXON 사제)와 싱글 스크류 유니트에서 혼합하여 각 경우 복합물이 35%의 EVA폴리머와 65%의 개질 수산화알루미늄을 함유했다.
[실시예 16]
평균 입경이 0.9∼1.3㎛이며, 평균 BET 비표면적이 약 6∼8㎡/g인 수산화알루미늄(상품명 : Martinal OL 107, Martinswek GmbH 사제)을 4급 지르코네이트(상품명 : NZ 38J, Kenrich 사제) 50g(0.5중량%), 터모노머로서 디시클로펜타디엔(DCPD)를 함유하며, 평균분자량이 7,000인 액상 EPDM(상품명 : Trilene 65, Uniroyal) 및 PEBA(상품명 : Pebax, Atochem 사제) 200g(2중량%)를 강력 믹서(유동/냉각 조합믹서) 중 최종농도 50 내지 70℃에서 총 10분간 혼합했다.
생성물을 EVA 폴리머(상품명 : Escorene Ultra UL 02020, EXXON 사제)과 싱글 스크류 유니트중에서 혼합하여 각 경우 복합물이 35%의 EVA폴리머와 65%의 개질 수산화알루미늄을 함유했다.
[실시예 17]
평균 입경이 0.9∼1.3㎛이며, 평균 BET 비표면적이 약 6∼8㎡/g인 수산화알루미늄(상품명 : Martinal OL 107, Martinswek GmbH 사제) 10kg을 오르가노 폴리실록산(상품명 ; SFR 100, General Electric Silicones 사제) 100g(1.0중량%), 터모노머로서 디시클로펜타디엔(DCPD)를 함유하며 평균분자량이 7,000인 액상 EPDM(상품명 : Trilene 65, Uniroyal 사제) 300g(3중량%) 및 아미노실란(상품명 : A 1100, Ynion Carbide 사제) 200g(2중량%)을 강력 믹서 (유동/냉각 조합믹서)중 최종온도 50 내지 70℃에서 총 10분 동안 혼합했다.
생성물을 EVA 폴리머(상품명 : Escorene Ultra UL 02020, EXXON 사제)와 싱글 스크류 유니트중에서 혼합하여 각경우의 복합물이 35%의 EVA폴리머 및 65%의 개질 수산화나트륨을 함유했다.
[실시예 18]
실시예 11과 유사하게 수행하여 얻은 생성물의 물 성을 표 4에 나타냈다.
[실시예 19]
실시예 12과 유사하게 수행하여 얻은 생성물의 물 성을 표 4에 나타냈다.
[실시예 20]
실시예 17과 유사하게 수행하여 얻은 생성물의 물 성을 표 4에 나타냈다.
[실시예 21]
실시예 14과 유사하게 수행하여 얻은 생성물의 물 성을 표 4에 나타냈다.
[실시예 22]
실시예 13과 유사하게 수행하여 얻은 생성물의 물 성을 표 4에 나타냈다.

Claims (11)

  1. 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자를 표면처리하기 위하여, 액상 에틸렌-프로필렌 코폴리머(EPM) 및 (또는) 평균분자량이 20,000이하인 액상 에틸렌-프로필렌 터폴리머(EPDM) 및 트랜스-폴리옥테나머(TOR) 및 (또는) 에틸렌-비닐아세테이트 코폴리머, 스티렌 엘라스토머, 열가소성 PUR 엘라스토머, 에테르-에스테르블록 코폴리머, 폴리 에테르-폴리아미드 블록 코폴리머, 열가소성 실리콘 고무 또는 열가소성 폴리올레핀에서 선택된 열가소성 엘라스토머 및(또는) 실란, 티타네이트, 알루미네이트, 지르코네이트 또는 지르코알루미네이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종이상인 커플링화제 및 (또는) 오르가노폴리실록산 또는 오르가노폴리실록산 코폴리머에서 선택된 가교결합제로 표면처리된 것이 특징인 표면 개질된 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자.
  2. 제1항에 있어서, 액상 EPM 또는 EPDM 폴리머를 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 100부당 0.1 내지 20부의 양으로 적용한 것이 특징인 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자.
  3. 제1항의 어는 하나에 있어서, 트랜스-폴리옥테나머(TOR)이 트랜스 함량이 40 내지 90%인 것을 사용된 것이 특징인 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자.
  4. 제1항에 있어서, 트랜스-폴리옥테나머가 수산화마그네슘 또는 수산화 알루미늄 100부당 0.1 내지 50부의 양으로 사용된 것이 특징인 수산화마그네슘 또는 수산화 알루미늄 입자.
  5. 제1항에 있어서, 열가소성 엘라스토머가 수산화마그네슘 또는 수산화 알루미늄 100부당 0.1 내지 50부로 사용된 것이 특징인 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자.
  6. 제1항에 있어서, 커플링 화제가 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 100부당 0.01 내지 10부의 양으로 사용된 것이 특징인 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자.
  7. 제1항에 있어서, 가교결합제가 수산화알루미늄 또는 수산화마그네슘 100부당 0.1 내지 20부의 양으로 적용된 것이 특징인 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄입자.
  8. 제1항 기재의 표면개질 수산화마그네슘 및(또는) 수산화알루미늄을 함유하는 난연성 열가소성 폴리올레핀 알루미늄 입자.
  9. 제1항에 있어서, 열가소성 엘라스토머가 수산화마그네슘 또는 수산화 알루미늄 100부당 0.1 내지 50부로 사용된 것이 특징인 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄 입자.
  10. 제1항에 있어서, 가교결합제가 수산화알루미늄 또는 수산화마그네슘 100부당 0.1 내지 20부의 양으로 적용된 것이 특징인 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄입자.
  11. 제1항 기재의 표면개질 수산화마그네슘 및(도는) 수산화알루미늄을 함유하는 난연성 열가소성 폴리올레핀.
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