KR101026843B1

KR101026843B1 - 자동차 웨더스트립 코팅용 조성물, 이로부터 제조된 내마모성 코팅재, 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR101026843B1
Application number: KR1020080126133A
Authority: KR
Inventors: 박천민; 최창휴
Original assignee: 호남석유화학 주식회사
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2011-04-06
Also published as: KR20100067531A

Abstract

본 발명은 전체 조성물 총 중량에 대하여, 중량평균분자량 300,000 이상의 고분자량 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 20 내지 80 중량부, 중량평균분자량 150,000 내지 250,000의 중분자량 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 20 내지 80 중량부, 및 중량평균분자량 300,000 이상의 고분자량 고용융장력 폴리프로필렌(HMSPP) 10 내지 40 중량부를 포함하는 자동차 웨더스트립 코팅용 조성물, 이로부터 제조된 내마모성 코팅재, 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면 고분자량의 고용융장력 폴리프로필렌(HMSPP)와 분자량이 다른 2종 이상의 HDPE수지 조성물을 최적 범위로 혼합함으로써, 기존에 상용화된 코팅재와 비교하여 제조원가를 획기적으로 절감할 수 있으면서도 마찰특성 및 내구성이 우수하여 장기신뢰성이 높은 자동차 웨더스트립용 코팅재를 제조할 수 있다.

고밀도 폴리에틸렌, 고용융장력 폴리프로필렌, 자동차 웨더스트립, 코팅재

Description

자동차 웨더스트립 코팅용 조성물, 이로부터 제조된 내마모성 코팅재, 및 그의 제조 방법 {COATING COMPOSITION FOR WEATHER STRIP OF AUTOMOBILE, ABRASION-RESISTANT COATING MATERIAL PREPARED FROM IT, AND PREPARATION METHOD THEREOF}

본 발명은 자동차 웨더스트립 코팅용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차 웨더스트립에서 유리와의 마찰저항을 낮추고 우수한 내마모성을 부여하는 자동차 웨더스트립 코팅용 조성물, 이로부터 제조된 내마모성 코팅재, 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 자동차 웨더스트립으로 사용되던 열경화성 가교 EPDM은 자동차 유리와의 마찰저항을 줄이고 내마모성을 향상시키기 위해 접촉부위에 나일론사를 접착시키는 방법을 사용하였으나 제조공정이 복잡하고 불량률이 높아 제조단가를 높이는 단점이 있었다.

또한, 최근 열경화성 가교 EPDM의 제조 특성상 성형공정이 길고 생산성이 낮은 단점을 보완하기 위하여 열가소성 가교탄성체인 TPV를 이용하여 자동차 웨더스트립을 대체하고 있으나, TPV 소재 역시 유리와의 접촉시 마찰저항을 줄이고 내마모성을 향상시키기 위해 별도의 코팅 공정이 요구되고 있다.

이러한 측면에서, 기존에 사용되는 코팅재에는 일본 미쯔이 듀폰에서 상용화된 하이밀란과 같이 아이오노머를 이용한 수지조성물, 도끼와에서 개발한 UHMW(Ultra High Molecular Weight) HDPE(High Density Polyethylene)를 포함하는 HDPE계 수지 중합품 및 기존 TPV소재를 개질한 코팅재용 TPV 소재 등이 있다.

그러나, 현재까지 개발된 코팅재 중 유리와의 마찰저항이 낮고 내마모성이 우수한 소재는 UHMW HDPE를 포함하는 HDPE 계 수지조성물이나, UHMW HDPE가 열에 의해 녹기 어려운 특성상 일반 컴파운딩(Compounding) 기술로는 배합하기 어려워 HDPE 중합공정에서 연속(Series) 중합을 통해서만 제조가 가능하며 이에 다양한 제품을 생산하기 어렵고 생산단가가 매우 높은 단점이 있다.

따라서, 자동차 웨더스트립에서 유리와의 마찰저항을 낮추고 우수한 내마모성을 부여하면서도 통상의 컴파운딩 공정으로 적용할 수 있어 다양한 형상 및 용도로 활용이 가능한 코팅재 개발에 대한 연구가 필요하다.

본 발명은 자동차 웨더스트립의 마찰저항을 줄이고 내마모성을 증가시키기 위한 자동차 웨더스트립 코팅용 조성물을 제공하고자 한다.

