KR102508101B1 - A carbon black dispersion composition with excellent dispersion property - Google Patents

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KR102508101B1 KR1020210008428A KR20210008428A KR102508101B1 KR 102508101 B1 KR102508101 B1 KR 102508101B1 KR 1020210008428 A KR1020210008428 A KR 1020210008428A KR 20210008428 A KR20210008428 A KR 20210008428A KR 102508101 B1 KR102508101 B1 KR 102508101B1
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    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
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Abstract

본 발명은 카본블랙, 용매 및 분산제를 포함하는 카본블랙 분산체 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분산 안정성이 우수하고 장기간 우수한 분산특성을 유지할 수 있으며, 플라스틱, 잉크, 화장품, 고무 등에 안정적으로 사용될 수 있는 카본블랙 분산체 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 카본블랙, 용매 및 분산제를 사용함으로써 분산 안정성이 우수하고 장기간 우수한 분산특성을 유지할 수 있으며, 플라스틱, 잉크, 화장품, 고무 등에 안정적으로 사용될 수 있는 카본블랙 분산체 조성물을 제공할 수 있다.
The present invention relates to a carbon black dispersion composition comprising carbon black, a solvent and a dispersant, and more particularly, has excellent dispersion stability, can maintain excellent dispersion characteristics for a long period of time, and can be stably used in plastics, inks, cosmetics, rubber, etc. It relates to a carbon black dispersion composition that can be.
The present invention can provide a carbon black dispersion composition that has excellent dispersion stability, can maintain excellent dispersion characteristics for a long period of time, and can be stably used in plastics, inks, cosmetics, rubber, etc., by using carbon black, a solvent and a dispersant.

Description

분산성이 우수한 카본블랙 분산체 조성물{A carbon black dispersion composition with excellent dispersion property}Carbon black dispersion composition with excellent dispersion property {A carbon black dispersion composition with excellent dispersion property}

본 발명은 카본블랙, 용매 및 분산제를 포함하는 카본블랙 분산체 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분산 안정성이 우수하고 장기간 우수한 분산특성을 유지할 수 있으며, 플라스틱, 잉크, 화장품, 고무 등에 안정적으로 사용될 수 있는 카본블랙 분산체 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a carbon black dispersion composition comprising carbon black, a solvent and a dispersant, and more particularly, has excellent dispersion stability, can maintain excellent dispersion characteristics for a long period of time, and can be stably used in plastics, inks, cosmetics, rubber, etc. It relates to a carbon black dispersion composition that can be.

카본블랙은 흑색도가 높은 안료로서 착색성, 전기 전도성, 내후성, 내화학성 등이 우수하여 플라스틱이나 탄성 중합체의 강화제, 충전제 또는 차광제로서 광범위하게 사용되고 있다.Carbon black is a pigment with high blackness and has excellent colorability, electrical conductivity, weatherability, and chemical resistance, and is widely used as a reinforcing agent, filler, or light-shielding agent for plastics or elastomers.

그러나 카본블랙은 1차입자의 직경이 미세하고 다공질이며, 비표면적이 높아 입자간의 강한 친화력으로 인하여 응집체를 형성하는 경향이 강하여 분산안정성이 부족한 문제점이 있다.However, carbon black has a problem in that its primary particle diameter is fine and porous, and its specific surface area is high, so it has a strong tendency to form agglomerates due to strong affinity between particles, resulting in poor dispersion stability.

또한 카본블랙은 소수성으로 물에 대한 습윤성이 낮으므로 수계에 고농도로 분산시키는 것은 매우 어렵다.In addition, since carbon black is hydrophobic and has low water wettability, it is very difficult to disperse it in a high concentration in an aqueous system.

이와 관련하여 한국등록특허 제10-1540844호는 카본블랙 20~40중량% 및 폴리에틸렌글리콜 세틸에테르, 폴리옥시에테르의 라우릴 알코올 및 수화된 캐스터 오일의 폴리에틸렌글리콜로 이루어지는 군에서 선택되는 2종 이상의 첨가제를 6~15중량%를 포함하는 화장품용 수계 카본블랙 분산조성물을 개시하고 있다.In this regard, Korean Patent Registration No. 10-1540844 discloses two or more additives selected from the group consisting of 20 to 40% by weight of carbon black and polyethylene glycol cetyl ether, lauryl alcohol of polyoxyether and polyethylene glycol of hydrated castor oil Disclosed is an aqueous carbon black dispersion composition for cosmetics containing 6 to 15% by weight.

