KR20200046979A - 내충격성 염화비닐계 중합체의 제조방법 - Google Patents

내충격성 염화비닐계 중합체의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내충격성이 우수한 염화비닐계 중합체의 제조방법에 관한 것이다. 이에 따른 염화비닐계 중합체의 제조방법은 염화비닐계 단량체를 중합하여 염화비닐계 중합체 슬러리를 제조하고, 상기 슬러리에 아크릴레이트계 단량체를 염화비닐계 단량체 100 중량부 대비 4 중량부 내지 8 중량부가 되는 함량으로 첨가하여 중합시킴으로써 최종적으로 제조된 염화비닐계 중합체 내 아크릴레이트계 단량체 유래 성분이 균일하게 분포할 수 있고 이에 내충격성이 우수한 염화비닐계 중합체를 제조할 수 있다.

Description

내충격성 염화비닐계 중합체의 제조방법{Preparation method for vinyl chloride based polymer having high impact strength}
본 발명은 내충격성이 우수한 염화비닐계 중합체의 제조방법에 관한 것이다.
염화비닐계 중합체는 염화비닐을 50% 이상 함유하는 중합체로서, 가격이 저렴하고 경도 조절이 용이하며 대부분의 가공기기에 적용 가능하여 응용분야가 다양하다. 게다가, 물리적·화학적 성질, 예컨대 기계적 강도, 내후성, 내약품성 등이 우수한 성형품을 제공할 수 있어 여러 분야에서 광범위하게 사용되고 있다.
그러나, 염화비닐계 중합체는 내충격성이 취약하여 일상적으로 사용시 외부로부터 가해지는 충격에 의하여 성형품이 쉽게 파손되는 단점이 있다.
이러한 단점을 보완하고자 종래에는 충격보강제를 염화비닐계 중합체를 이용한 성형품 가공시 첨가하여 취약한 내충격성을 보완하는 방법을 사용하였으나, 이 방법은 분체형의 충격보강제를 염화비닐계 중합체와 혼합하여 사용해야 하므로 배합의 번거로움과 충격보강제의 불균일한 혼합에 따른 미겔링 입자의 발생으로 최종 성형품 표면에 돌기 등이 발생하여 외관 품질을 저해할 뿐만 아니라, 만족스러운 수준의 내충격성을 얻기 위해서는 다량의 충격보강제를 사용해야 하는 단점이 있다.
이에, 첨가형 충격보강제의 단점을 보완하기 위하여 제1 단계로 아크릴레이트계 단량체와 2개 이상의 불포화 이중결합을 함유하고 있는 다관능성 중합 반응 가교제를 사용하여 통상의 유화중합으로 아크릴계 고무 라텍스를 제조하고, 제2 단계로 제1 단계에서 제조된 아크릴계 고무 라텍스에 염화비닐을 그라프트 공중합시켜 제조한 염화비닐계 그라프트 공중합 수지가 개발되었다. 그러나, 염화비닐계 그라프트 공중합 수지는 내충격성 향상을 위한 아크릴계 고무 라텍스의 첨가량의 증가에 따라 제2 단계 그라프트 현탁 공중합 반응 시 입자안정성이 급격하게 저하되어 다량의 스케일이 발생하여 연속공정이 불가능한 문제가 있다.
KR 특2003-0014454 A
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 내충격성이 우수한 염화비닐계 중합체의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 분산제 및 제1 중합 개시제 존재 하에 염화비닐계 단량체를 제1 중합하여 염화비닐계 중합체 슬러리를 제조하는 단계(단계 A); 상기 염화비닐계 중합체 슬러리로부터 미반응 염화비닐계 단량체를 제거하는 단계(단계 B); 및 미반응 염화비닐계 단량체가 제거된 염화비닐계 중합체 슬러리에 아크릴레이트계 단량체 및 제2 중합 개시제를 첨가하고 제2 중합하는 단계(단계 C)를 포함하고, 상기 아크릴레이트계 단량체는 염화비닐계 단량체 100 중량부 대비 4 중량부 내지 8 중량부로 첨가하는 것인 염화비닐계 중합체의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 염화비닐계 중합체의 제조방법은 염화비닐계 단량체를 중합하여 염화비닐계 중합체 슬러리를 제조하고, 상기 슬러리에 아크릴레이트계 단량체를 염화비닐계 단량체 100 중량부 대비 4 중량부 내지 8 중량부가 되는 함량으로 첨가하여 중합시킴으로써 최종적으로 제조된 염화비닐계 중합체 내 아크릴레이트계 단량체 유래 성분이 균일하게 분포할 수 있고 이에 내충격성이 우수한 염화비닐계 중합체를 제조할 수 있다.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에서 사용되는 단위 "kgf/cm2"는 압력을 나타내는 단위로, 1 kgf/cm2는 0.968 atm과 같을 수 있다.
