KR101698054B1 - Polymer film containing reactive latex molecule - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 반응성 라텍스 입자를 포함하는 고분자 필름은, 제1 반응성 라텍스 입자 및 금속 산화물을 포함하는 제2 반응성 라텍스 입자를 포함하여 다층 구조로 이루어져 낮은 계면 에너지를 가져 휨강도, 내수성 및 인장강도가 높다.
또한, 제2 반응성 라텍스 입자는 금속 산화물 입자를 포함하여 경화에 의한 고분자 필름의 물성 변화를 방지하며, 항균력이 우수하다.
The polymer film comprising the reactive latex particles according to the present invention has a multilayer structure including the first reactive latex particles and the second reactive latex particles including the metal oxide and has a low interfacial energy to have high flexural strength, water resistance and tensile strength .
In addition, the second reactive latex particles include metal oxide particles to prevent change in physical properties of the polymer film due to curing, and are excellent in antibacterial activity.

Description

반응성 라텍스 입자를 포함하는 고분자 필름{Polymer film containing reactive latex molecule}A polymer film containing reactive latex particles {Polymer film containing reactive latex molecule}

본 발명은 반응성 라텍스 입자를 포함하는 고분자 필름에 관한 것이다.The present invention relates to a polymer film comprising reactive latex particles.

라텍스는 주변에서 우리가 흔히 접할 수 있는 소재로서, 접착제 또는 방수제의 원료로 사용되거나 라텍스 고무로 제조되어 풍선, 라텍스 고무 장갑, 라텍스 침구 등으로 제조되어 이용되고 있다. 특히, 최근에는 모기업에서는 내수성이 향상된 프린팅 방법 등에 이용할 수 있도록 라텍스를 이용한 잉크를 제조하여 사용되고 있다.Latex is a material that can be commonly contacted by the surrounding area, and is used as a raw material of an adhesive or a waterproofing agent, or is made of latex rubber, and is made of balloon, latex rubber gloves, latex bedding, and the like. In particular, in recent years, inks of latex have been used in mother companies for use in printing methods with improved water resistance.

하지만, 천연 고무를 사용하여 제조된 라텍스에는 천연 고무에 함유된 단백질이 일부 사용자들에게 통증이나 발진 등의 알러지 반응을 일으켜 이와 같은 특성이 문제가 되어, 이를 보완하기 위해서 알러지 반응을 일으키지 않는 합성 고무 라텍스를 제조하여 이용하고 있다.However, in latex prepared using natural rubber, the protein contained in natural rubber causes an allergic reaction such as pain or rash to some users, which is a problem. To overcome this problem, a synthetic rubber which does not cause an allergic reaction Latex is manufactured and used.

일반적인 합성 고무 라텍스를 제조하기 위해서는 최근에 환경 문제에 대한 인식이 점차 증가됨에 따라 물을 이용한 친환경적인 방법인 유화중합 공정으로 고분자 라텍스를 고분자 분체로 연속적으로 제조하는 방법을 사용하고 있다.Recently, as perception of environmental problems has been increasingly recognized in order to produce general synthetic rubber latex, a method of continuously producing polymer latex with polymer powder by an emulsion polymerization process which is an environmentally friendly method using water is used.

상기한 유화중합 공정은 1차로 고분자 라텍스에 무기염류 또는 산류 등의 응집제 수용액을 투입하여 고분자 라텍스의 정전기적 안정화에 영향을 주어 라텍스 입자가 깨어지면서 라텍스 내 고분자 입자들은 서로 뭉쳐 응집되고, 이와 같이 서로 뭉쳐진 고분자 입자 슬러리(Slurry)를 제조한다. 이러한 슬러리는 물리적 결합을 형성하지 못한 일종의 다중체 모임(multi-particle assemblage)을 이루고 있기 때문에 이러한 상태로는 외부의 전단력(Shear) 등에 의해서 슬러리가 쉽게 파쇄 현상(break-up)이 일어날 수 있어, 슬러리의 강도를 증가시키기 위하여 숙성 과정을 거치게 하여 사슬 간 상호 침투에 의하여 어느 정도의 강도를 갖는 하나의 입자를 형성하도록 한다.In the emulsion polymerization process described above, the aqueous solution of the flocculant such as inorganic salts or acids is first added to the polymer latex to affect the electrostatic stabilization of the polymer latex. As the latex particles break, the polymer particles in the latex coalesce and aggregate with each other, To prepare a coagulated polymer particle slurry. Since such a slurry forms a kind of multi-particle assemblage which does not form a physical bond, the slurry may break-up easily due to external shear force in such a state, In order to increase the strength of the slurry, it is aged so that one particle having a certain strength is formed by interpenetration between chains.

