KR20060014764A - 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체를 포함하는 수지 조성물,이 조성물을 이용하여 제조된 인조대리석 및 이의 제조방법 - Google Patents

스티렌-메타크릴산메틸 공중합체를 포함하는 수지 조성물,이 조성물을 이용하여 제조된 인조대리석 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체 및 스티렌, 메타크릴산메틸, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액100 중량부; 무기 충진제 100 내지 200 중량부; 및 가교성 단량체 0.5 내지 10 중량부를 포함하는 수지 조성물, 이 조성물을 이용하여 제조된 인조대리석 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체를 포함하는 수지 조성물에 의하면, 기존의 아크릴 중합체가 갖는 우수한 내후성 및 열적 특성을 유지한 채 수산화 알루미늄과의 굴절율 차이 감소에 의하여 투명도가 향상된 인조대리석을 얻을 수 있다.
인조대리석, 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체, 수산화 알루미늄

Description

스티렌-메타크릴산메틸 공중합체를 포함하는 수지 조성물, 이 조성물을 이용하여 제조된 인조대리석 및 이의 제조방법{Resin composition comprising styrene-methylmethacrylate copolymer, artificial marble produced using the same, and the process for producing the artificial marble using the same}
본 발명은 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체를 포함하는 수지 조성물, 이 조성물을 이용하여 제조된 인조대리석 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 메타크릴산메틸(굴절율 1.49)과 그 중합체만을 사용한 경우 충진제로 사용되는 수산화 알루미늄(굴절율 1.57-1.60)과의 굴절율 차이에 의한 투명도 감소가 초래되었던 것을 메타크릴산메틸 단량체에 굴절율이 높은 스티렌 단량체(굴절율 1.59)를 공중합시킨 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체를 사용하여 수산화 알루미늄과의 굴절율 차이를 줄임으로써 그 중합물의 투명도를 향상시킨 인조대리석 및 그 제조방법에 관한 것이다.
인조대리석은 천연 석분이나 광물을 수지성분(아크릴, 불포화폴리에스테르, 에폭시 등)이나 시멘트와 배합하고 각종 안료 및 첨가제 등을 첨가하여 천연석의 질감을 구현한 인조 합성체를 통칭하는데, 대표적으로는 아크릴계 인조대리석, 폴 리에스테르 인조대리석 등을 들 수 있다. 이들 아크릴계 인조대리석과 폴리에스테르계 인조대리석은 고체 재료에 특유한 강도와 색조를 가지고 있으며, 특히 아크릴계 인조대리석은 우수한 가공성과 내후성을 가지고 있다. 아크릴계 인조대리석은 천연 대리석과 비교하여 가볍고 비다공질이며, 천연 대리석에 뒤떨어지지 않는 우아한 색조, 뛰어난 강도 및 내후성을 가지고 있으며, 더욱이 목질과 비견될만한 우수한 가공성를 가지고 있어 천연 대리석과 차별화 될 수 있다.
반면, 폴리에스테르 인조대리석은 내후성, 내열성이 아크릴계 인조대리석보다 열악하고 열성형이 어려운 단점이 있으나 충진제로 사용되는 수산화 알루미늄 등과의 굴절율이 비슷하여 중합물의 투명도가 우수함으로써 보다 천연석처럼 자연스럽고 깊이감 있는 외관 구현이 가능한 장점이 있다. 이런 인조대리석은 최근 각종 상판재료, 드레싱 테이블, 세면대, 테이블, 벽재, 바닥마루 재료, 가구, 내장재, 간접조명패널, 인테리어 소품과 같은 다양한 용도에 사용되고 있다.
일본특허 2002-105144에서는 아크릴계 인조대리석의 뛰어난 내후성 효과를 얻기 위해 폴리에스테르계 인조대리석에 메타크릴산메틸 단량체를 첨가하였으나 이 경우 단량체 첨가에 따른 작업 시 휘발성분의 증가와 콤파운드의 점도 감소로 어려움이 발생하며 그 효과 또한 미흡하였다. 특허 특개 평5-171022에서는 동일한 효과를 얻기 위해서 불포화폴리에스테르 수지와 아크릴계 수지를 니더에서 혼합하여 사용하고 있으나 이런 경우 혼합물 콤파운드의 점도가 상승하고 따라서 주형에 의한 연속 성형식에는 적당하지 않는 단점이 발생한다.
