KR20220044981A - 높은 무기 충전제 함량 및 하이드록실-작용성 오르가노폴리실록산을 포함하는 pvc - Google Patents

높은 무기 충전제 함량 및 하이드록실-작용성 오르가노폴리실록산을 포함하는 pvc Download PDF

Info

Publication number
KR20220044981A
KR20220044981A KR1020227007009A KR20227007009A KR20220044981A KR 20220044981 A KR20220044981 A KR 20220044981A KR 1020227007009 A KR1020227007009 A KR 1020227007009A KR 20227007009 A KR20227007009 A KR 20227007009A KR 20220044981 A KR20220044981 A KR 20220044981A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
composition
organopolysiloxane
polymer
inorganic filler
amount
Prior art date
Application number
KR1020227007009A
Other languages
English (en)
Inventor
마노즈 네르카
이고르 코르바스
하이란 구오
Original Assignee
다우 실리콘즈 코포레이션
롬 앤드 하아스 컴패니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 다우 실리콘즈 코포레이션, 롬 앤드 하아스 컴패니 filed Critical 다우 실리콘즈 코포레이션
Publication of KR20220044981A publication Critical patent/KR20220044981A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/04—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
    • C08L27/06—Homopolymers or copolymers of vinyl chloride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/201—Pre-melted polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/001—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/001—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations
    • B29C48/0012—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations combined with shaping by internal pressure generated in the material, e.g. foaming
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0061—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0066—Use of inorganic compounding ingredients
    • 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
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2327/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2327/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08J2327/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
    • C08J2327/06—Homopolymers or copolymers of vinyl chloride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2483/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
    • C08J2483/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2491/00—Characterised by the use of oils, fats or waxes; Derivatives thereof
    • C08J2491/06—Waxes
    • C08J2491/08—Mineral waxes
    • 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
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate
    • 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
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
    • 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
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/06—Polymer mixtures characterised by other features having improved processability or containing aids for moulding methods
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00—Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/66—Substances characterised by their function in the composition
    • C08L2666/72—Fillers; Inorganic pigments; Reinforcing additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

중합체 복합 물품을 제조하기 위한 폴리비닐 클로라이드(PVC) 조성물 및 방법. 조성물은 47.5 내지 75 중량% 양의 (A) 무기 충전제를 포함한다. 조성물은 또한 (B) 25 이상 50 중량% 미만의 양의 PVC 중합체를 포함하며, 상기 (A) 무기 충전제의 양은 상기 (B) PVC 중합체의 양보다 많다. 추가로, 조성물은 0 초과 5 중량% 이하의 양의 (C) 오르가노폴리실록산을 포함하며; (C) 오르가노폴리실록산은 적어도 하나의 규소-결합된 하이드록실기 및 25℃에서 1,000 내지 60,000 mPa·s의 점도를 갖는다. 성분 (A) 내지 (C)의 범위는 조성물 중 성분 (A), (B) 및 (C)의 총 중량을 기준으로 한다.

Description

높은 무기 충전제 함량 및 하이드록실-작용성 오르가노폴리실록산을 포함하는 PVC
본 발명은 일반적으로 폴리비닐 클로라이드(PVC) 조성물에 관한 것으로, 더 구체적으로는 중합체 복합 물품을 제조하기 위한 PVC 조성물, PVC 조성물을 제조하는 방법 및 이를 사용하여 중합체 복합 물품을 제조하는 방법, 및 이에 의해 형성된 중합체 복합 물품에 관한 것이다.
중합체 복합 물품은 당업계에 알려져 있으며, 다양한 최종 사용 용도에 활용된다. 중합체 복합 물품은 비용 및 물리적 및 기계적 특성을 포함하는 중합체 복합 물품과 관련된 바람직한 특성으로 인하여 소비자들 사이에 인기가 증가하고 있다.
PVC 산업에서는 복합 물품에 충전제를 포함하는 것이 일반적이다. 충전제는 상대적으로 저렴하며 종종 비용을 낮추는 데 사용된다. 이러한 복합 물품은 전형적으로 충전제와 PVC를 완전히 혼합하여 혼합물을 제공함으로써 제조된다. 그러나, 높은 수준의 충전제는 복합 물품의 특성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 다량의 충전제는 밀도, 신장율(%), 충격 강도, 표면 마감, 용융 유동, 용융 점도, 용융 강도 및 가공성과 같은 중요한 특성에 영향을 미칠 수 있다.
PVC는 그 성질로 인해 자체적으로 가공될 수 없다. 중합체의 가공성 및 성능을 얻기 위해서는 안정제, 가공 보조제, 윤활제와 같은 기타 첨가제가 필요하다. 전형적으로 이들 첨가제는 고속 믹서/블렌더에서 혼합되어 건조 블렌드를 만든다. 높은 충전제 수준은 균일한 건조 블렌드를 형성하는 것을 어렵게 만든다. 시스템은 종종 너무 먼지가 많고 취급하기 어려워진다. 충전제는 또한 믹서의 벽 및 블레이드에 부착되는 경향이 있어 블렌드에서 원하는 양보다 더 적은 충전제가 초래된다. 충전제의 부착은 또한 장비의 세척 시간을 증가시키고 다음 배치(batch)의 오염도 증가시킬 수 있다.
통상적인 저비용 유기 가공 보조제는 일반적으로 보다 빠른 제조 속도를 달성하기 위해 높은 로딩을 요구하여 비용 및/또는 성능 특성에 영향을 미치는 단점이 있다. 또한, 많은 통상적인 가공 보조제는 특히 상승된 사용 온도에서 복합 물품의 물리적 특성에 부정적인 영향을 미치고 기계적 특성(충격 내성, 굴곡 강도, 굴곡 모듈러스)을 감소시킬 수 있다. 통상적인 가공 보조제는 또한 중합체 복합 물품으로부터 이동하여 시간 경과에 따라 중합체 복합 물품의 하나 이상의 특성, 예를 들어 물리적 특성, 외관, 촉감, 오버 몰딩 능력, 공-압출 능력, 표면 접착 능력, 표면 인쇄 능력 및 중합체 복합 물품의 표면 페인팅 능력에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 또한, 유기 가공 보조제 중 일부는 더 높은 적용 온도에서 휘발되어, 중합체 복합 물품에서 형성 또는 기포 및 크랙(crack)을 야기할 수 있으며, 이는 이러한 물품의 장기 성능을 손상시킬 수 있다.
높은 충전제 수준은 또한 중합체 시스템의 밀도를 증가시키는 경향이 있다. 증가된 밀도는 최종 복합 물품의 중량을 증가시키고, 이는 관련 운송 비용을 증가시킬 수 있다. 발포될 때 높은 충전제 수준은 또한 중합체의 팽창을 억제한다.
높은 충전제 수준은 전형적으로 중합체 시스템을 전단에 민감하게 만든다. 이러한 시스템은 더 높은 전단 박화(thinning) 거동을 나타낸다.
무기 충전제의 사용은 숯 함량을 증가시켜 연기 및 화염 특성을 개선할 수 있지만, 결과적으로 신장율(%) 및 충격 강도와 같은 기계적 특성이 종종 감소된다.
현재 PVC 조성물은 다른 특성을 위해 적어도 하나의 특성을 희생해야 한다. 예를 들어, PVC 조성물은 충격 강도를 개선하기 위해 제제화될 수 있지만 신장율(%)을 저하시키거나, 표면 마무리를 개선할 수 있지만 처리량을 저하시키거나, 또는 원하는 밀도를 제공할 수 있지만 다른 물리적 특성에 영향을 미칠 것이다.
상기 문제들 중 하나 이상을 해결하는 높은 충전제 함량을 갖는 중합체 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명은 중합체 복합 물품을 제조하기 위한 PVC 조성물을 제공한다. 조성물은 47.5 내지 75 중량% 양의 (A) 무기 충전제를 포함한다. 조성물은 또한 25 이상 50 중량% 미만의 양의 (B) 폴리비닐 클로라이드 중합체를 포함한다. (A) 무기 충전제의 양은 (B) 폴리비닐 클로라이드 중합체의 양보다 많다. 추가로, 조성물은 0 초과 5 중량% 이하의 양의 (C) 오르가노폴리실록산을 포함하며; (C) 오르가노폴리실록산은 적어도 하나의 규소-결합된 하이드록실기 및 25℃에서 1,000 내지 60,000 mPa·s의 점도를 갖는다. 성분 (A) 내지 (C)의 범위는 조성물 중 성분 (A), (B) 및 (C)의 총 중량을 기준으로 한다.
조성물의 제조 방법이 또한 제공된다. 조성물의 제조 방법은 (A) 무기 충전제, (B) 폴리비닐 클로라이드 중합체, 및 (C) 오르가노폴리실록산을 조합하여 조성물을 제조하는 단계를 포함한다.
또한, 중합체 복합 물품의 제조 방법이 본 발명에 의해 제공된다. 본 방법은 PVC 조성물로부터 중합체 복합 물품을 제조하는 단계를 포함한다. 또한, 본 방법에 따라 형성된 중합체 복합 물품이 또한 제공된다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 실시형태에 따른 제제에 대한 점도 및 전단 속도의 그래프를 나타낸다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 제제의 광학 현미경 사진을 나타낸다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 제제에 필요한 라비노위치(Rabinowitsch) 보정의 그래프를 나타낸다.
