KR960014558B1 - 폴리염화비닐 고분자용 대전 방지제 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

폴리염화비닐 고분자용 대전 방지제
본 발명은 폴리염화비닐(이하 PVC라 칭함) 고분자 기질, 더욱 구체적으로는 이를 위한 신규 대전 방지에 블렌드에 관한 것이다.
부품상에 정전기가 축적되면 많은 문제를 일으킬 수 있다. 그중의 한가지는 부품상에 정전기가 측적되면 먼지나 기타 미립자 물질이 부품의 표면으로 유인되어 표면에 들러붙게 된다는 점이다. 일부 제조 환경하에서는 이와 같은 먼지나 기타 미립자 물질이 부품 제조를 어렵게 만들고, 특정 부품의 성능을 저하시키며, 기타 관련 문제를 야기시킬 수 있다. 정전기 축적과 관련된 또 다른 문제점은 전기 및 전자 부품들이 이와 같이 축적된 하전과 접촉하게 되면 그로 인하여 손상될 위험이 있다는 점이다.
정전기 축적과 관련된 또 다른 문제는 안전성 문제이다. 즉, 일부 제조업 및 기카 서비스업 분야 예를 들면, 변원의 수술실, 페인트 상점, 화학 약품 제조 공장 등과 같은 환경에서 심각한 폭발 재해의 위험이 높다. 이와 같은 장소에는 화재나 폭발하기 쉬운 물질, 예를 들면 산소, 휘발성 유기 용매 등을 취갑하는 잠재적인 폭발 환경이 널리 산재되어 있다. 이와 같은 환경에서는 사용되는 부품에 정전기 축적의 예방이 요구되고 있다.
고분자 부품에 대한 대전 방지 국소 처리법이 제안되었으나, 이와 같은 국소 처리는 이에 수반되는 활성의 손실과 함께 부식을 일으킨다. 정전기를 일소하기 위한 또 다른 제안은 처리 공정중의 고분자중에 내부 첨가제로서 대전 방지제를 혼입하는 방법이다. 일부 대전 방지제는 시장에서의 판매가 하용되었으나, 통상의 지방지제가 에톡실화 아민 및 사급 암모늄 화합물로부터 제조되기 때문에, PVC 고분자용으로 하용가능한 대전 방지제를 개발함에 있어서 특별한 문제가 발생되게 된다. 이와 같은 질소 함유 물질은 PVC에 악영향을 미치는 경향이 있어, 그의 PVC에의 사용은 권장되고 있지 않다. 시장에서 판매되는 기타 PVC대전 방지제로는 글리세롤모노-올레에이트, 글리세롤 모노-스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노-라우레이트, 디에틸렌-글리콜 아우레이트 및 폴리에틸렌 글리콜 모노-스테아레이트가 있다. 이들 중 몇가지 물질은 미합중국 특허 제2,145,187호에 기제되어 있다.
내부 첨가제를 비롯한 대전 방지제와 관련하여 직면하는 또 다른 문제로는 PVC 부품의 가소화도이다. 통상의 PVC대전 방지제중 일부는 중간 내지 높은 가소제 수준에서 매우 효과적으로 작용한다. 그러나, 가소제 수준을 저하시켜서 반가성 또는 강성 부품으로 만드는 경우에는 대전 방지 효력이 저하된다. 명백히 하전 소산의 요구를 실현하기 위해서는 가소제와 대전 방지제의 병용이 필요하게 된다. 그리하여 당 업계에서는 가요성, 반강성 및 강성 PVC재료에 효과적인 대전 방지제가 요망되고 있다.
본 발명은 PVC고분자 재료의 내부에 첨가하여, 이에 첨가하였을 때 PVC와 바람직하지 못하게 상호 반응하지 않는 대전 방지제에 관한 것이다. 본 발명에 의하여 PCV고분자 기질에서 발생하는 하전 현상을 소산시키는 방법은 이 기질중에 에톡실화 지방 알코올과 이염기성 산-캡핑된 지방 알코올로 이루어진 대전 방지제 유효량을 혼입하는 것으로 된다. 유효량의 대전 방지제 블렌드를 함유하는 폴리염화비닐 고분자 기질 또한 본 발명의 또 다른 실시 태양을 이룬다. 상기 대전 방지제의 유효량은 대체로 PVC수지 100중량부당 약 2 내지 15중량부의 범위가 된다. PVC기질에는 가소제를 함유시키거나 또는 함유시키지 않을 수 있다.
