KR20070092728A - 플루오로중합체 가공 보조제 및 촉매 중화제를 포함하는중합체 - Google Patents

플루오로중합체 가공 보조제 및 촉매 중화제를 포함하는중합체 Download PDF

Info

Publication number
KR20070092728A
KR20070092728A KR1020077015573A KR20077015573A KR20070092728A KR 20070092728 A KR20070092728 A KR 20070092728A KR 1020077015573 A KR1020077015573 A KR 1020077015573A KR 20077015573 A KR20077015573 A KR 20077015573A KR 20070092728 A KR20070092728 A KR 20070092728A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
composition
fluoropolymer
poly
polymer
vinylidene fluoride
Prior art date
Application number
KR1020077015573A
Other languages
English (en)
Inventor
토이 에이치. 호
파스칼 이. 알. 이. 제이. 레이크만
로빈 제이. 리
로날드 웨버스
Original Assignee
다우 글로벌 테크놀로지스 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 다우 글로벌 테크놀로지스 인크. filed Critical 다우 글로벌 테크놀로지스 인크.
Publication of KR20070092728A publication Critical patent/KR20070092728A/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08Copolymers of ethene
    • C08L23/0807Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons only containing more than three carbon atoms
    • C08L23/0815Copolymers of ethene with aliphatic 1-olefins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L59/00Compositions of polyacetals; Compositions of derivatives of polyacetals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/06Polymer mixtures characterised by other features having improved processability or containing aids for moulding methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L71/02Polyalkylene oxides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 (A) 올레핀 중합체; (B) 폴리(옥시알킬렌) 화합물의 양이온성 유도체를 포함하는 촉매 중화제; 및 (C) 플루오로중합체 및 임의로 계면 제제(interfacial agent)를 포함하는 가공 첨가제 조성물을 포함하는, 개선된 용융 압출 특성을 갖는 중합체성 조성물에 관한 것이다.
올레핀 중합체, 촉매 중화제, 계면 제제, 플루오로중합체, 가공 첨가제, 용융 압출

