JP6878689B2 - コア‐シェル共重合体の製造方法、これによって製造されたコア‐シェル共重合体及びこれを含む樹脂組成物 - Google Patents

コア‐シェル共重合体の製造方法、これによって製造されたコア‐シェル共重合体及びこれを含む樹脂組成物 Download PDF

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Description

本出願は、2018年07月13日付韓国特許出願第10‐2018‐0081388号及び2019年07月09日付韓国特許出願第10‐2019‐0082622号に基づく優先権の利益を主張し、該当韓国特許出願の文献に開示されている全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は、コア‐シェル共重合体の製造方法に係り、より詳しくは、樹脂組成物の加工助剤で利用可能な超高分子量のコア‐シェル共重合体の製造方法、これによって製造されたコア‐シェル共重合体及びこれを含む樹脂組成物に関する。
塩化ビニル系樹脂は、安価で、硬度の調節が容易であり、応用分野が多様で、物理的性質及び化学的性質に優れて、幾つかの分野で幅広く利用されている。特に、最近は、塩化ビニル系樹脂を利用して成形品を製造する時、塩化ビニル系樹脂を軽量化し、成形品の価格を下げるために、発泡成形に対する関心が高まっている。
しかし、塩化ビニル系樹脂のみで発泡成形する場合、成形時に充分な延伸及び溶融強度を得ることができず、これによって成形品の外観が不良で、発泡セルが大きく、均一ではないため、発泡の割合が低下する短所がある。
ここで、このような短所を補完するために、塩化ビニル系樹脂にメチルメタクリレート単量体から来由した反復単位を主成分とするアクリル系共重合体を含むアクリル系加工助剤を発泡剤と混合して添加する方法などが提示され、一般的に使われているが、アクリル系共重合体の分子量が充分に高くない場合、発泡成形時、発泡比重が高く、これによって発泡セルの構造が緻密でない問題がある。
本発明で解決しようとする課題は、上記発明の背景となる技術で言及した問題を解決するために、コア‐シェル構造を持つ共重合体を製造し、塩化ビニル樹脂に加工助剤で利用する時、加工性を向上させ、発泡効率を改善させる。
すなわち、本発明は上記発明の背景となる技術の問題点を解決するために案出されたもので、コア‐シェル構造の超高分子量共重合体の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するための本発明の一実施例によると、本発明は、単量体の総含量100重量部を基準にして、メチル(メタ)アクリレート単量体70重量部ないし90重量部及び炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体1重量部ないし20重量部を重合して、コアを重合する段階(S10);上記(S10)段階のコア重合時、重合転換率が70%ないし90%である時点で、メチル(メタ)アクリレート単量体1重量部ないし10重量部及び多官能性アクリル系架橋剤0.04重量部ないし0.7重量部を投入して重合することでコアを重合する段階(S20);上記(S20)段階で重合されたコアの存在下で、メチル(メタ)アクリレート単量体1重量部ないし10重量部及び芳香族ビニル単量体1重量部ないし10重量部を投入して重合することでコア‐シェル共重合体を重合する段階(S30)を含むコア‐シェル共重合体の製造方法を提供する。
また、本発明は、コア及び上記コアを包むシェルを含むコア‐シェル共重合体において、上記コアはメチル(メタ)アクリレート単量体来由反復単位70重量%ないし90重量%、炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体来由反復単位1重量%ないし20重量%及び多官能性アクリル系架橋剤来由架橋部を含み、上記シェルはメチル(メタ)アクリレート単量体来由反復単位1重量%ないし10重量%及び芳香族ビニル単量体来由反復単位1重量%ないし10重量%を含み、上記多官能性アクリル系架橋剤来由架橋部の含量は、上記単量体来由反復単位の総含量100重量部を基準にして0.04重量部ないし0.7重量部で、重量平均分子量が11,000,000g/mol以上のコア‐シェル共重合体を提供する。
また、本発明は、上記コア‐シェル共重合体及び塩化ビニル樹脂を含む樹脂組成物を提供する。
本発明によってコア‐シェル共重合体を製造する場合、超高分子量のコア‐シェル構造の共重合体の製造が可能で、これによって製造されたコア‐シェル共重合体を塩化ビニル樹脂の加工助剤で利用する場合、樹脂組成物の加工性が向上し、発泡比重が低くて発泡効率に優れ、溶融圧力が高く、表面特性に優れる効果がある。
本発明の説明及び請求範囲で使われた用語や単語は、通常的や辞書的な意味で限定して解釈してはならず、発明者は自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができる原則に即して、本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈しなければならない。
以下、本発明に対して理解しやすくするために、本発明をより詳しく説明する。
本発明における用語「超高分子量」は、重量平均分子量を基準にしてとても高い分子量を意味し、一例として15,000,000g/mol以上の重量平均分子量、15,000,000g/molないし20,000,000g/molの重量平均分子量、または16,000,000g/molないし17,000,000g/molの重量平均分子量、または11,000,000g/mol以上の重量平均分子量、12,000,000g/molないし15,000,000g/molの重量平均分子量、または12,000,000g/molないし13,500,000g/molの重量平均分子量を意味する。
また、本発明における用語「単量体来由反復単位」は、単量体から起因した成分、構造またはその物質自体を示すものであってもよく、具体的な例として、重合体を重合する時、投入される単量体が重合反応に参加して重合体内で成す反復単位を意味するものであってもよい。
本発明における用語「架橋剤来由架橋部」は、架橋剤で利用される化合物から起因した成分、構造またはその物質自体を示すものであってもよく、架橋剤が作用及び反応して形成された重合体内、または重合体間の架橋(cross linking)の役目をする架橋部(cross linking part)を意味するものであってもよい。
本発明における用語「コア(core)」は、コアを形成する単量体が重合されてコア‐シェル共重合体のコア、またはコア層を成す重合体(polymer)成分、または共重合体(copolymer)成分を意味し、本発明における用語「シェル(shell)」は、シェルを形成する単量体がコア‐シェル共重合体のコアにグラフト重合され、シェルがコアを包む形態を示す、コア‐シェル共重合体のシェルまたはシェル層を成す重合体(polymer)成分、または共重合体(copolymer)成分を意味する。
