KR100226457B1

KR100226457B1 - 사출성형이 우수한 열가소성수지 조성물

Info

Publication number: KR100226457B1
Application number: KR1019970008344A
Authority: KR
Inventors: 김세종; 이계홍
Original assignee: 유현식; 제일모직주식회사
Priority date: 1997-03-12
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 1999-10-15
Also published as: KR19980073193A

Abstract

본 발명은 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체 수지(g-ABS) 25-45 중량부와 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 수지 (SAN 수지) 55-75 중량부로 구성되고, 0.01∼3.0 중량부의 프탈레이트계 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형성이 우수한 열가소성수지 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 조성물은 활제의 사용에 따른 기체 발생으로 인한 표면결함이 현저하게 감소되고 사출성형성이 향상된 이점을 갖기 때문에 전기, 전자 부품, 자동차 부품 등의 엔지니어링 플라스틱용으로 용도 전개시 고품위의 제품을 생산할 수 있다.

Description

사출성형성이 우수한 열가소성수지 조성물

본 발명은 사출성형성이 우수한 열가소성수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유화 그라프트 중합법에 의해 제조된 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체 수지 (이하 'g-ABS 수지'라 칭한다)와 별도로 제조된 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체(이하 'SAN 수지'라 한다)로 구성되는 열가소성 수지 조성물에 있어서, 가공안정제로서 디알킬프탈 레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형성이 우수한 열가소성수지 조성물에 관한 것이다.

일반적으로, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지(Acrylonotrile-butadiene-sytyrene resin : ABS 수지)는 내충격성, 기계적 강도, 및 내열변형성 등을 비롯한 기계적 열적 성질이 우수하고 성형가공이 용이하여, 헬멧, 파이프, 전기전자 제품, 자동차 부품 등 일용품에서부터 공업용품에 이르기 까지 경질성형품 분야에 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 ABS 수지는 부타디엔계 고무질 중합체의 존재하에 방향족 비닐화합물로서 대표적인 스티렌 단량체와 불포화니트릴 화합물 중 아크릴로니트릴 단량체를 유화중합법에 의해 그라프트중합하는 방법에 의해 제조되며, 사용되는 고무질 중합체와 그라프트 중합체, 그리고 매트릭스 종합체의 물성을 조절하여 목적하는 물성을 갖는 수지를 얻을 수 있었다.

g-ABS 수지는 통상 괴상중합, 괴상·현탁중합, 유화중합법 등의 그라프트법에 의하여 제조되어 단독 혹은 특성에 따라 혼합하여 생산되고 있으나, 괴상중합에 의해 제조되는 g-ABS 수지는 대량 생산과 제조원가 감소 등의 장점에도 불구하고 다양한 물성을 갖는 수지를 제조할 수 없는 한계를 갖고, 특히 고무 함량이 높은 수지를 제조할 수 없어 가장 많이 사용되고 있는 것이 유화중합법에 의한 것이다. 유화중합법에 의해 제조된 g-ABS 수지는 고무 입자 직경이 대부분 0.1∼1.0㎛ 사이의 부타디엔계 고무질 중합체를 사용하여 아크릴로니트릴과 스티렌 단량체를 열분해개시제 및 레독스 개시제 등 라디칼 생성 개시제를 첨가하여 그라프트 중합을 진행한 후 응고, 탈수 및 건조 공정을 거쳐 미세분말을 얻은 다음, 별도로 제조된 SAN 수지와 적정량을 혼합가공하여 제조된다(이하에서 ABS 수지라 한다). 이 때 수지 내의 고무입자 분포량과 사용되는 SAN 수지의 아크릴로니트릴 함량, 분자량 등을 조절하고 여러 가지 첨가제를 투입함으로써 수요자의 요구에 맞는 다양한 물성을 갖는 제품이 생산되고 있다.

상기와 같은 공지된 방법에 제조되는 ABS 수지는 사출성형, 압출성형, 진공성형 등에 의해 성형하게 되는데 사출성형시 금형구조가 복잡하고 성형물의 부피가 크거나 수지의 점도가 너무 높을 경우에는 에틸렌비스스테아로아미드 등의 아미드계 활제, 스테아린산계 활제, 폴리에틸렌계 활제 등을 사용하여 점도를 낮추어 성형성을 향상시킨다. 그러나, 상기 활제가 과량 사용될 경우 수지 내부에서 기체가 발생하여 성형물 표면에 결함이 발생하는 문제가 발생한다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술상의 문제점을 극복하는 것으로, 가공안정제로서 프탈레이트계 화합물을 사용하여 기체에 의한 표면결함이 현저히 감소되면서 성형성이 향상되는 특징을 갖는 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것이다.

즉, 본 발명은 그라프트 공중합체인 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지(g-ABS) 25-45 중량부와 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 수지(SAN 수지) 55-75 중량부로 구성되고, 0.01∼3.0 중량부의 프탈레이트계 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형성이 우수한 열가소성수지 조성물을 제공하는 것이다.

이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 사출성형성이 우수한 열가소성수지 조성물은 g-ABS 수지와 SAN 수지를 혼합하여 가공함에 있어 가공안정제로서 프탈레이트계 화합물을 첨가한 후 용융 혼련공정한 다음 사출 성형하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 수지를 구성하는 제 3의 성분인 가공안정제로서 사용되는 프탈레이트계 화합물은 하기의 일반식(Ⅰ)의 구조를 갖는다.

(단, 상기 식에서, R₁및 R₂는 탄소수 3∼20의 알킬기이다.)

