JP2019512584A - Asa系グラフト共重合体の製造方法、それを含む熱可塑性樹脂組成物の製造方法及び成形品の製造方法 - Google Patents

Asa系グラフト共重合体の製造方法、それを含む熱可塑性樹脂組成物の製造方法及び成形品の製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、ASA系グラフト共重合体の製造方法、それを含む熱可塑性樹脂組成物及び成形品の製造方法に関し、より詳細には、シード製造ステップにおいて乳化剤を特定の含量範囲で投入し、シェル製造ステップにおいて乳化剤として炭素数20個以上の多官能カルボン酸又はその塩を導入してASA系グラフト共重合体の熱安定性を向上させることができ、それを含むことによって、衝撃強度、引張強度などの耐衝撃性、表面光沢、白色度、滞留熱変色などの外観品質に優れながらも、高温の熱成形工程時に樹脂表面で発生するガス発生量が大きく低減された高品質の熱可塑性樹脂組成物を提供する効果がある。【選択図】なし

Description

〔関連出願との相互参照〕
本出願は、2017年03月20日付の韓国特許出願第10−2017−0034357号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は、ASA系グラフト共重合体の製造方法、それを含む熱可塑性樹脂組成物の製造方法及び成形品の製造方法に関し、より詳細には、熱安定性が向上したASA系グラフト共重合体を生産性高く提供し、それを含むことによって、耐候性、耐衝撃性に優れながらも、着色性、表面光沢、滞留熱変色などの外観品質が向上し、高温の熱成形時のガス発生量が大きく低減された高品質の熱可塑性樹脂組成物及び成形品の製造方法に関する。
一般に、共役ジエン系単量体を重合して製造されたジエン系ゴム重合体に芳香族ビニル単量体及びビニルシアン単量体をグラフト共重合させたABS系樹脂は、耐衝撃性と加工性に優れ、機械的強度や熱変形温度などに優れ、着色性が良好であるので、電機電子用品、自動車部品、事務用機器などに広範囲に使用されている。しかし、ABS系樹脂の製造に使用されるゴム重合体に化学的に不安定な不飽和結合を含有しているため、紫外線によってゴム重合体が容易に老化してしまい、耐候性が非常に脆弱であるという問題がある。
このような欠点を改善するために、ABS系樹脂を押出して樹脂組成物を製造するときに耐候性を向上させることができる安定剤を添加する方法が提案されたが、その効果が僅かであり、依然として紫外線などに脆弱であるという問題があった。そこで、ジエン系単量体とアクリル系単量体を混合して重合させた重合体を使用するか、または二重結合を含むジエン系ゴム重合体の代わりに、化学的にさらに安定したアクリル系ゴム重合体を使用する方法が提案された。
前記のように不安定な二重結合を含まないアクリル系ゴム重合体を使用した耐候性熱可塑性樹脂の代表的な例は、アクリレート−スチレン−アクリロニトリル共重合体(Acrylate−Styrene−Acrylonitrile、ASA)であり、重合体内に不安定な二重結合を含まないことによって、耐候性、耐化学性、耐薬品性、熱安定性などが非常に優れ、このような特性が要求される分野、一例として、屋外用電気・電子部品、建築用資材、農機具素材、ASA/ABS二層シート(Sheet)、プロファイル(Profile)押出、道路標識板、屋外製品、建材用PVC、レジャー用品、スポーツ用品、自動車部品などに広範囲に使用されている。
一方、前記ASA共重合体をはじめとして、これと類似のASA系列の樹脂の製造において、乳化剤として、ロジン酸ナトリウム、ロジン酸カリウム、ラウリン酸ナトリウム、ラウリン酸カリウム、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、ステアリン酸カリウムなどを含む炭素数20個以下の低分子量カルボン酸塩(carboxylate)や炭素数12〜18個のアルキルスルホコハク酸ジカリウム塩、炭素数12〜20個のアルキル硫酸塩又はアルキルエステル硫酸塩などの硫黄を含む乳化剤が適用されている。
しかし、上述した従来の乳化剤は、ラテックスの安定性を十分に確保するために過量使用され、これにより、重合後にラテックス及び樹脂内に残留して、高温の熱成形工程で樹脂表面にガス発生量が著しいため、樹脂の熱安定性及び表面特性を低下させるという問題があった。
最近、ASA系樹脂の適用範囲がサイディング(siding)、シート(sheet)、及び共押出フィルムなどで、薄膜化されることによって、樹脂内の残留物の減少を通じて成形工程でのガス発生量を低減して、熱安定性及び外観特性を向上させることができる技術に対する必要性がさらに高まっている。
韓国登録特許第10−0815995号
上記のような従来技術の問題点を解決するために、本発明は、ASA系樹脂固有の耐候性、耐化学性、機械的強度などは高く維持しながら、ラテックス内の不必要な残留物の低減を通じて熱安定性が向上して、高温の熱成形工程時に樹脂表面で生成されるガス発生量を低減することができ、究極的には、樹脂組成物の外観特性を向上させることができるASA系グラフト共重合体の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、前記製造方法によって製造されたASA系グラフト共重合体を含むことによって、耐候性、耐化学性、機械的物性などに優れながらも、表面光沢、白色度、滞留熱変色などの外観品質が向上した熱可塑性樹脂組成物及び成形品の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の上記目的及びその他の目的は、以下で説明する本発明によって全て達成することができる。
上記の目的を達成するために、本発明は、a)芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体及びアルキルアクリレート単量体から選択された1種以上の単量体及び乳化剤を含んで重合させてシードを製造するシード製造ステップと;b)前記シードの存在下でアルキルアクリレート単量体を投入し、重合させて、前記シードを囲むコアを製造するコア製造ステップと;c)前記コアの存在下で芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体及び乳化剤を投入し、グラフト重合させて、前記コアを囲むシェルを製造するシェル製造ステップと;を含み、前記シェル製造ステップの乳化剤は、炭素数20〜60個の多官能カルボン酸又はその塩を含み、前記シェルは、平均サイズが250〜750nm(コアの平均サイズよりも大きい)であることを特徴とするASA系グラフト共重合体の製造方法を提供する。
また、本発明は、前記製造方法によるASA系グラフト共重合体20〜60重量%と、ビニルシアン単量体−芳香族ビニル単量体共重合体40〜80重量%とを混練するステップを含むことを特徴とする熱可塑性樹脂組成物の製造方法を提供する。
また、本発明は、前記製造方法による熱可塑性樹脂組成物を射出成形するステップを含むことを特徴とする成形品の製造方法を提供する。
