KR101401109B1 - 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 알킬아크릴레이트 단량체를 포함하는 단량체 혼합물이 중합되어 형성된 연질 시드를 포함함으로써 코어-쉘 다층 공중합체 그라프트 입자를 제조할 때 경질 시드를 도입하면 그만큼 고무 부분이 줄어들어 충격강도가 저하되는 문제점을 개선하고 코어의 찌그러짐을 방지하면서 열가소성 수지 조성물에 적용시, 내후성 등의 ASA의 기본 물성을 유지하면서 내충격성이 우수한 효과가 있다.

Description

아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물{Acrylate-Styrene-Acrylonitile copolymer, Method of preparing the same and thermoplastic resin composition comprising the same}
본 발명은 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알킬아크릴레이트 단량체를 포함하는 단량체 혼합물이 중합되어 형성된 연질 시드를 포함함으로써 코어-쉘 다층 공중합체 그라프트 입자를 제조할 때 경질 시드를 도입하면 그만큼 고무 부분이 줄어들어 충격강도가 저하되는 문제점을 개선하고 코어의 찌그러짐을 방지하면서 열가소성 수지 조성물에 적용시, 내후성 등의 ASA의 기본 물성을 유지하면서 내충격성이 우수한 효과가 있는 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 부타디엔계 고무질 중합체에 스티렌과 아크릴로니트릴 단량체를 그라프트 공중합시켜 제조하는 ABS(Acrylonitrile-Butaidene-Styrene) 수지는 내충격성, 가공성, 미려한 외관, 우수한 기계적 강도, 그리고 높은 열변형 온도를 갖추고 있어 자동차 부품, 전기·전자제품, 건축자재 등 다양한 용도로 사용되고 있다.
그러나 ABS 수지는 충격보강제로 사용된 부타디엔 고무에 에틸렌계 불포화 중합체가 존재하기 때문에 산소의 존재 하에서 자외선, 광, 열에 의하여 쉽게 산화가 일어나 수지의 외형 및 색깔 변화가 일어나며 기계적 물성이 떨어지는 취약점을 가지고 있어 실외용 재료로 적합하지 못하다는 문제가 있다.
따라서 물성이 우수하며 내후성과 내노화성이 우수한 열가소성 수지를 얻기 위해서 충격보강제로 부타디엔 고무 대신에 에틸렌계 불포화 중합체가 존재하지 않는 아크릴 고무를 사용한 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 삼원 공중합체인 ASA(Acrylate-Styrene-Acrylonitile) 수지가 사용되고 있다. 이러한 ASA 수지는 옥외에 사용되는 전자, 전기 부품, 건축자재, 자동차, 선박, 레져용품, 원예용 등 다방면에 사용된다.
ASA를 제조할 경우, 다층 공중합체 그라프트 입자, 즉 코어-쉘 구조로 제조하는 것이 일반적이다. 코어는 충격향상을 위해 주로 아크릴계 고무를 이용하고, 쉘은 매트릭스 수지와의 착색성 및 분산성을 향상시키기 위해 스티렌, 아크릴로니트릴, 메틸메타크릴레이트 등을 사용한다.
최근에는 다층 공중합체 그라프트 입자에서 고무의 코어를 하드하게 하여 고무의 찌그러짐 및 깨짐을 방지할 목적으로 경질 시드(hard seed)를 도입한다. 그러나 경질 시드를 도입하면 그만큼 고무부분이 줄어들어 충격강도가 저하된다. 그러므로, 코어의 찌그러짐을 방지하면서 충격강도를 동시에 향상시킬 수 있는 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 수지가 요구되고 있는 실정이다.
이에 본 발명에서는 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 ASA(Acrylate-Styrene-Acrylonitrile) 코어-쉘 다층 공중합체 그라프트 입자를 제조할 때 경질 시드를 도입하면 그만큼 고무 부분이 줄어들어 충격강도가 저하되는 문제점을 개선하고 코어의 찌그러짐을 방지하면서 충격강도가 향상되는 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체, 그 제조방법 및 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것입니다.
본 발명의 상기 목적은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성 될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 알킬아크릴레이트 단량체가 중합되어 형성된 연질 시드 및 상기 연질 시드를 감싸며, 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 및 알킬메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 중합되어 형성된 경질 시드로 구성된 그라프트 시드; (b) 상기 그라프트 시드를 감싸며, 알킬 아크릴레이트 단량체가 중합되어 형성된 코어; 및 (c) 상기 코어를 감싸며, 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 및 알킬메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 중합되어 형성된 쉘;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체를 제공한다.
