KR102656158B1 - 상변화 물질을 포함하는 겔 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 a) 상변화 물질; b) 1 내지 10 중량%의 실리카 겔화 첨가제; 및 c) 스티렌 공중합체 겔화 첨가제를 포함하는 조성물을 제공하며, 여기서 조성물은 겔 형태이고, 여기서 조성물 내 b) 실리카 겔화 첨가제 대 c) 스티렌 공중합체 겔화 첨가제의 중량비는 0.6 내지 5:1의 범위 내이다. 본 발명은 또한 조성물의 제조 방법 및 조성물을 포함하는 물품 및 제품을 제공한다. 마지막으로, 본 발명은 하나 이상의 개선된 특성을 갖는 상변화 물질을 포함하는 겔 조성물을 제조하기 위한 실리카 겔화 첨가제와 스티렌 공중합체 겔화 첨가제의 조합의 용도를 제공한다.

Description

상변화 물질을 포함하는 겔 조성물
발명의 분야
본 발명은 겔 형태인 상변화 물질(PCM), 겔 조성물의 제조 방법, 조성물을 포함하는 물품 또는 제품, 및 겔 조성물을 제조하기 위한 실리카 겔화 첨가제 및 스티렌 공중합체 겔화 첨가제의 조합물의 용도를 포함하는 조성물에 관한 것이다.
배경 기술
상변화 물질(PCM)은 잠열 저장 매질, 열 전달 매질 및/또는 온도 조절 매질로써 사용될 수 있는 한 부류의 물질이다. PCM은 많은 응용, 예를 들어 단열 물질 또는 건축 물질에서 열 저장 매질로서, 또는 가열 및 냉각 시스템에서 (예를 들어, 에어 컨디셔닝, 냉장 또는 자동차 응용에서) 열 전달 매질로서, 또는 온도 조절 매질 (예를 들어, 포장, 의류 및 침구/매트리스와 같은 온도 민감성 응용에서)로서 발견된다. PCM이 작동하는 방식은 PCM이 고체로부터 액체상으로 전이되는, 또는 그 반대의 경우를 동반하는 변환 엔탈피에 기초하며, 이는 에너지가 그의 주변으로부터 흡수되거나 그의 주변으로 방출되는 것을 초래한다. 이러한 방식으로, PCM은 정의된 범위 내에서 일정한 온도를 유지하기 위해 및/또는 단열을 개선하기 위해 사용될 수 있다.
PCM의 한 응용은 건축 및 건설 산업에서, 난방 및 에어 컨디셔닝의 사용을 감소시키고, 낮은 열 질량을 갖는 경량 건물에서 편안한 온도를 유지할 가능성을 제공한다. 다른 응용은 산업 공정 또는 기계, 예컨대 엔진, 태양 에너지의 저장, 및 식품, 살아있는 유기체, 예컨대 사람 및 동물, 제약 및 생물학적 물질, 이식 기관 및 민감한 전자장치를 포함하는 온도 민감성 물질의 온도 조절로부터의 저등급 열의 포획 및 사용을 포함한다.
PCM의 하나의 상은 액체상이고 또 다른 상은 고체이기 때문에, PCM은 누출을 피하기 위해 그의 사용 동안에 주의 깊은 저장 및 밀폐가 필요하다. 상변화 물질을 포함하는 조성물의 하나 이상의 특성을 개선하여 그의 성능 또는 밀폐 용이성을 개선하는 것이 여전히 필요하다.
발명의 요약
본 발명은 부분적으로, 유리한 겔화제 조합이 상변화 물질을 포함하는 조성물을 겔화시키는 데 사용될 수 있다는 출원인에 의한 인식을 기초로 한다. 이론에 얽매이지 않고, 실리카 겔화 첨가제와 스티렌 공중합체 겔화 첨가제의 조합은 이러한 첨가제가 겔화 효과를 제공하는 상이한 메카니즘으로 인해 조성물에 유리함을 제공한다.
따라서, 제1 측면에서 볼 때, 본 발명은
a) 상변화 물질;
b) 1 내지 10 중량%의 실리카 겔화 첨가제; 및
c) 스티렌 공중합체 겔화 첨가제
를 포함하며, 여기서 조성물이 겔 형태이고, 여기서 조성물 내 b) 실리카 겔화 첨가제 대 c) 스티렌 공중합체 겔화 첨가제의 중량비가 0.6 내지 5:1의 범위 내인 조성물을 제공한다.
제2 측면에서 볼 때, 본 발명은 밀봉된 용기 및 용기 내에 함유된 제1 측면에 따른 조성물을 포함하는 물품을 제공한다.
제3 측면에서 볼 때, 본 발명은
i) 조성물의 성분들을 충분한 온도에서, 및 충분한 시간 동안 스티렌 공중합체 겔화 첨가제가 조성물 내에 완전히 용해될 수 있도록 혼합하는 단계; 및
ii) 혼합을 중단하여 조성물이 정지되고 겔을 형성하도록 하는 단계
를 포함하는, 제1 측면에 따른 조성물의 제조 방법을 제공한다.
제4 측면에서 볼 때, 본 발명은 상변화 물질을 포함하는 겔 조성물을 제조하기 위한 실리카 겔화 첨가제 및 스티렌 공중합체 겔화 첨가제의 조합물의 용도를 제공하며, 여기서 본원에서 측정되는 바와 같이 25 ℃에서 겔 조성물의 정지 상태 유동(FAR) 기간은 비교군 겔 조성물의 것보다 적어도 2 배 더 길고, 여기서 비교군 겔 조성물은 스티렌 공중합체만으로 이루어진 비교군 겔화 첨가제를 포함하며, 여기서 겔 조성물 및 비교군 겔 조성물 내 겔화 첨가제의 총 중량%는 동등하다.
제5 측면에서 볼 때, 본 발명은 상변화 물질을 포함하는 겔 조성물을 제조하기 위한 실리카 겔화 첨가제 및 스티렌 공중합체 겔화 첨가제의 조합물의 용도를 제공하며, 여기서 본원에서 측정되는 바와 같이 25 ℃에서 겔 조성물의 전단 담화 값(STV)은 비교군 겔 조성물의 것보다 적어도 2 배 더 크고, 여기서 비교군 겔 조성물은 스티렌 공중합체만으로 이루어진 비교군 겔화 첨가제를 포함하며, 여기서 겔 조성물 및 비교군 겔 조성물 내 겔화 첨가제의 총 중량%는 동등하다.
본 발명의 임의의 측면은 본 발명의 그 측면 또는 본 발명의 임의의 다른 측면과 관련하여 본원에 기술된 임의의 특징을 포함할 수 있다.
