KR20170003425A - Hydrogenated petroleum resin, preparation method thereof, and the use of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 접착제에 적용 가능한 수소첨가 석유수지, 이의 제조방법 및 용도에 관한 것이다. The present invention relates to a hydrogenated petroleum resin applicable to an adhesive, a method for producing the same, and a use thereof.
석유수지(Hydrocarbon Resin)는 대표적인 점착부여제(Tackifier)로써 접착테이프나 페인트, 잉크, 고무, 타이어 등의 제품에 점·접착성을 갖게 하는 물질로 주로 사용된다. 성상은 상온에서 액상 또는 고상의 열가소성 수지로서 투명한 반유동체의 액체에서부터 연노랑 및 투명 무색(Water White)의 고체까지 다양한 형태일 수 있다.Hydrocarbon Resin is a typical tackifier and is mainly used as a point-and-stick material for products such as adhesive tape, paint, ink, rubber, and tire. The properties can be various forms ranging from liquids of transparent semi-liquid bodies to liquids or solid thermoplastic resins at room temperature, to quasi-yellow and transparent water-white solids.
석유수지의 생산은 통상 디올레핀인 C5나 C9 유분을 촉매(주로 AlCl3, 또는 BF3)를 이용하여 중합 후 탈촉매, 세정, 수지 분리 등의 공정을 거쳐 제조하고, 최근에는 열 중합이나 라디칼 중합 등 다른 중합 방식에 의해 물성의 개량을 시도하고 있다.The production of petroleum resin is usually carried out by a process such as de-catalysis, washing and resin separation after polymerization of a diolefin C 5 or C 9 oil with a catalyst (mainly AlCl 3 or BF 3 ) Or by other polymerization methods such as radical polymerization.
미국등록특허 제5,410,004호에서는 강산 촉매 존재 하에 디사이클로펜타디엔(dicyclopentadiene, DCPD)와 올레핀성 개질제(olefinic modifier)를 열중합하여 제조된 석유수지를 제시하고 있다. 그러나 이러한 석유수지는 분자 구조 내 이중 결합과 미반응 물질을 포함하고 있으며, 이들이 열 또는 산에 취약함에 따라 가공 중 또는 가공 후 석유수지 색상의 투명성이 저하되고, 취기가 심한 문제가 발생한다. 이에 이중 결합을 없애기 위한 반응인 수소첨가 반응을 수행하더라도 상기 강산 촉매로 인해 수소첨가 반응 시 각종 부식문제를 발생시킬 수 있어 반응이 어렵다. 더불어 낮은 수율로 인해 생산성이 좋지 못한 문제점을 안고 있다.U.S. Patent No. 5,410,004 discloses a petroleum resin prepared by thermally polymerizing dicyclopentadiene (DCPD) and an olefinic modifier in the presence of a strong acid catalyst. However, these petroleum resins contain double bonds and unreacted materials in the molecular structure, and as they become vulnerable to heat or acid, the transparency of the petroleum resin color during processing or after processing is lowered, resulting in serious odor problems. Therefore, even if the hydrogenation reaction is carried out to eliminate the double bond, it is difficult to react because the strong acid catalyst may cause various corrosion problems during the hydrogenation reaction. In addition, productivity is poor due to low yield.
한편, 석유수지는 중합 후 그대로 사용할 수 있으며, 최근에는 물성 향상을 위해 추가로 수소 첨가 공정을 수행하여 제조한 수소첨가 석유수지 형태로 사용하고 있다.On the other hand, the petroleum resin can be used as it is after the polymerization. Recently, the petroleum resin is used in the form of a hydrogenated petroleum resin produced by further performing a hydrogenation process to improve physical properties.
수소첨가 석유수지는 석유화학 공장에서 나프타 등의 고온 열분해유 속에 있는 고급불포화탄화수소를 원료로 하여 제조되는 열가소성 수지로서, 열 및 자외선(UV)에 안전성이 뛰어나며, 접착성을 부여하는 특성을 갖고 있어 의료용품, 목공용품, 위생용품 등에 다양하게 사용되고 있다.Hydrogenated petroleum resin is a thermoplastic resin produced from a petroleum chemical plant using high unsaturated hydrocarbon as a raw material in high-temperature pyrolysis fluid such as naphtha, and is excellent in safety against heat and ultraviolet rays (UV) Medical supplies, woodworking supplies, and sanitary goods.
수소첨가 석유수지와 같은 경우에는 제조 과정에서 미반응 원료, 용제 및 저분자량의 올리고머를 완벽하게 제거하기가 어렵기 때문에 고온으로 접착제를 분사하는 기저귀 등의 위생제품을 제조하는 과정에서 석유수지 자체의 취기를 유발시키고, 그 취기가 최종 제품의 포장을 뜯었을 때 발생하기도 한다. 또, 수소첨가 석유수지는 고온에서 용융 시 특유의 불쾌한 취기가 발생되어 작업환경에 악영향을 줄뿐만 아니라, 위생제품에 적용할 경우에는 취기 유발인자로 인하여 민감하고 예민한 피부에 사용해야 하는 소비자의 니즈를 만족시키기에는 한계가 있었다.In the case of a hydrogenated petroleum resin, it is difficult to completely remove unreacted raw materials, solvents and low molecular weight oligomers during the production process. Therefore, in the course of manufacturing hygiene products such as diapers sprayed with a high temperature adhesive, It can also occur when the odor triggers the odor and the final product is unpacked. In addition, the hydrogenated petroleum resin has a unique unpleasant odor upon melting at a high temperature, thereby adversely affecting the working environment. In addition, when applied to a hygiene product, the needs of consumers who need sensitive and sensitive skin due to odor inducing factors There was a limit to satisfaction.
따라서, 소비자의 생활 수준이 높아짐에 따라 위생제품에 사용되는 석유수지의 취기에 대한 요구 수준이 나날이 높아가고 있기 때문에 석유수지의 취기를 개선하기 위한 기술의 개발이 절실히 요구되고 있다.Therefore, as the living standards of consumers increase, the demand for petroleum resin used in hygiene products is increasing day by day, so it is urgently required to develop a technique for improving the odor of petroleum resin.
이에 따라, 미국등록특허 제5,652,308호에서는 메탈로센 촉매를 이용하여 C3계 모노머인 프로필렌과 C5계 모노머로부터 제조되는 DCPD를 공중합시켜 C5계 모노머 일부를 C3계 모노머로 일부대체시킨 점착부여수지를 개시한 바 있다. 그러나, 상기 방법으로 석유수지를 제조할 경우, 산소와 수분에 매우 취약한 고가의 메탈로센 촉매를 사용하여야 하므로, 공정 설계가 복잡하고, 제조비용이 많이 소요될 뿐만 아니라, 수율 또한 30% 미만으로 매우 낮아 실제 실용화하기에는 어렵다는 문제점이 있었다.Accordingly, US Patent No. 5,652,308 discloses a tackifying resin in which propylene as a C3-based monomer and DCPD produced from a C5-based monomer are copolymerized using a metallocene catalyst to partially replace a C5-based monomer with a C3-based monomer There is one. However, when the petroleum resin is produced by the above method, expensive metallocene catalysts which are very vulnerable to oxygen and moisture must be used. Therefore, the process design is complicated, the production cost is high and the yield is also less than 30% There is a problem that it is difficult to actually put it into practical use.
상기 문제를 해결하기 위해, 본 출원인은 다각적으로 연구를 수행한 결과 복잡한 촉매 중합이 아닌 열중합 공정 수행 후 수소첨가 반응을 수행하여 수소첨가 석유수지를 제조하되, 원료로서 디사이클로펜타디엔에 공단량체로 올레핀계 단량체를 함께 사용할 경우 최종 얻어진 수소첨가 석유수지의 접착력과 내열성이 향상되고 취기가 개선되며, 이를 접착제 용도에 적용하는 경우 그 물성 또한 개선됨을 확인하여 본 발명을 완성하였다.In order to solve the above problems, Applicants have conducted various studies and have found that hydrogenated petroleum resin is produced by performing a thermal polymerization process instead of a complicated catalytic polymerization process, thereby producing a hydrogenated petroleum resin, It was found that when the olefin-based monomer is used together, the final hydrogenated petroleum resin obtained has improved adhesion and heat resistance, improved odor, and improved properties when applied to an adhesive.
따라서, 본 발명의 목적은 단순화된 공정으로 실용화에 용이한 수소첨가 석유수지의 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for producing a hydrogenated petroleum resin which can be practically used in a simplified process.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조되어 물성이 향상되고 취기가 개선된 수소첨가 석유수지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a hydrogenated petroleum resin which is produced by the above-mentioned method and has improved physical properties and improved odor.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 수소첨가 석유수지의 접착제로서의 용도를 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide the use of the hydrogenated petroleum resin as an adhesive.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1 및 2로 표시되는 반복 단위를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소첨가 석유수지를 제공한다: In order to achieve the above object, the present invention provides a hydrogenated petroleum resin characterized by comprising a repeating unit represented by the following general formulas (1) and (2)
(상기 화학식 1 및 2에서, R1은 H 또는 메틸기이고, R2는 C1∼C18의 알킬기이고, 0≤m≤10 및 0≤n≤10 이다) (Wherein R 1 is H or a methyl group, R 2 is a C 1 to C 18 alkyl group, 0? M? 10, and 0? N? 10)
또한, 본 발명은 디사이클로펜다디엔과 C3∼C20 올레핀계 단량체를 열중합하여 석유수지를 제조하는 단계; 및The present invention also relates to a process for producing a petroleum resin, comprising the steps of: preparing a petroleum resin by thermally polymerizing dicyclopentadiene and a C3 to C20 olefin monomer; And
상기 석유수지를 수소화 촉매에 의해 수소첨가 반응을 수행하는 단계를 포함하여 제조하는 수소첨가 석유수지의 제조방법을 제공한다.And performing a hydrogenation reaction of the petroleum resin with a hydrogenation catalyst. The present invention also provides a process for producing a hydrogenated petroleum resin.
또한, 본 발명은 상기 수소첨가 석유수지를 접착용 조성물에 사용하는 용도를 제공한다. Further, the present invention provides the use of the hydrogenated petroleum resin in an adhesive composition.
본 발명에 따른 수소첨가 석유수지의 제조방법은 종래 석유수지의 원료로 사용되었던 C3계 올레핀을 탄소수 6 내지 20의 올레핀으로 대체함으로써 원료의 수급문제를 해결할 수 있게 되었고, 중합 시 촉매 중합이 아닌 열 중합 공정을 사용함으로써 중합 수율을 크게 향상시킬 수 있게 되었다.The method of producing a hydrogenated petroleum resin according to the present invention can solve the supply and demand problem of raw materials by replacing the C3-based olefin which has been used as a raw material of the conventional petroleum resin with an olefin having 6 to 20 carbon atoms, By using the polymerization process, the polymerization yield can be greatly improved.
특히, 본 발명의 제조방법으로 제조되는 수소첨가 석유수지는, 종래의 석유수지에서 개선시키지 못하여 특유의 불쾌한 취기가 발생되던 문제를 해결하여, 취기가 거의 발생하지 않도록 개선하게 되었다.In particular, the hydrogenated petroleum resin produced by the production method of the present invention solves the problem that unpleasant odor peculiar to the conventional petroleum resin can not be improved, and the odor is hardly generated.
또한, 상기 제조방법에 의해 제조된 수소첨가 석유수지는 취기가 우수하고, 접착 성능이 우수하며, 연화점이 높고, 투명하며, 분자량이 낮고, 색상이 우수하며, 천연고무나 합성고무 등과의 상용성이 우수하여 다양한 분야에 있어서 접착제로 유용하게 사용될 수 있으며, 특히 위생용품으로의 응용시 경쟁력을 높일 수 있다. In addition, the hydrogenated petroleum resin produced by the above production method is excellent in odor, excellent in adhesion performance, has a high softening point, is transparent, has a low molecular weight, is excellent in color, and has good compatibility with natural rubber, It can be used effectively as an adhesive in various fields, and it can enhance the competitiveness especially when it is applied to sanitary articles.
도 1은 본 발명에서 제시하는 NMR 스펙트럼 해석을 설명하기 위한 모식도로, (a)는 피크 면적을, (b)는 반치전폭을 보여준다.
도 2는 본 발명에서 제시하는 수소첨가 석유수지의 제조방법을 보여주는 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예 1의 수소첨가 전 석유수지의 1H-NMR 스펙트럼이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예 1의 수소첨가 후 석유수지의 1H-NMR 스펙트럼이다.
도 5는 본 발명에 따른 실시예 5의 수소첨가 전 석유수지의 1H-NMR 스펙트럼이다.
도 6은 본 발명에 따른 실시예 5의 수소첨가 후 석유수지의 1H-NMR 스펙트럼이다.
도 7은 본 발명에 따른 실시예 7의 수소첨가 전 석유수지의 1H-NMR 스펙트럼이다.
도 8은 본 발명에 따른 실시예 8의 수소첨가 전 석유수지의 1H-NMR 스펙트럼이다.
도 9는 본 발명에 따른 실시예 9의 수소첨가 전 석유수지의 1H-NMR 스펙트럼이다.
도 10은 본 발명에 따른 비교예 1의 수소첨가 전 석유수지의 1H-NMR 스펙트럼이다.
도 11은 본 발명에 따른 비교예 1의 수소첨가 후 석유수지의 1H-NMR 스펙트럼이다.Fig. 1 is a schematic diagram for explaining the NMR spectrum analysis proposed in the present invention, in which (a) shows the peak area and (b) shows the full width at half maximum.
Fig. 2 is a flow chart showing a method for producing a hydrogenated petroleum resin as proposed in the present invention.
3 is a 1 H-NMR spectrum of the petroleum resin before hydrogenation of Example 1 according to the present invention.
4 is a 1 H-NMR spectrum of a petroleum resin after hydrogenation of Example 1 according to the present invention.
5 is a 1 H-NMR spectrum of the petroleum resin before hydrogenation of Example 5 according to the present invention.
6 is a 1 H-NMR spectrum of a petroleum resin after hydrogenation of Example 5 according to the present invention.
7 is a 1 H-NMR spectrum of the petroleum resin before hydrogenation of Example 7 according to the present invention.
8 is a 1 H-NMR spectrum of the petroleum resin before hydrogenation of Example 8 according to the present invention.
9 is a 1 H-NMR spectrum of the petroleum resin before hydrogenation of Example 9 according to the present invention.
10 is a 1 H-NMR spectrum of a petroleum resin before hydrogenation of Comparative Example 1 according to the present invention.
11 is a 1 H-NMR spectrum of petroleum resin after hydrogenation of Comparative Example 1 according to the present invention.
본 발명에서는 취기가 개선되어 접착제 또는 점착제 등에 적용이 가능한 새로운 구조의 석유수지를 제시한다.The present invention provides a petroleum resin having a novel structure which is improved in odor and can be applied to an adhesive or a pressure sensitive adhesive.
