KR20210100681A - Pvc 또는 cpvc를 포함하는 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 개시내용은 PVC 또는 CPVC 용매 시멘트 및 물체 상에 PVC 또는 CPVC 코팅을 형성하기 위한 조성물을 제공한다. 용매 시멘트 및 코팅 조성물은 각각 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매 및 폴리비닐 클로라이드 및 염소화 폴리비닐 클로라이드의 군으로부터 선택된 중합체를 포함한다. 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매는 질소 헤테로원자에 결합된 1, 2 또는 4개의 비치환된 탄소의 선형 알킬 기 또는 2 또는 3개의 비치환된 탄소의 알콕시메틸 기를 포함한다.

Description

PVC 또는 CPVC를 포함하는 조성물
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2018년 12월 10일에 출원된, PVC 또는 CPVC를 포함하는 조성물 (COMPOSITIONS INCLUDING PVC OR CPVC)이라는 명칭의 미국 가출원 일련 번호 62/777,280의 타이틀 35, U.S.C.§119(e) 하의 이익을 주장하며, 그의 전체 개시내용은 명백하게 본원에 참조로 포함된다.
분야
본 개시내용은 유기 용매 중에 폴리비닐 클로라이드(PVC) 또는 염소화 폴리비닐 클로라이드(CPVC)를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용은 용매 시멘트 조성물을 포함하는 조성물 및 저 VOC 용매를 포함하는 PVC 또는 CPVC를 포함하는 코팅 조성물에 관한 것이다.
배경
PVC(폴리비닐 클로라이드) 또는 CPVC(염소화 폴리비닐 클로라이드) 및 1종 이상의 유기 용매를 포함하는 유기 용매계 조성물은 PVC 또는 CPVC로부터 제조된 물체를 접합시키기 위해, 또는 물체를 PVC 또는 CPVC로 코팅하기 위해 수년 동안 사용되어 왔다. PVC 또는 CPVC 물체를 접합시키기 위한 용매 시멘트로서 사용되는 경우, PVC 또는 CPVC 수지는 조성물 중에 용해되어 1종 이상의 용매의 증발 속도를 제어하는 것을 돕고/돕거나, 용매 시멘트에 적합한 점도를 제공하고/제공하거나, 접합되는 표면 사이의 갭을 채우는 물질을 제공한다. 사용시, 1종 이상의 유기 용매는 접합될 물체의 PVC 또는 CPVC 표면으로 확산되어, PVC 또는 CPVC 중합체 쇄의 증가된 이동 자유를 허용하고, 표면에서 PVC 또는 CPVC를 연화시키고 부분적으로 용해시킨다. 접합될 표면이 압력 하에 합쳐짐에 따라, 연화된 플라스틱이 유동하여, 각각의 물체로부터 중합체 쇄를 확산시키고 섞어 표면 사이에 강한 응집력을 생성한다. 1종 이상의 용매가 증발함에 따라, 분자 얽힘은 제자리에서 효과적으로 동결되어, 거의 원래의 물체의 PVC 또는 CPVC만큼 강한 결합을 형성한다.
물체를 PVC 또는 CPVC의 층으로 코팅하기 위한 코팅 물질로서 사용되는 경우에, PVC 또는 CPVC 수지의 일부는 용해되고 일부는 조성물 중에 현탁된다. 1종 이상의 유기 용매가 소산됨에 따라, 수지는 물체 상에 PVC 또는 CPVC의 코팅을 형성한다.
이러한 PVC 또는 CPVC 조성물에 전형적으로 사용되는 유기 용매는 1종 이상의 케톤, 예컨대 아세톤, 메틸 에틸 케톤(MEK), 메틸 프로필 케톤(MPK), 또는 시클로헥사논과 조합된 테트라히드로푸란(THF)을 주로 포함한다. THF는 휘발성 유기 화합물(VOC)이다.
VOC는 대기로 방출되면 태양광의 존재 하에 질소 산화물과의 대기 광화학 반응에 참여하여 오존을 형성하는 유기 화합물이다. 오존 호흡은 특히 천식과 같은 폐 질환이 있는 사람들에게 다양한 건강 문제를 촉발할 수 있다. 정부는 VOC를 규제하여 지상 수준 오존의 생성을 제한한다. 일부 관할권에서, 일부 VOC는 무시할만한 광화학적 반응성을 갖는 것으로 결정되었기 때문에 정부 규제로부터 면제된다. 예를 들어, 아세톤은 면제 VOC이다.
THF는 면제 VOC가 아니다. THF는 표준 온도 및 압력에서 66 ℃의 낮은 비점을 갖는 고도로 휘발성인 VOC이다. PVC/CPVC 시멘트 및 코팅의 환경 영향을 감소시키기 위해 덜 휘발성인 VOC를 갖는 PVC/CPVC 시멘트 및 코팅이 필요하다.
요약
본 개시내용은 PVC 또는 CPVC 용매 시멘트 및 물체 상에 PVC 또는 CPVC 코팅을 형성하기 위한 조성물을 제공한다. 용매 시멘트 및 코팅 조성물은 각각 카프로락탐-유도된 용매 및 폴리비닐 클로라이드 및 염소화 폴리비닐 클로라이드의 군으로부터 선택된 중합체를 포함한다. 카프로락탐-유도된 용매는 하기 화학식에 따른다:
Figure pct00001
,
상기 식에서, R은 1, 2 또는 4개의 비치환된 탄소의 선형 알킬 기 또는 2 또는 3개의 비치환된 탄소의 알콕시메틸 기이다.
그의 한 형태에서, 본 개시내용은 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매 및 중합체를 포함하는 용매 시멘트를 제공한다. 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매는 하기 화학식에 따른다:
Figure pct00002
,
상기 식에서, R은 1, 2 또는 4개의 비치환된 탄소의 선형 알킬 기 또는 2 또는 3개의 비치환된 탄소의 알콕시메틸 기이다. 중합체는 폴리비닐 클로라이드 및 염소화 폴리비닐 클로라이드의 군으로부터 선택된다. 중합체는 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매를 갖는 용액이다.
중합체는 폴리비닐 클로라이드로 이루어질 수 있다. 중합체는 염소화 폴리비닐 클로라이드로 이루어질 수 있다. 중합체는 용매 시멘트의 1 중량% 내지 30 중량%일 수 있다.
1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매는 N-메틸카프로락탐, N-에틸카프로락탐, N-부틸카프로락탐, N-(메톡시메틸)카프로락탐 및 N-(에톡시메틸)카프로락탐의 군으로부터 선택된 적어도 1종을 포함할 수 있다. 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매는 N-에틸카프로락탐으로 이루어질 수 있다. 카프로락탐-유도된 용매의 농도는 용매 시멘트의 5 중량% 내지 99 중량%일 수 있다.
용매 시멘트는 1종 이상의 공-용매를 추가로 포함할 수 있다. 공-용매는 3 내지 6개의 탄소를 갖는 케톤을 포함할 수 있다. 케톤은 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 프로필 케톤 및 시클로헥사논의 군으로부터 선택된 적어도 1종을 포함할 수 있다. 공-용매는 극성 비양성자성 용매일 수 있다. 카프로락탐-유도된 용매의 농도는 용매 시멘트의 5 중량% 내지 94 중량%일 수 있고, 공-용매의 농도는 용매 시멘트의 5 중량% 내지 85 중량%일 수 있다. 1종 이상의 카프로락탐 유도된 용매는 N-에틸카프로락탐으로 이루어질 수 있고, 1종 이상의 공-용매는 아세톤, 메틸 에틸 케톤 및 시클로헥사논으로 이루어질 수 있다.