本発明によれば、シード、コア及びシェルを含む多層構造のASA系グラフト共重合体の製造において、熱安定性を低下させる従来の乳化剤の使用を最小化し、炭素数20個以上の多官能カルボン酸又はその塩をシェル製造ステップの乳化剤として導入して、ラテックス内の不必要な残留物を低減することによって、ASA系グラフト共重合体固有の機械的強度、耐候性などの物性が高く維持されながらも、表面光沢、白色度、滞留熱変色などの外観品質が改善されたASA系グラフト共重合体などを生産性高く提供する効果がある。
以下、本記載のASA系グラフト共重合体の製造方法、及びそれを含む熱可塑性樹脂組成物の製造方法を詳細に説明する。
本発明者らは、シード、コア及びシェルを含む多層構造のASA系グラフト共重合体の製造時に、シェル製造ステップにおいて乳化剤として炭素数20個以上の多官能カルボン酸又はその塩を導入することによって、重合反応及びラテックスの安定性が高く維持されながらも、ASA系グラフト共重合体の熱安定性などが改善され、究極的に、最終樹脂組成物の射出成形時のガス発生量の低減、表面光沢、白色度などの外観特性が向上することを確認し、これに基づいてさらに研究に邁進して、本発明を完成するようになった。
本発明のASA系グラフト共重合体の製造方法は、a)芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体及びアルキルアクリレート単量体から選択された1種以上の単量体及び乳化剤を含んで重合させてシードを製造するシード製造ステップと;b)前記シードの存在下でアルキルアクリレート単量体を投入し、重合させて、前記シードを囲むコアを製造するコア製造ステップと;c)前記コアの存在下で芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体及び乳化剤を投入し、グラフト重合させて、前記コアを囲むシェルを製造するシェル製造ステップと;を含み、前記シェル製造ステップの乳化剤は、炭素数20〜60個の多官能カルボン酸又はその塩を含み、製造されたシェルは、平均サイズが250〜750nm(コアの平均サイズよりも大きい)であることを特徴とすることができる。
以下、本記載のASA系グラフト共重合体の製造方法を各ステップ別に詳述する。
a)シード製造ステップ
本記載のシード製造ステップは、一例として、グラフト共重合体の製造時に使用される単量体の合計100重量部を基準として、芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体及びアルキルアクリレート単量体から選択された1種以上の単量体4〜30重量部及び乳化剤0.005〜0.5重量部を含んで重合させてシードを製造することができる。
前記シード製造ステップにおいて単量体は、グラフト共重合体の製造時に使用される単量体の合計100重量部を基準として、一例として、4〜30重量部、4〜20重量部、4〜15重量部、または4〜10重量部投入されることが好ましく、この範囲内で、最終ASA系グラフト共重合体の耐衝撃性、耐候性などの物性バランスに優れるという効果がある。
前記シード製造ステップの単量体は、一例として、アルキルアクリレート単量体単独、あるいはアルキルアクリレート単量体と、芳香族ビニル単量体及びビニルシアン単量体から選択された1種以上との混合であってもよく、この場合に、最終ASA系グラフト共重合体の耐衝撃性、耐候性などの物性がさらに優れるという効果がある。
前記アルキルアクリレート単量体は、一例として、アルキル基の炭素数が1〜20個である鎖状アルキル基または3〜20個である分岐状アルキル基を含むアルキルアクリレート単量体であってもよく、好ましくは、アルキル基の炭素数が1〜4個である鎖アルキル基を含むアクリレート単量体であってもよい。
具体的な一例として、前記アルキルアクリレート単量体は、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、及び2−エチルヘキシルアクリレートから選択された1種以上であってもよいが、これに限定されるものではなく、好ましくはブチルアクリレートを含むものである。
前記芳香族ビニル単量体は、一例として、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、及びビニルトルエンから選択される1種以上であってもよいが、これに限定されるものではなく、好ましくはスチレンを含むものである。
前記ビニルシアン単量体は、一例として、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、及びエタクリロニトリルから選択される1種以上であってもよく、好ましくはアクリロニトリルを含むことができるが、必ずしもこれに限定されるものではないことを明示する。
前記シード製造ステップで乳化剤の使用量を調節してシードの平均サイズを制御することができ、一例として、グラフト共重合体の製造時に使用される単量体の合計100重量部を基準として、0.005〜0.5重量部、0.01〜0.4重量部、0.01〜0.29重量部、0.01〜0.25重量部、0.01〜0.15重量部、0.03〜0.1重量部、0.04〜0.1重量部、0.03〜0.08重量部、または0.04〜0.08重量部投入してもよい。
前記シード製造ステップで上述した範囲内で乳化剤を投入する場合、目的とする平均サイズのASA系グラフト共重合体を容易に収得することができ、究極的には、最終品の衝撃強度などの機械的強度に優れながらも、高温の熱成形時にガス発生量が低減されるという効果がある。
前記シード製造ステップの乳化剤は、本発明の属する技術分野で通常使用されている乳化剤であれば、特に制限されず、好ましくは、炭素数20個以下のモノカルボン酸塩、炭素数12〜18個のアルキルスルホサクシネート金属塩、炭素数12〜20個のアルキル硫酸エステル、炭素数12〜20個のアルキルスルホン酸金属塩、及びこれらの誘導体から選択された1種以上であってもよく、最も好ましくは、炭素数12〜20個のアルキルスルホン酸金属塩を含むものである。
本記載において誘導体とは、元の化合物の水素のうちの1つ又は2つ以上が、アルキル基、ハロゲン基、またはヒドロキシ基などで置換された化合物を意味する。
具体的な一例として、前記炭素数20個以上のモノカルボン酸塩は、ロジン酸塩、ラウリン酸塩、オレイン酸塩、ステアリン酸塩などであってもよく、前記炭素数12〜18個のアルキルスルホサクシネート金属塩は、ジシクロヘキシルスルホサクシネート金属塩、ジヘキシルスルホサクシネート金属塩、ジ−2−エチルヘキシルスルホサクシネート金属塩、ジオクチルスルホサクシネート金属塩などであってもよく、前記炭素数12〜20個のアルキル硫酸エステル及び前記炭素数12〜20個のアルキルスルホン酸金属塩は、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、オクタデシル硫酸ナトリウム、オレイン酸硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸カリウム、オクタデシル硫酸カリウムなどであってもよいが、これに限定されるものではないことを明示する。
本記載のシード製造ステップは、開始剤0.01〜3重量部または0.01〜1重量部を含み、この範囲内で、重合安定性及び効率に優れるという効果がある。