본 발명은 중합체 복합 물품을 제조하기 위한 PVC 조성물을 제공한다. 중합체 복합 물품은 우수한 물리적 특성을 가지며 아래에 기재되는 바와 같이 무수한 최종 사용 용도에 적합하다. 중합체 복합 물품의 제조 방법 및 이에 의하여 형성된 중합체 복합 물품이 또한 제공되며 하기에 기재된다.
중합체 복합 물품을 제조하기 위한 조성물은 조성물 중 성분 (A), (B) 및 (C)의 총 중량을 기준으로 각각 (A) 47.5 내지 75 중량% 양의 무기 충전제; (B) 25 이상 50 중량% 미만의 양의 폴리비닐 클로라이드 중합체 - 여기서 (A) 무기 충전제의 양은 (B) 폴리비닐 클로라이드 중합체의 양보다 많음 -; 및 (C) 0 초과 5 중량% 이하의 양의 오르가노폴리실록산을 포함한다.
성분 (A) 무기 충전제
조성물은 (A) 무기 충전제를 포함한다. (A) 무기 충전제는 중합체 복합 물품 제조용 조성물 및 이렇게 제조된 복합 물품에서 불연속 상을 형성할 수 있다.
(A) 무기 충전제는 선택적인 충전제 처리제로 처리되지 않거나, 전처리되거나 또는 이와 함께 첨가될 수 있으며, 이는 그렇게 첨가될 때 (A) 무기 충전제를 인시츄(in situ) 또는 조성물에 (A) 무기 충전제의 혼입 전에 처리할 수 있다. 처리될 때, (A) 무기 충전제는 당업계에 공지된 임의의 통상적인 충전제 처리제로 처리될 수 있다. (A) 무기 충전제는 단일 충전제, 또는 충전제 유형, 제조 방법, 처리 또는 표면 화학, 충전제 조성, 충전제 형상, 충전제 표면적, 평균 입자 크기 및/또는 입자 크기 분포와 같은 적어도 하나의 특성이 상이한 둘 이상의 충전제의 조합일 수 있다.
바람직하게는, (A) 무기 충전제는 PVC 조성물 중 충전제의 총 중량의 적어도 90 중량%를 차지한다; 즉, PVC 조성물은 최대 10 중량%의 비-무기 충전제를 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는, (A) 무기 충전제는 PVC 조성물 중 충전제의 총 중량의 적어도 95 중량%를 차지한다. 더욱더 바람직하게는, PVC 조성물에서의 충전제는 적어도 하나의 무기 충전제로 본질적으로 이루어지거나 이로 이루어진다. 본원에 사용되는 바와 같이, "본질적으로 ~로 이루어진다"는 것은 PVC 조성물에 존재하는 무기 충전제 이외의 임의의 충전제가 PVC 조성물의 물리적 특성 및/또는 PVC 조성물의 가공성 중 임의의 것에 부정적인 영향을 미치지 않는다는 것을 의미한다. 바람직하게는, PVC 조성물은 5 중량% 미만의 리그노셀룰로오스 충전제 또는 유기 충전제를 포함한다. 보다 바람직하게는, PVC 조성물은 리그노셀룰로오스 충전제 또는 유기 충전제를 포함하지 않는다.
(A) 무기 충전제의 형상 및 치수도 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, (A) 무기 충전제는 구형, 직사각형, 난형, 불규칙형일 수 있고, 예를 들어 분말, 섬유, 입자 및 이들의 조합의 형태일 수 있다. 치수 및 형상은 전형적으로 사용되는 (A) 무기 충전제의 유형, 조성물 내에 포함된 다른 성분의 선택, 및 그로 형성된 중합체 복합 물품의 최종 사용 용도에 기초하여 선택된다.
증량 또는 강화 충전제로서 기능할 수 있는 무기 충전제의 비제한적 예는 석영 및/또는 분쇄 석영, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 실리카(예를 들어, 흄드, 분쇄, 침전), 수화 규산 마그네슘, 탄산 마그네슘, 백운석, 실리콘 수지, 규회석, 동석, 고릉석, 고령토, 백운모, 금운모, 할로이사이트(수화 알루미나 실리케이트), 규산 알루미늄, 알루민산규산 나트륨, 유리(예를 들어, 풍력 터빈 또는 다른 원천으로부터의 재활용된 유리를 포함하는 섬유, 비드 또는 입자), 점토, 자철광, 적철광, 침전, 흄드 및/또는 분쇄 탄산 칼슘과 같은 탄산 칼슘, 황산 칼슘, 황산 바륨, 메타규산 칼슘, 산화 아연, 활석, 규조토, 산화철, 점토튜, 운모, 백악, 이산화 티타늄(티타니아), 지르코니아, 흑연, 무연탄, 갈탄, 산화 마그네슘, 수산화 마그네슘, 옥시황산 마그네슘 섬유, 알루미늄 삼수화물, 알루미늄 옥시수화물, 안료(예를 들어, 이산화 티타늄, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘 및 바륨의 비수화, 부분적 수화 또는 수화 불화물, 염화물, 브롬화물, 요오드화물, 크롬산염, 탄산염, 수산화물, 인산염, 인산 수소, 질산염, 산화물, 및 황산염); 오산화 안티몬, 삼산화 안티몬, 산화 베릴륨, 산화 크롬, 리토폰, 붕산 아연, 메타붕산 바륨 또는 붕산 알루미늄과 같은 붕산염, 질석, 벤토나이트, 경석, 펄라이트, 비산회, 점토 및 실리카겔과 같은 혼합 금속 산화물; 엽납석, 해포석, 주석산 아연, 황화 아연, 및 이들의 조합을 포함한다. 대안적으로, 증량 또는 강화 충전제는 탄산 칼슘, 활석 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
증량 충전제의 예는 당업계에 알려져 있으며, 예를 들어 웨스트버지니아주 소재의 U.S. Silica of Berkeley Springs에 의해 명칭 MIN-U-SIL로 시판되는 분쇄 실리카로서 상업적으로 입수 가능하다. 적합한 침전 탄산 칼슘은 Solvay로부터의 Winnofil™ SPM 및 SMI로부터의 Ultra-pflex™와 Ultra-pflex™ 100을 포함한다.
(A) 무기 충전제는 조성물 중 (A), (B) 및 (C)의 총 중량을 기준으로 47.5 내지 75, 대안적으로 50 내지 70, 대안적으로 50 내지 65, 대안적으로 52 내지 60 중량%의 양으로 조성물에 존재한다. 47.5와 70 중량% 사이의 모든 말단점 및 하위 범위는 본원에 포함되고 개시된다. 대안적으로, 특정 용도의 경우, 조성물에서 (A) 무기 충전제의 상대적인 양을 최대화하는 것이 바람직하며, 이는 그로 형성된 중합체 복합 물품의 바람직한 특성이 유지되거나 얻어지는 한 전체 비용을 감소시킨다. 당업자는 (A) 무기 충전제의 양이 후술되는 바와 같이 비용 및 결과 특성의 균형뿐만 아니라 다른 선택적 성분의 존재 또는 부재를 포함하여 이러한 목적을 위해 개질될 수 있음을 이해한다.
(B) PVC 중합체
조성물은 (B) PVC 중합체를 추가로 포함한다. PVC 중합체는 중합체 복합 물품 제조용 조성물 및 이로부터 제조된 복합 물품에서 불연속 상의 전부 또는 일부를 형성할 수 있다. (B) PVC 중합체의 선택은 전형적으로 다양한 중합체가 상이한 융점 온도 (및/또는 유리 전이 온도) 및 물리적/기계적 특성뿐만 아니라 적합하거나 허용 가능한 연속 사용 용도 온도를 가지기 때문에 조성물로 형성된 중합체 복합 물품의 원하는 최종 사용 용도의 함수이다. 특정 실시형태에서, (B) PVC 중합체는 조성물 중 다른 성분의 분해 온도보다 낮은 연화점 온도를 갖는다. 이들 실시형태에서, (B) PVC 중합체는 250℃ 미만, 대안적으로 225℃ 미만, 대안적으로 200℃ 미만의 연화점 온도를 갖는다. 연화점 온도는 또한 가공 온도로서 지칭될 수 있다. 적어도 하나의 실시형태에서, (B) PVC 중합체는 150 내지 250℃, 예컨대 160 내지 220℃ 또는 170 내지 210℃ 범위의 연화점 온도를 갖는다. 바람직하게는, (B) PVC 중합체는 분말이다.
엘라스토머 및/또는 고무가 충격 강도와 같은 특성을 개질하거나 개선하기 위해 (B) PVC 중합체에 첨가되거나 이와 컴파운딩될 수 있다. 바람직하게는, (B) PVC 중합체는 적어도 하나의 아크릴 가공 첨가제를 포함한다. 첨가제는 당업계에 공지된 것들, 예컨대 본원에 참고로 포함되는 문헌[Stevenson et al., Journal of Vinyl Technology, December 1993, Vol. 15, No. 4, pages 244-251]에 개시된 첨가제를 포함할 수 있다.
