KR20020018952A - 고 고형분 중합 첨가제 시스템: 조성물, 방법 및 이로부터제조된 물품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액상 성분 및 50중량%이상범위의 고형 성분을 포함하는 중합 첨가제 시스템 및 그 제조방법을 제공한다. 또한 본 발명은 중합 성분과, 액상 성분 및 50중량%이상범위의 고형 성분을 포함하는 중합 첨가제 시스템,을 포함하는 중합 조성물 및 그 제조방법을 제공한다. 본 명세서에 개시된 조성물 및 방법은 중합 물질의 제조 및 이로부터 제조된 물품에 유용하다.

Description

고 고형분 중합 첨가제 시스템: 조성물, 방법 및 이로부터 제조된 물품{HIGH SOLIDS POLYMERIC ADDITIVE SYSTEMS: COMPOSITIONS, PROCESSES, AND PRODUCTS THEREOF}

본 발명은 중합 첨가제 시스템으로서 유용한 조성물에 관한 것이다. 또한 본 발명은 중합 첨가제 시스템 제조 방법에 관한 것이다. 나아가 본 발명은 중합 성분 및 하나 또는 그 이상의 중합 첨가제 시스템을 포함하는 중합 조성물에 관한 것이다. 나아가 본 발명은 중합 성분 및 하나 또는 그 이상의 중합 첨가제 시스템을 포함하는 중합 조성물 제조 방법에 관한 것이다.

다수의 성형 물품 및 필름은 하나 또는 그 이상의 여러가지 중합 수지로 부터 제조된다. 종종, 이러한 수지 자체는 이들이 제조되는 최종 용도에 필요한 모든 특성을 갖지않는다. 이들의 결점을 극복하기위해, 이러한 수지는 일반적으로 원하는 특성을 나타내는 다른 성분과 혼합된다. 이와 같은 성분은 전형적으로 중합 첨가제 시스템으로 이 분야에 알려져 있다.

중합 첨가제는 다수의 다른 방식으로 제조될 수 있음에도 불구하고, 대부분 에멀션 중합으로 제조된다. 그 후, 상기 에멀션은 건조되어 분말을 형성한다. 그다음, 상기 분말은 향상될 필요가 있는 특성의 중합 수지 시스템과 혼합된다.

따라서, 상기 첨가제가 분말형인 경우, 이들의 성장(development)시 그리고/또는 새로운 중합 첨가제의 선택시 안정한 분말을 형성하는 이들의 능력이 중요한 한정요인이다. 분말과 관련된 상기 용어 "안정한"은 다른 것들 중에서, 일반적인 보관, 조작 및 공정 순서도중에 상기 분말을 흐름가능한 형태로 유지하는 입자의 성능을 의미한다. 이러한 문제가 존재하는 한가지 이유는 다수의 중합 첨가제들은 비교적 유연하다는 것이다. 따라서, 이들은 종종 서로 끈적이는 경향이 있어 상기 첨가제의 안정성을 감소시킨다. 종종 이러한 현상은 상기 첨가제가 일반적으로 유연성 및/또는 고무상을 필요로하여 이러한 특성을 부여하기위해 중합 수지 시스템의 충격 조절을 증강시키도록 고안된 중합 첨가제에 나타난다.

이러한 문제를 지적하는 한 수단은 다-층 중합 첨가제 시스템을 사용하는 것이다. 이와 같은 시스템은 전형적으로 이 분야에서 "코어/쉘"시스템으로 알려져 있다. 대부분의 코어/쉘 시스템에서, 그 내부 상(즉, 코어)은 상대적으로 유연하며 그리고/또는 고무상이며; 그리고 그 외부 상(즉, 쉘)은 상대적으로 단단하다. 외부 쉘의 경도는 입자가 서로 끈적이지않게 지켜준다.

코어/쉘 시스템의 사용이 분말 중합 첨가제 시스템과 관련된 내재적인 문제중 하나를 제거하는 한편, 이와 같은 분말 시스템은 여전히 다른 문제들을 갖고있다. 예를 들어, 분말은 본래 더스트성이기때문에 다루는 것이 어렵다. 또한 분말은 상기 첨가제는 분리에 효과적인 경성 쉘 중합체와 같은 "경성" 성분을 포함할 것을 요구하며; 충격 조절제내에서 이와 같은 경성 성분은 종종 특정 충격 조절제의 효과에 기여하지 않는다. 또한 분말은 클럼핑(clumping) 및 저조한 흐름성을 일으키는 열, 수분 및/또는 중량의 스트레스하에서 "응축"되는 경향이 있다.

분말 플라스틱 첨가제 시스템과 관련된 상기한 바와 같은 문제들에도 불구하고, 이들은 여전히 선택적인 첨가제 시스템이다. 그러나, 이 분야는 이와 같은 시스템에 대한 대체물을 계속 찾고 있다. 제안된 대체물중 하나가 U.S. 특허 제 3,864,432에 개시되어 있다. 상기 특허에 개시된 중합 첨가제 시스템은 첨가제 시스템의 총 중량의 50중량%를 초과하지 않는 고형 성분을 갖는다. 이와 같은 시스템이 사용될 수 있는 한편, 이들은 보다 높은 고형 농도를 갖는 시스템과 관련된 많은 잇점이 있다. 예를 들어, 50중량%이상의 고형 농도 "고 고형분"을 갖는 첨가제 시스템을 이용하는 것과 관련된 일부 잇점의 예는 전체 농도 증가 및 이에 따른 상기 첨가제의 효과 및 효율 증가를 포함한다. 다른 잇점은 고 고형 첨가제는 적은 액체를 필요로하는 것이며, 액체는 중합 수지와 공정 도중에 제거되어야 하는 휘발성 성분(예, 물)을 포함할 수 있기때문에 고 고형 첨가제 시스템은 증가된 공정 효율을 갖는다.

다수의 다른 플라스틱 첨가제가 일반적으로 중합 수지의 공정성 및/또는 특성을 조절하는 플라스틱 분야에서 사용된다. 이러한 다른 플라스틱 첨가제의 예는: 왁스; 색소; 불투명화제; 충진제; 박리된 점토(exfoliated clays); 토너; 정전기 방지제; 금속; 방염제; 열 안정화제; 산화방지제; 셀룰로오스성 물질; 내부 윤활제; 외부 윤활제; 오일; 레올로지 조절제; 분말 흐름 보조제; 분산제; UV 안정화제; 가소제; 충진제; 광학 조절제; 표면 거칠기 조절제; 표면 화학 조절제; 흡착조절제; 표면 경화제; 혼화제; 확산 장벽 조절제(diffusion barrier modifiers); 보강재; 유동화제; 이형제; 공정 조절제; 팽창제; 열절연체; 전기절연체; 전기도체; 생분해제; 정전기 방지제; 내부 방출제; 결합제; 방염제; 연기-억제제; 착색제 등 및/또는 이들의 조합을 포함한다.

상기 예에 나타낸 바와 같이, 다수의 중합 첨가제들은 휘발성 액체, 끈적한 액체, 점성 액체, 페이스트성 왁스, 더스트성 분말, 단단한 고체 등과 같은 여러가지 물리적 형태로 함유된다. 따라서, 이러한 첨가제들을 함유하는 중합 조성물을 배합하는 경우, 이들은 종종 별도로 다루어진다. 이는 분명히 문제를 발생시킨다. 특히 상기 첨가제의 일부는 액상 형태로 첨가되는 반면에 이외 필요로하는 다른 첨가제들은 분말 형태로 첨가되는 경우에 문제가 된다. 중합 첨가제를 사용하여 중합 조성물의 특성을 증강시키는 통상적인 방법과 관련된 다른 내재적인 문제들은 다른 첨가제 또는 매트릭스와의 불화합성, 일정하게 편입하기위한 또는 원하는 분산 작용, 형태 또는 최종 특성을 달성하는데 필요한 특별 공정 또는 공급 조건을 포함한다. 여러가지의 첨가제들의 조작과 관련된 다른 문제는 다른 첨가제 또는 매트릭스와의 불화합성, 일정하게 편입하기위한 또는 원하는 분산 작용, 형태 또는 최종 특성을 달성하는데 필요한 특별 공정 또는 공급 조건, 상기 혼합 과정에서 용기로 사용되는 구조물과의 흡착 또는 상호작용을 포함한다.

통상적인 중합 첨가제 시스템과 관련된 상기 문제들에도 불구하고, 중합 조성물의 내재적인 결점때문에 이들은 거의 항상 필요로 한다. 그러나, 이 분야는 상기 언급된 문제들의 최소 일부를 해결하는 향상된 중합 첨가제 시스템을 계속 요구한다.

따라서, 본 발명의 목적은 액상 성분 및 고형 성분을 포함하며, 여기서 상기 고형 성분의 중량 범위는 50중량%이상인 중합 첨가제 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 액상 성분 및 고형 성분을 포함하며, 여기서 상기 고형 성분의 중량 범위는 50중량%이상인 중합 첨가제 시스템의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 중합 성분과, 액상 성분 및 고형 성분을 포함하며, 여기서 상기 고형 성분의 중량 범위는 50중량%이상인 중합 첨가제 시스템, 을 포함하는 중합 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 중합 성분과, 액상 성분 및 고형 성분을 포함하며, 여기서 상기 고형 성분의 중량 범위는 50중량%이상인 중합 첨가제 시스템, 을 포함하는 중합 조성물의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 하기 상세한 기술을 통해 명확해질 것이며, 하기에 본 발명의 여러가지 구체화를 통해 수행된다.

본 발명의 일 구체화로, 액상 성분 및 고형 성분을 포함하는 새로운 중합 첨가제 시스템이 제공된다. 이러한 구체화에서, 상기 고형 성분은 상기 중합 첨가제 시스템의 총 중량을 기준으로 50중량%이상의 양으로 존재한다.

본 발명의 중합 첨가제 시스템에서 제 1 집단의 중합 첨가제 입자는 전형적으로 본질적으로 제 2 집단의 중합 첨가제 입자와 조성적으로 동일하다. 이러한 경우, 상기 제 1 및 제 2 집단 사이의 크기 차이는 하기와 같은 잇점을 나타낸다: 고 고형분(경제적 공정), 낮은 물 함량(후속적인 물 제거 단계에 이로움). 상기 중합 첨가제 시스템의 특정 잇점은 또한 관련된 더스트 문제없이 보다 큰 집단의 소 입자가 제공될 수 있는 경우에 관찰되며, 전형적으로 소 입자는 중합 수지에 보다 우수한 충격 조절성 및 공정 특성을 부여하는 경향이 있다.

본 발명의 다른 구체화로, 액상 성분 및 고형 성분을 갖는 중합 첨가제 시스템을 제조하는 새로운 방법이 제공된다. 상기 구체화에 포함되는 방법은 적어도 하기 단계를 포함한다. 우선, 수성 에멀션 중합 반응 혼합물은 제 1 및 제 2 집단의 중합 첨가제를 포함하는 것으로 제공된다. 그 다음, 상기 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자의 평균 입자 직경이 서로 최소 50%가 차이나도록 그리고 상기 수성 에멀션 중합 반응 혼합물내에 중합체 입자의 총 중량 퍼센트는 50중량%를 초과하도록 제 1 그룹의 하나 또는 그 이상의 에틸렌계 불포화 단량체가 상기 수성 에멀션에서 중합된다.

본 발명의 다른 구체화로, 액상 성분 및 고형 성분을 갖는 중합 첨가제 시스템을 제조하는 새로운 방법이 제공된다. 상기 구체화에 포함되는 방법은 적어도 하기 단계를 포함한다. 우선, 수성 에멀션 중합 반응 혼합물이 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자를 포함하는 것으로 제공된다. 그 다음, 제 3 집단의 중합체 입자가 형성되도록 제 1 그룹의 하나 또는 그 이상의 에틸렌계 불포화 단량체가 상기 수성에멀션에서 중합된다.

본 발명의 다른 구체화로, 중합 성분 및 중합 첨가제 시스템을 포함하며, 여기서 상기 중합 첨가제 시스템은 최소 2개의 다른 집단의 입자를 갖는 액상 고형상을 포함하는, 중합 조성물을 제조하는 새로운 방법이 제공된다. 이러한 구체화로, 상기 중합 성분은 우선 상기 중합 첨가제 시스템과 혼합되어 혼합물을 형성한다. 그 다음, 후속 단계로, 상기 중합 첨가제 시스템의 액상 성분의 최소 일부는 적어도 부분적으로 상기 혼합물로부터 제거된다.

본 명세서에 개시된 본 발명은 여러가지 변형 및 대체 형태가 가능하며, 이들의 특정 구체화가 상세히 기술된다. 그러나, 본 명세서에 기술된 특정 구체화는 기술된 특정한 형태로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 한편, 본 명세서는 이 분야의 숙련된 자에게 명확해짐에 따라 본 발명은 청구범위의 견지내에 있는 모든 변형, 유사물 및 대체물을 포함한다.

본 명세서에 사용된 용어 "고무상"은 중합체의 유리전이온도이상의 열역학적 상태를 칭한다.

본 명세서에 사용된 용어 "로 부터 유도된 유니트(units derived from)"는 구성성분 단량체"로 부터 유도된 유니트"를 함유하며 알려진 중합 기술에 따라 합성되는 중합체 분자로 간주된다.

본 명세서에 사용된 용어 "분자량"은 겔 투과 크로마토그래피 방법으로 측적된 중합체 분자의 중량 평균 분자량으로 간주된다.

본 명세서에 사용된 용어 "그라프트결합제"는 어느 한 타입의 중합체 분자와 또 다른 타입의 중합체 분자 사이의 다중 공유결합을 형성할 수 있는 다-작용성 단량체를 칭한다.

본 명세서에 사용된 용어 "교차결합제"는 동일한 타입의 중합체 분자 사이에 2 또는 그 이상의 공유결합을 형성할 수 있는 다-작용성 단량체를 칭한다.

본 명세서에 사용된 용어 "알킬 (메트)아크릴레이트"는 알킬 아크릴레이트 및 알킬 메타크릴레이트 단량체 화합물을 모두 칭한다.

본 명세서에 사용된 용어 "단계(stage)"는 "단계의" 중합체를 수행하는 여러가지 수단을 제공하는 U.S.특허 3,793,402; U.S.특허 3,971,835; U.S.특허 5,534,594; 및 U.S.특허 5,599,854와 같이 종래에 사용된 의미를 포함하는 가능한 광범위한 의미를 포함하는 것으로 의도된다.

본 명세서에 사용된 용어 "부(parts)"는 "중량부"를 의미하는 것으로 의도된다. 만일 다르게 표기하지 않는한, "총 중량부"는 100을 첨부하여 기재하는 것을 필요로 하지 않는다.

본 명세서에 사용된 용어 "중량 퍼센트"는 총 부에 100을 덧붙인 "100중량부당 부"를 의미하는 것으로 의도된다.

용어 "중량 범위"는 총 부에 100을 덧붙인 경우 "중량 퍼센트"와 동일하다.

본 명세서에 사용된 용어 "고 고형분"은 고형 성분 50중량%이상 및 액상 성분 50중량%미만을 갖는 조성물을 칭한다.

본 명세서에 사용된 용어 "입자 크기"는 입자 집단의 평균 입자 직경을 칭한다.

본 명세서에 사용된 용어 "모드"는 "대 모드" 및 "소 모드"에서 처럼 특정 집단의 입자를 칭한다.

본 명세서에 정의된 모든 범위는 포함되는 것이며 조합가능하다.

하기에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 구체화는 여러가지 견지의 액체 및 고형 성분을 포함하는 플라스틱 첨가제 시스템, 이와 같은 첨가제 시스템을 제조하는 방법, 이와 같은 시스템을 포함하는 플라스틱 조성물 및/또는 이와 같은 플라스틱 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

다른 것 중에서, 본 발명은 분말 플라스틱 첨가제 시스템의 사용과 관련된 문제 중 최소 일부를 해결한다. 이것은 액상 성분을 포함하는 새로운 중합 첨가제 시스템의 개발에 의해 달성된다. 따라서, 본 발명을 실시하는 경우, 상기 중합 첨가제 시스템의 액상 농도는 전형적으로 1중량%이상; 보다 전형적으로 10중량%이상; 그리고 보다 전형적으로 35중량%이상이다. 이러한 중량 퍼센트는 상기 중합 첨가제 시스템의 총 중량을 기준으로 한다.

본 발명의 일 특정 구체화로, 액상 성분 및 고형 성분을 포함하며, 여기서 상기 고형 성분은 50중량%이상의 양으로 존재하는 새로운 중합 첨가제 시스템이 제공된다. 본 발명의 이러한 구체화는 상기 첨가제 시스템의 고형 성분은 50중량%이상임을 요구함에도 불구하고 보다 높은 고형 농도가 이와 관련된 특정 잇점을 갖는 것이 관찰되었다. 따라서, 본 발명의 이러한 구체화를 실시하는 경우, 상기 첨가제 시스템의 고형 성분은 전형적으로 55중량%이상; 보다 전형적으로 60중량%이상; 그리고 보다 전형적으로 65중량%이상이다. 또한, 상기 고형 성분은 전형적으로 99중량%이하 그리고 보다 전형적으로는 87중량%이하이다.

다른 것 중에서, 50중량%이상의 고형 성분을 갖는 플라스틱 첨가제 시스템을 제조하는데 어떠한 적절한 수단이 사용될 수 있다. 이와 같은 적절한 수단의 일예는 상기 고형 성분으로서 최소 2개의 크기가 다른 집단의 입자를 사용하는 것이다.