前記開始剤は、本発明の属する技術分野で通常使用されている開始剤であれば、特に制限されず、好ましくは、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過リン酸カリウム、過酸化水素などの水溶性開始剤、またはt−ブチルペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、p−メタンヒドロペルオキシド、ジ−t−ブチルペルオキシド、t−ブチルクミルペルオキシド、アセチルペルオキシド、イソブチルペルオキシド、オクタノイルペルオキシド、ジベンゾイルペルオキシド、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、3,5,5−トリメチルヘキサノールペルオキシド、t−ブチルペルオキシイソブチレート、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、及びアゾビスイソ酪酸(酪酸)メチルなどを含む脂溶性開始剤から選択された1種以上であってもよい。
好ましい一例として、前記シード製造ステップの開始剤は、過硫酸カリウムなどの水溶性開始剤であり得、この場合に、重合初期の反応速度の制御が容易であるため、目的とする粒径を有する重合体を容易に製造することができ、ASA系グラフト共重合体の物性の向上に寄与することができる。
前記シード製造ステップは、選択的に架橋剤、グラフティング剤及び電解質から選択された1種以上をさらに含むことができ、好ましくは、これらの全てを含むものである。
前記架橋剤は、グラフト共重合体の製造に使用される単量体の合計100重量部を基準として、一例として、0.01〜1重量部、または0.01〜0.5重量部含まれてもよい。
前記架橋剤は、一例として、不飽和ビニル基を含み、架橋剤の役割を果たすことができるアクリル系化合物が使用され得、具体的な一例として、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジビニルベンゼン、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート、ヘキサンジオールプロポキシレートジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールエトキシレートジアクリレート、ネオペンチルグリコールプロポキシレートジアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールメタントリアクリレート、トリメチルプロパンエトキシレートトリアクリレート、トリメチルプロパンプロポキシレートトリアクリレート、ペンタエリスリトールエトキシレートトリアクリレート、ペンタエリスリトールプロポキシレートトリアクリレート、及びビニルトリメトキシシランからなる群から選択された1種以上であってもよいが、これに限定されるものではないことを明示する。
前記電解質は、一例として、0.001〜1重量部、0.005〜1重量部、または0.05〜0.5重量部使用することができ、この範囲内で、重合反応及びラテックスの安定性が向上し、目的とする粒径を有するグラフト共重合体を容易に製造することができる。
前記電解質は、一例として、KCl、NaCl、KHCO、NaHCO、KCO、NaCO、KHSO、NaHSO、K、Na、KPO、NaPO、KHPO、NaHPO、KOH、NaOH、及びNaからなる群から選択された1種以上であってもよいが、これに限定されるものではないことを明示する。
前記グラフティング剤は、一例として、0.01〜3重量部、0.01〜1重量部、または0.01〜0.1重量部使用することができ、この範囲内で、ASA系グラフト重合体のグラフト率が向上することができ、物性に優れるという利点がある。
前記グラフティング剤は、一例として、2以上の異なる反応性を有する不飽和ビニル基を含む化合物を使用することができ、一例として、アリルメタクリレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルアミン、及びジアリルアミンから選択された1種以上であってもよいが、これに限定されるものではないことを明示する。
前記シード製造ステップは、一例として、反応温度40〜80℃、または50〜75℃下で行うことができ、重合安定性を確保し、サイズが均一なシードを形成するために、開始剤は、反応物の温度が上述した範囲内に到達した後に投入することが好ましい。
前記シード製造ステップから収得されたシードは、平均サイズが、一例として、90〜400nm、150〜300nm、または150〜250nmであることを特徴とすることができ、この範囲内で、目的とする粒径を有するASA系グラフト共重合体が製造され得、最終成形品の耐衝撃性などの機械的物性に優れるという効果がある。
b)コア製造ステップ
本記載のコア製造ステップは、前記シードの存在下でアルキルアクリレート単量体を投入し、重合させて、シードを囲むコアを形成するステップである。
一例として、前記コア製造ステップは、前記シードの存在下で、グラフト共重合体の製造時に使用される単量体の合計100重量部を基準として、アルキルアクリレート単量体30〜60重量部、40〜60重量部、または40〜50重量部と、架橋剤0.01〜1重量部、0.05〜1重量部、または0.1〜0.5重量部とを含んで重合させてコアを形成することができ、この範囲内で、反応バランスに優れながらも、最終的に耐衝撃性、耐候性などの物性に優れたASA系グラフト共重合体が製造され得る。
前記コア製造ステップは、一例として、乳化剤0.1〜1重量部、グラフティング剤0.01〜1重量部、及び開始剤0.005〜0.1重量部をさらに含んで行うことができる。
前記コア製造ステップでのアルキルアクリレート単量体、架橋剤、乳化剤、グラフティング剤及び開始剤は、一例として、前記シード製造ステップで使用される化合物と同一のものを使用することができる。
前記コア製造ステップは、一例として、重合反応に投入される反応物を別途の反応器で混合した後、連続投入することが、反応バランス及び重合安定性の確保の面で好ましい。
本記載において、連続投入は、一括投入と対峙するもので、反応に投入される物質を所定時間の間、一例として、30分以上、1時間以上、または1時間30分以上から、反応終了前、3時間以下、または2時間以下の間、休止期なしに持続的に投入するか、またはドロップバイドロップ(drop by drop)方式で投入する場合をいずれも含むものとする。
前記連続投入は、一例として、前記反応物を時間当たりの投入量5〜50重量部/hr、または10〜25重量部/hrで投入したものであってもよい。
前記コア製造ステップから収得されたコア(シードの平均サイズよりも大きい)は、平均サイズが、一例として、180〜600nm、250〜550nm、または300〜500nmであることを特徴とすることができ、この範囲内で、ラテックスの安定性に優れながらも、重合体の耐衝撃性、耐候性、外観特性などに優れるという効果がある。
c)シェル製造ステップ
本記載において、シェル製造ステップは、前記コアの存在下で芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体及び乳化剤を含んでグラフト重合させて、前記コアを囲むシェルを形成するステップであり、このとき、乳化剤は、炭素数20〜60個の多官能カルボン酸又はその塩を含むことを特徴とすることができる。