Description

플루오로중합체 가공 보조제 및 촉매 중화제를 포함하는 중합체{POLYMER CONTAINING FLUOROPOLYMER PROCESSING AID AND CATALYST NEUTRALIZER}
본원은 2004년 12월 7일자로 출원된 미국 가출원 제60/633,870호의 이점을 청구한다.
본 발명은 플루오로중합체 가공 보조제 및 양이온성 폴리알콕실레이트 촉매 중화제를 포함하는 올레핀 중합체에 관한 것이다. 이러한 중합체는 개선된 용융 레올로지 특성을 가지며, 특히 용융 압출 조건하에서 허용가능한 성능을 나타내기 위해 계면 제제(interfacial agent)를 사용하여야 할 요구를 감소시킨다.
폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 올레핀 중합체는 종종 전이금속 중합 촉매를 사용하여 제조되며, 따라서 중합체 중에 소량의 촉매 잔류물이 잔존하게 된다. 이러한 잔류물은 전형적으로 소량의 중화성 화합물을 중합체에 균질하게 혼입시켜 불활성화되거나 중화됨으로써 색채 바디(body) 형성을 감소시킨다. 이는 통상 용융된 상태에서 또는 중합 반응기로부터 배출되는 중합체 스트림에서 첨가제를 중합체와 혼합함으로써 수행된다.
WO-93/55920에는 올레핀 중합체를 위한 촉매 중화제로서 사용하기 위한 폴리(옥시알킬렌) 화합물의 양이온성 유도체의 용도가 개시되어 있다. 그의 예에는 폴리(옥시알킬렌) 화합물의 알칼리 금속-, 알칼리 토금속-, 및 암모늄-유도체, 특히 혼합된 폴리(옥시알킬렌) 화합물의 칼륨 알콕실레이트 염이 포함되었다. 바람직한 중화제는 1000 내지 3000 amu의 수 평균 분자량을 가졌다. 다른 통상적인 촉매 중화제는 장쇄 지방산의 알칼리 금속- 및 알칼리 토금속-유도체, 특히 스테아르산칼슘을 포함한다.
가공 첨가제(PA)는 용융 합성 또는 용융 압출 적용에서 개선된 가공성과 산출량을 제공하기 위해 올레핀 중합체 제조물에 첨가되는 조성물이다. 상기 첨가제는 또한 필름 및 섬유 적용에서 용융물 파쇄를 감소시키고 표면 특성을 개선시킨다. 적합한 PA 조성물은 불소화 중합체, 특히 플루오로엘라스토머, 또는 정상 압출 온도에서 유동성인 비결정질 불소화 중합체를 포함한다. 그의 예에는 테트라플루오로에틸렌 단독중합체 및 공중합체, 비닐리덴 플루오라이드와 헥사플루오로프로펜의 공중합체, 및 테트라플루오로에틸렌, 비닐리덴 플루오라이드 또는 헥사플루오로프로펜과 퍼플루오로(알킬 비닐)에테르, 프로펜, 또는 1- 또는 2-하이드로펜타플루오로프로펜의 공중합체가 포함된다. 바람직한 플루오로중합체 가공 첨가제는 1:2 이상, 바람직하게는 1:1 이상의 불소 대 탄소 비를 갖는다. 적합한 플루오로중합체 가공 첨가제의 추가적인 사항은 미국 특허 제6,599,982호, 동 제6,642,310호, 동 제4,740,341호, 동 제3,334,157호 및 동 제3,125,547호, 및 이들 외 다른 문헌에서도 찾아볼 수 있다.
플루오로중합체 가공 첨가제와 추가의 성분들과의 조합은 당업계에 알려져 있다. 미국 특허 제5,707,569호, 동 제5,587,429호 및 동 제4,855,360호에는, 계 면 제제, 예를 들어 폴리(옥시알킬렌) 중합체 또는 이오노머와의 조합물이 개시되어 있다. PA는 추가로 활석 및/또는 탄산칼슘과 같은 컨디셔너(conditioner)를 포함할 수 잇다.
불리하게도, 통상적인 촉매 중화제, 예를 들어 스테아르산칼슘을 플루오로중합체를 함유 PA를 추가로 포함하는 올레핀 중합체 제조물에 사용하는 경우, 계면 제제, 특히 임의의 폴리(옥시알킬렌) 중합체 또는 이오노머와의 원하지 않는 상호작용이 일어날 수 있다. 그 결과, PA 조성물에서 증가량의 계면 제제를 사용하여야 할 필요가 있으며, 따라서 첨가제 조성물의 비용이 증가되고 중합체 성능 또는 가공성상에 불리한 영향이 미친다.
전술한 미국 특허 제5,707,569호에는, 플루오로중합체/계면 제제 함유 PA에 대한 스테아르산칼슘 또는 다른 이가 또는 삼가 금속 이온 함유 화합물과 같은 성분의 해로운 영향을 상쇄시키기에 효과적인 극성 측쇄 기 함유 압출 보조제의 용도가 개시되어 있다. 적합한 보조제로는 비닐 에스테르 단독중합체, 올레핀과 비닐 에스테르의 공중합체, 올레핀과 α,β-불포화 C3-8 카르복실산의 공중합체, 및 이들의 이오노머성 유도체와 같은 극성 기 함유 중합체가 포함되었다(칼럼 3, 64행 내지 칼럼 4, 11행).
따라서, 통상적인 촉매 중화제 및 플루오로중합체 함유 PA 조성물을 포함하는 중합체 블렌드에 의한 당업계의 진보에도 불구하고, 이러한 중합체 조성물의 추가의 개선이 요구된다. 특히, 계면 제제로 인한 해로운 간섭이 감소된 제조물이 여전히 요구된다. 또한, 적은 양의 계면 제제를 사용하면서도 균등하거나 개선된 중합체 성능을 달성하는 것이 요구된다.
발명의 요약
본 발명은,
(A) 올레핀 중합체;
(B) 폴리(옥시알킬렌) 화합물의 양이온성 유도체를 포함하는 촉매 중화제; 및
(C) 플루오로중합체 및 임의로 계면 제제를 포함하는 가공 첨가제 조성물
을 포함하는, 개선된 용융 압출 특성을 갖는 중합체성 조성물을 제공한다.
상기 중합체성 조성물 중의 폴리(옥시알킬렌)의 양이온성 유도체의 존재로 인해, 가공 특성의 상당한 손실 없이 적은 양의 계면 제제를 사용할 수 있으며, 일부 가공 조건하에서는 개선된 가공 특성이 관찰된다는 점이 밝혀졌다. 일부 작업 조건하에서는, 별도로 계면 제제를 첨가해야 할 필요가 전혀 없을 수 있다. 계면 제제의 사용 감소로 인해 생성된 중합체의 비용이 감소될 뿐만 아니라, 생성된 중합체 조성물이 개선된 가공성, 증가된 산출량 및 감소된 표면 용융물 파쇄의 특징을 나타낸다. 본질적으로, 상기 촉매 중화제는 색채 바디의 형성을 감소시키는 작용을 하면서 또한 계면 제제로서의 작용도 하는 이중 역량으로 사용되므로, 임의의 의도적으로 첨가하는 계면 제제의 일부 또는 전부를 대체한다.
매우 바람직하게는, 양이온성 폴리(옥시알킬렌) 유도체가 액화 전 중합 공정에 의해 생성된 중합체 스트림으로 혼입되기 때문에, 생성된 중합체로 긴밀하고 균 질하게 혼입된다. 합성 작업에서 후속적으로 플루오로엘라스토머를 혼입시키면, 사전에 계면 제제를 균질하게 분산시킬 수 있어 유리하다. 따라서, 플루오로엘라스토머와의 합성은 유리한 영향을 받는다. 스테아르산칼슘 또는 유사한 선행기술의 산 소거제를 사용하는 것에 비해, 계면 제제의 작업으로 인한 간섭은 상당히 감소된다. 또한, 양호한 용융 압출 특성을 수득하면서 적은 양의 플루오로중합체를 사용할 수 있다.
도 1은 실시예 1에서 시험된 비교용 수지의 용융물 파쇄율 대 시간의 그래프이다.
도 2는 실시예 1에서 시험된 실행 1 내지 3의 수지들의 용융물 파쇄율 대 시간의 그래프이다.
미국 특허 실무의 목적에서, 본원에서 언급된 임의의 특허, 특허원 또는 공개공보의 내용은 특히 합성 기술의 개시내용, 원료 및 당업계의 일반 지식과 관련하여 그 전체가 본원에 참고로 인용된다(또는 그의 대응 미국 버전이 참고로 인용된다). 다른 언급이 없거나, 문맥으로부터 암시되지 않거나 또는 당업계에 통상적이지 않은 한, 모든 부 및 백분율은 중량을 기준으로 한다.
본원에 기재되는 경우, "포함하는"이란 용어 및 그의 유도체는 임의의 추가의 성분, 단계 또는 절차의 존재를 배제하는 것을 의도하지 않으며, 이들은 본원에 개시되어 있건 개시되어 있지 않건 관계없다. 임의의 의심을 피하기 위해, "포함하는"이란 용어를 사용하는 본원에 청구된 모든 조성물들은 달리 언급하지 않는 한 임의의 추가의 첨가제, 보조제 또는 화합물을 포함할 수 있다. 대조적으로, "본질적으로 이루어진"이란 용어는, 본원에 기재되는 경우, 임의의 이후 인용 범위에서 임의의 다른 성분, 단계 또는 절차를 배제하나, 단 작업성에 본질적이지 않은 것은 제외한다. 사용되는 경우, "이루어진"이란 용어는 구체적으로 개시되거나 나열되지 않은 임의의 성분, 단계 또는 절차를 배제한다. 달리 언급하지 않는 한, "또는"이란 용어는 개별적으로 나열된 일원들 뿐만 아니라 이들의 임의의 조합도 지칭한다.
성분 (A)