특정 실시형태에서, PVC 조성물에서의 중합체는 본질적으로 PVC 중합체로 이루어진다. 본질적으로 이루어진다는 것은, 폴리비닐 이외의 하나 이상의 추가 중합체가 (B) PVC 중합체와 함께 가공되어 중합체 복합물 물품을 형성할 수 있는 한 (B) PVC 중합체가 이러한 추가 중합체를 포함할 수 있다는 것을 의미한다. (B) PVC 중합체가 PVC 중합체로 이루어지지 않는 경우, (B) PVC 중합체는 전형적으로 조성물에 사용된 (B) PVC 중합체의 총 중량을 기준으로 적어도 50, 대안적으로 적어도 60, 대안적으로 적어도 65, 대안적으로 적어도 70, 대안적으로 적어도 75, 대안적으로 적어도 80, 대안적으로 적어도 85, 대안적으로 적어도 90, 대안적으로 적어도 95, 대안적으로 적어도 96, 대안적으로 적어도 97, 대안적으로 적어도 98, 대안적으로 적어도 99 중량%의 양으로 PVC 중합체를 포함한다.
(B) PVC 중합체가 PVC에 추가하여 그 이외의 중합체를 포함하는 경우, (B) PVC 중합체는 PVC와 열역학적으로 완전히 또는 부분적으로 혼화성인 적어도 하나의 중합체를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 중합체는 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 폴리카프로락톤(CPL), 및 스티렌-아크릴로니트릴 수지(SAN)를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 다른 열역학적으로 혼화성인 중합체가 당업계에 공지되어 있으며, 예를 들어 본원에 참고로 포함되는 문헌[Robeson, L. M. (1990), Miscible polymer blends containing poly(vinyl chloride). J. Vinyl Addit. Technol., 12: 89-94]에 개시되어 있다. (B) PVC 중합체는 엘라스토머를 추가로 포함할 수 있다. 엘라스토머의 비제한적 예는 스타이렌-부타디엔 고무, 폴리에테르 우레탄 고무, 폴리에스테르 우레탄 고무, 부틸 고무, 나이트릴 고무, 클로로프렌 고무(네오프렌), 폴리아크릴레이트 고무, 에틸렌 아크릴레이트 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌-다이엔 고무, 에틸렌 프로필렌 다이엔 단량체(EPDM), 에틸렌 프로필렌 고무(EPR), 플루오로실리콘 고무, 플루오로카본 고무, 과불화 엘라스토머, 스타이렌 부타디엔 고무, 클로로설폰화 폴리에틸렌, 폴리아이소프렌 고무, 폴리설파이드 고무, 에틸렌 아크릴레이트 고무, 에피클로로히드린 고무, 퍼플루오로엘라스토머(예를 들어, Kalrez™), 폴리설파이드 고무, 염소화 폴리에틸렌(예를 들어, 최대 40 중량%의 염소를 포함하는 염소화 폴리에틸렌) 및 이들의 조합을 포함한다.
사용된 (B) PVC 중합체와 관계없이, (B) PVC 중합체는 버진(virgin) 중합체 및/또는 재활용 중합체를 포함할 수 있다. 재활용 중합체는 사용된다면 산업 생산 스트림뿐만 아니라 산업 후 및/또는 소비자 후 공급원으로부터 공급될 수 있다. 함께 사용되는 경우, (B) PVC 중합체뿐만 아니라 버진 중합체 대 재활용 중합체의 임의의 비의 선택은 전형적으로 이를 사용하여 형성된 중합체 복합 물품의 비용 및 원하는 특성의 함수이다.
(A) 무기 충전제의 양은 PVC 조성물 중 (B) PVC 중합체의 양보다 많다; 즉, (A) 무기 충전제 대 (B) PVC 중합체의 비는 1 초과이다.
(B) PVC 중합체는 조성물 중 (A), (B) 및 (C)의 총 중량을 기준으로 25 이상 50 미만, 대안적으로 30 이상 50 미만, 대안적으로 35 이상 50 미만, 대안적으로 40 내지 48 중량%의 양으로 조성물에 존재할 수 있다. 특정 실시형태에서, 조성물에서 (B) PVC 중합체의 상대적인 양을 최소화하는 것이 바람직하며, 이는 그로 형성된 중합체 복합 물품의 바람직한 특성이 유지되거나 수득되는 한 선택에 따라 그의 전체 비용을 감소시킬 수 있다. 당업자는 (B) PVC 중합체의 양이 후술되는 바와 같이 비용 및 결과 특성의 균형뿐만 아니라 다른 선택적 성분의 존재 또는 부재를 포함하여 이러한 목적을 위해 개질될 수 있음을 이해한다.
(C) 오르가노폴리실록산
조성물은 (C) 오르가노폴리실록산을 추가로 포함한다. (C) 오르가노폴리실록산은 적어도 하나의 규소-결합된 하이드록실기를 갖는다. (C) 오르가노폴리실록산은 25℃에서 적어도 120 mPa·s, 대안적으로 120 mPa·s 내지 250,000 mPa·s의 점도를 갖는다. 특정 실시양태에서, (C) 오르가노폴리실록산은 25℃에서 1,000 내지 60,000, 대안적으로 1,000 내지 50,000, 대안적으로 2,000 내지 50,000 mPa·s의 점도를 갖는다. 점도는 #52 스핀들을 갖는 브룩필드 DV-III 콘 및 플레이트 점도계에서 0.1 내지 50 RPM 및 25℃에서 측정될 수 있다. 당업자는 오르가노폴리실록산의 점도가 증가함에 따라 점도 시험 방법의 RPM이 50에서 0.1 RPM으로 감소할 것임을 이해할 것이다.
대안적으로, (C) 오르가노폴리실록산에서, 규소-결합된 OH기는 (C) 오르가노폴리실록산의 중량을 기준으로 적어도 50 ppm의 양으로 존재할 수 있다. 대안적으로, 규소-결합된 OH기는 동일한 기준으로 50 ppm 내지 15,000 ppm; 대안적으로 50 ppm 내지 10,000 ppm; 대안적으로 2,500 ppm 내지 7,500 ppm; 대안적으로 10,000 내지 15,000 ppm의 양으로 존재할 수 있다. 규소-결합된 OH 함량은 FTIR(Fourier Transform Infra-Red) 분광법으로 측정될 수 있다.
(C) 오르가노폴리실록산은 독립적으로 선택될 수 있는 둘 이상의 상이한 오르가노폴리실록산을 포함할 수 있다. 전형적으로, (C) 오르가노폴리실록산은 조성물 및 중합체 복합 물품에서 가공 보조제로서 작용한다. 이론에 구속되지 않으면서, (C) 오르가노폴리실록산은 내부 및/또는 외부 가공 보조제일 수 있다. 그러나, (C) 오르가노폴리실록산은 예를 들어 조성물 및 중합체 복합 물품의 물리적 또는 기계적 특성을 개질시키기 위해, 가공 보조제로서 작용할 뿐만 아니라 또는 대안적으로 다른 목적으로 작용할 수 있다.
일반적으로 말해서, (A) 무기 충전제, (B) PVC 중합체 및 (C) 오르가노폴리실록산의 조합에 의해 다양한 이점이 실현될 수 있다. 조성물이 압출기에서 혼합되는 경우, 예를 들어, (A) 무기 충전제, (B) PVC 중합체 및 (C) 오르가노폴리실록산의 조합은 일반적으로 압출기에서 조성물의 용융 온도를 감소시킨다. 용융 온도의 감소는 조성물 (및 압출기)에서의 임의의 하나의 개별 성분의 용융 온도와 대조적으로 압출기 및 브라벤더(Brabender)에서의 조성물의 온도를 지칭한다. 중요하게도, 이는 감소된 온도에서 조성물을 가공할 수 있게 하며, 이는 비용 및 미관을 포함하여 무수한 이점을 제공한다. 예를 들어, 리그노셀룰로오스 충전제와 같은 특정 충전제는 전형적으로 조성물을 유동성으로 만드는데 요구되는 조성물의 특정 상승된 가공 온도에서 탄화 또는 분해될 수 있다. (A) 무기 충전제, (B) PVC 중합체 및 (C) 오르가노폴리실록산의 조합을 사용하면 (A) 무기 충전제 및 중합체 복합 물품의 다른 측면을 분해, 탄화 또는 기타 유해하게 영향을 미치지 않으면서 감소된 온도에서 중합체 복합 물품을 제조할 수 있다. 또한, 조성물이 압출기에서 혼합될 때, 일반적으로 (A) 무기 충전제, (B) PVC 중합체 및 (C) 오르가노폴리실록산의 조합에 의해 압출기의 토크가 감소된다. 감소된 토크는 더 큰 출력을 허용하며, 이는 생산 처리량의 관점에서 특히 중요하다.
(C) 오르가노폴리실록산은 선형, 분지형, 부분 분지형, 환형, 수지성(즉, 3차원 네트워크를 가짐)일 수 있거나, 또는 상이한 구조의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, (C) 오르가노폴리실록산은 (C) 오르가노폴리실록산이 적어도 하나의 규소-결합된 하이드록실기를 포함하는 한, M, D, T 및/또는 Q 실록시 단위의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 이들 실록시 단위는 다양한 방식으로 조합되어 환형, 선형, 분지형 및/또는 수지성(3차원 네트워크) 구조를 형성할 수 있다.
