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WO2017018841A1 - 가소제 조성물, 수지 조성물 및 이들의 제조 방법 - Google Patents

가소제 조성물, 수지 조성물 및 이들의 제조 방법 Download PDF

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WO2017018841A1
WO2017018841A1 PCT/KR2016/008322 KR2016008322W WO2017018841A1 WO 2017018841 A1 WO2017018841 A1 WO 2017018841A1 KR 2016008322 W KR2016008322 W KR 2016008322W WO 2017018841 A1 WO2017018841 A1 WO 2017018841A1
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WO
WIPO (PCT)
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terephthalate
weight
plasticizer
resin composition
composition
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/KR2016/008322
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English (en)
French (fr)
Inventor
김현규
이미연
문정주
김주호
정석호
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Chem Ltd
Original Assignee
LG Chem Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by LG Chem Ltd filed Critical LG Chem Ltd
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Priority to CN201680017195.8A priority patent/CN107429026A/zh
Publication of WO2017018841A1 publication Critical patent/WO2017018841A1/ko
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    • C08L75/04—Polyurethanes

Definitions

  • the viscosity is high, the workability is low, and the plasticization efficiency and workability are not good.
  • the inventors have identified a plasticizer composition that can improve the poor physical properties caused by structural limitations while continuing to study the plasticizer, and have completed the present invention.
  • diisononyl terephthalate and a butyl terephthalate compound represented by Formula 1 below.
  • R is a butyl group or an isobutyl group.
  • the resin may be at least one member selected from the group consisting of ethylene vinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polyurethane, and thermoplastic elastomers.
  • distillation is performed under reduced pressure for 0.5 to 4 hours to remove unreacted raw materials.
  • steam extraction is performed under reduced pressure using steam for 0.5 to 3 hours, the reaction solution temperature is cooled to about 90 ° C., and neutralization is performed using an alkaline solution. .
  • washing with water may be performed, and then the reaction solution is dehydrated to remove moisture. Filtration was added to the reaction solution from which the water was removed, followed by stirring for a predetermined time, followed by filtration to finally obtain 1241 g (yield: 99.0%) of diisononyl terephthalate.
  • Dibutylterephthalate was obtained in the same manner as in Preparation Example 2, except that butanol was used instead of isononyl alcohol.
  • Examples 1 to 3 were constructed as follows.
  • Tensile Strength (kgf / cm2) Load Value (kgf) / Thickness (cm) x Width (cm)
  • Elongation (%) calculated after elongation / initial length x 100.
  • Test specimens having a thickness of 2 mm or more were obtained according to KSM-3156, and a PS plate was attached to both sides of the specimens, and a load of 1 kgf / cm 2 was applied thereto.
  • the test piece was left in a hot air circulation oven (80) for 72 hours and then taken out and cooled at room temperature for 4 hours. Then, after removing the PS attached to both sides of the test piece, the weight before and after leaving in the oven was measured and the transfer loss was calculated by the following equation.
  • the specimen was bent at room temperature for a period of time, and then observed the degree of transition (soaking), the degree was expressed as a numerical value, the closer to 0, the better the characteristics.
  • Example 1 93.2 265.68 332.13 0.92 2.95 0.5 5:28
  • Example 2 93.0 264.52 331.32 0.95 3.40 0.5 4:12
  • Example 3 93.0 265.83 331.16 0.89 3.01 0 4:24
  • Example 4 92.2 260.53 334.96 1.02 3.24 0 4:01 Comparative Example 1 95.0 248.90 325.20 0.95 0.97 3.0 7:45 Comparative Example 2 91.3 209.92 259.23 1.72 7.84 0.5 3:02 Comparative Example 3 91.5 211.62 248.63 2.08 8.56 0.5 3:34
  • Examples 1 to 4 when compared with DINTP of Comparative Example 1, Examples 1 to 4 can be confirmed that the plasticization efficiency is improved, elongation and tensile strength is improved, in particular 30 weight of butyl terephthalate-based compound Looking at Examples 1 to 4 with the addition of more than%, it can be seen that greatly improved results in terms of stress test and absorption rate.
  • the butyl terephthalate-based compounds of Comparative Examples 2 and 3 alone it was confirmed that mechanical properties such as tensile strength and elongation were poor, and when used in combination with DINTP, the tensile strength of each material It can be confirmed that it is superior to the elongation characteristics.
