KR100894447B1 - 수용성 유화액의 제조방법 - Google Patents

수용성 유화액의 제조방법

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Abstract

본 발명은 수용성 유화액의 제조방법을 개시한다.
본 발명에 따르는 수용성 유화액의 제조방법은 증류수 200 내지 400 중량부, 음이온성 계면활성제 2 내지 4 중량부 및 중화제 0.4 내지 0.8 중량부를 제1반응기에 투입하여 질소(N2)분위기에서 40 내지 60rpm의 교반속도로 상기 제1반응기의 온도가 80℃에 이를 때까지 교반하며 초기반응액을 준비하는 단계(S1단계)와 상기 초기반응액에 제1반응개시제 2 내지 2.5 중량부를 투입한 후 5 내지 60분 동안 교반속도를 40 내지 60rpm으로 교반하는 단계(S2단계)와 제2반응기에 메타아크릴산 에스테르 단량체(A) 200 내지 300 중량부, 아크릴산 에스테르 단량체(B) 150 내지 200 중량부, 카르복실기를 갖는 에틸렌성 단량체(C) 1 내지 10 중량부, 니트릴기를 갖는 에틸렌성 단량체(D) 1 내지 10 중량부, 유기계 실란(Organofunctional silane) 0.1 내지 5 중량부, 음이온성 계면활성제 1 내지 4 중량부를 투입한 후 교반하여 유화액을 준비하는 단계(S3단계) 및 상기 제1반응기의 온도를 75 내지 85℃로 유지한 상태에서 상기 유화액, 제1반응개시제 및 제2반응개시제를 투입하는 단계(S4단계)를 포함하는 것을 특징으로 하는데, 이에 의할 때, 휘발성 유기용제에 의한 대기오염이나 인체에 해가 없고, 입자를 미세하고 균일하게 형성시켜 접착성, 평활성, 고광택성, 내수성 및 내구성을 향상시킨 수용성 유화액이 제공된다.

Description

수용성 유화액의 제조방법{Method of manufacturing aqueous emulsion}
본 발명은 수용성 유화액의 제조방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 휘발성 유기용제에 의한 대기오염이나 인체에 해가 없고, 입자를 미세하고 균일하게 형성시켜 접착성, 평활성, 고광택성, 내수성 및 내구성을 향상시킨 수용성 유화액의 제조방법에 관한 것이다.
아크릴 화합물의 초기 응용분야로는 섬유산업의 경사호제나, 날염, 사이징 및 기타 직물가공을 시초로 피혁, 제지 등의 기초 가공제 역할은 물론 제조 공정에 이르기까지 다양하게 사용되어왔다. 그 후 접착제에 적용되어 목재, 제지, 건축으로 확산되었으며 최근에는 전기, 전자, 정보분야에서 고기능성 제품에 이르기까지 활용되고 자동차, 선박공업용뿐만 아니라 항공기, 고속전철, 환경산업에 이르기까지 금속·세라믹스의 대체재료로서 적용되고 있어 폭넓게 이용되고 있다. 그러나 이러한 범용재료로서의 아크릴과는 달리, 아크릴 미립자가 적용되는 분야인 의약, 화장품, 분체도료, 정보기록 부분에서의 수입의존도는 여전히 높아 계속적인 연구개발이 필요한 것으로 인식되고 있다.
종래의 아크릴의 합성방법으로서는 우선 아크릴산(acrylic acid)을 라디칼 중합하여 얻은 폴리아크릴산이 있다. 여기서 생성된 고분자의 구조는 매우 단순하여 반복 단위마다 카르복시기(carboxyl)를 1개씩 가지고 있으며 나트륨 혹은 암모니움염으로 전환하여 고분자의 점도에 따라 특성 및 용도가 다른 킬레이트제 (chelate agent) 또는 분산제 (dispersing agent) 또는 경화제 (thickening agent)로 사용될 수 있다. 또한 아크릴산-에스테르(acrylic acid-ester)계로부터의 아크릴은 아크릴산(acrylic acid)과 폴리옥시에틸렌 아크릴레이트(polyoxyethylene acrylate)를 공중합하여 얻을 수 있다.
