KR100365464B1 - 유니버셜마스터배치 - Google Patents

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KR100365464B1
KR100365464B1 KR1019970701270A KR19970701270A KR100365464B1 KR 100365464 B1 KR100365464 B1 KR 100365464B1 KR 1019970701270 A KR1019970701270 A KR 1019970701270A KR 19970701270 A KR19970701270 A KR 19970701270A KR 100365464 B1 KR100365464 B1 KR 100365464B1
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Abstract

중합체에 첨가되는 충전제 및 특히 안료를 위한 본 발명의 유니버셜 마스터배치 조성물은 하나 이상의 충전제 85 중량% 이하, 하나 이상의 점도 개량제 25 중량% 이하 및 스티렌 부타디엔 블럭 공중합체 나머지 양을 함유한다. 조성물은 또한 하나 이상의 가공 보조제 5 중량% 이하 및 하나 이상의 산화 방지제 2 중량% 이하를 함유한다.

Description

유니버셜 마스터배치 {Universal Masterbatch}
발명의 분야
본 발명은 플라스틱 조성물 마스터배치 수지와 기재 중합체의 혼합물로 제조되는, 넓은 범위의 기재 중합체와 상용성인 안료 함유 마스터배치 수지 조성물에 관한 것이다.
배경
"마스터배치(masterbatch)"란 용어는 일반적으로 하나 이상의 첨가제를 함유하는 캐리어 수지를 내포하는데 사용된다. 가장 통상적인 첨가제는 최종 중합체 계에 색을 부여하는 안료이다. 마스터배치는 일반적으로 기재 중합체에 첨가되고, 기재 중합체와 혼합되어 안료를 목적하는 양으로 첨가하게 된다. 기재 중합체에 혼합되는 마스터배치의 양은 기재 중합체에 의도하는 착색화에 따라 변화한다. 전형적으로, 0.5 내지 30 중량%의 마스터배치가 기재 중합체에 첨가된다. "유니버셜(universal) 마스터배치"란 용어는 각종 기재 중합체에 적용하여 사용할 수 있는 마스터배치를 언급하는데 이용된다.
본 발명의 목적상, 기재 중합체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 단일 중합체 및 공중합체, ABS(부타디엔 스티렌과 아크릴로니트릴 중합체와의 터폴리머), PA(폴리아미드), PC(폴리카르보네이트), PUR(폴리우레탄), PBT(폴리부틸렌 테레프탈레이트), PET를 포함하는 열가소성 중합체 및 상기 중합체를 하나 이상 함유하는 열가소성 알로이(thermoplastic alloys)를 의미한다.
일반적으로 알려진 유니버셜 마스터배치 조성물은 캐리어 수지로서 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA)를 이용한다. 이러한 캐리어 수지는 극성 비닐 아세테이트 단량체로 인하여 상용성을 갖지만, 약 230 ℃ 이상의 온도에서는 상기 단량체가 열 분해되어 산성 휘발물이 생성된다. 그러므로, 캐리어 수지로서 EVA를 사용하는 마스터배치 조성물은 가공하는 동안 230 ℃ 초과의 온도에 노출되는 열가소성 중합체에 사용하기에는 일반적으로 적합하지 않다. 산성 잔류물 및 폴리아미드 또는 폴리카르보네이트와 같은 특정 열가소성 물질 사이에 추가의 화학 반응이 일어나 기계적 특성이 붕괴될 수 있다.
안료를 포함하는 충전제가 마스터배치 조성물에 첨가되어 마스터배치가 혼입되는 열가소성 중합체에 바람직한 특성을 부여할 것이다. 마스터배치 조성물에 전형적인 충전제 및 안료로는 카본 블랙, 이산화티탄, 탄산칼슘, 활석, 리토폰, 실리카, 산화철 및 유기 안료가 있다. 자외선 안정화제, 산화 방지제, 슬립 안정화제, 윤활제, 광학 광택제, 안개 방지제(antifog) 및 정전기 방지제와 같은 다른 첨가제를 마스터배치 복합체에 혼입할 수 있다. 카본 블랙은 마스터배치 및 마스터배치가 혼입되는 열가소성 중합체에 바람직한 특성을 부여하는 것 이외에, 흑색 안료로서도 이용되어 왔다. 유사하게, 이산화티탄은 마스터배치 조성물에서 백색 안료로서 이용되고 있다.
열가소성 중합체는 안료가 첨가될 경우 기계적 성능이 어느 정도 감소하게 된다. 이것만으로 제한되는 것은 아니지만, 본 발명자들은 안료의 비균질 분산액이 성능 감소에 기여한다고 여긴다. 분산성을 개선시키기 위하여 열가소성 물질의 점도를 개량하는 몇몇 시도가 있었는데, 상승된 적하량에서도 안료를 균질하게 분산시키고; 넓은 범위의 열가소성 중합체와 상용성이 있고; 열가소성 물질의 기계적 특성을 유지 또는 개선시키는 마스터배치는 당해 기술분야에 있어서 상당한 개량일 것이다.