그러나 상기 기술은 조성물의 분산 안정성이 불량하여 가공성이 저하되고 균일한 품질의 제품을 제조하기 어렵다. However, the above technique has poor dispersion stability of the composition, which reduces processability and makes it difficult to manufacture products of uniform quality.

따라서 분산 안정성이 우수하고 장기간 우수한 분산특성을 유지할 수 있는 카본블랙 분산체 조성물에 관한 연구개발이 필요하다. Therefore, it is necessary to research and develop a carbon black dispersion composition that has excellent dispersion stability and can maintain excellent dispersion characteristics for a long period of time.

한국등록특허 제10-1540844호Korean Patent Registration No. 10-1540844

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 분산 안정성이 우수하고 장기간 우수한 분산특성을 유지할 수 있으며, 플라스틱, 잉크, 화장품, 고무 등에 안정적으로 사용될 수 있는 카본블랙 분산체 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above problems, and provides a carbon black dispersion composition that has excellent dispersion stability, can maintain excellent dispersion characteristics for a long time, and can be stably used in plastics, inks, cosmetics, rubber, etc. aims to

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 카본블랙, 용매 및 분산제를 포함하는 카본블랙 분산체 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a carbon black dispersion composition comprising carbon black, a solvent and a dispersant.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 용매 100중량부에 대하여 카본블랙 1~30중량부 및 분산제 5~30중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, it is characterized in that it comprises 1 to 30 parts by weight of carbon black and 5 to 30 parts by weight of a dispersant based on 100 parts by weight of the solvent.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 분산제는 하기 화학식 1의 화합물인 것을 특징으로 하는 한다.In one embodiment of the present invention, the dispersant is characterized in that the compound of the formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112021007961314-pat00001
Figure 112021007961314-pat00001

(상기 화학식 1에서 n은 1 내지 30이며, m은 5 내지 1,000이다.)(In Formula 1, n is 1 to 30, and m is 5 to 1,000.)

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 분산제는 하기 화학식 2의 화합물인 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the dispersant is characterized in that the compound of the formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112021007961314-pat00002
Figure 112021007961314-pat00002

(상기 화학식 2에서 m은 5 내지 1,000이다.)(In Formula 2, m is 5 to 1,000.)

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 분산제는 하기 화학식 3의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the dispersing agent is characterized in that it further comprises a compound of Formula 3 below.

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112021007961314-pat00003
Figure 112021007961314-pat00003

(상기 화학식 3에서 m은 5 내지 1,000이다.)(In Formula 3, m is 5 to 1,000.)

또한 본 발명은 상기 카본블랙 분산체 조성물을 포함하는 제품을 제공하며, 상기 제품은 플라스틱, 잉크, 화장품 또는 고무인 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention provides a product containing the carbon black dispersion composition, characterized in that the product is plastic, ink, cosmetic or rubber.

본 발명은 카본블랙, 용매 및 분산제를 사용함으로써 분산 안정성이 우수하고 장기간 우수한 분산특성을 유지할 수 있으며, 플라스틱, 잉크, 화장품, 고무 등에 안정적으로 사용될 수 있는 카본블랙 분산체 조성물을 제공할 수 있다.The present invention can provide a carbon black dispersion composition that has excellent dispersion stability and can maintain excellent dispersion characteristics for a long period of time by using carbon black, a solvent, and a dispersant, and can be stably used in plastics, inks, cosmetics, rubber, and the like.

도 1은 본 발명의 카본블랙 분산체 조성물의 시간에 따른 pH, 점도, 전도도 및 입자크기의 변화를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 카본블랙 분산체 조성물에 분포된 카본블랙 입자의 형상을 나타낸다.
1 shows changes in pH, viscosity, conductivity and particle size of the carbon black dispersion composition of the present invention over time.
2 shows the shape of carbon black particles distributed in the carbon black dispersion composition of the present invention.