또한, 미국 특허 제3,135,723호에는 아크릴계 수지의 내열성을 향상시키 위 하여 α-메틸 스티렌을 공중합시킨 방법이 개시되어 있으나, 상기 방법은 아크릴계 수지 자체의 내열성을 향상시킨 수단으로서는 유용하지만, 이를 무기 충진제와 혼련하고 성형용에 이용하기에는 투명도 등 외관 특성 및 경화조건에서 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는, 기존의 아크릴 중합체가 갖는 우수한 내후성 및 열적 특성을 유지한 채 수산화 알루미늄과의 굴절율 차이 감소에 의하여 투명도가 향상된 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체를 포함하는 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는, 상기 수지 조성물을 이용하여 제조된 인조대리석을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 세 번째 기술적 과제는, 상기 인조대리석의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 첫 번째 기술적 과제를 해결하기 위하여,
스티렌-메타크릴산메틸 공중합체 및 스티렌, 메타크릴산메틸, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액 100 중량부; 무기 충진제 100 내지 200 중량부; 및 가교성 단량체 0.5 내지 10 중량부를 포함하는 수지 조성물을 제공한다.
본 발명은 상기 두 번째 기술적 과제를 해결하기 위하여,
상기 조성물을 이용하여 제조된 인조대리석을 제공한다.
본 발명은 상기 세 번째 기술적 과제를 해결하기 위하여,
상기 수지 조성물을 제조하는 단계;
상기 수지 조성물을 연속 성형 틀에 부어 20℃ 내지 150℃의 온도에서 30분 내지 2 시간 동안 경화시키는 단계; 및
상기 경화물을 냉각 및 절단하고 표면을 연마 가공하는 단계를 포함하는 인조대리석의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 수지 조성물은 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체 및 스티렌, 메타크릴산메틸, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액100 중량부; 무기 충진제 100 내지 200 중량부; 및 가교성 단량체 0.5 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액은 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체를 스티렌, 메틸메타크릴산메틸 또는 이들의 혼합물에 넣고 40 내지60 ℃에서 용해시켜 제조한 것으로 상기 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액 100 중량부 중 공중합체의 함량은 10 내지 50 중량부이고, 상기 스티렌, 메틸메타크릴산메틸 또는 이들의 혼합물의 함량은 50 내지 90 중량부인 것이 바람직하다. 상기 공중합체의 함량이 10 중량부 보다 작은 경우에는 반응속도 향상 및 단량체의 휘발 방지 등의 목적 달성에 효과가 없는 문제가 있고, 50 중량부 보다 큰 경우에는 미용해물이 존재하고 점도도 과도하게 높아지는 문제가 있어서 바람직하지 않다.
스티렌-메타크릴산메틸 공중합체는 메타크릴산메틸 단량체와 스티렌 단량체를 중합 촉매 하에서 일반적인 중합 방식에 의해 제조되는데, 상기 공중합체는 메타크릴산메틸 단독 중합물에 비해 동일 수준의 광택, 투명도, 표면경도 및 저흡수성을 갖으면서 우수한 내후성을 유지하며 가공성이 개선된 특성을 갖고 있다. 본 발명의 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체 100 중량부 중 스티렌의 함량은 20 내지 80 중량부가 바람직하다.
본 발명의 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액 100 중량부 중 스티렌의 총 함량은 10 내지 70 중량부가 바람직하다. 상기 스티렌의 함량이 10 중량부 보다 작은 경우에는 투명성 향상 효과가 크지 않은 문제가 있고, 70 중량부 보다 큰 경우에는 열변형 온도의 저하 및 내후성 악화가 심해지고 그 정도가 하급 제품이라 할 수 있는 볼포화폴리에스테르계 인조대리석 수준으로 되는 문제가 있어서 바람직하지 않다.
본 발명에서 사용되는 무기 충진제로는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 아루민산칼슘 중에서 선택되는 단독 또는 2종 이상 혼합물이고 1.57 내지 1.62의 굴절율을 갖는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 기존의 메타크릴산메틸(굴절율 1.49)과 그 중합체만을 사용한 경우 충진제와의 굴절율(예를 들면, 수산화 알루미늄은 1.57-1.60임)의 차이가 커서 투명도가 감소되었지만, 본 발명에서는 메타크릴산메틸 단량체에 굴절율이 높은 스티렌 단량체(굴절율 1.59)를 공중합시킨 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체를 사용하여 상기 굴절율 차이를 줄임으로써 그 중합물의 투명도를 향상시킬 수 있기 때문이다.
