KR100967124B1

KR100967124B1 - 우수한 내충격성을 갖는 아크릴계 충격보강제 및 그의제조방법

Info

Publication number: KR100967124B1
Application number: KR1020080074962A
Authority: KR
Inventors: 이나래; 최장현; 오주엽; 김현도
Original assignee: 금호석유화학 주식회사
Priority date: 2008-07-31
Filing date: 2008-07-31
Publication date: 2010-07-05
Also published as: KR20100013443A

Abstract

본 코어-쉘 형태의 아크릴계 충격보강제 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시드 중합체와 IPN을 이루는 코어-쉘로 이루어진 PVC 아크릴계 충격보강제 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 아크릴계 충격보강제는 비닐계 방향족 단량체와 아크릴계 단량체의 공중합체가 알킬아크릴레이트계 중합체와 IPN을 형성하는 고무질 코어가 알킬메타아크릴계 중합체로 둘러싸여 있다.

본 발명의 아크릴계 충격보강제는 비닐계 단량체 및 친수성 단량체가 적절하게 가교된 구조를 가지는 시드 상에 아크릴계 고무가 중합된 IPN (Interpenetrating network) 구조의 시드-고무 코어를 제조함으로써 보다 우수한 내충격성을 제공하며, 이를 포함하는 염화비닐 수지는 보다 우수한 충격강도를 갖는다.

코어-쉘

Description

우수한 내충격성을 갖는 아크릴계 충격보강제 및 그의 제조방법{AN ACRYLIC IMPACT MODIFIER AND A MANUFACTURING METHOD THEREOF}

일반적으로 염화비닐 수지의 내충격성을 향상시키기 위하여 사용되는 충격보강제는 염화 에틸렌 (CPE)계 수지, 메틸 메타크릴레이트 부타디엔 스티렌 (MBS)계 수지, 아크릴계 수지 등이 있다. 이들 중 상기 아크릴계 수지는 내충격성과 내후성이 동시에 요구되는 창틀과 같은 일광 노출 시간이 많은 옥외용 플라스틱 제품의 충격보강제로 널리 사용되고 있다.

Core-shell 구조를 갖는 아크릴계 충격보강제의 물성을 결정하는 인자에는 충격보강제의 고무 함량, 고무입자의 크기 및 형태, 용매에 대한 팽윤도, 충격보강제 입자와 매트릭스간의 상용성 등이 있다.

염화비닐 수지의 내충격성 향상을 위한 아크릴 충격보강제의 제조방법으로는 통상적인 유화중합 방법이 있다. 미국특허 제 5,612,413호에와 같이, 먼저 작은 크 기의 시드를 중합하고 코어 성분 단량체를 2-4 단계로 나누어 투입하여 고무입자를 성장시킨 후, 마지막으로 쉘 성분 단량체를 투입하여 코어 표면을 감싸 core-shell 구조를 완성하는 다단계 유화중합 방법이다. 다단계 유화중합 과정은 코어 중합과 쉘 중합으로 나눌 수 있다. 코어 중합에는 알킬 아크릴레이트 단량체를 사용한다. 알킬 아크릴레이트는 유리전이 온도가 낮아 고무 성분의 내충격성을 나타내며, 중합 후 분자내 이중 결합이 잔류하지 않아 자외선에 의한 고분자의 분해와 그에 따른 충격강도의 저하를 막을 수 있다는 장점을 가지고 있다.

알킬 아크릴레이트 이외에도, 적어도 두개의 비공액 탄소-탄소 이중결합을 갖는 화합물이 가교제로서 사용된다. 고무의 가교제는 라텍스의 안정성을 유지시킬 뿐 아니라, 가공 과정 중 매트릭스안에서 충격보강제 고무구조가 그 형태를 유지할 수 있도록 도와주는 역할을 한다. 고무의 가교가 불충분한 경우에는 라텍스의 안정성을 확보할 수 없을 뿐만 아니라, 매트릭스 안에서의 균일한 분산이 일어나지 않아, 충격강도와 내후성의 저하를 가져온다. 고무의 가교도가 지나치게 높은 경우에도 충격강도가 저하된다.