본 발명의 이러한 구체화는 상기 최소 2 집단의 입자의 입자 크기가 단지 다른것을 요구함에도 불구하고, 상기 제 1 집단의 입자의 입자 크기가 상기 제 2 집단의 입자보다 최소 50% 큰 경우에 보다 높은 고형 농도가 달성될 수 있음이 관찰되었다. 예를 들어, 보다 높은 고형 농도가 바람직한 경우, 상기 제 1 집단의 입자의 입자 크기는 상기 제 2 집단의 입자보다 최소 100%이상; 보다 전형적으로 상기 제 2 집단의 입자보다 최소 200%이상; 그리고 보다 전형적으로는 상기 제 2 집단의 입자보다 최소 250%이상이다.

그러나, 상기 입자 크기 차이가 너무 큰 경우 일부 문제를 일으킬 수 있음이 관찰되었다. 따라서, 본 발명의 이러한 구체화를 실시하는 경우, 상기 제 1 집단의 입자의 입자 크기는 전형적으로 제 2 입자 집단의 입자 크기보다 10,000%를 넘지 않으며; 보다 전형적으로 제 2 입자 집단의 1,000%를 넘지 않으며; 그리고 보다 전형적으로 제 2 입자 집단의 300%를 넘지 않는다. 이러한 크기 차이는 특히 충격 조절제로 유용한 중합 첨가제 입자를 제조하는데 바람직하다. 흐름성이 우수한 고 고형 중합 첨가제 시스템을 생성하는 목적으로 바람직한 일 구체화는 상기 입자 크기 차이는 700-1,000%의 범위내이다.

상기 중합 첨가제 시스템이 본질적으로 2 또는 그 이상의 중합체 입자 집단을 함유하는 에멀션 중합 반응의 반응 생성물인 경우, 고형 중량 범위에 대한 한정은 이론적으로 한정된다. 입자 크기가 다른 2 중합체 집단의 혼합물을 살펴보면, 3가지의 주요 변수가 있다: 대 집단 "모드"의 중량 퍼센트, 대 모드의 입자 크기 및 소 모드의 입자 크기. 직경 비(DR)는 대 모드의 직경(Dlarge)을 소 모드의 직경(Dsmall)으로 나눈 것이다. 이론적 견지로 최대 패킹 밀도에 대한 DR의 최적 값은 약 7-10범위이다.

무작위로 패킹된 이상적인 단일 모드 구형은 0.639의 패킹 인자를 갖는 것에 비하여, 직경비가 10인 대 모드와 소 모드 구형의 조합은 0.835의 패킹 인자를 제공하며, 한편, 무한대의 DR은 0.870을 나타낸다. 나아가, DR에서 약 10이상의 어떠한 부가적인 증가는 패킹 밀도에서 증가 한계를 나타낸다.

대 모드와 소 모드 중합체 입자에 대한 최대 패킹 인자를 이루기위해, 대 중합체 입자의 중량 퍼센트는 약 73.5%가 되어야 한다. 이러한 값이 패킹 효과를 단지 최대화하는 이상적인 시스템에 적절한 반면에, 상기 대 중합체 입자의 중량 퍼센트는 중합체 입자에 의해 얻어지는 특성에 따라 매우 달라질 수 있다. 예를 들어, 충격 조절제는 입자 크기가 감소함에 따라 중합 수지에 보다 우수한 충격 강도를 제공하는 경향이 있어, 따라서 대 충격 조절제 중합체 입자의 중량 퍼센트는 73.5%미만이 우수할 수 있다.

또한, 입자 크기가 다른 3 또는 그 이상의 입자 집단의 조합 "다-집단"은 패킹 범위에서 2 집단의 중합체 입자에 대하여 87%의 이론적 값을 넘는 부가적인 증가를 제공할 수 있다. 상기 2 집단 시스템에서 틈새 공간은 보다 작은 입자에 의해 더욱 채워질 수 있으므로 부가적인 증가는 중합체 입자의 "다-집단"에서 기대된다.

에멀션-중합된 중합 첨가제 입자와 관련된 실질적인 견지로 부터, 최적 입자 크기 분포는 전형적으로 원하는 라텍스 특성에 의해 결정된다. 그러나, 이러한 특성들은 적용처에 따라 달라진다. 큰 직경비를 갖는 것이 상기 패킹 범위을 최대화하는데 이상적인 한편, 큰 직경비는 이상적인 적용 특성을 제공하는데 필요하지 않다.

상기 본 발명의 구체화에서, 상기 중합 첨가제 시스템의 고형 성분은 적어도 2개의 다른 크기의 입자 집단을 가지며, 크기가 보다 큰 집단은 전형적으로 약 10-50,000nm범위의 평균 입자 직경을 갖는다. 보다 전형적으로, 크기가 보다 큰 집단은 약 50-1,500nm; 보다 바람직하게는 약 100-1,000nm; 그리고 보다 바람직하게는 약 300-600nm범위의 평균 입자 직경을 갖는다.

충격 조절제로서 유용한 첨가제를 제공하기위해, 보다 작은 집단의 평균 입자 직경은 약 100-150nm의 입자 크기를 갖는것이 바람직하다. 보다 작은 집단의 중량 범위를 최대화하는 것은 충격 강도를 향상시키는데 바람직하다. 종종, 특히 상기 입자 고형분 농도가 약 50%인 경우, 소 모드의 충격 조절제 입자의 평균 입자 직경은 약 100-120nm범위가 가장 바람직하다. 약 65%의 보다 높은 중량 퍼센트 고형분에서, 보다 작은 집단의 평균 입자 직경은 약 225-275nm범위이다. 따라서, 약 50% 고형분에서 보다 큰 집단은 가장 바람직하게 약 300-350nm범위이다. 약 65%의 농도에서, 보다 큰 집단의 평균 입자 직경은 가장 바람직하게 500-600nm범위이다.

충격 조절제 중합 첨가제 입자는 전형적으로 고무상 성분 50%이상, 보다 전형적으로 고무상 성분 70%이상 그리고 가장 전형적으로는 고무상 성분 80%이상을 포함한다. 최대 충격 효율을 위해 고무상 성분은 중합체 입자의 100중량%에 근접하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 구체화로, 상기 중합 첨가제 시스템은 하기 그룹으로 부터 선택될 수 있는 중합 첨가제 입자를 포함한다: 충격 조절제; 가소제; 공정 보조제; 강화제; 홀로우 스페어; 표면 조절제; 및 이들의 조합. 다른 중합 첨가제 입자는 표면 특성을 조절하는데 유용한 것을 포함한다. 중합 첨가제 입자는 또한 용융 흐름(지수) 또는 용융 강도를 향상시키기 위해; 방염성을 향상시키기위해; 열 안정성을 향상시키기위해; 그리고 압출기에서의 플레이트-아웃(plate-out)을 감소시키기위해 사용될 수 있다. 또한, 이와 같은 입자는 중합 물질의 열성형 도중 또는 후에 종종 발생하는 "늘어짐(sagging)"을 감소시키는데 사용될 수 있다.

다른 구체화로, 상기 중합 첨가제 시스템의 고형 성분은 공정 보조제로서 유용한 중합 첨가제 입자를 포함한다. 전형적으로, 공정 보조제는 약 25℃이상의 유리전이온도("Tg")를 나타내는 중합체 조성물을 갖는다. 전형적으로, 공정 보조제는 약 1밀리온g/mol이상의 분자량("MW")을 갖는 중합체 조성물을 갖는다. 보다 전형적으로, 공정 보조제는 약 3밀리온g/mol이상의 분자량을 갖는다. PVC 포옴 제조와 같은 특정 적용처에서, 공정 보조제는 약 6밀리온이상의 분자량을 가질 수 있다.

본 명세서에 사용된 용어 "조성적으로(compositionally)"는 입자의 화학적 조성물을 가리킨다. 상기 입자는 상기 제 1 및 제 2 집단의 조성과 본질적으로 동일할 정도로 어느 적절한 화학 조성물을 가질 수 있다. 전형적으로, 상기 입자는 어떠한 방식으로 중합 조성물의 최소 하나의 물리적 특성을 증강시키는 화학적 조성물을 가질 수 있다. 그러나, 상기 입자의 화학적 조성물은 불활성 충진제의 조성물이 될 수 있다.

입자의 화학적 조성물의 예는: 왁스; 색소; 불투명화제; 충진제; 박리된 점토; 토너; 정전기 방지제; 금속; 방염제; 열 안정화제; 산화방지제; 셀룰로오스성 물질; 내부 윤활제; 외부 윤활제; 오일; 레올로지 조절제; 분말 흐름 보조제; 분산제; UV 안정화제; 가소제; 충진제; 광학 조절제; 표면 거칠기 조절제; 표면 화학 조절제; 흡착 조절제; 표면 경화제; 혼화제; 확산 장벽 조절제; 보강재; 유동화제; 이형제; 공정 조절제; 팽창제; 열절연체; 전기절연체; 전기도체; 생분해제; 정전기 방지제; 내부 방출제; 결합제; 방염제; 연기-억제제; 착색제 등을 포함한다.

상기 입자의 바람직한 화학적 조성물은 부분적으로 상기 플라스틱 첨가제 시스템 및/또는 이들의 첨가되는 중합 조성물의 원하는 최종 용도에 따라 달라진다. 이 기술분야에 숙련된 자는 본 명세서를 읽은 후, 이들의 필요한 가장 적절한 입자의 화학적 조성물을 쉽게 결정할 수 있을 것이다.

또한 본 명세서에 사용된 용어 "치수적으로(dimensionally)"는 상기 입자의 크기 및/또는 형태를 가리킨다. 이들의 형태에 관련하여, 상기 첨가제 시스템의 고형분 성분을 형성하는 입자는 전형적으로 구형적인 형태이다. 그러나, 이들은 어느 적절한 형태를 가질 수 있다. 여러가지 형태의 중합체 입자가 중합체 입자 기술 분야에 알려진 방법으로 제조될 수 있다. 이와 같은 적절한 형태의 입자의 예는: 고무상 코어/경성 쉘 비균질성 입자, 경성 쉘/고무상 코어 입자, 보다 복잡한 형태(예, 3-단계, 경성/연성/경성; 4-단계 연성/경성/연성/경성 등)를 갖는 입자; 1:1이상의 외견 비를 갖는 타원형 입자; 래스프베리(raspberry)-형태 입자; 다중-로브(lobe)-형태 입자; 아령-형태 입자; 응집된 입자; 바이로발(bilobal) 입자; 홀로우 스페어 입자; 등을 포함한다.

이들의 크기에 관련하여, 전형적으로 이들의 평균 입자 크기를 가리킨다. 따라서, 입자가 구형인 경우 이는 이들의 평균 입자 직경을 가리킨다.

상기 입자의 바람직한 크기는 부분적으로 상기 중합 첨가제 시스템의 원하는 최종 용도 및/또는 이들이 첨가되는 중합 조성물에 따라 달라진다. 이 분야에 숙련된 자는 본 명세서를 읽은 후 이들의 요구에 적절한 입자의 크기를 쉽게 결정할 수 있을 것이다.

제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자는 본질적으로 조성적으로 같을 수 있음은 본 발명의 견지에 포함된다. 상기 입자의 바람직한 크기 및 화학적 조성은 부분적으로 상기 플라스틱 첨가제 시스템의 원하는 최종 용도 및/또는 이들이 첨가되는 중합 조성물에 따라 달라진다. 이 분야에 숙련된 자는 본 명세서를 읽은 후 이들의 요구에 적절한 입자의 크기를 쉽게 결정할 수 있을 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 구체화는 액상 성분을 포함하는 새로운 플라스틱 첨가제 시스템의 개발에 의해 분말 플라스틱 첨가제 시스템의 사용과 관련된 최소 일부 문제를 해결한다. 본 발명의 중합 첨가제 시스템에서 상기 액상 성분은 어느 적절한 액체를 포함할 수 있다.

전형적으로, 상기 첨가제의 액상 성분은 적어도 일부 물을 포함한다. 본 발명의 중합 첨가제 시스템의 액상 성분은 물을 포함할 수 있다. 상기 액상 성분으로 부터 물이 부재할 수 있음에도 불구하고, 전형적으로 상기 액상 성분은 물을 최소 10중량%, 보다 전형적으로 최소 50중량% 그리고 가장 바람직하게 최소 80중량% 포함할 수 있다. 심지어 보다 전형적인, 상기 액상은 상기 중합 첨가제 시스템의 액상 성분의 총 중량을 기준으로 본질적으로 물 100중량%이다. 그러나, 이는 본질적으로 물을 함유하지 않는 상기 첨가제의 기능성 성분에 대한 본 발명의 범위내에 포함된다.

상기 첨가제의 액상 성분을 제조하는 액체의 특정 선택은 부분적으로, 상기 첨가제의 원하는 최종 용도 및/또는 제조에 따라 달라진다. 상기 첨가제의 액상 성분의 최소 일부분을 제조하는데 사용될 수 있는 액체의 예는 다음 중 최소 하나를 포함한다: 유기 용매, 알코올, 에스테르, 가소제, 에멀션 안정화제, 소포제, 레벨링제, 살균제, 곰팡이 제거제, 곰팡이 방지약, UV 안정화제, 윤활제, 오일, 염색제, 레올로지 조절제, 열 안정화제, 보조-안정화제, 산화방지제, 이형제, 올리고머, 단량체, 교차결합제, 그라프트결합제, 경화제, 반응제 등. 더욱이, 상기 첨가제들의 기능성 액체 성분은 또한 첨가시 적어도 부분적으로 상기 중합 조성물의 특성을 증강시키기위해 고안된 액상 중합 첨가제를 포함할 수 있다. 이와 같은 액상 중합 첨가제의 예는: 올리고머, 저분자량 중합체, 고무, 예를 들어, 열경화 성분과 같은 경화되지않은 코팅 성분, 경화되지않은 중합 성분 등을 포함한다. 가장 전형적으로, 상기 액상 성분이 본질적으로 물을 함유하지 않는 경우, 상기 액상 성분은오일, 올리고머, 안정화제, 단량체, 윤활제, 이들의 조합 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 범위내에 단지 하나의 액체 또는 다수의 다른 액체를 제조하게되는 상기 첨가제의 액상 성분이 포함된다. 상기 첨가제의 액상 성분의 바람직한 조성은 부분적으로, 상기 플라스틱 첨가제 시스템 및/또는 이들이 첨가되어지는 중합 조성물의 원하는 최종 용도에 따라 달라진다. 이 분야에 숙련된 자는 본 명세서를 통해 필요에 따른 적절한 상기 첨가제의 액상 성분의 조성을 쉽게 결정할 수 있을 것이다.

액상 형태로 이용가능한 다른 첨가제들은 단량체, 올리고머 및 액상 고무를 포함한다. 특히 유용한 액체의 조합은 이에 한정하는 것은 아니지만: 안정화제 + 윤활제; 물, 에멀션화제 및 산화방지제; 물, 에멀션화제, 오일 또는 물 에멀션 또는 분산물내의 오일과 같은 이외 비-수용해성 성분을 포함한다. 이러한 조합은 활성적인 안정화 성분 또는 비수용해성 첨가제의 일정한 편입 및 분산에 유용하다. 여러가지 이외 유용한 조합의 액상 첨가제가 이 분야에 숙련된 자에의해 쉽게 제조될 수 있다.

본 발명의 중합 첨가제 시스템의 일 구체화로 상기 액상 성분은 본질적으로 물을 함유하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 상기 액상 성분은 예를 들어, 특히 오일, 올리고머, 안정화제, 단량체, 윤활제와 같은 상기 언급된 액체중 어느 것이 될 수 있다. 이러한 경우 물의 부재는 상기한 바와 같은 에멀션 중합 공정에 따라 중합체 입자를 건조함으로써 제공될 수 있다. 적절한 건조 단계는 예를 들어, 분무 건조, 응집, 냉동 건조를 포함한다. 그 다음 본질적으로 물을 함유하지 않는 중합첨가제 시스템은 상기 건조 중합체 입자를 액체와 혼합함으로써 제공된다.

중합 첨가제 시스템을 제조하는 일 구체화로, 부가적인 하나 또는 그 이상의 고형 성분의 중합체 첨가제 입자 집단은 제 1 및 제 2 집단의 중합 첨가제 입자와 조성적으로 다르다. 조성적으로 다른 집단의 중합체 입자가 하기 방법으로 제공될 수 있다: 예비 중합된 입자 집단의 존재하에서 조성적으로 구별되는 라텍스 또는 용액의 후-혼합, 원-위치 형성 및 제 2 입자 집단의 중합. 또한 다른 예로, 유사한 팽창 특성 및 다른 중합 특성을 갖는 시드가 조성적으로 다른 중합 첨가제 입자를 제조함으로써 제공될 수 있다.

예를 들어, 둘 또는 그 이상의 단량체의 반응비는 상당히 다른 경우, 이러한 둘 또는 그 이상의 단량체의 혼합물은 본질적으로 각 집단은 실질적으로 각 단량체로 부터 유도되는 분리된 집단의 중합체 입자를 형성한다. 이러한 기작은 단량체/시드 열역학에 의해 유도되는 것으로 여겨지며 상기 단량체는 상기 시드 입자 사이를 분리한다.

또한 2 단량체 사이에 중합 동역학은 달라지는 조성적으로 다른 입자의 2 집단이 제조될 수 있다. 일 특정 예는 부타디엔("BD") 단량체는 메틸 메타크릴레이트 단량체("MMA") 보다 천천히 자유래디컬 중합을 통해 중합되는 것이다. 이러한 예로, BD/MMA 혼합물 제공은 우선 MMA-유도 중합체 시드 입자를 형성하며; 후속적으로 과도한 비누(soap)를 첨가하여 BD-유도된 중합체 시드 입자를 형성한다. 전체적인 열역학 및 동역학적 균형을 맞추는 것은 일반적으로 본 명세서에 기술된 방법을 사용하는 다른 집단의 중합체 입자의 범위를 제공한다.