본 발명에서 사용되는 단위 "cps(centi poise)"는 점도를 나타내는 단위로, 100 cps= 1 poise = 1 g/cm·s과 같을 수 있다.
본 발명은 내충격성이 우수한 염화비닐계 중합체의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 염화비닐계 중합체의 제조방법은 분산제 및 제1 중합 개시제 존재 하에 염화비닐계 단량체를 제1 중합하여 염화비닐계 중합체 슬러리를 제조하는 단계(단계 A); 상기 염화비닐계 중합체 슬러리로부터 미반응 염화비닐계 단량체를 제거하는 단계(단계 B); 및 미반응 염화비닐계 단량체가 제거된 염화비닐계 중합체 슬러리에 아크릴레이트계 단량체 및 제2 중합 개시제를 첨가하고 제2 중합하는 단계(단계 C)를 포함하고, 상기 아크릴레이트계 단량체는 염화비닐계 단량체 100 중량부 대비 4 중량부 내지 8 중량부로 첨가하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 상기 제1 중합 및 제2 중합은 현탁중합으로 수행하는 것일 수 있다.
상기 단계 A는 염화비닐계 단량체를 중합하여 염화비닐계 중합체 슬러리를 제조하기 위한 단계로, 분산제 및 제1 중합 개시제의 존재 하에 염화비닐계 단량체를 제1 중합하여 수행하는 것일 수 있다.
구체적으로, 분산제 및 제1 중합 개시제가 충진된 반응기에 염화비닐계 단량체를 첨가하고 현탁중합하여 수행하는 것일 수 있으며, 여기에서 "충진된 반응기"는 중합 반응 전 반응기 내에 분산제 및 제1 중합 개시제가 투입되어 있는 상태의 반응기를 의미하는 것일 수 있다.
상기 염화비닐계 단량체는 순수하게 염화비닐 단량체이거나, 또는 염화비닐 단량체를 주체로 하고 상기 염화비닐 단량체와 공중합 가능한 비닐계 단량체를 포함하는 것일 수 있다. 여기에서, 상기 염화비닐계 단량체가 염화비닐 단량체와 비닐계 단량체를 함께 사용한 것인 경우 상기 비닐계 단량체는 최종적으로 제조된 염화비닐계 중합체 내 염화비닐이 50 중량% 이상 포함되게 하는 양으로 사용하는 것일 수 있다.
상기 염화비닐 단량체와 공중합 가능한 비닐계 단량체로는 특별히 한정하는 것은 아니나, 예컨대 에틸렌, 프로필렌, 부텐 등의 올레핀(olefin) 화합물; 초산비닐, 프로피온산 비닐, 스테아린산 비닐 등의 비닐 에스테르(vinyl ester)류; 아크릴로니트릴 등의 불포화 니트릴류; 비닐메틸 에테르, 비닐에틸 에테르, 비닐옥틸 에테르, 비닐라우릴 에테르 등의 비닐 알킬 에테르류; 염화 비닐리덴 등의 할로겐 비닐리덴(vinylidene)류; 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레인산, 푸마르산, 무수 말레산, 무수 이타콘산 등의 불포화 지방산 및 이들 지방산의 무수물; 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 말레인산 모노메틸, 말레인산 디메틸, 말레인산 부틸벤질 등의 불포화 지방산 에스테르(ester)류; 디알릴 프탈레이트 등의 가교성 단량체 등일 수 있으며, 상기 비닐계 단량체는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 제1 중합 개시제는 염화비닐계 단량체 100 중량부 대비 0.02 중량부 내지 0.2 중량부로 사용하는 것일 수 있다. 만약, 상기 제1 중합 개시제를 전술한 범위의 양으로 사용하는 경우 반응속도 저하 없이 원활하게 중합반응을 유도할 수 있으면서 최종적으로 제조된 염화비닐계 중합체에 잔류하지 않아 중합 개시제에 의한 중합체의 열안정성 저하가 억제될 수 있다.
