KR20110083711A - 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스 및 카본 블랙을 포함하는 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 특정 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스 및 카본 블랙을 포함하는 조성물(상기 조성물은 마스터배취, 컴파운드 또는 전도성 중합체의 형태임), 전도성 중합체를 제조하기 위한 상기 조성물의 용도, 및 상기 전도성 중합체로 제조된 물품에 관한 것이다.

Description

프로필렌-올레핀-공중합체 왁스 및 카본 블랙을 포함하는 조성물{COMPOSITION COMPRISING PROPYLENE-OLEFIN-COPOLYMER WAXES AND CARBON BLACK}
본 발명은, 특정 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스 및 카본 블랙을 포함하는 조성물(상기 조성물은 마스터배취, 컴파운드 또는 전도성 중합체의 형태임), 전도성 중합체를 제조하기 위한 이의 용도, 및 상기 전도성 중합체로 제조된 물품에 관한 것이다.
플라스틱 산업에서는, 컴파운드(compound) 또는 마스터배취 형태의 첨가제를 사용하는 것이 통상적이다.
본 발명의 목적을 위해, 상기 마스터배취는 캐리어 중합체 및 첨가제를 포함하는 조성물이며, 이때 상기 첨가제는 최종 용도보다 더 높은 농도로 상기 마스터배취 중에 존재하며, 상기 캐리어 중합체는 종종, 최종 용도의 중합체가 아니다. 상기 마스터배취 중의 상기 첨가제의 바람직한 농도는 마스터배취의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 90 중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 80 중량%, 더더욱 바람직하게는 6 내지 80 중량%이다.
본 발명의 목적을 위해, 상기 컴파운드는, 중합체 및 첨가제를 포함하는 조성물이며, 이때 상기 중합체는 최종 용도 또는 최종 제품의 목적하는 최종 농도로 상기 컴파운드 중에 존재하며, 상기 중합체는 최종 용도 또는 최종 물품의 목적하는 중합체여서, 상기 컴파운드는 단지, 물리적 성형 공정에 의해 최종 용도 또는 최종 물품의 목적하는 형태로 된다.
본 발명의 목적을 위해, 전도성 화합물 및 상기 전도성 화합물로 제조된 최종 생성물은 10-6 내지 1011 Ω, 바람직하게는 10-5 내지 1011 Ω, 특히 0.1 내지 109 Ω의 전기적 표면 저항을 특징으로 한다.
시험 샘플이 80 mm×120 mm 이상의 크기 또는 110 mm 이상의 직경을 나타내는 경우, 상기 전기적 표면 저항은 DIN EN 61340-5-1에 따라 정의되며, DIN EN 61340-2-3에 따라 측정된다. 시험 샘플이 80 mm×120 mm 이상의 크기 또는 110 mm 이상의 직경을 나타내지 않는 경우, 상기 전기적 표면 저항은, 60 mm×40 mm크기의 샘플, 및 상기 샘플의 표면 상에 전도성 은(silver) 페인트로 직접 도포된 a = 40 mm, b = 3 mm 및 g = 10 mm 크기의 직사각형 전극을 사용하여 IEC 93에 따라 결정된다.
전도성 폴리올레핀을 제조하기 위해 사용되고 첨가제로서 카본 블랙(CB)을 함유하는 마스터배취 및/또는 컴파운드는 다음과 같은 요건을 만족시켜야 한다: 상기 조성물은 우수한 가공성을 제공하기 위해 매우 낮은 점도를 가져야 하고, 높은 부하량(즉, CB의 높은 농도; 이는, 달리 언급되지 않는 한, 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 CB의 중량%를 특징으로 함)를 가져야 하고, 최종 물품에서 목적하는 전도성을 제공할 수 있어야 한다. 추가의 요건은 다음과 같다: 마스터배취가 최종 용도 또는 최종 물품의 중합체와 우수한 혼화성 및 상용성을 갖는 경우, 높은 열 전도성; 및 마스터배취 및/또는 컴파운드 중의 CB의 우수한 분산; 및 최종 제품의 기계적 및 열 특성, 특히 충격 강도, 인장 강도 또는 열 뒤틀림 내성에 부정적인 영향을 거의 주지 않음.
전도성 폴리올레핀은, 폭발의 위험이 큰 영역, 분야 또는 용도에 사용되는 물품을 제조하는데 사용되며, 폭발 보호에 사용하기 위한 물품으로서의 본 발명의 목적은 간략함을 위하여 요약될 것이다.
또한, 전도성 폴리올레핀만 정전기적 분말 코팅으로 착색될 수 있다. 이러한 사용 영역은, 정전기적 분말 코팅으로서의 본 발명의 목적으로 지칭될 것이다.
또한, 전도성 폴리올레핀은, 정전기적 전하가 있더라도 이를 거의 나타내지 않는 포장재를 제조하는 데 사용되며, 예를 들어 전자 부품의 포장재에 사용된다.
또한, 전도성 폴리올레핀은 연료 전지에서 양극성 플레이트로서 사용된다.
유럽 특허 제 0 244 626 A1 호는 중합체 중의 CB를 개시하고 있다.
공지된 조성물은, 전술된 바와 같은 오늘날의 산업 요건을 모두 만족시키지 못한다. 오늘날의 요건을 만족시키는 CB을 함유하고, 요구되는 점도 및 부하량을 갖고, 상기 폴리올레핀의 목적하는 전도도를 제공할 수 있는 마스터배취가 필요하다.
놀랍게도, 특정 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스 및 CB을 포함하는 마스터배취가 개선된 특성을 나타냈다.
본 발명은, 성분 A 및 성분 B를 포함하는 조성물(Z)에 관한 것으로서, 이때 상기 성분 A는 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스이고, 상기 성분 B는 CB이고, 상기 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스는, 프로필렌 단량체; 및 상기 단량체의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 50 중량%의 하나 이상의 하기 화학식 (II)의 화합물로 제조된다:
Figure pct00001
(II)
상기 식에서,
Ra는, H 및 비분지되거나 분지된 C2 -18 알킬로 이루어진 군으로부터 선택된다.
바람직하게, 상기 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스는 프로필렌; 및 0.1 내지 50 중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 40 중량%, 더더욱 바람직하게 2 내지 30 중량%, 특히 2 내지 20 중량%의, 1종, 2종 3종, 더욱 바람직하게는 1종의 상기 화학식 (II)의 화합물로 제조된다. 바람직하게, Ra는 H이며, 즉, 상기 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스는 프로필렌-에틸렌-공중합체 왁스이다. 따라서, 상기 프로필렌 단량체와 상기 화학식 (II)의 화합물을 합한 양은 단량체의 총 중량(100 중량%)을 기준으로 100 중량% 이하이다.
상기 조성물(Z)은 바람직하게는 마스터배취(MB) 또는 전도성 중합체(CP)이며, 상기 전도성 중합체(CP)는 바람직하게는 전도성 유기 중합체이다.
본 발명의 목적을 위해, 상기 전도성 중합체(CP)는, 상기 전도성 중합체(CP)로부터 제조된 압축 성형 플레이트 상에서 측정시, 바람직하게는 130 이하, 특히 바람직하게는 120 이하의 부하량-특이적 표면 저항(LSSR)을 가지며, LSSR의 바람직한 상한은, 바람직하게는 -15000, 특히 바람직하게는 -10000, 특히 -1000, 특히 -100, 매우 특히 -10이다.
또한, 본 발명의 목적을 위해, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체에 기초한 전도성 중합체(CP)는, 상기 전도성 중합체(CP)로부터 제조된 편평 필름 상에서 측정시, 바람직하게는 650 이하의 LSSR, 특히 바람직하게는 450 이하, 특히 400 이하, 특히 300 이하의 LSSR을 갖는다. LSSR의 경우, 각각의 바람직한 상한에서의 하한은, 바람직하게는 -15000, 특히 바람직하게는 -10000, 특히 -1000, 특히 -100, 매우 특히 -10이다.
또한, 본 발명의 목적을 위해, 선형 저밀도 폴리에틸렌에 기초한 전도성 중합체(CP)는 바람직하게는, 상기 전도성 중합체(CP)로부터 제조된 편평 필름 상에서 측정시 650 이하, 더욱 바람직하게는 385 이하, 더더욱 바람직하게는 300 이하의 LSSR을 갖는다. LSSR의 경우, 각각의 바람직한 상한에서의 하한은, 바람직하게는 -15000, 특히 바람직하게는 -10000, 특히 -1000, 특히 -100, 매우 특히 -10이다.
또한, 본 발명의 목적을 위해, 폴리프로필렌에 기초한 전도성 중합체(CP)는 바람직하게는, 상기 전도성 중합체(CP)로부터 제조된 편평 필름 상에서 측정시 250 이하, 더욱 바람직하게는 200 이하의 LSSR을 갖는다. LSSR의 경우, 각각의 바람직한 상한에서의 하한은, 바람직하게는 -15000, 특히 바람직하게는 -10000, 특히 -1000, 특히 -100, 매우 특히 -10이다.
상기 LSSR은, log10[표면 저항(Ω)의 절대값]×[CB에 의한 전도성 중합체(CP)의 부하량(중량%)의 절대값]2으로 계산된다(이때, 중량%는 전도성 중합체(CP)의 총 중량을 기준으로 함). 따라서, 예를 들어, 가압성형된(압축 성형된) 플레이트의 총 중량을 기준으로 3 중량%의 CB 및 1.0×1015 Ω의 표면 저항을 갖는 가압성형된(압축 성형된) 플레이트는, 135의 LSSR을 갖는다.
또한, 본 발명의 목적을 위해, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌에 기초한 전도성 중합체(CP)는 바람직하게는, 상기 전도성 중합체(CP)로부터 제조된 편평 필름 상에서 측정시 9×106, 더욱 바람직하게는 9×105, 더더욱 바람직하게는 9×104, 특히 9×103의 전기적 표면 저항을 갖는다. 전기적 표면 저항의 경우, 각각의 바람직한 상한에서의 하한은, 바람직하게는 1×10-5, 더욱 바람직하게는 1×10-4, 매우 특히 1×10-3이다.
