KR100903683B1 - 내가수분해성이 우수한 내화학성 내충격성 열가소성 수지조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (A) 에폭시계 화합물 0.01 내지 5.0 mol%와 비닐계 화합물 95 내지 99.99 mol%로 이루어지는 에폭시기 포함 비닐 공중합체 수지 1-97.9 중량%; (B) 고무강화 스티렌계 공중합체 수지 1-97.9 중량%; (C) 폴리에스테르 수지 0-97.9 중량% 및 (D) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜 0.1 내지 97 중량%를 포함하는 내가수분해성이 우수하고, 내화학성과 내충격성이 좋은 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
ABS 공중합체 수지, 폴리에스테르, PETG, 내화학성, 내충격성, 내가수분해성

Description

내가수분해성이 우수한 내화학성 내충격성 열가소성 수지 조성물 {Chemical-resistant, Impact-resistant, Thermoplastic Resin Composition with Excellent Hydrolysis Resistance}
발명의 분야
본 발명은 내화학성, 내충격성 열가소성 수지조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 에폭시기를 가지는 SAN 수지, ABS 수지 및 폴리에스테르 수지를 합금화한 열가소성 수지에 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜 수지를 첨가하여 내가수분해성이 우수한 내화학성 내충격성 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
발명의 배경
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지(이하 'ABS 수지'라 함)는 중심부 부타디엔계 고무상 중합체에 방향족 비닐계 화합물인 스티렌 단량체와 불포화 니트릴계 화합물인 아크릴로니트릴 단량체가 그라프트된 공중합체(이하 'g-ABS'라 함)가 매트릭스 중합체인 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지 (이하 'SAN 수지' 이라 함)에 분산된 것을 말한다. 이렇게 제조된 ABS 수지는 가공성, 내충격성, 강도, 용융강도 등의 뛰어난 특성을 가지고 있으며, 착색성 및 광택이 우수하여 수려한 외관이 요구되는 각종 전기, 전자 및 잡화부품에 널리 사용되고 있다. 그러나 믹서기, 세탁기, 선풍기 등 모터의 구동에 의한 반복적인 응력을 받는 전기전자 제품의 내외장재의 경우에는 일정 기간 깨지거나 부서지지 않고 견뎌내야 하기 때문에 우수한 내충격성을 보유하면서 초산이나 공업용 기름과 같은 강한 화학약품에도 어느 정도 손상되지 않고 견디는 특성을 보유한 ABS 수지가 필요하다.
한편 폴리에스테르 수지는 분자쇄의 길이가 짧고 잘 휘어지지 않는 구조이므로 강성, 전기적 성질, 내후성, 내열성이 좋고, 고온에 장기 폭로해도 인장강도의 저하가 상당히 적다. 또, 결정성 플라스틱에 속하기 때문에 공업용 기름과 같은 화학약품에 대한 내성이 좋다. 그러나 결정성을 가지는 특성으로 인하여 가공성이 떨어지고, 내충격성이 떨어지는 문제점이 있어 구조재로서 사용하기 위해서는 유리섬유 등과 같은 보강제를 부가하여야만 한다. 기계적 보강제를 사용하지 않는 일반적인 조성에서 사출성형을 통한 구조재로서의 사용은 제한되어 있는 실정이다. 또한 용융 강도가 낮아 필름 압출 성형을 제외하고는 두꺼운 시트나 파이프 등의 압출 성형에서는 그 사용이 제한되고 있다.
내화학성과 내충격성이 우수한 열가소성 수지를 제조하는 방법으로 ABS 수지와 폴리에스테르 수지를 합금화하는 방법이 제시되고 있으나, 폴리에스테르가 고온에서 수분에 의해 분해되는 특징이 있어 건조조건 및 성형조건에 따라 물성이 떨어지는 문제점이 있다. 그로 인해 ABS 수지와 폴리에스테르 수지를 합금화한 열가소 성 수지의 경우 건조조건 및 성형조건이 까다로운 문제점이 있다.
