KR20190090017A

KR20190090017A - 중합체 조성물

Info

Publication number: KR20190090017A
Application number: KR1020197020337A
Authority: KR
Inventors: 멜리 질; 다니엘 보나치
Original assignee: 이머테크 에스아에스
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2019-07-31
Also published as: EP3555186A1; CN110072930A; US20190322836A1; WO2018108522A1; JP2020514434A

Abstract

본 발명은 중합체 및 흑연 재료를 포함하는 조성물, 상기 조성물의 제조 방법과, 복합체 또는 물품, 예를 들어 자동차 차체 부품을 제조하기 위한 상기 조성물의 용도에 관한 것이다.

Description

중합체 조성물

본 발명은 일반적으로, 인장 강도 및 강성을 유지하면서도 내스크래치성, 색상, 열 전도도, 전기 전도도, UV 안정성 및 다른 성질이 개선된 조성물을 제공하기 위한 중합체 조성물에서의 흑연 재료의 용도에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 중합체 조성물로 형성한 중합체 복합체 및 물품(예, 압축 성형된 경우 수지 화합물)과, 상기 조성물, 복합체 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다.

무기 미립자 재료는 일반적으로 중합체 조성물 중에서 충전제로서 사용되어, 예를 들어 조성물 중의 중합체 양을 감소시켜, 예컨대 조성물의 비용이 절감된다. 무기 미립자 재료는 또한 중합체 조성물의 성질에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물 중에서 무기 미립자 재료를 이용하면 중합체 조성물의 색상, 강도, 강성, 내충격성 및/또는 가요성에 영향을 미칠 수 있다. 무기 미립자 재료의 특성은 중합체 조성물의 처리공정에 영향을 줄 수도 있다.

특히, 탈크 미립자는 플라스틱에서 강성을 제공하기 위해 개발되었다. 현재 탈크는, 조성물의 총 중량을 기준으로 약 5 wt% 내지 약 40 wt% 범위의 탈크 함량으로 폴리프로필렌계 조성물 중에 주로 사용된다. 이들 조성물은 경량 자동차 부품을 제조하는 데 통상 사용된다. 카본 블랙을 사용하여 조성물이 흑색으로 보이게 할 수 있다. 그러나, 조성물이 스크래치되면, 백색이 나타날 수 있다.

따라서, 중합체 조성물의 강화에 사용하기 적합한 대안적인 및/또는 개선된 무기 미립자 재료를 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명은 적어도 부분적으로, 예를 들어 스크래치 및/또는 손상되었을 때조차도 양호한 기계적 특성 및/또는 바람직한 흑색을 나타내는, 중합체 및 흑연 재료를 포함하는 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1 양태에 따라서, 중합체 및 약 1 wt% 이상의 흑연 재료를 포함하는 조성물이 제공된다. 특정 구체예에서, 조성물은 L^* 값이 약 65 이하이다. 따라서, 본 발명의 추가 양태에 따르면, 중합체 및 약 1 wt% 이상의 흑연 재료를 포함하고, L^* 값이 약 65 이하인 조성물이 제공된다.

제2 양태에 따라서, 본 발명의 임의의 양태 또는 구체예에 따른 조성물로부터 형성된 중합체 복합체 또는 중합체 물품이 제공된다. 특정 구체예에서, 중합체 복합체 또는 중합체 물품은 압출 및/또는 성형으로 형성된다.

제3 양태에 따라서, 중합체, 흑연 재료 및 임의의 선택 성분을 배합하는 것을 포함하는, 본 발명의 임의의 양태 또는 구체예에 따른 조성물을 제조하는 방법이 제공된다.

제4 양태에 따라서, 본 발명의 임의의 양태 또는 구체예에 따른 조성물을 압출 및/또는 성형하는 것을 포함하는, 본 발명의 임의의 양태 또는 구체예에 따른 중합체 복합체 또는 중합체 물품을 제조하는 방법이 제공된다.

제5 양태에 따라서, 자동차 차체 부품을 제조하기 위한 본 발명의 임의의 양태 또는 구체예에 따른 조성물, 중합체 복합체 및/또는 중합체 물품의 용도가 제공된다.

제6 양태에 따라서, 중합체 조성물 중의 탈크 미립자의 적어도 일부(예컨대 전부)를 대체하기 위한 흑연 재료의 용도가 제공된다. 흑연 재료를 포함하는 중합체 조성물의 기계적 성질(예, 강성 및/또는 내충격성)은 흑연 재료를 포함하지 않는 (예컨대 유일한 무기 미립자 재료로서 탈크를 포함하는) 중합체 조성물의 기계적 성질과 (예컨대, 10% 이내로) 유사할 수 있다. 흑연 재료를 포함하는 중합체 조성물은, 예를 들어 흑연 재료를 포함하지 않는 중합체 조성물보다 스크래치 후에 L^* 값이 더 낮다.

제7 양태에 따르면, 또다른 무기 미네랄 충전제의 적어도 일부를 대체하고/하거나, 약 1 wt% 이상의 흑연 재료를 포함하지 않는 중합체 조성물과 비교하여 하기 성질 중 적어도 하나를 제공하기 위한, (조성물의 총 중량을 기준으로) 중합체 조성물 중의 충전제로서 약 1 wt% 이상의 흑연 재료의 용도가 제공된다.

a. 더 높은 내충격성;

b. 더 높은 인장 강도;

c. 더 높은 강성;

d. 더 낮은 L^* 값 (예, 스크래치 후);

e. 더 높은 열 전도도;

f. 처리공정 동안 사이클링 시간 감소;

g. 더 높은 전기 전도도;

h. UV 안정성 증가;

i. 중량 감소; 및

j. 밀도 감소.

본 발명의 특정 구체예 또는 양태는 하기 장점 중 하나 이상을 제공할 수 있다.

·양호한 기계적 성질(예, 강도, 내충격성, 강성), 예를 들어 대체 무기 미립자 재료 충전제를 포함하는 조성물과 비슷한 기계적 성질;

·스크래칭 후에 양호한 흑색 색상(예컨대, 대체 무기 미립자 재료 충전제를 포함하는 조성물과 비교하여 스크래치 후에 더 어둡거나 또는 더 낮은 L^* 값);

·열 전도도로서, 예를 들어 처리공정 중에 사이클링 시간 감소를 유도할 수 있는 열 전도도;

·전기 전도도로서, 예를 들어 조성물을 정전 도장 또는 도금 시스템에 적당하게 할 수 있는 전기 전도도;

·중량 및/또는 밀도 감소.

상기 언급한 본 발명의 양태 중 임의의 특정한 하나 이상의 양태와 관련하여 제공된 상세한 설명, 실시예 및 바람직한 예는 본 발명의 모든 양태에 동등하게 적용된다. 모든 가능한 변형예에서 본원에 개시된 구체예, 실시예 및 바람직한 예의 임의의 조합은, 본원에 달리 언급된 바 없거나, 또는 문맥상 명백하게 모순되지 않는다면, 본 발명에 포함된다.

본 발명은 적어도 부분적으로는, 흑연 재료가 중합체 조성물에 강화를, 예를 들어 중합체 조성물을 강화하는 데 현재 사용되는 무기 미립자 재료(예, 탈크)와 비슷한 강화를 제공할 수 있다는 놀라운 발견에 기초한 것이다. 또한, 본 발명은 적어도 부분적으로는, 흑연 재료를 포함하는 중합체 조성물은 색상이 흑색이고 스크래칭 및/또는 손상 후에 흑색 색상을 유지할 수 있다는 놀라운 발견에 기초한 것이다. 또 본 발명은 적어도 부분적으로는, 흑연 재료를 포함하는 중합체 조성물이, 예를 들어 조성물의 강화/기계적 성질을 유지하면서, 열 전도성, 전기 전도성, UV에 대한 안정성을 가질 수 있으며 경량이라는 놀라운 발견에 기초한 것이다.

중합체 조성물, 복합체 및 물품

따라서 본 발명은 중합체 및 흑연 재료를 포함하는 조성물을 제공한다.

용어 "흑연 재료"는 층상 구조(각 층은 그래핀으로 알려짐)를 갖는 탄소 결정형을 포함하는 재료를 말하며, 여기서 층은 반데르발스 결합에 의해 함께 유지된다. 흑연 재료는, 예를 들어 천연 흑연, 합성 흑연, 팽창 흑연, 박리 흑연(exfoliated graphite), 그래핀, 박층(few-layer) 그래핀(2 내지 10개의 원자층을 포함), 흑연 섬유, 나노 흑연, 흑연화 코크스(예, 흑연화 미세 코크스), 또는 이의 혼합물일 수 있다. 이하, 본 발명은 천연 흑연 또는 합성 흑연 측면에서 언급될 수 있다. 그러나, 본 발명은 그러한 구체예에 한정되는 것으로 해석되서는 안된다.

흑연 재료를 자연 발생 공급원으로부터 얻은 경우, 일부 미네랄 불순물이 바탕 재료를 불가피하게 오염시킬 수 있다. 그러나, 일반적으로 본 발명에 사용되는 흑연 재료는 다른 미네랄 불순물을 5 중량% 미만, 바람직하게는 1 중량% 미만으로 함유한다.

흑연 재료는, 예를 들어 d₅₀ 범위가 약 1 μm 내지 약 20 μm일 수 있다. 예를 들어, 흑연 재료는 d₅₀ 범위가 약 1.5 μm 내지 약 20 μm 또는 약 2 μm 내지 약 20 μm 또는 약 2.5 μm 내지 약 20 μm 또는 약 3 μm 내지 약 20 μm 또는 약 3.5 μm 내지 약 20 μm 또는 약 4 μm 내지 약 20 μm 또는 약 4.5 μm 내지 약 19.5 μm 또는 약 5 μm 내지 약 19 μm 또는 약 5.5 μm 내지 약 18.5 μm 또는 약 6 μm 내지 약 18 μm 또는 약 6.5 μm 내지 약 17.5 μm 또는 약 7 μm 내지 약 17 μm 또는 약 7.5 μm 내지 약 16.5 μm 또는 약 8 μm 내지 약 16 μm 또는 약 8.5 μm 내지 약 15.5 μm 또는 약 9 μm 내지 약 15 μm 또는 약 9.5 μm 내지 약 14.5 μm 또는 약 10 μm 내지 약 14 μm일 수 있다. 예를 들어, 흑연 재료는 d₅₀ 범위가 약 1 μm 내지 약 8 μm 또는 약 1 μm 내지 약 7 μm 또는 약 1 μm 내지 약 6 μm 또는 약 1 μm 내지 약 5 μm일 수 있다. 예를 들어, 흑연 재료는 d₅₀ 범위가 약 12 μm 내지 약 20 μm 또는 약 14 μm 내지 약 20 μm 또는 약 15 μm 내지 약 19 μm일 수 있다. 예를 들어, 흑연 재료는 천연 흑연이고 d₅₀ 범위가 약 5 μm 내지 약 18 μm일 수 있다. 예를 들어, 흑연 재료는 합성 흑연이고 d₅₀ 범위가 약 15 μm 내지 약 20 μm일 수 있다.

흑연 재료는, 예를 들어, d₉₀ 범위가 약 2 μm 내지 약 50 μm일 수 있다. 예를 들어, 흑연 재료는 d₉₀ 범위가 약 4 μm 내지 약 50 μm 또는 약 6 μm 내지 약 50 μm 또는 약 8 μm 내지 약 50 μm 또는 약 10 μm 내지 약 48 μm 또는 약 12 μm 내지 약 46 μm 또는 약 14 μm 내지 약 44 μm 또는 약 16 μm 내지 약 42 μm 또는 약 18 μm 내지 약 40 μm 또는 약 20 μm 내지 약 38 μm 또는 약 22 μm 내지 약 36 μm 또는 약 24 μm 내지 약 34 μm 또는 약 26 μm 내지 약 32 μm 또는 약 28 μm 내지 약 30 μm일 수 있다. 예를 들어, 흑연 재료는 d₉₀ 범위가 약 30 μm 내지 약 50 μm 또는 약 35 μm 내지 약 45 μm 또는 약 36 μm 내지 약 44 μm 또는 약 38 μm 내지 약 42 μm일 수 있다. 예를 들어, 흑연 재료는 천연 흑연이고 d₉₀ 범위가 약 10 μm 내지 약 50 μm 또는 약 10 μm 내지 약 45 μm 또는 약 20 μm 내지 약 40 μm 또는 약 30 μm 내지 약 40 μm일 수 있다. 예를 들어, 흑연 재료는 합성 흑연이고 d₉₀ 범위가 약 35 μm 내지 약 45 μm 또는 약 40 μm 내지 약 45 μm일 수 있다.

