KR20200020787A - 충격 보강제 및 탄산칼슘을 함유하는 폴리염화비닐 조성물 - Google Patents

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Abstract

(a) K-63 내지 K-70의 K 값을 갖는 폴리염화비닐, (b) 충격 보강제, 및 (c) (i) 400 내지 900 nm의d 50 입자 크기 값, (ii) 2.6 ㎛ 미만의 d 98 입자 크기 값, 및 (iii) 2.0 미만의, d 20 입자 크기 값을 갖는 입자에 대한 d 50 입자 크기 값을 갖는 입자의 비(d 50/d 20)를 갖는 분쇄 탄산칼슘을 포함하는 폴리염화비닐 조성물이 제공된다.

Description

충격 보강제 및 탄산칼슘을 함유하는 폴리염화비닐 조성물
본 발명은 일반적으로 충격 보강제 및 탄산칼슘을 함유하는 폴리염화비닐 프로파일 조성물에 관련된 것이다.
아크릴 충격 보강제 및 탄산칼슘 충전제는 창 및 기술 프로파일과 같은 폴리염화비닐("PVC") 최종 사용 용도 응용품의 중요한 구성요소이다. 이러한 구성요소는 PVC 복합재에 필요한 성능 특성, 예를 들어 겔화 속도, 가공 유변 물성(processing rheology), 광택, 색상, 및 충격 강도를 제공한다. 산업계에서 현재 사용되고 있는 충격 보강제와 탄산칼슘 충전제는 서로 중화 작용할 수 있지만, 위와 같은 모든 특성에서 충분히 바람직한 성능을 나타내는 단일 제형을 획득하는 것은 어렵게 한다.
산업계에서는 다양한 PVC 제품을 위해 다양한 충격 보강제 및 다양한 등급의 탄산칼슘이 사용되어 왔다. 예를 들어, 국제 공개 WO 2016/050698 A1호는 아크릴 충격 보강제 및 탄산칼슘을 함유하는 특정 PVC 조성물을 개시하고 있다. 그러나 종래 기술은 특정 탄산칼슘과 충격 보강제 간의 상승 작용을 달성하는 본 발명에 따른 PVC 제형을 개시하지 않았다.
따라서, 충격 강도, 가공 유변 물성, 겔화 속도, 광택, 및 색상에 있어서의 개선을 제공하는, 아크릴 충격 보강제 및 탄산칼슘을 함유하는 PVC 제제를 개발할 필요가 있다.
본 발명의 한 양태는, (a) K-63 내지 K-70의 K 값을 갖는 폴리염화비닐; (b) 충격 보강제; 및 (c) (i) 400 내지 900 nm의d 50 입자 크기 값, (ii) 2.6 ㎛ 미만의 d 98 입자 크기 값, 및 (iii) 2.0 미만의, d 20 입자 크기 값을 갖는 입자에 대한 d 50 입자 크기 값을 갖는 입자의 비(d 50/d 20)를 갖는 분쇄 탄산칼슘을 포함하는 폴리염화비닐 조성물을 제공한다.
다른 양태에서, 본 발명은, (a) K-65 내지 K-68의 K 값을 갖는 폴리염화비닐; (b) 다단계 아크릴 충격 보강제로서, (i) (A) 95 내지 99.9 중량%의 하나 이상의 알킬 아크릴레이트 단량체로부터 유도된 중합된 단위와 (B) 코어의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 1.5 중량%의 하나 이상의 가교 단량체, 그래프트 링크 단량체, 및 이들의 조합을 포함하는, 다단계 아크릴 충격 보강제의 총 중량을 기준으로, 65 내지 96 중량%의 코어 중합체, 및 (ii) (A) 95 내지 100 중량%의 하나 이상의 알킬(메트) 아크릴레이트 단량체로부터 유도된 중합된 단위와 (B) 쉘의 총 중량을 기준으로 0 내지 2 중량%의 하나 이상의 사슬 이동제를 포함하는, 다단계 아크릴 충격 보강제의 총 중량을 기준으로, 4 내지 35 중량%의 쉘 중합체를 포함하는, 다단계 아크릴 충격 보강제; 및 (c) (i) 400 내지 900 nm의 d50 입자 크기 값, (ii) 2.6 μm 미만의 d 98 입자 크기 값, 및 (iii) 2.0 미만인, d 20 입자 크기 값을 갖는 입자에 대한 d 50 입자 크기 값을 갖는 입자의 비(d 50 /d 20 )를 갖는 분쇄 탄산칼슘을 포함하는, 폴리염화비닐 조성물을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 예시적인 PVC 프로파일 조성물 및 비교 PVC 프로파일 조성물의 충격 강도 프로파일을 보여주는 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 예시적인 PVC 프로파일 조성물 및 비교 PVC 프로파일 조성물의 충격 강도 프로파일을 보여주는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 예시적인 PVC 프로파일 조성물 및 비교 PVC 프로파일 조성물의 충격 강도 프로파일을 보여주는 것이다.
