KR102209466B1 - 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트 가소제 및 가소화된 폴리머 조성물 - Google Patents

디알킬 2,5-푸란디카복실레이트 가소제 및 가소화된 폴리머 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트를 포함하는 가소제, 및 이러한 가소제를 포함하는 가소화된 폴리머 조성물에 관한 것이다. 이러한 가소화된 폴리머 조성물은 코팅된 전도체와 같은, 다양한 제조품을 형성시키는데 사용될 수 있다.

Description

디알킬 2,5-푸란디카복실레이트 가소제 및 가소화된 폴리머 조성물{DIALKYL 2,5-FURANDICARBOXYLATE PLASTICIZERS AND PLASTICIZED POLYMERIC COMPOSITIONS}
관련 출원에 대한 참조
본 출원은 2013년 5월 29일에 출원된 미국 가출원번호 제61/828,222호의 이익을 주장한다.
분야
본 발명의 다양한 구체예들은 하나 이상의 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트를 포함하는 가소제, 및 이와 함께 제조된 가소화된 폴리머 조성물에 관한 것이다.
도입
가소제(plasticizer)는 모듈러스(modulus) 및 인장 강도를 낮출 수 있고 이러한 것이 첨가되는 수지(통상적으로, 열가소성 폴리머)의 가요성, 신율, 충격 강도, 및 인열 강도를 증가시킬 수 있는 화합물들 또는 화합물들의 혼합물들이다. 가소제는 또한, 폴리머 수지의 유리전이온도를 낮출 수 있는데, 이는 폴리머 수지의 가공성을 향상시킨다.
프탈산 디에스테르(또는 "프탈레이트"로서 알려짐)는 통상적으로 여러 가요성 폴리머 제품, 예를 들어 폴리비닐 클로라이드("PVC") 및 다른 비닐 폴리머로부터 형성된 폴리머 제품에서 가소제로서 사용된다. 프탈레이트 가소제의 예는 디이소노닐 프탈레이트, 디알릴 프탈레이트, 디-2-에틸헥실-프탈레이트, 디옥틸 프탈레이트, 및 디이소데실 프탈레이트를 포함한다.
프탈레이트 가소제는 최근에 공공 이익 단체에 의해 프탈레이트의 부정적인 환경 영향 및 프탈레이트에 노출된 인간에서의 잠재적인 유해한 건강 영향에 관하여 철저하게 조사되고 있다. 이에 따라, 프탈레이트 가소제에 대한 적합한 대체물이 요망되고 있다.
요약
하나의 구체예는
디알킬 2,5-푸란디카복실레이트로 이루어진 제1 가소제 성분; 및
에폭사이드화된 천연 오일, 에폭사이드화된 지방산 알킬 에스테르, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제2 가소제 성분을 포함하는 가소제로서,
상기 가소제는 22℃ 및 1 대기압에서 액체이다.
본 발명의 다양한 구체예들은 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트를 포함하는 가소제에 관한 것이다. 이러한 가소제는 또한 선택적으로 에폭사이드화된 천연 오일, 에폭사이드화된 지방산 알킬 에스테르, 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 이러한 가소제는 다양한 제조품에서 또한 사용될 수 있는 가소화된 폴리머 조성물을 형성시키기 위해 폴리머 수지와 조합될 수 있다.
가소제
본 발명은 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트를 포함하는 가소제를 제공한다. 일 구체예에서, 가소제는 프탈레이트-무함유이거나 그밖에 프탈레이트가 없거나 실질적으로 없다. 추가적으로, 이러한 가소제에는 트리멜리테이트가 없거나 실질적으로 없을 수 있다. 본원에서 사용되는 "실질적으로 없는(substantially devoid)"은 백만분의 10 중량부 이하의 농도를 의미한다.
본원에 대해 제공된 가소제는 하기 구조를 갖는 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트를 포함할 수 있다:
Figure 112015123423870-pct00001
상기 식에서, R1 및 R2는 독립적으로 알킬 기이다. 본원에서 사용되는 용어 "알킬"은 탄화수소로부터 수소 원자를 제거함으로써 형성된 일가 기를 의미한다. 하나 이상의 구체예에서, R1 및 R2는 동일한 알킬 기일 수 있다. 구체예에서, R1 및 R2는 독립적으로 임의의 포화되거나 불포화된, 직쇄, 분지된, 또는 환형 C1 내지 C20 (즉, 1 내지 20개의 탄소 원자를 가짐), C1 내지 C12, 또는 C8 내지 C13 알킬 기일 수 있다. 다양한 구체예에서, R1 및 R2는 각각 포화된, 직쇄 또는 분지된 C8 내지 C13 알킬 기이다. 하나 이상의 구체예에서, R1 및 R2는 분지된 C10 내지 C13 알킬 기로부터 선택된다. 다양한 구체예에서, R1 및 R2는 동일한 알킬 기이다. R1 및 R2로서 사용하기에 적합한 알킬 기의 특정 예는 2-에틸헥실, 옥틸, 노닐, 데실, 도데실, 이소트리데실, 및 트리데실을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 일 구체예에서, R1 및 R2 각각은 이소트리데실 알킬 기이다. 다른 구체예에서, R1 및 R2 각각은 n-데실 기이다.
다양한 구체예에서, 가소제는 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트들의 혼합물을 포함할 수 있으며, 여기서, 알킬 기 R1 및 R2는 둘 이상의 상이한 구조를 포함한다. 예를 들어, 다양한 구체예에서, 가소제는 디데실 2,5-푸란디카복실레이트, 디옥틸 2,5-푸란디카복실레이트, 및 비스(2-에틸헥실) 2,5-푸란디카복실레이트를 포함하는 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트들의 혼합물을 포함할 수 있다. 추가적으로, 가소제는 2-에틸헥실, 옥틸, 및 데실 기로부터 선택된 알킬 기를 갖는 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트들의 혼합물을 포함할 수 있다. 이러한 혼합물들이 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트들을 함유할 수 있다는 것으로 이해되어야 하며, 여기서 R1 및 R2가 동일하거나 상이하다. 예를 들어, 이러한 혼합물은 하기 분자들을 포함할 수 있다: (1) 디데실 2,5-푸란디카복실레이트, (2) 디옥틸 2,5-푸란디카복실레이트, (3) 비스(2-에틸헥실) 2,5-푸란디카복실레이트, (4) 데실 옥틸 2,5-푸란디카복실레이트, (5) 데실 2-에틸헥실 2,5-푸란디카복실레이트, 및 (6) 옥틸 2-에틸헥실 2,5-푸란디카복실레이트. 다시 말해서, 다양한 구체예에서, 상기 구조에서 R1 및 R2는 2-에틸헥실, 옥틸, 및 데실 알킬 기의 조합으로부터 독립적으로 선택될 수 있다. 이러한 구체예에서, 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트들의 혼합물은 가소제 중의 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트의 총량을 기준으로 하여 적어도 10 mol%, 적어도 15 mol%, 적어도 20 mol%, 또는 적어도 25 mol%의 양으로 적어도 10개의 탄소 원자의 알킬 기를 갖는 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트들을 포함할 수 있다. 이러한 구체예에서, 적어도 10개의 탄소 원자의 알킬 기를 갖는 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트의 농도는 가소제 중의 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트의 총량을 기준으로 하여 90 mol% 이하, 80 mol% 이하, 70 mol% 이하, 60 mol% 이하, 50 mol% 이하, 40 mol% 이하, 또는 30 mol% 이하일 수 있다. 이러한 구체예에서, 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트의 알킬 기는 10 내지 13 범위의 탄소 원자의 수를 가질 수 있다.