중합 조성물 제조의 일 구체화로, 제 1 집단의 중합체 첨가제가 본질적으로 조성적으로 제 2 집단의 중합체 첨가제 입자와 동일하다. 조성적으로 유사한 집단의 중합체 입자를 제공하는 것은 전형적으로 하기 공정에 의해 제공될 수 있다: 반응 혼합물에서 시드 입자로 개시하고, 부가적인 비누, 단량체 혼합물의 일부 및 개시제를 를 첨가하여 다른 크기의 제 2 집단의 중합체 입자를 형성한다. 그 다음, 상기 단량체 혼합물내에 잔존하는 단량체를 중합한다. 상기 조성물은 이러한 공정에서 유사한 것으로 여겨지며 여기서 첫번째 시드는 다른 중합체일 수 있으며 그리고 후속적으로 중합된 단량체는 동일하다. 이것은 특정 중합체의 시드를 포함하는 한 집단 및 이와 같은 시드를 포함하지않는 다른 집단을 형성하게 한다. 이것은 상기 시드가 각 집단의 중합체 입자내에서 다르더라도 "조성적으로 유사한" 것으로 간주된다.

본 발명의 중합 첨가제 시스템은 상기 액상 성분을 함유하는 분말, 펠렛 및 정제를 포함하는 어떠한 적절한 형태일 수 있다. 전형적으로, 상기 중합 첨가제 시스템은 하기 형태 중 하나이다: 에멀션, 라텍스, 서스펜션, 슬러리, 분산물, 습윤-케익, 페이스트 등.

본 발명에 포함되는 상기 플라스틱 첨가제 시스템의 바람직한 형태는 부분적으로, 상기 플라스틱 첨가제 시스템의 원하는 최종 용도 및/또는 이들이 첨가되는 상기 중합 조성물에 따라 달라진다. 이 분야에 숙련된 자는 본 명세서를 읽은 후 이들의 요구에 적절한 입자의 크기를 쉽게 결정할 수 있을 것이다.

일 구체화로, 상기 플라스틱 첨가제 시스템이 에멀션 형태인 경우 상기 첨가제의 액상 성분은 일반적으로 최소 약 1중량%의 양으로 존재한다. 전형적으로, 이러한 형태인 경우 상기 첨가제의 액상 성분은 최소 약 5중량%; 보다 전형적으로 최소 약 10중량%; 그리고 보다 전형적으로는 최소 약 20중량%의 양으로 존재한다. 다른 한편, 에멀션 형태인 경우, 상기 첨가제의 액상 성분은 일반적으로 약 50중량%이하로 존재한다. 전형적으로, 이러한 형태인 경우, 상기 첨가제의 액상 성분은 약 40중량%이하; 보다 전형적으로 약 35중량%이하; 그리고 보다 전형적으로는 약 30중량%이하의 양으로 존재한다. 상기 언급된 모든 중량%는 상기 플라스틱 첨가제 시스템의 총 중량을 기준으로 한다.

라텍스, 서스펜션, 슬러리 또는 분산물 형태용으로서 상기 중합 첨가제 시스템에서 상기 액상 성분의 범위는 실질적 에멀션 형태용의 범위와 같다.

상기 플라스틱 첨가제 시스템이 습윤-케익형인 구체화에서, 상기 첨가제의 액상 성분은 일반적으로 최소 약 1중량%의 양으로 존재한다. 전형적으로, 이러한 형태인 경우, 상기 첨가제의 액상 성분은 최소 약 5중량%; 보다 전형적으로 최소 약 10중량%; 그리고 보다 전형적으로는 최소 약 20중량%의 양으로 존재한다. 다른 한편, 상기 습윤-케익형인 경우에서, 상기 첨가제의 액상 성분은 일반적으로 50중량%이하의 양으로 존재한다. 전형적으로 이러한 형태에서 상기 첨가제의 액상 성분은 약 40중량%이하; 보다 전형적으로 약 30중량%이하; 및 보다 전형적으로 약 25중량%이하의 양으로 존재한다. 상기 언급된 모든 중량%는 상기 플라스틱 첨가제 시스템의 총 중량을 기준으로 한다.

상기 플라스틱 첨가제 시스템이 페이스트형인 구체화에서, 상기 첨가제의 액상 성분은 일반적으로 최소 약 1중량%의 양으로 존재한다. 전형적으로, 이러한 형태인 경우, 상기 첨가제의 액상 성분은 최소 약 5중량%; 보다 전형적으로 최소 약 10중량%; 그리고 보다 전형적으로는 최소 약 20중량%의 양으로 존재한다. 다른 한편, 상기 페이스트형인 경우에서, 상기 첨가제의 액상 성분은 50중량%이하의 양으로 존재한다. 전형적으로 이러한 형태에서 상기 첨가제의 액상 성분은 약 40중량%이하; 보다 전형적으로 약 30중량%이하; 및 보다 전형적으로는 약 25중량%이하의 양으로 존재한다. 상기 언급된 모든 중량%는 상기 플라스틱 첨가제 시스템의 총 중량을 기준으로 한다.

상기 중합 첨가제 시스템이 에멀션 형태인 구체화와 관련하여, 상기 액상 성분은 물, 계면활성제, 에멀션화제, 안정제, 이온염, 산 또는 염기, 올리고머성 종 등을 함유할 수 있다. 전형적으로, 상기 액상 성분은 물을 함유한다. 에멀션 형태에서, 상기 고형 성분은 어떠한 중합체 입자를 함유할 수 있다. 전형적으로, 중합체 입자는 에멀션 공정으로 합성될 수 있으며 또는 다른 중합 공정으로 제조되고 후속적으로 에멀션화될 수 있다. 보다 전형적으로, 상기 고형 성분은 아크릴-계 또는 디엔-계 중합체 또는 비닐-할라이드-계 중합체, 에틸렌-비닐 아세테이트-계 중합체 등을 함유하는 에멀션으로 제조된 중합체 입자를 함유한다. 본 발명의 일 특정 구체화에 따라 제조된 에멀션 중합 중합체의 고형 중량 범위는 가장 전형적으로 50-75중량%의 범위이다.

상기 중합 첨가제 시스템은 또한 서스펜션, 분산물 및 라텍스 또는 이들의 혼합물 형태로 존재할 수 있다. 이들 형태중 어느 하나에 있어서, 상기 액상 성분은 물, 계면활성제, 에멀션화제, 안정화제, 이온염, 산 또는 염기, 올리고머성 종, 폴리비닐 알코올 및/또는 여러가지 이온성 및 비이온성 계면활성제와 같은 부유제 등을 함유할 수 있다. 이러한 성분들의 여러가지 타입 및 특정 구체화는 이 분야에 숙련된 자에게 알려져 있다. 상기 액상 성분은 가장 전형적으로 물 및 부유제를 함유한다. 서스펜션 형태에서, 상기 고형 성분은 플라스틱 첨가제로서 어떠한 적절한 고형 첨가제를 함유할 수 있다. 전형적으로 상기 고형 성분은 에멀션으로 제조된 중합체 입자를 함유한다. 보다 전형적으로, 상기 중합체 입자는 아크릴-계 또는 디엔-계 중합체, 또는 비닐-할라이드-계 중합체, 에틸렌-비닐-계 중합체 등을 함유한다. 일 특정 구체화에 따라 제조된 에멀션 중합 중합체 입자의 고형 중량 범위는 가장 전형적으로 50-75중량%범위이다.

습윤-케익 형태에서, 상기 액상 성분은 응집제의 첨가와 함께 상기 분산물, 라텍스, 서스펜션 또는 에멀션에 대하여 상기한 바와 같은 동일한 성분을 하나 또는 그 이상 함유할 수 있다. 여러가지 응집제는 유동체내에 분산된 입자를 응집하는 것과 관련된 분야에 숙련된 자에게 알려져 있다. 전형적인 응집제는 미네랄 염, 산, 염기, 용매 및 비용매를 포함한다. 전형적으로, 습윤-형태에서 중합 첨가제 시스템의 액상 성분은 물 및 하나 또는 그 이상의 응집제를 함유한다. 습윤-케익 형태에서, 상기 고형 성분은 제 1 및 제 2 중합 입자을 함유하며 나아가 침전된 응집제를 함유할 수 있다. 이러한 구체화의 습윤-케익 형태의 중합 첨가제 시스템에서 고형 중량 범위는 40-99중량%범위일 수 있다. 전형적으로, 상기 습윤-케익에서 고형 중량 범위는 90중량%미만 그리고 보다 전형적으로 80중량%미만이다. 습윤-케익형태는 가장 전형적으로 중합체 입자 슬러리를 형성하고 액체는 전형적으로 물인 과도한 액체를 제거함으로써 제공된다. 이 분야에 알려진 슬러리로 부터 액체를 제거하는 어떠한 방법이 사용될 수 있다. 따라서, 고형 범위의 증가는 전형적으로 슬러리로부터 습윤-케익의 형성도중에 관찰된다.

페이스트 형태로의 중합 첨가제 시스템의 제조는 습윤-케익 제조에 후속한다. 페이스트 형태 중합 첨가제 시스템은 페이스트는 습윤-케익보다 덜 부서지기 쉽다는 점에서 일차적으로 다른 반면에; 습윤 케익은 전형적으로 기계적 압력이 가해지는 경우 부스러지며, 페이스트는 기계적 압력이 가해지는 경우 부스러지기 보다는 가소적으로 변형되기 쉽다. 페이스트 형태에서, 상기 액상 성분은 상기 습윤-케익에 대하여 상기한 바와 같은 동일한 성분을 하나 또는 그 이상을 함유할 수 있다. 페이스트 형태에서, 상기 고형 성분은 제 1 및 제 2 중합 입자를 함유하며 나아가 침전된 응집제를 함유할 수 있다. 이러한 구체화의 중합 첨가제 시스템의 페이스트 형태에서 고형 중량 범위는 50-90중량%범위이다. 전형적으로, 상기 페이스트에서 고형 중량 범위는 80중량%미만 그리고 보다 전형적으로 75중량%미만이다.

본 발명의 상기 중합 첨가제 시스템에서, 상기 고형 성분은 나아가 하기 중 최소 하나일 수 있다: 왁스; 색소; 불투명화제; 충진제; 박리된 점토; 토너; 정전기 방지제; 금속; 방염제; 열 안정화제; 산화방지제; 셀룰로오스성 물질; 내부 윤활제; 외부 윤활제; 오일; 레올로지 조절제; 분말 흐름 보조제; 분산제; UV 안정화제; 가소제; 충진제; 광학 조절제; 표면 거칠기 조절제; 표면 화학 조절제; 흡착 조절제; 표면 경화제; 혼화제; 확산 장벽 조절제; 보강재; 유동화제; 이형제; 공정조절제; 팽창제; 열절연체; 전기절연체; 전기도체; 생분해제; 정전기 방지제; 내부 방출제; 결합제; 방염제; 연기-억제제; 또는 착색제. 특히 바람직한 조합의 고형 첨가제 성분 및 중합 첨가제 성분은 하기 그룹이다: 흐름 보조제와 충격 조절제; 충격 조절제와 공정 보조제; 공정 보조제와 팽창제; 공정 보조제와 셀룰로오스성 섬유, 윤활제와 셀루로오스성 섬유, 충격 조절제와 셀룰로오스성 섬유, 윤활 공정 보조제와 셀룰로오스성 섬유, 공정 보조제와 윤활제와 셀룰로오스성 섬유, 충격 조절제와 공정 보조제와 팽창제; 흐름 보조제와 충격 조절제와 공정 보조제; 윤활제와 충격 조절제; 안정화제와 충격 조절제; 윤활제와 안정화제와 충격 조절제; 윤활제와 공정 보조제; 안정화제와 공정 보조제; 윤활제와 안정화제와 공정 보조제; 오일과 충격 조절제; 필러 또는 다른 무기물과 공정 보조제; 충진제 또는 다른 무기물과 충격 조절제; 점토와 충격 조절제; 점토와 공정 보조제; 살균제와 충격 조절제; 살균제와 공정 보조제 등.

본 발명의 기능성 중합 첨가제 시스템은 어느 적절한 수단으로 제조될 수 있다. 특정 제조 수단은 부분적으로 상기 중합 첨가제 시스템이 중합 조성물내에 편입되기전에 갖게되는 형태 및 첨가제의 액상 및 고형 성분의 형성에 따라 달라진다. 하기에 포함되는 것들은 본 발명에 따라 첨가제 시스템은 에멀션 형태, 습윤-케익 형태 그리고 페이스트 형태로 존재하는 중합 첨가제 시스템 제조 방법의 일부 특정 예이다.

본 발명의 일 특정 구체화로, 액상 성분 및 고형 성분을 포함하며, 상기 고형 성분은 중합 첨가제 입자를 포함하는 중합 첨가제 시스템을 제조하는 새로운 방법이 제공된다. 상기 새로운 방법은 (a) 제 1 집단의 중합체 입자 및 제 2 집단의 중합체 입자를 포함하는 수성 에멀션 중합 반응 혼합물을 제공하는 단계; 및 (b) 상기 수성 에멀션 중합 반응 혼합물내에서 제 1 그룹의 하나 또는 그 이상의 에틸렌계 불포화 단량체를 중합하여 최소 하나의 상기 중합체 입자 집단의 평균 입자 직경을 증가시키는 단계, 의 최소 두 단계를 요구한다. 이러한 공정은 상기 제 1 그룹의 하나 또는 그 이상의 에틸렌계 불포화 단량체의 일부가 중합된 후 상기 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자의 평균 입자 직경이 최소 50%로 차이나는 것을 요구함에도 불구하고, 상기 평균 입자 직경은 최소 100%, 그리고 보다 전형적으로 최소 200%로 차이날 수 있다. 이러한 공정은 또한 상기 수성 에멀션 중합 반응 혼합물내에서 상기 중합체 입자의 총 중량 퍼센트는 50중량%를 초과하는 것을 요구함에도 불구하고, 전형적으로 상기 중합체 입자의 중량 퍼센트는 55중량%를 초과, 보다 바람직하게는 60중량%를 초과한다.

본 발명의 다른 특정 구체화로, 중합 첨가제 시스템을 제조하는 상기 언급된 방법과 관련된 새로운 방법이 제공된다. 이 새로운 방법은 (a) 제 1 집단의 중합체 입자 및 제 2 집단의 중합체 입자를 포함하는 수성 에멀션 중합 반응 혼합물을 제공하는 단계; 및 (b) 상기 수성 에멀션 중합 반응 혼합물내에서 제 1 그룹의 하나 또는 그 이상의 에틸렌계 불포화 단량체를 중합하여 상기 제 1 그룹의 하나 또는 그 이상의 에틸렌계 불포화 단량체의 일부가 중합된 후, 제 3 집단의 중합체 입자를 형성하는 단계, 의 최소 두 단계를 요구한다. 이러한 공정은 상기 제 1 그룹의 하나 또는 그 이상의 에틸렌계 불포화 단량체가 중합된 후, 상기 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자의 평균 입자 직경은 최소 50%로 차이나며, 바람직하게 상기 평균 입자 직경은 최소 100%로 차이나며, 보다 바람직하게 상기 평균 입자 직경은 200%로 차이난다. 또한 이러한 방법은 상기 수성 에멀션 중합 반응 혼합물내에서 상기 중합체 입자의 총 중량 퍼센트가 50중량%를 초과하는 것을 요구함에도 불구하고, 전형적으로 상기 중합체 입자의 중량 퍼센트는 55중량%를 초과, 보다 바람직하게는 60중량%를 초과한다.

중합 첨가제 시스템을 제조하는 이러한 두 방법에 있어서, 단계 (a)의 상기 수성 에멀션 중합 반응 혼합물내의 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자는 상기 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자의 분산 혼합물로 제공될 수 있으며, 여기서 상기 분산 혼합물은 상기 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자의 각 분산물을 혼합함으로써 형성됨은 본 발명의 견지에 포함된다.

또한 중합 첨가제 시스템을 제조하는 이러한 두 방법에 있어서, 단계 (a)의 상기 수성 에멀션 중합 반응 혼합물내의 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자는 상기 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자의 분산 혼합물로 제공될 수 있으며, 여기서 상기 분산 혼합물은 한 집단의 중합체 입자가 다른 한 집단의 중합체 입자내에 형성됨으로써 형성됨은 본 발명의 견지에 포함된다.

또한 중합 첨가제 시스템을 제조하는 이러한 두 방법에 있어서, 단계 (a)의 상기 수성 에멀션 중합 반응 혼합물내의 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자는 상기 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자의 분산 혼합물로 제공될 수 있으며, 여기서 상기 분산 혼합물은 하나의 분산물내에 본질적으로 동시에 상기 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자를 형성함으로써 제공됨은 본 발명의 견지에 포함된다.

두 집단의 중합체 입자가 존재하는 구체화에서, 두 집단은 모두 단계 (b)도중에 크기가 성장됨은 본 발명의 견지에 포함된다. 이와 유사하게, 제 3 집단의 중합체 입자가 형성되는 구체화에서 최소 하나의 상기 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자가 단계 (b) 도중에 크기가 성장되나, 제 1 및 제 2 집단 모두 제 3 집단의 중합체 입자 형성중 단계 (b) 도중에 크기가 성장될 수 있음은 본 발명의 견지에 포함된다. 이는 비누 첨가를 이용하는 제 2 모드를 형성한 후, 보다 많은 비누가 첨가되어 제 3 집단의 중합체 입자를 형성한다.

