KR20150143196A - Manufacture apparatus of polybutadiene latex particles and Manufacturing of polybutadiene latex particles by continuous process using the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a polybutadiene latex particle production apparatus, and a continuous process-type polybutadiene latex particle production method using the same. The production apparatus of the present invention comprises: a first tube for injecting acid; and a second tube including a first injection hole for injecting a polybutadiene polymerization solution, and a second injection hole for injecting air.

Description

폴리부타디엔 라텍스 입자 제조장치 및 이를 이용한 연속 공정식 폴리부타디엔 라텍스 입자의 제조방법{Manufacture apparatus of polybutadiene latex particles and Manufacturing of polybutadiene latex particles by continuous process using the same}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polybutadiene latex particle producing apparatus and a continuous process polybutadiene latex particle producing apparatus using the same,

본 발명은 폴리부타디엔 라텍스 입자 제조장치 및 이를 이용한 연속 공정식 폴리부타디엔 라텍스 입자의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a device for producing polybutadiene latex particles and a process for producing continuous process polybutadiene latex particles using the same.

1,3-부타디엔(1,3-Butadiene)으로부터 제조되는 폴리부타디엔라텍스 (polybutadiene latex, PBL)는 대표적으로 ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) 수지의 주요 구성요소인 고무 입자를 만드는 기초 원료로 사용된다.Polybutadiene latex (PBL) prepared from 1,3-butadiene is typically used as a raw material for forming rubber particles, which are a major component of ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) resin .

특히 ABS계 수지는 내충격성, 내화학성, 성형 가공성 등의 물성이 우수하여 사무용 기기, 전기.전자부품, 자동차 내장재 등에 널리 사용되고 있는 소재이다. ABS의 내충격성을 확보하기 위한 고무질 라텍스의 물성 확보는 크게 입자경의 크기와 내부 가교로 인해 발생되는 겔 함량이 중요한 인자로 들 수 있는데, 일반적으로 효과적인 내충격성을 확보하기 위해서는 소입경보다는 대구경의 고무 라텍스가 유리하고 겔 함량이 높은 고무 라텍스보다는 겔 함량이 낮은 고무 라텍스가 유리하다고 알려져 있다.In particular, ABS-based resins are excellent in properties such as impact resistance, chemical resistance and molding processability, and are widely used in office equipment, electric / electronic parts, automobile interior materials and the like. In order to secure the impact resistance of ABS, securing the physical properties of the rubbery latex is largely an important factor of the particle size and the gel content generated by the internal crosslinking. Generally, in order to secure effective impact resistance, It is known that latex is advantageous and rubber latex having a lower gel content than rubber latex having a high gel content is advantageous.

한편, 중합을 통하여 제조된 폴리부타디엔 라텍스의 입자 표면은 전체적으로 음전하를 띠므로 입자간 반발력에 의해서 안정적으로 분산되어 있다. 다만, 이러한 입자를 응집시켜서 대구경의 입자로 제조하여야만 원하는 우수한 물리적 특성을 구현할 수 있는데, 종래 폴리머 라텍스 입자의 응집방법과 관련하여 산을 이용하여 폴리머 라텍스를 불안정화킨 후 응집을 유도하는 방법이 대표적이다.On the other hand, the surface of the polybutadiene latex produced through polymerization has a negative charge as a whole and is stably dispersed by the repulsive force between the particles. However, when such particles are agglomerated to form large diameter particles, excellent physical properties desired can be achieved. In the conventional method of agglomerating polymer latex particles, a method of destabilizing polymer latex by using an acid and inducing agglomeration is typical .

이와 같이 산을 첨가하는 방법은 첨가한 산이 폴리머 라텍스 내부의 확산 경계면에서 과잉 응집된 응고물, 소위 응괴가 형성되는 문제가 있어 이를 해결하기 위해서는 저농도의 산을 첨가하여야 하나, 첨가되는 산의 농도가 낮을 경우에는 입자의 크기 증대의 효과가 감소한다. 특히, 회분식 응집 반응기에 일정 농도 이상의 산을 첨가하는 경우에 교반기 주변에 과잉 응집된 응고물이 자주 형성되는 문제점이 있다. 따라서, 산을 이용하여 입자의 표면을 중화하여 응집을 유도하면서, 단시간에 대구경의 폴리부타디엔 라텍스 입자를 제조할 수 있는 새로운 기술이 요구된다.
In order to solve this problem, it is necessary to add a low concentration of acid to the solution, but the concentration of the acid to be added is too high to prevent the formation of a coagulated product, namely, a coagulated product in which the added acid is excessively agglomerated at the diffusion interface inside the polymer latex. The effect of increasing the particle size is reduced. Particularly, when an acid having a certain concentration or more is added to the batch type flocculation reactor, excess coagulated solidification is often formed around the stirrer. Therefore, there is a need for a new technique capable of producing large-diameter polybutadiene latex particles in a short time while inducing coagulation by neutralizing the surface of particles using an acid.

미국등록특허 US 4,480,078US registered patent US 4,480,078 한국공개특허 KR 2013-0065295Korean Patent Publication No. KR 2013-0065295

종래기술로 폴리머 라텍스 입자를 제조하면, 다량의 응고물이 발생되는 단점이 있는데, 이는 내부의 확산 경계면에 과잉 응집된 응고물, 소위 응괴가 형성되어 안정적이고 균일한 입자크기의 고무 라텍스를 얻기가 힘들다는 문제점이 있다.The production of polymer latex particles by the prior art has the disadvantage that a large amount of solidification product is generated. This is because the excess coagulated solidification, called so-called coagulation, is formed at the inner diffusion interface to obtain a stable and uniform particle size rubber latex There is a problem that it is difficult.

이에, 본 발명은 입자의 크기가 안정적이고, 균일한 폴리부타디엔 라텍스 입자를 제조할 수 있는 제조장치를 제공할 수 있다.Accordingly, the present invention can provide a manufacturing apparatus capable of producing stable polybutadiene latex particles having a stable particle size.

또한, 본 발명에 따른 제조장치를 이용하여, 과잉 응집된 응고물의 생성을 방지할 수 있는 폴리부타디엔 라텍스 입자 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a process for producing polybutadiene latex particles which can prevent the production of excessively agglomerated coagulated product by using the production apparatus according to the present invention.

