KR20150051502A - Preparation Method for thermal stable Acryl resin composition - Google Patents

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KR20150051502A
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길민호
이철
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Abstract

The present invention relates to a manufacturing method of an acrylic resin composition with good heat stability and, more specifically, a manufacturing method of an acrylic resin composition with good heat stability in which acrylic resin used as light guide plate in TVs and personal computers is manufactured in a continuous mass polymerization and accordingly has good heat decomposition property and heat resistance property under injection molding conditions like high temperatures.

Description

열안정성이 우수한 아크릴계 수지 조성물의 제조방법{Preparation Method for thermal stable Acryl resin composition}[0001] The present invention relates to a method for producing an acrylic resin composition having excellent heat stability,

본 발명은 열안정성이 우수한 아크릴계 수지 조성물의 제조방법에 관한 것으로 보다 구체적으로는 TV,노트북 등 광학 기기에 도광판으로 사용되는 아크릴 수지를 연속 괴상중합 공정에서 제조하여, 고온의 사출성형 조건에서도 우수한 열분해 특성 및 내열 특성을 가지는 아크릴계 수지 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a process for producing an acrylic resin composition having excellent heat stability, and more specifically, to an acrylic resin used as a light guide plate in an optical apparatus such as a TV, a notebook computer, And a method for producing an acrylic resin composition having heat resistance.

메틸메타크릴레이트를 주성분으로 하는 아크릴 수지는 우수한 광학 특성 및 내후성을 가짐으로 해서 TV,노트북등의 광학기기에 도광판으로 주로 적용되고 있다. 광학기기에 적용되는 도광판은 일반적으로 압출 및 사출 성형을 통하여 제조한다. BACKGROUND ART [0002] Acrylic resins containing methyl methacrylate as a main component have excellent optical properties and weatherability and are mainly applied to optical devices such as TVs and notebooks as light guide plates. The light guide plate to be applied to an optical apparatus is generally manufactured by extrusion and injection molding.

일반적으로 아크릴계 중합체의 제조방법에는 수지 조성물의 원료 모노머 및 개시제를 연속적으로 반응조에 공급하여 중합시키는 연속 중합이 있다. 이러한 연속 중합법은 용매를 사용하는 용액 중합과 용매를 사용하지 않는 연속 괴상중합법이 알려져 있다.Generally, a method for producing an acrylic polymer includes continuous polymerization in which a raw material monomer and an initiator of a resin composition are continuously supplied to a reaction tank and polymerized. Such a continuous polymerization method is known as a solution polymerization using a solvent and a continuous mass polymerization method without using a solvent.

일반적으로 연속 용액 중합법은 용매를 사용함으로써 생산성이 낮고 효율적이지 않다. 연속 괴상중합법은 용매를 사용하지 않고 중합 반응이 진행되기 때문에 중합 생성물을 효율적으로 제조할 수 있는 장점이 있다. 그러나 연속 괴상중합의 경우, 용매를 사용하지 않기 때문에 반응물의 점도가 연속 용액 중합보다 높아 반응 제어가 어럽고, 반응계의 제열을 위해 반응조 내면을 냉각하면 중합 조성물의 품질이 저하되는 문제가 있다. 그래서 일본특허 특 개평 07-126308호(특허문헌 1)에는 완전 혼합형 반응조에서 반응기 내에 기상부가 없는 만액 상태로 외부에서 열 출입이 없는 단열 상태에서 연속 괴상 중합을 실시하는 방법이 제안 되었다 또한, 일본특허 특 개평 2006-104282(특허문헌 2)에 의하면 단열상태를 보장하기 위해 반응조 내의 온도가 반응조 외벽면의 설정온도와 동일하게 유지되도록 하는 원료 모노머 공급량 및 중합 개시제의 공급량을 제어하는 연속 중합 장치가 제안되었다. 또한, 일본 특허 특 개평 2013-127048(특허문헌 3)에 의하면 열안정성이 높은 아크릴계 수지 조성물을 제공하기 위해 2개의 독립 반응기가 설치된 연속 중합 장치가 고안되었다.
In general, the continuous solution polymerization method is low in productivity and inefficient by using a solvent. The continuous mass polymerization method has an advantage that a polymerization reaction proceeds without using a solvent and therefore a polymerization product can be produced efficiently. However, in the case of continuous bulk polymerization, there is a problem that the quality of the polymerization composition deteriorates when the inner surface of the reactor is cooled for the heat removal of the reaction system because the viscosity of the reactant is higher than the continuous solution polymerization because no solvent is used. Thus, Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-126308 (Patent Document 1) proposes a method in which continuous bulk polymerization is carried out in a fully mixed-type reaction tank in an adiabatic state in which the reactor does not have a gaseous phase, According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-104282 (Patent Document 2), there is proposed a continuous polymerization apparatus for controlling the supply amount of raw material monomer and the supply amount of the polymerization initiator so that the temperature in the reaction tank is kept at the same temperature as the set temperature on the outer surface of the reaction tank . Further, according to Japanese Patent Laid-Open No. 2013-127048 (Patent Document 3), a continuous polymerization apparatus in which two independent reactors are provided in order to provide an acrylic resin composition having high thermal stability has been devised.

