KR910002439B1 - 미립자상 탄성체 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

미립자상 탄성체 조성물 및 이의 제조방법
본 발명은 아라미드 펄프를 탄성체 내로 혼합하는 것을 촉진시키는 마스터배치(masterbatch) 물질로서 사용하기에 적합한 미립자상 탄성체 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 미립자상 탄성체 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
섬유 또는 섬유상 물질로 강화된 탄성체는 잘 알려져 있다. 이러한 섬유 또는 섬유상 물질은 이들을 함유하는 탄성체의 탄성율을 증가시키며, 따라서 탄성체의 내연신성이 증가한다. 섬유 또는 섬유상 물질을 탄성체 내로 균일하게 혼합하는 것은 어려울 수 있는데, 특히 비교적 다량, 예를 들어 ＞5%의 섬유 및 섬유상 물질을 탄성체 내로 혼합시키고자 하는 경우이다. 이러한 문제는 특히 고강도, 고탄성율 아라미드 섬유 및 펄프의 경우에 문제가 되는데, 섬유 및 펄프가 너무 강하므로 혼합 작업에서 파쇄되지 않고 오히려 "볼-업(ball-up)"되어 결국 탄성체 전체에 걸쳐 불균일하게 분산되기 때문이다.
영국 특허 제2,147,589(1985.5.15)에는 아라미드 섬유를 고무상 중합체 용액에 분산시켜 섬유강화 조성물을 제조하는 방법이 기술되어 있다.
본원과 동일과 발명자의 미합중국 특허 제4,514,541호(1985.4.30)에는 마스터배치로 사용하기 위한 탄성체 조성물이 기술되어 있는데, 조성물의 탄성체 물질은 반드시 증발시켜 회수해야 하는 용매와 함께 용액으로서 사용된다.
케이.보우스태니(K.Boustany) 등의 미합중국 특허 제3,697,364호(1972.10.10) 및 미합중국 특허 제3,836,412호 (1974.9.17)에는 셀룰로오즈성 섬유로 강화된 탄성체 조성물이 기술되어 있는데, 섬유는 탄성체에 분산되기 전에 충진제, 용매 또는 고체 탄선체로 응고되는 라텍스와 함께 혼합 처리한다. 이러한 조성물은 또한 탄성체에 대한 섬유 점착력을 강하게 하기 위해서 결합체를 함유할 수도 있다
지.바우어(G.Bauer)의 독일연방공화국 특허원 제3,221,266호(1983.12.8)에는 탄성체와 아라미드 섬유로 이루어진 밀봉 조성물이 기술되어 있는데, 아라미드 섬유는 탄성체에 분산되기 전에 반대전하, 즉, 예를 들면, 규산을 피복 처리한다. 당해 특허원에는 분산공정에 대한 마스터배치 성분이 없다.
티.레오(T.Leo) 등의 미합중국 특허 제4,263,184호(1981.4.21)에는 탄성체에 분산시키기 위한 섬유상 마스터배치 조성물이 기술되어 있는데, 마스터배치는 섬유 및 탄성체 또는 중합체의 응고된 라텍스로 이루어진다.
지.버그(G.Berg) 등의 미합중국 특허 제3,998,778호(1976.12.21)에는 섬유를 함유하지 않으며 충진제함유 탄성체 용액의 유화액과 알칼리 실리케이트 수용액을 혼합하여 탄성체를 응고시킴으로써 제조한 충진제 마스터배치 조성물이 기술되어 있다.
일본국 공개특허공보 제100,836/81호(1981.8.13)에는 NBR, 카본블랙, 및 아라미드 섬유로 이루어진 마스터배치 혼합 조성물의 제조방법이 기술되어 있다. NBR은 고체이며, 카복실화되어 있다. 카복실화를 이용하여 아라미드 섬유에 대한 점착성을 증가시킨다.
엘.세겔(L.Segel) 등의 미합중국 특허 제3,931,094호(1976.1.6)에는 열가소성 수지, 충진제, 및 섬유상 분산 보조제로 이루어진 조성물이 기술되어 있는데, 모든 충진제와 섬유상 분산 보조제는 모든 열가소성 수지와 혼합하여 최종 충진 생성물을 수득한다. 당해 특허원에는 혼합공정에 대한 마스터배치 성분이 없다.