또한, 상기 제1 중합 개시제는 퍼옥사이드계 중합 개시제, 설페이트계 중합 개시제 및 아조계 중합 개시제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
구체적으로, 상기 퍼옥사이드계 중합 개시제는 디부틸퍼옥사이드, 디큐밀퍼옥사이드, 디펜틸퍼옥사이드, 디-3,5,5-트리메틸헥사노일퍼옥사이드, 디라우릴퍼옥사이드, 디이소프로필퍼옥시디카보네이트, 디-sec-부틸퍼옥시디카보네이트, 디-2-에틸펙실퍼옥시디카보네이트, 큐밀퍼옥시네오데카노에이트, t-부틸퍼옥시네오데카노에이트 및 부틸퍼옥시피발레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
또한, 상기 설페이트계 중합 개시제는 포타슘 퍼설페이트 또는 암모늄 퍼설페이트 중에서 선택된 것일 수 있다.
또한, 상기 아조계 중합 개시제는 아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴일 수 있다.
상기 분산제는 보호콜로이드 조제 또는 현탁 안정화제로 불리는 것으로, 중합 중 반응물들을 안정화시키고 균일하고 안정된 입자가 생성될 수 있도록 작용하는 것으로, 염화비닐계 단량체 100 중량부 대비 0.05 중량부 내지 5 중량부로 사용하는 것일 수 있으며, 구체적으로는 0.02 중량부 내지 0.2 중량부로 사용하는 것일 수 있다.
또한, 상기 분산제는 비닐 알코올계 수지, 변성 셀룰로오스 및 불포화 유기산 중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
상기 비닐 알코올계 수지는 수화도가 30 중량% 내지 90 중량%이며, 상온(25℃)에서 2% 수용액 상태의 점도가 10 cps 내지 60 cps인 것일 수 있다.
또한, 상기 변성 셀룰로오스는 수산화프로필기가 3 중량% 내지 20 중량%이며, 상온에서 2% 수용액의 점도가 10 cps 내지 2,000 cps인 것일 수 있다.
아울러, 불포화 유기산 중합체는 아크릴산 중합체, 메타아크릴산 중합체, 이타콘산 중합체, 푸마르산 중합체, 말레인산 중합체, 숙신산 중합체 및 젤라틴으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것일 수 있으며, 상기 불포화 유기산 중합체는 2% 수용액 상태의 점도가 50 cps 내지 5,000 cps인 것일 수 있다.
한편, 상기 제1 중합은 사용되는 중합 개시제의 종류, 목적하는 최종 염화비닐계 중합체의 중합도 등에 따라 상이할 수 있으나, 구체적으로는 52℃ 내지 70℃의 온도에서 수행하는 것일 수 있다. 만약, 제1 중합을 상기의 온도에서 수행하는 경우 적절한 속도로 중합반응이 용이하게 이루어질 수 있고, 이에 내충격성이 우수하면서도 가공성이 우수한 염화비닐계 중합체를 제조할 수 있다.
상기 단계 B는 단계 A에 의하여 제조된 염화비닐계 중합체 슬러리 내에 포함되어 있는 미반응 염화비닐계 단량체를 제거하기 위한 단계로, 상기 슬러리를 상온(20℃ 내지 25℃)까지 냉각한 후 제1 중합 시 대비 -0.8 kg/cm2 내지 -1.0 kg/cm2의 압력으로 진공을 가하여 미반응 염화비닐계 단량체를 제거할 수 있다.
상기 단계 C는 내충격성이 향상된 염화비닐계 중합체를 제조하기 위한 단계로, 상기 미반응 염화비닐계 단량체가 제거된 염화비닐계 중합체 슬러리에 아크릴레이트계 단량체 및 제2 중합 개시제를 첨가하고 제2 중합하여 수행하는 것일 수 있다.
상기 아크릴레이트계 단량체는 염화비닐계 중합체의 내충격성을 향상시키는 역할을 하는 것으로, 상기 염화비닐계 단량체 100 중량부 대비 4 중량부 내지 8 중량부로 첨가하는 것일 수 있으며, 구체적으로는 5 중량부 내지 7 중량부로 첨가하는 것일 수 있다. 만약, 상기 아크릴레이트계 단량체를 상기 범위의 양으로 첨가하는 경우 염화비닐계 중합체의 내충격성을 크게 향상시킬 수 있으면서도 과도한 사용에 의한 경제성 저하 및 잔류로 인한 환경문제를 방지할 수 있다.
