KR20240065145A - 리튬 이온 전기 저장 디바이스용 결합제 조성물 및 슬러리 조성물 - Google Patents
리튬 이온 전기 저장 디바이스용 결합제 조성물 및 슬러리 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 (a) 비닐리덴 플루오라이드의 잔기를 포함하는 적어도 하나의 플루오로중합체; 및 (b) (i) 트라이알킬 포스페이트; 및 (ii) 락톤 및/또는 설폭사이드 및/또는 설폰 작용기를 포함하는 분자를 포함하는 공용매를 포함하는 용매계를 포함하되; 트라이알킬 포스페이트와 공용매는 함께, 용매계의 총중량을 기준으로, 용매계의 적어도 50 중량%를 차지하는, 결합제 조성물을 제공한다. 또한 슬러리 조성물, 전극 및 전기 저장 디바이스가 개시된다.
Description
본 발명은 전지, 즉, 배터리와 같은 전기 저장 디바이스에서 사용하기 위한 필름 및 전극을 제조하는 데 사용될 수 있는 결합제 조성물(binder composition) 및 슬러리 조성물(slurry composition)에 관한 것이다.
보다 소형이며 경량인 전지와 같은 전기 저장 디바이스에 의해 동력을 공급받는 보다 소형 디바이스를 생산하기 위한 전자 산업의 경향이 있다. 전기화학적 활성 물질로서 탄소질 물질을 포함하는 것과 같은 음극(negative electrode)과, 전기화학적 활성 물질로서 리튬 금속 산화물을 포함하는 것과 같은 양극(positive electrode)을 구비한 전기 저장 디바이스는 비교적 높은 전력 및 낮은 중량을 제공할 수 있다. 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)와 같은 플루오로중합체는, 우수한 전기화학적 저항성으로 인해 전기 저장 디바이스에 사용될 전극을 형성하는 데 유용한 결합제(binder)인 것으로 밝혀졌다. 전형적으로, PVDF 플루오로중합체는 유기 용매에 용해되고 이러한 용액에 전극 물질을 배합하여, 슬러리를 형성하고 이를 금속 포일(foil) 또는 메시(mesh)에 도포하여 전극을 형성한다. 유기 용매의 역할은 유기 용매의 증발 시 전극 물질 입자와 금속 포일 또는 메시 사이에 양호한 접착력을 제공하기 위해 플루오로중합체를 용해시키는 것이다. 현재, 선택되는 유기 용매는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)이다. NMP에 용해된 PVDF 결합제는 전극 조성물에서 모든 활성 성분의 우수한 접착력 및 상호 연결성(interconnectivity)을 제공한다. 결합된 성분은 전극 내 상호 연결성을 잃지 않고 충전 및 방전 사이클 동안 큰 부피 팽창 및 수축을 견딜 수 있다. 전자가 전극을 통해 이동해야 하고 리튬 이온 이동성은 전극 내에서 입자 간 상호 연결성을 필요로 하기 때문에, 전극 내 활성 성분의 상호 연결성은 특히 충전 및 방전 사이클 동안 전지 성능에 매우 중요하다. 불행하게도, NMP는 독성 물질이며 건강 및 환경 문제를 야기한다.
NMP에 대한 대체 기술이 개발되었다. 그러나, 대체 기술이 유용하려면, 현재의 제조 관행과 호환되어야 하며 중간 제품과 최종 제품의 원하는 특성을 제공해야 한다. 일부 통상의 기준은 우수한 도포 특성을 촉진하는 데 적합한 슬러리의 점도, 전극 내 충분한 상호 연결성, 하부 기판에 대한 충분한 접착력, 전지의 전해질에 대한 결과적인 전극 코팅을 위한 결합제의 충분한 내구성을 포함한다.
본 발명은 (a) 비닐리덴 플루오라이드의 잔기를 포함하는 적어도 하나의 플루오로중합체; 및 (b) (i) 트라이알킬 포스페이트; 및 (ii) 락톤 및/또는 설폭사이드 및/또는 설폰 작용기를 포함하는 분자를 포함하는 공용매를 포함하는 용매계를 포함하는 결합제 조성물을 제공하되; 여기서 트라이알킬 포스페이트와 공용매는 함께 용매계의 총중량을 기준으로 용매계의 적어도 50 중량%를 차지한다.
본 발명은 또한 (a) 비닐리덴 플루오라이드의 잔기를 포함하는 적어도 하나의 플루오로중합체; 및 (b) (i) 트라이알킬 포스페이트; 및 (ii) 락톤 및/또는 설폭사이드 및/또는 설폰 작용기를 포함하는 분자를 포함하는 공용매를 포함하는 용매계로서; 트라이알킬 포스페이트와 공용매는 함께 용매계의 총중량을 기준으로 용매계의 적어도 50 중량%를 차지하는, 용매계; 및 전기화학적 활성 물질 및/또는 전기 전도성 제제를 포함하는 결합제 조성물을 포함하는 슬러리 조성물을 제공한다.
본 발명은 (A) 집전체; 및 (B) 집전체 상의 필름을 포함하는 전극을 추가로 제공하되, 상기 필름은, (1) 결합제 조성물로서, (a) 비닐리덴 플루오라이드의 잔기를 포함하는 적어도 하나의 플루오로중합체; 및 선택적으로 (b) 잔류 용매로서, (i) 트라이알킬 포스페이트; 및 (ii) 락톤 및/또는 설폭사이드 및/또는 설폰 작용기를 포함하는 분자를 포함하는 공용매를 포함하는 용매계를 포함하고; 트라이알킬 포스페이트와 공용매는 함께 용매계의 총중량을 기준으로 용매계의 적어도 50 중량%를 차지하는, 상기 잔류 용매를 포함하는, 상기 결합제 조성물; 및 (2) 전기화학적 활성 물질을 포함한다.
본 발명은 또한 (a) 전극으로서, (A) 집전체; 및 (B) 집전체 상의 필름으로서, (1) 결합제 조성물로서, 비닐리덴 플루오라이드의 잔기를 포함하는 적어도 하나의 플루오로중합체; 및 선택적으로 (i) 트라이알킬 포스페이트; 및 (ii) 락톤 및/또는 설폭사이드 및/또는 설폰 작용기를 포함하는 분자를 포함하는 공용매를 포함하는 용매계를 포함하는 잔류 용매로서; 트라이알킬 포스페이트와 공용매는 함께 용매계의 총중량을 기준으로 용매계의 적어도 50 중량%를 차지하는, 잔류 용매를 포함하는, 상기 결합제 조성물; 및 (2) 전기화학적 활성 물질을 포함하는, 상기 필름을 포함하는, 상기 전극; (b) 상대 전극; 및 (c) 전해질을 포함하는 전기 저장 디바이스를 제공한다.
본 발명은 (a) 비닐리덴 플루오라이드의 잔기를 포함하는 적어도 하나의 플루오로중합체; 및 (b) (i) 트라이알킬 포스페이트; 및 (ii) 락톤 및/또는 설폭사이드 및/또는 설폰 작용기를 포함하는 분자를 포함하는 공용매를 포함하는 용매계를 포함하는 결합제 조성물에 관한 것이다.
결합제 조성물은 슬러리 조성물에 사용될 수 있고, 본 발명은 또한 (a) 비닐리덴 플루오라이드의 잔기를 포함하는 적어도 하나의 플루오로중합체; 및 (b) (i) 트라이알킬 포스페이트; 및 (ii) 락톤 및/또는 설폭사이드 및/또는 설폰 작용기를 포함하는 분자를 포함하는 공용매를 포함하는 용매계를 포함하는 결합제 조성물; 및 전기화학적 활성 물질 및/또는 전기 전도성 제제를 포함하는 슬러리 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 결합제 조성물 및/또는 슬러리 조성물은 비닐리덴 플루오라이드의 잔기를 포함하는 플루오로중합체를 포함한다. 플루오로중합체는 슬러리 조성물의 결합제의 부분이다. 플루오로중합체는 비닐리덴 플루오라이드의 잔기를 포함하는 (공)중합체를 포함할 수 있다. 비닐리덴 플루오라이드의 잔기를 포함하는 (공)중합체의 비제한적인 예는 폴리비닐리덴 플루오라이드 중합체(PVDF)이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "폴리비닐리덴 플루오라이드 중합체"는, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "폴리비닐리덴 플루오라이드 중합체"는 동종중합체, 공중합체, 예컨대, 고분자량 동종중합체, 공중합체 및 삼원중합체를 비롯한 이원 공중합체 및 삼원중합체를 포함한다. 이러한 (공)중합체는 (공)중합체를 포함하는 단량체의 총 몰을 기준으로 적어도 50 몰 퍼센트, 예컨대, 적어도 75 몰%, 및 적어도 80 몰%, 및 적어도 85 몰%의 비닐리덴 플루오라이드(비닐리덴 다이플루오라이드로도 알려짐)의 잔기를 함유하는 것들 포함한다. 이러한 (공)중합체는 (공)중합체의 총중량을 기준으로 적어도 50 중량%, 예컨대, 적어도 75 중량%, 및 적어도 80 중량%, 및 적어도 85 중량%의 비닐리덴 플루오라이드(비닐리덴 다이플루오라이드로도 알려짐)의 잔기를 함유하는 것들을 포함한다. 비닐리덴 플루오라이드 단량체는 비닐 할라이드 단량체(예컨대, 트라이플루오로에틸렌, 클로로트라이플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로펜, 비닐 클로라이드, 비닐 플루오라이드, 펜타플루오로프로펜, 테트라플루오로프로펜 등), 식 F2C=CF(ORF)(여기서 RF는 플루오린화 알킬 사슬임)을 갖는 비닐 플루오로 에터(예컨대, 퍼플루오로메틸 비닐 에터, 퍼플루오로프로필 비닐 에터 등), (메트)아크릴계 단량체(본 명세서에 기재된 임의의 것들 포함), 및 본 발명의 플루오로중합체를 제조하기 위하여 비닐리덴 플루오라이드와 용이하게 공중합될 임의의 기타 단량체를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 이로 이루어진 적어도 하나의 공단량체와 공중합될 수 있다. 플루오로중합체는 또한 PVDF 동종중합체를 포함할 수 있다.
폴리비닐리덴 플루오라이드는 비닐리덴 플루오라이드의 잔기 및 (i) (메트)아크릴산; 및/또는 (ii) 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트 중 적어도 하나를 포함하는 구성 단위를 포함하는 폴리비닐리덴 플루오라이드 공중합체를 포함할 수 있다. (메트)아크릴산은 아크릴산, 메타크릴산, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트는 C1 내지 C5 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트, 예를 들어, 하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 이러한 폴리비닐리덴 플루오라이드 공중합체의 상업적으로 입수 가능한 예는 Solvay사로부터 입수 가능한 SOLEF 5130을 포함한다.
플루오로중합체는 적어도 50,000 g/mol, 예컨대, 적어도 100,000 g/mol, 예컨대, 적어도 250,000 g/mol, 예컨대, 적어도 300,000 g/mol, 예컨대, 적어도 400,000 g/mol, 예컨대, 적어도 600,000 g/mol, 예컨대, 적어도 750,000 g/mol, 예컨대, 적어도 900,000 g/mol, 예컨대, 적어도 1,000,000 g/mol, 예컨대, 적어도 2,000,000 g/mol, 예컨대, 적어도 4,000,000 g/mol, 예컨대, 적어도 5,000,000 g/mol의 중량평균분자량을 갖는 고분자량 PVDF를 포함할 수 있다. 플루오로중합체는 8,000,000 g/mol 이하, 예컨대, 6,500,000 g/mol 이하, 예컨대, 5,000,000 g/mol 이하, 예컨대, 3,000,000 g/mol 이하, 예컨대, 1,500,000 g/mol 이하, 예컨대, 1,200,000 g/mol 이하, 예컨대, 750,000 g/mol 이하의 중량평균분자량을 갖는 고분자량 PVDF를 포함할 수 있다. 플루오로중합체는 50,000 내지 8,000,000 g/mol, 예컨대, 50,000 내지 6,500,000 g/mol, 예컨대, 50,000 내지 5,000,000 g/mol, 예컨대, 50,000 내지 3,000,000 g/mol, 예컨대, 50,000 내지 1,500,000 g/mol, 예컨대, 50,000 내지 1,000,000 g/mol, 예컨대, 50,000 내지 750,000 g/mol, 예컨대, 100,000 내지 8,000,000 g/mol, 예컨대, 100,000 내지 6,500,000 g/mol, 예컨대, 100,000 내지 5,000,000 g/mol, 예컨대, 100,000 내지 3,000,000 g/mol, 예컨대, 100,000 내지 1,500,000 g/mol, 예컨대, 100,000 내지 1,200,000 g/mol, 예컨대, 100,000 내지 750,000 g/mol, 예컨대, 250,000 내지 8,000,000 g/mol, 예컨대, 250,000 내지 6,500,000 g/mol, 예컨대, 250,000 내지 5,000,000 g/mol, 예컨대, 250,000 내지 3,000,000 g/mol, 예컨대, 250,000 내지 1,500,000 g/mol, 예컨대, 250,000 내지 1,200,000 g/mol, 예컨대, 250,000 내지 750,000 g/mol, 예컨대, 300,000 내지 8,000,000 g/mol, 예컨대, 300,000 내지 6,500,000 g/mol, 예컨대, 300,000 내지 5,000,000 g/mol, 예컨대, 300,000 내지 3,000,000 g/mol, 예컨대, 300,000 내지 1,500,000 g/mol, 예컨대, 300,000 내지 1,200,000 g/mol, 예컨대, 300,000 내지 750,000 g/mol, 예컨대, 400,000 내지 8,000,000 g/mol, 예컨대, 400,000 내지 6,500,000 g/mol, 예컨대, 400,000 내지 5,000,000 g/mol, 예컨대, 400,000 내지 3,000,000 g/mol, 예컨대, 400,000 내지 1,500,000 g/mol, 예컨대, 400,000 내지 1,200,000 g/mol, 예컨대, 400,000 내지 750,000 g/mol, 예컨대, 600,000 내지 8,000,000 g/mol, 예컨대, 600,000 내지 6,500,000 g/mol, 예컨대, 600,000 내지 5,000,000 g/mol, 예컨대, 600,000 내지 3,000,000 g/mol, 예컨대, 600,000 내지 1,500,000 g/mol, 예컨대, 600,000 내지 1,200,000 g/mol, 예컨대, 600,000 내지 750,000 g/mol, 예컨대, 750,000 내지 8,000,000 g/mol, 예컨대, 750,000 내지 6,500,000 g/mol, 예컨대, 750,000 내지 5,000,000 g/mol, 예컨대, 750,000 내지 3,000,000 g/mol, 예컨대, 750,000 내지 1,500,000 g/mol, 예컨대, 750,000 내지 1,200,000 g/mol, 예컨대, 900,000 내지 8,000,000 g/mol, 예컨대, 900,000 내지 6,500,000 g/mol, 예컨대, 900,000 내지 5,000,000 g/mol, 예컨대, 900,000 내지 3,000,000 g/mol, 예컨대, 900,000 내지 1,500,000 g/mol, 예컨대, 900,000 내지 1,200,000 g/mol의 중량평균분자량을 갖는 고분자량 PVDF를 포함할 수 있다. PVDF는, 예를 들어, 상표 KYNAR하에 Arkema사로부터, 상표 HYLAR하에 Solvay사로부터 그리고 Inner Mongolia 3F Wanhao Fluorochemical Co., Ltd.로부터 상업적으로 입수 가능하다.
결합제를 제조하는 데 사용되는 플루오로중합체는 나노입자를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "나노입자"는 1,000nm 미만의 입자 크기를 갖는 입자를 지칭한다. 플루오로중합체는 적어도 50nm, 예컨대, 적어도 100nm, 예컨대, 적어도 250nm, 예컨대, 적어도 300nm의 입자 크기를 가질 수 있고, 900nm 이하, 예컨대, 600nm 이하, 예컨대, 450nm 이하, 예컨대, 400nm 이하, 예컨대, 300nm 이하, 예컨대, 200nm 이하일 수 있다. 플루오로중합체 나노입자는 50nm 내지 900nm, 예컨대, 100nm 내지 600nm, 예컨대, 250nm 내지 450nm, 예컨대, 300nm 내지 400nm, 예컨대, 100nm 내지 400nm, 예컨대, 100nm 내지 300nm, 예컨대, 100nm 내지 200nm의 입자 크기를 가질 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "입자 크기"는 플루오로중합체 입자의 평균 직경을 지칭한다. 본 개시내용에서 지칭된 입자 크기는 다음 절차에 의해 결정되었다: 샘플은 알루미늄 주사전자현미경(SEM) 스터브(stub)에 부착된 탄소 테이프의 세그먼트 상에 플루오로중합체를 분산시킴으로써 제조되었다. 탄소 테이프에서 과량의 입자를 압축 공기로 날려버렸다. 이어서, 샘플을 20초 동안 Au/Pd로 스퍼터링 코팅하고, 이어서 고진공하에 Quanta 250 FEG SEM(전계 방출총 주사전자현미경(field emission gun scanning electron microscope))에서 분석하였다. 가속 전압은 20.00kV로 설정되었고, 스팟 크기는 3.0으로 설정되었다. 준비한 샘플 상의 3개의 상이한 영역으로부터 영상을 수집하고, ImageJ 소프트웨어를 사용하여 총 30개의 입자 크기 측정치에 대해서 각 영역으로부터의 10개의 플루오로중합체의 직경을 측정하고, 함께 평균을 내어서 평균 입자 크기를 결정하였다.
플루오로중합체는 용매계에 분산될 수 있거나 가용화될 수 있다.
플루오로중합체는 결합제 고형물의 총중량을 기준으로 적어도 20 중량%, 예컨대, 적어도 30 중량%, 예컨대, 적어도 40 중량%, 예컨대, 적어도 50 중량%, 예컨대, 적어도 60 중량%, 예컨대, 적어도 70 중량%, 예컨대, 적어도 80 중량%, 예컨대, 적어도 85 중량%, 예컨대, 적어도 90 중량%, 예컨대, 적어도 95 중량%, 예컨대, 적어도 98 중량%의 양으로 결합제에 존재할 수 있다. 플루오로중합체는 결합제 고형물의 총중량을 기준으로 99.9 중량% 이하, 예컨대, 99 중량% 이하, 예컨대, 98 중량% 이하, 예컨대, 96 중량% 이하, 예컨대, 95 중량% 이하, 예컨대, 90 중량% 이하, 예컨대, 85 중량% 이하, 예컨대, 80 중량% 이하의 양으로 결합제에 존재할 수 있다. 플루오로중합체는 결합제 고형물의 총중량을 기준으로 20 중량% 내지 99.9 중량%, 20 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 85 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 85 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 85 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 85 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 85 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 85 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 95 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 95 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 95 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 95 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 98 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 98 중량% 내지 99 중량%의 양으로 결합제에 존재할 수 있다.
플루오로중합체는 결합제 조성물의 총중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 예컨대, 적어도 5 중량%, 예컨대, 적어도 10 중량%, 예컨대, 적어도 20 중량%, 예컨대, 적어도 25 중량%, 예컨대, 적어도 30 중량%, 예컨대, 적어도 40 중량%의 양으로 결합제 조성물에 존재할 수 있다. 플루오로중합체는 결합제 조성물의 총중량을 기준으로 50 중량% 이하, 예컨대, 40 중량% 이하, 예컨대, 30 중량% 이하, 예컨대, 25 중량% 이하, 예컨대, 20 중량% 이하, 예컨대, 10 중량% 이하의 양으로 결합제 조성물에 존재할 수 있다. 플루오로중합체는 결합제 조성물의 총중량을 기준으로 1 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 50 중량%의 양으로 결합제 조성물에 존재할 수 있다.
