KR20150070164A - 에폭시화 지방산 알킬 에스테르 가소제 및 에폭시화 지방산 알킬 에스테르 가소제의 제조 방법 - Google Patents

에폭시화 지방산 알킬 에스테르 가소제 및 에폭시화 지방산 알킬 에스테르 가소제의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

에폭시화 지방산 알킬 에스테르 및 에폭시화 지방산 알킬 에스테르를 제조하는 방법. 에폭시화 지방산 알킬 에스테르는 총합 양으로 적어도 85 중량%의 일불포화 및 이불포화 지방산 알킬 에스테르 분자 중 적어도 하나를 포함하는 지방산 알킬 에스테르 출발 물질로부터 제조한다. 이러한 에폭시화 지방산 알킬 에스테르는 단독으로, 또는 다른 가소제, 예컨대 에폭시화 천연 오일과 조합하여 가소제 조성물에 사용할 수 있다. 이러한 가소제는 다시 중합체 조성물의 형성에 사용할 수 있다.

Description

에폭시화 지방산 알킬 에스테르 가소제 및 에폭시화 지방산 알킬 에스테르 가소제의 제조 방법 {EPOXIDIZED FATTY ACID ALKYL ESTER PLASTICIZERS AND METHODS FOR MAKING EPOXIDIZED FATTY ACID ALKYL ESTER PLASTICIZERS}
본 발명의 다양한 실시양태는 에폭시화 지방산 알킬 에스테르 가소제 및 가소화 중합체 조성물에 관한 것이다.
서론
가소제는, 중합체 수지에 첨가되는 경우에, 그들이 첨가되는 수지 (전형적으로 열가소성 중합체)의 탄성률 및 인장 강도를 낮추고, 가요성, 신장률, 충격 강도 및 인열 강도를 증가시킬 수 있는 화합물 또는 화합물의 혼합물이다. 가소제는 또한 중합체 수지의 유리 전이 온도를 낮출 수 있고, 이는 중합체 수지의 가공성을 증진시킨다.
프탈산 디에스테르 (또한 "프탈레이트"로서 공지됨)는 많은 가요성 중합체 제품, 예컨대 폴리비닐 클로라이드 ("PVC") 및 다른 비닐 중합체로부터 형성된 중합체 제품에서 가소제로서 일반적으로 사용된다. 프탈레이트 가소제의 예는 디이소노닐 프탈레이트, 디알릴 프탈레이트, 디-2-에틸헥실-프탈레이트, 디옥틸 프탈레이트 및 디이소데실 프탈레이트를 포함한다.
프탈레이트 가소제는 최근에 프탈레이트의 부정적 환경 영향 및 프탈레이트에 노출된 인간에서의 잠재적 유해 건강 영향에 대해 관심있는 공익 집단에 의해 집중적으로 조사되고 있다. 따라서, 프탈레이트 가소제에 대한 적합한 대체물이 필요하다.
개요
한 실시양태는 가소제를 제조하는 방법이며, 상기 방법은 지방산 알킬 에스테르를 에폭시화하여 에폭시화 지방산 알킬 에스테르를 제조하는 것을 포함하며, 여기서 상기 지방산 알킬 에스테르는 상기 지방산 알킬 에스테르의 총 중량을 기준으로 하여 총합 양으로 적어도 85 중량%의 일불포화 지방산 알킬 에스테르 분자 및 이불포화 지방산 알킬 에스테르 분자 중 적어도 하나를 포함한다.
도 1은 실시예 1에서 제조된 에폭시화 지방산 메틸 에스테르의 2개의 샘플 및 2개의 비교 샘플의 4개의 적외선 스펙트럼을 나타낸다.
본 발명의 다양한 실시양태는 에폭시화 지방산 알킬 에스테르를 포함하는 가소제에 관한 것이다. 가소제는 에폭시화 천연 오일을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 가소제는 중합체 수지에 혼입되어 가소화 중합체 조성물을 형성할 수 있고, 이는 다시 다양한 제조품에 사용될 수 있다.
가소제
본 개시내용은 에폭시화 지방산 알킬 에스테르를 포함하는 가소제를 제공한다. 에폭시화 지방산 알킬 에스테르는 지방산 알킬 에스테르를 에폭시화함으로써 제조한다. 일반적으로, 지방산 알킬 에스테르는 포화 지방산 알킬 에스테르 분자, 일불포화 지방산 알킬 에스테르 분자, 이불포화 지방산 알킬 에스테르 분자 및 다중불포화 지방산 알킬 에스테르 분자 (즉, 3개 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 지방산 알킬 에스테르 분자)로 구성된다. 본원에서 지방산 알킬 에스테르 분자의 불포화를 지칭할 경우에, 이는 지방산 알킬 에스테르 분자의 지방산 탄소 쇄 상에 위치한 불포화를 나타내도록 의도되고, 지방산 알킬 에스테르 분자의 알킬 모이어티 상에 가능한 불포화의 고려는 제외한다.
하나 이상의 실시양태에서, 지방산 알킬 에스테르 출발 물질은 전체 지방산 알킬 에스테르 중량을 기준으로 하여 총합 양으로 적어도 85, 적어도 90, 적어도 95 또는 적어도 99 중량 퍼센트 ("중량%")의 일불포화 및 이불포화 지방산 알킬 에스테르 분자 중 적어도 하나를 포함한다. 다양한 실시양태에서, 일불포화 지방산 알킬 에스테르 분자는 전체 지방산 알킬 에스테르 중량을 기준으로 하여 지방산 알킬 에스테르의 10 내지 60 중량%, 15 내지 50 중량%, 20 내지 40 중량%, 또는 25 내지 30 중량%의 범위를 구성할 수 있다. 추가로, 이불포화 지방산 알킬 에스테르 분자는 전체 지방산 알킬 에스테르 중량을 기준으로 하여 지방산 알킬 에스테르의 40 내지 90 중량%, 45 내지 85 중량%, 50 내지 75 중량%, 또는 55 내지 65 중량%의 범위를 구성할 수 있다.
하나 이상의 실시양태에서, 지방산 알킬 에스테르는 전체 지방산 알킬 에스테르 중량을 기준으로 하여 5 중량% 미만, 4 중량% 미만, 3 중량% 미만, 2 중량% 미만, 또는 1 중량% 미만의 양으로 다중불포화 지방산 알킬 에스테르 분자를 포함한다. 다양한 실시양태에서, 지방산 알킬 에스테르는 다중불포화 지방산 알킬 에스테르 분자가 없거나 또는 실질적으로 없을 수 있다. 본원에 사용된 어구 "실질적으로 없는"은 중량 기준 10 백만분율 미만의 농도를 나타낸다.
