KR100742563B1 - 나노복합 수지 조성물 - Google Patents

나노복합 수지 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR100742563B1
KR100742563B1 KR1020050135053A KR20050135053A KR100742563B1 KR 100742563 B1 KR100742563 B1 KR 100742563B1 KR 1020050135053 A KR1020050135053 A KR 1020050135053A KR 20050135053 A KR20050135053 A KR 20050135053A KR 100742563 B1 KR100742563 B1 KR 100742563B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
nanocomposite resin
resin composition
parts
nylon
Prior art date
Application number
KR1020050135053A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070071529A (ko
Inventor
박정훈
홍창민
Original Assignee
제일모직주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제일모직주식회사 filed Critical 제일모직주식회사
Priority to KR1020050135053A priority Critical patent/KR100742563B1/ko
Publication of KR20070071529A publication Critical patent/KR20070071529A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100742563B1 publication Critical patent/KR100742563B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L25/00—Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L25/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08L25/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08L25/08—Copolymers of styrene
    • C08L25/12—Copolymers of styrene with unsaturated nitriles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/04—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to rubbers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00—Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/66—Substances characterised by their function in the composition

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

나노복합 수지 조성물이 제공된다.
상기 나노복합 수지 조성물은 (A) 나노 스케일의 판상 실리케이트계 무기 충전제가 첨가된 나일론계 나노 복합재 수지의 45-79.5 중량부; (B) 고무질 중합체, 시안화비닐 단량체 및 방향족비닐 단량체를 그라프트 중합시켜 형성된 그라프트 공중합체의 20-50 중량부; 및 (C) 시안화비닐 단량체 및 방향족비닐 단량체의 공중합체의 20 중량부 이하를 포함한다.
나노복합 수지 조성물, 나일론계 나노복합재 수지, 판상 실리케이트 무기 충전제

Description

나노복합 수지 조성물{NANOCOMPOSITE RESIN COMPOSITION}
본 발명은 나노복합 수지 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 높은 수준의 충격강도를 유지하는 동시에, 내열도 또는 탄성율 등의 제반 물성이 보다 향상된 나노복합 수지 조성물에 관한 것이다.
나일론계 수지는 대표적인 엔지니어링 플라스틱의 하나로서, 구조제를 비롯한 자동차의 내-외장재 등으로 폭넓게 사용되고 있다. 그러나, 이러한 나일론계 수지는 높은 수분 흡수성으로 인해 치수 불안정성과 휨 현상을 나타내며, 낮은 저온 충격강도와 내열도를 나타내는 단점을 가진다.
한편, ABS 수지는 고무질 중합체, 시안화비닐 단량체 및 방향족비닐 단량체를 그라프트 중합시켜 형성된 것으로서, 도장성과 내충격성이 우수한 열가소성 공중합체이다.
이에, 최근 들어 상기 나일론계 수지의 치수 불안정성과 낮은 충격강도를 보완하기 위한 방안의 하나로서, 나일론계 수지와 ABS 수지를 혼합하여 상기 두 가지 수지의 단점을 상호 보완하는 한편 장점을 극대화하고자 하는 시도가 이루어진 바 있다. 이 때, 상기 나일론 수지와 ABS 수지는 상용성이 낮기 때문에 상기 수지 혼합물에 상용화제를 첨가하는 방법이 제안된 바 있으며, 또한, 상기 수지 혼합물의 충격강도를 보다 향상시키기 위해 폴리올레핀 고무상에 작용기를 부여한 충격 보강제를 상기 수지 혼합물에 더 첨가하는 방법이 제안된 바 있다. 그러나, 이러한 방법은 고무상의 첨가로 인해 상기 수지 혼합물의 유동성 또는 탄성율 등의 기계적 특성이 저하될 뿐 아니라, 내열도가 향상되지 못하는 한계가 있다.
이 때문에, 상기 나일론계 수지 및 ABS 수지 등을 포함하는 수지 조성물에 나노 스케일의 판상 점토광물을 더 첨가하여, 상기 수지 조성물의 충격강도 저하를 줄이면서 탄성율 등의 물성을 보다 향상시키고자 하는 시도가 이루어진 바 있다.
보다 구체적으로, 특허 공개 제 2004-52621 호에는 나일론계 수지 등의 폴리아미드 수지, ABS 수지 등의 그라프트 공중합체, SAN(스티렌-아크릴로니트릴) 공중합체 등의 시안화비닐 단량체와 방향족비닐 단량체의 공중합체, 에틸렌-프로필렌계 공중합체, 말레이미드계 공중합체 및 알킬 암모늄 화합물로 유기화 처리된 판상 점토광물을 포함하는 나노복합 수지 조성물이 개시된 바 있다. 또한, 상기 공개 문헌에는, 이러한 나노복합 수지 조성물이 다른 구성 성분과 함께 상기 알킬 암모늄 화합물로 유기화 처리된 판상 점토광물을 포함함으로서, 충격강도, 특히, 저온 충격강도의 저하가 그리 크지 않으면서도 보다 향상된 탄성율 등의 물성을 나타낸다고 기재되어 있다.
그러나, 상기 공개 문헌에 개시된 나노복합 수지 조성물에 따르더라도, 여전히 큰 폭의 충격강도 저하가 나타나고 있으며 탄성율 등의 물성 역시 충분치 못한 문제점이 있다.
이에 본 발명은 높은 수준의 충격강도를 유지하면서도 보다 향상된 탄성율 또는 내열도 등의 물성을 나타내는 나노복합 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (A) 나노 스케일의 판상 실리케이트계 무기 충전제가 첨가된 나일론계 나노 복합재 수지의 45-79.5 중량부; (B) 고무질 중합체, 시안화비닐 단량체 및 방향족비닐 단량체를 그라프트 중합시켜 형성된 그라프트 공중합체의 20-50 중량부; 및 (C) 시안화비닐 단량체 및 방향족비닐 단량체의 공중합체의 20 중량부 이하를 포함하는 나노복합 수지 조성물을 제공한다.
기타 본 발명의 실시 형태들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 당업자가 자명하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명에 대한 예시로 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명은 기본적으로, (A) 나노 스케일의 판상 실리케이트계 무기 충전제가 첨가된 나일론계 나노 복합재 수지의 45-79.5 중량부; (B) 고무질 중합체, 시안화비닐 단량체 및 방향족비닐 단량체를 그라프트 중합시켜 형성된 그라프트 공중합체의 20-50 중량부; 및 (C) 시안화비닐 단량체 및 방향족비닐 단량체의 공중합체의 20 중량부 이하를 포함하는 나노복합 수지 조성물을 제공한다.
이러한 나노복합 수지 조성물은 일반적인 나일론계 수지가 아니라, (A) 나노 스케일의 판상 실리케이트계 무기 충전제가 첨가된 나일론계 나노 복합재 수지를 포함한다. 이로서, 상기 나노복합 수지 조성물은, 예를 들어, 특허 공개 제 2004-53621 호에 기재된 종래의 나노복합 수지 조성물에 비해서도, 충격강도를 더욱 높은 수준으로 유지할 수 있는 동시에, 보다 향상된 탄성율 또는 내열도 등의 물성을 나타낼 수 있다.
이러한 나노복합 수지 조성물의 구성을 각 구성 성분 별로 구체적으로 살피면 이하와 같다.
상기 나노복합 수지 조성물은 우선, (A) 나노 스케일의 판상 실리케이트계 무기 충전제가 첨가된 나일론계 나노 복합재 수지의 45-79.5 중량부를 포함한다. 이러한 (A) 나일론계 나노 복합재 수지는 상기 나노복합 수지 조성물의 충격강도 저하를 최소화하면서 탄성율 등의 물성을 향상시키는 작용을 한다. 즉, 상기 나노복합 수지 조성물은 이러한 (A) 나일론계 나노 복합재 수지를 포함함으로서 보다 높은 수준의 충격강도를 유지할 수 있는 동시에 보다 향상된 탄성율 등의 물성을 나타낼 수 있다.
이러한 (A) 나일론계 나노 복합재 수지는 나일론계 수지를 중합하는 과정에서 판상 실리케이트계 무기 충전제를 분산시킴으로서 제조될 수 있다. 이렇게 제조된 (A) 나일론계 나노 복합재 수지는 상기 판상 실리케이트계 무기 충전제의 판상 구조가 박리되어 상기 나일론계 수지에 나노 스케일로 분산된 형태를 띈다.
상기 (A) 나일론계 나노 복합재 수지를 제조하기 위해 사용되는 상기 나일론계 수지에는, 나일론 6, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 6,6, 나일론 6,9, 나일론 6,10, 나일론 6,12 등의 통상적인 나일론계 수지나 이들의 공중합체가 제한없이 포함될 수 있다. 다만, 상기 나일론계 수지로는 상대 점도가 2.4-3.5이고, 중량 평균 분자량이 20,000-100,000인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 카르복실기와 아민기를 20-60 mmol/kg으로 포함하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 나일론계 수지를 사용해 제조한 (A) 나일론계 나노 복합재 수지를 포함시켜, 나노복합 수지 조성물의 내열도 또는 탄성율 등의 제반 물성을 최적화할 수 있다.
한편, 상기 (A) 나일론계 나노 복합재 수지로서 상업적으로 상용화된 제품을 사용할 수도 있는데, 이러한 제품으로는 예를 들어 일본 우베(Ube)사의 1022C2 등이 있다.
그리고, 상기 (A) 나일론계 나노 복합재 수지에 첨가되는 판상 실리케이트 계 무기 충전제로는 몬모릴로나이트, 논트로나이트, 베이델라이트, 볼콘스코이트 라포나이트, 합성 헥토라이트, 천연 헥토라이트 등 종래부터 알려진 임의의 판상 실리케이트계 물질들을 제한없이 사용할 수 있다. 또한, 상기 판상 실리케이트계 무기 충전제는 0.5-5 중량%의 함량으로 상기 (A) 나일론계 나노 복합재 수지에 첨가될 수 있는데, 이러한 함량 범위에 따라 상기 나노 복합 수지 조성물의 충격강도 저하를 최소화하면서도 탄성율 향상 효과를 보다 높일 수 있다.
한편, 상기 (A) 나일론계 나노 복합재 수지는 상기 나노복합 수지 조성물에 45-79.5 중량부의 함량으로 포함된다. 만일, 상기 (A) 나일론계 나노 복합재 수지가 45 중량부 미만으로 포함되면 상기 나노복합 수지 조성물의 제조 공정이 불안정하게 될 수 있고, 79.5 중량부를 초과하여 포함되면 상기 나노복합 수지 조성물의 저온 충격강도가 저하될 수 있다.
상기 나노복합 수지 조성물은 또한, (B) 고무질 중합체, 시안화비닐 단량체 및 방향족비닐 단량체를 그라프트 중합시켜 형성된 그라프트 공중합체의 20-50 중량부를 포함한다.
여기서, 상기 (B) 그라프트 공중합체를 형성하기 위한 상기 고무질 중합체로는 폴리부타디엔계 고무질 중합체를 사용할 수 있고, 이외에도 당업자에게 자명한 고무질 중합체를 제한없이 사용할 수 있다. 이 때, 상기 고무질 중합체는 0.2-0.5㎛의 평균 입경을 가지는 것이 바람직하다. 만일, 평균 입경이 0.2㎛ 미만인 소입경 고무질 중합체를 사용해 상기 (B) 그라프트 공중합체를 형성하면, 상기 나노복합 수지 조성물의 탄성율 등의 기계적 물성은 향상되지만 저온 충격강도가 저하될 수 있다. 또한, 평균 입경이 0.5㎛를 초과하는 대입경 고무질 중합체를 사용하면, 나일론과 같은 파괴거동에서 상기 나노복합 수지 조성물의 충격강도가 향상되지 못할 수 있다.
한편, 상기 고무질 중합체와 그라프트 중합되는 상기 시안화비닐 단량체로는, 예를 들어, 아크릴로니트릴 또는 메타크릴로니트릴의 어느 하나의 화합물이나 이들의 혼합물을 사용할 수 있고, 상기 방향족비닐 단량체로는 스티렌, 메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌 또는 비닐 톨루엔의 어느 하나의 화합물이나 하나 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
또한, 상기 (B) 그라프트 공중합체는 상기 고무질 중합체의 30-70 중량%와 상기 시안화비닐 단량체 및 방향족비닐 단량체의 혼합물의 나머지 함량을 그라프트 중합시켜 형성된 것으로 될 수 있다. 이렇게 형성된 (B) 그라프트 공중합체는 코어가 고무질 중합체이고 쉘이 시안화비닐 단량체 및 방향족비닐 단량체인 코어-쉘 형태의 공중합체로 될 수 있다.
그리고, 상기 고무질 중합체, 시안화비닐 단량체 및 방향족비닐 단량체는 괴상중합법, 괴상·현탁중합법 또는 유화중합법 등의 방법으로 그라프트 공중합될 수 있다.
한편, 상술한 (B) 그라프트 공중합체는 20-50 중량부의 함량으로 상기 나노복합 수지 조성물에 포함된다. 상기 (B) 그라프트 공중합체가 20 중량부 미만으로 포함되면, 상기 나노복합 수지 조성물의 저온 충격강도가 저하될 수 있으며, 50 중량부를 초과하여 포함되면, 상기 나노복합 수지 조성물의 생산 공정이 불안정해질 수 있다.
또한, 상기 나노복합 수지 조성물은 (C) 시안화비닐 단량체 및 방향족비닐 단량체의 공중합체의 20 중량부 이하를 포함한다.
이러한 (C) 공중합체는 시안화비닐 단량체 및 방향족비닐 단량체를 공중합시켜 형성된 것으로, 상기 (B) 그라프트 공중합체와 마찬가지로, 상기 시안화비닐 단량체로는, 예를 들어, 아크릴로니트릴 또는 메타크릴로니트릴의 어느 하나의 화합물이나 이들의 혼합물을 사용할 수 있고, 상기 방향족비닐 단량체로는 스티렌, α-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌 또는 비닐 톨루엔의 어느 하나의 화합물이나 하나 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
또한, 상기 시안화비닐 단량체 및 방향족비닐 단량체를 공중합시키는 방법으로는 현탁 중합법 또는 괴상 중합법을 들 수 있다.
이러한 (C) 공중합체가 포함됨으로서, 상기 나노복합 수지 조성물의 유동성과 함께 탄성율 또는 내열도 등의 기계적 물성을 보다 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 (C) 공중합체는 시안화비닐 단량체의 15-40 중량부와 방향족비닐 단량체의 나머지 함량을 공중합시켜 형성된 것으로 될 수 있고, 70,000-300,000의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다.
그리고, 상술한 (C) 공중합체는 20 중량부 이하의 함량으로 상기 나노복합 수지 조성물에 포함된다. 상기 (C) 공중합체가 20 중량부를 초과하여 포함되면, 나노복합 수지 조성물의 저온 충격강도가 저하될 수 있다.
한편, 상기 나노복합 수지 조성물은 상술한 (A) 나일론계 나노 복합재 수지, (B) 그라프트 공중합체 및 (C) 공중합체의 세 가지 필수 성분 이외에, 선택적으로, (D) 유기화 처리된 나노 스케일의 판상 실리케이트계 무기 충전제, (E) 에틸렌-옥텐 공중합체에 무수말레산을 그라프트 중합시켜 형성된 그라프트 공중합체 또는 (F) 무수말레산, N-(치환)말레이미드, 시안화비닐 단량체 및 방향족비닐 단량체의 공중합체의 하나 이상의 선택적 성분을 더 포함할 수도 있다. 이러한 (D) 유기화 처리된 판상 실리케이트계 무기 충전제, (E) 그라프트 중합체 및 (F) N-(치환)말레이미드계 공중합체의 각 선택적 구성 성분에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선, 상기 나노복합 수지 조성물은 상술한 (A) 나일론계 나노복합재 수지, (B) 그라프트 공중합체 및 (C) 공중합체를 합한 100 중량부를 기준으로,(D) 유기화 처리된 판상 실리케이트계 무기 충전제의 0.5-5 중량부를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 판상 실리케이트계 무기 충전제로는 상기 (A) 나일론계 나노 복합재 수지의 경우와 마찬가지로, 몬모릴로나이트, 논트로나이트, 베이델라이트, 볼콘스코이트 라포나이트, 합성 헥토라이트, 천연 헥토라이트 등의 종래부터 알려진 임의의 판상 실리케이트계 물질들을 제한없이 사용할 수 있다.
또한, 이러한 판상 실리케이트계 무기 충전제를 유기화 처리하기 위한 유기화제로는, 나일론계 수지와 반응성이 있는 하이드록실 반응기가 포함된 알킬 암모늄계 화합물 등을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 유기화제로는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112005078331012-pat00001
상기 화학식 1에서, 상기 T는 탄소수가 18개인 사슬의 65% 이하, 탄소수가 16개인 사슬의 30%이하 및 탄소수가 14개인 사슬의 5%이하를 포함하는 사슬 형태의 탄소 화합물을 나타낸다.
상기 (D) 유기화 처리된 판상 실리케이트계 무기 충전제는, 친수성을 가진 자연 상태의 상기 판상 실리케이트를 물에 분산시킨 후 상기 유기화제를 첨가하여, 상기 판상 실리케이트와 상기 유기화제 간의 이온교환 반응을 일으킴으로서 형성될 수 있다. 이러한 (D) 유기화 처리된 판상 실리케이트계 무기 충전제는 80-120meq/100g의 이온교환 능력을 지닐 수 있으며, 상기 나노복합 수지 조성물에 선택적으로 포함되어 내열도를 개선하는 동시에 탄성율 등의 기계적 물성을 향상시키는 작용을 할 수 있다.
한편, 상기 (D) 유기화 처리된 판상 실리케이트계 무기 충전제는 상기 (A)+(B)+(C)의 100 중량부를 기준으로, 0.5-5 중량부의 함량으로 상기 나노복합 수지 조성물에 포함될 수 있다. 만일, 0.5 중량부 미만으로 포함되면, 나노복합 수지 조성물의 내열도 및 탄성율 개선 효과를 거의 거둘 수 없으며, 상기 5 중량부를 초과하여 포함되면, 나노복합 수지 조성물의 저온 충격강도가 저하될 수 있다.
또한, 상기 나노복합 수지 조성물은 상술한 (A) 나일론계 나노복합재 수지, (B) 그라프트 공중합체 및 (C) 공중합체를 합한 100 중량부를 기준으로, (E) 에틸렌-옥텐 공중합체에 무수말레산을 그라프트 중합시켜 형성된 그라프트 공중합체의 2-20 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 (E) 그라프트 공중합체는 상기 나노복합 수지 조성물의 충격 보강제로서의 작용을 할 수 있다.
이러한 (E) 그라프트 공중합체는, 예를 들어, 에틸렌의 60-80 중량%와 옥텐의 20-40 중량%를 공중합하여 형성된 에틸렌-옥텐 공중합체의 100 중량부에, 무수말레산의 0.1-5 중량부를 그라프트 중합시켜 형성될 수 있다.
상기 에틸렌-옥텐 공중합체에 무수말레산을 그라프트 중합시키는 방법은 당업자에게 자명하게 알려져 있다. 예를 들어, 상기 에틸렌-옥텐 공중합체와 무수말레산의 압출공정을 실시함으로서 그라프트 중합시킬 수 있다.
한편, 상기 (E) 그라프트 공중합체는 상기 (A)+(B)+(C)의 100 중량부에 대해, 2-20 중량부의 함량으로 상기 나노복합 수지 조성물에 포함될 수 있다. 만일, 상기 (E) 그라프트 공중합체가 2 중량부 미만으로 포함되면, 나노복합 수지 조성물의 충분한 충격 보강 효과를 거둘 수 없으며, 20 중량부를 초과하여 포함되면, 나노복합 수지 조성물의 유동성 및 탄성율 등의 기계적 물성이 저하되어 사용상의 제약이 있을 수 있다.
그리고, 상기 나노복합 수지 조성물은 상술한 (A) 나일론계 나노복합재 수지, (B) 그라프트 공중합체 및 (C) 공중합체를 합한 100 중량부를 기준으로, (F) 무수말레산, N-(치환)말레이미드, 시안화비닐 단량체 및 방향족비닐 단량체의 공중 합체의 1-15 중량부를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 (B) 그라프트 공중합체 또는 (C) 공중합체에서 사용한 것과 마찬가지로, 상기 시안화비닐 단량체로는, 예를 들어, 아크릴로니트릴 또는 메타크릴로니트릴의 어느 하나의 화합물이나 이들의 혼합물을 사용할 수 있고, 상기 방향족비닐 단량체로는 스티렌, 메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌 또는 비닐 톨루엔의 어느 하나의 화합물이나 하나 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
또한, 상기 N-(치환)말레이미드로는 N-메틸 말레이미드, N-에틸 말레이미드, N-싸이클로헥실 말레이미드 또는 N-페닐 말레이미드 등의 어느 하나의 화합물이나 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 (F) N-(치환)말레이미드계 공중합체는 상기 나노복합 수지 조성물에 선택적으로 포함되어 상용화제로서의 작용을 할 수 있다.
이러한 (F) N-(치환)말레이미드계 공중합체는, 예를 들어, 무수말레산 및 N-(치환)말레이미드의 20-60 중량%와 시안화비닐 단량체 및 방향족비닐 단량체의 40-80 중량%를 공중합시켜 형성될 수 있다.
한편, 상기 (F) N-(치환)말레이미드계 공중합체는 상기 (A)+(B)+(C)의 100 중량부에 대해, 1-15 중량부의 함량으로 상기 나노복합 수지 조성물에 포함될 수 있다. 만일, 상기 (F) N-(치환)말레이미드계 공중합체가 1 중량부 미만으로 포함되면, 상용화제로서의 작용을 제대로 나타낼 수 없고, 15 중량부를 초과하여 포함되면, 나노복합 수지 조성물의 유동성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 나노복합 수지 조성물은 상술한 (A)-(F)의 구성 성분 외에, 그 물성을 해하지 않는 범위 내에서 산화방지제, 열안정제, 광안정제, 활제, 항균제, 이형제 또는 핵제 등의 첨가제를 하나 이상 추가로 포함할 수 있다. 다만, 상기 나노복합 수지 조성물에서 사용 가능한 첨가제의 종류가 특히 제한되지는 않으며, 나노복합 수지 조성물에서 사용되어 오던 임의의 첨가제가 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
후술하는 실시예 및 비교예에서 사용하는 (A) 내지 (F)의 각 성분의구체적인 사양은 다음과 같다.
(A) 나일론계 나노복합재 수지
일본 우베사의 1022C2를 사용하였다.
(A-1) 나일론계 수지
한국 코오롱(Kolon)사의 KN-120을 사용하였다.
(B) 그라프트 공중합체(g-ABS 수지)
평균 입경이 0.31㎛인 고무질 중합체의 58 중량%와 아크릴로니트릴 24 중량% 및 스티렌 18 중량%를 유화 그라프트 중합시켜 형성한 대입경 그라프트 공중합체를 사용하였다.
(C) 시안화비닐 단량체 및 방향족 비닐 단량체의 공중합체(SAN 수지)
아크릴로니트릴의 28 중량%와 스티렌의 72 중량%를 공중합하여 형성한 것으로, 약 125,000의 중량 평균 분자량을 가지는 스티렌-아크릴로니트릴(SAN) 공중합체를 사용하였다.
(D) 유기화 처리된 나노 스케일의 판상 실리케이트계 무기 충전제(유기화clay)
미국 서던 클레이(Southern clay)사의 Cloisite 30B를 사용하였다.
(E) 그라프트 공중합체(EOR-MAH 공중합체)
듀퐁(Dupont)사의 Fusabond MN-493D를 사용하였다.
(F) N-(치환)말레이미드계 공중합체
덴카(Denka)사의 MS-NA를 사용하였다.
실시예 1~2
하기 표 1에 나타난 조성에 따라 (A) 내지 (F)의 각 구성 성분을 혼합한 후, 이축 압출기를 사용해 펠렛을 제조하였으며 사출기를 사용해 물성 측정용 시편을 제조하였다.
비교예 1~6
하기 표 1에 나타난 조성에 따라 (A)(또는 (A1)) 내지 (F)의 각 구성 성분을 혼합한 후, 이축 압출기를 사용해 펠렛을 제조하였으며 사출기를 사용해 물성 측정용 시편을 제조하였다.
시험예
상기 실시예 1-2 및 비교예 1-6에서 얻은 펠렛 및 물성 측정용 시편에 대하여 하기의 방법으로 물성을 평가하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
(1) 인장강도
ASTM D-637에 따라 인장강도를 측정하였으며, 단위는 kgf/cm2이다.
(2) 굴곡강도
굴곡강도는 ASTM D-790에 따라 측정하였으며, 단위는 kgf/cm2이다.
(3) 굴곡탄성율
굴곡강도는 ASTM D-790에 따라 측정하였으며, 단위는 kgf/cm2이다.
(4) 아이조드(Izod) 충격강도
ASTM D-256에 따라 아이조드 노치 충격강도를 1/8 인치 두께 시편을 이용하여 측정하였으며, 저온(-30)℃의 영역에서 측정하였고 단위는 kgf·cm/cm이다.
(5) HDT (Heat Distortion Temperature)
ASTM D-648에 따라 0.01 inch의 deflection이 발생하는 온도를 측정하였고, 단위는 ℃이다.
[표 1]
구분 성분 실시예 비교예
1 2 1 2 3 4 5 6
(A)나일론계 나노복합재 수지 60 60 60 60 40 - - -
(A-1)나일론계 수지 - - - - - 60 60 60
(B)g-ABS 수지 28 28 40 15 35 40 28 28
(C)SAN 수지 12 12 25 25 12 12
(D)유기화 clay - 2 - - - 3 1 3
(E)EOR-MAH 공중합체 7 7 7 7 7 7 7 7
(F)N-(치환)말레이미드계 공중합체 7 7 7 7 7 7 7 7
인장강도(kgf/cm2) 550 570 480 570 350 400 500 520
굴곡강도(kgf/cm2) 760 770 670 750 550 600 700 740
굴곡탄성율(kgf/cm2) 21000 23000 18000 22000 12000 16000 18000 20000
저온 Izod 충격강도 (kgf·cm/cm) 75 14 86 5 50 20 11 6
HDT (℃) 90 98 78 92 70 75 85 90
* 이 때, 상기 성분들의 단위는 중량부이고, 상기 (D), (E) 및 (F) 성분은 기초수지 100 중량부 기준이다.
상기 표 1의 결과에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1-2는 비교예 1-6에 비해 물성밸런스가 우수함이 밝혀졌다.
보다 구체적으로, 실시예 1과 비교예 1~3의 결과를 보면, (C) 공중합체(SAN 수지)를 첨가하지 않은 비교예 1은 우수한 저온 충격강도를 나타내고는 있으나 탄성율과 내열도가 낮은 결과를 나타내고 있다. 또한, (C) 공중합체(SAN 수지)의 첨가량을 증가시킨 비교예 2를 보면 탄성율 및 내열도는 상승한 결과를 보이고 있으나 저온 충격강도가 급격하게 하락한 결과를 보이고 있으며, (A) 나일론계 나노복합재 수지의 함량을 줄이고 (B) 그라프트 공중합체(g-ABS 수지)의 함량을 증가시킨 비교예 3은 (B) 그라프트 공중합체(g-ABS 수지)에 포함된 고무질 중합체의 함량 증가로 인해 저온 내충격강도는 상승한 결과를 나타내고 있으나 탄성율과 같은 기계적 물성이 급락한 결과를 나타내고 있다.
또한, (D) 유기화 처리된 나노 스케일의 판상 실리케이트계 무기 충전제(유기화clay)를 추가로 첨가한 실시예 2와 나일론계 수지를 사용한 비교예 4~6의 결과를 보면, (C) 공중합체(SAN 수지)를 첨가하지 않은 비교예 4는 우수한 저온 충격강도를 나타내고 있으나 탄성율과 내열도가 낮은 결과를 보이고 있다. 그리고, (C) 공중합체(SAN 수지)를 첨가한 비교예 5, 6을 보면, (D) 유기화 처리된 나노 스케일의 판상 실리케이트계 무기 충전제(유기화clay)의 함량 증가에 수반하여 기계적 물성 및 내열도가 상승하는 결과를 보이고 있으나, 저온 충격강도는 하락하는 결과를 나타내고 있다.
부가하여, (A) 나일론계 나노 복합재 수지를 사용한 실시예 2가 일반적인 나일론계 수지만을 사용한 비교예 4~6보다 기계적 물성 및 저온 충격강도의 면에서 안정된 물성 균형을 나타내고 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 높은 수준의 충격강도, 특히, 저온 충격강도를 유지하면서도, 탄성율 또는 내열도 등의 제반 물성이 보다 향상된 나노복합 수지 조성물이 제공될 수 있다.
따라서, 제반 물성이 보다 향상된 품질 좋은 나노복합 수지를 제공할 수 있다.

Claims (12)

  1. (A) 나노 스케일의 판상 실리케이트계 무기 충전제 0.5 ~ 5중량%가 첨가된 나일론계 나노 복합재 수지 45-79.5 중량부;
    (B) 고무질 중합체, 시안화비닐 단량체 및 방향족비닐 단량체를 그라프트 중합시켜 형성된 그라프트 공중합체 20-50 중량부; 및
    (C) 시안화비닐 단량체 및 방향족비닐 단량체의 공중합체 20 중량부 이하를 포함하는 나노복합 수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 고무질 중합체는 폴리부타디엔계 고무질 중합체를 포함하는 나노복합 수지 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 고무질 중합체는 0.2-0.5㎛의 평균 입경을 가지는 나노복합 수지 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 시안화비닐 단량체는 아크릴로니트릴 또는 메타크릴로니트릴을 포함하고, 상기 방향족 비닐 단량체는 스티렌, 메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌 또는 비닐톨루엔을 포함하는 나노복합 수지 조성물.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 (A) 나일론계 나노복합재 수지는 상대 점도가 2.4-3.5이고, 중량 평균 분자량이 20,000-100,000인 나일론계 수지에 나노 스케일의 판상 실리케이트계 무기 충전제가 첨가된 것을 포함하는 나노복합 수지 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 (C) 공중합체는 70,000-300,000의 중량 평균 분자량을 가지는 나노복합 수지 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서, (A)+(B)+(C)의 100 중량부를 기준으로, (D) 유기화 처리된 나노 스케일의 판상 실리케이트계 무기 충전제를 0.5-5 중량부 더 포함하는 나노복합 수지 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 (D) 유기화 처리된 나노 스케일의 판상 실리케이트계 무기 충전제는 하기 화학식 1로 표시되는 유기화제로 나노 스케일의 판상 실리케이트계 무기 충전제를 처리한 것을 포함하는 나노복합 수지 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112005078331012-pat00002
    상기 화학식 1에서, 상기 T는 탄소수가 18개인 사슬의 65% 이하, 탄소수가 16개인 사슬의 30%이하 및 탄소수가 14개인 사슬의 5%이하를 포함하는 사슬 형태의 탄소 화합물을 나타낸다.
  10. 제 1 항에 있어서, (A)+(B)+(C)의 100 중량부를 기준으로, (E) 에틸렌-옥텐 공중합체에 무수말레산을 그라프트 중합시켜 형성된 그라프트 공중합체의 2-20 중량부를 더 포함하는 나노복합 수지 조성물.
  11. 제 1 항에 있어서, (A)+(B)+(C)의 100 중량부를 기준으로, (F) 무수말레산, N-(치환)말레이미드, 시안화비닐 단량체 및 방향족비닐 단량체의 공중합체의 1-15 중량부를 더 포함하는 나노복합 수지 조성물.
  12. 제 1 항에 있어서, 산화 방지제, 열 안정제, 광 안정제, 활제, 항균제, 이형제 및 핵제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 나노복합 수지 조성물.
KR1020050135053A 2005-12-30 2005-12-30 나노복합 수지 조성물 KR100742563B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050135053A KR100742563B1 (ko) 2005-12-30 2005-12-30 나노복합 수지 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050135053A KR100742563B1 (ko) 2005-12-30 2005-12-30 나노복합 수지 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070071529A KR20070071529A (ko) 2007-07-04
KR100742563B1 true KR100742563B1 (ko) 2007-07-25

Family

ID=38506646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050135053A KR100742563B1 (ko) 2005-12-30 2005-12-30 나노복합 수지 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100742563B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100899770B1 (ko) 2007-05-14 2009-05-28 주식회사 코오롱 폴리아미드 수지 조성물

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101555351B (zh) * 2008-04-10 2012-05-30 上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司 一种纳米橡胶增韧尼龙材料的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040053621A (ko) * 2002-12-17 2004-06-24 제일모직주식회사 우수한 저온 내충격성을 갖는 나노복합 수지 조성물
KR20060042044A (ko) * 2004-07-02 2006-05-12 주식회사 엘지화학 나노복합체 난연성 열가소성 수지 조성물

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040053621A (ko) * 2002-12-17 2004-06-24 제일모직주식회사 우수한 저온 내충격성을 갖는 나노복합 수지 조성물
KR20060042044A (ko) * 2004-07-02 2006-05-12 주식회사 엘지화학 나노복합체 난연성 열가소성 수지 조성물

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100899770B1 (ko) 2007-05-14 2009-05-28 주식회사 코오롱 폴리아미드 수지 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070071529A (ko) 2007-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101800079B1 (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품
KR20200065241A (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품
KR100821066B1 (ko) 기계적 물성이 향상된 나일론/ａｂｓ/ｐｍｍａ 얼로이
KR100742563B1 (ko) 나노복합 수지 조성물
JP3201206B2 (ja) ゴム変性スチレン系樹脂組成物およびその成形品
JPS5986653A (ja) 樹脂組成物
CN1687217A (zh) Pp和abs纳米填料合金及其制备方法
JP3017233B2 (ja) 樹脂組成物
US8114933B2 (en) Thermoplastic resin composition with low coefficient of linear thermal expansion
EP4299669A1 (en) Thermoplastic resin composition and molded article using same
US20060252870A1 (en) Method for preparation of polyolefin nanocomposite
KR102240470B1 (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품
KR100643739B1 (ko) 기계적 물성이 향상된 나일론/ａｂｓ 얼로이
JPH0134462B2 (ko)
JP3086493B2 (ja) 耐衝撃性に優れたポリアミド樹脂組成物
EP3705283A1 (en) Method for producing foam, and foam produced thereby
JP3017234B2 (ja) 樹脂組成物
JP3288911B2 (ja) ポリカーボネート樹脂組成物及びその成形品
JP3141748B2 (ja) ゴム変性スチレン系樹脂組成物及びその成形品
KR20180075095A (ko) 열가소성 난연 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 사출 성형품
KR20180047496A (ko) 열가소성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 형성된 성형품
KR100719213B1 (ko) 저선팽창성 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ａｂｓ) 수지조성물
KR102514693B1 (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품
KR20230096632A (ko) 폴리에테르아미드 블록 공중합체 및 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물
KR100853432B1 (ko) 기계적 물성 및 저광택성이 우수한 스티렌계 열가소성 수지조성물

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130607

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140605

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee