KR20210020669A - 비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체의 제조방법 및 이 그라프트 공중합체를 포함하는 열가소성 수지 조성물 - Google Patents
비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체의 제조방법 및 이 그라프트 공중합체를 포함하는 열가소성 수지 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 기재는 그라프트 공중합체의 제조방법 및 이 그라프트 공중합체를 포함하는 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고형분 함량 30 내지 65 중량%의 공액디엔 고무 라텍스 50 내지 70 중량%에 방향족 비닐 화합물 20 내지 40 중량% 및 비닐시안 화합물 1 내지 20 중량%를 그라프트 중합시켜 그라프트 공중합체 라텍스를 제조하는 단계; 제조된 그라프트 공중합체 라텍스 100 중량부(고형분 기준)에 대하여 고분자 응집제 0.03 내지 0.55 중량부를 투입하여 응집시키는 제1 응집단계; 및 제1 응집단계 후 염 응집제 0.3 내지 2.7 중량부를 투입하여 응집시키는 제2 응집단계;를 포함하되, 상기 고분자 응집제와 염 응집제의 총합은 0.4 내지 3.0 중량부인 것을 특징으로 하는 그라프트 공중합체의 제조방법 및 이 그라프트 공중합체를 포함하는 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
본 기재에 따르면, 상기와 같은 방법으로 제조되는 경우 응집효율이 우수하고 광택도가 높고 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 체류 후 b값이 낮아 색상이 우수한 효과가 있다.
본 기재에 따르면, 상기와 같은 방법으로 제조되는 경우 응집효율이 우수하고 광택도가 높고 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 체류 후 b값이 낮아 색상이 우수한 효과가 있다.
Description
본 발명은 그라프트 공중합체의 제조방법 및 이 그라프트 공중합체를 포함하는 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공액디엔 고무 라텍스에 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물을 그라프트 중합시킨 그라프트 공중합체 라텍스에 대하여 고분자 응집제로 응집한 후 다시 염 응집제로 응집하여 응집효율이 우수하면서 광택도, 색상 및 가공 특성이 우수한 효과를 갖는 그라프트 공중합체의 제조방법 및 이 그라프트 공중합체를 포함하는 열가소성 수지 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체로 대표되는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(이하, "ABS계 공중합체"라 함)는 내충격성, 기계적 강도, 성형성, 광택도 등의 물성이 양호하여 전기부품, 전자부품, 사무용 기기, 자동차 부품 등 다양한 분야에서 광범위하게 사용되고 있다.
일반적으로 공액 디엔계 고무 라텍스에 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물 단량체를 유화중합으로 그라프팅시켜 ABS계 공중합체를 제조하는 경우, 괴상중합으로 제조된 ABS계 공중합체 대비 양호한 물성 밸런스를 나타내고 우수한 광택 등을 가지는 장점이 있어 ABS계 공중합체는 주로 유화중합에 의해 제조된다.
또한, 유화중합에 의해 제조되는 ABS계 공중합체 라텍스는 부피의 감소, 다양한 활용성 및 취급의 용이성을 위해 분체로 가공되는 것이 바람직하며, 통상적으로 ABS계 수지 라텍스를 응집, 숙성, 탈수 및 건조시켜 ABS계 수지 분체를 수득할 수 있다.
상기 유화중합으로 제조된 ABS계 공중합체 라텍스의 응집은 유화중합에 사용된 유화제에 의해 안정화된 라텍스 입자들을 다양한 응집제를 사용하여 화학적으로 응집시킬 수 있으며, 상기 응집제는 산(acid) 또는 금속염을 사용할 수 있다. 산을 이용한 라텍스의 응집은 잔류 산에 의해 ABS계 수지의 열안정성이 저하되고, 열성형 공정 중 가스 발생량이 많아 수지의 황색도가 높다는 단점이 있었다. 또한, 금속염을 이용한 라텍스의 응집은 상대적으로 가스 발생량 및 황색도는 낮으나, 생산성이 낮다는 문제가 있었다.
따라서, ABS계 공중합체 라텍스를 효율적으로 응집시키면서 색상이 우수한 ABS계 공중합체의 제조방법의 개발이 필요한 실정이다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 기재는 공액디엔 고무 라텍스에 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물을 그라프트 중합시킨 그라프트 공중합체 라텍스 100 중량부(고형분 기준)에 대하여 고분자 응집제 0.03 내지 0.55 중량부를 투입하여 응집시키는 제1 응집단계; 및 제1 응집단계 후 염 응집제 0.3 내지 2.7 중량부를 투입하여 응집시키는 제2 응집단계;를 포함하되, 상기 고분자 응집제와 염 응집제의 총중량을 0.4 내지 3.0 중량부로 조절하여 응집 효율이 좋으면서 광택도가 우수하고 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값(b value) 및 사출기에서 250℃에서 15분간 체류시킨 후 측정한 b값이 낮아 색상이 우수한 그라프트 공중합체의 제조방법 및 이 그라프트 공중합체를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 기재의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 기재에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 기재는 고형분 함량 30 내지 65 중량%의 공액디엔 고무 라텍스 50 내지 70 중량%에 방향족 비닐 화합물 20 내지 40 중량% 및 비닐시안 화합물 1 내지 20 중량%를 그라프트 중합시켜 그라프트 공중합체 라텍스를 제조하는 단계; 제조된 그라프트 공중합체 라텍스 100 중량부(고형분 기준)에 대하여 고분자 응집제 0.03 내지 0.55 중량부를 투입하여 응집시키는 제1 응집단계; 및 제1 응집단계 후 염 응집제 0.3 내지 2.7 중량부를 투입하여 응집시키는 제2 응집단계;를 포함하되, 상기 고분자 응집제와 염 응집제의 총합은 0.4 내지 3.0 중량부인 것을 특징으로 하는 비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 기재는 상기의 제조방법에 의하여 제조된 비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체를 제공한다.
또한, 본 기재는 상기의 비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체 20 내지 40 중량% 및 방향족 비닐 화합물-비닐시안 화합물 공중합체 60 내지 80 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
본 기재에 따르면, 공액디엔 고무 라텍스에 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물을 그라프트 중합시킨 그라프트 공중합체 라텍스를 고분자 응집제 0.03 내지 0.55 중량부로 응집시킨 후 다시 염 응집제 0.3 내지 2.7 중량부를 투입하여 응집시키되, 상기 고분자 응집제와 염 응집제의 총합이 0.4 내지 3.0 중량부인 경우, 응집 효율이 우수하고 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 사출기에서 250℃에서 15분간 체류시킨 후 측정한 b값이 낮고 광택도가 향상되어 색상이 미려한 효과가 있다.