쉘 중합은 일반적으로 염화비닐 수지와 상용성이 우수한 메틸 메타크릴레이트 단량체를 코어 표면에 그라프트 중합하거나 또는 여기에 두 가지 이상의 작용기를 갖는 단량체 소량을 첨가하여 그라프트 중합함으로써 제조된다. 특히 메틸 메타크릴레이트는 매트릭스와의 상용성이 우수할 뿐만 아니라, 비교적 높은 유리전이온도를 가지고 있어서 라텍스의 응집 특성을 향상시키는 역할을 한다. 매트릭스 내부에서 충격보강제의 분산성을 높이기 위해 쉘중합 시 아크릴로니트릴 단량체를 소량 첨가하기도 한다.

일반적으로 충격보강제의 총 고무 중량비가 증가함에 따라 열가소성 배합물 내에 요구되는 충격보강제의 양은 감소된다. 열가소성 수지 배합물 내에 충격보강제의 양은 수지 및 적용 타입에 따라 달라지지만 일반적으로 열가소성 수지 100 wt%를 기준으로 3 내지 30wt%이다. 따라서 효율적인 충격보강제 제조에 있어서 고무성 코어의 중량비는 전형적으로 극대화된다. 그러나 고무성 코어의 중량비가 너무 높은 경우 경성 쉘 중합체는 완전히 고무성 코어를 감쌀 수 없으며, 특히 총 고무중량이 90wt%를 초과하는 경우에는 분말 흐름성이 저하된다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 염화비닐 수지의 내충격성을 보다 향상시킬 수 있는 새로운 아크릴계 충격보강제를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 시드 중합체와 IPN형태를 이루는 코어를 포함하는 코어-쉘 형태의 새로운 아크릴계 충격보강제를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 시드 중합체와 IPN형태를 이루는 코어를 포함하는 코어-쉘 형태의 새로운 아크릴계 충격보강제를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 시드 중합체와 IPN형태를 이루는 코어를 포함하는 코어-쉘 형태의 새로운 아크릴계 충격보강제를 포함하는 PVC 수지를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 아크릴계 충격보강제는

비닐계 방향족 단량체와 아크릴계 단량체의 공중합체와 알킬아크릴레이트계 중합체가 IPN(인터페너트레이트네트워크)을 형성하는 고무질 코어가 알킬메타아크릴계 중합체로 둘러싸인 코어-쉘 구조를 이루는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 다른 일 측면에 있어서,

비닐계 방향족 단량체와 아크릴계 단량체의 공중합체와 알킬아크릴레이트계 중합체가 IPN을 이루는 고무질 코어와 알킬메타아크릴계 중합체 쉘로 이루어진 충격보강제를 포함하는 PVC 부재를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 시드 공중합체와 알킬아크릴레이트 중합체가 결합하여 IPN 형태를 이루는 고무질 코어는 알킬 아크릴레이트의 함량이 적은 경우에도 높은 충격보강효과를 나타낼 수 있도록, 상기 시드 공중합체의 Tg가 상기 알킬아크릴레이트 중합체의 Tg보다 높은 것이 좋고, 바람직하게는 상기 시드 공중합체의 Tg는 상온보다 높고, 상기 알킬아크릴레이트 중합체의 Tg는 상온보다 낮은 것이 좋다.

