KR100503576B1 - 열가소성수지조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내충격성, 도장성, 내열성, 흡습성, 유동성이 우수한 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로, 하기 성분을 포함하는 것을 특징으로 하며,

(A) 폴리아미드수지 : 10 내지 90 중량부

(B) ABS 수지 : 90 내지 10 중량부

(C) 폴리카보네이트 수지 : (A)+(B)에 대해 1 내지 20 중량부

(D) 이미드화 아크릴계 수지 : (A)+(B)에 대해 0.1 내지 20 중량부

본 발명의 수지 조성물은 인장강도와 굴곡강도, 그리고 내열성이 우수할 뿐만 아니라, 특히 충격강도가 현저히 증가하여 수지의 응용범위를 확대할 수 있다.

Description

열가소성 수지조성물{Thermoplastic Resin Composition}

본 발명은 내충격성, 도장성, 내열성, 흡습성, 유동성이 우수한 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. 좀 더 상세하게는 폴리아미드 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지(이하, ABS수지로 약함), 이미드화 아크릴계 수지(톰 앤드 하스사의 PARALOID 수지)와 폴리 카보네이트 수지를 용융, 혼합시켜 내충격성, 도장성, 내열성, 흡습성이 개량된 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.

나일론 수지로 널리 알려져 있는 폴리아미드 수지는 강성, 유연성, 내마모성, 내용제성, 도장성 등에 있어서 엔지니어링 플라스틱으로서 우수한 특성을 갖추고 있어 자동차, 전기, 전자부품 등의 각종 분야에 대량으로 사용되는 수지이지만, 비강화시의 열변형온도가 낮고, 흡수율이 높은 한계를 가지고 있어 그 용도가 한정되거나, 취급상의 문제점을 야기시키고 있다.

한편 ABS수지는 높은 내충격성을 보이며, 흡습성이 낮고, 치수 안정성이 우수한 고기능성 수지로 알려져 있으나, 내약품성과 내열성이 떨어져 그 용도가 제한되고 있는 형편이다. 폴리카보네이트 수지는 내약품성이 떨어진다는 단점을 제외하면 거의 모든 물성에서 우수하며 특히 투명하여 많은 용도에서 각광받고 있다.

따라서 상기의 세 수지를 적절하게 용융, 혼합하여 각각의 우수한 물성을 취하되, 단점을 제거함으로써 그 용도에 제한을 받지 않는 새로운 수지를 제조하고자 하는 시도가 여러 방면으로 이루어지고 있다. 그러나 화학적 반응기가 서로 다른 둘 이상의 수지를 용융, 혼합할 경우 일반적으로 상분리 현상이 일어나며, 이 현상은 위의 세 가지 수지를 용융, 혼합하는 때에도 예외는 아니어서 그 개선책으로 다음과 같은 방법들이 제안되었다.

즉, 미합중국 특허 제4,496,690호에서는 상용화제로서 아크릴아미드가 공중합된 ABS수지를 사용하여 상분리 현상이 나타나지 않고 충격 강도와 열변형 온도, 칫수 안정성이 증가하였으나 저온(O℃)에서 낮은 충격강도를 보이는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 종래의 문제점을 해결하여 폴리아미드와 ABS 혼합 수지의 물성을 향상시킴으로써 그 이용 범위를 신장시키고자 하는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 상용화제를 예의 연구한 결과, 본 발명자들은 특히 이미드 작용기를 가진 아크릴 수지가 폴리아미드와 ABS수지 사이의 상용성을 향상시키며 동시에 내열성의 향상을 기할 수 있어 매우 효과적이며 폴리카보네이트 수지의 첨가에 의해 뛰어난 강성과 우수한 충격 특성을 얻을 수 있다는 점을 알게 되어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 열가소성 수지 조성물은 다음 (A), (B), (C) 및 (D)의 4가지 성분을 포함하는 것을 특징으로 한다.

