JP6594426B2 - 大口径のジエン系ゴムラテックスの製造方法、及びこれを含むアクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレングラフト共重合体 - Google Patents
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Description
本出願は、2014年12月11日付韓国特許出願第10-2014-0178743号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されている全ての内容は本明細書の一部として表現される。
技術分野
本発明は、架橋剤の種類及び投入時点を調節して衝撃強度を向上させた大口径のジエン系ゴムラテックスの製造方法と、これから製造された大口径のジエン系ゴムラテックスと、これを含むことにより共重合体ラテックス内の固形粉の含量は減少した反面、衝撃指数、光沢度及び流動性は向上したアクリロニトリル-ブタジエン-スチレングラフト共重合体及び熱可塑性樹脂とに関する。
共役ジエン系単量体の100重量部に対し、
共役ジエン系単量体を50重量部から75重量部、乳化剤を1重量部から3重量部、重合開始剤を0.1重量部から0.4重量部、電解質を0.1重量部から3重量部、分子量調節剤を0.1重量部から0.5重量部、及びイオン交換水を65重量部から100重量部で反応器に投入して撹拌しながら、架橋剤を0.05重量部から0.3重量部で投入して1次重合する段階(段階1);
前記(段階1)の重合転換率が45から60%である時点に、残量の共役ジエン系単量体と、乳化剤の0から0.1重量部及び架橋剤の0から0.2重量部とを投入して2次重合する段階(段階2);及び
前記(段階2)の重合転換率が90から95%以上である時点で重合を終了させる段階(段階3);を含むジエン系ゴムラテックスの製造方法を提供する。
共役ジエン系単量体100重量部に対し、
共役ジエン系単量体を50重量部から75重量部、乳化剤を1重量部から3重量部、重合開始剤を0.1重量部から0.4重量部、電解質を0.1重量部から3重量部、分子量調節剤を0.1重量部から0.5重量部、及びイオン交換水を65重量部から100重量部で反応器に投入して撹拌しながら、架橋剤を0.05重量部から0.3重量部で投入して1次重合する段階(段階1);
前記(段階1)の重合転換率が45%から60%である時点に、残量の共役ジエン系単量体と、乳化剤の0から0.1重量部及び架橋剤の0から0.2重量部とを投入して2次重合する段階(段階2);及び
前記(段階2)の重合転換率が90から95%以上である時点で重合を終了させる段階(段階3);を含むジエン系ゴムラテックスの製造方法を提供する。
(ゴムラテックスの製造)
窒素置換された重合反応器(オートクレーブ)にイオン交換水を65重量部、単量体として1,3-ブタジエンを75重量部、乳化剤としてロジン酸カリウム塩を1.0重量部、オレイン酸カリウム塩を1.5重量部、電解質として炭酸カリウム(K2CO3)を0.3重量部、分子量調節剤として3級ドデシルメルカプタン(TDDM)を0.3重量部、開始剤として過硫酸カリウム(K2S2O8)を0.3重量部で一括投与して混合したあと、架橋剤として(プロピレングリコール)7 ジアクリレートを0.2重量部で投入して反応温度70℃で重合転換率40%まで反応(1次重合)させてから、残量の1,3-ブタジエンとロジン酸カリウム塩の0.3重量部を分割投与し、82℃まで昇温して反応(2次重合)させた。その後、重合転換率93%で温度低下を介して反応を終了させ、ゲル含量が78%で3100Åの大口径のゴムラテックスを収得した。
窒素置換された重合反応器に、前記製造されたゴムラテックスの60重量部及びイオン交換水の100重量部を投入し、別途の混合装置で混合されたアクリロニトリルの10重量部、スチレンの30重量部、イオン交換水の25重量部、t-ブチルヒドロペルオキシドの0.12重量部、ロジン酸カリウムの1.0重量部及び3級ドデシルメルカプタンの0.3重量部でなる混合溶液を、デキストロースの0.054重量部、ピロリン酸ナトリウムの0.004重量部及び硫酸第一鉄の0.002重量部と共に前記重合反応器に70℃で3時間の間連続的に投入した。連続投入が終了したあと、デキストロースを0.05重量部、ピロリン酸ナトリウムを0.03重量部、硫酸第一鉄を0.001重量部、t-ブチルヒドロペルオキシドを0.05重量部で一括的に前記重合反応器に投入し、温度を80℃まで1時間にかけて昇温したあと、反応を終結してアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体ラテックス(重合転換率は97%で、製造されたABS共重合体のグラフト率は41%であり、生成凝固物の含量は0.3%)を製造した。形成されたアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体ラテックスを硫酸水溶液で凝固させて洗浄し、乾燥して粉末状態のアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体粉末を収得した。得られたゴムラテックスの物性を測定して下記表1に示した。
