KR20230141487A - 디우레아 화합물을 이용한 핵화된 폴리프로필렌 마스터배치의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 폴리프로필렌 기반의 핵제 마스터배치 및 이의 제조방법에 관련된다. 상기 마스터배치는 중량 기준으로 2 중량% 내지 60 중량%의 디우레아 기반의 핵제 및 40 중량% 내지 98 중량% (중량부) 폴리프로필렌 수지로 구성된다. 본 발명은 도 1b에 도시된 바와 같이, 핵제와 폴리프로필렌의 혼합에 의한 폴리프로필렌 마스터배치의 제조를 위한 방법을 개시한다. 본 발명에 따라, 제조된 폴리프로필렌 마스터 배치는 모든 등급의 폴리프로필렌에 첨가될 수 있고, 취급 중 흡입 위험을 일으키지 않으며, 취급이 용이하고, 베이스 폴리프로필렌 내에서 분산이 개선된 마스터배치라는 장점을 갖는다.
Description
본 발명은 핵화된 폴리프로필렌 마스터 배치(nucleated polypropylene masterbatch)를 제조하기 위한 방법을 개시한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 핵제(nucleating agent)로서 디우레아(diurea)와 함께 폴리프로필렌을 용융 혼합(melt-mixing)함으로써, 폴리프로필렌 마스터 배치를 제조하기 위한 방법을 개시한다.
핵제는 완성된 폴리머의 기계적 특정 및 투명성을 향상시키기 때문에 폴리머 제조 동안 첨가되는 첨가제 세트이고; 또한, 더 빠른 결정화 속도를 제공한다. 핵제는 현재 그 어느 때보다 수요가 훨등하게 많다. 모노머 믹스(monomer mix)에 이질적인 표면(heterogeneous surface)을 제공하는 핵제는, 결정화 시작에 도움을 주고, 생산 속도를 증가시킨다. 충분한 양의 핵제는 구결정(spherulites)의 크기를 일정하게 유지할 수 있다. 핵제 시장은 플라스틱 및 폴리머 제조 산업에 크게 의존하고 있다. 강도 향상, 결정화 속도 증가 및 플라스틱 및 기타 폴리머의 정화 개선에 의해 사이클 시간을 줄이는데 주요 사용된다. 핵제는 플라스틱 및 폴리머 제조 산업과 함께 성장할 것으로 예상된다. 패키징 산업(packaging industry)의 성장은 플라스틱 및 폴리머를 위한 글로벌 핵제 시장을 주도하는 핵심 요인으로 고려된다.
US20110218279A1는 특정 결정 핵제를 포함하는 폴리프로필렌-기반 수지 조성물에 관련된다.
US20030236332A1는 다음의 단계를 포함하는 열가소성 플라스틱 제형을 핵화하는 방법을 개시한다: 단계 a) 용융된 열가소성 플라스틱 제형(thermoplastic formulation)을 제조하는 단계; 단계 b) 적어도 하나의 비사이클릭 화합물 및 적어도 하나의 모노고리형 지방족 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 단계 "a"의 상기 제형 내에 적어도 하나의 실질적으로 가용성인 화합물 및 적어도 하나의 유기염을 동시에 또는 개별적으로 도입하는 단계; 및 단계 c) 단계 "b"에서 생성된 혼합물을 냉각시켜 핵화된 열가소성 플라스틱 물품(nucleated thermoplastic article)을 형성하는 단계; 여기서 핵화된 열가소성 플라스틱 물품은 핵형성제(nucleation agent)가 없는 동일한 열가소성 플라스틱에 대한 피크 결정화 온도를 초과하는 피크 결정화 온도를 나타낸다.
EP3049469B1는 열가소성 플라스틱 폴리머를 위한 핵제, 이러한 핵제를 포함하는 열가소성 플라스틱 폴리머 조성물 및 이러한 열가소성 플라스틱 폴리머 조성물로부터 제조된 제품 및 이러한 열가소성 폴리머 조성물을 제조하고 몰딩하는 방법에 관련된다.
