KR0149699B1 - Dispersion of slow-releasing emulsion polymer and method for preparing thereof - Google Patents
Dispersion of slow-releasing emulsion polymer and method for preparing thereofInfo
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Abstract
본 발명성 방균 유화중합체 분산액 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 건조되었을 때 입자의 내부에 미세 기공을 형성하면서 한편으로는 상기 입자의 동일 공간에 방균제 등의 표적물질을 함유시켜 고분자 쉘에 의해 표적물질의 용출 속도를 일정하게 제어하므로써 표적물질의 효력지속기간을 획기적으로 증가시킨 신규한 다단계 유화중합방법 및 이에 따라 제조된 유화중합체 분산액에 관한 것이다.The present invention relates to an antimicrobial emulsion dispersion and a method for preparing the same, and more particularly, to form fine pores in the interior of a particle when dried, and to contain a target material such as a bactericide in the same space of the particle. The present invention relates to a novel multistage emulsion polymerization method and a emulsion polymer dispersion prepared according to the present invention, which significantly increase the effective duration of a target substance by controlling the dissolution rate of the target substance by a polymer shell.
Description
본 발명은 서방성 방균 융화중합체 분산액 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 건조되었을 때 입자의 내부에 미세 기공을 형성하면서 한편으로는 상기 입자의 동일 공간에 방균제 등의 표적물질을 함유시켜 고분자 쉘에 의해 표적물질의 용출 속도를 일정하게 제어하므로써 표적물질의 효력지속기간을 획기적으로 중가시킨 신규한 다단계 유화중합방법 및 이에 따라 제조된 유화중합체 분산액에 관한 것이다.The present invention relates to a sustained-release antibacterial polymer dispersion and a method for producing the same, and more particularly, to form micropores in the interior of the particles when dried, and to provide a target material such as a bactericide in the same space of the particles. The present invention relates to a novel multi-stage emulsion polymerization method which significantly increases the effective duration of a target material by controlling the dissolution rate of the target material by the polymer shell to be contained, and an emulsion polymer dispersion prepared accordingly.
도료의 역할은 미려한 외관을 제공할 뿐만 아니라 외부 환경으로부터 소지의 노화를 방지해 주는 역할을 한다. 특히 곰팡이균류의 성장은 도막의 염화를 촉진시켜 외관을 손상시킬 뿐만 아니라 도막 밑에 존재하는 소지에도 치명적이 손실을 초래할 수 있다. 또한 우리의 생활공간에 기생하는 공팡이균류는 알러지 및 냄새 등의 위생문제에도 미치는 영향이 커서 여름철 또는 생활 조건의 향상으로 온난다습한 실내 공간이 늘어남에 따라 곰팡이가 성장하기에 좋은 조건을 제공하게되어 보다 심각한 문제로 대두되고 있다.The role of the paint not only provides a beautiful appearance, but also prevents the aging of the body from the external environment. In particular, the growth of the fungus can promote the chloride of the coating and not only damage its appearance, but can also cause fatal loss in the material under the coating. In addition, the fungus parasitic in our living space has a great impact on hygiene problems such as allergies and odors, so that the conditions for growth of mold can be provided as the warm and humid indoor space increases due to the improvement of living conditions in summer or living conditions. It is becoming a more serious problem.
이러한 문제의 해결 방법으로 적절한 방균제를 도료에 배합하여 페인트 도막에 의해 방균제의 용출을 제어하므로써 어느 정도 효과를 거두고 있으나 수은계 방균제의 맹독성 때문에 그의 사용이 규제된 후, 비수은계 방균제를 사용하게 되었으나 이는 상대적으로 방균력 지속기간이 짧다. 더욱이 이 기간을 연장하기 위해 초기에 필요량 이상의 방균제를 사용하므로써 과잉의 방균제 유출에 의한 환경오염 문제가 제기되고 있다.As a solution to this problem, a suitable antimicrobial agent is added to the paint to control the dissolution of the antimicrobial agent by the paint film, but the effect is somewhat effective. It has been used, but it has a relatively short duration of antibacterial activity. Moreover, the use of more than the required amount of fungicides in the beginning to prolong this period raises the problem of environmental pollution due to excess fungicide spills.
이에 이러한 표적물질을 마이크로 캡슐 화하여 캡슐벽을 이루는 고분자의 특성을 이용하여 방균제의 입자표면으로의 확산을 제한시켜 용출속도를 적절하게 제어할 수 있음과, 내부 기공에 의한 불투명성을 부여하므로써 백색 안료인 고가의 이산화티탄의 일부를 대치할 수 있어 고품질의 수성 방균 도료의 원가절감에도 크게 기여할 수 있음에 착안하여 본 발명에 이르게 되었다.The microcapsule of this target material is used to restrict the diffusion of the antimicrobial agent to the particle surface by using the characteristics of the polymer forming the capsule wall so that the dissolution rate can be appropriately controlled, and the whiteness is provided by imparting opacity due to internal pores. Part of the expensive titanium dioxide, which is a pigment, can be replaced, thereby contributing to the cost reduction of a high-quality water-based antibacterial paint.
즉, 본 발명에서는 입자 내부에 기공이 존재하므로 자체로서도 불투명성을 가지게 되어 백색 또는 담색의 수성도료, 종이 피복재, 성형용 조성물에서 불투명화제로 사용되는 플라스틱 안료의 제조기술과 소수성의 표적물질을 마이크로 캡슐화시키는 제조기술을 접목시켜 표적물질의 용출속도가 제어되며 내부 기공을 갖는 방균제 함유 서방성 융화중합체를 제조하게 된다.That is, in the present invention, since pores are present in the particles, they have opacity as their own, and microencapsulate the technique for preparing plastic pigments used as opaque agents in white or light aqueous paints, paper coatings, and molding compositions. By incorporating a manufacturing technique to control the elution rate of the target material is controlled to prepare a slow-release compatible polymer containing antibacterial agent having internal pores.
상기 마이크로 캡슐화를 위한 방법은 다양하게 알려져 있는데, 쉘을 형성하는 방법은 물리적 방법과 화학적 방법으로 크게 나눌 수 있다.The method for the microencapsulation is known in various ways, the method of forming the shell can be largely divided into physical and chemical methods.
물리적인 방법으로 복합 코아세르베이션(complex-coacervation)이 있는데 이는 연속 및 불연속상 사이의 계면에서 중합체의 침전을 포함한다.A physical method is complex-coacervation, which involves precipitation of a polymer at the interface between continuous and discontinuous phases.
