KR20010013425A - 마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트 및 유리 또는킬레이트 β-디케톤 함유 조성물, 그의 제조방법 및 그의용도 - Google Patents

마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트 및 유리 또는킬레이트 β-디케톤 함유 조성물, 그의 제조방법 및 그의용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 200 ℃ 이하의 융점을 갖고, 마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트 및 하나 이상의 유리 형태 및/또는 금속 킬레이트 형태의 β-디케톤을 함유하는 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 하나 이상의 할로겐화 폴리머를 함유하는 배합물의 성형에 있어서, 상기 폴리머 내 마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트의 존재로 인한 불균일성의 발생을 방지하기 위한 상기 조성물의 용도에 관한 것이다.

Description

마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트 및 유리 또는 킬레이트 β-디케톤 함유 조성물, 그의 제조방법 및 그의 용도{COMPOSITION BASED ON CALCIUM OF MAGNESIUM ACETYLACETONATE AND FREE OR CHELATED β-DIKETONES, PREPARATION AND USE}
칼슘 아세틸아세토네이트는 할로겐화 폴리머, 특히 폴리염화비닐을 함유하는 배합물에 대한 주지의 열 안정제 중 하나이다.
그러나, 할로겐화 폴리머 배합물이 온도에 대하여 효과적으로 안정화될 수 있다는 것이 명백하게 입증되었음에도, 이들 방식으로 안정화된 폴리머의 이용이 많은 난점을 보이는 경우가 남아있다. 실제로, 특정한 킬레이트의 존재가 성형된 폴리머에서 결함의 원인이 되어 왔음이 발견되었다. 특히, 수득된 물품이 분화구, 씨 또는 바늘구멍의 모양을 갖는 불균일성을 보일 수 있다는 것이 알려져 왔다.
이에 제한되지는 않으나, 성형된 물품에서 이러한 결함의 원인은 칼슘 아세틸아세토네이트가 폴리머 배합물 내에서 균일하게 분산되기가 매우 어렵다는 사실에 있는 것으로 보인다. 실제로, 할로겐화 폴리머계 배합물이 성형되는 조건하에서, 칼슘 아세틸아세토네이트는 용해 형태로도, 용융 형태로도 존재하지 않는다.
동일한 유형의 난점이 마그네슘 아세틸아세토네이트에서도 예상된다.
본 발명의 목적 중 하나는 마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트에 의해 안정화된 할로겐화 폴리머계 배합물의 성형 동안에 나타나는 불균일성 문제에 대한 해결책을 제공하는 것이다.
뜻밖에도, 하나 이상의 유리 형태 및/또는 금속 킬레이트 형태의 β-디케톤(β-디케톤은 결과적 조성물의 융점이 200 ℃ 이하가 되도록 선택된다) 및 마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트의 조합을 함유하는 조성물이 상기에 기재된 문제점의 극복을 가능하게 한다는 것을 발견하였다. 본 조성물의 첫 번째 결론 중 하나는 조성물의 융점이 칼슘 또는 마그네슘 아세틸아세토네이트 단독의 융점보다 낮다는 것이다. 칼슘 아세틸아세토네이트의 융점은 약 250 ℃이고 마그네슘 아세틸아세토네이트의 융점은 약 270 ℃이다.
보통 약 200 ℃의 온도에서 폴리머의 배합을 하는 동안에, 예컨대 마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트 및 유리 또는 킬레이트 형태의 β-디케톤을 함유하는 본 발명의 조성물이 용융 형태라는 사실 때문에 일정한 이점이 있다.
게다가, 이와 같이 암시하는 것은 없으나, 그 사용시 이미 제조된 본 특징적 혼합물을 할로겐화 폴리머 배합물에 사용하는 것은 마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트의 분산의 균일성을 상당하게 향상시킬 수 있어, 폴리머가 성형될 때 나타나는 결함을 소멸되도록 한다.
본 발명은 마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트 및 유리 형태 또는 금속 킬레이트 형태의 β-디케톤을 하나 이상 함유한 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 할로겐화 폴리머의 배합에서 마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트의 분산을 개선시키는 약제로서의, 유리 형태 및/또는 금속 킬레이트 형태의 β-디케톤의 용도에 관한 것이다.
그러므로, 본 발명의 제 1 주제는 200 ℃ 이하의 융점을 갖고, 마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트와, 화학식 1의 유리 β-디케톤 중 하나 이상, 및/또는 화학식 2의 란타늄, 마그네슘, 알루미늄, 아연 또는 칼슘 킬레이트 형태의 β-디케톤 중 하나 이상 함유하는 조성물로 이루어진다:
[식에서, R1및 R3는 치환 또는 비치환 직쇄형 또는 측쇄형 C1-C30탄화수소 라디칼로 동일하거나 서로 다르고, R2는 수소 또는 직쇄형 또는 측쇄형 C1-C4탄화수소 라디칼이다];
[식에서, R1, R2, R3는 상기 정의된 것과 같고, Mn+는 상기 언급된 금속 중 하나 이상을 나타내며, n은 칼슘 및 마그네슘 아세틸아세토네이트를 제외하고 2 또는 3이다].