US6235823B1는 결정성 폴리프로필렌 수지 및 β-핵제를 포함하는 결정성 폴리프로필렌 수지 조성물 및 조성물을 성형하는 공정을 포함하는 결정성 폴리프로필렌 수지 성형물에서 β-형 결정(β-form crystals)의 비율을 증가시키는 방법을 개시하고, 상기 β-핵제는 디아미드 화합물(diamide compound)이다.
따라서, 필요한 것은, 필요한 농도를 획득하기 위해 어떠한 등급의 폴리프로필렌 내에 첨가될 수 있는 조성물, 핵제로서 디우레아 화합물(diurea compounds)을 사용하는, 폴리프로필렌 핵제 마스터배치를 제공하는 것이다.
본 발명의 주요 목적은 폴리프로필렌(polypropylene, PP)의 마스터 배치(masterbatch)를 제조하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 핵제를 사용하여 폴리프로필렌(PP)의 마스터 배치를 생산하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 핵제로서 MDI-아닐린(Aniline) / IPDI-아닐린 / HMDI-아닐린(디우레아 화합물(diurea compound))을 사용하여 폴리프로필렌(PP)의 마스터배치를 생산하기 위한 것이다.
본 발영의 하나의 측면에서, 본 발명은, 2 중량%(wt.%) 내지 60 중량% 범위 내의 중량%를 갖는 핵제와 함께, 1.5 g/10 min 내지 40 g/10 min의 용융 흐름 지수(melt flow index) 범위를 갖는 폴리프로필렌을 용융 혼합(melt mixing)하여 핵제 마스터배치를 제조하기 위한 방법을 개시한다; 상기 핵제는 적어도 하나의 이소시아네이트(isocyanate) 및 적어도 하나의 아민(amine)의 반응 생성물(reaction product)이고, 상기 중량%는 상기 마스터배치(masterbatch)의 총 중량 기준이다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 이소시아네이트는 지방족(aliphatic), 고리형 지방족(cycloaliphatic), 아릴 지방족(aryl aliphatic) 및 방향족 이소시아네이트(aromatic isocyanates)로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 사용된 디이소시아네이트는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene diphenyl diisocyanate, MDI), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate, IPDI) 및 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (Hexamethylene diisocyanate, HMDI)이다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 아민은 방향족 아민(aromatic amine)이고, 상기 방향족 아민은 아닐린(aniline), p-아미노톨루엔(p-aminotoluene), o-아미노톨루엔(o-aminotoluene), 2,4-디아미노톨루엔(2,4-diaminotoluene), 2,6-디아미노톨루엔(2,6-diaminotoluene), p-페닐아닐린(p-phenylaniline), α-아미노 나프탈렌(α-aminonaphthylene), 4,4'-디아미노바이페닐(4,4'-diaminobiphenyl), p-페닐렌디아민(p-phenylenediamine), 및 4,4'-메틸렌비스아닐린(4,4'-methylenebisaniline)으로 이루어진 군에서 선택된다. 상기 지방족 아민은 메틸 아민(methyl amine), 에틸 아민(ethyl amine) 등이고, 고리형 지방족 아민은 헥실 아민(hexyl amine) 등을 포함하며, 또한 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 방향족 아민은 아닐린이다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 아민은 지방족 아민(aliphatic amine)이고, 상기 지방족 아민은 메틸 아민, 에틸 아민 등으로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 아민은 고리형 지방족 아민이고, 상기 고리형 지방족 아민은 헥실 아민 등이다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 용융 혼합은 150 ℃ - 300 ℃의 범위의 온도에서 수행된다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, MDI-Ani / IPDI-Ani / HMDI-Ani의 반응은, "Mokeev et al. [Mokeev, M.V., Ostanin, S.A. and Zuev, V.V., 2020. Hydrogen bonding in dicyclohexylmethane-or diphenylmethane based urea compounds and their polymer counterparts investigated by NMR spectroscopy: Interplay of electronic and geometrical factors. Chemical Physics Letters, 739, p.137047.]"의 방법론에 따라 수행되었다.