플루오로중합체는 슬러리 조성물의 총 고형물 중량을 기준으로 적어도 0.1 중량%, 예컨대, 적어도 0.5 중량%, 예컨대, 적어도 1 중량%, 예컨대, 적어도 1.3 중량%, 예컨대, 적어도 1.9 중량%의 양으로 슬러리 조성물에 존재할 수 있다. 플루오로중합체는 슬러리 조성물의 총 고형물 중량을 기준으로 10 중량% 이하, 예컨대, 6 중량% 이하, 예컨대, 4.5 중량% 이하, 예컨대, 2.9 중량% 이하, 예컨대, 2 중량% 이하의 양으로 슬러리 조성물에 존재할 수 있다. 플루오로중합체는 슬러리 조성물의 총 고형물 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 4.5 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 2.9 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 4.5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 2.9 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 4.5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 2.9 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 1.3 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1.3 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1.3 중량% 내지 4.5 중량%, 예컨대, 1.3 중량% 내지 2.9 중량%, 예컨대, 1.3 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 1.9 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1.9 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1.9 중량% 내지 4.5 중량%, 예컨대, 1.9 중량% 내지 2.9 중량%, 예컨대, 1.9 중량% 내지 2 중량%의 양으로 슬러리 조성물에 존재할 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 결합제 조성물 및/또는 슬러리 조성물은 (i) 트라이알킬 포스페이트; 및 (ii) 락톤 및/또는 설폭사이드 및/또는 설폰 작용기를 포함하는 분자를 포함하는 공용매를 포함하는 용매계를 더 포함하되, 트라이알킬 포스페이트와 공용매는 함께 용매계의 총중량을 기준으로 용매계의 적어도 50 중량%를 차지한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "용매계"는 조성물에서 사용되는 용매의 조합을 지칭한다. 본 발명의 용매계는 (i) 트라이알킬 포스페이트, 및 (ii) 락톤 및/또는 설폭사이드 및/또는 설폰 작용기를 포함하는 분자를 포함하는 공용매를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 이로 이루어질 수 있다.
트라이알킬 포스페이트는 임의의 적합한 트라이알킬 포스페이트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 트라이알킬 포스페이트는 트라이메틸 포스페이트, 트라이에틸 포스페이트, 트라이부틸 포스페이트, 또는 이들의 임의의 조합물을 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 이로 이루어질 수 있다.
락톤은 임의의 적합한 락톤을 포함할 수 있다. 예를 들어, 락톤은 ε-카프로락톤, γ-부티로락톤, 또는 이들의 임의의 조합물을 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 이로 이루어질 수 있다.
설폭사이드 작용기를 포함하는 분자는 임의의 적합한 설폭사이드 작용기를 포함하는 분자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 설폭사이드 작용기를 포함하는 분자 다이메틸 설폭사이드를 포함할 수 있다.
설폰 작용기를 포함하는 분자는 설폰 작용기를 포함하는 임의의 적합한 분자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 설폰 작용기를 포함하는 분자는 테트라메틸렌 설폰(설포란으로도 공지됨)을 포함할 수 있다.
트라이알킬 포스페이트는 용매계의 총중량을 기준으로 적어도 0.1 중량%, 예컨대, 적어도 5 중량%, 예컨대, 적어도 10 중량%, 예컨대, 적어도 20 중량%, 예컨대, 적어도 30 중량%, 예컨대, 적어도 40 중량%, 예컨대, 적어도 50 중량%, 예컨대, 적어도 60 중량%, 예컨대, 적어도 70 중량%, 예컨대, 적어도 80 중량%, 예컨대, 적어도 90 중량%, 예컨대, 적어도 95 중량%, 예컨대, 적어도 99 중량%의 양으로 용매계에 존재할 수 있다. 트라이알킬 포스페이트는 용매계의 총중량을 기준으로 99.9 중량% 이하, 예컨대, 95 중량% 이하, 예컨대, 90 중량% 이하, 예컨대, 80 중량% 이하, 예컨대, 70 중량% 이하, 예컨대, 60 중량% 이하, 예컨대, 50 중량% 이하, 예컨대, 40 중량% 이하, 예컨대, 30 중량% 이하, 예컨대, 20 중량% 이하, 예컨대, 10 중량% 이하, 예컨대, 5 중량% 이하의 양으로 용매계에 존재할 수 있다. 트라이알킬 포스페이트는 용매계의 총중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 95 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 10 중량%의 양으로 용매계에 존재할 수 있다.
락톤은 용매계의 총중량을 기준으로 적어도 0.1 중량%, 예컨대, 적어도 5 중량%, 예컨대, 적어도 10 중량%, 예컨대, 적어도 20 중량%, 예컨대, 적어도 30 중량%, 예컨대, 적어도 40 중량%, 예컨대, 적어도 50 중량%, 예컨대, 적어도 60 중량%, 예컨대, 적어도 70 중량%, 예컨대, 적어도 80 중량%, 예컨대, 적어도 90 중량%, 예컨대, 적어도 95 중량%, 예컨대, 적어도 99 중량%의 양으로 용매계에 존재할 수 있다. 락톤은 용매계의 총중량을 기준으로 99.9 중량% 이하, 예컨대, 95 중량% 이하, 예컨대, 90 중량% 이하, 예컨대, 80 중량% 이하, 예컨대, 70 중량% 이하, 예컨대, 60 중량% 이하, 예컨대, 50 중량% 이하, 예컨대, 40 중량% 이하, 예컨대, 30 중량% 이하, 예컨대, 20 중량% 이하, 예컨대, 10 중량% 이하, 예컨대, 5 중량% 이하의 양으로 용매계에 존재할 수 있다. 락톤은 용매계의 총중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 95 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 10 중량%의 양으로 용매계에 존재할 수 있다.
설폭사이드 및/또는 설폰 작용기를 포함하는 분자는 용매계의 총중량을 기준으로 적어도 0.1 중량%, 예컨대, 적어도 5 중량%, 예컨대, 적어도 10 중량%, 예컨대, 적어도 20 중량%, 예컨대, 적어도 30 중량%, 예컨대, 적어도 40 중량%, 예컨대, 적어도 50 중량%, 예컨대, 적어도 60 중량%, 예컨대, 적어도 70 중량%, 예컨대, 적어도 80 중량%, 예컨대, 적어도 90 중량%, 예컨대, 적어도 95 중량%, 예컨대, 적어도 99 중량%의 양으로 용매계에 존재할 수 있다. 설폭사이드 및/또는 설폰 작용기를 포함하는 분자는 용매계의 총중량을 기준으로 99.9 중량% 이하, 예컨대, 95 중량% 이하, 예컨대, 90 중량% 이하, 예컨대, 80 중량% 이하, 예컨대, 70 중량% 이하, 예컨대, 60 중량% 이하, 예컨대, 50 중량% 이하, 예컨대, 40 중량% 이하, 예컨대, 30 중량% 이하, 예컨대, 20 중량% 이하, 예컨대, 10 중량% 이하, 예컨대, 5 중량% 이하의 양으로 용매계에 존재할 수 있다. 설폭사이드 및/또는 설폰 작용기를 포함하는 분자는 용매계의 총중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 95 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 10 중량%의 양으로 용매계에 존재할 수 있다.
설폭사이드 작용기를 포함하는 분자는 용매계의 총중량을 기준으로 적어도 0.1 중량%, 예컨대, 적어도 5 중량%, 예컨대, 적어도 10 중량%, 예컨대, 적어도 20 중량%, 예컨대, 적어도 30 중량%, 예컨대, 적어도 40 중량%, 예컨대, 적어도 50 중량%, 예컨대, 적어도 60 중량%, 예컨대, 적어도 70 중량%, 예컨대, 적어도 80 중량%, 예컨대, 적어도 90 중량%, 예컨대, 적어도 95 중량%, 예컨대, 적어도 99 중량%의 양으로 용매계에 존재할 수 있다. 설폭사이드 작용기를 포함하는 분자는 용매계의 총중량을 기준으로 99.9 중량% 이하, 예컨대, 95 중량% 이하, 예컨대, 90 중량% 이하, 예컨대, 80 중량% 이하, 예컨대, 70 중량% 이하, 예컨대, 60 중량% 이하, 예컨대, 50 중량% 이하, 예컨대, 40 중량% 이하, 예컨대, 30 중량% 이하, 예컨대, 20 중량% 이하, 예컨대, 10 중량% 이하, 예컨대, 5 중량% 이하의 양으로 용매계에 존재할 수 있다. 설폭사이드 작용기를 포함하는 분자는 용매계의 총중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 95 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 10 중량%의 양으로 용매계에 존재할 수 있다.
설폰 작용기를 포함하는 분자는 용매계의 총중량을 기준으로 적어도 0.1 중량%, 예컨대, 적어도 5 중량%, 예컨대, 적어도 10 중량%, 예컨대, 적어도 20 중량%, 예컨대, 적어도 30 중량%, 예컨대, 적어도 40 중량%, 예컨대, 적어도 50 중량%, 예컨대, 적어도 60 중량%, 예컨대, 적어도 70 중량%, 예컨대, 적어도 80 중량%, 예컨대, 적어도 90 중량%, 예컨대, 적어도 95 중량%, 예컨대, 적어도 99 중량%의 양으로 용매계에 존재할 수 있다. 설폰 작용기를 포함하는 분자는 용매계의 총중량을 기준으로 99.9 중량% 이하, 예컨대, 95 중량% 이하, 예컨대, 90 중량% 이하, 예컨대, 80 중량% 이하, 예컨대, 70 중량% 이하, 예컨대, 60 중량% 이하, 예컨대, 50 중량% 이하, 예컨대, 40 중량% 이하, 예컨대, 30 중량% 이하, 예컨대, 20 중량% 이하, 예컨대, 10 중량% 이하, 예컨대, 5 중량% 이하의 양으로 용매계에 존재할 수 있다. 설폰 작용기를 포함하는 분자는 용매계의 총중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 95 중량% 내지 99.9 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 10 중량%의 양으로 용매계에 존재할 수 있다.
트라이알킬 포스페이트와 공용매는 함께 용매계의 총중량을 기준으로 용매계의 적어도 50 중량%, 예컨대, 적어도 60 중량%, 예컨대, 적어도 70 중량%, 예컨대, 적어도 80 중량%, 예컨대, 적어도 90 중량%, 예컨대, 적어도 95 중량%, 예컨대, 100 중량%를 차지할 수 있다.
트라이알킬 포스페이트와 락톤은 함께 용매계의 총중량을 기준으로 용매계의 적어도 50 중량%, 예컨대, 적어도 60 중량%, 예컨대, 적어도 70 중량%, 예컨대, 적어도 80 중량%, 예컨대, 적어도 90 중량%, 예컨대, 적어도 95 중량%, 예컨대, 100 중량%를 차지할 수 있다.
트라이알킬 포스페이트와 설폭사이드 및/또는 설폰 작용기를 포함하는 분자는 함께 용매계의 총중량을 기준으로 용매계의 적어도 50 중량%, 예컨대, 적어도 60 중량%, 예컨대, 적어도 70 중량%, 예컨대, 적어도 80 중량%, 예컨대, 적어도 90 중량%, 예컨대, 적어도 95 중량%, 예컨대, 100 중량%를 차지할 수 있다.
트라이알킬 포스페이트와 설폭사이드 작용기를 포함하는 분자는 함께 용매계의 총중량을 기준으로 용매계의 적어도 50 중량%, 예컨대, 적어도 60 중량%, 예컨대, 적어도 70 중량%, 예컨대, 적어도 80 중량%, 예컨대, 적어도 90 중량%, 예컨대, 적어도 95 중량%, 예컨대, 100 중량%를 차지할 수 있다.
트라이알킬 포스페이트와 설폰 작용기를 포함하는 분자는 함께 용매계의 총중량을 기준으로 용매계의 적어도 50 중량%, 예컨대, 적어도 60 중량%, 예컨대, 적어도 70 중량%, 예컨대, 적어도 80 중량%, 예컨대, 적어도 90 중량%, 예컨대, 적어도 95 중량%, 예컨대, 100 중량%를 차지할 수 있다.
결합제 조성물 및/또는 슬러리 조성물의 플루오로중합체는 실온, 즉, 약 23℃ 및 대기(1 atm 또는 1.01 bar) 압력에서 용매계에 가용화될 수 있다.
용매계는 결합제 조성물의 총중량을 기준으로 적어도 50 중량%, 예컨대, 적어도 60 중량%, 예컨대, 적어도 75 중량%, 예컨대, 적어도 80 중량%, 예컨대, 적어도 90 중량%, 예컨대, 적어도 95 중량%, 예컨대, 적어도 99 중량%의 양으로 결합제 조성물에 존재할 수 있다. 용매계는 결합제 조성물의 총중량을 기준으로 99 중량% 이하, 예컨대, 95 중량% 이하, 예컨대, 90 중량% 이하, 예컨대, 80 중량% 이하, 예컨대, 75 중량% 이하, 예컨대, 70 중량% 이하, 예컨대, 60 중량% 이하, 예컨대, 50 중량% 이하의 양으로 결합제 조성물에 존재할 수 있다. 용매계는 결합제 조성물의 총중량을 기준으로 50 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 75 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 95 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 75 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 95 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 75 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 75 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 60 중량%의 양으로 결합제 조성물에 존재할 수 있다.
용매계는 슬러리 조성물의 총중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 예컨대, 적어도 10 중량%, 예컨대, 적어도 15 중량%, 예컨대, 적어도 20 중량%, 예컨대, 적어도 30 중량%, 예컨대, 적어도 35 중량%의 양으로 슬러리 조성물에 존재할 수 있다. 용매계는 슬러리 조성물의 총중량을 기준으로 90 중량% 이하, 예컨대, 80 중량% 이하, 예컨대, 60 중량% 이하, 예컨대, 50 중량% 이하, 예컨대, 40 중량% 이하, 예컨대, 35 중량% 이하, 예컨대, 30 중량% 이하, 예컨대, 25 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 용매계는 슬러리 조성물의 총중량을 기준으로 예컨대, 1 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 35 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 35 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 25 중량%, 15 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 35 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 35 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 35 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 40 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
결합제 조성물 및/또는 슬러리 조성물은 선택적으로 분산제를 더 포함할 수 있다. 분산제는 결합제 및/또는 슬러리 조성물의 성분을 안정화 및/또는 분산시키는 것을 도울 수 있다. 분산제는 폴리비닐 피롤리돈, 부가 중합체 및/또는 폴리아크릴레이트뿐만 아니라, 상업적으로 입수 가능한 분산제, 예컨대, 각각 BYK로부터 상업적으로 입수 가능한, DISPERBYK-102, DISPERBYK-109, DISPERBYK-2055, DISPERBYK-2155, DISPERBYK-2159 및 DISPERBYK-2200을 포함할 수 있다.
폴리비닐 피롤리돈은 적어도 2,000 g/mol, 예컨대, 적어도 4,000 g/mol, 예컨대, 적어도 6,000 g/mol, 예컨대, 적어도 8,000 g/mol의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 폴리비닐 피롤리돈은 3,000,000 g/mol 이하, 예컨대, 1,700,000 g/mol 이하, 예컨대, 500,000 g/mol 이하, 예컨대, 80,000 g/mol 이하, 예컨대, 40,000 g/mol 이하, 예컨대, 20,000 g/mol 이하의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 폴리비닐 피롤리돈은 2,000 내지 3,000,000 g/mol, 예컨대, 2,000 내지 1,700,000 g/mol, 예컨대, 2,000 내지 500,000 g/mol, 예컨대, 2,000 내지 80,000 g/mol, 예컨대, 2,000 내지 40,000 g/mol, 예컨대, 2,000 내지 20,000 g/mol, 예컨대, 4,000 내지 3,000,000 g/mol, 예컨대, 4,000 내지 1,700,000 g/mol, 예컨대, 4,000 내지 500,000 g/mol, 예컨대, 4,000 내지 80,000 g/mol, 예컨대, 4,000 내지 40,000 g/mol, 예컨대, 4,000 내지 20,000 g/mol, 예컨대, 6,000 내지 3,000,000 g/mol, 예컨대, 6,000 내지 1,700,000 g/mol, 예컨대, 6,000 내지 500,000 g/mol, 예컨대, 6,000 내지 80,000 g/mol, 예컨대, 6,000 내지 40,000 g/mol, 예컨대, 6,000 내지 20,000 g/mol, 예컨대, 6,000 내지 3,000,000 g/mol, 예컨대, 6,000 내지 1,700,000 g/mol, 예컨대, 6,000 내지 500,000 g/mol, 예컨대, 6,000 내지 80,000 g/mol, 예컨대, 6,000 내지 40,000 g/mol, 예컨대, 6,000 내지 20,000 g/mol, 예컨대, 8,000 내지 3,000,000 g/mol, 예컨대, 8,000 내지 1,700,000 g/mol, 예컨대, 8,000 내지 500,000 g/mol, 예컨대, 8,000 내지 80,000 g/mol, 예컨대, 8,000 내지 40,000 g/mol, 예컨대, 8,000 내지 20,000 g/mol의 중량평균분자량을 가질 수 있다.
분산제는 결합제 고형물의 총중량을 기준으로 적어도 0.1 중량%, 예컨대, 적어도 1 중량%, 예컨대, 적어도 2 중량%, 예컨대, 적어도 3 중량%, 예컨대, 적어도 4 중량%, 예컨대, 적어도 5 중량%, 예컨대, 적어도 8 중량%의 양으로 결합제에 존재할 수 있다. 분산제는 결합제 고형물의 총중량을 기준으로 25 중량% 이하, 예컨대, 20 중량% 이하, 예컨대, 15 중량% 이하, 예컨대, 12.5 중량% 이하, 예컨대, 10 중량% 이하, 예컨대, 5 중량% 이하의 양으로 결합제에 존재할 수 있다. 분산제는 결합제 고형물의 총중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 12.5 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 12.5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 12.5 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 3 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 3 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 3 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 3 중량% 내지 12.5 중량%, 예컨대, 3 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 3 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 4 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 4 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 4 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 4 중량% 내지 12.5 중량%, 예컨대, 4 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 4 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 12.5 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 8 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 8 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 8 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 8 중량% 내지 12.5 중량%, 예컨대, 8 중량% 내지 10 중량%의 양으로 결합제에 존재할 수 있다.
분산제는 슬러리 조성물의 총 고형물 중량을 기준으로 적어도 0.1 중량%, 예컨대, 적어도 0.3 중량%, 예컨대, 적어도 0.5 중량%, 예컨대, 적어도 0.7 중량%, 예컨대, 적어도 0.8 중량%의 양으로 슬러리 조성물에 존재할 수 있다. 분산제는 슬러리 조성물의 총 고형물 중량을 기준으로 5 중량% 이하, 예컨대, 3 중량% 이하, 예컨대, 2 중량% 이하, 예컨대, 1 중량% 이하, 예컨대, 0.8 중량% 이하의 양으로 슬러리 조성물에 존재할 수 있다. 분산제는 슬러리 조성물의 총 고형물 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 1 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 0.8 중량%, 예컨대, 0.3 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 0.3 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 0.3 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 0.3 중량% 내지 1 중량%, 예컨대, 0.3 중량% 내지 0.8 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 1 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 0.8 중량%, 예컨대, 0.7 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 0.7 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 0.7 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 0.7 중량% 내지 1 중량%, 예컨대, 0.7 중량% 내지 0.8 중량%, 예컨대, 0.8 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 0.8 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 0.8 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 0.8 중량% 내지 1 중량%의 양으로 슬러리 조성물에 존재할 수 있다.
결합제 조성물 및/또는 슬러리 조성물은 선택적으로 부가 중합체를 더 포함할 수 있다. 부가 중합체는 하나 이상의 에틸렌계 불포화 단량체의 잔기를 포함하는 구성 단위를 포함할 수 있다. 부가 중합체는 하나 이상의 에틸렌계 불포화 단량체를 포함하는 알파, 베타-에틸렌계 불포화 단량체의 반응 혼합물을 중합함으로써 제조될 수 있다. 부가 중합체는 블록 중합체, 랜덤 중합체 또는 구배 중합체의 형태일 수 있다.