본원에서 사용하기에 적합한 가소제는 22℃ 및 1 대기압 ("atm")에서 액체이다. 이에 따라, 다양한 구체예에서, 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트 또는 둘 이상의 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트의 혼합물은 22℃ 및 1 atm에서 액체일 수 있다.
본원에서 사용하기에 적합한 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트는 당해 분야에서 임의의 공지되거나 하기에서 발견된 에스테르화 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 상세하게, 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트는 2,5-푸란디카복실산과 적합한 알코올 또는 요망되는 알킬 모이어티 또는 모이어티들을 함유한 알코올들의 조합물의 에스테르화 반응에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 디이소트리데실 2,5-푸란디카복실레이트가 요망되는 생성물인 경우에, 에스테르화 반응을 위해 시약으로서 이소트리데실 알코올 및 2,5-푸란디카복실산이 적절한 양(예를 들어, 적어도 2:1 몰비의 알코올-대-디카복실산)으로 선택될 수 있다. 대안적으로, 당업자에게 공지된 바와 같이, 에스테르교환(transesterification)은 출발 시약으로서 2,5-푸란디카복실레이트 및 적합한 알코올을 사용하여 이용될 수 있다. 통상적인 에스테르화 조건은 상승된 온도(예를 들어, 170℃)에서, 기계적 교반 하, 및 촉매(예를 들어, 황산과 같은 산 촉매)의 존재 하에 반응을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 에스테르화 이후에, 물 및 과량의 알코올은 통상적인 방법을 통해 제거될 수 있다.
다양한 구체예에서, 본 가소제는 에폭사이드화된 천연 오일 ("eNO"), 에폭사이드화된 지방산 알킬 에스테르 ("eFAAE"), 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제2 가소제 성분을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 "천연 오일"은 지방산 트리글리세라이드로 이루어지고 미생물 (조류, 박테리아), 식물/채소, 및/또는 종자(seed)로부터 유도된 오일이다. 일 구체예에서, 천연 오일은 유전학적으로 변형된 천연 오일을 포함한다. 용어 "천연 오일"은 원유-유래 오일을 배제한다. 적합한 천연 오일의 비-제한적인 예는 우지 오일, 카놀라유, 피마자유, 옥수수 오일, 어유, 아마인유, 팜유, 채종유, 홍화유, 대두유, 해바라기 오일, 톨유, 동유, 및 이들의 임의의 조합물을 포함한다.
본원에서 사용되는 용어 "에폭사이드화된 천연 오일"은 적어도 하나의 지방산 모이어티가 적어도 하나의 에폭사이드 기를 함유한 천연 오일이다. 에폭사이드화는 통상적으로, 종종 산 또는 염기 촉매의 존재 하에, 천연 오일과 퍼옥사이드, 퍼카복실산, 및/또는 다른 퍼옥시 화합물의 반응에 의해 통상적인 방법을 통해 수행될 수 있다.
적합한 eNO의 비-제한적인 예는 에폭사이드화된 조류 오일, 에폭사이드화된 우지 오일, 에폭사이드화된 카놀라유, 에폭사이드화된 피마자유, 에폭사이드화된 옥수수 오일, 에폭사이드화된 어유, 에폭사이드화된 아마인유, 에폭사이드화된 팜유, 에폭사이드화된 채종유, 에폭사이드화된 홍화유, 에폭사이드화된 대두유, 에폭사이드화된 해바라기 오일, 에폭사이드화된 톨유, 에폭사이드화된 동유, 및 이들의 임의의 조합물을 포함한다.
일 구체예에서, 에폭사이드화된 천연 오일은 에폭사이드화된 대두유 ("eSO")이다.
적합한 상업적으로 입수 가능한 에폭사이드화된 천연 오일의 예는 Ferro Corp.(Mayfield Heights, OH, USA)로부터 입수 가능한 PLAS-CHEKTM 775 에폭사이드화된 대두유; VIKOFLEXTM 7170 에폭사이드화된 대두유, 및 VIKOFLEXTM 7190 에폭사이드화된 아마인유 (둘 모두는 Arkema Inc.(Philadelphia, PA, USA)로부터 입수 가능함)를 포함한다.
상기에 주지된 바와 같이, 가소제는 임의적으로, 제2 가소제 성분의 일부 또는 전부로서, 에폭사이드화된 지방산 알킬 에스테르 ("eFAAE"), 예를 들어 에폭사이드화된 지방산 메틸 에스테르를 함유할 수 있다. 상업적으로 입수 가능한 eFAAE의 비-제한적인 예는 VIKOFLEXTM 7010, VIKOFLEXTM 7040, VIKOFLEXTM 7080, VIKOFLEXTM 9010, VIKOFLEXTM 9040, 및 VIKOFLEXTM 9080 (Arkema Inc.(Philadelphia, PA, USA)의 제품)을 포함한다.
일 구체예에서, 제2 가소제 성분이 사용될 때에, 가소제는 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트를, 전체 가소제 중량을 기준으로 하여 10 내지 90 중량%("wt%"), 30 내지 70 중량% 범위, 또는 약 50 중량%의 양으로 함유할 수 있다. 추가 구체예에서, 가소제는 제2 가소제 성분(즉, eNO 및/또는 eFAAE)을, 전체 가소제 중량을 기준으로 하여 10 내지 90 중량%, 30 내지 70 중량%의 범위, 또는 약 50 중량%의 양으로 함유할 수 있다. 이에 따라, 다양한 구체예에서, 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트 및 제2 가소제 성분은 9:1 내지 1:9, 7:3 내지 3:7의 범위, 또는 약 1:1 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트-대-제2 가소제 성분의 중량비로 존재할 수 있다. 하나 이상의 구체예에서, 가소제는 eNO 및/또는 eFAAE와 함께 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트로 이루어지거나 필수적으로 이루어진다.
폴리머 조성물
본 발명은 폴리머 및 상술된 가소제를 포함하는 폴리머 조성물을 제공한다.
