KR100234559B1 - Polyamide/polypropyrene resin composition for fan or fan shroud of automobile - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리아미드 6.6 수지 100 중량부; 무수 말레인산 및/또는 무수 푸말산으로 그래프트된 개질 폴리프로필렌 단중합체 또는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지 10 내지 100 중량부; 유리 섬유 10 내지 140 중량부; 무기 충전제 20 내지 160 중량부를 함유하며, 유리섬유와 무기 충전제의 합이 30 내지 200 중량부인 자동차 엔진 주변 부품용 폴리아미드/폴리프로필렌계 수지 조성물에 관한 것으로서, 본 조성물은 폴리아미드 6.6와 개질 폴리프로필렌 브렌드계에 의해 우수한 성형성 및 수분 안정성을 보유하게 되고, 유리섬유 및 무기 충전제의 충전에 의한 강도, 치수 안정성, 내열성, 진동 특성 뿐만 아니라 부품의 경량화 특성 등을 보유함으로써, 이를 적용하면 요구되는 제반 물성이 우수한 자동차의 팬과 슈라우드를 저렴한 비용으로 제조하는 것이 가능하게 된다.The present invention is 100 parts by weight of polyamide 6.6 resin; 10 to 100 parts by weight of a modified polypropylene homopolymer or ethylene-propylene copolymer resin grafted with maleic anhydride and / or fumaric anhydride; 10 to 140 parts by weight of glass fiber; The present invention relates to a polyamide / polypropylene-based resin composition for automobile engine peripheral parts containing 20 to 160 parts by weight of inorganic filler and having a total of 30 to 200 parts by weight of glass fiber and inorganic filler, wherein the composition is polyamide 6.6 and modified polypropylene. It has excellent moldability and water stability by the blend system, and it possesses strength, dimensional stability, heat resistance, vibration characteristics as well as light weight characteristics of parts due to the filling of glass fibers and inorganic fillers. It is possible to manufacture fans and shrouds of automobiles having excellent physical properties at low cost.

Description

자동차의 팬 또는 팬슈라우드용 폴리아미드/폴리프로필렌계 수지 조성물{Polyamide/polypropyrene resin composition for fan or fan shroud of automobile}Polyamide / polypropyrene resin composition for fan or fan shroud of automobile}

본 발명은 폴리아미드 6.6와 폴리프로필렌계 수지를 함유하는 조성물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 상용성이 우수하고, 자동차엔진 주변부품인 팬 또는 팬슈라우드에 요구되는 물성들 즉, 강도, 치수 안정성, 내열성, 진동 특성 등이 우수할 뿐만아니라 성형성 및 수분 안정성 등이 우수한 자동차의 팬 또는 팬슈라우더용 폴리아미드/폴리프로필렌계 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composition containing polyamide 6.6 and a polypropylene-based resin, and more particularly, has excellent compatibility and properties required for a fan or fan shroud that is a peripheral part of an automobile engine, that is, strength, dimensional stability, The present invention relates to a polyamide / polypropylene-based resin composition for a fan or a fan shrouder of an automobile that is excellent in heat resistance, vibration characteristics and the like, and also excellent in moldability and water stability.

일반적으로 폴리아미드 수지는 내열성, 기계적 강도, 전기 특성, 마찰 및 내 마모성이 우수한 엔지니어링 플라스틱으로서 각종 기계 및 전기·전자, 자동차 부품용으로 널리 사용되고 있으며, 이러한 특성을 바탕으로 무기 섬유나 무기 분말 등의 충전제를 첨가하여 강도 및 내열성과 치수 안정성 등을 강화시켜 공업용으로 널리 사용되고 있다. 그러나 폴리아미드 6.6 수지는 수분 흡수율이 높아 수분이 흡수 되었을 경우 강도의 저하는 물론 치수의 변형, 성형 가공상의 문제점들이 발생되는 문제점을 가지고 있다.In general, polyamide resin is an engineering plastic having excellent heat resistance, mechanical strength, electrical properties, friction, and wear resistance, and is widely used for various mechanical, electrical, electronic, and automotive parts. Addition of fillers to enhance strength, heat resistance and dimensional stability is widely used in industry. However, polyamide 6.6 resin has a problem that high water absorption rate causes problems such as deterioration in strength, deformation of dimensions and molding process when water is absorbed.

한편, 폴리프로필렌 수지는 수분에 안정하고, 비중이 작으며, 가격이 저렴한 장점이 있는 반면 물성이 취약한 결점이 있다.On the other hand, polypropylene resins have the disadvantages of being stable to moisture, small specific gravity, and inexpensive, while having poor physical properties.

