KR100722896B1 - 제전성 조성물 - Google Patents
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Abstract
Description
다음으로, 본 발명에 사용되는 (B) 금속염류는 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속인 양이온, 및 이온 해리 가능한 음이온으로 구성되어 있는 화합물이다.
(B) 금속염류의 양이온이 되는 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속으로는 예를 들면, Li, Na, K, Mg, Ca 등을 들 수 있다. 양이온으로 바람직하게는 이온 반경이 작은 Li+, Na+, K+, 특히 바람직하게는 리튬 이온(Li+)이다.
또한, 본 발명의 금속염류의 구성 요소인 이온 해리 가능한 음이온으로는 예를 들면, Cl-, Br-, F-, I-, NO3 -, SCN-, ClO4 -, CF3SO3 -, BF4 -, (CF3SO2)2N-, (CF3SO2)3C-등을 들 수 있다. 바람직하게는, ClO4 -, CF3SO3 -, (CF3SO2)2N-, (CF3SO2)3C-이고, CF3SO3 -, (CF3SO2)2N-, (CF3SO2)3C-가 더욱 바람직하다.
상기 양이온 및 음이온에 의해서 구성되어 있는 금속염류는 수없이 많지만, 그 중에서도 과염소산리튬 LiClO4, 과염소산나트륨 NaClO4, 과염소산마그네슘 Mg(ClO4)2, 과염소산칼륨 KClO4, 트리플루오로메탄술폰산리튬 Li(CF3SO3), 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미도리튬 LiㆍN(CF3SO2)2, 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미도칼륨 KㆍN(CF3SO2)2, 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미도나트륨 NaㆍN(CF3SO2)2, 트리스(트리플루오로메탄술포닐)메탄리튬 LiㆍC(CF3SO2)3, 트리스(트리플루오로메탄술포닐)메탄나트륨 NaㆍC(CF3SO2)3이 바람직하다. 그 중에서도, 과염소산리튬, 트리플루오로메탄술폰산리튬, 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미도리튬 및 트리스(트리플루오로메탄술포닐)메탄리튬이 더욱 바람직하다. 특히, 트리플루오로메탄술폰산리튬, 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미도리튬, 트리스(트리플루오로메탄술포닐)메탄리튬이 바람직하고, 이것을 소량 첨가하는 것만으로 고유 저항이 낮아지기 때문에, 상기 효과가 한층 더 발휘되게 된다. 단, 생분해성 제전성 조성물을 얻는 경우는, LiClO4, NaClO4, Mg(ClO4)2, KClO4, (CF3SO3)Li, (CF3SO2)2NLi, (CF3SO2)2NNa, (CF3SO2)3CLi, (CF3SO2)3CNa가 바람직하다.
본 발명의 조성물은 이들 금속염류를 1종 이상 함유한다.
(B) 금속염류는 단독으로도 사용이 가능하지만, 금속염류의 해리 상태가 불충분하므로, 필요 이상의 첨가량을 필요로 하는 경우가 많으며, 금속염에 따라서는 위험성이 높은 것도 있기 때문에, 바람직하게는 하기 (C) 화합물에 미리 용해시킨 것을 사용하는 것이 양호하다.
용해 방법은 (B) 성분을 (C) 성분에 첨가하여, 상온 내지 가열 조건하(75 ℃ 이하)에서 교반하는 통상법에 의해 행할 수 있다.
또한, (B) 성분의 배합량은 하기 (C) 화합물 100 중량부에 대해 통상적으로는 0.1 내지 50 중량부이고, 1 내지 40 중량부가 바람직하다. 0.1 중량부 미만에서는 충분한 제전성이 얻어지지 않는다. 한편, 50 중량부를 초과해도 제전 효과는 충분히 향상되지 않고, 반대로 결정화의 진행이나 재료의 열화 등을 초래하여 제전 효과는 저하된다.
본 발명의 (C) 성분은 -{O(AO)n}-기 (A는 탄소수 2 내지 4의 알킬렌기이고, n은 1 내지 7의 정수를 나타냄)를 가지며, 모든 분자쇄 말단이 CH3기 및(또는) CH2기인 유기 화합물이다. 상기 분자쇄 말단의 CH2기라 함은 이중 결합을 하고 있는 탄소 원자를 갖는 것을 의미한다.
상기 (C) 화합물은 본 발명의 조성물에 있어서 금속염의 용해성, 해리 안정성의 상승에 효과가 있다.
