KR100478437B1 - 광택도가 낮고 유동성이 우수한 열가소성 수지 조성물 - Google Patents

Abstract

본원발명의 광택도가 낮고 유동성이 우수한 열가소성 수지 조성물은 (A)부타디엔계 고무 30∼70 중량%와 방향족비닐계 단량체 및 불포화 니트릴계 단량체의 혼합물 70∼30 중량%를 그라프트 공중합하여 얻어지는 그라프트 공중합체; (B)중량평균분자량이 50,000∼200,000인 시안화비닐화합물과 방향족비닐화합물의 공중합체; (C)중량평균분자량이 1,000,000∼2,000,000인 시안화비닐화합물과 방향족비닐화합물의 고분자량 공중합체; 및 (D)중량평균분자량이 2,000,000∼5,000,000인 시안화비닐화합물과 방향족비닐화합물의 초고분자량 공중합체로 이루어지고, 상기 (A)성분이 20∼50 중량부, (B)+(C)가 50∼80 중량부, 그리고 (D)성분이 0.1∼10 중량부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

광택도가 낮고 유동성이 우수한 열가소성 수지 조성물{Thermoplastic resin composition with low gloss and high melt index}

발명의 분야

본 발명은 열가소성수지 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 본 발명은 유동성이 우수하고 광택도가 낮은 열가소성수지 조성물에 관한 것이다.

발명의 배경

일반적으로 ABS수지는 기계적 성질이 우수하여 전기전자부품, 사무용 기기, 자동차부품 등에 광범위하게 사용되고 있다. ABS수지는 그 제법, 사용하는 수지의 조성 및 분자량, 고무의 종류, 조성, 입자지름, 가교도, 그래프트율, 수지와 고무와의 비율 등을 바꿈으로써 혹은 새로운 성분을 첨가함으로써, 그 성질을 대폭적으로 바꿀 수가 있다. 다시 말하면 ABS수지는 용도에 따라서 적합한 특성을 갖는 재료를 광범위하게 또한 자유롭게 만들어 낼 수 있다.

이러한 ABS수지의 다양한 용도 중에서 약간의 광택이 있거나 무광이어야 하는 부품을 만들기 위해서는 사출금형에 부식을 넣는 방법, 시트 압출기의 냉각 롤러에 부식을 넣는 방법 등이 널리 사용되었지만 그 한계가 있었고 자체의 광택이 없는 ABS 수지가 필요하게 되었다.

수지 자체의 광택을 낮추는 방법으로는 고무의 크기를 키우거나 탈크와 같은 무기물을 첨가하여 광택을 낮추는 것이 있었지만 수지의 물성을 크게 저하시킬 뿐만 아니라 광택도도 크게 떨어지지 않는 단점이 있었다.

이러한 문제점을 극복하기 위해서 분자량 및 분자량 분포가 큰 스티렌계 가교 중합물을 첨가하여 진공성형성이 우수하고 충격강도, 인장강도 등 물성의 저하 없이 광택이 낮은 열가소성 수지 조형물을 개발할 수 있게 되었다. 고분자 SAN을 이용하면 광택을 저하시킬 수 있었지만 광택 저하를 확보하기 위한 적정 고분자 SAN의 첨가로 인해 유동성의 저하가 생긴다. 이로 인해 컴파운딩 및 시트 생산 시 압출기 부하의 증가로 인하여 생산성이 저하되고 색상의 저하가 일어날수 있어 광택이 더 낮은 열가소성수지를 만드는데 한계가 있었다.

본 발명자는 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 시안화비닐화합물-방향족비닐화합물 공중합체의 분자량을 조절한 초고분자량 공중합체를 첨가하여, 고분자 공중합체와 초고분자 공중합체의 최적함량 개발로 저광택 특성과 유동성이 우수한 수지 조성물을 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 고분자량 및 초고분자량을 가진 공중합체를 첨가하여 광택도가 낮고 유동성이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기에 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 이하 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.

발명의 구체예에 대한 상세한 설명

본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 그라프트 공중합체(A); 선형 공중합체(B); 고분자량 가교형 공중합체(C); 그리고 초고분자량 가교형 공중합체(D)로 이루어진다. 상기 각 구성성분에 대한 상세한 설명은 다음과 같다.

(A) 그라프트 공중합체

본 발명의 그라프트 공중합체(A)는 입경 0.07 내지 0.2㎛의 디엔계 합성고무 라텍스 30∼70 중량부의 존재하에 시안화비닐화합물 10∼40중량% 및 방향족비닐화합물 60∼90 중량%로 이루어진 단량체 혼합물 30∼70 중량부를 통상의 방법으로 그라프트 유화중합한 그라프트공중합체로서 그라프트 공중합체(A)의 그라프트율은 50∼80 %이고, 중량평균분자량은 50,000∼100,000인 것이 적당하다.

