WO2018174460A1 - 폴리염화비닐 수지와 아크릴계 수지가 혼합된 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 실내 내장재용 보드 - Google Patents

폴리염화비닐 수지와 아크릴계 수지가 혼합된 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 실내 내장재용 보드 Download PDF

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resin
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plasticizer
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고해승
남승백
박명석
장우경
정우철
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Definitions

  • the present invention relates to a resin composition in which a polyvinyl chloride resin and an acrylic resin are mixed, and a board for an indoor interior material manufactured using the same, having a high glass transition temperature and superior heat resistance as compared to using a polyvinyl chloride resin alone.
  • the present invention relates to a resin composition that can be applied to both a calendering method and an extrusion method with high flexibility even when using less, and an indoor interior board manufactured using the same.
  • Polyvinyl chloride resin is a typical general-purpose polymer widely used for flooring, wallpaper, pipes, windows and profiles, soft film for food packaging, fibers and the like.
  • polyvinyl chloride resin has a low glass transition temperature (Tg) and heat distortion temperature (HDT: low heat distortion temperature) is limited to the application in the high temperature range.
  • Tg glass transition temperature
  • HDT heat distortion temperature
  • the glass transition temperature of commercially available conventional polyvinyl chloride resin is about 80 ° C.
  • the extrusion method is mainly used. However, the extrusion method is significantly lower in productivity than the calender method.
  • the production method is determined according to whether the plasticizer is used, and the difference in physical properties and productivity is significantly generated.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2001-0056683 has a polyether ketone having a higher order structure that is compatible with polyvinyl chloride resin and melt blended, and includes the same.
  • a heat resistant polyvinyl chloride blend is disclosed.
  • the heat-resistant polyvinyl chloride blend of the prior art is mainly used as a hot water pipe, etc., its use is very limited.
  • hard board materials used for indoor interior materials such as flooring, closet materials include plywood, HDF (High Density Fiberboard), MDF (Medium Density Fiberboard), inorganic board, fiber board, and the like.
  • Each board has its drawbacks.
  • Wood-based boards such as plywood, HDF, and MDF have poor water resistance, and inorganic boards need to be lightened due to their high specific gravity.
  • the fiber board the dimensional reinforcing fibers are mixed with a polymer binder in a predetermined amount, in this case, there is a problem in that the processing of the grooves to fasten the processed board to a certain size due to the bur of the reinforcing fibers.
  • a polyvinyl chloride resin is used to manufacture a hard board used as a flooring material or a wallboard material, the glass transition temperature of the polyvinyl chloride resin is low, and thus there is a problem that it is vulnerable to heat deformation during long-term use.
  • the polyvinyl chloride resin composition is applicable to both interior and interior boards that constitute flooring and closet materials, and has excellent heat resistance, high flexibility, and excellent workability. And the situation is urgently required to develop a board for indoor interior materials manufactured using the same.
  • Patent Document 1 KR 10-2001-0056683 A (2001. 07. 04)
  • an object of the present invention is to provide a new resin composition, which is excellent in heat resistance, high in flexibility even in the use of less plasticizer, and excellent in workability, applicable to both a calendering method and an extrusion method. .
  • an object of the present invention is to provide a board for indoor interior materials manufactured using the resin composition.
  • the present invention provides a resin composition comprising 5-70 parts by weight of acrylic resin, 1-15 parts by weight of plasticizer and 100-500 parts by weight of inorganic filler with respect to 100 parts by weight of polyvinyl chloride resin.
  • the present invention provides a board for indoor interior materials manufactured using the resin composition.
  • the resin composition of the present invention is excellent in compatibility with polyvinyl chloride resin due to the inclusion of a specific content of acrylic resin, high flexibility even when using less plasticizer, excellent workability, applicable to both calendering and extrusion methods It works.
  • the resin composition of the present invention and the board for indoor interior prepared using the same have a high glass transition temperature as compared to the board using only the polyvinyl chloride resin as a conventional polyvinyl chloride resin composition and resin has excellent heat resistance. .
  • the present invention relates to a resin composition in which a polyvinyl chloride resin and an acrylic resin are mixed, wherein the resin composition is 5-70 parts by weight of an acrylic resin, 1-15 parts by weight of a plasticizer, and an inorganic filler based on 100 parts by weight of a polyvinyl chloride resin. It relates to a resin composition comprising 100-500 parts by weight.
  • the polyvinyl chloride resin may have a weight average molecular weight (Mw) of 50,000-150,000 g / mol, or 70,000-130,000 g / mol. If it is less than the above range, the mechanical properties of the final product is lowered, and if it exceeds the above range can be used within the range because the processability is lowered.
  • Mw weight average molecular weight
  • the acrylic resin may be mixed to prepare a resin composition having high glass transition temperature while having high flexibility even though less plasticizer is used.
  • Polyacryl methacrylate having a relatively high glass transition temperature and excellent impact resistance may be used. Can be used.
  • the polymethyl methacrylate may be a homopolymer of methyl methacrylate or a copolymer of methyl methacrylate with an acrylic monomer except methyl methacrylate.
  • the acrylic monomer may be an alkyl acrylate monomer, an alkyl methacrylate monomer, or a mixture of an alkyl acrylate monomer and an alkyl methacrylate monomer.
