KR101996941B1 - 인조대리석용 아크릴계 수지시럽 및 이를 포함하는 인조대리석 - Google Patents

인조대리석용 아크릴계 수지시럽 및 이를 포함하는 인조대리석 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인조대리석용 아크릴계 수지시럽 및 이를 포함하는 인조대리석에 관한 발명이다. 보다 구체적으로 본 발명은 내수성, 내화학성 및 내수축성이 우수하고, 기계적인 물성이 우수한 인조대리석을 제조할 수 있는 인조대리석용 아크릴계 수지시럽 및 이를 포함하는 인조대리석에 관한 발명이다.

Description

인조대리석용 아크릴계 수지시럽 및 이를 포함하는 인조대리석{ACRYLIC RESIN SYRUP FOR ARTIFICIAL MARBLE AND ARTIFICIAL MARBLE CONTAINING THE SAME}
본 발명은 인조대리석용 아크릴계 수지시럽 및 이를 포함하는 인조대리석에 관한 발명이다. 보다 구체적으로 본 발명은 내수성, 내화학성 및 내수축성이 우수하고, 기계적인 물성이 우수한 인조대리석을 제조할 수 있는 인조대리석용 아크릴계 수지시럽 및 이를 포함하는 인조대리석에 관한 발명이다.
최근 인테리어 자재로서 인조대리석이 많이 사용되고 있으며, 인조대리석은 사용되는 기초 수지의 종류에 따라 크게 아크릴계와 폴리에스테르계로 나뉜다.
이중 아크릴계 인조대리석은 통상적으로 아크릴계 중합체와 아크릴계 단량체의 혼합물로 이루어진 아크릴계 수지시럽에 무기충전제 등의 첨가제를 추가하고 이를 시트 상태로 성형을 하여 제조한다. 이와 같이 아크릴계 중합체를 제조한 후, 이를 아크릴계 단량체에 용해하여 제조하는 경우 수지시럽의 점도가 높아 인조대리석 제조 시 무기충전제의 함량에 제한이 있다.
또한 단량체를 중합하여 프리폴리머를 제조하여 수지시럽으로 사용하는 경우에도 무기충전제의 함량을 증가시키기 위하여 점도가 낮은 수지시럽을 제조하기 위해 프리폴리머의 분자량을 낮추는 경우 기계적인 물성이 떨어지는 문제가 있으며, 프리폴리머의 함량을 최소화 하여 사용하는 경우 경화 후 수축이 크게 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 종래의 인조대리석에 비하여 무기충전제의 함량을 더욱 증가시킬 수 있으면서, 내수성, 내화학성 및 내수축성이 우수하고, 기계적인 물성이 우수한 인조대리석을 제조할 수 있는 인조대리석용 아크릴계 수지시럽 및 이를 포함하는 인조대리석을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 특정 조합의 단량체를 중합하여 프리폴리머를 제조하고 이를 수지시럽으로 사용함으로써 상기 물성을 모두 달성할 수 있는 인조대리석용 아크릴계 수지시럽 및 이를 포함하는 인조대리석을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 수지시럽의 점도가 낮으면서도 내수성 및 내수축성이 우수하여 종래의 수지시럽에 비하여 무기충전제의 함량을 더욱 증가시킬 수 있으므로 인조대리석의 생산 비용을 더욱 줄일 수 있는 인조대리석용 아크릴계 수지시럽 및 이를 포함하는 인조대리석을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 tert-부틸메타크릴레이트 및 메틸메타크릴레이트를 포함하는 단량체 혼합물과 개시제를 중합한 중량평균분자량이 5,000 내지 150,000인 프리폴리머로 이루어진 인조대리석용 아크릴계 수지시럽에 관한 것이다.
또한 본 발명은 상기 인조대리석용 아크릴계 수지시럽을 포함하는 인조대리석에 관한 것이다.
본 발명의 인조대리석용 아크릴계 수지시럽을 사용하여 제조된 인조대리석은 내수성, 내화학성 및 내수축성이 우수하고, 기계적인 물성이 우수한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 인조대리석용 아크릴계 수지시럽은 점도가 낮고, 내수성 및 내수축성 등의 물성이 우수하므로 인조대리석 제조 시 무기충전제의 함량을 더욱 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
이하 구체예 또는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