본 발명의 다른 측면에서, 상기에 개시된 방법에 의해 획득된 핵제 마스터 배치를 갖는 핵화된 폴리프로필렌(nucleated polypropylene)을 개시한다.
본 발명의 다른 하나의 측면에서, 상기에 개시된 방법에 의해 획득된 핵제 마스터배치와 함께 1.5 g/10 min 내지 40 g/10 min 범위의 용융 흐름 지수를 갖는 폴리프로필렌을 용융 혼합하여 핵화된 폴리프로필렌을 제조하기 위한 방법을 개시한다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 폴리프로필렌은 폴리프로필렌 호모폴리머(polypropylene homopolymer), 및/또는 임의의 다른 알켄(alkene) 또는 아크릴레이트(acrylate) 또는 할로-알켄(halo-alkenes)을 갖는 폴리프로필렌 공중합체(polypropylene copolymer)이다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 핵제의 농도는 폴리프로필렌에서 250 ppm - 20000 ppm까지 더 희석하여 핵화된 폴리프로필렌(nucleated polypropylene)을 형성한다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 폴리프로필렌 및 핵제와 함께 마스터배치를 제조하기 위한 상기 용융 혼합은 배치 믹서(batch mixer), 마이크로-컴파운더(micro-compounder), 단일 나사 압출기(single screw extruder), 투 롤 밀(two roll mill) 또는 임의의 다른 가공 장비에서 수행된다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 결정화 온도는 250 ppm 내지 1000 ppm의 혼입에 의해 116 ℃에서 129 ℃까지 증가된다.
도 1a는 제조된 실시예에 대해 획득한 광학 현미경 이미지를 도시한 것이다: 도 1a에서 편광 광학 현미경 이미지(Polarized Optical microscope images)- A: iPP, B: 실시예 3, C: 비교예 1, D: 실시예 6, E: 비교예 2, F: 실시예 9, G: 비교예 3이다.
도 1b는 핵제와 폴리프로필렌의 혼합에 의한 폴리프로필렌 마스터배치를 제조하는 공정을 도시한 것이다.
도 1b는 핵제와 폴리프로필렌의 혼합에 의한 폴리프로필렌 마스터배치를 제조하는 공정을 도시한 것이다.
본 발명의 하나의 측면에서, 핵제 마스터배치를 제조하는 방법을 개시한다. 상기 방법은 다음을 포함하다: a) 1.5 g/10min 내지 40 g/10min 범위의 용융 흐름 지수를 갖는 폴리프로필렌; 및 b) 2 중량% 내지 60 중량% 범위의 중량%(wt.%)를 갖는 핵제와 상기 용융된 폴리프로필렌을 혼합함; 상기 핵제는 적어도 하나의 이소시아네이트 및 적어도 하나의 아민의 반응 생성물이고, 상기 중량%는 폴리프로필렌의 전체 중량이 기준이다.
본 발명의 하나의 특징에서, 상기 이소시아네이트는 지방족, 고리형 지방족, 아릴 지방족, 및 방향족 이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 사용된 디이소시아네이트는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 (MDI), 이소포론 디이소시아네이트 (IPDI) 및 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HMDI)이다.
본 발명의 하나의 특징에서, 상기 아민은 방향족 아민이고, 상기 방향족 아민은 아닐린, p-아미노톨루엔, o-아미노톨루엔, 2,4-디아미노톨루엔, 2,6-디아미노톨루엔, p-페닐아닐린, α-아미노나프탈렌, 4,4'-디아미노바이페닐, p-페닐렌디아민, 및 4,4'-메틸렌비스아닐린으로 이루어진 군에서 선택된다. 상기 지방족 아민은 메틸 아민, 에틸 아민 등이고, 고리형 지방족 아민은 헥실 아민 등을 포함하고, 또한 사용될 수 있다.
