KR100981391B1 - 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물을 이용한 스크래치 자기재생성 성형품의 제조방법 - Google Patents

폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물을 이용한 스크래치 자기재생성 성형품의 제조방법 Download PDF

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곽성복
이상락
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Abstract

본 발명은 신규의 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물을 이용한 스크래치 자기재생성 성형품의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대하여, 열가소성 엘라스토머(B) 20 ~ 500중량부, 에폭시기 함유 폴리올레핀계 공중합체(C) 1 ~ 30중량부 및 아민계 화합물(D) 0.001 ~ 0.5중량부를 포함하는 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물을 용융압출하여 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 복합체를 제조하는 단계; 상기 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 복합체를 압출 또는 사출하여 성형품을 제조하는 단계; 를 포함하는 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 성형품은 내열성 및 내충격성을 가질 뿐만 아니라 동시에 탁월한 스크래치 자기재생성을 가진 자동차 내장부품에 적합하다.

Description

폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물을 이용한 스크래치 자기재생성 성형품의 제조방법{Manufacturing method of scratch self-healing mouldings using polypropylene-elastomer nano alloys composition}
본 발명은 새로운 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물 및 이를 이용한 스크래치 자기재생성 성형품의 제조방법에 관한 것이다.
보다 상세하게는 반응압출에 의한 우수한 내열성 및 내충격성을 가질 뿐만 아니라 동시에 탁월한 스크래치 자기재생성을 가진 자동차 내장부품에 적합한 새로운 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물과 이를 이용한 성형품의 제조방법에 관한 것이다.
크래쉬 패드, 도아트림, 내장트림 등 자동차 내장부품에 널리 적용 되고 있는 폴리프로필렌계 수지는 낮은 가격 대비 양호한 기계적 물성, 경량 소재, 재활용성 등 많은 장점에 의해 각광을 받고 있으나, 내충격성 및 내열성이 부족하여 이의 개선이 필요하였다. 먼저 내충격성을 개선하는 방법으로 폴리프로필렌계 수지에 적정량의 열가소성 올레핀계 엘라스토머, 열가소성 스틸렌계 엘라스토머 등과 같은 엘라스토머를 첨가하여 복합체를 제조하는 방법이 시도 되었는데, 이 경우 복합체는 통상 폴리프로필렌계수지 매트릭스(matrix)내 엘라스토머가 마이크로미터 크기의 도메인(domain)을 형성하는 구조로, 소위 마이크로 알로이(micro alloy) 형태를 취하고 있다. 또한 엘라스토머의 첨가로 더욱더 부족해진 내열성 부족을 극복하기 위해 탈크, 유리섬유 등과 같은 무기계 충진제를 첨가함으로써 내충격성 및 내열성이 동시에 보강된 복합체가 개발되어 현재 널리 사용되고 있다(Polymer Composites, 9, 72 (1988), 미국특허 제 5,591,795호 등).
그런데 이러한 복합체로 된 성형품은 굴곡탄성율을 극도로 향상시킨“강성” 이 중시된 제품으로 수요자들이 선호하는 소프트 터치감이 나쁘고 또한 시각적인 감성의 중요 인자인 스크래치에 의한 표면손상이 쉽게 발생하는 심각한 문제가 있어 이에 대한 대책이 시급하다.
최근 강성보다는 “탄성회복력"을 중요시 한 소재로 된 "스크래치 자기재생성 도료"가 개발되어 자동차 외장용 도료로 도입되었으나, 마찬가지로 상기 폴리프로필렌계 복합수지로 된 자동차내장재용 소재부품에서도 종래 내열성을 보유하면서 동시에 뛰어난 “탄성회복력”에 의한 소프트 터치감 및 스크래치 자기재생성을 지닌 신개념의 고감성 고분자 신소재부품의 개발이 절실히 요구되고 있다.
현재까지 폴리프로필렌계 복합체로 된 성형품에 대한 스크래치를 해결하는 수단으로서는 성형품에 도장을 하는 방법이 가장 널리 사용되어 왔다. 그러나 도장 공정이 추가됨에 따라 제조공정이 복잡해지고 또한 단가가 상승하게 되는 문제점이 초래될 뿐만 아니라 도장 공정 중 사용되는 유기용매로 인해 휘발성 물질이 방출되는 문제점으로 인해 전세계적으로 강화 되고 있는 환경규제에 노출되어 있는 실정이다. 또 다른 해결방안으로서는 종래 폴리프로필렌계 복합체의 제조 시 고분자량의 폴리디메틸실록산 등과 같은 실리콘계 수지를 일종의 윤활제로서 첨가하는 방법이 새롭게 제안되었다(Elastomer, 43(3), 183 (2008)). 이러한 윤활제의 첨가는 제품 표면을 매끄럽게 만들어 마찰계수를 줄임으로써 외부로부터 표면에 가해지는 충격을 분산시키는 방법으로 내스크래치성이 어느 정도 개선되었지만 그 효과가 도장에 비해 상당히 미미하고, 또한 표면 광택도를 증가시켜 성형품의 감성 품질을 저하시키고 과량 사용될 경우 폴리프로필렌계 수지와의 상용성 부족으로 인하여 상분리 현상을 일으키며 표면으로의 전이 등 제품의 물성을 훼손시키는 단점이 있어 새로운 기술의 출현이 요청되고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 예의 연구를 거듭한 결과 본 발명에 이르게 되었다. 즉, 본 발명은 휘발성 물질 방출 우려가 없는 환경친화적인 무도장 자동차내장부품에 적합한 내충격성 및 내열성을 가지면서도 동시에 뛰어난 “탄성회복력”에 의한 소프트 터치감 및 스크래치 자기재생성을 지닌 신개념의 고감성 고분자 신소재부품인 신규 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 및 이들로부터 제조된 성형품을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 반응압출(reactive extrusion)공정을 통해 나노알로이를 형성하고, 수지들 간의 상용성을 향상시키며, 황변현상 등이 발생하지 않는 반응압출 공정 및 반응시간을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반응압출에 의한 우수한 내열성 및 내충격성을 가질 뿐만 아니라 동시에 탁월한 스크래치 자기재생성을 가진 자동차 내장부품에 적합한 새로운 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물과 이를 이용한 성형품의 제조방법에 관한 것이다.
