KR19990060688A - Manufacturing method of acrylic impact modifier with improved weather resistance and impact resistance - Google Patents

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KR19990060688A
KR19990060688A KR1019970080931A KR19970080931A KR19990060688A KR 19990060688 A KR19990060688 A KR 19990060688A KR 1019970080931 A KR1019970080931 A KR 1019970080931A KR 19970080931 A KR19970080931 A KR 19970080931A KR 19990060688 A KR19990060688 A KR 19990060688A
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김학준
박종명
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김충세
고려화학 주식회사
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Abstract

본 발명은 내후성 및 내충격성이 향상된 아크릴계 충격보강제의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 Tg가 낮은 알킬 아크릴레이트(-60℃∼-5℃) 폴리머에 Tg가 높은 비닐단량체(70℃ 이상)를 팽윤 또는 침투시켜 반응시킴으로써 IPN (Inter- penetrating polymer network) 또는 셀룰라(Cellular)구조의 1차 코어를 제조하고, 여기에 Tg가 낮은 단량체를 그라프트시켜 2차코어를 제조한후 경질-쉘 폴리머로 둘러싼 코어-쉘 중합체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 코어-쉘 중합체로 열가소성 수지의 표면특성의 개선, 치수안정성의 향상, 가공영역의 확대를 이루고 원하는 물성을 얻고자 고무상의 크기를 증가시켰을 경우 발생되는 가공상의 문제점을 해결할 수 있다.The present invention relates to a method for producing an acrylic impact modifier having improved weather resistance and impact resistance, and more specifically, a low Tg alkyl acrylate (-60 ° C. to −5 ° C.) polymer having a high Tg vinyl monomer (70 ° C. or more). ) To prepare a primary core of an inter-penetrating polymer network (IPN) or cellular structure by swelling or infiltrating and reacting with a low Tg monomer to prepare a secondary core, followed by hard-shell A method of making a core-shell polymer surrounded by a polymer. The core-shell polymer can solve the processing problem caused by improving the surface properties of the thermoplastic resin, improving the dimensional stability, expanding the processing area and increasing the size of the rubber phase to obtain the desired physical properties.

Description

내후성 및 내충격성이 향상된 아크릴계 충격보강제의 제조방법Manufacturing method of acrylic impact modifier with improved weather resistance and impact resistance

본 발명은 내후성을 유지하면서 내충격성과 가공성이 개선된 아크릴계 충격보강제의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 열가소성 수지인 폴리 비닐 클로라이드(이하 PVC라 칭함), 폴리 스티렌(PS), 스티렌-아크릴로 니트릴 공중합체 및 폴리 메틸 메타아크릴레이트(PMMA)의 조성물에서 내후성 및 내충격성을 향상시키기 위하여 사용되는 코어-쉘 형태의 다층구조를 갖는 아크릴계 충격보강제의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing an acrylic impact modifier with improved impact resistance and workability while maintaining weather resistance, and more specifically, polyvinyl chloride (hereinafter referred to as PVC), polystyrene (PS), and styrene-acryl, which are thermoplastic resins. The present invention relates to a method for preparing an acrylic impact modifier having a multi-layered core-shell structure used to improve weather resistance and impact resistance in a composition of ronitrile copolymer and poly methyl methacrylate (PMMA).

일반적으로 상기 폴리머의 충격보강을 위해 널리 사용되는 충격보강제로는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS),메틸메타아크릴레이트-부타디엔-스티렌(MBS), 아크릴계 고무-스티렌-아크릴로니트릴(ASA), 할로겐화 폴리에틸렌(CPE), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 및 아크릴계가 있으며 이들은 수지 조성에 따라 가공영역이 다르고 기계적 물성 및 사용되는 환경에 제약을 받는다. 상기 충격보강제 중 불포화 이중결합을 지니고 있는 고무상을 이용한 충격보강제는 자외선에 의한 색의 변색 및 구조의 변형으로 인해 물성이 저하되어 옥외에 사용되는 제품에 이용하기 어렵고 CPE, EVA와 같은 충격보강제는 내후성과 충격보강효과는 뛰어나지만 목적으로 하는 충격보강효과를 얻기 위해서 가공시 가공영역에 따라 편차가 크기 때문에 사용시 가공방법 및 온도영역에 크게 제한을 받는 단점이 있다. 이들과는 달리 아크릴계 충격보강제는 불포화 이중결합이 없어 내후성이 우수하고 가공조건에 따른 물성의 편차도 적기 때문에 옥외에 사용되는 각종 수지에 많이 사용되고 있다.Generally, the impact modifiers widely used for the impact reinforcement of the polymer are acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), methyl methacrylate-butadiene-styrene (MBS), and acrylic rubber-styrene-acrylonitrile (ASA). , Halogenated polyethylene (CPE), ethylene vinyl acetate (EVA), and acryl-based, which have different processing areas depending on the resin composition, and are restricted by mechanical properties and environment used. Among the impact modifiers, the impact modifier using a rubber phase having an unsaturated double bond is difficult to be used in outdoor products due to the deterioration of physical properties due to color change and structural change by ultraviolet rays, and impact modifiers such as CPE and EVA. The weather resistance and impact reinforcing effect is excellent, but there is a disadvantage that the processing method and temperature range are largely limited in use because the variation is large depending on the processing area during processing to obtain the desired impact reinforcing effect. Unlike these, acrylic impact modifiers are widely used in various resins for outdoor use because they have no unsaturated double bonds and have excellent weather resistance and less variation in physical properties according to processing conditions.

아크릴계 충격보강제는 연속 다단계 유화 중합법에 의해 제조되며, 그 구조는 유리전이온도(이하, Tg라 칭함)가 낮은 탄성체 고무상 코어 입자를 Tg가 높고 목적으로 하는 메트릭스 수지와의 상용성이 우수한 경질-쉘 폴리머로 둘러싸는 코어-쉘(core-shell) 구조를 지니고 있다. 코어-쉘 구조를 지니는 아크릴계 충격보강제를 제조하는 방법은 미합중국 특허 제 3,655,825호 및 제 4,180,529호, 일본국 특허공고 제 73-44956호등에 상세히 기재되어 있으며, 상기 열거한 특허 방법들은 제 1단계에서 50중량% 이상의 탄소수 2∼8의 알킬 그룹을 갖는 알킬 아크릴레이트, 특히 부틸 아크릴레이트와 소량의 가교제, 그라프트제가 함유된 탄성체 코어의 존재하에 50중량% 이하의 탄소수 1∼4의 알킬 그룹을 갖는 알킬 메타아크릴레이트 단량체, 특히 메틸 메타아크릴레이트를 그라프트(graft)시켜 코어-쉘 구조를 지니는 충격보강제를 제조하는 방법이 공지되어 있다.Acrylic impact modifiers are manufactured by a continuous multi-stage emulsion polymerization method, and the structure is a hard rigid elastomeric rubber core particle having a low glass transition temperature (hereinafter referred to as Tg) with high Tg and excellent compatibility with a target matrix resin. It has a core-shell structure surrounded by a shell polymer. A method of manufacturing an acrylic impact modifier having a core-shell structure is described in detail in US Pat. Nos. 3,655,825 and 4,180,529, Japanese Patent Publication No. 73-44956, and the like. Alkyl acrylates having at least% by weight alkyl groups of 2 to 8 carbon atoms, in particular alkyls having up to 50% by weight of alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms in the presence of an elastomer core containing butyl acrylate and a small amount of crosslinking agent, graft agent It is known to produce impact modifiers having a core-shell structure by grafting methacrylate monomers, in particular methyl methacrylate.

