KR0180043B1 - 열가소성 수지 조성물 - Google Patents

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모도이찌 야노
사도시 우메야마
다까요시 후지와라
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고마쓰바라 히로유끼
스미도모 노오가 타크 가부시키가이샤
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Abstract

고무 보강 스티렌 수지 10 ∼ 85 wt.%, 포화 폴리에스테르 수진 5 ∼ 50 wt.% 및 0: -메틸스티렌 공중합체와 말레이미드 공중합체로 되어 있는 군으로부터 선택한 공중합체 최소한 한가지 10 ∼ 70 wt.%로 된 혼합물 100중량부와 에폭시 그룹 함유 올레핀계 공중합체(D) 0.2 ∼ 50 중량부를 함유하고, 고무상 중합체의 조성물중의 함량이 5 ∼ 25 wt.%인 열가소성 수지 조성물.
위의 열가소성 수지 조성물은 선명도, 내열성, 내약품성 및 내충격성이 우수한 것이다.

Description

[발명의 명칭]
열가소성 수지 조성물
[발명이 속하는 기술 분야]
본 발명은 선명도, 내열성, 내약품성 및 내충격성이 우수한 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
[발명의 배경]
폴리스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, ABS 수지, 고무 성분으로서 EPDM 고무 또는 아크릴 고무를 함유하는 AES 또는 AAS 수지등과 같은 스티렌계 수지는 양호한 균형잡힌 특성과 됫수 안정성을 가지고 있어서 여러가지 분야에 널리 사용되고 있다.
그 중에서 자동차 분야에 있어서 스티렌 수지는 수많은 용도를 가지고 있다. 이 분야에 있어서 사용되는 수지는 예컨대 가솔린이나 브레이크 오일에 대하여 내성(resistance) 이 있어야 하는데, 이러한 내성을 개선하는 것이 중요하다. 내약품성이 양호한 중합체로는 포화 폴리에스테르수지가 공지되어 있다. 이 수지는 내충격성이 불량하기 때문에 폴리에스테르 수지에 ABS수지를 첨가하는 것이 제안되어 있다(일본국 특허 공고 레 30421/1972호 및 제 25261/1976 호). 그러나 ABS수지와 포화 폴리에스테르 수지로 된 조성물은 충격강도가 불충분하고 내열성이 불량하다.
더욱이 장식적인 목적이나 내후성 개선의 목적으로 이러한 조성물에 코우팅을 하고 있으나, 코우팅의 선명도가 불량하다.
[발명의 개시(開示)]
본 발명자들은 고무 보강 스티렌 수지와 포화 폴리에스테르 수지로 된 조성물의 성질을 개선코자 철저한 연구를 한 결과 고무 보강 스티렌 수지, 포화 폴리에스테르 및 두가지 특수한 공중합체를 함유하는 조성물은 내열성, 내충격성 및 내약품성이 양호한 외에 선명도가 우수하다는 것을 발견하였고, 이에 따라 본 발명을 완성하게 된 것이다.
따라서 본 발명은(A) 고무상 중합체(i) 존재하에 기타 방향족 비닐 화합물(ii) 과, 시안차 비닐화합물 및/ 또는 기타 비닐 화합물(iii)을 그라프트 중합하여 제조한 고무 보강스티렌 수지 10 - 85 wt.%,(B) 포화 폴리에스테르 수지 5 ∼ 50 wt.% 및(C) α-메틸스티렌(i),시안화 비닐 화합물(ii) 및 임의로 방향족 비닐 화합물(α-메틸스티렌 제외) 및/또는 알킬 불포화 카르복실레이트(iii) 를 함유하는 α-메틸스티렌 공중합체(C-1)와, 말레이미드 화합물(i)과 방향족 비닐 화합물 또는 방향족 비닐 화합물과 기타 비닐 화합물과의 조합물(ii) 을 함유하는 말레이미드 공중합체(C-2)로 되어 있는 군으로부터 선택한 공중합체 한가지 이상 10 ∼ 70 wt.% 로 된 흔합물 100 중량부와,(D) 몰레핀(i) 및 에폭시 그룹 함유 불포촤 화합물 또는 에폭시 그룹 함유 불포화 화합물과 에틸렌 형식의 불포화 화합물과의 조합물(ii)을 함유하는 에폭시 그룹 함유 을레핀계 공중합체 0.2 ∼ 50 중량부를 함유하고, 상기 고무상 중합체의 함량은 조성물(A + B + C + D) 의 총중량에 대하여 5 - 25 wt..% 인 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
[고무 보강 수지(A)]
고무 보강 수지(A) 는 고무상 중합체(i) 존재하에 방향족 비닐 화합물(ii) 과 시안화 비닐 화합물 및/또는 기타 비닐 화합물(iii) 을 그라프트 중합하여 제조되는 수지이다.
