KR100778013B1 - 메타크릴계 수지의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 메타크릴계 수지는 알킬 메타크릴레이트와 공중합 단량체로 이루어지는 단량체 혼합물, 라디칼 개시제, 및 분자량 조절제를 혼합하고, 상기 혼합물을 반응기에 투입하여 중합하고, 상기 중합물을 제1 탈휘조에 투입하여 미반응 단량체를 1차로 제거하고, 그리고 연속하여 제2 탈휘조에 투입하여 미반응 단량체를 2차로 제거하는 단계에 의하여 제조된다. 제1 탈휘조는 압력 100∼350 KPa, 온도 180∼240℃ 범위에서, 제2 탈휘조는 압력 1∼30 KPa, 온도 200∼240℃ 범위에서 운전하는 것이 바람직하다.
메타크릴계 수지, 괴상중합, 연속중합, 탈휘공정
Description
제1도는 본 발명의 메타크릴계 수지의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 공정 개요도이다.
제2도는 온도에 따른 PMMA의 점도 변화를 나타낸 그래프이다.
제3도는 PMMA-MMA 혼합물에서의 MMA 함량과 증기압의 관계를 두 온도에서(200℃ 및 230℃) 나타낸 그래프이다.
발명의 분야
본 발명은 메타크릴계 수지의 연속 제조 공정에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 2개의 탈휘조를 이용하여 연속적으로 메타크릴계 수지를 괴상 중합하는 방법에 있어서 탈휘조의 압력과 온도를 조절하여 우수한 광학적 특성을 지닌 메타크릴계 수지를 제조하는 방법에 관한 것이다.
발명의 배경
메타크릴계 수지는 높은 투과율, 뛰어난 내후성, 그리고 양호한 기계적 성질을 가지고 있다. 이러한 특성으로 인하여 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 수지 성형품은 각종 광학렌즈, 광디스크, 도광판 등의 광학용도, 조명기구, 간판, 각종 장식품, 자동차용 후미등, 계기판 커버 등의 외장 부품이나 옥외용 외장재 등 다양한 분야에서 응용되고 있다. PMMA 이외에도 메틸 메타크릴레이트(MMA)와 스티렌(Styrene)을 공중합한 MS 수지도 다양한 분야에서 활용되고 있다. 이러한 메타크릴계 수지는 우수한 투명성과 내후성 및 기계적 성질을 발현하므로 그 용도가 점차 확대되고 있다.
메타크릴계 수지는 다양한 생산 공정에 의해 제조되고 있다. 현탁 중합에 의한 메타크릴계 수지의 제조는 공정 제어의 용이성 및 제품의 다양화 등 여러 가지 유리한 점을 가지고 있지만, 제품의 광학 특성이 중합에 사용되는 분산 안정제 등에 의해 나빠지는 치명적인 문제점을 가지고 있다. 따라서 이러한 단점을 극복하기 위해 괴상 중합을 이용한 제조 공정이 많이 쓰이고 있다.
메타크릴계 수지의 연속 중합은 용매를 사용하는 경우(일본특허출원번호 제1996-249353호)와 용매를 사용하지 않고 중합율을 낮게 유지하며 제조하는 경우(일본특허출원번호 제1998-198594호 및 제2002-265143호)가 알려져 있다. 이러한 두 가지 방법은 미반응 단량체 혹은 용매를 제거하는 공정이 필요하다.
잔류 단량체 혹은 용매를 제거하는 탈휘 장치로는 정지 형태의 설비와 회전 형태의 설비가 있다. 정지 형태의 설비는 반응물이 탈휘 장치로 들어가면서 온도와 압력 조건에 의해 미반응물이 증발되어 제거되는 장치로 비용이 저렴하고 구조가 매우 간단하면서도 재현성 있는 결과를 얻을 수 있는 장점이 있다. 그러나 탈휘 장치 내에서 중합물 자체의 점도에 의해 흘러가기 때문에 점도가 높은 경우 적용에 한계가 있다.