구체적으로 본 발명의 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이의 제조방법은
산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대하여, 열가소성 엘라스토머(B) 20 ~ 500중량부, 에폭시기 함유 폴리올레핀계 공중합체(C) 1 ~ 30중량부 및 아민계 화합물(D) 0.001 ~ 0.5중량부를 포함하는 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물을 용융압출하여 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 복합체를 제조하는 단계;
상기 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 복합체를 압출 또는 사출하여 성형품을 제조하는 단계;
를 포함한다.
본 발명에서 상기 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물은 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대하여, 무기입자(E) 5 ~ 100중량부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이의 또 다른 제조방법은
산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대하여, 열가소성 엘라스토머(B) 20 ~ 500중량부, 에폭시기 함유 폴리올레핀계 공중합체(C) 1 ~ 30중량부 및 아민계 화합물로 표면처리된 무기입자(F) 0.1 ~ 50중량부를 포함하는 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물을 용융압출하여 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 복합체를 제조하는 단계;
상기 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 복합체를 압출 또는 사출하여 성형품을 제조하는 단계;
를 포함한다.
본 발명에서 상기 용융압출 공정은 실린더 온도 180 ~ 250℃이고, 길이/직경비(L/D)가 30이상인 이축압출기를 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물은 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대하여, 폴리프로필렌계 수지 5 ~ 300중량부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물은 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대하여, 아미노실란 화합물을 0.01 ~ 0.5 중량부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이를 용융하여 압출 또는 사출가공에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 스크래치 자기재생성 성형품을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이를 용융하여 압출 또는 사출가공에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 스크래치 자기재생성 자동차용 부품을 제공한다.
보다 구체적으로 본 발명의 일 양태를 들어 설명하면, 제 1 양태는 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대하여, 열가소성 엘라스토머(B) 20 ~ 500중량부, 에폭시기 함유 폴리올레핀계 공중합체(C) 1 ~ 30중량부 및 아민계 화합물(D) 0.001 ~ 0.5중량부를 포함하는 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물을 용융압출하여 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 복합체를 제조하는 단계; 상기 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 복합체를 압출 또는 사출하여 성형품을 제조하는 단계; 를 포함한다.
또한 본 발명의 제 2 양태는 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대하여, 열가소성 엘라스토머(B) 20 ~ 500중량부, 에폭시기 함유 폴리올레핀계 공중합체(C) 1 ~ 30중량부, 아민계 화합물(D) 0.001 ~ 0.5중량부 및 무기입자(E) 5 ~ 100중량부를 포함하는 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물을 용융압출하여 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 복합체를 제조하는 단계; 상기 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 복합체를 압출 또는 사출하여 성형품을 제조하는 단계; 를 포함한다.
또한 본 발명의 제 3 양태는 상기 제 1양태에서 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대하여, 열가소성 엘라스토머(B) 20 ~ 500중량부, 에폭시기 함유 폴리올레핀계 공중합체(C) 1 ~ 30중량부, 아민계 화합물(D) 0.001 ~ 0.5중량부 및 폴리프로필렌계 수지 5 ~ 300중량부를 포함하는 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물을 용융압출하여 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 복합체를 제조하는 단계; 상기 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 복합체를 압출 또는 사출하여 성형품을 제조하는 단계; 를 포함한다.
또한 본 발명의 제 4 양태는 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대하여, 열가소성 엘라스토머(B) 20 ~ 500중량부, 에폭시기 함유 폴리올레핀계 공중합체(C) 1 ~ 30중량부, 아민계 화합물(D) 0.001 ~ 0.5중량부, 무기입자(E) 5 ~ 100중량부 및 폴리프로필렌계 수지 5 ~ 300중량부를 포함하는 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물을 용융압출하여 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 복합체를 제조하는 단계; 상기 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 복합체를 압출 또는 사출하여 성형품을 제조하는 단계; 를 포함한다.
본 발명의 제 5 양태는 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대하여, 열가소성 엘라스토머(B) 20 ~ 500중량부, 에폭시기 함유 폴리올레핀계 공중합체(C) 1 ~ 30중량부 및 아민계 화합물로 표면처리된 무기입자(F) 0.1 ~ 50중량부를 포함하는 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물을 용융압출하여 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 복합체를 제조하는 단계; 상기 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 복합체를 압출 또는 사출하여 성형품을 제조하는 단계; 를 포함한다.
본 발명의 제 6 양태는 상기 제 5 양태에서 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대하여, 폴리프로필렌계 수지 5 ~ 300중량부를 더 포함한다.
본 발명의 제 7 양태는 상기 제 1 내지 제 6양태에서 선택되는 어느 하나의 양태에서 상기 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대하여, 아미노실란 화합물을 0.01 ~ 0.5 중량부를 더 포함한다.
