KR20210114839A - 안정화제의 용도, 이를 포함하는 플라스틱 조성물 및 플라스틱 제품 - Google Patents

안정화제의 용도, 이를 포함하는 플라스틱 조성물 및 플라스틱 제품 Download PDF

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KR20210114839A
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Abstract

플라스틱 제품의 기계적 특성을 유지하기 위한 안정화제의 용도로서, 상기 안정화제는 식 I의 화합물을 포함하는 것인 용도가 제공된다:
Figure pat00015
식 I
플라스틱 제품의 황변 현상을 방지 및/또는 완화하기 위한 상기 안정화제의 다른 용도가 제공되며; 상기 플라스틱 제품은 폴리머 물질 및 상기 폴리머 물질의 총 중량인 100 중량부를 기준으로 하여, 0.1 내지 1 중량부의 안정화제를 포함하는 플라스틱 조성물로 제조된다. 상기 안정화제를 포함하는 플라스틱 조성물, 및 이를 포함하는 플라스틱 제품이 제공된다. 상기 안정화제의 첨가는 상기 플라스틱 제품이 우수한 기계적 특성 유지율 및 황변 방지 능력을 나타내게 한다.

Description

안정화제의 용도, 이를 포함하는 플라스틱 조성물 및 플라스틱 제품{USE OF STABILIZER, PLASTIC COMPOSITION AND PLASTIC PRODUCT COMPRISING THE SAME}
본 발명은 안정화제의 용도, 특히 플라스틱 제품의 기계적 특성을 유지하고 플라스틱 제품의 황변을 예방 및/또는 완화하기 위한 용도에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 안정화제를 포함하는 플라스틱 조성물 및 그의 플라스틱 제품에 관한 것이다.
폴리머 물질은 그 분자량 및 화학 구조에 따라 상이한 물리적, 화학적 또는 광학적 특성을 가진다. 폴리머 물질의 특성을 개질 또는 최적화하기 위하여, 이는 기타 기능성 첨가제로 가공되어, 상기 폴리머 물질로부터 생산되는 플라스틱 제품을 다양한 분야에서 적용 가능하게 하고 상기 플라스틱 제품의 내구성을 개선할 수 있다.
예를 들어, 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 디이소시아네이트와 폴리올의 중합에 의하여 생산되는 폴리머 물질이다. 고투명도, 내유성 및 내마모성을 가져, TPU는 신발 재료, 기계류, 튜브 재료, 케이블, 의료, 건축, 자동차 및 막 분야에 광범위하게 사용된다.
스판덱스는 카바메이트기를 포함하는 폴리우레탄으로부터 생산되는 합성 섬유이다. 그 분자 사슬 상에 아미노기와 같은 다량의 반응성기가 있다. 높은 연성, 방추성(crease resistance) 및 신속 건조 특성으로, 스판덱스 또한 신발 재료, 의복, 의료 및 막 분야에 광범위하게 사용된다.
그러나, 좋지 못한 내후성 및 좋지 못한 열 안정성의 TPU 및 스판덱스는 사용시 감소된 특성 및 감소된 가치를 초래할 수 있다. 특히, 노화 또는 산화 반응이, TPU 및 스판덱스 제품이 일정 기간 사용된 후 경화 및 취화로 인하여 플라스틱 제품의 연신율 및 인장 강도와 같은 기계적 특성의 열화를 초래하거나, 상당한 황변으로 인하여 플라스틱 제품의 품질에 큰 영향을 미쳐, TPU 및 스판덱스의 적용 분야 및 시장 가치가 제한된다.
따라서, 플라스틱 제품의 품질 및 내구성을 개선하고, 적용 분야를 넓히기 위하여, 플라스틱 제품의 기계적 특성을 유지하고 황변 현상을 방지 및/또는 완화하는 효과를 가지는 안정화제를 개발할 필요가 있다.
상기 단점을 극복하기 위하여, 본 발명의 목적은 플라스틱 제품의 품질, 적용 분야 및 시장 가치를 개선하기 위한 안정화제의 용도를 제공하도록, 플라스틱 제품의 기계적 특성의 열화 문제를 해결하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 플라스틱 제품의 기계적 특성을 유지하기 위한 안정화제의 용도로서, 상기 안정화제는 식 I의 화합물을 포함하고:
Figure pat00001
식 I
(상기 식에서,
R1, R2, R3, 및 R4는 각각 독립적으로, C1-C6 선형 알킬기 또는 C3-C6 분지형 알킬기이고;
L1 및 L2는 각각 독립적으로, C1-C6 선형 알킬렌기이고;
L3은 C1-C6 선형 알킬렌기 또는 C3-C6 분지형 알킬렌기임);
상기 플라스틱 제품은 폴리머 물질 및 안정화제를 포함하는 플라스틱 조성물로부터 생산되고, 상기 안정화제의 양은 상기 폴리머 물질의 총 중량인 100 중량부를 기준으로 하여, 0.1 내지 1 중량부인 것을 특징으로 하는 용도를 제공한다.
본 발명의 안정화제의 용도에 따르면, 식 I의 화합물을 포함하는 안정화제가 폴리머 물질과 혼합될 때, 생산되는 플라스틱 제품은 일정 기간 동안 사용된 후에 플라스틱 제품의 기계적 특성을 여전히 유지할 수 있다. 즉, 플라스틱 제품의 품질 및 내구성이 개선되고, 플라스틱 제품의 적용 분야가 넓어진다.
본원에 사용되는 용어 "기계적 특성들" 또는 "기계적 특성"은 외력에 대하여 폴리머 물질이 나타내는 물리적 특성(또는 특성들)을 의미한다. 본 발명에서 기계적 특성은 이에 제한되지 않으나, 인장 강도, 연신율, 항복 강도 및 면적 감소 백분율을 포함한다. 본원에 사용되는 용어 "기계적 특성을 유지하는 효과"는 안정화제가 첨가되지 않은 대조군의 플라스틱 제품과 비교하여, 실험 1주 내지 1개월 후, 플라스틱 제품이 기계적 특성의 더 높은 유지율을 가짐을 의미한다.
본 발명에 따르면, 식 I의 화합물 내 R1, R2, R3, 및 R4는 동일하거나 다를 수 있다. 일 구현예에서, R1, R2, R3, 및 R4는 모두 동일한 치환체일 수 있다. 다른 구현예에서 R1 및 R3은 동일한 치환체이고; R2 및 R4는 동일한 치환체이고; R1 및 R2는 다른 치환체일 수 있다.
구체적으로, C1-C6 알킬기는 이에 제한되지 않으나, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기, n-펜틸기, 또는 n-헥실기일 수 있고; C3-C6 분지형 알킬기는 이에 제한되지 않으나, 이소프로필기, sec-부틸기, 또는 tert-부틸기일 수 있다. 일 구현예에서, R1, R2, R3, 및 R4는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 및 tert-부틸기로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게, R1, R2, R3, 및 R4는 각각 tert-부틸기이다.
