WO2014200147A1 - (메타)아크릴계 미립자, 그 제조방법 및 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물 - Google Patents

(메타)아크릴계 미립자, 그 제조방법 및 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물 Download PDF

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WO2014200147A1
WO2014200147A1 PCT/KR2013/006974 KR2013006974W WO2014200147A1 WO 2014200147 A1 WO2014200147 A1 WO 2014200147A1 KR 2013006974 W KR2013006974 W KR 2013006974W WO 2014200147 A1 WO2014200147 A1 WO 2014200147A1
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meth
acrylic
fine particles
weight
thermoplastic resin
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PCT/KR2013/006974
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김주성
김현유
신선희
이윤규
주정규
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제일모직 주식회사
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    • 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
    • C08F230/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal
    • C08F230/02—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing phosphorus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters

Definitions

  • the present invention relates to (meth) acrylic fine particles, a method for producing the same, and a thermoplastic resin composition comprising the same. More specifically, the present invention provides a phosphorus (meth) acryl-based compound containing a heterocyclic structure and phosphorus, and has excellent light diffusibility and flame retardancy. (Meth) acrylic fine particles, a manufacturing method thereof, and a thermoplastic resin composition and a molded article comprising the same. It is about.
  • the (meth) acrylic fine particles are usefully used for coating additives, various surface treatment agents, carriers, and the like.
  • (meth) acrylic fine particles are used for light diffusing effects of light diffusing films, light diffusing sheets, light diffusing plates, lighting fixtures, and billboards. It is widely used as a light diffusing agent.
  • various types of light diffusion are used to diffuse light from a line light source such as a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) to make a uniform surface light source.
  • CCFL cold cathode fluorescent lamp
  • a linear light source such as a direct type BLU
  • a light diffusion plate in which a light diffusing agent is evenly distributed in a sheet is mainly used, and when shielding is not required, such as an edge type BLU.
  • the light-diffusing film of the type in which the light diffusing agent is evenly coated on the film in consideration of the luminance characteristics are mainly used.
  • (meth) acrylic fine particles are mainly used in consideration of the difference in refractive index between the matrix resin and the light diffusing agent.
  • the (meth) acrylic fine particles are mainly prepared by a suspension polymerization method, for example, having a spherical bead form having a particle size of 1 to 50 ⁇ m and a dispersion variation (CV) of 20 to 60%.
  • CV dispersion variation
  • the (meth) acrylic fine particles have a disadvantage of poor flame retardancy due to the inherent properties of the (meth) acrylic resin. Therefore, when the (meth) acrylic fine particles are used as a light diffusing agent for a light diffusing resin for LED lighting or the like, a general flame retardant should be added to impart flame retardancy to the light diffusing resin. However, when an excessive amount of flame retardant is added, various problems may occur, such as the transmittance and transparency of the light-diffusion resin, thereby lowering the luminance.
  • An object of the present invention is to provide (meth) acrylic fine particles having excellent light diffusibility and flame retardancy and a method of manufacturing the same.
  • Another object of the present invention is to provide a thermoplastic resin composition and a molded article including the (meth) acrylic fine particles, which can reduce the amount of flame retardant.
  • the (meth) acrylic fine particles may include a monomer containing a phosphorus (meth) acrylic compound represented by the following Formula 1; And a crosslinking agent;
  • R 1 is a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms
  • R 3 and R 4 are each independently substituted or unsubstituted 6 to 20 carbon atoms It is a cyclic hydrocarbon group
  • m is an integer of 1-10
  • n is an integer of 0-5.
  • the monomer may comprise a monofunctional unsaturated monomer.
  • the monofunctional unsaturated monomer is alkyl (meth) acrylate having 1 to 8 carbon atoms; Unsaturated carboxylic acids including (meth) acrylic acid; Acid anhydrides including maleic anhydride; (Meth) acrylate containing a hydroxyl group; (Meth) acrylamide; Unsaturated nitrile; Allyl glycidyl ether; Glycidyl methacrylate; And one or more of aromatic vinyl monomers.
  • the content of the phosphorus (meth) acrylic compound in the monomer may be 1 to 50% by weight, and the content of the monofunctional unsaturated monomer may be about 50 to about 99% by weight.
  • the crosslinking agent may include a multifunctional compound having two or more vinyl groups.
  • the amount of the crosslinking agent may be about 5 to about 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the monomer.
  • the (meth) acrylic fine particles may have an average particle diameter of about 1 to about 50 ⁇ m, and a particle diameter dispersion index (C.V) of about 10 to about 65%.
  • Another aspect of the present invention relates to a method for producing the (meth) acrylic fine particles.
  • the production method is characterized in that it comprises a step of polymerizing by adding a polymerization initiator to the monomer, and a crosslinking agent containing a phosphorus-based (meth) acrylic compound represented by the formula (1).
  • the polymerization initiator is a radical polymerization initiator
  • the polymerization may be a suspension polymerization.
  • thermoplastic resin composition is characterized by containing the (meth) acrylic fine particles.
  • Another aspect of the invention relates to a molded article.
  • the molded article is formed from the thermoplastic resin composition.
  • the thermoplastic resin composition comprises 100 parts by weight of a transparent thermoplastic resin; And about 0.1 to about 50 parts by weight of the (meth) acrylic fine particles.
  • the thermoplastic resin composition may further include a flame retardant in a range of about 0.1 to about 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the transparent thermoplastic resin.
  • the molded article has a flame retardance of at least 3.2 with a thickness of 3.2 mm and a flame retardancy measured according to UL94, and a total light transmittance of at least about 80% and a haze of about 30, measured according to ASTM D1003. It may be less than or equal to%.
  • the molded article may be a light diffusion sheet or a light diffusion plate.
  • the present invention has the effect of providing a (meth) acrylic fine particle having excellent light diffusibility and flame retardancy, a manufacturing method thereof, and a thermoplastic resin composition and a molded article including the (meth) acrylic fine particle, which can reduce the amount of flame retardant.
  • fine-particles which concern on this invention are microparticles
  • R 1 is a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, for example, a linear of substituted or unsubstituted C 1 -C 20 (C 1 to 20 carbon atoms) , Branched or cyclic alkylene group, substituted or unsubstituted C6-C20 arylene group, for example, substituted or unsubstituted C1-C10 linear, branched or cyclic alkylene group, substituted or unsubstituted C6-C10 Arylene group, specifically, a C1-C4 linear alkylene group.
  • R 3 and R 4 are each independently a substituted or unsubstituted cyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, for example, a substituted or unsubstituted C6-C20 cycloalkyl group or an aryl group, and is specifically substituted or unsubstituted.
  • C6-C10 is an aryl group.
  • m is an integer of 1-10
  • n is an integer of 0-5.
  • n represents a single bond, and the phosphorus containing heterocyclic group will form a hexagonal ring.
  • (meth) acryl means that both “acryl” and “methacryl” are possible.
  • (meth) acrylate means that both “acrylate” and “methacrylate” are possible.
  • hydrocarbon group means a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group
  • substituted means that the hydrogen atom in the compound is a halogen atom (F, Cl, Br, I), hydroxy group, nitro group, cyano group
  • the monomer used in the present invention may include the phosphorus-based (meth) acrylic compound, and a monofunctional unsaturated monomer.
  • specific examples of the phosphorus-based (meth) acrylic compound may include 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxy methyl (meth) acrylate, and the like. It is not limited.
  • the refractive index of the phosphorus (meth) acrylic compound may be, for example, about 1.550 to about 1.690, specifically about 1.590 to about 1.660, but is not limited thereto.
  • the content of the phosphorus (meth) acrylic compound may be about 1 to about 50% by weight, for example, about 10 to about 30% by weight of the total monomers.
  • Excellent flame-retardant (meth) acrylic fine particles can be obtained without deteriorating other physical properties in the above range.
  • the said monofunctional unsaturated monomer is a monomer containing one unsaturated group, For example, C1-C8 alkyl (meth) acrylate; Unsaturated carboxylic acids including (meth) acrylic acid; Acid anhydrides including maleic anhydride; (Meth) acrylate containing a hydroxyl group; (Meth) acrylamide; Unsaturated nitrile; Allylglycidyl ether; Glycidyl methacrylate; Aromatic vinyl monomers, mixtures thereof, and the like. These can be applied individually or in mixture of 2 or more types.
  • C1-C8 alkyl (meth) acrylate Unsaturated carboxylic acids including (meth) acrylic acid; Acid anhydrides including maleic anhydride; (Meth) acrylate containing a hydroxyl group; (Meth) acrylamide; Unsaturated nitrile; Allylglycidyl ether; Glycidyl methacrylate; Aromatic vinyl monomers,
  • Non-limiting examples of such monofunctional unsaturated monomers include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, 2- Ethylhexyl acrylate, acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, monoglycerol acrylate, acrylamide, methacrylamide, acrylonitrile, methacrylo Nitrile, allyl glycidyl ether, glycidyl methacrylate, styrene, alpha-methylstyrene, etc.
  • an alkyl (meth) acrylate having 1 to 8 carbon atoms specifically, an alkyl (meth) acrylate having 1 to 4 carbon atoms can be used. In this case, more excellent scratch resistance and transparency can be achieved.
  • the monofunctional unsaturated monomer may be applied by mixing the alkyl methacrylate having 1 to 8 carbon atoms and the alkyl acrylate having 1 to 8 carbon atoms.
  • the weight ratio (alkyl methacrylate: alkyl acrylate) of alkyl methacrylate having 1 to 8 carbon atoms and alkyl acrylate having 1 to 8 carbon atoms may be about 15: about 1 to about 45: about 1. It may have better thermal stability and fluidity in the above range.
  • the content of the monofunctional unsaturated monomer may be about 50 to about 99 wt%, for example about 70 to about 90 wt%, of the total monomers. In the above range, fine particles having excellent light diffusivity, transparency and flame retardant physical property balance can be formed.
  • a crosslinking agent used for ordinary (meth) acrylic fine particles may be used.
  • a polyfunctional compound having two or more vinyl groups specifically trimethylolpropane tri (meth) Acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, Propylene glycol di (meth) acrylate, pentaeryltritol di (meth) acrylate, di-trimethylolpropane tetra (meth) acrylate, divinylbenzene, mixtures thereof and the like can be used, but is not limited thereto. . These can be applied individually or in mixture of 2 or more types.
  • the content of the crosslinking agent may be about 5 to about 50 parts by weight, for example about 10 to about 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monomer. In the above range, fine particles having excellent light diffusivity, transparency, and flame retardant physical property balance can be formed.
  • the (meth) acrylic fine particles according to the present invention can be prepared by conventional polymerization methods known in the copolymer production field, for example, bulk polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, and the like. It may be prepared through a manufacturing method including the step of polymerizing the polymerization initiator.
  • the polymerization initiator is a radical polymerization initiator
  • the polymerization may be a suspension polymerization in consideration of the refractive index and the like
  • the suspension polymerization may be carried out in the presence of a suspension stabilizer and the like. That is, a reaction mixture is prepared by adding a polymerization initiator such as a radical polymerization initiator to the monomer and the crosslinking agent, and the prepared reaction mixture is added to an aqueous solution in which a suspension stabilizer is dissolved to prepare (meth) acrylic fine particles of the present invention (suspension polymerization). )can do.
  • a polymerization initiator such as a radical polymerization initiator
  • polymerization initiator conventional radical polymerization initiators known in the polymerization field may be used.
  • the polymerization initiator may be included in an amount of about 0.01 to about 10 parts by weight, for example, about 0.03 to about 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monomer and the crosslinking agent.
  • the suspension stabilizer may be an organic suspension stabilizer such as polyalkyl acrylate-acrylic acid, polyolefin-maleic acid, polyvinyl alcohol, cellulose, or inorganic suspension stabilizer such as tricalcium phosphate, but is not limited thereto.