本発明によるコア‐シェル共重合体の製造方法は、単量体の総含量100重量部を基準にして、メチル(メタ)アクリレート単量体70重量部ないし90重量部及び炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体1重量部ないし20重量部を重合してコアを重合する段階(S10);上記(S10)段階のコア重合時、重合転換率が70%ないし90%である時点で、メチル(メタ)アクリレート単量体1重量部ないし10重量部及び多官能性アクリル系架橋剤0.04重量部ないし0.7重量部を投入して重合することでコアを重合する段階(S20);上記(S20)段階で重合されたコアの存在下で、メチル(メタ)アクリレート単量体1重量部ないし10重量部及び芳香族ビニル単量体1重量部ないし10重量部を投入して重合することでコア‐シェル共重合体を重合する段階(S30)を含むことができる。
すなわち、本発明によるコア‐シェル共重合体の製造方法は、(S10)及び(S20)の2段階によって段階的にコアを重合させ、上記コアの存在下で(S30)によってコア‐シェル共重合体を重合させる段階を含むことであってもよい。本発明によるコア‐シェル共重合体の製造方法によって、(S10)段階を通じてコアの主成分となるアクリル系共重合体を重合し、次いで(S20)段階を通じて、上記(S10)段階で重合されたアクリル系共重合体を架橋させることで、超高分子量のコアを製造し、コアの存在下で(S30)を通じてシェルを重合してコア‐シェル共重合体を製造する場合、製造されたコア‐シェル共重合体を塩化ビニル樹脂の発泡時に加工助剤で利用する時、樹脂組成物の加工性が向上され、発泡比重が低くて発泡効率に優れており、溶融圧力が高く、表面特性に優れる効果がある。
本発明の一実施例によると、上記(S10)段階は、コア‐シェル共重合体を重合する段階であって、メチル(メタ)アクリレート単量体及び炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体を共重合させる段階であってもよい。
本発明の一実施例によると、上記(S10)段階において、メチル(メタ)アクリレート単量体は単量体の総含量100重量部を基準にして70重量部ないし90重量部、70重量部ないし85重量部、または75重量部ないし80重量部で投入されてもよく、この範囲内でコア‐シェル共重合体を加工助剤で含む樹脂組成物から成形された成形体の機械的物性を低下させることなく、加工性及び発泡特性に優れる効果がある。また、上記メチル(メタ)アクリレート単量体はメチルアクリレート単量体またはメチルメタクリレート単量体であってもよく、好ましくはメチルメタクリレート単量体であってもよい。
また、本発明の一実施例によると、上記炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体は、単量体の総含量100重量部を基準にして1重量部ないし20重量部、5重量部ないし20重量部、5重量部ないし15重量部、または5重量部ないし10重量部で投入されてもよく、この範囲内で超高分子量のコア‐シェル共重合体の製造が可能でありながら、コア‐シェル共重合体を加工助剤で含む樹脂組成物を発泡成形する時、発泡比重が低い効果がある。
また、本発明の一実施例によると、上記炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体の炭素数2ないし12のアルキル基は炭素数2ないし12の線形アルキル基及び炭素数3ないし12の分岐型アルキル基をいずれも含む意味であってもよい。具体的な例として、上記炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体は、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2‐エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、またはドデシル(メタ)アクリレートであってもよい。また、他の例として、上記アルキル(メタ)アクリレート単量体は炭素数2ないし12、炭素数2ないし8、または炭素数2ないし5のアルキル基を含むアルキル(メタ)アクリレート単量体であってもよい。また、上記炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体は炭素数2ないし12のアルキルアクリレートまたは炭素数2ないし12のアルキルメタクリレートであってもよく、好ましくは炭素数2ないし12のアルキルアクリレート単量体であってもよい。
本発明の一実施例によると、上記(S10)段階で重合されたコアの重量平均分子量は6,100,000g/molないし7,000,000g/mol、6,500,000g/molないし7,000,000g/mol、または6,500,000g/molないし6,900,000g/molであってもよく、この範囲内で(S20)及び(S30)段階によって、超高分子量のコア‐シェル共重合体を重合可能な効果がある。
本発明の一実施例によると、上記(S20)段階は上記(S10)段階で重合されたコア成分を架橋させて超高分子量のコアを製造するための段階であって、メチル(メタ)アクリレート単量体及び多官能性アクリル系架橋剤を投入して重合することでコアを重合及び架橋させる段階であってもよい。
本発明の一実施例によると、上記(S20)段階は上記(S10)段階の重合の重合転換率が70%ないし90%、75%ないし90%、または80%ないし90%の時実施されてもよく、この範囲内で上記(S10)段階の重合が充分に実施され、多官能性アクリル系架橋剤による架橋によって、本発明で目的とする重量平均分子量を満すコア‐シェル共重合体の製造が可能でありながら、発泡特性の低下を防ぐ効果がある。
一方、本発明の一実施例によると、上記重合転換率は一定時間間隔で反応中の共重合体から一定量の試料を取り出し、試料内の固形分の含量を測定した後、下記数式1によって計算されたことであってもよい。
Figure 0006878689
上記数式1において、Msは乾燥した共重合体の重さで、Moは乳化剤及び重合開始剤重さの合計であり、Mpは100%重合された共重合体の重量で、M’oは乳化剤及び重合開始剤の重量の和である。
本発明の一実施例によると、上記(S20)段階で投入されるメチル(メタ)アクリレート単量体は、上記(S10)段階で投入されたメチル(メタ)アクリレート単量体と同一の単量体であってもよく、単量体総含量100重量部を基準にして1重量部ないし10重量部、3重量部ないし8重量部、または4重量部ないし6重量部で投入されてもよく、この範囲内で(S20)段階の重合時に、架橋性を向上させながらコア‐シェル共重合体を加工助剤で含む樹脂組成物から成形された成形体の機械的物性を低下させることなく、加工性及び発泡特性に優れる効果がある。
