KR100780477B1 - Reforming Method of Petroleum Resin with Improved Dynamic Properties and Elongation Characteristics - Google Patents
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Abstract
본 발명은 동적물성과 신도특성이 향상된 석유수지의 개질방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 석유수지를 스티렌계 블록 공중합체로 개질하는 방법에 있어서, 상기 개질 시 프로세스 오일, 황 및 특정의 황 공여 물질, 가황촉진제를 사용하면, 개질하여 얻어진 석유수지 조성물은 종래에 비해 동적물성, 신도 특성 뿐만 아니라 온도 변화에 대한 안정성을 가져 칼라 포장용 바인더 및 방수 쉬트 등에 유용한 석유수지의 개질방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for reforming a petroleum resin with improved dynamic properties and elongation characteristics, and more particularly, in a method for reforming a petroleum resin with a styrenic block copolymer, in which the process oil, sulfur, and specific sulfur donation are provided. When the substance and the vulcanization accelerator are used, the petroleum resin composition obtained by reforming has a stability against temperature change as well as dynamic physical properties and elongation characteristics, and relates to a petroleum resin reforming method useful for color packaging binders and waterproof sheets.
Description
본 발명은 동적물성과 신도특성이 향상된 석유수지의 개질방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 석유수지를 스티렌계 블록 공중합체로 개질하는 방법에 있어서, 상기 개질 시 프로세스 오일, 황 및 특정의 황 공여 물질, 가황촉진제를 사용하면, 개질하여 얻어진 석유수지 조성물은 종래에 비해 동적물성, 신도 특성 뿐만 아니라 온도 변화에 대한 안정성을 가져 칼라 포장용 바인더 및 방수 쉬트 등에 유용한 석유수지의 개질방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for reforming a petroleum resin with improved dynamic properties and elongation characteristics, and more particularly, in a method for reforming a petroleum resin with a styrenic block copolymer, in which the process oil, sulfur, and specific sulfur donation are provided. When the substance and the vulcanization accelerator are used, the petroleum resin composition obtained by reforming has a stability against temperature change as well as dynamic physical properties and elongation characteristics, and relates to a petroleum resin reforming method useful for color packaging binders and waterproof sheets.
일반적으로 석유수지는 접착제의 점착부여제로 널리 사용되고 있으며, 사용되는 폴리머의 종류에 따라 다양한 종류의 석유수지가 사용되고 있다. 한편, 석유수지의 또 다른 응용분야로 암갈색의 칼라아스팔트 또는 칼라 콘크리트에 사용되는 개질용 바인더로 그 수요가 많으며 관련 기술 또한 발전하고 있다. 통상적으로 칼라아스팔트 및 칼라콘크리트는 보도, 산책로, 경기장 트랙, 자전거도로와 학교 앞 도로, 버스 정류장 등에 사용되고 있다. In general, petroleum resin is widely used as an adhesive tackifier, and various kinds of petroleum resins are used according to the type of polymer used. On the other hand, as another application field of petroleum resin as a binder for reforming used in dark brown color asphalt or color concrete, the demand is high and related technologies are also being developed. In general, color asphalt and color concrete are used for sidewalks, trails, stadium tracks, bicycle paths and roads in front of schools, bus stops, and the like.
일반 아스팔트 조성물과 마찬가지로 칼라아스팔트 또는 칼라 콘크리트에 사용되는 바인더 역시 개질되지 않을 경우, 도로포장, 또는 방수시트 제조 시 온도에 매우 민감하게 거동하여, 고온에서는 온도 또는 하중에 의해 밀려 소성변형이 발생하기 쉽고, 저온에서는 반복하중에 의한 하부로부터의 피로균열과 급격한 온도변화에 따른 반복적인 신축에 의하여 상부로부터의 균열파괴가 일어난다. 또한, 칼라의 변색문제와 아울러 소성변형, 온도 감응성, 피로균열, 저온균열 등에 대한 저항성이 급격하게 떨어지는 문제점을 안고 있다. Like ordinary asphalt compositions, binders used for color asphalt or colored concrete also behave very sensitive to temperature during road pavement or waterproofing sheet production, if not modified, and plastic deformation is likely to occur due to temperature or load at high temperatures. At low temperatures, crack fracture from the top occurs due to fatigue cracking from the bottom due to cyclic loading and repeated stretching due to rapid temperature changes. In addition, there is a problem that the resistance to plastic deformation, temperature sensitivity, fatigue cracking, low temperature cracking, etc., as well as color discoloration problem is sharply inferior.