또한, 상기 아크릴레이트계 단량체는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 히드록시프로필 아크릴레이트, 이소아밀 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트 및 2-에틸헥실 아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있으며, 구체적으로는 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트 및 2-에틸헥실 아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있고, 더욱 구체적으로는 n-부틸 아크릴레이트일 수 있다.
상기 제2 중합 개시제는 제1 중합 개시제와 마찬가지로 염화비닐계 단량체 100 중량부 대비 0.02 중량부 내지 0.2 중량부로 사용할 수 있으며, 구체적인 물질은 제1 중합 개시제에서 정의한 바와 같다. 또한, 상기 제2 중합 개시제는 제1 중합 개시제와 동일한 물질을 사용하거나 상이한 물질을 사용할 수 있다.
한편, 상기 제2 중합은 특별히 한정하는 것은 아니나, 필요에 따라 제1 중합 대비 2℃ 내지 4℃ 높은 중합온도에서 수행하는 것일 수 있고, 더 구체적으로는 4℃ 높은 중합온도(반응온도)에서 수행하는 것일 수 있다. 이 경우, 제조되는 염화비닐계 중합체의 분자량이 낮게 조절되어 가공성이 더욱 우수할 수 있다.
또한, 상기 제2 중합은 3시간 내지 5시간 동안 수행하는 것일 수 있고, 구체적으로는 3.5 시간 내지 4.5 시간 동안, 더 구체적으로는 4시간 동안 수행하는 것일 수 있다. 만약 제2 중합을 상기 시간 범위로 수행하는 경우에는 제1 중합에서 형성된 중합체 사슬과 제2 중합으로 형성되는 아크릴레이트계 단량체 유래 중합체 사슬 간 화학적 결합이 충분히 이뤄질 수 있고, 이에 내충격성이 우수하면서도 가공성이 크게 개선된 염화비닐계 중합체를 제조할 수 있다.
또한, 상기 제1 중합 및 제2 중합은 교반하면서 수행하는 것일 수 있으며, 이때 상기 교반은 교반기를 사용하여 50 rpm 내지 200 rpm의 교반속도로 조절하는 것일 수 있다. 상기 교반기는 특별히 한정하지 않고 당업계에 통상적으로 공지된 것을 사용할 수 있으나, 예컨대 패들(paddle)형, 피치 패들(pitched paddle)형, 블루머진(bloomersgin)형, 파우들러(pfaudler)형, 터빈(turbine)형, 프로펠러(propeller)형 등의 교반날개를 갖는 교반기를 사용할 수 있다.
또한, 상기 제조방법은 제1 중합 또는 제2 중합 시에 상기 기재한 유효성분 이외에 필요에 따라 중합조절제, 연쇄 이동제, pH 조절제, 산화방지제, 가교제, 대전방지제, 스케일방지제, 계면활성제 등의 첨가제를 추가로 첨가할 수 있으며, 상기 첨가제의 종류 및 함량은 특별히 제한되지 않고 당업계 공지된 통상의 종류 및 함량으로 사용할 수 있다. 상기 첨가제는 제1 중합 및 제2 중합의 시작시, 혹은 중합 중, 또는 중합 후 중 어느 시점에라도 첨가할 수 있으며, 일괄적으로 첨가하거나 연속적으로 첨가할 수도 있다.
본 발명에 따른 제조방법은 상기 제2 중합 이후에 건조하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 건조는 특별히 한정되지 않고 당업계에 통상적으로 공지된 방법에 의하여 수행할 수 있다.
이하, 실시예 및 실험예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 이들 만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
환류응축기 및 교반기가 부착된 내부 용적 1 m3인 스테인레스 중합 반응기에 탈이온수 130 kg, t-부틸 퍼옥시 네오데카노에이트 0.06 kg, 수화도가 88%인 폴리비닐알코올 0.08 kg을 일괄 투입하고, 진공을 가한 후 염화비닐 단량체 100 kg을 투입하고 교반하면서 내부온도를 58℃로 유지하면서 제1 중합을 진행시키고, 중합 반응기 압력이 6.8 kg/cm2에 도달하면 반응을 종료하고, 미반응 염화비닐 단량체를 회수하였다. 이후, 여기에 n-부틸 아크릴레이트 5 kg과 t-부틸 퍼옥시 네오데카노에이트 0.036 kg을 투입하고 내부온도를 62℃로 유지하면서 4시간 동안 제2 중합을 진행한 후 종료하였다. 이후 미반응 t-부틸 아크릴레이트를 회수하고 탈수 및 열풍 건조하여 염화비닐 중합체를 제조하였다.