반면 회전 형태의 설비는 회전체를 지니고 있으므로 점도가 높은 중합물을 밀어내는데 유리하다. 뿐만 아니라 증발시킬 표면이 지속적으로 새롭게 생성되는 효과가 있으므로 미반응물 제거에 유용하다. 그러나 설비가 복잡하고, 회전체를 작동시키기 위한 전력 소모가 크다. 설비 자체의 비용이나 운용하는데 소요되는 비용이 높은 것이 단점이다.
메타크릴계 수지의 연속 중합 공정에 사용되는 탈휘 장치는 대부분 회전체 타입으로 압출기 형태가 많이 적용된다. 일본특허출원번호 제2002-265143호는 반응기에서 중합이 끝난 고분자 용액 형태의 반응물을 압출기 형태의 장치로 이송하여 미반응 단량체를 제거하는 공정을 제안하고 있다. 일본특허출원번호 제1998-198594호 에서는 1차로 중합이 끝난 고분자 용액을 다시 Plug Flow 반응기를 통과시켜 중합율을 상승시킨 후, 압출기에서 미반응 단량체를 처리하는 공정을 제안하고 있다.
일본특허출원번호 제1996-249353호 및 일본특허출원번호 제1993-210113호 에서는 정지 형태의 설비 즉, 탈휘조(DEVO)를 이용한 방법을 제안하고 있으나 DEVO에 관해서는 통상의 기술에 대해서만 언급하고 있다. 그러나 메타크릴계 수지, 특히 PMMA의 경우에는 점도가 스티렌계 수지에 비해 높기 때문에 DEVO 사용이 용이하지 않다.
메타크릴계 수지가 사용되는 용도에서는 대부분 우수한 광학적 성질을 요구하는 경우가 많기 때문에 투명성과 색상(color)이 매우 중요한 물성이다. PMMA의 경우, 250 ℃ 이상의 온도에서 열분해가 급격하게 발생하는 것으로 알려져 있다[Chem. Eng. Technol. 26, 5, (2003)]. 따라서 DEVO에서 고분자 용융물의 온도는 열분해를 최소화할 수 있도록 조절되어야 한다.
일반적으로 PMMA 용융물의 경우, 분자량이나 공중합 단량체의 종류 또는 함량에 따라 다양한 점도 특성을 보이지만, 일반적으로 50000 poise 정도의 점도를 지닌 용융물이 생성된다. 제2도는 온도에 따른 PMMA의 점도 변화를 나타낸 그래프이다. 이 정도 수준의 용융물을 DEVO에서 처리하기는 쉽지 않다. DEVO의 온도를 상승시키면 가능하겠지만, 고분자 용융물이 분해하는 문제가 발생하게 된다.
압출기 형태의 탈휘 장치는 증발시킬 표면이 계속 새롭게 형성되므로 최종 제품에 남아 있는 잔류물의 함량을 효과적으로 낮출 수 있다. 반면 정지 상태의 DEVO는 효율이 다소 떨어지는 문제점이 있다. 이를 만회하기 위해 스티렌계 수지의 경우 DEVO를 2개 이상 연속적으로 연결하여 여러 단계로 나누어 잔류물을 제거하는 것이 통상의 방법이다.
DEVO를 이용한 탈휘 공정은 DEVO 내에서의 체류 시간을 가능한 짧게 유지하는 것이 매우 중요하다. 체류 시간이 20분 이상이 되면, 중합물이 열분해 되어 제품 품질이 저하된다. 이러한 문제점은 PMMA에 국한하지 않고, 이와 유사한 특성을 보이는 MS 수지 등 메타크릴레이트가 다량 함유된 수지에 대해서 동일하게 적용된 다.