고무 보강 스티렌 수지에 있어서 고무상 중합체(i), 방향족 비닐 화합물(ii) 및 시안화 비닐 화합물 또는 기타 비닐 화합물(iii)의 비율은 임계적인 것이 아니다. 바람직하게는 고무상 중합체의 양은 10 ∼ 70 wt.%, 방향족 비닐 화합물의 양은 15 ~ 70 wt.% 그리고 기타 비닐 화합물의 양은 5 ∼ 50 wt.% 이다.
고무상 중합체의 예로서는 폴리부타디엔, 스티렌 -부타디엔 공중합체, 아크릴로니트릴 -부타디엔 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 아크릴레이트 공중합체, 염소화 폴리에틸렌등이 있다.
이들을 단독 또는 혼합물로 하여 사용한다. 고무상 중합체는 에멀젼 중합, 용액 중합, 현탁 중합 또는 괴상 중합으로 레조한다. 에멀젼 중합의 경우에 있어서 고무상 중합체의 입자크기와 겔 함량은 제한이 없다. 바람직하게는 평균 입자크기가 0.1 ∼ 1㎛ 이고 겔 함량이 0 ∼ 95%인 것이다.
방향족 비닐 화합물의 예로는 스티렌, α-메틸스티렌, o-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, teat-부틸스티렌, α -메틸비닐톤루엔, 디메틸스티렌, 클로로스티렌, 디클로로스티렌, 브로모스티렌, 디브로모스티렌, 비닐 나프탈렌등이 있다. 이들은 단독 또는 혼합물로 하여 사용한다. 이들 중에서 스티렌과 α -메틸스티렌이 바람직하다.
고무상 중합체 및 방향족 비닐 화합물과 더불어 고무 보강 스티렌 수지를 구성하는 기타 비닐 화합물의 예로는 시안화 비닐 화합물(예 : 아크릴로니트릴, 메타아크릴로니트릴, 푸마로니트릴 등), 불포화 알킬 카르복실레이트(예 : 메틸(메타 ) 아크릴레이트, 에틸(메타) 아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타 )아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타 )아크릴레이트 등) 등이 있다. 이들을 단독 또는 혼합물로 하여 사용하는데, 이들 중에서 시안화 비닐 화합물이 바람직하다.
그라프트 중합체의 그라프트도(graft degree) 는 임계적인 것이 아니다. 바람직하게는 25 ∼ 150% 이다. 그라프트 중합체와 공중합체 제조에 있어서 종래의 에멀젼 중합, 현탁 중합,괴상 중합,용액 중합 또는 이들 방법을 병용하여 실시한다.
[포화 폴리에스테르 수지(B)]
본 발명에서 사용된 포화 폴리에스테르 수지의 예로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에스테르의 경질 세그먼트(hard segment)와 폴리에테르의 연질 세그먼트를 가진 폴리에스테르-에테르 블록 중합체 등이 있다.
1,4-부탄디온과 테레프탈산,또는 디메틸 테레프탈레이트와 에틸렌 글리콜로부터 제조할 수도 있다. 포화 폴리에스테르 수지를 단독으로 사용하거나 혼합물로하여 사용하는데, 이들 중에서 폴리부틸렌 테레프탈레이트가 바람직하다.
[α -메틸스티렌 공중합체(C-1)]
α -메틸스티렌 공중합체는 α -메틸스티렌(i), 시안화 비닐 화합물(ii) 및 임의로 방향족 비닐 화합물(α-메틸스티렌 제외 ) 및/또는 알킬 불포차 카르복실레이트(iii) 의 공중합체이다.
α-메틸스티렌 공중합체의 조성은 임계적인 것이 아니다. 바람직하게는 α-메틸스티렌(i) 의 양이 60 ∼ 85 wt.%, 시안화 비닐 화합물(ii) 의 양이 15 - 40 wt.%, 그리고 기타 화합물의 양이 0 ~ 25 wt.%이다.
디메틸포름아이드중에서 30℃에서의 α -메틸스티렌 공중합체의 고유점도는 0.3 ∼ 1.0 이 바람직하다.