발명의 상세한 설명
본원에 사용되는 임의의 상한값 또는 하한값, 또는 범위 제한은 독립적으로 조합될 수 있음을 이해할 것이다.
본원에서 사용될 때, 용어 "중량%"는 성분이 속한 명시된 물질의 총 중량을 기준으로 한 명시된 성분의 중량의 백분율을 지칭함을 이해할 것이다.
치환기 내 탄소 원자의 수를 기술하는 경우 (예를 들어 'C1 내지 C6'), 그 수는 임의의 분지된 기에 존재하는 임의의 것을 포함한, 치환기에 존재하는 탄소 원자의 총 수를 지칭함을 이해할 것이다. 추가로, 예를 들어 지방산에서 탄소 원자의 총 수를 기술할 때, 이는 카르복실산에서 탄소, 및 임의의 분지기에 존재하는 임의의 것을 포함한, 탄소 원자의 총 수를 지칭한다.
본 발명을 생성하는 데 사용될 수 있는 많은 화학물질은 천연자원으로부터 수득된다. 전형적으로 이러한 화학물질은 그의 천연 기원으로 인해 화학 종들의 혼합물을 포함한다. 이러한 혼합물의 존재로 인해, 본원에 정의된 다양한 파라미터들은 평균값일 수 있고, 비-정수일 수 있다.
성분 a) 상변화 물질(PCM)
PCM은 유기일 수 있다. PCM은 중합체성 또는 비중합체성일 수 있다. 바람직하게는 PCM은 유기 및 비중합체성이다. PCM은 탄화수소를 포함하지 않을 수 있다. PCM은 알칸을 포함하지 않을 수 있다. PCM은 테트라데칸, 헥사데칸 또는 옥타데칸을 포함하지 않을 수 있다.
바람직하게는 상변화 물질은 지방산, 지방 알코올, 지방 아민, 지방산 에스테르, 지방 알코올 에스테르, 지방산 아미드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
PCM은 에스테르를 포함할 수 있고, 바람직하게는 에스테르로 이루어진다. PCM은 제1 에스테르 및 제2 에스테르의 혼합물을 포함할 수 있다. PCM 에스테르는 선형 알코올 반응물을 포함할 수 있다. PCM 에스테르는 선형 카르복실산 반응물을 포함할 수 있다. 바람직하게는 PCM 에스테르는 선형 알코올 반응물 및 선형 카르복실산 반응물을 포함한다. PCM 에스테르는 모노-알코올 반응물을 포함할 수 있다. PCM 에스테르는 모노-카르복실산 반응물을 포함할 수 있다. 바람직하게는 PCM 에스테르는 모노-알코올 반응물 및 모노-카르복실산 반응물을 포함한다. 바람직하게는 PCM은 지방산 에스테르 또는 지방 알코올 에스테르, 보다 바람직하게는 지방산 에스테르를 포함한다. PCM은 지방산 에스테르 또는 지방산 에스테르의 혼합물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 이들로 이루어질 수 있다.
PCM은 메틸 옥타노에이트, 메틸 데카노에이트, 메틸 운데카노에이트, 메틸 라우레이트, 메틸 미리스테이트, 메틸 팔미테이트, 메틸 스테아레이트, 메틸 아라키데이트, 메틸 베헤네이트, 에틸 옥타노에이트, 에틸 데카노에이트, 에틸 운데카노에이트, 에틸 라우레이트, 에틸 미리스테이트, 에틸 팔미테이트, 에틸 스테아레이트, 에틸 아라키데이트, 에틸 베헤네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
PCM은 프로필 옥타노에이트, 프로필 데카노에이트, 프로필 운데카노에이트, 프로필 라우레이트, 프로필 미리스테이트, 프로필 팔미테이트, 프로필 스테아레이트, 프로필 아라키데이트, 프로필 베헤네이트, 부틸 옥타노에이트, 부틸 데카노에이트, 부틸 운데카노에이트, 부틸 라우레이트, 부틸 미리스테이트, 부틸 팔미테이트, 부틸 스테아레이트, 부틸 아라키데이트, 부틸 베헤네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
PCM은 펜틸 옥타노에이트, 펜틸 데카노에이트, 펜틸 운데카노에이트, 펜틸 라우레이트, 펜틸 미리스테이트, 펜틸 팔미테이트, 펜틸 스테아레이트, 펜틸 아라키데이트, 펜틸 베헤네이트, 헥실 옥타노에이트, 헥실 데카노에이트, 헥실 운데카노에이트, 헥실 라우레이트, 헥실 미리스테이트, 헥실 팔미테이트, 헥실 스테아레이트, 헥실 아라키데이트, 헥실 베헤네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
PCM은 헵틸 옥타노에이트, 헵틸 펠라르고네이트, 헵틸 데카노에이트, 헵틸 운데카노에이트, 헵틸 라우레이트, 헵틸 미리스테이트, 헵틸 팔미테이트, 헵틸 스테아레이트, 헵틸 아라키데이트, 헵틸 베헤네이트, 옥틸 헵타노에이트, 옥틸 옥타노에이트, 옥틸 펠라르고네이트, 옥틸 데카노에이트, 옥틸 운데카노에이트, 옥틸 라우레이트, 옥틸 미리스테이트, 옥틸 팔미테이트, 옥틸 스테아레이트, 옥틸 아라키데이트, 옥틸 베헤네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
PCM은 노닐 프로피오네이트, 노닐 부타노에이트, 노닐 펜타노에이트, 노닐 헥사노에이트, 노닐 헵타노에이트, 노닐 옥타노에이트, 노닐 펠라르고네이트, 노닐 데카노에이트, 노닐 운데카노에이트, 노닐 라우레이트, 노닐 미리스테이트, 노닐 팔미테이트, 노닐 스테아레이트, 노닐 아라키데이트, 노닐 베헤네이트, 데실 아세테이트, 데실 프로피오네이트, 데실 부타노에이트, 데실 펜타노에이트, 데실 헥사노에이트, 데실 헵타노에이트, 데실 옥타노에이트, 데실 펠라르고네이트, 데실 데카노에이트, 데실 운데카노에이트, 데실 라우레이트, 데실 미리스테이트, 데실 팔미테이트, 데실 스테아레이트, 데실 아라키데이트, 데실 베헤네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
PCM은 라우릴 포르메이트, 라우릴 아세테이트, 라우릴 프로피오네이트, 라우릴 부타노에이트, 라우릴 펜타노에이트, 라우릴 헥사노에이트, 라우릴 헵타노에이트, 라우릴 옥타노에이트, 라우릴 펠라르고네이트, 라우릴 데카노에이트, 라우릴 운데카노에이트, 라우릴 라우레이트, 라우릴 미리스테이트, 라우릴 팔미테이트, 라우릴 스테아레이트, 라우릴 아라키데이트, 라우릴 베헤네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