また、本発明の一実施例によると、上記多官能性アクリル系架橋剤は上記(S10)段階で製造されたコア成分を架橋させるための架橋剤であって、架橋剤内の架橋可能な部位であるアクリル基が5個以上置換された5官能性以上のアクリル系架橋剤であってもよく、具体的な例としてジペンタエリトリトールペンタアクリレート(dipentaerythritol pentaacrylate)、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート(dipentaerythritol hexaacrylate)、またはこれらの混合であってもよく、好ましくはジペンタエリトリトールヘキサアクリレート(dipentaerythritol hexaacrylate)であってもよい。このように、多官能性アクリル系架橋剤をコアの重合中に投入してコア成分を架橋させる場合、上記(S10)段階で製造された複数個のコア成分を同時に架橋させて、本発明で目的とする超高分子量のコア‐シェル共重合体の製造が可能で、これによって、コア‐シェル共重合体を加工助剤で含む樹脂組成物から成形された成形体の発泡特性に優れる効果がある。
本発明の一実施例によると、上記(S20)段階で投入される多官能性アクリル系架橋剤は、単量体の総含量100重量部を基準にして0.04重量部ないし0.7重量部、0.05重量部ないし0.6重量部、または0.05重量部ないし0.5重量部で投入されてもよく、この範囲内で超高分子量のコアを製造可能でありながら、コア‐シェル共重合体のゲル化を防ぐ効果がある。
本発明の一実施例によると、上記(S20)段階で製造されたコアの重量平均分子量は15,000,000g/mol以上、16,000,000g/molないし20,000,000g/mol、または16,000,000g/molないし17,000,000g/molであってもよく、この範囲内でコア‐シェル共重合体を塩化ビニル樹脂の加工助剤で利用する場合、加工性が向上され、発泡比重が低くて発泡効率に優れ、押出量が優れる効果がある。
本発明の一実施例によると、上記(S30)段階は上記(S20)段階で重合されたコアを包むシェルを形成してコア‐シェル共重合体を製造する段階であってもよく、上記(S30)段階は上記(S20)段階のコアの重合が完了された後で行われてもよい。
本発明の一実施例によると、上記(S30)段階で投入されるメチル(メタ)アクリレート単量体は、上記(S10)及び(S20)段階で投入されたメチル(メタ)アクリレート単量体と同一な単量体であってもよく、単量体の総含量100重量部を基準にして1重量部ないし10重量部、3重量部ないし8重量部、または4重量部ないし6重量部で投入されてもよく、この範囲内でコア‐シェル共重合体を加工助剤で含む樹脂組成物から成形された成形体の機械的物性を低下させることなく、加工性に優れ、表面特性に優れる効果がある。
また、本発明の一実施例によると、上記(S30)段階で投入される芳香族ビニル単量体は、スチレン、α‐メチルスチレン、3‐メチルスチレン、4‐メチルスチレン、4‐プロピルスチレン、1‐ビニルナフタレン、4‐シクロヘキシルスチレン、4‐(p‐メチルフェニル)スチレン及び1‐ビニル‐5‐ヘキシルナフタレンからなる群から選択された1種以上であってもよく、単量体の総含量100重量部を基準にして1重量部ないし10重量部、3重量部ないし8重量部、または4重量部ないし6重量部で投入されてもよく、この範囲内でゲル形成を防いで、コア‐シェル共重合体を加工助剤で含む樹脂組成物から成形された成形体で、加工性に優れる効果がある。
本発明の一実施例によると、上記(S30)段階で製造されたコア‐シェル共重合体の重量平均分子量は11,000,000g/mol以上、12,000,000g/molないし15,000,000g/mol、または12,000,000g/molないし13,500,000g/molであってもよく、この範囲内でコア‐シェル共重合体を塩化ビニル樹脂の加工助剤で利用する場合、加工性が向上され、発泡比重が低くて発泡効率に優れ、押出量に優れる効果がある。一方、上記(S30)段階で製造されたコア‐シェル共重合体において、シェルは重合速度が速いため低い重量平均分子量を示す。よって、コアの重量平均分子量が高くても、コア及びシェルの間の重量比によって計算された上記コア‐シェル共重合体の重量平均分子量はコアの重量平均分子量より低く表れる。
一方、上記(S10)段階、(S20)段階及び(S30)段階において、「単量体の総含量」は、本発明によるコア及びコア‐シェル共重合体を製造する時、投入される単量体の総含量を意味してもよく、一例として、(S10)段階、(S20)段階及び(S30)段階で投入されるメチル(メタ)アクリレート単量体、炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体及び芳香族ビニル単量体の総含量であってもよい。
本発明の一実施例によると、上記(S10)段階で投入されるメチル(メタ)アクリレート単量体及び炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体、上記(S20)段階で投入されるメチル(メタ)アクリレート単量体、及び上記(S30)段階で投入されるメチル(メタ)アクリレート単量体及び芳香族ビニル単量体の総含量は100重量部であってもよい。すなわち、メチル(メタ)アクリレート単量体(S10段階で投入)の含量、炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体(S10段階で投入)の含量、メチル(メタ)アクリレート単量体(S20段階で投入)、メチル(メタ)アクリレート単量体(S30段階で投入)及び芳香族ビニル単量体(S30段階で投入)含量の総含量は、単量体の総含量100重量部を基準にして100重量部であってもよい。
また、本発明の一実施例によると、上記(S10)段階、上記(S20)段階及び上記(S30)段階の重合は、メチル(メタ)アクリレート単量体、炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体及び芳香族ビニル単量体の存在下で、パーオキシド系、レドックス、またはアゾ系開始剤を利用してラジカル重合によって実施されてもよく、重合方法では、乳化重合、塊状重合、溶液重合または懸濁重合方法を利用することができるが、本発明によって超高分子量のコア‐シェル共重合体を製造するための観点から、乳化重合方法によって行われてもよく、これによって乳化剤を含んで行われてもよい。また、上記(S30)段階で製造されたコア‐シェル共重合体は、コア‐シェル共重合体が溶媒上に分散されたコア‐シェル共重合体ラテックスの形態で収得されてもよく、上記コア‐シェル共重合体ラテックスからコア‐シェル共重合体を粉体の形態で収得するために、凝集、熟成、脱水及び乾燥などの工程が行われてもよい。