본 발명자들은, 폴리염화비닐; 충격 보강제; 및 (i) 400 내지 900 nm의 d 50 입자 크기 값, (ii) 2.5 ㎛ 미만의 d 98 입자 크기 값, 및 (iii) 2.0 미만의, d 20 입자 크기 값을 갖는 입자에 대한 d 50 입자 크기 값을 갖는 입자의 비(d 50/d 20)를 갖는 분쇄 탄산칼슘을 포함하는 폴리염화비닐("PVC") 조성물이 충격 강도, 가공 유변 물성, 광택, 및 색상에 있어서의 상당한 향상을 제공한다는 것을, 지금에 이르러 놀랍게 발견하였다.
"중합체"는 동일하거나 상이한 종류의 단량체를 중합하여 제조된 중합성 화합물을 지칭한다. 일반 용어 "중합체"는 용어 "단일 중합체", "공중합체", "삼량체" 및 "수지"를 포함한다. 본원에서 사용된 용어 "유도된 중합 단위"는 중합 기술에 따라 합성된 중합체 분자를 의미하는 것으로, 생성물 중합체가 중합 반응을 위한 출발 물질인 구성 단량체로부터 "유도된 중합 단위"를 함유한다. 본원에서 사용된 용어 "(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 또는 이들의 조합을 지칭하며, 용어 "(메트)아크릴"은 아크릴 또는 메타크릴 또는 이들의 조합을 지칭한다. 본원에서 사용된 용어 "치환된"은 적어도 하나의 부착된 화학기, 예를 들어 알킬기, 알케닐기, 비닐기, 하이드록실기, 카복실산기, 기타 작용기 및 이들의 조합물을 갖는 것을 의미한다. 본원에 사용된 용어 "제1 중합체 단계"는 아크릴 공중합체의 임의의 단계를 지칭한다. 이는 단일 단계 중합체에서 유일한 단계일 수 있거나, 또는 다단계 중합체에서 시간순으로 첫 번째, 두 번째, 세 번째, 마지막 또는 임의의 단계일 수 있다. 본원에 사용된 용어 "제2 중합체 단계"는 아크릴 공중합체의 첫 번째 단계가 아닌 임의의 다른 단계를 지칭한다. 이는 다단계 중합체에서 시간순으로 첫 번째, 두 번째, 세 번째, 마지막 또는 임의의 단계일 수 있다.
본원에 사용된 용어 "phr"은 수지 또는 중합체 고체 100부 당을 의미한다. 본원에서 사용된 용어 "분자량" 또는 "중량 평균 분자량" 또는 "M w "는 ASTM D5296-11 (2011)에 따른 폴리스티렌 교정 표준에 입각해서 테트라하이드로퓨란("THF")을 이동상 및 희석제로서 사용하여서 아크릴 중합체에 대해 겔 투과 크로마토그래피("GPC")로 측정한 중합체의 중량 평균 분자량을 의미한다. 본원에 사용된 용어 "입자 크기"는 Brookhaven BI-90 입자 크기 측정기를 사용하여 측정한 에멀젼 (공)중합체 입자의 중량 평균 입자 크기를 의미한다.
본원에 사용된 용어 "유리 전이 온도" 또는 "T g"는 유리상 중합체가 중합체 사슬의 분절 운동을 겪게 될 온도 이상의 온도를 의미한다. 공중합체의 유리 전이 온도는 다음과 같은 폭스(Fox) 방정식(문헌[Bulletin of American Physical Society, 1 (3) Page 123 (1956)] 참조)으로 추산할 수 있다:
1/T g = w 1/T g(1) + w 2/T g(2)
공중합체의 경우, w 1 및 w 2는 두 개의 공중합체의 중량 분율을 의미하며, T g(1) 및 T g(2)는 단량체에서 제조된 두 개의 대응하는 단일중합체의 유리 전이 온도를 의미한다. 3개 이상의 단량체를 포함하는 중합체의 경우, 추가 항(w n/T g(n))이 추가된다. 단일 중합체의 유리 전이 온도는, 예를 들면, 문헌["Polymer Handbook", edited by J. Brandrup and E.H. Immergut, Interscience Publishers]에서 찾을 수 있다. 중합체의 T g 는 또한 예를 들어 시차 주사 열량계("DSC")를 포함하는 다양한 기법으로 측정될 수 있다. 본원에 사용되는 "계산된 T g"라는 어구는 폭스 방정식으로 계산된 유리 전이 온도를 의미한다.