본 발명의 다른 주제는 상기 조성물을 제조하는 방법으로, 마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트와 유리 형태 또는 킬레이트 형태의 β-디케톤을, 화합물을 균일화시키고 필요하다면 분쇄하는 혼합기에서 접촉시키는 것에 있다.
본 발명의 추가적 주제는 할로겐화 폴리머 배합물내 열 안정제로서의 상기 조성물의 용도에 있다.
마지막으로, 본 발명의 최종적 주제는 상기 폴리머내에서 마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트의 존재로 인한 불균일성의 발생을 막기 위한, 하나 이상의 할로겐화 폴리머를 함유하는 배합물의 성형에서의 상기 조성물의 용도이다.
본 발명의 기타 특징 및 이점은 하기의 설명 및 실시예를 독해하면서 보다 명료하게 나타날 것이다.
상기에서 언급된 바와 같이, 본 발명에 따른 조성물은 마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트를 함유한다.
본 발명에서 아세틸아세토네이트를 형성하는 부분은 식 [CH3COCHCOCH3]2M·xH2O에 해당하고, 식에서 x는 0 내지 2이며, M은 칼슘 또는 마그네슘을 나타낸다.
칼슘 아세틸아세토네이트는 주지의 물질이고, 예컨대 Rhodia Chimie 사에서 판매하는 상품명 Rhodiastab X7로 시판된다.
하기의 텍스트에서는, 본 발명이 아세틸아세토네이트 단독에 제한되지 않고 추가적으로 마그네슘 아세틸아세토네이트 또는 그 조합에 관련된다는 사실의 인식하에, 칼슘 아세틸아세토네이트에 대해서만 언급한다.
본 발명에 따라서 칼슘 아세틸아세토네이트는, 선택적으로 유리 형태, 금속 킬레이트 형태 또는 이 두 종류의 혼합물 형태일 수 있는 하나 이상의 β-디케톤과 결합된다.
그러므로, β-디케톤이 유리 형태일 때, 이것은 화학식 1의 R1COCHR2COR3에 해당하며, 식에서 R1및 R3는 치환 또는 비치환 직쇄형 또는 측쇄형 C1-C30탄화수소 라디칼로서 서로 동일하거나 다르고, R2는 수소 또는 직쇄형 또는 측쇄형 C1-C4탄화수소 라디칼이다.
β-디케톤이 금속 킬레이트 형태일 때, 이것은 화학식 2
로 나타낼 수 있으며, 식에서 Mn+는 칼슘, 아연, 알루미늄, 마그네슘 또는 란타늄 금속 중 하나 이상을 나타내고, 칼슘 및 마그네슘 아세틸아세토네이트를 제외하고 n은 2 또는 3이며, R1및 R3는 치환 또는 비치환 직쇄형 또는 측쇄형 C1-C30탄화수소 라디칼로서 서로 동일하거나 다르고, R2는 수소 또는 직쇄형 또는 측쇄형 C1-C4탄화수소 라디칼이다.
본 발명의 보다 특정한 구현예에서, R1및 R3라디칼은, 서로 동일하거나 다른 직쇄형 또는 측쇄형 C1-C24알킬 또는 알케닐 라디칼; 하나 이상의 알킬 라디칼 및/또는 할로겐 원자 및/또는 실리콘 원자에 의해 치환되거나 또는 치환되지 않은 C6-C30아릴 라디칼; 또는 필요하다면 탄소-탄소 이중결합을 포함할 수 있는 C3-C14고리형 지방족 라디칼을 나타낸다.
바람직하게, R1및 R3라디칼은, 서로 동일하거나 다른 직쇄형 또는 측쇄형 C1-C18알킬 라디칼; 하나 이상의 알킬 라디칼 및/또는 할로겐 원자에 의해 치환되거나 또는 치환되지 않은 C6-C10아릴 라디칼; 또는 필요하다면 탄소-탄소 이중결합을 포함할 수 있는 C3-C14고리형 지방족 라디칼을 나타낸다.
다른 구현예에서는, 상기 R1및 R3라디칼이 서로 연결되어 β-디케톤 화합물이 고리의 형태가 될 수 있다.
상기 기재된 R1및 R3라디칼은 식 -O-, -CO-O-, -CO- 의 기 중 하나 이상을 갖는 지방족 쇄의 존재에 의해 임의적으로 개질(치환)될 수 있다.
R2라디칼은 수소 원자 또는 그 지방족 쇄가 식 -O-, -CO-O-, -CO- 의 기 중 하나 이상에 의해 중단(치환)될 수 있는 C1-C4알킬 라디칼일 수 있다.
바람직하게, R2는 수소 원자를 나타낸다.
β-디케톤이 상기 언급된 두 가지 형태로 존재한다면, R1, R2및 R3라디칼은 생성물끼리 다를 수 있다는 것에 주의해야 한다.