また、本発明によると、上記コア‐シェル共重合体の製造方法によって製造されたコア‐シェル共重合体が提供される。上記コア‐シェル共重合体は、コア及び上記コアを包むシェルを含み、上記コアは、メチル(メタ)アクリレート単量体来由反復単位70重量%ないし90重量%、炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体来由反復単位1重量%ないし20重量%及び多官能性アクリル系架橋剤来由架橋部を含み、上記シェルはメチル(メタ)アクリレート単量体来由反復単位1重量%ないし10重量%及び芳香族ビニル単量体来由反復単位1重量%ないし10重量%を含み、上記多官能性アクリル系架橋剤来由架橋部の含量は上記単量体来由反復単位の総含量100重量部を基準にして0.04重量部ないし0.7重量部であり、重量平均分子量が11,000,000g/mol以上であってもよい。
本発明の一実施例によると、上記コアのメチル(メタ)アクリレート単量体来由反復単位は、本発明によるコア‐シェル共重合体の製造方法の(S10)段階及び(S20)段階で投入されたメチル(メタ)アクリレート単量体が重合されて形成された反復単位であってもよく、上記炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体来由反復単位は、本発明によるコア‐シェル共重合体の製造方法の(S10)段階で投入された炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体が重合されて形成された反復単位であってもよく、上記多官能性アクリル系架橋剤来由架橋部は、本発明によるコア‐シェル共重合体の製造方法の(S20)段階で投入された多官能性アクリル系架橋剤が、(S10)段階で重合された複数個のコア成分を、またはコアとシェルを架橋させた形態の架橋部であってもよい。
また、本発明の一実施例によると、上記シェルのメチル(メタ)アクリレート単量体来由反復単位は、本発明によるコア‐シェル共重合体の製造方法の(S30)段階で投入されたメチル(メタ)アクリレート単量体が重合されて形成された反復単位であってもよく、上記芳香族単量体来由反復単位は、本発明によるコア‐シェル共重合体の製造方法の(S30)段階で投入された芳香族単量体が重合されて形成された反復単位であってもよい。
本発明の一実施例によると、上記コア‐シェル共重合体のコアのメチル(メタ)アクリレート単量体来由反復単位は、コア‐シェル共重合体に含まれる単量体来由反復単位の総含量に対して、70重量%ないし90重量%、80重量%ないし90重量%、または85重量%ないし90重量%で含まれてもよく、上記コア‐シェル共重合体のコアの炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体来由反復単位は、コア‐シェル共重合体に含まれる単量体来由反復単位の総含量に対して、1重量%ないし20重量%、5重量%ないし20重量%、5重量%ないし15重量%、または5重量%ないし10重量%で含まれてもよく、上記コア‐シェル共重合体のコアの多官能性アクリル系架橋剤来由架橋部は、コア‐シェル共重合体に含まれる単量体来由反復単位の総含量100重量部を基準にして0.04重量部ないし0.7重量部、0.05重量部ないし0.6重量部、または0.05重量部ないし0.5重量部で含まれてもよく、この範囲内でコア‐シェル共重合体を加工助剤で含む樹脂組成物を発泡成形する時、発泡比重が低い効果がある。
また、本発明の一実施例によると、上記コア‐シェル共重合体のシェルのメチル(メタ)アクリレート単量体来由反復単位は、コア‐シェル共重合体に含まれる単量体来由反復単位の総含量に対して、1重量%ないし10重量%、3重量%ないし8重量%、または4重量%ないし6重量%であってもよく、上記コア‐シェル共重合体のシェルの芳香族ビニル単量体来由反復単位は、コア‐シェル共重合体に含まれる単量体来由反復単位の総含量に対して、1重量%ないし10重量%、3重量%ないし8重量%、または4重量%ないし6重量%であってもよく、この範囲内でコア‐シェル共重合体を加工助剤で含む樹脂組成物から成形された成形体の機械的物性を低下させることなく、加工性に優れ、表面特性に優れる効果がある。
また、本発明の一実施例によると、上記コア‐シェル共重合体の各単量体来由反復単位の含量は、製造されたコア‐シェル共重合体全体に対する平均含量であってもよい。
本発明の一実施例によると、上記コア‐シェル共重合体の重量平均分子量は11,000,000g/mol以上、12,000,000g/molないし15,000,000g/mol、または12,000,000g/molないし13,500,000g/molであってもよく、この範囲内でコア‐シェル共重合体を塩化ビニル樹脂の加工助剤で利用する場合、加工性が向上され、発泡比重が低くて発泡効率に優れ、押出量が優れる効果がある。
また、本発明によると、上記コア‐シェル共重合体を含む樹脂組成物が提供される。上記樹脂組成物は、本発明によるコア‐シェル共重合体及び塩化ビニル樹脂を含むものであってもよい。すなわち、上記樹脂組成物は塩化ビニル系樹脂組成物であってもよく、上記塩化ビニル系樹脂組成物は発泡用塩化ビニル系樹脂組成物であってもよい。
本発明の一実施例によると、上記塩化ビニル樹脂は発泡用で利用されてもよい塩化ビニル樹脂であれば特に制限されない。一方、上記樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂100重量部に対して、上記コア‐シェル共重合体を1重量部ないし20重量部、1重量部ないし10重量部、または3重量部ないし8重量部で含んでもよく、この範囲内で樹脂組成物の加工性、押出量及び発泡特性に優れる効果がある。
本発明による上記樹脂組成物は、上記塩化ビニル樹脂及びコア‐シェル共重合体以外も、必要に応じてその物性を低下させない範囲内で発泡剤、安定化剤、加工助剤、熱安定剤、活剤、顔料、染料、酸化防止剤などの添加剤をさらに含んでもよい。
以下、実施例をもって本発明をより詳しく説明する。しかし、下記実施例は本発明を例示するためのものであって、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通常の技術者にとって自明なことであり、これらのみで本発明の範囲が限定されることではない。
実施例
実施例1
コア重合:1段階
攪拌機、温度計、窒素投入口及び循環コンデンサーが備えられた4口フラスコ反応器を準備し、イオン水(deionizedwater;DDIwater)100重量部、硫酸第一鉄(ferrous sulfate)0.002重量部及びエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム(disodium ethylenediaminetetraacetate)0.04重量部を投入した後、窒素雰囲気下で上記反応器の内部温度を40℃に維持させた。
これと同時に、イオン水70重量部、乳化剤でナトリウムラウリルスルフェート(sodium lauryl sulfate)0.8重量部、メチルメタクリレート(methyl methacrylate、MMA)75重量部、ブチルアクリレート(butyl acrylate、BA)10重量部を投入して単量体フリーエマルジョンを製造し、上記反応器の内部温度が40℃に至った時、上記製造された単量体フリーエマルジョンと、開始剤でt‐ブチルヒドロパーオキシド(tert‐butyl hydroperoxide)0.001重量部及びホルムアルデヒドスルホキシラートナトリウム(sodium formaldehyde sulfoxylate)0.02重量部を上記反応器に一気に投入して反応を進行させた。