본 발명의 하나의 특징에서, 상기 방향족 아민은 아닐린이다.
본 발명의 하나의 특징에서, 상기 아민은 지방족 아민이고, 상기 지방족 아민은 메틸 아민, 에틸 아민 및 등으로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 하나의 특징에서, 상기 아민은 고리형 지방족 아민이고, 상기 고리형 지방족 아민은 헥실 아민, 등이다.
본 발명의 하나의 특징에서, 상기 이소시아네이트는 지방족(aliphatic), 고리형 지방족, 아릴 지방족, 및/또는 방향족 이소시아네이트에서 선택되고, 바람직하게는 디이소시아네이트이며, 예를 들어, 트리(tri)-, 테트라(tetra)-, 펜타(penta)-, 헥사(hexa)-, 헵타(hepta)- 및/또는 옥타메틸렌 디이소시아네이트(octamethylene diisocyanate), 2-메틸펜타메틸렌 1,5-디이소시아네이트(2-methylpentamethylene 1,5-diisocyanate), 2-에틸부틸렌 1,4-디이소시아네이트(2-ethylbutylene 1,4-diisocyanate), 펜타메틸렌 1,5-디이소시아네이트(pentamethylene 1,5-diisocyanate), 부틸렌 1,4-디이소시아네이트(butylene 1,4-diisocyanate), 1-이소시아나토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아나토메틸사이클로헥산(1-isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexane, 이소포론 디이소시아네이트(isophorone diisocyanate), IPDI), 1,4- 및/또는 1,3-비스(이소시아네이토메틸)사이클로헥산(1,4- and/or 1,3-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, HXDI), 사이클로헥산 1,4-디이소시아네이트(cyclohexane 1,4-diisocyanate), 1-메틸사이클로헥산 2,4- 및/또는 2,6-디이소시아네이트(1-methylcyclohexane 2,4- and/or 2,6-diisocyanate), 및/또는 디사이클로헥실메탄 4,4′-, 2,4′- 및 2,2′-디이소시아네이트(dicyclohexylmethane 4,4′-, 2,4′- and 2,2′-diisocyanate), 디페닐렌메탄 2,2′-, 2,4′- 및/또는 4,4′-디이소시아네이트(diphenylmethane 2,2′-, 2,4′- and/or 4,4′-dimethylbiphenyl diisocyanate-diisocyanate, MDI), 나프탈렌 1,5-디이소시아네이트(naphthylene 1,5-diisocyanate, NDI), 톨릴렌 2,4- 및/또는 2,6-디이소시아네이트(tolylene 2,4- and/or 2,6-diisocyanate, TDI), 디페닐렌메탄 디이소시아네이트(diphenylmethane diisocyanate), 3,3′-디메틸비스페닐 디이소시아네이트(3,3′-dimethylbiphenyl diisocyanate), 1,2-디페닐에탄 디이소시아네이트(1,2-diphenylethane diisocyanate), 및/또는 페닐렌 디이소시아네이트(phenylene diisocyanate)이다.
본 발명의 하나의 특징에서, MDI-Ani / IPDI-Ani / HMDI-Ani의 반응은 "Mokeev et al. [Mokeev, M.V., Ostanin, S.A. and Zuev, V.V., 2020. Hydrogen bonding in dicyclohexylmethane-or diphenylmethane based urea compounds and their polymer counterparts investigated by NMR spectroscopy: Interplay of electronic and geometrical factors. Chemical Physics Letters, 739, p.137047.]"의 방법론에 의해 수행되었다.
본 발명의 하나의 특징에서 상기 용융 혼합은 150 ℃ - 300 ℃ 범위의 온도에서 수행된다.