특 개평 07-126308호(일본특허)Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-126308 (Japanese Patent) 특 개평 2006-104282(일본특허)Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-104282 (Japanese Patent) 특 개평 2013-127048(일본특허)Japanese Patent Laid-Open No. 2013-127048 (Japanese Patent)

최근 아크릴계 수지 조성물을 사출성형을 통해 광학기기의 도광판으로 사용하는 경우, 도광판의 박형화 및 대형화로 높은 유동성을 가지면서도 고온에서 열안정성 및 내열성이 우수한 아크릴계 수지 조성물에 대한 요구가 매우 높아지고 있다. 그러나 기존의 연속 중합 장치(특허 문헌 1,2)에서는 그러한 요구에 대응하기 위해서는 미흡한 것을 발견하였다. 특허문헌 3에서 주장하는 연속중합 장치는 단열중합을 보장하기 위해 두개의 독립 반응기 사이에 냉각장치가 설치되어 있는데, 높은 점도의 고분자 시럽을 이송하는 관형 냉각장치의 벽면과 중심부의 온도 차이로 인해 고분자 시럽의 점도 차이가 발생하여 이송에 문제가 있으며, 두개의 독립 반응기를 설치하는 것은 비용 측면에서 유리하다고 볼 수 없다. 본 발명의 목적은 연속 중합 장치를 이용하여 낮은 중합온도에서 중합 개시제의 1차 분해에서 생성되는 알콕시 라디칼이 베타 시즌에 의해 낮은 에너지 상태를 가지는 알킬 라디칼로 보다 많이 존재하는 개시제를 이용해 열안정성이 높은 아크릴계 수지 조성물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
Recently, when an acrylic resin composition is used as a light guide plate of an optical instrument through injection molding, the demand for an acrylic resin composition having high fluidity and excellent heat stability and heat resistance at high temperature is remarkably increased due to thinning and enlargement of a light guide plate. However, the conventional continuous polymerization apparatuses (Patent Documents 1 and 2) have found that it is insufficient to cope with such a demand. In the continuous polymerization apparatus claimed in Patent Document 3, a cooling apparatus is provided between two independent reactors to ensure adiabatic polymerization. Due to the temperature difference between the wall surface and the central portion of the tubular cooling apparatus that transports the high-viscosity polymer syrup, There is a problem in transportation due to the difference in viscosity of the syrup, and installation of two independent reactors is not considered to be cost-effective. It is an object of the present invention to provide a process for the production of high-molecular-weight alkoxysilanes by using an initiator in which alkoxy radicals generated in the primary decomposition of the polymerization initiator at lower polymerization temperatures are present in the alkyl radicals having low energy states by the beta season, And a method for producing an acrylic resin composition.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 메타크릴레이트를 포함하는 중합체 제조방법으로서, 중합개시제로 다아실 퍼옥사이드, 터셔리 아밀 퍼옥시 2-에틸헥사노에이트, 1,1,3,3-테트라메틸부틸 퍼옥시 2-에틸헥사노에이트, 1,1,3,3-테트라메틸부틸 퍼옥시 네오데카노에이트에서 선택되는 어느 하나 이상의 개시제를 사용하여 중합하는 것을 특징으로 하는 아크릴계 중합체의 제조방법에 관한 것이다. In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method for producing a polymer containing methacrylate, which comprises reacting a polymerization initiator selected from the group consisting of polyacyl peroxide, tertiary amyl peroxy 2-ethyl hexanoate, 1,1,3,3-tetra Methylbutylperoxy 2-ethylhexanoate, and 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxyneodecanoate is used as a polymerization initiator in the production of an acrylic polymer, .

본 발명의 일실시예에 따른 아크릴계 중합체의 제조방법에 있어서, 상기 중합시 C10 내지 C25의 고급 알콜을 단량체 100중량부당 0.01 내지 1중량부 포함할 수 있다. In the method for producing an acrylic polymer according to an embodiment of the present invention, 0.01 to 1 part by weight of the higher alcohols C10 to C25 may be contained per 100 parts by weight of the monomer during the polymerization.

본 발명의 일실시예에 따른 아크릴계 중합체의 제조방법에 있어서, 상기 중합시 중합온도는 120~180도이며, 중합개시제의 농도가 아크릴계 단량체 100중량%에 대하여 0.01 ~ 0.1 중량%이고, 사슬이동제의 농도가 0.1~0.5 중량%일 수 있다. In the method for producing an acrylic polymer according to an embodiment of the present invention, the polymerization temperature during polymerization is 120 to 180 °, the concentration of the polymerization initiator is 0.01 to 0.1% by weight based on 100% by weight of the acrylic monomer, And the concentration may be 0.1 to 0.5 wt%.

본 발명의 일실시예에 따른 아크릴계 중합체의 제조방법에 있어서, 상기 사슬이동제로는 이소프로필 메르캡탄(Isopropyl mercaptan), 노르말 부틸 메르캡탄(normal butyl mercaptan) 터셔리-부틸 메르캡탄(Tertiary butyl mercaptan) 노르말-아밀 메르캡탄(normal amyl mercaptan), 노르말 옥틸 메르캡탄(normal-ocytyl mercaptane)에서 어느 하나 이상이 선택될 수 있다.
In the process for preparing an acrylic polymer according to an embodiment of the present invention, the chain transfer agent may be selected from the group consisting of isopropyl mercaptan, normal butyl mercaptan tertiary butyl mercaptan, At least one of normal amyl mercaptan, normal-ocytyl mercaptane may be selected.

