KR101181674B1 - Method for making uniformly particle sized Acrylic polymer with impact resistance using emulsion latex - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내충격성이 우수한 아크릴계 수지 입자의 제조방법에 관한 것으로, 유화중합에 의해 제조한 아크릴계 라텍스를 아크릴계 단량체와 혼합하여 현탁중합 시, 이종의 현탁 분산제를 사용하는 것을 특징으로 하는 내충격성이 우수한 아크릴계 수지 입자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing acrylic resin particles having excellent impact resistance, wherein the suspension latex is mixed with an acrylic latex prepared by emulsion polymerization to provide excellent impact resistance. It relates to a method for producing acrylic resin particles.

본 발명에 따르면 아크릴계 수지 입자의 제조 시 한 종의 현탁 분산제를 사용하는 경우에 비해 이종의 현탁 분산제를 사용하여 현탁중합하는 경우, 모양 및 크기가 균일한 아크릴계 수지 입자의 생성이 가능하며, 미분의 함량을 줄임과 동시에 수율 향상, 입자 뭉침으로 인한 공정 문제 발생 예방 및 압출 가공 시 가루날림 현상을 줄이는 효과가 있다.According to the present invention, when the suspension polymerization is carried out using a heterogeneous suspension dispersant when producing one type of suspension dispersant, acrylic resin particles having a uniform shape and size can be produced. At the same time, it reduces the content, improves yield, prevents process problems caused by particle aggregation, and reduces dusting during extrusion.

폴리메틸메타크릴레이트 수지, 아크릴계 라텍스, 폴리비닐알코올, 하이드록시에틸셀룰로오즈, 내충격성 Polymethyl methacrylate resin, acrylic latex, polyvinyl alcohol, hydroxyethyl cellulose, impact resistance

Description

균일한 입자크기의 내충격 아크릴계 수지 제조방법{Method for making uniformly particle sized Acrylic polymer with impact resistance using emulsion latex}Method for making uniformly particle sized Acrylic polymer with impact resistance using emulsion latex}

본 발명은 내충격성이 우수한 균일한 크기의 아크릴계 수지 입자의 제조방법에 관한 것으로, 유화중합에 의해 제조한 아크릴계 라텍스를 아크릴계 단량체와 혼합하여 현탁중합 시, 현탁 분산제로 폴리비닐알코올과 하이드록시에틸셀룰로오즈를 사용하는 것을 특징으로 하는 아크릴계 수지 입자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing an acrylic resin particle of uniform size having excellent impact resistance, and, in suspension polymerization by mixing an acrylic latex prepared by emulsion polymerization with an acrylic monomer, polyvinyl alcohol and hydroxyethyl cellulose as a suspension dispersant. It relates to a method for producing acrylic resin particles characterized in that the use of.

폴리메틸메타크릴레이트(이하 ‘PMMA’라 칭함)수지는 메틸메타크릴레이트(이하 'MMA'라 칭함)의 중합체로서 MMA만을 단독으로 중합하거나 소량의 다른 아크릴레이트 단량체를 괴상중합, 현탁중합, 용액중합 등으로 공중합하여 제조되는 수지이다. 그러나 이와 같은 방법으로 제조된 PMMA 수지는 다른 플라스틱 소재에 비해 충격강도가 약하므로 외부의 충격에 의해 쉽게 깨지는 결점을 가지고 있다. 이에 충격보강제를 이용한 내충격성 보강에 관한 기술들이 연구되었다. Polymethyl methacrylate (hereinafter referred to as 'PMMA') resin is a polymer of methyl methacrylate (hereinafter referred to as 'MMA'), which polymerizes MMA alone or bulk polymerization, suspension polymerization, solution of a small amount of other acrylate monomers. It is resin manufactured by copolymerization by superposition | polymerization etc .. However, the PMMA resin produced in this way has a weaker impact strength than other plastic materials, so it has a defect that is easily broken by external impact. Therefore, techniques for impact resistance reinforcement using impact modifiers have been studied.

종래 내충격성 아크릴계 수지는 엘라스토머 라텍스를 응집, 탈수 및 건조시키는 단계에서 수득된 분말이나 플레이크 형태의 충격보강제를 아크릴계 수지와 고 온으로 용융 및 압출하는 가공을 거쳐 얻어진다. Conventional impact-resistant acrylic resin is obtained through the process of melting and extruding the powder or flake-shaped impact modifier obtained in the step of flocculating, dehydrating and drying the elastomer latex at a high temperature with the acrylic resin.

그러나 유화중합에 의해 제조된 라텍스를 분말형태로 얻는 경우에는 경제적인 관점이나 에너지 절약 면에서 만족스럽다고 말하기 어렵다. 또한 라텍스 탈수와 건조 과정에서 이물혼입 가능성이 높아져 광학물성이 저해될 수 있다.However, it is difficult to say that the latex produced by emulsion polymerization in powder form is satisfactory in terms of economics and energy saving. In addition, the possibility of alien substances in the latex dehydration and drying process may increase, which may impair optical properties.

이러한 단점을 극복하기 위해 탈수/건조 단계를 거치지 않고 아크릴계 라텍스를 아크릴계 단량체에 분산시켜 현탁중합 할 경우, 공정 단계가 감소로 경제적인 관점이나 광학물성에서 매력적이나 현탁중합 시 잔존하고 있는 유화제에 의해서 기존의 현탁중합에 비해 입도의 분포가 넓으며, 미세입자(미분)를 다량 포함하게 된다. 이는 중합 수율을 낮추기도 하지만 미세입자가 중합입자 표면에 붙어 중합입자끼리의 뭉침을 발생시키는 등 공정상의 문제를 야기하거나, 가공 시 미세입자 날림으로 인해 작업환경 및 가공성을 저해한다.In order to overcome this disadvantage, in case of suspension polymerization by dispersing acrylic latex in acrylic monomer without going through the dehydration / drying step, the process step is reduced and it is attractive in terms of economics or optical properties, but it remains due to the emulsifier remaining during suspension polymerization. Compared to the suspension polymerization of the particle size distribution is wider, it will contain a large amount of fine particles (fine powder). Although this lowers the polymerization yield, it causes process problems such as microparticles sticking to the surface of the polymerized particles and causing agglomeration of the polymerized particles, or hindering the work environment and processability due to flying of the microparticles during processing.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 입자 크기가 균일하고, 미분이 적어 수율 및 압출가공성이 향상된 내충격성 아크릴계 수지 입자를 제공하는데 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, it is an object of the present invention to provide impact-resistant acrylic resin particles having a uniform particle size and less fine powder and improved yield and extrusion processability.

보다 구체적으로는 현탁중합 시 이종의 현탁 분산제를 사용하여 유화중합에서 현탁중합으로 전환하는 단계에 있어서, 아크릴계 라텍스의 안정성을 향상시키고, 현탁중합에 의해 안정적으로 아크릴계 라텍스가 아크릴계 매트릭스 수지에 고르게 분산된 내충격성이 우수한 균일한 크기의 아크릴계 수지 입자의 제조방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.More specifically, in the step of converting from emulsion polymerization to suspension polymerization using a heterogeneous suspension dispersant during suspension polymerization, the stability of the acrylic latex is improved, and the acrylic latex is stably dispersed in the acrylic matrix resin stably by suspension polymerization. It is an object of the present invention to provide a method for producing acrylic resin particles of uniform size having excellent impact resistance.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명자들은 현탁중합 시 현탁 분산제로 이종의 폴리비닐알코올과 하이드록시에틸셀룰로오즈를 함께 사용함으로써, 한 종의 현탁 분산제를 사용한 기존의 유화-현탁중합계보다 모양 및 크기가 균일한 입자를 재현성있게 생성가능하며, 내충격성이 우수한 아크릴계 수지 입자를 제조할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.The present invention has been made in order to achieve the above object, the inventors of the present invention by using a mixture of different polyvinyl alcohol and hydroxyethyl cellulose as a suspension dispersant during suspension polymerization, in the conventional emulsion-suspension using one type of suspension dispersant The present invention has been completed by discovering that acrylic resin particles having a more uniform shape and size than the sum can be reproducibly produced and having excellent impact resistance.