하지만, 상기와 같은 공정은 대부분 과량의 응집제를 사용하여 응집과정이 매우 빨라 고분자 라텍스 입자 간 엉겨붙는 과정이 상당히 무질서해지기 때문에 최종 입자는 불규칙적인 형상이 되고 입도 분포도 상당히 넓어지는 단점이 있으며, 제조된 라텍스 소재 내에 미분말상의 분체가 다량 발생하여 탈수 및 건조 능력 저하로 인해 제품 제조시 탈수 및 건조가 느려 라텍스 필름의 제조 시간이 증가하고, 내수성 및 인장강도가 떨어지는 문제점이 있었으며, 고분자 라텍스를 사용하여 제조되는 라텍스 필름은 자외선에 약해 수분에 노출된 경우 햇볕에 말리게 되면 수분이 증발하면서 자외선에 의한 경화 현상이 발생하여 변형이 쉽게 발생할 수 있으며, 천연 라텍스에 비해 항균 능력이 낮은 단점이 있었다.However, since most of the above processes use a large amount of coagulant to agglomerate very quickly, the process of entangling the polymer latex particles becomes quite disordered, so that the final particles become irregular and the particle size distribution becomes considerably wider. There is a problem that the production time of the latex film is increased and the water resistance and the tensile strength are lowered due to slow dehydration and drying in the production of the product due to the dehydration and drying ability deterioration due to the generation of a large amount of fine powder powders in the latex material. When the latex film is exposed to water and is weak to ultraviolet rays, when dried in the sun, moisture is evaporated and hardened due to ultraviolet rays, which may easily occur, and the antibacterial ability is lower than that of natural latex.

따라서, 유화 중합 반응에 의해 제조되는 라텍스의 단점을 보완하기 위한 환경 친화적 고분자 필름 제조에 관심이 고조되고 있으며 이를 해결하기 위한 방법으로 유화중합 기술을 이용한 수용성 소재를 개발하고, 고분자 입자로 잘 분산된 균일한 상태로 존재하며 필름 형성 시 열에 의한 분산매의 증발로 입자들을 서로 융합시켜 얇은 필름을 형성시킬 수 있도록 유화중합에 의해 제조된 라텍스소재에 관한 연구가 필요한 실정이다. Therefore, there is a growing interest in the production of environmentally friendly polymer films to overcome the disadvantages of latex produced by emulsion polymerization. Water-soluble materials using emulsion polymerization techniques have been developed as a method to solve this problem, It is necessary to study a latex material produced by emulsion polymerization so that a thin film can be formed by fusing particles by evaporation of a dispersion medium due to heat when the film is formed in a homogeneous state.

한국등록특허 제10-0512224호 (공개일 : 2001.04.25)Korean Patent No. 10-0512224 (published on April 25, 2001) 한국등록특허 제10-1168401호 (공개일 : 2010.03.31)Korean Patent No. 10-1168401 (published on March 31, 2010) 한국공개특허 제10-2014-0050708호 (공개일 : 2014.04.29)Korean Patent Laid-Open No. 10-2014-0050708 (Published on 2014.04.29) 한국공개특허 제10-2012-0094021호 (공개일 : 2012.08.23)Korean Published Patent Application No. 10-2012-0094021 (Publication date: Aug. 23, 2012)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 유화 중합 반응에 의해 제조되는 라텍스의 단점을 보완하고 환경 친화적 고분자 필름 제조를 위해, 반응성 라텍스 입자를 포함하는 고분자 필름에 관한 기술 내용을 제공하고자 하는 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a polymer film comprising reactive latex particles for preparing environmentally friendly polymer films, Technology contents.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은, 제1 반응성 라텍스 입자를 포함하는 베이스 수지층 및 금속 산화물 및 제2 반응성 라텍스 입자를 포함하는 금속 산화물 수지층을 포함하여 다층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 고분자 필름을 제안한다.In order to accomplish the above object, the present invention is characterized in that it has a multilayer structure including a base resin layer containing first reactive latex particles and a metal oxide resin layer containing a metal oxide and second reactive latex particles By weight based on the total weight of the polymer film.

또한, 상기 제1 반응성 라텍스 입자는 카르복실기를 포함하는 불포화 단량체 및 에폭시기를 포함하는 불포화 단량체의 공중합체이고, 상기 제2 반응성 라텍스 입자는 불소 및 실란을 포함하는 불포화 단량체의 공중합체인 것을 특징으로 한다.The first reactive latex particle is a copolymer of an unsaturated monomer containing a carboxyl group and an unsaturated monomer containing an epoxy group, and the second reactive latex particle is a copolymer of an unsaturated monomer containing fluorine and silane.