본 발명의 아크릴계 수지 조성물 제조방법에 따르면, 1차 중합 반응만으로 체류시간을 늘리지 않으며, 300℃에서 중량 감소율(%)이 낮고, 내열성이 우수한 아크릴계 수지 조성물을 제조할 수 있다.
According to the method for producing an acrylic resin composition of the present invention, it is possible to produce an acrylic resin composition which does not increase the residence time only by the primary polymerization reaction, has a low weight loss rate (%) at 300 ° C and is excellent in heat resistance.

본 발명자들은 연속 중합 장치를 이용해 열안정성이 우수한 아크릴계 수지 조성물을 제공하기 위하여 낮은 중합온도와 효과적인 개시제를 이용하는 것이 매우 중요하다는 것을 발견하였다. The present inventors have found that it is very important to use an effective initiator and a low polymerization temperature in order to provide an acrylic resin composition having excellent thermal stability using a continuous polymerization apparatus.

또한 본 발명은 원인을 정확히 알 수 없지만 C10 이상의 고급 알콜, 예를 들면 C10 내지 C25의 고급알콜을 단량체 100중량부에 대하여 0.01 내지 1중량부를 추가하는 경우 높은 내열성을 가지는 중합체를 얻을 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하였다. In addition, although the cause of the present invention is not clearly known, it has been found that a polymer having a high heat resistance can be obtained when 0.01 to 1 part by weight of C10 or higher alcohols, for example, C10 to C25 higher alcohols are added to 100 parts by weight of the monomer Thereby completing the present invention.

이하 본 발명에 대하여 구체적으로 설명하면 일반적으로 중합온도는 폴리머가 가지는 입체구조에 영향을 주게 된다. 아크릴계 고분자 특히 하기 화학식 1과 같은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 경우 고분자 사슬에 존재하는 메틸기와 에스터기의 배열에 따른 세 가지 입체 구조를 가지게 된다.The present invention will be described in detail below. In general, the polymerization temperature influences the steric structure of the polymer. In the case of acrylic polymers, especially polymethylmethacrylate (PMMA) represented by the following formula (1), they have three steric structures depending on the arrangement of methyl groups and ester groups in the polymer chain.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

(상기 화학식 1에서 n은 50 내지 50,000에서 선택되는 정수이다.)(In the above formula (1), n is an integer selected from 50 to 50,000.)

그런데 본 발명에서는 저온분해 개시제를 사용함으로써, 더욱 좋게는 저온분해 기시제와 고급 알콜을 혼합하여 사용함으로써, 내열성이 높은 고분자 중합체을 제조할 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다. In the present invention, however, it has been found that a polymer having a high heat resistance can be produced by using a low-temperature decomposition initiator, more preferably by mixing a low-temperature decomposition initiator and a higher alcohol.

일반적으로 아크릴계 모노머를 이용한 라디칼 중합의 경우, 개시제의 선택은 중합온도에서 개시제의 반감기를 고려하여 선택하는 것이 일반적이다. 또한 중합개시제의 양은 중합온도, 원하는 중합율, 평균체류 시간 등의 다른 조건에 따라 설정된다. 중합온도가 낮고, 평균 체류 시간이 짧을수록 원하는 중합율을 달성하기 위한 개시제 양은 증가하는 경향이 있다. 그러나 중합 개시제의 양이 많을수록 불안정한 불포화 결합으로 이루어진 폴리머 말단부가 많아지고 이는 수지 조성물의 열 안정성을 나쁘게 하는 경향이 있다. In general, in the case of radical polymerization using an acrylic monomer, the selection of the initiator is generally selected in consideration of the half life of the initiator at the polymerization temperature. The amount of the polymerization initiator is set according to other conditions such as the polymerization temperature, the desired polymerization rate, and the average residence time. The lower the polymerization temperature and the shorter the average residence time, the more the initiator amount tends to increase to achieve the desired polymerization rate. However, the more the amount of the polymerization initiator is, the more unstable ends of the polymer composed of the unsaturated bonds become, which tends to deteriorate the thermal stability of the resin composition.

본 발명자들은 상대적으로 낮은 중합온도에서 열안정성을 확보하기위해 개시제의 1차 분해에서 생기는 알콕시 라디칼이 베타 분리에 의해 보다 안정된 알킬라디칼로 존재하는 적절한 개시제를 사용함으로서 1차 중합반응만으로 체류시간을 늘지지 않고 열안정성이 우수한 아크릴 수지 조성물을 생산하는 방법을 발명하였다.The present inventors have found that by using an appropriate initiator in which the alkoxy radicals generated in the primary decomposition of the initiator are present in a more stable alkyl radical by beta dissociation to ensure thermal stability at relatively low polymerization temperatures, Which is excellent in heat stability, and which has excellent thermal stability.