수소첨가 Hydrogenation 석유수지Petroleum resin
본 발명에 따른 수소첨가 석유수지는 디사이클로펜타디엔과 올레핀계 단량체의 열중합에 의해 제조된 후 수소 첨가 반응을 거쳐 제조된 것으로, 하기 화학식 1 및 2로 표시되는 반복단위를 포함한다:The hydrogenated petroleum resin according to the present invention is prepared by the thermal polymerization of dicyclopentadiene and an olefin monomer followed by a hydrogenation reaction and includes a repeating unit represented by the following general formulas (1) and (2)
[화학식 1] [Chemical Formula 1]
[화학식 2](2)
(상기 화학식 1 및 2에서, R1은 H 또는 메틸기이고, R2는 C1∼C18의 알킬기이고, 0≤m≤10 및 0≤n≤10 이다) (Wherein R 1 is H or a methyl group, R 2 is a C 1 to C 18 alkyl group, 0? M? 10, and 0? N? 10)
바람직하기로, 상기 R1은 H이고, R2는 C1 내지 C18의 알킬기일 수 있다. Preferably, R < 1 > is H and R < 2 > may be an alkyl group of C1 to C18.
상기 알킬기는 선형(linear) 또는 분지형(branched)의 알킬기일 수 있으며, 바람직하기로는 선형 알킬기이다. 일례로, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 도데실기, 또는 테트라데실기일 수 있으며, 이중에서도 C4 이상의 알킬기인 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 도데실기, 또는 테트라데실기가 바람직하다.The alkyl group may be a linear or branched alkyl group, preferably a linear alkyl group. A butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, a dodecyl group, or a tetradecyl group. Of these, a butyl group which is C4 or higher alkyl group, a pentyl group , A hexyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, a dodecyl group, or a tetradecyl group is preferable.
본 발명에 따른 수소첨가 석유수지는 상기 화학식 1 및 2의 반복단위를 포함하되, 분자 구조 내 이중 결합이 없는 포화된 상태이고, 이들 반복 단위가 공중합된 형태를 갖는다.The hydrogenated petroleum resin according to the present invention contains a repeating unit represented by the above general formulas (1) and (2), but is saturated in the absence of a double bond in the molecular structure, and these repeating units have a copolymerized form.
이때 공중합체의 형태는 편의상 상기와 같이 표현하였으나 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 랜덤 공중합체(random copolymer), 교대 공중합체(alternative copolymer), 블록 공중합체(block copolymer), 그라프트 공중합체(graft copolymer) 및 스타 공중합체(starblock copolymer) 등 다양한 형태가 가능하다.In this case, the shape of the copolymer is expressed as described above for the sake of convenience, but it is not particularly limited in the present invention, and examples thereof include random copolymers, alternative copolymers, block copolymers, graft copolymers, copolymers and starblock copolymers.
구체적으로, 상기 화학식 1의 반복단위는 디사이클로펜타디엔으로부터 유래된 반복단위이고, 화학식 2는 디사이클로펜타디엔과 공단량체인 올레핀계 단량체와의 중합 반응에 의해 유래된 반복단위로, 말단에 알킬기로 치환된 구조를 갖는다. 상기 화학식 2의 반복단위를 구성하는 올레핀 유래 알킬기의 사용을 통해 석유수지의 취기를 개선한다. 이때 석유수지는 올레핀으로부터 유래된 알킬기의 함량이 전체 석유수지 내 10∼50 몰%, 바람직하기로 10∼45 몰%로 함유되어 있을 수 있다. 상기 알킬기의 함량이 상기 범위 미만이면 올레핀계 단량체와의 공중합으로 인한 접착 성능 개선 효과 및 취기 개선 효과발현이 어려울 수 있고, 반대로 상기 범위를 초과하면 접착 성능이 떨어질 수 있다.Specifically, the repeating unit represented by the formula (1) is a repeating unit derived from a dicyclopentadiene, and the repeating unit represented by the formula (2) is a repeating unit derived from a polymerization reaction of a dicyclopentadiene and an olefin monomer as a comonomer. . ≪ / RTI > The odor of the petroleum resin is improved through the use of the olefin-derived alkyl group constituting the repeating unit of the above formula (2). At this time, the content of the alkyl group derived from the olefin in the petroleum resin may be 10 to 50 mol%, preferably 10 to 45 mol% in the whole petroleum resin. If the content of the alkyl group is less than the above range, it may be difficult to exhibit an improvement in adhesiveness and an improvement in odor due to copolymerization with an olefin-based monomer. On the other hand,
또한, 화학식 1 및 2의 반복단위는 소정 몰비로 존재하는 것이 바람직하며, 구체적으로 화학식 1의 반복단위 40 내지 90 몰% 및 화학식 2의 반복단위 10 내지 60몰%로 존재한다. 만약 화학식 2의 반복단위가 상대적으로 적게 되면 취기 및 접착 성능 등의 개선 효과를 확보할 수 없고, 이와 반대로 과도하게 사용할 경우 석유수지 자체의 물성이 저하되므로, 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.The repeating units of the formulas (1) and (2) are preferably present in a predetermined molar ratio, and are specifically present in a proportion of 40 to 90 mol% of the repeating unit represented by the formula (1) and 10 to 60 mol% of the repeating unit represented by the formula (2). If the number of repeating units represented by the general formula (2) is relatively small, improvement effects such as odor and adhesion performance can not be secured. On the other hand, if the repeating units are excessively used, the physical properties of the petroleum resin itself are lowered.
상기한 구조를 갖는 본 발명에 따른 수소첨가 석유수지의 구조 분석은 1H-NMR 분석기(nuclear magnetic resonance, 핵자기 공명 분광 분석기)를 통해 이루어질 수 있으며, 이때 얻어지는 피크 분석을 통해 수소첨가 석유수지를 특정할 수 있다.Structural analysis of the hydrogenated petroleum resin according to the present invention having the above-described structure can be performed through a nuclear magnetic resonance (NMR) spectrometer ( 1 H-NMR). Through the peak analysis, Can be specified.
1H-NMR 분석은 화합물 내 수소 원자가 어떤 원자와 결합을 하고 있는지, 나아가 어떤 작용기에 포함되어 있는지, 공간적 배열은 어떤지에 대해 알 수 있는 분석 방법이다. 이러한 방법을 통해 화합물의 동정 및 확인을 위해 사용하는 방법으로, 혼합물의 정량분석 및 분자 구조의 추정뿐만 아니라 결합 상태 변화 측정에 이용할 수 있다. 1 H-NMR analysis is an analytical method for determining the atom to which a hydrogen atom is bonded in a compound, and in which functional group it is contained and the spatial arrangement. This method is used for identification and identification of compounds, and can be used for quantitative analysis of a mixture and estimation of molecular structure as well as for measurement of binding state change.
1H-NMR 스펙트럼에서 분자 중에 같은 관계에 있는 프로톤(H+)은 1개의 피크로 나타나며, 가까이 다른 핵과 서로 영향이 있으면 분열하여 다중선으로 나타난다. 이때 피크는 단일결합과 이중결합(즉, 불포화 결합)에 존재하는 프로톤에 따라 케미컬 쉬프트의 위치(즉, 주파수의 간격, ppm)가 다르며, 그 강도 또한 다르게 나타난다. 즉, 케미컬 쉬프트 데이터를 통해 분자 내에 어떤 종류의 프로톤이 존재하는지, 세기(Integral)를 통해 각 프로톤이 어떤 비율로 존재하는지, 커플링을 통해 어떤 프로톤들이 서로 이웃하는지의 정보를 추출할 수 있다. In the 1 H-NMR spectrum, the proton (H + ) in the same relationship in the molecule appears as one peak, and if it is closely related to another nucleus, it divides into multiple lines. At this time, the position of the chemical shift (that is, the interval of frequency, ppm) differs depending on the proton present in the single bond and the double bond (i.e., unsaturated bond), and the intensity is also different. That is, the chemical shift data can be used to extract information on the presence of a certain type of proton in the molecule, the ratio of each proton through the integral, and which protons are adjacent to each other through coupling.
본 발명에서 제시하는 수소첨가 석유수지는 상기 화학식 1 및 2의 반복구조를 가지며, 이때 화학식 1의 반복단위는 디사이클로펜타디엔 유래의 환 구조로만 이루어지고, 화학식 2는 상기 환 구조와 함께 올레핀 유래의 알킬기에 의한 선형 구조가 동시에 존재한다. 그 결과 화학식 2의 R2로 특정되는 피크를 확인하여 수소첨가 석유수지를 특정할 수 있다. The hydrogenated petroleum resin represented by the present invention has a repeating structure of the above formulas (1) and (2), wherein the repeating unit of formula (1) consists of a cyclic structure derived from dicyclopentadiene, Lt; RTI ID = 0.0 > linear < / RTI > As a result, it is possible to identify the hydrogenated petroleum resin by confirming the peak specified by R 2 in the general formula (2).
수소첨가 석유수지의 1H-NMR 스펙트럼은 화합물처럼 피크로서 나타나지 않고, 다수의 프로톤의 존재로 인해 이들이 서로 영향을 주어 도 3 내지 도 11에 나타낸 바와 같이 소정의 면적으로 피크들이 존재한다. 통상 프로톤(수소)이 많을수록 강도가 세지는데, 이는 R2가 길어서일 수도 있고, R2가 치환된 화학식 2의 반복단위의 함량이 많아서일 수도 있다. 이에 본 발명에서는 상기 두 개의 파라미터를 모두 고려하여 석유수지를 특정한다.The 1 H-NMR spectrum of the hydrogenated petroleum resin does not appear as a peak like a compound, and due to the presence of a large number of protons, they affect each other, and peaks are present in a predetermined area as shown in FIGS. Generally, the greater the number of protons (hydrogen), the more the R 2 may be long, or the R 2 -substituted repeat unit of formula (2) may have a large content. Therefore, in the present invention, the petroleum resin is specified by considering both of the two parameters.
본 발명의 수소첨가 석유수지의 1H-NMR 데이터는 0.0 내지 9.0 ppm까지 측정한다고 하였을 때 화학식 1 및 2의 반복 단위와 관련된 피크는 7.5 ppm까지 크게 다수의 피크들이 존재한다. 그 중 0.8∼1.4 ppm의 피크는 R2에서 유래된 프로톤 피크이고, 그 외는 디사이클로펜타디엔의 환 구조에서 유래된 프로톤 피크이다.When the 1 H-NMR data of the hydrogenated petroleum resin of the present invention is measured to 0.0 to 9.0 ppm, the peaks related to the repeating units of the formulas (1) and (2) have a large number of peaks up to 7.5 ppm. Among them, the peak of 0.8 to 1.4 ppm is the proton peak derived from R 2 , and the other is the proton peak derived from the ring structure of dicyclopentadiene.
1H-NMR 스펙트럼의 피크는 프로톤의 개수와 관련되어 있으며, 본 발명의 수소첨가 석유수지에 R2가 결합됨을 확인하기 위해선 0.8∼1.4 ppm 사이의 피크 분석이 매우 중요하다. 이때 피크 분석은 피크 면적을 파라미터로 하는 경우와 피크의 폭을 파라미터로 하는 경우로 나뉜다. 즉, 피크 면적과 피크의 폭과 관련된 파라미터를 해석함으로써 정량 분석 및 정성 분석이 가능하여 본 발명에서 제시하는 수소첨가 석유수지의 통해 특정할 수 있다.The peak of 1 H-NMR spectrum is related to the number of protons, and peak analysis between 0.8 and 1.4 ppm is very important to confirm that R 2 is bonded to the hydrogenated petroleum resin of the present invention. At this time, the peak analysis is divided into a case where the peak area is a parameter and a case where a peak width is a parameter. That is, quantitative analysis and qualitative analysis are possible by analyzing the parameters related to the peak area and the peak width, and can be specified through the hydrogenated petroleum resin disclosed in the present invention.
도 1은 본 발명에서 제시하는 1H-NMR 스펙트럼 해석을 설명하기 위한 모식도로, (a)는 피크 면적을, (b)는 반치전폭의 정의를 보여준다.FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the 1 H-NMR spectrum analysis proposed in the present invention, wherein (a) shows the peak area and (b) shows the definition of the full width at half maximum.
도 1(a)의 본 발명에서 제시하는 a∼b ppm 피크의 면적은, X축의 케미컬 쉬프트의 a 및 b ppm 지점에서 베이스 라인을 포함하여 수직 방향으로 절단했을 때 해당하는 영역의 면적을 의미한다. The area of the a to b ppm peaks shown in the present invention in Fig. 1 (a) refers to the area of the corresponding region when cut in the vertical direction including the base line at points a and b ppm of the chemical shift of the X axis .
또한, 도 1(b)의 본 발명에서 제시하는 a' ppm 피크의 폭은 반치전폭(半値全幅, full width at half maximum, FWHM)은 X축의 케미컬 쉬프트의 a' 지점에서 베이스 라인을 포함하는 피크 높이(H)의 1/2 지점(H/2)에서의 폭을 의미한다.In addition, the width of a 'ppm peak shown in the present invention of FIG. 1 (b) is a peak at full width at half maximum (FWHM), which is a peak including a baseline at a' Means a width at 1/2 point (H / 2) of the height (H).
(i) NMR 피크 면적 파라미터(i) NMR peak area parameter
본 발명의 수소첨가 석유수지는 피크 면적의 파라미터로 한정될 수 있으며, 이때 피크 면적은 도 1(a)에 나타낸 바의 정의를 따른다.The hydrogenated petroleum resin of the present invention can be defined as a parameter of the peak area, wherein the peak area follows the definition as shown in Fig. 1 (a).
올레핀과 관련한 R2의 알킬기 피크는 0.8∼1.4 ppm 범위에서 나타나며, 이 범위에서 피크는 크게 두 갈래로 나뉘어 존재한다. 그 중 0.8∼1.0 ppm에서의 피크와 1.0∼1.4 ppm에서의 피크는 R2가 어느 정도 존재하는지 함량과 관련된 것이며, 0.8∼1.0 ppm에서의 피크와 1.0∼1.4 ppm에서의 피크의 비율은 R2의 탄소수의 길이가 어느 정도인지, 즉, 사용된 올레핀의 종류를 알 수 있는 피크이다. The alkyl group of R < 2 > The peak appears in the range of 0.8 to 1.4 ppm, and the peak is divided into two bifurcations in this range. Wherein the peak at 0.8-1.0 ppm and the peak at 1.0-1.4 ppm are related to the content of R 2 to some extent and the ratio between the peak at 0.8-1.0 ppm and the peak at 1.0-1.4 ppm is R 2 Is the peak at which the length of the carbon number of the olefin is known, that is, the type of the olefin used.
이러한 정보로부터 본 발명에 따른 수소첨가 석유수지는 1H-NMR 측정 후 얻어지는 피크의 면적을 측정하여, 전체 수소첨가 석유수지 내 R2의 함량을 추정할 수 있다. 이때 면적은 NMR 분광기로부터 쉽게 도출할 수 있다.From this information, the content of R 2 in the entire hydrogenated petroleum resin can be estimated by measuring the area of the peak obtained after 1 H-NMR measurement of the hydrogenated petroleum resin according to the present invention. At this time, the area can be easily derived from the NMR spectroscope.