흑연 재료는, 예를 들어, d₅₀ 범위가 약 5 μm 내지 약 18 μm이고 d₉₀ 범위가 약 10 μm 내지 약 40 μm일 수 있다. 흑연 재료는, 예를 들어, d₅₀ 범위가 약 4 μm 내지 약 8 μm이고 d₉₀ 범위가 약 10 μm 내지 약 14 μm일 수 있다. 흑연 재료는, 예를 들어, d₅₀ 범위가 약 15 μm 내지 약 20 μm이고 d₉₀ 범위가 약 36 μm 내지 약 42 μm일 수 있다. 흑연 재료는, 예를 들어, d₅₀ 범위가 약 16 μm 내지 약 20 μm이고 d₉₀ 범위가 약 40 μm 내지 약 44 μm일 수 있다.

흑연 재료는, 예를 들어, BET 비표면적 범위가 약 4 내지 약 100 m²/g일 수 있다. 예를 들어, 흑연 재료는 BET 비표면적 범위가 약 4 내지 약 90 m²/g 또는 약 4 내지 약 80 m²/g 또는 약 4 내지 약 70 m²/g 또는 약 4 내지 약 60 m²/g 또는 약 4 내지 약 50 m²/g 또는 약 4 내지 약 40 m²/g 또는 약 4 내지 약 30 m²/g 또는 약 4 내지 약 20 m²/g 또는 약 4 내지 약 18 m²/g 또는 약 4 내지 약 16 m²/g 또는 약 4 내지 약 15 m²/g 또는 약 4 내지 약 14 m²/g 또는 약 4 내지 약 12 m²/g 또는 약 4 내지 약 11 m²/g일 수 있다. 예를 들어, 흑연 재료는 BET 비표면적 범위가 약 4 내지 약 11 m²/g 또는 약 4.5 내지 약 11 m²/g 또는 약 4.8 내지 약 10.8 m²/g일 수 있다.

달리 언급된 바 없다면, 입도 측정값은 Malvern 레이저 광산란법을 사용하여 결정된다. 이 방법에서, 분말, 현탁액 및 에멀션의 입도는 Mie 이론을 적용하여 레이저빔 회절을 이용하여 측정할 수 있다. 그러한 기기, 예를 들어 Malvern Mastersizer S(Malvern Instruments가 공급)는 측정값과 '구상당직경(equivalent spherical diameter)'(e.s.d)이라고 당업계에서 언급되는 크기가 제시된 e.s.d 값보다 작은 입자의 누적 부피%의 플롯을 제공한다. d₅₀ 및 d₉₀은 이러한 방식으로 측정된 입자 e.s.d의 값으로서, 각각 50 부피% 및 90 부피%의 입자가 각각 그 d₅₀ 또는 d₉₀ 값보다 작은 구상당직경을 가진다.

본원에서 사용된 바와 같은, "비표면적(BET)"은 단위 질량에 대한 미네랄 입자의 표면적을 의미하며, 표면을 완전히 덮는 단분자층을 형성하도록 상기 입자의 표면에 흡착된 질소의 양에 의해 BET법에 따라 측정된다(BET법, AFNOR 표준 X11-621 및 622 또는 ISO 9277에 따라 측정). 특정 구체예에서, 비표면은 ISO 9277 또는 이와 동등한 임의의 방법에 따라 측정한다.

조성물은, 예를 들어, 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1 wt% 이상의 흑연 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조성물은, 조성물의 총 중량을 기준으로 약 2 wt% 이상 또는 약 3 wt% 이상 또는 약 4 wt% 이상 또는 약 5 wt% 이상 또는 약 6 wt% 이상 또는 약 7 wt% 이상 또는 약 8 wt% 이상 또는 약 9 wt% 이상 또는 약 10 wt% 이상의 흑연 재료를 포함할 수 있다.

조성물은 예를 들어, 조성물의 총 중량을 기준으로 최대 약 70 wt%의 흑연 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조성물은 최대 약 60 wt% 또는 최대 약 55 wt% 또는 최대 약 50 wt% 또는 최대 약 45 wt% 또는 최대 약 40 wt% 또는 최대 약 35 wt% 또는 최대 약 30 wt% 또는 최대 약 25 wt% 또는 최대 약 20 wt%의 흑연 재료를 포함할 수 있다.

조성물은, 예를 들어, 약 1 wt% 내지 약 70 wt% 또는 약 5 wt% 내지 약 70 wt% 또는 약 10 wt% 내지 약 70 wt%의 흑연 재료를 포함할 수 있다. 조성물은, 예를 들어, 약 1 wt% 내지 약 50 wt% 또는 약 5 wt% 내지 약 50 wt% 또는 약 10 wt% 내지 약 50 wt%의 흑연 재료를 포함할 수 있다. 조성물은, 예를 들어, 약 1 wt% 내지 약 40 wt% 또는 약 5 wt% 내지 약 40 wt% 또는 약 10 wt% 내지 약 40 wt%의 흑연 재료를 포함할 수 있다. 조성물은, 예를 들어, 약 1 wt% 내지 약 30 wt% 또는 약 5 wt% 내지 약 30 wt% 또는 약 10 wt% 내지 약 30 wt%의 흑연 재료를 포함할 수 있다. 조성물은, 예를 들어, 약 1 wt% 내지 약 20 wt% 또는 약 5 wt% 내지 약 20 wt% 또는 약 10 wt% 내지 약 20 wt%의 흑연 재료를 포함할 수 있다.

중합체는 임의의 천연 또는 합성 중합체 또는 이의 혼합물일 수 있다. 중합체는, 예를 들어 열가소성 또는 열경화성일 수 있다. 본원에 사용된 용어 "중합체"는 단독중합체 및/또는 공중합체뿐 아니라, 가교된 및/또는 엉킨 중합체를 포함한다.

중합체 성분에 적용될 수 있는 용어 "전구체"는 당업자에 의해 쉽게 이해될 것이다. 예를 들어, 적절한 전구체는 하기 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 단량체, 가교제, 프로모터 및 가교제를 포함하는 경화계, 또는 이의 임의의 조합. 본 발명에 따라 흑연 재료를 중합체의 전구체와 혼합하는 경우, 전구체 성분을 경화 및/또는 중합시켜 원하는 중합체를 형성함으로써, 중합체 조성물이 후속 형성될 것이다.

본 발명의 조성물에 포함되는 단독중합체 및/또는 공중합체를 비롯한 중합체는, 하기 단량체 중 하나 이상으로부터 제조될 수 있다: 아크릴산, 메타크릴산, 메틸 메타크릴레이트, 및 알킬기 내에 1-18개의 탄소 원자를 갖는 알킬 아크릴레이트, 스티렌, 치환된 스티렌, 디비닐 벤젠, 디알릴 프탈레이트, 부타디엔, 비닐 아세테이트, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 말레산 무수물, 말레산 또는 푸마르산의 에스테르, 테트라하이드로프탈산 또는 무수물, 이타콘산 또는 무수물, 및 이타콘산의 에스테르, 가교성 이량체, 삼량체 또는 사량체의 존재 또는 부재 하에, 크로톤산, 네오펜틸 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부탄디올, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 글리세롤, 사이클로헥산디메탄올, 1,6 헥산디올, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 프탈산 무수물, 이소프탈산산, 테레프탈산, 헥사하이드로프탈산 무수물, 아디프산 또는 숙신산, 아젤라산 및 이량체 지방산, 톨루엔 디이소시아네이트 및 디페닐 메탄 디이소시아네이트.

중합체는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리비닐, 폴리아크릴로니트릴, 폴리부타디엔, 폴리스티렌, 폴리아크릴레이트, 폴리올레핀(폴리알켄), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에폭시 중합체, 불포화 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리사이클로펜타디엔 및 이들의 공중합체 중 하나 이상으로부터 선택될 수 있다. 적합한 중합체는 또한 실리콘과 같은 액상 고무를 포함한다.

본 발명에 따라 사용될 수 있는 중합체는 유리하게는 열가소성 중합체이다. 열가소성 중합체는 열의 작용에 의해 연화되고 냉각시 원래의 특성으로 다시 경화되는 것, 즉 가열 - 냉각 사이클이 완전히 가역적인 것이다. 통상적인 정의에 의하면, 열가소성 플라스틱은 분자 결합을 갖는 직쇄 및 분지쇄의 선형 사슬 유기 중합체이다. 본 발명에 따라 사용될 수 있는 중합체의 예는 폴리에틸렌, 예를 들어 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 및 이의 중밀도 등급, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) , 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 비닐/폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리스티렌 및 이들의 혼합물을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

특정 구체예에서, 중합체는 폴리알킬렌 중합체, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 또는 에틸렌, 프로필렌 및 부틸렌 단량체 중 2 이상의 공중합체, 예를 들어 에틸렌-프로필렌 공중합체이다. 특정 구체예에서, 중합체는 프로필렌, 폴리에틸렌 및 에틸렌-프로필렌 공중합체 중 2 이상의 혼합물, 예를 들어 프로필렌과 폴리에틸렌의 혼합물이다. 특정 구체예에서, 중합체는 폴리프로필렌이다. 특정 구체예에서, 중합체는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 혼합물을 포함하거나, 본질적으로 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 이루어진다.

조성물은 예를 들어, 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 적어도 약 20 wt%의 중합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조성물은 적어도 약 25 wt% 또는 적어도 약 30 wt% 또는 적어도 약 35 wt% 또는 적어도 약 40 wt% 또는 적어도 약 45 wt% 또는 적어도 약 50 wt%의 중합체를 포함할 수 있다. 조성물은, 예를 들어, 최대 약 99.5 wt%의 중합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조성물은 최대 약 95 wt% 또는 최대 약 90 wt% 또는 최대 약 85 wt% 또는 최대 약 80 wt% 또는 최대 약 75 wt% 또는 최대 약 70 wt%의 중합체를 포함할 수 있다.

조성물은, 예를 들어, 비제한적인 예로서 탈크, 카본 블랙, 알칼리 토금속 탄산염 또는 황산염, 예컨대 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 백운석, 석고, 함수 칸다이트 클레이, 예컨대 카올린, 할로이사이트 또는 볼 클레이, 무수 (하소) 칸다이트 클레이, 예컨대 메타카올린 또는 완전 하소된 카올린, 운모, 펄라이트, 장석류, 하석 섬장암, 규회석, 규조토, 중정석, 유리, 및 천연 또는 합성 실리카 또는 실리케이트를 포함하여, 흑연 재료 이외의 무기 미립자 재료를 포함할 수 있다. 특정 구체예에서, 조성물은 탈크를 추가로 포함한다. 특정 구체예에서, 조성물은 카본 블랙을 추가로 포함한다. 특정 구체예에서, 조성물은 탈크 및 카본 블랙을 추가로 포함한다.

추가의 무기 미립자 재료는 조성물의 제조 중에 포함되거나, 또는, 대안적으로, 흑연 재료의 제조 중에 포함될 수 있으며, 예컨대 흑연 재료를 다른 무기 미립자 재료와 혼합 및 블렌딩하고, 경우에 따라 표면 처리제와 배합할 수 있다. 그러한 구체예에서, 다른 무기 미립자 재료를 표면 처리제로 표면 처리할 수 있다.