이하 실시예를 바탕으로 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명에 사용된 용어, 실시예 등은 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고 통상의 기술자의 이해를 돕기 위하여 예시된 것에 불과할 뿐이며, 본 발명의 권리범위 등이 이에 한정되어 해석되어서는 안 된다.The present invention will be described in detail based on the following examples. The terms, examples, etc. used in the present invention are merely exemplified to explain the present invention in more detail and help the understanding of those skilled in the art, and the scope of the present invention should not be construed as being limited thereto.

본 발명에 사용되는 기술 용어 및 과학 용어는 다른 정의가 없다면 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 나타낸다. Technical terms and scientific terms used in the present invention represent meanings commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined.

본 발명은 카본블랙, 용매 및 분산제를 포함하는 카본블랙 분산체 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a carbon black dispersion composition comprising carbon black, a solvent and a dispersant.

상기 조성물은 용매 100중량부에 대하여 카본블랙 1~30중량부 및 분산제 5~30중량부를 포함할 수 있다. The composition may include 1 to 30 parts by weight of carbon black and 5 to 30 parts by weight of a dispersant based on 100 parts by weight of a solvent.

상기 카본블랙 분산체 조성물은 카본블랙 입자를 증류수, 알코올 등의 용매에 분산시킨 조성물로서, 상기 카본블랙은 조성물 내에서 저점도 또는 고점도의 분산상을 나타내며, 플라스틱, 잉크, 화장품, 고무 등의 충전제로 널리 사용된다. The carbon black dispersion composition is a composition in which carbon black particles are dispersed in a solvent such as distilled water or alcohol, and the carbon black represents a low or high viscosity dispersed phase in the composition, and is used as a filler for plastics, inks, cosmetics, rubber, etc. Widely used.

상기 카본블랙은 흑색도가 높은 안료로서 착색성, 전기 전도성, 내후성, 내화학성 등이 우수하여 플라스틱이나 탄성 중합체의 강화제, 충전제 또는 차광제로서 널리 사용된다. The carbon black is a pigment with high blackness and has excellent colorability, electrical conductivity, weatherability, and chemical resistance, and is widely used as a reinforcing agent, filler, or light-shielding agent for plastics or elastomers.

카본블랙은 용매 100중량부에 대하여 1~30중량부 사용되며, 카본블랙의 함량이 1중량부 미만이면 착색성, 전기전도성 등의 특성발현이 어렵고, 함량이 30중량부를 초과하면 가공성 및 분산성이 저하된다. Carbon black is used in an amount of 1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent. If the content of carbon black is less than 1 part by weight, it is difficult to develop characteristics such as colorability and electrical conductivity, and if the content exceeds 30 parts by weight, processability and dispersibility are It is lowered.

또한 상기 카본블랙 입자는 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 및 아크릴산 모노머의 공중합체로 표면처리될 수 있다. In addition, the surface of the carbon black particles may be treated with a copolymer of an acrylate group-containing silane coupling agent and an acrylic acid monomer.

아크릴레이트기 함유 실란 커플링제로는 3-메타크릴록시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필메틸디에톡시실란, 3-메타크릴록시프로필트리에톡시실란, 3-아크릴록시프로필트리메톡시실란, 메타크릴록시메틸트리에톡시실란, 메타크릴록시메틸트리메톡시실란 등이 있다. Acrylate group-containing silane coupling agents include 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyl trie Toxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, methacryloxymethyltriethoxysilane, methacryloxymethyltrimethoxysilane, and the like.

아크릴산 모노머는 아크릴산, 메타크릴산, 메틸 아크릴산, 에틸 아크릴산, 부틸 아크릴산, 2-에틸 헥실 아크릴산, 데실아크릴산, 메틸 메타크릴산, 에틸 메타크릴산, 부틸 메타크릴산, 2-에틸 헥실 메타크릴산, 데실메타크릴산 등이 있다. Acrylic acid monomers include acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylic acid, ethyl acrylic acid, butyl acrylic acid, 2-ethylhexyl acrylic acid, decyl acrylic acid, methyl methacrylic acid, ethyl methacrylic acid, butyl methacrylic acid, 2-ethylhexyl methacrylic acid, Decyl methacrylic acid and the like.