β-디케톤은 종래의 방법에 따라서 수득될 수 있다.
예를 들어, β-디케톤은, 나츠륨과 같은 양이온의 아미드일 수 있는 알칼리 금속 약제의 존재하에 케톤과 에스테르의 축합반응을 이용하여 합성될 수 있다.
이 반응은 특히 하기의 문헌에 기재되어 있다: [R. Hauser 등, "The acylation of ketones to form diketones", Organic Reactions - Vol. VII, Chapter 3, pp. 59 - 196, John Wiler, Ed., New York (1954)]; [Wiedman 등, C. R. 238 (1954), p. 699; Morgan 등, Ber. 58 (1925), p. 333]; [Livingstone 등, Am. Soc. 46 (1924), pp. 881-888]; [R. Levine 등, Am. Soc. 67 (1945), pp. 1510-1517, 및 EP 596 809].
본 발명에서 사용되는 β-디케톤의 예로서, 특히 옥타노일벤조일메탄, 스테아로일벤조일메탄, 팔미토일벤조일메탄, 라우로일벤조일메탄, 디벤조일메탄 또는 아세틸벤조일메탄의 단독 또는 그의 혼합물을 들 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 정제된 제품 또는 비정제 제품의 사용이 가능하다는 것에 유의하여야 한다.
비정제 제품에 관하여는, 화합물의 정의 및 그의 제조방법에 대하여 상기의 특허를 참고할 수 있다.
하기 상품이 본 발명에서 유리하게 이용될 수 있다: Rhodia Chimie 사에 의해 판매되는 상품명 Rhodiastab 50, Rhodiastab X5, Rhodiastab 83, Rhodiastab X2.
킬레이트 형태의 화합물도 알려진 물질로서, 상기 언급된 금속의 염(특히, 염화물, 황산염, 질산염)과, 산화물 또는 수산화물과, 금속 자체와, 탄산염과, 또는 알콕사이드와 β-디케톤을 반응시킴으로써 수득할 수 있다. 이들 방법은 특히 [R.C. Mehrota, R.Gaur, D.P.Gaur의 "Metal β-diketonates and allied derivatives" (Academic Press, 1978) 연구]에 기재되어 있음에 유의한다.
옥타노일벤조일메탄, 스테아로일벤조일메탄, 팔미토일벤조일메탄, 라우로일벤조일메탄, 디벤조일메탄, 아세틸벤조일메탄 또는 아세틸아세톤의 킬레이트가(칼슘 또는 마그네슘의 아세틸아세토네이트는 제외), 단독 또는 혼합물로서 유리하게 사용될 수 있다.
아연의 킬레이트는 매우 특별하게 유리하다.
한 가지 바람직한 구현예에 따라서, 본 발명에 따른 조성물은, 킬레이트 형태, 훨씬 더 바람직하게는 아연 킬레이트 형태의 β-디케톤을 함유한다.
상기에서 언급된 바와 같이, 본 발명에 의한 조성물의 융점은 200 ℃ 이하이고, 바람직하게는 180 ℃ 이하이다.
또한, 본 발명에 따른 조성물에서, 마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트 및 유리 형태 또는 킬레이트 형태 또는 양자 모두의 형태인 β-디케톤 사이의 중량비는 1/10 내지 10/1, 바람직하게 1/6 내지 6/1이다.
본 발명에 따른 조성물은 임의적인 종래 방법에 의해 수득된다. 한 가지 특정 구현예에 의하면, 본 발명의 조성물은, 화합물을 균질화시키고 필요하다면 분쇄하는 믹서에서 칼슘 아세틸아세토네이트 및 유리 형태 또는 킬레이트 형태의 β-디케톤을 접촉시킴으로써 수득된다.
일반적으로, 반응물들은 고속 패들 믹서(high-speed paddle mixer)에서 접촉시킨다.
접촉 시간은, 조성물의 다양한 구성요소들 사이에서 물리화학적 상호작용이 확립되기에 일반적으로 충분하다. 예로서, 이 시간은 10분 내지 1시간 범위이다.
아세틸아세토네이트 및 β-디케톤이 접촉하는 온도는 상온(20 ℃) 내지 100 ℃에서 변화한다. 온도는 β-디케톤의 성질 및 그것이 존재하는 형태에 달려 있다는 것에 유의해야 한다.
보다 상세하게, 분말의 형태로 존재하는 조성물이 수득된다.
유리하게, 본 발명에 따른 조성물은 할로겐화 폴리머 배합물에서 열 안정제로 사용될 수 있다.
폴리머는 보다 상세하게, 염소화 폴리머이다.
본 발명은 폴리염화비닐(PVC)계 배합물의 안정화에 특히 적합하다.
폴리염화비닐은 염화비닐의 호모폴리머인 조성물을 의미한다. 호모폴리머는 예를 들면 염소화에 의해서 화학적으로 개질될 수 있다.
염화비닐의 많은 코폴리머들이 본 발명의 조성물을 사용하여 안정화될 수 있다. 특히 이들은, 비닐 아세테이트, 비닐리덴 클로라이드; 말레산, 푸마르산 또는 그의 에스테르; 에틸렌, 프로필렌 및 헥센과 같은 올레핀; 아크릴산 또는 메타크릴산 에스테르; 스티렌; 및 비닐 도데실 에테르와 같은 비닐 에테르의 예와 같이 중합가능한 에틸렌 결합을 갖는 단량체와, 염화비닐의 공중합에 의해 수득되는 폴리머들이다.
통상적으로, 코폴리머는 50 중량% 이상, 바람직하게 80 중량% 이상의 염화비닐 단위를 함유한다.
단독 또는 다른 폴리머와의 혼합물인 PVC는, 본 발명에 따라서 안정화된 배합물로서 가장 널리 사용되는 염소화 폴리머이다.
일반적으로, 그 제조방법에 무관하게, 어떤 유형의 폴리염화비닐도 적합하다. 따라서, 예컨대 괴상, 현탁 또는 유화 공정을 이용하여 수득된 폴리머는, 그 폴리머의 고유 점성도에 무관하게 본 발명의 조성물을 사용하여 안정화될 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 유리하게, 마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트 함량이 할로겐화 폴리머 100 g 당 0.01 내지 5 g, 특히 0.05 내지 2 g의 양으로 사용된다.
또한, 본 조성물은, 유리 형태 및/또는 킬레이트 형태의 β-디케톤 총함량이 할로겐화 폴리머 100 g 당 0.05 내지 1 g의 양으로 사용된다.
상기 기재된 조성물에 추가하여, 할로겐화 폴리머계 배합물은 이러한 배합물의 통상적인 구성요소를 함유할 수 있다.
따라서, 할로겐화 폴리머계 배합물은 하나 이상의 염산 스캐빈저(scavenger) 화합물을 함유할 수 있다.
염산 스캐빈저 화합물은 유기 또는 무기 타입이고, 단독 또는 혼합물로 존재할 수 있다.
유기 타입의 염산 스캐빈저 중에서는, 알칼리 토금속 또는 주기율표의 IIB, IIA 및 IVB 족으로부터 선택된 금속을 함유하는 화합물을 언급할 수 있다(Bulletin de la Societe Chimique de France, No. 1, January 1996의 부록에 나타나 있음).
양이온은 보다 상세하게 칼슘, 바륨, 마그네슘, 스트론튬, 아연, 카드뮴, 주석 및 납으로부터 바람직하게 선택된다.
예컨대, 칼슘 및 아연계, 바륨 및 아연계, 또는 바륨 및 카드뮴계 염산 스캐빈저 혼합물과 같은 조합의 사용을 고려하는 것이 가능하다는 것에 유의하여야 하는데, 이 중 첫 번째 조합이 바람직하다.
IIB 및 IIA 원소 중 하나 이상을 함유하는 유기 타입 염산 스캐빈저 화합물에 관하여는, 특히 지방족 또는 방향족 카르복실산이나 지방산과 같은 유기산, 또는 방향족 알코올레이트 또는 페놀레이트의 염을 언급할 수 있다.
가장 일반적으로 사용되는 것은 예를 들면, 말레산, 아세트산, 디아세트산, 프로피온산, 헥사노인산, 2-에틸헥사노인산, 데카노인산, 운데카노인산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리시놀레산, 베헨산(도코사노인산), 히드록시스테아르산, 히드록시운데카노인산, 벤조산, 페닐아세트산, 파라-t-부틸벤조산 및 살리실산, 페놀레이트, 그리고 노닐페놀과 같이 하나 이상의 알킬 라디칼로 치환된 나프톨 또는 페놀로부터 유도된 알코올레이트와 IIA 또는 IIB 원소와의 염이다.
실용적 또는 경제적인 이유에서, 상기 알칼리 토금속 유기 화합물 중에서는 프로피온산 알칼리 토금속, 올레산 알칼리 토금속, 스테아르산 알칼리 토금속, 라우르산 알칼리 토금속, 리시놀레산 알칼리 토금속, 도코사노인산 알칼리 토금속, 벤조산 알칼리 토금속, 파라-t-부틸벤조산 알칼리 토금속, 살리실산 알칼리 토금속, 모노-(2-에틸헥실) 말레산 알칼리 토금속, 알칼리 토금속 노닐페네이트(nonylphenate) 및 알칼리 토금속 나프테네이트(naphthenate), 그리고 상기 유기 카드뮴 화합물 중에서는 프로피온산 카드뮴, 2-에틸헥산산 카드뮴, 라우르산 카드뮴, 스테아르산 카드뮴, 살리실산 카드뮴, 모노(2-에틸헥실)말레산 카드뮴, 카드뮴 노닐페네이트 및 카드뮴 나프테네이트에서 선택하는 것이 바람직하다.