一例として、前記シェル製造ステップは、コアの存在下で芳香族ビニル単量体及びビニルシアン単量体30〜60重量部、40〜60重量部、または45〜55重量部;及び乳化剤0.1〜3重量部、0.5〜2重量部、0.5〜0.15重量部、または0.8〜0.15重量部;を含んでグラフト重合させてシェルを製造することができる。
前記シェル製造ステップの乳化剤は、炭素数20〜60個の多官能カルボン酸又はその塩を含み、前記炭素数20〜60個の多官能カルボン酸又はその金属塩は、一例として、炭素数20〜60個、21〜60個、20〜55個、21〜55個、30〜60個、及び35〜55個の多官能カルボン酸又はその塩から選択された1種以上であってもよく、これを乳化剤として含むことによって、最終グラフト共重合体の熱安定性が改善され、究極的には、射出成形時のガス発生量の低減により、表面光沢、白色度などの外観品質に優れるという利点がある。
前記炭素数20〜60個の多官能カルボン酸又はその塩は、一例として、構造内にカルボキシル基を少なくとも2つ以上、好ましくは2つ又は3つ含むことができ、これを乳化剤として導入することによって、最終グラフト共重合体の熱安定性が向上し、高温の熱成形工程中のガス発生量の低減により、外観品質に優れた成形品を提供するという効果がある。
本記載において、前記多官能カルボン酸は、その誘導体または無水物を含むものとする。
具体的な一例として、前記炭素数20〜60個の多官能カルボン酸は、下記化学式1〜7で表される化合物のうち1種以上であってもよいが、これに限定されるものではなく、これを乳化剤として含むことによって、最終グラフト共重合体の熱安定性が改善され、究極的には、ASA系グラフト共重合体固有の機械的強度、耐候性などの物性に優れながらも、表面光沢、白色度などの外観特性が向上する効果を提供することができる。
Figure 2019512584
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本記載において、前記塩は金属塩であってもよく、一例として、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属塩、またはマグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土金属塩のうち1種以上であってもよい。
前記炭素数20〜60個の多官能カルボン酸又はその金属塩は、前記シェル製造ステップの乳化剤の総重量に対して、一例として、30〜100重量%含まれてもよく、より好ましくは、40〜100重量%、または50〜100重量%含まれてもよく、最も好ましくは、60〜100重量%、または70〜100重量%含まれてもよい。
前記シェル製造ステップの乳化剤として、前記炭素数20〜60個の多官能カルボン酸の金属塩を単独使用する場合、ASA系グラフト共重合体の熱安定性がさらに向上して、高温の熱成形工程で発生するガス発生量がさらに低減され、最終品の外観特性が改善されるという効果がある。
他の一例として、前記シェル製造ステップの乳化剤は、炭素数20〜60個の多官能カルボン酸又はその金属塩と;炭素数20個以下のモノカルボン酸塩、炭素数12〜18個のアルキルスルホサクシネート金属塩、炭素数12〜20個のアルキル硫酸エステル、炭素数12〜20個のアルキルスルホン酸金属塩、及びこれらの誘導体から選択された1種以上と;の混合であってもよい。
好ましい一例として、前記シェル製造ステップの乳化剤は、炭素数20〜60個の多官能カルボン酸又はその塩と;炭素数10〜20個のモノカルボン酸塩と;の混合であってもよい。
具体的な一例として、前記炭素数20〜60個の多官能カルボン酸又はその塩と、前記炭素数10〜20個のモノカルボン酸塩とは、1:0.1〜1:10の重量比で混合され得、好ましくは1:0.1〜1:5であり得、最も好ましくは1:0.1〜1:2である。
前記シェル製造ステップで投入される単量体は、一例として、芳香族ビニル単量体20〜40重量部または25〜40重量部;及びビニルシアン単量体5〜20重量部または10〜20重量部;を含むことができ、この範囲内で、反応バランスに優れ、最終的に耐衝撃性、耐候性などの物性に優れたASA系グラフト共重合体が製造され得る。
前記シェル製造ステップでの芳香族ビニル単量体及びビニルシアン単量体は、一例として、前記シード製造ステップで使用される化合物と同一の化合物を使用することができ、好ましくは、芳香族ビニル単量体としてスチレンを含み、ビニルシアン単量体としてアクリロニトリルを含むものである。
前記シェル製造ステップは、開始剤0.01〜3重量部、または0.01〜1重量部を含み、この範囲内で、重合安定性及び効率に優れるという効果がある。
前記シェル製造ステップの開始剤は、本発明の属する技術分野で通常使用される開始剤であれば、特に制限されず、好ましくは、クメンヒドロペルオキシドなどの脂溶性開始剤を使用することが、反応効率及び安定性の面で有利であり、物性に優れたASA系グラフト共重合体を生産性高く提供することができる。
前記シェル製造ステップは、選択的に分子量調節剤、グラフティング剤などをさらに含むことができる。
前記分子量調節剤は、一例として、0.01〜2重量部、0.01〜1重量部、0.01〜0.5重量部、または0.01〜0.1重量部含まれてもよく、この場合に、重合安定性及び効率が向上し、目的とするサイズを有するASA系グラフト共重合体が容易に製造され得る。
前記分子量調節剤は、一例として、3級ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタンなどのメルカプタン類化合物のうち1種以上であってもよく、好ましくは、3級ドデシルメルカプタンを含むことができるが、これに限定されるものではないことを明示する。
前記シェル製造ステップは、前記コア、芳香族ビニル単量体及びビニルシアン単量体を反応器に先に投入した後、別途の反応器で乳化剤、開始剤及び分子量調節剤などを混合して製造された乳化液を前記反応器に連続投入することが、反応効率及び安定性向上の面で好ましい。
前記シェル製造ステップから収得されたシェル(コアの平均サイズよりも大きい)は、平均サイズが250〜750nmであることを特徴とすることができ、好ましくは、300〜750nm、または300〜600nmであってもよく、より好ましくは、300〜500nm、350〜500nm、または300〜450nmである。前記範囲内で、ラテックスの安定性に優れ、目的とする物性値を有するASA系樹脂が製造され得る。(本記載においてシェルの平均サイズは、コアの平均サイズよりも大きい)
本記載のASA系グラフト共重合体の製造方法は、開始剤の活性を促進して反応効率を向上させるために、開始剤を酸化−還元系触媒と併用して使用することが可能である。
前記酸化−還元系触媒は、一例として、ピロリン酸ナトリウム、デキストロース、硫化第一鉄、亜硫酸ナトリウム、ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム、及びエチレンジアミン四酢酸ナトリウムからなる群から選択された1種以上であってもよく、好ましくは、ピロリン酸ナトリウム、デキストロース、硫化第一鉄の混合であってもよいが、これに限定されるものではないことを明示する。
前記酸化−還元系触媒は、一例として、前記シェル製造ステップにおいて0.001〜1重量部、0.001〜0.5重量部、または0.01〜0.3重量部使用されてもよく、この場合に、反応効率が向上して、ASA系グラフト共重合体を生産性高く製造することができる。
さらに、前記シード、コア及びシェル製造ステップを通じて製造されるASA系グラフト共重合体ラテックスは、凝固物の含量が1重量%以下(ラテックス100重量%基準)であることを特徴とすることができ、好ましくは0.5重量%以下であり、より好ましくは0.1重量%以下である。上述した範囲内で、樹脂の生産性に優れ、機械的強度及び外観特性が向上するという効果がある。
前記シード、コア及びシェル製造ステップを通じて収得されたASA系グラフト共重合体ラテックスは、凝集、洗浄、乾燥などの通常の工程を経て粉末として収得することができ、一例として、前記ASA系グラフト共重合体ラテックスに金属塩又は酸を添加して、60〜100℃の温度条件で凝集させた後、熟成、脱水、洗浄及び乾燥工程を経てASA系グラフト共重合体粉末を収得することができるが、これに限定されるものではないことを明示する。
前述したASA系グラフト共重合体の製造方法において明示していない他の条件(重合水、重合転化率、反応圧力、反応時間、ゲル含量など)は、本発明の属する技術分野で通常使用される範囲内であれば、特に制限されず、必要に応じて適宜選択して行うことができることを明示する。
本記載によって製造されたASA系グラフト共重合体粉末は、マトリックス樹脂に分散して熱可塑性樹脂組成物として提供され得る。以下、本記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法について説明する。
本記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、一例として、前記ASA系グラフト共重合体20〜60重量%と、マトリックス樹脂として、ビニルシアン単量体−芳香族ビニル単量体共重合体40〜80重量%とを混練するステップを含むことができ、前記範囲内で、機械的物性、外観品質及び加工性に優れるという利点がある。
他の一例として、本記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、前記ASA系グラフト共重合体30〜60重量%と、マトリックス樹脂として、ビニルシアン単量体−芳香族ビニル単量体共重合体40〜70重量%とを混練するステップを含むことができ、前記範囲内で、衝撃強度、引張強度などの機械的物性、外観品質、加工性及び成形性に優れるという効果がある。
更に他の一例として、本記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、前記ASA系グラフト共重合体40〜50重量%と、マトリックス樹脂として、ビニルシアン単量体−芳香族ビニル単量体共重合体50〜60重量%とを混練するステップを含むことができ、この範囲内で、最終樹脂組成物の物性バランスに優れるという利点がある。
前記ビニルシアン単量体−芳香族ビニル単量体共重合体は、一例として、スチレン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニル単量体と、アクリロニトリル、メタクリロニトリル及びエタクリロニトリルなどのビニルシアン単量体との共重合物であってもよいが、これに限定されるものではなく、具体的には、スチレン−アクリロニトリル共重合体であってもよい。
前記ビニルシアン単量体−芳香族ビニル単量体共重合体は、一例として、共重合体の総重量に対して、ビニルシアン単量体15〜40重量%及び芳香族ビニル単量体60〜85重量%を含むことができ、この範囲内で、樹脂組成物の機械的強度、耐候性及び外観品質に優れるという利点がある。
前記ビニルシアン単量体−芳香族ビニル単量体共重合体は、他の一例として、共重合体の総重量に対して、ビニルシアン単量体20〜35重量%及び芳香族ビニル単量体65〜80重量%を含むことができ、この範囲内で、樹脂組成物の機械的強度、耐候性及び外観品質に優れるという利点がある。
前記混合時には添加剤をさらに含むことができ、一例として、前記添加剤は、難燃剤、滑剤、抗菌剤、離型剤、核剤、可塑剤、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、顔料、染料、及び相溶化剤から選択された1種以上であってもよく、組成物の合計100重量部を基準として、0.1〜10重量部、1〜7重量部、または1〜5重量部含まれてもよい。
本記載の熱可塑性樹脂組成物の構成成分を混練した後、これを押出してペレットの形態で提供することができ、前記混練及び押出は、一例として、200〜300℃及び30〜100rpm、または200〜280℃及び30〜70rpmの条件で行うことができ、この範囲内で、加工性に優れるという効果がある。
さらに、本記載の熱可塑性樹脂組成物は、射出成形するステップを含むことによって成形品として提供され得る。
前記射出成形は、一例として、190〜300℃及び30〜80bar、または200〜250℃及び30〜70barの条件で行うことができ、この範囲内で、加工性に優れ、目的とする機械的特性及び外観特性を有することができる。
本記載によって炭素数20〜60個の多官能カルボン酸又はその塩をシェル製造ステップの乳化剤として導入して製造されたASA系グラフト共重合体は、少ない量の乳化剤を使用するにもかかわらず、ラテックスの安定性に優れるという利点があり、ASA系グラフト共重合体固有の耐衝撃性、耐候性、加工性などが高く維持されながらも、射出成形などの高温の熱成形工程時に樹脂表面で発生するガス発生量が大きく低減して、最終品の外観品質が改善される効果を提供することができる。
具体的な一例として、本記載によるASA系グラフト共重合体を含んで製造された成形品は、260℃で10分間滞留させた後、射出成形し、分光色差計を用いて測定した滞留前と滞留後の色度変化値(ΔE)が0超〜4以下、0.1〜3.5以下、または0.1〜3.3以下で外観品質に優れるという効果がある。
他の一例として、本記載の成形品は、射出成形時のガス発生量が、1000ppm以下、300〜1000ppm、300〜800ppm、または300〜700ppmであり得、より好ましくは、570ppm以下、100〜570ppm、100〜550ppm、または100〜530ppmであり得、前記範囲内で、樹脂の表面粗さが良好であり、これによって、光沢度、白色度などの外観品質が向上することができる。
以下、本発明の理解を助けるために好ましい実施例を提示するが、以下の実施例は、本発明を例示するものに過ぎず、本発明の範疇及び技術思想の範囲内で様々な変更及び修正が可能であることは当業者にとって明らかであり、このような変更及び修正が添付の特許請求の範囲に属することも当然である。
[実施例]
実施例1
1.高分子シード製造ステップ
窒素置換された反応器にブチルアクリレート6重量部、ドデシル硫酸ナトリウム0.05重量部、エチレングリコールジメタクリレート0.04重量部、アリルメタクリレート0.02重量部、水酸化カリウム0.1重量部及び蒸留水45重量部を一括投入し、70℃まで昇温させた後、過硫酸カリウム0.04重量部を入れて反応を開始させた。その後、重合を2時間行った。