본 발명에 따르면 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체는 열가소성 수지 조성물에 적용시, 내후성 등의 ASA의 기본 물성을 유지하면서 내충격성이 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연질 시드(soft seed)를 포함하는 ASA 공중합체를 도시한 모식도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 경질 시드(hard seed)를 포함하는 ASA 공중합체를 도시한 모식도이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명자들은 연질 시드를 제조하여 이용하면 코어의 찌그러짐을 방지하면서도 충격강도는 향상된다는 점을 확인하고, 이로부터 연질 시드를 다층 공중합체 그라프트 입자로 제조한다.
이하 본 발명을 자세하게 설명한다.
아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체의 제조에 사용된 총 단량체 100중량부에 대하여, (a) 시드 단량체 100중량부에 대하여, 알킬아크릴레이트 단량체 5 내지 90중량부를 포함하는 단량체 혼합물이 중합되어 형성된 연질 시드 및 상기 연질 시드를 감싸며, 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 및 알킬메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 10 내지 95중량부를 포함하는 단량체 혼합물이 중합되어 형성된 경질 시드로 구성된 그라프트 시드; (b) 상기 그라프트 시드 1 내지 20중량부를 감싸며, 알킬 아크릴레이트 단량체 20 내지 60중량부를 포함하는 단량체 혼합물이 중합되어 형성된 코어; 및 (c) 상기 코어를 감싸며, 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 및 알킬메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 20 내지 70중량부를 포함하는 단량체 혼합물이 중합되어 형성된 쉘;을
포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체를 제공한다.
또한, 본 발명은 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체의 제조에 사용된 총 단량체 100중량부에 대하여,
(a) 시드 단랑체 100중량부에 대하여, 알킬아크릴레이트 단량체 5 내지 90중량부를 포함하는 단량체 혼합물을 중합하고 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 및 알킬메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 10 내지 95중량부를 포함하는 단량체 혼합물을 그라프트 중합하여 그라프트 시드를 제조하는 단계;
(b) 상기 그라프트 시드 1 내지 20중량부의 존재하에, 알킬 아크릴레이트 단량체 20 내지 60중량부를 포함하는 단량체 혼합물을 중합하여 코어를 제조하는 단계; 및
(c) 상기 코어의 존재하에, 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 및 알킬메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 20 내지 70중량부를 포함하는 단량체 혼합물을 중합하여 쉘을 제조하는 단계;를
포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체의 제조방법을 제공한다.
상기 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체의 제조방법의 바람직한 실시예는 (a) 시드 단량체 100중량부에 대하여 알킬아크릴레이트 단량체 5 내지 90중량부, 가교제 0.01 내지 3중량부, 유화제 0.01 내지 3중량부, 그라프팅제 0.01 내지 3중량부, 중합개시제 0.01 내지 3중량부를 포함하는 단량체 혼합물을 중합하고 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 및 알킬메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 10 내지 95중량부, 가교제 0.01 내지 3중량부, 유화제 0.01 내지 5중량부, 그라프팅제 0.01 내지 3중량부 및 중합개시제 0.01 내지 3중량부를 포함하는 단량체 혼합물을 그라프트 중합하여 그라프트 시드를 제조하는 단계; (b) 상기 그라프트 시드 1 내지 20중량부의 존재하에, 알킬 아크릴레이트 단량체 20 내지 60중량부, 가교제 0.01 내지 3중량부, 그라프팅제 0.01 내지 3중량부 및 중합개시제 0.01 내지 3중량부를 포함하는 단량체 혼합물을 중합하여 코어를 제조하는 단계; 및 (c) 상기 코어의 존재하에, 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 및 알킬메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 20 내지 70 중량부, 중합개시제 0.01 내지 3중량부 및 유화제 0.01 내지 5중량부를 포함하는 단량체 혼합물을 중합하여 쉘을 제조하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
시드 중합시 시드 단량체 100중량부에 대하여 알킬아크릴레이트를 90중량부 초과로 하면 그라프트 경질 시드의 중량부가 줄어들어 가공시 고무의 찌그러짐 및 깨짐이 발생하여 충격 및 기타 물성이 나빠진다.