적합한 폴리머의 비-제한적인 예는 폴리설파이드, 폴리우레탄, 아크릴, 에피클로로히드린, 니트릴 고무, 클로로설폰화된 폴리에틸렌, 염화된 폴리에틸렌, 폴리클로로프렌, 스티렌 부타디엔 고무, 천연 고무, 합성 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머 고무, 프로필렌-기반 폴리머, 에틸렌-기반 폴리머, 및 비닐 클로라이드 수지를 포함한다. 용어 "프로필렌-기반 폴리머"는 가장 많은 중량%의 중합된 프로필렌 모노머(중합 가능한 모노머의 총량을 기준으로 함), 및 임의적으로 적어도 하나의 중합된 코모노머를 포함하는 폴리머를 나타낸다. 용어 "에틸렌-기반 폴리머"는 가장 많은 중량%의 중합된 에틸렌 모노머(중합 가능한 모노머의 총 중량을 기준으로 함), 및 임의적으로 적어도 하나의 중합된 코모노머를 포함하는 폴리머를 나타낸다.
용어 "비닐 클로라이드 수지"는 비닐 클로라이드 폴리머, 예를 들어 폴리비닐 클로라이드 ("PVC"), 또는 비닐 클로라이드 코폴리머, 예를 들어 비닐 클로라이드/비닐 아세테이트 코폴리머, 비닐 클로라이드/비닐리덴 클로라이드 코폴리머, 비닐 클로라이드/에틸렌 코폴리머, 또는 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머 상에서 비닐 클로라이드를 그라프팅함으로써 제조된 코폴리머를 의미한다. 비닐 클로라이드 수지는 또한, 상술된 비닐 클로라이드 폴리머 또는 비닐 클로라이드 코폴리머와, 염화된 폴리에틸렌, 열가소성 폴리우레탄, 올레핀 폴리머, 예를 들어 메타크릴 폴리머, 또는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머를 포함하지만 이로 제한되지 않는 다른 혼화성 또는 상용성 폴리머의 폴리머 블랜드를 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 비닐 클로라이드 수지는 PVC이다.
일 구체예에서, 폴리머 조성물은 폴리머를, 전체 폴리머 조성물 중량을 기준으로 하여, 20 내지 90 중량%, 30 내지 85 중량%, 40 내지 80 중량%, 또는 50 내지 65 중량% 범위의 양으로 포함한다. 다양한 구체예에서, 폴리머 조성물은 상술된 가소제를, 전체 폴리머 조성물 중량을 기준으로 하여 10 내지 80 중량%, 15 내지 70 중량%, 20 내지 60 중량%, 또는 25 내지 35 중량% 범위의 양으로 포함한다.
다양한 구체예에서, 폴리머 조성물은 ASTM D2240에 의해 측정하는 경우에, 43 미만, 또는 41 미만의 쇼어 D 경도를 가질 수 있다. 이러한 구체예에서, 폴리머 조성물은 25의 최소 쇼어 D 경도를 가질 수 있다. 하나 이상의 구체예에서, 폴리머 조성물은 ASTM D2240에 의해 측정하는 경우에, 96 미만, 또는 94 미만의 쇼어 A 경도를 가질 수 있다. 이러한 구체예에서, 폴리머 조성물은 81의 최소 쇼어 A 경도를 가질 수 있다. 쇼어 경도 (A 및 D 둘 모두)는 폴리머 100 중량부를 기준으로 하여 52 phr(part per hundred resin)의 가소제 로딩(plasticizer loading)을 갖는 폴리머 조성물에 대해 결정된다.
다양한 구체예에서, 폴리머 조성물은 ASTM D638에 의해 측정하는 경우에, 168시간 동안 100℃, 113℃, 및/또는 136℃에서의 열 에이징(heat aging) 후에 적어도 30%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 또는 적어도 70%의 인장 신율 유지율 (tensile elongation retention; "TER")을 갖는다. 폴리머 조성물의 열-에이징은 하기 시험 방법 섹션에서 하기에 기술된 절차에 따라 수행된다. TER은 52 phr의 가소제 로딩을 갖는 폴리머 조성물에 대해 결정될 수 있다.
다양한 구체예에서, 폴리머 조성물은 ASTM D638에 의해 측정하는 경우에, 168시간 동안 100℃, 113℃, 및/또는 136℃에서의 열 에이징 후에 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%, 또는 적어도 100%의 인장 강도 유지율 (tensile strength retention; "TSR")을 갖는다. TSR은 52 phr의 가소제 로딩을 갖는 폴리머 조성물에 대해 결정될 수 있다.
다양한 구체예에서, 폴리머 조성물은 168시간 동안 100℃, 113℃, 및/또는 136℃에서의 열 에이징 후에 적어도 50%, 적어도 55%, 적어도 60%, 또는 적어도 65%의 중량 유지율(weight retention)을 갖는다. 중량 유지율은 52 phr의 가소제 로딩을 갖는 폴리머 조성물에 대해 결정될 수 있다.
첨가제
폴리머 조성물은 하기 임의적 첨가제들 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 충전제, 난연제, 열 안정화제, 적하 방지제, 착색제, 윤활제, 저분자량 폴리에틸렌, 방해된 아민 광 안정화제, UV 광 흡수제, 경화제, 촉진제(booster), 지연제, 가공 보조제, 커플링제(coupling agent), 정전기 방지제, 핵형성제, 슬립제(slip agent), 점도 조절제, 점착부여제, 항-블로킹제(anti-blocking agent), 계면활성제, 증량 오일(extender oil), 산 스캐빈져(acid scavenger), 금속 불활성화제(metal deactivator), 및 이들의 임의의 조합물.
일 구체예에서, 폴리머 조성물은 열 안정화제를 포함한다. 적합한 열 안정화제의 비-제한적인 예는 납-무함유 금속 비누, 납 안정화제, 유기 열 안정화제, 에폭사이드, 모노카복실산의 염, 페놀성 항산화제, 유기 포스파이트, 및/또는 베타디케톤을 포함한다. 일 구체예에서, 사용되는 열 안정화제는 납-무함유 혼합 금속 비누이다. 용어 "금속 비누(metal soap)"는 산과 금속의 염을 의미한다. 사용하기에 적합한 금속 비누는 지방산의 아연 염(예를 들어, 아연 스테아레이트), 지방산의 칼슘 염, 지방산의 바륨 염, 지방산의 마그네슘 염, 지방산의 주석 염, 및 이들의 둘 이상의 혼합물을 포함한다. 열 안정화제는 폴리머 조성물에, 전체 폴리머 조성물 중량을 기준으로 하여, 0.2 내지 10 중량%, 0.4 내지 7 중량%, 또는 0.6 내지 5 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
일 구체예에서, 폴리머 조성물은 PVC, 본 가소제, 충전제 (예를 들어, 탄산칼슘, 클레이(clay), 실리카, 및 이들의 임의의 조합물), 하나 이상의 금속 비누 안정화제, 페놀성 또는 다른 항산화제, 및 가공 보조제를 포함한다.
코팅된 전도체
본 발명은 코팅된 전도체를 제공한다. 코팅된 전도체는 전도체, 및 전도체 상 또는 전도체를 덮는 개입 층(interceding layer) 상의 코팅을 포함하며, 이러한 코팅은 상술된 폴리머 조성물로부터 적어도 일부 형성된다.