또한, 상기 금속 산화물은 산화 알루미늄, 산화 안티몬, 산화 주석, 산화 비스무트, 이산화 티탄으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.The metal oxide may be at least one selected from aluminum oxide, antimony oxide, tin oxide, bismuth oxide, and titanium dioxide.

본 발명에 따른 반응성 라텍스 입자를 포함하는 고분자 필름은, 제1 반응성 라텍스 입자 및 금속 산화물을 포함하는 제2 반응성 라텍스 입자를 포함하여 다층 구조의 낮은 계면 에너지를 가져 휨강도, 내수성 및 인장강도가 높다.The polymer film comprising the reactive latex particles according to the present invention includes the second reactive latex particles including the first reactive latex particles and the metal oxide, and has a low interfacial energy of the multi-layer structure, so that the bending strength, the water resistance and the tensile strength are high.

또한, 금속 산화물을 포함하여 경화에 의한 물성 변화를 방지하며, 종래에 제조된 고분자 필름에 비해 항균력이 우수하다.In addition, it includes a metal oxide to prevent change in physical properties due to curing, and is superior in antibacterial activity to a conventionally produced polymer film.

도 1은 본 실시예에 따른 고분자 필름의 단면을 촬영한 TEM 이미지이다.
도 2는 본 실시예에 따른 고분자 필름을 촬영한 이미지이다.
1 is a TEM image of a section of a polymer film according to the present embodiment.
2 is an image of a polymer film according to the present embodiment.

이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 반응성 라텍스 입자를 포함하는 고분자 필름은, 제1 반응성 라텍스 입자를 포함하는 베이스 수지층과 금속 산화물 및 제2 반응성 라텍스 입자로 이루어진 금속 산화물 수지층을 포함하여 계층화된 다층 구조를 이룬다.
The polymer film comprising the reactive latex particles according to the present invention has a layered multi-layer structure including a base resin layer containing first reactive latex particles and a metal oxide resin layer comprising a metal oxide and second reactive latex particles.

보다 상세히 설명하면, 상기 제1 반응성 라텍스 입자는 카르복실기를 포함하는 불포화 단량체 및 에폭시기를 포함하는 불포화 단량체를 블렌딩(blending) 후 공중합하여 베이스 수지층을 형성하도록 구성할 수 있다.More specifically, the first reactive latex particles may be formed by blending an unsaturated monomer containing a carboxyl group and an unsaturated monomer containing an epoxy group, followed by copolymerization to form a base resin layer.

이를 위해서, 상기한 카르복실기를 포함하는 불포화 단량체는 카르복실기를 포함하는 스티렌(styrene), 메틸스티렌(methylstyrene) 등의 비닐방향족(aromatic vinyls) 단량체, 메타크릴레이트(methacrylate)계 단량체, 탄소수 1 내지 6 정도의 알킬기를 갖는 알킬메타아크릴레이트(alkyl methacrylate) 단량체, 알코올 아크릴레이트(alcohol acrylate)계, 아크릴로나이트릴(acrylonitrile), 메타아크릴로나이트릴(methacrylonitrile) 등의 비닐시아나이드(vinyl cyanide)계 단량체, 또는 비닐클로라이드(vinyl chloride), 비닐브로마이드(vinyl bromide) 등의 비닐할로겐(vinyl halide)계 단량체 등을 단독 또는 2종 이상 혼합한 불포화 단량체를 사용할 수 있다.For this purpose, the above unsaturated monomers containing a carboxyl group include aromatic vinyl monomers such as styrene and methylstyrene, methacrylate monomers containing a carboxyl group, monomers containing about 1 to 6 carbon atoms (Vinyl cyanide) monomer such as an alkyl methacrylate monomer having an alkyl group of an alkyl group, an alcohol acrylate group, an acrylonitrile group and a methacrylonitrile group, Or vinyl halide based monomers such as vinyl chloride and vinyl bromide, or the like, or an unsaturated monomer obtained by mixing two or more of these monomers.