특정 실시형태에서, (C) 오르가노폴리실록산은 하기의 평균 단위 화학식을 가지며:
[R3SiO1/2]a[R2SiO2/2]b[RSiO3/2]c[SiO4/2]d;
상기 식에서 각각의 R은 독립적으로 OH 및 하이드로카르빌기로부터 선택되며, 단 적어도 하나의 분자에서, 적어도 하나의 R은 OH이고; 0 < a ≤ 0.99; 0 < b ≤ 0.99; 0 ≤ c ≤ 0.2; 및 0 ≤ d ≤ 0.2이며, 단 a+b+c+d=1이다.
OH가 아닌 각각의 R은 독립적으로 선형, 분지형, 환형, 또는 이들의 조합일 수 있다. 환형 하이드로카르빌기는 아릴기뿐만 아니라 포화 또는 비공액 환형 기를 포함한다. 아릴기는 단환형 또는 다환형일 수 있다. 선형 및 분지형 하이드로카르빌기는 독립적으로 포화되거나 불포화될 수 있다. 선형 및 환형 하이드로카르빌기의 조합의 한 예는 아르알킬기이다. R이 아릴기가 아닌 경우, R은 포화된다; 즉, R은 에틸렌성 불포화가 없다.
하이드로카르빌기는 메틸, 에틸, 프로필, 아이소프로필, 부틸, 아이소부틸, t-부틸, 펜틸, 헥실, 사이클로헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 또는 유사한 알킬기; 및 페닐, 톨릴, 자일릴, 나프틸, 또는 유사한 아릴기; 벤질, 페네틸, 또는 유사한 아르알킬기로 예시될 수 있다.
규소-결합된 OH기(들)는 (C) 오르가노폴리실록산에 존재하는 임의의 M, D, 및/또는 T 실록시 단위에 존재할 수 있으며, (M 및/또는 D 실록시 단위의 경우에) 동일한 규소 원자에 결합될 수 있다. (C) 오르가노폴리실록산은 예를 들어, M 실록시 단위로서: (R3SiO1/2), (R2(OH)SiO1/2), (R(OH)2SiO1/2), 및/또는 ((OH)3SiO1/2)를 포함할 수 있다. (C) 오르가노폴리실록산은 예를 들어, D 실록시 단위로서: (R2SiO2/2), (R(OH)SiO2/2), 및/또는 ((OH)2SiO2/2)를 포함할 수 있다. (C) 오르가노폴리실록산은 예를 들어, T 실록시 단위로서: (RSiO3/2) 및/또는 ((OH)SiO3/2)를 포함할 수 있다. 이러한 실록시 단위는 선택적으로 Q 실록시 단위와 함께 임의의 방식으로 조합되어 적어도 하나의 규소-결합된 OH기를 갖는 오르가노폴리실록산을 제공할 수 있다.
(C) 오르가노폴리실록산은 (C) 오르가노폴리실록산이 T 실록시 단위 및/또는 Q 실록시 단위를 포함하는 경우 분지형 또는 수지성이다. (C) 오르가노폴리실록산이 분지형 또는 수지성인 경우, (C) 오르가노폴리실록산은 통상적으로 M 실록시 단위 및/또는 D 실록시 단위와 조합된 T 실록시 단위 및/또는 Q 실록시 단위를 포함하는 공중합체이다. 예를 들어, (C) 오르가노폴리실록산은 DT 수지, MT 수지, MDT 수지, DTQ 수지, MTQ 수지, MDTQ 수지, DQ 수지, MQ 수지, DTQ 수지, MTQ 수지, 또는 MDQ 수지일 수 있다. 대안적으로, 특정 실시형태에서, (C) 오르가노폴리실록산은 선형이며, 이 경우 (C) 오르가노폴리실록산은 M 실록시 단위와 조합된 D 실록시 단위를 포함한다.
특정 실시형태에서, (C) 오르가노폴리실록산은 하기의 평균 단위 화학식을 가지며:
[R1 3-n(OH)nSiO1/2]a'[R1 2-m(OH)mSiO2/2]b'[R1SiO3/2]c'[SiO4/2]d';
상기 식에서 각각의 R1은 독립적으로 하이드로카르빌기이며; n은 0, 1, 2, 또는 3이고, m은 0, 1 또는 2이며, 단 n 및 m은 동시에 0이 아니고; 0 < a' < 1; 0 < b' < 1; 0 ≤ c' ≤ 0.1; 그리고 0 ≤ d' ≤ 0.1이며, 단 a'+b'+c'+d'=1이다. 이 평균 단위 화학식에서, 적어도 하나의 규소-결합된 OH기는 (C) 오르가노폴리실록산의 M 및/또는 D 실록시 단위에 존재한다.
구체적인 실시형태에서, (C) 오르가노폴리실록산은 실질적 선형, 대안적으로 선형이다. 이들 실시형태에서, (C) 오르가노폴리실록산은 실질적으로 T 실록시 및/또는 Q 실록시 단위가 없고, 대안적으로 T 실록시 및/또는 Q 실록시 단위가 없다. 예를 들어, 이들 구체적인 실시형태에서, (C) 오르가노폴리실록산은 하기의 평균 단위 화학식을 가질 수 있으며:
[R1 3-n(OH)nSiO1/2]a''[R1 2-m(OH)mSiO2/2]b''
상기 식에서 각각의 R1은 독립적으로 선택된 하이드로카르빌기이며; n은 0, 1, 2, 또는 3이고, m은 0, 1 또는 2이며, 단 n 및 m은 동시에 0이 아니고; 0 < a'' < 1; 0 < b'' < 1이며; 단 a''+b''=1이다. 특정 실시형태에서, n은 1, 2, 또는 3이다. 이들 또는 다른 실시형태에서, m은 상기 규소-결합된 OH기(들)가 M 실록시 단위에 위치하여 말단이 되도록 0이다. 상기에 소개되고 하기에 기재되는 바와 같이, (C) 오르가노폴리실록산의 점도가 주어지면, 전형적으로 b''>a''이다. 각각의 R1은 전형적으로 메틸이다.
(C) 오르가노폴리실록산이 실질적 선형, 대안적으로 선형이며, 말단 규소-결합된 OH기(들)을 포함하는 경우, (C) 오르가노폴리실록산은 하기의 평균 단위 화학식을 가질 수 있으며:
R1 3-x(OH)xSiO[SiR1 2O]c''Si(OH)yR1 3-y
상기 식에서 각각의 R1은 독립적으로 선택된 하이드로카르빌기이고; x는 0, 1, 2, 또는 3이고, y는 0, 1, 2, 또는 3이며, 단 x 및 y는 동시에 0이 아니며; 및 c''는 (C) 오르가노폴리실록산의 원하는 점도를 제공하기에 충분한 수치를 가지며, 대안적으로 c"는 60 내지 1,200, 대안적으로 100 내지 1,200이다. 특정 실시형태에서, x는 1, 2, 또는 3이며 y는 1, 2, 또는 3이다. 아래첨자 c''는 반복 C 단위의 수 및 (C) 오르가노폴리실록산의 중합도(DP)에 관한 것이다. 당업계에서 이해되는 바와 같이, (C) 오르가노폴리실록산의 R1 및 DP 충격 점도의 선택 양쪽 모두.
사용되는 (C) 오르가노폴리실록산에 관계없이, (C) 오르가노폴리실록산은 #52 스핀들을 갖는 브룩필드 DV-III 콘 & 플레이트 점도계 상에서 0.1 내지 50의 범위의 RPM에서 25℃에서 측정된 적어도 1,000 mPa·s의 점도를 갖는다. 예를 들어, (C) 오르가노폴리실록산은 상기 개략된 조건 하에서 시험된 25℃에서 120 내지 250,000, 대안적으로 10,000 내지 100,000 mPa·s의 점도를 가질 수 있다. 전형적으로, (C) 오르가노폴리실록산은 상기 개략된 조건 하에서 시험된 25℃에서 1,000 내지 60,000, 대안적으로 1,000 내지 50,000, 대안적으로 2,000 내지 50,000 mPa·s의 점도를 갖는다.
(C) 오르가노폴리실록산은 전형적으로 조성물 중 (A), (B) 및 (C)의 총 중량을 기준으로 0 초과 5 이하, 대안적으로 0.05 내지 3, 대안적으로 0.1 내지 2.5, 대안적으로 0.25 내지 2.0 중량%의 양으로 사용된다.
(C) 오르가노폴리실록산은 순수한(섞지 않은) 형태로 사용될 수 있지만 대안적으로 임의의 다른 적합한 형태로 제공될 수 있으며, 예를 들어 담체 비히클과 조합하여 희석된 액체 형태로 제공될 수 있거나 대안적으로 고체 형태, 예컨대 펠렛 형태(예를 들어, PVC 중합체와 블렌딩되고 펠렛화됨)로서 또는 분말(예를 들어, 충전제와 블렌딩됨)로서 제공될 수 있다. 특정 실시형태에서, (C) 오르가노폴리실록산은 25℃에서 액체이다.
