KR20200020635A - 저점도를 갖는 에폭시화 알킬 에스터 조성물 및 이를 포함하는 가소제 조성물 - Google Patents
저점도를 갖는 에폭시화 알킬 에스터 조성물 및 이를 포함하는 가소제 조성물 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200020635A KR20200020635A KR1020190100285A KR20190100285A KR20200020635A KR 20200020635 A KR20200020635 A KR 20200020635A KR 1020190100285 A KR1020190100285 A KR 1020190100285A KR 20190100285 A KR20190100285 A KR 20190100285A KR 20200020635 A KR20200020635 A KR 20200020635A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- group
- alkyl ester
- epoxidized
- ester composition
- weight
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 106
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 title claims abstract description 12
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 title claims description 29
- 239000012265 solid product Substances 0.000 claims abstract description 16
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 claims description 81
- -1 n-octyl group Chemical group 0.000 claims description 66
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 26
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 24
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 21
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 18
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 15
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 14
- 125000005233 alkylalcohol group Chemical group 0.000 claims description 12
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 12
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims description 11
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 claims description 11
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 claims description 9
- WQDUMFSSJAZKTM-UHFFFAOYSA-N Sodium methoxide Chemical compound [Na+].[O-]C WQDUMFSSJAZKTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 7
- 125000003229 2-methylhexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 claims description 6
- 125000004491 isohexyl group Chemical group C(CCC(C)C)* 0.000 claims description 6
- 125000003136 n-heptyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 5
- 125000001280 n-hexyl group Chemical group C(CCCCC)* 0.000 claims description 5
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims description 4
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000012448 Lithium borohydride Substances 0.000 claims description 3
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 2
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 claims description 2
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001470 polyketone Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 2
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- BDAWXSQJJCIFIK-UHFFFAOYSA-N potassium methoxide Chemical compound [K+].[O-]C BDAWXSQJJCIFIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CUQOHAYJWVTKDE-UHFFFAOYSA-N potassium;butan-1-olate Chemical compound [K+].CCCC[O-] CUQOHAYJWVTKDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QDRKDTQENPPHOJ-UHFFFAOYSA-N sodium ethoxide Chemical compound [Na+].CC[O-] QDRKDTQENPPHOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SYXYWTXQFUUWLP-UHFFFAOYSA-N sodium;butan-1-olate Chemical compound [Na+].CCCC[O-] SYXYWTXQFUUWLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 230000032050 esterification Effects 0.000 claims 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 32
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 22
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexan-1-ol Chemical compound CCCCC(CC)CO YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 14
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 12
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 10
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 9
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 7
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 5
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 5
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 5
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L phthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C([O-])=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- RWPICVVBGZBXNA-BGYRXZFFSA-N Bis(2-ethylhexyl) terephthalate Natural products CCCC[C@H](CC)COC(=O)C1=CC=C(C(=O)OC[C@H](CC)CCCC)C=C1 RWPICVVBGZBXNA-BGYRXZFFSA-N 0.000 description 3
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004807 Di(2-ethylhexyl)terephthalate Substances 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000019482 Palm oil Nutrition 0.000 description 3
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- OGBUMNBNEWYMNJ-UHFFFAOYSA-N batilol Chemical class CCCCCCCCCCCCCCCCCCOCC(O)CO OGBUMNBNEWYMNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RWPICVVBGZBXNA-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) benzene-1,4-dicarboxylate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=C(C(=O)OCC(CC)CCCC)C=C1 RWPICVVBGZBXNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000002704 decyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 3
- 238000006735 epoxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 238000009408 flooring Methods 0.000 description 3
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 3
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 3
- 239000002540 palm oil Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- NPSJHQMIVNJLNN-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexyl 4-nitrobenzoate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 NPSJHQMIVNJLNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004808 2-ethylhexylester Substances 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 125000001400 nonyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 description 2
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 description 2
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L terephthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=C(C([O-])=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 125000005591 trimellitate group Chemical group 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- LDVVTQMJQSCDMK-UHFFFAOYSA-N 1,3-dihydroxypropan-2-yl formate Chemical compound OCC(CO)OC=O LDVVTQMJQSCDMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KPWZIBLNIHZJLB-UHFFFAOYSA-N 1-o-butyl 4-o-(2-ethylhexyl) benzene-1,4-dicarboxylate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=C(C(=O)OCC(CC)CCCC)C=C1 KPWZIBLNIHZJLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000000369 2-ethylhexanols Chemical class 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-M 9-cis,12-cis-Octadecadienoate Chemical compound CCCCC\C=C/C\C=C/CCCCCCCC([O-])=O OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-M 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- LQLQDKBJAIILIQ-UHFFFAOYSA-N Dibutyl terephthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=C(C(=O)OCCCC)C=C1 LQLQDKBJAIILIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CXOFVDLJLONNDW-UHFFFAOYSA-N Phenytoin Chemical compound N1C(=O)NC(=O)C1(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 CXOFVDLJLONNDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001944 Plastisol Polymers 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IHBCFWWEZXPPLG-UHFFFAOYSA-N [Ca].[Zn] Chemical compound [Ca].[Zn] IHBCFWWEZXPPLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSDAFBBAZCPULC-UHFFFAOYSA-N [K].[Sn] Chemical compound [K].[Sn] LSDAFBBAZCPULC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical group [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SHLNMHIRQGRGOL-UHFFFAOYSA-N barium zinc Chemical compound [Zn].[Ba] SHLNMHIRQGRGOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 1
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 235000019387 fatty acid methyl ester Nutrition 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 125000005456 glyceride group Chemical group 0.000 description 1
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 1
- 238000007542 hardness measurement Methods 0.000 description 1
- 125000003187 heptyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-L isophthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC(C([O-])=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000002649 leather substitute Substances 0.000 description 1
- 229940049918 linoleate Drugs 0.000 description 1
- 239000000944 linseed oil Substances 0.000 description 1
- 235000021388 linseed oil Nutrition 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-M oleate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-M 0.000 description 1
- 229940049964 oleate Drugs 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004999 plastisol Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000012321 sodium triacetoxyborohydride Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-L succinate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)CCC([O-])=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 1
- UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N triformin Chemical compound O=COCC(OC=O)COC=O UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical class [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/15—Heterocyclic compounds having oxygen in the ring
- C08K5/151—Heterocyclic compounds having oxygen in the ring having one oxygen atom in the ring
- C08K5/1515—Three-membered rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D303/00—Compounds containing three-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
- C07D303/02—Compounds containing oxirane rings
- C07D303/04—Compounds containing oxirane rings containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring oxygen atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
- C08K5/0016—Plasticisers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
본 발명은 에폭시알킬 에스터(epoxidized Fatty Acid Alkyl Ester, eFAAE) 화합물을 1 종 이상 포함하고, 옥시란 함유율이 5.0% 이상이고, 온도 25℃에서 30 내지 50cP의 점도를 가지며, 에폭시화 알킬 에스터 조성물 총 함량에 대해 1.0 중량% 이하의 고체 생성물을 포함하는 에폭시화 알킬 에스터 조성물을 제공한다.