본원에 사용된 용어 ""d 20", "d 50", 및 "d 98" 입자 크기 값은, 명시된 값 이하의 직경을 갖는 입자가, 응집된 입자의 질량의 20%, 50 %, 및 98% 각각을 차지하는 크기를 지칭한다. 따라서, d 50 값은 모든 입자의 50 중량%가 표시된 입자 크기보다 작은 "중량 중앙 입자 크기"이다. 본원에 사용된 용어 "d 50/d 20 "은 d 20 입자 크기 값을 갖는 입자에 대한 d 50 입자 크기 값을 갖는 입자의 비를 나타낸다. d 20, d 50, 및 d 98 값은 침강법(즉, 중력장에서의 침강 거동 분석)을 이용한 SedigraphTM III 플러스에 의한 것을 일례로 포함하는 다양한 기법에 의해 측정될 수 있다.
본 발명의 PVC 조성물은 폴리염화비닐, 충격 보강제, 및 분쇄 탄산칼슘을 포함한다. 본 발명의 조성물의 폴리염화비닐은 개시제의 존재 하에 통상적인 현탁 중합, 유화 중합, 벌크 중합, 또는 용액 중합에 의해 얻어질 수 있다. 특정 구현예들에서, 상기 폴리염화비닐은 PVC 프로필 조성물 중에 PVC 프로파일 조성물의 총 중량을 기준으로 70 내지 90 중량%, 바람직하게는 75 내지 85 중량%, 더욱 바람직하게는 77 내지 83 중량%의 양으로 존재할 수 있다. K-값은 ISO 1628 2: 1998에 기재된 PVC의 용액 점도 및 분자량과 상관 관계가 있다. 바람직한 K-값 범위는 K-63 내지 K-70, 바람직하게는 K-64 내지 K-69, 더욱 바람직하게는 K-65 내지 K-68이다.
본 발명의 PVC 조성물은 충격 보강제를 포함한다. 특정 구현예들에서, 충격 보강제는 PVC 프로파일 조성물 중에 PVC 프로파일 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 8 phr, 바람직하게는 3 내지 7 phr, 더욱 바람직하게는 4 내지 6 phr의 양으로 존재한다. 적합한 충격 보강제는, 예를 들면, 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체("MBS"), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체("ABS"), 염소화 폴리에틸렌("CPE"), 아크릴-그래프트 염소화 폴리에틸렌, 아크릴-그래프트 PVC, 및 아크릴 충격 보강제("AIM")를 포함한다.
적합한 다단계 아크릴 충격 보강제는, 예를 들면, 코어 중합체 및 쉘 중합체를 포함하는 코어-쉘 형태를 갖는 것들을 포함한다. 특정 구현예들에서, 상기 코어 중합체는 다단계 중합체 중에 다단계 중합체의 총 중량을 기준으로 65 내지 96 중량%, 바람직하게는 85 내지 96 중량%, 더욱 바람직하게는 88 내지 94 중량%의 양으로 존재한다. 특정 구현예들에서, 상기 쉘 중합체는 다단계 중합체 중에 다단계 아크릴 충격 보강제의 총 중량을 기준으로 4 내지 35 중량%, 바람직하게는 5 내지 15 중량%, 더욱 바람직하게는 6 내지 12 중량%의 양으로 존재한다. 특정 구현예들에서, 상기 다단계 아크릴 충격 보강제는 상기 코어 중합체와 상기 쉘 중합체 사이에 하나 이상의 중간층 중합체를 포함한다.