본원에서 사용되는 "전도체"는 열, 광 및/또는 전기를 전도하기 위한 하나 이상의 와이어(들) 또는 섬유(들)이다. 전도체는 단일-와이어/섬유 또는 다중-와이어/섬유일 수 있고, 가닥(strand) 형태 또는 튜브 형태일 수 있다. "와이어(wire)"는 단일 가닥의 전도체 금속 또는 단일 가닥의 광학 섬유를 의미한다. 적합한 전도체의 비-제한적인 예는 금속, 예를 들어 은, 금, 구리, 탄소, 및 알루미늄을 포함한다. 전도체는 또한, 유리 또는 플라스틱 중 어느 하나로부터 제조된 광섬유일 수 있다.
코팅된 전도체는 가요성, 반-강성, 또는 강성일 수 있다. 코팅(또한, "자켓(jacket)," "피복(sheath)," 또는 "절연부(insulation)"로서 지칭됨)은 전도체 상 또는 전도체를 둘러싸는 다른 층 상에 직접적으로 위치될 수 있다.
일 구체예에서, 코팅된 전도체는 케이블이다. "케이블(cable)" 및 "파워 케이블(power cable)"은 피복 내에 적어도 하나의 와이어 또는 광섬유를 의미한다. 통상적으로, 케이블은 통상적으로 공통의 절연 외피(insulation covering) 및/또는 보호 자켓에서 함께 결합된 둘 이상의 와이어 또는 광섬유이다. 피복 내측의 개개의 와이어 또는 섬유는 드러나 있거나, 덮혀 있거나, 절연될 수 있다. 조합 케이블(Combination cable)은 전기 와이어 및 광섬유 둘 모두를 함유할 수 있다. 케이블은 저(low), 중간 및/또는 고(high) 전압 적용을 위해 설계될 수 있다. 통상적인 케이블 설계는 USP 5,246,783, 6,496,629 및 6,714,707호에 예시되어 있다.
일 구체예에서, 케이블은 미국 보험협회 안전시험소(Underwriters Laboratories; "UL") 스탠다드(standard) 83 및 1581에 따른 60℃, 75℃, 80℃, 90℃, 또는 105℃-정격 케이블(rated cable)이다.
시험 방법
쇼어 경도(Shore Hardness)
250-mil (6.35 mm) 두께의 모울딩된 시편을 사용하여 ASTM D2240에 따라 쇼어 (A 및 D) 경도를 결정한다.
인장 특성(Tensile Property)
30-mil (0.762 mm) 두께의 모울딩된 플라크(plaque)으로부터 절단된 타입 IV 개-골(dog-bone)-형상의 시편 상에서 분당 2 인치의 변위 속도(displacement rate)로 ASTM D638에 따라 에이징되지 않은 샘플 및 열-에이징된 샘플 둘 모두에 대해 인장 강도, 인장 신율, 및 시컨트 모듈러스(secant modulus)를 결정한다.
체적 저항률(Volume Resistivity)
체적 저항률(23℃에서 ohm·cm)을 ASTM D257에 따라 500 볼트 직류로 측정하였다. 40-mil(1.016 mm) 두께의 모울딩된 플라크로부터 절단된 3.5-인치(8.89 cm) 직경 시편, 및 Hewlett Packard 4329A 고저항계(High Resistance Meter)에 연결된 Hewlett Packard 16008A 저항률 셀(Resistivity Cell)을 이용하였다.
동적 저장 탄성률(Dynamic storage modulus; E')
동적 저장 탄성률(E')을 단일 캔틸레버 고정부(single cantilever fixture)를 구비한 TA Instrument Q800 유량계를 이용하여 동적 기계적 분석(dynamic mechanical analysis; "DMA")에 의해 결정하였다. 시편은 직사각형 고체(35 mm 길이 × 13 mm 폭 × 40 mil 두께)의 형태이고, 벤딩 모드(bending mode)에서 시험되었다. 각 직사각형 고체 샘플을 양 단부에서 클램핑하여, 클램핑된 위치 간의 사이가 17.5 mm가 되게 하였고, 시험 동안 이의 길이를 따라 하나의 단부에서 구부러진다. 샘플의 이동 가능한 단부를 25 마이크로미터의 진폭으로 진동시켰고(위 및 아래로), 다른 단부를 정류 상태로 유지시켰다. 온도를 -100℃에서 +100℃까지 5℃/분의 경사율로 변경시켰으며, 진동의 횟수를 6.283 rad/s (1 Hz)에서 일정하게 유지하였다. 샘플의 저장 및 손실 탄성률, 뿐만 아니라 탄 델타(tan delta)를 온도의 함수에 따라 측정하였다. 이러한 변형 모드를 통해 얻어진 기계적 탄성 계수는 영률(E', E")이다. -20℃에서 동적 저장 탄성률(E')을 저온 굴곡성의 척도로서 사용하였다. 점탄성 물질의 저장 및 손실 탄성률은 저장된 에너지(탄성 부분을 나타냄) 및 열로서 소산된 에너지(점성 부분을 나타냄)의 척도이다.
루프 분출물(Loop Spew) 및 가소제 상용성
루프 분출물을 75-mil(1.905 mm) 두께의 시편 상에서 ASTM D3291에 따라 측정하였다. 폴리머 조성물에서의 가소제 상용성을 또한, 상승된 온도(예를 들어, 100℃ 또는 113℃ 또는 136℃)에서 규정된 시간(예를 들어, 7일) 동안 에이징된 모울딩되거나 압출된 시편의 시각적 검사에 의해 평가하였다. 압출된 시편은 와이어 형태(즉, 전도체 위에 압출된 절연부)일 수 있다.
중량 유지
30-mil(0.762 mm) 두께의 모울딩된 플라크로부터 절단된 직경이 1.25 인치(3.715 cm)인 시편 상에서 상승된 온도에서 다양한 날짜 후에 백분율로서 표현된 유지된 중량을 측정하였다.
열 에어징 (Heat Aging)
(상술된 기하학적 구조의) 인장 및 중량 유지 시편에 대한 열 에이징을 타입 II ASTM D5423-93 시험 기계적 대류 오븐(Type II ASTM D5423-93 Testing Mechanical Convection Oven)을 이용하여 수행하였다.
시약
하기에서 상세히 기술된 실시예에서, 하기 시약들을 사용하였다:
푸란 2,5-디카복실산, 2-에틸헥산올, 1-도데칸올, 1-옥탄올, 1-데칸올, 황산, 및 마그네슘 실리케이트 모두는 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)로부터 입수 가능하다.
이소트리데실 알코올은 BOC Sciences (Shirley, NY, USA)로부터 입수 가능하다.
사용되는 폴리비닐 클로라이드("PVC")는 Occidental Chemical Corporation (Dallas, TX, USA)으로부터 입수 가능한 OXYVINYLSTM 240F이다.
사용되는 충진제는 BASF Corporation (Florham Park, NJ, USA)으로부터 입수 가능한 SATINTONETM SP-33 Clay이다.
열 안정화제는 Baerlocher USA (Dover, OH, USA)로부터 입수 가능한 상품명 BAEROPANTM MC 90249 KA로 판매되는 칼슘/아연 금속 비누이다.
