본 발명이 요지로 하는 바는,
(1)구성성분으로 말레이미드계 단량체 단위와 불포화 디카르복실산 무수물계 단량체 단위를 함유하는 공중합체, 여기서 상기 공중합체 200ppm이하 양의 미반응 말레이미드계 단량체와 미반응 불포화 디카르복실산 무수물 단량체와 0.1 내지 3,000ppm의 상기 공중합체의 구성성분 및 상기 말레이미드계 단량체와 상기 불포화 디카르복실산 무수물계 단량체와의 화합물의 첨가물을 포함하고,
(2) 구성성분으로서, 15∼65중량%의 말레이미드계 단량체 단위(a)와 방향족 비닐계 단량체 및 기타 비닐계 단량체로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나이상의 85∼35중량%의 단량체 단위(b)를 포함하는[단량체 단위 (a)와 단량체 단위(b)의 총량은 100중량%임] 20-90 중량부의 말레이미드계 공중합체(A), 방향족 비닐계 단량체 및 기타 비닐계 단량체로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나이상 단량체를 고무 중합체의 존재하에서 중합함에 의해 수득된 80-10 중량부의 그래프트 중합체(B), 그리고 0∼100중량부의 기타 열가소성수지를 포함하는 열가소성수지 조성물(C), 여기서 상기 수지조성물은 10ppm 이하의 미반응 말레이미드계 단량체, 상기 말레이미드계 단량체외에 전체 휘발량으로 0.5중량% 이하의 휘발성 성분 및 상기 말레이미드계 공중합체의 구성성분과 말레이미드계 단량체와의 화합물의 첨가물을 0.1 내지 3,000 ppm을 함유하고,
(3) 공중합체의 구성성분외의 화합물로는 말레이미드계 단량체와 불포화 디카르복실산 무수물계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물을 중합 하기전 또는 중합하는 동안 및 중합 완료 후에 또는 중합반응으로 수득된 구성성분으로서 상기 단량체 를 포함하는 공중합체에 부가하는 말레이미드계 단량체 단위와 불포화 디카르복실산 무수물계 단량체 단위를 구성성분으로 하는 공중합체의 제조방법과,
(4) 말레이미드계 단량체, 방향족 비닐계 단량체와 기타 비닐계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물을 중합화하여 구성성분으로 이들 단량체 단위를 포함하는 말레이미드계 공중합체를 형성한 다음, 얻어진 말레이미드계 공중합체에 상기 말레이미드계 공중합체의 구성성분, 상기 그래프트 공중합체 및 선택적으로 열가소성수지 이외의 화합물을 부가함을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물의 제조방법으로 구성된다.
본 발명의 말레이미드계 공중합체의 제조에 사용할 수 있는 말레이미드계 단량체로는 말레이미드, N-메틸말레이미드, N-에틸말레이미드, N-(n-프로필)-말레이미드, N-이소프로필말레이미드, N-t-부틸말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, N-페닐말레이미드, N-톨루일말레이미드, N-크실릴말레이미드, N-나프틸말레이미드등을 들 수 있다.
이들 말레이미드계 단량체들 중에서 바람직하기로는 N-시클로헥실말레이미드, N-페닐말레이미드이고, 특히 바람직하기로는 N-페닐말레이미드이다. 이들 말레이미드계 단량체는 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
본 발명의 불포화 디카르복실산 무수물계 공중합체 제조에 사용될 수 있는 불포화 디카르복실산 무수물계 단량체로는 무수말레인산, 무수 이타콘산, 무수 시트라콘산 등이 있고, 이들중 무수 말레인산이 바람직하다.
본 발명의 말레이미드계 공중합체의 말레이미드계 단량체 단위의 함량은 바 람직하게는 15∼65중량%이고, 보다 바람직하기로는 20∼50중량% 범위가 좋다. 말레이미드계 단량체 단위의 함량이 15중량% 미만인 경우에는 본 발명의 대상인 조성물의 내열성이 떨어지는 경향이 있고, 말레이미드계 단량체 단위의 함량이 65중량%를 초과하면 조성물의 유동성이 떨어지고, 성형품의 수지가 너무 물러서 성형된 성형품을 성형틀로 부터 꺼내는 순간 깨져버리는 경향이 있다.
본 발명의 불포화 디카르복실산 무수물계 공중합체에 있어서, 불포화 디카르복실산 무수물계 단량체 단위의 함량은 바람직하게는 5∼50중량%이고, 보다 바람직하기로는 10∼40중량% 범위가 좋다. 불포화 디카르복실산 무수물계 단량체 단위의 함량이 5중량% 미만인 경우, 본 발명의 수지 조성물 및 공중합체의 내열성이 떨어지는 경향이 있다. 불포화 디카르복실산 무수물계 단량체 단위의 함량이 50중량%를 초과하면, 조성물의 유동성이 떨어지고 성형품의 수지가 너무 물러서 성형된 성형품을 성형틀로부터 꺼내는 순간 깨져버리는 경향이 있게 된다.
본 발명에서 사용할수 있는 방향족 비닐계 단량체는 예를들면, 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌 등과 같은 비닐톨루엔류, p-클로로스티렌등과 같은 할로겐화 스티렌류, p-t-부틸스티렌, 디메틸스티렌, 비닐나프탈렌류 등을 들 수 있고, 이중 바람직하기로는 스티렌과 α-메틸스티렌이다. 또한, 이들 방향족 비닐계 단량체는 단독으로 또는 둘 이상 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되어 질 수 있는 상기 중합 가능한 기타 비닐계 단량체로는, 비닐 시아니드계 단량체, 불포화 카르복실릭에스테르계 단량체 및 비닐카르복실산계 단량체 등을 들 수 있다. 상기 비닐 시아니드계 단량체로서 아크릴로니트 릴, 메타아크릴로니트릴, 비닐리덴 시아니드등을 사용할 수 있고, 이들 중 아클리로니트릴이 내열성 ABS수지의 원료물질로서 가장 적합하다. 상기 불포화 카르복실릭 에스테르계 단량체로서 예를 들면, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 메틸 메타아크릴레이트, 에틸 메타아크릴레이트, 프로필 메타아크릴레이트, 부틸 메타아크릴레이트, 페닐 메타아크릴레이트, 이소보르닐 메타아크릴레이트, 벤질 메타아크릴레이트, 트리클로로에틸 메타아크릴레이트, 시클로헥실 메타아크릴레이트 등을 사용하는 것이 바람직하다. 이들 불포화 카르복실릭 에스테르계 단량체는 단독 또는 둘 이상 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 말레이미드계 공중합체에서, 방향족 비닐기재 단량체 단위가 공중합 가능한 기타 비닐기재 단량체 단위의 총함량은 바람직 하기로는 85∼35중량%의 범위이고, 보다 바람직하기로는 80∼50중량%의 범위가 좋다. 본 발명의 불포화 디카르복실산 무수물계 공중합체에서 상기 언급된 단량체 단위의 총함량은 바람직하기로는 95∼50중량%의 범위이고, 보다 바람직하기로는 90∼60중량%의 범위가 좋다.