(A) 폴리아미드수지 : 10 내지 90 중량부

(B) ABS수지 : 90 내지 10 중량부

(C) 폴리카보네이트 수지 : (A)+(B)에 대해 1 내지 20 중량부

(D) 이미드화 아크릴계 수지 : (A)+(B)에 대해 0.1 내지 20 중량부

본 발명에 있어서, 폴리아미드 수지는 나이론6, 나이론 66, 나이론 11 등의 호모 폴리머, 나이론6/66, 나이론6/11 등의 코폴리머, 나이론66/6/612 등의 터폴리머가 있는 데, 이중 바람직한 것은 나이론6, 나이론66 이다.

본 발명에서 사용한 나이론6은 카프로락탐과 같은 락탐을 통상적으로 개환 중합한 것이며 상대점도(20℃, 96%황산 100ml 중 폴리머 1g용액) 2.0 내지 3.0이다. 또한 나이론 66은 헥사메틸렌디아민과 아디핀산을 축합반응시켜 제조한 것으로 적정 상대점도(상기의 방법과 동일)는 2.0 내지 3.5 이다.

본 발명에 따른 폴리아미드 수지는 열가소성 수지 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 10 내지 90 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, ABS계 수지를 구성하는 공액 디엔계 고무로는 폴리부타디엔, 부타디엔-스티렌 공중합체, 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체 등이 사용되어질 수 있다. 방향족 비닐 화합물로서는 스티렌, α-메틸스티렌, 디메틸스티렌, 비닐톨루엔 등이 사용될 수 있다. 시안화 비닐 화합물은 아크릴로니트릴이 사용된다. 카로본산 알킬 에스테르는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 메틸 메타 아크릴레이트, 에테르 메타 아크릴레이트, 에틸 메타 아크릴레이트, 부틸 메타 아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.

공액 디엔계 고무의 존재하에서, 이런 화합물로부터 선택된 2종 이상의 단량체로 중합된 ABS수지는 알려진 중합방법인 유화중합법, 현탁중합법, 용액중합법, 괴상중합법으로 얻어질 수 있다. ABS수지는 발명의 조성물에 대해 10내지 90 중량부가 바람직하다.

본 발명에 있어서, 폴리카보네이트 수지는 호모폴리카보네이트, 코폴리카보네이트, 터폴리카보네이트 또는 그것들의 혼합물이다. 분자량은 중량 평균 분자량으로 10,000∼200,000 이며 특히 20,000∼80,000의 분자량을 갖는 것이 적당하다. 유동 지수 ASTM D-1238법에 의해 1-24 g/10분(300℃에서)을 갖는다.

일반적으로 폴리카보네이트 수지는 ABS수지와 잘 섞이는 데 본 발명에 있어서, 폴리카보네이트 수지는 폴리아미드와 ABS수지 총량에 대하여 0.1 내지 50 중량부, 바람직하기로는 1 내지 20 중량부 투입된다.

본 발명에 있어서, 상용화제로 사용되는 이미드화 아크릴계 수지는 이미드기가 나이론과 반응하며 아크릴 수지가 ABS수지와 혼합되어 상용화 작용을 하게 된다. 본 발명에 있어서 이미드화 아크릴 수지는 폴리아미드와 ABS수지 총량에 대하여 0.1 내지 50 중량부, 바람직하기로는 1 내지 20 중량부 투입된다.

본 발명에 있어서 폴리카보네이트 수지는 ABS수지와 물리적, 화학적으로 잘 혼합되며 폴리아미드와 ABS수지 총량에 대하여 0.1 내지 50 중량부, 바람직하기로는 1 내지 20 중량부 투입된다.

본 발명에 있어서, 기계적 물성의 향상을 위하여 무기계 필러(Filler)를 첨가할 수 있는데 그 종류로는 칼슘카보네이트, 칼슘실리케이트, 클레이, 카올린, 탈크, 실리카, 마이카, 석면, 바륨설페이트, 알루미늄설페이트, 유리섬유, 탄소섬유 등이 있다.

또한 본 발명에 있어서, 난연성을 부여하기 위하여 인계 또는 할로겐계, 니트로겐계 난연제 및 안티모니 등의 난연조제를 첨가할 수 있으며, 각종 열안정제, 산화방지제, 내가수분해 안정제, 내후안정제, 대전방지제, 안료 등에 의해 원하는 물성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 수지 조성물은 싱글스크류, 트윈스크류 익스트루더등을 이용하여 용융, 혼합하는 것이 좋으며, 트윈 스크류 익스트루더의 스크류 형태는 카운터 로테이팅 및 코-로테이팅이 모두 가능하다.