본 발명의 잇점은 괴상(bulk) 고분자 재료에 혼힙되어 제조된 PVC부품의 유용한 대전 방지 수명을 증가시키는 대전 방지제에 있다. 또 다른 잇점은 PVC고분자 재료와 우수한 상요성 및 가공성을 나타내는 대전 방지제 블렌드이다. 추가 잇점은 반강성 및 강성 PVC배합물에 효과적으로 작용하는 대전 방지제 블렌드이다. 이들 본 발명의 잇점 및 기타 잇점은 본 명세서의 기재 내용을 근거로 하여 당업계의 숙련자들에게 명백해질 것이다.
PVC용 대전 방지제의 바람직한 특성으로는 PVC수지와의 상용성/투명성 및 열안정성과 기타 PVC플라스틱이 나타내는 가공성의 보전 등을 들 수 있다. 본 발명에 의한 대전 방지제는 PVC와 사용성이고, 열안정성/투명성 및 기타 가공성에 악영향을 끼치지 않는다. 또한 내부 첨가제로서의 본 발명에 의한 대전 방지제는 PVC 고분자 기질에서 발생하는 현상을 소산시키는데 매우 유효하다. 하전 현상은 흔히 당 업계에서 정전기 또는 정전하 축적이라 불리운다. 이와 관련하여, 고분자 또는 플라스틱 기질에서 발생하는 하전 현상의 소산에 관한 특정 표준 규격이 발전되어 왔다. 이와 같은 표준 규격은 Military Specification B81705B에 기재되어 있는데, 이 규격에서는 Federal Test Methods 101C, Method 4046을 이용하여 최대로 2초 내에 초기값(전형적으로 5,000v)의 0%로 하전이 감소되어야 한다.
신규 대전 방지제의 또 다른 독특한 특성은 저농도의 가소제 존재하에, 또는 가소제 부재하에서의 그의 효능에 있다. 실제로 대잔 방지제는 가소화 PVC배합물에서 효과적으로 하전을 소산시키거나, 가소제의 농도를 낮추어도 하전 소산이 증진될 수 있다. 이와 같은 결과는 대전 방지제의 에톡실화 지방 알코올 성분이 대전 방지제로서만 사용되는 경우에는 역효과를 나타낸다는 점에서 놀라운 사실이다. 본 발명에 의한 대전 방지제의 또 다른 독특한 잇점은 두 성분을 사전 반응 형태로 보다는 블렌드 형태로 PVC 재료에 혼입하는 경우에 보다 효과적이라는 점이다. 이것은 PVC 재료가 전형적으로 약 148.9℃(300℉)에서 가공되고, 흔히 시판용 PVC배합물에 주석 메르캅티드 열안정제를 사용하기 때문에 놀라운 점이다. 그리하여, 두 성분의 반응을 촉진시키기 위한 온도 및 촉매를 포함한 반응 조건은 PVC재료를 가공함에 있어서 전형적인 것이다. 이것은 블렌드의 각 성분들을 고분자 배합물의 가공중에 현장에서 반응시킬 수 있다는 것을 의미한다. 그리하여 신규 대전 방지제는 상승적인 특성을 나타낸다.
블렌드중의 에톡실화 지방 알코올 성분과 관련하여 지방-형성 또는 긴사슬 알코올로서는 일가 일코올 및 폴리올리 포함된다. 지방-형성이란 용어는 알코올이 천연산 이외의 것일 수 있다는 것을 제와하고 지방 알코올이라고 부르기에 적합한 사슬 길리를 갖는 알코올을 나타낸다. 대체로 이와 같은 지방-형성 또는 지방 알코올은 C8이상의 사슬 길이, 유리하기로는 약 C6내지 C36의 사슬 길이, 적합하기로는 약 C10내지 C18의 사슬 길이를 나타낸다. 지방 알코올 성분은 불포화(예, 올레일 알코옮)일 수 있으나, PVC업계에서는 불포화 첨가제는 PVC수지에 유해할 수 있으므로 완전히 포화된 지방 알코올이 바람직할 수 있음을 시사하고 있다. 지방 알코올 성분은 구조가 직쇄 또는 분지쇄알수 있고, 알킬기, 에스테르기, 에테르기, 할로겐화물 등을 포함한 각종 치환제로 치환될 수도 있다. 이와 같은 치환 지방 알코올의 예로는 예를 들면, 지방산의 부분 글리세리드, 지방산의 글리콜 에스테르 등 및 그의 혼합물이 포함된다.
신규 대전 방지제 블렌드의 성분 제조에 사용되는 지방 알코올 원료는 천연 물질로부터 유도되거나 또는 합성할 수 있다. 지방-형성 지방 알코올을 유도하는데 적합한 천연 지방 믈질로는 예를 들면, 식물성 오일(견과를 포함함), 동물성 지방, 이유 오일, 쇠기름 등이 포함된다. 지방-형성 알코올은 또한 석유원으로부터 유도될 수 있다. 이와 같은 원료료부터 알코올의 생성은 당업계에 공지되어 있다.