본 발명의 일 양태는 tert-부틸메타크릴레이트 및 메틸메타크릴레이트를 포함하는 단량체 혼합물과 개시제를 중합한 중량평균분자량이 5,000 내지 150,000인 프리폴리머로 이루어진 인조대리석용 아크릴계 수지시럽이다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 아크릴계 수지시럽은 25 ℃에서 측정된 점도가 1000 cP 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 아크릴계 수지시럽은 전환율이 10 내지 35%일 때 반응을 중지한 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 단량체 혼합물은 tert-부틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량% 및 메틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량%인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 단량체 혼합물은 tert-부틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량%, 메틸메타크릴레이트 15 내지 79 중량% 및 에틸메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 아크릴계 단량체 1 내지 5 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 인조대리석용 아크릴계 수지시럽을 포함하는 인조대리석이다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 인조대리석은 상기 인조대리석용 아크릴계 수지시럽, 무기충전제 및 개시제를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 인조대리석은 상기 인조대리석용 아크릴계 수지시럽의 중량에 대하여, 무기충전제의 함량이 1.1 내지 2 배로 포함되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 인조대리석은 10mm두께의 시편을 기준으로, ASTM D 792-08A에 따른 수축율이 14%이하이고, ASTM D 570-98에 따른 24시간 후 내수성이 0.04%이하이고, 100%에탄올에 3시간 침지 후 2mm이상의 크랙 개수가 5개 이하인 것일 수 있다.
이하는 본 발명의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 발명자들은 인조대리석 제조용 아크릴계 수지시럽의 점도를 낮추고, 내수축성, 내수성, 내화학성 및 기계적인 강도가 우수한 인조대리석을 제조하기 위한 아크릴계 수지시럽을 제공하기 위하여 연구하였다. 그 결과, 특정 조합의 단량체를 사용하는 경우 기존의 수지시럽과 동등 유사한 기계적인 물성을 발현할 수 있으며, 동시에 내수성 및 내수축성이 더욱 향상되고, 수지시럽의 점도가 낮아 인조대리석 제조 시 무기충전제의 함량을 더욱 증가시킬 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명은 아크릴계 수지시럽을 제조하기 위한 단량체로써 tert-부틸메타크릴레이트와 메틸메타크릴레이트를 조합하여 사용하는데 특징이 있다. 특히, n-부틸메타크릴레이트 또는 이소부틸메타크릴레이트를 사용하는 경우는 상온에서 유리전이온도가 낮아 인조대리석으로 사용이 불가능하였으나, tert-부틸메타크릴레이트를 사용하는 경우 상온에서 유리전이온도가 100℃ 이상의 프리폴리머가 제조되므로 아크릴계 중합체를 사용하는 것과 동등 유사한 기계적인 강도를 발현할 뿐만 아니라 내수성, 내수축성 및 내화학성 등의 물성이 우수함을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 인조대리석용 아크릴계 수지시럽에 사용되는 단량체는 tert-부틸메타크릴레이트와 메틸메타크릴레이트를 사용하는 것일 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 단량체 혼합물은 tert-부틸메타크릴레이트 10 내지 90 중량% 및 메틸메타크릴레이트 10 내지 90 중량%인 것일 수 있으며, 더욱 좋게는 tert-부틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량% 및 메틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량%인 것일 수 있다. tert-부틸메타크릴레이트의 함량이 증가할수록 수축율 및 내수성이 더욱 낮은 중합체가 제조될 수 있으며, tert-부틸메타크릴레이트의 함량이 20 내지 80 중량%인 범위에서 수축성이 더욱 개선되고, 내화학성, 내수성뿐만 아니라 내충격성 및 표면경도 등의 기계적인 물성이 더욱 우수하므로 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.