  • alkyl acrylate monomer methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, sec-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, methyl Butyl acrylate, amyl acrylate, isoamyl acrylate, n-hexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, pentadecyl acrylate, dodecyl acrylate, isobornyl acrylate, phenyl acryl
  • One or more types selected from the group consisting of latex, benzyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, glycidyl acrylate and allyl acrylate can be used.
  • the alkyl methacrylate monomers include ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, sec-butyl methacrylate except methyl methacrylate.
  • One or more types selected from the group consisting of acrylate and allyl methacrylate can be used.
  • the polymethyl methacrylate may further include other monomers in addition to the methyl methacrylate and the acrylic monomer.
  • Unsaturated carboxylic acid such as methacrylic acid, acrylic acid, maleic anhydride
  • Olefins such as ethylene, propylene, 1-butene, isobutylene and 1-octene
  • Conjugated diene compounds such as 1,3-butadiene, isoprene and myrcene
  • Aromatic vinyl compounds such as styrene, ⁇ -methylstyrene, p-methylstyrene, and m-methylstyrene
  • Vinyl acetate Vinylpyridine
  • Unsaturated nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile
  • Vinyl ketones Halogen-containing monomers such as vinyl chloride, vinylidene chloride and vinylidene fluoride
  • Acrylamide unsaturated amide of methacrylamide, etc.
  • polymethyl methacrylate may be a copolymer of methyl methacrylate and methyl acrylate, or a copolymer of methyl methacrylate, methyl acrylate and methacrylic acid.
  • the polymethyl methacrylate may have a glass transition temperature in the range of 80-130 ° C, or in the range of 90-110 ° C. If it is less than the above range, the glass transition temperature synergistic effect of the resin composition is insignificant, and if it exceeds the above range, the processability of the resin composition is poor, and thus it can be used within the above range.
  • the polymethyl methacrylate may have a weight average molecular weight (Mw) of 10,000-300,000 g / mol, 15,000-150,000 g / mol, or 20,000-130,000 g / mol.
  • Mw weight average molecular weight
  • the acrylic resin may be used 5-70 parts by weight, or 20-60 parts by weight based on 100 parts by weight of polyvinyl chloride resin. If it is less than the above range, the glass transition temperature increase effect of the resin composition is insignificant, and if it exceeds the above range, the efficiency decreases due to problems such as an increase in raw material cost due to excessive use of acrylic resin, which is about 2.5 times more expensive than the polyvinyl chloride resin. It can be used within the above range.
  • the resin composition of the present invention can minimize the amount of plasticizer used compared to the resin composition containing polyvinyl chloride alone as a conventional resin due to the acrylic resin having excellent compatibility and processability and excellent compatibility with the polyvinyl chloride resin. have.
  • the plasticizer may be a phthalate plasticizer, a terephthalate plasticizer, a benzoate plasticizer, a citrate plasticizer, a phosphate plasticizer, an adipate plasticizer, or a mixture thereof.
  • dioctyl phthalate diethylhexyl phthalate, diisononyl phthalate, diisodecyl phthalate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, diheptyl phthalate, dinonyl phthalate or ditridecyl phthalate can be used. May be, but is not limited thereto.
  • Dioctyl terephthalate may be used as the terephthalate plasticizer, but is not limited thereto.
  • benzoate plasticizer examples include 2- (2- (2-phenylcarbonyloxyethoxy) ethoxy) ethyl benzoate, glyceryl tribenzoate, trimethylolpropane tribenzoate, isononyl benzoate and 1-methyl 2- (2-phenylcarbonyloxypropoxy) ethyl benzoate, 2, 2, 4-trimethyl-1, 3-pentanediol dibenzoate, n-hexyl benzoate or trimethylol propanetribenzoate can be used. However, it is not limited thereto.
  • Acetyl tributyl citrate or tributyl citrate may be used as the citrate plasticizer, but is not limited thereto.
  • the phosphate-based plasticizer may be used tricresyl phosphate or tributyl phosphate, but is not limited thereto.
  • adipate-based plasticizer bis (2-ethylhexyl) adipate, dimethyl adipate, monomethyl adipate, dioctyl adipate or diisononyl adipate may be used, but are not limited thereto.
  • the plasticizer may be used 1-15 parts by weight or 1-10 parts by weight based on 100 parts by weight of polyvinyl chloride resin. If it is less than the above range, the workability and physical properties are lowered, and if it exceeds the above range, the mechanical properties of the final product are lowered, so it can be used within the above range.
  • the inorganic filler may be used at least one selected from the group consisting of calcium carbonate, amorphous silica, talc, zeolite, magnesium carbonate, calcium sulfate, calcium phosphate, magnesium phosphate, aluminum oxide, kaolin, ATH (Alumina trihydrate), talc, In one embodiment of the present invention it can be used inexpensive calcium carbonate.
  • the inorganic filler may be used 100-500 parts by weight or 200-450 parts by weight based on 100 parts by weight of polyvinyl chloride resin. If it is less than the range is concerned that the lowering of the physical properties and the price increase, if exceeding the above range can be used within the range because the workability is lowered.
  • the resin composition of the present invention may optionally further comprise a heat stabilizer.
  • the heat stabilizer is necessary for processing a conventional polyvinyl chloride resin, but the type thereof is not limited.