공지된 바에 의하면 코어를 형성하는 고무상의 입자가 균일하면서도 일정한 크기를 지니고 있으며 가공물의 기계적 물성 중 대부분이 충격강도에 비중을 두고 입자크기를 조절하여 탄성체 고무상 코어의 입자크기는 0.15㎛ 내지 0.25㎛ 정도가 충격강도 및 가공성이 우수한 것으로 공지되어 있으며, 상기 특허들이 지니고 있는 탄성체 고무상 코어는 가교제의 종류와 양에 의해 탄성의 특성이 변하며, 또한 그라프트제의 종류와 양에 따라 전체적인 기계적 물성에도 영향을 받는다. 이러한 영향을 고려하여 고무상 중합시 가교제와 그라프트제를 인위적으로 연속조절중합법을 이용해 중합시키는 방법들이 제시되어 왔다. 통상적으로, 고무상의 입자를 균일하게 하고 크기를 조절하는데 있어 공정상의 단순화 및 입경조절의 용이성 때문에 시이딩(seeding) 단계를 거치는 중합방법을 행하며 이에 대한 방법은 대한민국 특허공고 제 87-292호에 상세히 설명되어 있다.It is known that the rubbery particles forming the core have a uniform and constant size, and most of the mechanical properties of the workpiece are controlled by the particle size with specific gravity at impact strength, so that the particle size of the elastic rubbery core is 0.15㎛ to 0.25㎛. It is known that the degree of impact strength and workability is excellent, and the elastic rubber-like cores possessed by the above patents change elastic properties by the type and amount of crosslinking agent, and also affect the overall mechanical properties according to the type and amount of graft agent. Receive. In consideration of these effects, methods of polymerizing the crosslinking agent and the graft agent artificially using a continuous controlled polymerization method have been proposed. In general, in order to uniformize and adjust the size of rubbery particles, a polymerization method is performed through a seeding step due to the simplification of the process and the ease of particle size adjustment, which is described in detail in Korean Patent Publication No. 87-292. It is explained.

상기 특허는 시이딩 조성이 탄성체 고무상 코어의 조성과 유사한 형태, 또는 동일한 조성을 지니게 함으로써 충격보강효과를 갖도록 설계되어 있으며, 이들의 입자크기를 조절함으로써 목적으로 하는 최종제품의 물성을 얻는 것이 나타나 있다.The patent is designed to have an impact reinforcing effect by having a seeding composition similar to that of an elastic rubber-like core or having the same composition, and by controlling their particle size, it is shown that the physical properties of the desired final product are obtained. .

상기 특허들은 고무상 코어의 조성이 거의 동일한 특성을 지니고 있으며 이들의 단점은 높은 전단응력을 거치는 가공방법을 이용할 경우 고무상 코어의 변형에 의한 표면특성 및 전체적인 물성의 저하를 초래하게 된다.The patents have almost the same properties as the composition of the rubbery core, and the disadvantage thereof results in deterioration of surface properties and overall physical properties due to deformation of the rubbery core when using a processing method subjected to high shear stress.

상기의 제품들은 목적으로 하는 물성을 얻기 위하여 고무상의 입경을 크게 하고 높은 전단응력이 생기는 가공방법을 이용할 경우 고무상의 변형정도가 심해져서 가공 성형품의 외관이 불량하게 되고 기계적 물성이 저하되는 단점이 있으며, 높은 전단응력에 견딜수 있도록 고무상의 가교 정도를 높일 경우 충격에너지 흡수정도가 떨어져 본래의 충격보강제로서의 목적을 상실하게 된다.The above products have the disadvantage of deteriorating the appearance of the processed molded article and deteriorating mechanical properties when using the processing method in which the rubber particle size is increased and high shear stress is generated to obtain the desired physical properties. Increasing the degree of crosslinking of the rubbery phase to withstand high shear stresses results in the loss of the impact energy absorption, thus losing the purpose of the original impact modifier.

본 발명자들은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 광범위한 연구를 수행한 결과 상기 문제점을 해결할 수 있는 방법을 발견하였고, 발명은 이에 기초하여 완성되었다.The present inventors have conducted extensive research to solve the above-mentioned problems, and have found a method that can solve the above-mentioned problems, and the invention has been completed based on this.

본 발명의 목적은 상술한 문제점 특히, 높은 전단응력하에서의 고무상의 변형에 의한 물성의 저하 및 가공후에 발생되는 탄성체 고무상의 수축율에 의한 치수 안정성 저하등의 단점을 보완하고 개선시킬 수 있는 방법으로 높은 전단응력하에서도 고무상의 변형을 최소화시킴으로써 충격보강제의 고유특성을 발현할 수 있는 다층구조를 갖는 코어-쉘 충격보강제의 제조방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is a high shear in a method that can compensate for and improve the above-mentioned problems, in particular, the disadvantages such as deterioration of physical properties due to deformation of the rubber phase under high shear stress and reduction of dimensional stability due to shrinkage of the elastic rubber phase generated after processing. It is to provide a method of manufacturing a core-shell impact modifier having a multilayer structure that can express the inherent properties of the impact modifier by minimizing the deformation of the rubber phase under stress.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제조방법은 1) 10 내지 40중량%의 Tg가 낮고 친수성이 강한 알킬 아크릴레이트, 소량의 가교제 및 그라프트제를 중합시켜 시이드를 제조하는 단계; 2) 상기 1)단계에서 제조된 시이드에 5 내지 30중량%의 Tg가 높은 소수성이 강한 비닐단량체를 중합시켜 모폴로지가 IPN 또는 셀룰라 구조로 1차 코어를 제조하는 단계; 3) 상기 2)단계에서 제조된 1차 코어에 30 내지 60중량%의 상기 Tg가 낮은 고무상 단량체를 중합시켜 2차 코어를 제조하는 단계; 4) 상기 3)단계에서 제조된 2차 코어에 5 내지 20중량%의 Tg가 높은 알킬 메타아크릴레이트 또는 방향족 비닐 화합물과 Tg가 낮은 알킬 아크릴레이트와의 혼합물을 중합시켜 경질-쉘을 제조하는 단계; 및 5) 상기 4)단계의 코어-쉘 중합체를 건조시켜 평균입경이 150㎛의 분말상으로 제조하는 단계를 포함한다.The production method of the present invention for achieving the object of the present invention comprises the steps of: 1) preparing a seed by polymerizing a low Tg of 10 to 40% by weight, strong hydrophilic alkyl acrylate, a small amount of a crosslinking agent and a graft agent; 2) preparing a primary core with an morphology of IPN or a cellular structure by polymerizing a hydrophobic strong vinyl monomer having a high Tg of 5 to 30% by weight to the seed prepared in step 1); 3) preparing a secondary core by polymerizing 30 to 60% by weight of the low Tg rubbery monomer in the primary core prepared in step 2); 4) preparing a hard-shell by polymerizing a mixture of 5-20 wt% high Tg alkyl methacrylate or aromatic vinyl compound and low Tg alkyl acrylate to the secondary core prepared in step 3). ; And 5) drying the core-shell polymer of step 4) to prepare a powder having an average particle diameter of 150 μm.

이하 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Looking at the present invention in more detail as follows.

본 발명을 단계적으로 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described step by step as follows.

