KR100241278B1

KR100241278B1 - 마운팅 플레이트용 폴리프로필렌 수지 조성물

Info

Publication number: KR100241278B1
Application number: KR1019970041447A
Authority: KR
Inventors: 박봉현
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1997-08-27
Filing date: 1997-08-27
Publication date: 2000-02-01
Also published as: KR19990018297A

Abstract

본 발명은 성형가공성, 외관특성을 해치지 않으면서 경량성, 고강성, 고강도, 내충격성 특히 내한충격성 등의 제반 물성이 우수한 자동차 마운팅 플레이트용 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물은 폴리프로필렌 수지를 주성분으로 하고 여기에 충격보강제로 에틸렌-프로필렌 공중합 수지와 보강제로서 유리섬유, 수지와 유리섬유의 접착력을 증진시키는 커플링제를 구성한다.

또한, 본 발명의 수지 조성물은 열안정제로서 트리하이드록시벤질벤젠, 노화 방지제로서 디스테아릴시오프로피오네이트, 윤활제로서 칼슘스테아레이트 및 블랙 피그먼트를 포함할 수 있다.

Description

마운팅 플레이트용 폴리프로필렌 수지 조성물

본 발명은 자동차 마운팅 플레이트용 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것이다. 상세하게는 폴리프로필렌 수지를 주성분으로 하고 여기에 충격보강제로 에틸렌-프로필렌 공중합 수지와 보강제로서 유리섬유, 수지와 유리섬유의 접착력을 증진시키는 커플링제를 포함하여 구성된 자동차 마운팅 플레이트용 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것이다.

종래 자동차의 플라스틱 마운팅 플레이트는 10%의 유리섬유로 강화된 폴리카보네이트를 사용하는 바 동일 규격의 제품에 비하여 비중이 크고 성형시의 까다로운 가공조건과 높은 가공온도를 요구하는 문제점을 안고 있다.

이러한 문제점을 폴리프로필렌 수지를 사용하여 해결하려는 노력들이 있어왔다. 일반적으로, 폴리프로필렌 수지는 폴리에틸렌과 물성이 비슷하나 폴리에틸렌에 비하여 용융점이 높고 투명성이 뛰어나며 굴곡성이 좋다. 또한 폴리프로필렌 수지는 인장강도, 압축강도와 같은 기계적 성질이 우수하며 작은 열팽창 계수 및 높은 열변형 온도 등과 같은 열적 성질이 우수하며, 또한 절연 파괴의 강도 및 유전성과 같은 전기적 성질과 내약품성이 대단히 우수하다. 이와같은 우수한 물성으로 인하여 폴리프로필렌 수지는 전기부품, 문구류, 일용품, 자동차용품 등 폭넓게 이용되고 있다.

그러나 폴리프로필렌은 충격강도, 특히 저온 충격강도가 적은 결점이 있어 이에 대한 개선의 노력이 행하여져 왔다.

이러한 방법으로서, 유리 섬유와 같은 내충격 보강제를 폴리프로필렌 수지에 보강하는 방법이 보편적으로 행하여졌다. 그러나 폴리프로필렌 수지에 유리섬유를 보강함에 있어서 폴리프로필렌 수지는 유리섬유와 화학적 결합을 할 수 있는 특별한 관능기를 갖지 못함으로 폴리프로필렌 수지와 유리섬유 간의 결합이 폴리프로필렌 폴리머가 유리 섬유를 내포하는 형태의 단순한 물리적 결속만으로 이루어지게 됨으로써 폴리프로필렌 수지의 내충격 강도 향상 효과가 일정 수준 이상으로 이루어지지 않는 문제점이 있다. 이러한 문제점은 적당한 커플링제를 사용함으로써 어느 정도 해결할 수 있었다.

그러나 폴리프로필렌 수지와 유리섬유와의 접착성이 크게 됨에 따라 성형품으로 할 때의 외관특성이 현저하게 나빠지는 경향이 있다. 또한, 강성의 개선에 대해서는 첨가하는 유리섬유의 양을 증가시키면 달성되지만, 유리섬유의 첨가량을 증가시키면 수득한 성형품의 외관특성이 악화된다고 하는 문제점이 있다. 또한, 유리섬유의 첨가량을 증가시키면 상기한 외관이 약화이외에도 성형품의 비중이 크게 됨으로써 경량성의 잇점을 상실하게 되므로 유리섬유의 첨가량을 증가시키는 것도 한계가 있다.