특정 실시형태에서, 성분 (A) 무기 충전제, (B) PVC 중합체 및 (C) 오르가노폴리실록산 이외에, 전술한 바와 같은 중합체 복합 물품을 제조하기 위한 조성물은 착색제(예를 들어, 안료 및/또는 염료), 발포제(예를 들어, 화학적 및/또는 물리적), UV 및/또는 광 안정제, 가공 보조제, 방부제, 살생물제(예를 들어, 살진균제, 제초제, 살충제, 항균제), 난연제 및/또는 연기 억제제, 충격 개질제, 열 안정제 및 윤활제를 추가로 포함한다. 이들 성분은 당업계에 공지되어 있으며 통상적인 관행에 따라 사용될 수 있다. 사용되는 경우, 각각의 첨가제는 조성물의 총 중량을 기준으로 0 초과 30 중량% 이하의 양으로 조성물에 존재할 수 있다. 조성물은 당업계에 알려진 바와 같이 또한 다른 선택적인 첨가제를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 예를 들어, 문헌[Walker, Benjamin M., and Charles P. Rader, eds. Handbook of thermoplastic elastomers. New York: Van Nostrand Reinhold, 1979]; 문헌[Murphy, John, ed. Additives for plastics handbook. Elsevier, 2001]에 기재되어 있으며, 이는 본원에 참고로 포함된다.
중합체 복합 물품의 제조 방법이 또한 제공된다. 본 방법은 조성물로부터 중합체 복합 물품을 제조하는 단계를 포함한다. 특정 실시형태에서, 상기 방법은 조성물을 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 조성물은 조성물에 존재하는 임의의 선택적인 성분과 함께 적어도 성분 (A) 무기 충전제, (B) PVC 중합체 및 (C) 오르가노폴리실록산을 조합함으로써 형성된다.
조성물의 성분은 임의의 순서로 그리고 임의의 적합한 방식을 통해 조합될 수 있다. 특정 실시형태에서, 예를 들어, (B) PVC 중합체는 조성물의 형성 이전, 동안 및/또는 후에 용융될 수 있다. 예를 들어, (B) PVC 중합체는 (A) 무기 충전제 및 (C) 오르가노폴리실록산이 용융된 형태의 (B) PVC 중합체와 조합되도록 성분들을 조합하기 전에 및/또는 그는 동안에 가열될 수 있다. (A) 무기 충전제 및 (C) 오르가노폴리실록산은 임의의 순서, 예를 들어, 개별적으로, 순차적으로, 함께 또는 동시에 용융된 형태의 (B) PVC 중합체와 조합될 수 있다. 그러나, 대안적으로, (B) PVC 중합체는 조성물을 제조할 때 (B) PVC 중합체가 고체이고 용융되지 않거나 연화되지 않은 형태이도록 (B) 중합체를 가열 또는 용융시키기 전에 (A) 무기 충전제 및 (C) 오르가노폴리실록산과 조합될 수 있다. 대안적으로, (A) 무기 충전제 및 (C) 오르가노폴리실록산은 조합되고 가열된 다음, 조성물을 제조할 때 고체 또는 액체 형태로 (B) PVC 중합체에 첨가될 수 있다.
바람직하게는, (A) 무기 충전제, (B) PVC 중합체 및 (C) 오르가노폴리실록산이 동시에 첨가된다.
(B) PVC 중합체의 융점 온도 (또는 유리 전이 온도)는 전형적으로 사용되는 (B) PVC 중합체의 함수이다. 예를 들어, 특정 종의 중합체는 다른 종의 중합체와 상이한 융점 온도를 갖는다. 특정 실시형태에서, (B) PVC 중합체는 조성물의 형성 전, 동안 및/또는 후에 (B) PVC 중합체의 융점 온도보다 더 높은 온도, 예를 들어, (B) PVC 중합체의 융점 온도보다 10 내지 90, 대안적으로 10 내지 40℃ 더 높은 온도로 가열된다. 이는 (B) PVC 중합체의 단순한 연화보다는 오히려 용융을 보장한다. 대안적으로, 더 낮은 온도는 (B) PVC 중합체의 연화 및/또는 용융을 보장하기 위해 전단 또는 혼합과 조합되어 사용될 수 있다.
중합체 복합 물품을 제조하기 위한 조성물은 예를 들어 적합한 혼합 장비로 혼합 및 전단 하에서 형성될 수 있다. 예를 들어, 조성물은 교반기 및/또는 혼합 블레이드가 구비된 용기에서 형성될 수 있다. 용기는 예를 들어 밴버리(Banbury), 시그마(Sigma) (Z) 블레이드, 또는 캐비티 트랜스퍼(Cavity Transfer) 스타일 믹서와 같은 내부 믹서일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 조성물은 임의의 압출기, 예를 들어, 회전 및/또는 왕복 (공-혼련기) 스크류를 갖는 단일 스크류 압출기뿐만 아니라 접선 방향으로 또는 부분적으로/완전히 맞물리도록 정렬될 수 있고, 회전 방향 또는 반 회전 방향으로 회전할 수 있는 2개 이상의 스크류를 포함하는 다중-스크류 장치일 수 있는 압출기에 의해 형성되거나 가공될 수 있다. 대안적으로, 원추형 압출기가 본원에 기재된 조성물을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
상기 도입된 바와 같이, 본 방법은 또한 중합체 복합 물품 제조용 조성물로부터 중합체 복합 물품을 제조하는 단계를 포함한다. 조성물은 예를 들어 용기에서 형성될 수 있고, 이어서 용기로부터 제거되어 별도의 장비로 중합체 복합 물품을 형성할 수 있다. 대안적으로, 동일한 장비를 사용하여 조성물을 제조하고 이어서 중합체 복합 물품을 형성할 수 있다. 예를 들어, 조성물은 압출기에서 제조 및/또는 혼합될 수 있고, 압출기는 조성물로 중합체 복합 물품을 제조하는 데 사용될 수 있다. 대안적으로, 상기 중합체 복합 물품은 예를 들어, 압출, 사출 또는 트랜스퍼 성형 공정으로 성형을 통해 형성될 수 있다. 조성물은 몰드에서 인시츄(in situ) 형성될 수 있거나, 독립적으로 형성되고 일단 형성되면 몰드에 배치될 수 있다. 여전히 대안적으로, 중합체 복합 물품은 필름일 수 있다. 그러한 실시형태에서, 조성물은 용기에서, 선택적으로는 고온에서 혼합 하에 형성되거나 배치될 수 있고, 조성물로부터 필름을 제조하기 위해 장비 내에 또는 장비 상에 배치될 수 있다. 조성물, 특히 조성물의 (B) PVC 중합체와 같은 열가소성 물질을 포함하는 조성물로부터 필름을 제조하기 위한 이러한 장비 및 기술은 당업계에 잘 알려져 있다.
특정 실시형태에서, 조성물로부터 중합체 복합 물품을 제조하는 단계는 조성물을 원하는 형상으로 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 원하는 형상은 중합체 복합 물품의 최종 사용 용도에 의존한다. 당업자는 원하는 형태의 중합체 복합 물품에 기초하여 압출용 다이 및 성형용 몰드가 어떻게 선택되고 생성될 수 있는지를 이해한다.
특정 실시형태에서, 본 방법은 (스크류가 동시에 회전, 부분적으로 또는 완전히 맞물리거나, 대안적으로는 접선 방향으로 또는 부분적으로 또는 완전히 맞물리도록 정렬되도록 역 회전되는) 트윈 스크류 압출기와 같은 압출기에서 연속적으로 또는 반-연속적으로 수행된다. 일 실시형태에서, (C) 오르가노폴리실록산은 (A) 무기 충전제 및 (B) PVC 중합체와 동시에 압출기에 배치된다. 대안적으로, (C) 오르가노폴리실록산은 (B) PVC 중합체를 용융한 후 및 (A) 무기 충전제를 첨가하기 전에 압출기에 배치될 수 있다. 대안적으로, (C) 오르가노폴리실록산은 (A) 무기 충전제 및 (B) PVC 중합체 후 및 중합체 복합 물품이 압출기를 빠져나가기 전에 압출기에 배치될 수 있다. 대안적으로, (A) 무기 충전제는 (C) 오르가노폴리실록산과 동시에 압출기에 배치될 수 있으며, 여기서 이들은 가열되어 (C) 오르가노폴리실록산에 의한 (A) 무기 충전제의 표면 처리를 수행한 다음, (B) PVC 중합체는 압출기에 배치되어 혼합물을 제공하며 온도는 혼합물을 컴파운딩하고 중합체 복합 물품을 형성하기에 적합한 온도로 증가된다. 압출기는 출발 물질이 첨가될 수 있는 1 내지 3, 또는 3 내지 8, 또는 1 내지 12 구역과 같이 하나 이상의 구역을 가질 수 있다. 구역은 상이한 온도에서 가열될 수 있다.
본 발명의 중합체 복합 물품은 제한되지 않으며, 무수한 최종 사용 용도 및 산업에 맞게 맞춤화될 수 있다. 단지 예로서, 중합체 복합 물품은 튜브; 파이프; 호스; 절연(예를 들어, 열적 및/또는 전기적 절연) 물품; 인테리어 구성요소, 예를 들어, 바닥 매트를 포함하는 자동차 구성요소 또는 응용품; 소비자 제품 및 응용품, 산업적 또는 상업적 제품 및 응용품, 우주 항공 제품 및 응용품, 운송 제품 및 응용품, 항공기 제품 및 응용품, 전자 제품 및 응용품, 주거용 또는 상업용 건물 및 건축 제품 및 응용품, 예를 들어, 데크, 난간, 사이딩, 펜싱, 창틀, 바닥재, 타일, 스커트 등에 또는 그것으로서 사용될 수 있다.