구체적으로, 식 I의 화합물 내 L1 및 L2는 이에 제한되지 않으나, 메틸렌기(-CH2-), 에틸렌기(-CH2CH2-), 프로필렌기(-CH2CH2CH2-), 부틸렌기(-CH2CH2CH2CH2-), 아밀렌기(-CH2CH2CH2CH2CH2-), 또는 헥실렌기(-CH2CH2CH2CH2CH2CH2-)이다. 바람직하게, L1 및 L2는 각각 에틸렌기이다.
구체적으로, 식 I의 화합물 내 L3은 이에 제한되지 않으나, 메틸렌기, 에틸렌기, 부틸렌기, 또는 이소프로필렌기(-CH2CH(CH3)-)이다. 바람직하게, 에틸렌기이다.
본 발명에 따르면, 상기 안정화제는 단일 종의 식 I의 화합물을 포함하거나, 적어도 2종의 식 I의 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 안정화제는 4-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐옥시]-1-[2-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐옥시]에틸]-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘으로 구성된다.
바람직하게, 상기 플라스틱 조성물 내에서, 안정화제의 양은 폴리머 물질 총 중량인 100 중량부를 기준으로 하여, 0.2 내지 0.95 중량부이다. 더 바람직하게, 상기 안정화제의 양은 폴리머 물질 총 중량인 100 중량부를 기준으로 하여, 0.3 내지 0.9 중량부이다. 더 바람직하게, 상기 안정화제의 양은 폴리머 물질 총 중량인 100 중량부를 기준으로 하여, 0.45 내지 0.9 중량부이다.
상기 실험은 이에 제한되지 않으나 내후성 실험, 과산화수소 실험, 실내 배치 실험, 또는 배기 가스 실험과 같은, 당업자에게 통상적인 지식일 수 있다. 예를 들어, 내후성 실험은 이에 제한되지 않으나, 고온 및 고습도 환경에서 수행되는 가수분해 실험일 수 있다. 상기 고온 및 고습도 환경은 55 내지 100℃ 범위의 온도 및 70 내지 100% 범위의 상대 습도를 가지는 환경을 의미한다. 상기 과산화수소 실험은 활성 산소 환경하에 수행될 수 있다. 상기 활성 산소 환경은 예를 들어, 이에 제한되지 않으나, 실험이 수행되는 과산화수소 용액일 수 있다. 상기 실내 배치 실험은 24 내지 27℃ 범위의 온도를 가지는 환경하에 수행될 수 있다. 상기 배기 가스 실험은 산화질소 환경하에 수행될 수 있다. 상기 산화질소는 일산화질소 및/또는 이산화질소일 수 있다.
구체적인 일 구현예에서, 상기 안정화제는 고온 및 고습도 환경하에 플라스틱 제품의 인장 강도를 유지하고, 활성 산소 환경하에 플라스틱 제품의 인장 강도를 유지하고, 활성 산소 환경하에 플라스틱 제품의 연신율을 유지하는데에 사용될 수 있고, 상기 안정화제의 양은 폴리머 물질의 총 중량인 100 중량부를 기준으로 하여, 0.45 내지 0.75 중량부이다.
다른 구체적인 구현예에서, 상기 안정화제는 고온 및 고습도 환경하에 플라스틱 제품의 연신율을 유지하는데에 사용될 수 있고, 상기 안정화제의 양은 폴리머 물질의 총 중량인 100 중량부를 기준으로 하여, 0.75 내지 1 중량부이다.
또한, 전술한 단점을 극복하기 위하여, 본 발명의 다른 목적은 종래 기술에서 플라스틱 제품의 황변 문제를 해결하여, 본 발명의 플라스틱 제품의 품질, 적용 분쟈 및 시장 가치를 개선하기 위한 안정화제의 용도를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 플라스틱 제품의 황변을 방지 및/또는 완화시키기 위한 안정화제의 용도로서, 상기 안정화제는 식 I의 화합물을 포함하고:
Figure pat00002
식 I
(상기 식에서,
R1, R2, R3, 및 R4는 각각 독립적으로, C1-C6 선형 알킬 또는 C3-C6 분지형 알킬기이고;
L1 및 L2는 각각 독립적으로, C1-C6 선형 알킬렌기이고;
L3은 C1-C6 선형 알킬렌기 또는 C3-C6 분지형 알킬렌기임);
상기 플라스틱 제품은 폴리머 물질 및 상기 안정화제를 포함하는 플라스틱 조성물로부터 생산되고, 상기 안정화제의 양은 상기 폴리머 물질의 총 중량인 100 중량부를 기준으로 하여, 0.1 내지 1 중량부인 것을 특징으로 하는 용도를 제공한다.
본 발명의 안정화제의 용도에 따르면, 식 I의 화합물을 포함하는 안정화제가 폴리머 물질과 혼합될 때, 생산되는 플라스틱 제품의 황변 정도가 일정 기간 사용 후 완화될 수 있다. 즉, 플라스틱 제품의 품질 및 내구성이 개선되고, 플라스틱 제품의 적용 분야가 넓어진다.
본원에 사용되는 용어 "황변을 방지 및/또는 완화하는 효과"는 안정화제가 첨가되지 않은 대조군의 플라스틱 제품과 비교하여, 상기 플라스틱 제품이 실험 1주 내지 1개월 후 더 작은 황변 지수 차를 가짐을 의미한다.
여기서, R1, R2, R3, R4 L1, L2, 및 L3 종들은 앞서 기재한 바와 같을 수 있다.
바람직하게, 상기 안정화제의 양은 폴리머 물질의 총 중량인 100 중량부를 기준으로 하여, 0.45 내지 1 중량부이다. 더 바람직하게, 상기 안정화제의 양은 폴리머 물질의 총 중량인 100 중량부를 기준으로 하여, 0.55 내지 0.95 중량부이다.
상기 실험은 이에 제한되지 않으나 내후성 실험, 과산화수소 실험, 실내 배치 실험, 또는 배기 가스 실험과 같은, 당업자에게 통상적인 지식일 수 있다. 예를 들어, 내후성 실험은 이에 제한되지 않으나, 고온 및 고습도 환경에서 수행되는 가수분해 실험일 수 있다. 상기 고온 및 고습도 환경은 55 내지 100℃ 범위의 온도 및 70 내지 100% 범위의 상대 습도를 가지는 환경을 의미한다. 상기 과산화수소 실험은 활성 산소 환경하에 수행될 수 있다. 상기 활성 산소 환경은 예를 들어, 이에 제한되지 않으나, 실험이 수행되는 과산화수소 용액일 수 있다. 상기 실내 배치 실험은 24 내지 27℃ 범위의 온도를 가지는 환경하에 수행될 수 있다. 상기 배기 가스 실험은 산화질소 환경하에 수행될 수 있다. 상기 산화질소는 일산화질소 및/또는 이산화질소일 수 있다.
구체적인 일 구현예에서, 상기 안정화제는 활성 산소 환경하에 플라스틱 제품의 황변을 방지 및/또는 완화하는데에 사용될 수 있고, 상기 안정화제의 양은 폴리머 물질의 총 중량인 100 중량부를 기준으로 하여, 0.45 내지 0.75 중량부이다.