이에 본 발명자들은 상기와 같은 내화학성이나 내충격성이 우수한 ABS 수지와 폴리에스테르 수지를 합금화한 열가소성 수지의 내가수분해성을 증가시키는 방법으로서 PETG를 추가로 합금화 하는 방법을 제안하기에 이르렀으며, 특히 이때 에폭시기를 포함하는 SAN 수지를 사용하여 내가수분해성이 우수하면서도 내화학성과 내충격성을 가지는 열가소성 수지를 제공하게 되었다.
본 발명의 목적은 내화학성과 내충격성이 우수하면서도 내가수분해성이 좋은 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 열가소성 수지 조성물로 형성된 성형품을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
발명의 요약
본 발명의 열가소성 수지 조성물은, (A) 에폭시계 화합물 0.01 내지 5.0 mol%와 비닐계 화합물 95 내지 99.99 mol%로 이루어지는 에폭시기 포함 비닐 공중합체 수지 1-97.9 중량%; (B) 고무강화 스티렌계 공중합체 수지 1-97.9 중량%; (C) 폴리에스테르 수지 0-97.9 중량% 및 (D) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜 0.1 내지 97 중량%를 포함하여 내가수분해성이 우수하고, 내화학성 내충격성이 좋은 것을 특징으로 한다.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명
본 발명은 내화학성, 내충격성 열가소성 수지조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 에폭시기를 가지는 SAN 수지와 ABS 수지와 폴리에스테르 수지를 합금화한 열가소성 수지에 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜을 함께 합금화하여 내화학성과 내충격성이 우수하면서 내가수분해성이 우수한 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 각 구성성분에 대한 구체적인 내용을 하기에 상세히 설명한다.
(A) 에폭시기 포함 비닐 공중합체
본 발명의 에폭시기 포함 비닐 공중합체는 에폭시기가 포함되어 있는 불포화 에폭시계 화합물(A1)과 비닐계 화합물(A2)로 이루어진 단량체 혼합물을 중합하여 불포화 에폭시기가 스티렌계 공중합체 내에 존재하도록 중합하여 제조된 수지이다. 상기 단량체 혼합물은 바람직하게는 에폭시기가 포함되어 있는 불포화 에폭시계 화합물(A1) 0.01∼5.0 mol % 와 비닐계 화합물(A2) 99.99∼95 mol %로 이루어진다.
(A1) 에폭시계 화합물
에폭시기 포함 비닐 공중합체에 사용되는 에폭시계 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
Figure 112007093997783-pat00001
상기에서 R1, R2, R3, R6, R7 및 R8은 각각 H, C1∼C12의 알킬기 혹은 불포화 알킬기, C6∼C14의 아릴기, 알킬 치환 아릴기, 불포화 알킬 치환 아릴기이며, Y는 에테르기(-O-), 카르복실기(-O-[C=O]-, -[O=C]-O-), C1∼C12의 알킬렌, C6∼C14의 아릴렌기 또는 알킬이 치환된 아릴렌기이고, 상기 Y가 에테르(-O-)나 카르복실인 경우 (-O-[C=O]-, -[O=C]-O-), R4 및 R5는 각각 C1∼C12의 알킬렌, 또는 C6∼C14의 아릴렌기 또는 알킬이 치환된 아릴렌기를 가지며, 상기 Y가 C1∼C12의 알킬렌, 또는 C6∼C14의 아릴렌기 또는 알킬이 치환된 아릴렌기인 경우, Y가 (R4-Y-R5)를 대표하는 구조이다.
상기 화합물의 대표적인 예로서는 에폭시 알킬 아크릴레이트, 알릴 글리시딜 에스테르, 아릴 글리시딜 에스테르, 글리시딜 메타아크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트, 부타디엔 모노옥사이드, 비닐 글리시딜 에테르, 글리시딜 이타코네이트 등이 있으며 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 에폭시계 화합물은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용될 수 있다.
상기의 화합물은 공중합 단량체의 형태로 0.01∼5 mol% 첨가된다. 0.01 mol% 미만일 경우 충격강도 향상효과가 적고, 5 mol%를 초과할 경우에는 압출시 겔화 현상이 발생하는 문제가 있다.