이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

이때, 본 발명에서 사용되는 기술 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의 미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.At this time, if there is no other definition in the technical terms used in the present invention, it has a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, and in the following description unnecessary the gist of the present invention Descriptions of well-known functions and configurations that may be blurred are omitted.

본 발명은 (A) 이온교환수에 아크릴계 단량체, 응집제 및 현탁 분산제로 폴리비닐알코올과 하이드록시에틸셀룰로오즈를 혼합하는 단계; (B) 상기 (A)단계의 혼합물에 유화중합에 의해 제조한 아크릴계 라텍스를 첨가하여, 상기 아크릴계 라텍스를 아크릴계 단량체 상으로 이동시켜 분산시키는 단계; (C) 상기 (B)단계의 아크릴계 라텍스가 분산된 아크릴계 단량체 상에 사슬이동제 및 개시제를 투입하여 현탁중합하는 단계를 포함한다.The present invention comprises the steps of (A) mixing polyvinyl alcohol and hydroxyethyl cellulose with an acrylic monomer, a flocculant and a suspension dispersant in ion-exchanged water; (B) adding an acrylic latex prepared by emulsion polymerization to the mixture of step (A) to disperse the acrylic latex onto an acrylic monomer; (C) suspending polymerization by adding a chain transfer agent and an initiator on the acrylic monomer in which the acrylic latex of step (B) is dispersed.

이하는 본 발명의 구성에 대하여 자세히 살펴본다.Hereinafter will be described in detail with respect to the configuration of the present invention.

본 발명에 있어서, 상기 (B) 단계에 사용되는 충격보강제인 아크릴계 라텍스는 경질의 아크릴계 수지를 강화하기 위해 2 ~ 3단계의 유화중합에 의한 시드/코어/쉘(seed/core/shell) 구조를 갖도록 제조한다. In the present invention, the acrylic latex of the impact modifier used in the step (B) has a seed / core / shell (seed / core / shell) structure by emulsion polymerization of two to three stages to reinforce hard acrylic resin It is manufactured to have.

상기 아크릴계 라텍스를 제조하는 방법으로는 제 1양태 및 제 2양태로 구분되는데, 제 1양태의 제조방법으로는 이온교환수에 아크릴계 단량체, 유화제, 그라프트제 및 개시제를 첨가하여 유리전이온도가 20 ℃ 이상인 시드입자를 제조하는 제 1단계 중합; 상기 제 1단계 중합에 의한 중합체에 아크릴계 단량체, 공단량체, 가교제, 유화제, 개시제 및 그라프트제를 첨가하여 상기 시드입자에 유리전이온도가 0 ℃ 이하인 고무상의 코어를 그라프트시키는 제 2단계 중합; 상기 제 2단계 중합에 의한 중합체에 아크릴계 단량체, 개시제를 첨가하여 상기 코어에 유리전이온 도가 20 ℃ 이상인 글래스상의 쉘을 그라프트시켜 아크릴계 라텍스를 제조하는 제 3단계 중합을 포함한다.The method for preparing the acrylic latex is divided into the first aspect and the second aspect, the method of manufacturing the first aspect is a glass transition temperature of 20 ℃ by adding an acrylic monomer, an emulsifier, a graft agent and an initiator to ion-exchanged water First stage polymerization to produce seed particles above; A second stage polymerization in which an acrylic monomer, a comonomer, a crosslinking agent, an emulsifier, an initiator, and a graft agent are added to the polymer by the first stage polymerization to graf the rubbery core having a glass transition temperature of 0 ° C. or lower to the seed particles; And a third step of preparing an acrylic latex by adding an acrylic monomer and an initiator to the polymer by the second step of polymerization to graf the glassy shell having a glass ion degree of 20 ° C. or higher to the core.

상기 제 1양태의 제 1단계에서는 질소기류 하에서 반응기 내의 이온교환수 온도가 70 ~ 90 ℃에 도달하면, 아크릴계 단량체, 유화제, 그라프트제 및 개시제를 첨가하여 글래스상의 시드입자를 수득한다. In the first step of the first aspect, when the ion-exchanged water temperature in the reactor reaches 70-90 ° C. under a nitrogen stream, acryl-based monomers, emulsifiers, graft agents and initiators are added to obtain glass seed particles.

상기 이온교환수는 아크릴계 라텍스 제조 시 사용되는 총 단량체 100 중량부에 대하여 100 ~ 500 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.The ion-exchanged water is preferably used 100 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight of the total monomer used in the production of acrylic latex.

상기 최내각 글래스상 시드입자의 크기를 조절하기 위해서는 유화제의 함량 조절로 가능하며, 상기 제 1양태의 제 1단계에서 사용되는 아크릴계 단량체는 아크릴계 라텍스 제조 시 사용되는 총 단량체 중량 대비 1 ~ 40 중량%로 사용하는 것이 바람직하다.In order to control the size of the innermost glass-like seed particles, it is possible to control the content of an emulsifier, and the acrylic monomer used in the first step of the first aspect is 1 to 40% by weight based on the total monomer weight used in preparing the acrylic latex. It is preferable to use as.

상기 제 1양태의 제 2단계에서는 상기 제 1단계 중합에 의한 중합체에 고무상을 형성할 수 있는 아크릴계 단량체와 굴절율을 조절하기 위한 적당량의 굴절율이 높은 스티렌 또는 할로겐이나 탄소수 1 ~ 20개의 알킬 또는 아릴기로 치환된 스티렌 유도체를 공단량체로 소량 사용하여 중합하는 것이 바람직하다. In the second step of the first aspect, an acrylic monomer capable of forming a rubber phase in the polymer by the first step polymerization, styrene or halogen having a high refractive index to adjust the refractive index, or an alkyl or aryl having 1 to 20 carbon atoms. It is preferable to polymerize using a small amount of a styrene derivative substituted with a group as a comonomer.

또한 상기 제 2단계에 있어서. 상기 시드입자에 고무상의 코어를 그라프트시키기 위한 아크릴계 단량체와 공단량체의 함량은 아크릴계 라텍스 제조 시 사용되는 총 단량체 중량 대비 40 ~ 80 중량%, 보다 바람직하게는 50 ~ 70 중량%로 사용하는 것이 바람직하며, 40 중량% 미만인 경우는 내충격성이 저하되고, 80 중량%를 초과하는 경우에는 내충격성은 개선되나 경도와 내열의 저하를 가져올 수 있으며, 현탁중합 시 중합 안정성이 저하되므로 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하다.Also in the second step. The content of the acrylic monomer and the comonomer for grafting the rubbery core to the seed particles is preferably 40 to 80% by weight, more preferably 50 to 70% by weight relative to the total monomer weight used in the production of the acrylic latex. If the content is less than 40% by weight, the impact resistance is lowered. If the content is more than 80% by weight, the impact resistance is improved, but the hardness and the heat resistance may be reduced. desirable.

상기 제 1양태의 제 2단계에 사용되는 아크릴계 단량체와 공단량체는 4 ~ 9 : 1의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.The acrylic monomer and the comonomer used in the second step of the first aspect are preferably used by mixing in a weight ratio of 4-9: 1.