본 발명자들은 비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체 라텍스를 고분자 응집제로 응집시킨 후 다시 염 응집제로 응집시키되, 상기 고분자 응집제와 염 응집제를 특정 함량으로 사용하는 경우, 광택도가 높고 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 사출기에서 250℃에서 15분간 체류시킨 후 측정한 b값(이하, "체류 후 b값"이라 함)이 낮아 색상이 우수한 효과를 확인하고, 이를 토대로 더욱 연구에 매진하여 본 발명을 완성하게 되었다.
본 기재에 의한 비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체의 제조방법을 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
본 기재의 비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체의 제조방법은 고형분 함량 30 내지 65 중량%의 공액디엔 고무 라텍스 50 내지 70 중량%에 방향족 비닐 화합물 20 내지 40 중량% 및 비닐시안 화합물 1 내지 20 중량%를 그라프트 중합시켜 그라프트 공중합체 라텍스를 제조하는 단계; 제조된 그라프트 공중합체 라텍스 100 중량부(고형분 기준)에 대하여 고분자 응집제 0.03 내지 0.55 중량부를 투입하여 응집시키는 제1 응집단계; 및 제1 응집단계 후 염 응집제 0.3 내지 2.7 중량부를 응집시키는 제2 응집단계;를 포함하되, 상기 고분자 응집제와 염 응집제의 중량의 총합은 0.4 내지 3.0 중량부인 것을 특징으로 하고, 이 경우에 응집 효율이 우수하고 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 체류 후 b값이 낮고 광택도가 높아 색상이 우수한 효과가 있다.
본 기재의 제조방법을 단계별로 설명하면 다음과 같다.
공액디엔
고무 라텍스 준비 단계
상기 공액디엔 고무 라텍스의 제조방법은 일례로 공액디엔 화합물 100 중량부에, 이온 교환수 30 내지 100 중량부, 유화제 0.5 내지 3 중량부, 전해질 0.01 내지 0.5 중량부, 분자량 조절제 0.1 내지 0.5 중량부 및 개시제 0.1 내지 1 중량부를 투입하고 중합하여 공액디엔 고무 라텍스를 제조하는 단계를 포함할 수 있고, 이 경우에 내충격성이 우수한 효과가 있다.
또 다른 예로, 공액디엔 고무 라텍스의 제조방법은 공액디엔 화합물 100 중량부에, 이온 교환수 40 내지 70 중량부, 유화제 1 내지 2.5 중량부, 전해질 0.05 내지 0.3 중량부, 분자량 조절제 0.2 내지 0.4 중량부 및 개시제 0.3 내지 0.8 중량부를 투입하고 중합하여 공액디엔 고무 라텍스를 제조하는 단계를 포함할 수 있고, 이 경우에 내충격성이 우수한 효과가 있다.
구체적인 일례로 상기 공액디엔 고무 라텍스의 제조방법은 공액디엔 화합물 100 중량부 중 75 내지 90 중량부에 이온 교환수 30 내지 100 중량부, 유화제 0.3 내지 2 중량부, 전해질 0.01 내지 0.5 중량부, 분자량 조절제 0.1 내지 0.5 중량부 및 개시제 0.05 내지 0.5 중량부를 투입하고 1차 중합하는 단계; 상기 1차 중합단계 후 중합전환율 35 내지 45%인 시점에 개시제 0.05 내지 0.5 중량부를 투입하고 공액디엔 화합물 10 내지 25 중량부를 연속 투입하고 2차 중합하는 단계; 상기 2차 중합단계 후 중합전환율 70 내지 80%인 시점에서 유화제 0.2 내지 1 중량부를 투입하고 3차 중합하는 단계; 상기 3차 중합단계 후 중합전환율 93 내지 99 중량%에서 중합을 종료하는 단계;를 포함할 수 있고, 이 경우 내충격성이 우수한 효과가 있다.
본 기재에서 중합전환율은 중합 종료시까지 투입되는 단량체의 총 중량 100%를 기준으로 측정시까지 중합체로 전환된 단량체의 중량%로 정의될 수 있고, 상기 중합전환율의 측정방법은 이러한 정의에 따라 측정하는 중합전환율 측정방법인 경우 특별히 제한되지 않으며, 구체적인 예로 제조된 라텍스 1.5g을 150℃ 풍 건조기 내에서 15분간 건조 후, 무게를 측정하여 하기 수학식 1로 총 고형분 함량(Total Solid Content; TSC)을 구하고, 이를 가지고 하기 수학식 2를 이용하여 산출할 수 있다. 이러한 수학식 2는 투입된 단량체의 총 중량이 100 중량부인 것을 기준으로 한다.
[수학식 1]
[수학식 2]
중합 전환율(%)= [총 고형분 함량(TSC) × (투입된 단량체, 이온교환수 및 부원료를 합한 총 중량) / 100] - (단량체 및 이온교환수 외 투입된 부원료 중량)
상기 수학식 2에서 부원료는 개시제, 유화제, 전해질 및 분자량 조절제를 지칭한다.
상기 투입된 단량체는 공액디엔 화합물을 지칭한다.
상기 공액디엔 화합물은 일례로 1,3-부타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 2-에틸-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔 및 이소프렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 유화제는 일례로 로진산 금속염, 알킬 아릴 설포네이트, 알카리메틸 알킬 설페이트, 설포네이트화된 알킬에스테르 및 불포화 지방산의 금속염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 전해질은 일례로 KCl, NaCl, KHCO3, NaHCO3, K2CO3, Na2CO3, KHSO3, NaHSO3, K4P2O7, Na4P2O7, K3PO4, Na3PO4, K2HPO4 및 Na2HPO4로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 개시제는 일례로 수용성 과황산 중합개시제, 지용성 중합개시제 또는 산화-환원계 촉매계 등을 사용할 수 있으며, 상기 수용성 과황산 중합개시제로는 일례로 과황산 칼륨, 과황산 나트륨 및 과황산 암모늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 상기 지용성 중합개시제로는 일례로 큐멘하이드로 퍼옥사이드, 디이소프로필 벤젠 하이드로퍼옥사이드, 아조비스 이소 부틸로니트릴, t-부틸 하이드로퍼옥사이드, 파라메탄 하이드로 퍼옥사이드 및 벤조일퍼옥사이드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 산화-환원계 촉매계로는 일례로 소디움포름알데히드 술폭실레이트, 소디움에틸렌디아민 테트라아세테이트, 황산제1철, 덱스트로즈, 피롤리산나트륨 및 아황산나트륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 공액디엔 고무 라텍스 제조시 가장 바람직하게는 과황산 칼륨일 수 있다.
상기 분자량 조절제는 일례로 메르캅탄류계 분자량 조절제일 수 있고, 특히 3급 도데실메르캅탄이 바람직하다.
본 기재의 공액디엔 고무 라텍스는 일례로 평균입경 1,800 내지 5,000 Å, 바람직하게는 2,000 내지 4,000 Å, 보다 바람직하게는 2,500 내지 3,500 Å일 수 있고, 이 범위 내에서 내충격성이 우수한 효과가 있다.