그의 또 다른 형태에서, 본 개시내용은 용매 시멘트의 제조 방법을 제공한다. 방법은 폴리비닐 클로라이드 및 염소화 폴리비닐 클로라이드로 이루어진 군으로부터 선택된 중합체를 제공하고; 하기 화학식에 따른 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매를 제공하고:
Figure pct00003
,
(상기 식에서, R은 1, 2 또는 4개의 비치환된 탄소의 선형 알킬 기 또는 2 또는 3개의 비치환된 탄소의 알콕시메틸 기이다); 중합체가 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매와 함께 용액으로 존재할 때까지 중합체 및 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매를 혼합하여 용매 시멘트를 제조하는 것을 포함한다.
방법은 1종 이상의 공-용매를 중합체 및 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매와 함께 혼합하는 것을 추가로 포함할 수 있으며, 여기서 1종 이상의 공-용매는 3 내지 6개의 탄소를 갖는 케톤을 포함한다. 케톤은 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 프로필 케톤 및 시클로헥사논의 군으로부터 선택된 적어도 1종을 포함할 수 있다. 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매는 N-에틸카프로락탐으로 이루어질 수 있고, 1종 이상의 공-용매는 아세톤, 메틸 에틸 케톤 및 시클로헥사논으로 이루어진다.
그의 또 다른 형태에서, 본 개시내용은 중합체 및 카프로락탐-유도된 용매를 포함하는, 물체 상에 중합체 코팅을 형성하기 위한 조성물을 제공한다. 중합체는 폴리비닐 클로라이드 및 염소화 폴리비닐 클로라이드의 군으로부터 선택된다. 카프로락탐-유도된 용매는 하기 화학식에 따른다:
Figure pct00004
,
상기 식에서, R은 1, 2 또는 4개의 비치환된 탄소의 선형 알킬 기 또는 2 또는 3개의 비치환된 탄소의 알콕시메틸 기이다. 중합체의 일부는 카프로락탐-유도된 용매에 현탁된다.
중합체는 폴리비닐 클로라이드로 이루어질 수 있다. 중합체는 염소화 폴리비닐 클로라이드로 이루어질 수 있다. 중합체는 조성물의 25 중량% 내지 45 중량%일 수 있다.
카프로락탐-유도된 용매는 N-메틸카프로락탐, N-에틸카프로락탐 및 N-부틸카프로락탐의 군으로부터 선택된 적어도 1종을 포함할 수 있다. 카프로락탐-유도된 용매의 농도는 조성물의 55 중량% 내지 75 중량%일 수 있다.
조성물은 1종 이상의 공-용매를 추가로 포함할 수 있다. 공-용매는 3 내지 6개의 탄소를 갖는 케톤을 포함할 수 있다. 케톤은 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 프로필 케톤 및 시클로헥사논의 군으로부터 선택된 적어도 1종을 포함할 수 있다. 공-용매는 극성 비양성자성 용매일 수 있다. 카프로락탐-유도된 용매의 농도는 조성물의 20 중량% 내지 65 중량%일 수 있고, 공-용매의 농도는 조성물의 10 중량% 내지 55 중량%일 수 있다.
본 발명의 상기 언급된 특징 및 다른 특징, 및 이를 달성하는 방식은 하기 설명을 참조하여 보다 명백해질 것이고, 본 발명 자체가 보다 잘 이해될 것이다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 개시내용에 따라 공-용매를 포함하는 폴리비닐 클로라이드 용매 시멘트에 대한 PVC 농도의 함수로서의 점도의 그래프이다.
도 2는 본 개시내용에 따라 공-용매가 없는 폴리비닐 클로라이드 용매 시멘트에 대한 PVC 농도의 함수로서의 점도의 그래프이다.
도 3은 본 개시내용에 따라, 결합 후 72시간에 PVC 용매 시멘트에 대한 중첩 전단 강도의 박스 플롯이다.
도 4는 본 개시내용에 따라, 결합 후 72시간에 CPVC 용매 시멘트에 대한 중첩 전단 강도의 박스 플롯이다.
도 5는 본 개시내용에 따라, 결합 후 72시간에 PVC 용매 시멘트 및 흄드(fumed) 실리카를 포함하는 CPVC 용매 시멘트에 대한 중첩 전단 강도의 박스 플롯이다.
도 6은 본 발명에 따라 결합 후 72 시간 뒤 PVC 용매 시멘트 및 A6-3 및 다양한 농도의 시클로헥사논 및 아세톤을 포함하는 CPVC 용매 시멘트에 대한 중첩 전단 강도의 박스 플롯이다.
본 발명의 상기 언급된 특징 및 다른 특징, 및 이를 달성하는 방식은 첨부된 도면과 관련하여 쓰여진 하기 본 발명의 실시양태에 대한 기술을 참조하여 더 명백해지고, 본 발명 자체가 더 잘 이해될 것이다.
상세한 설명
본 개시내용은 PVC 또는 CPVC 용매 시멘트, 및 카프로락탐-유도된 용매가 보다 휘발성인 유기 화합물의 적어도 일부, 예컨대 예를 들어 THF의 적어도 일부를 대체하는 것인 PVC 또는 CPVC의 중합체 코팅을 형성하기 위한 조성물을 제공한다. THF보다 상당히 더 높은 비점을 갖는 카프로락탐-유도된 용매는 THF보다 훨씬 더 낮은 휘발성을 가질 수 있고, 일부는 VOC로서 분류되지 않을 수 있다. 카프로락탐-유도된 용매는 놀랍게도 비닐 클로라이드 중합체, 예컨대 PVC 및 CPVC를 용해시키는데 효과적인 것으로 밝혀졌다.
본 개시내용은 용매 시멘트 또는 중합체 및 카프로락탐-유도된 용매를 포함하는 코팅 조성물을 제공한다. 중합체는 PVC 및 CPVC의 군으로부터 선택된다. 중합체는 PVC로 이루어질 수 있다. 중합체는 CPVC로 이루어질 수 있다.
일부 또는 모든 THF 대신에 N-메틸카프로락탐, N-에틸카프로락탐, N-부틸카프로락탐, N-(메톡시메틸)카프로락탐 및/또는 N-(에톡시메틸)카프로락탐을 포함하는 PVC 및 CPVC 용매 시멘트는 광범위한 점도를 제공할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 더 낮은 점도의 PVC 또는 CPVC 시멘트는 조인트 또는 조밀한 공간으로의 더 큰 유동이 필요한 적용에서 유용할 수 있다. 더 높은 점도의 PVC 또는 CPVC 시멘트는 성분이 조립을 위해 위치하는 동안 더 적은 흐름이 요망되는 적용, 예를 들어 접합부가 수직 배향을 갖는 적용에서 유용할 수 있다. 또한, N-메틸카프로락탐, N-에틸카프로락탐, N-부틸카프로락탐, N-(메톡시메틸)카프로락탐 및 N-(에톡시메틸)카프로락탐은 THF보다 높은 비점을 갖기 때문에, 이들은 VOC와 관련된 문제에 덜 기여할 것으로 예상된다. 예를 들어, N-에틸카프로락탐을 포함하는 PVC 또는 CPVC 시멘트는 미국에서 N-에틸카프로락탐이 VOC 배제 용매이기 때문에 상당히 VOC를 가질 수 있다.
또한, N-메틸카프로락탐, N-에틸카프로락탐, N-부틸카프로락탐, N-(메톡시메틸)카프로락탐 및/또는 N-(에톡시메틸)카프로락탐을 포함하는 PVC 및 CPVC 용매 시멘트가 THF의 일부 또는 전부 대신에 결합 강도를 보다 느리게 구축한다는 것이 밝혀졌다. 이는, 보다 큰 결합 면적을 갖는 보다 큰 성분을 함께 결합시킬 때와 같이, 결합될 성분을 조립하고, PVC 또는 CPVC 용매 시멘트의 적용 후에 성분의 상대적 위치를 조정하는데 추가의 시간을 갖는 것이 바람직한 상황에서 유리할 수 있다.