상기 다단계 아크릴 충격 보강제의 상기 코어는 하나 이상의 알킬 아크릴레이트 단량체로부터 유도된 중합된 단위를 포함한다. 상기 알킬 아크릴레이트 단량체는 선형 및 분지형 알킬 아크릴레이트를 포함하고, 여기서 알킬기는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는다. 적합한 알킬 아크릴레이트 단량체는, 예를 들면, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트, 시클로펜틸 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 및 이소옥틸아크릴레이트를 포함한다. 바람직한 특정 구현예들에서, 상기 가교 코어의 상기 알킬 아크릴레이트 단량체는 부틸 아크릴레이트 및 2-에틸헥실 아크릴레이트 중 하나 이상을 포함한다. 특정 구현예들에서, 상기 알킬 아크릴레이트 단량체는 코어 중에 코어의 총 중량을 기준으로 95 내지 99.9 중량%, 바람직하게는 97 내지 99.5 중량%, 더욱 바람직하게는 98 내지 99 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
상기 다단계 중합체의 상기 코어는 하나 이상의 가교 단량체, 그라프트 링크 단량체, 및 이들의 조합으로부터 유도된 중합된 단위를 추가로 포함한다. 적합한 가교 및 그라프트 링크 단량체는, 예를 들면, 부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디비닐 벤젠, 디에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디알릴 말레에이트, 알릴 아크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 디알릴 프탈레이트, 트리알릴 프탈레이트, 및 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트를 포함한다. 특정 구현예들에서, 가교 코어의 가교 단량체 및 그라프트 링크 단량체는 알릴 메타크릴레이트를 포함한다. 특정 구현예들에서, 가교 단량체 및 그라프트 링크 단량체는 가교 코어 중에 해당 코어의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 1.5 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 1.0 중량%, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 0.8 중량%의 양으로 존재한다.
본 발명의 다단계 아크릴 충격 보강제의 쉘은 하나 이상의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체를 포함한다. 상기 알킬(메트) 아크릴레이트 단량체는 선형 및 분지형 알킬(메트) 아크릴레이트를 포함하고, 여기서 알킬기는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는다. 적합한 알킬(메트) 아크릴레이트 단량체는, 예를 들면, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트, 시클로펜틸 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 및 이소옥틸아크릴레이트를 포함한다. 바람직한 특정 구현예들에서, 상기 쉘의 상기 알킬(메트) 아크릴레이트 단량체는 메틸 메타크릴레이트를 포함한다. 특정 구현예들에서, 상기 알킬(메트)아크릴레이트 단량체는 쉘 중에 쉘의 총 중량을 기준으로 95 내지 100 중량%, 바람직하게는 96 내지 99 중량%, 더욱 바람직하게는 97 내지 98 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
특정 구현예들에서, 본 발명의 다단 아크릴 충격 보강제의 쉘은 하나 이상의 사슬 이동제로부터 유도된 중합된 유닛을 추가로 포함한다. 적합한 사슬 이동제는, 예를 들면, 1-도데칸티올, t-도데칸티올, 티오에탄올, 헥산티올, 머캅토프로피온산, 메틸-3-머캅토프로피오네이트, 부틸-3-머캅토프로피오네이트를 포함한다. 특정 구현예들에서, 사슬 이동제는 쉘 중에 쉘의 총 중량을 기준으로 0 내지 1.5 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 1 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.5 중량%의 양으로 존재한다.
특정 구현예들에서, 다단계 아크릴 충격 보강제는 코어와 쉘 사이에 하나 이상의 중간층을 포함하고, 중간층 각각은 독립적으로 코어 중합체와 쉘 중합체 전부에 대해 상술한 단량체 조성물로부터 유도된 중합된 유닛을 포함한다. 다단계 아크릴 충격 보강제는, 예를 들면, 하나, 둘, 셋, 넷, 또는 다섯 개의 중간층을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 상기 하나 이상의 중간층은 T g 가 제1 중간층 전체의 폭에 걸쳐 최소에서부터 최대까지 전이되도록 서브층들 사이에 조성 구배를 포함한다. 특정 구현예에서, 계산된 T g는 -50℃, -40℃, -30℃, -25℃, -15℃, 또는 0℃의 하한으로부터 70℃, 55℃, 35℃, 또는 15℃의 상한까지 전이된다. 이론에 구속됨이 없이 설명하면, 상기 조성 구배는 제1 중간층을 제조하는 데 사용되는 유화 중합 공정 동안의 단량체의 적절한 선택과 첨가 방식 및 시기에 의해 달성되는 것으로 여겨진다. 다단계 중합 공정은 유화 중합 반응기(또는 반응기 용기)에 단량체를 한 번에 모두가 아니라 단계적으로 첨가할 수 있는 동안에 사용되어, 하나의 층의 인접한 층으로의 침투를 허용하여 제1 중간 층에 전체에 걸쳐 Tg 구배가 생길 수 있다.