또한 본 발명의 일 양태에서 상기 단량체 혼합물은 tert-부틸메타크릴레이트와 메틸메타크릴레이트 외에 통상적으로 사용되는 아크릴계 단량체를 더 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 에틸메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 아크릴계 단량체를 더 포함하는 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들 단량체를 더 포함하는 경우는 전체 단량체 혼합물 함량 중 5 중량% 이하, 더욱 구체적으로 1 내지 5 중량%를 사용하는 것일 수 있다. 또한, 상기 아크릴계 단량체가 더 포함되더라도 tert-부틸메타크릴레이트의 함량은 전체 단량체 혼합물 중 20 내지 80 중량% 범위로 포함되는 것이 좋다. 구체적으로 예를 들면, 상기 단량체 혼합물은 tert-부틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량%, 메틸메타크릴레이트 15 내지 79 중량% 및 에틸메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 아크릴계 단량체 1 내지 5 중량%를 포함하는 것일 수 있다. 상기 범위에서 목적으로 하는 수축성, 내수성, 내화학성 및 기계적인 물성 등이 모두 우수한 수지를 제공할 수 있으므로 바람직하며, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 인조대리석용 아크릴계 수지시럽은 상기 단량체 혼합물과 개시제를 중합하여 제조되며, 이때, 상기 중합은 전환율이 10 내지 35%일 때 반응을 중지하여 프리폴리머로 제조하는 것일 수 있다. 전환율이 상기 범위에서 중량평균분자량이 5,000 내지 150,000인 프리폴리머를 제조할 수 있으며, 무기 충전제 및 안료 등의 분산이 용이하므로 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 프리폴리머란 고형의 중합체가 아닌, 전환율이 10 내지 35%의 액상의 중합체를 의미한다. 본 발명은 상기 프리폴리머를 수지시럽으로 그대로 사용하는 것일 수 있으며, 별도의 용매를 추가하지 않고도 점도가 낮은 수지시럽을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서 상기 아크릴계 수지시럽은 중량평균분자량이 5,000 내지 150,000, 더욱 구체적으로 8,000 내지 120,000인 것일 수 있다. 상기 범위에서 25 ℃에서 측정된 점도가 1000 cP 이하인 물성을 만족할 수 있으며, 수지시럽으로 사용하기에 적합한 점도를 갖고, 이후 인조대리석 제조 시 무기첨가제의 함량을 기존보다 증가시킬 수 있으므로 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에서 상기 아크릴계 수지시럽은 25 ℃에서 측정된 점도가 1000 cP 이하, 구체적으로 10 내지 1000 cP, 더욱 구체적으로 50 내지 500 cP인 것일 수 있다. 본 발명의 아크릴계 수지시럽은 아크릴계 중합체를 포함하지 않으므로 점도가 낮아 인조대리석 제조 시 무기충전제의 함량을 더욱 증가시킬 수 있는 장점이 있다. 무기충전제의 함량이 증가되는 경우 비용이 절감되나 내수성이 낮고 수축이 발생할 수 있는데 본 발명은 특정 단량체를 조합하여 사용함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 아크릴계 수지시럽의 중합에 사용되는 개시제는 통상적으로 아크릴계 수지 중합에 사용되는 개시제라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 구체적으로 예를 들면 퍼옥사이드계 개시제, 아조계 개시제 등을 사용할 수 있다. 더욱 구체적으로 예를 들면, 벤조일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 부틸 하이드로 퍼옥사이드, 큐밀 하이드로 퍼옥사이드 등의 과산화물 또는 아조비스이소부틸로니트릴(AIBN)과 같은 아조 화합물을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 개시제의 함량은 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 1 중량부를 사용하는 것일 수 있으며, 상기 범위에서 중합도의 조절이 용이하고, 점도가 낮은 시럽을 제조할 수 있으므로 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 프리폴리머 중합 시 필요에 따라 가교제를 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 가교제의 종류는 통상적으로 사용되는 다관능성 단량체, 다관능성 올리고머 또는 이들의 혼합물 등의 가교제라면 제한되지 않는다. 구체적으로 예를 들면, 디비닐벤젠, 에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 페타에리스리톨 트리아크릴레이트, 트리메틸렌 프로필 트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드 글리세롤 트리아크릴레이트, 트리메틸로프로판 에톡시 트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드 글리세로 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 하이드록시 펜타아크릴레이트 및 디펜타에리스리톨 헥사아트릴레이트 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 가교제의 함량은 상술한 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 1 중량부, 더욱 구체적으로 0.2 내지 0.5 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 상기 범위에서 분자량 및 점도가 적당하게 제조되므로 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에서 상기 아크릴계 수지시럽의 제조 시, 중합은 40 내지 100 ℃, 더욱 구체적으로 70 내지 90℃에서 수행하는 것일 수 있으며, 상기 범위에서 안정적으로 중합이 이루어질 수 있으므로 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 중합 후 급냉하는 것일 수 있으며, 급냉을 하여 추가의 중합을 방지하는 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 급냉 시 온도는 10 내지 30℃인 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 상기 아크릴계 수지시럽을 포함하여 제조된 인조대리석도 포함하며, 더욱 구체적으로 상기 인조대리석은 상기 인조대리석용 아크릴계 수지시럽, 무기충전제 및 개시제를 포함하는 혼합물을 주형에 넣고 경화하여 제조되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서 상기 인조대리석에 포함되는 무기충전제는 인조대리석에 통상적으로 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용할 수 있다. 구체적으로 예를 들면 탄산칼슘, 수산화 알루미늄, 실리카, 알루미나, 유산바륨, 수산화 마그네슘 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에서 상기 인조대리석은 상기 인조대리석용 아크릴계 수지시럽의 중량에 대하여, 무기충전제의 함량이 1.1 내지 2 배, 더욱 구체적으로 1.5 내지 2배로 사용되는 경우에도 분산 및 흐름성을 유지하며, 내수성 및 내화학성이 우수한 인조대리석을 제공할 수 있다. 또한 상기 범위로 사용하더라도 인조대리석을 제조하기 위한 혼합물의 점도가 5000 cP이하, 구체적으로 1000 내지 5000 cP, 더욱 구체적으로 1500 내지 3000 cP 로 제조될 수 있으므로 인조대리석으로 제조 시 성형이 용이한 장점이 있다.
본 발명의 일 양태에서 상기 인조대리석에 포함되는 개시제는 통상적으로 인조대리석에 사용되는 개시제제라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 더욱 구체적으로 앞서 설명한 퍼옥사이드계 개시제, 아조계 개시제 등을 사용할 수 있다. 더욱 구체적으로 예를 들면, 벤조일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 부틸 하이드로 퍼옥사이드, 큐밀 하이드로 퍼옥사이드 등의 과산화물 또는 아조비스이소부틸로니트릴(AIBN)과 같은 아조 화합물을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에서 상기 인조대리석은 통상적으로 해당 분야에서 사용되는 첨가제라면 제한되지 않고 더 포함될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 마블칩, 착색제, 가교제 등을 더 포함하는 것일 수 있으며, 목적으로 하는 물성을 저해하지 않는 범위에서 이들의 종류 및 함량은 제한되지 않는다.
본 발명의 일 양태에 따른 인조대리석은 10mm두께의 시편을 기준으로, ASTM D 792-08A에 따른 수축율이 14%이하, 더욱 구체적으로 5 내지 14%이고, ASTM D 570-98에 따른 24시간 후 내수성이 0.04%이하, 더욱 구체적으로 0.01 내지 0.04%이고, 100%에탄올에 3시간 침지 후 2mm이상의 크랙 개수가 5개 이하, 더욱 구체적으로 0 내지 5개인 물성을 만족할 수 있다.