상기 디엔계 합성고무는 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 폴리클로로프렌, 부타디엔-스티렌 공중합체, 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체 등을 말하며 이중 폴리부타디엔, 부타디엔-스티렌 공중합체, 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체가 바람직하다.

상기 시안화비닐화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등이며 단독 혹은 병행하여 사용할 수 있다. 상기 방향족비닐화합물은 스티렌, 알파메틸스티렌, p-메틸스티렌, 비닐크실렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 비닐나프탈렌 등이며 이중 스티렌이 가장 적합하다.

이때, 상기 그라프트 공중합체(A)는 최종수지조성물의 약 20∼50 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 필요에 따라 고무입경 및 조성함량이 다른 두 종류 이상의 그라프트 공중합체를 함께 사용할 수도 있다.

(B) 공중합체

본 발명의 공중합체(B)는 시안화비닐화합물 10∼50 중량부, 방향족비닐화합물 50∼90 중량부를 사용하여 통상의 방법으로 중합한 시안화비닐화합물-방향족비닐화합물 공중합체로서 중량평균분자량이 50,000∼200,000 인 것을 사용한다.

상기 시안화비닐화합물, 방향족비닐화합물의 예는 상기 그라프트 공중합체에서의 예와 동일하다.

(C) 고분자량 공중합체

본 발명의 고분자량 공중합체(C)는 시안화비닐화합물 10∼50 중량부, 방향족비닐화합물 50∼90 중량부를 사용하여 통상의 방법으로 중합한 시안화비닐화합물-방향족비닐화합물 공중합체로서 중량평균분자량이 1,000,000∼2,000,000인 것을 사용한다. 상기 시안화비닐화합물, 방향족비닐화합물의 예는 상기 그라프트 공중합체에서의 예와 동일하다.

공중합체 (B)와 공중합체(C)의 사용량은 합해서 50∼80 중량부가 적당하며 (B)와 (C)의 사용 비율은 2:1 ∼ 10:1 사이가 적당하다.

(D) 초고분자량 공중합체

상기 초고분자량 공중합체(D)는 시안화비닐화합물 10∼50 중량부, 방향족비닐화합물 50∼90 중량부를 사용하여 중합한 시안화비닐화합물-방향족비닐화합물 공중합체로서 중량평균분자량이 2,000,000∼5,000,000 인 것을 사용한다. 상기 시안화비닐화합물, 방향족비닐화합물의 예는 상기 그라프트 공중합체에서의 예와 동일하다.

본 발명의 초고분자량 공중합체(D)는 최종수지조성물의 0.1∼10 중량부로 사용하는 것이 바람직하다

실시예

하기의 실시예 및 비교실시예에서 사용된 (A-1) 그라프트 공중합체, (A-2) 그라프트 공중합체, (B) 공중합체, (C) 고분자량 공중합체 및 (D) 초고분자량 공중합체의 사양은 다음과 같다.

(A-1) 그라프트 공중합체

단량체 전체에 대하여 부타디엔 함량이 50 중량부가 되도록 0.3 ㎛의 입경을 갖는 부타디엔 고무 라텍스를 투입하고 탈이온수 150 부, 로진비누(rosin soap) 0.9 부, 큐멘히드로퍼옥사이드 0.3 중량부, 머캅탄계 연쇄이동제 0.2 부 및 포도당 0.3 부를 부가하고 내부온도를 70 ℃로 유지하였다. 여기에 스티렌 35 중량부, 아크릴로 니트릴 15 중량부를 3 시간동안 적하하여 산화환원개시에 의해 중합을 진행하여 스티렌-아크릴로 니트릴-부타디엔 그라프트공중합체 라텍스를 제조하였다. 이를 1.5 % 황산마그네슘 수용액에서 응고시키고 건조하여 분말상태의 스티렌-아크릴로 니트릴-부타디엔 그라프트 공중합체 수지를 제조하였다. 제조된 그라프트 공중합체수지는 평균 고무입자직경이 0.30 ㎛이고, 그라프트율이 65 중량%이었다.

(A-2) 그라프트 공중합체

평균 고무입자직경이 0.15 ㎛이고, 그라프트율이 55 중량%인 그라프트 공중합체수지를 사용하였다.