중합 첨가제 시스템을 제조하는 방법의 다른 구체화로, 반응 혼합물에 3개의 시드가 제공될 수 있다. 일 예는 제 3 시드가 처음의 2 시드에 첨가되는 것이다. 다-집단의 중합체 입자는 3 또는 그 이상의 시드를 사용하여 제조될 수 있다. 보다 큰 모드가 첨가될 수록, 흐름가능한 분산물에 대한 최대 고형 범위는 이론적으로 증가하는 것으로 예측된다.

따라서, 중합 첨가 시스템을 제조하는 이러한 2-집단 및 3-집단 구체화 모두에서 최소 하나의 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자는 본질적으로 단계 (b) 도중에 크기가 성장되지않음이 예상된다. 이는 상기 중합체 입자중 하나가 단량체와 예를 들어, 고 교차결합된 것과 같이 용해될 수 없는 경우에 또는 상기 입자내의 중합체가 상기 단량체와 용해될 수 없는 경우에 제공될 수 있다. 택일적으로, 한 시드 집단에서 중합 속도가 실질적으로 제 2 시드 집단에서의 중합 속도보다 빠를 수 있는 경우 동역학적 이유로 상기 제 2 집단은 본질적으로 이러한 조건하에서 성장되지않는다.

또한, 상기 3-집단 방법에서, 제 2 및 제 2 집단의 중합체 입자는 단계 (b) 도중에 크기가 성장되지않음은 본 발명의 견지에 포함되는 것으로 예측된다. 상기한 바와 같이, 크기가 성장하기 않는 두 집단의 중합체 입자를 제공하는 것이 가능하나, 여분의 비누 첨가는 크기가 성장할 수 있는 부가적인 하나 또는 그 이상의 모드를 형성할 수 있다. 택일적으로, 두개의 다른 모드로 독립적인 중합이 일어나도록 큰 팽창 입자 및 보다 작은 에멀션 중합체 입자를 사용하여 독립적인 모드가 제조될 수 있다. 여러가지 집단의 중합체 입자를 제공하기위해 성장성 중합체 입자 및 비-성장성 중합체 입자의 다른 조합이 예상될 수 있다.

2 또는 3 입자 집단을 갖는 중합 첨가제 시스템을 제조하는 이러한 방법 모두에서, 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자의 평균 입자 직경은 전형적으로 최소 10nm, 바람직하게 최소 30nm 및 가장 바람직하게는 최소 50nm임이 예상된다. 이와 유사하게, 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자의 평균 입자 직경은 최대 50,000nm, 바람직하게 최대 15,000nm 및 가장 바람직하게는 최대 1,000nm임이 예상된다.

2 또는 3 입자 집단을 갖는 중합 첨가제 시스템을 제조하는 이러한 방법 모두에서, 제 1 집단의 중합체 입자 대 제 2 집단의 중합체 입자의 비율은 10:90-90:10범위임이 예상된다. 일반적으로 충격 조절제용으로서, 보다 작은 집단이 전형적으로 40-60%중량범위로 제공된다.

2 또는 3 입자 집단을 갖는 중합 첨가제 시스템을 제조하는 이러한 방법 모두에서, 제 1 및 제 2 집단내의 중합체 입자의 화학 조성은 본질적으로 동일하거나다를수 있으며 또한 물리적으로 동일하거나 다를 수 있음이 예상된다. 물리적 차이의 일 예는 에틸렌계 불포화 단량체가 단계 (b)에서 고무 중합체를 형성하는데 전형적인 25℃미만의 Fox 식에 따른 Tg를 갖는 중합체를 형성하는 경우이다. 반면에, 중합 첨가제 시스템을 제조하는 본 발명에 있어서, 상기 에틸렌계 불포화 단량체는 단계 (b)에서 경성 중합체를 형성하는데 전형적인 특성인 최소 25℃의 Fox 식에 따른 Tg를 갖는 중합체를 형성한다. 25℃미만의 Tg를 갖는 중합체를 제공하기위해, 전형적인 단량체는: 부틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트와 같은 C1-C18 알킬 아크릴레이트; 디엔 단량체; 비닐 아세테이트 단량체 및 이들의 공중합체 등을 포함한다. 25℃이상의 Tg에 대하여, 전형적인 단량체는: C1-C4 알킬 메타크릴레이트; 비닐 방향족 단량체, 아크릴로니트릴 단량체 및 이들의 공중합체 등을 포함한다. 이 분야에 숙련된 자는 상기 2 중합 첨가제 입자의 하나 또는 그 이상의 특정 구체화로 "경성"대 "연성" 및 "브리틀(brittle)" 대 "고무상" 중합체 상을 제조하기위한 여러가지 비율로 이러한 공중합체를 혼합할 수 있다.

중합 첨가제 시스템을 제조하는 본 발명에 있어서, 2-입자 집단 및 3-입자 집단을 제조하는 두가지 모든 방법은 나아가, 최소 하나의 상기 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자의 존재하에서, 상기 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자의 표면에 인접한 중합체를 제공하기위해 제 2 그룹의 하나 또는 그 이상의 에틸렌계 불포화 단량체를 중합하는 것을 포함하는 제 3 단계 (c)를 포함할 수 있다는 것이 또한 예상된다. 이러한 부가적인 단계에서, 상기 제 2 그룹의 하나 또는 그 이상의 에틸렌계불포화 단량체는 상기 제 1 그룹의 하나 또는 그 이상의 에틸렌계 불포화 단량체와 같거나 다를 수 있음이 예상된다. 충격 조절제의 특성 변화에 따라, 전형적으로 예를 들어 코어 고무에서 교차결합 정도; 상기 코어와 같은 상에 기초하는 중합체 쉘의 그라프트-결합 정도; 상기 중합체 쉘의 분자량 및 형태(예, 쉘 또는 상기 코어내로의 입자 확산)가 조절된다. 이러한 부가적인 단계에서, 상기 제 1 그룹의 하나 또는 그 이상의 에틸렌계 불포화 단량체의 최소 일부가 중합된 후, 상기 제 2 그룹의 하나 또는 그 이상의 에틸렌계 불포화 단량체가 중합되는 것이 또한 예상된다. 중합 첨가제 입자제조에 대하여 코어, 쉘, 중합체간의 상, 단량체, 교차결합 및 그라프트결합체의 어떠한 조합이 가능하다.

이러한 구체화로, 제 2 그룹의 에틸렌계 불포화 단량체가 중합되는 경우 상기 제 2 그룹의 단량체는 본질적으로 제 1 그룹의 단량체가 모두 중합된 후에 중합되는 것이 본 발명의 견지내에 포함된다. 이러한 단계는 형태를 조절하는데 유용하다.

중합 첨가제 시스템을 제조하는 본 발명의 특정 구체화로서, 상기 제 1 그룹의 단량체는 고무상 코어 중합체를 형성하고 상기 제 2 그룹의 단량체는 경성 쉘 중합체를 형성하는 것이 예상된다. 고무상 코어 단량체는 예를 들어, 알킬 아크릴레이트를 포함한다. 상기 고무상 코어 단량체는 또한 단량체 기준으로 약 1-5%의 양으로 하나 또는 그 이상의 교차결합체를 포함할 수 있다. 상기 고무상 단량체가 디엔 단량체를 포함하는 경우, 교차결합제는 자동-교차결합되는 경향이 있는 디엔 단량체일 필요가 없다. 이와 같은 자동-교차결합은 이 분야에 알려진 반응 조건 및후-반응 조건에 따라 달라진다. 상기 경성 쉘 단량체는 특정 예로서, 메틸 메타크릴레이트 및 스티렌을 포함할 수 있다. 특정 중합 첨가제로서 상기한 바와 같은 상기 고무상 중합체 성분이 최소 50%가 되어야함에도 불구하고, 상기 고무상 코어 중합체는 상기 고무상 코어 및 경성 쉘 중합체의 총 중량을 기준으로 70%중량이상이 바람직하며 그리고 특정한 경우 상기 고무상 성분은 80-100중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다. 상기 중합 충격 조절제 중합체 입자는 예를 들어, PVC 충격 조절용으로서 교차결합된 알킬 아크릴레이트 고무상 중합체 입자와 같이 100% 고무상을 사용하는 것이 가능한 것과 같이 쉘 중합체를 포함하지 않는다는 것이 예상된다.

종종, 코어/쉘 타입 중합체 입자를 제조하는 본 발명에서, 상기 제 2 그룹의 단량체는 상기 제 1 및 제 2 그룹의 두가지 모든 단량체가 동시에 상기 반응 혼합물내에 존재하도록 상기 제 1 그룹이 완전히 중합되기 전에 상기 반응 혼합물에 첨가될 수 있다. 이러한 상황에서, 상기 제 2 그룹의 단량체는 상기 제 1 그룹의 중합되지않은 단량체와 공중합될 필요가 없는 반면에, 종종 상기 제 2 그룹의 단량체의 최소 일부와 상기 제 1 그룹의 단량체의 중합되지않은 단량체의 일부와 공중합되는 것이 바람직하다. 이와 유사하게, 상기 제 2 그룹의 단량체의 최소 일부는 본질적으로 상기 제 1 그룹의 단량체의 중합되지않은 모든 단량체와 공중합되는 것이 종종 바람직하다. 이러한 방법은 이 분야에 알려진 단량체의 반응비를 비교함으로써 조절될 수 있다. 이러한 방법은 이 분야에 알려진 바와 같이 분리, 교대(alternating), 블로키(blocky) 또는 랜덤 공중합체로 제조되도록 조절될 수있다.

상기 중합 첨가제 시스템이 에멀션 형태인 일 특정 예와 관련하여, 반응물(예, 단량체, 개시제, 에멀션화제 및 임의의 사슬 전달제 등)은 전형적으로 액상 매체와 반응기에서 혼합되어 혼합물을 형성한다. 그 후, 그리고/또는 이와 동시에 상기 혼합물은 상기 액상 매체의 존재하에 반응된다. 상기 반응물은 반응기내에 연속적으로 또는 "샷(shot)"(배치)으로 서서히(반-배치 방법으로서 점진적으로) 첨가될 수 있다. 중합체 입자 제조에 대한 에멀션 중합 기술은 전형적으로 적절한 반응기내에서 수행되며, 여기서 상기 반응물(단량체, 개시제, 에멀션화제, pH 버퍼, 염, 산, 염기, 임의의 사슬 전달제 등)은 적절히 조합되고 혼합되며 수성매체내에서 반응되며 그리고 여기서 열은 상기 반응 영역내로 전달되며 영역으로부터 방출될 수 있다. 상기 반응물은 상기 반응물은 반응기내에 연속적으로 또는 "샷"(배치)으로 서서히(반-배치 방법으로서 점진적으로) 첨가될 수 있다.

상기 중합 첨가제 시스템이 에멀션 형태인 또 다른 특정 예에서 상기 방법은 적어도 하기 단계를 포함한다. 우선, 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자를 포함하는 수성 에멀션 중합 반응 혼합물이 제공된다. 상기 반응 혼합물에 제공된 이러한 중합체 입자는 에멀션 중합 분야에서 숙련된 자에게 전형적으로 "중합체 시드 입자", "시드 입자" 또는 간단히 "시드"로 간주된다. 이는 또한 이 분야에 숙련된 자에게 어떤 한 단계에서 형성된 중합체 입자는 또 다른 단계에서 시드 입자로 또한 사용될 수 있다는 것이 알려져 있다. 그 다음, 제 1 그룹의 하나 또는 그 이상의 에틸렌계 불포화 단량체는 상기 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자의 평균 입자 직경은최소 50% 서로 차이나며 그리고 상기 수성 에멀션 중합 반응 혼하물에서 상기 중합체 입자의 총 중량 퍼센트는 40중량%를 초과하도록, 상기 수성 에멀션에서 중합된다. 상기 중합체 입자 집단이 반응 혼합물내에 제공된 후, 상기 중합체 시드 입자 집단 중 하나 또는 모두의 "성장"을 제공하기위해 단량체가 후속적으로 첨가된다. 본 발명에서 시드 입자 집단 모두가 "성장"되는 경우 이러한 성장은 동시에 또는 다른 시기에 일어날 수 있음이 예상된다.

중합체 시드 성장 방법은 이 분야에서 잘 알려져 있다. 이러한 방법은 입자크기 10-1,500nm를 갖는 중합체 입자를 제조하는데 유용하다. 전형적으로, 단량체 및 개시제가 반응 혼합물에 첨가되어 개시하고 단량체를 중합하는 조건으로 상기 반응 혼합물에 첨가된다. 전형적으로, 상기 중합체 입자 크기는 시드 크기가 증가함에따라 증가한다. 따라서, 상기 시드 크기 범위는 10-1,500nm일 수 있다. 이러한 구체화로, 상기 시드 크기는 전형적으로 최소 30nm, 보다 전형적으로 최소 50nm그리고 가장 전형적으로 최소 70nm이다.

적어도 2 집단의 중합체 입자의 에멀션 중합체를 제공하는 일 특정 예는 단일 중합체 시드 및 과도한 비누가 상기 반응 혼합물에 제공되어 단량체 첨가시 제 2 집단의 중합체 입자가 형성되도록 하는 것이다. 이러한 예에서, 상기 제 2 집단의 중합체 입자를 형성하는데 필요한 상기 과도한 비누의 양은 비누의 타입 및 미셀을 형성하는 반응매체의 조건에 따라 달라진다. 단량체 및 개시제의 상기 반응 혼합물내로의 후속적이거나 또는 동시적인 첨가는 따라서 제 2 집단의 중합체 입자를 형성한다. 이것은 상기한 바와 같은 하나 또는 그 이상의 부가적인 "성장" 단계가 따른다. 성장에 후속하는 부가적인 시드 입자 집단을 제공하는 부가 단계는 또한 본 발명의 견지내에 포함된다.

또 다른 특정 예는 2 또는 그 이상의 크기가 다른 시드가 제공되고 팽창(swelling) 공정이 후속되는 것이다. 2 또는 그 이상의 크기가 다른 시드는 상기한 바와 같이 제공될 수 있다. 상기 팽창 공정은 전형적으로 시드 입자가 중합체를 형성하기전에 단량체와 함께 팽창되도록 에멀션화된 단량체 또는 단량체의 혼합물을 상기 수성 반응 매체가 존재하는 시드에 첨가하는 것을 포함한다. 상기 개시제는 전형적으로 상기 단량체내에 존재하거나 후속적으로 상기 반응 혼합물에 첨가된다. 그 다음, 상기 단량체는 팽창 후 중합된다. 이러한 공정에 걸쳐서 평균 중합체 직경의 크기에 대한 상한은 한정하지 않는다.

2 집단의 중합체 시드 입자를 형성하는 또 다른 특정 예는 단일 모드의 중합체 시드 입자가 부분적으로 응집(예, "미세응집")되는 것이다. 이러한 예에서, 상기 시드 입자는 다른 범위로 응집되며, 따라서 다중 모드의 시드 입자 집단을 형성한다. 이와 같은 미세응집 단계는 전형적으로 40%미만의 중합체 입자 고형 수준을 요구함에도 불구하고, 이와 같은 미세응집 시드 입자에 적용되는 부가적인 팽창 및/또는 성장 단계는 50%이상의 고형 범위를 갖는 중합 첨가제 시스템을 형성할 것이라는 것이 예상된다.

입자 크기가 다른 2 집단의 중합체 입자의 조합은 크기 및/또는 조성이 다른 2 시드를 사용하여 제공될 수 있다. 입자의 최종 크기는 그 시드의 출발 크기 및 출발 조성에 따라 달라진다. 만일 상기 시드가 동일한 조성인 경우, 이들은 전형적으로 유사한 속도의 "질량 흡수(mass uptake)"로 성장 및/또는 팽창한다. 상기 "질량 흡수"는 부가적인 단량체 및/또는 중합체로 부터 상기 중합체 입자가 증가되는 질량의 증가를 가리킨다.

질량 흡수 속도는 이 분야에 숙력된 자에게 알려진 중합체 열역학 원리에 따라 측정된다. 예를 들어, 만일 상기 시드 조성이 다른 경우, 상기 질량 흡수 속도는 일반적으로 달라질 것이다. 만일 상기 시드 조성이 동일하지만 다른 크기인 경우, 일반적으로 질량 흡수도중 보다 큰 시드가 보다 많이 유지될 것이다. 또한, 시드에서 중합체의 분자량 증가는 일반적으로 보다 작은 중합체 입자를 제공한다. 일반적으로, 중합체 입자 크기를 조절하는 이러한 그리고 이외 가이드라인은 이 분야에 숙련된 자에게 알려진 중합체 열역학 및 반응 역학의 원리에 따른 등가 팽창 계산을 통해 측정될 수 있다.

전형적으로, 입자크기 100-50,000nm 범위는 상기 팽창 공정을 사용하여 제공될 수 있다. 보다 전형적으로, 1,000-50,000nm 범위의 중합체 입자가 팽창 공정에 의해 쉽게 제조된다.

또한 본 발명의 중합 첨가제 시스템을 제조하는데 하나 또는 그 이상의 이러한 방법이 조합될 수 있음이 예상된다. 이 분야에 숙련된 자는 본 명세서를 읽은 후 이들의 요구에 가장 적절한 특정 예를 쉽게 결정할 수 있을 것이다.

상기 중합 첨가제 시스템이 에멀션 형태인 또 다른 특정 예로 상기 방법은 적어도 하기 단계를 포함한다. 우선, 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자를 포함하는 수성 에멀션 중합 반응 혼합물이 제공된다. 그 다음, 제 3 집단의 중합체 입자가형성되도록 제 1 그룹의 하나 또는 그 이상의 에틸렌계 불포화 단량체가 상기 수성 에멀션에서 중합된다. 상기 제 3 집단의 형성은 앞선 구체화에서 기술한 바와 같이 시드 입자를 형성하는 과도한 비누를 첨가함으로써 제공될 수 있으며 또는 이들은 별도로 첨가될 수 있다. 상기 제 1, 제 2 및 제 3 집단의 중합체 입자의 팽창 및/또는 성장 단계는 앞선 구체화에서 기술한 방법이 후속적으로 따른다.