본원에서 사용하기 위한 올레핀 중합체는 하나 이상의 올레핀의 부가 중합에 의해 형성된 임의의 중합체, 특히 하나 이상의 C2-10 α-올레핀의 단독중합체 및 상호중합체를 포함한다. 그의 예에는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐 또는 4-메틸-1-펜텐의 단독중합체; 에틸렌과 하나 이상의 C3-10 α-올레핀 또는 스티렌의 상호중합체; 둘 이상의 C3-10 α-올레핀의 상호중합체; 에틸렌, 하나 이상의 C3-10 α-올레핀 및 임의로 스티렌 또는 C4-20 디올레핀의 상호중합체; 및 하나 이상의 C3-10 α-올레핀과 스티렌, C4-20 디올레핀, 또는 스티렌과 C4-20 디올레핀의 혼합물의 상호중합체가 포함된다. 적합한 상호중합체는 각 중합체 쇄에서 다중 단량체 잔류물을 함유하는 블럭 또는 랜덤 공중합체; 별도로 제조된 중합체로부터 하나 이상의 단량체 측쇄의 중합체 단편들을 함유하는 그라프트 공중합체; 및 개개의 중합체 성분의 혼합물을 함유하는 공중합체 블렌드, 예를 들어 비교적 결정질인 중합체 성분의 매트릭스와 비교적 고무질인 중합체의 교합부 또는 도메인을 포함하는 블렌드, 또는 둘 이상의 올레핀 중합체들의 균질 블렌드를 포함한다.
본원에서 성분 (A)로서 사용하기에 바람직한 올레핀 중합체는 이소택틱 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 및 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)이다. 고도로 바람직한 올레핀 중합체는 전이금속 함유 촉매를 사용하여 하나 이상의 C3-10 α-올레핀, 특히 1-부텐, 1-헥센 또는 1-옥텐과 에틸렌을 공중합시킴으로써 제조된 LLDPE 수지이다. 바람직하게는, 성분 (A)로서 사용된 중합체는 0.85 내지 0.98 g/cc, 더욱 바람직하게는 0.87 내지 0.95 g/cc의 밀도, 및 60,000 내지 200,000의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는다.
매우 바람직한 올레핀 중합체는 하나 이상의 전이금속 유도체를 포함하는 촉매 및 보조촉매 또는 활성화제를 사용하여 제조된다. 적합한 전이금속은 원소 주기율표 제3족 내지 제10족의 금속이다. 적합한 화합물의 예에는 티탄 할라이드, 바나듐 할라이드 및 바나듐 옥시할라이드, 또는 옥사이드, 예를 들어 삼산화크롬 및 삼산화몰리브덴이 포함된다. 또한, 혼합된 옥시할라이드, 하이드카르빌옥사이드, 혼합된 할라이드 및 하이드로카르빌옥사이드가 유리하게 사용된다. 보조촉매 또는 활성화제로서, 유기 알루미늄 화합물, 예를 들어 트리알킬 알루미늄, 디알킬 알루미늄 클로라이드, 혼합된 오르가노알루미늄-마그네슘 착체 또는 중합체성 또는 올리고머성 알루미늄 옥시알콕사이드, 예를 들어 메틸알룸옥산을 사용할 수 있다.
적합한 촉매는 지글러-나타(Ziegler-Natta) 촉매 및 필립스(Phillips)-형 촉매 뿐만 아니라 하나 이상의 편재되지 않은 π-전자 함유 리간드 또는 전자 공여 리간드를 갖는 전이금속을 함유하는 착체를 포함한다. 적합한 화합물은 메탈로센, 절반 메탈로센, 국한된 기하구조 촉매, 단일 부위 촉매 및 공여자 착물을 포함하며, 이들의 합성 및 용도는 당업자에게 잘 알려져 있다.
바람직하게는, 본 발명에 사용된 올레핀 중합체는 할로겐, 원소 주기율표 제3족 내지 제6족의 전이금속 및 임의로 마그네슘 및/또는 알콕사이드를 포함하는 촉매 조성물; 및 오르가노알루미늄 보조촉매, 특히 지글러-나타 또는 필립스형 촉매를 사용하여 제조된다.
성분 (B)
본원에 사용하기에 적합한 폴리(옥시알킬렌) 화합물의 양이온성 유도체는 일가 또는 다가 반응성 양성자 기 함유 개시제 화합물과 하나 이상의 알킬렌 옥사이드, 바람직하게는 에틸렌 옥사이드(EO), 프로필렌 옥사이드(PO) 및/또는 부틸렌 옥사이드(BO)의 염기 촉매화된 중합으로부터 생성된 화합물이다. 하나 이상의 알킬렌 옥사이드가 첨가제 조성물의 제조에 사용되는 경우, 이러한 알킬렌 옥사이드는 동시에 또는 순차적으로 반응함으로써, 불규칙하게 분포되거나 순차적으로 분포된 알킬렌옥시 기를 생성한다. 상이한 알킬렌 옥사이드를 순차적으로 반응시킴으로서, 상이한 단위의 블럭이 존재할 것이다. 상이한 알킬렌 옥사이드를 또다른 알킬렌 옥사이드의 반응 후반부에 첨가하는 경우, 소위 캡핑(capping)되거나 테이퍼링(tapering)된 폴리(알킬렌옥시) 화합물이 수득된다. 캡핑 단량체를 첨가하는 경우 반응기에 잔존하는 초기 알킬렌 산화물의 양에 의존하여, 생성된 중합체는 본질적으로 또는 완전히 단독중합체성 또는 공중합체성일 수 있다.
바람직한 촉매 중화제 화합물은 폴리(옥시알킬렌) 화합물의 양이온성 유도체 및 하기 화학식에 상응하는 폴리에스테르 폴리올로부터 선택된다.
<화학식>
A[(OR1)xOX]y
상기 식에서, A는 하나 이상의 활성 수소 원자를 갖는 개시제 잔기이고;
y는 1 내지 10의 수이고;
R1은 독립적으로 각각 동일하거나 상이할 수 있으며, C2-4 알킬렌, 바람직하게는 1,2-에틸렌, 1,2-프로필렌 또는 1,2-부틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
x는 1 내지 1000, 바람직하게는 5 내지 500, 가장 바람직하게는 10 내지 300의 수이고;
X는 양이온이다.
적합한 개시제 화합물은 물, 암모니아, 또는 OH, SH, COOH, COSH, CSSH, NHRa(식중, Ra는 수소 또는 탄소수 50 이하의 하이드로카르빌 기이다)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 포함하는 유기 화합물을 포함한다. 개시제 화합물 및 Ra는 포화 또는 불포화, 직쇄 또는 분지쇄, 지방족, 방향족 또는 지환족 기를 함유할 수 있다. 단량체성 또는 중합체성 개시제를 사용할 수 있다. 바람직한 개시제는 물, 알코올, 알킬렌 글리콜, 알킬렌글리콜 모노에테르, 폴리(옥시알킬렌) 화합물, 폴리카프로락톤, 및 폴리(옥시알킬렌) 모노에테르이다. 가장 바람직한 개시제 화합물은 물, 에틸렌 글리콜 또는 프로필렌 글리콜이다.
첨가제 조성물 중의 양이온의 수는 개시제 분자의 작용성, 알킬렌 옥사이드와 개시제 화합물의 중합 후에 잔존하는 반응성 양성자의 수, 및 염기에 의한 중화도에 의존할 것이다. 바람직하게는, 1 내지 4, 더욱 바람직하게는 1 또는 2의 작용성을 갖는 개시제 화합물이 사용된다. 바람직한 양이온은 알칼리 금속 양이온, 특히 칼륨 또는 나트륨이다. 또 다르게는, 화학식 [Rb 4N]+(식중, Rb는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 25의 하이드로카르빌 기, 바람직하게는 탄소수 1 내지 18, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 10의 알킬 기이다)의 암모늄 양이온을 사용할 수 있다.
본원에 사용하기에 바람직한 폴리(옥시알킬렌) 화합물의 양이온성 유도체는 에틸렌옥시-, 프로필렌옥시- 또는 부틸렌옥시-반복 단위들 또는 이들의 혼합물을 함유하고 500 내지 5,000, 더욱 바람직하게는 1,000 내지 2,500의 수 평균 분자량을 갖는 모노칼륨- 또는 디칼륨-폴리(옥시알킬렌)알콕실레이트이다. 매우 바람직하게는, 촉매 중화제는 50 중량% 미만, 바람직하게는 40 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 1 중량% 초과, 적합하게는 2 중량% 초과의 에틸렌 옥사이드 유도 단위로 캡핑된, 50 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 60 중량% 이상의 프로필렌옥시- 또는 부틸렌옥시-단위들을 포함한다. "캡핑된"이란 용어는 중합체의 말단 부분이 주로 에틸렌 옥사이드 유도 단위들을 포함하는 것을 의미한다.
양이온성 폴리(옥시알킬렌) 유도체는 무용매 화합물로서, 무용매 화합물들의 혼합물로서 또는 추가 화합물과의 혼합물로서, 특히 중성 알킬렌 글리콜 및 폴리(옥시알킬렌) 화합물 또는 이들의 혼합물, 탄화수소 희석제, 또는 통상적인 촉매 중화제 또는 불활성화제로서 올레핀 중합체 중의 촉매 잔기 및 부산물을 중화시키는데 사용할 수 있다. 한 실시태양에서, 양이온성 폴리(옥시알킬렌) 유도체는 중합 공정에서 물, CO2, 또는 알코올과 같은 통상적인 촉매 종결제의 일부 또는 전부를 대체할 수 있다.
