KR20020072527A - 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체, 그의 제조 방법 및용도 - Google Patents

충분히 가황된 열가소성 탄성중합체, 그의 제조 방법 및용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조절 가능한 입자 크기와 회전 타원체 형상을 갖는 고무 상을 포함하는 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체, 그의 제조 방법 및 용도를 제공한다. 충분히 가황된 분말 고무를 통상적인 고무 블렌딩 방법에 의해 플라스틱과 블렌딩하여 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체를 수득하며, 상기는 조절 가능한 입자 크기와 회전 타원체 형상을 갖는 고무 상을 포함하고 높은 인장 강도 및 높은 파단 신율, 양호한 외관 및 양호한 가공성을 나타낸다.

Description

충분히 가황된 열가소성 탄성중합체, 그의 제조 방법 및 용도{FULLY VULCANIZED THERMOPLASTIC ELASTOMER, PREPARATION AND USE THEREOF}
탄성중합체를 특정 조건 하에서 강성 플라스틱과 기계적으로 블렌딩하는 방법에 의해 제조된 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체는 1980년대 이래로 개발되어 온 일종의 신규 물질이다. 상기와 같은 열가소성 탄성중합체는 플라스틱과 고무의 특징들을 모두 갖는다, 즉 통상의 온도 하에서는 고무의 고 탄성을 나타내지만, 승온된 온도에서는 가소화될 수 있다. 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체의 형태에 있어서, 충분히 가교결합된 고무 상은 플라스틱 매트릭스에 분산되어 있다. 상기 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체의 강도, 탄성, 내열성 및 내압축 경화성은 고무 상의 가교결합으로 인해, 가교결합되지 않은 열가소성 탄성중합체에 비해 실질적으로 개선된다. 더욱 또한, 내화학성과 가공 안정성이 대단히 개선되며, 광범위한 고무/플라스틱 블렌딩 비로 인해 상기 물질의 성질들을 광범위하게조절할 수 있다.
역학적인 가황 방법에 의해 수득된 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체가 당해 분야에 공지되어 있으며, 예를 들어 문헌["Development of fully vulcanized EPDM/PP thermoplastic elastomer", China Synthetic Rubber Industry, No. 5, P361-364(1986); "Development of fully cured thermoplastic elastomer of polyolefin", Chemical Industry and Engineering Progress, No. 5, P16-19(1987); Mechanical modification of elastomer, editor Zu Yujun, Beijing Science and Technology Press, P335-395(1992)]에 개시되어 있다. 본 원에 사용된 "역학적인 가황"이란 용어는 고무와 플라스틱의 블렌딩 시 가교결합제와 강한 전단 응력을 사용하여 가황시키는 방법을 지칭하며, 상기 방법의 요점은 혼합을 가황이 완료될 때까지 멈추지 말아야 하며 고무 상의 충분한 가황을 보장하기 위해서 충분량의 경화제를 사용해야 한다는 것이다.
통상적인 역학적 가황 방법에서 고무 상의 충분한 가황은 블렌딩 중에 수행되기 때문에, 가교결합제, 블렌딩 온도, 전단 속도, 블렌딩 시간 및 이들간의 협력에 대한 요구는 다소 정도가 높으며; 또한, 특별한 블렌딩 장치가 요구되고, 이에 의해 높은 생산비용, 복잡한 과정이 야기되며, 고무상의 평균 입자 크기와 가교결합 정도를 통제할 수 없게 된다. 포화된 고무 유형(예: 아크릴 고무 및 실리콘 고무)의 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체의 생산에 어려움이 존재하며, 장치의 필요 조건도 많다. 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체에 관하여, 그의 물성은 고무 상의 입자 크기에 의해 크게 영향을 받으며, 고무 상의 입자 크기가 작을수록물질의 인장 강도와 파단 신율이 높아지고, 물질의 가공성이 양호해진다. 역학적 가황에 의해 수득된 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체의 고무 상의 입자 크기는 주로 전단 속도와 화학적 가교결합 반응 속도 간의 균형에 따라 변하며, 따라서 매우 작게 만드는 것은 어렵다. 문헌[Coran A.Y. et al, Rubb. Chem. Technol. 53(1), 141(1980)]에 개시된 바와 같이, 역학적인 가황에 의해 수득된 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체의 고무 상의 평균 입자 크기는 1 내지 2 μ이다. 또한, 통상적인 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체 중에 함유된 고무의 상 전화가 상기 역학적인 가황 방법의 용융 전단 및 경화 단계 중에 수행되기 때문에 다량의 고무가 플라스틱 매트릭스내에 분산된다. 따라서, 고무 상의 모양은 불규칙하며, 이는 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체의 유동성과 가공성에 불리하다. 더욱이, 종래 기술의 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체를 사용하여 제조된 제품들은 어두운 색을 갖는다, 즉 상기 역학적인 가황 방법에서는 경화제를 사용해야 하기 때문에 밝은 색을 갖는 제품을 수득하기가 어렵다.