한편, 종래에는 수용성 유화액의 대부분이 톨루엔, 크실렌 등과 같은 휘발성 유기용제를 주로 이용하여 사용되는 관계상 최근에 환경문제의 중요성을 고려할 때 대기오염이나 인체에 해로운 문제점을 가지고 있었다.
또한, 상기 수용성 유화액이 사용되는 특성인 표면고착성, 접착성, 내수성, 내구성, 평활성과 입자(Pigment) 안정성을 확보하기 위하여 상기 유화액을 미세하고 균일하게 제조할 필요가 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 이에 의할 때, 휘발성 유기용제에 의한 대기오염이나 인체에 해가 없고, 입자를 미세하고 균일하게 형성시켜 접착성, 평활성, 고광택성, 내수성 및 내구성을 향상시킨 수용성 유화액의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 증류수 200 내지 400 중량부, 음이온성 계면활성제 2 내지 4 중량부 및 중화제 0.4 내지 0.8 중량부를 제1반응기에 투입하여 질소(N2)분위기에서 40 내지 60rpm의 교반속도로 상기 제1반응기의 온도가 80℃에 이를 때까지 교반하며 초기반응액을 준비하는 단계(S1단계)와 상기 초기반응액에 제1반응개시제 2 내지 2.5 중량부를 투입한 후 5 내지 60분 동안 교반속도를 40 내지 60rpm으로 교반하는 단계(S2단계)와 제2반응기에 메타아크릴산 에스테르 단량체(A) 200 내지 300 중량부, 아크릴산 에스테르 단량체(B) 150 내지 200 중량부, 카르복실기를 갖는 에틸렌성 단량체(C) 1 내지 10 중량부, 니트릴기를 갖는 에틸렌성 단량체(D) 1 내지 10 중량부, 유기계 실란(Organofunctional silane) 0.1 내지 5 중량부, 음이온성 계면활성제 1 내지 4 중량부를 투입한 후 교반하여 유화액을 준비하는 단계(S3단계) 및 상기 제1반응기의 온도를 75 내지 85℃로 유지한 상태에서 상기 유화액, 제1반응개시제 및 제2반응개시제를 투입하는 단계(S4단계)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 유화액의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 S4단계에서 상기 유화액, 제1반응개시제 및 제2반응개시제를 투입은 상기 유화액의 경우는 초기 10분까지는 0.2 내지 0.3ℓ/min의 투입속도로, 20분까지는 0.3 내지 0.4ℓ/min의 투입속도로, 30분까지는 0.4 내지 0.5ℓ/min의 투입속도로, 3시간 내지 4시간 동안 0.5 내지 0.9ℓ/min의 투입속도로 정속투입하고, 상기 제1 및 제2반응개시제는 0.01 내지 0.05ℓ/min의 투입속도로 투입할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 S4단계에는 상기 유화액, 제1 및 제2반응개시제의 투입이 완료된 후 1 내지 2시간이 지나고 후처리제를 더 투입하는 단계(S5단계)가 더 포함될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 제1반응개시제는 암모늄퍼설페이트(Ammonium persulfate), 포테시움퍼설페이트(Potasium persulfate) 및 소디움퍼설페이트(Sodium persulfate)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 제2반응개시제는 암모늄퍼설페이트(Ammonium persulfate), 포테시움퍼설페이트(Potasium persulfate) 및 소디움퍼설페이트(Sodium persulfate)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 음이온성 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 프로페닐 에테르 설페이트 암모늄 염 계면활성제(Polyoxyethylene alkylphenyl propenyl ether sulfate ammonium salt surfactant)일 수 있다.
본 발명에 따르는 수용성 유화액의 제조방법에 의하면, 휘발성 유기용제에 의한 대기오염이나 인체에 해가 없고, 입자를 미세하고 균일하게 형성시켜 접착성, 평활성, 고광택성, 내수성 및 내구성을 향상시키는 효과가 있음을 알 수 있다.