그리고, 상기한 에폭시기를 포함하는 불포화 단량체는 에폭시기를 포함하는 스티렌(styrene), 메틸스티렌(methylstyrene) 등의 비닐방향족(aromatic vinyls) 단량체, 메타크릴레이트(methacrylate)계 단량체, 탄소수 1 내지 6 정도의 알킬기를 갖는 알킬메타아크릴레이트(alkyl methacrylate) 단량체, 알코올 아크릴레이트(alcohol acrylate)계, 아크릴로나이트릴(acrylonitrile), 메타아크릴로나이트릴(methacrylonitrile) 등의 비닐시아나이드(vinyl cyanide)계 단량체, 또는 비닐클로라이드(vinyl chloride), 비닐브로마이드(vinyl bromide) 등의 비닐할로겐(vinyl halide)계 단량체 등을 단독 또는 2종 이상 혼합한 불포화 단량체를 사용할 수 있다.The unsaturated monomer containing an epoxy group may be an aromatic vinyl monomer such as styrene or methylstyrene, a methacrylate monomer containing an epoxy group, a monomer having a carbon number of about 1 to 6, Vinyl cyanide type monomers such as alkyl methacrylate monomers having an alkyl group, alcohol acrylate type, acrylonitrile, and methacrylonitrile, Or a vinyl halide based monomer such as vinyl chloride or vinyl bromide, or the like, or an unsaturated monomer obtained by mixing two or more of these monomers.

상기한 제1 반응성 라텍스 입자는 상기한 카르복실기를 포함하는 불포화 단량체 및 에폭시기를 포함하는 불포화 단량체를 음이온성, 양이온성, 비이온성 계면활성제 또는 이의 혼합물을 사용하여 물에 분산시키고, 계면활성제를 제거한 후, 제1 반응성 라텍스 입자의 총 중량 기준으로 5 중량% 이하의 개시제 및 응집제를 첨가해 유화 중합 반응을 통해 공중합체로 제조되어 베이스 수지층을 형성시키는 역할을 하며, 카르복실기 및 에폭시기의 반응성 작용기를 가지는 불포화 단량체를 사용함에 따라 통상적으로 사용되던 황이나 가황 촉진제를 사용하지 않고도 라텍스 필름을 제조하는 것이 가능하여, 카르복실기와 에폭시기가 유화 중합 반응을 통해 가교 반응을 일으켜 수지층의 결합력 및 기계적 강도를 증가시킬 수 있도록 고분자 사슬들이 서로 얽히고 연결되어서 연속적인 형태의 베이스 수지층을 형성시킨다.The first reactive latex particles are prepared by dispersing an unsaturated monomer containing an carboxyl group and an unsaturated monomer containing an epoxy group in water using an anionic, cationic, nonionic surfactant or a mixture thereof, removing the surfactant And 5% by weight or less of an initiator and a coagulant based on the total weight of the first reactive latex particles to form a copolymer resin through emulsion polymerization to form a base resin layer, wherein the reactive functional group having a carboxyl group and an epoxy group It is possible to prepare a latex film without using sulfur or a vulcanization accelerator which is conventionally used because of the use of an unsaturated monomer, and a carboxyl group and an epoxy group undergo crosslinking reaction through an emulsion polymerization reaction to increase the bonding strength and mechanical strength of the resin layer Polymer chains are intertwined so that And it is connected to form a continuous form of the number of the base resin layer.

참고로, 상기한 베이스 수지층은 에폭시기를 포함하는 불포화 단량체 및 카르복실기를 포함하는 불포화 단량체의 혼합(blending) 비율에 따라 기계적 물성이 달라질 수 있으며, 에폭시기를 포함하는 불포화 단량체의 함량이 증가하면 가교 밀도가 증가해 인장강도가 향상되고, 카르복실기를 포함하는 불포화 단량체의 비율이 증가하면 투습도가 증가하는 특성을 나타내 고분자 필름의 사용목적에 따라 다양한 혼합비율로 제조할 수 있다.For reference, the mechanical properties may vary depending on the blending ratio of the unsaturated monomer containing an epoxy group and the unsaturated monomer containing a carboxyl group, and when the content of the unsaturated monomer containing an epoxy group is increased, The tensile strength is increased and the moisture permeability is increased when the proportion of the unsaturated monomer containing a carboxyl group is increased. Thus, the polymer can be produced at various mixing ratios depending on the intended use of the polymer film.