본 발명에 사용되는 (C) 성분은 예를 들면, 분지 지방족 알코올 1 몰에 탄소수 2 내지 4의 알킬렌옥시드를 1 내지 7 몰 부가하여 얻어지는 알코올과 2염기산을 원료로 일반적인 에스테르 화합물의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
여기에서, 상기 알코올의 예로는 프로판올 1 몰에 에틸렌옥시드 1 내지 7 몰, 프로필렌옥시드 1 내지 4 몰 또는 부틸렌옥시드 1 내지 3 몰, 부탄올에 에틸렌옥시드 1 내지 6 몰 또는 프로필렌옥시드 1 내지 3 몰, 헥산올에 에틸렌옥시드 1 내지 2 몰, 펜탄올에 에틸렌옥시드 1 내지 5 몰, 프로필렌옥시드 1 내지 3 몰 또는 부틸렌옥시드 1 내지 2 몰, 옥탄올에 에틸렌옥시드 1 내지 5 몰, 프로필렌옥시드 1 내지 3 몰 또는 부틸렌옥시드 1 내지 3 몰, 노난올에 에틸렌옥시드 1 내지 4 몰, 프로필렌옥시드 1 내지 2 몰 또는 부틸렌옥시드 1 내지 2 몰을 각각 부가시킨 히드록실 화합물을 들 수 있다.
또한, 이러한 화합물 중에서, 부탄올 1 몰에 에틸렌옥시드 2 몰을 부가시킨 2-(2-부톡시에톡시)에탄올, 부탄올 1 몰에 에틸렌옥시드 1 몰을 부가시킨 2-부톡시에탄올이 가공성과의 조절에 양호하다.
또한, 상기 이염기산으로는 아디프산, 세바크산, 프탈산, 숙신산 등의 카르복실산 및 이러한 카르복실산 무수물 등을 들 수 있다.
상기 원료를 사용하여 제조되는 (C) 성분으로는, 말단에 히드록실기를 갖지 않는 알킬기인 화합물이 바람직하다. 특히 바람직하게는 하기 화학식 1로 표시하는 아디프산 디부톡시에톡시에틸 (비스[2-(2부톡시에톡시)에틸]아디페이트), 또는 하기 화학식 2로 표시되는 비스(2-부톡시에틸)프탈레이트이다.
본 발명의 폴리아미드 엘라스토머라 함은 하드 세그멘트인 폴리아미드 구속상과, 소프트 세그멘트로서 폴리에테르, 폴리에스테르 구조를 갖는 열가소성 엘라스토머의 총칭을 의미한다. 예를 들면, 폴리아미드 (PA) 구속상으로서 PA 12 성분을 사용한 폴리아미드 엘라스토머는 라우로락탐, 디카르복실산 및 폴리에테르디올을 락탐 개환 촉매로서 물을 첨가하여 가압 가열하의 반응에서 카르복실텔레케릭 나일론 12 올리고머를 얻고, 다음에 폴리에테르디올과의 축합 반응에 의해서 열가소성 엘라스토머를 얻는 방법을 들 수 있다. 폴리아미드 구속상으로는 이 외에도 PA 6 등도 사용할 수 있다.
폴리아미드 엘라스토머는 상기 합성 방법에 의해 기본 구조적으로는 폴리에테르 블럭 폴리아미드 엘라스토머, 폴리에테르에스테르 블럭 폴리아미드 엘라스토머의 형태인 것이 된다. 여기에서, 상기 합성 방법에서 사용되는 디올의 종류 등에 의해서 여러가지 특성을 갖는 폴리아미드 엘라스토머를 얻을 수 있다.
폴리아미드 엘라스토머는 높은 고온 특성과 기계 특성, 내유성, 저온 특성 등이 우수하기 때문에, 기계 부품, 자동차 부품 등 외에도 스포츠 용품 관계 등에 광범위하게 사용되고 있다.
본 발명의 폴리아미드 엘라스토머의 유리 전이 온도 (Tg)는 바람직하게는 60 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 50 ℃ 이하, 특히 바람직하게는 40 ℃ 이하이다. 60 ℃를 초과하면 충분한 제전성이 얻어지지 않는다.
또한, 가공성, 특성을 개질할 목적으로 폴리아미드, 폴리아미드 엘라스토머는 다른 수지와 중합체 알로이, 중합체 블렌드로서의 형태로 사용하는 것도 가능하다.