본 발명에 있어서, 이론적으로 한정된 것은 아니지만, 상기 IPN 구조를 가지는 고무질 코어는 고무 내에서 고무의 특성을 더욱 강화시키는 역할을 하는 마이크로 도메인을 갖는 시드를 가짐으로써 90 wt% 이하의 고무를 함유하면서도 충격강도를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 시드 공중합체를 이루는 비닐계 방향족 단량체는 무극성의 단량체로서 스티렌; 알킬 스티렌, 일예로 메틸스티렌 에틸스티렌, 프로필 스티렌; 비닐 톨루엔; 및 α-알킬 스티렌, 일예로 α-메틸 스티렌, α-에틸스티렌, α-프로필 스티렌, 및 이들의 1종 이상의 혼합물이며, 또는 이들과 공중합 가능한 단량체를 25중량% 이하로 포함하는 단량체 혼합물이다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 바람직한 비닐계 방향족 단량체는 스티렌이다.

본 발명에 있어서, 상기 시드 공중합체를 이루는 아크릴계 단량체는 극성의 친수성 단량체이며, 일예로 알킬 아크릴레이트, 알킬 메타크릴레이트, 비닐시안화 단량체, 일예로 아크릴로니트릴 및 글리시딜 메타크릴레이트, 및 이들의 혼합물이며, 또한 이들과 공중합 가능한 단량체를 25 중량%이하로 포함하는 단량체 혼합물 이다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 바람직한 아크릴계 단량체는 아크릴로니트릴이다.

본 발명에 있어서, 상기 시드 공중합체와 IPN을 이루는 알킬아크릴레이트계 중합체를 이루는 단량체는 C1-C8 알킬아크릴레이트계 단량체에서 선택되는 것이 바람직하다. 본 발명이 실시에 있어서, 상기 C1-C8 알킬아크릴레이트 단량체는 공중합 가능한 비닐단량체를 25 중량%, 바람직하게는 10 중량%까지 포함할 수 있으며, 일예로 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 및 2-에틸헥실 아크릴레이트 또는 이들이 혼합물이다.

본 발명에 있어서, 상기 쉘을 이루는 알킬메타크릴레이트 중합체는 C1-C4알킬기를 가지는 알킬메타크릴레이트가 바람직하며, 일예로 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트이며, 가장 바람직하게는 메틸메타아크릴레이트이다.

본 발명은 또한 일 측면에 있어서,

비닐계 방향족 단량체와 아크릴계 단량체를 가교시켜 시드 중합체를 제조하는 단계;

상기 시드 중합체와 IPN을 이루도록 시드 중합체의 존재하에 알킬아크릴레이트계 단량체를 가교 중합하여 고무질 코어를 형성하는 단계; 및

상기 고무질 코어를 알킬메타아크릴계 중합체를 둘러쌓아 쉘을 형성하는 단계

를 포함하는 코어-쉘 구조의 아크릴계 충격보강제 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 본 발명에 따른 IPN 구조의 고무질 코어는 유화중합을 이용해서 제조된시드 중합체 라텍스에 알킬아크릴레이트 모노머와 가교제를 투입하여 라디칼 중합됨과 동시에 가교되어 팽윤된 비닐계-친수성 공중합체 상에 중합되어 IPN 구조를 형성할 수 있다.

본 발명의 아크릴계 충격보강제를 자세히 설명하면 다음과 같다.

1) 시드 라텍스 제조

시드용 라텍스 전체 조성물에 대하여 비닐계 방향족 단량체 50 내지 99 중량부, 친수성 아크릴 단량체 0.5내지 45 중량부 및 가교제 0.5 내지 5 중량부를 유화중합으로 가교반응시켜 제조한다.

사용 가능한 비닐계 방향족 단량체는 스티렌, 비닐 톨루엔 및 α-메틸 스티렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함한다.

상기 친수성 아크릴 단량체는 알킬 아크릴레이트, 알킬 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴 및 글리시딜 메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 가능하다.

상기 시드 라텍스 제조시 상기와 같은 단량체들을 유화중합으로 가교반응시킬 때 통상의 중합개시제, 가교제 및 유화제등을 사용할 수 있음은 물론이다.

또한 시드-고무 IPN 구조를 가지는 코어를 만들기 위해서 적절한 가교도를 가지도록 팽윤도가 2.3 내지 3.5 인 것이 바람직하다. 상기 팽윤도가 2.5 미만이거나 3.5 이상일 경우에는 시드-고무 IPN 구조에 영향을 미쳐 외부 충격 시 충격강도가 저하된다는 문제점이 있다.