하나 이상의 실시양태에서, 지방산 알킬 에스테르는 지방산 알킬 에스테르의 전체 중량을 기준으로 하여 14 중량% 미만, 12 중량% 미만, 10 중량% 미만 또는 8 중량% 미만의 양으로 포화 지방산 알킬 에스테르 분자를 포함한다. 다양한 실시양태에서, 지방산 알킬 에스테르는 포화 지방산 알킬 에스테르 분자가 없거나 또는 실질적으로 없을 수 있다.
각각의 상기 실시양태에서, 지방산 알킬 에스테르의 조성은 기체 크로마토그래피 ("GC")에 의해 확인할 수 있다. 예를 들어, GC 분석은 화염 이온화 검출기가 장착된 애질런트(Agilent) 7890 A GC 기기를 사용하여 수행할 수 있다. 대략 10 mg의 샘플을 1 mL의 메탄올로 희석할 수 있고, 0.1 μL를 J&W 123-1111, 15 m, 320 마이크로미터, 0.1 마이크로미터 칼럼 상에 주입할 수 있다. 유량은 13.85 mL/분이고, 30 psi에서 10.3의 유지 시간으로 유지될 수 있다. 초기 압력은 1분의 유지 시간으로 10 psi이고, 12.5분의 유지 시간으로 20 psi/분의 속도로 20 psi까지 증가될 수 있다. 주입기 온도는 350℃이고, 분할 비는 30:1일 수 있다. 초기 온도는 1분의 유지 시간으로 60℃ 이고, 2분의 유지 시간으로 390℃까지 증가될 수 있다. 검출기 온도는 400℃일 수 있다.
지방산 알킬 에스테르의 알킬 기는 특별히 제한되지 않는다. 다양한 실시양태에서, 지방산 알킬 에스테르의 알킬 기는 포화 또는 불포화의 분지형 또는 직쇄 C1 내지 C4 (즉, 1 내지 4개의 탄소 원자를 가짐) 알킬 기로 이루어진 군으부터 선택된다. 본원에 사용된 용어 "알킬"은 수소 원자를 탄화수소로부터 제거함으로써 형성된 1가 기를 나타낸다. 다양한 실시양태에서, 알킬 기는 포화 및 직쇄이다. 적합한 알킬 기의 비제한적 예는 메틸, 에틸, 1-프로필, 2-프로필, 1-부틸, 이소부틸, t-부틸 또는 이들 둘 이상의 조합을 포함한다. 한 실시양태에서, 지방산 알킬 에스테르의 알킬 기는 메틸이다. 따라서, 다양한 실시양태에서, 지방산 알킬 에스테르는 지방산 메틸 에스테르 ("FAME")이다.
지방산 알킬 에스테르의 지방산 탄소 쇄의 길이는 특별히 제한되지 않는다. 다양한 실시양태에서, 지방산 탄소 쇄의 길이는 10 내지 24개의 탄소 원자, 12 내지 20개의 탄소 원자, 또는 12 내지 18개의 탄소 원자 길이일 수 있다. 지방산 쇄에서 탄소 원자의 수를 지칭하는 경우에, 지방산의 카르보닐 탄소가 포함되도록 의도된다. 예를 들어, 18개의 탄소 원자를 갖는 지방산은 스테아르산이다. 한 실시양태에서, 지방산 알킬 에스테르는 18개의 탄소 원자의 탄소 쇄 길이를 갖는다. 다양한 실시양태에서, 18개의 탄소 원자의 탄소 쇄 길이를 갖는 지방산 알킬 에스테르 분자는 적어도 50, 적어도 60, 적어도 70, 적어도 80, 적어도 90, 적어도 99의, 모든 또는 실질적으로 모든 지방산 알킬 에스테르를 구성할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 상기 언급된 일불포화 지방산 알킬 에스테르는 알킬 올레에이트 (예를 들어, 메틸 올레에이트)를 포함한다. 하나 이상의 실시양태에서, 상기 언급된 이불포화 지방산 알킬 에스테르는 알킬 리놀레에이트 (예를 들어, 메틸 리놀레에이트)를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 언급된 다중-불포화 지방산 알킬 에스테르는 알킬 리놀레네이트 (예를 들어, 메틸 리놀레네이트)를 포함한다. 한 실시양태에서, 상기 언급된 포화 지방산 알킬 에스테르는 알킬 스테아레이트 (예를 들어, 메틸 스테아레이트)를 포함한다.
상기 기재된 지방산 알킬 에스테르는 임의의 공지된 또는 이하에서 발견되는 기술을 사용하여 제조할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 지방산 알킬 에스테르는 상기 기재된 바람직한 조합을 달성하도록 다양한 포화도의 지방산 알킬 에스테르를 블렌딩함으로써 제조된다. 예를 들어, 지방산 알킬 에스테르는 일불포화 지방산 알킬 에스테르 (예를 들어, 30 중량%), 이불포화 지방산 알킬 에스테르 (예를 들어, 60 중량%), 다중불포화 지방산 알킬 에스테르 (예를 들어, 3 중량%) 및 포화 지방산 알킬 에스테르 (예를 들어, 7 중량%)를 조합함으로써 제조할 수 있다. 그 후에, 조합된 생성물을 통상의 기술을 이용하여 블렌딩할 수 있다. 예를 들어, 바람직한 양의 성분을 실온 또는 승온에서 반응기 / 용기 내에서 혼합하고, 연속적으로 교반하면서 균질한 집합체(mass)가 얻어질 때까지 혼합할 수 있다. 대안적으로, 실질적으로 균일하고 균질한 집합체를 생성하는 임의의 다른 방법을 채택할 수 있다. 이러한 실시양태에서, 상업적으로 입수가능한 지방산 알킬 에스테르를 조합하여 지방산 알킬 에스테르 출발 물질을 형성할 수 있다. 예를 들어, 메틸 올레에이트, 메틸 리놀레에이트 및 메틸 리놀레에이트는 TCI 케미칼스(TCI Chemicals) (일본 도쿄)로부터 입수가능하다.
다른 실시양태에서, 지방산 알킬 에스테르는 천연 오일의 공급원 (예를 들어, 해바라기, 대두, 조류, 박테리아)을 일불포화 및 이불포화 지방산 쇄의 함량이 증가된 트리글리세리드 조성물을 생성하도록 유전적으로 변형함으로써 제조할 수 있다. 이러한 유전자 변형된 조성물의 후속적 에스테르화는 상기 설명을 충족하는 지방산 알킬 에스테르를 생성할 수 있다.
상기 기재된 지방산 알킬 에스테르를 에폭시화함으로써 에폭시화 지방산 알킬 에스테르 ("eFAAE")를 형성한다. 에폭시화는 관련 기술분야에서 임의의 공지된 또는 이하에서 발견되는 에폭시화 기술에 따라 수행할 수 있다. 한 실시양태에서, 지방산 알킬 에스테르는 산 및 수성 퍼옥시드 용액과의 접촉을 통해 에폭시화되고, 이에 따라 에폭시화 지방산 알킬 에스테르, 잔류 산, 잔류 퍼옥시드 및 물을 포함하는 에폭시화 반응 혼합물을 생성한다. 지방산 알킬 에스테르를 에폭시화하는데 사용하기에 적합한 퍼옥시드는 과산화수소, 퍼옥시카르복실산, 알킬 히드로퍼옥시드 및 3급 히드로퍼옥시드의 수용액을 포함한다. 한 실시양태에서, 사용되는 퍼옥시드는 과산화수소의 수용액이다.