바람직하기로, 본 발명의 수소첨가 석유수지는 1H-NMR 측정 후 얻어지는 NMR 스펙트럼에서 1.4∼7.5 ppm의 피크 면적 대비 0.8∼1.0 ppm의 피크 면적이 0.2 이상, 바람직하기로 0.2 내지 0.8, 더욱 바람직하기로 0.5 내지 0.7의 범위를 갖는다. 상기 면적비는 R2의 함량과 관련된 것으로, 알킬기의 치환에 의해 얻고자 하는 효과와 관련된다. 즉, 면적비가 상기 범위를 벗어나면 석유수지의 내열성 향상 및 취기 개선 등의 효과를 확보할 수 없다.Preferably, the hydrogenated petroleum resin of the present invention has a peak area of 0.8 to 1.0 ppm relative to a peak area of 1.4 to 7.5 ppm in the NMR spectrum obtained after 1 H-NMR measurement of 0.2 or more, preferably 0.2 to 0.8, more preferably And has a range of 0.5 to 0.7 as follows. The area ratio is related to the content of R 2 and is related to the effect to be obtained by substitution of the alkyl group. That is, if the area ratio is out of the above range, the effect of improving the heat resistance and improving the odor of the petroleum resin can not be secured.
또한, 본 발명의 수소첨가 석유수지는 1H-NMR 측정 후 얻어지는 NMR 스펙트럼에서 1.4∼7.5 ppm의 피크 면적 대비 1.0∼1.4 ppm의 피크 면적이 0.5 이상, 바람직하기로 0.5 내지 0.8, 더욱 바람직하기로 0.6 내지 0.7의 범위를 갖는다. 상기 면적비는 R2의 종류와 관련된 것으로, 알킬기의 치환에 의해 얻고자 하는 효과와 관련된다. 즉, 면적비가 상기 범위를 벗어나면 석유수지의 내열성 향상 및 취기 개선 등의 효과를 확보할 수 없다.The hydrogenated petroleum resin of the present invention has a peak area of 1.0 to 1.4 ppm relative to the peak area of 1.4 to 7.5 ppm in the NMR spectrum obtained after 1 H-NMR measurement of 0.5 or more, preferably 0.5 to 0.8, 0.6 to 0.7. The above-mentioned area ratio relates to the kind of R < 2 > and relates to an effect to be obtained by substitution of an alkyl group. That is, if the area ratio is out of the above range, the effect of improving the heat resistance and improving the odor of the petroleum resin can not be secured.
상기 특정 범위에서 NMR 피크 면적 파라미터를 통해 수소첨가 석유수지 내 알킬기(R2)가 어느 정도 존재하고, 이때 사용된 올레핀계 단량체의 종류를 예측할 수 있다. 이때 각 피크의 면적비는 어느 하나 이상만 만족할 수도 있으며, 더욱 바람직하기로는 이들 모두를 만족할 수 있다.The alkyl group (R 2 ) in the hydrogenated petroleum resin is present to a certain extent through the NMR peak area parameter in the specific range, and the kind of the olefin monomer used can be predicted. At this time, any one or more of the area ratios of the respective peaks may be satisfied, and more preferably all of them can be satisfied.
(ii) NMR 피크 폭 파라미터(ii) NMR peak width parameter
본 발명의 수소첨가 석유수지는 피크의 반치전폭(full width at half maxium, FWHM)의 파라미터로 한정될 수 있으며, 이때 피크 면적은 도 1(b)에 나타낸 바의 정의를 따른다.The hydrogenated petroleum resin of the present invention can be defined as a parameter of the full width at half maximum (FWHM) of the peak, wherein the peak area follows the definition shown in FIG. 1 (b).
상기 (i)에서 설명한 바와 같이, R2와 관련한 피크는 0.8∼1.4 ppm에서 나타나며, R2의 함량과 관련한 0.8∼1.0 ppm에서의 피크, R2의 종류와 관련된 1.0∼1.4 ppm에서의 피크를 반치전폭 파라미터로 한정한다.As described in the above (i), a peak related to the R 2 is a peak at 1.0~1.4 ppm related to the peak, the type of R 2 in 0.8~1.0 ppm related to the amount of appears in 0.8~1.4 ppm, 2 R It is limited to the full-width full width parameter.
바람직하기로, R2의 치환도와 관련하여 0.85 ppm 에서의 반치전폭을 확인하고, R2의 탄소수와 관련하여 1.20 ppm에서의 반치전폭을 확인한 결과 0.85 ppm 피크에서의 반치전폭은 0.1 ppm 이하, 바람직하기로 0.01 내지 0.1 ppm이고, 1.20 ppm 피크의 반치전폭은 0.4 ppm 이하, 바람직하기로 0.01 내지 0.4 ppm인 것이 바람직하다. Preferably, with respect to the substitution degree of R 2 , the full width at half maximum at 0.85 ppm was confirmed, and the full width at half maximum at 1.20 ppm was confirmed with respect to the carbon number of R 2. As a result, the half width at 0.85 ppm peak was 0.1 ppm or less And the full width at half maximum of the 1.20 ppm peak is preferably 0.4 ppm or less, more preferably 0.01 to 0.4 ppm.
상기 반치전폭 파라미터는 상기 (i)에서 설명한 바와 같이, 올레핀계 단량체의 사용을 통해 접착 성능 향상과 취기개선을 달성할 수 있는 제한적인 범위로, 그 범위를 벗어날 경우 상기 효과를 확보할 수 없다. 바람직하기로, 본 발명에 따른 수소첨가 석유수지는 0.85 ppm 및 1.20 ppm에서의 반치전폭 중 어느 하나만 만족할 수도 있으며, 더욱 바람직하기로는 이들 모두를 만족할 수 있다.As described in (i) above, the half-width full-width parameter is a limited range capable of achieving improvement in adhesion performance and improvement in solubility through the use of an olefin-based monomer. Preferably, the hydrogenated petroleum resin according to the present invention may satisfy only one of the full width at half maximum at 0.85 ppm and 1.20 ppm, and more preferably all of them can be satisfied.
또한, 본 발명에 따른 수소첨가 석유수지는 중량평균분자량이 500∼3,000g/mol이며, 연화점이 90∼150℃이고, 색상(APHA color)이 1∼100인 것을 특징으로 한다. 중량평균분자량이 500g/mol 미만이면 접착력이 떨어질 수 있고, 3000g/mol를 초과하면 상용성이 부족할 수도 있다. 연화점은 90℃ 미만이면 접착력이 떨어질 수 있고, 150℃를 초과하는 경우에는 제조공정 적용이 어렵다는 측면에서 바람직하지 않다.The hydrogenated petroleum resin according to the present invention has a weight average molecular weight of 500 to 3,000 g / mol, a softening point of 90 to 150 캜, and a color (APHA color) of 1 to 100. If the weight average molecular weight is less than 500 g / mol, the adhesive strength may be lowered. If the weight average molecular weight is more than 3000 g / mol, the compatibility may be insufficient. If the softening point is lower than 90 ° C, the adhesive strength may be lowered. If the softening point is higher than 150 ° C, it is not preferable from the viewpoint of difficult application in the manufacturing process.
상기 중량평균분자량은 수소첨가 석유수지의 적용 분야와 관련이 있으며, 일례로 하기 용도 부분에서 제시한 접착제 분야에 적용시 그 기능을 충분히 발휘할 수 있는 범위이다. 분자량이 상기 범위 미만이면 접착능의 저하가 발생하고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하며 다른 수지와의 상용성이 저하될 수 있다.The weight-average molecular weight is related to the application field of the hydrogenated petroleum resin. For example, the weight-average molecular weight is a range that can sufficiently exert its functions when applied to the adhesive field proposed in the following applications. When the molecular weight is less than the above range, the adhesive ability is lowered. On the other hand, the molecular weight exceeds the range and compatibility with other resins may be lowered.
연화점은 열에 의해 변형되어 연화를 일으키는 온도를 의미하며, 접착제 분야에 적용시 연화점이 너무 낮을 경우 석유수지의 보관시 석유수지 자체가 융착되는 문제점이 발생될 수 있고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하는 경우에는 접착제의 접착성이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다.The softening point refers to the temperature at which the softening point is deformed by heat to cause softening. When the softening point is too low when applied to the adhesive field, the petroleum resin itself may melt during storage of the petroleum resin. On the other hand, The adhesive property of the adhesive may be deteriorated.
또한, 색상과 관련한 APHA color는 맑은 액체 및 고체 성상의 색도를 측정하는 데 적용하는 것으로, 통상 1 내지 500의 단계로 세분화하여 색을 표현하는 것인데, 그 수치는 황변 지수(yellowness index)와 상관 관계를 갖는다. 본 발명의 수소첨가 석유수지는 APHA의 수치가 1 내지 100으로, 100을 초과하면 불투명한 특성을 나타내거나 다른 수지와의 혼합 시 색상이 혼탁하여 제품으로의 가치가 저하된다.In addition, the APHA color related to color is applied to measure the chromaticity of a clear liquid and solid state, and is usually expressed by dividing the color into 1 to 500 stages, which is correlated with the yellowness index . The hydrogenated petroleum resin of the present invention has an APHA value of 1 to 100, and when it is more than 100, it shows opaque characteristics or when mixed with other resins, the color becomes turbid and its value as a product is lowered.
또한, 상용성은 수지가 다른 조성과 얼마나 혼화가 잘되는지를 나타내는것으로, 본 발명의 실험예에서는 폴리올레핀 고무와 왁스를 일정비로 혼합하여 투명해질때까지 가열한 후 냉각시키면서, 수지 조성물이 흐려지는 지점의 온도인 운점(cloud point)으로 상용성을 측정하였다. 즉, 상기 상용성이 상온 내지 150℃라는 의미는 본 발명의 수소첨가 석유수지와 다른 수지가 상온 내지 150℃에서 잘 혼합될 수 있음을 의미한다.In the present experimental example, the polyolefin rubber and the wax were mixed at a predetermined ratio, and the mixture was heated until it became transparent. After cooling, the temperature at which the resin composition was blurred The compatibility was measured as a cloud point. That is, the compatibility means that the hydrogenated petroleum resin of the present invention and other resins can be mixed well at room temperature to 150 ° C.
수소첨가 Hydrogenation 석유수지Petroleum resin 제조방법 Manufacturing method
본 발명에 따른 수소첨가 석유수지는 디사이클로펜다디엔과 C3∼C20인 올레핀의 열중합 반응을 통하여 석유수지를 제조하는 단계; 및The hydrogenated petroleum resin according to the present invention comprises the steps of: preparing a petroleum resin through thermal polymerization of dicyclopentadiene and an olefin which is a C3 to C20; And
상기 석유수지를 수소화 촉매에 의해 수소첨가 반응을 수행하여 수소첨가 석유수지를 제조하는 단계를 거쳐 제조한다.And then hydrogenating the petroleum resin with a hydrogenation catalyst to produce a hydrogenated petroleum resin.
이하 각 단계별로 상세히 설명한다.Each step will be described in detail below.
(S1) (S1) 열중합Thermal polymerization 반응 단계 Reaction step
먼저, 디사이클로펜타디엔과 공단량체로 C3∼C20 올레핀계 단량체를 열중합하여 석유수지를 제조한다. First, a petroleum resin is prepared by thermally polymerizing a C3-C20 olefin monomer with dicyclopentadiene and a comonomer.
공단량체로 사용하는 올레핀계 단량체는 종래 석유수지의 주원료로 사용되었던 C3계 올레핀을 비롯하여 C20까지의 올레핀 화합물이 사용된다. 바람직하기로, 상기 올레핀계 단량체는 선형 또는 가지형의 알파 올레핀계 단량체일 수 있다. The olefinic monomer used as the comonomer is an olefinic compound up to C20, including C3-based olefins, which have been used as main materials of conventional petroleum resins. Preferably, the olefin-based monomer may be a linear or branched alpha-olefin-based monomer.
상기한 알파 올레핀계 단량체는 특히, 선형 알파 올레핀을 사용할 경우 가지형 알파 올레핀보다는 유연성이 높고 유동성 및 구조적인 침투력이 우수하여 접착제나 점착제로 사용시 기재에 대한 높은 젖음성을 확보하여 높은 접착력을 확보할 수 있다. 이때 알파 올레핀계 단량체는 상기 언급한 바의 단량체를 1종으로 사용하거나 2종 이상 혼합 사용할 수 있으며, 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다.The above-mentioned alpha-olefin-based monomer is more flexible than branched alpha-olefin and superior in fluidity and structural penetration when linear alpha-olefin is used, thus securing high wettability to a substrate when used as an adhesive or a pressure- have. At this time, the alpha-olefin monomer may be one kind of the above-mentioned monomers or a mixture of two or more kinds, and is not particularly limited in the present invention.
사용 가능한 올레핀계 단량체로는 에틸렌(또는 에텐), 프로필렌(또는 프로펜), 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센 및 1-아이토센 등의 선형 알파-올레핀, 이소부틸렌, 3-메틸-1부텐, 2-메틸-1-부텐, 3-메틸-1-부텐, 4-메틸-1-부텐, 3-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-헥센, 5-메틸-1-헥센, 디메틸 펜텐, 디에틸 헥센 등의 가지형 알파-올레핀, 이들의 혼합물 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하기로 선형 알파 올레핀을 사용하고, 가장 바람직하기로는 액상 상태로 존재하는 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센, 도데센 등을 사용한다.Examples of olefinic monomers that can be used include ethylene (or ethene), propylene (or propene), 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, Linear alpha-olefins such as dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene and 1-aidocene, isobutylene, 3-methyl-1-butene, Butene, 4-methyl-1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 4-methyl- Branched aliphatic olefins, branched aliphatic olefins, branched aliphatic olefins, branched aliphatic olefins, and mixtures thereof. More preferably, linear alpha olefins are used, and most preferably 1-hexene, 1-heptene, , 1-decene, dodecene, and the like.
일례로, 하기 반응식 1에 디사이클로펜타디엔과 C6 올레핀인 1-헥센과의 반응을 나타내었다.For example,
[반응식 1][Reaction Scheme 1]
특히, 본 발명에서는 디사이클로펜타디엔과 올레핀계 단량체의 중합은 촉매 중합이 아닌 열중합을 통해 수행된다.In particular, in the present invention, the polymerization of the dicyclopentadiene and the olefin monomer is carried out through thermal polymerization, not catalytic polymerization.
디사이클로펜타디엔과 올레핀계 단량체에 일정 수준 이상의 열을 가하게 되면 이들 스스로가 라디칼을 형성하여 개시 반응이 일어나고, 지속적인 중합 반응을 통해 석유수지가 제조된다. 이러한 열중합은 개시제를 사용하지 않으므로 상기 개시제 사용에 따른 비용 증가 및 석유수지의 순도 문제를 해소할 수 있다.When a certain level of heat is applied to the dicyclopentadiene and the olefin-based monomer, the radicals themselves form an initiating reaction, and the petroleum resin is produced through the continuous polymerization reaction. Such thermal polymerization does not use an initiator, so that it is possible to solve problems of increase in cost and purity of petroleum resin due to use of the initiator.
또한, 디사이클로펜타디엔과 올레핀계 단량체의 열중합시 반응물질의 몰비는 디사이클로펜타디엔과 올레핀계 단량체는 1:0.2 내지 1:0.5, 바람직하기로 1:0.25 내지 1:0.45의 몰비로 사용한다. 상기 몰비는 최종 얻어지는 수소첨가 석유수지의 물성과 관련된 것으로, 상기 범위 미만이면 올레핀계 단량체를 너무 적게 사용하여 원하는 수준의 물성을 갖는 수소첨가 석유수지의 제조가 어렵고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하더라도 디사이클로펜타디엔의 함량이 상대적으로 줄어들어 최종 제조된 수소첨가 석유수지의 물성이 저하되므로, 상기 범위 내에서 적절히 조절한다.The molar ratio of the reaction material in the thermal polymerization of the dicyclopentadiene and the olefin monomer is used in a molar ratio of dicyclopentadiene to olefin monomer in the range of 1: 0.2 to 1: 0.5, preferably 1: 0.25 to 1: 0.45 . The molar ratio is related to the physical properties of the finally obtained hydrogenated petroleum resin. If it is less than the above range, it is difficult to produce a hydrogenated petroleum resin having a desired level of physical properties by using too little of an olefin monomer. On the other hand, The content of the cyclopentadiene is relatively reduced, and the physical properties of the hydrogenated petroleum resin finally produced are lowered, so that it is appropriately controlled within the above range.
이때 열중합은 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 벌크 중합 및 용액 중합 방법이 사용될 수 있다. 바람직하기로 용액 중합이 사용될 수 있다. The thermal polymerization is not particularly limited in the present invention, and bulk polymerization and solution polymerization methods can be used. Preferably, solution polymerization can be used.
용액 중합을 위해 용매를 사용하며, 용액 중합으로 본 단계를 수행할 경우에는 디사이클로펜타디엔을 용매에 용해시켜 디사이클로펜타디엔 용액을 제조하고, 얻어진 디사이클로펜타디엔 용액에 올레핀계 단량체를 첨가한 후 열중합을 수행한다.When a solvent is used for the solution polymerization and this step is carried out by solution polymerization, the dicyclopentadiene solution is prepared by dissolving the dicyclopentadiene in a solvent, adding the olefinic monomer to the obtained dicyclopentadiene solution Post thermal polymerization is performed.
이때 용매는 상기 제시한 디사이클로펜타디엔을 충분히 용해시킬 수 있는 것이면 어느 것이든 가능하며 본 발명에서 한정하지 않는다. 일례로, 톨루엔, 메틸렌 클로라이드, 헥산, 자일렌, 트리클로로 벤젠, 알킬벤젠, 아세토니트릴, 디메틸포름아마이드, N-메틸피롤리돈, 디메틸아세트아마이드, 디메틸설폭사이드, 감마-부티로락톤, 푸르프랄, 아세톤 및 이들의 혼합 용매로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다.The solvent may be any solvent as long as it can sufficiently dissolve the above-mentioned dicyclopentadiene, and is not limited to the present invention. Examples of the solvent include toluene, methylene chloride, hexane, xylene, trichlorobenzene, alkylbenzene, acetonitrile, dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, gamma-butyrolactone, , Acetone, and a mixed solvent thereof.
용매의 함량은 디사이클로펜타디엔을 충분히 용해시킬 수 있는 수준이면 가능하고, 일례로 디사이클로펜타디엔 1몰에 대해 2 내지 10몰의 범위로 사용한다.The content of the solvent can be any level as long as it can sufficiently dissolve the dicyclopentadiene. For example, it is used in the range of 2 to 10 moles per mole of dicyclopentadiene.
열중합은 디사이클로펜타디엔과 올레핀계 단량체의 개시 및 중합 반응이 충분히 일어날 수 있는 온도에서 수행하며, 상기 디사이클로펜타디엔과 올레핀계 단량체의 종류에 따라 그 온도가 변경 가능하다. The thermal polymerization is carried out at a temperature at which the initiation and polymerization of the dicyclopentadiene and the olefin monomer can sufficiently take place, and the temperature can be changed depending on the kind of the dicyclopentadiene and the olefin monomer.
바람직하기로는 200 내지 320℃에서 수행하고, 더욱 바람직하기로 250 내지 300℃에서 수행하되, 그 반응시간은 0.5 내지 4시간, 바람직하기로 1 내지 2시간 동안 수행한다. 만약, 200℃ 또는 0.5 시간 미만으로 열중합을 수행할 경우에는 수율이 낮을 수 있고, 320℃ 또는 4시간을 초과하여 열중합을 수행할 경우에는 겔이 형성될 수 있다.Preferably 200 to 320 ° C, more preferably 250 to 300 ° C, and the reaction time is 0.5 to 4 hours, preferably 1 to 2 hours. If the thermal polymerization is carried out at 200 ° C or less than 0.5 hour, the yield may be low, and if the thermal polymerization is carried out at 320 ° C or more than 4 hours, a gel may be formed.
상기 온도는 개시 및 중합 반응과 직접적으로 관련이 있으며, 상기 범위 미만의 온도에서는 개시가 일어나지 않고, 이와 반대로 상기 범위 초과의 온도에서는 원료인 디사이클로펜타디엔 또는 올레핀계 단량체의 분해나 겔의 형성이 발생하고, 중합 속도 제어가 용이하지 않다.The temperature is directly related to initiation and polymerization reaction, and initiation does not occur at temperatures below this range. On the other hand, at temperatures above the above range, decomposition of the dicyclopentadiene or olefin monomer as a raw material or gel formation And the polymerization rate control is not easy.
또한, 반응 시간은 수율과 관련되어 있으며, 상기 시간 미만이면 수율이 낮을 우려가 있고, 이와 반대로 장시간 반응을 수행하더라도 수율의 큰 증가가 없어 비경제적이므로, 상기 범위에서 적절히 사용한다.In addition, the reaction time is related to the yield. If the reaction time is less than the above-mentioned range, the yield may be low. On the contrary, if the reaction is carried out for a long time, there is no large increase in the yield.
특히, 본 발명은 디사이클로펜타디엔과 올레핀계 단량체를 열중합함으로써, 종래의 석유수지에서 주원료로 사용되었던 C5계 올레핀의 원료 수급이 힘든 문제를 해결할 수도 있고, 종래의 석유수지에서 해결하지 못했던 취기의 문제를 해결할 수 있다. 또한, 이렇게 열중합으로 석유수지를 제조할 경우, 종래의 석유수지 제조방법인 양이온 촉매법에서 필수 공정이었던 촉매제거 공정을 필요로 하지 않을 수 있고, 특히 수율을 90% 이상으로 크게 향상시킬 수 있어 바람직하다. In particular, by thermally polymerizing dicyclopentadiene and an olefin-based monomer, it is possible to solve the problem of difficulty in supplying and supplying raw materials of C5 olefin, which has been used as a main raw material in conventional petroleum resins, Can be solved. In addition, when the petroleum resin is produced by the thermal polymerization in this way, the catalyst removal step which was an essential step in the cationic catalyst method, which is a conventional petroleum resin production method, may not be required, and the yield can be remarkably improved to 90% or more desirable.
(S2) 수소첨가 반응 단계(S2) Hydrogenation step
다음으로, 상기에서 제조된 석유수지에 수소화 촉매를 첨가하고 수소첨가 반응을 수행하여 수소첨가 석유수지를 제조한다.Next, the hydrogenated petroleum resin is prepared by adding a hydrogenation catalyst to the petroleum resin prepared above and performing a hydrogenation reaction.
수소첨가 반응은 불포화 상태인 이중 결합에 수소가 첨가되어 단일 결합을 형성하는 반응이며, 석유수지에 수소첨가 반응을 통해 이중 결합이 모두 사라진 수소 첨가 석유수지를 제조한다. The hydrogenation reaction is a reaction in which hydrogen is added to an unsaturated double bond to form a single bond, and a hydrogenated petroleum resin in which a double bond is completely eliminated through hydrogenation of a petroleum resin is produced.
일례로, 하기 반응식 2에 디사이클로펜타디엔과 C6 올레핀인 1-헥센으로 제조된 수소첨가 석유수지의 제조 단계를 나타내었다.For example,
[반응식 2][Reaction Scheme 2]
수소첨가 반응은 수소화 촉매의 첨가에 의해 진행되며 고도의 발열 과정을 수반하기 때문에 온도 제어 요건이 까다로우며 높은 압력을 유지해야 한다. 바람직하기로, 상기 수소첨가 반응은 50 내지 150bar의 압력 하에 150 내지 300℃에서 수행한다. 만약 그 온도 및 압력이 상기 범위 미만이면 충분히 수소첨가 반응이 수행되지 못하고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하면 가혹한 반응조건에 의해 분자구조가 파괴될 수 있으므로, 상기 범위 내에서 적절히 조절한다.The hydrogenation reaction proceeds by the addition of the hydrogenation catalyst and involves a high temperature process, so that the temperature control requirement is severe and high pressure must be maintained. Preferably, the hydrogenation reaction is carried out at 150 to 300 DEG C under a pressure of 50 to 150 bar. If the temperature and pressure are less than the above range, the hydrogenation reaction can not be sufficiently carried out. On the contrary, if the temperature and pressure exceed the above range, the molecular structure may be destroyed by severe reaction conditions.
이때 사용하는 수소화 촉매는 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 공지된 수소화 촉매면 어느 것이든 사용 가능하다. 예를 들면, 상기 수소화 촉매로는 Ni, Fe, Cu, Co, Mo, Pd, Rh, Pt, Nb, Au, Rd, Raney Ni 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하며, 바람직하기로 Pd를 사용한다.The hydrogenation catalyst to be used at this time is not particularly limited in the present invention, and any known hydrogenation catalyst can be used. For example, the hydrogenation catalyst may be one selected from the group consisting of Ni, Fe, Cu, Co, Mo, Pd, Rh, Pt, Nb, Au, Rd, Raney Ni, Pd is used.
상기 수소화 촉매는 디사이클로펜타디엔 1몰에 대하여 0.001 내지 0.5, 바람직하기로 0.05 내지 0.2 몰비로 사용한다. 만약 디사이클로펜타디엔 1몰에 대하여 0.001몰 미만으로 사용할 경우, 반응성이 부족할 수 있고, 0.5몰을 초과하는 경우에는 다량의 촉매 사용으로 경제적이지 못한 단점이 있다.The hydrogenation catalyst is used in a molar ratio of 0.001 to 0.5, preferably 0.05 to 0.2, based on 1 mole of dicyclopentadiene. If it is used in an amount of less than 0.001 mol based on 1 mol of dicyclopentadiene, the reactivity may be insufficient, and when it exceeds 0.5 mol, the use of a large amount of catalyst is not economical.
본 발명에 따른 수소첨가 석유수지의 제조방법은 열중합을 통해 고수율의 수소첨가 석유수지로 제조가 가능하며, 공정을 단순화하고 비용을 저감시킬 수 있고 실용화 공정에 용이하게 적용할 수 있다. The process for producing a hydrogenated petroleum resin according to the present invention can be produced from a hydrogenated petroleum resin with high yield through thermal polymerization and can simplify the process, reduce the cost, and can be easily applied to the practical process.
구체적으로, 종래 촉매 중합에 사용하는 고가의 촉매를 사용할 필요가 없고 반응 완료 후 촉매 제거 공정이 원천적으로 배제되어 공정 자체가 보다 단순화되고 장치 비용 및 공정 비용이 저감되는 효과가 있어 생산 공정을 개선할 수 있다.Specifically, there is no need to use an expensive catalyst used in the conventional catalytic polymerization, and the catalyst removal process is fundamentally eliminated after the completion of the reaction, thereby simplifying the process itself and reducing the device cost and process cost. .
이상 설명한 본 발명에 따른 제조방법은 90% 이상의 높은 수율로 취기가 상당히 개선된 석유수지를 제조할 수 있는 것이다.The above-described production method according to the present invention can produce a petroleum resin having a significantly improved odor with a high yield of 90% or more.
용도Usage
본 발명에서 제조된 석유수지는 핫멜트 접착제, 감압형 접착제, 잉크, 페인트, 로드마킹용 페인트 등에 점·접착 성능을 부여할 수 있으며, 또한, 천연고무, 합성고무 등과 같은 다양한 수지에 배합되어 접착제로 유용하게 사용될 수 있다.The petroleum resin produced in the present invention can impart point and adhesive properties to hot melt adhesives, pressure sensitive adhesives, inks, paints and road marking paints, and can be blended with various resins such as natural rubber and synthetic rubber, Can be usefully used.
아울러, 본 발명은 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 석유수지; 스티렌-아이소프렌 블록코폴리머, 스티렌-아이소프렌-스티렌 블록코폴리머, 스티렌-부타디엔 블록코폴리머, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록코폴리머과 같은 스티렌계 블록코폴리머(styrenic block copolymers), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌비닐아세테이트 및 프로필렌-에틸렌코폴리머와 같은 에틸렌계 폴리올레핀블록코폴리머(ethylene based poly olefin block copolymer)로부터 1종 이상 선택되는 폴리머; 및 파라핀 왁스, 마이크로스탈린 왁스 같은 합성왁스나 동물성 천연왁스, 식물성 천연왁스, 방향족계 오일, 나프텐계 오일 및 파라핀계 오일로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 유분을 함유하는 접착제 조성물을 제공한다.The present invention also relates to a petroleum resin comprising a repeating unit represented by the general formula (1) and a repeating unit represented by the general formula (2); Styrenic block copolymers such as styrene-butadiene block copolymers, styrene-isoprene block copolymers, styrene-isoprene-styrene block copolymers, styrene-butadiene block copolymers and styrene-butadiene-styrene block copolymers, polyethylene, Polymers selected from ethylene based polyolefin block copolymers such as ethylene vinyl acetate and propylene-ethylene copolymers; And an oil component selected from the group consisting of synthetic waxes such as paraffin wax and microstalin wax, animal wax, vegetable natural wax, aromatic oil, naphthenic oil and paraffin oil.
상기 접착제 조성물로 제조된 접착제의 연화점은 50 내지 150℃이고, 용융점도는 160℃에서 300 cps 내지 10,000 cps 이며, 180℃에서 200 cps 내지 8,000 cps 인 것을 특징으로 한다. The adhesive prepared from the adhesive composition has a softening point of 50 to 150 캜, a melt viscosity of 300 cps to 10,000 cps at 160 캜, and a viscosity of 200 cps to 8,000 cps at 180 캜.