부가 중합체는, (메트)아크릴산의 알킬 에스터, 하나 이상의 활성 수소기를 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체, 헤테로환식 기를 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체, 규소-함유 작용기를 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체뿐만 아니라, 기타 에틸렌계 불포화 단량체로부터 유도될 수 있거나, 이들의 잔기를 포함하는 구성 단위를 포함할 수 있다. 부가 중합체는 하나의 작용기를 포함할 수 있고, 작용기는 또 다른 화합물과 후반응될 수 있다. 예를 들어, 에폭시 작용성 단량체(예를 들어, 글리시딜 (메트)아크릴레이트)를 통해서 혼입된 결과적인 부가 중합체상의 에폭시 작용기는 하이드록시 작용성 산, 예컨대, 베타-하이드록시 작용성 산, 예컨대, 시트르산, 타르타르산 및/또는 3-하이드록시-2-나프토산과 후반응되어 부가 중합체상의 하이드록실 작용기를 초래할 수 있다.
부가 중합체는 선택적으로 규소-함유 작용기를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "규소-함유 작용기"는 유기 치환체를 포함하는 중합체 골격에 결합된 유기규소기를 지칭한다. 규소-함유 작용기는 적어도 하나의 알콕시 치환체를 포함하고, 일반식 -SiR1 a X3-a로 표시될 수 있고, 여기서 R1은 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환 탄화수소기를 나타내고, 각각의 X는 독립적으로 하이드록실기 또는 가수분해성 기를 나타내고 적어도 하나의 X는 알콕시기이고, a는 0, 1 또는 2이다. 따라서, 규소-함유 작용기는 1개의 알콕시 치환체, 2개의 알콕시 치환체, 3개의 알콕시 치환체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있고, 부가 중합체는 1개의 알콕시 치환체를 포함하는 규소-함유 작용기, 2개의 알콕시 치환체를 포함하는 규소-함유 작용기, 3개의 알콕시 치환체를 포함하는 규소-함유 작용기, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체를 포함할 수 있다.
규소-함유 작용기는 부가 중합체의 중합 동안 포함된 규소-함유 작용기를 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체로서 부가 중합체에 포함될 수 있다. 부가 중합체는 적어도 하나의 알콕시 치환체를 포함하는 규소-함유 작용기를 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체의 잔기를 포함하는 구성 단위를 포함할 수 있다. 부가 중합체는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 적어도 0.5 중량%, 예컨대, 적어도 1 중량%, 예컨대, 적어도 5 중량%, 예컨대, 적어도 10 중량%, 예컨대, 적어도 20 중량%, 예컨대, 적어도 30 중량%, 예컨대, 적어도 40 중량%, 예컨대, 적어도 50 중량%, 예컨대, 적어도 60 중량%, 예컨대, 적어도 70 중량%, 예컨대, 적어도 80 중량%, 예컨대, 적어도 90 중량%의 양으로 적어도 하나의 알콕시 치환체를 포함하는 규소-함유 작용기를 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체의 잔기를 포함하는 구성 단위를 포함할 수 있다. 부가 중합체는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 100 중량% 이하, 예컨대, 90 중량% 이하, 예컨대, 80 중량% 이하, 예컨대, 70 중량% 이하, 예컨대, 60 중량% 이하, 예컨대, 50 중량% 이하, 예컨대, 40 중량% 이하, 예컨대, 30 중량% 이하, 예컨대, 20 중량% 이하, 예컨대, 10 중량% 이하, 예컨대, 5 중량% 이하의 양으로 적어도 하나의 알콕시 치환체를 포함하는 규소-함유 작용기를 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체의 잔기를 포함하는 구성 단위를 포함할 수 있다. 부가 중합체는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 5 중량%의 양으로 적어도 하나의 알콕시 치환체를 포함하는 규소-함유 작용기를 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체의 잔기를 포함하는 구성 단위를 포함할 수 있다. 부가 중합체는 반응 혼합물에 사용되는 중합성 단량체의 총중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 5 중량%의 양으로 적어도 하나의 알콕시 치환체를 포함하는 규소-함유 작용기를 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체를 포함하는 반응 혼합물로부터 유래될 수 있다.
규소-함유 작용기는 대안적으로 부가 중합체에 중합후 부가를 통해서 부가 중합체에 포함될 수 있다. 부가 중합체는 중합되어, 부가 중합체에 규소-함유 작용기를 도입하기 위하여 규소-함유 작용기 함유 화합물과 후반응될 수 있는 작용기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다른 혼입 방법 중에서도, 부가 중합체는, 중합되어, 예를 들어, 아미노실란과 후반응될 수 있는 에폭사이드 작용기를 포함할 수 있거나, 부가 중합체는 중합되어, 아이소사이아나토-작용성 실란과 후반응될 수 있는 하이드록실 작용기를 포함할 수 있다.
부가 중합체는 예컨대, 적어도 500 g/eq, 예컨대, 적어도 750 g/eq, 예컨대, 적어도 1,000 g/eq, 예컨대, 적어도 1,200 g/eq, 예컨대, 적어도 1,500 g/eq, 예컨대, 적어도 2,500 g/eq, 예컨대, 적어도 5,000 g/eq의 규소-함유 작용기 당량을 가질 수 있다. 부가 중합체는 50,000 g/eq 이하, 예컨대, 25,000 g/eq 이하, 예컨대, 15,000 g/eq 이하, 예컨대, 10,000 g/eq 이하, 예컨대, 5,000 g/eq 이하, 예컨대, 2,500 g/eq 이하, 예컨대, 2,000 g/eq 이하의 규소-함유 작용기 당량을 가질 수 있다. 부가 중합체는 500 내지 50,000 g/eq, 예컨대, 500 내지 25,000 g/eq, 예컨대, 500 내지 15,000 g/eq, 예컨대, 500 내지 10,000 g/eq, 예컨대, 500 내지 5,000 g/eq, 예컨대, 500 내지 2,500 g/eq, 예컨대, 500 내지 2,000 g/eq, 예컨대, 750 내지 50,000 g/eq, 예컨대, 750 내지 25,000 g/eq, 예컨대, 750 내지 15,000 g/eq, 예컨대, 750 내지 10,000 g/eq, 예컨대, 750 내지 5,000 g/eq, 예컨대, 750 내지 2,500 g/eq, 예컨대, 750 내지 2,000 g/eq, 예컨대, 1,000 내지 50,000 g/eq, 예컨대, 1,000 내지 25,000 g/eq, 예컨대, 1,000 내지 15,000 g/eq, 예컨대, 1,000 내지 10,000 g/eq, 예컨대, 1,000 내지 5,000 g/eq, 예컨대, 1,000 내지 2,500 g/eq, 예컨대, 1,000 내지 2,000 g/eq, 예컨대, 1,200 내지 50,000 g/eq, 예컨대, 1,200 내지 25,000 g/eq, 예컨대, 1,200 내지 15,000 g/eq, 예컨대, 1,200 내지 10,000 g/eq, 예컨대, 1,200 내지 5,000 g/eq, 예컨대, 1,200 내지 2,500 g/eq, 예컨대, 1,200 내지 2,000 g/eq, 예컨대, 1,500 내지 50,000 g/eq, 예컨대, 1,500 내지 25,000 g/eq, 예컨대, 1,500 내지 15,000 g/eq, 예컨대, 1,500 내지 10,000 g/eq, 예컨대, 1,500 내지 5,000 g/eq, 예컨대, 1,500 내지 2,500 g/eq, 예컨대, 1,500 내지 2,000 g/eq, 2,500 내지 50,000 g/eq, 예컨대, 2,500 내지 25,000 g/eq, 예컨대, 2,500 내지 15,000 g/eq, 예컨대, 2,500 내지 10,000 g/eq, 예컨대, 2,500 내지 5,000 g/eq, 예컨대, 5,000 내지 50,000 g/eq, 예컨대, 5,000 내지 25,000 g/eq, 예컨대, 5,000 내지 15,000 g/eq, 예컨대, 5,000 내지 10,000 g/eq의 규소-함유 작용기 당량을 가질 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 규소-함유 작용기 당량은 부가 중합체의 총 이론 중량을 그 안에 이론적으로 존재하는 규소-함유 기의 총 당량 수로 나눔으로써 결정된 이론값을 지칭한다.
규소-함유 작용기를 포함하는 부가 중합체는 적어도 75 g/eq, 예컨대, 적어도 100 g/eq, 예컨대, 적어도 250 g/eq, 예컨대, 적어도 500 g/eq, 예컨대, 적어도 750 g/eq, 예컨대, 적어도 1,000 g/eq, 예컨대, 적어도 1,200 g/eq, 예컨대, 적어도 1,500 g/eq, 예컨대, 적어도 2,000 g/eq의 알콕시 당량을 가질 수 있다. 규소-함유 작용기를 포함하는 부가 중합체는 15,000 g/eq 이하, 예컨대, 10,000 g/eq 이하, 예컨대, 7,500 g/eq 이하, 예컨대, 5,000 g/eq 이하, 예컨대, 2,500 g/eq 이하, 예컨대, 2,000 g/eq 이하, 예컨대, 1,500 g/eq 이하, 예컨대, 1,000 g/eq 이하, 예컨대, 750 g/eq 이하, 예컨대, 600 g/eq 이하, 예컨대, 500 g/eq 이하의 알콕시 당량을 가질 수 있다. 규소-함유 작용기를 포함하는 부가 중합체는 75 내지 15,000 g/eq, 예컨대, 75 내지 10,000 g/eq, 예컨대, 75 내지 7,500 g/eq, 예컨대, 75 내지 5,000 g/eq, 예컨대, 75 내지 2,500 g/eq, 예컨대, 75 내지 2,000 g/eq, 예컨대, 75 내지 1,500 g/eq, 예컨대, 75 내지 1,000 g/eq, 예컨대, 75 내지 750 g/eq, 예컨대, 75 내지 600 g/eq, 예컨대, 75 내지 500 g/eq, 예컨대, 100 내지 15,000 g/eq, 예컨대, 100 내지 10,000 g/eq, 예컨대, 100 내지 7,500 g/eq, 예컨대, 100 내지 5,000 g/eq, 예컨대, 100 내지 2,500 g/eq, 예컨대, 100 내지 2,000 g/eq, 예컨대, 100 내지 1,500 g/eq, 예컨대, 100 내지 1,000 g/eq, 예컨대, 100 내지 750 g/eq, 예컨대, 100 내지 600 g/eq, 예컨대, 100 내지 500 g/eq, 예컨대, 250 내지 15,000 g/eq, 예컨대, 250 내지 10,000 g/eq, 예컨대, 250 내지 7,500 g/eq, 예컨대, 250 내지 5,000 g/eq, 예컨대, 250 내지 2,500 g/eq, 예컨대, 250 내지 2,000 g/eq, 예컨대, 250 내지 1,500 g/eq, 예컨대, 250 내지 1,000 g/eq, 예컨대, 250 내지 750 g/eq, 예컨대, 250 내지 600 g/eq, 예컨대, 250 내지 500 g/eq, 예컨대, 500 내지 15,000 g/eq, 예컨대, 500 내지 10,000 g/eq, 예컨대, 500 내지 7,500 g/eq, 예컨대, 500 내지 5,000 g/eq, 예컨대, 500 내지 2,500 g/eq, 예컨대, 500 내지 2,000 g/eq, 예컨대, 500 내지 1,500 g/eq, 예컨대, 500 내지 1,000 g/eq, 예컨대, 500 내지 750 g/eq, 예컨대, 500 내지 600 g/eq, 예컨대, 750 내지 15,000 g/eq, 예컨대, 750 내지 10,000 g/eq, 예컨대, 750 내지 7,500 g/eq, 예컨대, 750 내지 5,000 g/eq, 예컨대, 750 내지 2,500 g/eq, 예컨대, 750 내지 2,000 g/eq, 예컨대, 750 내지 1,500 g/eq, 예컨대, 750 내지 1,000 g/eq, 예컨대, 1,000 내지 15,000 g/eq, 예컨대, 1,000 내지 10,000 g/eq, 예컨대, 1,000 내지 7,500 g/eq, 예컨대, 1,000 내지 5,000 g/eq, 예컨대, 1,000 내지 2,500 g/eq, 예컨대, 1,000 내지 2,000 g/eq, 예컨대, 1,000 내지 1,500 g/eq, 예컨대, 1,200 내지 15,000 g/eq, 예컨대, 1,200 내지 10,000 g/eq, 예컨대, 1,200 내지 7,500 g/eq, 예컨대, 1,200 내지 5,000 g/eq, 예컨대, 1,200 내지 2,500 g/eq, 예컨대, 1,200 내지 2,000 g/eq, 예컨대, 1,200 내지 1,500 g/eq, 예컨대, 1,500 내지 15,000 g/eq, 예컨대, 1,500 내지 10,000 g/eq, 예컨대, 1,500 내지 7,500 g/eq, 예컨대, 1,500 내지 5,000 g/eq, 예컨대, 1,500 내지 2,500 g/eq, 예컨대, 1,500 내지 2,000 g/eq, 예컨대, 2,000 내지 15,000 g/eq, 예컨대, 2,000 내지 10,000 g/eq, 예컨대, 2,000 내지 7,500 g/eq, 예컨대, 2,000 내지 5,000 g/eq, 예컨대, 2,000 내지 2,500 g/eq의 알콕시 당량을 가질 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 알콕시 당량은 부가 중합체의 총 이론 중량을 그 안에 이론적으로 존재하는 알콕시기의 총 당량 수로 나눔으로써 결정된 이론값을 지칭한다.
부가 중합체는 선택적으로 알킬기에 1 내지 18개의 탄소 원자, 예컨대, 알킬기에 1 내지 10개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터의 잔기를 포함하는 구성 단위를 포함할 수 있다. 알킬기에 1 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터의 비제한적인 예는 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 부틸 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, 옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소데실 (메트)아크릴레이트, 스테아릴 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 데실 (메트)아크릴레이트 및 도데실 (메트)아크릴레이트를 포함한다. 알킬기에 1 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 적어도 30 중량%, 예컨대, 적어도 35 중량%, 예컨대, 적어도 40 중량%, 예컨대, 적어도 45 중량%, 예컨대, 적어도 47.5 중량%를 차지할 수 있다. 알킬기에 1 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 96% 이하, 예컨대, 90% 이하, 예컨대, 85% 이하, 예컨대, 80% 이하, 예컨대, 75% 이하, 예컨대, 70% 이하, 예컨대, 65% 이하를 차지할 수 있다. 알킬기에 1 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 30 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 65 중량%를 차지할 수 있다. 부가 중합체는 반응 혼합물에 사용되는 중합성 단량체의 총중량을 기준으로 30 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 65 중량%의 양으로 알킬기에 1 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터를 포함하는 반응 혼합물로부터 유도될 수 있다.
알킬기에 1 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터는, 부가 중합체가 선택적으로 알킬기에 1 내지 3개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터의 잔기를 포함하는 구성 단위를 포함하도록 알킬기에 1 내지 3개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터를 포함할 수 있다. 알킬기에 1 내지 3개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터의 비제한적인 예는 메틸 (메트)아크릴레이트 및 에틸 (메트)아크릴레이트를 포함한다. 알킬기에 1 내지 3개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터의 잔기를 포함하는 구성 단위는 각각의 중합체의 총 중량을 기준으로 적어도 30 중량%, 예컨대, 적어도 35 중량%, 예컨대, 적어도 40 중량%, 예컨대, 적어도 45 중량%, 예컨대, 적어도 47.5 중량%를 차지할 수 있다. 알킬기에 1 내지 3개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터의 잔기를 포함하는 구성 단위는 각각의 중합체의 총 중량을 기준으로 96% 이하, 예컨대, 90% 이하, 예컨대, 85% 이하, 예컨대, 80% 이하, 예컨대, 75% 이하, 예컨대, 70% 이하, 예컨대, 65% 이하를 차지할 수 있다. 알킬기에 1 내지 3개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터의 잔기를 포함하는 구성 단위는 각각의 중합체의 총 중량을 기준으로 30 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 65 중량%를 차지할 수 있다. 부가 중합체는 각각의 중합체에 대해서 반응 혼합물에 사용되는 중합성 단량체의 총중량을 기준으로 30 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 30 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 35 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 75 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 70 중량%, 예컨대, 47.5 중량% 내지 65 중량%의 양으로 알킬기에 1 내지 3개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터를 포함하는 반응 혼합물로부터 유도될 수 있다.
알킬기에 1 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터는, 부가 중합체가 선택적으로 알킬기에 4 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터의 잔기를 포함하는 구성 단위를 포함하도록, 알킬기에 4 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터를 포함할 수 있다. 알킬기에 4 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터의 비제한적인 예는 부틸 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, 옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소데실 (메트)아크릴레이트, 스테아릴 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 데실 (메트)아크릴레이트 및 도데실 (메트)아크릴레이트를 포함한다. 알킬기에 4 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 적어도 2 중량%, 예컨대, 적어도 5 중량%, 예컨대, 적어도 10 중량%, 예컨대, 적어도 15 중량%, 예컨대, 적어도 18 중량%, 예컨대, 적어도 18 중량%를 차지할 수 있다. 알킬기에 4 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 60 중량% 이하, 예컨대, 50 중량% 이하, 예컨대, 45 중량% 이하, 예컨대, 40 중량% 이하, 예컨대, 35 중량% 이하를 차지할 수 있다. 알킬기에 4 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 2 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 45 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 35 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 45 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 35 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 45 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 35 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 45 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 35 중량%, 예컨대, 18 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 18 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 18 중량% 내지 45 중량%, 예컨대, 18 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 18 중량% 내지 35 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 45 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 35 중량%를 차지할 수 있다. 부가 중합체는 반응 혼합물에 사용되는 중합성 단량체의 총중량을 기준으로 2 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 45 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 35 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 45 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 35 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 45 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 35 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 45 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 35 중량%, 예컨대, 18 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 18 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 18 중량% 내지 45 중량%, 예컨대, 18 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 18 중량% 내지 35 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 60 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 45 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 35 중량%의 양으로 알킬기에 4 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 (메트)아크릴산의 알킬 에스터를 포함하는 반응 혼합물로부터 유도될 수 있다.
부가 중합체는 선택적으로 하이드록시알킬 에스터의 잔기를 포함하는 구성 단위를 선택적으로 포함할 수 있다. 하이드록시알킬 에스터의 비제한적인 예는 하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트 및 하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트를 포함한다. 하이드록시알킬 에스터의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 적어도 0.5 중량%, 예컨대, 적어도 1 중량%, 예컨대, 적어도 1.5 중량%를 차지할 수 있다. 하이드록시알킬 에스터의 잔기를 포함하는 구성 단위 부가 중합체의 총중량을 기준으로는 20 중량% 이하, 예컨대, 15 중량% 이하, 예컨대, 8 중량% 이하, 예컨대, 6 중량% 이하, 예컨대, 5 중량% 이하, 예컨대, 4 중량% 이하, 예컨대, 3 중량% 이하, 예컨대, 2 중량% 이하, 예컨대, 1.5 중량% 이하, 예컨대, 1.0 중량% 이하를 차지할 수 있다. 하이드록시알킬 에스터의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 1.0 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 2 중량%를 차지할 수 있다. 부가 중합체는 반응 혼합물에 사용되는 중합성 단량체의 총중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 1.0 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 2 중량%의 양으로 하이드록시알킬 에스터를 포함하는 반응 혼합물로부터 유도될 수 있다. 부가 중합체 중 하이드록시알킬 에스터의 잔기를 포함하는 구성 단위의 포함은 (하이드록실기가 다른 방법에 의해 포함될 수 있지만) 적어도 1개의 하이드록실기를 포함하는 부가 중합체를 초래한다. 하이드록시알킬 에스터의 포함(또는 다른 수단에 의한 혼입)으로부터 초래되는 하이드록실기는 하이드록실기와 반응성인 작용기를 포함하는 별도로 첨가된 가교제, 예를 들어, 아미노플라스트, 페노플라스트, 폴리에폭사이드 및 블로킹된 폴리아이소사이아네이트와, 또는 하이드록실기와 반응성인 기를 갖는 자기-가교결합 단량체가 부가 중합체에 혼입될 때 부가 중합체에 존재하는 N-알콕시메틸 아마이드기 또는 블록 아이소사이아나토기와 반응할 수 있다.