  • epoxidized soybean oil, metal salt, calcium-zinc-based, barium-zinc-based, or a mixture thereof may be used.
  • the heat stabilizer may be used 2-6 parts by weight based on 100 parts by weight of polyvinyl chloride resin.
  • the resin composition of the present invention may optionally further include other additives for adjusting the physical properties of the article to be used.
  • the other additives may be selected from among melt strength enhancers, lubricants, antistatic agents, ultraviolet absorbers, flame retardants, antioxidants, colorants, stabilizers, wetting agents, thickeners, foaming agents, antifoaming agents, coagulants, gelling agents, antisettling agents, antioxidants, and the like. The above can be used and their kind and content are not specifically limited.
  • Glass transition temperature of the resin composition of the present invention is 70-95 °C, 75-90 °C, or 77-88 °C, the glass transition temperature is higher than the conventional polyvinyl chloride resin composition, there is an effect excellent in heat resistance.
  • the resin composition of the present invention is excellent in compatibility with polyvinyl chloride resin due to the inclusion of a specific content of acrylic resin, high flexibility even when using less plasticizer, excellent workability, applicable to both calendering and extrusion methods It works.
  • this invention relates to the board for indoor interior materials manufactured using the resin composition.
  • the indoor interior board may be manufactured by calendering or extrusion molding the resin composition.
  • the calendering molding may be to mold the resin composition through a calender roll of 160-170 °C.
  • the resin composition is introduced into an extruder, melt-kneaded at a temperature of 180-200 ° C., and then set to 180-150 ° C. to be lowered toward the die, thereby molding using the pressure drop simultaneously with extrusion. It may be.
  • the heat deformation temperature of the indoor interior board may be 65-95 °C, 70-90 °C or 75-85 °C. By having a heat deflection temperature within the above range it can be confirmed that the board for indoor interior materials of the present invention is excellent in heat resistance.
  • the board for indoor interior materials may be, for example, 1-10mm or 1.5-7mm in thickness, but is not necessarily limited thereto and may be changed as necessary.
  • the interior interior board of the present invention When the interior interior board of the present invention is used as a flooring or closet, after the interior board is installed on the wall or floor, the interior finishing material such as wallpaper, paint, deco film can be added to the surface.
  • the interior finishing material such as wallpaper, paint, deco film
  • the interior interior board of the present invention may have a structure in which interior finishing materials such as wallpaper, paint, and decor film are integrally formed on one or both surfaces of the board, and may be installed on a wall or a floor.
  • interior finishing materials such as wallpaper, paint, and decor film
  • the board for indoor interior materials manufactured using the resin composition of the present invention has a high heat deformation temperature compared to a board using only polyvinyl chloride resin as a resin, and thus has excellent heat resistance.
  • Example 1-2 The resin composition of Example 1-2, Comparative Example 1-5, and Reference Example 1 was prepared like the mixing ratio of the resin composition as Table 1 below, and the glass transition temperature was measured.
  • -PVC used a polyvinyl chloride resin having a weight average molecular weight of 100,000 g / mol and a glass transition temperature of 80 °C (LG Chem, LS100).
  • the plasticizer used dioctyl terephthalate (LG Chem, DOTP).
  • -PMMA 1 is an acrylic resin having a weight average molecular weight of 43,000g / mol, a glass transition temperature of 105 °C.
  • -PMMA 2 is an acrylic resin having a weight average molecular weight of 91,000g / mol, a glass transition temperature of 92 °C.
  • -PMMA 3 is an acrylic resin having a weight average molecular weight of 400,000g / mol, a glass transition temperature of 108 °C.
  • Inorganic fillers were calcium carbonate (CaCO 3 ).
  • the thermal stabilizer used Ba-Zn system.
  • Example 1 Example 2 Comparative Example 1 Comparative Example 2 Comparative Example 3 Comparative Example 4 Comparative Example 5
  • PVC Prescription (part by weight) PVC 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 DOTP 7 7 25 7 7 20 20 7
  • PMMA 1 Mw: 43,000 g / mol) 50 - - 80 3 50
  • 80 - PMMA 2 (Mw: 91,000 g / mol) - 50 - - - - - - - PMMA 3 (Mw: 400,000 g / mol) - - - - - - - 50
  • Inorganic filler 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300
  • the resin composition prepared in 1 was passed through a calender roll at 160-170 ° C. to prepare a board for indoor interior materials having a length, width, and thickness of 300 mm ⁇ 200 mm ⁇ 4 mm.
  • the heat deflection temperature of the indoor interior board was measured according to the ISO 75-1 standard and the results are shown in Table 2 below.
  • the board for indoor interior materials is manufactured from a specimen having a length, width, and thickness of 80 mm x 10 mm x 4 mm, and the specimen is an oil having a depth of at least 50 mm on a support in a heating bath containing oil. Position it to be deposited on. Thereafter, after setting the deformation value of the specimen 5 minutes after applying a load of 80 g to the specimen to 0, if the temperature of the heating bath is raised at a constant rate of 120 ⁇ 10 °C / h, the specimen sag under the load At this time, the temperature when the specimen is 0.3mm strain is measured.