이 후 가교제, 유화제, 개시제 및 그라프트제를 제 1단계 중합에 의한 중합체에 서서히 적가하여 상기 시드입자에 고무상 코어를 그라프트시킨 중합체를 제조한다. 상기 제 1양태의 제 2단계에서 사용하는 단량체들의 적가시간 및 중합시간이 충분치 못하거나 유화제를 사용하지 않는 경우에는 단량체들이 서로 뭉치는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 상기 시드입자에 고무상 코어를 그라프트시킨 중합체의 입자 크기는 매우 균일한 것이 좋다.Thereafter, a crosslinking agent, an emulsifier, an initiator and a graft agent are gradually added dropwise to the polymer obtained by the first step polymerization to prepare a polymer obtained by grafting a rubbery core to the seed particles. If the dropping time and polymerization time of the monomers used in the second step of the first aspect is not sufficient or no emulsifier is used, the monomers may agglomerate with each other. Therefore, the particle size of the polymer in which the rubber core is grafted to the seed particles is preferably very uniform.

다음으로 제 1양태의 제 3단계 중합에 대하여 설명한다. Next, the 3rd stage polymerization of 1st aspect is demonstrated.

상기 제 3단계에 있어서, 상기 코어에 글래스상의 쉘을 그라프트시키기 위한 아크릴계 단량체의 함량은 아크릴계 라텍스 제조 시 사용되는 총 단량체 중량 대비 10 ~ 40 중량%로 사용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 최종 글래스상의 쉘을 그라프트시킨 중합체(아크릴계 라텍스)의 입자 크기 역시 균일한 것이 좋다.In the third step, the content of the acrylic monomer for grafting the glass shell on the core is preferably used in 10 to 40% by weight based on the total monomer weight used in the production of acrylic latex. In addition, the particle size of the polymer (acrylic latex) grafted the shell of the final glass is preferably uniform.

상기 고무상 코어 위에 글래스상의 쉘을 입히지 않으면, 아크릴계 라텍스 입자를 유화계에서 현탁계로 이동하여 중합을 실시할 때, 안정성이 저하되어 현탁중합이 불가능해지며, 최외각층 두께가 얇아져 단량체들이 침윤하여 고무상 코어의 유리전이온도가 상승하므로 바람직한 충격강도를 얻을 수 없게 된다.If the glass-like shell is not coated on the rubbery core, when the acrylic latex particles are transferred from the emulsion system to the suspension system and polymerized, the stability is lowered and suspension polymerization is not possible. Since the glass transition temperature of the free-form core rises, desirable impact strength cannot be obtained.

본 발명에서 사용되는 아크릴계 단량체로는 방향족 비닐계 단량체, 탄소수 1 ~ 15개의 알킬(메타)아크릴레이트 단량체 및 탄소수 1 ~ 15개의 (메타)아크릴산 단량체 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 바람직하게 사용할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 방향족 비닐계 단량체로는 스티렌이 사용가능하며, 탄소수 1 ~ 15개의 알킬(메타)아크릴레이트 단량체로는 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트 등이 사용가능하며, 이에 한정되는 것은 아니다.As the acrylic monomer used in the present invention, any one or a mixture of two or more selected from an aromatic vinyl monomer, an alkyl (meth) acrylate monomer having 1 to 15 carbon atoms, and a (meth) acrylic acid monomer having 1 to 15 carbon atoms is preferably used. Can be. For example, styrene may be used as an aromatic vinyl monomer, and an alkyl (meth) acrylate monomer having 1 to 15 carbon atoms may be ethyl acrylate, ethyl methacrylate, methyl acrylate, methyl methacrylate, or butyl. Acrylate, butyl methacrylate, and the like can be used, but is not limited thereto.

본 발명에서 사용되는 유화제로는 탄소수 4 ~ 30개의 알칼리성 알킬인산염 및 나트륨 도데실설페이트, 나트륨 도데실벤젠설페이트 등의 알킬설페이트염 등의 음이온계 유화제가 사용가능하나 이에 한정되는 것은 아니며, 이들의 사용량은 아크릴계 라텍스 제조 시 사용되는 총 단량체 100 중량부에 대하여 0.02 ~ 4 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.As the emulsifier used in the present invention, an anionic emulsifier such as an alkyl alkyl salt having 4 to 30 carbon atoms and an alkyl sulfate salt such as sodium dodecyl sulfate and sodium dodecylbenzene sulfate may be used, but is not limited thereto. It is preferable to use 0.02 to 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the total monomers used in the production of the silver acrylic latex.

본 발명에서 사용되는 가교제로는 1,2-에탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,3-프로판디올디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,5-펜탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 디비닐벤젠, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 부틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리부틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 알릴(메타)아크릴레이트 등이 사용가능하나 이에 한정되는 것은 아니며, 이들의 사용량은 아크릴계 라텍스 제조 시 사용되는 총 단량체 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 10 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.Examples of the crosslinking agent used in the present invention include 1,2-ethanedioldi (meth) acrylate, 1,3-propanedioldi (meth) acrylate, 1,4-butanedioldi (meth) acrylate, 1,5- Pentanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, divinylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, butylene glycol di (meth) ) Acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, polybutylene glycol di (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate Although it may be used, but is not limited thereto, the amount thereof is preferably used in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total monomers used in preparing the acrylic latex.

본 발명에서 사용되는 그라프트제로는 알릴(메타)아크릴레이트 또는 디알릴 말레이트 등 반응성이 서로 다른 이중결합을 지닌 1종 이상의 단량체 등이 사용가능하나 이에 한정되는 것은 아니며, 이들의 사용량은 아크릴계 라텍스 제조 시 사용되는 총 단량체 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 10 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. As the graft agent used in the present invention, one or more monomers having a double bond having different reactivity, such as allyl (meth) acrylate or diallyl maleate, may be used, but the present invention is not limited thereto. It is preferable to use 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total monomers used in the preparation.

또한 본 발명에서 상기 아크릴계 라텍스 제조에 사용되는 개시제로는 황산 제 1철, 에티렌디아민테트라아세테이트나트륨, 포름알데히드술폭실산나트륨의 존재 하에 큐멘하이드로퍼옥사이드, 터셔리부틸퍼옥사이드, 2,2′-아조비스이소부티로니트릴 등이 사용가능하나 이에 한정되는 것은 아니며, 이들의 사용량은 아크릴계 라텍스 제조 시 사용되는 총 단량체 100 중량부에 대하여 0.001 ~ 10 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.In the present invention, the initiator used in the production of the acryl-based latex is cumene hydroperoxide, tertiary butyl peroxide, 2,2'- in the presence of ferrous sulfate, sodium ethylenediaminetetraacetate, sodium formaldehyde sulfoxylate. Azobisisobutyronitrile and the like can be used, but is not limited thereto, and the amount thereof is preferably used in an amount of 0.001 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total monomers used in preparing the acrylic latex.

상기 아크릴계 라텍스를 제조하는 제 2양태의 제조방법으로는 이온교환수에 아크릴계 단량체, 공단량체, 가교제, 유화제, 개시제 및 그라프트제를 첨가하여 유리전이온도가 0 ℃ 이하인 고무상의 코어를 제조하는 제 1단계 중합; 상기 제 1단계 중합에 의한 중합체에 아크릴계 단량체, 개시제를 첨가하여 상기 코어에 유리전이온도가 20 ℃ 이상인 글래스상의 쉘을 그라프트시켜 아크릴계 라텍스를 제조하는 제 2단계 중합을 포함한다.In the second aspect of the process for producing the acrylic latex, the acrylic monomer, comonomer, crosslinking agent, emulsifier, initiator and graft agent are added to ion-exchanged water to prepare a rubbery core having a glass transition temperature of 0 ° C. or less. Step polymerization; A second stage polymerization is performed by adding an acrylic monomer and an initiator to the polymer by the first stage polymerization to graf the glassy shell having a glass transition temperature of 20 ° C. or higher to the core to produce an acrylic latex.

상기 제 2양태의 제조방법은 상기 제 1양태의 제조방법 중 제 1단계 중합을 생략한 것으로 이하 공정은 제 1양태의 제조방법과 동일하다.The manufacturing method of the second aspect omits the first step polymerization of the manufacturing method of the first aspect, and the following steps are the same as the manufacturing method of the first aspect.