지방산 알킬 에스테르를 에폭시화하는데 사용하기에 적합한 산은 카르복실산, 예컨대 포름산 및 아세트산; 및 퍼옥시카르복실산, 예컨대 퍼포름산 및 퍼아세트산을 포함한다. 한 실시양태에서, 퍼옥시카르복실산을 사용하며, 이는 산 및 퍼옥시드 둘 다의 역할을 한다. 촉매, 예컨대 무기 산 (예를 들어, 황산) 및 불균질 산 수지 (예를 들어, 엠버라이트(Amberlite)™ IR 120H, 롬 & 하스(Rohm & Haas)로부터 입수가능함)를 산의 존재 하에 임의로 사용할 수 있다. 한 실시양태에서, 에폭시화를 위해 사용된 산은 포름산이다.
에폭시화에 이어서, 잔류 산, 퍼옥시드 및 물을 층 분리 및 중화를 통해 에폭시화 반응 혼합물로부터 제거한다. 층 분리는 eFAAE를 함유하는 유기 층으로부터 물, 산, 퍼옥시드, 및 가능한 미량의 오일 및 에스테르를 함유하는 수성 층의 분리를 포함한다. 층 분리를 달성하기 위해, 반응 혼합물을 밀도차에 의해 침전 및 2개의 층으로 분리되도록 하고, 하부 수성 층은 폐기하는 한편 상부 유기 층은 목적하는 생성물을 수득하기 위해 추가로 가공한다.
층 분리에 이어서, 잔류 산을, 예컨대 나트륨/비카르보네이트 용액과 접촉시켜 중화할 수 있다. 그 후에, 유기 층을 물로 1회 이상 세척할 수 있다. 한 실시양태에서, 유기 층을 중성 (약 7의 pH를 가짐)이 될 때까지 반복해서 세척한다. 그 후에, 세척한 혼합물을 다시 층 분리에 적용한 다음, 상부 유기 층을 진공 증류하여 잔류 물을 제거한다.
대안적으로, 본 발명의 조성물은 목적하는 조성물을 달성하도록 적절한 에폭시화 지방산 알킬 에스테르들을 블렌딩함으로써 제조할 수 있다.
생성된 eFAAE는 80℃에서 폴리비닐 클로라이드 ("PVC") 100 그램당 적어도 30, 적어도 40, 적어도 50, 적어도 60, 적어도 70, 적어도 80, 적어도 90, 적어도 100, 적어도 110, 적어도 120, 적어도 130 또는 적어도 140 그램의 PVC 중 용해도를 나타낼 수 있다. 이러한 실시양태에서 PVC 중 용해도는 80℃에서 PVC 100 그램당 500 그램의 실질적인 상한치를 가질 수 있다. PVC 중 용해도는 미국 재료 시험 협회 ("ASTM") 방법 D 3367-98에 따라 결정된다. 또한, 에폭시화 지방산 알킬 에스테르는 미국 오일 화학회 ("AOCS") 방법 Cd 9-57에 의해 결정 시에, 적어도 3.5, 또는 4.0 내지 7.8의 범위의 옥시란 산소 값을 가질 수 있다. 또한, 에폭시화 지방산 알킬 에스테르는 미국 오일 화학회 ("AOCS") 방법 Cd 1-25에 의해 결정 시에, 10 g/100 g 미만, 또는 1.0 내지 8.0의 범위의 아이오딘 값을 가질 수 있다. 또한, 에폭시화 지방산 알킬 에스테르는 3 중량% 미만, 2.5 중량% 미만, 2 중량% 미만, 1.5 중량% 미만 또는 1 중량% 미만의 수용해도를 나타낼 수 있다. 이러한 실시양태에서, 에폭시화 지방산 알킬 에스테르는 0.7 중량%, 0.6 중량%, 또는 0.5 중량% 정도로 낮은 수용해도를 나타낼 수 있다. 에폭시화 지방산 알킬 에스테르의 수용해도는 하기 시험 방법 섹션에 기재된 절차에 따라 결정된다.
한 실시양태에서, 가소제는 추가로 에폭시화 천연 오일 ("eNO")을 포함할 수 있다. 본원에 사용된 "천연 오일"은, 지방산 트리글리세리드로 구성되고 미생물 (조류, 박테리아), 식물/채소 및/또는 종자로부터 유래된 오일이다. 한 실시양태에서, 천연 오일은 유전자 변형된 천연 오일을 포함한다. 다양한 실시양태에서, 천연 오일은 석유-유래 오일을 제외한다. 적합한 천연 오일의 비제한적 예는 우지 오일, 카놀라 오일, 피마자 오일, 옥수수 오일, 어유, 아마인 오일, 팜 오일, 평지씨 오일, 홍화 오일, 대두 오일, 해바라기 오일, 톨 오일, 유동 오일 및 이들 둘 이상의 임의의 조합을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "에폭시화 천연 오일"은 적어도 하나의 에폭시드 기를 함유하는 적어도 하나의 지방산 모이어티를 갖는 천연 오일이다. 에폭시화는 상기 기재된 바와 같이, 전형적으로 종종 산 또는 염기 촉매의 존재 하에 천연 오일과 퍼옥시드, 퍼카르복실산, 및/또는 다른 퍼옥시 화합물의 반응에 의해 수행할 수 있다.
적합한 eNO의 비제한적 예는 에폭시화 조류 오일, 에폭시화 우지 오일, 에폭시화 카놀라 오일, 에폭시화 피마자 오일, 에폭시화 옥수수 오일, 에폭시화 어유, 에폭시화 아마인 오일, 에폭시화 팜 오일, 에폭시화 평지씨 오일, 에폭시화 홍화 오일, 에폭시화 대두 오일, 에폭시화 해바라기 오일, 에폭시화 톨 오일, 에폭시화 유동 오일 및 이들 둘 이상의 임의의 조합을 포함한다.
한 실시양태에서, 에폭시화 천연 오일은 에폭시화 대두 오일 ("eSO")이다.
적합한 상업적으로 입수가능한 에폭시화 천연 오일의 예는 페로 코포레이션(Ferro Corp.) (미국 오하이오주 메이필드 하이츠)으로부터 입수가능한 플라스-첵(PLAS-CHEK)™ 에폭시화 대두 오일; 아르케마 인크.(Arkema Inc.) (미국 펜실베니아주 필라델피아)로부터 입수가능한 비코플렉스(VIKOFLEX)™ 7170 에폭시화 대두 오일 및 비코플렉스™ 7190 에폭시화 아마인 오일을 포함한다.