反応終了後に収得したゴム重合体粒子の平均サイズは150nmと確認された。
2.高分子コア製造ステップ
前記高分子シードに、ブチルアクリレート44重量部、ドデシル硫酸ナトリウム0.5重量部、エチレングリコールジメタクリレート0.2重量部、アリルメタクリレート0.2重量部、蒸留水30重量部及び過硫酸カリウム0.05重量部を混合した混合物を、70℃で3時間連続投入し、投入終了後、1時間さらに重合を行った。
前記反応終了後に収得したゴム重合体粒子の平均サイズは300nmと確認された。
3.高分子グラフトシェル製造ステップ
前記高分子コアの存在下で、蒸留水23重量部、スチレン38重量部、アクリロニトリル12重量部を含む単量体混合物と;炭素数36個のモノサイクリック二官能性カルボン酸80重量%、炭素数54個のバイサイクリック二官能性カルボン酸15重量%及び炭素数18個以下の非環状二官能性5重量%を含む混合乳化剤FS200(LG生活健康)0.8重量部、3級ドデシルメルカプタン(TDDM)0.02重量部及びクメンヒドロペルオキシド0.05重量部を含む乳化液と;ピロリン酸ナトリウム0.09重量部、デキストロース0.12重量部、及び硫化第一鉄0.002重量部を含む混合液とを、それぞれ75℃で3時間連続投入しながら重合反応を行った。重合転化率を高めるために、前記乳化液と混合液の投入が完了した後、75℃で1時間さらに反応させ、60℃まで冷却させて重合反応を終了して、グラフト共重合体ラテックスを製造した。
製造されたグラフト共重合体ラテックスの平均サイズは380nmと確認された。
4.グラフト共重合体粉末の製造
前記で製造されたアクリレート−スチレン−アクリロニトリルグラフト共重合体ラテックスに塩化カルシウム水溶液0.8重量部を適用して、70℃で常圧凝集を行った後、93℃で熟成し、脱水及び洗浄して、90℃の熱風で30分間乾燥した後、アクリレート−スチレン−アクリロニトリル共重合体粉末を製造した。
5.アクリル系熱可塑性樹脂組成物の製造
前記グラフト共重合体粉末44重量部、硬質のマトリックススチレン−アクリロニトリル共重合体90HR(アクリロニトリル27重量%及びスチレン73重量%を含む、LG化学社製)56重量部、滑剤1.5重量部、酸化防止剤1.0重量部、紫外線安定剤1.0重量部を添加して混合した。この混合物を、220℃のシリンダー温度で36Φ押出混練機を使用してペレットの形態で製造し、このペレット形態の樹脂を射出成形(射出成形温度200〜230℃、射出圧力40〜60bar)して、物性測定のための試片を製造した。
実施例2
実施例1の高分子グラフトシェル製造ステップにおいて、混合乳化剤FS200(LG生活健康)0.8重量部、3級ドデシルメルカプタン(TDDM)0.02重量部及びクメンヒドロペルオキシド0.05重量部を含む乳化液の代わりに、FS200(LG生活健康)0.4重量部、ロジン酸ナトリウム0.7重量部、TDDM0.02重量部及びクメンヒドロペルオキシド0.05重量部を含む乳化液を使用した以外は、実施例1と同様の方法で行った。
製造されたグラフト共重合体ラテックスの平均サイズは385nmと確認された。
実施例3
実施例1の高分子シード製造ステップにおいて、ドデシル硫酸ナトリウムを0.05重量部の代わりに0.03重量部投入し、ブチルアクリレート6重量部の代わりにスチレン6重量部を使用した以外は、実施例1と同様の方法で高分子シードを製造し、これを使用して実施例1と同様の方法でアクリル系熱可塑性樹脂組成物を製造した。
前記のような条件で製造された高分子シードの平均サイズは300nmであり、コアの平均サイズは600nmであり、最終サイズは750nmであることが確認された。
実施例4
実施例1の高分子シード製造ステップにおいて、ドデシル硫酸ナトリウムを0.05重量部の代わりに0.03重量部投入し、ブチルアクリレート6重量部の代わりにブチルアクリレート4重量部及びスチレン2重量部を使用した以外は、実施例1と同様の方法で高分子シードを製造し、これを使用して実施例1と同様の方法でアクリル系熱可塑性樹脂組成物を製造した。
前記のような条件で製造された高分子シードの平均サイズは200nmであり、コアの平均サイズは400nmであり、最終サイズは500nmであることが確認された。
実施例5
実施例1の高分子グラフトシェル製造ステップにおいて、混合乳化剤FS200(LG生活健康)0.8重量部、3級ドデシルメルカプタン(TDDM)0.02重量部及びクメンヒドロペルオキシド0.05重量部を含む乳化液の代わりに、炭素数18〜20個の二官能性カルボン酸カリウム塩29重量%を含む乳化剤AS200(LG生活健康)0.5重量部、ロジン酸ナトリウム0.6重量部、TDDM0.02重量部及びクメンヒドロペルオキシド0.05重量部を含む乳化液を使用した以外は、前記実施例1と同様の方法で行った。
製造されたグラフト共重合体ラテックスの平均サイズは382nmと確認された。
比較例1
前記実施例1の高分子グラフトシェル製造ステップにおいて、混合乳化剤FS200(LG生活健康)0.8重量部、3級ドデシルメルカプタン(TDDM)0.02重量部及びクメンヒドロペルオキシド0.05重量部を含む乳化液の代わりに、ロジン酸カリウム1.8重量部、TDDM0.02重量部及びクメンヒドロペルオキシド0.05重量部を含む乳化液を使用した以外は、実施例1と同様の方法で行った。
製造されたグラフト共重合体ラテックスの平均サイズは389nmと確認された。
比較例2
実施例1の高分子シード製造ステップにおいて、ドデシル硫酸ナトリウムを0.05重量部の代わりに0.3重量部とした以外は、実施例1と同様の方法で行った。
前記のような条件で製造されたシードの平均サイズは80nmであり、コアの平均サイズは150nmであり、最終サイズは200nmであることが確認された。
[試験例]
前記実施例及び比較例で製造されたASA系グラフト共重合体及びそれを含む樹脂組成物の物性を、下記の方法で測定し、その結果を下記の表1に示す。
*重合体(シード、コア、シェル)の平均サイズ(nm):ラテックス1gを蒸留水100gと混合した後、ダイナミックレーザーライトスキャタリング法でNicomp 380HPL(米国、PSS・Nicomp社)を使用してガウスモードで測定した。
*凝固物の含量(重量%):ラテックスを100メッシュの金網フィルターを通して濾過した後、金網上に残った凝固物を100℃の熱風乾燥機で1時間乾燥して、凝固物の重量を測定し、使用された単量体及び副原料の総量に対する割合(重量%)で示した。
*アイゾット衝撃強度(kgf/cm):試片の厚さを1/4″として、標準測定ASTM 256の方法で測定した。
*流動指数(MI:melt flow index、g/10min):220℃、荷重10kgの条件下で、ASTM D1238方法で10分間測定した。
*引張強度(kg/cm):試片の引張強度を標準測定ASTM D638の方法で測定した。
*表面光沢:標準測定ASTM D528の方法で試片に対して45°の角度で測定した。
*白色度(Whiteness Index):CIE Labの方法に準拠して測定した。
*TGA分析:グラフト共重合体粉末0.1gを窒素雰囲気下で30℃から250℃まで20℃/minで昇温し、250℃で1時間維持しながら減量分を測定し、これを樹脂残留量(%)に変換して示した。