본 발명은 예시적인 방식으로 설명되었고, 사용된 용어는 제한보다는 설명의 단어의 성격이도록 의도된 것이 이해되어야 한다. 명백히, 본 발명의 다수의 변경 및 변형이 상기 교시를 고려하여 가능하다. 본 발명은 구체적으로 기재된 것과 달리 실시될 수 있다.
산업상 이용가능성
이론에 구속되지 않으면서, (A) 무기 충전제, (B) PVC 중합체 및 (C) 오르가노폴리실록산의 조합은 본원에 기재된 중합체 복합물 및/또는 이들을 제조하는 방법에 하나 이상의 이점을 제공할 수 있다고 생각된다. 이들은
발포 중합체 조성물의 감소된 밀도;
낮은 비용으로 이어짐; 동일한 발포제 및 가공 보조제 로딩 수준에서 더 두꺼운 생성물, 효율적이고 비용 효과적인 제제를 초래하는 발포 중합체 조성물의 더 높은 팽창;
더 낮은 수준의 먼지를 통한 더 양호한 혼합 및/또는 블렌더 및 블레이드에 충전제의 부착, 블렌더의 용이한 세척;
견고한 가공으로 이어지는 향상된 용융 강도, 팽창 최대화, 최대 가스 억제;
더 양호한 난연제 및 연기 억제제 성능을 초래하는 증가된 숯 함량;
개선된 마찰 특성, 더 양호한 내마모성;
더 넓은 가공 창으로 이어지는 더 낮은 전단 박화;
발포 물품의 개선된 셀 구조;
컴파운딩 동안 더 낮은 토크는 가공을 위한 더 낮은 전력 소비로 이어질 수 있으며 더 높은 처리량을 가능하게 하여 생산 수율을 향상시킬 수 있음;
증가된 컴파운딩 처리량 및/또는 더 낮은 에너지 소비;
컴파운딩 및 성형 동안 더 양호한 충전제 분산 및 감소된 유리 섬유 파괴(유리 섬유가 사용되는 경우);
개성된 용융 유동으로 인한 더 얇은 벽을 성형하는 능력;
비용 절감으로 이어지는 높은 충전제 로딩을 포함하는 능력;
탈형 동안 더 낮은 불량율;
더 높은 충전제 수준에서 문제가 될 수 있는 더 양호한 표면 품질 및/또는 마무리;
더 높은 충전제 로딩에 관계없이 개선된 신장율;
더 높은 충전제 로딩에 관계 없이 개선된 충격 강도;
개선된 융합 특성,
컴파운드 비용을 낮추면서 더 양호한 성능, 가공을 초래하는, 더 높은 충전제 로딩에서도 중요한 특성의 유지 또는 개선;
더 적은 전단 민감한 화합물을 초래하여 견고한 가공을 제공하는 향상된 용융 레올로지;
향상된 소수성;
더 많은 비율의 재활용 중합체 또는 다른 등급을 이용하는 능력; 및/또는
첨가제가 개선된 모듈러스 및 강성과 같이 강도 및 기타 특성을 개선할 수 있게 하는 것을 포함한다.
실시예
예시적인 폴리비닐 클로라이드 제제는 표 1의 물질을 순차적으로 첨가하여 제조되었다. 건조 블렌드는, 실온에서 Gunther Papenmeier/Welex 블렌더에 PVC를 첨가하고, 전력을 15A로 높이고, TM 181을 125℉에서 첨가하고, 실록산을 포함하는 윤활제 패키지를 150℉에서 첨가하고, 아크릴 가공 보조제를 170℉에서 첨가하고, 190℉에서 TiO2, 195℉에서 CaCO3를 첨가함으로써 제조되었다. 분말을 블렌딩한 후, 이를 실온으로 냉각시켰다.
Figure pct00001
표 1의 조성물을 0.3 mm 갭을 갖는 전기 콜린 롤 밀 상에서 170℃에서 5분 동안 밀링하여 각 조성물로부터 밀링된 시트를 제공한 다음, 밀링된 시트를 175℃에서 3.2 mm 두께의 플라크로 압축 성형하였다. 노치 아이조드 충격 강도(ASTM D256에 따라 측정), 인장 강도(ASTM D 638) 및 열 변형 온도(ASTM D648)를 위해 샘플을 절단했다. 밀도, 팽창 및 가공 조건 연구를 위해 4.78 mm 막대 다이가 있는 Polylab의 랩 트윈 스크류 압출기 RS 5000을 사용하여 발포 막대를 압출했다. 압출 온도 설정은 175C/185C/190C/160C(다이)이었고, 스크류 속도는 60 RPM이었다. 바닥까지의 시간은 용융물/막대가 다이로부터 바닥에 도달하는 데 걸리는 시간으로 보고되었다. 융합 연구는 Brabender Intelli Torque 7150에서 190℃, 60 rpm, 7분, 100 PHR CaCO3의 경우 74 그램, 120 PHR CaCO3의 경우 76 그램, 140 PHR CaCO3의 경우 78 그램에서 수행되었다. 브라벤더로부터의 물질은 190℃에서 용융 점도 측정을 제공하기 위해 레오미터의 모세관을 공급하기 위해 조각으로 절단된 평평한 플라크로 압축되었다. 열중량 분석(TGA)은 20℃/min의 램프 속도로 50 내지 800℃에서 성형된 플라크에서 수행되었다. 본 발명에 따른 샘플은 시각적으로 개선된 표면 마무리를 가졌다. 분석 결과는 아래 표에 제공된다.
Figure pct00002
위의 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 높은 충전제 수준과 폴리실록산의 조합을 포함하는 샘플은 놀랍게도 폴리실록산이 없는 샘플과 비교하여 더 낮은 밀도를 나타냈다. 또한, 더 높은 바닥까지의 시간 값은 본 발명에 따른 제제가 더 높은 충전제 로딩에서도 개선된 용융 강도를 나타냈음을 나타낸다. 바닥까지의 시간 값은 압출물이 다이로부터 나올 때 바닥에 도달하는 데 걸리는 시간을 측정한 것이다. 용융 강도가 열악한 제제는 자체 중량으로 떨어지며 바닥에 도달하는 데 시간이 덜 걸린다. 본 발명의 제제는 또한 놀랍게도 개선되거나 필적할만한 팽창을 나타내었다. 일반적으로 증가된 충전제 수준은 더 낮은 팽창을 초래하지만, 본 발명의 조성물은 실제로 개선되거나 필적할만한 팽창을 나타냈다. 본 발명의 제제는 또한 열 변형 온도(HDT)에서 근소한(marginal) 개선을 유지 및/또는 제공하였다. 대조는 63.4℃의 HDT를 나타냈다.
Figure pct00003
전형적으로, 더 높은 수준의 충전제는 융합 및 평형 토크를 증가시켜 가공을 더 어렵게 만든다. 본 발명에 따른 제제는 증가된 충전제 수준에서도 토크를 유지하였다.
Figure pct00004
위의 표 4에서 알 수 있는 바와 같이 토크, 압력, 용융 온도 및 처리량에서 상당한 변화가 관찰되지 않았다. 따라서 제조 현장에서 가공 동안 변경이 필요하지 않을 것이다. 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 제제는 더 높은 충전제 수준에서 용융 점도를 유지하였다. 전형적으로, 더 높은 충전제 수준은 용융 점도를 증가시키며, 이는 더 높은 토크 및 압력을 초래하여 전반적 생산 수율을 제한할 수 있다. 높은 용융 점도는 또한 처리량 및 유동을 제한하고 얇은 벽을 충전하는 능력에 영향을 줄 수 있다. 실록산이 없는 제제는 더 높은 전단 속도에서 상당한 전단 박화를 나타내어, 매우 낮은 점도를 초래했으며, 이는 또한 가공에 영향을 줄 수 있고 가공 조건의 변화를 필요로 하며 또한 셀 구조, 팽창 및 표면 마무리와 같은 제품 품질에 영향을 미칠 수 있다. 실록산을 갖는 제제는 원래(낮은 충전제 수준에서)와 일치하도록 전단 박화를 최소화하여 더 많은 충전제를 첨가하는 동안 레올로지의 변화를 초래하지 않았다.
Figure pct00005
표 5에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제제는 숯 함량을 증가시켜 연기 억제 및 난연성을 개선할 수 있다.
Figure pct00006
표 6에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 제제는 표면 에너지를 유지하였다. 표면 에너지의 변화는 표면의 인쇄성에 영향을 줄 수 있다. 표면 에너지는 또한 적층 및 층간 접착에 영향을 줄 수 있기 때문에 다층 구조에서 중요하다. 따라서, 본 발명에 따른 제제는 높은 충전제 수준에서도 이의 가공 및 표면 에너지를 유지하였다.
표 6은 또한 본 발명에 따른 제제가 더 높은 충전제 수준에서도 신장률(%)의 개선을 나타냈음을 보여준다. 본 발명에 따른 제제에서 더 높은 수준의 넥킹이 관찰되었다. 아이조드 충격강도가 또한 개선되었고 탄성계수가 유지되었다.
셀 구조 분석은 광학 현미경 사진으로 수행되었다. 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 제제는 개선된 셀 구조를 나타내었다. 광학 현미경 사진은 셀의 파열이나 붕괴를 보여주지 않으며, 이는 제제가 발포제에 의해 생성된 가스를 유지되도록 함을 의미한다.