α-메틸스티렌 공중합체를 구성하는 화합물의 예는 고무 보강 스티렌 수지(A)와 관련하여 예시된 것들과 동일하다.
α-메틸스티렌 공중합체는 에멀젼 중합, 현탁 중합, 용액 중합 또는 괴상 중합으로 제조한다.
[말레이미드 공중합체(C-2)]
말레이미드 공중합체는 말레이미드 화합물(i) 과 방향족 비닐 화합물 또는 방향족 비닐 화합물과 기타 비닐 화합물의 조합물(ii) 과의 공중합체이다.
말레이미드 공중합체의 조성은 임계럭인 것이 아니다. 바람직하게는 말레이미드 화합물(i) 의 양은 5 - 65 ww.% 이고, 비닐 화합물(ii) 의 양은 95 ∼ 35 wt.% 이다. 특히 공중합체는 말레이미드 화합물 5 ∼ 60 wt.%, 방향족 비닐 화합물 30 ∼ 80 wt.% 및 기타 비닐 화합물 10 ∼ 50 wt.% 을 함유한다.
디메틸포름아미드 중에서 30℃에서의 알레이미드 공중합체의 고유점도는 0.4 ∼ 1.0 이 바람직하다.
말레이미드 화합물로서는 말레이미드 뿐만 아니라 아릴 그룹(예 : 페닐, 메틸페닐, 에틸페닐 또는 클로로폐닐)을 치환기로 가진 N-아릴말레이미드와 알킬 그룹(예 : 메틸 또는 에틸) 물 치환기로 가진 N-아릴말레이미드를 예로들 수 있다. 이들을 단독 또는 혼합물로 하여 사용한다. 이들 중에서 N-페닐말레이미드가 바람직하다.
방향족 비닐 화합물과 기타 비닐 화합물의 예는 고무 보강 스티렌 수지(A) 와 관련하여 예시된 것들과 동일하다.
말레이미드 공중합체는 에멀젼 중합, 현탁 중합, 용액 중합 또는 괴상 중합등으로 제조한다.
[에폭시 그룹 함유 몰레핀계 공중합체(D)]
에폭시 그룹물 가진 몰레핀계 공중합체는 올레핀(i) 및 에폭시 그룹 함유 화합물 또는 에폭시 그룹 함유 화합물과 에틸렌 형식의 불포화 화합물과의 조합물(ii)을 함유하는 공중합체이다.
에폭시 그룹 함유 올례핀계 공중합체의 조성은 임계적인 것이 아니다. 바람직하게는 올레핀의 양이 99.95 ∼ 5 wt.%, 에폭시 그웁 함유 화합물의 양이 0.05 - 95 wt.%, 그리고 에틸렌 형식의 불포화 화합물의 양이 0 ∼ 40 wt.%이다. 특히 이 공중합체는 올레핀 99 ∼ 50 wt.%,에폭시 그룹 함유 화합물 1 ∼ 50 wt.%및 에틸렌 형식의 불포화 화합물 0 ∼ 30 Wt.%를 함유한다.
올레핀의 예로는 에틸렌,프로필렌, 부텐-1, 4-메틸펜텐-1등이 있다. 이들을 단독 또는 혼합물로 하여 사용하는데, 이들 중에서 에틸렌이 바람직하다.
에폭시 그룹 항유 화합물은 올레핀 및 에틸렌 형식의 불포차 화합물과 공중합할 수 있는 불포화 그룹과 에폭시 그룹을 한 분자내에 가지고 있는 화합물이다.
예를 들자면 불포화 글리시딜 에스테르, 불포화 글리시딜 에테르, 에폭시알켄 및 p-글리시딜스티렌등의 불포화 에폭시 화합물이 있는데, 이들은 다음 구조식 (I),(II) 및(III) 으로 나타내어진다.
위의식에서 R 은 에틸렌 형식의 불포화 결합을 가진 C2-C18탄화수소 그룹이다.
위의 식에서 R 은 에틸렌 형식의 불포화 결합을 가진 C2-C18탄화수소 그룹이고,
위의 식에서 R 은 에틸렌 형식의 불포화 결합을 가진 C2-C18탄화수소 그룹이고, R' 은 수소원자 또는 메틸 그룹이다.