또한, 본 발명의 목적을 위해, 프로필렌에 기초한 전도성 중합체(CP)는 바람직하게는, 상기 전도성 중합체(CP)로부터 제조된 편평 필름 상에서 측정시 9×108, 더욱 바람직하게는 9×107, 더더욱 바람직하게는 9×106, 특히 9×105의 전기적 표면 저항을 갖는다. 전기적 표면 저항의 경우, 각각의 바람직한 상한에서의 하한은, 바람직하게는 1×10-5, 더욱 바람직하게는 1×10-4, 매우 특히 1×10-3이다.
바람직하게, 상기 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스는 특히 메탈로센 촉매작용에 의해 합성되는 경우 더 좁은 몰 질량 분포를 갖는 것을 특징으로 한다. 몰 질량 분포는, 중량 평균 몰 질량(Mw 값[g/mol])과 수 평균 몰 질량(Mn 값[g/mol])을 특징으로 한다. 바람직하게, Mn은 500 내지 50000 g/mol, 바람직하게는 1000 내지 35000 g/mol, 더더욱 바람직하게 110 내지 25000 g/mol이다. 바람직하게, Mw는 1000 내지 140000 g/mol, 더욱 바람직하게는 1900 내지 100000 g/mol, 더더욱 바람직하게는 2100 내지 70000 g/mol이다. 바람직하게, Mw를 Mn으로 나눈 값(이후 Mw/Mn 값으로 지칭됨)은 1.0 내지 3.0, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 2.9, 더더욱 바람직하게는 1.7 내지 2.8; 특히 2.1 내지 2.7; 더욱 특히 2.2 내지 2.5이며; 통상적 비-메탈로센 촉매작용된 왁스의 경우, Mw/Mn 값은 3.1 이상이고, 7 또는 8 이하일 수 있다.
상기 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스의 제조에 사용될 수 있는 가능한 촉매는 바람직하게는 지글러-나타-촉매(Ziegler-Natta-catalyst) 및 메탈로센 촉매이며, 이들은 예를 들어 문헌[Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol.A 28,Weinheim 1996, S. 151-152]에서 언급되었다.
프로필렌-올레핀-공중합체 왁스, 바람직하게는 프로필렌-에틸렌-공중합체 왁스는 또한, 적절한 고분자량 프로필렌-올레핀 공중합체, 바람직하게는 프로필렌-에틸렌 공중합체의 열 분해에 의해 제조될 수 있다.
바람직하게, 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스는, 촉매로서 메탈로센의 존재 하에 제조된 왁스이다. 메탈로센 촉매의 특수한 능력을 사용하여, 선택도 및 완전히 새로운 특성 프로파일을 갖는 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스를 합성한다. 메탈로센 촉매의 사용은, 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스의 융점, 점도 및 분자량의 특수한 조합을 제공한다.
상기 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스, 바람직하게는 메탈로센 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스는 바람직하게는 대개 또는 완전히 비정질이며, 필요한 경우 극성으로 만들기 위해 추가적으로 개질될 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, "대개"는, 상기 왁스의 총 중량을 기준으로 80 중량% 초과, 바람직하게는 90 중량% 초과, 특히 95 중량% 초과, 특히 99 중량% 초과를 의미한다.
상기 메탈로센 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스는 하기 화학식 (I)의 메탈로센 화합물을 사용하여 제조된다.
Figure pct00002
(I)
상기 화학식 (I)의 화합물은 하기 화학식 (Ia), (Ib) 및 (Ic)의 화합물을 포괄한다.
Figure pct00003
(Ia)
(Ib)
Figure pct00005
(Ic)
상기 화학식 (I), (Ia) 및 (Ib)에서, M1은 원소 주기율표의 IVb, Vb 또는 VIIb 족의 금속, 바람직하게는 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오븀, 탄탈륨, 크로뮴, 몰리브덴, 텅스텐, 특히 바람직하게는 티타늄, 지르코늄, 하프늄이다.
R1 및 R2는 동일하거나 상이하며, 각각 서로 독립적으로, 수소 원자, C1-C10-, 바람직하게는 C1-C3-알킬 기, 특히 메틸, C1-C10-, 바람직하게는 C1-C3-알콕시 기, C6-C10, 바람직하게는 C6-C8-아릴 기, C6-C10-, 바람직하게는 C6-C8-아릴옥시 기, C2-C10-, 바람직하게는 C2-C4-알켄일 기, C7-C40-, 바람직하게는 C7-C10-아릴알킬 기, C7-C40-, 바람직하게는 C7-C12-알킬아릴 기, C8-C40-, 바람직하게는 C8-C12-아릴알켄일 기 또는 할로겐 원자, 바람직하게는 염소 원자이다.
R3 및 R4는 동일하거나 상이하며, 각각 서로 독립적으로, 단환형 또는 다환형 탄화수소 라디칼이며, 이들은 중심 원자 M1과 함께 샌드위치 구조를 형성할 수 있다. R3 및 R4는 바람직하게는 사이클로펜타다이엔일, 인데닐, 테트라하이드로인덴일, 벤즈인덴일 또는 플루오렌일이며, 이때 염기성 골격구조는 추가의 치환기를 갖거나, 서로 가교될 수 있다. 또한, 라디칼 R3 및 R4 중 하나는 질소 원자로 치환될 수 있으며, 이때 R24는 R17의 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 메틸, 3급-부틸 또는 사이클로헥실이다.
R5, R6, R7, R8, R9 및 R10은 동일하거나 상이하며, 각각 서로 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 바람직하게는 불소, 염소 또는 브롬 원자, C1-C10, 바람직하게는 C1-C4-알킬 기, C6-C10, 바람직하게는 C6-C8-아릴 기, C1-C10, 바람직하게는 C1-C3-알콕시 기, -NR16 2, -SR16, -OSiR16 3, -SiR16 3 또는 -PR16 2 라디칼이거나(이때 R16은 C1-C10, 바람직하게는 C1-C3-알킬 기 또는 C6-C10, 바람직하게는 C6-C8-아릴 기이거나, Si- 또는 P-함유 라디칼의 경우, 이는 할로겐 원자, 바람직하게는 염소 원자일 수 있음), R5, R6, R7, R8, R9 또는 R10의 인접한 2개의 라디칼은 이들을 연결하는 탄소 원자와 함께 고리를 형성한다. 특히 바람직한 리간드는, 염기성 골격구조 사이클로펜타다이엔일, 인덴일, 테트라하이드로인덴일, 벤즈인덴일 또는 플루오렌일의 치환된 화합물이다.
R13은
Figure pct00006
Figure pct00007
,
=BR17, =AlR17, -Ge-, -Sn-, -0-, -S-, =S0, =S02, =NR17, =CO, =PR17 또는 =P(0)R17이고, 이때 R17, R18 및 R19는 동일하거나 상이하며, 각각 서로 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 바람직하게는 불소, 염소 또는 브롬 원자, C1-C30-, 바람직하게는 C1-C4-알킬 기, 특히 메틸 기, C1-C10-플루오로알킬 기, 바람직하게는 CF3 기, C6-C10-플루오로아릴 기, 바람직하게는 펜타플루오로페닐 기, C6-C10-, 바람직하게는 C6-C8-아릴 기, C1-C10-, 바람직하게는 C1-C4-알콕시 기, 특히 메톡시기, C2-C10, 바람직하게는 C2-C4-알켄일 기, C7-C40-, 바람직하게는 C7-C10-아르알킬 기, C8-C40-, 바람직하게는 C8-C12-아릴알켄일 기 또는 C7-C40-, 바람직하게는 C7-C12-알킬아릴 기이거나, R17과 R18 또는 R17과 R19는 이들을 연결하는 원자들과 함께 고리를 형성한다.
M2는 규소, 게르마늄 또는 주석, 바람직하게는 규소 또는 게르마늄이다.
R13은 바람직하게는 =CR17R18, =SiR17R18, =GeR17R18, -0-, -S-, =S0, =PR17 또는 =P(O)R17이다.
R11 및 R12는 동일하거나 상이하며, 독립적으로 R17의 의미 중 하나를 갖는다.
m 및 n은 동일하거나 상이하며, 각각 0, 1 또는 2, 바람직하게는 0 또는 1이고, m+n은 0, 1 또는 2, 바람직하게는 0 또는 1이다.
R14 및 R15는 동일하거나 상이하며, 독립적으로 R17 및 R18의 의미 중 하나를 갖는다.
