KR100187183B1 - 열가소성 수지조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열가소성수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리에스테르 수지와 폴리카보네이트 수지로 이루어진 열가소성수지 조성물에 방향족비닐계 단량체와 시안화비닐계 단량체의 공중합체가 그라프트된 폴리카보네이트 수지와 스티렌과 무수말레인산 공중합체를 첨가하여 이루어짐으로써 경량이고 저가일 뿐만 아니라 내충격성이 우수하여 자동차의 범퍼백빔 재료로서 적합한 열가소성수지 조성물에 관한 것이다.

Description

열가소성수지 조성물
본 발명은 열가소성수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리에스테르 수지와 폴리카보네이트 수지로 이루어진 열가소성수지 조성물에 방향족비닐계 단량체와 시안화비닐계 단량체의 공중합체가 그라프트된 폴리카보네이트 수지와 스티렌과 무수말레인산 공중합체를 첨가하여 이루어짐으로써 경량이고 저가일 뿐만 아니라 내충격성이 우수하여 자동차의 범퍼백빔 재료로서 적합한 열가소성수지 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 폴리에스테르 수지와 폴리카보네이트 수지로 이루어진 수지조성물은 폴리에스테르 수지의 우수한 기계적강도와 성형성, 그리고 폴리카보네이트 수지의 뛰어난 내열성, 내충격성 및 치수안정성 등 두 수지의 장점을 고루 가지고 있다. 특히, 여기에 충격보강제를 첨가하는 경우 우수한 저온충격강도를 갖게된다.
그예로서 미국특허 제 3,864,428 호와 일본특허공개 소 55-9435 호에는 폴리카보네이트수지와 폴리부타디엔테레프탈레이트 수지와의 혼합수지(alloy)에 대하여 개시되어 있다.
이와같은 특성으로 인해 상기 수지조성물은 치수안정성과 상온 및 저온충격특성이 중요하게 요구되는 자동차 외장재, 특히 범퍼용 소재로서 사용되고 있으나, 비중이 다소 높고, 원재료 가격이 높은 단점을 가지고 있다. 이로인하여 최근의 자동차 개발추세인 경량화, 고연료효율, 제조원가절감 등의 요구를 충족시키는데 문제가 있다.
따라서, 이를 해결하기 위하여 폴리카보네이트 수지와 폴리에스테르 수지 및 아크릴계 충격보강제로 이루어진 수지조성물에 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지(이하, ABS라 함)를 첨가함으로써 소재의 경량화 및 제조원가 감축효과를 얻고자 하였으나, ABS 첨가로 인하여 상대적으로 폴리카보네이트 수지와 폴리에스테르 수지의 함유량이 적어져 매트릭스 수지의 인성이 저하되므로써 오히려 충격강도가 떨어지게 되며 또한 열안정성이 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 폴리카보네이트 수지와 폴리에스테르 수지로 이루어진 수지조성물에 있어서 경량화 및 제조원가 절감을 위한 첨가제의 첨가에 따른 내충격성의 저하를 방지하기 위하여 첨가제로서 스티렌과 무수말레인산 공중합체 및 방향족비닐계 단량체와 시안화비닐계 단량체의 공중합체가 그라프트된 폴리카보네이트 수지를 첨가함으로써 경량이고, 제조원가가 절감되면서 내충격성이 우수한 열가소성수지 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 폴리에스테르 수지와 폴리카보네이트 수지로 이루어진 열가소성수지 조성물에 있어서, 폴리에스테르 수지 10∼90 중량%, 폴리카보네이트 수지 10∼90 중량%, 아크릴계 충격보강제 5∼30 중량%, 스티렌과 무수말레인산 공중합체 5∼30 중량%, 방향족비닐계 단량체와 시안화비닐계 단량체의 공중합체가 그라프트된 폴리카보네이트 수지 3∼30 중량% 및 열가소성 탄성체 3∼20 중량%로 이루어진 것을 그 특징으로 한다.
