KR20150105283A - 가공성과 내충격성이 우수한 그라프트 공중합체, 그 제조방법 및 이를 포함하는 염화비닐수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가공성과 내충격성이 우수한 그라프트 공중합체, 그 제조방법 및 이를 포함하는 염화비닐수지 조성물에 관한 것으로, 가공성과 내충격성을 개선시키는 그라프트 공중합체, 그 제조방법 및 이를 포함하여 이루어진 가공성과 내충격성이 뛰어난 염화비닐수지 조성물을 제공하는 효과가 있다. 더불어 85% 이상 높은 고무함량을 포함하는 고충격 코어-쉘 중합체 분말 제조시 응집 온도를 향상시키는 효과가 있다.

Description

가공성과 내충격성이 우수한 그라프트 공중합체, 그 제조방법 및 이를 포함하는 염화비닐수지 조성물{GRAFT COPOLYMER IMPROVING PROCESSING PROPERTY AND IMPACT RESISTANCE, A METHOD FOR PREPARING THE SAME AND PVC COMPOSITION COMPRISING THE GRAFT COPOLYMER}
본 발명은 가공성과 내충격성이 우수한 그라프트 공중합체, 그 제조방법 및 이를 포함하는 염화비닐수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가공성과 내충격성을 개선시키는 그라프트 공중합체, 그 제조방법 및 이를 포함하여 이루어진 가공성과 내충격성이 뛰어난 염화비닐수지 조성물에 관한 것이다.
염화비닐수지(PVC)는 물리적 및 화학적 성질이 뛰어나 여러 분야에서 폭 넓게 사용되는 범용의 수지이다. 그러나 염화비닐수지는 가공온도가 열분해 온도에 가까워 성형 가능한 온도 영역이 좁고, 또한 용융점도가 높고 유동성이 낮아 가공시 가공 기기의 표면에 점착되어 탄화물을 형성하고, 이는 최종 제품의 품질을 저하시키는 등의 문제가 있다.
따라서 염화비닐수지의 압출 가공성을 향상시키기 위해 가공조제(processing aid)를 사용하는 시도가 계속되어 왔다. 그러나 가공조제는 결화를 촉진하는 한편 가공부하가 증가하고 탄성률 증가에 따른 치수안정성과 내충격특성이 저하하는 경우가 많다.
한편, 압출기 부하를 줄이기 위하여 윤활제를 과량 사용하더라도 겔화성 악화에 의한 플레이트아웃(plate-out)이 발생하여 장기 작업성이 불량하게 된다.
관련 종래 기술로서 국내 특허공개 제10-2008-0060731호에서는 가공조제를 포함하는 아크릴 충격보강제 및 이를 포함하는 염화비닐 수지로서 넓은 가공범위에서 충격강도가 우수한 장점이 있으나 압출 부하가 높고 압출량이 낮은 문제가 있으며, 변색, 광택도 저하, 압출량이 낮으며 생산성이 저하되고 제조비용이 증가하는 문제가 있다.
또 다른 방법으로서 활제를 첨가하여 가공 기기와의 점착을 방지하고 유동성을 개선시키는 방법이 있었으나, 고분자와의 상용성이 낮고 공장에서 적용시 활제의 거동을 예측하기 어려운 문제가 있다.
따라서 가공시 염화비닐수지의 가공성과 내충격성을 개선시킬 수 있는 충격보강제의 개발이 시급한 실정이다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 가공성과 내충격성을 크게 개선시키는 그라프트 공중합체, 그 제조방법 및 이를 포함하여 이루어진 가공성과 내충격성이 뛰어난 염화비닐수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 i) 아크릴계 고무 코어 70 내지 99 중량%; 및 ii) 상기 고무 코어를 감싸고, 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상과 (메트)아크릴레이트계 단량체를 포함하여 형성된 그라프트 쉘 1 내지 30 중량%;로 구성되되,
하기 화학식 1, 2, 3으로 표시되는 다작용성 단량체는 그라프트 쉘 100 중량% 기준으로 0.05 내지 30 중량%로 포함된 것을 특징으로 하는 그라프트 공중합체 및 그 제조방법을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
상기 식 1, 2, 3에서 A는 (메트)아크릴로일기이고, B는 (메트)아크릴로일기 또는 수소이고, n, m은 각각 독립적으로 3 내지 20이다.