コア重合:2段階
上記反応開始後、重合転換率が90%である時点で、多官能性アクリル系架橋剤でジペンタエリトリトールヘキサアクリレート(dipentaerythritol hexaacrylate、DPHA)0.05重量部及びメチルメタクリレート(MMA)5重量部を一気に投入し、開始剤でt‐ブチルヒドロパーオキシド(tert‐butyl hydroperoxide)0.003重量部及びホルムアルデヒドスルホキシラートナトリウム(sodium formaldehyde sulfoxylate)0.03重量部を一気に投入して3時間反応させた。
コア‐シェル共重合体の重合:3段階
次いで、上記コア重合完了後、メチルメタクリレート(MMA)5重量部、スチレン(styrene、SM)5重量部を一気に投入し、開始剤でt‐ブチルヒドロパーオキシド(tert‐butyl hydroperoxide)0.001重量部及びホルムアルデヒドスルホキシラートナトリウム(sodium formaldehyde sulfoxylate)0.03重量部を一気に投入して1時間反応させた。
上記反応を通じて製造されたコア‐シェル共重合体ラテックスの総固形分含量(TSC、total solid contents)は35重量%であって、ラテックス内のコア‐シェル共重合体の平均粒径は150nmであった。
コア‐シェル共重合体の粉体製造
次いで、コア‐シェル共重合体を粉体の形態で収得するために、上記収得されたコア‐シェル共重合体ラテックスを、イオン水(deionizedwater)を利用して固形分を基準にして総固形分含量の15重量%に希釈し、コア‐シェル共重合体ラテックスの温度を80℃ ないし85℃に上昇させた。ここで、コア‐シェル共重合体ラテックス100重量部を基準にして硫酸マグネシウム水溶液(濃度10重量%)6重量部を一気に投入し、凝集してスラリーを得た後、収得したスラリーをイオン交換水で2回ないし3回洗浄(washing)して副産物を洗い出した後、ろ過(filtration)を通じて洗浄水を取り除き、小型の流動層乾燥器(fluidized‐bed dryer)を利用して80℃で3時間乾燥させ、コア‐シェル共重合体の粉体試料を収得した。
実施例2
上記実施例1において、コア重合2段階の重合時、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート(DPHA)を0.05重量部の代わりに0.5重量部で投入したことを除いて、上記実施例1と同様の方法で行った。
実施例3
上記実施例1において、コア重合1段階の重合時、メチルメタクリレート(MMA)を75重量部の代わりに80重量部で、ブチルアクリレート(BA)を10重量部の代わりに5重量部で投入したことを除いて、上記実施例1と同様の方法で行った。
実施例4
上記実施例3において、コア重合2段階の重合時、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート(DPHA)を0.05重量部の代わりに0.25重量部で投入したことを除いて、上記実施例3と同様の方法で行った。
実施例5
上記実施例3において、コア重合2段階の重合時、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート(DPHA)を0.05重量部の代わりに0.5重量部で投入したことを除いて、上記実施例3と同様の方法で行った。
実施例6
上記実施例1において、コア重合2段階の重合時に用いられたジペンタエリトリトールヘキサアクリレート(DPHA)の代わりにジペンタエリトリトールペンタアクリレート(dipentaerythritol pentaacrylate、DPPA)を投入したことを除いて、上記実施例1と同様の方法で行った。
比較例1
上記実施例1において、コア重合1段階の重合時、メチルメタクリレート(MMA)を75重量部の代わりに40重量部で、ブチルアクリレート(BA)を10重量部の代わりに45重量部で投入したことを除いて、上記実施例1と同様の方法で行った。
比較例2
上記実施例1において、コア重合2段階の重合時、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート(DPHA)を投入していないことを除いて、上記実施例1と同様の方法で行った。
比較例3
上記実施例1において、コア重合2段階の重合時、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート(DPHA)を0.05重量部の代わりに0.01重量部で投入したことを除いて、上記実施例1と同様の方法で行った。
比較例4
上記実施例3において、コア重合2段階の重合時、メチルメタクリレート(MMA)を投入していないことを除いて、上記実施例1と同様の方法で行った。比較例4で投入された単量体の総含量は、実施例3の単量体の総含量100重量部を基準にして95重量部で投入した。
比較例5
上記実施例3において、コア重合2段階の重合時、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート(DPHA)を0.05重量部の代わりに1.0重量部で投入したことを除いて、上記実施例3と同様の方法で行った。
比較例6
上記実施例1において、コア重合1段階の重合時、メチルメタクリレート(MMA)を75重量部の代わりに85重量部で、ブチルアクリレート(BA)を10重量部の代わりに5重量部で投入し、コア重合2段階の重合時、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート(DPHA)を0.05重量部の代わりに0.5重量部で投入し、コア‐シェル共重合体の重合3段階の重合時、スチレン(SM)を投入していないことを除いて、上記実施例1と同様の方法で行った。
比較例7
上記実施例1において、コア重合1段階の重合時、メチルメタクリレート(MMA)を75重量部の代わりに90重量部で、ブチルアクリレート(BA)を10重量部の代わりに5重量部で投入し、コア重合2段階の重合時、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート(DPHA)を0.05重量部の代わりに0.5重量部で投入し、コア‐シェル共重合体重合3段階の重合時、メチルメタクリレート(MMA)及びスチレン(SM)を投入していないことを除いて、上記実施例1と同様の方法で行った。
比較例8
上記実施例4において、コア重合2段階の重合を重合転換率が40%の時点で行ったことを除いて、上記実施例4と同様の方法で行った。
比較例9
上記実施例4において、コア重合2段階の重合を重合転換率が97%の時点で行ったことを除いて、上記実施例4と同様の方法で行った。
