WO2014046445A1 - 에너지 저소비 염화비닐계 라텍스 및 이의 제조방법 - Google Patents

에너지 저소비 염화비닐계 라텍스 및 이의 제조방법 Download PDF

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이현섭
황우성
김한홍
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F114/00—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
    • C08F114/02—Monomers containing chlorine
    • C08F114/04—Monomers containing two carbon atoms
    • C08F114/06—Vinyl chloride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F14/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
    • C08F14/18—Monomers containing fluorine
    • C08F14/20—Vinyl fluoride

Definitions

  • the present invention relates to a vinyl chloride-based latex, and more particularly, to reduce the number of polymerization water initially introduced, and then proceed with polymerization and increase the solids content of the latex through the addition of additional polymerization water, and finally spray drying by lowering the water content.
  • the present invention relates to a polyvinyl chloride latex exhibiting significant energy savings in the process.
  • Paste vinyl chloride-based resin is obtained by adding homogenizing and homogenizing a vinyl chloride monomer alone or a mixture of a vinyl chloride monomer and a copolymerizable monomer (a combination thereof is called a vinyl chloride monomer) in an aqueous medium. Suspension polymerization is carried out. If necessary, auxiliary dispersants such as higher alcohols and higher fatty acids may be used.
  • the vinyl chloride monomer is added to an emulsifier and a water-soluble initiator in an aqueous medium, followed by emulsion polymerization or seed emulsion polymerization.
  • seed emulsion polymerization two kinds of seeds having different average particle diameters are introduced at the beginning of the polymerization, and the vinyl chloride monomer is grown while reacting with the seed to produce final latex particles.
  • the vinyl chloride monomer used in the paste vinyl chloride resin polymerization is generally 80 to 98% by weight of the paste vinyl chloride resin, the remaining unreacted monomer is removed and then obtained in a latex state.
  • Paste vinyl chloride-based resin is obtained by spray drying the latex in a spray dryer.
  • a high temperature steam of 200 ° C. is required to evaporate at least 50% by weight of water in the latex during the drying process.
  • Increasing solids is very effective for energy savings, as it requires a large amount of steam at high temperatures, which is expensive to evaporate large quantities of high specific heat water.
  • a method using a latex concentration process is used to increase the solid content of the latex, which is a method of increasing the solid content of the latex by removing water using a separator.
  • the above-mentioned concentration process method is not only high initial investment, but also difficult to increase the solid content of more than 3% by weight, because the membrane must be replaced and cleaned frequently, it is expensive and very inefficient.
  • An object of the present invention to solve the problems of the prior art as described above is to provide a vinyl chloride-based latex having a low water content and a method for producing the same.
  • the present invention provides a vinyl chloride-based resin latex, characterized in that the water content of 40 to 48% by weight.
  • the moisture is, for example, residual polymerization water immediately after completion of the polymerization.
  • the moisture content is, for example, a content lost for 30 minutes at 150 °C.
  • the present invention also provides a paste-vinyl chloride-based resin, characterized in that the vinyl chloride-based resin latex according to any one of claims 1 to 4 is spray dried.
  • the present invention comprises the steps of (a) initiating the polymerization, including 100 parts by weight of the vinyl chloride monomer and 40 to 55 parts by weight of the polymerization water; And (b) further adding 5 to 20 parts by weight of the polymerization water at the end of the polymerization.
  • a) initiating the polymerization including 100 parts by weight of the vinyl chloride monomer and 40 to 55 parts by weight of the polymerization water
  • b) further adding 5 to 20 parts by weight of the polymerization water at the end of the polymerization It provides a method for producing a vinyl chloride-based resin latex comprising a.
  • the polymerization proceeds stably, the occurrence of the heat kick is suppressed, the high temperature drying process of the latex after the completion of the polymerization is shortened, the energy is greatly reduced, and the physical properties are not deteriorated.
  • the polymerization water of the step (a) may be included as an example 40 to 50 parts by weight or 40 to 45 parts by weight, the polymerization proceeds stably within this range, the high temperature drying process of the latex after the end of the polymerization is shortened to energy It is greatly reduced, there is an effect that the physical properties are not altered.