발명의 요약
본 발명의 목적은 고무 상이 0.02 내지 1 μ의 입자 크기를 갖는, 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 고무 상이 회전 타원체 형상을 갖는, 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 고무 상이 조절 가능한 입자 크기 및 회전 타원체형상을 갖는, 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체를 제공하는 것이다.
본 발명의 더욱 또 다른 목적은 상기 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체의 제조 방법을 제공하는 것이다. 상기 방법은 일반적인 고무/플라스틱 블렌딩 장치를 사용하며, 공정이 간단하고, 고무 상의 입자 크기 및 입자 크기 분포뿐만 아니라 가교결합도를 잘 조절할 수 있다.
본 발명의 더욱 또 다른 목적은 다양하게 성형된 제품을 제조하기 위한 상기 열가소성 탄성중합체의 용도를 제공하는 것이다.
본 발명은 열가소성 탄성중합체, 보다 특히 블렌딩 방법에 의해 수득된 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체, 그의 제조 방법 및 용도에 관한 것이다.
도 1은 실시예 2에서 수득한 샘플의 TEM 현미경 사진이다.
본 발명의 하나의 태양에 따라, 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체의 분산된 상, 즉 고무 상의 평균 입자 크기는 전형적으로는 0.02 내지 1 μ, 바람직하게는 0.05 내지 0.5 μ, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.2 μ이다.
본 발명의 또 다른 태양에 따라, 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체의 고무 상의 형상은 규칙적인 회전 타원체이다. 본 발명의 상기 태양의 한 바람직한 실시태양에서, 상기 고무 상의 입자 크기는 0.02 내지 1 μ, 바람직하게는 0.05 내지 0.5 μ, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.2 μ이다.
본 발명의 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체에서, 고무 상 대 플라스틱 매트릭스의 중량비는 바람직하게는 30:70 내지 75:25, 보다 바람직하게는 50:50 내지 75:25이다. 상기 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체의 고무 상은 60 중량% 이상, 바람직하게는 75 중량% 이상의 겔 함량을 갖는다.
본 발명에서, 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체의 고무 상의 고무 종류에는 제한이 없으며, 예를 들어 충분히 가황된 천연 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 카복실화된 스티렌-부타디엔 고무, 니트릴 고무, 카복실화된 니트릴 고무, 폴리부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 실리콘 고무, 아크릴 고무, 스티렌-부타디엔-비닐피리딘 고무, 이소프렌 고무, 부틸 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 폴리설파이드 고무, 아크릴-부타디엔 고무, 폴리우레탄 고무 및 불소 고무로 이루어진 그룹 중에서 선택될 수 있다.
상기 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체의 플라스틱 매트릭스는 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리스티렌, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리이미드, 폴리설폰 등으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 중합체 또는 그의 공중합체를 포함한다.
본 발명의 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체의 제조 방법은 통상적인 고무/플라스틱 블렌딩 방법에 의해 고무/플라스틱 블렌딩 장치에서 충분히 가황된 분말 고무와 플라스틱을 블렌딩하고 이어서 수득된 혼합물을 펠릿화하여 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체를 제조함을 포함한다. 본 발명에 사용된 상기 충분히 가황된 분말 고무의 평균 입자 크기는 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체 중에 존재하는 고무 상의 입자 크기에 따라 다르며, 전형적으로는 0.02 내지 1 μ, 바람직하게는 0.05 내지 0.5 μ, 보다 바람직하게는 0.05 내지 2 μ이다. 충분히 가황된 분말 고무 대 플라스틱의 중량비는 바람직하게는 30:70 내지 75:25, 보다바람직하게는 50:50 내지 75:25이다. 블렌딩에 대해서, 분말 고무와 플라스틱을 한번에 혼합할 수 있으며; 한편으로 분말 고무의 일부와 플라스틱을 먼저 혼합하여 혼합물을 형성시키고, 이어서 상기를 나머지 분말 고무와 혼합한다.