이와 같이 제조된 열가소성 수지조성물은 유동성이 양호하여 적정 성형품을 얻기가 용이하고, 다양한 온도 조건 아래서 높은 충격강도를 나타내며 강성, 내열성이 우수하다.

이하 본 발명에 대한 실시예를 들고자 한다.

그러나 하기 실시예는 본 발명을 특별히 설명하는 것으로 본 발명을 제한하지는 않는다.

<실시예 1>

상대점도(20℃, 96% 황산 100ml 중 폴리머 1g용액) 2.5인 나이론6 50 중량부, ASTM D1238 법에 의해 230℃, 2160g의 하중에서 측정한 용융지수가 0.7g/10분인 ABS 수지 50 중량부, ASTM D 1238 법에 의해 230℃, 2160g의 하중에서 측정한 용융지수가 2.5g/10분인 이미드화 아크릴계 수지 10 중량부, 유동지수 ASTM D 1238 법에 의해 12g/10분 (300℃에서)을 갖는 폴리카보네이트 수지 10 중량부를 혼합한 후, 270℃에서 압출기를 이용하여 혼련하고 펠레타이저를 이용하여 펠렛을 얻었다.

이 펠렛을 100℃에서 4시간 이상 충분히 건조한 후, 사출온도 270℃, 1차 사출압 140Kg/cm2, 2차 사출압 100Kg/cm2 의 독일제 ARBURG 사출성형기를 사용하되, ASTM 시편 제작용 금형으로 충격강도 측정용 시편, 굴곡강도 측정용 시편, 인장강도 측정용 시편, 열변형온도 측정용 시편을 제조하였다. 이렇게 만든 시편을 대상으로 하여 ASTM D 256으로 충격강도를, ASTM D 790으로 굴곡강도를, ASTM D 638로 인장강도를, ASTM D 648로 열변형온도를 각각 측정하였다.

<실시예 2>

폴리아미드6 50중량부, ABS 수지 50중량부, ASTM D 1238법에 의해 230℃, 2160g의 하중에서 측정한 용융 지수가 2.5g/10분인 이미드화 아크릴계 수지 10 중량부, 유동지수 ASTM D-1238법에 의해 12g/분 (300℃에서)을 갖는 폴리카보네이트 수지 20중량부의 조성으로 시편을 제작하되 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.

<실시예 3>

폴리아미드-66 50중량부, ABS수지 50중량부, 이미드화 아크릴계 수지 10중량부, 폴리카보네이트 수지 10중량부의 조성으로 시편을 제작하되 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.

<비교예 1>

폴리아미드 50중량부, ABS수지 50중량부, 이미드화 아크릴계 수지 10중량부의 조성으로 시편을 제작하되, 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.

<비교예 2>

폴리아미드6 100중량부로 시편을 제작하되, 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.

<비교예 3>

ABS 수지 100중량부로 시편을 제작하되, 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.

<비교예 4>

폴리아미드-6 50중량부, ABS 수지 50중량부의 조성으로 시편을 제작하되, 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.

상기 실시예 1∼2, 비교예 1∼4에 대한 조성표 및 물성표를 표 1, 표 2에 나타내었다.

본 발명의 수지조성물은 인장강도와 굴곡강도, 그리고 내열성이 우수할 뿐만 아니라, 특히 충격강도가 현저히 증가하여 수지의 응용범위를 확대할 수 있다.

Claims (2)

1. 하기 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.

   (A) 폴리아미드수지 : 10 내지 90 중량부

   (B) ABS수지 : 90 내지 10 중량부

   (C) 폴리카보네이트 수지 : (A)+(B)에 대해 1 내지 20 중량부

   (D) 무수 말레인산이 0.1 내지 10 중량% 그라프트된 이미드화 아크릴계 수지 : (A)+(B)에 대해 0.1 내지 20 중량부
2. 제 1 항에 있어서, 폴리아미드 수지는 상대점도 2.0 내지 3.0인 나이론 6, 또는 상대점도 2.0 내지 3.5인 나이론 66인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.