다른 구체적인 구현예에서, 상기 안정화제는 산화질소 환경하에 플라스틱 제품의 황변을 예방 및/또는 완화하는데에 사용될 수 있고, 상기 안정화제의 양은 폴리머 물질의 총 중량인 100 중량부를 기준으로 하여, 0.75 내지 1 중량부이다.
바람직하게, 상기 안정화제는 또한 기계적 특성을 유지하는데에 사용될 수 있다, 즉 상기 안정화제는 플라스틱 제품의 황변을 방지 및/또는 완화하는데 사용될 수 있을 뿐 아니라, 플라스틱 제품의 기계적 특성을 유지하는데에도 사용될 수 있다.
바람직하게, 상기 안정화제는 4-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐옥시]-1-[2-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐옥시]에틸]-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘으로 구성된다.
본 발명은 또한, 폴리머 물질 및 안정화제를 포함하는 플라스틱 조성물로서, 상기 안정화제의 양은 상기 폴리머 물질의 총 중량 100 중량부를 기준으로 하여, 0.1 내지 1 중량부이고, 상기 안정화제는 식 I의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 조성물을 제공한다:
Figure pat00003
식 I
(상기 식에서,
R1, R2, R3, 및 R4는 각각 독립적으로, C1-C6 선형 알킬기 또는 C3-C6 분지형 알킬기이고;
L1 및 L2는 각각 독립적으로, C1-C6 선형 알킬렌기이고;
L3은 C1-C6 선형 알킬렌기 또는 C3-C6 분지형 알킬렌기임).
상기 식에서, R1, R2, R3, R4 L1, L2, 및 L3 종들은 앞서 기재한 바와 같을 수 있다.
구체적인 구현예에서, 플라스틱 조성물 내에 상기 안정화제의 양은 폴리머 물질의 총 중량인 100 중량부를 기준으로 하여, 0.45 내지 0.75 중량부이다. 이러한 범위 내에서, 상기 안정화제는 고온 및 고습도 환경하에 상기 플라스틱 조성물로부터 생산되는 플라스틱 제품의 인장 강도를 더 잘 유지하고, 활성 산소 환경하에 상기 플라스틱 조성물로부터 생산되는 플라스틱 제품의 인장 강도를 더 잘 유지하고, 활성 산소 환경하에 상기 플라스틱 조성물로부터 생산되는 플라스틱 제품의 연신율을 더 잘 유지하고, 및/또는 활성 산소 환경하에 상기 플라스틱 조성물로부터 생산되는 플라스틱 제품의 황변을 더 잘 방지 및/또는 완화하는데에 사용될 수 있다.
다른 구체적인 구현예에서, 상기 플라스틱 조성물 내 상기 안정화제의 양은 폴리머 물질의 총 중량인 100 중량부를 기준으로 하여, 0.75 내지 1 중량부이다. 이러한 범위 내에서, 상기 안정화제는 고온 및 고습도 환경하에 상기 플라스틱 조성물로부터 생산되는 플라스틱 제품의 인장 강도를 더 잘 유지하고, 활성 산소 환경하에 상기 플라스틱 조성물로부터 생산되는 플라스틱 제품의 인장 강도를 더 잘 유지하고, 활성 산소 환경하에 상기 플라스틱 조성물로부터 생산되는 플라스틱 제품의 연신율을 더 잘 유지하고, 및/또는 산화질소 환경하에 상기 플라스틱 조성물로부터 생산되는 플라스틱 제품의 황변을 더 잘 방지 및/또는 완화하는데에 사용될 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 플라스틱 조성물로부터 생산되는 플라스틱 제품을 제공한다.
바람직하게, 상기 플라스틱 제품은 TPU 제품 또는 스판덱스 제품일 수 있다. 상기 식 I의 화합물을 포함하는 안정화제를 가지는 TPU 제품 또는 스판덱스 제품은 현재 시판중인 통상적인 TPU 제품 또는 스판덱스 제품과 비교하여, 일정 기간 사용 후, 인장 강도, 연신율, 항복 강도, 및 면적 감소 백분율과 같은, 기계적 특성을 여전히 유지할 수 있다. 황변이 일어난다 해도, 상기 TPU 제품 또는 스판덱스 제품의 황변 정도는 덜하다. 즉, 상기 플라스틱 제품의 품질, 특성 및 내구성이 보증되어, 다양한 분야에서 광범위하게 사용될 수 있다.
본 발명은 플라스틱 제품의 기계적 특성을 유지하고 황변 현상을 방지 및/또는 완화하기 위한 안정화제의 용도를 제공한다.
안정화제:
화합물 I-1:
Figure pat00004
4-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐옥시]-1-[2-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐옥시]에틸]-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘, 제품명: Double Bond Chemical Ind., Co., Ltd로부터 구입한, CHINOX® 722, CAS No. 73754-27-5;
화합물 I-2:
Figure pat00005
벤조프로파노익산-3-(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시-5-메틸-1-[2-[3-[3-(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시-5-메틸페닐]-1-옥소프로폭시]에틸]-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐 에스테르, CAS No. 136607-20-0.
화합물 I-3:
Figure pat00006
벤조프로파노익산-3-(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시-5-프로필-1-[2-[3-[3-(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시-5-프로필페닐]-1-옥소프로폭시]에틸]-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐 에스테르, CAS No. 136607-22-2.
화합물 I-4:
Figure pat00007
벤조프로파노익산-3-(1,1-디메틸에틸)-5-에틸-4-히드록시-1-[2[3-[3-(1,1-디메틸에틸)-5-에틸-4-히드록시페닐]-1-옥소프로폭시]에틸]-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐 에스테르, CAS No. 136607-21-1.
화합물 I-5:
Figure pat00008
벤조프로파노익산-3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시-1-[[3[3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시페닐]-1-옥소프로폭시]메틸]-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐 에스테르, CAS No. 204013-67-2.
화합물 I-6:
Figure pat00009
벤조프로파노익산-3-(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시-5-메틸-1[4-[[2-[3-(1,1-디메틸에틸-4-히드록시-5-메틸페닐]아세틸]옥시]부틸]-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐 에스테르, CAS No. 158627-15-7.
화합물 I-7:
Figure pat00010
벤조프로파노익산-3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시-1-[2-[3[3,5-bis(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시페닐]-1-옥소프로폭시]프로필]-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐 에스테르, CAS No. 216690-09-4.
본 발명에 따르면, 상기 안정화제는 단일 종의 화합물을 포함하거나, 적어도 2종의 상기 화합물들을 포함할 수 있다.
실시예 1의 안정화제: 화합물 I-1
화합물 I-1이 사용되고, 그 구조는 다음과 같다:
Figure pat00011
비교예 1의 첨가제:
비교예 1의 첨가제는 다음 두 가지 상업적 황변 방지제로 구성된다:
(1) 75wt%의 에틸렌비스(옥시에틸렌)-비스-(3-(5-tert-부틸-4-히드록시-m-톨릴)프로피오네이트, 제품명: CHINOX® 245, CAS No.36443-68-2, Double Bond Chemical Ind., Co., Ltd로부터 구입; 및
(2) 25wt%의 1,1,1´,1´-테트라메틸-4,4´(메틸렌-디-p-페닐렌) 디-세미카바자이드 (UDT 또는 HN-150), 제품명: CHISORB® 1500, CAS No. 85095-61-0, Double Bond Chemical Ind., Co., Ltd로부터 구입.