(A2) 비닐계 화합물
본 발명의 에폭시기 포함 비닐 공중합체에 사용되는 비닐계 화합물은 방향족 비닐계 단량체 및 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체를 포함한다.
상기 방향족 비닐계 단량체로는 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸 스티렌, p-메틸스티렌, 파라 t-부틸스티렌, 에틸스티렌, 비닐크실렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 비닐 나프탈렌 등을 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이 중 스티렌이 가장 바람직하다. 상기 비닐계 화합물은 각각 단독으로 혹은 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체는 1종 이상이 도입될 수 있으며, 도입 가능한 단량체로는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴과 같은 불포화 니트릴계 단량체가 바람직하나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다. 이중 바람직하게는 아크릴로니트릴이다.
상기 방향족 비닐계 단량체와 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체의 비율은 고무 강화 스티렌계 수지(B)의 성분 중에서 고무를 제외한 단량체의 비율과 상용성에 따라 결정된다. 바람직하게는 방향족 비닐계 단량체 40∼90 중량% 및 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체 10∼60 중량%이다. 더 바람직하게는 방향족 비닐계 단량체 50∼80 중량% 및 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체 20∼50 중량%이다. 상기 방향족 비닐계 단량체의 함량이 40 중량% 미만인 경우에는 점도가 급격히 증가하여 최종 제품의 가공성이 떨어지게 되고, 함량이 90 중량%를 초과하는 경우에는 강도가 저하되므로 본 발명에 적합하지 않게 된다.
본 발명의 비닐계 화합물(A2)은 선택적으로 아크릴산 및 메타크릴산; 메틸 메타크릴레이트, C1∼C4-알킬 메타크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 2-페닐에틸 아크릴레이트, 2-페닐에틸 메타크릴레이트, 2-페녹시에틸 아크릴레이트 및 2-페녹시에틸 메타크릴레이트; N-치환된 말레이미드; 말레산, 푸마르산, 이타콘산 및 이들의 무수물; 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 디에틸아미노에틸 아크릴레이트, 비닐이미다졸, 비닐피롤리돈, 비닐카프로락탐, 비닐카르바졸, 비닐아닐린, 아크릴아미드 및 메타크릴아미드로 예를 들 수 있는 질소-작용성 단량체 등을 부가하여 가공성 및 내열성과 같은 특성을 부여할 수도 있다. 상기 가공성 및 내열성을 부여하기 위한 단량체는 전 체 비닐계 화합물(A2)중 0 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 내지 20 중량%, 더 바람직하게는 2 내지 15 중량%로 부가할 수 있다.
본 발명에서 에폭시기 포함 비닐 공중합체(A)는 1 내지 97.9 중량%를 사용한다.
(B) 고무 강화 스티렌계 공중합 수지
본 발명에 따른 고무강화 스티렌계 공중합 수지는 방향족 비닐계 중합체로 이루어진 매트릭스(연속상) 중에 고무상 중합체가 입자형태로 분산되어 존재하는 중합체이다. 상기 고무 강화 스티렌계 공중합 수지는 고무상 중합체에 방향족 비닐계 단량체 및 필요에 따라 선택적으로 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체를 첨가하여 중합된다. 이와 같은 고무 강화 스티렌계 수지는 유화중합, 현탁중합, 괴상중합과 같은 알려진 중합방법에 의하여 제조가 가능하며, 통상 그라프트 공중합체 수지와 스티렌계 공중합체 수지를 혼합 압출에 의해 생산한다. 괴상중합의 경우는 그라프트 공중합체 수지와 스티렌계 공중합체 수지를 별도로 제조하지 않고 일단계 반응공정만으로 고무 강화 스티렌계 공중합 수지를 제조하나 어느 경우에도 최종 고무 강화 스티렌계 공중합 수지(B) 성분 중에서 고무함량은 5∼30 중량%의 것이 가장 적합하다.