2) 시드-고무 코어 라텍스

본 발명의 아크릴계 충격보강제에 포함하는 상기의 시드-고무 코어 라텍스는 상기 제조된 시드 라텍스의 팽윤된 시드 공중합체에 알킬 아크릴레이트계 모노머를 침투, 중합 및 가교를 진행시켜 시드-고무 IPN 구조를 가지도록 제조한다.

상기 시드-고무 코어 라텍스는 시드 라텍스에 알킬기의 C1 내지 C8인 알킬 아크릴레이트 95~99.5wt% 및 가교성 단량체 0.5~5.0 wt%를 유화중합하여 제조한다.

상기 아크릴계 모노머로는 알킬기의 C1 내지 C8 인 알킬 아크릴레이트가 바람직하다. 대표적으로 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 및 2-에틸헥실 아크릴레이트로 이루어진 군에서 1종 이상 선택될 수 있다.

상기 라텍스에 포함하는 알킬기의 C1내지 C8인 알킬 아크릴레이트는 총 단량체의 합 100 wt%를 기준으로 95 내지 99.5 wt%로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 95 wt% 미만일 경우에는 코어가 취성거동을 나타내고, 이와 반대로 99.5 wt%를 초과할 경우에는 매트릭스 내 구형입자가 변형되기 쉬우므로 모두 충격보강 효과가 저하되는 문제가 있다.

상기 가교성 단량체는 전체 아크릴계 고무 조성에 대하여 0.5 내지 5.0 wt%로 사용한다. 상기 가교제의 함량이 0.5 wt% 미만인 경우 가공 중에 매트릭스 내 구형의 입자가 변형되기 쉽고, 5.0 wt%를 초과하여 사용하면 코어가 취성을 나타내어 충격보강 효과가 저하된다.

상기와 같이 제조된 시드-고무 코어 라텍스는 고무성분이 80 내지 88 중량부 를 가지더라도 90 중량부 이상인 것과 비교하여 시드와 고무와의 IPN 구조로 인해 충격보강 효과가 저하되지 않는 것을 특징으로 한다.

3) 쉘

본 발명의 쉘은 상기 시드-고무 IPN 구조를 가지는 코어를 포함하는 시드-고무 라테스 80 내지 88 중량부 (충격보강제 단량체 중량 기준)에 알킬기의 C1 내지 C4인 알킬 메타크릴레이트 12 내지 20 중량부 를 포함하는 혼합물을 유화 그라프트 중합하여 제조한다.

이러한 쉘 유화 그라프트 중합은 염화비닐 수지와 상용성이 있는 메틸 메타크릴레이트와 같은 알킬 메타크릴레이트 단량체를 코어의 표면에 그라프트 시켜서 코어를 둘러싸며, 특히 메틸 메타크릴레이트는 비교적 높은 유리전이온도를 가지고 있어 최종 아크릴계 충격보강제의 응집 특성을 향상시키고 염화비닐 수지의 매트릭스와 상용성이 우수하여 가공 시 충격 보강제 입자의 분산을 촉진시킨다.

본 발명의 아크릴계 충격보강제는 라텍스로 제조되며, 최종 분말로 제조하기 위해 제조된 라텍스를 20 내지 60℃의 온도에서 전해질 또는 유기산, 무기산으로 응집시킨 후, 여과, 및 건조하여 분말로 수득한다. 이때 전해질은 염화칼슘과 황산 마그네슘 등의 무기물이 사용될 수 있는 것은 통상적인 아크릴계 충격보강제 라텍스의 응집 방법과 동일하다.