다른 무기 미립자 재료의 양은, 예를 들어, 약 5 wt% 내지 약 70 wt%, 예를 들어 약 10 wt% 내지 약 60 wt% 또는 약 15 wt% 내지 약 50 wt% 또는 약 20 wt% 내지 약 40 wt% 범위일 수 있다. 예를 들어, 다른 무기 미립자 재료의 양은 약 5 wt% 내지 약 40 wt% 또는 약 10 wt% 내지 약 35 wt% 또는 약 15 wt% 내지 약 30 wt% 또는 약 20 wt% 내지 약 25 wt% 범위일 수 있다.

특정 구체예에서, 조성물은 추가로 약 5 wt% 내지 약 70 wt%의 탈크를 포함한다. 예를 들어, 조성물은 추가로 약 10 wt% 내지 약 60 wt% 또는 약 20 wt% 내지 약 50 wt% 또는 약 30 wt% 내지 약 40 wt%의 탈크를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조성물은 추가로 약 5 wt% 내지 약 40 wt%의 탈크, 예를 들어 약 5 wt% 내지 약 30 wt% 또는 약 5 wt% 내지 약 20 wt% 또는 약 10 wt% 내지 약 35 wt% 또는 약 10 wt% 내지 약 30 wt% 또는 약 15 wt% 내지 약 30 wt% 또는 약 20 wt% 내지 약 25 wt%의 탈크를 포함할 수 있다.

탈크는, 예를 들어, 표면 처리될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "표면 처리된"은 탈크의 입자가, 탈크의 표면에 부착(예컨대, 물리흡착 또는 결합)되거나, 또는 그렇지 않으면 탈크의 표면과 회합되어 있는 화합물과 접촉하고 있다는 것을 의미한다. 탈크의 표면 처리는 탈크 미립자의 응집을 감소 또는 제거하고, 및/또는 탈크 미립자의 중합체 조성물로의 혼입을 증진시키는 작용을 할 수 있다.

적절한 표면 처리제는 극성 라디칼을 보유하는 소수성 탄소쇄를 갖는 화합물, 예를 들어 아민, 실란, 실록산, 알콜 또는 산 계열 및 이들의 금속 염을 포함한다. 예를 들어, 표면 처리제는 폴리에테르 또는 이의 유도체, 예를 들어 폴리에테르 개질된 폴리실록산이다.

폴리에테르는 폴리옥시알킬렌(POA), 예를 들어, 폴리알킬렌글리콜(PAG) 또는 폴리알킬렌옥사이드(PAO)일 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같은 용어 '폴리알킬렌글리콜'은 수 평균 분자량이 20,000 g/mol 미만인 POA를, 용어 '폴리알킬렌 옥시드'는 수 평균 분자량이 20,000 g/mol 초과인 POA를 의미한다. 특정 구체예에서, 표면 처리제는 수 평균 분자량이 약 100 내지 약 15,000 g/mol, 예를 들어, 약 200 내지 약 10,000 g/mol, 또는 약 500 내지 약 9000 g/mol, 또는 약 1000 내지 약 9000 g/mol, 또는 약 2000 내지 약 900 g/mol, 또는 약 4000 내지 약 9000 g/mol, 또는 약 6000 내지 약 9000 g/mol, 또는 약 6000 내지 약 8500 g/mol인 폴리알킬렌 글리콜을 포함하거나, 상기 폴리알킬렌 글리콜이다.

폴리에테르는 파라포름알데히드(폴리메틸렌 옥사이드), 폴리테트라메틸렌 글리콜, 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드, 폴리부틸렌 옥사이드 및 이들의 조합 중 하나 이상으로부터 선택되는 폴리 알킬렌 옥사이드일 수 있다.

표면 처리제는 폴리에틸렌 글리콜을 포함하거나 또는 폴리에틸렌 글리콜일 수 있다. 표면 처리제는 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜(PPG)의 혼합물을 포함하거나 또는 상기 혼합물일 수 있다. 표면 처리제는 수 평균 분자량이 약 200 내지 약 10,000 g/mol, 예를 들어, 약 500 내지 약 9000 g/mol, 또는 약 1000 내지 약 9000 g/mol, 또는 약 2000 내지 약 900 g/mol, 또는 약 4000 내지 약 9000 g/mol, 또는 약 6000 내지 약 9000 g/mol, 또는 약 6000 내지 약 8500 g/mol인 폴리에틸렌 글리콜일 수 있다. 예시적인 PEG는 BASF의 Puriol^TM 범주의 폴리글리콜, 예를 들어, Puriol^TM 8005를 포함한다.

표면 처리제는 지방산, 및/또는 이의 금속 염, 예를 들어 스테아르산 또는 금속 스테아레이트, 예컨대 스테아르산 마그네슘, 칼슘 또는 아연을 포함하거나, 상기 열거한 것들일 수 있다.

적절한 실란계 제제는 아미노실란, 예를 들어, 트리메톡시실릴 에틸 아민, 트리에톡시실릴 에틸 아민, 트리프로폭시실릴 에틸 아민, 트리부톡시실릴 에틸 아민, 트리메톡시실릴 프로필 아민, 트리에톡시실릴 프로필 아민, 트리프로폭시실릴 프로필 아민, 트리이소프로폭시실릴 프로필 아민, 트리부톡시실릴 프로필 아민, 트리메톡시실릴 부틸 아민, 트리에톡시실릴 부틸 아민, 트리프로폭시실릴 부틸 아민, 트리부톡시실릴 부틸 아민, 트리메톡시실릴 펜틸 아민, 트리에톡시실릴 펜틸 아민, 트리프로폭시실릴 펜틸 아민, 트리부톡시실릴 펜틸 아민, 트리메톡시실릴 헥실 아민, 트리에톡시실릴 헥실 아민, 트리프로폭시실릴 헥실 아민, 트리부톡시실릴 헥실 아민, 트리메톡시실릴 헵틸 아민, 트리에톡시실릴 헵틸 아민, 트리프로폭시실릴 헵틸 아민, 트리부톡시실릴 헵틸 아민, 트리메톡시실릴 옥틸 아민, 트리에톡시실릴 옥틸 아민, 트리프로폭시실릴 옥틸 아민, 트리부톡시실릴 옥틸 아민 등이다. 하이드로카빌기 및 극성기를 갖는 적절한 제제는 하이드로카빌 아민, 예컨대 트리에탄올아민(TEA), 및 아미노 알콜 제제, 예컨대 2-아미노-2-메틸-1-프로판올이다. AMP-95®은 5% 수분을 함유하는 시판 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 조제물이다.

표면 처리제는 원하는 결과를 실현하는데 효과적인 양으로 첨가될 수 있다. 특정 구체예에서, 표면 처리제의 양은 탈크의 중량에 대하여 약 0.1 % 내지 5 중량%이고, 예를 들어, 탈크의 중량에 대하여 약 0.1 중량% 내지 2 중량%이다.

표면 처리제는, 탈크에 첨가하고 통상적인 방법을 사용하여 혼합함으로써 적용될 수 있다. 표면 처리제는 비교적 거친 탈크 출발 물질로부터 탈크를 제조하는 동안, 그리고 탈크가 중합체 조성물에 첨가되기 전에 적용될 수 있다.

탈크 대 흑연 재료의 중량비는, 예를 들어, 약 20:1 내지 약 1:20 범위일 수 있다. 예를 들어, 탈크 대 흑연 재료의 중량비는 약 15:1 내지 약 1:15, 예를 들어 약 10:1 내지 약 1:10, 예를 들어 약 5:1 내지 약 1:5 범위일 수 있다. 예를 들어, 탈크 대 흑연 재료의 중량비는 약 20:1 내지 약 1:10 또는 약 20:1 내지 약 1:5 또는 약 20:1 내지 약 1:2 또는 약 20:1 내지 약 1:1 범위일 수 있다. 예를 들어, 탈크 대 흑연 재료의 중량비는 약 10:1 내지 약 1:10 또는 약 10:1 내지 약 1:5 또는 약 10:1 내지 약 1:2 또는 약 10:1 내지 약 1:1 범위일 수 있다. 예를 들어, 탈크 대 흑연 재료의 중량비는 약 5:1 내지 약 1:10 또는 약 5:1 내지 약 1:5 또는 약 5:1 내지 약 1:2 또는 약 5:1 내지 약 1:1 범위일 수 있다.

특정 구체예에서, 조성물은 추가로 약 1 wt% 내지 약 10 wt%의 카본 블랙을 포함한다. 예를 들어, 조성물은 추가로 약 2 wt% 내지 약 9 wt% 또는 약 3 wt% 내지 약 8 wt% 또는 약 4 wt% 내지 약 7 wt% 또는 약 5 wt% 내지 약 6 wt%의 카본 블랙을 포함할 수 있다.

카본 블랙 대 흑연 재료의 중량비는, 예를 들어, 약 5:1 내지 약 1:50 범위일 수 있다. 예를 들어, 카본 블랙 대 흑연 재료의 중량비는 약 2:1 내지 약 1:50 또는 약 1:1 내지 약 1:50 범위일 수 있다. 예를 들어, 카본 블랙 대 흑연 재료의 중량비는 약 2:1 내지 약 1:40 또는 약 2:1 내지 약 1:30 또는 약 2:1 내지 약 1:20 또는 약 2:1 내지 약 1:10 또는 약 2:1 내지 약 1:5 범위일 수 있다. 예를 들어, 카본 블랙 대 흑연 재료의 중량비는 약 1:1 내지 약 1:40 또는 약 1:1 내지 약 1:30 또는 약 1:1 내지 약 1:20 또는 약 1:1 내지 약 1:10 또는 약 1:1 내지 약 1:5 범위일 수 있다.

특정 구체예에서, 흑연 재료, 탈크 및 카본 블랙 이외의 다른 무기 미립자 재료의 양은, 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 약 10 중량% 미만, 예를 들어, 약 5 중량% 미만, 또는 약 1 중량% 미만, 또는 약 0.5 중량% 미만, 또는 약 0.4 중량% 미만, 또는 약 0.3 중량% 미만, 또는 약 0.2 중량% 미만, 또는 약 0.1 중량% 미만이다.

특정 구체예에서, 조성물 중 무기 미립자 재료(즉, 임의의 흑연 재료, 탈크 및 카본 블랙 포함)의 총량은 약 80 wt% 이하이다. 예를 들어, 조성물은 최대 약 75 wt% 또는 최대 약 70 wt% 또는 최대 약 65 wt% 또는 최대 약 60 wt% 또는 최대 약 55 wt% 또는 최대 약 50 wt%의 총 무기 미립자 재료를 포함할 수 있다.

특정 구체예에서, 조성물은 (최종 중합체 조성물을 형성하기 위해 추가의 중합체와 배합하기에 적합한) 마스터배치 조성물이다. 다른 구체예에서, 조성물은 추가의 중합체를 첨가하지 않고 중합체 복합체 또는 물품을 형성하도록 처리될 수 있는 최종 중합체 조성물이다.

무기 미립자 재료의 총량은 최종 중합체 조성물에서보다 마스터배치 조성물에서 더 높을 수 있다. 조성물이 마스터배치 조성물인 경우, 조성물 중 무기 미립자 재료의 총량은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 40 wt% 내지 약 80 wt%, 예를 들어 약 45 wt% 내지 약 75 wt% 또는 약 50 wt% 내지 약 75 wt% 또는 약 55 wt% 내지 약 75 wt% 또는 약 60 wt% 내지 약 70 wt% 범위일 수 있다. 중합체 조성물이 마스터배치 조성물인 경우, 조성물 중 흑연 재료의 총량은 약 5 wt% 내지 약 80 wt%, 예를 들어 약 10 wt% 내지 약 75 wt% 또는 약 20 wt% 내지 약 70 wt% 또는 약 25 wt% 내지 약 65 wt% 또는 약 30 wt% 내지 약 60 wt% 또는 약 40 wt% 내지 약 50 wt% 범위일 수 있다. 조성물이 최종 중합체 조성물인 경우, 조성물 중 무기 미립자 재료의 총량은 약 1 wt% 내지 약 60 wt%, 예를 들어 약 1 wt% 내지 약 45 wt% 또는 약 1 wt% 내지 약 30 wt% 또는 약 1 wt% 내지 약 20 wt% 또는 약 5 wt% 내지 약 40 wt% 또는 약 10 wt% 내지 약 35 wt% 또는 약 15 wt% 내지 약 30 wt% 범위일 수 있다. 조성물이 최종 중합체 조성물인 경우, 조성물 중 흑연 재료의 총량은 약 1 wt% 내지 약 50 wt%, 예를 들어 약 1 wt% 내지 약 45 wt% 또는 약 5 wt% 내지 약 40 wt% 또는 약 10 wt% 내지 약 35 wt% 또는 약 15 wt% 내지 약 30 wt% 범위일 수 있다.