본 발명에서 고무 강화 스티렌계 공중합 수지와 폴리에스테르 수지의 합금화에서 적절한 물성을 나타내기 위한 고무상의 입자 크기는 Z-평균으로 0.1∼6.0 ㎛이며, 바람직한 물성을 내기 위해서는 고무상의 입자크기가 Z-평균으로 0.25∼3.5 ㎛인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 사용되는 고무 강화 스티렌계 수지는 그라프트 공중합체 수지 단독으로 또는 그라프트 공중합체 수지 및 공중합체 수지를 함께 사용하여 제조될 수 있으며, 각각의 상용성을 고려하여 배합하는 것이 바람직하다.
(B1) 그라프트 공중합체 수지
본 발명의 그라프트 공중합체 수지는 고무상 중합체, 방향족 비닐계 단량체, 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체, 및 선택적으로 가공성 및 내열성을 부여하는 단량체를 그라프트 공중합시켜 얻는다.
상기 고무상 중합체의 예로는 폴리부타디엔, 폴리(스티렌-부타디엔), 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔) 등의 디엔계 고무 및 상기 디엔계 고무를 수소 첨가한 포화고무, 이소플렌고무, 폴리부틸아크릴산 등의 아크릴계고무 및 에틸렌-프로필렌-디엔단량체 삼원공중합체(EPDM) 등을 들 수 있다. 이 중, 특히 디엔계 고무가 바람직하며 부타디엔계 고무가 더욱 바람직하다. 상기 고무상 중합체의 함량은 그라프트 공중합체 수지(B1) 전체 중량 중 5∼65 중량%가 적당하다. 상기 고무입자의 평균 크기는 충격강도 및 외관을 고려하여 0.1∼4 ㎛의 범위가 바람직하다.
상기 그라프트 공중합 가능한 단량체 혼합물 중 방향족 비닐계 단량체로는 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸 스티렌, p-메틸스티렌, 파라 t-부틸스티렌, 에틸스티렌, 비닐크실렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 비닐 나프탈렌 등을 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이 중 스티렌 이 가장 바람직하다. 방향족 비닐계 단량체는 그라프트 공중합체 수지(B1) 전체 중량 중 34∼94 중량%를 사용하여 그라프트 공중합을 시킨다.
본 발명의 그라프트 공중합체 수지(B1)는 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체를 1종 이상 도입할 수 있다. 도입가능한 단량체로는 아크릴로니트릴과 같은 시안화 비닐계와 에타크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴과 같은 불포화 니트릴계 화합물이 바람직하며, 단독 혹은 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 상기 단량체를 그라프트 공중합체 수지(B1) 전체 중량 중 1∼30 중량%를 사용하여 공중합을 시킨다.
상기 가공성 및 내열성을 부여하기 위한 단량체로는 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레인산, 및 N-치환말레이미드 등을 들 수 있다. 부가되는 단량체의 함량은 그라프트 공중합체 수지(B1) 전체 중량 중 0∼15 중량%이다.
(B2) 스티렌계 공중합체 수지
본 발명의 스티렌계 공중합체 수지는 상기 그라프트 공중합체 수지(B1)의 성분 중 고무를 제외한 단량체 비율과 상용성에 따라 제조되며, 스티렌계 단량체, 스티렌계 단량체와 공중합 가능한 단량체, 및 선택적으로 가공성 및 내열성을 부여하는 단량체를 첨가하여 공중합시켜 얻는다.
상기 스티렌계 단량체로는 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸 스티렌, p-메틸스티렌, 파라 t-부틸스티렌, 에틸스티렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌 등을 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이 중 스 티렌이 가장 바람직하다. 본 발명에서 스티렌계 단량체는 상기 스티렌계 공중합체 수지(B2) 전체 중량 중 60∼90 중량%를 사용하여 공중합체 수지를 얻는다.
상기 스티렌계 단량체와 공중합 가능한 단량체의 예로는 아크릴로니트릴과 같은 시안화비닐계 화합물 또는 에타크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴과 같은 불포화니트릴계 화합물이 바람직하며, 단독 혹은 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 상기 스티렌계 단량체와 공중합 가능한 단량체의 함량은 스티렌계 공중합체 수지(B2) 전체 중량 중 10∼40 중량%이다.