본 발명은 또한, 상기 조성물을 이용하여 제조된 내마모성이 우수한 자동차 웨더스트립의 내마모성 코팅재 및 그의 제조 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 전체 조성물 총 중량에 대하여, 중량평균분자량 300,000 이상의 고분자량 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 20 내지 80 중량부, 중량평균분자량 150,000 내지 250,000의 중분자량 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 20 내지 80 중량부, 및 중량평균분자량 300,000 이상의 고분자량 고용융장력 폴리프로필렌(HMSPP) 10 내지 40 중량부를 포함하는 자동차 웨더스트립 코팅용 조성물을 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 조성물로부터 제조된 자동차 웨더스트립의 내마모성 코팅재를 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 조성물을 컴파운딩하여 자동차 웨더스트립용 코팅재를 제조하는 방법을 제공한다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명은 자동차 웨더스트립의 일종인 글래스런채널, 사이드채널 등에 사용되는 TPV(Thermoplastic Vulcanizates) 소재의 마찰저항을 줄이고 내마모성을 증가시키기 위한 코팅재로 사용 가능한 폴리올레핀계 수지 조성물 및 이를 이용하여 제 조된 내마모성 코팅제, 그의 제조방법을 제공한다.

특히, 본 발명에서는 일반 컴파운딩(Compounding)용 압출기에서 고분자량의 HMSPP(High Melt Strength PP)와 분자량이 다른 2종 이상의 HDPE 수지 조성물을 제조하여 마찰저항이 낮고 내마모성이 우수한 코팅재를 개발하였으며, 기존의 HDPE계 중합품과 달리 분자량 분포 및 유동성 조절이 용이하여 다양한 제품을 생산할 수 있으며, 기존품에 비해 제조 단가를 50% 이상 절감할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 코팅용 조성물은 2종의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE, High Density Polyethylene) 및 고용융장력 폴리프로필렌(HMSPP, High Melt Strength Polypropylene)을 포함하여, 내마모성이 우수하며 다양한 형상 및 용도에 적합한 코팅재를 저렴한 비용으로 제조할 수 있다.

특히, 본 발명에서 고밀도 폴리에틸렌은 분자량 분포가 상이한 2종을 사용하는 데, 이 중 고분자량 고밀도 폴리에틸렌은 중량평균분자량(Mw)이 300,000 이상이며, 바람직하게는 300,000 내지 500,000, 더욱 바람직하게는 300,000 내지 400,000이 될 수 있다. 상기 고분자량 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 전체 조성물 총 중량에 대하여 20 내지 80 중량부로 포함되고, 바람직하게는 20 내지 60 중량부, 더욱 바람직하게는 20 내지 40 중량부로 포함될 수 있다. 본 발명의 코팅용 조성물에서 고분자량 고밀도 폴리에틸렌은 압출성형 측면에서 상기와 같은 분자량 범위 및 함량 범위를 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 상기 고분자량 고밀도 폴리에틸렌과 함께 중분자량의 고밀도 폴리에틸렌을 포함하며, 상기 중분자량 고밀도 폴리에틸렌은 중량평균분자 량(Mw)이 150,000 내지 250,000이며, 바람직하게는 160,000 내지 240,000가 될 수 있다. 상기 중분자량 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 전체 조성물 총 중량에 대하여 20 내지 80 중량부로 포함되고, 바람직하게는 20 내지 60 중량부, 더욱 바람직하게는 20 내지 40 중량부로 포함될 수 있다. 본 발명의 코팅용 조성물에서 중분자량 고밀도 폴리에틸렌은 압출성형 측면에서 상기와 같은 분자량 범위 및 함량 범위를 유지하는 것이 바람직하다.

