KR101102278B1 - 초기 점도 및 점도 안정성이 우수한 페이스트 염화비닐계수지의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초기 점도 및 점도 안정성이 우수한 페이스트 염화비닐계 수지의 제조방법에 관한 것으로, 특히 글리세린, 또는 트리메틸롤프로판을 중합 후기에 첨가하는 것을 특징으로 하는, 초기 점도 및 점도 안정성을 현저하게 향상된 염화비닐계 수지의 제조방법에 관한 것이다.
페이스트 염화비닐계 수지, 유화중합, BF점도, 점도 안정성, TMP(trimethylolpropane), Glycerin, 벽지, 바닥재
Description
본 발명은 플라스티졸을 제공할 수 있는 염화비닐계 수지를 염화비닐계 라텍스로부터 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 염화비닐계 라텍스로부터 플라스티졸 가공 시 작업이 용이한 낮은 점도를 나타내는 염화비닐계 수지를 제조하는 방법에 관한 것이다.
염화비닐계 수지로부터 제조된 플라스티졸은 예컨대 마루와 벽 코팅, 플라스틱화 된 코팅 직물 및 유향 수지 등과 같은 각종 물품의 가공 시에 사용된다. 상기 염화비닐계 플라스티졸을 이용하여 다양한 물품을 가공하는 경우 양호한 성형성이 필요하고, 이를 위해 상기 염화비닐계 플라스티졸의 낮은 점도가 요구되고 있다.
통상 염화비닐계 수지의 페이스트 가공 시 졸의 점도를 낮추기 위한 방법으로 유화 중합 방법으로 제조 되는 염화비닐계 페이스트 수지보다 큰 입자를 갖는 수지를 약 10~20 중량% 혼합하여 가소제 및 첨가제와 함께 플라스티졸 상태로 배합하여 사용하는 방법이 있다. (대한민국 공개특허 10-2007-0046707) 이로써 서로 다른 크기의 입자를 가진 수지들의 혼합 및 충진으로 공극을 줄여 가소제 흡수면적을 감소시킴으로써 가공 시 졸의 점도를 낮출 수 있다. 하지만, 이러한 가소제 흡수성은 혼합된 수지 입자의 크기 및 구형성과 연관이 깊어 최종 입자의 구형성과 입경 조절 기술이 요구되고, 서로 달리 중합된 수지들을 혼합하여야 하는 번거로움의 문제점이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명의 목적은 페이스트 가공 시 낮은 점도를 갖는 플라스티졸을 제공할 수 있는 염화비닐계 수지의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 페이스트 염화비닐계 수지의 제조 방법에 있어서, 염화비닐계 단량체를 중합하여 염화비닐계 수지 라텍스를 제조하는 단계; 및 상기 라텍스에 글리세린 및 트리메틸롤프로판으로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 중합 후기에 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 염화비닐계 수지의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 페이스트 염화비닐계 수지 자체의 초기 BF점도 및 1일 BF점도를 낮출 수 있고, 따라서 상기 플라스티졸의 가공 성형성을 개선시킬 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 페이스트 염화비닐계 수지는 중요한 벽지, 상재, 레쟈 가공 등에 광범위하게 이용될 수 있다.
염화비닐계 수지 라텍스는, 염화비닐 단량체 단독, 또는 염화비닐 단량체와 이것과 공중합이 가능한 단량체의 혼합물(이것들을 합쳐서 염화비닐계 단량체라고 한다)을 수성 매체 중에서, 유화제, 또한 유용성 중합 개시제를 첨가하고 균질화한 뒤, 미세 현탁 중합을 통하여 제조할 수 있다. 이 때, 필요에 따라 고급 알코올(alcohol), 고급 지방산 등의 보조 분산제를 이용해도 좋다.
다른 중합법으로 상기 염화비닐계 단량체를 수성 매체 중에서 유화제, 수용성 개시제를 첨가하고 유화중합이나 시드(seed) 유화 중합할 수 있다. 이 경우에도 필요에 따라 고급 알코올(alcohol), 고급 지방산 등의 보조 분산제를 첨가할 수 있다. 염화비닐계 수지 라텍스 중합에 있어서 사용된 염화비닐계 단량체는 일반적으로 80~ 98wt% 가 염화비닐계 수지 라텍스로 되고, 나머지 미반응의 단량체는 제거되는 것이 바람직하다.
본 발명은 수지의 열안정성을 개선하기 위해 염화비닐계 수지 라텍스를 중합시킨 후, 상기 라텍스에 글리세린, 트리메틸롤프로판 또는 이들의 혼합물을 첨가하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 글리세린, 트리메틸롤프로판 또는 이들의 혼합물은 염화비닐계 단량체 100 중량부에 대하여 0.01~2 중량부, 바람직하게는 0.2~0.5 중량부로 첨가할 수 있다.
글리세린, 트리메틸롤프로판 또는 이들의 혼합물은 중합 후기, 바람직하게는 중합반응의 반응압이 0 kg/㎠ 로 떨어진 후에, 가장 바람직하게는 반응압이 0 kg/㎠ 로 떨어진 직후에 첨가한다.