특정 구체예에서, 흑연 재료는 중합체 조성물에서 기능성 충전제로서 사용되어, 예를 들어 중합체 조성물의 하나 이상의 기계적 성질을 변경 또는 증진하거나, 또는 중합체 조성물의 하나 이상의 색상 특성을 변경할 수 있다. 특정 구체예에서, 흑연 재료를 사용하여 조성물, 복합체 또는 물품에 열 전도도 및/또는 전기 전도도를 제공할 수 있다.

특정 구체예에서, 흑연 재료를 확장 충전제로서, 예를 들어, 중합체 조성물에 혼입하기 더 곤란할 수 있는 다른 충전제 재료를 보충하거나 대체하기 위해서 사용될 수 있다.

특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 L^* 값이 약 65 이하이다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 L^* 값이 약 60 이하 또는 약 55 이하 또는 약 50 이하 또는 약 45 이하 또는 약 40 이하일 수 있다. 특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 L^* 값이 0 내지 약 65 범위이다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 L^* 값 범위가 약 5 내지 약 60 또는 약 10 내지 약 55 또는 약 15 내지 약 50 또는 약 20 내지 약 45 또는 약 25 내지 약 40 범위일 수 있다. 특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품은 조성물, 복합체 또는 물품의 총 중량을 기준으로 적어도 약 20 wt%의 흑연 재료를 포함한다. 특정 구체예에서, 중합체는 폴리프로필렌이다.

특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 스크래칭 후에 이 범위 내에서 L^* 값을 유지한다. 이는, 특정 스크래치 패턴이 고정 하중(예, 10N)에서 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 표면 상에 이루어지는 에릭슨 크로스-해치(Erichsen cross-hatch) 방법을 사용하여 측정할 수 있다. 이후 스크래치 성능은, (스크래칭 전 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 L^* 값과 비교하여) 스크래칭 후 L^*의 차이를 측정함으로써 결정된다. L^*의 차이가 낮을 수록(더 낮은 ΔL^*) 스크래치 시인성이 덜 하다는 것을 나타낸다. 예를 들어, 1 mm 절삭 공구를 사용하여 각 절삭 사이에 2 mm, 절삭 속도 16.67 mm/s 및 압력 하중 10 N으로 20회 절삭하여 이것을 측정할 수 있다.

특정 구체예에서, (상기 개시된 바와 같이 측정된) 조성물, 복합체 또는 물품의 ΔL^*은 약 10 이하이다. 예를 들어 조성물, 복합체 또는 물품의 ΔL^*은 약 8 이하 또는 약 6 이하 또는 약 5 이하 또는 약 4 이하 또는 약 3 이하 또는 약 2 이하 또는 약 1.5 이하 또는 약 1 이하일 수 있다. 예를 들어, 조성물, 복합체 또는 물품의 ΔL^*은 적어도 약 0.5, 예를 들어 적어도 약 1일 수 있다. 특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 20 wt% 이상의 흑연 재료를 포함할 수 있다. 특정 구체예에서, 중합체는 폴리프로필렌이다.

특정 구체예에서, 본원에 개시된 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어지는 조성물에 약 65 이하의 L^* 값을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본원에 개시된 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 약 60 이하 또는 약 55 이하 또는 약 50 이하 또는 약 45 이하 또는 약 40 이하의 L^* 값을 제공할 수 있다. 특정 구체예에서, 본원에 개시된 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 약 0 내지 약 65의 L^* 값 범위를 제공할 수 있다. 예를 들어, 본원에 개시된 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 약 5 내지 약 60 또는 약 10 내지 약 55 또는 약 15 내지 약 50 또는 약 20 내지 약 45 또는 약 25 내지 약 40의 L^* 값 범위를 제공할 수 있다.

특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 L^* 값이, 흑연 재료를 포함하지 않는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 L^* 값보다 적어도 약 10 포인트 더 낮다(예를 들어, 본 발명의 조성물의 L^* 값이 40이면, 상응하는 조성물의 L^* 값은 50이다). 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 L^* 값이, 흑연 재료를 포함하지 않는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 L^* 값보다 적어도 약 15 포인트 또는 적어도 약 20 포인트 또는 적어도 약 25 포인트 또는 적어도 약 30 포인트 더 낮을 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 L^* 값이, 흑연 재료를 포함하지 않는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 L^* 값보다 최대 약 70 포인트 또는 최대 약 60 포인트 또는 최대 약 50 포인트 또는 최대 약 40 포인트 더 낮을 수 있다.

특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 L^* 값이, 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 L^* 값보다 적어도 약 10 포인트 더 낮다(예컨대, 본 발명의 조성물의 L^* 값이 40이면, 상응하는 조성물의 L^* 값은 50임). 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 L^* 값은, 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 L^* 값보다 적어도 약 15 포인트 또는 적어도 약 20 포인트 또는 적어도 약 25 포인트 또는 적어도 약 30 포인트 더 낮을 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 L^* 값은, 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 L^* 값보다 최대 약 70 포인트 또는 최대 약 60 포인트 또는 최대 약 50 포인트 또는 최대 약 40 포인트 더 낮을 수 있다.

L^*은 CIE L^*a*b* 색 공간을 사용하여 측정된다. 중합체 조성물의 L^* 백도는, KONICA/MINOLTA의 분광광도계 MINOLTA CM-3700D(광원 D65/10°)를 사용하여 측정할 수 있다.

특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 열 전도성이 있다. 특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품은 25℃에서의 수평(in-plane) 열 전도도가 약 0.6 W/mk 이상 또는 약 0.7 W/mk 이상이다. 특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 25℃에서의 수평 열 전도도가 약 0.8 W/mk 이상 또는 약 0.9 W/mk 이상 또는 약 1 W/mk 이상 또는 약 1.1 W/mk 이상 또는 약 1.2 W/mk 이상이다. 특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품은 25℃에서의 수평 열 전도도 범위가 약 0.7 W/mk 내지 약 10 W/mk 또는 약 0.7 W/mk 내지 약 8 W/mk 또는 약 0.7 W/mk 내지 약 6 W/mk 또는 약 0.7 W/mk 내지 약 5 W/mk 또는 약 0.8 W/mk 내지 약 4.5 W/mk 또는 약 0.9 W/mk 내지 약 4 W/mk 또는 약 1 W/mk 내지 약 3 W/mk이다. 특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품은 25℃에서의 수평 열 전도도 범위가 약 0.7 W/mk 내지 약 2 W/mk 또는 약 0.8 W/mk 내지 약 1.8 W/mk 또는 약 0.9 W/mk 내지 약 1.6 W/mk 또는 약 1 W/mk 내지 약 1.4 W/mk이다. 특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 20 wt% 이상의 흑연 재료를 포함한다. 특정 구체예에서, 중합체는 폴리프로필렌이다.

특정 구체예에서, 본원에 개시된 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 약 0.6 W/mk 이상 또는 약 0.7 W/mk 이상 또는 약 0.8 W/mk 이상 또는 약 0.9 W/mk 이상 또는 약 1 W/mk 이상 또는 약 1.1 W/mk 이상 또는 약 1.2 W/mk 이상의 25℃에서의 수평 열 전도도를 제공한다. 특정 구체예에서, 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 약 0.7 W/mk 내지 약 10 W/mk 또는 약 0.7 W/mk 내지 약 8 W/mk 또는 약 0.7 W/mk 내지 약 6 W/mk 또는 약 0.7 W/mk 내지 약 5 W/mk 또는 약 0.8 W/mk 내지 약 4.5 W/mk 또는 약 0.9 W/mk 내지 약 4 W/mk 또는 약 1 W/mk 내지 약 3 W/mk 범위의 25℃에서의 수평 열 전도도를 제공한다. 특정 구체예에서, 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 약 0.7 W/mk 내지 약 2 W/mk 또는 약 0.8 W/mk 내지 약 1.8 W/mk 또는 약 0.9 W/mk 내지 약 1.6 W/mk 또는 약 1 W/mk 내지 약 1.3 W/mk 범위의 25℃에서의 수평 열 전도도를 제공한다.

특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품은 25℃에서의 수평 열 전도도가, 흑연 재료를 포함하지 않는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 25℃에서의 수평 열 전도도보다 적어도 약 20% 더 크다. 예를 들어, 조성물, 복합체 또는 물품은 25℃에서의 수평 열 전도도가, 흑연 재료를 포함하지 않는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 25℃에서의 수평 열 전도도보다 적어도 약 25% 또는 적어도 약 30% 또는 적어도 약 35% 또는 적어도 약 40% 또는 적어도 약 45% 또는 적어도 약 50% 더 클 수 있다. 예를 들어, 조성물, 복합체 또는 물품은 25℃에서의 수평 열 전도도가, 흑연 재료를 포함하지 않는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 25℃에서의 수평 열 전도도보다 최대 약 100% 또는 최대 약 95% 또는 최대 약 90% 또는 최대 약 85% 또는 최대 약 80% 또는 최대 약 75% 더 클 수 있다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물, 복합체 또는 물품은 조성물, 복합체 또는 물품의 총 중량을 기준으로 하여, 약 20 wt% 이상의 흑연 재료를 포함한다.

특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품은 25℃에서의 수평 열 전도도가, 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 25℃에서의 수평 열 전도도보다 적어도 약 20% 더 크다. 예를 들어, 조성물, 복합체 또는 물품은 25℃에서의 수평 열 전도도가, 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 25℃에서의 수평 열 전도도보다 적어도 약 25% 또는 적어도 약 30% 또는 적어도 약 35% 또는 적어도 약 40% 또는 적어도 약 45% 또는 적어도 약 50% 더 클 수 있다. 예를 들어, 조성물, 복합체 또는 물품은 25℃에서의 수평 열 전도도가, 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 25℃에서의 수평 열 전도도보다 최대 약 100% 또는 최대 약 95% 또는 최대 약 90% 또는 최대 약 85% 또는 최대 약 80% 또는 최대 약 75% 더 클 수 있다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물, 복합체 또는 물품은 조성물, 복합체 또는 물품의 총 중량을 기준으로 약 20 wt% 이상의 흑연 재료를 포함한다.

특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품은 25℃에서의 수직(through-plane) 열 전도도가 약 0.2 W/mk 이상 또는 약 0.3 W/mk 이상이다. 특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 25℃에서의 수직 열 전도도가 약 0.4 W/mk 이상 또는 약 0.5 W/mk 이상 또는 약 0.6 W/mk 이상 또는 약 0.7 W/mk 이상 또는 약 0.8 W/mk 이상 또는 약 0.9 W/mk 이상 또는 약 1 W/mk 이상 또는 약 1.1 W//mk 이상 또는 약 1.2 W/mk 이상이다. 특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품은 25℃에서의 수직 열 전도도 범위가 약 0.2 W/mk 내지 약 4 W/mk 또는 약 0.2 W/mk 내지 약 2 W/mk 또는 약 0.2 W/mk 내지 약 1.5 W/mk 또는 약 0.3 W/mk 내지 약 1.4 W/mk 또는 약 0.4 W/mk 내지 약 1.3 W/mk 또는 약 0.5 W/mk 내지 약 1.2 W/mk 또는 약 0.6 W/mk 내지 약 1.1 W/mk 또는 약 0.7 내지 약 1 W/mk 이다. 특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 20 wt% 이상의 흑연 재료를 포함할 수 있다, 특정 구체예에서, 중합체는 폴리프로필렌이다.