比較例10
上記実施例4において、コア重合1段階の重合時、メチルメタクリレート(MMA)を80重量部の代わりに85重量部で投入し、ブチルアクリレート(BA)を投入していないことを除いて、上記実施例4と同様の方法で行った。
比較例11
上記実施例4において、コア重合1段階の重合時、メチルメタクリレート(MMA)を投入せず、ブチルアクリレート(BA)を5重量部の代わりに85重量部で投入したことを除いて、上記実施例4と同様の方法で行った。
比較例12
上記実施例1において、コア重合2段階の重合時に用いられたジペンタエリトリトールヘキサアクリレート(DPHA)の代わりにテトラエチレングリコールジアクリレート(tetraethylene glycol diacrylate、TTEGDA)を投入したことを除いて、上記実施例1と同様の方法で行った。
実験例
実験例1
上記実施例1ないし6及び比較例1ないし12のコア‐シェル共重合体の重合時、それぞれ1段階、2段階及び3段階で製造されたコア及びコア‐シェル共重合体の重量平均分子量を下記の方法で測定し、各段階別に投入された単量体及び多官能性アクリル系架橋剤の含量(重量部)とともに表1及び2に示す。
*重量平均分子量(Mw、X10g/mol):粉末形態の試料を0.25重量%の濃度でテトラヒドロフラン(THF)溶媒に溶解させ、ゲル透過クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography)を使用して測定した。
Figure 0006878689
Figure 0006878689
上記表1に示すように、本発明によって製造された実施例1ないし6のコア‐シェル共重合体は、3段階の重合後、1,200×10g/mol以上の重量平均分子量を示すことを確認することができた。
一方、メチルメタクリレートを充分に投入せず、ブチルアクリレートを過量で投入した比較例1の場合、実施例1と同一含量の多官能性アクリル系架橋剤を投入しても、重量平均分子量が充分に増加されていないことを確認することができ、多官能性アクリル系架橋剤を投入していない比較例2、多官能性アクリル系架橋剤を微量投入した比較例3、多官能性アクリル系架橋剤とともにメチルメタクリレート単量体を投入していない比較例4、多官能性アクリル系架橋剤を投入しても本発明で限定する時点を脱した時点で投入した比較例8及び比較例9と、コアの重合時、単量体でブチルアクリレートを投入していない比較例10の場合、重量平均分子量が増加されていないことを確認することができた。さらに、多官能性アクリル系架橋剤としてアクリレート官能基の数が充分でないテトラエチレングリコールジアクリレート(TTEGDA)を使用した比較例12の場合、3段階の重合後、コア‐シェル共重合体の分子量が700×10g/molに止めて、架橋剤としての性能が充分でないことを確認することができた。
実験例2
コア‐シェル共重合体を塩化ビニル樹脂の加工助剤で利用する時の発泡加工特性を評価するために、塩化ビニル樹脂(LG化学社製造、製品名LS080)100重量部に、複合安定剤(丹石産業社製造、製品名KD‐105)5重量部、充填剤で炭酸カルシウム(CaCO)7重量部、二酸化チタン(TiO)2重量部及びワックス型活剤(製品名AC316A)0.2重量部を添加した後、上記実施例1ないし6及び比較例1ないし12で製造されたコア‐シェル共重合体をそれぞれ5重量部及び発泡剤でアゾジカルボンアミド(azodicarbonamide)0.8重量部を添加し、ヘンセルミキサーを利用して110℃まで昇温しながら混練(mixing)させ、コア‐シェル共重合体を含む塩化ビニル系樹脂組成物を製造した後、発泡特性、加工性及び溶融圧力と関わる物性を下記方法で測定して表3及び4に示す。
*発泡比重(g/cm)及び表面特性:上記製造した塩化ビニル系樹脂組成物をハーケツイン押出機(Haake twin extruder)を利用して、シリンダー温度180℃、スクリュー速度30rpm、及びスリットダイ(slit die)の大きさ2mm(厚さ)×30mm(広さ)で1分間発泡した後、30mmに切断した発泡成形体の発泡密度をプラスチック比重測定機を利用して発泡比重を測定した。この時、発泡比重が高いほど発泡倍率が低くて発泡特性が低下することを示す。
また、上記で収得した発泡成形体の表面状態を肉眼で観察し、ダイの跡形及びフローマーク(flow mark)が全くなく、厚さが均一な場合は5点、ダイの跡形及びフローマーク(flow mark)が一部存在して、厚さが均一ではない場合は3点、ダイの跡形及びフローマーク(flow mark)が大概存在して、厚さが全く均一でない場合は1点にして、表面特性を1点ないし5点で評価した。
*押出量(g/min)及び溶融圧力(melt pressure、bar):上記製造した塩化ビニル系樹脂組成物をハーケツイン押出機(Haake twin extruder)を利用して、シリンダー1の温度180℃、シリンダー2の温度185℃、シリンダー3の温度185℃、ダイの温度190℃、スクリュー速度40rpmで押出して押出量及び押出時の溶融圧力を測定した。押出量は高いほど押出量が多くて発泡加工性に優れることを示し、溶融圧力は溶融粘度(melt viscosity)に比例する因子であって、溶融圧力が高いほど溶融粘度が高くて発泡加工性に優れることを示す。
Figure 0006878689
Figure 0006878689
上記表3及び4に示すように、本発明によって製造されたコア‐シェル共重合体を加工助剤で利用する場合、発泡比重が低く、押出量が高くて、発泡成形体のセルの均一性及び表面特性に優れることを確認することができた。
一方、メチルメタクリレートを充分に投入せず、ブチルアクリレートを過量で投入した比較例1の場合、重量平均分子量が充分に増加されないため、発泡比重が高く、溶融圧力が低いことを確認することができ、多官能性アクリル系架橋剤をアクリル系架橋剤を投入していない比較例2、多官能性アクリル系架橋剤を微量投入した比較例3、多官能性アクリル系架橋剤とともにメチルメタクリレート単量体を投入していない比較例4、多官能性アクリル系架橋剤を投入しても本発明で限定する時点を脱した時点で投入した比較例8及び比較例9と、コアの重合時、単量体でブチルアクリレートを投入していない比較例10の場合も、重量平均分子量が増加されないことによって発泡比重が高く、押出量及び溶融圧力が低下することを確認することができた。
また、多官能性アクリル系架橋剤を過量投入した比較例5の場合、製造された共重合体の重量平均分子量は実施例と類似する水準で表れたが、発泡比重が高くて押出量が低く、ダイの跡形及びフローマーク(flow mark)が表れて厚さも均一でないため、表面特性が非常に劣悪であることを確認することができた。
また、コア‐シェル共重合体のシェル重合時、スチレン単量体を投入していない比較例6と、メチルメタクリレート単量体及びスチレン単量体をいずれも投入していない比較例7の場合も、製造された共重合体の重量平均分子量は実施例と類似する水準で示されたが、押出量が急激に低下されて加工性が劣悪であり、ダイの跡形及びフローマーク(flow mark)が一部存在し、厚さが均一ではないため表面特性も劣悪であることを確認することができた。