DEVO 내에서의 체류 시간을 조절하기 위해서는 DEVO 자체의 디자인도 중요하지만, 공정 조건을 적절히 조절하는 것도 중요한 요소이다. 특히 2개의 DEVO 를 이용할 경우, 첫번째 DEVO와 두번째 DEVO를 별도로 운전하여 최적화할 필요가 있다. 통상의 스티렌계 수지의 경우, 첫번째 DEVO에서 60∼80 kPa, 두번째 DEVO에서 10kPa 이하로 처리하게 된다. 이것은 스티렌계 단량체 증기압 특성 때문이다. 반면 메타크릴계 단량체의 경우, 이와는 다른 특성을 보인다. 따라서 첫번째 DEVO에서 적절한 압력 조건을 설정해주어야 한다. 이를 위해 PMMA-MMA 혼합물의 증기압을 활용하면 유용하다. 제3도는 PMMA-MMA 혼합물에서의 MMA 함량과 증기압의 관계를 두 온도에서(200℃ 및 230℃) 나타낸 그래프이다.
본 발명자는 상기의 문제점을 고려하여, DEVO 사이 간격과 각 DEVO의 압력, 온도 조건을 조절함으로써, 효과적으로 잔류 단량체를 제거하고 우수한 광학 특성을 보이는 메타크릴계 수지를 생산할 수 있는 중합 공정을 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 효과적인 탈휘조(DEVO) 공정을 통해 광학 특성이 우수한 메타크릴계 수지의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 수직으로 연결된 2 개의 탈휘조에 연속적으로 투입되어 잔류 단량체 함량이 적고 양호한 color 특성을 갖는 메타크릴계 수지의 제조 방 법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기존 압출기를 이용한 메타크릴계 수지 제조공정에 비해 단순하고 운전이 용이한 메타크릴계 수지의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
발명의 요약
알킬 메타크릴레이트와 공중합 단량체로 이루어지는 단량체 혼합물, 라디칼 개시제, 및 분자량 조절제를 혼합하고, 상기 혼합물을 반응기에 투입하여 중합하고, 상기 중합물을 제1 탈휘조에 투입하여 미반응 단량체를 1차로 제거하고, 그리고 연속하여 제2 탈휘조에 투입하여 미반응 단량체를 2차로 제거하는 단계에 의하여 본 발명의 메타크릴계 수지를 제조한다.
제1 탈휘조는 압력 100∼350 KPa, 온도 180∼240℃ 범위에서, 제2 탈휘조는 압력 1∼30 KPa, 온도 200∼240℃ 범위에서 운전하는 것이 바람직하다.
상기 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 상기 라디칼 개시제는 0.0005∼0.01 중량부, 상기 분자량 조절제는 0.1∼0.7 중량부로 사용되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 구체적인 내용을 하기에 상세히 설명한다.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명
본 발명은 메타크릴계 수지를 중합하는 공정에 관한 것으로, 알킬 메타크릴레이트의 함량이 50∼98 중량%로 이루어진 수지를 제조하는 공정에 관한 것이다. 알킬 메타크릴레이트를 포함하는 단량체 혼합물에 라디칼 개시제 및 분자량 조절제를 첨가하여 혼합물을 형성하고 이를 반응기에 도입하여 중합율 약 40∼70 %까지 중합한 후, 필요에 따라 첨가제(산화방지제, 열안정제, 활제, UV-안정제 등)를 추가 투입하여 이것을 탈휘조(DEVO)로 보낸다. 제1 탈휘조(DV-1)에서는 잔류 미반응 단량체의 함량을 1∼5 % 수준으로 유지하고, 제2 탈휘조(DV-2)에서는 0.001∼3000 ppm이 되도록 조절한다.
본 발명의 단량체 혼합물은 알킬 메타크릴레이트 약 50∼98 중량부 및 공중합 단량체 2∼50 중량부를 포함한다.
상기 알킬 메타크릴레이트의 예로는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트 등이 가능하며, 이들의 2종 이상의 혼합물도 사용될 수 있다. 본 발명에서는 메틸 메타크릴레이트가 바람직하다.
상기 공중합 단량체 예로는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 스티렌, 아크릴로니트릴, 알파-메틸 스티렌 등이 있으며, 이들의 2 이상의 혼합물도 사용될 수 있다. 본 발명에서는 메틸, 에틸 및 부틸 아크릴레이트, 스티렌으로부터 선택되는 공중합 단량체가 바람직하다.