*滞留熱安定性の評価:押出混練機を使用して製造されたペレットを、成形温度260℃の射出成形機内に5分間滞留させた後、成形した試片に対して変色した程度を判別するために、分光色差計でL’、a’、b’値を測定し、下記の数式1を用いて変色の程度(ΔE)を算出した。ここで、ΔEは、滞留熱安定性の実験の前後のCIE Labによる値の算術平均値であり、0に近いほど熱安定性が良いことを示す。(下記の数式1において、L、a、b値は、射出成形機内に滞留させる前に測定された値である。)
Figure 2019512584
*ガス発生量の測定:ASA系共重合体粉末1gに対して、250℃で1時間の間に発生する揮発性有機化合物の総量を、HS−GC/MSDを用いて測定した。
Figure 2019512584
前記表1に示したように、本記載によるASA系グラフト共重合体(実施例1〜5)は、本記載によらない比較例1と比較して少ない量の乳化剤を使用したにもかかわらず、凝固物の含量が非常に低く、目的とする平均サイズを有する重合体が形成されたことを確認することができ、これによって、本記載の乳化剤は、重合反応及びラテックスの安定性の向上に大きく寄与することが分かる。
また、前記本記載によるASA系グラフト共重合体を含んで製造された樹脂組成物(実施例1〜5)は、本記載によらない比較例1と比較して、衝撃強度、引張強度及び流動性が高く維持されながらも、表面光沢、白色度(白色度が高いほど着色性に優れる)、熱安定性などはさらに改善されたことが確認できた。
特に、本記載による実施例1〜5の試片は、比較例と比較して、射出成形時のガス発生量が著しく低減されたことを確認でき、乳化剤の総使用量が等しい条件でも、本願発明による試片のガス発生量がさらに低いことが確認できた。
また、比較例2の場合、シェル製造ステップで本発明による新規な乳化剤を導入したにもかかわらず、シード製造ステップにおいて、乳化剤を実施例1と比較して過量使用することによって、小粒径の重合体が製造され、ガス発生量がかなり多く、衝撃強度などの物性が低下することを確認した。

Claims (16)

  1. a)芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体及びアルキルアクリレート単量体から選択された1つ以上の単量体及び乳化剤を含んで重合させてシードを製造するシード製造ステップと、
    b)前記シードの存在下でアルキルアクリレート単量体を投入し、重合させて、前記シードを囲むコアを製造するコア製造ステップと、
    c)前記コアの存在下で芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体及び乳化剤を投入し、グラフト重合させて、前記コアを囲むシェルを製造するシェル製造ステップと、を含み、
    前記シェル製造ステップの乳化剤は、炭素数20〜60の多官能カルボン酸又はその塩を含み、
    前記シェルは、平均サイズが250〜750nm(コアの平均サイズよりも大きい)であることを特徴とする、ASA系グラフト共重合体の製造方法。
  2. 前記多官能カルボン酸は、構造内にカルボキシル基を2つ又は3つ含む、請求項1に記載のASA系グラフト共重合体の製造方法。
  3. 前記シェル製造ステップにおいて使用される乳化剤の総重量に対して、炭素数20〜60の多官能カルボン酸又はその塩は、30〜100重量%含まれる、請求項1に記載のASA系グラフト共重合体の製造方法。
  4. 前記シェル製造ステップの乳化剤は、炭素数20〜60の多官能カルボン酸又はその塩と、炭素数10〜20のモノカルボン酸塩とを含む、請求項1に記載のASA系グラフト共重合体の製造方法。
  5. 前記シェル製造ステップの乳化剤は、炭素数20〜60の多官能カルボン酸又はその塩と、前記炭素数10〜20のモノカルボン酸塩とを1:0.1〜1:10の重量比で含む、請求項4に記載のASA系グラフト共重合体の製造方法。
  6. 前記シード製造ステップにおいて、シードを製造するために、共重合体の製造に使用される単量体の合計100重量部に対して、芳香族ビニル単量体、ビニルシアン単量体及びアルキルアクリレート単量体から選択された1種以上を含む単量体4〜30重量部及び乳化剤0.005〜0.5重量部が用いられる、請求項1に記載のASA系グラフト共重合体の製造方法。
  7. 前記シードは、平均サイズが90〜400nmである、請求項6に記載のASA系グラフト共重合体の製造方法。
  8. 前記コア製造ステップにおいて、前記シードの存在下でコアを製造するために、アルキルアクリレート単量体30〜60重量部及び架橋剤0.01〜1重量部が用いられる、請求項1に記載のASA系グラフト共重合体の製造方法。
  9. 前記架橋剤は、アクリル系架橋剤を含む、請求項8に記載のASA系グラフト共重合体の製造方法。
  10. 前記コアは、平均サイズが180〜600nmであり、シードの平均サイズよりも大きい、請求項8に記載のASA系グラフト共重合体の製造方法。
  11. 前記シェル製造ステップにおいて、前記コアの存在下で、芳香族ビニル単量体及びビニルシアン単量体30〜60重量部及び乳化剤0.1〜3重量部をグラフト重合させてシェルを製造する、請求項1に記載のASA系グラフト共重合体の製造方法。
  12. 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の製造方法により製造されたASA系グラフト共重合体20〜60重量%と、ビニルシアン単量体−芳香族ビニル単量体共重合体40〜80重量%とを混練するステップを含む、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
  13. 前記混練時に、難燃剤、滑剤、抗菌剤、離型剤、核剤、可塑剤、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、顔料、染料及び相溶化剤からなる群から選択された1つ以上の添加剤をさらに含む、請求項12に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
  14. 請求項12に記載の方法によって製造された熱可塑性樹脂組成物を射出成形するステップを含む、成形品の製造方法。
  15. 前記成形品は、260℃で10分間滞留させた後、射出成形し、分光色差計を用いて測定した滞留前と滞留後の色度変化値(ΔE)が0超〜4以下である、請求項14に記載の成形品の製造方法。
  16. 前記射出成形時のガス発生量が1,000ppm以下である、請求項14に記載の成形品の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021521311A (ja) * 2018-10-31 2021-08-26 エルジー・ケム・リミテッド 熱可塑性樹脂組成物
JP2022522518A (ja) * 2019-12-10 2022-04-19 エルジー・ケム・リミテッド アルキルアクリレート化合物-ビニルシアン化合物-芳香族ビニル化合物グラフト共重合体、その製造方法及びそれを含む熱可塑性樹脂組成物

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7241460B2 (ja) * 2017-12-12 2023-03-17 綜研化学株式会社 (メタ)アクリル系重合体粒子の製造方法および(メタ)アクリル系重合体粒子
KR102354837B1 (ko) 2018-10-19 2022-01-25 주식회사 엘지화학 그라프트 공중합체 분말의 제조방법
JPWO2020195798A1 (ja) * 2019-03-26 2020-10-01
CN113637115B (zh) * 2021-08-24 2023-05-05 长春工业大学 一种asa高胶粉的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004521995A (ja) * 2001-07-04 2004-07-22 エルジー ケミカル エルティーディー. 耐候性熱可塑性樹脂の製造方法
JP2006509101A (ja) * 2003-08-05 2006-03-16 エルジー ケム リミテッド グラフト共重合体ラテックス及びその乾燥粉末の製造方法
JP2009540045A (ja) * 2006-06-08 2009-11-19 チェイル インダストリーズ インコーポレイテッド 衝撃強度、着色性、及び耐候性に優れたアクリレート−芳香族ビニル−不飽和ニトリル系グラフト共重合体並びにこれを含有する熱可塑性樹脂組成物

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0714949A2 (en) 1994-12-02 1996-06-05 General Electric Company Processes, thermoplastic compositions and emulsion graft copolymer utilizing a polyacid
KR100358230B1 (ko) 1998-08-18 2003-02-19 주식회사 엘지화학 내열성이 우수한 내후성 수지의 제조 방법
US6803615B1 (en) * 2001-02-23 2004-10-12 Western Digital (Fremont), Inc. Magnetic tunnel junction MRAM with improved stability
KR100822143B1 (ko) 2005-08-12 2008-04-15 주식회사 엘지화학 그라프트 공중합체의 제조방법
JP4932199B2 (ja) * 2005-09-05 2012-05-16 ユーエムジー・エービーエス株式会社 熱可塑性樹脂組成物およびその成形品
KR20090038507A (ko) 2007-10-16 2009-04-21 주식회사 엘지화학 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체 및 이의제조방법
US9340637B2 (en) 2011-12-30 2016-05-17 Cheil Industries Inc. ASA graft copolymer having superior shock resistance, weather resistance, coloring properties, and method for manufacturing same
KR20130090307A (ko) 2012-02-03 2013-08-13 주식회사 엘지화학 아크릴계 충격보강제 및 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물
KR101425754B1 (ko) 2012-08-27 2014-08-05 주식회사 엘지화학 아크릴로니트릴―아크릴레이트―스티렌 그라프트 공중합체 및 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물
KR101478027B1 (ko) * 2013-01-29 2014-12-31 제일모직주식회사 내충격성 및 착색성이 우수한 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 그라프트 공중합체 및 그 제조방법
KR101530150B1 (ko) 2013-08-02 2015-06-19 주식회사 엘지화학 고무강화 열가소성 수지의 제조방법
KR101702166B1 (ko) * 2013-09-30 2017-02-13 주식회사 엘지화학 열가소성 수지 조성물
KR101702167B1 (ko) * 2013-09-30 2017-02-13 주식회사 엘지화학 열가소성 수지 조성물
KR101702168B1 (ko) * 2013-10-01 2017-02-02 주식회사 엘지화학 열가소성 수지 조성물
KR102005364B1 (ko) * 2016-11-02 2019-07-30 주식회사 엘지화학 Asa계 그라프트 공중합체의 제조방법, 이를 포함하는 열가소성 asa계 수지 조성물의 제조방법 및 asa계 성형품의 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004521995A (ja) * 2001-07-04 2004-07-22 エルジー ケミカル エルティーディー. 耐候性熱可塑性樹脂の製造方法
JP2006509101A (ja) * 2003-08-05 2006-03-16 エルジー ケム リミテッド グラフト共重合体ラテックス及びその乾燥粉末の製造方法
JP2009540045A (ja) * 2006-06-08 2009-11-19 チェイル インダストリーズ インコーポレイテッド 衝撃強度、着色性、及び耐候性に優れたアクリレート−芳香族ビニル−不飽和ニトリル系グラフト共重合体並びにこれを含有する熱可塑性樹脂組成物

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021521311A (ja) * 2018-10-31 2021-08-26 エルジー・ケム・リミテッド 熱可塑性樹脂組成物
JP7106192B2 (ja) 2018-10-31 2022-07-26 エルジー・ケム・リミテッド 熱可塑性樹脂組成物
US11525053B2 (en) 2018-10-31 2022-12-13 Lg Chem, Ltd. Thermoplastic resin composition
JP2022522518A (ja) * 2019-12-10 2022-04-19 エルジー・ケム・リミテッド アルキルアクリレート化合物-ビニルシアン化合物-芳香族ビニル化合物グラフト共重合体、その製造方法及びそれを含む熱可塑性樹脂組成物
JP7199567B2 (ja) 2019-12-10 2023-01-05 エルジー・ケム・リミテッド アルキルアクリレート化合物-ビニルシアン化合物-芳香族ビニル化合物グラフト共重合体、その製造方法及びそれを含む熱可塑性樹脂組成物

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