상기 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 및 아크릴산 모노머의 중량비는 20~40:60~80인 것이 바람직하며, 상기 수치 범위에서 조성물의 분산성, 가공성 등이 극대화될 수 있다. The weight ratio of the acrylate group-containing silane coupling agent and the acrylic acid monomer is preferably 20 to 40:60 to 80, and the dispersibility and processability of the composition can be maximized within the above range.

상기 공중합체의 함량은 카본블랙 100중량부에 대하여 1~10중량부인 것이 바람직하며, 함량이 1중량부 미만인 경우 분산성 향상을 기대하기 어렵고, 10중량부를 초과하는 경우 가공성이 저하된다.The content of the copolymer is preferably 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of carbon black. If the content is less than 1 part by weight, it is difficult to expect improved dispersibility, and if it exceeds 10 parts by weight, processability is reduced.

또한 상기 카본블랙은 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA)의 공중합체를 사용하여 추가로 표면처리될 수 있다. In addition, the carbon black may be additionally surface treated using a copolymer of an acrylate group-containing silane coupling agent and 2-hydroxyethyl acrylate (HEA).

상기 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트의 중량비는 20~40:60~80인 것이 바람직하며, 상기 수치 범위에서 조성물의 분산성, 가공성 등이 극대화될 수 있다. The weight ratio of the silane coupling agent containing an acrylate group and 2-hydroxyethyl acrylate is preferably 20 to 40:60 to 80, and dispersibility and processability of the composition can be maximized within the above range.

이때 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 및 아크릴산 모노머의 공중합체; 및 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트의 공중합체의 중량비는 60~90:10~40인 것이 바람직하다. At this time, a copolymer of an acrylate group-containing silane coupling agent and an acrylic acid monomer; And the weight ratio of the copolymer of the acrylate group-containing silane coupling agent and 2-hydroxyethyl acrylate is preferably 60 to 90:10 to 40.

또한 상기 카본블랙은 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제, 아크릴산 모노머 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA)의 공중합체를 사용하여 추가로 표면처리될 수 있다. In addition, the carbon black may be additionally surface treated using a copolymer of an acrylate group-containing silane coupling agent, an acrylic acid monomer, and 2-hydroxyethyl acrylate (HEA).

상기 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제, 아크릴산 모노머 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트의 중량비는 2~10:100:20~50인 것이 바람직하며, 상기 수치 범위에서 조성물의 가공성, 분산성 등이 극대화될 수 있다. The weight ratio of the acrylate group-containing silane coupling agent, acrylic acid monomer, and 2-hydroxyethyl acrylate is preferably 2 to 10:100:20 to 50, and processability and dispersibility of the composition are maximized in the above numerical range. can

이때 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 및 아크릴산 모노머의 공중합체; 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트의 공중합체; 및 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제, 아크릴산 모노머 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트의 공중합체의 중량비는 100:20~40:2~15인 것이 바람직하다. At this time, a copolymer of an acrylate group-containing silane coupling agent and an acrylic acid monomer; copolymers of a silane coupling agent containing an acrylate group and 2-hydroxyethyl acrylate; And the weight ratio of the silane coupling agent containing an acrylate group, the copolymer of acrylic acid monomer and 2-hydroxyethyl acrylate is preferably 100:20 to 40:2 to 15.

상기 용매는 조성물의 농도를 조절하고 조성물에 포함된 성분들의 반응을 유도하여 분산성을 향상시키기 위한 것으로서, 증류수, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 등이 제한 없이 사용될 수 있다.The solvent is used to improve dispersibility by adjusting the concentration of the composition and inducing reactions of components included in the composition, and distilled water, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, etc. may be used without limitation.

상기 분산제는 용매 내에서 카본블랙의 분산 안정성을 향상시켜 장기간 우수한 분산특성을 유지할 수 있도록 한다. The dispersant improves dispersion stability of carbon black in a solvent so that excellent dispersion characteristics can be maintained for a long period of time.

상기 분산제는 용매 100중량부에 대하여 5~30중량부 사용되며, 분산제의 함량이 5중량부 미만이면 분산성이 저하되고, 함량이 30중량부를 초과하면 내구성 및 내열성이 저하된다. The dispersant is used in an amount of 5 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent. If the content of the dispersant is less than 5 parts by weight, the dispersibility is lowered, and if the content exceeds 30 parts by weight, durability and heat resistance are lowered.