납을 함유한 유기 타입 화합물에 대해서는, 특히 [Leonard I. Nass의 ENCYCLOPEDIA of PVC(1976), 299-303 페이지]에 기재된 것들을 들 수 있다.
이들은 매우 다양한 화합물들로, 이 중 가장 일반적으로 사용되는 것은 탄산납(II), 황산납(III), 황산납(IV), 아인산납(II), 오르토규산납, 규산납(I), 규산 및 황산 납의 공동 침전물, 염화규산납(I), 실리카 겔 및 오르토규산 납의 공동 침전물, 프탈산납(II), 중성 스테아르산납, 스테아르산납(II), 푸마르산납(IV), 말레산납(II), 2-에틸헥산산납 및 라우르산납이다.
주석계 화합물에 관하여는, 특히 [Gachter/Muler의 "PLASTICS ADDITIVES HANDBOOK"(1985), 204-210 페이지] 또는 [Leonard I. Nass의 ENCYCLOPEDIA OF PVC(1976), 313-325 페이지]를 들 수 있다.
보다 상세하게, 이들은 모노- 또는 카르복실산 디알킬주석 및 모노- 또는 디알킬주석 머캡타이드이다.
이들 화합물 가운데, 가장 일반적으로 사용되는 것은 예컨대, 디라우르산 디부틸주석, 말레산 디부틸주석, 라우르산-말레산 디부틸주석, 비스(모노-C4-C8-알킬 말레산) 디부틸주석, 비스(라우르산-머캡타이드) 디부틸주석, S,S'-(이소옥틸 머캡토아세트산) 디부틸주석, β-머캡토프로피온산 디부틸주석, 말레산 디-n-옥틸주석 폴리머, 비스-S,S'-(이소옥틸 머캡토아세트산) 디-n-옥틸주석 및 β-머캡토프로피온산 디-n-옥틸주석과 같은 디-n-메틸주석, 디-n-부틸주석 또는 디-n-옥틸주석의 유도체이다. 상기 화합물 중 모노알킬화 유도체가 적합하다.
무기형 염산 스캐빈저로서, 알루미늄 및/또는 마그네슘의 황산염 및/또는 탄산염, 특히 히드로탈사이트 유형(hydrotalcite type)을 들 수 있다. 히드로탈사이트 유형의 화합물은 식 Mg1-xAlx(OH)2An- x/n·mH2O [식에서, x는 0 초과 0.5 이하이고, An-는 특히 탄산염과 같은 음이온을 나타내며, n은 1 내지 3이고, m은 양의 상수이다]에 해당한다. 유기 화합물로써 표면 처리를 거친 이 유형의 제품을 사용하는 것이 가능하다는 것을 유의해야 한다. 유사하게, 임의적으로 유기 화합물로써 표면 처리를 거친, 아연으로 도핑된 히드로탈사이트 유형의 제품을 사용하는 것이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는다. 이 유형의 제품들 중에서는, 특히 Kyowa사에 의해 시판되는 상품명 Alcamizer 4를 들 수 있다.
식 (MgO)y, Al2O3, (CO2)x, (H2O)z[식에서, x, y 및 z는 다음 부등식을 준수한다: 0 < x ≤ 0.7; 0 < y ≤ 1.7 및 z ≥ 3이다]의 본래 무정형인 화합물을 사용하는 것이 또한 가능하다. 게다가 칼토이트(caltoite)라고 호칭되는 식 Ca3Al2(OH)12또는 Ca3Al2(SiO)4(OH)12의 화합물이 무기 타입의 염산 스캐빈저 화합물로 적합하다.
할로겐화 폴리머계 배합물은 또한 이산화티타늄을 함유할 수 있다.
바람직하게 이산화티타늄은 금홍석 형태(rutile form)이다.
일반적으로, 본 발명에 따른 안정제 조성물의 이산화티타늄 형성 부분의 입경은 0.1 내지 0.5 ㎛이다.
본 발명의 특정 구현예에 따르면, 표면처리를 거친 금홍석 형태의 이산화티타늄이 사용되고, 무기물이 바람직하다.
본 발명에서 사용하기에 특히 적합한 이산화 티타늄 중에서, Rhodia Chimie에 의해 판매되는 상표명 Rhoditan RL 18 및 Rhoditan RL 90의 이산화티타늄, Kronos에 의해 판매되는 상표명 KRONOS 2081 및 2220의 이산화티타늄을 들 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
할로겐화 폴리머계 배합물은 또한 기타 백색 또는 착색 안료를 함유할 수 있다. 착색 안료 중에서, 특히 황화 세륨(cerium sulphide)을 들 수 있다.
배합물에 투입되는 안료의 양은 넓은 범위에서 변화하는데, 특히 안료의 착색력 및 원하는 최종 색상에 좌우된다. 그러나, 예를 들어 안료의 양은 할로겐화 폴리머 100 g 당 0.1 내지 20 g, 바람직하게 0.5 내지 15 g에서 변할 수 있다.