마찰 평가는 마찰 측정을 위한 볼-온-3 플레이트 고정장치(ball-on-3 plate fixture)가 장착된 Anton-Paar MCR 502에서 수행되었다. 본 발명에 따른 제제는 용융 가공 동안 실온에서 및 또한 고온에서 마찰 계수를 낮춤으로써 마찰 특성을 개선하였다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 더 높은 폴리실록산 함량을 갖는 본 발명에 따른 제제는 상이한 벽 미끄러짐을 나타내는 더 낮은 라비노위치 보정을 필요로 한다.
용어의 정의 및 사용
본 명세서의 문맥에 의해 달리 지시되지 않는 한, 모든 양, 비 및 백분율은 중량 기준이며, 모든 시험 방법은 본 개시내용의 출원일 현재 최신이다. 단수 표현(영문 관사 "a", "an" 및 "the"에 각각 대응)은 하나 이상을 지칭한다. 첨부된 청구범위는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기재된 명시된 특정의 화합물, 조성물 또는 방법에 제한되지 않으며, 이는 첨부된 청구범위의 범위에 포함되는 특정 실시형태들 사이에서 달라질 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 다양한 실시형태의 특정 특징 또는 양태를 기술하기 위해 본원에서 의존하는 임의의 마쿠쉬 군(Markush group)과 관련하여, 상이한, 특별한 및/또는 예상외의 결과가 모든 다른 마쿠쉬 구성원과는 독립적인 개별 마쿠쉬 군의 각각의 구성원으로부터 획득될 수 있다. 마쿠쉬 군의 각각의 구성원은 개별적으로 및/또는 조합되어 사용되며, 첨부된 청구범위의 범위 내의 구체적인 실시형태에 대한 적절한 뒷받침을 제공한다.
또한, 본 발명의 다양한 실시형태를 독립적으로 그리고 총괄적으로 설명하는데 사용된 임의의 범위 및 하위 범위는 첨부된 청구범위의 범위 내에 포함되며, 그러한 값이 본원에 명확하게 기재되지 않은 경우에도 그 안에 있는 전체 및/또는 부분적인 값을 포함하는 모든 범위를 설명하고 고려하는 것으로 이해된다. 당업자는 열거된 범위 및 하위 범위가 본 발명의 다양한 실시형태를 충분히 설명하고 가능하게 하며, 이러한 범위 및 하위 범위가 관련 1/2, 1/3, 1/4, 1/5 등으로 추가로 설명될 수 있는 것을 용이하게 인식한다. 단지 한 예로서, 범위 "0.1 내지 0.9"는 하위 1/3, 즉, 0.1 내지 0.3, 중위 1/3, 즉, 0.4 내지 0.6 및 상위 1/3, 즉, 0.7 내지 0.9로 추가로 설명될 수 있으며, 이는 개별적으로 및 총괄적으로 첨부된 청구범위의 범위 내에 있고, 개별적으로 및/또는 총괄적으로 사용될 수 있으며, 첨부된 청구범위의 범위 내의 구체적인 실시형태에 대한 적절한 뒷받침을 제공할 수 있다. 또한, 범위를 한정하거나 수식하는 언어, 예를 들어, "적어도", "초과", "미만", "이하" 등에 관하여, 이러한 언어는 하위 범위 및/또는 상한 또는 하한을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 다른 예로서, "적어도 10"의 범위는 본질적으로 적어도 10 내지 35의 하위 범위, 적어도 10 내지 25의 하위 범위, 25 내지 35의 하위 범위 등을 포함하고, 각각의 하위 범위는 개별적으로 및/또는 총괄적으로 사용될 수 있고, 첨부된 청구범위의 범위 내의 특정 실시형태에 대한 적절한 뒷받침을 제공한다. 마지막으로, 개시된 범위 내의 개별적인 수가 사용될 수 있으며, 이는 첨부된 청구범위의 범위 내의 구체적인 실시형태에 대한 적절한 뒷받침을 제공한다. 예를 들어, "1 내지 9의" 범위는 3과 같은 다양한 개별적인 정수뿐만 아니라 4.1과 같은 소수점(또는 분수)을 포함하는 개별적인 수를 포함하고, 이는 첨부된 청구범위의 범위 내의 구체적인 실시형태에서 사용되어 이에 대한 적절한 뒷받침을 제공할 수 있다.
본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "조성물"은, 조성물을 이루는 물질(들)뿐만 아니라, 조성물의 물질로부터 형성되는 반응 생성물 및 분해 생성물을 포함한다.
용어 "포함하는" 및 이의 파생어는 본원에 개시되어 있는지 여부에 관계없이 임의의 추가 구성요소, 단계 또는 절차의 존재를 배제하도록 의도되지 않는다. 의심의 여지가 없도록 하기 위해, 용어 "포함하는"의 사용을 통해 본원에서 청구된 모든 조성물은 반대로 언급되지 않는 한 중합체 여부에 관계없이 임의의 추가 첨가제, 보조제 또는 화합물을 포함할 수 있다. 대조적으로, 용어 "본질적으로 이루어진다는"는 것은 작동성에 본질적이지 않은 것들을 제외하고, 임의의 다른 성분, 단계 또는 절차를 임의의 이어지는 기재 범주에서 제외한다. 용어 "이루어진다"는 것은 구체적으로 기술되거나 열거되지 않은 임의의 성분, 단계 또는 절차를 제외한다.
본원에서 사용되는 용어 "중합체"는 동일한 유형인지 또는 상이한 유형인지의 여부에 관계없이, 단량체를 중합함으로써 제조되는 중합체 화합물을 지칭한다. 따라서, 일반적 용어 중합체는 이하에 정의된 바와 같은 용어 단독중합체(단지 한 가지 유형의 단량체로부터 제조되는 중합체를 지칭하기 위해 사용되며, 이때 미량의 불순물이 중합체 구조 내에 혼입될 수 있는 것으로 이해됨) 및 용어 혼성중합체를 포함한다. 미량의 불순물이 중합체에 및/또는 그 안에 혼입될 수 있다.
"블렌드", "중합체 블렌드" 및 이와 유사한 용어는 둘 이상의 중합체의 조성물을 의미한다. 이러한 블렌드는 혼화성일 수도 아닐 수도 있다. 이러한 블렌드는 상 분리될 수 있거나 상 분리되지 않을 수 있다. 이러한 블렌드는 투과 전자 분광법, 광 산란, x-선 산란, 및 당업계에 공지된 임의의 다른 방법으로부터 결정된 바와 같은 하나 이상의 도메인 구성(domain configuration)을 함유하거나 함유하지 않을 수 있다. 블렌드는 라미네이트가 아니고, 라미네이트의 하나 이상의 층은 블렌드를 함유할 수 있다.

Claims (16)

  1. 중합체 복합 물품을 제조하기 위한 폴리비닐 클로라이드 조성물로서, 상기 조성물은 상기 조성물 중 성분 (A), (B) 및 (C)의 총 중량을 기준으로 각각
    (A) 47.5 내지 75 중량% 양의 무기 충전제;
    (B) 25 이상 50 중량% 미만의 양의 폴리비닐 클로라이드 중합체 - 여기서 상기 (A) 무기 충전제의 양은 상기 (B) 폴리비닐 클로라이드 중합체의 양보다 많음 -; 및
    (C) 0 초과 5 wt% 이하의 양의 오르가노폴리실록산을 포함하며; 상기 (C) 오르가노폴리실록산은 적어도 하나의 규소-결합된 하이드록실기 및 25℃에서 1,000 내지 60,000 mPa·s의 점도를 갖는,
    조성물.
