WO2022005130A1 - 가소제 조성물, 및 이를 포함하는 염화비닐 수지 조성물 - Google Patents

가소제 조성물, 및 이를 포함하는 염화비닐 수지 조성물 Download PDF

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WO2022005130A1
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dicarboxylate
cyclohexane
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유명익
김재송
류성민
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Definitions

  • the present invention relates to a plasticizer composition having improved low-temperature stability and viscosity characteristics, and a vinyl chloride resin composition comprising the same.
  • Vinyl chloride resin (PVC resin) can be molded in a variety of ways due to its hard and soft characteristics, and has excellent price competitiveness and high utility, so it is being applied to various application fields.
  • Additives are often used as auxiliary materials to facilitate processing of vinyl chloride resins and to improve the performance of final products.
  • Such additives include a plasticizer, a stabilizer, a filler, a blowing agent, and the like, and the final resin is prepared by mixing them during the resin manufacturing process.
  • the plasticizer increases the flexibility of the resin so that various products can be manufactured.
  • Plasticizers are classified into phthalate-based, epoxy-based, and polyester-based plasticizers according to their molecular structure. Among them, phthalate-based plasticizers have excellent compatibility with vinyl chloride resins and have high plasticization efficiency, and are the most commonly used representative plasticizers.
  • a phthalate-based plasticizer is a material in which various alkyl groups are substituted in the phthalate structure. Examples of the phthalate-based plasticizer include di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP), di-isononyl phthalate (DINP), di-isodecyl phthalate (DIDP), and di-butyl phthalate (DBP).
  • phthalate-based plasticizers are endocrine disruptors and are harmful to the human body.
  • Research on eco-friendly plasticizers has been started to replace phthalate-based plasticizers.
  • a terephthalate-based plasticizer, an epoxide-based plasticizer, a vegetable oil-based plasticizer, a cyclohexane-based plasticizer, and a mixed plasticizer thereof may be mentioned.
  • general-purpose products include terephthalic acid-based DOTP (di-octyl terephthalate).
  • DOTP di-octyl terephthalate
  • a representative cyclohexane-based plasticizer is DEHCH (di(2-ethylhexyl)cyclohexane dicarboxylate).
  • DEHCH has excellent hardness properties, a fast gelling rate, and fewer environmental issues such as phthalate-based plasticizers.
  • DEHCH has problems in low-temperature stability, volatilization properties, thermal stability, and the like.
  • plasticizer composition in which various materials are mixed in addition to DEHCH.
  • it has problems with low-temperature stability and viscosity characteristics, and its versatility is low due to fatal odors, so additional research is needed.
  • An object of the present specification is to provide an eco-friendly plasticizer composition with improved thermal stability and improved low-temperature stability and viscosity characteristics.
  • the present specification is intended to provide an eco-friendly vinyl chloride resin composition with high versatility by using the plasticizer composition.
  • the present invention provides a plasticizer composition
  • a plasticizer composition comprising a cyclohexane dicarboxylate-based compound, a vegetable oil, and an epoxidized vegetable oil.
  • the present invention provides a vinyl chloride resin composition comprising the plasticizer composition.
  • the plasticizer composition according to the present invention provides a plasticizer composition comprising a cyclohexane dicarboxylate-based compound, a vegetable oil, and an epoxidized vegetable oil.
  • the cyclohexane dicarboxylate-based compound has a structure of Formula 1 below.
  • R 1 and R 2 may each independently be selected from a straight-chain or branched alkyl group having 4 to 12 carbon atoms.
  • the compound represented by the [Formula 1] may be represented by the following [Formula 1-1] to [Formula 1-3] according to the substitution position of the carboxylate group in cyclohexane,
  • the [Formula 1-1] is a cyclohexane-1,4-dicarboxylate-based compound
  • the [Formula 1-2] is a cyclohexane-1,3-dicarboxylate-based compound
  • the [Formula 1 -3] is a cyclohexane-1,2-dicarboxylate compound.
  • R 3 to R 8 are each a butyl group, an isobutyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, a 2-ethylhexyl group, an octyl group, a nonyl group, and an isono group a nyl group, a 2-propylheptyl group, a decyl group, or an isodecyl group.
  • R 3 and R 4 are the same, di(butyl)cyclohexane-1,4-dicarboxylate, di(isononyl)cyclohexane -1,4-dicarboxylate and the like;
  • R 3 and R 4 may be butyl (2-ethylhexyl) cyclohexane-1,4-dicarboxylate, butyl (isononyl) cyclohexane-1,4-dicarboxylate, or the like.
  • the cyclohexane dicarboxylate-based compound among the components of the plasticizer composition is a cyclohexane-1,4-dicarboxylate-based compound
  • R 3 and R 4 are both 2-ethyl It may be a compound that is a hexyl group.
  • This compound has a structure of the following [Formula 1-4], di (2-ethylhexyl) cyclohexane-1,4-dicarboxylate (di (2-ethylhexyl) cyclohexane-1,4-dicarboxylate, DEHCH) to be.
  • the cyclohexane dicarboxylate-based compound is di (2-ethylhexyl) cyclohexane-1,4-dicarboxylate (di (2-ethylhexyl) cyclohexane- 1,4-dicarboxylate), di (isononyl) cyclohexane-1,4-dicarboxylate (di (isononyl) cyclohexane-1,4-dicarboxylate), di (2-propylheptyl) cyclohexane-1,4 -dicarboxylate (di (2-propylheptyl) cyclohexane-1,4-dicarboxylate), di (decyl) cyclohexane-1,4-dicarboxylate (di (decyl) cyclohexane-1,4-dicarboxylate), and di(isode
  • the cyclohexane dicarboxylate-based compound can implement excellent coating properties due to low viscosity at room temperature and low temperature, has a fast gelling rate, has little plasticizer transferability, and has excellent hardness properties.
  • the cyclohexane dicarboxylate-based compound is used alone, there is a problem in that volatilization characteristics, thermal stability, and elongation are inferior compared to the existing general-purpose plasticizer DOTP.
  • Vegetable oil which is one of the components of the plasticizer composition according to the present invention, may include, for example, a compound having the structure of the following [Formula 2].
  • the vegetable oil may have a triglyceride structure in which glycerol and fatty acids are ester-bonded.
  • R 21 to R 23 are a linear or pulverized alkenyl or alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, but do not include an epoxy group.
  • the degree of unsaturation of R 21 to R 23 may affect the color, texture, mechanical properties, etc. of the final resin composition. This degree of unsaturation can be measured using an iodine number measurement method that iodizes unsaturated bonds.
