KR100464728B1

KR100464728B1 - 내충격성 및 내화학성이 우수한 열가소성 수지조성물

Info

Publication number: KR100464728B1
Application number: KR10-2002-0032785A
Authority: KR
Inventors: 나희석; 하두한
Original assignee: 제일모직주식회사
Priority date: 2002-06-12
Filing date: 2002-06-12
Publication date: 2005-01-06
Also published as: KR20030095538A

Abstract

본 발명의 내충격성 및 내화학성이 우수한 열가소성 수지조성물은 (A) 평균 입자 크기가 0.25∼0.40 ㎛인 고무질 중합체를 사용하여 유화 그라프트 중합법으로 제조된 g-ABS 수지 20∼40 중량부; 및 (B) (b₁) 아크릴로니트릴 함량이 22∼26%이고 중량평균분자량이 130,000∼170,000인 SAN 수지 50∼100 중량% 및 (b₂) 아크릴로니트릴 함량이 24∼29%이고 중량평균분자량이 80,000∼110,000인 SAN 수지 0∼50 중량%로 구성된 SAN 공중합체 수지 60∼80 중량부로 이루어지며, 선택적으로, 특정한 힌더드 페놀계 산화방지제, 포스파이트계 산화방지제, 금속 스테아레이트계 활제, 실리콘계 충격보강제, 할스계 광안정제와 아민계 대전방지제를 더 포함할 수 있다.

Description

내충격성 및 내화학성이 우수한 열가소성 수지조성물{Thermoplastic Resin Composition Having High Impact Strength and Chemical Resistance}

발명의 분야

본 발명은 내충격성 및 내화학성이 우수한 열가소성 수지조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(이하, 'g-ABS 수지'라 함), 아크릴로니트릴 함량과 중량평균분자량이 서로 다른 2종의 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(이하, 'SAN 수지'라 함)으로 이루어지고, 내충격성 및 초산에 대한 내화학성이 우수한 열가소성 수지조성물 관한 것이다.

발명의 배경

아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지는 부타디엔계 고무질 중합체의 존재 하에서 방향족 비닐화합물인 스티렌 단량체와 불포화니트릴계 화합물인 아크릴로니트릴 단량체를 그라프트 중합하여 제조된다. 이 때, 사용되는 고무질 중합체와 g-ABS 수지, 그리고 매트릭스 중합체의 물성을 조절하면 원하는 수지를 얻을 수 있다. 이렇게 제조된 ABS 수지는 내충격성, 내화학성, 내약품성, 내열성 및 기계적 강도가 우수하고 성형가공이 용이하여 전기전자 제품의 부품 및 내외장재, 자동차 부품 및 일반잡화 등에 광범위하게 사용되고 있다.

그러나, 믹서기, 세탁기, 선풍기 등 모터의 구동에 의한 반복적인 응력을 받는 전기전자 제품의 내외장재에 사용되는 경우에는 어느 기간 이상동안 깨지거나 부서지지 않고 견뎌 내야 하기 때문에, 우수한 내충격성을 보유하면서 초산과 같은 강한 화학약품에도 어느 정도 크랙없이 견디는 특성을 보유한 ABS 수지가 필요하다.

종래에는 ABS 수지의 내충격성을 향상시키기 위해 ABS 수지 중 SAN 수지의 분자량을 증가시키고, 고무 함량을 늘려주는 방법을 사용하였다. 그러나, 그러한 종래 방법으로는 내충격성은 향상되나 유동성이 저하되는 단점이 있다.

따라서, 본 발명자들은 이상과 같은 문제점을 해결하기 위하여, 평균 입자 크기가 0.25∼0.40 ㎛인 고무질 중합체로 제조된 g-ABS 수지에 매트릭스 수지로 아크릴로니트릴 함량과 중량평균분자량이 서로 다른 2종의 SAN 수지를 혼합하여 사용하고, 아크릴로니트릴 함량과 중량평균분자량을 특정한 범위 내에 존재하도록 조절함으로써 우수한 내충격성과 초산에 대한 내화학성을 보유한 열가소성 수지조성물을 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 내충격성이 우수한 열가소성 수지조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 초산에 대한 내화학성이 우수한 열가소성 수지조성물을 제공하기 위한 것이다.