실시예 1A 내지 3A 및 비교예 1A의 플라스틱 조성물
전술한 실시예 1의 안정화제 또는 비교예 1의 첨가제를 TPU (Covestro Utechllan 85A10)와 완전히 혼합함으로써, 실시예 1A 내지 3A 및 비교예 1A의 플라스틱 조성물을 각각 배합하였다.
표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1A 내지 3A의 플라스틱 조성물은 상이한 양의 실시예 1의 안정화제를 포함한다. 구체적으로, 실시예 1A 내지 3A의 플라스틱 조성물의 안정화제의 양은 각각 0.9 phr, 0.6 phr 및 0.3 phr이고, TPU의 양은 100 중량부(phr)이다. 비교예 1A의 플라스틱 조성물 내 TPU의 양은 100 phr이고, 비교예 1의 첨가제의 양은 1.33 phr이다.
실시예 1B 내지 3B 및 비교예 1B의 플라스틱 제품
실시예 1B 내지 3B 및 비교예 1B의 플라스틱 제품을 실시예 1A 내지 3A 및 비교예 1A의 플라스틱 조성물로부터 다음 방법에 의하여 수득하였다.
구체적으로, 실시예 1A 내지 3A 및 비교예 1A의 플라스틱 조성물을 190 내지 220℃에서 이축 압출기에 의하여 별도로 혼합하였으며, 상기 나사의 유효 길이 대 직경(L/D) 비는 대략 36이다. 혼합 후 얻어지는 플라스틱 입자를 고온 공기 순환 오븐을 이용하여 80℃에서 탈수한 다음, TPU 제품을 생산하기 위하여 수직 사출 성형기를 사용하여 175 내지 185℃에서 사출하였다.
실시예 1B 내지 3B 및 비교예 1B의 플라스틱 제품, 및 안정화제 또는 첨가제의 샘플 번호 및 그 양을 다음 표 1에 기록하였다. 여기서, 상이한 환경하에 각각의 플라스틱 제품의 기계적 특성 및 황변 방지 효과 차이를 분석하기 위하여, 수득된 플라스틱 제품을 다음 실험을 위한 시편으로서 사용할 수 있었다.
실시예 1B 내지 3B 및 비교예 1B의 플라스틱 제품
플라스틱 제품의 샘플 번호 실시예 1B 실시예 2B 실시예 3B 비교예 1B
안정화제 번호 실시예 1 실시예 1 실시예 1 비교예 1
제제 CHINOX® 722 CHINOX® 722 CHINOX® 722 CHINOX® 245 및
CHISORB® 1500
양 (phr) 0.9 0.6 0.3 1.33
실험 1: 가수분해 실험에 의한 플라스틱 제품의 기계적 특성의 안정성 평가
이 실험의 목적은 고온 및 고습도 환경하에, 상이한 양의 실시예 1의 안정화제 및 비교예 1의 첨가제를 각각 포함하는, 플라스틱 조성물로부터 생산된 시편의 기계적 특성을 유지하는 효과를 시험하기 위한 것이다. 동일한 가수분해 실험 방법을 사용하여, 실시예, 비교예 및 대조예 각각의 시편의 인장 강도 및 연신율과 같은 기계적 특성 차이를 비교하기 위하여, 이 실험에서 안정화제 또는 첨가제를 첨가하지 않은 TPU 시편을 대조예로서 사용하였다.
가수분해 실험을 수행하기 전에, 모든 실시예, 비교예 1 및 대조예의 시편의 인장 강도(kgf/cm2) 및 연신율(%) 값을 ASTM D638에 따라 만능 시험기(Jobho Technology co., LTD; TD-233, 약 150 mm/분으로 설정된 연신율)를 사용하여 측정하고, 결과를 초기 인장 강도 및 초기 연신율로서 표 2에 기록하였다.
그 다음, 상기 시편을 70℃ 및 95% 상대 습도(RH) 환경에서 1주일 동안 두었다. 시편을 꺼내고 밤새 방치시킨 후, 가수분해 실험 후 시편의 인장 강도 및 연신율을 전술한 방법에 따라 측정하였다. 각각의 시편의 인장 강도 및 연신율의 유지율을 다음 방정식에 의하여 계산하고:
가수분해 실험 후 값 ÷ 가수분해 실험 전 값 x 100%, 결과를 표 2에 기록하였다.
가수분해 실험 후 실시예 1B 내지 3B, 비교예 1B, 및 대조예의 시편의 인장 강도 및 연신율 유지율의 결과
플라스틱 제품의 샘플 번호 대조예 실시예 1B 실시예 2B 실시예 3B 비교예 1B
초기
인장 강도 (kgf/cm2)		 3.20 3.47 3.51 3.44 3.40
가수분해 실험 후
인장 강도 (kgf/cm2)		 2.54 3.32 3.39 3.23 3.08
인장 강도
유지율(%)		 79.38 95.68 96.58 93.90 90.59
초기 연신율 (%) 1423.09 1423.84 1455.05 1457.25 1425.1
가수분해 실험 후 연신율(%) 1264.11 1380.65 1403.58 1400.25 1334.15
연신율 유지율 (%) 88.83 96.97 96.46 96.09 93.62
표 2의 가수분해 실험 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1B 내지 3B의 인장 강도 유지율은 대조예 및 비교예 1B와 비교하여 상당히 더 나았다. 따라서, 본 발명에서 실시예 1의 안정화제는 고온 및 고습도 환경하에 플라스틱 제품의 인장 강도를 잘 유지할 수 있다. 또한, 실시예 1의 안정화제의 인장 강도 유지 효과는 비교예 1의 첨가제보다 더 나았다. 그 뿐 아니라 실시예 1의 안정화제의 사용량(0.3 phr 내지 0.9 phr)은 비교예 1의 첨가제의 사용량(1.33 phr) 보다 훨씬 더 작았다. 그 중, 0.6 phr의 안정화제를 포함하는 플라스틱 조성물로부터 생산되는 실시예 2B의 플라스틱 제품이 고온 및 고습도 환경하에 가수분해 실험 하에 최상의 인장 강도 유지율을 나타낸다. 0.3 phr의 안정화제를 포함하는 플라스틱 조성물로부터 생산되는 실시예 3B의 플라스틱 제품은 대조예와 비교하여 인장 강도 유지 효과를 이미 나타낸다. 즉, 인장 강도 유지 효과를 나타내기 위하여, 상기 안정화제는 당업계에 통상적으로 사용되는 상업적 첨가제 양의 23%만을 필요로 할 뿐이다. 나아가, 이러한 양으로, 상기 안정화제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제와 비교하여 더 나은 인장 강도 유지 효과를 나타낸다. 따라서, 실시예의 안정화제를 선택함으로써, 인장 강도 유지 효과를 달성하기 위하여 요구되는 양이 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제의 양보다 작을 뿐 아니라, 상기 안정화제로부터 초래되는 인장 강도 유지율 또한 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제와 비교하여 더 나았다. 즉, 실시예 1의 안정화제가 폴리머 프로세싱에 사용되는 동안, 안정화제의 요구되는 양이 감소되어, 실시예 1B 내지 3B와 같은 플라스틱 제품의 생산 비용을 감소시켰다. 또한, 생산되는 플라스틱 제품은 더 적은 양의 안정화제를 사용하여 인장 강도를 유지하는 더 큰 효과를 보였으며, 따라서 예기치 못한 결과가 입증되었다.
