KR100599674B1 - 폴리프로필렌 수지 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내충격성 및 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리프로필렌 수지, 고무, 무기필러, 첨가제 및 고분자량의 실리콘 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 의한 폴리프로필렌 수지 조성물은 고분자량의 실리콘 수지를 포함함으로써 우수한 내스크래치성을 나타내며, 고무를 포함함으로써 우수한 충격성을 나타내며, 페인트 도장 공정이 제거되어 생산성 향상 및 원가 절감의 효과를 갖는다.

폴리프로필렌, 무기필러, 고무, 첨가제, 실리콘 수지, 내스크래치성.

Description

폴리프로필렌 수지 조성물{Polypropylene resin composition}

본 발명은 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것으로, 특히 폴리프로필렌 수지, 고무, 무기필러, 첨가제 및 고분자량의 실리콘 수지를 포함하여, 내스크래치성 및 우수한 충격성을 갖는 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 폴리프로필렌 수지는 성형성, 내충격성, 내약품성 등이 뛰어나고 저비중 및 저가의 장점을 가지고 있기 때문에 자동차의 범퍼 등의 외장재와 각종 필러 등의 내장재 용도로 폭 넓게 사용되고 있다. 그러나, 글러브 박스, 콘솔, 센터 크래쉬 패드와 같은 자동차 내장재의 경우 안전성 및 미적 효과를 동시에 만족시킬 수 있는 충격강도와 내스크래치성의 밸런스가 월등히 개선된 재료의 개발이 요구되고 있다. 따라서, 종래에는 각 부품별로 별도의 규격을 정하여 사용하여 왔으나, 이 경우 각 부품별로 별도의 규격 및 재고관리가 이루어져야 할 뿐만 아니라 충격강도와 내스크래치성이 동시에 필요한 제품에 대해서는 도장을 통하여 스크래치성을 향상시키므로 가격이 상승하는 단점을 지니고 있다.

지금까지 글러브 박스, 콘솔, 센터 크래쉬 패드와 같은 자동차 내장재로 개발된 폴리프로필렌 수지 조성물 중에는 내충격성 및 강성 등의 물성 측면에서 양호한 제품은 있으나 내충격성과 내스크래치성을 동시에 만족하는 제품은 아직 개발된 것이 없어 각 부품별로 별도의 그레이드(grade)가 사용되고 있고 또한 충격과 스크래치가 동시에 요구되는 경우에는 별도의 도장 공정이 필요하므로 재고관리 및 원가상승이 수반되고 있는 실정이다. 또한, 내충격성 향상을 도모하고자 고무를 첨가하는 경우에는 표면 스크래치성이 저하되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 폴리프로필렌 단일중합체 또는 에틸렌-프로필렌 공중합체를 단독 또는 혼합하여 사용하고, 고무, 무기필러, 첨가제, 및 고분자량의 실리콘 수지를 첨가하여 내스크래치성 및 내충격성을 향상시켜 자동차의 내장재에 적용할 수 있는 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공하고자 한다.

본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물은 수지 조성물 전체 중량에 대하여 (A)폴리프로필렌 수지 40 ~ 80 중량%, (B)고무 10 ~ 20 중량%, (C)무기필러 5 ~ 40 중량%, (D)첨가제 0.1 ~ 2 중량% 및 (E)고분자량의 실리콘 수지 1.5 ~ 5 중량%를 포함하므로써 달성된다.

또한, 본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물은 상기 폴리프로필렌 수지가 프로필렌 단일중합체 또는 에틸렌-프로필렌 중합체로 제공되는 것을 특징으로 한다.

다음으로 본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물은 상기 고무가 에틸렌-프로필렌계, 에틸렌-부타디엔계, 에틸렌-옥탄계, SBS계 고무, 및 SEBS계 고무 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물은 상기 무기필러가 탈크, 카올린, 유리섬유, 및 칼슘카보네이트 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물은 상기 첨가제가 산화방지제, 중화제, 내후안정제, 및 핵제로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물은 상기 고분자량의 실리콘 수지가 분자량이 10,000~20,000인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 사용되는 폴리프로필렌 수지는 용융지수(melt index) 3∼10g/10min 인 프로필렌 단일중합체 또는 에틸렌-프로필렌 중합체가 바람직하며, 용융지수가 3미만인 경우에는 성형가공성이 저하되고, 100 이상인 경우에는 충격강도가 현저히 저하된다.
호모 폴리프로필렌은 C3 단량체로만 중합되며, 임팩트 폴리프로필렌은 C2와 C3의 단량체로 중합되지만, 에틸렌-프로필렌 중합체의 반응물은 폴리에틸렌, 에틸렌-프로필렌 고무, 폴리프로필렌의 3개 고분자가 합쳐서 나타난다.

본 발명에서 사용되는 고무는 내충격성 향상용 고무로서, 에틸렌-프로필렌계, 에틸렌-부타디엔계, 에틸렌-옥탄계, SBS계 고무, SEBS계 고무에 의해 제공될 수 있으며, 바람직하게는 10 ~ 20 중량%가 첨가된다. 고무가 10 중량% 미만인 경우 에는 내충격성 개선 정도가 미흡하며, 20 중량% 이상 시에는 원가상승과 함께 강성, 내열성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명에서 사용되는 고분자량의 실리콘 수지는 1.5 ~ 5 중량% 첨가되는 것이 바람직하며, 고분자량의 실리콘 수지가 1.5 중량% 미만 시에는 내스크래치성의 개선 효과가 미약하며, 5 중량%를 초과하는 경우에는 원가가 상승하는 문제점이 있다.