상기 알킬아크릴레이트 단량체는 부틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 및 에틸헥실 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 부틸 아크릴레이트를 사용하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 방향족 비닐 화합물은 스티렌, 알파-메틸스티렌, 파라-메틸스티렌 및 비닐톨루엔으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되며, 상기 비닐시안 화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 및 에타크릴로니트릴로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되며, 더욱 바람직하기로는 스티렌 및 아크릴로니트릴를 사용하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 알킬메타크릴레이트 화합물은 메틸메타크릴레이트 또는 에틸메타크릴레이트이며, 더욱 바람직하기로는 메틸메타크릴레이트를 사용하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 상기한 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체 20 내지 70중량%; 및 경질 매트릭스 수지 30 내지 80중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
상기 경질 매트릭스 수지는 SAN 수지, PVC 수지, PMMA 수지 및 PC 수지로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 SAN 수지를 사용하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
실시예 1
<ASA 그라프트 공중합체의 제조>
(시드의 제조)
(연질 시드의 제조 1)
질소 치환된 중합 반응기에 시드 제조에 사용된 시드 단량체 100중량부를 기준으로, 부틸 아크릴레이트 단량체 10중량부, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 0.1중량부, 알릴 메타크릴레이트 0.1중량부, 라우릴황산나트륨 0.7중량부 및 증류수 50중량부를 일괄 투입하고, 70℃까지 승온시킨 후, 칼륨 퍼설페이트 0.1중량부를 일괄 투여하여 반응을 개시하였다. 이후 1시간 동안 반응시켰다. 평균입경은 125nm이었다. 본 실시예에서 라텍스의 평균입경은 다이나믹 레이져 라이트 스케터링(dynamic laser light scattering)법으로 인텐시티 가우시안 분포(intensity Gaussian distribution, Nicomp 370HPL)를 이용하여 측정하였다.
(연질 시드의 제조 2)
그 다음 증류수 43중량부, 부틸아크릴레이트 단량체 65중량부, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 0.65중량부, 알릴 메타크릴레이트 0.65중량부, 칼륨 퍼설페이트 0.325중량부 및 라우릴황산나트륨 0.325중량부로 이루어진 혼합물을 70℃에서 4시간 동안 연속 투입하고, 투입 종료 후 1시간 동안 중합을 더 실시하여 평균입경 225nm의 고무 코어 라텍스를 제조하였다.
(경질 시드의 제조)
상기 연질 시드 라텍스에 스티렌 단량체 18.25중량부, 아크릴로니트릴 단량체 6.75중량부, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 0.25중량부, 알릴 메타크릴레이트 0.25중량부, 칼륨 퍼설페이트 0.13중량부, 라우릴황산나트륨 0.13중량부 및 증류수 17중량부로 이루어진 혼합물을 75℃에서 1.5시간 동안 연속 투입하면서 중합반응을 실시하였고, 상기 연속 투입이 종료된 후 중합 전환율을 높이기 위해 75℃를 유지한 다음, 1시간 동안 더 반응시키고, 반응기의 내부 온도를 60℃로 냉각시킨 후 중합 반응을 종료하여, 평균입경 246nm인 코어-쉘 구조의 시드 공중합체 라텍스를 얻었다.
(코어의 제조)
총 단량체 100중량부에 대해 상기 고무 시드 라텍스 10중량부(고형분 기준)에 증류수 20중량부, 부틸아크릴레이트 단량체 50중량부, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 0.3중량부, 알릴 메타크릴레이트 0.5중량부, 칼륨 퍼설페이트 0.05중량부 및 라우릴황산나트륨 0.6중량부로 이루어진 혼합물을 70℃에서 3시간 동안 연속 투입하고, 투입 종료 후 1시간 동안 중합을 더 실시하여, 평균입경 415nm의 고무 코어 라텍스를 제조하였다.
(쉘의 제조)
상기 고무 코어 라텍스에, 스티렌 단량체 29.2중량부, 아크릴로니트릴 단량체 10.8중량부, 칼륨 퍼설페이트 0.25중량부, 라우릴황산나트륨 0.6중량부 및 증류수 25중량부로 이루어진 혼합물을 75℃에서 2시간 동안 연속 투입하면서 중합반응을 실시하였고, 상기 연속 투입이 종료된 후 중합전환율을 높이기 위해 75℃를 유지한 다음, 1시간 동안 더 반응시키고, 반응기의 내부 온도를 60℃로 냉각시킨 후 중합반응을 종료하여, 평균입경 498nm인 시드-코어-쉘 구조의 ASA 그라프트 공중합체 라텍스를 얻었다.