본 기재의 평균입경은 공액디엔 고무 라텍스를 총고형분 함량(TSC) 0.1% 이하로 묽게 처리하여 시료를 제조한 후, 다이나믹 레이져라이트 스케트링법으로 NicompTM 380 기기(미국, PSS·Nicomp사)를 이용하여 측정할 수 있다.
그라프트
공중합체 라텍스 제조 단계
상기 그라프트 공중합체 라텍스를 제조하는 단계는 일례로 고형분 함량 30 내지 65 중량%의 공액디엔 고무 라텍스 50 내지 70 중량%에 방향족 비닐 화합물 20 내지 40 중량% 및 비닐시안 화합물 1 내지 20 중량%를 그라프트 중합할 수 있고, 바람직하게는 고형분 함량 30 내지 65 중량%의 공액디엔 고무 라텍스 55 내지 65 중량%에 방향족 비닐 화합물 25 내지 35 중량% 및 비닐시안 화합물 5 내지 15 중량%를 그라프트 중합할 수 있고, 이 범위 내에서 내충격성, 기계적 강도 및 성형성이 우수한 효과가 있다.
본 기재에서 고형분 함량은 라텍스 내 수분을 모두 증발시켰을 때 남는 유효성분의 함량으로 정의되고, 알루미늄 디쉬에 2.5g의 라텍스를 저울로 측정한 후 150℃의 열로 5분간 가열하여 수분을 모두 증발시킨 후 무게를 측정하여 하기 식 3으로 구할 수 있다.
[수학식 3]
고형분 함량(중량%) = 100 - [(수분 건조 전 라텍스의 무게(g) - 수분 건조 후 남은 분체의 무게(g))/수분 건조 전 라텍스의 무게 X 100]
상기 그라프트 공중합체 라텍스를 제조하는 단계는 일례로 공액디엔 고무 라텍스, 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물 총 100 중량부에, 이온 교환수 70 내지 200 중량부, 개시제 0.1 내지 2 중량부, 유화제 0.1 내지 2 중량부 및 분자량 조절제 0.05 내지 1.5 중량부를 투입하여 중합반응시킨 후 중합전환율 93 내지 99 중량%에서 중합반응을 종료할 수 있다.
본 단계에서 중합전환율은 상기 공액디엔 고무 라텍스 준비 단계에서 상술한 중합전환율의 정의 및 측정방법을 따르나, 투입된 단량체는 고무 라텍스에 포함된 공액디엔 화합물과 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물을 의미한다.
또 다른 예로, 상기 그라프트 공중합체 라텍스를 제조하는 단계는 공액디엔 고무 라텍스, 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물 총 100 중량부에, 이온 교환수 100 내지 170 중량부, 개시제 0.3 내지 1 중량부, 유화제 0.5 내지 1.5 중량부 및 분자량 조절제 0.1 내지 1.0 중량부를 투입하여 중합반응시킨 후 중합전환율 95 내지 98 중량%에서 중합반응을 종료할 수 있다.
구체적인 일례로 상기 그라프트 공중합체 라텍스를 제조하는 단계는 공액디엔 고무, 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물 총 100 중량부를 기준으로 고형분 함량 30 내지 65 중량%의 공액디엔 고무 라텍스 50 내지 70 중량% 및 이온 교환수 60 내지 150 중량부에, 별도의 혼합장치에서 혼합된 방향족 비닐 화합물 20 내지 40 중량%, 비닐시안 화합물 1 내지 20 중량%, 이온 교환수 10 내지 50 중량부, 개시제 0.09 내지 1.5 중량부, 유화제 0.1 내지 2 중량부 및 분자량 조절제 0.05 내지 1.5 중량부를 포함하는 혼합용액을 65 내지 75℃에서 2 내지 4 시간 동안 투입한 후 개시제 0.01 내지 0.5 중량부를 투입하고 30분 내지 90분에 걸쳐 75 내지 80℃로 승온시킨 다음 중합전환율 93 내지 99 중량%에서 그라프트 중합을 종료할 수 있고, 이 경우에 내충격성, 기계적 강도 및 성형성이 우수한 효과가 있다.
상기 비닐시안 화합물은 일례로 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 또는 이들의 혼합일 수 있다.
상기 방향족 비닐 화합물은 일례로 스티렌, α-메틸 스티렌, ο-메틸 스티렌, ρ-메틸 스티렌, m-메틸 스티렌, 에틸 스티렌, 이소부틸 스티렌, t-부틸 스티렌, ο-브로보 스티렌, ρ-브로모 스티렌, m-브로모 스티렌, ο-클로로 스티렌, ρ-클로로 스티렌, m-클로로 스티렌, 비닐톨루엔, 비닐크실렌, 플루오로스티렌 및 비닐나프탈렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상일 수 있다.
상기 유화제, 개시제 및 분자량 조절제는 일례로 상기 공액디엔 고무 라텍스 준비 단계에서 사용된 범위 내에서 사용할 수 있다.
본 기재에서 구체적으로 언급하지 않은 전해질 등과 같은 기타 다른 첨가물은 필요에 따라 적절히 선택할 수 있고, 비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체 라텍스 제조에 일반적으로 적용되는 범위인 경우 특별히 제한되지 않는다.
상술한 기재 이외에 그라프트 공중합체의 제조방법에 있어 반응시간, 반응온도, 압력, 반응물의 투입 시점 등과 같은 기타 반응 조건들은 본 발명이 속한 기술분야에서 통용되고 있는 범위 내인 경우 특별히 제한되지 않으며, 필요에 따라 적절히 선택하여 실시할 수 있다.
그라프트
공중합체 라텍스의 응집단계
상기에서 제조된 그라프트 공중합체 라텍스는 응집제에 의하여 응집되어 그라프트 공중합체 슬러리를 형성한다.
상기 응집단계는 일례로 제조된 그라프트 공중합체 라텍스 100 중량부(고형분 기준)에 대하여 고분자 응집제 0.03 내지 0.55 중량부를 투입하여 응집시키는 제1 응집단계; 및 제1 응집단계 후 염 응집제 0.3 내지 2.7 중량부를 투입하여 응집시키는 제2 응집단계;를 포함하되, 상기 고분자 응집제와 염 응집제의 총합은 0.4 내지 3.0 중량부일 수 있고, 이 경우에 응집이 효율적으로 이루어지며 광택도가 높고 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 체류 후 b값이 낮아 색상이 미려한 효과가 있다.
상기 제1 응집단계는 일례로 그라프트 공중합체 라텍스에 고분자 응집제를 75 내지 85℃에서 투입한 후, 이로부터 5 내지 10℃ 만큼 5 내지 35분에 걸쳐 승온시키는 단계일 수 있고, 바람직하게는 고분자 응집제를 78 내지 82℃에서 투입한 후, 이로부터 5 내지 8℃ 만큼 10 내지 30분에 걸쳐 승온시키는 단계일 수 있고, 이 경우에 응집이 균일하게 이루어지고 응집 효율이 우수한 효과가 있다.