이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 경량이면서도 내충격성이 우수한 열가소성수지 조성물에 관한 것으로서, 본 발명에서 사용되는 폴리에스테르 수지는 테레프탈산 또는 메틸테레프탈레이트와 C2∼C10의 디올 화합물을 용융중합 또는 괴상중합하여 축중합하여 얻어진 것이다. 구체적인 예로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리헥사메틸렌테레프탈레이트 및 폴리시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트 중에서 선택된 1종 이상의 것이다.
이와같은 폴리에스테르 수지를 전체 수지조성물 중 10∼90 중량% 함유하는데, 만일 그 함량이 10 중량% 미만이면 수지의 기계적 강도가 떨어지며 90 중량%를 초과하는 경우 충격강도가 떨어지는 문제점이 있다.
그리고, 폴리에스테르 수지와 함께 수지매트릭스를 이루는 폴리카보네이트 수지는 전체 수지조성물 중 10∼90 중량%로 함유하는 바, 그 함량이 10 중량% 미만이면 열적특성 및 충격특성이 향상되지 않으며 90 중량%를 초과하는 경우 유동성이 떨어져 부품성형에 문제가 있다.
본 발명에서 수지의 내충격성을 보완하고 경량화하기 위하여 첨가되는 스티렌과 무수말레인산의 공중합체는 그 함량이 전체 수지조성물 중 5∼30 중량%이며, 만일 그 함량이 5 중량% 미만이면 함께 첨가되는 충격보강제와의 상용성이 떨어져 저온충격성에 문제가 있고 30 중량%를 초과하는 경우 성형성이 저하되는 문제가 있다. 스티렌과 무수말레인산 공중합체 중 무수말레인산의 함량은 1∼30 몰%인 것이 바람직하며, 상기 공중합체의 유도체로서 스티렌, 무수말레인산 및 말레이미드의 공중합체를 첨가하여도 무방하다. 이때는 무수말레인산과 말레이미드 각각의 함량이 공중합체 중 1∼30 몰%인 것이 바람직하다.
그리고, 또 다른 첨가제로서 방향족비닐계 단량체와 시안화비닐계 단량체의 공중합체가 그라프트된 폴리카보네이트 수지를 전체 수지조성물 중 3∼30 중량%되도록 첨가하는바, 만일 그 함량이 3 중량% 미만이면 상용성이 떨어져 장기사용시 물성저하를 초래할 수 있으며 30 중량%를 초과하는 경우 기계적강도가 떨어지는 문제가 있다.
또한, 본 발명에서는 열가소성 탄성체를 첨가하여 수지의 내충격성을 향상시키는데, 그 함량은 전체 수지조성물 중 3∼20 중량%이다. 만일 그 함량이 3 중량% 미만이면 내충격성이 떨어지고, 20 중량%를 초과하면 내열성 및 성형품의 외관품질이 저하되는 문제가 있다. 본 발명에서 사용되는 열가소성 탄성체는 에틸렌-프로필렌 고무로서, 에틸렌-프로필렌 고무의 함량이 10∼20 중량%이고, 고무의 조성은 프로필렌의 함량이 20∼50 중량%이며 용융지수는 0.5∼5 g/10분(230 ℃)인 것을 주로 사용한 것이 바람직하다.
그밖에 종래 첨가되온 아크릴계 충격보강제를 전체 수지조성물 중 5∼30 중량% 첨가하며, 함량이 전체 수지조성물 중 5 중량% 미만이면 충격강도 향상을 기대할 수 없고 30 중량%를 초과하는 경우 수지와의 상용성이 떨어지는 문제가 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같은바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1∼3 및 비교예 1∼3]
다음 표 1에 나타낸 바와 같은 함량 및 조성으로 이축 압출기를 사용하여 용융 압출방법을 이용하여 열가소성수지를 제조하였고, 제조된 수지에 대하여 아이조드 충격강도, 굴곡탄성율, 5 MPH(Mile/hour)충돌시험 및 밀도를 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
여기서, 아이조드 충격강도는 ASTM D 256 방법에 의거 측정하였고, 굴곡탄성율은 ASTM D 790 방법에 의해 측정하였으며, 5 MPH충돌시험은 FMVSS PART 581 방법으로 측정하였다. 그리고, 밀도는 ASTM D 792 방법에 의해 측정하였다.
