KR100471540B1 - 내열성이우수한고광택성폴리프로필렌수지조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리프로필렌 단독중합체 55∼89중량%와 평균입자크기가 1.0㎛이하인 침강형 황산바륨 10∼35중량% 및 평균입자크기가 4.0㎛이하인 탈크 1∼10중량%로 이루어진 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 수지조성물은 성형성이 우수하고, 성형제품의 내열성 및 광택성이 우수하다.

Description

내열성이 우수한 고광택성 폴리프로필렌 수지 조성물
본 발명은 내열성이 우수한 고광택성 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리프로필렌 수지, 무기충전제를 함유하는 폴리프로필렌 수지 조성물로서 사출성형시 성형성이 우수하고 성형제품의 내열성 및 광택성이 우수한 수지조성물에 관한 것이다.
일반적으로 폴리올레핀계 수지인 폴리프로필렌은 열가소성 수지의 일종으로서 그 취급이 용이하고 재생이 가능한 점 등, 가공특성이 우수한 이유로 널리 사용되고 있다. 또한 폴리프로필렌 수지는 사용량이 증가함에 따라 무기충전제를 사용하여 그 기능을 향상시키는 한편, 수축 및 열적 특성을 보완하여 물리적, 화학적, 기계적 성질이 우수한 소재를 개발하여 가전용품 및 자동차 등의 분야에서 다량 사용되고 있다.
또, 폴리프로필렌 수지에 각종 무기충전제를 배합한 조성물은 강성, 내열성, 치수안정성, 내표면상처성등이 잘 개량되고, 특히 황산바륨, 탈크 등을 배합한 경우에는 기계적 특성, 표면광택성, 내열성등이 향상된다. 그리고 이와같이 개발된 조성물은 광택성 및 내열성, 내표면상처성을 필요로 하는 부품, 예를 들면 가전제품 하우징 등에 사용되고 있다.
이러한 고광택성 폴리프로필렌수지 조성물로는 무기화학물(예 : 탈크, 황산바륨, 중탄산 칼슘)을 폴리프로필렌수지에 가함으로써 수득한 조성물이 알려져 있다(참조:일본국 특허공보 특공평6-43557, 일본국 공개특허공보 소60-212452).
특히 최근에는 보다 고도의 물성밸런스가 요구되고 있는 가운데, 보다 높은 내열성 및 광택성이 요구되고 있다. 그러나 종래부터 사용되고 있는 조성물로써는 내열성과 표면 광택성을 동시에 만족시키지 못하였다.
이와같은 문제를 해결하는 방법으로서 탈크 및/또는 중탄산칼슘을 사용하여 내열성을 향상시켰으나 표면광택성이 떨어져 표면광택성이 요구되는 전자제품 외관용으로 사용하기에 곤란하였다.
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하고, 내열성이 우수하면서도 광택성도 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 사출성형시 성형성이 우수하고 성형수축율 및 충격감도가 저하되지 않는 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적은 서로 다른 점도를 지닌 폴리프로필렌을 특정비율로 조정함과 동시에 입도불포와 평균입자크기가 특정된 황산바륨 및 탈크를 특정량 함유한 폴리프로필렌 수지조성물에 의해 달성된다.
본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물은 폴리프로필렌 단독중합체 55∼89중량％와 평균입자크기가 1.0㎛이하인 침강형 황산바륨 10∼35중량%, 및 평균입자크기가 4.0㎛이하인 탈크 1∼10중량% (상기 성분들의 총합은 100중량%이다)를 함유하는 폴리프로필렌 수지 조성물로 이루어지며, 상기 폴리프로필렌 단독중합체 55∼89중량% 중 용융지수가 5∼12g/10min인 저용융지수 폴리프로필렌 단독중합체와 용융지수가 20∼27g/10min인 고용융지수 폴리프로필렌 단독중합체의 합량비율은 1: 0.14∼6.7이다.
본 발명의 수지조성물에 사용되는 수지는 230℃의 MI가 5∼12g/10min인 것과 20∼27g/10min인 서로 다른 유동성을 지닌 2종류의 폴리프로필렌을 특정비율로 혼합한 것이다.
MI가 5∼l2g/10min인 수지를 단독으로 사용할 경우 얻어지는 조성물은 충격강도는 비교적 우수하나 유동특성이 낮아 대형사출성형품의 제조가 곤란하고, 성형품의 표면광택성이 낮다. 한편 MI가 20∼27g/10min인 수지를 단독사용할 경우 유동특성이 우수해서 금형표면과의 밀착성이 용이하여 성형제품의 표면광택성은 우수하나 충격강도가 취약한 단점이 있다. 따라서 유동 특성이 우수한 것과 충격성이 비교적 우수한 서로 상이한 두 종의 폴리프로필렌을 특정의 비율로 혼합사용할 경우 충격성이 우수하면서 유동특성도 양호하여 사출성형시 금형표면과의 밀착이 용이해짐으로써 표면광택성이 우수하고 또한 내열성이 우수한 수지조성물을 획득할 수 있다.
따라서 저용융지수 폴리프로필렌 단독중합체와 고용융지수 폴리프로필렌 단독중합체를 1:0.14∼6.7의 함량비율로 혼합하는 것이 바람직하며, 고용융지수 폴리프로필렌 단독중합체의 함량비율이 0.14미만일 경우 유동성 및 광택성 향상효과가 미미하며, 6.7을 초과할시는 조성물이 취약해지므로 바람직하지 못하다.
본 발명의 수지조성물에 사용되는 황산바륨은 평균입자크기가 1.0㎛이하인 침강형으로서, 비침강형 또는 평균입자크기가 상기의 범위를 벗어나는 황산바륨을 사용하면 성형품의 표면광택성이 떨어지므로 바람직하지 못하다.
또 본 발명의 수지조성물에 사용하는 황산바륨은 표면처리되어 있어도 무방하며, 특히 바람직한 표면처리제로는 실리콘오일, 실란커플링제, 알콕시실란류 따위의 실란계 유기화합물들을 예시할 수 있다. 표면처리법으로서는 공지의 방법이면 어느 것이나 좋으며, 예로서 헨셸믹서에 의한 방법 등을 들 수가 있다. 표면처리제의 양은 황산바륨에 대하여 5중량％ 이하가 좋고, 이보다도 처리제의 양이 많으면 오히려 얻어지는 조성물의 강성이 저하하므로 그렇게 바람직하지 않다.
본 발명의 수지조성물에 사용되는 탈크는 평균입자크기가 4.0㎛이하인 것으로서 평균입자크기가 상기의 범위를 벗어나는 탈크를 사용하면 성형품의 표면광택성이 떨어지고 아이조드(IZOD)충격 특성이 취약하여 바람직하지 못하다.
탈크도 황산바륨과 같은 방법으로 표면처리된 것을 사용할 수가 있다. 표면처리된 황산바륨 및 탈크를 사용하면 조성물의 내열성 및 기계적 물성도 향상된다.
폴리프로필렌수지, 황산바륨 및 탈크의 혼합비율은 폴리프로필렌 단독중합체 2종류의 합계가 55∼89중량％, 황산바륨 10∼35중량, 탈크 1∼10중량%이며, 폴리프로필렌수지 합계함량이 89중량%를 넘으면 조성물의 내열성이 떨어지고 성형수축율이 커지며. 55중량% 미만에서는 조성물의 유동성이 저하하며 제품의 외관도 나쁘고, 또 조성물이 취약해짐으로 어느 경우도 바람직하지 못하다.
황산바륨의 양이 10중량% 미만이면 조성물의 내열성이 낮고, 35중량%를 넘으면 조성물의 유동성이 저하할 뿐 아니라, 조성물이 취약해지므로 바람직하지 못하다.
탈크의 양이 1중량% 미만이면 조성물의 내열성이 낮고, 10중량%를 넘으면 성형 제품의 표면 광택성이 떨어져 바람직하지 않다.
본 발명에서는 본 발명의 효과를 잃지않는 범위내에서 통상적으로 폴리프로필렌수지에 첨가되는 산화방지제, 자외선 흡수제, 자외선안정제, 결정화 핵제, 금속연화방지제, 유기, 무기안료 따위의 각종 첨가제를 단독 또는 병용해서 첨가할 수도 있다.
본 발명의 조성물은 상기한 각 성분을 미리 헨셸믹서 따위로 예비 혼합한후, 1축 혹은 2축압출기로 용융 혼련하여 펠렛화함으로써 얻어지며, 이 펠렛을 사용해서 압출성형, 사출성형 등의 각종 성형방법으로 성형할 수 있다.
후술하는 실시예와 같이, 특정 폴리프로필렌수지에 특정한 평균입자크기를 가지는 황산바륨 및 탈크의 양자를 무기충전제로서 배합함으로써 얻어지는 성형품은 광택성이 뛰어나며 유동성이 저하됨이 없이 성형품의 외관이 양호하고, 또한 매우 높은 내열성을 가진다. 따라서 본 발명의 폴리프로필렌 수지조성물은 내열성과 광택성, 치수안정성이 동시에 요구되는 분야, 예를들면 전기밥솥의 외관 몸체 따위에 유효하게 사용될 수 있다.