본 발명에서는 라디칼 중합 개시제로 중합 온도에서 반감기가 1∼40 min인 것이 적당하며, 함량은 중합율 40∼70 %가 이루어지도록 조정되어야 한다. 바람직하게는 0.0005∼0.01 중량부가 적당하다.
상기 개시제로는 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-2-메틸사이클로헥산, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)사이클로헥산, 2-비스(4,4-디-t-부틸퍼옥시 사이클로헥산)프로판, t-헥실 퍼옥시 아이소프로필 모노카보네이트, t-부틸 퍼옥시말레익산, t-부틸 퍼옥시-3,5,5-트리메틸 헥사노에이트, t-부틸 퍼옥시라우레이트, 2,5-디메틸-2,5-비스(m-톨루오일 퍼옥시)헥산, t-부틸 퍼옥시 아이소프로필 모노카보네이트, t-부틸 퍼옥시 2-에틸헥실 모노카보네이트, t-헥실 퍼옥시벤조에이트, 2,5-디메틸-2,5-비스(벤조일 퍼옥시)헥산, t-부틸 퍼옥시아세테이트, 2,2-비스(t-부틸 퍼옥시)부탄, t-부틸 퍼옥시벤조에이트, n-부틸-4,4-비스(t-부틸 퍼옥시)발러레이트, α,α′-비스(t-부틸퍼옥시)디이소프로필 벤젠, 디큐밀 퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-비스(t-부틸 퍼옥시)헥산, t-부틸 큐밀 퍼옥사이드, 디-t-부틸 퍼옥사이드 등으로 이루어진 범주에서 1종 혹은 2종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 분자량 조절제로는 CH3(CH2)nSH 형태의 n-알킬 머캡탄(alkyl mercaptan)으로 표시되는 것을 사용한다. 예를 들면, n-부틸 머캡탄, n-옥틸 머캡탄, n-도데실 머캡탄 등이 있으며, 바람직하게는 n-옥틸 머캡탄과 n-도데실 머캡탄 등이 적합하다.
본 발명에서 상기 분자량 조절제는 단량체 혼합물 100 중량부에 대해 약 0.1∼0.7 중량부, 보다 바람직하게는 약 0.15∼0.45 중량부로 사용한다.
상기 알킬 메타크릴레이트 및 공중합 단량체로 이루어진 단량체 혼합물 100 중량부에 라디칼 개시제 약 0.0005∼0.01 중량부 및 황 함유 분자량 조절제 약 0.1∼0.7 중량부를 첨가한 혼합물은 반응기 및 탈휘 장치를 순차적으로 거쳐 괴상 중합으로 연속적으로 중합된다. 제1도는 본 발명의 메타크릴계 수지의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 공정 개요도이다.
본 발명에서 단량체 혼합물을 반응기에 투입하기 전에, 용존 산소를 제거하는 과정을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 용존 산소제거 공정은 제품의 외관 품질을 향상시키고, 중합 반응을 제어하기 위해 바람직하다. 효과적인 용존 산소 제거를 위한 장치는 불활성 기체를 충진시키기 위한 가압 및 감압 조건을 충족시킬 수 있어야 한다. 상기 불활성 기체로는 질소가 적절하며, 약 2∼3 kgf/㎠ 정도의 압력으로 가압하여 약 10∼30 분간 체류시키고, 이를 다시 감압하는 과정을 3∼4회 반복한다. 그 후 충전탑을 거치면서 용존 산소 함량을 최대한 낮춘다. 여기서 충전탑은 종래에 잘 알려진 용존 가스를 방산시키는 화학장치로 충분하다. 이러한 공정을 거친 단량체 혼합물내의 용존 산소 함량은 약 3 ppm 이하로 낮아진다. 용존 산소는 적정법에 의해 측정이 가능하며, 특수 제작된 용존산소 측정기를 사용하여도 무방하다. 더욱 바람직한 용존산소의 농도는 약 2 ppm 이하이며, 상기 측정 방법으로는 검출되지 않는 수준이 가장 바람직하다.