  • the suspension stabilizer may be included in an amount of about 0.01 to about 10 parts by weight, for example about 0.03 to about 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monomer and the crosslinking agent.
  • suspension stability aids in addition to the suspension stabilizer, conventional suspension stability aids and the like may be further used.
  • the suspension stability aid trisodium citrate, trisodium phosphate, disodium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, and the like may be used, and sodium sulfate or the like may be added to control solubility characteristics of the water-soluble polymer or monomer. have.
  • the suspension stability aid may be included in an amount of about 0.01 to about 50 parts by weight, for example about 0.03 to about 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monomer and the crosslinking agent.
  • the said polymerization temperature and polymerization time can be adjusted suitably. For example, it may be reacted for about 2 to about 12 hours at a polymerization temperature of about 30 to about 125 ° C, specifically about 50 to about 120 ° C.
  • the (meth) acrylic fine particles in the form of particles may be obtained through cooling, washing, dehydration, and drying processes.
  • the (meth) acrylic fine particles of the present invention may have an average particle diameter of about 1 to about 50 ⁇ m, for example, about 5 to about 30 ⁇ m. It can exhibit excellent light diffusivity in the above range.
  • the (meth) acrylic fine particles may have a particle size dispersion index (C.V) of about 10 to about 65%, for example, about 10 to about 50%. It can exhibit excellent light diffusivity in the above range.
  • C.V particle size dispersion index
  • thermoplastic resin composition according to the present invention includes the (meth) acrylic fine particles, and may be prepared by injecting the (meth) acrylic fine particles and, if necessary, a flame retardant into the transparent thermoplastic resin.
  • about 0.1 to about 50 parts by weight for example about 1 to about 35 parts by weight of the (meth) acrylic fine particles may be added based on 100 parts by weight of the transparent thermoplastic resin, and if necessary, the flame retardant may be added.
  • About 0.1 to about 30 parts by weight for example, about 5 to about 20 parts by weight may be prepared.
  • the transparent thermoplastic resins include, but are not limited to, (meth) acrylic resins, polycarbonate resins, polyester resins, aromatic vinyl resins, and the like.
  • the weight average molecular weight of the transparent thermoplastic resin may be, for example, about 5,000 to about 500,000 g / mol, but is not limited thereto.
  • a conventional flame retardant may be used without limitation, for example, a phosphorus-based flame retardant may be used.
  • the thermoplastic resin composition (molded article) may be a specimen having a thickness of 3.2 mm and having a flame retardancy measured according to UL94 of V1 or more, for example, V1 to V0, and a specimen having a thickness of 2.5 mm according to ASTM D1003.
  • One total light transmittance may be about 80% or more, for example about 80 to about 98%, and haze may be about 30% or less, for example about 5 to about 20%.
  • the thermoplastic resin composition of the present invention may further include conventional additives as necessary.
  • the additives include antioxidants, nucleating agents, surfactants, coupling agents, fillers, plasticizers, lubricants, antibacterial agents, mold release agents, thermal stabilizers, light stabilizers, compatibilizers, inorganic additives, colorants, stabilizers, antistatic agents, pigments, dyes, flame retardants, etc. There is, but is not limited to this. These may be used alone or in combination.
  • the molded article according to the present invention is formed from the thermoplastic resin composition.
  • thermoplastic resin composition of the present invention After the thermoplastic resin composition of the present invention is mixed with the above components and other additives at the same time, it can be melt-extruded in the extruder and prepared in the form of pellets, the prepared pellets, such as injection molding, extrusion molding, vacuum molding, casting molding It can be manufactured into various molded articles (products) through various molding methods. Such molding methods are well known by those skilled in the art.
  • the molded article may be a light diffusing plate, a light diffusing sheet, a lighting fixture, or the like, but is not limited thereto.
  • fine-particles of this invention as a light diffusing agent have the outstanding light-diffusion property, permeability, and flame retardance, even if it contains little or no flame retardant. Therefore, it is useful as a light fixture, a light diffusion sheet or a light diffusion plate requiring flame retardancy.
  • composition of Table 1 20 parts by weight of 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxy methylmethacrylate monomer (DOPO-MA) as a phosphorus (meth) acrylic compound And a monomer containing 70 parts by weight of methyl methacrylate monomer (MMA) as a monofunctional unsaturated monomer and 10 parts by weight of trimethylolpropane tri (meth) acrylate (TMPTA) as a crosslinking agent, and 100 parts by weight of the monomer and the crosslinking agent. To 1 part by weight of benzoyl peroxide (BPO, polymerization initiator) was added to prepare a reaction mixture.
  • BPO benzoyl peroxide
  • styrene monomer is used instead of methyl methacrylate monomer (MMA), and trimethylolpropane tri (meth) acrylate (TMPTA) is used as a crosslinking agent.
  • TMPTA trimethylolpropane tri (meth) acrylate
  • (Meta) acrylic fine particles were prepared in the same manner as in Example 1, except that divinylbenzene (DVB) was used.
  • (Meta) acrylic fine particles were prepared in the same manner as in Example 1, except that 90 parts by weight of methyl methacrylate monomer (MMA) was used as the monofunctional unsaturated monomer without using the phosphorus (meth) acrylic compound. It was.
  • MMA methyl methacrylate monomer
  • Example 1 Example 2 Example 3 Comparative Example 1 Phosphorus-based (meth) acrylic compound (by weight) DOPO-MA (70) DOPO-MA (70) DOPO-MA (70) - Monofunctional unsaturated monomer (parts by weight) MMA (20) MMA (20) SM (20) MMA (90) Crosslinking agent (parts by weight) TMPTA (10) EGDMA (10) DVB (10) TMPTA (10)
  • Average particle diameter The average particle diameter of the prepared (meth) acrylic fine particles was measured using a Beckman coulter LS 13 320.
  • Equation 1 M is the volume average size of the particles, and ⁇ is the standard deviation.