본 발명의 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체의 제조에서, 플라스틱 매트릭스는 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리스티렌, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리이미드, 폴리설폰 등으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 중합체 또는 그의 공중합체일 수 있다.
본 발명에 사용되는 적합한 충분히 가황된 분말 고무는 본 발명자의 중국 특허 출원 제 99125530.5 호(1999년 12월 3일)에 개시된 방법에 의해 제조된 분말 고무일 수 있으며, 상기 출원은 본 발명에 참고로 인용된다. 상기 분말 고무는 충분히 가황된 분말 천연 고무, 충분히 가황된 분말 스티렌-부타디엔 고무, 충분히 가황된 분말 카복실화된 스티렌-부타디엔 고무, 충분히 가황된 분말 니트릴 고무, 충분히 가황된 분말 카복실화된 니트릴 고무, 충분히 가황된 분말 폴리부타디엔 고무, 충분히 가황된 분말 클로로프렌 고무, 충분히 가황된 분말 실리콘 고무, 충분히 가황된 분말 아크릴 고무, 충분히 가황된 분말 스티렌-부타디엔-비닐피리딘 고무, 충분히 가황된 분말 이소프렌 고무, 충분히 가황된 분말 부틸 고무, 충분히 가황된 분말 에틸렌-프로필렌 고무, 충분히 가황된 분말 폴리설파이드 고무, 충분히 가황된 분말 아크릴-부타디엔 고무, 충분히 가황된 분말 폴리우레탄 고무 및 충분히 가황된 분말 불소 고무 등으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 충분히 가황된 분말 고무를 포함한다. 상기 충분히 가황된 분말 고무는 60 중량% 이상, 보다 바람직하게는 75 중량% 이상의 겔 함량을 갖는다.
본 발명의 충분히 가황된 분말 고무는 상응하는 고무 라텍스를 조사에 의해 가황시킴으로써 수득할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 충분히 가황된 분말 고무를, 상업적으로 입수할 수 있거나 또는 사용자에 의해 제조된 고무 라텍스 공급물을 가교결합제의 존재 또는 부재 하에서 고 에너지 조사에 의해 조사하여 충분히 가황시킴으로써 제조할 수 있다. 고 에너지 광선 조사는 코발트 공급원, X-선, UV 선 및 고 에너지 전자 빔 중에서 선택될 수 있으며, 코발트 공급원이 바람직하다. 조사량은 라텍스의 종류 및 조성에 따라 다르다. 일반적으로는 조사량을, 상기 고무 라텍스를 조사 및 가황시켜 수득한 충분히 가황된 고무가 60 중량% 이상, 바람직하게는 75 중량% 이상, 보다 바람직하게는 90 중량% 이상의 겔 함량을 갖도록 선택한다. 상기 조사량은 0.1 내지 30 Mrad(메가라드), 바람직하게는 0.5 내지 20 Mrad일 수 있다. 경우에 따라, 조사된 라텍스를 건조시켜 상기 라텍스 중의 고무 입자의 크기와 실질적으로 동일한 입자 크기를 갖는 충분히 가황된 분말 고무를 수득할 수 있다. 상기 건조 공정은 분무 건조기 또는 침전 건조 방법에 의해 수행될 수 있다. 건조가 분무 건조기에 의해 수행되는 경우, 입구 온도를 100 내지 200 ℃로 조절하고, 출구 온도를 20 내지 80 ℃로 조절할 수 있다.