실시예 1의 안정화제는 0.3 phr의 양을 사용하여 인장 강도를 유지하는 우수한 효과를 이미 달성하였으나; 다른 사용량과 비교하여, 안정화제의 양이 0.6 phr 및 0.9 phr일 때, 안정화제로부터 얻어지는 플라스틱 제품의 인장 강도 유지 효과가 0.3 phr 양보다 더 나았다.
또한, 표 2로부터, 연신율의 유지 효과가 유사한 실험 결과를 나타냄을 알 수 있다. 구체적으로, 실시예 1B 내지 3B의 연신율 유지율은 대조예 및 비교예 1B와 비교하여 훨씬 더 나았다. 따라서, 본 발명에서, 실시예 1B의 안정화제는 고온 및 고습도 환경하에 플라스틱 제품의 연신율을 잘 유지할 수 있다. 또한, 실시예 1의 안정화제의 연신율 유지 효과는 비교예 1의 첨가제보다 더 나았다. 그 뿐 아니라, 실시예 1의 안정화제의 사용량(0.3 phr 내지 0.9 phr)은 비교예 1의 첨가제의 사용량(1.33 phr)보다 훨씬 더 적었다. 그 중, 0.9 phr의 안정화제를 포함하는 플라스틱 조성물로부터 생산되는 실시예 1B의 플라스틱 제품이 고온 및 고습도 환경하에 가수분해 실험 하에 최상의 연신율 유지율을 나타낸다. 0.3 phr의 안정화제를 포함하는 플라스틱 조성물로부터 생산되는 실시예 3B의 플라스틱 제품은 대조예와 비교하여 연신율 유지 효과를 이미 나타낸다. 즉, 연신율 유지 효과를 나타내기 위하여, 상기 안정화제는 당업계에 통상적으로 사용되는 상업적 첨가제 양의 23%만을 필요로 할 뿐이다. 나아가, 이러한 양으로, 상기 안정화제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제와 비교하여 더 나은 연신율 유지 효과를 나타낸다. 따라서, 실시예 1의 안정화제를 선택함으로써, 연신율 유지 효과를 달성하기 위하여 요구되는 양이 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제의 양보다 작을 뿐 아니라, 상기 안정화제로부터 얻어지는 연신율 유지율 또한 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제와 비교하여 더 나았다. 즉, 실시예 1의 안정화제가 폴리머 프로세싱에 사용되는 동안, 안정화제의 요구되는 양이 감소되어, 실시예 1B 내지 3B와 같은 플라스틱 제품의 생산 비용을 감소시켰다. 또한, 생산되는 플라스틱 제품은 더 적은 양의 안정화제를 사용하여 연신율을 유지하는 더 큰 효과를 보였으며, 따라서 예기치 못한 결과가 입증되었다.
실시에 1의 안정화제는 0.3 phr의 양을 사용하여 연신율을 유지하는 우수한 효과를 이미 달성하였으나; 다른 사용량과 비교하여, 안정화제의 양이 0.6 phr 및 0.9 phr일 때, 상기 안정화제로부터 얻어지는 플라스틱 제품의 연신율 유지 효과가 0.3 phr 양보다 더 나은 것으로 발견되었다.
실험 2: 과산화수소 실험에 의한 플라스틱 제품의 기계적 특성의 안정성 평가
이 실험의 목적은 활성 산소 환경으로서 과산화수소 용액 내 침지를 통하여, 상이한 양의 실시예 1의 안정화제 및 비교예 1의 첨가제를 각각 포함하는 플라스틱 조성물로부터 생산된 시편의 기계적 특성 유지 효과를 시험하는 것이다. 실험 1에서 기재한 바와 같이, 모든 실시예, 비교예 및 대조예로부터 시편의 인장 강도 및 연신율 값 또한 과산화수소 실험 전에 기록하였으며, 이는 표 2의 "초기 인장 강도" 및 "초기 연신율" 열에 보인다. 그 다음, 모든 실시예, 비교예 및 대조예의 인장 강도 및 연신율 유지율을 기록하고, 다음 과산화수소 실험 후 비교하였다.
과산화수소 실험을 수행하기 전에, 모든 실시예, 비교예 및 대조예의 시편의 인장강도(kgf/cm2) 및 연신율(%) 값을 ASTM D638에 따라 만능 시험기(Jobho Technology co., LTD; TD-233, 약 150 mm/min로 설정된 연신율)를 사용하여 측정하고, 그 결과를 표 3에 초기 인장강도 및 초기 연신율로서 기록하였다.
과산화수소 실험을 수행하는 동안, 시편을 모두 별도로 1.7% 과산화수소 용액 내에 2주 동안 침지하였다. 그 다음, 과산화수소 실험 후 시편의 인장강도 및 연신율 값을 전술한 방법에 의하여 별도로 얻었다. 각각의 시편의 인장강도 및 연신율 유지율을 다음 방정식에 의하여 계산하고:
과산화수소 실험 후 값 ÷ 과산화수소 실험 전 값 x 100%, 그 결과를 표 3에 기록하였다.
과산화수소 실험 후 실시예 1B 내지 3B, 비교예 1B 및 대조예의 시편의 인장강도 및 연신율의 유지율 결과
플라스틱 제품의 샘플 번호 대조예 실시예 1B 실시예 2B 실시예 3B 비교예 1B
초기 인장강도 (kgf/cm2) 3.20 3.47 3.51 3.44 3.40
과산화수소
실험 후
인장강도 (kgf/cm2)		 2.73 3.35 3.43 3.31 3.12
인장강도
유지율 (%)		 85.31 96.54 97.72 96.22 91.76
초기 연신율 (%) 1423.09 1423.84 1455.05 1457.25 1425.1
과산화수소
실험 후 연신율 (%)		 1254.53 1402.35 1448.21 1439.5 1401.1
연신율 유지율 (%) 88.16 98.49 99.53 98.78 98.32
표 3의 과산화수소 실험 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1B 내지 3B의 인장강도 유지율은 대조예 및 비교예 1B와 비교하여 상당히 더 나았다. 따라서, 본 발명에서 실시예 1의 안정화제는 활성 산소 환경으로서 과산화수소 용액 내 플라스틱 제품의 인장강도를 잘 유지할 수 있다. 또한, 실시예 1의 안정화제의 인장 강도 유지 효과는 비교예 1의 첨가제보다 더 나았다. 그 뿐 아니라, 실시예 1의 안정화제의 사용량(0.3 ph5 내지 0.9 phr)은 비교예 1의 첨가제의 사용량(1.33 phr)보다 훨씬 더 적었다. 그 중에서, 0.6 phr의 안정화제를 포함하는 플라스틱 조성물로부터 생산된 실시예 2B의 플라스틱 제품이 과산화수소 실험 후 최상의 인장 강도 유지율을 나타낸다. 0.3 phr의 안정화제를 포함하는 플라스틱 조성물로부터 생산된 실시예 3B의 플라스틱 제품은 대조예와 비교하여 인장 강도 유지 효과를 이미 나타낸다. 즉, 인장 강도 유지 효과를 나타내기 위하여, 상기 안정화제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 상업적 첨가제의 양의 23%만을 필요로 할 뿐이다. 또한, 이러한 양으로, 상기 안정화제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 상업적 첨가제와 비교하여 더 나은 인장 강도 유지 효과를 나타낸다. 따라서, 실시예 1의 안정화제를 선택함으로써, 인장 강도 유지 효과를 얻기 위하여 요구되는 양이 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제의 양보다 적을 뿐 아니라, 상기 안정화제에 의하여 얻어지는 인장 강도 유지율 또한 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제와 비교하여 더 나았다. 즉, 실시예 1의 안정화제가 폴리머 프로세싱에 사용되는 동안, 상기 안정화제의 요구되는 양이 감소하여, 실시예 1B 내지 3B와 같은 플라스틱 제품의 생산 비용을 감소시켰다. 그 뿐 아니라, 생산되는 플라스틱은 더 낮은 양의 안정화제를 사용하여 훨씬 더 큰 인장 강도 유지 효과를 나타내었으므로, 예기치 않은 결과가 입증되었다.