지방 알코올에 첨가하는 산화 에틸렌의 몰수는 지방 알코올 1몰당 산화에틸렌 2 내지 30몰일 수 있다. 유용한 범위는 지방 알코올 1몰당 산화에틸렌 약 2 내지 20몰인 것으로 측정되었다. 이 반응에 대한 상세한 설명은 쉭크(Schick)의 Nonionioc Surfactants, 제2장, 뉴욕주, 뉴욕시 소재의 마르셀 댁커, 인크.(Marcel Decker, Inc.)(1966년)에 기재되어 있다. 적합한 산화 에틸렌-변성 지방 알코올은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
H-(CxH2x)-O-(CyH2yO)z-H
여기에서 x=8-36, y=2, z=2-30.
상기한 지방-형성 또는 긴사슬 알코올에 대한 설명은 블렌드의 제2성분에도 적용된다. 이염기성 산-캡핑된 지방-형성 또는 긴사슬 알코올은 과량의 이염기성산(또는 그의 무수물)을 통상의 에스테르화 조건하에 지방 알코올과 반응시켜서 제조하는 것이 바람직히다. 무수물은 온화한 반응 조건을 이용하기에 적합하다. 적합한 이 염기성산(또는 무수물)으로는 예를 들면, 옷살산 무수물, 말레산 무수물, 프탈산 무수물, 숙신산무수물, 글루티르산 무수물, 이량체화 지방산 등 및 그의 혼합물이 포함된다. 약간 내지 중간 정도 과량의 산을 이용할 수 있으나, 바람직하지는 않다. 이 반응은 너무나도 통상적인 것이므로 더 이상의 언급이 필요하지 않다. 이 대전 빙지제 성분의 일반식은 다음과 같다.
Figure kpo00001
여기에서, R은 방향족기 또는 C2-C36지방족기이다. 그러나, 에스테르화 반응의 반응 생성물은 디에스테르, 모노에스테르, 비반응 물질 등의 혼합물임을 인지하여야 한다.
대전 방지제의 유효량은 대체로 PVC 수지 100중량부당 약 2 내지 15중량부의 범위가 된다. 대전 방지제 블렌드 그 자체내에서 각 성분은 대체로 PVC 수지 중량부당 약 1 내지 10중량부의 범위의 유효량으로 함유시켜야 한다. 대전 방지제 각 성분들의 화학적 조성, 사용되는 PVC재료의 정확한 배합, 괴상 PVC고분자 재료중에 혼입되는 첨가제, 분쇄시키려는 기질의 두께 등의 변수들이 목적하는 하전 소산 수준을 얻기 위해 요구되는 대전 방지제 블렌드의 양에 영향을 미친다. 이점에 있어서, 신규 대전 방지제의 뚜렷한 입점은 생성되는 PVC기질의 투명성이다. 즉, 유효량의 대전 방지제로, 전자 부품 포장 배치를 포함한 각종 포장 배치에 있어서 부품에 유용한 양호한 광택적 투명성을 갖는 PVC기질을 얻는다.
PVC고분자 기질은 PVC코폴리머가 본 목적에 포함되기는 하나 PVC호모폴리머가 유리하다. PVC코폴리머는 예를 들면 비닐 에스테르. 올레핀, 각종 아크릴 및 아크릴레이트 등 및 그의 혼합물을 포함한 기타 에틸렌계 불포화 모노머로부터 제조할 수 있다. 또한, PVC고분자 기질은 성형품, 시트, 라미네이트 또는 기타 형태를 취하는 반강성 또는 강성 재료로서 혼입될 수 있다. 이점에 있어서, 상승적 블렌드의 방지 효과는 PVC배합물중 가소제의 농도가 감소함에 따라 증짐됨이 관찰된다. 가소제 농도는 전형적으로, 현재 시판중인 전형적인 강성 및 반강성 PVC배합물에서의 농도가 약 0 내지 25중량부인 반면 PVC 수지의 약 25 내지 100중량부를 초과하지 않는다.
또한 전형적으로 각종 첨가제를 PVC고분자 기질에 첨가한다. 그중 한 부류의 첨가제는 전형적으로 불활성제, 중량제, 충진제 등을 들 수 있다. 이들 성분들로는 예를 들면, 각종 점토, 탄산칼슘, 산화아연, 황산바륨, 산화크로뮴, 산화철, 크롬납산, 크롬산아연, 규조토, 유리 섬유, 유리 분말, 안료용 이산화티타늄 등 및 그의 혼합물을 포함한 무기 안료가 있다. 이와 같은 무기 안료는 PVC중에 추가로 분산능을 개선시키기 위해 첨가할 수 있다. PVC고분자 기질중에 함유시킬 수 있는 기타 통상의 첨가제로는 예를 들면, 촉매, 개시제, 산화방지제, 발포제, UV안정제, 염색 안료를 포함한 유기 안료, 균염제, 난연제, 마멸방지용 첨가제, 내충격성 개선제 등이 포함된다. 상기한 바와 같이, 이들 첨가제는 각각 PVC고분자 기질에서 발생하는 하전 현상을 예방하는 본 발명에 의한 신규 대전 방지제 블렌드의 효과에 않은 영향을 미칠 수 있다.