본 발명에서, 출발 물질로서 사용되는 고무 라텍스에는 제한이 없으며, 천연 고무 라텍스, 스티렌-부타디엔 고무 라텍스, 카복실화된 스티렌-부타디엔 고무, 니트릴 고무 라텍스, 카복실화된 니트릴 고무 라텍스, 클로로프렌 고무 라텍스, 폴리부타디엔 고무 라텍스, 아크릴 고무 라텍스, 부타디엔-스티렌-비닐피리딘 고무 라텍스, 이소프렌 고무 라텍스, 부틸 고무 라텍스, 에틸렌-프로필렌 고무 라텍스, 폴리설파이드 고무 라텍스, 아크릴-부타디엔 고무 라텍스, 실리콘 고무 라텍스, 폴리우레탄 고무 라텍스 및 불소 고무 라텍스로 이루어진 그룹 중에서 선택될 수 있다. 고무 입자의 크기는 다양한 최종 용도에 따라 변할 수 있다.
본 발명의 충분히 가황된 분말 고무의 제조에 가교결합제가 임의로 사용된다. 적합한 가교결합제는 일-, 이-, 삼-, 사- 또는 다-기능성 가교결합제, 및 이들의 임의의 조합일 수 있다. 일작용성 가교결합제의 예로는 비 제한적으로 옥틸 (메트)아크릴레이트, 이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 글리시딜 (메트)아크릴레이트가 있으며; 이작용성 가교결합제의 예로는 비 제한적으로 1,4-부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디비닐 벤젠이 있고; 삼작용성 가교결합제의 예로는 비 제한적으로 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리(메트)아크릴레이트가 있으며; 사작용성 가교결합제의 예로는 비 제한적으로 펜타에리쓰리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 에톡실화된 펜타에리쓰리톨 테트라(메트)아크릴레이트가 있고; 다작용성 가교결합제의 예로는 비 제한적으로 디-펜타에리쓰리톨 펜타(메트)아크릴레이트가 있다. 본 발명과 관련하여, "(메트)아크릴레이트"란 용어는 아크릴레이트와 메타크릴레이트를 의미한다.
상기 언급한 가교결합제를, 상기가 조사 가황을 촉진시키는 한, 단독으로 또는 임의로 배합하여 사용할 수 있다.
첨가되는 가교결합제의 양은 고무 라텍스의 종류 및 조성에 따라 다르며, 일반적으로는 고무의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 9 중량%이다.
제조 중에, 물질의 블렌딩 온도는 통상적인 플라스틱 가공에 적합한 온도이고 플라스틱 매트릭스의 융점에 의해 결정되며, 상기 플라스틱 매트릭스가 분해 없이 완전히 용융되는 범위 내에서 선택되어야 한다. 또한, 경우에 따라 플라스틱 가공에 통상적인 가공 보조제 및 혼화제를 상기 블렌딩된 혼합물에 적절히 첨가할 수 있다.
본 발명에 사용되는 블렌딩 장치는 2 롤 밀, 밴버리 믹서, 단일 축 스크류 압출기 또는 2축 스크류 압출기 등이다.
통상적인 역학적 가황에 의해 수득된 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체의 고무 상의 입자 크기에 비해, 본 발명의 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체의 고무 상의 입자 크기는 조절이 가능하여, 개선된 인장 강도와 파단 신율, 양호한 외관 및 양호한 가공성을 생성시킨다. 더욱이, 본 발명의 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체의 고무 상은 규칙적인 회전 타원체 형상을 가지며, 이는 유동성과 가공 성능에 유리하다. 또한, 본 발명의 가황된 열가소성 탄성중합체 제조 시 경화제를 첨가할 필요가 없으며, 따라서 밝은 색상의 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체 제품을 수득하기가 보다 용이하다. 본 발명의 충분히 가황된 열가소성탄성중합체는 또한 다채로운 색상을 갖는 제품들로 쉽게 제작된다. 본 발명의 방법은 통상적인 고무/플라스틱 블렌딩 장치 및 통상적인 혼합 방법의 사용으로 인해 작동이 간단하고 장치 비용이 저렴하며 통제가능하고, 이는 대규모의 상업적인 생산 요건을 만족시킨다.
본 발명의 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체는 탁월한 성질들을 가지며 다양한 성형품들, 예를 들어 호스, 주름진 튜브, 가스켓, 조인트, 전기 제품, 자동차 부속품, 건설 재료 및 스포츠용 장비의 제작에 사용된다. 상기 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체를 방염성이 개선되도록 개질시킨 후에 수득한 내염성 제품은 보다 광범위한 용도를 갖는다.
하기의 실시예에서, 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체의 고무 상의 입자 크기를 통상적인 투과형 전자 현미경(TEM) 방법에 의해 측정한다.