바람직하게는, 올레핀 중합체 조성물은 총 조성물 중량을 기준으로 0.01 중량% 이상, 바람직하게는 0.02 중량% 이상, 가장 바람직하게는 0.05 중량% 이상, 15 중량% 이하, 바람직하게는 5 중량% 이하, 가장 바람직하게는 2.5 중량% 이하의 폴리(옥시알킬렌) 화합물의 양이온성 유도체를 함유한다.
성분 (C)
본 발명에서 유용한 플루오로중합체 성분은 엘라스토머성 플루오로중합체(플루오로엘라스토머)이고, 이는 25℃ 미만의 Tg 수치를 갖는 불소 함유 유기 중합체로서 결정성을 거의 또는 전혀 나타내지 않는다. 1:1.5 이상의 불소 대 수소 비를 갖는 플루오로중합체를 사용하는 것이 바람직하지만, 필수적이지는 않다. 공중합되어 적합한 플루오로중합체를 제공할 수 있는 플루오르화 단량체는 비닐리덴 플루오라이드, 헥사플루오로프로필렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌 및 퍼플루오로알킬 퍼플루오로비닐 에테르를 포함한다. 사용할 수 있는 플루오로중합체의 구체적인 예는 헥사플루오로프로필렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 1-하이드로펜타플루오로프로필렌 및 2-하이드로펜타플루오로프로필렌으로부터 선택된 공단량체와 비닐리덴 플루오라이드의 공중합체; 비닐리덴 플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌, 및 헥사플루오로프로필렌 또는 1- 또는 2-하이드로펜타플루오로프로필렌의 공중합체; 및 테트라플루오로에틸렌, 프로필렌 및 임의로 비닐리덴 플루오라이드의 공중합체를 포함하며, 이들은 모두 당업계에 알려져 있다. 일부 경우에서, 이들 공중합체는 또한 미국 특허 제4,035,565호에 교시된 바와 같은 브롬-함유 공단량체, 또는 미국 특허 제4,243,770호에 교시된 바와 같은 말단 요오도 기를 포함할 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 조성물에 사용된 플루오로중합체는 1:2 이상, 더욱 바람직하게는 1:1 이상의 불소 대 탄소 몰비를 함유한다. 고도로 바람직한 플루오로중합체는 i) 비닐리덴 플루오라이드/헥사플루오로프로필렌; ii) 비닐리덴 플루오라이드/헥사플루오로프로필렌/테트라플루오로에틸렌; iii) 테트라플루오로에틸렌/프로필렌; 또는 iv) 테트라플루오로에틸렌/프로필렌/비닐리덴 플루오라이드의 공중합 단위들을 포함한다. 본 발명에 사용된 적합한 플루오로중합체의 예는 미국 특허 제6,774,164호, 동 제6,642,310호, 동 제6,610,408호, 동 제6,599,982호, 동 제6,512,063호, 동 제6,048,939호, 동 제5,707,569호, 동 제5,587,429호, 동 제5,010,130호, 동 제4,855,360호, 동 제4,740,341호, 동 제3,334,157호, 및 동 제3,125,547호에 개시되어 있다.
본 발명의 중합체 조성물에 혼입된 플루오로중합체의 양은 생성된 조성물에서 개선된 압출 특성을 달성하기에 충분한 양이다. 이러한 개선점의 한 가지 측정법은 플루오로중합체의 부재하에 달성할 수 있는 것보다 더욱 빠른 압출 전단속도로 압출된 중합체에서 용융물 결함의 발생을 지연시키거나 동일한 압출 조건에서 플루오로중합체가 결여된 압출물에 요구되는 것보다 더욱 짧은 시간으로 압출기가 평형에 도달하거나 용융물-결함이 없는 압출물을 생산하는 것이다. 이로 인해, 더욱 적은 양의 플루오로중합체 첨가제를 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 더욱 많은 압출기 산출량 및 더욱 짧은 압출기 개시 시간을 사용할 수 있어, 더욱 경제적인 압출 작업을 수행할 수 있다. 본 발명의 조성물에 사용되는 바람직한 양의 플루오로중합체는 총 조성물의 중량을 기준으로 0.001 내지 1.0 중량%, 바람직하게는 0.005 내지 0.1 중량%이다.
플루오로중합체 이외에, 가공 첨가제 조성물은 하나 이상의 계면 제제를 포함할 수 있다. "계면 제제"란 1) 압출 온도에서 액체 상태(또는 용융된 상태)이고, 2) 성분 (A) 및 플루오로중합체 둘다 보다 더욱 낮은 용융 점도를 가지며, 3) 압출가능한 조성물에서 플루오로중합체 입자들의 표면을 자유롭게 적시는 특징을 갖는 열가소성 중합체를 의미한다.
더욱 특히, 계면 제제는 플루오로중합체 가공 보조제 및 올레핀 중합체의 특정 시스템에서, 이들 2가지 중합체 사이의 계면에서 우선적으로 편재하는 비교적 저분자량의 성분이다. 임의의 특정한 해석에 구속되고자 하는 것은 아니지만, 상기 계면 제제는 올레핀 중합체의 용융 가공 동안 플루오로중합체 입자에 대한 전단 응력을 감소시키는 기능을 함으로써, 용융 가공 장비의 능력을 감소시켜 플루오로중합체 입자의 크기를 감소시키거나 아니면 그의 분산에 영향을 미치는 것으로 믿어진다.
이러한 계면 제제의 예에는 i) 실리콘-폴리에테르 공중합체; ii) 지방족 폴리에스테르, 예를 들어 폴리(부틸렌 아디페이트), 폴리(락트산) 및 폴리카프로락톤 폴리에스테르; iii) 방향족 폴리에스테르, 예를 들어 디이소부틸 프탈레이트; iv) 아민 옥사이드, 예를 들어 옥틸디메틸 아민 옥사이드; v) 카르복실산, 예를 들어 2-하이드록시부탄디카르복실산; vi) 지방산 에스테르, 예를 들어 소르비탄 모노라우레이트 및 트리글리세리드; 및 vii) 폴리(알킬렌)글리콜 및 미국 특허 제4,855,360호에 개시된 바와 같은 이들의 유도체를 포함하는 폴리(옥시알킬렌) 중합체를 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다. 바람직한 계면 제제는 1000 내지 32000, 바람직하게는 2000 내지 10000, 및 가장 바람직하게는 2000 내지 4000의 수 평균 분자량을 갖는다.
바람직한 계면 제제는 폴리카프로락톤, 폴리(옥시알킬렌) 화합물 및 폴리에스테르 폴리올로부터 선택된다. 본 발명에 유용한 적합한 폴리(옥시알킬렌) 화합물은 하기 화학식에 상응하는 폴리(옥시알킬렌)폴리올 및 이들의 유도체를 포함할 수 있다.
<화학식>
A[(OR1)xOR2]y
상기 식에서, A는 전술한 바와 같고, 바람직하게는 다수의 활성 수소 원자를 갖는 개시제 잔기, 예를 들어 폴리하이드록시알칸, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 또는 폴리카르복실산이고;
y는 전술한 바와 같고, 바람직하게는 2, 3 또는 4이고;
R1은 독립적으로 각각 동일하거나 상이할 수 있으며, C1-8 알킬렌 기, 바람직하게는 C2-4 알킬렌 기, 더욱 바람직하게는 1,2-에틸렌, 1,2-프로필렌 또는 1,2-부틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
x는 1 내지 1000, 바람직하게는 5 내지 500, 가장 바람직하게는 10 내지 300의 수이고;
R2는 H 또는 C1-10 일가 유기 라디칼, 바람직하게는 H 또는 알킬, 아릴, 아르알킬, 알크아릴, 아세틸, 벤조일 또는 스테아로일 기이다.
대표적인 계면 제제는 말단 하이드록시 기가 에테르 유도체 또는 에스테르 유도체, 예를 들어 스테아레이트 기(C17H35COO-)로 부분적으로 또는 완전히 전환된 폴리(옥시알킬렌) 폴리올 유도체를 포함한다. 다른 유용한 계면 제제는 폴리에스테르, 예를 들어 디카르복실산 또는 락톤과 폴리(옥시알킬렌)글리콜의 반응에 의해 제조된 화합물이다. 특히 바람직한 계면 제제는 폴리(옥시알킬렌)글리콜 또는 그의 에테르 유도체, 또는 폴리에스테르 폴리올, 특히 카프로락톤 또는 폴리카프로락톤의 (폴리)알킬렌옥사이드 유도체이다.
본 발명에 사용하기에 적합한 폴리(옥시알킬렌) 계면 제제는 더 다우 케미칼 캄파니(The Dow Chemical Company)로부터 상표명 카르보왁스(Carbowax)™, 예를 들어 카르보왁스™ 3350하에 시판중인 것, 약 76 반복 단위들을 함유하는 폴리에틸렌 글리콜, 및 BASF 코포레이션으로부터 상표명 플루로닉(Pluronic)™, 예를 들어 플루로닉™ F-77로 시판중인 것, 약 35 프로필렌 옥사이드 단위 및 108 에틸렌 옥사이드 단위를 함유하는 폴리(프로필렌)글리콜의 에틸렌 옥사이드 캡핑된 유도체를 포함한다.