  • soybean oil soybean oil (soybean oil), castor oil (castor oil), linseed oil (linseed oil), palm oil (palm oil), tall oil (tall oil), tung oil (tung oil), grape seed oil (grape seed) oil), olive oil, jojoba oil, poppyseed oil, cottonseed oil, canola oil, wheat germ oil, peanut oil ), walnut oil, and derivatives thereof.
  • the derivative of vegetable oil may be a mixture of vegetable oil, fatty acid, halogenated compound, and the like.
  • the epoxidized vegetable oil which is one of the components of the plasticizer composition of the present invention, may include a compound having a structure having an epoxy group in the fatty acid chain of the vegetable oil as shown in [Formula 3].
  • the epoxidized vegetable oil may be a compound in which an epoxy group is introduced through an epoxidation reaction to an unsaturated bond of the vegetable oil.
  • R 31 to R 33 may be a linear or pulverized alkenyl group or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms including an epoxy group.
  • the epoxidized vegetable oil is obtained by subjecting the vegetable oil to an epoxy reaction. Formic acid may be used for the epoxy reaction.
  • the epoxidized vegetable oil is epoxidized soybean oil (epoxidized soybean oil), epoxidized castor oil (epoxidized castor oil), epoxidized linseed oil (epoxidized linseed oil), epoxidized palm oil (epoxidized palm oil), epoxidized tall oil (epoxidized tall oil), epoxidized tung oil, epoxidized grape seed oil, epoxidized olive oil, epoxidized jojoba oil, epoxidized poppyseed oil (epoxidized poppyseed oil), epoxidized cottonseed oil, epoxidized canola oil, epoxidized wheat germ oil, epoxidized peanut oil, epoxidized walnut oil (epoxidized walnut oil) or a mixture thereof.
  • soybean oil epoxidized soybean oil
  • castor oil epoxidized castor oil
  • epoxidized linseed oil epoxidized l
  • the plasticizer composition containing the epoxidized vegetable oil has improved volatilization properties and thermal stability.
  • the plasticizer composition according to an embodiment of the present invention the advantages of the cyclohexane dicarboxylate-based compound transparency, gelling properties, weather resistance; and volatilization properties and thermal stability, which are advantages of the epoxidized vegetable oil, are maintained. Additionally, by including a certain proportion of vegetable oil, low-temperature stability and viscosity properties, which are disadvantages of a plasticizer having an epoxy structure, are improved.
  • the plasticizer composition according to an embodiment of the present invention contains about 50 parts by weight to about 70 parts by weight of the cyclohexane dicarboxylate-based compound, and about 10 parts by weight to about 10 parts by weight of the vegetable oil, based on 100 parts by weight of the plasticizer composition. 35 parts by weight, and about 10 parts by weight to about 30 parts by weight of the epoxidized vegetable oil.
  • the cyclohexane dicarboxylate-based compound may be included in an amount of about 50 parts by weight to about 70 parts by weight, preferably about 60 parts by weight to 70 parts by weight, based on 100 parts by weight of the plasticizer composition.
  • the plasticizer composition when the amount of the cyclohexane dicarboxylate-based compound is less than about 50 parts by weight, the plasticizer freezes in winter and there may be a problem in the flow of the plasticizer (pipe transport, etc.) Due to the low elongation, tearing problems may occur during product installation. When it exceeds about 70 parts by weight, there may be problems in thermal stability and tensile strength.
  • the vegetable oil may be included in an amount of about 10 parts by weight to about 35 parts by weight, preferably about 15 parts by weight to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the plasticizer composition.
  • the plasticizer composition when the vegetable oil is less than about 10 parts by weight, there may be a problem of low elongation and high viscosity, and when it exceeds about 35 parts by weight, there may be a problem of a large amount of volatilization loss and poor thermal stability.
  • the epoxidized vegetable oil may be included in an amount of about 10 parts by weight to about 30 parts by weight, preferably about 15 parts by weight to about 25 parts by weight, based on 100 parts by weight of the plasticizer composition.
  • the plasticizer composition when the amount of the epoxidized vegetable oil is less than about 10 parts by weight, there may be a problem of poor thermal stability and a large amount of volatilization loss, and when it exceeds about 30 parts by weight, there may be a problem that the viscosity is high and the elongation is poor can
  • the plasticizer composition may be prepared by mixing and blending the cyclohexane dicarboxylate-based material, the vegetable oil, and the epoxidized vegetable oil.
  • the plasticizer composition may not freeze at -20 °C to -10 °C below zero.
  • freezing means that when observed with the naked eye, the plasticizer composition in a liquid state forms crystals and changes to a solid state without fluidity.
  • the present invention provides a vinyl chloride resin composition comprising the plasticizer composition.
  • the vinyl chloride composition including the plasticizer composition according to an embodiment of the present invention may have improved low-temperature stability, volatilization characteristics, thermal stability, and the like.
  • the vinyl chloride resin composition refers to a (co)polymer copolymerized with a vinyl chloride-based monomer alone, or a vinyl chloride-based monomer and a comonomer copolymerizable therewith.
  • it may be prepared by a polymerization method such as suspension polymerization, micro-suspension polymerization, emulsion polymerization, or mini-emulsion polymerization by mixing a suspension agent, a buffer, and a polymerization initiator.
  • the vinyl chloride resin composition according to an embodiment of the present invention based on 100 parts by weight of the vinyl chloride resin composition, about 10 parts by weight to about 200 parts by weight of the plasticizer composition, preferably about 10 parts by weight to about It provides a vinyl chloride resin composition comprising 120 parts by weight.
  • the plasticizer composition is included in a relatively small amount, the flexibility of the resin composition is small, so it may be difficult to implement the physical properties of the finished product. have.
  • the vinyl chloride resin composition may further include other additives such as stabilizers, fillers, and foaming agents.
  • the stabilizer is added for the purpose of preventing a change in the physical properties of the resin composition, and includes: Ca-Zn-based compounds, K-Zn-based compounds, Ba-Zn-based compounds, organic tin-based compounds; It includes any one or more selected from the group consisting of a metallic soap-based compound, a phenol-based compound, a phosphoric acid ester-based compound, and a phosphorous acid ester-based compound.
  • the filler is used for the purpose of improving the productivity of the resin composition, the feel of a dry state, and the like, and includes at least one selected from the group consisting of calcium carbonate, silica, alumina kaolin, and magnesium hydroxide.
  • the foaming agent is used to reduce the weight of the resin composition, and may be a chemical or physical foaming agent.
  • Chemical blowing agents include azodicarbonamide, azodiisobutyro-nitrile, benzenesulfonhydrazide, p-toluene sulfonyl semi-carbazide carbazide), sodium bicarbonate, ammonium bicarbonate, and the like.
  • Physical blowing agents include carbon dioxide, nitrogen, cyclohexane, toluene, 1,2-dichloroethane, acetone, methyl ethyl ketone, and the like.
