KR100358234B1 - Transparent thermoplastic resin composition excellent in weather resistance and a method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내후성이 우수한 투명 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로서, 이 수지 조성물은 알킬아크릴레이트 고무 중합체 라텍스 10∼30 중량부, 메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬 에스테르 화합물 40∼70 중량부, 방향족 비닐 화합물 10∼30 중량부 및 비닐시안 화합물 1∼20 중량부를 포함한다.The present invention relates to a transparent thermoplastic resin composition having excellent weather resistance, wherein the resin composition comprises 10 to 30 parts by weight of an alkyl acrylate rubber polymer latex, 40 to 70 parts by weight of an alkyl methacrylate compound or an acrylic acid alkyl ester compound, and an aromatic vinyl compound. 10 to 30 parts by weight and 1 to 20 parts by weight of the vinyl cyan compound.
이 수지 조성물은 열가소성 수지 조성물은 투명성, 내후성, 내약품성, 내충격성 등의 물성이 우수하다.In this resin composition, the thermoplastic resin composition is excellent in physical properties such as transparency, weather resistance, chemical resistance, and impact resistance.
Description
[산업상 이용 분야][Industrial use]
본 발명은 내후성이 우수한 투명 열가소성 수지 조성물 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 내충격성, 내약품성, 가공성 등의 물성이 우수하고 내후성과 투명성이 우수한 투명 열가소성 수지 조성물 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transparent thermoplastic resin composition having excellent weather resistance and a method for producing the same, and more particularly, to a transparent thermoplastic resin composition having excellent physical properties such as impact resistance, chemical resistance, and workability, and excellent in weatherability and transparency, and a manufacturing method thereof. .
[종래 기술][Prior art]
최근, 산업이 선진화되고 생활이 다양해짐에 따라 제품모델의 차별화를 활발히 추진하기 위하여 사용되는 소재에 내후성, 투명성, 가공성, 내충격성 등과 같은 고기능성을 부여하는 연구가 많이 진행되고 있다.Recently, as the industry is advanced and life is diversified, a lot of research has been conducted to give high functionalities such as weather resistance, transparency, processability, impact resistance, etc. to materials used to actively promote differentiation of product models.
이 중에서 플라스틱 소재에 투명성을 부여하는 기술로는 투명한 폴리카보네이트 수지를 사용하는 방법, 투명한 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하는 방법(미국 특허 제 3,787,522 호 및 일본 특허 공개 소 63-42940 호 및 HIPS(high impact polystyrene) 수지에 투명성을 부여하는 방법(유럽 특허 제 0,733,252 호)등이 알려져 있다.Among these techniques, transparency techniques for plastic materials include a method using a transparent polycarbonate resin, a method using a transparent polymethyl methacrylate resin (US Pat. No. 3,787,522 and Japanese Patent Laid-Open No. 63-42940 and HIPS ( high impact polystyrene) is known (European Patent No. 0,733,252).
그러나 폴리카보네이트 수지를 사용하는 방법은 투명성과 상온 내충격성은 우수하나 내약품성이 약하고 저온 내충격성이 좋지 못한 문제점을 가지며 가공성이 부족하여 대형부품에는 적용상 한계점을 가진다. 또한 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하는 방법은 투명성과 가공성은 우수하나 내충격성이 극히 약하여 적용상 한계를 갖는다. 또한 HIPS 수지에 투명성을 부여하는 방법은 내화학성과 내스크렛치성이 저하되고 내후성이 좋지 못한 문제점을 갖는다.However, the method using the polycarbonate resin has excellent transparency and impact resistance at room temperature, but has a problem of weak chemical resistance, poor impact resistance at low temperature, and lack of workability, and thus has limitations in application to large parts. In addition, the method using the polymethyl methacrylate resin has excellent transparency and processability, but the impact resistance is extremely weak and has a limitation in application. In addition, the method of imparting transparency to the HIPS resin has a problem in that chemical resistance and scratch resistance are lowered and weather resistance is not good.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 폴리부타디엔 고무중합체에 메틸메타클리레이트, 스티렌, 아크릴로니트릴 등의 단량체를 그라프팅 공중합시켜 내충격성, 내화학성, 가공성등이 우수한 투명수지를 제조하는 방법이 제안되고 있다(미국 특허 제 4,767,833 호). 그러나 이 방법은 내후성이 좋지 못한 문제점이 있다. 이러한 내후성 문제를 해결하기 위하여, 내충격성, 내화학성, 가공성 등의 물성 균형이 우수한 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴(acrylate-styrene- acrylonitrile: ASA) 수지를 이용하는 방법이 제안되고 있으나(미국 특허 제 3,426,101 호), ASA 수지는 수지 특성상 불투명한 소재여서 투명성이 요구되는 소재에는 적용상 한계를 갖는다.In order to solve such problems, a method of preparing a transparent resin having excellent impact resistance, chemical resistance, and processability by graft copolymerization of monomers such as methyl methacrylate, styrene, and acrylonitrile on a polybutadiene rubber polymer has been proposed. (US Pat. No. 4,767,833). However, this method has a problem of poor weather resistance. In order to solve this weather resistance problem, a method using an acrylate-styrene-acrylonitrile (ASA) resin having an excellent balance of physical properties such as impact resistance, chemical resistance and processability has been proposed (US Patent No. 3,426,101), ASA resin is an opaque material due to its resin properties, and thus has a limitation in application to a material requiring transparency.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 투명성이 우수하면서 내후성, 내화학성, 내충격성 등의 물성이 우수한 내후성이 우수한 투명 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a transparent thermoplastic resin composition excellent in weather resistance, excellent weather resistance, chemical resistance, impact resistance and other physical properties.