상기 제2 응집단계는 일례로 염 응집제를 80 내지 95℃, 바람직하게는 80 내지 90℃, 보다 바람직하게는 82 내지 87℃에서 투입할 수 있고, 이 범위 내에서 응집이 균일하게 이루어지고 응집 효율이 우수한 효과가 있다.
구체적인 예로, 상기 제1 응집단계가 끝난 온도와 상기 제2 응집단계가 시작되는 온도는 동일할 수 있다.
상기 제2 응집단계는 일례로 염 응집제를 투입한 후 5 내지 100분, 바람직하게는 10 내지 80분, 보다 바람직하게는 20 내지 40분 동안 응집시킬 수 있고, 이 경우에 응집이 균일하게 이루어지고 응집 효율이 우수하고 숙성되는 효과가 있다.
상기 제1 응집단계 및 제2 응집단계는 일례로, 교반 속도 5 내지 450 rpm, 또는 10 내지 400 rpm, 바람직하게는 30 내지 300 rpm, 보다 바람직하게는 30 내지 100 rpm인 조건 하에서 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 교반 속도 범위 내에서 생산성이 우수하고, 응집효율이 높으면서 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
상기 고분자 응집제는 일례로 0.03 내지 0.55 중량부, 또는 0.05 내지 0.5 중량부, 바람직하게는 0.05 내지 0.3 중량부, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.2 중량부, 보다 더 바람직하게는 0.05 내지 0.1 중량부일 수 있고, 이 범위 내에서 응집이 효율적으로 이루어지며 광택도가 높고 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 체류 후 b값이 낮아 색상이 미려한 효과가 있다.
상기 염 응집제는 일례로 0.3 내지 2.7 중량부, 또는 0.5 내지 2.5 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 1.5 중량부, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1.0 중량부일 수 있고, 이 경우에 응집이 효율적으로 이루어지며 광택도가 높고 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 체류 후 b값이 낮아 색상이 미려한 효과가 있다.
상기 고분자 응집제와 염 응집제가 물 등과 같은 용매를 포함하는 경우, 이들의 중량은 용매를 제외한 중량을 의미한다.
상기 고분자 응집제와 염 응집제의 총합은 일례로 0.4 내지 3.0 중량부, 또는 0.5 내지 3.0 중량부, 바람직하게는 0.55 내지 1.6 중량부, 보다 바람직하게는 0.55 내지 1.1 중량부, 보다 더 바람직하게는 0.55 내지 0.7 중량부일 수 있고, 이 범위 내에서 응집이 효율적으로 이루어지며 광택도가 높고 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 체류 후 b값이 낮아 색상이 미려한 효과가 있다.
상기 고분자 응집제는 일례로 말단에 아미노기, 암모늄기, 또는 이들 모두를 포함하는 양이온 고분자 응집제; 말단에 아마이드기, 카복실레이트기, 또는 이들 모두를 포함하는 음이온 고분자 응집제; 및 비이온 고분자 응집제;로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 양이온 고분자 응집제일 수 있고, 광택도가 높고 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 체류 후 b값이 낮아 색상이 미려한 효과가 있다.
상기 양이온 고분자 응집제는 구체적인 예로 메타아크릴레이트계 고분자 응집제, 암모늄 아크릴레이트계 고분자 응집제 및 암모늄 아크릴아마이드계 고분자 응집제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 이 경우에 광택도가 높고 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 체류 후 b값이 낮아 색상이 미려한 효과가 있다.
상기 양이온 고분자 응집제는 일례로 분자량 0.01~10×106 달톤, 바람직하게는 1~10×106 달톤 일 수 있고, 이 범위 내에서 응집 효율이 우수하다.
상기 양이온 고분자 응집제는 일례로 0.25 질량% 용액에서 pH 0 내지 5, 바람직하게는 1 내지 4일 수 있고, 이 범위 내에서 응집 효율이 우수하다.
상기 양이온 고분자 응집제는 구체적인 예로, 1 질량% 원액에서 점도 100~5000cps, 분자량 0.01~10×106 달톤 및 0.1 질량% 용액에서 pH 2~4인 양이온 고분자 응집제; 분자량 0.01~10×106 달톤 및 0.25 질량% 용액에서 pH 0~5인 양이온 고분자 응집제; 또는 이들의 혼합;일 수 있고, 이 경우에 광택도가 높고 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 체류 후 b값이 낮아 색상이 미려한 효과가 있다.
상기 음이온 고분자 응집제는 일례로 분자량 0.01~15×106 달톤, 바람직하게는 1~15×106 달톤일 수 있고, 이 범위 내에서 응집 효율이 우수하다.
상기 음이온 고분자 응집제는 일례로 0.25 질량% 용액에서 pH 4 내지 11, 바람직하게는 5 내지 10일 수 있고, 이 범위 내에서 응집 효율이 우수하다.
상기 음이온 고분자 응집제는 구체적인 예로 1 질량% 원액에서 점도 1000~10000cps, 분자량 0.05~15×106 달톤 및 0.1 질량% 용액에서 pH 5~9인 음이온 고분자 응집제; 분자량 0.01~15×106 달톤 및 0.25 질량% 용액에서 pH 5~10인 음이온 고분자 응집제; 또는 이들의 혼합;일 수 있고, 이 경우에 광택도가 높고 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 체류 후 b값이 낮아 색상이 미려한 효과가 있다.
상기 비이온 고분자 응집제는 일례로 아크릴 아마이드계 고분자 응집제, 에틸렌 옥사이드계 고분자 응집제 및 프로필렌 옥사이드계 고분자 응집제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 이 경우에 광택도가 높고 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 체류 후 b값이 낮아 색상이 미려한 효과가 있다.
상기 비이온 고분자 응집제는 일례로 분자량 0.05~10×106 달톤, 바람직하게는 5~10×106 달톤일 수 있고, 이 범위 내에서 응집 효율이 우수하다.
상기 비이온 고분자 응집제는 일례로 0.25 질량% 용액에서 pH 4 내지 7.5, 바람직하게는 5 내지 7이거나, 또는 0.1 질량% 용액에서 pH 3 내지 8, 바람직하게는 4 내지 7.5일 수 있고, 이 범위 내에서 응집 효율이 우수하다.
상기 비이온 고분자 응집제는 구체적인 예로 1 질량% 원액에서 점도 100~4000cps, 분자량 0.05~10×106 달톤 및 0.1 질량% 용액에서 pH 4~7.5인 비이온 고분자 응집제; 분자량 0.05~10×106 달톤 및 0.25 질량% 용액에서 pH 5~7인 비이온 고분자 응집제; 또는 이들의 혼합;일 수 있고, 이 경우에 광택도가 높고 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 체류 후 b값이 낮아 색상이 미려한 효과가 있다.