또한, 본 발명은 상기 그라프트 공중합체를 포함하여 이루어진 가공성과 내충격성이 뛰어난 염화비닐수지 조성물을 제공한다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 그라프트 공중합체는 i) 아크릴계 고무 코어 70 내지 99 중량%; ii) 상기 고무 코어를 감싸고, 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상과 (메트)아크릴레이트계 단량체를 포함하여 형성된 그라프트 쉘 1 내지 30 중량%;로 구성되되,
하기 화학식 1, 2, 3으로 표시되는 다작용성 단량체는 그라프트 쉘 100 중량% 기준으로 0.05 내지 30 중량%로 포함된 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure pat00004
[화학식 2]
Figure pat00005
[화학식 3]
Figure pat00006
상기 식 1, 2, 3에서 A는 (메트)아크릴로일기이고, B는 (메트)아크릴로일기 또는 수소이고, n, m은 각각 독립적으로 3 내지 20이다.
상기 아크릴계 고무는 탄소수가 2 내지 18인 알킬 아크릴레이트계 단량체로 이루어진 고무인 것이 바람직하고, 비닐 단량체를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 알킬 아크릴레이트계 단량체로는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 아릴 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트 및 아릴 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 고무는 가교성 단량체를 더 포함할 수 있다.
상기 가교성 단량체는 디비닐벤젠, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디메타클릴레이트, 아릴메타크릴레이트 및 1,3-부틸렌 글리콜 디아크릴레이트 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.
상기 가교성 단량체는 상기 아크릴계 고무에 대하여 0.1 내지 5 중량% 이하로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 2 중량% 이하인데, 이 범위 내에서 충격강도가 우수한 효과가 있다.
상기 아크릴계 고무는 1 단계 이상의 반응을 통해 제조될 수 있으나, 각 단계별 단량체의 조성은 특별히 제한되지 않는다.
상기 그라프트 쉘은 친수성을 갖는 다작용성 단량체의 도입을 통해 입자 최외곽에 친수성 단량체가 분포하게 함으로써 활제로서 작용하기 용이하고 압출가공성 향상에도 기여할 수 있다. 또한, 분자량이 큰 다작용성 단량체를 사용하면 폴리메틸메타크릴레이트 분자간 가교제 역할보다 커플링제로서 작용하여 쉘의 분자량을 증가시키고, 결과적으로 광택도와 충격강도를 개선시키게 된다.
이 같은 친수성을 갖으면서 중량평균 분자량(Mw)이 200 내지 5000 g/mol로 큰 다작용성 단량체로는 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 선택할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00007
[화학식 2]
Figure pat00008
[화학식 3]
Figure pat00009
상기 식 1, 2, 3에서 A는 (메트)아크릴로일기이고, B는 (메트)아크릴로일기 또는 수소이고, n, m은 각각 독립적으로 3 내지 20이다.
상기 화학식 1로 표시되는 다작용성 단량체로는 이에 한정하는 것은 아니나, 폴리(에틸렌 글리콜) 모노아크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 모노메타크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 디메타크릴레이트, 메톡시 폴리(에틸렌 글리콜) 모노아크릴레이트, 메톡시(에틸렌 글리콜) 모노메타크릴레이트, 페녹시 폴리(에틸렌 글리콜) 모노아크릴레이트, 또는 페녹시 폴리(에틸렌 글리콜) 모노메타크릴레이트로부터 선택할 수 있다.
상기 화학식 2로 표시되는 다작용성 단량체로는 이에 한정하는 것은 아니나, 폴리(프로필렌 글리콜) 모노아크릴레이트, 폴리(프로필렌 글리콜) 모노메타크릴레이트, 폴리(프로필렌 글리콜) 디아크릴레이트, 폴리(프로필렌 글리콜) 디메타크릴레이트, 메톡시 폴리(프로필렌 글리콜) 모노아크릴레이트, 메톡시 폴리(프로필렌 글리콜) 모노메타크릴레이트, 페녹시 폴리(프로필렌 글리콜) 모노아크릴레이트, 또는 페녹시 폴리(프로필렌 글리콜) 모노메타크릴레이트로부터 선택할 수 있다.