Description
본 발명은 저점도를 갖는 에폭시화 지방산 알킬 에스터 조성물 및 이를 포함하는 가소제 조성물에 관련된다.
통상적으로 가소제는 알코올이 프탈산 및 아디프산과 같은 폴리카복시산과 반응하여 이에 상응하는 에스터를 형성한다. 또한 인체에 유해한 프탈레이트계 가소제의 국내외 규제를 고려하여, 테레프탈레이트계, 트리멜리테이트계, 기타 고분자계 등의 프탈레이트계 가소제를 대체할 수 있는 가소제 조성물들에 대한 연구가 계속되고 있다.
일반적으로 가소제는 폴리염화비닐(PVC) 등의 수지와 충진재, 안정제, 안료, 방담제 등 여러가지 첨가제를 적절하게 첨가하여 다양한 가공물성을 부여하여 압출성형, 사출성형, 캘린더링 등의 가공법에 의하여 전선, 파이프, 바닥재, 벽지, 시트, 인조가죽, 타포린, 테이프 및 식품 포장재 업종의 제품에 이르기까지 다양한 제품들의 소재로 사용된다.
현재 가소제 시장 상황은 프탈레이트 가소제에 대한 환경 이슈로 인해 친환경 가소제의 개발이 업계에서 경쟁적으로 진행되고 있으며, 최근에는 친환경 가소제 중에서 범용 제품으로 사용 중에 있는 디(2-에틸헥실)테레프탈레이트(DEHTP)의 가소화 효율, 이행성 등의 품질 열세를 극복하기 위한 신규 제품들의 개발이 이루어지고 있다.
한편, 종래의 에폭시화 알킬 에스터 조성물은 일반적으로 점도가 높아 가소화 효율 및 내이행성 등의 물성이 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 에폭시화 알킬 에스터 조성물의 제조시 미반응 고체 생성물들로 인해 제품 품질이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 낮은 점도를 가지고 고체 생성물이 거의 없는 에폭시화 알킬 에스터 조성물 및 이를 포함하는 가소제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 미반응으로 잔류하거나 역반응에 의해 생성되는 모노글리세라이드 및 디글리세라이드 등 고분자량 화합물의 형성이 저하되어 낮은 점도를 가지고, 고체 생성물이 거의 없는 상기 에폭시화 알킬 에스터 조성물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 구현 예는 하기 화학식 1로 표시되는 에폭시화 알킬 에스터(Epoxidized Fatty Acid Alkyl Ester, eFAAE) 화합물을 1종 이상 포함하고, 옥시란 함유율이 5.0% 이상이고, 30 내지 50cP의 점도를 가지며, 에폭시화 알킬 에스터 조성물 총 함량에 대해 1.0 중량% 이하의 고체 생성물을 포함하는 에폭시화 알킬 에스터 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1은 1 이상의 에폭시기를 함유하는 탄소수 8 내지 20의 알킬기이고, R2는 탄소수 6 내지 10의 알킬기이다.
본 발명의 다른 구현 예는, 에폭시화 오일 100 중량부에 대하여 유기금속 촉매 0.25 내지 1.0 중량부 및 환원제의 존재 하에, 150 내지 170℃에서, 에폭시화 오일 100 중량부 및 C6 내지 C10의 1차 알킬 알코올 70 내지 130중량부의 에스터화 반응을 수행하는 단계;를 포함하는 상기 에폭시화 알킬 에스터 조성물의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현 예는 상기 에폭시화 알킬 에스터 조성물을 포함하는 가소제 조성물을 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현 예는 수지 100 중량부; 및 상기 가소제 조성물 5 내지 150 중량부;를 포함하는 수지 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 에폭시화 알킬 에스터 조성물은 낮은 점도를 가져 가소화 효율, 내이행성 등의 물성이 우수하고, 폴리염화비닐(PVC) 등의 수지와의 상용성 또한 우수하다.
나아가, 에폭시화 알킬 에스터 조성물을 오랜 시간 방치한 후에도 조성물 내 고체 생성물 함량이 감소되므로 상용성 등의 물성이 크게 개선될 수 있다.
또한 본 발명의 제조방법에 따르면, 낮은 점도 범위를 가지고 고체 생성물이 거의 없는 에폭시화 알킬 에스터 조성물을 제공할 수 있다.
용어의 정의
본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "조성물"이란 용어는, 해당 조성물의 재료로부터 형성된 반응 생성물 및 분해 생성물뿐만 아니라 해당 조성물을 포함하는 재료들의 혼합물을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "에폭시화 알킬 에스터"는 천연 오일과 같은 글리세라이드계 화합물(모노글리세라이드, 디글리세라이드 또는 트리글리세라이드)로부터 에폭시화 반응과 선택적으로 트랜스 에스터화 반응을 거쳐 제조된 지방산 에스터의 알킬기에 에폭시기를 함유하고 있는 물질로서, 당업계에서는 통상적으로 에폭시화 지방산 알킬 에스터(epoxidized Fatty Acid Alkyl Ester, eFAAE) 화합물이라고 불리우나, '지방산'이 생략되어 명명될 수 있고, '알킬'이라고 명명되는 부분은 에스터기의 산소 부분에 결합되는 알킬기로 명명될 수 있다.
예컨대, 메탄올을 통해 에스터화 된 에폭시화 알킬 에스터의 경우에는 에폭시화 메틸 에스터(epoxidized Fatty Acid Methyl Ester, eFAME), 2-에틸헥산올을 통해 에스터화 된 에폭시화 알킬 에스터의 경우에는 에폭시화 에틸헥실 에스터(epoxidized Fatty Acid 2-ethylhexyl Ester, eFAEHE 또는 eFAOE)일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 “고분자량 화합물”은 미반응으로 잔류하거나 역반응에 의해 생성된 모노글리세라이드 및 디글리세라이드 등의 화합물로서 수평균분자량 350 내지 700 범위의 화합물을 의미할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 “고체 생성물”은 에폭시화 알킬 에스터 조성물을 상온에서 대략 100시간 동안 방치한 후 측정되는 고형물을 의미할 수 있다.
본 명세서에서, 접두어 “이소-“는 알킬기의 주사슬에 탄소수 1인 메틸기가 분지쇄로 결합된 알킬기를 의미하며, 일반적으로는 알킬기 말단에 메틸 분지가 결합된 것을 의미하나, 본 명세서에서는 말단에 결합된 것을 포함하여 분지쇄로 메틸기가 주사슬에 결합된 알킬기를 총칭하는 것으로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
에폭시화 알킬 에스터 조성물
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하기 화학식 1로 표시되는 에폭시화 알킬 에스터(Epoxidized Fatty Acid Alkyl Ester, eFAAE) 화합물을 1종 이상 포함하고, 옥시란 함유율이 5.0% 이상이고, 온도 25℃에서 30 내지 50cP의 점도를 가지며, 에폭시화 알킬 에스터 조성물 총 함량에 대해 1.0 중량% 이하의 고체 생성물을 포함하며, 상기 고체 생성물은 에폭시화 알킬 에스터 조성물을 20 내지 30℃ 하에서 100 시간 방치시키는 경우 발생되는 물질인 것인 에폭시화 알킬 에스터 조성물이 제공된다:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1은 1 이상의 에폭시기를 함유하는 탄소수 8 내지 20의 알킬기이고, R2는 탄소수 6 내지 10의 알킬기이다. 상기 R2는 탄소수가 6 내지 9일 수 있고, 바람직하게는 6 내지 8일 수 있으며, 더 바람직하게는 8일 수 있다.