대전 방지제는 괴상PVC재료의 성분중에 기타 성분들과 함께 통상의 방식으로, 또는 필요에 따라, 바람직하게는 또 편리하기로는 별도 첨가함으로써 혼입된다. 방지제의 성분들은 PVC재료중에 혼입하기 위해 불렌드로 만들거나 또는 동시에 또는 동시에 또는 연속적으로 첨가할 수 있다. PVC고분자 기질은 당 업계에 공지된 각종 기술에 의해 분쇄, 성형 또는 가공하는 것이 편리할 수 있다. 대전 방지제를 함유하는 고분자 부품을 제조하는 방법에 상관없이, 이와 같은 가공 부품은 본 명세서에서 기재한 바와 같이 개산된 하전 현성 소산을 나타낸다. 그리하여, 이와 같은 부품은 먼지 부착, 전자 구성 부품의 손상 또는 이에 근접한 휘발성 물질의 발화를 일으키는 스파크 방전 등 하전 현상을 유발할 수 있는 역효과에 보다 강하다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 설명한다. 그러나, 본 발명이 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다. 실시예에서 모든 백분율 및 비율은 중량 기준이고, 여기에서 언급한 모든 인용문은 본 명세서에서 참고로 한다.
하기 실시예에서의 시료는 달리 기제하지 않는 한 약 160℃/149℃(약 320℉/300℉)으로 분쇄시켜 액 0.014cm(55밀)의 공칭 두께를 갖는 약 13.97cm(5.5인치)×약8.89cm(3.5인치)의 시트를 제조하였다. 하전 현성의 소산은 시료를 패러데이(Faraday) 상자에 넣고, Model 406C 대전 감쇠 메터[펜실베니아주 글렌사이드 소재의 일렉트로-테크 시스템스(Electro-Tech System)제품]를 사용하여 5000볼트로 하전시켜 행하였다. 볼트 메터를 사용하여 시료가 초기에 5,000볼트 하전의 90%(10%버림) 또는 초기 5,000볼트 하전의 100%(나타난 바와 같이 0%버림)를 소산시키는데 소요된 시간을 기록하였다. 시료는 실시예에 달리 기재하지 않는 한 평가전에 약 23℃(약 74℉)와 14%의 상대 습도의 패러데이 상자중에서 적어도 72시간 동안으로 상태를 조절하였다.
실시예에서는 다음과 같은 약자를 사용하였다. VC 47B : 오하이오주 컴럼버스 소재의 보든, 인크.(Borden, Inc.) 제품인 PVC호모폴리머(상대 점도 2.28, 고유 점도 전환 0.99, 최대 0.5% 휘발성 물질, 밀도 0.5g/cc). Geon 30 : 오하오주 클레벨랜드 소재의 비. 에프, 굳리취 코.(B. F. Goodrich CO.)제품인 PVC호모폴리머(고유 점도 0.99-0.05, 최대 0.3% 휘발성 물질, 밀도 0.50g/cc). Meritex : 텍사스주, 달라스 소재의 메리텍스 코포레이션(Meritex Corp.)제품인 강성 PVC수지.
DOA : 디옥틸 아디페이트.
Varstat 10 : 오하이오즈, 더블린 소재의 셰렉스 케미칼 캄파니 이소스테아릴 알코올의 에톡실레이트.
Adol 42 : 셰렉스 케미칼 캄파니 제품인 올레이-세틸 알코올(I 45-55, 210-225, OH값, 36℃℃ 흐림점).
Adol 52 : 셰렉스 케미칼 캄파니 제품인 세틸 알코올(I 2max, 220-235OH값, 밀폐된 관내의 융점 45°-50℃, 95% C16).
Adol 61 : 셰렉스 케미칼 캄파니 제품인 스테아릴 알코올(I 2max, 200-212OH값, 밀폐된 관내의 융점 50°-50℃, 97% C18).
Adol 63 : 셰렉스 케미칼 캄파니 제품인 세틸 스테아릴 알코올(I 2max, 206-218OH값, 밀폐된 관내의 융점 48°-53℃ 역가, 65% C18).
Varionic 400 MS : 셰렉스 케미칼 캄파니 제품인 폴리에틸렌 글리콜 400 모노스테아레이트.