본 발명의 다른 구체화로, 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자를 함유하는 상기 고형 성분을 제조하는데 비-수성 중합이 사용된다. 이는 예를 들어, 알코올과 같은 용매가 반응 매체인 분산 중합을 이용하여 제공될 수 있다. 상기 반응 매체는 하나 또는 그 이상의 단량체와 혼합되며, 여기서 상기 중합체가 형성되고 상기 용매로 부터 침전되어 제 1 집단의 중합체 입자를 형성할 수 있다. 부가적인 집단의 중합체 입자를 형성하기위해 부가적인 단량체를 첨가하는 후속적인 단계가 제공되어 다중 플라스틱 첨가제 시스템을 형성한다.

중합 첨가제 시스템에 유용한 중합체 입자를 제조하는데 있어서, 또한 인버스(inverse) 에멀션 중합 방법이 예상된다. 이러한 방법은 이분야에 숙련된 자에게 알려져 있으며 유기상에 분산되는 수성 상을 편입한다. 이러한 방법에서, 수상을 선호하는 수용해성 단량체가 중합되어 유기상에 분산된 중합체 입자를 형성한다.

중합체 입자 집단을 제조하는 여러가지 방법은 용액 중합, 분산 또는 서스펜션 중합, 마이크로에멀션 중합, 미니에멀션 중합; 제트-드롭렛 중합; 스크린-드롭렛 중합 등을 포함한다. 이러한 여러가지 방법은 입자 직경 20-50,000nm범위를 갖는 중합체 입자 분산물을 제조하는데 유용하다. 전형적으로, 이 방법에 존재하는액체는 물 및/또는 유기 용매를 포함하며, 이러한 중합 방법의 범위 및 타입은 이 분야에 숙련된 자에게 알려져 있다.

중합체 입자의 집단을 제조하는 이러한 여러가지 방법은 전형적으로 하기 그룹중에서 하나 또는 그 이상의 액체를 포함한다: 단량체, 용매, 비-용매, 사슬 전달제, 개시제, 비누, 완충용액, 중합체 입자의 합체를 억제하는 안정화제, 교차결합제, 그라프트 결합제, 수상에서 중합을 억제하는 수상 억제제 등. 따라서, 본 발명의 중합 첨가제 시스템은 전형적으로 하나 또는 그 이상의 이러한 액체를 포함한다.

본 발명의 중합 첨가제 시스템에서, 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자의 조성물은 본질적으로 조성적으로 동일하다. 상기 제 1 및 제 2 집단은 두 집단에서 중합체가 동일한 타입의 중합 유니트를 최소 약 85중량%를 공유할 정도로 본질적으로 같다. 전형적으로, 상기 두 집단은 만일 이들이 동일한 타입의 중합 유니트를 최소 약 90중량%, 보다 전형적으로 최소 95중량%로 공유하는 경우 본질적으로 조성적으로 동일하다. 각 집단에서 이러한 미미한 조성적 차이는 실질적으로 상기 중합체 입자의 조성물을 변화시키지 않는다. 따라서, 상기 제 1 및 제 2 집단의 중합체 사이의 이와 같은 미미한 조성적 차이는: 소 모드 및 대 모드 제조에 사용되는 시드 입자 조성의 차이; 중합체 분자량의 차이; 사슬전달제, 에멀션화제, 이온종, 개시제 및 이들의 절편, 비반응 화학종 등과 같은 중합 보조제 사용의 차이를 포함한다.

본 발명의 일 특정 구체화는 상기 중합 첨가제 시스템의 고형 성분이 하나또는 그 이상의 부가적인 중합 첨가제 입자를 포함하는 것이다. 이러한 구체화에서, 하나 또는 그 이상의 부가적인 집단의 중합 첨가제 입자는 상기 제 1 및 제 2 집단의 중합 첨가제 입자와 조성적으로 본질적으로 같거나 다를 수 있다.

예상되는 중합체 입자 조성물의 예는 이에 한정하는 것은 아니지만, 하기 중합체 조성물로 부터 유도될 수 있다: 디엔, 디엔/비닐 방향족, 또는 교차결합된 디엔/비닐 방향족 단량체로 부터 유도된 중합체; (C1-C20) 알킬(메트)아크릴레이트로 붙어 유도된 중합체; (C1-C20) 알킬(메트)아크릴레이트로 부터 유도된 공중합체(예, 부틸 아크릴레이트와 혼합된 2-에틸헥실 아크릴레이트); 공단량체 비율이 다른 (C1-C20) 알킬(메트)아크릴레이트로 부터 유도된 공중합체; 예를 들어, 고 Tg(75℃이상) 중합체 및 저 Tg 중합체(0℃미만)와 같이 유리전이온도가 다른 것을 제공하기위한 공단량체 비율이 다른 (C1-C20) 알킬(메트)아크릴레이트로 부터 유도된 공중합체; 에틸렌-비닐아세테이트("EVA") 타입 공중합체; 염소화 폴리에틸렌("CPE"); 올레핀으로 부터 유도된 중합체; EVA 또는 염소화 폴리에틸렌("CPE"); 올레핀과 혼합된 (C1-C20) 알킬(메트)아크릴레이트로 부터 유도된 공중합체를 함유하는 공중합체 또는 혼합물.

상기 중합체 입자를 포함하는 예상되는 다른 중합체 입자 조성물의 예는: 예를 들어, 저 Tg 성분 50%이상 함유하는 중합체 1, 고 Tg 성분 50%이상을 함유하는 중합체 2와 같은 충격 조절제 및 공정 보조제; 예를 들어, 고 Tg 성분 50%이상과 실질적으로 교차결합되지않은 두 중합체와 같은 두 공정 보조제("PA"); 예를 들어, 고 Tg 중합체가 최소 50%이상 교차결합되지않은 중합체와 같은 윤활 PA + PA, 부틸아크릴레이트 및 스티렌으로 부터 유도된 다른 것들을 포함한다. 또한, 아크릴로니트릴("AN")을 함유하는 중합체, 전형적으로 스티렌-AN계 공정 보조제 및/또는 부타디엔-스티렌-AN 충격 조절제가 본 발명에 혼합가능하다. 둘다 용액으로 제조될 수 있는 폴리올레핀과 플로오로중합체의 조합이 또한 혼합가능하다.

다른 조성의 중합체 입자의 일 특정 구체화는 충격 효율 및 UV 저항성의 균형이 요구되는 경우이다. 이러한 경우, 다른 조성물은 디엔-유도 충격 조절제와 아크릴-유도 충격 조절제의 에멀션 혼합에 의해 제공될 수 있다.

다른 타입의 중합 첨가제 입자의 일 특정 구체화는 상기 제 1 및 제 2 집단은 충격 조절제로 유용하며 상기 부가적인 하나 또는 그 이상의 집단은 공정 보조제로서 유용하다. 다른 타입의 중합 첨가제 입자의 또 다른 특정 구체화는 상기 제 1 및 제 2 집단은 공정 보조제로서 유용하며 그리고 상기 부가적인 하나 또는 그 이상의 집단은 충격 조절제로서 유용하다. 여러가지 중합 첨가제의 조합이 이 분야에 숙련된 자에게 쉽게 예상될 수 있다.

상기 중합 첨가제 시스템이 다른 조성물의 중합체 입자를 포함하는 다른 특정 구체화는 충격 효율 및 UV 저항성의 균형이 요구된다. 이러한 경우, 다른 조성물은 디엔-유도 충격 조절제와 아크릴-유도 충격 조절제의 에멀션 혼합에 의해 제공될 수 있다. 고 고형분을 제조하는 목적에 있어서, 직경이 다른 두 디엔-타입 중합체 시드 입자 및 직경이 최소 50% 다른 상기 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자 제조용 조성물을 이용하여 개시하는 것이 예상된다. 디엔-타입 단량체는 실질적으로 이러한 시드 입자의 존재하에서 중합되어 제 1 및 제 2 집단의 디엔 유도 중합체 입자를 형성한다. 상기 제 1 및 제 2 집단의 디엔 유도 중합체 입자를 함유하는 반응 매체에 부가적인 시드 입자가 첨가되거나 형성된다. 후속적으로, (C1-C20) 알킬(메트)아크릴레이트와 같은 다른 타입의 하나 또는 그 이상의 단량체의 중합이 상기 부가적인 시드 입자상 또는 내에 형성된다. 이러한 특정 구체화에 따라, 50%이상의 고형 농도로 아크릴 공정 보조제를 함유하는 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌("MBS")-타입 충격 조절제를 제조할 수 있다.

상기 고 고형 중합 첨가제 시스템의 사용으로 중합 성분이 조절되는 중합 첨가제 시스템을 제조하는 일 구체화로, 전형적으로 이러한 공정에 사용되는 상기 중합 첨가제 시스템은 상기 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자와 다른 하나 또는 그 이상의 부가적인 중합체 입자 집단을 함유하는 고형 성분을 포함할 수 있다. 이러한 차이는 물리적 특성 차이로 부터 발생될 수 있다. 물리적 특성 차이의 예는: 크기, 형태, 유리전이, 경도, 굴절율 또는 다른 광학적 특성, 열 또는 UV 안정성 등을 포함한다. 중합체 입자 차이는 또한 화학적 특성에 차이로 부터 발생될 수 있다. 화학적 특성 차이의 예는: 단량체 조성, 표면활성, 공중합체 조성 및 서열, 입자내에 다른 중합체 상의 비율 및 조성, 분자량, 중합체상의 작용기 또는 반응기의 존재, 형태 등을 포함한다.

중합 첨가제 시스템을 제조하는 다른 구체화로, 하나 또는 그 이상의 이러한 액체중 어느 것은 직접 첨가, 에멀션화 또는 물 또는 적절한 용매에서 분산제에 의한 분산 및 임의의 전단 적용에 의해 쉽게 상기 중합 첨가제의 액상 성분에 편입될 수 있다. 상기 액상 성분내의 이러한 액체의 양은 상기 액상 성분의 0-100중량%;전형적으로 0-20중량%; 가장 전형적으로 0-10중량%범위일 수 있다. 에멀션 안정화제의 양은 상기 액상 성분의 0-100중량%; 전형적으로 0-5중량%; 가장 전형적으로 0.01-2중량%범위일 수 있다. 소포제의 양은 상기 액상 성분의 0-100중량%; 전형적으로 0-10중량%; 가장 전형적으로 0-5중량%범위일 수 있다.

상기 액상 성분의 양은 가소제, 유기 용매, 알코올, 에스테르 살균제, UV 안정화제, 레벨링제, 윤활제, 오일, 색소, 레올로지 조절제, 열 안정화제, 산화방지제 및/또는 이형제와 같은 원하는 최종 용도 및 특성에 따라, 0-100중량%; 전형적으로 0-20중량%; 그리고 가장 전형적으로 0-10중량%범위일 수 있다. 상기 언급된 액체의 2 또는 그 이상이 상기 중합 첨가제 시스템의 액상 성분내에 존재하는 경우, 이들의 총 중량 범위는 상기 액상 성분의 총 중량을 기준으로 100%를 넘지 못한다는 것은 자명하다.

중합 첨가제 시스템 제조 방법의 일 특정 구체화로, 고형 또는 액상 윤활제 입자의 분산물은 상기 고형 또는 액상 윤활제를 계면활성제 및 전단 혼합을 이용하여 물 또는 다른 비-용매에 에멀션화함으로써 상기 중합 첨가제 시스템내에 편입될 수 있다. 그 다음 상기 윤활제 에멀션은 상기 중합 첨가제 시스템내에 혼합된다. 유사한 방식으로, 상기 고형 또는 액상 윤활제는 다른 구체화로서 하나 또는 그 이상의 다른 성분의 상기 중합 첨가제 시스템을 함유하는 에멀션, 라텍스, 분산물 또는 서스펜션내에 에멀션화될 수 있다. 일 특정 예로 상기 윤활제는 2 또는 그 이상의 중합 첨가제 입자 집단을 함유하는 다중 에멀션에 계면활성제 첨가 및 전단 혼합에 의해 에멀션화될 수 있다. 유사한 방식으로, 열 안정화제는 대부분 전형적으로 비-수용해성인 액체, 오일, 고형으로 제공되기때문에, 열 안정화제는 또한 이러한 방법으로 상기 중합 첨가제 시스템에 에멀션화될 수 있으며 첨가될 수 있다.

중합 첨가제 시스템 제조 방법의 다른 구체화로, 상기 액상 성분은 주석 또는 이러한 안정화 분야에 알려진 다른 금속과 반응하는 높은 극성 반응 리간드를 적절하게 제공함으로서 수-용해성 열 안정화제를 포함할 수 있다. 고-극성 특성은 전형적으로 저분자량을 갖는 짧은 알킬기를 제공함으로서 상기 리간드에 제공된다. 이러한 예는 메르캅토에탄올 또는 티오 글리콜산을 포함한다.

중합 첨가제 시스템을 제조하는 방법의 또 다른 특정 구체화로, 안정화제 및 윤활제는 액상으로서 유기용매와 함께 상기 액상 성분내에 편입될 수 있다. 안정화제 및 윤활제는 전형적으로 수용해성이기때문에, 이들의 용해 또는 분산을 돕는 유기용매 및 임의로 비누를 사용하여 상기 중합 첨가제 시스템의 액상 성분내에 편입될 수 있다. 이러한 것과 관련하여, 여러가지 용매/오일/수용액/비누 조합이 상기 중합 첨가제 시스템의 액상 성분내에 안정화제 및 윤활제와 같은 하나 또는 그 이상의 첨가제의 분산물 또는 용액을 제공하는데 사용될 수 있다.

중합 첨가제 시스템을 제조하는 방법의 또 다른 구체화로, 안정화제 및 보조-안정화제와 같은 여러가지 액상 및 고형 성분은 상기 언급된 방법으로 제공된 바와 같은 안정화제 입자의 에멀션, 서스펜션, 분산물 또는 슬러리 존재하에서 서스펜션 또는 에멀션 중합을 통해 캡슐화 중합체를 중합함으로써 마이크로캡슐화될 수 있다.

또한 보조-안정화제가 중요하며 이에 한정하는 것은 아니지만 에폭시화 콩기름("ESO"), 포스피트-계 유기 화합물, 베타디케톤 및 특정 미네랄 충진제를 포함한다. 보조-안정화제로 작용하는 특정 미네랄 충진제는 전형적으로 대부분 액체에서 비수용해성 고형인 히드로탈시트(hydrotalcites)를 포함한다. 보조-안정화제는 전형적으로 여러가지 주석-계와 혼합 금속-계 및 납-계 열 안정화제 및 이 분야에 알려진 것 등과 함께 사용된다. 보조-안정화제는 전형적으로 PVC 분해도중 형성되는 염산을 소기한다. 전형적으로, 이러한 소기는 상기 보조-안정화제가 상기 PVC의 감퇴 부산물을 킬레이트화함으로써 일어난다. 다른 보조-안정화제는 산화 감퇴를 억제하는 산화방지제를 포함한다.

상기 중합 첨가제 시스템의 액상 성분에 편입될 수 있는 다른 안정화제는 우라실 유도체 등을 포함한다. 전형적으로, 이러한 질소-함유 안정화제 성분의 0-10중량%가 PVC와 같은 중합 수지에서 감퇴를 감소시키는데 유용하다. 여러가지 우라실 유도체가 상기한 바와 같이 다른 안정화제로서 본 발명에 편입될 수 있다. 이와 같은 우라실 유도체의 예로: 2-페닐리돌; 아미노크로토네이트; N-치환된 말레이미드; 우라실; 독일 특허 19,741,778에 기술된 1,3-디알킬-6-아미노-우라실 유도체 및 오스트레일리아 특허 출원 AU-A-48232-96에 기술된 피롤로디아진디온이 포함된다.

중합 첨가제 시스템을 제조하는 방법의 또 다른 특정 구체화로, 중합 조성물을 형성하기위한 여러가지 팽윤제가 또한 상기 중합 첨가제 시스템내에 편입될 수 있다. 여러가지 팽윤제는 이 분야에 알려져 있으며 본 발명에 사용될 수 있다. 전형적인 팽윤제는 증강된 온도에서 열 분해되고 기체를 형성한다. 용융된 중합체내에 혼합되는 경우, 상기 기체의 생성은 상기 용융된 중합체가 포옴 또는 세포성 구조를 형성하도록 한다. 전형적인 팽윤제는 아조 화합물 및 소디움 보로하이드리드를 포함하며, 모두 액상 매체로 사용될 수 있으며 따라서 상기 중합 첨가제 시스템의 액상 성분에 첨가될 수 있다.

중합 첨가제 시스템을 제조하는 방법의 또 다른 특정 구체화로, 상기 액상 성분은 본질적으로 물을 포함하지 않는다. 이러한 구체화를 제공하는 일 특정 예로 상기 중합 첨가제 시스템의 고형 성분의 일부는 용액 중합체로 제공되며 그리고 상기 액상 성분의 일부는 상기 용액 중합체 제조에 사용되는 용매로 제공된다. 다른 예는 수성 매체에 제조된 중합체 입자는 먼저 건조된 다음 비-수성 액체에 재분산된다. 실질적으로 물이 없는 중합 입자를 제공하는 분야에 알려진 어떠한 여러가지 방법이 본 발명의 이러한 구체화에 사용될 수 있다.

