KR100186725B1 - 우수한 내충격성과 신율이 조화된 종이질감 특성을 갖는 열가소성 수지 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 우수한 내충격성과 신율이 조화된 종이질감 특성을 갖는 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것으로서, 본 발명의 수지 조성물은 전체 수지 조성물 100 중량부에 대하여 고무 변성된 스티렌계 수지 76 내지 82중량부, 폴리에틸렌 4.5 내지 8중량부, 스티렌-부타디엔 공중합체 7 내지 11중량부, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 1.5 내지 5.0중량부와 이산화티탄 1내지 4중량부를 함유하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 우수한 내충격성과 신율이 조화된 종이질감 특성을 갖는 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 고무 변성된 스티렌계 수지(이하HIPS라고 칭함)는 내충격성, 유동성, 내열성, 신율 등의 물성 발란스가 양호하여 각종 완구류 및 전기전자 제품의 하우징(HOUSING)으로 널리 사용되고 있다. 그러나, HIPS 성형품의 표면은 거칠어서 종이질감 같이 표면이 부드러운 특성을 요구하는 고급 빙과류 용기로 사용하기에는 적합하지 않다.
또한 HIPS 성형품을 깊이가 있는 빙과류 용기로 사용할 경우, 성형시 수지의 신율이 낮으면 찢김에 의한 파괴가 발생되는 경우가 많고, 저운에서 외부에 의한 충격이나 낙하 충격시 깨지지 않아야 하므로 충분한 내충격성도 지니고 있어야 한다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 우수한 내충격성과 신율이 조화된 종이질감 특성을 갖는 열가소성 수지 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위하여 예의 연구한 결과, 고유한 물성치를 갖는 특정한 고무 변성된 스티렌계 수지를 사용하고 수지의 내충격성과 신율을 향상시키기 위해 스티렌- 부타디엔 공중합체를 첨가하여, 종이질감 특성을 부여하기 위해 폴리에틸렌과 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 및 이산화티탄을 첨가하는 경우 우수한 내충격성과 신율이 조화된 종이질감 특성을 갖는 열가소성 수지 조성물을 얻을 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
즉, 본 발명의 수지 조성물은 전체 수지 조성물 100중량부에 대해 고무 변성된 스티렌계 수지 76 내지 82중량부, 폴리에틸렌 4.5내지 8중량부, 스티렌-부타디엔 공중합체 7 내지 11중량부, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 1.5 내지 5.0중량부와 이산화티탄 1 내지 4중량부를 함유하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에서 사용되는 고무 변성된 스티렌계 수지는 모노비닐 방향족 화합물 89 내지 93 중량부와 폴리부타디엔계 고무 7 내지 11 중량부를 첨가하고 여기에 상온에서 54 내지 76 센티스토크의 점도를 갖는 유동파라핀계의 미네랄오일 4중량부 이하, 산화방지제인 트리에틸렌글리콜 - 비스 - 3-(3-t -부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트 0.01-0.1 중량부 및 고급 지방산의 금속염으로 징크-스테아레이트 0.01-0.3 중량부를 첨가한 뒤, 열 또는 개시제에 의한 괴상연속중합에 의해 중량평균 분자량이 17만내지 24만인 스티렌계 열가소성 수지 조성물로 제조되는 것으로서, 상기 폴리부타디엔계 고무는 고무변성 스티렌계 수지 조성물 100중랴부에 대해 95중량부의 스티렌 모노머 용액에서 용액점도가 상온에서 20-150센티포이즈 수준이고 스티렌계 수지상에 분산된 각 고무상 물질의 평균입자 직경이 0.5 내지 4마이크론의 분포를 가진다.
상기 폴리부타디엔계 고무는 전체 고무 변성된 스티렌계 수지 조성물 100중량부에 대해 7 내지 11중량부 사용되는데 만일 폴리부타디엔계 고무가 7중량부 미만으로 사용되면 내충격성과 신율이 떨어지며 11중량부를 초과하여 과량 사용되면 내열성, 유동성 및 강성이 떨어진다. 또한 스티렌계 주지상에 분산된 고무상 물질의 평군입자 직경은 0.5 내지 4마이크론이어야 하는데 만일 0.5마이크론 미만인 경우에는 내충격성이 떨어지며 4마이크론을 초과하는 경우에는 광택도와 내충격성이 떨어진다.
