JP2016222888A - 透明性及び耐熱性が優れたポリプロピレン樹脂組成物 - Google Patents

透明性及び耐熱性が優れたポリプロピレン樹脂組成物 Download PDF

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Abstract

【課題】視認性を向上させるとともに、剛性及び耐熱性が優れたポリプロピレン樹脂組成物を提供するとともに、耐熱、耐圧の物性特性を向上させたポリプロピレン樹脂組成物を提供する。【解決手段】本発明はホモポリプロピレン６０〜７０重量％及びランダムポリプロピレン３０〜４０重量％を含むマトリックス樹脂組成物１００重量部に酸化防止剤０．３〜０．５重量部、耐熱安定剤０．３〜０．５重量部、滑剤０．２〜０．５重量部、及び核剤０．２〜０．５重量部、を含むことを特徴とする。前記ホモポリプロピレンは、溶融指数が１〜１０ｇ／１０ｍｉｎで、軟化点が１３０〜１８０℃であり、前記ランダムポリプロピレンは、溶融指数が１０〜２０ｇ／１０ｍｉｎで、軟化点が１００〜１６０℃であることを特徴とする。【選択図】なし

Description

本発明は透明性及び耐熱性が優れたポリプロピレン樹脂組成物に係り、より詳しくは、既存のブロックコポリマープロピレンの代わりに耐熱用ホモポリプロピレン及び高透明ランダムポリプロピレンを混合することで、高透明性による視認性を向上させるとともに、剛性及び耐熱性が優れたポリプロピレン樹脂組成物に関する。
エンジン冷却水リザーブタンク用素材は、一般的にブロックコポリマー（Ｂｌｏｃｋ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）ポリプロピレンを使用しているが、ブロックコポリマーポリプロピレン樹脂は衝撃性能は比較的優れているが、加圧方式が求める高温、高圧の環境では機械的強度及び耐熱性が充分でないので、適用するには不適な短所がある。また、ブロックコポリマープロピレンの特性上、不透明な白色を浮かべるので視認性が弱く、特に、部品の外観の透明性を低下させて冷却水の水位を肉眼で確認することに困難がある。
従来の韓国公開特許第２００４−０６５０７９号では、ホモポリプロピレン３０〜７４ｗｔ％、エチレン−プロピレンランダムブロック共重合体２０〜６４ｗｔ％、アルファオレフィン共重合体５〜３０ｗｔ％及び核剤０．０５〜１．０ｗｔ％を含む自動車用高透明性ポリプロピレン樹脂組成物について開示しているが、機械的強度が弱い短所がある。
また、日本公開特許第２００２−２７５３２７号では、ポリプロピレン単独重合体３０〜５０ｗｔ％、ポリプロピレン−α−オレフィンランダム共重合体５０〜７０ｗｔ％を含むプロピレン重合体組成物について開示しているが、耐熱性が弱い短所がある。
よって、このような既存のエンジン冷却水リザーブタンク用素材に対する高温、高圧環境での弱点を補完して、リザーブタンクが求める機械的強度及び耐熱性能を備える素材の開発が必要である。
韓国公開特許第２００４−０６５０７９号 日本公開特許第２００２−２７５３２７号
上記問題を解決するために、本発明は既存のブロックコポリマープロピレンの代わりに耐熱用ホモポリプロピレン及び高透明ランダムポリプロピレンを混合して高透明性による視認性を向上させるとともに優れた剛性及び高耐熱性を確保することができ、酸化防止剤、耐熱安定剤、滑剤及び核剤の機能性添加剤をさらに混合することで、耐熱、耐圧の物性特性を向上させた事実が分かるようになって発明を完成した。
したがって、本発明の目的は視認性を向上させるとともに、剛性及び耐熱性が優れたポリプロピレン樹脂組成物を提供することにある。
本発明の他の目的は、耐熱、耐圧の物性特性を向上させたポリプロピレン樹脂組成物を提供することにある。
本発明はホモポリプロピレン６０〜７０重量％及びランダムポリプロピレン３０〜４０重量％を含むマトリックス樹脂組成物１００重量部に酸化防止剤０．３〜０．５重量部、耐熱安定剤０．３〜０．５重量部、滑剤０．２〜０．５重量部、及び核剤０．２〜０．５重量部、を含むことを特徴とする。
本発明によるポリプロピレン樹脂組成物によれば、既存のブロックコポリマープロピレンの代わりに耐熱用ホモポリプロピレン及び高透明ランダムポリプロピレンを混合することで、高透明性による視認性を向上させると同時に、優れた剛性及び高耐熱性を確保することができる。
また、酸化防止剤、耐熱安定剤、滑剤及び核剤の機能性添加剤をさらに混合することで耐熱、耐圧特性を向上させて加圧式リザーブタンク用素材として活用できる利点がある。
以下、本発明を一つの実施例をもってより詳細に説明する。
本発明は、ホモポリプロピレン６０〜７０重量％及びランダムポリプロピレン３０〜４０重量％を含むマトリックス樹脂組成物１００重量部に酸化防止剤０．３〜０．５重量部、耐熱安定剤０．３〜０．５重量部、滑剤０．２〜０．５重量部、及び核剤０．２〜０．５重量部、を含むことを特徴とする透明性及び耐熱性が優れたポリプロピレン樹脂組成物を提供する。