특정 구현예들에서, 다단계 아크릴 충격 보강제는 Brookhaven BI-90 입자 크기 측정기로 측정한 100 내지 500 nm, 바람직하게는 100 내지 300 nm, 더욱 바람직하게는 120 내지 220 nm, 더욱더 바람직하게는 150 내지 200 nm 범위의 입자 크기를 갖는다.
본 발명의 중합체 조성물에 함유된 중합체를 제조하기에 적합한 중합 기술은, 예를 들면, 미국 특허 제6,710,161호에 개시된 바와 같이, 유화 중합 및 용액 중합, 바람직하게는 유화 중합을 포함한다. 수성 유화 중합 공정은 전형적으로는, 수성 반응 매질 중에 하나 이상의 단량체 및 다양한 합성 보조제, 예컨대 자유 라디칼 공급원, 완충제, 및 환원제를 함유하는 수성 반응 혼합물에서 수행된다. 특정 구현예들에서, 분자량을 제한하기 위해 사슬 이동제가 사용될 수 있다. 상기 수성 반응 매질은 수성 반응 혼합물의 연속적인 유체 상이며, 수성 반응 매질의 중량을 기준으로 50 중량% 초과의 물과, 선택적으로 하나 이상의 수혼화성 용매를 함유한다. 적합한 수혼화성 용매는, 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 아세톤, 에틸렌 글리콜 에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 프로필 에테르, 및 디아세톤 알코올을 포함한다. 특정 구현예들에서, 상기 수성 반응 매질은 수성 반응 매질의 중량을 기준으로 90 중량% 초과의 물, 바람직하게는 95 중량% 초과의 물, 더욱 바람직하게는 98 중량% 초과의 물을 함유한다.
본 발명의 PVC 조성물은 탄산칼슘을 포함한다. 적합한 탄산칼슘은, 예를 들면, 분쇄된 천연 탄산칼슘("GCC", 석출된 탄산칼슘과 구별됨)을 포함한다. 특정 구현예들에서, 상기 분쇄 탄산칼슘은 d 50 입자 크기 값이 400 내지 900 nm, 바람직하게는 400 내지 800 nm, 더욱 바람직하게는 400 내지 700 nm이다. 특정 구현예들에서, 분쇄 탄산 칼슘은 d 98 입자 크기 값이 2.6 μm 미만, 바람직하게는 2.5 μm 미만, 더욱 바람직하게는 2.4 μm 미만이다. 특정 구현예들에서, 분쇄 탄산 칼슘은 d 20 입자 크기 값을 갖는 입자에 대한 d 50 입자 크기 값을 갖는 입자의 비(d 50 /d 20 )가 2.0 내지 1.3, 바람직하게는 1.8 내지 1.4, 더욱 바람직하게는 1.7 내지 1.5이다. 특정 구현예들에서, 상기 분쇄 탄산칼슘은 PVC 프로파일 조성물 중에 PVC 프로파일 조성물의 총 중량을 기준으로 4 내지 25 phr, 바람직하게는 5 내지 20 phr, 더욱 바람직하게는 6 내지 18 phr의 양으로 존재한다.
본 발명의 PVC 프로파일 조성물은 PVC 처리 분야에 알려져 있는 건조 혼합 또는 배합 방법에 의해 쉽게 제조된다. 예를 들어, 본 발명의 폴리염화비닐, 아크릴 충격 보강제, 및 분쇄 탄산칼슘은 고속 고온/저온 믹서 및/또는 코-니더(co-kneader) 압출기를 사용하여 혼합되고 가공될 수 있다.
특정 구현예들에서, 본 발명의 PVC 프로파일 조성물은 TiO2를 추가로 포함한다. 적절한 등급의 TiO2는 예를 들어 루틸 등급 TiO2를 포함한다. 특정 구현예들에서, TiO2는 PVC 프로파일 조성물 중에 PVC 프로파일 조성물의 총 중량을 기준으로 3 내지 10 phr, 바람직하게는 3.5 내지 8 phr, 더욱 바람직하게는 4 내지 6 phr의 양으로 존재한다.