  • Example 1 Example 2 Comparative Example 1 Comparative Example 2 Comparative Example 3 Comparative Example 4 Comparative Example 5
  • PVC Prescription (part by weight) PVC 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 DOTP 7 7 25 7 7 20 20 7
  • PMMA Mw: 43,000 g / mol
  • 80 - PMMA Mw: 91,000 g / mol
  • 50 - - - - - - - PMMA Mw: 400,000 g / mol) - - - - - - 50
  • Inorganic filler 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300
  • the boards prepared by the compositions of Examples 1 and 2 have a certain content of acrylic resins, even though they contain less than 1/3 of the plasticizer compared to Comparative Example 1, so that the compatibility and processability with the polyvinyl chloride resin It was excellent in calendering molding.
  • Comparative Example 2 containing an excessive amount of acrylic resin is not preferred because the raw material value is increased, Comparative Example 3 containing less than the specific content of the acrylic resin is insignificant effect of the glass transition temperature increase, the heat deformation temperature of Example 1, It is lower than the board of 2 and the workability is also reduced.
  • Comparative Example 4 containing an excess of a plasticizer can be confirmed that the glass transition temperature and the heat deformation temperature is very low compared to Examples 1 and 2.
  • Comparative Example 5 including an excessive amount of acrylic resin and a plasticizer is excellent in workability, it can be seen that the glass transition temperature and heat deformation temperature is very low compared to Examples 1 and 2.

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Abstract

본 발명은 폴리염화비닐 수지와 아크릴계 수지가 혼합된 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 실내 내장재용 보드에 관한 것으로, 폴리염화비닐 수지를 단독 사용하는 것에 비해 유리전이온도가 높아 내열성이 우수하고, 가소제를 적게 사용하여도 유연성이 높아 가공성이 우수하여 캘린더링 방식 및 압출방식 모두에 적용될 수 있는 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 실내 내장재용 보드에 관한 것이다.

Description

폴리염화비닐 수지와 아크릴계 수지가 혼합된 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 실내 내장재용 보드
본 발명은 폴리염화비닐 수지와 아크릴계 수지가 혼합된 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 실내 내장재용 보드에 관한 것으로, 폴리염화비닐 수지를 단독 사용하는 것에 비해 유리전이온도가 높아 내열성이 우수하고, 가소제를 적게 사용하여도 유연성이 높아 가공성이 우수하여 캘린더링 방식 및 압출방식 모두에 적용될 수 있는 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 실내 내장재용 보드에 관한 것이다.
폴리염화비닐 수지는 바닥재, 벽지, 파이프, 창호용 프로파일, 식품 포장용 연질 필름, 섬유 등의 용도로 광범위하게 이용되는 대표적인 범용 고분자이다. 그러나 폴리염화비닐 수지는 유리전이온도(Tg : glass transition temperature) 및 열변형 온도(HDT : heat distortion temperature)가 낮아 고온 영역에서의 응용에 제한을 받고 있다. 예를 들어, 상업적으로 통용되는 통상적인 폴리염화비닐 수지의 유리전이온도는 약 80℃이다.
또한, 통상 폴리염화비닐 수지를 포함하는 조성물의 경우 폴리염화비닐 수지의 유리전이온도 이상으로 배합처방을 설계하지 않기 때문에 상기 조성물이 이용되는 제품의 물성을 개선하는데 한계가 있었다.
한편, 종래 폴리염화비닐 수지를 이용하여 가공 시, 통상적으로 가소제를 사용하여 유리전이온도를 낮추어 유연성을 부여하거나, 가소제 사용 없이 프로파일 또는 파이프 형태로 가공하는 것이 일반적이었다.
가소제를 포함하는 폴리염화비닐 수지 조성물의 경우 유연한 특징이 있으므로 가공성이 우수하여 생산성이 높은 캘린더 방식의 가공법을 사용할 수 있고, 가소제를 포함하지 않는 폴리염화비닐 수지 조성물의 경우 유연성이 부족하고 하드(hard) 하므로 주로 압출 방식의 가공법을 이용한다. 그러나 압출 방식은 캘린더 방식에 비해 생산성이 현저히 떨어진다.
따라서 가소제의 사용여부에 따라 생산방식이 결정되고, 이에 따른 물성 및 생산성의 차이가 현저히 발생되게 된다.
폴리염화비닐 수지의 내열성을 높이기 위한 일예로, 대한민국 공개특허공보 제10-2001-0056683호는, 폴리염화비닐 수지와 상용성을 가지면서 용융 블렌딩이 가능한 고차가지 구조의 폴리에테르케톤 및 이를 포함하는 내열성 폴리염화비닐 블렌드를 개시하고 있다.
그러나 상기 선행기술의 내열성 폴리염화비닐 블렌드는 주로 온수배관파이프 등으로 이용되는 것으로, 그 용도가 매우 제한적이다.
한편, 바닥재, 벽장재와 같은 실내 내장재 용도로 사용되는 경질의 보드 자재로는 합판, HDF(High Density Fiberboard), MDF(Medium Density Fiberboard), 무기물 보드, 섬유 보드 등이 있다. 각각의 보드들은 단점을 가지고 있는데, 합판, HDF, MDF 같은 목질계 보드의 경우 내수성이 나쁘고, 무기물 보드의 경우 비중이 높아 경량화될 필요가 있다. 섬유 보드의 경우 치수 보강섬유가 고분자 바인더와 일정 함량으로 혼합되어 있는데, 이 경우 보강섬유의 버(bur)로 인하여 일정 크기로 가공된 보드를 체결할 수 있는 홈의 가공이 어려운 문제점이 있었다.