또한, 과잉 응집된 응고물 생성을 방지함으로써, 안정적으로 균일한 크기의 폴리부타디엔 라텍스 입자를 제조하는 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
It is another object of the present invention to provide a production method for producing stable and uniformly sized polybutadiene latex particles by preventing the formation of excessively agglomerated coagulated material.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 산 주입용 제 1 튜브; 및 폴리부타디엔 중합용액 주입용 제1 주입구와 공기 주입용 제2 주입구를 포함하는 제2 튜브를 포함하며, 상기 제1 튜브의 일부는 상기 제2 튜브의 폐쇄된 일단부로 삽입되어 제1 튜브와 제2 튜브 사이에 관강(管腔)을 형성하며, 상기 제1 주입구는 상기 관강(管腔)으로 폴리부타디엔 중합용액을 주입할 수 있는 위치에 형성되고, 상기 제2 주입구는 상기 제1 튜브가 삽입되지 않은 위치에 형성되며, 상기 제1 튜브의 말단부와 제2 주입구 사이의 제2 튜브 내부에는 제1 응집반응부가 형성되며, 제2 주입구 뒤쪽의 제2 튜브 내부에는 제2 응집반응부가 형성된 폴리부타디엔 라텍스 입자 제조장치를 제공한다.In order to achieve the above object, And a second tube including a first injection port for injecting the polybutadiene polymerization solution and a second injection port for air injection, wherein a part of the first tube is inserted into the closed one end of the second tube, And the first injection port is formed at a position where the polybutadiene polymerization solution can be injected into the lumen, and the second injection port is formed at a position where the first tube is inserted A first agglomeration reaction part is formed in the second tube between the distal end of the first tube and the second injection port and a second agglutination reaction part is formed in the second tube behind the second injection port, A latex particle production apparatus is provided.

본 발명의 다른 태양은 본 발명에 따른 제조장치를 이용한 폴리부타디엔 라텍스 입자의 제조방법으로서, (a) 폴리부타디엔 중합용액과 산을 각각 제1 주입구 및 제 1튜브에 주입하여 1 차 응집 반응시키는 단계; 및 (b) 상기 제2 주입구로 공기를 주입하여 상기 1차 응집반응물과 2차 응집 반응시키는 단계;를 포함하는 연속공정식 폴리부타디엔 라텍스 입자의 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a process for producing polybutadiene latex particles using the production apparatus according to the present invention, comprising the steps of: (a) injecting a polybutadiene polymerization solution and an acid into a first inlet and a first tube, ; And (b) injecting air into the second inlet port to perform a secondary agglomeration reaction with the primary aggregation reactant. The present invention also provides a process for producing continuous process polybutadiene latex particles.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 제 1튜브로 주입되는 산과 상기 제1 주입구로 주입되는 폴리부타디엔 중합용액의 유량비는 1: 4 ~ 8일 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the flow rate of the acid injected into the first tube and the polybutadiene polymerization solution injected into the first injection port may be 1: 4 to 8.

본 발명의 제조방법으로 제조된 폴리부타디엔 라텍스 입자의 평균입자크기는 230 ~ 330 nm일 수 있다.
The average particle size of the polybutadiene latex particles prepared by the process of the present invention may be 230 to 330 nm.

본 발명은 본 발명의 따른 제조장치를 이용하여, 입자의 크기가 안정적으로 균일한 폴리부타디엔 라텍스 입자 제조방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a method for producing polybutadiene latex particles in which the particle size is stably uniform using the production apparatus according to the present invention.

이 뿐만 아니라, 본 발명의 제조방법은 폴리부타디엔 라텍스 입자를 제조할 때 과잉 응집된 응고물의 생성을 방지할 수 있다.In addition, the production method of the present invention can prevent the production of excessively agglomerated coagulated material when the polybutadiene latex particles are produced.

따라서, 대량 생산을 위한 경제성 및 안정적인 품질 확보가 가능할 뿐만 아니라, 제조 공정 시간을 현격히 줄일 수 있으며, TSC(Total Solid Content, 총 고형물 함량), 즉, 본 발명에서의 고형물인 폴리부타디엔 라텍스 입자의 수율을 높일 수 있다.
Therefore, economical and stable quality for mass production can be ensured, and the manufacturing process time can be remarkably reduced, and the TSC (total solid content), that is, the yield of polybutadiene latex particles as the solid in the present invention .

도 1은 본 발명에 일실시예에 따른 폴리부타디엔 라텍스 입자 제조장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 비교예에 따른 폴리부타디엔 라텍스 입자 제조장치의 구성도이다.
1 is a block diagram of an apparatus for producing polybutadiene latex particles according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram of an apparatus for producing a polybutadiene latex particle according to a comparative example of the present invention.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. 하기의 구체적 설명은 본 발명의 일 실시예에 대한 설명이므로, 비록 한정적 표현이 있더라도 특허청구범위로부터 정해지는 권리범위를 제한하는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The following detailed description is merely an example of the present invention, and therefore, the present invention is not limited thereto.

종래기술로 폴리머 라텍스 입자를 제조하면, 다량의 응고물이 발생되는 단점이 있는데, 이는 내부의 확산 경계면에 과잉 응집된 응고물, 소위 응괴가 형성되어 안정적이고 균일한 입자크기의 고무 라텍스를 얻기가 힘들다는 문제점이 있다.The production of polymer latex particles by the prior art has the disadvantage that a large amount of solidification product is generated. This is because the excess coagulated solidification, called so-called coagulation, is formed at the inner diffusion interface to obtain a stable and uniform particle size rubber latex There is a problem that it is difficult.

이에 본 발명자들은 본 발명에 따른 제조장치를 이용하여, 공기주입을 함으로써, 상기의 문제점이 해결된다는 것을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
Accordingly, the present inventors have found that the above problems can be solved by air injection using the production apparatus according to the present invention, and the present invention has been completed.

즉, 본 발명은 산 주입용 제 1 튜브; 및 폴리부타디엔 중합용액 주입용 제1 주입구와 공기 주입용 제2 주입구를 포함하는 제2 튜브를 포함하며, 상기 제1 튜브의 일부는 상기 제2 튜브의 폐쇄된 일단부로 삽입되어 제1 튜브와 제2 튜브 사이에 관강(管腔)을 형성하며, 상기 제1 주입구는 상기 관강(管腔)으로 폴리부타디엔 중합용액을 주입할 수 있는 위치에 형성되고, 상기 제2 주입구는 상기 제1 튜브가 삽입되지 않은 위치에 형성되며, 상기 제1 튜브의 말단부와 제2 주입구 사이의 제2 튜브 내부에는 제1 응집반응부가 형성되며, 제2 주입구 뒤쪽의 제2 튜브 내부에는 제2 응집반응부가 형성된 폴리부타디엔 라텍스 입자 제조장치를 제공한다.
That is, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, And a second tube including a first injection port for injecting the polybutadiene polymerization solution and a second injection port for air injection, wherein a part of the first tube is inserted into the closed one end of the second tube, And the first injection port is formed at a position where the polybutadiene polymerization solution can be injected into the lumen, and the second injection port is formed at a position where the first tube is inserted A first agglomeration reaction part is formed in the second tube between the distal end of the first tube and the second injection port and a second agglutination reaction part is formed in the second tube behind the second injection port, A latex particle production apparatus is provided.

먼저 본 발명에서 제공하는 폴리부타디엔 라텍스 입자 제조장치에 대해 설명한다.First, an apparatus for producing polybutadiene latex particles provided by the present invention will be described.

하기 도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제조장치를 나타낸 모식도이며, 상기 제조장치는 연속적 삽입구조인 관형반응기일 수 있다.FIG. 1 is a schematic view showing a manufacturing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, and the manufacturing apparatus may be a tubular reactor which is a continuous insertion structure.