상기 분산제는 하기 화학식 1의 스티렌-말레인산 공중합체 화합물인 것이 바람직하다. The dispersant is preferably a styrene-maleic acid copolymer compound represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112021007961314-pat00004
Figure 112021007961314-pat00004

(상기 화학식 1에서 n은 1 내지 30이며, m은 5 내지 1,000이다.)(In Formula 1, n is 1 to 30, and m is 5 to 1,000.)

본 발명의 상기 분산제는 하기 화학식 2의 화합물인 것이 바람직하다. The dispersant of the present invention is preferably a compound represented by the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112021007961314-pat00005
Figure 112021007961314-pat00005

(상기 화학식 2에서 m은 5 내지 1,000이다.)(In Formula 2, m is 5 to 1,000.)

또한 상기 분산제는 하기 화학식 3의 화합물을 추가로 포함할 수 있다. In addition, the dispersant may further include a compound represented by Formula 3 below.

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112021007961314-pat00006
Figure 112021007961314-pat00006

(상기 화학식 3에서 m은 5 내지 1,000이다.)(In Formula 3, m is 5 to 1,000.)

이때 상기 화학식 2의 화합물 및 화학식 3의 화합물의 중량비는 60~80:20~40인 것이 바람직하며, 상기 수치범위를 만족하는 경우 조성물의 분산성 및 내구성이 극대화될 수 있다. In this case, the weight ratio of the compound of Formula 2 and the compound of Formula 3 is preferably 60 to 80:20 to 40, and when the above numerical range is satisfied, dispersibility and durability of the composition can be maximized.

아울러 상기 분산제는 하기 화학식 4의 화합물을 추가로 포함할 수 있다. In addition, the dispersant may further include a compound represented by Formula 4 below.

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112021007961314-pat00007
Figure 112021007961314-pat00007

(상기 화학식 4에서 m은 5 내지 1,000이다.)(In Formula 4, m is 5 to 1,000.)

이때 상기 화학식 2의 화합물, 화학식 3의 화합물 및 화학식 4의 화합물의 중량비는 100:20~40:5~15인 것이 바람직하며, 상기 수치범위를 만족하는 경우 조성물의 분산성 및 내구성이 극대화될 수 있다. In this case, the weight ratio of the compound of Formula 2, the compound of Formula 3 and the compound of Formula 4 is preferably 100:20 to 40:5 to 15, and when the above numerical range is satisfied, the dispersibility and durability of the composition can be maximized. there is.

또한 상기 조성물은 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 및 아크릴산 모노머의 공중합체를 추가로 포함할 수 있다. In addition, the composition may further include a copolymer of an acrylate group-containing silane coupling agent and an acrylic acid monomer.

상기 공중합체는 조성물의 분산성, 내구성 등을 개선할 수 있다. The copolymer may improve dispersibility and durability of the composition.

상기 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 및 아크릴산 모노머의 중량비는 20~40:60~80인 것이 바람직하며, 상기 수치 범위에서 조성물의 분산성, 가공성 등이 극대화될 수 있다. The weight ratio of the acrylate group-containing silane coupling agent and the acrylic acid monomer is preferably 20 to 40:60 to 80, and the dispersibility and processability of the composition can be maximized within the above range.

상기 공중합체는 용매 100중량부에 대하여 2~10중량부 사용되며, 함량이 2중량부 미만인 경우 첨가의 효과가 미미하고, 10중량부를 초과하는 경우 가공성이 저하된다.The copolymer is used in an amount of 2 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent, and when the content is less than 2 parts by weight, the effect of addition is insignificant, and when the content exceeds 10 parts by weight, processability is reduced.

또한 상기 조성물은 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA)의 공중합체를 추가로 포함할 수 있다. In addition, the composition may further include a copolymer of an acrylate group-containing silane coupling agent and 2-hydroxyethyl acrylate (HEA).

상기 공중합체는 조성물의 분산성, 내구성 등을 개선할 수 있다. The copolymer may improve dispersibility and durability of the composition.

상기 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트의 중량비는 20~40:60~80인 것이 바람직하며, 상기 수치 범위에서 조성물의 분산성, 내구성 등이 극대화될 수 있다. The weight ratio of the acrylate group-containing silane coupling agent and 2-hydroxyethyl acrylate is preferably 20 to 40:60 to 80, and dispersibility and durability of the composition can be maximized within the above range.