즉, 제어된 온도 및 pH에서 연속상 내에 용해 또는 분산된 젤라틴이 아라비아고무, 비닐아세테이트-말레익안하이드라이드 공중합체, 알긴산나트륨, 폴리아크릴산 등과 같이 음이온적으로 하전된 콜로이드와 반응하여 수상(연속상)과 분산된 유기엑상 사이의 개면에서 코아세르베이트 되거나 침전될 수 있다. 이계면에서 형성된 쉘은 미국 특허 제2,800,457호에 게시된 것과 같이 물리적 또는 화학적인 처리에 의해 경화될 수 있다. 코아세르베이션 공정은 전형적으로 반응농도, 온도 및 pH와 같은 공정조건에 세심한 제어를 요구하며 캡슐 쉘을 형성하는데 있어서 상대적으로 값비싼 젤라틴의 특성을 이용한다. 이공정은 매우 복합적이며 근본적으로 물에 대한 저항성이 나쁜 마이크로 캡슐을 제공한다.That is, gelatin dissolved or dispersed in a continuous phase at a controlled temperature and pH reacts with anionic charged colloids such as gum arabic, vinyl acetate-maleic hydride copolymer, sodium alginate, polyacrylic acid, etc. ) May be coacervated or precipitated at the open surface between the organic phase and the dispersed organic phase. The shell formed at this interface can be cured by physical or chemical treatment, as disclosed in US Pat. No. 2,800,457. Coacervation processes typically require careful control of process conditions such as reaction concentration, temperature and pH and take advantage of relatively expensive gelatinous properties in forming capsule shells. This process provides a very complex and essentially microcapsule with poor water resistance.
마이크로 캡슐 쉘을 형성하기 위한 화학적 방법도 역시 다수 제안되어 있는데, 예를 들면, 우레아-포름알데히드 전응결체(pre-condensate)는 연속 액상 내에서 분산될 수 있으며 이어 표적물질을 함유하는 분산상 주위에서 캡슐 쉘을 형성하는 우레아-포름알데히드 응결체를 제공할수 있다. 이는 미국특허 제3,016,309호 및 제3,796,669호에 게시되어 있다. 또한 우레아-포름알데히드 쉘의 성질을 개선하기 위해 아라비아고무, 폴리아크릴산, 알킬아크릴레이트-아크릴산 공중합체, 가수분해된 폴리(에틸렌-말레익안하이드라이드)와 같은 중합체의 사용이 미국 특허 제4,552,811호에 게시되어 있다.Numerous chemical methods for forming microcapsule shells have also been proposed, for example, urea-formaldehyde pre-condensate can be dispersed in a continuous liquid phase and then encapsulated around the dispersed phase containing the target substance. Urea-formaldehyde agglomerates that form shells can be provided. It is published in US Pat. Nos. 3,016,309 and 3,796,669. The use of polymers such as gum arabic, polyacrylic acid, alkylacrylate-acrylic acid copolymers, hydrolyzed poly (ethylene-maleic anhydride) to improve the properties of urea-formaldehyde shells is also described in US Pat. No. 4,552,811. Posted.
또한 미국 특허 제 4,626,471호에는 폴리아민 경화제를 이용하여 특정 다관능 에폭시 수지의 원위치 중합(in-situ-polymerization)이 게시되어 있으며, 표적물질을 캡슐화하기 위한 다른 방법으로는 연속 및 불연속상 사이의 계면에서 혹은 계면 근처에서 쉘이 중합되는 계면중합방법 등이 공지되어 있다.U.S. Pat. No. 4,626,471 also discloses in-situ-polymerization of certain polyfunctional epoxy resins with polyamine curing agents, and another method for encapsulating a target material is at the interface between continuous and discontinuous phases. Or an interfacial polymerization method in which the shell is polymerized near the interface is known.
연속 다단계 유화중합법에 의한 불투명화제의 제조방법은 미국특허 제4,427,836호, 제4,469,825호, 제4,594,363호, 제4,970,241호 및 일본 특허 공개 공보 소61-66710호 , 소62-127336호, 평1-30173호 등에 게시되어 있으며, 본 발명의 중합체 입자를 제조하는데 상기 특허들과 동일 한 제조방법을 이용할 수 있다. 그러나 표적물질의 마이크로 캡슐화에 이와 같은 연속 다단계 유화중합법을 사용한 예는 없으며, 특히입자내부에 기공이 포함되어 있어 여기에 방균제를 포함시킴과 동시에 불투명화제로서의 역할을 겸비한 경우는 없다. 미국 특허 제 4,677,003호에 연속 다단계 현탁중합법에 의한 표적물질의 마이크로 캡슐화 제조방법이 게시되어 있으나 본 발명에 서와 같이 연속 다단계 유화중합방법이 아니며, 표적물질을 입자 내부에 존재시키기 위하여 적절한 소수성 및 친수성 용매의 사용이 필수적이다. 또한 중화에 의해 팽윤되어 건조되면서 입자 내부에 기공을 형성시키는 산관능기를 갖는 단량체가 최소한 코아 형성 단량제 혼합물 중에서 10중량% 이상이어야 하나 상기 특허에는 이러한 사항이 없으며 더욱이 환경대책의 일환으로 휘발성 유기화합물의 사용이 날로 규제되는 현시점에서 상기 특허와 같은 현탁중합법에 의한 방법은 유용하지 못하다.Methods for preparing the opacifying agent by the continuous multistage emulsion polymerization method are U.S. Patent Nos. 4,427,836, 4,469,825, 4,594,363, 4,970,241, and Japanese Patent Laid-Open Nos. S61-66710, S62-127336, and Hyeong1-1-. 30173, etc., the same production method as the above patents can be used to prepare the polymer particles of the present invention. However, there is no example of using such a continuous multi-stage emulsion polymerization method for microencapsulation of a target substance, and particularly, the pores are contained in the particles, so that there is no antimicrobial agent and a role as an opaque agent. U.S. Patent No. 4,677,003 discloses a method for preparing microencapsulation of a target material by a continuous multistage suspension polymerization method, but is not a continuous multistage emulsion polymerization method as in the present invention, and is suitable for the presence of a suitable hydrophobic and The use of hydrophilic solvents is essential. In addition, the monomer having an acid functional group that forms pores in the particles while being swollen and dried by neutralization should be at least 10% by weight in the core-forming monomer mixture, but the above patent does not have this matter, and moreover, it is a volatile organic compound as part of environmental measures. At the present time that the use of is regulated day by day, the method by suspension polymerization method like the above patent is not useful.
본 발명은 대한민국 특허 제25024호, 미국 특허 제4,427,836호에서 제안된 연속 다단계 유화중합법에 의한 도료용 불투명화제의 제조방법으로 코아 또는 쉘 내면에 소수성의 표적물질을 포함시키는, 즉 불연속상에 표적물질을 함유시키는 연속 다단계유화중합방법에 의해 미세기공과 표적물질을 동시에 포함하는 유화중합체 분산액 및 이의 제조방법에 관한 것으로서 이의 제조공정을 각 단계별로 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention includes a hydrophobic target material on the inner surface of a core or shell in a method of preparing an opaque agent for paint by the continuous multi-stage emulsion polymerization method proposed in Korean Patent No. 25024 and US Patent No. 4,427,836, that is, a target on a discontinuous phase. It relates to an emulsion polymer dispersion containing a micropore and a target material at the same time by a continuous multi-stage emulsion polymerization method containing a substance and a method for producing the same will be described in detail for each step thereof.