도 1을 참조하여 설명하면, 산 주입용 제 1 튜브(1) 및 폴리부타디엔 중합용액 주입용 제 1 주입구(4)와 공기 주입용 제 2 주입구(5)를 포함하는 제 2튜브(2)를 포함하고, 제 1 튜브(1)는 제 2 튜브(2)에 길이 방향으로 연장되어 삽입되어 있다. 즉, 상기 제1 튜브의 일부는 상기 제2 튜브(2)의 폐쇄된 일단부로 삽입되어 제1 튜브(1)와 제2 튜브(2) 사이에 관강(管腔, 3)을 형성하며, 상기 제1 주입구(4)는 상기 관강(管腔,3)으로 폴리부타디엔 중합용액을 주입할 수 있는 위치에 형성되고, 상기 제2 주입구(5)는 상기 제1 튜브가 삽입되지 않은 위치에 형성된다. 상기 관강은 제 1튜브가 제 2튜브에 내에 삽입되면서 형성되는 제 2튜브 내의 공간을 의미한다.1, a first tube 1 for acid injection and a second tube 2 including a first injection port 4 for injecting a polybutadiene polymerization solution and a second injection port 5 for air injection, And the first tube 1 is inserted in the second tube 2 in the longitudinal direction. That is, a part of the first tube is inserted into the closed end of the second tube 2 to form a lumen 3 between the first tube 1 and the second tube 2, The first injection port 4 is formed at a position where the polybutadiene polymerization solution can be injected into the lumen 3 and the second injection port 5 is formed at a position where the first tube is not inserted . The tube means a space in the second tube formed by inserting the first tube into the second tube.

그리고 상기 제1 튜브의 말단부와 제2 주입구 사이의 제2 튜브 내부에는 폴리부타디엔 중합용액과 산의 제1 응집반응부(6)가 형성되며, 제2 주입구 뒤쪽의 제2 튜브 내부에는 공기와 1차 응집반응물의 제2 응집반응부(7)가 있다.A polybutadiene polymerization solution and a first agglomeration reaction part (6) of acid are formed in the second tube between the distal end of the first tube and the second injection port. In the second tube at the rear of the second injection port, And a second aggregation reaction unit 7 for the tea aggregation reaction product.

상기 제 1 응집반응부(6)에서는 제 1튜브(1)로 주입되는 산과 제 1 주입구(4)로 주입되는 폴리부타디엔 중합용액의 1차 응집 반응이 일어나고, 제 2 응집반응부에서는 1차 응집 반응물과 제 2 주입구(5)에서 주입되는 공기와 혼합되어 2차 응집반응이 일어나며, 상기 1차 응집 반응물은 1차 응집 반응된 산물 및/또는 미반응된 폴리부타디엔 중합용액과 산을 포함할 수 있다.In the first agglomeration reaction part 6, the primary agglomeration reaction of the acid injected into the first tube 1 and the polybutadiene polymerization solution injected into the first injection port 4 takes place, and in the second agglomeration reaction part, The reaction product is mixed with the air injected from the second inlet (5) to cause a secondary agglomeration reaction. The primary agglomeration reaction may include a primary agglomeration reaction product and / or an unreacted polybutadiene polymerization solution and an acid have.

즉, 상기 제 1 튜브가 제 2튜브 내에 제1 응집반응부(6)의 계면까지 연장되어 삽입됨으로써, 1차 응집반응은 제 1 응집반응부, 2차 응집 반응은 제 2 응집반응부에서 각각 일어나게 된다.That is, the first tube is inserted into the second tube so as to extend to the interface of the first flocculation reaction part (6), whereby the first flocculation reaction is carried out in the first flocculation reaction part and the second flocculation reaction is carried out in the second flocculation reaction part It happens.

이는, 종래의 관형반응기에서는 유입되는 유체들이 바로 혼합되어 과잉 응집된 응고물이 생성되었다. 하지만, 본 발명에서는 제 1 튜브를 연장시켜 제 2튜브에 삽입하는 연속적 삽입구조의 관형반응기인 제조장치를 사용함으로서, 유체의 흐름이 제 1 응집반응부(6) 및 제 2 응집반응부(7)까지 나란하게 흘러서 각각의 응집반응이 연속적으로 이루어지게 하였다. 따라서, 안정적으로 고르게 혼합되기 때문에 종래 공정에 비하여 과잉 응집된 응고물이 생성되지 않는다.This is because, in the conventional tubular reactor, the fluids introduced are immediately mixed to produce an overflowing coagulated product. However, in the present invention, by using the manufacturing apparatus which is a tubular reactor having a continuous insertion structure in which the first tube is extended and inserted into the second tube, the flow of the fluid is transmitted through the first flocculation reaction unit 6 and the second flocculation reaction unit 7 ) So that each coagulation reaction was continuously performed. Therefore, excessive coagulated solidification is not produced as compared with the conventional process because it is stably and uniformly mixed.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 제 1튜브의 구경은 상기 제 2튜브의 구경보다 작고, 상기 제 1 튜브(1)는 제 2 튜브(2)에 튜브-인-튜브 방식으로 내관으로 삽입될 수 있다.More specifically, the diameter of the first tube is smaller than the diameter of the second tube, and the first tube 1 can be inserted into the second tube 2 in the tube-in-tube manner .

상기 제1 주입구(4)는 상기 산 주입용 제 1튜브(1)와는 수직되는 방향으로 T형태로 제 2 튜브(2)의 일단부에 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 주입구(5)도 상기 산 주입용 제 1튜브(1)와는 수직되는 방향으로 제 2 튜브(2)의 일단부에 형성될 수 있으며, 제 1 주입구(4) 및 제 2 주입구(5)는 일정 간격을 두고 평행하게 형성되어 있을 수 있고, 제 1주입구가 제 2주입구 앞에 형성되어 있을 수 있다.The first injection port 4 may be formed at one end of the second tube 2 in a T shape in a direction perpendicular to the first acid injection tube 1. The second injection port 5 may also be formed at one end of the second tube 2 in a direction perpendicular to the first acid injection tube 1 and may have a first inlet 4, (5) may be formed in parallel at regular intervals, and the first injection port may be formed in front of the second injection port.

한편, 상기 제 1 주입구(4) 및 제 2 주입구(5)의 간격은 짧을수록 산과 폴리부타디엔 중합용액이 만나자마자 공기주입에 의해 혼합되는 효과를 크게 볼 수 있다. 반대로 제 1 주입구(4) 및 제 2 주입구(5)의 간격이 넓을수록 산과 폴리부타디엔 중합용액이 주입되는 공기와 만나기 전에 과잉 응집되어 응고물이 생성될 여지가 커지며, 장시간 운행 시, 본 발명의 효과가 반감될 수 있다 따라서 1차 응집부(6)에서는 산과 폴리부타디엔 중합용액이 평행(parallel)한 흐름인 상태에서 공기가 주입되어야 하고, 제 1 주입구(4) 및 제 2 주입구(5)의 간격을 짧게하여 1차 응집부(6)를 최소화하는 것이 효율적이라 할 수 있다. On the other hand, the shorter the interval between the first inlet 4 and the second inlet 5, the greater the effect that the acid and polybutadiene polymerization solution are mixed by air injection as soon as they meet. On the contrary, the wider the gap between the first inlet 4 and the second inlet 5, the greater the possibility that the acid and the polybutadiene polymerization solution will over-agglomerate before being brought into contact with the air to be injected to produce a solidified product. Therefore, in the primary agglomerate 6, air must be injected in a state in which the acid and the polybutadiene polymerization solution are in a parallel flow, and the air is injected into the first inlet 4 and the second inlet 5 It is efficient to shorten the interval to minimize the primary agglomerate 6.