따라서, 이러한 두 수지의 단점을 보완하기 위해 브렌드로 사용하려는 여러 가지 방법이 시도되어 왔으나, 이들 두 수지간의 상용성이 부족하여 단순 브렌드를 할 경우 상 분리 현상이 일어나고 물성이 악화되는 결과를 얻게된다.Therefore, various methods have been tried to use as a blend to compensate for the shortcomings of these two resins, but due to the lack of compatibility between the two resins, simple blending results in phase separation and deterioration of physical properties. .

종래 이러한 문제를 해결하기 위한 시도로서, 일본 공개 특허 소42-12546호, 소45-30945호 ,소50-7636호 등에서는 상용화제를 이용하여 물리적, 화학적인 방법으로 계면간의 접착성을 좋게 함으로써 상용성을 향상시키는 방법을 제안하고 있다. 그러나 이러한 방법으로는 자동차엔진 주변부품중 팬과 팬슈라우드에서 요구되는 물성들 즉, 강도, 치수 안정성, 내열성, 진동 특성 등의 제반 특성들을 충분히 만족시킬 수 없게 된다.In an attempt to solve such a problem in the prior art, Japanese Patent Laid-Open Nos. 42-12546, 45-30945, and 50-7636, etc., use a compatibilizer to improve adhesion between interfaces by physical and chemical methods. A method of improving compatibility is proposed. However, this method cannot fully satisfy the properties required for the fan and fan shroud of the engine parts, such as strength, dimensional stability, heat resistance, and vibration characteristics.

따라서 본 발명은 상용성이 우수하고, 자동차엔진 주변부품, 특히 팬과 팬슈라우드에 요구되는 물성들 즉, 강도, 치수 안정성, 내열성, 진동 특성 등이 우수할 뿐만아니라 성형성 및 수분 안정성 등이 우수한 폴리아미드/폴리프로필렌계 수지 조성물을 제공하는 것을 과제로 한다.Therefore, the present invention is excellent in compatibility, excellent properties such as strength, dimensional stability, heat resistance, vibration characteristics, etc. required for automotive engine peripheral parts, especially fans and fan shrouds, as well as excellent moldability and moisture stability. It is a subject to provide a polyamide / polypropylene resin composition.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의하면 폴리아미드 6.6 수지 100 중량부; 무수 말레인산, 무수 푸말산 또는 이들 양자가 그래프트된 개질 폴리프로필렌 수지 10 내지 100 중량부; 유리 섬유 10 내지 140 중량부; 무기충전제 20 내지 160 중량부를 함유하며, 유리섬유와 무기 충전제의 합이 30 내지 200 중량부인 자동차의 팬 또는 팬슈라우드용 폴리아미드/폴리프로필렌계 수지 조성물이 제공된다.According to the present invention for solving the above problems 100 parts by weight of polyamide 6.6 resin; 10 to 100 parts by weight of modified polypropylene resin grafted with maleic anhydride, fumaric anhydride or both; 10 to 140 parts by weight of glass fiber; There is provided a polyamide / polypropylene-based resin composition for a fan or fan shroud of an automobile containing 20 to 160 parts by weight of an inorganic filler and wherein the sum of the glass fibers and the inorganic filler is 30 to 200 parts by weight.

이하 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 조성물은 폴리아미드 6.6 와 무수 말레인산 및/또는 무수 푸말산을 그래프트 시킨 폴리프로필렌으로 브렌드계를 형성하여 유리 섬유와 무기 충전제를 특정 비율로 충전시킨 수지 조성물이다.The present composition is a resin composition in which a blend system is formed of polypropylene grafted with polyamide 6.6 and maleic anhydride and / or fumaric anhydride to fill a glass fiber and an inorganic filler at a specific ratio.

