KR100332462B1 - 내충격성이 우수한 열가소성 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리카보네이트계 수지와 폴리프로필렌계 수지 및 이들의 상용화제로서 에폭시기를 함유하는 변성 에틸렌-프로필렌 고무를 배합하고, 촉매로서 4차 암모니움염을 배합함으로써, 내충격성 및 흐름성을 향상시킨 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

내충격성이 우수한 열가소성 수지 조성물{Thermoplastic resin composition with highly impacted resistance}
본 발명은 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리카보네이트계 수지와 폴리프로필렌계 수지 및 이들의 상용화제로서 에폭시기를 함유하는 변성 에틸렌-프로필렌 고무를 배합하고, 촉매로서 4차 암모니움염을 배합함으로써, 내충격성 및 흐름성을 향상시킨 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
폴리카보네이트계 수지는 투명성, 기계적 특성, 치수안정성, 전기적 특성 등이 양호하여 우수한 엔지니어링 플라스틱으로 여러분야에서 사용되고 있다. 그러나, 폴리카보네이트계 수지는 내화학성 및 내수성이 좋지 않으며, 가격도 범용수지에 비해 비싼 문제점이 있다. 반면, 폴리프로필렌계 수지는 다른 수지와 비교하여 가격이 싸며, 가격에 비해 내열성, 내화학성 및 기계적 물성이 우수하여 다양한 분야에서 적용되고 있으나, 치수안정성이 좋지 않으며, 기계적 물성의 한계로 인하여 적용 범위에 제한이 있는 문제점이 있다.
따라서, 종래 이러한 두 수지의 단점을 해결하기 위하여, 두 수지를 브랜드시키는 방법이 시도되었다. 그러나, 폴리카보네이트계 수지와 폴리프로필렌계 수지는 분자구조가 전혀 상이하기 때문에, 상용성이 전혀 없다. 따라서, 그 물성이 기대에 미치지 못하고, 오히려 물성을 급격히 감소시키는 문제점이 있다. 그러므로, 이러한 문제를 극복하기 위하여 말레안하이드라이드가 그라프트된 폴리프로필렌, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록공중합체, 글리시딜 메타크릴레이트가 그라프트된 폴리프로필렌 등을 상용화제로 사용하려는 시도가 있었다. 그러나 이러한 상용화제들은 물성의 향상에 그 효과가 크지 않으며, 말레안하이드라이드가 그라프트된 폴리프로필렌의 경우 오히려 충격강도를 저하시켰다(Journal of Applied Polymer Science, Vol. 43, 379-392 (1991)). 더구나 에폭시 그룹이 폴리프로필렌에 그라프트된 형태인 글리시딜 메타크릴레이트가 그라프트된 폴리프로필렌의 경우 국내에서 생산되지도 않고, 입수하는 것도 어려워 상업화하기 어려운 단점이 있다.
