KR100516883B1 - 발포성 폴리스티렌 수지의 제조 방법 - Google Patents

발포성 폴리스티렌 수지의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스티렌계 단량체를 현탁 중합하여 발포성 폴리스티렌 수지를 제조함에 있어서, 기포 조절제로서 4급 암모늄염, 벤조구아나민 및 폴리에틸렌 왁스를 혼합 사용하는 것을 특징으로 하는 발포성 폴리스티렌 수지의 제조 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 방법에 의하여 제조된 발포성 폴리스티렌 수지는 표면 광택 및 압축 강도가 우수하여 어상자용 포장재등 다양한 용도로 사용될 수 있다.

Description

발포성 폴리스티렌 수지의 제조 방법{PREPARATION METHOD OF EXPANDABLE POLYSTYRENIC RESIN}
본 발명은 표면 광택이 우수한 발포성 폴리스티렌 수지의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특수한 기포 조절제로서 4급 암모늄염, 벤조구아나민 및 종래의 폴리에틸렌 왁스를 혼합 사용하여 균일한 기포 구조를 지니는 발포성 폴리스티렌 수지를 제조하는 방법에 관계한다.
통상적으로 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법에는 현탁 중합법, 유화 중합법이 사용되는데, 그 중에서 현탁 중합법이 상업적으로 널리 사용되고 있다.
통상의 현탁 중합법에 의해 제조된 발포성 스티렌 입자를 가공시켜 발포성 수지로 만들 수 있는데, 상기 수지는 기포 구조의 형태에 따라 물성이 결정된다. 따라서 효과적인 기포 구조를 만드는 것이 발포성 수지에 있어서 중요한 관건이므로 이를 위하여 다양한 기포 구조 조절제에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
종래에는 일반적으로 측쇄 구조가 없는 고결정성 폴리에틸렌 왁스(이하,'PE 왁스'라 칭함)를 사용하였다. 이를 통하여 제조된 폴리스티렌 수지는 비교적 미세한 즉, 20-120㎛ 크기의 기포 구조를 가지며 일반적인 포장재 및 단열재로서 큰 무리없이 사용될 수 있다.
그러나 이와 같은 수지는 제품의 표면에 회사 상표를 인쇄하는 포장재로서는 적당하지 않다. 따라서 표면이 미려하며 압축 강도 및 굴곡 강도가 우수하여 상기와 같은 포장재등의 다양한 용도로 사용될 수 있는 수지를 제조하기 위하여 많은 연구가 행해져 왔다.
그중 하나가 기포 조절제로서 PE 왁스를 단독으로 사용하는 방법인데, 이때에는 제조된 최종 수지의 기포간 표면 경계가 뚜렷하여 성형품 제조후 인쇄가 불가능하다는 문제점이 있다.
다른 하나는 기포 조절제로서 PE 왁스와 4급 암모늄염을 혼합하여 사용하는 방법인데, 이때에는 제조된 최종 수지의 기포가 불균일하며 크기가 120㎛이상이고 강도가 급격히 저하되어서 포장재로서 사용하기에는 부적절하다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 발포성 폴리스티렌 수지를 제조함에 있어서, 기포 조절제로서 4급 암모늄염, 벤조구아나민 및 폴리에틸렌 왁스를 혼합 사용하는 것을 특징으로 하는 발포성 폴리스티렌 수지의 제조 방법을 제공하는 것이다.
즉, 본 발명은 스티렌계 단량체를 현탁 중합시켜 발포성 폴리스티렌 수지를 제조함에 있어서, 기포 조절제로서 4급 암모늄염, 벤조구아나민 및 폴리에틸렌 왁스를 혼합 사용하는 것을 특징으로 하는 발포성 폴리스티렌 수지의 제조 방법을 제공하는 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에서 사용한 현탁 중합법은 다음과 같다.
우선, 내압 중합조에서 물에 적당한 현탁 안정제를 가한후 교반시키면서 여기에 중합 촉매가 가하여진 스티렌 단량체를 분산시킨후 고온에서 중합시켜서 구상의 스티렌 입자를 만든다. 그후 상기 중합조를 밀폐시키고 중합조내의 온도를 연화점 이상으로 유지시키면서 상기 중합 완료된 스티렌 수지 입자에 발포제로서 펜탄, 부탄, 프로판과 같은 저비점 탄화 수소를 함침시키면 구상의 발포성 폴리스티렌 입자가 얻어진다.
본 발명에서 기포 조절제로서는 종래의 방법과는 달리, 4급 암모늄염, 벤조구아나민 및 폴리에틸렌 왁스를 혼합하여 사용한다.
상기 기포 조절제를 구성하는 각각의 성분 물질의 바람직한 사용량은 4급 암모늄염이 0.01-0.1phm(part per hundred monomer, 즉 단량체 100에 대한 중량부, 이하 phm으로 약칭한다), 벤조구아나민이 0.01-0.1phm 그리고 PE 왁스는 0.1-0.5phm이다.
만일 사용량이 상기의 범위를 벗어나는 경우에는 기포 크기가 90±10㎛이면서 균일한 형태를 가진 발포성 폴리스티렌 수지를 제조할 수 없게 되어 좋지 않다.
본 발명에서 출발 물질로서는 스틸렌 단량체, 스티렌 단량체를 주성분으로한 아크릴로니트릴 또는 스티렌 단량체 및 α-메틸스티렌 단량체의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 스티렌계 단량체가 사용된다.
상기 스티렌계 단량체를 중합시킨 결과 생성되는 발포성 폴리스티렌 수지는 스티렌 단독 중합체, 스티렌과 아크릴로니트릴의 공중합체 또는 스티렌과 α-메틸스티렌의 공중합체이다.
이하 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 구체화 할 것이며, 다음의 실시예는 어디까지나 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 기재된 것이지 본 발명의 보호 범위를 제한 하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1.
예비 용해조(1)에 스티렌 단량체 10㎏을 넣고 110rpm으로 교반하면서 평균 분자량 1000g/mol인 PE 왁스(PE-WAX 1000:PETROLITE社 제품) 40g, 4급 암모늄염 물질인 AMOSTAT 410(N-알킬-디-에탄올 아민 : Lion Akzod社 제품)과 벤조구아나민(6-페닐-1,3,5-트리아진-2,4-디아민 : CLC CHEMICAL社 제품) 0.01-0.1phm을 넣은후 70℃로 승온시키고 이 상태에서 60분동안 방치시켜 투입된 왁스를 용해시킨후 다시 상온으로 냉각시켜 방치하였다.
예비 용해조(2)에서 벤조일퍼옥시드 130g과 t-부틸퍼벤조에이트 62g을 스티렌 단량체 30㎏에 넣고 30분에 걸쳐 용해시킨후 예비 용해조(1)에서 만든 용액을 가한후 다시 30분 동안 교반하여 분산액을 제조하였다.
이와는 별도로, 100L 내압 반응조에서 순수한 물을 40㎏ 넣고 분산제로서 트리칼슘포스페이트 250g, 히드록시에틸셀룰로즈 110g을 가하여 현탁액을 제조한후 예비 용해조(2)에서 만든 분산액을 넣고 60분 동안 110rpm으로 교반시켰다. 그후 반응기의 온도를 90℃로 승온시키고 이 상태에서 중합률이 95%가 될 때까지 중합시켰다. 그후 반응조를 밀폐한후 다시 110℃로 승온시키면서 2㎏의 펜탄을 1g/분의 속도로 일정량씩 투입하였다. 투입이 완료되고 온도가 110℃로 되면 6시간 동안 방치시켜 미 반응된 스티렌 단량체의 함량이 3000ppm 이하가 되도록 하였다.
이후 45℃ 이하까지 냉각시킨후 잔류하고 있는 발포제를 증발시켰다. 이때 반응조의 압력이 상압까지 강하되면 슬러리 상태의 발포성 폴리스티렌 수지 입자를 수득할 수 있었다.
수득된 중합물을 탈수시킨후 유동층을 건조시켜 입자 표면의 수분이 0.3%이하로 되도록한 다음 입자 크기별로 선별하였다.
그중 입자 크기가 0.60-0.90㎜인 중합물을 믹서에 넣고 0.03phr(part per hundred resin, 즉 수지 100에 대한 중량부, 이하 phr로 약칭한다)의 광유(mineral oil)와 0.05phr의 글리세릴 트리-스테아레이트를 가하여 30분 동안 교반시켰더니 표면 광택이 향상된 발포성 폴리스티렌 수지를 수득하게 되었다.
상기와 같이 제조된 최종 산물에 대한 물성 평가 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.
비교예 1
예비 용해조(1)에서 기포 조절제로서는 평균 분자량 1000g/mol인 PE 왁스 40g 만을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 발포성 폴리스티렌 수지를 제조하고 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1 및 표 2에 함께 나타내었다.
비교예 2
예비 용해조(1)에서 기포 조절제로서는 평균 분자량 1000g/mol인 PE 왁스 40g 및 4급 암모늄염인 AMOSTAT 410(Lion Akzod社) 4g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 발포성 폴리스티렌 수지를 제조하고 그 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1 및 표 2에 함께 나타내었다.
비교예 3
예비 용해조(1)에서 기포 조절제로서는 평균 분자량 1000g/mol인 PE 왁스 40g 및 벤조구아나민 4g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 발포성 폴리스티렌 수지를 제조하고 그 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1 및 표 2에 함께 나타내었다.
조건에 따른 분자량 및 기포 구조 분석 결과
기포 구조 분석
균일성 크기(㎛) 평가
실시예 1 균일 100 매우 우수
비교예 1 불균일 20-60 불량
비교예 2 불균일 60-120 보통
비교예 3 불균일 60-120 보통
[기포 구조 분석 방법]
* 기포 구조 ; (주)대공에서 특수 제작한 발포기(모델명:HLC-901)를 사용하여 50 배의 배율로 발포한후 기체 크로마토그래피 /주사 현미경으로 기포 구조를 평가하였다.
조건에 따른 성형 시간(cycle time) 및 기계적 강도 분석 결과
평가 물성 평가
발포성(㎖/g) 성형 시간(sec) 융착(%) 굴곡 강도(kgf/㎤) 압축 강도(kgf/㎤)
실시예 1 78 120 95 3.29 2.35 강도 탁월
비교예 1 73 110 95 3.41 0.87 압축 강도 불량
비교예 2 76 118 95 2.21 1.87 굴곡 강도 불량
비교예 3 76 123 95 2.41 1.89 굴곡 강도 불량
[물성 평가 방법]
* 성형 시간 ; (주)대공에서 제작한 진공 형물성형기(모델명:DKM-90VS)로 성형하면서 측정하였다.
* 압축 및 굴곡 강도 ; 일본 SHIMADZU에서 제작한 U.T.M 기기로 측정하였다.
상기 표 1 및 표 2의 결과를 통하여 확인되는 바와 같이, 본 발명의 제조 방법으로 수득된 최종 수지는 기포 크기가 균일하여 표면 광택이 향상되고 기계적 강도가 우수한 이점을 갖는다.
뿐만아니라, 발포 및 성형시 스팀에 매우 안정적으로 내열성이 우수하여 표면 열화가 일어나지 않으며 입자간의 경계가 없음으로 인하여 표면이 미려하다. 이렇게 구현된 물성적 특징은 발포성 폴리스티렌 수지의 적용성을 향상시켜 포장재로 사용시 제품의 품질을 고급화 하는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 스티렌계 단량체를 현탁 중합시켜 발포성 폴리스티렌 수지를 제조함에 있어서, 기포 조절제로서 4급 암모늄염, 벤조구아나민 및 폴리에틸렌 왁스를 혼합 사용하는 것을 특징으로 하는 발포성 폴리스티렌 수지의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 스티렌계 단량체로 스티렌 단량체, 스티렌 단량체를 주성분으로한 아크릴로니트릴 또는 스티렌 단량체 및 α-메틸스티렌 단량체의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 스티렌계 단량체를 사용하는 것을 특징으로 하는 발포성 폴리스티렌 수지의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100622807B1 (ko) * 2004-10-05 2006-09-19 주식회사 엘지화학 고발포가 가능하고 강도가 우수한 발포성 스티렌계 수지,그 제조 방법 및 그 성형품

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0971679A (ja) * 1995-09-05 1997-03-18 Mitsubishi Chem Basf Co Ltd スチレン系発泡性樹脂粒子及びその製造方法
KR19990009818A (ko) * 1997-07-11 1999-02-05 박흥기 발포스티렌 수지 입자의 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0971679A (ja) * 1995-09-05 1997-03-18 Mitsubishi Chem Basf Co Ltd スチレン系発泡性樹脂粒子及びその製造方法
KR19990009818A (ko) * 1997-07-11 1999-02-05 박흥기 발포스티렌 수지 입자의 제조방법

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