바람직한 메탈로센은,
- 비스(1,2,3-트라이메틸사이클로펜타다이엔일)지르코늄 다이클로라이드,
- 비스(1,2,4-트라이메틸사이클로펜타다이엔일)지르코늄 다이클로라이드,
- 비스(1,2-다이메틸사이클로펜타다이엔일)지르코늄 다이클로라이드,
- 비스(1,3-다이메틸사이클로펜타다이엔일)지르코늄 다이클로라이드,
- 비스(1-메틸인덴일)지르코늄 다이클로라이드,
- 비스(1-n-부틸-3-메틸사이클로펜타다이엔일)지르코늄 다이클로라이드,
- 비스(2-메틸-4,6-다이-i-프로필인덴일)지르코늄 다이클로라이드,
- 비스(2-메틸인덴일)지르코늄 다이클로라이드,
- 비스(4-메틸인덴일)지르코늄 다이클로라이드,
- 비스(5-메틸인덴일)지르코늄 다이클로라이드,
- 비스(알킬사이클로펜타다이엔일)지르코늄 다이클로라이드,
- 비스(알킬인덴일)지르코늄 다이클로라이드,
- 비스(사이클로펜타다이엔일)지르코늄 다이클로라이드,
- 비스(인덴일)지르코늄 다이클로라이드,
- 비스(메틸사이클로펜타다이엔일)지르코늄 다이클로라이드,
- 비스(n-부틸사이클로펜타다이엔일)지르코늄 다이클로라이드,
- 비스(옥타데실사이클로펜타다이엔일)지르코늄 다이클로라이드,
- 비스(펜타메틸사이클로펜타다이엔일)지르코늄 다이클로라이드,
- 비스(트라이메틸실릴사이클로펜타다이엔일)지르코늄 다이클로라이드,
- 비스사이클로펜타다이엔일다이벤질지르코늄,
- 비스사이클로펜타다이엔일다이메틸지르코늄,
- 비스테트라하이드로인덴일지르코늄 다이클로라이드,
- 다이메틸실릴-9-플루오렌일사이클로펜타다이엔일지르코늄 다이클로라이드,
- 다이메틸실릴비스-1-(2,3,5-트라이메틸사이클로펜타다이엔일)지르코늄 다이클로라이드,
- 다이메틸실릴비스-1-(2,4-다이메틸사이클로펜타다이엔일)지르코늄 다이클로라이드,
- 다이메틸실릴비스-1-(2-메틸-4,5-벤즈인덴일)지르코늄 다이클로라이드,
- 다이메틸실릴비스-1-(2-메틸-4-에틸인덴일)지르코늄 다이클로라이드,
- 다이메틸실릴비스-1-(2-메틸-4-i-프로필인덴일)지르코늄 다이클로라이드,
- 다이메틸실릴비스-1-(2-메틸-4-페닐인덴일)지르코늄 다이클로라이드,
- 다이메틸실릴비스-1-(2-메틸인덴일)지르코늄 다이클로라이드,
- 다이메틸실릴비스-1-(2-메틸테트라하이드로인덴일)지르코늄 다이클로라이드,
- 다이메틸실릴비스-1-인덴일지르코늄 다이클로라이드,
- 다이메틸실릴비스-1-인덴일다이메틸지르코늄,
- 다이메틸실릴비스-1-테트라하이드로인덴일지르코늄 다이클로라이드,
- 다이페닐메틸렌-9-플루오렌일사이클로펜타다이엔일지르코늄 다이클로라이드,
- 다이페닐실릴비스-1-인덴일지르코늄 다이클로라이드,
- 에틸렌비스-1-(2-메틸-4,5-벤즈인덴일)지르코늄 다이클로라이드,
- 에틸렌비스-1-(2-메틸-4-페닐인덴일)지르코늄 다이클로라이드,
- 에틸렌비스-1-(2-메틸테트라하이드로인덴일)지르코늄 다이클로라이드,
- 에틸렌비스-1-(4,7-다이메틸인덴일)지르코늄 다이클로라이드,
- 에틸렌비스-1-인덴일지르코늄 다이클로라이드,
- 에틸렌비스-1-테트라하이드로인덴일지르코늄 다이클로라이드,
- 인덴일사이클로펜타다이엔일지르코늄 다이클로라이드,
- 아이소프로필리덴(1-인덴일)(사이클로펜타다이엔일)지르코늄 다이클로라이드,
- 아이소프로필리덴(9-플루오렌일)(사이클로펜타다이엔일)지르코늄 다이클로라이드,
- 페닐메틸실릴비스-1-(2-메틸인덴일)지르코늄 다이클로라이드, 및
이들 메탈로센 다이클로라이드의 알킬 또는 아릴 유도체이다.
단일-부위 촉매 시스템을 활성화시키기 위해서, 적합한 조-촉매가 사용된다. 화학식 I의 메탈로센에 적합한 조-촉매는 오가노알루미늄 화합물, 특히 알루미노옥산; 또는 무-알루미늄 시스템, 예를 들어 R20 xNH4 - xBR21 4, R20 xPH4 - xBR21 4, R20 3CBR21 4 또는 BR21 3이다. 이들 구조식에서, x는 1 내지 4이고, 라디칼 R20들은 동일하거나 상이하고, 바람직하게는 동일하며, 각각 서로 독립적으로, C1-C10-알킬 또는 C6-C18-아릴이거나, 2개의 라디칼 R20은 이들을 연결하는 원자들과 함께 고리를 형성하고, 라디칼 R21들은 동일하거나 상이하고, 바람직하게는 동일하고, 각각 서로 독립적으로, 알킬, 할로알킬 또는 불소로 치환될 수 있는 C6-C18-아릴이다. 특히, R20은 에틸, 프로필, 부틸 또는 페닐이고, R21은 페닐, 펜타플루오로페닐, 3,5-비스트라이플루오로메틸페닐, 메시틸, 자일릴 또는 톨릴이다.
또한, 극성 촉매 독에 대한 보호를 유지하기 위해, 제 3 성분이 흔히 필요하다. 오가노알루미늄 화합물, 예컨대 트라이에틸알루미늄, 트라이부틸알루미늄 및 이들의 혼합물도 이러한 목적에 적합하다.
공정에 따라, 지지된 단일-부위 촉매도 사용될 수 있다. 생성물에서 지지체 물질 및 조-촉매의 잔량이 100 ppm의 농도를 초과하지 않는 촉매 시스템이 바람직하다.
상기 메탈로센 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스는 공지된 물질이며, 이는 유럽 특허 제 0 321 852 A1 호 또는 유럽 특허 제 0 384 264 A1로에 따라 제조될 수 있다.
바람직한 메탈로센 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스는 프로필렌-에틸렌-공중합체 왁스이며, 유럽 특허 제 0 384 264 A 호에 보고된 방법, 특히 이의 실시예 1 내지 16의 방법과 유사하게, 메탈로센 촉매 다이메틸실릴비스인덴일지르코늄 다이클로라이드를 사용하여 프로필렌을 에틸렌과 함께 공중합시켜 제조된다.
상기 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스는 미세한 미립자 상태, 바람직하게는 분무되거나 밀링된 상태, 또는 과립 형태로 사용된다.
또한, 그래프트된 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스도 바람직하다. 바람직한 그래프트된 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스는, 출발 물질인 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스 및 말레산 무수물의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 10 중량%의 말레산 무수물로 개질된 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스이다.
바람직하게, 상기 성분 A는 1종, 2종, 3종 또는 4종, 더욱 바람직하게는 1종 또는 2종, 더더욱 바람직하게는 1종의 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스를 포함한다.
달리 기재되지 않는 한, 중량-특이적 표면적은, ASTM D3037에 따라 질소를 사용하여 측정된 브루나우어 에메트 텔러(Brunauer EmmetTeller, BET) 흡착으로 결정되며, 이후, 이러한 표면적은 BET 표면적으로 지칭될 것이다.
CB는 일반적으로 고유 전도도를 나타내지만, CB도 중합체 수지에 부정적인 영향, 예를 들어 감소된 기계적 특성을 가질 수 있다. 특정 범위의 CB를 사용함으로써, 낮은 부하량에서 높은 전도도가 달성될 수 있으며, 본 발명의 목적을 위해, 이러한 CB는 전도성 카본 블랙(CCB)으로 지칭된다. CCB는, 특정 범위의 오일 흡수가(OAN) 및 특정 범위의 BET 표면적을 가지며, 이로써 통상적인 CB와 구별된다.
바람직한 CCB는 ASTM D2414에 따라 측정시 100 내지 500 mL/100 g, 더욱 바람직하게는 150 내지 400 mL/100 g, 더더욱 바람직하게는 170 내지 350 mL/100 g의 오일 흡수가(OAN)를 갖는다.
바람직한 CCB는 30 내지 2000 m2/g, 더욱 바람직하게는 50 내지 1500 m2/g, 더더욱 바람직하게는 60 내지 1250 m2/g, 특히 65 내지 200 m2/g의 BET 표면적을 갖는다.
CB 및 CCB는 바람직하게는 캐봇(Cabot), 펠프스 도지(Phelps Dodge), 팀칼(Timcal), 데구사(Degussa) 및 아크조(Akzo) 회사로부터 구입할 수 있다..
상기 성분 B로서, 바람직하게는 하나의 유형의 CB가 사용되지만, 1종 이상의 CB, 바람직하게는 1종, 2종 또는 3종, 특히 1종 또는 2종의 상이한 CB를 사용할 수도 있다.
상기 조성물 Z는 추가의 성분을 포함할 수 있다.
상기 추가의 성분은 바람직하게는 탄소 나노튜브(CNT) 및 흑연으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
바람직한 CNT는 단일-벽 탄소 나노튜브(CNT) 또는 다중-벽 탄소 나노튜브(MWCNT)이며, MWCNT가 바람직하다.
바람직한 CNT는 50 내지 1000 m2/g, 특히 바람직하게는 200 내지 600 m2/g, 특히 250 내지 560 m2/g의 BET 표면적을 갖는다.
2 내지 50개의 탄소 층, 특히 3 내지 15개의 탄소 층으로 제조된 벽 구조를 갖는 MWCNT가 바람직하다.
바람직한 MWCNT는 1 내지 500 nm, 특히 바람직하게는 2 내지 100 nm, 특히 3 내지 60 nm, 특히 3 내지 20 nm의 평균 외부 직경(수 분산도의 중간값으로 정의됨)을 갖는다.
상이한 제조 방법 또는 상이한 촉매 입자 면에서 상이한 CNT를 제조하기 위한 다양한 기술 및 공정이 있다. 이는 특히, CNT 중의 촉매의 잔량이 다르게 한다.
CNT의 총 중량을 기준으로 20 중량% 이하, 특히 바람직하게는 8 중량% 이하, 특히 5 중량% 이하, 특히 3 중량% 이하의 잔류 촉매 함량을 갖는 CNT가 바람직하다.
국제 특허 출원 공개 제 W02006/050903 A 호에 개시된 CNT가 바람직하며, 이는 상기 출원에 개시된 방법으로 수득될 수 있다. 따라서, 상기 출원의 개시내용, 특히 청구항 제1항 내지 제10항에서 탄소 나노튜브를 제조하기 위한 개시된 방법 및 이러한 방법에 의해 수득가능한 탄소 나노튜브의 기술적 특징을 이러한 관점에서 본원에 참고로 인용한다.