  • the other additives may be used in addition to the exemplary materials in the range that does not impair the purpose of the present invention, and may be selected in an appropriate ratio according to the purpose of the vinyl chloride resin composition.
  • the present invention may provide a vinyl chloride resin molded article comprising a plasticizer composition.
  • the vinyl chloride resin molded article can be used in various extrusion, injection, calendering and compound industries, such as interior decoration materials such as wallpaper, flooring, and decorative sheets, packaging materials including food packaging wraps, electric wires, automobile interior materials, films, hoses and tubes, etc. However, it is not limited thereto.
  • the three-component plasticizer composition according to the present invention has excellent overall physical properties such as low temperature stability and viscosity as well as thermal stability, volatilization loss characteristics, and mechanical properties, compared to the existing eco-friendly plasticizer composition, and thus has high use value as an eco-friendly plasticizer.
  • the vinyl chloride resin composition comprising the plasticizer composition according to the present invention is environmentally friendly, and has high versatility because existing low-temperature stability, viscosity, and odor problems are improved.
  • DEHCH was used as a cyclohexane dicarboxylate compound
  • Fatty acids, vegetable-oil, Me esters, and chlorinated were used as vegetable oils
  • epoxidized soybean oil was used as an epoxidized vegetable oil.
  • Longwon Industrial E-700 was used to prepare a plasticizer composition.
  • Example 1 a plasticizer composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the plasticizer composition was adjusted as shown in Table 1.
  • composition of the plasticizer composition prepared as described above is summarized in Table 1 below.
  • composition is expressed as a weight ratio of the main components in the plasticizer composition.
  • cyclohexane dicarboxylate compound vegetable oil epoxidized vegetable oil
  • Example 1 70 15 15 Example 2 60 20 20
  • Use DINP Comparative Example 2 Using DOTP Comparative Example 3 70 30 - Comparative Example 4 70 - 30
  • Comparative Example 5 50 50 - Comparative Example 6
  • Comparative Example 7 20
  • 80 - Comparative Example 8 20 - 80 Comparative Example 9 100 - -
  • Emulsion PVC (plastisol): 100 parts by weight of PSR (Hanwha Solution EL-103) and 60 parts by weight of the plasticizer composition of Example 1 were added to prepare a vinyl chloride resin composition. (Example 1-2)
  • Example 1-1 Examples 1-1 and 1-2, except that the plasticizer compositions of Examples 2, 3, and Comparative Examples 1 to 9 were used instead of the plasticizer composition of Example 1, respectively.
  • a vinyl chloride resin composition was prepared in the same manner.
  • Loss of volatilization (%) [(initial weight of plasticizer composition - weight of plasticizer composition after standing) / weight of initial plasticizer composition] * 100
  • the mixed plasticizer composition was put in a freezer at -20 °C to -10 °C, and the freezing shape was observed.
  • the initial viscosity was measured using a Brookfield viscometer (spindle #6, 20 RPM) after aging each of the prepared plastisols in a constant temperature oven at 25° C., and the results are shown in Table 1 below. .
  • the migration performance of the plasticizer was carried out by referring to the ISO 177:1988 (Plastics -- Determination of migration of Plasticizer) method.
  • a molded sheet specimen cut into a circle with a diameter of 50 mm was prepared, and oil paper (PP porous film) and a glass plate were stacked sequentially on the top and bottom of the specimen so that the plasticizer transferred from the specimen was absorbed by the oil paper.
  • the weight change rate (%) of the reduced specimen was measured to analyze the degree of plasticizer implementation.
  • the weight change rate of the specimen was calculated as [(weight change of the specimen / weight of the specimen before the test) * 100]
  • the weight change rate of the oil paper was calculated as [(weight change of the oil paper / weight of the oil paper before the test) * 100] Calculated.
  • the weight reduction amount of the specimen is the same as the weight increase amount of the oil paper.
  • the plasticizer performance was evaluated only by the weight change rate of the specimen.
  • each prepared suspension vinyl chloride composition was manufactured into a 2mm sheet through a roll mill (170 °C) and press (180 °C) processing, and the hardness was measured with a Shore A durometer.
  • the yellow index of the rolled sheet was measured with a Konica Minolta (CR 400) colorimeter.
  • the roll mill processed sheet was cut into a strap shape of 15 mm ⁇ 480 mm and installed in a Mathis Oven at 190 °C.
  • the specimen mounted in the oven was set to be discharged out of the oven at a rate of 15 mm/5 minutes. After the end of the test, the heat resistance time (minutes) was calculated from the length (uncharred length, mm) to the start of discoloration.
  • Example 1-2 0.6 89 10.5 123 215 325
  • Example 2-2 0.8 89 11.2 132 202 294
  • Example 3-2 0.8 89 11.6 142 200 285 Comparative Example 1-2 0.1 88 10.5 135 215 287 Comparative Example 2-2 0.9 91 13.2 122 214 342 Comparative Example 3-2 0.8 88 10.5 40 201 295 Comparative Example 4-2 0.6 89 10.6 140 202 279 Comparative Example 5-2 1.2 87 12.5 20 188 260 Comparative Example 6-2
  • Examples have improved low-temperature stability than general-purpose plasticizers (DINP, DOTP), in particular, viscosity properties compared to DINP, and improved thermal stability than DOTP. It can be confirmed that other physical properties are similar to those of general-purpose plasticizers.
  • the plasticizer composition of the present invention which is a three-component mixture of DEHCH, vegetable oil, and epoxidized vegetable oil, has improved physical properties, and improved plasticizer properties compared to a single material or a two-component mixture.

Abstract

본 발명은 사이클로헥산 디카르복실레이트계 화합물, 식물성 오일, 에폭시화식물성 오일을 포함하는 친환경 가소제 조성물 및 이를 포함하는 염화비닐 수지 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따라 제조된 염화비닐 수지 조성물은 저온 안정성, 점도, 냄새 등을 개선 시킬 수 있었다.

Description

가소제 조성물, 및 이를 포함하는 염화비닐 수지 조성물
본 발명은 저온 안정성 및 점도 특성을 개선한 가소제 조성물 및 이를 포함하는 염화비닐 수지 조성물에 관한 것이다.
염화비닐 수지(PVC 수지)는 경질, 연질 특성으로 인해 다양하게 성형이 가능하며, 가격 경쟁력이 우수하여 효용성이 높아 여러 응용분야에 적용되고 있다. 염화비닐 수지의 가공을 용이하게 하고 최종 제품의 성능을 개량하기 위해 보조 재료로 첨가제가 흔히 사용된다. 이러한 첨가제로는 가소제(plasticizer), 안정제(stabilizer), 충전제(filler), 발포제(blowing agent) 등이 있으며, 수지 제조 과정에서 이들을 혼합하여 최종 수지를 제조한다. 그 중 가소제는 수지의 유연성을 증대시킴으로써 다양한 제품을 제조할 수 있도록 한다.
가소제는 분자 구조식에 따라 프탈레이트계, 에폭시계, 폴리에스터계로 분류 된다. 그 중 프탈레이트계 가소제는 염화비닐 수지와 상용성이 우수하여 가소화 효율이 높아 가장 보편적으로 사용되던 대표적인 가소제이다. 프탈레이트계 가소제는 프탈레이트 구조에 다양한 알킬기가 치환된 물질이다. 프탈레이트계 가소제로는 DEHP(di-2-ethylhexyl phthalate), DINP(di-isononyl phthalate), DIDP(di-isodecyl phthalate), DBP(di-butyl phthalate) 등을 들 수 있다.
상기의 장점에도 불구하고, 프탈레이트계 가소제는 환경호르몬 물질로 인체에 유해하다는 연구 결과가 있었고, 위험 물질로 규정되어 대체 성분이 요구되었다. 프탈레이트계 가소제를 대체하고자 친환경 가소제에 관한 연구가 시작되었다. 대표적으로, 테레프탈레이트계 가소제, 에폭사이드계 가소제, 식물성 유지계 가소제, 사이클로헥산계 가소제 및 이들의 혼합 가소제를 들 수 있다. 친환경 가소제 중 범용 제품으로는 테레프탈산을 기본으로 하는 DOTP(di-octyl terephthalate)가 있다. 그러나 여전히 유해성이 문제되고 품질적으로 프탈레이트계 가소제를 대체할 수 없어 최근에는 사이클로헥산계 가소제에 관한 연구가 진행되고 있다.
대표적인 사이클로헥산계 가소제로는 DEHCH(di(2-ethylhexyl)cyclohexane dicarboxylate)가 있다. DEHCH는 경도 특성이 우수하고, 겔링 속도가 빠르며, 프탈레이트계 가소제와 같은 환경적 이슈가 적다. 그러나, DEHCH는 저온 안정성, 휘발 특성, 열 안정성 등에 문제가 있다. DEHCH의 물성을 보완하기 위해 DEHCH에 추가적으로 다양한 물질을 혼합한 가소제 조성물에 대한 선행 연구가 있었다. 다만, 저온 안정성, 점도 특성에 문제가 있고 냄새가 나는 치명적 단점으로 인해 범용성이 낮아 추가적인 연구가 필요하다.
본 명세서는, 열 안정성을 개선하고, 저온 안정성과 점도 특성을 개선한 친환경 가소제 조성물을 제공하고자 한다.
또한, 본 명세서는, 상기 가소제 조성물을 사용하여 범용성이 높은 친환경 염화비닐 수지 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은 사이클로헥산 디카르복실레이트계 화합물, 식물성 오일 및, 에폭시화 식물성 오일을 포함하는 가소제 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 가소제 조성물을 포함하는 염화비닐 수지 조성물을 제공한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합을 설명하기 위한 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 이들의 조합 또는 부가 가능성을 배제하는 것은 아니다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태로 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 가소제 조성물은 사이클로헥산 디카르복실레이트계 화합물, 식물성 오일 및 에폭시화 식물성 오일을 포함하는 가소제 조성물을 제공한다.
사이클로헥산 디카르복실레이트계 화합물은 하기 화학식 1의 구조를 가진다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2021008087-appb-img-000001
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 4 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기 중에서 선택될 수 있다.
상기 [화학식 1]로 표시되는 화합물은 사이클로헥산에 카르복실레이트기 치환 위치에 따라 하기의 [화학식 1-1] 내지 [화학식 1-3]로 표시될 수 있다,
[화학식 1-1]
Figure PCTKR2021008087-appb-img-000002
[화학식 1-2]
Figure PCTKR2021008087-appb-img-000003
[화학식 1-3]
Figure PCTKR2021008087-appb-img-000004
상기 [화학식 1-1]은 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트계 화합물이고, 상기 [화학식 1-2]는 사이클로헥산-1,3-디카르복실레이트계 화합물이며, 상기 [화학식 1-3]은 사이클로헥산-1,2-디카르복실레이트계 화합물이다.
또한, 상기 화학식 1-1 내지 1-3에서, R3 내지 R8은 각각 부틸기, 이소부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 2-에틸헥실기, 옥틸기, 노닐기, 이소노닐기, 2-프로필헵틸기, 데실기, 또는 이소데실기이다.
예를 들어, 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트계 화합물에서 R3과 R4가 동일할 경우 디(부틸)사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트, 디(이소노닐)사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트 등일 수 있고; R3과 R4가 상이할 경우 부틸(2-에틸헥실)사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트, 부틸(이소노닐)사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트 등일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 가소제 조성물의 구성 성분 중 상기 사이클로헥산 디카르복실레이트계 화합물은 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트계 화합물에, R3과 R4가 모두 2-에틸헥실기인 화합물일 수 있다. 이 화합물은 하기 [화학식 1-4]의 구조를 가지며, 디(2-에틸헥실)사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트(di(2-ethylhexyl) cyclohexane-1,4-dicarboxylate, DEHCH)이다.
[화학식 1-4]
Figure PCTKR2021008087-appb-img-000005
본 발명의 일 구현예에 따르면, 가소제 조성물 중, 상기 사이클로헥산 디카르복실레이트계 화합물은 디(2-에틸헥실) 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트(di(2-ethylhexyl) cyclohexane-1,4-dicarboxylate), 디(이소노닐) 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트(di(isononyl) cyclohexane-1,4-dicarboxylate), 디(2-프로필헵틸) 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트(di(2-propylheptyl) cyclohexane-1,4-dicarboxylate), 디(데실) 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트(di(decyl) cyclohexane-1,4-dicarboxylate), 및 디(이소데실) 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트(di(isodecyl) cyclohexane-1,4-dicarboxylate)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
상기 사이클로헥산 디카르복실레이트계 화합물은 상온 및 저온 점도가 낮아우수한 코팅 특성을 구현할 수 있으며, 겔링 속도가 빠르고, 가소제 이행성이 적으며, 경도 특성이 우수하다. 다만, 사이클로헥산 디카르복실레이트계 화합물을 단독으로 사용할 경우 기존 범용 가소제 DOTP 대비 휘발 특성, 열 안정성, 연신율이 열세한 문제가 있다.
본 발명에 따른 가소제 조성물의 구성 성분 중 하나인 식물성 오일은, 예를 들면 하기 [화학식 2]의 구조의 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2021008087-appb-img-000006
상기 식물성 오일은, 글리세롤과 지방산이 에스테르 결합을 하고 있는 트리글리세라이드 구조를 가질 수 있다. R21 내지 R23은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분쇄의 알케닐기 또는 알킬기로, 단, 에폭시기를 포함하지는 않는다. R21 내지 R23의 불포화도는 최종 수지 조성물의 색상, 질감, 기계적 물성 등에 영향을 줄 수 있다. 이러한 불포화도는 불포화 결합을 요오드화시키는 요오드가 측정법을 이용하여 측정할 수 있다.
또한, 상기 식물성 오일은, 대두유(soybean oil), 피마자유(castor oil), 아마인유(linseed oil), 팜유(palm oil), 톨유(tall oil), 동유(tung oil), 포도씨유(grape seed oil), 올리브유(olive oil), 호호바유(jojoba oil), 양귀비씨유(poppyseed oil), 면실유(cottonseed oil), 카놀라유(canola oil), 밀배아유(wheat germ oil), 땅콩유(peanut oil), 호두유(walnut oil), 및 이들의 유도체 등이 있을 수 있다. 식물성 오일의 유도체는 식물성 오일과 지방산, 할로겐화 화합물 등의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 가소제 조성물의 구성 성분 중 하나인 에폭시화 식물성 오일은, [화학식 3]과 같이 식물성 오일의 지방산 사슬에 에폭시기를 가지는 구조의 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 3]
Figure PCTKR2021008087-appb-img-000007
상기 에폭시화 식물성 오일은, 식물성 오일의 불포화 결합에 에폭시화 반응을 통하여 에폭시기를 도입한 화합물일 수 있다. R31 내지 R33은 에폭시기를 포함하는 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분쇄의 알케닐기 또는 알킬기일 수 있다. 상기 에폭시화 식물성 오일은 식물성 오일을 에폭시 반응을 시켜서 얻는다. 에폭시 반응에는 포름산이 사용될 수 있다.
구체적으로, 상기 에폭시화 식물성 오일은 에폭시화 대두유(epoxidized soybean oil), 에폭시화 피마자유(epoxidized castor oil), 에폭시화 아마인유(epoxidized linseed oil), 에폭시화 팜유(epoxidized palm oil), 에폭시화 톨유(epoxidized tall oil), 에폭시화 동유(epoxidized tung oil), 에폭시화 포도씨유(epoxidized grape seed oil), 에폭시화 올리브유(epoxidized olive oil), 에폭시화 호호바유(epoxidized jojoba oil), 에폭시화 양귀비씨유(epoxidized poppyseed oil), 에폭시화 면실유(epoxidized cottonseed oil), 에폭시화 카놀라유(epoxidized canola oil), 에폭시화 밀배아유(epoxidized wheat germ oil), 에폭시화 땅콩유(epoxidized peanut oil), 에폭시화 호두유(epoxidized walnut oil) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
에폭시화 식물성 오일이 포함된 가소제 조성물은 휘발 특성, 열 안정성이 증진된다. 다만, 에폭시 구조로 인해 저온 안정성이 낮아 온도가 낮을 경우 결빙의 문제가 있을 수 있고, 특히 겨울철의 경우 점도가 높아 사용에 제한이 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 가소제 조성물은, 사이클로헥산 디카르복실레이트계 화합물의 장점인 투명성, 겔링 특성, 내후성; 및 에폭시화 식물성 오일이 갖는 장점인 휘발 특성, 열 안정성이 유지된다. 추가적으로, 식물성 오일을 특정 비율 포함함으로써 에폭시 구조를 갖는 가소제의 단점인 저온 안정성, 점도 특성이 개선된 특징이 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 가소제 조성물은 가소제 조성물 100 중량부에 대해, 상기 사이클로헥산 디카르복실레이트계 화합물을 약 50 중량부 내지 약 70 중량부, 및 상기 식물성 오일을 약 10 중량부 내지 약 35 중량부, 및 상기 에폭시화 식물성 오일을 약 10 중량부 내지 약 30 중량부로 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 사이클로헥산 디카르복실레이트계 화합물은 상기 가소제 조성물 100 중량부에 대해 약 50 중량부 내지 약 70 중량부, 바람직하게는 약 60 중량부 내지 70 중량부로 포함할 수 있다. 상기 가소제 조성물에 대하여, 상기 사이클로헥산 디카르복실레이트계 화합물이 약 50 중량부 미만일 경우 겨울철에 가소제가 얼어 가소제 흐름(배관 이송등)이 문제가 있을 수 있으며, Color이 Yellow하여 제품 조색이 어렵고, 연신율이 낮아 제품 시공 시 찢어지는 문제가 나타 날 수 있다. 약 70 중량부 초과일 경우 열 안정성, 인장 강도가 열세한 문제점이 있을 수 있다.
또한, 상기 식물성 오일은 상기 가소제 조성물 100 중량부에 대하여, 약 10 중량부 내지 약 35 중량부, 바람직하게는 약 15 중량부 내지 30 중량부로 포함할 수 있다. 상기 가소제 조성물에 대하여, 상기 식물성 오일이 약 10 중량부 미만일 경우 연신율이 낮고 점도가 높은 문제점이 있을 수 있고, 약 35 중량부 초과일 경우 휘발감량이 많고 열 안정성이 열세한 문제가 있을 수 있다.
또한, 상기 에폭시화 식물성 오일은 상기 가소제 조성물 100 중량부에 대하여, 약 10 중량부 내지 약 30 중량부, 바람직하게는 약 15 중량부 내지 약 25 중량부로 포함할 수 있다. 상기 가소제 조성물에 대하여, 상기 에폭시화 식물성 오일이 약 10 중량부 미만일 경우 열 안정성이 열세하고 휘발감량이 많은 문제점이 있을 수 있고, 약 30 중량부 초과일 경우 점도가 높아지고 연신율이 열세한 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 가소제 조성물은 상기 사이클로헥산 디카르복실레이트계 물질, 상기 식물성 오일 및 상기 에폭시화 식물성 오일을 혼합 블렌딩 하는 방식으로 제조 할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 가소제 조성물은 영하 20 ℃ 내지 영하10 ℃에서 결빙되지 않을 수 있다. 본 명세서에서 결빙이란, 육안으로 관찰 시 액체 상태의 가소제 조성물이 결정을 형성하며 유동성이 없는 고체 상태로 변화하는 것을 의미한다.
또한, 본 발명은, 상기 가소제 조성물을 포함하는 염화비닐 수지 조성물을 제공한다. 본 발명의 일 구현예에 따른 가소제 조성물을 포함하는 염화비닐 조성물은, 저온 안정성, 휘발 특성, 열 안정성 등이 개선될 수 있다.
본 명세서 전체에서 염화비닐 수지 조성물이란 염화비닐계 단량체 단독, 또는 염화비닐계 단량체 및 이와 공중합 가능한 공단량체가 공중합된 (공)중합체를 지칭한다. 이 외에 현탁제, 완충제, 및 중합 개시제 등을 혼합하여 현탁 중합, 미세 현탁 중합, 유화 중합, 또는 미니에멀전 중합 등의 중합 방법에 의해 제조될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 염화비닐 수지 조성물은, 상기 염화비닐 수지 조성물 100 중량부에 대해, 상기 가소제 조성물을 약 10 중량부 내지 약 200 중량부, 바람직하게는 약 10 중량부 내지 약 120 중량부로 포함하는 염화비닐 수지 조성물을 제공한다. 상기 가소제 조성물이 상대적으로 적게 포함되는 경우 수지 조성물의 유연성이 작아 완제품의 물성 구현이 어려움이 있을 수 있고, 상대적으로 많이 포함되는 경우 점도가 낮아 가공이 어렵고 제품 표면에 Tacky성이 나타나는 문제점이 있을 수 있다.
부가적으로, 상기 염화비닐 수지 조성물은 안정제, 충전제, 발포제 등 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 안정제는 수지 조성물의 물성 변화를 방지하는 목적으로 첨가 되는 것으로, Ca-Zn계 화합물, K-Zn계 화합물, Ba-Zn계 화합물, 유기 Tin계 화합물; 메탈릭 비누계 화합물, 페놀계 화합물, 인산 에스테르계 화합물 및, 아인산 에스테르계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 포함한다.
또한, 상기 충전제는 수지 조성물의 생산성, 건조 상태 감촉 등을 향상시키는 목적으로 사용되며, 탄산칼슘, 실리카, 알루미나 카올린 및, 수산화마그네슘 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 포함한다.
또한, 상기 발포제는 수지 조성물의 경량화를 위해 사용되며, 화학적 또는 물리적 발포제일 수 있다. 화학적 발포제로는 아조디카본아미드(azodicarbonamide), 아조디이소부티로니트릴(azodiisobutyro-nitrile), 벤젠설포닐하이드라지드(benzenesulfonhydrazide), p-톨루엔 설포닐 세미-카바자이드(p-toluene sulfonyl semi-carbazide), 중탄산나트륨, 중탄산암모늄 등을 예로 들 수 있다. 물리적 발포제로는 이산화탄소, 질소, 사이클로헥산, 톨루엔, 1,2-디클로로에탄, 아세톤, 메틸 에틸 케톤 등을 들 수 있다.
상기 기타 첨가제는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서 상기 예시 물질 이외에도 사용될 수 있으며, 염화비닐 수지 조성물의 목적에 따라 적절한 비율로 선택될 수 있다.
한편, 본 발명은 가소제 조성물을 포함하는 염화비닐 수지 성형품을 제공할 수 있다.
상기 염화비닐 수지 성형품은, 벽지, 바닥재, 데코시트 등의 실내 장식재, 식품 포장용 랩을 포함하는 포장재, 전선, 자동차 내장재, 필름, 호스 및 튜브 등 각종 압출, 사출, 카렌더링 및 컴파운드 업종에 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 3성분계 가소제 조성물은 기존 친환경 가소제 조성물에 비하여 저온 안정성, 점도뿐만 아니라 열 안정성, 휘발 감량 특성, 기계적 물성 등 전반적인 물성이 우수하여 친환경 가소제로 이용가치가 높다.
따라서, 본 발명에 따른 가소제 조성물을 포함하는 염화비닐 수지 조성물은 친환경적이고, 기존의 저온 안정성, 점도, 냄새 문제가 개선되어 범용성이 높다.
이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.
<실시예>
실시예 1
가소제 조성물 제조
사이클로헥산 디카르복실레이트계 화합물로 DEHCH를 이용하고, 식물성 오일로 Fatty acids, vegetable-oil, Me esters, chlorinated(Cas No: 95009-45-3) 를 이용하였으며, 에폭시화 식물성 오일로 에폭시화 대두유 (송원산업 E-700)을 이용하여 가소제 조성물을 제조하였다.
실시예 2, 실시예 3, 비교예 1 내지 10
상기 실시예 1에서, 가소제 조성을 표 1처럼 조정하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 가소제 조성물을 제조하였다.
상기와 같이 제조한 가소제 조성물의 조성을 하기 표 1에 정리하였다.
이하 조성은 가소제 조성물 중 주요 성분의 중량비로 나타내었다.
사이클로헥산
디카르복실레이트계 화합물		 식물성 오일 에폭시화 식물성 오일
실시예 1 70 15 15
실시예 2 60 20 20
실시예 3 50 25 25
비교예 1 DINP 사용
비교예 2 DOTP 사용
비교예 3 70 30 -
비교예 4 70 - 30
비교예 5 50 50 -
비교예 6 50 - 50
비교예 7 20 80 -
비교예 8 20 - 80
비교예 9 100 - -
염화비닐 수지 조성물
실시예 1-1 및 1-2
상기 실시예 1에서 제조한 가소제 조성물을 이용하여 두 가지 염화비닐 수지 조성물을 제조하였다.
Suspension: PVC(한화솔루션 P-1000F) 100 중량부와 실시예 1 가소제 조성물 40 중량부와 Ba/Zn계 열안정제 1.5 중량부, E-700 2 중량부를 첨가하여 염화비닐 수지 조성물을 제조하였다. (실시예 1-1)
Emulsion PVC(플라스티졸): PSR(한화솔루션 EL-103) 100 중량부와 실시예 1 가소제 조성물 60 중량부를 첨가하여 염화비닐 수지 조성물을 제조하였다. (실시예 1-2)
실시예 2-1 내지 3-2, 및 비교예 1-1 내지 9-2
상기 실시예 1-1에서, 실시예 1의 가소제 조성물 대신 각각 실시예 2, 실시예 3, 및 비교예 1 내지 9의 가소제 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1-1 및 1-2와 동일한 방법으로 염화비닐 수지 조성물을 제조하였다.
<실험예>
(1) 휘발 감량
가소제 조성물을 200 ℃, 1시간 방치 후, 전/후의 무게 변화를 측정하였다.
휘발 감량 (%) = [(초기 가소제 조성물 무게 - 방치 후 가소제 조성물 무게)/ 초기 가소제 조성물 무게] * 100
(2) 저온 안정성
겨울철 실외 보관에 따른 안정성을 간접적으로 평가하기 위해 영하 20 ℃ 내지 영하 10 ℃ 냉동고에 혼합된 가소제 조성물을 넣고 어는 형상을 관찰하였다.
(3) 점도
점도는, 상기 각각 제조된 플라스티졸을 25 ℃ 항온 오븐에서 1시간 동안 숙성시킨 후 Brookfield 점도계(spindle #6, 20 RPM)를 이용하여 초기점도를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(4) 겔링 특성
배합된 수지 54 g을 95 ℃ Brabender Mixer에 투입, 30 rpm으로 10분간 Mixing하였다. Mixer 가공시간 동안 Torque 변화를 통해 수지의 Gelling 시간을 분석하였다.
(5) 가소제 이행성
가소제의 이행성은 ISO 177:1988(Plastics -- Determination of migration of Plasticizer) 방법을 참고하여 진행하였다. 지름 50 ㎜ 의 원형으로Cutting 한 Molding Sheet 시편를 준비하고, 시편 위/아래에 기름종이(PP 다공성 필름)와 유리판을 차례로 겹쳐놓아 시편에서 이행된 가소제가 기름종이에 흡수되도록 하였다. 시편 위에 5 kg 하중을 인가하여 70 ℃ Oven에 각 5일 방치 후 감소한 시편의 무게 변화율(%)을 측정하여 가소제 이행 정도를 분석하였다.
시편의 무게 변화율은 [(시편의 무게변화/시험 전 시편의 무게) *100]으로 계산하였고, 기름종이의 무게 변화율은 [(기름종이의 무게변화/시험 전 기름종이의 무게) *100]으로 계산하였다. 시편의 무게 감소량은 기름종이의 무게 증가량과 동일하여, 본 실험에서는 시편의 무게 변화율만으로 가소제 이행성을 평가하였다.
(6) 경도 특성
경도는 상기 각각 제조된 Suspension 염화비닐 조성물을 Roll mill(170 ℃)과 Press(180 ℃) 가공을 통해 2mm 시트로 제작하고 Shore A 경도계로 경도를 측정하였다.
(7) 초기 착색성
ASTM E313 규격에 따라 Roll Mill 가공 Sheet를 Konica Minolta(CR 400) 색차계로 Sheet의 Yellow Index 측정하였다.
(8) 열 안정성
Roll Mill 가공 Sheet를 15 ㎜ × 480 ㎜ 의 Strap 형태로 잘라 190 ℃ Mathis Oven에 장착하였다. Oven 내에 장착된 시편이 15 ㎜/5분의 속도로 Oven밖으로 배출되도록 설정하였다. 시험 종료 후 변색 시작 시점까지의 길이(탄화되지 않은 길이, ㎜)를 통해 내열시간(분)을 계산하였다.
(9) 인장 강도 및 연신율
인장강도와 연신율은 Molding Sheet를 ASTM D638에 따라 아령모양 시편으로 제조 후, UTM(Universal Test Machine)에서 500 ㎜/분의 속도로 측정하였다.
휘발
감량
(%)		 저온
안정성		 점도*1
(cps)		 1일 후
점도*1
(cps)		 겔링
속도*1
실시예 1-1 0.97 우수 3,500 4,620 빠름
실시예 2-1 1.2 우수 3,900 5,000 빠름
실시예 3-1 1.2 우수 4,280 5,352 빠름
비교예 1-1 1.30 양호 4,800 7,536 빠름
비교예 2-1 0.54 양호 3,800 4,940 매우 느림
비교예 3-1 1.3 양호 3,550 4,160 빠름
비교예 4-1 0.79 열세 4,283 6,230 빠름
비교예 5-1 2.1 양호 3,800 4,800 빠름
비교예 6-1 0.62 매우열세 6,200 10,022 느림
비교예 7-1 3.2 양호 4,920 5,300 빠름
비교예 8-1 0.92 매우열세 6,800 12,200 느림
비교예 9-1 1.4 - 2,400 3,910 빠름
*1: Emulsion PVC(플라스티졸) 염화비닐 조성
가소제
이행*2
(%)		 경도*2 초기
착색성*2 		열
안정성*2
(분)		 인장
강도*2
(kgf/cm2)		 연신율*2
(%)
실시예 1-2 0.6 89 10.5 123 215 325
실시예 2-2 0.8 89 11.2 132 202 294
실시예 3-2 0.8 89 11.6 142 200 285
비교예 1-2 0.1 88 10.5 135 215 287
비교예 2-2 0.9 91 13.2 122 214 342
비교예 3-2 0.8 88 10.5 40 201 295
비교예 4-2 0.6 89 10.6 140 202 279
비교예 5-2 1.2 87 12.5 20 188 260
비교예 6-2 1 90 10.7 200 188 265
비교예 7-2 2.2 87 14.2 20 180 255
비교예 8-2 1.3 90 10.9 210 192 242
비교예 9-2 0.4 89 10.5 102 214 320
*2: Suspension PVC 염화비닐 조성
상기 표 2 및 표 3을 참조하면, 실시예는 범용 가소제(DINP, DOTP)보다 저온 안정성이 개선되었고, 특히 DINP보다 점도 특성, DOTP 보다 열 안정성이 개선된 것을 확인할 수 있다. 이외 다른 물성도 범용 가소제와 유사한 수준임을 확인할 수 있다.
DEHCH 단일 물질과 비교하면 휘발 감량, 저온 안정성 및 열 안정성이 특히 향상되었고, 나머지 기계적 물성도 유사한 수준인 것을 확인할 수 있다. DEHCH와 식물성 오일 또는 에폭시화 식물성 오일 중 하나를 혼합한 비교예 3 내지 8과 비교하면, 식물성 오일만 혼합할 경우, 저온 안정성은 확보 되나, 점도, 휘발 감량, 열 안정성이 매우 저하되고, 에폭시화 식물성 오일만 혼합할 경우, 열 안정성은 확보 되나, 저온 안정성, 점도 특성, 인장 강도, 연신율 등이 매우 저하되는 걸 확인할 수 있다.
결과적으로, DEHCH, 식물성 오일 및 에폭시화 식물성 오일의 3성분계 혼합물인 본원발명 가소제 조성물은 물성이 고르게 향상 되어, 단일 물질 또는 2성분 혼합물에 비하여 가소제 특성이 개선된 것을 확인할 수 있다.