또한, 폴리우레탄 엘라스토머는 우레탄기를 갖는 열가소성 엘라스토머이고, 소프트 세그멘트로서 장쇄 글리콜과 이소시아네이트의 반응으로 얻어지는 폴리우레탄과, 하드 세그멘트로서 단쇄 글리콜과 이소시아네이트로 이루어지는 폴리우레탄과의 직쇄상 멀티 블럭 공중합체이고, 필요에 따라서 가교제(쇄연장제)도 사용할 수 있다.
여기에서, 장쇄 글리콜의 종류에 의한 일반적인 분류로는 폴리에테르계로서 폴리에틸렌옥시드, 폴리프로필렌옥시드, 또는 이들의 공중합체를 들 수 있고, 폴리에스테르계로서 폴리아디페이트, 폴리락톤, 폴리카르보네이트, 지방족계로서 폴리부타디엔, 폴리이소프렌 등을 들 수 있다.
또한, 단쇄 글리콜로는 에틸렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올과 같은 지방족 글리콜, 시클로헥산디메탄올 등과 같은 지환족 글리콜, 하이드로퀴논비스 (2-히드록시에틸)에테르와 같은 방향족 글리콜이 통상적으로 사용된다.
한편, 상기 이소시아네이트로는 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 2,4'- & 2,6-톨루엔 디이소시아네이트(TDI) 등이 사용된다.
또한, 상기 가교제 (쇄연장제)로는 3,3-디클로로-4,4-디아미노디페닐메탄 (MOCA) 등의 방향족 디아민 등을 사용할 수 있다.
상기 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.
또한, (J) 성분의 폴리에스테르 엘라스토머는 분자내의 하드 세그멘트로서 폴리에스테르를, 소프트 세그멘트로서 유리 전이 온도(Tg)가 낮은 폴리에테르 또는 폴리에스테르를 사용한 멀티 블럭 공중합체이다. 하드 세그멘트로서 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등의 방향족계 결정성 폴리에스테르를, 소프트 세그멘트로서 폴리에테르를 사용한 폴리에스테르/폴리에테르형, 하드 세그멘트로서 방향족계 결정성 폴리에스테르를, 소프트 세그멘트로서 지방족계 폴리에스테르를 사용한 폴리에스테르/폴리에스테르형 등을 들 수 있다.
폴리에스테르/폴리에테르형은 예를 들면 테레프탈산디메틸, 1,4-부탄디올 및 폴리테트라메틸렌에테르글리콜 등을 출발 원료로 사용하여 에스테르 교환 반응, 중축합 반응에 의해서 합성되는 것이다. 또한, 폴리에스테르/폴리에테르형은 테레프탈산디메틸, 1,4-부탄디올 및 ε-카프로락톤 등을 출발 원료로 에스테르 교환 반응, 개환반응에 의해서도 합성할 수 있다.
본 발명에서는 통상의 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머를 전부 사용할 수 있고, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.
제전성의 평가 방법
Claims (65)
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- (E) 폴리락트산계 수지 100 중량부에 대하여, (F) 적어도 (C) -{O(AO)n}-기 (A는 탄소수 2 내지 4의 알킬렌기이고, n은 1 내지 7의 정수를 나타냄)를 가지며, 모든 분자쇄 말단이 CH3기 및(또는) CH2기인 유기 화합물을 함유하는 가소제 8 내지 60 중량부, 및 (B) 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속인 양이온, 및 이온 해리 가능한 음이온에 의해 구성되어 있는 금속염류 0.01 내지 5.0 중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 제전성 조성물.
- 제7항에 있어서, (F) 상기 (C) 성분 이외의 가소제가 시트르산 에스테르, 글리세린 지방산 에스테르, 프탈산 에스테르, 및 지방산 에스테르의 군에서 선택된 1종 이상인 제전성 조성물.
- (E) 폴리락트산계 수지 50 내지 95 중량부, (G) 유리 전이 온도 30 ℃ 이하의 폴리에스테르 수지 50 내지 5 중량부 [단, (E)+(G)=100 중량부]의 합계량 100 중량부에 대하여, (B) 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속인 양이온, 및 이온 해리 가능한 음이온에 의해 구성되어 있는 금속염류 0.00005 내지 5.0 중량부 및 (C) -{O(AO)n}-기 (A는 탄소수 2 내지 4의 알킬렌기이고, n은 1 내지 7의 정수를 나타냄)를 가지며, 모든 분자쇄 말단이 CH3기 및(또는) CH2기인 유기 화합물 0.03 내지 15.0 중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 제전성 조성물.
