JP7199567B2 - 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 - Google Patents
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Description
本出願は、2019年12月10日付の韓国特許出願第10-2019-0163480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組み込まれる。
本発明の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は、アルキルアクリレート化合物、芳香族ビニル化合物及びビニルシアン化合物からなる群から選択された1種以上の化合物及び多官能性架橋剤を含んで重合されたシードと;前記シードを包み、アルキルアクリレート化合物及び多官能性架橋剤を含んで重合されたコアと;前記コアを包み、芳香族ビニル化合物及びビニルシアン化合物を含んで重合されたグラフトシェルと;を含み、前記多官能性架橋剤は、重量平均分子量が600~1,400g/molであることを特徴とする。このような場合に、光沢性及び着色性などの外観特性、機械的物性及び加工性に優れるという効果がある。
前記シードは、一例として、アルキルアクリレート化合物、芳香族ビニル化合物及びビニルシアン化合物からなる群から選択された1種以上の化合物及び多官能性架橋剤を含んで重合されてもよく、この場合に、光沢性及び着色性などの外観特性、機械的物性及び加工性に優れるという効果がある。
前記コアは、一例として、シードの存在下で、アルキルアクリレート化合物及び多官能性架橋剤を含んで重合されてもよく、この場合に、光沢性及び着色性などの外観特性、機械的物性及び加工性に優れるという効果がある。
前記グラフトシェルは、一例として、コアの存在下で、芳香族ビニル化合物及びビニルシアン化合物を含んで重合されてもよく、この場合に、光沢性及び着色性などの外観特性、衝撃強度及び延伸率などの機械的物性、及び加工性に優れるという効果がある。
本発明の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の製造方法は、アルキルアクリレート化合物、芳香族ビニル化合物及びビニルシアン化合物からなる群から選択された1種以上の化合物及び多官能性架橋剤を重合してシードを製造するシード重合段階と;前記シードの存在下で、アルキルアクリレート化合物及び多官能性架橋剤を重合してコアを製造するコア重合段階と;前記コアの存在下で、芳香族ビニル化合物及びビニルシアン化合物を重合してグラフトシェルを製造するグラフトシェル重合段階と;を含み、前記多官能性架橋剤は、重量平均分子量が600~1,400g/molであることを特徴とし、この場合に、光沢及び着色性などの外観特性と機械的物性に優れるという効果がある
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、一例として、前記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15~65重量%、平均粒径50~300nmのアクリレートゴムをコアとするアクリレート-芳香族ビニル化合物-ビニルシアン化合物グラフト共重合体0~30重量%、及びマトリックス樹脂30~70重量%を含むことができ、このような場合に、衝撃強度が高く、かつ着色性、光沢性、加工性及び耐候性に優れるという効果がある。
延伸率(%)=延伸後の長さ/初期の長さ×100
本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、一例として、前記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15~65重量%、平均粒径50~300nmのアクリレートゴムをコアとするアクリレート-芳香族ビニル化合物-ビニルシアン化合物グラフト共重合体0~30重量%、及びマトリックス樹脂30~70重量%を含んで混合した後、200~250℃の条件下で押出混練機を用いてペレットを製造する段階を含むことを特徴とし、このような場合に、従来のASA系樹脂と比較して、機械的物性及び加工性などが同等以上に維持されながら、耐候性、光沢性及び着色性に優れた熱可塑性樹脂組成物を提供するという利点がある。
本発明の成形品は、本発明の熱可塑性樹脂組成物を含むことを特徴とし、この場合に、従来の成形品と比較して、機械的物性及び加工性などが同等以上に維持されながらも、耐候性、光沢性及び着色性などの外観特性に優れるという効果がある。
*M3160:官能基が3個であり、重量平均分子量が1088g/molであるトリメチロールプロパンエトキシレートトリアクリレート
*M3190:官能基が3個であり、重量平均分子量が1484g/molであるトリメチロールプロパンエトキシレートトリアクリレート
*M300:官能基が3個であり、重量平均分子量が428g/molであるトリメチロールプロパンエトキシレートトリアクリレート
*二官能性架橋剤:官能基が2個であり、重量平均分子量が198g/molであるエチレングリコールジメタクリレート
<グラフト共重合体の製造>
シードの製造
窒素置換された反応器にスチレン5重量%、アクリロニトリル2重量%及びナトリウムドデシルスルフェート0.2重量部、多官能性架橋剤としてM3130 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50重量部を一括投入し、70℃まで昇温させた後、開始剤として過硫酸カリウム0.04重量部を入れて反応を開始した。以降、2.0時間重合を行った。重合反応の終了後に収得したシードの平均粒径は234nmであった。
前記シードの存在下で、ブチルアクリレート50重量%、ナトリウムドデシルスルフェート0.5重量部、多官能性架橋剤としてM3130 0.2重量部、アリルメタクリレート0.2重量部、蒸留水15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4.0時間の間連続投入し、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コアの平均粒径は474nmであった。
前記で製造されたコアの存在下で、蒸留水23重量部、スチレン31.5重量%、アクリロニトリル11.5重量%及びロジン酸カリウム塩1.5重量部、クメンヒドロペルオキシド0.1重量部の乳化液と、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、硫化第一鉄0.002重量部の混合液を、それぞれ、75℃で3.5時間の間連続投入しながら重合反応を行った。また、重合転化率を高めるために、前記混合物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。
前記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100重量部(固形分基準)に対して、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分間乾燥して、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。
前記で製造されたグラフト共重合体粉末20重量部、ブチルアクリレートゴム-スチレン-アクリロニトリル共重合体(LG化学社製のSA931、コアの平均粒径100nm)18重量部、マトリックスとしてスチレン-アクリロニトリル共重合体(LG化学社製の90HR)62重量部、滑剤1重量部、酸化防止剤0.5重量部、紫外線安定剤0.5重量部及びカーボンブラック0.5重量部を添加して混合した。これを、シリンダー温度220℃で36φ押出混練機を使用してペレット状に製造した後、射出して試片を製造した。
実施例1において、グラフト共重合体の製造時にシード及びコアに含まれる多官能性架橋剤の種類及び含量を、下記の表1のように変更した以外は、前記実施例1と同様に行った。
実施例1において、グラフト共重合体の製造時にシード及びコアに含まれる多官能性架橋剤の種類及び含量を、下記の表2のように変更した以外は、前記実施例1と同様に行った。
前記実施例1~4、比較例1~3及び参照例1~2で製造された試片の特性を、下記の方法により測定し、その結果を下記の表3及び表4に示した。
*重合転化率(%):重合終了時までに投入される単量体の総重量100%を基準として、測定時までに重合体に転化された単量体の重量%として定義することができ、製造されたラテックス1.5gを150℃の熱風乾燥機内で15分間乾燥させた後、重量を測定して、下記数式2により総固形分含量(Total Solid Content;TSC)を求め、これを持って下記数式3を用いて算出した。このような数式3は、投入された単量体の総重量が100重量部であることを基準とする。
重合転化率(%)=[総固形分含量(TSC)×(投入された単量体、イオン交換水及び副原料を合わせた総重量)/100]-(単量体及びイオン交換水以外の投入された副原料の重量)
延伸率(%)=延伸後の長さ/初期の長さ×100
Claims (9)
- アルキルアクリレート化合物、芳香族ビニル化合物及びビニルシアン化合物からなる群から選択された1種以上の化合物及び多官能性架橋剤を含んで重合されたシードと、
前記シードを包み、アルキルアクリレート化合物及び多官能性架橋剤を含んで重合されたコアと、
前記コアを包み、芳香族ビニル化合物及びビニルシアン化合物を含んで重合されたグラフトシェルとを含み、
前記多官能性架橋剤は、重量平均分子量が600~1,400g/molであり、3個以上の官能基を有し、前記シードに、グラフト共重合体100重量部に対して0.005~0.1重量部含まれ、前記コアに、グラフト共重合体100重量部に対して0.04~0.8重量部含まれることを特徴とする、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であって、
前記グラフト共重合体は、シード1~20重量%、コア35~65重量%、及びグラフトシェル30~60重量%を含み、
前記アルキルアクリレート化合物は、アルキル基の炭素数が1~15であるアルキルアクリレートであり、