일반적으로 아크릴계 충격보강제의 경우 경질의 시드 입자를 포함하는 것이 내충격성을 보강하는데 유리하다고 알려져 있다. 그러나 상기 제 1양태의 제 1단계 중합은 경질의 아크릴계 수지가 가공 과정 중이나 충격을 흡수할 때 아크릴계 충격보강제가 변형되지 않도록 유지하는 역할을 하기 때문에 선택적으로 생략가능하다. In general, in the case of an acrylic impact modifier, it is known that including hard seed particles is advantageous in reinforcing impact resistance. However, the first stage polymerization of the first aspect is optionally omitted since the hard acrylic resin serves to keep the acrylic impact modifier from being deformed during processing or when absorbing the impact.

다음으로 본 발명의 내충격성이 우수한 아크릴계 수지 입자의 제조를 위한 현탁중합에 대하여 설명한다. Next, suspension polymerization for manufacture of the acrylic resin particle excellent in the impact resistance of this invention is demonstrated.

본 발명의 아크릴계 수지 입자의 제조방법은 (A) 이온교환수에 아크릴계 단량체, 응집제 및 현탁 분산제로 폴리비닐알코올과 하이드록시에틸셀룰로오즈를 혼합하는 단계; (B) 상기 (A)단계의 혼합물에 유화중합에 의해 제조한 아크릴계 라텍스를 첨가하여, 상기 아크릴계 라텍스를 아크릴계 단량체 상으로 이동시켜 분산시키는 단계; (C) 상기 (B)단계의 아크릴계 라텍스가 분산된 아크릴계 단량체 상에 사슬이동제 및 개시제를 투입하여 현탁중합하는 단계를 포함한다.The method for preparing acrylic resin particles of the present invention comprises the steps of: (A) mixing polyvinyl alcohol and hydroxyethyl cellulose with ion-exchanged water as an acrylic monomer, a flocculant and a suspension dispersant; (B) adding an acrylic latex prepared by emulsion polymerization to the mixture of step (A) to disperse the acrylic latex onto an acrylic monomer; (C) suspending polymerization by adding a chain transfer agent and an initiator on the acrylic monomer in which the acrylic latex of step (B) is dispersed.

먼저, (A)단계를 통해 아크릴계 단량체, 응집제 및 현탁 분산제를 이온교환수에 투입하여 교반하는 단계를 거친다. 다음으로 (A)단계 혼합물에 유화중합에 의해 제조한 아크릴계 라텍스를 첨가하여 교반하는 (B)단계를 수행한다.First, the acrylic monomer, flocculant, and suspension dispersant are added to ion-exchanged water and stirred through step (A). Next, the step (B) is performed by adding and stirring the acrylic latex prepared by emulsion polymerization to the step (A) mixture.

상기 (A)단계에서 사용가능한 아크릴계 단량체들은 상기에서 서술한, 충격보강제용 아크릴계 라텍스를 제조하기 위해 사용된 아크릴계 단량체들을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 메틸메타크릴레이트 대비 메틸아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 스티렌 중에서 선택된 공단량체를 80 ~ 99 : 20 ~ 1의 중량비로 중합하여 사용하는 것이 좋다. 더욱 좋게는 메틸메타크릴 레이트 대비 공단량체를 85 ~ 97 : 15 ~ 3의 중량비로 사용하는 것이 아크릴계 매트릭스 수지의 경도 및 내열성을 상실하지 않으므로 좋다. The acrylic monomers usable in the step (A) may use the acrylic monomers used to prepare the acrylic latex for the impact modifier described above, more preferably methyl acrylate, ethyl (meth) compared to methyl methacrylate. ) A comonomer selected from acrylate, butyl (meth) acrylate and styrene is preferably used by polymerization in a weight ratio of 80 to 99:20 to 1. More preferably, the use of the comonomer in the weight ratio of methylmethacrylate to 85 to 97:15 to 3 does not lose the hardness and heat resistance of the acrylic matrix resin.

상기 (A)단계는 아크릴계 라텍스 대비 아크릴계 단량체를 10 ~ 65 : 90 ~ 35의 중량비로 첨가하는 것을 특징으로 한다.Step (A) is characterized in that the acrylic monomer is added in a weight ratio of 10 to 65: 90 to 35 compared to the acrylic latex.

또한 상기 (A)단계의 이온교환수는 (A)단계에서 사용되는 아크릴계 단량체 100중량부에 대하여 100 ~ 500 중량부로 사용하는 것이 좋다. In addition, the ion-exchanged water of step (A) may be used in an amount of 100 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic monomer used in step (A).

상기 (A)단계의 응집제는 (B)단계에서 첨가되는 아크릴계 라텍스 내 유화제의 활성을 줄이기 위해 사용되며, 본 발명에서는 아세트산나트륨, 아세트산칼슘, 포름산나트륨, 포름산칼슘 등의 유기산염 수용액이 사용가능하나 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 있어서, 상기 응집제를 과량 투입하게 되면 아크릴계 라텍스의 과도한 응집이 발생하여 현탁중합 후 아크릴계 매트릭스 수지에서의 분산성을 저하시키며, 중합 안정성이 저해되어 현탁중합 입자들이 반응기 벽면, 아지테이터(agitator), 배플(baffle) 등에 뭉치는 반응기 내 스케일을 과량 유발한다. 또한 응집제를 미투입할 경우에는 아크릴계 라텍스와 아크릴계 단량체 간의 접촉이 충분하지 못해 현탁 입자의 형상과 질을 저하시키므로, 상기 (A)단계의 응집제 사용량은 (A)단계에서 사용되는 아크릴계 단량체 100 중량부에 대하여 0.02 ~ 2.5 중량부를 사용하는 것이 좋다. The coagulant of step (A) is used to reduce the activity of the emulsifier in the acryl-based latex added in step (B), in the present invention may be used an aqueous organic acid solution such as sodium acetate, calcium acetate, sodium formate, calcium formate, It is not limited to this. In the present invention, when the coagulant is added in an excessive amount, excessive coagulation of the acrylic latex occurs, thereby lowering the dispersibility in the acrylic matrix resin after suspension polymerization, and polymerization stability is inhibited so that the suspension polymerization particles are reacted with the reactor wall and agitator. Clumping in baffles, etc., causes excessive scale in the reactor. In addition, when the flocculant is not added, the contact between the acryl-based latex and the acryl-based monomer is insufficient, and thus the shape and quality of the suspended particles are reduced. Therefore, the amount of the flocculant used in the step (A) is 100 parts by weight It is recommended to use 0.02 to 2.5 parts by weight.

상기 현탁 분산제는 현탁중합 입자의 모양과 분포를 조절하기 위해 사용하며, 본 발명에서는 상기 현탁 분산제로 폴리비닐알코올과 하이드록시에틸셀룰로오 즈를 함께 사용하는 것을 특징으로 한다. 그 중 셀룰로오즈계 분산제인 하이드록시에틸셀룰로오즈는 아크릴계 라텍스의 안정성을 향상시켜 아크릴계 단량체 내에 아크릴계 라텍스가 고르게 분포되도록 돕는 역할을 한다.The suspension dispersant is used to control the shape and distribution of the suspension polymerized particles, and in the present invention, the suspension dispersant is characterized by using polyvinyl alcohol and hydroxyethyl cellulose together. Among them, hydroxyethyl cellulose, a cellulose-based dispersant, improves the stability of the acrylic latex and serves to help distribute the acrylic latex evenly in the acrylic monomer.