가) 제 1단계로 Tg가 낮은 알킬 아크릴레이트(-60℃∼-5℃)와 소량의 가교제 및 그라프트제로 이루어진 시이드를 연속적 첨가법으로 유화중합시키고,A) in the first step, emulsion-polymerizing a seed composed of a low Tg alkyl acrylate (-60 deg. C to -5 deg. C) and a small amount of a crosslinking agent and a graft agent by a continuous addition method;

나) 제 2단계로 제 1단계에서 제조된 시이드의 존재하에 Tg가 높은 비닐 단량체(70℃ 이상)를 세미벳치(semi-batch)식, 연속식, 또는 단속적으로 유화중합을 시켜 아이.피.엔 (IPN, Interpenetrating polymer network) 또는 셀룰라(Cellular)구조 형태의 1차 코어 중합체를 제조한다.B) In the second step, in the presence of the seed prepared in the first step, the vinyl monomer having a high Tg (70 ° C. or more) is subjected to emulsion polymerization in a semi-batch, continuous or intermittent manner. Prepare primary core polymers in the form of Interpenetrating polymer networks (IPNs) or cellular structures.

다) 제 3단계로는 제 2단계 중합체의 존재하에 Tg가 낮은 알킬 아크릴레이트 단량체와 일정량의 가교제, 그라프트제를 포함하는 2차 코어를 형성시킨 후,C) In the third step, after forming a secondary core including a low Tg alkyl acrylate monomer and a certain amount of a crosslinking agent and a graft agent in the presence of the second step polymer,

라) 제 4단계로 제 3단계의 중합체 존재하에 Tg가 높은 경질-쉘을 그라프트시킴으로써 최종 유화중합체를 얻는다.D) In a fourth step, the final emulsion polymer is obtained by grafting a hard-shell having a high Tg in the presence of the polymer of the third step.

일반적으로 시이드를 구성하는 물질을 Tg가 높은 비닐단량체로 대체하여 다층구조를 지니도록 할 경우 높은 전단응력하에서 탄성체 고무상의 변형을 어느 정도는 방지할 수 있으나, 전체적인 기계적 물성 및 충격보강효과를 얻기 위해서는 사용되는 Tg가 높은 단량체의 양이 제한되며 상기의 특허들에 비해 다소 충격보강 효과가 떨어지는 단점이 있다. 또한 상기에서 열거한 문제점을 해결하고자 고무상의 특성을 Tg가 낮은 단량체와 Tg가 높은 단량체의 조성을 변화시켜 공중합체를 만드는 경우, 고무상 전체의 모듈러스가 증가되어 충격보강효과가 저하되며, 특히 저온에서의 충격보강효과가 기존의 내후성 충격보강제보다 저하되는 문제점이 있다.In general, when the material constituting the sheath is replaced with a vinyl monomer having a high Tg to have a multilayer structure, deformation of the elastic rubber phase can be prevented to some extent under high shear stress, but overall mechanical properties and impact reinforcing effects are obtained. In order to limit the amount of high Tg monomer used, there is a disadvantage that the impact reinforcing effect is somewhat lower than the above patents. In addition, in order to solve the problems listed above, when the copolymer is produced by changing the composition of the monomer having a low Tg and the monomer having a high Tg, the modulus of the rubber phase is increased, thereby reducing the impact reinforcing effect, particularly at low temperatures. There is a problem that the impact reinforcing effect is lower than the conventional weathering impact modifier.

본 발명의 특징은 제 1차 코어 제조시 Tg가 높은 단량체, 특히 시이드단계의 단량체 보다 소수성이 강한 단량체를 시이드 중합체의 내부에 침투시킴으로써 모폴로지(mophology)형태가 아이.피.엔 또는 셀룰라(celluar)구조를 지니게 하는 것을 주 특징으로 하여, 일반적인 코어-쉘 충격보강제와 동일한 특성을 지니도록 할뿐만 아니라 가공범위가 한정되어 있는 내후성 충격보강제의 가공영역을 넓히는 것을 특징으로 하고 있다.A feature of the present invention is that the morphology of the morphology (i. It is characterized by having a celluar) structure, not only to have the same characteristics as a general core-shell impact modifier, but also to extend the processing area of a weather resistant impact modifier having a limited processing range.

여기에서 특징으로 하고 있는 아이.피.엔. 구조와 셀룰라 구조는 일반적인 코어-쉘 구조나 공중합체와는 다른 특성을 나타낸다. 일반적으로 코어-쉘에서 코어를 형성하는 부분을 대부분 단일 모노머에 의한 단일 중합체나 2종 이상의 모노머를 공중합시킨 공중합체로서 이들은 물리적 특성이 각각의 모노머가 지니고 있는 특성을 그대로 유지하는 것이 아니라 서로의 장점을 취하거나 단점을 없어지게 하므로써 전혀 새로운 특성을 나타나게 하는 것이다. 아이.피.엔 구조나 셀룰라 구조는 이들과는 달리 공중합되는 모노머가 각각의 특성을 나타나게 하는 것을 유지하게 하는 것으로 공중합체와는 달리 각각의 모노머의 특성을 그대로 살려 목적으로 하는 특성을 얻고자 할 경우 많이 사용하는 방법으로 이들은 물리적 화학적 방법에 의해 제조되며 일종의 고분자 블랜드 특성을 지니게 하는 방법이다.The child characterized here. Structures and cellular structures exhibit different properties from common core-shell structures or copolymers. In general, the core forming part of the core-shell is a copolymer of a single polymer or a copolymer of two or more monomers, mostly by a single monomer, and these are physical properties that do not retain the characteristics of each monomer, but have mutual advantages. By taking the or taking away the drawbacks, you bring up a whole new characteristic. Unlike the copolymers, the I.P.ene structure or the cellular structure keeps the monomers to be copolymerized with their respective properties. In many cases, they are manufactured by physical and chemical methods and have a kind of polymer blend characteristics.

아이.피.엔 구조나 셀룰라 구조의 제조방법은 일반적으로 1종의 폴리머를 망상구조 형태로 만든 다음 여기에 다른 종의 모노머를 침투시켜 망상구조의 폴리머에 모노머를 팽윤시킨 다음 중합을 실시함으로써 얻을 수 있다.In general, a method for producing an I.P.ene structure or a cellular structure is obtained by making one polymer into a network structure, infiltrating another monomer with it, swelling the monomer in the polymer of the network structure, and then performing polymerization. Can be.

일반적인 코어-쉘 형태의 모폴로지를 이용한 중합방법을 이용할 경우 시이드 단계에 사용할 수 있는 Tg가 높은 단량체의 양은 목적으로 하는 물성을 얻기 위해서는 어느정도의 제약이 따르며 본 발명의 비교예에서와 같이 10중량% 이상을 넘기가 어렵고 충격보강효과 및 기타 물성이 아이.피.엔 구조나 셀룰라 구조보다 저하 됨을 알 수 있었다.In the case of using a polymerization method using a common core-shell morphology, the amount of the monomer having a high Tg that can be used in the seed step is somewhat limited in order to obtain the desired physical properties, and as in the comparative example of the present invention, 10 wt% It was difficult to overcome the above problems, and the impact reinforcing effect and other physical properties were found to be lower than those of the I.P. structure or the cellular structure.