따라서, Mn, Co 및 지지체 물질 및 임의적으로 추가적인 Mo을 포함하는 비균질 촉매 상에서 기체 탄화수소의 분해에 의해 수득될 수 있는 CNT가 특히 바람직하며, 이때 Co 및 Mn은 금속 형태의 활성 성분의 총 함량을 기준으로 2 내지 90 mol%의 양으로 존재한다. 또한, 3 nm 내지 150 nm의 주요 직경을 갖는 탄소 나노튜브가 특히 바람직하며, 이는 상기 촉매를 사용하여 제조된다. 바람직하게, 경질 탄화수소(예컨대, 지방족 및 올레핀)가 개별적으로 또는 혼합물로 출발 물질로서 사용되고, 상기 방법은 바람직하게는, 촉매의 도입 및 소모된 촉매와 함께 형성된 탄소 나노튜브의 배출에 기초하여 연속적으로 또는 배취식으로 수행되며, 상기 촉매는 바람직하게는, 주된 촉매적으로 활성인 성분이 옥사이드로 존재하거나 부분적으로 또는 완전히 환원되거나 또는 하이드록사이드의 형태로 반응 공간으로 도입된다. 이러한 방법의 추가적인 세부사항은 국제 특허 출원 제 W02006/050903 A 호의 명세서에서 발견할 수 있다. 특히, 놀랍게도, 이러한 방식으로 제조된 탄소 나노튜브는, 저점도 및 동시에 높은 부하량을 갖는 조성물(Z)의 제조를 가능하게 하고, 폴리올레핀에서의 목적하는 전도도가 달성될 수 있게 하고, 폴리올레핀의 표면 저항이 낮도록 한다.
폴리올레핀 또는 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체로 코팅된 CNT를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 코팅은 바람직하게는, 동일반응계 중합에 의해 적용된다. 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌, 특히 폴리에틸렌으로 코팅된 MWCNT가 특히 바람직하다.
표면 개질 또는 활성화에 의해 더 용이하게 분산되는 CNT를 사용하는 것이 바람직하다. CNT의 특히 바람직한 표면 처리는 플라즈마 또는 감마 조사에 의한 것이며, 플라즈마-처리된 MWCNT가 매우 특히 바람직하다.
바람직하게, CNT는 미츠이(Mitsui), 아르케마(Arkema), 나노실(Nanocyl), 토마스 스완 앤 캄파니 리미티드(Thomas Swan & Co Ltd.), CNI, 특히 바이엘 머티리얼 사이언스 아게(BayerMaterial Science AG) 회사로부터 구입할 수 있다.
바람직하게는, 하나의 유형의 CNT가 사용되지만, 1종 초과, 바람직하게는 1종, 2종 또는 3종, 더욱 바람직하게는 1종 또는 2종, 더더욱 바람직하게는 1종의 CNT를 사용할 수 있다.
바람직한 흑연은, DIN 53601에 따라 측정시 30 내지 300 g의 DBP/100 g, 특히 바람직하게는 40 내지 170 g의 DBP/100 g, 특히 50 내지 150 g의 DBP/100 g의 다이부틸 프탈레이트(DBP)의 오일 흡수가를 갖는다.
바람직한 흑연은 0.1 내지 50 m2/g, 특히 바람직하게는 1 내지 40 m2/g, 특히 1.5 내지 30 m2/g의 BET 표면적을 갖는다.
천연 흑연 및 합성 제조된 흑연을 둘 다 사용할 수 있다.
흑연은 바람직하게는, 팀칼, 에스지엘 카본(SGL Carbon) 또는 내셔날 드 그라파이트(Nationale de Graphite) 회사에서 구입할 수 있다.
CNT 대 CB의 중량 비는 바람직하게는 1:99 내지 99:1, 특히 바람직하게는 1:19 내지 19:1, 특히 1:9 내지 1:1이다.
CNT 대 흑연의 중량 비는 바람직하게는 1:99 내지 99:1, 특히 바람직하게는 1:90 내지 90:1, 특히 1:85 내지 1:1이다.
흑연 대 CB의 중량 비는 바람직하게는 1:99 내지 99:1, 특히 바람직하게는 91:1 내지 1:19, 특히 10:1 내지 1:1이다.
바람직하게, 상기 조성물(Z)은 총 조성물(Z)의 중량을 기준으로 50 내지 90 중량%, 더욱 바람직하게는 60 내지 85중량%, 더더욱 바람직하게는 65 내지 80 중량%의 흑연을 함유한다.
CNT, CB 및 흑연이 사용되는 경우, 전도성 카본 블랙 대 흑연의 중량 비는 바람직하게는 1:99 내지 99:1, 특히 바람직하게는 1:40 내지 40:1, 특히 1:20 내지 1:1, 특히 1:10 내지 1:1이다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 상기 성분 B는 특히 바람직하게 CB 및 흑연을 둘 다 함유한다.
본 발명의 따른 실시양태에서, 상기 성분 B는 CB만 함유하고, 흑연도 CNT도 함유하지 않는다.
상기 조성물(Z)에서 상기 성분 A 대 상기 성분 B의 중량 비는 바람직하게는 1:99 내지 99:1, 특히 바람직하게는 1:90 내지 90:1, 특히 1:85 내지 85:1이다.
상기 조성물(Z)이 흑연도 CNT도 함유하지 않는 경우, 상기 성분 A 대 상기 성분 B의 중량 비는 바람직하게는 1:1 내지 1:50, 특히 바람직하게는 1:1 내지 1:40, 특히 1:1 내지 1:35, 특히 1:1 내지 1:20, 더욱 특히 1:1 내지 1:10이다.
상기 조성물(Z)이 CB에 더하여 흑연 및/또는 CNT를 함유하는 경우, 상기 조성물(Z)에서 상기 성분 A 대 상기 성분 B의 중량 비는 바람직하게는 1:1 내지 1:99, 특히 바람직하게는 1:1 내지 1:90, 더더욱 바람직하게는 1:1 내지 1:85, 특히 1:1 내지 1:50, 더욱 특히 1:1 내지 1:40, 더더욱 특히 1:1 내지 1:35이다.
상기 조성물(Z)은 바람직하게는, 추가의 성분으로서 성분 C를 함유하며, 상기 성분 C는 1종 이상, 바람직하게는 1종, 2종 또는 3종, 더욱 바람직하게는 1종의 분산제이다. 바람직한 분산제는 C10 -30 알코올의 극성 산 에스터, 특히 알킬설포네이트, 네오알콕시티타네이트, 네오알콕시지르코네이트, 모노알콕시티타네이트 또는 모노알콕시지르코네이트의 C10 -30 알코올이다. 더욱 바람직하게, 상기 성분 C는 나트윰 알킬설포네이트, 더더욱 바람직하게는 나트늄 C10 -18-알킬설포네이트이다. 상기 성분 C는 CNT의 개선된 분산을 제공한다.
상기 조성물(Z)은 바람직하게는, 추가의 성분 F로서 1종 이상, 바람직하게는 1종 또는 2종, 더욱 바람직하게는 1종의 금속 스테아레이트를 함유하며, 상기 금속 스테아레이트는 칼슘 스테아레이트 및 아연 스테아레이트로 이루어진 군으로부터 선택된다. 상기 성분 B 대 상기 성분 B의 중량 B는 바람직하게는 1:1 내지 1:100, 더욱 바람직하게는 1:10 내지 1:80, 더더욱 바람직하게는 1:30 내지 1:70이다.
상기 조성물(Z)은 바람직하게는 추가의 성분으로서 성분 D를 함유하며, 상기 성분 D는 1종 이상, 바람직하게는 1종, 2종, 3종, 4종 또는 5종, 더욱 바람직하게는 1종 또는 2종, 더더욱 바람직하게는 1종의 극성 또는 비극성 왁스(프로필렌-올레핀-공중합체 왁스는 아님)를 함유한다.
바람직하게, 상기 성분 D는, 폴리에틸렌 왁스, 프로필렌 단독중합체 왁스, C4-10 1-올레핀의 단독중합체 및 에틸렌과 C4 -10 1-올레핀의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
더욱 바람직하게, 상기 성분 D는 폴리에틸렌 왁스 또는 폴리프로필렌 단독중합체 왁스이다. 더욱 바람직하게, 상기 성분 D는, 고압 중합, 지글러-나타 촉매 또는 메탈로센 촉매로 제조된 폴리에틸렌 왁스로 이루어진 군으로부터 선택되며, 더더욱 바람직하게, 이러한 유형의 왁스는 100℃ 초과, 더욱 바람직하게는 110 내지 170℃, 더더욱 바람직하게는 115 내지 166℃의 적하점(dropping point) 또는 연점을 갖는다.
상기 성분 D의 왁스는 또한 산화되거나 그래프트될 수 있다. 바람직하게는 5 내지 30 mg KOH/g의 산 가를 갖는 산화된 폴리에틸렌 왁스가 바람직하다. 바람직하게, 상기 그래프트는, 사용된 출발 물질의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 10 중량%의 말레산 무수물을 사용하여 수행된다. 더욱 바람직하게, 상기 그래프트는 메탈로센 폴리에틸렌 왁스 또는 메탈로센 프로필렌 단독중합체 왁스 상에서 수행된다.
바람직하게, 상기 성분 D로서 메탈로센 폴리올레핀 왁스가 사용되는 경우, 이의 Mn은 500 내지 50000 g/mol, 더욱 바람직하게는 1000 내지 35000 g/mol, 더더욱 바람직하게는 1100 내지 25000 g/mol이다. 바람직하게, 상기 성분 D로서 메탈로센 폴리올레핀 왁스가 사용되는 경우, 이의 Mw는 1000 내지 140000 g/mol, 더욱 바람직하게는 1900 내지 100000 g/mol, 더더욱 바람직하게는 2100 내지 70000 g/mol이다. 바람직하게, 상기 성분 D로서 메탈로센 폴리올레핀 왁스가 사용되는 경우, 이의 Mw/Mn 값은 1.0 내지 3.0, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 2.9, 더더욱 바람직하게는 1.7 내지 2.8; 특히 2.1 내지 2.7; 더욱 특히 2.2 내지 2.5이다.