일 예로서, 상기 화학식 1에서 R2는 n-헥실기(hexyl, 약어로 nHx), 이소 헥실기(isohexyl, 약어로 iHx), n-헵틸기(heptyl, 약어로 nHp), 이소헵틸기(isoheptyl, 약어로 iHp), n-옥틸기(octyl, 약어로 nO), 2-에틸헥실기(2-ethylhexyl, 약어로 EH 또는 O), n-노닐기(nonyl, 약어로 nN), 이소노닐기(isononyl, 약어로 IN), 6-메틸옥틸기(6-methyloctyl, 약어로 MO), n-데실기(decyl, 약어로 nD), 이소데실기(isodecyl, 약어로 ID) 또는 2-프로필헵틸기(2-propylheptyl, 약어로 PH)일 수 있다.
상기 화학식 1의 R2의 탄소수가 6 내지 10인 경우에 에폭시화 알킬 에스터 조성물이 바람직한 점도 범위를 충족할 수 있고, 투명도(Haze)와 가열 감량 또한 우수할 수 있다. 상기 점도는 용도에 따라 적절히 조절되는 것이 바람직한데, 온도 25℃에서 30 내지 50cP의 점도 범위인 경우 가소화 효율 및 내이행성 등의 물성이 우수하다. 또한, 상기 투명도 또한 용도에 따라 적절한 범위로 조절될 수 있고 헤이즈 값이 낮을수록 투명하다는 것을 의미한다. 한편, 상기 가열 감량 특성이 좋지 못하면, 가공 중 열을 가하였을 때 쉽게 휘발되어 가공성 및 작업성이 열악해지는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 탄소수가 10 보다 큰 에폭시화 알킬 에스터를 포함하는 경우에는 분자량이 너무 크기 때문에 가소화 효율이나 수지와의 상용성에 따른 이행성이 문제될 우려가 있다.
또한, 본 발명의 에폭시화 알킬 에스터 조성물은, 하기 화학식 2로 표시되는 알킬 에스터 화합물을 1 종 이상 더 포함할 수 있다:
[화학식 2]
상기 화학식 2에서,
R3은 탄소수 8 내지 20의 알킬기이고, R4는 탄소수 6 내지 10의 알킬기이다. 상기 R4는 탄소수가 6 내지 9일 수 있고, 바람직하게는 6 내지 8, 더 바람직하게 8일 수 있다.
상기 화학식 2에서 R4는 n-헥실기, 이소헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, 옥틸기, 2-에틸헥실기, 노닐기, 이소노닐기, 6-메틸옥틸기, 데실기, 이소데실기 및 2-프로필헵틸기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 2로 표시되는 알킬 에스터 화합물은 R3에 에폭시기를 포함하지 않는다. 에폭시화 오일과 알코올을 이용한 에폭시계 알킬 에스터 조성물의 제조 과정에서 에폭시화 오일의 지방산 모이어티 부분이 다양할 수 있고, 개중에는 에폭시기가 결합되지 않은 지방산 모이어티가 있을 수 있으며, 상기 알킬 에스터 화합물은 이러한 지방산 모이어티에서 기인하는 화합물일 수 있다.
이러한 포화된 알킬 에스터 화합물은, 분리 정제가 필요하지 않아 제품 원가개선에 유익하며, 또한 탄소수 8 내지 18까지 짧은 탄소수를 가짐으로써 가소화 효율 및 이행성에 도움을 줄 수 있다. 하지만, 이러한 포화된 알킬 에스터 화합물의 함량이 불포화된 에폭시화 알킬 에스터 화합물을 포함한 전체 에폭시화 알킬 에스터 조성물 중 약 80 중량% 이상을 차지하는 경우, 염화비닐 등의 수지와의 상용성이 떨어지는 현상이 있을 수 있다. 따라서, 전체 에폭시화 알킬 에스터 조성물 중 70 중량% 이하, 바람직하게는 50 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 30 중량% 이하로 포함되는 경우, 염화비닐 수지와의 상용성이 우수해질 수 있다.
상기 에폭시화 알킬 에스터 조성물은 옥시란 함유율(Oxirane Content, O.C.)이 5.0% 이상이고, 또는 5.2% 이상인 것이 바람직하고, 상한으로는 10.0% 이하인 것이 바람직할 수 있다.
상기 에폭시화 알킬 에스터 조성물의 옥시란 함유율은 가소제 조성물에 적용될 경우 폴리염화비닐(PVC) 등 다른 수지와의 상용성 및 색상 등의 물성에 영향을 줄 수 있는 요소이다. 상기 옥시란 함유율은 상기 화학식 1에서 R1으로 표시되는 치환기가 함유하고 있는 에폭시기의 수에 따라 변화될 수 있으며, 사용되는 촉매 및 환원제의 함량에 따라 달라질 수 있다. 상기 옥시란 함유율은 ASTM D1652-04에 의거하여 에폭시가(epoxy value)를 측정한 후, 여기에 16/40을 곱하여 계산된 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 에폭시화 알킬 에스터 조성물은 온도 25℃에서 30 내지 50cP의 점도를 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 에폭시화 알킬 에스터 조성물은 상기 점도 범위를 충족함으로써 가소화 효율, 내이행성 등의 물성이 우수할 뿐만 아니라, PVC 등 다른 수지와의 상용성 또한 우수하다.
바람직하게, 상기 점도는 32 cP 이상, 또는 33 cP 이상, 또는 35 cP 이상이고, 46 cP 이하, 또는 41 cP 이하, 또는 39 cP 이하일 수 있다.
또한, 본 발명의 에폭시화 알킬 에스터 조성물은 미반응으로 잔류하거나 역반응에 의해 생성된 모노글리세라이드 및 디글리세라이드 등의 고분자량 화합물(HMPs, high molecular products)을 소량, 예를 들어, 총 조성물 함량 대비 0.01 내지 2.0 중량% 포함하는 것을 특징으로 한다.
예로서, 고분자량 화합물의 함량은 에폭시화 알킬 에스터 조성물 총 함량 대비 0.01 중량% 이상, 0.1 중량% 이상, 또는 0.5 중량% 이상, 또는 1 중량% 이상이고, 2.0 중량% 이하, 1.7 중량% 이하, 또는 1.5 중량% 이하일 수 있다. 상기 수치범위를 초과하는 고분자량 화합물이 포함되는 경우 제품의 물성 및 품질에 악영향을 줄 수 있다.
상기 고분자량 화합물은 수평균분자량 350 내지 700 범위의 화합물을 의미할 수 있다.