그러나, 본 발명에서와 같이 아이.피.엔 또는 셀룰라 구조를 지니는 시이드를 제조할 경우 Tg가 높은 단량체의 양이 전체 중합체의 5 내지 30중량%까지 가능하며, 이들의 양이 많아질수록 모듈러스가 증가하여 최종 성형물의 열변형온도 및 치수안정성에도 영향을 미치며 충격 에너지 흡수효과는 일반적인 충격보강제와 동일하게 할 수 있는 장점과, 목적으로 하는 물성을 얻기 위하여 고무상의 크기를 조절하여도 높은 전단응력하에서 고무상의 변형을 최소화할 수 있는 장점을 지니고 있다. 바람직하게는 충격보강효과를 극대화하고 고무상의 변형을 최소화할 수 있는 Tg가 높은 단량체의 양은 전체 중합체의 10 내지 20중량%가 적절하다. Tg가 높은 단량체의 양이 전체 중합체의 5중량% 이하이면, 높은 전단응력하에서 고무상의 변형이 생기는 문제점이 있는 반면, 30중량%를 초과하면 충격보강효과가 저하는 결과를 초래한다.However, when preparing a seed having an I.P.en or cellular structure as in the present invention, the amount of the monomer having a high Tg is possible up to 5 to 30% by weight of the total polymer, and as the amount thereof increases, the modulus is increased. It also increases the thermal deformation temperature and dimensional stability of the final molding, and the impact energy absorption effect can be the same as the general impact modifier, and high shear stress even if the rubber phase is adjusted to obtain the desired properties. It has the advantage of minimizing the deformation of the rubber phase. Preferably, the amount of the monomer having a high Tg that can maximize the impact reinforcement effect and minimize the deformation of the rubber phase is appropriately 10 to 20% by weight of the total polymer. When the amount of the monomer having a high Tg is 5% by weight or less of the entire polymer, there is a problem in that the rubber phase is deformed under high shear stress, whereas when it exceeds 30% by weight, the impact reinforcing effect is lowered.

상기 가)단계의 시이드에 사용되는 단량체는 탄소수가 1내지8의 알킬기를 갖는 알킬 아크릴레이트, 예를 들면 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트,이소 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트 및 옥틸 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택되며, 이들의 양은 전체 중합체의 10 내지 40중량%가 적당하며, 시이드에 사용되는 단량체의 양이 10중량%보다 적으면 나)단계의 Tg가 높은 단량체와의 아이.피.엔 구조 형성에 어려운 문제점이 있고, 40중량%를 초과하면 고무상의 모듈러스를 조정하기 어려운 문제점이 있다.Monomers used in the seed of step a) are alkyl acrylates having 1 to 8 carbon atoms, such as methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate and 2-ethyl hexyl acryl. One or more selected from the group consisting of a latex and octyl acrylate, the amount of which is suitably 10 to 40% by weight of the total polymer, and if the amount of the monomer used in the seed is less than 10% by weight, There is a problem in forming an I.P. structure with a monomer having a high Tg, and when it exceeds 40% by weight, there is a problem in that rubber modulus is difficult to adjust.

또한 가)단계에서 사용되는 가교제는 아릴 메타 아크릴레이트, 디메타 아크릴레이트, 예를 들면 에틸렌 글리콜 디메타 아크릴레이트, 1,3-부탄디올 디메타 아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디메타 아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되어지며, 가교제의 사용량은 상기의 시이드를 이루는 단량체 성분에 대해 0.05내지3중량%, 바람직하게는 0.07내지 2중량%가 적절하다. 또한, 가)단계의 그라프트제는 아릴 메타 아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디 메타 아크릴레이트, 트리 아릴 시아누레이트, 글리시딜 메타 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되어지며, 그라프트제의 양은 시이드 단량체에 대해 0.02내지 2중량%이고, 바람직하게는 0.08내지 1.5중량%가 적당하다. 중합 개시제로는 수용성 라디칼 개시제를 이용하며, 그 예로는 암모늄 퍼설페이트, 나트륨 퍼설페이트, 및 칼륨 퍼설페이트으로 이루어진 열해리 개시제의 군으로부터 단독으로 사용되거나 이러한 개시제와 알칼리 금속 설파이트, 하이포 설파이트 및 나트륨 포름 알데히드 설폭시레이트와 같은 환원제와의 혼합물 형태의 산화-환원 개시제를 이용하고, 그 사용량은 시이드 단량체를 기준으로 0.02 내지 2.0 중량%가 적당하다.In addition, the crosslinking agent used in step a) may be aryl methacrylate, dimethacrylate, for example ethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1 It is selected from the group consisting of, 6-hexanediol dimethacrylate, the amount of the crosslinking agent is appropriately 0.05 to 3% by weight, preferably 0.07 to 2% by weight relative to the monomer component forming the seed. In addition, the graft agent of step a) is selected from the group consisting of aryl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, triaryl cyanurate, glycidyl methacrylate, and the amount of the graft agent is based on the seed monomer. 0.02 to 2% by weight, preferably 0.08 to 1.5% by weight is suitable. As polymerization initiators, water-soluble radical initiators are used, examples of which are used alone or in combination with a group of thermal dissociation initiators consisting of ammonium persulfate, sodium persulfate, and potassium persulfate and alkali metal sulfite, hyposulfite and sodium. Oxidation-reduction initiators in the form of a mixture with a reducing agent such as formaldehyde sulfoxylate are used, and the amount thereof is suitably used in an amount of 0.02 to 2.0 wt% based on the seed monomer.

상기 나)단계에 이용되는 단량체로는 Tg가 높은 비닐 단량체, 특히 알킬 메타아크릴레이트, 스티렌,α-메틸 스티렌, p-메틸 스티렌, 아크릴로니트릴로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택되며, 특히 소수성이 강할수록 적당하며 사용량은 충격보강제에 사용되는 전체 단량체의 5내지 30중량%가 적당하다. 5중량%보다 적으면 높은 전단응력하에서 고무상의 변형이 발생하고, 30중량%보다 많으면 충격보강효과가 저하되는 문제점이 발생한다. 바람직하게는 10내지 20중량%가 사용된다.The monomer used in step b) is one or more selected from the group consisting of vinyl monomers having a high Tg, especially alkyl methacrylate, styrene, α-methyl styrene, p-methyl styrene, and acrylonitrile. The stronger this is, the more suitable the amount used is 5 to 30% by weight of the total monomer used in the impact modifier. When less than 5% by weight, the rubbery deformation occurs under high shear stress, and when more than 30% by weight, the impact reinforcing effect is lowered. Preferably 10 to 20% by weight is used.

나)단계에서 사용되는 가교제 및 그라프트제는 상기 시이드에 예시된 것들을 사용하고 그 사용량은 단량체 기준으로 0.01 내지 1중량%가 적당하며, 사용되는 개시제로는 유용성 라디칼 개시제, 예를 들어 디큐밀 하이드로 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 및 아조비스 부티릴로 니트릴등으로 이루어진 군으로부터 선택되어지며, 이때에 사용되는 환원제로는 에틸렌 디아민 테트라 나트륨 초산염, 무수결정 글루코스, 테트라 나트륨 피로 포스페이트, 나트륨 페로 설페이트. 아황산 수소 나트륨, 및 나트륨 알데히드 설폭시레이트등으로 이루어진 군으로부터 선택되어지며 그 사용량은 단량체 기준으로 0.02 내지 0.8중량%가 적당하다.The crosslinking agent and graft agent used in step b) are those exemplified in the above seed, and the amount of the crosslinking agent and the graft agent is 0.01 to 1% by weight based on the monomers, and the initiator used is an oil-soluble radical initiator such as dicumyl hydro Peroxide, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, azobis butyrylonitrile, and the like, and the reducing agent used at this time includes ethylene diamine tetra sodium acetate, anhydrous glucose, tetra sodium pyrophosphate, Sodium ferro sulfate. It is selected from the group consisting of sodium hydrogen sulfite, sodium aldehyde sulfoxylate and the like is appropriate amount of 0.02 to 0.8% by weight based on the monomer.