<ASA 그라프트 공중합체 건조 분말의 제조>
상기 코어-쉘 구조의 ASA 그라프트 공중합체 라텍스를 염화칼슘 수용액을 사용하여 80℃에서 상압 응집한 후, 95℃에서 숙성하고, 세척 및 탈수한 다음, 90℃의 열풍으로 30분 동안 건조시켜 ASS 그라프트 공중합체 건조분말을 수득하였다. 상기 ASA 그라프트 공중합체 건조 분말은 수분 함량이 0.5% 미만이었고, 분말 밀도는 0.4g/cm3 이상이었다.
<수지 조성물 제조>
수지 조성물 100중량부를 기준으로 상기 ASA 그라프트 공중합체 건조 분말 40중량부, 경질 매트릭스 수지로 SAN 수지(90HR, LG화학) 60중량부, 활제 2중량부, 산화방지제 0.3중량부 및 자외선 안정제 0.3중량부, 카본블랙 1중량부를 혼합한 다음, 이를 실린더 온도 200℃ 조건 하에 40파이 압출혼련기를 사용하여 열가소성 수지 조성물 펠렛을 제조하였고, 이 열가소성 수지 조성물 펠렛을 사출하여 시편을 제조하였다. 이를 이용하여 인장강도, 경도, 광택, 아이조드 충격강도 및 안료 착색성을 측정하였다.
실시예 2
(시드의 제조)
(연질 시드의 제조 1)
연질 시드의 제조 1 단계는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
(연질 시드의 제조 2)
그 다음 증류수 27중량부, 부틸아크릴레이트 단량체 40중량부, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 0.4중량부, 알릴 메타크릴레이트 0.4중량부, 칼륨 퍼설페이트 0.2중량부 및 라우릴황산나트륨 0.2중량부로 이루어진 혼합물을 70℃에서 2.5시간 동안 연속 투입하고, 투입 종료 후 1시간 동안 중합을 더 실시하여 평균입경 203nm의 고무 코어 라텍스를 제조하였다.
(경질 시드의 제조)
상기 연질 시드 라텍스에 스티렌 단량체 36.5중량부, 아크릴로니트릴 단량체 13.5중량부, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 0.5중량부, 알릴 메타크릴레이트 0.5중량부, 칼륨 퍼설페이트 0.25중량부, 라우릴황산나트륨 0.25중량부 및 증류수 33중량부로 이루어진 혼합물을 75℃에서 3시간 동안 연속 투입하면서 중합반응을 실시하였고, 상기 연속 투입이 종료된 후 중합 전환율을 높이기 위해 75℃를 유지한 다음, 1시간 동안 더 반응시키고, 반응기의 내부 온도를 60℃로 냉각시킨 후 중합 반응을 종료하여, 평균입경 249nm인 코어-쉘 구조의 시드 공중합체 라텍스를 얻었다.
(코어의 제조)
코어의 제조는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
(쉘의 제조)
쉘의 제조는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
<ASA 그라프트 공중합체 건조 분말의 제조>
ASA 그라프트 공중합체 건조 분말의 제조는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
<수지 조성물 제조>
수지 조성물의 제조는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 3
(시드의 제조)
(연질 시드의 제조 1)
연질 시드의 제조 1 단계는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
(연질 시드의 제조 2)
그 다음 증류수 53중량부, 부틸아크릴레이트 단량체 80중량부, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 0.8중량부, 알릴 메타크릴레이트 0.3중량부, 칼륨 퍼설페이트 0.4중량부 및 라우릴황산나트륨 0.4중량부로 이루어진 혼합물을 70℃에서 5시간 동안 연속 투입하고, 투입 종료 후 1시간 동안 중합을 더 실시하여 평균입경 239nm의 고무 코어 라텍스를 제조하였다.
(경질 시드의 제조)
상기 연질 시드 라텍스에 스티렌 단량체 7.3중량부, 아크릴로니트릴 단량체 2.7중량부, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 0.1중량부, 알릴 메타크릴레이트 0.1중량부, 칼륨 퍼설페이트 0.05중량부, 라우릴황산나트륨 0.05중량부 및 증류수 6.7중량부로 이루어진 혼합물을 75℃에서 30분 동안 연속 투입하면서 중합반응을 실시하였고, 상기 연속 투입이 종료된 후 중합 전환율을 높이기 위해 75℃를 유지한 다음, 1시간 동안 더 반응시키고, 반응기의 내부 온도를 60℃로 냉각시킨 후 중합 반응을 종료하여, 평균입경 245nm인 코어-쉘 구조의 시드 공중합체 라텍스를 얻었다.