중합 첨가제 시스템을 제조하는 다른 구체화로, 상기 중합 첨가제 입자는 하기 그룹으로 부터 선택된 최소 두개의 다른 첨가제를 포함할 수 있다: 충격 조절제; 공정 보조제; 윤활 보조제; 광학 조절제; 홀로우 스페어; 왁스; 토너; 정전기 방지제; 셀룰로오스성 물질; 오일; 레올로지 조절제; 분말 흐름 보조제; 용융-흐름 보조제; 분산 보조제; 가소제; 충진제; 광학 조절제; 표면 거칠기 조절제; 표면 화학 조절제; 흡착 조절제; 표면 경화제; 혼화제; 확산 장벽 조절제; 보강재; 유동화제; 이형제; 공정 조절제; 팽창제; 열절연체; 전기절연체; 전기도체; 생분해제; 내부 방출제; 결합제; 방염제; 연기-억제제. 이러한 다른 첨가제들은 하기 공정으로 편입될 수 있다: 중합체 액상 시스템내로의 첨가제 직접 첨가, 상기 중합 액상 첨가제내로의 제 2 첨가제의 에멀션화 또는 부유화, 상기 중합 액상 첨가제의 제조도중 상기 제 2 첨가제 성분의 공중합 또는 캡슐화, 원-위치 혼합(in-situ blend)을 형성하기위한 상기 제 2 첨가제의 존재하에서 상기 액상 첨가제의 중합, 후속적인 혼합 또는 건조 또는 분리 단계도중 상기 제 2 첨가제의 첨가.

중합 첨가제 시스템을 제조하는 또 다른 구체화로, 상기 중합 첨가제 입자는 구형일 수 있다. 구형 입자를 제조하는 방법은: 에멀션, 용액, 서스펜션, 분산, 미니-에멀션, 마이크로 에멀션을 포함한다. 예상되는 구형이 아닌 다른 입자는: 다중로브(multilobe), 래스프베리, 아령, 고비율 타원형 입자 및 섬유 등을 포함한다. 이와 같은 비-구형 입자는 이 분야에 알려진 방법에 따라 제조될 수 있다.

본 발명의 다른 구체화는 중합 성분 및 중합 첨가제 성분을 포함하는 새로운 중합 조성물을 포함한다. 이러한 구체화에서, 상기 새로운 중합 조성물은 최소 하나의 중합 성분 및 중합 첨가제 시스템의 혼합물을 형성하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 중합 첨가제 시스템은 액상 성분 및 고형 성분을 포함하는 방법에 의해 제조된다. 상기 중합 첨가제 시스템의 고형 성분은 최소 2 집단의 중합 첨가제 입자를 포함한다. 이러한 중합체 입자 집단은 본질적으로 다르게 조성된다. 상기 중합 첨가제 시스템의 고형 중량 범위는 상기 중합 첨가제 시스템의 총 중량을 기준으로 1%이상이다. 하나 또는 그 이상의 부가적인 집단의 중합체 입자가 또한 상기 중합 첨가제 시스템의 고형 성분내에 존재할 수 있음이 상기 중합 조성물 제조 방법의 견지에 포함된다. 상기 하나 또는 그 이상의 부가적인 집단의 중합체 입자는 하기 중 최소 하나와 관련하여 다를 수 있다: 중합 조성물에 첨가되어 부여될 특성, 이들의 크기, 이들의 화학적 조성, 이들의 물리적 상태 및/또는 이들의 형태.

본 발명의 다른 구체화는 중합 성분 및 중합 첨가제 시스템을 포함하는 중합 조성물을 제조하는 것을 포함한다. 이러한 구체화에서, 상기 방법은 (I) a) 액상 성분 및 b) 고형 성분을 포함하는 중합 첨가제 시스템과 상기 중합 성분을 접촉하여 혼합물을 형성하는 단계를 포함한다. 이러한 구체화에서, 상기 고형 성분은 제 1 및 제 2 입자 집단내 중합체 입자의 조성은 본질적으로 다른 최소 하나의 (i) 제 1 입자 집단 및 (ii) 제 2 입자 집단을 포함하는 최소 하나의 중합 첨가제 입자를 포함한다. 이러한 구체화에서 상기 중합 첨가제 시스템의 고형 성분의 중량 퍼센트는 전형적으로 상기 중합 첨가제 시스템의 최소 50중량%이상이며 상기 고형 중량 퍼센트는 더 높을 수 있다.

본 발명의 이러한 구체화에서, 상기 방법은 또한 (II) 상기 혼합물로부터 상기 액상 성분의 최소 일부를 제거하는 단계를 포함한다. 중합체 공정 분야에 알려진 어떠한 액체 제거 방법이 사용될 수 있다. 이는 상기 방법의 여러 지점에서 액체를 제거하는 것을 포함한다(예를 들어, 중합 성분을 이용한 액체 제거, 혼합전 액체 제거, 혼합도중 액체 제거, 압출기에서 액체 제거를 포함하며 이러한 것들은 액체를 제거하는데 사용되는 전형적인 공정이다). 전형적으로 상기 액체는 제거에 영향을 미치는 열로 증발된다. 상기 액체는 상기 액상 성분중 어느것일 수 있음에도 불구하고, 가장 전형적으로 물이다. 상기 중합 첨가제 시스템의 흐름가능한 형태의 고형 농도를 증가시키기위해 한외여과, 마이크로 여과, 역삼투 등과 같은 여러가지 여과 방법이 사용될 수 있다. 상기 중합 첨가제 시스템의 흐름가능한 형태는 액체, 용액, 에멀션, 라텍스, 서스펜션, 슬러리, 분산물 등을 포함한다.

중합 수지와 상기 중합 첨가제 시스템의 혼합에 의한 중합 조성물을 제조하는 여러가지 다른 구체화는 상기 방법에 대한 하기 변형 리스트로 예상된다. 더욱 상세한 것은 본 명세서에 제공된다.

상기 단계 (I)에서 상기 액상 성분은 상기 중합 첨가제 시스템의 총 중량을 기준으로 최소 1중량%의 양으로 존재할 수 있다.

상기 단계 (I)에서 상기 액상 성분은 상기 중합 첨가제 시스템의 총 중량을 기준으로 50중량%미만의 양으로 존재할 수 있다.

상기 단계 (I)에서 상기 고형 성분은 상기 중합 첨가제 시스템의 총 중량을 기준으로 50중량%이상의 양으로 존재할 수 있다.

상기 단계 (I)에서 상기 중합 첨가제 입자는 상기 중합 첨가제 시스템의 총 중량을 기준으로 최대 99중량%의 양으로 존재할 수 있다.

상기 단계 (I)에서 상기 액상 성분은 상기 중합 첨가제 시스템의 액상 성분의 총 중량을 기준으로 물 최소 5중량%를 포함할 수 있다.

상기 단계 (I)에서 상기 액상 성분은 상기 중합 첨가제 시스템의 액상 성분의 총 중량을 기준으로 물 최대 100중량%를 포함할 수 있다.

상기 단계 (I)에서 상기 액상 성분은 하기 그룹으로부터 최소 하나의 액체를 포함할 수 있다: 유기 용매; 알코올; 에스테르; 가소제; 에멀션 안정화제; 소포제; 레벨링제; 살균제; UV 안정화제; 윤활제; 오일; 색소; 레올로지 조절제; 열 안정화제; 보조-안정화제; 산화방지제; 이형제, 올리고머, 단량체 등 및 이들의 혼합물.

상기 단계 (I)에서 상기 액상 성분은 본질적으로 물을 포함하지 않을 수 있다.

상기 중합 첨가제 입자는 하기 그룹으로 부터 선택된 최소 하나의 중합 첨가제를 포함한다: 충격 조절제; 공정 보조제; 윤활 보조제; 광학 조절제; 홀로우 스페어; 왁스; 토너; 정전기 방지제; 셀룰로오스성 물질; 오일; 레올로지 조절제; 분말 흐름 보조제; 용융-흐름 보조제; 분산 보조제; 가소제; 충진제; 광학 조절제; 표면 거칠기 조절제; 표면 화학 조절제; 흡착 조절제; 표면 경화제; 혼화제; 확산 장벽 조절제; 보강재; 유동화제; 이형제; 공정 조절제; 팽창제; 열절연체; 전기절연체; 전기도체; 생분해제; 내부 방출제; 결합제; 방염제; 연기-억제제.

상기 중합 첨가제 입자는 구형일 수 있다.

상기 제 1 집단의 중합 첨가제 입자는 평균 입자 직경 10-50,000nm범위를 가질 수 있다.

상기 제 2 집단의 중합 첨가제 입자는 평균 입자 크기 분포 10-50,000nm범위를 가질 수 있다.

상기 중합 첨가제 시스템은 하기중 최소 하나의 형태로 존재할 수 있다: 에멀션, 서스펜션, 분산물, 라텍스, 페이스트, 펠렛, 분말 또는 습윤-케익.

상기 중합 첨가제 시스템의 고형 성분은 나아가 하기중 최소 하나를 포함할 수 있다: 왁스, 안료; 불투명화제; 충진제; 박리된 점토; 토너; 정전기 방지제; 금속; 방염제; 열 안정화제; 산화방지제; 셀룰로오스성 물질; 내부 윤활제; 외부윤활제; 오일; 레올로지 조절제; 분말 흐름 보조제; 분산제; UV 안정화제; 가소제; 충진제; 광학 조절제; 표면 거칠기 조절제; 표면 화학 조절제; 흡착 조절제; 표면 경화제; 혼화제; 확산 장벽 조절제; 보강재; 유동화제; 이형제; 공정 조절제; 팽창제; 열절연체; 전기절연체; 전기도체; 생분해제; 정전기 방지제; 내부 방출제; 결합제; 방염제; 연기-억제제; 착색제.

상기 중합 성분은 하기중 최소 하나를 포함할 수 있다: 방향족 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌 수지, 메틸 메타크릴레이트 공중합체, 폴리올레핀, 폴리비닐 할라이드, 폴리아미드, 에폭시 수지, 폴리아세탈, 폴리우레탄 및 열경화성 수지, 폴리 에테르 케톤, 폴리아릴레이트, 폴리술폰, 폴리이미드 등 및 이들의 공중합체, 그라프트 및 혼합물.

상기 혼합물 형성시, 상기 중합 성분은 초기에 액상으로 존재할 수 있다.

상기 혼합물 형성시, 상기 중합 성분은 초기에 고형 상으로 존재할 수 있다.

상기 혼합물을 형성한 후, 상기 중합 성분은 액상으로 존재할 수 있다.

상기 혼합물을 형성한 후, 상기 중합 성분은 고형 상으로 존재할 수 있다.

상기 혼합물 형성시, 상기 중합 성분은 상기 중합 첨가제 시스템의 액상 성분의 최소 일부와 반응한다.

상기 혼합물 형성시, 상기 중합 성분은 상기 중합 첨가제 시스템의 고형 성분의 최소 일부와 반응한다.

상기 혼합물 형성시, 상기 중합 성분은 상기 중합 첨가제 시스템의 고형성분 또는 상기 중합 첨가제의 액상 성분과 반응하지 않는다.

상기 혼합물을 형성한 후, 상기 중합 첨가제 시스템의 고형 성분의 최소 일부는 상기 중합 첨가제의 액상 성분의 최소 일부와 반응한다.

상기 혼합물 형성시, 상기 중합 첨가제 시스템의 고형 성분은 상기 중합 첨가제의 액상 성분과 반응하지 않는다.

상기 혼합물 형성시, 상기 중합 첨가제 시스템의 고형 성분의 최소 일부는 부산물을 형성한다.

상기 혼합물 형성시, 상기 중합 첨가제 시스템의 액상 성분의 최소 일부는 부산물을 형성한다.

상기 혼합물 형성시, 상기 중합 첨가제 시스템의 고형 성분 및 상기 중합 첨가제 시스템의 액상 성분은 모두 부산물을 형성하지 않는다.

상기 혼합물 형성시, 상기 혼합물은 상기 중합 첨가제의 액상 성분의 최소 일부를 포함할 수 있다.

상기 혼합물 형성시, 상기 혼합물은 상기 중합 첨가제의 액상 성분의 최소 일부를 포함하는 산물로 형성될 수 있다.

상기 혼합물을 형성한 후, 상기 혼합물은 본질적으로 상기 중합 첨가제의 액상 성분을 포함하지 않는 산물로 형성될 수 있다.

상기 혼합물을 형성한 후, 상기 혼합물은 본질적으로 상기 중합 첨가제의 액상 성분을 포함하지 않을 수 있다.

상기 중합 조성물은 나아가 최소 하나의 제 2 중합 첨가제 시스템을 포함할 수 있다.

상기 혼합물 형성시, 상기 제 2 중합 첨가제 시스템의 최소 일부는 상기 제 1 중합 첨가제 시스템의 최소 일부와 반응할 수 있다.

상기 혼합물 형성시, 본질적으로 상기 제 2 중합 첨가제 시스템은 상기 제 1 중합 첨가제 시스템과 반응하지 않을 수 있다.

상기 혼합물 형성시, 상기 제 2 중합 첨가제 시스템의 최소 일부는 부산물을 형성할 수 있다.

상기 혼합물 형성시, 본질적으로 상기 제 2 중합 첨가제 시스템은 부산물을 형성하는 반응이 일어나지 않을 수 있다.

상기 중합 조성물은 하기중 최소 하나를 포함할 수 있다: 왁스; 색소; 불투명화제; 충진제; 박리된 점토; 토너; 정전기 방지제; 금속; 방염제; 열 안정화제; 산화방지제; 셀룰로오스성 물질; 내부 윤활제; 외부 윤활제; 오일; 레올로지 조절제; 분말 흐름 보조제; 분산제; UV 안정화제; 가소제; 충진제; 광학 조절제; 표면 거칠기 조절제; 표면 화학 조절제; 흡착 조절제; 표면 경화제; 혼화제; 확산 장벽 조절제; 보강재; 유동화제; 이형제; 공정 조절제; 팽창제; 열절연체; 전기절연체; 전기도체; 생분해제; 정전기 방지제; 내부 방출제; 결합제; 방염제; 연기-억제제; 드립-방지제(anti-drip agent) 또는 착색제.

상기 혼합물을 형성한 후, 상기 혼합물은 물품으로 형성될 수 있다.

상기 혼합물을 형성한 후, 상기 혼합물은 물품을 형성하는데 사용될 수 있다.

상기 중합 성분은 분말 형태일 수 있다.

상기 중합 성분은 습윤-케익 형태일 수 있다.

상기 중합 성분은 용융물 형태일 수 있다.

상기 중합 첨가제 시스템은 에멀션 형태일 수 있다.

상기 중합 첨가제 시스템은 응집된 슬러리 또는 습윤-케익 형태일 수 있다.

상기 중합 첨가제 입자는 고무상 코어 최소 10중량%를 포함할 수 있다.

고무상 코어를 함유하는 중합 첨가제 입자에서, 상기 고무상 코어는 그 그라프트 공중합체의 70중량%를 초과할 수 있다.

고무상 코어를 함유하는 중합 첨가제 입자에서, 상기 고무상 코어는 그 그라프트 공중합체의 90-95중량%일 수 있다.

중합 첨가제 시스템 대 중합 성분 중합체의 건중량비는 0.1:99.9-50:50범위일 수 있다.

본 발명의 중합 첨가제 시스템의 사용으로 중합 성분이 개질되는 중합 조성물 제조 방법에서, 상기 중합 성분과 최소 하나의 중합 첨가제 시스템이 혼합되어 중합 조성물을 형성한다. 상기 혼합 단계는 하나 또는 그 이상의 하기 공정에 의해 수행될 수 있다: 상기 중합 첨가제 시스템을 중합 성분내로 혼합하는 공정. 전형적으로, 상기 중합 첨가제 시스템은 에멀션, 유동체, 라텍스, 슬러리, 분산물 또는 서스펜션과 같은 흐름가능한 형태를 가질것이다. 상기 혼합 단계는 상기 어느 중합 성분 제조 단계 도중에 수행될 수 있다. 이러한 단계는 합성 및/또는 후속적인 분리 및 혼합; 상기 중합 첨가제 시스템을 전형적으로 고형 형태를 갖는 상기 중합 성분내로 블렌드 혼합(blend mixing)하는 것을 포함한다. 여러가지 고형 형태의 중합 성분은: 분말, 과립 및 펠렛을 포함한다. 상기 중합 성분은 또한 에멀션, 유동체, 라텍스, 슬러리, 분산물 또는 서스펜션과 같은 흐름가능한 형태를 가질 수 있다.

상기 중합 성분과 상기 중합 첨가제 시스템의 블렌드 혼합에 의한 중합 조성물 제조에 대한 특정 구체화로, 블렌드 혼합은 기계적 교반 및 열을 이용하거나 또는 이용하지 않고 수행될 수 있다. 블렌드 혼합은 상기 중합 첨가제 시스템을 직접 용융상태의 상기 중합 성분에 첨가함으로써 수행될 수 있다. 상기 용융 상태는 제조를 위한 최종 용융 공정 단계 도중 또는 후속적인 공정 및 최종 성형을 위한 중합체 혼합물을 제조하는 중간 용융 공정 단계 도중에 일어날 수 있다. 전형적인 공정은 중합 첨가제 시스템이 분말 형태를 갖는 상기 중합 성분에 첨가되는 것이다. 이것은 분말 혼합 형태의 중합 조성물을 제공하기위한 전단 교반 및 임의의 열 처리가 따른다. 그 결과물인 분말-형 중합 조성물은 중합체 및 플라스틱 공정 분야에 알려진 어떠한 표준 용융 공정 기술에 의한 용융 공정에 적절하다. 이러한 공정 기술은 전형적으로 압출, 니더 혼합 또는 정지 혼합, 사출 성형, 중공 성형, 열 성형, 캘린더링 등을 포함한다. 열은 예를 들어, 열역학 혼합기, 니더 또는 압출기를 이용하는 기계적 마찰에 의해 또는 전기적 수단 즉, 전기적으로 가열되는 장치에 의해 제공될 수 있다. 부가적으로, 물과 같이 저-비등 액상 성분을 제거하는데 진공을 사용하는 것이 종종 효과적이다.