본 발명에서 사용하는 반응 장치는 특별한 제한은 없으나, 반응기 내부에서 는 중합 반응에 의한 발열 현상이 있으므로 자켓이나 코일 등을 통해 냉매를 순환시키는 방법 등을 이용하여 조절하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 반응기의 교반기 타입은 특별한 제한이 없으나, 반응기 전체에 걸쳐 충분한 혼합이 이루어질 수 있는 더블 헬리컬(Double Helical) 타입이 바람직하다.
본 발명의 하나의 구체예에서는 상기 반응기는 중합 온도 약 140∼160 ℃에서 중합한다. 만일 반응기에서 140 ℃ 미만으로 운전할 경우, 반응기 내부의 점도와 탈휘 장치로 흘러가는 반응물의 온도가 낮아 탈휘 공정에서 문제가 발생할 수 있고, 반면 중합 온도를 160 ℃ 초과로 유지할 경우, 다이머(dimer) 혹은 올리고머의 발생 가능성이 높아지고, 메틸 메타크릴레이트의 증기압이 높아져 반응 운전 압력이 높아질 수 있다.
본 발명에 있어서 반응기 내에서의 중합율은 최종적으로 약 40∼70 %의 범위에서 일정 수준을 유지하며, 탈휘 장치로 보내는 것이 필요하다. 메틸 메타크릴레이트의 중합 특성상 70 % 이상의 중합율에서는 겔효과에 의해 점도가 급격히 상승하여 반응기 운전을 제어하기 어렵다.
상기 반응기에서 중합된 중합물은 탈휘 장치로 투입되어 미반응 단량체를 제거한다. 상기 탈휘 장치는 특별한 제한을 받지는 않지만 탈휘 장치에서의 체류 시간을 짧게 하는 것이 중요하다. 이러한 탈휘 장치로는 fall-stranding 탈휘조(DEVO) 타입이 적절하다.
Fall-stranding 타입의 DEVO는 콘(Cone)의 각도가 체류 시간을 최소화 시키 도록 설계되고, 하부의 기어펌프에 효과적으로 전달될 수 있어야 한다. 본 발명에서는 제1 탈휘조와 제2 탈휘조를 연결하여 사용하며, 이들 DEVO 사이의 연결 라인을 최소화하기 위해 상, 하부로 수직 연결하는 것이 바람직하다. 또한 제1 탈휘조(DV-1)에서는 압력 조절이 가능하도록 콘트롤 밸브 또는 레귤레이터(regulator)가 설치되어 있어야 한다.
본 발명에서 제1 탈휘조는 압력 100∼350 KPa, 온도 180∼240℃ 범위에서 체류시간 10분 이하, 바람직하게는 5분 이하로 운전하는 것이 바람직하다. 상기 압력은 100∼300 KPa, 온도 200∼220℃ 범위에서 보다 바람직하다. 만일 100 KPa 미만으로 가동할 경우, 본 발명에서 목적으로 하는 광학특성을 얻을 수 없으며, 350 KPa를 초과할 경우, 잔류 단량체의 양이 증가한다. 온도가 180℃ 미만의 경우 반응물 이송 시 문제가 발생할 수 있고, 온도가 240℃ 초과의 경우에는 제품의 YI가 증가할 수 있다.
또한 상기 제2 탈휘조는 압력 1∼30 KPa, 온도 200∼240℃ 범위에서 체류시간 10분 이하, 바람직하게는 3분 이하로 운전하는 것이 바람직하다. 체류시간이 길어지면 열이력으로 인해 color 품질에 문제점이 발생할 수 있다.
상기 제1 탈휘조는 미반응 단량체 함량을 1∼5 %로 유지하고, 상기 제2 탈휘조는 미반응 단량체 함량을 0.001∼3000 ppm으로 조절한다.
통상 중합율 70 % 이하에서 중합이 종결되고 탈휘 장치로 보내지면, 여기서 발생하는 단량체의 양도 상당히 많아진다. 따라서 이것을 회수하여 사용한다. 회수액의 정제는 일반적인 증류탑에서 처리가 된다. 증류탑에서 정제하는 경우, 불순물 들은 메틸 메타크릴레이트보다 비점이 높기 때문에 증류되지 않고 증류탑 하부에 잔존한다. 증류탑 상부로 모인 단량체 증기를 콘덴서를 이용해 응축하여 회수한다. 이때 증류탑 하부에 잔존하는 불순물들은 부분적으로 중합이 진행되어 라인을 막아 버리는 등의 문제점이 발생하므로 정기적으로 분출시켜 폐기 처리하여야 한다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
실시예 1
메틸 메타크릴레이트 96.5 중량부 및 메틸 아크릴레이트 3.5 중량부로 이루어진 단량체 혼합액에 2,2-비스(4,4-디-t-부틸퍼옥시 사이클로헥실)프로판 0.0045 중량부, n-옥틸머캡탄 0.2 중량부를 투입하여 완전 균일한 상태가 되도록 하였다. 단량체 혼합물이 준비가 되면 질소를 3 kgf/㎠ 로 충진하여 약 30분간 유지한 후, 감압한다. 이러한 과정을 3회 반복하였다. 그리고 처리된 용액을 충전탑으로 보내 추가로 용존 산소를 제거하였다. 이렇게 처리된 용액에 대하여 센트럴(central)社의 UC-12-SOL 를 이용하여 용존 산소를 측정하였다. 측정된 용존 산소의 함량이 2 ppm 이하인 것을 확인하고, 중합 반응기로 투입하였다. 중합 온도는 150 ℃, 체류 시간 90 분으로 하고 중합을 진행하였다. 반응기에서의 중합율은 53.1 % 였으며, 이것을 연속적으로 탈휘조에 공급하였다. 제1 탈휘조(DV-1)는 220℃, 100 KPa 로 조건을 설정하면서 미반응 단량체를 회수하였다. 제1 탈휘조(DV-1)를 통과한 중합물의 잔류 단량체 함량은 1.3 wt% 였다. 제2 탈휘조(DV-2)는 230℃, 10KPa 조건으로 운전하였고, 최종 Pellet의 잔류 단량체 함량은 2100 ppm 이었다. 이와 같은 공정으로 만들어진 Pellet 은 사출기를 통하여 100 × 100 × 3 mm 인 샘플로 제조되었다. 이것의 컬러(color) 특성을 측정하였고, YI 0.4 였다.
실시예 2
반응기의 중합율을 52.4%로 하고 제1 탈휘조를 210℃, 150KPa 로 유지한 것을 제외하고는 상기 실시예 1 과 동일하게 수행하였다. 이와 같은 공정으로 만들어진 시편의 YI는 0.4 였다.
실시예 3
반응기의 중합율을 53.1%로 하고 제1 탈휘조를 200℃, 200KPa로 유지한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 이와 같은 공정으로 만들어진 시편의 YI는 0.5 였다.
비교실시예 1
반응기의 중합율을 52.7%로 하고 제1 탈휘조를 220℃, 70KPa 로 유지한 것을 제외하고는 상기 실시예 1 과 동일하게 수행하였다. 이와 같은 공정으로 만들어진 시편의 YI는 1.2 였다.
비교실시예 2
반응기의 중합율을 54.5%로 하고 제1 탈휘조를 200℃, 400KPa 로 유지한 것을 제외하고는 상기 실시예 1 과 동일하게 수행하였다. 이와 같은 공정으로 만들어진 시편의 YI는 0.5 였다.
물성 평가 방법
(1) 잔류 MMA 함량 : 가스크로마토그래피(Gas Chromatography)를 이용하여 그 결과를 측정하였다.
(2) Yellow Index(YI) : 사출 성형으로 100 × 100 × 3 mm 의 시편을 제작하여, 스펙트로포토미터 CM-3700d(미놀타) 로 측정하였다.
* MMA : 메틸 메타크릴레이트
* MA : 메틸 아크릴레이트
* n-OM : n-옥틸 머캡탄(n-octyl mercaptan)
* 개시제 : 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)사이클로헥산
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 제1 탈휘조의 온도와 압력을 적절히 조절한 경우, 잔류 MMA의 함량이 적고, 양호한 컬러 특성을 보이는 PMMA가 제조된다. 이처럼 2개의 탈휘조를 이용해 양호한 물성의 PMMA 를 제조함으로써, 기존 압출기를 이용한 메타크릴계 수지 제조 공정에 비해 단순하고 운전이 용이해지는 장점이 있다. 또한 전체 공정의 유지, 보수 측면에서도 유리하다.
본 발명은 2 개의 탈휘조(DEVO)를 이용하여 광학 특성이 우수한 메타크릴계 수지를 제조할 수 있는 방법을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
Claims (12)
- 알킬 메타크릴레이트와 공중합 단량체로 이루어지는 단량체 혼합물, 라디칼 개시제, 및 분자량 조절제를 혼합하고;상기 혼합물을 반응기에 투입하여 중합하고;상기 중합물을 제1 탈휘조에서 압력 100∼350 KPa, 온도 180∼240℃ 범위로 운전하여 미반응 단량체를 1차로 제거하고; 그리고연속하여 제2 탈휘조에 투입하여 압력은 1∼30 KPa, 온도 200∼240℃ 범위에서 운전하여 미반응 단량체를 2차로 제거하는;단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 특성이 우수한 메타크릴계 수지의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 탈휘조는 압력 100∼300 KPa, 온도 200∼220℃ 범위에서, 상기 제2 탈휘조는 압력 2∼10KPa, 온도 220∼240℃ 범위에서 운전하는 것을 특징으로 하는 광학 특성이 우수한 메타크릴계 수지의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 탈휘조는 미반응 단량체 함량을 1∼5 중량%로 유지하고, 상기 제2 탈휘조는 미반응 단량체 함량을 0.001∼3000 ppm으로 조절하는 것을 특징으로 하는 광학 특성이 우수한 메타크릴계 수지의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 탈휘조 및 제2 탈휘조는 수직 연결된 것을 특징으로 하는 광학 특성이 우수한 메타크릴계 수지의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 중합은 중합율이 40∼70% 인 것을 특징으로 하는 광학 특성이 우수한 메타크릴계 수지의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여, 상기 라디칼 개시제는 0.0005∼0.01 중량부, 상기 분자량 조절제는 0.1∼0.7 중량부로 사용되는 것을 특징으로 하는 광학 특성이 우수한 메타크릴계 수지의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 단량체 혼합물은 알킬 메타크릴레이트 50∼98 중량부 및 공중합 단량체 2∼50 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 특성이 우수한 메타크릴계 수지의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 반응기는 중합 온도 140∼160 ℃에서 중합하는 것을 특징으로 하는 광학 특성이 우수한 메타크릴계 수지의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 단량체 혼합물을 반응기에 투입하기 전, 용존산소를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 특성이 우수한 메타크릴계 수지의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 중합물을 제1 탈휘조에 투입하기 전, 산화방지제, 열안정제, 활제, 자외선 안정제 및 이들의 혼합물로 이루어진 첨가제를 더 투입하는 것을 특징으로 하는 광학 특성이 우수한 메타크릴계 수지의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 개시제는 중합온도에서 반감기가 1∼40 min 이며, 분자량 조절제는 n-알킬 머캡탄인 것을 특징으로 하는 광학 특성이 우수한 메타크릴계 수지의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 메타크릴계 수지는 알킬 메타크릴레이트의 함량이 50∼98 중량%인 것을 특징으로 하는 광학 특성이 우수한 메타크릴계 수지의 제조 방법.
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| KR101023428B1 (ko) * | 2008-12-26 | 2011-03-25 | 송원산업 주식회사 | 연속반응공정을 이용한 감광성 고분자의 제조방법 |
| KR101061184B1 (ko) * | 2008-12-15 | 2011-08-31 | 제일모직주식회사 | 내충격성이 우수한 메타크릴계 수지 및 그 제조 방법 |
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