상기 충진제는 수지 용액과의 분산성, 제품의 기계적 강도 향상 및 침전방지 등을 위해 실란계 커플링제, 티타네이트계 커플링제 또는 스테아린산으로 처리된 표면을 갖는 것이 바람직하다.
상기 무기 충진제의 바람직한 함량은 상기 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액 100 중량부에 대하여 100 내지 200 중량부이다. 상기 함량이 100 중량부 보다 작은 경우에는 인조대리석의 난연성이 약해지고 색조가 소실되며 그 강도가 크게 저하됨과 동시에 그 질감이 감소하고, 200 중량부 보다 큰 경우에는 점도의 상승, 경화속도의 지연 등 작업성 저하와 인조대리석의 기계적 특성 저하를 초래한다.
또한, 상기 무기 충진제의 입자크기는 5 내지 100 미크론이 바람직한데, 상기 입자크기가 5 미크론 보다 작은 경우에는 인조대리석의 광투과 성능이 떨어지고, 100 미크론 보다 큰 경우에는 인조대리석의 물리적 특성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명에서 사용되는 가교성 단량체는 분자내 이중결합을 포함하는 다관능성 아크릴 단량체로서, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 1,6-헥산 디올 디메타크릴레이트, 폴리부틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리메타크릴레이트 및 네오펜틸 글리콜 디메타크릴레이트 중에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물이며, 이들 중에서 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트가 특히 바람직하다. 가교성 단량체의 함량은 상기 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액 100 중량부에 대하여 0.5 내지 10 중량부가 바람직하다. 상기 함량이 0.5 중량부 보다 작은 경우에는 중합물의 열적 성질 및 강도가 현저히 떨어지는 문제가 있고, 10 중량부 보다 큰 경우에는 중합시 과도한 발열로 인한 균열발생이 생기기 쉬운 문제가 있어 바람직하지 않다.
본 발명에서는 스티렌-메타크릴산메틸 수지 조성물의 중합 및 경화를 실행하기 위하여 중합개시제가 사용된다. 상기 중합개시제는 유기 과산화물으로서 벤조일 퍼옥사이드, 디쿠밀 퍼옥사이드와 같은 디아실 퍼옥사이드, 부틸하이드로 퍼옥사이드, 쿠밀하이드로 퍼옥사이드와 같은 하이드로 퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥시 말레인산, t-부틸하이드로 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 아조비스이소부티로니트릴, 아조비스디메틸발레로니트릴 중에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물이다. 아울러, 퍼옥사이드와 아민 또는 술폰산의 혼합물 또는 퍼옥사이드와 코발트 화합물의 혼합물을 사용하여 중합과 경화가 실온에서 수행되도록 할 수 있다. 중합개시제의 함량은 상기 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부인 것이 바람직하며, 중합촉진제와 함께 사용하는 것이 일반적이다. 상기 함량이 0.1 중량부 보다 작은 경우에는 경화속도가 느리고, 충분한 경화가 일어나지 않는 문제가 있고, 5 중량부 보다 큰 경우에는 오히려 경화속도가 지연되고 부분적인 미경화가 발생하기도 하는 문제가 있다.
본 발명에는 분자량을 조절하는 역할을 하는 연쇄이동제가 사용되는데, 상기 연쇄이동제로는 노르말도데실메르캅탄, 터어셔리도데실메르캅탄, 벤질메르캅탄 및 트리메틸벤질메르캅탄 중에서 선택되는 메르캅탄 화합물이 바람직하다. 연쇄이동제의 함량은 상기 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부가 바람직한데, 상기 함량이 0.1 중량부 보다 작은 경우에는 효과가 없는 문제가 있고, 5 중량부 보다 큰 경우에는 경화속도가 현저히 감소하며 완전한 경화가 달성되지 않는 문제가 있다.
또한, 본 발명에는 천연대리석과 유사한 표면 형태를 얻기 위하여, 이미 성형된 아크릴계, 불포화폴리에스테르계 또는 에폭시계 인조대리석을 일정한 크기로 분쇄한 과립형태의 분쇄물을 상기 조성물과 혼합하여 중합하고 성형한 후 매끄러운 표면과 광택 등을 제공하기 위해 그 표면을 사포 또는 기타방법으로 연마 가공하는 것을 특징으로 한다. 성형공정 후 표면가공이 없으면 표면의 무늬효과를 제대로 낼 수 없고 표면이 울퉁불퉁하기 때문에 표면가공 처리하는 것이 바람직하다.
상기 분쇄물의 함량은 상기 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액 100 중량부에 대하여 200 중량부 보다 큰 경우에는 시간에 따른 점도 변화가 심해지고 경화물의 강도가 현저히 떨어지는 문제가 있어 바람직하지 않다.