본 발명의 목적은 캐리어 수지로서 EVA를 사용하는 마스터배치와 관련된 한계점을 극복하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이용되는 안료 함유 열가소성 기재 중합체의 기계적 충격 특성을 유지하거나 또는 개선시키는 것이다.
발명의 요약
따라서,본 발명자들은 하나 이상의 충전제 85 중량% 이하, 하나 이상의 점도 개량제 25 중량% 이하, 및 캐리어 수지로서의 스티렌 부타디엔 스티렌 블럭 공중합체(SBS)를 나머지 양으로 함유하는 마스터배치 조성물을 발견하였다. 스티렌 부타디엔 스티렌 블럭 선형 또는 스타(star) 공중합체는 260 ℃와 같은 고온에서 안정하기 때문에, 캐리어 수지로서의 상기 공중합체는 유니버셜 마스터배치에서 EVA 캐리어 수지에 비해 뛰어난 잇점을 나타낸다.
스티렌 부타디엔 스티렌(SBS)은 마스터배치 조성물 내에서 캐리어 수지의 기계적 성능을 개선시키기 위한 충격 개량제로서 사용되어 왔다. 일반적으로, SBS가 마스터배치 내에서 다량의 충전제와 함께 이용되는 경우, 마스터배치의 점도는 허용가능하지 않게 높게 된다. 본 발명의 마스터배치 조성물은 이러한 문제점을 극복한다.
별법 실시태양에서, 본 발명의 마스터배치 조성물은 추가로 바람직하게는 금속 또는 유기 스테아레이트, 스테아르산 또는 플루오로엘라스토머인 하나 이상의 가공 보조제를 5 중량% 이하로 함유할 수 있다. 또다른 실시태양에서, 본 발명의 마스터배치 조성물은 하나 이상의 산화 방지제를 2 중량% 이하로 더 함유할 수 있다.
본 발명의 마스터배치 조성물은 수지 조성물의 제조에 대해 당업자에게 잘 알려진 방법으로 제조할 수 있다. 전형적으로, 마스터배치의 성분들은 압출기, 혼련기 또는 밴버리(Banbury) 혼합기와 같은 종래 회분식 또는 연속식 혼합 장치 내에서, SBS의 연화점 이상에서 SBS 캐리어 수지와 혼합한다.
본 발명의 최종 플라스틱 조성물은 본 발명의 마스터배치를 0.5 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 내지 15 중량% 함유하며, 나머지 양은 열가소성 수지이다. 마스터배치 조성물은 하나 이상의 충전제 85 중량% 이하; 용융 지수가 50 이상인 에틸렌 비스 스테아르아미드, 폴리부틸렌 또는 고온 용융 아크릴계 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 점도 개량제 25 중량% 이하로 이루어지며; 바람직하게는 스티렌 부타디엔 스티렌 블럭 선형 또는 스타 공중합체 나머지 양으로 마스터배치가 전체 100 중량%가 되게 한다.
상기 기재한 바와 같이, 플라스틱 조성물에 사용되는 마스터배치 조성물은 추가로 바람직하게는 금속 또는 유기 스테아레이트 또는 플루오로엘라스토머인 하나 이상의 가공 보조제를 5 중량% 이하로 함유할 수 있다. 플라스틱 조성물에 사용되는 마스터배치 조성물은 하나 이상의 산화 방지제를 2 중량% 이하로 더 함유할 수 있다.
본 발명의 열가소성 조성물은 사출 성형을 위한 종래 열가소성 가공 방법에 의해, 예를 들면 마스터배치를 압출기, 혼련기 또는 혼합기와 같은 종래 가공 장치 내에서 또는 사출 성형 설비 내에서 플라스틱의 연화점 이상의 온도에서 플라스틱에 혼입시킴으로써 제조할 수 있다.
본 발명의 마스터배치의 잇점은 마스터배치가 광범위한 열가소성 물질과 상용성이 있고, 플라스틱으로 쉽게 혼입될 수 있다는 것이다.
본 발명의 다른 잇점은 마스터배치가 일반적으로 마스터배치가 혼입된 열가소성 물질의 내충격성 및 인열 강도를 유지하고 종종 개선시킨다는 것이다.
본 발명의 마스터배치의 또다른 잇점은 마스터배치가 일반적으로 캐리어 중합체로서 EVA를 갖는 마스터배치에 이용되는 온도보다 높은 온도에서 안정하다는 것이다.
본 발명의 또다른 잇점은 마스터배치의 극성이 작기 때문에 흡습성이 낮다는 것이다.