또한, 본 발명의 에폭시화 알킬 에스터 조성물은 고체 생성물이 거의 없거나 없을 수 있다. 예를 들어, 상기 에폭시화 알킬 에스터 조성물을 상온(약 20 내지 30℃)에서 대략 100시간 동안 방치한 후 측정시, 에폭시화 알킬 에스터 조성물 총 함량 대비 1 중량% 이하, 또는 0.8 중량% 이하, 또는 0.6 중량% 이하, 또는 0.5 중량% 이하이고, 0 중량% 이상, 또는 0.01 중량% 이상, 또는 0.1 중량% 이상일 수 있다.
에폭시화 알킬 에스터 조성물의 제조
본 발명의 에폭시화 알킬 에스터 조성물의 제조 방법은, 에폭시화 알킬 에스터 화합물을 제조하기 위해 에스터화 반응을 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 에폭시화 오일 100 중량부에 대하여 유기금속 촉매 0.25 내지 1.0 중량부 및 환원제의 존재 하에, 150 내지 170℃에서, 에폭시화 오일 100 중량부 및 C6 내지 C10의 1차 알킬 알코올 70 내지 130 중량부의 에스터화 반응을 수행하는 단계를 포함하는 에폭시화 알킬 에스터 조성물의 제조 방법이 제공된다.
상기 에폭시화 알킬 에스터 화합물에 대한 기본적인 특징은 전술하였으므로, 그 기재를 생략한다.
상기 에폭시화 오일과 탄소수 6 내지 10인 알킬 알코올의 반응은 트랜스에스터화 반응일 수 있다.
상기 "트랜스 에스터화 반응"은 하기 반응식 1과 같이 알코올과 에스터가 반응하여 이하 반응식 1에서 나타나듯이 에스터의 R"가 알코올의 R'와 상호 교환되는 반응을 의미한다:
[반응식 1]
상기 트랜스 에스터화 반응이 이루어지면 알코올의 알콕사이드가 에스터계 화합물에 존재하는 두 개의 에스터(RCOOR")기의 탄소를 공격할 경우; 에스터계 화합물에 존재하는 한 개의 에스터(RCOOR")기의 탄소를 공격할 경우; 반응이 이루어지지 않은 미반응인 경우;와 같이, 세 가지의 경우에 수에 의해서 3 종의 에스터 조성물이 생성될 수 있다.
또한, 상기 트랜스-에스터화 반응은 산-알코올간 에스터화 반응과 비교하여 폐수 문제가 야기되지 않는 장점이 있으며, 무촉매 하에서 진행될 수 있으므로, 산촉매 사용시의 문제점을 해결할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 트랜스 에스터화 반응에서의 에스터는 에폭시화 오일일 수 있고, 알코올은 탄소수가 6 내지 10인 알킬기를 갖는 1차 알킬 알코올일 수 있다.
예로서, 상기 1차 알킬 알코올의 탄소수는 6 내지 9이거나, 바람직하게는 6 내지 8일 수 있으며, 더 바람직하게는 8일 수 있고, 상기 알코올의 알킬기는 반응 완료 후 상기 화학식 1의 R2에 해당되는 알킬기일 수 있다.
상기 에폭시화 오일은, 예를 들면, 에폭시화 대두유(epoxidized soybean oil), 에폭시화 피마자유(epoxidized castor oil), 에폭시화 아마인유(epoxidized linseed oil), 에폭시화 팜유(epoxidized palm oil), 에폭시화 스테아레이트(epoxidized stearate), 에폭시화 올레에이트(epoxidized oleate), 에폭시화 톨유(epoxidized tall oil), 에폭시화 리놀레이트(epoxidized linoleate), 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 식물성 오일을 에폭시화 반응을 통하여, 일정량의 에폭시기를 도입한 화합물일 수 있다.
상기 에폭시화 오일은 예를 들면, 하기 화학식 3으로 표시될 수 있으며, 한 분자 내 3 개의 에스터기가 포함되어 있는 트리글리세라이드 계열의 화합물일 수 있고, 일정량의 에폭시기가 함유되어 있을 수 있다.
[화학식 3]
상기 화학식 3에서, Ra, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 탄소수 8 내지 20의 알킬기 또는 1 이상의 에폭시기를 함유하는 탄소수 8 내지 20의 알킬기이며, Ra, Rb 및 Rc 중 1 이상은 1 이상의 에폭시기를 함유하는 탄소수 8 내지 20의 알킬기이다.
보다 구체적으로 예를 들면, 하기 화학식 3a로 표시되는 화합물이 있을 수 있다.
[화학식 3a]
상기 화학식 3a로 표시되는 에폭시화 오일은 하나의 예시에 해당되는 것이다.
이에 제한되는 것은 아니지만, 상기 에폭시화 오일은 옥시란 함유율이 6.0% 이상일 수 있다. 이와 같은 값을 갖는 에폭시화 오일을 선택하여 에폭시화 알킬 에스터 조성물을 제조하는 경우에는 생성물의 고체 물질 함량 및 색상 개선 효과가 우수할 수 있다.
상기 에폭시화 오일과 탄소수 6 내지 10인 알킬 알코올이 트랜스 에스터화 반응을 하게 되면, 상기 3 개의 에스터기가 모두 분리될 수 있으며, 그에 따라 알코올의 알킬기가 새로이 결합된 3종 이상의 에폭시계 에스터 화합물이 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 3으로 표시되는 에폭시화 오일과 하기 화학식 4로 표시되는 알코올 1종 이상을 반응기에 투입하고 트랜스 에스터화 반응시켜 에폭시화 알킬 에스터 화합물을 제조하는 단계가 수행될 수 있다.
[화학식 4]
상기 화학식 4에서, Rd는 탄소수 6 내지 10의 알킬기이다.
상기 트랜스 에스터화 반응은 150 내지 170℃, 155 내지 165℃의 반응 온도 하에서 수행될 수 있다. 반응 온도가 150℃ 미만인 경우 최종 제품에서 고체 생성물이 발견될 수 있으며, 170℃ 초과인 경우 에폭시화 알킬 에스터 조성물 내 고분자량 화합물 함량이 증가할 수 있으며 따라서 조성물의 점도가 상기 30 내지 50cP 범위를 충족하기 어렵다. 또한, 옥시란 함유율이 감소하게 되어 생성물의 색상 등의 품질에 악영향을 줄 수 있다.
또한, 상기 트랜스 에스터화 반응은 바람직하게는 3 내지 6 시간, 더욱 바람직하게는 4 내지 5 시간에서 수행될 수 있다. 또한, 최종 제품의 품질을 고려하여 적어도 3 시간 반응을 수행하는 것이 바람직하고, 적어도 4 시간의 반응 시간을 확보하는 것이 더욱 바람직하다. 반응 시간이 상기 범위를 충족하는 경우 점도, 고분자량 화합물 함량, 고체 함량 및 옥시란 함유율이 의도된 수준까지 개선될 수 있다.
상기 온도 및 시간 범위 내에서 반응이 수행됨으로써 원하는 물성을 갖는 에폭시화 알킬 에스터 조성물을 효과적으로 얻을 수 있다. 이때, 상기 반응 시간은 반응물을 승온 후 반응 온도에 도달한 시점부터 계산될 수 있다.