섬유상 물질을 탄성체 라텍스로 피복시킨 후, 라텍스를 응고시킴으로써 삼유상 물질을 동일하거나 상이한 탄성체 내로 분산시키는 것을 돕는데 유용한 섬유상 물질과 탄성체와의 혼합물을 제공하는 것은 공지되어 있다. 이러한 탄성체-피복된 섬유상 물질은 일반적으로 추가의 가공을 위해서 반드시 절단해야 하는 섬유와 탄성체의 고체 덩어리 형태이다. 이러한 공정은 아라미드 펄프를 펄프를 사용하지 않는 것으로 기술되어 있다. 이러한 공정의 단점은 라텍스 형태로 시판되는 탄성체만 사용할 수 있다는 점과 이러한 라텍스를 사용함으로써 최종 분산액으로부터 물을 제거할 필요가 있다는 점이다.
본 발명은 탄성체 생성물을 혼합하는데 있어서 마스터배치 물질로서 사용하기에 적합한 미립자상 탄성체 조성물을 제공한다. 본 발명의 마스터배치 물질은 아라미드 펄프, 강화충진제, 및 액체 탄성체를 포함한다. 액체 탄성체는 유기용매 없이 사용하는데도 불구하고, 마스터배치 물질은 탄성체의 액채 성질을 나타내지 않는다.
본 발명의 마스터배치 물질은 아라미드 펄프 5 내지 65중량부, 강화 충진제 10 내지 65중량부, 및 액체 탄성체 5 내지 75중량부로 이루어진다. 마스터배치 물질은 아라미드 펄프와 강화 충진제를 완전히 혼합한 후, 펄프와 충진제를 액체 탄성체와 혼합하여 제조한다. 아라미드 펄프는 바람직하게는 길이가 0.1 내지 8mm이고 평균 길이가 약 1 내지 3mm 및 이보다 약간 긴 폴리(p-페닐렌 테페프탈아미드)이며; 강화 충진제는 바람직하게는 카본블랙 또는 실리카이다. 섬유 직경에 대한 길이의 비율은 적어도 10이며, 1000 이상일 수도 있다. 액체 탄성체는 바람직하게는 약2 내지 3의 전단 속도(sec-1) 및 25℃에서의 점도 20,000내지 70,000cP인 폴리부타디엔 또는 부타디엔과 아크릴로니트릴과의 공중합체이다.
본 발명의 미립자상 탄성체 조성물의 제조용 조제로서 용매를 사용하지 않고 액체 탄성체를 사용하여 제조한다. 탄성체가 액체이기 때문에 용매를 사용할 필요가 없으며, 따라서 일단 제조된 조성물로부터 용매를 제거할 필요가 없다. 액체 성질의 탄성체의 액체 성질로 인하여 조성물 중의 펄프 입자인 탄성체를 완전하게 습윤시킬 수 있으며, 조성물 중의 소량의 액체 탄성체로 인하여 조성물은 외관이 건조하다. 본 발명은 용매를 사용하고 조성물로부터 용매를 제거하는 단점 없이 탄성체를 혼합하기 위한 마스터배치 물질로서 유용한, 건조한 미립자상 탄성체 조성물을 제공한다.