실시예 2
실시예 1에 있어서, 제2 중합 시 n-부틸 아크릴레이트를 4.5 kg로 투입하고, t-부틸 퍼옥시 네오데카노에이트 대신 2-에틸헥실 아크릴레이트 0.5 kg을 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 염화비닐 중합체를 제조하였다.
실시예 3
실시예 1에 있어서, 제2 중합 시 n-부틸 아크릴레이트를 4 kg으로 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 염화비닐 중합체를 제조하였다.
실시예 4
실시예 1에 있어서, 제2 중합 시 n-부틸 아크릴레이트를 6.4 kg으로 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 염화비닐 중합체를 제조하였다.
실시예 5
실시예 1에 있어서, 제1 중합시 반응온도를 62℃로 유지하면서 수행한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 염화비닐 중합체를 제조하였다.
실시예 6
실시예 1에 있어서, 제2 중합을 3시간 동안 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 염화비닐 중합체를 제조하였다.
실시예 7
실시예 1에 있어서, 제2 중합을 5시간 동안 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 염화비닐 중합체를 제조하였다.
비교예 1
환류응축기 및 교반기가 부착된 내부 용적 1 m3인 스테인레스 중합 반응기에 탈이온수 130 kg, t-부틸 퍼옥시 네오데카노에이트 0.06 kg, 수화도가 88%인 폴리비닐알코올 0.08 kg을 일괄 투입하고, 진공을 가한 후 염화비닐 단량체 100 kg을 투입하고 교반하면서 내부온도를 58℃로 유지하면서 중합을 진행시키고, 중합 반응기 압력이 6.8 kg/cm2에 도달하면 반응을 종료하고, 미반응 염화비닐 단량체를 회수하고 탈수 및 열풍 건조하여 염화비닐 중합체를 제조하였다.
비교예 2
실시예 1에 있어서, 제2 중합 시 n-부틸 아크릴레이트를 3kg으로 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 염화비닐 중합체를 제조하였다.
비교예 3
실시예 1에 있어서, 제2 중합 시 n-부틸 아크릴레이트를 10 kg으로 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 염화비닐 중합체를 제조하였다.
비교예 4
환류응축기 및 교반기가 부착된 내부 용적 1 m3인 스테인레스 중합 반응기에 탈이온수 130 kg, t-부틸 퍼옥시 네오데카노에이트 0.06 kg, 수화도가 88%인 폴리비닐알코올 0.08 kg을 일괄 투입하고, 진공을 가한 후 염화비닐 단량체 100 kg을 투입하고 교반하면서 내부온도를 58℃로 유지하면서 제1 중합을 진행시키고, 중합 반응 기 압력이 6.8 kg/cm2에 도달함과 동시에 n-부틸 아크릴레이트 5 kg과 t-부틸 퍼옥시 네오데카노에이트 0.036 kg을 투입하고 내부온도를 62℃로 유지하면서 4시간 동안 제2 중합을 진행한 후 종료하였다. 이후 미반응 t-부틸 아크릴레이트를 회수하고 탈수 및 열풍 건조하여 염화비닐 중합체를 제조하였다.
비교예 5
환류응축기 및 교반기가 부착된 내부 용적 1 m3인 스테인레스 중합 반응기에 탈이온수 130 kg, t-부틸 퍼옥시 네오데카노에이트 0.06 kg, 수화도가 88%인 폴리비닐알코올 0.08 kg을 일괄 투입하고, 진공을 가한 후 염화비닐 단량체 100 kg을 투입하고 교반하면서 내부온도를 58℃로 유지하면서 중합을 진행시키고, 중합 반응기 압력이 6.8 kg/cm2에 도달하면 반응을 종료하고, 미반응 염화비닐 단량체를 회수하고 탈수 및 열풍 건조하여 염화비닐 중합체를 제조하였다. 제조된 염화비닐 중합체에 n-부틸 아크릴레이트 5 kg을 첨가하고 혼합하여 염화비닐 중합체 혼합물을 제조하였다.
실험예
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 염화비닐 중합체 및 염화비닐 중합체 혼합물의 내충격성을 측정하였으며, 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
내충격성은 각 염화비닐 중합체 및 염화비닐 중합체 혼합물 100 g에, 동일한 안정제 0.1 g을 배합하고 185℃에서 롤밀과 프레스를 사용하여 두께 3 mm인 시편을 제조하고 24시간 동안 항온항습기에 정치시킨 후 KSM 3055의 아이조드 충격강도 시험방법에 의거하여 충격강도를 측정하였다.