실시예 1의 안정화제는 0.3 phr의 양을 사용하여 우수한 인장 강도 유지 효과를 이미 달성하였으나; 다른 사용량과 비교하여, 안정화제의 양이 0.6 phr 및 0.9 phr일 때, 상기 안정화제로부터 얻어지는 플라스틱 제품의 인장 강도 유지 효과가 0.3 phr의 양보다 더 나은 것으로 발견되었다.
또한, 연신율 유지 효과가 유사한 실험 결과를 나타냄을 표 3으로부터 알 수 있다. 구체적으로, 실시예 1B 내지 3B의 연신율 유지율은 대조예 및 비교예 1B와 비교하여 훨씬 더 나았다. 따라서, 본 발명에서, 실시예 1의 안정화제는 과산화수소 용액의 활성 산소 환경하에 플라스틱 제품의 연신율을 잘 유지할 수 있다. 또한, 실시예 1의 안정화제의 연신율 유지 효과는 비교예 1의 첨가제보다 더 나았다. 그 뿐 아니라, 실시예 1의 안정화제의 사용량(0.3 phr 내지 0.9 phr)은 비교예 1의 첨가제의 사용량(1.33 phr)보다 훨씬 더 적었다. 그 중, 0.6 phr의 안정화제를 포함하는 플라스틱 조성물로부터 생산되는 실시예 2B의 플라스틱 제품이 과산화수소 실험 하에 최상의 연신율 유지율을 나타낸다. 0.3 phr의 안정화제를 포함하는 플라스틱 조성물로부터 생산되는 실시예 3B의 플라스틱 제품은 대조예와 비교하여 연신율 유지 효과를 이미 나타낸다. 즉, 연신율 유지 효과를 나타내기 위하여, 상기 안정화제는 당업계에 통상적으로 사용되는 상업적 첨가제 양의 23%만을 필요로 할 뿐이다. 나아가, 이러한 양으로, 상기 안정화제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제와 비교하여 더 나은 연신율 유지 효과를 나타낸다. 따라서, 실시예 1의 안정화제를 선택함으로써, 연신율 유지 효과를 달성하기 위하여 요구되는 양이 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제의 양보다 작을 뿐 아니라, 상기 안정화제로부터 얻어지는 연신율 유지율 또한 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제와 비교하여 더 나았다. 즉, 실시예 1의 안정화제가 폴리머 프로세싱에 사용되는 동안, 안정화제의 요구되는 양이 감소되어, 실시예 1B 내지 3B와 같은 플라스틱 제품의 생산 비용을 감소시켰다. 또한, 생산되는 플라스틱 제품은 더 적은 양의 안정화제를 사용하여 더 큰 연신율 유지 효과를 보였으며, 따라서 예기치 못한 결과가 입증되었다.
전술한 실험 1 및 2의 기계적 특성 유지율 결과에 따르면, 실시예 1의 안정화제는 고온 및 고습도 환경 및 과산화수소 용액이 존재하는 활성 산소 환경하에 모두, 인장 강도 및 연신율과 같은 기계적 특성을 유지하는 효과를 보인다. 또한, 본 발명의 안정화제는 더 적은 양으로 더 나은 기계적 특성 유지 효과를 가져, 플라스틱 제품의 생산 비용을 감소시키고, 기계적 특성 유지 효과를 증진시킨다. 따라서, 예기치 않은 결과가 입증되었다. 따라서, 본 발명의 실시예 1의 안정화제의 황변 방지 효과를 시험하기 위하여, 더 나은 인장 강도 및 연신율의 기계적 특성 유지율을 가지는 실시예 1B 내지 2B의 색상 변화를 상이한 환경하에 추가로 측정하였다.
실험 3: 실내 배치 실험에 의한 플라스틱 제품의 황변 방지 및/또는 완화 효과의 평가
이 실험의 목적은 실내 배치를 통하여 상이한 양의 실시예 1의 안정화제 및 비교예 1의 첨가제를 각각 포함하는 플라스틱 조성물로부터 생산된 시편(실시예 1B 및 2B, 및 비교예 1B)의 황변 방지 효과를 시험하는 것이다. 동일한 실내 배치 실험 방법을 사용하여, 실시예, 비교예 및 대조예 각각의 시편의 황변 정도를 비교하기 위하여, 이 실험에서 안정화제 또는 첨가제를 첨가하지 않은 TPU 시편을 대조 예로서 사용하였다.
상기 시편을 모두 1개월 동안 동일한 실내 환경(실온)에 배치하였다. 그 다음, 실내 배치 전후 모든 시편의 황변 정도 차이를 육안으로 관찰하였다.
육안 관찰 결과에 따르면, 실시예 1B 및 2B 및 비교예 1B의 황변 정도 차이는 거의 동일하였고, 이들 모두 대조예보다 적었다. 즉, 대조예의 황변 정도가 더 크다. 따라서, 본 발명의 실시예 1의 안정화제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제의 황변 방지 효과를 나타내고, 비교예 1B의 사용량(1.33 phr)과 비교하여 더 적은 사용량(0.6 phr 및 0.9 phr)으로 황변 방지 효과를 달성한다. 즉, 실시예 1의 안정화제를 선택함으로써, 황변 방지 효과를 달성하기 위하여 요구되는 양이 당업계에서 통상적으로 사용되는 것보다 적었다. 따라서, 실시예 1의 안정화제를 폴리머 프로세싱에 사용하는 동안, 상기 안정화제의 요구되는 양이 감소되어, 실시예 1B 및 2B와 같은 플라스틱 제품의 생산 비용을 감소시킨다.