상기 트랜스 에스터화 반응은 유기금속 촉매 하에서 수행되며, 이 경우 반응시간이 단축되는 효과가 있다. 상기 유기금속 촉매는 일례로 나트륨 또는 칼륨 등을 함유하는 알콕사이드계 유기금속 촉매, 금속 산화물 촉매, 금속염 촉매 또는 금속 자체일 수 있다.
상기 금속 성분은 일례로 나트륨, 칼륨 주석, 티탄 및 지르코늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
일 예로서, 상기 유기금속 촉매는 소듐 메톡사이드, 소듐 에톡사이드, 소듐 부톡사이드, 포타슘 메톡사이드, 포타슘 부톡사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 유기금속 촉매의 함량은 에폭시화 오일 100 중량부에 대하여 0.25 내지 1.0 중량부이며, 또는 0.3 내지 0.8 중량부, 또는 0.3 내지 0.75 중량부일 수 있다. 유기금속 촉매 함량이 0.25 중량부 미만인 경우 최종 제품에서 고체 생성이 발견될 수 있으며, 1.0 중량부를 초과하는 경우 에폭시화 알킬 에스터 조성물 내 고분자량 화합물 함량이 증가할 수 있으며 따라서 조성물의 점도가 상기 30 내지 50cP 범위를 충족하기 어렵다.
또한, 상기 트랜스 에스터화 반응은 알데하이드와 케톤의 환원제의 존재 하에 수행되며, 이 경우 에폭시화 알킬 에스터 조성물의 색성을 개선하는 효과가 있다. 구체적인 예로서, 수소화붕소나트륨(NaBH4), 수소화붕소리튬(LiBH4), 수소화붕소칼륨(KBH4)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 이 중 수소화붕소나트륨(NaBH4)은 수소화붕소리튬(LiBH4), 수소화붕소칼륨(KBH4) 등의 다른 환원제에 비해 안정성이 우수하여 핸들링이 용이한 이점이 있다.
상기 환원제의 함량은 에폭시화 오일 100 중량부에 대하여 0.1 내지 0.5 중량부, 바람직하게 0.15 내지 0.35 중량부, 또는 0.2 내지 0.3 중량부의 함량으로 투입될 수 있다. 상기 범위의 환원제를 사용할 경우, 바람직한 점도 범위를 충족하는 에폭시화 알킬 에스터 조성물을 제조할 수 있고, 고체 생성물의 형성이 방지되며, 색상 개선 효과가 우수하다. 또한, 상기 범위를 초과하여 환원제를 사용하더라도 투입량 대비 색상 개선 효과가 크지 않을 수 있다.
또한, 상기 1차 알킬 알코올은 에폭시화 오일 100 중량부에 대해 70 내지 130 중량부, 또는 80 내지 130 중량부, 또는 90 내지 120 중량부, 또는 95 내지 110 중량부로 사용될 수 있다. 상기 1차 알킬 알코올이 80 중량부 미만인 경우 에폭시화 알킬 에스터 조성물의 점도가 상승하여 30 내지 50 cP 범위를 충족하기 어렵고 제품 내 고체가 생성될 수 있다. 또한, 상기 1차 알킬 알코올이 130 중량부 초과인 경우 원료 투입률 증가에 비해 반응성 향상이 미미하여 경제성이 저하될 수 있다.
에폭시화 알킬 에스터 조성물의 정제
본 발명의 에폭시화 알킬 에스터 화합물의 제조 방법은 상기 트랜스-에스터화 반응 후 생성된 다가 알코올과 반응 부산물 및 미반응 알코올을 분리, 수세, 중화 및/또는 증류시켜 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 정제 과정은 구체적으로, 상기 트랜스 에스터화 반응 이후 80 내지 100℃의 온도로 일정시간 냉각 및 정치하는 단계를 수행할 수 있고, 이 경우 층 분리가 일어나는데, 상층에는 에폭시화 알킬 에스터 및 알코올이 포함될 수 있으며, 하층에는 글리세린과 기타 부산물들이 포함될 수 있다.
이후, 하층 분리 단계, 중화 및 수세 단계 및 알코올 추출 단계를 수행할 수 있는데, 상기 트랜스 에스터화 반응에 사용하는 알코올의 탄소수에 따라서 물에 대한 용해도가 다르기 때문에, 이를 고려하여 순서를 적절히 설정하는 것이 바람직하다.
일 예로서, 탄소수가 8개인 2-에틸헥실 알코올과 같이 물에 대한 용해도가 낮은 1차 알킬 알코올의 경우, 폐수의 발생 문제가 없으므로, 중화 및 수세 후에 알코올을 추출해도 좋다. 이 경우, 상기 부산물이 주로 포함된 하층을 먼저 분리한 후 중화 및 수세 과정을 수행하거나, 또는 중화 및 수세 과정에서 하층의 부산물들을 물에 용해시켜 배출할 수 있다.
본 발명에서 중화 및 수세 단계는 다음의 3 단계를 거쳐 수행될 수 있다. 우선, 1차 수세를 통해 글리세린을 제거하는 단계를 수행할 수 있다. 다음으로, 촉매를 중화하기 위하여 촉매 중화용 수용액을 투입함으로써 중화 및 2차 수세를 유도할 수 있다. 마지막으로, 3차 수세를 통해 잔류 산 및 글리세린을 제거하는 단계를 수행할 수 있다.
한편, 상기 중화 공정을 생략할 경우 고분자량 화합물이 증가하고 점도가 상승하는 문제가 생길 수 있다.
이후, 탈알코올, 탈수 및 여과 단계 등의 추가적인 정제 과정을 수행할 수 있으며, 필요에 따라 그 순서를 적절히 조절하여 공정을 설계하는 것이 바람직하다.
가소제 조성물
본 발명의 일 구현 예는 상기 에폭시화 알킬 에스터 조성물을 포함하는 가소제 조성물을 제공한다.
상기 가소제 조성물은 통상적으로 사용되는 성분들을 포함할 수 있으며, 특별히 이에 제한되지 않는다.
상기 가소제 조성물은 전술한 에폭시화 알킬 에스터 조성물을 포함하며, 이 에폭시화 알킬 에스터 조성물을 포함하는 가소제 조성물이 단독으로 사용될 수 있고, 추가로 2차 가소제가 함유되어 혼합 가소제가 적용될 수 있다.
상기 2차 가소제는 테레프탈레이트계 물질, 이소프탈레이트계 물질, 프탈레이트계 물질, 사이클로헥산 1,4-디에스터계 물질, 사이클로헥산 1,2-디에스터계 물질, 사이클로헥산 1,3-디에스터계 물질, 트리멜리테이트계 물질, 시트레이트계 물질, 에폭시화 오일, 숙시네이트계 물질, 벤조에이트계 물질, 글라이콜계 물질 등이 적용될 수 있고, 이들의 혼합물이 2차 가소제로 적용될 수 있다.
구체적으로 상기 2차 가소제로 나열된 물질들은 모두 에스터기를 갖는 물질들로서, 상기 에스터기에 결합되는 알킬기로는, n-부틸기, 이소부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, 2-에틸헥실기, 옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, 2-프로필헵틸기, 데실기, 이소데실기 등이 적용될 수 있다.