특정 구체예에서, 본원에 개시된 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 약 0.2 W/mk 이상 또는 약 0.3 W/mk 이상 또는 약 0.4 W/mk 이상 또는 약 0.5 W/mk 이상 또는 약 0.6 W/mk 이상 또는 약 0.7 W/mk 이상 또는 약 0.8 W/mk 이상 또는 약 0.9 W/mk 이상 또는 약 1 W/mk 이상 또는 약 1.1 W//mk 이상 또는 약 1.2 W/mk 이상의 25℃에서의 수직 열 전도도를 제공한다. 특정 구체예에서, 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 약 0.2 W/mk 내지 약 4 W/mk 또는 약 0.2 W/mk 내지 약 2 W/mk 또는 약 0.2 W/mk 내지 약 1.5 W/mk 또는 약 0.3 W/mk 내지 약 1.4 W/mk 또는 약 0.4 W/mk 내지 약 1.3 W/mk 또는 약 0.5 W/mk 내지 약 1.2 W/mk 또는 약 0.6 W/mk 내지 약 1.1 W/mk 또는 약 0.7 내지 약 1 W/mk 범위의 25℃에서의 수직 열 전도도를 제공한다. 특정 구체예에서, 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 약 0.2 W/mk 내지 약 1.5 W/mk 또는 약 0.3 W/mk 내지 약 1.4 W/mk 또는 약 0.4 W/mk 내지 약 1.3 W/mk 또는 약 0.5 W/mk 내지 약 1.2 W/mk 또는 약 0.6 W/mk 내지 약 1.1 W/mk 또는 약 0.7 내지 약 1 W/mk 범위의 25℃에서의 수직 열 전도도를 제공한다.

특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품은 25℃에서의 수직 열 전도도가, 흑연 재료를 포함하지 않는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 25℃에서의 수직 열 전도도보다 적어도 약 20% 더 크다. 예를 들어, 조성물, 복합체 또는 물품은 25℃에서의 수직 열 전도도가, 흑연 재료를 포함하지 않는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 25℃에서의 수직 열 전도도보다 적어도 약 25% 또는 적어도 약 30% 또는 적어도 약 35% 또는 적어도 약 40% 또는 적어도 약 45% 또는 적어도 약 50% 더 클 수 있다. 예를 들어, 조성물, 복합체 또는 물품은 25℃에서의 수직 열 전도도가, 흑연 재료를 포함하지 않는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 25℃에서의 수직 열 전도도보다 최대 약 100% 또는 최대 약 95% 또는 최대 약 90% 또는 최대 약 85% 또는 최대 약 80% 또는 최대 약 75% 더 클 수 있다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물, 복합체 또는 물품은 조성물, 복합체 또는 물품의 총 중량을 기준으로 약 20 wt% 이상의 흑연 재료를 포함한다.

특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품은 25℃에서의 수직 열 전도도가, 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 25℃에서의 수직 열 전도도보다 적어도 약 20% 더 크다. 예를 들어, 조성물, 복합체 또는 물품은 25℃에서의 수직 열 전도도가, 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 25℃에서의 수직 열 전도도보다 적어도 약 25% 또는 적어도 약 30% 또는 적어도 약 35% 또는 적어도 약 40% 또는 적어도 약 45% 또는 적어도 약 50% 더 클 수 있다. 예를 들어, 조성물, 복합체 또는 물품은 25℃에서의 수직 열 전도도가, 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 25℃에서의 수직 열 전도도보다 최대 약 100% 또는 최대 약 95% 또는 최대 약 90% 또는 최대 약 85% 또는 최대 약 80% 또는 최대 약 75% 더 클 수 있다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물, 복합체 또는 물품은, 조성물, 복합체 또는 물품의 총 중량을 기준으로 하여 약 20 wt% 이상의 흑연 재료를 포함한다.

열전도도는 ASTM E1461에 따라 Netzsch Laserflash LFA447을 사용하여 측정 될 수 있으며, 수직 및 수평 열 전도도는 문헌[C. Raman, High Performance Plastics 2011 Proceedings, (2011) Smithers Rapra Technology] (그 내용이 본원에 인용으로 포함됨)에 개시된 절차에 따라 압축 성형 샘플을 사용하여 측정될 수 있다.

특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 전기 전도성일 수 있다. 특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은, 비저항이 약 10⁹ Ohm/cm 이하가 되는 전기 전도성일 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은, 비저항이 약 10⁸ Ohm/cm 이하 또는 약 10⁷ Ohm/cm 이하 또는 약 10⁶ Ohm/cm 이하 또는 약 10⁵ Ohm/cm 이하 또는 약 10⁴ Ohm/cm 이하가 되는 전기 전도성일 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은, 비저항이 약 1 Ohm/cm 이상 또는 약 10 Ohm/cm 이상 또는 약 100 Ohm/cm 이상 또는 약 1000 Ohm/cm 이상이 되는 전기 전도성일 수 있다. 특정 구체예에서, 중합체는 폴리프로필렌이다. 특정 구체예에서, 조성물은 20 wt% 이상의 흑연 재료를 포함한다.

특정 구체예에서, 본원에 개시된 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 약 10⁹ Ohm/cm 이하의 비저항을 제공한다. 예를 들어, 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 약 10⁸ Ohm/cm 이하 또는 약 10⁷ Ohm/cm 이하 또는 약 10⁶ Ohm/cm 이하 또는 약 10⁵ Ohm/cm 이하 또는 약 10⁴ Ohm/cm 이하의 비저항을 제공할 수 있다. 예를 들어, 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 약 1 Ohm/cm 이상 또는 약 10 Ohm/cm 이상 또는 약 100 Ohm/cm 이상 또는 약 1000 Ohm/cm 이상의 비저항을 제공할 수 있다.

특정 구체예에서, 압축 성형시 조성물, 복합체, 물품 또는 수지 화합물은 25℃에서의 비저항이, 흑연 재료를 포함하지 않는 압축 성형시 조성물, 복합체, 물품 또는 수지 화합물의 25℃에서의 비저항보다 적어도 약 20% 더 작다. 예를 들어, 압축 성형시 조성물, 복합체, 물품 또는 수지 화합물은 25℃에서의 비저항이, 흑연 재료를 포함하지 않는 압축 성형시 조성물, 복합체, 물품 또는 수지 화합물의 25℃에서의 비저항보다 적어도 약 25% 또는 적어도 약 30% 또는 적어도 약 35% 또는 적어도 약 40% 또는 적어도 약 45% 또는 적어도 약 50% 더 작을 수 있다. 예를 들어, 압축 성형시 조성물, 복합체, 물품 또는 수지 화합물은 25℃에서의 비저항이, 흑연 재료를 포함하지 않는 압축 성형시 조성물, 복합체, 물품 또는 수지 화합물의 25℃에서의 비저항보다 최대 약 100% 또는 최대 약 95% 또는 최대 약 90% 또는 최대 약 85% 또는 최대 약 80% 또는 최대 약 75% 더 작을 수 있다. 특정 구체예에서, 압축 성형시 본 발명의 조성물, 복합체, 물품 또는 수지 화합물은, 압축 성형시 조성물, 복합체, 물품 또는 수지 화합물의 총 중량을 기준으로 약 20 wt% 이상의 흑연 재료를 포함한다.

특정 구체예에서, 압축 성형시 조성물, 복합체, 물품 또는 수지 화합물은 25℃에서의 비저항이, 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 압축 성형시 조성물, 복합체, 물품 또는 수지 화합물의 25℃에서의 비저항보다 적어도 약 20% 더 작다. 예를 들어, 압축 성형시 조성물, 복합체, 물품 또는 수지 화합물은 25℃에서의 비저항이, 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 압축 성형시 조성물, 복합체, 물품 또는 수지 화합물의 25℃에서의 비저항보다 적어도 약 25% 또는 적어도 약 30% 또는 적어도 약 35% 또는 적어도 약 40% 또는 적어도 약 45% 또는 적어도 약 50% 더 작을 수 있다. 예를 들어, 압축 성형시 조성물, 복합체, 물품 또는 수지 화합물은 25℃에서의 비저항이, 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 압축 성형시 조성물, 복합체, 물품 또는 수지 화합물의 25℃에서의 비저항보다 최대 약 100% 또는 최대 약 95% 또는 최대 약 90% 또는 최대 약 85% 또는 최대 약 80% 또는 최대 약 75% 더 작을 수 있다. 특정 구체예에서, 압축 성형시 본 발명의 조성물, 복합체, 물품 또는 수지 화합물은, 압축 성형시 조성물, 복합체, 물품 또는 수지 화합물의 총 중량을 기준으로 약 20 wt% 이상의 흑연 재료를 포함한다.

비저항은 ISO 3915 또는 ASTM D257에 따라 압축 성형 샘플을 사용하여 측정될 수 있다.

특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 밀도가 약 1.5 g/cm³이하이다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 밀도가, 약 1.4 g/cm³ 이하 또는 약 1.3 g/cm³ 이하 또는 약 1.2 g/cm³ 이하 또는 약 1.1 g/cm³이하일 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 밀도 범위가 약 0.9 g/cm³ 내지 약 1.5 g/cm³ 또는 약 1 g/cm³ 내지 약 1.4 g/cm³일 수 있다. 특정 구체예에서, 중합체는 폴리프로필렌이다. 특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품은 약 20 wt% 이상의 흑연 재료를 포함한다.

특정 구체예에서, 본원에 개시된 흑연 재료는폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 약 1.5 g/cm³이하의 밀도를 제공할 수 있다. 예를 들어, 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 약 1.4 g/cm³ 이하 또는 약 1.3 g/cm³ 이하 또는 약 1.2 g/cm³ 이하 또는 약 1.1 g/cm³이하의 밀도를 제공할 수 있다. 예를 들어, 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 약 0.9 g/cm³ 내지 약 1.5 g/cm³ 또는 약 1 g/cm³ 내지 약 1.4 g/cm³ 범위의 밀도를 제공할 수 있다.

특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은, 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품보다 적어도 약 1% 더 경량일 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은, 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품보다 적어도 약 2% 또는 적어도 약 3% 또는 적어도 약 4% 또는 적어도 약 5% 더 경량일 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은, 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품보다 최대 약 10% 또는 최대 약 8% 또는 최대 약 6% 더 경량일 수 있다.

특정 구체예에서, 흑연 재료는 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 충격 강도를 증가시킨다.

특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은, -20℃에서의 샤르피 충격 강도(언노치)가 적어도 약 20 kJ/m²이다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 -20℃에서의 샤르피 충격 강도(언노치)가 적어도 약 25 kJ/m² 또는 적어도 약 30 kJ/m² 또는 적어도 약 35 kJ/m² 또는 적어도 약 40 kJ/m²일 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 -20℃에서의 샤르피 충격 강도(언노치)가 최대 약 80 kJ/m² 또는 최대 약 70 kJ/m² 또는 최대 약 60 kJ/m² 또는 최대 약 50 kJ/m²일 수 있다. 특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품은, 조성물, 복합체 또는 물품의 총 중량을 기준으로 적어도 약 20 wt%의 흑연 재료를 포함한다. 특정 구체예에서, 중합체는 폴리프로필렌이다.

특정 구체예에서, 본원에 개시된 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 적어도 약 20 kJ/m² 또는 적어도 약 25 kJ/m² 또는 적어도 약 30 kJ/m² 또는 적어도 약 35 kJ/m² 또는 적어도 약 40 kJ/m²의 -20℃에서의 샤르피 충격 강도(언노치)를 제공할 수 있다. 특정 구체예에서, 본원에 개시된 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 최대 약 80 kJ/m² 또는 최대 약 70 kJ/m² 또는 최대 약 60 kJ/m² 또는 최대 약 50 kJ/m²의 -20℃에서의 샤르피 충격 강도(언노치)를 제공할 수 있다.