Varionic 1000 MS : 셰렉스 케미칼 캄파니 제품인 폴리에틸렌 글리콜 1000 모노스테아레이트.
Ferr 6125 : 오하이오주, 베드포드 소재의 페로 코포레이션(Ferr Corporation)제품인 바륨-카드뮴-아연 액체 안정제.
Ferro ESO : 페오 코포레이션 제품인 에폭시화 두유.
Thermolite RS-31 : 뉴저지주, 라웨이 소재의 엠 앤드 티 케미칼스(MT Chemicals)제품인 황-함유 오르가노틴 PVC안정제.
Thermolite 108 : 엠 앤드 티 케미칼스(MT Chemicals)제춤인 황-함유 오르가노틴 PVC안정제.
Vikoflex 7170 : 미네소타주 필라델피아 소재의 비킹 케미칼 캄파니(Viking Chemicals Company)제품인 에폭시화 두유.
Blendex 336 : 펜실베니아 필라델피아 소재의 톰 앤드 하스 코.(Rohm Haas Co.) 제품인 PVC아크릴 내충격성 개선제.
실시예 1
에톡실화 지방 알코올/산 말단 지방 알코올 화합물의 효눙은 약 160℃(320℉)에서 PVC배합물을 분쇄하여 0.014cm(55밀) 시트를 제조함으로써 입증하였다.
Figure kpo00002
* Adol 42올레일 알코올 1당량은 프탈산 무수물 2당량과 136℃에서 15분 동안 반응시켰다. 이론적 평균치=135.5, 적정 평균치=130.
시료의 상태를 조절한 후, 이을 다음과 같은 방법으로 하전 소산 시험을 행하였다.
Figure kpo00003
이들 데이터는 대전 방지제로서 대조물인 에톡실화 지방 알코올/지방 알코올 블렌드의 효과를 입증해 준다. 그러나, 이와 같은 시료는 또한 전자 업계에서와 같이 각종 민감한 용도에 부적합하게 만드는 삼출(spew)을 나타냈다. 신규 대전 방지제 블렌드와 유효량은 시료 번호 139-2에서 2초 미만내에 90%하전 소산(10% 버림)을 나타내었다. 또한, 본 발명에 의한 시료중 어떠한 시료도 72℃에서 2시간 동안 습도 삼출 오븐중에 두었을 때 삼출을 나타내지 않았다.
실시예 2
본 실시예에서는 캡핑된 지방 알코올로서 시료 번호 201-13-1숙신산 무수물 캡핑된 Adol 42올레일 알코올(각각 당량비 2 : 1)을 사용하였다. 다음과 같은 배함물을 분쇄하였다.
Figure kpo00004
* 흐린 시료, 다른 시료들은 모두 투명하였음.
상태를 조절한 후 2개의 상이한 필름 두께 시료를 다음과 같은 방법으로 평가하였다.
Figure kpo00005
이들 데이터는 하전 소산에 대한 필름 두께의 효과를 입증해 준다. 보다 두꺼운 두께에서는 대전 방지제 블렌드의 유효 농도는 약 2초 미만내에 인가된 하전을 소산시키는데 유효한 것으로 입증되었다. 또한, 어떠한 시료도 삼출을 나타내지 않았다. 보다 얇은 시험 필름 두께에서도 약 4초 내에 하전 소산을 나타내었다.
실시예 3
실시예1에 의한 대전 방지제 블렌드를 2개의 상이한 PVC배함물중에서 평가하였다.
Figure kpo00006
시료들은 모두 투명하였다. 시료 20-1은 73의 쇼오(Shore)D경도치를 나타내었다. 상태를 조절한 후 다음과 같은 감소 데이터를 얻었다.
Figure kpo00007
시함한 배함물은 추명성, 삼출 및 목적하는 하전 소산 요구치에 부합되는 양호한 시스템이다. 사용된 특수 PVC수지는 시료의 하전 소산능에 영향을 미친다.
실시예 4
보다 강성인 PVC시트를 제조하기 위해 가소제의 농도를 저하시켰을 때의 하전 소산 효과를 시험하였다. 대전 방지제 블렌드는 시료 번호 201-52-3말레산 무수물 캡핑된 Adol 42올레일 알코올(1 : 2당량비)과 시료 번호 187-80-2 베 몰 이소스테아릴 알코올 에톡실레이트로 되었다.
Figure kpo00008
PVC중량애 기초해서 대전 방지제 블렌드는 각 성분에 대해 4중량부로 사용하고, 가소제 농도는 시료 195-1, 195-2 및 195-3에 대해서 각각 5,3 및 1중량부로 변화시켰다. 약27℃(80℉)와 14%상대 습도에서 상태를 조절하여 다양한 시간 간격으로 시료에서 하전 소산을 행하였다.