1) 시이드 입자 존재 하에 카르복실산기를 갖는 산단량체와 일반단량체 및 표적물질로서 소수성의 방균제를 함유하는 단량제 혼합물로 부터 코아 입자를 유화중합시키는 단계 :1) Emulsion polymerization of core particles from a mixture of acid monomers having a carboxylic acid group, a general monomer and a hydrophobic fungicide as a target material in the presence of seed particles:
2) 상기의 코아입자 존재하에 외피형성 단량체를 연속적으로 유와중합시키므로써 경질의 피복으로 코아 입자를 캡슐화시키는 단계 ; 및2) encapsulating the core particles with a hard coating by continuously polymerizing the envelope-forming monomer in the presence of the core particles; And
3)생성된 상기의 코아-쉘 중합체 입자를 상승된 온도에서 염기로 팽윤시켜 건조 후 내부에 기공과 표적물질을 동시에 함유하는 내부기공을 갖는 서방성(release controlled) 방균 유화중합체 분산액을 제조하는 단계.3) swelling the produced core-shell polymer particles with a base at an elevated temperature to prepare a release controlled antibacterial emulsion dispersion having internal pores containing both pores and a target material therein after drying. .
또한 본 발명은 상기 제조방법에 따른 유화중합체 분산액이 30중량%이하로 함유된 코팅용 또는 함침용 조성물에 관한 것이다.The present invention also relates to a coating or impregnating composition containing less than 30% by weight of the emulsion dispersion according to the above production method.
코아 입자는 전체 공정 중에서 단일 단계로 제조할 수 있으나 바람직하게는 시이드 중합체의 제조 단계를 포함하는 복사 단계로 제조하는 것이 최종 입자의 입자경과 입자분포, 기공의 크기 및 그 분포 등의 면에서 바람직하다.The core particles may be prepared in a single step in the overall process, but are preferably prepared in a radiation step including the preparation of the seed polymer in terms of particle size, particle distribution, pore size and distribution of the final particles. Do.
따라서 중합 공정의 첫 단계인 시이드 단계에서는 후속 단계인 코아 단계에서 산단량체 및 소수성 표적물질의 혼합물이 시이드 입자 위에 중합되어 성장할 수 있도록 핵 입자를 제공하는데 그 목적이 있기 때문에 산단량체를 소량 포함하거나 포함하지 않아도 관계없다. 입자경은 20-500나노메타, 바람직하게는 30-200나노메타가 적합하다.Therefore, in the seed step, which is the first step of the polymerization process, a small amount of the acid monomer is included in the core step to provide nuclear particles so that the mixture of the acid monomer and the hydrophobic target material can be polymerized and grown on the seed particles. It doesn't matter if you include it or not. The particle size is 20-500 nanometers, preferably 30-200 nanometers.
여기에 사용하는 산단량체는 코아 및 쉘 형성 단계에서도 공통적으로 사용되는데, 예를 들면, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 푸마르산, 아코니트산, 말레인산 또는 그의 무수물, 모노메틸말레에이트, 모노메틸푸마레이트, 모노메틸이타코네이트 등 불포화 이중결합을 갖는 산화합물 중에서 선택되며, 사용량은 단량제 혼합물에 대해 0-10중량%, 바람직하게는 0-5중량%를 사용하는 것이 좋다.Acid monomers used herein are commonly used in core and shell forming steps, for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, aconic acid, maleic acid or anhydrides thereof, monomethyl maleate, It is selected from acid compounds having unsaturated double bonds such as monomethyl fumarate and monomethyl itaconate, and the amount used is preferably 0-10% by weight, preferably 0-5% by weight based on the monomer mixture.
또한 공중합되는 에틸렌 불포화 단량체는 스티렌, 비닐톨루엔, 에틸렌, 부타디엔, 비닐아세테이트, 비닐클로라이드, 비닌리덴클로라이드, 아크릴로니트릴, 알킬아크릴레이트, 알킬메타크릴레이트 중에서 최소한 1종 이상 선택한다.In addition, the ethylenically unsaturated monomer to be copolymerized is selected from at least one of styrene, vinyltoluene, ethylene, butadiene, vinyl acetate, vinyl chloride, bininide chloride, acrylonitrile, alkyl acrylate and alkyl methacrylate.
유화제로는 비이온성 및 음이온성 유화제를 단독 또는 혼합하여 단량체 중량에 대해 0.1 - 2.0중량% 사용한다. 대표적인 비이온성 유화제로는 옥틸페녹시에틸폴리에톡시에탄올,노닐페녹시에틸폴리에톡시에탄올 등이 있으며, 대표적인 음이온성 유화제로는 소듐아우릴설페이트, 소듐도데실벤젠설포네이트, 소듐옥틸페녹시에틸폴리에틸설페이트 및 설포석시네이트 유도체의 소듐염 등이 있다.As the emulsifier, 0.1 to 2.0% by weight of the nonionic and anionic emulsifiers, alone or in combination, is used. Representative nonionic emulsifiers include octylphenoxyethylpolyethoxyethanol and nonylphenoxyethylpolyethoxyethanol, and representative anionic emulsifiers include sodium auryl sulfate, sodium dodecylbenzenesulfonate, and sodium octylphenoxyethyl. Sodium salts of polyethylsulfate and sulfosuccinate derivatives;
반응 혼합물에 첨가되는 수용성 라디칼 개시제는 일반적으로 알칼리 금속퍼설페이트, 암모늄퍼설페이트, 하이드로겐퍼옥사이드, 터셔리부틸하이드로퍼옥사이드 등의 열분해 개시제가 단독으로 사용되거나 이러한 개시제와 알칼리 금속설파이트, 하이포설파이트, 소듐포름알데히드설폭실레이트와 같은 환원제와의 혼합물 형태로 산화환원 개시제가 사용될 수 있는데, 그 사용량은 단량체를 기준으로 0.1 - 2.0 중량%의 범위 내로 하고 반응온도는 중합개시제의 분해 반감기가 30-300분이 되도록 설정한다. 예를 들면 중합개시제로서 암모늄퍼설페이트, 포타슘퍼설페이트, 소듐퍼설페이트를 단독으로 사용하는 경우에는 방응온도를 60℃ 내지 90℃로 유지시키는 것이 바람직하고, 소듐설파이트나 소듐포름알데히드설폭실레이트와 같은 환원제를 상기의 산화제와 혼합 사용하는 경우에는 반응온도를 30 내지 60℃로 조절하는 것이 적당하다.The water-soluble radical initiator to be added to the reaction mixture is generally used alone or pyrolysis initiators such as alkali metal persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, tertiary butyl hydroperoxide or the like and alkali metal sulfite, hyposulfite The redox initiator may be used in the form of a mixture with a reducing agent such as sodium formaldehyde sulfoxylate. The redox initiator may be used in the range of 0.1-2.0 wt% based on the monomer and the reaction temperature is 30- Set to 300 minutes. For example, when ammonium persulfate, potassium persulfate, or sodium persulfate is used alone as a polymerization initiator, it is preferable to maintain the anticorrosive temperature at 60 ° C to 90 ° C, and sodium sulfite or sodium formaldehyde sulfoxylate and When the same reducing agent is used in combination with the oxidizing agent, it is appropriate to adjust the reaction temperature to 30 to 60 ℃.
이러한 개시제와 반응온도의 설정 기준은 일반적인 유화중합의 공통사항으로서 연속되는 코아 및 쉘 제조단계에서도 공히 적용된다.These initiators and the criteria for setting the reaction temperature are also common to the continuous core and shell manufacturing steps as common to the general emulsion polymerization.
시이드 단계에서 시이드가 중합되면 친수성 단량체와 소수성 표적물질을 사용한 2차 합성단계 즉, 코아 합성단계가 진행된다. 전체 공정 중에서 소수성 표적물질을 함유시키는 이 코아 합성단계는 본 발명의 중요한 특징으로서 필요한 경우에는 쉘 합성단계에서도 표적물질을 투입할 수 있다.When the seed is polymerized in the seed step, a secondary synthesis step using a hydrophilic monomer and a hydrophobic target material, that is, a core synthesis step is performed. This core synthesis step, which contains a hydrophobic target material in the overall process, is an important feature of the present invention, and if necessary, the target material may be added to the shell synthesis step.
이 코아 합성단계에서는 산단량체를 15 - 60중량%, 일반 에틸렌 불포화단량체를 39 - 85중량%, 가교성 단량체를 0 - 2중량%, 그리고 이 코아 단량제 혼합물과 소수성의 표적물질의 중량비율이 약 1 : 0.5 내지 1 : 5 정도가 되도록 소수성의 표적물질을 포함시킨다.In the core synthesis step, 15 to 60% by weight of acid monomer, 39 to 85% by weight of general ethylenically unsaturated monomer, 0 to 2% by weight of crosslinkable monomer, and the weight ratio of the core monomer mixture to the hydrophobic target material The hydrophobic target material is included to be about 1: 0.5 to 1: 5.
이 소수성의 표적물질은 물에는 불용성이고 코아 에멸젼을 제조하기 위해 사용된 단량체에는 혼화성이 있는 액체이거나, 단량체 및 용매에 용해될 수 있는 고체이어야 하는데, 예를 들면, 2-(메톡시카르보닌아미노)벤지이미다졸, 2-(4-티아조릴)-벤지이미다졸, 2,3,5,6,-테트라클로로-4-메틸설포니피리딘, 2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온, 2,4,5,6-테트라믈로로이소프탈로니트릴, N,N-디메틸-N'-(플루오로디클로로메틸티오)-N'-설파마이드, 징크 2-피리딘티올-1-옥사이드, 디아이오도메틸-p-토릴-설폰, 3-아이오도-2-프로파질부틸카바메이트, N-(플루오로디클로로메틸티오)-프탈이미드 등에서 적어도 1종 이상 선택하녀 사용한다.This hydrophobic target material must be a liquid that is insoluble in water and miscible with the monomer used to prepare the core emulsion, or a solid that can be dissolved in the monomer and solvent, for example, 2- (methoxycarb Boninamino) benzimidazole, 2- (4-thiazolyl) -benzimidazole, 2,3,5,6, -tetrachloro-4-methylsulfonipyridine, 2-n-octyl-4-isothiazoline 3-one, 2,4,5,6-tetramoloisophthalonitrile, N, N-dimethyl-N '-(fluorodichloromethylthio) -N'-sulfamide, zinc 2-pyridinethiol- At least one or more selected from 1-oxide, diiodomethyl-p-tolyl-sulfone, 3-iodo-2-propazylbutyl carbamate, N- (fluorodichloromethylthio) -phthalimide and the like are used.
본 발명의 방법에 의해 캡슐화될 수 있는 소수성의 표적물질의 예로는 상균제, 살균제, 살충제, 제초제, 염료, 잉크, 향료, 의약품 등이 있다. 이들은 코아 입자상에 근본적으로 분포되고 코어 에멀젼의 중합반응을 방해하지 않도록 출중히 소수성인 액체이거나 단량체 용해성을 갖는 고체인 경우에 본 발명에 의해 캡슐화될 수 있다.Examples of hydrophobic target materials that can be encapsulated by the method of the present invention include fungi, fungicides, insecticides, herbicides, dyes, inks, perfumes, pharmaceuticals and the like. They can be encapsulated by the present invention if they are essentially hydrophobic liquids or solids with monomer solubility so that they are essentially distributed on core particles and do not interfere with the polymerization of the core emulsion.
산단량체 및 일반 에틸렌불포화 단량체의 대표적인 종류는 상기한 바와 같으며, 가교성 단량체로는 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴 레이트, 1,3-부탄디올 디(메타)아크릴 레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴 레이트, 트리메틸프로판 트리메타크릴레이트, 디비닐벤벤, 알랄(메타)아크릴 레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴 레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴 레이트 등이 사용될 수 있다.Typical types of acid monomers and general ethylene unsaturated monomers are as described above, and as crosslinkable monomers, ethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butanediol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) Acrylate, trimethylpropane trimethacrylate, divinylbenbene, allal (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanedioldi (meth) acrylate, and the like can be used.
상기 코아 단량체 및 표적물질의 투입은 단량체와 표적물질의 혼합된 형태로 반응기 내의 연속 수상에 투입될 수 있으나 물에 대한 용해성이 전혀 없는 경우에는 표적물질이 코아 입자층에 존재하지 못하고 연속 수상의 상부로 상분리되기 때문에 보다 바람직한 방법으로는 이들 단량체 및 표적물질을 적당한 유화제를 사용하여 물에 균일하게 분산시키는 전유화(pre-emulsification) 방법을 이용하여 반응기내로 투입시키는 것이 좋다. 이때 전유화액은 고속분산기를 이용하여 약 1,000 - 5,000rpm으로 약 10분간 교반하여 준비한다.The core monomer and the target material may be added to the continuous water phase in the reactor in a mixed form of the monomer and the target material, but when there is no solubility in water, the target material does not exist in the core particle layer and moves to the top of the continuous water phase. Because of the phase separation, it is preferable to introduce these monomers and the target material into the reactor by using a pre-emulsification method which is uniformly dispersed in water using a suitable emulsifier. At this time, the total emulsion is prepared by stirring for about 10 minutes at about 1,000-5,000rpm using a high-speed disperser.
코아 단량제 혼합물의 양은 시이드 단계의 존재여부를 불문하고 전체 공정에서 사용되는 단량제 혼합물에 대하여 2 - 50중량% 범위이며, 시이드 단계가 있는 경우에는 시이드 형성 단량체의 4 내지 20배 정도 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 단량제 혼합물을 반응계에 첨가할 때는 합성안정성, 발열의 제어, 입자 성장의 거동 등을 고려하여 선정된 첨가속도 범위내에서 투입하는데 보통 30분 내지 180분 정도가 적당하다.The amount of core monomer mixture ranges from 2 to 50% by weight based on the monomer mixture used in the overall process, whether or not there is a seed stage, and, if there is a seed stage, about 4 to 20 times that of the seed forming monomer. It is preferable to use. When adding such a monomer mixture to the reaction system, it is usually suitable for 30 minutes to 180 minutes to be added within the selected addition rate range in consideration of synthetic stability, exothermic control, particle growth behavior, and the like.
코아 형성단계에서의 유화제, 개시제 및 반응온도의 선정은 시이드 형성 단계에서와 동일한데, 시이드 단계의 존재 유무에 관계없이 합성 중합체의 입자경이 pH 5 이하의 비팽윤상태에서 70 내지 300나노메타가 되도록 하는 것이 좋다.The emulsifier, initiator and reaction temperature in the core formation step are the same as in the seed formation step, regardless of the presence or absence of the seed step, in the non-swelling state of the particle size of the synthetic polymer 70 to 300 nanometer It is good to be.