카프로락탐-유도된 용매는 하기 화학식에 따를 수 있다:
<화학식 I>
Figure pct00005
,
상기 식에서, R은 1, 2 또는 4개의 비치환된 탄소의 선형 알킬 기 또는 2 또는 3개의 비치환된 탄소의 알콕시메틸 기이다. 화학식 I에 나타낸 바와 같이, 1, 2 또는 4개의 비치환된 탄소의 선형 알킬 기 또는 2 또는 3개의 비치환된 탄소의 알콕시메틸 기는 질소 헤테로원자에 결합된다. 예를 들어, R이 메틸 기(-CH3)이면 카프로락탐-유도된 용매는 하기 화학식 II에 따른 N-메틸카프로락탐이다:
<화학식 II>
Figure pct00006
.
R이 에틸 기(-CH2CH3)인 경우, 카프로락탐-유도된 용매는 하기 화학식 III에 따른 N-에틸카프로락탐이다.
<화학식 III>
Figure pct00007
.
R이 부틸 기(-CH2CH2CH2CH3)인 경우, 카프로락탐-유도된 용매는 하기 화학식 IV에 따른 N-부틸카프로락탐이다.
<화학식 IV>
Figure pct00008
.
R이 메톡시메틸 기(-CH2OCH3)인 경우에, 카프로락탐-유도된 용매는 하기 화학식 V에 따른 N-(메톡시메틸)카프로락탐이다.
<화학식 V>
Figure pct00009
.
R이 에톡시메틸 기(-CH2OCH2CH3)인 경우에, 카프로락탐-유도된 용매는 하기 화학식 VI에 따른 N-(에톡시메틸)카프로락탐이다.
<화학식 VI>
Figure pct00010
.
카프로락탐-유도된 용매는 N-에틸카프로락탐, N-부틸카프로락탐, N-(메톡시메틸)카프로락탐, N-(에톡시메틸)카프로락탐, 또는 그의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 카프로락탐-유도된 용매는 상기 카프로락탐-유도된 용매 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
카프로락탐-유도된 용매는 카프로락탐-유도된 용매 중 임의의 2종을 포함할 수 있다. 예를 들어, 카프로락탐-유도된 용매는 N-메틸카프로락탐 및 N-에틸카프로락탐을 포함할 수 있다. 대안적으로, 카프로락탐-유도된 용매는 N-메틸카프로락탐 및 N-부틸카프로락탐을 포함할 수 있다. 대안적으로, 카프로락탐-유도된 용매는 N-에틸카프로락탐 및 N-부틸카프로락탐을 포함할 수 있다. 카프로락탐-유도된 용매는 N-메틸카프로락탐 및 N-에틸카프로락탐으로 이루어질 수 있다. 카프로락탐-유도된 용매는 N-메틸카프로락탐 및 N-부틸카프로락탐으로 이루어질 수 있다. 카프로락탐-유도된 용매는 N-에틸카프로락탐 및 N-부틸카프로락탐으로 이루어질 수 있다.
카프로락탐-유도된 용매가 카프로락탐-유도된 용매 중 임의의 2종을 포함하는 용매 시멘트에서, 각각의 카프로락탐-유도된 용매는 용매 시멘트의 총 중량의 적게는 2 중량 퍼센트(중량%), 3 중량%, 4 중량%, 5 중량%, 6 중량%, 8 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량%, 25 중량%, 30 중량%, 33 중량%, 35 중량%, 40 중량%, 45 중량%, 또는 49 중량%, 또는 많게는 51 중량%, 55 중량%, 60 중량%, 65 중량%, 67 중량%, 70 중량%, 75 중량%, 80 중량%, 85 중량%, 90 중량%, 92 중량%, 93 중량%, 94 중량%, 95 중량%, 96 중량%, 또는 97 중량%일 수 있거나, 또는 상기 값 중 임의의 2종 사이에서 한정된 임의의 범위 내, 예컨대, 2 중량% 내지 97 중량%, 3 중량% 내지 96 중량%, 5 중량% 내지 95 중량%, 6 중량% 내지 94 중량%, 8 중량% 내지 92 중량%, 10 중량% 내지 90 중량%, 15 중량% 내지 85 중량%, 20 중량% 내지 80 중량%, 25 중량% 내지 75 중량%, 30 중량% 내지 70 중량%, 33 중량% 내지 67 중량%, 35 중량% 내지 65 중량%, 40 중량% 내지 60, 45 중량% 내지 55 중량%, 또는 49 중량% 내지 51 중량%일 수 있다.
용매 시멘트 또는 코팅 조성물은 3종의 카프로락탐-유도된 용매를 포함할 수 있다. 용매 시멘트 또는 코팅 조성물에서, 카프로락탐-유도된 용매는 N-메틸카프로락탐, N-에틸카프로락탐 및 N-부틸카프로락탐을 포함할 수 있다. 용매 시멘트 또는 코팅 조성물에서, 카프로락탐-유도된 용매는 N-메틸카프로락탐, N-에틸카프로락탐 및 N-부틸카프로락탐으로 이루어질 수 있다.
카프로락탐-유도된 용매가 카프로락탐-유도된 용매 중 3종을 포함하는 용매 시멘트 또는 코팅 조성물에서, 각각의 카프로락탐-유도된 용매는 용매 시멘트의 총 중량의 적게는 2 중량%, 3 중량%, 4 중량%, 5 중량%, 6 중량%, 8 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량%, 25 중량%, 30 중량%, 33 중량%, 35 중량%, 40 중량%, 45 중량% 또는 49 중량%, 또는 많게는 50 중량%, 55 중량%, 60 중량%, 65 중량%, 67 중량%, 70 중량%, 75 중량%, 80 중량%, 84 중량%, 88 중량%, 90 중량%, 93 중량% 또는 95 중량%일 수 있거나, 또는 상기 값 중 임의의 2종 사이에서 한정된 임의의 범위 내, 예컨대 2 중량% 내지 95 중량%, 3 중량% 내지 93 중량%, 5 중량% 내지 90 중량%, 6 중량% 내지 88 중량%, 8 중량% 내지 84 중량%, 10 중량% 내지 80 중량%, 15 중량% 내지 70 중량%, 20 중량% 내지 60 중량%, 또는 25 중량% 내지 50 중량%일 수 있다.
용매 시멘트 또는 코팅 조성물은 1종 이상의 공-용매를 추가로 포함할 수 있다. 공-용매는 극성, 비양성자성 용매일 수 있다. 공-용매는 3 내지 6개의 탄소를 갖는 케톤을 포함할 수 있다. 공-용매는 3 내지 6개의 탄소를 갖는 케톤으로 이루어질 수 있다. 케톤은 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 프로필 케톤, 시클로헥사논, 또는 그의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 케톤은 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 프로필 케톤, 시클로헥사논, 또는 그의 임의의 조합으로 이루어질 수 있다. 케톤은 아세톤, 메틸 에틸 케톤 및 시클로헥사논으로 이루어질 수 있다.
본 개시내용에 따른 용매 시멘트 중의 중합체는 카프로락탐-유도된 용매와 함께 용액이거나, 또는 그에 용해된다. 중합체는 용매 시멘트의 총 중량의 적게는 1 중량%, 2 중량%, 4 중량%, 6 중량%, 8 중량%, 10 중량% 또는 12 중량%, 또는 많게는 14 중량%, 15 중량%, 16 중량%, 18 중량%, 20 중량%, 22 중량%, 26 중량% 또는 30 중량%일 수 있거나, 또는 상기 값 중 임의의 2종 사이에서 한정된 임의의 범위 내, 예컨대 1 중량% 내지 30 중량%, 2 중량% 내지 26 중량%, 4 중량% 내지 22 중량%, 6 중량% 내지 20 중량%, 8 중량% 내지 18 중량%, 10 중량% 내지 15 중량% 또는 12 중량% 내지 14 중량%일 수 있다.