본 발명의 말레이미드계 공중합체에서 미반응 말레이미드계 단량체의 함량은 바람직하기로는 200ppm 이하이고, 보다 바람직하기로는 50ppm 이하이며, 더욱 바람직하기로는 30ppm 이하이다. 말레이미드계 단량체 이외에 전체 휘발성 성분의 함량은 바람직하기로는 0.5중량% 이하이고, 보다 바람직하기로는 0.3중량% 이하가 좋다. 공중합체의 상기 구성성분과 상기 말레이미드계 단량체 이외에 첨가 화합물의 함량은 바람직하기로는 0.1∼3000ppm, 보다 바람직하기로는 0.1∼ 1,000ppm 이다.
본 발명의 불포화 디카르복실산 무수물계 공중합체에서, 미반응 불포화디카르 복실산 무수물계 단량체의 함량은 바람직하기로는 200ppm 이하이고, 보다 바람직하기로는 150ppm 이하이며, 불포화 디카르복실산 무수물계 단량체 이외에 전체 휘발성 성분의 함량은 바람직하기로는 0.5중량% 이하, 공중합체의 구성성분과 상기 불포화 디카르복실산 무수물계 단량체 이외에 첨가 화합물의 함량은 바람직하기로는 0.1∼3000ppm인 경우가 좋다.
미반응 말레이미드계 단량체의 함량이 50ppm을 초과하거나 또는 미반응 불포화 디카르복실산 무수물계 단량체의 함량이 200ppm을 초과하면, 이 공중합체는 착색되고 투명성이 떨어지는 경향이 있고, 제작시에 열 채색, 블리드아웃(유출), 말레이미드계 단량체 또는 미반응 불포화 디카르복실산 무수물계 단량체 연무의 날림과 같은 여러 문제점이 발생될 수 있다. 공중합체의 말레이미드계 단량체와 불포화 디카르복실산 무수물계 단량체외에 전체 휘발성 성분으로는 구성성분으로의 단량체, 유기 용매 및 선택적으로 사용된 중합 반응 시발제 및 연쇄 전달제등의 잔여물을 들 수 있다. 이들 휘발성 성분이 전체량의 0.5중량%를 초과하면, 공중합체의 내열성이 저하되는 경향이 있고, 성형시 은줄이 생길 수 있다. 상기 공중합체의 구성성분 이외의 화합물과 말레이미드계 단량체와 불포화 디카르복실산 무수물계 단량체의 첨가물의 함량이 3,000ppm을 초과하면, 본 발명의 목적물인 조성물의 내열성이 떨어지는 경향이 있다. 말레이미드계 공중합체, 그래프트 중합체 및 기타 열가소성 수지를 포함하는 본 발명의 열가소성 수지 조성물에서, 미반응 말레이미드계 단량체의 함량은 바람직 하기로는 10ppm 이하이고, 보다 좋기로는 5ppm 이하이며, 말레이미드계 단량체 이외의 다른 휘발성 성분 전체의 함량은 바람직하기로는 0.5 중량% 이하이고, 보다 바람직하기로는 0.3 중량% 이하이며, 말레이미드계 공중합체의 구성성분과 말레이미드계 단량체외의 화합물의 첨가물 함량은 바람직하기로는 0.1∼3,000ppm 이고, 보다 바람직하기로는 0.1∼1,000ppm이며; 양자는 열가소성 수지 조성물의 기초가 된다.
본 발명의 열가소성수지 조성물은 말레이미드계 공중합체, 그래프트 중합체 및 기타 열가소성수지를 각각 바람직하기로는 20∼90중량부, 80∼10중량부 및 0∼100중량부, 보다 바람직하기로는 각각 30∼80중량부, 70∼20중량부 및 0∼70중량부, 특히 바람직하기로는 각각 30∼80중량부, 70∼20중량부 및 3∼70중량부가 좋다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물에서 미반응 말레이미드계 단량체의 함량이 10ppm를 초과하면, 열가소성수지 조성물이 착색되는 경향이 있고, 성형시 조성물의 열 채색, 블리드아웃 및 말레이미드계 단량체 연무의 날림과 같은 여러가지 문제가 발생될수 있다. 상기 열가소성 수지 조성물에는 말레이미드계 단량체 이외의 전체 휘발성 성분을 말레이미드계 공중합체 유래의 휘발성성분, 그래프트 중합체 유래의 휘발성성분 및 물등이 포함된다. 말레이미드계 단량체 이외의 이들 전체 휘발성 성분의 양이 0.5중량%를 초과하면 열가소성수지 조성물의 내열성이 열화되는는 경향이 있고, 성형시에 은줄이 형성될 수 있다. 상기 말레이미드계 공중합체의 구성성분과 상기 말레이미드계 단량체 외의 화합물의 첨가물 함량이 3000ppm을 초과하면 본발명의 목적물인 조성물의 내열성이 열화 하는 경향이 있다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물에서 사용된 말레이미드계 공중합체는 본 발명에서 위에 언급한 말레이미드계 공중합체일 수도 있다. 또한, 본 발명의 열가소성수지 조성물에서 사용된 그래프트 중합체는 방향족 비닐계 단량체와 기타 비닐계 단량체로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나이상의 단량체를 고무 중합체의 존재하에서 중합화 하고 이에 의해 상기 방향족 비닐계 단량체와 상기 기타 비닐계 단량체를 상기 고무 중합체에 그래프트 중합함에 의해 얻을 수 있다. 상기 방향족 비닐계 단량체와 기타 비닐계 단량체로는 본 발명의 말레이미드계 공중합체의 구성성분으로서 위에서 언급한 것과 같은 방향족 비닐계 단량체 및 공중합 가능한 기타 비닐계 단량체를 들 수 있다. 여기서 사용된 방향족 비닐계 단량체와 상기 기타 비닐계 단량체는 본 발명의 말레이미드계 공중합체의 구성성분과 동일하거나 또는 다른 것일 수도 있으며, 아크릴로니트릴, 스티렌, 부틸 아크릴레이트 등이 이 목적에 사용되어질 수 있다.