바람직하게, 상기 성분 D로서 비-메탈로센 폴리올레핀 왁스가 사용되는 경우, 이의 중량 평균 몰 질량 Mw는 1000 내지 20000 g/mol 범위이고/이거나 수평균 몰 질량 Mn은 500 내지 15000 g/mol 범위이다.
상기 성분 A 대 성분 D의 중량 비는 바람직하게는 10:1 내지 1:10, 특히 바람직하게는 4:1 내지 1:4, 특히 3:1 내지 1:3이다.
본 발명의 추가의 목적은, 성분 A, 성분 B 및 성분 P를 포함하는 조성물(Z)이며, 이때 상기 성분 P는 유기 중합체이다.
바람직하게, 상기 성분 P는, 열가소성 중축합물, 스타이렌 중합체, 폴리아마이드, 폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴레이트 공중합체, 폴리아세탈, 다중부가물, 폴리올레핀, 폴리올레핀 공중합체 및 이들 물질의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
상기 성분 P는 바람직하게는, 열가소성 중축합물, 더욱 바람직하게는 열가소성 폴리에스터, 더더욱 바람직하게는 폴리카보네이트(PC), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 이루어진 군으로부터 선택된다.
상기 성분 P는 바람직하게는, 스타이렌 중합체, 더욱 바람직하게는 폴리스타이렌(PS), 스타이렌-아크릴로나이트릴 공중합체(SAN), 아크릴로나이트릴-폴리부타다이엔-스타이렌 그래프트 중합체(ABS) 및 스타이렌-에틸렌-부타다이엔-스타이렌 블록 공중합체(SEBS)로 이루어진 군으로부터 선택된다.
상기 성분 P는 바람직하게는, 폴리아마이드, 더욱 바람직하게는 폴리아마이드 46(PA46), 폴리아마이드 6/6t(PA6/6T), 폴리아마이드 6(PA6), 폴리아마이드 12(PA12) 및 폴리아마이드 6.6(PA6.6)으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
상기 성분 P는 바람직하게는, 아크릴레이트, 폴리아크릴레이트 및 폴리아크릴레이트 공중합체, 더욱 바람직하게는 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA), 및 에틸렌과 메틸 아크릴레이트의 공중합체, 더더욱 바람직하게는 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA)로 이루어진 군으로부터 선택된다.
상기 성분 P는 바람직하게는, 폴리아세탈, 더욱 바람직하게는 폴리옥시메틸렌(POM)으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
상기 성분 P 및 상기 유기 중합체 OP는 동일하거나 상이하며, 각각 서로 독립적으로 바람직하게는, 다중부가물, 더욱 바람직하게는 폴리우레탄, 더더욱 바람직하게는 열가소성 폴리우레탄 탄성중합체(TPU)로 이루어진 군으로부터 선택된다.
상기 성분 P는 바람직하게는, 폴리올레핀 및 폴리올레핀 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
더욱 바람직하게, 상기 성분 P는, 폴리올레핀, 폴리올레핀 공중합체 및 폴리아크릴레이트 공중합체, 더더욱 바람직하게는 폴리올레핀 및 폴리올레핀 공중합로 이루어진 군으로부터 선택된다.
상기 조성물(Z)이 전도성 중합체(CP)인 경우, 상기 성분 P는 바람직하게는 폴리올레핀 또는 폴리올레핀 공중합체이다.
상기 성분 P로서 더욱 바람직한 폴리올레핀 또는 폴리올레핀 공중합체는,
- 폴리에틸렌 (PE), 바람직하게는 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE), 중간 밀도 폴리에틸렌 (MDPE), 저밀도 폴리에틸렌 (LOPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLOPE), 메탈로센 저밀도 폴리에틸렌 (mLOPE) 및 메탈로센 선형저밀도 폴리에틸렌 (mLLOPE),
- 폴리프로필렌 (PP), 바람직하게는 폴리프로필렌 단독중합체 (PPH), 폴리프로필렌 랜덤 공중합체 (PP-R) 및 폴리프로필렌 블록-공중합체 (PP-블록-COPO),
- 폴리올레핀 플라스토머, 바람직하게는 1-옥텐과 에틸렌의 중합체, 및
- PE 공중합체, 바람직하게는 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 (EVA), 에틸렌과 메틸 아크릴레이트의 공중합체 (EMA), 에틸렌과 부틸 아크릴레이트의 공중합체 (EBA), 에틸렌과 에틸 아크릴레이트의 공중합체 (EEA), 사이클로올레핀 공중합체 (COC)
로 이루어진 군으로부터 선택되며; 더더욱 바람직하게는,
- PE, 바람직하게는 HOPE, LOPE 및 LLOPE,
- PP, 바람직하게는 PPH, PP-랜덤 및 PP-블록-COPO,
- 폴리올레핀 플라스토머, 바람직하게는 1-옥텐과 에틸렌의 중합체, 및
- PE공중합체, 바람직하게는 EVA 및 EMA
로 이루어진 군으로부터 선택된다.
상기 조성물(Z)은 바람직하게는 성분 E를 포함하며, 상기 성분 E는 에틸렌과 메틸 아크릴레이트의 공중합체이다. 상기 성분 E는 바람직하게는, PC, PBT, PET, PS, SAN, ABS, PA6 또는 PA6.6으로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체를 상기 성분 P로서 함유하는 조성물(Z)을 제조할 경우에 사용된다. 상기 성분 E는 상기 조성물(Z)와 상기 성분 P의 더 우수한 혼화성을 제공한다.
상기 조성물(Z)은 바람직하게는, 조성물(Z)의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 100 중량%의 상기 성분 A와 B를 합한 양을 포함한다.
바람직하게, 상기 조성물(Z)은 조성물의 총 중량을 기준으로 0.05 내지 99.95 중량%의 성분 A 및 0.05 내지 99.95 중량%의 성분 B를 포함하고; 더욱 바람직하게, 상기 조성물(Z)은 0.1 내지 99.9 중량%의 성분 A 및 0.1 내지 99.9 중량%의 성분 B를 포함하고; 더더욱 바람직하게, 상기 조성물(Z)은 1 내지 99 중량%의 성분 A 및 1 내지 99 중량%의 성분 B를 포함한다.
상기 조성물(Z)이 마스터배취(MB)인 경우, 상기 조성물(Z)은 바람직하게는, 조성물(Z)의 총 중량을 기준으로 10 내지 100 중량%, 더욱 바람직하게는 50 내지100 중량%, 더더욱 바람직하게는 70 내지 100 중량%, 특히 95 내지 100 중량%의 상기 성분 A와 B를 합한 양을 함유하며, 더욱 특히 상기 조성물(Z)은 상기 성분 A 및 B로 이루어진다.
상기 조성물(Z)이 마스터배취(MB)이고, 흑연도 CNT도 포함하지 않는 경우, 상기 조성물(Z)은 바람직하게는, 조성물(Z)의 총 중량을 기준으로, 6 내지 97 중량%의 성분 A, 및 3 내지 94 중량%의 성분 B를 포함하고; 더욱 바람직하게는 7.5 내지 95 중량%의 성분 A, 및 5 내지 50 중량%의 성분 B를 포함하고; 더더욱 바람직하게는 25 내지 90 중량%의 성분 A, 및 10 내지 40 중량%의 성분 B를 포함하고; 특히 55 내지 90 중량%의 성분 A, 및 10 내지 35 중량%의 성분 B를 포함하고; 더욱 특히 55 내지 90 중량%의 성분 A, 및 13 내지 35 중량%의 성분 B를 포함한다.
상기 조성물(Z)이 상기 성분 A, B 및 P를 포함하는 경우, 상기 조성물(Z)은 바람직하게는, 조성물(Z)의 총 중량을 기준으로 5 내지 99.9 중량%의 성분 P, 및 0.1 내지 95 중량%의, 성분 A와 성분 B를 합한 양을 포함하고; 더욱 바람직하게는 10 내지 90 중량%의 성분 P, 및 10 내지 90 중량%의, 성분 A와 성분 B를 합한 양을 포함하고; 더더욱 바람직하게는 12.5 내지 90 중량%의 성분 P, 및 10 내지 87.5 중량%의, 상기 성분 A와 B를 합한 양을 포함하고; 특히 바람직하게는, 상기 성분 A, B 및 P가 100% 이하로 첨가된다.
상기 조성물(Z)이 전도성 중합체(CP)이고, 상기 조성물(Z)이 흑연도 CNT도 함유하지 않는 경우, 상기 조성물(Z)은 바람직하게는, 조성물(Z)의 총 중량을 기준으로,
1.0 내지 45 중량%의 성분 A,
0.1 내지 15 중량%의 성분 B, 및
5 내지 98.9 중량%의 성분 P를 포함하고; 더욱 바람직하게는
2 내지 40 중량%의 성분 A,
0.5 내지 12.5 중량%의 성분 B, 및
5 내지 97.5 중량%의 성분 P를 포함하고; 더더욱 바람직하게는
2.5 내지 35 중량%의 성분 A,
1 내지 12.5 중량%의 성분 B, 및
5 내지 96.5 중량%의 성분 P를 포함하고; 특히
2.5 내지 30 중량%의 성분 A,
2 내지 12.5 중량%의 성분 B, 및
5 내지 95.5 중량%의 성분 P를 포함한다.
상기 조성물(Z)이 전도성 중합체(CP)이고, 흑연을 포함하는 경우, 상기 조성물(Z)은 바람직하게는, 조성물(Z)의 총 중량을 기준으로,
1 내지 83.9 중량%의 성분 A,
0.1 내지 15 중량%의 성분 B,
10 내지 90 중량%의 흑연, 및
5 내지 88.9 중량%의 성분 P를 포함하고; 더욱 바람직하게는
3 내지 80 중량%의 성분 A,
0.5 내지 12.5 중량%의 성분 B,
15 내지 85 중량%의 흑연, 및
5 내지 81.5 중량%의 성분 P를 포함하고; 더더욱 바람직하게는
3 내지 80 중량%의 성분 A,
1 내지 12.5 중량%의 성분 B,
15 내지 85 중량%의 흑연, 및
5 내지 81 중량%의 성분 P를 포함하고; 특히 바람직하게는
3 내지 80 중량%의 성분 A,
2 내지 12.5 중량%의 성분 B,
15 내지 85 중량%의 흑연, 및
5 내지 80 중량%의 성분 P를 포함한다.