前記アクリロニトリル-ブタジエン-スチレングラフト共重合体粉末の22.5重量%とスチレン-アクリロニトリル系樹脂(LG SAN 92 HR))の77.5重量%を混合したあと、これを圧出機を利用してペレット化してから、射出成形機を利用してアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン系熱可塑性樹脂の試験片を得た。前記試片の衝撃強度、流動性及び光沢度のような物性を測定して下記表2に示し、その値を比較分析した。このとき、前記衝撃強度は、前記各ペレットを1/4インチ厚さの試験片に製造し、ASTM D256に基づいて測定した。
(ゴムラテックスの製造)
(プロピレングリコール)7 ジアクリレートを用いる代わりに、架橋剤として(プロピレングリコール)13 ジアクリレートを用いることを除き、前記実施例1と同様の方法でゲル含量が76%で3100Åの大口径のゴムラテックスを収得した。
実施例1で製造されたゴムラテックスの代わりに前記製造されたゴムラテックスを用いることを除き、前記実施例1と同様の方法でアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体粉末を収得し、これを利用して試片を製造した。前記試片の物性を測定して下記表1に示し、その値を比較分析した。
前記アクリロニトリル-ブタジエン-スチレングラフト共重合体粉末の22.5重量%とスチレン-アクリロニトリル系樹脂(LG SAN 92 HR))の77.5重量%を混合したあと、これを圧出機を利用してペレット化してから、射出成形機を利用してアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン系熱可塑性樹脂の試験片を得た。前記試片の衝撃強度、流動性及び光沢度のような物性を測定して下記表2に示した。
(ゴムラテックスの製造)
窒素置換された重合反応器(オートクレーブ)にイオン交換水を65重量部、単量体として1,3-ブタジエンを75重量部、乳化剤としてロジン酸カリウム塩を1.0重量部、オレイン酸カリウム塩を1.5重量部、電解質として炭酸カリウム(K2CO3)を0.3重量部、分子量調節剤として3級ドデシルメルカプタン(TDDM)を0.3重量部、開始剤として過硫酸カリウム(K2S2O8)を0.3重量部で一括投与して混合したあと、架橋剤として(プロピレングリコール)13 ジアクリレートを0.2重量部で投入して反応温度70℃で重合転換率40%まで反応(1次重合)させてから、残量の1,3-ブタジエンとロジン酸カリウム塩の0.3重量部及び架橋剤として(プロピレングリコール)13 ジアクリレートの0.1重量部を連続的に分割投与し、82℃まで昇温させて反応(2次重合)させた。その後、重合転換率93%で温度低下を介して反応を終了させ、ゲル含量が70%で3100Åの大口径のゴムラテックスを収得した。
前記実施例1で製造されたゴムラテックスの代わりに前記製造されたゴムラテックスを用いることを除き、前記実施例1と同様の方法でアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体粉末を収得し、これを利用して試片を製造した。前記試片の物性を測定して下記表1に示し、その値を比較分析した。
前記アクリロニトリル-ブタジエン-スチレングラフト共重合体粉末の22.5重量%とスチレン-アクリロニトリル系樹脂(LG SAN 92 HR))の77.5重量%を混合したあと、これを圧出機を利用してペレット化してから、射出成形機を利用してアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン系熱可塑性樹脂の試験片を得た。前記試片の物性を測定して下記表2に示した。
(ゴムラテックスの製造:架橋剤を用いない)