한편, 후술하는 비교예와 같이 폴리프로필렌 수지에 무기충전제로서 황산바륨 혹은 탈크를 단독으로 첨가하는 경우에는 내열성과 광택성과의 양호한 균형을 얻을 수가 없고 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.
본 발명을 하기 실시예 및 비교예를 통하여 더욱 상세히 설명한다.
실시예와 비교예에서 사용된 평가방법은 아래에 기재된 시험법에 의거하였다.
* MI는 ASTM D-1238, IZOD충격강도는 ASTM D-256, 광택도는 ASTMD-523, 내열변형온도는 ASTM D-648에 준하여 측정하였다.
실시예 1∼4
폴리프로필렌(PP) 파우더 HJ5OOP(용융지수 : 10)(삼성종합화학 제품) 및 HJ7OOP(용융지수:27)(삼성종합화학제품)를 각각 표1에 나타난 중량%, 그리고 충전제로서 평균입자크기 1.0㎛ 이하인 황산바륨(SOLVAY, HD80) 20중량% 및 평균입자크기가 4㎛ 이하인 탈크(HAYASIKASEI, 5000P) 3중량%의 혼합물 100 중량%, 및 CL-CAPTURER로서 스테아린산 칼슘 0.1중량%에 산화방지제로서 IRGANOX 1010 및 IRGANOX 168를 각각 0.05중량% 및 0.1중량%, 디스테아릴 티오프로피네이트 0.3중량%, 대전방지제 0.4중량%를 믹서내에 투입하고 5분간 혼합한 후, 트윈 스크루압출기에서 온도 180-210℃범위에서 압출하고 80℃열풍건조기에서 2시간 동안 건조시킨 후, 스크루식 사출성형기에서 시편을 제조하여 상술한 평가방법에 따라 측정한 결과를 표1에 나타내었다.
비교예 1∼5
베이스 수지로서 용융지수가 각각 10g/10min, 27g/10min, 3g/10min인 폴리프로필렌 단독중합체를 표 1 및 표2에 나타난 함량으로 사용한 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 실시하였으며, 그 결과를 표1 및 표2에 나타내었다.
비교예 6∼8
충전제로서 평균입자크기가 1.5㎛이하인 침강형 황산바륨(한올소재, HPB-N), 1.5㎛이하인 비침강형 황산바륨(한올소재, HB-M), 10㎛이하인 탈크(일신,NA400)를 사용한 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 실시하였으며, 그 결과를 표2에 나타내었다.
실시예 5∼8
충전제로서 황산바륨 및 탈크의 양을 표3에 나타난 중량%로 사용하는 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 실시하였으며, 그 결과를 표1에 나타내었다.
비교예 9∼12
충전제로서 황산바륨 및 탈크의 양을 표3에 나타난 중량%로 사용하는 것을 제외하고는 실시예6과 동일하게 실시하였으며, 그 결과를 표3에 나타내었다.
Figure pat00004
표1 내지 표3에 있어서,
성분(PP-A) : 폴리프로필렌 단독중합체 (용융지수 : 10g/10min)
성분(PP-B) : 폴리프로필렌 단독중합체 (용융지수 : 27g/10min)
성분(PP-C) : 폴리프로필렌 단독중합체 (용융지수 : 3g/10min)
성분(A) : 침강형 황산바륨(평균입자크기 1.0㎛)
성분(B) : 비침강형 황산바륨(평균입자크기 1.5㎛)
성분(C) : 침강형 황산바륨(평균입자크기 1.5㎛)
성분(D) : 탈크(평균입자크기 4㎛)
성분(E) : 탈크(평균입자크기 10㎛)
상기 표1, 표2, 표3의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 내열성이 우수한 고광택성 폴리프로필렌 수지조성물을 사용하여 제조한 시편은 비교예의 시편과 비교할때 흐름성, 표면광택도 및 내열성의 면에서 훨씬 우수한 성질을 나타낸다.

Claims (1)

  1. 용융지수가 5∼12g/10min인 저용융지수 폴리프로필렌 단독중합체와 용융지수가 20∼27g/10min인 고용융지수 폴리프로필렌 단독중합체가 1:0.14∼6.7의 함량비로 혼합되어 있는 폴리프로필렌 단독중합체 55∼89중량%와 하기성분(A) 및 (B)(상기 성분들의 총합은 100중량%이다)를 함유하는 폴리프로필렌 수지 조성물:
    (A) 평균입자크기가 1.O㎛ 이하인 침강형 황산바륨 10∼35중량%,
    (B) 평균입자크기가 4.0㎛이하인 탈크 1∼10중량%.
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