발명의 상기 목적 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의해 모두 달성될 수 있다.

본 발명의 내충격성 및 내화학성이 우수한 열가소성 수지조성물은 (A) 평균 입자 크기가 0.25∼0.40 ㎛인 고무질 중합체를 사용하여 유화 그라프트 중합법으로 제조된 g-ABS 수지 20∼40 중량부; 및 (B) (b₁) 아크릴로니트릴 함량이 22∼26%이고, 중량평균분자량이 130,000∼170,000인 SAN 수지 50∼100 중량% 및 (b₂) 아크릴로니트릴 함량이 24∼29%이고, 중량평균분자량이 80,000∼110,000인 SAN 수지 0∼50 중량%로 이루어진 SAN 공중합체 수지 60∼80 중량부로 이루어지며, 선택적으로 특정한 힌더드 페놀계 산화방지제, 포스파이트계 산화방지제, 금속 스테아레이트계 활제, 스테라마이드계 활제, 실리콘계 충격보강제, 할스계 광안정제를 더 포함할 수 있다. 이하 본 발명의 구성을 상세하게 설명한다.

(A) 그라프트 ABS 수지(g-ABS 수지)

본 발명의 g-ABS 수지(A)는 평균 입자 크기가 0.25∼0.40 ㎛인 중입경 고무질 중합체를 사용하여 유화 그라프트 중합법으로 제조된다.

상기 고무질 중합체의 평균 입자 크기에 있어서, 본 발명에 사용 가능한 고무질 중합체의 평균입경은 0.25∼0.40 ㎛의 범위가 바람직하며, 0.28∼0.38 ㎛ 정도가 더 바람직하다.

상기 g-ABS 수지(A)의 그라프트율은 40∼90 %로 하는 것이 바람직하다. 그라프트율이 이보다 낮으면, 응고, 건조시 입경 분포가 균일한 백색분말을 획득하기 어려울 뿐만 아니라, 압출 또는 사출시 성형품 표면에 미가소화 입자로서 피쉬아이(fisheye), 핀홀(pinhole) 또는 모래표면(sandsurface)과 같은 현상이 나타나 표면광택도가 저하된다. 또한, 그라프트율이 90%를 초과할 경우, 오히려 충격강도, 유동성 및 표면광택 등의 물성저하가 생기게 된다.

본 발명에 있어서 상기 g-ABS 수지(A)는 기초수지 100 중량부에 대하여 20∼40 중량부로 사용되는 것이 바람직하다. g-ABS 수지 사용함량이 20 중량부 이하에서는 본 발명에서 요구하는 일정수준 이상의 내충격성을 나타내기 어렵고, 40 중량부 이상에서는 유동성을 저하시켜 본 발명을 완성할 수 없다.

(B) SAN 공중합체 수지

본 발명의 SAN 공중합체 수지(B)는 (b₁) 아크릴로니트릴 함량이 22∼26%이고 중량평균분자량이 130,000∼170,000인 SAN 수지 50∼100 중량% 및 (b₂) 아크릴로니트릴 함량이 24∼29%이고 중량평균분자량이 80,000∼110,000인 SAN 수지 0∼50 중량%로 이루어진다.

상기 SAN 공중합체 수지(B)의 전체 아크릴로니트릴 함량은 22∼28%이고, 중량평균분자량은 100,000∼180,000인 것이 바람직하다.

상기 SAN 수지(b₁) 및 SAN 수지(b₂)의 혼합비율은 SAN 수지(b₁)가 50∼100 중량%, SAN 수지(b₂)가 0∼50 중량%가 바람직하다.

상기 SAN 공중합체 수지(B)의 중량평균분자량과 아크릴로니트릴 함량 및 SAN 수지(b₁), (b₂)의 혼합비율이 상기 범위를 벗어날 경우, 본 발명에서 이루고자 하는 내충격성 및 초산에 대한 내화학성의 향상을 기대하기 어려울 뿐만 아니라, 유동성을 저하시켜 본 발명을 이룰 수 없다.

