KR100682210B1

KR100682210B1 - 페이스트 염화비닐계 수지의 제조방법

Info

Publication number: KR100682210B1
Application number: KR1020040101851A
Authority: KR
Inventors: 박성용; 박경준; 신현진
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2004-12-06
Filing date: 2004-12-06
Publication date: 2007-02-12
Also published as: KR20060062862A

Abstract

본 발명은 페이스트 염화비닐계 수지의 제조방법에 관한 것으로, 특히 에틸옥사이드 몰분율이 2 내지 10 %인 폴리에틸옥사이드 알킬 에테르 설페이트류의 알칼리 금속염을 유화제로 사용하여 염화비닐 단량체를 유화중합함으로써 낮은 점도를 가지면서도 투명성 및 탈포성이 우수하여 상재류(flooring)의 표면층에 사용가능한 페이스트 염화비닐계 수지의 제조방법에 관한 것이다.

페이스트 염화비닐 수지, 폴리에틸옥사이드 알킬 에테르 설페이트류의 알칼리 금속염, 투명성, 상재류

Description

페이스트 염화비닐계 수지의 제조방법 {METHOD FOR PREPARING OF PASTE VINYL CHLORIDE RESIN}

본 발명은 페이스트 염화비닐계 수지의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 낮은 점도를 가지면서도 투명성 및 탈포성이 우수하여 상재류의 표면층에 사용가능한 페이스트 염화비닐계 수지의 제조방법에 관한 것이다.

상재류(flooring)는 건축물 내부의 고급화를 위한 장식재 역할을 하고 있어 사실감 있는 무늬의 표현이 요구된다. 이러한 상재류의 무늬를 돋보이게 하기 위해서는 무늬를 보호하는 표면층의 선명, 즉 고투명성(낮은 헤이즈(haze) 수지)이 요구된다.

또한 페이스트 수지를 제품으로 가공하기 전에 가소제와 여러 가지 첨가제를 혼합하여 상온에서 유동성을 갖는 페이스트 졸로 배합하여 사용하는데, 상기 페이스트 졸은 소량의 공기가 혼입될 경우 코팅가공시 표면상태에 불량을 야기시킬 수 있다는 문제점이 있다.

상기와 같은 표면상태 불량을 막기 위하여 일반적으로 코팅가공 이전에 페이스트 졸에 혼입된 공기를 진공탈포하여 제거하는 과정을 거치게 되며, 이에 따라 우수한 탈포성이 요구되게 된다.

또한, 코팅과정시 페이스트 졸의 점도가 높으면 페이스트 졸이 코팅공간을 통과하지 못하고 코터(coater) 위로 올라감으로써 심각한 표면불량을 초래하게 되므로 페이스트 졸의 점도 역시 중요한 품질이 된다. 일반적으로 페이스트 졸의 점도가 낮을수록 코팅속도(즉, 생산속도)를 높일 수 있어 좋다.

즉, 상재류 표면층에 사용되는 페이스트 염화비닐계 수지는 투명성, 탈포성, 및 점도가 주요한 물성이 된다.

이에 따라, 대한민국 공개특허 제2002-0052664호는 유화제로 알킬 디설포산 디페닐 옥사이드류의 알칼리 금속염을 사용하고, 비이온 유화제로 폴리에틸렌 글리콜 알킬 에스테르를 사용하여 페이스트 염화비닐계 수지를 제조함에 대하여 개시하고 있으나, 상기 기술은 투명성, 탈포성, 및 점도의 향상효과가 미미하며, 향상에 한계가 있다는 문제점이 있다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 낮은 점도를 가지면서도 투명성 및 탈포성이 우수한 페이스트 염화비닐계 수지의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 투명성 및 탈포성이 우수하여 상재류의 표면층에 사용가능한 페이스트 염화비닐계 수지의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 페이스트 염화비닐계 수지의 제조 방법에 있어서,

a) 염화비닐 단량체;

b) 심종입자 라텍스;