  • Comparative Examples 7 and 8 were compared with Examples 1 to 4, but the stress level and the absorption rate or hardness were similar, but tensile strength, elongation, and transition loss. It can be seen that is clearly improved, and particularly in the loss of heating it can be confirmed that the superiority.
  • the present invention has a technical feature to provide a plasticizer composition that can improve the poor physical properties caused by the structural limitations.
  • the butyl terephthalate compound may be represented by the following Chemical Formula 1.
  • Diisononyl terephthalate and a butyl terephthalate compound are prepared.
  • the plasticizer composition may be prepared by blending the diisononyl terephthalate and the butyl terephthalate compound.
  • the terephthalate-based compound, terephthalic acid is added to the alcohol, then adding a catalyst and reacting under a nitrogen atmosphere; Removing unreacted alcohol and neutralizing unreacted acid; And dehydration and filtration by distillation under reduced pressure.
  • the alcohol used in the blending production method is in the range of 150 to 500 mol%, 200 to 400 mol%, 200 to 350 mol%, 250 to 400 mol%, or 270 to 330 mol% based on 100 mol% of terephthalic acid. Can be used as.
  • the catalyst used in the blending production method is not particularly limited as long as the catalyst can be used in the esterification reaction, for example, sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, paratoluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, Acid catalysts such as propanesulfonic acid, butanesulfonic acid, alkyl sulfuric acid, aluminum lactate, lithium fluoride, metal salts such as potassium chloride, cesium chloride, calcium chloride, iron chloride, aluminum phosphate, metal oxides such as heteropolyacids, natural / synthetic zeolites, cation and anion exchange resins And tetraalkyl titanate, and at least one selected from organometals such as polymers thereof.
  • the catalyst may use tetraalkyl titanate.
  • the amount of the catalyst used may vary depending on the type, for example, in the case of a homogeneous catalyst, 0.01 to 5% by weight, 0.01 to 3% by weight, 1 to 5% by weight or 2 to 4% by weight based on 100% by weight of the total reactants. And, in the case of heterogeneous catalysts, it may be in the range of 5 to 200%, 5 to 100%, 20 to 200%, or 20 to 150% by weight of the total amount of reactants.
  • reaction temperature may be in the range of 180 to 280 ° C, 200 to 250 ° C, or 210 to 230 ° C.
  • the resin composition may further include a filler.
  • the filler may be 0 to 300 parts by weight, preferably 30 to 200 parts by weight, more preferably 30 to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin.
  • the filler may be a filler known in the art, it is not particularly limited.
  • it may be at least one mixture selected from silica, magnesium carbonate, calcium carbonate, hard coal, talc, magnesium hydroxide, titanium dioxide, magnesium oxide, calcium hydroxide, aluminum hydroxide, aluminum silicate, magnesium silicate and barium sulfate.
  • the resin composition may further include other additives such as stabilizers, if necessary.
  • additives such as the stabilizer may be, for example, 0 to 20 parts by weight, preferably 1 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin.
  • Stabilizers that may be used in accordance with one embodiment of the present invention may be used, for example, calcium-zinc-based (Ca-Zn-based) stabilizers such as calcium stearate salts, but is not particularly limited thereto.
  • Ca-Zn-based stabilizers such as calcium stearate salts

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Abstract

본 발명은 구조적인 한계로 인해 발생되던 불량한 물성들을 개선함으로써 수지 조성물의 가소제로서 사용시 시트 처방에서 요구되는 점도, 이행성, 가공성 또는 가소화 효율 등의 물성을 개선시킬 수 있는 가소제 및 이들을 포함한 수지 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 디이소노닐 테레프탈레이트; 및 부틸 테레프탈레이트계 화합물;을 포함하는 가소제 조성물, 상기 가소제 조성물을 포함하는 수지 조성물 및 이들의 제조 방법을 제공한다.

Description

가소제 조성물, 수지 조성물 및 이들의 제조 방법
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2015년 07월 28일자 한국 특허 출원 제10-2015-0106763호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 가소제 조성물, 수지 조성물 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다.
통상적으로 가소제는 알코올이 프탈산 및 아디프산과 같은 폴리카복시산과 반응하여 이에 상응하는 에스터를 형성한다. 또한 인체에 유해한 프탈레이트계 가소제의 국내외 규제를 고려하여, 테레프탈레이트계, 아디페이트계, 기타 고분자계 등의 프탈레이트계 가소제를 대체할 수 있는 가소제 조성물들에 대한 연구가 계속되고 있다.
