KR100468600B1 - Impact-resistant core-shell emulsion polymer containing pores in the particles and method for preparing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입자내부에 기공을 함유한 내충격성 코어-쉘 유화중합체의 제조방법에 있어서, 에틸렌 불포화 단량체, 유화제 및 라디칼 개시제, 및 선택적으로 산당량체를 중합시켜 제조된 시이드 입자에 산단량체, 에틸렌 불포화 단량체 및 가교제을 첨가시켜 유화중합방법으로 알카리 팽윤성 입자를 제조하는 단계; 상기 팽윤성 입자와 산단량체 0.1-20중량%, Tg가 상대적으로 낮은 알킬(메타)크릴레이트 99.85-75중량%, 및 가교제 0.05-5중량%를 반응시켜 탄성체 고무상 폴리머를 제조하는 단계; 상기 탄성체 고무상 폴리머를 pH가 7에서 12의 범위내로 중화시키는 단계; 및 상기 중화시킨 탄성체 고무상 폴리머에 Tg가 상대적으로 높은 아크릴 단량체로 이루어진 경질 외피 폴리머와 고무상 형성 단량체로 이루어진 혼합물, 및 가교제와 쇄조절제를 포함하는 경질 외피 형성 단량체로 이루어진 혼합물을 연속 조성 변화 첨가법으로 유화중합시켜 층간 공중합체를 제조하는 단계를 포함하며, 최종 유화중합체의 입경이 0.15 내지 0.4마이크론이고, 건조후의 단일 기공의 직경이 0.05 내지 0.2마이크론이며, 상기 알칼리 팽윤성 입자에 함유된 산단량체가 15 내지 40중량%이고, 탄성체 고무상 폴리머의 유리전이 온도가 -20℃ 이하이며, 층간 공중합체의 유리전이 온도가 0에서 40℃인 코어-쉘 유화중합체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing an impact-resistant core-shell emulsion polymer containing pores in a particle, wherein the acid monomer, ethylene is added to a seed particle prepared by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer, an emulsifier and a radical initiator, and optionally an acid equivalent. Adding an unsaturated monomer and a crosslinking agent to prepare alkali swellable particles by an emulsion polymerization method; Preparing an elastomeric rubbery polymer by reacting the swellable particles with 0.1-20% by weight of an acid monomer, 99.85-75% by weight of a relatively low Tg, and 0.05-5% by weight of a crosslinking agent; Neutralizing the elastomeric rubbery polymer to a pH in the range of 7 to 12; And adding to the neutralized elastomeric rubber polymer a mixture of a hard skin polymer made of an acrylic monomer having a relatively high Tg and a rubber phase forming monomer, and a mixture made of a hard skin forming monomer including a crosslinking agent and a chain regulator. A step of preparing an interlayer copolymer by emulsion polymerization, wherein the final emulsion polymer has a particle size of 0.15 to 0.4 micron, a single pore diameter of 0.05 to 0.2 micron, and an acid monomer contained in the alkaline swellable particles. It is 15 to 40% by weight, the glass transition temperature of the elastomeric rubber-like polymer is -20 ℃ or less, the glass transition temperature of the interlayer copolymer is 0 to 40 ℃ relates to a core-shell emulsion polymer and a method for producing the same.

Description

입자내부에 기공을 함유한 내충격성 코어-쉘 유화중합체 및 이의 제조방법Impact-resistant core-shell emulsion polymer containing pores in particles and method for preparing same

본 발명은 경질 열가소성수지인 폴리비닐클로라이드(이하 "PVC"이라 함), 폴리스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴(SAN) 공중합체 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 조성물에 내후성 및 내충격성을 향상시키기 위해 사용되는 아크릴계 충격보강제용 코어-쉘 유화중합체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 탄성체 고무상 입자와 그 고무상 입자에 그라프트(GRAFT)된 경질 외피 폴리머로 이루어진 충격보강제용 유화중합체를 제조함에 있어서, 고무상 입자 내부에 단일의 구상 또는 비구상 기공을 함유하도록 설계하여 백색 불투명화제로 사용되고 있는 고가의 이산화티탄을 일부 대체하여 PVC성형품의 원가를 절감하고, 경질 외피 형성단계에는 고무상 폴리머 형성 단량체와 가교제 및 경질 외피 형성 단량체의 혼합물을 연속조성변화 유화중합법으로 제조한 층간공중합체를 포함하여 공중합층간에 단량체들의 농도구배와 가교 밀도를 연속적으로 변화시켜 입자 내부의 기공으로 인한 고무성분의 감소를 개선하였으며, 또한 공중합체 내피에는 고무상 폴리머 형성 단량체 및 가교제를 대부분 포함하도록 하고 외피에는 경질 외피 형성 단량체들을 대부분 포함하도록 설계하여 고무상 입자의 표면을 경질 성향으로 개질시켜 경질 외피 형성 단량체들이 고무상 입자를 완전히 캡슐화할 수 있는 입자 내부에 기공을 함유하는 내충격성 코어-쉘 유화중합체와 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention improves weather resistance and impact resistance in the composition of hard thermoplastics, polyvinylchloride (hereinafter referred to as "PVC"), polystyrene, styrene-acrylonitrile (SAN) copolymers and polymethylmethacrylate (PMMA). The present invention relates to a core-shell emulsion polymer for acrylic impact modifiers and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an elastomeric impact modifier emulsion comprising a rubber-like particle and a hard shell polymer grafted to the rubber-like particle. In the manufacture of rubber, it is designed to contain a single spherical or non-spherical pores inside the rubbery particles to replace some expensive titanium dioxide used as a white opaque agent to reduce the cost of the PVC molded product, the rubber phase in the hard shell forming step Continuous composition change emulsion polymerization method of a mixture of polymer forming monomer, crosslinking agent and hard shell forming monomer Including the interlayer copolymer prepared in the present invention, the concentration gradient and crosslinking density of the monomers were continuously changed between the copolymerization layers, thereby reducing the reduction of rubber components due to the pores inside the particles. It is designed to include most of the outer shell and hard shell-forming monomers in the majority of the surface of the rubber particles to modify the hard tendency to form a hard shell forming monomer containing pores inside the particles that can completely encapsulate the rubber particles. It relates to an impact core-shell emulsion polymer and a method for preparing the same.

경질 PVC 수지는 물성이 양호하여 건축내·외장제 및 파이프등에 널리 사용되나, 수지 단독으로는 열안정성이 나빠 압출가공중에 열분해되며 충격강도가 취약하며 압출가공중에 금형의 내벽에 용융물이 불어 성형물의 외관이 불량해지는 단점을 갖고 있기 때문에, 안정제, 활제, 가소재 및 충격보강제와 같은 첨가제를 사용하여 그들 조성물의 물성을 보완한다. 특히, 경질 PVC수지의 내충격성 및 압출/사출 작업성을 향상시키기 위해 사용되는 충격보강제에는 할로겐화폴리에틸렌(CPE), 에틸렌-비닐아세테이트(EVA), 아크리로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌(MBS) 및 아크릴계가 있으며, 수지타입에 따라 그 용도 및 장/단점에 차이가 있다. 이들중에서 아크릴계 충격보강제는 제조후 완전히 포화된 구조를 갖기 때문에 장시간 옥외에 노출되어도 충격강도가 저하되지 않을 뿐만 아니라 변색정도가 작고, PVC성형시의 넓은 가공조건 및 소량으로도 우수한 내충격성을 주기 때문에 가장 많이 사용된다.Rigid PVC resin has good physical properties and is widely used in building interiors, exteriors, and pipes.Because of resin alone, thermal stability is poor, so it is thermally decomposed during extrusion processing, and its impact strength is weak.The melt is blown to the inner wall of the mold during extrusion processing. Because of the disadvantage of poor appearance, additives such as stabilizers, lubricants, plasticizers and impact modifiers are used to compensate for the properties of these compositions. In particular, impact modifiers used to improve the impact resistance and extrusion / injection workability of rigid PVC resins include halogenated polyethylene (CPE), ethylene-vinylacetate (EVA), acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), and methyl methacrylate. There are acrylate-butadiene-styrene (MBS) and acryl-based, and there are differences in its use and advantages / disadvantages depending on the resin type. Among them, the acrylic impact modifier has a completely saturated structure after manufacture, so that the impact strength does not decrease even when exposed to the outdoors for a long time, and the discoloration degree is small, and it provides excellent impact resistance even under a wide range of processing conditions and a small amount during PVC molding. Most used.

경질 PVC수지의 내충격성을 향상시키기 위해 사용되는 아크릴계 충격보강제용 코어쉘-유화중합체의 제조방법은 미합중국 특허 제 3,678,133호, 제 3,655,825호 및 제 4,096,202호 등에 언급되어 있다. 미합중국 특허 제 3,678,133호에는 1단계에서 50중량부이상의 C2-C8의 알킬그룹을 갖는 알킬 아크릴레이트 단량체, 특히 부틸 아크릴레이트(Tg=55℃)와 가교제로 이루어진 고무상 코어 유화중합체를 제조한후, 2단계에서는 1단계에서 제조된 코어의 존재하에 50중량부 이상의 C1-C4 알킬그룹을 갖는 알킬 메타크릴레이트 단량체, 특히 메틸메타크릴레이트(Tg=105℃)로 그라프트시키는 코어-쉘 유화중합체를 제조하는 방법에 대해 언급하고 있다.Methods of preparing coreshell-emulsion polymers for acrylic impact modifiers used to improve the impact resistance of hard PVC resins are described in US Pat. Nos. 3,678,133, 3,655,825 and 4,096,202 and the like. U. S. Patent No. 3,678, 133 discloses a rubbery core emulsion comprising an alkyl acrylate monomer having at least 50 parts by weight of a C 2 -C 8 alkyl group, in particular butyl acrylate (Tg = 55 ° C.) and a crosslinking agent. In the second step, the core-grafted with an alkyl methacrylate monomer having at least 50 parts by weight of a C 1 -C 4 alkyl group, especially methyl methacrylate (Tg = 105 ° C.), in the presence of the core prepared in step 1 Mention is made of methods for making shell emulsions.

통상적으로, 충격보강제용 유화중합체는 응집 및 건조 공정을 통해 평균입경이 약 150마이크론인 분말상태로 분리되며, PVC압출성형시 압출기에 작용되는 고온과 스크류에 의한 전단력 그리고 마찰력에 의해 PVC매트릭스(MATRIX)에서 기타 첨가제와 함께 분산된다. 다시말하면, PVC매트릭스내에서 에멀젼 1차 입자(고무상의 입경이 약 0.15-0.25마이크론임)가 쪼개져서 분산된 충격보강제는 가소 메카니즘에 의해 탄성체 고무상이 이형상(Heterogeneous phase)으로 존재하기 때문에, 성형물이 냉각된 후에도 외부에서 가해지는 충격을 완하하며 또한 크랙(Crack)의 진행을 차단하는 방법으로 경질 PVC수지의 내충격성을 향상시킨다. 그러나, 선행기술에 의해 제조된 중합체의 고무상 폴리머 입자는 PVC 매트릭스와의 굴절률차가 적어 불투명도를 주지 못한다.In general, the impact modifier emulsion is separated into a powder having an average particle diameter of about 150 microns through a flocculation and drying process, and the PVC matrix (MATRIX) is applied by the high temperature applied to the extruder, the shear force and the frictional force applied to the extruder during the PVC extrusion. Are dispersed together with other additives. In other words, the impact modifier dispersed by dispersing the emulsion primary particles (rubber phase has a particle size of about 0.15-0.25 microns) in the PVC matrix, and the molded article is formed because the elastic rubber phase is present in the heterogeneous phase by the plasticity mechanism. Even after cooling, the impact from the outside is alleviated and the impact resistance of the hard PVC resin is improved by blocking the progress of cracks. However, the rubbery polymer particles of the polymer prepared by the prior art do not give opacity due to the small refractive index difference from the PVC matrix.

통상적으로, PVC수지의 백색 불투명도를 주기위해서 수성도료, 종이피복제 및 성형용 조성물에서 사용되는 백색안료인 이산화티탄을 첨가제로 사용한다. 실제, PVC창문 및 창틀의 경우, 이산화티탄을 PVC수지 100중량부에 대해 약 5-10중량부를 사용한다. 그러나, 이산화티탄은 가격이 비싸서 이를 단독 응용할 경우 PVC성형품의 원가를 상승시키는 요인으로 작용하며, 노화시 티타늄에 의한 환경오염을 야기한다.Generally, titanium dioxide, which is a white pigment used in aqueous coatings, paper coatings and molding compositions, is used as an additive to give the white opacity of PVC resin. In fact, for PVC windows and window frames, about 5-10 parts by weight of titanium dioxide is used based on 100 parts by weight of PVC resin. However, titanium dioxide is expensive and acts as a factor to increase the cost of PVC molded articles when used alone, and causes environmental pollution by titanium during aging.

한편, 대한민국 특허 제 79058호에는 백색 또는 담색의 수성도료, 종이 피복재 및 성형용 조성물에서의 불투명화제로 사용되는 입자 내부에 중공을 갖는 플라스틱 안료의 제조방법에 대해 언급하고 있다. 그 내용은 카르복실산기를 갖는 비닐 단량체와 일반 비닐 단량체 혼합물로 부터 코어를 형성시키고 상기 코어 입자의 존재하에 피복 형성 비닐 단량체 혼합물을 중합한다. 그리고, 염기로 코어의 카르복실산기를 중화하는 공정에 의해 입자내부의 코어를 팽윤시켜 건조시 입자 내부에 있던 물이 휘발되면서 기공이 형성되도록 하며, 상온에서의 건조과정에서 발생되는 수축력을 견딜 수 있도록 표피 형성 고분자의 선택 기준을 40℃이상의 유리 전이 온도(Tg)와 강인성 지수(Toughness Index)로 설정하였다.On the other hand, Korean Patent No. 79058 refers to a method for producing a plastic pigment having a hollow inside the particles used as an opaque agent in a white or light aqueous coating, paper coating and molding composition. Its contents form a core from a vinyl monomer having a carboxylic acid group and a general vinyl monomer mixture and polymerize the coating-forming vinyl monomer mixture in the presence of the core particles. And, by swelling the core inside the particle by a process of neutralizing the carboxylic acid group of the core with a base to form pores by volatilizing the water inside the particle during drying, it can withstand the shrinkage generated during the drying process at room temperature The selection criteria of the epidermal forming polymer was set to a glass transition temperature (Tg) and toughness index of 40 ° C or higher.

그러나, PVC성형시에는 압출기 내부에서 스크류에 의해 이송되는 용융물(Melt)의 온도는 거의 200℃까지 상승하기 때문에 상기 방법으로 제조된 중공을 함유하는 중합체를 응용할 경우에는 상온에서의 건조과정에서 발생되는 수축력 대신 폴리머 연화에 의해 기공소실이 야기되어 어떠한 불투명도도 줄 수 없다. 또한, 공지된 바에 의하면 PVC성형품의 내충격성은 고무 함량 및 고무상의 가교밀도에 의존하는바, 전술한 방법으로 제조된 충격 보강재용 코어-쉘 유화 중합체 내부에 미세 기공을 형성시킨다면, 고무 함량이 감소하여 PVC성형물의 내충격성이 감소한다.However, during the PVC molding, the temperature of the melt (melt) transferred by the screw in the extruder rises to almost 200 ° C. Therefore, when the hollow-containing polymer prepared by the above method is applied, it is generated during drying at room temperature. Pore loss is caused by the softening of the polymer instead of the shrinking force, which cannot give any opacity. In addition, it is known that the impact resistance of the PVC molded article depends on the rubber content and the crosslinking density of the rubber phase, if the fine pores are formed in the core-shell emulsion polymer for impact reinforcement prepared by the above-described method, the rubber content is reduced The impact resistance of PVC moldings is reduced.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결할 수 있는 단일의 구상 또는 비구상 기공을 함유하는 충격 보강재용 코어-쉘 유화중합체의 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a core-shell emulsion polymer for impact reinforcement containing a single spherical or non-spherical pores that can solve the above problems.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조된 단일의 구상 또는 비구상 기공을 함유하는 충격 보강재용 코어-쉘 유화중합체를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a core-shell emulsion polymer for impact reinforcement containing a single spherical or non-spherical pores prepared by the above method.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은;The method of the present invention for achieving the above object;

입자내부에 기공을 함유한 내충격성 코어-쉘 유화중합체의 제조방법에 있어서, In the method for producing an impact resistant core-shell emulsion polymer containing pores in the particles,

(a) 에틸렌 불포화 단량체, 유화제 및 라디칼 개시제, 및 선택적으로 산당량체를 중합시켜 제조된 시이드 입자에 산단량체, 에틸렌 불포화 단량체 및 가교제을 첨가시켜 유화중합방법으로 알카리 팽윤성 입자를 제조하는 단계;(a) adding alkali monomers, ethylenically unsaturated monomers and crosslinking agents to seed particles prepared by polymerizing ethylenically unsaturated monomers, emulsifiers and radical initiators, and optionally acid equivalents, to prepare alkali swellable particles by emulsion polymerization;

(b) 상기 팽윤성 입자와 산단량체 0.1-20중량%, Tg가 상대적으로 낮은 알킬(메타)크릴레이트 단량체 99.85-75중량%, 및 가교제 0.05-5중량%를 반응시켜 탄성체 고무상 폴리머를 제조하는 단계;(b) reacting the swellable particles with 0.1-20 wt% of an acid monomer, 99.85-75 wt% of a relatively low Tg alkyl (meth) acrylate monomer, and 0.05-5 wt% of a crosslinking agent to prepare an elastomeric rubbery polymer step;

(c) 상기 탄성체 고무상 폴리머를 pH가 7에서 12의 범위내로 중화시키는 단계;(c) neutralizing the elastomeric rubbery polymer to a pH in the range of 7 to 12;

(d) 상기 중화시킨 탄성체 고무상 폴리머에, 제1공급 탱크에는 고무상 형성 단량체인 Tg가 상대적으로 낮은 알킬(메타)크릴레이트 및 가교제를 투입하고, 제1공급 탱크와 병렬로 연결된 제2공급 탱크에는 쇄조절제 및 경질 외피 형성 단량체인 Tg가 상대적으로 높은 알킬메타크릴레이트를 투입하여 연속 조성변화 첨가법으로 유화중합시켜 층간 공중합체를 제조하는 단계; 및(d) In the neutralized elastomeric rubber polymer, a first supply tank is charged with a relatively low Tg, an alkyl (meth) acrylate and a crosslinking agent, which is a rubber-forming monomer, and a second supply connected in parallel with the first supply tank. Preparing an interlayer copolymer by adding a chain regulator and an alkyl methacrylate having a relatively high Tg, which is a hard shell forming monomer, to emulsion polymerization by a continuous composition change addition method; And

(e) 상기 층간 공중합체에 Tg가 상대적으로 높은 아크릴 단량체로 이루어진 경질 외피 폴리머를 형성하는 단계를 포함하며,(e) forming a hard skin polymer composed of an acrylic monomer having a relatively high Tg in the interlayer copolymer,

최종 유화중합체의 입경이 0.15 내지 0.4마이크론이고, 건조후의 단일 기공의 직경이 0.05 내지 0.2마이크론이며, 상기 알칼리 팽윤성 입자에 함유된 산단량체가 15 내지 40중량%이고, 탄성체 고무상 폴리머의 유리전이 온도가 -20℃ 이하이며, 층간 공중합체의 유리전이 온도가 0에서 40℃이며, 층간공중합체 형성 단량체 혼합물에 대하여 Tg가 상대적으로 낮은 알킬메타크릴레이트가 40 내지 75%중량이며, Tg가 상대적으로 높은 알킬메타크릴레이트가 20 내지 60중량%이고, 가교제가 0 내지 5중량%인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 유화중합체의 제조방법으로 이루어진다.The particle size of the final emulsion polymer is 0.15 to 0.4 microns, the diameter of a single pore after drying is 0.05 to 0.2 microns, the acid monomer contained in the alkali swellable particles is 15 to 40% by weight, the glass transition temperature of the elastomeric rubber polymer Is less than -20 ° C, the glass transition temperature of the interlayer copolymer is from 0 to 40 ° C, 40-75% by weight of alkyl methacrylate having a relatively low Tg relative to the interpolymer forming monomer mixture, and Tg is relatively It consists of a process for producing a core-shell emulsion polymer, characterized in that the high alkyl methacrylate is 20 to 60% by weight and the crosslinking agent is 0 to 5% by weight.

이하 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Looking at the present invention in more detail as follows.

본 발명은 알칼리 팽윤성 입자를 통상의 유화중합 방법으로 합성한 다음, Tg가 상대적으로 낮은 아크릴 단량체, 가교제 및 산당량체로 이루어진 탄성체 고무상 폴리머와 그 고무상 입자에 그라프트된 Tg가 상대적으로 높은 아크릴 단량체로 이루어진 경질 외피 폴리머로 이루어진 충격보강제용 유화중합체를 제조함에 있어서, 첫째, 생성된 중합체 입자를 상승된 온도에서 염기로써 팽윤시켜 건조시에 입자 내부로부터 물이 휘발되어 기공이 형성되도록 하는 중화공정을 포함시켜 백색 불투명화제로 사용되고 있는 고가의 이산화티탄을 일부 대체하여 PVC성형품의 원가를 절감시키고, 둘째, 경질 외피 형성단계에서 고무상 폴리머 형성 단량체와 가교제 및 경질 외피 형성 단량체의 혼합물을 연속조성변화 유화 중합법으로 제조한 층간공중합체를 포함시켜 공중합 층간에 단량체들의 농도구배와 가교밀도를 연속적으로 변화하도록 설계하여 입자 내부의 기공으로 인한 고무성분의 감소를 개선하였으며, 셋째, 층간 공중합체 내피에는 고무상 폴리머 형성 단량체 및 가교제를 대부분 포함하도록 하고, 층간 공중합체의 외피에는 경질 외피 형성 단량체들을 대부분 포함하도록 설계하여 고무상입자의 표면을 경질 성향으로 개질시켜 경질 외피 형성 단량체들이 고무상 입자를 완전히 캡술화하고, 따라서 높은 고무 함량을 가진 충격보강재의 불완전한 인캡술레이션으로 인한 건조중의 과응집 및 저장중의 케이킹 현상을 개선한 특징이 있다. 또한, 본 발명은 유화중합된 알칼리 팽윤성 고분자를 미세응집한 다음 전술한 제조 공정을 진행시켜 입자 내부에 땅콩형과 같은 비구상 기공을 형성하는 제조방법도 포함된다.The present invention synthesizes alkali swellable particles by a conventional emulsion polymerization method, and then an elastomeric rubber polymer composed of an acrylic monomer having a relatively low Tg, a crosslinking agent and an acid equivalent and an acrylic having a relatively high Tg grafted to the rubber particles. In preparing an impact modifier emulsion polymer made of a hard shell polymer made of monomers, first, a neutralization process of swelling the resulting polymer particles with a base at an elevated temperature to volatilize water from the inside of the particles during drying to form pores. To reduce the cost of PVC molded parts by replacing some expensive titanium dioxide used as a white opaque agent, and secondly, continuously changing the mixture of the rubbery polymer forming monomer, the crosslinking agent and the hard shell forming monomer in the hard shell forming step. Including interlayer copolymer prepared by emulsion polymerization method Designed to continuously change the concentration gradient and crosslinking density of monomers between copolymerization layers to improve the reduction of rubber components due to the pores inside the particles. Third, the inner layer of the interlayer copolymer contains most of the rubbery polymer-forming monomer and crosslinking agent. The outer skin of the interlaminar copolymer is designed to include most of the hard shell forming monomers, thereby modifying the surface of the rubber particles to a hard tendency so that the hard shell forming monomers completely encapsulate the rubber particles, thus having a high rubber content. It is characterized by the improvement of over-agglomeration during drying and caking during storage due to incomplete encapsulation. In addition, the present invention also includes a manufacturing method of forming a non-spherical pores such as peanut-like inside the particles by fine-aggregating the emulsion-polymerized alkali swellable polymer and then proceeding to the above-described manufacturing process.

본 발명에서 사용된 연속 조성변화 첨가법은 대한민국 특허 제 79058호에 언급되어 있으며, 연속 조성변화 첨가법을 이용한 본 발명의 층간 공중합체 제조법을 A, B두단량체의 단일단계 중합을 예로 들면 다음과 같다. 여기서, A는 고무상 형성 단량체와 가교제의 혼합물, 또는 이를 포함하는 혼합물이고 B는 외피형성 단량체 또는 이를 포함하는 혼합물이다.The continuous composition change addition method used in the present invention is mentioned in Korean Patent No. 79058, and the method of preparing the interlayer copolymer of the present invention using the continuous composition change addition method is described below using a single step polymerization of A and B monomers as an example. same. Here, A is a mixture of a rubbery forming monomer and a crosslinking agent, or a mixture comprising the same, and B is an enveloped monomer or a mixture comprising the same.

통상 유화중합에서는 일정 조성의 혼합물을 단량체 공급탱크로 부터 미리 정해진 첨가속도로 일정 시간에 투입함으로써 항상 동일한 조성의 단량체 혼합물이 반응계내로 유입되는데 반하여, 본 발명의 중합법은 A를 제 1공급 탱크에, B를 제 2공급 탱크에 넣고 두공급 탱크를 직렬로 연결한 후 동시에 반응 탱크로 공급함에 있어서 제 2공급탱크의 조성물을 제 1공급탱크로 공급함과 동시에 교반에 의해 균일하게 혼합된 제 1공급탱크의 단량체 혼합물을 반응탱크로 공급함으로써 전화율에 따른 유입단량체의 조성을 연속적으로 변화시키는 방법을 이용하였다. 그리고 두 공급탱크의 첨가 속도를 조절하여 층간공중합체의 입자 내부에는 A가 풍부한 공중합체가 존재하고 입자 표면층에는 B가 풍부한 공중합체가 존재하는 층간에 단량체 조성이 연속적으로 변화하는 특이한 입자구조를 갖게 된다.In general, in the emulsion polymerization, a mixture of a certain composition is introduced into a reaction system at a predetermined time by a predetermined addition rate from a monomer supply tank, whereas a monomer mixture of the same composition is always introduced into the reaction system. , The first supply of uniformly mixed by agitation while simultaneously supplying the composition of the second supply tank to the first supply tank in order to put B into the second supply tank and connect the two supply tanks in series and simultaneously supply to the reaction tank By supplying the monomer mixture of the tank to the reaction tank, a method of continuously changing the composition of the inflow monomer according to the conversion rate was used. By controlling the addition rate of the two feed tanks, the A-rich copolymer is present inside the particles of the interlayer copolymer, and the B-rich copolymer is present in the particle surface layer. do.

또한, 본 발명의 특징중에 하나는 단량체의 절대 공급속도와 제한 반응조건을 적절히 조절하여 어느 시점에서는 반응계내에 존재하는 단량체 함량을 최대로 줄이는 단량체 고갈상태(Monomer starved condition)을 유지함으로써 어느 시점에서든 순간전화율(Instaneous conversion)이 70%이상, 바람직하게는 85%이상 유지하도록 중합속도(Rp)와 공급속도(Ra)가 조정되어야 한다는 것이다.In addition, one of the features of the present invention is that at any point in time by maintaining monomer starved conditions that properly control the absolute feed rate and limit reaction conditions of the monomers to maximize the monomer content present in the reaction system at some point. The polymerization rate (Rp) and the feed rate (Ra) should be adjusted to maintain the instaneous conversion of 70% or more, preferably 85% or more.

이때, 주어진 전화율 또는 시간에 있어서의 유일 단량체 조성(C2)은 하기 수학식 1로 표시되다.At this time, the only monomer composition (C 2 ) at a given conversion rate or time is represented by the following formula (1).

[수학식 1][Equation 1]

C2 = C1· -(C1·- C2·)(1-α)x C 2 = C 1 ·-(C 1 ·-C 2 ·) (1- α ) x

여기서, C1·와 C2·는 각기 제 1공급탱크와 제 2공급탱크의 초기 단량체 조성을 뜻하며, α는 전화율, x는 제 1공급단량체량에 대한 제 2공급단량체 양의 비이다.Here, C 1 · and C 2 · denote initial monomer compositions of the first supply tank and the second supply tank, respectively, α is the conversion ratio, and x is the ratio of the amount of the second supply monomer to the amount of the first supply monomer.

이하 본 발명을 각 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail for each step.

본 발명에 따른 경질 PVC성형물의 충격강화제와 불투명화제로써 동시 기능하는 단일의 구상 또는 비구상의 내부 기공을 함유하는 내충격성 코어-쉘 유화중합체의 제조방법은 먼저 알칼리 팽윤성 입자를 통상의 유화중합방법으로 제조한다. 그 다음, 상기 알칼리 팽윤성 입자를 이용하여 Tg가 상대적으로 낮은 아크릴 단량체, 가교제 및 산단량체로 이루어진 탄성체 고무상 폴리머 제조를 제조하고, 이를 상승된 온도에서 염기로써 팽윤시켜 건조시에 내부 기공이 형성되도록 중화시킨다. 다음으로, 연길 고무상 형성 단량체와 가교제 및 경질 외피 형성 단량체를 연속 조성변화 첨가법으로 유화중합된 층간 공중합체를 제조한 후, Tg가 상대적으로 높은 아크릴 단량체로 이루어진 경질 외피 폴리머를 제조한다. 한편, 유화중합된 알카리 팽윤성 고분자 입자를 미세 응집한 다음, 전술한 제조공정을 진행시켜 입자 내부에 땅콩형과 같은 비구상 기공을 형성시키는 제조 단계를 포함할 수 있다.The method for preparing an impact-resistant core-shell emulsion polymer containing a single spherical or non-spherical inner pore simultaneously functioning as an impact strengthening agent and an opaque agent of a rigid PVC molding according to the present invention is first prepared by the conventional emulsion polymerization method. Manufacture. Then, using the alkali swellable particles to prepare an elastomeric rubber-like polymer made of a relatively low Tg acrylic monomer, a crosslinking agent and an acid monomer, it is swollen with a base at an elevated temperature to form internal pores upon drying. Neutralize Next, after preparing the interlayer copolymer obtained by emulsion-polymerizing the soft rubber forming monomer, the crosslinking agent, and the hard shell forming monomer by a continuous composition change addition method, a hard shell polymer made of an acryl monomer having a relatively high Tg is prepared. On the other hand, finely aggregate the emulsion-polymerized alkali swellable polymer particles, and may include a manufacturing step of forming a non-spherical pores such as peanut-like inside the particles by the above-described manufacturing process.

알칼리 팽윤성 입자는 단일단계로 제조될 수 있으나, 최종 입자경 및 그 분포를 용이하게 조절하기 위해 시이드 중합체의 제조단계를 포함하는 다단계로 제조되며 공정을 단순화하기 위해 코어 형성 단량체 일부로 시이딩(Seeding)하는 공정이 바람직하다. 시이드 입자는 에틸렌 불포화 단량체, 선택적으로 산당량체, 유화제 및 라디칼 개시제를 중합시켜 제조한다.Alkali swellable particles can be prepared in a single step, but are prepared in multiple steps including the preparation of the seed polymer to facilitate control of the final particle size and its distribution, and seeding with a portion of the core forming monomer to simplify the process. The process to make is preferable. Seed particles are prepared by polymerizing ethylenically unsaturated monomers, optionally acid equivalents, emulsifiers and radical initiators.

시이드 입자 제조단계에서는 후속단계에서 산단량체 혼합물이 그 위에서 중합성장되는 핵 입자를 제공함에 그 목적이 있는바, 산당량체를 소량 포함 하거나 또는 포함하지 않아도 무방하며 입자경은 0.02에서 0.1마이크론, 바람직하게는 0.03에서 0.1마이크론이 바람직하다. 사용되는 산단량체는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 및 말레인산 또는 그의 무수물들중에서 선택되며, 단량체 혼합물에 대해 0에서 10중량%, 바람직하게는 0에서 5중량%를 사용함이 좋고, 공중합되는 에틸렌 불포화 단량체는 스티렌, 비닐톨루엔, 에틸렌, 부타디엔, 비닐 아세테이트, 비닐 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드, 탄소수 1-8의 알킬 아크릴레이트 및 탄소수 1-4의 알킬 메타크릴레이트 중에서 최소 1종 이상 선택된다.The seed particle preparation step is intended to provide a nucleus particle in which the acid monomer mixture is polymerized and grown thereon in a subsequent step, and may include or may not contain a small amount of acid equivalent, and the particle size may be 0.02 to 0.1 micron. Is preferably 0.03 to 0.1 micron. The acid monomers used are selected from acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, and maleic acid or anhydrides thereof, preferably from 0 to 10% by weight, preferably from 0 to 5% by weight, based on the monomer mixture, and ethylene copolymerized. The unsaturated monomer is selected from at least one of styrene, vinyltoluene, ethylene, butadiene, vinyl acetate, vinyl chloride, vinylidene chloride, alkyl acrylates having 1 to 8 carbon atoms and alkyl methacrylates having 1 to 4 carbon atoms.

유화제는 음이온성 또는 비이온성 유화제를 단독 또는 혼합하여 단량체 중량에 대해 0.1에서 3.0중량% 사용되는데, 대표적인 비이온 유화제로는 옥틸페녹시 폴리에톡시에탄올과 노닐페녹시 폴리에톡시에탄올이 있고 그중에서 5에서 15의 친수성-소수성 비율(HLB)를 갖는 것들이 바람직하다. 대표적인 음이온성 유화제로는 알킬 또는 알킬-아릴 설페이트 금속 또는 암모늄염이 있으며, 코어 단량체 혼합물을 전유화하여 사입함에 있어서는 알킬페녹시 에틸폴리에톡시설페이트 나트륨 또는 암모늄염, 특히 에톡시 그룹수가 3에서 6인 것들이 적합하다.Emulsifiers are used in the range of 0.1 to 3.0% by weight, based on monomer weight, alone or in combination with anionic or nonionic emulsifiers. Representative nonionic emulsifiers are octylphenoxy polyethoxyethanol and nonylphenoxy polyethoxyethanol, among which Preference is given to those having a hydrophilic-hydrophobic ratio (HLB) of 5 to 15. Representative anionic emulsifiers include alkyl or alkyl-aryl sulfate metal or ammonium salts, and alkylphenoxy ethylpolyethoxysulfate sodium or ammonium salts, especially those having 3 to 6 ethoxy groups in the preemulsification of the core monomer mixture. Suitable.

반응 혼합물에 첨가되는 수용성 라디칼 개시제는 암모늄 퍼설페이트, 나트륨 퍼설페이트 및 칼륨 퍼설페이트 등의 열해리 개시제가 단독으로 사용하거나 상기 개시제와 알칼리 금속 설페이트, 하이포 설페이트 및 나트륨 포름 알데히드 설폭시레이트와 같은 환원제와의 혼합물 형태인 산화-환원 개시제가 사용될 수 있는데, 그 사용량은 단량체를 기준을 0.1에서 2중량%의 범위내로 하고 반응 온도는 라디칼 생성 반감기가 30에서 150분범위에 들도록 설정한다. 이러한 유화제와 개시제, 반응온도의 설정 기준은 유화중합의 공통사항으로서 후속 단계들에서도 공히 적용된다.The water-soluble radical initiator added to the reaction mixture may be used alone by thermal dissociation initiators such as ammonium persulfate, sodium persulfate and potassium persulfate, or with the initiator and a reducing agent such as alkali metal sulfate, hyposulfate and sodium formaldehyde sulfoxylate. Oxidation-reduction initiators in the form of a mixture may be used, the amount of use of which is based on monomers in the range of 0.1 to 2% by weight and the reaction temperature is set so that the radical production half-life is in the range of 30 to 150 minutes. These emulsifiers, initiators, and the criteria for setting the reaction temperature are common to the emulsification polymerizations and are also applied to subsequent steps.

이와 같이 시이드 형성 단계를 거쳐 시이드가 형성되면 친수성 단량체를 사용한 2차 합성단계, 즉 알칼리 팽윤성 입자의 합성단계를 실시한다. 이 단계에서는 산단량체를 15에서 40중량% 함유하고 일반 에틸렌 불포화 단량체를 39에서 85중량%를 함유하며 가교제를 0에서 2중량% 함유하는데 각 단량체의 대표적 종류는 전술한 바와 같고, 사용되는 가교제로는 아릴(메타)크릴레이트, 디(메타)크릴레이트, 예로서 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 1,3-부탄디올 디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)크릴레이트 및 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 등이 있다.When the seed is formed through the seed forming step as described above, the secondary synthesis step using the hydrophilic monomer, that is, the synthesis step of the alkali swellable particles is performed. In this step, it contains 15 to 40% by weight of acid monomer, 39 to 85% by weight of general ethylenically unsaturated monomer, and 0 to 2% by weight of crosslinking agent. Representative types of each monomer are as described above. Is aryl (meth) acrylate, di (meth) acrylate, such as ethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate and 1,6- Hexanediol diacrylate and the like.

알칼리팽윤성 폴리머형성 단량체 혼합물의 양은 시이드 단계의 존재유무를 불구하고 전체공정에서 사용되는 단량체 혼합물에 대해 5에서 30중량%가 적합하며 중합체의 입자경은 pH=5이하의 비팽윤 상태에서 0.05에서 0.2마이크론이 되도록 설계하여야 한다.The amount of the alkali-swellable polymerizable monomer mixture is suitable in the range of 5 to 30% by weight based on the monomer mixture used in the whole process, regardless of the presence of the seed step, and the particle diameter of the polymer is 0.05 to 0.2 in the non-swelled state below pH = 5. It should be designed to be micron.

통상적으로 수성 도료 및 종이피복재 조성물에서 불투명화제로 사용되는 플라스틱 안료는 알칼리 팽윤성 폴리머 입자의 크기를 본 발명의 범위보다 더 크게 설계되지만, 본 발명에서 제조되는 중합체는 불투명성 부여 뿐만 아니라 충격강화제 역활을 동시에 수행하므로 전술한 입자경 범위가 적합하다.Plastic pigments, which are typically used as opaque agents in aqueous paints and paper coating compositions, are designed to have an alkali swellable polymer particle size larger than the scope of the invention, but the polymers produced in the present invention not only impart opacity but also act as impact modifiers. As described above, the above-described particle diameter range is suitable.

통상적으로, 탄성체 고무상 폴리머를 제조하는 단계에는 Tg가 상대적으로 낮은 알킬(메타)크릴레이트와 가교제만이 포함된 내부 가교된 연질 중합체 입자를 제공하나, 본 발명에서는 알킬리 팽윤성 입자를 염기로 팽윤시켜 건조시 내부 기공을 갖도록 하기 위해 염기가 입자 내부로 통과할 수 있도록 통로를 제공해주기 위해 산단량체를 포함한다. 이 단계에서는 산단량체를 0.1에서 20중량% 함유하고 Tg가 상대적으로 낮은 알킬(메타)크릴레이트 단량체를 99.85에서 75중량%, 가교제를 0.05에서 5중량퍼센트 함유하는데, 산단량체와 가교제는 앞에서 언급하였고, 알킬(메타)크릴레이트 단량체는 Tg가 상대적으로 낮은 부틸 아크릴레이트, 2-에틸부틸 아크릴레이트 또는 2-에틸헥실 아크릴레이트를 사용함이 바람직하다. 사용되는 단량체 혼합물은 전체 공정에 사용되는 단량체에 대해 40에서 70중량%가 적합하며, Tg는 -20℃이하, 입자경은 0.1에서 0.3마이크론이 적합하다.Typically, preparing the elastomeric rubbery polymer provides internally crosslinked soft polymer particles containing only alkyl (meth) acrylate and a crosslinking agent having a relatively low Tg, but in the present invention, swelling alkyl swellable particles with a base. And acid monomers to provide a passage for the base to pass through the particles to have internal pores upon drying. This step contains from 0.1 to 20% by weight of acid monomer, 99.85 to 75% by weight of relatively low Tg alkyl (meth) acrylate monomer and from 0.05 to 5% by weight of crosslinking agent. The alkyl (meth) acrylate monomer preferably uses butyl acrylate, 2-ethylbutyl acrylate or 2-ethylhexyl acrylate having a relatively low Tg. The monomer mixture used is suitable for 40 to 70% by weight based on the monomer used in the whole process, Tg is less than -20 ℃, the particle size is suitable for 0.1 to 0.3 microns.

중공 입자제조시 필수 공정인 중화공정은 본 발명의 경우 상기 탄성체 고무상 폴리머 제조후 진행함이 바람직하다. 그 방법으로는 중화 공정을 단독 공정으로 두어 진행하는 방법과 후속 공정인 층간공중합체 제조시 제 1공급탱크의 유화상태 혼합물에 혼합하여 공급하는 방법 모두 가능하다. 중화제로 사용되는 염기는 암모니아와 유기 아민의 휘발성 염기중에서 선택되거나 수산화 나트륨 및 과산화 나트륨 등의 알칼리 금속 수산화물의 고정 염기중에서 선택되어지는데 사용량은 중화후의 유화 중합체 분산액의 pH가 7에서 12의 범위내에 들도록 함이 좋다. 상기 공정들로 제조된 유화중합체 입자경은 0.15에서 0.4마이크론이 적당하며 건조후의 내부 기공의 직경은 0.05에서 0.3마이크론, 바람직하게는 0.05에서 0.2마이크론이 적합하다.The neutralization process, which is an essential step in the manufacture of hollow particles, is preferably performed after the elastic rubber polymer is prepared in the case of the present invention. As a method, the neutralization process may be carried out in a single process, and in the subsequent process, a method of mixing and supplying to the emulsion mixture of the first supply tank may be supplied. The base used as the neutralizing agent is selected from volatile bases of ammonia and organic amines or from fixed bases of alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and sodium peroxide. The amount of the base used is such that the pH of the emulsion polymer dispersion after neutralization is within the range of 7 to 12. It is good. The emulsion particle size prepared in the above processes is suitable for 0.15 to 0.4 micron and the diameter of the internal pores after drying is suitable for 0.05 to 0.3 micron, preferably 0.05 to 0.2 micron.

경질 외피 형성단계는 탄성체 고무상 입자를 캡술화하여 건조공정 중에 수상으로 부터 에멀젼 입자의 분리를 용이하게 하며 PVC메트릭스와 충격보강제와의 상용성을 극대화시키는 역활을 한다. 외피형성 단량체들은 고무상 제조단계를 설명하면서 예시된 것들중에서 Tg가 상대적으로 높은 알킬 메타크릴레이트 단량체, 예를 들어 메틸 메타크릴레이트 및 에틸 메타크릴레이트 등을 단독 또는 고무상 형성단계에서 추천된 Tg가 상대적으로 낮은 단량체들과 혼합하여 사용할 수 있으나, 외피 폴리머 Tg가 50℃이상 바람직하게는 65 내지 120℃가 되도록 선택함이 중요하다. 사용된 단량체 함량은 전체 공정에 포함되는 단량체 혼합물의 15에서 30중량%가 적합하다. 또한, 경질 외피 폴리머의 분자량을 조절하기 위해 쇄조절제가 사용되는데, 그 예로는 머캅토 아세트산, 2-머캅토 프로피온산, 3-머캅토 프로피온산, n-도테실 머캅탄, t-도데실 머캅탄, 사염화탄소 및 브로모 트리클로로 메탄 등이 있고, 사용량은 외피 형성 단량체에 대해 0.1 내지 0.5중량%가 적합하다.The hard shell forming step encapsulates the elastic rubbery particles to facilitate the separation of emulsion particles from the water phase during the drying process and to maximize the compatibility of the PVC matrix with the impact modifier. Encapsulation monomers may be used in the rubber phase formation step alone, using alkyl methacrylate monomers such as methyl methacrylate and ethyl methacrylate, which are relatively high Tg among those exemplified in explaining the rubber phase preparation step. Although may be used in combination with relatively low monomers, it is important to select the outer polymer Tg is 50 ℃ or more, preferably 65 to 120 ℃. The monomer content used is suitably 15 to 30% by weight of the monomer mixture included in the overall process. In addition, chain regulators are used to control the molecular weight of the hard shell polymer, examples of which include mercapto acetic acid, 2-mercapto propionic acid, 3-mercapto propionic acid, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, Carbon tetrachloride, bromo trichloromethane and the like, and an amount of 0.1 to 0.5% by weight based on the shell-forming monomer is suitable.

경질 외피 형성단계에는 탄성체 고무상 형성 단량체인 Tg가 상대적으로 낮은 알킬(메타)크릴레이트, 특히 부틸아크릴레이트와 가교제 및 외피 형성 단량체인 Tg가 상대적으로 높은 알킬메타크릴레이트, 특히 메틸메타크릴레이트의 혼합물로 이루어진 층간공중합체를 포함하는데 이들 혼합물을 연속 조성변화시켜 유화중합함을 특징으로 한다. 본 발명의 연속 조성변화 첨가법에 의해 제조된 층간공중합체는 제 1공급 탱크에는 고무상 형성 단량체와 가교제를, 제 2공급 탱크에는 외피 형성 단량체를 함유하도록 하여 제 1공급탱크는 반응조에 연결하고 제 2공급탱크는 제 1공급탱크에 병렬로 연결한 후, 두 공급탱크의 단량체투입 속도를 일정하게 또는 달리함으로써 내피는 대부분 고무상 형성 단량체 및 가교제로 이루어진 연질 공중합체로 이루어지게 하고, 외피는 대부분 경질 단량체로 이루어진 경질 공중합체로 이루어지게하여, 단량체들의 농도구배 및 가교 밀도가 연속적으로 변하는 공중합체이다. 이렇게 제조된 층간공중합체는 고무상 입자의 표면을 경질 성향으로 개질함으로써 경질 외피 형성 단량체들이 고무상 입자를 완전히 캡술화하도록 하여 완전히 캡술되지 못한 고무상 입자들이 응집/건조 공정중에 재응집되어 과립 분말화를 야기함으로 생산성을 저하시키고 저장중에 케이킹 문제 및 성형물의 내충격성 및 광택 저하 현상을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 내부기공에 의한 고무상 함량의 감소를 보완할 수 있다.In the hard skin forming step, the alkyl (meth) acrylate having a relatively low Tg of the elastomeric rubber phase forming monomer, in particular butyl acrylate and a crosslinking agent and the alkyl methacrylate having a relatively high Tg of the shell forming monomer, in particular methyl methacrylate It includes interlayer copolymer composed of a mixture, characterized in that the emulsion mixture by continuously changing the mixture of these mixtures. The interlayer copolymer prepared by the continuous composition change addition method of the present invention includes a rubber-forming monomer and a crosslinking agent in the first supply tank, and an envelope-forming monomer in the second supply tank, so that the first supply tank is connected to the reaction tank. The second feed tank is connected in parallel to the first feed tank, and then the constant feed rate of the two feed tanks is constant or different so that the inner shell is made of a soft copolymer composed mostly of rubbery-forming monomers and crosslinking agents. The copolymer is made of a hard copolymer composed mostly of hard monomers, so that the concentration gradient and crosslinking density of the monomers are continuously changed. The interlayer copolymer thus prepared has a hard tendency to modify the surface of the rubbery particles so that the hard encapsulation monomers completely encapsulate the rubbery particles so that the rubbery particles which are not completely encapsulated are reaggregated during the coagulation / drying process. It can reduce the productivity and improve the caking problems and the impact resistance and gloss degradation of the molding during storage, as well as compensate for the reduction of the rubbery content by the internal pores.

본 발명의 층간 공중합체에 사용되는 단량체 혼합물들의 중량비는 전체 공정에서 사용되는 단량체 혼합물에 대하여 10에서 20중량%가 적합하며, Tg가 상대적으로 낮은 알킬크릴레이트는 부틸아크릴레이트를 사용하며, 그 사용량은 층간공중합체 형성 단량체 혼합물에 대하여 40 내지 75중량%이며, Tg가 상대적으로 높은 알킬메타크릴레이트는 메틸메타크릴레이트를 사용하며, 그 사용량은 20 내지 60중량%를, 가교제는 0 내지 5중량%를 사용한다. 한편, 공중합체 Tg는 0에서 40℃로 설계함이 바람직하고, 제 1공급탱크와 제 2공급탱크의 비는 1 : 1에서 3 : 1이 좋다.The weight ratio of the monomer mixtures used in the interlayer copolymer of the present invention is 10 to 20% by weight based on the monomer mixture used in the overall process, and the alkyl acrylate having a relatively low Tg uses butyl acrylate, the amount of which is used. 40-75 wt% of the silver interpolymer forming monomer mixture, the relatively high Tg alkyl methacrylate is methyl methacrylate, the amount of the use is 20 to 60 wt%, the crosslinking agent is 0 to 5 wt% Use%. On the other hand, the copolymer Tg is preferably designed from 0 to 40 ℃, the ratio of the first supply tank and the second supply tank is preferably 1: 1 to 3: 1.

또한, 본 발명에서는 땅콩형과 같은 비구상 기공을 형성하여 빛에 대한 차단 면적을 보다 넓게 함으로써 은폐 효과를 더욱 극대화하기 위해 알칼리 팽윤성 고분자를 유화중합한 후, 미세 응집하는 공정을 포함한다.In addition, the present invention includes a step of forming a non-spherical pores such as peanut-like to widen the blocking area for light to emulsify the alkali swellable polymer to further maximize the hiding effect, and then fine agglomeration.

본 발명의 응집 방법으로는 중화 공정을 고려해 무기염에 의한 응집공정이 바람직하며 사용되는 무기염으로는 소듐 클로라이드, 칼슘 클로라이드 및 암모늄 클로라이드 중에서 선택되며 그 함량은 알칼리 팽윤성 고분자에 대해 0.01에서 5중량%가 적합하다. 그리고 부분적인 과다 응집을 막기 위해 무기염을 5% 이하 수용액으로 제조하여 투입함이 바람직하다.In the coagulation method of the present invention, a coagulation process using an inorganic salt is preferable in consideration of the neutralization process. The inorganic salt used is selected from sodium chloride, calcium chloride and ammonium chloride, and the content thereof is 0.01 to 5% by weight based on the alkali swellable polymer. Is suitable. And in order to prevent partial over-aggregation, it is preferable to prepare the inorganic salt in 5% or less aqueous solution.

본 발명에 의해 제조된 내부 기공함유 충격보강재용 유화중합체는 응집, 건조공정을 통해 평균 입경이 약 100에서 300마이크론인 분말 상태의 수지로 제조되어 PVC성형시 가소제, 활제, 안정제, 충진제와 함께 혼합되어 사용된다.Emulsified polymer for internal pore-containing impact reinforcement prepared by the present invention is made of a resin of a powder state having an average particle diameter of about 100 to 300 microns through agglomeration and drying process, mixed with a plasticizer, lubricant, stabilizer, filler during PVC molding It is used.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 좀더 구체적으로 설명하지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited to the following Examples.

실시예 1Example 1

시이드 중합체의 제조Preparation of Seed Polymer

온도계, 적하조, 냉각기 및 교반기가 부착되어 있는 1L 4구 플라스크에 이온교환수 400중량부, 소듐 비카보네이트 0.5중량부 및 소듐 도데실벤젠술포네이트 0.5중량부를 투입한 다음 80℃까지 가열한 후 소듐 퍼설페이트 0.45중량부를 이온교환수 30중량부에 녹인 수용액을 가한다. 반응오도를 80℃로 유지하면서 이온교환수 40중량부, 소듐 도데실벤젠술포네이트 0.05중량부, 부틸 아크릴레이트 52중량부, 메틸 메타크릴레이트 66중량부 및 메타크릴산 1.4중량부로 구성된 유화상태 혼합물을 1시간 걸쳐 서서히 적하한 다음 1시간 숙성시키고 냉각하여 시이드 중합체를 제조한다. 이때의 입자경은 광산란 측정장치로 측정한 결과 38nm이고 고형분은 19.7%이었다.400 parts by weight of ion-exchanged water, 0.5 parts by weight of sodium bicarbonate and 0.5 parts by weight of sodium dodecylbenzenesulfonate were added to a 1 L four-necked flask equipped with a thermometer, a dropping tank, a cooler, and a stirrer, and then heated to 80 ° C. An aqueous solution of 0.45 parts by weight of persulfate was dissolved in 30 parts by weight of ion-exchanged water. Emulsion state mixture consisting of 40 parts by weight of ion-exchanged water, 0.05 parts by weight of sodium dodecylbenzenesulfonate, 52 parts by weight of butyl acrylate, 66 parts by weight of methyl methacrylate and 1.4 parts by weight of methacrylic acid while maintaining the reaction temperature at 80 ° C. Was slowly added dropwise over 1 hour, then aged for 1 hour and cooled to prepare a seed polymer. At this time, the particle size was 38 nm and the solid content was 19.7% as measured by the light scattering measuring device.

알카리 팽윤성 입자의 제조Preparation of Alkaline Swellable Particles

2L 4구 플라스크에 이온교환수 414.8중량부와 상기 시이드 중합체 30중량부를 넣고 80℃까지 가열한 후 소듐 퍼셀페이트 2.0중량부를 이온교환수 50중량부에 녹인 수용액을 가한다. 반응온도를 80℃로 유지하면서 이온교환수 115중량부, 소듐 도데실벤젠술포네이트 0.5중량부, 부틸 아크릴레이트 55중량부, 메틸 메타크릴레이트 190중량부, 메타크릴산 105중량부 및 아릴 메타크릴레이트 1.5중량부로 구성된 유화상태 혼합물을 2시간에 걸쳐 서서히 적하한 다음, 1시간 숙성시키고 냉각하여 알칼리 팽윤성 분산액을 제조한다. 광산란 장치로 측정된 입자경은 103나노미터이고 고형분은 34.8%이었다.414.8 parts by weight of ion-exchanged water and 30 parts by weight of the seed polymer were added to a 2 L four-neck flask, and heated to 80 ° C., followed by adding an aqueous solution of 2.0 parts by weight of sodium percellate dissolved in 50 parts by weight of ion-exchanged water. 115 parts by weight of ion-exchanged water, 0.5 parts by weight of sodium dodecylbenzenesulfonate, 55 parts by weight of butyl acrylate, 190 parts by weight of methyl methacrylate, 105 parts by weight of methacrylic acid and aryl methacrylate while maintaining the reaction temperature at 80 ° C. The emulsion mixture consisting of 1.5 parts by weight was slowly added dropwise over 2 hours, then aged for 1 hour and cooled to prepare an alkali swellable dispersion. The particle diameter measured by the light scattering apparatus was 103 nanometers and solid content was 34.8%.

탄성체 고무상 중합체의 제조Preparation of Elastomeric Rubber Polymer

2L 4구 플라스크에 이온교환수 287.4중량부에 상기 알칼리 팽윤성 분산액 335.5중량부와 소듐 퍼설페이트 1.28중량부를 사입하고 80℃까지 승온한다. 80℃가 유지되면 이온교환수 164.1중량부, 소듐 도데실벤젠술포네이트 1.28중량부, 부틸 아크릴레이트 254.4중량부, 메타크릴산 7.6중량부 및 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 1.28중량부로 구성된 유화상태 혼합물을 1.5시간 동안 서서히 가한후 1시간 숙성하여 탄성체 고무상 중합체를 제조한다. 광산란 장치로 측정된 입자경은 180nm이었다.Into a 2 L four-necked flask, 25.5.4 parts of ion-exchanged water was charged with 335.5 parts by weight of the alkaline swellable dispersion and 1.28 parts by weight of sodium persulfate, and the temperature was raised to 80 ° C. Emulsified state consisting of 164.1 parts by weight of ion-exchanged water, 1.28 parts by weight of sodium dodecylbenzenesulfonate, 254.4 parts by weight of butyl acrylate, 7.6 parts by weight of methacrylic acid, and 1.28 parts by weight of 1,4-butanediol diacrylate. The mixture is slowly added for 1.5 hours and then aged for 1 hour to prepare an elastomeric rubbery polymer. The particle diameter measured by the light scattering apparatus was 180 nm.

중화단계Neutralization stage

동온도에서 암모니아수를 서서히 적하하여 분산액 pH를 9근처로 조절한 상태로 1시간 동안 유지시킨다. 평균입경은 189nm이었다.At the same temperature, ammonia water was slowly added dropwise to maintain the dispersion pH near 9 for 1 hour. The average particle diameter was 189 nm.

층간공중합체의 제조Preparation of Interlayer Copolymer

상기 중화단계를 거친 중합체를 포함하는 반응 플라스크에 제 1공급탱크를 연결하고 제 2공급탱크를 상기 제 1공급탱크에 설치한 다음, 이온교환수 37.7중량부, 소듐 도데실벤젠술포네이트 0.64중량부, 부틸 아크릴레이트 31.8중량부, 2-에틸헥실 아크릴레이트 31.8중량부 및 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 0.67중량부로 구성된 유화상태 혼합물을 제 1공급탱크에 준비하고, 이온교환수 37.7중량부, 소듐도데실벤젠술포네이트 0.38중량부, 메틸 메타크릴레이트 57.6중량부 및 부틸 아크릴레이트 6중량부로 구성된 유화상태 혼합물을 제 2공급탱크에 준비한다.The first supply tank was connected to the reaction flask containing the polymer passed through the neutralization step, and the second supply tank was installed in the first supply tank, followed by 37.7 parts by weight of ion-exchanged water and 0.64 parts by weight of sodium dodecylbenzenesulfonate. , An emulsion mixture consisting of 31.8 parts by weight of butyl acrylate, 31.8 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate and 0.67 parts by weight of 1,4-butanediol diacrylate was prepared in the first feed tank, and 37.7 parts by weight of ion-exchanged water and sodium An emulsified mixture consisting of 0.38 parts by weight of dodecylbenzenesulfonate, 57.6 parts by weight of methyl methacrylate and 6 parts by weight of butyl acrylate is prepared in a second feed tank.

이온교환수 9.8중량부에 소듐 퍼설페이트 0.64중량부를 녹인 수용액을 상기 반응 플라스크에 사입하고, 제 2공급탱크로 부터 교반 장치가 부착되어 있는 제 1공급탱크에 1.7중량부/min의 속도로 공급하고, 제 1공급탱크로 부터 반응 플라스크에 1.7중량부/min의 속도로 공급하면서 중합을 진행시킨다. 단량체 혼합물의 공급이 완료된 후 1시간 숙성하여 층간공중합체를 제조한다.An aqueous solution in which 0.64 parts of sodium persulfate was dissolved in 9.8 parts of ion-exchanged water was introduced into the reaction flask, and supplied from the second supply tank to the first supply tank having a stirring device at a rate of 1.7 parts by weight / min. The polymerization was carried out while feeding the reaction flask from the first feed tank at a rate of 1.7 parts by weight / min. After the feeding of the monomer mixture is completed, the mixture is aged for 1 hour to prepare an interlayer copolymer.

경질외피 공중합체의 제조Preparation of Hard Sheath Copolymer

연속해서 이온교환수 88.6중량부, 소듐 퍼설페이트 0.64중량부, 소듐 도데실벤젠술포네이트 0.67중량부, 메틸 메타크릴레이트 115.1중량부 및 부틸 아크릴레이트 12.8중량부로 구성된 유화상태 혼합물을 1.5시간 사입하고 1시간 숙성한 후 상온으로 냉각하여 최종 유화중합체를 제조한다.Continuously 1.5 hours of an emulsified mixture consisting of 88.6 parts by weight of ion-exchanged water, 0.64 parts by weight of sodium persulfate, 0.67 parts by weight of sodium dodecylbenzenesulfonate, 115.1 parts by weight of methyl methacrylate and 12.8 parts by weight of butyl acrylate, After ripening for time, the resultant is cooled to room temperature to prepare a final emulsion polymer.