또한, 주입된 각 물질이 제 1 응집반응부(6) 및 제 2 응집반응부(7) 영역까지 나란하게 흐를 수 있도록 하고, 역방향으로의 흐름을 방지하기 위하여, 상기 제조장치는 제 1튜브 및 제 2튜브 내부의 압력을 제어하는 압력제어 수단을 더 구비할 수 있다.
In order to allow each injected material to flow in the same direction to the areas of the first flocculation reaction part 6 and the second flocculation reaction part 7 and to prevent the flow in the reverse direction, And a pressure control means for controlling the pressure inside the second tube.

본 발명의 다른 태양은 본 발명에 따른 제조장치를 이용한 폴리부타디엔 라텍스 입자의 제조방법으로서, (a) 폴리부타디엔 중합용액과 산을 각각 제1 주입구 및 제 1튜브에 주입하여 1 차 응집 반응시키는 단계; 및 (b) 상기 제2 주입구로 공기를 주입하여 상기 1 응집반응물과 2차 응집 반응시키는 단계;를 포함하는 연속공정식 폴리부타디엔 라텍스 입자의 제조방법을 제공한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a process for producing polybutadiene latex particles using the production apparatus according to the present invention, comprising the steps of: (a) injecting a polybutadiene polymerization solution and an acid into a first inlet and a first tube, ; And (b) injecting air into the second inlet port to cause a second agglomeration reaction with the one aggregation reaction product. The present invention also provides a process for producing continuous process polybutadiene latex particles.

본 발명은 본 발명의 따른 제조장치에 폴리부타디엔 중합용액에 일정한 농도 이상의 산을 첨가하면서, 동시에 공기주입을 하여 폴리부타디엔 라텍스 입자를 제조하여 응집하는 공정에서 과잉 응집 응고물의 형성되지 않게 할 수 있다. 이 뿐만 아니라, 소구경의 입자를 다양한 크기를 갖는 대구경의 폴리부타디엔 라텍스 입자를 안정적으로 제조할 수 있게 한다.
The present invention can prevent the formation of excess agglomerate in the process of preparing polybutadiene latex particles by co-injection with air at the same time while adding an acid at a certain concentration or higher to the polybutadiene polymerization solution according to the present invention. In addition, it is possible to stably produce large-diameter polybutadiene latex particles having small diameters and various sizes.

먼저 상기 (a) 폴리부타디엔 중합용액과 산을 각각 제1 주입구 및 제 1튜브에 주입하여 1 차 응집 반응시키는 단계에 대해 설명한다.First, the step (a) of injecting the polybutadiene-polymerized solution and the acid into the first inlet and the first tube, respectively, for primary agglomeration reaction will be described.

상기 폴리부타디엔 중합용액은 폴리부타디엔 라텍스(PBL) 입자(하기 고형분으로 표기) 및 용매를 포함하는 용액이며, 본 단계에서는 본 발명에 따른 관형반응기에 주입되는 폴리부타디엔 중합용액과 산이 혼합되고, 산이 음전하를 띠는 폴리부타디엔 라텍스 입자를 불안정화 시킨 후, 응집을 유도하여 1차 응집반응이 일어나는 단계이다.The polybutadiene polymerization solution is a solution containing polybutadiene latex (PBL) particles (hereinafter referred to as solid content) and a solvent. In this step, the polybutadiene polymerization solution injected into the tubular reactor according to the present invention is mixed with the acid, And the primary aggregation reaction is caused by inducing aggregation.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 1차 응집 반응에 주입되는 폴리부타디엔 중합용액은 고형분이 30 ~ 50 중량%일 수 있고, 바람직하게는 35 ~ 45 중량%일수 있으며, 용매는 통상적으로 사용 가능한 것이면 무방하고, 바람직하게는 물일 수 있다. 상기 물은 일반적인 물을 사용할 수 있고, 바람직하게는 DI water일 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the polybutadiene polymerization solution injected into the primary agglomeration reaction may have a solid content of 30 to 50% by weight, preferably 35 to 45% by weight, Water, and water. The water may be ordinary water, preferably DI water.

그리고 상기 제 1튜브(1)에 주입되는 산은 황산, 염산, 말레산, 이타콘산, 아세트산 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 하나가 주입될 수 있고, 바람직하게는 유량이 조절된 약산에 해당하는 아세트산을 주입한다.The acid injected into the first tube 1 may be one selected from the group consisting of sulfuric acid, hydrochloric acid, maleic acid, itaconic acid, acetic acid, and mixtures thereof. Preferably, acetic acid corresponding to a weak acid whose flow rate is controlled is injected do.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 주입되는 폴리부타디엔 중합용액 및 산의 총 유량은 1 ~ 50L/hr일 수 있고, 바람직하게는 10 ~ 30 L/hr일 수 있다. 만약 총 유량이 1L/hr미만이면 산에 의해 충분한 응집이 일어나지 못한다는 문제가 있을 수 있고, 50L/hr를 초과하면 제조장치의 튜브 내에 과잉 응집되는 응고물이 생성되기 시작한다는 문제가 있을 수 있다. 또한 상기 범위에서 벗어나는 유량에서는 입자의 균일성이 떨어져서, 입자 크기의 표준편차가 상대적으로 클 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the total flow rate of the injected polybutadiene polymerization solution and acid may be 1 to 50 L / hr, preferably 10 to 30 L / hr. If the total flow rate is less than 1 L / hr, there may be a problem that sufficient agglomeration can not be caused by the acid, and if the total flow rate exceeds 50 L / hr, there may be a problem that the solidified material over- . In addition, at a flow rate deviating from the above range, the uniformity of the particles is decreased, so that the standard deviation of the particle size can be relatively large.

또한, 상기 제 1튜브로 주입되는 산과 상기 제1 주입구로 주입되는 폴리부타디엔 중합용액의 유량비는 1: 4 ~ 8일 수 있고, 바람직하게는 1: 4 ~ 5일 수 있으며, 상기 유량비에서, 산의 유량이 상기 범위보다 높으면 과잉 응집물이 많이 발생하고, 산의 유량이 상기 범위보다 낮으면 대구경의 입자 생성이 어렵다.The flow rate ratio of the acid injected into the first tube and the polybutadiene polymerization solution injected into the first injection port may be 1: 4 to 8, preferably 1: 4 to 5, If the flow rate is higher than the above range, excess aggregate is generated. If the flow rate of the acid is lower than the above range, generation of large diameter particles is difficult.