  • the polymerization water of the step (b) may be added to 5 to 15 parts by weight, or 5 to 10 parts by weight, for example, the polymerization proceeds stably within this range, the occurrence of heat kick is suppressed, after the completion of the polymerization
  • the high temperature drying process of the latex is shortened, greatly reducing energy, and physical properties are not deteriorated.
  • the polymerization water of step (b) may be added in a batch or continuous addition, or 0.1 to 0.5 parts by weight, or 0.2 to 0.3 parts by weight, for example, the heat removal is well within this range, the polymerization proceeds stably It works.
  • the end of the polymerization is, for example, the polymerization conversion rate of 65 to 75%, or 67 to 75% point, within this range, the high temperature drying process of the latex after the completion of the polymerization is shortened so that the energy is greatly reduced and physical properties are not altered. .
  • the weight ratio of the polymerization water in step (a) and the polymerization water in step (b) is, for example, 3.5: 1 to 5: 1, 4: 1 to 5: 1, or 4: 1 to 4.5, and polymerization within this range.
  • the reaction proceeds stably, shorten the high temperature drying process of the latex after the end of the polymerization, thereby greatly reducing the energy, there is an effect that the physical properties are not altered.
  • step (b) for example, the polymerization proceeds without being terminated even during the polymerization water input.
  • the present invention relates to a paste vinyl chloride-based resin, and to a method of preparing polyvinyl chloride latex having a low water content by controlling the rate and timing of polymerization water used for polymerization.
  • the polymerization water to be initially added is reduced and then polymerization is performed, and a predetermined amount of the polymerization water initially reduced at the end of the polymerization is added for a predetermined time. Therefore, the present invention not only reduces the heat kick due to the gel effect occurring at the end of the polymerization, but also can impart the polymerization stability of the latex and can lower the moisture content of the latex by 4% or more.
  • the initial reactivity is increased by reducing the initial polymerization water, and the initial reactivity is increased by increasing the concentration of the vinyl chloride monomer and the subsidiary material.
  • the present invention enables breakthrough energy savings during the drying process using a spray dryer.
  • a vinyl chloride resin latex having a water content of 40 to 48% by weight is provided.
  • the vinyl chloride resin latex is used for the production of paste vinyl chloride resin by spray drying.
  • the vinyl chloride-based resin latex is polymerized by (a) 40 to 55 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of monomers to be polymerized before the start of polymerization, and (b) 100 parts by weight of the vinyl chloride monomer at the end of the polymerization. It is prepared by adding 5 to 20 parts by weight as a standard. Specifically, 67 to 92% by weight of the polymerization water is added based on the total amount of polymerization used for the polymerization, and 8 to 33% by weight is added at the end of the polymerization to prepare a vinyl chloride resin latex.
  • the polymerization water introduced at the end of the polymerization should be added at least 5 parts by weight of polymerization water to prevent the end temperature rise. In addition, when a large amount of polymerization water exceeding 20 parts by weight is added, polymerization may be forcibly terminated due to a decrease in polymerization temperature.
  • Paste vinyl chloride resin is homogenized by adding a vinyl chloride monomer alone or a mixture of a vinyl chloride monomer and a copolymerizable monomer (these are called vinyl chloride monomers) in an aqueous medium by adding an emulsifier and an oil-soluble polymerization initiator. Fine suspension polymerization. If necessary, auxiliary dispersants such as higher alcohols and higher fatty acids may be used.
  • the vinyl chloride monomer is added to an emulsifier and a water-soluble initiator in an aqueous medium, followed by emulsion polymerization or seed emulsion polymerization.
  • the seed emulsion polymerization method two kinds of seeds having different average particle diameters are introduced at the beginning of polymerization to produce a final latex particle by growing while the vinyl chloride monomer reacts with the seed.
  • the first seed was prepared by adding a vinyl chloride monomer, an emulsifier and a oil-soluble initiator, homogenizing using a rotor-stator type homogenizer pump, and then polymerizing the polymer, and having an average particle diameter of about 0.4 to 1.5 ⁇ m. Seed is prepared by emulsion polymerization and has an average particle diameter of about 0.1 ⁇ 0.4 ⁇ m. Also in this case, auxiliary dispersants such as higher alcohols and higher fatty acids may be used as necessary.
  • the vinyl chloride monomer used in the paste vinyl chloride resin polymerization is generally 80 to 98% by weight of the paste vinyl chloride resin, and the remaining unreacted monomer is removed.
  • the latex of the paste vinyl chloride resin after polymerization is obtained through spray drying.
  • raw materials such as emulsifiers and residual activators remain in the resin latex, because dehydration filtration or the like is not generally performed during drying.
  • the present invention relates to a method for producing a polyvinyl chloride latex having a low water content in order to save energy in the polymerization of vinyl chloride-based latex.
  • the polymerization proceeds, and a predetermined amount of the polymerization water initially reduced at the end of the polymerization is added for a predetermined time. Therefore, the above invention not only reduces the heat kick due to the gel effect (gel effect) occurring at the end of the polymerization, but also can impart the polymerization stability of the latex and can finally reduce the water content of the latex.
  • the temperature of the reactor was increased to 57.5 ° C., and the temperature was lowered to 51.5 ° C. after the polymerization for 1 hour to reach the reactor pressure of 3.5 kg / cm 3 after polymerization. To terminate the reaction. In this way, the vinyl chloride latex was dried with a spray dryer to obtain a vinyl chloride resin.
  • the change in weight of the solid content remaining after heating in an oven at 150 ° C. for 30 minutes was calculated by subtracting from 100 after the measurement.
  • the polymerization is carried out at various temperatures, and regardless of the polymerization temperature, the water content can be reduced through technical use, and in all cases, the amount of ascorbic acid used can be confirmed to decrease.

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Abstract

본 발명은 초기에 투입되는 중합수를 줄인 후 중합을 진행하고 추가 중합수의 투입을 통해 라텍스의 고형분 함량을 높이고 수분 함량을 낮춰 최종적으로 분무 건조 공정 과정에서 획기적인 에너지 절감 효과를 나타내는 폴리염화비닐 라텍스에 관한 것이다.

Description

에너지 저소비 염화비닐계 라텍스 및 이의 제조방법
본 발명은 염화비닐계 수지 라텍스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초기에 투입되는 중합수를 줄인 후 중합을 진행하고 추가 중합수의 투입을 통해 라텍스의 고형분 함량을 높이고 수분 함량을 낮춰 최종적으로 분무 건조 공정 과정에서 획기적인 에너지 절감 효과를 나타내는 폴리염화비닐 라텍스에 관한 것이다.
페이스트 염화비닐계 수지는 염화비닐 단량체 단독 또는 염화비닐 단량체와 이것과 공중합이 가능한 단량체의 혼합물(이것들을 합쳐서 염화비닐계 단량체라고 한다)을 수성 매체 중에서 유화제 그리고 유용성 중합개시제를 첨가하고 균질화한 뒤 미세 현탁 중합을 한다. 필요에 따라 고급 알코올, 고급 지방산 등의 보조 분산제를 이용해도 좋다.
다른 중합법으로 상기 염화비닐계 단량체를 수성 매체 중에서 유화제, 수용성 개시제를 첨가하고 유화중합이나 시드 유화 중합을 한다. 시드 유화 중합에서는 2가지 종류의 평균 입경이 다른 시드를 중합 초기에 투입하여 염화비닐 단량체가 시드와 반응하면서 성장하여 최종 라텍스 입자를 제조한다. 페이스트 염화비닐계 수지 중합에 있어서 사용된 염화비닐계 단량체는 일반적으로 80~98 중량%가 페이스트 염화비닐계 수지로 되고, 나머지 미반응의 단량체가 제거된 다음 라텍스 상태로 얻게 된다. 페이스트 염화비닐계 수지는 라텍스를 스프레이 드라이어에서 분무 건조를 통해 얻어진다. 건조 과정에서 라텍스 내의 50 중량% 이상의 물을 증발시키기 위해 200℃의 높은 온도의 스팀이 필요하다. 비열이 높은 많은 양의 물을 증발시키기 위해 가격이 비싼 높은 온도의 많은 스팀 양이 필요로 하게 되기 때문에 고형분을 높이는 것은 에너지 절감에 매우 효과적이다. 종래에는 라텍스의 고형분을 높이기 위해 라텍스 농축 과정을 이용하는 방법들을 사용하고 있는데, 분리막을 이용해 물을 빼내 라텍스의 고형분을 높이는 방법이다. 하지만 위 농축 공정 방법은 초기 투자비가 높을 뿐만 아니라 3 중량% 이상 고형분 함량을 높이기 어렵고, 분리막을 자주 교체 및 청소해야 하기 때문에, 유지 비용도 많이 들고 매우 비효율적이다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 본 발명의 목적은 낮은 수분함량을 갖는 염화비닐계 라텍스 및 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 목적은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성 될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 수분 함량이 40 내지 48 중량%인 것을 특징을 하는 염화비닐계 수지 라텍스를 제공한다.