상기 접착제의 연화점은 50℃ 미만이면 접착력이 떨어질 수 있고, 150℃를 초과하는 경우에는 제조공정 적용이 어렵다는 측면에서 바람직하지 않다.If the softening point of the adhesive is less than 50 캜, the adhesive strength may be deteriorated. If the softening point is more than 150 캜, it is not preferable in view of difficulty in application to the manufacturing process.
또한, 용융점도는 160℃에서 10,000 cps을 초과하면 가공성이 떨어지고, 300 cps 미만이면 접착력이 떨어질 수도 있으며, 180℃에서 8,000 cps을 초과하면 가공성이 떨어지고, 200 cps 미만이면 접착력이 떨어질 수도 있다.If the melt viscosity is higher than 10,000 cps at 160 캜, the workability may deteriorate. If the viscosity is less than 300 cps, the adhesive strength may decrease. If the melt viscosity is higher than 8,000 cps at 180 캜, the workability may deteriorate.
상기 접착제 조성물로 제조된 접착제는 핫멜트형 접착제(HMA, Hot melt adhesive) 또는 감압형 접착제(HMPSA, Hot melt sensitive adhesive)로 사용될 수 있다.The adhesive made of the adhesive composition may be used as a hot melt adhesive (HMA) or a hot melt sensitive adhesive (HMPSA).
핫멜트형 접착제의 경우 상용성(Compatibility)가 100℃ 이하, 경도(Hardness) 30 이상 90℃ 이하, Open time 5초 이상 30초 미만, Set time 0.1초 이상 5초 미만으로 접착제로서 우수한 물성을 가지고 있다는 것을 알 수 있다.In the case of hot melt type adhesives, compatibility is less than 100 ° C, hardness is 30 to less than 90 ° C, open time is more than 5 seconds to less than 30 seconds, set time is more than 0.1 second to less than 5 seconds, .
감압형 접착제의 경우 Ball Tack 방법에서 초기 40 cm 이하, 노화 후 40cm 이하이며, 박리 강도(Peel strength) 방법에서 초기 500 gf/in 이상, 노화 후 500 gf/in 이상이고, Holding power 방법에서 초기 30 min 이상, 노화 후 30 min 이상이었으며, SAFT 방법에서 초기 40℃ 이상, 노화 후 40℃ 이상을 보여, 감압형 접착제로서 우수한 물성을 가지고 있다는 것을 알 수 있다.In the case of the pressure-sensitive adhesives, it is less than 40 cm at the initial stage and less than 40 cm at the initial stage in the ball tack method, at least 500 gf / in at the initial peel strength and at least 500 gf / min, and more than 30 min after aging. The SAFT method showed an initial temperature of 40 ° C or higher and a temperature of 40 ° C or higher after aging, indicating excellent properties as a pressure-sensitive adhesive.
전술한 바의 본 발명에 따른 접착제는 수소첨가 석유수지가 수소첨가 반응에 의해 이중 결합이 없고, 열중합에 의해 제조되어 미반응 원료, 용제 및 저분자량의 올리고머가 발생하지 않아 이들로 인해 발생하는 불쾌한 냄새(취기)가 개선된다. 이러한 접착제는 접착제의 사용이 요구되는 모든 분야, 그 중에서도 기저귀, 생리대, 성인용 기저귀 등 인체에 접촉하는 위생용품용 핫멜트 감압 접착제 또는 접착제에 바람직하게 사용이 가능하다As described above, the adhesive according to the present invention is produced by the hydrogenated petroleum resin having no double bond due to the hydrogenation reaction and being produced by thermal polymerization, so that unreacted starting material, solvent and low molecular weight oligomer are not generated, An unpleasant smell (odor) is improved. Such adhesives can be suitably used in hot melt adhesive or adhesive for sanitary articles in contact with human bodies such as diapers, sanitary napkins, adult diapers and the like in all fields requiring the use of adhesives
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples should not be construed as limiting the scope of the present invention, and should be construed to facilitate understanding of the present invention.
[실시예][Example]
실시예Example 1 One
1L 오토클레이브에 디사이클로펜타디엔(DCPD) 1.5 mol을 용매인 톨루엔 4 mol에 용해시킨 혼합물을 만들고, 여기에 1-헥센 0.5 mol을 첨가하고, 반응기 체결 후, 반응 온도를 270℃로 유지하며 2시간 동안 열중합 반응시킨 후 반응을 종결하였다. 반응 완료 후, 생성된 석유수지를 240℃에서 5분 동안 증류하여 미반응 유분을 회수하고 남은 석유수지 55g을 수득하였다. 상기 수득된 석유수지 55g에 수소첨가용매로 톨루엔을 1.5배로 투입하여 완전히 용해시키고, 1L 오토클레이브 투입하였다.A 1 L autoclave was charged with 1.5 mol of dicyclopentadiene (DCPD) dissolved in 4 mol of toluene as a solvent, 0.5 mol of 1-hexene was added thereto, and the reactor was maintained at a temperature of 270 ° C And the reaction was terminated. After completion of the reaction, the resulting petroleum resin was distilled at 240 DEG C for 5 minutes to recover unreacted oil fractions, and 55 g of the remaining petroleum resin was obtained. To 55 g of the obtained petroleum resin was added toluene 1.5 times as a hydrogenation solvent to completely dissolve it, and a 1 L autoclave was charged.
여기에 팔라듐 촉매 0.2 mol을 투입하고, 반응기 체결한 후에 수소압력 80 bar 및 온도 230℃에서 90분 동안 수소첨가 반응을 수행하였다. 반응이 종료된 후, 반응 생성액을 10 torr의 진공상태에서 260℃로 10분간 증류시켜 수소첨가 석유수지 50g을 제조하였다. 상세한 각 성분은 표 1에 기재된 함량으로 제조하였다.Then, 0.2 mol of a palladium catalyst was added thereto, and after the reactor was tightened, the hydrogenation reaction was carried out at a hydrogen pressure of 80 bar and a temperature of 230 캜 for 90 minutes. After the reaction was completed, the reaction product liquid was distilled at 260 DEG C for 10 minutes under a vacuum of 10 torr to prepare 50 g of a hydrogenated petroleum resin. Each of the detailed components was prepared in the contents shown in Table 1.
위에 제조된 수소첨가 전의 석유수지와 수소첨가 후의 석유수지가 중합되었는지 여부는 핵자기공명 분광기기(Bruke社의 500 NMR, 14.1 telsa)을 이용하여 측정함으로써 확인하였고, 그 결과는 도 3 및 도 4와 같다. 즉, 수소첨가 전의 석유수지의 구조를 확인한 1H-NMR 스펙트럼 결과는 도 3과 같이 1H-NMR 측정시 0.85∼0.95 ppm 사이의 1-헥센으로부터 유래한 메틸기(-CH3)를 표시하는 피크(Peak)가 증가함을 확인할 수 있고, 동시에 1.20∼1.30 ppm 사이의 1-헥센의 <-CH2-> 사슬을 표시하는 피크가 증가하는 것으로 보아 DCPD와 1-헥센이 공중합 되었음을 알 수 있다.Whether or not the petroleum resin before hydrogenation and the petroleum resin after hydrogenation had been polymerized was confirmed by measurement using a nuclear magnetic resonance spectrometer (Bruke 500 NMR, 14.1 telsa). The results are shown in FIGS. 3 and 4 . That is, the 1 H-NMR spectrum of the petroleum resin before the addition of hydrogen was confirmed. As shown in FIG. 3, a peak indicating a methyl group (-CH 3 ) derived from 1-hexene between 0.85 and 0.95 ppm in 1 H- (Peak) increases. At the same time, the peak indicating the <-CH 2 -> chain of 1-hexene between 1.20 and 1.30 ppm increases, indicating that DCPD and 1-hexene are copolymerized.
또, 수소첨가 후의 석유수지의 구조를 확인한 1H-NMR 스펙트럼 결과는 도 4와 같이, 1H-NMR 측정시 0.85∼0.95 ppm 사이의 1-헥센의 메틸기(-CH3)를 표시하는 피크(Peak)가 증기하고, 동시에 1.20∼1.30 ppm 사이의 1-헥센의 <-CH2-> 사슬을 표시하는 피크가 증가하므로 DCPD와 1-헥센이 공중합된 수지임을 알 수 있고, 동시에 4.9∼6.5 ppm 사이의 이중결합 피크가 완전히 제거되었음을 확인함으로써 수소첨가가 완벽히 이루어짐을 알 수 있다.The results of 1 H-NMR spectroscopy confirming the structure of the petroleum resin after the hydrogenation showed that the peaks indicating the methyl group (-CH 3 ) of 1-hexene between 0.85 and 0.95 ppm during 1 H-NMR measurement Peak is increased and the peak indicating the <-CH 2 -> chain of 1-hexene is increased between 1.20 and 1.30 ppm at the same time, it can be seen that DCPD and 1-hexene are copolymerized resins, and at the same time, 4.9 to 6.5 ppm It is found that the hydrogen addition is completely performed.
이때, 1H-NMR 스펙트럼의 측정 방법은 0.85∼0.95 ppm사이의 피크는 올레핀의 메틸기이고, 1.20∼1.30 ppm 사이의 피크는 올레핀의 <-CH2-> 사슬의 피크이며 4.9∼6.5 ppm 사이의 피크는 디사이클로펜타디엔의 이중결합의 피크로서, 도 3 및 도 4의 결과에서 보는 것과 같이, 각 피크의 값을 비교함으로써 DCPD와 올레핀(Olefin)이 공중합되었음과 수소첨가 반응이 진행되었는지 여부를 확인할 수 있다.At this time, in the 1 H-NMR spectrum measurement method, the peak between 0.85 and 0.95 ppm is the olefin methyl group, the peak between 1.20 and 1.30 ppm is the peak of the <-CH 2 -> chain of the olefin and between 4.9 and 6.5 ppm The peak is a peak of the double bond of the dicyclopentadiene. By comparing the values of the respective peaks, as shown in the results of FIGS. 3 and 4, it is possible to determine whether the DCPD and the olefin (olefin) Can be confirmed.
실시예Example 2∼14 2-14
실시예 2 내지 실시예 14의 석유수지는 하기 표 1에 기재된 조건에 따라, 상기 실시예 1의 방법에 의해서 제조하였다.The petroleum resins of Examples 2 to 14 were produced by the method of Example 1, according to the conditions described in Table 1 below.
이때 실시예 5에서 제조된 수소첨가 전의 석유수지와 수소첨가 후의 석유수지의 1H-NMR 스펙트럼 결과는 각각 도 5(수소첨가 전) 및 도 6(수소첨가 후)에 나타내었고, 실시예 7에서 제조된 수소첨가 전의 석유수지의 1H-NMR 스펙트럼 결과는 도 7에 나타내었으며, 실시예 8의 수소첨가 전의 석유수지의 1H-NMR 스펙트럼 결과는 도 8에 나타내었고, 실시예 9의 수소첨가 전 석유수지의 1H-NMR 스펙트럼 결과는 도 9에 나타내었다.The results of 1 H-NMR spectroscopy of the petroleum resin before hydrogenation and the petroleum resin after hydrogenation prepared in Example 5 were shown in FIG. 5 (before hydrogenation) and FIG. 6 (after hydrogenation) 1 H-NMR spectrum result of a petroleum resin prior to the manufacture hydrogenation is showed in 1 H-
비교예Comparative Example 1 One
1L 오토클레이브에 디사이클로펜타디엔(DCPD) 2.0 mol을 용매인 톨루엔 4 mol에 용해시키고, 반응기 체결 후, 반응 온도를 270℃로 유지하며 2시간 후 반응을 종결하였다. 반응 완료 후, 생성된 석유수지를 240℃에서 5분 동안 증류하여 미반응 유분을 회수하고 남은 석유수지를 57g을 수득하였다.In a 1 L autoclave, 2.0 mol of dicyclopentadiene (DCPD) was dissolved in 4 mol of toluene as a solvent, and the reaction was terminated after maintaining the reaction temperature at 270 DEG C for 2 hours. After completion of the reaction, the resulting petroleum resin was distilled at 240 DEG C for 5 minutes to recover unreacted oil fractions, and 57 g of the remaining petroleum resin was obtained.
상기 수득된 석유수지 57g에 수소첨가 용매로 톨루엔을 1.5배로 투입하여 완전히 용해시키고, 1L 오토클레이브 투입하였다. 여기에 팔라듐 촉매 0.2 mol을 투입하고, 반응기 체결한 후에 수소압력 80bar 및 온도 230℃에서 90분 동안 수소 첨가를 수행하였다. 반응이 종료된 후, 반응 생성액을 10torr의 진공상태에서 260℃로 10분간 증류시켜 수소첨가 석유수지 53g을 제조하였다. 상세한 각 성분은 표 1에 기재된 함량으로 제조하였다.To 57 g of the obtained petroleum resin was added toluene 1.5 times as a hydrogenation solvent, completely dissolved, and a 1 L autoclave was charged. After 0.2 mol of a palladium catalyst was added thereto and the reactor was tightened, hydrogenation was carried out at a hydrogen pressure of 80 bar and a temperature of 230 캜 for 90 minutes. After the completion of the reaction, the reaction product liquid was distilled at 260 DEG C for 10 minutes under a vacuum of 10 torr to prepare 53 g of a hydrogenated petroleum resin. Each of the detailed components was prepared in the contents shown in Table 1.
위에 제조된 수소첨가 전의 석유수지와 수소첨가 후의 석유수지가 중합되었는지 여부는 핵자기공명 분광기기(Bruke社의 500 NMR, 14.1 telsa)을 이용하여 측정함으로써 확인하였고, 그 결과는 도 10 및 도 11에 나타내었다.Whether or not the petroleum resin before hydrogenation and the petroleum resin after hydrogenation had been polymerized was confirmed by measurement using a nuclear magnetic resonance spectrometer (Bruke 500 NMR, 14.1 telsa), and the results are shown in Figs. 10 and 11 Respectively.
비교예Comparative Example 2, 3 2, 3
비교예 2, 3의 석유수지는 하기 표 1에 기재된 조건에 따라, 상기 비교예 1의 방법에 의해서 제조하였다.The petroleum resins of Comparative Examples 2 and 3 were produced by the method of Comparative Example 1, under the conditions described in Table 1 below.