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- (I) 열가소성 수지, (J) 극성기를 갖는 열가소성 엘라스토머, (B) 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속인 양이온, 및 이온 해리 가능한 음이온에 의해 구성되어 있는 금속염류, (C) -{O(AO)n}-기 (A는 탄소수 2 내지 4의 알킬렌기이고, n은 1 내지 7의 정수를 나타냄)를 가지며, 모든 분자쇄 말단이 CH3기 및(또는) CH2기인 유기 화합물, 및 (K) 비늘 조각형 무기 충전재 및(또는) 섬유상 무기 충전재를 함유하며, (I) 성분 및 (J) 성분의 합계 100 중량부에 대하여 (B) 성분이 0.003 내지 12.5 중량부인 것을 특징으로 하는 제전성 조성물.
- 제14항에 있어서, (J) 성분은 폴리아미드 엘라스토머, 폴리에스테르 엘라스토머 및 폴리우레탄 엘라스토머의 군에서 선택된 1종 이상인 제전성 조성물.
- 제14항에 있어서, 상기 (J) 성분이 폴리에테르에스테르아미드 수지이며, (I) 열가소성 수지 75 내지 97 중량부에 대하여 (J) 폴리에테르에스테르아미드 25 내지 3 중량부를 [단, (I)+(J)=100 중량부] 함유하는 제전성 조성물.
- 제16항에 있어서, 상기 폴리에테르에스테르아미드 수지가 폴리에테르 세그멘트를 갖는 제전성 엘라스토머로서, 제전성 엘라스토머가 양쪽 말단에 카르복실기를 갖는 폴리아미드와 비스페놀류의 알킬렌옥시드 부가물 및(또는) 폴리옥시알킬렌글리콜로부터 유도되는 것인 제전성 조성물.
- 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (K) 성분이 규산칼슘 섬유, 운모 및 활석의 군에서 선택된 1종 이상인 제전성 조성물.
- 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (I) 열가소성 수지 75 내지 97 중량부에 대하여 상기 (J) 성분 25 내지 3 중량부를 [단, (I)+(J)=100 중량부] 함유하는 제전성 조성물.
- 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (J) 성분 100 중량부에 대한 상기 (C) 성분의 비율이 0.1 내지 20 중량부인 제전성 조성물.
- (L) 천연 고무, 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 이소프렌 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체 공중합체(EPDM), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 클로로프렌 고무, 에피클로로히드린 고무, 스티렌-부타디엔 블럭 공중합체, 부틸 고무, 불소 고무, 실리콘 고무 및 우레탄 고무의 군에서 선택된 1종 이상의 중합체 100 중량부에 대하여, (B) 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속인 양이온, 및 이온 해리 가능한 음이온에 의해 구성되어 있는 금속염류 0.001 내지 3.0 중량부 및 (C) -{O(AO)n}-기 (A는 탄소수 2 내지 4의 알킬렌기이고, n은 1 내지 7의 정수를 나타냄)를 가지며, 모든 분자쇄 말단이 CH3기 및(또는) CH2기인 유기 화합물을 함유하고, 상기 (L) 성분 100 중량부에 대한 상기 (B) 성분 및 (C) 성분의 합계 비율이 0.5 내지 25 중량부인 것을 특징으로 하는 제전성 조성물.
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- 제7항 내지 제9항, 제14항 내지 제17항, 및 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (B) 성분이 과염소산리튬, 트리플루오로메탄술폰산리튬, 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미도리튬 및 트리스(트리플루오로메탄술포닐)메탄리튬의 군에서 선택된 1종 이상의 리튬염인 제전성 조성물.
- 제7항 내지 제9항, 제14항 내지 제17항, 및 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (C) 성분이 비스[2-(2-부톡시에톡시)에틸]아디페이트 또는 비스(2-부톡시에틸)프탈레이트인 제전성 조성물.
- 제7항 내지 제9항, 제14항 내지 제17항, 및 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (B) 성분과 (C) 성분의 총량에 대한 (B) 성분의 비율이 0.1 내지 50 중량%인 제전성 조성물.
- 제7항 내지 제9항, 제14항 내지 제17항, 및 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 구성 성분을 용융 혼련하여 얻어지는 펠렛형의 조성물인 제전성 조성물.
- 제7항 내지 제9항, 제14항 내지 제17항, 및 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 구성 성분을 건식 블렌드하여 얻어지는 직접 성형이 가능한 조성물인 제전성 조성물.