코아 중합체 수분산액은 그 자체로 반제품 상태로 보관되었다가 쉘 형성반응단계에 투입되어 사용될 수도 있으나 동일 반응용기 내에서 연속적으로 후속단계인 쉘 형성 단계를 진행시키는 것이 보다 바람직하다.The aqueous core polymer dispersion may be stored in a semi-finished state and used in a shell forming reaction step, but it is more preferable to proceed with the subsequent shell forming step in the same reaction vessel.
쉘 형성 단계에서 사용되는 단량제 혼합물은 상기에서 언급하였던 일반 에틸렌불포화 단량체가 1종 이상 포함되고 0 - 5중량%의 산단량체가 사용되는 것이 바람직하다. 일반 불포화 단량체의 선택 기준으로 유리전이온도와 강인성 지수가 고려되어야 한다.It is preferable that the monomer mixture used in the shell forming step contains at least one general ethylene unsaturated monomer as mentioned above and 0 to 5% by weight of acid monomer is used. Glass transition temperature and toughness index should be considered as selection criteria for general unsaturated monomers.
쉘 형성 단계에서 사용되는 유화제와 중합 개시제는 유화중합에서 일반적으로 사용되는 것들로부터 선택되는데, 코아 형성 단계에서 예시된 것들이 사용되며 유화제 사용량은 합성안정성과 입자 성장 거동을 동시에 만족시킬 수 있는 농도 범위가 유지되어야 하는데, 통상 단량체의 0.01 내지 2.0중량%가 적당하다. 쉘 형성 단계는 단일 단계로 이루어져 있거나 복수 단계로 이루어져 있을 수가 있는데 본 발명의 특징인 소수성의 표적물질은 이 단계에서도 투입가능하다. 특히 조성물에서의 초기 방균성 등을 발현시키기 위해서 초기에 용출되는 표적물질의 농도를 조절하기 위해 쉘 형성 단계에서의 표적물질의 투입은 바람직하다. 투입방법은 코아 형성 단계에서와 같이 전유화법을 사용하며 그 사용량은 쉘 고분자의 강인성을 고려하여 쉘(외피) 형성 단량체에 대해 0 - 30중량%가 적당하다.The emulsifier and polymerization initiator used in the shell forming step are selected from those commonly used in the emulsion polymerization, and those exemplified in the core forming step are used, and the amount of emulsifier used has a concentration range that can satisfy both the synthetic stability and the particle growth behavior at the same time. It should be maintained, usually 0.01 to 2.0% by weight of the monomer is suitable. The shell forming step may consist of a single step or may consist of a plurality of steps. The hydrophobic target material, which is a feature of the present invention, may be added in this step. In particular, the input of the target material in the shell formation step is preferable to control the concentration of the target material that is initially eluted in order to express the initial antimicrobial properties in the composition. In the method of introduction, the preemulsification method is used as in the core forming step, and the amount of use is preferably 0 to 30% by weight based on the shell polymer's toughness in consideration of the toughness of the shell polymer.
본 발명에서와 같이 코아 - 1차 쉘 - 2차 쉘로 이루어지는 공정에서는 기공 형성의 필수 용정인 중화 펭윤공정을 1차 쉘 형성 후 또는 2차 쉘 형성 이후에 진행하는데 1차 쉘 형성후에 하는 것이 바람직하며, 중화시에 수반되는 코아-쉘 중합체의 팽윤을 최대로 이룰 수 있도록 1차 쉘의 유리전이온도를 감안하여 중화온도를 선정해야 한다. 통상 50 - 100℃의 범위가 적합하고 전체 공정에 있어서 중합온도의 변화없이 연속적으로 진행하는 것이 공정의 생산성 측면에서 바람직하므로 중합온도와의 상관관계도 고려해야 한다. 이와 같은 연속 다단계 유화중합에 있어서 1차 쉘의 주된 역할은 코아 입자의 중화에 따른 급격한 중점을 제어하고 코아 입자 표면층의 이온화에 기인한 친수성에 의하여 2차 쉘의 캡슐화 효율저하를 완충하기 위한 외곡을 형성함에 있는 바, 그 중량비는 코아 입자에 대해 1 : 1 내지 1 : 50의 범위, 보다 바람직하게는 1 : 4 내지 1 : 10의 범위가 적당하다. 한편 2차 쉘의 주 역할은 건조 과정에서의 입자의 함몰을 방지하는 것과 표적물질의 입자표면 에로의 확산속도를 조절하는 것이기 때문에 적절한 강인성을 갖는 단량제 혼합물을 사용해야 하며 적당한 쉘 두께를 유지해야 한다. 따라서 그 중량비는 1차 쉘까지의 입자에 대해 1 : 1 내지 1 : 100의 범위에서, 보다 바람직하게는 1 : 1 내지 1 : 10의 범위가 적당하다. 또한 가교성 단량체를 0.01 내지 5중량%, 바람직하게는 0.05 내지 2.0중량%를 사용하는 것이 좋다.As in the present invention, in the process consisting of core-primary shell-secondary shell, the neutralization fengyun process, which is an essential solution of pore formation, is performed after the formation of the primary shell or after the formation of the secondary shell, preferably after the formation of the primary shell. The neutralization temperature should be selected in consideration of the glass transition temperature of the primary shell to maximize the swelling of the core-shell polymer accompanying neutralization. In general, the range of 50-100 ° C. is suitable, and it is preferable to proceed continuously without changing the polymerization temperature in the whole process, so the correlation with the polymerization temperature should be considered. In this continuous multistage emulsion polymerization, the primary role of the primary shell is to control the rapid center of gravity due to the neutralization of the core particles and to prevent the degradation of the encapsulation efficiency of the secondary shell by hydrophilicity due to ionization of the core particle surface layer. In forming, the weight ratio is suitably in the range of 1: 1 to 1:50, more preferably in the range of 1: 4 to 1:10, for the core particles. On the other hand, the primary role of the secondary shell is to prevent particles from sinking in the drying process and to control the rate of diffusion of the target material into the particle surface, so that a monomer mixture having appropriate toughness must be used and the appropriate shell thickness must be maintained. . Therefore, the weight ratio is suitably in the range of 1: 1 to 1: 100, more preferably in the range of 1: 1 to 1:10 for the particles up to the primary shell. In addition, it is preferable to use 0.01 to 5% by weight, preferably 0.05 to 2.0% by weight of the crosslinkable monomer.
한편 중화공정에 사용되는 염기는 암모니아나 3급 아민의 휘발성염기 중에서 선택되거나 수산화나트륨 및 수산화칼륨 등의 알칼리금속 수산화물의 고정염기 중에서 선택되어지는데, 그 사용량은 중화 후의 유화중합체 분산액의 pH가 7 - 12의 벙위에 들도록 함이 좋다. 또한 염기의 입자내 침투를 용이하게 하기 위하여 수량의 유기용제를 중화시에 혹은 그 전후에 사용할 수 있는데 이는 쉘 중합체보다는 코아 입자에의 친화도가 크로 제한된 물에 대한 용해도를 갖는 것이 좋다.The base used in the neutralization process is selected from volatile bases of ammonia and tertiary amines, or from fixed bases of alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, and the amount of the base used is pH 7 of the emulsion dispersion after neutralization. It is good to be in 12th grade. In addition, in order to facilitate the penetration of the base into the particles, a number of organic solvents may be used during or before neutralization, which preferably has a solubility in water in which the affinity to core particles is limited to that of core polymers rather than shell polymers.
그 구체적인 예로는 에탄올, 프로판올, 펜탄올, 헥산올, 텍사놀 등의 알코올류를 단독 또는 혼합사용하며 그 사용량은 1차 쉘에 대하녀 2 내지 30중량%가 적합하다. 본 발명에 의해 제조된 최종 유화중합체의 입자경은 0.1 내지 5.0 마이크론, 바람직하게는 0.2 내지 2.0마이크로니 적합하며 건조 후의 내주 기공의 직경은 0.05 내지 3.0마이크론, 바람직하게는 0.1 내지 1.2마이크론이 적합하다.Specific examples thereof include alcohols such as ethanol, propanol, pentanol, hexanol, and texanol, alone or in combination, and the amount thereof is preferably 2 to 30% by weight based on the primary shell. The particle size of the final emulsion polymer produced by the present invention is suitable for 0.1 to 5.0 microns, preferably 0.2 to 2.0 microns and the diameter of the inner circumferential pores after drying is suitable for 0.05 to 3.0 microns, preferably 0.1 to 1.2 microns.
본 발명에 의해 제조된 표적물질로 사용한 방균제 및 기공함유 유화중합체와 기존의 기공 함유 유화중합체를 상온에서 연속도막을 형성하는 아크릴계라텍스에 중량분율로 30%가 되도록 배합하여 각각의 은폐력을 비교하였으며, 이산화티탄 안료와 방균제를 배합한 수성 방균도료와 초기 방균성 및 촉진 노화 후의 방균성을 비교하여 본 결과, 은폐력과 초기 방균성은 거의 유사한 반면에 촉진 노화 후의 방균성은 본 발명에 의해 제조된 유화중합체를 사용한 것이 동일한 방균제를 동일량 배합한 도료에 비래 우수한 것으로 나타났다. 이러한 사실은 본 발명에 의한 유화중합체가 기공함유에 의한 불투명성을 가질 뿐만 아니라, 방균제의 캡슐화에 의한 용출 속도 제어에 커다란 효과가 있음을 나타낸다.The hiding power of the antimicrobial agent and pore-containing emulsion polymer and the pore-containing emulsion polymer used as the target material prepared according to the present invention were blended to 30% by weight in an acrylic latex forming a continuous coating film at room temperature. When comparing the aqueous antimicrobial paint containing titanium dioxide pigment and antimicrobial agent with the initial antibacterial property and the antibacterial property after accelerated aging, the hiding power and initial antibacterial property were almost similar, whereas the antibacterial property after accelerated aging was produced according to the present invention. It was found that the use of the emulsified polymer was superior to paints containing the same amount of the same antibacterial agent. This fact indicates that the emulsion polymer according to the present invention not only has opacity due to pore content, but also has a great effect on controlling the dissolution rate by encapsulation of the antiseptic agent.
이하 실시예를 들어 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하는데, 이것이 본 발명의 범위를 제한하지는 않으며 별도로 언급되지 않는 한 퍼센트와 부는 중량치를 의미한다.The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which do not limit the scope of the present invention and unless otherwise indicated, percentages and parts refer to weight values.
[실시예 1]Example 1
온도계, 질소 투입관, 적하훤넬, 교반기 및 환류냉각기가 부착된 1리터 4구 플라스크에 이온교환수 300g과 소듐비카보네이트 0.5g, 소듐도데실벤벤설포네이트 0.5g 을 평량한 다음 질소를 불어 넣으면서 80℃까지 승온하여 소듐퍼설페이트 0.5을 이온교환수 15g에 녹인 수용액을 가한다.In a 1 liter four-necked flask equipped with a thermometer, a nitrogen inlet tube, a dropping channel, a stirrer, and a reflux condenser, 300 g of ion-exchanged water, 0.5 g of sodium bicarbonate, and 0.5 g of sodium dodecylbenbensulfonate were weighed, followed by 80 injections of nitrogen. The solution was heated to 占 폚 and dissolved in 15 g of ion-exchanged water with sodium persulfate 0.5.
반응온도를 80℃로 유지하면서 부틸아크릴레이트 10g, 메틸메타아크릴레이트 10.5g, 메타아크릴산 0.5g으로 구성된 단량제 혼합물을 30분에 걸쳐 플라스크에 서서히 적하한 다음 30분가 상기 온도를 유지하여 시이드중합체를 제조한다. 이때 시이드의 입자경은 광산란 측정장치로 측정한 결과 71나노메타이고 고형분은 6.5였다. 계속해서 소듐퍼설페이트 0.49g을 이온교환수 20g에 녹인 용액을 투입하고, 80℃를 유지하면서 이온교환수 150g, 소듐도데실벤젠설포네이트 1.0g, 부틸아크릴레이트 15g, 메틸메타아크릴레이트 60g, 메틸메타아크릴산 23g, 에틸렌글리콜디메타아크릴 레이트 0.5g, 2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온 98g의 혼합물을 2,000rpm에서 잘 교반한 유화액을 120분간에 걸쳐 서서히 반응기내로 적하하고 60분간 숙성 후 냉각하녀 코아 에멀젼을 제조한다.While maintaining the reaction temperature at 80 ° C., a monomer mixture consisting of 10 g of butyl acrylate, 10.5 g of methyl methacrylate, and 0.5 g of methacrylic acid was slowly added dropwise to the flask over 30 minutes, and then maintained at the temperature for 30 minutes. To prepare. At this time, the particle diameter of the seed was 71 nanometer and the solid content was 6.5 by the light scattering measuring device. Subsequently, a solution obtained by dissolving 0.49 g of sodium persulfate in 20 g of ion-exchanged water was added thereto, and 150 g of ion-exchanged water, 1.0 g of sodium dodecylbenzenesulfonate, 15 g of butyl acrylate, 60 g of methyl methacrylate, and methyl while maintaining 80 ° C. A mixture of 23 g of methacrylic acid, 0.5 g of ethylene glycol dimethacrylate, and 98 g of 2-n-octyl-4-isothiazolin-3-one was slowly added dropwise into the reactor over 120 minutes in an emulsion. After aging for 60 minutes, cooled and prepared core emulsion.
광산란 측정장치로 측정한 코아에멀젼 입자의 평균입자경은 약 140 나노메타이고 고형분은 31.2%이었다.The average particle diameter of the core emulsion particles measured by the light scattering measuring device was about 140 nanometers and the solid content was 31.2%.
또 다른 1리터 4구 플라스크에 이온교환수 200g과 코아에멀젼 60g을 투입하고 80℃까지 가열하고 소듐퍼설페이트 1.0g을 이온교환수 30g에 녹인 수용액을 가한다. 반응온도를 80℃로 유지하면서 부틸메타아크릴레이트 15g, 메틸메타아크릴레이트 50g, 스티렌 20g, 메틸메타아크릴산 2g으로 된 단량제 혼합물을 120분에 걸쳐 서서히 적하하고 60분간 숙성시킨 후 암모니아수로 pH를 11.0 정도로 조절하고 동일 온도에서 60분간 유지한다. 계속해서 소듐퍼설페이트 0.5g, 소듐도데실벤젠설포네이트 0.2g을 이온교환수 50g에 녹인 수용액을 가하고 스티렌 55g, 메틸메타아크릴레이트 30g, 부틸아크릴레이트 12g, 에틸렌글리콜디메타아크릴 레이트 1.0g으로 된 2차 쉘 단량제 혼합물을 120분간 서서히 적하하고 60분간 유지 후 냉각시킨다. 55℃에서 소듐포름알데히드설폭실레이트 0.15g과 70% 농도의 터셔리 부틸하이드로퍼옥사이드 0.1g을 첨가한 다음 반응물을 서서히 냉각하여 40℃ 이하에서 포장한다.In another 1 liter four-neck flask, 200 g of ion-exchanged water and 60 g of co-emulsion were added, heated to 80 ° C, and an aqueous solution of 1.0 g of sodium persulfate dissolved in 30 g of ion-exchanged water was added. While maintaining the reaction temperature at 80 ° C, a monomer mixture of 15 g of butyl methacrylate, 50 g of methyl methacrylate, 20 g of styrene, and 2 g of methyl methacrylate was slowly added dropwise over 120 minutes, aged for 60 minutes, and the pH was adjusted to 11.0 with ammonia water. Adjust to a degree and hold for 60 minutes at the same temperature. Subsequently, an aqueous solution of 0.5 g of sodium persulfate and 0.2 g of sodium dodecylbenzenesulfonate was added to 50 g of ion-exchanged water, followed by 55 g of styrene, 30 g of methyl methacrylate, 12 g of butyl acrylate, and 1.0 g of ethylene glycol dimethacrylate. The secondary shell monomer mixture is slowly added dropwise for 120 minutes, held for 60 minutes and then cooled. At 55 ° C., 0.15 g of sodium formaldehyde sulfoxylate and 0.1 g of tertiary butylhydroperoxide at 70% concentration are added, and then the reaction is slowly cooled and packaged below 40 ° C.
최종적으로 얻은 유화중합체의 평균입자경은 투과전자 현미경으로 측정한 결과 420나노메타이고 기공의 평균직경은 300나노메타이었다.The average particle diameter of the finally obtained emulsion polymer was measured by transmission electron microscopy, and the average diameter of the pores was 300 nanometers.
그리고 유화중합체 입자를 건조시켜 메틸알코올로 세정 후 액체크로마토그래피를 이용하여 측정한 방균제의 캡슐화율은 76%이었으며, 최종 에멀젼 중의 방균제 함량은 1.7%이었다.The emulsion particles were dried, washed with methyl alcohol, and the encapsulation rate of the antiseptics measured by liquid chromatography was 76%, and the antiseptics content in the final emulsion was 1.7%.
[실시예 2]Example 2
시이드 에멀젼 제조시에 소듐도데실벤젠설포네이트가 0.1g인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시이드 중합체를 제조하였다.A seed polymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that sodium dodecylbenzenesulfonate was 0.1 g in the preparation of the seed emulsion.
이때 시이드의 입자경은 광산란측정장치로 측정한결과 160나노메타이고 고형분은 6.5%이었다.At this time, the particle size of the seed was 160 nanometer and the solid content was 6.5% as measured by the light scattering measuring device.
계속해서 실시예 1과 동일한 방법으로 코아 에멀젼을 제조하였다. 코아 입자의 평균입자경은 310나노메타였으며 고형분은 31.2%이었다.A core emulsion was then prepared in the same manner as in Example 1. The average particle diameter of the core particles was 310 nanometers and the solid content was 31.2%.
이하 1차 쉘 형성, 중화, 및 2차 쉘 형성단계를 상기 실시예1과 동일한 방법으로 실시하였다.Hereinafter, primary shell formation, neutralization, and secondary shell formation steps were performed in the same manner as in Example 1.
최종 유화중합체의 평균 입자경은 1,000나노메타였으며 가공의 직경은 800나노메타였다. 그리고 방균제의 캡슐화율은 76%였으며 최종 에멀젼 중의 방균제 함량은 1.7%이었다.The average particle diameter of the final emulsion polymer was 1,000 nanometers and the diameter of the process was 800 nanometers. The encapsulation rate of the fungicide was 76% and the fungicide content in the final emulsion was 1.7%.
[실시예 3]Example 3
실시예 1과 동일한 방법으로 시이드를 제조하되, 다만 코아 에멀젼 제조시에 발균제인 2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온을 사용하지 않고 동일량을 같은 비율의 단량체로 대체하여 코아 에멀젼을 제조하는 것만 달리하여 실시하였다. 이어서 1차 쉘 형성단계에서 단량제 혼합물에 동 방균제 9.5g을 가하여 전유화 시켜 제조하고 이후의 중화 및 2차 쉘은 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.A seed was prepared in the same manner as in Example 1, except that the same amount was replaced with monomers in the same proportion without using a 2-n-octyl-4-isothiazolin-3-one, which is a fungicide, in preparing the core emulsion. To prepare a core emulsion. Subsequently, 9.5 g of copper antimicrobial agent was added to the monomer mixture in the first shell forming step, followed by preemulsification, and the neutralization and the secondary shell were performed in the same manner as in Example 1.
최종 유화중합체의 평균 입자경은 450나노메타이고 기공의 직경은 320나노메타이었다. 그리고 방균제의 캡슐화율은 약 50%이었으며 최종 에멀젼 중의 방균제 함량은 1.7%이었다.The average particle size of the final emulsion polymer was 450 nanometers and the pore diameter was 320 nanometers. The encapsulation rate of the fungicide was about 50% and the fungicide content in the final emulsion was 1.7%.
[실시예 4]Example 4
상기 실시예 3과 동일한 방법으로 시이드 및 코아 에멀젼을 제조하고 1차 쉘 및 중화공정도 실시예 1과 동일하게 실시하며, 다른 점은 2차 쉘 형성단계에서 방균제가 투입되는 것으로 2차 쉘 단량제 혼합물에 동일한 방균제를 9.5g 가하여 전유화시켜 최종 에멀젼을 얻었다.Seed and core emulsion are prepared in the same manner as in Example 3, and the first shell and the neutralization process are performed in the same manner as in Example 1, except that the second shell is introduced with a fungicide in the secondary shell forming step. 9.5 g of the same fungicide was added to the monomer mixture to preemulsify to obtain a final emulsion.
최종 유화 중합체의 평균 입자경은 450나노메타이고 기공의 직경은 320나노메타이었다. 그리고 방균제의 캡슐화율은 약 35%이었으며 최종 에멀젼 중의 방균제 함량은 1.7%이었다.The average particle diameter of the final emulsion polymer was 450 nanometers and the pore diameter was 320 nanometers. The encapsulation rate of the fungicide was about 35% and the fungicide content in the final emulsion was 1.7%.
[실시예 5]Example 5
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 시이드, 코아, 1차 쉘 및 중화공정을 진행하고 2차 쉘은 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 제조하여 최종 유화중합체를 얻었다.Seed, core, the primary shell and the neutralization process in the same manner as in Example 1 and the secondary shell was prepared in the same manner as in Example 4 to obtain a final emulsion polymer.
최종 유화중합체의 평균 입자경은 430나노메타이고 기공의 직경은 300나노메타이었다. 그리고 방균제의 캡슐화율은 약 58%이었으며 최종 에멸젼 중의 방균제 함량은 3.4%이었다.The average particle diameter of the final emulsion polymer was 430 nanometers and the pore diameter was 300 nanometers. The encapsulation rate of the fungicide was about 58% and the fungicide content in the final emulsion was 3.4%.
[비교예 1]Comparative Example 1
본 발명과의 차이를 비교하기 위하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 코아 단계에서만 다른 점이 있는데, 즉 방균제를 사용하지 않은 실시예 3과 같이 하여 최종 유화중합체를 제조하였다.In order to compare the difference with the present invention was prepared in the same manner as in Example 1, there is a difference only in the core step, that is, the final emulsion polymer was prepared in the same manner as in Example 3 without using a fungicide.
최종 유화중합체의 평균 입자경은 450나노메타이고 기공의 평균 직경은 330나노메타이었다.The average particle diameter of the final emulsion polymer was 450 nanometers and the average diameter of pores was 330 nanometers.
[비교예 2]Comparative Example 2
본 발명과의 차이를 비교하기 위하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되 다른 점은 중화공정을 진행하지 않고 최종 유화중합체를 제조하였다.In order to compare the difference with the present invention was prepared in the same manner as in Example 1 except that the final emulsion polymer was prepared without undergoing a neutralization process.
최종 유화중합체의 평균 입자경은 320나노메타이었고 내부의 기공은 관찰되지 않았다. 그리고 방균제의 캡슐화율은 약 80%였으며 최종 에멀젼 중의 방균제 함량은 1,7%이었다.The average particle diameter of the final emulsion polymer was 320 nanometers and no pores were observed. The encapsulation rate of the fungicide was about 80% and the fungicide content in the final emulsion was 1,7%.
[응용예 1][Application Example 1]
상기 실시예 1 - 4 및 비교예 1,2에서 제조한 유화중합체들의 은폐효율을 비교하기 위하여 각각을 고형분 중량 비율로 30%씩 피막형성 라텍스 바인더(H5250 고려화학 제품)와 함께 혼합하여 제조된 조성물을 흑백 은폐력 시험용지에 8MIL의 젖은 도막 두께로 버드 어플리케이터를 사용하여 도포한 다음, 25℃, 상대습도 55%에서 24시간 이상 건조시켜 은폐력 측정용 시편을 제조한 후, KSM5435에 준하여 은폐율을 측정하였다. 그 시험결과는 다음의 표 1에 기재하였다.In order to compare the concealment efficiency of the emulsion polymers prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, the composition prepared by mixing each of them with a film-forming latex binder (H5250 Koryo Chemical Co., Ltd.) by 30% by weight of solids Was applied on a black and white hiding test paper using a bird applicator with a wet film thickness of 8MIL, and then dried at 25 ° C. and 55% RH for at least 24 hours to prepare a test piece for measuring the hiding power, and then the hiding rate was measured according to KSM5435. It was. The test results are shown in Table 1 below.
[응용예 2-9][Application Example 2-9]
다음의 표 2에 제시된 수성 내부용 도료 배합에 의하여 제조된 도료를 사용하여 은폐력 비교시험 및 방균성 시험을 행하였다. 도료의 점도는 90 - 95KU로 맞추었으며 고형분은 54±1로 제조하였다.Using the paint prepared by the aqueous internal paint formulation shown in Table 2 below, the hiding power comparison test and antibacterial test were performed. The viscosity of the paint was adjusted to 90-95 KU and the solid content was prepared to 54 ± 1.
은폐력 시험은 젖은 도막 두께가 6 MIL이 되도록 도장하여 KSM5435에 준하여 은폐물을 측정하였다. 그리고 방균성 시험은 은폐력 시험과 동일한 방법으로 시편을 제조하였으며 대상균주는 푸른곰팡이(Penicillium citrinum)과 검은곰팡이(Cladosporium cucumerium)을사용하여 FED TEST METHOD STD NO 141,6271-2에 준하여 2회 반복시험을 통하여 결과를 평가하였다. 평가 기준은 지지대(Inhibiting Zone)크기로 하였다. 즉 지지대 크기가 5mm이상이면 우수, 5-2mm이면 양호, 2mm 이하이면 보통, 지지대가 형성되지 않으면 불량한 것으로 평가하였다. 또한 초기 방균성이라 함은 시편 제조 후 24시간 이내에, 촉진 노화 방균성이라 함은 시편 제조 후 청수에 120시간 침적 후 24시간 건조시켜 방균성 시험을 실시한 것이다.Concealment test was applied to the wet film thickness of 6 MIL to measure the concealment in accordance with KSM5435. In addition, the antibacterial test was carried out in the same manner as the hiding power test, and the target strains were repeated with FED TEST METHOD STD NO 141,6271-2 using blue mold (Penicillium citrinum) and black mold (Cladosporium cucumerium). The results were evaluated through. The evaluation criteria were the size of the inhibiting zone. In other words, if the size of the support is 5mm or more, it is excellent, if it is 5-2mm, and if it is 2mm or less, it is generally evaluated as bad if the support is not formed. In addition, the initial antibacterial property is within 24 hours after specimen preparation, and the accelerated aging antibacterial property is to be tested for 120 hours after immersion in fresh water for 24 hours after specimen preparation.
상기 시험 결과를 다음의 표 3에 기재하였다.The test results are shown in Table 3 below.
1) 분산제, 소포제, 증점제, pH조절제, 융착제, 동결융해안정제, 안료습윤제 등1) Dispersant, antifoaming agent, thickener, pH adjusting agent, fusing agent, freeze thawing stabilizer, pigment wetting agent, etc.
2) 탈크, 탄산칼슘, 차이나클레이 등2) talc, calcium carbonate, china clay, etc.
3) 2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온3) 2-n-octyl-4-isothiazolin-3-one
4) 응용예2-6은 각 실시예1-4 및 비교예2, 응용예7,8은 각 비교예1과 실시예5에 대응4) Application Examples 2-6 correspond to Examples 1-4 and Comparative Examples 2 and 7, and 8 correspond to Comparative Examples 1 and 5, respectively.
5) 고려화학(주)의 제품으로서 아크릴릭 에멀젼5) Acrylic emulsion as product of Koryo Chemical Co., Ltd.
상기 표 3으로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 제조방법에 따르면, 은폐력과 초기 방균성은 종래의 것과 거의 유사한 반면에 촉진 노화 후의 방균성은 본 발명에 의해 제조된 유화중합체를 사용한 것이 동일한 방균제를 동일량 배합한 종래의 도료에 비해 우수한 것으로 나타났다. 이러한 사실은 본 발명에 따른 유화중합체 입자 내부에 기공이 존재하게 되므로 자체로서도 불투명성을 가지게 되며, 수소성의 방균성 표적물질을 마이크로 캡슐화시키므로써 표적물질의 용출속도가 제어되었음을 입증하는 것이다.As can be seen from Table 3, according to the manufacturing method of the present invention, hiding power and initial antibacterial properties are almost similar to the conventional one, while the antibacterial property after accelerated aging is the same as that using the emulsified polymer prepared by the present invention. It was shown to be superior to the conventional paint compounded in the same amount. This fact proves that the dissolution rate of the target material is controlled by microencapsulating the hydrogen-based antiseptic target material because the pores are present in the emulsion polymer particles according to the present invention.
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