최종 유화중합체의 평균입경은 전자 현미경 관측결과 225nm이었고 기공의 평균직경은 93nm이고, 고형분은 42%, 점도는 57센티포이즈이었다.The average particle diameter of the final emulsion polymer was 225 nm, the pore diameter was 93 nm, the solid content was 42%, the viscosity was 57 centipoise.

실시예 2Example 2

상기 실시예 1과 동일한 제조방법으로 유화중합시키지만 층간공중합체를 제조함에 있어 제 1공급탱크에 부틸 아크릴레이트 31.8중량부 및 2-에틸헥실 아크릴레이트 31.89중량부 대신에 부틸 아크릴레이트 85.1중량부로 유화상태 혼합물을 제조하고, 제 2공급탱크에 메틸메타크릴레이트 57.6중량부 및 부틸 아크릴레이트 6중량부 대신 메틸 메타크릴레이트 38.2중량부 및 부틸 아크릴레이트 4.3중량부로 유화상태 혼합물을 제조한 후, 제 1공급탱크의 유화상태 혼합물은 반응 플라스크로 2.1중량부/min의 속도로 제 2공급탱크의 유화상태 혼합물은 제 1공급탱크로 1.3중량부/min의 속도로 공급하여 층간공중합체를 제조한다. 이후의 반응공정은 실시예 1과 동일하게 진행하며 최종 유화중합체의 평균입경은 전자 현미경 관측결과 230nm이었고, 평균기공은 92nm, 고형분은 42%이었다.Emulsified and polymerized in the same manner as in Example 1, but in preparing the interlayer copolymer, 31.8 parts by weight of butyl acrylate and 85.1 parts by weight of butyl acrylate instead of 31.89 parts of 2-ethylhexyl acrylate in the first feed tank. A mixture was prepared, and an emulsified mixture was prepared with 38.2 parts by weight of methyl methacrylate and 4.3 parts by weight of butyl acrylate instead of 57.6 parts by weight of methyl methacrylate and 6 parts by weight of butyl acrylate in a second feed tank, followed by preparing a first feed The emulsified mixture of the tank is fed into the reaction flask at a rate of 2.1 parts by weight / min to feed the emulsified mixture of the second feed tank at a rate of 1.3 parts by weight / min to the first feed tank to prepare an interlayer copolymer. Subsequent reaction processes were carried out in the same manner as in Example 1, and the average particle diameter of the final emulsion polymer was 230 nm, the average pore size was 92 nm, and the solid content was 42%.

실시예 3Example 3

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 알칼리 팽윤성 분산액을 제조한 다음, 알칼리 팽윤성 분산액 335.5중량부 대신 450중량부를 사입하고 이하 공정은 실시예 1과 동일하다. 전자 현미경으로 관측된 최종 유화중합체의 평균입경은 215nm이었고, 평균기공의 직경은 90nm이었다.An alkali swellable dispersion was prepared in the same manner as in Example 1, and then 450 parts by weight instead of 335.5 parts by weight of the alkali swellable dispersion was prepared in the following process. The average particle diameter of the final emulsion polymer observed with an electron microscope was 215 nm, and the average pore diameter was 90 nm.

실시예 4Example 4

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 알칼리 팽윤성 분산액을 제조한 다음, 2L 4구 플라스크에 이온교환수 250중량부와 알칼리 팽윤성 분산액 335.5중량부를 넣고 상온에서 암모늄 클로라이드 0.5%수용액 230중량부를 서서히 가한다. 그 상태에서 30분간 유지하고 80℃로 승온하여 이온 교환수 36.4중량부에 소듐 퍼설페이트를 1.28중량부를 녹인 수용액을 가하고 이하 실시예 1과 동일하게 진행한다. 전자 현미경으로 관측된 입자의 기공은 비구상 형임을 확인하였다.After preparing an alkaline swellable dispersion in the same manner as in Example 1, 250 parts by weight of ion-exchanged water and 335.5 parts by weight of the alkali swellable dispersion were added to a 2 L four-neck flask, and 230 parts by weight of an aqueous solution of 0.5% aqueous ammonium chloride was slowly added at room temperature. The solution was kept in that state for 30 minutes, heated to 80 ° C., and an aqueous solution of 1.28 parts by weight of sodium persulfate was added to 36.4 parts by weight of ion-exchanged water, and proceeded in the same manner as in Example 1 below. It was confirmed that the pores of the particles observed under an electron microscope were non-spherical.

비교예 1Comparative Example 1

상기 실시예 1과 비교할 목적으로 알칼리 팽윤성 고분자를 함유하지 않는, 다시말해서 탄성체 고무상 폴리머-층간 공중합체-경질 외피 폴리머로 이루어진 분산액을 제조하였다.For the purpose of comparison with Example 1 above, a dispersion was prepared which did not contain an alkali swellable polymer, ie an elastomeric rubbery polymer-interlayer copolymer-hard shell polymer.

온도계, 적하조, 냉각기 및 교반기가 부착되어 있는 5L 4구 플라스크에 이온교환수 825.5중량부와 나트륨 퍼설페이트 2.73중량부를 사입한 후 80℃까지 승온한다. 80℃가 유지되면 이온교환수 500중량부, Rhodapex CO-436(롱프랑사 제품) 9.4중량부, 부틸 아크릴레이트 775.1중량부 및 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 3.89중량부로 구성된 유화상태 혼합물중 39.7중량부를 가하고 10분간 유지한다. 발열이 되므로 온도를 다시 86℃로 유지하고 상기 유화상태혼합물의 나머지를 10.4중량부/min의속도로 서서히 적하하고 동시에 이온 교환수 50중량부에 나트륨 퍼설페이트 1.17중량부를 녹인 수용액을 0.43중량부/min의 속도로 적하한다. 적하가 완료되면 90분 숙성하여 탄성체 고무상 코어 중합체를 제조한다. 이때의 입자경을 광산란 측정장치로 측정한 결과 160nm이었다.Into a 5-liter four-necked flask equipped with a thermometer, a dropping tank, a cooler, and a stirrer, 825.5 parts by weight of ion-exchanged water and 2.73 parts by weight of sodium persulfate were heated, and the temperature was raised to 80 ° C. 39.7 in an emulsified mixture consisting of 500 parts by weight of ion-exchanged water, 9.4 parts by weight of Rhodapex CO-436 (manufactured by Long Franca), 775.1 parts by weight of butyl acrylate and 3.89 parts by weight of 1,4-butanediol diacrylate. Add parts by weight and hold for 10 minutes. Since the heat is generated, the temperature is maintained at 86 ° C. and the remainder of the emulsion mixture is slowly added dropwise at a rate of 10.4 parts by weight, and at the same time, 0.43 parts by weight of an aqueous solution in which 1.17 parts by weight of sodium persulfate is dissolved in 50 parts by weight of ion-exchanged water. Drop at speed. After dropping is completed, the mixture is aged for 90 minutes to prepare an elastomeric rubbery core polymer. It was 160 nm when the particle diameter at this time was measured with the light scattering measuring apparatus.

연속해서 이온교환수 115중량부, Rhodapex CO-436 3.36중량부, 부틸 아크릴레이트 96.9중량부, 2-에틸헥실 아크릴레이트 96.9중량부 및 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 0.97중량부로 이루어진 유화상태 혼합물을 제 1공급탱크에 준비하고, 이온 교환수 115중량부, Rhodapex CO-436 1.15중량부, 메틸 메타크릴레이트 175.3중량부 및 부틸 아크릴레이트 18.4중량부로 이루어진 유화상태 혼합물을 제 2공급탱크에 준비한다.Continuously an emulsified mixture consisting of 115 parts by weight of ion-exchanged water, 3.36 parts by weight of Rhodapex CO-436, 96.9 parts by weight of butyl acrylate, 96.9 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate and 0.97 parts by weight of 1,4-butanediol diacrylate. Prepared in a first feed tank, an emulsified mixture consisting of 115 parts by weight of ion-exchanged water, 1.15 parts by weight of Rhodapex CO-436, 175.3 parts by weight of methyl methacrylate and 18.4 parts by weight of butyl acrylate is prepared in a second supply tank.

이온 교환수 30중량부에 소듐 퍼설페이트 1.95중량부를 녹인 수용액을 반응 플라스크에 사입하고, 제 2공급탱크로 부터 교반 장치가 부착되어 있는 제 1공급탱크로 5.1중량부/min의 속도로 공급하고, 제 1공급탱크로 부터 반응 플라스크에 5.1중량부/min의 속도로 공급하면서 중합을 진행시킨다. 단량체 혼합물의 공급이 완료된 후 1시간 숙성하여 층간공중합체를 제조하였다. 이대의 입자경은 186nm이었다.An aqueous solution in which 1.95 parts by weight of sodium persulfate was dissolved in 30 parts by weight of ion-exchanged water was injected into the reaction flask, and fed from a second supply tank to a first supply tank having a stirring device at a speed of 5.1 parts by weight / min. The polymerization was carried out while feeding the reaction flask from the first feed tank at a rate of 5.1 parts by weight / min. After supply of the monomer mixture was completed for 1 hour to prepare an interlayer copolymer. This particle size was 186 nm.

이온 교환수 270중량부, 나트륨 퍼설페이트 1.95중량부, Rhodapex CO-436 2.06중량부, 메틸 메타크릴레이트 350.5중량부 및 부틸 아크릴레이트 39중량부로 이루어진 유화상태 혼합물을 9.5중량부/min의 속도로 적하하고 90분 숙성한 후 상온으로 냉각하면서 암모니아를 21중량부 가하고 반응을 종결하였다. 이렇게 제조된 탄성체 고무상 코어-층간공중합체-쉘의 구조를 갖는 유화 중합체는 평균 입경이 210nm, 고형분 44.7% 점도 32센티포이즈이며 pH는 9.8이었다.An emulsified mixture consisting of 270 parts by weight of ion-exchanged water, 1.95 parts by weight of sodium persulfate, 2.06 parts by weight of Rhodapex CO-436, 350.5 parts by weight of methyl methacrylate and 39 parts by weight of butyl acrylate was added dropwise at a rate of 9.5 parts by weight / min. After aging for 90 minutes, ammonia was added 21 parts by weight while cooling to room temperature to terminate the reaction. The emulsion polymer having the structure of the elastomeric rubber-like core-layer copolymer-shell thus prepared had an average particle diameter of 210 nm, a solid content of 44.7%, a viscosity of 32 centipoise, and a pH of 9.8.

시험예 1Test Example 1

상기 실시예 1, 2, 3 및 4, 비교예 1 및 수성도료 조성물에서 불투명화제로 응용되는 플라스틱 안료인 OP-62(롬 앤드 하스 제품)를 스프레이 건조기(니로 건조기, 덴마크)로 건조하여 분말상태로 제조하였다.Example 1, 2, 3 and 4, Comparative Example 1 and OP-62 (Rom and Haas), a plastic pigment applied as an opaque agent in the water-based coating composition is dried in a spray dryer (niro dryer, Denmark) to powder Was prepared.

하기 표1의 배합에 의해 컴파운딩한 후 동일 조건으로 압출하여 쉬트를 제조하였다. 하기 표 1에서 단위는 중량부이다.The compound was prepared by compounding according to the following Table 1 and then extruded under the same conditions to prepare a sheet. In Table 1, the unit is parts by weight.

[표 1]TABLE 1

(주) *1) KM 334 용융(롬 앤드 하스사)* 1) KM 334 melting (Rom and Haas)

본 발명에 의해 제조된 내부에 기공을 함유한 충격 보강제의 물성을 기존의 충격 보강제와 비교하였다. 상기 표1에서 배합 1과 2로 시험하였다.The physical properties of impact modifiers containing pores therein prepared by the present invention were compared with conventional impact modifiers. In Table 1, the formulations 1 and 2 were tested.

[표 2]TABLE 2

(주) 1. 케이킹성(Compaction No.: %): 분말을 박스에 채우고 1400g 무게의 추를 올려놓고 50℃에서 7일 방치 후 500Mesh로 여과1.Caking property (Compaction No .:%): Fill the powder into the box, put the weight of 1400g and leave it at 50 ℃ for 7 days and filter it with 500Mesh.

500mesh에 남은 분말 덩어리 무게                         Remaining powder agglomerate weight at 500mesh

∴ Compaction No.: %) = ━━━━━━━━━━━━━━━━ ×100∴ Compaction No .:%) = ━━━━━━━━━━━━━━━━ × 100

박스에 초기 충전된 분말 무게                          Initially charged powder weight in box

2. 아이조드 노취 충격강도(Kg·cm/cm): KS M 30552. Izod notch impact strength (Kgcm / cm): KS M 3055

3. 백색도: 색차 측정기(Calorimeter)로 특정한 L 값3. Whiteness: L value specified by the colorimeter

본 발명에 의해 제조된 내부에 기공을 함유한 충격 보강제가 얼마만큼 이산화티탄을 대체할 수 있는지 알아보기 위해 컴파운딩 배합 3에 근거, 실시예 1에서 제조된 충격보강재 분말을 응용하였다.The impact modifier powder prepared in Example 1 was applied based on compounding formulation 3 to find out how much impact modifier containing pores therein could be replaced by titanium dioxide prepared by the present invention.

[표 3]TABLE 3

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 입자내부에 기공을 함유한 내충격성 코어-쉘 유화중합체는 이산화티탄을 단독 사용할 경우 야기되는 문제점들을 최소화하면서, PVC성형품의 원가를 절감할 수 있으면서도 내충격성, 압출/사출 작업성 및 백색도(색상)을 기존의 물성과 동등 이상으로 유지할 수 있는 효과가 있다.As described above, the impact-resistant core-shell emulsion polymer containing pores in the particles according to the present invention can minimize the problems caused by using titanium dioxide alone, while reducing the cost of PVC molded articles, while also reducing the impact resistance and extrusion. It has the effect of maintaining injection workability and whiteness (color) more than the existing physical properties.

Claims (5)

입자내부에 기공을 함유한 내충격성 코어-쉘 유화중합체의 제조방법에 있어서,In the method for producing an impact resistant core-shell emulsion polymer containing pores in the particles, (a) 에틸렌 불포화 단량체, 유화제 및 라디칼 개시제, 및 선택적으로 산당량체를 중합시켜 제조된 시이드 입자에 산단량체, 에틸렌 불포화 단량체 및 가교제를 첨가시켜 유화중합방법으로 알카리 팽윤성 입자를 제조하는 단계;(a) adding alkali monomers, ethylenically unsaturated monomers and crosslinking agents to seed particles prepared by polymerizing ethylenically unsaturated monomers, emulsifiers and radical initiators, and optionally acid equivalents, to prepare alkali swellable particles by emulsion polymerization; (b) 상기 팽윤성 입자와 산단량체 0.1-20중량%, Tg가 상대적으로 낮은 알킬(메타)크릴레이트 99.85-75중량%, 및 가교제 0.05-5중량%를 반응시켜 탄성체 고무상 폴리머를 제조하는 단계;(b) reacting the swellable particles with an acid monomer of 0.1-20% by weight, 99.85-75% by weight of relatively low Tg, and 0.05-5% by weight of a crosslinking agent to prepare an elastomeric rubbery polymer ; (c) 상기 탄성체 고무상 폴리머를 pH가 7에서 12의 범위내로 중화시키는 단계;(c) neutralizing the elastomeric rubbery polymer to a pH in the range of 7 to 12; (d) 상기 중화시킨 탄성체 고무상 폴리머에, 제1공급 탱크에는 고무상형성 단량체인 Tg가 상대적으로 낮은 알킬(메타)크릴레이트, 및 가교제를 투입하고, 제1공급 탱크와 병렬로 연결된 제2공급 탱크에는 쇄조절제 및 경질 외피 형성 단량체인 Tg가 상대적으로 높은 알킬메타크릴레이트를 투입하여 연속 조성변화 첨가법으로 유화중합시켜 층간 공중합체를 제조하는 단계; 및 (d) In the neutralized elastomeric rubber-like polymer, a first supply tank is filled with an alkyl (meth) acrylate having a relatively low Tg as a rubber-forming monomer, and a crosslinking agent, and is connected in parallel with the first supply tank. Preparing an interlayer copolymer by supplying a chain regulator and an alkyl methacrylate having a relatively high Tg, which is a hard shell forming monomer, to emulsion polymerization by a continuous composition change addition method; And (e) 상기 층간 공중합체에 Tg가 상대적으로 높은 아크릴 단량체로 이루어진 경질 외피 폴리머를 형성하는 단계를 포함하며,(e) forming a hard skin polymer composed of an acrylic monomer having a relatively high Tg in the interlayer copolymer, 최종 유화중합체의 입경이 0.15 내지 0.4마이크론이고, 건조후의 단일 기공의 직경이 0.05 내지 0.2마이크론이며, 상기 알칼리 팽윤성 입자에 함유된 산단량체가 15 내지 40중량%이고, 탄성체 고무상 폴리머의 유리전이 온도가 -20℃ 이하이며, 층간 공중합체의 유리전이 온도가 0에서 40℃이며, 층간공중합체 형성 단량체 혼합물에 대하여 Tg가 상대적으로 낮은 알킬크릴레이트가 40 내지 75중량%이며, Tg가 상대적으로 높은 알킬메타크릴레이트가 20 내지 60중량%이고, 가교제가 0 내지 5중량%인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 유화중합체의 제조방법.The particle size of the final emulsion polymer is 0.15 to 0.4 microns, the diameter of a single pore after drying is 0.05 to 0.2 microns, the acid monomer contained in the alkali swellable particles is 15 to 40% by weight, the glass transition temperature of the elastomeric rubber polymer Is less than -20 ° C, the glass transition temperature of the interlayer copolymer is 0 to 40 ° C, and 40 to 75% by weight of alkyl acrylate having a relatively low Tg relative to the interpolymer forming monomer mixture, and a relatively high Tg. A method for producing a core-shell emulsion polymer, characterized in that the alkyl methacrylate is 20 to 60% by weight and the crosslinking agent is 0 to 5% by weight. 제 1항에 있어서, 상기 가교제가 아릴 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 1,3-부탄디올 디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올 디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타클릴레이트, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 및 1,6-헥산디올 디아크릴레이트중에서 1종이상 선택됨을 특징으로 하는 코어-쉘 유화중합체의 제조방법.The method of claim 1, wherein the crosslinking agent is aryl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate At least one selected from the group consisting of relate, 1,4-butanediol diacrylate, and 1,6-hexanediol diacrylate. 제 1항에 있어서, 상기 산단량체가 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레인산 또는 그의 무수물중에서 선택되며, 사용량은 시이드를 포함하여 알칼리 팽윤성 폴리머 형성 단량체 혼합물의 15 내지 40중량%임을 특징으로 하는 코어-쉘 유화중합체의 제조방법.The acid monomer of claim 1, wherein the acid monomer is selected from acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid or anhydride thereof, and the amount used is 15 to 40% by weight of the alkali-swellable polymer-forming monomer mixture including a seed. Process for preparing core-shell emulsion polymers. 제 1항에 있어서, 전체 혼합물에 대해 상기 알칼리 팽윤성 폴리머 중합체는 5 내지 30중량%, 탄성체 고무상 폴리머는 40 내지 70중량%, 층간 공중합체는 10 내지 20중량% 및 경질외피 중합체는 15 내지 30중량%인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 유화중합체의 제조방법.The method according to claim 1, wherein the alkali swellable polymer polymer is 5 to 30% by weight, 40 to 70% by weight of the elastomeric rubber polymer, 10 to 20% by weight of the interlayer copolymer and 15 to 30% of the hard shell polymer, based on the total mixture. Method for producing a core-shell emulsion polymer, characterized in that the weight%. 제 1항에 있어서, 상기 알칼리 팽윤성 고분자 입자를 응집제로 미세 응집시킴을 특징으로 하는 코어-쉘 유화중합체의 제조방법.The method of claim 1, wherein the alkali swellable polymer particles are finely flocculated with a flocculant.
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