본 발명의 보다 상세한 내용 및 잇점은 다음의 설명 및 실시예에 의해 명백해질 것이다.
본 발명은 캐리어 수지가 스티렌 부타디엔 스티렌(SBS) 블럭 또는 스타 공중합체인 마스터배치 조성물을 개시한다. 바람직하게는, SBS는 스티렌을 20 중량%이상 함유하고, 나머지 양은 가공 및 혼합을 용이하게 하기 위한 폴리부타디엔이다. 본 발명에 사용하기에 적합하게 상승된 양으로 스티렌을 함유하는 SBS 공중합체는 각종 공급원으로부터 시중에서 구입할 수 있다. 적합한 SBS 공중합체의 예로는 폴리부타디엔 함량이 약 26%인 스타형 SBS 공중합체인 바스프 스티롤럭스(Styrolux) 684D[미국 뉴저지주 파시퍼니에 소재하는 바스프 코포레이션(BASF Corporation) 제품); 폴리부타디엔 함량이 약 30%인 스타형 SBS 공중합체인 필립스 KK 38[미국 텍사스주 휴스턴에 소재하는 필립스(Phillips) 66 제품]; 폴리부타디엔 함량이 약 27%인 선형 블럭 SBS 공중합체인 피나클리어(Finaclear) 520[미국 텍사스주 달라스 소재의 피나 오일 앤드 케미컬(Fina Oil & Chemical) 제품]이 있다.
당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 본 발명의 유니버셜 마스터배치 조성물의 안료 성분은 색을 제공하는데 이용된다. 수지 및 열가소성 물질에 색을 부여하기에 적합한 안료는 일반적으로 당업계에 알려져 있고, 흑색 안료로서는 카본 블랙을, 백색 안료로서는 이산화티탄을 지정하고 있다. 본 발명에 사용하기에 적합한 다른 백색 안료로는 산화아연, 황화아연, 납 화이트, 리토폰 및 안티몬 화이트가 있지만, 여기에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에 사용하기에 적합한 추가 흑색 안료로는 산화철 블랙, 망간 블랙, 코발트 블랙 및 안티몬 블랙이 있지만, 여기에 제한되는 것은 아니다. 산화크롬 그린, 울트라마린 블루와 같은 무기 착색 안료, 또는 아조 안료 및 프탈로시아닌과 같은 유기 착색 안료가 본 발명의 마스터배치에 사용되어 특정 색상을 달성할 수 있다. 당업자에 의해 인식되는 바와 같이, 하나이상의 안료를 사용하는 것이 유리할 수 있다. 본 발명에서 안료의 양은 마스터배치의 85 중량% 이하로 사용할 수 있음이 고려되며, 이용되는 실제 양은 플라스틱 조성물의 색 특성 및 선택되는 기재 열가소성 물질에 의존할 것이다.
본 발명의 마스터배치 조성물에는 하나 이상의 점도 개량제를 25 중량% 이하로 사용하므로 캐리어 수지에 안료 또는 다른 첨가제를 첨가하여 상승된 점도를 감소시킬 수 있다. 점도 개량제는 또한 목적하는 기재 열가소성 물질에 대한 마스터배치의 용해도를 일반적으로 증가시키는 기능을 할 것이다. 본 발명의 마스터배치에 사용하기에 적합한 점도 개량제의 예로는 에틸렌 비스 스테아르아미드(EBS), 폴리부틸렌(PB), 및 EBA와 EEA(에틸렌 에틸 아크릴레이트)와 같은 고온 용융 아크릴계 공중합체, EMA 및 터폴리머가 있지만, 여기에 한정되는 것은 아니다.
별법 실시태양에서, 본 발명의 유니버셜 마스터배치 조성물에 하나 이상의 충전제를 약 0 내지 70 중량%의 양으로 사용하여 마스터배치 및(또는) 열가소성 물질 또는 마스터배치가 혼입되는 물질에 바람직한 특성을 보강 및(또는) 부여한다. 본 발명의 마스터배치에 사용되는 다른 충전제로는 실리카, 활석, 흑연, 석면, 유리 섬유, 올라스토나이트, 백운석, 규산칼슘, 탄산칼슘, 유리 구체, 분말화 수정, 질화규소, 질화붕소, 탄소 섬유 등 및 이들 충전제의 혼합물이 있지만, 여기에 한정되는 것은 아니다.