  • Example 2 Example 3 Comparative Example 1 Average particle size ( ⁇ m) 5.8 5.5 5.7 5.6 CV (%) 46 48 46 55
  • pellets 100 parts by weight of polycarbonate resin (Panlite 1225WX, Teijin), 1.3 parts by weight of the (meth) acrylic fine particles of Examples 1-3 and Comparative Example 1, 12 parts by weight of phosphorus-based flame retardant (CR-741, Daihachi) and antioxidant 0.1 parts by weight was melted and kneaded and extruded to prepare pellets.
  • Flame retardant A specimen having a thickness of 3.2 mm was prepared and flame retardant was measured by a UL94 fiber test method. Five of each was measured and the flame retardancy rating was calculated from the average value.
  • the molded article (Example 4-6) using (meth) acrylic fine particles (Example 1-3) polymerized with a phosphorus (meth) acrylic compound having the structure of Formula 1 of the present invention is light diffusible. It is found that this is excellent and the flame retardancy is very excellent at V0.
  • Comparative Example 2 using (meth) acrylic fine particles (Comparative Example 1) not using a phosphorus (meth) acrylic compound, it can be seen that it does not have excellent flame retardancy of V1 or more under the same conditions.

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Abstract

본 발명의 (메타)아크릴계 미립자는 청구항 1의 화학식 1로 표시되는 인계 (메타)아크릴계 화합물을 포함하는 단량체; 및 가교제;를 중합하여 형성하는 것을 특징으로 한다. 상기 (메타)아크릴계 미립자는 헤테로사이클릭 구조 및 인을 포함하는 인계 (메타)아크릴계 화합물을 도입하여, 광확산성 및 난연성이 우수하다.

Description

(메타)아크릴계 미립자, 그 제조방법 및 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물
본 발명은 (메타)아크릴계 미립자, 그 제조방법 및 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로　본 발명은　헤테로사이클릭 구조 및 인을 포함하는 인계 (메타)아크릴계 화합물을 도입하여, 광확산성 및 난연성이 우수한　(메타)아크릴계 미립자, 그 제조방법 및 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물 및 성형품에 관한 것이다.
(메타)아크릴계 미립자는 도료용 첨가제, 각종 표면 처리제, 담체 등의 용도로 유용하게 사용되고 있으며, 특히, 광확산필름, 광확산쉬트, 광확산판,　조명기구, 광고판 등의 광확산 효과를 주기 위한 광확산제로 널리 사용되고 있다.
구체적으로, LCD용 백라이트 유닛(back light unit: BLU)에서는 냉음극 형광램프(cold cathode fluorescent lamp: CCFL)와 같은 선광원으로부터 나오는 빛을 확산시켜 균일한 면광원으로 만들어 주기 위하여 다양한 종류의 광확산제가 광확산판, 광확산쉬트 또는 광확산필름에 사용된다.
일반적으로, 직하형 BLU와 같이 선광원의 차폐가 높이 요구되는 경우에는 광확산제가 쉬트(sheet)의 내부에 고르게 분산되어 존재하는 광확산판이 주로 사용되고, Edge형 BLU와 같이 차폐가 요구되지 않는 경우에는 휘도 특성을 고려하여 필름 위에 광확산제가 고르게 코팅되어있는 형태의 광확산필름이 주로 사용된다.
이러한 광확산판의 광확산제로는 매트릭스 수지와 광확산제와의 굴절률 차이를 고려하여 (메타)아크릴계 미립자가 주로 사용된다. 상기 (메타)아크릴계 미립자는 주로 현탁중합법에 의해 제조되며, 예를 들면, 입경크기가 1 내지 50 ㎛이고, 분산도(coefficient variation: CV)가 20 내지 60%인 구형 비드(bead) 형태를 가질 수 있다.
상기 (메타)아크릴계 미립자는 (메타)아크릴계 수지 고유의 특성으로 인하여 난연성이 취약하다는 단점이 있다. 따라서, 상기 (메타)아크릴계 미립자가 광확산제로서 LED 조명용 광확산 수지 등에 사용될 때는 광확산 수지에 난연성을 부여하기 위하여 일반적인 난연제를 첨가하여야 한다. 그러나, 난연제를 과량 첨가할 경우, 광확산 수지의 투과성 및 투명성이 저하되고, 이로 인해 휘도가 저하되는 등 여러 가지 문제가 발생할 우려가 있다.
상기 문제점을 극복하기 위하여, 난연제 함량을 최소화하고, 광확산 수지 고유의 특성인 고투과성, 고확산성 등의 저하를 방지할 수 있는, 난연성이 부여된 광확산제의 개발이 필요하다.
본 발명의 목적은 광확산성 및 난연성이 우수한 (메타)아크릴계 미립자 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 (메타)아크릴계 미립자를 포함하여, 난연제 사용량을 줄일 수 있는 열가소성 수지 조성물 및 성형품을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 하나의 관점은 (메타)아크릴계 미립자에 관한 것이다. 상기 (메타)아크릴계 미립자는 하기 화학식 1로 표시되는 인계 (메타)아크릴계 화합물을 포함하는 단량체; 및 가교제;를 중합하여 형성한 것을 특징으로 한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2013006974-appb-I000001
상기 화학식 1에서, R1은 수소 원자 또는 메틸기이고, R2는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고, R3 및 R4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 환형 탄화수소기이며, m은 1 내지 10의 정수이고, n은 0 내지 5의 정수이다.
구체예에서, 상기 단량체는 단관능성 불포화 단량체를 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 단관능성 불포화 단량체는 탄소수 1 내지 8의 알킬 (메타)아크릴레이트; (메타)아크릴산을 포함하는 불포화 카르복실산; 무수말레산을 포함하는 산 무수물; 하이드록시기를 함유하는 (메타)아크릴레이트; (메타)아크릴아미드; 불포화 니트릴; 알릴 글리시딜 에테르; 글리시딜 메타크릴레이트; 및 방향족 비닐계 단량체 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 단량체 중 상기 인계 (메타)아크릴계 화합물의 함량은 1 내지 50 중량%이고, 상기 단관능성 불포화 단량체의 함량은 약 50 내지 약 99 중량%일 수 있다.