하기의 구체적인 실시예들은 본 발명을 추가로 예시할 것이다. 그러나, 이들 실시예는 청구의 범위에 의해 한정되는 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
실시예 1:
약 0.1 μ의 평균 입자 크기를 갖는 충분히 가황된 분말 스티렌-부타디엔 고무[하기와 같이 제조된다: 건조된 스티렌-부타디엔 고무 라텍스의 질량을 기준으로 3%의 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 가교결합제를 스티렌-부타디엔 고무 라텍스 딩벤-50(Dingben-50; Latex Research Center of Lanzhou Petrochemical Co., Ltd, GanSu, China로부터 입수할 수 있음)에 가하고, 상기 배합물을 2.5 Mrad의 조사량으로 가황시킨 다음, 상기를 분무 건조 방법을 통해 건조시킨다]와 폴리프로필렌(명칭: 1300, Yanshan Petrochemical Co., Ltd, Beijing, China로부터 입수할 수 있음)을 70/30의 중량비로 블렌딩하고, 이어서 분말 스티렌-부타디엔 고무와 폴리프로필렌의 총 중량을 기준으로 0.5%의 이르가녹스(Irganox) 1010(Ciba-Geigy, Switzerland에 의해 제조) 산화방지제를 가하였다. 수득된 배합물을 ZSK-25 모델 2축 스크류 압출기(WP company, Germany)에서 펠릿화한다. 상기 압출기의 개별적인 섹션의 온도를 각각 170 ℃, 190 ℃, 190 ℃, 190 ℃, 190 ℃, 195 ℃(다이)로 설정한다. 상기와 같이 수득된 펠릿의 분석은 상기 열가소성 탄성중합체의 고무 상이 약 0.1 μ의 평균 입자 크기를 가지며 회전 타원체의 형상임을 나타낸다.
시험을 위해 상기 펠릿을 표준 시편 봉으로 사출 성형시킨다. 시험된 충분히 가황된 스티렌-부타디엔 고무/폴리프로필렌 열가소성 탄성중합체의 성질들을 표 1에 나타낸다. 상기 열가소성 탄성중합체의 백색도는 35.57(GB2913-88에 따라)이며, 이는 제품을 임의의 목적하는 색상으로 염색할 수 있게 한다.
실시예 2:
실시예 1에 개시된 바와 같은, 약 0.1 μ의 평균 입자 크기를 갖는 충분히가황된 분말 스티렌-부타디엔 고무와 폴리스티렌(명칭: 666D, Yanshan Petrochemical Co., Ltd, Beijing, China로부터 입수할 수 있음)을 70/30의 중량비로 블렌딩하고, 이어서 분말 스티렌-부타디엔 고무와 폴리스티렌의 총 중량을 기준으로 0.5%의 이르가녹스 1010 산화방지제를 가하였다. 수득된 배합물을 ZSK-25 모델 2축 스크류 압출기(WP company, Germany)에서 펠릿화한다. 상기 압출기의 개별적인 섹션의 온도를 각각 170 ℃, 185 ℃, 185 ℃, 185 ℃, 185 ℃, 190 ℃(다이)로 설정한다. 상기와 같이 수득된 펠릿의 분석은 상기 열가소성 탄성중합체의 고무 상이 약 0.1 μ의 평균 입자 크기를 가지며 회전 타원체의 형상임을 나타낸다.
시험을 위해 상기 펠릿을 표준 시편 봉으로 사출 성형시킨다. 시험된 충분히 가황된 스티렌-부타디엔 고무/폴리스티렌 열가소성 탄성중합체의 성질들을 표 1에 나타낸다.
실시예 3:
폴리스티렌 대신 고-충격 폴리스티렌(HIPS)(명칭: 492J, Yanshan Petrochemical Co., Ltd, Beijing, China로부터 입수할 수 있음)을 사용함을 제외하고 실시예 2의 과정을 반복한다. 수득된 펠릿의 분석은 상기 열가소성 탄성중합체의 고무 상이 약 0.1 μ의 평균 입자 크기를 가지며 회전 타원체의 형상임을 나타낸다. 시험된 충분히 가황된 스티렌-부타디엔 고무/HIPS 열가소성 탄성중합체의 성질들을 표 1에 나타낸다.