도 1은 본 발명에 따르는 수용성 유화액의 제조방법에 의한 수용성 유화액의 입도를 측정하여 그 결과를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 증류수 200 내지 400 중량부, 음이온성 계면활성제 2 내지 4 중량부 및 중화제 0.4 내지 0.8 중량부를 제1반응기에 투입하여 질소(N2)분위기에서 40 내지 60rpm의 교반속도로 상기 제1반응기의 온도가 80℃에 이를 때까지 교반하며 초기반응액을 준비하는 단계(S1단계)와 상기 초기반응액에 제1개시제 2 내지 2.5 중량부를 투입한 후 5 내지 60분 동안 교반속도를 40 내지 60rpm으로 교반하는 단계(S2단계)와 제2반응기에 메타아크릴산 에스테르 단량체(A) 200 내지 300 중량부, 아크릴산 에스테르 단량체(B) 150 내지 200 중량부, 카르복실기를 갖는 에틸렌성 단량체(C) 1 내지 10 중량부, 니트릴기를 갖는 에틸렌성 단량체(D) 1 내지 10 중량부, 유기계 실란(Organofunctional silane) 0.1 내지 5 중량부, 음이온성 계면활성제-폴리옥시에틸렌 알킬페닐 프로페닐 에테르 설페이트 암모늄 염 계면활성제(Polyoxyethylene alkylphenyl propenyl ether sulfate ammonium salt surfactant) 1 내지 4 중량부를 투입한 후 교반하여 유화액을 준비하는 단계(S3단계) 및 상기 제1반응기의 온도를 75 내지 85℃로 유지한 상태에서 상기 유화액, 제1반응개시제 및 제2반응개시제를 투입하는 단계(S4단계)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
먼저, S1단계를 보면, 증류수 200 내지 400 중량부, 음이온성 계면활성제 2 내지 4 중량부 및 중화제 0.4 내지 0.8 중량부를 제1반응기에 투입하여 질소(N2)분위기에서 40 내지 60rpm의 교반속도로 상기 제1반응기의 온도가 80℃에 이를 때까지 교반하며 초기반응액을 준비하는 단계이다.
만일, 상기 증류수가 200 중량부 미만이면 고형분이 많아져 반응이 어려우며 반대로 400 중량부를 초과하면 고형분이 감소할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 중성이나 양이온성을 사용하지 아니하고 음이온성계면활성제를 사용하는데 이는 음이온 라디칼을 이용하여 불포하단량체의 사슬연결이 용이하게 하여 반응성을 증가시키기 위함이며, 그 사용량은 2 내지 4 중량부인데 만일 2 중량부 미만이면, 반응성이 떨어질 수 있으며 반대로 4 중량부를 초과하면 반응성은 좋아지나 친수성이 강하여 제조후 내수필름막의 약화가 우려된다.
상기 중화제는 소디움바이카보네이트를 사용할 수 있으며, 그 사용량은 0.4 내지 0.8 중량부인데, 만일 0.4 중량부 미만이면, 페하(pH)가 낮아져 입자가 발생될 수 있으며, 반대로 0.8 중량부를 초과하면 입자의 입도가 너무 증가될 수 있다.
아울러, 상기 초기반응액의 준비는 질소분위기에서 40 내지 60rpm의 교반속도로 제1반응기의 온도가 80℃에 이를 때까지 교반하며 수행하게 되는데, 질소의 사용은 반응속도, 색깔과 같은 반응효율을 상승시키기 위함이며, 만일 상기 교반속도를 벗어나면 제조효율에 악영향을 미칠 수 있다.
상기 초기반응액을 형성함으로써 본 발명에 따르는 수용성 유화액의 입자의 크기를 미세하고 균일하게 제조할 수 있는데, 그 크기는 종래의 약 350㎚보다 작은 수십㎚로 상세하게는 후술한다.
다음으로 S2단계를 보면, 상기 초기반응액에 제1반응개시제 2 내지 2.5 중량부를 투입한 후 5 내지 60분 동안 교반속도를 40 내지 60rpm으로 교반하는 단계이다.
