KR100356886B1 - 인조대리석판 - Google Patents

Abstract

본 발명의 아크릴수지와 무기충전물을 사용하는 인조대리석을 제조함에 있어서, 아크릴 시럽(a) 30∼50중량%, 무기충전물(b) 50∼70중량%, (a)+(b) 100에 대하여 각각 가교제 0.5∼5중량%, 유기과산화물 0.05∼2중량%와 분해촉진제 0.01∼0.5중량%의 비율로 혼합조성함을 특징으로 하는 인조대리석판의 제조방법을 제공하는 것으로, 본 발명에 넓은 면적의 열전달 속도의 차이에서 야기되는 반응의 불균일을 해소함으로써 공업적 이점을 갖는 인조대리석판을 제조할 수 있다.

Description

인조대리석판

본 발명은 아크릴수지와 무기충전물을 포함하여 구성되는 독특한 색상과 분위기를 갖는 인조대리석판의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특정한 화학반응의 응용으로 낮은 온도에서 단시간에 성형됨으로써 공업적인 이점을 갖는 인조대리석판의 제조방법에 관한 것이다.

인조대리석판은 장식용, 기능용, 장기보존용 구조재로써 널리 사용되어 왔으며, 특히 상업건물에서 벽판과 같은 마감용으로 적합하다. 따라서 그에 대한 수요가 날로 증가되고 있으며, 이에 따라 그 품질을 개량하기 위한 연구도 활발하게 진행되고 있다. 아크릴계 인조대리석판의 성형은 수지와 충전물 및 각종 첨가제의 혼합물에 중합개시제로 소량의 유기 과산화물을 용해시키고 주형한 다음 이 과산화물이 적절한 속도로 분해되어 자유래디칼을 생성할 수 있는 온도에서 반응시키는 것이 일반적이다. 아크릴계 인조대리석판의 성형에서 중합개시제로는 일반적으로 벤조일 퍼옥사이드 등의 과산화물 또는 아조비스이소부틸로니트릴 등의 아조 화합물이 단독 또는 혼합하여 사용된다. 그러나 이러한 화합물을 사용하여 반응물 전체에 열이 전달되기 위해 장시간이 요구되며 넓은 면적에 고른 열전달이 어려워 제품 성형시 형태의 변형이 일어나 제조공정성 및 최종 인조대리석의 품위를 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 넓은 면적의 열전달 속도의 차이에서 야기되는 중합반응의 불균일을 해소함으로써 공업적 이점을 갖는 인조대리석판의 제조방법을 제공하는 것이다.

즉, 본 발명은 아크릴수지와 무기충전물을 사용하는 인조대리석을 제조함에 있어서, (a) 아크릴 시럽 30∼50중량%, (b) 무기충전물 50∼70중량%, (a)+(b) 100에 대하여 각각 (c) 가교제 0.5∼5중량%, (d) 유기과산화물 0.05~2중량%와 (c) 분해촉진제 0.01∼0.5중량%의 비율로 혼합조성함을 특징으로 하는 인조대리석판의 제조방법을 제공하는 것이다.

이하에 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에서 혼합물을 구성하는 아크릴수지는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 아크릴로니트릴, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 메타크릴로니트릴 등의 아크릴계 모노머와 이들의 중합물인 폴리아크릴레이트가 10:1.5∼4의 비율로 혼합되어 있는 폴리머 시럽을 사용하며, 그 사용량은 전체 혼합물의 30∼50중량%로 한다. 아크릴계 인조대리석의 제조에 있어서, 외형과 물성의 균형을 위해서 중합물의 최고발열온도는 90∼120℃ 범위내인 것이 바람직하고, 상기 아크릴 시럽내의 폴리머의 함량은 13∼28%인 것이 적당하며, 그렇지 않을 경우 반응시간과 발열온도가 적절한 범위를 벗어나게 된다.

본 발명에서 무기충전물로는 입자크기가 5∼50 미크론인 수산화알루미늄을 50∼70중량% 사용한다.

본 발명에서 가교제로는 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 에틸렌글리콜 트리메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 트리아릴시아네이트, 디아릴프탈레이트, 알릴 메타크릴레이트 등 분자내에 2∼3 개의 이중결합을 포함하는 화합물을 상기 (아크릴 시럽＋ 무기충전물)에 대하여 0.5 내지 5 중량% 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 중합개시제는 벤조일퍼옥사이드, 디큐밀 퍼옥사이드 등의 디아실 퍼옥사이드 또는 부틸하이드로퍼옥사이드, 큐멘 하이드로퍼옥사이드 등의 하이드로퍼옥사이드를 단독 또는 복합으로 사용하며 이러한 중합개시제의 첨가량은 상기 (아크릴 시럽＋ 무기충전물)에 대하여 0.05 내지 2 중량부가 바람직하다. 본 발명 인조대리석의 제조방법에서는 종래에 사용되는 과산화물 중합개시제에 전이금속화합물을 촉진제로 첨가하여 공업적으로 반응온도와 시간 면에서 유리하도록 하는데, 상기 전이금속화합물은 상기 과산화물과 반응하여 40℃ 이하의 저온에서 자유래디칼을 생성한다. 이러한 목적을 위해서 사용되는 전이금속화합물의 예로는 황산철, 질산코발트, 황산망간, 요오드화동 등을 들 수 있으며, 이러한 전이금속화합물은 과산화물을 환원시키기 위하여 낮은 산화상태에 있는 화합물이어야 한다. 이러한 전이금속화합물의 첨가량은 상기 (아크릴 시럽+ 무기충전물)에 대하여 0.01∼0.5중량%인 것이 바람직하다.