난연제는 Chemtura Corp. (Middlebury, CT, USA)로부터 입수 가능한 상품명 MICROFINETM AO9로 판매되는 안티모니 트리옥사이드이다.
항산화제는 BASF Corporation (Florham Park, NJ, USA)으로부터 입수 가능한, IRGANOXTM 1076이다.
비스(2-에틸헥실) 프탈레이트("DEHP")는 Alfa Aesar (Ward Hill, MA, USA)로부터 입수 가능하다.
디이소데실 프탈레이트("DIDP")는 TCI Tokyo Kasei (Tokyo, Japan)로부터 입수 가능하다.
트리옥틸 트리멜리테이트("TOTM")는 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)로부터 입수 가능하다.
에폭사이드화된 대두유("eSO")는 상표명 PLAS-CHEKTM 775로 판매되고, Ferro Corp. (Mayfield Heights, OH, USA)로부터 입수 가능하다.
에폭사이드화된 지방산 메틸 에스테르("eFAME")는 상표명 VIKOFLEXTM 7010으로 판매되고, Arkema, Inc. (King의 Prussia, PA, USA)로부터 입수 가능하다.
실시예
실시예 1 - 디알킬 2,5- 푸란디카복실레이트의 제조
하기 절차에 따라 6개의 상이한 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트를 제조하였다. 실온에서 고체인 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트가 가소제로서 사용하기 위해 적합하지 않은 것으로 여겨진다는 것을 주지한다.
비스 (2- 에틸헥실 ) 2,5- 푸란디카복실레이트
2000-mL 4구 둥근바닥 플라스크에 461.44 g의 2-에틸헥산올을 계량함으로써 비스(2-에틸헥실) 2,5-푸란디카복실레이트("2-EH FDC")를 제조하였다. 콘덴서, 딘-스탁 트랩(Dean-Stark trap), 써모와치 온도 조절기(thermowatch temperature regulator)를 구비한 온도계, 오버헤드 기계 교반기, 스톱퍼(stopper), 및 N2 유입구를 부가하였다. 교반기를 작동시켰다. 플라스크에 171.51 g의 푸란 2,5-디카복실산을 첨가하였다. 플라스크 및 딘-스탁 트랩 둘레에 단열부를 랩핑하였다. 몇 방울의 황산을 첨가하고, 온도를 최대 170℃로 변경시켰다. 오버헤드 수집을 개시하고, 플라스크의 함유물을 밤새 혼합하였다. 다음 날에, 가스 크로마토그래피("GC")에 의해 반응의 완료를 확인하였다. 딘-스탁 트랩으로부터 H2O 및 2-에틸헥산올을 수집하고, 열을 제거하였다. 샘플은 매우 투명한, 밝은-오렌지색이다. 과량의 2-에틸헥산올을 제거하기 위하여, 샘플을 85℃에서 설정된 수욕을 구비한 회전 증발기(펌프가 장착됨)를 이용하여 증발시켰다. GC를 통해 과량의 2-에틸헥산올이 여전히 존재한다고 확인되는 경우에, 샘플을 105℃의 자켓 온도, 15℃의 냉각 핑거 온도(cold finger temperature), 246 rpm의 교반 속도, 100 밀리토르(millitorr; "mTorr")의 압력 및 1.5 mL/분의 유량을 이용하여 와이프 필름 증발(wiped film evaporation; "WFE")로 처리하였다. 오버헤드(overhead)를 폐기하였다. 얻어진 물질은 실온에서 액체이다.
디도데실 2,5- 푸란디카복실레이트
2000-mL 4구 둥근바닥 플라스크에 203.38 g의 푸란 2,5-디카복실산을 계량하여 디도데실 2,5-푸란디카복실레이트("C12 FDC")를 제조하였다. 콘덴서, 딘-스탁 트랩, 써모와치 온도 조절기를 구비한 온도계, 오버헤드 기계 교반기, 스톱퍼, 및 N2 유입구를 부가하였다. 교반기를 작동시켰다. 플라스크 및 딘-스탁 트랩 둘레에 단열부를 랩핑하였다. 플라스크에 723.9 g의 1-도데칸올을 첨가하고, 온도를 최대 180℃로 변경시켰다. 5 방울의 황산을 첨가하였다. 5시간 후에, 딘-스탁 트랩에 수집물이 존재하지 않는 경우에, 열을 190℃로 증가시켰다. 물의 오버헤드 수집을 개시하고 플라스크의 내용물을 밤새 혼합하였다. 다음 날에, 추가 80 mL의 1-도데칸올 및 추가의 2 방울의 황산을 첨가하였다. 열을 최대 195℃로 변경시켰다. 반응이 완료된 것을 GC를 통해 확인한 후에, 반응을 중지시켰다. 반응 혼합물이 냉각함에 따라, 고형물은 반응 매질로부터 침전하였다. 얻어진 디도데실 2,5-푸란디카복실레이트는 실온에서 고체이다.
혼합된 (75/25%) 2- EH 및 C12 FDC
1000-mL 4구 둥근바닥 플라스크에 먼저 78.33 g의 푸란 2,5-디카복실산을 계량함으로써 2-에틸헥실 및 도데실 알킬 치환체를 갖는 혼합된 2,5-푸란디카복실레이트를 제조하였다. 콘덴서, 딘-스탁 트랩, 써모와치 온도 조절기를 구비한 온도계, 오버헤드 기계 교반기, 스톱퍼, 및 N2 유입구를 부가하였다. 플라스크 및 딘-스탁 트랩 둘레에 단열부를 랩핑하였다. 교반기를 작동시켰다. 플라스크에 197.39 g의 2-에틸헥산올 및 95.12 g의 1-도데칸올을 첨가하였다. 5 방울의 황산을 첨가하고, 온도를 최대 180℃로 변경시켰다. 물의 오버헤드 수집을 개시하고 플라스크의 내용물을 밤새 혼합하였다. 다음 날에, 반응의 완료를 GC를 이용하여 확인하였다. 딘-스탁 트랩으로부터 H2O를 수집하고, 열을 제거하였다. 냉각시킴에 따라 샘플은 고형화되어, 실온에서 고체가 되었다.
혼합된 (50/50%) 2- EH 및 C12 FDC
1000-mL 4구 둥근바닥 플라스크에 먼저 80.16 g의 푸란 2,5-디카복실산을 계량함으로써 2-에틸헥실 및 도데실 알킬 치환체를 갖는 혼합된 2,5-푸란디카복실레이트를 제조하였다. 콘덴서, 딘-스탁 트랩, 써모와치 온도 조절기를 구비한 온도계, 오버헤드 기계 교반기, 스톱퍼, 및 N2 유입구를 부가하였다. 플라스크 및 딘-스탁 트랩 둘레에 단열부를 랩핑하였다. 교반기를 작동시켰다. 플라스크에 133.1 g의 2-에틸헥산올 및 187.01 g의 1-도데칸올을 첨가하였다. 5 방울의 황산을 첨가하고, 실온을 최대 180℃의 온도로 변경시켰다. 물의 오버헤드 수집을 개시하고 플라스크의 내용물을 밤새 혼합하였다. 다음 날에, 반응의 완료를 GC를 이용하여 확인하였다. 딘-스탁 트랩으로부터 H2O를 수집하고, 열을 제거하였다. 냉각시킴에 따라 샘플은 고형화되어, 실온에서 고체가 되었다.