본 개시내용에 따른 용매 시멘트의 경우, 카프로락탐-유도된 용매는 용매 시멘트의 총 중량의 적게는 70 중량%, 74 중량%, 78 중량%, 80 중량%, 82 중량%, 84 중량% 또는 86 중량%, 또는 많게는 88 중량%, 90 중량%, 92 중량%, 94 중량%, 96 중량%, 98 중량% 또는 99 중량%일 수 있거나, 또는 상기 값 중 임의의 2종 사이에서 한정된 임의의 범위 내, 예컨대 70 중량% 내지 99 중량%, 74 중량% 내지 98 중량%, 78 중량% 내지 96 중량%, 80 중량% 내지 94 중량%, 82 중량% 내지 92 중량%, 84 중량% 내지 90 중량% 또는 86 중량% 내지 88 중량%일 수 있다.
1종 이상의 공-용매를 추가로 포함하는 본 개시내용에 따른 용매 시멘트의 경우, 카프로락탐-유도된 용매는 용매 시멘트의 총 중량의 적게는 5 중량%, 8 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량%, 25 중량%, 35 중량%, 40 중량%, 45 중량% 또는 50 중량%, 또는 많게는 55 중량%, 60 중량% 또는 65 중량%, 70 중량%, 75 중량%, 80 중량%, 84 중량%, 88 중량%, 91 중량% 또는 94 중량%일 수 있거나, 또는 상기 값 중 임의의 2종 사이에서 한정된 임의의 범위 내, 예컨대 5 중량% 내지 94 중량%, 8 중량% 내지 91 중량%, 15 중량% 내지 88 중량%, 20 중량% 내지 70 중량%, 5 중량% 내지 15 중량%, 10 중량% 내지 20 중량%, 10 중량% 내지 15 중량%, 35 중량% 내지 94 중량%, 40 중량% 내지 91 중량%, 45 중량% 내지 88 중량%, 50 중량% 내지 84 중량%, 55 중량% 내지 80 중량%, 60 중량% 내지 45 중량% 또는 65 중량% 내지 70 중량%일 수 있다.
1종 이상의 공-용매를 추가로 포함하는 본 개시내용에 따른 용매 시멘트의 경우, 공-용매는 용매 시멘트의 총 중량의 적게는 5 중량%, 6 중량%, 8 중량%, 10 중량%, 12 중량%, 14 중량%, 또는 16 중량%, 18 중량%, 20 중량%, 23 중량%, 26 중량%, 29 중량%, 또는 많게는 32 중량%, 35 중량%, 40 중량%, 45 중량%, 50 중량%, 55 중량%, 60 중량%, 65 중량%, 70 중량%, 75 중량%, 80 중량% 또는 85 중량%일 수 있거나, 또는 상기 값 중 임의의 2종 사이에서 한정된 임의의 범위 내, 예컨대 5 중량% 내지 85 중량%, 6 중량% 내지 80 중량%, 8 중량% 내지 75 중량%, 10 중량% 내지 70 중량%, 12 중량% 내지 65 중량%, 14 중량% 내지 60 중량%, 5 중량% 내지 35 중량%, 6 중량% 내지 32 중량%, 8 중량% 내지 29 중량%, 10 중량% 내지 26 중량%, 12 중량% 내지 23 중량%, 14 중량% 내지 20 중량%, 16 중량% 내지 18 중량%, 50 중량% 내지 80 중량%, 55 중량%, 내지 75 중량%, 70 중량% 내지 80 중량%, 또는 75 중량% 내지 80 중량%일 수 있다.
본 개시내용에 따른 코팅 조성물 중 중합체의 일부는 카프로락탐-유도된 용매 중에 현탁될 수 있고, 나머지는 카프로락탐-유도된 용매와의 용액으로 있을 수 있다. 중합체는 코팅 조성물의 총 중량의 적게는 25 중량%, 26 중량%, 27 중량%, 28 중량%, 29 중량%, 30 중량% 또는 31 중량%, 또는 많게는 32 중량%, 34 중량%, 36 중량%, 38 중량%, 40 중량%, 42 중량% 또는 45 중량%일 수 있거나, 또는 상기 값 중 임의의 2종 사이에서 한정된 임의의 범위 내, 예컨대 25 중량% 내지 45 중량%, 26 중량% 내지 42 중량%, 27 중량% 내지 40 중량%, 28 중량% 내지 38 중량%, 29 중량% 내지 36 중량%, 30 중량% 내지 34 중량% 또는 31 중량% 내지 32 중량%일 수 있다.
본 개시내용에 따른 코팅 조성물의 경우, 카프로락탐-유도된 용매는 코팅 조성물의 총 중량의 적게는 55 중량%, 56 중량%, 57 중량%, 58 중량%, 59 중량%, 60 중량% 또는 61 중량%, 또는 많게는 62 중량%, 64 중량%, 66 중량%, 68 중량%, 70 중량%, 72 중량% 또는 75 중량%일 수 있거나, 또는 상기 값 중 임의의 2종 사이에서 한정된 임의의 범위 내, 예컨대 55 중량% 내지 75 중량%, 56 중량% 내지 72 중량%, 57 중량% 내지 70 중량%, 58 중량% 내지 68 중량%, 59 중량% 내지 66 중량%, 60 중량% 내지 64 중량% 또는 61 중량% 내지 62 중량%일 수 있다.
1종 이상의 공-용매를 추가로 포함하는 본 개시내용에 따른 코팅 조성물의 경우에, 카프로락탐-유도된 용매는 코팅 조성물의 총 중량의 적게는 20 중량%, 23 중량%, 26 중량%, 29 중량%, 32 중량%, 35 중량% 또는 38 중량%, 또는 많게는 41 중량%, 44 중량%, 48 중량%, 52 중량%, 56 중량%, 60 중량% 또는 65 중량%일 수 있거나, 또는 상기 값 중 임의의 2종 사이에서 한정된 임의의 범위 내, 예컨대 예를 들어 20 중량% 내지 65 중량%, 23 중량% 내지 60 중량%, 26 중량% 내지 56 중량%, 29 중량% 내지 52 중량%, 32 중량% 내지 48 중량%, 35 중량% 내지 44 중량% 또는 38 중량% 내지 41 중량%일 수 있다.
1종 이상의 공-용매를 추가로 포함하는 본 개시내용에 따른 코팅 조성물의 경우에, 공-용매는 코팅 조성물의 총 중량의 적게는 10 중량%, 13 중량%, 16 중량%, 19 중량%, 22 중량%, 25 중량% 또는 28 중량%, 또는 많게는 31 중량%, 34 중량%, 38 중량%, 42 중량%, 46 중량%, 50 중량% 또는 55 중량%일 수 있거나, 또는 상기 값 중 임의의 2종 사이에서 한정된 임의의 범위 내, 예컨대 예를 들어 10 중량% 내지 55 중량%, 13 중량% 내지 50 중량%, 16 중량% 내지 46 중량%, 19 중량% 내지 42 중량%, 22 중량% 내지 38 중량%, 25 중량% 내지 34 중량% 또는 28 중량% 내지 31 중량%일 수 있다.
본원에 사용되는 바와 같이, 어구 "이들 값 중 임의의 2종 사이에서 한정된 임의의 범위 내"란 글자 그대로, 값이 열거의 하한 부분에 있는지 또는 열거의 상한 부분에 있는지의 여부에 관계없이 그러한 어구 앞에 열거된 값 중 임의의 2종으로부터 임의의 범위가 선택될 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 한 쌍의 값이 2종의 낮은 값, 2종의 높은 값, 또는 낮은 값 및 높은 값으로부터 선택될 수 있다.
본 발명을 예시적인 설계에 대해 기재하였지만, 본 발명은 본 개시내용의 취지 및 범주 내에서 추가로 변형될 수 있다. 나아가, 본 출원은 본 발명이 속한 기술 분야에서 공지되거나 관례적인 실시 내에 속하는 것과 같은 본 개시내용으로부터의 이러한 이탈 사항을 포함하도록 의도된다.