본 발명의 열가소성 수지 조성물에서 상기 프탈레이트계 화합물은 0.01-3.0 중량부의 양으로 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에 사용되는 프탈레이트계 화합물의 함량이 0.01 중량부 미만이면 사출성형성 향상효과가 부족하게 되고 3.0 중량부를 초과하는 경우에는 수지와의 혼련부족으로 층분리가 발생하므로 본 발명의 목적을 충족시킬 수 없다.

본 발명에서 g-ABS 수지는 중량 평균입자직경이 0.10∼0.40㎛인 고무로 구성된 고무 라텍스 45∼60 중량부(고형분 기준)에 아크릴로니트릴과 스티렌 단량체로 구성된 그라프트 단량체 혼합물 45∼60 중량부를 그라프트시키는 통상의 유화중합법에 의해 제조된다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 고무 라텍스에 대한 아크릴로니트릴과 스티렌 단량체로 구성된 그라프트 단량체 혼합물의 그라프트율이 50∼80% 범위인 것이 필요하다. 본 발명에 사용되는 g-ABS 수지의 그라프트율이 50% 미만이면 충격강도의 향상을 기대하기 어려우며 80%를 초과할 경우에는 SAN 수지와의 계면접착력을 감소시켜 본 발명의 목적을 달성하기 어렵게 된다.

또한, g-ABS 수지와 SAN 수지를 혼합가공함에 있어서, g-ABS 수지의 투입량이 25 중량부 미만인 경우에는 내충격성이 저하되어 쉽게 깨질수 있어 바람직하지 못하며, 45 중량부를 초과하는 경우에는 유동성과 광택이 저하되어 본 발명의 목적을 충족시킬 수 없다. 따라서, 본 발명에서 g-ABS 수지의 투입량은 25 내지 45 중량부인 것이 필수적이다.

한편, 또 다른 성분인 SAN 수지는 통상의 현탁중합, 유화중합 혹은 괴상중합법에 의해 제조되는 SAN 수지를 사용하며, 열가소성 수지 조성물 제조시 g-ABS 수지와의 합 100 중량부에 대하여 55-75 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. SAN 수지의 함량이 55 중량부 미만이면 내열성이 저하되고, 이와 반대로 75 중량부를 초과하는 경우에는 내충격성이 저하되어 바람직하지 않다.

본 발명에는 금형과 수지간의 마찰력을 줄여주고 이형성을 향상시킬 수 있는 외부활제로서 금속 스테아레이트계 활제를 사용할 수 있는데, 이러한 금속스테아레이트의 예들은 바륨 스테아레이트(Barium Stearate), 칼슘스테아레이트(Calcium Stearate), 마그네슘 스테아레이트(Magnesium Stearate) 등을 포함한다.

상술한 바와같은 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 활제의 사용에 따른 기체 발생으로 인한 표면결함이 현저하게 감소되고 사출성형성이 향상된 이점을 갖는다.

이하 본 발명의 실시예를 들어 상세히 설명하나, 본 발명이 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

[실시예 1∼3]

고무입자직경이 0.3㎛이고, 그라프트율이 65중량%인 g-ABS 수지와 아크릴로니트릴 함량이 28중량%이고 중량평균분자량이 130.000인 SAN 수지에 마그네슘 스테아레이트(활제 1)와 에틸렌 비스스테아로아마이드(활제 2), 폴리에틸렌왁스(활제 3), 디노르말옥틸프탈레이드(가공안정제 1), 디노르말노닐프탈레이트(가공안정제 2)를 하기 표 1과 같은 양으로 혼합하여 용융, 혼련하였다. 이어서 실린더 온도를 190-210℃로 설정하여 L/D=29, 직경 45mm인 이축압출기를 사용하여 펠렛으로 압축하였다. 이어서 이 펠렛으로 사출성형하여 시편을 제조하고 제반 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다. 하기 표 1에서 각 구성성분의 단위는 중량부이다.

[비교예 1∼5]

프탈레이트계 가공안정제를 전혀 첨가하지 않고 하기 표 1과 같이 조성을 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하고 그 제반 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다.

[물성 측정 방법]

(1) 놋치아이조드 충격강도 : 23℃에서 ASTM D256에 따라 측정하였다.

(2) 유동성 : 200℃ 5㎏ 조건하에서 멜트플로우인덱스 측정기기를 이용하여 ASTM D1238에 따라 측정하였다.

(3) 사출성형성 : 폭 100mm, 두께 4.0mm, 길이 400mm인 성형물을 성형하여 미성형불량발생율과 표면결함발생율을 평가하였다.

*미성형불량발생율 : 미성형불량수/총성형수

*표면결함발생율 : (성형완료품중 표면결함불량수)/총성형수

*총성형수 = 성형완료품수 + 미성형 불량품수

Claims

아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체 수지(g-ABS) 25-45 중량부와 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 수지 (SAN 수지) 55-75 중량부로 구성되고, 0.01∼3.0 중량부의 프탈레이트계 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형성이 우수한 열가소성수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 g-ABS 수지에서 고무 라텍스에 대한 아크릴로니트릴과 스티렌 단량체로 구성된 그라프트 단량체 혼합물의 그라프트율이 50∼80%인 것을 특징으로 하는 사출성형성이 우수한 열가소성수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 프탈레이트계 화합물이 하기 일반식(Ⅰ)의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 사출성형성이 우수한 열가소성수지 조성물.

(단, 상기식에서, R₁및 R₂는 탄소수 3∼20의 알킬기이다.)