본 조성물에 있어서, 폴리아미드 6.6는 헥사메틸렌디아민과 아디픽산을 축중합하는 것에 의해 제조되는 수지이며, 개질 폴리프로릴렌은 무수 말레인산 및/또는 무수 푸말산을 그래프트시킨 폴리프로필렌 단중합체 또는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지이다. 이때 그래프트되는 폴리프로필렌 단중합체 또는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지는 용융흐름지수(MFI: Melt Flow Index)가 0.5g/10분 내지 30g/10분인 것이 적합하다. 폴리아미드 6.6 와 무수 말레인산 또는 무수 푸말산을 그래프트 시킨 폴리프로필렌의 브렌드계에서 폴리아미드 6.6의 비율이 개질 폴리프로릴렌의 비율과 같거나 그 보다 높은 것이 바람직하다. 폴리프로필렌의 함량이 상술한 범위 보다 낮으면 브렌드 효과를 얻을 수 없고, 높으면 물성이 낮아 상업적으로 유용하지 못하다.In the present composition, polyamide 6.6 is a resin produced by polycondensation of hexamethylenediamine and adipic acid, and modified polyproylene is a polypropylene homopolymer or ethylene-propylene grafted with maleic anhydride and / or fumaric anhydride. Copolymer resin. In this case, the grafted polypropylene homopolymer or ethylene-propylene copolymer resin may have a melt flow index (MFI: Melt Flow Index) of 0.5 g / 10 min to 30 g / 10 min. In the blend system of polyamide grafted with polyamide 6.6 and maleic anhydride or fumaric anhydride, the ratio of polyamide 6.6 is preferably equal to or higher than that of modified polyproylene. If the content of the polypropylene is lower than the above-mentioned range can not be obtained the blend effect, if it is high, it is not commercially useful because of low physical properties.

폴리프로필렌에 그래프트되는 무수 말레인산 및/또는 무수 푸말산은 폴리아미드 6.6와 브랜드시 상용화제로서 작용하는 것으로서, 그래프트중 그 함량은 0.1 내지 5 중량%가 바람직하다. 폴리프로필렌에 그래프트되는 무수 말레인산 및/또는 무수 푸말산의 함량이 상기한 범위보다 낮으면 상용화제의 효과를 얻을 수 없고, 높으면 과잉으로 생산 공정상 문제가 발생된다. 이러한 개질 폴리프로필렌은 폴리아미드 6.6와 상용성이 우수한 브랜드계를 형성한다.Maleic anhydride and / or fumaric anhydride grafted to polypropylene acts as a branding compatibilizer with polyamide 6.6, the content of which is preferably 0.1 to 5% by weight in the graft. If the content of maleic anhydride and / or fumaric anhydride grafted to polypropylene is lower than the above-mentioned range, the effect of the compatibilizer cannot be obtained, and if it is high, problems in the production process will occur in excess. These modified polypropylenes form a brand system with good compatibility with polyamide 6.6.

본 조성물에 있어서, 충전제로 사용되는 유리섬유는 평균 직경 5∼15㎛ 정도인 것이 바람직하며, 무기충전제는 탈크, 탄산 칼슘, 카오린, 월라스토나이트, 마이카 중에서 선택되는 1종 이상이 바람직하며, 그 중에서도 월라스토나이트는 본 조성물이 자동차 부품, 예를 들어 팬과 팬슈라우드에 적용될 때 특히 우수한 효과를 나타낸다.In this composition, it is preferable that the glass fiber used as a filler is about 5-15 micrometers in average diameter, and the inorganic filler is 1 or more types chosen from talc, calcium carbonate, kaolin, wollastonite, and mica, The Among them, wollastonite exhibits particularly good effects when the composition is applied to automotive parts such as fans and fan shrouds.

본 조성물중 이러한 충전제의 함량은 폴리아미드 6.6 수지 100 중량부를 기준으로 유리 섬유 10 내지 140 중량부, 무기 충전제 20 내지 160 중량부이되, 그 합이 30 내지 200 중량부가 되도록 배합하는 것이 바람직하다. 만일 충전제의 함량이 상술한 범위보다 낮으면 강성, 치수 안정성 및 내열성에서 만족할 만한 결과를 얻을 수 없고, 높으면 물성 저하, 표면 불량 및 가공성 불량 등의 문제가 발생된다.The content of such a filler in the present composition is 10 to 140 parts by weight of glass fiber and 20 to 160 parts by weight of inorganic filler, based on 100 parts by weight of polyamide 6.6 resin, and the compounding amount is preferably 30 to 200 parts by weight. If the content of the filler is lower than the above-mentioned range, satisfactory results in rigidity, dimensional stability and heat resistance may not be obtained. If the filler content is high, problems such as deterioration of physical properties, surface defects, and poor workability may occur.

본 조성물은 적용분야에 따라 상기한 범위내에서 조성성분의 함량, 특히 폴리아미드 6.6 와 폴리프로필렌의 함량을 조정하면 다양한 물성을 얻을 수 있으며, 원하는 물성을 만족하는 두 수지간의 비를 결정하여 적용하면 유용하다.According to the field of application, the composition can obtain various physical properties by adjusting the content of the composition components, in particular, polyamide 6.6 and polypropylene within the above-mentioned range, and determining the ratio between the two resins satisfying the desired physical properties. useful.