따라서 상기 유량비로 1차적으로 과잉 응집된 응고물의 발생을 낮추면서, 원하는 대구경의 폴리부타디엔 입자를 제조할 수 있다.Therefore, desired large-diameter polybutadiene particles can be produced while lowering the occurrence of the over-agglomerated coagulated matter at the above flow rate ratio.

그리고 상기 주입되는 산 및 폴리부타디엔 중합용액의 유량비가 1: 4 ~ 8이고, 총 유량이 1 ~ 50L/hr을 동시에 만족하는 것이 바람직하고, 만약 상기 총유량의 범위에서 상기 유량비를 벗어날 경우에는 반응기에서 과잉 응집된 입자가 발생하여 관형 반응기 내부가 막힐 수 있다.It is preferable that the flow rate ratio of the injected acid and polybutadiene polymerization solution is 1: 4 to 8 and the total flow rate simultaneously satisfies 1 to 50 L / hr. If the flow rate is out of the total flow rate range, The excessively agglomerated particles may be generated and the inside of the tubular reactor may be clogged.

한편, 상기의 유량비로 산과 폴리부타디엔 중합용액이 혼합된다고 하더라도, 산의 농도가 일정 농도 이상으로, 연속적 응집 반응이 일어나게 되면 응집된 응고물이 생기기 때문에 하기 (b)단계를 수행해야 한다. 즉, (b)단계가 수행되지 않으면 반응물들의 혼합(mixing)효과가 상대적으로 떨어질 뿐만 아니라, 응집된 응고물이 반응기 내부에 쌓여 막힘 현상이 나타나게 되면서, 연속공정을 장시간 운행하기 어렵게 된다.
Meanwhile, even if the acid and polybutadiene polymerization solution are mixed at the above-mentioned flow ratio, if the concentration of the acid is higher than a certain concentration and the continuous flocculation reaction takes place, the flocculated coagulum is formed. That is, if the step (b) is not performed, the mixing effect of the reactants is relatively lowered, and the coagulated solidification material is piled up in the reactor, resulting in clogging, which makes it difficult to operate the continuous process for a long time.

다음 상기 (b) 상기 제2 주입구로 공기를 주입하여 상기 1차 응집반응물과 2차 응집 반응시키는 단계에 대해 설명한다.Next, the step of injecting air into the second inlet (b) and performing a secondary agglomeration reaction with the primary agglomeration reaction will be described.

본 발명은 상기 (a)단계에서도 충분하게 응집되지 않은 폴리부타디엔 라텍스 입자를 응집 및/또는 과잉 응집된 응고물 발생을 낮추기 위해 수행되는 단계로써, 제 1 응집반응부에서 1차 응집 반응한 산물 및/또는 미반응된 폴리부타디엔 중합용액과 산이 제 2주입구로 주입되는 공기와 혼합되어 제 2 응집반응부에서 2차 응집 반응이 일어난다. The present invention also relates to a process for reducing aggregation of polybutadiene latex particles which have not sufficiently aggregated in step (a) and / or lowering the occurrence of excessively agglomerated coagulation, And / or the unreacted polybutadiene polymerization solution and the acid are mixed with the air injected into the second injection port to cause a secondary agglomeration reaction in the second agglomeration reaction part.

특히, (b) 단계에서 주입되는 공기는 과잉응집을 방지함과 동시에 반응물인 산과 폴리부타티엔 중합용액의 혼합(mixing)을 가장 효율적으로 수행할 수 있는 방법이다. Particularly, the air injected in the step (b) is a method which can prevent the excessive aggregation and can perform the mixing of the acid and the polymerization solution of the polybutadiene most efficiently.

예를 들어 공기주입 방식 대신 인위적으로 관형반응기 내에 스태틱 믹서(static mixer)같은 구조물을 장착하거나 관형반응기 자체의 구조를 변경한다면 혼합(mixing) 효과는 높일 수 있으나 과잉 응집되는 응고물이 다량 제조될 것이다.For example, if a structure such as a static mixer is mounted in a tubular reactor artificially instead of an air injection system, or if the structure of the tubular reactor itself is changed, a mixing effect can be enhanced, but a large amount of excessively agglomerated solidification product is produced .

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 제 2 주입구로 주입되는 공기의 유속은 50 ~ 1000cc/min 일 수 있고, 바람직하게는 100 ~ 500cc/min 일 수 있으며, 만약 50 cc/min 이하로 주입되면 공기를 주입하지 않은 경우와 유사하며 1000cc/min을 초과하여 공기를 과량 주입할 경우 입자가 과잉 응집될 우려가 있기 때문에 상기 범위의 유속이 바람직하다.According to a preferred embodiment of the present invention, the flow rate of the air injected into the second injection port may be 50 to 1000 cc / min, preferably 100 to 500 cc / min, , It is similar to the case where no air is injected, and when exceeding 1000 cc / min, excessively injecting air may cause excessive aggregation of particles, so the flow rate in the above range is preferable.

한편 공기를 주입하지 않고 폴리부타디엔 라텍스 입자를 제조하면, 입자 크기는 최대 280 nm 정도이고, 일반적으로 연속공정을 통한 폴리부타디엔 라텍스 입자의 경우 200 ~ 250nm 의 입자는 제조하기 쉬우나 300nm 대의 입자를 만들기는 쉽지 않다. 그리고 공기주입을 하지 않아 입자의 크기가 작게 제조되었다고 해서 과잉 응집되는 입자 역시 적다는 걸 의미하지는 않는다. 왜냐하면 폴리부타디엔 중합용액이 응집과정을 통해 성장할 시, 200nm 후반에서 300nm 대의 입자가 되는 동시에 성장을 멈추지 않고 급격히 과잉 응집되기 때문이다. 또한, 폴리부타디엔 라텍스 입자를 크게 하기 위해서 주입되는 산의 유량비 또는 전체 유량을 임계값 이상으로 증가시킬 경우, 과잉 응집되는 응고물이 생성된다는 문제점이 있다.On the other hand, when the polybutadiene latex particles are prepared without air injection, the particle size is about 280 nm at maximum. Generally, in the case of polybutadiene latex particles through a continuous process, particles of 200 to 250 nm are easy to produce. Uneasy. The fact that the particle size is made small due to no air injection does not mean that there are too few particles that overflow. This is because, when the polybutadiene polymerization solution grows through the agglomeration process, it becomes a particle of 300 nm in the latter half of 200 nm, and at the same time, it excessively agglomerates without stopping the growth. Further, when the flow rate of the acid to be injected or the total flow rate of the injected acid to increase the polybutadiene latex particles is increased to a value exceeding the critical value, there is a problem that excessive coagulated solidification product is produced.

그러나 본 발명에서는 공기를 주입함으로써, 이를 해결하였다.However, in the present invention, this is solved by injecting air.