본 발명의 다른 목적은 상기 열가소성 수지 조성물을 간단하게 제조할 수 있는 내후성이 우수한 투명 열가소성 수지 조성물의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing a transparent thermoplastic resin composition excellent in weather resistance that can easily produce the thermoplastic resin composition.
[과제를 해결하기 위한 수단][Means for solving the problem]
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 알킬아크릴레이트 고무 중합체 라텍스 10∼30 중량부; 메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬 에스테르 화합물 40∼70 중량부; 방향족 비닐 화합물 10∼30 중량부 및 비닐시안 화합물 1∼20 중량부를 포함하는 내후성이 우수한 투명 열가소성 수지 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is 10 to 30 parts by weight of an alkyl acrylate rubber polymer latex; 40 to 70 parts by weight of a methacrylic acid alkyl ester compound or an acrylic acid alkyl ester compound; Provided is a transparent thermoplastic resin composition having excellent weather resistance including 10 to 30 parts by weight of an aromatic vinyl compound and 1 to 20 parts by weight of a vinyl cyan compound.
또한, 본 발명은 알킬 아크릴레이트 고무 라텍스 10∼30 중량부에 유화제 0.2∼0.6 중량부 및 반응 개시제 0.05∼0.3 중량부를 첨가하여 1차 중합시키는 단계 및 상기 중합물에 메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물 40∼70 중량부, 방향족 비닐 화합물 10∼30 중량부, 비닐시안 화합물 1∼20 중량부, 유화제 0.2∼1.2 중량부, 분자량 조절제 0.2∼0.6 중량부 및 반응 개시제 0.05∼0.6 중량부를 첨가하여 2차 중합시키는 단계를 포함하는 내후성이 우수한 투명 열가소성 수지 조성물의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention is the first polymerization step by adding 0.2 to 0.6 parts by weight of the emulsifier and 0.05 to 0.3 parts by weight of the reaction initiator to 10 to 30 parts by weight of alkyl acrylate rubber latex and alkyl methacrylate compound or alkyl acrylate to the polymer 40 to 70 parts by weight of ester compound, 10 to 30 parts by weight of aromatic vinyl compound, 1 to 20 parts by weight of vinyl cyan compound, 0.2 to 1.2 parts by weight of emulsifier, 0.2 to 0.6 parts by weight of molecular weight regulator and 0.05 to 0.6 parts by weight of reaction initiator It provides a method for producing a transparent thermoplastic resin composition excellent in weather resistance comprising the step of secondary polymerization.
이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 투명 열가소성 수지 조성물은 내후성이 우수한 알킬 아크릴레이트 고무 중합체 라텍스에 내화학성이 우수한 아크릴로니트릴 성분, 가공성이 우수한 스티렌 성분 및 내충격성 등의 물성이 우수한 메틸 메타크릴레이트 성분을 그라프트 공중합시켜 제조된 것이다. 또한, 본 발명의 투명 열가소성 수지 조성물은 사용되는 각 성분들의 함량과 혼합비를 조절하여 알킬 아크릴레이트 고무 중합체 라텍스의 굴절율과 여기에 그라프트 공중합되는 메틸메타크릴레이트 성분, 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물 등의 혼합물의 굴절율을 최적화하여 제조된 것이다.The transparent thermoplastic resin composition of the present invention is made by graft copolymerization of an alkyl acrylate rubber polymer latex having excellent weather resistance and a methyl methacrylate component having excellent physical properties such as an acrylonitrile component having excellent chemical resistance, a styrene component having excellent workability, and impact resistance. It is manufactured. In addition, the transparent thermoplastic resin composition of the present invention by adjusting the content and mixing ratio of the components used, the refractive index of the alkyl acrylate rubber polymer latex and the methyl methacrylate component, aromatic vinyl compound and vinyl cyan compound graft copolymerized thereto It was prepared by optimizing the refractive index of the mixture.
본 발명의 투명 열가소성 수지 조성물은 입경이 2500 내지 5000 Å되는 시이드용 대구경 알킬아크릴레이트 고무 중합체 라텍스와 메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬 에스테르 화합물, 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물을 유화 중합 방법에 의해 그라프팅 공중합시켜 제조된다.The transparent thermoplastic resin composition of the present invention is a large diameter alkyl acrylate rubber polymer latex and methacrylic acid alkyl ester compound or acrylic acid alkyl ester compound, aromatic vinyl compound, vinyl cyan compound having a particle size of 2500 to 5000 kPa by emulsion polymerization method. It is prepared by grafting copolymerization.