PCM은 미리스틸 포르메이트, 미리스틸 아세테이트, 미리스틸 프로피오네이트, 미리스틸 부타노에이트, 미리스틸 펜타노에이트, 미리스틸 헥사노에이트, 미리스틸 헵타노에이트, 미리스틸 옥타노에이트, 미리스틸 펠라르고네이트, 미리스틸 데카노에이트, 미리스틸 운데카노에이트, 미리스틸 라우레이트, 미리스틸 미리스테이트, 미리스틸 팔미테이트, 미리스틸 스테아레이트, 미리스틸 아라키데이트, 미리스틸 베헤네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
PCM은 세틸 포르메이트, 세틸 아세테이트, 세틸 프로피오네이트, 세틸 부타노에이트, 세틸 펜타노에이트, 세틸 헥사노에이트, 세틸 헵타노에이트, 세틸 옥타노에이트, 세틸 펠라르고네이트, 세틸 데카노에이트, 세틸 운데카노에이트, 세틸 라우레이트, 세틸 미리스테이트, 세틸 팔미테이트, 세틸 스테아레이트, 세틸 아라키데이트, 세틸 베헤네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
PCM은 스테아릴 포르메이트, 스테아릴 아세테이트, 스테아릴 프로피오네이트, 스테아릴 부타노에이트, 스테아릴 펜타노에이트, 스테아릴 헥사노에이트, 스테아릴 헵타노에이트, 스테아릴 옥타노에이트, 스테아릴 펠라르고네이트, 스테아릴 데카노에이트, 스테아릴 운데카노에이트, 스테아릴 라우레이트, 스테아릴 미리스테이트, 스테아릴 팔미테이트, 스테아릴 스테아레이트, 스테아릴 아라키데이트, 스테아릴 베헤네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
PCM은 부틸 데카노에이트, 메틸 라우레이트, 옥틸 라우레이트, 라우릴 라우레이트, 라우릴 펠라르고네이트, 옥틸 미리스테이트, 미리스틸 펠라르고네이트, 노닐 라우레이트, 메틸 미리스테이트, 데실 라우레이트, 옥틸 팔미테이트, 라우릴 카프레이트, 세틸 옥타노에이트, 메틸 팔미테이트, 메틸 스테아레이트, 라우릴 라우레이트, 옥틸 스테아레이트, 데실 팔미테이트, 스테아릴 펠라르고네이트, 라우릴 미리스테이트, 데실 스테아레이트, 스테아릴 카프레이트, 세틸 팔미테이트, 베헤닐 베헤네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
성분 b) 실리카 겔화 첨가제
실리카 겔화 첨가제는 하나 이상의 유형의 실리카를 포함할 수 있다. 실리카 겔화 첨가제는 중합체성 실리카, 발연(fumed) 실리카 및/또는 침강 실리카를 포함할 수 있다. 실리카 겔화 첨가제는 친수성 실리카 및/또는 소수성 실리카를 포함할 수 있다.
본 발명에서 유용한 실리카는 중합체성 실리카, 침강 실리카, 발연 실리카, 콜로이드성 실리카 및/또는 열 실리카이다. 이러한 합성 실리카는 무정형일 수 있다. 바람직한 실리카는 소수성 및 친수성 발연 실리카, 및 그의 혼합물을 포함한다. 바람직하게는 실리카 겔화 첨가제는 발연 실리카이다.
상업적으로 입수 가능한 발연 실리카의 예는 에어로실(Aerosil)® 시리즈 (에보니크 코퍼레이션(Evonik Corporation), 뉴저지주 파시파니), 캡-오-실(Cab-O-sil)® 시리즈 (캐보트 코퍼레이션(Cabot Corporation), 매사추세츠주 빌레리카), 및 에이치디케이(HDK)® 시리즈 (바커 케미칼 코퍼레이션(Wacker Chemical Corporation), 미시간주 아드리안) 제품 라인을 포함한다.
본원에서 언급된 실리카의 입자 크기는 레이저 회절에 의해 측정된 중간 입자 직경(d 50)을 나타낸다. 발연 실리카 입자는 일반적으로 침강 실리카보다 더 작지만, 이들이 항상 10 ㎛를 초과하여 잘 응집체를 형성할 수 있는 것은 아니다. 보다 작은 입자 크기를 갖고 증가한 표면적을 갖는 실리카는 일반적으로 증가한 증점 능력을 갖는다. 발연 및 침강 실리카 사이의 주요 차이점 중 하나는 침강 실리카의 표면 상의 보다 높은 밀도의 실란올 기의 존재이다.
실리카의 다양한 입자 크기가 본 발명에서 유용하다. 유용한 실리카 입자 크기는 약 0.01 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 약 0.01 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 0.01 ㎛ 내지 약 60 ㎛, 약 0.1 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 약 0.1 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 0.1 ㎛ 내지 약 60 ㎛, 약 0.5 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 약 0.5 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 0.5 ㎛ 내지 약 60 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 60 ㎛를 포함한다.
성분 c) 스티렌 공중합체 겔화 첨가제
스티렌 공중합체 겔화 첨가제는 스티렌(S) 및 폴리올레핀의 적어도 하나의 공중합체를 포함할 수 있다. 폴리올레핀은 에틸렌-프로필렌(EP) 또는 에틸렌-부틸렌(EB)일 수 있다. 스티렌 공중합체는 이중 블록 및/또는 삼중 블록 공중합체를 포함할 수 있다. 삼중 블록 공중합체는 사슬의 양쪽 말단 상에 (폴리)스티렌(S) 블록을, 및 중간에 (폴리)에틸렌-프로필렌(EP) 또는 (폴리)에틸렌-부틸렌(EB) 블록을 갖는 반면에, 이중 블록 구조는 사슬의 단 하나의 말단 상에만 스티렌 블록을 갖는다. 스티렌은 또한 폴리올레핀 블록 내로 혼입될 수 있다.
스티렌 공중합체는 폴리올레핀 블록 내로 스티렌이 혼입된 또는 되지 않은, SEP, SEB, SEPS 또는 SEBS 공중합체 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는 스티렌 공중합체 겔화 첨가제는 스티렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌(SEPS) 삼중 블록 공중합체, 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌(SEBS) 삼중 블록 공중합체 및 이들의 혼합물로부터 선택된다. 바람직하게는, 스티렌 공중합체는 폴리올레핀 블록 내로 혼입된 스티렌을 갖는다.