상기 전이금속화합물은 다음과 같은 반응을 통해 상온에 근접하는 저온에서자유래디칼을 생성한다.

(상기 식에서 R : 알킬 또는 아릴기, M : 전이금속)

본 발명에서 아크릴수지의 혼합물에 전이금속화합물을 용해시키기 위해서 먼저 물, 메탄올 또는 에탄올에 상기 전이금속화합물을 용해시킨 용액을 사용한다. 과산화물이 용해되어 있는 아크릴수지 혼합물에 상기 전이금속화합물 촉진제 용액을 첨가한 후 상온 내지 40℃에서 약 15∼60분 방치하면 반응이 완결되어 인조대리석판이 성형된다.

본 발명에 의해 인조대리석을 제조하는 경우에는 반응하는 혼합물에 열이 전달되는 시간에 따른 반응속도의 변화가 거의 없고 주형된 혼합물 전체에 걸쳐 반응이 균일한 속도로 진행된다. 따라서 본 발명의 방법은 판 형태이외의 다양한 형태의 성형에 적용할 수 있다.

이하 본 발명을 실시예로 상세히 설명하나 하기 실시예가 본 발명을 한정하지 않음은 물론이다.

실시예 1

하기 표 1과 같은 조성으로 혼합물을 제조한 다음 부틸 하이드로퍼옥사이드를 0.1% 첨가하여 용해시키고 진공탈포하였다. 이어서, 황산철이 5% 용해되어 있는 메탄올 용액 0.3%를 혼합물에 첨가하고 진공탈포하면서 빠르게 교반하여 분산시켰다. 다음에 SUS 몰드에 혼합물을 붓고 40℃의 오븐내에서 반응시켰다. 25분 경과후혼합물은 고체 상태로 경화되었으며 중합열에 의한 혼합물의 최고발열온도는 105℃이었다. 1시간 뒤 경화된 성형물을 꺼내어 탈형함으로써 최종제품을 수득하고 그 반응특성을 평가하여 하기 표 2에 나타내었다.

실시예 2~3

아크릴 시럽에 포함된 폴리머의 함량을 하기 표 2와 같이 변경한 것외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 최종제품을 수득하고 그 반응특성을 평가하여 하기 표 2에 함께 나타내었다.

비교예 1~2

아크릴 시럽내의 폴리머의 함량을 본 발명의 범위외로 변경한 것외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 최종제품을 수득하고 그 반응특성을 평가하여 하기 표 2에함께 나타내었다.

* 상기 표에서 반응시간은 중합열에 의해 혼합물이 최고발열온도를 나타내는데 소요되는 시간으로 표시하였다.

실시예 4~6

과산화물 중합개시제 및 전이금속 촉진제를 하기 표 3과 같이 변경한 것외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하고 금속 촉진제에 의한 반응시간 단축효과를 비교평가하여 하기 표 3에 나타내었다.

비교예 3

금속 촉진제를 사용하지 않은 것외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하고 금속 촉진제에 의한 반응시간 단축효과를 비교평가하여 하기 표 3에 함께 나타내었다.

상기 표에서 나타나는 바와 같이 금속 촉진제를 사용하지 않은 경우는 반응 시간이 길게 나타나 본 발명에 의한 반응시간 단축효과를 확인할 수 있었다.

Claims (3)

1. (a) 아크릴 시럽 30∼50중량% 및

   (b) 무기충전물 50∼70중량%와,

   성분 (a)＋(b) 100중량%를 기준으로 하여,

   (c) 가교제 0.5~5중량%,

   (d) 유기과산화물 0.05~2중량% 및

   (e) 분해촉진제 0.01∼0.5중량%를 포함하는 인조대리석판.
2. 제1항에 있어서,

   상기 아크릴 시럽으로서 아크릴계 모노머와 이들의 중합물인 폴리아크릴레이트가 10:1.5∼4의 비율로 혼합되어 있는 폴리머 시럽을 사용하는 것을 특징으로 하는 인조대리석판.
3. 제1항에 있어서,

   상기 분해촉진제가 황산철, 질산코발트, 황산망간, 요오드화동 등으로 구성되는 군으로부터 선택되는 전이금속화합물인 것을 특징으로 하는 인조대리석판.