상기 고무중합체로는 비록 이들에 한정되는 것은 아니지만 다음의 것, 즉 부타디엔과 스티렌을 중합하여 얻은 부타디엔-스티렌 공중합체와 같은 디엔계 중합체의 라텍스를 메타아크릴산과 n-부틸 아크릴레이트 등을 중합하여 얻은 공중합체와 혼합하여서 된 고무중합체 라텍스류; 부틸 아크릴레이트, 아릴 메타아크릴레이트와 1,3-부틸렌글리콜 디메타아크릴레이트등을 상기 고무중합체 라텍스에 부가하여 아크릴레이트 성분등을 중합하여 얻은 폴리부타디엔과 부틸 아크릴레이트 고무와의 합성고무 라텍스류; 옥타메틸시클로테트라실록산 등과 같은 오르가노실록산을 γ-메타아크릴로일옥시프로필디메톡시메틸실란 등과 혼합하여 얻은 폴리오르가노실록 산 라텍스류; 부틸 아크릴레이트, 아릴 메타아크릴레이트와 1,3 -부틸렌글리콜 디메타아크릴레이트 등을 상기 오르가노실록산 라텍스에 부가하여 아크릴레이트 성분등을 중합하여 얻은 오르가노실록산과 부틸 아크릴레이트 고무와의 합성고무 라텍스류등이 사용될 수 있다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물로는 기타 열가소성 수지로서, 아크릴로니트릴과계 같은 비닐계 단량체를 중합하여 수득한 비닐계 중합체를 들 수 있으며, 이들에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 말레이미드계와 불포화 디카르복실산 무수물계 공중합체의 제조공정으로서, 일반적으로 공지된 중합공정이 채용될 수 있으며, 이러한 공정은 말레이미드계와 불포화 디카르복실산 무수물계 공중합체의 구성성분 이외의 화합물을 중합전, 중합간 또는 중합후에, 또는 중합후의 건조, 탈휘발성분, 성형, 펠렛화, 기타수지나 안정화제등의 첨가와 같은 제조공정의 어느 단계에서도 부가할 수 있다. 말레이미드계와 불포화 디카르복실산 무수물계 공중합체의 구성성분 이외의 화합물은 배치 시스템에서는 용액 중합반응 완료 후 또는 휘발성분을 제거하기 위하여 익스트루더로 휘발성분을 제거할때에 부가하는 것이 바람직하며, 연속식 용액 중합 시스템에서는 휘발성분 제거 익스트루더로 미반응 단량체와 용매등을 제거할때에 상기 화합물을 부가하는 것이 특히 바람직하다.
상기와 유사하게, 말레이미드계 공중합체, 그래프트 중합체 및 기타 열가소성 수지를 함유하는 본 발명의 열가소성 수지 조성물을 제조하는 방법으로, 말레이미드계 공중합체 생산시 말레이미드계 공중합체의 구성성분 이외의 화합물 부가방 법, 말레이미드계 공중합체, 그래프트 중합체 및 기타 열가소성 수지의 용융-반죽 만들기 전, 또는 그 사이에 말레이미드계 공중합체의 구성성분 이외의 화합물을 부가하는 방법 등을 들 수 있다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물에 함유된 그래프트 중합체는 일반적으로 알려진 중합과정에 따라 제조될 수 있다. 상기 그래프트 중합체 생산에서, 20∼80중량부의 고무 중합체가 고체성분으로서, 80∼20중량부의 방향족 비닐계 단량체와 기타 비닐계 단량체와 함께 사용할 수 있다.
본 조성물에 부가되는 말레이미드계 공중합체와 불포화 디카르복실산 무수물계 공중합체의 구성성분 이외의 화합물로는 콘쥬게이트 디엔계 화합물 또는 반응을 통해 콘쥬게이트 디엔계 화합물을 형성할수 있는 화합물이 바람직하다. 상기 콘쥬게이트 디엔계 화합물로는 1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌, 시클로펜타디엔, 1,3-시클로헥사디엔, 퓨란, 안트라센등을 들 수 있다. 상기 반응을 통해 콘쥬게이트 디엔계 화합물을 형성하는 화합물로는 디시클로펜타디엔 등이 있다. 상기 언급된 화합물 가운데 디시클로펜타디엔이 가장 바람직하다.
이들 화합물은 말레이미드계 단량체와 불포화디카르복실산 무수물계단량체와 함께 부가물의 형태로 사용되어지며, 바람직하기로는 0.1∼3,000ppm, 보다 바람직하기로는 0.1∼1,000ppm으로 본 발명의 말레이미드계와 불포화 디카르복실산 무수물계 공중합체와 함께 합체된다.
또한, 본 발명은 필요에 따라 중합 개시제, 연쇄 전달제, 열 안정제 등이 본발명의 공중합체 제조시에 부가될 수 있다. 본 발명의 공중합체의 생산에 사용될 수 있는 중합 개시제로는 일반적으로 알려진 유기 과산화물류와 아조 화합물을 들수 있다. 상기 유기 과산화물로는 케톤퍼옥사이드, 퍼옥시- 케탈, 하이드로퍼옥사이드, 디알킬퍼옥사이드, 디아실 퍼옥사이드, 퍼옥시-에스테르, 퍼옥시-디카르보네이트등을 들 수 있다. 본 발명의 중합체 생산시에 필요에 따라 사용될 수 있는 연쇄 전달제로는 머캅탄, 테르펜 오일, α-메틸스티렌다이머 등을 들 수 있다.