계면 제제는 최종 용융 성형 공정 이하에서 그리고 최종 용융 성형 공정을 포함하는 임의의 시점에서 플루오로중합체와 올레핀 중합체의 혼합물에 도입될 수 있다. 마스터배치 단계에서 플루오로중합체와 계면 제제를 조합하는 것이 가장 바람직하며, 상기 단계에서 양 성분들은 고농도, 즉 마스터배치의 총 중량을 기준으로 1 중량% 이상으로 존재한다. 계면 제제의 사용량은 생성된 조성물에서 플루오로중합체의 이점을 수득하거나 보존하거나 증가시키기에 충분한 양이다. 플루오로중합체의 몰을 기준으로 바람직한 양의 계면 제제는 10:1 이하, 바람직하게는 0.5:1 내지 5:1이다.
시판중인 조성물은 임이로 통상 직쇄 폴리에틸렌인 적합한 기재 수지에서 농축물 형태로 존재하는, 이미 조합된 플루오로중합체와 계면 제제를 포함할 수 있다. 이러한 시판중인 조성물의 예에는 이.아이.듀퐁 드 네무아스 앤드 캄파니(E.I.Dupont de Nemours and Company)로부터 상표명 바이톤(Viton, 등록상표) 프리플로우(FreeFlow)™ Z-1OO 및 Z-200으로 시판중인, 플루오로엘라스토머 및 폴리알킬렌 글리콜 또는 폴리카프로락톤의 알킬렌옥사이드 유도체의 조합물을 포함한다.
각 성분들을 중합체로 혼입시키는 방법은 성공적인 실시에서 중요하지 않다. 한 실시태양에서, 촉매 중화제는 중합 대역의 후반부에서 또는 중합 대역으로부터 하류에서 첨가될 수 있다. 중합반응이 완결된 후 중합 반응기 또는 대역으로부터 배출되는 반응 혼합물은 올레핀 중합체, 비변형 단량체, 일부가 여전히 활성일 수 있는 중합 촉매, 및 임의로 불활성 탄화수소 희석제 및/또는 촉매 종결제를 함유할 수 있다. 적합한 촉매 종결제는 물, 알코올, CO2, 및 CO를 포함한다.
촉매 중화제는 액화 전후에 무용매 형태로 또는 불활성 희석제 중의 용액으로서 중합체 스트림과 조합됨으로써 간단히 중합체 스트림에 혼합될 수 있다. 바람직하게는, 촉매 중화제는 촉매 반응이 종결된 후에 중합체 및 임의로 희석제가 미반응 단량체 또는 용매를 제거하기 위해 분리 단계를 거치기 전에 중합체 스트림에 첨가된다. 이러한 제거는 전형적으로 단량체 및 희석제를 빨리 제거(flash off)하기 위해 온도를 증가시키거나 압력을 감소시키거나 또는 둘다를 수행하는 동안 행해진다. 하나 또는 둘 이상의 상기 분리 단계가 순차적으로 존재할 수 있다. 용액 중합 공정 또는 고온 고압 중합 공종에서, 중합체, 촉매 잔기 및 촉매 중화제는 용융된 중합체 스트림내에 잔존하지만, 미반응 단량체, 희석제 및 다른 기체는 제거된다.
액화 전에 첨가제를 중합체 스트림에 혼입시키는 용이성으로 인해 그리고 용융 합성에 의해 첨가제를 혼입시키기 위해 중합체를 후속적으로 재용해시키는 것을 피하기 위해, 플루오로중합체는 또한 성분 (B)를 첨가하는 것과 동시에 또는 거의 동시에, 즉 액화하고 중합체 생성물을 회수하기 전에 중합체 스트림에 첨가할 수 있다. 또 다르게는, 성분 (C) 또는 성분 (B)와 성분 (C)의 두 성분은 각 성분의 마스터배치를 사용하는 것을 포함하는 잘 알려진 용융 합성 기술에 의해 올레핀 중합체에 후속적으로 혼입될 수 있으며, 이때 첨가제 또는 첨가제들을 함유하는 농축된 형태의 중합체 담체가 처리될 중합체와 블렌딩되고 생성된 혼합물이 펠렛화 또는 성형품으로의 압출화 전에 용융되고 격렬하게 혼합된다.
생성된 올레핀 중합체는 또한 통상적인 첨가제, 예를 들어 안정화제, UV-흡수제, 정전기방지제, 항블록킹제, 윤활제, 안료, 무기 또는 유기 충전제, 난연성 화합물, 점적방지제, 또는 추가의 중합체, 예를 들어 고무 또는 폴리실록산 중합체를 포함할 수 있다. 이들 첨가제의 예는 이오녹스(Ionox)™ 330 (쉘 캄파니(Shell Co.)); 구드리트(Goodrite)™ 3114 (구드리치 캄파니(Goodrich Co.)); 어가녹스(Irganox)™ 1010, 1076, 어가포스(Irgafos)™ 168, 티누빈(Tinuvin)™ 327 (시바-가이기 캄파니(Ciba-Geigy Co.)); 웨스톤(Weston)™ 618 (보르그와르너 캄파니(Borgwarner Co.)); LS™ 770, LS™ 622 (산쿄 캄파니(Sankyo Co.))를 포함할 수 있다.
본 발명에 따라 수득된 바와 같은 중합체는 훌륭한 광학 특성 및 고 연신비를 요구하는 분야, 예를 들어 섬유 스피닝(spinning) 분야, 사출 성형, 블로우 성형, 회전성형 및 블로운 또는 캐스트 필름 분야를 비롯한 많은 적용 분야에 적합하다.
하기 나열된 특정 실시태양들은 첨부된 청구범위에 대한 실시가능 양태로서 제공된다.
1. (A) 올레핀 중합체;
(B) 폴리(옥시알킬렌) 화합물의 양이온성 유도체를 포함하는 촉매 중화제; 및
(C) 플루오로중합체 및 임의로 계면 제제를 포함하는 가공 첨가제 조성물
을 포함하는, 개선된 용융 압출 특성을 갖는 중합체성 조성물.
2. 실시태양 1에 있어서, 올레핀 중합체가 이소택틱 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 및 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 조성물.
3. 실시태양 1에 있어서, 올레핀 중합체가 전이금속 함유 촉매 조성물을 사용하여 제조된, 에틸렌과 하나 이상의 C3-10 α-올레핀의 공중합체인 조성물.
4. 실시태양 3에 있어서, 촉매 조성물이 할로겐, 원소 주기율표 제3족 내지 제6족의 전이금속, 및 임의로 마그네슘 및/또는 알콕사이드; 및 오르가노알루미늄 보조촉매를 포함하는 것인 조성물.
5. 실시태양 1 내지 4 중 어느 한 실시태양에 있어서, 촉매 중화제가, 1 내지 10개의 에틸렌옥시-, 프로필렌옥시- 또는 혼합된 에틸렌옥시-/프로필렌옥시-반복 단위들을 함유하고 수 평균 분자량이 500 내지 5,000인 모노칼륨- 또는 디칼륨 폴리(알킬렌옥시)알콕실레이트를 포함하는 것인 조성물.
6. 실시태양 5에 있어서, 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 15 중량%의 모노칼륨- 또는 디칼륨 폴리(알킬렌옥시)알콕실레이트를 포함하는 조성물.
7. 실시태양 1 내지 4 중 어느 한 실시태양에 있어서, 성분 (C)가 플루오로중합체를 포함하는 것인 조성물.
8. 실시태양 7에 있어서, 플루오로중합체가, 헥사플루오로프로필렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 1-하이드로펜타플루오로프로필렌 및 2-하이드로펜타플루오로프로필렌으로부터 선택된 공단량체와 비닐리덴 플루오라이드의 공중합체; 비닐리덴 플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌 및 헥사플루오로프로필렌 또는 1- 또는 2-하이드로펜타플루오로프로필렌의 공중합체; 또는 테트라플루오로에틸렌, 프로필렌 및 임의로 비닐리덴 플루오라이드의 공중합체인 조성물.
9. 실시태양 8에 있어서, 플루오로중합체가 (i) 비닐리덴 플루오라이드/헥사플루오로프로필렌; (ii) 비닐리덴 플루오라이드/헥사플루오로프로필렌/테트라플루오로에틸렌; (iii) 테트라플루오로에틸렌/프로필렌; 또는 (iv) 테트라플루오로에틸렌/프로필렌/비닐리덴 플루오라이드의 공중합 단위들을 포함하는 것인 조성물.
10. 실시태양 7에 있어서, 조성물의 총 중량을 기준으로 0.001 내지 1.0 중량%의 플루오로중합체를 포함하는 조성물.
11. 실시태양 5에 있어서, 성분 (C)가 폴리카프로락톤, 폴리(옥시알킬렌)화합물 및 폴리에스테르 폴리올로부터 선택된 계면 제제를 포함하는 것인 조성물.
12. 실시태양 11에 있어서, 계면 제제가 하기 화학식에 상응하는 것인 조성물.
A[(OR1)xOR2]y
상기 식에서, A는 하나 이상의 활성 수소 원자를 갖는 개시제 잔기이고;
y는 2, 3 또는 4이고;
R1은 독립적으로 각각 동일하거나 상이할 수 있으며, C1-8 알킬렌 기들로 이루어진 군으로부터 선택되고;
x는 1 내지 1000이고;
R2는 H 또는 C1-10 일가 유기 라디칼이다.
13. 실시태양 11에 있어서, 계면 제제가 폴리카프로락톤 중합체인 조성물.
14. 실시태양 12에 있어서, 계면 제제가 플루오로중합체를 기준으로 0.5:1 내지 5:1의 몰량으로 존재하는 것인 조성물.