그리고, 반응성 라텍스 입자 제조시 불포화 단량체를 계면활성제에 분산시키는 과정에서 이온성 가교제, 안료, 충진제, 증점제 또는 pH조절제 등의 첨가제를 유화 중합 반응 전에 반응성 라텍스 입자 총 중량 기준으로 1 내지 5 중량% 범위로 추가로 첨가하여 제조되는 필름층의 물성을 향상시키도록 구성할 수 있으며, 상기한 응집제는 염산, 황산, 인산 등의 수용성 무기산 또는 염화칼슘, 황산마그네슘 등의 무기염 등을 1종 이상 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 고분자 필름의 특성에 따른 응집제의 임계 응집 농도에 의해 사용량을 조절하도록 구성할 수 있다.
In preparing the reactive latex particles, additives such as ionic crosslinking agents, pigments, fillers, thickeners, and pH adjusters are dispersed in the range of 1 to 5 wt% based on the total weight of the reactive latex particles before emulsion polymerization in the course of dispersing the unsaturated monomer in the surfactant The flocculant may be a water-soluble inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid or phosphoric acid, or an inorganic salt such as calcium chloride or magnesium sulfate, etc., And can be configured to control the amount of use depending on the critical coagulation concentration of the coagulant depending on the characteristics of the polymer film.

또한, 상기 제2 반응성 라텍스 입자는 산화 알루미늄, 산화 안티몬, 산화 주석, 산화 비스무트로부터 선택되는 1종 이상의 금속 산화물 나노입자를 포함하고, 불소 및 실란을 포함하는 불포화 단량체를 다양한 불포와 단량체와 블렌딩 후, 공중합하여 수지층을 이루도록 구성할 수 있다.In addition, the second reactive latex particles may include at least one metal oxide nanoparticle selected from aluminum oxide, antimony oxide, tin oxide, and bismuth oxide, and the unsaturated monomer containing fluorine and silane may be blended with various fire retardants and monomers And copolymerize them to form a resin layer.

이를 위해서, 제2 반응성 라텍스 입자는 불소 및 실란을 포함하는 불포화 단량체를 이용할 수 있으며, 스티렌(styrene), 메틸스티렌(methylstyrene) 등의 비닐방향족(aromatic vinyls) 단량체, 메타크릴레이트(methacrylate)계 단량체, 탄소수 1 내지 6 정도의 알킬기를 갖는 알킬메타아크릴레이트(alkyl esters of methacrylic acid) 단량체, 알코올 아크릴레이트(ethyl acrylate)계, 아크릴로나이트릴(acrylonitrile), 메타아크릴로나이트릴(methacrylonitrile) 등의 비닐시아나이드(vinyl cyanide)계 단량체, 또는 비닐클로라이드(vinyl chloride), 비닐브로마이드(vinyl bromide) 등의 비닐할로겐(vinyl halide)계 단량체 등을 단독 또는 2종 이상 혼합한 불포화 단량체를 사용할 수 있으며 전체 제2 반응성 라텍스 입자의 총중량기준으로 10 내지 90 중량%로 불소 및 실란을 포함하는 불포화 단량체를 포함하는 것이 바람직하며, 나머지 불포화 단량체는 상기한 제1 반응성 라텍스 입자를 구성하는 불포화 단량체를 추가로 첨가하여 수지층을 구성할 수 있도록 혼합하는 것이 바람직하다.For this purpose, the second reactive latex particles can use unsaturated monomers including fluorine and silane, and can be obtained by reacting an aromatic vinyl monomer such as styrene, methylstyrene, etc., a methacrylate monomer Alkyl esters of methacrylic acid having an alkyl group of about 1 to 6 carbon atoms, ethyl acrylate, acrylonitrile, and methacrylonitrile. A vinyl cyanide monomer or a vinyl halide monomer such as vinyl chloride or vinyl bromide may be used alone or in combination of two or more. And an unsaturated monomer containing fluorine and silane in an amount of 10 to 90% by weight based on the total weight of the second reactive latex particles Preferably, the remaining unsaturated monomer is further mixed with the unsaturated monomer constituting the first reactive latex particles so as to form a resin layer.

상기한 제2 반응성 라텍스 입자는 불소 및 실란을 포함하는 불포화 단량체는 개시제 및 응집제를 첨가한 후, 유화 중합 반응을 통해 공중합되어 베이스 수지층의 상면에 수지층을 형성하여, 베이스 수지층과 수지층으로 구성된 계층화된 다층 구조의 고분자 필름을 형성시킬 수 있다.
In the second reactive latex particles, the unsaturated monomer containing fluorine and silane is copolymerized through an emulsion polymerization reaction after adding an initiator and a coagulant to form a resin layer on the upper surface of the base resin layer, Layered multi-layered polymer film.

또한, 상기한 베이스 수지층 상에 금속 산화물 나노입자를 포함하는 제2 반응성 라텍스 입자를 코팅하여 수지층을 형성시키고 계층화된 고분자 필름을 제조할 수 있다.In addition, the second reactive latex particles including the metal oxide nanoparticles may be coated on the base resin layer to form a resin layer to produce a layered polymer film.