상기 아크릴계 충격보강제 라텍스는 평균입경이 3000 Å 이하인 것이며, 더욱 바람직하게는 1500 내지 2500 Å 인 것으로, 염화비닐 수지에 첨가하면, 매트릭스 수지에 잘 분산되어 내충격성의 중요한 인자인 고무함량과 유리전이 온도, 입자 크기 및 충격보강제 사이의 거리를 동시에 만족시키게 되어 90 중량부 미만의 고무 함량으로도 우수한 충격 효과를 유지할 수 있으며, 고광택성 또한 발현하게 된다.

본 발명의 아크릴계 충격보강제는 시드-고무 IPN 구조를 통해 총 고무함량이 90 wt% 이하임에도 불구하고 보다 우수한 충격강도를 갖는다.

실시예 1

(시드 라텍스 제조)

교반기, 온도계, 질소 투입구, 순환 콘덴서를 장착한 4구 플라스크의 반응기를 준비하고 이온수 20 중량부, 알킬아릴설포네이트염 유화제 0.06 중량부, 및 소디움퍼설페이트 0.01 중량부를 투입하였다.

질소 분위기에서 상기 반응기 내부온도를 73℃까지 상승시킨 후, 스티렌 1.15 중량부, 아크릴로니트릴 0.13 중량부, 및 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 0.008 중량부를 함유한 유화혼합액을 일시에 투입하고 2시간 동안 교반하면서 중합 반응을 시켜 팽윤도가 3.0인 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 시드 라텍스를 제조하였다.

또한, 상기 팽윤도는 이온수를 용매로 하여 측정하였으며, 이온수 100g에 시드 라텍스의 건조된 샘플 0.5g을 24시간 동안 팽윤시켰다. 물로 팽윤된 샘플 표면의 수분을 제거한 후 질량(A)을 측정하여 팽윤도 (A/0.5)를 계산하였다.

(시드-고무 코어 라텍스 제조)

상기에서 제조한 시드 라텍스 37.5 중량부에 세정수 5 중량부, 디소디움 에틸렌디아민테트라아세테이트 (EDTA) 0.05 중량부, 페로스 설페이트(FES) 0.02 중량부, 및 포름 알데히드 소디움 설폭시레이트 (SFS) 0.25 중량부를 투입하고 반응기 온도를 65℃로 조절하였다.

상기 반응기에 시드-고무 IPN 구조를 가지는 코어를 형성시키기 위해 미리 제조한 이온수 50 중량부, 알킬아릴설포네이트염 유화제 1.5 중량부, 및 큐먼 히드로퍼옥시드 0.20 중량부를 포함하는 유화액과, 부틸아크릴레이트 82.7 중량부, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 0.197 중량부, 아릴 메타크릴레이트 0.523 중량부를 포함하는 단량체 혼합액을 3시간동안 연속투입한 후 2시간 동안 온도를 70℃까지 상승시키면서 충분히 숙성시키고 반응을 완료한다. 이때, 시드와 고무의 단량체 합은 85 wt% (충격보강제 단량체 중량 기준)가 되도록 하였다.

(쉘 제조)

쉘 중합을 위하여 이온수 10 중량부, 메틸 메타크릴레이트 15 중량부, 및 소디움퍼설페이트 0.08 중량부를 포함하는 유화액을 1시간동안 연속투입한 후 1시간 동안 숙성시켜 중합을 완료하였다. 최종 중합체 라텍스 평균입자의 크기는 1600 Å이었다.

실시예 2

상기 실시예 1의 시드-고무 코어 라텍스 제조 시 같은 시드 라텍스의 중량부를 사용하고 고무의 단량체량을 조절하여 합을 82 wt% (충격보강제 단량체 중량 기준)가 되도록 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 최종 라텍스의 평균입경이 1520 Å이었다.

실시예 3

상기 실시예 1의 시드-고무 코어 라텍스 제조 시 같은 시드 라텍스의 중량부를 사용하고 고무의 단량체량을 조절하여 합을 80 wt% (충격보강제 단량체 중량 기준)가 되도록 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 최종 라텍스의 평균입경이 1530 Å이었다.