본 발명에 있어서 상기 SAN 공중합체 수지(B)는 기초수지 100 중량부에 대하여, 60∼80 중량부로 사용된다.

또한 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 상기 g-ABS 수지(A) 및 SAN 공중합체 수지(B)를 혼합함에 있어, 각각의 용도에 따라 선택적으로 특정한 힌더드 페놀계 산화방지제, 포스파이트계 산화방지제, 금속 스테아레이트계 활제, 스테라마이드계 활제, 실리콘계 충격보강제, 할스(HALS)계 광안정제, 무기물 첨가제, 안료 및/또는 염료 등을 더 첨가할 수 있으며, 용융 혼련공정을 거쳐 사출 성형하여 제조될 수 있다.

이때, 상기 힌더드 페놀계 산화방지제는 수지조성물 100 중량부에 대해서 0.05 내지 2 중량부, 포스파이트계 산화방지제는 0.05 내지 2 중량부, 금속 스테아레이트계 활제는 0.1 내지 3 중량부, 스테라마이드계 활제는 0.5 내지 7 중량부, 실리콘계 충격보강제는 0.01 내지 1 중량부, 할스계 광안정제는 0.1 내지 2 중량부로 첨가된다.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예

하기의 실시예 및 비교실시예에서 사용된 (A) g-ABS 수지, (B) SAN 공중합체 수지, (C) 스테라마이드계 활제, (D) 산화방지제 및 (E) 금속 활제의 사양은 다음과 같다.

(A) g-ABS 수지

고무입경이 0.32 ㎛인 고무질 중합체를 그라프트 유화중합하여 코어-쉘 형태를 갖는 g-ABS 수지를 사용하였다.

(B) SAN 공중합체 수지

(b₁) SAN 수지

아크릴로니트릴 함량이 24.0 중량%이고 중량평균분자량이 150,000인 SAN 수지를 사용하였다.

(b₂) SAN 수지

아크릴로니트릴 함량이 24.5 중량%이고 중량 평균 분자량이 90,000인 SAN 수지를 사용하였다.

(b₃) SAN 수지

아크릴로니트릴 함량이 35 중량%이고 중량 평균 분자량이 90,000인 SAN 수지를 사용하였다.

(b₄) SAN 수지

아크릴로니트릴 함량이 32 중량%이고 중량 평균 분자량이 120,000인 SAN 수지를 사용하였다.

(C) 스테라마이드계 활제

신원화학의 Bead 타입 제품인 N,N'-에틸렌 비스 스테라마이드(HI-LUBE)를 사용하였다.

(D) 산화방지제

힌더드 페놀계 산화방지제로 옥타딜-3-(4-하이드록시-3,5-di-tert-부틸페닐)프로피오네이트를 사용하였다.

(E) 금속활제

금속 스테아레이트계 활제로 마그네슘 스테아레이트를 사용하였다.

실시예 1∼3

상기 각 구성성분을 하기 표 1에 기재된 바와 같은 함량으로 첨가한 후 용융, 혼련 압출하여 펠렛을 제조하였다. 이때, 압출은 L/D=29, 직경 45㎜인 이축압출기를 사용하였으며 실린더 온도는 220 ℃로 설정하였다. 상기 제조된 펠렛으로 사출성형하여 물성 및 내화학성 평가용 시편을 제조하였다.

비교실시예 1

아크릴로니트릴 함량이 35 중량%이고 중량평균분자량이 90,000인 SAN 수지 (b₃)를 단독으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 시편을 제조하였다.

비교실시예 2

아크릴로니트릴 함량이 24.5 중량%이고 중량 평균 분자량이 90,000인 SAN 수지 (b₂)를 단독으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 시편을 제조하였다.

비교실시예 3

아크릴로니트릴 함량이 32 중량%이고 중량 평균 분자량이 120,000인 SAN 수지 (b₄)를 단독으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 시편을 제조하였다.