상기 2종의 고밀도 폴리에틸렌과 함께, 본 발명의 코팅용 조성물은 고분자량의 고용융장력 폴리프로필렌(HMSPP)이 포함하며, 이 때 고분자량 고용융장력 폴리프로필렌(HMSPP)의 중량평균분자량(Mw)은 300,000 이상이며, 바람직하게는 300,000 내지 400,000, 더욱 바람직하게는 300,000 내지 380,000가 될 수 있다. 상기 고분자량 고용융장력 폴리프로필렌(HMSPP)은 전체 조성물 총 중량에 대하여 10 내지 40 중량부로 포함되고, 바람직하게는 10 내지 30 중량부, 더욱 바람직하게는 10 내지 25 중량부로 포함될 수 있다. 본 발명의 코팅용 조성물에서 고분자량 고용융장력 폴리프로필렌(HMSPP)은 내마모성 측면에서 상기와 같은 분자량 범위 및 함량 범위를 유지하는 것이 바람직하다.

상기 고분자량 고용융장력 폴리프로필렌(HMSPP)은 중량평균분자량(Mw)이 300,000 이상인 고분자량 폴리프로필렌을 포함하며, 이종의 폴리프로필렌과의 혼합물에 유기과산화물을 반응시켜 제조된 것일 수 있다. 여기서, 이종의 폴리프로필렌으로는 호모 폴리프로필렌(Homo-PP), 블록 폴리프로필렌(Block-PP), 랜덤 폴리프로필렌(Random-PP) 등을 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

이 때, 유기과산화물로는 1,1-디(t-부틸퍼옥시)시클로헥산[1,1-Di(t-butylperoxy)cyclohexane], 2,2-디(4,4-디-(t-부틸퍼옥시)시클로헥실)프로판[2,2-Di(4,4-di-(t-butylperoxy)cyclohexyl)propane], t-부틸퍼옥시말레산[t-Butyl peroxymaleic acid], t-부틸퍼옥시-3,5,5-트리메틸헥사노에이트[t-Butyl peroxy-3,5,5-trimethylhexanoate], t-부틸퍼옥시이소프로필모노카보네이트[t-Butyl peroxy isopropyl monocarbonate], t-부틸퍼옥시2-에틸헥실모노카보네이트[t-Butyl peroxy 2-ethylhexyl monocarbonate], 2,5-디-메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산 [2,5-Di-methyl-2,5-di(benzoylperoxy)hexane], t-부틸퍼옥시아세테이트 [t-Butyl peroxyacetate], 2,2-디-(t-부틸퍼옥시)부탄[2,2-Di-(t-butylperoxy)butane], t-부틸퍼옥시벤조에이트[t-Butyl peroxybenzoate], n-부틸-4,4-디-(t-부틸퍼옥시)발레르에이트[n-Butyl 4,4-di-(t-butylperoxy)valerate], 디(2-t-부티퍼옥시이소프로필)벤젠[Di(2-t-butylperoxyisopropyl)benzene], 디쿠밀 퍼옥사이드[Dicumyl peroxide], 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산[2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexane], t-부틸쿠밀퍼옥사이드[t-Butyl cumyl peroxide], p-멘탄하이드로퍼옥사이드[p-Menthane hydroperoxide], 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3, 이소프로필쿠밀하이드로퍼옥사이드[2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexyne-3, Isopropylcumyl hydroperoxide], 1,1,3,3-테트라메틸부틸하이드로퍼옥사이드[1,1,3,3-Tetramethylbutyl hydroperoxide], 쿠밀하이드로퍼옥사이드[Cumene hydroperoxide], t-부틸하이드로퍼옥사이드[t-Butyl hydroperoxide], 2,3-디메틸-2,3-디페닐부탄[2,3-Dimethyl-2,3-diphenylbutane], 디벤조일퍼옥사이 드[Dibenzoyl peroxide], 디(3-메틸벤조일)퍼옥사이드[Di(3-methylbenzoyl)peroxide], 디(4-메틸벤조일)퍼옥사이드[Di(4-methylbenzoylperozide)], t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트[t-butyl peroxy-2-ethylhexanonate], 디숙신산퍼옥사이드[Disuccinic acid peroxide], 2,5-디메틸-2,5-디(2-에틸헥사노닐퍼옥시)헥산[2,5,-Dimethyl-2,5-di(2-ethylhexanonylperoxy)hexane], 디라우로일퍼옥사이드[Dilauroyl peroxide], 1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트[1,1,3,3-tetramethylbutyl peroxy-2-ethylhexanoate], 디(3,5,5-트리메틸헥사노일)퍼옥사이드[Di(3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide], t-부틸퍼옥시피발레이트[t-Butyl peroxypivalate], t-헥실퍼옥시피발레이트[t-Hexyl peroxypivalate], t-부틸퍼옥시네오헵타노에이트[t-Butyl peroxyneoheptanoate], t-부틸퍼옥시네오데카노에이트[t-Butyl peroxyneodecanoate], t-헥실퍼옥시네오데카노에이트[t-Hexyl peroxyneodecanoate], 디(2-에틸헥실)퍼옥시디카보네이트[Di(2-ethylhexyl) peroxydicarbonate], 1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시네오데카노에이트[1,1,3,3-Tetramethylbutyl peroxyneodecanoate], 디이소프로필퍼옥시디카보네이트[Diisopropyl peroxydicarbonate], 쿠밀퍼옥시네오데카노에이트[Cumyl peroxyneodecanoate], 디-n-프로필퍼옥시디카보네이트[Di-n-propyl peroxydicarbonate], 디이소부티릴퍼옥사이드 [Diisobutyryl peroxide]로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