Figure kpo00009
* 3개의 시료에 대한 평균
이들 데이터는 신규 대전 방지제 블렌드를 함유하는 시료의 하전 소산능이 가소제의 농도를 저하시킴으로써 개선됨을 입증해준다. 이 경향은 블렌드의 두 성분을 모두 사용하지 않는 경우에는 관찰되지 않는다. 이것은 Varstat 10에톡실화 이소스테아릴 알코올 성분만을 사용한 하기 비교 배합물을 참조함으로써 알 수 있다.
Figure kpo00010
Figure kpo00011
그리하여 본 발명에 의한 대전 방지 시스템의 독창성은 보다 낮은 가소제 농도에서 그의 효능을 비교하여 입증된다.
실시예 5
대전 방지 블렌드의 상승 작용을 입증하기 위햇 에톡실하 지방 알코올 단독, 또는 다른 알코올과 혼합하여, 또한 산-캡핑된 알코올을 사용하여 비교용 배합물을 제조하였다. 다음과 같은 배합물을 평가하였다.
Figure kpo00012
Figure kpo00013
* 말레산 무수물 캡핑된 Varstat 10
Figure kpo00014
89계열의 시료는 0.014cm(55밀)필름으로 분쇄시킨 반면에, 78, 86 및 87계열은 상태를 조절한 후 0.0025cm(10밀) 필름이 되었다. 이들 시료들은 다음과 같은 방법으로 시험하였다.
Figure kpo00015
89계열은 비록 가소제가 감소하면 보다 저조한 대전 방지 성능을 얻기는 하나, 지방 알코올이 단쇄 알코올보다 유효함을 입증해준다. 시료 89-2는 하용될 수 없는 높은 삼출을 나타내었다. 78계열은 대전 방지 블렌드의 에톡실화 지방 알코올 성분과 켑핑제를 미리 반응시킨는 것에 대한 비효율성을 입증해 주고 있다. 86 및 87계열은 에톡실화 지방 알코올이나 지방 알코올을 증가시키면 시함하고자 하는 강성 PVC에 대해 하용가능한 대전 방지 성능을 나타냄을 입증한다.
에톡실화 지방 알코올과 블렌딩시켜 2개의 상이한 폴리에틸렌 글리콜 모노-스테아레이트를 사용한 87-8계열이더라도 87-5에 대해 동일한 결과를 나타냈다.
실시예 6
PVC중 가소제 농도의 저하 효과를 몇 개의 상이한 대전 방지 블렌드에 대해 조사하였다.
Figure kpo00016
* 201-52-3은 말레산 무수물 캡핑된 C알코올임.
178-80-2는 10몰 C알코올의 에톡실레이트임.
0.014cm(55밀) 시트를 3개의 상이한 상태 조절 시간(14% 상대습도, 약 26℃) 및 평균 감소 속도에서 각각 기록한 3개의 시료에 대하여 평가하였다.
Figure kpo00017
* 4볼트 하전을 받아들이지 않음.
말레산 캡핑된 C알코올/C에톡실레이트 블렌드는 프탈산 캠핑된 올레일 알코올/이소-C에톡실레이트 블렌드보다 더 양호하게 수행하였다. 단지 1중량부의 가소제 농도에서 우수한 대전 방지 특성을 나타내었다.
실시예 7
추가로, 가소제를 Blendex 336내충격성 개선제로 대체하여 가소제 농도의 평가를 행하였다.
Figure kpo00018
* 실시예 6의 201-52-3
** 실시예 6의 178-80-2
시료를 약 26℃, 14% 상대 습도로 상이한 간 간격 동안 상태 조절하고, 3개의 시료 각각에 대하여 그의 대전 방지 특성을 측정하였다.
Figure kpo00019
시료들은 실시예5의 비교 시료와는 달리, 완전히 강성인 시스템에서 우수한 대전 방지 특성을 나타내었다.
실시예 8
표준 배합물을 다음과 같은 방법으로 사용하였다.
Figure kpo00020
대전 방지 블렌드를 프탈산 무수물 캡핑된 Adol 42지방 알코올과 사슬 길이 C내지 이소-C을 갖는 지방 알코올의 에톡실레이트 2, 5, 10 및 2몰로부터 제조하였다. 필름의 두께는 0.013∼0.014cm(55밀)이었고, 10%버림치를 사용하였다.
대전 방지 블렌드의 각 성분은 상기 표 19의 표준 제제물에서 4중량부로 사용하였다. 하기 표에 알코올 사슬 길이 및 블렌드의 에톡실화 알코올 성분을 제조하기 위해서 사용된 산화 에틸렌의 몰수 및 감소 시간 데이터(3개의 시료에 대한 평균)를 14% 상대습도와 약 26℃에서 시료의 상태 조절 시간에 대한 함수로서 나타내었다.