본 발명의 중합체 조성물은 또한, 가열, 노화, 또는 빛이나 기후에 노출됨으로써 야기되는 변색 또는 열화를 방지, 감소, 또는 숨길 수 있도록 하기 위해, 예를 들어, 열 안정제, 가소제, 산화 방지제, UV 흡수제, 및 광안 정제, 염료, 안료, 난연제, 및 기타 첨가제를 포함하는 그 밖의 다른 선택적 성분을 함유할 수 있다. 이러한 성분에 의해 제공된 원하는 특성을 달성하기에 효과적인 선택적 성분의 양은 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 PVC 프로파일 조성물은, 예를 들면, 창 프로파일, 파이프, 기술 프로파일, 벽 패널, 천장 패널, 클래딩 패널, 또는 와이어 절연체에 사용하기 위한 것을 포함하는 최종 용도 적용 분야 갖는다. 본 발명의 PVC 프로파일 조성물은 압출, 캘린더링, 또는 사출 성형에 의해 필름 및/또는 시트로 가공될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일부 구현예가 다음의 실시예에서 상세하게 기술될 것이다.
실시예
실시예 1
예시적인 분쇄 탄산칼슘 및 비교예 분쇄 탄산칼슘의 입자 크기 특성화
본 발명에 따른 PVC 프로파일 조성물에 사용하기 위한 예시적인 분쇄 탄산칼슘과 비교 PVC 프로파일 조성물에 사용하기 위한 비교예 탄산칼슘은 표 1에 기재된 입자 크기 특성을 갖는다.
Figure pct00001
d 20, d 50, 및 d 98 값은 마이크로메리틱스 인스트루먼트 코포레이션(Micromeritics Instrument Corporation)에서 입수 가능한 Sedigraph IIITM Plus로 측정하였다.
실시예 2
예시적인 PVC 프로파일 조성물의 제조
본 발명에 따른 예시적인 PVC 프로파일 조성물은 표 2에 기재된 성분을 함유한다.
Figure pct00002
모든 조성물은 고속 고온/저온 믹서를 사용하여 건식 혼합에 의해 제조되었다. 모든 조성물을 120℃로 가열하고 고온 믹서에서 2600 내지 3200 rpm으로 약 6분 동안 혼합한 다음, 40℃의 온도까지 냉각하여 저온 믹서에서 600 내지 1100 rpm으로 약 6분 동안 혼합하였다.
실시예 3
비교예 PVC 프로파일 조성물의 제조
비교예 PVC 프로파일 조성물은 표 3에 기재된 성분을 함유한다.
Figure pct00003
모든 조성물은 고속 고온/저온 믹서를 사용하여 건식 혼합에 의해 제조되었다. 모든 조성물을 120℃로 가열하고 고온 믹서에서 2600 내지 3200 rpm으로 약 6분 동안 혼합한 다음, 40℃의 온도까지 냉각하여 저온 믹서에서 600 내지 1100 rpm으로 약 6분 동안 혼합하였다.
실시예 4
예시적인 PVC 프로파일 조성물의 충격 강도 특성화
실시예 2에서 제조된 본 발명의 PVC 프로파일 조성물의 단일 V 노치 샤르피 충격 강도(ISO 179-1/1eC에 따라 측정)가 표 4에 나타낸 바와 같이 평가되었다.
Figure pct00004
모든 샘플을 50 mm x 6 mm x 표 4에 기록된 벽 두께를 갖는 샤르피 샘플 시편으로 ISO 179-1/1eC 충격 시험에 따라 평가하였다.
실시예 5
비교예 PVC 프로파일 조성물의 충격 강도 특성화
실시예 3에서 제조된 비교예 PVC 프로파일 조성물의 단일 V 노치 샤르피 충격 강도(ISO 179-1/1eC에 따라 측정)가 표 5에 나타낸 바와 같이 평가되었다.
Figure pct00005
충격 강도 특성화는 실시예 4에 기재된 절차에 따라 실행되었다.
실시예 6
예시적 PVC 프로파일 조성물과 비교예 PVC 프로파일 조성물의 충격 강도 프로파일 비교
도 1은 실시예 5에서 측정된 비교예 C1, C2, 및 C3과 비교되는, 실시예 4에서 측정된 본 발명 실시예 E7, E4, 및 E13의 충격 강도 프로파일을 나타내고 있다. 이 데이터는, 본 발명에 따라 제조된 PVC 프로파일 조성물은 예상치 않은 충격 강도 증가를 제공한다는 것을 증명하고 있다.