이하 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
종래의 폴리프로필렌계 수지, 열가소성 엘라스토머, 무기입자 입자 등으로 구성된 폴리프로필렌계 복합체에서 열가소성 엘라스토머의 함량을 크게 올린 결과 비례적으로 내충격성 및 소프트 터치감이 크게 올라가고 스크래치 자기재생성이 발현됨을 알 수 있었다. 그러나 열변형온도로 표현되는 내열치수안정성 즉 내열성은 극도로 나빠져 목표로 하는 자동차내장부품용 성형품으로는 전혀 사용할 수 없는 수준이 되어 이를 획기적으로 개선할 수 있는 신기술의 필요성이 대두되었다. 최근 다른 성질의 고분자간의 알로이 또는 브랜드 시스템에 있어서 구성 고분자사이의 상용성을 극도로 좋게 하여 극미세 나노크기의 도메인이 형성하게 되는 소위 “고분자 나노알로이”경우 구성 고분자사이의 상용성이 그다지 좋지 못해 마이크로 크기의 도메인이 형성되는 종래의 “고분자 마이크로 알로이”에서는 결코 볼 수 없었던 획기적인 물성향상이 발현된다는 연구보고가 발표되고 있으며, 본 발명자는 이 점에 착안하여 폴리프로필렌계 수지와 열가소성 엘라스토머간의 상용성을 극도로 올린다면 폴리프로필렌계 복합체에서 내충격성, 소프트 터치감 및 스크래치 자기재생성 발현에 기여하는 열가소성 엘라스토머의 함량을 극히 높임에도 불구하고 내열성 저하가 극도로 억제될 수 있을 수 있다는 생각에 이르게 되어 본 발명에 착수하게 되었다.
이러한 생각 하에 본 발명에 있어서 획기적인 해결수단으로 도입한 것은 상호 반응에 의해 공유결합을 일으킬 만한 반응성기(I)를 폴리프로필렌계 수지에 도입하고 한편 열가소성 엘라스토머와 상용성이 극도로 좋으면서도 폴리프로필렌계 수지에 도입된 반응성기(I)와 쉽게 반응을 일으킬 수 있는 반응성기(II)를 가진 폴리올레핀계 수지를 소위 반응성 상용화제로 도입하여 반응압출(reactive extrusion)공정을 통해 폴리프로필렌계 수지와 열가소성 엘라스토머와의 나노알로이를 형성시키고자 하였다. 그 구체적인 시도로서 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지, 열가소성 엘라스토머 및 에폭시기 함유 폴리올레핀계 공중합체로 구성된 조성물을 이용하여 반응압출을 실시한 결과 산무수물기와 에폭시기와의 반응에 의해 종래기술에서는 볼 수 없었던 실로 놀라운 폴리프로필렌계 수지와 열가소성 엘라스토머간의 상용성이 발현됨을 알 수 있었다. 그러나 도메인 크기가 수백 나노 또는 서브마이크로 수준으로 원래 원하던 수십 나노크기의 극미세 나노알로이 발현에는 다소 미치지 못하였다. 이를 해결하는 방법으로 반응압출 시간을 보다 길게 한 결과 원하는 목표수준의 나노알로이는 얻을 수 있었으나 일부 고분자 분해가 일어나 황변되는 새로운 문제가 발생하였고 또한 원가가 올라가는 문제가 있어 새로운 해결방안이 필요하게 되었다.
상기의 문제를 해결하는 수단으로서 아민계 화합물 또는 아민계 화합물이 표면처리된 무기입자를 도입한 것이다. 즉, 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지, 열가소성 엘라스토머 및 에폭시기 함유 폴리올레핀계 공중합체이외에 아민계 화합물 또는 아민계 화합물이 표면처리 된 무기입자가 추가적으로 첨가된 조성물을 이용하여 반응압출을 실시한 결과 황변을 일으키는 고분자 분해가 일어나지 않을 정도의 짧은 반응압출 시간 내에 산무수물기와 에폭시기와의 반응에 있어 아민계 화합물 또는 아민계 화합물이 표면처리 된 무기입자가 마치 일종의 촉매와 같은 독특한 작용에 의해 실로 놀라운 폴리프로필렌계 수지와 열가소성 엘라스토머간의 매우 우수한 상용성이 발현되어 폴리프로필렌계 수지 메트릭스 내에 열가소성 엘라스토머가 우리가 원하는 수 내지 수십 나노 크기의 도메인으로 형성된 극미세 나노알로이 발현에 성공하게 되었고 이러한 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이는 당초 목적으로 하는 우수한 내열성 및 내충격성을 가질 뿐만 아니라 동시에 탁월한 스크래치 자기재생성을 발현함을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명에 있어서의 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A)는 무수말레산, 무수이타콘산, 무수시트라콘산 등과 같은 산무수물을 이축압출기, 반응용기 등에서 그라프트 반응을 시킨 폴리프로필렌 단독중합체 또는 프로필렌을 주성분으로 한 공중합체로서, 그라프트율이 0.1 ~ 10중량%, 좋기로는 0.5 ~ 5중량%의 것이고 용융지수가 1 ~ 100g/10분(230℃, 2.16kg), 좋기로는 2 ~ 50g/10분(230℃, 2.16kg)의 것이다. 가령 이축압출기에서 얻어지는 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A)는 폴리프로필렌계 수지 100중량부에 무수말레산, 무수이타콘산, 무수시트라콘산 등과 같은 산무수물 0.1 ~ 10중량부, 좋기로는 0.2 ~ 3중량부, 2,2 -아조비스이소부티로니트릴, 2,2 -아조비스(2,4,4-트리메틸발레로니트릴) 등 아조계 화합물, 디큐밀퍼옥사이드, t-부틸퍼옥사이드 등 과산화물과 같은 라디칼 개시제 0.01 ~ 3중량부, 좋기로는 0.02 ~ 1중량부를 배합하여 이축압출기(실린더 온도; 180 ~ 250℃)를 통해 그라프트반응을 시킴으로서 얻어진다. 이러한 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A)의 보다 구체적인 예로서, 무수말레산 그라프트 폴리프로필렌인 Mitsui Chemical사 Admer QB510A, QF551A, DuPont사 Bynel 50E662, 50E739, Fusabond P613, P353 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어 상기 열가소성 엘라스토머(B)로서는 에틸렌-헥센계 엘라스토머, 에틸렌-옥텐계 엘라스토머 등과 같은 에틸렌-α올레핀계 엘라스토머, 프로필렌-헥센계 엘라스토머, 프로필렌-옥텐계 엘라스토머 등과 같은 프로필렌-α올레핀계 엘라스토머, 에틸렌-프로필렌-디엔계 엘라스토머 등을 포함하는 열가소성 올레핀계 엘라스토머, 스틸렌-부타디엔 블록공중합체, 스틸렌-이소프렌 블록공중합체, 수소화 첨가된 스틸렌-부타디엔 엘라스토머, 스틸렌-부타디엔-스틸렌계 엘라스토머, 스틸렌-에틸렌-부틸렌-스틸렌계 엘라스토머, 스틸렌-에틸렌-프로필렌-스틸렌계 엘라스토머 등을 포함하는 열가소성 스틸렌계 엘라스토머 등을 들 수 있으며 이들을 단독 또는 이들의 혼합물로서 사용할 수 있다. 이러한 열가소성 엘라스토머(B)의 보다 구체적인 예로서, 에틸렌-옥텐계 엘라스토머인 Dow Chemical사 Engage 8200, 수소화 첨가된 스틸렌-부타디엔 엘라스토머인 JSR사 Dynaron 2324P, 스틸렌-에틸렌-부틸렌-스틸렌계 엘라스토머인 Kraton polymers사 Kraton G1643M 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 열가소성 엘라스토머(B) 함량은 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대해 20 ~ 500중량부를 사용하는 것이 좋다. 20중량부 미만일 경우 소프트 터치감 및 스크래치 자기재생성을 확보하려는 목적 달성이 어렵고, 500중량부를 초과할 경우 내열성이 열악해질 우려가 있다.