また、コア重合1段階の重合時、単量体でメチルメタクリレートを投入せずにブチルアクリレートのみを投入した比較例11の場合、コア‐シェル共重合体の重量平均分子量は高く示されたが、発泡比重、表面特性及び押出量が極めて劣悪であることを確認することができた。
さらに、多官能性アクリル系架橋剤としてテトラエチレングリコールジアクリレート(TTEGDA)を使用した比較例12の場合、重量平均分子量が充分に増加されないため発泡比重が高く、押出量及び溶融圧力と関わる特性も低下された。
実験例3
コア‐シェル共重合体を塩化ビニル樹脂の加工助剤で利用する時の粘着性を評価するために、塩化ビニル樹脂(LG化学社製造、製品名LS080、重合度800)100重量部、スズ系安定化剤3重量部及びカルシウムステアレート0.9重量部を常温でヘンセルミキサーに投入し、115℃まで昇温させながら1,000rpmの撹拌速度で混練させた後、40℃まで冷却させてマスターバッチ(master batch)を製造した。上記マスターバッチに実施例1ないし6及び比較例1ないし12で製造されたコア‐シェル共重合体をそれぞれ3重量部添加した後、常温でまた混練した後、6インチの2‐ロールミルを使って粉体混合物100重量部をロール混練温度200℃、ロール回転数14×15rpm、ロール間隔0.3mmの条件下で4分間加工(milling)した後、ロール表面での粘着性が剥離されながら全く伸びない場合は5点、剥離されながらほとんど伸びない場合は4点、剥離されながら一部伸びる場合は3点、剥離されながら大概伸びる場合は2点、剥離されない場合は1点にして、粘着性を1点ないし5点で評価し、これを表5及び6に示す。
Figure 0006878689
Figure 0006878689
上記表5及び6に示すように、本発明によって製造されたコア‐シェル共重合体を加工助剤で利用する場合、粘着性に優れることを確認することができた。ただし、多官能性アクリル系架橋剤としてジペンタエリトリトールペンタアクリレート(DPAA)が使われた実施例6の場合、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート(DPHA)が使われた実施例1ないし5に比べて粘着性がやや落ちることを確認することができた。
一方、多官能性アクリル系架橋剤を過量投入した比較例5、コア‐シェル共重合体のシェルを重合する時、スチレン単量体を投入していない比較例6、及びメチルメタクリレート単量体及びスチレン単量体をいずれも投入していない比較例7の場合はゲルが形成され、粘着性が低下することを確認することができた。
本発明者らは上記のような結果から、本発明によって超高分子量のコア‐シェル共重合体を製造し、製造された超高分子量のコア‐シェル共重合体を塩化ビニル樹脂の加工助剤で利用する場合、発泡比重が低くて発泡効率に優れ、加工性が優秀であり、成形体のセルが均一で、表面特性に優れることを確認した。

Claims (12)

  1. 単量体の総含量100重量部を基準にして、メチル(メタ)アクリレート単量体70重量部ないし90重量部及び炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体1重量部ないし20重量部を重合して、コアを重合する段階(S10);
    上記(S10)段階のコア重合時、重合転換率が70%ないし90%である時点で、メチル(メタ)アクリレート単量体1重量部ないし10重量部及び多官能性アクリル系架橋剤0.04重量部ないし0.7重量部を投入して重合することでコアを重合する段階(S20);
    上記(S20)段階で重合されたコアの存在下で、メチル(メタ)アクリレート単量体1重量部ないし10重量部及び芳香族ビニル単量体1重量部ないし10重量部を投入して重合することでコア‐シェル共重合体を重合する段階(S30)を含み、
    前記単量体の総含量は、(S10)、(S20)および(S30)の段落で投入されるメチル(メタ)アクリレート単量体、炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体及び芳香族ビニル単量体の総含量であり、
    前記多官能性アクリル系架橋剤が、ジペンタエリトリトールペンタアクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート、またはこれらの混合物である
    コア‐シェル共重合体の製造方法。
  2. 上記多官能性アクリル系架橋剤は、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート(dipentaerythritol hexaacrylate)である請求項1に記載のコア‐シェル共重合体の製造方法。
  3. 上記多官能性アクリル系架橋剤の投入量は0.05重量部ないし0.5重量部である請求項1または2に記載のコア‐シェル共重合体の製造方法。
  4. 上記(S20)段階は、上記(S10)段階のコア重合時、重合転換率が80%ないし90%である時点で実施されることである請求項1〜3のいずれか一項に記載のコア‐シェル共重合体の製造方法。
  5. 上記(S20)段階で製造されたコアの重量平均分子量は15,000,000g/mol以上である請求項1〜4のいずれか一項に記載のコア‐シェル共重合体の製造方法。
  6. 上記(S20)段階で製造されたコアの重量平均分子量は16,000,000g/molないし17,000,000g/molである請求項1〜5のいずれか一項に記載のコア‐シェル共重合体の製造方法。
  7. 上記(S10)段階で、メチル(メタ)アクリレート単量体の投入量は75重量部ないし80重量部で、炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体の投入量は5重量部ないし10重量部である請求項1〜6のいずれか一項に記載のコア‐シェル共重合体の製造方法。
  8. 上記(S20)段階で、メチル(メタ)アクリレート単量体の投入量は4重量部ないし6重量部である請求項1〜7のいずれか一項に記載のコア‐シェル共重合体の製造方法。
  9. 上記(S30)段階で、メチル(メタ)アクリレート単量体の投入量は4重量部ないし6重量部で、芳香族ビニル単量体の投入量は4重量部ないし6重量部である請求項1〜8のいずれか一項に記載のコア‐シェル共重合体の製造方法。
  10. コア及び上記コアを包むシェルを含むコア‐シェル共重合体において、
    上記コアは、前記コア‐シェル共重合体に含まれる単量体来由反復単位の総含量に対してメチル(メタ)アクリレート単量体来由反復単位70重量%ないし90重量%、炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体来由反復単位1重量%ないし20重量%及び多官能性アクリル系架橋剤来由架橋部を含み、