따라서 외관특성을 해칠 정도로 유리섬유를 지나치게 많이 첨가하지 않으면서 고강성, 고강도, 내충격성 특히 내한충격성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물이 요구되고 있다.

이에, 본 발명자는 폴리프로필렌 수지에 커플링제를 매개로 하여 유리섬유를 보강하고, 아울러 새로운 충격보강제를 첨가함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 성형가공성, 외관특성을 해치지 않으면서 경량성, 고강성, 고강도, 내충격성 특히 내한충격성 등의 제반 물성이 우수한 자동차 마운팅 플레이트용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물은 폴리프로필렌 수지를 주성분으로 하고, 여기에 충격보강제로서 에틸렌-프로필렌 공중합수지, 보강제로서 유리섬유 및 수지와 유리섬유의 접착력을 증진시키는 커플링제를 포함하여 구성한다.

본 발명의 수지 조성물은 폴리프로필렌 수지 20 내지 50중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 폴리프로필렌 수지의 양이 상기 범위보다 적으면 경량성, 성형가공성 등의 폴리프로필렌의 특성이 제대로 발휘되지 않으며, 상기 범위보다 많으며 충격강도 특히 저온충격강도가 떨어진다.

또한, 본 발명의 수지 조성물은 에틸렌-프로필렌 공중합 수지 10 내지 50중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 에틸렌-프로필렌 공중합 수지의 양이 상기 범위 보다 적으면 내충격성 특히 내한충격성이 부족하게 된다.

또한, 본 발명의 수지 조성물은 유리섬유를 10 내지 40중량＆의 양으로 함유하는 것이 바람직하다. 유리섬유의 양이 상기 범위보다 적으면 내충격성이 부족하게 되고, 상기 범위보다 많으면 외관특성, 성형가공성이 떨어지고, 경량성이 부족하게 된다.

또한, 본 발명의 수지 조성물은 유리섬유의 접착력을 증진시키는 커플링제를 2 내지 10중량%의 양으로 함유하는 것이 좋다. 커플링제가 상기의 범위보다 적으면 커플링의 효과를 제대로 발휘하지 못하여 내충격성이 떨어지게 된다. 그리고 커플링제의 양이 상기 범위보다 많으면 굴곡탄성율이 불량해진다.

또한, 본 발명의 수지 조성물은 열안정제, 노화방지제, 윤활제 등을 포함할 수 있다. 열안정제로는 트리하이드록시벤질벤젠이 바람직하며, 0.1 내지 3중량%를 사용하는 것이 좋다. 노화방지제로는 디스테아릴시오프로피오네이트가 바람직하며, 0.3 내지 3중량%를 사용하는 것이 좋다. 윤활제로는 칼슘스테아레이트가 바람직하며, 1 내지 3중량%를 사용하는 것이 좋으며, 블랙피그먼트 1중량% 정도를 첨가하는 것이 바람직하다.

이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명의 예시일 뿐이며, 하기의 실시예에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

폴리프로필렌 수지 26중량%에 에틸렌-프로필렌 공중합 수지 20중량%와 유리섬유 40중량% 및 커플링제 10.0중량%, 트리하이드록시벤질벤젠 0.5중량, 디스테아릴시오프로피오네이트 1.0중량%, 칼슘스테아레이트 1.5중량%, 블랙피그먼트 1.0중량%를 첨가하고 투윈스크류 컴파운딩 머신내에서 230℃로 용융 혼합하여 다이를 통해 스파게티로 토출한 후 냉각하여 커터로 절단하여 컴파운딩한 칩을 사용하여 200톤 사출성형기에서 수지 온도 240℃, 금형온도 60℃로 적용하여 사출성형하였다.

[실시예 2]

폴리프로필렌 수지 30중량%에 에틸렌-프로필렌 공중합 수지 30중량%와 유리섬유 30중량% 및 커플링제 5.0중량%, 트리하이드록시벤질벤젠 0.5중량%, 디스테아릴시오프로피오네이트 1.0중량%, 칼슘스테아레이트 2중량%, 블랙피그먼트 1.5중량%로 컴파운딩한 칩을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 3]

폴리프로필렌 수지 31.5중량%에 에틸렌-프로필렌 공중합 수지 40중량%와 유리섬유 20중량% 및 커플링제 2.0중량%, 트리하이드록시벤질벤젠 1.0중량%, 디스테아릴시오프로피오네이트 2.0중량%, 칼슘스테아레이트 2.5중량%, 블랙피그먼트 1.0중량%로 컴파운딩한 칩을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 4]