상기 (A)단계에서는 현탁 분산제로 폴리비닐알코올 대비 하이드록시에틸셀룰로오즈를 3 ~ 9 : 7 ~ 1의 중량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 본 발명에 사용되는 현탁 분산제가 상기 중량비의 범위를 벗어나는 경우, 즉 하이드록시에틸셀룰로오즈가 폴리비닐알코올 대비 미량으로 사용되는 경우에는 미세입자(미분)의 함량이 3%를 넘어가며, 미세입자가 현탁중합 입자 표면에 붙는 현상이 발생하고, 하이드록시에틸셀룰로오즈가 폴리비닐알코올 대비 과량으로 사용되는 경우에는 아크릴계 수지 입자의 크기가 1 mm가 넘는 오버사이즈(oversize) 입자가 생성되어 공정 상 어려움이 있다.In the step (A), it is preferable to add hydroxyethyl cellulose to the polyvinyl alcohol in a weight ratio of 3 to 9: 7 to 1 as a suspension dispersant. When the suspension dispersant used in the present invention is outside the range of the weight ratio, that is, when hydroxyethyl cellulose is used in a small amount compared to polyvinyl alcohol, the content of fine particles (powder) exceeds 3%, and the fine particles are suspended. If a phenomenon occurs that adheres to the surface of the polymerized particles, and hydroxyethyl cellulose is used in excess of polyvinyl alcohol, an oversize particle of more than 1 mm in size of the acrylic resin particles is generated, which causes difficulties in the process.

상기 (A)단계의 현탁 분산제는 (A)단계에서 사용되는 아크릴계 단량체 100 중량부에 대하여 0.04 ~ 2 중량부로 사용하는 것이 좋으며, 상기 범위 내에서 입자의 크기가 과도하게 커지거나 미세입자가 증가되는 현상을 최소화시킬 수 있다. The suspension dispersant of step (A) is preferably used in an amount of 0.04 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic monomer used in step (A), and the size of the particles is excessively large or the microparticles are increased within the above range. The phenomenon can be minimized.

본 발명에 따른 제조방법은 통상의 현탁중합에 비해 입자의 모양이 균일하고 재현성 있게 아크릴계 수지 입자를 생성할 수 있으며, 수율이 향상되고, 입자끼리 달라붙어 발생하는 중합공정 상의 문제를 예방하며, 아크릴계 라텍스가 아크릴계 매트릭스 수지 내에 고르게 분산되어 내충격성이 우수한 아크릴계 수지 입자를 제조할 수 있는 효과가 있다. 또한 폴리비닐알코올 단일 분산제를 사용하는 현탁중합에 비해 하이드록시에틸셀룰로오즈를 함께 사용하는 경우 미세입자의 분포를 줄임 과 동시에 가공 시 미세입자 날림을 줄여 가공성을 향상시킬 수 있다.The production method according to the present invention can produce the acrylic resin particles in a uniform and reproducible shape of the particles compared to the usual suspension polymerization, the yield is improved, preventing the problems in the polymerization process caused by the particles sticking together, acrylic-based The latex is uniformly dispersed in the acrylic matrix resin, thereby producing an acrylic resin particle having excellent impact resistance. In addition, when hydroxyethyl cellulose is used in combination with suspension polymerization using a polyvinyl alcohol single dispersant, it is possible to improve the processability by reducing the distribution of fine particles and reducing the blowing of fine particles during processing.

본 발명에서의 상기 (C)단계는 상기 (B)단계의 아크릴계 라텍스가 분산된 아크릴계 단량체 상에 사슬이동제 및 개시제를 첨가하여 현탁중합을 실시하는 단계이다. Step (C) in the present invention is a step of carrying out suspension polymerization by adding a chain transfer agent and an initiator on the acrylic monomer in which the acrylic latex of step (B) is dispersed.

상기 (C)단계에서 사용되는 사슬이동제는 아크릴계 수지의 분자량을 제어하기 위해서 사용할 수 있으며, 도데실메르캅탄, 노말옥틴메르캅탄 등의 메르캅탄 계열이 사용가능하나 이에 한정되는 것은 아니다. 내충격성 아크릴계 수지의 사용목적에 맞게 상기 사슬이동제의 함량은 조절이 가능하나, (A)단계에서 사용되는 아크릴계 단량체 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 5 중량부를 사용하는 것이 좋으며, 상기 범위에서 본 발명의 물성을 저해하지 않을 수 있다.The chain transfer agent used in the step (C) can be used to control the molecular weight of the acrylic resin, mercaptan series such as dodecyl mercaptan, normal octin mercaptan can be used, but is not limited thereto. The content of the chain transfer agent can be adjusted according to the purpose of use of the impact-resistant acrylic resin, it is preferable to use 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic monomer used in step (A), the range of the present invention It may not impair physical properties.

또한 상기 (C)단계에서 사용되는 개시제로는 라디칼 개시제인 t-아밀퍼옥시 2-에틸헥사노이트, 2,2′-아조비스이소부티로니트릴 등과 같은 과산화물 개시제나 아조계열 개시제를 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 (C)단계에서 사용되는 개시제는 (A)단계에서 사용되는 아크릴계 단량체 100 중량부에 대하여 0.01 ~ 5 중량부를 사용하는 것이 좋으며, 상기 범위에서 본 발명의 물성을 저해하지 않을 수 있다.In addition, as the initiator used in step (C), a peroxide initiator such as t-amylperoxy 2-ethylhexanoite, 2,2'-azobisisobutyronitrile, or an azo-based initiator may be used. It is not limited to this. The initiator used in step (C) is preferably used 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic monomer used in step (A), it may not inhibit the physical properties of the present invention in the above range.

상기 아크릴계 수지 입자 제조를 위한 현탁중합은 질소 분위기 하에서 500 ~ 700 rpm의 교반속도로, 60 ~ 110 ℃ 사이의 온도에서 충분한 시간동안 (B)단계의 결과로 얻은 반응 생성물을 가열하여 중합시킨다. 반응이 완결되면 세척 및 건조시켜 내충격성을 가진 비드상태의 아크릴계 수지 입자를 얻는다.Suspension polymerization for producing the acrylic resin particles is polymerized by heating the reaction product obtained as a result of step (B) for a sufficient time at a temperature between 60 ~ 110 ℃ at a stirring speed of 500 ~ 700 rpm in a nitrogen atmosphere. Upon completion of the reaction, the particles are washed and dried to obtain bead-shaped acrylic resin particles having impact resistance.

본 발명에 따른 아크릴계 수지 비드는 필요에 따라 충진제, 보강제, 착색제, 활제, 안정제, 산화방지제, 내열제, 자외선 안정제 및 다른 화합물 성분과 같은 일반적인 열가소성 첨가물을 포함할 수 있다.Acrylic resin beads according to the present invention may include common thermoplastic additives such as fillers, reinforcing agents, colorants, lubricants, stabilizers, antioxidants, heat resistant agents, ultraviolet stabilizers, and other compound components as desired.

상술한 설명들에 의하여, 기술 분야의 당 업자는 본 발명의 필수적인 특징들을 쉽게 이해할 수 있을 것이며, 이 발명의 요지 및 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 용도, 조건 및 구체적인 예에 적합한 변경 및 수정이 가해질 수 있다. Based on the above description, those skilled in the art will be able to easily understand the essential features of the present invention, and changes and modifications suitable for various uses, conditions, and specific examples can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Can be applied.

본 발명에 따른 조성물은 사출 및 압출 등의 방법에 의해 성형품으로 제조가 가능하며, 구체적으로는 표면경도 및 광학특성을 해치지 않고 내충격성을 필요로 하는 제품에 적용이 가능함을 알 수 있다. The composition according to the present invention can be produced as a molded article by a method such as injection and extrusion, it can be seen that it is specifically applicable to products that require impact resistance without harming the surface hardness and optical properties.