본 발명에 있어서의 에폭시기 함유 폴리올레핀계 수지(C)는 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, 이타콘산글리시딜에스테르, 아릴글리시딜에테르, 2-메틸아릴글리시딜에테르, 스틸렌-p-글리시딜에테르 등과 같은 에폭시기 함유 화합물과 올레핀과의 공중합체로 그 구체적인 예로서, 에틸렌-글리시딜메타크릴레이트 공중합체인 Arkema사 Lotader AX8840, 에틸렌-메타크릴레이트-글리시딜메타크릴레이트 공중합체인 Arkema사 Lotader AX8900, AX8920, 에틸렌-부틸아크릴레이트-글리시딜메타크릴레이트 공중합체인 DuPont사 Elvaloy PTW 등을 들 수 있다.
상기 에폭시기 함유 폴리올레핀계 공중합체(C) 함량은 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대해 1 ~ 30중량부를 첨가하는 것이 좋다. 1중량부 미만일 경우 반응성 상용화제로서의 역할이 발현되지 못해 궁극적으로 스크래치 자기재생성 및 내열성 확보가 곤란하고, 30중량부를 초과할 경우 통상 자체의 물성이 유연하여 내열성이 취약해질 우려가 있다.
본 발명에 있어서의 아민계 화합물(D)으로서는 지방족, 방향족 또는 고리모양의 1차 내지 4차 아민 그 어느 것도 가능하며, 구체적인 예로서 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 테트라메틸아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 테트라에틸아민, 트리에탄올아민, N,N-디메틸벤질아민, N-메틸아닐린, N,N'-디메틸아닐린, N,N'-디에틸아닐린, 에틸렌디아민, 테트라메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 트리에틸렌테트라민, 디에틸렌트리아민, 피리딘, 퀴놀린, 4,4‘-메틸렌디아닐린, 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀 등을 들 수 있다.
상기 아민계 화합물(D) 함량은 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대해 0.001 ~ 0.5중량부 첨가하는 것이 좋다. 0.001중량부 미만일 경우 독특한 촉매로서의 역할이 발현되지 못해 궁극적으로 스크래치 자기재생성 및 내열성 확보가 곤란하고 0.5중량부를 초과할 경우 저분자인 관계로 성형품 표면으로 전이되어 외관품질을 훼손시킬 우려가 있다.
본 발명에 있어 상기 무기입자(E)로서는 탈크, 탄산칼슘, 클레이, 카올린, 실리카, 규조토, 탄산마그네슘, 염화칼슘, 황산칼슘, 수산화알미늄, 산화아연, 수산화마그네슘, 산화티탄, 알루미나, 마이카, 아스베스토스, 제오라이트, 규산백토 등을 들 수 있으며 이들을 단독 또는 이들의 혼합물로서 사용할 수 있다. 상기 무기입자(E)의 형태는 구형, 침상형, 판형 등 어느 것도 무방하고, 평균입경은 1 ~ 10,000nm, 좋기로는 1 ~ 1,000nm, 더욱 좋기로는 1 ~ 500nm인 나노무기입자가 바람직하다. 또한 유리섬유, 휘스커 등과 같은 섬유상형 무기입자도 바람직하다.
상기 무기입자는 내열성을 보다 높이기 위하여 사용되는 것으로, 5 ~ 100중량부를 사용하는 것이 우수한 물성을 나타내므로 바람직하다.
본 발명에서 저분자인 아민계 화합물(D)이 과량 사용 시 성형품 표면으로 전이될 우려가 있다는 점에서 이를 개선하는 방법으로 아민계 화합물(D) 대신에 아민계 화합물(D)로 표면처리된 무기입자(F)를 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서의 아민계 화합물로 표면처리된 무기입자(F)는 상기 무기입자(E)의 표면에 상기 아민계 화합물(D)를 직접 또는 간접적으로 처리하여 제조되는 것이다. 아민계 화합물(D) 단독 또는 표면처리반응에 도움이 되는 다른 화합물과 같이 처리하거나 아니면 아민계 화합물(D)과 표면처리반응에 도움이 되는 다른 화합물을 미리 반응시켜 얻어진 화합물을 표면처리함으로써 최종적으로 아민계 화합물(D)이 무기입자 표면에 고정되는 형태의 것이다. 가령 아민계 화합물과 실란계 화합물과의 반응물을 무기입자에 코팅한 것을 예로 들 수 있는데, 구체적으로 트리아민-알킬/디메틸 공중합체(Genesee Polymers사 상품명 GP-4)를 탈크 입자의 표면에 코팅한 무기입자(Viton Product사 상품명 ABT-G B4)를 들 수 있고, 3-(2-아미노에틸)-아미노프로필 트리메톡시 실란을 표면처리한 유리섬유 등을 예로 들 수 있다.