상기 공중합체는 용매 100중량부에 대하여 2~10중량부 사용되며, 함량이 2중량부 미만인 경우 첨가의 효과가 미미하고, 10중량부를 초과하는 경우 가공성이 저하된다.The copolymer is used in an amount of 2 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent, and when the content is less than 2 parts by weight, the effect of addition is insignificant, and when the content exceeds 10 parts by weight, processability is reduced.

또한 상기 조성물은 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제, 아크릴산 모노머 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA)의 공중합체를 추가로 포함할 수 있다. In addition, the composition may further include a copolymer of an acrylate group-containing silane coupling agent, an acrylic acid monomer, and 2-hydroxyethyl acrylate (HEA).

상기 공중합체는 조성물의 분산성, 내구성 등을 개선할 수 있다. The copolymer may improve dispersibility and durability of the composition.

상기 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제, 아크릴산 모노머 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트의 중량비는 2~10:100:20~50인 것이 바람직하며, 상기 수치 범위에서 조성물의 분산성, 내구성 등이 극대화될 수 있다. The weight ratio of the acrylate group-containing silane coupling agent, acrylic acid monomer and 2-hydroxyethyl acrylate is preferably 2 to 10:100:20 to 50, and the dispersibility, durability, etc. of the composition can be maximized in the above numerical range. can

상기 공중합체는 용매 100중량부에 대하여 2~10중량부 사용되며, 함량이 2중량부 미만인 경우 첨가의 효과가 미미하고, 10중량부를 초과하는 경우 가공성이 저하된다.The copolymer is used in an amount of 2 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent, and when the content is less than 2 parts by weight, the effect of addition is insignificant, and when the content exceeds 10 parts by weight, processability is reduced.

또한 본 발명은 상기 카본블랙 분산체 조성물을 포함하는 제품에 관한 것이며, 상기 제품은 플라스틱, 잉크, 화장품 또는 고무인 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention relates to a product containing the carbon black dispersion composition, and the product is characterized in that it is plastic, ink, cosmetic or rubber.

이하 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 실시를 위하여 예시된 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. The present invention will be described in detail through the following examples. The following examples are only exemplified for the practice of the present invention, and the content of the present invention is not limited by the following examples.

(실시예 1) (Example 1)

말레익 안하이드라이드(maleic anhydride)와 스티렌을 각각 25몰% 및 75몰%의 비율로 준비한 중합 조성물 30중량%에 용매로 물 62중량%와 암모니아 8중량%를 혼합하고 55℃에서 반응을 진행하여 n=3, m=100의 스티렌-말레익 무수물 공중합체를 수득하였다.Mix 62% by weight of water and 8% by weight of ammonia as solvents with 30% by weight of a polymerization composition prepared by preparing maleic anhydride and styrene at 25% by mole and 75% by mole, respectively, and proceed with the reaction at 55 ° C. Thus, a styrene-maleic anhydride copolymer of n = 3 and m = 100 was obtained.

다음으로 스티렌-말레익 무수물 공중합체 100중량부에 물 10중량부, 디큐밀퍼옥사이드 0.1중량부를 각각 투입하고 질소 분위기, 185℃에서 6시간 동안 고리 개환반응을 진행하여 스티렌-말레인산 공중합체(화학식 2의 화합물)를 수득하였다.Next, 10 parts by weight of water and 0.1 part by weight of dicumyl peroxide were added to 100 parts by weight of the styrene-maleic anhydride copolymer, and a ring-opening reaction was performed in a nitrogen atmosphere at 185 ° C. for 6 hours to obtain a styrene-maleic acid copolymer (Formula 2 of the compound) was obtained.

증류수 100중량부, 카본블랙 10중량부 및 화학식 2의 화합물 20중량부를 혼합하여 카본블랙 분산체 조성물을 제조하였다. A carbon black dispersion composition was prepared by mixing 100 parts by weight of distilled water, 10 parts by weight of carbon black, and 20 parts by weight of the compound of Formula 2.

상기 카본블랙 분산체 조성물은 pH 안정성, 전기전도도 안정성, 점도 안정성, 입자 크기 안정성 측면에서 우수한 수치를 보이고 있다(도 1). The carbon black dispersion composition showed excellent values in terms of pH stability, electrical conductivity stability, viscosity stability, and particle size stability (FIG. 1).

또한 상기 조성물에 존재하는 카본블랙 입자는 직경이 30~100nm이고, 구형이 아닌 불규칙한 형태로 존재함을 확인할 수 있다(도 2). In addition, it can be confirmed that the carbon black particles present in the composition have a diameter of 30 to 100 nm and exist in an irregular shape rather than a sphere (FIG. 2).

(실시예 2) (Example 2)

화학식 2의 화합물 2중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 카본블랙 분산체 조성물을 제조하였다. A carbon black dispersion composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 2 parts by weight of the compound of Formula 2 was used.

(실시예 3) (Example 3)

화학식 2의 화합물 35중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 카본블랙 분산체 조성물을 제조하였다. A carbon black dispersion composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 35 parts by weight of the compound of Formula 2 was used.

(실시예 4) (Example 4)

말레익 안하이드라이드(maleic anhydride)와 스티렌을 1:2의 몰비로 준비한 중합 조성물 30중량%에 용매로 물 62중량%와 암모니아 8중량%를 혼합하고 55℃에서 반응을 진행하여 n=2, m=100의 스티렌-말레익 무수물 공중합체를 수득하였다.62% by weight of water and 8% by weight of ammonia as solvents were mixed with 30% by weight of a polymerization composition prepared by maleic anhydride and styrene at a molar ratio of 1:2, and the reaction was carried out at 55 ° C. n = 2, A styrene-maleic anhydride copolymer of m=100 was obtained.

다음으로 스티렌-말레익 무수물 공중합체 100중량부에 물 10중량부, 디큐밀퍼옥사이드 0.1중량부를 각각 투입하고 질소 분위기, 185℃에서 6시간 동안 고리 개환반응을 진행하여 스티렌-말레인산 공중합체(화학식 3의 화합물)를 수득하였다.Next, 10 parts by weight of water and 0.1 part by weight of dicumyl peroxide were added to 100 parts by weight of the styrene-maleic anhydride copolymer, and a ring-opening reaction was performed in a nitrogen atmosphere at 185 ° C. for 6 hours to obtain a styrene-maleic acid copolymer (Formula 3 of the compound) was obtained.

상기 화학식 3의 화합물 10중량부를 추가로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 카본블랙 분산체 조성물을 제조하였다. A carbon black dispersion composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 parts by weight of the compound of Formula 3 was additionally used.

(실시예 5) (Example 5)

3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란 30중량% 및 메타크릴산 70중량%를 공중합하여 공중합체를 제조하였다. A copolymer was prepared by copolymerizing 30% by weight of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane and 70% by weight of methacrylic acid.

상기 공중합체 5중량부를 추가로 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 카본블랙 분산체 조성물을 제조하였다. A carbon black dispersion composition was prepared in the same manner as in Example 4, except that 5 parts by weight of the copolymer was additionally used.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

화학식 2의 화합물을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 카본블랙 분산체 조성물을 제조하였다. A carbon black dispersion composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the compound of Formula 2 was not used.

(평가) (evaluation)

(1) 분산 안정성(1) Dispersion stability

실시예 및 비교예에서 제조된 조성물을 용기에 넣고 25℃에서 24시간 동안 정치시킨 후 입자의 크기를 측정하였다. 이때 초기 입자의 크기 및 24시간 정치 후 입자의 크기를 측정하여, 입자의 크기의 증가율을 계산하였다. The compositions prepared in Examples and Comparative Examples were placed in a container and allowed to stand at 25° C. for 24 hours, and then the particle size was measured. At this time, the size of the initial particles and the size of the particles after standing for 24 hours were measured, and the increase rate of the particle size was calculated.

(2) 색차계 (2) color difference meter

실시예 및 비교예에서 제조된 조성물을 색차계를 이용하여 색을 측정하였다. 이때 L* 수치는 밝기 및 명도를 의미하는데, L* 수치가 낮을수록 검정색에 가까우며, 이는 입자크기가 가장 작음을 의미한다. The color of the compositions prepared in Examples and Comparative Examples was measured using a color difference meter. At this time, the L* value means brightness and lightness, and the lower the L* value, the closer it is to black, which means that the particle size is the smallest.

구분division 실시예 Example 비교예 comparative example 1One 22 33 44 55 1One 입자크기의 증가율(%)Particle size increase rate (%) 1.81.8 2.92.9 3.13.1 1.01.0 0.70.7 12.612.6 밝기 (L*)Brightness (L*) 24.124.1 25.325.3 25.125.1 23.123.1 22.622.6 26.326.3 적색도 (a*)Redness (a*) 0.310.31 0.290.29 0.300.30 0.320.32 0.260.26 0.350.35 황색도 (b*)Yellowness (b*) 0.250.25 0.330.33 0.270.27 0.220.22 0.260.26 0.260.26

상기 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 5는 분산 안정성이 우수하며, 특히 실시예 1, 4 및 5는 상기 특성이 가장 우수하게 나타났다. As can be seen in Table 1, Examples 1 to 5 according to the present invention have excellent dispersion stability, and in particular, Examples 1, 4 and 5 exhibited the most excellent properties.

반면 비교예 1의 경우에는 분산 안정성이 실시예에 비하여 열등하였다. On the other hand, in the case of Comparative Example 1, the dispersion stability was inferior to that of Examples.

Claims (6)

카본블랙, 용매 및 분산제를 포함하는 카본블랙 분산체 조성물에 있어서,
상기 조성물은 용매 100중량부에 대하여 카본블랙 1~30중량부 및 분산제 5~30중량부를 포함하고,
상기 카본블랙은 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 및 아크릴산 모노머의 공중합체; 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA)의 공중합체; 및 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제, 아크릴산 모노머 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트의 공중합체로 표면처리되며,
상기 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 및 아크릴산 모노머의 공중합체; 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트의 공중합체; 및 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제, 아크릴산 모노머 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트의 공중합체의 중량비는 100:20~40:2~15 이며,
상기 분산제는 하기 화학식 1의 화합물인 것을 특징으로 하는 카본블랙 분산체 조성물.
[화학식 1]
Figure 112023008371974-pat00013

(상기 화학식 1에서 n은 1 내지 30이며, m은 5 내지 1,000이다.)
In the carbon black dispersion composition comprising carbon black, a solvent and a dispersant,
The composition includes 1 to 30 parts by weight of carbon black and 5 to 30 parts by weight of a dispersant based on 100 parts by weight of a solvent,
The carbon black is a copolymer of an acrylate group-containing silane coupling agent and an acrylic acid monomer; copolymers of a silane coupling agent containing an acrylate group and 2-hydroxyethyl acrylate (HEA); and a copolymer of an acrylate group-containing silane coupling agent, an acrylic acid monomer and 2-hydroxyethyl acrylate,
a copolymer of the above acrylate group-containing silane coupling agent and an acrylic acid monomer; copolymers of a silane coupling agent containing an acrylate group and 2-hydroxyethyl acrylate; And the weight ratio of the copolymer of the acrylate group-containing silane coupling agent, acrylic acid monomer and 2-hydroxyethyl acrylate is 100:20 to 40:2 to 15,
The carbon black dispersion composition, characterized in that the dispersant is a compound represented by the following formula (1).
[Formula 1]
Figure 112023008371974-pat00013

(In Formula 1, n is 1 to 30, and m is 5 to 1,000.)
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 분산제는 하기 화학식 2의 화합물인 것을 특징으로 하는 카본블랙 분산체 조성물.
[화학식 2]
Figure 112023008371974-pat00009

(상기 화학식 2에서 m은 5 내지 1,000이다.)
According to claim 1,
The carbon black dispersion composition, characterized in that the dispersant is a compound represented by the following formula (2).
[Formula 2]
Figure 112023008371974-pat00009

(In Formula 2, m is 5 to 1,000.)
삭제delete 제1항의 카본블랙 분산체 조성물을 포함하는 제품에 있어서,
상기 제품은 플라스틱, 잉크, 화장품 또는 고무인 것을 특징으로 하는 제품.

In the product comprising the carbon black dispersion composition of claim 1,
The product is characterized in that the plastic, ink, cosmetics or rubber.

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