본 발명에 따른 내충격성이 우수한 균일한 크기의 아크릴계 수지 입자는 아크릴계 라텍스가 아크릴계 수지 입자 내부에 고르게 분포하여 수지의 내충격성을 개선하게 되는 효과가 있다. 또한 본 발명은 현탁중합된 아크릴계 수지 입자의 미분 함량을 크게 개선하여 입자의 모양이 균일하고 재현성 있는 아크릴계 수지 입자의 생성이 가능하다. 본 발명은 또한 아크릴계 라텍스의 함량에 따라 물성을 조절할 수 있으며, 현탁중합을 통해 입자를 생성하므로 수지의 응용범위가 넓다.Acrylic resin particles of uniform size having excellent impact resistance according to the present invention has an effect that the acrylic latex is evenly distributed in the acrylic resin particles to improve the impact resistance of the resin. In addition, the present invention is to significantly improve the fine powder content of the suspension-polymerized acrylic resin particles it is possible to produce acrylic resin particles of uniform and reproducible shape of the particles. The present invention can also control the physical properties according to the content of the acrylic latex, because the particles are produced through suspension polymerization, the application range of the resin is wide.

이하, 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것으로서 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be better understood by reference to the following examples, and the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of protection of the present invention.

[시험예] 물성 측정[Test Example] Measurement of Properties

1) 충격강도 1) impact strength

ASTM D256 방법에 따라 실온에서 노치드 아이조드 충격강도(kg.cm/cm)를 측정하였다.Notched Izod impact strength (kg.cm/cm) was measured at room temperature according to ASTM D256 method.

2) 아크릴계 수지 입도 분포 및 미세 입자 측정 2) Acrylic resin particle size distribution and fine particle measurement

용액 속 용질로 인한 빛의 산란으로 입자의 크기, 모양 등을 알 수 있는 Light scattering 측정법을 사용하여 아크릴계 수지 입도 분포 및 미세 입자 함량을 측정하였다. The particle size distribution and the fine particle content of the acrylic resin were measured using a light scattering measurement method, in which light was scattered due to the solute in the solution.

3) 광투과율 3) light transmittance

ASTM D1003 방법에 의거 Hazemeter로 측정하였다.It was measured by Hazemeter according to ASTM D1003 method.

4) 입자형상 4) Particle shape

육안으로 관찰하여 입자 형태가 고르고, 균일하게 분산된 경우를 양호, 서로 엉겨 붙고, 입자가 고르지 못한 상태를 불량으로 표시하였다.It was visually observed to show that the particles were uniformly dispersed, uniformly dispersed, entangled with each other, and the particles were uneven.

[실시예 1]Example 1

본 실시예는 유화중합된 아크릴계 라텍스 10 중량%를 포함하고, 폴리비닐알코올과 하이드록시에틸셀룰로오즈의 중량비가 1 : 1 인 내충격 PMMA계 수지의 제조에 관한 것이다.This embodiment relates to the production of impact resistant PMMA resin containing 10% by weight of emulsion-polymerized acrylic latex and having a weight ratio of polyvinyl alcohol and hydroxyethyl cellulose 1: 1.

? 유화중합에 의한 아크릴계 라텍스의 제조(제 1양태)? Preparation of Acrylic Latex by Emulsion Polymerization (First Embodiment)

1단계는 이온교환수 250 중량부, 황산 제 1철 0.002 중량부, EDTA?2Na염 0.008 중량부 및 포름알데하이드술폭실산나트륨 0.2 중량부, 나트륨 도데실설페이트 0.05 중량부를 교반기 부착 반응기에 첨가하고 질소 치환 후, 80 ℃까지 승온하였다. 여기에 메틸메타크릴레이트 14 중량%, 에틸아크릴레이트 6 중량%, 알릴 메타크릴레이트 0.1 중량부, 큐멘하이드로퍼옥시드 0.05 중량부를 혼합한 혼합용액을 2시간 동안 적가한 후 1시간 동안 80 ℃에서, 400 rpm으로 교반하면서 유화중합하였다. 이 때 수득된 글래스상 시드 입자의 평균 입자 크기는 130 nm이었다.In the first step, 250 parts by weight of ion-exchanged water, 0.002 parts by weight of ferrous sulfate, 0.008 parts by weight of EDTA 2 Na salt, 0.2 parts by weight of sodium formaldehyde sulfoxylate, and 0.05 parts by weight of sodium dodecyl sulfate were added to the reactor with a stirrer, and then nitrogen replacement. Then, it heated up to 80 degreeC. A mixed solution of 14% by weight of methyl methacrylate, 6% by weight of ethyl acrylate, 0.1 part by weight of allyl methacrylate, and 0.05 part by weight of cumene hydroperoxide was added dropwise for 2 hours, followed by 1 hour at 80 ° C. And emulsion polymerization while stirring at 400 rpm. The average particle size of the glassy seed particles obtained at this time was 130 nm.

2단계에서는 상기 제 1단계에서 제조된 글래스상 시드 입자에 이어서 황산 제 1철 0.002 중량부, EDTA?2Na염 0.004 중량부 및 포름알데하이드술폭실산나트륨 0.1 중량부, 나트륨 도데실설페이트 1.8 중량부를 첨가하였다. 여기에 부틸아크릴레이트 53.6 중량%, 스티렌 11.4 중량%, 알릴 메타크릴레이트 1.2 중량부, 1,4-부탄디올디메타크릴레이트 0.2 중량부, 큐멘하이드로퍼옥시드 0.2 중량부를 혼합한 혼합용액을 3시간에 걸쳐 적가한 후 2시간 동안 80 ℃에서 중합하였다. 이 때 수득된 중합체의 평균 입자 크기는 250 nm이었다.In step 2, 0.002 parts by weight of ferrous sulfate, 0.004 parts by weight of EDTA 2 Na salt, 0.1 part by weight of sodium formaldehyde sulfoxylate, and 1.8 parts by weight of sodium dodecyl sulfate were added, followed by the glassy seed particles prepared in the first step. . A mixed solution of 53.6% by weight of butyl acrylate, 11.4% by weight of styrene, 1.2 parts by weight of allyl methacrylate, 0.2 parts by weight of 1,4-butanediol dimethacrylate, and 0.2 parts by weight of cumene hydroperoxide was mixed for 3 hours. After dropping over, it was polymerized at 80 ° C for 2 hours. The average particle size of the polymer obtained at this time was 250 nm.

마지막으로 3단계는 온도를 80 ℃로 유지한 상태에서 포름알데하이드술폭실산나트륨 0.1 중량부를 첨가한 후, 메틸메타크릴레이트 14.25 중량%, 메틸아크릴레이트 0.75 중량%, 도데실메르캅탄 0.05 중량부, 큐멘하이드로퍼옥시드 0.02 중량부를 혼합한 혼합용액을 1시간에 걸쳐 적가한 후 80 ℃에서 1시간동안 중합하였다. 이때 수득된 최종 중합체인 아크릴계 라텍스의 평균 입자 크기는 280 nm이었다.Finally, in step 3, after adding 0.1 part by weight of sodium formaldehyde sulfoxylate while keeping the temperature at 80 ° C., 14.25% by weight of methyl methacrylate, 0.75% by weight of methyl acrylate, 0.05 part by weight of dodecyl mercaptan and cumene A mixed solution containing 0.02 parts by weight of hydroperoxide was added dropwise over 1 hour, and then polymerized at 80 ° C. for 1 hour. The average particle size of the acrylic latex, the final polymer obtained at this time, was 280 nm.

? 현탁중합을 통한 내충격성 아크릴계 수지의 제조? Preparation of impact resistant acrylic resin through suspension polymerization

(A)단계 : 메틸메타크릴레이트 90 중량%, 메틸아크릴레이트 10 중량%, 4%의 폴리비닐알코올 수용액 0.1 중량부, 1%의 하이드록시에틸셀룰로오즈 수용액 0.4 중량부, 아세트산칼슘 0.05 중량부를 이온교환수 250 중량부에 가한 후 교반하였다.(A) step: 90% by weight of methyl methacrylate, 10% by weight of methyl acrylate, 0.1 parts by weight of 4% polyvinyl alcohol solution, 0.4 parts by weight of 1% hydroxyethylcellulose solution, and 0.05 parts by weight of calcium acetate After adding to 250 parts by weight of water and stirred.