이를 위해, 상기 제2 반응성 라텍스를 구성하는 불소 및 실란을 포함하는 불포화 단량체를 음이온성, 양이온성 또는 비이온성 계면활성제 또는 이의 혼합물을 사용하여 물에 분산시키고, 계면활성제를 제거한 후, 개시제 및 응집제를 첨가해 유화 중합 반응을 통해 공중합체로 제조되어 제2 반응성 라텍스 입자를 포함하는 수지층을 형성시키며, 불소 및 실란을 포함하는 불포화 단량체를 사용하여 베이스 수지층의 카르복실기 및 에폭시기와 가교 반응을 일으켜 수지층의 결합력 및 기계적 강도를 증가시킬 수 있도록 고분자 사슬들이 서로 얽히고 연결되어서 연속적인 형태의 수지층을 형성시켜 고분자 필름을 제조할 수 있으며, 베이스 수지층 형성을 위해 사용된 것과 동일한 첨가제를 첨가하여 금속 산화물 수지층의 물성을 더욱 향상시키도록 구성할 수 있다.
To this end, the unsaturated monomer containing fluorine and silane constituting the second reactive latex is dispersed in water using an anionic, cationic or nonionic surfactant or a mixture thereof, and after removing the surfactant, the initiator and the flocculant Is added to the resin to form a copolymer through emulsion polymerization to form a resin layer containing the second reactive latex particles and a crosslinking reaction is caused between the carboxyl group and the epoxy group of the base resin layer by using an unsaturated monomer containing fluorine and silane In order to increase the bonding strength and mechanical strength of the resin layer, the polymer chains are intertwined and connected to form a continuous resin layer to form a polymer film. The same additives as those used for forming the base resin layer are added So as to further improve the physical properties of the metal oxide resin layer Can.

상기한 바와 같이 하여 제조된 고분자 필름은 반응성 라텍스 입자들 간에 입자와 입자 혹은 입자와 수지층과의 계면 접촉으로 또는 분자 상호확산에 의하여 고분자 필름의 결합력을 증가시키며, 제1 반응성 라텍스 및 제2 반응성 라텍스 간에 이온결합, 수소결합, 공유결합 등에 의해 화학적으로 가교 반응을 할 수 있는 기능성 물질이 부착되어 있어 가교 결합된 네트워크를 형성할 수 있고, 기계적 강도 및 용매 저항성을 향상시킬 수 있다.
The polymer film produced as described above increases the binding force of the polymer film by interfacial contact between the particles and the particles or particles and the resin layer among the reactive latex particles or by interdiffusion of molecules, and the first reactive latex and the second reactive Functional materials capable of chemically crosslinking by ionic bonding, hydrogen bonding, covalent bonding or the like are attached to the latex to form a crosslinked network, and mechanical strength and solvent resistance can be improved.

상기한 바와 같이 하여 제조된 고분자 필름은 산화 알루미늄, 산화 안티몬, 산화 주석, 산화 비스무트, 이산화 티탄 등의 금속 산화물 입자를 포함하고, 불소 및 실란을 포함하는 불포화 단량체를 사용하여 제조되기 때문에, 자외선을 흡수할 수 있는 금속 산화물 수지층이 표면에 형성되어, 제조된 고분자 필름의 물성을 향상시켜 내구력을 향상시키는 역할을 하며, 이산화 티탄을 포함하여 제조되는 고분자 필름의 항균 활성을 증대시킬 수 있다.Since the polymer film produced as described above contains metal oxide particles such as aluminum oxide, antimony oxide, tin oxide, bismuth oxide, titanium dioxide and the like and is produced using an unsaturated monomer containing fluorine and silane, A metal oxide resin layer capable of absorbing is formed on the surface to improve physical properties of the produced polymer film to improve durability and the antibacterial activity of the polymer film including titanium dioxide can be enhanced.

또한, 금속 산화물 수지층과 베이스 수지층의 다층 구조의 형태로 고분자 필름이 제조되기 때문에 낮은 계면 에너지를 가져 휨강도, 내수성 및 인장강도가 높다.Further, since a polymer film is produced in the form of a multi-layer structure of a metal oxide resin layer and a base resin layer, it has a low interfacial energy and a high bending strength, water resistance and tensile strength.

그리고, 더욱 두꺼운 필름의 제조를 위해 동일한 방식으로 상기한 베이스 수지층과 금속 산화물 수지층을 반복 적층하도록 구성할 수 있다.
The base resin layer and the metal oxide resin layer may be repeatedly laminated in the same manner for the production of a thicker film.