본 발명의 조성물에서 상기 고분자 수지는 고분자량 고밀도 폴리에틸렌: 중 분자량 고밀도 폴리에틸렌:고분자량 고용융장력 폴리프로필렌의 중량비가 45:45:10 내지 30:30:40가 되도록 포함될 수 있으며, 바람직하게는 45:40:15 내지 40:30:30의 중량비, 더욱 바람직하게는 40:40:20 내지 40:30:30의 중량비로 포함될 수 있다.

또한, 상기 3종의 고분자 수지 이외에, 본 발명의 조성물은 안료, 산화방지제, 및 자외선차단제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 첨가제는 전체 조성물의 총 중량에 대하여 0.05 내지 3.0 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 2.8 중량부로 포함될 수 있다.

여기서, 안료로는 자동차 웨더스티립용 코팅재에 사용이 가능한 것으로 알려진 화합물이라면 특별한 한정 없이 사용이 가능하고, 예컨대 카본블랙(carbon black) 등을 사용할 수 있다.

상기 산화안정제로는 페놀계 산화안정제, 인계 산화안정제, 및 포스파이트(Phosphite)계 산화안정제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

상기 자외선차단제로는 자동차 웨더스티립용 코팅재에 사용이 가능한 것으로 알려진 화합물이라면 특별한 한정 없이 사용이 가능하고, 예컨대 살리실산(salicylic acid)계, 벤조트리아졸(benzotriazole)계 등을 사용할 수 있다.

또한, 상기 첨가제와 함께 또는 별도로, 본 발명의 자동차 웨더스트립 코팅용 조성물은 윤활성을 위하여 실리콘오일을 추가로 포함할 수 있으며, 상기 실리콘 오일은 전체 조성물의 총 중량에 대하여 0 내지 10 중량부, 바람직하게는 1 내지 8 중량부, 더욱 바람직하게는 2 내지 6 중량부로 포함될 수 있다.

상기 실리콘 오일로는 자동차 웨더스티립용 코팅재에 사용이 가능한 것으로 알려진 것이라면 특별한 한정 없이 사용이 가능하지만, 바람직하게는 점도가 800 내지 1,200 cSt, 좀더 바람직하게는 900 내지 1,100 cSt, 더욱 바람직하게는 1,000 cSt인 것을 사용할 수 있다.

본 발명은 또한, 전술한 바와 같은 조성물을 컴파운딩하여 자동차 웨더스트립용 코팅재를 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명에서 상기 코팅재 제조 방법의 제조 설비로는 압출기(Extruder) 또는 인터널 믹서(Internal Mixer) 등을 사용할 수 있다. 특히, 압출기의 경우 바람직하게는 L/D가 32이상인 트윈 스크류 압출기(Twin Screw Extruder)를 사용하여 수행할 수 있으며, 상기 압출기에는 측면 주입(Side Feeding)이 가능한 측면 주입구(Side Feeder)가 최소 1개 이상인 것이 좀더 바람직하다.

또한, 본 발명의 코팅재 제조 방법에서 상기 컴파운딩 공정은 고분자량 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 1종 또는 2종 이상의 혼합물 및 중분자량의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 1종 또는 2종 이상의 혼합물과 고분자량 고용융장력 폴리프로필렌(HMSPP), 첨가제 등을 동시에 메인 주입구(Main Feeder)로 투입하거나 측면 주입구(Side Feeder)로 나누어 투입할 수 있다. 이때, 반응 온도는 바람직하게는 180 내지 220 ℃, 좀더 바람직하게는 185 내지 210 ℃로 수행할 수 있다.

