KR100540910B1

KR100540910B1 - 내구성/내충격성이 우수한 ａｂｓ수지 조성물

Info

Publication number: KR100540910B1
Application number: KR1019990057933A
Authority: KR
Inventors: 김준수; 이계홍
Original assignee: 제일모직주식회사
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 1999-12-15
Publication date: 2006-01-12
Also published as: KR20010056186A

Abstract

본 발명은 평균입자직경이 0.20-0.30㎛인 그라프트 공중합체수지와 평균입자직경이 0.10-0.20㎛인 그라프트 공중합체수지의 합 15-25중량%와 매트릭스 SAN수지 75-85중량%로 구성되는 내구성/내충격성이 우수한 ABS수지 조성물이 제공되는 것이며 전기전자 부품, 자동차 부품 등에 광범위하게 이용될 수 있다.

ABS수지, SAN수지, 내구성, 내충격성

Description

내구성/내충격성이 우수한 ＡＢＳ수지 조성물{ABS RESIN COMPOSITION FOR EXCELLENT IMPACT STRENGTH ＆ DURABILITY}

본 발명은 내구성/내충격성이 우수한 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로 더욱 상세하게는 유화 그라프트 중합방법에 의해 제조된 그라프트 공중합체(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체)와 별도로 제조된 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체(이하 'SAN 수지'라 칭함)를 혼합가공함(이하 'ABS 수지'라 칭함)에 있어 수려하고 고급스런 외관을 목적으로 매트릭스로 사용되는 SAN 수지의 단량체 조성과 분자량 분포가 서로다른 SAN 수지를 혼합 사용하여 뛰어난 충격강도와 내구성 등의 기계적물성을 유지하는 특징을 갖는 열가소성수지 조성물에 관한 것이다.

종래, ABS 수지는 부타디엔계 고무질 중합체의 존재하에 방향족 비닐화합물로서 대표적인 스티렌 단량체와 불포화니트릴 화합물 중 아크릴로니트릴 단량체를 유화중합법에 의해 그라프트 중합하여 제조하는데 이와같은 방법은 이미 널리 공지되어 있으며 이때 사용되는 고무질 중합체와 그라프트 중합체, 그리고 매트릭스 중합체의 물성을 조절하여 목적하는 수지를 얻을 수 있게된다. 이렇게 제조된 ABS 수지는 내충격성, 기계적강도, 성형가공성 등의 물성이 비교적 양호하게 조합되어 있어 전기전자 부품, 자동차 부품 등에 광범위하게 사용되고 있다.

그라프트 공중합체수지는 퉁상 괴상중합, 괴상·현탁중합, 유화중합법 등에 의하여 단독 혹은 특성에 따라 혼합하여 생산하고 있으나 괴상중합에 의해 제조되는 그라프트 공중합체수지는 대량생산과 제조원가 감소 등의 장점에도 불구하고 다양한 물성을 갖는 수지를 제조할 수 없고 특히 고무함량이 높은 수지를 제조할 수 없어 가장 많이 사용되고 있는 것이 유화중합법에 의한 것이다. 유화중합법에 의해 제조된 그라프트 공중합체 수지는 고무 입자 직경이 대부분 0.1∼1.0㎛ 사이의 부타디엔계 고무질 중합체를 사용하고 아크릴로니트릴과 스티렌 단량체, 열분해개시제 및 레독스 개시제 등 라디칼 생성 개시제를 첨가하여 그라프트 중합을 진행한 후 응고 및 탈수와 건조 공정을 거쳐 미세분말을 얻은 다음, 별도로 제조된 SAN 수지와 적정량을 혼합가공하여 제조된다. 이때 수지내의 고무입자 사이즈, 고무함량, 고무입자 분포량과 사용되는 SAN 수지의 아크릴로니트릴 함량, 분자량 등을 조절하고 여러가지 첨가제를 투입함으로써 수용자의 요구에 맞는 다양한 물성을 갖는 제품이 생산되고 있다. 그러나 이와같이 수득되는 제품은 아직도 충격강도가 만족스럽지 못하고 내구성 또한 미흡한 수준에 있다.