실시예 4:
실시예 1의 폴리프로필렌 대신 폴리프로필렌(명칭: 1740, Yanshan Petrochemical Co., Ltd, Beijing, China로부터 입수할 수 있음)을 사용함을 제외하고 실시예 1의 과정을 반복한다. 수득된 펠릿의 분석은 상기 열가소성 탄성중합체의 고무 상이 약 0.1 μ의 평균 입자 크기를 가지며 회전 타원체의 형상임을 나타낸다. 시험된 충분히 가황된 스티렌-부타디엔 고무/폴리프로필렌 열가소성 탄성중합체의 성질들을 표 1에 나타낸다.
실시예 5:
약 0.15 μ의 평균 입자 크기를 갖는 충분히 가황된 분말 카복실화된 스티렌-부타디엔 고무[하기와 같이 제조된다: 건조된 카복실화된 스티렌-부타디엔 고무 라텍스의 질량을 기준으로 3%의 이소옥틸 아크릴레이트 가교결합제를 카복실화된 스티렌-부타디엔 고무 라텍스 XSBRL-54B1(Yanshan Petrochemical Co., Ltd, Beijing, China로부터 입수할 수 있음)에 가하고, 상기 배합물을 2.5 Mrad의 조사량으로 가황시킨 다음, 상기를 분무 건조 방법을 통해 건조시킨다]와 나일론-6(1013B, UBE Industries, Ltd., Japan으로부터 입수할 수 있음)을 75/25의 중량비로 블렌딩하고, 이어서 분말 카복실화된 스티렌-부타디엔 고무와 나일론-6의 총 중량을 기준으로 0.5%의 이르가녹스 1010 산화방지제를 가하였다. 수득된 배합물을 ZSK-25 모델 2축 스크류 압출기(WP company, Germany)에서 펠릿화한다. 상기 압출기의 개별적인 섹션의 온도를 각각 210 ℃, 225 ℃, 225 ℃, 225 ℃, 230 ℃, 225 ℃(다이)로 설정한다. 상기와 같이 수득된 펠릿의 분석은 상기 열가소성 탄성중합체의 고무 상이 약 0.15 μ의 평균 입자 크기를 가지며 회전 타원체의형상임을 나타낸다.
시험을 위해 상기 펠릿들을 각각 압축-성형시키고 표준 시편 봉으로 사출 성형시킨다. 시험된 충분히 가황된 카복실화된 스티렌-부타디엔 고무/나일론-6 열가소성 탄성중합체의 성질들을 표 1에 나타낸다.
실시예 6:
충분히 가황된 고무 카복실화된 스티렌-부타디엔 고무 대 나일론-6의 중량비를 50/50으로 변화시킴을 제외하고 실시예 5의 과정을 반복한다. 수득된 펠릿의 분석은 상기 열가소성 탄성중합체의 고무 상이 약 0.15 μ의 평균 입자 크기를 가지며 회전 타원체의 형상임을 나타낸다. 시험된 충분히 가황된 분말 카복실화된 스티렌-부타디엔 고무와 나일론-6 열가소성 탄성중합체의 성질들을 표 1에 나타낸다.
실시예 7:
실시예 5에 사용된 바와 같은 충분히 가황된 분말 카복실화된 스티렌-부타디엔 고무와 나일론-6을 70/30의 중량비로 블렌딩하고, 이어서 브라벤더 단일 축 스크류 압출기에서 펠릿화한다. 상기 압출기의 개별적인 섹션의 온도를 각각 160 ℃, 190 ℃, 230 ℃, 225 ℃로 설정한다. 상기와 같이 수득된 펠릿의 분석은 상기 열가소성 탄성중합체의 고무 상이 약 0.15 μ의 평균 입자 크기를 가지며 회전 타원체의 형상임을 나타낸다.
시험을 위해 상기 펠릿을 표준 시편 봉으로 사출 성형시킨다. 시험된 충분히 가황된 분말 카복실화된 스티렌-부타디엔 고무/나일론-6 열가소성 탄성중합체의 성질들을 표 1에 나타낸다.