특수한 예로서는 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타아크릴레이트, 글리시딜이타코네이트, 부텐카르복실레이트, 알릴 글리시딜 에테르, 2-메틸알릴 글리시딜 에테르, 스티렌 p-글리시딜 에테르, 3,4-에폭시부텐, 3,4-에폭시-3-메틸-1-부텐, 3,4-에폭시-1-펜텐, 3,4-에폭시-3-메틸펜텐, 5,6-에폭시-1-헥센, 비닐시클로헥센 모노옥사이드, p-글리시딜스티렌 등이 있다. 이들물 단독 또는 혼합물로 하여 사용하는데 미들 중에서 글리시딜(메타) 아크릴레이트가 바람직하다.
에틸렌 형식의 불포화 화합물의 예로서는 불포화 카르복실산 성분에 있어서 탄소원자수가 2-6 인 비닐 에스테르, 알코을 성분에 있어서 탄소원자수가 1-6 인 아크릴레이트, 메타아크릴레이트 또는 말레에이트, 할로겐화 비닐, 비닐에테르, N-비닐락탐, 카르복실산 아미드등이 있는데, 이들 중에서 비닐 에스테르, 특히 비닐 아세테이트가 바람직하다.
에폭시 그룹 함유 화합물은 여러가지 방법으로 제조한다. 예를 들자면 불포화 에폭시 화합물, 올레핀 밋 임의로 에틸렌 형식의 불포화 화합물을 라디칼 생성제 존재하에 5.0 ∼ 4000 기압의 가압하에 40 ∼ 300℃ 에서 반응시키거나 불포화 에폭시 화합물을 폴리프로필렌과 흔합하고 이 혼합물을 고진공하에 감마선으로 조사하여 중합체를 얻는다.
[열가소성 수지 조성물]
본 발명의 수지 조성물은 고무 보강 스티렌 수지(A) 10 - 85 wt.%, 포화 폴리에스테르 수지(B) 5 - 50 wt.% 및 α-메틸스티렌 공중합체(C-1) 및/또는 말레이미드 공중합체(C-2) 10 - 70 wt.% 로 된 혼합물 100 중량부와 에폭시 그룹 함유 올레핀계 공중합체(D) 0.2 - 50 중량부를 함유하고, 고무상 중합체의 함량이 조성물(A + B + C + D) 의 총중량에 대하여 5 - 25 wt.% 인 것이다.
위의 범위밖에서는 선명도, 내열성, 내충격성 및 내약품성이 우수한 조성물을 얻을 수가 없다. 내열성, 내충격성 및 패약품성과 기타의 성질을 감안하면 이 조성물은 성분(A) 20 ∼ 70 wt.%, 성분(8) 10 - 40 wt.% 및 성분(C) 20 - 50 tNt.% 을 함유하고, 성분(A),(B) 및(C) 의 총중량 100 중량부당 성분(D) 를 1 - 20 중량부 함유하며, 고무상 중합체의 항량이 10 ∼ 20 wt.% 인 것이 바람직하다.
고무 보강 스티렌 수지(A), 불포화 폴리에스테르 수지(B), α-메틸스티렌 공중합체(C-1) 및/또는 말레이미드 공중합체(C-2) 와 에폭시 그룹 항유 을레핀계 중합체의 배합 순서와 조건에 대해서는 제한이 없다.
펠릿상, 비이드상 또는 분말상의 성분(A),(B),(C) 및(D) 를 동시에 혼합하거나 두가지 이상의 특정성분을 미리 혼합한 다음 나머지 성분(들)을 혼합한다.
혼합 작업은 밴버리 믹서(Banbury mixer),로울, 압출기등의 종래의 혼합장치중에서 어느 것이나 사용할 수 있다.
필요에 따라 혼합도중 종래의 첨가제, 보강제 및 충전제, 예를 들자면 산화방지제, UV 선 흡수제, 광안정제, 대전 방지제, 윤활제, 염료, 안료, 가소제, 난연제, 이형제, 유리섬유, 금속 섬유, 탄소 섬유, 금속 플레이크등을 조성물에 첨가하여도 좋다. 더욱이 폴리아세탈,폴리카보네이트, 폴리아미드,폴리페닐렌 옥사이드, 폴리메틸 메타아크릴레미트 또는 폴리비닐 클로라이드 등의 기타 열가소성 수지를 배합하여도 좋다.
본 발명을 참고 실시예, 실시예 및 비고 실시예에 따라 상세히 설명하나 이들은 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 각 실시예에서 부는 중량부를, 그리고 %는 wt.%를 나타낸다.