도 2는 실시예 5에서 측정된 비교예 C4 및 C5와 비교되는, 실시예 4에서 측정된 본 발명 실시예 E1 및 E2의 충격 강도 프로파일을 나타내고 있다. 이 데이터는, 본 발명에 따라 제조된 PVC 프로파일 조성물은 예상치 않은 충격 강도 증가를 제공한다는 것을 증명하고 있다.
도 3은 실시예 5에서 측정된 비교예 C4 및 C6과 비교되는, 실시예 4에서 측정된 본 발명 실시예 E2 및 E6의 충격 강도 프로파일을 나타내고 있다. 이 데이터는, 본 발명에 따라 제조된 PVC 프로파일 조성물은 예상치 않은 충격 강도 증가를 제공한다는 것을 증명하고 있다.
실시예 7
예시적 PVC 프로파일 조성물과 비교예 PVC 프로파일 조성물의 압출 특성화
본 발명과 비교예의 PVC 프로파일 조성물의 압출 특성화는 표 6에 제시된 압출 조건을 사용하면서 직사각형 프로파일 다이가 장착된 원추형 이축 압출기를 사용하여 실행하였다.
Figure pct00006
실시예 2에서 제조된 본 발명의 PVC 프로파일 조성물의 압출 특성이 표 7에 나타낸 바와 같이 평가되었다.
Figure pct00007
실시예 3에서 제조된 비교예 PVC 프로파일 조성물의 압출 특성이 표 8에 나타낸 바와 같이 평가되었다.
Figure pct00008
이 압출 데이터는, 본 발명 PVC 프로파일 조성물의 압출 특성은 적어도 비교예 PVC 프로파일 조성물로 제조된 것만큼이나 우수하게 실행된다는 것을 증명하고 있다. 이들 조성물에서 충격 보강제 및 GCC의 첨가 수준이 증가함에 따라 압출기 토크와 용융 압력 둘 다가 증가한다.
실시예 9
예시적 PVC 프로파일 조성물과 비교예 PVC 프로파일 조성물의 광택 및 색상 특성화
본 발명 및 비교예 PVC 프로파일 조성물의 광택 및 색상 특성을, BYK Spectro-Guide 모델 6834를 사용하여 ISO 7724 표준에 따라 압출 프로파일의 표면에서 측정했다.
실시예 2에서 제조된 본 발명 PVC 프로파일 조성물의 광택 및 색상 특성이 표 9에 나타낸 바와 같이 평가되었다.
Figure pct00009
실시예 3에서 제조된 비교예 PVC 프로파일 조성물의 광택 및 색상 특성이 표 10에 나타낸 바와 같이 평가되었다.
Figure pct00010
이 데이터는, 본 발명에 따라 제조된 PVC 프로파일 조성물은 비교예 PVC 프로파일 조성물과 비교할 때 압출 프로파일의 광택과 관련하여 예상치 못한 향상을 제공한다는 것을 증명하고 있다. 비교예 PVC 프로파일 조성물과 비교되는 본 발명의 PVC 프로파일 조성물의 더 우수한 색 일관성은 본 발명에 따른 조성물에 의해 더 넓은 압출기-처리 창이 달성됨을 나타내고 있다.