상기 분쇄물의 크기는 100MESH 내지 3.5MESH가 바람직한데, 100MESH 보다 작은 경우에는 시간에 따른 점도 변화가 심해져 작업이 힘들어지는 문제가 생기고, 3.5 MESH보다 큰 경우에는 경화시 분쇄물의 이동에 의한 기포발생 빈도가 높아지고 외관효과가 오히려 나빠지며, 경화물의 기계적 강도를 저하시키는 문제가 있다.
이외에도 상기 수지 조성물에는 통상적으로 알려진 인조대리석의 첨가성분으로 실리콘계 또는 비실리콘계 소포제; 트리메톡시실란(trimethoxysilane)을 주성분으로 하는 실란계, 산계 또는 티타네이트계 커플링제; 유기 또는 무기 안료나 염료; 페닐 살리실레이트(phenyl Salicylates)계, 벤조페논계, 벤조트리아졸계, 니켈 유도체계 또는 라디칼 스캐빈저(radical scavenger)계 자외선 흡수제; 할로겐계, 인계 또는 무기금속계 난연제; 스테아린산계 또는 실리콘계 이형제; 카테콜계 또는 하이드로퀴논류계 중합억제제; 및 페놀계, 아민계, 퀴논계, 유황계 또는 인계 산화방지제, 내열안정제 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 인조대리석의 제조 방법은 다음과 같다.
먼저, 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체를 용제인 스티렌, 메틸메타크릴산메틸 또는 이들의 혼합물에 넣고 40-60℃에서 용해시켜 상기 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액를 제조하고, 여기에 상기 무기 충진제, 가교성 단량체, 중합개시제, 연쇄이동제, 분쇄물, 및 기타 첨가제를 첨가하고 잘 교반하여 수지 조성물을 제조한다.
이때, 상기 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액을 제조함에 있어서, 상기 스티렌, 메틸메타크릴산메틸 또는 이들의 혼합물의 일부만으로 상기 공중합체를 용해하여 시럽을 제조하고, 이후 상기 시럽에 점도 및 스티렌 함량의 조절 목적으로 그 나머지를 혼합하여 제조할 수 있다.
이후, 상기 수지 조성물을 탈포시키고, 성형틀에 연속적으로 공급한다. 상기 성형틀이 연속적으로 이동하면서 경화가 진행된다. 이를 연속 캐스팅 제조방식이라고 한다.
이때 상기 연속 성형틀에서의 경화 조건은 20℃ 내지 150℃의 온도에서 30 분 내지 2시간 동안이 바람직하다. 상기 경화 온도가 20℃ 보다 작은 경우에는 경화시키는데 곤란한 문제가 있고, 150℃ 보다 큰 경우에는 중합시 단량체의 휘발이 과도하게 발생하고 중합물의 변형 및 균열이 발생하는 문제가 생겨서 바람직하지 않고, 상기 경화 시간이 30 분 보다 작은 경우에는 경화를 위하여 과도한 에너지 공급이 요구되므로 상기한 150℃ 이상의 열을 준 경우와 동일한 문제가 발생할 수 있고, 2 시간 보다 큰 경우에는 무기 충진제 및 입자분쇄물의 침강이 발생하고 생산성도 떨어지는 문제가 있어 바람직하지 않다..
그 다음, 상기 경화물을 냉각시키고 규격에 맞게 절단하고, 첨가된 분쇄물에 의한 효과를 부각시키기 위해 표면을 연마 가공한다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1
메타크릴산메틸에 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체 (스티렌 함량 80 중량%, NAS 21, Nova Chemical, 미국) 25 중량부를 용해해 제조한 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액 100 중량부에 수산화 알루미늄 180 중량부, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트 3 중량부, 벤조일퍼옥사이드(BPO) 1.0 중량부, 노르말도데실메르캅탄 0.1 중량부, 소포제로서 BYK 555(BYK-Chemie사, 독일) 0.5 중량부, 커플링제로서 BYK 900(BYK-Chemie사, 독일) 1 중량부, 자외선 안정(흡수)제로서 Hisorp-P(LG화학) 0.5 중량부 및 분쇄물 150 중량부를 첨가하고 잘 교반시킨 후 연속성형 틀에 부어 20℃ 내지 150℃의 온도에서 경화시켜 본 발명에 따른 인조대리석을 제조하였다.