상기 화학식 3으로 표시되는 다작용성 단량체로는 이에 한정하는 것은 아니나, 폴리(에틸렌 프로필렌 글리콜) 모노아크릴레이트, 폴리(에틸렌 프리필렌 글리콜) 모노메타크릴레이트, 폴리(에틸렌 프로필렌 글리콜) 디아크릴레이트, 폴리(에틸렌 프로필렌 글리콜) 디메타크릴레이트, 메톡시 폴리(에틸렌 프로필렌 글리콜) 모노아크릴레이트, 메톡시(에틸렌 프로필렌 글리콜) 모노메타크릴레이트, 메톡시 폴리(에틸렌 프로필렌 글리콜) 모노메타크릴레이트, 페녹시 폴리(에틸렌 프로필렌) 모노아크릴레이트, 또는 페녹시 폴리(에틸렌 프로필렌) 모노메타크릴레이트로부터 선택할 수 있다.
화학식 1과 화학식 2는 필요에 따라 1:99 내지 99:1의 중량비로 배합하여 사용할 수 있으며, 이중 하기 실시예 5로서 제시된 바와 같이 1:1의 중량비로 배합하는 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 그라프트 쉘은 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상과 (메트)아크릴레이트계 단량체를 포함하는 그라프트 중합 단계를 포함하여 제조된다.
참고로, 실시예에서는 다음과 같은 화학식 4로 표시되는 폴리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트((PEG)12DMA), 화학식 5로 표시되는 폴리프로필렌 글리콜 디메타크릴레이트(PPG12DMA), 또는 화학식 6으로 표시되는 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(PEG6PPG6DMA)를 각각 사용하였다. 중량평균분자량(Mw)은 약 783 g/mol이다.
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
상기 (메트)아크릴레이트계 단량체는 알킬 메타크릴레이트 또는 알킬 아크릴레이트일 수 있고, 바람직하게는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 및 부틸 아크릴레이트 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 그라프트 공중합체는 상기 아크릴계 고무 코어가 70 내지 99 중량%이고, 쉘이 1 내지 30 중량%이고, 그라프트 쉘 100 중량% 기준으로 상기 화학식 1, 2, 3으로 표시되는 다작용성 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 0.05 내지 30 중량%이며, 상기 (메트)아크릴레이트계 단량체가 70 내지 99.95 중량%인 것이 바람직한데, 이 범위 내에서 제조된 그라프트 공중합체는 충격보강제로 사용시 염화비닐수지 조성물의 가공성과 내충격성을 개선시키는 효과가 뛰어날 뿐 아니라 고무함량이 95% 이상으로 높은 고충격 코어-쉘 중합체 분말을 제조시 응집온도 또한 향상시킬 수 있다.
상기 그라프트 공중합체는 보다 바람직하게는 상기 아크릴계 고무 코어가 80 내지 95 중량%이고 그라프트 쉘이 5 내지 20 중량%일 수 있다.
특히 하기 실시예에서도 규명된 바와 같이, 전체 그라프트 공중합체의 총 중량 기준으로 아크릴계 고무 코어가 85 내지 93 중량%이고, 다작용성 단량체가 0.28 내지 0.60 중량%, 그리고 (메트)아크릴레이트계 단량체가 6.72 내지 14.4 중량%로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.
상기 그라프트 공중합체는 염화비닐수지용 충격보강제로 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 그라프트 공중합체의 제조방법은 a) 아크릴계 고무 코어를 중합하는 단계; 및 b) 중합된 고무 코어에 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상과 (메트)아크릴레이트계 단량체를 투입하고 그라프트 중합시켜 그라프트 쉘을 제조하는 단계; 를 포함하되,
상기 중합된 고무 코어는 70 내지 99 중량%이고, 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상과 (메트)아크릴레이트계 단량체를 포함하여 형성된 그라프트 쉘은 1 내지 30 중량%이며, 하기 화학식 1, 2, 3으로 표시되는 다작용성 단량체는 그라프트 쉘 100 중량% 기준으로 0.05 내지 30 중량%로 포함되는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure pat00013
[화학식 2]
Figure pat00014
[화학식 3]
Figure pat00015
상기 식 1, 2, 3에서 A는 (메트)아크릴로일기이고, B는 (메트)아크릴로일기 또는 수소이고, n, m은 각각 독립적으로 3 내지 20이다.
본 발명의 그라프트 공중합체의 제조방법은 본 발명의 그라프트 공중합체에 대한 내용을 모두 포함한다.
상기 그라프트 중합은 특별히 제한되지 않으나, 유화중합일 수 있고, 반응조건, 반응매체, 유화제, 개시제 등은 통상적인 범위 내에서 선택 및 조절될 수 있으며, 2 단계 이상의 중합단계로 이루어질 수 있다.
본 발명의 가공성과 내충격성이 뛰어난 염화비닐수지 조성물은 상기 그라프트 공중합체 0.5 내지 20 중량% 및 염화비닐수지 80 내지 99.5 중량%를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. 상기 염화비닐수지 수지 조성물은 필요에 따라 본 발명의 분야에서 공지된 산화방지제, 열안정제, 가소제, 및 착색제 등의 첨가제를 통상의 함량으로 포함할 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 가공성과 내충격성을 크게 개선시키는 그라프트 공중합체, 그 제조방법 및 이를 포함하여 이루어진 가공성과 내충격성이 뛰어난 염화비닐수지 조성물을 제공하는 효과가 있다. 더불어 85% 이상 높은 고무함량을 포함하는 고충격 코어-쉘 중합체 분말 제조시 응집 온도를 향상시키는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것이다.
[실시예]
실시예 1
<아크릴계 고무라텍스의 제조>
하기 화합물들의 중량부는 아크릴계 고무라텍스의 총 단량체를 100 중량부로 기준하여 나타낸 것이다.
교반기와 온도계, 질소 투입구, 순환 콘덴서를 장착한 4구 플라스크의 반응기를 준비하고 이온 교환수 80 중량부, NaHCO3 0.2 중량부, 황산 제1철 0.001 중량부, 디소디움 에틸렌디아민테트라아세테이트 0.18 중량부를 투입하고 질소 분위기 하에서 상기 반응기 내부 온도를 50℃로 유지시켰다.
단량체 프리에멀젼을 제조하기 위하여, 이온수 50 중량부, 소디움라우릴설포네이트 0.60 중량부, 부틸아크릴레이트(BA) 83.8 중량부, 아릴메타크릴레이트(AMA) 1.2 중량부를 투입하여 단량체 프리에멀젼을 제조하였다.
반응기 내부 온도가 50℃가 되면 미리 제조한 단량체 프리에멀젼을 5시간 동안 투입하고 개시제 t-부틸하이드로퍼옥사이드(TBHP) 0.2 중량부와 소디움 포름알데히드 술폭실레이트(SFS) 0.2 중량부를 동시 투입하여 반응을 진행시켰다. 단량체 프리에멀젼 투입 30분 후 TBHP 0.01 중량부와 SFS 0.02 중량부를 추가 투입하고 1시간 동안 숙성시켰다.
이때 중합전환율은 99 %, 평균입경은 170 nm, 총 고형분 함량(total solid content)이 40 중량%였다.
< 그라프트 공중합체 라텍스의 제조>
하기 화합물들의 중량부는 상기 아크릴계 고무라텍스 및 새로 첨가된 단량체의 총량을 100 중량부로 기준하여 나타낸 것이다. 쉘 중합을 위하여 반응기 온도는 50℃로 유지시켰다.
반응전 미리 이온교환수 15 중량부, 소디움라우릴설포네이트 0.1 중량부, 메틸메타크릴레이트(MMA) 14.4 중량부, 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(PEG12DMA; 상기 화학식 4 참조) 0.6 중량부를 투입하여 단량체 프리에멀젼을 제조하였다.
제조한 단량체 프리에멀젼과 개시제로서 포타슘퍼설페이트 0.07 중량부, 활성화제로서 SFS 0.03 중량부를 일시 투입하여 반응을 진행시켰다.
단량체 프리에멀젼 투입 30분 후 포타슘 퍼설페이트 0.02 중량부, SFS 0.01 중량부를 추가 투입하고 60분간 숙성시켜 메타크릴계 쉘을 갖는 그라프트 공중합체 라텍스를 제조하였다.
< 그라프트 공중합체 라텍스의 응집>
제조된 라텍스 상태의 그라프트 공중합체 100 중량부에 이온교환수를 투입하여 고형분 함량을 10 중량%까지 낮추고, 일정 응집온도까지 상승시킨 후, CaCl2 수용액(20중량% 농도의 희석액)을 교반하면서 투입하여 중합체 입자들을 응집시켜 응집 슬러리를 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 부틸아크릴레이트를 91.69 중량부, 아릴 메타크릴레이트를 1.31 중량부로, 그리고 메틸메타크릴레이트를 6.72 중량부로, 그리고 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트(PEGDMA)를 0.28 중량부로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 3
상기 실시예에서 메타크릴쉘 중합시 (PEG)12DMA를 (PPG)12DMA(상기 화학식 5 참조)로 대체한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예 1에서 메타크릴 쉘 중합시 (PEG)12DMA를 (PEG)6(PPG)6DMA(상기 화학식 6 참조)로 대체한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
실시예 5
상기 실시예 1에서 메타크릴 쉘 중합시 (PEG)12DMA 0.60 중량부를 (PEG)12DMA 0.30 중량부와 (PPG)12DMA 0.30 중량부로 대체한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(PEG12DMA)를 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 2
상기 실시예 1에서 부틸아크릴레이트를 83.8 중량부, 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(PEG12DMA)를 1.2 중량부, 그리고 메틸메타크릴레이트(MMA)를 15 중량부로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 3
상기 실시예 1에서 부틸아크릴레이트를 83.8 중량부, 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(PEG12DMA)를 0.6 중량부 사용하고, 메틸메타크릴레이트(MMA)를 메틸메타크릴레이트(MMA) 15 중량부와 알킬 메타크릴레이트(AMA) 0.6 중량부로 대체한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 4
상기 실시예 2에서 부틸아크릴레이트를 92.2 중량부, 아릴 메타크릴레이트를 0.98 중량부, 그리고 메틸메타크릴레이트(MMA)를 7중량부로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하였다.
[시험예]
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 응집 슬러리의 특성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
* 쉘 중량평균 분자량: 실시예 1-2 및 비교예 1-4에서 제조된 그라프트 공중합체 응집 슬러리 3g/ 아세톤 50ml을 40시간 교반한 다음 15000 rpm에서 원심분리기로 졸-겔 분리를 실시하고, 분리된 졸 부분을 테트라하이드로푸란(THF)에 24시간 녹인 다음 겔 침투 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 중량 평균 분자량을 측정하였다.
* 고무 함량: 고무성 코어 모노머의 총합을 기재하였다.
그런 다음 본 발명에서 제조된 그라프트 공중합체 100 phr(part per hundred resin), Ca-Zn 안정화제 42 phr, TiO2(제품명:CR834) 4.0 phr, CaCO3 (제품명: 1T) 10 phr의 총 118.2 phr의 배합물을 헨셀 믹서에서 5000 rpm하에 120 까지 승온하면서 혼련시켜 염화비닐 수지를 제조한 다음 하기 조건하에 압출 가공성과 충격강도를 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 함께 정리하였다.
* 압출 가공성: Haake 압출기를 사용하고 실린더-1/-2/-3/다이는 180/185/185/190이고, 40rpm 조건에서 압출 부하(Nm), 압출량(g/분)을 측정하였다.
* 충격강도: 상기 압출 가공법으로 제조한 윈도우 프로파일 표면 광택도와 ISO 180 규격에 따른 Izod 충격강도(1/8 inch, kgcm/cm)를 측정하였다.
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 5 1 2 3 4
고무성 코어
 BA 83.8 91.69 83.8 83.8 83.8 83.8 83.8 83.8 92.2
AMA 1.2 1.31 1,2 1.2 1.2 1.2 - 0.60 0.98
(PEG)12DMA - - - - - - 1.2 0.60 -
메타크릴 쉘
 MMA 14.40 6.72 14.40 14.40 14.40 15 15 15 7
(PEG)12DMA 0.60 0.28 - - 0.30 - - - -
(PPG)12DMA - - 0.60 - 0.30 - - - -
(PEG)6(PPG)6DMA - - - 0.60 - - - - -
고무함량(%) 85 93 85 85 85 85 85 85 93
응집온도() 45 30 43 46 47 35 34 33 15
쉘 중량평균 분자량 78만 51만 70만 80만 75만 45만 42만 40만 20만
가공성 부하(Nm) 120 125 118 119 121 130 125 127 132
압출량(g/분) 85 83 87 86 88 77 75 76 73
물성 광택(60도) 56 52 53 57 57 45 40 43 30
Izod 충격
강도 (1/8",
kgcm/cm)		 14.1 15.0 14.0 14.5 14.8 12.5 11.0 12.0 13.5
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 그라프트 공중합체를 충격보강제로 포함하는 염화비닐수지 조성물(실시예 1 내지 5)은 가공성과 내충격성이 모두 우수하고 85% 이상의 높은 고무 함량에서 응집온도가 30℃ 이상의 응집 온도 향상을 달성하였으나, PEG12DMA가 사용되지 않은 그라프트 공중합체를 충격보강제로 포함하는 염화비닐수지 조성물(비교예 1)의 경우에는 실시예 1 대비 가공부하가 증가하고 압출량이 감소하여 압출 가공성이 불량해지고 쉘 분자량 저하에 따른 광택도, 충격강도가 저하되는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 코어 제조시 PEG12DMA 를 사용한 비교예 2 및 3의 경우에는 광택도와 충격강도가 모두 감소한 것을 확인할 수 있었다.
나아가 실시예 2과 마찬가지의 고무함량 93%을 갖는 비교예 4의 경우 응집 온도는 저하되고, 가공부하는 증가되었으며, 압출량 및 광택도가 모두 감소된 것을 확인할 수 있었다.

Claims (8)

  1. 염화비닐수지 80 내지 99.5 중량% 및 이의 충격보강제인 그라프트 공중합체 0.5 내지 20 중량%를 포함하되,
    상기 그라프트 공중합체는 i) 아크릴계 고무 코어 80 내지 95 중량%; 및 ii) 상기 고무 코어를 감싸고, 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 다작용성 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상과 (메트)아크릴레이트계 단량체를 포함하여 형성된 그라프트 쉘 5 내지 20 중량%;로 구성되되, 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 다작용성 단량체는 그라프트 쉘 100 중량% 기준으로 0.05 내지 30 중량%로 포함된 것을 특징으로 하는 염화비닐수지 조성물.

    [화학식 1]
    Figure pat00016


    [화학식 2]
    Figure pat00017


    [화학식 3]
    Figure pat00018

    상기 식 1, 2, 3에서 A는 (메트)아크릴로일기이고, B는 (메트)아크릴로일기 또는 수소이고, n, m은 각각 독립적으로 3 내지 20이다.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 아크릴계 고무는, 가교성 단량체를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 염화비닐수지 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 (메트)아크릴레이트 단량체는, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 아릴 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트 및 아릴 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 염화비닐수지 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 다작용성 단량체는 폴리(에틸렌 글리콜) 모노아크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 모노메타크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 디메타크릴레이트, 메톡시 폴리(에틸렌 글리콜) 모노아크릴레이트, 메톡시(에틸렌 글리콜) 모노메타크릴레이트, 페녹시 폴리(에틸렌 글리콜) 모노아크릴레이트, 또는 페녹시 폴리(에틸렌 글리콜) 모노메타크릴레이트인 것을 특징으로 하는 염화비닐수지 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 다작용성 단량체는 폴리(프로필렌 글리콜) 모노아크릴레이트, 폴리(프로필렌 글리콜) 모노메타크릴레이트, 폴리(프로필렌 글리콜) 디아크릴레이트, 폴리(프로필렌 글리콜) 디메타크릴레이트, 메톡시 폴리(프로필렌 글리콜) 모노아크릴레이트, 메톡시 폴리(프로필렌 글리콜) 모노메타크릴레이트, 페녹시 폴리(프로필렌 글리콜) 모노아크릴레이트, 또는 페녹시 폴리(프로필렌 글리콜) 모노메타크릴레이트인 것을 특징으로 하는 염화비닐수지 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 3으로 표시되는 다작용성 단량체는 폴리(에틸렌 프로필렌 글리콜) 모노아크릴레이트, 폴리(에틸렌 프리필렌 글리콜) 모노메타크릴레이트, 폴리(에틸렌 프로필렌 글리콜) 디아크릴레이트, 폴리(에틸렌 프로필렌 글리콜) 디메타크릴레이트, 메톡시 폴리(에틸렌 프로필렌 글리콜) 모노아크릴레이트, 메톡시(에틸렌 프로필렌 글리콜) 모노메타크릴레이트, 메톡시 폴리(에틸렌 프로필렌 글리콜) 모노메타크릴레이트, 페녹시 폴리(에틸렌 프로필렌) 모노아크릴레이트, 또는 페녹시 폴리(에틸렌 프로필렌) 모노메타크릴레이트인 것을 특징으로 하는 염화비닐수지 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 그라프트 공중합체는 전체 그라프트 공중합체의 총중량 기준으로, 상기 아크릴계 고무 코어 85 내지 93 중량%, 다작용성 단량체 0.28 내지 0.60 중량%, 및 (메트)아크릴레이트계 단량체 6.72 내지 14.4 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 염화비닐수지 조성물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 다작용성 단량체는 화학식 1의 화합물과 화학식 2의 화합물을 1:99 내지 99:1의 중량비로 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 염화비닐수지 조성물.
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