상기 가공성 및 내열성을 부여하기 위한 단량체로는 아크릴산, 메타크릴산, 무수 말레인산, N-치환말레이미드 등을 들 수 있다. 가공성 및 내열성을 부여하기 위해 공중합 시에 첨가되는 단량체의 함량은 스티렌계 공중합체 수지(B2) 전체 중량 중 0∼30 중량%이다.
본 발명에 사용되는 고무 강화 스티렌계 공중합 수지(B)의 예로는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지(ABS 수지), 아크릴로니트릴-에틸렌프로필렌고무-스티렌 공중합체 수지(AES 수지), 아크릴로니트릴-아크릴고무-스티렌 공중합체 수지(AAS 수지) 등이 있다.
본 발명에 사용되는 고무 강화 스티렌계 공중합 수지(B)는 상기 그라프트 공중합체 수지(B1) 10∼100 중량% 및 스티렌계 공중합체 수지(B2) 0∼90 중량%의 비율로 혼합한 것을 사용한다.
본 발명에서 고무 강화 스티렌계 공중합 수지(B)는 1 내지 97.9 중량%가 포 함된다.
(C) 폴리에스테르
본 발명에 사용되는 폴리에스테르는 고유점도가 0.3∼1.15 g/dL 인 폴리에스테르 수지 또는 이들의 공중합체가 바람직하다.
상기 폴리에스테르 수지는 일반적으로 테레프탈산 (Terephthalic Acid, TPA), 이소프탈산(Isophthalic Acid, IPA), 1,2-나프탈렌 디카르복실산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌 디카르복실산, 1,6-나프탈렌 디카르복실산, 1,7-나프탈렌 디카르복실산, 1,8-나프탈렌 디카르복실산, 2,3-나프탈렌 디카르복실산, 2,6-나프탈렌 디카르복실산, 2,7-나프탈렌디카르복실산, 엑시드가 디 메틸기로 치환된 방향족 디카르복실레이트(Aromatic Dicarboxylate)인 디메틸 테레프탈레이트(Dimethyl Terephthalate, 이하 DMT), 디메틸 이소프탈레이트(Dimethyl Isophthalate), 나프탈렌 디카르복실산의 알킬 에스테르 또는 디메틸-1,2-나프탈레이트, 디메틸-1,5-나프탈레이트, 디메틸-1,7-나프탈레이트, 디메틸-1,7-나프탈레이트, 디메틸-1,8-나프탈레이트, 디메틸-2,3-나프탈레이트, 디메틸-2,6-나프탈레이트, 디메틸-2,7-나프탈레이트 혹은 이들의 혼합물 등과 디올로서 탄소원자의 수가 2 ∼ 12인 에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 2,2-디메틸-1,3-프로필렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,3-시클로헥산 디메탄올, 1,4-시클로헥산 디메탄올 혹은 이들의 혼합물 등을 중축합하여 얻을 수 있으며, 이는 본 발명 이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 실시될 수 있다.
상기 폴리에스테르는 용도에 따라서 무기입자를 통상의 방법으로 혼합할 수 있다. 상기 무기입자의 예로서, 티타늄 디옥사이드(TiO2), 실리콘디옥사이드(SiO2), 알루미늄 히드록사이드(Al(OH)2) 등이 사용될 수 있다.
본 발명에서 폴리에스테르는 기초수지를 구성할 수 있으며, 0∼97.9 중량%로 사용된다. 97.9 중량%를 초과하여 사용할 경우 충격강도 및 난연도가 저하되어 본 발명에 적합하지 않다.
(D) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PETG)
본 발명에서는 고유점도가 0.5∼1.0 dl/g 정도인 PETG를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 0.6∼0.8 dl/g이다.
상기 PETG는 산성분과 디올 성분을 중합하여 이루어진다. 산성분으로는 테레프탈산, 이소프탈산 및 기타 산성분이 사용될 수 있고, 디올 성분으로는 에틸렌글리콜, 1,4-사이클로헥사디메탄올 및 기타 디올 성분이 사용될 수 있다. 상기 디올 성분으로는 1,4-사이클로헥사디메탄올을 필수적으로 포함하며, 다른 디올 성분과 함께 사용될 수 있다. 1,4-사이클로헥사디메탄올은 산성분 대비 0.1∼99 몰% 포함되어야 하며, 바람직하게는 20∼60 몰%이다.