본 발명의 중합체 생산시에 필요에 따라 사용될 수 있는 열안정제로는, 비록 중합을 방해하거나 착색과 같은 문제를 유발하는 것은 바람직하지 않지만 일반적으로 알려진 것이 사용될 수 있다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물의 생산에서 염료, 안료, 안정화제, 강화물질, 충진제, 방염제, 윤활제, 정전기 방지제, 반광제 등이 필요에 따라 사용될 수 있다.
이하, 실시예에 따라 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
다음에 기술된 실시예에서, 용어 "부"는 중량부를 의미하고, "%"는 중량%를 의미한다. 측정 과정은 다음과 같다.
(1) 공중합체의 단량체 조성비는 성분 분석에 의해 결정한다.
(2) 공중합체에 잔존 단량체의 양은 개스크로마토그라피로 측정된다. 휘발성 성분의 전체양은 개스크로마토그라피로 측정된 잔존 단량체의 양과 칼피셔법으로 측정된 수분양의 합으로 계산한다. 콘쥬게이트 디엔계 화합물 부가물의 함량은 개스크로마토라피로 측정한다.
(3) 공중합체의 환산점도는 0.2 그램의 샘플 공중합체를 100㎖의 N.N-디메틸포름아미드에 용해하여 25℃에서 우베로데 점도계로 측정하여 결정된다.
(4) 옐로우 인덱스(Yellow index: YI)는 샘플 공중합체를 실린더 온도 260℃에서 온스사출 성형기로 3mm두께의 판상 시험편으로 성형하여 ASTM D-1925에 따라 시험편의 YI를 측정함으로써 결정한다. 비캇연화온도는 유사 시험편에 대해 ASTM D-1525(4.9N)에 따라 측정한다. 아이조드 충격강도는 ASTM D256에 따라 측정한다. 용융 유동비는 98N의 조건하에서 220℃에서 JIS K7210에 따라, 10분당 유동량을 그램단위로 측정한다.
(5) 다이(성형틀)의 오염은 공중합체 또는 열가소성수지 조성물을 대상으로 하여 온스사출성형기로 350℃에서 100회 반복하여 성형한 후, 다이의 오염 상태를 육안으로 검사하여 평가한다.
참고예 1: 디엔계 중합체의 합성.
교반기가 부착된 내압 반응조에 95부의 부타디엔, 5부의 스티렌, 0.2부의 t-도데실머캅탄, 0.6부의 소디움 올레이트, 1.4부의 포타슘디하이드로아비에테이트, 0.3부의 포타슘퍼설페이트, 0.2부의 무수 황산나트륨 및 145부의 증류수를 부가하고, 70℃에서 10시간 동안 교반하면서 반응시켜 중합화반응을 완료하여 이에 의해 부타디엔-스티렌 공중합체인 디엔계의 라텍스를 얻었다.
참고예 2: 입자 확대제로서 산기 함유 공중합체(1)의 합성.
교반기 부착 반응조에 15부의 메타아크릴산, 85부의 n-부틸 아크릴레이트, 0.5부의 t-부틸 하이드로퍼옥사이드, 0.003부의 황산제1철, 0.009부의 디소디움에틸렌디아민테트라아세테이트, 1.8부의 포타슘올레이트, 3.6부의 소디움디옥틸 설포석신에이트 및 145부의 증류수를 주입하고, 63℃에서 4시간 동안 중합반응 하여 입자 확대제로서 산기 함유 공중합체(1)의 라텍스를 얻었다.
참고예 3: 입자 확대제로서 산기 함유 공중합체(2)의 합성.
교반기가 부착된 반응조에 25부의 메타아크릴산, 75부의 n-부틸 아크릴레이트, 0.4부의 큐멘하이드로퍼옥사이드, 0.001부의 황산제1철, 0.003부의 디소디움에틸렌디아민테트라아세테이트, 2부의 포타슘올레이트, 1부의 소디움디옥틸 설포석신에이트, 0.3부의 롱갈리트 C 및 200부의 증류수를 주입하고, 70℃에서 4시간 동안 중합 반응을 수행하여, 입자 확대제로서 산기 함유 공중합체(2)의 라텍스를 얻었다.
참고예 4: 비닐-중합가능 관능기-함유 폴리오르가노실록산의 제조.
100부의 실록산화합물에 98부의 옥타메틸시클로테트라실록산과 2부의 γ-메타아크릴로일옥시프로필디메톡시메틸실란을 혼합하여 제조한다. 여기에 300부의 증류수에 0.67부의 소디움 도데실벤젠술포네이트 용액을 부가한 후, 이 혼합물을 호모믹서로 2분동안 10,000rpm으로 교반하고 30MPa의 압력하에서 호모게나이져를 한번 통과시켜 오르가노실록산의 안정한 예비혼합 라텍스를 얻는다.
별도로 10부의 도데실벤젠술폰산과 90부의 증류수를 시약공급기, 쿨러, 자켓히터 및 교반장치가 부착된 반응조에 부어 10% 수용액의 도데실벤젠술폰산을 제조한다. 얻어진 수용액을 85℃로 승온한 채 유지하면서 오르가노실록산 라텍스를 4시 간에 걸쳐 점적부가하고, 수득된 혼합물을 상기와 같은 온도에서 1시간동안 유지한 다음 냉각시킨다. 그리고 나서 이 반응 혼합물을 수산화나트륨 수용액으로 중화시킨다. 라텍스내의 폴리오르가노실록산은 0.05㎛의 평균 입자 직경을 가진다.
참고예 5: 그래프트 공중합체(B-1)의 제조
60부(고체성분을 중량 관점에서 표현함.)의 참고예 1에서 수득된 디엔계 중합체 라텍스에 1.3부(고체성분을 중량 관점에서 표현함.)의 참고예 2에서 수득된 입자 확대제로서 산기 함유 공중합체 라텍스를 부가한다. 이 혼합물을 저속으로 30분간 교반한후, 1%수용액의 수산화나트륨을 고체성분을 중량 관점에서 표현한 0.09부를 첨가하고, 얻어진 혼합물을 추가로 30분간 저속으로 교반한다. 이 결과, 입자가 응집하여 평균입자 직경 0.3㎛를 갖는 고무 중합체의 라텍스를 얻었다.
60부(고체성분을 중량 관점에서 표현함.)의 상기에서 수득한 고무중합체 라텍스에 0.45부의 덱스트로스, 0.005부의 헵타하이드레이트 황산제1철 및 0.01부의 소디움피로포스페이트를 부가하고 난 후, 이 혼합물을 65℃로 가열한다. 여기에 13부의 아크릴로니트릴, 27부의 스티렌, 0.3부의 t-도데실머캅탄 및 0.2부의 세슘하이드로퍼옥사이드를 140분간에 걸쳐 점적하여 중합반응을 하도록 한다. 점적이 완료되었을 때 0.05부의 세슘하이드로퍼옥사이드를 첨가하고 30분 후 상기와 같은량의 세슘하이드로퍼옥사이드를 추가로 부가했다. 얻어진 혼합물을 30분 동안 그 상태로 유지하고 나서 냉각시킨다.
이렇게 얻어진 라텍스를 라텍스의 두배량의 0.4% 수용액 황산에 투입하여 65℃로 예비가열하고 나서 얻어진 혼합물을 90℃로 가열하여 라텍스를 응집시켰다. 응집된 라텍스를 물로 반복하여 세척하고 수분을 제거한 후, 응집된 라텍스를 최종적으로 건조하여 불투명한 백색 파우더의 그래프트 공중합체(B-1)를 얻었다.
참고예 6: 그래프트 공중합체(B-2)의 제조
45부(고체성분을 중량 관점에서 표현함.)의 참고예1에서 수득한 디엔계 중합체 라텍스에 0.8부(고체성분을 중량 관점에서 표현함.)의 참고예2에서 수득한 입자 확대제로서 산기 함유 공중합체 라텍스를 얻고, 이 혼합물을 저속으로 30분간 교반한다. 그리고, 여기에 1%수용액의 수산화나트륨을 0.09부(고체성분을 중량 관점에서 표현함.)를 첨가하고, 얻어진 혼합물을 30분간 저속으로 교반한다. 그래서 입자가 응집하여 평균입자 직경 0.3㎛를 갖는 고무 중합체 라텍스를 얻는다.
45부(고체성분을 중량 관점에서 표현함.)의 상기에서 수득된 고무 중합체 라텍스에 0.35부의 덱스트로스, 0.005부의 헵타하이드레이트 황산제1철 및 0.01부의 소디움피로포스페이트를 첨가하고 이 혼합물을 65℃로 가열한다. 여기에 16부의 아크릴로니트릴, 39부의 스티렌, 0.3부의 t-도데실머캅탄 및 0.3부의 세슘하이드로퍼옥사이드를 50분간에 걸쳐 부가하여 중합반응을 하도록 한다. 그 후 얻어진 혼합물을 30분 동안 그 상태로 유지하고 나서 냉각시킨다.
이렇게 하여 얻어진 라텍스를 라텍스 두배량의 65℃로 미리 가열된 0.4% 수용액 황산에 투입하고 90℃로 가열하여 응집시켰다. 응집된 생산물을 물로 반복 세척하고 수분을 제거한 후, 응집된 라텍스를 최종적으로 건조하여 불투명한 백색 파우더의 그래프트 공중합체(B-2)를 얻었다.
참고예 7: 그래프트 공중합체(B-3)의 제조
100부(고체성분을 중량 관점에서 표현함.)의 참고예1에서 수득한 디엔계 중합체 라텍스를 교반하면서 2부(고체성분의 중량 관점에서 표현함.)의 참고예 3에서 수득한 입자 확대제로서 산기 함유 공중합체 라텍스를 얻고, 이 혼합물을 30분간 교반하여 입자가 커진 디엔계 고무라텍스를 얻는다. 입자 확대 조작 후 중합체는 평균입자 직경 0.38㎛를 갖는다.
이어서, 시약공급기, 쿨러, 자켓 히터 및 교반장치가 부착된 반응조에 10부(고체성분을 중량 관점에서 표현함.)의 상기에서 수득한 디엔계 고무 라텍스, 0.2부의 소디움 N-라우로일 사코신에이트 및 150부의 증류수를 40부의 부틸 아크릴레이트, 0.3부의 알릴메타아크릴레이트, 0.1부의 1,3-부틸렌글리콜 디메타아크릴레이트 및 0.14부의 큐멘하이드로퍼옥사이드와 함께 투입한다.
질소 개스류를 반응조에 불어넣어 내부 분위기를 질소로 치환하고 난 후, 내부온도를 60℃로 승온시킨다. 반응조 내의 액체의 온도가 60℃에 도달했을 때, 10부의 증류수에 0.0001부의 황산제1철, 0.0003부의 디소디움 에틸렌디아민테트라아세테이트 및 0.24부의 롱갈라이트를 용해하여 제조한 수용액을 부가하여 라디칼 중합반응을 시작한다. 반응계를 그 상태에서 1시간 동안 유지하여 아크릴레이트 성분의 중합반응을 완료한다. 그래서 입자가 확대된 폴리부타디엔 및 부틸아크릴레이트 고무로 구성된 합성고무의 라텍스를 얻는다.
반응조의 내부온도를 60℃로 낮춘 후, 10부의 증류수에 0.4부의 롱갈라이트를 용해하여 제조한 수용액을 부가하고 나서, 6.3부의 아크릴로니트릴, 18.7부의 스티렌 및 0.23부의 큐멘하이드로퍼옥사이드의 액체 혼합물을 2시간에 걸쳐 반응조 에 점적하여 중합반응을 진행시킨다. 점적 완료후 이 혼합물을 60℃에서 1시간 동안 그 상태로 유지시킨다. 그리고 나서 10부의 증류수에 0.0002부의 황산제1철, 0.0006부의 디소디움 에틸렌디아민테트라아세테이트 및 0.23부의 롱갈라이트를 용해하여 제조한 수용액을 부가하고, 그후 6.3부의 아크릴로니트릴, 18.7부의 스티렌 및 0.23부의 큐멘하이드로퍼옥사이드의 액체 혼합물을 2시간에 걸쳐 점적 부가하여 중합반응을 진행시킨다. 점적 완료 후 이 혼합물을 60℃에서 1시간 동안 유지시킨 후, 이 혼합물을 냉각시킨다. 그래서 아크릴로니트릴/스티렌이 입자가 확대된 폴리부타디엔 및 부틸아크릴레이트 고무로 구성된 합성고무에 그래프트 중합된 그래프트 공중합체의 라텍스를 얻는다.
이어서, 위에서 얻어진 라텍스를 전체 라텍스의 3배 량의 미리 90℃로 가열된 0.15% 수용액 황산에 교반하면서 투입하여 응집했다. 침적된 생산물을 분리하여 세척하고 건조하여 그래프트 공중합체(B-3)를 얻었다.
참고예 8: 그래프트 공중합체(B-4)의 제조.
시약공급기, 쿨러, 자켓 히터 및 교반장치가 부착된 반응조에 53.3부의 참고예4에의해 제조된 폴리오르가노실록산 라텍스와, 0.3부의 소디움 N-라우로일 사코신에이트를 투입한 다음, 258.5부의 증류수를 부가하고 이를 혼합한다. 이어서, 57부의 부틸 아크릴레이트, 0.3부의 알릴 메타아크릴레이트, 0.1부의 1,3-부틸렌글리콜 디메타아크릴레이트 및 0.14부의 큐멘 하이드로퍼옥사이드의 혼합물을 부가한다.
질소 개스를 통과시켜 질소 개스로 반응조의 내부 분위기를 치환한 후, 플라 스크의 내부온도를 60℃로 승온한다. 내부온도가 60℃에 도달했을 때, 10부의 증류수에 0.0001부의 황산 제1철, 0.0003부의 디소디움 에틸렌디아민테트라아세테이트 및 0.24부의 롱갈라이트를 용해하여 제조한 수용액을 부가하여 라디칼 중합반응을 실시한다. 아크릴레이트 성분의 중합반응을 위해 액체온도를 78℃까지 올린다. 반응혼합물을 그 상태에서 1시간 동안 유지하여 아크릴레이트 성분의 중합반응을 종료시켜, 폴리오르가노실록산과 폴리부타디엔 및 부틸 아크릴레이트 고무로 구성된 합성고무의 라텍스를 얻는다.
반응조 내의 액체온도를 60℃로 낮춘 후, 10부의 증류수에 0.4부의 롱갈라이트를 용해하여 제조한 수용액을 부가하고, 여기에 12.9부의 아크릴로니트릴, 38.8부의 스티렌 및 0.23부의 큐멘 하이드로퍼옥사이드로 구성된 액체 혼합물을 2시간에 걸쳐 점적하여 중합반응을 진행시킨다. 점적 완료 후, 이 혼합물을 60℃에서 1시간 동안 그 상태로 유지시킨다. 그리고 나서 10부의 증류수에 0.0002부의 황산제1철, 0.0006부의 디소디움 에틸렌디아민테트라아세테이트 및 0.23부의 롱갈라이트를 용해하여 제조한 수용액을 부가하고, 그후 7.4부의 아크릴로니트릴, 22.2부의 스티렌 및 0.13부의 큐멘 하이드로퍼옥사이드의 액체 혼합물을 점적 부가하여 중합반응을 진행시킨다. 점적 완료 후 이 혼합물을 60℃에서 1시간 동안 그 상태로 유지시키고 나서 냉각한다. 그래서 아크릴로니트릴과 스티렌이 폴리오르가노실록산과 부틸 아크릴레이트 고무로 구성된 합성고무 상에 그래프트 중합된 그래프트 공중합체의 라텍스를 얻는다.
이 라텍스의 그래프트 공중합체는 0.13㎛의 중량 평균 입자직경을 갖는다. 한편, 7.5%의 농도가 되도록 물에 알루미늄 설페이트를 용해하여 제조한 수용액 150부를 60℃에서 교반 유지한다. 이 교반되는 알루미늄 설페이트 용액에 100부의 그래프트 공중합체의 라텍스를 점적 부가하여 라텍스를 응집시킨다. 침적된 생산물을 분리하여 세척하고 건조하여 그래프트 공중합체(B-4)를 얻었다.
참고예 9: 비닐계 공중합체(C-1)의 제조.
25부의 아크릴로니트릴, 75부의 스틸렌, 0.2부의 아조비스이소부틸로니트릴 및 0.5부의 t-도데실머캅탄을 사용하여, 현탁 중합(슬러리 중합)을 수행하여 비닐계 공중합체(C-1)를 얻었다.
참고예 10: 비닐계 공중합체(C-2)의 제조
30부의 아크릴로니트릴, 70부의 스틸렌, 0.1부의 아조비스이소부틸로니트릴 및 0.4부의 t-도데실머캅탄을 사용하여, 현탁 중합을 수행하여 비닐계 공중합체(C-2)를 얻었다.
실시예 1: 말레이미드계 공중합체(A-1).
교반기가 부착된 20리터 용량의 중합 반응조의 내부 분위기를 질소 가스로 치환한 후 하기 물질:
N-페닐말레이미드 25부
스티렌 55부
아크릴로니트릴 20부
메틸 에틸 케톤 25부
1,1'-아조비스(시클로헥산-1-카르보니트릴) 0.01부
t-도데실머캅탄 0.05부
를 연속적으로 반응조에 공급한다. 반응조를 110℃의 일정한 내부온도로 유지하면서 평균 잔류 시간이 2시간이 되도록 반응조의 바닥에 설치된 기어 펌프로 중합 액체 혼합물을 연속적으로 배출한다. 계속해서 배출된 중합 액체 혼합물은 150℃에서 20분간 열 교환기에 머무르게 한다. 그리고 나서 실린더 온도 230℃인 두 개 벤트형 이중 스크류 익스트루더에, 제1 벤트는 대기압으로 유지하고 제2벤트는 2067 kpa abs,의 감압으로유지하면서 그리고 제2 벤트 바로 전에 0.38부의 디시클로펜타디엔을 연속적으로 사입하면서 이 혼합물을 사입하여 휘발시킨다. 익스트루더로 부터 배출한 스트랜드(strand)를 펠렛타이져로 펠렛화하여 말레이미드계 공중합체(A-1)를 수득하였다. 이렇게 수득된 공중합체의 특성을 표1에 나타내었다.
실시예
2
0.12부의 디시클로펜타디엔을 사용하여 실시예1과 동일한 방법으로 말레이미드계 공중합체를 제조한다. 이렇게 하여 수득한 공중합체의 특성을 표1에 나타냈다.