실시예
실시예 1 - 공-용매를 포함하는 폴리비닐 클로라이드 용매 시멘트의 비교 점도
본 실시예에서, 다양한 용매 및 공-용매로 제조된 PVC 용매 시멘트의 비교 점도를 입증하였다. PVC 수지 1 g을, 시클로헥사논 1.5 g, 아세톤 1.5 g 및 메틸 에틸 케톤 1.8 g의 양의 공-용매, 및 비교될 5종의 용매: 테트라히드로푸란(THF), N-메틸 피롤리돈(NMP), N-메틸카프로락탐(A6-2), N-에틸카프로락탐(A6-3) 및 N-부틸카프로락탐(A6-5) 중 1종 4.2 g을 포함하는 용매 혼합물에 첨가함으로써 5종의 PVC 용매 용액을 제조하였다. PVC 수지는 미국 뉴저지주 힐사이드 소재의 로날드 마크 어소시에이츠, 인크.(Ronald Mark Associates, Inc.)로부터의 RMA 57이었다. PVC 수지는 0.67의 고유 점도(ASTM D1243-79에 따름)를 갖는 자유-유동 분말이었다.
5종의 PVC/용매 혼합물 각각을 모든 PVC 수지가 용해된 것으로 보일 때까지 튜브 롤러 상에서 혼합하여, 각각 10.0 중량%의 PVC를 갖는 5종의 PVC 용액을 제조하였다. 10.0 중량% PVC 용액 각각의 점도를 브룩필드 점도계 DV-11+를 사용하여 대략 25 ℃에서 작은 샘플 어댑터 및 스핀들 18을 사용하여 측정하였다.
각각의 10.0 중량% PVC 용액의 점도를 측정한 후, 추가의 PVC 수지를 각각에 첨가하고, 모든 추가의 PVC 수지가 용해되는 것으로 보일 때까지 튜브 롤러 상에서 혼합하여, 각각 12.0 중량% PVC를 갖는 5종의 PVC 용액을 제조하였다. 12.0 중량% PVC 용액 각각의 점도를 10.0 중량% PVC 용액에서와 같이 측정하였다. PVC 수지를 5종의 PVC 용액에 첨가하고, 혼합하고, 점도를 측정하는 공정을 반복하여 13.0 중량%, 14.0 중량% 및 15.0 중량% PVC를 갖는 PVC 용액에 대한 점도 측정치를 수득하였다. 그러나, A6-3 또는 A6-5를 포함하는 15.0 중량% PVC 용액은 제조되지 않았는데, 그 이유는 보다 낮은 PVC 농도의 점도를 기준으로 한 예상 점도가 너무 높아서 유용하지 않았기 때문이다.
5종의 용매 각각에 대한 결과를 도 1에 나타내었다. 도 1에 나타낸 바와 같이, A6-2, A6-3, 및 A6-5를 포함하는 PVC 용액은 광범위한 점도를 제공할 수 있다. 보다 낮은 점도의 PVC 용액은 조인트 또는 조밀한 공간으로의 보다 큰 유동이 필요한 적용에서 PVC 용매 시멘트로서 유용할 수 있다. 보다 높은 점도의 PVC 용액은 성분이 조립을 위해 위치하는 동안 보다 적은 유동이 요구되는 적용, 예를 들어 접합부가 수직 배향을 갖는 적용에서 PVC 용매로서 유용할 수 있다. 또한, A6-2, A6-3, 및 A6-5는 THF 또는 NMP보다 더 높은 비점을 갖기 때문에, 이들은 VOC와 연관된 문제에 덜 기여할 것으로 예상된다.
실시예 2 - 공-용매가 없는 폴리비닐 클로라이드 용매 시멘트의 비교 점도
본 실시예에서, 다양한 용매로 제조된 PVC 용매 시멘트의 비교 점도를 입증하였다. 비교될 5종의 용매: 테트라히드로푸란(THF), N-메틸 피롤리돈(NMP), N-메틸카프로락탐(A6-2), N-에틸카프로락탐(A6-3) 및 N-부틸카프로락탐(A6-5) 중 1종 9.5 g에 PVC 수지 0.5 g을 첨가함으로써 5종의 PVC 용매 용액을 제조하였다. PVC 수지는 미국 뉴저지주 힐사이드 소재의 로날드 마크 어소시에이츠, 인크.로부터의 RMA 57이었다. PVC 수지는 0.67의 고유 점도(ASTM D1243-79에 따름)를 갖는 자유-유동 분말이었다.
5종의 PVC/용매 혼합물 각각을 모든 PVC 수지가 용해된 것으로 보일 때까지 튜브 롤러 상에서 혼합하여, 각각 5.0 중량%의 PVC를 갖는 5종의 PVC 용액을 제조하였다. 작은 샘플 어댑터 및 스핀들 18을 사용하여 대략 25 ℃에서 브룩필드 점도계 DV-11+를 사용하여 각각의 5.0 중량% PVC 용액의 점도를 측정하였다.
각각의 5.0 중량% PVC 용액의 점도를 측정한 후, 추가의 PVC 수지를 각각에 첨가하고, 모든 추가의 PVC 수지가 용해되는 것으로 보일 때까지 튜브 롤러 상에서 혼합하여, 각각 10.0 중량% PVC를 갖는 5종의 PVC 용액을 제조하였다. 각각의 12.0 중량% PVC 용액의 점도를 5.0 중량% PVC 용액에서와 같이 측정하였다. PVC 수지를 5종의 PVC 용액에 첨가하고, 혼합하고, 점도를 측정하는 공정을 3회 더 반복하여 12.0 중량%, 13.0 중량% 및 14.0 중량% PVC를 갖는 PVC 용액에 대한 점도 측정치를 수득하였다. 그러나, A6-2, A6-3 또는 A6-5를 포함하는 14.0 중량%의 PVC 용액, 및 A6-5를 포함하는 12.0 중량%의 PVC 용액은 제조되지 않았는데, 왜냐하면 보다 낮은 PVC 농도의 점도를 기준으로 하여 예상되는 점도가 너무 높아서 유용하지 않았기 때문이다.
5종의 용매 각각에 대한 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2에 나타낸 바와 같이, A6-2, A6-3, 및 A6-5를 포함하는 PVC 용액은 광범위한 점도를 제공할 수 있다. 실시예 1의 용액에서와 같이, 보다 낮은 점도의 PVC 용액은 조인트 또는 조밀한 공간으로의 보다 큰 유동이 필요한 적용에서 PVC 용매 시멘트로서 유용할 수 있다. 보다 높은 점도의 PVC 용액은 성분이 조립을 위해 위치하는 동안 보다 적은 유동이 요구되는 적용, 예를 들어 접합부가 수직 배향을 갖는 적용에서 PVC 용매로서 유용할 수 있다. 또한, A6-2, A6-3, 및 A6-5는 THF 또는 NMP보다 더 높은 비점을 갖기 때문에, 이들은 VOC와 연관된 문제에 덜 기여할 것으로 예상된다.