상기 아민계 화합물(D)로 표면처리 된 무기입자(F) 함량은 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대해 0.1 ~ 50중량부를 첨가하는 것이 좋다. 0.1중량부 미만일 경우 촉매로서의 역할이 발현되지 못해 궁극적으로 스크래치 자기재생성 및 내열성 확보가 곤란하고 50중량부를 초과할 경우 내열성은 좋아지나 많은 무기입자 함량에 의해 소프트 터치감 및 자기재생성이 악화될 우려가 있다.
본 발명에 있어서 상기 폴리프로필렌계 수지는 프로필렌 단독중합체, 블록 공중합체 또는 랜덤 공중합체 형태의 프로필렌을 주성분으로 하는 공중합체 등으로서 이중 블록 공중합체가 더욱 바람직하며 용융지수가 2 ~ 100g/10분의 것이 적절하다.
상기 폴리프로필렌계 수지는 내열성을 향상시키기 위하여 사용되는 것으로, 5 ~ 300 중량부를 사용하는 것이 우수한 물성을 발현하므로 바람직하다.
본 발명에서 상기 아미노실란 화합물은 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필-트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필-메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필-트리에톡시실란 및 N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필-트리이소프로폭시실란에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 아미노실란 화합물은 스크래치 방지 및 표면의 경도를 더욱 향상시키기 위하여 사용될 수 있으며, 그 함량은 0.01 ~ 0.5 중량부로 사용하는 것이 우수한 물성을 발현하므로 바람직하다.
본 발명에 의한 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이는 이축압출기에서 반응압출을 통해 제조되는 것이 연속적으로 제조가 가능하며, 혼련성이 우수하므로 바람직하다. 이 경우 이축압출기의 길이/직경비(L/D)는 가능한 30이상, 좋기로는 40이상 더욱 좋기로는 50이상인 것이 바람직하고, 특히 이축압출기에서 실린더온도 180 ~ 250℃로 진행시키는 것이 바람직하다. 180℃ 미만의 온도에서 진행시키면 수지의 불용분이 발생할 확률도 있고 관능기간의 반응속도가 느려져 원하는 나노알로이 발현이 어려워질 우려가 있는 반면 250℃을 초과하면 수지 사슬이 끊어지며 황변이 발생할 우려가 높다. L/D는 반응시간에 비례하므로 L/D가 클수록 반응에 의한 상용성 향상 효과가 증가한다는 측면에서 L/D의 상한선에 있어 큰 제한은 없으나 L/D가 100이상 넘어가면 압출기 제작기술상 어려움이 있고 설비가격이 급격히 올라가는 문제가 있으며 200을 초과하면 압출기내에서 너무 오래 체류함에 따라 열에 의한 수지의 열분해의 위험성이 있어 200이하가 바람직하다.
또한 압출 또는 사출 공정은 사용자가 필요로 하는 형태에 따라서 통상의 제조방법으로 제조가 가능하며, 이때 압출 또는 사출 공정 시 온도는 180 ~ 250℃인 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이에는 통상의 첨가제 예를 들면, 산화방지제, 자외선안정제, 가공조제, 열안정제, 활제, 안료, 염료 등을 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 배합할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물을 이용하여 공지의 방법으로 압출 또는 사출하여 제조된 성형품, 보다 구체적으로 크래쉬 패드, 도아트림, 내장트림 등 자동차용 부품도 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명에 의한 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 제조방법에 의해 제조된 성형품은 우수한 내열성 및 내충격성을 가질 뿐만 아니라 동시에 탁월한 스크래치 자기재생성을 가진 자동차 내장부품에 매우 유용하게 사용될 것으로 전망된다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하며, 하기 실시예는 본 발명의 일예일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.
하기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 시편의 충격강도, 열변형온도, 소프트 터치감, 스크래치 자기재생성을 다음과 같이 측정하였다.
1. 충격강도
사출시편을 제조한 후 내충격성에 대한 척도로서 ASTM D-256에 의거하여 23℃에서의 충격강도를 측정하였다.
2. 열변형온도
사출시편을 제조한 후 내열성에 대한 척도로서 ASTM D-648에 의거하여 열변형온도를 측정하였다.
3. 소프트 터치감
소프트터치감은 두께 20mm의 평판형 사출시편을 제작한 후 모집단 50명이 각기 시편을 직접 손으로 눌러보아 느껴지는 소프트 터치감 평가결과를 평균하여 구하였다. 그 소프트 터치감이 우수한 정도에 따라 A(우수), B(양호), C(보통), D(불량) 등급순으로 차등 평가하였다.
4. 스크래치 자기재생성
스크래치 자기재생성은 사출시편을 제작한 후 3Φ 사파이어 팁(tip)이 부착된 스크래치시험기(HEIDON사 제품W)에서 각 시편을 장착하고 500g 하중하에서 스크래치를 형성시켜 그 정도를 평가하였다. 특히 시간에 따른 탄성회복력에 의한 스크래치 자기재생성을 보기 위해 스크래치를 발생시킨 뒤 1시간 뒤 스크래치 상태를 육안으로 관찰하였다. 스크래치가 관찰되지 않는 정도에 따라 A(우수), B(양호), C(보통), D(불량) 등급순으로 차등 평가하였다.