前記芳香族ビニル化合物は、スチレン、α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、p-メチルスチレン、m-メチルスチレン、エチルスチレン、イソブチルスチレン、t-ブチルスチレン、o-ブロモスチレン、p-ブロモスチレン、m-ブロモスチレン、o-クロロスチレン、p-クロロスチレン、m-クロロスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、フルオロスチレン及びビニルナフタレンからなる群から選択された1種以上であり、
前記ビニルシアン化合物は、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エチルアクリロニトリル及びイソプロピルアクリロニトリルからなる群から選択された1種以上である、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。 - 前記シードを含むコアの平均粒径は300~700nmであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の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。
- アルキルアクリレート化合物、芳香族ビニル化合物及びビニルシアン化合物からなる群から選択された1種以上の化合物及び多官能性架橋剤を重合してシードを製造するシード重合段階と、
前記シードの存在下で、アルキルアクリレート化合物及び多官能性架橋剤を重合してコアを製造するコア重合段階と、
前記コアの存在下で、芳香族ビニル化合物及びビニルシアン化合物を重合してグラフトシェルを製造するグラフトシェル重合段階とを含み、
前記多官能性架橋剤は、重量平均分子量が600~1,400g/molであり、3個以上の官能基を有し、前記シードに、グラフト共重合体100重量部に対して0.005~0.1重量部含まれ、前記コアに、グラフト共重合体100重量部に対して0.04~0.8重量部含まれることを特徴とする、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の製造方法であって、
前記グラフト共重合体は、シード1~20重量%、コア35~65重量%、及びグラフトシェル30~60重量%を含み、
前記アルキルアクリレート化合物は、アルキル基の炭素数が1~15であるアルキルアクリレートであり、
前記芳香族ビニル化合物は、スチレン、α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、p-メチルスチレン、m-メチルスチレン、エチルスチレン、イソブチルスチレン、t-ブチルスチレン、o-ブロモスチレン、p-ブロモスチレン、m-ブロモスチレン、o-クロロスチレン、p-クロロスチレン、m-クロロスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、フルオロスチレン及びビニルナフタレンからなる群から選択された1種以上であり、
前記ビニルシアン化合物は、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エチルアクリロニトリル及びイソプロピルアクリロニトリルからなる群から選択された1種以上である、製造方法。 - 請求項1~3のいずれか一項に記載の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15~65重量%、平均粒径50~300nmのアクリレートゴムをコアとするアクリレート-芳香族ビニル化合物-ビニルシアン化合物グラフト共重合体0~30重量%、及びマトリックス樹脂30~70重量%を含むことを特徴とする、熱可塑性樹脂組成物。
- 前記マトリックス樹脂は、芳香族ビニル化合物、ビニルシアン化合物、及び(メタ)アクリル酸アルキルエステル化合物からなる群から選択された1種以上の単量体を含んで重合された重合体であることを特徴とする、請求項5に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- ASTM D528に準拠して、45°の角度で測定した光沢度が74以上であることを特徴とする、請求項5又は6に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- CIE1976 L*a*b*表色系に準拠して、カラーメータ(GRETAGMACBETH社のColor Eye 7000A)を用いて測定した黒色度(color L値)が28.2以下であることを特徴とする、請求項5~7のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項5~8のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物から製造されることを特徴とする、成形品。
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