본 발명에서 상기의 스티렌계 수지 조성물을 제조하기 위한 중합방법으로 특히 괴상연속 중합방법을 사용하는 것이 좋은데 그것은 대량생산으로 제조원가가 저렴하고 균일한 물성특성을 갖는 제품을 생산하기 쉽기 때문이다. 그리고 최종 스티렌계 중합물의 중량평균 분자량은 중합온도, 개시제 투입량, 반응기 중량 등을 조절하여 결정한다.
본 발명에서 스티렌계 수지 조성물 제조시 사용되는 모노비닐 방향족 화합물로는 스티렌,-메틸스티렌,-에틸스티렌, P-메틸스티렌 등을 들 수 있으며, 또한 스티렌계 수지 조성물 중합시 사용되는 개시제로는 3급 부틸퍼옥시아세테이트, 3급 부틸퍼옥시벤조에이트, 아조-비스-이소부틸로니트릴, 벤조일퍼옥사이드 등을 들 수 있다.
상기의 고무 변성된 스티렌계 수지는 본 발명의 전체 수지 조성물 100 중량부에 대하여 76 - 82 중량부의 양으로 사용되는데, 만일 76중량부 미만으로 사용되면 내충격성과 신율이 떨어지고, 82중량부를 초과하여 사용되는 경우에는 유동성, 내열성이 떨어진다.
한편, 본 발명의 조성물 제조시 사용되는 폴리에틸렌으로는 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 등을 들 수 있는데, 사용량은 전체 수지 조성물 100 중량부에 대하여 4.5 내지 8 중량부로서, 만일 4.5 중량부 미만으로 사용되면 종이질감 특성이 나빠지고, 8 중량부를 초과하여 사용되면 유동성, 내충격성, 신율이 떨어진다.
또한 스티렌-부타디엔 공중합체는 부타디엔 함량이 50-70중량%이고 스티렌 함량이 30-50중량%로서, 사용량은 전체 수지 조성물 100 중량부에 대하여 7 내지 11 중량부인데, 만일 7중량부 미만으로 사용되면 종이질감 특성이 나빠지고, 11중량부를 초과하여 사용되면 유동성과 내열성이 떨어진다.
또한 스티렌-에틸렌-부틸렌- 스티렌 공중합체는 스티렌 함량이 13-30중량%이고 고무함량이 70-87중량%로서, 사용량은 전체 수지 조성물 100 중량부에 대하여 1.5 내지 5.0중량부인데, 만일 1.5중량부 미만으로 사용되면 종이질감 특성이 나빠지고, 5.0중량부를 초과하여 사용되는 경우에는 유동성, 내충격성과 신율이 떨어진다.
그리고 이산화티탄은 입자경이 0.1-0.35 마이크론의 범위를 가지며, 사용량은 전체 수지 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 4 중량부로서, 만일 1 내지 4중량부의 범위를 벗어나 사용하게 되면 종이질감 특성이 나빠진다.
이상과 같은 본 발명에 따른 수지는 우수한 내충격성과 신율이 조화된 종이질감 특성을 가지므로 종이질감과 같이 표면에 부드러운 특성을 요구하는 고급 빙과류 용기의 성형품 제조용으로 사용할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예 및 비교예를 통해 설명하면 다음과 같다.
(제조 실시예:고무 변성된 스티렌계 수지)
스티렌 90중량부에 폴리부타디엔계 고무 10중량부, 상온에서 54 내지 76센티스토크의 점도를 갖는 유동파라핀계의 미네랄오일 1.5중량부, 산화방지제인 트리에틸렌글리콜-비스-3-(3-t-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트 0.05중량부 및 고급 지방산의 금속염인 징크-스테아레이트 0.02중량부를 첨가하고 개시제인 3급 부틸퍼옥시아세테이트 0.06중량부를 투입하여 괴상연속중합에 의해 중량평균 분자량이 19만인 스티렌계 열가소성 수지를 제조하였다.
상기에서 폴리부타디엔계 고무는 고무변성 스티렌계 수지 조성물 100중량부에 대해 95중량부의 스티렌 모노머 용액에서 용액점도가 상온에서 95 센티포이즈 수준이었고, 스티렌계 수지상에 분산된 각 고무상 물질의 평균입자 직경은 1.3 마이크론의 분포를 가지었다.