다)단계의 2차 코어 조성은 시이드의 탄성체 고무상에서 예시한 단량체를 이용하며 그 사용량은 충격보강제 전체 조성에 대해 30 내지 60중량%가 적절하며, 사용량이 30중량%미만이면 고무상의 모듈러스 증가로 충격보강효과가 저하되고, 60중량%를 초과하면 고무상의 모듈러스 저하로 높은 전단응력하에서 고무상의 변형을 초래하게 된다. 다)단계의 가교제 및 그라프트제 또한 상기 시이드에서 예시한 것들을 이용하고 그 사용량은 단량체에 대해 0.05 내지 2중량%가 사용된다. 이들은 전유화액(pre- emulsion)상태로 하여 연속적 첨가법으로 유화중합시켜 탄성체 고무상 코어 조성을 얻는다. 이때의 탄성체 고무상의 입자 크기는 0.15㎛ 내지 0.30㎛의 크기가 적당하다.The secondary core composition of step 3) uses monomers exemplified on the elastic rubber of the sheath, and its amount is suitably 30 to 60% by weight based on the total composition of the impact modifier, and when the amount is less than 30% by weight, the modulus of rubber is increased. When the impact reinforcing effect is lowered and exceeds 60% by weight, the elastic modulus decreases, resulting in deformation of the rubber phase under high shear stress. The crosslinking agent and graft agent of step c) are also used in the above examples, and the amount thereof is used in an amount of 0.05 to 2% by weight based on the monomer. These are emulsion-polymerized by a continuous addition method in a pre-emulsion state to obtain an elastomeric rubbery core composition. At this time, the particle size of the elastic rubber phase is appropriately 0.15㎛ 0.30㎛.

라)단계의 쉘을 이루는 경질 폴리머에 사용되는 단량체로는 Tg가 높은 알킬 메타 아크릴레이트, 방향족 비닐 화합물이 단독으로 사용되거나 Tg가 낮은 알킬 아크릴레이트 단량체와 혼용으로 사용될 수 있으며, 예들 들어 메틸 메타아크릴레이트, 스티렌, α-메틸 스티렌, p-메틸 스티렌으로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택되며, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택하여 사용한다. 이들의 사용량은 전체 충격보강제 단량체에 대해 5 내지 20중량%를 사용하며 이때에 사용되는 라디칼 중합 개시제로는 앞서 설명한 수용성 라디칼 개시제를 사용한다. 그 사용량은 단량체에 대해 0.1내지 1.5중량%를 이용한다.As monomers used in the shell-forming hard polymer of step d), alkyl methacrylate having a high Tg, aromatic vinyl compound may be used alone, or mixed with an alkyl acrylate monomer having a low Tg. One or more selected from the group consisting of latex, styrene, α-methyl styrene, p-methyl styrene, and one or more selected from the group consisting of methyl acrylate, ethyl acrylate and butyl acrylate. The amount of these used is 5 to 20% by weight based on the total impact modifier monomer, and the water-soluble radical initiator described above is used as the radical polymerization initiator. The amount used is from 0.1 to 1.5% by weight based on the monomer.

본 발명에 사용되는 유화제로는 음이온성 또는 비이온성 유화제를 단독으로 사용하거나 또는 혼합하여 사용하며 그 사용량은 전체 단량체에 대해 0.2 내지 2.5 중량%가 사용된다. 대표적인 음이온 유화제의 예로는 나트륨 라우릴 설페이트, 나트륨 도데실 설페이트, 나트륨 도데실 벤젠 설페이트, 칼륨 도데실 설페이트, 나트륨 도데실 벤젠 설포네이트 및 디 옥틸 나트륨 설퍼 석시네이트로 이루어진 군으로부터 선택되며, 비이온성 유화제로는 옥틸 페녹시 폴리 에톡시 에탄올과 노닐 페녹시 폴리 에폭시 에탄올등을 들 수 있다.As the emulsifier used in the present invention, anionic or nonionic emulsifiers are used alone or in combination, and the amount of the emulsifier is 0.2 to 2.5% by weight based on the total monomers. Exemplary anionic emulsifiers are selected from the group consisting of sodium lauryl sulfate, sodium dodecyl sulfate, sodium dodecyl benzene sulfate, potassium dodecyl sulfate, sodium dodecyl benzene sulfonate and dioctyl sodium sulfur succinate, and nonionic emulsifiers As an example, octyl phenoxy polyethoxy ethanol, nonyl phenoxy poly epoxy ethanol, etc. are mentioned.

상기의 방법으로 제조된 코어-쉘 중합체는 스프레이 건조기를 통해 평균 입경이 120∼150㎛의 분말 상태 수지로 제조되어 사용되며 이와 같이 제조된 아크릴계 다층구조 충격보강제는 높은 전단응력하에서도 고무상의 변형이 최소화되고 최종 제품의 열안정성 및 치수안정성에도 기여하며 표면 특성을 살릴 수 있는 장점이 있어 폴리 염화 비닐 클로라이드, 폴리 스티렌, 폴리 메틸 메타아크릴레이트, 폴리 카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 부틸렌 테레프탈레이트등의 수지와 혼용하여 충격보강효과와 내후성을 발현시킨다.The core-shell polymer prepared by the above method is used as a powder-based resin having an average particle diameter of 120 to 150 μm through a spray dryer, and the acrylic multilayer structure impact modifier prepared as described above has a rubbery deformation even under high shear stress. Minimizes, contributes to the thermal stability and dimensional stability of the final product, and has the advantage of improving the surface properties, such as polyvinyl chloride, polystyrene, poly methyl methacrylate, polycarbonate, polyethylene terephthalate, poly butylene terephthalate, etc. It is mixed with resin to express impact reinforcing effect and weather resistance.

또한 상기 코어-쉘 중합체는 20 내지 40중량%의 1차 코어중합체, 30 내지 60중량%의 2차 코어중합체, 10 내지 20중량%의 경질-쉘 중합체로 이루어진다.The core-shell polymer also consists of 20 to 40 weight percent primary core polymer, 30 to 60 weight percent secondary core polymer, and 10 to 20 weight percent hard-shell polymer.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 하기 예에서 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited in the following Examples.

실시예 1Example 1

온도계, 적하조, 냉각기 및 교반기가 부착되어 있는 5ℓ 4구 플라스크에 이온교환수 40중량%를 투입하여 온도를 80℃로 승온시킨후 이온교환수 15중량%, 나트륨 도데실 벤젠 설퍼네이트 0.08중량%, 칼륨 퍼 설페이트 0.06중량%, 부틸 아크릴레이트 29.8중량%, 아릴 메타 아크릴레이트 0.2중량%로 이루어진 전유화액을 연속적으로 4구 플라스크에 적하하여 제 1단계 중합반응물을 얻는다. 이때에 얻어진 중합체의 입경은 0.12㎛이다.40 weight% of ion-exchanged water was added to a 5-liter four-necked flask equipped with a thermometer, a dropping tank, a cooler, and a stirrer, and the temperature was raised to 80 ° C., 15 weight% of ion-exchanged water, and 0.08 weight% of sodium dodecyl benzene sulfonate. The total emulsion, consisting of 0.06% by weight of potassium persulfate, 29.8% by weight of butyl acrylate and 0.2% by weight of aryl methacrylate, was continuously added to a four-necked flask to obtain a first stage polymerization reaction. The particle diameter of the polymer obtained at this time is 0.12 micrometer.