<실시예><Examples>

본 실시예에 따른 고분자 필름을 제조하기 위해서, 제1 반응성 라텍스 입자는 카르복실기를 포함하는 불포화 단량체 및 에폭시기를 포함하고 공중합이 가능한 모노에틸렌성 불포화 단량체를 사용하였다.In order to produce the polymer film according to the present embodiment, the first reactive latex particles were composed of monoethylenically unsaturated monomers containing an unsaturated monomer containing a carboxyl group and an epoxy group and capable of copolymerization.

카르복실기를 포함하는 불포화 단량체는 스타이렌(styrene), 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate)을 공중합한 폴리스타이렌부타디엔 공중합체를 구입하여 사용하였으며, 에폭시기를 포함하고 공중합이 가능한 모노에틸렌성 불포화 단량체는 에틸렌메틸 글리시딜 메타아크릴레이트를 사용하였으며 에틸렌메틸 글리시딜 메타아크릴레이트를 물에 첨가하여 유화 중합 반응을 통해 공중합시킨 것을 사용하였다.The unsaturated monomer containing a carboxyl group is obtained by using a polystyrene-butadiene copolymer obtained by copolymerizing styrene and butyl acrylate. The monoethylenically unsaturated monomer containing an epoxy group and capable of copolymerization is obtained by copolymerizing ethylene methyl glycine Dile methacrylate and ethylene methyl glycidyl methacrylate were added to water and copolymerized through emulsion polymerization.

그리고, 제2 반응성 라텍스 입자는 불소 및 실란기를 포함하는 불포화 단량체는 불소 함유 아크릴레이트와 실란 함유 메타크릴레이트 단량체를 각각 구입하여 사용하였으며, 유화 중합 반응을 통해 공중합시에 이산화티탄을 첨가하여 제2 반응성 라텍스 입자를 제조하였다. As the second reactive latex particles, unsaturated monomers containing fluorine and silane groups were purchased from fluorine-containing acrylates and silane-containing methacrylate monomers, respectively. Through the emulsion polymerization reaction, titanium dioxide was added during copolymerization, Reactive latex particles were prepared.

또한, 개시제로는 과황화칼륨(potassium persulfate)을 사용하였으며, 유화제는 음이온성 계면활성제인 로릴황산나트륨(sodium lauryl sulfate, SLS)을 사용하였으며, 멸균된 탈이온증류수(distilled deionized water, DDI)를 유화 중합을 위해 사용하였다.Sodium lauryl sulfate (SLS), an anionic surfactant, was used as the emulsifying agent, and distilled deionized water (DDI), which was sterilized, was emulsified And used for polymerization.

그리고, 반응기는 용량 500 mL 파이렉스 상하 분리형 3구 플라스크를, 중합에 사용한 반응기는 용량 1L 파이렉스 상하 분리형 5구 플라스크를, 교반기는 스테인레스 재질의 날개가 상하 4개인 패들 타입을 사용하였다. 모터는 회전 속도가 0 내지 400 rpm까지 조절되는 것을 사용하였다. 반응온도 조절을 위해 0 내지 100℃ 까지 조절되는 항온수조를 사용하였고, 온도계는 온도 컨트롤러를 사용하였다. 반응 도중 증발에 의한 단량체나 물의 손실을 방지하기 위해 환류 냉각기를 설치하고 이음부분은 실리콘 오일을 사용하여 밀폐하였다.
The reactor used for the polymerization was a 500 mL flask with a pyrex upper and lower separation type, a reactor with a capacity of 1 L Pyrex upper and lower separation type five-necked flask, and a stirrer with a paddle type with four stainless steel wings. The motor was used in which the rotation speed was controlled from 0 to 400 rpm. A constant temperature water bath adjusted from 0 to 100 ° C was used to control the reaction temperature, and a temperature controller was used as the thermometer. During the reaction, a reflux condenser was installed to prevent the loss of monomer or water by evaporation, and the joint part was sealed with silicone oil.

표 1은 반응성 라텍스 입자를 제조하기 위해 사용된 반응물 및 첨가물의 조성을 나타낸 표이다.Table 1 shows the composition of reactants and additives used to prepare reactive latex particles.

[표 1][Table 1]

Figure 112014128186724-pat00001

Figure 112014128186724-pat00001

상기한 반응기를 이용해 표 1에 나타낸 조성으로 먼저, 에폭시기를 포함하고 공중합이 가능한 불포화 단량체를 제조하기 위해서, 반회분식 씨드 유화 중합방법을 이용하여 씨드 입자로 사용될 poly(styrene-co-butyl acrylate, SB) 공중합체를 제조하였다.In order to prepare an unsaturated monomer containing an epoxy group and having a composition shown in Table 1 by using the reactor described above, a poly (styrene-co-butyl acrylate, SB) to be used as a seed particle was prepared by using a semi-batch seed emulsion polymerization method ) Copolymer.