본 발명을 하기 실시예에 의해 더욱 설명하지만, 하기 실시예는 본 발명을 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다. 달리 지시하거나 당업계에 통상적이지 않는 한, 모든 부 및 백분율은 중량을 기준으로 한다.
촉매 중화제 화합물의 상대적 평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정하였다. 50 마이크로리터의 시료 용액(10 ml THF 중의 약 150 mg 시료)을 상기 GPC 칼럼(다공성-입자 칼럼 패킹 PL-겔(5 μm)로 충전됨; 50, 100, 500 및 1000 Å의 PS/DVB로 충전된 일련의 칼럼들 (각각 30 cm))에 도입시켰다. THF를 1 ml/분의 유속으로 용리액으로서 사용하였다. 칼럼박스를 35℃의 온도로 유지하였다. 워터스(Waters) DRI 410™ 시차 굴절계를 검출계로서 사용하였다.
올레핀 중합체의 용융 지수를 190℃/2.16 kg에서 ASTM D-1238 절차 A, 조건 E에 따라 측정하였다.
촉매 중화제 중의 칼륨 함량을 표준 산-염기 적정 방법에 의해 계산하였다. 첨가제 조성물 시료를 2-프로판올에 용해시키고 염산으로 원하는 등가점까지 적정하였다. 칼륨 함량을 또한 화염 광도측정법 AOD-S 방법에 의해 측정할 수 있다.
촉매 중화제의 OH 측정은 ASTM D-4274D에 따라 적정에 의해 측정하였다.
실시예 1
750 그램의 이작용성 디프로필렌 글리콜 개시제 및 430.6 그램의 KOH, 45% 수용액을 스테인리스 강 10 리터 반응기에 충전한 후, 질소를 플러슁(flusing)하고, 115 ℃로 가열하고 물을 3시간 동안 3.0 kPa에서 빨리 제거하였다. 제거한 후, 개시제는 0.77%의 물 및 7.76%의 KOH를 함유하였다. 프로필렌 옥사이드(9608 g)를 5.5시간에 걸쳐 125 ℃ 및 300-400 kPa에서 첨가하고, 3시간 동안 125℃에서 분해하였다. 에틸렌 옥사이드(724 그램)를 0.5시간에 걸쳐 125 ℃, 200-300 kPa에서 첨가하고, 혼합물을 5시간 동안 125 ℃에서 유지하였다. 40 ℃로 냉각시킨 후, 반응기의 함유물을 질소 분위기하에 강철 용기로 배출하였다. 생성물(KAO로 지칭 됨)은 1800의 분자량, 7%의 에틸렌 옥사이드 함량 및 1%의 칼륨 함량을 가졌다.
에틸렌/1-옥텐 중합체를 일련으로 작동되는 각각 5 리터 부피의 2개의 연속 교반식 탱크 반응기(CSTR)에서 제조하였다. 반응기들에 반응기 부피를 단열 조건으로 유지하기 위해 뚜껑을 덮었다. 제1 반응기에의 공급물은 30 kg/시간의 속도로 충전되는 20% 에틸렌을 함유하는 C8-10 n-알칸의 혼합물을 포함한다. 용매/에틸렌 공급물의 온도는 15℃이고 압력은 3.5 MPa에서 유지하였다. 1-옥텐을 제1 반응기에 별도의 스트림으로 첨가하였다. 추가의 별도 스트림에 의해, 새로운 용매, 동일한 n-알칸 혼합물 중의 MgCl4 지지된 TiCl4의 현탁액을 포함하는 지글러-나타 프로-촉매(pro-catalyst)를 약 0.01 g Ti/시간의 속도로 제1 반응기에 주입하였다. 프로-촉매를 본질적으로 미국 특허 제4,547,475호의 절차에 따라 제조하고 13/35/4/1 몰비의 Mg/Cl/Al/Ti를 함유하였다. 상기 프로-촉매와 함께, 트리에틸알루미늄 보조촉매를 Ti 몰당 3.5 몰의 Al의 양으로 공급하였다. 에틸렌/옥텐 혼합물의 후속적인 중합 동안, 대략 80%의 에틸렌을 전환시키고 반응 온도를 180 ℃로 증가시켰다. 용해된 중합체를 포함하는 반응 혼합물을 제2 반응기에 도입시키고, 여기서 반응 온도를 3.5 MPa의 압력에서 200 ℃로 증가시키면서 대략 10%의 추가 에틸렌을 전환시켰다. 따라서, 3.0의 용융 지수 및 0.914 g/㎤의 밀도를 가지며 약 12%의 중합된 1-옥텐을 함유하는 중합체가 1시간당 약 5.2 kg으로 형성되었다.
중합체, 단량체, 용매 및 촉매를 함유하는 생성물 스트림이 제2 반응기로부터 배출된 후에, 물(중합체 중량을 기준으로 20 ppm)을 주입하고 생성물 스트림을 인-라인(in-line) 정적 혼합기를 통과시켰다. 물이 촉매 잔기와 반응하도록 10초간 놓아둔 후에, 0.2%의 KAO 또는 스테아르산칼슘 촉매 중화제 조성물을 혼합된 C8-10 알칸 용매 중의 10 중량% 용액으로 첨가하였다. 장애된 페놀 산화방지제(시바-가이기 코포레이션으로부터의 어가녹스™ 1010) 및 인 안정화제(또한 시바-가이기 코포레이션으로부터의 어가포스™ 168)를 상기 중합체 스트림에 각각 500 ppm 및 1200 ppm으로 첨가하였다.
중합체, 용매, 에틸렌, 1-옥텐, 불활성화된 촉매, 첨가제 또는 생성된 반응 생성물 또는 잔기를 포함하는 생성물 스트림을 2단계 액화 공정에서 액화시켰다. 그다음 생성된 용융된 중합체를 용융물 형성 다이(die) 및 커터(cutter)를 통과시키고, 수욕에서 냉각시켜 고체 펠렛을 제공하였다. 두 수지의 시료들을 121 ℃에서 55의 무니(Mooney) 점도 ML(1+10)(ASTM D-1646에 따라 측정함, 대형 회전자)을 갖는 비닐리덴 플루오라이드/헥사플루오로프로펜(60/40 중량 기준)을 함유하는 시판중인 폴리에틸렌 수지 농축물과 합성하였다.
본 발명에 따른 조성물(실행 1 내지 3) 및 비교 조성물(실행 A 내지 C)을, 모든 성분들을 건식 블렌딩하고 조성물을 300 rpm의 축 속도 및 200 ℃의 배럴(barrel) 설정 온도에서 작동하는 30 mm 공-회전식 이축 압출기를 사용하여 용융 혼합함으로써 제조하였다. 각 수지 중의 플루오로중합체의 양은 100 ppm으로 유지하였다. 계면 제제 IA는 1,4-부탄디올에 의해 개시된, 엡실론-카프로락톤의 개환 반응으로부터 유래하고 4000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리카프로락톤 중합체이다.
이들 조성물로부터 0.060 인치 (0.24 mm) 갭(gap)을 갖는 4 인치 (1.58 cm)의 블로운 필름 다이가 장착된 2.5 인치 (0.98 cm)의 24:1 L/D 압출기를 사용하여 두께 25 μm의 블로운 필름을 제조하였다. 배럴 대역 온도들(공급 구역에서 출발함)은 16O ℃, 18O ℃, 194 ℃, 및 19O ℃이고, 어댑터 및 다이 온도는 200 ℃이었다. 각 실행의 용융 온도는 212 내지 214 ℃이고, 각 실행의 개시에서의 다이 압력은 28 Mpa이었다. 축은 40 rpm에서 작동하는 차단벽 플라이트(flight)를 갖는 통상적인 디자인이었다. 각 실행의 개시에서의 압출기 산출량은 45 kg/시간이었고, 따라서 다이 갭에서 대략 500 초-1의 명백한 전단 속도가 수득되었다.
각 시험 실행 전에, 압출기 및 다이를 이전 시험에서의 잔류물을 제거하기 위해 50% 규조토를 함유하는 퍼지(purge) 화합물로 퍼징하였다. 퍼징 후, 각 시험을 100% 용융 파쇄율로 시작하는 것을 보장하기 위해 블로운 필름을 10분간 100% LLDPE를 사용하여 제조하였다.
시험할 조성물을 압출기에 충전하였을 때, 시험을 개시하였다. 각 조성물의 용융 파쇄 제거능을 다이로부터 배출되는 용융물의 조도를 연속적으로 육안으로 관찰하고 생성된 필름을 육안으로 평가함으로써 관측하였다. 이러한 방식으로 어떠한 용융 파쇄도 보이지 않을 때, 실험을 종료하고 컨디셔닝(conditioning) 시간을 기록하였다. 용융 파쇄율(MF)이 60분의 실행 시간 후에도 여전히 존재하는 경우, 시험을 종료하고 용융 파쇄율을 기록하였다.
실행 동안 다양한 시간에서 수거한 필름 시료들을 용융물 결함을 육안으로 확인하기 위해 오버헤드 프로젝터(overhead projector)를 사용하여 용융 파쇄를 분석하였다. 필름 압출 방향과 수직으로 필름 시료를 인발시킨 선에 따라, 필름 결함을 함유하는 영역의 폭을 측정하였다. 결함을 포함하는 폭의 합을 필름 시료의 총 폭으로 나누어 용융 파쇄율(MF)로 기록되는 용융 결함율을 구하였다.
시험된 수지의 상세한 결과를 하기 표 1에 기록하였다. 이 결과를 비교 수지에 대해서는 도 1에 도시하고 실행 1 내지 3의 수지에 대해서는 도 2에 도시하였다.
Figure 112007049463131-PCT00001
상기 결과에 기초하여, KAO 촉매 중화제를 함유하는 수지는 스테아르산칼슘으로 예시되는 바와 같은 통상적인 촉매 중화제에 비해 계면 제제로 인한 간섭이 덜한 경향을 보였다.