이에, 본 발명자들은 폴리카보네이트계 수지와 폴리프로필렌계 수지를 포함하는 열가소성 수지에 있어서 이들의 상용성을 증가시키는 동시에 내충격성과 흐름성을 충분히 향상시킬 수 있는 새로운 상용화제를 제공하고자 예의 연구하였으며, 폴리카보네이트와 폴리프로필렌 수지에 고무성분이 첨가되면 충격강도가 향상되며, 에폭시그룹이 폴리카보네이트의 말단기와 반응하고, 4차 암모늄염의 첨가에 의해 카보네이트그룹과 반응한다는 것으로부터, 에폭시기를 함유하는 변성 에틸렌-프로필렌 고무를 두 수지의 상용화제로 사용한다면 상기한 목적을 달성할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 내충격성 및 흐름성이 향상된 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 폴리카보네이트계 수지와 폴리프로필렌계 수지를 포함하는 열가소성 수지 조성물에 있어서의 상용화제로서 에폭시기를 함유하는 변성 에틸렌-프로필렌 고무를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기한 목적 및 다른 목적들은 하기 발명의 구성 및 작용으로부터 명백해질 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 폴리카보네이트계 수지와 폴리프로필렌계 수지, 이들의 상용화제로서 에폭시기를 함유하는 변성 에틸렌-프로필렌 고무, 및 반응촉매로서 4차 암모니움염을 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 하기 (A+B) 100중량부에 대하여
(A) 폴리카보네이트계 수지 20~80중량부
(B) 폴리프로필렌계 수지 80~20중량부;
(C) 상용화제로서, 에폭시기를 함유하는 변성 에틸렌-프로필렌 고무 1~10중량부; 및
(D) 반응촉매로서, 4차 암모니움염 0.1~0.5중량부;
를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물에 배합되는 폴리카보네이트계 수지는 카보네이트 그룹을 함유하는 수지로서, 그 종류는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 비스페놀 A와 포스겐(phosgen)의 반응에 의해 합성되고, 용융흐름지수가 2~15g/10분(ASTM D-1238법으로 측정)이며, 밀도가 1.200~1.215g/㎤인 폴리카보네이트 수지를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 열가소성 수지 조성물에 배합되는 폴리프로필렌계 수지는, 그 종류가 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 용융흐름지수가 2~15g/10분(ASTM D-1238법으로 측정)인 폴리프로필렌 수지를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물에서 상용화제로서는 에폭시기를 함유하는 변성 에틸렌-프로필렌 고무를 사용한다. 즉, 고무성분이므로 충격강도를 향상시킬 수 있고, 에폭시기를 함유하므로 폴리카보네이트계 수지와 반응하여 상용화제로 작용할 수 있는 변성 에틸렌-프로필렌 고무를 상용화제로 사용한다. 변성 에틸렌-프로필렌 고무에 있어서, 에폭시기는 1.0~10중량%로 함유하는 것이 바람직하다. 이는 1중량%이하의 양으로 함유하는 경우 상용화제의 역할을 할 수 없고, 10중량%이상의 양으로 함유하는 경우 에틸렌-프로필렌 고무의 안정성을 저하시키는 문제점이 있기 때문이다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 반응촉매로서 4차 암모니움염을 0.1~0.5중량부로 함유함으로써, 폴리카보네이트계 수지와 폴리프로필렌계 수지의 상용성을더욱 향상시킬 수 있다. 즉, 상용화제의 에폭시기와 폴리카보네이트계 수지 말단의 히드록시기가 반응하여 상용화제로 작용하나, 폴리카보네이트계 수지 말단의 히드록시기의 수가 한정되어있어 반응에 있어서도 한계가 있고, 따라서, 상용성에도 한계가 있다. 그러나, 4차 암모늄염을 더 함유하는 경우, 에폭시기가 폴리카보네이트계 수지의 카보네이트기와도 반응하게 되어 상용성이 더욱 증대될 수 있다.
본 발명에서 사용된 4차 암모니움염으로는, 그 종류가 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 벤질트리메틸암모니움클로라이드, 테트라부틸암모니움아이오다이드 등이 있다.
이하, 각종 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
하기의 실시예 및 비교예에서 채택한 각종 물성 평가 방법은 다음 시험법에 의해 행하였다.
(1) 용융흐름지수는 ASTM D-1925법으로, 240℃에서 1.2kg의 추를 사용하여 1분간 흘러나오는 무게를 측정한 후, 10분간 흘러나오는 양으로 환산하여 측정하였다.
(2) 충격강도는 ASTM D-256법으로, 아이조드 충격시험기를 사용하여 측정하였다.
(3) 인장강도는 ASTM D-638법으로, 30mm/min의 속도로 측정하였다.
(4) 인장신율은 ASTM D-638법으로, 30mm/min의 속도로 측정하였다.
(실시예 1 및 비교예 1~2)
하기 표 1에 명시된 성분 및 함량의 조성물을 헨셀믹서로 혼합한 후, 이축압출기내에서 240℃로 용융혼합하여 다이를 통해 스파게티로 토출하였다. 그 다음, 냉각하여 커터로 절단하고 컴파운딩한 칩을 사용하여 220톤 사출성형기에서 수지 온도 240℃로 사출성형하였다.