(B)단계 : 유화중합에 의해 제조한 아크릴계 라텍스를 아크릴계 단량체 상으로 이동시켜 분산시키는 단계로, 상기 (A)단계의 혼합물에 아크릴계 라텍스 대비 아크릴계 단량체를 15 : 85의 중량비로 첨가하고, 수득된 혼합물을 교반하였다.(B) step: dispersing the acrylic latex prepared by emulsion polymerization onto an acrylic monomer to disperse, the acrylic monomer compared to the acrylic latex to the mixture of step (A) in a weight ratio of 15: 85, obtained The mixture was stirred.

(C)단계 : (B)단계의 아크릴계 라텍스가 분산된 아크릴계 단량체 상을 현탁중합하는 과정으로, 도데실메르캅탄 0.3 중량부와 아조비스이소부티로니트릴 0.15 중량부를 (B)단계의 용액에 첨가하고, 온도를 80 ℃로 상승시킨 후, 600 rpm으로 교반하면서 120분 간 중합을 진행시켜 현탁중합을 완료하였다. 중합 후 얻어진 비드의 평균 입자 크기는 277 ㎛이며, 그 물성을 하기 표 1에 나타내었다.(C) step: suspension polymerization of the acrylic monomer phase in which the acrylic latex of step (B) is dispersed, 0.3 part by weight of dodecyl mercaptan and 0.15 part by weight of azobisisobutyronitrile are added to the solution of step (B) After the temperature was raised to 80 ° C., polymerization was performed for 120 minutes while stirring at 600 rpm to complete suspension polymerization. The average particle size of the beads obtained after polymerization was 277 μm, and the physical properties thereof are shown in Table 1 below.

[실시예 2][Example 2]

본 실시예는 현탁중합을 통한 내충격성 아크릴계 수지의 제조에 있어서, 상기 (B) 단계 중 상기 (A)단계의 혼합물에 아크릴계 라텍스 대비 아크릴계 단량체를 35 : 65의 중량비로 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 중합 후 얻어진 비드의 평균 입자 크기는 294 ㎛이며, 그 물성을 하기 표 1에 나타내었다.In the present embodiment, in the production of impact-resistant acrylic resin through suspension polymerization, except that the acrylic monomer compared to the acrylic latex to the mixture of the step (A) in the step (B) in a weight ratio of 35: 65 It carried out similarly to Example 1. The average particle size of the beads obtained after polymerization was 294 μm, and the physical properties thereof are shown in Table 1 below.

[실시예 3][Example 3]

본 실시예는 현탁중합을 통한 내충격성 아크릴계 수지의 제조에 있어서, 상기 (A)단계 중 메틸메타크릴레이트 90 중량%, 메틸아크릴레이트 10 중량%, 4%의 폴 리비닐알코올 수용액 0.2 중량부, 1%의 하이드록시에틸셀룰로오즈 수용액 0.2 중량부, 아세트산칼슘 0.05 중량부를 이온교환수 250 중량부에 가한 후 교반하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 중합 후 얻어진 비드의 평균 입자 크기는 316 ㎛이며, 그 물성을 하기 표 1에 나타내었다.In the present embodiment, in the production of impact-resistant acrylic resin through suspension polymerization, in the step (A), 90% by weight of methyl methacrylate, 10% by weight of methyl acrylate, 0.2% by weight of polyvinyl alcohol aqueous solution, 0.2 weight part of 1% hydroxyethyl cellulose aqueous solution and 0.05 weight part of calcium acetate were added to 250 weight part of ion-exchanged water, and it carried out similarly to Example 1 except for stirring. The average particle size of the beads obtained after the polymerization is 316 ㎛, the physical properties are shown in Table 1 below.

[비교예 1]Comparative Example 1

본 비교예는 현탁중합을 통한 내충격성 아크릴계 수지의 제조에 있어서, 상기 (A)단계 중 메틸메타크릴레이트 90 중량%, 메틸아크릴레이트 10 중량%, 4%의 폴리비닐알코올 수용액 0.2 중량부, 아세트산칼슘 0.05 중량부를 이온교환수 250 중량부에 가한 후 교반하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 실시하였다. 중합 후 얻어진 비드의 평균 입자 크기는 285 ㎛이며, 그 물성을 하기 표 1에 나타내었다.In the present Comparative Example, in the production of impact-resistant acrylic resin through suspension polymerization, in the step (A), 90% by weight of methyl methacrylate, 10% by weight of methyl acrylate, 0.2% by weight of polyvinyl alcohol aqueous solution, acetic acid Except for adding 0.05 parts by weight of calcium to 250 parts by weight of ion-exchanged water and was stirred in the same manner as in Example 2. The average particle size of the beads obtained after polymerization was 285 μm, and the physical properties thereof are shown in Table 1 below.

[비교예 2]Comparative Example 2

본 비교예는 현탁중합을 통한 내충격성 아크릴계 수지의 제조에 있어서, 상기 (A)단계 중 메틸메타크릴레이트 90 중량%, 메틸아크릴레이트 10 중량%, 1%의 하이드록시에틸셀룰로오즈 수용액 0.8 중량부, 아세트산칼슘 0.05 중량부를 이온교환수 250 중량부에 가한 후 교반하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 실시하였다. 중합 후 얻어진 비드의 평균 입자 크기는 2763 ㎛이며, 그 물성을 하기 표 1에 나타내었다.In the present Comparative Example, in the preparation of impact-resistant acrylic resin through suspension polymerization, in the step (A), 90% by weight of methyl methacrylate, 10% by weight of methyl acrylate, 0.8% by weight of a 1% hydroxyethyl cellulose aqueous solution, The same procedure as in Example 2 was carried out except that 0.05 parts by weight of calcium acetate was added to 250 parts by weight of ion-exchanged water and then stirred. The average particle size of the beads obtained after polymerization was 2763 μm, and the physical properties thereof are shown in Table 1 below.

하기 표 1은 본 발명에 따른 실시예 및 비교예의 기본물성시험 결과를 나타 낸 것으로, 샘플은 사출성형기(LG전선, 170톤)를 이용하여 사출물을 제조하였으며, 물성 평가를 위하여 사출물을 상온에서 48시간 체류 후에 측정하였다.Table 1 shows the results of the basic physical properties of the Examples and Comparative Examples according to the present invention, the sample was prepared by using an injection molding machine (LG wire, 170 tons), the injection molding at room temperature for the evaluation of physical properties 48 Measurement was made after time retention.

[표 1][Table 1]

Figure 112009076541152-pat00001
Figure 112009076541152-pat00001

상기 표 1에서 볼 수 있듯이, 현탁중합을 통한 내충격성 아크릴계 수지의 제조에 있어서, 현탁 분산제로 폴리비닐알코올과 하이드록시에틸셀룰로오즈를 함께 사용한 실시예 1 내지 실시예 3의 경우, 단일 분산제를 사용한 비교예 1 및 비교예 2에 비해 미분함량을 크게 줄임과 동시에 제조된 아크릴계 수지 입자의 모양 및 크기가 균일하고, 재현성이 있음을 확인할 수 있었다. 또한 현탁중합 중 아크릴계 라텍스가 아크릴계 매트릭스 수지에 고르게 분산되어 내충격성이 개선됨을 확인할 수 있었다.As shown in Table 1, in the production of impact-resistant acrylic resin through suspension polymerization, in the case of Examples 1 to 3 using polyvinyl alcohol and hydroxyethyl cellulose as a suspension dispersant, comparison using a single dispersant Compared with Example 1 and Comparative Example 2, the fine powder content was greatly reduced and the shape and size of the prepared acrylic resin particles were uniform and reproducible. In addition, the acrylic latex during suspension polymerization was uniformly dispersed in the acrylic matrix resin was confirmed that the impact resistance is improved.