제 2단계 중합반응으로 제 1단계 중합 반응물의 온도를 60℃로 조정한 후에 이온교환수 5중량%, 에틸렌 디아민 테트라 나트륨 초산염 0.01중량%, 나트륨 도데실 설폭시레이트 0.04중량%, 황산 제 2철 0.001중량%를 가하고 다시 여기에 스티렌 9.95중량%, 아릴메타 아크릴레이트 0.05중량%, 디 큐밀 하이드로 퍼옥사이드 0.2중량%를 가하여 중합을 완성시킨다. 이때 얻어지는 중합체의 입경 크기는 0.14㎛이다.After adjusting the temperature of the first stage polymerization reaction to 60 ° C. by the second stage polymerization, 5% by weight of ion-exchanged water, 0.01% by weight of ethylene diamine tetra sodium acetate, 0.04% by weight of sodium dodecyl sulfoxylate, ferric sulfate Add 0.001% by weight and again add 9.95% by weight of styrene, 0.05% by weight of arylmethacrylate and 0.2% by weight of dicumyl hydroperoxide to complete the polymerization. The particle size of the polymer obtained at this time is 0.14 탆.

제 3단계 반응으로 제 2단계 중합이 끝난후 온도를 80℃로 승온하고 여기에 이온교환수 35중량%, 나트륨 도데실 벤젠 설페이트 0.25중량%, 칼륨 퍼설페이트 0.05중량%, 부틸 아크릴레이트 39.78중량%, 아릴 메타아크릴레이트 0.2중량%, 1,6- 헥산디올 디메타아크릴레이트 0.02중량%로 이루어진 전 유화액을 연속적으로 5ℓ 4구 플라스크에 적하하여 2차 코어 반응을 완성한다. 이때 얻어진 중합체의 입경은 0.23㎛였다.After completion of the second stage polymerization by the third stage reaction, the temperature was raised to 80 ° C, and 35 wt% of ion-exchanged water, 0.25 wt% of sodium dodecyl benzene sulfate, 0.05 wt% of potassium persulfate, and 39.78 wt% of butyl acrylate The total emulsion consisting of 0.2% by weight of aryl methacrylate and 0.02% by weight of 1,6-hexanediol dimethacrylate was added dropwise to a 5 L four-necked flask to complete the secondary core reaction. The particle diameter of the polymer obtained at this time was 0.23 micrometer.

제 4단계 반응은 제 3단계 반응후에 이온교환수 5중량%, 메틸 메타아크릴레이트 15중량%, 에틸 아크릴레이트 5중량%, 나트륨 도데실 벤젠 설페이트 0.2중량%, 칼륨 퍼설페이트 0.05중량%로 이루어진 전유화액을 연속적 첨가법에 의해 적하하여 중합반응을 시켰다. 최종적으로 얻어진 중합체의 입경은 0.27㎛이다.The fourth stage reaction was carried out after the third stage reaction consisting of 5% by weight of ion-exchanged water, 15% by weight of methyl methacrylate, 5% by weight of ethyl acrylate, 0.2% by weight of sodium dodecyl benzene sulfate, and 0.05% by weight of potassium persulfate. The emulsion was added dropwise by the continuous addition method to effect polymerization. The particle diameter of the finally obtained polymer is 0.27 micrometer.

중합반응 종료 후 얻어진 에멀젼 라텍스는 스프레이 건조기를 통해 평균입경 크기가 150㎛의 분말상의 충격보강제를 얻은 후 이를 평가하기 위하여 PVC 100중량%, 상기에서 얻어진 충격보강제 8중량%, 안정제 3중량%, 활제 1.5중량%, 무기물 충진제 5중량%를 혼합한 후 압출하여 시트를 얻었으며 이의 물성을 측정한 결과를 표 1에 나타내었다. 상기 배합에서 사용되어지는 PVC보다 중합도가 낮은 PVC에 표 2에 나타난 배합과 같이 혼합한 후 사출을 통해 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.The emulsion latex obtained after the completion of the polymerization reaction was obtained by a spray dryer to obtain a powder impact modifier having an average particle size of 150 ㎛ 100% by weight, 8% by weight of the impact modifier obtained above, stabilizer 3% by weight, lubricant 1.5 wt% and 5 wt% of the inorganic filler were mixed and extruded to obtain a sheet. The results of the measurement of the physical properties are shown in Table 1. Table 2 shows the results measured by injection after mixing as shown in Table 2 to the PVC having a lower polymerization degree than the PVC used in the above formulation.

실시예 2Example 2

실시예 1에서 제 1단계 중합 단량체의 양을 20중량%로 하고 가교제의 양을 단량체 변화에 따라 조절하였으며 제 2단계 중합시 단량체양을 20중량%로 증가시키고, 가교제 및 그라프트제를 단량체 변화에 따라 조절하였다. 또한 이때 얻어지는 중합체의 입경을 실시예1과 동일하게 하기 위해 유화제의 양을 조절하여 0.15㎛의 중합체를 얻었다.In Example 1, the amount of the first stage polymerization monomer was 20% by weight, the amount of the crosslinking agent was adjusted according to the monomer change, and the amount of the monomer was increased to 20% by weight during the second stage polymerization, and the crosslinking agent and the graft agent were added to the monomer change. Adjusted accordingly. In addition, in order to make the particle size of the polymer obtained at this time the same as Example 1, the amount of emulsifier was adjusted and the polymer of 0.15 micrometer was obtained.

제 3, 4단계의 중합반응은 실시예 1과 동일하게 진행을 하였으며 제 3단계 고무상의 입경은 0.21㎛로 조절하였다. 물성측정 결과는 표 1과 표 2에 나타내었다.The polymerization of the third and fourth stages was performed in the same manner as in Example 1, and the particle size of the third rubber phase was adjusted to 0.21 μm. Physical property measurement results are shown in Table 1 and Table 2.

실시예 3Example 3

실시예 1에서와 동일한 중합방법을 이용하였으며 제 1단계 중합 단량체의 양을 10중량%로 하고 가교제의 양은 단량체 변화에 따라 조절하였으며, 제 2단계 중합시 단량체양을 30중량%로 증가시키고 가교제, 그라프트제를 단량체 변화에 따라 조절하였다. 중합체의 입경을 조절하기 위하여 유화제의 양을 변화시켜 0.14㎛의 중합체를 얻었다.The same polymerization method as in Example 1 was used, and the amount of the first stage polymerization monomer was 10% by weight, and the amount of the crosslinking agent was adjusted according to the monomer change.In the second stage of polymerization, the amount of monomer was increased to 30% by weight, and the crosslinking agent, The graft agent was adjusted according to the monomer change. In order to control the particle diameter of the polymer, the amount of emulsifier was changed to obtain a polymer of 0.14 mu m.

제 3, 4단계의 중합반응은 실시예 1과 동일하게 진행을 하였으며 제 3단계 고무상의 입경은 0.22㎛로 조절하였다. 물성 측정결과는 표 1과 표 2에 나타내었다.The polymerization of the third and fourth stages was performed in the same manner as in Example 1, and the particle size of the third rubber phase was adjusted to 0.22 μm. Physical property measurement results are shown in Table 1 and Table 2.

실시예 4Example 4

실시예3과 동일한 방법을 이용하여 중합을 진행하였으며 제 2단계 중합시 입자경을 0.25㎛로 조절하고 제 3단계 고무상 입경을 0.4㎛로 조정하여 중합을 완성 시켰다. 물성 측정결과는 표 1과 표 2에 나타내었다.The polymerization was carried out using the same method as in Example 3, and the polymerization was completed by adjusting the particle size to 0.25 μm and adjusting the third rubber phase particle size to 0.4 μm during the second stage of polymerization. Physical property measurement results are shown in Table 1 and Table 2.