Figure kpo00021
상기한 데이타는 본 발명에 의한 상승적 방지 블렌드에 사용되기에 적합한 각종 에톡실화 알코올 화합물을 입증해주고 있다. 일반적으로는 에톡실레이트 성분 약 C-C의 알코올 사슬 길이로 보다 양호한 결과를 얻었다. 또한, 일반적으로 보다 적은 에톡실레이트 함량이 보다 양호한 대전 방지 특성을 제공하였다.
실시예 9
말레산 무수물 C알코올 성분과 실시예 8의 에톡실화 알코올의 대전 방지 블렌드를 사용한 표 19의 배합물로 상기 실시예 8의 방법을 반복하였다.
Figure kpo00022
블렌즈 중에 프탈레이트 성분을 사용한 실시예 8에서와 같이, 약 C-C의 에톡실레이트 사슬 길이가 보다 양호한 대전 방지 특성을 제공하였다. 보다 적은 에톡실레이트 함량은 역시 보다 양호한 대전 방지 성능을 나타내었다.
실시예 10
말레산 무수물 C알코올 성분과 실시예 8의 에톡실화 알코올의 대전 방지 블렌드를 사용한 표 19의 배합물로 실시예 8의 방법을 반복하였다.
Figure kpo00023
일반적으로, 실시예 9의 C말레에이트 시료에 대한 감소 시간은 본 실시예의 C말레에이트 시료보다 약간 양호하다. 2몰 및 5몰 에톡실레이트 농도에서는 약 C-C의 사슬 길이가 바람직하며, 10몰 에톡실레이트에 대해서는 약 C의 사슬 길이가 바람직하다.
실시예 11
말레산 무수물 C알코올 성분과 실시예 8의 에톡실화 알코올의 대전 방지 블렌드를 사용한 표 19의 배함물로 실시예 8의 방법을 반복하였다.
Figure kpo00024
명백히, 10몰 에톡실레이트 성분은 모든 알코올 사슬 길이에서 매우 유효하였다. 군으로서 후보 혼합물은 모두 실시예 10의 블렌드에 비해 보다 양호한 대전 방지 특성을 제공하였다.
실시예 12
말레산 무수물 Cμδ알코올 성분과 실시예 8의 에톡실화 알코올의 대전 방지 블렌드를 사용한 표 19의 배합물로 상기 실시예 8의 방법을 반복하였다.
Figure kpo00025
상기 데이터에 근거하여 보다 낮은 에톡실레이트 값이 양호히게 아타남을 알 수 있다. 상기 두 실시예에 비해 이소스테아릴 에톡실레이트에서 우수한 결과가 나타났다.
실시예 13
말레산 무수물 Adol 42알코올 성분과 실시예 8의 올레일-세틸 알코올의 대전 방지 블렌드를 사용한 표 19의 배합물로 상기 실시예 8의 방법을 반벅하였다.
Figure kpo00026
각종 블렌드의 성능이 또다시 입증되었다. 10몰 상기 데이터에 근거하여 에톡실레이트 아로올이 가장 양호한 결과를 제공하는 것으로 나타났다. 또한 C및 C알코올 에톡실레이트는 보다 긴 사슬의 변형체보다 양호한게 수행되었다.
실시예 14
말레산 캡핑된 C알코올 성분과 실시예 8의 에톡실화 알코올의 대전 방지 블렌드르 사용한 표 10의 배합물로 상기 실시예 8의 방법을 반복하였다.
Figure kpo00027
이소스테아릴 알코올 에톡시레이트는 모두 C알코올 에톡실레이트 만큼 매우 양호한 대전 방지 특성을 제공하였다. 실시예 10 내지 14에서 말레산 무수물 캡핑된 C알코올 에톡실화 알코올 성분에 관계없이 비교적 보가 유효한 대전 방지 블렌드를 생성하는 경향을 볼 수 있다.
실시예 15
말레산 캡핑된 이소-C알코올 성분과 실시예 8의 에톡실화 알코올을 사용한 표 19의 배합물로 실시예8의 방법을 반복하였다.
Figure kpo00028
5몰 에톡실레이트 알코올은 기타 에톡실화 알코올보다 말레산 켑핑된 이소스테아릴 알코올과 보다 효과적으로 작용하는 것으로 나타났다. 실시에 14에서 주석한 경향, 즉 에톡실화 C알코올은 변화되는 사슬 길이의 말레산 캡핑된 알코올과 블렌딩했을 때 가장 양호하다는 사실은 본 실시예에서도 나타났다.