아라미드 필프는 미합중국 특허 제3,869,429호 및 제3,869,430호에 기술된 바와 같은 고강도, 고탄성을 방향족 폴리아미드 섬유로부터 유도된 섬유를 기계적으로 파쇄시켜 제조한 합성 펄프를 의미한다. 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드)섬유로부터 유도된 아라미드 펄프가 특히 바람직하다. 아라미드 펄프는 바람직하게는 제지 공업에서 사용되는 펄프 정제방법, 예를들면, 디스크(disc) 정제방법을 사용하여 제조한다. 아라미드 섬유를 정제의 정도에 따라 가로 및 세로 방향으로 파쇄하여 길이가 0.1 내지 8mm인 섬유를 제공한다. 이러한 섬유에는 직경이 약 12㎛인 섬유의 주[트렁크(trunk)]부분에 비해 0.1㎛ 정도로 직경이 작은 미세한 피브릴(fibril)이 부착되어 있다. 아라미드 펄프는 외관이 모우(毛羽)와 같은 섬유이다. 아라미드 펄프의 캐나다 표준 프리네스(Canadian Standard Freeness)는 300 내지 650㎤이고 클라크 분류(Clark Classification)[14메쉬 스크린(mesh screen)상의 %]는 5 내지 45%이다. 본 발명에 사용하기에 바람직한 아라미드 펄프는 길이가 0.5 내지 4mm이고 평균 길이가 약 2mm이며 캐나다 표준 프리네스는 300내지 450㎤이며 클라크 분류는 5 내지 15%인 펄프이다. 덜 바람직하지만 유용한 펄프는 길이가 0.1내지 8mm이며 평균 길이가 약 1 내지 5mm이고 캐나다 표준 프리네스가 525 내지 650㎤이며 클라크 분류가 20 내지 45%인 펄프이다.
고강도, 고탄성을 방향족 폴리아미드 섬유는 쇄연장결합이 동축이거나 평행하고 서로 반대 방향인 방향족 폴리마이드로부터 유도된다. 이러한 섬유는 미합중국 특허 제3,869,429호 및 제3,869,430호에 기술되어 있으며, 미합중국 특허 제3,767,756호에 기술된 방사방법으로 제조할 수 있다.
본 발명에 유용한 충진제는 탄성체 내로 혼합하는데 유용한 통상적인 강화 충진제(예 : 카본블랙 및 실리카)이다.
본 발명을 실시하는데 유용한 액체 탄성체의 예로는 용매, 희석제, 또는 다른 첨가제 없이 탄성체 물질 그 자체가 충분하게 분자량이 작고, 가교결합이 거의 없으며, 2 내지 3sec-1의 전단속도와 혼합 온도에서 측정한 점도가 1 내지 106cP를 나타내는 탄성체를 들 수 있다. 선행의 마스터배치 조성물 중에는 액체 탄성체를 사용하지 않았다. 액체 탄성체를 사용하기 위한 1가지 기본적인 기준은 탄성체의 점도가 혼합이 수행되는 온도에서 충진제, 섬유 및 다른 성분들과 혼합되기에 적합해야만 한다는 것이다. 성분의 혼합은 일반적으로 약 20 내지 50℃ 및 100℃ 미만에서 수행한다. 액체 탄성체는 탄성체의 점도가 약 106cP미만인 경우에 다른 성분들과 혼합할 수 있는 것으로 여겨진다. 탄성체의 점도가 낮은 경우에는 성분들을 용이하게 혼합할 수 있기 때문에 더 낮은 한계는 그리 중요하지 않은 실제 한계이다.
본 발명에서 사용하기에 특히 바랍직한 액체 탄성체는 폴리부타디엔 및 부타디엔과 아크릴로니트릴과의 공중합체이다. 사용할 수 있는 다른 액채 탄성체는 5개 미만의 탄소원자를 함유하는 알킬렌(예 : 비닐리덴 플루오라이드 및 헥사플루오로 프로필렌) 및 스티렌(예 : 스티렌 및 비닐스티렌), 부타디엔 및 아크릴로니트릴의 중합체 및 공중합체의 탄성체이다.
그러나, 특정화된 점도 및 상용성 한계내의 어떤 액체 탄성체도 본 발명을 실시하는데 사용할 수 있다. 본 발명의 조성물을 마스터배치 물질로서 사용하는 경우, 물론 액체 탄성체는 반드시 최종 혼합물의 탄성체와 상용성이고, 혼합 가능하며, 최종 생성물의 물리적 필요조건 및 화학적 필요조건에 적합하도록 선택하여야 한다.
