KR20170142197A - 섬유 강화 중합체 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리프로필렌, 탄소 섬유, 탄소 섬유 이외의 섬유 및 커플링제로서의 극성 변성 폴리프로필렌을 포함하는 섬유 강화 중합체 조성물, 뿐만 아니라 이 섬유 강화 중합체 조성물을 포함하는 물품에 관한 것이다.

Description

섬유 강화 중합체 조성물 {FIBER REINFORCED POLYMER COMPOSITION}
본 발명은 폴리프로필렌, 탄소 섬유, 탄소 섬유 이외의 섬유 및 커플링제로서의 극성 변성 폴리프로필렌을 포함하는 섬유 강화 중합체 조성물, 뿐만 아니라 이 섬유 강화 중합체 조성물을 포함하는 물품에 관한 것이다.
섬유 강화 중합체 조성물은 널리 사용된다. 그러나, 강성 및 내충격성의 요구 사항 이외에, 가벼운 중량은 자동차에서의 많은 용도에 대해 중요한 요구 사항이 되었다. 일반적으로, 이들 요구 사항을 지원하기 위해서는 2 가지 가능성이 있으며, 즉, 하나는 물질의 밀도를 감소시키거나 또는 하나는 물질의 강성을 증가시키는 것이다. 강성 증가에 관해서, 이것은 일반적으로 강화 물질로서 섬유를 중합체에 첨가함으로써 수득될 수 있다. 예를 들어, 유리 섬유는 이들의 양호한 가공성, 우수한 특성 및 낮은 비용 때문에, 강화 물질로서 널리 사용된다. 또한, 탄소 섬유는 이들의 높은 강성과 함께 낮은 밀도 때문에, 강화 물질로서 충분히 알려져 있다. 그럼에도 불구하고, 강화 물질로서 섬유의 첨가는 전형적으로 밀도의 전반적인 증가를 초래하여, 높은 강성 및 충격성과 같은 충분히 균형 잡힌 기계적 특성을 갖는 충분히 가벼운 중량의 물질을 수득하는 것이 어렵다.
따라서, 자동차 산업은 가벼운 중량에서 높은 강성 및 충격성과 같은 충분히 균형 잡힌 기계적 특성의 까다로운 요구 사항을 충족시키는 복합 물질을 추구한다.
본 발명의 발견은 탄소 섬유 및 탄소 섬유 이외의 섬유를 폴리프로필렌에서의 특정한 극성 변성 폴리프로필렌과 조합하여 포함하는 섬유 강화 중합체 조성물을 사용하는 것이다.
따라서, 본 발명은 하기를 포함하는 섬유 강화 중합체 조성물에 관한 것이다:
(a) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 20 내지 89 wt% 의 폴리프로필렌 (PP1);
(b) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 5 내지 60 wt% 의 탄소 섬유 (CF);
(c) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 5 내지 60 wt% 의 탄소 섬유 (CF) 이외의 섬유 (F); 및
(d) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 1 내지 10 wt% 의, 커플링제로서의 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP),
상기 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 의 총 중량에 대해서, 극성 기에서 유도되는 기를 1 내지 5 wt% 의 양으로 포함함.
하나의 구현예에 있어서, 폴리프로필렌 (PP1) 은 하기의 특성을 가진다:
(a) ISO 1133 에 따라서 측정한 75 g/10 min 이하의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃, 2.16 ㎏); 및/또는
(b) 158 내지 170 ℃ 의 범위의 용융 온도 Tm.
또다른 구현예에 있어서, 폴리프로필렌 (PP1) 은 프로필렌 단일중합체 (H-PP1) 이다.
또다른 구현예에 있어서, 탄소 섬유 (CF) 는 부직포의 형태이다.
하나의 구현예에 있어서, 부직포는 부직포의 총 중량에 대해서, 50 wt% 이상의 탄소 섬유 (CF) 를 포함한다.
또다른 구현예에 있어서, 섬유 (F) 는 유리 섬유, 금속 섬유, 광물 섬유, 세라믹 섬유 및 이의 혼합물을 포함하는 군에서 선택된다.
또다른 구현예에 있어서, 탄소 섬유 (CF) 및/또는 섬유 (F) 는 사이징제를 포함한다.
하나의 구현예에 있어서, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 산 무수물, 카르복실산, 카르복실산 유도체, 1차 및 2차 아민, 히드록실 화합물, 옥사졸린 및 에폭시드, 및 또한 이온성 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 극성 기에서 유도되는 기를 포함한다.
또다른 구현예에 있어서, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 말레산 무수물이 그래프트된 프로필렌 중합체이다.
또다른 구현예에 있어서, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 말레산 무수물이 그래프트된 프로필렌 공중합체이며, 바람직하게는 말레산 무수물이 그래프트된 프로필렌 공중합체는 공단량체 단위로서 에틸렌을 포함한다.
하나의 구현예에 있어서, 섬유 강화 중합체 조성물은 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, ISO 1133 에 따라서 측정한 > 100 g/10 min 의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃, 2.16 ㎏) 를 갖는 폴리프로필렌 (PP2) 을 1 내지 10 wt% 로 추가로 포함한다.
또다른 구현예에 있어서, 섬유 강화 중합체 조성물은 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 하나 이상의 첨가제를 20 wt% 이하의 양으로 추가로 포함한다.
또다른 구현예에 있어서, 섬유 강화 중합체 조성물은 하기의 특성을 가진다:
(a) 1.200 g/㎤ 이하의 밀도; 및/또는
(b) ISO 178 에 따른 8200 MPa 이상의 인장 탄성율; 및/또는
(c) ISO 527-2 에 따른 100 내지 150 MPa 의 범위의 인장 강도.
본 발명의 또다른 양태는 본원에서 정의하는 바와 같은 섬유 강화 중합체 조성물을 포함하는 물품에 관한 것이다. 바람직하게는, 물품은 성형품, 보다 바람직하게는 사출 성형품 또는 발포 물품이다. 물품은 세탁기 또는 식기 세척기 또는 자동차 용품, 특히 자동차 내부 및 외부 용품, 예컨대 기기 캐리어, 슈라우드, 구조 캐리어, 범퍼, 사이드 트림, 스텝 어시스트, 바디 패널, 스포일러, 대시보드, 인테리어 트림 등의 부품인 것이 더욱 바람직하다.
용어 "포함하는" 이 본 명세서 및 특허청구범위에서 사용되는 경우, 이것은 다른 요소를 배제하지 않는다. 본 발명의 목적을 위해, 용어 "이루어지는" 은 용어 "포함하는" 의 바람직한 구현예인 것으로 간주된다. 이하에서 그룹이 적어도 특정한 수의 구현예를 포함하도록 정의되는 경우, 이것은 또한 바람직하게는 이들 구현예로만 이루어지는 그룹을 개시하는 것으로 이해해야 한다.
단수 명사를 언급할 때 부정 관사 또는 정관사가 사용되는 경우, 이것은 특별히 명기되는 것이 없는 한, 해당 명사의 복수형을 포함한다.
"수득 가능한" 또는 "정의 가능한" 및 "수득되는" 또는 "정의되는" 과 같은 용어는 상호교환적으로 사용된다. 이것은, 예를 들어 문맥에서 달리 명확하게 나타내지 않는 한, 이러한 한정된 이해가 바람직한 구현예로서 용어 "수득되는" 또는 "정의되는" 에 항상 포함되더라도, 용어 "수득되는" 이, 예를 들어 구현예가, 예를 들어 용어 "수득되는" 다음에 이어지는 일련의 단계에 의해 수득되어야 한다는 것을 나타내는 것을 의미하지 않는다는 것을 의미한다.
하기에서, 본 발명은 보다 상세히 정의된다.
섬유 강화 중합체 조성물
본 발명에 따른 섬유 강화 중합체 조성물은 폴리프로필렌 (PP), 탄소 섬유 (CF), 탄소 섬유 (CF) 이외의 섬유 (F) 및 커플링제로서의 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 을 포함한다.
따라서, 섬유 강화 중합체 조성물은 하기를 포함한다:
(a) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 20 내지 89 wt% 의 폴리프로필렌 (PP1);
(b) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 5 내지 60 wt% 의 탄소 섬유 (CF);
(c) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 5 내지 60 wt% 의 탄소 섬유 (CF) 이외의 섬유 (F); 및
(d) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 1 내지 10 wt% 의, 커플링제로서의 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP),
상기 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 의 총 중량에 대해서, 극성 기에서 유도되는 기를 1 내지 5 wt% 의 양으로 포함함.
또한, 섬유 강화 중합체 조성물은 폴리프로필렌 (PP2) 및/또는 하나 이상의 첨가제 및/또는 하나 이상의 또다른 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 을 포함할 수 있다.
따라서, 하기를 포함하는 섬유 강화 중합체 조성물이 바람직하다:
(a) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 20 내지 89 wt% 의 폴리프로필렌 (PP1);
(b) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 5 내지 60 wt% 의 탄소 섬유 (CF);
(c) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 5 내지 60 wt% 의 탄소 섬유 (CF) 이외의 섬유 (F);
(d) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 1 내지 10 wt% 의, 커플링제로서의 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP),
상기 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 의 총 중량에 대해서, 극성 기에서 유도되는 기를 1 내지 5 wt% 의 양으로 포함함; 및
(e) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 1 내지 10 wt% 의, ISO 1133 에 따라서 측정한 > 100 g/10 min 의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃, 2.16 ㎏) 를 갖는 폴리프로필렌 (PP2).
부가적으로 또는 대안적으로, 본 발명은 하기를 포함하는 섬유 강화 중합체 조성물에 관한 것이다:
(a) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 20 내지 89 wt% 의 폴리프로필렌 (PP1);
(b) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 5 내지 60 wt% 의 탄소 섬유 (CF);
(c) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 5 내지 60 wt% 의 탄소 섬유 (CF) 이외의 섬유 (F);
(d) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 1 내지 10 wt% 의, 커플링제로서의 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP),
상기 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 의 총 중량에 대해서, 극성 기에서 유도되는 기를 1 내지 5 wt% 의 양으로 포함함; 및
(e) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 20 wt% 이하의 하나 이상의 첨가제.
부가적으로 또는 대안적으로, 본 발명은 하기를 포함하는 섬유 강화 중합체 조성물에 관한 것이다:
(a) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 20 내지 89 wt% 의 폴리프로필렌 (PP1);
(b) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 5 내지 60 wt% 의 탄소 섬유 (CF);
(c) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 5 내지 60 wt% 의 탄소 섬유 (CF) 이외의 섬유 (F);
(d) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 1 내지 10 wt% 의, 커플링제로서의 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP),
상기 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 의 총 중량에 대해서, 극성 기에서 유도되는 기를 1 내지 5 wt% 의 양으로 포함함; 및
(e) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 1 내지 10 wt% 의 하나 이상의 또다른 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2),
상기 하나 이상의 또다른 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 은 하나 이상의 또다른 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 의 총 중량에 대해서, 극성 기에서 유도되는 기를 0.5 내지 3 wt% 의 양으로 포함함.
바람직하게는, 본 발명은 하기를 포함하는 섬유 강화 중합체 조성물에 관한 것이다:
(a) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 20 내지 89 wt% 의 폴리프로필렌 (PP1);
(b) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 5 내지 60 wt% 의 탄소 섬유 (CF);
(c) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 5 내지 60 wt% 의 탄소 섬유 (CF) 이외의 섬유 (F);
(d) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 1 내지 10 wt% 의, 커플링제로서의 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP),
상기 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 의 총 중량에 대해서, 극성 기에서 유도되는 기를 1 내지 5 wt% 의 양으로 포함함;
(e) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 1 내지 10 wt% 의, ISO 1133 에 따라서 측정한 > 100 g/10 min 의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃, 2.16 ㎏) 를 갖는 폴리프로필렌 (PP2);
(f) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 20 wt% 이하의 하나 이상의 첨가제; 및
(g) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 1 내지 10 wt% 의 하나 이상의 또다른 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2),
상기 하나 이상의 또다른 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 은 하나 이상의 또다른 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 의 총 중량에 대해서, 극성 기에서 유도되는 기를 0.5 내지 3 wt% 의 양으로 포함함.
하나의 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 섬유 강화 중합체 조성물은 (a) 섬유 강화 중합체 조성물에 존재하는 중합체와 상이한, 즉, 폴리프로필렌 (PP1), 임의적인 폴리프로필렌 (PP2), 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 및 임의적인 하나 이상의 또다른 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 과 상이한 또다른 중합체(들)을, 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 총 10 wt% 초과, 바람직하게는 총 5 wt% 초과의 양으로 포함하지 않는다. 전형적으로, 추가의 중합체가 존재하는 경우, 이러한 중합체는 첨가제용 캐리어 중합체이며, 따라서 청구된 섬유 강화 중합체 조성물의 개선된 특성에 기여하지 않는다.
따라서, 하나의 특정한 구현예에 있어서, 섬유 강화 중합체 조성물은 폴리프로필렌 (PP1), 임의적인 폴리프로필렌 (PP2), 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP), 탄소 섬유 (CF), 탄소 섬유 (CF) 이외의 섬유 (F), 임의적인 하나 이상의 또다른 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 및 임의적인 하나 이상의 첨가제로 이루어지며, 이것은 소량의 중합체성 캐리어 물질을 함유할 수 있다. 그러나, 상기 섬유 강화 중합체 조성물에 존재하는 이러한 중합체성 캐리어 물질은 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 10 wt% 이하, 바람직하게는 5 wt% 이하이다.
그러므로, 본 발명은 특히 하기로 이루어지는 섬유 강화 중합체 조성물에 관한 것이다:
(a) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 20 내지 89 wt%, 보다 바람직하게는 30 내지 80 wt%, 가장 바람직하게는 40 내지 70 wt%, 예컨대 50 내지 65 wt% 의 폴리프로필렌 (PP1);
(b) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 5 내지 60 wt%, 보다 바람직하게는 5 내지 40 wt%, 가장 바람직하게는 10 내지 30 wt%, 예컨대 15 내지 25 wt% 의 탄소 섬유 (CF);
(c) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 5 내지 60 wt%, 보다 바람직하게는 5 내지 40 wt%, 가장 바람직하게는 5 내지 20 wt%, 예컨대 5 내지 15 wt% 의 탄소 섬유 (CF) 이외의 섬유 (F);
(d) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 1 내지 10 wt%, 보다 바람직하게는 2 내지 8 wt%, 가장 바람직하게는 3 내지 6 wt%, 예컨대 4 내지 5 wt% 의, 커플링제로서의 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP),
상기 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 의 총 중량에 대해서, 극성 기에서 유도되는 기를 1 내지 5 wt% 의 양으로 포함함; 및
(e) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 20 wt% 이하, 보다 바람직하게는 0.1 내지 10 wt%, 가장 바람직하게는 0.1 내지 5 wt%, 예컨대 0.1 내지 2 wt% 의 하나 이상의 첨가제.
섬유 강화 중합체 조성물이 ISO 1133 에 따라서 측정한 > 100 g/10 min 의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃, 2.16 ㎏) 를 갖는 폴리프로필렌 (PP2) 및/또는 하나 이상의 첨가제 및/또는 하나 이상의 또다른 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 을 추가로 포함하는 경우, 섬유 강화 중합체 조성물은 하기로 이루어진다:
(a) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 20 내지 89 wt%, 보다 바람직하게는 30 내지 80 wt%, 가장 바람직하게는 40 내지 70 wt%, 예컨대 50 내지 65 wt% 의 폴리프로필렌 (PP1);
(b) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 5 내지 60 wt%, 보다 바람직하게는 5 내지 40 wt%, 가장 바람직하게는 10 내지 30 wt%, 예컨대 15 내지 25 wt% 의 탄소 섬유 (CF);
(c) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 5 내지 60 wt%, 보다 바람직하게는 5 내지 40 wt%, 가장 바람직하게는 5 내지 20 wt%, 예컨대 5 내지 15 wt% 의 탄소 섬유 (CF) 이외의 섬유 (F);
(d) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 1 내지 10 wt%, 보다 바람직하게는 2 내지 8 wt%, 가장 바람직하게는 3 내지 6 wt%, 예컨대 4 내지 5 wt% 의, 커플링제로서의 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP),
상기 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 의 총 중량에 대해서, 극성 기에서 유도되는 기를 1 내지 5 wt% 의 양으로 포함함; 및
(e) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 1 내지 10 wt%, 보다 바람직하게는 2 내지 8 wt%, 가장 바람직하게는 4 내지 7 wt%, 예컨대 4 내지 6 wt% 의, ISO 1133 에 따라서 측정한 > 100 g/10 min 의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃, 2.16 ㎏) 를 갖는 폴리프로필렌 (PP2); 및/또는
(f) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 20 wt% 이하, 보다 바람직하게는 0.1 내지 10 wt%, 가장 바람직하게는 0.1 내지 5 wt%, 예컨대 0.1 내지 2 wt% 의 하나 이상의 첨가제; 및/또는
(g) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 1 내지 10 wt%, 보다 바람직하게는 2 내지 8 wt%, 가장 바람직하게는 3 내지 6 wt%, 예컨대 4 내지 5 wt% 의 하나 이상의 또다른 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2),
상기 하나 이상의 또다른 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 은 하나 이상의 또다른 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 의 총 중량에 대해서, 극성 기에서 유도되는 기를 0.5 내지 3 wt% 의 양으로 포함함.
용어 "첨가제" 는 또한 상기 논의한 바와 같은 중합체성 캐리어 물질을 함유하는 마스터배치로서 제공되는 첨가제를 포함한다. 그러나, 용어 "첨가제" 는 조핵제, 예를 들어 α-조핵제를 포함하지 않는다. 전형적인 첨가제는 산 스캐빈저, 산화방지제, 예컨대 페놀성 산화방지제 (AO) 및 힌더드 아민 광 안정화제 (HALS), 착색제, 안료, 예컨대 탈크, 스크래치 방지제, 분산제 및 캐리어이다.
본 발명의 의미에서의 용어 "하나 이상의" 첨가제는, 첨가제가 1 종 이상의 첨가제(들)을 포함하며, 바람직하게는 이것으로 이루어지는 것을 의미한다.
본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 하나 이상의 첨가제는 1 종의 첨가제를 포함하며, 바람직하게는 이것으로 이루어진다. 대안적으로, 하나 이상의 첨가제는 2 종 이상의 첨가제의 혼합물을 포함하며, 바람직하게는 이것으로 이루어진다. 예를 들어, 하나 이상의 알칼리토 탄산수소염은 2 또는 3 종의 첨가제의 혼합물을 포함하며, 바람직하게는 이것으로 이루어진다.
바람직하게는, 하나 이상의 첨가제는 2 종 이상의 첨가제의 혼합물을 포함하며, 보다 바람직하게는 이것으로 이루어진다.
또한, 섬유 강화 중합체 조성물은 바람직하게는 α-조핵제를 함유한다. 본 발명의 섬유 강화 중합체 조성물은 β-조핵제를 함유하지 않는 것이 더욱 바람직하다. 따라서, 조핵제는 바람직하게는 하기로 이루어진 군에서 선택된다:
(i) 모노카르복실산 및 폴리카르복실산의 염, 예를 들어 나트륨 벤조에이트 또는 알루미늄 tert-부틸벤조에이트, 및
(ii) 디벤질리덴소르비톨 (예를 들어, 1,3:2,4-디벤질리덴소르비톨) 및 C1-C8-알킬-치환 디벤질리덴소르비톨 유도체, 예컨대 메틸디벤질리덴소르비톨, 에틸디벤질리덴소르비톨 또는 디메틸디벤질리덴소르비톨 (예를 들어, 1,3:2,4-디(메틸벤질리덴)소르비톨), 또는 치환 노니톨-유도체, 예컨대 1,2,3-트리데옥시-4,6:5,7-비스-O-[(4-프로필페닐)메틸렌]-노니톨, 및
(iii) 인산의 디에스테르의 염, 예를 들어 나트륨 2,2'-메틸렌비스(4,6-디-tert-부틸페닐) 포스페이트 또는 알루미늄-히드록시-비스[2,2'-메틸렌-비스(4,6-디-t-부틸페닐)포스페이트], 및
(iv) 비닐시클로알칸 중합체 및 비닐알칸 중합체, 및
(v) 이의 혼합물.
바람직하게는, 섬유 강화 중합체 조성물은, α-조핵제로서 비닐시클로알칸 중합체 및/또는 비닐알칸 중합체를 함유한다.
이러한 첨가제 및 조핵제는 일반적으로 상업적으로 입수 가능하며, 예를 들어 "Plastic Additives Handbook", 5th edition, 2001 of Hans Zweifel 에 기재되어 있다.
바람직하게는, 섬유 강화 중합체 조성물은, ISO 1133 에 따라서 측정한 75 g/10 min 이하, 바람직하게는 1 내지 75 g/10 min 의 범위, 보다 바람직하게는 1 내지 60 g/10 min 의 범위, 예컨대 5 내지 50 g/10 min 의 범위의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃, 2.16 ㎏) 를 가진다.
바람직한 구현예에 있어서, 섬유 강화 중합체 조성물은 하기의 특성을 가진다:
(a) 1.200 g/㎤ 이하, 보다 바람직하게는 0.800 g/㎤ 내지 1.200 g/㎤ 의 범위, 가장 바람직하게는 0.900 g/㎤ 내지 1.100 g/㎤ 의 범위, 예컨대 1.000 g/㎤ 내지 1.100 g/㎤ 의 범위의 밀도; 및/또는
(b) 8200 MPa 이상, 보다 바람직하게는 9000 MPa 이상, 가장 바람직하게는 10000 MPa 이상, 예컨대 10000 MPa 내지 13000 MPa 의 범위의, ISO 527-2 에 따른 인장 탄성율; 및/또는
(c) 100 MPa 내지 150 MPa 의 범위, 보다 바람직하게는 110 MPa 내지 150 MPa 의 범위, 가장 바람직하게는 120 MPa 내지 150 MPa 의 범위, 예컨대 130 MPa 내지 150 MPa 의 범위의, ISO 527-2 에 따른 인장 강도.
예를 들어, 섬유 강화 중합체 조성물은 하기의 특성을 가진다:
(a) 1.200 g/㎤ 이하, 보다 바람직하게는 0.800 g/㎤ 내지 1.200 g/㎤ 의 범위, 가장 바람직하게는 0.900 g/㎤ 내지 1.100 g/㎤ 의 범위, 예컨대 1.000 g/㎤ 내지 1.100 g/㎤ 의 범위의 밀도; 또는
(b) 8200 MPa 이상, 보다 바람직하게는 9000 MPa 이상, 가장 바람직하게는 10000 MPa 이상, 예컨대 10000 MPa 내지 13000 MPa 의 범위의, ISO 527-2 에 따른 인장 탄성율;
(c) 100 MPa 내지 150 MPa 의 범위, 보다 바람직하게는 110 MPa 내지 150 MPa 의 범위, 가장 바람직하게는 120 MPa 내지 150 MPa 의 범위, 예컨대 130 MPa 내지 150 MPa 의 범위의, ISO 527-2 에 따른 인장 강도.
대안적으로, 섬유 강화 중합체 조성물은 하기의 특성을 가진다:
(a) 1.200 g/㎤ 이하, 보다 바람직하게는 0.800 g/㎤ 내지 1.200 g/㎤ 의 범위, 가장 바람직하게는 0.900 g/㎤ 내지 1.100 g/㎤ 의 범위, 예컨대 1.000 g/㎤ 내지 1.100 g/㎤ 의 범위의 밀도; 및
(b) 8200 MPa 이상, 보다 바람직하게는 9000 MPa 이상, 가장 바람직하게는 10000 MPa 이상, 예컨대 10000 MPa 내지 13000 MPa 의 범위의, ISO 527-2 에 따른 인장 탄성율; 및
(c) 100 MPa 내지 150 MPa 의 범위, 보다 바람직하게는 110 MPa 내지 150 MPa 의 범위, 가장 바람직하게는 120 MPa 내지 150 MPa 의 범위, 예컨대 130 MPa 내지 150 MPa 의 범위의, ISO 527-2 에 따른 인장 강도.
또한, 본 발명은
(a) 폴리프로필렌 (PP1);
(b) 탄소 섬유 (CF);
(c) 탄소 섬유 (CF) 이외의 섬유 (F);
(d) 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP);
(e) 임의적인 폴리프로필렌 (PP2);
(f) 임의적인 하나 이상의 첨가제;
(g) 임의적인 하나 이상의 또다른 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2)
을 압출기에 첨가하고, 이것을 압출하여, 상기 섬유 강화 중합체 조성물을 수득하는 단계를 포함하는, 상기에서 기술한 바와 같은 및 하기에서 보다 상세히 기술하는 바와 같은, 섬유 강화 중합체 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 섬유 강화 중합체 조성물은 수지 배합 기술 분야에서 충분히 공지되고 통상적으로 사용되는 임의의 다양한 배합 및 혼합 기계 및 방법을 사용하여 배합 및 펠렛화할 수 있다. 그러나, 탄소 섬유 치수 또는 탄소 섬유 이외의 섬유의 치수에 영향을 주지 않는 배합 및 혼합 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 개개의 성분을 혼합하기 위해, 통상적인 배합 또는 혼합 장치, 예를 들어 밴버리 믹서, 2-롤 고무 밀, 부스-코-니더 또는 이축 압출기를 사용할 수 있다. 압출기/믹서로부터 회수되는 중합체 물질은 통상적으로 펠렛의 형태이다. 이어서, 이들 펠렛은 바람직하게는, 예를 들어 사출 성형에 의해 추가로 가공하여, 본 발명의 조성물의 물품 및 제품을 생성한다.
하기에서, 섬유 강화 중합체 조성물의 개개의 성분을 보다 상세히 설명한다.
폴리프로필렌 (PP1)
섬유 강화 중합체 조성물은 중합체 성분을 포함해야 한다. 가벼운 중량에서 높은 강성 및 충격성과 같은 충분히 균형 잡힌 기계적 특성을 달성하기 위해서, 중합체는 특정한 폴리프로필렌을 함유해야 한다. 양호한 강성은 특히 폴리프로필렌 (PP1) 의 존재로 인해 달성될 수 있다. 바람직하게는, 폴리프로필렌 (PP1) 은 고분자량을 가진다.
본 발명에 있어서, 용어 "폴리프로필렌 (PP1)" 은 프로필렌 단일중합체, 프로필렌 랜덤 공중합체, 헤테로상 중합체 및 이의 혼합물을 포함한다.
또한, 용어 "프로필렌 공중합체" 는 프로필렌 랜덤 공중합체, 헤테로상 중합체 및 이의 혼합물을 포함한다.
당업자에게 공지된 바와 같이, 랜덤 프로필렌 공중합체는, 프로필렌 단독 또는 랜덤 공중합체 매트릭스 성분 (1) 및 프로필렌과 하나 이상의 에틸렌 및 C4-C8 알파-올레핀 공중합체의 탄성중합체성 공중합체 성분 (2) 을 포함하며, 상기 탄성중합체성 (비정질) 공중합체 성분 (2) 은 상기 프로필렌 단독 또는 랜덤 공중합체 매트릭스 중합체 (1) 내에 분산되는 프로필렌 공중합체인 헤테로상 폴리프로필렌과 상이하다.
본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 섬유 강화 중합체 조성물에 존재하는 폴리프로필렌 (PP1) 은 프로필렌 단일중합체 (H-PP1) 및/또는 프로필렌 공중합체 (C-PP1) 이다. 예를 들어, 섬유 강화 중합체 조성물은 프로필렌 단일중합체 (H-PP1) 및 프로필렌 공중합체 (C-PP1) 를 포함한다. 대안적으로, 섬유 강화 중합체 조성물은 프로필렌 단일중합체 (H-PP1) 또는 프로필렌 공중합체 (C-PP1) 를 포함한다.
하나의 특정한 구현예에 있어서, 폴리프로필렌 (PP1) 은 하기에서 상세히 정의하는 바와 같은, 프로필렌 공중합체 (C-PP1), 바람직하게는 헤테로상 프로필렌 공중합체 (HECO) 이다.
바람직하게는, 섬유 강화 중합체 조성물은 폴리프로필렌 (PP1) 으로서 프로필렌 단일중합체 (H-PP1) 를 포함한다.
하기에서, 섬유 강화 중합체 조성물의 일부인 폴리프로필렌 (PP1) 이 보다 상세히 정의될 것이다.
하나의 구현예에 있어서, 섬유 강화 중합체 조성물은 프로필렌 단일중합체 (H-PP1) 를 포함한다.
본 발명 전반에 걸쳐 사용되는 표현인 프로필렌 단일중합체는 실질적으로, 즉, 99.5 wt% 초과, 더욱 바람직하게는 99.7 wt% 이상, 예컨대 99.8 wt% 이상의 프로필렌 단위로 이루어지는 폴리프로필렌에 관한 것이다. 바람직한 구현예에 있어서, 프로필렌 단일중합체에서 프로필렌 단위만이 검출 가능하다.
바람직한 구현예에 있어서, 양호한 강성은 고분자량을 갖는 프로필렌 단일중합체 (H-PP1) 의 존재로 인해 달성된다. 따라서, 프로필렌 단일중합체 (H-PP1) 는 ISO 1133 에 따라서 측정한 100 g/10 min 이하, 보다 바람직하게는 2 내지 50 g/10 min 의 범위, 더욱 바람직하게는 10 내지 30 g/10 min 의 범위, 예컨대 15 내지 25 g/10 min 의 범위의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃, 2.16 ㎏) 를 가지는 것이 바람직하다.
부가적으로 또는 대안적으로, 프로필렌 단일중합체 (H-PP1) 는 150 내지 170 ℃ 의 범위, 보다 바람직하게는 155 내지 170 ℃ 의 범위, 더욱 바람직하게는 158 내지 170 ℃ 의 범위, 예컨대 160 내지 170 ℃ 의 범위의 용융 온도 Tm 를 가진다.
바람직하게는, 프로필렌 단일중합체 (H-PP1) 는 ISO 1133 에 따라서 측정한 100 g/10 min 이하, 보다 바람직하게는 2 내지 50 g/10 min 의 범위, 더욱 바람직하게는 10 내지 30 g/10 min 의 범위, 예컨대 15 내지 25 g/10 min 의 범위의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃, 2.16 ㎏); 및 150 내지 170 ℃ 의 범위, 보다 바람직하게는 155 내지 170 ℃ 의 범위, 더욱 바람직하게는 158 내지 170 ℃ 의 범위, 예컨대 160 내지 170 ℃ 의 범위의 용융 온도 Tm 를 가진다.
프로필렌 단일중합체 (H-PP1) 는 바람직하게는 소량, 즉, ≤ 4.0 wt%, 바람직하게는 0.1 내지 4.0 wt% 의 범위, 보다 바람직하게는 0.1 내지 3.0 wt% 의 범위 및 가장 바람직하게는 0.1 내지 2.5 wt% 의 범위의 자일렌 저온 가용물 (XCS) 을 특징으로 한다.
프로필렌 단일중합체 (H-PP1) 는 단일-부위 촉매, 예를 들어 메탈로센 촉매의 존재하에서, 또는 지글러-나타 촉매의 존재하에서 제조할 수 있다.
프로필렌 단일중합체 (H-PP1) 는 최신 기술이며, 상업적으로 입수 가능하다. 적합한 프로필렌 단일중합체는, 예를 들어 Borealis AG 의 Bormed HF955MO 이다.
본 발명의 또다른 구현예에 있어서, 폴리프로필렌 (PP1) 은 프로필렌 공중합체 (C-PP1) 이다.
용어 "프로필렌 공중합체 (C-PP1)" 는 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP1), 뿐만 아니라 헤테로상 시스템과 같은 복합 구조를 포함한다.
용어 "랜덤 프로필렌 공중합체" 는 프로필렌 단량체 단위 및 공단량체 단위의 공중합체를 나타내며, 상기 공단량체 단위는 중합체 사슬 내에 랜덤하게 분포한다. 따라서, 랜덤 공중합체는 하기에서 상세히 기술하는 바와 같은, 매트릭스 상 및 이의 내부에 분산된 탄성중합체 상을 포함하는 헤테로상 공중합체와는 상이하다. 따라서, 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP1) 는 이의 내부에 분산된 탄성중합체성 중합체 상을 함유하지 않으며, 즉, 단일상이고, 오직 하나의 유리 전이 온도를 가진다. 그러나, 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP1) 는 헤테로상 프로필렌 공중합체 (HECO) 의 매트릭스 상일 수 있다. 제 2 의 상의 존재, 또는 소위 내포는, 예를 들어 고 해상도 현미경, 예컨대 전자 현미경 또는 원자력 현미경에 의해, 또는 동적 기계적 열 분석 (DMTA) 에 의해 가시화된다. 구체적으로, DMTA 에 있어서, 다중상 구조의 존재는 2 개 이상의 명확한 유리 전이 온도의 존재에 의해 확인할 수 있다.
따라서, 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP1) 는 바람직하게는 하기로부터 유도되는 단위를 포함하며, 바람직하게는 이것으로 이루어진다:
(i) 프로필렌 및
(ii) 에틸렌 및/또는 하나 이상의 C4 내지 C20 α-올레핀, 바람직하게는 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센 및 1-옥텐, 보다 바람직하게는 에틸렌 및/또는 1-부텐, 더욱 바람직하게는 에틸렌으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 α-올레핀.
따라서, 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP1) 는 프로필렌, 에틸렌 및 임의로 하나 이상의 또다른 C4 내지 C10 α-올레핀에서 유도되는 단위를 포함할 수 있다. 본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP1) 는 프로필렌, 에틸렌 및 임의로 C4 α-올레핀, C5 α-올레핀, C6 α-올레핀, C7 α-올레핀, C8 α-올레핀, C9 α-올레핀 및 C10 α-올레핀으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 또다른 α-올레핀에서 유도되는 단위를 포함한다. 보다 바람직하게는, 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP1) 는 프로필렌, 에틸렌 및 임의로 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨 및 1-데센으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 또다른 α-올레핀에서 유도되는 단위를 포함하며, 1-부텐 및 1-헥센이 바람직하다. 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP1) 는 프로필렌 및 에틸렌에서 유도되는 단위로 이루어지는 것이 특히 바람직하다. 바람직하게는, 프로필렌에서 유도되는 단위는 프로필렌 공중합체 (C-PP1) 의 대부분, 즉, 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP1) 의 총 중량에 대해서, 80 wt% 이상, 보다 바람직하게는 85 wt% 이상, 더욱 바람직하게는 80 내지 99.5 wt%, 더욱 바람직하게는 85 내지 99.5 wt%, 더욱 바람직하게는 90 내지 99.2 wt% 를 구성한다. 따라서, 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP1) 에서의 프로필렌 이외의 C2 내지 C20 α-올레핀에서 유도되는 단위의 양은 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP1) 의 총 중량에 대해서, 0.5 내지 20 wt%, 보다 바람직하게는 0.5 내지 15 wt%, 더욱 바람직하게는 0.8 내지 10 wt% 의 범위이다. 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP1) 에서의 에틸렌의 양은, 특히 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP1) 가 프로필렌 및 에틸렌에서 유도 가능한 단위만을 포함하는 경우, 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP1) 의 총 중량에 대해서, 0.5 내지 15 wt% 의 범위, 바람직하게는 0.8 내지 10 wt% 의 범위, 보다 바람직하게는 0.8 내지 8 wt% 의 범위인 것으로 특히 이해된다.
또한, 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP1) 는 130 ℃ 이상, 바람직하게는 135 내지 160 ℃ 의 범위, 보다 바람직하게는 130 내지 158 ℃ 의 범위, 예컨대 140 내지 155 ℃ 의 범위의 용융 온도 Tm 를 가지는 것으로 이해된다.
용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃) 에 관해서는, 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP1) 는 바람직하게는 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃) 를 가지며, ISO 1133 에 따라서 측정한 100 g/10 min 이하, 보다 바람직하게는 2.0 내지 50 g/10 min 의 범위, 더욱 바람직하게는 10 내지 30 g/10 min 의 범위, 예컨대 15 내지 25 g/10 min 의 범위의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃, 2.16 ㎏) 를 가지는 것으로 이해된다.
본 발명의 하나의 양태에 있어서, 폴리프로필렌 (PP1) 은 헤테로상 프로필렌 공중합체 (HECO) 이다.
바람직하게는, 헤테로상 프로필렌 공중합체 (HECO) 는 하기를 포함한다:
(a) 폴리프로필렌 매트릭스 (M-HECO), 및
(b) 탄성중합체성 프로필렌 공중합체 (E).
표현 "헤테로상" 은, 탄성중합체성 공중합체 (E) 가 바람직하게는 적어도 헤테로상 프로필렌 공중합체 (M-HECO) 의 폴리프로필렌 매트릭스 (M-HECO) 내에 (미세하게) 분산되어 있는 것을 나타낸다. 즉, 탄성중합체성 공중합체 (E) 는 폴리프로필렌 매트릭스 (M-HECO) 에서의 내포물을 형성한다. 따라서, 폴리프로필렌 매트릭스 (M-HECO) 는, 매트릭스의 일부가 아닌 (미세하게) 분산된 내포물을 함유하며, 상기 내포물은 탄성중합체성 공중합체 (E) 를 함유한다. 본 발명에 따른 용어 "내포" 는, 바람직하게는 매트릭스 및 내포물이 헤테로상 프로필렌 공중합체 (M-HECO) 내에서 상이한 상을 형성한다는 것을 나타내며, 상기 내포물은, 예를 들어 고 해상도 현미경, 예컨대 전자 현미경 또는 주사력 현미경에 의해 가시화된다.
또한, 헤테로상 프로필렌 공중합체 (HECO) 는 바람직하게는 중합체 성분으로서 단지 폴리프로필렌 매트릭스 (M-HECO) 및 탄성중합체성 공중합체 (E) 를 포함한다. 즉, 헤테로상 프로필렌 공중합체 (HECO) 는 추가의 첨가제를 함유할 수 있지만, 전체 헤테로상 프로필렌 공중합체 (HECO) 에 대해서, 보다 바람직하게는 헤테로상 프로필렌 공중합체 (HECO) 에 존재하는 중합체에 대해서, 다른 중합체를 5 wt% 초과, 보다 바람직하게는 3 wt% 초과, 예컨대 1 wt% 초과의 양으로 함유할 수 없다. 이러한 소량으로 존재할 수 있는 하나의 부가적인 중합체는, 헤테로상 프로필렌 공중합체 (HECO) 의 제조에 의해 수득되는 반응 생성물인 폴리에틸렌이다. 따라서, 특히 본 발명에서 정의하는 바와 같은 헤테로상 프로필렌 공중합체 (HECO) 는 단지 폴리프로필렌 매트릭스 (M-HECO), 탄성중합체성 공중합체 (E) 및 임의로 이 단락에서 언급한 바와 같은 양의 폴리에틸렌을 함유하는 것으로 이해된다.
탄성중합체성 공중합체 (E) 는 바람직하게는 탄성중합체성 프로필렌 공중합체 (E1) 이다.
상기 설명한 바와 같이, 헤테로상 프로필렌 공중합체 (HECO) 는, 탄성중합체성 공중합체 (E), 예컨대 탄성중합체성 프로필렌 공중합체 (E1) 가 분산되는 폴리프로필렌 매트릭스 (M-HECO) 를 포함한다.
폴리프로필렌 매트릭스 (M-HECO) 는 프로필렌 단일중합체 (H-PP2) 또는 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP2) 일 수 있다.
그러나, 프로필렌 매트릭스 (M-HECO) 는 프로필렌 단일중합체 (H-PP2) 인 것이 바람직하다.
프로필렌 단일중합체 (H-PP2) 인 폴리프로필렌 매트릭스 (M-HECO) 는 다소 적은 자일렌 저온 가용물 (XCS) 함량, 즉, 폴리프로필렌 매트릭스 (M-HECO) 의 총 중량에 대해서, 3.5 wt% 이하, 바람직하게는 3.0 wt% 이하, 예컨대 2.6 wt% 이하를 가진다. 따라서, 바람직한 범위는 프로필렌 단일중합체 (H-PP2) 의 총 중량에 대해서, 0.5 내지 3.0 wt% 이고, 0.5 내지 2.5 wt% 가 보다 바람직하다.
본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 폴리프로필렌 매트릭스 (M-HECO) 는 2.0 내지 700 g/10 min, 보다 바람직하게는 4.0 내지 400 g/10 min, 더욱 바람직하게는 15.0 내지 200 g/10 min 및 가장 바람직하게는 20.0 내지 100 g/10 min 의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃) 를 가지는 프로필렌 단일중합체 (H-PP2) 이다.
폴리프로필렌 매트릭스 (M-HECO) 가 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP2) 인 경우, 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP2) 는 바람직하게는 하기에서 유도되는 단위를 포함하며, 바람직하게는 이것으로 이루어진다:
(i) 프로필렌 및
(ii) 에틸렌 및/또는 하나 이상의 C4 내지 C8 α-올레핀, 바람직하게는 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센 및 1-옥텐, 보다 바람직하게는 에틸렌 및/또는 1-부텐, 더욱 바람직하게는 에틸렌으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 α-올레핀.
따라서, 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP2) 는 (i) 프로필렌 및 (ii) 에틸렌 및/또는 하나 이상의 C4 내지 C8 α-올레핀에서 유도되는 단위를 포함할 수 있다. 본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP2) 는 (i) 프로필렌 및 (ii) 에틸렌, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 α-올레핀에서 유도되는 단위를 포함한다. 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP2) 는 프로필렌 및 에틸렌에서 유도되는 단위로 이루어지는 것이 특히 바람직하다. 바람직하게는, 프로필렌에서 유도 가능한 단위는 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP2) 의 대부분, 즉, 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP2) 의 총 중량에 대해서, 92 wt% 이상, 바람직하게는 95 wt% 이상, 보다 바람직하게는 98 wt% 이상, 더욱 바람직하게는 92 내지 99.5 wt%, 더욱 바람직하게는 95 내지 99.5 wt%, 더욱 바람직하게는 98 내지 99.2 wt% 를 구성한다.
또한, 랜덤 프로필렌 공중합체 (RC-PP2) 인 폴리프로필렌 매트릭스 (M-HECO) 의 자일렌 저온 가용물 (XCS) 함량은 다소 낮은 것으로 이해된다. 따라서, 프로필렌 공중합체 (C-PP2) 는 프로필렌 공중합체 (C-PP2) 의 총 중량에 대해서, 바람직하게는 14 wt% 이하, 보다 바람직하게는 13 wt% 이하, 더욱 바람직하게는 12 wt% 이하, 예컨대 11.5 wt% 이하의, ISO 6427 (23 ℃) 에 따라서 측정한 자일렌 저온 가용물 (XCS) 분획을 가진다. 따라서, 프로필렌 공중합체 (C-PP2) 의 총 중량에 대해서, 바람직한 범위는 1 내지 14 wt% 이고, 보다 바람직하게는 1.0 내지 13 wt% 이며, 더욱 바람직하게는 1.2 내지 11 wt% 이다.
본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 랜덤 프로필렌 공중합체 (C-PP2) 는 2.0 내지 700 g/10 min, 보다 바람직하게는 4.0 내지 400 g/10 min, 더욱 바람직하게는 15.0 내지 200 g/10 min 및 가장 바람직하게는 20.0 내지 100 g/10 min 의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃) 를 가진다.
헤테로상 프로필렌 공중합체 (HECO) 의 제 2 성분은 탄성중합체성 공중합체 (E) 이다. 상기 언급한 바와 같이, 탄성중합체성 공중합체 (E) 는 바람직하게는 탄성중합체성 프로필렌 공중합체 (E1) 이다. 하기에서, 이들 2 개의 탄성중합체가 보다 상세히 정의된다.
바람직하게는, 탄성중합체성 프로필렌 공중합체 (E1) 는 (i) 프로필렌 및 (ii) 에틸렌 및/또는 C4 내지 C20 α-올레핀에서, 바람직하게는 (i) 프로필렌 및 에틸렌, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군에서 선택되는 (ii) 에서 유도되는 단위를 포함한다. 바람직하게는, 탄성중합체성 프로필렌 공중합체 (E1) 에서의 프로필렌 함량은 40 wt% 이상, 보다 바람직하게는 45 wt% 이상이다. 따라서, 하나의 바람직한 구현예에 있어서, 탄성중합체성 프로필렌 공중합체 (E1) 는 프로필렌에서 유도 가능한 단위를 40.0 내지 85.0 wt%, 보다 바람직하게는 45.0 내지 80 wt% 로 포함한다. 탄성중합체성 프로필렌 공중합체 (E1) 에 존재하는 공단량체는 바람직하게는 에틸렌 및/또는 C4 내지 C20 α-올레핀, 예컨대 에틸렌, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐이다. 하나의 특정한 구현예에 있어서, 탄성중합체성 프로필렌 공중합체 (E1) 는 프로필렌-에틸렌 중합체이다. 본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 탄성중합체성 프로필렌 공중합체 (E1) 는 이 단락에서 주어진 양의 에틸렌 프로필렌 고무 (EPR1) 이다.
바람직하게는, 헤테로상 프로필렌 공중합체 (HECO) 에서의 탄성중합체성 공중합체 (E), 예컨대 탄성중합체성 프로필렌 공중합체 (E1) 의 양은 15 내지 45 wt% 의 범위, 보다 바람직하게는 20 내지 40 wt% 의 범위, 예컨대 25 내지 35 wt% 의 범위이다.
헤테로상 프로필렌 공중합체 (HECO) 의 자일렌 저온 가용물 (XCS) 분획의 고유 점도 (IV) 는 적당한 것이 바람직하다. 따라서, 헤테로상 프로필렌 공중합체 (HECO) 의 자일렌 저온 가용물 (XCS) 분획의 고유 점도는 3.3 dl/g 미만, 보다 바람직하게는 3.1 dl/g 미만, 및 가장 바람직하게는 3.0 dl/g 미만인 것으로 이해된다. 헤테로상 프로필렌 공중합체 (HECO) 의 더욱 바람직한 자일렌 저온 가용물 (XCS) 분획의 고유 점도는 1.5 내지 3.3 dl/g 의 범위, 보다 바람직하게는 2.0 내지 3.1 dl/g 의 범위, 더욱 바람직하게는 2.2 내지 3.0 dl/g 의 범위이다.
헤테로상 프로필렌 공중합체 (HECO) 는 폴리프로필렌 매트릭스 (M-HECO) 로서 프로필렌 단일중합체 (H-PP2) 및 탄성중합체성 프로필렌 공중합체 (E1) 로서 에틸렌 프로필렌 고무 (EPR1) 를 포함하는 것이 특히 바람직하다.
바람직하게는, 헤테로상 프로필렌 공중합체 (HECO) 는 100 g/10 min 이하, 보다 바람직하게는 2.0 내지 50 g/10 min 의 범위, 더욱 바람직하게는 10 내지 30 g/10 min 의 범위, 예컨대 15 내지 25 g/10 min 의 범위의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃) 를 가진다.
폴리프로필렌 (PP1) 은 바람직하게는 중합체성 조핵제, 보다 바람직하게는 알파-조핵제, 예를 들어 중합체성 알파-조핵제인 조핵제를 포함할 수 있다.
폴리프로필렌 (PP1) 또는 이의 성분 중 하나, 바람직하게는 폴리프로필렌 (PP1) 의 (알파)-조핵제 함량은 바람직하게는 5.0 wt% 이하이다. 바람직한 구현예에 있어서, 폴리프로필렌 (PP1) 또는 이의 성분 중 하나, 바람직하게는 폴리프로필렌 (PP1) 은 특히 디벤질리덴소르비톨 (예를 들어, 1,3:2,4-디벤질리덴 소르비톨), 디벤질리덴소르비톨 유도체, 바람직하게는 디메틸디벤질리덴소르비톨 (예를 들어, 1,3:2,4-디(메틸벤질리덴)소르비톨), 또는 치환 노니톨-유도체, 예컨대 1,2,3-트리데옥시-4,6:5,7-비스-O-[(4-프로필페닐)메틸렌]-노니톨, 비닐시클로알칸 중합체, 비닐알칸 중합체, 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 (α)-조핵제를 3000 ppm 이하, 보다 바람직하게는 1 내지 2000 ppm 으로 함유한다.
바람직한 구현예에 있어서, 폴리프로필렌 (PP1) 또는 이의 성분 중 하나는 바람직한 알파-조핵제로서 비닐시클로알칸, 예컨대 비닐시클로헥산 (VCH), 중합체 및/또는 비닐알칸 중합체를 함유한다. 바람직하게는, 이 구현예에 있어서, 폴리프로필렌 (PP1) 은 비닐시클로알칸, 예컨대 비닐시클로헥산 (VCH), 중합체 및/또는 비닐알칸 중합체, 바람직하게는 비닐시클로헥산 (VCH) 을 함유한다.
조핵제는 마스터배치로서 도입될 수 있다. 대안적으로, 본 발명에서 정의하는 바와 같은 일부 알파-조핵제는 또한 하기에서 기술하는 바와 같은 BNT-기술에 의해 도입될 수 있다.
조핵제는 폴리프로필렌 (PP1) 또는 이의 성분 중 하나에, 예를 들어 폴리프로필렌 (PP1) 또는 이의 성분 중 하나의 중합 공정 동안에 도입될 수 있거나, 또는 예를 들어 캐리어 중합체와 함께 마스터배치 (MB) 의 형태로 프로필렌 공중합체에 혼입될 수 있다.
마스터배치 (MB) 도입의 구현예의 경우에 있어서, 마스터배치 (MB) 는 바람직하게는 중합체성 조핵제, 보다 바람직하게는 알파-조핵제, 가장 바람직하게는 비닐시클로알칸, 예컨대 비닐시클로헥산 (VCH), 중합체 및/또는 비닐알칸 중합체, 바람직하게는 비닐시클로헥산 (VCH) 중합체인, 상기에서 또는 하기에서 정의하는 바와 같은 조핵제를, 마스터배치 (MB) 의 총 중량 (100 wt%) 에 대해서, 500 ppm 이하, 보다 바람직하게는 1 내지 200 ppm, 및 더욱 바람직하게는 5 내지 100 ppm 의 양으로 함유한다. 이 구현예에 있어서, 보다 바람직하게는, 상기 마스터배치 (MB) 는 10.0 wt% 이하, 보다 바람직하게는 5.0 wt% 이하 및 가장 바람직하게는 3.5 wt% 이하의 양으로 존재하며, 마스터배치 (MB) 의 바람직한 양은 폴리프로필렌 (PP1) 의 총 중량에 대해서 1.5 내지 3.5 wt% 이다. 가장 바람직하게는, 마스터배치 (MB) 는 하기에서 기술하는 바와 같은 BNT-기술에 따라서 조핵화되는 프로필렌의 단일중합체 또는 공중합체, 바람직하게는 단일중합체를 포함하며, 바람직하게는 이것으로 이루어진다.
조핵제는 폴리프로필렌 (PP) 의 성분 중 하나의 중합 공정 동안에 폴리프로필렌 (PP) 에 도입되는 것이 바람직하다. 조핵제는 고체 촉매 성분, 바람직하게는 고체 지글러 나타 촉매 성분, 공촉매 및 임의적인 외부 공여체를 포함하는 촉매계의 존재하에서, 상기 정의한 비닐 화합물, 바람직하게는 상기에서 또는 하기에서 정의하는 바와 같은 비닐시클로알칸을 먼저 중합시키고, 이어서 수득된 비닐 화합물의 중합체, 바람직하게는 비닐 시클로헥산 (VCH) 중합체 및 촉매계의 반응 혼합물을 폴리프로필렌 (PP) 또는 이의 성분 중 하나를 제조하기 위해 사용함으로써, 바람직하게는 폴리프로필렌 (PP) 또는 이의 성분 중 하나에 도입된다. 상기 프로필렌 공중합체의 중합 동안에 폴리프로필렌 (PP) 에 중합체성 조핵제의 상기 도입은 본원에서, 하기에서 기술하는 바와 같은 BNT-기술로서 명명한다.
본원에서 상기 수득된 반응 혼합물은 하기에서 변성 촉매계로서 상호 교환적으로 언급된다.
바람직하게는, 비닐시클로알칸은 BNT 기술에 의해 프로필렌 공중합체에 도입되는 비닐시클로헥산 (VCH) 중합체이다.
보다 바람직하게는, 이 바람직한 구현예에 있어서, 폴리프로필렌 (PP1) 또는 이의 성분 중 하나, 바람직하게는 폴리프로필렌 (PP1) 에서의 비닐시클로알칸, 예컨대 비닐시클로헥산 (VCH), 중합체 및/또는 비닐알칸 중합체, 보다 바람직하게는 비닐시클로헥산 (VCH) 중합체의 양은 500 ppm 이하, 보다 바람직하게는 1 내지 200 ppm, 가장 바람직하게는 5 내지 100 ppm 이다.
BNT-기술에 관해서는, 국제 출원 WO 99/24478, WO 99/24479 및 특히 WO 00/68315 를 참조한다. 이 기술에 따르면, 촉매계, 바람직하게는 지글러-나타 전촉매는, 특히 특정한 지글러-나타 전촉매, 외부 공여체 및 공촉매를 포함하는 촉매계의 존재하에서 비닐 화합물을 중합시킴으로써 변성시킬 수 있고, 상기 비닐 화합물은 하기 화학식:
CH2=CH-CHR3R4
(식 중, R3 및 R4 는 함께 5- 또는 6-원 포화, 불포화 또는 방향족 고리를 형성하거나 또는 독립적으로 1 내지 4 개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기를 나타낸다) 을 가지며, 상기 변성 촉매는 본 발명에 따른 폴리프로필렌 (PP1) 의 제조에 사용된다. 중합된 비닐 화합물은 알파-조핵제로서 작용한다. 촉매의 변성 단계에서의 비닐 화합물과 고체 촉매 성분의 중량비는 바람직하게는 5 (5:1) 이하, 바람직하게는 3 (3:1) 이하, 가장 바람직하게는 0.5 (1:2) 내지 2 (2:1) 이다. 가장 바람직한 비닐 화합물은 비닐시클로헥산 (VCH) 이다.
탄소 섬유 (CF)
섬유 강화 중합체 조성물은 높은 강성 및 높은 충격성과 같은 충분히 균형 잡힌 기계적 특성을 가질 것으로 이해된다. 우수한 강성을 보장하기 위해서, 섬유 강화 중합체 조성물은 탄소 섬유 (CF) 를 포함한다. 따라서, 섬유 강화 중합체 조성물의 하나의 필수 성분은 탄소 섬유 (CF) 이다.
섬유 강화 중합체 조성물에서 사용되는 탄소 섬유 (CF) 는 바람직하게는 0.5 내지 300 ㎜, 보다 바람직하게는 1.0 내지 250 ㎜, 예를 들어 1.5 내지 200 ㎜ 의 평균 길이를 가진다. 보다 바람직하게는, 섬유 강화 중합체 조성물에서 사용되는 탄소 섬유 (CF) 는 바람직하게는 무한 탄소 섬유 (CF) 이다. 탄소 섬유는 바람직하게는 2 내지 30 ㎛, 보다 바람직하게는 3 내지 25 ㎛ 및 가장 바람직하게는 5 내지 20 ㎛ 의 평균 직경을 가진다.
바람직하게는, 탄소 섬유 (CF) 는 1.3 내지 2.2 g/㎤, 보다 바람직하게는 1.4 내지 2.1 g/㎤, 가장 바람직하게는 1.5 내지 1.9 g/㎤ 의 밀도를 가진다.
바람직하게는, 탄소 섬유 (CF) 는 부직포의 형태이다.
바람직하게는, 부직포는 부직포의 총 중량에 대해서, 50 wt% 이상의 탄소 섬유 (CF), 보다 바람직하게는 65 wt% 이상의 탄소 섬유 (CF), 더욱 바람직하게는 75 wt% 이상의 탄소 섬유 (CF) 및 가장 바람직하게는 80 wt% 이상의 탄소 섬유 (CF) 를 포함한다.
본 발명에 따른 부직포는 중합체성 화합물, 예컨대 사이징제 및/또는 재봉 실을 포함할 수 있다.
부직포는 의도하는 첫번째 용도에 따라, 바람직한 탄소 섬유 이외에, 부가적인 화합물, 예를 들어 사이징제, 유리 섬유, 재봉 실 등을 미량으로 함유할 수 있는 재생 물질일 수 있는 것으로 이해된다.
하나의 구현예에 있어서, 부직포는 중합체성 물질을 함유하지 않는다. 탄소 섬유는 중합체성 물질인 것으로 간주되지 않는다.
존재하는 경우, 재봉 실의 양은 부직포의 총 중량에 대해서, 통상적으로 0.25 내지 10 wt.% 의 범위 이내, 바람직하게는 0.5 내지 7.5 wt.% 의 범위 이내 및 가장 바람직하게는 1.0 내지 3.0 wt.% 의 범위 이내이다. 적합한 재봉 실은, 예를 들어 폴리에스테르 섬유이다.
하나의 구현예에 있어서, 탄소 섬유 (CF), 바람직하게는 부직포는 중합체 매트릭스에 대한 이의 습윤 및 커플링을 향상시키기 위해서 사이징제를 포함한다. 바람직하게는, 탄소 섬유 (CF), 바람직하게는 부직포는 섬유의 표면 상에 사이징제를 포함한다. 바람직하게는, 탄소 섬유 (CF), 바람직하게는 부직포는 에폭시 수지, 폴리에테르-변성 에폭시 수지, 폴리우레탄, 아미노-실란 그래프트화 폴리프로필렌에서 선택되는 사이징제를 포함한다.
하나의 특히 바람직한 구현예에 있어서, 탄소 섬유 (CF), 바람직하게는 부직포는 사이징제로서 에폭시 수지, 보다 바람직하게는 폴리에테르-변성 에폭시 수지를 포함한다. 적합한 사이징제는, 예를 들어 Cytec 에 의해 배포되는 Duroxy SEF 968w 이다. 필름 형성제, 윤활제, 안정화제 및 대전방지제는 또한 사이징제에 포함될 수 있다.
통상적으로, 이러한 사이징제의 양은 탄소 섬유 (CF), 바람직하게는 부직포의 총 중량에 대해서, 15 wt% 이하, 보다 바람직하게는 10 wt% 이하, 및 가장 바람직하게는 7.5 wt% 이하이다.
부직포는 바람직한 탄소 섬유 이외에, 이들 (및 가능하게는 또한 다른) 부가적인 화합물을 함유할 수 있는 재생 물질일 수 있다.
탄소 섬유 (CF) 가 부직포의 형태인 경우, 부직포는 바람직하게는 스트라이프의 형태이다.
통상적으로, 스트라이프의 폭은 300 ㎜ 이하이다. 바람직하게는, 스트라이프는 10 내지 300 ㎜ 의 폭, 바람직하게는 25 내지 250 ㎜ 의 폭 및 가장 바람직하게는 40 내지 200 ㎜ 의 폭을 가진다. 부가적으로 또는 대안적으로, 스트라이프는 바람직하게는 50 ㎝ 이상, 보다 바람직하게는 150 ㎝ 이상, 및 가장 바람직하게는 250 ㎝ 이상의 길이를 가진다.
스트라이프는 릴의 형태일 수 있다. 따라서, 길이는 특별히 제한되지 않는다. 그러나, 길이는 특별히 제한되지 않으며, 즉, 스트라이프는 소위 "무한 스트라이프" 일 수 있다.
부직포의 평균 중량은 바람직하게는 100 내지 1000 g/㎡ 의 범위 이내, 보다 바람직하게는 150 내지 800 g/㎡ 의 범위 이내 및 가장 바람직하게는 250 내지 650 g/㎡ 의 범위 이내이다.
부직포는 또한 면적 당 일정한 중량을 특징으로 한다. 따라서, 보다 높은 중량을 갖는 부분과 보다 낮은 중량을 갖는 부분의 지수로서 표현되는, 동일한 면적을 갖는 부직포의 2 개의 부분 사이의 중량의 차이는 바람직하게는 10 % 이내, 보다 바람직하게는 5 % 이내이다.
탄소 섬유 (CF), 예를 들어 로빙, 또는 레이드 웹의 형태일 수 있는 재생 물질로부터 부직포의 제조는 당업계에 충분히 공지되어 있다. 적합한 공정은, 예를 들어 니들 펀칭이다.
바람직하게는, 부직포는, 바람직하게는 니들 펀칭에 의해 수득 가능한 부직포의 형태이다.
탄소 섬유 (CF) 이외의 섬유 (F)
섬유 강화 중합체 조성물은 양호한 충격성 거동을 가질 것으로 이해된다. 따라서, 섬유 강화 중합체 조성물의 또다른 필수 성분은 탄소 섬유 이외의 섬유 (F) 이다.
바람직하게는, 섬유 (F) 는 유리 섬유, 금속 섬유, 광물 섬유, 세라믹 섬유 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된다. 유리 섬유 (GF) 가 바람직하다.
바람직하게는, 유리 섬유 (GF) 는 긴 유리 섬유 (GF) 이다.
섬유 강화 중합체 조성물에서 사용되는 섬유 (F), 바람직하게는 유리 섬유 (GF) 는 전형적으로 0.1 내지 300 ㎜, 보다 바람직하게는 0.5 내지 250 ㎜, 예를 들어 1 내지 200 ㎜ 의 평균 길이를 가진다. 섬유 강화 중합체 조성물에서 사용되는 섬유 (F), 바람직하게는 유리 섬유 (GF) 는 전형적으로 8 내지 30 ㎛, 보다 바람직하게는 8 내지 25 ㎛, 예를 들어 8 내지 18 ㎛ 의 평균 직경을 가진다.
바람직하게는, 섬유 (F), 바람직하게는 유리 섬유 (GF) 는 2.0 내지 3.0 g/㎤, 보다 바람직하게는 2.2 내지 2.9 g/㎤, 가장 바람직하게는 2.3 내지 2.7 g/㎤, 예컨대 2.4 내지 2.6 g/㎤ 의 밀도를 가진다.
하나의 구현예에 있어서, 섬유 (F), 바람직하게는 유리 섬유 (GF) 는 중합체 매트릭스에 대한 이의 습윤 및 커플링을 향상시키기 위해서 사이징제를 포함한다. 바람직하게는, 섬유 (F), 바람직하게는 유리 섬유 (GF) 는 섬유 표면 상에 사이징제를 포함한다. 바람직하게는, 섬유 (F), 바람직하게는 유리 섬유 (GF) 는 에폭시 수지, 폴리에테르-변성 에폭시 수지, 폴리우레탄, 아미노-실란 그래프트화 폴리프로필렌에서 선택되는 사이징제를 포함한다.
하나의 특히 바람직한 구현예에 있어서, 섬유 (F), 바람직하게는 유리 섬유 (GF) 는 사이징제로서 에폭시 수지, 보다 바람직하게는 폴리에테르-변성 에폭시 수지를 포함한다. 적합한 사이징제는, 예를 들어 Cytec 에 의해 배포되는 Duroxy SEF 968w 이다. 필름 형성제, 윤활제, 안정화제 및 대전방지제는 또한 사이징제에 포함될 수 있다.
통상적으로, 이러한 사이징제의 양은 섬유 (F), 바람직하게는 유리 섬유 (GF) 의 총 중량에 대해서, 15 wt% 이하, 보다 바람직하게는 10 wt% 이하, 및 가장 바람직하게는 7.5 wt% 이하이다.
탄소 섬유 (CF), 바람직하게는 부직포, 뿐만 아니라 섬유 (F), 바람직하게는 유리 섬유 (GF) 가 에폭시 수지, 폴리에테르-변성 에폭시 수지, 폴리우레탄, 아미노-실란 그래프트화 폴리프로필렌에서 선택되는 사이징제를 포함하는 경우, 탄소 섬유 (CF), 바람직하게는 부직포 상의, 및 섬유 (F), 바람직하게는 유리 섬유 (GF) 상의 사이징제는 바람직하게는 사이징제 및/또는 양의 관점에서 동일하다.
탄소 섬유 (CF), 바람직하게는 부직포, 및 섬유 (F), 바람직하게는 유리 섬유 (GF) 는 에폭시 수지, 보다 바람직하게는 폴리에테르-변성 에폭시 수지에서 선택되는 사이징제를 포함하는 것이 특히 바람직하다.
충분히 균형 잡힌 충격성/탄성율 거동을 달성하기 위해서, 섬유 강화 중합체 조성물은 탄소 섬유 (CF) 의 양보다 적은 양으로 섬유 (F) 를 포함하는 것이 바람직하다. 따라서, 섬유 강화 중합체 조성물은 바람직하게는 탄소 섬유 (CF) 및 섬유 (F) 를 10:1 내지 1.5:1, 보다 바람직하게는 5:1 내지 1.5:1 및 가장 바람직하게는 3:1 내지 1.5:1 범위의 중량비로 포함한다. 예를 들어, 섬유 강화 중합체 조성물은 탄소 섬유 (CF) 및 섬유 (F) 를 약 2:1 의 중량비로 포함한다.
탄소 섬유 (CF) 가 부직포의 형태인 경우, 부직포는 또한 섬유 (F) 를 포함할 수 있는 것으로 이해된다. 바람직하게는, 부직포는 부직포의 총 중량에 대해서, 섬유 (F) 를 30 wt% 미만, 바람직하게는 20 wt.% 미만 및 가장 바람직하게는 12 wt% 미만의 양으로 포함한다. 예를 들어, 부직포는 부직포의 총 중량에 대해서, 섬유 (F) 를 5 내지 15 wt% 의 양으로 포함한다.
커플링제
섬유 강화 중합체 조성물에서 매트릭스로서 작용하는 중합체 성분에서의 탄소 섬유 (CF) 및 탄소 섬유 (CF) 이외의 섬유 (F) 의 보다 용이하고 균일한 분산을 달성하기 위해서, 섬유 강화 중합체 조성물은 특정한 커플링제를 포함한다.
본 발명에 따른 커플링제는 특정한 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 이다.
극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 바람직하게는 극성 기를 함유하는 폴리프로필렌이다. 하기에서, 폴리프로필렌은 보다 정확히 정의될 것이며, 이는 하기에서 상세히 설명하는 바와 같이, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 으로 후속적으로 변성된다.
폴리프로필렌은 바람직하게는 프로필렌 단일중합체 또는 랜덤 프로필렌 공중합체, 예컨대 (i) 프로필렌 및 (ii) 에틸렌 및/또는 C4 내지 C12 α-올레핀의 공중합체, 바람직하게는 (i) 프로필렌 및 (ii) 에틸렌, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군에서 선택되는 α-올레핀의 공중합체이다. "랜덤" 의 정의에 관해서는, 상기에서 제공된 정보를 참조한다.
하나의 구현예에 있어서, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 변성 랜덤 프로필렌 공중합체이며, 상기 랜덤 프로필렌 공중합체는 에틸렌을 유일한 공단량체 단위로서 포함한다.
바람직하게는, 프로필렌에서 유도 가능한 단위는 프로필렌 공중합체의 총 중량에 대해서, 랜덤 프로필렌 공중합체의 대부분, 즉, 90.0 wt% 이상, 보다 바람직하게는 92.0 내지 99.5 wt%, 더욱 바람직하게는 92.5 내지 98.0 wt%, 더욱 바람직하게는 93.0 내지 96.0 wt% 의 범위를 구성한다. 따라서, 랜덤 프로필렌 공중합체에서의 에틸렌 및/또는 C4 내지 C12 α-올레핀에서 유도되는, 바람직하게는 에틸렌에서 유도되는 단위의 양은 랜덤 프로필렌 공중합체의 총 중량에 대해서, 10.0 wt% 이하, 보다 바람직하게는 0.5 내지 8.0 wt%, 더욱 바람직하게는 2.0 내지 7.5 wt%, 더욱 바람직하게는 4.0 내지 7.0 wt% 의 범위이다. 특히, 랜덤 프로필렌 공중합체는 프로필렌 및 에틸렌에서 유도 가능한 단위만을 포함하는 것으로 이해된다. 이 단락에서 주어진 공단량체의 양은 바람직하게는 변성되지 않은 랜덤 프로필렌 공중합체에 속한다.
또한, 랜덤 프로필렌 공중합체는 125 내지 140 ℃ 의 범위, 보다 바람직하게는 128 내지 138 ℃ 의 범위 및 가장 바람직하게는 131 내지 136 ℃ 의 범위의 용융 온도 Tm 를 가지는 것으로 이해된다. 이 단락에서 주어진 용융 온도는 비-변성 랜덤 프로필렌 공중합체의 용융 온도이다.
부가적으로 또는 대안적으로, 랜덤 프로필렌 공중합체, 즉, 비-변성 랜덤 프로필렌 공중합체는 ISO 1133 에 따라서 측정한 1 내지 30 g/10 min 의 범위, 바람직하게는 1 내지 20 g/10 min 의 범위, 보다 바람직하게는 1 내지 10 g/10 min 의 범위, 및 가장 바람직하게는 2 내지 6 g/10 min 의 범위의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃) 를 가진다.
극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 극성 기에서 유도되는 기를 포함하는 것으로 이해된다. 이 문맥에 있어서, 특히 산 무수물, 카르복실산, 카르복실산 유도체, 1차 및 2차 아민, 히드록실 화합물, 옥사졸린 및 에폭시드, 및 또한 이온성 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 극성 화합물에서 유도되는 기를 포함하는 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 이 바람직하다.
상기 극성 기의 구체적인 예는 불포화 시클릭 무수물 및 이들의 지방족 디에스테르, 및 이산 유도체이다. 특히, 말레산 무수물, 및 C1 내지 C10 선형 및 분지형 디알킬 말레에이트, C1 내지 C10 선형 및 분지형 디알킬 푸마레이트, 이타콘산 무수물, C1 내지 C10 선형 및 분지형 이타콘산 디알킬 에스테르, 말레산, 푸마르산, 이타콘산 및 이의 혼합물에서 선택되는 화합물을 사용할 수 있다.
구조의 관점에서, 바람직하게는, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 바람직하게는 상기 정의한 폴리프로필렌의 그래프트 또는 블록 공중합체, 예컨대 상기 정의한 랜덤 프로필렌 공중합체에서 선택된다.
바람직하게는, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP), 즉, 커플링제는 폴리프로필렌, 예컨대 "커플링제로서의 극성 변성 프로필렌 (PMP)" 부분에서 상기 정의한 바와 같은, 이러한 극성 기가 그래프트된 랜덤 프로필렌 공중합체이다.
극성 변성 폴리프로필렌 (PMP), 즉, 커플링제로서, 폴리프로필렌, 예컨대 "커플링제로서의 극성 변성 프로필렌 (PMP)" 부분에서 상기 정의한 바와 같은, 말레산 무수물이 그래프트된 랜덤 프로필렌 공중합체를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
하나의 구현예에 있어서, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 상기 정의한 바와 같은 말레산 무수물이 그래프트된 랜덤 프로필렌 공중합체이다. 따라서, 하나의 특정한 바람직한 구현예에 있어서, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 말레산 무수물이 그래프트된 랜덤 프로필렌 에틸렌 공중합체이며, 보다 바람직하게는 랜덤 프로필렌 에틸렌 공중합체의 총량에 대한 에틸렌 함량은 2.0 내지 7.5 wt% 의 범위, 보다 바람직하게는 4.0 내지 7.0 wt% 의 범위이다.
섬유 강화 중합체 조성물이 낮은 밀도에서 높은 강성 및 충격성과 같은 충분히 균형 잡힌 기계적 특성을 제공하는 것을 보장하는, 중합체 성분에서의 탄소 섬유 (CF) 의 원하는 분산을 달성하기 위해서, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은, 폴리프로필렌에 대해 고려되는 극성 변성 폴리프로필렌에서 전형적으로 사용되는 양보다 높은 양의, 소정량의 극성 기에서 유도되는 기를 포함하는 것으로 이해된다.
따라서, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 에서의 극성 기에서 유도되는 기의 요구량은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 의 총 중량에 대해서 0.5 내지 5.0 wt% 이다. 바람직하게는, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 에서의 극성 기에서 유도되는 기의 양은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 의 총 중량에 대해서, 1.5 내지 4.0 wt%, 보다 바람직하게는 2.0 내지 3.0 wt%, 가장 바람직하게는 2.0 내지 2.8 wt%, 예컨대 2.2 내지 2.4 wt% 이다.
따라서, 하나의 특정한 바람직한 구현예에 있어서, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 말레산 무수물이 그래프트된 랜덤 프로필렌 에틸렌 공중합체이며, 보다 바람직하게는 랜덤 프로필렌 에틸렌 공중합체의 총량에 대한 에틸렌 함량은 2.0 내지 7.5 wt% 의 범위, 보다 바람직하게는 4.0 내지 7.0 wt% 의 범위이고, 및/또는 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 에서의 말레산 무수물에서 유도되는 기의 양은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 의 총 중량에 대해서, 1.5 내지 4.0 wt%, 보다 바람직하게는 2.0 내지 3.0 wt%, 가장 바람직하게는 2.0 내지 2.8 wt%, 예컨대 2.2 내지 2.4 wt% 이다.
극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 에 대해 ISO 1133 의 일반적인 정의에 따라 측정한 용융 흐름 지수 MFI (170 ℃; 1.2 ㎏) 의 바람직한 값은 10 내지 150 g/10 min 의 범위, 예컨대 30 내지 120 g/10 min 의 범위이다. 예를 들어, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은, ISO 1133 의 일반적인 정의에 따라 측정한 50 내지 100 g/10 min, 예컨대 60 내지 80 g/10 min 의 용융 흐름 지수 MFI (170 ℃; 1.2 ㎏) 를 가진다.
극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 에 대한 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃; 2.16 ㎏) 의 바람직한 값은 350 내지 600 g/10 min 의 범위, 예컨대 400 내지 550 g/10 min 의 범위이다.
부가적으로 또는 대안적으로, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 바람직하게는 120 내지 150 ℃ 의 범위, 보다 바람직하게는 125 내지 145 ℃ 의 범위 및 가장 바람직하게는 130 내지 140 ℃ 의 범위의 용융 온도 Tm 를 가지는 것으로 이해된다.
극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 제 1 단계로서 고체 스테이지 및 제 2 단계로서 용융 스테이지를 포함하는 2-단계 그래프트화 공정에 의해 간단한 방식으로 제조할 수 있다. 이러한 공정 단계는 당업계에 충분히 공지되어 있다.
극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 당업계에 공지되어 있으며, 상업적으로 입수 가능하다. 적합한 예는 BYK 의 SCONA TSPP 3598 GB 이다.
하나의 구현예에 있어서, 섬유 강화 중합체 조성물은 유일한 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 으로서 상기 정의한 바와 같은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 을 포함한다.
대안적인 구현예에 있어서, 섬유 강화 중합체 조성물은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 이외에, 하나 이상의 또다른 극성 변성 폴리프로필렌(들) (PMP2) 을 포함한다. 즉, 섬유 강화 중합체 조성물은 2 종 이상의 극성 변성 폴리프로필렌의 혼합물을 포함한다. 바람직하게는, 섬유 강화 중합체 조성물은 2 종의 극성 변성 폴리프로필렌의 혼합물을 포함한다.
섬유 강화 중합체 조성물이 극성 변성 폴리프로필렌의 혼합물을 포함하는 경우, 혼합물은 제 1 극성 변성 폴리프로필렌으로서 상기 정의한 바와 같은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP), 및 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 과 상이한 하나 이상의 또다른 극성 변성 폴리프로필렌(들) (PMP2) 을 포함한다.
하나의 바람직한 구현예에 있어서, 섬유 강화 중합체 조성물은 2 종의 극성 변성 폴리프로필렌의 혼합물을 포함하며, 즉 상기 혼합물은 제 1 극성 변성 폴리프로필렌으로서 상기 정의한 바와 같은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 및 하나의 또다른 극성 변성 폴리프로필렌(들) (PMP2) 을 포함한다.
하나 이상의 또다른 극성 변성 폴리프로필렌(들) (PMP2) 은 바람직하게는 극성 기를 함유하는 폴리프로필렌이다. 하기에서, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 의 폴리프로필렌은 보다 정확히 정의될 것이며, 이는 하기에서 상세히 설명하는 바와 같이, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 으로 후속적으로 변성된다.
극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 의 폴리프로필렌은 바람직하게는 프로필렌 단일중합체 또는 랜덤 프로필렌 공중합체, 예컨대 (i) 프로필렌 및 (ii) 에틸렌 및/또는 C4 내지 C12 α-올레핀의 공중합체, 바람직하게는 (i) 프로필렌 및 (ii) 에틸렌, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군에서 선택되는 α-올레핀의 공중합체이다. "랜덤" 의 정의에 관해서는, 상기에서 제공된 정보를 참조한다.
하나의 구현예에 있어서, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 은 변성 랜덤 프로필렌 공중합체이고, 상기 랜덤 프로필렌 공중합체는 에틸렌을 유일한 공단량체 단위로서 포함한다.
또한, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 의 랜덤 프로필렌 공중합체는 125 내지 140 ℃ 의 범위, 보다 바람직하게는 128 내지 138 ℃ 의 범위 및 가장 바람직하게는 131 내지 136 ℃ 의 범위의 용융 온도 Tm 를 가지는 것으로 이해된다. 이 단락에서 주어진 용융 온도는 비-변성 랜덤 프로필렌 공중합체의 용융 온도이다.
부가적으로 또는 대안적으로, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 의 랜덤 프로필렌 공중합체, 즉, 비-변성 랜덤 프로필렌 공중합체는 ISO 1133 에 따라서 측정한 1 내지 500 g/10 min 의 범위, 바람직하게는 20 내지 150 g/10 min 의 범위, 보다 바람직하게는 1 내지 100 g/10 min 의 범위의 용융 흐름 속도 MFR2 (190 ℃) 를 가진다.
극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 은 극성 기에서 유도되는 기를 포함하는 것으로 이해된다. 이 문맥에 있어서, 특히 산 무수물, 카르복실산, 카르복실산 유도체, 1차 및 2차 아민, 히드록실 화합물, 옥사졸린 및 에폭시드, 및 또한 이온성 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 극성 화합물에서 유도되는 기를 포함하는 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 이 바람직하다.
상기 극성 기의 구체적인 예는 불포화 시클릭 무수물 및 이들의 지방족 디에스테르, 및 이산 유도체이다. 특히, 말레산 무수물, C1 내지 C10 선형 및 분지형 디알킬 말레에이트, C1 내지 C10 선형 및 분지형 디알킬 푸마레이트, 이타콘산 무수물, C1 내지 C10 선형 및 분지형 이타콘산 디알킬 에스테르, 말레산, 푸마르산, 이타콘산 및 이의 혼합물에서 선택되는 화합물을 사용할 수 있다.
구조의 관점에서, 바람직하게는, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 은 바람직하게는 상기 정의한 폴리프로필렌의 그래프트 또는 블록 공중합체, 예컨대 상기 정의한 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 에 대한 랜덤 프로필렌 공중합체에서 선택된다.
바람직하게는, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2), 즉, 커플링제는 폴리프로필렌, 예컨대 "커플링제" 부분에서 상기 정의한 바와 같은, 이러한 극성 기가 그래프트된 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 에 대한 랜덤 프로필렌 공중합체이다.
극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2), 즉, 커플링제로서, 폴리프로필렌, 예컨대 "커플링제" 부분에서 상기 정의한 바와 같은, 말레산 무수물이 그래프트된 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 에 대한 랜덤 프로필렌 공중합체를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
하나의 구현예에 있어서, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 은 말레산 무수물이 그래프트된 상기 정의한 바와 같은 랜덤 프로필렌 공중합체이다. 따라서, 하나의 특정한 바람직한 구현예에 있어서, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 은 말레산 무수물이 그래프트된 랜덤 프로필렌 에틸렌 공중합체이며, 보다 바람직하게는 랜덤 프로필렌 에틸렌 공중합체의 총량에 대한 에틸렌 함량은 2.0 내지 7.5 wt% 의 범위, 보다 바람직하게는 4.0 내지 7.0 wt% 의 범위이다.
극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 에서의 극성 기에서 유도되는 기의 요구량은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 의 총 중량에 대해서, 바람직하게는 0.5 내지 3.0 wt%, 보다 바람직하게는 0.8 내지 2.0 wt%, 및 가장 바람직하게는 1.0 내지 1.8 wt%, 예컨대 1.2 내지 1.6 wt% 이다. 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 에서의 극성 기에서 유도되는 기의 양은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 에서의 극성 기에서 유도되는 기의 양보다 높은, 예를 들어 적어도 0.5 wt% 이상인, 예컨대 0.5 내지 1.5 wt% 이상의 범위인 것이 특히 바람직하다.
따라서, 하나의 특정한 바람직한 구현예에 있어서, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 은 말레산 무수물이 그래프트된 랜덤 프로필렌 에틸렌 공중합체이며, 보다 바람직하게는 랜덤 프로필렌 에틸렌 공중합체의 총량에 대한 에틸렌 함량은 2.0 내지 7.5 wt% 의 범위, 보다 바람직하게는 4.0 내지 7.0 wt% 의 범위이고, 및/또는 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 에서의 말레산 무수물에서 유도되는 기의 양은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 의 총 중량에 대해서, 0.5 내지 3.0 wt%, 보다 바람직하게는 0.8 내지 2.0 wt%, 및 가장 바람직하게는 1.0 내지 1.8 wt%, 예컨대 1.2 내지 1.6 wt% 이며, 더욱 바람직하게는, 단, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 에서의 극성 기, 예컨대 말레산 무수물에서 유도되는 기의 양은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 에서의 말레산 무수물에서 유도되는 기의 양보다 높고, 예를 들어 적어도 0.5 wt% 이상, 예컨대 0.5 내지 1.5 wt% 이상의 범위이다.
극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 에 대한 ISO 1133 에 따라서 측정한 용융 흐름 속도 MFR2 (190 ℃; 2.1 ㎏) 의 바람직한 값은 1.00 내지 500 g/10 min, 예컨대 20 내지 150 g/10 min 의 범위이다.
극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 은, 예를 들어 EP 0 572 028 에 개시된 바와 같이, 자유 라디칼 발생제 (예컨대, 유기 과산화물) 의 존재하에서, 예를 들어 말레산 무수물을 이용하여 중합체의 반응성 압출에 의해 간단한 방식으로 제조할 수 있다.
극성 변성 폴리프로필렌 (PMP2) 은 당업계에 공지되어 있으며, 상업적으로 입수 가능하다. 적합한 예는 BYK 의 SCONA TPPP 8112 FA 이다.
섬유 강화 중합체 조성물이 극성 변성 폴리프로필렌의 혼합물을 포함하는 경우, 혼합물은 바람직하게는 상기 정의한 바와 같은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 및 하나 이상의 또다른 극성 변성 폴리프로필렌(들) (PMP2) 을 특정한 중량비로 포함한다. 바람직하게는, 혼합물은 상기 정의한 바와 같은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 및 하나 이상의 또다른 극성 변성 폴리프로필렌(들) (PMP2) 을 20:1 내지 2:1, 보다 바람직하게는 15:1 내지 2:1 및 가장 바람직하게는 10:1 내지 5:1 의 범위의 중량비로 포함한다. 하나의 구현예에 있어서, 혼합물은 상기 정의한 바와 같은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 및 하나 이상의 또다른 극성 변성 폴리프로필렌(들) (PMP2) 을 9:1 내지 8:1 의 범위의 중량비로 포함한다.
임의적인 성분
섬유 강화 중합체 조성물은 또다른 임의적인 성분을 포함할 수 있다. 가공성을 더욱 향상시키기 위해서, 높은 용융 흐름 속도를 갖는 추가의 중합체를 첨가하는 것이 유리할 수 있다. 따라서, 섬유 강화 중합체 조성물은 ISO 1133 에 따라서 측정한 > 100 g/10 min, 보다 바람직하게는 > 100 내지 2000 g/10 min 의 범위, 더욱 바람직하게는 100 내지 1500 g/10 min 의 범위, 더욱 바람직하게는 200 내지 1000 g/10 min 의 범위 및 가장 바람직하게는 350 내지 800 g/10 min 의 범위의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃, 2.16 ㎏) 를 갖는 부가적인 폴리프로필렌 (PP2) 을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 용어 "폴리프로필렌 (PP2)" 은 프로필렌 단일중합체, 프로필렌 랜덤 공중합체, 헤테로상 중합체 및 이의 혼합물을 포함한다.
본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 섬유 강화 중합체 조성물에 존재하는 폴리프로필렌 (PP2) 은 프로필렌 단일중합체 (H-PP3) 및/또는 프로필렌 공중합체 (C-PP3) 이다. 예를 들어, 섬유 강화 중합체 조성물은 프로필렌 단일중합체 (H-PP3) 및 프로필렌 공중합체 (C-PP3) 를 포함한다. 대안적으로, 섬유 강화 중합체 조성물은 폴리프로필렌 (PP2) 으로서 프로필렌 단일중합체 (H-PP3) 또는 프로필렌 공중합체 (C-PP3) 를 포함한다.
하나의 특정한 구현예에 있어서, 폴리프로필렌 (PP2) 은 하기에서 상세히 정의하는 바와 같은 프로필렌 공중합체 (C-PP3), 바람직하게는 헤테로상 프로필렌 공중합체 (HECO2) 이다.
바람직하게는, 섬유 강화 중합체 조성물은 폴리프로필렌 (PP2) 으로서 프로필렌 단일중합체 (H-PP3) 를 포함한다.
하기에서, 섬유 강화 중합체 조성물의 일부인 폴리프로필렌 (PP2) 이 보다 상세히 정의될 것이다.
섬유 강화 중합체 조성물의 강성을 더욱 향상시키기 위해서, 폴리프로필렌 (PP2) 은 바람직하게는 높은 용융 흐름 속도를 갖는 프로필렌 단일중합체 (H-PP3) 이다.
따라서, 섬유 강화 중합체 조성물은 폴리프로필렌 (PP2) 으로서 프로필렌 단일중합체 (H-PP3) 를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 프로필렌 단일중합체 (H-PP3) 는 ISO 1133 에 따라서 측정한 > 100 g/10 min, 보다 바람직하게는 > 100 내지 2000 g/10 min 의 범위, 더욱 바람직하게는 100 내지 1500 g/10 min 의 범위, 더욱 바람직하게는 200 내지 1000 g/10 min 의 범위 및 가장 바람직하게는 350 내지 800 g/10 min 의 범위의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃, 2.16 ㎏) 를 가진다.
폴리프로필렌 (PP1) 이 프로필렌 단일중합체 (H-PP1) 이고, 폴리프로필렌 (PP2) 이 프로필렌 단일중합체 (H-PP3) 인 경우, 예상외의 양호한 결과가 수득된다.
프로필렌 단일중합체 (H-PP3) 및 프로필렌 단일중합체 (HPP1) 는 함께 부등식 (Ia), 바람직하게는 부등식 (Ib), 더욱 바람직하게는 부등식 (Ic), 더욱 바람직하게는 부등식 (Id) 을 만족하는 것이 바람직하다:
Figure pct00001
Figure pct00002
(식 중,
MFR (HPP3) 은 폴리프로필렌 (H-PP3) 의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃) [g/10 min] 이고,
MFR (HPP1) 은 프로필렌 단일중합체 (H-PP1) 의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃) [g/10 min] 이다).
바람직하게는, 프로필렌 단일중합체 (H-PP1) 와 프로필렌 단일중합체 (H-PP3) 사이의 중량비 [(H-PP1)/(H-PP3)] 는 5.0 내지 20.0, 보다 바람직하게는 7.0 내지 15.0 의 범위, 예컨대 10.0 내지 12.0 의 범위이다.
프로필렌 단일중합체 (H-PP3) 는 최신 기술이며, 상업적으로 입수 가능하다. 적합한 프로필렌 단일중합체는, 예를 들어 Borealis AG 의 HL504FB 이다.
물품
본 발명은 또한 본 발명에 따른 섬유 강화 중합체 조성물을 포함하는 물품에 관한 것이다. 바람직하게는, 물품은 80 wt% 이상, 예컨대 80 내지 99.9 wt%, 보다 바람직하게는 90 wt% 이상, 예컨대 90 내지 99.9 wt%, 더욱 바람직하게는 95 wt% 이상, 예컨대 95 내지 99.9 wt% 의 본 발명에 따른 섬유 강화 중합체 조성물을 포함한다. 하나의 구현예에 있어서, 물품은 본 발명에 따른 섬유 강화 중합체 조성물로 이루어진다.
바람직하게는, 물품은 성형품, 바람직하게는 사출 성형품 또는 발포 물품이다.
물품은 세탁기 또는 식기 세척기 또는 자동차 용품, 특히 자동차 내부 및 외부 용품의 부품일 수 있다.
바람직한 자동차 용품은 기기 캐리어, 슈라우드, 구조 캐리어, 범퍼, 사이드 트림, 스텝 어시스트, 바디 패널, 스포일러, 대시보드, 인테리어 트림 등으로 이루어진 군에서 선택된다.
자동차 용품은 전형적으로 성형품, 바람직하게는 사출 성형품 및 발포 물품이다. 바람직하게는, 자동차 용품, 특히 이전 단락에서 정의한 것들은 사출 성형품이다.
본 발명의 섬유 강화 중합체 조성물은 또한 물품, 바람직하게는 성형품, 보다 바람직하게는 사출 성형품 및 발포 물품의 제조에 사용할 수 있다.
또다른 구현예에 있어서, 본 발명은 또한 물품, 예를 들어 세탁기 또는 식기 세척기 및 자동차 용품, 특히 자동차 내부 및 외부 용품의 부품, 예컨대 기기 캐리어, 슈라우드, 구조 캐리어, 범퍼, 사이드 트림, 스텝 어시스트, 바디 패널, 스포일러, 대시보드, 인테리어 트림 등의 제조를 위한, 본 발명의 섬유 강화 중합체 조성물의 용도에 관한 것이다.
하기에서, 본 발명은 보다 상세히 설명된다.
실시예
1. 정의/측정 방법
용어 및 측정 방법의 하기의 정의는, 달리 정의하지 않는 한, 본 발명의 상기 일반적인 설명 및 하기의 실시예에 적용된다.
NMR 분광법에 의한 미세구조의 정량화
정량적인 핵 자기 공명 (NMR) 분광법은 폴리프로필렌 단일중합체의 이소택틱성 (isotacticity) 및 레지오 규칙성을 정량화하기 위해 사용된다.
정량적인 13C {1H} NMR 스펙트럼은, 각각 1H 및 13C 에 대해 400.15 및 100.62 MHz 에서 작동하는 Bruker Advance III 400 NMR 분광계를 사용하여, 용액 상태에서 기록하였다. 모든 스펙트럼은 모든 공기압에 대해 질소 기체를 사용하여, 125 ℃ 에서 13C 최적화된 10 ㎜ 확장 온도 프로브헤드를 이용하여 기록하였다.
폴리프로필렌 단일중합체의 경우, 약 200 ㎎ 의 물질을 1,2-테트라클로로에탄-d 2 (TCE-d 2) 에 용해시켰다. 균일한 용액을 확보하기 위해서, 열 블록에서 초기 샘플 제조 후, NMR 튜브를 회전식 오븐에서 1 시간 이상 동안 추가로 가열하였다. 자석에 삽입시, 튜브를 10 Hz 로 회전시켰다. 이 설정은 택틱성 분포 정량화에 필요한 고 해상도를 위해 주로 선택되었다 (Busico, V., Cipullo, R., Prog. Polym. Sci. 26 (2001) 443; Busico, V.; Cipullo, R., Monaco, G., Vacatello, M., Segre, A.L., Macromolecules 30 (1997) 6251). 표준 단일 펄스 여기는 NOE 및 이중 레벨 WALTZ16 탈커플링 방식을 사용하여 수행되었다 (Zhou, Z., Kuemmerle, R., Qiu, X., Redwine, D., Cong, R., Taha, A., Baugh, D. Winniford, B., J. Mag. Reson. 187 (2007) 225; Busico, V., Carbonniere, P., Cipullo, R., Pellecchia, R., Severn, J., Talarico, G., Macromol. Rapid Commun. 2007, 28, 11289). 스펙트럼 당 총 8192 (8k) 개의 과도 신호가 획득되었다.
정량적인 13C {1H} NMR 스펙트럼을 독점적인 컴퓨터 프로그램을 이용하여 처리하고, 적분하고, 관련한 정량적인 특성을 적분으로부터 결정하였다.
폴리프로필렌 단일중합체의 경우, 모든 화학적 이동은 내부적으로 21.85 ppm 에서의 메틸 이소택틱 펜타드 (mmmm) 를 기준으로 한다.
레지오 결함에 상응하는 특성 신호 (Resconi, L., Cavallo, L., Fait, A., Piemontesi, F., Chem. Rev. 2000, 100, 1253;; Wang, W-J., Zhu, S., Macromolecules 33 (2000), 1157; Cheng, H. N., Macromolecules 17 (1984), 1950) 또는 공단량체가 관찰되었다.
택틱성 분포는, 관심있는 입체 배열과 관련이 없는 임의의 부위에 대해 보정하여, 23.6-19.7 ppm 사이의 메틸 영역의 적분을 통해 정량화하였다 (Busico, V., Cipullo, R., Prog. Polym. Sci. 26 (2001) 443; Busico, V., Cipullo, R., Monaco, G., Vacatello, M., Segre, A.L., Macromolecules 30 (1997) 6251).
구체적으로, 택틱성 분포의 정량화에 대한 레지오 결함 및 공단량체의 영향은, 입체 배열의 특정한 적분 영역으로부터 대표적인 레지오 결함 및 공단량체 적분을 공제함으로써 보정하였다.
이소택틱성은 펜타드 레벨로 측정하였으며, 모든 펜타드 배열에 대한 이소택틱 펜타드 (mmmm) 배열의 백분율로서 기록하였다:
[mmmm] % = 100 * (mmmm / 모든 펜타드의 합)
2,1 에리스로 레지오 결함의 존재는 17.7 및 17.2 ppm 에서의 2 개의 메틸 부위의 존재에 의해 나타났으며, 다른 특성 부위에 의해 확인되었다. 다른 유형의 레지오 결함에 상응하는 특성 신호는 관찰되지 않았다 (Resconi, L., Cavallo, L., Fait, A., Piemontesi, F., Chem. Rev. 2000, 100, 1253).
2,1 에리스로 레지오 결함의 양은 17.7 및 17.2 ppm 에서의 2 개의 특징적인 메틸 부위의 평균 적분을 사용하여 정량화하였다:
P21e = (Ie6 + Ie8) / 2
1,2 1차 삽입 프로펜의 양은, 1차 삽입과 관련이 없는 이 영역에 포함된 부위 및 이 영역에서 제외된 1차 삽입 부위에 대해 수행된 보정과 함께, 메틸 영역에 기초하여 정량화하였다:
P12 = ICH3 + P12e
프로펜의 총량은, 1차 삽입 프로펜 및 모든 다른 존재하는 레지오 결함의 합으로서 정량화하였다:
P총량 = P12 + P21e
2,1- 에리스로 레지오 결함의 몰% 는 모든 프로펜에 대해 정량화하였다:
[21e] mol.-% = 100 * (P21e / P총량)
에틸렌의 혼입에 상응하는 특성 신호가 관찰되었으며 (Cheng, H. N., Macromolecules 1984, 17, 1950 에 기재된 바와 같음), 공단량체 분율은 중합체에서의 모든 단량체에 대한 중합체에서의 에틸렌의 분율로서 계산하였다.
공단량체 분율은 W-J. Wang and S. Zhu, Macromolecules 2000, 33 1157 의 방법을 사용하여, 13C {1H} 스펙트럼에서의 전체 스펙트럼 영역에 걸친 다중 신호의 통합을 통해 정량화하였다. 이 방법은 이의 탄탄한 특성 및 필요할 때 레지오 결함의 존재를 설명하는 능력 때문에 선택되었다. 적분 영역은 발생한 공단량체 함량의 전체 범위에 걸쳐 적용 가능성을 증가시키기 위해서 약간 조정하였다.
몰% 공단량체 혼입은 몰 분율로부터 계산하였다.
중량% 공단량체 혼입은 몰 분율로부터 계산하였다.
MFR 2 (230 ℃) 는 ISO 1133 (230 ℃, 2.16 ㎏ 하중) 에 따라서 측정한다.
MFR 2 (190 ℃) 는 ISO 1133 (190 ℃, 2.16 ㎏ 하중) 에 따라서 측정한다.
MFR (170 ℃) 은 ISO 1133 (170 ℃, 1.2 ㎏ 하중) 의 일반적인 정의에 따라서 측정한다.
DSC 분석, 용융 온도 (Tm) 및 용융 엔탈피 (Hm), 결정화 온도 (Tc) 및 결정화 엔탈피 (Hc): 5 내지 7 ㎎ 샘플에 대해 TA Instrument Q200 시차 주사 열량계 (DSC) 로 측정한다. DSC 는 -30 내지 +225 ℃ 의 온도 범위에서 10 ℃/min 의 스캔 속도로 가열 / 냉각 / 가열 사이클에서 ISO 11357 / part 3 /method C2 에 따라서 구동시킨다. 결정화 온도 및 결정화 엔탈피 (Hc) 는 냉각 단계로부터 측정되는 반면, 용융 온도 및 용융 엔탈피 (Hm) 는 제 2 가열 단계로부터 측정된다.
유리 전이 온도 Tg 는 ISO 6721-7 에 따라서 동적 기계적 분석에 의해 측정된다. 측정은 -100 ℃ 내지 +150 ℃ 의 압축 성형 샘플 (40 × 10 × 1 ㎣) 에 대해 2 ℃/min 의 가열 속도 및 1 Hz 의 주파수로 비틀림 방식으로 수행된다.
중합체 조성물의 밀도는 ISO 1183-187 에 따라서 측정된다. 샘플 제조는 ISO 1872-2:2007 에 따라서 압축 성형에 의해 수행된다.
자일렌 저온 가용물 (XCS, wt%): 자일렌 저온 가용물 (XCS) 의 함량은 ISO 16152; first edition; 2005-07-01 에 따라서 25 ℃ 에서 측정된다.
고유 점도는 DIN ISO 1628/1, October 1999 (135 ℃ 에서 데칼린 중에서) 에 따라서 측정된다.
인장 탄성율; 인장 강도는 EN ISO 1873-2 (개 뼈 형상, 4 ㎜ 두께) 에 기재된 사출 성형 시편을 사용하여, ISO 527-2 (크로스 헤드 속도 = 1 ㎜/min; 23 ℃) 에 따라서 측정된다.
평균 섬유 직경은 ISO 1888:2006(E), Method B, 현미경 배율 1000 에 따라서 측정된다.
샤르피 노치드 충격 강도는 EN ISO 1873-2 에 따라서 사출 성형된 80 × 10 × 4 ㎣ 시험 막대를 사용하여, 23 ℃ 에서 ISO 179 1eA 에 따라서 측정된다.
촉매 제조:
사용된 화학 물질:
Amphochem 에 의해 제공되는 2-에틸헥산올
Dow 에 의해 제공되는 3-부톡시-2-프로판올 - (DOWANOL™ PnB)
SynphaBase 에 의해 제공되는 비스(2-에틸헥실)시트라코네이트
Millenium Chemicals 에 의해 제공되는 TiCl4
Aspokem 에 의해 제공되는 톨루엔
Evonik 에 의해 제공되는 Viscoplex
Figure pct00003
1-254
Chevron 에 의해 제공되는 헵탄
2-에틸헥산올 3.4 ℓ 및 프로필렌 글리콜 부틸 모노에테르 810 ㎖ (몰비 4/1) 를 20 ℓ 반응기에 첨가하였다. 이어서, Crompton GmbH 에 의해 제공되는 BEM (부틸 에틸 마그네슘) 의 톨루엔 중 20 % 용액 7.8 ℓ 를, 충분히 교반한 알코올 혼합물에 서서히 첨가하였다. 첨가 동안에, 온도를 10 ℃ 에서 유지시켰다. 첨가 후, 반응 혼합물의 온도를 60 ℃ 로 상승시키고, 이 온도에서 30 분간 혼합을 계속하였다. 마지막으로, 실온으로 냉각시킨 후, 수득된 Mg-알콕시드를 저장 용기로 이동시켰다.
상기 제조한 Mg 알콕시드 21.2 g 을 비스(2-에틸헥실)시트라코네이트 4.0 ㎖ 와 5 분간 혼합하였다. 혼합 후, 수득된 Mg 착물을 촉매 성분의 제조에서 즉시 사용하였다.
사염화 티탄 19.5 ㎖ 를 25 ℃ 에서 기계식 교반기가 장착된 300 ㎖ 반응기에 놓았다. 혼합 속도를 170 rpm 으로 조정하였다. 상기 제조한 Mg-착물 26.0 g 을, 온도를 25 ℃ 에서 유지시키면서 30 분 이내에 첨가하였다. Viscoplex
Figure pct00004
1-254 3.0 ㎖ 및 톨루엔 용액 1.0 ㎖ 를 Necadd 447™ 2 ㎎ 과 함께 첨가하였다. 이어서, 헵탄 24.0 ㎖ 를 첨가하여 유화액을 형성시켰다. 25 ℃ 에서 30 분간 혼합을 계속한 후, 반응기 온도를 30 분 이내에 90 ℃ 로 상승시켰다. 반응 혼합물을 90 ℃ 에서 추가로 30 분간 교반하였다. 그 후, 교반을 중단하고, 반응 혼합물을 90 ℃ 에서 15 분간 정치시켰다. 고체 물질을 5 회 세정하였다: 세정은 170 rpm 으로 30 분간 교반하면서, 80 ℃ 에서 실시하였다. 교반을 중단한 후, 반응 혼합물을 20-30 분간 정치시키고, 이어서 사이펀으로 옮겼다.
세정 1: 세정은 톨루엔 100 ㎖ 와 공여체 1 ㎖ 의 혼합물로 실시하였다.
세정 2: 세정은 TiCl4 30 ㎖ 와 공여체 1 ㎖ 의 혼합물로 실시하였다.
세정 3: 세정은 톨루엔 100 ㎖ 로 실시하였다.
세정 4: 세정은 헵탄 60 ㎖ 로 실시하였다.
2. 실시예
동방향 회전 이축 압출기 (Coperion 의 ZSK 40) 상에서의 배합에 의해, 하기의 본 발명의 실시예 IE1 및 비교예 CE1 및 CE2 를 제조하였다. 하기의 공정 매개변수가 사용되었다:
- 처리량 100 ㎏/h
- 스크류 속도 100 - 150 rpm
- 배럴 온도 250 ℃ 고정
- 5 ㎜ 홀을 가지며, 3 개의 홀이 개방된 다이 플레이트.
탄소 섬유 및 유리 섬유와 상이한 중합체 및 첨가제를 압출기에 공급하고, 3 개의 혼련 블록 (2 회 KB 45/5/40, 이어서 1 회 KB 45/5/20 LH) 및 좌측 (left-handed) 운반 요소로 이루어진 압출기의 4th 배럴에서 용융 혼련시켰다. 탄소 섬유 및 유리 섬유를 사이드 공급기를 사용하여, 6th 배럴에 첨가하였다. 8th 배럴 내에 위치하고, 3 개의 혼련 블록 (KB 45/5/20) 으로 이루어진 제 2 혼련 구역을 사용하여, 탄소 섬유 및 유리 섬유를 균일하게 분포시켰다. 또한, 8th 배럴과 9th 배럴 사이에 위치하는 2 개의 TME 요소 (하나의 TME 22.5/20 및 하나의 TME 22.5/20 LH) 를 사용하여, 탄소 섬유 및 유리 섬유를 추가로 분포시켰다.
표 1 은 본 발명의 실시예 및 비교예의 조성 및 이들의 특성을 요약한다.
표 1: 본 발명의 실시예 및 비교예에 대한 조성 및 역학의 개요
Figure pct00005
* 100 wt% 의 나머지 부분은 산화방지제와 같은 전형적인 첨가제이다.
"PP1" 은 19.5 g/10 min 의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃) 및 167 ℃ 의 용융 온도를 갖는, Borealis AG 의 상업용 프로필렌 단일중합체 HF955MO 이다;
"PP-1" 은 프로필렌 블록 공중합체이며, 20 ℃ 의 온도 및 54 bar 의 압력에서 액체-충전되어 작동하는, 45 d㎥ 의 부피를 갖는 교반 탱크 반응기에서 제조하였다. 반응기에서의 평균 체류 시간이 0.36 시간이 되도록 반응기에 프로필렌을 공급하였고, 이 때, 수소 0.98 g/h, 에틸렌 70 g/h, 및 공촉매로서 트리에틸 알루미늄 (TEA) 및 외부 공여체로서 디시클로펜틸디메톡시실란 (DCPDMS) 을 사용하여 상기 기술한 촉매 제조에 따라서 제조한 중합 촉매 4.3 g/h 를 함께 공급하였으며, 여기서, 상기 TEA/Ti 의 몰비는 약 76 mol/mol 이었고, TEA/DCPDMS 는 8 mol/mol 이었다. 이 예비중합 반응기로부터의 슬러리를 프로필렌 170 ㎏/h 및 수소와 함께, 150 d㎥ 의 부피를 갖는 루프 반응기로 이동시켰으며, 이 때, 상기 프로필렌에 대한 수소의 몰비는 0.044 mol/kmol 이었다. 루프 반응기를 80 ℃ 의 온도 및 51 bar 의 압력에서 작동시켰다. 프로필렌 공중합체의 제조 속도는 29 ㎏/h 이었으며, 용융 흐름 속도 MFR2 는 0.12 g/10 min 이었다.
루프 반응기로부터의 중합체 슬러리를, 80 ℃ 의 온도 및 20 bar 의 압력에서 작동하는 제 1 기상 반응기에 직접 운반하였다. 반응기에 부가적인 프로필렌 및 수소, 뿐만 아니라 불활성 기체로서 질소를 공급하였으며, 이 때, 프로필렌의 함량은 83 몰% 이었고, 프로필렌에 대한 수소의 비는 0.8 mol/kmol 이었다. 반응기에서의 제조 속도는 47 ㎏/h 이었으며, 반응기로부터 회수된 중합체는 0 g/10 min 의 용융 흐름 속도 MFR2 를 가졌다. 루프 반응기에서 제조된 중합체와 기상 반응기에서 제조된 중합체의 스플릿은 52:48 이었다.
제 1 기상 반응기로부터의 중합체를, 60 ℃ 의 온도 및 16 bar 의 압력에서 작동하는 제 2 기상 반응기로 운반하였다. 반응기에 부가적인 프로필렌, 에틸렌 및 수소, 뿐만 아니라 불활성 기체로서 질소를 공급하였으며, 이 때, 프로필렌의 함량은 63 몰% 였고, 프로필렌에 대한 에틸렌의 비는 550 mol/kmol 이었으며, 에틸렌에 대한 수소의 비는 22 mol/kmol 이었고, 프로필렌에 대한 수소의 비는 75 mol/kmol 이었다. 반응기에서의 제조 속도는 11 ㎏/h 이었다. 반응기로부터 중합체를 회수하였으며, 탄화수소를 질소로 퍼지하여 제거하였다.
PP-1 의 중합 조건 및 일부 특성을 하기 표 2 에 요약한다.
표 2:
Figure pct00006
AM 은 25 ℃ 에서 자일렌에 가용성으로 남아 있는 분율을 나타낸다.
"PP2" 는 450 g/10 min 의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃) 및 161 ℃ 의 용융 온도를 갖는, Borealis AG 의 상업용 프로필렌 단일중합체 HL504FB 이다;
"PP-2" 는 75 g/10 min 의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃) 및 130 내지 170 ℃ 의 용융 온도를 갖는, Borealis AG 의 상업용 프로필렌 단일중합체 HJ120UB 이다;
"섬유 1" 은 제조전 10 ㎛ 의 공칭 직경 및 4.5 ㎜ 의 평균 길이를 갖는, NEG 의 유리 섬유 ECS 03 T-480H 이다;
"섬유 2" 는 17 ㎛ 의 공칭 직경을 갖는, PPG 의 유리 섬유 TufRov 4599 이며, 제조전 무한 로빙이고, 펠렛화 후 약 10 ㎜ 의 길이를 가진다;
"탄소 섬유" 는 80 wt% 의 탄소 섬유를 포함하는 부직포이며, 니들 펀칭에 의해 제조된다: 탄소 섬유는 7 ㎛ 의 평균 직경을 가진다.
"PMP" 는 71 g/10 min 의 MFI (170 ℃) 및 2.2-2.4 wt% 의 말레산 무수물 함량을 갖는 에틸렌 폴리프로필렌 공중합체 (말레산 무수물로 관능화됨), BYK Co. Ltd., Germany 의 "TSPP3598 GB" 이며, 또한 상기 에틸렌 폴리프로필렌 공중합체는 5.6 wt% 의 에틸렌 함량을 가진다;
"PMP2" 는 80 g/10 min 초과의 MFR2 (190 ℃) 및 1.4 wt% 의 말레산 무수물 함량을 갖는 에틸렌 폴리프로필렌 공중합체 (말레산 무수물로 관능화됨), BYK Co. Ltd., Germany 의 "TPPP8112 FA" 이다.
탄소 섬유, 뿐만 아니라 탄소 섬유 이외의 섬유를 폴리프로필렌 매트릭스에서의 특정한 극성 변성 폴리프로필렌과 조합하여 포함하는 본 발명의 실시예 IE1 은 감소된 밀도에서 및 따라서 가벼운 중량에서 우수한 강성 및 충분한 충격성과 같은 충분히 균형 잡힌 기계적 특성을 가지는 것을 알 수 있다.

Claims (16)

  1. 하기를 포함하는 섬유 강화 중합체 조성물:
    (a) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 20 내지 89 wt% 의 폴리프로필렌 (PP1);
    (b) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 5 내지 60 wt% 의 탄소 섬유 (CF);
    (c) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 5 내지 60 wt% 의 탄소 섬유 (CF) 이외의 섬유 (F); 및
    (d) 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 1 내지 10 wt% 의, 커플링제로서의 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP),
    상기 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 은 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 의 총 중량에 대해서, 극성 기에서 유도되는 기를 1 내지 5 wt% 의 양으로 포함함.
  2. 제 1 항에 있어서, 폴리프로필렌 (PP1) 이 하기의 특성을 가지는 섬유 강화 중합체 조성물:
    (a) ISO 1133 에 따라서 측정한 100 g/10 min 이하의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃, 2.16 ㎏); 및/또는
    (b) 158 내지 170 ℃ 의 범위의 용융 온도 Tm.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 폴리프로필렌 (PP1) 이 프로필렌 단일중합체 (H-PP1) 인 섬유 강화 중합체 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 탄소 섬유 (CF) 가 부직포의 형태인 섬유 강화 중합체 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서, 부직포가 부직포의 총 중량에 대해서, 50 wt% 이상의 탄소 섬유 (CF) 를 포함하는 섬유 강화 중합체 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 (F) 가 유리 섬유, 금속 섬유, 광물 섬유, 세라믹 섬유 및 이의 혼합물을 포함하는 군에서 선택되는 섬유 강화 중합체 조성물.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 탄소 섬유 (CF) 및/또는 섬유 (F) 가 사이징제 (sizing agent) 를 포함하는 섬유 강화 중합체 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 이 산 무수물, 카르복실산, 카르복실산 유도체, 1차 및 2차 아민, 히드록실 화합물, 옥사졸린 및 에폭시드, 및 또한 이온성 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 극성 기에서 유도되는 기를 포함하는 섬유 강화 중합체 조성물.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 이, 말레산 무수물이 그래프트된 프로필렌 중합체인 섬유 강화 중합체 조성물.
  10. 제 9 항에 있어서, 극성 변성 폴리프로필렌 (PMP) 이, 말레산 무수물이 그래프트된 프로필렌 공중합체이며, 바람직하게는 말레산 무수물이 그래프트된 프로필렌 공중합체가 공단량체 단위로서 에틸렌을 포함하는 섬유 강화 중합체 조성물.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 강화 중합체 조성물이 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, ISO 1133 에 따라서 측정한 > 100 g/10 min 의 용융 흐름 속도 MFR2 (230 ℃, 2.16 ㎏) 를 가지는 폴리프로필렌 (PP2) 을 1 내지 10 wt% 로 추가로 포함하는 섬유 강화 중합체 조성물.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 강화 중합체 조성물이 섬유 강화 중합체 조성물의 총 중량에 대해서, 하나 이상의 첨가제를 20 wt% 이하의 양으로 추가로 포함하는 섬유 강화 중합체 조성물.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 강화 중합체 조성물이 하기의 특성을 가지는 섬유 강화 중합체 조성물:
    (a) 1.200 g/㎤ 이하의 밀도; 및/또는
    (b) ISO 527-2 에 따른 8200 MPa 이상의 인장 탄성율; 및/또는
    (c) ISO 527-2 에 따른 100 내지 150 MPa 의 범위의 인장 강도.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 섬유 강화 중합체 조성물을 포함하는 물품.
  15. 제 14 항에 있어서, 물품이 성형품, 바람직하게는 사출 성형품 또는 발포 물품인 물품.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 물품이 세탁기 또는 식기 세척기 또는 자동차 용품, 특히 자동차 내부 및 외부 용품, 예컨대 기기 캐리어, 슈라우드, 구조 캐리어, 범퍼, 사이드 트림, 스텝 어시스트, 바디 패널, 스포일러, 대시보드, 인테리어 트림 등의 부품인 물품.
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