이러한 바인더의 문제점을 개선하기 위해서 기본 바인더인 석유수지에 고분자를 첨가하여 개질시킨 개질된 칼라 바인더를 사용하고 있는 바, 구체적으로 예를 들면, 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌비닐아세테이트, 비정형 폴리프로피렌등 열가소성 수지류, 스티렌-부타디엔 고무, 부틸 고무 또는 스티렌-부타디엔 블록 공중합체등 열가소성 탄성체등의 고분자를 혼합함으로써 고온에서의 연화현상에 의한 소성변형의 저항성을 향상시키고, 저온에서의 반복하중에 의한 외부 응력 및 반복수축에 의한 충격 균열을 억제하는데 우수한 효과를 보이는 개질 아스팔트에 대한 연구가 진행되고 있으며, 실제 산업현장에서 도로에 적용하는 경우가 점진적으로 증가하는 추세에 있다.In order to improve the problems of the binder, a modified color binder modified by adding a polymer to a petroleum resin, which is a basic binder, is used. Specifically, for example, low density polyethylene, polypropylene, ethylene vinyl acetate, and amorphous polypropylene By mixing polymers such as thermoplastic resins such as thermoplastic resins, styrene-butadiene rubber, butyl rubber or styrene-butadiene block copolymers, the resistance to plastic deformation due to softening at high temperatures is improved, and due to repeated loads at low temperatures. Research on modified asphalt showing excellent effect in suppressing impact cracking due to external stress and repeated shrinkage is underway, and it is gradually increasing in the case of applying to road in actual industrial field.
이에 대한 공지된 문헌으로는 미국특허 제 3,853,779호에서는 비튜멘(천연탄화수소)의 침입도와 열적 성질 개선을 위해 에틸렌-프로필렌 다이엔 고무와 황, 폴리에틸렌을 첨가한 조성물의 제조방법을 제시하고 있다. 미국특허 제 3,992,341호에서는 비튜멘에 폴리프로필렌이나 공중합체 섬유나 필라멘트를 첨가해 용융 방사법으로 제조하여 절연제나 카페트 바닥으로 사용하는 조성물의 제조방법을 제시하고 있다. In the known literature, US Pat. No. 3,853,779 discloses a method for preparing a composition in which ethylene-propylene diene rubber, sulfur and polyethylene are added to improve the penetration and thermal properties of bitumen (natural hydrocarbon). U.S. Patent No. 3,992,341 discloses a method for preparing a composition for use as insulation or carpet flooring by adding polypropylene or copolymer fibers or filaments to bitumen and melt spinning.
또한, 대한민국 공개특허 제 95-3393호에서는 카르복실기 또는 유도체를 가진 변성 폴리올레핀과 전이금속생성물인 변성폴리올레핀 금속 복합체를 아스팔트와 배합하여 저온 연성과 고온에서의 소성변형에 대한 저항성을 높이는 조성물의 제조방법을 제시하고 있다. 대한민국 공개특허공보 제 94-7121호에서는 비튜멘에 프로필렌계 또는 에틸렌계의 단독 또는 공중합체를 첨가하여 저장 안정성과 저온에서의 유연성, 투과도 및 연화성을 나타내는 비튜멘 조성물의 제조방법을 제시하고 있다. In addition, Korean Patent Application Publication No. 95-3393 discloses a method for preparing a composition in which a modified polyolefin having a carboxyl group or a derivative and a modified polyolefin metal composite which is a transition metal product are combined with asphalt to increase resistance to low temperature ductility and plastic deformation at high temperatures. Suggesting. Korean Unexamined Patent Publication No. 94-7121 discloses a method for preparing a bitumen composition exhibiting storage stability, flexibility, permeability and softening properties at low temperatures by adding propylene-based or ethylene-based homopolymers or copolymers. .