상술한 바와 같은 본 발명의 조성물은 종래 기술에 의한 자동차 엔진 주변부품용 유리 섬유/무기 충전제 강화 폴리아미드에 비하여 우수한 특성을 보유하게 된다. 즉, 상술한 폴리아미드 6.6와 개질 폴리프로필렌 브렌드계에 의해 우수한 성형성 및 수분 안정성을 보유하게 되고, 유리섬유 및 무기 충전제의 충전에 의한 강도, 치수 안정성, 내열성, 진동 특성 뿐만 아니라 부품의 경량화 특성 등을 보유하게 된다. 따라서, 본 조성물을 소재로 하면 요구되는 제반 물성이 우수한 자동차엔진 주변부품, 특히 팬과 팬슈라우드를 저렴한 비용으로 제조하는 것이 가능하게 된다.The composition of the present invention as described above has excellent properties compared to the glass fiber / inorganic filler reinforced polyamide for automobile engine peripheral parts according to the prior art. That is, the above-described polyamide 6.6 and the modified polypropylene blend system have excellent moldability and water stability, and the strength, dimensional stability, heat resistance, vibration characteristics due to the filling of glass fibers and inorganic fillers, as well as the light weight characteristics of the parts And the like. Therefore, when the present composition is used as a material, it is possible to manufacture automobile engine peripheral parts, in particular, a fan and a fan shroud, which are excellent in required physical properties at low cost.

위에 설명한 바와 같은 본 발명의 특징 및 기타의 장점은 후술되는 실시예로부터 보다 명백하게 될 것이다. 단, 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되지 않는다.Features and other advantages of the present invention as described above will become more apparent from the embodiments described below. However, this invention is not limited by the following Example.

[실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 4][Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4]

하기 표 1에 제시되는 바와 같은 배합 비율(중량비)로 배함된 조성물을 사용하여 통상의 성형방법으로 시편을 성형,제작하였다. 결과의 시편에 대하여 측정 및 평가한 물성 및 기타의 특성은 하기 표 2에 제시된다.Specimens were molded and fabricated in a conventional molding method using the composition contained in the blending ratio (weight ratio) as shown in Table 1 below. The properties and other properties measured and evaluated for the resulting specimens are shown in Table 2 below.

조 성Furtherance 실 시 예Example 비 교 예Comparative Example 1One 22 33 44 55 66 1One 22 33 44 폴리아미드 6.6Polyamide 6.6 3636 4343 4848 4949 3030 4242 6060 2525 4242 4242 무수 말레인산이 그래프트된 폴리프로필렌 단중합체Polypropylene Homopolymer Grafted with Maleic Anhydride 2424 1919 1212 2121 2020 -- -- 3535 1818 1818 무수 푸말산이 그래프트된 폴리프로필렌 단중합체Polypropylene homopolymer grafted with fumaric anhydride -- -- -- -- -- 1818 -- -- -- -- 유리 섬유glass fiber 1515 1717 1515 1010 2020 1515 1515 1515 -- 4040 월라스토나이트Wallastonite 2525 2121 2525 2020 3030 2525 2525 2525 4040 --

평가항목Evaluation item 단위unit 실 시 예Example 비 교 예Comparative Example 1One 22 33 44 55 66 1One 22 33 44 인장강도The tensile strength ㎏/㎠㎏ / ㎠ 10181018 11351135 11831183 971971 10421042 10541054 12541254 850850 744744 14641464 충격강도Impact strength ㎏㎝/㎝Kgcm / cm 5.6.5.6. 5.85.8 5.8.5.8. 6.26.2 6.26.2 6.76.7 5.35.3 6.96.9 4.84.8 8.78.7 굴곡강도Flexural strength ㎏/㎠㎏ / ㎠ 15151515 15761576 16001600 13641364 15311531 15371537 17921792 11981198 12211221 19561956 H.D.T(18.6㎏/㎠)H.D.T (18.6㎏ / ㎠) ℃℃ 172172 204204 239239 182182 175175 195195 246246 149149 187187 234234 작업온도Working temperature ℃℃ 265265 270270 275275 270270 265265 270270 290290 265265 270270 270270 *흡수율 * Absorption rate %% 0.150.15 0.230.23 0.300.30 0.290.29 0.110.11 0.240.24 0.500.50 0.070.07 0.240.24 0.250.25 비중importance 1.381.38 1.411.41 1.461.46 1.311.31 1.511.51 1.421.42 1.491.49 1.341.34 1.441.44 1.411.41 수축율Shrinkage %% 0.20.2 0.30.3 0.30.3 0.30.3 0.20.2 0.30.3 0.30.3 0.20.2 0.50.5 0.10.1 표면상태Surface condition -- 우수Great 양호Good 양호Good 양호Good 우수Great 양호Good 극히불량Extremely poor 우수Great 불량Bad 불량Bad 이방성Anisotropy %% 2626 2828 2727 3131 2525 2727 3030 2929 1111 9595 **진동특성 ** Vibration Characteristics 크랙 및 변형여부Crack and deformation 없음none 없음none 없음none 없음none 없음none 없음none 없음none 크랙발생Crack 변형발생transform occur 크랙발생Crack ***소음특성 *** Noise Characteristics dBdB 55.455.4 59.559.5 63.663.6 57.157.1 64.564.5 63.763.7 59.359.3 58.958.9 52.052.0 73.273.2