[실시예 1]
산무수물기 함유 폴리올레핀계 수지(A)로서 용융지수(230℃, 2.16Kg) 49g/10분, 용융점 162℃의 무수말레산 그라프트 폴리프로필렌(DuPont사, Fusabond P613, MAH-g-PP(A1)), 열가소성 엘라스토머(B)로서 용융지수(190℃, 2.16Kg) 5.0g/10분의 에틸렌-옥텐계 엘라스토머(Dow Chemical사, Engage 8200, TPE(B1)), 에폭시기 함유 폴리올레핀계 수지(C)로서 용융지수(190℃, 2.16Kg) 5g/10분의 에틸렌-글리시딜메타크릴레이트 공중합체(Arkema사 Lotader AX8840, EPO(C1)), 아민계 화합물(D)로서 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀(Aldrich사, AM(D1)를 준비하였다. MAH-g-PP(A1) 100중량부에 대해, TPE(B1) 40중량부, EPO(C1) 8중량부, AM(D1) 0.07중량부 혼합한 조성물(표 1참조)을 직경 70mm, L/D 40의 이축압출기에 투입하고 실린더온도 200℃에서 용융압출시켜 최종 폴리프로필렌계 복합체(1)를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌계 복합체(1)를 사출기에서 사출시편을 제작하고 이에 대해 충격강도, 열변형온도, 소프트 터치감, 스크래치 자기재생성을 평가한 후 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 2]
MAH-g-PP(A1) 100중량부에 대해, TPE(B1) 60중량부, EPO(C1) 9중량부, AM(D1) 0.07중량부 혼합한 조성물(표 1참조)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리프로필렌계 복합체(2)를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌계 복합체(2)를 사출기에서 사출시편을 제작하고 이에 대해 충격강도, 열변형온도, 소프트 터치감, 스크래치 자기재생성을 평가한 후 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 3]
MAH-g-PP(A1) 100중량부에 대해, TPE(B1) 80중량부, EPO(C1) 10중량부, AM(D1) 0.07중량부 혼합한 조성물(표 1참조)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리프로필렌계 복합체(3)를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌계 복합체(3)를 사출기에서 사출시편을 제작하고 이에 대해 충격강도, 열변형온도, 소프트 터치감, 스크래치 자기재생성을 평가한 후 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 4]
열가소성 엘라스토머(B)로서 용융지수(230℃, 2.16Kg) 18.0g/10분의 스틸렌-에틸렌-부틸렌-스틸렌계 엘라스토머(Kraton polymers사, Kraton G1643M, TPE(B2)), 또한 무기입자(E)로서 평균입경 1.2㎛의 탈크(Talc(E1))를 준비하였다. MAH-g-PP(A1) 100중량부에 대해, TPE(B2) 80중량부, EPO(C1) 10중량부, AM(D1) 0.09중량부, Talc(E1) 30중량부 혼합한 조성물(표 1참조)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리프로필렌계 복합체(4)를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌계 복합체(4)를 사출기에서 사출시편을 제작하고 이에 대해 충격강도, 열변형온도, 소프트 터치감, 스크래치 자기재생성을 평가한 후 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 5]
에폭시기 함유 폴리올레핀계 수지(C)로서 용융지수(190℃, 2.16Kg) 6.0g/10분의 에틸렌-메타크릴레이트-글리시딜메타크릴레이트 공중합체인 Arkema사 Lotader AX8900(EPO(C2)), 아민계 화합물(D)로서 테트라에틸아민(Aldrich사, AM(D2)를 준비하고 또한 무기입자(E)로서 길이 4mm의 유리섬유(G/F(E2))를 준비하였다. MAH-g-PP(A1) 100중량부에 대해, TPE(B2) 75중량부, EPO(C2) 12중량부, AM(D2) 0.1중량부, G/F(E2) 25중량부 혼합한 조성물(표 1참조)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리프로필렌계 복합체(5)를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌계 복합체(5)를 사출기에서 사출시편을 제작하고 이에 대해 충격강도, 열변형온도, 소프트 터치감, 스크래치 자기재생성을 평가한 후 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 6]
산무수물기 함유 폴리올레핀계 수지(A)로서 용융지수(230℃, 2.16Kg) 3.3g/10분, 용융점 162℃의 무수말레산 그라프트 폴리프로필렌(Mitsui Chemical사, Admer QB510A, MAH-g-PP(A1)), 아민계 화합물로 표면처리된 무기입자(F)로서 트리아민-알킬/디메틸 공중합체(Genesee Polymers사 상품명 GP-4)를 탈크 입자의 표면에 코팅한 무기입자(Viton Product사 상품명 ABT-G B4, AM-Talc(F1))를 준비하였다. MAH-g-PP(A2) 100중량부에 대해, TPE(B1) 60중량부, EPO(C1) 9중량부, AM-Talc(F1) 25중량부 혼합한 조성물(표 1참조)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리프로필렌계 복합체(6)를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌계 복합체(6)를 사출기에서 사출시편을 제작하고 이에 대해 충격강도, 열변형온도, 소프트 터치감, 스크래치 자기재생성을 평가한 후 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 7]
아민계 화합물로 표면처리 된 무기입자(F)로서 3-(2-아미노에틸)-아미노프로필 트리메톡시 실란을 표면처리한 길이 3mm의 유리섬유(AM-G/F(F2))를 준비하였다. MAH-g-PP(A2) 100중량부에 대해, TPE(B2) 85중량부, EPO(C2) 11중량부, AM-G/F(F2) 30중량부 혼합한 조성물(표 1참조)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리프로필렌계 복합체(7)를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌계 복합체(7)를 사출기에서 사출시편을 제작하고 이에 대해 충격강도, 열변형온도, 소프트 터치감, 스크래치 자기재생성을 평가한 후 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 8]
폴리프로필렌계 수지로서 용융지수(230℃, 2.16Kg) 30.0g/10분, 용융점 168 ℃의 프로필렌 블록공중합체(대한유화공업, Grade CB5230, PP(A))를 준비하였다. MAH-g-PP(A2) 100중량부에 대해 TPE(B1) 80중량부, EPO(C1) 10중량부, AM(D2) 0.07중량부. PP(A) 50중량부 혼합한 조성물(표 1참조)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리프로필렌계 복합체(8)를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌계 복합체(8)를 사출기에서 사출시편을 제작하고 이에 대해 충격강도, 열변형온도, 소프트 터치감, 스크래치 자기재생성을 평가한 후 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 9]
MAH-g-PP(A2) 100중량부에 대해, TPE(B1) 70중량부, EPO(C1) 10중량부, AM-G/F(F2) 10중량부. PP(A) 30중량부 혼합한 조성물(표 1참조)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리프로필렌계 복합체(9)를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌계 복합체(9)를 사출기에서 사출시편을 제작하고 이에 대해 충격강도, 열변형온도, 소프트 터치감, 스크래치 자기재생성을 평가한 후 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 10]