혼합된 (50/25/25%) 2- EH , C8, 및 C10 FDC
1000-mL 4구 둥근바닥 플라스크에 먼저 79.25 g의 푸란 2,5-디카복실산을 계량함으로써 2-에틸헥실, 옥틸 ("C8"), 및 데실 ("C10") 알킬 치환체를 갖는 혼합된 2,5-푸란디카복실레이트 (총괄적으로, "2-EH/C8/C10 FDC")를 제조하였다. 콘덴서, 딘-스탁 트랩, 써모와치 온도 조절기를 구비한 온도계, 오버헤드 기계 교반기, 스톱퍼, 및 N2 유입구를 부가하였다. 플라스크 및 딘-스탁 트랩 둘레에 단열부를 랩핑하였다. 교반기를 작동시켰다. 플라스크에 161.75 g의 2-에틸헥산올, 84.59 g의 1-옥탄올, 및 102.35 g의 1-데칸올을 첨가하였다. 5 방울의 황산을 첨가하고, 실온을 최대 180℃의 온도로 변경시켰다. 물의 오버헤드 수집을 개시하고 플라스크의 내용물을 밤새 혼합하였다. 다음 날에, 추가의 2 방울의 황산을 첨가하고, 반응을 진행하였다. GC에 의해 반응의 완료를 확인하자 마자, 딘-스탁 트랩으로부터 H2O를 수집하고, 열을 제거하였다. 샘플은 투명하고, 진한 황색이다.
샘플을 160℃의 자켓 온도, 10℃의 냉각 핑거 온도, 459 rpm의 교반 속도, 350 mTorr의 압력, 및 2.0 mL/분의 유량을 이용하여 WFE로 처리하였다. 오버헤드를 폐기하였다. 얻어진 샘플이 칼라에 있어서 여전히 진한 경우에, 샘플을 200℃의 자켓 온도, 25℃의 냉각 핑거 온도, 372 rpm의 교반 속도, 180 mTorr의 압력, 및 3.5 mL/분의 유량을 이용하여 다시 WFE로 처리하고, 오버헤드를 수집하고, 하부를 폐기하였다.
500-mL 삼구 둥근 바닥 플라스크에 샘플을 배치시킴으로써 133.46 g이 수집된 상기 샘플에 1% 마그네슘 실리케이트 처리를 적용하였다. 콘덴서, N2 유입구, 써모와치 온도 조절기를 구비한 온도계, 및 오버헤드 기계 교반기를 부가하였다. 교반기를 작동시켰다. 1.32 g의 마그네슘 실리케이트를 첨가하였다. 열을 최대 70℃로 변경시켰다. 샘플이 70℃에 도달한 직후에, 이를 1시간 동안 혼합하였다. 이후에, 열을 제거하고, 샘플이 실온에 도달한 직후에, 샘플을 1-마이크로미터("㎛") 기공 크기를 갖는 필터지를 구비한 90-mm 마이크로여과 유닛을 이용하여 여과하였다. 샘플이 여과됨에 따라, 칼라는 투명하고 진한 황색 생성물에서 투명하고 엷은 황색 생성물로 변경되었다. 123.23 g을 수집하였다. 얻어진 물질은 실온에서 액체이다.
디이소트리데실 2,5- 푸란디카복실레이트
1000-mL 4구 둥근바닥 플라스크에 먼저 61.09 g의 푸란 2,5-디카복실산을 계량함으로써 디이소트리데실 2,5-푸란디카복실레이트("DITD FDC")를 제조하였다. 콘덴서, 딘-스탁 트랩, 써모와치 온도 조절기를 구비한 온도계, 오버헤드 기계 교반기, 스톱퍼, 및 N2 유입구를 부가하였다. 플라스크 및 딘-스탁 트랩 둘레에 단열부를 랩핑하였다. 교반기를 작동시켰다. 299.66 g 이소트리데실 알코올을 첨가하고, 온도를 최대 180℃로 변경시켰다. 6 방울의 황산을 첨가하였다. 물의 오버헤드 수집을 개시하고 플라스크의 내용물을 밤새 혼합하였다. 다음 날에, 추가의 2 내지 3 방울의 황산을 첨가하고, 밤새 교반하면서 반응을 계속하였다. 3일 째에, GC에 의해 반응의 완료를 확인하였다. 딘-스탁 트랩으로부터 H2O를 수집하고, 열을 제거하였다. 샘플은 투명하고, 진한 오렌지색이다.
샘플을 140℃의 자켓 온도, 20℃의 냉각 핑거 온도, 431 rpm의 교반 속도, 100 mTorr의 압력, 및 2.0 mL/분의 유량을 이용하여 WFE로 처리하였다. 오버헤드를 폐기하였다. 얻어진 샘플이 칼라에 있어서 여전히 진한 경우에, 샘플을 210℃의 자켓 온도, 20℃의 냉각 핑거 온도, 459 rpm의 교반 속도, 160 mTorr의 압력, 및 2.0 mL/분의 유량을 이용하여 다시 WFE로 처리하고, 오버헤드를 수집하고, 하부를 폐기하였다.
500-mL 삼구 둥근 바닥 플라스크에 샘플을 배치시킴으로써 162.64 g이 수집된 상기 샘플에 2% 마그네슘 실리케이트 처리를 적용하였다. 콘덴서, N2 유입구, 써모와치 온도 조절기를 구비한 온도계, 및 오버헤드 기계 교반기를 부가하였다. 교반기를 작동시켰다. 3 g의 마그네슘 실리케이트를 첨가하였다. 열을 최대 70℃로 변경시켰다. 샘플이 70℃에 도달한 직후에, 이를 1시간 동안 혼합하였다. 이후에, 열을 제거하고, 샘플이 실온에 도달한 직후에, 샘플을 1-㎛ 기공 크기를 갖는 필터지를 구비한 90-mm 마이크로여과 유닛을 이용하여 여과하였다. 샘플이 여과됨에 따라, 칼라는 투명하고 엷은 황색 생성물에서 투명한 황색 생성물로 변경되었다. 140 mL를 수집하였다. 얻어진 디이소트리데실 2,5-푸란디카복실레이트는 실온에서 액체이다.
실시예 2 - 프탈레이트 또는 트리멜리테이트로 가소화된 PVC( 비교예 )
하기 표 1에 제공된 제형에 따라 세 가지의 가소화된 PVC 비교 샘플(CS1-CS3)을 제조하였다.