비교예 1Comparative Example 1

실시예 1에서의 제 1단계와 제 2단계 중합을 세미 아이.피.엔 구조가 아닌 코어-쉘 형태로 하여 중합을 실시하였으며 제 1단계에서 스티렌 9.95중량%, 아릴 메타아크릴레이트 0.05중량%를 산화-환원 반응을 이용하여 중합을 하였으며 제 2단계 중합은 부틸 아크릴레이트 69.6중량%, 아릴 메타아크릴레이트 0.32중량%, 1,6-헥산디올 디메타아크릴레이트 0.08중량%에 칼륨퍼설페이트 0.07중량%, 나트륨 도데실 벤젠 설페이트 0.34중량%를 연속적 첨가법으로 중합조에 적하하여 중합을 진행시키고 유화제의 양을 조절하여 고무상의 입경을 0.21㎛가 되었다. 최종 쉘 단계는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 물성 측정결과는 표 1과 표 2에 나타내었다.The polymerization was carried out in the first step and the second step polymerization in Example 1 in the form of a core-shell, not a semi I. P. structure, and 9.95% by weight of styrene and 0.05% by weight of aryl methacrylate were used in the first step. The polymerization was carried out using an oxidation-reduction reaction. In the second stage polymerization, 69.6 wt% butyl acrylate, 0.32 wt% aryl methacrylate, and 0.08 wt% potassium persulfate in 0.08 wt% of 1,6-hexanediol dimethacrylate , 0.34% by weight of sodium dodecyl benzene sulfate was added dropwise to the polymerization tank by the continuous addition method to advance the polymerization, and the amount of the emulsifier was adjusted to give a rubbery particle diameter of 0.21 μm. The final shell step was carried out in the same manner as in Example 1. Physical property measurement results are shown in Table 1 and Table 2.

비교예 2Comparative Example 2

비교예 1에서 스티렌 함량을 15중량%로 늘려 사용한 것 이외에는 비교예 1과 동일한 방법으로 중합을 진행하였으며 유화제의 양을 조절하여 고무상의 입경이 0.23㎛가 되는 중합체를 얻었다. 그 결과는 표 1과 표 2에 나타내었다.Polymerization was carried out in the same manner as in Comparative Example 1 except that the styrene content was increased to 15% by weight in Comparative Example 1, and the amount of the emulsifier was adjusted to obtain a polymer having a rubbery particle diameter of 0.23 μm. The results are shown in Table 1 and Table 2.

비교예 3Comparative Example 3

비교예 1에서 스티렌 함량을 20중량%로 늘려 사용한 것 이외에는 비교예 1과 동일한 방법으로 중합을 진행하였으며 유화제의 양을 조절하여 고무상의 입경이 0.23㎛가 되는 중합체를 얻었다. 그 결과는 표 1과 표 2에 나타내었다.The polymerization was carried out in the same manner as in Comparative Example 1 except that the styrene content was increased to 20% by weight in Comparative Example 1, and a polymer having a rubbery particle diameter of 0.23 μm was obtained by controlling the amount of the emulsifier. The results are shown in Table 1 and Table 2.

비교예 4Comparative Example 4

제 1단계중합은 부틸아크릴레이트 4.8중량%, 가교제 0.03중량%, 그라프트제 0.15중량%, 수용성 개시제인 칼륨퍼설페이트 0.03중량%를 이용하여 시이드중합을 행하였으며, 제 2단계 중합반응을 없애고 제 3단계 코어중합에 사용되어진 단량체는 부틸 아크릴레이트 74.8중량%, 가교제 0.1중량%,그라프트제 0.3중량%를 유화제와 이온교환수, 개시제등과 전유화액을 제조하여 연속적 첨가법으로 코어중합을 실시하였고 유화제의 양을 조절하여 고무상의 입경이 0.22㎛가 되는 중합체를 얻었다. 최종 쉘 단계 중합은 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다. 그 물성 결과는 표 1과 표 2에 나타내었다.The first stage polymerization was seed polymerization using 4.8% by weight of butyl acrylate, 0.03% by weight of crosslinking agent, 0.15% by weight of graft agent, and 0.03% by weight of potassium persulfate, which is a water-soluble initiator. The monomer used in the three-step core polymerization was prepared by emulsifier, ion-exchanged water, initiator and preemulsion with 74.8% by weight of butyl acrylate, 0.1% by weight of crosslinking agent, and 0.3% by weight of graft agent. The amount of the emulsifier was adjusted to obtain a polymer having a rubbery particle diameter of 0.22 탆. The final shell stage polymerization proceeded in the same manner as in Example 1. The results of the physical properties are shown in Table 1 and Table 2.

비교예 5Comparative Example 5

제 1단계 중합에서 Tg가 낮은 아크릴레이트 특히 부틸 아크릴레이트와 Tg가 높은 스티렌 모노머를 공중합시켜 시이드를 제조한후 코어중합과 쉘 중합을 차례로 진행하였다. 시이드 단계의 공중합 폴리머의 비는 실시예 1에서 보여준 제 1단계와 제 2단계의 조성비를 이용하였으며, 중합방법은 실시예 1의 제 1단계 중합과 같이 부틸 아크릴레이트, 스티렌, 유화제 개시제를 이온교환수에 전유화시켜 연속적 첨가법으로 적하하여 중합을 진행하였고, 개시제로서는 수용성 개시제인 칼륨 퍼설페이트를 사용하였으며 코어의 중합은 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였으며, 유화제의 양을 조절하여 코어의 입경은 0.2㎛인 코어중합체를 제조하였다. 쉘 중합은 실시예 1과 동일한 양과 방법으로 중합을 실시하였다. 물성결과는 표 1과 표 2에 나타내었다.In the first stage polymerization, a low Tg acrylate, in particular butyl acrylate, and a high Tg styrene monomer were copolymerized to prepare a seed, followed by core polymerization and shell polymerization. The ratio of the copolymer of the seed step was used as the composition ratio of the first step and the second step shown in Example 1, the polymerization method is ion butyl acrylate, styrene, emulsifier initiator as in the first step polymerization of Example 1 The polymerization was carried out by pre-emulsification in exchanged water and dropwise addition by a continuous addition method, and potassium persulfate, which is a water-soluble initiator, was used as an initiator. The polymerization of the core was carried out in the same manner as in Example 1, and the amount of the emulsifier was adjusted to control the core. A particle diameter of 0.2 占 퐉 was produced. Shell polymerization was carried out by the same amount and method as in Example 1. Physical property results are shown in Table 1 and Table 2.

압출가공성 및 물성 비교Extrusion Processability and Property Comparison 고무상의 입자크기(㎛)Rubber Particle Size (㎛) 압출량g/minExtrusion rate g / min 압출토크m.gExtrusion Torque m.g 샤르피충격강도kg.cm/cmCharpy Impact Strengthkg.cm/cm 가열변형*Heat deformation * △E**△ E ** 실시예 1Example 1 0.230.23 70.570.5 97609760 37.237.2 0.120.12 1.71.7 실시예 2Example 2 0.210.21 69,869,8 97309730 36.836.8 0.150.15 1.71.7 실시예 3Example 3 0.220.22 68.768.7 97249724 37.137.1 0.170.17 1.91.9 실시예 4Example 4 0.400.40 72.872.8 96389638 34.234.2 0.190.19 1.81.8 비교예 1Comparative Example 1 0.210.21 66.466.4 98359835 30.230.2 0.210.21 2.22.2 비교예 2Comparative Example 2 0.230.23 66.766.7 98219821 29.829.8 0.230.23 2.42.4 비교예 3Comparative Example 3 0.230.23 65.765.7 97849784 27.527.5 0.270.27 2.72.7 비교예 4Comparative Example 4 0.220.22 65.465.4 98209820 25.625.6 0.340.34 1.71.7 비교예 5Comparative Example 5 0.200.20 68.868.8 97479747 32.632.6 0.280.28 1.81.8

-압출조건: 이축 압출기 사용, 압출온도(℃) C1/C2/C3/D=180/185/190/190,-Extrusion condition: twin screw extruder, extrusion temperature (℃) C1 / C2 / C3 / D = 180/185/190/190,

스크류rpm : 30, 압출금형 : 10 × 2.5t sheet dieScrew rpm: 30, Extrusion mold: 10 × 2.5t sheet die

*가열변형: 압출 sheet를 적당한 길이로 절단, 전후면 거리 표기후 100℃에서 1시간 숙성, 상온에서 24시간 방치후 수축율 계산* Heat deformation: Extruded sheet is cut to proper length, and the front and back distances are marked and aged for 1 hour at 100 ℃, and left at room temperature for 24 hours to calculate shrinkage.