비교예Comparative Example 4, 5: 촉매 중합 4, 5: catalytic polymerization
1L 오토클레이브에 디사이클로펜타디엔(DCPD)을 용매인 톨루엔 500ml에 용해시키고, 중합조절제인 트리사이클로데센(tricyclodecene; TCDE)을 투입하였다. 여기에 개시제를 첨가시키고, 반응기 체결 후, 올레핀을 투입하고, 상기 혼합물에 촉매를 넣고 반응을 수행하였다. 상기 반응 온도는 40℃으로 유지하며 2시간 후 반응을 종결하였다. 반응 완료 후, 생성된 석유수지를 300g의 물에 섞어 촉매를 분리시킨 다음, 240℃ 에서 5분 동안 증류하여 미반응 유분을 회수하고 남은 석유수지를 수득하였다.In a 1 L autoclave, dicyclopentadiene (DCPD) was dissolved in 500 ml of toluene as a solvent, and tricyclodecene (TCDE), a polymerization regulator, was added. The initiator was added thereto, and after the reactor was tightened, the olefin was added, and the reaction was carried out by adding the catalyst to the mixture. The reaction temperature was maintained at 40 ° C and the reaction was terminated after 2 hours. After completion of the reaction, the resulting petroleum resin was mixed with 300 g of water to separate the catalyst, and then distilled at 240 DEG C for 5 minutes to recover unreacted oil fractions to obtain the remaining petroleum resin.
상기 수득된 석유수지 300g에 수소첨가용매로 톨루엔을 1.5배로 투입하여 완전히 용해시키고, 1L 오토클레이브 투입하였다. 여기에 팔라듐 촉매 60g를 투입하고, 체결한 후에 수소압력 80bar 및 온도 230℃에서 90분 동안 수소첨가를 수행하였다. 반응이 종료된 후, 반응생성액을 5torr의 진공상태에서 250℃로 5분간 증류시켜 수소첨가 석유수지를 제조하였다. 상세한 각 성분은 표 1에 기재된 함량으로 제조하였다.To 300 g of the obtained petroleum resin was added toluene 1.5 times as a hydrogenation solvent to completely dissolve it, and a 1 L autoclave was charged. 60 g of a palladium catalyst was added thereto, and hydrogenation was carried out for 90 minutes at a hydrogen pressure of 80 bar and a temperature of 230 ° C after tightening. After the completion of the reaction, the reaction product liquid was distilled at 250 DEG C for 5 minutes under a vacuum of 5 torr to prepare a hydrogenated petroleum resin. Each of the detailed components was prepared in the contents shown in Table 1.
division
촉매
(mol)Hydrogenation
catalyst
(mol)
(℃)Temperature
(° C)
(hr)time
(hr)
(℃)Temperature
(° C)
(hr)time
(hr)
[[ 실험예Experimental Example ]]
<< 실험예Experimental Example 1: 수지 특성평가 방법> 1: Evaluation method of resin properties>
1) 수율1) Yield
수율은 하기 식에 의해서 구한 것이다.The yield was obtained by the following formula.
수율(%) = 수득된 수지(g) / 투입된 모노머합(g) * 100Yield (%) = resin obtained (g) / monomer added (g) * 100
(2) 연화점(2) Softening point
연화점은 Ring and ball softening method(ASTM E 28)을 이용하여 측정하였다. 환 모양의 틀에 수지를 녹여 투입하고, 글리세린이 담긴 비커에 거치한 다음, 수지가 담긴 환에 볼을 올려놓고 온도를 분당 2.5℃씩 승온시켜 수지가 녹아 볼이 떨어질 때의 온도(연화점)를 측정하여 표 3에 기재하였다.The softening point was measured using the ring and ball softening method (ASTM E 28). The resin was melted into a ring-shaped mold, and the resin was placed in a beaker containing glycerin. The ball was placed in a ring containing the resin, and the temperature was raised by 2.5 ° C per minute to melt the resin (softening point) The results are shown in Table 3.
(3) 분자량(3) Molecular weight
겔 투과 크로마토그래피(GPC)(PL GPC-220)에 의해 폴리스티렌 환산 중량평균분자량, 및 수평균분자량을 측정하였다. 측정하는 수소첨가 석유수지는 0.34 중량%의 농도가 되도록 1,2,4-trichlorobenzene에 용해시켜 GPC에 288㎕를 주입하였다. GPC의 이동상은 1,2,4-trichlorobenzene을 사용하고, 1mL/분의 유속으로 유입하였으며, 분석은 130℃에서 수행하였다. 컬럼은 Guard column 2개와 PL 5㎕ mixed-D 1개를 직렬로 연결하였다. 검출기로는 시차 주사 열량측정기를 이용하여 10℃/min로 250℃까지 승온하여 측정하였고, N2 분위기하에서 분석을 진행하여 2nd scan까지 분석하여 표 3에 기재하였다.The polystyrene reduced weight average molecular weight and the number average molecular weight were measured by gel permeation chromatography (GPC) (PL GPC-220). The hydrogenated petroleum resin to be measured was dissolved in 1,2,4-trichlorobenzene so as to have a concentration of 0.34 wt%, and 288 μL was injected into GPC. The mobile phase of GPC was loaded with 1, 2, 4-trichlorobenzene at a flow rate of 1 mL / min and analysis was performed at 130 ° C. The column was connected in series with two Guard columns and one PL 5μ mixed-D. The detector was measured as the temperature is raised to 250 ℃ to 10 ℃ / min using a differential scanning calorimeter, the process proceeds to analysis under N 2 atmosphere are shown in Table 3. The analysis to 2nd scan.
하기 표 3에 기재된 Mw는 중량평균분자량을 의미하며, MWD는 Mw/Mn을 의미한다.Mw in the following Table 3 means weight average molecular weight, and MWD means Mw / Mn.
(4) 수소첨가 (4) Hydrogenation 석유수지Petroleum resin 내의 올레핀의 함량 분석 Analysis of the content of olefins in
핵자기공명 분광법(Bruker社 500NMR, 14.1 telsa)을 통한 1H-NMR 스펙트럼 결과로부터 수소첨가 석유수지 내의 올레핀의 함량(mol%)을 분석할 수 있다. The content (mol%) of olefins in the hydrogenated petroleum resin can be analyzed from the 1 H-NMR spectral data through nuclear magnetic resonance spectroscopy (Bruker 500NMR, 14.1 telsa).
(5) 색상((5) Color ( APHAAPHA ))
색상 측정은 ASTM D1544로 측정하였다. 구체적으로, 수소첨가 석유수지 10.0g을 톨루엔 10.0g에 녹인 후, 단면이 직사각형 석영 Cell(가로 5cm, 세로 4cm 및 경로 길이 50mm)에 투입하였다. 이 셀을 PFX195 COLORMETER 장착한 후 가동하여 APHA color를 측정하였다.The color measurement was measured by ASTM D1544. Specifically, 10.0 g of the hydrogenated petroleum resin was dissolved in 10.0 g of toluene, and the reactor was charged into a rectangular quartz cell (5 cm wide, 4 cm long and 50 mm path length) in cross section. The cell was mounted with a PFX195 COLORMETER and operated to measure APHA color.
(6) 비중(6) Specific gravity
비중은 ASTM D71로 측정하였다. 구체적으로, 수소첨가 석유수지 5g을 200℃ hotplate에 녹인 후 구모양의 환에 붓고, 환에서 구 형태로 굳은 수소첨가 석유수지만을 떼어내어 비중계(QUALITEST: Densimeter SD-200L)에 넣고 비중을 측정하였다.Specific gravity was measured by ASTM D71. Specifically, 5 g of the hydrogenated petroleum resin was dissolved in a hotplate at 200 ° C, poured into a spherical ring, and the hydrogenated petroleum resin hardened in a spherical shape was taken out of the ring and put in a QUALITEST (Densimeter SD-200L) Respectively.
(7) 취기 강도(7) Odor intensity
석유수지를 남녀 5명을 대상으로 하여 취기 강도에 대한 평가를 실시하였다. 석유수지 10g을 100ml 비커에 담아 180℃에서 30분간 오븐에 넣는다. 뜨거운 상태에서 비커를 꺼내 석유수지에서 발생하는 취기를 평가한다. 취기 강도 평가 방법은 직접 냄새를 맡아 하기 표 2의 분류표 상의 수치로 분류한 후 0점부터 5점까지의 점수를 주도록 하여 평균점수를 측정하였다.The petroleum resin was assessed on the strength of odor by five persons. 10 g of petroleum resin is placed in a 100 ml beaker and placed in an oven at 180 ° C for 30 minutes. Remove the beaker from the hot state and evaluate the odor generated from the petroleum resin. The odor intensity was calculated by dividing the odor intensity into numerical values on the classification table in Table 2 and then giving a score from 0 to 5.
(병원에서 특유의 크로졸 냄새를 맡는 정도의 상태)Easily detectable strong odor
(The condition of taking a unique smell of the crozone in the hospital)
(재래식 화장실에서 나는 심한 정도의 상태A very strong smell
(In a conventional toilet I was in a
<수지의 특성평가 결과>≪ Evaluation results of resin characteristics >
상기 방법으로 측정된 결과를 하기 표 3에 나타내었다.The results measured by the above method are shown in Table 3 below.
(%)yield
(%)
(℃)Softening point
(° C)
APHAcolor
APHA
Odor intensity
MWD
표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 9는 90% 이상의 수율로 제조되었음을 확인할 수 있다. 또한, 모든 실시예의 조성이 비교예의 조성물과 대비할 때 취기가 상당히 개선되었다는 것을 확인할 수 있다. 그 중에서도 실시예 1 내지 12에서와 같이 C4 이상의 알킬기가 치환된 경우에서 우수한 결과를 나타냄을 알 수 있다.As shown in Table 3, it can be confirmed that Examples 1 to 9 were produced with a yield of 90% or more. It can also be seen that the compositions of all the Examples were significantly improved when compared to the compositions of the Comparative Examples. Among them, as in Examples 1 to 12, it can be seen that excellent results are obtained when C4 or more alkyl groups are substituted.
또한, 비교예 4 및 5의 경우 양이온 촉매를 통해 중합한 것으로, 수율이 현저히 떨어지고, 분자량 및 분자량 분포도가 상당히 높다는 것을 알 수 있다.In addition, in Comparative Examples 4 and 5, it was found that the polymerization was carried out through a cation catalyst, and the yield was remarkably decreased, and the molecular weight and the molecular weight distribution were considerably high.
따라서, 본 발명에 따른 석유수지의 제조방법은 종래 석유수지의 제조방법인 양이온 촉매의 존재 하에 약 40℃의 저온 중합를 통해 중합한 후 수소 첨가 반응하는 것과 다르게 촉매 없이 약 200∼300℃의 고온 열중합을 통해 중합하여 수소 첨가 반응함으로써, 별도의 촉매 제거 공정이 필요 없고, 이를 통해 수율을 높여 생산성이 현저히 상승시킴과 동시에 취기 수준도 거의 동등하거나 더욱 우수한 수준을 달성했다는 것을 알 수 있다.Therefore, the process for producing the petroleum resin according to the present invention is different from the process of hydrogenation in the presence of a cationic catalyst, which is a conventional method for producing petroleum resin, through low temperature polymerization at about 40 ° C, The polymerization is carried out through the polymerization and the hydrogenation reaction is carried out. Thereby, a separate catalyst removal step is not necessary, and the yield is increased by this, so that the productivity is remarkably increased and the level of odor is almost equal or even higher.
그리고 실시예 1, 실시예 5 및 비교예 1의 1H-NMR 스펙트럼 결과로부터 각 피크의 면적비를 구한 결과는 표 4와 같다. The results of 1 H-NMR spectroscopy of Examples 1 and 5 and Comparative Example 1 are shown in Table 4.
A1: 1H-NMR 스펙트럼에서 0.8∼1.0 ppm의 피크 면적A1: Peak area of 0.8 to 1.0 ppm in < 1 > H-NMR spectrum
A2: 1H-NMR 스펙트럼에서 1.0∼1.4 ppm의 피크 면적A2: Peak area of 1.0 to 1.4 ppm in < 1 > H-NMR spectrum
A3: 1H-NMR 스펙트럼에서 1.4∼7.5 ppm의 피크 면적A3: Peak area of 1.4 to 7.5 ppm in < 1 > H-NMR spectrum
drawing
<< 실험예Experimental Example 2: 접착제의 제조 및 물성 측정> 2: Preparation of adhesive and measurement of physical properties>
본 발명에서 제조된 수소첨가 석유수지의 접착제로서의 성능을 확인하기 위해서 하기와 같이 수행하였다.In order to confirm the performance of the hydrogenated petroleum resin prepared in the present invention as an adhesive, the following procedure was performed.
<접착제의 성능 평가 방법>≪ Evaluation method of adhesive performance >
상용성, 점도 및 연화점은 수지 특성 평가 방법에서 사용한 방법을 이용하였다.The compatibility, viscosity and softening point were determined by the method used in the evaluation of resin properties.
(1) 강성(Hardness, A)(1) Hardness (A)
124ASTM 규격의 Shore A 경도계를 활용하여 측정했다. 측정할 샘플을 평평한 지면에 깔고 경도계의 뾰족한 부분으로 샘플을 찔러 측정되는 값을 기록하였다.124ASTM standard Shore A hardness meter. The sample to be measured was laid on a flat surface and the sample was pierced with a sharp point of the hardness meter to record the measured value.
(2) Open time(2) Open time
규격JIT社 hot melt tester로 Open time을 측정하였다. 가로 5 cm x세로 5 cm의 골판지에 일정양의 접착제를 도포 후, 가로 5 cm x 세로 10 cm 골판지를 부착 후 0에서부터 5초씩 늘려가며 골판지가 탈착될 때의 힘을 기록했다. 그래프를 그렸을 때 급격하게 내려가기 시작하는 시간을 기록하였다.Open time was measured by JIT hot melt tester. After applying a certain amount of adhesive to the corrugated board of 5 cm in width and 5 cm in length, the corrugated cardboard was stretched from 0 to 5 seconds after 5 cm by 10 cm by 10 cm. When the graph was drawn, the time to start descending suddenly was recorded.
(3) Set time(3) Set time
규격JIT社 hot melt tester로 Set time을 측정했다. 가로 5 cm x 세로 5 cm의 골판지에 일정양의 접착제를 도포 후, 가로 5 cm x 세로 10 cm 골판지를 부착 후 0에서부터 0.5초씩 늘려가며 골판지가 탈착될 때의 힘을 기록하였다. 그래프를 그렸을 때 Y축 힘의 값이 일정해지기 시작하는 시간을 기록하였다.Set time was measured with a hot melt tester from JIT Corporation. After applying a certain amount of adhesive to the corrugated board of 5 cm in width and 5 cm in length, the corrugated cardboard was stretched from 0 to 0.5 cm by 5 cm by 10 cm. The time at which the value of the Y-axis force starts to become constant when the graph is drawn is recorded.
(4) Peel strength(4) Peel strength
UTM기기를 활용하여 측정하였다. 먼저 PET 필름에 샘플(접착제)를 25 마이크로미터 두께로 도포해서 테이프를 제조했다. 이를 SUS-304 강판에 부착하였다. PET 필름이 부착된 부분을 UTM 그립에 장착한 후 30mm/min 의 속도로 측정했다. 이때 UTM 장비에 입력되는 수치가 접착력(kgf/in)을 의미하는 것이다.UTM equipment. First, a sample (adhesive) was applied to the PET film to a thickness of 25 micrometers to prepare a tape. This was attached to a SUS-304 steel plate. The PET film was attached to the UTM grip and measured at a speed of 30 mm / min. At this time, the numerical value inputted to the UTM equipment means the adhesive force (kgf / in).