이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하 물성은 다음과 같이 측정하였다.
1) 내수축성
ASTM D 792-08A에 따라 물성을 측정하였다.
몰드의 체적에 대하여, 성형품의 체적을 측정하여 다음과 같이 계산하였다.
내수축성(%) = 성형품의 체적/몰드의 체적 × 100
2) 내수성
물에 대한 흡수율로써 ASTM D 570-98에 따른 24시간 후의 물성을 측정하였다.
3) 내화학성
ASTM 638에 따라 측정하였다.
Type A 인장 시편 제작 후 1.5% Strain JIG에 결합하여 100%에탄올에 3시간 침지 후, 시편에 발생한 크랙 발생정도를 육안으로 관찰하였으며, 2mm이상의 크랙 개수를 측정하였다.
4) 내충격성
ASTM D 526-06 ae1(A법)에 따라 아이조드 충격강도를 측정하였다.
5) 표면경도 측정
ASTM D 2583-07에 따라 바콜경도(Barcol hardness)를 측정하였다.
6) 중량평균분자량
시럽을 테트라하이드로퓨란에 용해하여 겔크로마토그래피를 이용하여 측정하였다.
중량평균 분자량은 워터스(Waters)사 제품 겔침투크로마토그래피(GPC) 장비를 이용하여 측정하였다. 장비는 이동상 펌프(M515 Pump), 컬럼히터(ALLCOLHTRB), 검출기(2414 R.I. Detector), 주입기(2695 EB 자동주입기)로 구성되며 분석 컬럼은 WATERS사의 Styragel HR을 사용하였으며 표준물질로는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) American polymer standard corporation STD를 사용하였다. 이동상 용매로는 HPLC급 테트라하이드로퓨란(THF)를 사용하고 컬럼히터 온도 40℃, 이동상 용매 흐름속도 1.0 mL/min의 조건으로 측정한다. 시료 분석을 위해 준비된 공중합체를 이동상 용매인 테트라하이드로퓨란(THF)에 용해시킨 후 GPC 장비에 주입하여 중량평균분자량을 측정하였다.
7) 점도
시럽 자체를 브룩필드 점도계를 이용하여 25℃에서 측정하였다. 스핀들 넘버는 3 이었다.
[실시예 1 내지 5]
1) 아크릴계 수지시럽의 제조
메틸메타크릴레이트와 tert-부틸메타크릴레이트를 하기 표 1의 함량으로 혼합하여 단량체 혼합물을 제조하였다. 상기 단량체 혼합물에 개시제로 아조비스이소부틸로니트릴 10ppm, 가교제로 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 0.2 중량부를 투입한 후 80 ℃에서 4시간 동안 교반 후, 20℃로 급냉하여 아크릴계 수지시럽을 제조하였다. 제조된 아크릴계 수지시럽의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
2) 인조대리석의 제조
상기 제조된 아크릴계 수지시럽 100 중량부에 대하여, 무기충전제로 평균입경이 60㎛인 수산화 알루미늄 100 중량부 및 개시제로 아조비스이소부틸로니트릴 100ppm을 혼합하여 교반하였다.
상기 혼합물을 10mm 두께의 유리몰드 사이에 주입한 뒤, 80 ℃의 수조에서 3시간 동안 경화하였다.
경화 후 몰드 채로 90℃의 오븐에 투입하여 2차 경화하였다.
제조된 인조대리석의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예 6]
하기 표 1과 같이 무기충전제로 평균입경이 60㎛인 수산화 알루미늄을 200 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 제조하였다.
[비교예 1]
아크릴계 수지 시럽 제조 시 메틸메타크릴레이트를 단독으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
그 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[비교예 2]
아크릴계 수지 시럽 제조 시 메틸메타크릴레이트와 n-부틸아크릴레이트를 80 : 20 중량비로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
그 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[비교예 3]
아크릴계 수지 시럽 제조 시 폴리메틸메타크릴레이트와 메틸메타크릴레이트를 30 : 70 중량비로 혼합하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
그 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1
실시예 2
실시예 3
실시예 4
실시예 5
실시예 6
비교예 1
비교예 2
비교예 3