본 기재에서 점도는 별도의 기재가 없는 한 상온(20~25℃) 하에서 브룩필드 점도계를 이용하여 측정할 수 있다.
본 기재에서 분자량은 별도의 기재가 없는 한 겔 투과 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography; GPC)를 이용하여 측정할 수 있다.
본 기재에서 pH는 별도의 기재가 없는 한 상온(20~25℃) 하에서 일반적인 pH 측정장치를 이용하여 측정할 수 있고, 구체적으로는 Thermo Scientific Orion Star A Series를 사용하여 측정할 수 있다.
상기 고분자 응집제는 일례로 에멀젼 형태일 수 있고, 구체적인 예로 고형분 함량이 0.1 내지 10 중량%, 유화제 1 내지 20 중량%, 분산 안정제 0.1 내지 10 중량% 및 물 75 내지 95 중량%를 포함할 수 있고, 이 경우에 분산이 용이한 효과가 있다.
상기 고분자 응집제의 고형분 함량은 일례로 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 내지 8 중량%, 보다 바람직하게는 3 내지 7 중량%일 수 있고, 이 경우에 분산이 용이한 효과가 있다.
본 기재에서 에멀젼은 서로 섞이지 않는 두 액체가 일정한 비를 갖고 작은 액적의 형태로 다른 액체에 분산되어 있는 상태를 지칭한다.
상기 염 응집제는 일례로 황산마그네슘, 황산칼슘, 황산알루미늄, 염화마그네슘, 염화칼슘 및 염화알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 황산마그네슘이며, 이 경우에 응집 효율이 양호하며 광택도가 우수한 효과가 있다.
상기 응집단계는 일례로 산화방지제, 안정제 또는 이들의 혼합이 더 포함될 수 있고, 이 경우 압출 후 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
상기 응집단계 후 응집된 그라프트 공중합체 라텍스는 일례로 탈수 및 건조시킴으로써 그라프트 공중합체 분체로 얻을 수 있다.
본 기재에서 분체(powder)는 고체입자가 다수 집합한 상태에 있는 물체를 의미하고, 일례로 고체입자가 다수 집합한 상태에 있는 평균입경이 1 내지 10,000㎛, 또는 10 내지 2,000㎛인 물체일 수 있다.
본 기재에서 분체의 평균입경은 DP 케이킹 테스트(DP caking test)로 측정할 수 있다. DP 케이킹 테스트는 구체적으로 10g의 분체를 20kg의 추로 10분간 압축한 후 독일 Fritsch사의 체 진동기(Analysette 3)에 #8 메쉬(2380㎛)부터 #625 메쉬(20㎛)까지를 층층이 쌓고, #625 메쉬를 통과하는 분체를 채집할 수 있는 스테인레스 재질의 용기를 #625 메쉬 하단에 설치한 후, 체 진동기에 20분간 진동을 준 뒤, 메쉬에 남아 있는 분체의 입도분포를 확인하여 입도분포에서 누적 중량이 50 중량%를 통과하는 입자의 직경을 분체의 평균입경으로 한다.
상기 탈수 및 건조시키는 단계는 당업계에서 일반적으로 사용되는 방법인 경우, 특별히 제한되지 않는다.
상기 응집 후 수득된 슬러리를 일례로 원심탈수기, 압착식 탈수기 등을 이용하여 탈수하여 웨트 파우더(wet powder) 상태의 그라프트 공중합체를 얻을 수 있다.
상기 탈수는 일례로 1회 이상, 바람직하게는 1 내지 3회, 보다 바람직하게는 2 내지 3회 수행하는 것이 바람직할 수 있으며, 이 경우에 잔류 유화제 함량이 저감되어 광택도 등의 표면특성이 향상되는 효과가 있다.
상기 탈수 후 수득된 웨트 파우더(wet powder) 상태의 그라프트 공중합체는 함수율이 일례로 40 중량% 이하, 바람직하게는 10 내지 40 중량%, 보다 바람직하게는 10 내지 35 중량% 또는 10 내지 30 중량%일 수 있으며, 이 경우 후공정인 건조 단계에서의 효율이 증가하여 생산성이 우수한 이점이 있다.
상기 건조는 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상적으로 실시되고 있는 공지된 건조 공정인 경우 특별히 제한되지 않으나, 일례로 웨트 파우더(wet powder) 상태의 그라프트 공중합체를 유동층 건조기를 사용하여 에어(air)를 공급하여 건조한 후 그라프트 공중합체 분체를 얻을 수 있다.
또한, 웨트 파우더 상태의 그라프트 공중합체를 건조시켜 수득된 그라프트 공중합체 분체는 함수율이 일례로 2 중량% 이하, 바람직하게는 0.1 내지 2 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 1 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 공중합체의 생산성이 우수하고, 기계적 강도, 내열성, 표면 광택 등의 물성이 우수한 이점이 있다.
본 기재에서 함수율은 수분 분석기를 사용하여 측정할 수 있고, 구체적으로는 스위스 소재 메틀러 토레도사의 수분 분석기로 측정할 수 있다.
상기 그라프트 공중합체 분체는 일례로 방향족 비닐 화합물-비닐시안 화합물 공중합체와 용융혼련 후 압출시킬 수 있고, 이 경우에 내충격성, 내화학성, 성형가공성 및 광택성이 우수하고 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 250℃에서 15분간 체류 후 b값이 낮아 색상이 미려한 열가소성 수지 조성물을 제조할 수 있다.
상기 용융혼련 및 압출 단계는 일례로 220 내지 240℃ 및 250 내지 400 rpm 하, 바람직하게는 225 내지 235℃ 및 300 내지 400 rpm 하에서 수행될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 용융혼련은 일례로 반바리 믹서, 일축 압출기, 이축 압출기, 니더 등을 사용하여 수행할 수 있고, 특별히 한정되지 않는다.
상기 용융혼련 시, 일례로 착색제, 열안정제, 광안정제, 보강제, 충전제, 난연제, 윤활제, 가소제, 대전방지제 및 가공조제로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제 1종 이상을 0.1 내지 10 중량부 또는 0.1 내지 5 중량부 범위 내에서 투입할 수 있다.
또한, 본 기재의 비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체는 상기의 제조방법에 의하여 제조된 것을 특징을 하고, 이 경우에 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 250℃에서 15분간 체류 후 b값이 낮고 광택도가 높아 색상이 우수한 효과가 있다.