실시예 8:
약 0.15 μ의 평균 입자 크기를 갖는 충분히 가황된 분말 카복실화된 스티렌-부타디엔 고무(조사량이 10 Mrad임을 제외하고 실시예 5와 동일한 과정으로 제조된다)와 나일론-6(1013B, UBE Industries, Ltd., Japan으로부터 입수할 수 있음)을 40/30의 중량비로 블렌딩하고, 이어서 분말 카복실화된 스티렌-부타디엔 고무와 나일론-6의 총 중량을 기준으로 0.7%의 이르가녹스 1010 산화방지제를 가하였다. 수득된 배합물을 브라벤더 단일 축 스크류 압출기에서 펠릿화한다. 상기 압출기의 개별적인 섹션의 온도를 각각 160 ℃, 190 ℃, 230 ℃, 225 ℃로 설정한다. 이어서 수득된 펠릿과 상기 언급한 카복실화된 스티렌-부타디엔 분말 고무를 70/30의 중량비로 블렌딩하고, 분말 카복실화된 스티렌-부타디엔 고무 대 나일론-6의 최종 중량 비는 70/30이다. 이어서, 상기 최종 배합물을 ZSK-25 모델 2축 스크류 압출기(WP company, Germany)에서 펠릿화한다. 상기 압출기의 개별적인 섹션의 온도를 각각 210 ℃, 225 ℃, 225 ℃, 225 ℃, 230 ℃, 225 ℃(다이)로 설정한다. 상기와 같이 수득된 펠릿의 분석은 상기 열가소성 탄성중합체의 고무 상이 약 0.15 μ의 평균 입자 크기를 가지며 회전 타원체의 형상임을 나타낸다.
시험을 위해 상기 최종적으로 수득된 펠릿을 표준 시편 봉으로 사출 성형시킨다. 시험된 충분히 가황된 카복실화된 스티렌-부타디엔 고무/나일론-6 열가소성 탄성중합체의 성질들을 표 1에 나타낸다.
실시예 9:
약 0.05 μ의 평균 입자 크기를 갖는 충분히 가황된 분말 카복실화된 니트릴 고무[하기와 같이 제조된다: 건조된 카복실화된 니트릴 고무 라텍스의 질량을 기준으로 3%의 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트 가교결합제를 카복실화된 니트릴 고무 라텍스 XNBRL(Latex Research Center of Lanzhou Petrochemical Co., Ltd, GanSu, China로부터 입수할 수 있음)에 가하고, 상기 배합물을 10 Mrad의 조사량으로 가황시킨 다음, 상기를 분무 건조 방법을 통해 건조시킨다]와 나일론-6(1013B, UBE Industries, Ltd., Japan으로부터 입수할 수 있음)을 70/30의 중량비로 블렌딩하고, 이어서 분말 카복실화된 니트릴 고무와 나일론-6의 총 중량을 기준으로 0.5%의 이르가녹스 1010 산화방지제를 가하였다. 수득된 배합물을 ZSK-25 모델 2축 스크류 압출기(WP company, Germany)에서 펠릿화한다. 상기 압출기의 개별적인 섹션의 온도를 각각 210 ℃, 225 ℃, 225 ℃, 225 ℃, 230 ℃, 225 ℃(다이)로 설정한다. 상기와 같이 수득된 펠릿의 분석은 상기 열가소성 탄성중합체의 고무 상이 약 0.05 μ의 평균 입자 크기를 가지며 회전 타원체의 형상임을 나타낸다.
시험을 위해 상기 펠릿을 표준 시편 봉으로 사출 성형시킨다. 시험된 충분히 가황된 카복실화된 니트릴 고무/나일론-6 열가소성 탄성중합체의 성질들을 표 1에 나타낸다.
실시예 10:
약 0.5 μ의 평균 입자 크기를 갖는 충분히 가황된 분말 천연 고무[하기와 같이 제조된다: 건조된 천연 고무 라텍스의 질량을 기준으로 5%의 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 가교결합제를 천연 고무 라텍스(Beijing Latex Factory, China로부터 입수할 수 있음)에 가하고, 상기 배합물을 15 Mrad의 조사량으로 가황시킨 다음, 상기를 분무 건조 방법을 통해 건조시킨다]와 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 수지(명칭: J-1, Beijing Second Auxiliaries Factory로부터 입수할 수 있음)를 70/30의 중량비로 블렌딩하고, 이어서 분말 천연 고무와 HDPE 수지의 총 중량을 기준으로 0.5%의 산화방지제 이르가녹스 1010을 가하였다. 수득된 배합물을 브라벤더 혼련기에서 2 분간 블렌딩하며, 이때 상기 혼련기의 오일 욕 온도를 160 ℃로 설정한다. 상기와 같이 수득된 펠릿의 분석은 상기 열가소성 탄성중합체의 고무 상이 약 0.5 μ의 평균 입자 크기를 가지며 회전 타원체의 형상임을 나타낸다.