단량체(중량비)
MMA/
t-BMA
90/10
MMA/
t-BMA
80/20
MMA/
t-BMA
50/50
MMA/
t-BMA
20/80
MMA/
t-BMA
10/90
MMA/
t-BMA
50/50
MMA 100
MMA/
n-BMA
80/20
PMMA/
MMA
30/70

무기충전제 함량
(중량비)
1배
1배
1배
1배
1배
2배
1배
1배
1배

수지시럽
점도
(cP)
450
400
250
200
200
250
1100
830
1200

분자량
100,000
100,100
100,200
100,100
100,000
100,000
100,000
100,000
100,000

전환율
(%)
25
25
25
25
25
25
25
25
-

인조대리석
수축률
(%)
7.5
7.4
6.1
5.4
5.8
4.7
10.5
11
7.8

내수성
(%)
0.04
0.01
0.01
0.01
0.02
0.01
0.04
0.04
0.40

내화학성
(개)
5　
3
3　
2
2
1
20
26
23

아이조드 충격강도
(J/m)
17
17
17
15
11
12
17
12
17

바콜 경도
60
63
61
57
40
60
60
30
57
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 프리폴리머를 이용한 수지시럽을 이용하여 인조대리석을 제조 시, 수축성, 내수성, 내화학성 및 기계적인 강도가 우수한 인조대리석을 제공할 수 있음을 확인하였다.
비교예 1과 같이 메틸메타크릴레이트를 단독으로 사용한 경우는 수축율이 높고, 내수성이 높으며, 내화학성이 열세인 것을 알 수 있었다. 비교예 2와 같이 노말부틸아크릴레이트를 사용한 경우는 수지시럽의 점도가 높고, 수축율이 높으며, 내화학성이 열세인 것을 알 수 있었다. 또한 유리전이온도가 낮아 경도가 떨어져 인조대리석으로 사용이 어려움을 확인하였다. 비교예 3과 같이 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 메틸메타크릴레이트 단량체에 용해하여 사용한 경우는 점도가 400 cP 이상으로 높아, 무기충전제의 함량을 증가시키는데 한계가 있으며, 실시예와 동량의 무기충전제를 사용하였음에도 내수성 및 내화학성이 열세임을 확인하였다.

Claims (9)

  1. tert-부틸메타크릴레이트 10 ~ 90 중량% 및 메틸메타크릴레이트 10 ~ 90 중량%를 혼합한 단량체 혼합물과 개시제를 중합한 중량평균분자량이 5,000 내지 150,000인 프리폴리머로 이루어진 인조대리석용 아크릴계 수지시럽으로,
    상기 아크릴계 수지시럽은 전환율이 10 내지 35%일 때 반응을 중지한 것이고, 25 ℃에서 측정된 점도가 50 내지 500 cP이며,
    상기 아크릴계 수지시럽, 무기충전제 및 개시제를 혼합한 혼합물을 경화하여 제조된 10mm두께의 시편을 기준으로, ASTM D 792-08A에 따른 수축율이 14%이하이고, ASTM D 570-98에 따른 24시간 후 내수성이 0.04%이하이고, 100%에탄올에 3시간 침지 후 2mm이상의 크랙 개수가 5개 이하인 인조대리석용 아크릴계 수지시럽.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 단량체 혼합물은 tert-부틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량% 및 메틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량%인 것인 인조대리석용 아크릴계 수지시럽.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 단량체 혼합물은 에틸메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 아크릴계 단량체를 더 포함하는 것인 인조대리석용 아크릴계 수지시럽.
  6. 제 1항, 제 4항 및 제 5항에서 선택되는 어느 한 항의 인조대리석용 아크릴계 수지시럽을 포함하는 인조대리석.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 인조대리석은 상기 인조대리석용 아크릴계 수지시럽, 무기충전제 및 개시제를 포함하여 제조되는 것인 인조대리석.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 인조대리석용 아크릴계 수지시럽의 중량에 대하여, 무기충전제의 함량이 1.1 내지 2 배로 포함되는 인조대리석.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 인조대리석은 10mm두께의 시편을 기준으로, ASTM D 792-08A에 따른 수축율이 14%이하이고, ASTM D 570-98에 따른 24시간 후 내수성이 0.04%이하이고, 100%에탄올에 3시간 침지 후 2mm이상의 크랙 개수가 5개 이하인 인조대리석.
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