Claims (14)

  1. (A) 올레핀 중합체;
    (B) 폴리(옥시알킬렌) 화합물의 양이온성 유도체를 포함하는 촉매 중화제; 및
    (C) 플루오로중합체 및 임의로 계면 제제(interfacial agent)를 포함하는 가공 첨가제 조성물
    을 포함하는, 개선된 용융 압출 특성을 갖는 중합체성 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 올레핀 중합체가 이소택틱 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 및 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 올레핀 중합체가 전이금속 함유 촉매 조성물을 사용하여 제조된, 에틸렌과 하나 이상의 C3-10 α-올레핀의 공중합체인 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 촉매 조성물이 할로겐, 원소 주기율표 제3족 내지 제6족의 전이금속, 및 임의로 마그네슘 및/또는 알콕사이드; 및 오르가노알루미늄 보조촉매를 포함하는 것인 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 촉매 중화제가, 1 내지 10개의 에틸렌옥시-, 프로필렌옥시- 또는 혼합된 에틸렌옥시-/프로필렌옥시-반복 단위들을 함유하고 수 평균 분자량이 500 내지 5,000인 모노칼륨- 또는 디칼륨 폴리(알킬렌옥시)알콕실레이트를 포함하는 것인 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 15 중량%의 모노칼륨- 또는 디칼륨 폴리(알킬렌옥시)알콕실레이트를 포함하는 조성물.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (C)가 플루오로중합체를 포함하는 것인 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 플루오로중합체가, 헥사플루오로프로필렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 1-하이드로펜타플루오로프로필렌 및 2-하이드로펜타플루오로프로필렌으로부터 선택된 공단량체와 비닐리덴 플루오라이드의 공중합체; 비닐리덴 플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌 및 헥사플루오로프로필렌 또는 1- 또는 2-하이드로펜타플루오로프로필렌의 공중합체; 또는 테트라플루오로에틸렌, 프로필렌 및 임의로 비닐리덴 플루오라이드의 공중합체인 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 플루오로중합체가 (i) 비닐리덴 플루오라이드/헥사플루오로 프로필렌; (ii) 비닐리덴 플루오라이드/헥사플루오로프로필렌/테트라플루오로에틸렌; (iii) 테트라플루오로에틸렌/프로필렌; 또는 (iv) 테트라플루오로에틸렌/프로필렌/비닐리덴 플루오라이드의 공중합 단위들을 포함하는 것인 조성물.
  10. 제7항에 있어서, 조성물의 총 중량을 기준으로 0.001 내지 1.0 중량%의 플루오로중합체를 포함하는 조성물.
  11. 제5항에 있어서, 성분 (C)가 폴리카프로락톤, 폴리(옥시알킬렌) 화합물 및 폴리에스테르 폴리올로부터 선택된 계면 제제를 포함하는 것인 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 계면 제제가 하기 화학식에 상응하는 것인 조성물.
    A[(OR1)xOR2]y
    상기 식에서, A는 하나 이상의 활성 수소 원자를 갖는 개시제 잔기이고;
    y는 2, 3 또는 4이고;
    R1은 독립적으로 각각 동일하거나 상이할 수 있으며, C1-8 알킬렌 기들로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    x는 1 내지 1000이고;
    R2는 H 또는 C1-10 일가 유기 라디칼이다.
  13. 제11항에 있어서, 계면 제제가 폴리카프로락톤 중합체인 조성물.
  14. 제12항에 있어서, 계면 제제가 플루오로중합체를 기준으로 0.5:1 내지 5:1의 몰량으로 존재하는 것인 조성물.
KR1020077015573A 2004-12-07 2005-11-17 플루오로중합체 가공 보조제 및 촉매 중화제를 포함하는중합체 KR20070092728A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US63387004P 2004-12-07 2004-12-07
US60/633,870 2004-12-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070092728A true KR20070092728A (ko) 2007-09-13

