KR100365380B1 - 폴리올레핀 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리올레핀 수지 조성물에 관한 것으로서 상세하게는 내긁힘성 및 금형이형성이 우수한 복합수지 조성물로 가전제품의 각종 하우징(Housing)류와 자동차 부품 등에 널리 사용되는 수지 재료로서 유용한 폴리올레핀 수지 조성물에 관한 것이다. 좀더 자세히는, 폴리프로필렌 수지 100중량부, 무기필러 5~45중량부, 폴리에틸렌에 실리콘이 그라프트(Graft)된 변성 폴리에틸렌 2~20중량부로 구성되어 선행 발명품에 비해 내긁힘성과 수지흐름성, 이형성이 우수한 동시에 기계적 물성의 저하가 없는 새로운 수지 조성물을 제공한다.

Description

폴리올레핀 수지 조성물{Polyolefin Resin Composition}
본 발명은 폴리올레핀 수지 조성물에 관한 것으로서 상세하게는 내긁힘성 및 금형이형성이 우수한 복합수지 조성물로 가전제품의 각종 하우징(Housing)류와 자동차 부품 등에 널리 사용되는 수지 재료로서 유용한 폴리올레핀 수지 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 폴리프로필렌(polypropylene) 수지는 비중이 낮고 성형성이 우수하며 리사이클이 용이할 뿐만 아니라 내열성, 내용제성 및 내화학약품성이 우수하다는 장점이 있는 반면, 내긁힘성과 표면경도가 약하다는 결점을 갖고 있다. 특히 가전제품의 하우징류나 자동차 내장부품용 소재의 경우 굴곡강성 및 내열성을 향상시키기 위해 무기 필러(Inorganic Filler)를 첨가한 폴리프로필렌 복합소재가 많이 사용되는데, 폴리프로필렌 복합수지는 탈크의 함량이 증가할수록 굴곡강성 및 내열성은 향상되나 내긁힘성은 더욱 나빠지고 복잡한 구조의 제품인 경우 사출성형시 금형으로부터 사출물이 잘 이형되지 않는다는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다.
대표적인 예로서 아미노계 실란 커플링제가 처리된 무기 필러 및 에폭사이드관능기를 갖는 α,β-불포화산의 에스테르로 변성시킨 에틸렌-α-올레핀 공중합체 고무를 이용하여 폴리프로필렌 매트릭스/고무 성분/무기충전재 간의 결합력을 향상시켰다는 내용이 특허 제117571호에 개시되어 있고, 에폭사이드 관능기를 갖는 α,β-불포화산의 에스테르로 변성시킨 에틸렌-α-올레핀 공중합체 고무, 그리고 불포화 카본산 또는 그 유도체로 변성된 폴리올레핀을 이용하여 폴리프로필렌 매트릭스/고무 성분간의 결합력을 향상시킴으로서 내긁힘성 및 내충격강도를 보완한다는 내용이 특허 제52816호에 개시되어 있다. 또한, 일본 특개소 53-118055호에는 글라스섬유 혹은 박편상의 마이카를 사용하여 내긁힘성을 향상시킨다는 내용이 개시되어 있으며, 매트릭스로 사용되는 폴리프로필렌 수지의 에틸렌 함유량을 특정범위로 한정하여 내긁힘성을 개선한 방법이 일본 특개소 56-88447호에 개시되어 있다.
그러나 이들 방법으로는 내긁힘성 향상이 불충분할 뿐만 아니라, 에폭사이드 관능기를 갖는 α,β-불포화산의 에스테르로 변성시킨 에틸렌-α-올레핀 공중합체 고무를 이용한 발명 특허 제117571호 및 제52816호의 경우 고무성분이 첨가됨에 따라 굴곡강성이 저하됨과 동시에 수지의 흐름성이 급격히 저하된다. 또한, 일본 특개소 53-118055호와 같이 글라스섬유 및 박편상의 마이카를 사용하는 경우 수지의 흐름성 저하와 성혐품의 표면외관이 불량하다는 문제점이 있으며, 일본 특개소 56-88447호와 같이 폴리프로필렌의 에틸렌 함유량을 제한하는 경우는 충격을 흡수하는 역할을 하는 에틸렌의 함량이 감소함에 따라 충격강도가 떨어지는 단점이 있었고, 이형성이 불량하다는 단점이 있었다.
본 발명의 목적은 전술한 종래기술의 단점을 해결하려는 것이다. 즉, 충격강도 및 흐름성, 이형성, 외관불량 등의 문제점을 보완하고 내긁힘성을 향상시킨 폴리올레핀 수지 조성물을 제공하려는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명자는 1) 폴리프로필렌 수지 100중량부 2) 무기필러 5~45중량부 3) 폴리에틸렌에 실리콘이 그라프트(Graft)된 변성 폴리에틸렌 2~20중량부로 구성되어 선행 발명품에 비해 내긁힘성과 수지흐름성, 이형성이 우수한 동시에 기계적 물성의 저하가 없는 새로운 수지 조성물을 제공한다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명 조성물 1) 성분인 폴리프로필렌은 호모 폴리머, 블록 코폴리머, 랜덤 코폴리머, 터폴리머 등이 사용 가능하며 이들의 혼합물도 사용 가능한데, 제품의 요구물성에 따라 사용되는 폴리프로필렌의 종류가 변경될 수 있다. 예컨대 내충격성이 중요한 부품의 경우 블록 코폴리머를 사용하며, 내충격성보다 굴곡탄성율이 더 중요한 부품에 적용시는 호모 폴리머를 사용한다.