이러한 방법을 통해, 본 발명에서 개발된 자동차 웨더스트립용 코팅재는 기존에 상용화된 코팅재와 비교하여 제조원가를 획기적으로 절감할 수 있으면서도 마 찰특성 및 내구성이 우수하여 장기신뢰성이 높은 특징을 갖는다.

특히, 본 발명은 상기 조성물으로부터 제조된 자동차 웨더스트립의 내마모성 코팅재를 제공하며, 상기 코팅재는 전술한 바와 같은 방법으로 제조될 수 있다.

본 발명에 따라 제조된 내마모성 코팅재는 최종적으로 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)를 50 내지 90 중량%, 바람직하게는 70 내지 85 중량%, 더욱 바람직하게는 70 내지 80 중량%를 포함할 수 있으며, 고용융장력 폴리프로필렌(HMSPP)를 10 내지 50 중량%, 바람직하게는 15 내지 30 중량%, 더욱 바람직하게는 20 내지 30 중량%를 포함할 수 있다.

본 발명에 따라 제조된 자동차 웨더스트립용 코팅재는 마찰계수가 낮으며 내마모성이 우수하여 내구성이 탁월하며, 흐름성 및 성형성이 좋아 생산성 향상이 가능하다. 또한, 최종 제품의 물성 및 유동 특성 변화가 용이하여 다양한 제품 용도 및 형상에 따른 제품 설계 변화가 가능한 장점이 있으며, 중합품에 비해 생산 비용이 저렴하고 다품종 소량 생산이 가능하여 기존품에 비해 제조 단가를 50% 이상 낮출 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 있어서 상기 기재된 내용 이외의 사항은 필요에 따라 가감이 가능한 것이므로, 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니한다.

본 발명의 자동차 웨더스트립 코팅용 조성물은 고분자량의 고용융장력 폴리프로필렌(HMSPP)와 분자량이 다른 2종 이상의 HDPE수지 조성물을 특정 조성비로 포함함으로써, 내마모성이 우수하며 다양한 형상 및 용도에 적합한 자동차 웨더스트 립용 코팅재를 저렴한 비용으로 제조할 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 1

1) 조성

가. HDPE-A(Mw: 380,000) 40 중량부

나. HDPE-B(Mw: 240,000) 30 중량부

다. HMSPP-A(Mw: 300,000) 30 중량부

라. 산화안정제(1,2차 복합 산화안정제) 0.5 중량부

2) 제조방법

L/D가 40인 트윈 스크류 압출기(Twin Screw Extruder)를 이용하여 메인 주입구(Main Feeder)에 가항의 고분자량 고밀도 폴리에틸렌(HDPE-A) 과 나항의 중분자량 고밀도 폴리에틸렌(HDPE-B)소재를 투입하고, 측면 주입구(Side Feeder)에 다항의 고분자량 고용융장력 폴리프로필렌(HMSPP-A)과 라항의 첨가제를 투입하여 210 ℃에서 컴파운딩하여 최종적으로 고밀도 폴리에틸렌 70 중량% 및 고용융장력 폴리프로필렌 30 중량%를 포함하는 자동차 웨더스트립용 코팅재를 제조하였다.

실시예 2

1) 조성

가. HDPE-C(Mw: 400,000) 40 중량부

나. HDPE-D(Mw: 220,000) 35 중량부

다. HMSPP-B(Mw: 320,000) 25 중량부

라. 산화안정제(1,2차 복합 산화안정제) 0.5 중량부

마. 실리콘오일(25 ℃, 1,000 cSt) 4 중량부

2) 제조방법

L/D가 40인 트윈 스크류 압출기(Twin Screw Extruder)를 이용하여 메인 주입구(Main Feeder)에 가항의 고분자량 고밀도 폴리에틸렌(HDPE-C), 나항의 중분자량 고밀도 폴리에틸렌(HDPE-D), 다항의 고분자량 고용융장력 폴리프로필렌(HMSPP-B), 라항의 첨가제, 마항의 실리콘 오일을 모두 투입하여 투입하여 210 ℃에서 컴파운딩하여 최종적으로 고밀도 폴리에틸렌 75 중량% 및 고용융장력 폴리프로필렌 25 중량%를 포함하는 자동차 웨더스트립용 코팅재를 제조하였다.