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- 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 (E), (B), (F) 성분을 적어도 포함하는 구성 성분을 용융 혼련하여 얻어지는 펠렛형 혼합물을 마스터 배치로서 사용하며, 이 를 (E) 성분 및 다른 첨가 성분과 추가 혼합하여 얻어지는 제전성 조성물.
- 제9항에 있어서, 상기 (B) 성분 및 (G) 성분, 및 필요에 따라 (C) 성분을 적어도 포함하는 구성 성분을 용융 혼련하여 얻어지는 펠렛형 혼합물을 마스터 배치로서 사용하며, 이를 (E) 성분 및 다른 첨가 성분과 추가 혼합하여 얻어지는 제전성 조성물.
- 삭제
- 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (B) 성분 및 (J) 성분, 및 필요에 따라 (C) 성분을 적어도 포함하는 구성 성분을 용융 혼련하여 얻어지는 펠렛형 혼합물을 마스터 배치로서 사용하며, 이를 (I) 성분 및 다른 첨가 성분과 추가 혼합하여 얻어지는 제전성 조성물.
- 제15항에 있어서, 상기 (J) 성분이 폴리에테르에스테르아미드 수지이며, (I) 열가소성 수지 75 내지 97 중량부에 대하여 (J) 폴리에테르에스테르아미드 25 내지 3 중량부를 [단, (I)+(J)=100 중량부] 함유하는 제전성 조성물.
- 제18항에 있어서, 상기 (I) 열가소성 수지 75 내지 97 중량부에 대하여 상기 (J) 성분 25 내지 3 중량부를 [단, (I)+(J)=100 중량부] 함유하는 제전성 조성물.
- 제18항에 있어서, 상기 (J) 성분 100 중량부에 대한 상기 (C) 성분의 비율이 0.1 내지 20 중량부인 제전성 조성물.
- 제19항에 있어서, 상기 (J) 성분 100 중량부에 대한 상기 (C) 성분의 비율이 0.1 내지 20 중량부인 제전성 조성물.
- 제18항에 있어서, 상기 (B) 성분이 과염소산리튬, 트리플루오로메탄술폰산리튬, 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미도리튬 및 트리스(트리플루오로메탄술포닐)메탄리튬의 군에서 선택된 1종 이상의 리튬염인 제전성 조성물.
- 제19항에 있어서, 상기 (B) 성분이 과염소산리튬, 트리플루오로메탄술폰산리튬, 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미도리튬 및 트리스(트리플루오로메탄술포닐)메탄리튬의 군에서 선택된 1종 이상의 리튬염인 제전성 조성물.
- 제20항에 있어서, 상기 (B) 성분이 과염소산리튬, 트리플루오로메탄술폰산리튬, 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미도리튬 및 트리스(트리플루오로메탄술포닐)메탄리튬의 군에서 선택된 1종 이상의 리튬염인 제전성 조성물.
- 제18항에 있어서, 상기 (C) 성분이 비스[2-(2-부톡시에톡시)에틸]아디페이트 또는 비스(2-부톡시에틸)프탈레이트인 제전성 조성물.
- 제19항에 있어서, 상기 (C) 성분이 비스[2-(2-부톡시에톡시)에틸]아디페이트 또는 비스(2-부톡시에틸)프탈레이트인 제전성 조성물.
- 제20항에 있어서, 상기 (C) 성분이 비스[2-(2-부톡시에톡시)에틸]아디페이트 또는 비스(2-부톡시에틸)프탈레이트인 제전성 조성물.
- 제24항에 있어서, 상기 (C) 성분이 비스[2-(2-부톡시에톡시)에틸]아디페이트 또는 비스(2-부톡시에틸)프탈레이트인 제전성 조성물.
- 제18항에 있어서, 상기 (B) 성분과 (C) 성분의 총량에 대한 (B) 성분의 비율이 0.1 내지 50 중량%인 제전성 조성물.
- 제19항에 있어서, 상기 (B) 성분과 (C) 성분의 총량에 대한 (B) 성분의 비율이 0.1 내지 50 중량%인 제전성 조성물.
- 제20항에 있어서, 상기 (B) 성분과 (C) 성분의 총량에 대한 (B) 성분의 비율이 0.1 내지 50 중량%인 제전성 조성물.
- 제24항에 있어서, 상기 (B) 성분과 (C) 성분의 총량에 대한 (B) 성분의 비율이 0.1 내지 50 중량%인 제전성 조성물.
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