다양한 실시양태에서, eFAAE가 가소제의 전체를 구성한다. 다른 실시양태에서, 하나 초과의 성분이 가소제 내에 존재하는 경우, 가소제는 전체 가소제 중량을 기준으로 하여 20 내지 80 중량%, 30 내지 70 중량%, 40 내지 60 중량%, 또는 50 중량% 범위의 양으로 eFAAE를 포함할 수 있다. 나머지는 eNO일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 가소제는 eFAAE 및 eNO (예를 들어, eSO)의 중량 기준 50:50 블렌드이다. 다양한 실시양태에서, 가소제는 프탈레이트가 없거나 또는 실질적으로 없다.
중합체 조성물
본 개시내용은 중합체 수지 및 상기 기재된 가소제를 포함하는 중합체 조성물을 제공한다. 다양한 실시양태에서, 중합체 조성물은 프탈레이트가 없거나 또는 실질적으로 없다.
적합한 중합체 수지의 비제한적 예는 폴리술피드, 폴리우레탄, 아크릴, 에피클로로히드린, 니트릴 고무, 클로로술폰화 폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌, 폴리클로로프렌, 스티렌 부타디엔 고무, 천연 고무, 합성 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체 고무, 프로필렌-기재 중합체, 에틸렌-기재 중합체 및 비닐 클로라이드 수지를 포함한다. 용어 "프로필렌-기재 중합체"는 (중합성 단량체의 총량을 기준으로 하여) 대부분 중량 퍼센트의 중합된 프로필렌 단량체 및 임의로 적어도 하나의 중합된 공단량체를 포함하는 중합체를 나타낸다. 용어 "에틸렌-기재 중합체"는 (중합성 단량체의 총 중량을 기준으로 하여) 대부분 중량 퍼센트의 중합된 에틸렌 단량체 및 임의로 적어도 하나의 중합된 공단량체를 포함하는 중합체를 나타낸다.
용어 "비닐 클로라이드 수지"는 비닐 클로라이드 중합체, 예컨대 폴리비닐 클로라이드 ("PVC"), 또는 비닐 클로라이드 공중합체, 예컨대 비닐 클로라이드/비닐 아세테이트 공중합체, 비닐 클로라이드/비닐리덴 클로라이드 공중합체, 비닐 클로라이드/에틸렌 공중합체, 또는 비닐 클로라이드를 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체 상에 그라프팅함로써 제조된 공중합체를 나타낸다. 비닐 클로라이드 수지는 또한 상기 언급된 비닐 클로라이드 중합체 또는 비닐 클로라이드 공중합체와 염소화 폴리에틸렌, 열가소성 폴리우레탄, 올레핀 중합체, 예컨대 메타크릴 중합체 또는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 중합체를 포함하나 이에 제한되는 것은 아닌 다른 혼화성 또는 상용성 중합체와의 중합체 블렌드를 포함할 수 있다.
한 실시양태에서, 비닐 클로라이드 수지는 PVC이다.
한 실시양태에서, 중합체 조성물은 전체 중합체 조성물 중량을 기준으로 하여 20 내지 90 중량%, 30 내지 85 중량%, 또는 40 내지 80 중량% 범위의 양으로 중합체 수지를 포함한다. 다양한 실시양태에서, 중합체 조성물은 전체 중합체 조성물 중량을 기준으로 하여 10 내지 80 중량%, 15 내지 70 중량%, 또는 20 내지 60 중량% 범위의 양으로 상기-기재된 가소제를 포함한다.
다양한 실시양태에서, 중합체 수지 (예컨대, PVC)는 독일 규격 협회 ("DIN") 표준 방법 53 408에 의해 결정 시에, 180℃ 미만, 170℃ 미만 또는 160℃ 미만의 상기-기재된 가소제에서의 용액 온도를 갖는다.
첨가제
중합체 조성물은 하기 임의적인 첨가제 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 충전제, 난연제, 열 안정화제, 점적방지제, 착색제, 윤활제, 저분자량 폴리에틸렌, 장애 아민 광 안정화제, UV 광 흡수제, 경화제, 부스터, 지연제, 가공 보조제, 커플링제, 대전방지제, 핵형성제, 슬립제, 점도 조절제, 점착제, 블로킹방지제, 계면활성제, 증량제 오일, 산 스캐빈저, 금속 탈활성화제, 및 그의 임의의 조합.
한 실시양태에서, 중합체 조성물은 열 안정화제를 포함한다. 적합한 열 안정화제의 예는 납-무함유 금속 비누, 납 안정화제, 유기 열 안정화제, 에폭시드, 모노카르복실산의 염, 페놀계 항산화제, 유기 포스파이트 및 베타-디케톤을 포함한다. 한 실시양태에서, 사용된 열 안정화제는 납-무함유 혼합된 금속 비누이다. 용어 "금속 비누"는 산과 금속의 염을 나타낸다. 사용하기에 적합한 금속 비누는 지방산의 아연 염 (예를 들어, 아연 스테아레이트), 지방산의 칼슘 염, 지방산의 바륨 염, 지방산의 마그네슘 염, 지방산의 주석 염 및 2종 이상의 그의 혼합물을 포함한다. 열 안정화제는 전체 중합체 조성물 중량을 기준으로 하여 0.2 내지 10 중량%, 0.4 내지 7 중량%, 또는 0.6 내지 5 중량% 범위의 양으로 중합체 조성물 중에 존재할 수 있다.
한 실시양태에서, 중합체 조성물은 PVC, 본 발명의 가소제, 충전제 (예를 들어, 탄산칼슘, 점토, 실리카, 및 그의 임의의 조합), 하나 이상의 금속 비누 안정화제, 페놀계 또는 관련된 항산화제 및 가공 보조제를 포함한다.
코팅된 전도체
본 개시내용은 코팅된 전도체를 제공한다. 코팅된 전도체는 전도체 및 전도체 상의 코팅을 포함하고, 코팅은 적어도 부분적으로 상기 기재된 중합체 조성물로부터 형성된다.
본원에 사용된 "전도체"는 열, 빛 및/또는 전기를 전도하기 위한 하나 이상의 와이어(들) 또는 섬유(들)이다. 전도체는 단일-와이어/섬유 또는 다중-와이어/섬유일 수 있고, 가닥 형태 또는 관 형태일 수 있다. "와이어"는 전도성 금속의 단일 가닥 또는 광섬유의 단일 가닥을 의미한다. 적합한 전도체의 비제한적 예는 금속, 예컨대 은, 금, 구리, 탄소 및 알루미늄을 포함한다. 전도체는 또한 유리 또는 플라스틱으로부터 제조된 광섬유일 수 있다.