특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 -20℃ 또는 23℃에서의 샤르피 충격 강도(언노치 또는 노치)가, 흑연 재료를 포함하지 않는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 -20℃ 또는 23℃에서의 샤르피 충격 강도(언노치 또는 노치)보다 적어도 약 1% 더 크다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 -20℃ 또는 23℃에서의 샤르피 충격 강도(언노치 또는 노치)가, 흑연 재료를 포함하지 않는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 -20℃ 또는 23℃에서의 샤르피 충격 강도(언노치 또는 노치)보다 적어도 약 2% 또는 적어도 약 3% 또는 적어도 약 4% 또는 적어도 약 5% 또는 적어도 약 6% 또는 적어도 약 7% 또는 적어도 약 8% 또는 적어도 약 9% 또는 적어도 약 10% 또는 적어도 약 12% 또는 적어도 약 14% 또는 적어도 약 15% 또는 적어도 약 16% 또는 적어도 약 18% 또는 적어도 약 20% 더 클 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 -20℃ 또는 23℃에서의 샤르피 충격 강도(언노치 또는 노치)가, 흑연 재료를 포함하지 않는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 -20℃ 또는 23℃에서의 샤르피 충격 강도(언노치 또는 노치)보다 최대 약 100% 또는 최대 약 80% 또는 최대 약 60% 또는 최대 약 50% 또는 최대 약 40% 또는 최대 약 30% 더 클 수 있다. 조성물을 비교할 때, 측정은 동일한 온도에서 실시하며, 둘다 노치이거나 또는 둘다 언노치였다.

특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 -20℃ 또는 23℃에서의 샤르피 충격 강도(언노치 또는 노치)가, 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 조성물의 -20℃ 또는 23℃에서의 샤르피 충격 강도(언노치 또는 노치)의 약 50%(즉, + 또는 - 50%) 내이다. 특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 -20℃ 또는 23℃에서의 샤르피 충격 강도(언노치 또는 노치)가, 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 조성물의 -20℃ 또는 23℃에서의 샤르피 충격 강도(언노치 또는 노치)의 약 45% 또는 약 40% 또는 약 35% 또는 약 30% 또는 약 25% 또는 약 20% 또는 약 15% 또는 약 10% 또는 약 9% 또는 약 8% 또는 약 7% 또는 약 6% 또는 약 5% 또는 약 4% 또는 약 3% 또는 약 2% 또는 약 1% 내이다. 조성물을 비교할 때, 측정은 동일한 온도에서 실시하며, 둘다 노치이거나 또는 둘다 언노치였다.

특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 23℃에서의 샤르피 충격 강도(언노치)가 적어도 약 50 kJ/m²이다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 23℃에서의 샤르피 충격 강도(언노치)가 적어도 약 60 kJ/m² 또는 적어도 약 70 kJ/m² 또는 적어도 약 80 kJ/m² 또는 적어도 약 90 kJ/m² 또는 적어도 약 100 kJ/m²일 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 23℃에서의 샤르피 충격 강도(언노치)가 최대 약 150 kJ/m² 또는 최대 약 120 kJ/m²일 수 있다. 특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품은 조성물, 복합체 또는 물품의 총 중량을 기준으로 적어도 약 20 wt%의 흑연 재료를 포함한다. 특정 구체예에서, 중합체는 폴리프로필렌이다.

특정 구체예에서, 본원에 개시된 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 적어도 약 50 kJ/m² 또는 적어도 약 60 kJ/m² 또는 적어도 약 70 kJ/m² 또는 적어도 약 80 kJ/m² 또는 적어도 약 90 kJ/m² 또는 적어도 약 100 kJ/m²의 23℃에서의 샤르피 충격 강도(언노치)를 제공할 수 있다. 특정 구체예에서, 본원에 개시된 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 최대 약 150 kJ/m² 또는 최대 약 120 kJ/m²의 23℃에서의 샤르피 충격 강도(언노치)를 제공할 수 있다.

특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 23℃에서의 샤르피 충격 강도(노치)가 적어도 약 3 kJ/m²이다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 23℃에서의 샤르피 충격 강도(노치)가 적어도 약 3.5 kJ/m² 또는 적어도 약 4 kJ/m² 또는 적어도 약 4.5 kJ/m²일 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 23℃에서의 샤르피 충격 강도(노치)가 최대 약 8 kJ/m² 또는 최대 약 7 kJ/m² 또는 최대 약 6 kJ/m²일 수 있다. 특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품은 조성물, 복합체 또는 물품의 총 중량을 기준으로 적어도 약 20 wt%의 흑연 재료를 포함한다. 특정 구체예에서, 중합체는 폴리프로필렌이다.

특정 구체예에서, 본원에 개시된 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 적어도 약 3 kJ/m² 또는 적어도 약 3.5 kJ/m² 또는 적어도 약 4 kJ/m² 또는 적어도 약 4.5 kJ/m²의 23℃에서의 샤르피 충격 강도(노치)를 제공한다. 특정 구체예에서, 본원에 개시된 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 최대 약 8 kJ/m² 또는 최대 약 7 kJ/m² 또는 최대 약 6 kJ/m²의 23℃에서의 샤르피 충격 강도(노치)를 제공한다.

샤르피 충격 강도는 ISO 179에 따라 80 mm x 10 mm x 4 mm의 노치 또는 언노치 바에서 측정한다.

특정 구체예에서, 흑연 재료는 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 강성을 증가시킨다.

특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 굴곡 탄성율이 약 1800 MPa 이상이다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 굴곡 탄성율이 약 1900 MPa 이상 또는 약 2000 MPa 이상 또는 약 2100 MPa 이상 또는 약 2200 MPa 이상 또는 약 2300 MPa 이상 또는 약 2400 MPa 이상일 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품은 굴곡 탄성율이 최대 약 3000 MPa, 예를 들어 최대 약 2900 MPa 또는 최대 약 2800 MPa 또는 최대 약 2700 MPa 또는 최대 약 2600 MPa 또는 최대 약 2500 MPa일 수 있다. 특정 구체예에서, 중합체는 폴리프로필렌이다. 특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품은 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 총 중량을 기준으로 적어도 약 20 wt%의 흑연 재료를 포함한다.

특정 구체예에서, 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 약 1800 MPa 이상 또는 약 1900 MPa 이상 또는 약 2000 MPa 이상 또는 약 2100 MPa 이상 또는 약 2200 MPa 이상 또는 약 2300 MPa 이상 또는 약 2400 MPa 이상의 굴곡 탄성율을 제공한다. 특정 구체예에서, 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 최대 약 3000 MPa, 예를 들어 최대 약 2900 MPa 또는 최대 약 2800 MPa 또는 최대 약 2700 MPa 또는 최대 약 2600 MPa 또는 최대 약 2500 MPa의 굴곡 탄성율을 제공한다.

특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 굴곡 탄성율은, 흑연 재료를 포함하지 않는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 굴곡 탄성율보다 적어도 약 1% 더 크다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 굴곡 탄성율은, 흑연 재료를 포함하지 않는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 굴곡 탄성율보다 적어도 약 5% 또는 적어도 약 10% 또는 적어도 약 15% 또는 적어도 약 20% 또는 적어도 약 25% 또는 적어도 약 30% 더 클 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 굴곡 탄성율은 흑연 재료를 포함하지 않는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 굴곡 탄성율보다 최대 약 100% 또는 최대 약 90% 또는 최대 약 80% 또는 최대 약 70% 또는 최대 약 60% 또는 최대 약 50% 더 클 수 있다.

특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 굴곡 탄성율은, 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 굴곡 탄성율의 약 20%(+ 또는 - 20%) 내이다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 굴곡 탄성율은, 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 조성물, 복합체 또는 물품의 굴곡 탄성율의 약 15% 또는 약 10% 또는 약 9% 또는 약 8% 또는 약 7% 또는 약 6% 또는 약 5% 또는 약 4% 또는 약 3% 또는 약 2% 또는 약 1% 내일 수 있다.

굴곡 탄성율은 ISO 178에 따라 80 mm x 10 mm x 4 mm의 바에서 측정한다.

특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품의 열 변형 온도(HDT)는 약 45℃ 이상이다. 특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품의 HDT는 약 46℃ 이상 또는 약 47℃ 이상 또는 약 48℃ 이상 또는 약 49℃ 이상 또는 약 50℃ 이상이다. 예를 들어, 조성물, 복합체 또는 물품의 HDT는 최대 약 65℃ 또는 최대 약 60℃ 또는 최대 약 59℃ 또는 최대 약 58℃ 또는 최대 약 57℃ 또는 최대 약 56℃ 또는 최대 약 55℃일 수 있다. 특정 구체예에서, 중합체는 폴리프로필렌이다. 특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품은 조성물, 복합체 또는 물품의 총 중량을 기준으로 약 20 wt% 이상의 흑연 재료를 포함한다.

특정 구체예에서, 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 약 45℃ 이상 또는 약 46℃ 이상 또는 약 47℃ 이상 또는 약 48℃ 이상 또는 약 49℃ 이상 또는 약 50℃ 이상의 HDT를 제공한다. 특정 구체예에서, 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 최대 약 65℃ 또는 최대 약 60℃ 또는 최대 약 59℃ 또는 최대 약 58℃ 또는 최대 약 57℃ 또는 최대 약 56℃ 또는 최대 약 55℃의 HDT를 제공한다.

특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품의 HDT는 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 조성물의 HDT의 약 10℃(+ 또는 - 10℃) 내이다. 예를 들어, 조성물, 복합체 또는 물품의 HDT는 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 조성물의 HDT의 약 9℃ 또는 약 8℃ 또는 약 7℃ 또는 약 6℃ 또는 약 5℃ 또는 약 4℃ 또는 약 3℃ 내일 수 있다.

HDT는 ISO 75A에 따라 80 mm x 10 mm x 4 mm의 바에서 측정할 수 있다.

특정 구체예에서, 흑연 재료는 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 선형 열 팽창 계수(CLTE)를 감소시킨다.

특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 CLTE는 약 160 x 10^-6℃ 이하이다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 CLTE는 약 155 x 10^-6℃ 이하 또는 약 150 x 10^-6℃ 이하 또는 약 145 x 10^-6℃ 이하 또는 약 140 x 10^-6℃ 이하일 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 CLTE는 약 50 x 10^-6℃ 이상 또는 약 60 x 10^-6℃ 이상 또는 약 70 x 10^-6℃ 이상 또는 약 80 x 10^-6℃ 이상 또는 약 90 x 10^-6℃ 이상 또는 약 100 x 10^-6℃ 이상일 수 있다. 특정 구체예에서, 중합체는 폴리프로필렌이다. 특정 구체예에서, 조성물, 복합체 또는 물품은, 조성물, 복합체 또는 물품의 총 중량을 기준으로 적어도 약 20 wt%의 흑연 재료를 포함한다.

특정 구체예에서, 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 약 160 x 10^-6℃ 이하 또는 약 155 x 10^-6℃ 이하 또는 약 150 x 10^-6℃ 이하 또는 약 145 x 10^-6℃ 이하 또는 약 140 x 10^-6℃ 이하의 CLTE를 제공한다. 특정 구체예에서, 흑연 재료는 폴리프로필렌 및 20 wt%의 흑연 재료로 이루어진 조성물에 약 50 x 10^-6℃ 이상 또는 약 60 x 10^-6℃ 이상 또는 약 70 x 10^-6℃ 이상 또는 약 80 x 10^-6℃ 이상 또는 약 90 x 10^-6℃ 이상 또는 약 100 x 10^-6℃ 이상의 CLTE를 제공한다.

특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 CLTE는, 흑연 재료를 포함하지 않는 상응하는 조성물의 CLTE보다 적어도 약 1% 더 작다. 특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 CLTE는, 흑연 재료를 포함하지 않는 상응하는 조성물의 CLTE보다 적어도 약 2% 또는 적어도 약 3% 또는 적어도 약 4% 또는 적어도 약 5% 또는 적어도 약 10% 또는 적어도 약 15% 또는 적어도 약 20% 또는 적어도 약 25% 또는 적어도 약 30% 더 작다. 특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 CLTE는, 흑연 재료를 포함하지 않는 상응하는 조성물의 CLTE보다 최대 약 80% 또는 최대 약 70% 또는 최대 약 60% 또는 최대 약 50% 더 작다.

