KR100478648B1

KR100478648B1 - 합성수지 내열안정제용 황산마그네슘

Info

Publication number: KR100478648B1
Application number: KR10-2002-0048882A
Authority: KR
Inventors: 정일석; 이원주; 정백영
Original assignee: 정일석; 정백영; 이원주
Priority date: 2002-08-19
Filing date: 2002-08-19
Publication date: 2005-03-22
Also published as: KR20040016622A

Abstract

본 발명은 합성수지 내열안정제용 황산마그네슘에 있어서, 에틸렌디아민4초산(Ethylene diamine tetraacetic acid)을 5.0~10.0wt%를 함유하는 합성수지 내열안정제용 황산마그네슘에 관한 것이다.

황산마그네슘을 염석제로 하여 제조되는 ABS수지에 있어서, 본 발명의 방법으로 제조된 황산마그네슘은 EDTA로 처리하지 않은 황산마그네슘에 비하여 ABS수지가 높은 내열안정성을 나타내는 효과가 있다.

Description

합성수지 내열안정제용 황산마그네슘 {magnesium sulfate for heat stabilizer of polymer resin}

본 발명은 열가소성 합성수지의 내열성(heat resistance)을 높여주는데 유용하게 사용될수 있는 합성수지 내열안정제(heat stabilizer)용 황산마그네슘에 관한 것이다. 구체적으로는 아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌(Acrylonitril-butadiene-styrene : 이하 ABS 라한다)수지와 같은 열가소성 수지의 내열성을 개선하기 위한 내열안정제로 사용되는 황산마그네슘에 관한 것이다.

ABS수지는 인장강도, 굴곡강도(bending strength), 충격강도등의 기계적 성질이 우수하고, 용융온도가 낮고 흐름성(flowability)이 좋아 성형성이 우수하며, 착색성도 좋아 광택 있는 성형품을 제조할수 있어 가전제품의 부품, 차량부품, 가구, 건축자재등 광범위한 용도를 갖고 있다.

아크릴로 니트릴(Acrylonitril : 이하 AN이라 한다), 부타디엔(butadiene : 이하 BD라한다), 스틸렌(styrene : 이하 Str이라 한다)의 공중합수지인 ABS수지는 AN, BD, Str등의 모노머(monomer)를 폴리머 브랜드 (polymer blend)방식으로 중합하여 제조하거나 BD-AN 고무를 물에 유화시켜 BD-AN의 고무 라텍스(Rubber Latex)로 만들어 주고, AN-Str 수지를 물에 유화시켜 AN-Str의 수지 라텍스(Resin Latex)로 만든후 이들 BD-AN의 고무 라텍스와 AN-Str의 수지 라텍스를 라텍스 혼합법으로 혼련(blend)하여 제조하는데 여기에는 고무 성분인 BD가 첨가되므로 내열성 떨어진다는 문제가 있다. 즉, ABS수지는 내열성이 낮아 110℃이상에서는 기계적 특성이상실되게 되는 문제가 있다. 따라서 전자 전기제품의 부품등 내열성이 요구되는 분야에 사용되는 ABS수지는 별도의 방법으로 내열성을 높여준 ABS수지를 사용하고 있다. 종래 ABS수지의 내열성을 높여주기위하여 사용되는 내열안정제로서는 황산마그네슘이나 인산 암모늄 또는 트리크레질 포스페이트 (Tricresyl phosphate)와 같은 인산계 난연제 (Retardant)와 빙초산(Acetic acid)을 사용하고 있다. 그러나 황산마그네슘은 내열효과가 높지 않고, 인산계 난연제나 빙초산은 비교적 고가의 약품이어서 내열성 ABS수지의 제조원가가 높아지게 될뿐아니라 빙초산은 이취(異臭)를 발산하게 되므로 작업환경에도 나쁜 영향을 주게되고 상품의 가치도 떨어트리게 되는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 황산마그네슘을 에틸렌디아민 4초산(Ethylenediamine tetraacetic acid : 이하 EDTA라 한다)으로 처리한 합성수지 내열안정제용 황산마그네슘을 제공하는데 있다.

본 발명자들은 소량의 EDTA로 처리하여준 황산마그네슘을 합성수지의 내열안정제로 사용하는 경우 EDTA로 처리하지 않은 황산마그네슘에 비하여 100%이상의 내열성이 개선되는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명은 열가소성 합성수지의 내열성을 개선하여 주기 위하여 사용되는 내열안정제용 황산마그네슘에 관한 것이다.

ABS수지는 AN, BD 및 Str 모노머를 공중합시켜서 된 공중합 수지(Copolymer)이며 이 공중합수지를 제조하는 방법은 폴리머 브랜드법, 라텍스혼합법, 유화그라프트법(Emulsion graft), 괴상중합법등 다양한 방법이 있다.

그중 라텍스 혼합법은 일반적으로 도 1에 도시된 공정순으로 진행되는데 도 1에 따라 라텍스 혼합법으로 ABS수지를 제조하는 공정은 다음과 같다.