반면, 현탁 분산제로 폴리비닐알코올을 단독으로 사용한 비교예 1의 경우 입자가 고르지 못하고, 입자끼리 서로 달라붙는 현상이 발생하였으며, 하이드록시에틸셀룰로오즈를 단독으로 사용한 비교예 2의 경우 입자크기가 1mm가 넘는 오버사이즈 입자가 생성되어 제조 공정 상 어려움이 있다.On the other hand, in Comparative Example 1 using polyvinyl alcohol alone as a suspension dispersant, the particles were uneven, and the particles were stuck together. In Comparative Example 2 using hydroxyethyl cellulose alone, the particle size was 1 mm. Oversize particles are produced which present difficulties in the manufacturing process.

Claims (9)

(A) 이온교환수에 아크릴계 단량체, 응집제 및 현탁 분산제로 폴리비닐알코올과 하이드록시에틸셀룰로오즈를 3 ~ 9 : 7 ~ 1의 중량비로 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;(A) preparing a mixture by mixing polyvinyl alcohol and hydroxyethyl cellulose in a weight ratio of 3 to 9: 7 to 1 with an acrylic monomer, a flocculant and a suspension dispersant in ion-exchanged water; (B) 상기 (A)단계의 혼합물에 유화중합에 의해 제조한 아크릴계 라텍스를 첨가하여, 상기 아크릴계 라텍스를 아크릴계 단량체 상으로 이동시켜 분산시키는 단계; (B) adding an acrylic latex prepared by emulsion polymerization to the mixture of step (A) to disperse the acrylic latex onto an acrylic monomer; (C) 상기 (B)단계의 아크릴계 라텍스가 분산된 아크릴계 단량체 상에 사슬이동제 및 개시제를 투입하여 현탁중합하는 단계;(C) suspending and polymerizing a chain transfer agent and an initiator on an acrylic monomer in which the acrylic latex of step (B) is dispersed; 를 포함하는 내충격성이 우수한 균일한 크기의 아크릴계 수지 입자의 제조방법.Method of producing an acrylic resin particles of uniform size excellent impact resistance comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 (A)단계의 현탁 분산제는 아크릴계 단량체 100 중량부에 대하여 0.04 ~ 2 중량부로 사용하는 것을 특징으로 하는 내충격성이 우수한 균일한 크기의 아크릴계 수지 입자의 제조방법. The suspension dispersant of step (A) is used in the production of acrylic resin particles of uniform size, excellent impact resistance, characterized in that the use of 0.04 ~ 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the acrylic monomer. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 (A)단계의 응집제는 아크릴계 단량체 100 중량부에 대하여 0.02 ~ 2.5 중량부로 사용하는 것을 특징으로 하는 내충격성이 우수한 균일한 크기의 아크릴계 수지 입자의 제조방법.The coagulant of step (A) is used in the production of acrylic resin particles of uniform size, excellent impact resistance, characterized in that the use of 0.02 to 2.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the acrylic monomer. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 (A)단계는 아크릴계 라텍스 대비 아크릴계 단량체를 10 ~ 65 : 90 ~ 35의 중량비로 첨가하는 것을 특징으로 하는 내충격성이 우수한 균일한 크기의 아크릴계 수지 입자의 제조방법.The step (A) is a method for producing acrylic resin particles having a uniform impact resistance, characterized in that the acrylic monomer is added in a weight ratio of 10 to 65: 90 to 35 compared to the acrylic latex. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 아크릴계 라텍스의 유화중합은, The emulsion polymerization of the acrylic latex, 이온교환수에 아크릴계 단량체, 유화제, 그라프트제 및 개시제를 첨가하여 유리전이온도가 20 ℃ 이상인 시드입자를 제조하는 제 1단계 중합; A first step of polymerizing a seed particle having a glass transition temperature of 20 ° C. or more by adding an acrylic monomer, an emulsifier, a graft agent, and an initiator to ion-exchanged water; 상기 제 1단계 중합에 의한 중합체에 아크릴계 단량체, 공단량체, 가교제, 유화제, 개시제 및 그라프트제를 첨가하여 상기 시드입자에 유리전이온도가 0 ℃ 이하인 고무상의 코어를 그라프트시키는 제 2단계 중합; A second stage polymerization in which an acrylic monomer, a comonomer, a crosslinking agent, an emulsifier, an initiator, and a graft agent are added to the polymer by the first stage polymerization to graf the rubbery core having a glass transition temperature of 0 ° C. or lower to the seed particles; 상기 제 2단계 중합에 의한 중합체에 아크릴계 단량체, 개시제를 첨가하여 상기 코어에 유리전이온도가 20 ℃ 이상인 글래스상의 쉘을 그라프트시켜 아크릴계 라텍스를 제조하는 제 3단계 중합; A third step of preparing an acrylic latex by adding an acrylic monomer and an initiator to the polymer by the second step of polymerization and grafting a glass-like shell having a glass transition temperature of 20 ° C. or higher to the core; 을 포함하는 내충격성이 우수한 균일한 크기의 아크릴계 수지 입자의 제조방법.Method of producing an acrylic resin particles of uniform size excellent impact resistance comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 아크릴계 라텍스의 유화중합은, The emulsion polymerization of the acrylic latex, 이온교환수에 아크릴계 단량체, 공단량체, 가교제, 유화제, 개시제 및 그라프트제를 첨가하여 유리전이온도가 0 ℃ 이하인 고무상의 코어를 제조하는 제 1단계 중합; A first stage polymerization for producing a rubbery core having a glass transition temperature of 0 ° C. or less by adding an acrylic monomer, a comonomer, a crosslinking agent, an emulsifier, an initiator and a graft agent to ion-exchanged water; 상기 제 1단계 중합에 의한 중합체에 아크릴계 단량체, 개시제를 첨가하여 상기 코어에 유리전이온도가 20 ℃ 이상인 글래스상의 쉘을 그라프트시켜 아크릴계 라텍스를 제조하는 제 2단계 중합; A second stage polymerization for producing an acrylic latex by adding an acrylic monomer and an initiator to the polymer by the first stage polymerization and grafting a glass-shaped shell having a glass transition temperature of 20 ° C. or higher to the core; 을 포함하는 내충격성이 우수한 균일한 크기의 아크릴계 수지 입자의 제조방법.Method of producing an acrylic resin particles of uniform size excellent impact resistance comprising a. 제 1항 내지 제 2항 및 제 4항 내지 제 7항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 2 and 4 to 7, wherein 상기 아크릴계 단량체는 방향족 비닐계 단량체, 탄소수 1 ~ 15개의 알킬(메타)아크릴레이트 단량체 및 탄소수 1 ~ 15개의 (메타)아크릴산 단량체에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이고, 공단량체는 스티렌 또는 할로겐이나 탄소수 1 ~ 20개의 알킬 또는 탄소수 6 ~ 20개의 아릴기로 치환된 스티렌 유도체를 사용하는 것을 특징으로 하는 내충격성이 우수한 균일한 크기의 아크릴계 수지 입자의 제조방법.The acrylic monomer is any one or a mixture of two or more selected from an aromatic vinyl monomer, an alkyl (meth) acrylate monomer having 1 to 15 carbon atoms and a (meth) acrylic acid monomer having 1 to 15 carbon atoms, and the comonomer is a styrene or a halogen. A method for producing acrylic resin particles having a uniform impact resistance, characterized in that styrene derivatives substituted with C1-C20 alkyl or C6-C20 aryl groups are used. 제 1항 내지 제 2항 및 제 4항 내지 제 7항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 제조방법으로 제조된 아크릴계 비드.Acrylic beads prepared by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 2 and 4 to 7.
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