만약 폴리염화비닐 수지를 이용하여 바닥재, 벽장재로 사용되는 경질의 보드를 제조할 시, 폴리염화비닐 수지의 유리전이온도가 낮아 장기간 사용시 열변형에 취약한 문제점이 있다.
따라서, 적용용도가 바닥재 및 벽장재 등을 구성하는 실내 내장재용 보드에 적용가능한 것으로서, 내열성이 우수하고, 유연성이 높아 가공성이 우수하여, 캘린더링 방식 및 압출방식 모두에 적용가능한 폴리염화비닐 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 실내 내장재용 보드의 개발이 절실히 요구되는 실정이다.
〔선행기술문헌〕
〔특허문헌〕(특허문헌 1) KR 10-2001-0056683 A (2001. 07. 04)
상기의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 내열성이 우수하고, 가소제를 적게 사용하여도 유연성이 높아 가공성이 우수하여 캘린더링 방식 및 압출방식 모두에 적용가능한, 새로운 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 수지 조성물을 이용하여 제조된 실내 내장재용 보드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 아크릴계 수지 5-70중량부, 가소제 1-15중량부 및 무기충전제 100-500중량부를 포함하는 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 수지 조성물을 이용하여 제조된 실내 내장재용 보드를 제공한다.
본 발명의 수지 조성물은 특정 함량의 아크릴계 수지를 포함함으로 인해 폴리염화비닐 수지와의 상용성이 우수하고 가소제를 적게 사용하여도 유연성이 높아 가공성이 우수하며, 캘린더링 방식 및 압출방식 모두에 적용가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 실내 내장재용 보드는 종래의 폴리염화비닐 수지 조성물 및 수지로서 상기 폴리염화비닐 수지만을 사용한 보드에 비해 유리전이온도가 높아 내열성이 우수한 효과가 있다.
이하에서는 본 발명에 대해 구체적으로 설명한다.
본 발명은 폴리염화비닐 수지와 아크릴계 수지가 혼합된 수지 조성물에 관한 것으로, 상기 수지 조성물은 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 아크릴계 수지 5-70중량부, 가소제 1-15중량부, 및 무기충전제 100-500중량부를 포함하는 수지 조성물에 관한 것이다.
상기 폴리염화비닐 수지는 일례로, 중량평균분자량(Mw)이 50,000-150,000g/mol, 또는 70,000-130,000g/mol일 수 있다. 상기 범위 미만인 경우 최종 제품의 기계적 물성이 저하되며, 상기 범위를 초과한 경우 가공성이 떨어지게 되므로 상기 범위 내에서 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 수지는 가소제를 적게 사용하여도 유연성이 높아 가공성이 우수하면서, 높은 유리전이온도를 갖는 수지 조성물을 제조하기 위해 혼합되는 것으로, 유리전이온도가 비교적 높고 내충격성이 우수한 폴리메틸메타크릴레이트를 사용할 수 있다.
상기 폴리메틸메타크릴레이트는 메틸메타크릴레이트의 단독중합체 또는 메틸메타크릴레이트와 메틸메타크릴레이트를 제외한 아크릴계 단량체와의 공중합체일 수 있다.
상기 아크릴계 단량체는 알킬아크릴레이트 단량체, 또는 알킬메타크릴레이트 단량체, 또는 알킬아크릴레이트 단량체와 알킬메타크릴레이트 단량체의 혼합물일 수 있다.
상기 알킬아크릴레이트 단량체로는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, tert-부틸아크릴레이트, 메틸부틸아크릴레이트, 아밀아크릴레이트, 이소아밀아크릴레이트, n-헥실아크릴레이트, 사이크로헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 펜타데실아크릴레이트, 도데실아크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트 및 알릴아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 알킬메타크릴레이트 단량체로는 메틸메타크릴레이트를 제외한 에틸메타크릴레이트, n-프로필메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, sec-부틸메타크릴레이트, tert-부틸메타크릴레이트, 아밀메타크릴레이트, 이소아밀메타크릴레이트, n-헥실메타크릴레이트, 사이크로헥실메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 펜타데실메타크릴레이트, 도데실메타크릴레이트, 이소보르닐메타크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 페녹시에틸메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트, 2-메톡시에틸메타크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 및 알릴메타크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 폴리메틸메타크릴레이트는 상기 메틸메타크릴레이트 및 아크릴계 단량체 외에 그 밖의 단량체를 더 포함할 수 있다.
상기 그 밖의 단량체로는 메타크릴산, 아크릴산, 무수 말레산 등의 불포화 카르복실산; 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 이소부틸렌, 1-옥텐 등의 올레핀; 1,3-부타디엔, 이소프렌, 미르센 등의 공액 디엔 화합물; 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌, m-메틸스티렌 등의 방향족 비닐 화합물; 아세트산 비닐; 비닐피리딘; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 불포화 니트릴; 비닐케톤; 염화 비닐, 염화 비닐리덴, 불화 비닐리덴 등의 할로겐 함유 단량체; 아크릴아미드, 메타크릴아미드의 불포화 아미드 등을 들 수 있다.
본 발명에서, 상기 폴리메틸메타크릴레이트의 구체적 일예는 메틸메타크릴레이트 및 메틸아크릴레이트의 공중합체, 또는 메틸메타크릴레이트와 메틸아크릴레이트 및 메타크릴산의 공중합체일 수 있다.
상기 폴리메틸메타크릴레이트는 일례로, 유리전이온도가 80-130℃ 범위 내, 또는 90-110℃ 범위 내일 수 있다. 상기 범위 미만일 경우 수지 조성물의 유리전이온도 상승효과가 미미하고, 상기 범위를 초과하는 경우 수지 조성물의 가공성이 좋지 않으므로, 상기 범위 내로 사용할 수 있다.
상기 폴리메틸메타크릴레이트는 중량평균분자량(Mw)이 10,000-300,000g/mol, 15,000-150,000g/mol, 또는 20,000-130,000g/mol일 수 있다. 폴리메틸메타크릴레이트의 중량평균분자량(Mw)이 상기 범위 미만인 경우 중합이 어려워 바람직하지 못하고, 상기 범위를 초과하는 경우 폴리염화비닐 수지와의 상용성 및 가공성이 좋지 않으므로, 상기 범위 내에서 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 수지는 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 5-70중량부, 또는 20-60중량부를 사용할 수 있다. 상기 범위 미만일 경우 수지 조성물의 유리전이온도 상승효과가 미미하며, 상기 범위를 초과하는 경우 상기 폴리염화비닐 수지에 비해 약 2.5배 비싼 아크릴계 수지의 과다사용으로 인해 원재료비 상승 등의 문제로 효율성이 떨어지므로 상기 범위 내로 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 수지 조성물은 상기 폴리염화비닐 수지와 상용성이 우수함과 아울러 가공성이 우수한 아크릴계 수지를 포함함으로 인해 종래 수지로서 폴리염화비닐을 단독으로 포함한 수지 조성물에 비해 가소제 사용 함량을 최소화할 수 있다.
상기 가소제는 프탈레이트계 가소제, 테레프탈레이트계 가소제, 벤조에이트계 가소제, 시트레이트계 가소제, 포스페이트계 가소제, 아디페이트계 가소제 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 프탈레이트계 가소제로는 디옥틸프탈레이트, 디에틸헥실프탈레이트, 디이소노닐프탈레이트, 디이소데실프탈레이트, 디메틸프탈레이트, 디에틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디헵틸프탈레이트, 디노닐프탈레이트 또는 디트리데실프탈레이트를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 테레프탈레이트계 가소제로는 디옥틸테레프탈레이트를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 벤조에이트계 가소제로는 2-(2-(2-페닐카르보닐옥시에톡시)에톡시)에틸 벤조에이트, 글리세릴 트리벤조에이트, 트리메틸올프로판 트리벤조에이트, 이소노닐 벤조에이트, 1-메틸-2-(2-페닐카보닐옥시프로폭시)에틸 벤조에이트, 2, 2, 4-트리메틸-1, 3-펜탄디올 디벤조에이트, n-헥실 벤조에이트 또는 트리메틸올 프로판트리벤조에이트를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 시트레이트계 가소제로는 아세틸트리부틸 시트레이트 또는 트리부틸시트레이트를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 포스페이트계 가소제로는 트리크레실 포스페이트 또는 트리부틸포스페이트를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 아디페이트계 가소제로는 비스(2-에틸헥실)아디페이트, 디메틸 아디페이트, 모노메틸 아디페이트, 디옥틸 아디페이트 또는 디이소노닐 아디페이트를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 가소제는 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 1-15중량부 또는 1-10중량부를 사용할 수 있다. 상기 범위 미만일 경우 가공성 및 물성이 저하되고, 상기 범위를 초과하는 경우 최종 제품의 기계적 물성이 저하되므로 상기 범위 내로 사용할 수 있다.
상기 무기충전제는 탄산칼슘, 비정질 실리카, 활석, 제올라이트, 탄산마그네슘, 황산칼슘, 인산칼슘, 인산마그네슘, 산화알루미늄, 카올린, ATH(Alumina trihydrate), 탈크로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으며, 본 발명의 구체적 일 실시예로 가격이 저렴한 탄산칼슘을 사용할 수 있다.
상기 무기충전제는 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 100-500중량부 또는 200-450중량부를 사용할 수 있다. 상기 범위 미만일 경우 물성 저하 및 가격상승이 우려되고, 상기 범위를 초과하는 경우 가공성이 저하되므로 상기 범위 내로 사용할 수 있다.
본 발명의 수지 조성물은 선택적으로 열안정제를 더 포함할 수 있다.
상기 열안정제는 통상의 폴리염화비닐 수지 가공에 필요한 것으로 그 종류를 한정하지는 않으나 예를 들면, 에폭시화 대두유, 금속염, 칼슘-아연계, 바륨-아연계 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 열안정제는 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 2-6중량부를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 수지 조성물은 선택적으로 수지 조성물이 사용될 물건의 물성을 조절하기 위한 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 기타 첨가제는 용융강도 보강제, 활제, 대전 방지제, 자외선 흡수제, 난연제, 산화 방지제, 착색제, 안정화제, 습윤제, 증점제, 기포제, 소포제, 응고제, 겔화제, 침강 방지제, 노화방지제 등 중 선택된 하나 또는 그 이상을 사용할 수 있으며, 이들의 종류 및 함량은 특별히 제한되지 않는다.
본 발명의 수지 조성물의 유리전이온도는 70-95℃, 75-90℃, 또는 77-88℃로서, 종래의 폴리염화비닐 수지 조성물에 비해 유리전이온도가 높아 내열성이 우수한 효과가 있다.
본 발명의 수지 조성물은 특정 함량의 아크릴계 수지를 포함함으로 인해 폴리염화비닐 수지와의 상용성이 우수하고 가소제를 적게 사용하여도 유연성이 높아 가공성이 우수하며, 캘린더링 방식 및 압출방식 모두에 적용가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 수지 조성물을 이용하여 제조된 실내 내장재용 보드에 관한 것이다.
상기 수지 조성물은 위에서 설명한 바와 동일하므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
상기 실내 내장재용 보드는 상기 수지 조성물을 캘린더링 성형 또는 압출 성형하여 제조될 수 있다.
상기 캘린더링 성형은 상기 수지 조성물을 160-170℃의 캘린더롤을 통과시켜 성형하는 것일 수 있다.
상기 압출 성형은 상기 수지 조성물을 압출기에 투입하고 180-200℃의 온도하에서 용융혼련한 후, 180-150℃로 다이(die)쪽으로 향할수록 낮아지게 설정하여 압출과 동시에 압력강하를 이용하여 성형하는 것일 수 있다.
상기 실내 내장재용 보드의 열변형 온도는 65-95℃, 70-90℃ 또는 75-85℃일 수 있다. 상기 범위 내의 열변형 온도를 가짐으로써 본 발명의 실내 내장재용 보드는 내열성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
또한, 상기 실내 내장재용 보드는 일례로 두께가 1-10mm 또는 1.5-7mm일 수 있으나, 반드시 이로 제한되는 것은 아니며 필요에 따라 변경할 수 있다.
본 발명의 실내 내장재용 보드가 바닥재 또는 벽장재로 사용될 경우, 상기 실내 내장재용 보드를 벽체 또는 바닥에 시공 후 그 표면에 벽지, 페인트, 데코필름 등 인테리어 마감재가 추가 시공될 수 있다.
또는 선택적으로, 본 발명의 실내 내장재용 보드는 보드의 일면 또는 양면에 벽지, 페인트, 데코필름 등의 인테리어 마감재가 일체로 형성된 구조일 수 있으며, 이를 벽체 또는 바닥에 시공할 수 있다.
본 발명의 수지 조성물을 이용하여 제조된 실내 내장재용 보드는 수지로서 폴리염화비닐 수지만을 사용한 보드에 비해 열변형 온도가 높아 내열성이 우수한 효과가 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.
[실험예]
1. 수지 조성물의 제조 및 유리전이온도 측정
수지 조성물의 배합비를 하기의 표 1과 같이 하여 실시예 1-2, 비교예 1-5 및 참조예 1의 수지 조성물을 제조하여 유리전이온도를 측정하였다.
유리전이온도는 DSC(Differential Scanning Calorimeter)로 측정하였다.
-PVC는 중량평균분자량이 100,000g/mol이고, 유리전이온도가 80℃인 폴리염화비닐 수지를 사용하였다(LG화학, LS100).
-가소제는 디옥틸테레프탈레이트를 사용하였다(LG화학, DOTP).
-PMMA 1은중량평균분자량이 43,000g/mol이고, 유리전이온도가 105℃인 아크릴계 수지를 사용하였다.
-PMMA 2는 중량평균분자량이 91,000g/mol이고, 유리전이온도가 92℃인 아크릴계 수지를 사용하였다.
-PMMA 3은 중량평균분자량이 400,000g/mol이고, 유리전이온도가 108℃인 아크릴계 수지를 사용하였다.
-무기충전제는 탄산칼슘(CaCO3)을 사용하였다.
-열안정제는 Ba-Zn계를 사용하였다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 참조예 1
처방(중량부) PVC 100 100 100 100 100 100 100 100
DOTP 7 7 25 7 7 20 20 7
PMMA 1(Mw: 43,000g/mol) 50 - - 80 3 50 80 -
PMMA 2(Mw: 91,000g/mol) - 50 - - - - - -
PMMA 3(Mw: 400,000g/mol) - - - - - - - 50
무기 충전제 300 300 300 300 300 300 300 300
열안정제 3 3 3 3 3 3 3 3
유리전이온도(℃) 81 81 30 90 68 55 64 81
2. 수지 조성물을 이용하여 제조된 실내 내장재용 보드의 물성시험
상기 1에서 제조한 수지 조성물을 160-170℃의 캘린더 롤을 통과시켜 길이, 너비, 두께가 300mm x 200mm x 4mm의 실내 내장재용 보드를 제조하였다.
- 열변형 온도(내열성)
실내 내장재용 보드의 열변형 온도는 ISO 75-1의 규격에 의거하여 측정하였으며 이의 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구체적으로는 상기 실내 내장재용 보드를 길이, 너비, 두께가 80mm x 10mm x 4mm인 시편으로 제조하고, 상기 시편을 오일을 포함하는 가열 배스(bath) 내 지지대 상에 상기 시편이 적어도 50mm 깊이의 오일에 침적되도록 위치시킨다. 그 후, 상기 시편에 80g의 하중을 가한 5분 후의 시편의 변형 값을 0으로 셋팅한 후, 상기 가열 배스의 온도를 120±10℃/h 의 일정한 속도로 승온시키면 상기 하중 하에서 시편이 처지게 되는데, 이 때 상기 시편이 0.3mm변형되었을 때의 온도를 측정한다.
가공성
상기 실내 내장재용 보드를 캘린더링 방식으로 제조할 때 가공성을 측정하여 이들의 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구체적으로 상기 가공성은 캘린더 롤에서의 실내 내장재용 보드를 성형 후 이의 표면을 육안으로 확인하였다.
(양호 : 성형된 보드의 표면이 매끄러움
불량 : 성형된 보드의 표면이 매끄럽지 못하고 우둘투둘함)
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 참조예 1
처방(중량부) PVC 100 100 100 100 100 100 100 100
DOTP 7 7 25 7 7 20 20 7
PMMA(Mw: 43,000g/mol) 50 - - 80 3 50 80 -
PMMA(Mw: 91,000g/mol) - 50 - - - - - -
PMMA(Mw: 400,000g/mol) - - - - - - - 50
무기충전제 300 300 300 300 300 300 300 300
열안정제 3 3 3 3 3 3 3 3
열변형 온도(℃) 77 78 26 86 64 51 60 76
가공성 양호 양호 양호 양호 불량 양호 양호 불량
상기 표 1에서 확인되는 바와 같이 폴리염화비닐 수지 단독으로 사용한 비교예 1 에 비해, 아크릴계 수지를 일정 비율 혼합하여 사용하는 실시예 1, 2의 수지 조성물의 유리전이온도가 대폭 상승되었음을 확인할 수 있다.
또한, 상기 표 2에서 확인된 바와 같이 아크릴계 수지를 포함하지 못한 비교예 1 에 비해 실시예 1, 2의 보드의 열변형 온도가 대폭 상승되어 내열성이 매우 우수함을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 1, 2의 조성물에 의해 제조된 보드는 비교예 1에 비해 가소제를 1/3 미만으로 적게 포함하여도 특정 함량의 아크릴계 수지를 포함함으로 인해 폴리염화비닐 수지와의 상용성 및 가공성이 우수하여 캘린더링 성형이 가능하였다.
한편, 아크릴계 수지를 과량 포함한 비교예 2는 원재료값이 상승하여 바람직하지 못하고, 상기 아크릴계 수지를 특정함량 미만으로 포함한 비교예 3은 유리전이온도 상승 효과가 미미하고, 열변형 온도가 실시예 1, 2의 보드에 비해 낮으며 가공성 또한 저하되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 가소제를 과량 포함한 비교예 4는 실시예 1, 2에 비해 유리전이온도 및 열변형 온도가 매우 낮은 것을 확인할 수 있다.
또한, 아크릴계 수지 및 가소제를 과량 포함한 비교예 5는 가공성은 우수하나, 실시예 1, 2에 비해 유리전이온도 및 열변형 온도가 매우 낮은 것을 확인할 수 있다.
또한, 아크릴계 수지의 중량평균분자량이 300,000g/mol을 초과한 참조예 1은 가공성이 저하되는 것을 확인할 수 있다.

Claims (15)

  1. 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여,
    아크릴계 수지 5-70중량부;
    가소제 1-15중량부; 및
    무기충전제 100-500중량부;
    를 포함하는 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리염화비닐 수지는 중량평균분자량(Mw)이 50,000-150,000g/mol인 것인 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 수지는 메틸메타크릴레이트의 단독중합체 또는 메틸메타크릴레이트와 메틸메타크릴레이트를 제외한 아크릴계 단량체와의 공중합체인 폴리메틸메타크릴레이트인 것인 수지 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 폴리메틸메타크릴레이트는 메틸메타크릴레이트 및 메틸아크릴레이트의 공중합체, 또는 메틸메타크릴레이트와 메틸아크릴레이트 및 메타크릴산의 공중합체인 것인 수지 조성물.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 폴리메틸메타크릴레이트는 유리전이온도가 80-130℃인 것인 수지 조성물.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 폴리메틸메타크릴레이트는 중량평균분자량(Mw)이 10,000-300,000g/mol인 것인 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가소제는 프탈레이트계 가소제, 테레프탈레이트계 가소제, 벤조에이트계 가소제, 시트레이트계 가소제, 포스페이트계 가소제, 아디페이트계 가소제 또는 이들의 혼합물인 것인 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 무기충전제는 탄산칼슘인 것인 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 수지 조성물은 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 열안정제 2-6중량부를 더 포함하는 것인 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 수지 조성물의 유리전이온도는 70-95℃인 것인 수지 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 수지 조성물의 유리전이온도는 75-90℃인 것인 수지 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 수지 조성물의 유리전이온도는 77-88℃인 것인 수지 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 수지 조성물을 이용하여 제조된 실내 내장재용 보드.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 실내 내장재용 보드의 열변형 온도는 65-95℃인 것인 실내 내장재용 보드.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 실내 내장재용 보드의 열변형 온도는 70-90℃인 것인 실내 내장재용 보드.
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