(5) 점착력 평가 : Ball Tack(5) Adhesion evaluation: Ball Tack
점착력을 ASTM D3121 방법으로 평가하였다.Adhesion was evaluated by the ASTM D3121 method.
접착제가 20∼30 마이크로미터로 발려진 시험편 테이프를 가로 10cm, 세로 50cm로 잘라주었다. 한 쪽 끝에 Ball tack tester(JIS Z0237)를 놓고 그 각도를 표준경사각 30도로 하여 설치하고 그 위에 Steel ball No.9를 굴려 굴러간 거리를 측정하였다. 볼이 적게 굴러 갈수록 Tack의 성능은 우수한 것이다.The tape of the test specimen, which was coated with an adhesive of 20 to 30 micrometers, was cut into a length of 10 cm and a length of 50 cm. A ball tack tester (JIS Z0237) was placed at one end and the angle was set at a standard inclination angle of 30 degrees, and the distance between the rolls was measured by rolling a steel ball No. 9 thereon. The less the ball rolls, the better the performance of the Tack.
(6) 접착력 평가 : Holding power(6) Evaluation of adhesion: Holding power
접착력을 ASTM D3330 방법으로 평가하였다.The adhesive strength was evaluated by the ASTM D3330 method.
접착제가 20∼30 마이크로미터로 발려진 시험편 테이프를 가로 2인치, 세로 6인치 만큼 잘라 주었다. 시험편을 이형지에 붙이고, 가로 1인치, 세로 2인치로 만든 후, 세척한 SUS 304 강판에 붙였다(이때 붙지 않는 시험편이 약 2cm 이상이 되도록 붙이고, 측정에 필요한 부분을 Cheminstruments社 Roll down기기를 활용하여 Roll을 1회 왕복하여 압착시켰다). SUS 304 강판에 붙지 않은 시험편이 약 2cm가 되도록 가위로 잘랐다. SUS 304 강판에 붙지 않은 시험편을 Cohesion 측정용 고리에 끼우고 통과하는 시험편과 접착시켰다. 고정용 스카치 테이프로 시험편이 접착된 SUS 304 강판의 가로 끝부분을 기준으로 평행하게 앞 뒤 각각 2개씩 붙이고, 스템플러로 Cohesion 측정용 고리와 SUS304 강판 사이에 평행하게 2개를 찍어 고정시켜주었다. SUS 304 강판에 시험편이 가로 1인치, 세로 1인치 붙어 있도록 나머지 붙어 있는 시험편을 잘랐다.Adhesive tapes of 20 to 30 micrometer specimens were cut by 2 inches by 6 inches. The specimens were placed on a release paper and made to a width of 1 inch and a length of 2 inches, and then they were attached to a cleaned SUS 304 steel plate (the unattached test specimen was attached so as to be about 2 cm or more, The roll was once reciprocated and squeezed). The test specimens not attached to the SUS 304 steel plate were cut with scissors to a length of about 2 cm. A specimen not attached to the SUS 304 steel plate was inserted into the cohesion measuring ring and adhered to the passing test specimen. Two screws were attached in parallel on the front and back sides of the SUS 304 steel plate with the test piece fixed with a fixing scotch tape, and two screws were stuck between the coil for measuring the cohesion and the SUS304 steel plate in parallel. The remaining test specimens were cut so that the test specimen was 1 inch wide and 1 inch high on the SUS 304 steel plate.
Shear test oven안의 SUS 강판 거치대에 걸어두었다. 시험편에 붙여 진 holding power 측정용 고리에 1kg 추를 걸어두었다. 타이머에 추가 떨어진 시간을 기록했다.Shear was placed on the SUS steel plate holder in the test oven. 1 kg weight was attached to the holding power measuring ring attached to the specimen. The timer recorded an additional time of fall.
(7) 접착력 평가 : (7) Evaluation of adhesion strength: SAFTSAFT
접착력을 ASTM D3654 방법으로 평가하였다.The adhesive strength was evaluated by the ASTM D3654 method.
접착제가 20∼30 마이크로미터로 발려진 시험편 테이프를 2인치*6인치 만큼 잘랐다. 시험편을 이형지에 붙이고, 가로 1인치, 세로 2인치로 만든 후, 세척한 SUS 304 강판에 붙였다(이때 붙지 않는 시험편이 약 2cm 이상이 되도록 붙이고, 측정에 필요한 부분을 Cheminstruments社 Roll down기기를 활용하여 Roll을 1회 왕복하여 압착시켰다). SUS 304 강판에 붙지 않은 시험편이 약 2cm가 되도록 가위로 잘라주었다. SUS 304 강판에 붙지 않은 시험편을 Cohesion 측정용 고리에 끼우고 통과하는 시험편과 접착시켰다. 고정용 스카치 테이프로 시험편이 접착된 SUS 304 강판의 가로 끝부분을 기준으로 평행하게 앞뒤 각각 2개씩 붙이고, 스템플러로 Cohesion 측정용 고리와 SUS304 강판 사이에 평행하게 2개를 찍어 고정시켜 주었다. SUS 304 강판에 시험편이 가로 1인치, 세로 1인치 붙어 있도록 나머지 붙어 있는 시험편을 잘랐다.Test specimen tapes with adhesive applied at 20 to 30 microns were cut by 2 inches * 6 inches. The specimens were placed on a release paper and made to a width of 1 inch and a length of 2 inches, and then they were attached to a cleaned SUS 304 steel plate (the unattached test specimen was attached so as to be about 2 cm or more, The roll was once reciprocated and squeezed). The test specimens not attached to the SUS 304 steel plate were cut with scissors so as to be about 2 cm. A specimen not attached to the SUS 304 steel plate was inserted into the cohesion measuring ring and adhered to the passing test specimen. Two test pieces were stuck to each other in parallel on the horizontal end portion of the SUS 304 steel sheet with the test piece adhered thereon. Two staples were stuck between the cohesion measuring ring and the SUS304 steel plate to fix them in parallel. The remaining test specimens were cut so that the test specimen was 1 inch wide and 1 inch high on the SUS 304 steel plate.
Shear test oven안의 SUS 강판 거치대에 걸어두었다. 시험편에 붙여진 holding power 측정용 고리에 1kg 추를 걸어두었다. 그리고, 오븐 온도를 0.4도/분으로 승온시켜 추가 떨어질 때의 온도를 기록하였다. Shear was placed on the SUS steel plate holder in the test oven. 1 kg weight was attached to the holding power measuring ring attached to the specimen. Then, the oven temperature was raised to 0.4 degrees / minute, and the temperature at the time of further drop was recorded.
(8) 내열성 평가(8) Evaluation of heat resistance
시험관에 샘플 10g 계량 후 180℃ 오븐에서 Aging 진행하였다. 24시간 후 가드너 비색계(Gardner color scale)로 평가하였다. Gardner color는 총 18단계의 색상이 있으며 육안으로 가장 가까운 색상의 단계 색상을 기록하였다.A 10 g sample was weighed in a test tube and then aged in an oven at 180 ° C. And evaluated by a Gardner color scale after 24 hours. Gardner color has a total of 18 colors and the color of the nearest color is recorded with the naked eye.
(9) 점도(Viscosity)(9) Viscosity
Brookfield社 점도계를 사용하였다. HT-2DB chamber를 활용하고 Spindle No.27에 10.5의 시료를 투입했다. 측정 희망하는 온도로 승온 후 30분간 안정화 시간을 가졌다. 교반 축 RPM을 0.5부터 시작하여 Torque가 50% 값을 가질 때의 점도 값을 기록하였다.A Brookfield viscometer was used. HT-2DB chamber was used and a sample of 10.5 was injected into Spindle No.27. And the stabilization time was 30 minutes after the temperature was raised to the temperature desired for measurement. The viscosity value at which the torque was 50% was recorded starting from the stirring shaft RPM of 0.5.
(10) 연화점(Softening point)(10) Softening point
연화점은 Ring and ball softening method(ASTM E 28)을 이용하여 측정하였다. 환 모양의 틀에 수지를 녹여 투입하고, 글리세린이 담긴 비커에 거치한 다음, 수지가 담긴 환에 볼을 올려놓고 온도를 분당 2.5℃씩 승온시켜 수지가 녹아 볼이 떨어질 때의 온도(연화점)를 측정하여 표 3에 기재하였다.The softening point was measured using the ring and ball softening method (ASTM E 28). The resin was melted into a ring-shaped mold, and the resin was placed in a beaker containing glycerin. The ball was placed in a ring containing the resin, and the temperature was raised by 2.5 ° C per minute to melt the resin (softening point) The results are shown in Table 3.
실험예Experimental Example 3: me-PP based 3: me-PP based 핫멜트Hot melt 감압 점착제(me-PP based Pressure sensitive adhesive (me-PP based HMPSAHMPSA , 접착제 A)의 제조 및 물성 측정, Adhesive A) and measurement of physical properties
폴리머로 Dow chemical 社 Infuse 9807(metallocene catalyzed ethylene based poly olefin block copolymer) 20wt%, 오일로 KL-240(미창석유화학社) 20wt%와 실시예와 비교예에서 활용된 석유수지 60wt%를 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여, 항산화제(송원산업社 Songnox 1010) 0.75 중량부를 섞어 me-PE 갑압형 접착제(HMPSA, hot melt pressure sensitive adhesive)인 실시예 2, 6, 8, 13 및 비교예 1의 접착제 A(HMPSA)를 제조하였다.20% by weight of a metallocene catalyzed ethylene based polyolefin block copolymer (DOW Chemical), 20% by weight of an oil KL-240 (Minchang Petrochemical Co., Ltd.) and 60% by weight of a petroleum resin used in Examples and Comparative Examples Except that 0.75 part by weight of an antioxidant (Songnox 1010, Songwon Industrial Co., Ltd.) was added to 100 parts by weight of the adhesive of Examples 2, 6, 8, 13 and Comparative Example 1, which were me-PE hot melt pressure sensitive adhesives A (HMPSA).
제조조건은 100ml 비커에 상기 4종(석유수지, 폴리머, 오일, 항산화제)의 원료를 넣고 180℃에서 4시간 교반하여 제조하였고, 상세한 중량부 및 특성평가 결과는 표 5에 나타내었다. 이때 하기 표에서 *Aged는 각 시료를 70℃에서 3일 동안 방치 한 후, 측정한 결과를 나타낸 것이다.The preparation conditions were as follows. The ingredients of the above four kinds (petroleum resin, polymer, oil, antioxidant) were added to a 100 ml beaker and stirred at 180 ° C for 4 hours. The detailed weight parts and evaluation results are shown in Table 5. In this case, * Aged in the following table shows the result of measuring each sample after leaving for 3 days at 70 ° C.
HMPSA 조성물
(중량%)me-PP based
HMPSA composition
(weight%)
(wt%)Hydrogenated petroleum resin
(wt%)
(wt%)Polymer
(wt%)
(wt%)Oil
(wt%)
PropertiesHMPSA
Properties
(cps)Viscosity
(cps)
(Ball No.9)Ball Tack
(Ball No. 9)
(gf/in, at SUS)Peel strength
(gf / in, at SUS)
(min, 30 ℃)Holding power
(min, 30 DEG C)
실험예Experimental Example 4: me- 4: me- PEPE based based 핫멜트Hot melt 감압 점착제(me- The pressure-sensitive adhesive (me- PEPE based based HMPSAHMPSA , 접착제 B)의 제조 및 물성 측정, Adhesive B) and measurement of physical properties
폴리머로 Exxonmobil chemical社 Vistamaxx 6202(metallocene catalyzed poly propylene) 20wt% 및 Evonik社 Vestoplast 703(Amorphous propylene-ethylene copolymer) 20wt%, 오일로 KL-240 미창석유화학社) 22.5wt%와 실시예와 비교예에서 활용된 석유수지 50wt%를 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여, 항산화제(송원산업社 社 Songnox 1010) 0.75 중량부를 섞어 HMPSA 접착제(me-PP based HMPSA) 인 실시예 2, 6, 8, 9, 13 및 비교예 1의 접착제 B(HMPSA)를 제조하였다.20.5% by weight of Exxonmobil chemical Vistamaxx 6202 (metallocene catalyzed polypropylene) and 20% by weight of Evonik Vestoplast 703 (Amorphous propylene-ethylene copolymer), 22.5% by weight of KL-240 Mychang Petrochemical Co., Ltd. as an oil, To the 100 parts by weight of the mixture containing 50 wt% of the used petroleum resin, 0.75 part by weight of an antioxidant (Songnox 1010, Songwon Industrial Co., Ltd.) was added to the mixture to prepare an HMPSA adhesive (me-PP based HMPSA) 13 and Comparative Example 1 were prepared.
제조조건은 100ml 비커에 상기 4종(석유수지, 폴리머, 오일, 항산화제)의 원료를 넣고 180℃에서 4시간 교반하여 제조하였고, 상세한 중량부 및 특성평가 결과는 표 6에 나타내었다.The production conditions were as follows. The ingredients of the above four kinds (petroleum resin, polymer, oil, antioxidant) were added to a 100 ml beaker and stirred at 180 ° C for 4 hours. The detailed weight parts and evaluation results are shown in Table 6.
HMPSA 조성물
(중량%)me-PE based
HMPSA composition
(weight%)
(wt%)Polymer
(wt%)
(wt%)Oil
(wt%)
PropertiesHMPSA
Properties
(cps)Viscosity
(cps)
Ball No.9)Ball Tack
Ball No.9)
위 표에서 *Aged는 각 시료를 70℃에서 3일 동안 방치한 후, 측정한 결과를 나타낸 것이다.In the table above, * Aged shows the measurement results after each sample was left at 70 ° C for 3 days.
실험예Experimental Example 5 : SIS 5: SIS 핫멜트Hot melt 감압 점착제(SIS based Pressure sensitive adhesive (SIS based HMPSAHMPSA , 접착제 C)의 제조 및 물성 측정, Adhesive C) and measurement of physical properties
폴리머로 Kraton polymer社 SIS D-1161(Styrene-Isoprene-Styrene Block Colpolymer) 25wt%, 오일로 KL-240(미창석유화학社 社) 18wt%와 실시예와 비교예에서 활용된 석유수지 57wt%를 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여, 항산화제 송원산업社 Songnox 1010) 0.75 중량부를 섞어 HMPSA 접착제(SIS based HMPSA)인 실시예 2, 6, 8, 9, 13 및 비교예 1의 접착제 C(HMPSA)를 제조하였다.25 wt% of Kraton polymer SIS D-1161 (Styrene-Isoprene-Styrene Block Cololymer), 18 wt% of KL-240 as an oil (Minchang Petrochemical Company) and 57 wt% of petroleum resin used in Examples and Comparative Examples (HMPSA) of Examples 2, 6, 8, 9, 13 and Comparative Example 1, which are HMPSA adhesives (SIS based HMPSA), were prepared by mixing 0.75 parts by weight of antioxidant Songwox 1010 with 100 parts by weight of the mixture .
