KR100503361B1 - 염화비닐계 열가소성 탄성체의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 염화비닐계 열가소성 탄성체의 제조방법에 관한 것으로, 특히 염화비닐계 탄성체에 점착방지제, 및 현탁안정제 또는 유화제를 혼합한 후, 건조함으로써 종래 중합과정을 그대로 적용하면서 추가 설비 없이 경제적으로 염화비닐계 탄성체 분말 입자간 점착성을 감소시켜 건조시 고온에서도 자유유동입자를 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 장기간 보관시 입자간 끈적임에 의해 나타나는 뭉침현상 억제하여 입자의 흐름성을 유지할 수 있는 염화비닐계 열가소성 탄성체의 제조방법에 관한 것이다.

Description

염화비닐계 열가소성 탄성체의 제조방법 {METHOD FOR PREPARING OF THERMOPLASTIC ELASTOMER CONTAINING VINYL CHLORIDE}

본 발명은 염화비닐계 열가소성 탄성체의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래 중합과정을 그대로 적용하면서 추가 설비 없이 경제적으로 염화비닐계 탄성체 분말 입자간 점착성을 감소시켜 건조시 고온에서도 자유유동입자를 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 장기간 보관시 입자간 끈적임에 의해 나타나는 뭉침현상 억제하여 입자의 흐름성을 유지할 수 있는 염화비닐계 열가소성 탄성체의 제조방법에 관한 것이다.

유화 또는 현탁중합하여 염화비닐계 열가소성 탄성체를 제조하는 방법에 대하여 이미 다수의 특허가 제시되어 왔다.

대한한국 특허공개 제1986-0004933호는 염화비닐계 열가소성 탄성체의 제조방법에 대하여 구체적으로 개시하고 있다. 그러나, 상기 방법은 상온에서도 최종생성물의 입자간 점착성으로 흐름성이 저하될 뿐만 아니라, 건조공정에서는 열에 의해 쉽게 뭉쳐 자유유동입자의 형성이 어려우며, 이에 따라 대량생산이 불가능하다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하고 건조기 내 자유유동입자를 형성시키기 위하여 수지 입자가 건조기 내부로 도입되는 과정에서 점착방지제를 분무하는 방법이 사용되고 있다. 또한, 장기간 보관시에만 분말 입자의 흐름성이 저하되는 경우에는 건조공정 후 제품과 점착방지제를 강제로 혼합하여야만 한다는 문제점이 있다.

또한, 상기 방법들은 모두 투입설비가 요구되며, 혼합설비의 경우 일정용량 이상 처리하기 어려우며, 상분리가 일어난다는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 대한민국 특허출원 제1991-0015631호는 시클로헥산으로 점착방지제 슬러리, 스티렌계 블록공중합체 용액을 각각 제조한 후, 이를 130 ℃ 이상으로 가열된 중합체에 분무하는 방법에 대하여 개시하고 있다. 이 방법은 용매가 기화되면서 중합체를 효과적으로 피복할 수 있다는 장점이 있으나, 유기용제를 사용하여 용매회수문제, 환경문제 등의 문제점이 있으며, 염화비닐계 열가소성 탄성체의 물성저하를 야기한다는 문제점이 있다.

따라서, 염화비닐계 열가소성 탄성체 분말 입자간 점착성을 감소시켜 건조시 고온에서도 자유유동입자를 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 장기간 보관시 입자간 끈적임에 의해 나타나는 뭉침현상 억제할 수 있는 염화비닐계 탄성체의 제조방법에 대한 연구가 더욱 필요한 실정이다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 종래 중합과정을 그대로 적용하면서 추가 설비 없이 경제적으로 염화비닐계 탄성체 분말 입자간 점착성을 감소시켜 건조시 고온에서도 자유유동입자를 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 장기간 보관시 입자간 끈적임에 의해 나타나는 뭉침현상 억제하여 입자의 흐름성을 유지할 수 있는 염화비닐계 탄성체의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 염화비닐계 탄성체 분말 입자간 점착성을 감소시켜 건조시 고온에서도 자유유동입자를 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 장기간 보관시 입자간 끈적임에 의해 나타나는 뭉침현상 억제하여 입자의 흐름성이 우수한 염화비닐계 탄성체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 염화비닐계 탄성체의 제조방법에 있어서,

a) 염화비닐계 탄성체 슬러리를 제공하는 단계;

b) 상기 a)단계의 슬러리에 염화비닐계 탄성체 100 중량부에 대하여

점착방지제 0.3 내지 7 중량부, 및 현탁안정제 0.01 내지 0.15 중

량부 또는 유화제 0.1 내지 5 중량부를 혼합하는 단계; 및

c) 상기 b)단계의 슬러리를 건조하여 분말상의 염화비닐계 탄성체를

제조하는 단계

를 포함하는 염화비닐계 탄성체의 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명은 염화비닐계 탄성체 슬러리에 염화비닐계 탄성체 100 중량부에 대하여 점착방지제 0.3 내지 7 중량부, 및 현탁안정제 0.01 내지 0.15 중량부 또는 유화제 0.1 내지 5 중량부를 혼합한 후, 건조하여 제조되는 염화비닐계 탄성체를 제공한다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명자들은 염화비닐계 탄성체 분말 입자간 점착성을 감소시켜 건조시 고온에서도 자유유동입자를 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 장기간 보관시 입자간 끈적임에 의해 나타나는 뭉침현상 억제할 수 있는 염화비닐계 탄성체의 제조방법에 대하여 연구하던 중, 염화비닐계 탄성체에 점착방지제, 및 현탁안정제 또는 유화제를 혼합한 후, 건조하여 제조한 결과, 종래 중합과정을 그대로 적용하면서 추가 설비 없이 경제적으로 염화비닐계 탄성체 분말 입자간 점착성을 감소시켜 건조시 고온에서도 자유유동입자를 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 장기간 보관시 입자간 끈적임에 의해 나타나는 뭉침현상 억제하여 입자의 흐름성을 유지할 수 있음을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 염화비닐계 탄성체는 현탁중합 또는 유화중합에 의해 생성된 염화비닐계 탄성체 슬러리에 염화비닐계 탄성체 100 중량부에 대하여 점착방지제 0.3 내지 7 중량부, 및 현탁안정제 0.01 내지 0.15 중량부 또는 유화제 0.1 내지 5 중량부를 혼합한 후, 상기 슬러리를 건조하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 사용되는 상기 점착방지제는 염화비닐계 탄성체 입자 표면에 흡착되어 수지 입자간 점착성에 의한 뭉침 현상을 방지하는 작용을 한다.

상기 점착방지제는 평균입경 0.1~12 ㎛의 실리카, 알루미나, PVC 파우더, PVC-라텍스, 활석, 탄산칼슘, 또는 탄산마그네슘 등을 사용할 수 있다.

상기 점착방지제는 염화비닐계 탄성체 입자의 크기 및 점착방지제의 입자크기에 따라 그 함량을 달리할 수 있으나, 바람직하게는 염화비닐계 탄성체 100 중량부에 대하여 0.3 내지 7 중량부로 포함되는 것이다. 그 함량이 0.3 중량부 미만일 경우에는 염화비닐계 탄성체 입자를 효과적으로 피복하지 못하여 건조시 자유유동입자를 얻기 어렵다는 문제점이 있으며, 7 중량부를 초과할 경우에는 자유유동입자는 쉽게 얻을 수 있으나, 최종 제품의 물성 저하를 초래하게 된다는 문제점이 있다.

또한 본 발명은 상기와 같은 점착방지제의 점착방지효과를 증진시키기 위하여 현탁안정제 또는 유화제를 동시에 투입할 수 있으며, 상기 현탁안정제 또는 유화제는 슬리러 상의 염화비닐계 탄성체 입자를 피복하는 효과를 가져올 수 있으며, 점착방지제의 물에 대한 고른 분산을 유도할 수 있다.

본 발명에 사용되는 상기 현탁안정제는 수화도 30~95 중량%인 폴리비닐알콜; 하이드록시 메틸 셀룰로오스, 하이드록시 에틸 셀룰로오스, 하이드록시 프로필 셀룰로오스, 하이드록시 메틸 프로필 셀룰로오스, 하이드록시 에틸 프로필 셀룰로오스, 또는 하이드록시 부틸 셀룰로오스 등의 수산화 알킬 셀룰로오스; 젤라틴, 폴리비닐피롤리돈, 또는 무수말레산-스틸렌 공중합체 등을 사용할 수 있다.

바람직하게는 4 중량%-수용액의 점도가 29~35 cps이며 분자중 수산기 몰농도가 75~85 mole%인 폴리비닐알콜을 단독으로 사용하거나, 4 중량%-수용액의 점도가 29~35 cps이며 분자중 수산기 몰농도가 75~85 mole%인 폴리비닐알콜과 4 중량%-메탄올/4 중량%-메탄올 수용액/수용액의 점도가 5~6 cps이며 분자중 수산기 몰농도가 55~70 mole%인 폴리비닐알콜을 혼합사용하거나, 2 중량%-수용액의 점도가 50~100 cps이며 분자중 메톡시기의 함량이 중량비로 28~30 중량%, 수산화프로폭시기의 함량이 중량비로 4~8 중량%인 하이드록시 프로필 메틸 셀룰로오스를 단독으로 사용하거나, 2 중량%-수용액의 점도가 25~100 cps이며 분자중 메톡시기의 함량이 중량비로 28~32 중량%인 메틸 셀룰로오스와 혼합 사용하는 것이다.

상기 현탁안정제는 염화비닐계 탄성체 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.15 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.01 중량부 미만일 경우에는 점착방지 효과가 낮아진다는 문제점이 있으며, 0.15 중량부를 초과할 경우에는 기본물성이 저하된다는 문제점이 있다.

본 발명에 사용되는 상기 유화제는 점착성 개선 효과가 더욱 증진시키는 작용을 한다.

상기 유화제는 탄소수 4~30인 나트륨도데실설페이트, 탄소수 4~30인 나트륨디옥틸설포석시네이트, 탄소수 4~30인 나트륨도데실벤젠설페이트, 탄소수 4~30인 나트륨라우레이트, 탄소수 4~30인 칼륨라우레이트, 탄소수 4~30인 나트륨올레이트, 탄소수 4~30인 칼륨올레이트, 탄소수 4~30인 로진, 또는 탄소수 4~30인 지방산염 등을 사용할 수 있다.

상기 유화제는 염화비닐계 탄성체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.1 중량부 미만일 경우에는 끈적임이 심한 수지 표면을 피복하는 효과가 감소하여 점착방지 효과가 미미하게 되며, 5 중량부를 초과할 경우에는 최종 제품의 변색과 기본물성 저하를 초래할 수 있다는 문제점이 있다.

상기와 같이 현탁중합 또는 유화중합에 의해 생성된 염화비닐계 탄성체 슬러리에 점착방지제, 및 현탁안정제 또는 유화제를 투입한 후, 20 내지 200 rpm, 바람직하게는 100 rpm의 높은 속도에서 교반하여 염화비닐계 탄성체 입자와 점착방지제의 고른 분산을 유도할 수 있다. 이러한 상태에서 염화비닐계 탄성체 입자가 건조기 내로 유입되면 염화비닐계 탄성체 입자 표면에 점착방지제가 충분히 흡착되어 건조기내 고온의 조건에서도 자유유동입자의 형성을 쉽게 유도할 수 있다. 또한, 상기 자유유동입자의 형성이 원활해지면 최종제품의 함수율이 낮아지게 되며, 동일시간 처리할 수 있는 수지의 양이 증가하게 되는 잇점이 있다.

또한 본 발명은 상기와 같은 방법으로 제조되는 염화비닐계 탄성체를 제공하는 바, 염화비닐계 탄성체의 분말 입자간 점착성을 감소시켜 건조시 고온에서도 자유유동입자를 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 장기간 보관시 입자간 끈적임에 의해 나타나는 뭉침현상 억제하여 입자의 흐름성이 우수한 효과 염화비닐계 탄성체를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1

중합반응기에서 중합하여 10 ㎏의 염화비닐계 탄성체 슬러리를 생성시킨 후, 슬러리 상에 존재하는 10 ㎏의 염화비닐계 탄성체 100 중량부에 대하여 점착방지제로 활석 2 중량부, 현탁안정제로 메틸셀룰로오스 0.02 중량부를 투입하였다. 그 다음 상기 혼합물을 100 rpm으로 30 분 동안 교반하고, 원심분리기를 이용하여 원심분리한 후, 유동층 건조기에 80 ℃의 온도로 0.5 시간 동안 건조하여 염화비닐계 탄성체를 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 슬러리 상에 존재하는 10 ㎏의 염화비닐계 탄성체 100 중량부에 대하여 점착방지제로 실리카 2 중량부, 현탁안정제로 메틸셀룰로오스 0.02 중량부를 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 염화비닐계 탄성체를 제조하였다.

실시예 3

상기 실시예 1에서 슬러리 상에 존재하는 10 ㎏의 염화비닐계 탄성체 100 중량부에 대하여 점착방지제로 탄산마그네슘 2 중량부, 유화제로 나트륨도데실벤젠설페이트 0.02 중량부를 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 염화비닐계 탄성체를 제조하였다.

실시예 4

상기 실시예 1에서 슬러리 상에 존재하는 10 ㎏의 염화비닐계 탄성체 100 중량부에 대하여 점착방지제로 탄산칼슘 2 중량부, 유화제로 나트륨도데실벤젠설페이트 0.02 중량부를 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 염화비닐계 탄성체를 제조하였다.

실시예 5

상기 실시예 1에서 슬러리 상에 존재하는 10 ㎏의 염화비닐계 탄성체 100 중량부에 대하여 점착방지제로 PVC 파우더 2 중량부, 유화제로 나트륨도데실벤젠설페이트 0.02 중량부를 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 염화비닐계 탄성체를 제조하였다.

실시예 6

상기 실시예 1에서 슬러리 상에 존재하는 10 ㎏의 염화비닐계 탄성체 100 중량부에 대하여 점착방지제로 알루미나 2 중량부, 현탁안정제로 메틸셀룰로오스 0.02 중량부를 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 염화비닐계 탄성체를 제조하였다.

비교예 1

중합반응기에서 중합하여 10 ㎏의 염화비닐계 탄성체 슬러리를 생성시킨 후, 별도의 첨가 투입 단계를 거치지 않고 염화비닐계 탄성체를 제조하였다.

실험예 1

상기 실시예 1 내지 6, 및 비교예 1에서 제조한 염화비닐계 탄성체를 이용하여 뭉침현상 및 함수율을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

구분	실시예						비교예 1
	1	2	3	4	5	6
점착방지제	활석 2 중량부	실리카 2 중량부	탄산마그네슘 2 중량부	탄산칼슘 2 중량부	PVC-파우더 2 중량부	알루미나 2 중량부	-
현탁안정제	메틸셀룰로오스 0.02 중량부	메틸셀룰로오스 0.02 중량부	-	-	-	메틸셀룰로오스 0.02 중량부	-
유화제	-	-	나트륨도데실벤젠설페이트 0.05 중량부	나트륨도데실벤젠설페이트 0.05 중량부	나트륨도데실벤젠설페이트 0.05 중량부	-	-
뭉침현상	18 중량%	1 중량%	5 중량%	3 중량%	23 중량%	8 중량%	82 중량%
함수율	1.9 중량%	0.2 중량%	0.5 중량%	0.3 중량%	2.3 중량%	1.1 중량%	8 중량%

상기 표 1을 통하여, 본 발명에 따라 염화비닐계 탄성체에 점착방지제, 및 현탁안정제 또는 유화제를 흡착시켜 제조된 실시예 1 내지 6의 염화비닐계 탄성체가 비교예 1과 비교하여 뭉침현상 및 함수율이 적게 나타남을 확인할 수 있었다.

본 발명에 따르면 종래 중합과정을 그대로 적용하면서 추가 설비 없이 경제적으로 염화비닐계 탄성체 분말 입자간 점착성을 감소시켜 건조시 고온에서도 자유유동입자를 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 장기간 보관시 입자간 끈적임에 의해 나타나는 뭉침현상 억제하여 입자의 흐름성을 유지할 수 있는 염화비닐계 탄성체를 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. a) 염화비닐계 탄성체 슬러리를 제공하는 단계;

   b) 상기 a)단계의 슬러리에 염화비닐계 탄성체 100 중량부에 대하여

   평균입경 0.1~12 ㎛의 PVC 파우더 및 PVC-라텍스로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종의 점착방지제 0.3 내지 7 중량부와 탄소수 4~30인 나트륨도데실설페이트, 탄소수 4~30인 나트륨디옥틸설포석시네이트, 탄소수 4~30인 나트륨도데실벤젠설페이트, 탄소수 4~30인 나트륨라우레이트, 탄소수 4~30인 칼륨라우레이트, 탄소수 4~30인 나트륨올레이트, 탄소수 4~30인 칼륨올레이트, 탄소수 4~30인 로진, 및 탄소수 4~30인 지방산염으로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 음이온성 유화제 0.1 내지 5 중량부를 혼합하는 단계; 및

   c) 상기 b)단계의 슬러리를 건조하여 분말상의 염화비닐계 탄성체를

   제조하는 단계

   를 포함하는 염화비닐계 탄성체의 제조방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항 기재의 방법으로 제조되는 염화비닐계 탄성체.