당업자에 의해 인식되는 바와 같이, 마스터배치를 제조하는 동안에 때때로 마스터배치를 제조하는데 이용되는 용기의 벽으로부터 마스터배치를 꺼내는 것이 어려울 것이다. 유사하게, 열가소성 물질을 가공하는 동안에 플라스틱이 가공 설비에 부착될 수 있다. 이러한 부착은 특히 사출 성형 방법에 열가소성 물질을 사용할 경우 문제가 된다. 이러한 문제 및 다른 문제를 극복하기 위하여, 본 발명의 마스터배치에는 하나 이상의 가공 보조제가 5 중량% 이하 혼입될 수 있다. 바람직한 가공 보조제로는 아연 스테아레이트, 칼슘 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트 등과 같은 금속성 스테아레이트, 스테아르산, 글리세롤 모노 스테아레이트(GMS)와 같은, 스테아르산과 알코올 또는 아민의 반응으로부터 유도되는 유기 스테아레이트 및 플루오로엘라스토머가 있지만, 여기에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 마스터배치는 추가로 하나 이상의 산화 방지제를 2 중량% 이하의 양으로 함유할 수 있다. 산화 방지제가 존재함으로써 변색을 유도할 수 있는 마스터배치 중의 성분들의 산화를 방지하는데 도움을 준다. 본 발명에 사용하기에 적합한 산화 방지제로는 수지에 사용하는 것으로 당업계에 알려진 산화 방지제, 예를 들면 유기 포스파이트 또는 유기 포스포나이트가 있지만, 여기에 한정되는 것은 아니다. 입체 장애 페놀, 또는 아민, 히드로퀴논, 이러한 군의 치환된 요소들 및 이들의 혼합물을 사용할 수도 있다.
자외선 안정화제, 안개 방지제, 정전기 방지제 또는 가공 윤활제의 군으로부터 선택된 다른 첨가제를 첨가할 수 있다. 바람직하게는, 마스터배치의 0 내지 15 중량%의 양으로 첨가된다.
본 발명의 바람직한 마스터배치 조성물은 다음의 흑색, 백색 및 청색 마스터배치 조성물을 함유한다. 흑색 마스터배치 조성물은 20 내지 60 중량%, 및 바람직하게는 약 35 중량%의 카본 블랙 안료 및 0 내지 5 중량%, 및 바람직하게는 약 0.6중량%의 가공 보조제로서의 아연 스테아레이트 또는 칼슘 스테아레이트를 포함함을 특징으로 한다. 추가로 점도 개량제가 약 0 내지 25 중량%, 바람직하게는 약 10 중량%의 양으로 함유된다. 산화 방지제는 0 내지 2 중량%, 바람직하게는 약 0.5 중량%의 양으로 사용된다. 바람직하게는 산화 방지제는 페놀계 및 유기 포스파이트의 블렌드이다. 마스터배치 조성물의 나머지는 바람직하게는 약 54.4 중량%의 SBS이다. 바람직한 실시태양에서, 흑색 안료는 카본 블랙이고, 가공 보조제는 아연 스테아레이트이고, 점도 개량제는 EBS이다.
백색 마스터배치 조성물은 20 내지 85 중량%, 바람직하게는 약 60 중량%의 백색 안료 및 0 내지 5 중량%, 바람직하게는 약 0.6 중량%의 가공 보조제를 포함함을 특징으로 한다. 점도 개량제의 양으로 0 내지 25 중량%, 바람직하게는 약 10 중량%가 고려되며, 또한 하나 이상의 산화 방지제의 양으로 0 내지 2 중량%, 바람직하게는 약 0.5 중량%가 고려된다.
조성물의 나머지는 바람직하게는 약 28.9 중량%의 SBS이다. 바람직한 실시태양에서, 백색 안료는 이산화티탄이고, 가공 보조제는 아연 스테아레이트이고, 점도 개량제는 PB 또는 EBS이다.
청색 마스터배치 조성물은 약 0 내지 20 중량%, 및 바람직하게는 약 2.5 중량%의 이산화티탄과 같은 백색 안료 및 0 내지 30 중량%, 바람직하게는 약 26 중량%의 울트라마린 블루와 같은 청색 안료를 포함함을 특징으로 한다. 이외에, 0 내지 50 중량%, 바람직하게는 약 35 중량%의 충전제 및 0 내지 5 중량%, 바람직하게는 약 3 중량%의 가공 보조제 및 0 내지 25 중량%, 바람직하게는 약 6 중량%의점도 개량제가 첨가된다. 나머지 양의, 바람직하게는 약 27.5 중량%의 SBS가 이용된다.
바람직한 실시태양에서, 가공 보조제는 칼슘 스테아레이트이고, 충전제는 탄산칼슘이고, 점도 개량제는 EMA(에틸렌 메틸 아크릴레이트 공중합체)이다.
본 발명의 마스터배치 조성물은 수지 조성물을 제조를 위한 것으로 당업자에게 알려진 방식으로 제조할 수 있다. 전형적으로, 마스터배치의 성분들을 압출기, 혼련기 또는 혼합기와 같은 종래 혼합 장치 내에서, SBS의 연화점 이상에서 SBS 캐리어 수지와 혼합한다.