(코어의 제조)
코어의 제조는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
(쉘의 제조)
쉘의 제조는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
<ASA 그라프트 공중합체 건조 분말의 제조>
ASA 그라프트 공중합체 건조 분말의 제조는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
<수지 조성물 제조>
수지 조성물의 제조는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예 1
(시드의 제조)
연질 시드를 제조하지 않고 경질 시드를 제조하였다.
(경질 시드의 제조)
질소 치환된 중합 반응기에 시드 제조에 사용된 시드 단량체 100중량부를 기준으로, 스티렌 단량체 7.3중량부, 아크릴로니트릴 단량체 2.7중량부, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 0.1중량부, 알릴 메타크릴레이트 0.1중량부, 라우릴황산나트륨 0.7중량부 및 증류수 50중량부를 일괄 투입하고, 75℃까지 승온시킨 후, 칼륨 퍼설페이트 0.1중량부를 일괄 투여하여 반응을 개시하였다. 이후 1시간 동안 반응시켰다.
그 다음 스티렌 단량체 65.7중량부, 아크릴로니트릴 단량체 24.3중량부, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 0.9중량부, 알릴 메타크릴레이트 0.9중량부, 칼륨 퍼설페이트 0.45중량부, 라우릴황산나트륨 0.45중량부 및 증류수 60중량부로 이루어진 혼합물을 75℃에서 5.5시간 동안 연속 투입하면서 중합반응을 실시하였고, 상기 연속 투입이 종료된 후 중합 전환율을 높이기 위해 75℃를 유지한 다음, 1시간 동안 더 반응시키고, 반응기의 내부 온도를 60℃로 냉각시킨 후 중합 반응을 종료하여 경질 시드 라텍스를 얻었다.
나머지는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예 2
(시드의 제조)
(연질 시드의 제조 1)
연질 시드의 제조 1 단계는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
(연질 시드의 제조 2)
그 다음 증류수 57중량부, 부틸아크릴레이트 단량체 85중량부, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 0.85중량부, 알릴 메타크릴레이트 0.85중량부, 칼륨 퍼설페이트 0.425중량부 및 라우릴황산나트륨 0.425중량부로 이루어진 혼합물을 70℃에서 5시간 동안 연속 투입하고, 투입 종료 후 1시간 동안 중합을 더 실시하여 평균입경 244nm의 고무 코어 라텍스를 제조하였다.
(경질 시드의 제조)
상기 연질 시드 라텍스에 스티렌 단량체 2.65중량부, 아크릴로니트릴 단량체 1.35중량부, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 0.05중량부, 알릴 메타크릴레이트 0.05중량부, 칼륨 퍼설페이트 0.03중량부, 라우릴황산나트륨 0.03중량부 및 증류수 3.33중량부로 이루어진 혼합물을 75℃에서 15분 동안 연속 투입하면서 중합반응을 실시하였고, 상기 연속 투입이 종료된 후 중합 전환율을 높이기 위해 75℃를 유지한 다음, 1시간 동안 더 반응시키고, 반응기의 내부 온도를 60℃로 냉각시킨 후 중합 반응을 종료하여, 평균입경 245nm인 코어-쉘 구조의 시드 공중합체 라텍스를 얻었다.
나머지는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
[시험예]
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 시편의 물성을 하기의 방법으로 측정하고 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
* 인장강도(50mm/min, kg/cm2): ASTM D638에 의거하여 측정하였다.
* 광택도(45°): ASTM D523에 의거하여 측정하였다.
* 아이조드 충격강도(1/4 notched at 23℃, kg·cm/cm): ASTM D256에 의거하여 측정하였다.
* 안료착색성: 색차계를 이용하여 ASTM D1003에 의거하여 착색성 측정 시편의 L값을 측정하였다. L값이 낮을수록 명도가 낮아 진한 흑색을 띄게 되어 안료 착색성이 좋음을 의미한다.