실시예 2
스티렌-메타크릴산메틸 공중합체로 MS 600 (스티렌 함량 40 중량%, 신일철화학, 일본)을 사용하여 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 인조대리석을 제조하였다.
실시예 3
메타크릴산메틸과 스티렌의 혼합물에 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체로 MS 600(스티렌 함량 40 중량%)을 용해하여 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 인조대리석을 제조하였다.
실시예 4
메타크릴산메틸과 스티렌의 혼합물에 스티렌-메타크릴산 메틸 공중합체 40 중량부를 용해하여 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 인조대리석을 제조하였다.
실시예 5
메타크릴산메틸 단량체에 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체 (스티렌 함량 80 중량%, NAS 21, Nova chemical, 미국) 25 중량부를 용해해 제조한 스티렌-메타크릴산메틸 시럽 50 중량부에 스티렌 단량체 50 중량부를 혼합하여 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 인조대리석을 제조하였다.
실시예 6
메타크릴산메틸 단량체와 스티렌 단량체 혼합물에 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체로 MS 600(스티렌 함량 40 중량%)을 용해하여 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액을 제조하고, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트 6 중량부, 벤조일퍼옥사이드(BPO) 2.0 중량부를 첨가하고, 내열 및 산화방지제(B-561, Ciba Specialty Chemicals, 미국) 0.5 중량부를 더 첨가하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 인조대리석을 제조하였다.
비교예 1
스티렌-메타크릴산메틸 공중합체 대신에 메타크릴산메틸 중합체를 사용하여 메타크릴산메틸 수지 용액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 인조대리석을 제조하였다.
비교예 2
메타크릴산 메틸 14.3중량부에 불포화폴리에스테르 수지(M-900, 세원화성, 한국) 85.7 중량부를 용해하여 수지 용액을 제조하고 노르말도데실메르캅탄 0.3 중량부를 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 인조대리석을 제조하였다.
비교예 3
메타크릴산메틸에 메타크릴산메틸 중합체 25 중량부를 용해해 제조한 메타크릴산메틸 시럽 80 중량부에 스티렌 단량체 20중량부를 혼합하여 수지 용액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 인조대리석을 제조하였다.
비교예 4
메타크릴산메틸에 메타크릴산메틸 중합체 25 중량부를 용해해 제조한 메타크릴산메틸 시럽 60 중량부에 스티렌 단량체 40중량부를 혼합하여 수지 용액을 제조 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 인조대리석을 제조하였다.
비교예 5
메타크릴산메틸 대신에 스티렌을 사용하여 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체 (스티렌 함량 40 중량%, MS 600, 신일철화학, 일본) 25 중량부를 용해하여 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 인조대리석을 제조하였다.
비교예 6
메타크릴산메틸과 스티렌의 혼합물에 메타크릴산메틸 중합체 25 중량부를 용해하여 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 인조대리석을 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 인조대리석의 투명도, 내열변색, 내후성, 및 열변형온도를 하기 평가 방법으로 측정하고 그 결과를 표 1에 비교하였다.
< 평가 방법 >
(1) 투명도
투명도는 상기의 실시예 및 비교예와는 별도로, 실시예 및 비교예의 조성에서 투명도에 영향을 줄 수 있는 안료 및 분쇄물을 제거 한 후 제조한 2mm두께의 경화물을 헤이즈 미터(Haze meter)(Murakami Color Research Laboratory, Japan)를 이용하여 측정하였다.
(2) 내열변색 (△E)
인조대리석 시편을 170℃에서 1시간 방치 후 색차계를 이용하여 측정하였다.
(3) 내후성 (△E)
ASTM G-53에 따라 QUV 시험기를 이용하여 촉진 내후성 테스트를 한 후 색차계를 이용하여 측정하였다.
(4) 열변형온도 (℃)
ASTM D 648에 따라 측정하였다.