본 발명의 다른 측면에서, 상기에 개시된 바와 같은 방법에 의해 획득된 핵제 마스터배치를 갖는 핵화된 폴리프로필렌(nucleated polypropylene)을 개시한다.
본 발명의 다른 측면에서, 상기에 개시된 바와 같은 방법에 의해 획득된 핵제 마스터배치와 함께 1.5 g/10 min 내지 40 g/10 min 범위의 용융 흐름 지수를 갖는 폴리프로필렌과 용융 혼합하여 핵화된 폴리프로필렌을 제조하는 방법을 개시한다.
본 발명의 다른 측면에서, 1.5 g/10 min 내지 40 g/10 min 범위의 용융 흐름 지수를 갖는 폴리프로필렌 및 2 중량% 내지 60 중량%의 핵제의 용융 혼합에 의한 핵제 마스터배치를 제조하기 위한 방법을 개시한다. 상기 핵제는 적어도 하나의 이소시아네이트 및 적어도 하나의 아민의 반응 생성물이고, 상기 중량%(wt.%)는 상기 마스터배치의 전체 중량을 기반으로 한다; 상기 이소시아네이트는 지방족, 고리형 지방족, 아릴 지방족 및 방향족 이소시아네이트으로 이루어진 군에서 선택된다; 상기 사용된 디이소시아네이트는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 및 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HMDI)이다; 상기 아민은 방향족 아민이고, 상기 방향족 아민은 아닐린으로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 다른 측면에서, 2 중량% 내지 60 중량%의 핵제 및 1.5 g/10 min 내지 40 g/10 min 범위의 용융 흐름 지수를 갖는 폴리프로필렌을 용융 혼합하여 핵제 마스터배치를 제조하기 위한 방법을 개시한다. 상기 핵제는 적어도 하나의 이소시아네이트 및 적어도 하나의 아민의 반응 생성물이다. 상기 중량%는 마스터배치의 전체 중량에 기반으로 한다; 상기 이소시아네이트는 지방족, 고리형 지방족, 아릴 지방족, 및 방향족 이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택된다; 상기 사용된 디이소시아네이트는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI), 이소포론 디이소시아네이트 (IPDI), 및 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HMDI)에서 선택된다; 상기 아민은 방향족 아민이다; 상기 방향족 아민은 아닐린으로 이루어진 군에서 선택된다; 상기 용융 혼합은 150 ℃ - 300 ℃ 범위의 온도에서 수행된다.
핵제는 마스터배치를 제조하기 위해 폴리프로필렌(PP)에 첨가된다. 상기 마스터배치의 장점은 다음과 같다:
-제조된 마스터배치는 어떠한 등급의 폴리프로필렌에 첨가될 수 있다.
-취급 중 흡입 없음
-취급이 용이함
-필요한 농도 희석 동안에 PP에서 더 나은 분산성
사용된 재료:
0.9 g/cm3의 밀도 및 12.5 g/10 min의 MFI를 갖는 폴리프로필렌 호모폴리머(iPP), 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HMDI), 아닐린, 톨루엔(Toluene) 및 메탄올(Methanol)은 "Sigma Aldrich 사"에서 구입하였다. 모든 화학물질은 추가적인 변형 또는 정제 없이 수득된 것을 사용하였다.