이와 같이, S1단계와 S2단계를 별도로 구별하여 수행하는 이유는 치수기의 물이나 유화제와 친유기의 단량체를 반응전에 별도로 처리하기 위함이며, 만일 상기 제1개시제를 2 중량부 미만으로 사용하면 반응의 활성도가 감소할 수 있으며 반대로 2.5 중량부를 초과하면 반응속도가 너무 증가하여 겔화(gel)될 수 있다.
한편, S2단계에서의 교반시간과 교반속도는 5 내지 60 분, 40 내지 60rpm인데, 이 범위를 벗어나면 반응성 유도 및 전체적으로 입자의 입도를 조절하는데 어려움이 생길 수 있다.
다음으로 S3단계를 보면, 제2반응기에 메타아크릴산 에스테르 단량체(A) 200 내지 300 중량부, 아크릴산 에스테르 단량체(B) 150 내지 200 중량부, 카르복실기를 갖는 에틸렌성 단량체(C) 1 내지 10 중량부, 니트릴기를 갖는 에틸렌성 단량체(D) 1 내지 10 중량부, 유기계 실란(Organofunctional silane) 0.1 내지 5 중량부, 음이온성 계면활성제-폴리옥시에틸렌 알킬페닐 프로페닐 에테르 설페이트 암모늄 염 계면활성제(Polyoxyethylene alkylphenyl propenyl ether sulfate ammonium salt surfactant) 1 내지 4 중량부를 투입한 후 교반하여 유화액을 준비하는 단계이다.
상기 메타아크릴산 에스테르 단량체(A)로서는 메틸메타아크릴레이트, 프로필메타아크릴레이트, 부틸메타아크릴레이트, n-부틸메타아크릴레이트, 헥실메타아크릴레이트, 2-에틸헥실메타아크릴레이트, 옥틸메타아크릴레이트, 노닐메타아크릴레이트 및 데실메타아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나가 사용될 수 있는데, 상기 메타아크릴산 에스테르 단량체(A)는 중합체의 유리전이온도, 잔탄율과 같은 물성을 고려하여 선택될 수 있는데, 최종적으로 반응되어 생성된 중합체의 유리전이온도가 20℃ 이상 되도록 선택되는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 메타아크릴산 에스테르 단량체(A)는 메틸메타아크릴레이트와 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트일 수 있다.
또한, 상기 메타아크릴산 에스테르 단량체(A)는 200 내지 300 중량부가 사용되는데, 만일 200 중량부 미만이면, 실제 실공후 도막의 강도가 연질로 변형될 수 있으며, 반대로 300 중량부를 초과하면 과량의 사용으로 다른 구성성분이 상대적으로 감소한다.
한편, 상기 아크릴산 에스테르 단량체(B)로서는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 노닐아크릴레이트 및 데실아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있는데, 상기 아크릴산 에스테르 단량체(B)는 중합체의 유리전이온도, 필름형성특성, 신률과 같은 물성을 고려하여 선택될 수 있고, 최종적으로 중합체의 유리전이온도가 20℃ 이상 되도록 선택될 수 있다. 예컨대, 상기 아크릴산 에스테르단량체(B)는 부틸아크릴레이트가 사용될 수 있다.
또한, 상기 아크릴산 에스테르 단량체(B) 150 중량부 미만이면 실제 실공후 도막의 강도가 연질로 변형될 수 있으며, 반대로 200 중량부를 초과하면 과량의 사용으로 다른 구성성분이 상대적으로 감소한다.
한편, 상기 카르복실레이트기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체(C)로는 메타크릴산, 아크릴산, 이타콘산, 푸마르산, 말레산 및 카르복실기를 갖는 메타아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나가 사용될 수 있는데, 이러한 카르복실레이트기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체(C)는 상술한 단량체(A), (B)와 공중합할 수 있는 것으로 각각의 단량체들을 가교시킬 수 있는 역할을 수행한다. 예컨대, 아크릴산이 사용될 수 있다.
또한, 상기 카르복실기를 갖는 에틸렌성 단량체(C) 1 내지 10 중량부를 사용하는데, 만일 1 중량부 미만이면, 각각의 단량체간에 가교에 문제가 생길 수 있으며, 반대로 10 중량부를 초과하면 과량의 사용으로 다른 구성성분이 상대적으로 감소한다.
한편, 상기 니트릴기를 갖는 에틸렌성 단량체(D)는 신률을 증가시키기 위한 단량체로서 아크릴로니트릴, 가교력을 높일 수 있게 6개이하의 관능기를 갖는 소관능성 단량체, 글리시딜 메타크릴레이트 또는 2-하이드록시에틸메타크릴레이트를 사용할 수 있다.
또한, 상기 니트릴기를 갖는 에틸렌성 단량체(D)는 1 내지 10 중량부로 이용하게 되는데, 만일 1 중량부 미만이면 실제 시공후 도막의 강도가 연질로 변형될 수 있으며, 반대로 10 중량부를 초과하면 과량의 사용으로 다른 구성성분이 상대적으로 감소한다.
한편, 상기 유기계 실란은 0.1 내지 5 중량부로 사용되는데, 만일 0.1 중량부 미만이면 최종제품의 고착력이나 부착력에 문제가 생길 수 있으며, 반대로 5 중량부를 초과하면 반응성에 악영향을 미칠 수 있다.
또한, 상기 음이온성 계면활성제로는 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 프로페닐 에테르 설페이트 암모늄염(Polyoxyethylene alkylphenyl propenyl ether sulfate ammonium salt surfactant)을 1 내지 4 중량부로 사용한다. 만일 1 중량부 미만이면 반응 유도에 문제가 생길 수 있고, 반대로 4 중량부를 초과하면 내수성에 저하가 생길 수 있다.
지금까지 살펴본 S3단계에서는 균일질을 형성하는 단계이므로, 상술한 바와 같이 일정한 교반속도를 유지하는 것이 바람직하다.
다음으로, S4단계를 보면, 상기 제1반응기의 온도를 75 내지 85℃로 유지한 상태에서 상기 유화액, 제1반응개시제 및 제2반응개시제를 투입하는 단계이다. 여기서 상기 제1반응기의 온도를 75 내지 85℃로 유지하여 반응을 하게 되는데, 만일 75℃ 미만이면 반응의 진행이 어려우며, 반대로 85℃를 초과하면 과반응이 일어난다.
또한, 상기 제1반응개시제는 라디칼 반응을 유도하는 것으로, 암모늄퍼설페이트(Ammonium persulfate), 포테시움퍼설페이트(Potasium persulfate) 및 소디움퍼설페이트(Sodium persulfate)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있으며, 그 사용량은 2 내지 3 중량부인데, 만일 이범위를 벗어나면 라디칼 반응이 불충분하거나 불순물로 잔존할 수 있다.
한편, 상기 제2반응개시제는 암모늄퍼설페이트(Ammonium persulfate), 포테시움퍼설페이트(Potasium persulfate) 및 소디움퍼설페이트(Sodium persulfate)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있으며, 그 사용량은 2 내지 3 중량부인데, 만일 2중량부 미만이면 반응 유도가 어려우며 , 반대로 3 중량부를 초과하면 과반응이 일어날 수 있다.
여기서, 상기 유화액, 제1 및 제2반응액의 투입하는 속도를 조절할 수 있는데, 그 이유는 반응속도를 일정하게 유지하기 위함이다.
예컨대, 상기 유화액의 경우는 초기 10분까지는 0.2 내지 0.3ℓ/분의 투입속도로, 20분까지는 0.3 내지 0.4ℓ/분의 투입속도로, 30분까지는 0.4 내지 0.5ℓ/분의 투입속도로, 3시간 내지 4시간 동안 0.5 내지 0.9ℓ/분의 투입속도로 투입하는데, 만일 이 범위를 벗어나면 반응성에 악영향을 미칠 수 있어 바람직하지 못하고, 아울러 상기 제1 및 제2반응개시제는 0.01 내지 0.05ℓ/분의 투입속도로 투입하는데, 이 범위를 벗어나면 역시 반응성에 악영향을 미칠 수 있어 바람직하지 못하다.