이때 사용되는 단량체 혼합물의 굴절율은 투명성에 절대적으로 영향을 미치고 이 굴절율은 단량체의 사용량과 혼합비에 의해서 조절이 된다. 즉 우수한 투명수지를 얻기 위해서는 시이드로 사용되는 알킬 아크릴레이트 고무 중합체의 굴절율과 여기에 그라프팅 공중합되는 혼합물 전체의 굴절율이 유사한 정도로 맞추어야 하므로 단량체의 사용량과 혼합비가 매우 중요하다. 알킬 아크릴레이트 고무 중합체의 굴절율과 여기에 그라프팅 공중합되는 혼합물 전체의 굴절율이 차이가 나게 되면 불투명하게 된다. 즉, 시이드로 사용되는 알킬 아크릴레이트 고무중합체의 굴절율과 그라프팅되는 전체 화합물의 굴절율 차이가 0.005 이상이면 투명성이 저하되어 본 발명에 적합하지 않다.The refractive index of the monomer mixture used at this time absolutely affects transparency, and this refractive index is controlled by the amount of the monomer used and the mixing ratio. That is, in order to obtain an excellent transparent resin, the refractive index of the alkyl acrylate rubber polymer used as the seed and the refractive index of the entire mixture to be grafted to the copolymer should be adjusted to a similar degree, so the amount of the monomer used and the mixing ratio are very important. If the refractive index of the alkyl acrylate rubber polymer and the refractive index of the entire mixture grafted to the copolymer are different, it becomes opaque. That is, if the refractive index difference between the refractive index of the alkyl acrylate rubber polymer used as the seed and the total grafted compound is 0.005 or more, the transparency is lowered and is not suitable for the present invention.
본 발명에 있어서, 알킬 아크릴레이트 고무 라텍스의 굴절율과 여기에 그라프트되는 화합물의 혼합물(메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아클리산 알킬 에스테르 화합물, 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물의 혼합물)의 굴절율 차이가 0 내지 0.004인 것이 바람직하다. 이때 사용되는 각 성분의 굴절율은 부틸아크릴레이트가 1.467 정도이고 메틸메타크릴레이트가 1.49 정도이며, 스티렌이 1.59, 아크릴로니트릴이 1.518 정도이다. 그라프팅 공중합 반응시 각 성분의 그라프트 첨가 방법은 각 성분을 일과투여하는 방법과 전량 또는 일부를 연속(순차적으로) 투여하는 방법을 사용할 수 있는데 본 발명에서는 일괄투여와 연속투여방법을 조절하여 사용하는 복합형태를 취한다.In the present invention, the refractive index difference of the mixture of the refractive index of the alkyl acrylate rubber latex and the compound grafted thereto (the mixture of the alkyl methacrylate compound or the acrylic acid alkyl ester compound, the aromatic vinyl compound and the vinyl cyan compound) It is preferable that it is 0-0.004. At this time, the refractive index of each component used is about 1.467 of butyl acrylate, about 1.49 of methyl methacrylate, about 1.59 of styrene, and about 1.518 of acrylonitrile. The graft addition method of each component in the graft copolymerization reaction may be performed by the method of daily administration of each component and the method of continuous (sequential) administration of all or part of the components. It takes a complex form.
본 발명의 투명 열가소성 수지 조성물을 제조하는 공정을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the process of producing a transparent thermoplastic resin composition of the present invention in more detail as follows.
1) 대구경 알킬 아크릴레이트 고무 중합체 라텍스 제조1) Manufacture of large diameter alkyl acrylate rubber polymer latex
a) 가교된 알킬 아크릴레이트 고무 중합체 라텍스의 제조a) Preparation of Crosslinked Alkyl Acrylate Rubber Polymer Latex
알킬 아크릴레이트 단량체 0.5 내지 4 중량부, 가교제 0.005 내지 0.3 중량부, 전해질 0.05 내지 0.4 중량부, 반응 개시제 0.04 내지 0.2 중량부 및 이온 교환수 60 내지 80 중량부를 약 60 내지 80℃에서 약 0.5 내지 1시간 동안 가교 반응시켜 가교된 알킬 아크릴레이트 고무 중합체 라텍스를 제조한다.0.5 to 4 parts by weight of alkyl acrylate monomer, 0.005 to 0.3 part by weight of crosslinking agent, 0.05 to 0.4 part by weight of electrolyte, 0.04 to 0.2 part by weight of reaction initiator and 60 to 80 parts by weight of ion-exchanged water at about 60 to 80 ° C. at about 0.5 to 1 Crosslinking reaction for a time to produce a crosslinked alkyl acrylate rubber polymer latex.
상기 알킬 아크릴레이트 단량체로는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트 등의 알킬 아크릴레이트로는 어떠한 것도 사용할 수 있으나, 부틸 아크릴레이트가 주로 사용된다.The alkyl acrylate monomer may be any alkyl acrylate such as methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate or butyl acrylate, but butyl acrylate is mainly used.
상기 가교제로는 알킬 아크릴레이트 단량체와 가교될 수 있는 화합물은 어떠한 것도 사용할 수 있으나, 그 대표적인 예로 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,3-부탄디올디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 트리메틸올메탄트리아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.As the crosslinking agent, any compound capable of crosslinking with an alkyl acrylate monomer may be used, but representative examples thereof include ethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, 1 , 6-hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylol methane triacrylate, and the like can be used.
상기 전해질은 다른 화합물에게 전자를 줄 수 있는 화합물은 어떠한 것도 사용할 수 있으며, 그 대표적인 예로는 NaHCO3, Na2S2O7, K2CO3등이 사용될 수 있다.The electrolyte may be any compound that can give electrons to other compounds, and representative examples thereof may include NaHCO 3 , Na 2 S 2 O 7 , and K 2 CO 3 .
상기 반응 개시제로는 가교 반응을 야기할 수 있는 어떠한 화합물도 사용할 수 있으며, 그 대표적인 예로는 무기 혹은 유기 과산화화합물이 사용될 수 있으며 수용성 개시제나 유용성 개시제 모두 사용가능하다. 구체적으로 예를 들면 칼륨퍼설페이트, 나트륨퍼설페이트, 암모늄퍼설페이트 등과 같은 수용성 개시제나 큐멘하이드로퍼옥사이드, 벤조일퍼옥사이드와 같은 유용성 개시제 등이 있다.As the reaction initiator, any compound capable of causing a crosslinking reaction may be used, and representative examples thereof may include inorganic or organic peroxide compounds, and both water-soluble initiators and oil-soluble initiators may be used. Specific examples include water-soluble initiators such as potassium persulfate, sodium persulfate and ammonium persulfate, and oil-soluble initiators such as cumene hydroperoxide and benzoyl peroxide.
b) 대구경 알킬 아크릴레이트 고무 중합체 라텍스의 제조b) Preparation of Large Diameter Alkyl Acrylate Rubber Polymer Latex
상기 방법으로 얻어진 가교된 알킬 아크릴레이트 고무 중합체 라텍스 100 중량부, 제 1 혼합 유화 용액 및 반응 개시제 0.01∼0.1 중량부를 60∼70℃에서 1∼3시간 동안 투여하여 유화 중합 반응시켜 대구경 알킬 아크릴레이트 고무 중합체 라텍스를 제조한다. 상기 제 1 혼합 유화 용액은 알킬 아크릴레이트 6∼29 중량부, 방향족 비닐 화합물 6∼29 중량부, 유화제 0.01∼0.07 중량부, 가교제 0.005∼0.3 중량부, 전해질 0.005∼0.4 중량부, 그라프팅제 0.01∼0.07 중량부 및 이온 교환수 20∼40 중량부를 혼합하여 제조된 것이다.100 parts by weight of the crosslinked alkyl acrylate rubber polymer latex obtained by the above method, 0.01 to 0.1 parts by weight of the first mixed emulsion solution and the reaction initiator were administered at 60 to 70 ° C. for 1 to 3 hours to emulsify and polymerize the large diameter alkyl acrylate rubber. Polymer latex is prepared. The first mixed emulsion solution is 6 to 29 parts by weight of alkyl acrylate, 6 to 29 parts by weight of aromatic vinyl compound, 0.01 to 0.07 part by weight of emulsifier, 0.005 to 0.3 part by weight of crosslinking agent, 0.005 to 0.4 part by weight of electrolyte, and 0.01 to grafting agent. It is prepared by mixing 0.07 parts by weight and 20 to 40 parts by weight of ion-exchanged water.
이 단계는 상기 방법으로 얻어진 가교된 알킬 아크릴레이트 고무 중합체 라텍스의 크기를 증가시키기 위한 공정이므로 가교 반응에서 사용한 것과 동일한 알킬 아크릴레이트 단량체를 사용하여 실시한다. 이와 같이 알킬 아크릴레이트 고무 중합체 라텍스의 크기가 증가되면 내충격성이 향상되는 효과가 있다. 또한 상기 방향족 비닐 화합물은 스티렌, α-스티렌, o-에틸스티렌, p-에틸스티렌 및 비닐톨루엔으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 사용할 수 있다.This step is performed to increase the size of the crosslinked alkyl acrylate rubber polymer latex obtained by the above method, so it is carried out using the same alkyl acrylate monomer used in the crosslinking reaction. As such, when the size of the alkyl acrylate rubber polymer latex is increased, impact resistance is improved. In addition, the aromatic vinyl compound may be a compound selected from the group consisting of styrene, α-styrene, o-ethyl styrene, p-ethyl styrene and vinyl toluene.
상기 유화제는 소수성기와 친수성기를 동시에 갖는 계면활성제로 혼합되지 않는 단량체와 반응 개시제를 에멀젼화시켜 중합 반응이 일어날 수 있게 한다. 이러한 역할을 하는 유화제로는 비이온성 및 음이온성 계면활성제를 사용하며, 그 대표적인 예로 C12내지 C20의 탄소수를 가진 지방산 금속염 또는 로진산 금속염 등 카르복실산 금속염의 유도체의 수용액으로 pH 9-13의 수용액을 사용할 수 있다. 그 구체적인 예로는 디옥틸설포 석시네이트 등이 있다. 상기 그라프팅제로는 아릴메타크릴레이트나 트리아릴이소시아누레이트, 트리아릴아민, 디아릴아민 등이 사용가능하다.The emulsifier emulsifies the monomer and the reaction initiator which are not mixed with a surfactant having a hydrophobic group and a hydrophilic group at the same time so that a polymerization reaction can occur. Nonionic and anionic surfactants are used as emulsifiers that play such a role, and representative examples thereof include aqueous solutions of derivatives of carboxylic acid metal salts such as fatty acid metal salts or rosin acid metal salts having from 12 to 20 carbon atoms. An aqueous solution of can be used. Specific examples thereof include dioctylsulfo succinate. As the grafting agent, aryl methacrylate, triaryl isocyanurate, triarylamine, diarylamine and the like can be used.
제조된 대구경 알킬 아크릴레이트 고무중합체의 라텍스 pH는 5 내지 10의 범위가 바람직하며, 입경은 2500 내지 5000 Å가 바람직하다. 알킬 아크릴레이트 고무중합체의 라텍스 입경이 2500 Å 미만이면 내충격성이 저하되고, 5000 Å를 초과하면 광택성과 열안정성이 저하되어 바람직하지 않다.The latex pH of the prepared large-diameter alkyl acrylate rubber polymer is preferably in the range of 5 to 10, and the particle size is preferably 2500 to 5000 Pa. If the latex particle size of the alkyl acrylate rubber polymer is less than 2500 GPa, the impact resistance is lowered, and if it is more than 5000 GPa, the gloss and thermal stability are lowered, which is not preferable.
2) 열가소성 수지 조성물의 제조2) Preparation of Thermoplastic Resin Composition
투명 열가소성 수지 조성물을 제조하는 공정은 다음과 같이 1차 중합 공정인 유화 중합공정과 2차 중합 공정인 그라프팅 중합 공정으로 구별된다.The process of manufacturing a transparent thermoplastic resin composition is divided into the emulsion polymerization process which is a primary polymerization process, and the grafting polymerization process which is a secondary polymerization process as follows.
a) 유화 중합 공정a) emulsion polymerization process
상기 방법으로 제조된 대구경 알킬 아크릴레이트 고무 중합체 라텍스 10 내지 30 중량부에 이온 교환수 80∼100 중량부, 유화제 0.2∼0.6 중량부 및 반응 개시제 0.05∼0.3 중량부를 50∼80℃에서 투여하여 30 내지 1시간 동안 유화 중합시킨다.10 to 30 parts by weight of the large-diameter alkyl acrylate rubber polymer latex prepared by the above method was subjected to 80 to 100 parts by weight of ion-exchanged water, 0.2 to 0.6 parts by weight of the emulsifier and 0.05 to 0.3 parts by weight of the reaction initiator at 50 to 80 ° C. Emulsion polymerization for 1 hour.
중합반응에 사용되는 유화제로는 알킬아릴 설포네이트, 알칼리메틸알킬 설페이트, 설포네이트화된 알킬에스테르, 올레인산 나트륨 등의 지방산의 비누, 로진산의 알칼리 염등이며, 이들을 단독 또는 2종 이상의 혼합물로도 사용가능하다. 분자량 조절제로는 3급 도데실 메르캅탄이 주로 사용되며 반응 개시제로는 큐멘하이드로 퍼옥사이드, 디이소프로필벤젠하이드로 퍼옥사이드, 과황산염 등과 같은 과산화물과 소디움포름알데히드 술폭실레이트, 소디움에틸렌디아민 테트라아세테이트, 황산 제1철, 덱스트로즈, 피롤린산나트륨, 아황산나트륨 등과 같은 환원제와의 혼합물로 된 산화-환원 촉매계를 사용할 수 있다.The emulsifiers used in the polymerization reaction are alkylaryl sulfonates, alkali methylalkyl sulfates, sulfonated alkyl esters, soaps of fatty acids such as sodium oleate, alkali salts of rosin acid, etc., and these may be used alone or as a mixture of two or more thereof. It is possible. As the molecular weight regulator, tertiary dodecyl mercaptan is mainly used, and as the reaction initiator, peroxides such as cumene hydroperoxide, diisopropylbenzenehydro peroxide, persulfate, sodium formaldehyde sulfoxylate, sodium ethylenediamine tetraacetate, Oxidation-reduction catalyst systems made of a mixture with a reducing agent such as ferrous sulfate, dextrose, sodium pyrolate, sodium sulfite and the like can be used.
2) 그라프트 중합 반응2) Graft Polymerization Reaction
70∼80 ℃까지 온도를 승온시키면서 상기 유화 중합 반응으로 제조된 중합물에 혼합 유화 용액을 3∼7시간 동안 연속적으로 투여한다. 상기 혼합 유화 용액은 이온 교환수 60∼80 중량부, 유화제 0.2∼0.6 중량부, 메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물 40 내지 70 중량부, 방향족 비닐 화합물 10 내지 30 중량부, 비닐시안 화합물 1 내지 20 중량부, 분자량 조절제 0.2 내지 0.6 중량부, 반응 개시제 0.05 내지 0.3 중량부를 혼합하여 제조된다.The mixed emulsion solution is continuously administered to the polymer produced by the emulsion polymerization reaction for 3 to 7 hours while the temperature is raised to 70 to 80 ° C. The mixed emulsion solution is 60 to 80 parts by weight of ion-exchanged water, 0.2 to 0.6 parts by weight of an emulsifier, 40 to 70 parts by weight of an alkyl methacrylate compound or an acrylic acid alkyl ester compound, 10 to 30 parts by weight of an aromatic vinyl compound, a vinyl cyan compound It is prepared by mixing 1 to 20 parts by weight, 0.2 to 0.6 parts by weight of a molecular weight regulator, and 0.05 to 0.3 parts by weight of a reaction initiator.
이어서 혼합물의 온도를 75∼85 ℃로 승온시킨 후 약 0.5∼1.5시간 동안 그라프트 중합 반응시킨다. 수득된 라텍스의 중합 전환율은 98% 이상이다.Subsequently, the temperature of the mixture is raised to 75 to 85 ° C., and then the graft polymerization reaction is performed for about 0.5 to 1.5 hours. The polymerization conversion rate of the latex obtained is 98% or more.
이어서, 수지상의 고분자를 얻기 위하여 이 라텍스에 산화방지제 및 안정제를 투여한 후, 80 ℃ 이상의 온도에서 응집제를 가하고 탈수 및 건조한다.Subsequently, an antioxidant and a stabilizer are administered to this latex in order to obtain a dendritic polymer, and then a flocculant is added at a temperature of 80 ° C. or higher and dehydrated and dried.
상기 비닐 시안 화합물로는 아크릴로니트릴, 메타크릴니트릴 및 에타크릴니트릴로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 사용할 수 있다. 상기 산화방지제로는 고분자의 산화를 방지할 수 있는 화합물은 어떠한 것도 사용할 수 있으며, 그 대표적인 예로는 페놀, 비스페놀, 폴리페놀, 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀, 트리(노닐페닐)포스파이트 등이 있다. 또한 상기 안정제로는 자외선 또는 열에 의한 산화 반응을 방지할 수 있는 화합물은 어떠한 것도 사용할 수 있다.The vinyl cyan compound may be a compound selected from the group consisting of acrylonitrile, methacrylonitrile and ethacrylonitrile. As the antioxidant, any compound capable of preventing oxidation of a polymer may be used, and representative examples thereof include phenol, bisphenol, polyphenol, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, and tri (nonyl). Phenyl) phosphite and the like. As the stabilizer, any compound capable of preventing the oxidation reaction by ultraviolet rays or heat may be used.
이와 같은 방법으로 제조된 투명 열가소성 수지는 내후성, 내충격성, 내화학성, 가공성 등의 물성이 매우 우수하다.The transparent thermoplastic resin produced in this manner is very excellent in physical properties such as weather resistance, impact resistance, chemical resistance, processability.
[실시예]EXAMPLE
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples and comparative examples of the present invention are described. However, the following examples are only preferred embodiments of the present invention and the present invention is not limited to the following examples.
(실시예 1)(Example 1)
1) 대구경 알킬 아크릴레이트 고무 중합체 라텍스 제조1) Manufacture of large diameter alkyl acrylate rubber polymer latex
a) 가교된 알킬 아크릴레이트 고무 중합체 라텍스 제조a) Preparation of Crosslinked Alkyl Acrylate Rubber Polymer Latex
이온 교환수 70 중량부, 부틸아크릴레이트 1 중량부, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 0.02 중량부, 탄산수소나트륨 0.1 중량부, 칼륨퍼설페이트 0.04 중량부를 질소 치환된 중합반응기에 넣고 70℃까지 승온한 후 1시간 동안 가교 반응시켜 가교된 알킬 아크릴레이트 고무 중합체 라텍스를 제조하였다.70 parts by weight of ion-exchanged water, 1 part by weight of butyl acrylate, 0.02 part by weight of ethylene glycol dimethacrylate, 0.1 part by weight of sodium bicarbonate, and 0.04 part by weight of potassium persulfate were added to a nitrogen-substituted polymerization reactor, and the temperature was raised to 70 ° C. The crosslinked reaction was carried out for 1 hour to prepare a crosslinked alkyl acrylate rubber polymer latex.