본 발명의 마스터배치를 제조하기 위한 하나의 방법은 밴버리 혼합기를 사용하는 것이다.
본 발명의 마스터배치 조성물은 당업자에게 알려진 중합체 조성물을 제조하기 위한 다른 방법에 의해 제조할 수 있다.
본 발명의 마스터배치는 폴리아미드(PA), 폴리카르보네이트(PC), 폴리아세탈(POM), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 터폴리머(ABS), 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체(SAN), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 다목적 폴리스티렌(GPPS), 폴리페닐렌 옥사이드(PPO 또는 PPE), 스티렌 말레산 무수물 공중합체(SMA), 스티렌 메틸메타크릴레이트 공중합체(SMMA), 메타크릴레이트화 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 중합체(MABS), 아크릴레이트 스티렌 아크릴로니트릴 중합체(ASA), 내충격성 폴리스티렌(HIPS), 스티렌 부타디엔 공중합체(SB), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 시클로헥산디메탄올 에틸렌 글리콜 테레프탈산 공중합체(PETG) 및 다른 폴리에스테르, (EMA, EEA, EBA)와 같은 에틸렌 알킬 아크릴레이트 공중합체, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 에틸렌 메타크릴산 공중합체(EMAA), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 및 다른 아크릴계 중합체, 엔지니어 플라스틱 블렌드 PC/ABS, PC/PBT, PC/TPU, PA/ABS, PPO/PS, PPE/HIPS 등을 포함하여 다양한 열가소성 물질에 효과적이지만, 여기에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에는 또한 열가소성 수지가 마스터배치 조성물의 0.5 내지 30 중량%를 구성하는 플라스틱 조성물이 고려된다. 마스터배치 조성물은 추가로 하나 이상의 충전제 85 중량% 이하와 하나 이상의 점도 개량제 25 중량% 이하, 및 스티렌 부타디엔 블럭 공중합체 나머지 양을 포함한다.
별법 실시태양에서, 사용되는 마스터배치 조성물에는 상술한 바와 같은 하나 이상의 충전제가 70 중량% 이하로 함유된다.
본 발명의 또다른 실시태양에서, 사용되는 마스터배치 조성물에는 금속성 스테아레이트, 유기 스테아레이트 및 플루오로엘라스토머로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 가공 보조제가 0 내지 50 중량% 함유된다.
또한, 본 발명의 실시태양에 0 내지 2 중량% 범위의 양의 하나 이상의 산화 방지제 물질이 고려된다.
본 발명의 플라스틱 조성물은 또한 에틸렌 비스 스테아르아미드, 폴리부틸렌 또는 고온 용융 아크릴레이트 공중합체를 점도 개량제로서 함유한다.
이외에, 본 발명의 플라스틱 조성물의 마스터배치 조성물은 카본 블랙, 이산화티탄 및 울트라마린 블루로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 안료를 함유할 수 있다.
본 발명의 플라스틱 조성물은 종래 가공 방법, 예를 들면 압출기, 혼련기, 혼합기, 사출 성형기 또는 블로우 성형 머신과 같은 종래 가공 장치 내에서 플라스틱의 연화점 이상의 온도에서 마스터배치를 플라스틱에 혼입시킴으로써 제조할 수 있다.
다음의 시험 과정은 다음 실시예에 기재된 플라스틱 조성물의 특성을 측정 및 평가하는데 사용된다.
플라스틱 조성물의 인열 강도 및 신도는 ISO R 527/ASTM D638 M에 기재된 과정에 의해 측정하였다.
플라스틱 조성물의 이조드(Izod) 내충격성은 ISO 180(ASTM에 직접 상응하는 것은 아님)에 기재된 과정에 의해 측정하였다.
본 발명의 유효성 및 잇점을 다음 실시예에 의해 더 예시할 것이다.
<실시예 1 내지 3>
이 실시예는 본 발명의 3가지 마스터배치 조성물의 제조 방법을 예시한다. 마스터배치 조성물 A("Mb-A")는 백색 마스터배치이었다. 마스터배치 조성물 B("Mb-B")는 흑색 마스터배치이었다. 마스터배치 조성물 C("Mb-C")는 청색 마스터배치이었다.
마스터배치 조성물 Mb-A, Mb-B 및 Mb-C는 밴버리 혼합기를 사용하여 다음 표 1에 지정된 양의 다음 성분들로부터 제조하였다. 모든 백분율은 최종 마스터배치조성물의 중량%이다.
마스터배치 조성물
성분 Mb-A (백색) Mb-B (흑색) Mb-C (청색)
안료 60.0 %, TiO2 35.0 %, BP800 카본 블랙 2.5 %, TiO226.0 %, UMB20
충전제 35.0 %, CaCO3
점도 개량제 6.0 %, PB 10.0 %, EBS 6.0 %, EMA
가공 보조제 0.6 %, ZnSt 0.6 %, ZnSt 3.0 %, CaSt
산화 방지제 0.25 % U6260.25 % Ir. 565
SBS 32.9 %, SBS 54.4 %, SBS 27.5 %, SBS
다음 용어는 아래에 정의된 바와 같다.