(단위 ; 중량%)
구 분 실 시 예 비 교 예
1 2 3 1 2 3
폴리에스테르 수지 40(1) 40(2) 40(3) 30(1) 40(2) 40(3)
폴리카보네이트수지(4) 25 30 30 40 40 30
충격보강제(5) 15 10 7 30 20 30
스티렌과 무수말레인산 공중합체 5 5 3 - - -
열가소성 탄성체(6) 10 10 10 - - -
변성 폴리카보네이트(7) 5 5 5 - - -
아이조드 충격강도(kg·cm/cm) 상온 75 70 67 45 45 48
-30℃ 30 33 35 17 15 18
굴곡탄성율(kgf/㎠) 17,800 18,500 18,000 19,500 19,700 18,800
5 MPH충돌시험 통과 통과 통과 실패 실패 실패
밀도(g/㎤) 1.07 1.09 1.11 1.20 1.22 1.21
(주)(1) PBT(폴리부틸렌테레프탈레이트)(화합물명), LG화학 HV-1010(제조회사명, 제품명)(2) PBT(폴리부틸렌테레프탈레이트)(화합물명), LG화학 HV-1010(제조회사명, 제품명)(3) PBT(폴리부틸렌테레프탈레이트)(화합물명), LG화학 HV-1010(제조회사명, 제품명)(4) 폴리카보네이트(화합물명), 삼양사 3030A(제조회사명, 제품명)(5) 아크릴계 충격보강제(화합물명), FHOM HASS, KM 330(제조회사명, 제품명)(6) 에틸렌프로필렌고무(화합물명), 금호 EP(주) KEP 5709(제조회사명, 제품명),(7) 변성 폴리카보네이트(화합물명), NOF사 모디퍼 CH 430(제조회사명, 제품명)
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지와 폴리에스테르 수지로 이루어진 열가소성수지 조성물은 밀도가 작아 부품의 경량화에 도움을 줄 뿐만 아니라 상온이나 저온에서의 충격강도가 우수하여 내충격성을 요구하는 자동차 부품, 특히 자동차 범퍼백빔 재료로서 유용하게 사용할 수 있다.

Claims (5)

  1. 폴리에스테르 수지와 폴리카보네이트 수지로 이루어진 열가소성수지 조성물에 있어서, 폴리에스테르 수지 10∼90 중량%, 폴리카보네이트 수지 10∼90 중량%, 아크릴게 충격보강제 5∼30 중량%, 스티렌과 무수말레인산 공중합체 5∼30 중량%, 방향족비닐계 단량체와 시안화비닐계 단량체의 공중합체가 그라프트된 폴리카보네이트 수지 3∼30 중량% 및 열가소성 탄성체 3∼20 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 열가소성수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리헥사메틸렌테레프탈레이트 및 폴리시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트 중에서 선택된 1종 이상의 것임을 특징으로 하는 열가소성수지 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 스티렌과 무수말레인산 공중합체는 무수말레인산의 함량이 1∼30 몰%인 것임을 특징으로 하는 열가소성수지 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 열가소성 탄성체는 에틸렌-프로필렌 고무인 것임을 특징으로 하는 열가소성수지 조성물.
  5. 제 6 항에 있어서, 상기 에틸렌-프로필렌 고무는 고무의 함량이 10∼20 중량%이고, 프로필렌의 함량이 20∼50 중량%이며 용융지수는 0.5∼5 g/10분(230 ℃)인 것임을 특징으로 하는 열가소성수지 조성물.
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