실시예 3 - 공-용매를 포함하는 폴리비닐 클로라이드 용매 시멘트의 비교 중첩 전단 강도
본 실시예에서, 다양한 용매 및 공-용매로 제조된 PVC 용매 시멘트의 비교 중첩 전단 강도가 입증된다. 시클로헥사논 1.5 g, 아세톤 1.5 g, 및 메틸 에틸 케톤 1.8 g의 양의 공-용매, 및 비교될 5종의 용매: 테트라히드로푸란(THF), N-메틸 피롤리돈(NMP), N-메틸카프로락탐(A6-2), N-에틸카프로락탐(A6-3), 및 N-부틸카프로락탐(A6-5) 중 1종 4.0 g을 포함하는 용매 혼합물에 PVC 수지 1.2 g을 첨가함으로써 5종의 PVC 용매 용액을 제조하였다. PVC 수지는 미국 뉴저지주 힐사이드 소재의 로날드 마크 어소시에이츠, 인크.로부터의 RMA 57이었다. PVC 수지는 0.67의 고유 점도(ASTM D1243-79에 따름)를 갖는 자유-유동 분말이었다. 5종의 PVC/용매 혼합물 각각을 모든 PVC 수지가 용해된 것으로 보일 때까지 튜브 롤러 상에서 혼합하여, 각각 12.0 중량%의 PVC를 갖는 5종의 PVC 용액을 제조하였다. 각각의 PVC 용액의 점도를 브룩필드 점도계 DV-11+를 사용하여 대략 25 ℃에서 작은 샘플 어댑터 및 스핀들 18을 사용하여 측정하였다. 결과를 하기 표 1에 나타내었다:
Figure pct00011
중첩 전단 시험 샘플을 제조하기 위해 ASTM D2564를 따랐으며, 단 PVC 시트는 ASTM D3163-01에 따라 중첩 전단 강도를 측정하는데 사용된 인스트론® 유니버셜 시험 시스템(Instron® Universal Testing System)을 위한 이용가능한 고정물을 수용하기 위해 더 얇았다. 각각의 중첩 전단 시험 샘플을 1-인치 x 3-인치 조각으로 절단된 두께 1/16 인치의 회색 PVC 시트로부터 제조하였다. PVC 용매 시멘트 중 하나를 1-인치 x 1-인치 표면에 적용하여 PVC 시트 중 2개를 함께 결합시켰다. 결합된 PVC 시트를 손으로 가볍게 함께 압착한 다음, 3분 동안 2-kg 하중으로 함께 압착하였다. 이를 각각의 PVC 용액에 대해 다수회 반복하여 5종의 PVC 용액 각각에 대해 다수의 시험 샘플을 제조하였다.
결합 후 2시간에 각각의 PVC 용액으로부터의 일부 시험 샘플 및 결합 후 16시간에 각각의 PVC 용액으로부터의 다른 시험 샘플에 대해 중첩 전단 강도를 측정하였다. PVC 용매 및 결합 후 시간의 각각의 조합에 대해, 4 내지 10개의 샘플을 측정하였다. 샘플을 0.1 인치/분의 시험 속도, 5 kN 로드 셀, 및 2 인치의 게이지 길이에서 인스트론® 유니버셜 테스팅 시스템 상에서 측정하였다. 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
Figure pct00012
표 2에 나타낸 바와 같이, A6-2, A6-3, 또는 A6-5를 포함하는 PVC 용매 시멘트는 보다 느리게 결합 강도를 구축하였다. 이는, 보다 큰 결합 면적을 갖는 보다 큰 성분을 함께 결합시킬 때와 같이, 결합될 성분을 조립하고 PVC 용매 시멘트의 적용 후에 성분의 상대적 위치를 조정하는데 추가의 시간을 갖는 것이 바람직할 수 있는 상황에서 유리할 수 있다.
실시예 4 - 공-용매를 포함하는 염소화 폴리비닐 클로라이드 용매 시멘트의 비교 중첩 전단 강도
본 실시예에서, 다양한 용매 및 공-용매로 제조된 CPVC 용매 시멘트의 비교 중첩 전단 강도가 입증된다. 시클로헥사논 1.5 g, 아세톤 1.5 g 및 메틸 에틸 케톤 1.8 g의 양의 공-용매, 및 비교될 5종의 용매: 테트라히드로푸란(THF), N-메틸 피롤리돈(NMP), N-메틸카프로락탐(A6-2), N-에틸카프로락탐(A6-3) 및 N-부틸카프로락탐(A6-5) 중 1종 4.0 g을 포함하는 용매 혼합물에 CPVC 수지 1.4 g을 첨가함으로써 5종의 CPVC 용매 용액을 제조하였다. CPVC 수지는 비아-올레 케미칼 캄파니 리미티드(VIA-OLE Chemical Co. Ltd)로부터의 J-700이었다. CPVC 수지는 67.3% 염소 함량을 갖는 백색 분말이었다. 5개의 CPVC/용매 혼합물 각각을 모든 CPVC 수지가 용해되는 것으로 보일 때까지 튜브 롤러 상에서 혼합하여, 각각 14.0 중량%의 CPVC를 갖는 5개의 CPVC 용액을 제조하였다. 각각의 CPVC 용액의 점도를 작은 샘플 어댑터 및 스핀들 18을 사용하여 대략 25 ℃에서 브룩필드 점도계 DV-11+를 사용하여 측정하였다. 결과를 하기 표 3에 나타내었다:
Figure pct00013
실시예 3에 대해 상기 기재된 바와 같이 중첩 전단 시험 샘플을 제조하여, 5종의 CPVC 용액 각각에 대한 다중 시험 샘플을 제조하였다. 결합 후 2시간에 각각의 CPVC 용액으로부터의 일부 시험 샘플 및 결합 후 19시간에 각각의 CPVC 용액으로부터의 다른 시험 샘플에 대해 중첩 전단 강도를 측정하였다. CPVC 용매 및 결합 후 시간의 각각의 조합에 대해, 3 내지 5개의 샘플을 측정하였다. 샘플을 상기 실시예 3에 기재된 바와 같이 인스트론® 유니버셜 시험 시스템 상에서 측정하였다. 결과를 하기 표 4에 나타내었다:
Figure pct00014
표 4에 나타낸 바와 같이, A6-2, A6-3, 또는 A6-5를 포함하는 CPVC 용매 시멘트는 보다 느리게 결합 강도를 구축하였다. 상기 언급된 바와 같이, 이는 결합될 성분을 조립하고, CPVC 용매 시멘트의 적용 후, 예컨대 보다 큰 결합 면적을 갖는 보다 큰 성분을 함께 결합시킬 때 성분의 상대적 위치를 조정하기 위한 추가의 시간을 갖는 것이 바람직할 수 있는 상황에서 유리할 수 있다.
실시예 5 - 공-용매를 포함하는 폴리비닐 클로라이드 용매 시멘트의 비교 성능
본 실시예에서, 다양한 농도의 용매 및 공-용매로 제조된 PVC 용매 시멘트의 상대 성능을 입증하였다. 상기 실시예 3에서 평가된 5종의 용매 이외에도, N-(메톡시메틸)카프로락탐(A6-13) 및 N-(에톡시메틸)카프로락탐(A6-14)을 또한 평가하였다. PVC 수지는 미국 뉴저지주 힐사이드 소재의 로날드 마크 어소시에이츠, 인크.로부터의 RMA 57이었다. PVC 수지는 0.67의 고유 점도(ASTM D1243-79에 따름)를 갖는 자유-유동 분말이었다. 12.0 중량%의 PVC 수지를 용매 또는 용매 혼합물에 첨가하여 PVC 용매 시멘트를 제조하고, 모든 PVC 수지가 용해된 것으로 보일 때까지 튜브 롤러 상에서 혼합하여, 하기 표 5에 나타낸 16개의 PVC 용매 시멘트를 제조하였다. 상업용-1 및 상업용-2로서 식별되는, 비교를 위해 평가된 2종의 상업적으로 입수가능한 PVC 용매 시멘트가 또한 표 5에 포함된다. 상업용-1은 오테이® 저 VOC 다목적 용매 시멘트(Oatey®Low VOC All Purpose Solvent Cement)이다. 상업용-2는 카론® 저 VOC 회색 PVC 용매 시멘트(Carlon®Low VOC Gray PVC Solvent Cement)이다.