이외에도, 대한민국 공개특허 제 02-23743호에서는 프로세스 오일, 열가소성수지, 열가소성 탄성체 및 일반 고무류를 혼합하여 고온 및 저온에서의 소성변형 저항성 향상과 변색 방지가 가능한 칼라 아스콘용 바인더 조성물을 제시하고 있다. 대한민국 공개특허 제 04-28877호에서는 프로세스 오일, 열가소성 수지와 석유수지를 용융 혼합하여 우수한 투명성과 소성변형 및 저온 균열에 대한 저항성을 가지는 칼라 포장용 바인더 조성물의 제조방법을 제시하고 있다. In addition, Korean Patent Laid-Open Publication No. 02-23743 discloses a binder composition for color ascon which is capable of improving plastic deformation resistance at high and low temperatures and preventing discoloration by mixing process oil, thermoplastic resin, thermoplastic elastomer, and general rubber. Korean Patent Laid-Open Publication No. 04-28877 proposes a method for preparing a binder composition for color packaging having melt and process oil, thermoplastic resin and petroleum resin having excellent transparency, resistance to plastic deformation and low temperature cracking.
이에 본 발명자들은 고온 및 저온 뿐만 아니라 열에 의한 노화 후에도 동적 및 신도 등의 물성을 향상된 블록 공중합체로 개질된 석유수지를 개발하고자 연구 노력하였다. 그 결과, 스티렌계 블록 공중합체를 사용하여 석유수지의 개질 시 프로세스 오일과 황, 특정의 황 공여 물질(sulfur donating agent) 또는 이들의 혼합물 및 가황촉진제를 일정량 첨가하면, 상기 황 또는 황 공여 물질이 석유수지와 스티렌계 블록 공중합체간의 가교제 역할로 작용하여 개질 수행 후에 얻어진 석유수지는 동적물성 및 신도 특성과, 온도변화에 대한 안정성이 우수하다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have tried to develop a petroleum resin modified with a block copolymer having improved physical properties such as dynamic and elongation even after high temperature and low temperature as well as heat aging. As a result, when styrene-based block copolymers are used to modify the petroleum resin, process oils and sulfur, certain sulfur donating agents or mixtures thereof, and vulcanization accelerators are added in an amount. The petroleum resin obtained after the reforming by acting as a crosslinking agent between the petroleum resin and the styrene-based block copolymer was found to have excellent dynamic properties and elongation characteristics and stability against temperature changes, thereby completing the present invention.
따라서, 본 발명은 동적물성, 신도특성 및 온도변화에 대한 안정성이 우수한 스티렌계 블록 공중합체로 개질된 석유수지의 개질방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for reforming a petroleum resin modified with a styrenic block copolymer having excellent dynamic properties, elongation characteristics, and stability to temperature changes.
석유수지를 스티렌계 블록 공중합체로 개질하는 방법에 있어서, In the method of modifying petroleum resin with styrene block copolymer,
상기 개질은 프로세스 오일 존재하에서, 황, 다음 화학식 1로 표시되는 황 공여 물질(sulfur donating agent) 또는 이들의 혼합물 및 가황촉진제를 사용하여 수행하는 석유수지의 개질방법에 그 특징이 있다.The reforming is characterized by a process for reforming petroleum resins which is carried out in the presence of process oil, using sulfur, sulfur donating agents represented by the following formula (1) or mixtures thereof and vulcanization accelerators.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 석유수지의 물성 개선을 위하여 스티렌계 블록 공중합체를 사용하여 석유수지를 개질하는 방법에 있어서, 상기 개질시 프로세스 오일과 황, 특정의 황 공여 물질(sulfur donating agent) 또는 이들의 혼합물 및 가황촉진제를 일정량 첨가하면, 상기 황 또는 황 공여 물질이 석유수지와 스티렌계 블록 공중합체간의 가교제 역할로 작용하여 개질 수행 후에 얻어진 석유수지 조성물은 동적물성 및 신도 특성과, 온도변화에 대한 안정성이 우수하다.The present invention relates to a process for reforming a petroleum resin using a styrenic block copolymer to improve the physical properties of the petroleum resin, wherein the process oil and sulfur, a specific sulfur donating agent or a mixture thereof and When a certain amount of vulcanization accelerator is added, the petroleum resin composition obtained after the reforming is performed by the sulfur or sulfur donor material acting as a crosslinking agent between the petroleum resin and the styrenic block copolymer, and has excellent dynamic and elongation characteristics and stability against temperature changes. Do.