조성물 2) 성분인 무기필러는 폴리프로필렌 수지의 물성보강을 위해 첨가하는 것으로서 탈크, 탄산칼슘 등이 사용가능한데 특히, 내열성 향상, 굴곡탄성율 향상, 칫수안정성 향상 등에 효과적이며 효능에 비해 값이 싸다는 장점이 있다. 본 발명에서는 탈크의 평균입자 크기가 5~10㎛의 것을 사용하였다. 탈크 또는 탄산칼슘 이외의 무기필러로는 글라스섬유, 마이카, 실리카 등이 사용 가능하다. 경우에따라서는 이들 무기필러를 혼합하여 사용할 수 있다. 무기필러는 5~45중량부가 적당하다. 무기필러가 5중량부 미만인 경우 내긁힘성 향상 효과가 없으며, 45중량부를 초과하는 경우에는 외관불량이 문제가 된다.
조성물 3) 성분인 실리콘 그라프트 폴리에틸렌은 폴리에틸렌수지에 실리콘 오일과 가교제 및 가교조제를 혼합한 다음 반응압출법을 이용하여 가교시켜 만든 것으로서 실리콘 오일과는 달리 블루밍 (Blooming) 현상이 발생하지 않으며 끈적거림이 없고 본 발명 수지조성물의 표면마찰계수를 감소시키는 효과가 탁월하다는 것이 장점이다. 3) 성분은 2~20중량부를 첨가하는 것이 좋으며, 5~10중량부가 더욱 바람직하다. 2중량부 미만인 경우 수지의 내긁힘성 개선효과를 기대하기 어렵고 20중량부보다 많을 경우 제조 원가 상승은 물론이고 물성적인 측면에서 굴곡탄성율의 저하를 가져온다.
이하에서는 다음의 실시예에 의거하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
(제조예)
폴리프로필렌 수지 100중량부에 대해 무기 필러로서 탈크 20중량부, 실리콘 그라프트 폴리에틸렌(Luboten; OPTATECH CO.) 5중량부를 드라이 블랜딩(Dry Blending)한 다음 트윈스크류(Twin Screw) 압출기에 투입하여 펠렛(Pellet)상으로 제조하였다.
(실시예, 비교예)
표 1 및 표 2에 나타낸 비율에 따라 각 원료를 드라이 블랭딩한 다음 트윈스크류 압출기로 용융혼련하여 각 조성물을 펠렛상으로 제조하였고, 각 조성물을 사출기를 이용하여 시편을 제조한 다음 규정의 방법에 따라 평가를 실시하였다.
물성시험방법
1.아이조드 충격강도(노치부): ASTM D256
2.굴곡탄성율: ASTM D790
판정결과표시: ◎ 우수, △ 양호, × 불량
3.유동성: 사출기를 이용하여 스파이럴 플로우(spiral flow)값을 측정하여 유동성을 비교하였음
(시험조건: 압력 40bar, 사출시간 25초, 냉각시간 40초, 금형온도 50℃)
4.이형성: 사출기를 이용하여 물성시편 제조시 금형으로부터 시편이 취출될때의 이형성을 관능평가 함.
판정결과표시: ◎ 우수, △ 양호, × 불량
5.내긁힘성 판정방법
그림 1의 평판식 내마모시험기를 이용하여 각 조성물의 시편을 시험한 후 긁힘의 정도를 육안으로 판정하였다.
판정결과표시 ◎: 긁힘에 의한 백화가 전혀 없음
○: 긁힘에 의한 백화가 거의 없음
△: 긁힘에 의한 백화가 보이나 심하지 않음
×: 긁힘에 의한 백화가 심하게 발생
상기 표 1에 나타난 바와 같이 본 발명의 수지 조성물은 실리콘 그라프트 폴리에틸렌을 사용하여 폴리에틸렌 매트릭스 수지와 무기필러 간의 접착성을 향상시키고, 무기필러를 적량 첨가하여 내충격성을 유지하면서도 흐름성과 이형성, 내긁힘성, 굴곡탄성율이 향상되었다.

Claims (3)

  1. 폴리프로필렌 수지 100중량부에 무기필러 5∼45중량부, 실리콘 그라프트 폴리에틸렌 2~20중량부로 구성됨을 특징으로 하는 폴리에틸렌 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    무기필러는 탈크, 탄산칼슘, 글라스섬유, 마이카, 실리카 중의 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    실리콘 그라프트 폴리에틸렌은 반응압출을 이용한 가교반응으로 실리콘이 폴리에틸렌에 가교결합됨을 특징으로 하는 폴리에틸렌 수지 조성물.
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