본 발명에서 PETG는 0.1 내지 97 중량%가 포함된다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 필요에 따라 적하방지제, 난연제, 항균제, 이형제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 상용화제, 염료, 무기물 첨가제, 계면활성제, 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 충격보강제, 혼화제, 착색제, 안정제, 활제, 정전기방지제, 안료, 방염제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 더 포함한다.
실시예
하기의 실시예 및 비교 실시예에서 사용된 각 구성성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 에폭시기 포함된 비닐 공중합체
(a1) 에폭시기 포함 비닐 공중합체 (GMA 0.7%-SAN)
글리시딜 메타크릴레이트 0.7 mol%와, 스티렌 74.3 mol% 및 아크릴로니트릴 25 mol% 로 이루어진 단량체 혼합물 99.3 mol%를 중합하여 제조하였다. 100 중량부의 단량체와 탈이온수 120 중량부의 혼합물에 필요한 첨가제인 아조비스이소부티로니트릴 0.2 중량부와 트리칼슘 포스페이트 0.4 중량부, 및 머캅탄계 연쇄이동제 0.2 중량부를 첨가하여 실온에서 80 ℃ 온도까지 60 분 동안 승온시킨 후 이 온도에서 180 분을 유지하여 에폭시 포함 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지(GMA-SAN)를 제조하였다. 이를 수세, 탈수 및 건조하여 분말 상태의 에폭시 포함 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지를 제조하였다.
(a2) 에폭시기 포함된 비닐 공중합체 (GMA 5.0%-SAN)
글리시딜 메타크릴레이트 5.0 mol%와, 스티렌 70 mol% 및 아크릴로니트릴 25 mol% 로 이루어진 단량체 혼합물 95.0 mol%를 중합하여 제조하였다. 100 중량부의 단량체와 탈이온수 120 중량부의 혼합물에 필요한 첨가제인 아조비스이소부티로니트릴 0.2 중량부와 트리칼슘 포스페이트 0.4 중량부, 및 머캅탄계 연쇄이동제 0.2 중량부를 첨가하여 실온에서 80 ℃ 온도까지 60 분 동안 승온시킨 후 이 온도에서 180 분을 유지하여 에폭시 포함 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지(GMA-SAN)를 제조하였다. 이를 수세, 탈수 및 건조하여 분말 상태의 에폭시 포함 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지를 제조하였다.
(a3) 에폭시기 포함된 비닐 공중합체 (GMA 10.0%-SAN)
글리시딜 메타크릴레이트 10.0 mol%와, 스티렌 65 mol% 및 아크릴로니트릴 25 mol% 로 이루어진 단량체 혼합물 90.0 mol%를 중합하여 제조하였다. 100 중량부의 단량체와 탈이온수 120 중량부의 혼합물에 필요한 첨가제인 아조비스이소부티로니트릴 0.2 중량부와 트리칼슘 포스페이트 0.4 중량부, 및 머캅탄계 연쇄이동제 0.2 중량부를 첨가하여 실온에서 80 ℃ 온도까지 60 분 동안 승온시킨 후 이 온도에서 180 분을 유지하여 에폭시 포함 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지(GMA-SAN)를 제조하였다. 이를 수세, 탈수 및 건조하여 분말 상태의 에폭시 포함 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지를 제조하였다.
(B) 고무강화 스티렌계 공중합 수지
(B1) 그라프트 공중합체 수지
부타디엔 고무 라텍스의 고형분 50 중량부, 스티렌 36 중량부, 아크릴로니트릴 14 중량부, 및 탈이온수 150 중량부의 혼합물에 이 혼합물의 총 고형분에 대하여 올레인산칼륨 1.0 중량부, 큐멘하이드로퍼옥사이드 0.4 중량부, 머캅탄계 연쇄이동제 0.2 중량부, 포도당 0.4 중량부, 황산철 수화물 0.01 중량부, 및 피로포스페이트 나트륨염 0.3 중량부를 첨가하여 5 시간 동안 75 ℃를 유지해서 반응을 완료하여, 그라프트 공중합체(g-ABS) 라텍스를 제조하였다. 이 결과의 수지 조성물 고형분에 대해 황산을 0.4 중량부를 부가하고 응고시켜서 그라프트 공중합체 수지(g-ABS)를 분말상태로 제조하였다.