성형된 수지의 용융흐름지수, 충격강도, 인장강도 및 인장신율을 상기 물성측정방법으로 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(실시예 2 및 비교예 3)
230℃로 용융혼합한 후, 수지온도 230℃로 사출성형한다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수지를 성형한 후, 물성측정방법에 따라 물성을 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(실시예 3)
220℃로 용융혼합한 후, 수지온도 220℃로 사출성형한다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수지를 성형한 후, 물성측정방법에 따라 물성을 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(비교예 4)
상용화제로 에폭시기를 함유하는 변성 에틸렌-프로필렌 고무를 사용하고, 4차 암모니움염을 배합하지 않는다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수지를 성형한 후, 물성측정방법에 따라 물성을 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(비교예 5)
상용화제로 말레안하이드라이드가 그라프트된 폴리프로필렌을 사용하고, 4차암모니움염을 배합하지 않는다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수지를 성형한 후, 물성측정방법에 따라 물성을 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(비교예 6)
상용화제로 에틸렌-프로필렌 고무를 사용하고, 4차 암모니움염을 배합하지 않는다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수지를 성형한 후, 물성측정방법에 따라 물성을 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(비교예 7)
상용화제로 말레안하이드라이드가 그라프트된 폴리프로필렌을 사용한다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수지를 성형한 후, 물성측정방법에 따라 물성을 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 비교예
1 2 3 1 2 3 4 5 6 7
수지조성(중량부) PC 70 50 30 70 50 30 70 70 70 70
PP 30 50 70 30 50 70 30 30 30 30
상용화제 E-EPR 5 5 5 - - - 5 - - -
M-PP - - - - - - - 5 - 5
EPR - - - - - - - - 5 -
4차 암모니움염 0.3 0.3 0.3 - - - - - - 0.3
용융흐름지수(g/10분) 6.5 - - 4.6 - - 6.1 - 5.8 -
충격강도(㎏f m/m) 43.4 28.3 25.4 27.2 12.1 8.9 48.3 22.0 45.4 22.4
인장강도(㎏f/㎟) 3.80 3.35 2.80 3.81 3.40 2.93 3.73 3.95 3.80 3.94
인장신율(%) 31.2 30.6 55.3 13.8 25.3 50.5 20.3 12.5 18.8 19.7
* PC: 폴리카보네이트, 용융흐름지수 12g/10분(300℃ 1.2kg), 밀도 1.2g/㎤* PP: 폴리프로필렌, 용융흐름지수 4g/10분 (230℃, 2.16kg)* E-EPR: 에폭시기를 3중량%의 양으로 함유하는 변성 에틸렌-프로필렌 고무* M-PP : 말레안하이드라이드를 1중량%의 양으로 함유하는 변성 폴리프로필렌* EPR : 에틸렌-프로필렌 고무* 4차 암모니움염 : 벤질트리메틸 암모니움 클로라이드
이상에서 설명한 바와 같이, 폴리카보네이트계 수지와 폴리프로필렌계 수지를 기본 수지로 하는 열가소성 수지에 있어서, 상용화제로 에폭시기를 함유하는 변성 에틸렌-프로필렌 고무를 사용하고, 4차 암모니움염을 배합하는 경우, 열가소성 수지의 내충격성 및 흐름성을 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

  1. 열가소성 수지 조성물에 있어서, 하기 (A+B) 100중량부에 대하여
    (A) 폴리카보네이트계 수지 20~80중량부
    (B) 폴리프로필렌계 수지 80~20중량부;
    (C) 상용화제로서, 에폭시기를 함유하는 변성 에틸렌-프로필렌 고무 1~10중량부; 및
    (D) 반응촉매로서, 4차 암모니움염을 0.1~0.5중량부;
    를 포함함을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 4차 암모니움염은 벤질트리메틸암모니움클로라이드 또는 테트라부틸암모니움아이오다이드 임을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
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