상기 조성물(Z)은 바람직하게는, 조성물(Z)의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%, 특히 0.5 내지 3 중량%의 성분 C 를 함유한다.
상기 조성물(Z)은 바람직하게는, 조성물(Z)의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 70 중량%, 더욱 바람직하게는 5 내지 60중량%, 더더욱 바람직하게는 12 내지 25 중량%의 성분 D를 함유한다.
상기 조성물(Z)이 마스터배취(MB)인 경우, 상기 조성물(Z)은 바람직하게는, 조성물(Z)의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 70 중량%, 더욱 바람직하게는 5 내지 60중량%, 더더욱 바람직하게는 12 내지 25 중량%의 성분 D를 함유한다.
상기 조성물(Z)이 컴파운드(CO)인 경우, 상기 조성물(Z)은 바람직하게는, 조성물(Z)의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 15 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 10 중량%, 더더욱 바람직하게는 1 내지 6 중량%의 성분 D를 함유한다.
상기 조성물(Z)은 바람직하게는, 조성물(Z)의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 50 중량%, 특히 바람직하게는 10 내지 40 중량%, 특히 15 내지 35 중량%의 성분 E를 함유한다.
본 발명은 또한, 조성물(Z)의 제조 방법을 제공하며, 상기 방법은, 상기 성분 A, 상기 성분 B 및 추가의 성분을 서로 물리적으로 혼합하는 것을 특징으로 한다.
상기 성분들의 혼합은 1단계로 또는 다수의 단계로 수행될 수 있다.
물리적 혼합을 위한 혼합 장치로서, 플라스틱 산업에서 통상적인 혼합 장치, 바람직하게는 압출기, 혼련기, 프레스, 사출-성형 기계 및 블레이드 믹서로 이루어진 군으로부터 선택되는 장치를 사용하는 것이 가능하다. 상기 조성물(Z)이 마스터배취(MB)인 경우, 상기 혼합 장치는 바람직하게는 압출기, 혼련기 및/또는 블레이드 믹서이다. 상기 조성물(Z)이 전도성 중합체(CP)인 경우, 상기 혼합 장치는 바람직하게는 압출기, 프레스 및 사출-성형 기계, 특히 바람직하게는 압출기이다.
혼합은 바람직하게는 연속적으로 또는 배취식으로, 특히 바람직하게는 연속적으로 수행되며, 마스터배취(MB)의 경우에는 바람직하게는 압출 또는 혼련, 특히 바람직하게는 압출에 의해 수행되고, 전도성 중합체(CP)의 경우에는 바람직하게는 압출 또는 사출-성형 또는 프레싱, 특히 바람직하게는 압출에 의해 수행된다.
혼합은 바람직하게는 80 내지 300℃의 온도에서 수행된다.
마스터배취(MB)의 경우, 혼합은 바람직하게는 80 내지 200, 특히 바람직하게는 100 내지 180℃, 특히 110 내지 150℃에서 수행되며, 전도성 중합체(CP)의 경우, 혼합은 바람직하게는 80 내지 300℃, 특히 바람직하게는 100 내지 280℃에서 수행된다.
혼합 시간은 바람직하게는 5초 내지 36시간, 더욱 바람직하게는 5초 내지 25시간, 더더욱 바람직하게는 5초 내지 10시간이다.
연속 혼합의 경우 혼합 시간은 바람직하게는 5초 내지 1시간, 특히 바람직하게는 10초 내지 15분이다.
배취식 혼합의 경우 혼합 시간은 바람직하게는 1분 내지 10시간, 특히 바람직하게는 2분 내지 8시간, 특히 2분 내지 5시간, 특히 2분 내지 1시간, 특히 바람직하게는 2 내지 15분이다.
전도성 중합체(CP)의 경우, 상기 성분 A 및 상기 성분 B는 바람직하게는 마스터배취(MB) 형태로 상기 성분 P와 혼합된다. 또한, 상기 마스터배취(MB)와 펠릿화된 성분 P의 예비혼합물을 물리적 혼합에 사용한다.
본 발명은 또한, 전도성 중합체(CP)를 제조하기 위한 조성물(Z) 또는 전도성 중합체(CP)로서의 상기 조성물의 용도를 제공한다.
상기 조성물(Z)이 마스터배취(MB)인 경우, 상기 조성물(Z)은 바람직하게는 전도성 중합체(CP)의 제조, 특히 전도성 폴리올레핀의 제조에 사용된다.
상기 조성물(Z)이 전도성 중합체(CP)인 경우, 상기 조성물(Z)은 바람직하게는 전도성 폴리올레핀을 제조하기 위해 사용되거나, 전도성 폴리올레핀으로서 사용된다.
상기 조성물(Z)이 상기 성분 E를 함유하는 경우, 상기 조성물(Z)은 바람직하게는 전도성 비-폴리올레핀 중합체를 제조하기 위해 사용되거나, 전도성 비-폴리올레핀 중합체로서 사용된다.
상기 조성물(Z)로부터, 특히 전도성 중합체(CP)로부터 전도성 폴리올레핀을 제조하는 것은, 전술된 조성물(Z)의 제조 방법, 특히 전도성 중합체(CP)의 제조 방법과 유사한 방법으로, 유사한 공정 단계 및 공정 파라미터를 사용하여 수행된다.
본 발명의 목적을 위해, 전도성 중합체는, 10-6 Ω 내지 1011 Ω, 특히 0.1 Ω 내지 109 Ω의 표면 저항을 갖는 중합체이다.
상기 조성물(Z)은 바람직하게는 폭발 보호로 사용하기 위한 전도성 중합체 및/또는 제품의 제조를 위해, 또는 이러한 전도성 중합체 및/또는 제품으로서 사용된다.
상기 조성물(Z)은 바람직하게는, 정전기적 분말 코팅에 의해 착색될 수 있는 전도성 중합체 및/또는 물품의 제조를 위해, 또는 이러한 전도성 중합체 및/또는 물품으로서 사용될 수 있다.
상기 조성물(Z)은 바람직하게는, 정전기적 대전능력을 거의 나타내지 않는 포장재를 제조하기 위한 전도성 중합체의 제조 또는 이러한 전도성 중합체로서 사용된다. 본 발명의 목적을 위해, "정전기적 대전능력을 거의 나타내지 않는"은, 10-6 Ω 내지 1011 Ω, 바람직하게는 10-5 Ω 내지 1011 Ω, 특히 0.1 Ω 내지 109 Ω의 표면 저항을 갖고, 초기 충전의 10%까지의 정전기적 방전 시간이 2초 이하인 것을 의미한다.
상기 전기 대전능력은, DIN EN 61340-5-1에 따라 정의되며, DIN EN 61340-2-1에 따라 측정된다.
상기 조성물(Z)은 바람직하게는, 연료 전지에서 이극성 플레이트로서 사용되는 전도성 중합체, 바람직하게는 전도성 폴리올레핀의 제조에 사용된다.
또한, 상기 조성물(Z)은, 특히 기계적 강화 및 전기 전도성 증가를 위한 중합체의 첨가제로서 또는 중합체로서; 기체 및 에너지 저장에 사용하기 위한 물질로서; 착색을 위한 물질로서; 난연제로서; 전극 물질로서; 전도체 트랙 및 전도성 구조물을 제조하기 위해서; 및 디스플레이의 에미터로서 사용하기 적합하다. 상기 조성물(Z)은 바람직하게는, 전기 또는 열 전도도 및 기계적 특성을 개선하기 위한 중합체, 세라믹 또는 금속 복합체 물질에 사용되거나 이러한 중합체, 세라믹 또는 금속 복합체 물질로서 사용되고; 전도성 코팅 및 복합체 물질의 제조에 사용되거나 이러한 전도성 코팅 및 복합체 물질로서 사용되고; 착색제로서 사용되고; 배터리, 콘덴서, 디스플레이(예컨대, 평판 스크린 디스플레이) 또는 인광체에 사용되고; 전계 효과 트랜지스터로서 사용되고; 예를 들어 수소 또는 리튬의 저장 매질로서 사용되고; 예를 들어 공기 정화를 위한 막으로 사용되고; 예를 들어 화학 반응에서 촉매적으로 활성인 성분을 위한 촉매 또는 지지체 물질로서 사용되고; 연료 전지, 의학 분야(예컨대, 세포 조직의 생장 제어를 위한 틀 구조로서), 진단 분야(예컨대, 마커) 및 화학적 및 물리적 분석(예컨대, 원자 간력 현미경)에 사용되고; 폭발 보호에 사용하기 위한 전도성 중합체 및/또는 상기 전도성 중합체로 제조된 물품의 제조에 사용되거나 이러한 전도성 중합체 및/또는 물품으로서 사용되고; 정전기적 분말 코팅에 의해 착색될 수 있는 전도성 중합체 및/또는 상기 전도성 중합체로 제조된 물품의 제조에 사용되거나 이러한 전도성 중합체 및/또는 물품으로서 사용되고; 정전기적 대전능력을 나타내더라도 거의 없는 포장재를 생성하는 전도성 중합체의 제조에 사용되거나 이러한 전도성 중합체로서 사용되고; 연료 전지에서 이극성 플레이트로서 사용되는 전도성 중합체, 바람직하게는 전도성 폴리올레핀의 제조에 사용되거나, 이러한 전도성 중합체로서 사용된다.