중합된 페이스트 염화비닐계 수지의 라텍스(latex)는 분무 건조를 통해 얻어 진다. 건조할 때 일반적으로 탈수 여과 등을 행하지 않기 때문에 유화제등의 원료는 수지 중에 잔류한다.
페이스트 염화비닐계 수지는 기본적으로 입경이 0.1 ~ 50㎛으로 가소제의 분산성이 양호하고 페이스트(paste) 가공에 적합하다.
본 발명의 제조방법에 의하여 제조된 페이스트 염화비닐계 수지는 초기 BF 점도가 3000 내지 5000이고, 1일 BF 점도가 4000 내지 7000인 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 실시예를 보이지만 본 발명의 범위를 이하의 실시 예에만 국한하는 것은 아니다.
[실시예 1]
200 L의 고압반응기에 탈이온수 51 ㎏, KH2PO4 21 g, NaOH 7 g, 고형분이 40 %이고 평균입경이 0.1 ㎛인 심종입자 라텍스 3.4 ㎏ 및 고형분이 40 %이고 평균입경이 0.5 ㎛인 심종입자 라텍스 6.9 ㎏를 투입한 후, 교반하면서 반응기에 진공을 걸었다. 진공상태의 반응기에 염화비닐 단량체 77 ㎏을 투입한 후, 반응기의 온도를 61 ℃로 승온시키고 중합하였다. 상기 중합반응이 시작되면 유화제로 라우릴 설페이트 나트륨염의 5 % 수용액 10.4 ㎏을 4시간 동안 연속적으로 반응기에 투입하였다. 그리고 반응기의 압력이 4 ㎏/㎠에 도달하면 반응을 종결하고 미반응 염화비닐 단량체를 회수하여 제거한다. 압력이 완전히 떨어지면(0 kg/㎠) 글리세린 385 g을 투입 후 20분간 교반 후 분무 건조하여 분체상의 페이스트 염화비닐 수지를 제조하였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서 글리세린을 154 g 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 분체상의 페이스트 염화비닐 수지를 제조하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 1에서 글리세린 대신 트리메틸롤프로판 385 g을 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 분체상의 페이스트 염화비닐 수지를 제조하였다.
[실시예4]
상기 실시예 1에서 글리세린 대신에 트리메틸롤프로판 154 g을 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 분체상의 페이스트 염화비닐 수지를 제조하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1에서 글리세린을 투입하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일하게 실시하여 분체상의 페이스트 염화비닐 수지를 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 염화비닐 수지의 물성을 아래와 같은 방법으로 측정하였고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
1) 플라스티졸의 제조
페이스트 염화비닐계 수지 100 g에 가소제로 디옥틸프탈레이트 70 중량부, 탄산칼슘 70 중량부, TiO2 10 중량부, 발포제 3 중량부, 점도 저하제 14 중량부, 안정제(Ba-Zn계 스테아레이트) 2 중량부를 첨가한 후 800 rpm에서 10 분간 혼합하여 플라스트졸을 제조하였다.
2) BF점도 측정 방법
초기 BF점도와 1일 BF점도는 상기 제조된 플라스티졸(plastisol)을 25 ℃ 항온 항습기에서에서 1시간과 1일 숙성 후 브룩필드 DV-Ⅲ 점도계의 3번 spindle, 회전수 6 rpm에서 BF점도를 측정하였다.
글리세린 또는 트리메틸롤프로판을 첨가하는 단계를 포함하는 방법에 의하여 제조된 본원 발명의 염화비닐계 수지의 초기 BF점도와 1일 BF점도가 비교예 1의 수지보다 낮음을 확인할 수 있었다. 즉, 초기 점도(초기 BF점도) 및 점도 안정성(1일 BF점도)이 우수한 염화비닐계 수지를 얻을 수 있었다.
Claims (6)
- 페이스트 염화비닐계 수지의 제조 방법에 있어서,염화비닐 단량체 단독 또는 염화비닐 단량체와 이것과 공중합이 가능한 단량체가 혼합된 혼합물을 중합하여 염화비닐계 수지 라텍스를 제조하는 단계; 및상기 라텍스에 1) 트리메틸롤프로판 또는 2) 글리세린 및 트리메틸롤프로판을 중합반응의 반응압이 0 kg/cm2으로 떨어진 이후인 중합 후기에 첨가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 염화비닐계 수지의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 1) 트리메틸롤프로판 또는 2) 글리세린 및 트리메틸롤프로판을 상기 염화비닐 단량체 단독 또는 염화비닐 단량체와 이것과 공중합이 가능한 단량체 100 중량부에 대하여 0.01~2 중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 페이스트 염화비닐계 수지의 제조 방법.
- 제 2항에 있어서, 상기 1) 트리메틸롤프로판 또는 2) 글리세린 및 트리메틸롤프로판을 상기 염화비닐 단량체 단독 또는 염화비닐 단량체와 이것과 공중합이 가능한 단량체 100 중량부에 대하여 0.2~0.5 중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 페이스트 염화비닐계 수지의 제조 방법.
- 삭제
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 1 시간 후 BF 점도가 3000 내지 5000인 것을 특징으로 하는 페이스트 염화비닐계 수지.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 1일 BF 점도가 4000 내지 7000인 것을 특징으로 하는 페이스트 염화비닐계 수지.
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