본 발명은 종래의 결점을 보다 개량키 위하여 안출된 것으로 공업적으로 잇점이 있는 유화중합법에 따라 제조하되 그라프트 공중합체수지를 고무입자 사이즈가 다른 것을 사용하고 매트릭스로 사용되는 SAN 수지도 아크릴로니트릴 함량과 분 자량이 서로 다른 SAN 수지를 혼합 사용함으로써 충격강도가 우수하고 내구성을 유지하는 특성을 갖는 ABS수지를 수득함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 평균입자직경이 0.20-0.30㎛인 그라프트 공중합체수지와 평균입자직경이 0.10-0.20㎛인 그라프트 공중합체수지와 아크릴로니트릴 함량이 35∼45중량%이고 중량평균분자량이 110,000∼130,000인 SAN 수지와 아크릴로니트릴 함량이 30∼40중량%이고 중량평균분자량이 80,000∼100,000인 SAN 수지를 용융 혼련공정을 거쳐 사출 성형하여 충격강도과 내구성이 우수한 특성을 갖는 열가소성 수지조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

이때 이들 조성물의 구성중 그라프트 공중합체수지는 중량 평균입자경이 0.20∼0.30㎛인 고무로 구성된 고무 라텍스 45∼60중량부(고형분 기준)에 아크릴로니트릴과 스티렌 단량체로 구성된 그라프트 단량체 혼합물 45∼60중량부를 그라프팅시키는 통상의 유화중합법으로 제조된 그라프트 공중합체수지와 중량 평균입자경이 0.10∼0.20㎛인 고무로 구성된 고무 라텍스 45∼60중량부(고형분 기준)에 아크릴로니트릴과 스티렌 단량체로 구성된 그라프트 단량체 혼합물 45∼60중량부를 그라프팅시키는 통상의 유화중합법으로 제조된 그라프트 공중합체수지를 사용하는 것을 특징으로 하며 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 그라프트 공중합체수지를 ABS수지조성물 전체에 대하여 15∼25중량%를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 그라프트 공중합체수지를 SAN수지와 혼합가공함에 있어서, 그라프트 공 중합체수지의 투입량이 15중량% 미만인 경우에는 내충격성이 저하되어 쉽게 깨질 수 있어 바람직하지 못하고 25중량% 이상인 경우에는 내구성의 저하와 함께 유동성과 광택이 저하되어 ABS 수지의 특성과 본 발명의 목적을 충족시킬 수 없다.

한편, 본 발명에서 또 다른 주요성분인 SAN 수지는 통상의 현탁중합, 유화중합 혹은 괴상중합법에 의해 제조되는 SAN 수지를 사용하며, 이때 아크릴로니트릴 함량이 30∼40중량%이고 중량평균분자량이 80,000∼100,000인 SAN 수지는 공중합체수지와의 합 전중량에 대하여 25-35중량%를 사용하고, 아크릴로니트릴 함량이 35∼45중량%이고 중량평균분자량이 110,000∼130,000인 SAN 수지는 공중합체수지와의 합 전중량에 대하여 55∼65중량%를 사용하되, 이 두가지를 합하여 열가소성 수지 조성물 제조시 그라프트 공중합체수지와의 합 전중량에 대하여 75-85중량%로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 그라프트 공중합체수지와 SAN 수지를 혼합함에 있어 고무입자의 균일한 분산과 금속이형성등을 향상시키기 위하여 금속활제를, 그리고 수지간의 마찰을 줄여 물성을 향상시키기 위한 내부활제를 바람직하게 사용할 수 있으며, 이때 금속활제의 예로는 마그네슘스테아레이트(Magnesium Stearate)를 내부활제로는 에틸렌 비스 스테아로아마이드(ethylene bis stearoamide)를 들 수 있고 이들 투입량은 각각 수지전량에 대하여 금속활제는 0.1∼1.0중량%, 내부활제는 0.5∼2.0중량%가 바람직하다.

이하 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하지만 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

비교예 1∼3

고무입자직경이 0.3㎛이고, 그라프트율이 65중량%인 그라프트 공중합체수지와 고무입자직경이 0.1㎛이고, 그라프트율이 55중량%인 그라프트 공중합체수지와 아크릴로니트릴 함량이 28중량%이고 중량평균분자량이 100,000인 SAN 수지와 아크릴로니트릴 함량이 32중량%이고 중량평균분자량이 130,000인 SAN 수지에 마그네슘 스테아레이트(활제1)와 에틸렌 비스스테아로아마이드(활제2)를 다음표1과 같은 양으로 혼합하여 용융, 혼련 압출하여 펠렛을 제조하였다. 이때 압출은 L/D=29, 직경 45mm인 이축압출기를 사용하였으며 실린더온도는 200-230℃로 설정하였다. 제조된 펠렛으로 물성시편을 사출성형하여 물성을 측정하여 하기 표2에 나타내었다.