부가 중합체는 선택적으로 알파, 베타-에틸렌계 불포화 카복실산의 잔기를 포함하는 구성 단위를 포함할 수 있다. 알파, 베타-에틸렌계 불포화 카복실산의 비제한적인 예는 최대 10개의 탄소 원자를 함유하는 것들, 예컨대, 아크릴산 및 메타크릴산을 포함한다. 기타 불포화산의 비제한적인 예는 알파, 베타-에틸렌계 불포화 다이카복실산, 예컨대, 말레산 또는 이의 무수물, 푸마르산 및 이타콘산이다. 또한, 이들 다이카복실산의 하프 에스터가 이용될 수도 있다. 존재한다면, 알파, 베타-에틸렌계 불포화 카복실산의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 적어도 0.5 중량%, 예컨대, 적어도 1 중량%, 예컨대, 적어도 1.5 중량%를 차지할 수 있다. 존재한다면, 알파, 베타-에틸렌계 불포화 카복실산의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 10 중량% 이하, 예컨대, 8 중량% 이하, 예컨대, 6 중량% 이하, 예컨대, 5 중량% 이하, 예컨대, 4 중량% 이하, 예컨대, 3 중량% 이하, 예컨대, 2 중량% 이하, 예컨대, 1.5 중량% 이하, 예컨대, 1.0 중량% 이하를 차지할 수 있다. 알파, 베타-에틸렌계 불포화 카복실산의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 1.0 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 2 중량%를 차지할 수 있다. 부가 중합체는 반응 혼합물에 사용되는 중합성 단량체의 총중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 1.0 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 2 중량%의 양으로 알파, 베타-에틸렌계 불포화 카복실산을 포함하는 반응 혼합물로부터 유도될 수 있다. 부가 중합체 중 알파, 베타-에틸렌계 불포화 카복실산의 잔기를 포함하는 구성 단위의 포함은 적어도 하나의 카복실산기를 포함하는 부가 중합체를 초래한다.
부가 중합체는 선택적으로 헤테로환식 기를 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체의 잔기를 포함하는 구성 단위를 포함할 수 있다. 헤테로환식 기를 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체의 비제한적인 예는 특히 에폭시 작용성 에틸렌계 불포화 단량체(예를 들어, 글리시딜 (메트)아크릴레이트), 비닐 피롤리돈 및 비닐 카프로락탐을 포함한다. 헤테로환식 기를 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체의 잔기를 포함하는 구성 단위는, 존재한다면, 부가 중합체의 총중량을 기준으로 적어도 0.5 중량%, 예컨대, 적어도 1 중량%, 예컨대, 적어도 2 중량%, 예컨대, 적어도 3 중량%, 예컨대, 적어도 4 중량%, 예컨대, 적어도 5 중량%, 예컨대, 적어도 8 중량%를 차지할 수 있다. 헤테로환식 기를 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체의 잔기를 포함하는 구성 단위는, 존재한다면, 부가 중합체의 총중량을 기준으로 20 중량% 이하, 예컨대, 15 중량% 이하, 예컨대, 10 중량% 이하, 예컨대, 5 중량% 이하를 차지할 수 있다. 헤테로환식 기를 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 0 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 3 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 3 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 3 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 3 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 4 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 4 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 4 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 4 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 8 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 8 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 8 중량% 내지 10 중량%를 차지할 수 있다. 부가 중합체는 예컨대, 반응 혼합물에 사용되는 중합성 단량체의 총중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 3 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 3 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 3 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 3 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 4 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 4 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 4 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 4 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 8 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 8 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 8 중량% 내지 10 중량%의 양으로 헤테로환식 기를 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체를 포함하는 반응 혼합물로부터 유도될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 부가 중합체는 선택적으로 자기-가교결합 단량체(self-crosslinking monomer)의 잔기를 포함하는 구성 단위를 포함할 수 있고, 부가 중합체는 자기-가교결합 부가 중합체를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "자기-가교결합 단량체"는 부가 중합체 또는 하나 초과의 부가 중합체 사이에 가교결합하도록 부가 중합체 상에 존재하는 활성 수소 작용기와 반응할 수 있는 작용기를 혼입하는 단량체를 지칭하고, 용어 "자기-가교결합 단량체"는 규소-함유 기를 갖는 단량체를 명확히 배제한다. 자기-가교결합 단량체의 비제한적인 예는 N-알콕시메틸 (메트)아크릴아마이드 단량체, 예컨대, N-부톡시메틸 (메트)아크릴아마이드 및 N-아이소프로폭시메틸 (메트)아크릴아마이드를 포함한다. 자기-가교결합 단량체의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 적어도 0.5 중량%, 예컨대, 적어도 1 중량%, 예컨대, 적어도 1.5 중량%를 차지할 수 있다. 자기-가교결합 단량체의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 20 중량% 이하, 예컨대, 15 중량% 이하, 예컨대, 8 중량% 이하, 예컨대, 6 중량% 이하, 예컨대, 5 중량% 이하, 예컨대, 4 중량% 이하, 예컨대, 3 중량% 이하, 예컨대, 2 중량% 이하, 예컨대, 1.5 중량% 이하, 예컨대, 1.0 중량% 이하를 포함할 수 있다. 자기-가교결합 단량체의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 1.0 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 2 중량%를 차지할 수 있다. 부가 중합체는 반응 혼합물에 사용되는 중합성 단량체의 총중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 1.0 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 2 중량%의 양으로 자기-가교결합 단량체를 포함하는 반응 혼합물로부터 유도될 수 있다.
부가 중합체는 선택적으로 비닐 방향족 화합물의 잔기를 포함하는 구성 단위를 포함할 수 있다. 비닐 방향족 화합물의 비제한적인 예는 스타이렌, 알파-메틸 스타이렌, 알파-클로로스타이렌 및 비닐 톨루엔을 포함한다. 비닐 방향족 화합물의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 예컨대, 적어도 5 중량%, 예컨대, 적어도 10 중량%, 예컨대, 적어도 15 중량%, 예컨대, 적어도 20 중량%, 예컨대, 적어도 25 중량%를 차지할 수 있다. 비닐 방향족 화합물의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 80 중량% 이하, 예컨대, 65 중량% 이하, 예컨대, 50 중량% 이하, 예컨대, 40 중량% 이하, 예컨대, 30 중량% 이하, 예컨대, 20 중량% 이하, 예컨대, 15 중량% 이하, 예컨대, 10 중량% 이하, 예컨대, 5 중량% 이하, 예컨대, 2.5 중량% 이하를 차지할 수 있다. 비닐 방향족 화합물의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 1 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 2.5 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 30 중량%를 차지할 수 있다. 부가 중합체는, 반응 혼합물에 사용되는 중합성 단량체의 총중량을 기준으로, 예컨대, 1 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 2.5 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 30 중량%의 양으로 비닐 방향족 화합물을 포함하는 반응 혼합물로부터 유도될 수 있다.
부가 중합체는 선택적으로 비닐 에스터 단량체의 잔기를 포함하는 구성 단위를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "비닐 에스터" 단량체는 구조 C=C-O-C(O)-R을 갖는 화합물을 지칭하며, 여기서 R은 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기이다. 비닐 에스터 단량체의 비제한적인 예는 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트 등을 포함한다. 비닐 에스터 단량체의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 예컨대, 적어도 5 중량%, 예컨대, 적어도 10 중량%, 예컨대, 적어도 15 중량%, 예컨대, 적어도 20 중량%, 예컨대, 적어도 25 중량%를 차지할 수 있다. 비닐 에스터 단량체의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 80 중량% 이하, 예컨대, 65 중량% 이하, 예컨대, 50 중량% 이하, 예컨대, 40 중량% 이하, 예컨대, 30 중량% 이하, 예컨대, 20 중량% 이하, 예컨대, 15 중량% 이하, 예컨대, 10 중량% 이하를 차지할 수 있다. 비닐 에스터 단량체의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 1 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 30 중량%를 차지할 수 있다. 부가 중합체는 반응 혼합물에 사용되는 중합성 단량체의 총중량을 기준으로 예컨대, 1 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 10 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 15 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 20 중량% 내지 30 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 80 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 65 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 50 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 40 중량%, 예컨대, 25 중량% 내지 30 중량%의 양으로 비닐 에스터 단량체를 포함하는 반응 혼합물로부터 유도될 수 있다.
부가 중합체는 선택적으로 기타 알파, 베타-에틸렌계 불포화 단량체의 잔기를 포함하는 구성 단위를 포함할 수 있다. 기타 알파, 베타-에틸렌계 불포화 단량체의 비제한적인 예는 유기 나이트릴, 예컨대, 아크릴로나이트릴 및 메타크릴로나이트릴; 알릴 단량체, 예컨대, 알릴 클로라이드 및 알릴 사이아나이드; 단량체성 다이엔, 예컨대, 1,3-부타다이엔 및 2-메틸-1,3-부타다이엔; 및 아세토아세톡시알킬 (메트)아크릴레이트, 예컨대, 아세토아세톡시에틸 메타크릴레이트(AAEM)(자기-가교결합될 수 있음)를 포함한다. 기타 알파, 베타-에틸렌계 불포화 단량체의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 적어도 0.5 중량%, 예컨대, 적어도 1 중량%, 예컨대, 적어도 1.5 중량%를 차지한다. 기타 알파, 베타-에틸렌계 불포화 단량체의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 20 중량% 이하, 예컨대, 15 중량% 이하, 예컨대, 8 중량% 이하, 예컨대, 6 중량% 이하, 예컨대, 5 중량% 이하, 예컨대, 4 중량% 이하, 예컨대, 3 중량% 이하, 예컨대, 2 중량% 이하, 예컨대, 1.5 중량% 이하, 예컨대, 1.0 중량% 이하를 차지할 수 있다. 기타 알파, 베타-에틸렌계 불포화 단량체의 잔기를 포함하는 구성 단위는 부가 중합체의 총중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 1.0 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 2 중량%를 차지할 수 있다. 부가 중합체는 반응 혼합물에 사용되는 중합성 단량체의 총중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 1.0 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 8 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 2 중량%의 양으로 기타 알파, 베타-에틸렌계 불포화 단량체를 포함하는 반응 혼합물로부터 유도로부터 선택된다.
부가 중합체는 작용기를 포함할 수 있다. 작용기는, 예를 들어, 활성 수소 작용기, 헤테로환식 기, 규소-함유 작용기, 및 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있고, 작용기는 위에서 논의된 단량체뿐만 아니라 임의의 다른 작용화된 에틸렌계 불포화 단량체 또는 후반응 화합물의 사용을 통해서 혼입될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "활성 수소 작용기"는 문헌[JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, Vol. 49, page 3181 (1927)]에 기재된 Zerewitinoff 테스트에 의해 결정될 때에 아이소사이아네이트와 반응하고, 예를 들어, 하이드록실기, 1차 또는 2차 아미노기, 카복실기 및 티올기를 포함하는 당해 기를 지칭한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "헤테로환식 기"는 고리 구조 내에 탄소 이외에 적어도 하나의 원자, 예를 들어, 산소, 질소 또는 황을 갖는 환식 모이어티와 같이 고리 내에 적어도 2개의 상이한 원소를 함유하는 환식 기를 지칭한다. 헤테로환식 기의 비제한적인 예는 에폭사이드, 아지리딘, 티오에폭사이드, 락탐 및 락톤을 포함한다. 또한, 에폭사이드 작용기가 부가 중합체 상에 존재할 때, 부가 중합체 상의 에폭사이드 작용기는 선택적으로 산, 예컨대, 베타-하이드록시 작용성 산과 후반응될 수 있다. 베타-하이드록시 작용성 산의 비제한적인 예는 시트르산, 타르타르산 및/또는 방향족 산, 예컨대, 3-하이드록시-2-나프토산을 포함한다. 에폭사이드 작용기의 개환 반응은 부가 중합체 상에 하이드록실 작용기를 수득할 것이다.
단량체 및 상대량은 얻어진 부가 중합체가 100℃ 이하의 Tg를 갖도록 선택될 수 있다. 얻어진 부가 중합체는, 예를 들어, 적어도 -50℃, 예컨대, 적어도 -40℃, 예컨대, -30℃, 예컨대, -20℃, 예컨대, -15℃, 예컨대, -10℃, 예컨대, -5℃, 예컨대, 0℃의 Tg를 가질 수 있다. 얻어진 부가 중합체는, 예를 들어, +70℃ 이하, 예컨대, +60℃ 이하, 예컨대, +50℃ 이하, 예컨대, +40℃ 이하, 예컨대, +25℃ 이하, 예컨대, +15℃ 이하, 예컨대, +10℃ 이하, 예컨대, +5℃ 이하, 예컨대, 0℃ 이하의 Tg를 가질 수 있다. 얻어진 부가 중합체는, 예를 들어, -50 내지 +70℃, 예컨대, -50 내지 +60℃, 예컨대, -50 내지 +50℃, 예컨대, -50 내지 +40℃, 예컨대, -50 내지 +25℃, 예컨대, -50 내지 +20℃, 예컨대, -50 내지 +15℃, 예컨대, -50 내지 +10℃, 예컨대, -50 내지 +5℃, 예컨대, -50 내지 0℃, 예컨대, -40 내지 +50℃, 예컨대, -40 내지 +40℃, 예컨대, -40 내지 +25℃, 예컨대, -40 내지 +20℃, 예컨대, -40 내지 +15℃, 예컨대, -40 내지 +10℃, 예컨대, -40 내지 +5℃, 예컨대, -40 내지 0℃, 예컨대, -30 내지 +50℃, 예컨대, -30 내지 +40℃, 예컨대, -30 내지 +25℃, 예컨대, -30 내지 +20℃, 예컨대, -30 내지 +15℃, 예컨대, -30 내지 +10℃, 예컨대, -30 내지 +5℃, 예컨대, -30 내지 0℃, 예컨대, -20 내지 +50℃, 예컨대, -20 내지 +40℃, 예컨대, -20 내지 +25℃, 예컨대, -20 내지 +20℃, 예컨대, -20 내지 +15℃, 예컨대, -20 내지 +10℃, 예컨대, -20 내지 +5℃, 예컨대, -20 내지 0℃, 예컨대, -15 내지 +50℃, 예컨대, -15 내지 +40℃, 예컨대, -15 내지 +25℃, 예컨대, -15 내지 +20℃, 예컨대, -15 내지 +15℃, 예컨대, -15 내지 +10℃, 예컨대, -15 내지 +5℃, 예컨대, -15 내지 0℃, 예컨대, -10 내지 +50℃, 예컨대, -10 내지 +40℃, 예컨대, -10 내지 +25℃, 예컨대, -10 내지 +20℃, 예컨대, -10 내지 +15℃, 예컨대, -10 내지 +10℃, 예컨대, -10 내지 +5℃, 예컨대, -10 내지 0℃, 예컨대, -5 내지 +50℃, 예컨대, -5 내지 +40℃, 예컨대, -5 내지 +25℃, 예컨대, -5 내지 +20℃, 예컨대, -5 내지 +15℃, 예컨대, -5 내지 +10℃, 예컨대, -5 내지 +5℃, 예컨대, -5 내지 0℃, 예컨대, 0 내지 +50℃, 예컨대, 0 내지 +40℃, 예컨대, 0 내지 +25℃, 예컨대, 0 내지 +20℃, 예컨대, 0 내지 +15℃의 Tg를 가질 수 있다. 저온(예를 들어, 0℃ 이하)에서 허용 가능한 전지 성능을 보증하기 위하여 0℃ 미만인 Tg가 바람직할 수 있다.
부가 중합체는 적어도 1,000 g/mol, 예컨대, 적어도 1,500 g/mol, 예컨대, 적어도 2,500 g/mol, 예컨대, 적어도 5,000 g/mol, 예컨대, 적어도 7,500 g/mol, 예컨대, 적어도 10,000 g/mol의 수평균분자량을 가질 수 있다. 부가 중합체는 100,000 g/mol 이하, 예컨대, 75,000 g/mol 이하, 예컨대, 50,000 g/mol 이하, 예컨대, 25,000 g/mol 이하, 예컨대, 20,000 g/mol 이하, 예컨대, 15,000 g/mol 이하, 예컨대, 10,000 g/mol 이하, 예컨대, 7,500 g/mol 이하의 수평균분자량을 가질 수 있다. 부가 중합체는 1,000 내지 100,000 g/mol, 예컨대, 1,000 내지 75,000 g/mol, 예컨대, 1,000 내지 50,000 g/mol, 예컨대, 1,000 내지 25,000 g/mol, 예컨대, 1,000 내지 20,000 g/mol, 예컨대, 1,000 내지 15,000 g/mol, 예컨대, 1,000 내지 12,500 g/mol, 예컨대, 1,000 내지 10,000 g/mol, 예컨대, 1,000 내지 7,500 g/mol, 예컨대, 1,500 내지 100,000 g/mol, 예컨대, 1,500 내지 75,000 g/mol, 예컨대, 1,500 내지 50,000 g/mol, 예컨대, 1,500 내지 25,000 g/mol, 예컨대, 1,500 내지 20,000 g/mol, 예컨대, 1,500 내지 15,000 g/mol, 예컨대, 1,500 내지 12,500 g/mol, 예컨대, 1,500 내지 10,000 g/mol, 예컨대, 1,500 내지 7,500 g/mol, 예컨대, 2,500 내지 100,000 g/mol, 예컨대, 2,500 내지 75,000 g/mol, 예컨대, 2,500 내지 50,000 g/mol, 예컨대, 2,500 내지 25,000 g/mol, 예컨대, 2,500 내지 20,000 g/mol, 예컨대, 2,500 내지 15,000 g/mol, 예컨대, 2,500 내지 12,500 g/mol, 예컨대, 2,500 내지 10,000 g/mol, 예컨대, 2,500 내지 7,500 g/mol, 5,000 내지 100,000 g/mol, 예컨대, 5,000 내지 75,000 g/mol, 예컨대, 5,000 내지 50,000 g/mol, 예컨대, 5,000 내지 25,000 g/mol, 예컨대, 5,000 내지 20,000 g/mol, 예컨대, 5,000 내지 15,000 g/mol, 예컨대, 5,000 내지 12,500 g/mol, 예컨대, 5,000 내지 10,000 g/mol, 예컨대, 5,000 내지 7,500 g/mol, 7,500 내지 100,000 g/mol, 예컨대, 7,500 내지 75,000 g/mol, 예컨대, 7,500 내지 50,000 g/mol, 예컨대, 7,500 내지 25,000 g/mol, 예컨대, 7,500 내지 20,000 g/mol, 예컨대, 7,500 내지 15,000 g/mol, 예컨대, 7,500 내지 12,500 g/mol, 예컨대, 7,500 내지 10,000 g/mol, 10,000 내지 100,000 g/mol, 예컨대, 10,000 내지 75,000 g/mol, 예컨대, 10,000 내지 50,000 g/mol, 예컨대, 10,000 내지 25,000 g/mol, 예컨대, 10,000 내지 20,000 g/mol, 예컨대, 10,000 내지 15,000 g/mol, 예컨대, 10,000 내지 12,500 g/mol의 수평균분자량을 가질 수 있다.