(B2) 스티렌계 공중합체 수지
스티렌 75 중량부, 아크릴로니트릴 25 중량부, 탈이온수 120 중량부의 혼합물에 필요한 첨가제인 아조비스이소부티로니트릴 0.2 중량부와 트리칼슘 포스페이트 0.4 중량부 및 머캅탄계 연쇄이동제 0.2 중량부를 첨가하여 실온에서 80℃ 온도까지 90 분 동안 승온시킨 후 이 온도에서 180 분을 유지하여 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지(SAN)를 제조하였다. 이를 수세, 탈수 및 건조하여 분말상태의 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지(SAN)를 제조하였다.
(C) 폴리에스테르 수지
(C1) 본 실시예에서 사용된 폴리에스테르 수지는 고유점도가 0.76 dl/g인 폴리에스테르 수지로 Anychem사의 A1100 제품을 사용하였다.
(C2) 본 실시예에서 사용된 폴리에스테르는 고유점도가 0.72 dl/g인 재생된 폴리에스테르 수지로 삼양사의 Clear PET Flake 제품을 사용하였다.
(D) PETG
SK 케미칼사의 SKYGREEN S2008을 사용하였다.
실시예 1
에폭시 포함 SAN 수지(a1) 20 중량%, g-ABS 수지(B1) 20 중량%, SAN 수지 (B2) 15 중량%, 폴리에스테르(C1) 40 중량% 및 PETG(D) 5 중량%로 이루어지는 수지 혼합물 100중량부에 대하여 열안정제 0.3 중량부를 첨가하여 헨셀 믹서기에서 3∼10분간 균일하게 혼합하였다. 상기의 혼합물을 통상의 이축 압출기에서 압출온도 180∼280 ℃, 스크류 회전속도 150-300 rpm, 조성물 공급속도 30-60 kg/hr로 압출하여 펠렛을 제조하였다. 제조된 펠렛은 100 ℃에서 3 시간 건조 후 6 Oz 사출기에서 성형온도 180∼280 ℃, 금형온도 40∼80 ℃의 조건으로 사출하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편은 23℃, 상대습도 50%에서 40시간 방치한 후 물성 및 내화학성을 측정하였다.
실시예 2-9 및 비교실시예 1-8
하기 표 1에 나타낸 조성에 따라 에폭시 포함 SAN 수지(A)와 ABS 수지(B)와 폴리에스테르(C), PETG(D)를 혼합한 것과 사출 전 건조 조건을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하였다.
Figure 112007093997783-pat00002
* 비교예 7은 압출시 겔화로 인하여 압출불가
또한 시편의 물성은 하기의 방법에 의하여 측정하였다.
(1) 충격강도 : ASTM D 256에 의거하여 시험편에 노치(notch)를 내어 평가하였다. 최종 시험결과는 5개의 시험결과의 평균치로 계산했다.
(2) 내화학성 : 유기 용매에 대한 내화학성을 평가하기 위해 6"*6"*(1/16")(가로*세로*높이) 시험용 시험편을 일정 곡률로 굽혀져 있는 지그에 장착하여 0.6 %의 장력(strain)을 주어서 유기용매를 도포한 후 크랙이 발생하는 정도를 육안 판정하였다.
(3) 내가수분해성 : 내가수분해성은 사출전 건조 조건에 따른 내화학성과 충격강도의 차이를 통해 간접적으로 평가할 수 있었다.
평가 결과는 표 2에 나타내었다.
Figure 112007093997783-pat00003
* 비교예 7은 압출시 겔화로 인하여 압출불가
** 내화학성 육안 평가 결과
A : 크랙 전혀 없음.
B : 잔 크랙이 보임.
C : 굵은 크랙이 보임.
D : 굵은 크랙이 보인 후 끊어짐.
내가수분해성은 불완전 건조 시(80℃에서 1시간 건조)에 압출물 내에 남은 수분에 의해 내화학성과 충격강도가 영향받은 정도로 간접적으로 평가할 수 있다. 다른 조건이 동일한 경우 완전히 건조하였을 때와 비교하여 내화학성과 충격강도가 거의 유사하면 내가수분해성이 우수하다고 볼 수 있고, 나쁜 결과를 가지면 내가수분해성이 나쁘다고 볼 수 있다.
상기 표에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명의 PETG를 사용한 경우에는 불완전 건조시(실시예 4-9)에도 완전히 건조된 경우(실시예 1 및 비교예 2)와 충격강도 및 내화학성에서 큰 차이가 없었다. 그러나 PETG를 사용하지 않은 비교예에서는 불완전 건조시(비교예 5, 6, 8)에 충격강도 및 내화학성이 현저히 저하됨을 알 수 있다.
본 발명에 의하면 내화학성과 내충격성이 우수하면서도 내가수분해성이 좋은 열가소성 수지 조성물이 제공된다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (9)

  1. (A) 에폭시계 화합물 0.01 내지 5.0 mol%와 비닐계 화합물 95 내지 99.99 mol%로 이루어지고, 상기 비닐계 화합물은 방향족 비닐계 단량체 40∼90 중량% 및 불포화 니트릴 단량체 10∼60 중량%로 이루어진 에폭시기 포함 비닐 공중합체 수지 1 내지 97.9 중량%;
    (B) 고무강화 스티렌계 공중합체 수지 1 내지 97.9 중량%;
    (C) 폴리에스테르 수지 0 내지 97.9 중량%; 및
    (D) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜 0.1 내지 97 중량%;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내가수분해성이 우수한 내화학성 내충격성 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에폭시계 화합물은 에폭시 알킬 아크릴레이트, 알릴 글리시딜 에스테르, 아릴 글리시딜 에스테르, 글리시딜 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트, 부타디엔 모노옥사이드, 비닐 글리시딜 에테르, 글리시딜 이타코네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 내화학성 내충격성 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고무강화 스티렌계 공중합 수지(B)는 (B1) 고무상 중합체 5∼65 중량%, 방향족 비닐계 단량체 34∼94 중량% 및 시안화비닐계 화합물 1∼30 중량%을 포함하는 그라프트 공중합체 수지 10∼100 중량%; 및 (B2) 스티렌계 단량체 60∼90 중량% 및 시안화비닐계 화합물 10∼40 중량%을 포함하는 스티렌계 공중합체 수지 0∼90 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내화학성 내충격성 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 고무강화 스티렌계 공중합 수지(B)는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지(ABS 수지), 아크릴로니트릴-에틸렌프로필렌고무-스티렌 공중합체 수지(AES 수지) 및 아크릴로니트릴-아크릴고무-스티렌 공중합체 수지(AAS 수지)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 내화학성 내충격성 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지(C)는 무기 입자가 혼합된 것을 특징으로 하는 내화학성 내충격성 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(D)은 1,4-사이클로헥사디메탄올을 산성분 대비 0.1 내지 99 mol% 포함하는 것을 특징으로 하는 내화학성 내충격성 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 적하방지제, 난연제, 항균제, 이형제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 상용화제, 염료, 무기물 첨가제, 계면활성제, 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 충격보강제, 혼화제, 착색제, 안정제, 활 제, 정전기방지제, 안료, 방염제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내화학성 내충격성 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 수지 조성물은 (A) 에폭시기 포함 비닐 공중합체 수지 5 내지 40 중량%; (B) 고무강화 스티렌계 공중합체 수지 1 내지 40 중량%; (C) 폴리에스테르 수지 1 내지 40 중량%; 및 (D) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜 1 내지 20 중량%;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내가수분해성이 우수한 내화학성 내충격성 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 내화학성 내충격성 열가소성 수지 조성물을 압출 성형한 플라스틱 성형품.
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