실시예 1∼3

비교예 1∼3에서 SAN 수지로서 아크릴로니트릴 함량이 40중량%이고 중량평균분자량이 120,000인 SAN 수지와 아크릴로니트릴 함량이 35중량%이고 중량평균분자량이 90,000인 SAN 수지를 대체 사용한 것을 제외하고 비교예 1∼3과 동일한 방법으로 실시하고 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표2에 나타내었다.

	비교예1	비교예2	비교예3	실시예1	실시예2	실시예3
g-ABS-1	22	15	22	22	15	22
g-ABS-2	-	7	8	-	7	8
SAN-1	-	-	-	30	50	30
SAN-2	-	-	-	48	28	40
SAN-3	30	50	30	-	-	-
SAN-4	48	28	40	-	-	-
활제1	0.4	0.4	0.4	0.4	0.4	0.4
활제2	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0

※ g-ABS-1 : 고무입자직경이 0.3㎛이고, 그라프트율이 65중량%인 그라프트 공중합체수지

※ g-ABS-2 : 고무입자직경이 0.1㎛이고, 그라프트율이 55중량%인 그라프트 공중합체수지

※ SAN-1 : 아크릴로니트릴 함량이 40중량%이고 중량평균분자량이 120,000인 SAN 수지

※ SAN-2 : 아크릴로니트릴 함량이 35중량%이고 중량평균분자량이 90,000인 SAN 수지

※ SAN-3 : 아크릴로니트릴 함량이 28중량%이고 중량평균분자량이 100,000인 SAN 수지

※ SAN-4 : 아크릴로니트릴 함량이 32중량%이고 중량평균분자량이 130,000인 SAN 수지

※ 활제1 : 마그네슘 스테아레이트

※ 활제2 : 에틸렌 비스스테아로아마이드

측정항목	단위	비교예			실시예
측정항목	단위	1	2	3	1	2	3
놋치아이조드 충격강도	kgcm/cm	7	9	22	8	11	25
인장강도	kg/㎠	540	550	490	560	600	500
굴곡강도	kg/㎠	760	780	700	820	840	720

[평가방법]

*. 놋치 아이조드 충격강도 : ASTM D256 (1/4", 23℃)

*. 인장강도 : ASTM D638

*. 굴곡강도 : ASTM D790

상기 결과에서 보는 바와같이 본 발명의 규격에 맞는 2종의 SAN수지를 사용하는 실시예 1-3이 이런 규격을 벗어나는 SAN수지를 사용한 비교예 1-3에 비하여 전반적으로 물성이 양호하지만 실시예 1-3중에서도 규격에 맞는 그라프트 공중합체수지 2종을 규격량에 맞춰 투입한 실시예 2가 가장 만족스러운 결과임을 확인할 수 있다.

본 발명에 따라 수득하는 ABS수지 조성물은 충격강도가 양호할 뿐만아니라 내구성 또한 우수하여 여러용도에 유용하게 사용될 수 있다.

Claims

평균입자직경이 0.20-0.30㎛인 그라프트 공중합체수지와 평균입자직경이 0.10-0.20㎛인 그라프트 공중합체수지의 합 15-25중량%와 매트릭스 SAN수지 75-85중량%로 구성되고, 상기 매트릭스 SAN 수지가 SAN 수지 전체에 대하여 아크릴로니트릴 함량이 35∼45중량%이고 중량평균 분자량이 110,000∼130,000인 SAN 수지 60∼70중량%와 아크릴로니트릴 함량이 30∼40중량%이고 중량평균분자량이 80,000∼100,000인 SAN 수지 20∼50중량%를 혼합 사용하는 것을 특징으로 하는 내구성/내충격성이 우수한 ABS수지 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 평균입자직경이 0.20-0.30㎛인 그라프트 공중합체수지는 조성물 전체에 대하여 10∼20중량%로, 상기 평균입자직경이 0.10-0.20㎛인 그라프트 공중합체수지는 5∼10중량%로 첨가혼합되는 것을 특징으로 하는 ABS수지 조성물.
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