역가황 중합법 및 진공상 열처리에 의한 황 함유 고분자의 제조방법 및 이의 제조방법으로 제조된 황 함유 고분자
Preparation Method of Sulfur-Rich Polymer Using Inverse Vulcanization and Vacuum Assisted Thermal Treatment, and Sulfur-Rich Polymer Preparing Thereby
특허 요약
본 발명은 원소 황 (Elemental sulfur, S) 분말을 120 ℃ 내지 200 ℃에서 가열하여 액상으로 제조하고, 120 ℃ 내지 190 ℃에서 상기 액상에 유기 공단량체를 첨가하여 역가황 중합법 (Inverse Vulcanization)에 의하여 겔 상태로 제조하는 단계; 상기 겔 상태를 100 ℃ 내지 190 ℃의 오븐에서 추가 반응시켜 고상의 고분자 벌크 (bulk) 물질로 제조하는 단계; 상기 고분자 벌크 물질을 분쇄시켜 분말로 제조하는 단계; 및 상기 분말을 상압 또는 진공 하에서 제1 온도 및 제1 시간에서 열처리한 후 상온에서 냉각시키는 단계;를 포함하는 역가황 중합법에 의한 황 함유 고분자의 제조방법에 대한 것이다.
청구항
번호청구항
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제11항에 있어서,하기 식 1에 따른 가교밀도는 10 mol/m3 이상인 것인 황 함유 고분자:(식 1) νe = E'high / 3R Thigh(식 1에서, νe는 가교 밀도, E'high는 rubbery plateau 영역의 저장 탄성률, Thigh는 E'high에서의 온도, R은 이상기체상수임)

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원소 황 (Elemental sulfur, S) 분말을 120 ℃ 내지 200 ℃에서 가열하여 액상으로 제조하고, 120 ℃ 내지 190 ℃에서 상기 액상에 유기 공단량체를 첨가하여 역가황 중합법 (Inverse Vulcanization)에 의하여 겔 상태로 제조하는 단계;상기 겔 상태를 100 ℃ 내지 190 ℃의 오븐에서 추가 반응시켜 고상의 고분자 벌크 (bulk) 물질로 제조하는 단계;상기 고분자 벌크 물질을 분쇄시켜 분말로 제조하는 단계; 및상기 분말을 상압 또는 진공 하에서 제1 온도 및 제1 시간에서 열처리한 후 상온에서 냉각시키는 단계;를 포함하는 역가황 중합법에 의한 황 함유 고분자의 제조방법.

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제1항에 있어서,상기 유기 공단량체는 비닐 (vinyl)기를 갖는 가교제를 포함하는 황 함유 고분자의 제조방법.

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제2항에 있어서,다이비닐벤젠 (divinylbenzene, DVB), 트라이바이닐벤젠 (trivinylbenzene), 다이이소프로필벤젠 (diisopropylbenzene, DIB), 다이시클로펜타디엔 (dicyclopentadiene, DCPD), 벤젠다이싸이올 (benzenedithiol, BDT), 벤젠트라이싸이올 (benzenetrithiol, BTT), 리모넨 (limonene), 에텔렌 글리콜 다이메틸아크릴레이트 (ethylene glycol dimethylacrylate, EGDMA), 글리옥살-비스-다이알릴아세테이드 (glyoxal-bis-diallylacetate, GBDA), 1,3,5,7-테트라비닐 테트라메틸 사이클로테라 실록산 (1,3,5,7-tetravinyl tetramethyl cyclotetra siloxane, TVTCSi) 및 1,3,5-트리비닐벤젠 (1,3,5-trivinylbenzene, TVB) 중 어느 하나 이상인 황 함유 고분자의 제조방법.

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제1항에 있어서,상기 원소 황 분말과 상기 유기 공단량체는 중량비 (wt%)로 95 ~ 30 : 5 ~ 70인 것인 황 함유 고분자의 제조방법.

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제1항에 있어서,상기 분말로 제조하는 단계에서 상기 고분자 벌크 물질은 분쇄하기 전에 냉각시키는 것을 더 포함하는 황 함유 고분자의 제조방법.

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제5항에 있어서,상기 분말로 제조하는 단계에서, 상기 고분자 벌크 물질을 냉각시키는 것은 상기 고분자 벌크 물질의 유리전이온도 (Tg)보다 낮은 온도로 냉각시키는 것인 황 함유 고분자의 제조방법.

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제1항에 있어서,상기 고분자 벌크 물질의 유리전이온도 (Tg)는 -60 ℃ 내지 180 ℃인 것인 황 함유 고분자의 제조방법.

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제1항에 있어서,상기 분말은 평균 입경이 0.1 ㎛ 내지 1 mm인 것인 황 함유 고분자의 제조방법.

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제1항에 있어서,상기 제1 온도는 100 ℃ 내지 250 ℃이고, 상기 제1 시간은 10 분 내지 72 시간인 것인 황 함유 고분자의 제조방법.

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제1항에 있어서,상기 냉각시키는 단계 이후에 성형하여 필름형태, 사출물, 압출, 블로우 ㅅ성형 (Blow molding), 압축성형, 및 열성형 (thermoforming) 중 어느 하나 이상으로 제조하는 단계를 더 포함하는 것인 황 함유 고분자의 제조방법.

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제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따라 제조된 황 함유 고분자.

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제11항에 있어서,상기 황 함유 고분자는 유리전이온도가 -60 ℃ 내지 200 ℃인 것인 황 함유 고분자.

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제11항에 있어서,30 ℃ 에서의 저장 탄성률은 100 kPa 이상인 것인 황 함유 고분자.

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제11항에 있어서,상기 황 함유 고분자는 필름형태로 구비되고,상기 필름형태의 두께가 100 ㎛ 내지 200 ㎛인 경우, 적외선 투과도가 중파장적외선 (Mid-wavelength infrared) 영역에서 평균투과도는 75 % 내지 95 %이고, 원적외선 (Long-wavelength infrared) 영역에서 평균투과도 30 % 내지 50 %인 것인 황 함유 고분자.

도면대표도면