부가 중합체는 적어도 2,000 g/mol, 예컨대, 적어도 5,000 g/mol, 예컨대, 적어도 10,000 g/mol, 예컨대, 적어도 15,000 g/mol, 예컨대, 적어도 20,000 g/mol의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 부가 중합체는 1,000,000 g/mol 이하, 예컨대, 500,000 g/mol 이하, 예컨대, 200,000 g/mol 이하, 예컨대, 150,000 g/mol 이하, 예컨대, 100,000 g/mol 이하, 예컨대, 50,000 g/mol 이하, 예컨대, 40,000 g/mol 이하, 예컨대, 30,000 g/mol 이하, 예컨대, 20,000 g/mol 이하, 예컨대, 15,000 g/mol 이하의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 부가 중합체는 2,000 내지 1,000,000 g/mol, 예컨대, 2,000 내지 500,000 g/mol, 예컨대, 2,000 내지 200,000 g/mol, 예컨대, 2,000 내지 150,000 g/mol, 예컨대, 2,000 내지 100,000 g/mol, 예컨대, 2,000 내지 50,000 g/mol, 예컨대, 2,000 내지 40,000 g/mol, 예컨대, 2,000 내지 30,000 g/mol, 예컨대, 2,000 내지 25,000 g/mol, 예컨대, 2,000 내지 20,000 g/mol, 예컨대, 2,000 내지 15,000 g/mol, 예컨대, 5,000 내지 1,000,000 g/mol, 예컨대, 5,000 내지 500,000 g/mol, 예컨대, 5,000 내지 200,000 g/mol, 예컨대, 5,000 내지 150,000 g/mol, 예컨대, 5,000 내지 100,000 g/mol, 예컨대, 5,000 내지 50,000 g/mol, 예컨대, 5,000 내지 40,000 g/mol, 예컨대, 5,000 내지 30,000 g/mol, 예컨대, 5,000 내지 25,000 g/mol, 예컨대, 5,000 내지 20,000 g/mol, 예컨대, 5,000 내지 15,000 g/mol, 예컨대, 10,000 내지 1,000,000 g/mol, 예컨대, 10,000 내지 500,000 g/mol, 예컨대, 10,000 내지 200,000 g/mol, 예컨대, 10,000 내지 150,000 g/mol, 예컨대, 10,000 내지 100,000 g/mol, 예컨대, 10,000 내지 50,000 g/mol, 예컨대, 10,000 내지 40,000 g/mol, 예컨대, 10,000 내지 30,000 g/mol, 예컨대, 10,000 내지 25,000 g/mol, 예컨대, 10,000 내지 20,000 g/mol, 예컨대, 10,000 내지 15,000 g/mol, 예컨대, 15,000 내지 1,000,000 g/mol, 예컨대, 15,000 내지 500,000 g/mol, 예컨대, 15,000 내지 200,000 g/mol, 예컨대, 15,000 내지 150,000 g/mol, 예컨대, 15,000 내지 100,000 g/mol, 예컨대, 15,000 내지 50,000 g/mol, 예컨대, 15,000 내지 40,000 g/mol, 예컨대, 15,000 내지 30,000 g/mol, 예컨대, 15,000 내지 25,000 g/mol, 예컨대, 15,000 내지 20,000 g/mol, 예컨대, 20,000 내지 200,000 g/mol, 예컨대, 20,000 내지 150,000 g/mol, 예컨대, 20,000 내지 100,000 g/mol, 예컨대, 20,000 내지 50,000 g/mol, 예컨대, 20,000 내지 40,000 g/mol, 예컨대, 20,000 내지 30,000 g/mol, 예컨대, 20,000 내지 25,000 g/mol의 중량평균분자량을 가질 수 있다.
중합성 단량체가 용매 또는 용매의 혼합물을 포함하는 유기 매질 중에 용해되고 전환이 완료될 때까지 자유 라디칼 개시제의 존재 하에 중합되는 통상적인 자유 라디칼 개시 용액 중합 기술에 의해 제조될 수 있다.
자유 라디칼 개시제의 예는 단량체 또는 유기 매질의 혼합물에 가용성인 것들, 예컨대, 아조비스아이소부티로나이트릴, 아조비스(알파, 감마-메틸발레로나이트릴), 3차-부틸 퍼벤조에이트, 3차-부틸 퍼아세테이트, 벤조일 퍼옥사이드, 다이3차-부틸 퍼옥사이드, 다이3차-아민 퍼옥사이드 및 3차 아밀 퍼옥시 2-에틸헥실 카보네이트이다.
선택적으로, 단량체, 예컨대, 알킬 머캅탄, 예를 들어, 3차-도데실 머캅탄; 케톤, 예컨대, 메틸 에틸 케톤, 클로로하이드로카본, 예컨대, 클로로포름의 혼합물에서 가용성인 연쇄 이동제(chain transfer agent)가 사용될 수 있다. 연쇄 이동제는 다양한 코팅 적용을 위해 필요한 점도를 갖는 생성물을 제공하기 위해 분자량의 제어를 제공한다. 3차-도데실 머캅탄이 단량체의 중합체성 생성물로의 높은 전환율을 초래하기 때문에 바람직하다.
부가 중합체를 제조하기 위하여, 용매가 먼저 가열되어 환류될 수 있고, 환류 중인 용매에 중합성 단량체와 자유 라디칼 개시제의 혼합물이 서서히 개별적으로 첨가될 수 있다. 반응 혼합물은 이어서 유리 단량체 함량을 중합성 단량체의 혼합물의 총중량을 기준으로 예컨대 1.0 퍼센트 미만, 통상 0.5 퍼센트 미만으로 저감시키기 위하여 중합 온도에서 유지된다.
부가 중합체는 결합제 고형물의 총중량을 기준으로 적어도 0.1 중량%, 예컨대, 적어도 1 중량%, 예컨대, 적어도 2 중량%, 예컨대, 적어도 3 중량%, 예컨대, 적어도 4 중량%, 예컨대, 적어도 5 중량%의 양으로 결합제에 존재할 수 있다. 부가 중합체는 결합제 고형물의 총중량을 기준으로 25 중량% 이하, 예컨대, 20 중량% 이하, 예컨대, 15 중량% 이하, 예컨대, 12.5 중량% 이하, 예컨대, 10 중량% 이하, 예컨대, 5 중량% 이하의 양으로 결합제에 존재할 수 있다. 부가 중합체는 결합제 고형물의 총중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 12.5 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 12.5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 12.5 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 3 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 3 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 3 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 3 중량% 내지 12.5 중량%, 예컨대, 3 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 3 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 4 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 4 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 4 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 4 중량% 내지 12.5 중량%, 예컨대, 4 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 4 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 12.5 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 10 중량%의 양으로 결합제에 존재할 수 있다.
부가 중합체는 슬러리 조성물의 총 고형물 중량을 기준으로 적어도 0.1 중량%, 예컨대, 적어도 1 중량%, 예컨대, 적어도 1.3 중량%, 예컨대, 적어도 1.5 중량%, 예컨대, 적어도 1.9 중량%의 양으로 슬러리 조성물에 존재할 수 있다. 부가 중합체는 슬러리 조성물의 총 고형물 중량을 기준으로 10 중량% 이하, 예컨대, 6 중량% 이하, 예컨대, 4.5 중량% 이하, 예컨대, 2.9 중량% 이하, 예컨대, 2.5 중량% 이하, 예컨대, 2 중량% 이하의 양으로 슬러리 조성물에 존재할 수 있다. 부가 중합체는 슬러리 조성물의 총 고형물 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 4.5 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 2.9 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 2.5 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 4.5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 2.9 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 2.5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 1.3 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1.3 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1.3 중량% 내지 4.5 중량%, 예컨대, 1.3 중량% 내지 2.9 중량%, 예컨대, 1.3 중량% 내지 2.5 중량%, 예컨대, 1.3 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 4.5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 2.9 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 2.5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 1.9 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1.9 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1.9 중량% 내지 4.5 중량%, 예컨대, 1.9 중량% 내지 2.9 중량%, 예컨대, 1.9 중량% 내지 2.5 중량%, 예컨대, 1.9 중량% 내지 2 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 6 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 4.5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 2.9 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 2.5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 2 중량%의 양으로 슬러리 조성물에 존재할 수 있다.
슬러리 조성물의 용매계는 트라이알킬 포스페이트 및 공용매를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 이로 이루어질 수 있고, 슬러리 조성물은, 25℃에서 50mm 직경 원뿔 평판을 갖는 Anton Paar MCR 302 레오미터(rheometer)에 의해 측정되는 경우, 10 s-1에서 적어도 5,000 cP, 예컨대, 10 s-1에서 적어도 10,000 cP의 점도를 가질 수 있다. 슬러리 조성물의 용매계는 트라이알킬 포스페이트 및 공용매를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 이로 이루어질 수 있고, 슬러리 조성물은, 25℃에서 50mm 직경 원뿔 평판을 갖는 Anton Paar MCR 302 레오미터에 의해 측정되는 경우, 10 s-1에서 15,000 cP 이하, 예컨대, 10 s-1에서 10,000 cP 이하의 점도를 가질 수 있다. 슬러리 조성물의 용매계는 트라이알킬 포스페이트 및 공용매를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 이로 이루어질 수 있고, 슬러리 조성물은, 25℃에서 50mm 직경 원뿔 평판을 갖는 Anton Paar MCR 302 레오미터에 의해 측정되는 경우, 10 s-1에서 5,000 내지 15,000 cP, 예컨대, 10 s-1에서 10,000 내지 15,000 cP, 예컨대, 10 s-1에서 5,000 내지 10,000 cP의 점도를 가질 수 있다.
슬러리 조성물의 용매계는 트라이알킬 포스페이트 및 공용매를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 이로 이루어질 수 있고, 슬러리 조성물은 1주 이상, 예컨대, 1개월 이상의 실온 안정성을 가질 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "실온 안정성"은 용기에 저장된 슬러리 조성물이 특정 기간 동안 겔화되지 않고 육안 검사 시 투명한 외관을 유지할 것임을 의미한다.
슬러리 조성물의 용매계는 트라이알킬 포스페이트 및공용매를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 이로 이루어질 수 있고, 슬러리 조성물로부터 침착된 필름은, 박리 강도 테스트에 의해 측정되는 경우 적어도 5 N/m, 예컨대, 적어도 8 N/m, 예컨대, 적어도 10 N/m, 예컨대, 적어도 15 N/m, 예컨대, 적어도 20 N/m, 예컨대, 적어도 25 N/m의 박리 강도를 갖는다.
슬러리 조성물의 용매계는 트라이알킬 포스페이트 및 락톤을 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 이로 이루어질 수 있고, 슬러리 조성물은, 25℃에서 50mm 직경 원뿔 평판을 갖는 Anton Paar MCR 302 레오미터에 의해 측정되는 경우, 10 s-1에서 적어도 1,000 cP, 예컨대, 10 s-1에서 적어도 2,000 cP, 예컨대, 10 s-1에서 적어도 4,000 cP, 예컨대, 10 s-1에서 적어도 10,000 cP, 예컨대, 10 s-1에서 적어도 15,000 cP, 예컨대, 10 s-1에서 적어도 20,000 cP의 점도를 가질 수 있다. 슬러리 조성물의 용매계는 트라이알킬 포스페이트 및 락톤을 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 이로 이루어질 수 있고, 슬러리 조성물은, 25℃에서 50mm 직경 원뿔 평판을 갖는 Anton Paar MCR 302 레오미터에 의해 측정되는 경우, 10 s-1에서 30,000 cP 이하, 10 s-1에서 25,000 cP 이하, 예컨대, 10 s-1에서 20,000 cP 이하, 예컨대, 10 s-1에서 15,000 cP 이하, 예컨대, 10 s-1에서 10,000 cP 이하, 예컨대, 10 s-1에서 8,000 cP 이하의 점도를 가질 수 있다. 슬러리 조성물의 용매계는 트라이알킬 포스페이트 및 락톤을 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 이로 이루어질 수 있고, 슬러리 조성물은, 25℃에서 50mm 직경 원뿔 평판을 갖는 Anton Paar MCR 302 레오미터에 의해 측정되는 경우, 10 s-1에서 1,000 내지 30,000 cP, 10 s-1에서 2,000 내지 30,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 4,000 내지 30,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 10,000 내지 30,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 15,000 내지 30,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 20,000 내지 30,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 1,000 내지 25,000 cP, 10 s-1에서 2,000 내지 25,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 4,000 내지 25,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 10,000 내지 25,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 15,000 내지 25,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 20,000 내지 25,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 1,000 내지 20,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 1,000 내지 20,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 4,000 내지 20,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 10,000 내지 20,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 15,000 내지 20,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 1,000 내지 15,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 2,000 내지 15,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 4,000 내지 15,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 10,000 내지 15,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 1,000 내지 10,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 2,000 내지 10,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 4,000 내지 10,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 1,000 내지 8,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 2,000 내지 8,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 4,000 내지 8,000 cP의 점도를 가질 수 있다.
슬러리 조성물의 용매계는 트라이알킬 포스페이트 및 락톤을 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 이로 이루어질 수 있고, 슬러리 조성물은 1주일 이상의 실온 안정성을 가질 수 있다.
슬러리 조성물의 용매계는 트라이알킬 포스페이트 및 락톤을 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 이로 이루어질 수 있고, 슬러리 조성물로부터 침착된 필름은 박리 강도 테스트에 의해 측정되는 경우 적어도 5 N/m, 예컨대, 적어도 8 N/m, 예컨대, 적어도 10 N/m, 예컨대, 적어도 15 N/m의 박리 강도를 갖는다.
슬러리 조성물의 용매계는 트라이알킬 포스페이트 및 설폭사이드 및/또는 설폰 작용기를 포함하는 분자를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 이로 이루어질 수 있고, 슬러리 조성물은, 25℃에서 50mm 직경 원뿔 평판을 갖는 Anton Paar MCR 302 레오미터에 의해 측정되는 경우, 10 s-1에서 적어도 1,000 cP, 예컨대, 10 s-1에서 적어도 2,000 cP, 예컨대, 10 s-1에서 적어도 4,000 cP, 예컨대, 10 s-1에서 적어도 10,000 cP, 예컨대, 10 s-1에서 적어도 15,000 cP, 예컨대, 10 s-1에서 적어도 20,000 cP의 점도를 가질 수 있다. 슬러리 조성물의 용매계는 트라이알킬 포스페이트 및 설폭사이드 및/또는 설폰 작용기를 포함하는 분자를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 이로 이루어질 수 있고, 슬러리 조성물은, 25℃에서 50mm 직경 원뿔 평판을 갖는 Anton Paar MCR 302 레오미터에 의해 측정되는 경우, 10 s-1에서 30,000 cP 이하, 10 s-1에서 25,000 cP 이하, 예를 들어, 10 s-1에서 20,000 cP 이하, 예를 들어, 10 s-1에서 15,000 cP 이하, 예를 들어, 10 s-1에서 10,000 cP 이하, 예를 들어, 10 s-1에서, 8,000 cP 이하의 점도를 가질 수 있다. 슬러리 조성물의 용매계는 트라이알킬 포스페이트 및 설폭사이드 및/또는 설폰 작용기를 포함하는 분자를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 이로 이루어질 수 있고, 슬러리 조성물은, 25℃에서 50mm 직경 원뿔 평판을 갖는 Anton Paar MCR 302 레오미터에 의해 측정되는 경우, 10 s-1에서 1,000 내지 30,000 cP, 10 s-1에서 2,000 내지 30,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 4,000 내지 30,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 10,000 내지 30,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 15,000 내지 30,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 20,000 내지 30,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 1,000 내지 25,000 cP, 10 s-1에서 2,000 내지 25,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 4,000 내지 25,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 10,000 내지 25,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 15,000 내지 25,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 20,000 내지 25,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 1,000 내지 20,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 1,000 내지 20,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 4,000 내지 20,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 10,000 내지 20,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 15,000 내지 20,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 1,000 내지 15,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 2,000 내지 15,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 4,000 내지 15,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 10,000 내지 15,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 1,000 내지 10,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 2,000 내지 10,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 4,000 내지 10,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 1,000 내지 8,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 2,000 내지 8,000 cP, 예를 들어, 10 s-1에서 4,000 내지 8,000 cP의 점도를 가질 수 있다.
슬러리 조성물의 용매계는 트라이알킬 포스페이트 및 설폭사이드 및/또는 설폰 작용기를 포함하는 분자를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 이로 이루어질 수 있고, 슬러리 조성물은 1개월 이상의 실온 안정성을 가질 수 있다.
슬러리 조성물의 용매계는 트라이알킬 포스페이트 및 설폭사이드 및/또는 설폰 작용기를 포함하는 분자를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 이로 이루어질 수 있고, 슬러리 조성물로부터 침착된 필름은, 박리 강도 테스트에 의해 측정되는 경우, 적어도 5 N/m, 예컨대, 적어도 8 N/m, 예컨대, 적어도 10 N/m, 예컨대, 적어도 15 N/m, 예컨대, 적어도 20 N/m, 예컨대, 적어도 25 N/m의 박리 강도를 갖는다.
결합제 조성물 및/또는 슬러리 조성물에는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)이 실질적으로 없거나, 본질적으로 없거나, 완전히 없을 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 결합제 조성물 및/또는 슬러리 조성물에는, NMP가, 적어도 존재하더라도, 결합제 조성물 및/또는 슬러리 조성물의 총중량을 기준으로 5 중량% 미만의 양으로 존재한다면, NMP가 "실질적으로 없다". 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 결합제 조성물 및/또는 슬러리 조성물에는, NMP가, 적어도 존재하더라도, 0.3 중량% 미만의 양으로 존재한다면, NMP가 "본질적으로 없다". 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 결합제 조성물 및/또는 슬러리 조성물에는, NMP가 결합제 조성물 및/또는 슬러리 조성물에 존재하지 않는다면, 즉, 결합제 조성물 및/또는 슬러리 조성물의 총중량을 기준으로 0.000 중량%이면, NMP가 "완전히 없다".
결합제 조성물 및/또는 슬러리 조성물에는 케톤, 예컨대, 메틸 에틸 케톤, 사이클로헥산온, 아이소포론, 아세토페논이 실질적으로 없거나, 본질적으로 없거나, 완전히 없을 수 있다.
결합제 조성물 및/또는 슬러리 조성물에는 에터, 예컨대, 에틸렌 또는 프로필렌 글리콜의 C1 내지 C4 알킬 에터가 실질적으로 없거나, 본질적으로 없거나, 완전히 없을 수 있다.
플루오로중합체 및/또는 슬러리 조성물에는 플루오로에틸렌, 예컨대, 테트라플루오로에틸렌이 실질적으로 없거나, 본질적으로 없거나, 완전히 없을 수 있다.
플루오로중합체 및/또는 슬러리 조성물에는 플루오로계면활성제가 실질적으로 없거나, 본질적으로 없거나, 완전히 없을 수 있다.
결합제 조성물 및/또는 슬러리 조성물에는 실록산이 실질적으로 없거나, 본질적으로 없거나, 완전히 없을 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 결합제 조성물 및/또는 슬러리 조성물은 선택적으로 결합제의 다른 성분과의 반응을 위하여 별도로 첨가된 가교결합제를 더 포함할 수 있다. 가교결합제는 용매계에 가용성 또는 분산성이어야 하고, 존재한다면, 결합제의 다른 성분, 예컨대, 카복실산기 및 하이드록실기와 반응성이어야 한다. 적합한 가교결합제의 비제한적인 예는 아미노플라스트 수지, 블로킹된 폴리아이소사이아네이트 및 폴리에폭사이드를 포함한다.
가교결합제로서 사용하기 위한 아미노플라스트 수지의 예는 멜라민 또는 벤조구아나민과 같은 트라이아진을 포름알데하이드와 반응시킴으로써 형성되는 것들이다. 이들 반응 생성물은 반응성 N-메틸올기를 함유한다. 보통, 이들 반응기는 이들의 반응성을 완화시키기 위해 메탄올, 에탄올, 부탄올(이들의 혼합물을 포함)로 에터화된다. 아미노플라스트 수지의 화학적 제조 및 용도를 위해, 문헌["The Chemistry and Applications of Amino Crosslinking Agents or Aminoplast", Vol. V, Part II, page 21 ff., edited by Dr. Oldring; John Wiley & Sons/Cita Technology Limited, London, 1998]을 참조한다. 이들 수지는 Cytec Industries로부터 입수 가능한 상표 MAPRENAL®, 예컨대, MAPRENAL MF980 및 상표 CYMEL®, 예컨대, CYMEL 303 및 CYMEL 1128하에 상업적으로 입수 가능하다.