[표 1] - CS1-CS3 샘플 조성물
Figure 112015123423870-pct00002
가소제 (또는 가소제 혼합물)를 적어도 60분 동안 60℃로 사전가열시킴으로써 상기 샘플을 제조하고, 사용전 수 초 동안 수잡으로 흔들었다. 개개 성분들을 계량한 후에, PVC 분말에 가소제 조성물을 액침시킴으로써 "건조 블렌드"를 제조하고, 이후에 용융 혼합물을 제조하였다. "건조 블렌드"를 하기와 같이 제조하였다:
(a) 스패튤라(spatula)를 이용하여 용기에 가소제 및 충전제를 제외한 모든 구성성분들을 혼합하였다.
(b) 2분 동안 90℃ 및 40 rpm에서 시그마 블레이드(sigma blade)를 구비한 40 ㎤ 브라벤더 혼합 그릇(Brabender mixing bowl)을 가온시켰다.
(c) 단계 (a)로부터의 혼합된 구성성분들을 혼합 그릇에 첨가하고 60초 동안 혼합하였다.
(d) 가소제를 혼합 그릇에 첨가하고, 10분 또는 20분 동안 혼합하고, 시각적 관찰에 의해 측정하는 경우에 완전한 가소제 흡수를 위한 시간을 기록하였다.
(e) 충전제를 첨가하고, 60초 동안 혼합하였다.
(f) 정지시키고 건조 블렌드를 제거하였다.
이후에, 40 rpm 셋팅(setting)에서 캠 회전자를 구비한 브라벤더 혼합 그릇을 이용하여 "건조 블렌드"를 용융 혼합하고, 180℃에서 로딩 시간으로부터 10분 동안 혼합하였다.
얻어진 블렌드 조성물을 180℃에서 5분 동안 (대략 500 psi에서 2분, 이후 대략 2,000 psi에서 3분) 압축 성형하였다. 상술된 절차를 이용하여, (1) 에이징되지 않은 시편, 및 (2) 상승된 온도에서 에이징된 시편의 물성을 측정하였다. 열-에이징된 시편을 또한 표면에서의 삼출물(분출물)의 증거에 대해 시각적으로 시험하였다. 결과는 하기 표 2에 제공된다.
[표 2] - 샘플 CS1-CS3의 물성
Figure 112015123423870-pct00003
실시예 3 - 2- EH FDC , 2- EH /C8/C10 FDC , 또는 DITD FDC로 가소화된 PVC
상기 실시예 2에 기술된 절차를 이용하여, 하기 표 3에 제공된 제형에 따라 6개의 가소화된 PVC 샘플을 제조하였다. 2-EH FDC로 제조된 샘플은 비교예(CS4 및 CS5)이다. 샘플 S1 및 S2는 혼합된 2-EH/C8/C10 FDC 가소제로 제조된 것이며, 샘플 S3 및 S4는 DITD FDC 가소제로 제조된 것이다.
[표 3] - CS4, CS5, 및 S1-S4 샘플 조성물
Figure 112015123423870-pct00004
상술된 절차에 따라 샘플 CS4, CS5, 및 S1-S4를 분석하였다. 결과는 하기 표 4에 제공된다.
[표 4] - 샘플 CS4, CS5, 및 S1-S4의 물성
Figure 112015123423870-pct00005
표 4에서의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 샘플 S1-S4는 충분히 연질이고 가요성이고(심지어 -20℃ 정도로 낮은 온도에서), 열 에이징 전 및 후에 우수한 물성을 제공하고, 루프-분출물 시험으로 처리되거나 상승된 온도에서 에이징한 후에 삼출물이 전혀 나타나지 않거나 단지 약간 삼출물이 나타내는 것을 나타낸다.
실시예 4 - 조합물 2- EH FDC / eSO로 가소화된 PVC
상기 실시예 2에 기술된 절차를 이용하여 하기 표 5에 제공된 제형에 따라 가소화된 PVC 샘플을 제조하였다. 하기 샘플에서, 샘플 S5에서 사용된 가소제는 전체 가소제 중량을 기준으로 하여, 90 중량% 2-EH FDC 및 10 중량%의 에폭사이드화된 대두유 ("eSO")의 블렌드를 함유한다. 샘플 S6의 가소제는 전체 가소제 중량을 기준으로 하여, 70 중량% 2-EH FDC 및 30 중량% eSO의 블렌드이다. 샘플 S7 및 S8의 가소제는 전체 가소제 중량을 기준으로 하여 50 중량% 2-EH FDC 및 50 중량% eSO의 블렌드이다. 샘플 S9의 가소제는 전체 가소제 중량을 기준으로 하여 30 중량% 2-EH FDC 및 70 중량% eSO의 블렌드이다. 샘플 S10의 가소제는 전체 가소제 중량을 기준으로 하여 10 중량% 2-EH FDC 및 90 중량% eSO의 블렌드이다. 100 중량% eSO 가소제를 함유한 비교 샘플 CS6이 또한 제공된다.
[표 5] - S5-S10 및 CS6 샘플 조성물
Figure 112015123423870-pct00006
상술된 절차에 따라 샘플 S5-S10 및 비교 샘플 CS6을 분석하였다. 결과는 하기 표 6에 제공된다.
[표 6] - 샘플 S5-S10 및 CS6의 물성
Figure 112015123423870-pct00007
표 6에 제공된 결과는, 샘플 S5-S10이 충분히 연질이고 가요성이고(심지어 -20℃ 정도로 낮은 온도에서), 열 에이징 전 및 후에 허용 가능한 물성을 제공하고, 루프-분출물 시험으로 처리된 후 또는 상승된 온도에서 에이징 후에, 심지어 광범위한 농도 조합에 걸친 비스(2-에틸헥실) 2,5-푸란디카복실레이트와 eSO의 조합물에서도, 삼출물을 나타내지 않거나, 단지 약간의 삼출물을 나타내거나, 단지 중간 정도의 삼출물을 나타내는 것을 나타낸다. eSO의 농도가 증가함에 따라 열-에이징된 성능이 개선됨을 주지하며, 무관하게, 가소제 중의 심지어 10 중량%의 eSO는 비스(2-에틸헥실) 2,5-푸란디카복실레이트 단독에 비해 현저한 개선을 나타낸다(상기에서, CS4 및 CS5와 비교함).
실시예 5 - 조합물 2- EH /C8/C10 FDC / eSO로 가소화된 PVC
상기 실시예 2에 기술된 절차를 이용하여, 하기 표 7에 제공된 제형에 따라 가소화된 PVC 샘플을 제조하였다. 하기 샘플에서, 샘플 S11에서 사용된 가소제는 전체 가소제 중량을 기준으로 하여, 90 중량% 2-EH/C8/C10 FDC 및 10 중량% eSO의 블렌드를 함유한다. 샘플 S12의 가소제는 전체 가소제 중량을 기준으로 하여, 50 중량% 2-EH/C8/C10 FDC 및 50 중량% eSO의 블렌드이다. 샘플 S13의 가소제는 전체 가소제 중량을 기준으로 하여, 10 중량% 2-EH/C8/C10 FDC 및 90 중량% eSO의 블렌드이다. 비교를 위하여, 비교 샘플 CS6은 또한 하기 표 7 및 8에서 재현되었다.