또한 본 발명자들은 상대적으로 낮은 중합온도에서 열안정성을 확보하기위해 개시제의 1차 분해에서 생기는 알콕시 라디칼이 베타 분리에 의해 보다 안정된 알킬라디칼로 존재하는 적절한 개시제와 고급 알콜을 함께 사용함으로서 1차 중합반응만으로 체류시간을 늘리지 않고 열안정성이 우수한 아크릴 수지 조성물을 생산하는 방법을 발명하였다.
The present inventors have also found that by using an appropriate initiator and a higher alcohol in the presence of a more stable alkyl radical in the alkoxy radical resulting from the primary decomposition of the initiator in order to ensure thermal stability at a relatively low polymerization temperature, To thereby produce an acrylic resin composition excellent in thermal stability without increasing residence time.

이하 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 연속중합 장치는 1개의 반응조를 포함하고 반응조에서 연속 괴상 중합을 실시할 수 있는 장치를 말한다. 즉, 아크릴 계 단량체를 연속적으로 괴상중합하기 위한 교반조형 반응기, 반응기 안의 반응물을 균일하게 혼합하기 위한 교반수단, 메타크릴산메틸, 아크릴산알킬 에스터, 중합개시제, 분자량조절제 등을 반응기 안으로 연속적으로 공급하기 위한 공급부, 반응기안의 메타크릴계 중합체를 포함한 반응물을 반응기로부터 연속적으로 배출하는 부분, 배출된 반응물에서 미반응 단량체를 회수 및 아크릴계 중합체의 펠렛을 형성하는 탈휘식 압출기를 포함한다.The continuous polymerization apparatus of the present invention refers to a device that includes one reaction tank and can perform continuous bulk polymerization in a reaction tank. That is, there is a method of continuously supplying a reactor for stirring bulk polymerization of an acrylic monomer, a stirring means for uniformly mixing reactants in a reactor, a methyl methacrylate, an alkyl acrylate, a polymerization initiator, a molecular weight regulator, A portion for continuously discharging the reactants including the methacrylic polymer in the reactor from the reactor, a defrosting extruder for recovering unreacted monomers from the discharged reactants and forming pellets of the acrylic polymer.

본 발명에 사용되는 아크릴계 단량체는 메타크릴레이트 80~100 중량% 및 아크릴레이트 0~20 중량%를 사용한다. 따라서 본 발명에서 아크릴계 단량체라 함은 메타크릴레이트 100 중량%부터 메타크릴레이트 80 중량%이상 100 중량% 미만으로 아크릴레이트가 0 중량% 이상 20중량 % 이하로 되는 아크릴계 단량체 혼합물의 총칭이다. The acrylic monomer used in the present invention is 80 to 100% by weight of methacrylate and 0 to 20% by weight of acrylate. Accordingly, in the present invention, the acrylic monomer is a generic term of an acrylic monomer mixture in which from 100% by weight of methacrylate to 80% by weight or more but less than 100% by weight of methacrylate and from 0% by weight or more to 20% by weight or less of acrylate.

아크릴계 단량체에 있어서 메타크릴레이트의 비율이 80중량% 미만이면 내열성이 낮아지는 문제가 있다. 바람직하게는 메타크릴레이트 90 ~ 95 중량% 및 아크릴레이트 5 ~ 10 중량%로 이루어진 아크릴계 단량체를 사용하는 것이 내열안정성 및 열분해 안정성이 우수한 아크릴계 중합체를 얻을 수 있다. When the proportion of the methacrylate in the acrylic monomer is less than 80% by weight, there is a problem that the heat resistance is lowered. Preferably, an acrylic polymer having 90 to 95% by weight of methacrylate and 5 to 10% by weight of acrylate is used to obtain an acrylic polymer having excellent heat stability and thermal decomposition stability.

메타크릴레이트와 공중합에 사용하는 아크릴계 단량체는 아크릴산의 탄소수가 1~8인 아크릴산 에스터에 있어서 알킬기는 노말, 아이소 터셔리 또는 사이클로 알킬기도 사용할 수 있다. 본 발명에 사용하는 아크릴산 에스테르의 구체적인 예로는 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산 프로필, 아크릴산 부틸, 아크릴산 펜틸 아크릴산 헥실, 아크릴산 2-에틸 헥실, 아크릴산 사이클로 헥실 등을 들 수 있으며 이것들을 단독으로 또는 2종 이상을 동시에 사용해도 무방하다. The acrylic monomer used for copolymerization with methacrylate is acrylic ester having 1 to 8 carbon atoms in acrylic acid, and the alkyl group may be a normal, isomeric or cycloalkyl group. Specific examples of the acrylic acid ester used in the present invention include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, hexyl acrylate pentyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate and cyclohexyl acrylate. These may be used singly or in combination of two or more May be used at the same time.

바람직하게는 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산부틸 특히 아크릴산 메틸이 내열성이 우수하다. Preferably, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate and especially methyl acrylate are excellent in heat resistance.

일반적으로 중합온도가 낮을수록 아크릴계 중합체의 입체 구조 중 신디오텍티시티가 높아 내열성 및 열분해 안정성이 우수하다. 그러나 중합온도가 낮을 경우는 중합 전환율이 낮이지고 이를 보상하기 위해 개시제를 많이 투입해야 하는 문제가 발생한다. In general, the lower the polymerization temperature, the higher the syndiotacticity among the three-dimensional structures of the acrylic polymer, and thus the heat resistance and the thermal decomposition stability are excellent. However, when the polymerization temperature is low, the polymerization conversion rate is low, and a large amount of initiator must be added to compensate for the polymerization conversion.

본 발명에서 사용되는 중합온도는 아크릴계 중합체의 입체 구조 중 신디오텍티시티가 45~55% 가 되는 온도로서 120~180℃ 정도가 적당하다. 바람직하게는 신디오텍티시티가 47~50%가 되는 온도로써 140 ~150℃가 적당하다. 신디오텍티시티가 45% 이하이면 내열성 및 열안정성이 충분하지 않고, 55% 이상이면 아크릴계 중합체가 유리전이 온도가 너무 높아 사출 가공성이 낮아지며, 박막 도광판 사출 성형시쉽게 깨지는 문제가 있다.The polymerization temperature used in the present invention is a temperature at which the syndiotacticity of the acrylic polymer is 45 to 55%, preferably about 120 to 180 ° C. Preferably, the temperature is such that the syndiotacticity is from 47 to 50%, preferably from 140 to 150 ° C. When the syndiotacticity is less than 45%, heat resistance and thermal stability are not sufficient. When the proportion is more than 55%, the acrylic polymer has an excessively high glass transition temperature, which lowers the injection processability and is easily broken during injection molding of the thin film light guide plate.

따라서 본 발명은 특정의 저온 분해 개시제를 사용함으로써, 즉, 다이아실 퍼옥사이드 및 터셔리 알킬 퍼옥시에스터 구조를 가지는 개시제를 사용함으로써, 내열성이 우수한 입체구조가 잘 조절된 중합체를 얻을 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하였다. 다이아실 퍼옥사이드는 1차 개시 반응에서 생성되는 라디칼이 알콕시 라디칼을 형태를 가지지 않기 때문에 이를 이용한 아크릴계 중합체의 경우 열분해안정성이 우수하다. 또한 터셔리 알킬 퍼옥시에스터 구조의 개시제의 경우 1차 개시반응에 의해 알콕시 라디칼이 생성 되지만 알콕시 라디칼에 포함된 알킬기의 탄소 개수가 많은 경우 보다 빨리 베타 분리에 의해 열분해 안정성이 우수한 알킬 라디칼로 변화되고 알킬라디칼에 의해 아크릴계 중합체가 얻어지는 경우 열분해 안정성이 매우 우수하다. 본 발명에 사용되는 중합개시제로는 다이아실 퍼옥사이드 및 터셔리 알킬 퍼옥시에스터 형태의 개시제에서 10시간 반감기 온도가 55~85℃인 개시제로써 다이벤질퍼옥사이드. 다이 라우릴 퍼옥사이드, 다이데카노닐퍼옥사이드 등의 다이 아실 퍼옥사드류 개시제와 터셔리 알킬 퍼옥시에스터류이 개시제중 1차 분해에서 생성된 알콕시 라디칼이 보다 유리하게 알킬라디칼로 전이될 수 있는 터셔리 아밀 퍼옥시 2-에틸헥사노에티느, 1,1,3,3-테트라메틸부틸 퍼옥시 2-에틸헥사노에이트, 1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시네오데카노에이트 등이 이용된다. 상기 개시제들은 단독으로 또는 2개 이상을 병용해서 사용 할 수 있다. Therefore, the present invention finds that by using a specific low-temperature decomposition initiator, that is, by using an initiator having a diacylperoxide and a tertiary alkyl peroxyester structure, a polymer having a well-regulated three-dimensional structure with excellent heat resistance can be obtained Thereby completing the present invention. Since the radicals generated in the first initiation reaction do not have an alkoxy radical form, diacyl peroxide has excellent thermal decomposition stability in the case of an acrylic polymer. Also, in the case of the initiator of the tertiary alkyl peroxyester structure, an alkoxy radical is generated by the first-order initiation reaction, but the alkyl radical is changed to an alkyl radical excellent in thermal decomposition stability due to beta separation faster than the case where the number of carbon atoms contained in the alkoxy radical is large When an acrylic polymer is obtained by an alkyl radical, the thermal decomposition stability is excellent. The polymerization initiator used in the present invention is an initiator in the form of diacylperoxide and tertiary alkyl peroxyester in the form of an initiator having a 10-hour half-life temperature of 55 to 85 占 폚. Diacyl peroxides initiators such as diallyl peroxide, dide decanoyl peroxide and the like, and tertiary alkyl peroxyesters may be more advantageously converted to alkyl radicals by alkoxy radicals generated in the primary decomposition of the initiator, Amyl peroxy 2-ethyl hexanoate, 1,1,3,3-tetramethyl butyl peroxy 2-ethyl hexanoate, 1,1,3,3-tetramethyl butyl peroxyneodecanoate, and the like . These initiators may be used alone or in combination of two or more.

본 발명에서 사용하는 개시제의 양은 아크릴계 단량체 100 중량%를 기준으로 0,01 ~ 0.1 중량%를 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 0.015 ~ 0.05 중량% 사용하는 것이 효과적이다. 개시제 함량이 0.01 중량% 이하는 반응속도가 느리고, 원하는 아크릴계 단량체의 전환율을 얻는데 시간이 오래 소요되며, 0.05 중량% 이상 사용하는 경우, 아크릴계 중합체 말단의 이중결합이 증가하여 열분해 안정성이 낮아지는 문제가 있다.The amount of the initiator used in the present invention may be from 0.01 to 0.1% by weight based on 100% by weight of the acrylic monomer. More preferably, it is effective to use 0.015 to 0.05 wt%. When the content of the initiator is less than 0.01% by weight, the reaction rate is low and it takes a long time to obtain the conversion of the desired acrylic monomer. When the content of the initiator is 0.05% by weight or more, the double bond at the end of the acrylic polymer increases, have.

또한 본 발명은 특정의 저온 분해 개시제와 고급 알콜을 동시에 사용함으로써, 원인을 알 수 없지만 특히 내열성이 더욱 높은 중합체를 얻을 수 있었다. 즉, 다이아실 퍼옥사이드 및 터셔리 알킬 퍼옥시에스터 구조를 가지는 개시제를 사용함으로써, 내열성이 우수한 입체구조가 잘 조절된 중합체를 얻을 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.Further, by using a specific low-temperature decomposition initiator and a higher alcohol at the same time in the present invention, it is possible to obtain a polymer having a higher heat resistance even though the cause can not be known. That is, by using an initiator having a diacyl peroxide and a tertiary alkyl peroxyester structure, it has been found that a polymer having a well-regulated three-dimensional structure with excellent heat resistance can be obtained, thereby completing the present invention.

본 발명에서 고급 알콜은 C10 이상의 고급 알콜, 예를 들면 C10 내지 C25의 고급알콜을 단량체 100중량부에 대하여 0.01 내지 1중량부를 추가하는 경우 높은 내열성을 가지는 중합체를 얻을 수 있음을 알게되어 본 발명을 완성하였다. 상기 고급 알콜의 종류로는 스테아릴 알콜이나 세틸 알콜등을 예로 들 수 있다.In the present invention, it has been found that a polymer having a high heat resistance can be obtained by adding 0.01 to 1 part by weight of a higher alcohol having C10 or higher, for example, C10 to C25 higher alcohols to 100 parts by weight of the monomer, Completed. Examples of the higher alcohol include stearyl alcohol and cetyl alcohol.

본 발명에서는 사슬 이동제는 사용하지 않아도 되지만, 강도, 내구성, 성형성을 개선할 목적으로 사용하여도 무방하다. 본 발명에서 사용되는 사슬이동제는 사용되는 단량체 100 중량%기준으로 1,000 ~ 5,000 ppm 정도 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 3,000 ~ 4,000 ppm 정도 사용하는 것이 사출을 위한 성형성 및 기계적 강도 확보에 유리하다. In the present invention, it is not necessary to use a chain transfer agent, but it may be used for the purpose of improving strength, durability and moldability. The chain transfer agent used in the present invention may be used in an amount of 1,000 to 5,000 ppm based on 100% by weight of the monomer used. More preferably about 3,000 to 4,000 ppm, is advantageous for securing moldability and mechanical strength for injection molding.

본 발명에 사용할 수 있는 사슬이동제는 n-부틸멜갑탄, n-옥틸멜캅탄, n-도데실멜캅탄 등을 사용할 수 있으며, 그 중에서도 n-옥틸 멜캅탄이 열분해 안정성이 우수하다. 또한 필요에 따라 내후성을 증가시키기 위해 UV안정제 및 성형성 개선을 위한 활제를 사용할 수 있다.
As the chain transfer agent usable in the present invention, n-butylmale chargan, n-octylmercaptan, n-dodecylmercaptan and the like can be used. Of these, n-octylmercaptan is excellent in thermal decomposition stability. UV stabilizers and lubricants for improving moldability can also be used to increase weatherability as required.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이다. The invention can be better understood by the following examples, which are for the purpose of illustrating the invention.

물성측정Property measurement

[열안정성][Thermal Stability]

TG-DTA장치(퍼킨앨머 pyris 6 TGA)를 이용하여 질소유량 20 ml/분, 승온속도 2℃/분으로 50℃에서 500℃까지 승온하면서 그 무게 변화를 측정하였다. 50℃에서 펠렛의 무게를 기준으로 500℃에서 잔류하고 있는 펠렛의 무게 차이를 100중량%로 하여, 260~300도 사이의 무게 감소량 비율(중량 %)를 계산하였다. 무게 감소 비율이 작을수록 열분해 안정성이 우수하다는 것을 보여 준다.The weight change was measured using a TG-DTA apparatus (Perkin Alma pyris 6 TGA) while raising the temperature from 50 ° C to 500 ° C at a nitrogen flow rate of 20 ml / min and a heating rate of 2 ° C / min. The weight reduction ratio (weight%) between 260 and 300 degrees was calculated at a temperature of 50 占 폚 based on the weight difference between the pellets remaining at 500 占 폚 based on the weight of the pellet as 100% by weight. The smaller the weight reduction ratio, the better the thermal stability.

[내열성][Heat resistance]

DSC 장치(퍼킨앨머 pyris 6 DSC)를 이용하여 질소유량 20 ml/분으로 40℃/분으로 200℃까지 승온하고, 상온으로 냉각하여 동일한 질소 유량에서 20℃/분으로 200℃ 까지 승온하여 유리전이온도(Tg)를 구한다. 유리전이 온도가 높을수록 내열성이 우수하다고 할 수 있다. Using a DSC apparatus (Perkin Almer pyris 6 DSC), the temperature was raised to 200 ° C at a rate of 20 ° C / min at a flow rate of 20 ml / min, cooled to room temperature and then heated to 200 ° C at 20 ° C / The temperature (Tg) is obtained. The higher the glass transition temperature, the better the heat resistance.

[MFR][MFR]

괴상중합으로 얻어진 펠렛에 대하여 ASTM D1238의 규격에 의하여 유동성을 측정 하였다.The pellets obtained by the bulk polymerization were measured for fluidity according to the standard of ASTM D1238.

[성형성][Moldability]

괴상중합으로 얻어진 펠렛을 소정의 실린더 온도 설정한 성형기에 호퍼에서 지속적으로 공급하여 사출 성형을 실시하고, 이를 통해 성형체를 제조 하였다. 성형조건은 실린더 온도가 안정된 이후에 계속해서 10개의 샘플을 취하여 그 중에서 육안으로 은선이 발생한 것을 확인하여 그 비율을 계산하였다. 은선 발생률은 3가지 다른 온도에서 측정 하였다. 은선 발생률이 작을 수록 열분해 안정성이 우수하다고 할 수 있다.The pellets obtained by bulk polymerization were continuously supplied to a molding machine set at a predetermined cylinder temperature by a hopper, and injection molding was carried out, thereby producing a molded body. After the cylinder temperature was stabilized, the molding conditions were continuously sampled for 10 samples. The silver line incidence was measured at three different temperatures. The lower the incidence of silver line, the better the stability of pyrolysis.

금형: 100mm x 100mm x 3mmMold: 100mm x 100mm x 3mm

성형기계: 유압식 사출기(LG 실트론 LGH170D)Molding machine: Hydraulic injection machine (LG Siltron LGH170D)

실린더 온도: 295, 300, 305도Cylinder temperature: 295, 300, 305 degrees

사출압력: 170 kgf/cm2Injection pressure: 170 kgf / cm2

금형온도: 50도
Mold temperature: 50 degrees

[실시예 1][Example 1]

메타크릴레이트 95.5 중량% 메틸아크릴레이트 4.5 중량%의 단량체 혼합물 100중량부에 대하여 n-옥틸멀캅탄 0.35 중량%와 스테아릴알콜 0.1 중량%를 혼합하여 원료 단량체 혼합액 1을 제조하였다. 메타크릴레이트 95.5 중량% 와 메틸아크릴레이트 4.5중량%에 t-아밀 퍼옥시 2-에틸 헥사노에이트 0.324 중량%, n-옥틸 멜캅탄을 0.35 중량% 혼합하여 중합 개시제 혼합액 2를 제조 하였다. 상기 중합단량체 혼합액 1과 중합 개시제 혼합액 2를 95:5의 유량 비율로 반응조에 공급하여 평균 체류 시간이 37분이 되도록 하였다. 하기 표 1에 나타난 반응조건과 같이, 반응조 내의 중합온도는 140℃이고 반응조 벽면을 둘러 싼 자켓의 온도도 140℃로 유지하여 실질적으로 열 출입이 없는 단열상태로 연속 괴상 중합을 실시하였다. 반응조를 통과한 중합액은 예열기에서 200℃ 가열하여 배출하고, 탈휘식 압출기에서 미반을 단량체를 회수하고 펠렛으로 아크릴 중합체를 얻었다. 얻어진 아크릴계 중합체 펠렛은 DSC를 이용하여 내열성, TGA를 이용하여 열분해 안정성, 사출 성형을 통해 은선의 발생률을 측정하였다.0.95% by weight of n-octylmercaptan and 0.1% by weight of stearyl alcohol were mixed with 100 parts by weight of a monomer mixture of 95.5% by weight of methacrylate and 4.5% by weight of methyl acrylate to prepare a raw material monomer mixture 1. Amyl peroxy 2-ethylhexanoate and 0.35% by weight of n-octylmercaptan were mixed with 95.5% by weight of methacrylate and 4.5% by weight of methyl acrylate to prepare a polymerization initiator mixture 2. The polymerizable monomer mixture 1 and the polymerization initiator mixture 2 were supplied to the reaction tank at a flow rate ratio of 95: 5 so that the average residence time was 37 minutes. As in the reaction conditions shown in Table 1 below, the polymerization temperature in the reactor was 140 ° C, and the temperature of the jacket surrounding the reactor wall was also maintained at 140 ° C to carry out continuous bulk polymerization in an adiabatic state substantially free from heat. The polymerization solution passed through the reaction tank was heated at 200 ° C in a preheater and discharged, and the monomer was recovered in a defrosted extruder and an acrylic polymer was obtained as pellets. The obtained acrylic polymer pellets were measured for heat resistance using DSC, pyrolysis stability using TGA, and incidence of hidden lines through injection molding.

[실시예 2] [Example 2]

중합개시제를 1,1,3,3-테트라메틸부틸 퍼옥시 2-에틸헥사노에이트로 변경한 것을 제외하고 하기 표 1에 기재된 중합 조건으로 동일하게 진행 하였다. Except that the polymerization initiator was changed to 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy 2-ethylhexanoate.

[실시예 3] [Example 3]

실시예 1에서 스테아릴알콜을 사용하지 않은 것을 제외하고는 하기 표 1에 기재된 중합 조건으로 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The procedure of Example 1 was repeated with the polymerization conditions described in Table 1, except that stearyl alcohol was not used in Example 1.

[비교예 1][Comparative Example 1]

중합개시제로 1,1-다이(터셔리부틸 퍼옥시)사이클로헥산을 사용하고, 중합온도를 175℃ 괴상중합을 실시한 것을 제외하고 하기 표 1에 기재된 중합 조건으로 실시예 1과 동일하게 진행하였다.Except that 1,1-di (tertiarybutylperoxy) cyclohexane was used as a polymerization initiator and the polymerization temperature was 175 占 폚 and bulk polymerization was carried out.

[비교예 2][Comparative Example 2]

중합온도을 155℃ 한 것을 제외하고 하기 표 1에 기재된 중합 조건으로 비교예 1과 동일하게 진행 하였다.The polymerization was carried out in the same manner as in Comparative Example 1 under the polymerization conditions shown in Table 1, except that the polymerization temperature was 155 캜.

[표 1] 중합조건[Table 1] Polymerization conditions

Figure pat00002
Figure pat00002

하기 표 2에는 중합 전환율, 유동성, 열분해 안정성(260-300℃ 중량 감소율) 및 유리전이 온도를 표시하였다.Polymerization conversion, fluidity, thermal decomposition stability (weight loss rate of 260-300 ° C) and glass transition temperature are shown in Table 2 below.

[표 2][Table 2]

Figure pat00003
Figure pat00003

하기 [표 3]에는 상기 실시예 및 비교예들의 은선 불량 발생율을 나타내었다.Table 3 below shows the incidence of bad line failures in the above Examples and Comparative Examples.

[표 3][Table 3]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 표 2 내지 3에 나타난 바와 같이, 본 특허에서 주장하는 방법으로 아크릴계 중합체를 제조하는 경우, 우수한 가공성을 유지하면서 내열성 및 열분해 안정성이 우수한 아크릴계 중합체를 제조할 수 있음을 확인 하였다.As shown in Tables 2 to 3, it was confirmed that when an acrylic polymer was produced by the method claimed in the present patent, an acrylic polymer excellent in heat resistance and thermal decomposition stability could be produced while maintaining excellent processability.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is clear that the present invention can be suitably modified and applied in the same manner. Therefore, the above description does not limit the scope of the present invention, which is defined by the limitations of the following claims.

Claims (4)

메타크릴레이트를 포함하는 중합체 제조방법으로서, 중합개시제로 다아실 퍼옥사이드, 터셔리 아밀 퍼옥시 2-에틸헥사노에이트, 1,1,3,3-테트라메틸부틸 퍼옥시 2-에틸헥사노에이트, 1,1,3,3-테트라메틸부틸 퍼옥시 네오데카노에이트에서 선택되는 어느 하나 이상의 개시제를 사용하여 중합하는 것을 특징으로 하는 아크릴계 중합체의 제조방법.
A method for producing a polymer containing methacrylate, which comprises reacting a polymerization initiator selected from the group consisting of polyacyl peroxide, tertiary amyl peroxy 2-ethyl hexanoate, 1,1,3,3-tetramethyl butyl peroxy 2-ethyl hexanoate , 1,1,3,3-tetramethylbutyl peroxyneodecanoate, and the like. The method for producing an acrylic polymer is characterized in that polymerization is carried out using at least one initiator selected from the group consisting of 1,1,3,3-tetramethylbutyl peroxyneodecanoate.
제 1항에 있어서
상기 중합시 C10 내지 C25의 고급 알콜을 단량체 100중량부당 0.01 내지 1중량부 포함하는 중합하는 아크릴계 중합체의 제조방법.
The method of claim 1, wherein
Wherein the polymerization is carried out in the presence of 0.01 to 1 part by weight of the higher alcohol of C10 to C25 per 100 parts by weight of the monomer during the polymerization.
제 1항에 있어서,
상기 중합시 중합온도는 120~180도이며, 중합개시제의 농도가 아크릴계 단량체 100중량%에 대하여 0.01 ~ 0.1 중량%이고, 사슬이동제의 농도가 0.1~0.5 중량%인 아크릴계 중합체의 제조 방법
The method according to claim 1,
Wherein the polymerization temperature is in the range of 120 to 180 °, the concentration of the polymerization initiator is 0.01 to 0.1% by weight based on 100% by weight of the acrylic monomer, and the concentration of the chain transfer agent is 0.1 to 0.5% by weight
제 3항에 있어서,
상기 사슬이동제로는 이소프로필 메르캡탄(Isopropyl mercaptan), 노르말 부틸 메르캡탄(normal butyl mercaptan) 터셔리-부틸 메르캡탄(Tertiary butyl mercaptan) 노르말-아밀 메르캡탄(normal amyl mercaptan), 노르말 옥틸 메르캡탄(normal-ocytyl mercaptane)에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용하는 아크릴계 중합체의 제조 방법.

The method of claim 3,
Examples of the chain transfer agent include isopropyl mercaptan, normal butyl mercaptan, tertiary butyl mercaptan, normal amyl mercaptan, n-octyl mercaptan, normal-ocytyl mercaptane). < / RTI >

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