중합체 용제 수지 용액 중 SM4) 함량 (중량부) 투명도 (%) 내열변색 (△E) 내후성 (△E) 열변형온도 (℃)
실시예 1 S-M 공중합체1) MMA3) 20 33 0.23 2.3 105.6
실시예 2 S-M 공중합체 MMA 10 30 0.18 1.98 106.0
실시예 3 S-M 공중합체 MMA,SM 40 45 0.67 2.5 102.0
실시예 4 S-M 공중합체 MMA,SM 60 60 0.98 3.0 98.3
실시예 5 S-M 공중합체 MMA,SM 70 65 1.38 3.7 94.5
실시예 6 S-M 공중합체 MMA,SM 40 45 0.47 1.77 102.3
비교예 1 PMMA2) MMA 0 18 0.17 1.8 106
비교예 2 Polyester MMA 40 48 4.68 7.3 104
비교예 3 PMMA MMA,SM 20 25 0.41 2.4 104.7
비교예 4 PMMA MMA,SM 40 35 0.75 3.9 101.9
비교예 5 S-M 공중합체 SM 85 70 2.46 5.5 86.0
비교예 6 PMMA MMA,SM 20 26 0.45 2.5 103.5
1) S-M 공중합체 : 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체,
2) PMMA : 메타크릴산메틸 중합체
3) MMA : 메타크릴산메틸
4) SM : 스티렌
상기 표 1에 의하면, 실시예 1 내지 6의 인조대리석은 종래의 메타크릴산메틸 중합체만을 사용한 비교예 1의 경우보다 투명도가 크게 향상되었음을 알 수 있다. 하지만, 비교예 5의 경우와 같이 전체 수지 용액 중 스티렌(SM)의 함량이 85 중량부가 되면 내열변색, 내후성이 크게 저하되고, 열변형 온도도 작아짐을 알 수 있다.
또한, 수지 용액 중 스티렌 함량이 동일한 경우에서, 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체(S-M 공중합체)를 사용한 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 내열변색, 내후성 및 열변형온도 특성이 향상됨을 알 수 있다.
본 발명에 따른 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체를 포함하는 수지 조성물에 의하면, 기존의 아크릴 중합체가 갖는 우수한 내후성 및 열적 특성을 유지한 채 수산화 알루미늄과의 굴절율 차이 감소에 의하여 투명도가 향상된 인조대리석을 얻을 수 있다.

Claims (15)

  1. 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체 및 스티렌, 메타크릴산메틸, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액 100 중량부;
    무기 충진제 100 내지 200 중량부; 및
    가교성 단량체 0.5 내지 10 중량부
    를 포함하는 수지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액 100중량부에 대하여 상기 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체가 10 내지 50 중량부이고, 상기 스티렌, 메타크릴산메틸, 또는 이들의 혼합물이 50 내지 90 중량부인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 스티렌-메타크릴산메틸 수지 용액 100 중량부 중 스티렌의 함량이 10 내지70 중량부인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 무기 충진제가 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 및 아루민산칼슘 중에서 선택되는 단독 또는 2종이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 무기 충진제가 실란계 커플링제, 티타네이트계 커플링제 또는 스테아린산으로 표면 처리된 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  6. 제 1항에서 있어서, 상기 무기 충진제의 입자 크기가 5 내지 100미크론인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  7. 제 1항에서 있어서, 상기 가교성 단량체가 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 1,6-헥산 디올 디메타크릴레이트, 폴리부틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리메타크릴레이트 및 네오펜틸 글리 콜 디메타크릴레이트 중에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  8. 제 1항에서 있어서, 중합개시제 0.1 내지 5 중량부 및 연쇄 이동제 0.1 내지 5 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 중합개시제가 벤조일 퍼옥사이드, 디쿠밀 퍼옥사이드, 부틸하이드로 퍼옥사이드, 쿠밀하이드로 퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥시 말레인산, t-부틸하이드로 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 아조비스이소부티로니트릴, 아조비스디메틸발레로니트릴 중에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물, 또는 퍼옥사이드와 아민 또는 술폰산의 혼합물 또는 퍼옥사이드와 코발트 화합물의 혼합물인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 연쇄 이동제가 노르말도데실메르캅탄, 터어셔리도데실메르캅탄, 벤질메르캅탄 및 트리메틸벤질메르캅탄 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  11. 제 1항에 있어서, 분쇄물, 소포제, 커플링제, 유기 또는 무기 안료나 염료, 자외선 흡수제, 난연제, 이형제, 중합억제제, 내열안정제 및 산화방지제 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 분쇄물이 아크릴계, 불포화폴리에스테르계 또는 에폭시계 인조대리석을 일정한 크기로 분쇄한 과립형태인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 분쇄물의 크기가 100MESH내지 3.5MESH 인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  14. 제 1항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 수지 조성물을 이용하여 제조된 인조대리석.
  15. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항의 수지 조성물을 제조하는 단계;
    상기 수지 조성물을 연속 성형 틀에 부어 20℃ 내지 150℃의 온도에서 30분 내지 2 시간 동안 경화시키는 단계; 및
    상기 경화물을 냉각 및 절단하고 표면을 연마 가공하는 단계
    를 포함하는 인조대리석의 제조방법.
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