본 발명을 실시하는데 특히 유용한 액체 탄성체는 다음과 같다 :
"하이카(Hycar)"1312LV ; 분자량이 약 1000이고 2 내지 3sec-1의 전단속도 및 25℃에서의 점도가 약 60,000 내지 70,000cP인 부타디엔 74중량%와 아크릴로니트릴 26중량%의 공중합체, 이 제품은 비.에프.굿리치(B.F.Goodrich)에 의해 판매된다.
"리콘(Ricon)"150 ; 분자량이 약 1800내지 2400이고 2 내지 3sec-1의 전단속도 및 25℃에서의 점도가 약 30,000내지 50,000cP인 비닐 70중량%, 시스-부타디엔 약 8중량% 및 트란스-부타디엔 약 22중량%로 이루어진 1,2-비닐폴리부타디엔. 이 제품은 콜로라도 케미칼 스페샬티즈, 인코포레이티드(Colorado Chemical Specialties, Inc.)에 의해 판매된다.
네오프렌(Neoprene)FB : 50℃에서의 점도가 약 50,000 내지 150,000cP인 2-클로로-1,3-부타디엔의 중합체. 이 제품은 이.아이.듀퐁 드 네오마 앤드 캄파니(E.I.여 Pont de Nemours and Company)에 의해 판매된다.
"리콘" 100; 분자량이 약 2400이고 2내지 3sec-1의 전단속도 및 25℃에서의 점도가 약 400,000cP인 1, 2 = 비닐스티렌 부타디엔 고무.
"바이톤(Viton)"LM; 100℃에서의 브록필드(Brookfield) 점도가 약 2000cPdls 비닐리덴 플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌의 중합체. 이 제품은 이.아이.듀퐁 드 네모아 앤드 캄파니에 의해 판매된다.
"리콘"181 및 184; "리콘" 181의 경우에는 분자량이 약 3000이며, "리콘"184의 경우에는 분자량이 약 6500이고, 2 내지 3sec-1의 전단속도 및 25℃에서의 점도가 약 8000 내지 20,000cP인 스티렌 부타디엔 고무.
"하이카"1312; 2내지 3sec-1의 전단속도 및 25℃에서의 점도가 약 120,000 내지 140,000cP인 부타디엔 72중량% 및 아크릴로니트릴 28중량%의 공중합체.
본 발명의 미립자상 탄성체 조성물을 제조하기 위한 일반적인 공정
상품명 "케블라(Kevlar)"로서 이.아이.듀퐁 드 네모아 앤드 캄파니에 의해 판매되는 아라미드 펄프와 같은 펄프와 카본블랙 또는 실리카와 같은 전형적인 강화 충진제를 고속 혼합기에 넣는다. 펄프/충진제 비율은 최종적인 강화 탄성체 생성물의 필요조건에 따라 약 1/6내지 4/1로 변할 수 있다. 혼합기[초퍼 블래드(chooper blade) 속도가 3225rpm이고 팬(pan) 속도가 71rpm인 이리치(Eirich) RV02 모델 22496, 또는 초퍼 속도가 3600rpm이고 플라우(plow) 속도가 155rpm인 리틀포드(Littleford) 모델 #FM-310-D]를 약2분 동안 가동하여 펄프를 개개 섬유로 분리한 다음, 섬유를 충진제와 혼합한다.
이어서 혼합기를 열고, 액체 탄성체를 가한다. 이 물질을 약4분 동안 고속으로 혼합한 후, 혼합기를 끄고 연다. 생성된 입자는 매우 미세하고 섬유상이거나, 거대하고 불규칙적인 형태(통상적으로 0.2 내지 2.5cm)일 수 있다. 입자 크기는 사용된 액체 탄성체의 양에 의해 주로 좌우된다. 탄성체의 양의 적을수록 입자는 더 작아진다. 특별한 충진제왕 충진제의 양도 또한 입자 크기에 영향을 약간 끼친다. 용이하게 분산시키기 위해서는 더 작고 규격화된 입자가 바랍직하다.
이 입자는 탄성체 가곡소재에서 혼합하기 위한 마스터배치로서 즉시 사용한다.