  2. 제1항에 있어서, (i) 상기 (C) 오르가노폴리실록산은 25℃에서 액체로서 존재하거나; (ii) 상기 (C) 오르가노폴리실록산은 25℃에서 2,000 내지 50,000 mPa·s의 점도를 갖거나; 또는 (iii) (i) 및 (ii)의 조합인, 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (C) 오르가노폴리실록산은 하기의 평균 단위 화학식을 가지며:
    [R1 3-n(OH)nSiO1/2]a'[R1 2-m(OH)mSiO2/2]b'[R1SiO3/2]c'[SiO4/2]d';
    상기 식에서 각각의 R1은 독립적으로 하이드로카르빌기이며; n은 0, 1, 2, 또는 3이고, m은 0, 1 또는 2이며, 단 n 및 m은 동시에 0이 아니고; 0 < a' < 1; 0 < b' < 1; 0 ≤ c' ≤ 0.1; 그리고 0 ≤ d' ≤ 0.1이며, 단 a'+b'+c'+d'=1인, 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (C) 오르가노폴리실록산은 하기의 평균 단위 화학식 (I)을 가지거나:
    [R1 3-n(OH)nSiO1/2]a''[R1 2-m(OH)mSiO2/2]b'' (I)
    상기 식에서 각각의 R1은 독립적으로 선택된 하이드로카르빌기이며; n은 0, 1, 2, 또는 3이고, m은 0, 1 또는 2이며, 단 n 및 m은 동시에 0이 아니고; 0 < a'' < 1; 0 < b'' < 1이며; 단 a''+b''=1이며; 또는 하기의 평균 단위 화학식 (II)를 가지며:
    R1 3-x(OH)xSiO[SiR1 2O]c''Si(OH)yR1 3-y (II)
    상기 식에서 각각의 R1은 독립적으로 선택된 하이드로카르빌기이며; x는 0, 1, 2, 또는 3이고, y는 0, 1, 2, 또는 3이며, 단 x 및 y는 동시에 0이 아니며; 그리고 c''는 60 내지 1,200인, 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, (i) 상기 (A) 무기 충전제는 50 내지 65 중량%의 양으로 존재하고; (ii) 상기 (B) 폴리비닐 클로라이드 중합체는 35 이상 50 중량% 미만의 양으로 존재하며; (iii) 상기 (C) 오르가노폴리실록산은 0.1 내지 2.5 중량%의 양으로 존재하는, 조성물.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, (i) 상기 (A) 무기 충전제는 52 내지 60 중량%의 양으로 존재하고; (ii) 상기 (B) 폴리비닐 클로라이드 중합체는 40 내지 48 중량%의 양으로 존재하며; (iii) 상기 (C) 오르가노폴리실록산은 0.25 내지 2.0 중량%의 양으로 존재하는, 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기 충전제는 탄산칼슘, 활석 및 이들의 조합으로부터 선택되는, 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 착색제, 발포제, UV 및/또는 광 안정제, 가공 보조제, 방부제, 살생물제, 난연제 및/또는 연기 억제제, 충격 개질제; 열 안정제 및 윤활제로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함하는, 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 조성물을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은
    (A) 상기 무기 충전제, (B) 상기 폴리비닐 클로라이드 중합체 및 (C) 상기 오르가노폴리실록산을 조합하여 조성물을 제조하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 중합체 복합 물품을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은
    제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 조성물로부터 상기 중합체 복합 물품을 제조하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 방법은
    (A) 무기 충전제, (B) 폴리비닐 클로라이드 중합체 및 (C) 오르가노폴리실록산을 혼합 하에 상승된 온도에서 조합하여 유동성 혼합물을 제공하는 단계; 및
    상기 유동성 혼합물로부터 상기 중합체 복합 물품을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, (i) 상기 (C) 오르가노폴리실록산은 이를 유동성 혼합물과 조합할 때 액체인, 방법.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물로부터 상기 중합체 복합 물품을 제조하는 단계는 (i) 상기 조성물을 원하는 형상으로 형성하는 단계; (ii) 상기 조성물을 압출하는 단계; (iii) 상기 조성물을 성형하는 단계; 또는 (iv) (i) 내지 (iii)의 임의의 조합을 추가로 포함하는, 방법.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 압출기에서 수행되며, (i) 상기 압출기에서 상기 조성물의 압출 가공 온도는 상기 (C) 오르가노폴리실록산이 없는 상기 (A) 무기 충전제와 상기 (B) 폴리비닐 클로라이드 중합체의 혼합물의 압출 가공 온도에 비해 감소되고/되거나; (ii) 상기 조성물을 혼합할 때 상기 압출기의 토크는 상기 (C) 오르가노폴리실록산이 없는 상기 (A) 충전제와 상기 (B) 중합체의 혼합물을 압출할 때의 압출기의 토크에 비해 감소되는, 방법.
  15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 중합체 복합 물품.
  16. 제14항에 있어서, 상기 물품은 데크, 난간, 사이딩, 펜싱, 창틀, 바닥재, 타일 및 스커트로 이루어진 군으로부터 선택되는, 중합체 복합 물품.
KR1020227007009A 2019-08-07 2020-08-06 높은 무기 충전제 함량 및 하이드록실-작용성 오르가노폴리실록산을 포함하는 pvc KR20220044981A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962883839P 2019-08-07 2019-08-07
US62/883,839 2019-08-07
PCT/US2020/045121 WO2021026302A1 (en) 2019-08-07 2020-08-06 Pvc formulations comprising high mineral filler contents and a hydroxyl-functional organopolysiloxane

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220044981A true KR20220044981A (ko) 2022-04-12

Family

ID=72193597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227007009A KR20220044981A (ko) 2019-08-07 2020-08-06 높은 무기 충전제 함량 및 하이드록실-작용성 오르가노폴리실록산을 포함하는 pvc

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20220275187A1 (ko)
EP (1) EP4010408A1 (ko)
JP (1) JP2022544465A (ko)
KR (1) KR20220044981A (ko)
CN (1) CN114174413A (ko)
BR (1) BR112022001795A2 (ko)
CA (1) CA3146310A1 (ko)
WO (1) WO2021026302A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114477848A (zh) * 2021-12-29 2022-05-13 浙江天振科技股份有限公司 一种低密度石塑地板及其制备方法
CN114605941A (zh) * 2022-03-11 2022-06-10 华南理工大学 一种基于硅酮体系的耐湿涂装胶及其制备方法
CN115873358A (zh) * 2022-12-19 2023-03-31 金发科技股份有限公司 一种聚氯乙烯组合物及其制备方法和应用
CN116355328B (zh) * 2023-04-17 2023-10-27 浙江富华新材料科技有限公司 一种耐热耐氧化pvc颗粒的组合物及其制备方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2044684A1 (de) * 1969-09-29 1971-04-15 Stauffer Wacker Silicone Corp Organopolysiloxane im Gemisch mit einem thixotrop machenden Zusatz
DE2712688C3 (de) * 1977-03-23 1979-10-04 Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf Losungsmittelfreie Formmasse auf Basis Polyvinylchlorid
DE3041231A1 (de) * 1980-11-03 1982-06-09 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Polyvinylchlorid-formmasse
CN1480487A (zh) * 2002-09-02 2004-03-10 中国科学院化学研究所 一种聚氯乙烯复合材料及制备方法
US7629413B2 (en) * 2005-01-18 2009-12-08 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Plasticiser compositions
BE1018451A3 (nl) * 2008-10-31 2010-12-07 Tessenderlo Chemie N V S A Pvc profielen met hoog gehalte aan minerale vulstof en hun gebruik.
BE1018453A3 (nl) * 2008-10-31 2010-12-07 Tessenderlo Chemie N V S A Geschuimde pvc profielen met hoog gehalte minerale vulstof en hun gebruik.
HUE032605T2 (en) * 2013-04-05 2017-10-30 Omya Int Ag A method for producing polymer-composite material with increased filler content
CN103788409B (zh) * 2014-01-04 2016-03-09 安徽雪城超细碳酸钙有限公司 一种耐磨表面改性碳酸钙填料

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021026302A1 (en) 2021-02-11
JP2022544465A (ja) 2022-10-19
BR112022001795A2 (pt) 2022-03-22
US20220275187A1 (en) 2022-09-01
EP4010408A1 (en) 2022-06-15
CA3146310A1 (en) 2021-02-11
CN114174413A (zh) 2022-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20220044981A (ko) 높은 무기 충전제 함량 및 하이드록실-작용성 오르가노폴리실록산을 포함하는 pvc
US20050143508A1 (en) Resin compositions with fluoropolymer filler combinations
JP3398595B2 (ja) ポリカーボネート樹脂組成物およびそれを用いた機器ハウジング
US20080194736A1 (en) PVC nanocomposite manufacturing technology and applications
KR101760715B1 (ko) 장섬유 강화 경량 열가소성 수지 조성물 및 이의 제조방법
JPH0372101B2 (ko)
KR20220044980A (ko) Pvc 조성물, 이에 의해 형성된 중합체 복합 물품 및 이의 제조 방법
US10119012B2 (en) Flame-retarded polyolefin polymer composition with reduced antimony trioxide content
WO2007075425A2 (en) Pvc compositions
Jamel et al. Mechanical properties and dimensional stability of rigid PVC foam composites filled with high aspect ratio phlogopite mica
KR100521005B1 (ko) 폴리염화비닐 수지 조성물의 제조 방법 및 폴리염화비닐수지 조성물
WO2011146136A2 (en) Compounded masterbatch for carrying flame retardant materials and processes for preparing
KR20220044979A (ko) 무기 충전제 및 비닐-작용성 폴리디오르가노실록산을 포함하는 pvc 조성물, 이에 의해 형성된 중합체 복합 물품, 및 이의 제조 방법
JP3393618B2 (ja) ポリカーボネート樹脂組成物
JPH0415825B2 (ko)
EP2345699A1 (en) Silicone elastomer compounds and siloxane containing elastomer blends
CN107250209A (zh) 聚碳酸酯和液晶聚合物共混物
KR20110033903A (ko) 유기점토를 박리시켜 나노복합체를 제조하는 방법
Mousa On the potential of feldspar sand for recycled PET/SMRL composites
Bose et al. Effect of talc and synthetic sodium aluminum silicate (SSAS) on the properties of poly (methyl methacrylate)
JP2017202944A (ja) 複合水酸化マグネシウム粒子、樹脂組成物および成形体
KR100715617B1 (ko) 인장특성이 우수한 폴리프로필렌 무기난연제 복합수지조성물
Abd Rahman Preparation and characterisation of glass fibre/nanoclay/polypropylene nanocomposites/Nor Mas Mira binti Abd Rahman
Abd Rahman Preparation and Characterisation of Glass Fibre/Nanoclay/Polypropylene Nanocomposites
Hassan et al. Structure-properties relationship of hybrid talc/calcium carbonate filled impact modified pvc composites

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination