KR100793584B1 - 열가소성 수지 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금형 표면 특성이 우수한 ABS계 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 a) ABS계 그라프트 공중합체 20 내지 60 중량부; b) 방향족 비닐화합물, 비닐 시안 화합물, 아크릴산의 알킬 에스테르 단량체 및 메타크릴산의 알킬 에스테르 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 2종 이상의 단량체의 공중합체 40 내지 80 중량부; 및 c) a) 및 b)의 합 100 중량부에 대해, 중량평균분자량이 적어도 10,000인 디메틸폴리실록산 0.5 내지 2.0 중량부를 포함하여 이루어지는 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 활제로서 중량평균분자량이 적어도 10,000인 디메틸폴리실록산 0.5 내지 2.0 중량부를 첨가하여 배합시에도 기존의 활제를 첨가하였을 때에 비하여 연속사출 시에도 금형 표면에 잔류물이 생기지 않는 금형 표면 특성이 우수한 효과가 있다.

금형 표면 특성, 잔류물, 디메틸폴리실록산, 열가소성 수지

Description

열가소성 수지 조성물{Thermoplastic Resin Composition}

본 발명은 ABS계 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 활제로서 중량평균분자량이 적어도 10,000인 디메틸폴리실록산을 포함하여 이루어지는 금형 표면 특성이 우수한 ABS계 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.

아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(이하 ABS라 함) 공중합체 수지는 내충격성, 강성한 정도의 물성 밸런스, 내약품성, 성형가공성, 광택 등이 우수한 것으로 OA기기, 가전제품, 일반 잡화 등의 용도로 사출 성형용 수지로서 폭넓게 이용되고 있고, 장난감의 재료로도 널리 사용되어지고 있다. 이들 분야에서 사용된 성형품은 일반적으로 사출성형에 의해 얻을 수 있지만, 장기간 연속 사출 성형을 할 경우 첨가되고 있는 활제가 수지 표면으로 이행하여 금형 표면 및 성형품 표면을 오염시키는 현상이 발생하게 된다.

이러한 표면 불량은 적절한 가공 조건의 변경에 의하여 해결되어질 수 있기는 하지만 대부분 성형조건의 변경만으로는 해결하기가 어렵다. 또한 성형조건의 변경으로 해결한 경우에도 성형 사이클의 소요시간이 길어져 생산성이 저하되는 단점을 가지게 된다.

또 다른 해결방법으로는 사용하는 활제의 양을 줄이는 방법이 있다. 하지만 이 경우에 0.5 중량부 미만의 활제를 첨가하여 배합할 시, 수지 자체의 기본 물성 밸런스를 파괴할 수 있고, 사출압의 증가로 인하여 수지의 열안정성을 악화시키는 등의 문제를 발생시킬 수 있다.

상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 수지에 활제로서 중량평균분자량이 적어도 10,000인 디메틸폴리실록산을 0.5 내지 2.0 중량부로 첨가하여 배합 시에도 기존의 활제를 배합할 때 보다 금형 표면에 잔류물이 생기지 않는 금형 표면 특성이 우수한 ABS계 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

a) ABS계 그라프트 공중합체 20 내지 60 중량부;

b) 방향족 비닐화합물, 비닐 시안 화합물, 아크릴산의 알킬 에스테르 단량체 및 메타크릴산의 알킬 에스테르 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 2종 이상 단량체의 공중합체 40 내지 80 중량부; 및

c) 상기 a) 및 b)의 합 100 중량부에 대해, 중량평균분자량이 적어도 10,000인 디메틸폴리실록산 0.5 내지 2.0 중량부

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물을 제공한다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

상기 열가소성 수지 조성물에서 ABS계 그라프트 공중합체는 입자경이 2,500 내지 4,000 Å이고, 겔함량이 70 내지 85 %이며, 팽윤지수가 12 내지 30인 폴리부타디엔 고무라텍스 30 내지 60 중량부에 방향족 비닐화합물 및 비닐 시안 화합물로 이루어진 군으로부터 2종 이상 선택되는 단량체 혼합물 40 내지 70 중량부를 투여하여 통상적인 그라프트 유화중합 방법으로 제조된다. 이때, 상기 단량체 혼합물의 5 내지 30 중량%는 일괄투여하고 70 내지 95 중량%는 유화된 상태로 연속 투여하는 단계를 거친다.

상기 ABS계 그라프트 공중합체는 20 내지 60 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 20 중량부 미만일 경우 내충격성이 저하되는 문제점이 발생하고, 60 중량부를 초과할 경우 사출 가공성 및 강성이 저하되는 문제가 발생한다.

상기 열가소성 수지 조성물에서 방향족 비닐화합물, 비닐 시안 화합물, 아크릴산의 알킬 에스테르 단량체 및 메타크릴산의 알킬 에스테르 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 2종 이상 단량체의 공중합체는 방향족 비닐화합물과 비닐 시안 화합물의 공중합체가 바람직하다.

상기 방향족 비닐화합물은 스티렌, 알파메틸스티렌, 알파에틸스티렌, 파라메틸스티렌 또는 비닐톨루엔 등의 스티렌 모노머 유도체를 사용하는 것이 바람직하며, 이들은 단독 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.

상기 비닐 시안 화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 및 에타크릴로니트릴로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되어 사용될 수 있다.

상기 방향족 비닐화합물과 비닐 시안 화합물의 공중합체는 일반적인 가공조건에서 중량평균분자량이 50,000 내지 150,000인 것이 바람직하다. 상기 중량평균분자량이 50,000 미만일 경우에는 제품이 요구하는 구조 강성의 유지가 어렵고 제품 사용시 내구성에 문제가 발생하며, 150,000을 초과할 경우에는 사출가공성이 떨어지고 소형이나 정밀 제품의 사출에 문제가 발생할 수 있다.

상기 방향족 비닐화합물과 비닐 시안 화합물의 공중합체는 40 내지 80 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 40 중량부 미만일 경우 사출 가공성 및 강성이 저하되는 한 문제점이 발생하고, 80 중량부를 초과할 경우 내충격성이 저하되는 문제가 발생한다.

상기 열가소성 수지 조성물에서 활제인 디메틸폴리실록산은 중량평균분자량이 적어도 10,000인 것이 바람직하다. 상기 중량평균분자량이 1만 미만일 경우에는 사출 시 금형 표면에 침출되는 문제점이 발생한다.

상기 활제는 ABS계 그라프트 공중합체와 단량체의 공중합체의 합 100 중량부에 대해, 0.5 내지 2.0 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량을 0.5 중량부 미만으로 첨가하여 배합할 시에는 수지 자체의 기본 물성 밸런스를 파괴할 수 있고, 사출압의 증가로 인하여 수지의 열안정성을 악화시키는 문제점이 발생하며, 2.0 중량부를 초과하여 배합할 시에는 강성 저하 및 표면 박리 현상이 발생하는 문제점이 발생한다.

상기 열가소성 수지 조성물은 이형제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 적하방지제, 안료 및 무기충진제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1

1) ABS계 그라프트 공중합체

질소 치환된 중합반응기에 입자경이 2,900 Å이고 겔함량이 75 %이며, 팽윤지수가 20인 폴리부타디엔 고무라텍스 45 중량부에 이온교환수 100 중량부, 로진산 칼륨 유화제 0.4 중량부, 스티렌 9.6 중량부, 아크릴로니트릴 4.1 중량부, 덱스트로즈 0.2 중량부, 황화제1철 0.003 중량부 및 큐멘하이트로퍼옥사이드 0.09 중량부를 45 ℃에서 일괄투여하고 반응온도를 70 ℃까지 1 시간에 걸쳐서 상승시키면서 유화 중합반응을 시켰다.

그리고 여기에 이온교환수 30 중량부, 로진산 칼륨 1.3 중량부, 스티렌 28.9 중량부, 아크릴로니트릴 12.4 중량부, 3급 도데실메르캅탄 0.6 중량부 및 큐멘하이드로퍼옥사이드 0.15 중량부의 혼합 유화 용액을 3 시간동안 연속 투여한 후 다시 80 ℃로 승온한 후 1 시간 동안 숙성시키고 반응을 종료시켰다.

이 라텍스를 황산 수용액으로 응집시키고 세척한 다음 분말을 얻는다.

2) 방향족 비닐화합물과 비닐 시안 화합물의 공중합체

아크릴로니트릴 함량이 28 중량부이고, 중량평균 분자량이 100,000인 아크릴로니트릴-스티렌(SAN) 공중합체 수지를 사용하였다.

3) 디메틸폴리실록산

ABS계 그라프트 공중합체 및 SAN 공중합체의 합 100 중량부에 대해 중량평균분자량이 10,000인 디메틸폴리실록산 0.5 중량부를 사용하였다.

상기의 ABS계 그라프트 공중합체, 단량체 혼합물 및 활제인 디메틸폴리실록산을 포함한 열가소성 수지 조성물은 산화방지제 0.2 중량부를 투여하여 220 ℃의 실린더 온도에서 2축 압출혼련기를 사용하여 펠렛 형태로 제조하고, 이 펠렛으로 사출하여 물성을 측정하였다.

사출기는 ENGEL사의 제품을 사용하였고, 금형사출온도 230 ℃, 금형온도 26 ℃, 스크류(screw) RPM은 130인 조건으로 사출을 하였다.

금형표면에 잔류물이 생기지 않는 특성은 사출을 5000회 반복한 후 금형 표면에 발생하는 잔류물의 중량을 측정하여 나타내었다. 발생한 잔류물의 중량이 적을수록 금형 표면 특성이 우수하다.

실시예 2

상시 실시예 1에서 활제로 중량평균분자량이 10,000인 디메틸폴리실록산 1.0 중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.

실시예 3

상시 실시예 1에서 활제로 중량평균분자량이 10,000인 디메틸폴리실록산 1.5 중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.

[비교예]

비교예 1

상시 실시예 1에서 활제로 마그네슘 스테아레이트 0.7 중량부로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.

비교예 2

상시 실시예 1에서 활제로 중량평균분자량이 10,000인 디메틸폴리실록산을 사용하되 그 사용량이 3.0 중량부인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.

비교예 3

상시 실시예 1에서 활제로 중량평균분자량이 1,000인 디메틸폴리실록산 1.0 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.

표 1에 실시예와 비교예 실험결과를 정리하였다.

	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2	비교예3
그라프트 공중합체	30	30	30	30	30	30
SAN 공중합체	70	70	70	70	70	70
디메틸폴리실록산 중량평균분자량 10,000	0.5	1.0	1.5	-	3.0	-
디메틸폴리실록산 중량평균분자량 1,000	-	-	-	-	-	1.0
마그네슘 스테아레이트	-	-	-	0.7	-	-
표면 잔류물 중량 (g)	0.5	0.5	0.6	1.2	1.0	1.1

상기 표 1을 통하여, 본 발명에 따라 활제로 중량평균분자량이 10,000인 디메틸폴리실록산을 사용한 실시예 1 내지 3의 열가소성 수지 조성물은 활제로 마그네슘 스테아레이트를 사용한 비교에 1과 활제로 중량평균분자량이 10,000인 디메틸폴리실록산을 2.0 중량부 초과 사용한 비교예 2 및 활제로 중량평균분자량 1,000인 디메틸폴리실록산을 사용한 비교예 3과 비교하여 5000회 연속사출 시에도 표면 잔류물 중량이 적어 금형 표면 특성이 우수함을 확인할 수 있었다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 ABS계 열가소성 수지 조성물은 활제로서 중량평균분자량이 적어도 10,000인 디메틸폴리실록산을 0.5 내지 2.0 중량부로 첨가하여 배합하여 수지의 연속사출 시에도 기존의 활제보다 금형 표면에 잔류물이 생기지 않는 금형 표면 특성이 우수한 효과가 있다.

Claims (4)

1. a) 입자경이 2,500 내지 4,000 Å이고 겔함량이 70 내지 85 %이며 팽윤지수가 12 내지 30인 폴리부타디엔 고무라텍스 30 내지 60 중량부에, 방향족 비닐화합물 및 비닐 시안 화합물로 이루어진 단량체 혼합물 40 내지 70 중량부 중 5 내지 30 중량%를 일괄 투입하여 중합을 개시하고, 나머지 상기 단량체 혼합물 70 내지 95 중량%는 유화시킨 상태로 중합 도중 연속 투입하여 제조되는 ABS계 그라프트 공중합체 20 내지 60 중량부;

   b) 방향족 비닐화합물, 비닐 시안 화합물, 아크릴산의 알킬에스테르 단량체 및 메타크릴산의 알킬 에스테르 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 2종 이상 단량체의 공중합체 40 내지 80 중량부; 및

   c) 상기 a) 및 b)의 합 100 중량부에 대해, 중량평균분자량이 10,000 내지 1,000,000인 디메틸폴리실록산 0.5 내지 2.0 중량부

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 b)의 공중합체는 중량평균분자량이 50,000 내지 150,000인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
4. 제 1항에 있어서, 열가소성 수지 조성물은 이형제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 적하방지제, 안료 및 무기충진제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.