구체예에서, 상기 가교제는 2 이상의 비닐기를 갖는 다관능성 화합물을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 단량체 100 중량부에 대하여 상기 가교제의 함량은 약 5 내지 약 50 중량부일 수 있다.
구체예에서, 상기 (메타)아크릴계 미립자는 평균입경이 약 1 내지 약 50 ㎛이고, 입경 분산지수(C.V)가 약 10 내지 약 65%일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 (메타)아크릴계 미립자의 제조방법에 관한 것이다. 상기 제조방법은 상기 화학식 1로 표시되는 인계 (메타)아크릴계 화합물을 포함하는 단량체, 및 가교제에 중합개시제를 투입하여 중합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체예에서, 상기 중합개시제는 라디칼 중합개시제이고, 상기 중합은 현탁 중합일 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점은 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 (메타)아크릴계 미립자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 관점은 성형품에 관한 것이다. 상기 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 한다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 투명성 열가소성 수지 100 중량부; 및 상기 (메타)아크릴계 미립자 약 0.1 내지 약 50 중량부;를 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 투명성 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 난연제를 약 0.1 내지 약 30 중량부의 범위로 더욱 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 성형품은 두께 3.2mm의 시편으로 UL94에 따라 측정한 난연도가 V1 이상이며, 두께 2.5mm의 시편으로 ASTM D1003에 따라 측정한 전광선 투과율이 약 80% 이상이고, 헤이즈가 약 30% 이하일 수 있다.
구체예에서, 상기 성형품은 광확산쉬트 또는 광확산판일 수 있다.
본 발명은 광확산성 및 난연성이 우수한 (메타)아크릴계 미립자 및 그 제조방법과 상기 (메타)아크릴계 미립자를 포함하여, 난연제 사용량을 줄일 수 있는 열가소성 수지 조성물 및 성형품을 제공하는 발명의 효과를 가진다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 따른 (메타)아크릴레이트 미립자는 하기 화학식 1로 표시되는 인계 (메타)아크릴계 화합물을 포함하는 단량체, 및 가교제를 중합하여 형성한 미립자이다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2013006974-appb-I000002
상기 화학식 1에서, R1은 수소 원자 또는 메틸기이고, R2는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기, 예를 들면, 치환 또는 비치환된 C1-C20(탄소수 1 내지 20)의 선형, 분지형 또는 환형 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴렌기, 예를 들면 치환 또는 비치환된 C1-C10의 선형, 분지형 또는 환형 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C10의 아릴렌기, 구체적으로 C1-C4의 선형 알킬렌기이다. R3 및 R4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 환형 탄화수소기, 예를 들면, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 사이클로알킬기 또는 아릴기이며, 구체적으로 치환 또는 비치환된 C6-C10의 아릴기이다. m은 1 내지 10의 정수이고, n은 0 내지 5의 정수이다. 여기서, n이 0일 경우, 단일 결합을 나타내며, 인 함유 헤테로사이클릭기는 6각 링을 형성하게 된다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "(메타)아크릴"은 "아크릴" 및 "메타크릴" 둘 다 가능함을 의미한다. 예를 들면, "(메타)아크릴레이트"는 "아크릴레이트"와 "메타크릴레이트" 둘 다 가능함을 의미한다. 또한, "탄화수소기"는 선형, 분지형 또는 환형의 포화 또는 불포화 탄화수소기를 의미하며, 상기 "치환"은 화합물 중의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Cl, Br, I), 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 카르복실기 또는 그것의 염, 술폰산기 또는 그것의 염, 인산기 또는 그것의 염, C1-C20의 알킬기, C2-C20의 알케닐기, C2-C20의 알키닐기, C1-C20의 알콕시기, C6-C30의 아릴기, C6-C30의 아릴옥시기, C3-C30의 사이클로알킬기, C3-C30의 사이클로알케닐기, C3-C30의 사이클로알키닐기, 또는 이들의 조합의 치환기로 치환된 것을 의미한다.
본 발명에 사용되는 단량체는 상기 인계 (메타)아크릴계 화합물, 및 단관능성 불포화 단량체를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 인계 (메타)아크릴계 화합물의 구체적인 예로는 9,10-다이하이드로-9-옥사-10-포스파펜안트렌-10-옥시 메틸 (메타)아크릴레이트 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 인계 (메타)아크릴계 화합물의 굴절률은 예를 들면, 약 1.550 내지 약 1.690, 구체적으로 약 1.590 내지 약 1.660일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
상기 인계 (메타)아크릴계 화합물의 함량은 전체 단량체 중, 약 1 내지 약 50 중량%, 예를 들면 약 10 내지 약 30 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 다른 물성의 저하 없이, 우수한 난연성의 (메타)아크릴계 미립자를 얻을 수 있다.
상기 단관능성 불포화 단량체는 불포화기를 1개 함유하는 단량체로서, 예를 들면, 탄소수 1 내지 8의 알킬 (메타)아크릴레이트; (메타)아크릴산을 포함하는 불포화 카르복실산; 무수말레산을 포함하는 산 무수물; 하이드록시기를 함유하는 (메타)아크릴레이트; (메타)아크릴아미드; 불포화 니트릴; 알릴글리시딜 에테르; 글리시딜 메타크릴레이트; 방향족 비닐계 단량체, 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 적용될 수 있다.
상기 단관능성 불포화 단량체의 비한정적인 예로는, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레산, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 아크릴레이트, 모노글리세롤 아크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 알릴 글리시딜 에테르, 글리시딜 메타크릴레이트, 스티렌, 알파-메틸스티렌 등을 예시할 수 있다. 예를 들면 탄소수 1 내지 8의 알킬 (메타)아크릴레이트, 구체적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 이 경우, 보다 우수한 내스크래치성과 투명성을 달성할 수 있다.