상기 수분은 일례로 중합 완료 직후 잔류 중합수이다.
상기 수분 함량은 일례로 150 ℃에서 30분 동안 소실되는 함량이다.
또한, 본 발명은 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 염화비닐계 수지 라텍스를 분무 건조한 것을 특징으로 하는 페이스트 염화비닐계 수지를 제공한다.
또한, 본 발명은 (a) 염화비닐계 단량체 100 중량부와 중합수 40 내지 55 중량부를 포함하여 중합을 개시하는 단계; 및 (b) 중합 말기에 중합수 5 내지 20 중량부를 추가 투입하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 염화비닐계 수지 라텍스의 제조방법을 제공한다. 이 경우 중합이 안정적으로 진행되고, 히트 킥의 발생이 억제되며, 중합 종료 후의 라텍스의 고온 건조 과정이 단축되어 에너지가 크게 절감되고, 물성이 변질되지 않는 효과가 있다.
상기 (a) 단계의 중합수는 일례로 40 내지 50 중량부 또는 40 내지 45 중량부로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 중합이 안정적으로 진행되고, 중합 종료 후의 라텍스의 고온 건조 과정이 단축되어 에너지가 크게 절감되고, 물성이 변질되지 않는 효과가 있다.
상기 (b) 단계의 중합수는 일례로 5 내지 15 중량부, 또는 5 내지 10 중량부로 투입될 수 있고, 이 범위 내에서 중합이 안정적으로 진행되고, 히트 킥의 발생이 억제되며, 중합 종료 후의 라텍스의 고온 건조 과정이 단축되어 에너지가 크게 절감되고, 물성이 변질되지 않는 효과가 있다.
상기 (b) 단계의 중합수는 일례로 일괄 투입이나 연속 투입, 또는 분당 0.1 내지 0.5 중량부, 또는 0.2 내지 0.3 중량부로 투입될 수 있고, 이 범위 내에서 제열이 잘되고, 중합이 안정적으로 진행되는 효과가 있다.
상기 중합 말기는 일례로 중합전환율 65 내지 75 %, 또는 67 내지 75 % 지점이고, 이 범위 내에서 중합 종료 후의 라텍스의 고온 건조 과정이 단축되어 에너지가 크게 절감되고, 물성이 변질되지 않는 효과가 있다.
상기 (a) 단계의 중합수와 (b) 단계의 중합수의 중량비는 일례로 3.5:1 내지 5:1, 4:1 내지 5:1, 또는 4:1 내지 4.5이고, 이 범위 내에서 중합반응이 안정적으로 진행되고, 중합 종료 후 라텍스의 고온 건조 과정이 단축되어 에너지가 크게 절감되고, 물성이 변질되지 않는 효과가 있다.
상기 (b) 단계는 일례로 중합수 투입 중에도 중합이 종결되지 않고 진행된다.
본 발명은 페이스트 염화비닐계 수지에 관한 것으로 중합에 사용되는 중합수의 투입 비율과 시점을 조절하여서 낮은 수분 함량을 가진 폴리염화비닐 라텍스를 제조하는 방법에 관한 내용이다.
본 발명에 따른 페이스트 염화비닐계 수지용 염화비닐계 라텍스의 제조방법은 초기에 투입되는 중합수를 줄인 후 중합을 진행하고 중합 말기에 초기에 줄인 중합수 일정량을 일정시간 동안 투입한다. 따라서 본 발명은 중합 말기에 발생하는 겔 효과에 의한 히트 킥을 줄여줄 뿐만 아니라 라텍스의 중합 안정성도 부여할 수 있게 하고 라텍스의 수분 함량을 4% 이상 낮출 수 있게 되었다. 또한 본 발명은 초기 중합수를 줄임으로써 염화비닐 단량체와 부원료 농도의 증가로 초기 반응성이 증대되어 활성화제(activator)의 투입량이 감소하는 효과도 얻을 수 있었다. 최종적으로 본 발명은 스프레이 드라이어를 이용한 건조 공정 과정에서 획기적인 에너지 절감을 가능하게 하였다.
본 발명에 따르면, 수분 함량이 40 내지 48 중량%인 염화비닐계 수지 라텍스를 제공한다.
상기 염화비닐계 수지 라텍스는, 분무건조(spray drying)에 의한 페이스트 염화비닐계 수지의 제조에 사용된다.
상기 염화비닐계 수지 라텍스는, (a) 중합수를 중합개시 전 투입되는 단량체 총 100 중량부를 기준으로 40 내지 55 중량부 투입하여 중합하고, (b) 이후 중합 말기에 염화비닐계 단량체 100 중량부를 기준으로 5 내지 20 중량부를 투입하여 제조된다. 구체적으로는 초기에 중합에 사용되는 총 중합수를 기준으로 중합수 67 내지 92 중량%를 투입하고, 중합 말기에 8 내지 33 중량%를 투입하여 염화비닐계 수지 라텍스를 제조한다.
너무 적은 양의 중합수를 사용할 경우 열 제어 능력이 떨어져 반응 컨트롤이 어렵고 라텍스의 안정성 저하를 유발할 수 있으며, 너무 많은 양의 중합수를 사용하게 되면 수분 함량의 감소를 기대하기 어렵다. 중합 말기에 투입되는 중합수는 말기 온도 상승을 방지하기 위해 5 중량부 이상의 중합수를 투입하여야 한다. 이 또한 20 중량부를 초과하는 많은 양의 중합수를 투입하게 되면 중합온도 하락으로 중합이 강제적으로 종료될 수 있다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
페이스트 염화비닐계 수지는 염화비닐 단량체 단독 또는 염화비닐 단량체와 이것과 공중합이 가능한 단량체의 혼합물(이것들을 합쳐서 염화비닐계 단량체라고 한다)을 수성 매체 중에서 유화제, 그리고 유용성 중합개시제를 첨가하고 균질화한 뒤 미세 현탁 중합을 한다. 필요에 따라 고급 알코올, 고급 지방산 등의 보조 분산제를 이용해도 좋다.
다른 중합법으로 상기 염화비닐계 단량체를 수성 매체 중에서 유화제, 수용성 개시제를 첨가하고 유화중합이나 시드(seed) 유화중합을 한다.
시드 유화 중합법에서는 2가지 종류의 평균 입경이 다른 시드를 중합 초기에 투입하여 염화비닐 단량체가 시드와 반응하면서 성장하여 최종 라텍스 입자를 제조한다.
제1 시드는 염화비닐계 단량체, 유화제, 유용성 개시제를 첨가하고 로터-스타터(rotor-stator) 타입의 균질기 펌프를 이용해 균질화한 후 중합하여 제조한 것으로 평균 입경이 0.4~1.5㎛ 정도이고, 제2 시드는 유화중합으로 제조하며 평균 입경이 0.1~0.4㎛ 정도이다. 이 경우에도 필요에 따라 고급 알코올, 고급 지방산 등의 보조 분산제를 이용해도 좋다.
페이스트 염화비닐계 수지 중합에 있어서 사용된 염화비닐계 단량체는 일반적으로 80~98중량%가 페이스트 염화비닐계 수지로 되고, 나머지 미 반응의 단량체는 제거한다.
중합 후의 페이스트 염화비닐계 수지의 라텍스를 분무 건조를 통해 얻어진다. 건조할 때 일반적으로 탈수 여과 등을 행하지 않기 때문에 유화제, 잔류 활성화제 등의 원료는 수지 라텍스 중에 잔류한다.
본 발명은 염화비닐계 라텍스의 중합에서 에너지 절감을 위해 낮은 수분함량을 가진 폴리염화비닐 라텍스를 제조하는 방법에 관한 내용이다.
본 발명은 초기에 투입되는 중합수를 줄인 후 중합을 진행하고 중합 말기에 초기에 줄인 중합수를 일정량을 일정시간 동안 투입한다. 따라서 위 발명은 중합 말기에 발생하는 겔 효과(gel effect)에 의한 히트 킥(heat kick)을 줄여 줄 뿐만 아니라 라텍스의 중합안정성도 부여할 수 있게 하고 최종적으로 라텍스의 수분 함량을 줄일 수 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 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
실시예 1
500L 고압반응기에 초기 중합수 40 중량부, 염화비닐 단량체 100 중량부를 투입한 후 반응기의 온도를 57.5℃로 승온시키고 1시간 중합 후 51.5℃로 온도를 낮춰 중합 중 중합온도가 54.5℃인 시점에서 추가 중합수 10 중량부를 투입하였다. 이후 반응기 압력 3.5kg/cm3에 도달하여 반응을 종결하였다. 이렇게 하여 얻어진 염화비닐계 라텍스를 분무 건조기로 건조하여 염화비닐계 수지를 수득하였다.
실시예 2
500L 고압반응기에 초기 중합수 40 중량부, 염화비닐 단량체 100 중량부를 투입한 후 반응기의 온도를 54℃로 승온시키고 중합 중 중합온도가 57℃인 시점에서 추가 중합수 10 중량부를 투입하였다. 이후 반응기 압력 3.5kg/cm3에 도달하여 반응을 종결하였다. 이렇게 하여 얻어진 염화비닐계 라텍스를 분무 건조기로 건조하여 염화비닐계 수지를 수득하였다.
실시예 3
500L 고압반응기에 초기 중합수 45 중량부, 염화비닐 단량체 100 중량부를 투입한 후 반응기의 온도를 55℃로 승온시키고 중합 중 중합온도가 58℃인 시점에서 추가 중합수 10 중량부를 투입하였다. 이후 반응기 압력 3.5kg/cm3에 도달하여 반응을 종결하였다. 이렇게 하여 얻어진 염화비닐계 라텍스를 분무 건조기로 건조하여 염화비닐계 수지를 수득하였다.
비교예 1
500L 고압반응기에 초기 중합수 65 중량부, 염화비닐 단량체 100 중량부를 투입한 후 반응기의 온도를 57.5℃로 승온시키고 1시간 중합 후 51.5℃로 온도를 낮춰 중합 후 반응기 압력 3.5kg/cm3에 도달하여 반응을 종결하였다. 이렇게 하여 염화비닐계 라텍스를 분무 건조기로 건조하여 염화비닐계 수지를 수득하였다.
비교예 2
500L 고압반응기에 초기 중합수 72 중량부, 염화비닐 단량체 100 중량부를 투입한 후 반응기의 온도를 54℃로 승온시키고 중합 후 반응기 압력 3.5kg/cm3에 도달하여 반응을 종결하였다. 이렇게 하여 염화비닐계 라텍스를 분무 건조기로 건조하여 염화비닐계 수지를 수득하였다.
비교예 3
500L 고압반응기에 초기 중합수 73.5 중량부, 염화비닐 단량체 100 중량부를 투입한 후 반응기의 온도를 55℃로 승온시키고 중합 후 반응기 압력 3.5kg/cm3에 도달하여 반응을 종결하였다. 이렇게 하여 염화비닐계 라텍스를 분무 건조기로 건조하여 염화비닐계 수지를 수득하였다.
비교예 4
500L 고압반응기에 초기 중합수 50 중량부, 염화비닐 단량체 100 중량부를 투입한 후 반응기의 온도를 57.5℃로 승온시키고 1시간 중합 후 51.5℃로 온도를 낮춰 중합 후 반응기 압력 3.5kg/cm3 도달하여 반응을 종결하였다. 이렇게 하여 얻어진 염화비닐계 라텍스를 분무 건조기로 건조하여 염화비닐계 수지를 수득하였다.
[시험예]
상기 실시예 및 비교예의 폴리염화비닐 라텍스의 물성을 측정하여 하기 표 1, 2에 나타내었으며, 사용된 측정방법은 다음과 같다.
1) 수분함량
오븐에서 150℃, 30분간 가열하여 남은 고형분의 무게 변화를 측정 후 100에서 뺄셈하여 계산하였다.
2) 라텍스 안정성
라텍스 220g에 EDC(ethylene dichloride) 20ml를 투입하고 교반기에서 1000rpm으로 교반하여 라텍스 응집에 걸리는 시간을 측정하였다. 이때, 중합이 안정적으로 진행되는 경우 라텍스 안정성이 우수하다.
표 1 중합 처방 및 결과
(단위:중량부) 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
초기 중합수 40 43 45 65 72 73.5
말기 중합수 10 10 10 0 0 0
전체 중합수 50 53 55 65 72 73.5
중합온도(℃) 57.5→51.5 54 55 57.5→51.5 54 55
AA* 투입량(kg) 8.09 6.34 5.57 9.07 7.67 6.83
수분함량(%) 44.74 44.38 47.95 49.13 51.0 52.16
라텍스안정성(초) 66 87 110 70 79 108
표 2 중합 처방 및 결과
(단위:중량부) 비교예 4
초기 중합수 50
말기 중합수 0
전체 중합수 50
중합온도(℃) 57.5->51.5
AA* 투입량(kg) 8.23
수분함량(%) -
라텍스안정성(초) 측정불가
* AA: 아스코빈산(Ascorbic acid)
상기 실시예 1 내지 3에 의한 염화비닐계 수지 라텍스는 비교예 1 내지 3에 비하여, 중합수의 투입 총량이 감소할 뿐만 아니라, 최대 라텍스의 수분 함량을 4% 이상 낮출 수 있게 되어 최종 라텍스의 건조에 들어가는 스팀 비용을 획기적으로 줄일 수 있었다.
용도에 따라 다양한 온도에서 중합을 실시하는데 중합 온도에 상관 없이 기술적용을 통해 수분함량을 줄일 수 있으며, 모든 경우에 아스코빈산(ascorbic acid)의 사용량이 감소하는 것을 확인할 수 있다.
덧붙여, 비교예 4의 경우에는 중합 말기 블로우 다운 과정에서 라텍스 응집이 발생하여 수분함량을 측정할 수 없었고, 따라서 초기 중합수만을 50 중량부 이하로 투입하는 경우에는 정상적인 염화비닐계 수지 락텍스를 수득할 수 없음을 확인할 수 있었다.

Claims (8)

  1. 수분 함량이 40 내지 48 중량%인 것을 특징을 하는
    염화비닐계 수지 라텍스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수분은 잔류 중합수인 것을 특징으로 하는
    염화비닐계 수지 라텍스.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 수분 함량은 150 ℃에서 30분 동안 소실되는 함량인 것을 특징으로 하는
    염화비닐계 수지 라텍스.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항의 염화비닐계 수지 라텍스를 분무 건조한 것을 특징으로 하는
    페이스트 염화비닐계 수지.
  5. (a) 염화비닐계 단량체 100 중량부와 중합수 40 내지 55 중량부를 포함하여 중합을 개시하는 단계; 및
    (b) 중합 말기에 중합수 5 내지 20 중량부를 추가 투입하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    염화비닐계 수지 라텍스의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 중합 말기는 중합전환율 65 내지 75 % 지점인 것을 특징으로 하는
    염화비닐계 수지 라텍스의 제조방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 (a) 단계의 중합수와 (b) 단계의 중합수의 중량비는 3.5:1 내지 5:1인 것을 특징으로 하는
    염화비닐계 수지 라텍스의 제조방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 중합수 투입 후에도 중합이 진행되는 것을 특징으로 하는
    염화비닐계 수지 라텍스의 제조방법.
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