폴리머 가공(Polymer Processing):
마스터배치 제조 방법론(Masterbatch preparation methodology):
iPP 및 제조된 제형(formulation)의 압출(Extrusion)은 스크류 직경이 30 mm이고 L/D가 48/1이고 8개의 가열 구역이 장착된 동시회전 이축 압출기(co-rotating twin-screw extruder, M/s. Boolani Engineering Corporation, Mumbai, India) 상에서 수행하였다. 처음에, PP은 5 min 내지 20 min 동안 고속 혼합기(high-speed mixer) 내에서 핵제와 함께 예비 혼합되고 다음으로, 호퍼를 통해 압출기로 공급되었다. 압출기 내에서 온도 프로파일은 공급 구역(feed zone)에서 다이 구역(die zone)까지 160 ℃ 내지 230 ℃로 유지되었다. 피더 스크류(Feeder screw) 및 압출기 스크류는 각각 10 rpm 및 225 rpm으로 설정하였다. 압출물은 수조(연속적인 물 순환으로 25 ℃로 유지)를 통과시켜 냉각시키고 이어서 펠릿화하였다. 획득한 펠릿을 사출 성형(injection molding) 이전에 약 2-3 시간 동안 105 ℃의 오븐에서 건조하였다. 상기 언급된 마스터 배치는 또한 배치 믹서, 마이크로-컴파운더, 단일 나사 압출기, 투 롤 밀 또는 임의의 다른 처리 장비를 이용하여 제조될 수 있다.
핵제 마스터배치는 2 중량% 내지 60 중량% 범위의 핵제 농도로 제조될 수 있다; 반면에, 핵화된 폴리프로필렌을 제조하기 위해서는, 제조된 마스터배치가 250 ppm 내지 20000 ppm 농도로 희석될 수 있다. 본 개시에서 마스터배치 내의 핵제의 농도는 10 중량%로 유지되었다.
마스터배치의 희석 및 샘플 준비:
250 ppm 내지 1000 ppm의 핵화된 폴리프로필렌을 제조하기 위해서 마스터배치의 희석은 마스터배치 제조방법론 하에서 압출 공정에 대해 언급된 바와 같은 유사한 처리 조건을 사용하여 수행하였다.
사출성형(Injection molding, M/s. Aurburg All Rounder 410C, Germany)은 호퍼에서 사출 노즐까지 온로 프로파일을 190 ℃에서 230 ℃까지 유지하여 수행되었다. 사출 압력, 팩킹 압력(packing pressure) 및 냉각 시간은 성형 공정 전반에 거쳐 각각, 240 bar, 1000 bar 및 20 s로 일정하게 유지되었다.
시험 및 특정화:
용융 흐름 지수(MFI)는 ASTM D1238에 따라 측정하였다. 인장 특정[인장 강도(tensile strength, TS), 항복 연신율(percentage elongation at yield) (E@Y)] 및 굴곡특성 [굴곡 탄성율(flexural modulus, FM)]은 각각 ASTM D638 및 D790에 따라 측정되었다. 노치 아이조드 충격(Notched izod impact, IM) 시험은 ASTM D256에 따라 수행하였다. 쇼어 D 경도(Shore D hardness, SD)는 ASTM D2240에 따라 측정하였다. 시차 주사 열량계(Differential scanning calorimetry, DSC) 시험은 ASTM D3418에 따라 수행하였다. 백분율 결정화도(Percentage crystallinity)는 Brzozowska-Stanuch et al. "(Brzozowska-Stanuch, A., Rabiej, S., Fabia, J. and Nowak, J., 2014. Changes in thermal properties of isotactic polypropylene with different additives during aging process. Polimery, 59(4), pp.302-307.)"에서 제시된 방법에 따라 DSC을 이용하여 결정하였다. 제조된 핵화된 샘플 및 또한 비-핵화된(un-nucleated)샘플의 수축비(Shrinkage ratio, SR)는 ASM D955에 따라 결정되었다. 제조된 조성물의 열 변형 온도(Heat Deflection Temperature, HDT) 및 VICAT 연화 온도(VICAT Softening Temperature, (VSP))는 각각 ASTM D648 (Method A) 및 D1525 (Method A)에 따라 결정하였다.