코팅된 전도체는 가요성, 반-강성 또는 강성일 수 있다. 코팅 (또한 "재킷", "외장" 또는 "절연"으로 지칭됨)은 전도체 상에 직접적으로 또는 전도체를 둘러싼 다른 층 상에 위치할 수 있다.
한 실시양태에서, 코팅된 전도체는 케이블이다. "케이블" 및 "전력 케이블"은 외장 내의 적어도 하나의 와이어 또는 광섬유를 의미한다. 전형적으로, 케이블은 전형적으로 공통의 절연 피복 및/또는 보호 재킷 내에 함께 결합된 둘 이상의 와이어 또는 광섬유이다. 외장 내의 개별 와이어 또는 섬유는 노출되거나, 피복되거나 또는 절연될 수 있다. 조합 케이블은 전기 와이어 및 광섬유 둘 다를 함유할 수 있다. 케이블은 낮은, 중간, 및/또는 높은 전압 적용을 위해 디자인될 수 있다. 전형적인 케이블 디자인은 USP 5,246,783, 6,496,629 및 6,714,707에 예시되어 있다.
제조품
상기 기재된 코팅된 전도체 뿐만 아니라, 상기-기재된 중합체 조성물을 포함하는 제조품을 제조할 수 있다. 이러한 제조품은 의료 또는 식품 산업, 특히 물과 빈번하게 접촉하게 되고 물-침출가능한 화합물이 염려되는 제품에 사용하기 위해 디자인된 것들을 포함할 수 있다. 예시적인 제조품은 혈액 백, 정맥내 백, 염수 용액 백, 시린지, 정맥내 관, 코위관, 카테터 관, 배액관, 시험 글로브, 산소 마스크, 교합보정기, 인공 피부 및 식품 포장 (예를 들어, 다양한 음료, 고기 및 냉동 야채를 위한 포장)을 포함한다.
시험 방법
옥시란 산소 값
AOCS Cd 9-57에 따라 옥시란 산소 값을 결정함.
아이오딘 값
AOCS Cd 1-25에 따라 아이오딘 값을 결정함.
PVC 중 용해도
ASTM D 3367-98에 따라 PVC 중 용해도를 측정함.
시험 파라미터, 예컨대 원심분리 튜브의 디자인, 함침 온도, 함침 시간, 가소제의 배액, 과량의 가소제를 제거하기 위한 원심분리 속도를 가소제 흡수 및 여러 가소제의 PVC 중 용해도에서의 차이를 수집할 수 있도록 최적화한다. 바닥에 0.8 mm 직경 홀을 갖는 원심분리 튜브를 시험에 사용한다. 홀을 0.1 g 목화로 덮는다. 1 g PVC (80℃에서 1시간 동안 예열함) 및 4 g 가소제 (80℃에서 1시간 동안 예열함)를 원심분리 튜브 내의 목화의 상부에 계량하여 넣는다. 원심분리 튜브 (목화, PVC 및 가소제 함유)를 외장에 삽입하고, 어셈블리를 80℃에서 4시간 동안 함침시킨다. 함침 시간 동안, 가소제 분자는 PVC 입자의 기포벽을 습윤시키고, 다공성이므로 이를 통과한다. 내부로 들어가면, 분자는 빈 공간을 채우기 시작한다. 빈 공간이 가소제로 완전히 채워진 후, PVC 일차 입자는 가소제를 흡수하기 시작한다. 이 흡수는 비교적 느리고, 일차 입자가 포화 한계에 도달할 때까지 계속된다. 따라서, PVC/가소제 함침 온도 및 시간을 최적화하는 것이 중요하다. 이어서, 튜브를 7000 rpm에서 1시간 동안 원심분리하여 목화 및 0.8 mm 직경 홀을 통해 흘러나가는 과량의 가소제를 제거하고, 이를 외장 외부에서 수집한다. PVC에 흡수된 가소제는 PVC의 중량 증가로부터 측정한다 (목화에 의해 흡수된 가소제에 기인한 중량 증가의 확인 후). 평형 가소제 용해도는 가소제 흡수로부터 빈 부피 (PVC에 의해 흡수된 아세틸화 피마자 왁스의 양과 동일한 것으로 나타남, PCT 공개 출원 WO/2011/041380 참조)를 뺌으로써 계산한다.
용액 온도
독일 규격 협회 ("DIN") 53408에 따라 용액 온도를 결정한다. 중요한 시험 파라미터, 예컨대 PVC/가소제 양 및 가열 속도를 여러 가소제의 PVC 중 용액 온도에서의 차이를 수집할 수 있도록 최적화한다. 0.6 g PVC를 20-mL 유리 바이알 내에 정확하게 계량하여 넣고, 가소제 15 mL를 PVC에 첨가한다. 유리 바이알의 내용물을 자기 교반기를 사용하여 교반하고, 오일 조를 사용하여 1℃/분으로 가열하였다. 온도계를 사용하여 플래쉬-광으로 비춰지는 PVC/가소제 혼합물의 온도를 기록하였다. PVC를 가소제와 혼합하는 경우, 유백색의 용액이 일반적으로 수득된다. PVC/가소제 혼합물의 온도를 상승시키면, PVC는 가소제를 흡수하기 시작하고, 투명해진다. 온도를 추가로 상승시키면, PVC 입자가 팽윤하고, 겔을 형성하며 그의 형상을 잃는다. 용액 온도에서, 투명한 용액이 수득된다.
수용해도
가소제 20 mL를 비커에서 녹이고, 동등 부피의 증류수와 혼합한다. 혼합물을 실온에서 격렬하게 교반하고, 분리 깔때기에서 침전하도록 한다. 혼합물은 에멀젼을 형성하고, 유기 및 수성 상의 개별 층을 형성하는데 대략 24시간이 걸린다. 48시간 후, 두 층을 분리한다. 수성 층을 배출하고, 가소제 및 약간의 물을 함유하는 유기 층을 회수한다. 유기 층은 미세 에멀젼 형태에서와 마찬가지로 용해된 형태로 물을 함유한다. 이 층을 7000 rpm에서 1시간 동안 원심분리한다. 이 단계로 분산된 형태의 가소제에 포획된 물을 분리한다. 가소제를 습식 화학 방법의 도움으로 물 함량에 대해 추가로 분석한다. 칼 피셔 적정 방법을 사용하여 가소제 중의 물 함량을 결정한다.
적외선 분광분석법
푸리에 변환 적외선 ("FTIR") 분광분석법을 샘플 내에 존재하는 성분의 정성적 측정에 사용한다. FTIR 기기: 스마트 오빗 다이아몬드 크리스탈(Smart Orbit Diamond Crystal) ATR 액세서리가 장착된 써모 니콜렛(Thermo Nicolet) 6700 FTIR. 파장 범위: 4000 내지 400 cm-1; 해상도: 4.0; 배경 수집: 각각의 샘플 전에 공기 배경을 수집함; 스캔 수: 150. 감쇠 전반사 ("ATR")를 사용하여 반사도 모드에서 필름을 연구한다. 4 cm-1의 해상도 및 100회 샘플 스캔을 사용한다.