본 발명의 스티렌계 블록 공중합체로 석유수지를 개질하는 방법을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Looking at the method of modifying the petroleum resin with the styrene-based block copolymer of the present invention in more detail as follows.
본 발명에서 기본 수지로 사용되는 석유수지는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 지방족(C5)계 석유수지, 방향족(C9)계 석유수지, 공중합 석유수지, 디사이클로펜타디엔(DCPD)계 수지 및 수첨수지 등을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하기로는 수첨수지를 사용하는 것이 조성물의 내열성과 색상 측면에서 바람직하다.Petroleum resin used as the base resin in the present invention is generally used in the art, but is not particularly limited, but is not limited to aliphatic (C5) petroleum resin, aromatic (C9) petroleum resin, copolymerized petroleum resin, dicyclopentadiene (DCPD) ) Resins, hydrogenated resins, and the like, and more preferably, hydrogenated resins are preferable in terms of heat resistance and color of the composition.
상기 석유수지를 개질시키기 위해 사용되는 스티렌계 블록 공중합체는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 수평균 분자량이 20,000 ∼ 1,000,000 범위를 갖는 것으로 예를 들면 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체 등을 사용할 수 있다. 상기 수평균 분자량이 20,000 미만이면 기계적 응용 물성의 발현이 용이하지 않고, 1,000,000을 초과하는 경우에는 가공성이 저하되는 경향이 있으므로 상기 범위를 유지하는 것이 좋다.Styrene-based block copolymers used to modify the petroleum resin are generally used in the art, but are not particularly limited, but have a number average molecular weight in the range of 20,000 to 1,000,000, for example, styrene-butadiene-styrene block copolymers. , Styrene-isoprene-styrene block copolymer, styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer, and the like can be used. When the number average molecular weight is less than 20,000, it is not easy to express mechanical application properties, and when the number average molecular weight exceeds 1,000,000, workability tends to be lowered.
이러한 스티렌계 블록 공중합체는 총 석유수지 조성물 100 중량부에 대하여 5 ∼ 40 중량부, 바람직하기로는 5 ∼ 25 중량부 범위로 사용할 수 있는 바, 상기 사용량이 5 중량부 미만이면 고분자의 농도가 너무 낮으므로 개질재로서 고분자 성능의 발현이 어려우며, 40 중량부를 초과하는 경우에는 지나친 고점도를 유발하여 개질 석유수지 조성물의 분산성, 흐름성을 저하시키며 분산시간의 지연으로 바인더의 열적분해 및 전단응력에 의한 기계적 분해 현상이 일어나게 된다. The styrene-based block copolymer can be used in the range of 5 to 40 parts by weight, preferably 5 to 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total petroleum resin composition, and the concentration of the polymer is too high if the amount is less than 5 parts by weight. As it is low, it is difficult to express the performance of the polymer as a modifier, and when it exceeds 40 parts by weight, it causes excessive high viscosity, lowering the dispersibility and flowability of the modified petroleum resin composition, and delaying the dispersion time to thermal decomposition and shear stress of the binder. Mechanical decomposition phenomenon occurs.
본 발명은 스티렌계 블록 공중합체로 개질된 석유수지의 동적물성, 신도특성 및 온도변화에 대한 안정성을 얻기 위하여 황, 상기 화학식 1로 표시되는 황 공여 물질(sulfur donating agent) 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용하는 것에 기술구성상의 특징이 있다.The present invention is selected from sulfur, sulfur donating agent represented by the formula (1) and mixtures thereof in order to obtain the dynamic properties, elongation characteristics and stability of temperature change of petroleum resin modified with styrene-based block copolymer The use of one kind or a mixture of two or more kinds has technical features.
상기 황, 상기 화학식 1로 표시되는 황 공여 물질(sulfur donating agent) 및 이들의 혼합물은 상기 스티렌계 블록 공중합체 100 중량부에 대하여 1 ∼ 30 중량부 범위, 바람직하기로는 2.5 ∼ 20 중량부 범위로 사용하는 바, 상기 사용량이 1 중량부 미만이면 조성물의 동적 물성 및 신도특성 향상에 부정적 영향을 미치고 30 중량부를 초과하는 경우에는 과도한 경화로 조성물이 딱딱해지고 변색의 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다. 또한 황 단독으로 사용하는 경우에는 스티렌계 블록 공중합체 100 중량부에 대하여 0.5 ∼ 10 중량부, 보다 바람직하기로는 0.7 ∼ 5 중량부 범위로 사용하는 것이 좋다. 황 공여 물질 단독으로 사용하는 경우에는 스티렌계 블록 공중합체 100 중량부에 대하여 1 ∼ 20 중량부, 보다 바람직하기로는 2 ∼ 10 중량부 범위로 사용하는 것이 좋다. 또한, 황과 황 공여 물질을 혼합 사용하는 경우에는 황 1 중량에 대하여 1 ∼ 5 중량비 범위를 유지하는 것이 좋다.The sulfur, a sulfur donating agent represented by Chemical Formula 1, and a mixture thereof are in the range of 1 to 30 parts by weight, preferably 2.5 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the styrenic block copolymer. When used, if the amount is less than 1 part by weight negatively affects the dynamic properties and elongation properties of the composition, and if it exceeds 30 parts by weight, the composition is hardened due to excessive hardening and problems of discoloration are maintained. It is preferable. In addition, when using it alone, it is good to use it in 0.5-10 weight part with respect to 100 weight part of styrene-type block copolymers, More preferably, it is 0.7-5 weight part. In the case of using the sulfur donor alone, it is preferable to use 1 to 20 parts by weight, more preferably 2 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the styrenic block copolymer. In addition, when mixing sulfur and a sulfur donor substance, it is good to maintain the range of 1-5 weight ratio with respect to 1 weight of sulfur.
또한 본 발명은 상기 황 및 특정의 황 공여 물질과 함께 황 및 황 공여 물질의 작용 활성화를 위하여 가황촉진제를 사용하는 바, 상기 가황촉진제는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나 구체적으로 N-tert-부틸-2-벤조티아졸 술펜아마이드(TBBS), 디시클로헥실 술펜아마이드(DZ), 디페닐구아니딘(DPG) 및 디벤조티아질 디술파이드(DM) 등을 사용할 수 있다.In addition, the present invention uses a vulcanization accelerator for activating the action of sulfur and sulfur donor material with the sulfur and the specific sulfur donor material, the vulcanization accelerator is generally used in the art, but is not particularly limited -tert-butyl-2-benzothiazole sulfenamide (TBBS), dicyclohexyl sulfenamide (DZ), diphenylguanidine (DPG), dibenzothiazyl disulfide (DM) and the like can be used.
상기 가황촉진제는 스티렌계 블록 공중합체 100 중량부에 대하여 0.2 ∼ 5 중량부, 바람직하기로는 0.5 ∼ 3 중량부 범위로 사용하는 바, 상기 사용량이 0.2 중량부 미만이면 황 및 황 공여 물질의 활성 작용이 약해져 조성물의 제조 공정 시간이 늦어지고 동적물성 및 신도특성 개선이 불량해지고 5 중량부를 초과하는 경우에는 국부 경화의 문제가 있다.The vulcanization accelerator is used in an amount of 0.2 to 5 parts by weight, preferably 0.5 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the styrenic block copolymer. If this becomes weak, the manufacturing process time of the composition is delayed, the improvement of the dynamic properties and the elongation characteristics is poor, and when it exceeds 5 parts by weight, there is a problem of local curing.
이외에도 제조의 효율성을 향상시키기 위하여 프로세스 오일을 첨가할 수 있는 바, 프로세스 오일은 당 분야에 일반적으로 사용되는 것으로 파라핀계 오일, 나프텐계 오일, 방향족계 오일, 폴리부텐 등을 사용할 수 있다. 이러한 프로세스 오일은 총 석유수지 조성물 100 중량부에 대하여, 2 ∼ 20 중량부이며, 바람직하기로는 5 ∼ 15 중량부 사용하는 바, 상기 사용량이 2 중량부 미만이면 조성물 제조 시 점도가 높아져 가공성이 불량해지고 20 중량부를 초과하는 경우에는 조성물의 기계적 물성에 악영향을 미치는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.In addition to the process oil can be added to improve the efficiency of the production, the process oil is generally used in the art may be used paraffinic oil, naphthenic oil, aromatic oil, polybutene and the like. The process oil is 2 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total petroleum resin composition, and preferably 5 to 15 parts by weight. If the amount is less than 2 parts by weight, the viscosity increases during the preparation of the composition, resulting in poor processability. When the amount exceeds 20 parts by weight, it is preferable to maintain the above range because a problem occurs that adversely affects the mechanical properties of the composition.
본 발명에 따라 상기와 같은 방법으로 얻어진 스티렌계 블록 공중합체로 개질된 석유수지는 종래의 황 및 황 공여 물질을 사용하지 않은 것에 비하여 적게는 10 %, 많게는 300 % 정도 증가된 동적물성 및 30 % 이상 증가된 신도특성과 온도 안정성을 가지며, 특히 황 및 황 공여 물질(sulfur donating agent)의 혼합물을 사용한 경우 훨씬 향상된 물성을 가진다.The petroleum resin modified with the styrenic block copolymer obtained by the above method according to the present invention has a dynamic property and a 30% increase in dynamic properties and a 30% increase in comparison with conventional sulfur and sulfur donor materials. It has an increased elongation and temperature stability, especially when a mixture of sulfur and sulfur donating agents is used.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, but the present invention is not limited thereto.
실시예 1Example 1
교반장치가 설치된 200 mL 스테인레스 스틸 용기에 파라핀계 오일(white oil 131, 서진화학) 20 g을 넣고 180 ℃로 가열시킨 후, 수첨 석유수지(Sukorez Su-100, 코오롱 유화) 160 g을 투입하여 교반하면서 용융시켰다. 수첨 석유수지가 완전히 용융되면 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 20 g을 투입하여 완전히 균일상이 되도록 용융시킨다. 여기에 황 0.65 g과 가황촉진제로 TBBS 0.38 g을 첨가하여 전체에 골고루 분산되도록 교반하여 투명 또는 반투명 조성물을 제조하였다.20 g of paraffinic oil (white oil 131 (Seojin Chemical)) was added to a 200 mL stainless steel vessel equipped with a stirrer and heated to 180 ° C. Then, 160 g of hydrogenated petroleum resin (Sukorez Su-100, Kolon Emulsion) was added and stirred. While melting. When the hydrogenated petroleum resin is completely melted, 20 g of styrene-butadiene-styrene block copolymer is added to melt it into a completely homogeneous phase. 0.65 g of sulfur and 0.38 g of TBBS were added as a vulcanization accelerator, and the mixture was stirred to be uniformly dispersed throughout, thereby preparing a transparent or translucent composition.
실시예Example 2 2
교반장치가 설치된 200 mL 스테인레스 스틸 용기에 파라핀계 오일(white oil 131, 서진화학) 20 g을 넣고 180 ℃로 가열시킨 후, 수첨 석유수지(Sukorez Su-100, 코오롱 유화) 160 g을 투입하여 교반하면서 용융시켰다. 수첨 석유수지가 완전히 용융되면 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 20 g을 투입하여 완전히 균일상이 되도록 용융시켰다. 여기에 황 공여물질인 비스-(트리에톡시실릴프로필)테트라설판 1.5 g과 가황촉진제로 TBBS 0.38 g을 첨가하여 전체에 골고루 분산되도록 교반하여 투명 또는 반투명 조성물을 제조하였다.20 g of paraffinic oil (white oil 131 (Seojin Chemical)) was added to a 200 mL stainless steel vessel equipped with a stirrer and heated to 180 ° C. Then, 160 g of hydrogenated petroleum resin (Sukorez Su-100, Kolon Emulsion) was added and stirred. While melting. When the hydrogenated petroleum resin was completely melted, 20 g of styrene-butadiene-styrene block copolymer was added thereto, and the molten petroleum resin was melted to be completely homogeneous. To this, 1.5 g of bis- (triethoxysilylpropyl) tetrasulfane as a sulfur donor and 0.38 g of TBBS were added as a vulcanization accelerator, and the mixture was stirred to be evenly dispersed throughout to prepare a transparent or translucent composition.
실시예Example 3 3
교반장치가 설치된 200 mL 스테인레스 스틸 용기에 파라핀계 오일(white oil 131, 서진화학) 20 g을 넣고 180℃로 가열시킨 후, 수첨 석유수지 150 g을 투입하여 교반하면서 용융시켰다. 수첨 석유수지(Sukorez Su-100, 코오롱 유화)가 완전히 용융되면 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 20 g을 투입하여 완전히 균일상이 되도록 용융시켰다. 여기에 황 0.65 g 및 황 공여물질 비스-(트리에톡시실릴프로필)테트라설판 1.5 g 및 가황촉진제로 TBBS 0.38 g을 첨가하여 전체에 골고루 분산되도록 교반하여 투명 또는 반투명 조성물을 제조하였다.20 g of paraffinic oil (white oil 131, Seojin Chemical) was added to a 200 mL stainless steel vessel equipped with a stirrer, and heated to 180 ° C. Then, 150 g of hydrogenated petroleum resin was added and melted while stirring. When the hydrogenated petroleum resin (Sukorez Su-100, Kolon Emulsification) was completely melted, 20 g of styrene-butadiene-styrene block copolymer was added and melted into a completely uniform phase. To this, 0.65 g of sulfur, 1.5 g of sulfur donor bis- (triethoxysilylpropyl) tetrasulfane, and 0.38 g of TBBS were added as a vulcanization accelerator, and the mixture was stirred to be uniformly dispersed throughout to prepare a transparent or translucent composition.
비교예 Comparative example
교반장치가 설치된 200 mL 스테인레스 스틸 용기에 파라핀계 오일(white oil 131, 서진화학) 20 g을 넣고 180 ℃로 가열시킨 후, 수첨 석유수지 160 g을 투입하여 교반하면서 용융시켰다. 수첨 석유수지(Sukorez Su-100, 코오롱 유화)가 완전히 용융되면 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 10 g을 투입하여 교반하면서 용융 교반하여 투명 또는 반투명 조성물을 제조하였다.20 g of paraffinic oil (white oil 131 (Seojin Chemical)) was added to a 200 mL stainless steel vessel equipped with a stirrer and heated to 180 ° C., and then 160 g of hydrogenated petroleum resin was added thereto and stirred. When the hydrogenated petroleum resin (Sukorez Su-100, Kolon Emulsion) was completely melted, 10 g of styrene-butadiene-styrene block copolymer was added thereto, followed by melting and stirring to prepare a transparent or translucent composition.
상기 실시예 1 ∼ 3 및 비교예로부터 개질된 석유수지를 표 1에 정리하였다.The petroleum resin modified from the said Examples 1-3 and the comparative example is put together in Table 1.
실험예Experimental Example
상기 실시예 1 ∼ 3 및 비교예에서 얻어진 개질된 석유수지의 물성 및 칼라아스팔트 적용시 중요인자인 열노화 후의 물성 파악을 위해 150 ℃ 오븐에서 5시간 노화시킨 후의 물성을 측정하여 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.The physical properties of the modified petroleum resin obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples and the physical properties after aging in an oven at 150 ° C. for 5 hours in order to grasp the physical properties after thermal aging, which are important factors in applying color asphalt, were measured and the results are shown in the following table. 2 is shown.
1. 동적물성 분석1. Dynamic property analysis
동적물성 분석은 StressTech rheometer를 이용하여 분석하였다. 측정은 25 mm 직경의 평형판(parallel plate)에 갭(gap) 2 mm, 온도는 40 ℃에서 100 ℃까지 1 ℃/분 속도로 승온 시켰다. 주파수는 10 rad/sec로 고정시켰으며, 초기 응력은 열노화 전에는 120 Pa, 열노화 후에는 220 Pa로 설정하였다. 측정은 온도에 따른 복합탄성율(G*)과 위상차(δ) 및 동적전단응력(G*/sinδ)을 측정하여 제조한 조성물의 변형 저항성을 측정하였다.Dynamic property analysis was performed using StressTech rheometer. The measurement was carried out on a 25 mm diameter parallel plate with a gap of 2 mm and a temperature of 40 ° C. to 100 ° C. at a rate of 1 ° C./min. The frequency was fixed at 10 rad / sec and the initial stress was set to 120 Pa before thermal aging and 220 Pa after thermal aging. The measurement was performed to measure the deformation resistance of the prepared composition by measuring the composite modulus of elasticity (G * ), phase difference (δ) and dynamic shear stress (G * / sinδ) according to temperature.
2. 인장강도 분석2. Tensile Strength Analysis
인장강도 및 신율은 Instron UTM을 사용하여 측정하였다. 시편 길이는 50 mm, 폭은 3.5 mm, 두께는 2 mm로 하였으며, 측정 속도는 250 mm/분으로 하였다. Tensile strength and elongation were measured using Instron UTM. The specimen was 50 mm long, 3.5 mm wide, and 2 mm thick. The measurement speed was 250 mm / min.
상기 표 2에서 나타낸 바와 같이, 석유수지를 스티렌계 블록 공중합체로 개질할 때 황 또는 황 공여 물질(sulfur donating agent)과 가황촉진제가 첨가된 스티렌계 블록 공중합체로 개질한 석유수지 조성물인 실시예 1과 2의 경우, 기존의 황 또는 황 공여 물질(sulfur donating agent) 및 가황촉진제를 첨가하지 않은 비교예의 조성물과 비교하여 보다 향상된 동적물성 및 신도 특성과 온도 안정성을 가지고, 특히 황 또는 황 공여 물질(sulfur donating agent)의 혼합물과 가황촉진제를 첨가한 조성물의 경우 훨씬 향상된 증가된 동적물성 및 신도 특성과 온도 안정성을 유지하는 것으로 확인되었다. As shown in Table 2, when the petroleum resin is modified with a styrenic block copolymer, an embodiment of the petroleum resin modified with a styrene-based block copolymer to which sulfur or a sulfur donating agent and a vulcanization accelerator are added 1 and 2 have improved dynamic properties and elongation properties and temperature stability compared to the compositions of the comparative examples without addition of conventional sulfur or sulfur donating agents and vulcanization accelerators, in particular sulfur or sulfur donor materials It has been found that a mixture of sulfur donating agents and vulcanization accelerators maintain much improved increased dynamic and elongation properties and temperature stability.
한편, 황과 황 공여 물질(sulfur donating agent)을 각각 단독으로 사용하는 경우에는 황/가황촉진제 조성물은 복합탄성율이 우수하여 변형에 대한 저항성이 큰 반면, 황 공여 물질(sulfur donating agent)/가황촉진제 조성물은 위상각이 작아 탄성이 더욱 우수한 것을 확인되었다. 또한, 황과 황 공여 물질(sulfur donating agent)을 동시에 사용했을 경우 변형저항성과 탄성이 동시에 향상됨을 확인 하였고, 특히 칼라아스팔트 적용 시 요구되는 노화 후의 동적물성은 증가폭이 더욱 크게 나타났다.On the other hand, when sulfur and sulfur donating agents are used alone, the sulfur / vulcanization accelerator composition has a high elastic modulus and is highly resistant to deformation, whereas a sulfur donating agent / vulcanization accelerator is used. It was confirmed that the composition had a smaller phase angle and more excellent elasticity. In addition, when both sulfur and sulfur donating agents were used at the same time, the deformation resistance and elasticity were improved at the same time. In particular, the dynamic properties after aging required for the application of color asphalt showed a greater increase.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스티렌계 블록 공중합체로 석유수지를 개질반응 수행 시, 프로세스 오일하에서 황 또는 황 공여 물질(sulfur donating agent) 및 이들의 혼합물과 가황촉진제를 추가하여 수행하여 얻어진 개질된 석유수지 조성물은 기존의 스티렌계 블록공중합체 개질된 석유수지에 비하여 확연히 증가된 동적물성 및 신도 특성과 온도 안정성을 보이는 바, 이러한 개질 석유수지 조성물은 칼라 포장용 바인더 및 방수 시트에 적용 시 그 효과가 기대된다.As described above, when reforming the petroleum resin with the styrenic block copolymer according to the present invention, sulfur or a sulfur donating agent, a mixture thereof and a vulcanization accelerator are obtained under process oil. The modified petroleum resin composition exhibits significantly increased dynamic properties and elongation characteristics and temperature stability compared to conventional styrene-based block copolymer modified petroleum resins. The modified petroleum resin composition is applied to color packaging binders and waterproof sheets. The effect is expected.
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