수지 조성물
본 발명의 다른 구현 예는, 수지 100 중량부에 대하여, 5 내지 150 중량부, 10 내지 100 중량부, 또는 30 내지 60 중량부, 또는 적용되는 용도에 따라서 70 내지 130 중량부의 가소제 조성물을 포함하는 수지 조성물을 제공한다.
상기 수지는 에틸렌 초산 비닐, 폴리에틸렌, 폴리케톤, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리스타이렌, 폴리우레탄, 또는 열가소성 엘라스토머, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 수지 조성물은 플라스티졸 가공, 압출 또는 사출 가공, 캘린더링 가공 등 다양한 방법을 통해 가공될 수 있으며, 전선, 자동차 내장재, 필름, 시트, 튜브, 바닥재, 벽지, 완구, 바닥재, 와이어 또는 광섬유의 피복재 등에 적용될 수 있다. 상기 수지 조성물은 인장강도와 신율, 그리고 가소화 효율 및 가열 감량과 같은 기본적인 기계적 물성 또한 기존의 가소제를 사용한 경우와 동등 수준 이상의 물성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수지 조성물은 충진재를 더 포함할 수 있다.
상기 충진재는 상기 수지 100 중량부를 기준으로 0 내지 300 중량부, 바람직하게는 50 내지 200 중량부, 더욱 바람직하게는 100 내지 200 중량부일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 충진재는 당 분야에 알려져 있는 충진재를 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 실리카, 마그네슘 카보네이트, 칼슘 카보네이트, 경탄, 탈크, 수산화 마그네슘, 티타늄 디옥사이드, 마그네슘 옥사이드, 수산화 칼슘, 수산화 알루미늄, 알루미늄 실리케이트, 마그네슘 실리케이트 및 황산바륨 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수지 조성물은 필요에 따라 안정화제 등의 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 안정화제 등의 기타 첨가제는 일례로 각각 상기 수지 100 중량부를 기준으로 0 내지 20 중량부, 바람직하게는 1 내지 15 중량부일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 사용될 수 있는 안정화제는 예를 들어 칼슘-아연의 복합 스테아린산 염 등의 칼슘-아연계(Ca-Zn계) 안정화제 혹은 바륨-아연계(Ba-Zn계)를 사용할 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
실시예
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
실시예 1
냉각기, 콘덴서, 디캔터, 환류 펌프, 온도 컨트롤러, 교반기 등을 갖춘 4구의 3 리터 반응기에 에폭시화 대두유(Epoxidized Soybean Oil; ESO)(창춘 석유화학, STAB B-22) 20kg, 2-에틸헥실 알코올(2-EH)(엘지화학) 20kg, 촉매로서 소듐 메톡사이드 100g, 환원제로써 수소화붕소나트륨 60g을 투입하고, 약 160℃까지 서서히 승온시켰다.
이후, 5시간 동안 반응을 수행한 후 가스 크로마토그래프 분석을 통하여, 원료인 ESO가 완전히 반응하여 소모됨을 확인하고 반응을 종료하였다. 95℃까지 냉각시켜, 에폭시화 알킬 에스터 및 알코올을 포함하는 상층과 글리세린을 포함하는 하층으로 층 분리가 일어나는 것을 확인하였다.
다음으로, 물 2Kg를 투입한 후 10분 교반하고 10분간 정치하여 글리세린을 제거하는 1차 수세 단계를 수행하였다. 상기 글리세린을 포함하는 하층은 이 단계에서 함께 배수되었다. 이후, 5중량%의 인산 수용액 4Kg를 투입한 후 10분 교반하고 10분간 정치함으로써 촉매를 중화하고 2차 수세하는 단계를 수행하였다. 이후, 물 4Kg를 투입한 후 10분 교반하고 10분간 정치하여 잔류 산 및 글리세린을 제거하는 3차 수세 단계를 수행하였다.
이후, 알코올의 추출, 탈알코올, 탈수 및 여과 단계 등의 정제 과정을 거쳐 에폭시화 2-에틸헥실 에스터 조성물 26Kg을 얻었다.
실시예 2 내지 7, 비교예 1 내지 5
상기 실시예 1에서, 촉매 및 1차 알킬 알코올의 투입량 및 반응온도 등의 조건을 하기 표 1과 같이 다르게 한 것을 제외하고는 동일한 방식으로 에폭시화 알킬 에스터 조성물을 제조하였다.
NaOMe | 1차 알킬 알코올 | NaBH4 | 반응 온도 | 반응 시간 | ||
(ESO 100 중량부당 중량부) | (ESO 100 중량부당 중량부) | 종류 | (ESO 100 중량부당 중량부) | (℃) | (hr) | |
실시예 1 | 0.5 | 100 | 2-EH | 0.3 | 160 | 5 |
실시예 2 | 0.5 | 100 | 2-EH | 0.3 | 150 | 5 |
실시예 3 | 0.5 | 100 | 2-EH | 0.3 | 170 | 5 |
실시예 4 | 0.25 | 100 | 2-EH | 0.3 | 160 | 5 |
실시예 5 | 1.0 | 100 | 2-EH | 0.3 | 160 | 5 |
실시예 6 | 0.25 | 80 | 2-EH | 0.3 | 160 | 5 |
실시예 7 | 0.25 | 120 | 2-EH | 0.3 | 160 | 5 |
비교예 1 | 0.5 | 100 | 2-EH | 0.3 | 140 | 5 |
비교예 2 | 0.5 | 100 | 2-EH | 0.3 | 180 | 5 |
비교예 3 | 0.15 | 100 | 2-EH | 0.3 | 160 | 5 |
비교예 4 | 2.0 | 100 | 2-EH | 0.3 | 160 | 5 |
비교예 5 | 0.5 | 50 | 2-EH | 0.3 | 160 | 5 |
실험예 1
상기 실시예 및 비교예의 에폭시화 알킬 에스터 조성물에 대하여 하기 기재된 방식으로 옥시란 함유율, 점도, 고분자량 화합물(HMPs) 함량 및 상기 에폭시화 알킬 에스터 조성물 내 고체 생성 여부를 측정하여 표 2에 나타냈다.
* 옥시란 함유율(%)
ASTM D1652-04에 의거하여, 하기 식 1에 의해, 0.1N 과염소산의 색상이 파랑색에서 녹색으로 변화할 때까지 투입된 과염소산의 함량을 이용하여 에폭시가(epoxy value)를 계산하였다. 그리고 여기에 16/40을 곱하여 옥시란 함유율을 계산하였다.
<식 1>
에폭시가 = 과염소산 (mL) × 4.3 × 0.1 / 시료 (g)
* 점도
Brookfield 점도계(LV2T type)를 이용해 25℃의 온도에서 점도를 측정하였으며 점도계 스핀들은 18번이며 55rpm으로 1분간 측정하여 평균값을 나타내었다.
* 고분자량 화합물(HMPs) 함량(중량%)
고분자량 화합물 함량은 하기의 조건에서 가스 크로마토그래피(GC: Gas chromatography)를 수행하여 24분 내지 29분, R.T 피크의 합으로 계산하였다:
- 컬럼: Agilent DB-5HT
- 규격: 30m * 0.25mm ID * 0.1㎛
- 캐리어 가스 및 유속: He, 2.0 ml/min
- 검출기 및 온도: F.I.D, 400℃
- 주입 모드: 트랙 오븐
- 오븐 온도: 50℃(0분), 20℃/min으로 승온 후, 400℃(25분)
* 고체 생성 여부
상기 에폭시화 알킬 에스터 조성물을 상온에서 약 100시간 동안 방치 후 고체 생성 여부를 판단하여 무(無) 또는 유(有)로 표시하였으며, 유(有)인 경우 에폭시화 알킬 에스터 조성물 총 중량을 기준으로 그 함량(중량%)을 나타냈다.
옥시란 함유율(%) | 점도(cP) | HMPs 함량(중량%) | 고체 생성 여부 (중량%) |
|
실시예 1 | 5.57 | 38.1 | 1.35 | 無 |
실시예 2 | 5.68 | 38.4 | 1.47 | 無 |
실시예 3 | 5.20 | 39.9 | 1.69 | 無 |
실시예 4 | 5.55 | 37.1 | 1.35 | 無 |
실시예 5 | 5.52 | 39.4 | 1.59 | 無 |
실시예 6 | 5.58 | 39.9 | 1.69 | 無 |
실시예 7 | 5.50 | 36.5 | 1.06 | 無 |
비교예 1 | 5.56 | 42.4 | 1.54 | 有(1.4) |
비교예 2 | 4.99 | 56.1 | 2.25 | 無 |
비교예 3 | 5.55 | 43.1 | 1.35 | 有(1.6) |
비교예 4 | 5.31 | 52.3 | 2.11 | 無 |
비교예 5 | 5.67 | 61.5 | 1.10 | 有(2.1) |
상기 결과에서, 비교예 1 내지 5의 경우 본 발명에 비해 점도가 상승된 것을 확인할 수 있다. 특히, 반응 온도가 본 발명보다 높은 180℃에서 수행된 비교예 2, 촉매 함량이 본 발명보다 많은 2.0중량%로 사용된 비교예 4, 그리고 알코올이 본 발명보다 적게 사용된 비교예 5의 경우 점도가 크게 상승하였고, 비교예 2 및 비교예 4는 고분자량 화합물(HMPs) 함량 또한 매우 증가하였다.또한, 반응 온도가 본 발명보다 낮은 140℃에서 수행된 비교예 1, 촉매 함량이 본 발명보다 적은 0.15중량%로 사용된 비교예 3, 그리고 비교예 5의 경우 대략 100 시간 정도의 장시간 방치 후 에폭시화 알킬 에스터 조성물 중 고체 생성이 관찰되므로, 내이행성 및 염화비닐수지와의 상용성 등의 측면에서 바람직하지 못하다고 판단된다.
실험예 2: 시편 제작 및 성능 평가
실시예 1 내지 7, 비교예 1 내지 5의 에폭시화 알킬 에스터 조성물을 실험용 시편으로 사용하였다.
상기 시편 제작은 ASTM D638을 참조하여, 폴리비닐클로라이드(엘지화학, LS100S) 100 중량부에, 에폭시화 알킬 에스터 조성물(GL5001)/실시예의 에폭시화 알킬 에스터 조성물 = 5/5로 사용) 35 중량부, ESO 15 중량부, 안정제(LTX-630P) 1.2 중량부 및 방담제(Almax-9280) 1.5 중량부를 98℃에서 700rpm의 속도로 교반하여 혼합하고 160℃에서 4 분간 롤밀한 다음, 프레스(press)를 이용하여 180℃에서 2.5분(저압) 및 2분(고압)으로 작업하여 두께가 1 ㎜인 시편 및 3 ㎜인 시편을 제작하였다. 각 시편을 사용하여 다음과 같은 물성 시험을 수행하고 결과를 하기 표 3에 정리하였다.
1) GL500: 디(2-에틸헥실) 테레프탈레이트 / 부틸(2-에틸헥실) 테레프탈레이트 / 디부틸 테레프탈레이트의 혼합물로서, 5:4:1의 중량비로 혼합된 조성물.
<시험 항목>
상기 실시예들 및 비교예들에 대하여 하기의 시험 항목대로 평가를 수행하였다.
* 경도(hardness) 측정
ASTM D2240을 이용하여, 25℃에서의 쇼어(shore A)경도, 3T 10s를 측정하였다.
* 이행 손실(migration loss) 측정
KSM-3156에 의거하여, 두께 1 ㎜인 시편의 양면에 유리판을 붙인 후, 1 ㎏f/㎠의 하중을 가하였다. 시편을 열풍 순환식 오븐(80 ℃)에서 72 시간 동안 방치한 후 꺼내서 상온에서 냉각시켰다. 그 후, 시편의 양면에 부착된 유리판을 제거하고, 시편을 오븐에 방치하기 전과, 방치한 후의 중량을 측정하고, 하기 식 2에 대입하여, 이행 손실 값을 계산하였다.
<식 2>
이행 손실(%) = [(오븐 방치 전 시편의 초기 중량) - (오븐 방치 후 시편의 중량)]/ (오븐 방치 전 시편의 초기 중량) × 100
* 표면 이행성(Surface migration)
두께 3 ㎜인 시편을 상온에서 3일 간 방치 후 표면에 이행되는 물질을 기름 종이로 닦아내어 기름종이에 배어 나온 정도를 판단하였다. 1~10의 수치로 나타내며, 1에 가까울수록 표면 이행성이 적어 우수한 것을 의미한다.
* 헤이즈(%)
ASTM D1003에 의거하여, 두께 1 ㎜인 시편에 대해 헤이즈 미터(NIPPON DENSHOKU사 NDH 7000)를 이용해 측정하였다.
Hardness (Shore “A”) |
Migration Loss (%) | Surface migration | Haze (%) | |
실시예 1 | 77.8 | 1.34 | 3 | 5.1 |
실시예 2 | 77.9 | 1.36 | 3 | 5.2 |
실시예 3 | 78.0 | 1.47 | 4 | 5.4 |
실시예 4 | 77.6 | 1.32 | 3 | 5.0 |
실시예 5 | 77.8 | 1.39 | 3 | 5.3 |
실시예 6 | 78.0 | 1.46 | 4 | 5.4 |
실시예 7 | 77.5 | 1.30 | 3 | 5.0 |
비교예 1 | 79.1 | 2.10 | 5 | 6.4 |
비교예 2 | 79.2 | 1.80 | 5 | 6.2 |
비교예 3 | 79.5 | 1.97 | 6 | 7.3 |
비교예 4 | 79.3 | 1.92 | 5 | 6.5 |
비교예 5 | 79.9 | 1.81 | 7 | 8.1 |
상기 결과에서, 본 발명의 점도, 고분자량 화합물 함량 및 고체 생성물 함량 특성을 갖는 에폭시화 알킬 에스터 조성물의 경우, 비교예에 비해 가소화 효율(경도) 및 이행 특성(이행 손실 및 표면 이행성)이 매우 우수한 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시예 1 내지 7의 에폭시화 알킬 에스터 조성물은 쇼어 경도 범위가 77.5 내지 78.0 범위로 비교예들에 비해 낮은 수치를 나타내므로 가소화 효율이 더 우수하다고 판단된다. 또한, 실시예 1 내지 7의 경우, 이행 손실은 1.30 내지 1.47 범위로서 비교예들에 비해 낮은 수치를 나타내고, 표면 이행성 결과 또한 1에 더 가까운 값을 나타내므로, 비교예들에 비해 우수한 이행 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 헤이즈 값이 낮은 수치를 나타내므로 비교예에 비해 투명성이 우수한 것을 알 수 있다.
Claims (15)
- 하기 화학식 1로 표시되는 에폭시화 알킬 에스터(Epoxidized Fatty Acid Alkyl Ester, eFAAE) 화합물을 1 종 이상 포함하고,
옥시란 함유율이 5.0% 이상이고,
온도 25℃에서 30 내지 50cP의 점도를 가지며,
에폭시화 알킬 에스터 조성물 총 함량에 대해 1.0 중량% 이하의 고체 생성물을 포함하며,
상기 고체 생성물은 에폭시화 알킬 에스터 조성물을 20 내지 30℃ 하에서 100 시간 방치시키는 경우 발생되는 물질인 것인 에폭시화 알킬 에스터 조성물:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1은 1 이상의 에폭시기를 함유하는 탄소수 8 내지 20의 알킬기이고, R2는 탄소수 6 내지 10의 알킬기이다.
- 제1항에 있어서,
상기 화학식 1에서 R2는 n-헥실기, 이소헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, n-옥틸기, 2-에틸헥실기, n-노닐기, 이소노닐기, 6-메틸옥틸기, n-데실기, 이소데실기 및 2-프로필헵틸기로 이루어진 군에서 선택되는, 에폭시화 알킬 에스터 조성물.
- 제3항에 있어서,
상기 화학식 2에서 R4는 n-헥실기, 이소헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, n-옥틸기, 2-에틸헥실기, n-노닐기, 이소노닐기, 6-메틸옥틸기, n-데실기, 이소데실기 및 2-프로필헵틸기로 이루어진 군에서 선택되는, 에폭시화 알킬 에스터 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 에폭시화 알킬 에스터 조성물은, 온도 25℃에서 32 내지 41 cP의 점도를 갖는, 에폭시화 알킬 에스터 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 에폭시화 알킬 에스터 조성물은, 수평균분자량 350 내지 700 범위의 고분자량 화합물을 에폭시화 알킬 에스터 조성물 총 함량에 대해 0.01 내지 2.0 중량% 포함하는, 에폭시화 알킬 에스터 조성물.
- 에폭시화 오일 100 중량부에 대하여 유기금속 촉매 0.25 내지 1.0 중량부 및 환원제의 존재 하에, 150 내지 170℃에서, 에폭시화 오일 100 중량부 및 C6 내지 C10의 1차 알킬 알코올 70 내지 130중량부의 에스터화 반응을 수행하는 단계;를 포함하는,
제1항의 에폭시화 알킬 에스터 조성물의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 에스터화 반응은 3 내지 6시간 동안 수행되는, 에폭시화 알킬 에스터 조성물의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 유기금속 촉매는 소듐 메톡사이드, 소듐 에톡사이드, 소듐 부톡사이드, 포타슘 메톡사이드, 포타슘 부톡사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 에폭시화 알킬 에스터 조성물의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 환원제는 수소화붕소나트륨(NaBH4), 수소화붕소리튬(LiBH4), 수소화붕소칼륨(KBH4)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 에폭시화 알킬 에스터 조성물의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 환원제는 에폭시화 오일 100 중량부에 대하여 0.1 내지 0.5 중량부로 투입되는 에폭시화 알킬 에스터 조성물의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 방법은, 상기 에스터화 반응의 생성물을 냉각시켜 에폭시화 알킬 에스터 및 알코올을 포함하는 상층 및 글리세린을 포함하는 하층으로 분리하는 단계;
상기 층 분리된 에스터화 반응의 생성물을 수세 및 중화하는 단계; 및
상기 수세 및 중화된 에스터화 반응의 생성물에서 알코올을 추출하는 단계를 더 포함하는, 에폭시화 알킬 에스터 조성물의 제조 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 에폭시화 알킬 에스터 조성물을 포함하는 가소제 조성물.
- 수지 100 중량부; 및 제13항의 가소제 조성물 5 내지 150 중량부;를 포함하는 수지 조성물.
- 제14항에 있어서,
상기 수지는 에틸렌 초산 비닐, 폴리에틸렌, 폴리케톤, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리스타이렌, 폴리우레탄 및 열가소성 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 수지 조성물.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20180096273 | 2018-08-17 | ||
KR1020180096273 | 2018-08-17 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200020635A true KR20200020635A (ko) | 2020-02-26 |
Family
ID=69637951
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020190100285A KR20200020635A (ko) | 2018-08-17 | 2019-08-16 | 저점도를 갖는 에폭시화 알킬 에스터 조성물 및 이를 포함하는 가소제 조성물 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20200020635A (ko) |
-
2019
- 2019-08-16 KR KR1020190100285A patent/KR20200020635A/ko not_active Application Discontinuation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102147417B1 (ko) | 가소제 조성물 및 이를 포함하는 수지 조성물 | |
CN107709429B (zh) | 增塑剂组合物和包含该增塑剂组合物的树脂组合物 | |
KR101833175B1 (ko) | 가소제 조성물, 수지 조성물 및 이들의 제조 방법 | |
KR101841813B1 (ko) | 에스테르계 가소제, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 수지 조성물 | |
KR101793383B1 (ko) | 가소제 조성물, 수지 조성물 및 이들의 제조 방법 | |
KR102019938B1 (ko) | 가소제 조성물, 수지 조성물 및 이들의 제조 방법 | |
KR101881646B1 (ko) | 가소제 조성물의 제조방법 및 이에 의해 제조된 가소제 조성물 | |
KR102260893B1 (ko) | 가소제 조성물 및 이를 포함하는 수지 조성물 | |
KR102260896B1 (ko) | 가소제 조성물 및 이를 포함하는 수지 조성물 | |
KR102405076B1 (ko) | 가소제 조성물, 수지 조성물 및 이들의 제조 방법 | |
KR20180004903A (ko) | 가소제 조성물, 수지 조성물 및 이들의 제조 방법 | |
KR101784100B1 (ko) | 가소제 조성물, 수지 조성물 및 이들의 제조 방법 | |
KR20170049446A (ko) | 가소제 조성물, 수지 조성물 및 이들의 제조 방법 | |
KR20190041932A (ko) | 가소제 조성물 및 이를 포함하는 수지 조성물 | |
KR20200020635A (ko) | 저점도를 갖는 에폭시화 알킬 에스터 조성물 및 이를 포함하는 가소제 조성물 | |
KR20200020634A (ko) | 저점도를 갖는 에폭시화 알킬 에스터 조성물 및 이를 포함하는 가소제 조성물 | |
KR101833174B1 (ko) | 가소제 조성물, 수지 조성물 및 이들의 제조 방법 | |
KR20160119695A (ko) | 가소제 조성물, 수지 조성물 및 이들의 제조 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal |