KR100948122B1 - Chemical composition and process - Google Patents
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Abstract
본 발명은 200℃ 미만의 녹는점을 갖는 산 및 이들의 전구체로 구성된 그룹으로부터 선택된 약 0.1 내지 약 50중량%의 적어도 하나의 억제제, 및 추진제를 캡슐화하는 열가소성 중합체 껍질을 포함하는, 팽창되지 않은 열적으로 팽창가능한 미소구를 포함하는 고체 분말 조성물과 관련이 있다. 본 발명은 제조 및 그의 용도, 중합체 수지를 포함하는 조성물, 그의 제조, 중합체 수지를 가공하기 위한 공정 및 그에 의해 획득가능한 물질에 더욱 관련이 있다.The present invention provides a thermally unexpanded thermal system comprising about 0.1 to about 50 weight percent of at least one inhibitor selected from the group consisting of acids having melting points below 200 ° C. and precursors thereof, and a thermoplastic polymer shell encapsulating the propellant. It relates to a solid powder composition comprising microspheres that are expandable. The present invention further relates to the manufacture and use thereof, to compositions comprising the polymer resin, to the preparation thereof, to processes for processing the polymer resin, and to the materials obtainable thereby.
Description
본 발명은 미소구(microsphere) 및 억제제를 포함하는 고체 분말 조성물 및 이의 제조를 위한 공정과 관련이 있다. 본 발명은 조성물의 용도, 중합체 수지를 포함하는 조성물 및 이의 제조, 조성물을 가공하기 위한 공정 및 그에 의해 획득가능한 물건과 더욱 관련이 있다.The present invention relates to solid powder compositions comprising microspheres and inhibitors and processes for their preparation. The invention further relates to the use of the composition, to the composition comprising the polymer resin and to the preparation thereof, to the process for processing the composition and to the objects obtainable thereby.
추진제를 캡슐화하는 열가소성 중합체를 포함하는 열적으로 팽창가능한 미소구는 예를 들면, 압출 또는 사출 성형에 의하여, 중합체 물질을 가공할 때, 발포제로서 사용될 수 있다. 그러나, 긴 공정 시간 및/또는 높은 공정 온도에서, 미소구는 물질의 변색을 일으킬 수 있다. 일부의 경우에, 성형된 물체의 고르지 않은 표면이 생성되는, 부족한 성형 충전의 문제가 또한 있다.Thermally expandable microspheres comprising a thermoplastic polymer encapsulating the propellant can be used as blowing agent when processing the polymeric material, for example by extrusion or injection molding. However, at long process times and / or high process temperatures, microspheres can cause discoloration of the material. In some cases, there is also a problem of poor molding filling, in which an uneven surface of the shaped object is created.
또한, 예비-팽창된(pre-expanded) 열가소성 미소구는 밀도를 감소시키거나 조직을 개선하기 위해 중합체 물질을 가공할 때 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 경우에, 또한 변색의 문제가 있을 수 있다.In addition, pre-expanded thermoplastic microspheres can be used when processing polymeric materials to reduce density or improve texture. However, in this case, there may also be a problem of discoloration.
미국 특허 제 6582633호는 높은 온도 성형에서의 변색은 미소구를 사용하여 낮아질 수 있고, 여기서 중합체 껍질은 높은 함량의 니트릴 함유 단량체를 갖는 것을 개시한다.U. S. Patent No. 6582633 discloses that discoloration in high temperature molding can be lowered using microspheres, where the polymer shell has a high content of nitrile containing monomers.
디메틸 포름아미드에서 폴리아크릴로니트릴 회전 용액의 변색을 감소시키기 위한 수많은 물질이 문헌에 개시되었고, 예를 들면, B. A. Marien, "Stabilisation of High Nitrile Polymers. I. Effect of Dienophilic Compounds", Journal of Polymer Science: Polymer Chemistry Ed., Vol. 17., p. 425-433 (1979); D. C. Gupta et al, "Inhibition of Discoloration in Acrylic Polymers", Journal of Applied Polymer Science, Vol. 39, p. 1821-1826 (1990); 및 K.V. Datye et al, "Discolouration in Acrylic Fibres, Synthetic Fibres, Jan./March 1984, p. 6-14를 참조하라. Numerous materials have been disclosed in the literature for reducing discoloration of polyacrylonitrile rotating solutions in dimethyl formamide, for example, BA Marien, "Stabilisation of High Nitrile Polymers. I. Effect of Dienophilic Compounds", Journal of Polymer Science : Polymer Chemistry Ed., Vol. 17., p. 425-433 (1979); D. C. Gupta et al, "Inhibition of Discoloration in Acrylic Polymers", Journal of Applied Polymer Science, Vol. 39, p. 1821-1826 (1990); And K.V. See Datye et al, "Discolouration in Acrylic Fibers, Synthetic Fibers, Jan./March 1984, p. 6-14.
미국 특허 제 2661347호는 아크릴로니트릴의 중합체의 변색을 감소시키기 위한 말레산(maleic acid) 및 말레산무수물(maleic anhydride)의 사용을 개시한다. 바람직한 실시는 아크릴로니트릴 중합체에 대한 용매 또는 가소제의 사용에 관계한다.US 2661347 discloses the use of maleic acid and maleic anhydride to reduce discoloration of polymers of acrylonitrile. Preferred implementations relate to the use of solvents or plasticizers for acrylonitrile polymers.
미국 특허 제 3984499호는 니트릴 수지에 말레산 또는 푸마르산의 반쪽 에스테르(half esters)의 함유(inclusion)을 개시한다.U. S. Patent 3984499 discloses the inclusion of half esters of maleic acid or fumaric acid in a nitrile resin.
미국 특허 제 3907932호는 올레핀 니트릴의 중합체 조성물에 있는 유기주석 말레인산(maleate) 화합물의 함유를 개시한다.US Patent 3907932 discloses the inclusion of organotin maleate compounds in the polymer composition of olefin nitriles.
유럽 특허 제 1471105호 및 WO2005/023920호는 구연산을 포함할 수 있는, 화학적 발포제와 조합된 미소구의 사용을 개시한다.EP 1471105 and WO 2005/023920 disclose the use of microspheres in combination with chemical blowing agents, which may include citric acid.
본 발명의 목적은 허용할 수 없는 변색을 일으키지 않고 만족할만한 결과를 갖는, 높은 온도에서 중합체 물질을 가공하는데 사용될 수 있는 미소구 조성물을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a microsphere composition that can be used to process polymeric materials at high temperatures without causing unacceptable discoloration and having satisfactory results.
본 발명의 또 다른 목적은 첨가제로서 팽창된 또는 열적으로 팽창가능한 미소구를 사용하여 중합체 수지를 가공하기 위한 공정을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a process for processing polymeric resins using expanded or thermally expandable microspheres as additives.
본 발명의 또 다른 목적은 경량의 물체를 제조하는데 사용될 수 있는 중합체 수지를 포함하는 조성물을 제공하는 것이다.Yet another object of the present invention is to provide a composition comprising a polymer resin that can be used to produce a lightweight object.
미소구와 특정 억제제의 혼합은 긴 공정 시간 및/또는 높은 온도에서 중합체 물질의 가공 시 발포제로서 사용될 때 변색을 상당히 감소시킨다는 것이 발견되었다.It has been found that the mixing of microspheres with certain inhibitors significantly reduces discoloration when used as blowing agent in the processing of polymeric materials at long process times and / or at high temperatures.
따라서, 본 발명의 하나의 양상은 약 200℃ 미만의 녹는점을 갖는 산 및 이들의 전구체로 구성된 그룹으로부터 선택된 약 0.1 내지 약 50중량%의 적어도 하나의 억제제, 및 추진제를 캡슐화하는 열가소성 중합체 껍질을 갖는 팽창된 또는 팽창되지 않은 열적으로 팽창가능한 미소구를 포함하는 고체 분말 조성물에 관한 것이며, 상기 산은 구연산이 아니다.Accordingly, one aspect of the present invention provides a thermoplastic polymer shell encapsulating about 0.1 to about 50 weight percent of at least one inhibitor selected from the group consisting of acids having a melting point of less than about 200 ° C. and precursors thereof, and a propellant. A solid powder composition comprising expanded or unexpanded thermally expandable microspheres having said acid is not citric acid.
본 발명의 또 다른 양상은 추진제를 캡슐화하는 열가소성 중합체 껍질을 포함하는 팽창된 또는 팽창되지 않은 열적으로 팽창가능한 미소구를 약 200℃ 미만의 녹는점을 갖는 산 및 이들의 전구체로 구성된 그룹으로부터 선택된 약 0.1 내지 약 50중량%의 적어도 하나의 억제제와 혼합하는 단계를 포함하는, 조성물의 제조를 위한 공정에 관한 것이며, 상기 산은 구연산이 아니다.Another aspect of the present invention provides a pharmaceutical composition comprising an expanded or unexpanded thermally expandable microspheres comprising a thermoplastic polymer shell encapsulating a propellant, wherein the expanded or unexpanded thermally expandable microspheres are selected from the group consisting of acids having a melting point of less than about 200 ° C. and precursors thereof. To a process for the preparation of a composition comprising mixing with 0.1 to about 50% by weight of at least one inhibitor. The acid is not citric acid.
본 발명의 또 다른 양상은 중합체 수지의 가공에서 발포제로서의 조성물의 용도에 관한 것이다.Another aspect of the invention relates to the use of the composition as a blowing agent in the processing of polymeric resins.
본 발명의 또 다른 양상은 중합체 수지, 추진제를 캡슐화하는 열가소성 중합체 껍질을 포함하는 팽창된 또는 열적으로 팽창가능한 미소구, 및 약 200℃ 미만의 녹는점을 갖는 산 및 이들의 전구체로 구성된 그룹으로부터 선택된, 팽창가능한 미소구양에 기초하여, 약 0.1 내지 약 50중량%의 적어도 하나의 억제제를 포함하는 조성물에 관한 것이며, 상기 산은 구연산이 아니다.Another aspect of the invention is selected from the group consisting of polymer resins, expanded or thermally expandable microspheres comprising thermoplastic polymer shells encapsulating propellant, and acids having melting points below about 200 ° C. and precursors thereof And, based on the expandable microspheres, about 0.1 to about 50 weight percent of at least one inhibitor, wherein the acid is not citric acid.
본 발명의 또 다른 양상은 추진제를 캡슐화하는 열가소성 중합체 껍질을 포함하는 팽창된 또는 팽창되지 않은 열적으로 팽창가능한 미소구 및 약 200℃ 미만의 녹는점을 갖는 산 및 이들의 전구체로 구성된 그룹으로부터 선택된 약 0.1 내지 약 50중량%의 적어도 하나의 억제제와 중합체 수지를 혼합하는 단계를 포함하는, 조성물의 제조를 위한 공정에 관한 것이며, 상기 산은 구연산이 아니다.Another aspect of the invention is a drug selected from the group consisting of expanded or unexpanded thermally expandable microspheres comprising a thermoplastic polymer shell encapsulating the propellant and acids having melting points below about 200 ° C. and precursors thereof. To a process for the preparation of a composition comprising mixing 0.1 to about 50 weight percent of at least one inhibitor with a polymer resin, wherein the acid is not citric acid.
본 발명의 또 다른 양상은 상기에서 기술된 바와 같은 중합체 수지 조성물, 즉, 중합체 수지 및, 그 안에 혼합된, 추진제를 캡슐화하는 열가소성 중합체 껍질을 포함하는 팽창된 또는 팽창되지 않은 열적으로 팽창가능한 미소구 및 약 200℃ 미만의 녹는점을 갖는 산 및 이들의 전구체로 구성된 그룹으로부터 선택된, 미소구양에 기초하여, 약 0.1 내지 약 50중량%의 적어도 하나의 억제제를 포함하는 조성물을 가공하기 위한 공정에 관한 것이며, 상기 산은 구연산이 아니다.Another aspect of the invention is an expanded or unexpanded thermally expandable microsphere comprising a polymeric resin composition as described above, ie, a polymeric resin and a thermoplastic polymer shell encapsulating a propellant, mixed therein And from about 0.1 to about 50 weight percent of at least one inhibitor based on a microstructure, selected from the group consisting of acids having a melting point of less than about 200 ° C. and precursors thereof. And the acid is not citric acid.
본 발명의 또 다른 양상은 팽창가능한 미소구를 팽창하는 단계를 포함하는 전술한 수지 가공 공정에 의해 획득가능한, 선택적으로 발포된 중합체 물질의 생성물에 관한 것이다.Another aspect of the invention relates to a product of an optionally foamed polymeric material obtainable by the aforementioned resin processing process comprising the step of expanding the expandable microspheres.
열적으로 팽창가능한 미소구는 당해 기술분야에 알려져 있고, 예를 들면 미국 특허 제 3615972호, 제 3945956호, 제 5536756호, 제 6235800호, 제 6235394호 및 제 6509384호에, 유럽 특허 제 486080호에, 일본 공개공보 제 87-286534호에 및 WO 2004/072160호에 자세히 기술되어 있다. 미소구에서, 추진제는 보통 열가소성 중합체 껍질의 연화 온도(softening temperature)보다 높지 않은 끓는 온도를 갖는 액체이다. 가열시, 추진제는 껍질을 연화시킴과 동시에 내부 압력을 증가시키도록 증발하여, 미소구의 상당한 팽창, 보통 미소구 직경의 약 2 내지 약 5 배의 팽창을 생성한다. 팽창이 시작되는 온도는 Tstart라고 부르는 한편, 최대 팽창이 도달되는 온도는 Tmax라고 부른다. Tmax가 초과될 때, 추진제는 미소구가 붕괴하기 시작할 정도로 중합체 껍질을 관통하여 방출되었다. Thermally expandable microspheres are known in the art and are described, for example, in US Pat. Nos. 3615972, 3945956, 5536756, 6235800, 6235394 and 6509384, European Patent 486080, It is described in detail in Unexamined-Japanese-Patent No. 87-286534 and WO 2004/072160. In microspheres, the propellant is usually a liquid having a boiling temperature not higher than the softening temperature of the thermoplastic polymer shell. Upon heating, the propellant evaporates to soften the shell and at the same time increase the internal pressure, resulting in significant expansion of the microspheres, usually about 2 to about 5 times the diameter of the microspheres. The temperature at which expansion begins is called T start , while the temperature at which maximum expansion is reached is called T max . When the T max was exceeded, the propellant was released through the polymer shell to the extent that the microspheres began to collapse.
때때로 예비-팽창된 열가소성 미소구로서 언급되는, 팽창된 미소구는 예를 들면, 팽창되지 않은 미소구의 직경보다 2 내지 5 배 더 큰 입자 직경으로, 본원에서 기술된 바와 같은 팽창가능한 미소구를 팽창시킴으로써 획득될 수 있다. 팽창된 미소구의 밀도는 예를 들면 0.005 내지 0.06g/㎤일 수 있다. 팽창은 팽창가능한 미소구를 Tstart 이상의 온도로 가열함으로써 수행된다. 팽창된 미소구의 밀도는 가열온도 및 시간을 선택하여 제어할 수 있다. 팽창은 예를 들면, 유럽 특허 제 0348372호, WO2004/056549호 또는 WO2006/009643호에서 기술된 바와 같이, 적절한 장치에서 적절한 가열 수단에 의해 이루어질 수 있다.Expanded microspheres, sometimes referred to as pre-expanded thermoplastic microspheres, are, for example, by expanding the expandable microspheres as described herein to a particle diameter that is 2 to 5 times larger than the diameter of the unexpanded microspheres. Can be obtained. The density of the expanded microspheres can be for example 0.005 to 0.06 g / cm 3. Expansion is performed by heating the expandable microspheres to a temperature above T start . The density of the expanded microspheres can be controlled by selecting the heating temperature and time. The expansion can be effected by means of suitable heating means in a suitable apparatus, for example as described in EP 0348372, WO2004 / 056549 or WO2006 / 009643.
본 발명에 따라, 미소구는 팽창되거나, 팽창가능하거나, 또는 팽창된 및 팽창가능한 미소구의 혼합물일 수 있다.According to the invention, the microspheres may be expanded, expandable, or a mixture of expanded and expandable microspheres.
미소구는 바람직하게 에틸렌계 불포화 단량체들을 중합하는 것에 의해 획득되는 단일-(mono-) 또는 공-중합체(co-polymer)로부터 만들어진 중합체 껍질을 갖는다. 단량체들은 예를 들면, 아크릴로니트릴, 메트아크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, α-에톡시아클릴로니트릴, 푸마로니트릴 또는 크로토니트릴과 같은 니트릴 함유 단량체; 메틸 아크릴레이트 또는 에틸 아크릴레이트와 같은 아크릴 에스테르; 메틸 메트아크릴레이트, 이소보닐 메트아크릴레이트, 에틸 메트아크릴레이트 또는 하이드록시에틸메트아크릴레이트와 같은 메트아크릴 에스테르; 비닐 클로라이드와 같은 비닐 할로겐화물; 비닐리덴 클로라이드와 같은 비닐리덴 할로겐화물; 비닐 피리딘; 비닐 아세테이트와 같은 비닐 에스테르; 스티렌, 할로겐화 스티렌 또는 α-메틸 스티렌과 같은 스티렌; 부타디엔, 이소프렌 및 클로로프렌과 같은 디엔; 아크릴산, 메트아크릴산 및 이들의 염과 같은 불포화 카르복실 화합물; 또는 아크릴아미드 또는 N-치환된 말레이미드와 같은 다른 불포화 단량체일 수 있다. 상기 언급된 단량체의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.The microspheres preferably have a polymer shell made from a mono- or co-polymer obtained by polymerizing ethylenically unsaturated monomers. Monomers include, for example, nitrile-containing monomers such as acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, α-ethoxyacrylonitrile, fumaronitrile or crotonitrile; Acrylic esters such as methyl acrylate or ethyl acrylate; Methacrylic esters such as methyl methacrylate, isobornyl methacrylate, ethyl methacrylate or hydroxyethyl methacrylate; Vinyl halides such as vinyl chloride; Vinylidene halides such as vinylidene chloride; Vinyl pyridine; Vinyl esters such as vinyl acetate; Styrenes such as styrene, halogenated styrenes or α-methyl styrene; Dienes such as butadiene, isoprene and chloroprene; Unsaturated carboxylic compounds such as acrylic acid, methacrylic acid and salts thereof; Or other unsaturated monomers such as acrylamide or N-substituted maleimides. Mixtures of the abovementioned monomers may also be used.
본 발명은 팽창가능한 미소구의 열가소성 중합체 껍질을 위한 단량체가, 바람직하게는 많은 양으로, 예를 들면 중합체 껍질로 중합되는 단량체의 약 40 내지 100중량%, 바람직하게는 약 60 내지 100 중량%로 니트릴 함유 단량체를 포함한다면 특히 유익하다. 니트릴 함유 단량체의 양은 또한, 중합체 껍질로 중합되는 단량체의, 약 80 내지 100 중량%, 가장 바람직하게는 약 90 내지 100 중량%, 특히 약 95 내지 100 중량%일 수 있다.The present invention provides nitrile monomers for thermoplastic polymer shells of expandable microspheres, preferably in large amounts, for example from about 40 to 100%, preferably from about 60 to 100% by weight of the monomers polymerized into the polymer shell. It is particularly advantageous if it contains a containing monomer. The amount of nitrile containing monomer may also be about 80 to 100%, most preferably about 90 to 100%, in particular about 95 to 100% by weight of the monomer polymerized into the polymer shell.
중합체 껍질에 사용되는 니트릴 함유 단량체는 바람직하게 하나 또는 그 이상의 아크릴로니트릴 및 메트아크릴로니트릴로부터 주로 선택된다. 다른 에틸렌계 불포화 단량체가 존재한다면, 에틸렌계 불포화 단량체는 바람직하게 하나 또는 그 이상의 아크릴 에스테르 또는 메트아크릴 에스테르로부터 선택된다. 비-할로겐 함유 단량체만을 사용하는 것이 또한 가장 바람직하다.The nitrile containing monomers used in the polymer shell are preferably mainly selected from one or more acrylonitrile and methacrylonitrile. If other ethylenically unsaturated monomers are present, the ethylenically unsaturated monomers are preferably selected from one or more acrylic esters or methacrylic esters. It is also most preferred to use only non-halogen containing monomers.
보통 중합체 껍질의 유리 전이 온도(Tg)에 해당하는 중합체 껍질의 연화 온도는 바람직하게는 약 80 내지 약 200℃의 범위 내, 가장 바람직하게는 약 115 내지 약 200℃의 범위 내에 있다.The softening temperature of the polymer shell, which usually corresponds to the glass transition temperature (T g ) of the polymer shell, is preferably in the range of about 80 to about 200 ° C, most preferably in the range of about 115 to about 200 ° C.
중합체 껍질을 위한 단량체가 하나 또는 그 이상의 디비닐 벤젠, 에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디(에틸렌 글리콜) 디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 글리세롤 디(메트)아크릴레이트, 1,3-부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 1,10-데칸디올 디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 트리알릴포르말 트리(메트)아크릴레이트, 알릴 메트아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리(메트)아크릴레이트, 트리부탄디올 디(메트)아크릴레이트, PEG #200 디(메트)아크릴레이트, PEG #400 디(메트)아크릴레이트, PEG #600 디(메트)아크릴레이트, 3-아크릴로일옥시글리콜 모노아크릴레이트, 트리아크릴 포르말, 트리알릴 이소시아네이트, 트리알릴 이소시아누레이트 등과 같은 가교화 다기능 단량체를 포함하는 것이 때때로 바람직할 수 있다.Monomers for polymer shells may contain one or more divinyl benzenes, ethylene glycol di (meth) acrylates, di (ethylene glycol) di (meth) acrylates, triethylene glycol di (meth) acrylates, propylene glycol di (meth) ) Acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, glycerol di (meth) acrylate, 1,3-butanediol di (meth) acrylate, neo Pentyl glycol di (meth) acrylate, 1,10-decanediol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, triallyl formal tri (meth) Acrylate, allyl methacrylate, trimethylol propane tri (meth) acrylate, tributanediol di (meth) acrylate, PEG # 200 di (meth) acrylate, PEG # 400 di (meth) acrylate, PEG # 600(Meth) acrylate, it may be sometimes desirable to include a crosslinking multifunctional monomers, such as 3-acryloyloxyethyl glycol monoacrylate, triethylene acrylic formal, triallyl isocyanate, triallyl isocyanurate.
바람직하게 중합체 껍질은 총 미소구의 약 60 내지 약 95중량%, 가장 바람직하게는 약 70 내지 85중량%을 구성한다. 존재한다면, 가교화 다기능 단량체는 중합체 껍질을 위한 단량체 총량의 바람직하게 약 0.1 내지 약 10중량%, 가장 바람직하게는 약 0.1 내지 약 1중량%, 특히 가장 바람직하게는 약 0.2 내지 약 0.5중량%을 구성한다.Preferably the polymer shell constitutes from about 60% to about 95%, most preferably from about 70% to 85% by weight of the total microspheres. If present, the crosslinking multifunctional monomer preferably comprises from about 0.1 to about 10 weight percent, most preferably from about 0.1 to about 1 weight percent, particularly most preferably from about 0.2 to about 0.5 weight percent of the total amount of monomers for the polymer shell. Configure.
추진제는 보통 열가소성 중합체 껍질의 연화 온도보다 높지 않은 끓는점(boiling temperature)를 갖는 액체이고, n-펜탄, 이소펜탄, 네오펜탄, 시클로펜탄, 시클로헥산, 부탄, 이소부탄, 헥산, 이소헥산, 네오헥산, 헵탄, 이소헵탄, 옥탄, 이소옥탄, 이소데칸, 이소도데칸, 또는 이들의 혼합물과 같은 탄화수소를 포함할 수 있다. 이들 이외에, 석유 에테르, 또는 메틸 클로라이드, 메틸렌 클로라이드, 디클로로에탄, 디클로로에틸렌, 트리클로로에탄, 트리클로로에틸렌, 트리클로로플루오로메탄, 퍼플루오르화 탄화수소, 등과 같은 염소화 또는 플루오르화 탄화수소와 같은, 다른 탄화수소 유형이 또한 사용될 수 있다. 대기압에서 끓는점은 넓은 범위 내에, 바람직하게는 약 -20 내지 약 200℃, 가장 바람직하게는 약 -20 내지 약 150℃ 내에 있을 수 있다. 추진제가, 대기압에서 최소한 50중량%, 바람직하게는 최소한 80중량%의 추진제를 증발시키는데 요구되는, 끓는점 또는 50℃이상, 더 바람직하게는 60℃이상, 가장 바람직하게는 70℃이상, 그러나 바람직하게는 약 150℃보다 높지 않은 온도의 끓는점 범위를 갖는 것이 특히 바람직하다. 추진제는 적절하게는 미소구의 약 5 내지 약 40중량%를 구성한다.Propellants are usually liquids with a boiling temperature not higher than the softening temperature of the thermoplastic polymer shell, and are n-pentane, isopentane, neopentane, cyclopentane, cyclohexane, butane, isobutane, hexane, isohexane, neohexane Hydrocarbons such as heptane, isoheptane, octane, isooctane, isodecane, isododecane, or mixtures thereof. In addition to these, other hydrocarbons, such as petroleum ether or chlorinated or fluorinated hydrocarbons such as methyl chloride, methylene chloride, dichloroethane, dichloroethylene, trichloroethane, trichloroethylene, trichlorofluoromethane, perfluorinated hydrocarbons, and the like. Types can also be used. The boiling point at atmospheric pressure may be within a wide range, preferably from about −20 to about 200 ° C., and most preferably from about −20 to about 150 ° C. The propellant has a boiling point or at least 50 ° C., more preferably at least 60 ° C., most preferably at least 70 ° C., but preferably is required to evaporate at least 50% by weight, preferably at least 80% by weight, of propellant at atmospheric pressure. It is particularly preferred to have a boiling range of temperatures not higher than about 150 ° C. Propellants suitably comprise about 5 to about 40 weight percent of microspheres.
실시예에서, 추진제는 적절하게 50중량% 이상, 바람직하게는 55중량% 이상, 더 바람직하게는 약 60중량% 이상, 가장 바람직하게는 약 70중량% 이상의 양의 이소옥탄을 바람직하게 포함하거나, 또는 가능하면 더욱 실질적으로 이소옥탄으로 이루어져 있다. 추진제는 바람직하게는 모두 50중량%까지의, 하나 또는 그 이상의 부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄, 석유 증류액 또는 추진제의 적절한 끓는점 범위를 제공하는 다른 액체를 더욱 포함할 수 있다. 특히, 이소옥탄과 조합하여 사용하기 위한 바람직한 탄화수소는 이소부탄, 이소펜탄, n-펜탄, n-헥산, 석유 에테르 및 n-헵탄이다.In an embodiment, the propellant preferably comprises isooctane in an amount of at least 50% by weight, preferably at least 55% by weight, more preferably at least about 60% by weight, most preferably at least about 70% by weight, or If possible, it is more substantially composed of isooctane. The propellant may further comprise one or more butanes, pentane, hexanes, heptanes, petroleum distillates or other liquids providing a suitable boiling point range of the propellant, preferably all up to 50% by weight. In particular, preferred hydrocarbons for use in combination with isooctane are isobutane, isopentane, n-pentane, n-hexane, petroleum ether and n-heptane.
적절하게, 추진제는 실온에서 액체이고, 대기압에서 중합체 껍질의 연화점 미만의 끓는점을 가진다. 바람직하게, 추진제는 총 미소구의 약 10 내지 약 30중량%, 가장 바람직하게는 약 15 내지 약 25중량%을 구성한다.Suitably, the propellant is a liquid at room temperature and has a boiling point below the softening point of the polymer shell at atmospheric pressure. Preferably, the propellant comprises about 10% to about 30%, most preferably about 15% to about 25% by weight of the total microspheres.
중합체 껍질 및 추진제와 별도로, 미소구는 미소구를 제조하는 동안, 보통 약 1 내지 약 20중량%, 바람직하게는 약 2 내지 약 10중량%의 양으로 첨가되는 또 다른 물질을 포함할 수 있다. 그러한 물질의 예들은 하나 또는 그 이상의 실리카, 백묵, 벤토나이트, 녹말, 가교된 중합체, 메틸 셀룰로스, 검 한천(gum agar), 하이드록시프로필 메틸셀룰로스, 카르복시 메틸셀룰로스, 교질 점토(colloidal clays)와 같은 고체 현탁화제(solid suspending agents) 및/또는 Al, Ca, Mg, Ba, Fe, Zn, Ni 및 Mn과 같은 금속의 하나 또는 그 이상의 염, 산화물 또는 수산화물, 예를 들어 하나 또는 그 이상의 인산 칼슘, 탄산 칼슘, 수산화마그네슘, 황산 바륨, 옥살산 칼슘 및 알루미늄, 철, 아연, 니켈 또는 망간의 수산화물이다. 존재한다면, 이들 고체 현탁화제는 보통 중합체 껍질의 바깥 표면에 주로 위치한다. 그러나, 비록 현탁화제가 미소구의 제조 동안 첨가되었을지라도, 현탁화제는 추후 단계에서 세척되었고 따라서 최종 생성물에서 실제로 없었을 수 있다.Apart from the polymer shell and the propellant, the microspheres may comprise another material, which is usually added in an amount of about 1 to about 20 weight percent, preferably about 2 to about 10 weight percent, during the manufacture of the microspheres. Examples of such materials are solids such as one or more silica, chalk, bentonite, starch, crosslinked polymers, methyl cellulose, gum agar, hydroxypropyl methylcellulose, carboxy methylcellulose, colloidal clays Solid suspending agents and / or one or more salts, oxides or hydroxides of metals such as Al, Ca, Mg, Ba, Fe, Zn, Ni and Mn, for example one or more calcium phosphates, carbonic acid Calcium, magnesium hydroxide, barium sulfate, calcium oxalate and hydroxides of aluminum, iron, zinc, nickel or manganese. If present, these solid suspending agents are usually located primarily on the outer surface of the polymer shell. However, although the suspending agent was added during the preparation of the microspheres, the suspending agent was washed in a later step and thus may not actually be present in the final product.
바람직하게, 조성물의 미소구는 비교적 높은 Tstart 및 Tmax를 갖는다. Tstart는 바람직하게는 약 80 내지 약 200℃, 더 바람직하게는 약 130 내지 약 190℃, 가장 바람직하게는 약 150 내지 약 180℃의 범위 내에 있는 한편, Tmax는 바람직하게는 약 190℃보다 높고, 가장 바람직하게는 약 200℃보다 높다. 보통 Tmax는 약 300℃를 넘지 않는다.Preferably, the microspheres of the composition have a relatively high T start and T max . T start is preferably in the range of about 80 to about 200 ° C., more preferably about 130 to about 190 ° C., most preferably about 150 to about 180 ° C., while T max is preferably less than about 190 ° C. High, most preferably higher than about 200 ° C. Usually T max does not exceed about 300 ° C.
팽창가능한 미소구의 평균 입자 크기는 적절하게 약 1 내지 약 500㎛, 바람직하게는 약 3 내지 약 200㎛, 가장 바람직하게는 약 5 내지 약 100㎛이다. Tstart 이상의 온도로 가열하여, 보통 미소구를 약 2배 내지 약 7배, 바람직하게는 약 4배 내지 7배의 직경으로 확장하는 것이 가능하다.The average particle size of the expandable microspheres is suitably about 1 to about 500 μm, preferably about 3 to about 200 μm, most preferably about 5 to about 100 μm. By heating to a temperature above T start , it is usually possible to expand the microspheres to a diameter of about 2 to about 7 times, preferably about 4 to 7 times.
상기에서 기술된 바와 같은 팽창가능한 미소구는 상표 Expancel® DU 하에서 상업적으로 이용할 수 있고, 예를 들면 이전에 언급된 미국 특허 제 US 3615972호, 제 US 3945956호, 제 US 5536756호, 제 US 6235800호, 제 US 6235394호 및 제 US 6509384호, 유럽 특허 제 EP 486080호, 일본 공개공보 제 87-286534호, 및 국제 공개 제 WO2004/072160호에서 개시된 바와 같이, 당해 기술분야에서 알려진 방법에 의해 생산될 수 있다. 또한 팽창된 미소구는 예를 들면 상표 Expancel® DE 하에서 상업적으로 이용할 수 있다.Expandable microspheres as described above are commercially available under the trademark Expancel® DU and are described, for example, in previously mentioned US Pat. Nos. US 3615972, US 3945956, US 5536756, US 6235800, Can be produced by methods known in the art, as disclosed in US Pat. Nos. 6235394 and US 6509384, European Patent EP 486080, Japanese Patent Application Publication No. 87-286534, and International Publication WO2004 / 072160. have. Expanded microspheres are also commercially available, for example under the trademark Expancel® DE.
본 발명의 조성물에서 적어도 하나의 억제제는 바람직하게는 산 또는 이들의 전구체, 즉 중합체 수지를 가공하는 동안 우세한 조건에서 적어도 하나의 산을 형성하기 위해 분해하거나 다른 방식으로 반응하는 물질이다. 그러한 전구체는, 예를 들면, 산의 무수물을 포함한다. 산은 또한 산의 수화된 형태일 수 있다. 산 또는 산의 수화물의 녹는점은 약 200℃ 미만, 바람직하게는 약 150℃ 미만이다. 임계 하한은 없으며 억제제는, 예를 들면, 최소한 약 0℃ 또는 최소한 약 30℃의 녹는점을 가질 수 있다.The at least one inhibitor in the composition of the invention is preferably a substance which decomposes or otherwise reacts to form at least one acid under prevailing conditions during processing of the acid or their precursor, ie the polymer resin. Such precursors include, for example, anhydrides of acids. The acid may also be a hydrated form of the acid. The melting point of the acid or acid hydrate is less than about 200 ° C, preferably less than about 150 ° C. There is no critical lower limit and the inhibitor may have a melting point of at least about 0 ° C. or at least about 30 ° C., for example.
산은 바람직하게는 유기산, 바람직하게는 산의 고체 형태에서 적어도 하나의 카르복실기를 함유하는 유기산이다.The acid is preferably an organic acid, preferably an organic acid containing at least one carboxyl group in the solid form of the acid.
억제제로서 유용한 산의 그룹은 포름산, 벤조산, 옥살산, 아젤라산, 말론산, 말산, 숙신산, 말레산, 프탈산, 아크릴산, 메트아크릴산, 이들의 혼합물 및 무수물과 같은, 이들의 전구체를 포함한다. 특히 바람직한 억제제는 아젤라산, 말레산, 말레산 무수물, 프탈산, 프탈산 무수물, 옥살산, 숙신산, 숙신산 무수물 및 이들의 혼합물을 포함한다.Groups of acids useful as inhibitors include their precursors, such as formic acid, benzoic acid, oxalic acid, azelaic acid, malonic acid, malic acid, succinic acid, maleic acid, phthalic acid, acrylic acid, methacrylic acid, mixtures thereof and anhydrides. Particularly preferred inhibitors include azelaic acid, maleic acid, maleic anhydride, phthalic acid, phthalic anhydride, oxalic acid, succinic acid, succinic anhydride and mixtures thereof.
본 발명의 실시예에서, 조성물은 상기에서 기술된 바와 같은 두 개 또는 그 이상의 억제제들의 혼합물, 또는 구연산과 같은 또 다른 화합물, 이들의 전구체 또는 화학적 발포제로서 유용한 다른 화합물과 상기에서 기술된 바와 같은 하나의 억제제의 조합물을 포함한다. 유용한 조합물은 말레산 또는 이들의 전구체, 예를 들어, 말레산무수물과 하나 또는 그 이상의 옥살산 또는 아젤라산 또는 이들의 전구체를 포함한다. 게다가, 적어도 하나의 억제제는 또한, 예를 들어, 말레산 및 구연산을 포함하는 혼합물 또는 말레산과 구연산 중 적어도 하나에 대한 하나 또는 그 이상의 전구체일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the composition is a mixture of two or more inhibitors as described above, or another compound, such as citric acid, their precursors or other compounds useful as chemical blowing agents and one as described above. Combinations of inhibitors. Useful combinations include maleic acid or precursors thereof, such as maleic anhydride and one or more oxalic acid or azelaic acid or precursors thereof. In addition, the at least one inhibitor may also be, for example, a mixture comprising maleic acid and citric acid or one or more precursors to at least one of maleic acid and citric acid.
조성물에서 억제제의 양은, 팽창가능한 미소구량에 기초하여, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 20중량%, 가장 바람직하게는 약 0.5 내지 약 15중량%, 특히 가장 바람직하게는 약 1 내지 약 10중량%이다. The amount of inhibitor in the composition is preferably from about 0.1 to about 20 weight percent, most preferably from about 0.5 to about 15 weight percent, particularly most preferably from about 1 to about 10 weight percent, based on the expandable microspheres. .
본 발명의 조성물은 모든 현실적인 방법, 예를 들면 팽창된 또는 팽창가능한 미소구를 억제제와 건식 혼합하는 방법, 또는 미소구를 억제제의 용액과 혼합하는 방법에 의해 제조될 수 있다. 미소구를 억제제의 염에 혼합하고 추후 단계에서 해당 산을 얻기 위해 염을 산성화하는 것이 또한 가능하다. 미소구가 그의 표면 위에 금속의 수산화물과 같은 알칼리성 물질을 포함하면, 일부의 경우에, 억제제와 혼합하기 전에 이러한 물질을 완전히 또는 부분적으로 제거하는 것이 적절할 수 있다. The compositions of the present invention can be prepared by any realistic method, for example by dry mixing expanded or expandable microspheres with an inhibitor, or by mixing microspheres with a solution of the inhibitor. It is also possible to mix the microspheres with the salts of the inhibitor and acidify the salts in order to obtain the acid in a later step. If the microspheres contain alkaline substances, such as hydroxides of metals, on their surfaces, in some cases it may be appropriate to remove these substances completely or partially before mixing with the inhibitor.
전술한 팽창된 또는 팽창가능한 미소구 및 적어도 하나의 억제제를 포함하는 조성물은, 다양한 종류의 중합체 열가소성 및 열경화성 수지의 가공에서, 예를 들면 상기 조성물을 중합체 수지와 혼합하여 중합체 수지, 팽창가능한 미소구 및 적어도 하나의 억제제를 포함하는 조성물을 제공함에 있어서 발포제로서 유용하다. 그러나, 중합체 수지를 포함하는 이러한 조성물은 또한 성분들을 따로따로 첨가하는 것에 의해 제조될 수 있는데, 여기서 미소구 및 억제제의 바람직한 상대량은 상기에서 기술된 바와 같다.A composition comprising the aforementioned expanded or expandable microspheres and at least one inhibitor can be used in the processing of various types of polymeric thermoplastic and thermosetting resins, for example by mixing the composition with a polymer resin to form a polymer resin, expandable microspheres. And at least one inhibitor. However, such compositions comprising a polymeric resin can also be prepared by separately adding the components, where the preferred relative amounts of microspheres and inhibitors are as described above.
중합체 수지의 예들은 폴리올레핀, TPE(열가소성 엘라스토머), 열가소성 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 아세탈, 스티렌계 중합체와 PVC 및 이들의 공중합체를 포함한다. 폴리올레핀의 예들은 폴리프로펜, 폴리에텐 및 이들의 공중합체를 포함한다. 열가소성 엘라스토머의 예들은 SBS(스티렌 부타디엔 스티렌) 및 SEBS(스티렌 에틸렌 부타디엔 스티렌)과 같은 스티렌 블럭 공중합체, TPO(열가소성 폴리올레핀) 및 TPE-O(열가소성 엘라스토머 올레핀성)과 같은 올레핀성 열가소성/고무 혼합물, 열가소성 폴리우레탄 블럭 공중합체, TPU(열가소성 우레탄)과 TPE-U(열가소성 엘라스토머 우레탄), TEEE(열가소성 엘라스토머 에테르 에스테르 블럭 공중합체)와 같은 열가소성 에테르/에스테르 공중합체, 및 TPE-A(열가소성 엘라스토머 아미드)와 COPA(코폴리아미드)와 같은 코폴리아미드를 포함한다. 열가소성 폴리에스테르의 예들은 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 및 PBT(폴리부타디엔 테레프탈레이트)를 포함한다. 폴리아미드의 예들은 PA 6, PA 66, PA 11 및 PA 12를 포함한다. 아세탈의 예들은 POM(폴리옥시메틸렌)을 포함한다. 스티렌계 중합체의 예들은 PS(폴리스티렌), ABS(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌) 및 SAN(스티렌 아크릴로니트릴)을 포함한다.Examples of polymeric resins include polyolefins, TPEs (thermoplastic elastomers), thermoplastic polyesters, polycarbonates, polyamides, acetals, styrenic polymers and PVC and copolymers thereof. Examples of polyolefins include polypropenes, polyethenes and copolymers thereof. Examples of thermoplastic elastomers include styrene block copolymers such as styrene butadiene styrene (SBS) and styrene ethylene butadiene styrene (SEBS), olefinic thermoplastic / rubber mixtures such as thermoplastic polyolefin (TPO) and TPE-O (thermoplastic elastomer olefinic), Thermoplastic polyurethane block copolymers, TPU (thermoplastic urethane) and TPE-U (thermoplastic elastomer urethane), thermoplastic ether / ester copolymers such as TEEE (thermoplastic elastomer ether ester block copolymer), and TPE-A (thermoplastic elastomer amide) And copolyamides such as COPA (copolyamide). Examples of thermoplastic polyesters include PET (polyethylene terephthalate) and PBT (polybutadiene terephthalate). Examples of polyamides include PA 6, PA 66, PA 11 and PA 12. Examples of acetals include POM (polyoxymethylene). Examples of styrene-based polymers include PS (polystyrene), ABS (acrylonitrile butadiene styrene) and SAN (styrene acrylonitrile).
본 발명은 예를 들어, 최소한 100℃ 또는 최소한 180℃의, 높은 녹는점의 중합체 수지를 가공하는데 유익함이 발견되었다. 이러한 중합체 수지는 최소한 50몰%, 가장 바람직하게는 최소한 80몰%의 임의의 프로필렌, 스티렌 또는 에틸렌의 단량체를 바람직하게 포함하는, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, HD 폴리에틸렌 및 이들의 공중합체를 함유한다.It has been found that the present invention is beneficial for processing high melting point polymer resins, for example at least 100 ° C or at least 180 ° C. Such polymer resins contain at least 50 mole percent, most preferably at least 80 mole percent of monomers of any propylene, styrene or ethylene, polypropylene, polystyrene, HD polyethylene and copolymers thereof.
팽창된 또는 팽창가능한 미소구 및 적어도 하나의 억제제를 포함하는 중합체 수지 조성물을 가공할 때, 통상의 방법 및 장치가 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있고, 예를 들면 하나 또는 그 이상의 캘린더링(calendering), 압출, 블로우(blow) 및 사출 성형을 포함할 수 있다. 가공은 높아진 온도에서, 바람직하게는 최소한 약 100℃에서, 가장 바람직하게는 최소한 약 180℃에서, 예를 들면, 약 180 내지 약 300℃ 또는 약 210 내지 약 250℃에서 수행된다. 팽창가능한 미소구가 사용되면, 미소구는 가공 동안 중합체 수지의 발포를 일으킬 것이다.When processing polymer resin compositions comprising expanded or expandable microspheres and at least one inhibitor, conventional methods and apparatus may be used alone or in combination, for example one or more calendering. , Extrusion, blow and injection molding. The processing is carried out at elevated temperatures, preferably at least at about 100 ° C., most preferably at least at about 180 ° C., for example at about 180 to about 300 ° C. or at about 210 to about 250 ° C. If expandable microspheres are used, the microspheres will cause foaming of the polymer resin during processing.
상기에서 기술된 바와 같은, 팽창된 또는 팽창가능한 미소구 및 적어도 하나의 억제제는, 상기에서 기술된 바와 같이 예비-제조된 조성물로서 또는 별도로 언제라도 수지에 첨가되고 혼합될 수 있다. 예를 들면, 미소구와 억제제는 장치에 채워지기 전에 또는 후에 수지의 분말 또는 과립에 직접 첨가되고 혼합될 수 있다. 장치에 채워지기 전에 혼합되는 경우, 예를 들면 우세한 압력 및 팽창 온도 미만의 온도에서 최종 가공 동안 선택적으로 또 다른 바람직한 첨가제와 함께 압출하는 방법과 같은, 선택적으로 미소구를 팽창시키지 않으면서 구성성분들을 함께 과립화하는 방법에 의해 제조되는 화합물 또는 단순 혼합물을 제공하는 것이 가능하다.Expanded or expandable microspheres and at least one inhibitor, as described above, can be added to and mixed with the resin at any time as a pre-manufactured composition as described above or separately. For example, the microspheres and inhibitors can be added and mixed directly into the powder or granules of the resin before or after being filled into the device. If mixed before being filled into the device, the components may be optionally not expanded without inflating the microspheres, such as, for example, extruding optionally with another desired additive during final processing at a temperature below the prevailing pressure and expansion temperature. It is possible to provide compounds or simple mixtures which are prepared by the method of granulating together.
조성물에서 중합체 수지의 양은 바람직하게는 약 70 내지 약 99.5중량%, 가장 바람직하게는 약 80 내지 약 90중량%이다. 팽창가능한 미소구의 양은 바람직하게는 약 0.5 내지 약 20중량%, 가장 바람직하게는 약 1 내지 약 10중량%이다. 억제제의 양은 바람직하게 상기에서 기술된 바와 같다.The amount of polymeric resin in the composition is preferably about 70 to about 99.5 weight percent, most preferably about 80 to about 90 weight percent. The amount of expandable microspheres is preferably about 0.5 to about 20 weight percent, most preferably about 1 to about 10 weight percent. The amount of inhibitor is preferably as described above.
예를 들면, EVA(에틸-비닐 아세테이트), EBA(에틸-부틸 아크릴레이트), EMA (에틸-메틸 아크릴레이트), 에틸렌-옥텐 공중합체 또는 저용융(low melting) 폴리에틸렌인, 저용융 폴리올레핀과 이들의 공중합체와 같은, 낮은 녹는점을 갖는 수지의 마스터배치(masterbatch)에 포함된 미소구를 첨가하는 것이 또한 가능하다. 마스터배치는 또한 상기에서 기술된 바와 같은 억제제를 포함할 수 있으며, 그렇지 않으면 억제제는 바람직하게 따로따로 수지에 첨가된다. 마스터배치가 사용되는 경우, 그 안에 미소구의 함유량은 바람직하게는 약 10 내지 약 90중량%, 가장 바람직하게는 약 20 내지 약 75중량%이다.Low melt polyolefins, for example EVA (ethyl-vinyl acetate), EBA (ethyl-butyl acrylate), EMA (ethyl-methyl acrylate), ethylene-octene copolymer or low melting polyethylene; It is also possible to add microspheres contained in a masterbatch of a resin having a low melting point, such as a copolymer of. The masterbatch may also include an inhibitor as described above, otherwise the inhibitor is preferably added to the resin separately. When a masterbatch is used, the content of microspheres therein is preferably about 10 to about 90% by weight, most preferably about 20 to about 75% by weight.
장치를 조작할 때, 열은 수지가 녹는데 충분한 온도, 예를 들면, 최소한 약 100℃ 또는 최소한 약 180℃를 얻기 위하여 처리된다. 그 다음에 실제 성형 또는 캘린더링이 일어나는데, 즉, 녹은 수지가 성형 스크류(screw)와 같은 적절한 수단에 의해 연속의 캘린더 롤러(calender roller) 또는 압출 다이를 통하여 강제 통과되거나 또는 주형(mould)으로 주입된다. 팽창가능한 미소구를 사용하는 캘린더링에서, 팽창의 대부분은 롤러 사이에서 일어나는 한편, 팽창가능한 미소구를 사용하는 압출 또는 성형에서는, 비록 온도가 상당히 낮을지라도, 다이를 지나간 후에 또는 주형 내에서 압력이 방출될 때, 팽창이 주로 일어난다. 따라서, 미소구의 팽창의 대부분은 성형 스크류를 지나간 후에 일어나며, 그렇지 않으면 완전히 팽창된 미소구가 강한 전단력에 의해 파괴되었을 수 있다.When operating the apparatus, heat is treated to obtain a temperature sufficient to melt the resin, for example at least about 100 ° C or at least about 180 ° C. The actual molding or calendering then takes place, ie the molten resin is forced through a continuous calender roller or extrusion die or injected into a mold by any suitable means such as a molding screw. do. In calendering using inflatable microspheres, most of the expansion takes place between rollers, while in extrusion or molding using inflatable microspheres, although the temperature is significantly lower, the pressure is lost after passing through the die or in the mold. When released, expansion occurs mainly. Thus, most of the expansion of the microspheres occurs after passing the forming screw, or else fully expanded microspheres may have been destroyed by strong shear forces.
본 발명의 공정은 사출 성형을 통과한 경량 물체의 제조에 대해 특히 유익함이 발견되었다. 고 품질 물체는 폴리프로필렌 및 다른 고용융(high melting) 중합체로부터 및/또는 중합체가 높아진 온도에서, 선택적으로 녹은 상태에서, 장기간 동안, 예를 들면, 약 3분 내지 약 5시간 또는 약 5분 내지 약 2시간 동안, 유지될 때 획득될 수 있음이 또한 발견되었다. 자체적으로 상당한 발포를 유발하지 않는 팽창된 미소구는 폴리우레탄, 페놀 또는 에폭시 수지와 같은 짧은 경화 시간을 갖는 열경화성 수지에 대해 특히 유익하다.The process of the present invention has been found to be particularly beneficial for the production of lightweight objects that have passed through injection molding. The high quality object is from polypropylene and other high melting polymers and / or at elevated temperatures, optionally in a molten state, for a long time, for example from about 3 minutes to about 5 hours or from about 5 minutes to It has also been found that for about 2 hours it can be obtained when held. Expanded microspheres that do not cause significant foaming on their own are particularly beneficial for thermosetting resins with short cure times such as polyurethane, phenol or epoxy resins.
본 발명은 그의 범위를 제한하도록 간주 되지 않는 다음의 실시예들과 관련하여 더욱 기술될 것이다. 별도로 언급되어 있지 않은 한, 모든 부분들과 비율은 중량 퍼센트 및 중량부를 의미한다.The invention will be further described with reference to the following examples which are not to be considered as limiting its scope. Unless stated otherwise, all parts and ratios refer to weight percent and parts by weight.
실시예 1.Example 1.
유형 Expancel® 980 DU 120의 팽창가능한 MS(미소구)는 상이한 양의 억제제와 건식-혼합되었다. 2중량%의 이 혼합물은 그 후에 보레알리스사(Borealis)로부터의 PP(폴리프로펜) 비드(beads)와 혼합되었다(BF330 MO MFR 18g/10min 230℃, 2.16kg). PP, MS 및 안정제의 혼합물은, 5mm 두께의 100×50mm 판을 성형하도록, 50톤 클램핑력(clamping force) 및 40mm 스크류를 갖는 Demag Ergotech 사출 성형 장치에서 성형되었다. 사출 속도는 140ccm/sec, 호퍼(hopper)로부터 노즈(nose)까지의 설정 온도(set temperature)는 190-200-220-230℃, 주형 온도는 15℃, 및 냉각 시간은 90sec이었다. 성형된 PP 판의 광도(brightness)는 Minolta Spectrophotometer CM 3610 d를 사용하여 측정되었다. 결과는 아래 표에 나타낸다:Expandable MS (microspheres) of type Expancel® 980 DU 120 were dry-mixed with different amounts of inhibitor. 2% by weight of this mixture was then mixed with PP (polypropene) beads from Borealis (BF330 MO MFR 18 g / 10 min 230 ° C., 2.16 kg). The mixture of PP, MS and stabilizer was molded in a Demag Ergotech injection molding apparatus with a 50 ton clamping force and a 40 mm screw to form a 5 mm thick 100 × 50 mm plate. The injection rate was 140 ccm / sec, the set temperature from the hopper to the nose was 190-200-220-230 ° C., the mold temperature was 15 ° C., and the cooling time was 90 sec. The brightness of the molded PP plate was measured using Minolta Spectrophotometer CM 3610 d. The results are shown in the table below:
실시예 2.Example 2.
Expancel 980 DU 120과 5중량%의 억제제의 혼합물은 실시예 1에서와 같이 실험되었다. 결과는 아래 표에 나타낸다:A mixture of Expancel 980 DU 120 and 5 wt% inhibitor was tested as in Example 1. The results are shown in the table below:
실시예 3.Example 3.
Expancel 980 DU 120과 5중량%의 억제제의 혼합물은 호퍼로부터 노즈까지의 설정 온도가 190-200-210-230℃이었던 것을 제외하고, 실시예 1에서와 같이 실험되었다. 결과는 아래 표에 나타낸다:A mixture of Expancel 980 DU 120 and 5 wt.% Of inhibitor was tested as in Example 1 except that the set temperature from hopper to nose was 190-200-210-230 ° C. The results are shown in the table below:
실시예 4.Example 4.
Expancel 980 DU 120과 1중량%의 억제제의 혼합물은 냉각 시간이 60sec이었던 것을 제외하고, 실시예 3에서와 같이 실험되었다. 결과는 아래 표에 나타낸다:A mixture of Expancel 980 DU 120 and 1 wt% inhibitor was tested as in Example 3 except that the cooling time was 60 sec. The results are shown in the table below:
실시예 5.Example 5.
Expancel 980 DU 120과 다양한 양의 억제제의 혼합물은 호퍼로부터 노즈까지의 설정 온도가 190-200-210-230℃이었던 것을 제외하고, 실시예 1에서와 같이 실험되었다. 결과는 아래 표에서 나타낸다:A mixture of Expancel 980 DU 120 and various amounts of inhibitor was tested as in Example 1 except that the set temperature from hopper to nose was 190-200-210-230 ° C. The results are shown in the table below:
실시예들은 본 발명에 따른 억제제의 포함이 성형된 물체의 광도를 개선시키며 일부의 경우에는, 성형-충전을 또한 개선한다는 것을 보여준다. 그러나, 비록 각각의 시험에서의 결과들은 재현할 수 있는 것으로 밝혀졌으나, 다른 실시예들(즉, 다른 시험들)에서의 광도의 절대값은 장치에서 상이한 온도 측면 및/또는 상이한 냉각 시간 때문에 완전히 필적할만하지는 않다는 점을 주의해야 한다.The examples show that the inclusion of the inhibitor according to the invention improves the brightness of the shaped object and in some cases also improves the molding-filling. However, although the results in each test have been found to be reproducible, the absolute value of luminosity in other embodiments (ie other tests) is completely comparable due to different temperature aspects and / or different cooling times in the device. Note that it is not worth it.
본 발명은 200℃ 미만의 녹는점을 갖는 산 및 이들의 전구체로 구성된 그룹으로부터 선택된 약 0.1 내지 약 50중량%의 적어도 하나의 억제제, 및 추진제를 캡슐화하는 열가소성 중합체 껍질을 포함하는, 팽창되지 않은 열적으로 팽창가능한 미소구를 포함하는 고체 분말 조성물과 관련이 있다. 본 발명은 제조 및 그의 용도, 중합체 수지를 포함하는 조성물, 그의 제조, 중합체 수지를 가공하기 위한 공정 및 그에 의해 획득가능한 물질에 더욱 관련이 있다.The present invention provides a thermally unexpanded thermal system comprising about 0.1 to about 50 weight percent of at least one inhibitor selected from the group consisting of acids having melting points below 200 ° C. and precursors thereof, and a thermoplastic polymer shell encapsulating the propellant. It relates to a solid powder composition comprising microspheres that are expandable. The present invention further relates to the manufacture and use thereof, to compositions comprising the polymer resin, to the preparation thereof, to processes for processing the polymer resin, and to the materials obtainable thereby.
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