c) 유화제로 에틸옥사이드 몰분율이 2 내지 10 %인 폴리에틸옥사이드 알킬 에테르 설페이트류의 알칼리 금속염; 및

d) 중합개시제

를 유화중합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 염화비닐계 수지의 제조방법을 제공한다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 페이스트 염화비닐계 수지의 제조방법은 염화비닐 단량체, 심종입자 라텍스, 유화제로 에틸옥사이드 몰분율이 2 내지 10 %인 폴리에틸옥사이드 알킬 에테르 설페이트류의 알칼리 금속염, 및 중합개시제를 유화중합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 페이스트 염화비닐계 수지는 a) 염화비닐 단량체 100 중량부; b) 심종입자 라텍스 1 내지 10 중량부; c) 에틸옥사이드 몰분율이 2 내지 10 %인 폴리에틸옥사이드 알킬 에테르 설페이트류의 알칼리 금속염인 유화제 0.2 내지 3 중량부; 및 d) 중합개시제 0.001 내지 2.0 중량부를 유화중합시켜 제조할 수 있다.

본 발명에 사용되는 상기 a)의 염화비닐 단량체는 통상의 염화비닐 단량체를 사용할 수 있으며, 구체적으로 초산비닐, 아크릴레이트류, 메타크릴레이트류, 에틸 렌, 프로필렌 등의 올레핀류, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레인산 등의 불포화 지방산 또는 이들 지방산의 무수물 등을 사용할 수 있다.

본 발명에 사용되는 상기 b)의 심종입자 라텍스(seed latex)는 서로 크기가 다른 1 종 이상의 심종입자 라텍스를 혼합하여 사용하는 것이 좋으며, 특히 평균입경이 0.1∼0.2 ㎛인 심종입자 라텍스와 평균입경이 0.4∼0.6 ㎛인 심종입자 라텍스를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 평균입경이 0.1 ㎛인 심종입자 라텍스와 평균입경이 0.5㎛인 심종입자 라텍스를 혼합하여 사용하는 것이다.

상기 심종입자 라텍스(고형분 함량 40 %)는 염화비닐 단량체 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 1 중량부 미만일 경우에는 중합반응성이 저하되어 생산성이 저하될 수 있다는 문제점이 있으며, 10 중량부를 초과할 경우에는 반응이 격하여 반응열 제열이 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명에 사용되는 상기 c)의 유화제는 폴리에틸옥사이드 알킬 에테르 설페이트류의 알칼리 금속염을 사용할 수 있다.

상기 폴리에틸옥사이드 알킬 에테르 설페이트류의 알칼리 금속염은 에틸옥사이드 몰분율이 2 내지 10 %인 것이 바람직하며, 상기 에틸옥사이드의 몰분율이 2 % 미만일 경우에는 점도가 상승하게 된다는 문제점이 있으며, 10 %를 초과할 경우에는 유화제의 극성이 저하, 즉 비이온화 되어 중합반응시 스케일(scale)이 다량 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

특히, 상기 폴리에틸옥사이드 알킬 에테르 설페이트류의 알칼리 금속염은 에 틸옥사이드 몰분율이 2 내지 10 %이고, 알킬기의 탄소수가 12인 폴리에틸옥사이드 알킬 에테르 설페이트 나트륨을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 폴리에틸옥사이드 알킬 에테르 설페이트류의 알칼리 금속염 유화제는 본 발명의 페이스트 염화비닐계 수지의 제조시 중합반응 전에 투입할 수도 있고, 제조공정의 안정화를 위하여 중합반응 도중에 연속투입할 수도 있다.

상기 폴리에틸옥사이드 알킬 에테르 설페이트류의 알칼리 금속염은 염화비닐 단량체 100 중량부에 대하여 0.2 내지 3 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 0.2 중량부 미만일 경우에는 중합입자의 안정성이 저하된다는 문제점이 있으며, 3 중량부를 초과할 경우에는 새로운 중합입자를 형성하여 점도가 상승하게 된다는 문제점이 있다.

본 발명에서 사용되는 상기 d)의 중합개시제는 통상의 유용성 개시제와 수용성 개시제가 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 유용성 개시제는 디펜틸 퍼옥사이드, 디-3,3,5-트리메틸헥사노일 퍼옥사이드, 디라우로일 퍼옥사이드, 디이소프로필 퍼옥시 디카보네이트, 디-세크부틸 퍼옥시 디카보네이트, 디-2-에틸헥실 퍼옥시 디카보네이트, 아조비스이소부티로니트릴, 아조비스-2-메틸부티로니트릴, 또는 아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴 등이 있으며, 수용성 개시제는 포타슘 퍼설페이트, 암모늄 퍼설페이트, 또는 하이드로겐 퍼옥사이드 등이 있다.

상기 중합개시제는 염화비닐 단량체 총 100 중량부에 대하여 0.001 내지 2.0 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 0.001 중량부 미만일 경우에는 중합반응성이 저하된다는 문제점이 있으며, 2.0 중량부를 초과할 경우에는 반응이 격 하여 중합 반응열의 제열이 어렵다는 문제점이 있다.

상기와 같은 성분으로 제조되는 본 발명의 페이스트 염화비닐계 수지는 통상의 방법으로 실시하여 제조할 수 있으며, 특히 유화중합하여 제조하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 제조되는 본 발명의 페이스트 염화비닐계 수지는 낮은 점도를 가지면서도 투명성 및 탈포성이 우수하여 상재류의 표면층에 사용하기 적합하다는 잇점이 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1

200 L의 고압반응기에 탈이온수 54 ㎏, 중합개시제로 포타슘 퍼설페이트 1 g, 고형분이 40 %이고 평균입경이 0.1 ㎛인 심종입자 라텍스 2.9 ㎏ 및 고형분이 40 %이고 평균입경이 0.5 ㎛인 심종입자 라텍스 7.9 ㎏를 투입한 후, 교반하면서 반응기에 진공을 걸었다. 진공상태의 반응기에 염화비닐 단량체 77 ㎏을 투입한 후, 반응기의 온도를 56.5 ℃로 승온시키고 중합하였다. 상기 중합반응이 시작되면 유화제로 에틸옥사이드의 몰분율이 5 %인 폴리에틸옥사이드 라우릴 에테르 설페이트 나트륨염의 6 % 수용액 10.1 ㎏을 7 시간 동안 연속적으로 반응기에 투입하였다. 그 다음, 반응기의 압력이 4 ㎏/㎠에 도달하면 반응기를 냉각시키고 미반응 염화비닐 단량체를 회수하여 제거한 후, 분무건조하여 분체상의 페이스트 염화비닐 수지를 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 유화제로 에틸옥사이드 몰분율이 3 %인 폴리에틸옥사이드 라우릴 에테르 설페이트 나트륨염의 6 % 수용액을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 분체상의 페이스트 염화비닐 수지를 제조하였다.

실시예 3

상기 실시예 1에서 유화제로 에틸옥사이드 몰분율이 7 %인 폴리에틸옥사이드 라우릴 에테르 설페이트 나트륨염의 6 % 수용액을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 분체상의 페이스트 염화비닐 수지를 제조하였다.

비교예 1

상기 실시예 1에서 유화제로 탄소수 10∼20의 직쇄상 알킬 벤젠 설폰산 나트륨염을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 분체상의 페이스트 염화비닐 수지를 제조하였다.

비교예 2

상기 실시예 1에서 유화제로 탄소수 10∼20의 직쇄상 알킬 설페이트 나트륨염을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 분체상의 페이스트 염화비닐 수지를 제조하였다.

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 또는 2에서 제조한 분체상 페이스트 염화비닐 수지를 이용하여 하기의 방법으로 브룩필드 점도, 탈포성, 및 투명성을 측정 하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

ㄱ) 브룩필드(brook field, BF) 점도 - 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 또는 2에서 제조한 분체상 페이스트 염화비닐 수지 100 중량부에 가소제로 디옥틸프탈레이트 60 중량부를 가하여 800 rpm에서 10 분간 혼합하여 페이스트 졸을 제조한 후, 진공탈포하여 브룩필드 점도계로 측정하였다.

ㄴ) 탈포성 - 상기 ㄱ)에서 제조한 페이스트 졸에 진공을 건 시점부터 페이스트 졸 기포 상승이 멈추는데까지 걸리는 시간을 측정하여 진공하에서 탈포하는데 소요되는 시간으로 평가하였다.

ㄷ) 투명성 - 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 또는 2에서 제조한 분체상 페이스트 염화비닐 수지 100 중량부에 가소제로 디옥틸프탈레이트 60 중량부, 안정제(Ba-Zn계 스테아레이트) 2 중량부를 800 rpm에서 10 분간 혼합하여 페이스트 졸을 제조한 후, 진공탈포하여 유리판 위에 0.54 ㎜ 코터로 페이스트 졸을 코팅하고, 200 ℃ 오븐에서 7 분간 경화시켜 만든 가공시편을 suga haze meter로 측정하였다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
BF 점도 (cps)	2,700	3,000	1,900	3,000	8,000
탈포성 (sec)	110	115	108	490	95
투명성 (haze, %)	2.6	2.8	2.8	8.1	14.3

상기 표 1을 통하여, 본 발명에 따라 유화제로 에틸옥사이드 몰분율이 2 내지 10 %인 폴리에틸옥사이드 알킬 에테르 설페이트류의 알칼리 금속염을 사용하여 제조한 실시예 1 내지 3의 페이스트 염화비닐 수지의 경우 비교예 1 또는 2와 비교 하여 브록필드 점도, 탈포성, 및 투명성이 동시에 모두 우수함을 확인할 수 있었다.

본 발명에 따른 페이스트 염화비닐계 수지는 낮은 점도를 가지면서도 투명성 및 탈포성이 우수하여 상재류의 표면층에 사용하기 적합하다는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

페이스트 염화비닐계 수지의 제조방법에 있어서,

a) 염화비닐 단량체;

b) 심종입자 라텍스;

c) 유화제로 에틸옥사이드 몰분율이 2 내지 10 %인 폴리에틸옥사이드 알킬 에테르 설페이트류의 알칼리 금속염; 및

d) 중합개시제

를 유화중합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 염화비닐계 수지의 제조방법.
제1항에 있어서,

a) 염화비닐 단량체 100 중량부;

b) 심종입자 라텍스 1 내지 10 중량부;

c) 에틸옥사이드 몰분율이 2 내지 10 %인 폴리에틸옥사이드 알킬 에테르 설페이트류의 알칼리 금속염인 유화제 0.2 내지 3 중량부; 및

d) 중합개시제 0.001 내지 2.0 중량부

를 유화중합시키는 단계를 포함하는 페이스트 염화비닐계 수지의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 a)의 염화비닐 단량체가 초산비닐, 아크릴레이트류, 메타크릴레이트류, 에틸렌, 프로필렌, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레인산, 및 이들의 무수물로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 페이스트 염화비닐계 수지의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 b)의 심종입자 라텍스(seed latex)가 평균입경이 0.1∼0.2 ㎛인 심종입자 라텍스와 평균입경이 0.4∼0.6 ㎛인 심종입자 라텍스를 혼합하여 사용되는 것을 특징으로 하는 페이스트 염화비닐계 수지의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 c)의 유화제인 폴리에틸옥사이드 알킬 에테르 설페이트류의 알칼리 금속염이 에틸옥사이드 몰분율이 2 내지 10 %이고, 알킬기의 탄소수가 12인 폴리에틸옥사이드 알킬 에테르 설페이트 나트륨인 것을 특징으로 하는 페이스트 염화비닐계 수지의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 c)의 유화제인 폴리에틸옥사이드 알킬 에테르 설페이트류의 알칼리 금속염이 중합반응 전 또는 중합반응 도중에 투입되는 것을 특징으로 하는 페이스트 염화비닐계 수지의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 d)의 중합개시제가 디펜틸 퍼옥사이드, 디-3,3,5-트리메틸헥사노일 퍼옥사이드, 디라우로일 퍼옥사이드, 디이소프로필 퍼옥시 디카보네이트, 디-세크부틸 퍼옥시 디카보네이트, 디-2-에틸헥실 퍼옥시 디카보네이트, 아조비스이소부티로니트릴, 아조비스-2-메틸부티로니트릴, 아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴, 포타슘 퍼설페이트, 암모늄 퍼설페이트, 및 하이드로겐 퍼옥사이드로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 페이스트 염화비닐계 수지의 제조방법.