상기 혼합 단계를 수행하는 다른 방법은 합성되어지는 중합 성분에 상기 중합 첨가제 시스템을 첨가하는 것이다. 특정 예로, 상기 액상 성분내에 물을 함유하는 중합 첨가제 시스템은 적절한 컨테이너인 중합 성분 반응 용기에서 또는 적절한 혼합 장치에서 수성-제조된 중합 성분과 쉽게 혼합될 수 있다. 후속적으로, 상기 중합 조성물은 상기 중합 성분에 사용되는 건조 장치와 동일하거나 다른 장치를 사용하여 건조될 수 있다. 따라서, 이러한 구체화는 상기 중합 성분과 상기 중합체 첨가제 시스템은 함께 혼합되고 건조될 수 있다는 것이 예상된다.

상기 중합 첨가제 시스템의 사용으로 중합 성분이 개질되는 중합 조성물 제조의 다른 구체화로, 상기 고형 성분의 중합체 입자는 하기 물리적 특성을 가질 수 있다: 저 Tg 중합체의 고 범위, 고 분자량, 상기 중합체의 굴절율에 근접하거나 동등한 굴절율. 이러한 물리적 특성은 플라스틱 첨가제로서 하기 기능을 제공하는데 유용하다: 충격 조절, 공정 보조 및 용융 강도 증강, 투명성 또는 낮은 연무.

상기 중합 첨가제 시스템의 사용으로 중합 성분이 개질되는 중합 조성물 제조의 다른 구체화로, 상기 고형 성분의 중합체 입자는 또한 하기 물리적 특성을 가질 수 있다: 아크릴 또는 포화된 화학적 구조; 중합 매트릭스와 혼합가능하거나 혼화가능한 중합 성분. 이러한 화학적 특성은 플라스틱 첨가제로서 하기 기능을 제공하는데 유용하다: 열 및 UV 안정성, 분산성 및 상기 중합 성분내로의 혼합 용이성.

상기 중합 조성물 제조의 특정 구체화로, 상기 중합 첨가제 시스템의 고형 성분은 상기 중합 첨가제 시스템의 총 중량을 기준으로 최소 50중량%이상의 양으로 존재한다. 만일 상기 고형 성분이 50중량%미만의 양으로 존재하는 경우, 상기 중합첨가제 제조 방법은 경제적으로 효율적이지 못하며 보다 많은 양의 최종 액상 제거는 기술적으로 보다 어려워질 것이다. 전형적으로, 상기 고형 성분은 55중량% 초과, 보다 전형적으로 60중량% 초과 그리고 가장 전형적으로는 65중량% 초과로 존재한다.

중합 조성물 제조의 다른 구체화로, 상기 중합 첨가제 시스템의 고형 성분은 상기 중합 첨가제 시스템의 총 중량을 기준으로 최대 99중량%, 전형적으로 최대 75%중량의 양으로 존재한다. 만일 상기 고형 성분이 75중량%이상의 양으로 존재하는 경우, 응집 및/또는 고 점도가 상기 중합 첨가제 시스템의 조작 및 공정을 방해할 수 있다.

중합 조성물 제조의 다른 구체화로, 상기 중합 첨가제 시스템의 액상 성분은 본질적으로 물을 포함하지 않을 수 있다. 그러나, 전형적으로 상기 중합 첨가제 시스템은 이것이 상기 공정에 첨가되는 경우 물 최소 5중량%를 포함할 수 있다. 그러나, 공정 후 상기 중합 조성물내에 액상 성분의 잔류량이 감소하도록 공정 도중에 물을 포함하는 어떠한 휘발성 성분이 증발될 수 있다. 공정 후 상기 중합 조성물내에 잔존하는 상기 중합 첨가제 시스템의 중량 퍼센트는 공정에 첨가되는 중합 첨가제 시스템의 총 중량을 기준으로 50-100중량%범위일 수 있다. 공정 후 상기 중합 첨가제 시스템의 50%미만이 상기 중합 조성물내에 잔류하는 일 구체화는 50% 고형 중합 첨가제 시스템의 모든 액체가 증발되고 상기 고형 성분의 일부가 감퇴, 반응 또는 변형되는 경우에 발생한다.

상기 중합 조성물 제조의 일 구체화로, 공정 후 상기 중합 조성물내에 잔류하는 상기 중합 첨가제 시스템의 중량 범위는 상기 중합 첨가제 시스템 및 상기 중합 성분의 총 중량을 기준으로 0.01-99중량%범위일 수 있다. 전형적으로, 공정 후 상기 중합 조성물내에 잔류하는 상기 중합 첨가제 시스템의 중량 범위는 상기 중합 첨가제 시스템 및 상기 중합 성분의 총 중량을 기준으로 0.5-50중량%범위, 보다 전형적으로 0.5-25중량%범위이다.

중합 조성물 제조의 일 구체화로, 상기 중합 첨가제 시스템의 액상 성분은 물 100중량%일 수 있다. 상기 액상 성분내에 물의 양이 100%미만인 경우, 상기 액상 성분은 또한 하기 그룹중에서 최소 하나의 액체를 포함할 수 있다: 유기 용매, 알코올, 에스테르; 디옥틸 프탈레이트 등과 같은 가소제; 에멀션 안정화제; 소포제; 레멜링제; 살균제; UV 안정화제; 윤활제; 오일; 색소; 레올로지 조절제; 열 안정화제; 보조-안정화제; 산화방지제; 및 이형제, 올리고머, 단량체 등.

중합 조성물 제조의 일 구체화로, 상기 중합 첨가제 시스템은 하기중 최소 하나의 형태일 수 있다: 에멀션, 서스펜션, 분산물, 라텍스, 페이스트, 펠렛, 분말 또는 습윤-케익. 에멀션, 서스펜션, 분산물, 라텍스, 페이스트, 펠렛, 분말 또는 습윤-케익을 형성하는 조건은 다음과 같다: 에멀션, 서스펜션, 분산물, 라텍스에 대한 기본 조건은 연속적인 액상을 갖는 중합체 상이 존재하도록 형성하거나 이러한 중합체가 존재하는 분산물을 포함하는 것이다. 그 다음 상기 페이스트 및 습윤-케익은 액상의 부분적 제거 및/또는 고농도의(전형적으로 응결되거나 응집된) 중합체 상을 갖음으로서 구별된다. 펠렛 및 분말은 모든 물이 시각적으로 제거(99%)됨으로써 구별되며, 여기서 보다 작은 입자는 보다 큰 입자(분말에 대하여 약 10미크롱이상, 펠렛에 대하여 가시적임)내로 응결되거나 용융-융합된다.

중합 조성물 제조의 일 구체화로, 하나 또는 그 이상의 부가적인 첨가제가 상기 중합 첨가제 시스템에 따라 함께 또는 상기 중합 첨가제 시스템으로 부터 독립적으로 상기 공정에 첨가될 수 있다. 이러한 하나 또는 그 이상의 부가적인 첨가제는: 왁스, 안료; 불투명화제; 충진제; 박리된 점토; 토너; 정전기 방지제; 금속; 방염제; 열 안정화제; 산화방지제; 셀룰로오스성 물질; 내부 윤활제; 외부 윤활제; 오일; 레올로지 조절제; 분말 흐름 보조제; 분산제; UV 안정화제; 가소제; 충진제; 광학 조절제; 표면 거칠기 조절제; 표면 화학 조절제; 흡착 조절제; 표면 경화제; 혼화제; 확산 장벽 조절제; 보강재; 유동화제; 이형제; 공정 조절제; 팽창제; 열절연체; 전기절연체; 전기도체; 생분해제; 정전기 방지제; 내부 방출제; 결합제; 방염제; 연기-억제제; 또는 착색제를 포함한다.

본 방법의 다른 구체화로, 하나 또는 그 이상의 부가적인 첨가제가 하나 또는 그 이상의 하기 공정에 의해 상기 중합 첨가제 시스템으로 부터 독립적인 중합 조성물내에 편입될 수 있다: 상기 중합 성분의 중합 또는 제조 도중에 상기 하나 또는 그 이상의 부가적인 첨가제를 상기 중합 성분에 첨가하는 공정; 분말 혼합 또는 혼화 단계도중에 상기 하나 또는 그 이상의 부가적인 첨가제를 상기 중합 성분내로 후-혼합하는 공정; 상기 하나 또는 그 이상의 부가적인 첨가제를 상기 용융 공정 단계에 직접 첨가하는 공정; 상기 하나 또는 그 이상의 부가적인 첨가제를 부가적인 첨가제와 혼합하여 혼합 첨가제를 형성한 다음 상기 중합 성분에 또는 상기 중합 조성물에 상기 혼합 첨가제를 첨가하는 공정.

중합 조성물 제조의 일 구체화로, 상기 중합 성분은 이 분야에 숙련된 자에에 알려진 최소 어느 하나의 어떠한 중합 물질을 포함할 수 있다. 전형적인 중합 물질의 예는 하기 그룹에 나타낸 것을 포함한다: 방향족 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌 수지, 메틸 메타크릴레이트 공중합체, 폴리올레핀, 폴리비닐 할라이드, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌("ABS") 수지, 폴리아미드, 에폭시 수지, 폴리아세탈, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 열경화 수지, 폴리케톤, 폴리에테르에테르케톤 뿐만아니라 이들의 혼합물, 그라프트 및 공중합체.

중합체의 타입은 이들의 수분 및 물에 존재하는 다른 오염물에 대한 민감성이 달라지기때문에, 특정 중합 첨가제 시스템이 바람직하다. PVC는 전형적인 조건하에서 수분에 대하여 매우 민감하지않기때문에, PVC용 중합 첨가제 시스템은 물을 포함할 수 있다. 그러나, 방향족 폴리에스테르와 같은 특정 중합체는 본질적으로 공정도중에 물이 없어야 한다. 폴리아미드와 같은 다른 중합체들은 물을 흡수하며 수화될 수 있어 여러가지 공정 문제를 일으킬 수 있다. 따라서 상기 중합 첨가제 시스템의 액상 성분의 선택은 상기 중합 첨가제 시스템이 사용될 의도되는 중합 성분에 따라 달라진다.

본 발명의 방법의 일 특정 구체화로, 고형 성분 50중량%이상 및 물 50중량%미만을 포함하는 에멀션 형태의 중합 첨가제 시스템이 고속 혼합기에서 PVC 분말 마스터배치에 첨가된다. 이러한 예로, 상기 마스터배치는 전형적으로 경질 PVC 프로필을 제조하는 분야에 알려진 윤활제와 같은 여러가지 다른 첨가제를 포함한다.이러한 예로, 상기 중합 첨가제 시스템은 아크릴 공정 보조 중합 첨가제 입자 집단, 아크릴 충격 조절 중합 첨가 입자 집단 및 액상 열 안정화제 입자 집단을 포함한다. 보다 작은 중합체 집단의 평균 입자 직경은 약 100-120nm이며 보다 큰 중합체 집단의 평균 입자 직경은 약 300-350nm이다. 상기 보다 작은 중합체 입자 집단대 보다 큰 중합체 입자 집단의 중량비는 약 70:30이다. 또한 상기 액상 열 안정화제는 공정 보조제로서 1/2중량비로 존재한다. 모든 중합체 입자는 폴리메틸 메타크릴레이트 쉘과 그라프트된 교차결합된 폴리부틸아크릴레이트 코어 입자이다. 상기 충격 조절제에서 상기 폴리부틸 아크릴레이트 중합체는 상기 충격 조절 중합체 입자가 건분말로서 쉽게 분리되지않도록 총 코어//쉘 입자 중량을 기준으로 90중량%이상이 된다. 상기 기능성 액상-고형 첨가제 시스템/PVC는 고속 혼합기에서 혼합되어 열을 생성한다. 열 생성으로 증발에 의해 물이 제거된다. 물이 제거된 후, 상기 중합 조성물내에 중합 첨가제 시스템의 잔류 고형 성분의 중량 범위(예, PVC 마스터배치 + 충격 조절제내에 충격 조절제 입자의 중량%)는 1-20중량%이다. 그 다음 그 결과물인 중합 조성물은 프로필로 압출된다. 그 결과물인 프로필은 조절되지 않은 PVC 마스터배치에 비하여 향상된 충격 강도를 나타낸다.

중합 조성물 제조의 일 구체화로, 상기 혼합물 형성시, 상기 중합 성분은 상기 플라스틱 첨가제 시스템의 액상 성분의 최소 일부와 반응한다. 반응 성분은: 상기 첨가제와 상기 중합 매트릭스사이의 분산 및 흡착을 증강시키는데 유용하다. 이러한 예는: 산, 아미드, 아민, 에폭시기, 무수 작용기; 상기 중합체내에 선택적인 기를 이용하여 반응을 촉진시키는 첨가제의 화학적 구조를 갖는 이온성 작용기의편입을 포함한다. 또한 히드록실 작용기가 다른 극성 성분과의 혼화성을 제공하는데 유용하다. 다른 예로 혼합 공정 도중에 이들이 공유결합을 형성하도록 두 중합체, 산 작용기를 갖는 한 중합체 및 에폭시드 작용기를 갖는 다른 중합체의 첨가를 포함한다. 이와 같은 반응 첨가제 성분의 사용은 저용융 강도를 갖는 중합체 성분에서 새그(sag) 저항성을 향상시키는 것을 포함한다.

중합 조성물 제조의 일 구체화로, 상기 혼합물 형성시, 상기 중합 성분은 상기 플라스틱 첨가제 시스템의 고형 성분의 최소 일부와 반응한다. 특히, 상기 반응 고형 성분은 코어-쉘 매트릭스의 쉘상에 있는 반응성 에폭시드가 예를 들어 폴리에스테르와 반응하는 엔지니어링 수지 적용처에 유용하다. 또한, 상기 쉘에서 산의 사용은 나일론과 반응할 수 있다. 이러한 반응은 상기 용융 레올로지를 개질하는 경향이 있으며 상기 중합 조성물에서 상기 중합 첨가제 시스템의 고형 성분의 향상된 분산을 일으킨다.

중합 조성물 제조의 일 구체화로, 상기 혼합물 형성시, 상기 중합 성분은 상기 중합 첨가제 시스템의 고형 성분 또는 상기 플라스틱 첨가제의 액상 성분과 반응하지 않는다. 비-반응성 성분은 기계적 또는 레올로지 특성을 증강시키는 제 2 상을 형성하는데 유용할 수 있다. 비-반응성 성분은 또한 상기 중합 첨가제 시스템의 중합 성분 및 하나 또는 그 이상의 중합체가 상호적으로 서로 용해되는 혼화가능한 혼합물을 형성하는데 유용하다. 비-반응성 중합 성분의 예는 폴리올레핀 등과 같은 작용기가 거의 없거나 함유되지 않는 중합체와 같은 본질적으로 비-작용성 중합체를 포함한다.

중합 조성물 제조의 일 구체화로, 상기 혼합물 형성시, 상기 플라스틱 첨가제 시스템의 고형 성분의 최소 일부가 상기 플라스틱 첨가제의 액상 성분의 최소 일부와 반응한다. 반응 성분은 상기 중합 조성물내에 중합 성분을 갖는 플라스틱 첨가제를 편입하고 화학적으로 결합하는데 유용하다. 그 예로: 스티렌에 부유된 반응성 액상 고무 또는 열경화 시스템용 조절제로서 이외의 자유-래디컬 반응 단량체 등을 포함한다.

중합 조성물 제조의 일 구체화로, 상기 혼합물 형성시, 상기 플라스틱 첨가제 시스템의 기능성 고형 성분은 상기 플라스틱 첨가제의 액상 성분과 반응하지 않는다. 비-반응성 성분은 최종 시스템과 비-화학적으로 결합된 혼합물을 형성하는데 유용하다. 비-반응성 성분은 또한 상기 중합체 조성물로부터 액상을 완전히 제거하는데 유용하다. 예를 들어, 용매 또는 물에 분산되거나 용해된 중합 성분을 첨가하고 건조 또는 용매 증발하는 것이 상기 중합체 조성물로 부터 상기 액상을 제거하는데 유용하다. 또한, 첨가제 시스템으로서 에멀션화되거나 또는 비-에멀션화된 미네랄 오일을 수성-기초 중합 에멀션에 첨가하는 것이 후속 공정 단계 도중 용융 흐름을 향상시키는데 유용하다. 또한, 상기 중합 성분은 액상 윤활제 또는 안정화제에 용해 또는 분산될 수 있다.

중합 조성물 제조의 일 구체화로, 상기 혼합물 형성시, 상기 플라스틱 첨가제 시스템의 고형 성분의 최소 일부는 부산물을 형성한다. 부산물 형성은 상기 부산물이 중합 조성물에서 기능을 갖는 경우에 유용하다. 유용한 전형적인 부산물은 상기 혼합물 공정도중에 형성되거나 또는 그 산물의 후속적인 사용 도중에 형성될수 있다. 유용한 부산물은 다수의 알려진 어떠한 안정화제 기술을 사용하는 플라스틱 공정 조건중에 형성될 수 있다. 예를 들어, 200℃근처 또는 이상에서, 오르카노틴 메르캅티드, 칼슘 혼합 금속 카르복실레이트 및 특정 유기계 안정화제가 PVC와 같은 중합 수지를 안정화하는 잠재적인 형성의 부산물과 반응하는 것으로 알려져 있다. 전형적으로 안정화제의 양은 수지를 기준으로 0.2-2%이다. 공정 도중, 이러한 안정화제는 화학적 변화를 거쳐 부산물을 형성한다. 상기 안정화제는 완전한 또는 부분적인 화학적 변화를 거쳐 PVC 수지에서 변성을 감소시키는데 효과적인 부산물을 형성한다.