특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 CLTE는, 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 조성물의 CLTE의 약 40%(+ 또는 - 40%) 내이다. 특정 구체예에서, 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 CLTE는, 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 상응하는 조성물의 CLTE의 약 35% 또는 약 30% 또는 약 25% 또는 약 20% 또는 약 15% 또는 약 10% 또는 약 5% 내이다.

CLTE는, 환기되고 온도 제어되는 오븐에서 50 mm x 50 mm x 2 mm 치수를 얻도록 다이 컷된 2 mm 두께의 2개의 주입된 플라크 상에서 동시에 측정할 수 있다. CLTE는 4 시간 동안 80℃에서 어닐링 후에 LVDT 센서를 사용하여 기록한다. 그 다음, 온도 프로그램의 제2 단계(온도가 23℃에서 시작하여 분당 1℃의 속도로 70℃까지 증가됨) 동안, 플라스틱 시험편 상의 캡토를 통해 치수 변화를 측정함으로써, 이 값을 측정한다. 중합체 흐름에 평행 및 수직으로 측정하고, 평균값을 계산한다.

특정 구체예에서, 흑연 재료는 중합체 조성물, 복합체 또는 물품의 UV 안정성을 증가시킨다. 이론에 구애받고자 하는 것은 아니고, 그 이유는 흑연 재료가 UV 광을 흡수하고 및/또는 UV 광을 반사하여, 중합체 매트릭스를 덜 열화시키기 때문인 것으로 생각된다. 이것은, UV 노출이 중합체 열화를 유도할 수 있고, 예를 들어 사용되는 재료의 색상, 형상 및/또는 기계적 성질(예, 인장 강도)에 불리한 영향을 줄 수 있기 때문에 유리하다.

UV 영향은, 흑연 재료의 첨가 전 및 후에 조성물에 대한 UV 영향을 비교하여 임의의 적절한 방법에 따라 측정할 수 있다. 특정 구체예에서, UV 안정성의 개선은 풍화 촉진에 의해 측정할 수 있다. 이는, 풍화 과정의 속도를 높이기 위해서 특정 챔버나 기기를 사용하여 환경 조건을 자극하는 것을 포함한다. 예를 들어, 하기 시험 표준법 중 하나를 사용할 수 있다: ASTM D4587, ASTM D4329, ISO 4892, SAE J2020, SAE J2527 및 SAE J2412.

본원에서 언급된 "상응하는 조성물"은, 임의의 흑연 재료를 포함하지 않고, 경우에 따라 흑연 재료 대신에 동량의 탈크를 포함하는 것을 제외하고는, 비교하는 조성물과 동일한 조성물이다.

중합체 조성물, 복합체 및 물품의 제조 방법

본 발명의 조성물은, 임의의 적절한 순서로 이의 성분들을 함께 잘 배합(예, 혼합)하여 제조할 수 있다. 예를 들어, 조성물의 중합체 및 임의의 다른 성분들을 먼저 배합한 다음, 흑연 재료 또는 무기 미립자 재료를 제1 조성물과 배합(예, 블렌딩, 예컨대 건식 블렌딩)할 수 있다. 조성물을 처리하여 최종 중합체 복합체 또는 물품을 형성할 수 있다.

본 발명의 조성물의 제조는, 당업자에게 이미 명백한 바와 같이, 당업계에 공지된 임의의 적절한 혼합 방법을 사용하여 실시할 수 있다.

그러한 방법은 각 성분들 또는 이의 전구체의 건식 블렌딩 및 통상의 방식의 후속 처리를 포함한다. 특정 성분들은, 필요에 따라, 컴파운딩 혼합물에 첨가하기 전에 사전혼합할 수 있다.

열가소성 중합체 조성물의 경우, 그러한 처리는, 조성물로부터 물품을 제조하기 위해 압출기에서의 직접 용융 혼합, 또는 별도의 혼합 장치에서의 사전 혼합을 포함할 수 있다. 대안적으로, 각 성분들의 건식 블렌드는 사전 용융 혼합 없이 직접 사출 성형할 수 있다.

조성물은, 이의 성분들을 함께 잘 혼합하여 제조할 수 있다. 상기 개시된 바와 같이 처리하기 전에, 흑연 재료를 중합체 및 임의의 바람직한 추가 성분들과 함께 적절히 건식 블렌딩할 수 있다.

다른 충전제 화합물을 혼합 단계에서 첨가 및 블렌딩할 수 있다.

가교 또는 경화된 중합체 조성물의 제조를 위해서, 미경화 성분 또는 이의 전구체의 블렌드와, 필요에 따라, 흑연 재료 및 임의의 원하는 비흑연 성분(들)을, 중합체를 가교 및/또는 경화시키기 위해서, 사용되는 중합체의 성질 및 양에 따라서, 임의의 적절한 가교제 또는 경화계의 유효량과 열, 압력 및/또는 빛의 적절한 조건 하에 접촉시킨다.

흑연 재료 및 임의의 원하는 다른 성분(들)이 중합시에 동일계에 존재하는 중합체 조성물의 제조를 위해서, 단량체(들) 및 임의의 원하는 다른 중합체 전구체의 블렌드, 흑연 재료 및 임의의 다른 성분들을, 단량체(들)를 흑연 재료 및 임의의 다른 성분(들)과 동일계에서 중합시키기 위해서, 사용되는 단량체(들)의 성질 및 양에 따라서, 열, 압력 및/또는 빛의 적당한 조건 하에서 접촉시킨다.

특정 구체예에서, 흑연 재료를 중합체(예를 들어, 폴리프로필렌) 및 임의로 경화제를 포함하는 혼합물로 교반하면서 분산시킨다. 혼합물은 몰드 이형제를 추가로 포함할 수 있다.

생성되는 분산액을 탈기하여 혼입 공기(entrained air)를 제거할 수 있다. 이어서 생성되는 분산액을 적절한 몰드로 붓고 경화시킬 수 있다. 적절한 경화 온도는 20-200℃, 예를 들어 20-120℃ 또는 예를 들어, 60-90℃ 범위이다.

출발 중합체 혼합물은 프리폴리머(예를 들어, 프로필렌 단량체)를 추가로 포함할 수 있다. 프리폴리머는 출발 중합체에 상응할 수도 상응하지 않을 수도 있다.

출발 중합체 또는 중합체/단량체 용액의 점도, 경화제의 양, 이형제 및 무기 미립자 재료는 최종 경화 생성물의 요건에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로, 첨가되는 무기 미립자 재료의 양이 클 수록, 분산액의 점도도 커진다. 분산제를 첨가하여 분산액의 점도를 줄일 수 있다. 대안적으로, 출발 용액 중의 중합체의 양을 감소시킬 수 있다.

적절한 경화제는 당업자에게 이미 명백하며, 유기 퍼옥시드, 하이드로퍼옥시드 및 아조 화합물을 포함한다. 퍼옥시드 및 하이드로퍼옥시드 경화제의 예는 디메틸 디부틸퍼옥시헥산, 벤질 퍼옥시드, 디쿠밀 퍼옥시드, 메틸 에틸 케톤 퍼옥시드, 라우릴 퍼옥시드, 사이클로헥사논 퍼옥시드, t-부틸 퍼벤조에이트, t-부틸 하이드로퍼옥시드, t-부틸 벤젠 하이드로퍼옥시드, 쿠멘 하이드로퍼옥시드 및 t-부틸 퍼옥토에이트를 포함한다.

컴파운딩된 조성물은 추가 성분들, 예컨대 슬립 보조제(예를 들어 Erucamide), 처리 보조제(예를 들어 Polybatch® AMF-705), 몰드 이형제 및 항산화제를 추가로 포함할 수 있다.

적절한 몰드 이형제는 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이며, 지방산과, 지방산 및 유기 포스페이트 에스테르의 아연, 칼슘, 마그네슘 및 리튬 염를 포함한다. 구체적인 예는 스테아르산, 스테아르산아연, 스테아르산칼슘, 스테아르산마그네슘, 스테아르산리튬 올레산칼슘, 팔미트산아연이다. 통상적으로, 슬립 및 처리 보조제와, 몰드 이형제는 마스터배치의 중량을 기준으로 약 5 wt.% 미만의 양으로 첨가된다. 이어서 상기 언급된 것들을 포함하는, 중합체 물품을, 당업자들은 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 당업계에 공지된 통상의 기법을 사용하여 압출, 압축 성형 또는 사출 성형할 수 있다. 따라서, 하기 개시된 바와 같이, 본 발명은 또한 본 발명의 조성물로부터 제조된 물품에 관한 것이다.

특정 구체예에서, 중합체 조성물은, 존재하는 경우, 중합체 조성물의 컴파운딩 동안 첨가되는 착색제를 포함한다. 착색제는 마스터배치 형태로 첨가될 수 있다. 적절한 색재는 여러가지로 다양하다.

특정 구체예에서, 비충전 중합체가 공급되어 용융되는 트윈 스크류 압출기에 흑연 재료를 첨가한다. 흑연 재료는, 호퍼를 통해, 예를 들어 중량식 피딩을 통해 압출기에 공급하고, 중합체와 균일하게 블렌딩한다. 혼합물을 압출기로부터 빼내고, 냉각시킬 수 있다. 그 다음, 예를 들어, 혼합물을 유용한 형상으로 추가 압축 성형하거나 사출 성형할 수 있다.

상기 개시된 방법은 컴파운딩 및 압출을 포함할 수 있다. 컴파운딩은 트윈 스크류 컴파운더, 예를 들어, Clextral BC 21 더블 스크류 압출기 또는 Leistritz ZSE 18 더블 스크류 또는 Baker Perkins 25 mm 트윈 스크류 컴파운더를 사용하여 실시할 수 있다. 중합체, 흑연 재료 및 임의 추가 성분들을 사전 혼합하고 단일 호퍼로부터 공급할 수 있다. 생성된 용융물을, 예를 들어 수조에서 냉각한 다음, 펠릿화할 수 있다. 테스트 피스, 예컨대 샤르피 바 또는 인장성 덤벨을 필름으로 블로윙 또는 캐스팅 또는 사출 성형할 수 있다.

스크류 온도는 약 100℃ 내지 약 300℃, 예를 들어, 약 150℃ 내지 약 280℃, 예를 들어, 약 180℃ 내지 약 250℃, 또는 약 200 내지 230℃일 수 있다.

스크류 속도는 약 100 내지 1200 rpm, 예를 들어, 약 100 내지 1000 rpm, 예를 들어, 약 200 내지 800 rpm, 예를 들어, 약 250 내지 650 rpm, 예를 들어, 약 200 내지 400 rpm, 또는 약 500 내지 700 rpm일 수 있다. 특정 구체예에서, 스크류 속도는 약 300 rpm이다. 다른 구체예에서, 스크류 속도는 약 600 rpm이다.

적절한 사출 성형 장치는, 예를 들어, Billion 50T Proxima 프레스를 포함한다. 중합체 조성물을 성형 전에 건조할 수 있다. 임의의 적절한 온도, 예를 들어, 약 60℃에서, 적절한 기간 동안, 예를 들어, 약 1 시간 내지 20 시간, 예를 들어, 약 2 내지 18 시간, 또는 약 1 내지 3 시간, 또는 약 4 내지 8 시간, 또는 약 12 내지 18 시간 동안에서 건조를 실시할 수 있다. 건조 동안의 온도는 일정하게 유지하거나 또는 변화시킬 수 있다. 특정 구체예에서, 건조 동안의 온도는 약 70 내지 120℃, 예를 들어, 약 80 내지 100℃, 예를 들어, 약 90℃이다.

성형은 일반적으로 중합체 조성물이 유동가능한 온도에서 실시한다. 예를 들어, 성형 온도는 약 100 내지 300℃, 예를 들어, 약 200 내지 300℃, 또는 약 240 내지 약 280℃일 수 있다. 성형 후에, 성형된 피스를 냉각 및 경화시킨다.