블로킹된 폴리아이소사이아네이트 가교결합제는 전형적으로 다이아이소사이아네이트, 예컨대, 톨루엔 다이아이소사이아네이트, 1,6-헥사메틸렌 다이아이소사이아네이트 및 아이소포론 다이아이소사이아네이트, 예컨대, 이들의 아이소사이아나토 이량체 및 삼량체이며, 여기서 아이소사이아네이트기는 엡실론-카프로락톤 및 메틸에틸 케톡심과 같은 물질과 반응한다(블로킹된다). 경화 온도에서, 블로킹제는 결합제의 다른 성분과 연관된 하이드록실 작용기와 반응성인 아이소사이아네이트 작용기를 노출시켜 블로킹 해제한다. 블로킹된 폴리아이소사이아네이트 가교결합제는 Covestro사로부터 DESMODUR BL로서 상업적으로 입수 가능하다.
폴리에폭사이드 가교결합제의 예는 에폭시-함유 부가 중합체, 예컨대, 다른 비닐 단량체와 공중합된 글리시딜 메타크릴레이트로부터 제조된 것들, 다가 페놀의 폴리글리시딜 에터, 예컨대, 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터; 및 지환식 폴리에폭사이드, 예컨대, 3,4-에폭시사이클로헥실메틸-3,4-에폭시사이클로헥산 카복실레이트 및 비스(3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥실-메틸) 아디페이트이다.
부가 중합체의 가교결합을 촉진시키는 것 외에도, 가교결합 단량체 및 별도로 첨가된 가교결합제와 관련된 것을 포함하는 가교결합제는, 부가 중합체의 활성 수소 작용기와 같은 친수성 기와 반응하여 이러한 기가 리튬 이온 전지에서 문제가 될 수도 있었던 수분을 흡수하는 것을 방지한다.
별도로 첨가된 가교결합제는 최대 25 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 15 중량%의 양으로 결합제에 존재할 수 있으며, 중량%는 결합제 고형물의 총중량을 기준으로 한다.
결합제 고형물은 슬러리의 총 고형물 중량을 기준으로 적어도 0.1 중량%, 예컨대, 적어도 0.5 중량%, 예컨대, 적어도 1 중량%, 예컨대, 적어도 1.5 중량%, 예컨대, 적어도 2 중량%의 양으로 슬러리 조성물에 존재할 수 있다. 결합제 고형물은 슬러리의 총 고형물 중량을 기준으로 20 중량% 이하, 예컨대, 15 중량% 이하, 예컨대, 10 중량% 이하, 예컨대, 7.5 중량% 이하, 예컨대, 5 중량% 이하, 예컨대, 4 중량% 이하, 예컨대, 3 중량% 이하의 양으로 슬러리 조성물에 존재할 수 있다. 결합제 고형물은 슬러리의 총 고형물 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 3 중량%의 양으로 슬러리 조성물에 존재할 수 있다.
별도로 첨가된 가교결합제는 결합제 고형물의 총중량을 기준으로 적어도 0.1 중량%, 예컨대, 적어도 0.3 중량%, 예컨대, 적어도 0.5 중량%, 예컨대, 적어도 1.0 중량%, 예컨대, 적어도 1.25 중량%, 예컨대, 적어도 1.5 중량%, 예컨대, 적어도 2.0 중량%, 예컨대, 적어도 2.5 중량%의 양으로 슬러리 조성물에 존재할 수 있다. 별도로 첨가된 가교결합제는 결합제 고형물의 총중량을 기준으로 25 중량% 이하, 예컨대, 20 중량% 이하, 예컨대, 15 중량% 이하, 예컨대, 12.5 중량% 이하, 예컨대, 10 중량% 이하, 예컨대, 7.5 중량% 이하, 예컨대, 5 중량% 이하, 예컨대, 3 중량% 이하, 예컨대, 1.5 중량% 이하의 양으로 슬러리 조성물에 존재할 수 있다. 별도로 첨가된 가교결합제는 0.1 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 12.5 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대, 0.3 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 0.3 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.3 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 0.3 중량% 내지 12.5 중량%, 예컨대, 0.3 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.3 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대, 0.3 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 0.3 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 0.3 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 12.5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대, 1.0 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 1.0 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1.0 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1.0 중량% 내지 12.5 중량%, 예컨대, 1.0 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1.0 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대, 1.0 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1.0 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1.0 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대, 1.25 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 1.25 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1.25 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1.25 중량% 내지 12.5 중량%, 예컨대, 1.25 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1.25 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대, 1.25 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1.25 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1.25 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 12.5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 2.0 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 2.0 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 2.0 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 2.0 중량% 내지 12.5 중량%, 예컨대, 2.0 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 2.0 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대, 2.0 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 2.0 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 2.5 중량% 내지 25 중량%, 예컨대, 2.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 2.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 2.5 중량% 내지 12.5 중량%, 예컨대, 2.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 2.5 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대, 2.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 2.5 중량% 내지 3 중량%의 양으로 슬러리 조성물에 존재할 수 있다.
슬러리 조성물은 선택적으로 전기화학적 활성 물질을 더 포함할 수 있다. 슬러리에 함유된 전기화학적 활성 물질을 구성하는 물질은 특별히 제한되지 않고, 적합한 물질은 관심 전기 저장 디바이스의 유형에 따라서 선택될 수 있다.
전기화학적 활성 물질은 양극용 활성 물질로서 사용하기 위한 물질을 포함할 수 있다. 전기화학적 활성 물질은 리튬을 혼입시킬 수 있는(리튬 삽입(intercalation)/탈리(deintercalation)를 통한 혼입을 포함) 물질, 리튬 전환 가능한 물질 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 리튬을 혼입시킬 수 있는 전기화학적 활성 물질의 비제한적인 예는 LiCoO2, LiNiO2, LiFePO4, LiCoPO4, LiMnO2, LiMn2O4, Li(NiMnCo)O2, Li(NiCoAl)O2, 탄소-코팅된 LiFePO4 및 이들의 조합물을 포함한다. 리튬 전환 가능한 물질의 비제한적인 예는 황, LiO2, FeF2 및 FeF3, Si, 알루미늄, 주석, SnCo, Fe3O4, 및 이들의 조합물을 포함한다.
전기화학적 활성 물질은 음극용 활성 물질로서 사용하기 위한 물질을 포함할 수 있다. 전기화학적 활성 물질은 흑연, 리튬 티타네이트, 규소 화합물, 주석, 주석 화합물, 황, 황 화합물, 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다.
전기화학적 활성 물질은 슬러리의 총 고형물 중량을 기준으로 45 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 55 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 65 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 75 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 85 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 91 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 94 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 95 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 96 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 97 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 98 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 55 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 65 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 75 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 85 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 91 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 94 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 95 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 96 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 97 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 55 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 65 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 75 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 85 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 91 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 94 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 95 중량% 내지 96 중량%의 양으로 슬러리에 존재할 수 있다.
본 발명의 슬러리 조성물은 선택적으로 전기 전도성 제제를 더 포함할 수 있다. 전기 전도성 제제의 비제한적인 예는 탄소질 물질, 예컨대, 활성탄, 카본 블랙, 예컨대, 아세틸렌 블랙 및 퍼니스 블랙, 흑연, 그래핀, 탄소 나노튜브, 탄소 섬유, 풀러렌, 및 이들의 조합물을 포함한다.
전기 전도성 제제는 적어도 10 m2/g, 예컨대, 적어도 20 m2/g, 예컨대, 적어도 50 m2/g, 예컨대, 적어도 100 m2/g, 예컨대, 적어도 200 m2/g, 예컨대, 적어도 250 m2/g, 예컨대, 적어도 300 m2/g, 예컨대, 적어도 400 m2/g, 예컨대, 적어도 500 m2/g, 예컨대, 적어도 550 m2/g, 예컨대, 적어도 600 m2/g, 예컨대, 적어도 800 m2/g, 예컨대, 적어도 1,000 m2/g. 전기 전도성 제제는 2,000 m2/g 이하, 예컨대, 1,750 m2/g 이하, 예컨대, 1,600 m2/g 이하, 예컨대, 1,500 m2/g 이하, 예컨대, 1,400 m2/g 이하, 예컨대, 1,300 m2/g 이하, 예컨대, 1,200 m2/g 이하, 예컨대, 1,100 m2/g 이하, 예컨대, 1,000 m2/g 이하, 예컨대, 900 m2/g 이하, 예컨대, 800 m2/g 이하, 예컨대, 700 m2/g 이하, 예컨대, 600 m2/g 이하, 예컨대, 500 m2/g 이하, 예컨대, 400 m2/g 이하, 예컨대, 300 m2/g 이하, 예컨대, 200 m2/g 이하, 예컨대, 100 m2/g 이하, 예컨대, 50 m2/g 이하의 BET 표면적을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 전기 전도성 제제는 10 내지 2,000 m2/g, 예컨대, 10 내지 1,750 m2/g, 예컨대, 10 내지 1,600 m2/g, 예컨대, 10 내지 1,500 m2/g, 예컨대, 10 내지 1,400 m2/g, 예컨대, 10 내지 1,300 m2/g, 예컨대, 10 내지 1,200 m2/g, 예컨대, 10 내지 1,100 m2/g, 예컨대, 10 내지 1,000 m2/g, 예컨대, 10 내지 900 m2/g, 예컨대, 10 내지 800 m2/g, 예컨대, 10 내지 700 m2/g, 예컨대, 10 내지 600 m2/g, 예컨대, 10 내지 500 m2/g, 예컨대, 10 내지 400 m2/g, 예컨대, 10 내지 300 m2/g, 예컨대, 10 내지 200 m2/g, 예컨대, 10 내지 100 m2/g, 예컨대, 10 내지 50 m2/g, 예컨대, 20 내지 2,000 m2/g, 예컨대, 20 내지 1,750 m2/g, 예컨대, 20 내지 1,600 m2/g, 예컨대, 20 내지 1,500 m2/g, 예컨대, 20 내지 1,400 m2/g, 예컨대, 20 내지 1,300 m2/g, 예컨대, 20 내지 1,200 m2/g, 예컨대, 20 내지 1,100 m2/g, 예컨대, 20 내지 1,000 m2/g, 예컨대, 20 내지 900 m2/g, 예컨대, 20 내지 800 m2/g, 예컨대, 20 내지 700 m2/g, 예컨대, 20 내지 600 m2/g, 예컨대, 20 내지 500 m2/g, 예컨대, 20 내지 400 m2/g, 예컨대, 20 내지 300 m2/g, 예컨대, 20 내지 200 m2/g, 예컨대, 20 내지 100 m2/g, 예컨대, 20 내지 50 m2/g, 예컨대, 50 내지 2,000 m2/g, 예컨대, 50 내지 1,750 m2/g, 예컨대, 50 내지 1,600 m2/g, 예컨대, 50 내지 1,500 m2/g, 예컨대, 50 내지 1,400 m2/g, 예컨대, 50 내지 1,300 m2/g, 예컨대, 50 내지 1,200 m2/g, 예컨대, 50 내지 1,100 m2/g, 예컨대, 50 내지 1,000 m2/g, 예컨대, 50 내지 900 m2/g, 예컨대, 50 내지 800 m2/g, 예컨대, 50 내지 700 m2/g, 예컨대, 50 내지 600 m2/g, 예컨대, 50 내지 500 m2/g, 예컨대, 50 내지 400 m2/g, 예컨대, 50 내지 300 m2/g, 예컨대, 50 내지 200 m2/g, 예컨대, 50 내지 100 m2/g, 예컨대, 100 내지 2,000 m2/g, 예컨대, 100 내지 1,750m2/g, 예컨대, 100 내지 1,600 m2/g, 예컨대, 100 내지 1,500 m2/g, 예컨대, 100 내지 1,400 m2/g, 예컨대, 100 내지 1,300 m2/g, 예컨대, 100 내지 1,200 m2/g, 예컨대, 100 내지 1,100 m2/g, 예컨대, 100 내지 1,000 m2/g, 예컨대, 100 내지 900 m2/g, 예컨대, 100 내지 800 m2/g, 예컨대, 100 내지 700 m2/g, 예컨대, 100 내지 600 m2/g, 예컨대, 100 내지 500 m2/g, 예컨대, 100 내지 400 m2/g, 예컨대, 100 내지 300 m2/g, 예컨대, 100 내지 200 m2/g, 예컨대, 200 내지 2,000 m2/g, 예컨대, 200 내지 1,720 m2/g, 예컨대, 200 내지 1,600 m2/g, 예컨대, 200 내지 1,500 m2/g, 예컨대, 200 내지 1,400 m2/g, 예컨대, 200 내지 1,300 m2/g, 예컨대, 200 내지 1,200 m2/g, 예컨대, 200 내지 1,100 m2/g, 예컨대, 200 내지 1,000 m2/g, 예컨대, 200 내지 900 m2/g, 예컨대, 200 내지 800 m2/g, 예컨대, 200 내지 700 m2/g, 예컨대, 200 내지 600 m2/g, 예컨대, 200 내지 500 m2/g, 예컨대, 200 내지 400 m2/g, 예컨대, 200 내지 300 m2/g, 예컨대, 300 내지 2,000 m2/g, 예컨대, 300 내지 1,730 m2/g, 예컨대, 300 내지 1,600 m2/g, 예컨대, 300 내지 1,500 m2/g, 예컨대, 300 내지 1,400 m2/g, 예컨대, 300 내지 1,300 m2/g, 예컨대, 300 내지 1,200 m2/g, 예컨대, 300 내지 1,100 m2/g, 예컨대, 300 내지 1,000 m2/g, 예컨대, 300 내지 900 m2/g, 예컨대, 300 내지 800 m2/g, 예컨대, 300 내지 700 m2/g, 예컨대, 300 내지 600 m2/g, 예컨대, 300 내지 500 m2/g, 예컨대, 300 내지 400 m2/g, 예컨대, 400 내지 2,000 m2/g, 예컨대, 400 내지 1,740 m2/g, 예컨대, 400 내지 1,600 m2/g, 예컨대, 400 내지 1,500 m2/g, 예컨대, 400 내지 1,400 m2/g, 예컨대, 400 내지 1,300 m2/g, 예컨대, 400 내지 1,200 m2/g, 예컨대, 400 내지 1,100 m2/g, 예컨대, 400 내지 1,000 m2/g, 예컨대, 400 내지 900 m2/g, 예컨대, 400 내지 800 m2/g, 예컨대, 400 내지 700 m2/g, 예컨대, 400 내지 600 m2/g, 예컨대, 400 내지 500 m2/g, 예컨대, 500 내지 2,000 m2/g, 예컨대, 500 내지 1,750 m2/g, 예컨대, 500 내지 1,600 m2/g, 예컨대, 500 내지 1,500 m2/g, 예컨대, 500 내지 1,400 m2/g, 예컨대, 500 내지 1,300 m2/g, 예컨대, 500 내지 1,200 m2/g, 예컨대, 500 내지 1,100 m2/g, 예컨대, 500 내지 1,000 m2/g, 예컨대, 500 내지 900 m2/g, 예컨대, 500 내지 800 m2/g, 예컨대, 500 내지 700 m2/g, 예컨대, 500 내지 600 m2/g, 예컨대, 600 내지 2,000 m2/g, 예컨대, 600 내지 1,750 m2/g, 예컨대, 600 내지 1,600 m2/g, 예컨대, 600 내지 1,500 m2/g, 예컨대, 600 내지 1,400 m2/g, 예컨대, 600 내지 1,300 m2/g, 예컨대, 600 내지 1,200 m2/g, 예컨대, 600 내지 1,100 m2/g, 예컨대, 600 내지 1,000 m2/g, 예컨대, 600 내지 900 m2/g, 예컨대, 600 내지 800 m2/g, 예컨대, 600 내지 700 m2/g, 예컨대, 700 내지 2,000 m2/g, 예컨대, 700 내지 1,750 m2/g, 예컨대, 700 내지 1,600 m2/g, 예컨대, 700 내지 1,500 m2/g, 예컨대, 700 내지 1,400 m2/g, 예컨대, 700 내지 1,300 m2/g, 예컨대, 700 내지 1,200 m2/g, 예컨대, 700 내지 1,100 m2/g, 예컨대, 700 내지 1,000 m2/g, 예컨대, 700 내지 900 m2/g, 예컨대, 700 내지 800 m2/g, 예컨대, 800 내지 2,000 m2/g, 예컨대, 800 내지 1,750 m2/g, 예컨대, 800 내지 1,600 m2/g, 예컨대, 800 내지 1,500 m2/g, 예컨대, 800 내지 1,400 m2/g, 예컨대, 800 내지 1,300 m2/g, 예컨대, 800 내지 1,200 m2/g, 예컨대, 800 내지 1,100 m2/g, 예컨대, 800 내지 1,000 m2/g, 예컨대, 800 내지 900 m2/g, 예컨대, 900 내지 2,000 m2/g, 예컨대, 900 내지 1,750 m2/g, 예컨대, 900 내지 1,600 m2/g, 예컨대, 900 내지 1,500 m2/g, 예컨대, 900 내지 1,400 m2/g, 예컨대, 900 내지 1,300 m2/g, 예컨대, 900 내지 1,200 m2/g, 예컨대, 900 내지 1,100 m2/g, 예컨대, 900 내지 1,000 m2/g, 예컨대, 1,000 내지 2,000 m2/g, 예컨대, 1,000 내지 1,750 m2/g, 예컨대, 1,000 내지 1,600 m2/g, 예컨대, 1,000 내지 1,500 m2/g, 예컨대, 1,000 내지 1,400 m2/g, 예컨대, 1,000 내지 1,300 m2/g, 예컨대, 1,000 내지 1,200 m2/g, 예컨대, 1,000 내지 1,100 m2/g의 BET 표면적을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "BET 표면적"은 정기간행물["The Journal of the American Chemical Society", 60, 309 (1938)]에 기재된 Brunauer-Emmett-Teller 방법에 기초한 ASTMD 3663-78 표준에 따라서 질소 흡착에 의해 결정된 비표면적을 지칭한다.
전기 전도성 제제는 슬러리의 총 고형물 중량을 기준으로 적어도 0.1 중량%, 예컨대, 적어도 0.5 중량%, 예컨대, 적어도 1 중량%, 예컨대, 적어도 1.5 중량%, 예컨대, 적어도 2 중량%의 양으로 슬러리에 존재할 수 있다. 전기 전도성 제제는 슬러리의 총 고형물 중량을 기준으로 20 중량% 이하, 예컨대, 15 중량% 이하, 예컨대, 10 중량% 이하, 예컨대, 7.5 중량% 이하, 예컨대, 5 중량% 이하, 예컨대, 4 중량% 이하, 예컨대, 3 중량% 이하, 예컨대, 2.5 중량% 이하의 양으로 슬러리에 존재할 수 있다. 전기 전도성 제제는 슬러리의 총 고형물 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 2.5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 0.5 중량% 내지 2.5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1 중량% 내지 2.5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 1.5 중량% 내지 2.5 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 15 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 10 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 5 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 3 중량%, 예컨대, 2 중량% 내지 2.5 중량%의 양으로 슬러리에 존재할 수 있다.
슬러리 조성물은, 각각 위에서 기재된 바와 같은, 결합제, 전기화학적 활성 물질 및 전기 전도성 물질을 포함하는 전극 슬러리 조성물의 형태일 수 있다. 전극 슬러리는 위에서 기재된 양으로 슬러리 조성물에 존재하는 이러한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 슬러리 조성물은 45 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 55 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 65 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 75 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 85 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 91 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 94 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 95 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 96 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 97 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 98 중량% 내지 99 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 55 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 65 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 75 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 85 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 91 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 94 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 95 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 96 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 97 중량% 내지 98 중량%, 예컨대, 45 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 55 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 65 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 70 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 75 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 80 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 85 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 90 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 91 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 94 중량% 내지 96 중량%, 예컨대, 95 중량% 내지 96 중량%의 양으로 존재하는 전기화학적 활성 물질을 포함할 수 있으며, 중량 퍼센트는 전극 슬러리 조성물의 총 고형물 중량을 기준으로 한다.