또한, 본 기재의 열가소성 수지 조성물은 상기 비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체 20 내지 40 중량%, 바람직하게는 25 내지 35 중량% 및 방향족 비닐 화합물-비닐시안 화합물 공중합체 60 내지 80 중량%, 바람직하게는 65 내지 75 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하고, 이 경우에 응집 효율이 우수하고 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 250℃에서 15분간 체류 후 측정한 b값이 낮아 색상이 미려한 효과가 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 일례로 ASTM D258에 의거하여 광택도 측정기기(Gloss meter)로 45°각도에서 측정한 광택도가 85 이상, 또는 85 내지 110, 바람직하게는 85 내지 103, 보다 바람직하게는 97 내지 102일 수 있고, 이 범위 내에서 물성 밸런스 및 색상이 우수한 효과가 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 일례로 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값이 4.1 이하, 또는 2.5 내지 4.1, 바람직하게는 3.1 내지 4.1, 보다 바람직하게는 3.2 내지 3.4일 수 있고, 이 범위 내에서 물성 밸런스 및 색상이 우수한 효과가 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 일례로 헌터랩 칼라미터를 사용하여 250℃에서 15분간 체류 후 측정한 b값이 12.2 이하, 바람직하게는 7.5 내지 12.2, 보다 바람직하게는 8.0 내지 12.2, 보다 더 바람직하게는 8.0 내지 11일 수 있고, 이 범위 내에서 물성 밸런스 및 색상이 우수한 효과가 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 일례로 열가소성 수지 조성물 0.3g을 클로로포름에 용해시킨 후 메탄올을 이용하여 고분자를 침전시킨 후 상등액을 필터링 한 후 고분자 응집제를 LC/DAD Agilent 1290 LC-2 detectors (DAD and FLD as stand-alone instrument) 장비를 이용하여 측정한 고분자 응집제 함량이 5,000 ppm 이하, 또는 100 내지 5,000 ppm, 바람직하게는 400 내지 4,500 ppm, 보다 바람직하게는 450 내지 2,000 ppm, 보다 더 바람직하게는 450 내지 600 ppm일 수 있고, 이 범위 내에서 광택도가 우수한 효과가 있다.
또한, 본 기재의 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 제조됨을 특징으로 하고, 이 경우에 내충격성, 내화학성, 성형가공성 및 광택성이 우수하고 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 250℃에서 15분간 체류 후 측정한 b값이 낮아 색상이 미려한 효과가 있다.
또한, 본 기재의 비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체는 고형분 함량 30 내지 65 중량%의 공액디엔 고무 라텍스 50 내지 70 중량%에 방향족 비닐 화합물 20 내지 40 중량% 및 비닐시안 화합물 1 내지 20 중량%를 그라프트 중합시킨 비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체로, 그라프트 공중합체 0.3g을 클로로포름에 용해시킨 후 메탄올을 이용하여 고분자를 침전시킨 후 상등액을 필터링한 후 고분자 응집제를 LC/DAD Agilent 1290 LC-2 detectors (DAD and FLD as stand-alone instrument) 장비를 이용하여 측정한 고분자 응집제 함량이 10 내지 19,000 ppm인 것을 특징으로 하고, 이 경우에 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 체류 후 측정한 b값이 낮고 광택도가 높아 색상이 우수한 효과가 있다.
상기 비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체는 일례로 고분자 응집제 함량이 10 내지 19,000 ppm, 또는 350 내지 17,000 ppm, 바람직하게는 1,500 내지 17,000 ppm, 보다 바람직하게는 1,500 내지 8,000 ppm, 보다 더 바람직하게는 1,700 내지 2,200 ppm일 수 있고, 이 범위 내에서 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 체류 후 b값이 낮고 광택도가 높아 색상이 우수한 효과가 있다.
이하, 본 기재의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 기재를 예시하는 것일 뿐 본 기재의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
* 양이온 고분자 응집제: 분자량 1~10×106 달톤, 0.25 질량% 용액에서 pH 0~5인 HANSOL CHEMICAL사의 HCP-800
* 음이온 고분자 응집제: 분자량 1~15×106 달톤, 0.25 질량% 용액에서 pH 5~10인 HANSOL CHEMICAL사의 HAP-606
* 비이온 고분자 응집제: 분자량 5~10×106 달톤, 0.25 질량% 용액에서 pH 5~7인 HANSOL CHEMICAL사의 HNP-910
* 염 응집제: 황산 마그네슘
<공액디엔 고무 라텍스 제조>
질소 치환된 중합반응기에 이온교환수 55 중량부, 단량체로 1,3-부타디엔 100 중량부 중 85 중량부, 유화제로 C16 내지 C18인 지방산 금속염 1.5 중량부, 전해질로 탄산칼륨(K2CO3) 0.15 중량부, 분자량조절제로 3급 도데실메르캅탄 (TDDM) 0.3 중량부, 개시제로 과황산 칼륨 0.3 중량부를 일괄 투입하고, 반응온도 70℃에서 중합반응시켰다. 중합전환율 35 내지 45%에서 과황산 칼륨 0.3 중량부를 일괄 투입하고, 잔량의 1,3-부타디엔을 연속 투입하여 반응시켰다. 중합전환율 70 내지 80%까지 반응시킨 후 로진산 비누화물 0.3 중량부를 일괄 투입하여 반응시킨 후 중합전환율 93%에서 반응을 종료하여 공액디엔 고무 라텍스를 제조하였다.
상기 제조된 공액디엔 고무 라텍스의 평균입경은 3,000Å이고, 고형분 함량은 55 내지 60 중량%이었다.
<비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체(이하 "ABS 그라프트 공중합체"라 함)의 제조>
질소 치환된 중합반응기에 상기에서 제조된 고형분 함량은 55 내지 60 중량%의 공액디엔 고무 라텍스 60 중량부 및 이온교환수 100 중량부에, 별도의 혼합장치에서 혼합된 아크릴로니트릴 10 중량부, 스티렌 30 중량부, 이온교환수 25 중량부, t-부틸 하이드로퍼옥사이드 0.12 중량부, 로진산 칼륨 0.9 중량부 및 3급 도데실메르캅탄 0.35 중량부로 이루어진 혼합용액과 덱스트로즈 0.054 중량부, 피롤인산 나트륨 0.004 중량부 및 황산제일철 0.002 중량부를 함께 70℃에서 3 시간 동안 투입하였다. 상기 투입이 끝난 후, 덱스트로즈 0.05 중량부, 피롤인산 나트륨 0.03 중량부, 황산제일철 0.001 중량부 및 t-부틸 하이드로퍼옥사이드 0.05 중량부를 일괄 투입하고, 온도를 80℃까지 1 시간에 걸쳐 승온시킨 다음 중합반응을 종료하여 ABS 그라프트 공중합체 라텍스를 제조하였다. 이때 중합전환율은 97%였다.
실시예
1
상기에서 제조된 ABS 그라프트 공중합체 라텍스 100 중량부(고형분 기준)에 양이온 고분자 응집제 0.05 중량부를 80℃에서 투입한 후 85℃까지 15분에 걸쳐 승온하여 응집시키는 후(제1 응집단계), 황산 마그네슘 1.5 중량부를 투입한 다음 30분간 응집시켰다(제2 응집단계). 응집된 ABS 그라프트 공중합체를 탈수 및 건조하여 ABS 그라프트 공중합체 분체를 제조하였다. 상기 제조된 ABS 그라프트 공중합체 분체 27 중량부와 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체(LG 화학, 92HR) 73 중량부를 혼합기에 넣어 혼합한 후 압출기를 이용하여 210℃에서 용융혼련한 후 펠렛화하고, 이를 사출기를 이용하여 물성 측정을 위한 시편을 제조하였다.