한편, 바닥재, 카렌더링 시트, 필름, 압출 및 사출 업종의 제품 등을 제작하기 위해서는 요구 품질에 맞는 적절한 가소제를 사용하여야 한다. 카렌더링 시트, 필름용 PVC 컴파운드의 경우에 해당 규격에서 요구되는 특성인 인장강도, 신율, 가열감량, 이행성, 가공성 등에 따라 PVC 수지에 부원료인 충전제, 안정제 등을 배합하게 된다.
일례로, PVC에 적용 가능한 가소제 조성물 중, 디이소노닐테레프탈레이트를 적용할 경우, 점도가 높고 가공성이 낮으며, 가소화 효율 및 작업성이 좋지 않았다.
이에 상기 디이소노닐테레프탈레이트보다 우수한 제품, 혹은 디이소노닐테레프탈레이트를 포함한 신규 조성물의 제품을 개발함으로써, 염화비닐계 수지에 대한 가소제로서 최적 적용할 수 있는 기술에 대한 연구가 계속 필요한 실정이다.
이에 본 발명자들은 가소제에 대한 연구를 계속하던 중 구조적인 한계로 인해 발생되던 불량한 물성들을 개선할 수 있는 가소제 조성물을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 목적은 수지 조성물의 가소제로서 사용시 시트 처방에서 요구되는 가열감량, 이행성, 가소화 효율, 스트레스 이행, 흡수속도 등의 물성을 개선시킬 수 있는 가소제와 그 제조 방법 및 이들을 포함한 수지 조성물을 제공하려는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르면, 디이소노닐 테레프탈레이트; 및 하기 화학식 1로 표시되는 부틸테레프탈레이트계 화합물;을 포함하는 가소제 조성물이 제공된다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2016008322-appb-I000001
상기 화학식 1에서, R은 부틸기 또는 이소부틸기이다.
상기 디이소노닐 테레프탈레이트 대 부틸테레프탈레이트계 화합물의 중량비는 70:30 내지 30:70 인 것일 수 있다.
상기 부틸테레프탈레이트계 화합물은 디이소부틸테레프탈레이트, 디부틸테레프탈레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르면, 수지 100 중량부; 및 전술한 가소제 조성물 5 내지 150 중량부;를 포함하는 수지 조성물이 제공된다.
상기 수지는 에틸렌 초산 비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리스타이렌, 폴리우레탄 및 열가소성 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상일 수 있다.
상기 수지 조성물은 전선, 바닥재, 자동차 내장재, 필름, 시트 및 튜브 등의 카렌더링, 압출, 사출가공을 통해 제조되는 군에서 선택된 1 종 이상의 재료일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가소제 조성물은, 수지 조성물에 사용할 경우, 우수한 가소화 효율 및 인장강도와 신율 뿐만 아니라, 내이행성 및 내휘발성 등의 우수한 물성을 제공할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
제조예 1: 디이소노닐테레프탈레이트의 제조
냉각기, 콘덴서, 디캔터, 환류 펌프, 온도 컨트롤러, 교반기 등을 갖춘 4구의 3 리터 반응기에 정제 테레프탈산(purified terephthalic acid; TPA) 498.0 g, 이소노닐 알코올(INA) 1296 g (TPA: INA의 몰비 (1.0): (3.0)), 촉매로써 티타늄계 촉매 (TIPT, tetra isopropyl titanate)를 1.54 g(TPA 100 중량부에 대해 0.31 중량부)을 투입하고, 약 170℃까지 서서히 승온시켰다. 약 170℃ 근처에서 생성수 발생이 시작되었으며, 반응 온도 약 220℃, 상압 조건에서 질소 가스를 계속 투입하면서 약 4.5 시간 동안 에스테르 반응을 수행하고 산가가 0.01에 도달하면 반응을 종결한다.
반응 완료 후, 미반응 원료를 제거하기 위해서 감압하에서 증류추출을 0.5 내지 4 시간 동안 실시한다. 일정 함량 수준 이하로 미반응 원료를 제거하기 위해 스팀을 사용하여 감압하에서 0.5 내지 3 시간 동안 스팀추출을 시행하고, 반응액 온도를 약 90℃로 냉각하여, 알카리 용액을 이용하여 중화 처리를 실시한다. 추가로, 수세를 실시할 수도 있으며, 이후 반응액을 탈수하여 수분을 제거한다. 수분이 제거된 반응액에 여재를 투입하여 일정시간 교반한 다음, 여과하여 최종적으로 디이소노닐테레프탈레이트 1241 g(수율: 99.0 %)을 얻었다.