배합물은 추가적으로, 2 내지 32 개의 탄소원자 및 2 내지 9 개의 히드록실기를 함유한 폴리올을 하나 이상 함유할 수 있다.
이 화합물들 중에서, 프로필렌 글리콜, 부탄디올, 헥산디올, 도데칸디올, 네오펜틸 글리콜과 같은 C3-C30디올, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 트리펜타에리트리톨, 크실리톨, 만니톨, 소르비톨 및 글리세롤과 같은 폴리올, 및 2 내지 10의 중합도를 갖는 글리세롤 올리고머 혼합물을 들 수 있다.
적합하게 사용될 수 있는 기타 부류의 폴리올은 부분적으로 아세틸화된 폴리비닐알콜로 구성되어 있다.
또한, 예를 들면 트리스(2-히드록시에틸)이소시안유레이트와 같은 이소시안유레이트기(isocyanurate group)를 함유한 히드록시 화합물을 단독으로, 또는 상기 폴리올과 조합하여 사용하는 것도 가능하다.
사용되는 폴리올의 양은 일반적으로 폴리머 100 g 당 0.05 내지 5 g이다. 특히, 수지 100 g 당 2 g 미만이다.
원한다면, 예컨대 트리알킬, 아릴, 트리아릴, 디알킬아릴 또는 디아릴알킬 아인산염[상기에서, 알킬이라는 용어는 C8-C22폴리올 또는 모노 알코올의 탄화수소기를 나타내고, 아릴이라는 용어는 페놀 또는 C6-C12알킬기로 치환된 페놀의 방향족 기를 나타낸다]과 같은 유기 아인산염 유형의 화합물을 배합물에 혼합하는 것도 가능하다. 예컨대, Ca(HPO3)·(H2O) 형태의 화합물과 같은 아인산화 칼슘 및 아인산염-히드록시-칼슘 복합체를 사용하는 것도 가능하다.
이러한 유형의 첨가제 양은 보통 수지 100 g 당 0.1 내지 2 g이다.
배합물은 또한 13 내지 25 중량%의 수분 함량을 갖는 0.7-1 M2O · Al2O3· 1.3-2.4 SiO2조성[상기에서, M은 특히 나트륨같은 알칼리금속을 나타낸다]의 합성 결정성 알칼리금속 알루미노실리케이트(synthetic crystalline alkali metal aluminosilicate)를 하나 이상 함유할 수 있다. 특히, 미국특허 제 4,590,233 호에 기재된 것과 같은 NaA 유형의 제올라이트가 적합하다.
이 유형의 화합물의 양은 일반적으로 수지 100 g 당 0.1 내지 5 g에서 변화한다.
본 배합물은 또한 에폭시화물 유형의 화합물을 또한 포함한다. 이러한 화합물은 에폭시화 폴리글리세리드 또는 에폭시화 아마인, 콩 또는 생선 기름과 같은 에폭시화 지방산 에스테르에서 일반적으로 선택된다.
이 유형의 화합물의 양은 통상 수지 100 g 당 0.5 내지 10 g에서 변화한다.
배합물이 의도되는 용도에 따라서, 그외의 종래 첨가제가 배합물을 완성시킬 수 있다.
일반적으로, 배합물은 2-히드록시벤조페논, 2-히드록시벤조트리아졸 또는 보통 HALS라는 명칭으로 알려진 입체 방해 아민과 같은 UV 방어제와 페놀성 산화방지제를 함유할 수 있다.
이 유형의 첨가제의 양은 일반적으로 수지 100 g 당 0.05 내지 3 g에서 변화한다.
필요하다면, 본 조성물의 이용을 보다 용이하게 만드는 윤활제를 사용하는 것도 가능한데, 이러한 윤활제는 특히 글리세릴 모노스테아레이트 또는 프로필렌 글리콜, 지방산 또는 그의 에스테르, 몬타네이트 왁스(montanate waxes), 폴리에틸렌 왁스 또는 그의 산화 유도체, 파라핀, 금속비누 및 예를 들어 γ-히드록시프로필렌화 오일과 같은 관능성 폴리메틸실록산 오일에서 선택된다.
할로겐화 폴리머계 배합물의 윤활제 형성 부분의 양은 수지 100 g 당 0.05 내지 2 g이다.
배합물은 또한 알킬 프탈산염에서 선택된 가소제를 함유할 수 있다. 가장 일반적으로 사용되는 화합물은 디(2-에틸헥실)프탈산염, 선형 C6-C12디애시드의 에스테르, 트리멜리트산염(trimellitate) 및 인산염 에스테르로부터 선택된다.
본 배합물에서 이용되는 가소제의 양은 넓은 범위에서 변화하는데, 최종 폴리머의 강성 또는 유연성에 좌우된다. 예시로서, 그 양은 폴리머 100 g 당 0 내지 100 g에서 변화한다.
본 배합물은 본 분야에서 숙련된 자에게 알려진 임의의 수단으로써 제조될 수 있다.