* 로크웰경도(Rockwell 경도): ASTM D785에 의거하여 측정하였고 시험 조건은 R-scale이다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
인장강도 375 376 375 377 330
경도 93.3 93.5 92.0 93.4 89.3
광택 87.5 85.1 83.4 85.0 63.8
충격강도 24.0 25.4 23.8 22.6 19.2
안료착색성 28.2 28.3 29.2 28.1 32.8
실시예 1 내지 3은 연질 시드를 사용하여 비교예 1 내지 2 대비 기존 물성은 동일하나 충격강도를 향상시켰다. 비교예 2의 경우 많은 양의 연질 시드를 사용할 경우 오히려 가공시에 고무의 깨짐 및 찌그러짐이 발생하여 전체적으로 물성이 나빠지는 경향을 보인다.

Claims (13)

  1. 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체의 제조에 사용된 총 단량체 100중량부에 대하여,
    (a) 시드 단량체 100중량부에 대하여, 알킬아크릴레이트 단량체 5 내지 90중량부가 중합되어 형성된 연질 시드 및 상기 연질 시드를 감싸며, 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 및 알킬메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 10 내지 95중량부가 중합되어 형성된 경질 시드로 구성된 그라프트 시드;
    (b) 상기 그라프트 시드 1 내지 20중량부를 감싸며, 알킬 아크릴레이트 단량체 20 내지 60중량부가 중합되어 형성된 코어; 및
    (c) 상기 코어를 감싸며, 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 및 알킬메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 20 내지 70중량부가 중합되어 형성된 쉘;을
    포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 알킬아크릴레이트 단량체는 부틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 및 에틸헥실 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 방향족 비닐 화합물은 스티렌, 알파-메틸스티렌, 파라-메틸스티렌 및 비닐톨루엔으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 비닐시안 화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 및 에타크릴로니트릴로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 알킬메타크릴레이트 화합물은 메틸메타크릴레이트 또는 에틸메타크릴레이트인 것을 특징으로 하는 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체.
  6. 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체의 제조에 사용된 총 단량체 100중량부에 대하여,
    (a) 시드 단량체 100중량부에 대하여, 알킬아크릴레이트 단량체 5 내지 90중량부를 중합하고 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 및 알킬메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 10 내지 95중량부를 그라프트 중합하여 그라프트 시드를 제조하는 단계;
    (b) 상기 그라프트 시드 1 내지 20중량부의 존재하에, 알킬 아크릴레이트 단량체 20 내지 60중량부를 중합하여 코어를 제조하는 단계; 및
    (c) 상기 코어의 존재하에, 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 및 알킬메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 20 내지 70중량부를 중합하여 쉘을 제조하는 단계;를
    포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체의 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체의 제조방법은,
    (a) 시드 단량체 100중량부에 대하여 알킬아크릴레이트 단량체 5 내지 90중량부, 가교제 0.01 내지 3중량부, 유화제 0.01 내지 3중량부, 그라프팅제 0.01 내지 3중량부, 중합개시제 0.01 내지 3중량부를 중합하고 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 및 알킬메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 10 내지 95중량부, 가교제 0.01 내지 3중량부, 유화제 0.01 내지 3중량부, 그라프팅제 0.01 내지 3중량부 및 중합개시제 0.01 내지 3중량부를 그라프트 중합하여 그라프트 시드를 제조하는 단계;
    (b) 상기 그라프트 시드 1 내지 20중량부의 존재하에, 알킬 아크릴레이트 단량체 20 내지 60중량부, 가교제 0.01 내지 3중량부, 그라프팅제 0.01 내지 3중량부 및 중합개시제 0.01 내지 3중량부를 중합하여 코어를 제조하는 단계; 및
    (c) 상기 코어의 존재하에, 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 및 알킬메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 20 내지 70중량부, 중합개시제 0.01 내지 3중량부 및 유화제 0.01 내지 5중량부를 중합하여 쉘을 제조하는 단계;를
    포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체의 제조방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 알킬아크릴레이트 단량체는 부틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 및 에틸헥실 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체의 제조방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 방향족 비닐 화합물은 스티렌, 알파-메틸스티렌, 파라-메틸스티렌 및 비닐톨루엔으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체의 제조방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 비닐시안 화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 및 에타크릴로니트릴로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체의 제조방법.
  11. 제 6항에 있어서,
    상기 알킬메타크릴레이트 화합물은 메틸메타크릴레이트 또는 에틸메타크릴레이트인 것을 특징으로 하는 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체의 제조방법.
  12. 제 1항에 의한 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체 20 내지 70중량%; 및
    경질 매트릭스 수지 30 내지 80중량%;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 경질 매트릭스 수지는 SAN 수지, PVC 수지, PMMA 수지 및 PC 수지로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
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