일 구체예에서, 상기 단관능성 불포화 단량체로 탄소수 1 내지 8의 알킬 메타크릴레이트와 탄소수 1 내지 8의 알킬 아크릴레이트를 혼합하여 적용할 수 있다. 이 경우, 탄소수 1 내지 8의 알킬 메타크릴레이트와 탄소수 1 내지 8의 알킬 아크릴레이트의 중량비(알킬 메타크릴레이트:알킬 아크릴레이트)는 약 15 : 약 1 내지 약 45 : 약 1일 수 있다. 상기 범위에서 보다 우수한 열안정성 및 유동성을 가질 수 있다.
상기 단관능성 불포화 단량체의 함량은 전체 단량체 중, 약 50 내지 약 99 중량%, 예를 들면 약 70 내지 약 90 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 우수한 광확산성, 투명성 및 난연성의 물성 발란스를 갖는 미립자를 형성할 수 있다.
본 발명에 사용되는 가교제로는 통상의 (메타)아크릴계 미립자(확산제)에 사용되는 가교제가 사용될 수 있으며, 예를 들면, 2 이상의 비닐기를 갖는 다관능성 화합물, 구체적으로 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 1,9-노난디올 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 펜타에릴트리톨 디(메타)아크릴레이트, 디-트리메틸올프로판 테트라(메타)아크릴레이트, 디비닐벤젠, 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 적용될 수 있다.
구체예에서, 상기 단량체 100 중량부에 대하여, 상기 가교제의 함량은 약 5 내지 약 50 중량부, 예를 들면 약 10 내지 약 40 중량부일 수 있다. 상기 범위에서 우수한 광확산성, 투명성, 및 난연성의 물성 발란스를 갖는 미립자를 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 (메타)아크릴계 미립자는 공중합체 제조 분야에 알려진 통상의 중합방법, 예를 들면, 괴상 중합, 유화 중합, 현탁 중합 등에 의해 제조될 수 있으며, 예를 들면, 상기 단량체, 및 가교제에 중합개시제를 투입하여 중합하는 단계를 포함하는 제조방법을 통하여 제조될 수 있다.
구체예에서, 상기 중합개시제는 라디칼 중합개시제이고, 상기 중합은 굴절률 등을 고려하여 현탁 중합일 수 있고, 상기 현탁 중합은 현탁 안정제 등의 존재 하에 수행될 수 있다. 즉, 상기 단량체 및 가교제에 라디칼 중합개시제 등의 중합개시제를 투입하여 반응 혼합액을 제조하고, 제조된 반응 혼합액을 현탁 안정제가 용해된 수용액에 투입하여 본 발명의 (메타)아크릴계 미립자를 제조(현탁 중합)할 수 있다.
상기 중합개시제로는 중합 분야에서 알려진 통상의 라디칼 중합 개시제를 사용할 수 있으며, 예를 들면, 벤조일 퍼옥사이드, 옥탄오일 퍼옥사이드, 데칸오일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 모노클로로벤조일 퍼옥사이드, 디클로로벤조일 퍼옥사이드, p-메틸벤조일 퍼옥사이드, tert-부틸 퍼벤조에이트, 아조비스이소부티로니트릴, 아조비스-(2,4-디메틸)-발레로니트릴 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 상기 중합개시제는 상기 단량체 및 가교제 100 중량부에 대하여, 약 0.01 내지 약 10 중량부, 예를 들면 약 0.03 내지 약 5 중량부로 포함될 수 있다.
상기 현탁 안정제로는 폴리알킬아크릴레이트-아크릴산, 폴리올레핀-말레인산, 폴리비닐알코올, 셀룰로오스 등의 유기 현탁안정제, 트리칼슘포스페이트 등의 무기 현탁 안정제 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 현탁 안정제는 상기 단량체 및 가교제 100 중량부에 대하여, 약 0.01 내지 약 10 중량부, 예를 들면 약 0.03 내지 약 5 중량부로 포함될 수 있다.
또한, 상기 현탁 안정제와 함께 통상의 현탁 안정보조제 등이 더욱 사용될 수 있다. 상기 현탁 안정보조제로는 트리소듐 시트레이트, 트리소듐 포스페이트, 디소듐하이드로겐 포스페이트, 소듐디하이드로겐 포스페이트 등이 사용될 수 있고, 수용성 고분자나 단량체의 용해도 특성을 제어하기 위해 소듐 설페이트 등이 첨가될 수도 있다. 상기 현탁 안정보조제는 상기 단량체 및 가교제 100 중량부에 대하여, 약 0.01 내지 약 50 중량부, 예를 들면 약 0.03 내지 약 30 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 (메타)아크릴계 공중합체의 제조방법에 있어서, 상기 중합 온도와 중합 시간은 적절하게 조절할 수 있다. 예를 들면, 약 30 내지 약 125℃, 구체적으로 약 50 내지 약 120℃의 중합 온도에서 약 2 내지 약 12시간 동안 반응시킬 수 있다.
상기 중합이 완료된 등에는 냉각, 세척, 탈수, 건조 공정 등을 거쳐 입자 형태의 (메타)아크릴계 미립자를 얻을 수 있다.
구체예에서, 본 발명의 (메타)아크릴계 미립자는 평균입경이 약 1 내지 약 50 ㎛, 예를 들면 약 5 내지 약 30 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서 우수한 광확산성을 나타낼 수 있다.
또한, 상기 (메타)아크릴계 미립자는 입경 분산 지수(C.V)가 약 10 내지 약 65%, 예를 들면 약 10 내지 약 50%일수 있다. 상기 범위에서 우수한 광확산성을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 상기 (메타)아크릴계 미립자를 포함하는 것으로서, 투명성 열가소성 수지에 상기 (메타)아크릴계 미립자 및 필요에 따라, 난연제 등을 투입하여 제조될 수 있다.
구체예에서, 상기 투명성 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 상기 (메타)아크릴계 미립자 약 0.1 내지 약 50 중량부, 예를 들면 약 1 내지 약 35 중량부를 투입할 수 있으며, 필요에 따라, 상기 난연제를 약 0.1 내지 약 30 중량부, 예를 들면 약 5 내지 약 20 중량부를 투입하여 제조할 수 있다.
상기 투명성 열가소성 수지로는 (메타)아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 방향족 비닐계 수지 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 투명성 열가소성 수지의 중량평균분자량은 예를 들면, 약 5,000 내지 약 500,000 g/mol일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 상기 난연제로는 통상의 난연제가 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 인계 난연제를 사용할 수도 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물(성형품)은 두께 3.2mm의 시편으로 UL94에 따라 측정한 난연도가 V1 이상, 예를 들면 V1 내지 V0일 수 있으며, 두께 2.5mm의 시편으로 ASTM D1003에 따라 측정한 전광선 투과율이 약 80% 이상, 예를 들면, 약 80 내지 약 98%일 수 있고, 헤이즈가 약 30% 이하, 예를 들면, 약 5 내지 약 20%일 수 있다.
구체예에서, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 필요에 따라, 통상적인 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 산화방지제, 핵제, 계면활성제, 커플링제, 충전제, 가소제, 활제, 항균제, 이형제, 열안정제, 광안정제, 상용화제, 무기물 첨가제, 착색제, 안정제, 정전기방지제, 안료, 염료, 방염제 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 상기 구성성분과 기타 첨가제들을 동시에 혼합한 후에, 압출기 내에서 용융 압출하고 펠렛 형태로 제조할 수 있고, 제조된 펠렛은 사출성형, 압출성형, 진공성형, 캐스팅성형 등의 다양한 성형방법을 통해 다양한 성형품(제품)으로 제조될 수 있다. 이러한 성형방법은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 잘 알려져 있다.
구체예에서, 상기 성형품은 광확산판, 광확산쉬트, 조명기구 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 (메타)아크릴계 미립자를 광확산제로 적용한 열가소성 수지 및 성형품은 난연제를 적게 포함하거나 포함하지 않아도, 우수한 광확산성, 투과성 및 난연성을 가진다. 따라서, 조명기구, 난연성이 요구되는 광확산쉬트 또는 광확산판 등으로 유용하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예
실시예 1
하기 표 1의 조성에 따라, 인계 (메타)아크릴계 화합물로서, 9,10-다이하이드로-9-옥사-10-포스파펜안트렌-10-옥시 메틸메타크릴레이트 단량체(DOPO-MA) 20 중량부, 및 단관능성 불포화 단량체로서, 메틸메타크릴레이트단량체(MMA) 70 중량부를 포함하는 단량체와 가교제로서, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트(TMPTA) 10 중량부를 혼합하고, 상기 단량체 및 가교제 100 중량부에 대하여, 1 중량부의 벤조일 퍼옥사이드(BPO, 중합개시제)를 투입하여 반응 혼합액을 제조하였다. 상기 단량체 및 가교제 100 중량부에 대하여, 현탁 안정제로서, 폴리비닐알코올(PVA, K-value 30) 0.5 중량부, 및 현탁 안정보조제로서, 트리소듐 시트레이트(TSC) 20 중량부를 이온교환수 130 중량부에 용해시킨 후, 이를 고속 교반 반응기에 넣고, 상기 현탁 안정제 등이 용해되어 있는 수용액에 상기 반응 혼합액을 투입하고 8,000 rpm에서 5분 동안 균질화하여 현탁액을 제조하였다. 다음으로, 상기 현탁액을 질소 분위기 하의 4구 플라스크 반응기에서 65℃의 온도로 6시간 동안 반응시킨 후, 온도를 75℃로 올려 4시간 동안 중합반응을 진행시켰다. 상기 반응에 의하여 합성된 중합체를 여과한 후, 물과 에탄올 수용액으로 세척하고, 여과물을 진공 오븐에 넣어 하루 동안 건조시켜 백색 무취의 구형 (메타)아크릴계 미립자를 제조하였다.
실시예 2
하기 표 1의 조성에 따라, 가교제로서, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트(TMPTA) 대신에 디(메타)아크릴레이트(EGDMA)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 (메타)아크릴계 미립자를 제조하였다.
실시예 3
하기 표 1의 조성에 따라, 단관능성 불포화 단량체로서, 메틸메타크릴레이트단량체(MMA) 대신에 스티렌 단량체(SM)를 사용하고, 가교제로서, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트(TMPTA) 대신에 디비닐벤젠(DVB)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 (메타)아크릴계 미립자를 제조하였다.
비교예 1
상기 인계 (메타)아크릴계 화합물을 사용하지 않고, 단관능성 불포화 단량체로서, 메틸메타크릴레이트단량체(MMA)를 90 중량부 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 (메타)아크릴계 미립자를 제조하였다.
표 1
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
인계 (메타)아크릴계 화합물 (중량부) DOPO-MA(70) DOPO-MA(70) DOPO-MA(70) -
단관능성 불포화 단량체 (중량부) MMA(20) MMA(20) SM(20) MMA(90)
가교제 (중량부) TMPTA(10) EGDMA(10) DVB(10) TMPTA(10)
물성 평가 방법
(1) 평균 입경: 제조된 (메타)아크릴계 미립자의 평균 입경은 Beckman coulter社 LS 13 320를 이용하여　측정하였다.
(2) 입경 분산지수(C.V): 바이알 병에 물 18g, 제조된 (메타)아크릴계 미립자 0.5g, 분산액(에탄올:톨루엔=5:5) 3g을 투입한 용액을 초음파기에서 10분간 처리한 다음, Beckman coulter社 LS 13 320를 이용하여, RI(굴절률)=1.49, 25℃에서 미립자의 부피평균크기(M) 및 표준편차(σ)를 측정한 후, 하기의 식 1에 따라 입경 분산지수(coefficient of variation, C.V) 값을 계산하였다.
[식 1]
Figure PCTKR2013006974-appb-I000003
상기 식 1에서, M은 입자의 부피평균크기이고, σ는 표준편차이다.
표 2
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
평균입경(㎛) 5.8 5.5 5.7 5.6
C.V(%) 46 48 46 55
실시예 4-6 및 비교예 2
폴리카보네이트 수지(Panlite 1225WX, Teijin사) 100 중량부, 상기 실시예 1-3 및 비교예 1의 (메타)아크릴계 미립자 1.3 중량부, 인계 난연제(CR-741, Daihachi사)　12 중량부 및 산화방지제 0.1 중량부를 용융, 혼련 압출하여 펠렛을 제조하였다. 이때, 압출은 베럴온도 250℃로 설정된 L/D=29, 직경 45 mm인 이축 압출기를 사용하였으며, 제조된 펠렛은 80℃에서 6시간 건조 후, 실린더온도 250℃로 설정된 6 Oz 사출기에서 사출하여 성형품 시편을 제조하였다.
물성 평가 방법
(1) 난연성: 두께 3.2mm의 시편을 제조하여 UL94　버티칼 테스트 방법으로 난연성을 측정하였다.　각각 5개를 측정하여 그 평균 값으로 난연등급을 계산하였다.
(2) 광확산성:　두께 2.5mm의 사출 성형품 시편을 제조하여,　사출 성형품의 헤이즈(haze)(%) 및 전광성 투과율(%)로 평가하였다. Nippon Denshoku사의 Haze meter NDH 2000 장비를 이용하여　전광성 투과율(전 투과광, TT) 및 헤이즈 값을 측정하였으며, 전 투과광은 확산 투과광(DF)과 평행 투과광(PT)의 합계 광량으로 계산된다.
이때, 전 투과광(TT)이 높을수록 헤이즈가 낮을수록 광확산성이 우수한 것으로 평가된다.
표 3
실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 2
사용 미립자 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
전광성 투과율 (%) 80.5 82.0 87.0 80.0
헤이즈 (%) 19.5 18.0 17.5 19.0
난연성 (등급) V0 V0 V0 V2
상기 표 3의 결과로부터, 본 발명의 화학식 1 구조를 갖는 인계 (메타)아크릴계 화합물이 중합된 (메타)아크릴계 미립자(실시예 1-3)를 사용한 성형품(실시예 4-6)은 광확산성이 우수하고,　난연성이 V0로 매우 우수함을 알 수 있다.
반면, 인계 (메타)아크릴계 화합물을 사용하지 않은 (메타)아크릴계 미립자(비교예 1)를 사용한 비교예 2의 경우, 동일 조건에서 V1 이상의 우수한 난연성을 갖지 못함을 알 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (15)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 인계 (메타)아크릴계 화합물을 포함하는 단량체; 및
    가교제;를 중합하여 형성하는 것을 특징으로 하는 (메타)아크릴계 미립자:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2013006974-appb-I000004
    상기 화학식 1에서, R1은 수소 원자 또는 메틸기이고, R2는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고, R3 및 R4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 환형 탄화수소기이며, m은 1 내지 10의 정수이고, n은 0 내지 5의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단량체는 단관능성 불포화 단량체를 포함하는 것을 특징으로 하는 (메타)아크릴계 미립자.
  3. 제2항에 있어서, 상기 단관능성 불포화 단량체는 탄소수 1 내지 8의 알킬 (메타)아크릴레이트; (메타)아크릴산을 포함하는 불포화 카르복실산; 무수말레산을 포함하는 산 무수물; 하이드록시기를 함유하는 (메타)아크릴레이트; (메타)아크릴아미드; 불포화 니트릴; 알릴 글리시딜 에테르; 글리시딜 메타크릴레이트; 및 방향족 비닐계 단량체 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 (메타)아크릴계 미립자.
  4. 제2항에 있어서, 상기 단량체 중 상기 인계 (메타)아크릴계 화합물의 함량은 약 1 내지 약 50 중량%이고, 상기 단관능성 불포화 단량체의 함량은 약 50 내지 약 99 중량%인 것을 특징으로 하는 (메타)아크릴계 미립자.
  5. 제1항에 있어서, 상기 가교제는 2 이상의 비닐기를 갖는 다관능성 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 (메타)아크릴계 미립자.
  6. 제1항에 있어서, 상기 단량체 100 중량부에 대하여, 상기 가교제의 함량은 약 5 내지 약 50 중량부인 것을 특징으로 하는 (메타)아크릴계 미립자.
  7. 제1항에 있어서, 상기 (메타)아크릴계 미립자는 평균입경이 약 1 내지 약 50 ㎛이고, 입경 분산지수(C.V)가 약 10 내지 약 65%인 것을 특징으로 하는 (메타)아크릴계 미립자.
  8. 하기 화학식 1로 표시되는 인계 (메타)아크릴계 화합물을 포함하는 단량체, 및 가교제에 중합개시제를 투입하여 중합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 (메타)아크릴계 미립자 제조방법:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2013006974-appb-I000005
    상기 화학식 1에서, R1은 수소 원자 또는 메틸기이고, R2는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고, R3 및 R4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 환형 탄화수소기이며, m은 1 내지 10의 정수이고, n은 0 내지 5의 정수이다.
  9. 제8항에 있어서, 상기 중합개시제는 라디칼 중합개시제이고, 상기 중합은 현탁 중합인 것을 특징으로 하는 (메타)아크릴계 미립자 제조방법.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 (메타)아크릴계 미립자를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  11. 제10항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 성형품.
  12. 제11항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 투명성 열가소성 수지 100 중량부; 및
    상기 (메타)아크릴계 미립자 약 0.1 내지 약 50 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품.
  13. 제12항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 투명성 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 난연제를 약 0.1 내지 약 30 중량부의 범위로 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품.
  14. 제11항에 있어서, 상기 성형품은 두께 3.2mm의 시편으로 UL94에 따라 측정한 난연도가 V1 이상이며, 두께 2.5mm의 시편으로 ASTM D1003에 따라 측정한전광선 투과율이 약 80% 이상이고, 헤이즈가 약 30% 이하인 것을 특징으로 하는 성형품.
  15. 제11항에 있어서, 상기 성형품은 광확산쉬트 또는 광확산판인 것을 특징으로 하는 성형품.
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