용매계, 전기화학적 활성 물질, 전기 전도성 물질, 결합제(별도로 첨가된 가교결합제를 포함할 수 있음), 및 선택적 성분을 포함하는 전극 슬러리 조성물은 이들 성분을 배합하여 슬러리를 형성함으로써 제조될 수 있다. 이들 물질은 교반기, 비드 밀 또는 고압 균질화기와 같은 공지의 수단에 의한 교반에 의해 함께 혼합될 수 있다.
전극 슬러리 조성물의 제조용의 혼합 및 교반에 대해서, 만족스러운 분산 조건이 충족되는 정도로 이들 성분을 교반할 수 있는 믹서가 선택되어야 한다. 분산도는 입자 게이지에 의해 측정될 수 있고, 100 미크론 이상의 응집물이 존재하지 않는다는 것을 보장하기 위해 혼합 및 분산이 바람직하게는 수행된다. 이 조건을 충족시키는 믹서의 예는 볼밀, 샌드밀, 피그먼트 디스퍼저(pigment disperser), 연마기, 압출기, 로터 스테이터(rotor stator), 퍼그밀(pug mill), 초음파 분산기, 균질화기, 플랜터리 믹서, 호바트 믹서(Hobart mixer) 및 이들의 조합을 포함한다.
슬러리 조성물은 적어도 10 중량%, 예컨대, 적어도 30 중량%, 예컨대, 적어도 40 중량%, 예컨대, 적어도 50 중량%, 예컨대, 적어도 55%, 예컨대, 적어도 60%, 예컨대, 적어도 65%, 예컨대, 적어도 71%, 예컨대, 적어도 75%의 고형물 함량을 가질 수 있고, 90 중량% 이하, 예컨대, 85 중량% 이하, 예컨대, 75 중량% 이하일 수 있으며, 중량%는 슬러리 조성물의 총중량을 기준으로 한다. 슬러리 조성물은 슬러리 조성물의 총중량을 기준으로 30 중량% 내지 90 중량%, 예컨대, 40 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 50 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 55 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 60 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 65 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 71 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 75 중량% 내지 85 중량%의 고형물 함량을 가질 수 있다.
본 발명은 또한 집전체 및 집전체 상의 필름을 포함하는 전극에 관한 것으로, 여기서 필름은 전기화학적 활성 물질 및 플루오로중합체 및 선택적으로 전기 전도성 제제를 포함한다. 필름은, 선택적으로, 위에서 기재된 바와 같은, 별도로 첨가된 가교결합제 및/또는 부가 중합체를 더 포함할 수 있다. 필름은 위에서 기재된 전극 슬러리 조성물로부터 침착될 수 있고, 필름은 선택적으로 본 명세서에 기재된 임의의 용매계를 포함하는 잔류 용매를 더 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "잔류 용매"는 슬러리 조성물이 집전체에 도포되고 건조 및/또는 경화된 후 필름에 남아 있는 용매를 지칭한다. 필름은 적어도 1 ppm, 예컨대, 적어도 20 ppm, 예컨대, 적어도 50 ppm의 양으로 잔류 용매를 포함할 수 있다. 필름은 2,000 ppm 미만, 또는 1,000 ppm 미만, 또는 200 ppm 미만, 또는 50 ppm 미만의 양으로 잔류 용매를 포함할 수 있다. 필름은 1 내지 2,000 ppm, 예컨대, 1 내지 1,000 ppm, 예컨대, 1 내지 200 ppm, 예컨대, 1 내지 50 ppm, 예컨대, 20 내지 2,000 ppm, 예컨대, 20 내지 1,000 ppm, 예컨대, 20 내지 200 ppm, 예컨대, 20 내지 50 ppm, 예컨대, 50 내지 2,000 ppm, 예컨대, 50 내지 1,000 ppm, 예컨대, 50 내지 200 ppm의 양으로 잔류 용매를 포함할 수 있다.
전극은 양극 또는 음극일 수 있고, 위에서 기재된 슬러리 조성물을 집전체의 표면에 도포하여 코팅 필름을 형성하고, 이어서 코팅 필름을 건조 및/또는 경화시킴으로써 제조될 수 있다. 코팅 필름은 적어도 1 미크론, 예컨대, 1 내지 500 미크론(μm), 예컨대, 1 내지 150μm, 예컨대, 25 내지 150μm, 예컨대, 30 내지 125μm의 두께를 가질 수 있다. 코팅 필름은 가교결합된 코팅을 포함할 수 있고, 필름은 가교결합제의 잔기를 더 포함할 수 있다. 집전체는 전도성 물질을 포함할 수 있고, 전도성 물질은 금속, 예컨대, 철, 구리, 알루미늄, 니켈, 및 이들의 합금뿐만 아니라, 스테인리스강을 포함할 수 있다. 예를 들어, 집전체는 메시, 시트(sheet) 또는 포일의 형태의 알루미늄 또는 구리를 포함할 수 있다. 집전체의 형상 및 두께는 특별히 제한되지 않지만, 집전체는, 약 0.001 내지 0.5mm의 두께를 갖는 메시, 시트 또는 호일과 같이, 약 0.001 내지 0.5mm의 두께를 가질 수 있다.
또한, 집전체는 슬러리 조성물을 침착시키기 전에 전처리 조성물로 전처리될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "전처리 조성물"은, 집전체와 접촉 시, 집전체 표면과 반응하고 이를 화학적으로 변경시키며, 이에 결합하여 보호층을 형성하는 조성물을 지칭한다. 전처리 조성물은 IIIB 및/또는 IVB족 금속을 포함하는 전처리 조성물일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "IIIB 및/또는 IVB족 금속"은, 예를 들어, 문헌[Handbook of Chemistry and Physics, 63rd edition (1983)]에 나타난 바와 같은 CAS 원소 주기율표의 IIIB족 또는 IVB족인 원소를 지칭한다. 적용 가능하다면, 금속 그 자체가 사용될 수 있지만, 그러나, IIIB족 및/또는 IVB족 금속 화합물이 또한 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "IIIB족 및/또는 IVB족 금속 화합물"은 CAS 원소 주기율표의 IIIB족 또는 IVB족인 적어도 하나의 원소를 포함하는 화합물을 지칭한다. 집전체를 전처리하기 위한 적합한 전처리 조성물 및 방법은 미국 특허 제9,273,399호의 4열, 60번째줄 내지 10열, 26번째줄에 기재되어 있으며, 이 인용 부분은 본 명세서에 참조에 의해 원용된다. 전처리 조성물은 양극 또는 음극을 제조하는 데 사용되는 집전체를 처리하기 위해 사용될 수 있다.
집전체에 슬러리 조성물을 도포하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 슬러리 조성물은 닥터 블레이드 코팅, 딥 코팅, 리버스 롤 코팅, 직접 롤 코팅, 그라비어 코팅(gravure coating), 압출코팅, 침지 또는 브러싱에 의해 도포될 수 있다. 슬러리 조성물의 도포량은 특별히 제한되지는 않지만, 용매계가 제거된 후에 형성된 코팅의 두께는 25 내지 150 미크론(μm), 예컨대, 30 내지 125μm일 수 있다.
도포 후에 코팅 필름을 건조 및/또는 가교결합시키는 것은, 적용 가능하다면, 예를 들어, 상승된 온도, 예컨대, 적어도 50℃, 예컨대, 적어도 60℃, 예컨대, 50 내지 145℃, 예컨대, 60 내지 120℃, 예컨대, 65 내지 110℃에서 가열함으로써 행해질 수 있다. 가열 시간은 다소 온도에 의존할 것이다. 일반적으로, 보다 고온은 경화 동안에 더 적은 시간을 필요로 한다. 전형적으로, 경화 시간은 적어도 5분, 예컨대, 5 내지 60분 동안이다. 경화된 필름에 부가 중합체가 가교결합되도록(적용 가능하다면), 즉, 부가 중합체의 중합체 사슬상의 공동 반응성 기, 예컨대, 카복실산기 및 하이드록실기 및 아미노플라스트의 N-메틸올 및/또는 N-메틸올 에터기, 블로킹된 폴리아이소사이아네이트 가교제의 아이소사이아나토기, 또는 자기-경화성 부가 중합체의 경우에, N-알콕시메틸 아마이드기 사이에 공유 결합이 형성되도록, 온도 및 시간이 충분해야 한다. 경화 또는 가교 정도는 메틸 에틸 케톤(MEK)과 같은 용매에 대한 저항으로서 측정될 수 있다. 테스트는 ASTM D-540293에 기재된 바와 같이 수행된다. 이중 문지름, 즉, 한 번의 왕복 이동의 횟수가 보고된다. 이 테스트는 종종 "MEK 저항"으로 지칭된다. 따라서, 부가 중합체 및 가교결합제(자기-가교결합 부가 중합체 및 별도로 첨가된 가교결합제가 있는 부가 중합체 포함)는 결합제 조성물로부터 단리되고, 필름으로서 침착되고, 결합제 필름이 가열되는 온도 및 시간 동안 가열된다. 이어서, 필름은 이중 문지름 횟수가 보고된 MEK 저항에 대해 측정된다. 따라서, 가교결합된 부가 중합체는 적어도 50회의 이중 문지름, 예컨대, 적어도 75회의 이중 문지름의 MEK 저항을 가질 것이다. 또한, 가교결합된 부가 중합체는 아래에 언급되는 전해질의 용매에 대해 실질적으로 용매 저항성일 수 있다. 코팅 필름을 건조시키는 다른 방법은 주위 온도 건조(예를 들어, 25℃), 마이크로파 건조 및 적외선 건조를 포함하고, 코팅 필름을 경화시키는 다른 방법은 e-빔 경화 및 UV 경화를 포함한다.
리튬 이온 전기 저장 디바이스의 방전 동안, 리튬 이온은 음극으로부터 방출되어 전류를 양극에 전달할 수 있다. 이 과정은 디인터칼레이션으로서 공지된 과정을 포함할 수 있다. 충전 동안, 리튬 이온은 양극의 전기화학적 활성 물질로부터 이들이 음극에 존재하는 전기화학적 활성 물질에 함입되는 음극으로 이동한다. 이 과정은 디인터칼레이션으로서 공지된 과정을 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 전기 저장 디바이스에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전기 저장 디바이스는 본 발명의 전극 슬러리 조성물로부터 제조된 상기 전극을 사용함으로써 제조될 수 있다. 전기 저장 디바이스는 전극, 상대 전극 및 전해질을 포함한다. 전극, 상대 전극 또는 둘 다는, 하나의 전극이 양극이고 하나의 전극이 음극이라면, 본 발명의 전극을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 전기 저장 디바이스는 셀, 전지, 전지 팩, 2차 전지, 커패시터 또는 수퍼커패시터를 포함한다.
전기 저장 디바이스는 전해질 용액을 포함하고, 통상적으로 사용되는 방법에 따라서 세퍼레이터와 같은 부품을 이용함으로써 제작될 수 있다. 더욱 구체적인 제조 방법으로서, 음극과 양극은, 이들 사이에 세퍼레이터와 함께 조립되고, 얻어지는 조립체는 전지의 형상에 따라서 말리거나 구부러져서, 전지 용기 속에 들어가며, 전해질 용액은 전지 용기에 주입되고, 전지 용기는 밀봉된다. 전지의 형상은 코인(coin), 버튼 또는 시트, 원통형, 정사각형 또는 평탄형일 수 있다.
전해질 용액은 액체 또는 겔일 수 있고, 전지로서 효과적으로 역할할 수 있는 전해질 용액은 음극 활성 물질 및 양극 활성 물질의 유형에 따라서 전기 저장 디바이스에서 사용되는 공지된 전해질 용액 중에서 선택될 수 있다. 전해질 용액은 적합한 용매에 용해된 전해질을 함유하는 용액일 수 있다. 전해질은 리튬 이온 2차 전지의 통상적으로 알려진 리튬염일 수 있다. 리튬염의 예는 LiClO4, LiBF4, LiPF6, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiB10Cl10, LiAlCl4, LiCl, LiBr, LiB(C2H5)4, LiB(C6H5)4, LiCF3SO3, LiCH3SO3, LiC4F9SO3, Li(CF3SO2)2N, LiB4CH3SO3Li 및 CF3SO3Li를 포함한다. 상기 전해질을 용해시키기 위한 용매는 특별히 제한되지 않으며, 이의 예는 카보네이트 화합물, 예컨대, 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 다이메틸 카보네이트, 메틸 에틸 카보네이트 및 다이에틸 카보네이트; 락톤 화합물, 예컨대, γ-부틸 락톤; 에터 화합물, 예컨대, 트라이메톡시메탄, 1,2-다이메톡시에탄, 다이에틸 에터, 2-에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란 및 2-메틸테트라하이드로퓨란; 및 설폭사이드 화합물, 예컨대, 다이메틸 설폭사이드를 포함한다. 전해질 용액 중 전해질의 농도는 0.5 내지 3.0 몰/L, 예컨대, 0.7 내지 2.0 몰/L일 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명의 결합체를 사용하여 플루오로중합체를 포함하는 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다. 필름은 인조 가죽, 중합체 스웨드, 중합체 섬유, 코팅, 막, 치과 용도, 압전 필름, 전자 회로 또는 전기 케이블의 보호용을 포함할 수 있다. 필름은 임의의 적합한 방법, 예를 들어, 용매계를 제거하여 플루오로중합체를 포함하는 연속 필름의 형성을 초래할 것인 임의의 방법을 사용하여 본 발명의 결합제 조성물로부터 제조될 수 있다. 예를 들어, 방법은 가열 유무에 따라 용매계를 증발시키는 것, 수조에 담그는 것, 또는 임의의 다른 적합한 응고 또는 상 반전 기술을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "중합체"는 광범위하게 올리고머 및 동종중합체와 공중합체 둘 다를 지칭한다. 용어 "수지"는 "중합체"와 호환 가능하게 사용된다.
용어 "아크릴산"과 "아크릴레이트"는 (의도된 의미를 변경시키기 위해서가 아니라면) 호환 가능하게 사용되고, 달리 명확하게 표시되지 않는 한, 아크릴산 및 이의 무수물 및 유도체, 예컨대, 이들의 C1-C5 알킬 에스터, 저급 알킬-치환된 아크릴산, 예를 들어, C1-C2 치환된 아크릴산, 예컨대, 메타크릴산, 2-에틸아크릴산 등 및 이들의 C1-C4 알킬 에스터를 포함한다. 용어 "(메트)아크릴" 또는 "(메트)아크릴레이트"는 표시된 물질, 예컨대, (메트)아크릴레이트 단량체의 아크릴/아크릴레이트 및 메타크릴/메타크릴레이트 형태 둘 다를 망라하도록 의도된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이 분자량은 폴리스타이렌 표준품을 사용하여 겔 침투 크로마토그래피에 의해 결정된다. 달리 표시되지 않는 한, 분자량은 중량평균기준이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "중량평균분자량" 또는 "(Mw)"는 ASTM D6579-11("Standard Practice for Molecular Weight Averages and Molecular Weight Distribution of Hydrocarbon, Rosin and Terpene Resins by Size Exclusion Chromatography". UV 검출기; 254nm, 용매: 불안정 THF, 체류 시간 마커: 톨루엔, 샘플 농도: 2mg/ml)에 따라서 폴리스타이렌 표준품을 사용하여 겔 침투 크로마토그래피에 의해 결정된 바와 같은 중량평균분자량(Mw)을 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "수평균분자량" 또는 "(Mn)"은 ASTM D6579-11("Standard Practice for Molecular Weight Averages and Molecular Weight Distribution of Hydrocarbon, Rosin and Terpene Resins by Size Exclusion Chromatography". UV 검출기; 254nm, 용매: 불안정 THF, 체류 시간 마커: 톨루엔, 샘플 농도: 2mg/ml)에 따라서 폴리스타이렌 표준품을 사용하여 겔 침투 크로마토그래피에 의해 결정된 바와 같은 수평균분자량(Mn)을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "유리전이온도"는 문헌[T. G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. (Ser. II) 1, 123 (1956) 및 J. Brandrup, E. H. Immergut, Polymer Handbook 3rd edition, John Wiley, New York, 1989]에 따라서 단량체 주입물의 단량체 조성물의 기준에 대한 Fox의 방법에 의해 계산된 바와 같은 유리전이온도인 이론값이다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 달리 정의되지 않는 한, 용어 실질적으로 없는은, 성분이, 만약 존재하더라도, 슬러리 조성물의 총중량을 기준으로 5 중량% 미만의 양으로 존재하는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 달리 정의되지 않는 한, 용어 본질적으로 없는은, 성분이, 만약 존재하더라도, 슬러리 조성물의 총중량을 기준으로 1 중량% 미만의 양으로 존재하는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 달리 정의되지 않는 한, 용어 완전히 없는은, 성분이 슬러리 조성물에 존재하지 않는 것, 즉, 슬러리 조성물의 총 중량을 기준으로 0.00 중량%임을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "총 고형물"은 본 발명의 슬러리 조성물의 비휘발성 성분을 지칭하고 구체적으로 용매계를 배제한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "결합제 고형물"은 슬러리 조성물의 결합제를 형성하고/하거나 전극 필름에서 성분들을 함께 결합시키는 필름-형성 성분을 지칭한다. 결합제 고형물은 플루오로중합체 및 존재한다면, 부가 중합체 및/또는 별도로 첨가된 가교결합제를 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 중합체의 조성물과 관련될 때 용어 "의 잔기"는 중합 동안 단량체의 혼입(즉, 반응)으로부터 기인되는 중합체 내의 단분자 단위를 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "로 본질적으로 이루어진"은 열거된 물질 또는 단계 및 특허청구된 발명의 기본적 및 신규한 특징에 실질적으로 영향을 미치지 않는 것을 포함한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "로 이루어진"은 열거되지 않은 임의의 요소, 단계 또는 성분을 제외한다.
상세한 설명의 목적을 위해, 명백하게 대조적으로 구체화된 경우를 제외하고, 본 발명은 다양한 대안의 변형 및 단계 순서를 추정할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 임의의 조작 실시예 이외에, 또는 다르게 표시되는 경우에, 모든 숫자, 예컨대, 값, 양, 백분율, 범위, 하위범위 및 분율을 표현하는 것은 해당 용어가 분명하게 나타나지 않는다고 해도, "약"이라는 단어가 선행하는 것과 같이 해석될 수 있다. 따라서, 달리 대조적으로 표시되지 않는 한, 다음의 명세서 및 첨부하는 청구범위에 제시된 수치적 파라미터는 본 발명에 의해 얻게 될 목적하는 특성에 따라 달라질 수 있는 근삿값이다. 최소한으로, 그리고 청구범위의 범주에 대한 균등론의 적용을 제한하기 위한 시도로서가 아니고, 각각의 수치적 파라미터는 적어도 보고되는 유효숫자에 비추어 그리고 보통의 반올림 기법을 적용하는 것에 의해 해석되어야 한다. 제한이 있는 또는 제한이 없는 수치적 범위가 본 명세서에 기재되는 경우에, 수치적 범위 내이거나 수치적 범위에 의해 포함되는 모든 숫자, 값, 양, 백분율, 하위범위 및 분율은, 이들 숫자, 값, 양, 백분율, 하위범위 및 분율이 이들 전체가 분명하게 기재되는 것과 같이 본 출원의 본래의 개시내용에 구체적으로 포함되고 속하는 것으로 간주되어야 한다.
본 발명의 넓은 범주를 제시하는 수치 범위 및 파라미터는 근삿값임에도 불구하고, 구체적 예에 제시되는 수치 값은 가능한 정확하게 보고된다. 그러나, 임의의 수치 값은 본래 이들의 각각의 검사 측정에서 발견되는 표준 변형으로부터 필연적으로 초래되는 특정 오차를 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 달리 표시되지 않는 한, 복수의 용어는 달리 표시되지 않는 한 이의 단수 상대를 포함하며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 예를 들어, 명세서에서 "단수의" 전기화학적 활성 물질, "단수의" 플루오로중합체, "단수의" 분산제 및 "단수의" 전기적으로 전도성인 제제에 대해 언급되지만, 이들 성분들의(즉, 복수의) 조합물이 사용될 수 있다. 추가로, 본 출원에서, "및/또는"이 특정 예에서 분명하게 사용될 수는 있지만, 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, "또는"의 사용은 "및/또는"을 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "포함하는(including)", "함유하는(containing)" 등의 용어는 본 출원과 관련하여 "포함하는(comprising)"과 동의어인 것으로 이해되며, 따라서, 제약을 두지 않고, 추가적인 설명되지 않거나 또는 열거되지 않은 구성요소, 물질, 성분 또는 방법 단계의 존재를 제외하지 않는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "로 이루어진"은 본 출원과 관련하여 임의의 특정되지 않은 구성요소, 성분 또는 방법 단계를 제외하는 것으로 이해된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "로 본질적으로 이루어진"은 본 출원과 관련하여 구체화된 구성요소, 물질, 성분 또는 방법 단계 및 기재되고 있는 것의 "기본적이고 신규한 특징(들)에 실질적으로 영향을 미치지 않는 것"을 포함하는 것으로 이해된다. 본 발명의 다양한 실시형태가 "포함하는"에 관해 기재되었지만, 로 본질적으로 이루어진 또는 로 이루어진 실시형태가 또한 본 발명의 범주 이내이다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "상에", "위에", "상에 도포된", "위에 도포된", "상에 형성된", "상에 침착된", "위에 침착된"은 기판 표면 상에 형성되거나, 오버레이되거나, 침착되거나, 또는 제공되지만, 반드시 기판과 접촉되지는 않음을 의미한다. 예를 들어, 기판 "상에 침착된" 조성물은 전착성 코팅 조성물과 기판 사이에 위치된 동일 또는 상이한 조성물의 하나 이상의 다른 개재 코팅층의 존재를 배제하지 않는다.
본 발명의 구체적 실시형태를 상세하게 기재하였지만, 당업자라면 해당 상세한 설명에 대한 다양한 변형 및 대안이 본 개시내용의 전체 교시에 비추어 개발될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 개시된 특정 배열은 단지 예시적인 것을 의미하며, 첨부되는 청구범위의 전체 범위 및 이들의 모든 균등물로 제공될 본 발명의 범주에 대한 제한이 아니다. 본 명세서에 기재된 각각의 특징 및 실시예, 그리고 이들의 조합은 본 발명에 포함된다고 할 수 있다.
본 발명의 예시는 다음의 실시예이지만, 이는 본 발명을 이들의 상세한 설명으로 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 달리 표시되지 않는 한, 다음의 실시예에서뿐만 아니라 명세서 전체적으로 모든 부 및 백분율은 중량에 의한다.
실시예
화학물질 공급업체: PVDF는 Solvay사로부터 구입하였다(PVDF Solef 5130). 트라이에틸포스페이트(TEP)는 Eastman Chemical Company로부터 구입하였다. DMSO 및 ε-카프로락톤은 Fisher Scientific로부터 구입하였고, γ-부티로락톤은 Sigma Aldrich사로부터 구입하였다. 활성 물질 NMC 811과 전도성 탄소인 Super P는 둘 다 Gelon사로부터 구입하였다.
TEP/ε-카프로락톤 PVDF 결합제 용액의 제조
질소가 채워진 글러브 백에서, 13.06 그램의 TEP 및 5.34 그램의 ε-카프로락톤을 20mL 유리 바이알에서 혼합하였다. 9.2 그램의 용매 혼합물을 또 다른 20mL 유리 바이알에 옮겼다. 용매 혼합물을 질소로 캡핑하고 핫플레이트에서 60℃로 유지하였다. 0.8 그램의 PVDF를 질소하에 가열된 용매에 첨가하고, 격렬하게 교반함에 때라서 용해되기 시작하였다. 8 wt% PVDF 용액은 약 1시간 후에 점차로 투명해졌다. 결합제 용액은 실온에서 1개월 넘는 동안 안정적이었다.
TEP/γ-부티로락톤 PVDF 결합제 용액의 제조
질소가 채워진 글러브 백에서, 14.18 그램의 TEP 및 4.22 그램의 γ-부티로락톤을 20mL 유리 바이알에서 혼합하였다. 9.2 그램의 용매 혼합물을 또 다른 20mL 유리 바이알에 옮겼다. 용매 혼합물을 질소로 캡핑하고 핫플레이트에서 60℃로 유지하였다. 0.8 그램의 PVDF를 질소하에 가열된 용매에 첨가하고, 격렬하게 교반함에 때라서 용해되기 시작하였다. 8 wt% PVDF 용액은 약 1시간 후에 점차로 투명해졌다. 결합제 용액은 약 1주일 동안 실온에서 안정적이었다.
TEP/DMSO PVDF 결합제 용액의 제조
질소가 채워진 글러브 백에서, 13.88 그램의 TEP 및 4.52 그램의 DMSO를 20mL 유리 바이알에서 혼합하였다. 9.2 그램의 용매 혼합물을 또 다른 20mL 유리 바이알에 옮겼다. 용매 혼합물을 질소로 캡핑하고 핫플레이트에서 60℃로 유지하였다. 0.8 그램의 PVDF를 질소하에 가열된 용매에 첨가하고, 격렬하게 교반함에 때라서 용해되기 시작하였다. 8 wt% PVDF 용액은 약 1시간 후에 점차로 투명해졌다. 결합제 용액은 실온에서 1개월 넘는 동안 안정적이었다.
TEP/ε-카프로락톤/PVP PVDF 결합제 용액의 제조
질소가 채워진 글러브 백에서, 13.06 그램의 TEP 및 5.34 그램의 ε-카프로락톤을 20mL 유리 바이알에서 혼합하였다. 9.2 그램의 용매 혼합물을 또 다른 20mL 유리 바이알에 옮겼다. 용매 혼합물을 질소로 캡핑하고 핫플레이트에서 60℃로 유지하였다. 0.72 그램의 PVDF 및 0.08 그램의 PVP를 질소하에 가열된 용매에 순차로 첨가하였다. PVDF는 격렬한 교반하에 60℃에서 용해되기 시작하였다. 8 wt% PVDF 용액은 약 1시간 후에 점차로 투명해졌다. 결합제 용액은 실온에서 1개월 넘는 동안 안정적이었다.
비교 NMP 결합제 용액의 제조
질소가 채워진 글러브 백에서, 0.8 그램의 PVDF를 20mL 유리 바이알에 9.2 그램의 NMP에 점차로 첨가하였다. 용액을 질소로 캡핑하고 핫플레이트에서 60℃로 유지하였다. PVDF는 격렬한 교반하에 60℃에서 용해되기 시작하였다. 8 wt% PVDF 용액은 30분 후에 점차로 투명해졌다. 결합제 용액은 실온에서 1개월 넘는 동안 안정적이었다.
양극 슬러리의 제조
전체 과정은 질소 글러브 백에서 수행되었다. 50-그램 규모에서, 8.75 그램의 결합제를 Thinky 컵에 첨가하고 나서, 0.7 그램의 카본 블랙 Super P 및 결합제 제조에 사용된 것과 동일한 6.95 그램의 용매(또는 용매 혼합물)를 첨가하였다. Thinky 컵의 뚜껑을 닫고, 글로브백에서 꺼내어, 2000 rpm에서 3×1분 동안 원심분리시켰다. 균질화되면, 슬러리를 글러브 백에 되돌리고, 33.6 그램의 활성 물질 NMC811을 첨가하였다. 나무 막대기를 사용하여 우선 슬러리를 교반하고, 이어서 이전과 동일한 조건으로 백 외부에서 원심분리시켰다. 완성된 제제를 Thinky 컵에서 질소하에 캡핑하였다. 슬러리의 이론적 고형물 함량은 70 중량%였으며, 그 중 고형물은 결합제(총 고형물 기준 2 중량%), 전도성 물질(총 고형물 기준 2 중량%) 및 전극 활성 물질(총 고형물 기준 96 중량%)로 이루어졌다.
양극 슬러리 레올로지(Rheology)
슬러리의 레올로지는 25℃에서 50mm 직경 원뿔 평판을 갖는 Anton Paar MCR 302 레오미터에 의해 측정하였다. TEP/락톤 중 결합제로부터 제조된 슬러리의 점도는 TEP/DMSO의 것(10 s-1에서 15,000 cP 미만)보다 더 높다(10 s-1에서 15,000 내지 25,000 cP). 결합제에 0.8% PVP의 첨가로, TEP/락톤 및 TEP/DMSO 둘 다에 대한 슬러리 점도는 10 s-1에서 5,000 내지 15,000 cP로 크게 감소되었다.
전극 필름의 제조 및 박리 강도 측정
제조된 그대로의 슬러리를 3 mil(76.2 미크론) 드로다운 바(draw down bar)를 이용해서 알루미늄 포일 상에 캐스트하였다. 침착된 필름을 오븐에서 순서대로 55℃ 및 120℃에서 2분 동안 경화시켰다. 필름을 캘린더 프레스를 이용하여 30%의 다공률로 프레싱하였고, 필름은 10 내지 30 미크론 이내의 건조 필름 두께를 가졌다. 필름의 코팅 밀도는 각각에 대해서 약 20 mg/cm2였다.
코팅된 알루미늄 포일의 스트립을 3M 444 양면 테이프를 이용하여 미처리 알루미늄 패널에 부착시켰다. 박리 강도는 50 mm/분의 속도로 MARK-10 ESM303상에서 90도 박리 테스트를 사용하여 측정하였다. 이 테스트는 본 명세서에서 박리 강도 테스트로 지칭된다. TEP/락톤-기반 결합제로부터 제조된 전극은 약 5 내지 10 N/m의 평균 박리 강도를 나타내었고, 박리 강도는 결합제 중 0.8% PVP의 첨가로 약 10 내지 20 N/m로 증가되었다. TEP/DMSO 시스템은 초기에 약 15 내지 20 N/m를 나타내었고, 박리 강도는 결합제에 0.8% PVP의 첨가로 약 20 내지 30 N/m로 증가되었다.
하프 셀 코인 셀에서의 전극의 평가
전극을 하프 셀 코인 셀에서 테스트하였다. 준비된 전극을 직경이 10mm인 원판으로 절단하였다. 리튬 금속을 전극으로서 사용하였고, 전해질은 에틸 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트(EC/EMC)(3:7, v:v) 중 75μL 1.0M LiPF6였다. 전지 셀은 Bio-Logic BCS-805 테스터로 평가하였다. 셀은 각각 5 사이클의 경우 0.1C, 0.2C, 0.4C, 0.8C 및 1.6C으로, 그리고 장기 사이클링의 경우 1.0C으로 테스트하였다. 아래의 표에 나타낸 바와 같이, 초기 용량, 용량 유지율(50 사이클@1C 방전) 및 1차 CE를 비교하면, 본 발명의 전극과 NMP를 사용하여 제조된 전극 간에 명백한 전지 성능 차이가 없다. 이 결과는 새로운 용매가 리튬 이온 하프 셀 코인 셀에서 전기화학적 특성에 영향을 미치지 않았음을 나타낸다.
당업자라면 본 명세서에 기재되고 예시된 광범위한 발명의 개념으로부터 벗어나는 일 없이 상기 개시내용에 비추어 수많은 변형 및 변화가 가능하다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 전술한 개시내용은 단지 본 출원의 다양한 예시적인 양상을 예시하는 것일 뿐이며, 본 출원 및 첨부된 청구범위의 사상 및 범위 내에서 수많은 수정 및 변형이 당업자에 의해 용이하게 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
Claims (44)
- 결합제 조성물(binder composition)로서,
(a) 비닐리덴 플루오라이드의 잔기를 포함하는 적어도 하나의 플루오로중합체; 및
(b) 용매계를 포함하되, 상기 용매계는,
(i) 트라이알킬 포스페이트; 및
(ii) 락톤 및/또는 설폭사이드 및/또는 설폰 작용기를 포함하는 분자를 포함하는 공용매
를 포함하되; 상기 트라이알킬 포스페이트와 상기 공용매는 함께, 상기 용매계의 총중량을 기준으로, 상기 용매계의 적어도 50 중량%를 차지하는, 결합제 조성물. - 제1항에 있어서, 상기 용매계는,
(i) 0.1 중량% 내지 99.9 중량%의 상기 트라이알킬 포스페이트; 및
(ii) 0.1 중량% 내지 99.9 중량%의 상기 공용매
를 포함하되, 상기 중량%는 상기 용매계의 총 중량을 기준으로 하는, 결합제 조성물. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용매계는,
(i) 0.1 중량% 내지 99.9 중량%의 상기 트라이알킬 포스페이트; 및
(ii) 0.1 중량% 내지 99.9 중량%의 상기 락톤
을 포함하되, 상기 중량%는 상기 용매계의 총 중량을 기준으로 하는, 결합제 조성물. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용매계는,
(i) 50 중량% 내지 99.9 중량%의 상기 트라이알킬 포스페이트; 및
(ii) 0.1 중량% 내지 50 중량%의 상기 설폭사이드 및/또는 설폰 작용기를 포함하는 분자
를 포함하되, 상기 중량%는 상기 용매계의 총 중량을 기준으로 하는, 결합제 조성물. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트라이알킬 포스페이트는 트라이메틸 포스페이트, 트라이에틸 포스페이트, 트라이부틸 포스페이트, 또는 이들의 임의의 조합물을 포함하는, 결합제 조성물.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 락톤은 ε-카프로락톤, γ-부티로락톤, 또는 이들의 임의의 조합물을 포함하는, 결합제 조성물.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 설폭사이드 작용기를 포함하는 분자는 다이메틸 설폭사이드를 포함하는, 결합제 조성물.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 설폰 작용기를 포함하는 분자는 테트라메틸렌 설폰을 포함하는, 결합제 조성물.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플루오로중합체는 폴리비닐리덴 플루오라이드 동종중합체를 포함하는, 결합제 조성물.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플루오로중합체는 비닐리덴 플루오라이드 공중합체를 포함하는, 결합제 조성물.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플루오로중합체는 실온에서 상기 용매계에 가용화되는, 결합제 조성물.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 분산제 폴리비닐피롤리돈을 더 포함하는, 결합제 조성물.
- 제12항에 있어서, 상기 분산제는 폴리비닐피롤리돈을 포함하는, 결합제 조성물.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 가교결합제를 더 포함하는, 결합제 조성물.
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합제 조성물은, 상기 결합제 조성물의 총중량을 기준으로,
(a) 1 중량% 내지 50 중량% 또는 1 중량% 내지 40 중량% 또는 1 중량% 내지 25 중량%의 상기 플루오로중합체; 및
(b) 50 중량% 내지 99 중량% 또는 60 중량% 내지 99 중량% 또는 75 중량% 내지 99 중량%의 상기 용매계
를 포함하는, 결합제 조성물. - 슬러리 조성물로서,
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 결합제 조성물; 및
전기화학적 활성 물질
을 포함하는, 슬러리 조성물. - 제16항에 있어서, 상기 용매계는 상기 트라이알킬 포스페이트 및 상기 락톤을 포함하고, 슬러리 조성물은, 25℃에서 50mm 직경 원뿔 평판을 갖는 Anton Paar MCR 302 레오미터(rheometer)에 의해 측정되는 경우, 10 s-1에서 5,000 내지 25,000 cP의 점도를 갖는, 슬러리 조성물.
- 제17항에 있어서, 상기 슬러리 조성물은 1주일 이상의 실온 안정성을 갖는, 슬러리 조성물.
- 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬러리 조성물로부터 침착된 필름은 박리 강도 테스트에 의해 측정되는 경우 적어도 5 N/m의 박리 강도를 갖는, 슬러리 조성물.
- 제16항에 있어서, 상기 용매계는 상기 트라이알킬 포스페이트 및 상기 설폭사이드 및/또는 설폰 작용기를 포함하는 분자를 포함하고, 슬러리 조성물은, 25℃에서 50mm 직경 원뿔 평판을 갖는 Anton Paar MCR 302 레오미터에 의해 측정되는 경우, 10 s-1에서 5,000 내지 25,000 cP의 점도를 갖는, 슬러리 조성물.
- 제20항에 있어서, 상기 슬러리 조성물은 1개월 이상의 실온 안정성을 갖는, 슬러리 조성물.
- 제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 슬러리 조성물로부터 침착된 필름은 박리 강도 테스트에 의해 측정되는 경우 적어도 15 N/m의 박리 강도를 갖는, 슬러리 조성물.
- 제16항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬러리 조성물은 60 중량% 내지 80 중량%의 고형물 함량을 갖는, 슬러리 조성물.
- 제16항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기화학적 활성 물질은 리튬을 혼입 가능한 물질을 포함하는, 슬러리 조성물.
- 제24항에 있어서, 리튬을 혼입 가능한 물질은 LiCoO2, LiNiO2, LiFePO4, LiCoPO4, LiMnO2, LiMn2O4, Li(NiMnCo)O2, Li(NiCoAl)O2, 탄소-코팅된 LiFePO4, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 슬러리 조성물.
- 제16항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기화학적 활성 물질은 리튬 전환 가능한 물질을 포함하는, 슬러리 조성물.
- 제26항에 있어서, 상기 리튬 전환 가능한 물질은 황, LiO2, FeF2 및 FeF3, Si, 알루미늄, 주석, SnCo, Fe3O4, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 슬러리 조성물.
- 제16항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기화학적 활성 물질은 흑연, 규소 화합물, 주석, 주석 화합물, 황, 황 화합물, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 슬러리 조성물.
- 제16항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬러리 조성물은 전기 전도성 제제를 더 포함하는, 슬러리 조성물.
- 제29항에 있어서, 상기 전기 전도성 제제는 활성탄, 아세틸렌 블랙, 퍼니스 블랙, 흑연, 그래핀, 탄소 나노튜브, 탄소 섬유, 풀러렌, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 슬러리 조성물.
- 슬러리 조성물로서,
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 결합제 조성물; 및
전기 전도성 제제
를 포함하는, 슬러리 조성물. - 제31항에 있어서, 상기 전기 전도성 제제는 활성탄, 아세틸렌 블랙, 퍼니스 블랙, 흑연, 그래핀, 탄소 나노튜브, 탄소 섬유, 풀러렌, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 슬러리 조성물.
- 제16항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬러리에는 N-메틸-2-피롤리돈이 실질적으로 없거나, 본질적으로 없거나, 완전히 없는, 슬러리 조성물.
- 전극으로서,
(A) 집전체; 및
(B) 상기 집전체 상의 필름
을 포함하되, 상기 필름은,
(1) 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 결합제 조성물로부터 형성된 결합제로서, 상기 필름은 선택적으로 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 용매계를 포함하는 잔류 용매를 더 포함하는, 상기 결합제; 및
(2) 전기화학적 활성 물질
을 포함하는, 전극. - 제34항에 있어서, 상기 필름은 제16항 내지 제33항 중 어느 한 항의 슬러리 조성물로부터 침착되는, 전극.
- 제34항 또는 제35항에 있어서, 상기 집전체(A)는 메시(mesh), 시트(sheet) 또는 포일(foil)의 형태의 구리 또는 알루미늄을 포함하는, 전극.
- 제34항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필름은 가교결합되는, 전극.
- 제34항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 집전체는 상기 필름이 도포되기 전에 전처리 조성물로 전처리되는, 전극.
- 제34항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극은 양극(positive electrode)을 포함하는, 전극.
- 제34항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극은 음극(negative electrode)을 포함하는, 전극.
- 전기 저장 디바이스로서,
(a) 제34항 내지 제40항 중 어느 한 항의 전극;
(b) 상대 전극; 및
(c) 전해질
을 포함하는, 전기 저장 디바이스. - 제41항에 있어서, 상기 전해질(c)은 용매에 용해된 리튬염을 포함하는, 전기 저장 디바이스.
- 제42항에 있어서, 상기 리튬염은 유기 카보네이트에 용해되는, 전기 저장 디바이스.
- 제41항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 저장 디바이스는 셀, 전지 팩, 2차 전지, 커패시터 또는 수퍼커패시터를 포함하는, 전기 저장 디바이스.
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| US63/250,339 | 2021-09-30 |
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| KR20240065145A true KR20240065145A (ko) | 2024-05-14 |
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