중합 조성물 제조의 일 구체화로, 상기 혼합물 형성시, 상기 플라스틱 첨가제 시스템의 고형 성분 및 상기 플라스틱 첨가제의 액상 성분은 모두 부산물을 형성한다. 전형적으로, 만일 상기 부산물이 그 형성된 산물에 해로운 경우, 상기 부산물은 특히 유용하지않다. 비-유용 부산물 형성의 예는: 수용불가능한 방향 또는 이동을 이끄는 상기 기능성 액상-고형 첨가제 시스템내 잔류 단량체; 상기 용융 공정 단계도중 기체를 형성할 수 있는 물 또는 다른 휘발성 성분들; 상기 중합 조성물에서 어떠한 중합체의 변성 또는 후-교차결합을 반응시키거나 촉진할 수 있는 촉매 또는 다른 반응성 종; 열 변성을 촉진할 수 있는 잔류 염 또는 에멀션화제의 존재를 포함한다. 그 예로 통상 계면활성제로 사용되는 소디움 라우릴 술페이트를 포함하며, 이는 이 분야에서 부산물 디라우릴 에테르 및 소디움 피로술페이트를 형성하는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 부산물은 잠재적으로 색 형성 또는 상기 첨가제-매트릭스 시스템에서 다른 불안정성의 원인이 된다. 또한, Ca++과 같은 이온 종은 특정 중합체 매트릭스와 반응하거나 교차결합을 형성하며 Cl-와 같은 음이온 종은 종종 금속의 부식을 일으킨다.

중합 조성물 제조의 일 구체화로, 상기 혼합물을 형성한 후, 상기 혼합물은 상기 플라스틱 첨가제의 액상 성분의 최소 일부를 포함할 수 있다. 이러한 구체화에서, 상기 액상 성분은 가소제, 안정화제, 윤활제, 공정 보조제 등과 같은 첨가제 기능을 할 수 있다.

중합 조성물 제조의 부가적인 구체화로, 상기 혼합물을 형성한 후, 상기 혼합물은 상기 플라스틱 첨가제의 액상 성분의 최소 일부를 포함하는 산물로 형성될 수 있다. 이는 상기 액상 성분을 완전히 증발시키지않는 용융 공정 기술을 사용하여 상기 중합체 혼합물이 용융 공정되고 부산물로 제조되는 경우에 발생될 수 있다. 전형적으로, 상기 액상 성분은 상기 용융 공정 온도 근처 또는 이상의 비등점을 가지며 그리고/또는 상기 용융 공정 시스템은 어떠한 휘발성 성분이 방출되지않도록 차단된다. 이는 상기 액상 성분이 가소제, 윤활제, 공정 보조제 또는 안정화제 등과 같은 첨가제로서 작용하는 경우 유용하다.

상기 액체 제거 단계에서, 상기 액체는 중합체 매트릭스를 이용한 물제거, 혼합전 물제거, 혼합도중 물제거, 압출기에서 물제거 등과 같이 상기 공정의 여러 시점에서 상기 중합 조성물로 부터 제거될 수 있다.

중합 조성물 제조의 부가적인 구체화로, 상기 혼합물은 본질적으로 플라스틱 첨가제의 액상 성분이 없는 산물로 형성될 수 있다. 이는 상기 액상 성분이 건조, 혼합 또는 용융 공정 단계 도중에 제거되는 경우에 일어날 수 있다. 전형적으로,상기 액체는 열에 의한 건조 또는 증발 및 형성된 기체의 제거로 제거된다. 이 공정은 또한 예를 들어, 고형분으로부터 액체를 제거하는 여과와 같이 물리적 분리와 같은 다른 분리 공정을 통해 보조되거나 수행될 수 있다. 이는 상기 액체가 상기 중합 조성물의 성능에 유해한 경우에 유용하다. 잔류 액체가 유해한 일 특정예는 물의 존재가 상기 중합 조성물의 분말 특성에 해로운 영향을 미칠 수 있는 경우이다. 잔류 액체는 또한 상기 중합체 혼합물의 공정 레올로지에 유해할 수 있다. 최종 플라스틱부의 외관성 및 보전성은 용융 공정 단계 도중에 물 또는 다른 휘발성물질이 존재하여 거품이 형성되는 경우와 같이 상기 중합 조성물내 잔류 액체에 의해 해로운 영향을 받을 수 있다.

따라서, 중합 조성물 제조의 부가적인 구체화로, 상기 혼합물은 본질적으로 상기 플라스틱 첨가제의 액상 성분이 없을 수 있다. 이는 상기 액체가 용융 공정 단계 전 또는 도중에 제거되는 공정중에 일어날 수 있다. 나아가, 다른 구체화로 상기 중합 조성물은 최소 하나의 제 2 중합 첨가제 시스템을 포함할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 부가적인 중합 첨가제 시스템은 부가적인 첨가제가 상기 중합체 성분에 직접 편입되거나 또는 후속적인 혼합, 화합 및/또는 용융 공정 단계의 어떠한 지점에서 편입되는 경우에 유용하다. 이것은 상기 액상 첨가제에 의해 제공되지 않는 부가적인 기능들이 열 안정화, 윤활 등과 같은 것을 필요로하거나 원하는 경우에 유용하다.

나아가, 상기 제 2 중합 첨가제 시스템의 최소 일부는 상기 제 1 중합 첨가제 시스템의 최소 일부와 반응할 수 있다. 첨가제들 사이의 반응성이 촉진되는 전형적인 경우는 안정화제와 특정 보조-안정화제를 혼합하는 경우 발생할 수 있다. 첨가제들 사이의 반응성은 또한 특정 수지 시스템을 경화하는 폴리올 및 에폭시드에서와 같이 교차결합 및/또는 그라프팅을 원하는 경우에 중요하다.

나아가, 상기 혼합물 형성시, 상기 제 2 중합 첨가제 시스템의 최소 일부가 반응하여 하나 또는 그 이상의 부산물을 형성한다. 이러한 구체화에서, 부산물 형성은 상기한 바와 같은 어떠한 반응성의 제 1 중합 첨가제와 같이 본질적으로 동일한 방식으로 발생할 수 있다.

다른 특정 구체화로, 상기 혼합물 형성시, 본질적으로 제 2 중합 첨가제 시스템은 반응이 일어나지 않아 부산물을 형성하지 않는다. 이것은 상기 제 1 중합 첨가제 시스템에 대하여 상기한 바와 같이, 하기 상황 도중에서와 같은 부산물이 유해한 경우에 유용하다: 휘발성물질 형성; 형성된 플라스틱 물품의 표면상에 검은 스펙과 같은 오염물의 형성; 변성을 촉진하는 오염물의 형성 등.

중합 조성물 제조의 다른 특정 구체화로, 상기 중합 조성물은 나아가 하기중 최소 하나를 포함할 수 있다: 왁스, 안료; 불투명화제; 충진제; 박리된 점토; 토너; 정전기 방지제; 금속; 방염제; 열 안정화제; 산화방지제; 셀룰로오스성 물질; 내부 윤활제; 외부 윤활제; 오일; 레올로지 조절제; 분말 흐름 보조제; 분산제; UV 안정화제; 가소제; 충진제; 광학 조절제; 표면 거칠기 조절제; 표면 화학 조절제; 흡착 조절제; 표면 경화제; 혼화제; 확산 장벽 조절제; 보강재; 유동화제; 이형제; 공정 조절제; 팽창제; 열절연체; 전기절연체; 전기도체; 생분해제; 정전기 방지제; 내부 방출제; 결합제; 방염제; 연기-억제제; 또는 착색제.

중합 조성물 제조의 다른 특정 구체화로, 상기 접촉 단계의 시작에서 중합 조성물내에 상기 중합 첨가제 시스템의 액상 성분의 양은 상기 접촉 단계의 시작에서 상기 중합 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01-50중량%미만범위이다. 만일 상기 중량 농도가 이러한 범위내에 있지 않는 경우, 이 방법의 잇점은 달성되지 않는다. 보다 전형적으로 이러한 중량 농도는 약 0.02-40중량%범위이다. 가장 전형적으로 이러한 중량 농도는 약 0.5-30중량%범위이다.

중합 조성물 제조의 일 구체화로, 상기 액상 성분이 제거되는 단계 (II)후에 상기 중합 조성물내에 잔류하는 중합 첨가제 시스템의 액상 성분의 양은 일부가 제거되기전 상기 중합 첨가제 시스템의 총 액상 성분을 기준으로 0-100중량%미만범위이다. 전형적으로, 이러한 중량 퍼센트는 일부가 제거되기전 상기 중합 첨가제 시스템의 총 액상 성분을 기준으로 약 0.02-99.5중량%, 보다 전형적으로 약 0.5-50중량% 그리고 가장 전형적으로는 약 0.5-25중량%범위이다.

중합 조성물 제조의 다른 특정 구체화로, 상기 중합 조성물을 형성한 후, 상기 중합 조성물은 직접 물품으로 형성되거나, 물품을 형성하는데 사용되거나 또는 나아가 첨가제로서 사용될 수 있다. 상기 중합 조성물로 부터 직접 물품을 형성하는데 있어서, 상기 중합 조성물은 전형적으로 하기에 나타난 바와 같은 상기 중합 조성물의 일차 분리없이 부가적인 물품 형성 공정에 사용된다. 다른 한편, 상기 중합 조성물이 물품을 형성하는데 사용되는 경우, 상기 중합 조성물은 전형적으로 물품형성용 중합체/플라스틱 공정 장치에 쉽게 사용될 수 있는 형태로 일차 분리된다. 쉽게 사용되기 위한 형태의 예로 이에 한정하는 것은 아니지만: 액상, 용액,페이스트, 습윤-케익, 분산물, 에멀션, 라텍스, 분말, 펠렛 또는 정제 등을 포함한다.

다른 구체화로, 상기 중합 조성물은 나아가 첨가제로서 사용될 수 있다. 이러한 경우, 상기 중합 첨가제 시스템/중합 성분 첨가제는 첨가제 농도로서 유용할 수 있다. 첨가제 농도는 전형적으로 상기 중합 성분과 동일하거나 또는 혼화가능한 중합체 및 플라스틱을 이용하는 후속 공정을 위해 펠렛, 분말 또는 정제와 같은 고형 형태로 제공된다. 농축된 형태의 첨가제는 전형적으로 순수 첨가제보다 중합 성분내에 조작 및 분산이 보다 용이한 첨가제를 제공한다. 첨가제 농축물은 최소 1중량%의 상기 중합 성분을 포함하여 상기 중합 첨가제 시스템을 상기 고형 형태로 형성한다. 전형적으로, 첨가제 농축물은 상기 중합 조성물의 총 중량을 기준으로 최소 5중량%, 보다 전형적으로 최소 10중량% 그리고 가장 전형적으로는 최소 20중량%의 상기 중합 성분을 포함한다.

본 발명의 다른 구체화는 본 발명의 중합 조성물로부터 물품을 형성하는 것이다. 물품-형성 공정은 압출, 캘린더링, 사출성형, 열성형, 회전 성형, 중공성형 및 플라스틱 공정분야에 잘 알려진 다른 공정을 포함한다. 알려진 모든 플라스틱부는 이러한 공정 및 중합 조성물을 사용하여 제조될 수 있다. 본 발명의 중합 조성물의 전형적인 사용은 이러한 공정을 사용하여 제조될 수 있는 모든 플라스틱 및 중합 물품에서 발견된다. 이와 같은 물품의 전형적인 예는 이에 한정하는 것은 아니지만: 플라스틱막 및 시이트와 같은 포장물질; PVC 시이딩 및 프로필과 같은 빌딩 및 건축 물품; 폴리올레핀 성형체 패널 및 엔지니어링 열가소성수지부와 같은자동차 및 내구소비재 물품; 가전 및 컴퓨터 부품; 스포츠 장치에 사용되는 열가소성수지 탄성체 등을 포함한다.

본 발명의 중합 조성물은 중합 성분과, 액상 성분 및 50중량%이상범위의 고형 성분을 포함하는 중합 첨가제 시스템,을 포함함으로써, 중합 물질의 제조 및 이로부터 제조된 물품에 유용하다.

Claims (10)

1. a) 액상 성분 및

   b) (i) 제 1 집단의 중합체 입자 및 (ii) 제 2 집단의 중합체 입자를 포함하는 중합 첨가제 입자를 포함하며, 여기서 상기 제 1 집단의 중합체 입자는 상기 제 2 집단의 중합체 입자의 평균 입자 직경보다 최소 50% 크며, 상기 제 1 및 제 2 집단내의 중합체 입자의 조성은 본질적으로 동일한 고형 성분,

   을 포함하며, 여기서 상기 고형 성분은 상기 중합 첨가제 시스템의 총 중량을 기준으로 50중량%이상의 양으로 존재하는 중합 첨가제 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 고형 성분은 상기 중합 첨가제 시스템의 총 중량을 기준으로 최소 55중량%의 양으로 존재함을 특징으로 하는 중합 첨가제 시스템.
3. (a) 중합체 입자들은 에멀션 중합 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 최대 50중량%의 양으로 존재하는, 제 1 집단의 중합체 입자 및 제 2 집단의 중합체 입자를 포함하는 수성 에멀션 중합 반응 혼합물을 제공하는 단계;

   (b) 중합체 입자의 중량 퍼센트는 에멀션 중합 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 50중량%이상의 양으로 증가하며, 상기 중합체 입자 집단의 최소 일부의 평균 입자 직경이 증가하며, 상기 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자의 평균 입자 직경은 최소 50%로 차이나며 그리고 상기 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자의 조성은본질적으로 동일함을 포함하는, 상기 수성 에멀션 중합 반응 혼합물에서 제 1 그룹의 하나 또는 그 이상의 에틸렌계 불포화 단량체를 중합하는 단계;

   중 최소 일 단계를 포함하며, 고형 성분은 중합 첨가제 입자를 포함하는, 액상 성분 및 고형 성분을 포함하는 중합 첨가제 시스템 제조방법.
4. 제 3항에 있어서, 나아가

   (c) 상기 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자의 표면에 인접하는 중합체를 제공하기위해 상기 제 1 및 제 2 집단의 중합체 입자의 존재하에 단계 (b)의 상기 제 1 그룹의 하나 또는 그 이상의 에틸렌계 불포화 단량체와 동일하거나 다른 제 2 그룹의 하나 또는 그 이상의 에틸렌계 불포화 단량체를 그라프트-중합하는 단계,

   를 포함함을 특징으로 하는 중합 첨가제 시스템 제조방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 제 1 그룹의 단량체는 고무상 코어 중합체를 형성하며 상기 제 2 그룹의 단량체는 경성 쉘 중합체를 형성함을 특징으로 하는 중합 첨가제 시스템 제조방법.
6. 중합 성분 및 중합 첨가제 성분을 포함하며, 최소 하기 단계;

   (I) 상기 중합 성분 및 최소 하나의 중합 첨가제 시스템을 포함하며, 여기서 상기 중합 첨가제 시스템은

   a) 액상 성분 및

   b) (i) 제 1 집단의 입자 및 (ii) 제 2 집단의 입자를 포함하는 중합 첨가제 입자를 포함하며, 여기서 상기 제 1 집단의 중합체 입자의 평균 입자 직경은 상기 제 2 집단의 중합체 입자의 평균 입자 직경보다 최소 50% 크며, 상기 제 1 및 제 2 집단내의 중합체 입자의 조성은 본질적으로 동일한, 고형 성분,

   을 포함하며, 여기서 상기 고형 성분은 상기 중합 첨가제 시스템의 총 중량을 기준으로 50중량%이상의 양으로 존재하는,

   혼합물을 형성하는 단계;

   를 포함하는 방법으로 제조되는 중합 조성물.
7. 제 6항에 있어서, 상기 고형 성분은 상기 중합 첨가제 시스템의 총 중량을 기준으로 최소 60중량%의 양으로 존재함을 특징으로 하는 상기 방법으로 제조되는 중합 조성물.
8. 중합 성분 및 중합 첨가제 입자를 포함하며, 최소 하기 단계;

   (I) 상기 중합 성분과

   a) 액상 성분 및

   b) (i) 제 1 집단의 입자 및 (ii) 제 2 집단의 입자를 포함하는 중합 첨가제 입자를 포함하며, 여기서 상기 제 1 집단의 중합체 입자의 평균 입자 직경은 상기 제 2 집단의 중합체 입자의 평균 입자 직경보다 최소 50% 크며, 상기 제 1 및 제 2 집단내의 중합체 입자의 조성은 본질적으로 동일한, 고형 성분,

   을 포함하며, 여기서 상기 고형 성분은 상기 중합 첨가제 시스템의 총 중량을 기준으로 50중량%이상의 양으로 존재하는, 중합 첨가제 시스템,

   을 접촉시켜 혼합물을 형성하는 단계 및

   (II) 상기 혼합물로 부터 액상 성분의 최소 일부를 제거하는 단계;

   를 포함하는 방법으로 제조되는 중합 성분 및 중합 첨가제 입자를 포함하는 중합 조성물 제조방법.
9. 제 8항에 있어서, 단계 (I)에서 상기 액상 성분은 상기 중합 첨가제 시스템의 총 중량을 기준으로 최대 45중량%의 양으로 존재함을 특징으로 하는 방법.
10. 제 8항 또는 9항에 있어서, 상기 혼합물 형성후 상기 혼합물은 물품으로 형성됨을 특징으로 하는 중합 조성물 제조방법.