즉, 폴리부타디엔 라텍스 입자를 제조할 시, 공기를 주입할 경우에 튜브 내 전단응력이 증가하는 것을 최소화시킴으로써, 1차 응집반응 산물 및/또는 미반응된 폴리부타디엔 중합용액과 산이 공기로 인해 혼합(mixing)효과를 안정적으로 증대시켜 2차 응집반응이 일어나고, 이로 인해 300 nm 이상의 대구경인 폴리부타디엔 라텍스 입자를 안정적으로 제조가 가능하게 된다. 결론적으로 공기주입에 의해 300nm대의 대구경인 폴리부타디엔 라텍스 입자를 제조하면 급격히 과잉 응집되는 입자가 현저히 줄어들게 되고, 이는 공기주입 방식이 전단응력을 최소화하면서 혼합하는 방식이기 때문에 가능하다. 상기 전단응력은 유체와 튜브 내벽에 사이에 발생하는 저항을 의미하며, 유체와 전단응력 값이 커질수록 응고물 생성량이 많아질 수 있고, 전단응력은 유량이 증가할수록, 유체와 튜브내벽에 접촉하는 면적이 클수록, 점도가 높을수록 증가한다.That is, when the polybutadiene latex particles are produced, the increase of the shear stress in the tube when air is injected is minimized, whereby the primary aggregation reaction product and / or unreacted polybutadiene polymerization solution and the acid are mixed with air mixing effect is stably increased to cause a secondary agglomeration reaction. As a result, polybutadiene latex particles having a diameter of 300 nm or more can be stably produced. As a result, when the polybutadiene latex particle having a large diameter of 300 nm is produced by air injection, the particles excessively aggregated are sharply reduced. This is because the air injection method is a method of mixing with minimizing shear stress. The shear stress means the resistance generated between the fluid and the inner wall of the tube. The larger the shear stress value of the fluid, the greater the amount of the coagulum produced. The shear stress increases as the flow rate increases. The larger the area, the higher the viscosity.

또한, 종래의 기술보다 주입되는 산 및 폴리부타디엔 중합용액의 양에 따른 과잉 응집되는 폴리부타디엔 라텍스 입자 생성이 낮기 때문에, 상기 산 및 폴리부타디엔 중합용액의 용매를 줄이더라도, 생성물인 폴리부타디엔 라텍스 입자의 함량이 높다. 따라서, 경제성 및 안정적인 품질 확보가 가능하다.
In addition, since the production of excessively agglomerated polybutadiene latex particles is low depending on the amount of the acid and polybutadiene polymerization solution injected than in the prior art, even if the solvent of the acid and polybutadiene polymerization solution is reduced, the polybutadiene latex particles The content is high. Therefore, economical efficiency and stable quality can be secured.

따라서, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 본 발명의 제조방법으로 제조되는 폴리부타디엔 라텍스 입자의 평균입자크기는 230 ~ 330nm일 수 있으며, 상기 폴리부타디엔 라텍스 입자의 크기는 주입되는 산의 유량을 조절하여 생성되는 입자 크기를 조절할 수 있다.Therefore, according to a preferred embodiment of the present invention, the average particle size of the polybutadiene latex particles produced by the production method of the present invention may be 230 to 330 nm, and the size of the polybutadiene latex particles may be determined by the flow rate of the injected acid It is possible to control the particle size generated by controlling.

또한, 본 발명의 제조방법으로 제조되는 폴리부타디엔 라텍스 입자의 크기의 표준편차는 33%이하일 수 있고, 바람직하게는 20%이하일 수 있으며, 이는 종래에는 표준편차가 34%이상으로 균일한 크기의 라텍스 입자를 제조가 어려웠다는 점에 반하여 본 발명에서는 균일한 크기의 폴리부타디엔 라텍스 입자 제조가 가능하다는 것을 알 수 있다.In addition, the standard deviation of the size of the polybutadiene latex particles produced by the production method of the present invention may be 33% or less, preferably 20% or less, which is conventionally a standard deviation of 34% It can be seen that it is possible to produce polybutadiene latex particles of uniform size in the present invention in contrast to the difficulty of manufacturing particles.

결론적으로 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 폴리부타디엔 라텍스 입자는 크기가 균일하면서도 대구경을 가지는 폴리부타디엔 라텍스 입자를 제조할 수 있다.
As a result, the polybutadiene latex particles produced by the production method according to the present invention can produce polybutadiene latex particles having a uniform size and a large diameter.

이하 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세하게 설명하지만, 하기에 개시되는 본 발명의 실시 형태는 어디까지 예시로써, 본 발명의 범위는 이들의 실시 형태에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 표시되었고, 더욱이 특허 청구범위 기록과 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 함유하고 있다. 또한, 이하의 실시예, 비교예에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the embodiments of the present invention described below are illustrative only and the scope of the present invention is not limited to these embodiments. The scope of the present invention is indicated in the claims, and moreover, includes all changes within the meaning and range of equivalency of the claims. In the following Examples and Comparative Examples, "%" and "part" representing the content are based on weight unless otherwise specified.

실시예Example 1 One

하기 도 1에 나타나 있는 본 발명에 따른 폴리부타디엔 라텍스 입자 제조장치를 이용하여 폴리부타디엔 라텍스 입자를 제조하였다. Polybutadiene latex particles were prepared by using the apparatus for producing polybutadiene latex particles according to the present invention shown in FIG.

제조장치의 제1 튜브(1)로 아세트산 5 중량%를 주입하고, 제 2 튜브(2)의 제 1 주입구(4)로 고형분 함량이 40중량%인 폴리부타디엔 중합용액(PBL)을 유량비(아세트산 5 질량%: 고형분 함량이 40 중량%인 폴리부타디엔 중합용액)는 1:7.5으로 하였고, 아세트산과 폴리부타디엔 중합용액의 총 유량은 20L/hr로 주입하였다. 그리고 제 2 튜브(2)제 2 주입구에 공기를 200cc/min 주입하였다.5 wt% of acetic acid was injected into the first tube 1 of the manufacturing apparatus and a polybutadiene polymerization solution (PBL) having a solid content of 40 wt% was injected into the first injection port 4 of the second tube 2 at a flow rate ratio 5% by mass: a polybutadiene polymerization solution having a solid content of 40% by weight) was 1: 7.5, and the total flow rate of the polymerization solution of acetic acid and polybutadiene was 20 L / hr. Then, 200 cc / min of air was injected into the second injection port of the second tube (2).

실시예Example 2 2

아세트산 5 중량%와 고형분 함량이 40 중량%인 폴리부타디엔 중합용액의 유량비가 1: 6인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 제조하였다. Except that the flow rate ratio of the polybutadiene polymerization solution having 5% by weight of acetic acid and the solid content of 40% by weight was 1: 6.

실시예Example 3 3

아세트산 5 중량%와 고형분 함량이 40 중량%인 폴리부타디엔 중합용액의 유량비가 1: 5인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 제조하였다. Except that the flow rate ratio of the polybutadiene polymerization solution having 5% by weight of acetic acid and 40% by weight of the solid content was 1: 5.