구분 충격강도(kgf·cm/cm)
실시예 1 32.4
실시예 2 31.7
실시예 3 28.4
실시예 4 38.7
실시예 5 26.3
실시예 6 22.7
실시예 7 24.5
비교예 1 3.0
비교예 2 5.3
비교예 3 18.2
비교예 4 20.7
비교예 5 3.1
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법으로부터 제조된 실시예 1 내지 실시예 7의 염화비닐 중합체가 비교예 1 내지 비교예 5의 염화비닐 중합체 대비 내충격성이 크게 향상된 것을 확인하였다.
구체적으로, 실시예 3 및 실시예 4는 각각 충격강도가 비교예 2 및 비교예 3 대비 약 5 배 및 약 2배로 크게 증가하였다. 이때, 실시예 3 및 실시예 4는 염화비닐 단량체 100 중량부 대비 아크릴레이트계 단량체를 4 중량부 및 6.4 중량부로 사용한 것이고, 비교예 2 및 비교예 3은 각각 아크릴레이트계 단량체를 사용하되 염화비닐 단량체 100 중량부 대비 3 중량부 및 10 중량부로 사용한 것이다. 이를 통하여 염화비닐계 중합체를 제조함에 있어 아크릴레이트계 단량체를 사용하는 것만으로 염화비닐계 중합체의 내충격성이 향상되는 것이 아니고, 염화비닐계 단량체 기준으로 특정함량으로 조절하여 사용됨에 의해 내충격성이 개선되는 것임을 알 수 있다.
또한, 실시예 1은 비교예 4 및 비교예 5 대비 충격강도가 약 1.6배 및 약 10배로 크게 증가하였으며, 이때 비교예 4 및 비교예 5는 아크릴레이트계 단량체의 투입시점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건에서 제조된 염화비닐 중합체이다. 이를 통하여 내충격성이 개선된 염화비닐계 중합체를 제조하기 위해서는 아크릴레이트계 단량체를 사용하되, 투입시점의 조절하는 것이 필요함을 알 수 있다.

Claims (11)

  1. 분산제 및 제1 중합 개시제 존재 하에 염화비닐계 단량체를 제1 중합하여 염화비닐계 중합체 슬러리를 제조하는 단계;
    상기 염화비닐계 중합체 슬러리로부터 미반응 단량체를 제거하는 단계; 및
    미반응 단량체가 제거된 염화비닐계 중합체 슬러리에 아크릴레이트계 단량체 및 제2 중합 개시제를 첨가하고 제2 중합하는 단계를 포함하고,
    상기 아크릴레이트계 단량체는 염화비닐계 단량체 100 중량부 대비 4 중량부내지 8 중량부로 첨가하는 것인 염화비닐계 중합체의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 아크릴레이트계 단량체는 염화비닐계 단량체 100 중량부 대비 5 중량부 내지 7 중량부로 첨가하는 것인 염화비닐계 중합체의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 아크릴레이트계 단량체는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 히드록시프로필 아크릴레이트, 이소아밀 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트 및 2-에틸헥실 아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 염화비닐계 중합체의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 아크릴레이트계 단량체는 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트 및 2-에틸헥실 아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 염화비닐계 중합체의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 중합 개시제 및 제2 중합 개시제는 각각 염화비닐계 단량체 100 중량부에 대하여 0.02 중량부 내지 0.2 중량부로 사용하는 것인 염화비닐계 중합체의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 중합 개시제 및 제2 중합 개시제는 각각 퍼옥사이드계 중합 개시제, 설페이트계 중합 개시제 및 아조계 중합 개시제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 염화비닐계 중합체의 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 분산제는 염화비닐계 단량체 100 중량부에 대하여 0.05 중량부 내지 5중량부로 사용하는 것인 염화비닐계 중합체의 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 분산제는 비닐 알코올계 수지, 셀룰로오스 및 불포화 유기산 중합체로이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 염화비닐계 중합체의 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 중합은 52℃ 내지 70℃의 온도에서 수행하는 것인 염화비닐계 중합체의 제조방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 중합은 제1 중합 대비 2℃ 내지 4℃ 높은 중합온도에서 수행하는 것인 염화비닐계 중합체의 제조방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 중합은 3.5 시간 내지 4.5 시간 동안 수행하는 것인 염화비닐계 중합체의 제조방법.
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