제조된 폴리프로필렌 조성물의 구결정 형태(spherulite morphology)는 자동 핫 스테이지 열 제어(automatic hot stage thermal control) 기능이 있는 Leica DMLP (M/s. Linkam Scientific Instruments, Britain) 편광 광학 현미경(Polarized optical microscope)에 의해 약 0.1 mm의 박막 상에서 연구되었다. 샘플을 두개의 현미경 커버 유리 사이에 끼우고, 230 ℃에서 5 min 동안 녹여 열 이력을 제거한 다음, 10 ℃/min의 속도로 실온(room temperature)까지 냉각하였다.
표 1은 실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 조성물을 상세하게 설명한다. 제조된 실시예에 대해 획득한 특성은 표 2 내지 4에 나타내었다.
표 1: 제조된 조성물: 실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 3
[표 1]
NA Conc.: MDI-MB/IPDI-MB/HMDI-MB/MDI-Ani, IPDI-Ani, HMDI-Ani 첨가시 폴리프로필렌 내의 핵제의 최종 농도
1 : iPP에 1000 ppm의 핵제 (MDI-Ani)의 직접 첨가(Direct addition)
2 : iPP에 1000 ppm의 핵제 (IPDI-Ani)의 직접 첨가
3 : iPP에 1000 ppm의 핵제 (HMDI-Ani)의 직접 첨가
표 2: 실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 3에 대해 획득된 기계적 특성
[표 2]
표 3: 실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 3에 대해 획득한 DSC 분석 결과
[표 3]
표 4: 실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 3에 대해 획득한 열적 특성
[표 4]
실시예
실시예 1:
실시예 1은 1000 g의 iPP에 2.5 g (0.25 phr)의 MDI-MB(MB: masterbatch; MDI-Ani의 농도는 10 중량%(wt.%)로 유지된다)의 첨가에 의해 제조된다; 제조된 핵화된 폴리프로필렌에서 핵제의 농도는 250 ppm일 수 있다.
실시예 2:
실시예 2는 1000 g의 iPP에 5 g (0.50 phr)의 MDI-MB의 첨가에 의해 제조된다; 제조된 핵화된 폴리프로필렌에서 핵제의 농도는 500 ppm일 수 있다.
실시예 3:
실시예 3는 1000 g의 iPP에 10 g (1.00 phr)의 MDI-MB의 첨가에 의해 제조된다; 제조된 핵화된 폴리프로필렌에서 핵제의 농도는 1000 ppm일 수 있다.
비교예 1:
비교예 1은 1000 g의 iPP에 1.0 g (1000 ppm)의 MDI-Ani의 직접 첨가에 의해 제조된다.
실시예 4:
실시예 4는 1000 g의 iPP에 2.5 g (0.25 phr)의 IPDI-MB (MB: masterbatch; 여기서 IPDI-Ani의 농도는 10 중량%로 유지된다.)의 첨가에 의해 제조된다; 제조된 핵화된 폴리프로필렌에서 핵제의 농도는 250 ppm일 수 있다.
실시예 5:
실시예 5는 1000 g의 iPP에 5 g (0.50 phr)의 IPDI-MB의 첨가에 의해 제조된다; 제조된 핵화된 폴리프로필렌에서 핵제의 농도는 500 ppm일 수 있다.
실시예 6:
실시예 6은 1000 g의 iPP에 10 g (1.00 phr)의 IPDI-MB의 첨가에 의해 제조된다; 제조된 핵화된 폴리프로필렌에서 핵제의 농도는 1000 ppm일 수 있다.
비교예 2:
비교예 2는 1000 g의 iPP에 1.0 g (1000 ppm)의 IPDI-Ani의 직접 첨가에 의해 제조된다.
실시예 7:
실시예 7는 1000 g의 iPP에 2.5 g (0.25 phr)의 HMDI-MB (MB: masterbatch; 여기서, HMDI-Ani의 농도는 10 중량%로 유지된다)의 첨가에 의해 제조된다; 제조된 핵화된 폴리프로필렌에서 핵제의 농도는 250 ppm일 수 있다.