실시예 4

상기 실시예 1의 시드 라텍스 제조 시 가교제 단량체로 사용한 에틸렌글리콜디메타크릴레이트를 0.01 중량부 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 팽윤도 2.7인 시드 라텍스를 제조하였으며, 최종 라텍스 평균입자의 크기는 1550 Å이었다.

실시예 5

상기 실시예 1의 시드 라텍스 제조 시 가교제 단량체로 사용한 에틸렌글리콜디메타크릴레이트를 0.013 중량부 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 팽윤도 2.3인 시드 라텍스를 제조하였으며, 최종 라텍스 평균입자의 크기는 1620 Å이었다.

실시예 6

상기 실시예 1의 시드 라텍스 제조 시 가교제 단량체로 사용한 에틸렌글리콜디메타크릴레이트를 0.016 중량부 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 팽윤도 2.0인 시드 라텍스를 제조하였으며, 최종 라텍스 평균입 자의 크기는 1580 Å이었다.

비교예 1

상기 실시예 1의 시드-고무 코어 라텍스 제조 시 같은 시드 라텍스의 중량부를 사용하고 고무의 단량체량을 조절하여 합을 90 wt% (충격보강제 단량체 중량 기준)가 되도록 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 라텍스의 평균입경이 1670 Å이었다.

비교예 2

상기 실시예 1의 시드-고무 코어 라텍스 제조 시 같은 시드 라텍스의 중량부를 사용하고 고무의 단량체량을 조절하여 합을 92 wt% (충격보강제 단량체 중량 기준)가 되도록 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 라텍스의 평균입경이 1750Å이었다.

비교예 3

상기 실시예 1의 시드 라텍스 제조 시 가교제 단량체로 사용한 에틸렌글리콜디메타크릴레이트를 0.019 중량부 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 팽윤도 1.8인 시드 라텍스를 제조하였으며, 최종 라텍스 평균입자의 크기는 1610 Å이었다.

비교예 4

상기 실시예 1의 시드 라텍스 제조 시 가교제 단량체로 사용한 에틸렌글리콜디메타크릴레이트를 0.021 중량부 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 팽윤도 1.5인 시드 라텍스를 제조하였으며, 최종 라텍스 평균입 자의 크기는 1650 Å이었다.

비교예 5

상기 실시예 1의 시드 라텍스 제조 시 가교제 단량체로 사용한 에틸렌글리콜디메타크릴레이트를 0.025 중량부 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 팽윤도 1.2인 시드 라텍스를 제조하였으며, 최종 라텍스 평균입자의 크기는 1620 Å이었다.

상기 충격보강제의 물성평가를 위해 폴리염화비닐 수지(PVC; 한화석유화학 제조 P-1000) 100중량부, 열 안정화제 5 중량부, PVC 복합안정제 3 중량부, CaCO₃ 5 중량부, TiO₂ 4 중량부를 상온에서 혼련기에 투입한 후 1000rpm으로 110℃까지 승온시키면서 혼련시켰다. 110℃에 도달하면 400rpm으로 낮춘 후 40℃까지 냉각시켜 마스터배치를 제조하였다.

마스터 배치에 원하는 충격보강제를 각 7 중량부씩 첨가한 다음 2-롤밀을 사용하여 190℃에서 5분 동안 가공하여 0.6mm 시트의 형태로 만들었다. 시트를 150 mm x 200mm 크기로 자른 후 가공방향을 일정하게 3mm x 170mm x 220mm의 몰드에 적층하였다. 200℃ 가열 프레스를 사용하여 7분간 압출 (10Kg), 3분간 냉각(10Kg)하여 3mm 두께의 시편을 제조하였다.