시험을 위해 상기 수득된 샘플을 2 롤 밀(온도: 160℃)로 시이트로 성형시키고, 이어서 타정시켜 표준 시편을 수득한다. 시험된 충분히 가황된 천연 고무/폴리에틸렌 열가소성 탄성중합체의 성질들을 표 1에 나타낸다.

Claims (17)

  1. 고무 상의 평균 입자 크기가 0.02 내지 1 μ임을 특징으로 하는, 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체.
  2. 고무 상의 형상이 회전 타원체임을 특징으로 하는, 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체.
  3. 제 2 항에 있어서, 고무 상의 평균 입자 크기가 0.02 내지 1 μ임을 특징으로 하는, 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 고무 상의 평균 입자 크기가 0.05 내지 0.5 μ, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.2 μ임을 특징으로 하는, 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 고무 상 대 플라스틱의 중량비가 30:70 내지 75:25, 바람직하게는 50:50 내지 75:25임을 특징으로 하는, 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 고무 상이 60 중량% 이상, 바람직하게는 75 중량% 이상의 겔 함량을 가짐을 특징으로 하는, 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 플라스틱 매트릭스가 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리스티렌, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리이미드 및 폴리설폰으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 중합체 또는 그의 공중합체를 포함함을 특징으로 하는, 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 고무 상이 천연 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 카복실화된 스티렌-부타디엔 고무, 니트릴 고무, 카복실화된 니트릴 고무, 폴리부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 실리콘 고무, 아크릴 고무, 스티렌-부타디엔-비닐피리딘 고무, 이소프렌 고무, 부틸 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 폴리설파이드 고무, 아크릴-부타디엔 고무, 폴리우레탄 고무 및 불소 고무로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 고무를 포함함을 특징으로 하는, 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체.
  9. 충분히 가황된 분말 고무를 플라스틱과 블렌딩하는 단계를 포함하는, 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 충분히 가황된 분말 고무 대 플라스틱의 중량비가 30:70 내지 75:25, 바람직하게는 50:50 내지 75:25임을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 충분히 가황된 분말 고무의 평균 입자 크기가 0.02 내지 1 μ임을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 충분히 가황된 분말 고무의 형상이 회전 타원체임을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 충분히 가황된 분말 고무의 평균 입자 크기가 0.02 내지 1 μ임을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 충분히 가황된 분말 고무의 평균 입자 크기가 0.05 내지 0.5 μ, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.2 μ임을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 충분히 가황된 분말 고무가 충분히 가황된 분말 천연 고무, 충분히 가황된 분말 스티렌-부타디엔 고무, 충분히 가황된 분말 카복실화된 스티렌-부타디엔 고무, 충분히 가황된 분말 니트릴 고무, 충분히 가황된 분말 카복실화된 니트릴 고무, 충분히 가황된 분말 폴리부타디엔 고무, 충분히 가황된 분말 클로로프렌 고무, 충분히 가황된 분말 실리콘 고무, 충분히 가황된 분말 아크릴 고무, 충분히 가황된 분말 스티렌-부타디엔-비닐피리딘 고무, 충분히 가황된 분말 이소프렌 고무, 충분히 가황된 분말 부틸 고무, 충분히 가황된 분말 에틸렌-프로필렌 고무, 충분히 가황된 분말 폴리설파이드 고무, 충분히 가황된 분말 아크릴-부타디엔 고무, 충분히 가황된 분말 폴리우레탄 고무 및 충분히 가황된 분말 불소 고무로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 고무를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 플라스틱이 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리스티렌, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리이미드 및 폴리설폰으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 중합체 또는 그의 공중합체를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  17. 성형품을 제조하기 위한, 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 청구되거나 또는 제 9 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 충분히 가황된 열가소성 탄성중합체의 용도.
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