窒素置換された重合反応器(オートクレーブ)にイオン交換水を65重量部、単量体として1,3-ブタジエンを75重量部、乳化剤としてロジン酸カリウム塩を1.0重量部、オレイン酸カリウム塩を1.5重量部、電解質として炭酸カリウム(K2CO3)を0.3重量部、分子量調節剤として3級ドデシルメルカプタン(TDDM)を0.3重量部、開始剤として過硫酸カリウム(K2S2O8)を0.3重量部で一括投与して反応温度70℃で重合転換率40%まで反応(1次重合)させたあと、残量の1,3-ブタジエンを連続的に投与して82℃まで昇温させ、重合転換率75%の間にロジン酸カリウム塩を0.3重量部で分割投与して反応(2次重合)させた。その後、重合転換率93%で温度低下を介して反応を終了させ、ゴムラテックスを収得した。
前記実施例1で製造されたゴムラテックスの代わりに前記製造されたゴムラテックスを用いることを除き、前記実施例1と同様の方法でアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体粉末を収得し、これを利用して試片を製造した。前記試片の物性を測定して下記表1に示し、その値を比較分析した。
前記アクリロニトリル-ブタジエン-スチレングラフト共重合体粉末の22.5重量%とスチレン-アクリロニトリル系樹脂(LG SAN 92 HR))の77.5重量%を混合したあと、これを圧出機を利用してペレット化してから、射出成形機を利用してアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン系熱可塑性樹脂の試験片を得た。前記試片の物性を測定して下記表2に示した。
(ゴムラテックスの製造)
前記1次重合時に架橋剤としてポリプロピレングリコールジアクリレート(Mn=6,000)を0.2重量部で更に用いることを除き、前記比較例1と同様の方法で3100Åの大口径のゴムラテックスを収得した。
前記比較例1で製造されたゴムラテックスの代わりに前記製造されたゴムラテックスを用いることを除き、前記比較例1と同様の方法でアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体粉末を収得し、これを利用して試片を製造した。前記試片の物性を測定して下記表1に示し、その値を比較分析した。
前記アクリロニトリル-ブタジエン-スチレングラフト共重合体粉末の22.5重量%とスチレン-アクリロニトリル系樹脂(LG SAN 92 HR))の77.5重量%を混合したあと、これを圧出機を利用してペレット化してから、射出成形機を利用してアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン系熱可塑性樹脂の試験片を得た。前記試片の物性を測定して下記表2に示した。
Claims (20)
- 共役ジエン系単量体の100重量部に対し、
前記共役ジエン系単量体を50重量部から75重量部、乳化剤を1重量部から3重量部、重合開始剤を0.1重量部から0.4重量部、電解質を0.1重量部から3重量部、分子量調節剤を0.1重量部から0.5重量部、及びイオン交換水を65重量部から100重量部で反応器に投入して撹拌しながら、架橋剤を0.05重量部から0.3重量部で投入して1次重合する段階(段階1);
前記(段階1)の重合転換率が40%である時点に、前記共役ジエン系単量体の残量と、乳化剤の0.3重量部及び架橋剤の0から0.2重量部とを投入して2次重合する段階(段階2);及び
前記(段階2)の重合転換率が90%から95%である時点で重合を終了させる段階(段階3);を含み、
前記架橋剤は、(プロピレングリコール)nジアクリレート(このとき、nは3から15である)である
ジエン系ゴムラテックスの製造方法。 - 前記共役ジエン系単量体は、共役ジエン系単量体の単一物でなることを特徴とする請求項1に記載のジエン系ゴムラテックスの製造方法。
- 前記共役ジエン系単量体は、1,3−ブタジエン、イソプレン、クロロプレン及びピペリレン(piperylene)からなる群より選択される単一物でなることを特徴とする請求項2に記載のジエン系ゴムラテックスの製造方法。
- 前記共役ジエン系単量体は、
共役ジエン系単量体の80重量%から99重量%;及び
芳香族ビニル系単量体及びビニルシアン系単量体からなる群より選択される少なくとも一つの共単量体の1重量%から20重量%でなる混合物であることを特徴とする請求項1に記載のジエン系ゴムラテックスの製造方法。 - 前記共役ジエン系単量体は、1,3−ブタジエン、イソプレン、クロロプレン及びピペリレン(piperylene)からなる群より選択される2種以上の化合物を含むことを特徴とする請求項4に記載のジエン系ゴムラテックスの製造方法。
- 前記芳香族ビニル系単量体は、スチレン、α−メチルスチレン、m−メチルスチレン、α−エチルスチレン、p−メチルスチレン及びp−tert−ブチルスチレンからなる群より選択される単一物または2種以上の化合物を含むことを特徴とする請求項4または5に記載のジエン系ゴムラテックスの製造方法。
- 前記ビニルシアン系単量体は、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル及びイソプロピルアクリロニトリルからなる群より選択される単一物または2種以上の化合物を含むことを特徴とする請求項4〜6のいずれか一項に記載のジエン系ゴムラテックスの製造方法。
- 前記架橋剤は、数平均分子量が500から850である(プロピレングリコール)7 ジアクリレートまたは(プロピレングリコール)13 ジアクリレートであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のジエン系ゴムラテックスの製造方法。
- 前記乳化剤は、アルキルアリルスルホネート、アルカリ金属アルキルスルホネート、スルホネート化されたアルキルエステル、脂肪酸のせっけん、オレイン酸のアルカリ塩、ステアリン酸のアルカリ塩及びロジン酸のアルカリ塩からなる群より選択される単一物または2種以上の混合物を含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のジエン系ゴムラテックスの製造方法。
- 前記重合開始剤は、水溶性重合開始剤、脂溶性重合開始剤または酸化−還元触媒を含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載のジエン系ゴムラテックスの製造方法。
- 前記水溶性重合開始剤は、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム及び過硫酸アンモニウムからなる群より選択される少なくとも一つの過硫酸塩であることを特徴とする請求項10に記載のジエン系ゴムラテックスの製造方法。
- 前記脂溶性重合開始剤は、クメンヒドロペルオキシド、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、アゾビスイソブチルニトリル、3級ブチルヒドロペルオキシド、パラメタンヒドロペルオキシド及びベンゾイルペルオキシドからなる群より選択されるものであることを特徴とする請求項10に記載のジエン系ゴムラテックスの製造方法。
- 前記酸化−還元触媒は、ソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート、ソジウムエチレンジアミンテトラアセテート、硫酸第一鉄、デキストロース、ピロリン酸ナトリウム及び亜硫酸ナトリウムからなる群より選択されるものであることを特徴とする請求項10に記載のジエン系ゴムラテックスの製造方法。
- 前記電解質は、KCl、NaCl、KHCO3、NaHCO3、K2CO3、Na2CO3、KHSO3、NaHSO3、K4P2O7、Na4P2O7、K3PO4、Na3PO4、K2HPO4及びNa2HPO4からなる群より選択される単一物または2種以上の混合物を含むことを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載のジエン系ゴムラテックスの製造方法。
- 前記(段階1)の重合は、60℃から75℃の温度範囲で行うことを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載のジエン系ゴムラテックスの製造方法。
- 前記(段階2)の重合は、75℃から88℃の温度範囲で行うことを特徴とする請求項1〜15のいずれか一項に記載のジエン系ゴムラテックスの製造方法。
- 前記(段階3)の重合終了は、温度低下を介して行われることを特徴とする請求項1〜16のいずれか一項に記載のジエン系ゴムラテックスの製造方法。
- 前記ジエン系ゴムラテックスは、平均粒径が2,500Åから4,000Åであることを特徴とする請求項1〜17のいずれか一項に記載のジエン系ゴムラテックスの製造方法。
- 前記ジエン系ゴムラテックスは、ゲル含量が60%から80%であることを特徴とする請求項1〜18のいずれか一項に記載のジエン系ゴムラテックスの製造方法。
- 前記ジエン系ゴムラテックスは、膨潤指数が15から25であることを特徴とする請求項1〜19のいずれか一項に記載のジエン系ゴムラテックスの製造方法。
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