시 험
탄성체중의 분산
본 발명의 마스터배치 물질의 효과를 측정하기 위해서, 마스터배치 물질의 입자를 표준 혼합기술을 이용하여 표준 고무 가공소재와 혼합하다. 입자와 고무 가공소재를 밴버리 믹서(Banbury mixer)를 사용하여 혼합한 후, 롤 밀(roll mill)중에 단독 통과시켜 시트로 만들고, 실온으로 냉각시킨 다음, 밴버리 믹서중에서 2시간 동안 혼합하고, 이이서 상이한 원주속도로 가동되는 롤 밀 중에서 다시 시트로 만든다. 비경화된 시트가 생성된다. 이 시트를 1000 내지 1500psi(6,900 내지 10,350kpa) 및 320˚F(160℃)에서 20분 동안 두께가 0.075인치인 약6in.(15×15×0.19cm)의 슬라브(Slab)로 가압-경화시킨다. 종종 사용하는 표준 고무가공소재는 상품명 "노르델(Nordel)"1040으로서 이.아이.듀퐁 드 네모아 앤드 캄파니에 의해 판매되는 황-경화성 저점도 탄화수소 고무이다.
물리적 특성은 실온에서 측정한다. 모든 경우에 있어서, 시료당 적어도 5회 반복시험을 수행한다. 다음과 같은 방법으로 측정한다:인열강도:ASTM D-624-54[다이(die)C를 사용함] 탄성율(인장강도) :ASTM D-412-68(다이 C를 사용함)이 시험은 시료를 컨디셔닝하지 않고 약 75˚F 및 상대 습도 약 50%에서 수행한다. 시험을 수행한 후, 비-SI 단위를 사용하여 기록한다. 연장시험의 경우, 20in/min의 크로스헤드 속도(crosshead speed)를 이용한다 탄성율은 특별한 신도에서의 인장강도를 측정하여 평가한다.
하기의 실시예에서는, 표에 기재된 바와 같은 특별한 종류 및 양의 구성성분을 사용하여 일반적으로 다음게 기술한 바와 같이 본 발명의 마스터배치 물질을 제조하고, 평가한다.
미립자상 탄성체 마스터배치 물질을 제조하기 위해서, 이리치 혼합기를 강화 충진제 및 길이가 0.1 내지 8mm이고, 평균 길이가 약 2mm인 아라미드 펄프로 충진시킨다.[아라미드 펄프는 이.아이.듀퐁 드 네모아 앤드 캄파니에 의해 상품명 "케블라(Kevlar)"로 판매되는 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드)이다.]. 혼합기를 닫은 다음, 무수 고체를 약2분 동안 혼합한다. 혼합기를 끈다음, 열고, 이어서 액체 탄성체를 가한다. 혼합기를 다시 닫고, 혼합물을 약 4분 동안 혼합한다.
미립자상 탄성체 마스터배치 물질을 평가하기 위해서, 미립자상 탄성체 마스터배치 물질을 탄성체와 혼합시킨 후, 혼합된 탄성체를 물리적, 특성에 대하여 시험한다. 탄성체, 마스터배치 물질, 및 경화계 성분을 OOC 밴버리 혼합기에 가한다. 혼합기를 물질의 온도가 약 실온에서 약 300˚F 미만으로 상승하는 시간 동안인 약9분 동안 50 내지 70rpm으로 가동시킨다. 혼합기로 부터 무수 혼합물을 제거하고, 롤 밀 상에 단독 통과시켜 시트로 만든 다음, 실온으로 냉각시킨다. 냉각된 시트상 혼합물을 경화계 성분과 함께 밴버리 혼합기에 다시 넣고, 혼합기를 물질의 온도가 약 실온 내지 약 220˚F 미만으로 상승하는 시간 동안인 2분 동안 70rpm으로 가동시킨다. 혼합기로부터 무수 혼합물을 제거한 후, 모든 성분들이 균일하게 혼합될때까지 롤 밀 상에서 연마한다. 생성된, 균이하게 혼합된 시트를 잘라내어 롤로부터 제거하고, 절단하여 규격화한 다음, 6900 내지 10,350kpa(1000 내지 1500psi)의 압력하 160℃(320˚F)에서 20분 동안 경화시킨다. 경화된 슬라브의 크기는 15×15×0.19cm (6×6×0.075in)이다.