각각의 PVC 용매 시멘트의 점도를 브룩필드 점도계 DV-11+를 사용하여 대략 25 ℃±0.2 ℃에서 작은 샘플 어댑터 및 스핀들 18을 사용하여 측정하였다. 일부 용매 시멘트의 휘발성 유기 함량(VOC)을 방정식 I에 따라 결정하였다:
방정식 1
VOC (g/L)= [100 - (중합체 중량%) - (아세톤 중량%) - (A6-3 중량%) - (실리카 중량%)] x (용액의 밀도 (g/mL) x 10.
아세톤의 중량 백분율은 VOC 면제 용매이기 때문에 배제하였다. A6-3의 중량 백분율은 VOC 배제 용매이기 때문에 배제하였다. 중합체 및 실리카의 중량 백분율(실시예 7 참조)은 비-휘발성 함량으로서 배제하였다. 점도 및 VOC 결과를 표 5에 나타내었다.
표 5에 나타낸 바와 같이, 모든 용매 시멘트는 합리적인 점도를 가졌다. 합리적인 점도는 보통의 용매 시멘트에 대해 약 90 cP 내지 무거운 몸체의 용매 시멘트에 대해 약 1,600 cP 이하이다. 예상된 바와 같이, A6-3의 첨가 또는 아세톤의 농도의 증가는 VOC를 유의하게 낮춘다.
Figure pct00015
중첩 전단 시험 샘플은, PVC 시트가 ASTM D3163-01에 따라 중첩 전단 강도를 측정하는데 사용된 인스트론® 유니버셜 시험 시스템을 위한 이용가능한 고정물을 수용하도록 더 얇은 것을 제외하고는, 표 5에 나타낸 PVC 용매 시멘트를 사용하여 ASTM D2564에 따라 제조하였다. 각각의 중첩 전단 시험 샘플은 1-인치 x 2-인치 조각으로 절단된 두께 1/4 인치의 백색 PVC 시트로부터 제조하였다. PVC 용매 시멘트 중 하나를 1-인치 x 1-인치 표면에 적용하여 PVC 시트 중 2개를 함께 결합시켰다. 결합된 PVC 시트를 손으로 가볍게 함께 압착한 다음, 3분 동안 2-kg 하중으로 함께 압착하였다. 이를 각각의 PVC 용매 시멘트에 대해 다수회 반복하여 각각의 PVC 용매 시멘트에 대해 21개의 시험 샘플을 제조하였다.
결합 후 2시간에 각각의 PVC 용매 시멘트에 대한 7개의 시험 샘플, 결합 후 16시간에 각각의 PVC 용매 시멘트로부터의 7개의 시험 샘플, 및 결합 후 72시간에 각각의 PVC 용매 시멘트로부터의 7개의 시험 샘플에 대해 중첩 전단 강도를 측정하였다. 측정된 7 개의 시험 샘플의 각 세트에 대해, 최고 및 최저 측정치를 버리고 나머지 5 개의 측정치의 수치 평균을 상응하는 PVC 용매 시멘트에 대한 중첩 전단 강도로서 기록하였다. 시험 샘플을 0.1 인치/분의 시험 속도, 5 kN 로드 셀, 및 2 인치의 게이지 길이에서 인스트론® 유니버셜 테스팅 시스템 상에서 측정하였다. 각각의 PVC 용매 시멘트에 대한 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
Figure pct00016
중첩 전단 강도는 2시간 후 및 16시간 후에 모든 PVC 용매 시멘트에 필적하였다. 그러나, 도 3에 나타낸 바와 같이, 72시간 후에 뚜렷한 차이가 관찰되었다. 구체적으로, PVC 용매 시멘트 8-11의 배합물로부터 제조된 시험 샘플의 중첩 전단 강도는 THF, NMP 및 2종의 상업용 PVC 시멘트로 제조된 것에 필적한다.
실시예 6 - 공-용매를 포함하는 염소화 폴리비닐 클로라이드 용매 시멘트의 비교 성능
본 실시예에서, 다양한 농도의 용매 및 공-용매로 제조된 CPVC 용매 시멘트의 상대 성능을 입증하였다. 상기 실시예 4에서 평가된 5종의 용매 이외에도, N-(메톡시메틸)카프로락탐(A6-13) 및 N-(에톡시메틸)카프로락탐(A6-14)을 또한 평가하였다. CPVC 수지는 비아-올레 케미칼 캄파니 리미티드로부터의 J-700이었다. CPVC 수지는 67.3% 염소 함량을 갖는 백색 분말이었다. 14.0 중량%의 CPVC 수지를 용매 혼합물에 첨가하여 CPVC 용매 시멘트를 제조하고, 모든 CPVC 수지가 용해된 것으로 보일 때까지 튜브 롤러 상에서 혼합하여, 하기 표 7에 나타낸 7개의 CPVC 용매 시멘트를 제조하였다.
각각의 CPVC 용매 시멘트의 점도를 실시예 5에 대해 상기 기재된 바와 같이 측정하였다. 휘발성 유기 함량(VOC)을 실시예 5에 대해 상기 기재된 바와 같이 각각의 CPVC 용매 시멘트에 대해 결정하였다. 점도 및 VOC 결과를 표 7에 나타내었다. 표 7에 나타낸 바와 같이, 모든 용매 시멘트는 합리적인 점도를 가졌다. 예상된 바와 같이, A6-3의 첨가 또는 아세톤의 농도의 증가는 VOC를 유의하게 낮춘다.
Figure pct00017
중첩 전단 시험 샘플을 상기 실시예 5에 기재된 바와 같이 제조하고 시험하였다. 각각의 CPVC 용매 시멘트에 대한 결과를 하기 표 8에 나타내었다. 상업용-1 및 상업용-2 용매 시멘트가 비교를 위해 포함된다.
Figure pct00018
실시예 5의 PVC 용액 시멘트에서 관찰된 바와 같이, 중첩 전단 강도는 2 시간 후 및 16 시간 후에 모든 CPVC 용매 시멘트에 필적하였다. 그러나, 도 4에 나타낸 바와 같이, 72시간 후에 뚜렷한 차이가 관찰되었다. 구체적으로, PVC 용매 시멘트 31 및 32의 배합물로부터 제조된 시험 샘플의 중첩 전단 강도는 THF, NMP 및 2종의 상업용 PVC 시멘트로 제조된 것에 필적한다.
실시예 7 - 공-용매 및 흄드 실리카를 포함하는 폴리비닐 클로라이드 및 염소화 폴리비닐 클로라이드 용매 시멘트의 비교 성능
본 실시예에서, THF 또는 A6-3으로 제조된 흄드 실리카를 포함하는 PVC 용매 시멘트 및 CPVC 용매 시멘트의 상대 성능을 입증하였다. 실리카는 용매 시멘트의 점도 범위를 조정하기 위해 첨가될 수 있는 틱소트로픽제이다. PVC 용매 시멘트는 실시예 5와 관련하여 상기 기재된 바와 같이 THF 또는 A6-3을 포함하는 혼합물에 12.0 중량%의 PVC 수지 및 1 중량% 흄드 실리카를 첨가함으로써 제조하였다. CPVC 용매 시멘트는 실시예 6과 관련하여 상기 기재된 바와 같이 THF 또는 A6-3을 포함하는 용매 혼합물에 14.0 중량%의 CPVC 수지 및 1 중량% 흄드 실리카를 첨가함으로써 제조하였다. 하기 표 9에 나타낸 바와 같이, 총 4종의 용매 시멘트를 제조하였다.
각각의 PVC 및 CPVC 용매 시멘트의 점도를 실시예 5에 대해 상기 기재된 바와 같이 측정하였다. 휘발성 유기 함량(VOC)을 실시예 5에 대해 상기 기재된 바와 같이 각각의 PVC 및 CPVC 용매 시멘트에 대해 결정하였다. 점도 및 VOC 결과를 표 9에 나타내었다. 표 9에 나타낸 바와 같이, A6-3을 포함하는 CPVC 용매 시멘트를 제외한 모든 용매 시멘트는 합리적인 점도를 가졌다. 예상한 바와 같이, THF 대신 A6-3을 사용하거나 아세톤의 농도를 증가시키면 VOC가 유의하게 저하된다.