실험 4: 과산화수소 실험에 의한 플라스틱 제품의 산화로부터 초래되는 황변 방지 및/또는 완화 효과의 평가
이 실험의 목적은 활성 산소 환경으로 과산화수소 용액 내 침지를 통하여, 전술한 실시예의 안정화제 및 비교예의 첨가제를 각각 포함하는 플라스틱 조성물로부터 생산된 시편의 황변 방지 효과를 시험하는 것이다. 동일한 과산화수소 실험 방법을 사용하여, 실시예, 비교예 및 대조예 각각의 시편의 황변 정도를 비교하기 위하여, 이 실험에서 안정화제 또는 첨가제를 첨가하지 않은 TPU 시편을 대조예로서 사용하였다.
과산화수소 실험을 수행하기 전에, 모든 실시예, 비교예 및 대조예의 황변 지수(YI) 값을 ASTM D1925에 따라 C/2 광원을 사용하여 측정하고, 초기 황변 지수로서 기록하였다. 과산화수소 실험을 실험 2에 기재한 바와 같이 수행한 후, 모든 시편의 황변 지수(YI) 값을 ASTM D1925에 따라 측정하였다. 황변 지수차(△YI, 과산화수소 실험 후 시편의 황변 지수 - 초기 황변 지수에 의하여 계산)는 각각의 시편의 과산화수소 실험 전후 차이이다. 결과를 표 2에 나타낸다. 황변 지수차가 더 클수록, 과산화수소 실험 후 황변이 더 크게 일어났으며, 이는 시편의 황변 방지 효과가 덜 효과적임을 의미한다.
과산화수소 실험 후 실시예 1B 및 2B, 비교예 1B, 및 대조예의 시편의 결과
플라스틱 제품의
샘플 번호		 대조예 실시예
1B		 실시예
2B		 비교예 1B
초기 황변 지수 (YI) -4.84 -2.91 -5.17 -3.11
실험 후 황변 지수 2.57 0.63 -1.80 1.46
황변 지수차 (△YI) 7.41 3.54 3.37 4.57
표 4의 과산화수소 실험 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1B 및 2B의 황변 지수차는 안정화제를 포함하지 않은 대조예, 및 비교예 1B와 비교하여, 훨씬 더 작았다. 즉, 실시예 1B 및 2B의 플라스틱 제품은 과산화수소 실험 후 황변 방지 효과를 나타낸다. 이는 실시예 1의 안정화제가 통상적으로 사용되는 상업적 첨가제를 대체할 수 있으며, 플라스틱 제품의 황변을 방지 및 그 정도를 완화할 수 있음을 입증한다. 또한, 실시예 1의 안정화제의 황변 방지 효과는 비교예 1의 첨가제보다 더 나은 것을 알 수 있다.
또한, 실시예 1B 및 2B의 안정화제의 사용량(각각 0.6 phr 및 0.9 phr은 비교예 1B의 첨가제의 사용량(1.33 phr)보다 훨씬 더 적었다. 그 중에서, 0.6 phr의 안정화제를 포함하는 플라스틱 조성물로부터 생산되는 실시예 2B의 플라스틱 제품이 과산화수소 실험 후 최상의 황변 방지 효과를 나타낸다. 즉, 황변 방지 효과를 나타내기 위하여, 상기 안정화제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 상업적 첨가제의 양의 45%만을 요구할 뿐이다. 따라서, 실시예 1의 안정화제를 선택함으로써, 황변 방지 효과를 달성하기 위하여 요구되는 양이 당업계에서 통상적으로 사용되는 것보다 적을 뿐 아니라, 상기 안정화제로부터 얻어지는 황변 방지 정도 또한 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제와 비교하여 더 크다. 즉, 실시예 1의 안정화제를 폴리머 프로세싱에 사용하는 동안, 상기 안정화제의 요구되는 양이 감소되어, 실시예 1B 및 2B와 같은 플라스틱 제품의 생산 비용을 감소시킨다. 그 뿐 아니라, 생산되는 플라스틱 제품은 더 적은 양의 안정화제를 사용하여 더 큰 황변 방지 효과를 나타내므로, 예기치 않은 결과가 입증되었다.
또한, 실험 2 및 실험 4의 결과 비교 후, 0.6 phr의 본 발명의 실시예 1의 안정화제를 포함하는 플라스틱 조성물로부터 생산된 실시예 2B의 시편이 인장 강도 및 연신율과 같은 기계적 특성 유지율, 및 산화로부터 초래되는 황변 방지 및/또는 황변 정도 완화에 있어서 모두 최상의 효과를 나타내는 것으로 발견되었다. 전술한 상황에서, 안정화제의 사용량(0.6 phr) 또한 통상적으로 사용되는 상업적 첨가제의 사용량(1.33 phr)보다 적었으며, 상기 안정화제로부터 얻어지는 인장 강도 및 연신율과 같은 기계적 특성 유지율, 및 황변 방지 및/또는 황변 정도 완화 또한 상업적 첨가제보다 더 나았다.
실험 5: 배기 가스 실험에 의한 플라스틱 제품의 산화로부터 초래되는 황변 방지 및/또는 완화 효과의 평가
이 실험의 목적은 배기 가스 실험 후, 전술한 실시예의 안정화제 및 비교예의 첨가제를 각각 포함하는 플라스틱 조성물로부터 생산된 시편의 황변 방지 효과를 시험하기 위한 것이다. 실험 4에 기재한 바와 같이, 모든 실시예, 비교예 및 대조예의 초기 황변 지수 값을 산화질소 환경하에 수행된 배기 가스 실험 전에 기록하였다 (표 4에 YI로 기재). 그 후, 다음 배기 가스 실험 후, 모든 실시예, 비교예 및 대조예의 황변 정도를 기록하고 비교하였다.
배기 가스 실험을 수행하는 동안, 상기 시편을 American Association of Textile Chemists and Colorists에 의하여 확립된 AATCC-164에 따라, 40℃ 및 25% 내지 30% 상대 습도, 및 5 ppm 일산화질소 및 5 ppm 이산화질소를 함유하는 환경하에 2주 동안 모두 배치한 다음, ASTM D1925에 따라 황변 지수를 측정하였다. 배기 가스 실험 전후 차이를 황변 지수차로 간주하였으며, 그 결과를 표 5에 나타냈다.
배기 가스 실험 후 실시예 1B 및 2B, 비교예 1B, 및 대조예의 시편의 결과
플라스틱 제품의 샘플 번호 대조예 실시예 1B 실시예 2B 비교예 1B
초기 황변 지수 (YI) -4.84 -2.91 -5.17 -3.11
실험 후
황변 지수		 -3.90 -2.93 -5.13 -1.81
황변 지수차 (△YI) 0.94 -0.02 0.04 1.3
표 5의 배기 가스 실험의 황변 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1B 및 2B의 황변 지수차는 안정화제가 없는 대조예와 비교하여 훨씬 더 작았다. 이는 실시예 1B 및 2B의 시편이 배기 가스 실험 후 더 나은 황변 방지 효과를 나타냄을 의미한다. 이와 대조적으로, 상업적 첨가제를 포함하는 비교예 1B의 시편의 황변 지수차는 실시예 1B 및 2B보다 훨씬 더 높을 뿐 아니라, 안정화제 또는 첨가제가 없는 대조예보다도 더 높았다. 즉, 통상적으로 사용되는 상업적 첨가제를 포함하는 비교예 1B의 시편은 배기 가스 하에 황변 방지 효과를 가지지 않는다. 따라서, 실시예 1의 안정화제는 통상적으로 사용되는 상업적 첨가제를 대체할 수 있고, 플라스틱 제품의 황변을 방지 및 황변 정도를 완화할 수 있는 것으로 입증된다.