[실시예 1]
본 실시예에서 강화 충진제는 "하이 실(Hi Sil)"233이고, 액체 탄성체는 "하이카(Hycar)"1312LV이다. 여러개의 마스터배치 조성물을 중량부 및 중량%로 표 1-1에 기재하였다.
"하이 실"233은 직경이 약 0.02㎛인 입자 크기를 갖는 미세구조의 실리카이다. 생성물의 표면적은 140㎡/g이고 피츠버그 플레이트 글래스(Piltsburgh Plate Glass)에 의해 판매된다.
[표 1-1]
Figure kpo00001
여러개의 마스터배치 조성물을 상술한 바와 같이 탄성체 및 다른 성분들과 혼합한다. 이러한 마스터배치 조성물을 평가하기 위해서, 통상적으로 부가적인 충진제를 함유하는 마스터배치 물질을 제1단계에서, 비.에프.굿리치에 의해 상품명 "하이카"VT-355로서 판매되는 부타디엔 및 아크릴로니트릴의 공중합체와 혼합한 후; 제2단계에서, 다음과 같은 경화계 성분들과 혼합한다:
황 2.0phr
"알택스" 1.5phr
MBT 1.0phr
산화아연 5.0phr
스테아르산 0.7phr
기재된 양의 경화계 성분은 혼합된 액체 및 고체 탄성체 100부에 대한 부로 사용한다.
"알택스(Altax)"는 알.티.밴더빌트, 인코포레이티드(R.T.Vanderbilt, Inc.)에 의해 판매되는 벤조티아질 디설파이드 경화촉진제이다.
MBT는 경화 촉진제로서 사용되는 2-머갑토벤조티아졸이다.
제1혼합 단계에서 사용한 물질의 양은 표 1-2에 기재하였다. "MB"란의 양은 마스터배치 첨가량이고, "Added"란의 양은 목적하는 조성물을 생성하기 위한 개개성분의 별도 첨가량이다. 모든 펄프는 마스터배치 물질에 의하여 첨가된다.
[표 1-2]
Figure kpo00002
대조용은 제1혼합 단계에서 개개 성분으로 기재된 양의 액체 탄성체, 충진제, 및 펄프를 별도를 가하여 제조한다.
이어서, 표 1-2의 조성물을 제2혼합 단계에서 혼합하고, 물리적 특성에 대하여 평가한다. 평가 결과는 표 1-3에 기재한다.
[표 1-3]
Figure kpo00003
*는 파단시의 탄성율을 나타낸다.
이 시험 결과를 분석하여, 고체 및 액체 탄성체 100중량부를 기준으로 하여 조성물에 대한 턴성율을 하기 표 1-4에 기재하였는데, 여기서 마스터배치는 액체 탄성체 5중량부, 펄프 100중량부, 및 잔여 중량부의 충진제를 함유한다.
[표 1-4]
Figure kpo00004
표 1-4로부터, 마스터배치중의 충진제의 농도에 대한 효과는 저신장 탄성을 시험에서 더욱 명백해지고, 마스터배치가 약 10 내지 약 65중량%의 충진제를 함유하는 경유에 대조용보다는 마스터배치를 사용할 때 개선된다는 사실을 알 수 있다. 이 표는 마스터배치가 바람직하게는 약 25 내지 55중량%의 충진제를 함유할 수 있음을 나타낸다.
이 시험 결과를 추가 분석하여 표 1-5에 기재하였는데, 여기에서 탄성율은 고체 및 액체 탄성체 100 중량부를 기준으로 하여 조성물에 대하여 표로 작성한 것이고, 마스터배치는 충진제 10중량부, 펄프 10중량부, 및 잔여 중량부의 액체 탄성체를 함유한다.