Figure pct00019
중첩 전단 시험 샘플을 상기 실시예 5에 기재된 바와 같이 제조하고 시험하였다. 각각의 PVC 및 CPVC 용매 시멘트에 대한 결과를 하기 표 10에 나타내었다.
Figure pct00020
중첩 전단 강도는 2시간 후 및 16시간 후에 모든 PVC 및 CPVC 용매 시멘트 사이에서 필적하였다. 중첩 전단 강도는 또한 도 5에 나타낸 바와 같이 72시간 후에 모든 PVC 및 CPVC 용매 시멘트 사이에서 필적하였다. 어떠한 이론에 얽매이는 것을 원하지는 않지만, 흄드 실리카의 첨가에 의한 A6-3 용매 시멘트의 강도의 증가는 용매의 증발 속도를 낮출 수 있는 용매 시멘트의 보다 높은 점도로 인한 것일 수 있는 것으로 여겨진다. 더 낮은 증발 속도는 PVC 시트로의 용매 시멘트의 침투를 증가시키는 시간을 허용하여, 더 강한 결합을 야기할 수 있다. PVC 용매 시멘트에 비해 CPVC 용매 시멘트와의 더 강한 결합은 CPVC 용매 시멘트 내의 중합체의 더 높은 농도에 기인할 수 있다.
실시예 8 - 다양한 농도의 공-용매를 포함하는 폴리비닐 클로라이드 및 염소화 폴리비닐 클로라이드 용매 시멘트의 비교 성능
본 실시예에서, A6-3 및 다양한 농도의 시클로헥사논 및 아세톤을 포함하는 PVC 용매 시멘트 및 CPVC 용매 시멘트의 상대 성능을 입증하였다. PVC 용매 시멘트는 실시예 5와 관련하여 상기 기재된 바와 같이 THF 또는 A6-3을 포함하는 용매 혼합물에 12.0 중량%의 PVC 수지를 첨가함으로써 제조하였다. CPVC 용매 시멘트는 실시예 6과 관련하여 상기 기재된 바와 같이 THF 또는 A6-3을 포함하는 용매 혼합물에 14.0 중량%의 CPVC 수지를 첨가함으로써 제조하였다. 하기 표 11에 나타낸 바와 같이, 총 4종의 용매 시멘트를 제조하였다. 실시예 5 및 6으로부터의 용매 시멘트 11 및 24가 각각 비교를 위해 포함된다.
각각의 PVC 및 CPVC 용매 시멘트의 점도를 실시예 5에 대해 상기 기재된 바와 같이 측정하였다. 휘발성 유기 함량(VOC)을 실시예 5에 대해 상기 기재된 바와 같이 각각의 PVC 및 CPVC 용매 시멘트에 대해 결정하였다. 점도 및 VOC 결과를 표 11에 나타내었다. 표 11에 나타낸 바와 같이, 용매 시멘트의 점도는 시클로헥사논의 농도가 증가함에 따라 감소하였고 VOC는 증가하였다.
Figure pct00021
중첩 전단 시험 샘플을 상기 실시예 5에 기재된 바와 같이 제조하고 시험하였다. 각각의 PVC 및 CPVC 용매 시멘트에 대한 결과를 하기 표 12에 나타내었다. 놀랍게도, 도 6에 나타낸 바와 같이, 시클로헥사논 농도의 증가는 72시간 후 중첩 전단 강도를 감소시키는 경향이 있었다.
Figure pct00022

Claims (20)

  1. 하기 화학식에 따른 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매:
    Figure pct00023
    ,
    (상기 식 중, R은 1, 2 또는 4개의 비치환된 탄소의 선형 알킬 기 또는 2 또는 3개의 비치환된 탄소의 알콕시메틸 기이다); 및
    폴리비닐 클로라이드 및 염소화 폴리비닐 클로라이드의 군으로부터 선택되고, 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매와 용액으로 있는 중합체
    를 포함하는 용매 시멘트.
  2. 제1항에 있어서, 중합체가 폴리비닐 클로라이드로 이루어진 것인 용매 시멘트.
  3. 제1항에 있어서, 중합체가 염소화 폴리비닐 클로라이드로 이루어진 것인 용매 시멘트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매가 N-에틸카프로락탐으로 이루어진 것인 용매 시멘트.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체가 용매 시멘트의 1 중량% 내지 30 중량%인 용매 시멘트.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매의 농도가 용매 시멘트의 70 중량% 내지 99 중량%인 용매 시멘트.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 1종 이상의 공-용매를 추가로 포함하는 용매 시멘트.
  8. 제7항에 있어서, 1종 이상의 공-용매가 극성, 비양성자성 용매를 포함하는 것인 용매 시멘트.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 1종 이상의 공-용매가 3 내지 6개의 탄소를 갖는 케톤을 포함하는 것인 용매 시멘트.
  10. 제9항에 있어서, 케톤이 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 프로필 케톤 및 시클로헥사논의 군으로부터 선택된 적어도 1종을 포함하는 것인 용매 시멘트.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매의 농도가 용매 시멘트의 5 중량% 내지 94 중량%이고, 1종 이상의 공-용매의 농도가 용매 시멘트의 5 중량% 내지 85 중량%인 용매 시멘트.
  12. 제11항에 있어서, 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매가 N-에틸카프로락탐으로 이루어지고, 1종 이상의 공-용매가 아세톤, 메틸 에틸 케톤 및 시클로헥사논으로 이루어진 것인 용매 시멘트.
  13. 폴리비닐 클로라이드 및 염소화 폴리비닐 클로라이드로 이루어진 군으로부터 선택된 중합체를 제공하는 단계;
    하기 화학식에 따른 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매를 제공하는 단계:
    Figure pct00024
    ,
    (상기 식 중, R은 1, 2 또는 4개의 비치환된 탄소의 선형 알킬 기 또는 2 또는 3개의 비치환된 탄소의 알콕시메틸 기이다); 및
    중합체가 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매와 함께 용액으로 존재할 때까지 중합체 및 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매를 혼합하여 용매 시멘트를 제조하는 단계
    를 포함하는, 용매 시멘트의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 1종 이상의 공-용매를 중합체 및 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매와 함께 혼합하는 것을 추가로 포함하며, 여기서 1종 이상의 공-용매는 3 내지 6개의 탄소를 갖는 케톤을 포함하는 것인 방법.
  15. 제14항에 있어서, 케톤이 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 프로필 케톤 및 시클로헥사논의 군으로부터 선택된 적어도 1종을 포함하는 것인 방법.
  16. 제15항에 있어서, 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매가 N-에틸카프로락탐으로 이루어지고, 1종 이상의 공-용매가 아세톤, 메틸 에틸 케톤 및 시클로헥사논으로 이루어진 것인 방법.
  17. 폴리비닐 클로라이드 및 염소화 폴리비닐 클로라이드의 군으로부터 선택된 중합체; 및
    하기 화학식에 따른 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매:
    Figure pct00025
    ,
    (상기 식에서, R은 1, 2 또는 4개의 비치환된 탄소의 선형 알킬 기 또는 2 또는 3개의 비치환된 탄소의 알콕시메틸 기이다)를 포함하고, 중합체의 일부는 1종 이상의 카프로락탐-유도된 용매에 현탁되는,
    물체 상에 중합체 코팅을 형성하기 위한 조성물.
  18. 제17항에 있어서, 중합체가 조성물의 25 중량% 내지 45 중량%인 조성물.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 1종 이상의 공-용매를 추가로 포함하는 조성물.
  20. 제19항에 있어서, 1종 이상의 공-용매가 극성, 비양성자성 용매를 포함하는 것인 조성물.
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