본 발명에서 사용되는 무기필러는 평균 입경이 1 ~ 20 ㎛ 범위의 탈크, 카올린, 칼슘카보네이트에 의해 제공될 수 있으며, 이러한 무기 충진제는 전체 수지 조성물 중에 5 ~ 40 중량%가 함유되는 것이 바람직하다. 무기필러가 5 중량% 미만인 경우에는 강성 및 치수 안정성이 저하되며, 40 중량%를 초과하는 경우에는 충격강도가 저하되고 밀도가 높아지는 문제점이 있다.

본 발명에서 사용되는 첨가제는 산화방지제, 중화제, 내후안정제, 핵제 등과 같이 공지의 첨가제이다. 산화방지제는 페놀계 산화 방지제, 포스파이트계 산화방지제, 티오디프로피오네이트 시너지스트 등이 사용될 수 있으며, 중화제로는 칼슘 스테아레이트, 산화아연 등이 사용될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 상세히 설명한다.

실시예 및 비교예

1. 폴리프로필렌 수지의 제조

하기의 [표 1] 및 [표 2]에 나타낸 조성비에 따라 실시예 및 비교예 모두 각 원료를 믹서 혼련을 사용하여 혼합한 후, 트윈스크류 압출기로 용융혼련하여 각 조성물을 펠렛상으로 제조하고, 사출기를 이용하여 테스트 시편을 제조한 후 다음 규정의 방법에 따라 평가를 실시하였다.

2. 물성의 시험

(1)표면경도

표면경도는 ASTM D2240에 규정한 방법에 따라 쇼어 경도계를 사용하여 초기 압착 상태에서의 경도를 측정하였다. 그 결과는 하기의 [표 1] 및 [표 2]에 기재하였다.

(2)내스크래치성 측정

사파이어 침 스크래치 테스트를 수행하였다. 그 값이 3B 이상일 때 자동차 내장재 적용에 적합하다는 판정을 하였다.

(3) 외관의 측정

300 ×90 ×3㎜ 사출시편을 제작하여 흐름자국 및 휨 등을 육안으로 판정하였으며, 그 결과는 하기의 [표 1] 및 [표 2]에 기재하였다.

(4) 인장강도의 측정

인장강도는 JIS K6301의 1호형에 규정한 방법에 따라 MTS사의 1톤 만능시험기를 사용하여 측정하였으며, 그 결과는 [표 1] 및 [표 2]에 기재하였다.

(5) 굴곡탄성율의 측정

굴곡탄성율은 ASTM D785에 규정한 방법에 따라 측정하였으며, 그 결과는 하기의 [표 1] 및 [표 2]에 나타내었다.

(6) 아이조드 충격강도의 측정

아이조드 충격강도는 ASTM D256에 규정한 방법에 따라 측정하였으며, 그 결과는 하기의 [표 1] 및 [표 2]에 나타내었다.

(7) 밀도의 측정

밀도의 측정은 ASTM에 규정한 방법에 따라 측정하였으며, 그 결과는 하기의 [표 1] 및 [표 2]에 나타내었다.

[표 1]은 각 실시예의 조성비 및 그 물성측정 결과이며, [표 2]는 각 비교예의 조성비 및 그 물성측정 결과이다.

[표 1] 및 [표 2]를 비교하여 보면, 본 발명의 실시예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 비교예와 비교하여, 내스크래치성, 외관, 기계적인 물성, 밀도 특성이 우수함을 알 수가 있다.

이상과 같은 본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물은 종래의 폴리프로필렌 수지 조성물이 갖는 기계적 특성, 내열성 등과 같은 기본 물성을 유지하면서도, 우수 한 내스크래치성을 갖는 효과가 있으며, 또한 페인트 공정이 제거되어 생산성 향상 및 원가 절감의 효과가 있는 발명인 것이다.

Claims (6)

1. 수지 조성물 전체 중량에 대하여 (A)폴리프로필렌 수지 40 ~ 80 중량%, (B)고무 10 ~ 20 중량%, (C)무기필러 5 ~ 40 중량%, (D)첨가제 0.1 ~ 2 중량% 및 (E)고분자량의 실리콘 수지 1.5 ~ 5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 수지는 프로필렌 단일중합체 또는 에틸렌-프로필렌 중합체인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
3. 제1항에 있어서, 상기 고무는 에틸렌-프로필렌계, 에틸렌-부타디엔계, 에틸렌-옥탄계, SBS계 고무, 및 SEBS계 고무 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
4. 제1항에 있어서, 상기 무기필러는 탈크, 카올린, 유리섬유, 및 칼슘카보네이트 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
5. 제1항에 있어서, 상기 첨가제는 산화방지제, 중화제, 내후안정제, 및 핵제로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
6. 제1항에 있어서, 상기 고분자량의 실리콘 수지는 분자량이 10,000~20,000인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.