상기와 같이 만들어진 시편은 ASTM D-256 규격에 따라 정교하게 절단하여 충격시험편을 만든 후 아이죠드(Izod) 충격강도와 샤르피(Charpy) 충격강도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

		Seed 팽윤도	단량체 합 (seed+core)	평균입자Å	NI (Kg·cm/cm)	Charpy (KJ/m²)
실시예	1	3.0	85	1600	122	32
	2	3.0	82	1520	120	31
	3	3.0	80	1530	104	26
	4	2.7	85	1550	119	30
	5	2.3	85	1620	118	28
	6	2.0	85	1580	104	25
비교예	1	3.0	90	1770	114	32
	2	3.0	92	1850	120	35
	3	1.8	85	1610	96	27
	4	1.5	85	1650	92	23
	5	1.2	85	1620	93	22

상기 [표 1]은 본 발명에 따라 각각의 실시예와 비교예의 충격보강제를 사용하여 제조된 염화비닐계 수지의 충격강도를 나타내었다. 실시예 1내지 3과 비교예 1, 2는 seed 팽윤도는 같지만 고무함량을 달리하여 제조된 염화비닐계 수지의 충격강도를 측정하였으며, 고무 함량에 따라 충격강도의 값이 현저한 차이를 나타내지 않음을 볼 수 있었다. 반면에 같은 고무 함량을 가지며 seed 팽윤도를 달리 실험한 실시예 4 내지 6을 비교예 3 내지 5와 비교해 볼 때, 아이죠드 충격강도뿐 아니라 Charpy 충격강도 또한 현저하게 우수함을 확인할 수 있었다. 또한 Seed 팽윤도가 증가함에 따라 충격강도가 향상됨을 볼 수 있는데, 이는 시드의 공중합체가 시드-고무 IPN 구조에서 충분히 팽윤되어 마이크로 도메인을 가짐으로써 고무의 특성을 더욱 강화시켰음을 알 수 있는 것이다.

Claims

비닐계 방향족 단량체와 아크릴계 단량체로 이루어진 시드 공중합체와 알킬아크릴레이트계 중합체가 인터페너트레이트네트워크를 형성하는 고무질 코어와, 상기 고무질 코어에 알킬메타아크릴계 쉘이 형성되는 코어-쉘 구조의 아크릴계 충격 보강제.
삭제
제1항에 있어서, 상기 시드 공중합체의 팽윤도는 2.5 내지 3.5인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 아크릴계 충격보강제.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 시드 공중합체는 비닐계 방향족 단량체 50 내지 99 중량%, 아크릴 단량체 0.5내지 45 중량% 및 가교제 0.5 내지 5 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 아크릴계 충격보강제.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 고무질 코어의 함량이 80-88 중량%인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 아크릴계 충격보강제.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 아크릴계 충격보강제의 입자크기가 1500 내지 2500 Å인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 아크릴계 충격보강제.
제1항에 있어서, 상기 비닐계 방향족 단량체는 스티렌, 비닐 톨루엔 및 α-메틸 스티렌으로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 아크릴계 충격보강제.
제1항에 있어서, 상기 아크릴계 단량체는 C1-C8의 알킬 아크릴레이트, C1-C8알킬 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴 및 글리시딜 메타크릴레이트로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 아크릴계 충격보강제.
제1항에 있어서, 상기 알킬메타아크릴계 중합체는 C1-C4 알킬메타아크릴레이트계 중합체인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 아크릴계 충격보강제.
삭제
제1항 또는 제3항에 따른 코어-쉘 구조의 아크릴계 충격보강제를 포함하는 PVC부재.
아크릴계 충격보강제의 제조방법에 있어서,

비닐계 방향족 단량체와 아크릴계 단량체를 가교시켜 시드 공중합체를 제조하는 단계;

상기 시드 중합체와 인터페너트레이트네트워크를 이루도록 시드 중합체의 존재하에 알킬아크릴레이트계 단량체를 가교 중합하여 고무질 코어를 형성하는 단계; 및

상기 고무질 코어를 알킬메타아크릴계 중합체를 둘러쌓아 쉘을 형성하는 단계

를 포함하는 코어-쉘 구조의 아크릴계 충격보강제 제조 방법.