Claims (11)

  1. i) 하기 화학식 1로 표시되는 사이클로헥산 디카르복실레이트계 화합물;
    ii) 식물성 오일; 및
    iii) 에폭시화 식물성 오일을 포함하는,
    가소제 조성물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2021008087-appb-img-000008
    상기 화학식 1에서,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 4 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사이클로헥산 디카르복실레이트계 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3 중 어느 하나인,
    가소제 조성물:
    [화학식 1-1]
    Figure PCTKR2021008087-appb-img-000009
    [화학식 1-2]
    Figure PCTKR2021008087-appb-img-000010
    [화학식 1-3]
    Figure PCTKR2021008087-appb-img-000011
    상기 화학식 1-1 내지 1-3에서,
    R3 내지 R8는 각각 독립적으로 부틸기, 이소부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 2-에틸헥실기, 노닐기, 이소노닐기, 2-프로필헵틸기, 데실기, 또는 이소데실기이다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 사이클로헥산 디카르복실레이트계 화합물은 디(2-에틸헥실) 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트(di(2-ethylhexyl) cyclohexane-1,4-dicarboxylate), 디(이소노닐) 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트(di(isononyl) cyclohexane-1,4-dicarboxylate), 디(2-프로필헵틸) 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트(di(2-propylheptyl) cyclohexane-1,4-dicarboxylate), 디(데실) 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트(di(decyl) cyclohexane-1,4-dicarboxylate), 및 디(이소데실) 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트(di(isodecyl) cyclohexane-1,4-dicarboxylate)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 가소제 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 식물성 오일은, 대두유(soybean oil), 피마자유(castor oil), 아마인유(linseed oil), 팜유(palm oil), 톨유(tall oil), 동유(tung oil), 포도씨유(grape seed oil), 올리브유(olive oil), 호호바유(jojoba oil), 양귀비씨유(poppyseed oil), 면실유(cottonseed oil), 카놀라유(canola oil), 밀배아유(wheat germ oil), 땅콩유(peanut oil), 호두유(walnut oil), 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 가소제 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 에폭시화 식물성 오일은 에폭시화 대두유(epoxidized soybean oil), 에폭시화 피마자유(epoxidized castor oil), 에폭시화 아마인유(epoxidized linseed oil), 에폭시화 팜유(epoxidized palm oil), 에폭시화 톨유(epoxidized tall oil), 에폭시화 동유(epoxidized tung oil), 에폭시화 포도씨유(epoxidized grape seed oil), 에폭시화 올리브유(epoxidized olive oil), 에폭시화 호호바유(epoxidized jojoba oil), 에폭시화 양귀비씨유(epoxidized poppyseed oil), 에폭시화 면실유(epoxidized cottonseed oil), 에폭시화 카놀라유(epoxidized canola oil), 에폭시화 밀배아유(epoxidized wheat germ oil), 에폭시화 땅콩유(epoxidized peanut oil), 및 에폭시화 호두유(epoxidized walnut oil)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 가소제 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가소제 조성물 100 중량부에 대해;
    상기 사이클로헥산 디카르복실레이트계 화합물을 50 중량부 내지 70 중량부;
    상기 식물성 오일을 10 중량부 내지 35 중량부; 및
    상기 에폭시화 식물성 오일을 10 중량부 내지 30 중량부로 포함하는, 가소제 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    영하 20 ℃ 내지 영하 10 ℃에서 결빙되지 않는, 가소제 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 가소제 조성물을 포함하는, 염화비닐 수지 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    염화비닐 수지 100 중량부에 대해, 상기 가소제 조성물을 10 중량부 내지 200 중량부로 포함하는, 염화비닐 수지 조성물.
  10. 제8항의 염화비닐 수지 조성물을 포함하는 염화비닐 수지 성형품.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 염화비닐 수지 성형품은 벽지, 바닥재, 데코시트, 식품 포장용 랩, 포장재, 전선, 자동차 내장재, 필름, 호스, 또는 튜브인, 염화비닐 수지 성형품.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100201233B1 (ko) * 1996-02-16 1999-06-15 마츠다 겐지로 항균성 식품포장용 필름
US20130137789A1 (en) * 2005-08-12 2013-05-30 Eastman Chemical Company Polyvinyl chloride compositions
JP2015089931A (ja) * 2013-11-07 2015-05-11 リケンテクノス株式会社 医療用塩化ビニル樹脂組成物およびそれからなる医療用器具
JP2016141712A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 新日本理化株式会社 ４−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸ジエステルを含有してなる医療用塩化ビニル系樹脂組成物及び医療用材料
KR20170121059A (ko) * 2016-04-22 2017-11-01 주식회사 엘지화학 가소제 조성물 및 이를 포함하는 수지 조성물
KR20190049611A (ko) * 2017-11-01 2019-05-09 주식회사 엘지화학 가소제 조성물 및 이를 포함하는 수지 조성물

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102666697B (zh) * 2009-09-30 2015-01-07 陶氏环球技术有限责任公司 乙酰基化的聚甘油脂肪酸酯以及用其增塑的聚氯乙烯绝缘材料
JP5797260B2 (ja) * 2010-05-10 2015-10-21 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 再生可能資源から誘導される可塑剤を用いて作製される可撓性ｐｖｃ組成物
TW201619119A (zh) * 2014-10-09 2016-06-01 巴斯夫歐洲公司 包含飽和二羧酸之環烷基酯及１，２－環己烷二羧酸酯的塑化劑組成物
KR102019938B1 (ko) * 2015-07-24 2019-09-11 주식회사 엘지화학 가소제 조성물, 수지 조성물 및 이들의 제조 방법
EP3434721B1 (en) * 2016-12-12 2022-02-02 LG Chem, Ltd. Plasticizer composition and resin composition including same
KR102462291B1 (ko) * 2017-03-16 2022-11-03 이네오스 스티롤루션 그룹 게엠베하 매우 연질의 비점착성 및 투명 스티렌계 열가소성 엘라스토머 조성물
KR20190139022A (ko) * 2018-06-07 2019-12-17 주식회사 엘지화학 가소제 조성물 및 이를 포함하는 수지 조성물
KR102260896B1 (ko) * 2018-06-11 2021-06-07 주식회사 엘지화학 가소제 조성물 및 이를 포함하는 수지 조성물
KR20190140832A (ko) * 2018-06-12 2019-12-20 주식회사 엘지화학 가소제 조성물 및 이를 포함하는 수지 조성물
KR102294862B1 (ko) * 2018-06-12 2021-08-30 주식회사 엘지화학 가소제 조성물 및 이를 포함하는 수지 조성물

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100201233B1 (ko) * 1996-02-16 1999-06-15 마츠다 겐지로 항균성 식품포장용 필름
US20130137789A1 (en) * 2005-08-12 2013-05-30 Eastman Chemical Company Polyvinyl chloride compositions
JP2015089931A (ja) * 2013-11-07 2015-05-11 リケンテクノス株式会社 医療用塩化ビニル樹脂組成物およびそれからなる医療用器具
JP2016141712A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 新日本理化株式会社 ４−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸ジエステルを含有してなる医療用塩化ビニル系樹脂組成物及び医療用材料
KR20170121059A (ko) * 2016-04-22 2017-11-01 주식회사 엘지화학 가소제 조성물 및 이를 포함하는 수지 조성물
KR20190049611A (ko) * 2017-11-01 2019-05-09 주식회사 엘지화학 가소제 조성물 및 이를 포함하는 수지 조성물

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