이때, 스타이렌과 부틸 아크릴레이트 단량체를 유리전이온도가 0 ℃가 되도록 조성을 조절하였고, 유화제와 개시제를 연속상인 물에 첨가하여 배치 중합하여 제조하였다.The composition of the styrene and butyl acrylate monomers was adjusted so that the glass transition temperature was 0 ° C and batch polymerization was conducted by adding an emulsifier and an initiator to water as a continuous phase.

그리고, 두번째 단계에서는 제조된 라텍스를 씨드로 이용하여 탈이온증류수, 과황화칼륨(potassium persulfate), 그리고 로릴황산나트륨(sodium lauryl sulfate, SLS)을 첨가한 후 에폭시기를 포함하는 단량체 혼합물을 0.5mL/분의 속도로 씨드 라텍스에 투입하였으며, SB 입자 표면에 에폭시기가 도입된 poly(styrene-co-butylacrylate-co-glycidyl methacrylate, SB-G)를 제조하였다.In the second step, deionized distilled water, potassium persulfate, and sodium lauryl sulfate (SLS) were added to the prepared latex using a seed, and then a monomer mixture containing an epoxy group was added at a rate of 0.5 mL / min , And poly (styrene-co-butylacrylate-co-glycidyl methacrylate, SB-G) having an epoxy group introduced into the surface of the SB particles was prepared.

그리고, 카르복실기가 도입된 폴리스타이렌부타디엔 공중합체와 에폭시기가 도입된 에틸렌메틸 글리시딜 메타아크릴레이트 공중합체를 에멀젼 블렌딩하고 평평한 플레이트 상에 부어 50 ℃에서 24시간 건조하여 베이스 수지층을 형성시키고, 베이스 수지층의 상면에 이산화티탄 입자가 담지된 불소 함유 아크릴레이트와 실란 함유 메타크릴레이트 단량체 공중합물의 슬러리를 코팅하였다.Then, a polystyrene-butadiene copolymer into which a carboxyl group was introduced and an ethylene methyl glycidyl methacrylate copolymer into which an epoxy group had been introduced were emulsion-blended and then poured onto a flat plate and dried at 50 ° C for 24 hours to form a base resin layer, A slurry of fluorine-containing acrylate and silane-containing methacrylate monomer copolymer on which titanium dioxide particles were supported was coated on the upper surface of the paper layer.

코팅 후, 50 ℃에서 24시간 건조하여 금속 산화물 수지층을 형성시킨 후, 입자 표면에 존재하는 카르복실기와 에폭시기 그리고 불소 및 실란기의 화학적 계면 경화 반응을 위해서, 150 ℃에서 시간별로 2시간 동안 경화시켜 도 1 및 도 2에 나타난 바와 같은 고분자 필름을 제조하였다.
After the coating, the coating was dried at 50 ° C. for 24 hours to form a metal oxide resin layer, and then cured for 2 hours at 150 ° C. for chemical interface curing reaction of carboxyl groups, epoxy groups and fluorine and silane groups present on the surface of the particles A polymer film as shown in Figs. 1 and 2 was prepared.


Claims (3)

카르복실기를 포함하는 불포화 단량체 및 에폭시기를 포함하는 불포화 단량체의 공중합체를 포함하는 제1 반응성 라텍스 입자를 포함하는 베이스 수지층; 및
금속 산화물과, 불소 및 실란을 포함하는 불포화 단량체의 공중합체를 포함하는 제2 반응성 라텍스 입자를 포함하는 금속 산화물 수지층을 포함하여 다층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 고분자 필름.
A base resin layer comprising a first reactive latex particle comprising a copolymer of an unsaturated monomer containing a carboxyl group and an unsaturated monomer containing an epoxy group; And
A polymer film comprising a metal oxide resin layer comprising a second reactive latex particle comprising a metal oxide and a copolymer of an unsaturated monomer containing fluorine and silane.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 금속 산화물은 산화 알루미늄, 산화 안티몬, 산화 주석, 산화 비스무트 및 이산화 티탄으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 고분자 필름.

The method according to claim 1,
Wherein the metal oxide is at least one selected from aluminum oxide, antimony oxide, tin oxide, bismuth oxide, and titanium dioxide.

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