실시예 8:
실시예 8은 1000 g의 iPP에 5 g (0.50 phr)의 HMDI-MB를 첨가하여 제조된다; 제조된 핵화된 폴리프로필렌에서 핵제의 농도는 500 ppm일 수 있다.
실시예 9:
실시예 9는 1000 g의 iPP에 10 g (1.00 phr)의 HMDI-MB의 첨가에 의해 제조된다; 제조된 핵화된 폴리프로필렌의 농도는 1000 ppm일 수 있다.
비교예 3:
비교예 3은 1000 g의 iPP에 1.0 g (1000 ppm)의 HMDI-Ani의 직접 첨가하여 제조된다.
Claims (14)
- 2 중량% 내지 60 중량%(wt.%) 범위의 중량%를 갖는 핵제와 함께 1.5 g/10 min 내지 40 g/10 min 범위의 용융 흐름 지수를 갖는 폴리프로필렌을 용융 혼합하여 핵제 마스터 배치를 제조하고,
상기 핵제는 적어도 하나의 이소시아네이트 및 적어도 하나의 아민의 반응 생성물이고,
상기 중량%는 마스터배치의 총 중량 기준인 것인,
핵제 마스터 배치를 제조하기 위한, 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 이소시아네이트는 지방족, 고리형 지방족 이소시아네이트, 아릴 지방족 이소시아네이트 및 방향족 이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 방법.
- 제2항에 있어서,
상기 이소시아네이트는 디이소시아네이트이고. 상기 디이소시아네이트는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI) 및 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HMDI)로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 아민은 방향족 아민이고, 상기 방향족 아민은 아닐린, p-아미노톨루엔, o-아미노톨루엔, 2,4-디아미노톨루엔, 2,6-디아미노톨루엔, p-페닐아닐린, α-아미노 나프탈렌, 4,4'-디아미노바이페닐, p-페닐렌디아민 및 4,4'-메틸렌비스아닐린으로 이루어진 군에서 선택되는, 방향족 아민 및 방향족 아민인 것인, 방법.
- 제4항에 있어서,
상기 방향족 아민은 아닐린인 것인, 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 아민은 지방족 아민이고,
상기 지방족 아민은 메틸 아민 및 에틸 아민으로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 아민은 고리형 지방족 아민이고, 상기 고리형 지방족 아민은 헥실 아민인 것인, 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 용융 혼합은 150 ℃ - 300 ℃ 범위의 온도에서 이루어지는 것인, 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 폴리프로필렌은 폴리프로필렌 호모폴리머, 및/또는 임의의 다른 알켄 또는 아크릴레이트 또는 할로-알켄을 갖는 폴리프로필렌 공중합체인 것인, 방법.
- 제1항에 있어서,
핵제의 농도는 핵화된 폴리프로필렌을 형성하기 위해서, 폴리프로필렌 내에서 250 ppm - 20000 ppm으로 더 희석되는 것인, 방법.
- 제1항에 있어서,
폴리프로필렌과 함께 마스터 배치를 제조하기 위한 용융 혼합 및 핵제는 배치 믹서, 마이크로-컴파운더, 단일 나사 압출기, 투 롤 밀 또는 임의의 다른 가공 장비에서 이루어지는 것인, 방법.
- 제10항에 있어서,
결정화 온도는 250 ppm 내지 1000 ppm의 혼입(incorporation)에 의해 116 ℃에서 129 ℃로 증가되는 것인, 방법.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 하나 이상의 항에 따른 방법에 의해 획득되는 상기 핵제 마스터배치를 포함하는, 핵화된 폴리프로필렌(nucleated polypropylene).
- 제1항 내지 제12항 중 어느 하나 이상의 항에 따른 방법에 의해 획득되는 핵제 마스터 배치와, 1.5 g/10 min 내지 40 g/10 min 범위의 용융 흐름 지수를 갖는 폴리프로필렌을 용융 혼합하여 핵화된 폴리프로필렌을 제조하기 위한, 방법.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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