구 분	성 분 (중량부)
	g-ABS 수지(A)	SAN 수지(B)	스테라 마이드계활제(C)	산화방지제(D)	금속활제(E)
	g-ABS 수지(A)	(b₁)	스테라 마이드계활제(C)	산화방지제(D)	금속활제(E)	(b₂)	(b₃)	(b₄)
실시예	1	25	75	-	-	-	1.0	0.1	0.2
	2	25	40	35	-	-	1.0	0.1	0.2
	3	28	42	30	-	-	1.0	0.1	0.2
비교 실시예	1	25	-	-	75	-	1.0	0.1	0.2
	2	25	-	75	-	-	1.0	0.1	0.2
	3	25	-	-	-	75	1.0	0.1	0.2

상기 실시예 및 비교실시예에 의해 제조된 각 시편을 하기의 방법으로 물성을 측정하였다.

(1) 노치 아이조드 충격강도는 ASTM D256 (1/4", 1/8", 23 ℃)에 따라 각각측정하였다.

(2) 유동지수는 ASTM D1238 (5 ㎏, 200 ℃)에 따라 측정하였다.

(3) 내화학성은 50 ㎜ × 200 ㎜ × 2.0 ㎜의 내화학성 측정 시편을 가로 반경 : 세로 반경의 비율이 4 : 3인 1/2 타원형 치구에 고정시키고 물 : 빙초산 비율이 3 : 7 인 초산용액을 시편 위에 약 5 ㎖ 도포시킨 후 10 분 후에 치구에서 시편을 떼어내 물로 세척 후 표면의 변화를 관찰하였다.

상기 물성 측정 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

구분	물성
구분	노치 아이조드충격강도 (1/4″)(kgf·cm/cm)	노치 아이조드충격강도 (1/8″)(kgf·cm/cm)	유동 지수(g/10 min)	내화학성(표면상태)
실시예	1	19	32	1.8	양호
	2	18	29	2.8	양호
	3	24	38	1.3	양호
비교실시예	1	15	23	3.2	크랙
	2	12	19	6.3	크랙
	3	20	35	1.2	미세 크랙

상기 표2의 결과로부터, 아크릴로니트릴 함량이 35 중량%이고 중량평균 분자량이 90,000인 SAN 수지 (b₃)만을 사용한 비교실시예 1의 경우는 유동성 및 충격강도는 양호하였으나 초산에 대한 내화학성이 좋지 않으며, 아크릴로니트릴 함량이 24.5 중량%이고 중량평균 분자량이 90,000인 SAN 수지 (b₂)만을 사용한 비교실시예2의 경우는 유동지수는 우수하였으나 충격강도 및 초산에 대한 내화학성이 좋지 않은 것으로 나타났다. 또한, 아크릴로니트릴 함량이 32 중량%이고 중량 평균 분자량이 120,000인 SAN 수지 (b₄)만을 사용한 비교실시예 3의 경우는 충격강도는 양호하나 유동성 및 초산에 대한 내화학성이 열악한 것으로 나타났다.

본 발명은 평균 입자 크기가 0.25∼0.40 ㎛인 고무질 중합체로 제조된 g-ABS 수지, 아크릴로니트릴 함량과 중량평균분자량이 서로 다른 2종의 SAN 수지를 사용하고, SAN 공중합체 수지의 아크릴로니트릴 함량을 22∼28중량%, 중량평균분자량을 100,000∼180,000이 되도록 조절함으로써, 내충격성 및 초산에 대한 내화학성이 동시에 개선된 열가소성 수지 조성물을 제공하는 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims

(A) 평균 입자 크기가 0.25～0.40 ㎛인 고무질 중합체를 사용하여 유화 그라프트 중합법으로 제조된 g-ABS 수지 20～40 중량부; 및

(B) (b₁) 아크릴로니트릴 함량이 22～26%이고 중량평균분자량이 141,000～170,000인 SAN 수지 50～100 중량% 및 (b₂) 아크릴로니트릴 함량이 24～29%이고 중량평균분자량이 80,000～110,000인 SAN 수지 0～50 중량%로 구성된 SAN 공중합체 수지 60～80 중량부;

로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 g-ABS 수지(A)는 40∼90 %의 그라프트율을 갖는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 SAN 공중합체 수지(B)는 아크릴로니트릴 함량이 22-28 중량%이고, 중량평균분자량이 100,000∼180,000인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.