상기 조성물(Z)은 추가의 성분을 포함할 수 있으며, 이는 바람직하게는,
- 착색제[유기 및 무기 염료 및 안료가 착색제로서 가능하며; 유기 안료로서는 아조 또는 다이아조 안료, 코팅된 아조 또는 다이아조 안료 또는 다환형 안료를 사용하는 것이 바람직하고; 바람직한 다환형 안료는 다이케토피롤로피롤, 프탈로시아닌, 퀴아크리돈, 페릴렌, 다이옥사진, 안트라퀴논, 티오인디고, 다이아릴 또는 퀴노프탈론 안료이고; 무기 안료로서는 착색에 적합한, 금속 옥사이드, 혼합된 옥사이드, 알루미늄 설페이트, 크로메이트, 금속 분말, 진주-효과 안료(운모), 발광 안료, 티타늄 옥사이드, 카드뮴-납 안료, 철 옥사이드, 카본 블랙, 실리케이트, 니켈 티타네이트, 코발트 안료, 또는 크롬 옥사이드를 사용하는 것이 바람직함];
- 충전제, 예를 들어 실리카 제올라이트, 실레케이트(예컨대, 알루미늄 실리케이트, 나트륨 실리케이트, 칼슘 실리케이트, 백악(chalk), 활석;
- 보조제, 바람직하게는 스테아레이트, 취입제, 핵생성제, 퍼옥사이드, 산화방지제;
- 대전방지제, 바람직하게는 글리세릴 스테아레이트, 글리세릴 모노스테아레이트, 알킬아민, 에톡실화된 알킬아민, 알킬설포네이트, 글리세릴 에스터 또는 이들의 혼합물(블렌드);
- UV 흡수제 및 입체 장애 아민 광 안정화제(HALS) 화합물, 슬립제, 방담제, 축합방지제 및/또는 현탁액 안정화제, 난연제, 산화방지제 또는 다른 통상적인 플라스틱 첨가제;
- 또는 이들의 혼합물이다.
놀랍게도, 마스터배취(MB) 형태 또는 전도성 중합체(CP) 형태의 조성물(Z)은 둘 다, CB의 높은 부하량과 동시에 수득될 수 있는 낮은 점도를 특징으로 하며, 특히, 마스터배취(MB)가 더이상 제조되지 않거나 가공되지 않거나 마스터배취(MB)가 형성되지 않을 정도로 점도가 불량해지지 않으면서, 마스터배취(MB)의 총 중량을 기준으로 20 중량% 이하, 심지어 25 중량% 이하, 많은 경우 심지어 30 중량% 이하의 CB을 갖는 상기 마스터배취(MB)의 부하량이 달성될 수 있다. 또한, 목적하는 전도도 및 목적하는 낮은 표면 저항을 전도성 폴리올레핀에 제공할 수 있다. 낮은 점도와 조합된 높은 고형분 함량은, 첨가제를 중합체에 저렴하게 도입할 수 있게 하며, 또한 금형에 대한 마모가 최소화되며, CB의 신속한 균질화 및 균일한 분포가 가능하다.
상기 조성물(Z)에서, CB은 마스터배취 및/또는 조성물에 잘 분산 및/또는 분포된다. 분산의 품질은, 가압성형된(압축 성형된) 플레이트 또는 필름에 대해 광학 수단에 의해, 예를 들어 마이크로톰 슬라이스를 사용하여 정성적으로 결정되며, 또한 고품질의 분산 및/또는 분포는, 샘플의 다양한 지점에서 측정시 작은 표준 편차를 제공하며, 이러한 표준 편차를 결정하기 위해 종종 10개의 지점이 선택된다.
유동성, 압축 인성, 열 뒤틀림 온도(즉, 하중 하의 굴절 온도) 및 인장 강도도 요건을 만족시킨다. 점도 또는 유동성은, DIN ISO 1133에 따라 결정되고, 용융 흐름 속도(MFR)로서 표현되며, 충격 인성은 DIN EN ISO 179에 따라 결정되며, 열 뒤틀림 온도(즉, 하중 하의 굴정 온도)는 DIN EN ISO 75-1에 따라 결정되며, 인장 강도는 DIN ENISO 527-1에 따라 결정된다.
추가의 시험 방법:
달리 기재하지 않는 한, 생성물 특성은 하기 방법에 의해 결정된다:
몰 질량 및 몰 질량 분포(즉, Mw 및 Mn)의 결정은, 135℃의 온도에서, 1,2-다이클로라벤젠 용매 중에서 수행한 것을 제외하고는, DIN 55672에 따라 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 수행하였으며, 이때 상기 왁스는 완전히 용해되었고, 보정을 위해 표준 PE(시판됨)을 사용하였다.
적하점의 결정은, 우베로데(Ubbelohde) 적하점 장치를 사용하여 DIN 51801/2 ℃)에 따라 수행하였다.
링/볼 연화점은, DIN EN 1427(℃)에 따라 수행하였다. 정확성을 위해, 연화점이 명세서 또는 특허청구범위에서 정수로 제시되는 경우, 이는 ".0℃"를 나타내며, 예를 들어 "130℃"는 달리 언급되지 않는 경우 "130.0℃"를 나타낸다.
상기 왁스의 점도 결정은 DIN 53018 (mPa·s)에 따라 수행한다.
밀도의 결정은 ISO 1183(g/cm3)에 따라 수행한다.
벌크 밀도의 결정은 DIN EN ISO 60 (kg/m3)에 따라 수행한다.
비누화 가(saponification number)의 결정은 ISO 3681 (mgKOH/g)에 따라 수행한다.
산 가의 결정은 ISO 2114 (mgKOH/g)에 따라 수행한다.
탄성 모듈러스의 결정은 DIN EN ISO 527-1 (MPa)에 따라 수행한다.
비닐 아세테이트 함량 결정은 퓨리에-변환-IR-분광기 (FTIR)을 사용하여 수행하며, 보정을 위해, 시판되는 EVA-표준물을 사용한다.
금속 함량의 결정은 원자 흡수 분광기(AAS)를 사용하여 수행하며, 보정을 위해, 시판되는 금속 표준물을 사용한다.
애쉬 함량 결정은, 잔사를 머플 로(muffle furnace) 내에서 900℃로 60분 동안 어닐링함으로써 수행한다.
d50 값의 결정은 레이저 회절 마스터사이저(Mastersizer) 2000을 사용하여 수행한다.
파 말베른(Fa. Malvern) 샘플 제조: 5분 동안 초음파 처리를 사용하여, 0.5 mL 아르코팔(Arkopal) N 090, 3방울의 아이소프로판올 및 20 mL의 물의 용액에 소량(약 0.5 내지 3 g)의 샘플을 현탁시킨다.
전기적 표면 저항을 결정하는 SR-1 방법은 DIN EN 61340-2-3에 따라 수행한다.
전기적 표면 저항을 결정하는 SR-2 방법은 IEC 93에 따라 수행한다.
융점의 측정 방법: ISO 3146에 따른 시차 주사 열량계(DSC).
압출기의 토크[Nm] 및 압출기 헤드에서의 용융 압력[bar]은 기계 상에서 제시되며, 이는 압출기 내의 용융물의 점도 또는 유동성의 척도이다.
[실시예]
사용된 성분:
성분 A1: 단량체의 총 중량을 기준으로 8 내지 10 중량%의 에틸렌 함량을 갖고, 6700 g/mol의 Mn 값, 15500 g/mol의 Mw 값, 2.3의 Mw/Mn 값 및 0.86 내지 0.89 g/cm3의 밀도를 갖는 프로필렌-에틸렌-공중합체 왁스.
성분 A2: 단량체의 총 중량을 기준으로 11 내지 13 중량%의 에틸렌 함량을 갖고, 2900의 Mn 값, 6400 g/mol의 Mw 값, 2.2 g/mol의 Mw/Mn 값, 및 0.86 내지 0.89 g/cm3의 밀도를 갖는 프로필렌-에틸렌-공중합체 왁스.
성분 B1: 320 mL/100 g의 오일 흡수가(OAN) 및 700 m2/g 초과의 BET 표면적을 갖는 CB.
성분 B2: Mn, Co 및 지지체 물질 및 임의적으로 Mo을 함유하는 비균질 촉매 상의 기체 탄화수소의 분해에 의해 제조되고(이때, Co 및 Mn은, 활성 성분의 함량을 기준으로 2 내지 98 mol%의 양의 금속 형태로 존재함), 10 내지 16 nm의 평균 외부 직경(수 분산도의 중간값으로서 정의됨), 3 내지 15개의 탄소 층으로 제조된 벽 구조, 6 중량% 미만의 잔류 촉매 함량, 1 내지 10 μm의 길이 및 150 내지 350 kg/m3의 벌크 밀도를 갖는 MWCNT.
성분 B3: DIN 53601에 따라 측정시 (52 g DBP)/100 g의 다이부틸 프탈레이트(DBP)의 오일 흡수가 및 3 m2/g의 BET 표면적을 갖는 합성 흑연.
성분 B4: 70 mL/100 g의 오일 흡수가(OAN)를 갖는 CB.
성분 C1: 총 중량을 기준으로 90 중량% 이상의 활성 성분 함량을 갖는 나트륨 C12-C18-알킬설포네이트.
성분 D1: 지글러-나타 촉매에 의해 제조되고, 140℃에서 측정시 640 내지 660 mPa·s의 점도, 117 내지 122℃의 적하점, 0.92 내지 0.94 g/cm3의 밀도(20℃에서 측정시), 0 mg KOH/g의 산 가, 1800 g/mol의 Mn 값, 5600 g/mol의 Mw 값, 3.1의 Mw/Mn 값, 및 0 mg KOH/g의 비누화 가를 갖는 비극성 폴리에틸렌 왁스 단독중합체.
성분 D2: 지글러-나타 촉매에 의해 제조되고, 140℃에서 측정시 280 내지 320 mPa·s의 점도, 127 내지 132℃의 적하점, 0.96 내지 0.98 g/cm3의 밀도(20℃에서 측정시), 0 mg KOH/g의 산 가, 1600 g/mol의 Mn 값, 4800 g/mol의 Mw 값, 3.0의 Mw/Mn 값, 및 7.0 내지 9.8 μm의 d50 값을 갖는 비극성 폴리프로필렌 왁스 단독중합체.