제조조건은 100ml 비커에 상기 4종(석유수지, 폴리머, 오일, 항산화제)의 원료를 넣고 180℃에서 4시간 교반하여 제조하였고, 상세한 중량부 및 특성평가 결과는 표 7에 나타내었다.The preparation conditions were as follows. The ingredients of the above four kinds (petroleum resin, polymer, oil, antioxidant) were added to a 100 ml beaker and stirred at 180 ° C for 4 hours. The detailed weight parts and evaluation results are shown in Table 7.
SIS based HMPSA 조성물 (중량%)
SIS based HMPSA composition (% by weight)
수소첨가 석유수지 (wt%)
Hydrogenated petroleum resin (wt%)
0.75 parts by weight
HMPSA Properties
HMPSA Properties
실험예Experimental Example 6 : me- 6: me- PEPE based based 핫멜트Hot melt 접착제(me- The adhesive (me- PEPE based based HMAHMA , 접착제 D)의 제조 및 물성 측정, Adhesive D) and measurement of physical properties
폴리머로 Dow chemical社 Affinity 1950GA (metallocene catalyzed poly ethylene) 40wt%, 왁스로 Sasol C-80(Sasol社) 20wt%와 실시예와 비교예에서 활용된 석유수지 40wt%를 섞어 HMA 접착제(me-PE based HMA)인 실시예 2, 6, 7, 8, 13, 비교예 1, 2 및 4의 접착제 D(HMA)를 제조하였다.PE-based adhesive was prepared by mixing 40 wt% of Dow chemical Affinity 1950GA (metallocene catalyzed poly ethylene), 20 wt% of Sasol C-80 (wax) and 40 wt% of petroleum resin used in Examples and Comparative Examples HMA) of Examples 2, 6, 7, 8, 13 and Comparative Examples 1, 2 and 4 were prepared.
제조조건은 100ml 비커에 상기 4종의 원료를 넣고 180℃에서 1시간 교반하여 제조하였고, 상세한 중량부 및 특성 평가 결과는 표 8에 나타내었다.The preparation conditions were as follows. The four kinds of raw materials were added to a 100 ml beaker and stirred at 180 ° C for 1 hour. The detailed weight parts and evaluation results of properties are shown in Table 8.
HMA 조성물
(중량%)me-PE based
HMA composition
(weight%)
수소첨가 석유수지
Hydrogenated petroleum resin
(cps)Viscosity
(cps)
(HAD)Hardness
(HAD)
(sec)Open time
(sec)
(sec)Set time
(sec)
실험예Experimental Example 7 : 7: EVAEVA 핫멜트Hot melt 접착제( glue( EVAEVA based based HMAHMA , 접착제 E)의 제조 및 물성 측정, Adhesive E) and measurement of physical properties
폴리머로 Arkema社 EVA 28/400 (Ethylene Vinyl Acetate, VA contents 28%, MI 400) 40wt%, 왁스로 Sasol C-80(Sasol社) 20wt%와 실시예와 비교예에서 활용된 석유수지 40wt%를 섞어 HMA 접착제(EVA based HMA)인 실시예 2, 6, 7, 8, 13, 비교예 1, 2 및 4의 접착제 E(HMA)를 제조하였다.40 wt% of Arkema EVA 28/400 (Ethylene Vinyl Acetate, VA contents 28%, MI 400), 20 wt% of Sasol C-80 (Sasol) as a wax and 40 wt% of petroleum resin used in the examples and comparative examples (HMA) of Examples 2, 6, 7, 8, 13 and Comparative Examples 1, 2 and 4 which are HMA adhesives (EVA based HMA) were prepared.
제조조건은 100ml 비커에 상기 4종의 원료를 넣고 180℃에서 1시간 교반하여 제조하였고, 상세한 중량부 및 특성 평가 결과는 표 9에 나타내었다.The preparation conditions were as follows. The four kinds of raw materials were added to a 100 ml beaker and stirred at 180 ° C for 1 hour. The detailed weight parts and evaluation results of the properties are shown in Table 9.
based
HMA 조성물
(중량%)EVA
based
HMA composition
(weight%)
PropertiesHMA
Properties
(cps)Viscosity
(cps)
(HAD)Hardness
(HAD)
(sec)Open time
(sec)
(sec)Set time
(sec)
실험예Experimental Example 8: 8: APAOAPAO 핫멜트Hot melt 접착제( glue( EVAEVA based based HMAHMA , 접착제 F)의 제조 및 물성 측정, Adhesive F) and measurement of physical properties
폴리머로 Evonik社 Vestoplast 703 (Amorphous propylene-ethylene copolymer) 40wt%, 왁스로 Sasol C-80(Sasol社) 20wt%와 실시예와 비교예에서 활용된 석유수지 40wt%를 섞어 HMA 접착제(APAO based HMA)인 실시예 2, 6, 7, 8, 13 및 비교예 1, 2 및 4의 접착제 F(HMA)를 제조하였다.(APAO based HMA) was prepared by mixing 40 wt% of an amorphous propylene-ethylene copolymer of Evonik 703 (Evonik), 20 wt% of Sasol C-80 (Sasol) with 40 wt% of petroleum resin used in Examples and Comparative Examples, (HMA) of Examples 2, 6, 7, 8, 13 and Comparative Examples 1, 2 and 4 were prepared.
제조조건은 100ml 비커에 상기 4종의 원료를 넣고 180℃에서 1시간 교반하여 제조하였고, 상세한 중량부 및 특성 평가 결과는 표 10에 나타내었다.The preparation conditions were as follows. The four kinds of raw materials were added to a 100 ml beaker and stirred at 180 ° C for 1 hour. The detailed weight parts and evaluation results of the properties are shown in Table 10.
based
HMA 조성물
(중량%)APAO
based
HMA composition
(weight%)
수지Hydrogenated oil
Suzy
PropertiesHMA
Properties
Viscosity
(cps)Melt
Viscosity
(cps)
(HAD)Hardness
(HAD)
(sec)Open time
(sec)
(sec)Set time
(sec)
상기 접착제 A 내지 F를 통해서, 본 발명의 접착제는 접착력이 증가하고, 취기가 향상되며, 내열성이 향상된다는 것을 확인할 수 있다.Through the adhesives A to F, it can be confirmed that the adhesive of the present invention has an increased adhesive force, improved odor, and improved heat resistance.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위의 청구항과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the claims of the appended claims and their equivalents.
Claims (21)
[화학식 1]
[화학식 2]
(상기 화학식 1 및 2에서, R1은 H 또는 메틸기이고, R2는 C1∼C18의 알킬기이고, 0≤m≤10 및 0≤n≤10 이다) A hydrogenated petroleum resin comprising repeating units represented by the following formulas (1) and (2):
[Chemical Formula 1]
(2)
(Wherein R 1 is H or a methyl group, R 2 is a C 1 to C 18 alkyl group, 0? M? 10, and 0? N? 10)
상기 R1은 H이고, R2는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 도데실기, 또는 테트라데실기인 것을 특징으로 하는 수소첨가 석유수지.The method according to claim 1,
Wherein R 1 is H and R 2 is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, a dodecyl group or a tetradecyl group. Suzy.
상기 R1은 H이고, R2는 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 도데실기, 또는 테트라데실기인 것을 특징으로 하는 수소첨가 석유수지. The method according to claim 1,
Wherein R 1 is H and R 2 is a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, a dodecyl group, or a tetradecyl group.
상기 수소첨가 석유수지는 화학식 1의 반복단위 60 내지 90 몰% 및 화학식 2의 반복단위 10 내지 40몰%를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소첨가 석유수지.The method according to claim 1,
Wherein the hydrogenated petroleum resin comprises 60 to 90 mol% of the repeating unit represented by the formula (1) and 10 to 40 mol% of the repeating unit represented by the formula (2).
상기 수소첨가 석유수지는 1H-NMR 측정 후 얻어지는 NMR 스펙트럼에서 1.4∼7.5 ppm의 피크 면적 대비 0.8∼1.0 ppm의 피크 면적이 0.2 이상인 것을 특징으로 하는 수소첨가 석유수지.The method according to claim 1,
Wherein the hydrogenated petroleum resin has a peak area of 0.8 to 1.0 ppm relative to a peak area of 1.4 to 7.5 ppm in the NMR spectrum obtained after 1 H-NMR measurement of not less than 0.2.
상기 수소첨가 석유수지는 1H-NMR 측정 후 얻어지는 NMR 스펙트럼에서 1.4∼7.5 ppm의 피크 면적 대비 1.0∼1.4 ppm의 피크 면적이 0.5 이상인 것을 특징으로 하는 수소첨가 석유수지.The method according to claim 1,
Wherein the hydrogenated petroleum resin has a peak area of 1.0 to 1.4 ppm relative to a peak area of 1.4 to 7.5 ppm in the NMR spectrum obtained after 1 H-NMR measurement of 0.5 or more.
상기 수소첨가 석유수지는 1H-NMR 측정 후 얻어지는 NMR 스펙트럼에서 1.4∼7.5 ppm의 피크 면적 대비 0.8∼1.0 ppm의 피크 면적이 0.2 내지 0.8이고, 1.4∼7.5 ppm의 피크 면적 대비 1.0∼1.4 ppm의 피크 면적이 0.5 내지 0.8인 것을 특징으로 하는 수소첨가 석유수지.The method according to claim 1,
The hydrogenated petroleum resin has a peak area of 0.8 to 1.0 ppm relative to a peak area of 1.4 to 7.5 ppm in the NMR spectrum obtained after 1 H-NMR measurement of 0.2 to 0.8 and a peak area of 1.0 to 1.4 ppm relative to a peak area of 1.4 to 7.5 ppm Wherein the peak area is 0.5 to 0.8.
상기 수소첨가 석유수지는 1H-NMR 측정 후 얻어지는 NMR 스펙트럼에서,
0.85 ppm 피크에서의 반치전폭(full width at half maximum, FWHM)이 0.1 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 수소첨가 석유수지.The method according to claim 1,
In the NMR spectrum obtained after 1 H-NMR measurement of the hydrogenated petroleum resin,
Wherein the hydrogenated petroleum resin has a full width at half maximum (FWHM) at a peak of 0.85 ppm of not more than 0.1 ppm.
상기 수소첨가 석유수지는 1H-NMR 측정 후 얻어지는 NMR 스펙트럼에서,
1.20 ppm 피크의 반치전폭은 0.4 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 수소첨가 석유수지. The method according to claim 1,
In the NMR spectrum obtained after 1 H-NMR measurement of the hydrogenated petroleum resin,
Wherein the full width at half maximum of the 1.20 ppm peak is 0.4 ppm or less.
상기 수소첨가 석유수지는 1H-NMR 측정 후 얻어지는 NMR 스펙트럼에서,
0.85 ppm 피크에서의 반치전폭이 0.01 내지 0.1 ppm이고, 1.20 ppm 피크의 반치전폭은 0.01 내지 0.4 ppm인 것을 특징으로 하는 수소첨가 석유수지. The method according to claim 1,
In the NMR spectrum obtained after 1 H-NMR measurement of the hydrogenated petroleum resin,
Wherein the full width at half maximum at the 0.85 ppm peak is 0.01 to 0.1 ppm and the full width at half maximum of the 1.20 ppm peak is 0.01 to 0.4 ppm.
상기 수소첨가 석유수지는 중량평균분자량이 500∼3,000g/mol이며, 연화점이 90∼150℃이고, 색상(APHA color)이 1∼100인 것을 특징으로 하는 수소첨가 석유수지.The method according to claim 1,
Wherein the hydrogenated petroleum resin has a weight average molecular weight of 500 to 3,000 g / mol, a softening point of 90 to 150 캜, and a color (APHA color) of 1 to 100.
상기 석유수지를 수소화 촉매에 의해 수소첨가 반응을 수행하는 단계를 포함하여 제조하는 수소첨가 석유수지의 제조방법.Preparing a petroleum resin by thermally polymerizing dicyclopendadiene and a C3 to C20 olefin monomer; And
And performing a hydrogenation reaction of the petroleum resin with a hydrogenation catalyst.
상기 올레핀계 단량체는 선형 또는 가지형의 알파 올레핀계 단량체인 것을 특징으로 하는 수소첨가 석유수지의 제조방법.13. The method of claim 12,
Wherein the olefin-based monomer is a linear or branched alpha-olefin-based monomer.
상기 선형 알파 올레핀계 단량체는 프로펜, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-아이토센 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 수소첨가 석유수지의 제조방법.14. The method of claim 13,
The linear alpha olefin monomer may be selected from the group consisting of propene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, Wherein the hydrogenated petroleum resin is one selected from the group consisting of hexadecene, 1-octene, and combinations thereof.
상기 가지형 알파 올레핀계 단량체는 이소부틸렌, 3-메틸-1부텐, 2-메틸-1-부텐, 3-메틸-1-부텐, 4-메틸-1-부텐, 3-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-헥센, 5-메틸-1-헥센, 3,3-디메틸-1-펜텐, 3,4-디메틸-1-펜텐, 4,4-디메틸-1-펜텐 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 수소첨가 석유수지의 제조방법.14. The method of claim 13,
The branched alpha- olefin-based monomer may be at least one selected from the group consisting of isobutylene, 3-methyl-1-butene, 2-methyl-1-butene, Pentene, 4-methyl-1-pentene, 4-methyl-1-hexene, -1-pentene, and a combination thereof. The method for producing a hydrogenated petroleum resin according to claim 1,
상기 열중합 반응은 200∼320℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 수소첨가 석유수지의 제조방법.13. The method of claim 12,
Wherein the thermal polymerization is carried out at a temperature of 200 to 320 캜.
상기 수소화 촉매는 니켈, 팔라듐, 코발트, 백금 및 로듐 촉매로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 수소첨가 석유수지의 제조방법13. The method of claim 12,
Wherein the hydrogenation catalyst is at least one selected from the group consisting of nickel, palladium, cobalt, platinum and rhodium catalysts.
상기 수소첨가 반응은 50 내지 150 bar의 압력 하에 150 내지 300℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 수소첨가 석유수지의 제조방법.13. The method of claim 12,
Wherein the hydrogenation reaction is carried out at a temperature of 150 to 300 DEG C under a pressure of 50 to 150 bar.
상기 접착용 조성물은 베이스 폴리머, 왁스, 오일 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 접착용 조성물.20. The method of claim 19,
Wherein the adhesive composition comprises at least one of a base polymer, a wax, and an oil.
상기 접착용 조성물은 연화점이 50∼150℃이고, 용융점성도가 160℃에서 300∼10,000cps이며, 180℃에서 200∼8,000cps인 것을 특징으로 하는 접착용 조성물.20. The method of claim 19,
Wherein the adhesive composition has a softening point of 50 to 150 占 폚, a melt viscosity of 300 to 10,000 cps at 160 占 폚, and a viscosity of 200 to 8,000 cps at 180 占 폚.
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