상기 실시예 1에서 MAH-g-PP(A1) 100중량부에 대해, 3-아미노프로필트리메톡시실란(AS(A)) 0.05 중량부를 더 추가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 폴리프로필렌계 복합체(10)를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌계 복합체(10)를 사출기에서 사출시편을 제작하고, 이에 대해 충격강도, 열변형온도, 소프트 터치감, 스크래치 자기재생성을 평가한 후 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 11]
상기 실시예 4에서 MAH-g-PP(A1) 100중량부에 대해, 3-아미노프로필트리메톡시실란(AS(A)) 0.05 중량부를 더 추가한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 실시하여 폴리프로필렌계 복합체(11)를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌계 복합체(11)를 사출기에서 사출시편을 제작하고, 이에 대해 충격강도, 열변형온도, 소프트 터치감, 스크래치 자기재생성을 평가한 후 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 12]
상기 실시예 6에서 MAH-g-PP(A2) 100중량부에 대해, 3-아미노프로필트리메톡시실란(AS(A)) 0.05 중량부를 더 추가한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 실시하여 폴리프로필렌계 복합체(12)를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌계 복합체(12)를 사출기에서 사출시편을 제작하고, 이에 대해 충격강도, 열변형온도, 소프트 터치감, 스크래치 자기재생성을 평가한 후 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 1]
PP(A) 100중량부에 대해, TPE(B1) 30중량부, Talc(E1) 40중량부 혼합한 조성물(표 1참조)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리프로필렌계 복합체(13)를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌계 복합체(13)를 사출기에서 사출시편을 제작하고 이에 대해 충격강도, 열변형온도, 소프트 터치감, 스크래치 자기재생성을 평가한 후 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 2]
PP(A) 100중량부에 대해, TPE(B1) 55중량부 혼합한 조성물(표 1참조)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리프로필렌계 복합체(14)를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌계 복합체(14)를 사출기에서 사출시편을 제작하고 이에 대해 충격강도, 열변형온도, 소프트 터치감, 스크래치 자기재생성을 평가한 후 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 3]
MAH-g-PP(A1) 100중량부에 대해 TPE(B1) 60중량부, EPO(C1) 9중량부 혼합한 조성물(표 1참조)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리프로필렌계 복합체(15)를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌계 복합체(15)를 사출기에서 사출시편을 제작하고 이에 대해 충격강도, 열변형온도, 소프트 터치감, 스크래치 자기재생성을 평가한후 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 4]
MAH-g-PP(A1) 100중량부에 대해 TPE(B1) 550중량부, EPO(C1) 10중량부, AM(D1) 0.07중량부 혼합한 조성물(표 1참조)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리프로필렌계 복합체(16)를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌계 복합체(16)를 사출기에서 사출시편을 제작하고 이에 대해 충격강도, 열변형온도, 소프트 터치감, 스크래치 자기재생성을 평가한후 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 5]
MAH-g-PP(A1) 100중량부에 대해 TPE(B1) 80중량부, EPO(C1) 50중량부, AM(D1) 0.07중량부 혼합한 조성물(표 1참조)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리프로필렌계 복합체(17)를 얻었다. 얻어진 폴리프로필렌계 복합체(17)를 사출기에서 사출시편을 제작하고 이에 대해 충격강도, 열변형온도, 소프트 터치감, 스크래치 자기재생성을 평가한후 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[표 1] 실시예 1~12 및 비교예 1~5의 폴리프로필렌계 복합체 조성물
Figure 112010019089664-pat00001

[표 2] 실시예 1~12 및 비교예 1~5에 따라 얻어진 시편에 대한 물성
Figure 112010019089664-pat00002
실시예 1 ~ 12에서 볼 수 있듯이 본 발명에 의한 폴리프로필렌계 복합체는 우수한 내충격성 및 내열성을 가질 뿐만 아니라 동시에 탁월한 소프트 터치감 및 스크래치 자기재생성을 가짐을 알 수 있다. 종래기술에 의한 비교예 1를 보면 내열성은 우수하지만 내충격성이 실시예 대비 다소 부족하고 소프트 터치감 및 스크래치 재생성이 매우 열악함을 알 수 있다. 실시예 2와 비교예 2를 비교해 보면 상호 폴리프로필렌계 복합체내 엘라스토머 함량이 비슷함에도 불구하고 실시예 2에 따른 폴리프로필렌계 복합체의 경우가 내충격성, 소프트 터치감 및 스크래치 자기재생성도 우수하고 동시에 내열성이 훨씬 월등하게 탁월함을 알 수 있다. 한편 실시예 2와 비교예 3을 비교해 보면 단지 아민계 화합물의 첨가여부만 다를 뿐인데 그 물성이 크게 다름을 알 수 있다. 비교예 3의 경우는 비교예 2 경우보다는 내열성이 다소 향상되었으나 목표하는 수준에는 미치지 못한 반면 아민계 화합물을 첨가한 실시예 2의 경우는 획기적으로 그 내열성이 우수해 짐을 알 수 있다. 이는 산무수물기와 에폭시기와의 반응에 있어 아민계 화합물이 마치 일종의 촉매와 같은 독특한 작용에 의해 실로 놀라운 폴리프로필렌계 수지와 열가소성 엘라스토머간의 매우 우수한 상용성이 발현되어 폴리프로필렌계 수지 메트릭스 내에 열가소성 엘라스토머가 우리가 원하는 수 내지 수십 나노 크기의 도메인으로 형성된 극미세 나노알로이 발현시킴으로서 이러한 결과가 나온 것으로 추론된다. 또한 본 발명에 의한 실시예 3과 동일한 성분의 구성이나 단지 열가소성 엘라스토머 함량이 과량 처방된 비교예 4, 또는 단지 에폭시기 함유 폴리올레핀 함량이 과량 처방된 비교예 5를 보면 소프트 터치감, 스크래치 자기재생성은 탁월하나 내열성이 극도로 취약해져 본 발명의 목적을 달성할 수 없음을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

Claims (21)

  1. 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대하여, 열가소성 엘라스토머(B) 20 ~ 500중량부, 에폭시기 함유 폴리올레핀계 공중합체(C) 1 ~ 30중량부, 아민계 화합물(D) 0.001 ~ 0.5중량부 및 아미노실란 화합물 0.01 ~ 0.5 중량부를 포함하는 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물을 용융압출하여 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 복합체를 제조하는 단계;
    상기 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 복합체를 압출 또는 사출하여 성형품을 제조하는 단계;
    를 포함하는 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 성형품의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물은 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대하여, 무기입자(E) 5 ~ 100중량부를 더 포함하는 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 성형품의 제조방법.
  3. 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대하여, 열가소성 엘라스토머(B) 20 ~ 500중량부, 에폭시기 함유 폴리올레핀계 공중합체(C) 1 ~ 30중량부, 아민계 화합물로 표면처리된 무기입자(F) 0.1 ~ 50중량부 및 아미노실란 화합물 0.01 ~ 0.5 중량부를 포함하는 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물을 용융압출하여 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 복합체를 제조하는 단계;
    상기 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 복합체를 압출 또는 사출하여 성형품을 제조하는 단계;
    를 포함하는 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 성형품의 제조방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 용융압출 공정은 실린더 온도 180 ~ 250℃이고, 길이/직경비(L/D)가 30이상인 이축압출기를 이용하는 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 성형품의 제조방법.
  5. 제 1항 내지 제 3항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 조성물은 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대하여, 폴리프로필렌계 수지 5 ~ 300중량부를 더 포함하는 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 성형품의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌계 수지는 프로필렌 단독중합체 또는 프로필렌을 포함하는 공중합체인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 성형품의 제조방법.
  7. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 아미노실란 화합물은 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A) 100중량부에 대하여, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필-트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필-메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필-트리에톡시실란 및 N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필-트리이소프로폭시실란에서 선택되는 어느 하나 이상인 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 성형품의 제조방법.
  8. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 산무수물기 함유 폴리프로필렌계 수지(A)는 그라프트율이 0.1 ~ 10중량%이고 용융지수가 1 ~ 100g/10분(230℃, 2.16kg)인 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 성형품의 제조방법.
  9. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 열가소성 엘라스토머(B)는 올레핀계 엘라스토머 또는 스틸렌계 엘라스토머인 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 성형품의 제조방법.
  10. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 에폭시기 함유 폴리올레핀계 공중합체(C)는 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, 이타콘산글리시딜에스테르, 아릴글리시딜에테르, 2-메틸아릴글리시딜에테르, 스틸렌-p-글리시딜에테르에서 선택되는 에폭시기 함유 화합물과 올레핀의 공중합체인 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 성형품의 제조방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 아민계 화합물(D)은 지방족, 방향족, 고리모양으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 1차 내지 4차 아민인 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 성형품의 제조방법.
  12. 제 2항에 있어서,
    상기 무기입자(E)는 탈크, 탄산칼슘, 클레이, 카올린, 실리카, 규조토, 탄산마그네슘, 염화칼슘, 황산칼슘, 수산화알미늄, 산화아연, 수산화마그네슘, 산화티탄, 알루미나, 마이카, 아스베스토스, 제오라이트, 규산백토, 유리섬유, 휘스커로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 성형품의 제조방법.
  13. 제 3항에 있어서,
    상기 아민계 화합물로 표면처리된 무기입자(F)는 탈크, 탄산칼슘, 클레이, 카올린, 실리카, 규조토, 탄산마그네슘, 염화칼슘, 황산칼슘, 수산화알미늄, 산화아연, 수산화마그네슘, 산화티탄, 알루미나, 마이카, 아스베스토스, 제오라이트, 규산백토, 유리섬유, 휘스커로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 무기입자의 표면에 지방족, 방향족, 고리모양으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 1차 내지 4차 아민을 처리한 것인 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 성형품의 제조방법.
  14. 제 1항 내지 제 3항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 성형품의 제조방법을 이용한 스크래치 자기재생성 성형품.
  15. 제 4항에 따른 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 성형품의 제조방법을 이용한 스크래치 자기재생성 성형품.
  16. 제 5항에 따른 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 성형품의 제조방법을 이용한 스크래치 자기재생성 성형품.
  17. 제 7항에 따른 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 성형품의 제조방법을 이용한 스크래치 자기재생성 성형품.
  18. 제 1항 내지 제 3항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 성형품의 제조방법을 이용한 스크래치 자기재생성 자동차용 부품.
  19. 제 4항에 따른 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 성형품의 제조방법을 이용한 스크래치 자기재생성 자동차용 부품.
  20. 제 5항에 따른 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 성형품의 제조방법을 이용한 스크래치 자기재생성 자동차용 부품.
  21. 제 7항에 따른 폴리프로필렌-엘라스토머 나노알로이 성형품의 제조방법을 이용한 스크래치 자기재생성 자동차용 부품.
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