표 5로부터, 실시예 1B 및 2B의 황변 지수차는 비교예 1B보다 훨씬 더 작음을 알 수 있다. 그 중, 0.9 phr의 안정화제를 포함하는 플라스틱 조성물로부터 생산되는 실시예 1B의 시편이 배기 가스 실험 하에 최상의 황변 방지 효과를 나타낸다. 그 뿐 아니라, 0.6 phr의 안정화제를 포함하는 플라스틱 조성물로부터 생산되는 실시예 2B의 시편은 배기 가스 실험 하에 황변 방지 효과를 이미 나타낸다. 그러나, 당업계에서 통상적으로 사용되는 상업적 첨가제의 양(1.33 phr)은 실시예 1의 안정화제의 양(0.6 phr)의 2.22배일 뿐 아니라, 대조예와 비교하여 황변 방지 효과 또한 여전히 달성될 수 없다. 즉, 당업계에서 통상적으로 사용되는 상업적 첨가제의 양의 단지 45%에 해당하는, 본 발명의 실시예 1의 안정화제의 사용량은 황변 방지 효과를 달성하기에 충분하고, 그 황변 방지 효과는 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제의 효과보다 훨씬 더 낫다. 따라서, 실시예 1의 안정화제를 선택함으로써, 황변 방지 효과를 달성하기 위하여 요구되는 양이 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제의 양보다 적을 뿐 아니라, 상기 안정화제로부터 얻어지는 황변 방지 정도 또한 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제와 비교하여 더 크다. 즉, 실시예 1의 안정화제가 폴리머 프로세싱에 사용되는 동안, 상기 안정화제의 요구되는 양이 감소되어, 실시예 1B 및 2B와 같은 플라스틱 제품의 생산 비용을 감소시킨다. 그 뿐 아니라, 생산되는 플라스틱 제품은 더 적은 양의 안정화제를 사용하여 더 큰 황변 방지 효과를 나타냈으므로, 예기치 않은 결과가 입증되었다.
실험 3 내지 5의 황변 방지 결과에 따르면, 본 발명의 실시예 1의 안정화제는 실내 배치 실험, 과산화수소 실험 및 배기 가스 실험 하에 폴리머 프로세싱에 사용될 때, 적절한 양으로 우수한 황변 방지 효과를 나타낸다. 또한, 본 발명의 안정화제는 더 적은 양으로 더 나은 황변 방지 효과를 달성할 수 있어, 플라스틱 제품의 생산 비용을 감소시키고, 황변 방지 효과를 증진시킨다. 따라서, 예기치 않은 결과가 입증되었다.
전술한 실험 결과의 결론을 말하자면, 본 발명의 안정화제는 플라스틱 제품이 더 나은 기계적 특성 유지 효과를 나타내게 하고, 더 적은 사용량으로 황변을 방지 및/또는 완화한다. 따라서, 본 발명은 플라스틱 제품의 생산 비용을 감소시킬뿐 아니라, 플라스틱 제품의 기계적 특성 유지율 및 황변 방지 효과를 개선하고, 나아가 플라스틱 제품의 품질 및 내구성을 증진시킨다. 즉, 예기치 않은 결과가 입증되었다.
전술한 구현예들은 예시적 목적의 실시예일 뿐이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 본 발명의 범위는 앞서 명시된 구현예들에 의하여 제한되는 것이 아니라, 청구항들에 근거한다.

Claims (7)

  1. 플라스틱 제품의 기계적 특성을 유지하기 위한 안정화제의 용도로서, 상기 안정화제는 식 I의 화합물을 포함하고:
    Figure pat00012
    식 I
    (상기 식에서,
    R1, R2, R3, 및 R4는 각각 독립적으로, C1-C6 선형 알킬기 또는 C3-C6 분지형 알킬기이고;
    L1 및 L2는 각각 독립적으로, C1-C6 선형 알킬렌기이고;
    L3은 C1-C6 선형 알킬렌기 또는 C3-C6 분지형 알킬렌기임);
    상기 플라스틱 제품은 폴리머 물질 및 안정화제를 포함하는 플라스틱 조성물로부터 생산되고, 상기 안정화제의 양은 상기 폴리머 물질의 총 중량 100 중량부를 기준으로 하여, 0.1 내지 1 중량부인 것을 특징으로 하는 용도.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안정화제의 양은 상기 폴리머 물질의 총 중량 100 중량부를 기준으로 하여, 0.3 내지 0.9 중량부인 것을 특징으로 하는 용도.
  3. 플라스틱 제품의 황변을 방지 및/또는 완화하기 위한 안정화제의 용도로서, 상기 안정화제는 식 I의 화합물을 포함하고:
    Figure pat00013
    식 I
    (상기 식에서,
    R1, R2, R3, 및 R4는 서로 독립적으로, C1-C6 알킬이고;
    L1 및 L2는 서로 독립적으로, C1-C6 선형 알킬렌기이고;
    L3은 C1-C6 선형 알킬렌기 또는 C3-C6 분지형 알킬렌기임);
    상기 플라스틱 제품은 폴리머 물질 및 안정화제를 포함하는 플라스틱 조성물로부터 생산되고, 상기 안정화제의 양은 상기 폴리머 물질의 총 중량 100 중량부를 기준으로 하여, 0.1 내지 1 중량부인 것을 특징으로 하는 용도.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 안정화제의 양은 상기 폴리머 물질의 총 중량 100 중량부를 기준으로 하여, 0.45 내지 1 중량부인 것을 특징으로 하는 용도.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 안정화제의 용도는 상기 플라스틱 제품의 기계적 특성 유지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용도.
  6. 폴리머 물질 및 안정화제를 포함하는 플라스틱 조성물로서, 상기 안정화제의 양은 상기 폴리머 물질의 총 중량 100 중량부를 기준으로 하여, 0.1 내지 1 중량부이고, 상기 안정화제는 식 I의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 조성물:
    Figure pat00014
    식 I
    (상기 식에서,
    R1, R2, R3, 및 R4는 각각 독립적으로, C1-C6 선형 알킬기 또는 C3-C6 분지형 알킬기이고;
    L1 및 L2는 각각 독립적으로, C1-C6 선형 알킬렌기이고;
    L3은 C1-C6 선형 알킬렌기 또는 C3-C6 분지형 알킬렌기임).
  7. 제6항에 따른 플라스틱 조성물로부터 제조되는 플라스틱 제품으로서, 상기 플라스틱 제품은 열가소성 폴리우레탄 제품 또는 스판덱스 제품인 것을 특징으로 하는 플라스틱 제품.
KR1020200065136A 2020-03-10 2020-05-29 안정화제의 용도, 이를 포함하는 플라스틱 조성물 및 플라스틱 제품 KR20210114839A (ko)

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