성분 D3: 140℃에서 측정시 130 내지 150 mPa·s의 점도, 122 내지 125℃의 적하점, 0.97 내지 1.00 g/cm3의 밀도(20℃에서 측정시), 1200 g/mol의 Mn 값, 3000 g/mol의 Mw 값, 2.5의 Mw/Mn 값, 및 17 내지 19 mg KOH/g의 비누화 가를 갖는 말레산 무수물-개질된 폴리에틸렌 메탈로센 폴리올레핀 왁스.
성분 D4: 120℃에서 측정시 280 내지 340 mPa·s의 점도, 96 내지 104℃의 연점, 0.99 내지 1.04 g/cm3의 밀도(20℃에서 측정시), 9 내지 14 mg KOH/g의 산 가 및 108 내지 115 mg KOH/g의 비누화 가를 갖는, 부분적으로 비누화된 몬탄산 에스터 왁스.
성분 F1: 11%의 금속 함량 및 120℃의 융점을 갖는 아연 스테아레이트.
성분 F2: 10%의 애쉬 함량 및 155℃의 융점을 갖는 칼슘 스테아레이트.
성분 P1: 0.90 g/cm3의 밀도, 4 g/10분의 MFR 및 1200 MPa의 탄성 모듈러스를 갖는 프로필렌 블록 공중합체(PP-블록-COPO).
성분 P3: 0.952 g/cm3의 밀도, 7 g/10분의 MFR(190℃에서 2.16 kg의 중량으로 측정시), 및 EVA를 기준으로 27.5 중량%의 비닐 아세테이트 함량을 갖는 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA).
성분 P4: 0.90 g/cm3의 밀도, 1.0 g/10분의 MFR(190℃에서 2.16 kg의 중량으로 측정시), 및 80 MPa의 탄성 모듈러스를 갖는 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE).
성분 P5: 0.91 g/cm3의 밀도, 120 g/10분의 MFR(230℃에서 2.16 kg의 중량으로 측정시), 및 1450 MPa의 탄성 모듈러스를 갖는 PPH.
달리 기재하지 않는 한, 하기 언급되는 중량%는 혼합물 또는 물품의 총 중량을 기준으로 한 것이며; "T-Extr"은 압출기 온도[℃]를 나타내고; "CB-L"은 "카본 블랙의 부하량"을 의미하고, 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 CB의 함량[중량%]이다.
실시예 또는 비교예 1 내지 15
이러한 실시예에서는 다양한 성분들을 쌍축 스크류 압출기 상에서 함께 균질화하여, 각각의 마스터배취를 수득하였으며, 결과 및 세부사항은 하기 표 A 및 B에 제시한다. 실시예 15의 경우(MB15 생성), 25 부의 성분 A1, 50 부의 성분 B4, 12.5 부의 성분 D4, 및 12.5 부의 성분 F2를 사용하였으며, T-Extr은 100 내지 160℃였다.
[표 A]
Figure pct00008
[표 B]
Figure pct00009
BM5는 매우 경질이었으며, 중합체에 배분하기 여려웠다. MB10 및 MB12는 매우 취성이어서 펠릿화하기 여렵거나, 통상적인 마스터배취 장비 상에서 제조될 수 없었는데, 그 이유는 과립이 형성되지 않았기 때문이다. 통상적인 예비혼합물을 사용하였다.
실시예 또는 비교예 51 내지 55, 63 내지 65 및 71 내지 75
이들 실시예에서는 다양한 성분들을 상기 성분 P3과 텀블 믹서 내에서 예비혼합하고, 혼합하고, 혼합 구역을 갖는 브라벤더(Brabender) 일축-스크류 압출기 내에서 균질화하였다. T-Extr은 130 내지 150℃였으며, 세부사항은 하기 표 C에 제시한다. 편평 필름 다이를 통해 압출하여, 1 mm의 두께를 갖는 편평 필름을 수득하였다. 상기 편평 필름을 23℃ 및 50% 상대 습도에서 24시간 이상 컨디셔닝하였다. 측정된 값을 하기 표 C에 제시한다.
[표 C]
Figure pct00010

실시예 또는 비교예 81 내지 85 및 91 내지 95
이들 실시예에서는 다양한 성분들을 상기 성분 P4와 텀블 믹서 내에서 예비혼합하고, 혼합하고, 혼합 구역을 갖는 브라벤더 일축-스크류 압출기 내에서 균질화하였다. T-Extr은 190 내지 200℃였으며, 세부사항은 하기 표 D에 제시한다. 편평 필름 다이를 통해 압출하여, 1 mm의 두께를 갖는 편평 필름을 수득하였다. 상기 편평 필름을 23℃ 및 50% 상대 습도에서 24시간 이상 컨디셔닝하였다. 측정된 값을 하기 표 D에 제시한다.
[표 D]
Figure pct00011

실시예 또는 비교예 101, 102 및 103
이들 실시예에서는 다양한 성분들을 상기 성분 P1과 텀블 믹서 내에서 예비혼합하고, 혼합하고, 혼합 구역을 갖는 브라벤더 일축-스크류 압출기 내에서 균질화하였다. T-Extr은 240 내지 250℃였으며, 세부사항은 하기 표 E에 제시한다. 편평 필름 다이를 통해 압출하여, 1 mm의 두께를 갖는 편평 필름을 수득하였다. 상기 편평 필름을 23℃ 및 50% 상대 습도에서 24시간 이상 컨디셔닝하였다. 측정된 값을 하기 표 E에 제시한다.
[표 E]
Figure pct00012

비교예 121 및 122
이들 실시예에서는 다양한 성분들을 쌍축-스크류 압출기 상에서 함께 균질화하여, 마스터배취를 수득하였다. 세부사항을 하기 표 F에 제시한다.
[표 F]
Figure pct00013
상기 마스터배취 MB121은 매우 취성이어서, 펠릿화하기 어려웠다. 상기 마스터배취 MB122는 취성이 아니었으며, 용이하게 펠릿화할 수 있었다.
실시예 또는 비교예 133, 134 및 135
이들 실시예에서는 다양한 성분들을 혼합하고, 혼합 구역을 갖는 브라벤더 일축-스크류 압출기 내에서 균질화하였다. T-Extr은 260 내지 275℃였으며, 모들 실시예에서 브라벤더 일축-스크류 압출기의 회전 속도는 일정하게 80 rpm였다. 편평 필름 다이를 통해 압출하여, 1.5 mm 두께를 플레이트를 수득하였다. 세부사항을 하기 표 G에 제시한다.
[표 G]
Figure pct00014

Claims (15)

  1. 성분 A 및 성분 B를 포함하는 조성물(Z)로서,
    상기 성분 A가 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스이고,
    상기 성분 B가 카본 블랙이되,
    상기 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스가, 프로필렌 단량체; 및 상기 단량체의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 50 중량%의 하나 이상의 하기 화학식 (II)의 화합물로 제조되는, 조성물(Z):
    Figure pct00015
    (II)
    상기 식에서,
    Ra는, H 및 비분지되거나 분지된 C2 -18 알킬로 이루어진 군으로부터 선택된다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    Ra가 H인, 조성물(Z).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 조성물(Z)이, 탄소 나노튜브 및 흑연으로 이루어진 군으로부터 선택되는 추가의 성분을 함유하는 것을 특징으로 하는, 조성물(Z).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물(Z)이 조성물의 총 중량을 기준으로, 0.05 내지 99.95 중량%의 상기 성분 A; 및 0.05 내지 99.95 중량%의 상기 성분 B를 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물(Z).
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 조성물(Z)이 흑연도 탄소 나노튜브도 함유하지 않는 것을 특징으로 하는, 조성물(Z).
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 조성물(Z)이 조성물(Z)의 총 중량을 기준으로, 25 내지 90 중량%의 상기 성분 A 및 10 내지 40 중량%의 상기 성분 B를 함유하는 것을 특징으로 하는, 조성물(Z).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물(Z)이, 추가의 성분 P로서 유기 중합체를 함유하는 것을 특징으로 하는, 조성물(Z).
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 성분 P가, 열가소성 중축합물, 스타이렌 중합체, 폴리아마이드, 폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴레이트 공중합체, 폴리아세탈, 다중부가물(polyadduct), 폴리올레핀, 폴리올레핀 공중합체 및 이들 물질의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 조성물(Z).
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 조성물(Z)이 조성물(Z)의 총 중량을 기준으로, 5 내지 99.9 중량%의 성분 P; 및 0.1 내지 95 중량%의 성분 A와 B를 합한 양을 포함하는 것을 특징으로 하되, 이때 상기 성분 A 및 B는 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은, 조성물(Z).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물(Z)이, 추가의 성분 C로서 분산제를 함유하는 것을 특징으로 하는, 조성물(Z).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물(Z)이, 성분 D로서 프로필렌-올레핀-공중합체 왁스가 아닌 하나 이상의 왁스를 함유하는 것을 특징으로 하는, 조성물(Z).
  12. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물(Z)이, 추가의 성분 E로서 에틸렌과 메틸 아크릴레이트의 공중합체를 함유하는 것을 특징으로 하는, 조성물(Z).
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 조성물(Z)의 제조 방법으로서,
    상기 성분 A, 상기 성분 B 및 임의의 추가의 성분을 서로 물리적으로 혼합하는 것을 특징으로 하는, 제조 방법.
  14. 전도성 중합체(CP)를 제조하기 위한, 또는 전도성 중합체(CP)로서의, 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 조성물(Z)의 용도.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 전도성 중합체를 기체 및 에너지 저장 물질에, 전도체 트랙에, 전극 물질에, 디스플레이에서의 에미터로서, 전기 전도성 또는 열 전도성을 개선하기 위한 복합체 물질에, 및 전도성 코팅으로 사용하기 위한, 용도.
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