BP800 카본 블랙 : 미국 매사추세츠주 보스톤에 소재하는 캐보트 코포레이션(Cabot Corporation)이 제조하고 판매하는 카본 블랙으로, 분석 특성이 다음과 같다. DBP 68, N2SA 210.
CaCO3: 탄산칼슘.
EBS : 에틸렌 비스 스테아르아미드.
PB : 분자량이 250 내지 10000인 폴리부틸렌.
EMA : 에틸렌 메틸 아크릴레이트 고온 용융 아크릴계 공중합체.
ZnSt : 아연 스테아레이트.
CaSt : 칼슘 스테아레이트.
UMB20 : 울트라마린 블루 20(청색 안료).
SBS : 스티렌 부타디엔 스티렌 공중합체.
<실시예 4>
이 실시예는 본 발명의 마스터배치 조성물이 혼입된 열가소성 물질의 성능 특성을 예시한다.
다음의 열가소성 물질을 이용하였다.
호스타폼(Hostaform) 9021 - 훽스트(Hoechst)에서 제조하고 판매하는 폴리아세탈(POM);
HPP804 - 제너럴 일렉트릭(General Electric)에서 제조하고 판매하는 폴리카르보네이트(PC);
울트라두르(Ultradur) B4500 - 바스프에서 제조하고 판매하는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT);
루라닐(Luranyl) KR2402 - 바스프에서 제조하고 판매하는 폴리에틸렌 옥사이드-내충격성 폴리스티렌(PPE/SB);
루크릴(Lucryl) G66 - 바스프에서 제조하고 판매하는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA);
울트라미드(Ultramid) B3K - 바스프에서 제조하고 판매하는 폴리아미드;
코다르(Kodar) 6783 - 코닥(Kodak)에서 제조하고 판매하는 폴리시클로헥산디메탄올 에틸렌 글리콜 테레프탈산.
다음의 스티렌 부타디엔 스티렌(SBS) 중합체를 이용하였다.
필립스 KK38; KR01; KR03; KR04; KR05 - 미국 텍사스주 휴스톤에 소재하는 필립스 66으로부터 구입할 수 있고, 폴리부타디엔 함량이 약 25 내지 30%인 스타형SBS 공중합체;
피나클리어 520; 530 - 미국 텍사스주 달라스에 소재하는 피나 오일 앤드 케미컬로부터 구입할 수 있고, 폴리부타디엔 함량이 약 22 내지 27%인 선형 블럭 SBS 공중합체;
피나프렌(Finaprene) 414 - 폴리부타디엔 함량이 약 60%인 스타형 블럭 SBS 공중합체; 및
스티롤럭스 684D; KR2689 - 바스프에서 판매하고 폴리부타디엔 함량이 약 25 내지 30%인 스타형 SBS 공중합체.
마스터배치 조성물 Mb-A 및 Mb-B는 상기 실시예 1 및 2에 따라 제조하였고, SBS 성분으로서 KK38 및 피나클리어 520을 사용하여 제조하였다.
본 발명의 마스터배치 조성물에 의해 부여된 성능 특성을 바람직한 순수(virgin) 열가소성 물질의 성능 특성과 비교하기 위하여, 순수 열가소성 물질에 대하여 그리고 또한 Mb-A를 5 중량% 함유하는 열가소성 조성물 및 Mb-B를 5.7 중량% 함유하는 열가소성 조성물에 대하여 성능 시험을 수행하였다. 추가의 비교 목적으로 SBS 중합체를 각각 10 중량% 함유하는 열가소성 물질에 대해 성능 시험을 수행하였다.
각 조성물에 대해 수행된 성능 시험은 인열 강도, 신도(%) 및 이조드 내충격성이었다. 결과는 아래 표 2에 기재한 바와 같았다.
열가소성 조성물의 성능 특성
조성물(kJ/m2) 플라스틱 SBS 마스터배치 인장 강도(daN/mm2) 신도 (%) Izod
A 호스타폼 9021 없음 없음 4.55 72 3.3
B 호스타폼 9021 520 없음 4.04 50 2.41
C 호스타폼 9021 KK38 없음 3.81 59 2.67
D 호스타폼 9021 KR2689 없음 3.85 45 2.67
E 호스타폼 9021 없음 Mb-A (백색) 4.27 70 3.4
F 호스타폼 9021 없음 Mb-B (흑색) 4.27 70 2.8
G HPP804 없음 없음 6.31 102 7.53
H HPP804 520 없음 5.65 --- 2.87
I HPP804 KK38 없음 5.62 127 33.55
J HPP804 KR2689 없음 5.86 121 6.63
K 칼리브르 30010 없음 Mb-A (백색) 5.86 44.6 9.14
L 칼리브르 30010 없음 Mb-B (흑색) 5.89 45.6 9.66
칼리브르 30010 없음 없음 5.96 46.3 8.13
M 울트라두르 B4500 없음 없음 5.55 150 2.67
N 울트라두르 B4500 520 없음 4.77 353 ---
O 울트라두르 B4500 KK38 없음 5.05 146 3.01
P 울트라두르 B4500 KR2689 없음 5.07 260 2.96
Q 울트라두르 B4500 없음 Mb-A (백색) 5.44 206 2.8
R 울트라두르 B4500 없음 Mb-B (흑색) 5.52 86 2.58
S 루라닐 KR2402 없음 없음 6.18 36 10.72
T 루라닐 KR2402 520 없음 5.84 44 15.71
U 루라닐 KR2402 KK38 없음 5.71 52 17.2
V 루라닐 KR2402 KR2689 없음 5.67 64 14.57
W 루라닐 KR2402 없음 Mb-A (백색) --- --- 9.97
X 루라닐 KR2402 없음 Mb-B (흑색) --- --- 12.02
AA 루크릴 G66 없음 없음 8.16 2 0.44
AB 루크릴 G66 520 없음 7.6 3.6 0.53
AC 루크릴 G66 KK38 없음 7.53 3.6 0.56
AD 루크릴 G66 KR2689 없음 7.58 3.6 0.58
AE 루크릴 G66 없음 Mb-A (백색) 8.03 3.6 0.57
AF 루크릴 G66 없음 Mb-B (흑색) 7.8 1 0.5
조성물(kJ/m2) 플라스틱 SBS 마스터배치 인장 강도(daN/mm2) 신도 (%) Izod
AG 울트라미드 B3K 없음 없음 4.62 236 3.15
AH 울트라미드 B3K 520 없음 4.55 358 3.01
AI 울트라미드 B3K KK38 없음 4.35 370 3.09
AJ 울트라미드 B3K KR2689 없음 4.32 338 3.18
AK 울트라미드 B3K 없음 Mb-A (백색) 4.97 255 3.36
AL 울트라미드 B3K 없음 Mb-B (흑색) 4.76 244 3.01
AM 코다르 6783 없음 없음 5.44 228 ---
AN 코다르 6783 520 없음 5.2 226 ---
AO 코다르 6783 KK38 없음 4.97 415 ---
AP 코다르 6783 KR2689 없음 4.86 154 ---
AQ 코다르 6783 없음 Mb-A (백색) 5.34 222 ---
AR 코다르 6783 없음 Mb-B (흑색) 5.34 100 ---
--- = 시험하지 않음Izod = 이조드 내충격성SBS = 스티렌 부타디엔 스티렌 공중합체520 = 피나클리어 520 SBSKK38 = 필립스 KK38 SBSKR2689 = 스티롤럭스 KR2689 SBS
표 2에 제공된 결과는 본 발명의 마스터배치 조성물이 혼입된 본 발명의 열가소성 조성물, 즉 E, F, K, L, Q, R, W, X, AE, AF, AK, AL, AQ 및 AR이 순수 플라스틱의 기계적 특성과 비교하여 실질적으로 유사하거나 또는 개선된 기계적 특성을 가지고 있음을 설명한다. 본 명세서에 기재된 본 발명의 형태는 단지 예시를 위함이고 본 발명의 영역을 제한하려 함이 아님을 명백히 이해해야 한다.

Claims (20)

  1. 하나 이상의 충전제 0.0 초과 내지 85 중량%,
    에틸렌 비스 스테아르아미드, 폴리부틸렌 또는 고온 용융 아크릴레이트 공중합체를 포함함을 특징으로 하는 하나 이상의 점도 개량제 25 중량% 이하, 및
    스티렌 부타디엔 스티렌 공중합체 캐리어 수지를 포함함을 특징으로 하는, 기재 열가소성 물질의 기계적 특성을 유지하는 마스터배치(masterbatch) 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 금속성 스테아레이트, 스테아르산, 유기 스테아레이트 및 플루오로엘라스토머로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 가공 보조제 0 내지 5 중량%를 더 포함함을 특징으로 하는 것인 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 충전제가 카본 블랙, 이산화티탄 및 울트라마린 블루로 이루어진 군으로부터 선택되는 안료인 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 하나 이상의 산화 방지제 0 내지 2 중량%를 더 포함함을 특징으로 하는 것인 조성물.