(B) 공중합체

아크릴로니트릴 함량이 28 중량%이고 중량평균분자량이 150,000인 아크릴로니트릴-스틸렌 비선형 공중합체수지를 사용하였다.

(C) 고분자량 공중합체

아크릴로니트릴 함량이 26 중량%이고 중량평균분자량이 1,200,000인 아크릴로니트릴-알파메틸스틸렌 공중합체수지를 사용하였다.

(D) 초고분자량 공중합체

스티렌단량체 71 중량%, 아크릴로니트릴단량체 29 중량%, 이온교환수 150 부, 제3인산칼슘 0.4 부, 카르복실산계 음이온 계면활성제 0.03 부, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 인산 에스테르 0.01 부 및 개시제로서 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴을 0.001-1중량% 혼합하여 투입한 후 반응기를 완전히 밀폐한 다음, 충분히 교반하여 분산시킨 후 반응기의 내온을 승온시켜 75℃에서 3시간동안 중합을 진행하였다. 다시 120℃로 승온하여 3시간동안 중합을 진행하였다. 중합이 완료된후 반응기 내부를 상온으로 냉각시켜 반응을 종료한 다음, 얻어진 중합물을 세정, 탈수, 건조하여 비드상의 공중합체를 얻었다. 아크릴로니트릴 함량이 24중량%이고 중량평균분자량이 3,000,000인 아크릴로니트릴-스틸렌 공중합체수지를 사용하였다

상기 각 구성성분을 표1과 같은 조성으로 하여 헨셀(Henschel) 믹서로 균일하게 혼합한 후, 이축 압출기로 압출 하여 펠렛 상으로 만들었다. 상기와 같이 얻어진 시편을 압출 성형하여 펠렛을 제조하였다. 시험방법에 있어서, 인장강도는 ASTM D638, 광택도는 ASTM D523, MI는 ASTM D1238에 의해서 시편의 물성을 측정하였고 그 결과를 표 1에 나타내었다.

		실시예			비교실시예
		1	2	3	1	2	3	4	5
성분(중량부)	그라프트중합체(A-1)	30	20	20	30	20	20	20	20
	그라프트 중합체(A-2)	-	10	10	-	10	10	10	10
	SAN공중합체(B)	50	60	60	50	70	60	70	40
	고분자 공중합체(C)	20	10	10	20	-	10	-	30
	초고분자공중합체(D)	2	2	4	-	-	-	2	4
물성	인장강도㎏㎝/㎠	450	470	468	452	475	470	465	465
	MI	2.0	3.4	3.3	2.2	5.2	3.4	4.8	0.8
	광택도(60°)	19	20	12	34	85	43	50	10

표 1에서 보는 바와 같이 비교실시예 1∼3은 공중합체 (D)가 포함되지 않은 것으로 광택도가 매우 높았다. 실시예 1∼3에서 보는 바와 같이 공중합체 (D)의 첨가에 따라 광택도가 획기적으로 감소함을 알 수 있다. 비교 실시예 4는 공중합체(D)만으로는 광택성의 확보가 어렵고, 비교실시예 5는 공중합체 (B)대비 공중합체 (C)의 함량이 높아서 유동성이 지나치게 저하되는 것을 알 수 있었다.

본 발명의 열가소성 수지 조성물은 적절한 유동성을 확보하였으며, 광택이 낮아 저광택을 요구하는 시트 및 시트 가공품에 사용할 수 있다.

본 발명은 고분자량 및 초고분자량을 가진 공중합체를 첨가하여 광택도가 낮고 유동성이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제공하는 효과를 가진다.

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 (3)

1. (A)부타디엔계 고무 30∼70 중량%와 방향족비닐계 단량체 및 불포화 니트릴계 단량체의 혼합물 70∼30 중량%를 그라프트 공중합하여 얻어지는 그라프트 공중합체;

   (B)중량평균분자량이 50,000∼200,000인 시안화비닐화합물과 방향족비닐화합물의 공중합체;

   (C)중량평균분자량이 1,000,000∼2,000,000인 시안화비닐화합물과 방향족비닐화합물의 고분자량 공중합체; 및

   (D)중량평균분자량이 2,000,000∼5,000,000인 시안화비닐화합물과 방향족비닐화합물의 초고분자량 공중합체;

   로 이루어지고, 상기 (A)성분이 20∼50 중량부, (B)+(C)가 50∼80 중량부, 그리고 (D)성분이 0.1∼10 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 공중합체 (B):(C)의 비율이 2:1 ∼ 10:1 인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
3. 제1항에 있어서, 상기 공중합체 (B)는 선형 구조를 갖고, 공중합체 (C)와(D)는 가교형 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.