한편, 상기 S4단계에는 상기 유화액, 제1 및 제2반응개시제의 투입이 완료된 후 1 내지 2시간이 지나고 후처리제를 더 투입하는 S5단계가 더 포함될 수 있는데, 여기서 상기 1 내지 2 시간 동안 숙성시간을 두는 이유는 미반응 물질을 제거하여 반응을 종결하기 위함이며 만일 1시간 미만이면 반응 종결에 미진할 수 있고, 반대로 2시간을 초과하면 수분증발 및 기계적 안정성에 악영향을 미칠 수 있다.
또한, 상기 후처리제는 미반응 화합물들을 처리하여 전환율을 향상시키기 위하여 투입하는 것으로 롱가르트를 사용할 수 있으며 그 사용량은 10 내지 20 중량부이다. 만일 10 중량부 미만이면 미반응물이 잔존할 수 있으며 반대로 20 중량부를 초과하면 쇼크현상이 발생할 수 있다.
실시예 1
아래 <표 1>을 참고로 설명한다.
구 분 번호 물 질 투입량(Kg) 성분비(Wt,%)
반응기투입 1 증류수 300
계면활성제 2 Polyoxyethylene alkylphenyl propenyl ether sulfate ammonium salt 3
중화제 3 Sodium Bicarbonate 0.6
4 N2 개스주입
단량체혼합 5 증류수 160
계면활성제 6 Polyoxyethylene alkylphenyl propenyl ether sulfate ammonium salt 2.1
단량체 7 아크릴산 6.1
8 부틸아크릴레이트 185
9 메틸메타아크릴레이트 259
10 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 4.8
11 아크릴로니트릴 6.5
12 Organofunctional silane 2
개시제 13 암모늄설페이트/증류수 2.16/21
14 초기혼합물 (200)
15 개시제/증류수 2.53/23.21
후처리
16 증류수/롱가르트 15/1.3
17 Acryl Thickner 2
18 Ammonium Hydruxide 3.7
먼저, 교반기, 냉각기, 온도계, 적하깔대기 및 질소주입장치가 구비된 6구 분리형 제1반응기에 위 <표 1>의 1 내지 3번에 해당하는 증류수, 계면활성제 및 중화제를 상기 제1반응기내에 투입하고 반응기의 교반속도를 50rpm으로 하여 상기 제1반응기의 온도를 80℃까지 상승하도록 교반하여 초기반응액을 생성하였다. 다음으로 초기반응액에 상기 <표 1>의 13번에 해당하는 암모늄퍼설페이트를 투입한 후 5분 동안 교반속도를 60rpm의 속도로 교반하였다. 다음으로, 제2반응기에 상기 <표 1>의 7 내지 12에 해당하는 아크릴산, 부틸아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴, 유기계 실란으로 비닐트리메톡시실란(Vinyl tri methoxy silane) 및 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 프로페닐 에테르 설페이트 암모늄 염을 투입한후 혼합하여 유화액을 준비하였다. 다음으로, 상기 유화액을 제1반응기에 투입하되, 중합반응개시 이후 10분 동안은 0.3ℓ/분의 투입속도로, 20분 동안은 0.4ℓ/분의 투입속도로, 30분 동안은 0.5ℓ/분의 투입속도로 투입하였고, 그후부터 3시간 전까지는 0.3ℓ/분으로, 3시간 내지 4시간 동안 0.8ℓ/분의 투입속도로 투입하였으며, 제1 및 제2반응개시제는 0.04ℓ/min의 투입속도로 투입하였다. 다음으로, 상기 유화액, 제1 및 제2반응개시제의 투입한 후에 2시간을 유지하고, 70℃에서 위 <표 1>의 16번에 해당하는 후처리제제를 15 중량부 투입하여 본 발명에 따르는 수용성 유화액을 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예 1에 의하여 제조된 수용성 유화액의 입도를 ASTM D5296에 의한 측정방법에 의하여 측정한 그래프를 도 1에 나타내었다. 도 1은 본 발명에 따르는 수용성 유화액의 제조방법에 의한 수용성 유화액의 입도를 측정하여 그 결과를 나타낸 그래프이다. 도 1을 참조하면, 종래의 입자 크기가 평균 350㎚였으나, 본 발명에 의한 수용성 유화액은 수십 나노메타(㎚)크기로 유지되고 있음을 알 수 있다.
또한, 이러한 입자들은 전환율이 99.8%이상이고 유리전이온도 +20.1℃로 측정되었다.
이와 같이 본 발명에 따르는 수용성 유화액의 제조방법에 의하여 생성 입자의 크기가 균일하게 유지되고 있음을 알 수 있다.

Claims (6)

  1. 증류수 200 내지 400 중량부, 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 프로페닐 에테르 설페이트 암모늄 염(Polyoxyethylene alkylphenyl propenyl ether sulfate ammonium salt)인 음이온성 계면활성제 2 내지 4 중량부 및 중화제 0.4 내지 0.8 중량부를 제1반응기에 투입하여 질소(N2)분위기에서 40 내지 60rpm의 교반속도로 상기 제1반응기의 온도가 80℃에 이를 때까지 교반하며 초기반응액을 준비하는 단계(S1단계);
    상기 초기반응액에 암모늄퍼설페이트(Ammonium persulfate), 포테시움퍼설페이트(Potasium persulfate) 및 소디움퍼설페이트(Sodium persulfate)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 제1반응개시제 2 내지 2.5 중량부를 투입한 후 5 내지 60분 동안 교반속도를 40 내지 60rpm으로 교반하는 단계(S2단계);
    제2반응기에 메타아크릴산 에스테르 단량체(A) 200 내지 300 중량부, 아크릴산 에스테르 단량체(B) 150 내지 200 중량부, 카르복실기를 갖는 에틸렌성 단량체(C) 1 내지 10 중량부, 니트릴기를 갖는 에틸렌성 단량체(D) 1 내지 10 중량부, 유기계 실란(Organofunctional silane) 0.1 내지 5 중량부, 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 프로페닐 에테르 설페이트 암모늄 염 계면활성제(Polyoxyethylene alkylphenyl propenyl ether sulfate ammonium salt)인 음이온성 계면활성제 1 내지 4 중량부를 투입한 후 교반하여 유화액을 준비하는 단계(S3단계); 및
    상기 제1반응기의 온도를 75 내지 85℃로 유지한 상태에서 상기 유화액, 암모늄퍼설페이트(Ammonium persulfate), 포테시움퍼설페이트(Potasium persulfate) 및 소디움퍼설페이트(Sodium persulfate)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 제1반응개시제 및 암모늄퍼설페이트(Ammonium persulfate), 포테시움퍼설페이트(Potasium persulfate) 및 소디움퍼설페이트(Sodium persulfate)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 제2반응개시제를 투입하는 단계(S4단계);를 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 유화액의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 S4단계에서 상기 유화액, 제1반응개시제 및 제2반응개시제를 투입은 상기 유화액의 경우는 초기 10분까지는 0.2 내지 0.3ℓ/min의 투입속도로, 20분까지는 0.3 내지 0.4ℓ/min의 투입속도로, 30분까지는 0.4 내지 0.5ℓ/min의 투입속도로, 3시간 내지 4시간 동안 0.5 내지 0.9ℓ/min의 투입속도로 정속투입하고, 상기 제1 및 제2반응개시제는 0.01 내지 0.05ℓ/min의 투입속도로 투입하는 것을 특징으로 하는 수용성 유화액의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 S4단계에는 상기 유화액, 제1 및 제2반응개시제의 투입이 완료된 후 1 내지 2시간이 지나고 후처리제로 롱가르트를 더 투입하는 단계(S5단계);가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 수용성 유화액의 제조방법.
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