2) 대구경 알킬 아크릴레이트 고무 중합체 라텍스의 제조2) Preparation of Large Diameter Alkyl Acrylate Rubber Polymer Latex
이온 교환수 30 중량부, 디옥틸설포 석시네이트 0.5 중량부, 부틸아크릴레이트 13 중량부, 스티렌 6 중량부, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 0.12 중량부, 아릴메타크릴레이트 0.04 중량부 및 탄산수소나트륨 0.1 중량부를 혼합하였다. 이 혼합물에 칼륨퍼설페이트 0.05 중량부 및 상기한 방법으로 얻어지 가교된 시이드를 70℃에서 2시간 동안 연속으로 각각 투입하면서 중합 반응을 실시하여 대구경 알킬 아크릴레이트 고무 중합체 라텍스를 제조하였다.30 parts by weight of ion-exchanged water, 0.5 parts by weight of dioctylsulfo succinate, 13 parts by weight of butyl acrylate, 6 parts by weight of styrene, 0.12 parts by weight of ethylene glycol dimethacrylate, 0.04 parts by weight of aryl methacrylate, and sodium hydrogencarbonate 0.1 Parts by weight were mixed. 0.05 parts by weight of potassium persulfate and the crosslinked seed obtained by the above-described method were added to the mixture at 70 ° C. for 2 hours in succession to prepare a large diameter alkyl acrylate rubber polymer latex.
이때 얻어진 라텍스의 입경을 다이나믹 레이져라이트 스케트링법으로 Nicomp 370 HPL을 이용하여 측정하였으며, 측정된 입경은 4000 Å이었다. 또한 제조된 라텍스의 pH는 8, 중합전환율은 98% 정도였다.The particle size of the latex thus obtained was measured using a Nicomp 370 HPL by the dynamic laser light scattering method, and the measured particle diameter was 4000 mm 3. In addition, the pH of the prepared latex was 8, polymerization conversion was about 98%.
2) 투명 열가소성 수지 조성물의 제조2) Preparation of Transparent Thermoplastic Resin Composition
a) 유화 중합 반응a) emulsion polymerization reaction
질소 치환된 중합반응기에 상기 방법으로 제조된 대구경 알킬아크릴레이트 고무중합체 20 중량부에 이온 교환수 90 중량부, 올레인산나트륨 유화제 0.2 중량부, 피로인산 나트륨 0.048 중량부, 덱스트로즈 0.012 중량부, 황화제1철 0.001 중량부, 큐멘하이드로퍼옥사이드 0.04 중량부를 70℃에서 일괄 투여하여 유화 중합 반응을 실시하였다.90 parts by weight of ion-exchanged water, 0.2 parts by weight of sodium oleate emulsifier, 0.048 parts by weight of sodium pyrophosphate, 0.012 parts by weight of dextrose, sulfur in 20 parts by weight of a large diameter alkyl acrylate rubber polymer prepared by the above method in a nitrogen-substituted polymerization reactor. 0.001 parts by weight of ferrous topicate and 0.04 parts by weight of cumene hydroperoxide were collectively administered at 70 ° C to perform an emulsion polymerization reaction.
2) 그라프트 중합 반응2) Graft Polymerization Reaction
상기 유화 중합 반응으로 얻어진 생성물에 혼합 유화 용액을 5시간 동안 73 ℃까지 승온하면서 연속적으로 투여하였다. 상기 혼합 유화 용액은 이온 교환수 70 중량부, 올레인산나트륨 0.4 중량부, 메틸메타크릴레이트 66.64 중량부, 스티렌 10.36 중량부, 아크릴로니트릴 3 중량부, 3급 도데실메르캅탄 0.25 중량부, 피로인산나트륨 0.048 중량부, 덱스트로즈 0.012 중량부, 황산제1철 0.001 중량부 및 큐멘하이드록퍼옥사이드 0.10 중량부를 포함한다.The mixed emulsion solution was continuously administered to the product obtained by the emulsion polymerization while raising the temperature to 73 ° C for 5 hours. The mixed emulsion solution is 70 parts by weight of ion-exchanged water, 0.4 parts by weight of sodium oleate, 66.64 parts by weight of methyl methacrylate, 10.36 parts by weight of styrene, 3 parts by weight of acrylonitrile, 0.25 parts by weight of tertiary dodecyl mercaptan, pyrophosphoric acid 0.048 parts by weight sodium, 0.012 parts by weight dextrose, 0.001 parts by weight ferrous sulfate and 0.10 parts by weight cumene hydroperoxide.
이어서, 상기 혼합물의 온도를 다시 76 ℃로 승온한 후 1시간 동안 숙성시키고 그라프트 중합 반응을 종료하였다. 이때 중합전환율은 99.5%였고 고형응고분은 0.1%였다. 그리고 이 라텍스를 염화칼슘 수용액으로 응고시키고 세척한 다음 분말을 얻었다.Subsequently, the temperature of the mixture was further raised to 76 ° C., and then aged for 1 hour to terminate the graft polymerization reaction. At this time, the polymerization conversion was 99.5% and solid coagulation was 0.1%. The latex was coagulated with an aqueous calcium chloride solution and washed to obtain a powder.
(실시예 2)(Example 2)
유화 중합 및 그라프트 중합 반응에서 사용한 각 성분의 조성비를 하기 표 1에 나타낸 것과 같이 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 실질적으로 동일하게 실시하였다.It carried out substantially the same as Example 1 except having changed the composition ratio of each component used by emulsion polymerization and the graft polymerization reaction as shown in Table 1 below.
(비교예 1-2)(Comparative Example 1-2)
유화 중합 및 그라프트 중합 반응에서 사용한 각 성분의 조성비를 하기 표 1에 나타낸 것과 같이 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.It carried out similarly to Example 1 except having changed the composition ratio of each component used by the emulsion polymerization and the graft polymerization reaction as shown in Table 1 below.
상기 실시예 1-2 및 비교예 1-2의 방법으로 제조된 그라프트 라텍스의 고형분을 다음과 수학식 1로 계산하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The solid content of the graft latex prepared by the method of Example 1-2 and Comparative Example 1-2 was calculated by Equation 1 below and the results are shown in Table 1 below.
[수학식 1][Equation 1]
고형 응고분(%)= (반응조내의 생성응고물 무게[g]/총 고무 및 단량체의 무게[g])×100Solid coagulation content (%) = (weight of product coagulum in reaction tank [g] / weight of total rubber and monomer [g]) × 100
고형 응고분이 0.7 중량% 이상이 되면 라텍스 안정성이 극히 떨어지며, 다량의 응고물로 인해 본 발명에 적합한 그라프트 공중합체를 얻기 힘들다. 하기 표 1에 나타낸 것과 같이, 실시예 1-2 및 비교예1-2의 방법으로 제조된 그라프트 라텍스는 고형분의 함량이 약 0.1 중량%이므로 라텍스 안정성이 우수함을 알 수 있다.When the solidified solid content is more than 0.7% by weight, the latex stability is extremely low, and due to the large amount of the solidified material, it is difficult to obtain a graft copolymer suitable for the present invention. As shown in Table 1, the graft latex prepared by the method of Example 1-2 and Comparative Example 1-2 can be seen that the latex stability is excellent because the content of the solid content is about 0.1% by weight.
상기 실시예 1-2 및 비교예 1-2의 방법으로 제조된 그라프트 공중합체 100 중량부에 활제 0.1 중량부, 산화방지제 0.2 중량부를 투여하여 210 ℃의 실린더 온도에서 2축 압출 혼련기를 사용하여 펠렛 형태로 제조하였다. 이 펠렛을 사출성형하여 시편을 제조하였다. 이 시편의 놋치 아이조드 충격 강도, 유동지수, 헤이즈 값(Haze valuse), 내약품성 및 내후성을 다음과 같은 방법으로 측정하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.0.1 parts by weight of lubricant and 0.2 parts by weight of antioxidant were administered to 100 parts by weight of the graft copolymer prepared by the method of Example 1-2 and Comparative Example 1-2, using a twin screw extruder at a cylinder temperature of 210 ° C. Prepared in pellet form. The pellet was injection molded to prepare a specimen. Notched Izod impact strength, flow index, haze valuse, chemical resistance and weather resistance of this specimen were measured in the following manner and the results are shown in Table 2.
1) 놋치 아이조드 충격 강도: ASTM D-2561) Notched Izod Impact Strength: ASTM D-256
2) 유동지수: ASTM D-12382) Flow index: ASTM D-1238
3) 헤이즈 값(투명성): ASTM D-10033) Haze value (transparency): ASTM D-1003
4) 내약품성:4) Chemical resistance:
상기 제조된 시편을 에탄올 용액에서 14일간 방치한 후, 그 형상을 관찰하였다.After the specimen was left for 14 days in ethanol solution, its shape was observed.
5) 내후성:5) Weather Resistance:
웨더-오-미터(weather-o-meter) 장치 및 크세논(xenon) 램프를 이용하여 63℃의 온도, 0.35W/㎡의 조도 및 50%의 습도의 조건하에서 변색도를 측정하여 내후성을 측정하였다.The weather resistance was measured by using a weather-o-meter device and a xenon lamp under the conditions of temperature of 63 ° C., illuminance of 0.35 W / m 2 and humidity of 50%. .
상기 표 2에 나타낸 것과 같이, 실시예 1-2의 수지 조성물로 제조된 시편은 충격강도, 내약품성 및 내후성이 우수할 뿐만 아니라 유동지수가 우수하므로 가공성이 우수하고, 또한 투명성이 매우 우수함을 알 수 있다.As shown in Table 2, the specimen prepared from the resin composition of Example 1-2 is not only excellent in impact strength, chemical resistance and weather resistance, but also excellent in flow index, it is excellent in workability, and also very excellent in transparency. Can be.
상술한 바와 같이, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 투명성, 내후성, 내약품성, 내충격성 등의 물성이 우수하다.As described above, the thermoplastic resin composition of the present invention is excellent in physical properties such as transparency, weather resistance, chemical resistance, and impact resistance.
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