Family

ID=35735329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077015573A KR20070092728A (ko) 2004-12-07 2005-11-17 플루오로중합체 가공 보조제 및 촉매 중화제를 포함하는중합체

Country Status (12)

Country Link
US (1) US7652102B2 (ko)
EP (1) EP1824924B1 (ko)
JP (1) JP2008523209A (ko)
KR (1) KR20070092728A (ko)
CN (1) CN101115795B (ko)
AR (1) AR053419A1 (ko)
AT (1) ATE420922T1 (ko)
BR (1) BRPI0517149A (ko)
CA (1) CA2593024A1 (ko)
DE (1) DE602005012431D1 (ko)
MX (1) MX2007006851A (ko)
WO (1) WO2006062717A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016060363A1 (ko) * 2014-10-16 2016-04-21 주식회사 한나노텍 가공조제 및 가공조제용 마스터배치

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7538156B2 (en) * 2004-07-16 2009-05-26 Arkema France Fluoropolymer-based masterbatch and its use for the extrusion of polyolefins
US7956112B2 (en) * 2006-12-04 2011-06-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Aqueous fluoropolymer dispersion stabilized with amine oxide surfactant and process for making coagulated fluoropolymer resin
US8053526B2 (en) * 2009-05-20 2011-11-08 Dupont Performance Elastomers Llc Fluoroelastomer process aid contains polyalkylene oxide and polycaprolactone
US11274172B2 (en) 2009-08-27 2022-03-15 Daikin Industries, Ltd. Processing additive, molding composition masterbatch of processing additive and molding article
US8278391B2 (en) 2010-06-17 2012-10-02 Fina Technology, Inc. Polypropylene compositions for oriented films
CN105849195A (zh) * 2013-12-11 2016-08-10 陶氏环球技术有限责任公司 用于高导电聚合物电解质的组合物
US10738182B2 (en) * 2018-04-23 2020-08-11 Dow Global Technologies Llc Molded articles and methods thereof
US20220105714A1 (en) * 2019-02-02 2022-04-07 Dow Global Technologies Llc Metallized polyethylene films and related structures
CN111087582B (zh) * 2019-12-26 2021-09-24 浙江佳华精化股份有限公司 一种含氟聚合物加工助剂的制备方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1049682A (en) 1974-06-10 1979-02-27 Albert W. Duncan Carboxyfunctional silicone containing thermoplastics
US4547475A (en) 1984-09-07 1985-10-15 The Dow Chemical Company Magnesium halide catalyst support and transition metal catalyst prepared thereon
US4740341A (en) 1986-08-29 1988-04-26 Mobil Oil Corporation Linear polyethylene, fluorocarbon polymer and polyalkylsiloxane compositions, and improved method of film extrusion using same
US5003023A (en) 1988-03-31 1991-03-26 Union Carbide Chemicals Olefin polymer compositions containing polyorganosiloxanes and the use thereof in the production of film material and polyorganosiloxanes
US4855360A (en) * 1988-04-15 1989-08-08 Minnesota Mining And Manufacturing Company Extrudable thermoplastic hydrocarbon polymer composition
US5707569A (en) * 1994-02-15 1998-01-13 E. I. Du Pont De Nemours And Company Processing aid system for polyolefins
US5789473A (en) 1995-01-17 1998-08-04 Dow Corning Corporation Polyolefin composition containing diorganopolysiloxane process aid
US5587429A (en) * 1995-04-04 1996-12-24 E. I. Dupont De Nemours And Company Processing aid system for polyolefins
US5708085A (en) 1996-08-28 1998-01-13 Dow Corning Corporation Low density polyethylene modified with silicone materials
US5708084A (en) 1996-08-28 1998-01-13 Dow Corning Corporation Organic polymers modified with silicone materials
US6294604B1 (en) * 1998-03-06 2001-09-25 Dyneon Llc Polymer processing additive having improved stability
US6734252B1 (en) * 1999-01-29 2004-05-11 3M Innovative Properties Company Melt processable thermoplastic polymer composition employing a polymer processing additive containing a fluorothermoplastic copolymer
US6642310B2 (en) * 2001-02-16 2003-11-04 Dupont Dow Elastomers L.L.C. Process aid for melt processable polymers
US6599982B2 (en) * 2001-11-08 2003-07-29 Dupont Dow Elastomers L.L.C. Process aid for melt processable polymers
CA2468093C (en) * 2001-12-21 2011-10-18 Dow Global Technologies Inc. Additive for rendering inert acidic or halogen-containing compounds contained in olefin polymers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016060363A1 (ko) * 2014-10-16 2016-04-21 주식회사 한나노텍 가공조제 및 가공조제용 마스터배치

Also Published As

Publication number Publication date
MX2007006851A (es) 2007-08-15
WO2006062717A1 (en) 2006-06-15
CN101115795B (zh) 2012-05-30
EP1824924B1 (en) 2009-01-14
DE602005012431D1 (de) 2009-03-05
US20080097034A1 (en) 2008-04-24
US7652102B2 (en) 2010-01-26
BRPI0517149A (pt) 2008-09-30
EP1824924A1 (en) 2007-08-29
CA2593024A1 (en) 2006-06-15
ATE420922T1 (de) 2009-01-15
JP2008523209A (ja) 2008-07-03
AR053419A1 (es) 2007-05-09
CN101115795A (zh) 2008-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20070092728A (ko) 플루오로중합체 가공 보조제 및 촉매 중화제를 포함하는중합체
EP0095253B1 (en) Polyethylene blend and film
EP3156428B1 (en) Processing aid
US9624362B2 (en) Processing aid, and composition
EP1824925B1 (en) Polymer containing polysiloxane processing aid and catalyst neutralizer
JPH10510300A (ja) 溶融処理可能なフルオロプラスチック
EP3106482A1 (en) A processing aid for polyolefins and a polyolefin composition
JP2007510003A (ja) メタロセン触媒型線状低密度ポリエチレンポリマーのための加工助剤
US8053526B2 (en) Fluoroelastomer process aid contains polyalkylene oxide and polycaprolactone
JP5285605B2 (ja) アイオノマーを使用するポリマー触媒非活性化及び酸中和
WO2022079613A1 (en) Polylactone-based synergists with fluorinated polymer processing additives
WO2023056214A1 (en) Polyethylene glycol-based polymer processing aid masterbatches
EP1656421A1 (en) Process aid for metallocene catalyzed linear low density polyethylene polymers

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid