KR100840104B1 - EPDM rubber-organic clay nanocomposite manufacturing method and weather strip for automobile using nanocomposite produced thereby - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체 제조방법 및 이에 의해 제조된 나노복합체를 이용한 자동차용 웨더스트립에 관한 것으로, 유기점토가 이피디엠 고무내에 나노스케일로 분산되도록 하기 위하여 파라핀계 오일(Paraffinic Oil) 1 내지 50중량부 및 유기점토 1 내지 10중량부를 회분식 믹서 또는 교반기에 넣고 10℃ ~ 80℃ 범위의 온도에서 교반하여 용액법에 의해 유기점토가 삽입 또는 박리된 유기점토/파라핀계 오일 혼합물을 획득하는 단계; 및 상기 혼합물 1 내지 50중량부와 이피디엠 고무 1 내지 100중량부를 회분식 믹서 또는 압출기에 넣고 유리전이온도 이상에서 용융혼련하여 나노복합체를 제조하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체 제조방법 및 이에 의해 제조된 나노복합체를 이용한 자동차용 웨더스트립에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing EPDM rubber-organic clay nanocomposites and a weather strip for automobiles using nanocomposites prepared by the present invention, in order to disperse organic clay at nanoscale in EPDM rubber (Paraffinic Oil) 1 to 50 parts by weight and 1 to 10 parts by weight of organic clay in a batch mixer or stirrer and stirred at a temperature in the range of 10 ℃ to 80 ℃ to the organic clay / paraffinic oil mixture in which the organic clay is inserted or peeled off by a solution method Obtaining; And 1 to 50 parts by weight of the mixture and 1 to 100 parts by weight of EPDM rubber in a batch mixer or an extruder to melt kneading at a glass transition temperature or higher to prepare a nanocomposite; EPDM rubber-organic clay The present invention relates to a nanocomposite manufacturing method and a weather strip for automobile using the nanocomposite produced thereby.

본 발명에 따라 용액법의 단점인 용제(파라핀계 오일)를 제거하지 않고 이를 이피디엠 고무내에 용융 혼합하여 제조된 나노스케일로 분산된 형태를 이루는 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체는 인장강도, 인열강도, 신장율 등의 기계적 물성이 우수해지는 효과는 물론, 이를 자동차용 웨더스트립에 적용시 표면개선성이 향상되고 경량화가 우수해지는 효과가 있다.According to the present invention, EPDM rubber-organic clay nanocomposites forming a nanoscale dispersed form prepared by melting and mixing a solvent (paraffinic oil), which is a disadvantage of the solution method, by melting and mixing them in EPDM rubber, have a tensile strength and phosphorus. As well as the effect of excellent mechanical properties such as thermal strength, elongation, etc., when applied to automotive weather strips, the surface improvement is improved and the weight is excellent.

Description

이피디엠 고무-유기점토 나노복합체 제조방법 및 이에 의해 제조된 나노복합체를 이용한 자동차용 웨더스트립 { Method of manufacturing Ethylene Propylene Diene Monomer rubber-organic clay nanocomplex and weather strip for automobile using nanocomplex manufactured by the same }Method of manufacturing Ethylene Propylene Diene Monomer rubber-organic clay nanocomplex and weather strip for automobile using nanocomplex manufactured by the same}

도 1은 일반적인 방법을 이용하여 제조된 이피디엠 고무를 포함하는 자동차용 웨더스트립의 압출단면을 나타내는 사진.1 is a photograph showing an extruded cross-section of a weather strip for automobiles including EPDM rubber manufactured using a general method.

도 2는 본 발명과 달리 유기점토를 사용하여 용융혼합법으로 제조된 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체를 포함하는 자동차용 웨더스트립의 압출단면을 나타내는 사진.Figure 2 is a photograph showing the extrusion cross-section of the weather strip for automobiles containing EPDM rubber-organic clay nanocomposites prepared by melt mixing method using organic clay unlike the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 나노복합체 제조방법을 이용하여 제조된 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체를 포함하는 자동차용 웨더스트립의 압출단면을 나타내는 사진.Figure 3 is a photograph showing an extruded cross-section of the weather strip for automobiles including EPDM rubber-organic clay nanocomposites prepared using the nanocomposite manufacturing method according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 나노복합체 제조방법에서 파라핀계 오일내에 유기점토의 교반시간을 달리하여 제조된 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체를 포함하는 자동차용 웨더스트립의 압출단면을 나타내는 사진.Figure 4 is a photograph showing an extruded cross-section of the weather strip for automobiles including EPDM rubber-organic clay nanocomposites prepared by varying the stirring time of the organic clay in the paraffin-based oil in the method of manufacturing nanocomposites according to the present invention.

도 5는 Cloisite 15A의 판상간의 거리를 나타내는 X선 회절 패턴(X-ray pattern)을 나타내는 그래프.5 is a graph showing an X-ray diffraction pattern (X-ray pattern) showing the distance between the plates of Cloisite 15A.

도 6은 본 발명에 따른 나노복합체 제조방법에서 파라핀계 오일내에 유기점토의 교반시간을 1시간으로 하여 제조된 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체내 유기점토의 판상간 거리를 나타내는 X선 회절 패턴을 나타내는 그래프.FIG. 6 is an X-ray diffraction pattern showing the plate-to-plate distance of organic clay in EPDM rubber-organic clay nanocomposites prepared in a method of preparing nanocomposites according to the present invention with stirring time of organic clay in paraffinic oil as 1 hour. Graph representing.

도 7은 본 발명에 따른 나노복합체 제조방법에서 파라핀계 오일내에 유기점토의 교반시간을 7시간으로 하여 제조된 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체내 유기점토의 판상간 거리를 나타내는 X선 회절 패턴을 나타내는 그래프.FIG. 7 is an X-ray diffraction pattern showing the plate-to-plate distance of organic clay in EPDM rubber-organic clay nanocomposites prepared in a method of preparing nanocomposites according to the present invention with stirring time of organic clay in paraffinic oil as 7 hours. Graph representing.

도 8은 본 발명에 따른 나노복합체 제조방법에서 용제(파라핀계 오일)를 사용하여 유기점토를 박리 또는 삽입시키는 메커니즘을 나타내는 개략도.Figure 8 is a schematic diagram showing a mechanism for peeling or inserting the organic clay using a solvent (paraffin oil) in the nanocomposite manufacturing method according to the present invention.

본 발명은 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체 제조방법 및 이에 의해 제조된 나노복합체를 이용한 자동차용 웨더스트립에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기화된 점토화합물이 파라핀계 오일에서 용액법으로 교반되어 삽입 및 완전박리를 이루고, 용액법의 단점인 용제(파라핀계 오일)의 제거 없이 이를 이피디엠 고무내에 용융혼합하여 나노스케일로 분산된 형태를 이루는 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체를 제조하고, 이를 자동차용 웨더스트립에 적용시 웨더스트립의 표면개선성이 향상되고 경량화가 우수해지는 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체 제조방법 및 이에 의해 제조된 나노복합체를 이용한 자동차용 웨더스트립에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing EPDM rubber-organic clay nanocomposites and a weather strip for automobiles using nanocomposites prepared by the present invention. More specifically, the organicized clay compounds are inserted and stirred by a solution method in paraffin oil. Completely peeling, melt-mixing it in EPDM rubber without removing the solvent (paraffinic oil), which is a disadvantage of the solution method, to produce EPDM rubber-organic clay nanocomposites that are dispersed in nanoscale, and used for automobiles. The present invention relates to an EPDM rubber-organic clay nanocomposite manufacturing method for improving the surface improvement and weight reduction of the weather strip when applied to the weather strip, and a weather strip for automobiles using the nanocomposite produced thereby.

종래의 유기화된 점토 분산 고분자 나노복합체 제조기술은 층상구조의 점토광물을 나노미터 크기로 각각의 층에 박리시켜 판상의 점토광물을 가로세로비(aspect ratio)가 100 이상인 고분자내에 균일하게 분산시킴으로써 기계적 물성이 좋지 않은 범용 고분자의 물성을 향상시킬 수 있었다.Conventional organic clay dispersion polymer nanocomposite manufacturing technology is to mechanically separate the plate-like clay mineral in a polymer having an aspect ratio of 100 or more by peeling the layered clay mineral to each layer in nanometer size The physical properties of general purpose polymers having poor physical properties could be improved.

이러한 고분자-점토 나노복합체 제조방법으로는 유기 점토화합물을 모노머(monomer)와 혼합한 후 중합시키는 방법, 고분자를 용제에 용해시켜 유기 점토화합물과 혼합하는 용액혼합법, 고전단력하에서 고분자를 용융시키면서 유기 점토화합물과 혼합하는 용융혼합법이 있다. 그러나, 용액혼합법의 경우 고분자를 용제에 용해시켜 유기점토 화합물과 혼합 후 다시 용제를 제거해야 하는 단점을 가지고 있다.Such polymer-clay nanocomposites are prepared by mixing an organic clay compound with a monomer and then polymerizing it, a solution mixing method of dissolving the polymer in a solvent and mixing it with an organic clay compound, and melting the polymer under high shear. There is a melt mixing method for mixing with clay compounds. However, the solution mixing method has a disadvantage in that the polymer is dissolved in a solvent to remove the solvent again after mixing with the organic clay compound.

또한, 1987년 일본 도요타 연구진에 의해 나일론 단량체인 카프로락탐(caprolactam)을 판상구조의 갤러리 사이에 삽입시킨 후 이를 층간중합하여 층간거리가 증가하도록 하여 종래의 충진제를 사용한 것보다 약 5 중량%를 사용하더라도 동등한 물성이 발현될 수 있다고 보고하고 있다(Journal of polymer science. Vol.32, 625~630(1994)).In addition, in 1987, Toyota researchers in Japan inserted a nylon monomer caprolactam between the galleries of the plate-like structure and polymerized it to increase the interlayer distance, thus using about 5% by weight of the conventional filler. Even though it is reported that equivalent properties can be expressed (Journal of polymer science.Vol. 32, 625-630 (1994)).

즉, 종래 복합체의 충진제가 매트릭스내에 입자크기가 보통 마이크론 단위의 집합체로 존재하지만 나노복합체는 충진제의 입자를 나노미터 단위로 각각의 층에 박리시켜 사용함으로써 소량의 충진제를 사용하더라도 입자가 각각의 층에 박리되 어 분산됨으로써 표면적 향상효과를 얻을 수 있었다.In other words, while the filler of the conventional composite is present in the matrix of particle size usually in micron units, the nanocomposite is used by peeling the particles of the filler into each layer in nanometer units so that even if a small amount of filler is used, the particles are in each layer. The surface area improvement effect was obtained by peeling and disperse | distributing to the.

이때 사용되는 고분자 물질이 점토광물의 층상구조에 용이하게 침투되도록 일반적으로 점토광물을 유기화 처리한 유기점토를 사용하게 된다. 또한, 충진제로 사용되는 층간구조를 가진 이러한 점토광물을 사용한 나노복합체는 박리형 나노복합체(exfoliated nanocomposite)와 삽입형 나노복합체(intercalated nanocomposite)의 서로 다른 형태를 가질 수 있다.In this case, in order to easily penetrate the polymer material used in the layered structure of the clay mineral, an organic clay obtained by organically treating the clay mineral is generally used. In addition, nanocomposites using such clay minerals having an interlayer structure used as a filler may have different forms of exfoliated nanocomposites and intercalated nanocomposites.

이때, 박리형 나노복합체는 고분자 매트릭스에 나노크기로 박리된 판상을 완전히 분산시키는 것이고, 삽입형 나노복합체는 나노크기로 박리된 판상사이에 고분자가 삽입되는 것이다.At this time, the peelable nanocomposite is to completely disperse the plate-like peeled nano-size in the polymer matrix, the insert-type nanocomposite is the polymer is inserted between the stripped off the nano-sized plate.

또한, 이를 이용해 일본의 도요다사에서 폴리프로필렌과 유기점토로 이루어진 나노복합체에 대한 제조방법에 대해 보고하였다(M.Kawasumi et al., Macromolecules, Vol 30, P6333, 1997).In addition, a method for manufacturing a nanocomposite composed of polypropylene and organic clay was reported by Toyota Corporation in Japan (M.Kawasumi et al., Macromolecules, Vol 30, P6333, 1997).

이 외에도 국내에는 올레핀계 고무-유기점토 나노복합체 및 그 제조방법에 대한 특허출원 및 등록이 있으나, 상기한 바와 같이 종래기술들은 표면개선성이나 경량화 등의 경제적 효과가 나노화에 들어가는 비용과 대비할 때 미미하며, 별도의 용제 제거과정이 있어야 하는 등의 이유로 실제 산업현장에서 사용되기가 어려운 실정이다.In addition, there are patent applications and registrations for olefin-based rubber-organic clay nanocomposites and their manufacturing methods in Korea. However, as described above, the conventional technologies are insignificant when the economic effects such as surface improvement and light weight are compared with the cost of nano-ization. In addition, it is difficult to use in actual industrial sites because of the need for a separate solvent removal process.

이에, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 개선시키기 위한 것으로 그 목적은, 유기화된 점토화합물이 파라핀계 오일에서 용액법으로 교반되어 삽입 및 완전박리를 이룩하며, 이를 용제의 제거 없이 이피디엠 고무내에 용융 혼합하여 나노스케일로 분산된 형태를 이루는 이피티엠 고무-유기점토 나노복합체를 제조하고, 이를 자동차용 웨더스트립에 적용시 웨더스트립의 표면개선성이 향상되고 경량화가 우수해지는 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체의 제조방법과 이를 이용한 자동차용 웨더스트립을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention is to improve the conventional problems as described above, the object is that the organic clay compound is stirred in a paraffin-based oil by a solution method to achieve insertion and complete peeling, IMPDM without removing the solvent Epitem rubber-organic clay nanocomposites are manufactured by melt-mixing in rubber to form nanoscale dispersions, and when applied to automotive weather strips, the EPD rubber which improves the surface improvement of the weather strip and has excellent weight reduction- The present invention provides a method for preparing an organic clay nanocomposite and a weather strip for automobile using the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 유기점토가 이피디엠 고무내에 나노스케일로 분산되도록 하기 위하여 파라핀계 오일(Paraffinic Oil) 1 내지 50중량부 및 유기점토 1 내지 10중량부를 회분식 믹서 또는 교반기에 넣고 10℃ ~ 80℃ 범위의 온도에서 교반하여 용액법에 의해 유기점토가 삽입 또는 박리된 유기점토/파라핀계 오일 혼합물을 획득하는 단계; 및 상기 혼합물 1 내지 50중량부와 이피디엠 고무 1 내지 100중량부를 회분식 믹서 또는 압출기에 넣고 유리전이온도 이상에서 용융혼련하여 나노복합체를 제조하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, 1 to 50 parts by weight of paraffinic oil and 1 to 10 parts by weight of organic clay in order to disperse the organic clay nanoscale rubber in EPDM rubber batch mixer or stirrer And stirring at a temperature in the range of 10 ° C. to 80 ° C. to obtain an organic clay / paraffinic oil mixture in which organic clay was inserted or peeled off by a solution method; And mixing 1 to 50 parts by weight of the mixture and 1 to 100 parts by weight of EPDM rubber into a batch mixer or an extruder to melt kneading at a glass transition temperature or higher to prepare a nanocomposite.

한편, 본 발명에 따른 기술적인 구성으로서 상기 유기점토는 알킬암모늄 이온으로 유기치환된 층상구조의 몬모릴로나이트(montmorillonite), 알킬포스포늄 이온으로 유기치환된 층상구조의 몬모릴로나이트, 알킬암모늄 이온으로 유기치환된 층상구조의 헥토라이트(hectorite), 알킬포스포늄 이온으로 유기치환된 층상구조의 헥토라이트, 알킬암모늄 이온으로 유기치환된 층상구조의 사포나이트(saponite) 및 알킬포스포늄 이온으로 유기치환된 층상구조의 사포나이트로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, as a technical configuration according to the present invention, the organic clay is a layered montmorillonite (montmorillonite) of the organic structure substituted with alkylammonium ions, a layered montmorillonite of the organic structure substituted with alkyl phosphonium ions, a layered organic substituted with alkylammonium ions Hectorite of structure, layered hectorite organically substituted with alkylphosphonium ions, layered saponite of organic structure substituted with alkylammonium ions and layered sandpaper organically substituted with alkylphosphonium ions It is characterized in that at least one selected from the group consisting of knight.

또한, 본 발명에 따른 기술적인 구성으로서 상기 이피디엠 고무내에 유기점토가 삽입구조 또는 박리구조를 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, as a technical configuration according to the invention is characterized in that the organic clay in the EPDM rubber to form an insertion structure or a peeling structure.

아울러, 본 발명은 상기의 제조방법에 의하여 제조된 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체를 이용하여 자동차용 웨더스트립을 제조하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that a weather strip for automobiles is manufactured by using EPDM rubber-organic clay nanocomposites prepared by the above-described manufacturing method.

상기와 같이 착안한 본 발명의 기능 및 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the function and operation of the present invention, as described above.

본 발명에 따른 이피디엠(Ethylene Propylene Diene Monomer, EPDM) 고무-유기점토 나노복합체 제조방법은 유기점토가 이피디엠 고무내에 나노스케일로 분산되도록 하기 위하여 파라핀계 오일(Paraffinic Oil) 1 내지 50중량부 및 유기점토 1 내지 10중량부를 회분식 믹서 또는 교반기에 넣고 10℃ ~ 80℃ 범위의 온도에서 교반하여 용액법에 의해 유기점토가 삽입 또는 박리된 유기점토/파라핀계 오일 혼합물을 획득하는 단계; 및 상기 혼합물 1 내지 50중량부와 이피디엠 고무 1 내지 100중량부를 회분식 믹서 또는 압출기에 넣고 유리전이온도 이상에서 용융혼련하여 나노복합체를 제조하는 단계;로 이루어진다.Ethylene Propylene Diene Monomer (EPDM) rubber-organic clay nanocomposite manufacturing method according to the present invention 1 to 50 parts by weight of paraffinic oil (Paparaffinic Oil) in order to disperse organic clay in nanoscale rubber 1 to 10 parts by weight of organic clay is placed in a batch mixer or agitator and stirred at a temperature ranging from 10 ° C. to 80 ° C. to obtain an organic clay / paraffinic oil mixture in which organic clay is inserted or peeled off by a solution method; And 1 to 50 parts by weight of the mixture and 1 to 100 parts by weight of EPDM rubber into a batch mixer or an extruder to melt kneading at a glass transition temperature or higher to prepare a nanocomposite.

상기 용융혼련시 온도는 120℃ 내지 200℃인 것이 바람직하고, 속도는 70 내지 90rpm인 것이 바람직하며, 상기 범위 미만이거나 초과할 경우 자동차용 웨더스트립에 적용시 웨더스트립의 표면개선성, 경량화 등의 물성이 떨어지는 문제점이 있다.The temperature during the melt kneading is preferably 120 ℃ to 200 ℃, the speed is preferably 70 to 90rpm, if less than or exceeds the above range when applied to automotive weather strip, such as surface improvement of the weather strip, weight reduction There is a problem of falling physical properties.

또한, 상기 이피디엠 고무-유기점토 나노복합제는 이피디엠 고무 1 내지 100중량부; 파라핀계 오일(Paraffinic Oil) 1 내지 50중량부; 유기점토 1 내지 10중량부; 및 충진제 20 내지 120중량부를 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the EPDM rubber-organic clay nanocomposite 1 to 100 parts by weight EPDM rubber; 1 to 50 parts by weight of paraffinic oil; 1 to 10 parts by weight of organic clay; And 20 to 120 parts by weight of a filler.

상기 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체는 스테아린산 1 내지 3중량부; 산화아연 3 내기 7중량부; 및 가교제와 가교활성제 2 내지 7중량부를 더 포함하여 이루어진다.The EPDM rubber-organic clay nanocomposite is 1-3 parts by weight of stearic acid; Zinc oxide 3 to 7 parts by weight; And 2 to 7 parts by weight of a crosslinking agent and a crosslinking agent.

본 발명의 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체 제조방법을 다음과 같이 구체적으로 설명한다.EPDM rubber-organic clay nanocomposite manufacturing method of the present invention will be described in detail as follows.

우선, 온도조절이 가능한 회분식 믹서 또는 교반기를 이용하여 10℃ ~ 80℃ 범위의 온도에서 파라핀계 오일(Paraffinic Oil) 1 내지 50중량부와 유기점토 1 내지 10중량부를 충분히 교반하여 용액법에 의해 유기점토가 삽입 또는 박리된 유기점토/파라핀계 오일 혼합물을 획득한다(제1혼합단계).First, 1 to 50 parts by weight of paraffinic oil and 1 to 10 parts by weight of organic clay are sufficiently stirred at a temperature ranging from 10 ° C. to 80 ° C. using a batch mixer or stirrer capable of temperature control, and the organic solvent is dissolved by a solution method. An organic clay / paraffinic oil mixture in which clay is inserted or exfoliated is obtained (first mixing step).

이후, 상기 제1혼합단계에서 수득된 상기 혼합물을 온도조절이 가능한 반바리(banbury) 등과 같은 회분식 믹서를 이용하여 120℃ 내지 200℃의 온도에서 70 내지 90rpm의 속도를 유지하면서 이피디엠 고무 1 내지 100중량부와 함께 30초 내지 2분간 혼합한다(제2혼합단계).Then, the mixture obtained in the first mixing step using a batch mixer such as temperature control (banbury) such as Banbury (banbury) while maintaining a speed of 70 to 90rpm at a temperature of 120 ℃ to 200 ℃ 1 to DM rubber 1 to Mix for 30 seconds to 2 minutes with 100 parts by weight (second mixing step).

상기 제2혼합단계에서 수득되는 혼합물에 스테아린산 1 내지 3중량부 및 산 화아연 3 내지 7중량부를 투입하고 2 내지 6분간 더 혼합한다(제3혼합단계).1 to 3 parts by weight of stearic acid and 3 to 7 parts by weight of zinc oxide are added to the mixture obtained in the second mixing step, followed by further mixing for 2 to 6 minutes (third mixing step).

다음, 상기 제3혼합단계에서 수득되는 혼합물에 상기 제1혼합단계에서 수득되는 혼합물을 투입하고 2 내지 4분간 더 혼합한다)제4혼합단계).Next, the mixture obtained in the first mixing step is added to the mixture obtained in the third mixing step and further mixed for 2 to 4 minutes) (fourth mixing step).

그리고, 상기 제4혼합단계에서 수득되는 혼합물에 가교제와 가교활성제 2 내지 7중량부를 투입하고 3 내지 7분간 더 혼합(제5혼합단계)하고 용융혼련하여 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체를 제조한다.Then, 2-7 parts by weight of the crosslinking agent and the crosslinking activator are added to the mixture obtained in the fourth mixing step, further mixed for 3-7 minutes (the fifth mixing step), and melt kneading to prepare an EPDM rubber-organic clay nanocomposite. .

본 발명에서 사용되는 이피디엠 고무는 매트릭스로 사용되며, 에틸렌과 프로필렌을 주성분으로 하여 이루어진 3원 공중합체로서 불포화결합을 갖는 디엔 공중합체이다. 이는 에틸리덴노보넨(Ethylidene-norbonene), 디시클로펜타디엔 (dicyclopentadiene), 1,4-헥사디엔(1,4-hexadiene) 등을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 가교속도가 빠른 에틸리덴노보넨을 사용하는 것이 좋다.EPDM rubber used in the present invention is a ternary copolymer composed mainly of ethylene and propylene as a matrix and is a diene copolymer having an unsaturated bond. It is preferable to use ethylidene-norbonene, dicyclopentadiene, 1,4-hexadiene, and more preferably ethylidene having a high crosslinking rate. It is good to use norbornene.

상기 이피디엠 고무의 사용량은 1 내지 100중량부로 사용되는 것이 바람직하며, 상기 범위 미만이거나 초과할 경우 자동차용 웨더스트립에 적용시 웨더스트립의 표면개선성, 경량화 등의 물성이 떨어지는 문제점이 있다.The amount of the EPDM rubber is preferably used in an amount of 1 to 100 parts by weight, and when it is less than or exceeds the above range, there is a problem in that physical properties such as surface improvement and weight reduction of the weather strip when applied to an automotive weather strip.

본 발명에서 사용되는 유기점토는 층상구조를 가지며, 규소(Si)와 산소로 구성된 팔면체층이 두 개의 사면체층 사이에 나란히 배열된 샌드위치 형태의 구조를 가진 규산염 광물을 사용하고, 상기 광물에는 몬모릴로나이트(montmorillonite), 헥토라이트(hectorite), 사포나이트(saponite) 등이 해당된다. 여기에 고분자와 점토간의 친화성을 높이기 위해 층 내부에 알킬암모늄(alkylammonium), 알킬포스포늄 (alkylphosphonium) 등의 유기화제로 치환되어 있다. 또한, 상기 유기점토가 이피 디엠 고무내에 삽입구조 또는 박리구조로 형성된다.The organic clay used in the present invention has a layered structure, and a silicate mineral having a sandwich-type structure in which an octahedral layer composed of silicon (Si) and oxygen is arranged side by side between two tetrahedral layers, and the mineral is montmorillonite ( montmorillonite, hectorite and saponite. In order to increase the affinity between the polymer and the clay, it is substituted with organic agents such as alkylammonium and alkylphosphonium in the layer. In addition, the organic clay is formed in an insert structure or a peeling structure in EP DM rubber.

예를 들어, 상기 유기점토는 알킬암모늄 이온으로 유기치환된 층상구조의 몬모릴로나이트(montmorillonite), 알킬포스포늄 이온으로 유기치환된 층상구조의 몬모릴로나이트, 알킬암모늄 이온으로 유기치환된 층상구조의 헥토라이트(hectorite), 알킬포스포늄 이온으로 유기치환된 층상구조의 헥토라이트, 알킬암모늄 이온으로 유기치환된 층상구조의 사포나이트(saponite), 알킬포스포늄 이온으로 유기치환된 층상구조의 사포나이트 등이 있으며, 유기화제로 사급 암모늄염이 사용된 서던 클레이 프로덕츠 캄파니(Southern Clay Products Company)의 클로이사이트(Closite) 20A가 판매되고 있다.For example, the organic clay may be a layered montmorillonite (montmorillonite) organically substituted with alkylammonium ions, a layered montmorillonite organically substituted with alkyl phosphonium ions, or a layered hectorite organically substituted with alkylammonium ions. ), Layered hectorite organically substituted with alkylphosphonium ions, layered saponite organically substituted with alkylammonium ions, and layered saponite organically substituted with alkylphosphonium ions. Southern Clay Products Company's Closite 20A, a topical quaternary ammonium salt, is on sale.

상기 유기점토의 사용량은 1 내지 10중량부로 사용되는 것이 바람직하며, 상기 범위 미만이거나 초과할 경우 자동차용 웨더스트립에 적용시 웨더스트립의 표면개선성, 경량화 등의 물성이 떨어지는 문제점이 있다.The amount of the organic clay may be preferably used in an amount of 1 to 10 parts by weight, and when applied to a weather strip for automobiles, there is a problem in that physical properties such as surface improvement and light weight of the weather strip are inferior.

본 발명에서 사용되는 용제는 유기점토의 삽입 또는 박리를 위해 사용되며 바람직하게는 파라핀계 오일이 사용된다. 상기 용제는 1 내지 80중량부로 사용되는 것이 바람직하며 더욱 바람직하게는 1 내지 50중량부를 사용되는 것이 바람직하다. 80중량부를 초과하는 경우 유분이 너무 많아 가공품의 표면이 오염되는 등의 문제점이 있을 수 있다. The solvent used in the present invention is used for the insertion or peeling of the organic clay, preferably paraffinic oil is used. The solvent is preferably used in 1 to 80 parts by weight, more preferably 1 to 50 parts by weight is used. If the amount exceeds 80 parts by weight, there may be a problem such as contamination of the surface of the workpiece due to too much oil.

본 발명에서 사용되는 충진제는 고무나 플라스틱의 실용화에 있어서 노화방지, 보강, 증량의 목적으로 첨가되는 물질이다. 예를 들면, 고무로부터 자동차 타이어를 제조할 때 필요한 강도를 얻기 위해 첨가하는 카본블랙이 충진제에 해당된 다. The filler used in the present invention is a substance added for the purpose of anti-aging, reinforcement and increase in the practical use of rubber or plastic. For example, fillers include carbon black, which is added to obtain the strength required to make automobile tires from rubber.

상기 충진제는 카본블랙, 경탄, 클레이, 탈크, 실리카, 미스트론베이퍼 등을 사용하며, 사용량은 20 내지 120중량부로 사용되는 것이 바람직하다. 사용량이 20중량부 미만일 경우 필요한 강도를 얻지 못하게 되고 고가의 성분이 너무 많이 사용되어 경제성이 떨어지는 문제점이 있으며, 120중량부를 초과하는 경우 적절한 형상으로 성형되지 못하는 문제점이 있을 수 있다.The filler may be carbon black, hard coal, clay, talc, silica, mistron vapor, etc., the amount is preferably used in 20 to 120 parts by weight. If the amount is less than 20 parts by weight it is not possible to obtain the required strength and expensive components are used too much economical problem, if it exceeds 120 parts by weight may not be molded into a suitable shape.

본 발명에서 사용되는 스테아린산은 금속산화물(산화아연)과 착화합물 또는 금속염을 형성하여 고무와의 상용성을 높이는 동시에, 가교활성제중 가황촉진제의 활성화를 쉽게하는 작용을 한다. 상기 스테아린산은 1 내지 3중량부로 사용되는 것이 바람직하며, 1중량부 미만일 경우 금속착화물의 형성량이 작아 가교활성제중 가황촉진제의 활성화를 저하시키는 문제점이 있을 수 있으며, 3중량부를 초과하는 경우 금속염이 과량 형성되어 가교활성제중 가황촉진제의 활성화가 증가되고 점도를 낮추어 가공성은 증가되지만 인장강도, 노화물성, 압축영구줄음율 등의 물성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.Stearic acid used in the present invention forms a complex compound or a metal salt with a metal oxide (zinc oxide) to increase compatibility with rubber and to facilitate activation of the vulcanization accelerator in the crosslinking activator. The stearic acid is preferably used in an amount of 1 to 3 parts by weight, and if less than 1 part by weight, the amount of formation of metal complexes may be small, which may lower the activation of the vulcanization accelerator in the crosslinking agent. Formation of the cross-linking activator of the vulcanization accelerator is increased and the workability is increased by lowering the viscosity, but there may be a problem that the physical properties such as tensile strength, aging properties, compressive permanent shrinkage decreases.

본 발명에서 사용되는 산화아연은 배합물내에 존재하는 스테아린산과 착화합물을 형성하여 가교활성제중 가황촉진제의 활성을 높이는 작용을 한다. 상기 산화아연은 3 내지 7중량부로 사용되는 것이 바람직하며, 3중량부 미만일 경우 금속착화물의 형성량이 작아 가교활성제중 가황촉진제의 활성화를 저하시키는 문제점이 있을 수 있으며, 7중량부를 초과하는 경우 금속염이 과량 형성되어 가교활성제중 가황촉진제의 활성화가 증가되고 점도를 낮추어 가공성은 증가하지만 인장강도, 노 화물성, 압축영구줄음율 등의 물성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.The zinc oxide used in the present invention forms a complex compound with stearic acid present in the blend to increase the activity of the vulcanization accelerator in the crosslinking activator. The zinc oxide is preferably used in 3 to 7 parts by weight, if less than 3 parts by weight of the metal complex is less formed, there may be a problem of lowering the activation of the vulcanization accelerator in the crosslinking activator, if it exceeds 7 parts by weight of the metal salt Formation of excess amount increases the activation of the vulcanization accelerator in the crosslinking activator and increases the workability by lowering the viscosity, but there may be a problem in that physical properties such as tensile strength, sinterability, compressive permanent shrinkage decrease.

본 발명에서 사용되는 가교제와 가교활성제는 이피디엠 고무를 가교화시켜 주쇄들간에 가교(crosslinking)를 일으켜 보다 높은 기계적 성질 등의 물성을 강화시키는 기능을 하는 것으로, 황과 가황촉진제의 혼합물, 페놀수지와 할로겐 공여체의 혼합물, 과산화물과 과산화물 활성조제의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 황과 가황촉진제는 황 1.2 내지 2.0중량부 및 가황촉진제 0.5 내지 4.5중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 범위의 하한을 벗어나는 경우 가교화가 충분히 일어나지 못하는 문제점이 있을 수 있으며, 상한을 벗어나는 경우 과다 가교화로 너무 딱딱해지며, 미반응 가교활성제의 잔류 등으로 물성에 좋지 않은 영향을 미치는 문제점이 있을 수 있다.The crosslinking agent and the crosslinking activator used in the present invention crosslink the IMPDM rubber to cause crosslinking between the main chains to enhance physical properties such as higher mechanical properties, and a mixture of sulfur and vulcanization accelerators and phenolic resins. And mixtures of halogen donors, mixtures of peroxides and peroxide active aids, and the like. For example, sulfur and the vulcanization accelerator is preferably used 1.2 to 2.0 parts by weight of sulfur and 0.5 to 4.5 parts by weight of vulcanization accelerator, if the outside of the lower limit of the range there may be a problem that the crosslinking does not occur sufficiently, out of the upper limit In case of excessive crosslinking, it becomes too hard, and there may be a problem of adversely affecting physical properties due to the remaining of the unreacted crosslinking activator.

본 발명에 따라 제조된 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체는 압출 및 사출 성능을 높이기 위해 기포방지제 1 내지 10중량부가 더 포함될 수 있다. 또한, 경시변화를 줄이기 위하여 노화방지제 0.5 내지 2중량부가 더 포함될 수 있다.EPDM rubber-organic clay nanocomposites prepared according to the present invention may further include 1 to 10 parts by weight of the antifoaming agent to increase the extrusion and injection performance. In addition, 0.5 to 2 parts by weight of an anti-aging agent may be further included to reduce the change over time.

또한, 본 발명에 따른 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체의 제조과정에서 상기 성분 이외에도 용도에 따라 통상적으로 사용되는 활성화제, 지연제, 촉진제 등을 더 사용할 수 있으며, 예를 들어 점착성 수지를 포함하는 수지, 가소제, 안료, 지방산, 왁스, 산화방지제, 오존방지제 등을 더 포함할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 자명한 것이다.In addition, in the manufacturing process of EPDM rubber-organic clay nanocomposites according to the present invention, in addition to the above components, an activator, a retarder, an accelerator, and the like, which are commonly used according to the use, may be further used. It will be apparent to those skilled in the art that the resin, plasticizer, pigment, fatty acid, wax, antioxidant, ozone inhibitor, and the like may further be included.

본 발명에 따른 용융혼련 장치로는 반바리 믹서(banbury mixer), 일축 압출기(single screw extruder), 이축 압출기(twin screw extruder) 등을 사용할 수 있 으며, 연속형 혼련장치를 사용하는 것이 바람직하다.As the melt kneading apparatus according to the present invention, a banbury mixer, a single screw extruder, a twin screw extruder, or the like may be used. It is preferable to use a continuous kneading apparatus.

또한, 본 발명은 상기의 제조방법에 의하여 제조된 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체를 이용하여 자동차용 웨더스트립을 제조한다.The present invention also manufactures a weather strip for automobiles using EPDM rubber-organic clay nanocomposites prepared by the above production method.

이하, 실시예, 비교예, 실험예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나 하기의 실시예 등은 본 발명의 내용을 더욱 잘 이해할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 본 발명이 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through Examples, Comparative Examples, and Experimental Examples. However, the following examples and the like are intended to better understand the contents of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

[실시예 1]Example 1

온도조절이 가능한 반바리 등과 같은 회분식 믹서를 이용하여 160℃에서 80rpm의 속도를 유지하면서 이피디엠 고무 100중량부를 1분 15초간 혼합하고, 상기에서 수득된 혼합물에 스테아린산 1중량부 및 산화아연 5중량부를 투입하고 4분간 더 혼합하였다. 상기에서 수득된 혼합물에 파라핀계 오일(Paraffinic Oil) 40중량부에 클로이사이트(Cloisite)15A 5중량부를 교반기에 넣고 50℃의 온도에서 1시간동안 교반하여 수득한 박리 또는 삽입된 유기점토/파라핀계 오일 혼합물을 투입하여 3분간 더 혼합하고, 상기 수득된 혼합물에 가공조제 3중량부, 유황 1.5중량부 및 가황촉진제 1.5중량부를 투입하여 5분간 더 혼합하고 용융혼련하여 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체를 제조하였다.100 parts by weight of EPDM rubber was mixed for 1 minute and 15 seconds while maintaining a speed of 80 rpm at 160 ° C. using a batch mixer such as a temperature-controlled banbari, and 1 part by weight of stearic acid and 5 parts by weight of zinc oxide. Part was added and further mixed for 4 minutes. 5 parts by weight of Cloisite 15A in 40 parts by weight of paraffinic oil was added to the mixture in a stirrer, and then separated or inserted organic clay / paraffin system obtained by stirring at a temperature of 50 ° C. for 1 hour. The oil mixture was added and mixed for 3 minutes, and 3 parts by weight of the processing aid, 1.5 parts by weight of sulfur and 1.5 parts by weight of vulcanization accelerator were added to the mixture, mixed for 5 minutes, and melt-kneaded to make an EPDM rubber-organic clay nanocomposite. Was prepared.

[실시예 2]Example 2

카본블랙 20중량부를 스테아린산과 산화아연 투입시 같이 투입하는 것을 제외하고 상기 [실시예 1]과 동일하게 혼합하고 용융혼련하여 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체를 제조하였다.20 parts by weight of carbon black was mixed with melt and kneaded in the same manner as in [Example 1], except that 20 parts by weight of stearic acid and zinc oxide were added together to prepare an EPDM rubber-organic clay nanocomposite.

[실시예 3]Example 3

카본블랙 20중량부 대신에 40중량부를 적용하는 것을 제외하고 상기 [실시예 2]와 동일하게 혼합하고 용융혼련하여 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체를 제조하였다.Except for applying 40 parts by weight instead of 20 parts by weight of carbon black was mixed and melt kneaded in the same manner as in [Example 2] to prepare an EPDM rubber-organic clay nanocomposite.

[실시예 4]Example 4

파라핀계 오일(Paraffinic Oil) 40중량부에 유기점토 5중량부를 교반기에 넣고 50℃의 온도에서 1시간동안 교반하는 대신에 7시간동안 교반하는 것을 적용하는 것을 제외하고 상기 [실시예 3]과 동일하게 혼합하고 용융혼련하여 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체를 제조하였다.5 parts by weight of organic clay is added to 40 parts by weight of paraffinic oil in a stirrer and the same as in [Example 3], except that stirring is performed for 7 hours instead of stirring for 1 hour at a temperature of 50 ° C. By mixing and melt kneading to prepare an EPDM rubber-organic clay nanocomposite.

[비교예 1]Comparative Example 1

온도조절이 가능한 반바리 등과 같은 회분식 믹서를 이용하여 160℃에서 80rpm의 속도를 유지하면서 이피디엠 고무 100중량부를 1분 15초간 혼합하고, 상기에서 수득된 혼합물에 클로이사이트(Cloisite) 15A 5중량부, 스테아린산 1중량부 및 산화아연 5중량부를 투입하고 4분간 더 혼합하였다. 상기에서 수득된 혼합물에 파라핀계 오일(Paraffinic oil) 40중량부를 투입하여 3분간 더 혼합하고, 상기 수득된 혼합물에 가공조제 3중량부, 유황 1.5 중량부 및 가황촉진제 1.5중량부를 투입하여 5분간 더 혼합하고 용융혼련하여 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체를 제조하였다.100 parts by weight of EPDM rubber was mixed for 1 minute and 15 seconds while maintaining a speed of 80 rpm at 160 ° C. using a batch mixer such as a temperature control vanvarii, and 5 parts by weight of Closite 15A to the mixture obtained above. 1 part by weight of stearic acid and 5 parts by weight of zinc oxide were added, and the mixture was further mixed for 4 minutes. 40 parts by weight of paraffinic oil was added to the mixture obtained above, followed by further mixing for 3 minutes, and 3 parts by weight of processing aid, 1.5 parts by weight of sulfur and 1.5 parts by weight of vulcanization accelerator were added thereto for 5 minutes. Mixing and melt kneading produced EPDM rubber-organic clay nanocomposites.

[비교예 2]Comparative Example 2

클로이사이트(Cloisite) 15A 5중량부를 제외하고 상기 [비교예 1]과 동일하게 혼합하고 용융혼련하여 이피디엠 고무-충진제 복합체를 제조하였다.Except for 5 parts by weight of Cloisite (Cloisite) was mixed in the same manner as in [Comparative Example 1] and melt kneaded to prepare an IPDM rubber-filler composite.

[비교예 3]Comparative Example 3

클로이사이트(Cloisite) 15A 5중량부를 제외하고 카본블랙 40중량부 대신에 카본블랙 60중량부를 적용하는 것을 제외하고 상기 [비교예 1]과 동일하게 혼합하고 용융혼련하여 이피디엠 고무-충진제 복합체를 제조하였다.Except for 5 parts by weight of Closite (Cloisite) except that 40 parts by weight of carbon black instead of 40 parts by weight of carbon black was mixed in the same manner as in [Comparative Example 1] and melt-kneaded to prepare an EPDM rubber-filler composite It was.

[실험예 1]Experimental Example 1

상기 [실시예 1] 내지 [실시예 4] 및 [비교예 1] 내지 [비교예 3]에서 제조한 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체를 회수하여 160℃로 압축성형하여 시험편을 제작한 다음 KSM 6518 가황고무 물리시험방법으로 측정하여 물성시험을 하고 평가하였다.After recovering the EPDM rubber-organic clay nanocomposites prepared in [Example 1] to [Example 4] and [Comparative Example 1] to [Comparative Example 3] and compression molding at 160 ℃ to prepare a test piece and then KSM Physical properties were tested and evaluated by 6518 Vulcanized Rubber Physical Test Method.

상기 [실시예 1] 내지 [실시예 2] 및 [비교예 1] 내지 [비교예 2]의 물성 측 정 결과를 하기의 표 1에 정리하였다.The physical property measurement results of the above [Example 1] to [Example 2] and [Comparative Example 1] to [Comparative Example 2] are summarized in Table 1 below.

[표 1]TABLE 1

물성Properties 실시예Example 비교예Comparative example 1One 22 33 44 1One 22 33 비중importance 0.91040.9104 0.98460.9846 1.04221.0422 1.04221.0422 1.04221.0422 1.30281.3028 1.51461.5146 인장강도 (kgf/㎠)Tensile Strength (kgf / ㎠) 9191 220220 284284 304304 204204 170170 272272 100% 모듈러스100% modulus 1717 3030 3737 3939 2727 2323 3232 인열강도 (kgf/㎠)Tear strength (kgf / ㎠) 1212 3636 3838 4141 3434 3636 3939 신장율(%)Elongation (%) 610610 770770 827827 830830 760760 580580 541541

상기의 [표 1]에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 유기점토가 용액법으로 용제(파라핀계 오일)에 교반되어 박리 또는 삽입되어 제조된 [실시예 1] 내지 [실시예 3]의 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체는 카본블랙의 함량이 증가할수록 인장강도, 인열강도, 신장율이 증가함을 확인할 수 있었다. 이는 유기점토와 이피디엠 고무와의 접촉면적의 증가로 인하여 계면에서의 상호작용을 가짐을 나타낸다. 그리고 유기점토와 카본블랙간의 상용성의 증가로 유기점토와 카본블랙 혼합물로 사용할 수 있음을 나타낸다. As can be seen from the above [Table 1], according to the present invention, the organic clay is prepared by stirring or peeling or inserting into a solvent (paraffinic oil) by the solution method of [Example 1] to [Example 3]. EPDM rubber-organic clay nanocomposite was found to increase the tensile strength, tear strength, elongation as the carbon black content increases. This indicates that the organic clay has an interaction at the interface due to the increase in the contact area between EPDM rubber. In addition, the increased compatibility between the organic clay and carbon black indicates that it can be used as a mixture of organic clay and carbon black.

또한 본 발명에 따라 유기점토가 용액법으로 용제(파라핀계 오일)에 교반되어 박리 또는 삽입되어 제조된 [실시예 3] 내지 [실시예 4]의 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체는 유기점토가 용액법으로 용제(파라핀계 오일)에 교반시에 교반시간이 증가함으로서 동일한 중량부일 때 인장강도, 인열강도, 신장율이 증가함을 확인할 수 있었다. 이는 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체가 삽입보다는 완전 박리되었을 때 유기점토와 이피디엠 고무와의 접촉면적 증가로 계면간의 상호작용을 가 짐을 나타낸다. 즉 인열강도의 경우 이피디엠 고무내에 미세하게 분산된 유기점토가 크랙성장을 효과적으로 방해할 수 있는 물리적 방해역할을 하기 때문에 유기점토가 삽입보다는 완전박리됨에 따라 접촉면적의 증가로 보다 나은 물리적 방해역할을 할 수 있기 때문이다. 이에 따라 [실시예 3] 내지 [실시예 4]의 삽입 및 완전 박리됨을 X선 회절 패턴(X-ray pattern)으로 확인할 수 있으며, 이는 도 6 내지 도 7에 서 도시하고 있다.In addition, the EP clay rubber-organic clay nanocomposites of [Examples 3] to [Example 4] prepared according to the present invention by stirring and peeling or inserting the organic clay into a solvent (paraffinic oil) by the solution method are organic clay. It was confirmed that the tensile strength, tear strength, and elongation were increased at the same weight part by increasing the stirring time when stirring the solvent (paraffinic oil) by the solution method. This indicates that when the EPDM rubber-organic clay nanocomposite is completely peeled off rather than inserted, the interface between the organic clay and the EPDM rubber is increased. In other words, in the case of the tear strength, the organic clay finely dispersed in the EPDM rubber plays a physical obstacle role that can effectively prevent crack growth. Therefore, as the organic clay is completely peeled away from the insertion, the contact area is increased to increase the contact area. Because you can. Accordingly, the insertion and complete peeling of [Example 3] to [Example 4] can be confirmed by an X-ray diffraction pattern (X-ray pattern), which is illustrated in FIGS. 6 to 7.

[비교예 1]과 [실시예 3] 내지 [실시예 4]를 동일한 방법으로 비교하면 용융혼련하여 제조된 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체와 비교하여 우수한 물성을 가짐을 알 수 있었다. Comparing [Comparative Example 1] and [Examples 3] to [Example 4] by the same method, it can be seen that it has excellent physical properties compared to EPDM rubber-organic clay nanocomposites prepared by melt kneading.

또한, 본 발명에 따라 자동차의 웨더스트립용으로 사용하기 위하여 유기점토가 용액법으로 용제(파라핀계 오일)에 교반되어 박리 또는 삽입되어 제조된 유기점토-파라핀계 오일 혼합물 및 충진제가 유리전이온도 이상에서 용융삽입법에 의해 용융혼련하여 제조된 [실시예 2] 내지 [실시예 4]의 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체는 종래의 유기점토를 사용하지 않고 제조된 [비교예 2] 내지 [비교예 3]의 이피디엠 고무-충진제 복합체에 비해 유기점토를 사용함으로써 비중이 감소되어 자동차용 웨더스트립의 경량화가 우수해짐을 알 수 있었다.In addition, according to the present invention, the organic clay-paraffinic oil mixture and filler prepared by stirring or peeling the organic clay into a solvent (paraffinic oil) by a solution method in order to use it for the weather strip of automobiles have a glass transition temperature or more. EMPDIUM rubber-organic clay nanocomposites of [Example 2] to [Example 4] prepared by melt kneading by melt insertion method in [Comparative Example 2] to [Comparatively prepared without using conventional organic clay Compared to the EPDM rubber-filler composite of Example 3, it was found that the specific gravity is reduced by using the organic clay, so that the weight reduction of the automotive weather strip is excellent.

[실험예 2]Experimental Example 2

상기 [실시예 3] 내지 [실시예 4] 및 [비교예 1] 내지 [비교예 2]에서 제조된 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체 및 이피디엠 고무-충진제 복합체를 브라밴 드 일축압출기를 이용하여 압출물인 자동차용 웨더스트립을 제조하고, 표면을 분석하여 압출 표면상태를 비교 관찰하여 하기의 도 1 내지 도 4에 나타내었다.The EPDM rubber-organic clay nanocomposites and EPDM rubber-filler composites prepared in the above [Examples 3] to [Example 4] and [Comparative Examples 1] to [Comparative Example 2] were used with a Braband single screw extruder. To produce an automotive weather strip as an extrudate, and the surface is analyzed and the extrusion surface state is compared and shown in FIGS. 1 to 4.

도 1은 일반적인 방법을 이용하여 제조된 이피디엠 고무를 포함하는 자동차용 웨더스트립의 압출단면을 나타내는 사진이고, 도 2는 본 발명과 달리 유기점토를 사용하여 용융혼합법으로 제조된 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체를 포함하는 자동차용 웨더스트립의 압출단면을 나타내는 사진이다.1 is a photograph showing the extrusion cross-section of the weather strip for automobiles including EPDM rubber prepared using a general method, Figure 2 is EPDM rubber prepared by melt mixing method using an organic clay- It is a photograph which shows the extrusion cross section of the weather strip for automobile containing an organic clay nanocomposite.

도 3은 본 발명에 따른 나노복합체 제조방법을 이용하여 제조된 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체를 포함하는 자동차용 웨더스트립의 압출단면을 나타내는 사진이며, 도 4는 본 발명에 따른 나노복합체 제조방법에서 파라핀계 오일내에 유기점토의 교반시간을 달리하여 제조된 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체를 포함하는 자동차용 웨더스트립의 압출단면을 나타내는 사진이다.Figure 3 is a photograph showing an extruded cross-section of the weather strip for automobiles including EPDM rubber-organic clay nanocomposites prepared using the nanocomposite manufacturing method according to the present invention, Figure 4 is a nanocomposite manufacturing method according to the present invention Is a photograph showing an extruded cross section of a weather strip for automobiles comprising EPDM rubber-organic clay nanocomposites prepared by varying the stirring time of organic clay in paraffinic oil.

하기의 도 1 내지 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 파라핀계 오일내에 유기점토의 교반시간을 달리하여 용액법으로 삽입 또는 박리시켜 용제의 제거 없이 이피디엠 고무내에 유리전이온도 이상에서 용융혼련하여 제조된 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체는 종래의 용융혼합법에 의해 제조된 [비교예 1]의 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체 및 일반적인 방법을 이용하여 제조된 이피디엠 고무-충진제 복합체에 비해 표면개선 효과가 우수함을 알 수 있었다.As can be seen in Figures 1 to 4 below, by varying the stirring time of the organic clay in the paraffinic oil according to the present invention by inserting or peeling by a solution method at a glass transition temperature or more in the EPDM rubber without removing the solvent EPDM rubber-organic clay nanocomposites prepared by melt kneading are EPDM rubber-organic clay nanocomposites of [Comparative Example 1] prepared by a conventional melt mixing method and EPDM rubber-fillers prepared using a general method. It can be seen that the surface improvement effect is superior to the composite.

도 5는 유기점토 (클로이사이트 (Cloisite) 15A)의 판상간의 거리를 나타내는 X선 회절 패턴(X-ray pattern)을 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing an X-ray diffraction pattern (X-ray pattern) showing the distance between the plates of the organic clay (Cloisite 15A).

도 6 내지 도 7은 본 발명에 따른 나노복합체 제조방법에서 파라핀계 오일내 에 유기점토의 교반시간을 달리하여 제조된 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체내 유기점토의 판상간 거리를 나타내는 X선 회절 패턴(X-ray pattern)을 나타낸 그래프이다.6 to 7 are X-ray diffraction patterns showing the plate-to-plate distance of organic clay in EPDM rubber-organic clay nanocomposites prepared by varying the stirring time of organic clay in paraffin oil in the method of manufacturing nanocomposites according to the present invention. It is a graph showing an X-ray pattern.

하기 도 6 내지 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 파라핀계 오일내에 유기점토의 교반시간이 증가함에 따라 삽입 보다는 완전 박리에 이름을 증명할 수 있었으며, 이로 인해 인장강도, 인열강도, 신장율 등의 기계적 물성이 우수해짐을 알 수 있었다.As can be seen in Figure 6 to Figure 7, according to the present invention was able to prove the name of the complete peeling rather than insertion as the stirring time of the organic clay in the paraffinic oil increased, and thus tensile strength, tear strength, It can be seen that mechanical properties such as elongation are excellent.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 용액법의 단점인 용제(파라핀계 오일)를 제거하지 않고 이를 이피디엠 고무내에 용융 혼합하여 제조된 나노스케일로 분산된 형태를 이루는 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체는 인장강도, 인열강도, 신장율 등의 기계적 물성이 우수해지는 효과는 물론, 이를 자동차용 웨더스트립에 적용시 표면개선성이 향상되고 경량화가 우수해지는 효과가 있다.As described in detail above, IMPDM rubber-organic clay forming a dispersed form in nanoscale prepared by melt mixing in EPDM rubber without removing a solvent (paraffinic oil) which is a disadvantage of the solution method according to the present invention. Nanocomposites have the effect of excellent mechanical properties such as tensile strength, tear strength, elongation rate, as well as improved surface improvement and light weight when applied to automotive weather strips.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술사상이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described with respect to particular embodiments, it will be appreciated that the invention can be varied and modified without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that those skilled in the art can easily know.

Claims (4)

유기점토가 이피디엠 고무내에 나노스케일로 분산되도록 하기 위해 파라핀계 오일(Paraffinic Oil) 1 내지 50중량부 및 유기점토 1 내지 10중량부를 회분식 믹서 또는 교반기에 넣고 10℃ ~ 80℃ 범위의 온도에서 교반하여 용액법에 의해 유기점토가 완전 박리된 유기점토/파라핀계 오일 혼합물을 획득하는 단계; 및1 to 50 parts by weight of paraffinic oil and 1 to 10 parts by weight of organic clay are placed in a batch mixer or stirrer and stirred at a temperature ranging from 10 ° C. to 80 ° C. in order to disperse the organoclay in nanoscale rubber. Obtaining an organic clay / paraffinic oil mixture in which the organic clay is completely peeled off by a solution method; And 상기 혼합물 1 내지 50중량부와 이피디엠 고무 1 내지 100중량부를 회분식 믹서 또는 압출기에 넣고 유리전이온도 이상에서 용융혼련하여 나노복합체를 제조하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체 제조방법.1 to 50 parts by weight of the mixture and 1 to 100 parts by weight of EPDM rubber into a batch mixer or an extruder and melt kneading at a glass transition temperature or higher to prepare a nanocomposite; EPDM rubber-organic clay nano Composite manufacturing method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유기점토는 알킬암모늄 이온으로 유기치환된 층상구조의 몬모릴로나이트(montmorillonite), 알킬포스포늄 이온으로 유기치환된 층상구조의 몬모릴로나이트, 알킬암모늄 이온으로 유기치환된 층상구조의 헥토라이트(hectorite), 알킬포스포늄 이온으로 유기치환된 층상구조의 헥토라이트, 알킬암모늄 이온으로 유기치환된 층상구조의 사포나이트(saponite) 및 알킬포스포늄 이온으로 유기치환된 층상구조의 사포나이트로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체 제조방법.The organic clay is a layered montmorillonite (montmorillonite) of the organic structure substituted with alkylammonium ions, a layered montmorillonite of the organic structure substituted with alkyl phosphonium ions, hectorite of the layer structure organic substituted with alkylammonium ions, alkyl force At least one selected from the group consisting of layered hectorite organically substituted with phosphium ions, layered saponite organically substituted with alkylammonium ions, and layered saponite organically substituted with alkylphosphonium ions EPDM rubber-organic clay nanocomposite manufacturing method characterized in that. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이피디엠 고무내에 유기점토가 완전 박리구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체 제조방법.IMPDM rubber-organic clay nanocomposite manufacturing method characterized in that the organic clay in the EPDM rubber to form a complete peeling structure. 제1항에 따른 제조방법에 의하여 제조된 이피디엠 고무-유기점토 나노복합체를 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 자동차용 웨더스트립.A weather strip for automobiles, which is prepared using EPDM rubber-organic clay nanocomposites prepared by the method according to claim 1.
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