스티렌 공중합체는 이중 블록, 삼중 블록, 별 모양 또는 팔 구조를 갖는, 크라톤 지(Kraton G), 크라톤 디(Kraton D), 크라톤 에이(Kraton A) 공중합체라는 상표명 하에 크라톤 코퍼레이션(Kraton Corporation)으로부터 입수 가능할 수 있다. 크라톤 지 시리즈는 폴리올레핀 블록 내로 혼입된 스티렌을 갖지 않는 한편, 크라톤 에이 시리즈는 갖는 것으로 이해된다. 스티렌 공중합체는 셉톤(Septon)이라는 상표명 하에 쿠라레이 아메리카, 인크.(Kuraray America, Inc.) 로부터 입수 가능할 수 있다.
스티렌 공중합체는 상기 언급된 중합체의 혼합물을 포함할 수 있다.
공중합체의 스티렌 블록은 PCM 조성물에서 미세 상 분리된 도메인을 형성할 수 있고, 3 차원 구조상의 가교점으로서 작용한다. 폴리올레핀 블록은 PCM 중에 부분적으로 용해되어 물질을 포획할 수 있다. 스티렌 공중합체는 바람직하게는 보다 조밀한 가교점을 형성하는 고분자량 삼중 블록 공중합체를 포함한다. 상기 공중합체 유형 중에서, 폴리올레핀 블록에 혼입된 스티렌 블록을 함유하는 크라톤 A 중합체가 겔화에서 특히 유리한 것으로 밝혀졌다.
임의적 성분 d) 디올
조성물은 0.05 내지 10 중량%의 디올을 추가로 포함할 수 있다. 조성물은 적어도 0.1 중량%, 바람직하게는 적어도 0.15 중량%, 보다 바람직하게는 적어도 0.2 중량%, 특히 적어도 0.25 중량%의 디올을 포함할 수 있다. 조성물은 10 중량% 이하, 바람직하게는 8 중량% 이하, 보다 바람직하게는 6 중량% 이하, 특히 4 중량% 이하, 바람직하게는 2 중량% 이하의 디올을 포함할 수 있다.
디올은 실리카 겔화 첨가제와 유리하게 상호작용하고 실리카 내부 네트워크를 강화할 수 있다. 디올은 조성물의 점도를, 특히 25 ℃초과의 온도에서 증가시킬 수 있다. 디올은 25 ℃ 내지 80 ℃, 바람직하게는 25 ℃ 내지 60 ℃, 보다 바람직하게는 25 ℃ 내지 40 ℃의 온도 범위 내에서 조성물의 점도의 감소를 감소시키거나 또는 방지할 수 있다.
바람직하게는 디올은 알킬렌 글리콜, 폴리알킬렌 글리콜, 폴리옥시알킬렌 공중합체 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.
바람직하게는, 디올은 폴리에틸렌 글리콜, 보다 바람직하게는 200 내지 1000의 범위 내의 분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜, 즉 PEG200 내지 PEG1000이다.
기타 임의의 성분
PCM의 과냉각을 방지하기 위해 핵제가 조성물에 포함될 수 있다. 핵제는 PCM보다 더 높은 융점을 가질 수 있다. 핵제는 유기 또는 무기, 바람직하게는 유기일 수 있다. 핵제는 지방산, 지방 알코올, 지방 아민, 지방산 에스테르, 모노-, 디- 및 트리-글리세리드, 폴리에테르, 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 지방산, 지방 알코올, 지방 아민, 지방산 에스테르 및 이들의 혼합물로부터 선택된다. 핵제는 왁스일 수 있다. 핵제는 베헤닐 베헤네이트, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 아라키드산, 베헨산, 스테아릴 알코올, 스테아르아미드, 스쿠알란 왁스, 비즈 왁스, 몬탄 왁스, 석유 왁스, 미세결정질 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 규조토, 흑연, 인산이수소칼륨, 황산칼슘 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 핵제는 PCM의 융점보다 적어도 10 ℃ 더 높은, 바람직하게는 적어도 15 ℃ 더 높은, 특히 적어도 20 ℃ 더 높은, 바람직하게는 적어도 30 ℃ 더 높은 융점을 가질 수 있다. 핵제는 PCM의 융점보다 최대 100 ℃ 더 높은, 바람직하게는 최대 50 ℃ 더 높은 융점을 가질 수 있다.
열 안정화제는 PCM 조성물의 열적으로 유도된 분해 또는 이성질체화를 방지하거나 지연시키는 데 필요할 수 있다. 특히, 열 안정화제는 에스테르의 열적으로 유도된 분해 또는 이성질체화로부터 생성되는 저분자량 생성물 또는 이성질체의 형성을 방지하거나 지연시킬 수 있다. 열 안정화제는 포스파이트, 포스포나이트, 포스페이트 에스테르 및 그의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
항산화제는 PCM 조성물의 산화를 방지하거나 지연시키는 데 필요할 수 있다. 특히, 항산화제는 에스테르와 대기 산소 또는 산소 자유 라디칼의 반응으로부터 생성되는 생성물의 형성을 방지하거나 지연시킬 수 있으며, 이 생성물은 예를 들어 알코올, 알데히드, 산, 과산화물 또는 물을 포함할 수 있다. 항산화제는 페놀계 항산화제, 입체 장애 페놀계 항산화제, 티오에테르 항산화제, 아민계 항산화제, 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
난연제는 화재 안전성 목적을 위해 또는, PCM 조성물의 일부 용도를 위한 화재 안전성 규제에 따르기 위해 필요할 수 있다. 난연제는 할로겐화 탄화수소, 포스페이트 에스테르 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 난연제는 클로로파라핀, 브로모옥타데칸, 브로모펜타데칸, 브로모노나데칸, 브로모에이코산, 브로모도코산 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 다른 가능한 난연제는 비스(펜타브로모페닐)옥시드 또는 비스(테트라브로모페닐)옥시드를 포함한다.
열 전달 향상제가 조성물에 포함될 수 있다. 열 전달 향상제는 흑연, 금속 및 금속 산화물 입자 및/또는 분말로부터 선택될 수 있다.
조성물 내 성분의 양 및 비율
본 발명의 조성물은 적어도 50 중량%, 바람직하게는 적어도 60 중량%, 보다 바람직하게는 적어도 70 중량%, 특히 적어도 80 중량%, 바람직하게는 적어도 85 중량%, 특히 적어도 90 중량%의 PCM을 포함할 수 있다.
조성물은 1 내지 10 중량%의 실리카 겔화 첨가제를 포함한다. 조성물은 적어도 1.5 중량%, 바람직하게는 적어도 2 중량%, 보다 바람직하게는 적어도 3 중량%, 특히 적어도 4 중량%의 실리카 겔화 첨가제를 포함할 수 있다. 조성물은 9 중량% 이하, 바람직하게는 8 중량% 이하, 보다 바람직하게는 7 중량% 이하, 특히 6 중량% 이하의 실리카 겔화 첨가제를 포함할 수 있다.
조성물 내 b) 실리카 겔화 첨가제 대 c) 스티렌 공중합체 겔화 첨가제의 중량비는 0.6 내지 5:1의 범위 내이다. 이러한 중량비 범위는 실리카 겔화 첨가제에 의해 제공되는 실리카 내부 네트워크 및 스티렌 공중합체 겔화 첨가제에 의해 제공되는 스티렌 공중합체 내부 네트워크의 존재의 유리한 조합을 제공할 수 있다. 이러한 중량비 범위 내에서 이러한 내부 네트워크들의 상이한 특성들의 조합은 조성물에 유익한 특성을 제공할 수 있다. 이론에 얽매이지 않고, 0.6:1보다 더 낮은 중량비는 실리카 내부 네트워크의 효과를 감소시키는 보다 높은 농도의 스티렌 공중합체를 초래할 수 있는 반면에, 5:1보다 높은 중량비는 스티렌 공중합체 내부 네트워크의 효과를 감소시키는 보다 높은 농도의 실리카를 초래할 수 있다.
조성물 내 b) 실리카 겔화 첨가제 대 c) 스티렌 공중합체 겔화 첨가제의 중량비는 적어도 0.8:1, 바람직하게는 적어도 1:1, 보다 바람직하게는 적어도 1.2:1, 특히 적어도 1.4:1, 바람직하게는 적어도 1.5:1일 수 있다. 조성물 내 b) 실리카 겔화 첨가제 대 c) 스티렌 공중합체 겔화 첨가제의 중량비는 4.5:1 이하, 바람직하게는 4:1 이하, 보다 바람직하게는 3.5:1 이하, 특히 3:1 이하, 바람직하게는 2.5:1 이하일 수 있다.
조성물은 적어도 0.2 중량%, 바람직하게는 적어도 0.6 중량%, 보다 바람직하게는 적어도 1 중량%, 특히 적어도 2 중량%의 스티렌 공중합체 겔화 첨가제를 포함할 수 있다. 조성물은 16 중량% 이하, 바람직하게는 12 중량% 이하, 보다 바람직하게는 8 중량% 이하, 특히 6 중량% 이하, 바람직하게는 4 중량% 이하의 스티렌 공중합체 겔화 첨가제를 포함할 수 있다.
조성물은 적어도 0.1 중량%, 바람직하게는 적어도 1 중량%, 특히 적어도 2 중량%의 핵제를 포함할 수 있다. 조성물은 10 중량% 이하, 바람직하게는 8 중량% 이하, 특히 6 중량% 이하, 바람직하게는 4 중량% 이하의 핵제를 포함할 수 있다.
조성물은 적어도 0.1 중량%, 바람직하게는 적어도 1 중량%, 특히 적어도 2 중량%의 열 안정화제를 포함할 수 있다. 조성물은 10 중량% 이하, 바람직하게는 8 중량% 이하, 특히 6 중량% 이하, 바람직하게는 4 중량% 이하의 열 안정화제를 포함할 수 있다.
조성물은 적어도 0.1 중량%, 바람직하게는 적어도 1 중량%, 특히 적어도 2 중량%의 항산화제를 포함할 수 있다. 조성물은 10 중량% 이하, 바람직하게는 8 중량% 이하, 특히 6 중량% 이하, 바람직하게는 4 중량% 이하의 항산화제를 포함할 수 있다.
조성물은 적어도 0.1 중량%, 바람직하게는 적어도 1 중량%, 특히 적어도 2 중량%의 난연제를 포함할 수 있다. 조성물은 10 중량% 이하, 바람직하게는 8 중량% 이하, 특히 6 중량% 이하, 바람직하게는 4 중량% 이하의 난연제를 포함할 수 있다.
조성물은 적어도 0.1 중량%, 바람직하게는 적어도 1 중량%, 특히 적어도 2 중량%의 열 전달 향상제를 포함할 수 있다. 조성물은 10 중량% 이하, 바람직하게는 8 중량% 이하, 특히 6 중량% 이하, 바람직하게는 4 중량% 이하의 열 전달 향상제를 포함할 수 있다.
조성물 특성
조성물은 겔 형태이다. 조성물은 겔, 바람직하게는 형태-안정성 겔일 수 있다. 겔은 겔화 첨가제에 의해 제공되는 적어도 하나의 내부 네트워크를 포함할 수 있다. 내부 네트워크는 겔을 구조화할 수 있다. 겔은 실리카 겔화 첨가제에 의해 제공되는 실리카 내부 네트워크 및 스티렌 공중합체 겔화 첨가제에 의해 제공되는 스티렌 공중합체 내부 네트워크를 포함할 수 있다. 조성물은 비 뉴턴 유체일 수 있다. 조성물은 전단 담화될 수 있다.
조성물은 기준 온도에서 전단 담화 값(STV)을 가질 수 있으며, 이는 하기와 같이 계산될 수 있다:
STV= 0.2 s-1에서 점도 / 59 s-1에서 점도
40 mm 스테인리스 스틸 평행 판 기하학적 구조를 갖는 티에이 인스트루먼츠(TA Instruments)로부터의 DHR-2 레오미터(Rheometer) 상에서 기준 온도에서 점도를 측정하였다.
조성물은 25 ℃에서 적어도 20, 바람직하게는 적어도 40, 보다 바람직하게는 적어도 60, 특히 적어도 80, 바람직하게는 적어도 100의 STV를 가질 수 있다. 조성물은 25 ℃에서 500 이하, 바람직하게는 400 이하, 보다 바람직하게는 300 이하의 STV를 가질 수 있다.
조성물은 40 ℃에서 적어도 20, 바람직하게는 적어도 40, 보다 바람직하게는 적어도 60, 특히 적어도 80, 바람직하게는 적어도 100의 STV를 가질 수 있다. 조성물은 25 ℃에서 500 이하, 바람직하게는 400 이하의 STV를 가질 수 있다.
조성물은 기준 온도에서 정지 상태 유동(FAR)을 가질 수 있고, 이는 0.9 cm 직경의 원형 하부(출구) 개구, 6.8 cm 직경의 원형 상부(입구) 개구 및 5 cm의 높이를 갖는 플라스틱 원뿔형 깔때기에 조성물의 일정량을 위치시킴으로써 측정될 수 있다. FAR은 샘플의 85 중량%가 출구 개구를 통해 유동하는 경과 시간이다.
조성물은 25 ℃에서 적어도 30 분, 바람직하게는 적어도 60 분, 보다 바람직하게는 적어도 2 시간, 특히 적어도 4 시간, 바람직하게는 적어도 12 시간, 특히 적어도 20 시간의 FAR을 가질 수 있다.
조성물은 40 ℃에서 적어도 30 분, 바람직하게는 적어도 60 분, 보다 바람직하게는 적어도 2 시간, 특히 적어도 4 시간, 바람직하게는 적어도 12 시간, 특히 적어도 20 시간의 FAR을 가질 수 있다.
조성물 내 b) 실리카 겔화 첨가제 대 c) 스티렌 공중합체 겔화 첨가제의 중량비는 PCM의 열적 특성 및 조성물의 유동학적 특성에 영향을 미칠 수 있다. 겔화 첨가제의 양에 의해 영향을 받는 PCM의 열적 특성은 과냉각 및 잠열을 포함할 수 있다. 이론에 얽매이지 않으면서, 과량의 스티렌 공중합체 겔화 첨가제(즉, 0.6:1 미만의 실리카 겔화 첨가제에 대한 중량비)는 PCM의 결정 구조를 방해할 수 있고, 감소한 잠열 및 뚜렷한 과냉각을 초래할 수 있다. 실리카 겔화 첨가제의 존재는 이러한 열적 단점을 방지하고, 바람직한 열적 특성을 제공할 수 있다.
일부 PCM 응용에서, 조성물은 정지 상태에서, 즉 어떠한 외부 전단 응력도 적용되지 않았을 때 고체-유사 거동을 보이는 것이 바람직하다. 실리카 겔화 첨가제가 존재하지 않으면, 스티렌 공중합체 겔화 첨가제의 단독으로 존재가, 심지어 중간 온도에서도 그 자체의 중량으로 인해 조성물을 서서히 정지 상태 유동하게 할 수 있기 때문에, 이러한 유동학적 거동을 달성하는 것은 어렵다. 이러한 거동은 PCM이 용기 내에 포장되는 많은 응용에서 바람직하지 않다. 이러한 정지 상태 유동은 본 발명에 따른 겔화 첨가제의 조합에 의해 중지될 수 있다. 또한, 본 발명의 겔화제의 중량비를 사용함으로써, 심지어 비교적 높은 온도에서도 동일한 고체-유사 거동을 수득할 수 있다.
조성물을 포함하는 물품
한 측면에서, 본 발명은 밀봉된 용기 및 용기 내에 함유된 본 발명에 따른 조성물을 포함하는 물품을 제공한다. 조성물의 겔 특성은 용기가 그렇지 않을 때 필요한 것보다 더 얇고/거나 덜 투과성인 벽을 갖도록 하거나 (즉, 용기가 무게가 덜 나갈 수 있음), 용기가 상이한 (예를 들어, 보다 저렴한) 물질 또는 밀봉 방법으로 제조되도록 할 수 있다.
용기는 금속 또는 플라스틱, 바람직하게는 플라스틱으로 제조될 수 있다. 용기는 폴리아미드, 폴리아민, 폴리이미드, 폴리아크릴, 폴리카르보네이트, 폴리디엔, 폴리에폭시드, 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리플루오로카본, 포름알데히드 중합체, 천연 중합체, 폴리올레핀, 플루오린화 폴리올레핀, 폴리페닐렌, 규소 함유 중합체, 폴리우레탄, 폴리비닐, 폴리아세탈, 폴리아크릴레이트 및 이들의 공중합체 및 혼합물로부터 선택된 플라스틱으로 제조될 수 있다. 바람직하게는 플라스틱은 폴리올레핀, 폴리비닐, 폴리에스테르 및 이들의 공중합체 및 혼합물로부터 선택된다. 용기는 강철, 알루미늄, 티타늄, 청동, 구리, 은, 마그네슘 및 그의 합금으로부터 선택된 금속으로 제조될 수 있고, 바람직하게는 금속은 알루미늄 및 그의 합금으로부터 선택된다.
용기는 경질 또는 연질일 수 있다. 용기는 막대, 파우치 또는 패널, 바람직하게는 파우치 또는 패널일 수 있다. 바람직하게는, 용기는 연질 파우치이다. 용기는 경질 패널일 수 있다.
조성물을 포함하는 제품
본 발명의 조성물은 직물 제품 (예를 들어, 의류 물품), 발포체 제품 (예를 들어, 매트리스), 포장 제품 (예를 들어, 열-민감성 물질을 위한 용기), 전자 제품 (예를 들어, 인쇄 회로 보드, 마이크로 칩, CPU 또는 배터리), 자동차 시스템 (예를 들어, 차량 엔진 부품), 냉장 시스템 (예를 들어, 냉장고 또는 냉동고), 가열, 환기 및 에어 컨디셔닝(HVAC) 시스템 또는 건설 물질에 혼입될 수 있다.
본 발명의 한 측면에서, 본 발명의 조성물을 포함하는 직물 제품, 발포체 제품, 의료 제품, 전자 제품, 포장 제품, 자동차 시스템, 냉장 시스템, HVAC 시스템 또는 건설 물질이 제공된다.
방법
한 측면에서, 본 발명은
i) 조성물의 성분들을 충분한 온도에서, 및 충분한 시간 동안 스티렌 공중합체 겔화 첨가제가 조성물 내에 완전히 용해될 수 있도록 혼합하는 단계; 및
ii) 혼합을 중단하여 조성물이 정지되고 겔을 형성하도록 하는 단계
를 포함하는, 본 발명의 조성물의 제조 방법을 제공한다.
단계 i)은 균일한 조성물, 바람직하게는 균질한 조성물을 생성할 수 있다. 단계 ii)는 균일한 조성물, 바람직하게는 균질한 조성물을 생성할 수 있다.
단계 i)은 가열을 포함할 수 있다. 단계 i)에서 온도는 적어도 20 ℃, 바람직하게는 적어도 30 ℃, 보다 바람직하게는 적어도 50 ℃, 보다 더 바람직하게는 적어도 70 ℃, 특히 적어도 90 ℃일 수 있다. 단계 i)에서 온도는 160 ℃ 이하, 바람직하게는 140 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 120 ℃ 이하, 특히 110 ℃ 이하일 수 있다.
단계 i)의 지속시간은 적어도 30 분, 바람직하게는 적어도 40 분, 보다 바람직하게는 적어도 60 분, 특히 적어도 80 분일 수 있다. 단계 i)의 지속시간은 24 시간 이하, 바람직하게는 15 시간 이하, 보다 바람직하게는 10 시간 이하, 특히 6 시간 이하일 수 있다.
혼합은 교반에 의한 것일 수 있다. 교반은 적어도 100 rpm, 바람직하게는 적어도 200 rpm, 보다 바람직하게는 적어도 300 rpm, 특히 적어도 400 rpm의 속도로 교반할 수 있다. 교반은 1500 rpm 이하, 바람직하게는 1300 rpm 이하의 속도로 교반할 수 있다.
단계 ii)는 가열을 중단하는 것을 포함할 수 있다. 단계 ii)에서 온도는 주위 온도일 수 있다. 단계 i)에서 온도는 적어도 20 ℃일 수 있다. 단계 i)에서 온도는 80 ℃ 이하, 바람직하게는 60 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 40 ℃ 이하, 특히 30 ℃ 이하일 수 있다.
단계 ii)의 지속시간은 적어도 30 분, 바람직하게는 적어도 40 분, 보다 바람직하게는 적어도 60 분, 특히 적어도 80 분일 수 있다. 단계 ii)의 지속시간은 48 시간 이하, 바람직하게는 24 시간 이하, 보다 바람직하게는 15 시간 이하, 특히 10 시간 이하일 수 있다.
용도
한 측면에서, 본 발명은 상변화 물질을 포함하는 겔 조성물을 제조하기 위한 실리카 겔화 첨가제 및 스티렌 공중합체 겔화 첨가제의 조합물의 용도를 제공하며, 여기서 본원에서 측정되는 바와 같이 25 ℃에서 겔 조성물의 정지 상태 유동(FAR) 기간은 비교군 겔 조성물의 것보다 적어도 2 배 더 길고, 여기서 비교군 겔 조성물은 스티렌 공중합체만으로 이루어진 비교군 겔화 첨가제를 포함하며, 여기서 겔 조성물 및 비교군 겔 조성물 내 겔화 첨가제의 총 중량%는 동등하다.
겔 조성물의 25 ℃에서 FAR 기간은 비교군 겔 조성물의 것보다 적어도 4 배 더 길고, 바람직하게는 적어도 6 배 더 길고, 보다 바람직하게는 적어도 8 배 더 길고, 특히 적어도 10 배 더 길 수 있다.
겔 조성물의 40 ℃에서 FAR 기간은 비교군 겔 조성물의 것보다 적어도 4 배 더 길고, 바람직하게는 적어도 6 배 더 길고, 보다 바람직하게는 적어도 8 배 더 길고, 특히 적어도 10 배 더 길 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 상변화 물질을 포함하는 겔 조성물을 제조하기 위한 실리카 겔화 첨가제 및 스티렌 공중합체 겔화 첨가제의 조합물의 용도를 제공하며, 여기서 본원에서 측정되는 바와 같이 25 ℃에서 겔 조성물의 전단 담화 값(STV)은 비교군 겔 조성물의 것보다 적어도 2 배 더 크고, 여기서 비교군 겔 조성물은 스티렌 공중합체만으로 이루어진 비교군 겔화 첨가제를 포함하며, 여기서 겔 조성물 및 비교군 겔 조성물 내 겔화 첨가제의 총 중량%는 동등하다.
겔 조성물의 25 ℃에서 STV는 비교군 겔 조성물의 것보다 적어도 4 배 더 크고, 바람직하게는 적어도 6 배 더 크고, 보다 바람직하게는 적어도 8 배 더 크고, 특히 적어도 10 배 더 클 수 있다.
겔 조성물의 40 ℃에서 STV는 비교군 겔 조성물의 것보다 적어도 4 배 더 크고, 바람직하게는 적어도 6 배 더 크고, 보다 바람직하게는 적어도 8 배 더 크고, 특히 적어도 10 배 더 클 수 있다.
실시예
본 발명은 하기 비제한적인 실시예에 의해 예시된다.
본원에 달리 언급되지 않는 한, 또는 언급된 시험 방법 및 절차에서 달리 언급되지 않는 한, 본원에 기술된 모든 시험 및 물리적 파라미터는 대기압 및 실온 (즉, 약 25 ℃)에서 측정된다는 것을 이해할 것이다. 모든 부 및 백분율은 달리 언급되지 않는 한 중량 기준이다. 샘플 제조 후 적어도 1 일 동안 샘플이 정지되도록한 후 모든 유동학 측정을 수행하였다.
시험 방법
본 명세서에서는, 하기의 시험 방법이 사용되었다:
(i) 0.9 cm 직경의 원형 하부(출구) 개구, 6.8 cm 직경의 원형 상부(입구) 개구 및 5 cm의 높이를 갖는 플라스틱 원뿔형 깔때기에 샘플의 일정량을 위치시킴으로써 정지 상태 유동(FAR)을 측정하였다. FAR은 샘플의 85 중량%가 출구 개구를 통해 유동하는 경과 시간으로서 측정되었다. 25 ℃에서 및 40 ℃에서 실험을 수행하였다.
(ii) 메틀러-톨레도(Mettler-Toledo) 장치 (모듈 DSC 822-LT 및 3+) 및 메틀러-톨레도에 의해 제공된 제어 및 분석 소프트웨어를 사용하여 시차 주사 열량 측정법(DSC)을 수행하였다. DSC는 예를 들어 융점, 결정화점 및 잠열을 측정하는 데 사용될 수 있다.
(iii) 티에이 인스트루먼츠로부터의 DHR-2 레오미터를 사용하여 샘플의 유동학적 특성을 측정하였다. 전단 속도 스윕 측정을 40 mm 스테인리스 스틸 평행 판 기하학적 구조를 사용하여 25 ℃에서 및 40 ℃에서 수행하였다.
순수 PCM-대조군
지방산 에스테르 PCM인 순수 크로다섬 6.5(CrodaTherm 6.5) (ex 크로다 유럽 리미티드(ex Croda Europe Limited))의 샘플을 대조군 샘플로서 사용하였다. 융점이 6.84 ℃이어서, 이는 실온 (즉, 약 25 ℃)에서 액체 형태이다.
실시예 1-비교군
91.7 중량%의 크로다섬 6.5 및 8.3 중량%의 크라톤 에이 1535 (ex 크라톤 코퍼레이션)를 포함하는 비교군 샘플 겔을 하기 단계에 의해 제조하였다.
1) 크로다섬 6.5를 500 rpm으로 오버헤드 교반기로 교반하면서 비커에서 100 ℃로 가열하였다.