(실시예 1)
제조실시예에 의해서 제조된 고무 변성된 스티렌계 수지 76중량부, 폴리에틸렌 8중량부, 스티렌-부타디엔 공중합체 7중량부, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 5중량부 및 이산화티탄 4중량부를 헨셀믹서에서 10분간 클랜드한 후 이축혼련 압출기를 이용하여 펠렛화하여 사출성형기로 성형하였으며, 다음의 조건으로 물성을 측정하여, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
1)아이조드 충격강도:ASTM D256, 시편두께:1/8 inch(notch)
2)신 율 : ASTM D638, TEST SPEED : 20㎜/min
3)종이질감 : 이축혼련 압출기로 만든 펠렛을 40φ 일축 시이트(SHEET)압출기를 이용하여 시이트상태로 만든다음, 시이트 표면을 손으로 만져서 조이질감을 각각 상대비교평가하였다.
(실시예 2)
고무변성된 스티렌계 수지 79중량부, 폴리에틸렌 7중량부, 스티렌-부타디엔 공중합체 9중량부, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 3중량부 및 이산화티탄 2중량부로 이루어진 블랜드물을 실시예 1과 같은 방법으로 시편성형 후 측정결과 표1에 나타내었다.
(실시예 3)
고무변성된 스티렌계 수지 82중량부, 폴리에틸렌 4.5중량부, 스티렌-부타디엔 공중합체 11중량부, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 1.5중량부 및 이산화티탄 1중량부로 이루어진 블랜드물을 실시예 1과 같은 방법으로 시편성형 후 측정결과를 표1에 나타내었다.
(비교예 1)
고무변성된 스티렌계 수지 88중량부, 스티렌-부타디엔 공중합체 9중량부, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 2중량부 및 이산화티탄 1중량부로 이루어진 블랜드물을 실시예 1과 같은 방법으로 시편성형 후 측정결과를 표1에 나타내었다.
(비교예 2)
고무변성된 스티렌계 수지 82중량부, 폴리에틸렌 5중량부, 스티렌-부타디엔 공중합체 8중량부, 이산화티탄 5중량부로 이루어진 블랜드물을 실시예 1과 같은 방법으로 시편성형 후 측정결과를 표1에 나타내었다.
[표 1]
Claims (8)
- 전체 수지 조성물 100 중량부에 대하여 고무 변성된 스티렌계 수지 76 내지 82중량부, 폴리에틸렌 4.5 내지 8중량부, 스티렌-부타디엔 공중합체 7 내지 11중량부, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 1.5 내지 5.0중량부와 이산화티탄 1 내지 4중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 우수한 내충격성과 신율이 조화된 종이질감 특성을 갖는 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 고무 변성된 스티렌계 수지는 모노비닐 방향족 화합물 89 내지 93 중량부와 폴리부타디엔계 고무 7 내지 11중량부를 첨가하고, 상온에서 54 내지 76센티스토크의 점도를 갖는 유동파라핀계의 미네랄오일 4중량부이하 및 산화방지제, 고급지방산의 금속염인 징크-스테아레이트를 첨가한 뒤 열 또는 개시제에 의한 괴상연속중합에 의해 중량평균 분자량이 17만 내지 24만인 수지로 제조되는 것을 특징으로 하는 우수한 내충격성과 신율이 조화된 종이질감 특성을 갖는 열가소성 수지 조성물.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 고무 변성된 스티렌계 수지는 스티렌계 수지상에 분산된 각 고무상 물질의 평균입자 직경이 0.5 내지 4마이크론인 것을 특징으로 하는 우수한 내충격성과 신율이 조화된 종이질감 특성을 갖는 열가소성 수지 조성물.
- 제2항에 있어서, 개시제로는 3급 부틸퍼옥시아세테이트, 3급 부틸퍼옥시벤조에이트, 아조-비스-이소부틸로니트릴, 벤조일퍼옥사이드 등을 사용함을 특징으로 하는 우수한 내충격성과 신율이 조화된 종이질감 특성을 갖는 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 폴리에틸렌으로는 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 등을 사용함을 특징으로 하는 우수한 내충격성과 신율이 조화된 종이질감 특성을 갖는 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 스티렌-부타디엔 공중합체는 부타디엔 함량이 50-70중량%이고 스티렌 함량이 30-50중량%인 것을 특징으로 하는 우수한 내충격성과 신율이 조화된 종이질감 특성을 갖는 열가소성 수지 종성물.
- 제1항에 있어서, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체는 스티렌 함량이 13-30중량%이고 고무함량이 70-87중량%인 것을 특징으로 하는 우수한 내충격성과 신율이 조화된 종이질감 특성을 갖는 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 이산화티탄은 입자경이 0.1-0.35 마이크론의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 우수한 내충격성과 신율이 조화된 종이질감 특성을 갖는 열가소성 수지 조성물.
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