실시예
실시예 1 - 메틸 올레에이트- 및 메틸 리놀레에이트-기재 가소제와 메틸 리놀레네이트-기재 가소제의 비교
2개의 샘플 (S1 및 S2) 및 4개의 비교 샘플 (CS1-CS4)을 하기와 같이 제조함.
샘플 1의 제조
S1은 에폭시화 메틸 올레에이트이다. 과산화수소 ("H2O2"; 30 중량%, 란켐(RANKEM)으로부터 입수가능함) 및 포름산 ("FA", 90%, 란켐으로부터 입수가능함)을 사용하여 메틸 올레에이트 (산 촉매의 존재 하에 알콜의 환류 온도에서 6시간의 반응으로 올레산과 메탄올의 에스테르화에 의해 합성된 ~ 90% GC 순도)를, 40℃에서 11시간 동안 메틸 올레에이트 탄소-탄소 이중 결합 ("C=C") 대 H2O2 대 FA의 몰비 1:2:0.5를 사용하여 에폭시화함으로써 S1을 제조한다. 유리 반응기 내에서 연속적으로 교반하면서 반응을 수행하고, 오일 조에서 침지시킨다. 반응 온도는 전기적으로 가열되는 핫 플레이트에 의해 조 온도를 제어함으로써 달성되고 유지된다. 반응 동안 오버헤드 교반기를 사용하여 혼합을 보장한다. 요구량의 메틸 올레에이트 (50 g) 및 포름산 (4.3 g)으로 채운 후, 계산된 양의 H2O2 (38.3 gm)의 수용액을 펌프의 도움으로 1시간의 기간에 걸쳐 반응기에 첨가한다. 펌프 유량 (35 mL/hr)을 총 첨가 시간이 1시간이 되도록 조절한다. 상기 언급된 습식 화학 방법 (즉, AOCS Cd 9-57)을 사용하여 에폭시화 반응 전체에 걸쳐 옥시란 산소 값을 모니터링한다. 메틸 올레에이트에 대한 이론적 옥시란 산소 값은 5.1이다. 상기 제공된 시험 방법에 따라 생성된 샘플을 분석한다. 결과가 하기 표 1에 제공된다.
샘플 2의 제조
S2는 에폭시화 메틸 리놀레에이트이다. 하기를 제외하고는, S1의 제조에 대해 상기 기재된 방법을 사용하여 메틸 리놀레에이트 (TCI 케미칼스로부터 획득한 95% 순도) 50 g을 에폭시화함으로써 S2를 제조한다: H2O2는 물 중 50 중량% 용액 (46.3 g)이고 (피셔 사이언티픽(Fischer Scientific)으로부터 입수가능함), 포름산은 S2에 대해 4.35 g의 양으로 사용한다. 메틸 리놀레에이트에 대한 이론적 옥시란 산소 값은 9.8이다. 상기 제공된 시험 방법에 따라 생성된 샘플을 분석한다. 결과가 하기 표 1에 제공된다.
비교 샘플 1
CS1은 에폭시화 메틸 리놀레네이트이다. 하기를 제외하고는, S1의 제조에 대해 상기 기재된 방법을 사용하여 메틸 리놀레네이트 (90% 순도, TCI 케미칼스로부터 입수가능함) 50 g을 에폭시화함으로써 CS1을 제조한다: (a) 3.2 g 아세트산 ("AA", >99% 순도 빙초산, S.d.파인-켐 리미티드(S.d.fine-chem Limited)로부터 입수가능함)을 포름산 대신에 사용하고; (b) 65℃에서 5시간 동안 에폭시화를 수행하고; (c) C=C:H2O2:AA가 1:2:0.3이고; (d) H2O2 (50 중량% 용액 69.9 g)의 첨가를 4시간에 걸쳐 수행하고; (e) 촉매량의 황산 (0.5 mL)을 C=C 농도를 기준으로 하여 2 중량%로 사용한다. 메틸 리놀레네이트에 대한 이론적 옥시란 산소 값은 14이다. 상기 제공된 시험 방법에 따라 생성된 샘플을 분석한다. 결과가 하기 표 1에 제공된다.
비교 샘플 2
CS2는 에폭시화 메틸 리놀레네이트이다. 하기를 제외하고는, S1에 대해 상기 기재된 방법을 사용하여 메틸 리놀레네이트를 에폭시화함으로써 CS2를 제조한다: H2O2 첨가를 3시간의 기간에 걸쳐 수행한다. 출발 메틸 리놀레네이트는 CS1에서와 동일하다. 상기 제공된 시험 방법에 따라 생성된 샘플을 분석한다. 결과가 하기 표 1에 제공된다.
비교 샘플 3 및 4
CS3 및 CS4는 에폭시화 메틸 리놀레네이트이다. 하기를 제외하고는, S1의 제조에 대해 상기 기재된 방법을 사용하여 메틸 리놀레네이트를 에폭시화함으로써 CS3 및 CS4를 제조한다: (a) 9시간의 총 반응 시간 동안 에폭시화를 수행하고; (b) H2O2 첨가를 1.5시간의 기간에 걸쳐 수행하고; (c) 주위 온도 (24-25℃)에서 H2O2를 첨가한 다음, 반응의 나머지 동안 반응 온도를 40℃로 올린다. 출발 메틸 리놀레네이트는 CS1에서와 동일하다. 상기 제공된 시험 방법에 따라 생성된 샘플을 분석한다. 결과가 하기 표 1에 제공된다.
분석
S1, S2 및 CS1-4의 분석으로부터의 결과가 하기 표 1에 제공된다. 평형 용해도는 이론적 값에 근접한 옥시란 산소 값을 갖는 샘플 (S1, S2, 및 CS4)에 대해서만 결정됨에 주목한다. 또한, 수분 흡수는 에폭시화 메틸 올레에이트 (S1) 및 옥시란 산소 값 6을 갖는 에폭시화 메틸 리놀레네이트 (CS2)에 대해서만 측정된다.
표 1: 단일 쇄 에폭시화 FAME 유도체의 특성
Figure pct00001
표 1은 메틸 올레에이트 (S1) 및 리놀레에이트 (S2)의 에폭시화가 용이하게 수행될 수 있고, 이론적 값에 근접한 옥시란 산소 값이 획득될 수 있다는 것을 나타낸다. 반응 동안 옥시란 산소 고리의 분해는 관찰되지 않았다. 대조적으로, 메틸 리놀레네이트의 에폭시화는 반응 동안 낮은 옥시란 산소 전환 값 및 높은 발열에 의해 증명되는 바와 같이 옥시란 고리의 개환을 유발한다. 이들 반응 조건 하에 메틸 리놀레네이트에 의해 획득된 최고 옥시란 산소 값은 이론적 최대치 14.1과 비교하여 9.28 (CS4)이었다.
이들 실험 결과는 히드록실 화합물이 유도되는 옥시란 고리의 유의한 개환과 함께 에폭시화 낮은 퍼센트 옥시란 산소 수율이 획득되는 리놀레네이트와 비교하여, 올레에이트 및 리놀레에이트의 에폭시화가 상대적으로 용이하고 이론적 옥시란 산소 값이 달성가능하다는 것을 나타낸다. S1, S2, CS1 및 CS2에 대한 IR 스펙트럼 (도 1)은 옥시란 산소 값 6을 갖는 에폭시화 메틸 리놀레네이트 (CS2)에만 OH 기가 존재한다는 것을 나타낸다.
CS1의 경우에, 1:2:0.3의 C=C:H2O2:AA 몰비를 30 중량% H2O2 용액과 함께 사용하고, 반응을 65℃에서 수행하여, 옥시란 산소 값이 5시간의 종료 시에 단지 0.28이었음에 주목해야 한다. 몰비를 1:2:0.5로 바꾸고 40℃에서 포름산을 사용하여 (CS2), 최종 옥시란 값은 7시간 반응의 종료 시에 초기에 7.8로 증가한 다음, 반응의 종료 시에 6으로 감소했다. 발열은 반응 둘 다에서 관찰되었지만, 40℃ 미만이었다 (CS2). CS3 및 CS4에 대해서는, 발열을 주위 온도 (24-25℃)에서 1.5시간의 기간에 걸쳐 과산화수소를 서서히 첨가함으로써 제어한 다음, 40℃에서 반응을 계속한다. 이것은 상당히 보다 높은 옥시란 산소 수율을 유발하지만 (이론적 값의 훨씬 미만일지라도), 아이오딘 값은 허용되지 않게 높다.
실시예 2 - 높은 올레에이트 및 리놀레에이트 eFAME과 대두 eFAME의 비교
샘플 3 및 4
높은 메틸 올레에이트 (C18:1) 및 메틸 리놀레에이트 (C18:2) 함량을 갖는 2개의 샘플 (S3 및 S4)을 제조하고, 이들을 에폭시화한다. 하기 표 2에 상세하게 기재된 바와 같이, S3은 약 85 중량%의 합한 C18:1 및 C18:2 함량을 갖고, S4는 약 90 중량%의 합한 C18:1 및 C18:2 함량을 갖는다. S3 및 S4의 나머지는 메틸 리놀레네이트 (C18:3) 및 메틸 스테아레이트 (C18:0)로 구성된다.
상기 실시예에서 기재된 바와 같이 제조한 에폭시화 메틸 리놀레에이트 및 에폭시화 메틸 리놀레네이트를 하기 비교 샘플 5에 기재된 바와 같이 제조된 에폭시화 대두 FAME (e-FAME)와 초기에 혼합함으로써 S3 및 S4를 제조한다. S3 및 S4의 목적하는 조성은 균일하고 균질한 집합체가 얻어질 때까지 교반 탱크 반응기 내에서 이들 성분을 적절한 비율로 혼합함으로써 달성된다. 그 후에, 상기 기재된 시험 방법에 따라 샘플을 분석한다. 결과가 하기 표 3에 제공된다.
비교 샘플 5
에폭시화 대두 오일 ("eSO")을 수득하기 위해 S2에 대해 상기 기재된 에폭시화 절차에 따라 대두 오일 (제미니 카르길(Gemini Cargill)로부터 입수가능함)을 에폭시화함으로써 비교 샘플 5 (CS5)를 제조한다. 소듐 메톡시드 (메탄올 중 25% 용액, 시그마 알드리치(Sigma Aldrich)로부터 입수가능함) 촉매 4 g의 존재 하에 60℃에서 3시간 동안 메탄올 (>99% 순도, S.d.파인-켐, 리미티드로부터 획득함) 20 g을 사용하여 eSO 100 g을 에스테르교환한다. 에스테르교환 후에, 상기 기재된 시험 방법에 따라 CS5를 분석한다. 결과가 하기 표 3에 제공된다.
표 2 - S3, S4 및 CS5의 조성
Figure pct00002
S3, S4 및 CS5의 분석으로부터의 결과가 하기 표 3에 제공된다:
표 3 - 블렌딩된 에폭시화 FAME의 특성
Figure pct00003
표 3에 나타난 바와 같이, 샘플 3 및 4는 증가된 PVC 중 용해도를 제공하고, 이는 증진된 가소제 성능을 나타낸다. 추가로, S4에 의한 보다 낮은 수분 흡수는 보다 낮은 히드록실 함량을 나타낸다. 보다 낮은 수분 흡수는 습식 전기 절연 저항에 유익할 수 있다.
실시예 3 - 다양한 에스테르 알킬 쇄 길이의 비교
S2의 제조에 대해 상기 기재된 에폭시화 절차를 사용하여 하기와 같이 5개의 에폭시화 알킬 올레에이트 샘플 (S5-S9)을 제조한다. S5는 S1과 정확하게 동일하고, 비교를 위해 여기서 다시-고려된다. S6에 대한 출발 물질은 1-프로필 올레에이트이고, 산 촉매의 존재 하에 알콜의 환류 온도에서 6시간의 반응으로 올레산과 1-프로판올의 에스테르화에 의해 합성된다. S7에 대한 출발 물질은 2-프로필 올레에이트이고, 산 촉매의 존재 하에 알콜의 환류 온도에서 6시간의 반응으로 올레산과 2-프로판올의 에스테르화에 의해 합성된다. S8에 대한 출발 물질은 1-부틸 올레에이트이고, 산 촉매의 존재 하에 알콜의 환류 온도에서 6시간의 반응으로 올레산과 1-부탄올의 에스테르화에 의해 합성된다. S9에 대한 출발 물질은 이소부틸 올레에이트이고, 산 촉매의 존재 하에 알콜의 환류 온도에서 6시간의 반응으로 올레산과 이소부탄올의 에스테르화에 의해 합성된다. 에폭시화 후에, 상기 기재된 시험 방법에 따라 각각의 샘플을 분석한다. 결과가 하기 표 4에 제공된다:
표 4 - 에폭시화 지방산 알킬 에스테르의 특성
Figure pct00004
표 4에 나타난 바와 같이, 보다 긴 에스테르 알킬 쇄 길이 (S6-S9)를 갖는 에폭시화 알킬 올레에이트 샘플은 에폭시화 메틸 올레에이트 (S5)와 비슷한 옥시란 전환을 제공할 수 있다. 사실, S5와 비교하여 보다 높은 백분율의 옥시란 전환이 각각의 S6-S9에서 나타난다. 이것은 비교적 보다 낮은 히드록실 함량을 나타내고, 이는 다시 감소된 수분 흡수 및 이에 따라 개선된 습식 전기 절연 저항을 제공할 것이다. 표 4의 eFAAE는 또한 80℃에서 PVC 100 그램당 적어도 30 그램의 충분한 용해도를 나타낸다.
실시예 4 - 다양한 지방산 쇄 길이의 모델 비교
하기 표 5 및 6은 다양한 쇄 길이 및 불포화의 수를 갖는 다양한 지방산의 에폭시화 메틸 에스테르를 비교하는 모델 데이터를 나타낸다. 이들 분자 구조의 기하구조 최적화는 밀도 함수 이론 정형화 내의 TZVP 기본 세트 및 BP86 교환 상관관계 함수를 사용하여 터보몰(TURBOMOLE) 버전 5.0 (CSOMO로직 게엠베하 & 코. 카게(CSOMOlogic GmbH & Co. KG)로부터 입수가능함)로 수행한다. 터보몰을 통해 생성된 .cosmo 파일과 함께, BP_TZVP_C21_0111.ctd 파라미터화를 코스모썸(COSMOtherm) 버전 c21_0111_a (코스모로직 게엠베하 & 코. 카게로부터 입수가능함)에서 이용한다. 90℃에서의 에폭시화 FAME의 PVC 중 용해도를 계산하기 위해, 먼저 무한 희석 활성 계수 γ°를 코스모썸을 사용하여 계산한다. PVC는 코스모썸 내부의 이용가능한 메타파일 접근법 내의 중합체로 모델링되고, 여기서 수소 결합 및 화학 포텐셜에 대한 조합적 기여는 무시된다. 하기 방정식을 사용하여 용해도 (g/100g)를 계산한다:
용해도 = 53430.50 * EXP(-(7.07 * γ°)) + 86.85*EXP(-(1.23 * γ°))
물 분자에 대한 데이터는 코스모썸에서 이용가능한 것으로 사용한다. 에폭시화 FAME 중 물의 용해도는 25℃에서 코스모썸을 사용하여 표 6에 나열된 각각의 에폭시화 FAME의 순수한 상으로 계산한다.
표 5 - 모델 예측과 PVC 중 에폭시화 알킬 올레에이트의 실험적 용해도의 비교
Figure pct00005
표 5에 나타난 바와 같이, 모델 계산은, 보다 높은 알킬 기에 대해, 올레에이트의 에폭시화 알킬 에스테르의 PVC 중 용해도가 올레에이트의 에폭시화 메틸 에스테르와 비교하여 감소한다는 것을 나타낸다. 이것은 또한 표 4에 나열된 바와 같이 실험적으로 측정한 PVC 중 용해도로부터도 나타난다. 표 5의 80℃에서의 모델-결정된 eFAAE의 용해도는 또한 PVC 100 그램당 적어도 30 그램이다.
표 6 - 에폭시화 FAME의 모델 비교
Figure pct00006
표 6에 나타난 바와 같이, 12 내지 16개의 탄소 원자 및 1 또는 2개의 에폭시 산소 원자를 갖는 에폭시화 지방산은 PVC 용해도에 대해 에폭시화 올레에이트 및 리놀레에이트와 비슷하거나 또는 보다 우수한 성능을 제공한다 (상기 S1-S4 비교). 감소된 수분 흡수는 개선된 습식 전기 절연 저항을 제공할 것이다. MS5 및 MS6의 보다 낮은 PVC 중 용해도는 탄소 쇄 중 증가된 메틸렌 기의 수가 분자의 소수성 함량을 증가시키고 따라서 가소제의 PVC와의 상용성을 낮추기 때문일 것이라는 것에 주목해야 한다.
실시예 5 - 다양한 에스테르 알킬 쇄 길이 및 다양한 지방산 쇄 길이의 모델 비교
하기 표 7은 다양한 알킬 쇄 길이, 다양한 지방산 쇄 길이 및 다양한 불포화 수를 갖는 다양한 지방산의 에폭시화 알킬 에스테르를 비교하는 모델 데이터를 제공한다. 모델 데이터는 상기 실시예 4에 기재된 바와 같이 작성된다.
표 7 - 에폭시화 FAAE의 모델 비교
Figure pct00007
표 7에 나타난 바와 같이, 다양한 알킬 쇄 길이를 갖는 12 내지 16개의 탄소 원자 및 1 또는 2개의 에폭시 산소 원자를 갖는 에폭시화 지방산은 PVC 용해도에 대해 에폭시화 올레에이트 및 리놀레에이트와 비슷하거나 또는 보다 우수한 성능을 제공한다 (상기 S1-S4 비교).

Claims (10)

  1. 지방산 알킬 에스테르를 에폭시화하여 에폭시화 지방산 알킬 에스테르를 제조하는 것을 포함하며,
    여기서 상기 지방산 알킬 에스테르는 상기 지방산 알킬 에스테르의 총 중량을 기준으로 하여 총합 양으로 적어도 85 중량%의 일불포화 지방산 알킬 에스테르 분자 및 이불포화 지방산 알킬 에스테르 분자 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 가소제를 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지방산 알킬 에스테르가 상기 지방산 알킬 에스테르의 총 중량을 기준으로 하여 5 중량% 미만의 양으로 3개 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 지방산 알킬 에스테르 분자를 포함하는 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지방산 알킬 에스테르가 상기 지방산 알킬 에스테르의 총 중량을 기준으로 하여 14 중량% 미만의 양으로 포화 지방산 알킬 에스테르 분자를 포함하는 것인 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 에폭시화 천연 오일을 상기 에폭시화 지방산 알킬 에스테르의 적어도 일부와 조합하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지방산 알킬 에스테르가 지방산 메틸 에스테르이고, 상기 일불포화 지방산 알킬 에스테르 분자가 메틸 올레에이트이고, 상기 이불포화 지방산 알킬 에스테르 분자가 메틸 리놀레에이트인 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에폭시화 지방산 알킬 에스테르가 80℃에서 폴리비닐 클로라이드 ("PVC") 100 그램당 적어도 30 그램의 PVC 중 용해도를 나타내고, 상기 에폭시화 지방산 알킬 에스테르가 적어도 3.5의 옥시란 산소 값을 갖고, 상기 에폭시화 지방산 알킬 에스테르가 3 중량% 미만의 수용해도를 갖는 것인 방법.
  7. 중합체 수지 및 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 상기 에폭시화 지방산 알킬 에스테르를 포함하는 중합체 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 중합체 수지가 PVC인 중합체 조성물.
  9. 제7항 또는 제8항 중 어느 한 항의 중합체 조성물을 포함하는 제조품.
  10. 제9항에 있어서, 코팅된 전도체, 혈액 백, 정맥내 백, 염수 용액 백, 시린지, 정맥내 관, 코위관, 카테터 관, 배액관, 시험 글로브, 산소 마스크, 교합보정기, 인공 피부 및 식품 포장으로 이루어진 군으로부터 선택된 제조품.
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