실시예
2 내지 13
실시예 1에서 고분자 응집제 및 염 응집제의 종류 및 함량을 하기 표 1 및 2와 같이 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예
14
실시예 1에서 염 응집제를 투입하고 80분간 응집시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예
15
실시예 1에서 염 응집제를 투입하고 10분간 응집시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예
1
상기에서 제조된 ABS 그라프트 공중합체 라텍스 100 중량부(고형분 기준)에 양이온 고분자 응집제 2.0 중량부를 80℃에서 투입한 후 85℃까지 10분에 걸쳐 승온한 다음 30분간 응집 및 숙성시켰다. 응집된 ABS 그라프트 공중합체를 탈수 및 건조하여 ABS 그라프트 공중합체 분체를 제조하였다. 상기 제조된 ABS 그라프트 공중합체 분체 27 중량부와 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체(LG 화학, 92HR) 73 중량부를 혼합기에 넣어 혼합한 후 압출기를 이용하여 210℃에서 용융혼련한 후 펠렛화하고, 이를 사출기를 이용하여 물성 측정을 위한 시편을 제조하였다.
비교예
2
비교예 1에서 고분자 응집제 2 중량부 대신 황산마그네슘 2 중량부를 투입한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예
3 내지 9
실시예 1에서 고분자 응집제 및 염 응집제의 함량을 하기 표 3 및 표 4와 같이 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
참조예
1
실시예 1에서 염 응집제를 85℃에서 투입한 후 120분간 응집시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
[시험예]
상기 실시예 1 내지 15, 비교예 1 내지 9 및 참조예 1에서 제조된 시편의 특성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기의 표 1 내지 4에 나타내었다.
측정방법
* 응집상태: 응집시킨 후 슬러리를 세척 및 탈수 후 발생된 세척모액을 육안으로 평가하여 그라프트 공중합체 라텍스의 응집이 완전히 이루어지면 “○”으로 표시하고, 미응집된 그라프트 공중합체 라텍스가 존재하면 "X"로 표시하였다.
* 광택도: ASTM D258에 의거하여 광택도 측정기기(Gloss meter)로 45°각도에서 측정하였다.
* b값(b value): 헌터랩 칼라미터를 사용하여 b값을 측정하였다.
* 체류 후 b값: 사출기에서 250℃에서 15분간 체류시킨 후 헌터랩 칼라미터를 사용하여 b값(b value)을 측정하였다.
* 고분자 응집제 함량(ppm): 시료 0.3g을 클로로포름에 용해시킨 후 메탄올을 이용하여 고분자를 침전시킨 후 상등액을 필터링 한 후 고분자 응집제를 LC/DAD Agilent 1290 LC-2 detectors (DAD and FLD as stand-alone instrument) 장비를 이용하여 함량을 측정하였다.
| 구 분 | 실시예 | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| 제1 응집제 함량(중량부) |
양이온 0.05 |
양이온 0.05 |
양이온 0.05 |
양이온 0.2 |
양이온 0.5 |
양이온 0.5 |
음이온 0.05 |
음이온 0.05 |
| 제2 응집제 함량(중량부) |
MgSO4 1.5 |
MgSO4 1.0 |
MgSO4 0.5 |
MgSO4 0.5 |
MgSO4 0.5 |
MgSO4 2.5 |
MgSO4 1.5 |
MgSO4 0.5 |
| 응집제 총합 | 1.55 | 1.05 | 0.55 | 0.7 | 1.0 | 3.0 | 1.55 | 0.55 |
| 응집상태 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| b값 | 3.3 | 3.3 | 3.3 | 3.5 | 4.1 | 3.2 | 3.4 | 3.3 |
| 체류 후 b값 | 12.2 | 10.6 | 8.1 | 8.0 | 8.1 | 12.1 | 12.1 | 8.3 |
| 광택도 | 101 | 101 | 102 | 91 | 89 | 102 | 101 | 101 |
| 고분자 응집제 함량 (ppm) |
450 | 480 | 500 | 1900 | 4800 | 4500 | 450 | 450 |
| 구 분 | 실시예 | ||||||
| 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | |
| 제1 응집제 함량(중량부) |
음이온 0.5 |
비이온 0.05 |
비이온 0.05 |
비이온 0.5 |
양이온 0.05 |
양이온 0.05 |
양이온 0.05 |
| 제2 응집제 함량(중량부) |
MgSO4 0.5 |
MgSO4 1.5 |
MgSO4 0.5 |
MgSO4 0.5 |
CaCl2 1.5 |
MgSO4 1.5 |
MgSO4 1.5 |
| 응집제 총합 | 1.0 | 1.55 | 0.55 | 1.0 | 1.55 | 1.55 | 1.55 |
| 응집상태 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| b값 | 4.1 | 3.2 | 3.1 | 4.1 | 3.3 | 3.3 | 3.2 |
| 체류 후 b값 | 8.1 | 12.1 | 8.3 | 8.1 | 12.2 | 12.1 | 12.2 |
| 광택도 | 85 | 103 | 101 | 85 | 100 | 101 | 101 |
| 고분자 응집제 함량(ppm) | 4500 | 450 | 450 | 4300 | 450 | 450 | 450 |
| 구 분 | 비교예 | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 제1 응집제 함량(중량부) |
양이온 2.0 |
MgSO4 2.0 |
양이온 0.05 |
양이온 0.05 |
양이온 0.01 |
양이온 1.5 |
| 제2 응집제 함량(중량부) |
- | - | MgSO4 0.3 |
MgSO4 2.9 |
MgSO4 1.5 |
MgSO4 0.05 |
| 응집제 총합 | 2.0 | 2.0 | 0.35 | 2.95 | 1.51 | 1.55 |
| 응집상태 | ○ | ○ | X | ○ | X | ○ |
| b값 | 4.6 | 3.2 | - | 3.1 | - | 4.3 |
| 체류 후 b값 | 8.1 | 13 | - | 18.4 | - | 10.3 |
| 광택도 | 80 | 103 | - | 101 | - | 81 |
| 고분자 응집제 함량(ppm) | 18000 | - | - | 450 | - | 13000 |
| 구 분 | 비교예 | 참조예 | ||
| 7 | 8 | 9 | 1 | |
| 제1 응집제 함량(중량부) |
양이온 0.6 |
양이온 0.5 |
양이온 0.55 |
양이온 0.05 |
| 제2 응집제 함량(중량부) |
MgSO4 2.6 |
MgSO4 0.05 |
MgSO4 2.7 |
MgSO4 1.5 |
| 응집제 총합 | 3.2 | 0.55 | 3.25 | 1.55 |
| 응집상태 | ○ | ○ | ○ | ○ |
| b값 | 3.3 | 5.3 | 3.3 | 5.2 |
| 체류 후 b값 | 12.1 | 9.3 | 12.0 | 12.3 |
| 광택도 | 80 | 81 | 80 | 91 |
| 고분자 응집제 함량(ppm) | 5700 | 4500 | 4900 | 450 |
상기 표 1 내지 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 15는 응집 효율이 우수하며, 광택도가 높고 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값 및 체류 후 b값이 낮아서 색상이 우수하였다.
반면에, 고분자 응집제 단독으로 응집시킨 비교예 1은 광택도가 열악하였고, 염 응집제 단독으로 응집시킨 비교예 2는 체류 후 b값이 열악하였다.
또한, 염 응집제와 고분자 응집제의 총합이 소량이거나 고분자 응집제 함량이 소량인 비교예 3 및 5는 응집이 이루어지지 않아 물성을 측정할 수 없었다.
또한, 고분자 응집제 함량, 염 응집제 함량 또는 이들의 총합이 본 발명의 범위를 벗어난 비교예 4 및 6 내지 9는 b값, 체류 후 b값 또는 광택도가 저하되었다.
또한, 염 응집제를 투입한 후 120분간 응집시킨 참조예 1은 광택도 및 체류 후 b값은 양호하나 b값이 저하되었다.
Claims (16)
- 고형분 함량 30 내지 65 중량%의 공액디엔 고무 라텍스 50 내지 70 중량%에 방향족 비닐 화합물 20 내지 40 중량% 및 비닐시안 화합물 1 내지 20 중량%를 그라프트 중합시켜 그라프트 공중합체 라텍스를 제조하는 단계;
제조된 그라프트 공중합체 라텍스 100 중량부(고형분 기준)에 대하여 고분자 응집제 0.03 내지 0.55 중량부를 투입하여 응집시키는 제1 응집단계; 및
제1 응집단계 후 염 응집제 0.3 내지 2.7 중량부를 투입하여 응집시키는 제2 응집단계;를 포함하되,
상기 고분자 응집제와 염 응집제의 총합은 0.4 내지 3.0 중량부인 것을 특징으로 하는
비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 고분자 응집제는 말단에 아미노기, 암모늄기, 또는 이들 모두를 포함하는 양이온 고분자 응집제; 말단에 아마이드기, 카복실레이트기, 또는 이들 모두를 포함하는 음이온 고분자 응집제; 및 비이온 고분자 응집제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는
비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 고분자 응집제는 에멀젼 형태인 것을 특징으로 하는
비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 염 응집제는 황산마그네슘, 황산칼슘, 황산알루미늄, 염화마그네슘, 염화칼슘 및 염화알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는
비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 응집단계는 고분자 응집제를 75 내지 85℃에서 투입하고, 이로부터 온도 5 내지 10℃ 만큼 5 내지 35분에 걸쳐 승온시키는 것을 특징으로 하는
비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 응집단계는 염 응집제를 80 내지 95℃에서 투입하는 것을 특징으로 하는
비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 응집단계는 염 응집제를 투입하고 5 내지 100분간 응집시키는 것을 특징으로 하는
비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 그라프트 공중합체 라텍스를 제조하는 단계는 공액디엔 고무 라텍스, 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물 총 100 중량부에 이온 교환수 70 내지 200 중량부, 개시제 0.1 내지 2 중량부, 유화제 0.1 내지 2 중량부 및 분자량 조절제 0.05 내지 1.5 중량부를 투입하여 중합반응시킨 후 중합전환율 93 내지 99 중량%에서 중합반응을 종료하는 것을 특징으로 하는
비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 그라프트 공중합체 라텍스를 제조하는 단계는 공액디엔 화합물 100 중량부에, 이온 교환수 30 내지 100 중량부, 유화제 0.5 내지 3 중량부, 전해질 0.01 내지 0.5 중량부, 분자량 조절제 0.1 내지 0.5 중량부 및 개시제 0.1 내지 1 중량부를 투입하고 중합하여 공액디엔 고무 라텍스를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체의 제조방법은 응집단계 후 탈수 및 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체의 제조방법.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 제조방법으로 제조됨을 특징으로 하는
비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체.
- 제11항의 비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체 20 내지 40 중량% 및 방향족 비닐 화합물-비닐시안 화합물 공중합체 60 내지 80 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는
열가소성 수지 조성물.
- 제12항에 있어서,
상기 열가소성 수지 조성물은 열가소성 수지 조성물 0.3g을 클로로포름에 용해시킨 후 메탄올을 이용하여 고분자를 침전시킨 후 상등액을 필터링한 후 고분자 응집제를 LC/DAD Agilent 1290 LC-2 detectors (DAD and FLD as stand-alone instrument) 장비를 이용하여 측정한 고분자 응집제 함량이 5,000 ppm 이하인 것을 특징으로 하는
열가소성 수지 조성물.
- 제12항에 있어서,
상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D258에 의거하여 광택도 측정기기(Gloss meter)로 45°각도에서 측정한 광택도가 85 이상인 것을 특징으로 하는
열가소성 수지 조성물.
- 제12항에 있어서,
상기 열가소성 수지 조성물은 헌터랩 칼라미터를 사용하여 측정한 b값(b value)이 4.1 이하이고 250℃에서 15분간 체류 후 측정한 b값(b value)이 12.2 이하인 것을 특징으로 하는
열가소성 수지 조성물.
- 고형분 함량 30 내지 65 중량%의 공액디엔 고무 라텍스 50 내지 70 중량%에 방향족 비닐 화합물 20 내지 40 중량% 및 비닐시안 화합물 1 내지 20 중량%를 그라프트 중합시킨 비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체로, 그라프트 공중합체 0.3g을 클로로포름에 용해시킨 후 메탄올을 이용하여 고분자를 침전시킨 후 상등액을 필터링한 후 고분자 응집제를 LC/DAD Agilent 1290 LC-2 detectors (DAD and FLD as stand-alone instrument) 장비를 이용하여 측정한 고분자 응집제 함량이 10 내지 19,000 ppm인 것을 특징으로 하는
비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020190100489A KR102697862B1 (ko) | 2019-08-16 | 2019-08-16 | 비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체의 제조방법 및 이 그라프트 공중합체를 포함하는 열가소성 수지 조성물 |
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|---|---|---|---|
| KR1020190100489A KR102697862B1 (ko) | 2019-08-16 | 2019-08-16 | 비닐시안 화합물-공액디엔 화합물-방향족 비닐 화합물 그라프트 공중합체의 제조방법 및 이 그라프트 공중합체를 포함하는 열가소성 수지 조성물 |
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| KR20210020669A true KR20210020669A (ko) | 2021-02-24 |
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| Publication number | Publication date |
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| KR102697862B1 (ko) | 2024-08-23 |
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