[참고 실시예 1]
[고무 보강 스티렌 수지(A)]
표 1 에 있는 조성에 따라 각 수지를 제조하였다.
[참조 실시예 2]
[폴리에스테르 수지(B)]
(B) : 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)
점도 평균 분자량 : 30,000
[참고 실시예 3]
[α -메틸스티렌 공중합체(c-1)]
표 2에 있는 조성에 따라 각 공중합체를 제조하였다.
[참고 실시예 4]
[말레이미드 공중합체(c-2)]
표 3 에 있는 조성에 따라 각 공중합체를 제조하였다.
[참고 실시예 5]
[에폭시 그룹 함유 공중합체(D)]
표 4 에 있는 조성에 따라 각 공중합체를 제조하였다.
[실시예]
참고 실시예 1 ∼ 5에서 제조한 성분(A) ∼(D)를 표 5및 표 6 에 나와 있는 조성으로 동시에 혼합하여 각각의 수지 조성물을 제조하였다.
이 수지 조성물의 성질은 표 5와 표 6에 나와 있다. 이들 성질을 아래방법으로 측정하였 다.
1) 충격 강도
ASTM D-256, 1/4 인치, 노치 아이조드
2) 내열성
ASTM D-648, 1/4 인치, 하중 18.6 kg/cm
3) 내약품성
150 mm × 20 mm × 3 mm 크기의 시편을 성형하고 1.5% 의 스트레인을 가하여 디옥틸 프탈레이트로 코우팅한 다음 80℃ 의 오븐에서 48 시간 가열한 후 균열 발생을 관찰한다.
4) 선명도
90 mm × 150 mm × 3 mm 크기의 평판을 사출 성형하고 스프레이 건으로 우레탄 페인트(일본국 Nippon Oil and Fat 사제의 High-Urethane 5100)로 코우팅하여 코우팅 두께가 30㎛ 되게 한다.
코우팅된 평판을 65℃의 오븐에서 30분간 가열한 다음 코무팅면의 선명도를 다음과 같이 평가한다.
(1) 코우팅면의 선명도는 영상 정화도 시험기(일본국 Suga Testing Machine 사제의 ICM-lD) 를 사용하여 60°입사각으로 측정한다.
(2) 코우팅면으로부터 수직으로 약 10 mm되는 높이에서 금속 봉(bar)을 두고 금속봉이 코우팅면에 비치는 영상을 육안으로 관찰하여 다음 평가기준에 따라 평가한다.
O : 금속봉의 영상이 코우팅면의에 직선으로 분명히 보임
× : 금속봉의 영상이 코우팅면위에 파형으로 흐릿하게 보임.
[발명의 효과]
위에 나온 바와 같이 본 발명의 수지 조성물은 양호한 선명도를 나타내고 내충격성, 내열성 및 내약품성 등의 물리적인 성질이 우수하며 균형을 이루고 있어 산업상 극히 유용하다.

Claims (1)

  1. (A) 고무상 중합체(i) 존재하에 방향족 비닐 화합물(ii) 과 시안화 비닐 화합물 및/또는 기타 비닐 화합물(iii) 을 그라프트 중합하여 제조한 고무 보강 스티렌 수지 10 ∼ 85 wt.% 와, (B) 포화 폴리에스테르 수지 5 ∼ 50 wt.% 와, (C) α -메틸스티렌(i), 시안화 비닐 화합물(ii) 및 임의로 방향족 비닐 화합물(α -메틸스티렌 제외 ) 및/또는 알킬 불포화 카르복실레이트(iii)를 함유하는 α -메틸스티렌 공중합체(c-1) 와 말레이미드 화합물(i) 과 방향족 비닐 화합물 또는 방향족 비닐 화합물과 기타 비닐 화합물과의 조합물(ii)을 함유하는 말레이미드 공중합체(c-2) 로 되어 있는 군으로부터 선택한 공중합체 한가지 이상 10 ∼ 70 wt.%로 된 혼합물 100중량부와, (D) 올레핀(i) 및 에폭시 그룹 함유 불포화 화합물 또는 에폭시 그룹 함유 불포화 화합물과 에틸렌 형식의 불포화 화합물과의 조합물(ii) 을 함유하는 에폭시 그룹 함유 올레핀계 공중합체 0.2 ∼ 50 중량부를 함유하고, 상기 고무상 중합체의 함량은 조성물(A + B + C + D) 의 총중량에 대하여 5 ∼ 25 wt.% 인 열가소성 수지 조성물.
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