    前記コアの前記メチル(メタ)アクリレート単量体来由反復単位は、メチル(メタ)アクリレート単量体が重合されて形成された反復単位であり、前記炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体来由反復単位は、炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体が重合されて形成された反復単位であり、前記多官能性アクリル系架橋剤来由架橋部は、多官能性アクリル系架橋剤が、メチル(メタ)アクリレート単量体と炭素数2ないし12のアルキル(メタ)アクリレート単量体が重合された複数個のコア成分を、または前記コアとシェルを架橋させた形態の架橋部であり、
    上記シェルは、前記コア‐シェル共重合体に含まれる単量体来由反復単位の総含量に対してメチル(メタ)アクリレート単量体来由反復単位1重量%ないし10重量%及び芳香族ビニル単量体来由反復単位1重量%ないし10重量%を含み、
    上記多官能性アクリル系架橋剤来由架橋部の含量は、前記コア−シェル共重合体に含まれる単量体来由反復単位の総含量100重量部を基準にして0.04重量部ないし0.7重量部で、
    重量平均分子量が11,000,000g/mol以上であり、
    前記多官能性アクリル系架橋剤が、ジペンタエリトリトールペンタアクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート、またはこれらの混合物であるコア‐シェル共重合体。
  11. 上記コア‐シェル共重合体は、重量平均分子量が12,000,000g/molないし13,500,000g/molである請求項10に記載のコア‐シェル共重合体。
  12. 請求項10または11に記載のコア‐シェル共重合体及び塩化ビニル樹脂を含む樹脂組成物。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102279651B1 (ko) * 2018-11-15 2021-07-19 주식회사 엘지화학 코어-쉘 공중합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물
KR102437303B1 (ko) * 2020-07-30 2022-08-29 청명첨단소재 주식회사 치수안정성이 우수하고 적은 가스 방출을 가지는 아크릴계 공중합체 및 이의 제조방법

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57182310A (en) * 1981-05-07 1982-11-10 Asahi Chem Ind Co Ltd Multi-layer structure acrylate polymer composition
JPS6017406B2 (ja) * 1981-06-03 1985-05-02 旭化成株式会社 多層構造アクリル系樹脂成形材料の製造方法
US5212251A (en) 1990-09-24 1993-05-18 Rohm And Haas Company Alkali-resistant core-shell polymers
JP3934754B2 (ja) * 1997-08-28 2007-06-20 株式会社クラレ アクリル系多層構造粒状複合体
US5922334A (en) * 1998-05-06 1999-07-13 Rohm And Haas Company Aqueous nail coating composition
US7432320B2 (en) 1998-08-28 2008-10-07 Kaneka Corporation Processing aid for vinyl chloride resin and vinyl chloride resin composition
TW486502B (en) * 1998-08-28 2002-05-11 Kanegafuchi Chemical Ind Processing aid for vinyl chloride resin and vinyl chloride resin composition
TWI231305B (en) * 2000-10-25 2005-04-21 Rohm & Haas High rubber impact modifier powders
KR100505505B1 (ko) 2002-11-28 2005-07-29 주식회사 엘지화학 가공 보조제 공중합체 조성물
KR100659455B1 (ko) 2004-11-09 2006-12-19 주식회사 엘지화학 염화비닐수지용 첨가제 및 이를 포함하는 염화비닐계 수지 조성물
KR101313069B1 (ko) 2008-01-15 2013-09-30 주식회사 엘지화학 단분산 가교 고분자 입자 제조용 조성물 및 이를 이용한단분산 가교 고분자 입자 제조 방법
KR101236659B1 (ko) * 2009-03-23 2013-02-22 주식회사 엘지화학 염화비닐계 그라프트 공중합체 수지의 제조방법
KR101288280B1 (ko) 2010-01-29 2013-07-26 주식회사 엘지화학 다층 구조를 가지는 투명 아크릴계 수지 조성물 및 그 제조 방법
JP2011195809A (ja) 2010-02-26 2011-10-06 Saiden Chemical Industry Co Ltd 重合体組成物の製造方法
KR101478027B1 (ko) * 2013-01-29 2014-12-31 제일모직주식회사 내충격성 및 착색성이 우수한 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 그라프트 공중합체 및 그 제조방법
KR20160119936A (ko) 2015-04-06 2016-10-17 롯데첨단소재(주) 아크릴계 미립자 및 그 제조방법
KR101956735B1 (ko) * 2015-12-10 2019-03-11 주식회사 엘지화학 열가소성 그라프트 공중합체 수지, 이를 제조하는 방법, 및 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물
KR102093963B1 (ko) 2016-05-24 2020-04-23 주식회사 엘지화학 아크릴계 가공조제, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 염화비닐계 수지 조성물
KR102081763B1 (ko) 2016-06-20 2020-02-26 주식회사 엘지화학 아크릴계 가공조제 및 이를 포함하는 염화비닐계 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

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