AN-BD 고무, 유화제, 촉매를 수중(水中)에서 유화시켜 고무라텍스를 얻고, AN-Str 수지를 유화제 및 촉매와 함께 수중에서 유화시켜 수지 라텍스를 얻은 다음 이들을 혼합조(3)에서 혼합하여 혼합라텍스로 만든다 이를 염석제(Saltingout reagent) 투입한 염석조(4)에서 혼합시켜주면 슬러리 상태로 되는데 이를 여과기(5)로 여과하여 후레이크(flake)상태로 얻고 이 후레이크 상태의 수지를 혼련기(7)로 혼련(混練)하면 ABS수지가 얻어진다.

상기 공정에서 염석제로서는 주로 황산마그네슘이 이용되고 있다.

여기에서 염석제로 사용된 황산마그네슘은 ABS수지에 함유되게 되고 이는 ABS수지의 내열안정제로서의 역할도 하게 된다.

일반적으로 황산마그네슘은 수산화마그네슘이나 탄산마그네슘을 황산과 반응시켜 제조하는데 수산화마그네슘이나 탄산마그네슘은 돌로마이트(고회석)(MgCO₃·CaCO₃)와 같은 광석으로부터 얻어지며 광석을 원료로 하므로서 황산마그네슘중에서 철분 Mn등 소량의 금속성분이 분순물로 함유되게 된다. 황산마그네슘이 열가소성 수지의 내열안정제로 이용되고는 있으나 이들이 합성수지의 내열성을 충분히 개선시켜 주지 못하는 이유는 이들 금속성분이 수지중에 분산되므로서 열전도율을 높여 주기 때문인 것으로 추정된다.

EDTA는 킬레이트제 (Chelate agent)의 일종으로서 염색조제, 섬유처리제, 금속이온 봉쇄제(metal ion blocking agent)등으로 사용되는 약품이다.

킬레이트제, 금속이온봉쇄제 등은 금속이온과 착화합물(chelate compound)을 형성하여 금속이온을 안정화 시키는 기능을 갖고 있다.

이하 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다.

실시예 1.

물 10ℓ, 황산마그네슘 150㎏, EDTA 10㎏, 살리칠알디민(salicylaldimine) 0.5g을 균일하게 혼합한 후 건조시켜 EDTA 6.7wt%와 미량의 살리칠알디민을 함유하는 황산마그네슘 160㎏을 얻는다.

여기서 얻은 황산마그네슘과 물을 혼합하여 EDTA를 함유하는 황산마그네슘의 농도가 15wt%인 슬러리(slurry)를 만들고 이 슬러리를 라텍스 혼합법으로 ABS수지를 제조할 때 염석제로 사용하였다.

이때 황산마그네슘에 함유되는 EDTA의 함량은 5.0~10wt%가 적당하다.

실시예 2.

물 900ℓ, EDTA 100㎏, 살리칠알디민(Salicylaldimine) 1.0g을 혼합하여 혼합용액을 얻고, 이 혼합용액 10ℓ와 황산마그네슘 농도 15wt%의 황산마그네슘 슬러리 1000ℓ를 혼합 교반한 다음 이를 라텍스혼합법으로 ABS수지를 제조할 때 염석제로 사용하였다.

비교예

황산마그네슘과 물을 혼합하여 황산마그네슘 농도 15wt% 슬러리를 만들고 이를 라텍스 혼합법으로 ABS수지를 제조할 때 염석제로 사용하였다.

상기 실시예 1, 2 및 비교예의 방법으로 제조한 ABS의 내열안정성 시험을 각각 5회씩 반복 시험하고 그 결과를 다음 [표 1]에 기재하였다.

ABS수지의 내열안정성 시험 결과

구분	시험예	ABS수지의 열변색 시간
실시예 1	1	5분 50초
	2	5분 48초
	3	5분 46초
	4	5분 48초
	5	5분 48초
	평균	5분 50초
실시예 2	1	5분 55초
	2	5분 50초
	3	5분 48초
	4	5분 60초
	5	5분 62초
	평균	5분 55초
비교예	1	2분 35초
	2	2분 30초
	3	2분 40초
	4	2분 25초
	5	2분 35초
	평균	2분 35초
※ 실시예 및 비교예에서 얻어진 ABS수지를 5㎜두께의 판상으로 만든후 은박지에 올려놓고 180℃에서의 열변색(scorch)시간을 측정한 것임.

상기 [표 1]에서 나타낸 바와같이 본 발명의 방법으로 제조된 황산마그네슘을 염석제로 하여 제조된 ABS수지의 내열안정성은 EDTA로 처리하지 않은 황산마그네슘을 염석제로 하여 제조된 ABS수지에 비하여 2배 이상 높은 내열안정성을 나타냈다.

살리칠알디민은 킬레이트제의 일종이며 EDTA를 단독 사용하는 경우보다 소량의 살리칠알디민을 EDTA와 함께 사용하는 경우 내열안정성이 우수하게 나타났으며 EDTA의 사용량도 줄여줄 수 있었다.

도 1은 라텍스 혼합법으로 ABS수지를 제조하는 공정도이다.

- 도면중 주요부분에 대한 부호의 설명 -

1 : 고무 라텍스 혼합조

2 : 수지 라테스 혼합조

3 : 혼합조

4 : 염석조

5 : 여과기

6 : 건조기

7 : 혼련기

Claims

합성수지 내열안정제용 황산마그네슘에 있어서, 에틸렌디아민4초산(Ethylene diamine tetraacetic acid)을 5.0~10.0wt%를 함유하는 합성수지 내열안정제용 황산마그네슘.