[표 1-5]
Figure kpo00005
표 1-5로부터, 혼합되지 않은 개개 성분을 도입하는 경우보다 액체 탄성체 마스터배치를 사용하여 혼합시키는 경우에 탄성율은 시험된 전체 범위에 걸쳐서 개선된다는 사실을 알수 있다. 시험된 범위는 액체 탄성체를 약 5 내지 60중량% 함유하는 마스터배치에 이른다.
최종적으로 시험 결과에 대한 분석을 표 1-6에 기재하였는데, 여기에서 탄성율은 펄프의 양을 변경시켜 제형화한 조성물에 대하여 표로 작성한 것이다. 모든 펄프는 마스터배치에 의하여 첨가되었기 때문에, 이러한 분석은 일정한 양의 액체 탄성체 및 충진제를 이루어질 수 없다.
[표 1-6]
Figure kpo00006
표 1-6으로부터, 펄프의 존재로 인한 효과는 저신장 탄성율 시험에서 더욱 명백히지고, 마스터배치가 약5내지 약 55중량%의 펄프를 함유하는 경우에는 대조용 보다는 마스터배치를 사용할 때 개선된다는 사실을 알 수 있다. 이 표는 마스터배치가 바람직하게는 약10 내지 50중량%의 펄프를 함유할 수 있음을 나타낸다.
[실시예 2]
본 실시예에서, 강화 충진제는 "하이 실"233이고, 액체 탄성체는 "리콘(Ricon)"150이다. 여러개의 마스터배치 조성물을 중량부 및 중량%로 표 2-1에 기재하였다.
[표 2-1]
Figure kpo00007
여러개의 마스터배치 조성물을 상술한 바와같이 탄성체 및 다른 성분들과 혼합하낟. 이러한 마스터배치 조성물을 평가하기 위해서, 통상적으로 부가적인 충진제를 함유하는 마스터배치 물질을 제1단계에서, 상품명"노르델(Nordel)"1040으로서 이.아이.듀퐁 드 네모아 앤드 캄파니에 의해 판매되는 탄화수소 고무와 혼합하고, 제2단계에서, 다음과 같은 경화계 성분들과 혼합한다:
"바록스(Varox)"DBPH 50 4phr
TAC 2phr
"매글라이트 D(Maglitc D)" 15phr
기재된 양의 경화계 성분은 혼합된 액체 및 고체 탄성체 100부에 대한 부로 사용한다.
"바록스"DBPH 50은 가황, 가교결합제로서 사용되며 알.티.밴더빌트에 의해 판매되는 2,5-디메틸-2,5-디(3급-부틸-퍼옥시)헥산이다.
TAC는 경화 촉진제로서 사용되는 트리알릴시아 누레이트이다.
"매글라이트 D"는 씨.피.홀 코포레이션., 머크 케미칼 디비젼(C.P.Hall Co., Merck Chemical Division)에 의해 판매되는 산화마그네슘 가황제, 활성화제 및 산 수용체이다.
제1혼합 단계에서 사용한 물질의 양은 표 2-2에 기재하였다. "MB"란의 양은 마스터배치 첨가량이고, "Added"란의 양은 목적하는 조성물을 수득하기 위한 개개 성분의 별도 첨가량이다. 모든 펄프는 마스터배치 물질에 의하여 첨가된다.
[표 2-2]
Figure kpo00008
제1혼합 단계에서 개개 성분으로서 제시된 양의 액체탄성체, 충진제, 및 펄프를 별도로 가하여 대조용을 제조한다.
이어서, 표 2-2의 조성물을 제2혼합단계에서 혼합한 후에 물리적 특성에 대하여 평가한다. 평가 결과는 표 2-3에 기재하였다.
[표 2-3]
Figure kpo00009
*는 파단시의 탄성율을 나타낸다.
이 시험결과를 분석하여, 고체 및 액체 탄성체 100중량부를 기준으로 하여 조성물에 대한 탄성율을 하기 표 2-4에 기재하였는데, 여기에서 마스터배치는 액체 탄성체 5중량부, 펄프 10중량부 및 잔여 중량부의 충진제를 함유한다.
[표 2-4]
Figure kpo00010
표 2-4로부터, 마스터배치 중의 충진제의 농도의 대한 효과는 저신장 탄성율은 물론 고신장 탄성율에서도 명백하며, 마스터배치가 3중량% 미만 내지 적어도 65중량%이하의 충진제를 함유하는 경우에는 대조용 보다는 마스터 배치를 사용할 때 개선된다는 사실을 알 수 있다.
실시예 2의 결과를 추가로 분석하여 표 2-5에 기재하였는데, 여기에서 탄성율은 고체 및 액체 탄성체 100 중량부를 기준으로 하여 조성물에 대하여 표로 작성한 것이고, 마스터배치는 충진제 10중량부, 펄프 10중량부, 및 잔여 중량부의 액체 탄성체를 함유한다.
[표 2-5]
Figure kpo00011
*는 파단시의 탄성율을 나타낸다.
표 2-5로부터, 혼합되지 않은 개개 성분을 도입하는 경우보다 액체 탄성체 마스터배치를 사용하여 혼합시키는 경우에 탄성율은 시험된 전체 범위에 걸쳐서 개선된다는 사실을 알 수 있다. 시험된 범위는 액체 탄성체 6중량% 미만 내지 적어도 60중량%이하를 함유하는 마스터배치에 이른다.
최종적으로, 시험결과를 분석하여 표 2-6에 기재하였는데, 여기에서 탄성율은 펄프의 양을 변경시켜 제형화한 조성물에 대하여 표로 작성한 것이다. 모든 펄프는 마스터배치에 의하여 첨가되었기 때문에, 이러한 분석은 일정한 양의 액체 탄성체 및 충진제로 이루어질 수 없다.
[표 2-6]
Figure kpo00012
*는 파단시의 탄성율을 나타낸다.
표 2-6으로부터, 혼합되지 않은 개개 성분을 도입하는 경우보다 액체 탄성체 마스터배치를 사용하여 혼합시키는 경우에 탄성율은 시험된 펄프 3중량% 미만 내지 65중량% 이상의 전체 범위에 걸쳐서 개선된다는 사실을 알 수 있다. 이 표로부터, 또한 마스터배치가 3중량% 미만 내지 약 50중량% 이하의 펄프를 함유하는 경우, 탄성율은 더욱 명백하게 개선된다는 사실도 알 수 있다.

Claims (12)

  1. 아라미드 펄프 5 내지 65중량부, 강화 충진제 10 내지 65중량부, 및 액체 탄성체 5 내지 75중량부로 이루어짐을 특징으로 하는, 마스터배치 물질로 사용하기 위한 미립자상 탄성체 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 아라미드 펄프가 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드)펄프인 조성물
  3. 제2항에 있어서, 펄프의 길이가 0.1 내지 8mm인 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 강화 충진제가 카본 블랙 및 실리카로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 액체 탄성체가 5개 미만의 탄소원자를 함유하는 알킬렌, 스티렌, 부타디엔, 및 아크릴로 니트릴의 중합체 및 공중합체로 이루어진 구룹으로부터 선택되는 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 액체 탄성체의 점도가 2 내지 3sec-1의 전단속도 및 50℃에서 106cP 미만인 조성물.
  7. 아라미드 펄프 5 내지 65중량부를 보강 충진제 10 내지 65중량부와 완전히 혼합한 후, 혼합된 펄프 및 충진제를 액체 탄성체 5 내지 75중량부와 혼합시킴을 특징으로 하여 미립자상 탄성체 조성물을 제조하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 아라미드 펄프가 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드)펄프인 방법.
  9. 제8항에 있어서, 펄프의 길이가 0.1 내지 8mm인 방법.
  10. 제7항에 있어서, 강화 충진제가 카본 블랙 및 실리카로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법.
  11. 제7항에 있어서, 액체 탄성체가 5개 미만의 탄소 원자를 함유하는 알킬렌, 스티렌, 부타디엔, 및 아크릴로 니트릴의 중합체 및 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법.
  12. 제7항에 있어서, 액체 탄성체의 점도가 2 내지 3sec-1의 전단속도 및 50℃에서 106cP 미만인 방법.
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