그러므로, 폴리머의 다양한 구성성분을, 각각 또는 둘 이상의 성분의 혼합물을 제조한 이후에(예컨대, 단독 또는 윤활제와 혼합된 본 발명의 안정제 조성물) 혼합하는 것이 가능하다.
종래의 혼합 방법이 PVC계 배합물을 제조하는데 이상적으로 적합하다.
따라서, 고속으로 작동하는 패들 및 대항-패들 장치(paddle and counter-paddle system)가 설치된 믹서에서 이러한 공정을 수행하는 것이 가능하다.
일반적으로, 배합물의 구성성분들이 혼합되는 온도는 130 ℃ 미만이다.
혼합물이 제조되고 나서, 조성물은 사출성형, 압출-블로 성형, 압출성형, 칼렌더링 또는 로토성형(rotomoulding)과 같은 본 기술분야에서 통상적인 방법에 따라 성형된다.
성형이 이루어지는 온도는 일반적으로 150 내지 220 ℃에서 변화한다.
또한, 본 발명의 주제는 하나 이상의 할로겐화 폴리머를 함유하는 배합물의 성형에 있어서, 상기 폴리머 내 마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트의 존재로 인한 불균일성의 발생을 방지하기 위한 본 발명의 조성물의 용도이다.
실제로, 할로겐화 폴리머 배합물의 제조시에 분리되어 도입된 칼슘 아세틸아세토네이트와 β-디케톤을 함유하는 배합물은 일반적으로 불균일성의 문제를 방지하지 못하는 반면에, 그 사용시에 이미 제조된 조성물을 할로겐화 폴리머 배합물에 혼합시키는 것은 불균일성을 방지한다는 사실이 예기치 않게 발견되었다.
다양한 성분들의 성질과 그 각각의 비율에 관하여 상기에 주어진 예시는 본 주제에서도 유효하며, 다시 반복 기재하지 않는다.
특정적이나 제한적이지는 않은 본 발명의 실시예가 하기에 주어진다.
실시예 1
1/ 아연 및 칼슘 아세틸아세토네이트를 함유하는 혼합물의 제조
칼슘 아세틸아세토네이트(1 mol) 및 아연 아세틸아세토네이트(2 mol)가 고속 패들 혼합 장치로 투입된다.
혼합은 분말 건조 형태로 약 60 ℃의 온도에서 이루어지고, 결과 조성물은 백색 내지 크림색의 분말 형태로, Kofler bench의 측정에 따르면 170 ℃의 융점을 갖는다.
2/ 카본 블랙으로 착색된 PVC 배합물에의 혼합물의 사용
⒜ 흑색 마스터배치(master batch) 조성물은 하기와 같다:
·상표명 Lacovyl GV 13/10 PVC (Solvay) 100 부
·스테아르산 칼슘 0.25 부
·카본 블랙 0.25 부
·디옥틸 프탈산 29 부
· 상표명 Tinstab BM271(Ackros Chemicals) 0.2 부
·윤활제 0.5 부
분말은 상표명 Hobart 믹서(Kenwood panetary 형)에서 30 분 동안 혼합한다.
이후, 50 ℃에서 교반하에 30 분에 걸쳐 액체 화합물이 첨가된다.
교반은 50 ℃에서 1 시간 동안 계속된다.
⒝ 칼렌더링(Calendering)
상기에서 수득된 흑색 마스터배치를 상표명 Trester의 롤-타입 믹서에 사용한다.
- 1차적으로, 상기 1/에서 수득된 혼합물과 함께(본 발명에 의한 E1)
- 2차적으로, 칼슘 아세틸아세토네이트와 함께(비교예 E2)
장치의 특징:
상표명 Trester 트윈-롤 믹서 타입 WNK 1 No. 1355;
롤: 직경: 101 ㎜; 길이: 250 ㎜.
롤은 29 rpm의 속도로 회전한다;
마찰비는 1/1 (제로 마찰계수)
롤의 온도는 175 ℃이다.
절차
1/에서 수득한 흑색 마스터배치 100 g을 상표명 Troester 롤-타입 믹서에서 겔화시킨다.
롤간의 이격을 0.7(시트 두께 1 ㎜)에 고정하고 90 초간 칼렌더링한 이후에, 아세틸아세토네이트 2.5 g(하나는 시료 E1의 형태로, 다른 하나는 시료 E2의 형태로)을 첨가한다.
최종적으로, 0.4의 롤 간격으로 "끝까지(to the end)" 통과한다.
210 초간의 칼렌더링 이후에, 1 ㎜ 두께의 시트를 회수하고 수득한 시트를 냉각시킨다.
칼렌더된 시트를 시각적으로 비교한다. 시트의 흑색 배경에 나타난 백반의 숫자가 칼슘 아세틸아세토네이트의 분산 상태를 특징짓는다.
육안으로 응집이나 바늘구멍이 비교 시료 E2를 함유한 시트에서 존재하는 반면에, 본 발명에 의한 시료 E1을 함유한 시트의 경우, 육안으로 응집이나 바늘구멍이 관찰되지 않는다. 결국, 이는 폴리머 배합물 내에서 본 발명에 따른 조성물의 분산이 더 우수함을 입증하는 것이다.
실시예 2
본 실시예는 칼슘 아세틸아세토네이트 및 징크 디벤조일메타네이트(zinc dibenzoylmethanate)를 함유하는 혼합물의 제조에 관한 것이다.
분말 혼합물을 칼슘 아세틸아세토네이트(1 mol) 및 징크 디벤조일메타네이트 (1 mol)로부터 제조하는 것을 제외하고, 실시예 1의 절차를 반복한다.
결과적 혼합물의 융점은 Kofler bench의 측정에 따르면 183 ℃이다.
실시예 3
본 실시예는 칼슘 아세틸아세토네이트 및 혼합 유리 β-디케톤를 함유하는 혼합물의 제조에 관한 것이다.
분말 혼합물을 칼슘 아세틸아세토네이트(50 중량부) 및 스테아로일벤조일메탄와 팔미토일벤조일메탄 70/30 혼합물(50 중량부)로부터 제조하는 것을 제외하고, 실시예 1의 절차를 반복한다.
결과적 혼합물의 융점은 Kofler bench의 측정에 따르면 180 ℃ 미만이다.
본 실시예는 상표명 Rhodiastab 50 및 Rhodiastab X5 형의 제품에 대하여 적용할 수 있다.

Claims (11)

  1. 200 ℃ 이하의 융점을 갖고, 마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트와, 화학식 1의 유리 β-디케톤 중 하나 이상, 및/또는 화학식 2의 란타늄, 마그네슘, 알루미늄, 아연 또는 칼슘 킬레이트 형태의 β-디케톤 중 하나 이상 함유하는 조성물:
    [화학식 1]
    [식에서, R1및 R3는 치환 또는 비치환 직쇄형 또는 측쇄형 C1-C30탄화수소 라디칼로서 서로 동일하거나 다르고, R2는 수소 또는 직쇄형 또는 측쇄형 C1-C4탄화수소 라디칼을 나타낸다];
    [화학식 2]
    [식에서, R1, R2및 R3는 상기 정의된 것과 같고, Mn+는 상기 언급된 금속 중 하나 이상을 나타내며, n은 칼슘 및 마그네슘 아세틸아세토네이트를 제외하고 2 또는 3이다].
  2. 제 1 항에 있어서, R1및 R3라디칼은 서로 동일하거나 다르고, 직쇄형 또는 측쇄형 C1-C24알킬 또는 알케닐 라디칼; 하나 이상의 알킬 라디칼 및/또는 할로겐 원자 및/또는 실리콘 원자에 의해 치환되거나 또는 치환되지 않은 C6-C30아릴 라디칼; 또는 필요하다면 탄소-탄소 이중결합을 포함할 수 있는 C3-C14고리형 지방족 라디칼을 나타내는 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서, R1및 R3라디칼은 서로 동일하거나 다르고, 직쇄형 또는 측쇄형 C1-C18알킬 라디칼; 하나 이상의 알킬 라디칼 및/또는 할로겐 원자에 의해 치환되거나 또는 치환되지 않은 C6-C10아릴 라디칼; 또는 필요하다면 탄소-탄소 이중결합을 포함할 수 있는 C3-C14고리형 지방족 라디칼을 나타내는 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트 및 유리 형태 또는 킬레이트 형태 또는 양자 모두의 형태인 β-디케톤 사이의 중량비는 1/10 내지 10/1, 바람직하게 1/6 내지 6/1인 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, β-디케톤이 킬레이트 형태인 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 화합물을 균질화시키고 필요하다면 분쇄하는 믹서에서 마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트 및 유리 형태 또는 킬레이트 형태의 β-디케톤을 접촉시키는 것을 특징으로 하는 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 의한 조성물의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 화합물들을 20 내지 100 ℃, 바람직하게 50 내지 100 ℃에서 접촉시키는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  8. 할로겐화 폴리머 배합물 내 열 안정제로서의 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 의한 조성물의 용도.
  9. 제 8 항에 있어서, 마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트 함량이 할로겐화 폴리머 100 g 당 0.01 내지 5 g, 특히 0.05 내지 2 g의 양으로 사용되는 것을 특징으로 하는 용도.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 유리 형태 및/또는 킬레이트 형태의 β-디케톤 총함량이 할로겐화 폴리머 100 g 당 0.05 내지 1 g의 양으로 사용되는 것을 특징으로 하는 용도.
  11. 하나 이상의 할로겐화 폴리머를 함유하는 배합물의 성형에 있어서, 상기 폴리머 내 마그네슘 또는 칼슘 아세틸아세토네이트의 존재로 인한 불균일성의 발생을 방지하기 위한 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 의한 조성물의 용도.
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