제조예 2: 디이소부틸테레프탈레이트의 제조
이소노닐 알코올 대신 이소부탄올을 사용하고, 반응시간은 6 내지 24 시간 동안 실시하였으며, 촉매로는 메탄 설폰산을 제조예 1과 동량으로 사용하여 상기 제조예 1과 동일한 정제방법을 수행하여, 디이소부틸테레프탈레이트를 얻었다.
제조예 3: 디부틸테레프탈레이트의 제조
이소노닐 알코올 대신 부탄올을 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 2와 동일한 방법을 수행하여, 디부틸테레프탈레이트를 얻었다.
상기 제조예 1 내지 3을 이용하여 아래와 같이 실시예 및 비교예를 구성하였다.
No. 제1조성 제2조성 혼합 중량비
실시예 1 DINTP DBTP 7:3
실시예 2 DINTP DBTP 5:5
실시예 3 DINTP DiBTP 6:4
실시예 4 DINTP DBTP + DiBTP 1:1:1
비교예 1 DINTP - -
비교예 2 DBTP - -
비교예 3 DiBTP - -
비교예 4 DINTP DBTP 95:5
비교예 5 DINTP DBTP 8:2
비교예 6 DINTP DBTP 2:8
비교예 7 DEHTP DBTP 6:4
비교예 8 DEHTP DiBTP 6:4
실험예 1: 시트 처방
상기 실시예 1 내지 4, 비교예 1 내지 8의 가소제 조성물을 이용한 시편 제작은 ASTM D638을 참조하여, PVC 100 중량부에, 상기 가소제 조성물 30 중량부, 바륨-아연 안정제(BZ153T) 3 중량부 및 TiO2(KA-100) 0.5 중량부를 3L 슈퍼 믹서(super mixer)에서 98℃ 및 700 rpm으로 2 분간 배합한 다음, 롤 밀로 170℃에서 4 분간 작업하여 5 mm 시트를 제작하였다.
프레스 작업은 180℃에서 저압 2.5분, 고압 3분, 냉각 3분간 작업 후, 1~3 mm 시트를 만들어 타입’C’(type’C’) 형으로 몇 개의 아령형 시편을 제작하였다.
각 시편을 사용하여 다음과 같은 물성 평가를 수행하였고, 그 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.
<시험 항목>
경도(hardness) 측정
ASTM D2240을 이용하여, 25℃에서의 쇼어(shore)경도, 3T 10s를 측정하였다.
인장강도(tensile strength) 측정
ASTM D638 방법에 의하여, 테스트 기기인 U.T.M (제조사; Instron, 모델명; 4466)을 이용하여 크로스헤드 스피드(cross head speed)를 200 ㎜/min(1T)으로 당긴 후, 시편이 절단되는 지점을 측정하였다. 인장강도는 다음과 같이 계산하였다:
인장 강도(kgf/㎠) = 로드 (load)값(kgf) / 두께(㎝) x 폭(㎝)
신율(elongation rate) 측정
ASTM D638 방법에 의하여, 상기 U.T.M을 이용하여 크로스헤드 스피드(cross head speed)를 200 ㎜/min(1T)으로 당긴 후, 시편이 절단되는 지점을 측정한 후, 신율을 다음과 같이 계산하였다:
신율 (%) = 신장 후 길이 / 초기 길이 x 100으로 계산하였다.
이행 손실(migration loss) 측정
KSM-3156에 따라 두께 2 mm 이상의 시험편을 얻었고, 시험편 양면에 PS Plate를 붙인 후 1 kgf/cm2 의 하중을 가하였다. 시험편을 열풍 순환식 오븐(80)에서 72 시간 동안 방치한 후 꺼내서 상온에서 4 시간 동안 냉각시켰다. 그런 후 시험편의 양면에 부착된 PS를 제거한 후 오븐에 방치하기 전과 후의 중량을 측정하여 이행손실량을 아래와 같은 식에 의하여 계산하였다.
이행손실량(%) = {(상온에서의 시험편의 초기 중량 - 오븐 방치후 시험편의 중량) / 상온에서의 시험편의 초기 중량} x 100
가열 감량(volatile loss) 측정
상기 제작된 시편을 100℃에서 72시간 동안 작업한 후, 시편의 무게를 측정하였다.
가열 감량 (중량%) = 초기 시편 무게 - (100℃, 72 시간 작업 후 시편 무게) / 초기 시편 무게 x 100으로 계산하였다.
스트레스 테스트
스트레스 테스트는 상기 시편을 구부린 상태로 상온에서 일정 시간 동안 방치한 후, 이행 정도(배어나오는 정도)를 관찰하여, 그 정도를 수치로 표현하였으며, 수치는 0에 가까울수록 우수한 특성임을 나타낸다.
흡수 속도 측정
흡수 속도는 80℃, 60 rpm의 조건 하에서, Planetary mixer(Brabender, P600)를 사용하여 수지와 에스테르 화합물이 서로 혼합되어 믹서의 토크가 안정화되는 상태가 되는데 까지 소요된 시간을 측정하여 평가하였다.
경도(Shore "A") 인장강도(kg/cm2) 신율(%) 이행손실(%) 가열감량(%) 스트레스테스트 흡수속도(sec)
실시예 1 93.2 265.68 332.13 0.92 2.95 0.5 5:28
실시예 2 93.0 264.52 331.32 0.95 3.40 0.5 4:12
실시예 3 93.0 265.83 331.16 0.89 3.01 0 4:24
실시예 4 92.2 260.53 334.96 1.02 3.24 0 4:01
비교예 1 95.0 248.90 325.20 0.95 0.97 3.0 7:45
비교예 2 91.3 209.92 259.23 1.72 7.84 0.5 3:02
비교예 3 91.5 211.62 248.63 2.08 8.56 0.5 3:34
비교예 4 94.0 257.93 328.83 0.82 1.69 2.0 7:08
비교예 5 93.6 259.11 329.23 0.90 2.83 1.5 5:56
비교예 6 92.4 220.13 274.63 1.56 7.02 1.0 3:37
비교예 7 92.3 248.67 328.01 1.05 4.42 0.5 3:52
비교예 8 92.5 250.31 324.23 1.11 4.89 0.5 4:11
상기 표 2를 참조하면, 비교예 1의 DINTP와 비교하였을 때, 실시예 1 내지 4는 가소화 효율이 개선되었고, 신율과 인장강도가 개선됨을 확인할 수 있으며, 특히 부틸테레프탈레이트계 화합물을 30 중량% 이상 첨가하는 실시예 1 내지 4를 보면, 스트레스 테스트와 흡수속도 측면에서 크게 개선된 결과를 볼 수 있다. 또한, 비교예 2 및 3의 부틸테레프탈레이트계 화합물 단독 사용의 경우에는 인장강도나 신율과 같은 기계적 물성이 크게 열악함을 확인할 수 있고, DINTP와 혼합 사용하였을 때, 각각의 물질이 갖는 인장강도나 신율 특성에 비하여 우수함을 확인할 수 있다.
또한, DINTP가 아닌 DEHTP를 제1 가소제로 사용한 경우로서 비교예 7 및 8을 실시예 1 내지 4와 비교하여 보면, 스트레스 테스트와 흡수 속도 또는 경도에 있어서는 유사한 수준이나, 인장강도, 신율 및 이행손실은 분명히 개선되었음을 알 수 있고, 특히 가열감량에 있어서는 그 우수성이 상당함을 확인할 수 있다.
그리고, 비교예 4 내지 6과 같이, 디이소노닐 테레프탈레이트와 디부틸테레프탈레이트의 비율을 7:3 내지 3:7로 맞추지 못하는 경우에는 인장강도와 신율이 크게 악화됨은 물론, 스트레스에 대한 내성과 흡수 속도가 제품에 적용하기 어려운 정도로 수준이 열악하거나, 이행 손실량과 가열 감량이 너무 과도하여 손실량이 커서 이 역시도 제품으로의 적용이 어려운 수준임을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명에서와 같이 DINTP와 DBTP를 혼용되어 사용되는 경우에, DINTP와 DBTP의 뚜렷한 물성적인 특징에 따라, 어느 한 조성이 많을 때에는 열세한 품질을 수반하지만, 일정 비율의 범위 내에서 사용상의 최적의 조합을 갖추었을 때에는 극적인 물성의 효과가 발현되는 것을 확인할 수 있다. 다시 말해서, 극단적인 특성을 갖는 두 물질의 최적의 배합비율을 통해 가소제로의 용도로서 시장성을 갖추고, 경쟁력을 갖도록 하는 것이며, 이는 두 물질 사이에서, 가소제로의 사용을 가능하게 하는 품질적 시너지를 찾아냈다는 데에 의미가 있다.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
우선, 본 발명에서는 구조적인 한계로 인해 발생되던 불량한 물성들을 개선할 수 있는 가소제 조성물을 제공하는 데에 기술적 특징을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디이소노닐 테레프탈레이트와 부틸테레프탈레이트계 화합물을 포함하는 가소제 조성물이 제공된다. 이와 같이, 디이소노닐 테레프탈레이트와 부틸테레프탈레이트계 화합물이 함께 혼합된 가소제 조성물로 제조된 수지의 경우, 상기 디이소노닐 테레프탈레이트를 단독으로 포함하는 가소제 조성물로 제조된 수지에 비하여, 가소화 효율, 인장강도, 신율, 이행성, 가열감량 등의 물성이 보다 우수할 수 있다.
상기 부틸테레프탈레이트계 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2016008322-appb-I000002
상기 화학식 1에서, R은 부틸기 또는 이소부틸기이다.
즉, 상기 부틸테레프탈레이트계 화합물은 디부틸테레프탈레이트 및/또는 디이소부틸테레프탈레이트일 수 있다. 이와 같이 부틸테레프탈레이트계 화합물을 디이소노닐 테레프탈레이트와 함께 사용하는 경우, 부틸테레프탈레이트계 화합물 단독 사용시의 빠른 흡수 속도로 인한 겔링 현상이 발생할 수 있고, 이에 따라 점도 상승으로 인해 가공이 불가능해지는 현상이 발생할 수 있는 문제점을 해결할 수 있다.
여기서, 상기 가소제 조성물 내에 디이소노닐 테레프탈레이트와 부틸테레프탈레이트계 화합물은 중량비로 99:1 내지 1:99로 포함되는 것일 수 있으나, 바람직하게는 70:30 내지 30:70의 비율로 포함될 수 있다.
상기 비율을 벗어나서 디이소노닐 테레프탈레이트가 과량이 되고 부틸테레프탈레이트계 화합물이 미량이 되는 경우라면, 흡수속도나 스트레스에 대한 내성이 좋지 못할 우려가 있고, 반대로 부틸테레프탈레이트가 너무 과량이 되는 경우에는 가열 감량과 이행손실과 같은 특성이 열화될 수 있다. 또한, 인장강도와 신율과 같은 기본적인 특성들은 상기 범위를 벗어난다면 어느 쪽이 과량이 되는지와 무관하게 물성이 열화될 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 인장강도와 신율 특성을 우수한 수준으로 유지하면서, 카렌더링 시트, 필름, 압출 및 사출 제품과 같은 용도에 적합하게 이행성 및 가열 감량 특성을 제어하기 위해서는 디이소노닐 테레프탈레이트와 부틸테레프탈레이트계 화합물의 배합비를 상기의 범위에 맞추어야 할 수 있다.
본 발명에서 상기 가소제 조성물을 제조하는 방식은, 블렌딩 방식을 적용할 수 있는 것으로, 상기 블렌딩 제조 방식은 일례로 다음과 같다.
디이소노닐 테레프탈레이트와 부틸테레프탈레이트계 화합물을 준비한다.
상기 디이소노닐 테레프탈레이트와 부틸테레프탈레이트계 화합물을 블렌딩하여 상기 가소제 조성물을 제조할 수 있다.
상기 블렌딩 제조 방식에서, 상기 테레프탈레이트계 화합물은, 알코올에 테레프탈산을 투입한 다음 촉매를 첨가하고 질소 분위기 하에서 반응시키는 단계; 미반응 알코올을 제거하고, 미반응 산을 중화시키는 단계; 및 감압증류에 의해 탈수 및 여과하는 단계;로 준비될 수 있다.
또한, 상기 블렌딩 제조 방식에 사용되는 상기 알코올은, 테레프탈산 100 몰% 기준으로 150 내지 500 몰%, 200 내지 400 몰%, 200 내지 350 몰%, 250 내지 400 몰%, 혹은 270 내지 330 몰% 범위 내로 사용될 수 있다.
한편, 상기 블렌딩 제조 방식에서 사용하는 촉매는, 에스테르화 반응에 사용될 수 있는 촉매라면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 일례로, 황산, 염산, 인산, 질산, 파라톨루엔술폰산, 메탄술폰산, 에탄술폰산, 프로판술폰산, 부탄술폰산, 알킬 황산 등의 산 촉매, 유산 알루미늄, 불화리튬, 염화칼륨, 염화세슘, 염화칼슘, 염화철, 인산알루미늄 등의 금속염, 헤테로폴리산 등의 금속 산화물, 천연/합성 제올라이트, 양이온 및 음이온 교환수지, 테트라알킬티타네이트(tetra alkyl titanate) 및 그 폴리머 등의 유기금속 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 구체적인 예로, 상기 촉매는 테트라알킬티타네이트를 사용할 수 있다.
촉매의 사용량은 종류에 따라 상이할 수 있으며, 일례로 균일 촉매의 경우에는 반응물 총 100 중량%에 대하여 0.01 내지 5 중량%, 0.01 내지 3 중량%, 1 내지 5 중량% 혹은 2 내지 4 중량% 범위 내, 그리고 불균일 촉매의 경우에는 반응물 총량의 5 내지 200 중량%, 5 내지 100 중량%, 20 내지 200 중량%, 혹은 20 내지 150 중량% 범위 내일 수 있다.
이때 상기 반응 온도는 180 내지 280℃, 200 내지 250℃, 혹은 210 내지 230℃ 범위 내일 수 있다.
이와 같이 제조된 가소제 조성물은, 에틸렌 초산 비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리스타이렌, 폴리우레탄, 또는 열가소성 엘라스토머, 또는 이들의 혼합물 등의 수지 100 중량부에 대하여, 5 내지 150 중량부, 40 내지 100 중량부, 혹은 40 내지 50 중량부 범위 내로 포함할 수 있으며, 컴파운드 처방 및/또는 시트 처방에 모두 효과적인 수지 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수지 조성물은 충진제를 더 포함할 수 있다.
상기 충진제는 상기 수지 100 중량부를 기준으로 0 내지 300 중량부, 바람직하게는 30 내지 200 중량부, 더욱 바람직하게는 30 내지 150 중량부일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 충진제는 당 분야에 알려져 있는 충진제를 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 실리카, 마그네슘 카보네이트, 칼슘 카보네이트, 경탄, 탈크, 수산화 마그네슘, 티타늄 디옥사이드, 마그네슘 옥사이드, 수산화 칼슘, 수산화 알루미늄, 알루미늄 실리케이트, 마그네슘 실리케이트 및 황산바륨 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수지 조성물은 필요에 따라 안정화제 등의 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 안정화제 등의 기타 첨가제는 일례로 각각 상기 수지 100 중량부를 기준으로 0 내지 20 중량부, 바람직하게는 1 내지 15 중량부일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 사용될 수 있는 안정화제는 예를 들어 칼슘-아연의 복합 스테아린산 염 등의 칼슘-아연계(Ca-Zn계) 안정화제를 사용할 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
상기 수지 조성물은, 다양한 분야에 적용될 수 있지만, 비제한적인 예로, 전선, 바닥재, 자동차 내장재, 필름, 시트 및 튜브 등의 카렌더링, 압출, 사출제품의 제조 등에 적용할 수 있다.

Claims (6)

  1. 디이소노닐 테레프탈레이트; 및 하기 화학식 1로 표시되는 부틸테레프탈레이트계 화합물;을 포함하는 가소제 조성물.
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2016008322-appb-I000003
    상기 화학식 1에서, R은 부틸기 또는 이소부틸기이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디이소노닐 테레프탈레이트 대 부틸테레프탈레이트계 화합물의 중량비는 70:30 내지 30:70 인 것인 가소제 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부틸테레프탈레이트계 화합물은 디이소부틸테레프탈레이트, 디부틸테레프탈레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것인 가소제 조성물.
  4. 수지 100 중량부; 및 제1항의 가소제 조성물 5 내지 150 중량부;를 포함하는 수지 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수지는 에틸렌 초산 비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리케톤, 폴리염화비닐, 폴리스타이렌, 폴리우레탄 및 열가소성 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상인 것인 수지 조성물.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 수지 조성물은 전선, 바닥재, 자동차 내장재, 필름, 시트 및 튜브로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 재료인 것이고,
    카렌더링, 압출 및 사출로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 가공법에 의해 제조되는 것인 수지 조성물.
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