  5. 제2항에 있어서, 마스터배치 조성물이
    흑색 안료 약 20 내지 약 60 중량%,
    하나 이상의 가공 보조제 약 0 내지 약 5 중량%,
    하나 이상의 점도 개량제 약 0 내지 약 25 중량%, 및
    스티렌 부타디엔 스티렌 공중합체 캐리어 수지를 포함함을 특징으로 하는 것인 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 마스터배치 조성물이 자외선 안정화제, 슬립 안정화제, 안개 방지제(antifog), 정전기 방지제 및 가공 윤활제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제 0 내지 15 중량%를 더 포함함을 특징으로 하는 것인 조성물.
  7. 제5항에 있어서, 흑색 안료가 카본 블랙인 조성물.
  8. 제5항에 있어서, 가공 보조제가 유기 또는 무기 스테아레이트 또는 아연 스테아레이트와 같은 금속성 스테아레이트인 조성물.
  9. 제5항에 있어서, 점도 개량제가 에틸렌 비스 스테아르아미드인 조성물.
  10. 제5항에 있어서, 마스터배치 조성물이
    카본 블랙 약 35 중량%,
    아연 스테아레이트 또는 칼슘 스테아레이트 약 0.6 중량%,
    에틸렌 비스 스테아르아미드 약 10 중량%, 및
    스티렌 부타디엔 스티렌 공중합체 캐리어 수지 약 54.4 중량%를 포함함을 특징으로 하는 것인 조성물.
  11. 제4항에 있어서, 마스터배치 조성물이
    백색 안료 약 20 내지 약 85 중량%,
    하나 이상의 가공 보조제 약 0 내지 약 5 중량%,
    하나 이상의 점도 개량제 약 0 내지 약 25 중량%,
    하나 이상의 산화 방지제 약 0 내지 약 2 중량%, 및
    스티렌 부타디엔 스티렌 공중합체 캐리어 수지를 포함함을 특징으로 하는 것인 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 마스터배치 조성물이
    이산화티탄 약 60 중량%,
    아연 스테아레이트 약 0.6 중량%,
    폴리부틸렌 약 10 중량%,
    하나 이상의 산화 방지제 약 0.5 중량%, 및
    스티렌 부타디엔 스티렌 공중합체 캐리어 수지 약 28.9 중량%를 포함함을 특징으로 하는 것인 조성물.
  13. 제2항에 있어서, 마스터배치 조성물이
    백색 안료 약 20 중량% 이하,
    청색 안료 약 30 중량% 이하,
    하나 이상의 추가 충전제 약 0 내지 약 50 중량%,
    하나 이상의 가공 보조제 약 0 내지 약 5 중량%,
    에틸렌 메틸메타크릴레이트 약 0 내지 약 25 중량%, 및
    스티렌 부타디엔 스티렌 공중합체 캐리어 수지를 포함함을 특징으로 하는 것인 조성물.
  14. 제13항에 있어서, 마스터배치 조성물이
    이산화티탄 약 2.5 중량%,
    울트라마린 블루 약 26 중량%,
    탄산칼슘 약 35 중량%,
    칼슘 스테아레이트 약 3 중량%,
    에틸렌 메틸 아크릴레이트 공중합체 약 6 중량%, 및
    스티렌 부타디엔 스티렌 공중합체 캐리어 수지 약 27.5 중량%를 포함함을 특징으로 하는 것인 조성물.
  15. 하나 이상의 충전제 0.0 초과 내지 85 중량%,
    하나 이상의 점도 개량제 25 중량% 이하, 및
    스티렌 부타디엔 스티렌 공중합체 캐리어 수지를 포함함을 특징으로 하는 마스터배치 조성물 약 0.5 내지 약 30 중량% 및 열가소성 수지 나머지 양으로 이루어진 플라스틱 조성물.
  16. 제15항에 있어서, 마스터배치가 하나 이상의 충전제를 0.0 초과 내지 70 중량% 포함함을 특징으로 하는 것인 플라스틱 조성물.
  17. 제15항에 있어서, 마스터배치 조성물이 금속성 스테아레이트, 유기 스테아레이트 및 플루오로엘라스토머로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 가공 보조제를 0 내지 5 중량% 더 포함함을 특징으로 하는 것인 플라스틱 조성물.
  18. 제15항에 있어서, 마스터배치 조성물이 하나 이상의 산화 방지제를 0 내지 2 중량% 더 포함함을 특징으로 하는 것인 플라스틱 조성물.
  19. 제15항에 있어서, 점도 개량제가 에틸렌 비스 스테아르아미드, 폴리부틸렌 또는 고온 용융 아크릴레이트 공중합체를 포함함을 특징으로 하는 것인 플라스틱 조성물.
  20. 제15항에 있어서, 마스터배치 중 충전제가 카본 블랙, 이산화티탄 및 울트라마린 블루로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 안료를 포함함을 특징으로하는 것인 플라스틱 조성물.
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