폴리프로필렌 수지 21.5중량%에 에틸렌-프로필렌 공중합 수지 50중량%와 유리섬유 20중량% 및 커플링제 3.0중량%, 트리하이드록시벤질벤젠 1.0중량%, 디스테아릴시오프로피오네이트 2.0중량%, 칼슘스테아레이트 2.5중량%, 블랙피그먼트 1.0중량%로 컴파운딩한 칩을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

[비교예 1]

폴리프로필렌 수지 57.5중량%에 유리섬유 40중량% 및 칼슘스테아레이트 2.5중량%, 블랙피그먼트 1.0중량%로 컴파운딩한 칩을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

[비교예 2]

폴리프로필렌 수지 67중량%에 유리섬유 30중량% 및 칼슘스테아레이트 2중량%, 블랙피그먼트 1.0중량%로 컴파운딩한 칩을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

[비교예 3]

폴리프로필렌 수지 76.5중량%에 유리섬유 20중량% 및 칼슘스테아레이트 2.5중량%, 블랙피그먼트 1.0중량%로 컴파운딩한 칩을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

[비교예 4]

폴리프로필렌 수지 73.5중량%에 유리섬유 20중량% 및 커플링제 3.0중량%, 칼슘스테아레이트 2.5중량%, 블랙피그먼트 1.0중량%로 컴파운딩한 칩을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

[시험예]

상기 실시예 및 비교예에 의하여 제조된 시료를 다음의 방법에 의하여 시험하였다.

[시험방법]

1. 인장강도 : ASTM D-638법에 따라 시험 및 평가하였다.

2. 충격강도 및 저온충격강도 : ASTM D-256법에 따라 시험 및 평가하였다. 저온충격강도는 -30℃에서 4시간 방치후에 측정하였다.

3. 열변형온도 : ASTM D-648법에 따라 시험 및 평가하였다.

4. 굴곡탄성율 : ASTM D-790법에 따라 시험 및 평가하였다.

또한 마운팅 플레이트 제품을 3.0mm 금형으로 제작하여 300톤 사출성형기에서 수지온도 240 내지 260℃, 사출압력을 60 내지 80바아, 보압을 30 내지 50바아를 적용하여 제품을 사출성형하고 제품중량을 측정하고 표면상태는 육안으로 평가하였다.

[시험결과]

상기의 시험방법을 사용하여 실시예 및 비교예의 마운팅 플레이트 제품을 시험한 결과는 다음 표 1과 같다.

상기 표 1의 결과를 보면, 동일한 함량의 유리섬유로 강화된 수지 조성물과 비교할 때 본 발명의 실시예의 수지 조성물로 제조된 제품은 비교예의 수지 조성물에 비하여 인장강도와 굴곡탄성율 및 열변형오도는 비슷한 수준을 유지하면서도 자동차의 마운팅 플레이트에서 특히 중요하게 고려되는 충격강도, 저온충격강도가 우수한 제품특성을 나타내고 있음을 알 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 수지 조성물은 폴리프로필렌 수지에 충격보강제로서 에틸렌-프로필렌 공중합 수지, 보강제로서 유리섬유 및 수지와 유리섬유의 접착력을 증진시키는 커플링제를 포함하여 조성된 폴리프로필렌 수지 조성물로서, 자동차 마운팅 플레이트에서 요구되는 내충격성, 내한충격성 및 성형가공성을 가지며, 또한 경량화 요구에 적합한 경량성을 가진다는 잇점이 있다. 본 발명의 수지 조성물은 특히 자동차 마운팅 플레이트용으로 적합하다.

Claims

폴리프로필렌 수지 20.1 내지 50중량%, 에틸렌-프로필렌 공중합 수지 10 내지 44.9중량%, 유리섬유 10 내지 40중량% 및 수지와 유리섬유의 접착력을 증진시키는 커플링제 2 내지 10중량%를 포함하여 구성되는 자동차 마운팅 플레이트용 폴리프로필렌 수지 조성물.
제1항에 있어서, 열안정제, 노화방지제, 윤활제 및 블랙피그먼트로 이루어진 그룹에서 최소한 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 마운팅 플레이트용 폴리프로필렌 수지 조성물.
제2항에 있어서, 열안정제는 0.1 내지 1중량%의 트리하이드록시벤질벤젠이고, 노화방지제는 0.3 내지 3중량%의 디스테아릴시오프로피오네이트이고, 윤활제는 1 내지 3중량%의 칼슘스테아레이트인 것을 특징으로 하는 자동차 마운팅 플레이트용 폴리프로필렌 수지 조성물.