실시예
3
0.07부의 디시클로펜타디엔을 사용하여 실시예1과 동일한 방법으로 말레이미드계 공중합체를 제조한다. 이렇게 하여 수득한 공중합체의 특성을 표1에 나타냈다.
비교예
1
디시클로펜타디엔을 부가하지않고 벤트된 이중스크류 익스트루더로 형성된 공중합체를 사출하고 펠렛화하여 실시예1과 동일한 방법으로 말레이미드계 공중합체(A-1)를 제조한다. 이렇게 하여 수득한 공중합체의 특성을 표1에 나타냈다.
실시예
4
0.6부의 t-도데실머캅탄을 사용하여, 0.39부의디시클로펜타디엔을 이중 스크류 익스트루더의 제2 벤트 바로 전에 부가하면서 중합체를 사출하고 펠렛화하여 실시예1과 동일한 방법으로 말레이미드계 공중합체를 제조한다. 이렇게 하여 수득한 공중합체의 특성을 표 1에 나타냈다.
비교예
2
디시클로펜타디엔을 부가하지 않고 벤트된 이중 스크류 익스트루더로 중합체를 사출하고 펠렛화하여 실시예4와 동일한 방법으로 말레이미드계 공중합체를 제조한다. 이렇게 하여수득한 공중합체의 특성을 표1에 나타냈다.
실시예
5
비교예 1에서 수득한 말레이미드계 공중합체를, 0.5부의디시클로펜타디엔을 100부의 마레이미드계 공중합체에, 250℃의 실린더 온도에서 이중 스크류 익스트루더로 벤트부를 2.67 kpa abs.조건으로 유지하여 부가하면서, 사출하고 펠렛화했다. 이렇게 하여 수득한 공중합체의 특성을 표 1에 나타냈다.
비교예
3
디시클로펜타디엔을 부가하지 않고 벤트된 이중 스크류 익스트루더로 중합체를 사출하고 펠렛화하여 실시예5와 동일한 방법으로 말레이미드계 공중합체를 제조한다. 이렇게 하여 수득한 공중합체의 특성을 표 1에 나타냈다
실시예
6
실시예 1에서 수득한 말레이미드계 공중합체(A-1) 70부와 참고예5에서 수득한 그래프트 공중합체(B-1) 30부의 혼합물을 250℃의 실린더 온도와 벤트부의 2.67 kpa abs.조건하에서 벤트된 이중 스크류 익스트루더로 사출하고 펠렛화했다. 이렇게 하여 수득한 공중합체의 특성을 표 2에 나타냈다.
실시예
7
0.05부의 디시클로펜타디엔을 비교예1에서 수득한 말레이미드계 공중합체(A-2) 70부와 참고예5에서 수득한 그래프트 공중합체(B-1) 30부의 혼합물에 부가하면서, 이혼합물을 250℃의 실린더 온도에서 벤트된 이중 스크류 익스트루더로 사출하고 펠렛화하고 벤트부를 2.67 kpa abs.조건으로 유지했다. 이렇게 하여 수득한 공중합체의 특성을 표 2에 나타냈다.
비교예
4
디시클로펜타디엔을 부가하지 않고 실시예 7과 동일한 방법으로 펠렛을 제조한다. 이렇게 하여 수득한 열가소성 수지 조성물의 특성을 표 2 에 나타냈다.
실시예
8
0.1부의 디시클로펜타디엔을 비교예1에서 수득한 말레이미드계 공중합체(A-2) 70부와 참고예7에서 수득한 그래프트 공중합체(B-3) 30부의 혼합물에 부가하면서, 이혼합물을 250℃의 실린더 온도와 2.67 kpa abs.벤트부 조건으로 벤트된 이중 스크류 익스트루더로 사출하고 펠렛화 했다. 이렇게 하여 수득한 열가소성 수지 조성물의 특성을 표 2 에 나타냈다.
비교예
5
디시클로펜타디엔을 부가하지 않고 실시예 8과 동일한 방법으로 펠렛을 제조한다. 이렇게 하여 수득한 열가소성 수지 조성물의 특성을 표 2 에 나타냈다.
실시예
9
0.1부의 디시클로펜타디엔을 비교예1에서 수득한 말레이미드계 공중합체(A-2) 45부, 참고예8에서 수득한 그래프트 공중합체(B-4) 40부 및 참고예9에서 수득한 비닐계 공중합체(C-1) 15부의 혼합물에 부가하면서, 이 혼합물을 250℃의 실린더 온도와 2.67 kpa abs.벤트부 조건으로 벤트된 이중 스크류 익스트루더로 사출하고 펠렛화 했다. 이렇게 수득된 열가소성 수지 조성물의 특성을 표2 에 나타냈다.
비교예
6
디시클로펜타디엔을 부가하지 않고 실시예 9와 동일한 방법으로 펠렛을 제조한다. 이렇게 하여 수득한 열가소성 수지 조성물의 특성을 표 2에 나타냈다.
실시예
10
0.05부의 디시클로펜타디엔과 0.2부의 마그네슘 옥사이드를 비교예1에서 수득한 말레이미드계 공중합체(A-2) 55부, 참고예 6에서 수득한 그래프트 공중합체(B-2) 40부 및 참고예10에서 수득한 비닐계 공중합체(C-2) 5부의 혼합물에 부가하면서, 이혼합물을 250℃의 실린더 온도와 2.67 kpa abs. 벤트부 조건으로 벤트된 이중 스크류 익스트루더로 사출하고 펠렛화 했다. 이렇게 하여 수득한 열가소성 수지 조성물의 특성을 표2 에 나타냈다. 본 명세서에계된 모든 실시예중 본 실시예의 것이 다이 오염의 정도가 가장 적음을 발견할 수 있었다.
비교예
7
디시클로펜타디엔을 부가하지않고 실시예10과 동일한 방법으로 펠렛을 제조한다. 이렇게 수득된 열가소성 수지 조성물의 특성을 표 2에 나타냈다.
실시예
11
85부의 메틸 메타아크릴레이트, 9부의 α-메틸스틸렌 및 6부의 무수 말레인산을 사용하여 부피 중합을 수행하여 0.12부의 미반응 무수 말레인산을 함유한 불포화 디카르복실산 무수물계 공중합체를 수득한다. 그리고 나서, 0.4부의 디시클로펜타디엔을 상기에서 수득된 공중합체 100부에 부가하고, 이혼합물을 250℃의 실린더 온도와 2.67kPa abs.벤트부 조건으로 벤트된 이중 스크류 익스트루더로 사출하고 펠렛화했다. 이렇게 하여 불포화 디카르복실산 무수물계 공중합체를 수득한다. 이렇게 수득된 공중합체의 특성을 표 3에 나타냈다.
비교예
8
디시클로펜타디엔을 부가하지 않고 실시예 7과 동일한 방법으로 중합체를 펠렛화하여 불포화 디카르복실산 무수물계 공중합체를 제조한다. 이렇게 수득된 공중합체의 특성을 표 3에 나타냈다.
상기에서 기술된 실시예 및 비교예로 부터, 본 발명에 따라 미반응 말레이미드계 단량체와 미반응 불포화 디카르복실산 무수물계 단량체의 함량이 보다 감소되고, 종래 기술에 따른 공중합체로부터 수득되는 성형 물품 보다 성형 물품의 외관이 뛰어난 공중합체 및 열가소성 수지 조성물을 얻을 수 있음이 명백하다.
|
공중합체의 조성 |
잔존미반응 단량체의 양 |
콘쥬게이트디엔기재화합물의첨가물 (ppm) |
환산 점도 (dl/g) |
YI |
비캇연화온도 (℃) |
다이의 오염 (육안) |
PMI (%) |
ST (%) |
AN (%) |
PMI (ppm) |
기타 (%) |
실시예 1 |
25 |
55 |
20 |
20 |
0.28 |
770 |
0.68 |
19 |
146 |
○ |
실시예 2 |
25 |
55 |
20 |
20 |
0.29 |
750 |
0.68 |
19 |
146 |
○ |
실시예 3 |
25 |
55 |
20 |
10 |
0.29 |
750 |
0.68 |
19 |
146 |
○ |
실시예 4 |
25 |
55 |
20 |
30 |
0.28 |
1,100 |
0.34 |
25 |
145 |
△ |
실시예 5 |
25 |
55 |
20 |
20 |
0.27 |
660 |
0.68 |
25 |
145 |
○ |
비교예 1 |
25 |
55 |
20 |
580 |
0.27 |
0 |
0.68 |
22 |
146 |
× |
비교예 2 |
25 |
55 |
20 |
840 |
0.29 |
0 |
0.34 |
29 |
146 |
×× |
비교예 3 |
25 |
55 |
20 |
500 |
0.25 |
0 |
0.68 |
27 |
145 |
× |
PMI: N-페닐말레이미드 ST: 스티렌 AN: 아크릴로니트릴
다이의 오염 :
○; 오염이 육안으로 관찰되지 않음.
△; 오염이 육안으로 부분적으로 관찰됨.
×; 오염이 육안으로 관찰됨.
××; 오염이 육안으로 현저히 관찰됨.
|
수지의 조성 |
잔존미반응 단량체의양 |
콘쥬게이트디엔기재화합물의첨가물 (ppm) |
아이조드충격강도 (J/m) |
용융유동 (g/10분) |
록웰 경도 |
비캇연화온도 (℃) |
다이의오염(육안) |
말레이미드기재공중합체(부) |
그래프트공중합체 (부) |
기타열가소성수지 (부) |
PMI (ppm) |
기타 (%) |
실시예 6 |
(A-1)70 |
(B-1)30 |
|
10 |
0.21 |
350 |
100 |
1.7 |
110 |
130 |
○ |
실시예 7 |
(A-2)70 |
(B-1)30 |
|
5 |
0.23 |
80 |
110 |
1.5 |
110 |
131 |
○ |
실시예 8 |
(A-2)70 |
(B-3)30 |
|
10 |
0.27 |
110 |
80 |
2.3 |
114 |
132 |
○ |
실시예 9 |
(A-2)45 |
(B-4)40 |
(C-1)15 |
5 |
0.29 |
190 |
100 |
3.7 |
102 |
119 |
○ |
실시예 10 |
(A-2)55 |
(B-2)40 |
(C-2)5 |
5 |
0.26 |
80 |
120 |
3.2 |
105 |
122 |
○ |
비교예 4 |
(A-2)70 |
(B-1)30 |
|
50 |
0.22 |
0 |
100 |
1.6 |
110 |
130 |
△ |
비교예 5 |
(A-2)70 |
(B-3)30 |
|
90 |
0.28 |
0 |
70 |
2.6 |
112 |
130 |
× |
비교예 6 |
(A-2)45 |
(B-4)40 |
(C-1)15 |
140 |
0.27 |
0 |
100 |
3.8 |
102 |
119 |
× |
비교예 7 |
(A-2)55 |
(B-2)40 |
(C-2)2 |
40 |
0.24 |
0 |
120 |
3.1 |
105 |
123 |
△ |
PMI : N-페닐말레이미드
다이의 오염 :
○; 오염이 육안으로 관찰되지 않음.
△; 오염이 육안으로 부분적으로 관찰됨.
×; 오염이 육안으로 관찰됨.
××; 오염이 육안으로 현저히 관찰됨.
|
공중합체의 조성 |
잔존미반응 단량체의 양 |
콘쥬게이트디엔기재화합물의첨가물 (ppm) |
환산 점도 (dl/g) |
YI |
비캇연화온도 (℃) |
다이의 오염 (육안) |
MAH (%) |
MS (%) |
MMA (%) |
PMI (ppm) |
기타 (%) |
실시예 11 |
6 |
9 |
85 |
140 |
0.25 |
1,800 |
0.53 |
8 |
128 |
△ |
비교예 8 |
6 |
9 |
85 |
1,200 |
0.24 |
0 |
0.53 |
10 |
128 |
×× |
MAH : 무수 말레인산 MS : α-메틸스티렌
MMA : 메틸 메타아크릴레이트
다이의 오염 :
○; 오염이 육안으로 관찰되지 않음.
△; 오염이 육안으로 부분적으로 관찰됨.
×; 오염이 육안으로 관찰됨.
××; 오염이 육안으로 현저히 관찰됨.