다른 적절한 처리 기법은 가스 보조 사출 성형, 캘린더링, 진공 성형, 가열성형, 블로우 성형, 인발, 스피닝, 성막, 라미네이팅 또는 이의 임의의 조합을 포함한다. 당업자에게 분명한 바와 같이, 임의의 적절한 장치를 사용할 수 있다.

본원에 개시된 바와 같이, 임의의 적절한 방식으로 중합체 조성물을 가공하여 상품을 형성하거나 상품 내로 도입되게 할 수 있다. 중합체 조성물로부터 제조된 물품은 여러가지로 다양하다. 예는 자동차 차체 부품 및 패널, 예를 들어 보닛(후드), 윙 피스, 윙 미러 케이싱, 도어(전방 및/또는 후방), 뒷문 및 범퍼(전방 및/또는 후방)을 포함한다.

하기 번호매김된 단락은 본 발명의 특정 구체예들을 또한 규정할 수 있다:

1. 중합체; 및

약 1 wt% 이상의 흑연 재료를 포함하는 조성물로서,

L^* 값이 약 65 이하인 조성물.

2. 중합체가 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀은 단락 1의 조성물.

3. 흑연 재료가 천연 흑연, 합성 흑연, 팽창 흑연, 박리 흑연, 그래핀, 박층 그래핀, 흑연 섬유, 나노 흑연, 흑연화 미세 코크스(graphitized fine coke), 또는 이의 혼합물인 단락 1 또는 2의 조성물.

4. 조성물이 약 1 wt% 내지 약 70 wt%의 흑연 재료, 예를 들어 약 5 wt% 내지 약 30 wt%의 흑연 재료를 포함하는, 단락 1 내지 3 중 어느 하나의 단락의 조성물.

5. 조성물이 또 다른 무기 미립자 재료, 예컨대 탈크 및/또는 카본 블랙을 추가로 포함하는, 단락 1 내지 4 중 어느 하나의 단락의 조성물.

6. 조성물이 약 5 wt% 내지 약 70 wt%, 예를 들어 약 5 wt% 내지 약 40 wt%의 탈크를 추가로 포함하는, 단락 1 내지 5 중 어느 하나의 단락의 조성물.

7. 탈크 대 흑연 재료의 중량비가 약 20:1 내지 약 1:20 범위인, 단락 5 또는 6의 조성물.

8. 조성물이 약 1 wt% 내지 약 10 wt%의 카본 블랙을 추가로 포함하는, 단락 1 내지 7 중 어느 하나의 단락의 조성물.

9. 카본 블랙 대 흑연 재료의 중량비가 약 5:1 내지 약 1:50 범위인, 단락 5 또는 8의 조성물.

10. 조성물이 최대 약 80 wt%의 총 무기 미립자 재료를 포함하는, 단락 1 내지 9 중 어느 하나의 단락의 조성물.

11. 조성물이 적어도 약 20 wt% 중합체, 예를 들어 적어도 약 30 wt% 중합체를 포함하는, 단락 1 내지 10 중 어느 하나의 단락의 조성물.

12. L^* 값이 약 60 이하 또는 약 45 이하인, 단락 1 내지 11 중 어느 하나의 단락의 조성물.

13. 흑연 재료가 천연 흑연 또는 합성 흑연인, 단락 1 내지 12 중 어느 하나의 단락의 조성물.

14. 흑연 재료의 d₅₀이 약 1 μm 내지 약 20 μm 범위인, 단락 1 내지 13 중 어느 하나의 단락의 조성물.

15. 흑연 재료의 d₉₀이 약 2 μm 내지 약 50 μm 범위인, 단락 1 내지 14 중 어느 하나의 단락의 조성물.

16. 흑연 재료의 d₅₀이 약 1 μm 내지 약 5 μm 또는 약 15 μm 내지 약 19 μm 범위인, 단락 1 내지 15 중 어느 하나의 단락의 조성물.

17. 중합체는 폴리프로필렌이고, 조성물은 -20℃에서의 샤르피 충격 강도가 약 20 kJ/m²이상인, 단락 1 내지 16 중 어느 하나의 단락의 조성물.

18. 중합체는 폴리프로필렌이고, 조성물은 열 변형 온도가 약 45℃ 이상인, 단락 1 내지 17 중 어느 하나의 단락의 조성물.

19. 중합체는 폴리프로필렌이고, 조성물은 선형 열 팽창 계수(CLTE)가 약 150 x 10^-6℃ 이하인, 단락 1 내지 18 중 어느 하나의 단락의 조성물.

20. 조성물은 25℃에서의 열 전도도가 약 0.6 W/mk 이상인, 단락 1 내지 19 중 어느 하나의 단락의 조성물.

21. 조성물은 비저항이 10⁹ Ohm/cm 미만이 되는 전기 전도성인, 단락 1 내지 20 중 어느 하나의 단락의 조성물.

22. 단락 1 내지 21 중 어느 하나의 단락의 조성물로부터 형성한, 예를 들어 압출 또는 성형한 중합체 복합체 또는 물품.

23. 중합체 복합체 또는 물품이 자동차 차체 부품인, 단락 22의 중합체 복합체 또는 물품.

24. 단락 1 내지 21 중 어느 하나의 단락의 조성물을 제조하는 방법으로서, 중합체를 흑연 재료 및 임의의 선택 성분과 배합하는 것을 포함하는 제조 방법.

25. 단락 1 내지 21 중 어느 하나의 단락의 조성물을 압출 또는 성형하는 단계를 추가로 포함하는, 단락 23의 제조 방법.

26. 자동차 차체 부품을 제조하기 위한, 단락 1 내지 21 중 어느 하나의 단락의 조성물 또는 단락 22의 중합체 복합체 또는 물품의 용도.

27. 또다른 무기 미네랄 충전제의 적어도 일부를 대체하고/하거나, 적어도 약 1 중량%의 흑연 재료를 포함하지 않는 중합체 조성물과 비교하여 하기 성질 중 적어도 하나를 제공하기 위한, 중합체 조성물 중의 충전제로서의 적어도 약 1 중량%의 흑연 재료의 용도:

a. 더 높은 내충격성;

b. 더 높은 인장 강도;

c. 더 높은 강성;

d. 더 낮은 L^* 값 (예, 스크래치 후);

e. 더 높은 열 전도도;

f. 처리공정 동안 사이클링 시간 감소;

g. 더 높은 전기 전도도;

h. UV 안정성 증가;

i. 중량 감소; 및

j. 밀도 감소.

이하, 하기 비제한적인 실시예를 단지 참고로 하여 본 발명을 상세히 기술한다.

실시예

실시예 1

폴리프로필렌 공중합체(Exxon Mobil의 등급 7075L) 및 20 wt%의 흑연 재료를 포함하는 조성물을, 동일한 폴리프로필렌 공중합체 및 20 wt%의 탈크를 포함하는 조성물과 비교하였다.

하기 흑연 재료를 사용하였다:

- 흑연 A (레이저 회절에 의해 측정시 d₅₀이 18 μm이고 d₉₀이 42 μm인 합성 흑연);

- 흑연 B (레이저 회절에 의해 측정시 d₅₀이 17 μm이고 d₉₀이 39 μm인 천연 흑연);

- 흑연 C (레이저 회절에 의해 측정시 d₅₀이 6 μm이고 d₉₀이 12 μm인 천연 흑연).

하기의 탈크 재료를 사용하였다:

- 탈크 A (레이저 회절에 의해 측정시 d₅₀이 6 μm이고 d₉₅가 13.1 μm인 탈크);

- 탈크 B (레이저 회절에 의해 측정시 d₅₀이 11.4 μm이고 d₉₅가 13.2 μm인 탈크).

-20℃에서의 언노치 샤르피 내충격성, 23℃에서의 언노치 샤르피 내충격성, 23℃에서의 노치 샤르피 내충격성, 굴곡 탄성율, HDT, CLTE 및 L^*는, 사출 성형 샘플을 사용하여 상기 개시된 바와 같은 방법을 이용해서 측정하였다. 25℃에서의 수평 및 수직 열 전도도, 밀도 및 비저항은, 압축 성형 샘플을 사용하여 상기 개시된 방법을 이용해서 측정하였다.

HDT, CLTE, L^*, 밀도 및 열 전도도 측정 결과는 표 1에 제시되어 있다.

L^*, 샤르피 내충격성 및 굴곡 탄성율 측정 결과는 표 2에 제시되어 있다.

놀랍게도, 흑연 재료는 동량의 탈크를 포함하는 조성물과 비슷한 충격 강도, HDT, CLTE 및 밀도를 중합체 조성물에 제공한다는 것을 발견하였다. 또한, 흑연 재료가 흑색이고 열 전도도가 증가한 중합체 조성물을 제공한다는 것을 발견한 것도 놀라웠다.

실시예 2

폴리프로필렌 공중합체(Exxon Mobil의 등급 7075L) 및 다양한 양의 흑연 재료(상기 실시예 1에서와 같은 흑연 B 또는 흑연 C), 탈크 및/또는 카본 블랙을 포함하는 조성물의 색상을, 카본 블랙을 포함하지 않는 조성물과 비교하였다.

조성물의 각종 색상 파라미터는 상기 개시된 방법으로 측정하였다.

결과는 표 3에 제시되어 있다.

Claims

중합체; 및
약 1 wt% 이상의 흑연 재료를 포함하는 조성물로서,
L^* 값이 약 65 이하인 조성물.
제1항에 있어서, 중합체가 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀인 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 흑연 재료가 천연 흑연, 합성 흑연, 팽창 흑연, 박리 흑연, 그래핀, 박층(few-layer) 그래핀, 흑연 섬유, 나노 흑연, 흑연화 미세 코크스(graphitized fine coke), 또는 이의 혼합물인 조성물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물이 약 1 wt% 내지 약 70 wt%의 흑연 재료, 예를 들어 약 5 wt% 내지 약 30 wt%의 흑연 재료를 포함하는 것인 조성물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물이 또다른 무기 미립자 재료, 예컨대 탈크 및/또는 카본 블랙을 추가로 포함하는 것인 조성물.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물이 약 5 wt% 내지 약 70 wt%, 예를 들어 약 5 wt% 내지 약 40 wt%의 탈크를 추가로 포함하는 것인 조성물.
제5항 또는 제6항에 있어서, 탈크 대 흑연 재료의 중량비가 약 20:1 내지 약 1:20 범위인 조성물.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물이 약 1 wt% 내지 약 10 wt%의 카본 블랙을 추가로 포함하는 것인 조성물.
제5항 또는 제8항에 있어서, 카본 블랙 대 흑연 재료의 중량비가 약 5:1 내지 약 1:50 범위인 조성물.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물이 최대 약 80 wt%의 총 무기 미립자 재료를 포함하는 것인 조성물.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물이 적어도 약 20 wt%의 중합체, 예를 들어 적어도 약 30 wt%의 중합체를 포함하는 것인 조성물.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 흑연 재료는 약 1 μm 내지 약 20 μm 범위의 d₅₀및/또는 약 2 μm 내지 약 50 μm 범위의 d₉₀을 갖는 것인 조성물.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 조성물로부터 형성한, 예를 들어 압출 또는 성형한, 중합체 복합체 또는 물품.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 조성물을 제조하는 방법으로서, 중합체를 흑연 재료 및 임의의 선택 성분과 배합하는 것을 포함하는 제조 방법.
또다른 무기 미네랄 충전제의 적어도 일부를 대체하고/하거나, 적어도 약 1 wt%의 흑연 재료를 포함하지 않는 중합체 조성물과 비교하여 하기 성질 a-j 중 적어도 하나를 제공하기 위한, 중합체 조성물 중의 충전제로서의 적어도 약 1 wt%의 흑연 재료의 용도:
a. 더 높은 내충격성;
b. 더 높은 인장 강도;
c. 더 높은 강성;
d. 더 낮은 L^* 값 (예, 스크래치 후);
e. 더 높은 열 전도도;
f. 처리공정 동안 사이클링 시간 감소;
g. 더 높은 전기 전도도;
h. UV 안정성 증가;
i. 중량 감소; 및
j. 밀도 감소.