Claims (9)

  1. 폴리염화비닐 조성물로서,
    (a) K-63 내지 K-70의 K 값을 갖는 폴리염화비닐;
    (b) 다단계 아크릴 충격 보강제로서,
    (i) (A) 95 내지 99.9 중량%의 하나 이상의 알킬 아크릴레이트 단량체로부터 유도된 중합된 단위와 (B) 코어의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 1.5 중량%의 하나 이상의 가교 단량체, 그래프트 링크 단량체, 및 이들의 조합을 포함하는, 다단계 중합체의 총 중량을 기준으로, 65 내지 96 중량%의 코어 중합체, 및
    (ii) (A) 95 내지 100 중량%의 하나 이상의 알킬(메트) 아크릴레이트 단량체로부터 유도된 중합된 단위와 (B) 쉘의 총 중량을 기준으로 0 내지 1.5 중량%의 하나 이상의 사슬 이동제를 포함하는, 다단계 중합체의 총 중량을 기준으로, 4 내지 35 중량%의 쉘 중합체를 포함하는, 다단계 아크릴 충격 보강제; 및
    (c) (i) 400 내지 900 nm의 d 50 입자 크기 값, (ii) 2.6 μm 미만의 d 98 입자 크기 값, 및 (iii) 2.0 미만의, d 20 입자 크기 값을 갖는 입자에 대한 d 50 입자 크기 값을 갖는 입자의 비(d 50/d 20)를 갖는 분쇄 탄산칼슘을 포함하는, 폴리염화비닐 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    (i) 상기 코어의 상기 하나 이상의 알킬 아크릴레이트 단량체는 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트, 시클로펜틸 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 코어의 상기 하나 이상의 가교 단량체, 그래프트 링크 단량체, 및 이들의 조합은 부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디(메트) 아크릴레이트, 디비닐 벤젠, 디에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디알릴 말레에이트, 알릴 아크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 디알릴 프탈레이트, 트리알릴 프탈레이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    (ii) 상기 쉘의 상기 하나 이상의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트, 시클로펜틸 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 하나 이상의 사슬 이동제는 1-도데칸티올, t-도데칸티올, 티오에탄올, 헥산티올, 머캅토프로피온산, 메틸-3-머캅토프로피오네이트, 부틸-3-머캅토프로피오네이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 폴리염화비닐 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    (i) 상기 코어의 상기 하나 이상의 알킬 아크릴레이트 단량체는 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 코어의 상기 하나 이상의 가교 단량체, 그라프트 링크 단량체, 및 이들의 조합은 알릴 메타크릴레이트이고;
    (ii) 상기 쉘의 상기 하나 이상의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체는 메틸 메타크릴레이트인, 폴리염화비닐 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 충격 보강제(b)가 폴리염화비닐 프로파일 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 8 phr의 양으로 존재하고, 상기 분쇄 탄산칼슘(c)이 폴리염화비닐 프로파일 조성물의 총 중량을 기준으로 4 내지 25 phr의 양으로 존재하는, 폴리염화비닐 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 충격 보강제(b)가 폴리염화비닐 프로파일 조성물의 총 중량을 기준으로 4 내지 6 phr의 양으로 존재하고, 상기 분쇄 탄산칼슘(c)이 폴리염화비닐 프로파일 조성물의 총 중량을 기준으로 6 내지 16 phr의 양으로 존재하는, 폴리염화비닐 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 폴리염화비닐이 K-65 내지 K-68의 K 값을 갖는, 폴리염화비닐 조성물.
  7. 제1항의 폴리염화비닐 조성물을 포함하는 제조 물품으로서, 당해 제조 물품은 창 프로파일, 파이프, 기술 프로파일, 벽 패널, 천장 패널, 클래딩 패널, 또는 와이어 절연체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 제조 물품.
  8. 폴리염화비닐 조성물로서,
    (a) K-65 내지 K-68의 K 값을 갖는 폴리염화비닐;
    (b) 다단계 아크릴 충격 보강제로서,
    (i) (A) 95 내지 99.9 중량%의 하나 이상의 알킬 아크릴레이트 단량체로부터 유도된 중합된 단위와 (B) 코어의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 1.5 중량%의 하나 이상의 가교 단량체, 그래프트 링크 단량체, 및 이들의 조합을 포함하는, 다단계 아크릴 충격 보강제의 총 중량을 기준으로, 65 내지 96 중량%의 코어 중합체, 및
    (ii) (A) 95 내지 100 중량%의 하나 이상의 알킬(메트) 아크릴레이트 단량체로부터 유도된 중합된 단위와 (B) 쉘의 총 중량을 기준으로 0 내지 2 중량%의 하나 이상의 사슬 이동제를 포함하는, 다단계 아크릴 충격 보강제의 총 중량을 기준으로, 4 내지 35 중량%의 쉘 중합체를 포함하는, 다단계 아크릴 충격 보강제; 및
    (c) (i) 400 내지 900 nm의 d 50 입자 크기 값, (ii) 2.6 μm 미만의 d 98 입자 크기 값, 및 (iii) 2.0 미만인, d 20 입자 크기 값을 갖는 입자에 대한 d 50 입자 크기 값을 갖는 입자의 비(d 50/d 20)를 갖는 분쇄 탄산칼슘을 포함하는, 폴리염화비닐 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 충격 보강제는 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 염소화 폴리에틸렌, 아크릴 그래프트 염소화 폴리에틸렌, 아크릴 그래프트 PVC, 아크릴 충격 보강제, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 폴리염화비닐 조성물.
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