本発明の好ましい具現例によると、上記ホモ（ｈｏｍｏ）ポリプロピレンは高剛性、寸法安定性及び耐熱性が優れた高結晶性のマトリックス樹脂であって、溶融指数が１〜１０ｇ／１０ｍｉｎで、軟化点が１３０〜１８０℃のものを使用することができる。具体的に上記ホモポリプロピレンは、溶融指数が１ｇ／１０ｍｉｎ未満であると製品成形時に未成形が発生することがあり、１０ｇ／１０ｍｉｎ超であると製品成形時に過充電によるバー（Ｂｕｒｒ）が発生することがある。
本発明の好ましい具現例によると、上記ランダム（ｒａｎｄｏｍ）ポリプロピレンは衝撃強度と透明性が優れた高透明ランダムポリプロピレン樹脂であっで、溶融指数が１０〜２０ｇ／１０ｍｉｎで、軟化点が１００〜１６０℃のものを使用することができる。具体的に、上記ランダムポリプロピレンは、溶融指数が１０ｇ／１０ｍｉｎ未満であるとホモ（ｈｏｍｏ）ポリプロピレンとの混錬性が微弱なので透明性が低下することがあり、２０ｇ／１０ｍｉｎ超であると製品成形時に過充電によるバー（Ｂｕｒｒ）が生じることがある。このようなランダムポリプロピレンは、その含量が３０重量％より少ないと透明性及び衝撃性が低下しることがあり、４０重量％より多いと物性及び耐熱性が低下することがある。
本発明の好ましい具現例によると、上記酸化防止剤は、圧出、射出加工時に酸化熱化反応を抑制するために使用することができ、上記酸化防止剤はフェノール系、リン系またはこれらの混合物を使用することができる。具体的に、テトラキス［メチレン（３、５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネートメタン］（Ｔｅｔｒａｋｉｓ［ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ（３、５−ｄｉ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−４−ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ ｍｅｔｈａｎｅ］）、トリ（２、４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）フォスフェート（Ｔｒｉｓ（２、４−ｄｉ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙｌ）ｐｈｏｓｐｈｉｔｅ）及びこれらの混合物を使用することができる。また、上記酸化防止剤の含量が０．３重量部より少ないと物性が低下することがあり、０．５重量部より多いと外観に問題が発生することがある。
本発明の好ましい具現例によると、高温で露出する時、長期耐熱性を向上するために使用できる上記耐熱安定剤は、硫黄系、フェノール系及びリン系からなる群から選択された１種以上のものを使用することができる。具体的に、ペンタエリスリチルテトラキス（３−ラウリルチオプロピオネート）（Ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｙｌ ｔｅｔｒａｋｉｓ（３−ｌａｕｒｙｌｔｈｉｏｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ））を使用することができる。また、上記耐熱安定剤の含量が０．３重量部より少いと耐熱老化性が低下することがあり、０．５重量部より多いと物性低下及び外観に問題が発生することがある。
本発明の好ましい具現例によると、樹脂の流動性及び異型性を向上するために使われる上記滑剤としてはオレフィン系のものを使用することができ、具体的に上記オレフィン系は酸化されたポリエチレン（Ｏｘｉｄｉｚｅｄ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、エチレンビスステアロアミド（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｂｉｓ ｓｔｅａｒａｍｉｄｅ、Ｎ，Ｎ´−Ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｂｉｓ ｓｔｅａｒａｍｉｄｅ）またはこれらの混合物を使用することができる。上記滑剤の含量が０．２重量部より少いと流動性及び異型性が低下することがあり、０．５重量部より多いと物性低下及び融着強度低下の問題が生じることがある。
本発明の好ましい具現例によると、樹脂の結晶化速度を高めて透明性を向上するために使われる上記核剤は、ソルビトール（ｓｏｒｂｉｔｏｌ）系のものを使用することができる。具体的にベンジリデンソルビトール、メチルベンジリデンソルビトール、エチルベンジリデンソルビトール及びジ（ｐ−メチルベンジリデン）ソルビトール）からなる群から選択された１種以上のものを使用することができる。さらに好ましくは、ジ（ｐ−メチルベンジリデン）ソルビトール）（Ｄｉ（ｐ−ｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｙｌｉｄｅｎｅ）Ｓｏｒｂｉｔｏｌ）を使用することができる。上記核剤の含量が０．２重量部より少ないと樹脂の透明性が低下することがあり、０．５重量部より多いと物性低下及び融着強度低下の問題が生じることがある。
よって、本発明によるポリプロピレン樹脂組成物は、既存のブロックコポリマーの代わりに耐熱用ホモポリプロピレン及び高透明ランダムポリプロピレンを混合することで、高透明性による視認性を向上すると同時に、優れた剛性及び高耐熱性を確保することができる。
また、酸化防止剤、耐熱安定剤、滑剤及び核剤の機能性添加剤をさらに混合することで耐熱、耐圧特性を向上させ加圧式リザーブタンク用素材として活用できる利点がある。特に、高透明性によって加圧式リザーブタンクに適用する場合、冷却水の水位の確認が肉眼でも可能な利点がある。
以下、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明するが、本発明は次の実施例によって限定されることはない。
実施例１、２及び比較例１
上記実施例１、２及び比較例１に対して、下記構成成分を用意して、表１に記載した成分比で混合した後、高透明性及び高耐熱性のポリプロピレン樹脂組成物を製造した。
［構成成分］
１）耐熱ホモ（ＨＯＭＯ）ポリプロピレン：溶融指数が５ｇ／１０ｍｉｎで、軟化点が１５８℃であり、耐熱性が優れた高結晶性ホモ（ＨＯＭＯ）ポリプロピレン（ＳＫ総合化学、ＨＸ３３００Ｈ）
２）高透明ランダム（Ｒａｎｄｏｍ）ポリプロピレン：溶融指数が１４ｇ／１０ｍｉｎで、軟化点が１３５℃であり、衝撃強度と優れた透明性を有するランダム（Ｒａｎｄｏｍ）ポリプロピレン（ＳＫ総合化学、Ｒ３６２Ｙ）
３）酸化防止剤：フェノール系 Ｔｅｔｒａｋｉｓ［ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ（３、５−ｄｉ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−４−ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ ｍｅｔｈａｎｅ （ＡＤＥＫＡ。ＡＯ−６０）、リン系 Ｔｒｉｓ（２、４−ｄｉ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙｌ）ｐｈｏｓｐｈｉｔｅ （ＳＯＮＧＷＯＮ、ＳＯＮＧＮＯＸ１６８０）
４）耐熱安定剤：硫黄系 Ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｙｌ ｔｅｔｒａｋｉｓ（３−ｌａｕｒｙｌｔｈｉｏｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ）（ＡＤＥＫＡ．ＡＯ−４１２Ｓ）
５）滑剤：エチレンビスステアロアミド（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｂｉｓ ｓｔｅａｒａｍｉｄｅ、Ｎ，Ｎ´‐Ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｂｉｓ ｓｔｅａｒａｍｉｄｅ）（ＳＩＮＷＯＮ Ｃｈｅｍｉｃａｌ、ＨＩ−ＬＵＢＥ）
６）核剤：ソルビトール系 Ｄｉ（ｐ−ｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｙｌｉｄｅｎｅ）Ｓｏｒｂｉｔｏｌ （ＴＯＷＲＥＸ、ＮＵ５００Ｐ）
Figure 2016222888
実験例
上記実施例１、２及び比較例１−３で製造されたポリプロピレン樹脂組成物に対して、表２に記載した実験方法を利用して物性特性を測定し、その結果を示す。
Figure 2016222888
表２の結果によると、上記比較例１−３と対比して実施例１、２では引張強度、屈曲強度、屈曲弾性率及び熱変形などの物性特性が全て均一に向上しており、特に光透過率（視認性）で上記比較例１の場合１％以下の水準であったが、実施例１、２では１５〜２０％と数段向上したことを確認することができた。
また、加圧式リザーブタンクで求められる水準として破裂圧は比較例１から３ｂａｒの水準であったが、実施例１、２では１４ｂａｒと高い耐圧特性を示し、耐熱度（ＨＤＴ）においても１０５℃（比較例１）から１３５℃（実施例１）に向上したことを確認した。
また、ランダムポリプロピレンを５０重量％と過量使用した上記比較例２の場合、耐熱度が１２０℃に達しておらず、機械的強度が大きく低下したことが分かる。
また、ランダムポリプロピレンを２０重量％と少量使用した上記比較例３の場合、衝撃強度が求められる物性基準へ達しておらず、光透過率が７％へと減少して透明度が低下したことを確認した。
したがって、上記実施例１、２で製造されたポリプロピレン樹脂組成物は、既存のブロックコポリマーの代わりに耐熱用ホモポリプロピレン及び高透明ランダムポリプロピレンを混合することで高透明性による視認性が向上するとともに、優れた剛性及び高耐熱性を確保することができ、耐熱、耐圧特性が向上したことを確認した。

Claims (7)

  1. ホモポリプロピレン６０〜７０重量％及びランダムポリプロピレン３０〜４０重量％を含むマトリックス樹脂組成物１００重量部に、
    酸化防止剤０．３〜０．５重量部、
    耐熱安定剤０．３〜０．５重量部、
    滑剤０．２〜０．５重量部、及び
    核剤０．２〜０．５重量部、
    を含むことを特徴とする透明性及び耐熱性が優れたポリプロピレン樹脂組成物。
  2. 前記ホモポリプロピレンは、溶融指数が１〜１０ｇ／１０ｍｉｎで、軟化点が１３０〜１８０℃であることを特徴とする請求項１に記載の透明性及び耐熱性が優れたポリプロピレン樹脂組成物。
  3. 前記ランダムポリプロピレンは、溶融指数が１０〜２０ｇ／１０ｍｉｎで、軟化点が１００〜１６０℃であることを特徴とする請求項１に記載の透明性及び耐熱性が優れたポリプロピレン樹脂組成物。
  4. 前記酸化防止剤は、フェノール系、リン系またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項１に記載の透明性及び耐熱性が優れたポリプロピレン樹脂組成物。
  5. 前記耐熱安定剤は、硫黄系、フェノール系及びリン系からなる群から選択された１種以上であることを特徴とする請求項１に記載の透明性及び耐熱性が優れたポリプロピレン樹脂組成物。
  6. 前記滑剤はオレフィン系であることを特徴とする請求項１に記載の透明性及び耐熱性が優れたポリプロピレン樹脂組成物。
  7. 前記核剤はベンジリデンソルビトール、メチルベンジリデンソルビトール、エチルベンジリデンソルビトール及びジ（ｐ−メチルベンジリデン）ソルビトール）からなる群から選択された１種以上であることを特徴とする請求項１に記載の透明性及び耐熱性が優れたポリプロピレン樹脂組成物。
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