[표 7] - S11-S13 및 CS6 샘플 조성물
Figure 112015123423870-pct00008
상술된 절차에 따라 샘플 S11-S13을 분석하였다. 결과는 하기 표 8에 제공된다.
[표 8] - 샘플 S11-S13 및 CS6의 물성
Figure 112015123423870-pct00009
표 8에 제공된 결과는, 샘플 S11-S13이 충분히 연질이고 가요성이고(심지어 -20℃ 정도로 낮은 온도에서), 열 에이징 전 및 후에 우수한 물성을 제공하고, 루프-분출물 시험으로 처리된 후 또는 상승된 온도에서 에이징 후에, 심지어 광범위한 농도 조합에 걸친 2-EH/C8/C10 FDC와 eSO의 조합물에서도, 삼출물을 나타내지 않거나, 단지 약간의 삼출물을 나타내는 것을 나타낸다.. eSO의 농도가 증가함에 따라 특히 136℃의 온도에서의 열-에이징된 성능이 개선됨을 주지하며, 무관하게, 가소제 중의 심지어 10 중량%의 eSO는 2-EH/C8/C10 FDC 단독에 비해 현저한 개선을 나타낸다(상기에서, S1 및 S2와 비교함).
실시예 6 - 조합물 DITD FDC / eSO로 가소화된 PVC
상기 실시예 2에 기술된 절차를 이용하여 하기 표 9에 제공된 제형에 따라 가소화된 PVC 샘플을 제조하였다. 하기 샘플에서, 샘플 S14에서 사용된 가소제는 전체 가소제 중량을 기준으로 하여, 90 중량% DITD FDC 및 10 중량% eSO의 블렌드를 함유한다. 샘플 S15의 가소제는 전체 가소제 중량을 기준으로 하여, 50 중량% DITD FDC 및 50 중량% eSO의 블렌드이다. 샘플 S16의 가소제는 전체 가소제 중량을 기준으로 하여, 10 중량% DITD FDC 및 90 중량% eSO의 블렌드이다. 비교를 위하여, 비교 샘플 CS6은 또한 하기 표 9 및 10에서 재현된다.
[표 9] - S14-S16 및 CS6 샘플 조성물
Figure 112015123423870-pct00010
상술된 절차에 따라 샘플 S14-S16을 분석하였다. 결과는 하기 표 10에 제공된다.
[표 10] - 샘플 S14-S16 및 CS6의 물성
Figure 112015123423870-pct00011
표 10에 제공된 결과는, 샘플 S14-S16이 충분히 연질이고 가요성이고(심지어 -20℃ 정도로 낮은 온도에서), 열 에이징 전 및 후에 우수한 물성을 제공하고, 루프-분출물 시험으로 처리된 후 또는 상승된 온도에서 에이징 후에, 심지어 광범위한 농도 조합에 걸친 DITD FDC와 eSO의 조합물에서도, 삼출물을 나타내지 않거나, 단지 약간의 삼출물을 나타내는 것을 나타낸다. 열-에이징된 성능이 DITD FDC 단독과 같이, DITD FDC 및 eSO의 모든 혼합물 조성물에서 매우 양호하다는 것이 주지된다(상기에서, S3 및 S4와 비교함).
실시예 7 - 조합물 DITD FDC / eFAME로 가소화된 PVC
상기 실시예 2에 기술된 절차를 이용하여 하기 표 11에 제공된 제형에 따라 가소화된 PVC 샘플을 제조하였다. 하기 샘플에서, 샘플 S17에서 사용된 가소제는 전체 가소제 중량을 기준으로 하여, 50 중량% DITD FDC 및 50 중량%의 에폭사이드화된 지방산 메틸 에스테르("eFAME")의 블렌드를 함유한다. 샘플 S18의 가소제는 전체 가소제 중량을 기준으로 하여, 70 중량% DITD FDC 및 30 중량% eFAME의 블렌드이다. 100 중량% eFAME 가소제를 함유한 비교 샘플 CS7이 또한 제공된다.
[표 11] - S17, S18, 및 CS7 샘플 조성물
Figure 112015123423870-pct00012
상술된 절차에 따라 샘플 S17, S18, 및 CS7을 분석하였다. 결과는 하기 표 12에 제공된다.
[표 12] - 샘플 S17, S18, 및 CS7의 물성
Figure 112015123423870-pct00013
표 12에 제공된 결과는, 샘플 S17 및 S18이 충분히 연질이고 가요성이고, 열 에이징 전 및 후에 우수한 물성을 제공하고, 루프-분출 시험으로 처리되거나 상승된 온도에서 에이징한 후에, 심지어 광범위한 농도 조합에 걸쳐 DITD와 eFAME의 조합에서도, 삼출물을 나타내지 않거나 단지 약간의 삼출물을 나타내는 것을 나타낸다. 특히, 조합물 DITD FDC:eFAME 가소제는 단독 가소제로서 사용되는 eFAME와 비교하여 열 에이징 후에 인장 신율의 현저한 개선을 나타내었다.

Claims (10)

  1. 하기 구조를 갖는 디알킬 2,5-푸란디카복실레이트로 이루어진 제1 가소제 성분:
    Figure 112020101616359-pct00014

    상기 식 중, R1 및 R2는 독립적으로 2-에틸헥실, 옥틸, 노닐, 및 데실 기로부터 선택되고; 및
    에폭사이드화된 천연 오일, 에폭사이드화된 지방산 알킬 에스테르, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제2 가소제 성분을 포함하는 가소제로서,
    상기 제2 가소제 성분이 전체 가소제 중량을 기준으로 하여 30 내지 90 중량%의 양으로 존재하고,
    상기 가소제가 22℃ 및 1 대기압에서 액체인 가소제.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 가소제 성분 및 상기 제2 가소제 성분이 1:1의 중량비로 존재하는 가소제.
  5. 제1항에 있어서, 상기 에폭사이드화된 천연 오일이 에폭사이드화된 대두유인 가소제.
  6. 제1항에 있어서, 상기 에폭사이드화된 지방산 알킬 에스테르가 에폭사이드화된 지방산 메틸 에스테르인 가소제.
  7. 폴리머; 및
    제1항에 따른 가소제를 포함하는, 가소화된 폴리머 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 폴리머가 폴리비닐 클로라이드인, 가소화된 폴리머 조성물.
  9. 제7항에 있어서, 상기 가소제가 상기 가소화된 폴리머 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 10 내지 80 중량% 범위의 양으로 존재하며, 상기 폴리머가 상기 가소화된 폴리머 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 20 내지 90 중량% 범위의 양으로 존재하는, 가소화된 폴리머 조성물.
  10. 전도성 코어, 및 상기 전도성 코어의 적어도 일부분을 감싸는 폴리머 층을 포함하는 코팅된 전도체로서, 제7항에 따른 상기 가소화된 폴리머 조성물이 상기 폴리머 층을 구성하는 코팅된 전도체.
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