** △E : 내후성 시험기 (Xenon arc, 500시간)** △ E: Weathering tester (Xenon arc, 500 hours)

사출물성 비교Injection property comparison 아이조드충격강도(kg.cm/cm)Izod impact strength (kg.cm/cm) 인장강도(kg/㎠)Tensile Strength (kg / ㎠) 인장신율(%)Tensile Elongation (%) 표면광택(60')Surface Gloss (60 ') 1/41/4 1/61/6 실시예 1Example 1 16.816.8 39.439.4 412412 105105 7474 실시예 2Example 2 15.415.4 38.538.5 417417 9898 7171 실시예 3Example 3 15.015.0 38.238.2 421421 9797 7272 실시예 4Example 4 22.222.2 45.745.7 401401 118118 7171 비교예 1Comparative Example 1 7.27.2 30.530.5 394394 9393 7070 비교예 2Comparative Example 2 7.07.0 29.829.8 376376 100100 6868 비교예 3Comparative Example 3 5.85.8 22.522.5 381381 8888 6666 비교예 4Comparative Example 4 2.62.6 22.622.6 320320 7575 5858

사용 콤파운드 배합Compound Compounds Used

PVC(중합도; 700) :100 *아이조드 충격강도 : ASTM 256PVC (polymerization degree; 700): 100 * Izod impact strength: ASTM 256

충격보강제 10 *인장강도,신율 : ASTM 638Impact modifier 10 * Tensile strength and elongation: ASTM 638

안 정 제 4.0Stabilizer 4.0

활 제 3.8Bow 3.8

충 진 제 5.0Filler 5.0

본 발명의 제조방법에 의해 제조된 코어-쉘 충격보강제는 높은 전단응력하에서의 고무상의 변형에 의한 물성의 저하 및 가공후에 발생되는 탄성체 고무상의 수축율에 의한 치수 안정성 저하등의 단점을 보완하고 개선시킬 수 있고, 높은 전단응력하에서도 고무상의 변형을 최소화시키고, 경질의 열가소성 수지와 혼용하여 충격보강효과, 내후성 및 내충격성을 향상시킨다.The core-shell impact modifier prepared by the manufacturing method of the present invention can compensate for and improve the disadvantages such as deterioration of physical properties due to deformation of rubber phase under high shear stress and dimensional stability due to shrinkage of elastic rubber phase generated after processing. It minimizes deformation of rubber phase even under high shear stress and improves impact reinforcement effect, weather resistance and impact resistance by mixing with hard thermoplastic resin.

Claims (5)

시이드/코어/쉘로 이루어지는 열가소성 수지용 아크릴계 충격보강제의 제조방법에 있어서,In the method for producing an acrylic impact modifier for thermoplastic resin consisting of a seed / core / shell, 1) 10 내지 40중량%의 Tg가 낮고 친수성이 강한 알킬 아크릴레이트, 소량의 가교제 및 그라프트제를 중합시켜 시이드를 제조하는 단계;1) preparing a seed by polymerizing a low Tg and strong hydrophilic alkyl acrylate, a small amount of crosslinking agent and a graft agent of 10 to 40% by weight; 2) 상기 1)단계에서 제조된 시이드에 5 내지 30중량%의 Tg가 높은 소수성이 강한 비닐단량체를 중합시켜 모폴로지가 IPN 또는 셀룰라 구조로 1차 코어를 제조하는 단계;2) preparing a primary core with an morphology of IPN or a cellular structure by polymerizing a hydrophobic strong vinyl monomer having a high Tg of 5 to 30% by weight to the seed prepared in step 1); 3) 상기 2)단계에서 제조된 1차 코어에 30 내지 60중량%의 상기 Tg가 낮은 고무상 단량체를 중합시켜 2차 코어를 제조하는 단계;3) preparing a secondary core by polymerizing 30 to 60% by weight of the low Tg rubbery monomer in the primary core prepared in step 2); 4) 상기 3)단계에서 제조된 2차 코어에 5 내지 20중량%의 Tg가 높은 알킬 메타아크릴레이트 또는 방향족 비닐 화합물과 Tg가 낮은 알킬 아크릴레이트와의 혼합물을 중합시켜 경질-쉘을 제조하는 단계; 및4) preparing a hard-shell by polymerizing a mixture of 5-20 wt% high Tg alkyl methacrylate or aromatic vinyl compound and low Tg alkyl acrylate to the secondary core prepared in step 3). ; And 5) 상기 4)단계의 코어-쉘 중합체를 건조시켜 평균입경이 120∼150㎛의 분말상으로 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내후성 및 내충격성이 향상된 아크릴계 충격보강제의 제조방법.5) A method of manufacturing an acrylic impact modifier having improved weather resistance and impact resistance, comprising the step of drying the core-shell polymer of step 4) into a powder having an average particle diameter of 120 to 150 μm. 제 1항에 있어서, 상기 2)단계의 Tg가 높은 단량체는 메틸메타아크릴레이트, 스티렌, α-메틸 스티렌, p-메틸 스티렌 및 아크릴로니트릴로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택하는 것을 특징으로 하는 제조방법.The method of claim 1, wherein the monomer having a high Tg of step 2) is selected from the group consisting of methyl methacrylate, styrene, α-methyl styrene, p-methyl styrene and acrylonitrile. Manufacturing method. 제 1항에 있어서, 상기 1) 및 3)단계의 Tg가 낮고 친수성이 강한 단량체는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트 및 옥틸 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그이상 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1, wherein the low Tg and hydrophilic monomers of steps 1) and 3) are methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethyl hexyl acrylate and octyl acrylate. One or more manufacturing method selected from the group consisting of. 제 1항에 있어서, 상기 2)단계에서 1차 코어의 모폴로지 변화를 위해 상기 반응물들이 벳치식, 연속식, 또는 단속적으로 적하되는 것을 특징으로 하는 제조방법.The method of claim 1, wherein in the step 2), the reactants are placed in a batch, continuous, or intermittent dropwise manner to change the morphology of the primary core. 제 1항에 있어서, 상기 코어-쉘 중합체는 20 내지 40중량%의 1차 코어중합체, 30 내지 60중량%의 2차 코어중합체, 10 내지 20중량%의 경질-쉘 중합체로 이루어진 것을 특징으로 하는 제조방법.The method of claim 1, wherein the core-shell polymer is characterized in that consisting of 20 to 40% by weight of the primary core polymer, 30 to 60% by weight of the secondary core polymer, 10 to 20% by weight of the hard-shell polymer Manufacturing method.
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