실시예 16
신규 대저 방지제에 의해 나타난 상승적 대전 방지 작용을 입증하기 위하여 배합물을 각 성분으로 분리하거나, 또는 두 성분의 블렌드로 제조하였다. 다음과 같은 배합물을 제조하였다.
Figure kpo00029
* Adol 42/말레산 무수물
2개의 비교 배합물(201-37-1 및 2)과 신규 배합물(201-32-1)을 각각 하전 소산 시험(10% 버림)하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
Figure kpo00030
의심할 여지없이 이들 결과들은 신규 대전 방지제로 되는 성분들의 블렌드가 나타내는 대전 방지 성능에 있어서 뜻밖의 결과를 나타낸다. 각각의 성분들이 나타내는 대전 방지 성능에 기초할 때 상기 블렌드가 상당히 양호하게 작용하리라 기대는 확실히 희박하다. 그러나, 이 혼합물은 그의 성능에 있어서 상승적이다.

Claims (21)

  1. 폴리염화비닐 고분자 기질 중에 에톡실화 지방-형성 알코올과 이염기성 산-캡핑된(acid-capped)지방-형성 알코올로 이루어진 대전 방지제 블렌드 유효량을 혼입하는 것을 것을 특징으로 하는 발생되는 하전 현상을 효과적으로 소산시키는 폴리염화비닐 고분자 기질의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 대전 방지제 블렌드의 두 성분 중 지방-형성 알코올이 C8내지 C36의 사슬 길이를 갖는 것인 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 사슬 길이가 C10내지 C18인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유효량이 상기 폴리염화비닐 100중량부 당 상기 블렌드 2 내지 15부인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 블렌드 중의 상기 에톡실화 지방-형성 알코올의 비율이 1 내지 19중량부인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 이염기성 산-캡핑된 지방-형성 알코올의 이염기성 산이 옥살산, 프탈산, 말레산, 글루타민산, 아디프산, 이들 산의 무수물, 이량체화 지방산 및 이들의 혼합물로 이루러지는 군 중에서 선택된 것인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 추가로 가소제를 상기 폴리염화비닐 100중량부당 25중량부 이하의 양으로 상기 기질에 혼입시키는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기질이 투명한 것인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 폴리염화비닐 고분자 기질이 폴리염화비닐 호모폴리머 또는 폴리혐화비닐 코폴리머 중에서 선택되는 것인 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 폴리염화바닐 코폴리머가 폴리염화비닐, 비닐 에스테르, 올레핀, 아크릴레이트 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 코폴리머인 방법.
  11. 제1항에 있어서, 먼저 상기 에톡실화 지방- 형성 알코올 및 상기 이염기성 산-캡핑된 지방-형성 알코올의 블렌드를 형성하고, 이어서 이 블렌드를 상기 기질 중에 혼입시키는 방법.
  12. 폴리염화비닐 고분자 재료와, 에톡실화 지방-형성 알코올과 이염기성 산-캡핑된 지방-형성 알코올로 이루어진 대전 방지제 블렌드 유효량으로 이루어지는, 발생되는 하전 현상을 소산시키는 폴리염화비닐 고분자(PVC)기질.
  13. 제12항에서 있어서, 상기 대전 방지제 블렌드의 두 성분중 지방 형성 알코올이 C8내지 C36의 사슬 길이를 갖는 것인 PVC 기질.
  14. 제13항에 있어서, 상기 사슬 길이가 C8내지 C36인 PVC 기질.
  15. 제12항에 있어서, 상기 유효량이 상기 폴리염화비닐 100중량부당 상기 블렌드 2 내지 15부인 PVC 기질.
  16. 제12항에 있어서, 상기 블렌드 중의 상시 에톡실화 지방-형성 알코올의 비율이 1 내지 10중량부인 PVC기질.
  17. 제12항에 있어서, 상기 이염기성 산-캡핑된 지방-형성 알코올의 이염기성 산이 옥살산, 프탈산, 말레산, 글루타민산, 아디프산, 이들 산의 무수물, 이량체화 지방산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군중에서 선택된 것인 PVC기질.
  18. 제12항에 있어서, 추가로 상기 기질중에 가소제가 상기 폴리염화비닐 100중량부당 25중량부 이하의 양으로 혼입되는 것인 PVC기질.
  19. 제12항에 있어서, 상기 기질이 투명한 것인 PVC기질.
  20. 제12항에 있어서, 상기 폴리염화비닐 고분자 기질이 폴리염화비닐 호모폴리머 또는 폴리염화비닐 코폴리머 중에서 선택되는 것인 PVC기질.
  21. 제20항에 있어서, 상기 폴리염화비닐 코폴리머가 폴리염화비닐과, 비닐에스테르, 올레핀, 아크릴레이트 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 화합물간의 코폴리머인 PVC 기질.
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