2) 교반 속도를 750 rpm으로 설정하고, 크라톤 에이 1535를 40 분에 걸쳐 첨가하였다.
3) 모든 크라톤이 첨가된 때, 조성물을 완전히 균질화시키기 위해 혼합물을 추가 40 분 동안 교반하였다.
4) 교반을 중단하고, 조성물을 정지시키고 냉각시켜 겔을 형성하였다.
실시예 2
a) 91.7 중량%의 크로다섬 6.5;
b) 5.3 중량%의 친수성 발연 실리카; 및
c) 3 중량%의 크라톤 에이 1535
를 포함하는 샘플 겔을 실시예 1에 설명된 절차를 따르고, 단계 1) 및 단계 2) 사이에 하기 단계를 첨가하여 제조하였다.
1a) 친수성 발연 실리카를 교반 속도를 1200 rpm으로 상승시키면서 서서히 첨가하였다.
1b) 모든 실리카가 첨가된 때, 혼합물을 추가 5 분 동안 교반하였다.
실시예 3
a) 91.2 중량%의 크로다섬 6.5 및 0.5 중량%의 핵제;
b) 5 중량%의 친수성 발연 실리카;
c) 3 중량%의 크라톤 에이 1535; 및
d) 0.3 중량%의 PEG 400, 폴리에틸렌 글리콜
을 포함하는 샘플 겔을 실시예 2에 설명된 절차에 따르고, 단계 3 후에 하기 단계를 첨가하여 제조하였다.
3a) 교반 속도를 600 rpm으로 설정하고, PEG 400을 적가하였다.
실시예 4
상기 샘플을 본원에 정의된 시험 방법을 사용하여 시험하였다. 샘플의 시험으로부터 수득된 결과를 하기 표 1에 제공하였다.
[표 1]
Figure 112020032054943-pct00001
실시예 1 내지 3에서, 조성물 내 겔화 첨가제의 총 중량%는 적당한 비교를 수행하기 위해 일정하고 동등하게 유지된다.
본 발명에 따른 실시예 2 및 3에서 겔화 첨가제의 조합은 열적 특성, 예컨대 줄어든 결정화 온도의 감소 및 균일한 용융 피크에서 비교군 실시예 1에 비해 명백한 유리함을 나타낸다.
모든 실시예에서 사용된 겔화제는 순수 PCM과 비교했을 때 점도를 증가시켰다. 또한, 실시예 2 및 3에서 본 발명의 조성물은 심지어 25 ℃에서도 뚜렷한 전단 담화를 나타낸다. 이는 실시예 2 및 3에 대한 전단 담화 값(STV) 결과를 실시예 1과 비교함으로써 알 수 있다. 저온에서 높은 전단 담화가 물질을 가공하려는 많은 제조자들에게 특히 흥미롭다.
많은 PCM 응용에서, 포장 물질이 사용 또는 수송 동안 우발적으로 천공될 때 PCM 조성물이 유동하는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 정지 상태 유동(FAR) 시험 결과는 실시예 1과 비교할 때 이와 관련하여 실시예 2 및 3의 유리함을 보여준다. 심지어 40 ℃에서도 실시예 2 및 실시예 3의 조성물은 실시예 1과 달리 오리피스를 통해 유동하지 않았다.
본 발명은 오로지 예시의 방식으로 기술된 상기 실시양태의 상세한 설명으로 제한되지 않음을 이해할 것이다. 많은 다양한 변형이 가능하다.

Claims (16)

  1. a) 상변화 물질,
    b) 1 내지 10 중량%의 실리카 겔화 첨가제
    c) 스티렌 공중합체 겔화 첨가제, 및
    d) 0.05 내지 10 중량%의 디올
    을 포함하는 조성물이며,
    겔 형태이고,
    조성물 내 b) 실리카 겔화 첨가제 대 c) 스티렌 공중합체 겔화 첨가제의 중량비가 0.6 내지 5:1의 범위 내이고, 디올은 폴리에틸렌 글리콜인 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상변화 물질은 지방산, 지방 알코올, 지방 아민, 지방산 에스테르, 지방 알코올 에스테르, 지방산 아미드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상변화 물질은 에스테르를 포함하는 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 60 중량%의 상변화 물질을 포함하는 조성물.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 실리카 겔화 첨가제가 발연(fumed) 실리카인 조성물.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 스티렌 공중합체 겔화 첨가제는 스티렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌(SEPS) 삼중 블록 공중합체, 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌(SEBS) 삼중 블록 공중합체 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인 조성물.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    핵제
    를 추가로 포함하며,
    여기서 핵제는 상변화 물질보다 적어도 15 ℃, 또는 적어도 30 ℃ 더 높은 융점을 갖는 것인 조성물.
  8. 밀봉된 용기 및
    상기 용기 내에 함유된 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 조성물
    을 포함하는 물품.
  9. 제8항에 있어서, 용기는 파우치 또는 패널인 물품.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는 제품이며,
    직물 제품, 발포체 제품, 의료 제품, 전자 제품, 포장 제품, 자동차 시스템, 냉장 시스템, HVAC 시스템 및 건설 물질로부터 선택되는 제품.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 제조하는 방법이며,
    i) 조성물의 성분들을, 스티렌 공중합체 겔화 첨가제가 조성물 내에 완전히 용해되기에 충분한 온도에서 및 충분한 시간 동안 혼합하는 단계, 및
    ii) 혼합을 중단하여 상기 조성물이 정지(rest)되고 겔을 형성하도록 하는 단계
    를 포함하는 방법.
  12. 실리카 겔화 첨가제 및 스티렌 공중합체 겔화 첨가제를 조합하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 제조하는 방법이며,
    상기 조성물의 25 ℃에서의 전단 담화 값(STV)은 비교군 겔 조성물의 것보다 적어도 2 배 더 크고,
    상기 비교군 겔 조성물은 스티렌 공중합체만으로 이루어진 비교군 겔화 첨가제를 포함하고,
    상기 조성물 및 비교군 겔 조성물 내 겔화 첨가제의 총 중량%는 동등한 것인 방법.
  13. 실리카 겔화 첨가제 및 스티렌 공중합체 겔화 첨가제를 조합하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 제조하는 방법이며,
    상기 조성물의 25 ℃에서의 정지 상태 유동(FAR) 기간은 비교군 겔 조성물의 것보다 적어도 2 배 더 길고,
    상기 비교군 겔 조성물은 스티렌 공중합체만으로 이루어진 비교군 겔화 첨가제를 포함하며,
    상기 조성물 및 비교군 겔 조성물 내 겔화 첨가제의 총 중량%는 동등한 것인 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
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