실시예Example 4 4

아세트산 5 중량%와 고형분 함량이 40 중량%인 폴리부타디엔 중합용액의 유량비가 1: 4.5인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 제조하였다. Except that the flow rate ratio of the polybutadiene polymerization solution having 5% by weight of acetic acid and the solid content of 40% by weight was 1: 4.5.

실시예Example 5 5

아세트산 5 중량%와 고형분 함량이 40 중량%인 폴리부타디엔 중합용액의 유량비가 1: 4인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
Except that the flow rate ratio of the polybutadiene polymerization solution having 5% by weight of acetic acid and the solid content of 40% by weight was 1: 4.

비교예Comparative Example 1 One

하기 도 2에 나타나있는 폴리부타디엔 라텍스 입자 제조장치를 이용하여 폴리부타디엔 라텍스 입자를 제조하였다. Polybutadiene latex particles were prepared using the polybutadiene latex particle production apparatus shown in FIG. 2 below.

제조장치의 제 1 튜브(1)로 아세트산 5 중량%를 주입하고, 제 2 튜브(2)의 제 1 주입구(4)로 고형분 함량이 40중량%인 폴리부타디엔 중합용액(PBL)을 유량비 1:4.5 및 총 유량 20L/hr로 주입하였다.5 wt% of acetic acid was injected into the first tube 1 of the production apparatus and a polybutadiene polymerization solution (PBL) having a solid content of 40 wt% was injected into the first injection port 4 of the second tube 2 at a flow rate ratio of 1: 4.5 and a total flow rate of 20 L / hr.

비교예Comparative Example 2 2

아세트산 5 중량%와 고형분 함량이 40 중량%인 폴리부타디엔 중합용액의 유량비가 1: 4인 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일하게 제조하였다. Except that the flow rate ratio of the polybutadiene polymerization solution having 5% by weight of acetic acid and the solid content of 40% by weight was 1: 4.

비교예Comparative Example 3 3

연속적 삽입 구조가 아닌 일반 도 3에 도시된 바와 같이 T 유니온으로 구성된 관형반응기를 사용한 것을 제외하고는 비교예 2와 동일하게 제조하였다.
3 was prepared in the same manner as in Comparative Example 2, except that a tubular reactor composed of a T union as shown in Fig. 3 was used instead of the continuous insertion structure.

실험예Experimental Example

상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 폴리부타디엔 라텍스 입자를 입도 분석기(NICOMP㈜ AW380)를 이용하여 입도 분석하였고, 하기 표 1에 나타내었다.The polybutadiene latex particles prepared according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 were analyzed for particle size using a particle size analyzer (NICOMP AW380), and the results are shown in Table 1 below.

구분division 아세트산 : PBLAcetic acid: PBL 평균입자크기(nm)Average particle size (nm) 표준편차 (%)Standard Deviation (%) 실시예 1Example 1 1 : 7.51: 7.5 233233 3131 실시예 2Example 2 1 : 61: 6 256256 2121 실시예 3Example 3 1 : 51: 5 286286 1515 실시예 4Example 4 1 : 4.51: 4.5 301301 1919 실시예 5Example 5 1 : 41: 4 322322 2121 비교예 1Comparative Example 1 1 : 4.51: 4.5 261261 38.838.8 비교예 2Comparative Example 2 1 : 41: 4 274274 34.934.9 비교예 3Comparative Example 3 1 : 41: 4 202202 31.331.3

측정결과 표 1을 참고하여 설명하면, 실시예 1 내지 5는 비교예 1 내지 3 보다 제조된 폴리부타디엔 라텍스 입자의 크기가 크고, 균일한 크기의 입자를 제조한 것을 알 수 있다.Results of measurement With reference to Table 1, it can be seen that the particles of the polybutadiene latex particles prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 were large and uniform in size.

구체적으로 실시예 1 내지 5는 제조된 폴리부타디엔 라텍스의 평균입자크기 및 표준편차가 비교예 1 내지 3 보다 작으므로 제조된 평균입자크기가 안정적으로 균일하게 제조되었다는 것을 알 수 있다.Specifically, it can be seen that the average particle size and standard deviation of the prepared polybutadiene latexes of Examples 1 to 5 are smaller than those of Comparative Examples 1 to 3, so that the prepared average particle size was stably and uniformly produced.

특히 실시예 4 및 비교예 1과 실시예 5 및 비교예 2는 동일한 아세트산:폴리부타디엔 중합용액의 유량비로 제조되었음에도 실시예 4 및 5가 각각 비교예 1 및 2보다 제조된 폴리부타디엔 라텍스 입자의 크기가 40 ~ 50nm 크다는 것을 보아 종래의 제조방법보다 본 발명의 제조방법의 우수하다는 것을 알 수 있다.Particularly, Example 4 and Comparative Example 1, Example 5 and Comparative Example 2 were produced at the flow rate ratio of the same acetic acid: polybutadiene polymerization solution, but Examples 4 and 5 were the sizes of polybutadiene latex particles prepared from Comparative Examples 1 and 2, respectively Is 40 to 50 nm, it can be seen that the production method of the present invention is superior to the conventional production method.

그리고 비교예 1 및 비교예 3을 비교해보면, 동일한 아세트산:폴리부타디엔 중합용액의 유량비임에도, 비교예 3의 평균입자크기가 비교예 2에 비해 72nm이 작고, 또한 비교예 3의 경우에는 과잉응집물에 의해 장시간 운전이 불가하였다.Comparing Comparative Example 1 and Comparative Example 3, it was found that the average particle size of Comparative Example 3 was smaller than that of Comparative Example 2 by 72 nm even in the same flow rate ratio of the same acetic acid: polybutadiene polymerization solution, and in Comparative Example 3, The operation could not be performed for a long time.

또한, 비교예 1 및 2와 비교예 3의 결과로 T 유니온 관형반응기에 두 용액을 혼합 후 공기를 주입하여 제조하더라도, 실시예 1의 형태가 더 효율적이라는 것도 알 수 있었다.As a result of Comparative Examples 1 and 2 and Comparative Example 3, it was also found that the embodiment of Embodiment 1 is more efficient even when air is injected into the T-tubular reactor after mixing the two solutions.

즉, 본 발명의 연속적 삽입구조의 관형반응기가 종래의 T유니온 관형반응기에 비해 우수한 성능을 가진다는 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 공기주입구조를 포함하는 연속적 삽입구조의 관형반응기에 공기를 주입하여 폴리부타디엔 라텍스 입자를 제조할 경우, 튜브 내 전단응력이 증가하는 것을 최소화한 채로 혼합(mixing)효과를 안정적으로 증대시키기 때문에 균일한 크기의 폴리부타디엔 라텍스 입자를 제조할 수 있다. 그리고 300 nm 이상의 폴리부타디엔 라텍스 입자도 제조 가능하다.
That is, it can be seen that the tubular reactor of the continuous insertion structure of the present invention has superior performance to that of the conventional T union tubular reactor. In addition, when polybutadiene latex particles are produced by injecting air into a tubular reactor having a continuous insertion structure including the air injection structure of the present invention, the mixing effect can be stably maintained while minimizing an increase in shear stress in the tube The polybutadiene latex particles of uniform size can be produced. And polybutadiene latex particles of 300 nm or more can be prepared.

1 : 제 1튜브 2 : 제 2 튜브
3 : 관강 4 : 제 1 주입구
5 : 제 2 주입구 6 : 제 1 응집반응부
7 : 제 2 응집반응부
1: first tube 2: second tube
3: lumen 4: first inlet
5: second inlet 6: first flocculation reactor
7: Second aggregation reaction unit

Claims (12)

산 주입용 제 1 튜브; 및
폴리부타디엔 중합용액 주입용 제1 주입구와 공기 주입용 제2 주입구를 포함하는 제2 튜브를 포함하며,
상기 제1 튜브의 일부는 상기 제2 튜브의 폐쇄된 일단부로 삽입되어 제1 튜브와 제2 튜브 사이에 관강(管腔)을 형성하며,
상기 제1 주입구는 상기 형성된 관강(管腔)으로 폴리부타디엔 중합용액을 주입할 수 있는 위치에 형성되고, 상기 제2 주입구는 상기 제1 튜브가 삽입되지 않은 위치에 형성되며,
상기 제1 튜브의 말단부와 제2 주입구 사이의 제2 튜브 내부에는 제1 응집반응부가 형성되며, 제2 주입구 뒤쪽의 제2 튜브 내부에는 제 2 응집반응부가 형성되는 것을 특징으로 하는 폴리부타디엔 라텍스 입자의 제조장치.
A first tube for injecting acid; And
And a second tube including a first injection port for injecting the polybutadiene polymerization solution and a second injection port for air injection,
Wherein a portion of the first tube is inserted into a closed end of the second tube to form a lumen between the first tube and the second tube,
Wherein the first injection port is formed at a position where the polybutadiene polymerization solution can be injected into the formed lumen, the second injection port is formed at a position where the first tube is not inserted,
Wherein a first agglutination reaction part is formed inside the second tube between the distal end of the first tube and the second injection port and a second agglutination reaction part is formed inside the second tube behind the second injection port. .
청구항 1항에 있어서,
상기 제1 주입구는 상기 제 1튜브와 수직되는 방향으로 제 2튜브의 일단에 형성되는 있는 것을 특징으로 하는 폴리부타디엔 라텍스 입자의 제조장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first injection port is formed at one end of the second tube in a direction perpendicular to the first tube.
청구항 1항에 있어서,
상기 제2 주입구는 상기 제 1튜브와 수직되는 방향으로 제 2튜브의 일단에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리부타디엔 라텍스 입자의 제조장치.
The method according to claim 1,
Wherein the second injection port is formed at one end of the second tube in a direction perpendicular to the first tube.
청구항 1항에 있어서,
상기 제조장치는 내부의 압력을 제어하는 압력제어 수단을 더 구비하고, 상기 압력제어수단에 의해서 제조장치 내부에 주입된 폴리부타디엔 중합용액, 산 및 공기가 동일한 방향으로 흐르면서 혼합되어 반응되는 것을 특징으로 하는 폴리부타디엔 라텍스 입자의 제조장치.
The method according to claim 1,
The manufacturing apparatus further includes a pressure control means for controlling the internal pressure, and the polybutadiene polymerization solution injected into the manufacturing apparatus by the pressure control means, the acid and the air are mixed while being flowed in the same direction and reacted Wherein the polybutadiene latex particles have an average particle size of from 1 to 10 nm.
청구항 1항에 따른 제조장치를 이용한 폴리부타디엔 라텍스 입자의 제조방법으로서,
(a) 폴리부타디엔 중합용액과 산을 각각 제1 주입구 및 제 1튜브에 주입하여 1 차 응집 반응시키는 단계; 및
(b) 상기 제2 주입구로 공기를 주입하여 상기 1 응집반응물과 2차 응집 반응시키는 단계;를 포함하는 연속공정식 폴리부타디엔 라텍스 입자의 제조방법.
A process for producing polybutadiene latex particles using the production apparatus according to claim 1,
(a) injecting a polybutadiene polymerization solution and an acid into a first inlet and a first tube, respectively, so as to perform a primary agglomeration reaction; And
(b) injecting air into the second inlet port to cause a second flocculation reaction with the one flocculation reactant.
청구항 5항에 있어서,
상기 산은 황산, 염산, 말레산, 이타콘산, 아세트산 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 연속공정식 폴리부타디엔 라텍스 입자의 제조방법.
The method of claim 5,
Wherein the acid is any one selected from the group consisting of sulfuric acid, hydrochloric acid, maleic acid, itaconic acid, acetic acid, and mixtures thereof.
청구항 5항에 있어서,
상기 제1 주입구로 주입되는 폴리부타디엔 중합용액은 고형분인 폴리부타디엔 라텍스(PBL) 입자를 포함하고,
상기 고형분인 폴리부타디엔 라텍스(PBL) 입자를 30 ~ 50 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 연속공정식 폴리부타디엔 라텍스 입자의 제조방법.
The method of claim 5,
Wherein the polybutadiene polymerization solution injected into the first inlet comprises polybutadiene latex (PBL) particles having a solid content,
Wherein the solid polybutadiene latex (PBL) particles are contained in an amount of 30 to 50% by weight.
청구항 5항에 있어서,
상기 주입되는 폴리부타디엔 중합용액 및 산의 총 유량은 시간당 1 ~ 50 L/hr인 것을 특징으로 하는 연속공정식 폴리부타디엔 라텍스 입자의 제조방법.
The method of claim 5,
Wherein the total amount of polybutadiene polymer solution and acid to be injected is 1 to 50 L / hr per hour.
청구항 5항에 있어서,
상기 제 1튜브로 주입되는 산과 상기 제1 주입구로 주입되는 폴리부타디엔 중합용액의 유량비는 1: 4 ~ 8인 것을 특징으로 하는 연속공정식 폴리부타디엔 라텍스 입자의 제조방법.
The method of claim 5,
Wherein the flow rate of the acid injected into the first tube and the polybutadiene polymerization solution injected into the first injection port is 1: 4 to 8.
청구항 5항에 있어서,,
상기 제 2 주입구로 주입되는 공기의 유속은 50 ~ 1000cc/min 인 것을 특징으로 하는 연속공정식 폴리부타디엔 라텍스 입자의 제조방법.
The method of claim 5,
Wherein the flow rate of the air injected into the second injection port is 50 to 1000 cc / min.
청구항 5항에 있어서,
상기 폴리부타디엔 라텍스 입자의 평균입자크기는 230 ~ 330 nm인 것을 특징으로 하는 연속공정식 폴리부타디엔 라텍스 입자의 제조방법.
The method of claim 5,
Wherein the average particle size of the polybutadiene latex particles is from 230 to 330 nm.
청구항 5항에 있어서,
상기 폴리부타디엔 라텍스 입자 크기의 표준편차는 33%이하인 것을 특징으로 하는 연속공정식 폴리부타디엔 라텍스 입자의 제조방법.
The method of claim 5,
Wherein the standard deviation of the particle size of the polybutadiene latex is 33% or less.
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