* 흡수율 : ASTM D 570 (25℃ 물에 24시간 침지후)* Absorption rate: ASTM D 570 (after immersion in water at 25 ℃ for 24 hours)

** 진동특성: 부품조립하여 1000시간 회전 후 크랙 및 변형 유무** Vibration characteristics: Cracks and deformation after rotating for 1000 hours by assembling parts

*** 소음특성: 부품조립후 회전시켜 1m 거리에서 소음측정, 기준: 65dB*** Noise characteristics: Measure the noise at 1m distance by rotating after assembly

상기 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르는 실시예 1 내지 6의 조성물은 가공성(작업온도)이 우수하며 그 성형 시편은 표면특성을 비롯하여 자동차 엔진의 주변 부품인 팬 및 팬슈라우드에 요구되는 제반물성이 충분히 만족하는 것이나, 개질 폴리프로필렌이 배합되지 않은 비교예 1의 경우에는 수분안정성(흡수율) 및 가공성(작업온도)이 불량하고 특히 표면상태가 극히 불량하며, 유리섬유를 배합하지 않은 비교예 3의 경우에는 강성, 수축율 및 표면상태가 불량하고, 윌라스토나이트를 배합하지 않은 비교예 4의 경우에는 표면상태가 불량하고 이방성이 높은 문제가 나타나고, 개질 폴리프로필렌의 함량이 폴리아미드 6.6의 함량 보다 높은 비교예 2의 경우에는 강성 및 내열성이 부족한 것으로 나타났다.As can be seen from Table 2, the compositions of Examples 1 to 6 according to the present invention have excellent processability (working temperature) and the molded specimens are required for the fan and fan shroud, which are the peripheral parts of an automobile engine, including surface characteristics. In the case of Comparative Example 1 in which the various physical properties are sufficiently satisfied, but the modified polypropylene is not blended, the water stability (absorption rate) and the workability (working temperature) are poor, especially the surface condition is extremely poor, and the glass fiber is not blended. In the case of Comparative Example 3, the stiffness, shrinkage and surface state are poor, and in Comparative Example 4, in which the willlastonite is not blended, the surface state is poor and the anisotropy is high, and the content of the modified polypropylene is polyamide. In the case of Comparative Example 2 higher than the content of 6.6 it was found that the rigidity and heat resistance is insufficient.

Claims (2)

폴리아미드 6.6 수지 100 중량부; 무수 말레인산, 무수 푸말산 또는 이들 양자가 그래프트율(중량기준) 0.1∼5%로 그래프트된 개질 폴리프로필렌 호모중합체 또는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지 10 내지 100 중량부; 유리 섬유 10 내지 140 중량부; 월라스토나이트 20 내지 160 중량부를 함유하며, 유리섬유와 월라스토나이트의 합이 30 내지 200 중량부인 자동차의 팬 또는 팬슈라우더용 폴리아미드/폴리프로필렌계 수지 조성물.100 parts by weight of polyamide 6.6 resin; 10 to 100 parts by weight of a modified polypropylene homopolymer or ethylene-propylene copolymer resin in which maleic anhydride, fumaric anhydride or both are grafted at a graft rate of 0.1 to 5%; 10 to 140 parts by weight of glass fiber; A polyamide / polypropylene-based resin composition for a fan or a fan shrouder of an automobile containing 20 to 160 parts by weight of wollastonite and having a sum of glass fibers and wollastonite of 30 to 200 parts by weight. 청구항 1에 있어서, 그래프트되는 폴리프로필렌 단중합체 또는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지의 용융흐름지수(MFI)가 0.5g/10분 내지 30g/10분인 것을 특징으로 하는 자동차의 팬 또는 팬슈라우더용 폴리아미드/폴리프로필렌계 수지 조성물.The polyamide for fan or fan shroud of claim 1, wherein the melt flow index (MFI) of the grafted polypropylene homopolymer or ethylene-propylene copolymer resin is 0.5 g / 10 minutes to 30 g / 10 minutes. Polypropylene resin composition.
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