비교예 1

1) 조성

가. HDPE-C(Mw: 400,000) 35 중량부

나. HDPE-D(Mw: 220,000) 15 중량부

다. HMSPP-B(Mw: 320,000) 50 중량부

라. 산화안정제(1,2차 복합 산화안정제) 0.5 중량부

마. 실리콘오일(25 ℃, 1,000 cSt) 4 중량부

2) 제조방법

L/D가 40인 트윈 스크류 압출기(Twin Screw Extruder)를 이용하여 메인 주입구(Main Feeder)에 가항의 고분자량 고밀도 폴리에틸렌(HDPE-C), 나항의 중분자량 고밀도 폴리에틸렌(HDPE-D), 다항의 고분자량 고용융장력 폴리프로필렌(HMSPP-B), 라항의 첨가제, 마항의 실리콘 오일을 모두 투입하여 210 ℃에서 컴파운딩하여 최종적으로 고밀도 폴리에틸렌 50 중량% 및 고용융장력 폴리프로필렌 50 중량%를 포함하는 자동차 웨더스트립용 코팅재를 제조하였다.

비교예 2~4

비교예 2~4로 기존 상업화된 코팅재로서 자동차 웨더스트립(Weather strip)용으로 사용 중이거나 검토중인 코팅재를 사용하였으며, 비교예 2는 컴파운딩 제품인 Ionomer계 코팅재 HIMILAN (Mitsui-DuPont사, HM-2508BK), 비교예 3은 컴파운딩 제품인 TPE계 고경도 코팅재(AES사, Santoprene 123-52), 비교예 4는 연속 중합으로 제조된 중합품인 HDPE계 코팅재 TM-80(Mitsui사)를 상기 실시예 1~2와 비교 평가하였다.

상기 실시예 1~2 및 비교예 1~4에 대하여 하기와 같은 물성 평가를 수행하고, 측정한 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

1) 표면 외관 평가: 실제 상용화된 자동차 웨더스트립(Weather strip) 제조 공정에서 해당 코팅재를 성형하였을 때 제품의 외관을 평가하였다.

2) 마찰계수 측정: 속도(15 ㎝/min), 시험추 무게 (200 g), 온도(23 ℃), 습도 (50%)의 조건에서 정마찰계수와 동마찰계수를 측정하였다.

3) 내마모성 평가:

내마모성은 시험-1 및 시험-2로 조건을 달리하며 평가를 수행하였다. 내마모성 시험-1은 성형된 웨더스트립 사이에 끼워진 유리를 반복하면서 코팅재의 내구회수를 평가하였으며, 내마모성 시험-2는 마모륜에 1 kg의 하중을 가한 상태에서 70 RPM의 속도로 2,500회 회전시킨 후에 코팅재의 마모된 함량을 측정하였다.

4) 내한내열싸이클 평가: 성형된 웨더스트립을 자동차에 장착한 후에 내한(-30℃)조건, 상온조건 및 내열조건(80 ℃)에서 자동차 유리를 상하 반복 운전시키면서, 모터 부하량 및 코팅재 마모상태를 확인하여 평가하였다.

구 분	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4
HDPE(고분자량)	40	40	35	PE/ Ionomer계	고경도 TPV계	HDPE 계 중합품 (UHMW HDPE + 일반 HDPE)
HDPE(중분자량)	30	35	15
HMSPP	30	25	50
첨가제	0.5	0.5	0.5
실리콘오일	-	4	4
MI	1.8	3.7	1.1	1.2	1.5	0.25
밀도	0.90	0.93	0.93	0.95	0.94	0.96
경도	60D	55D	65D	45D	50D	65D
표면외관^*	무광택, 엠보	무광택, 엠보	표면거침	광택, 표면매끈	광택, 돌기있음	무광택, 엠보
정마찰계수	0.34	0.23	0.52	1.16	0.65	0.23
동마찰계수	0.28	0.21	0.47	0.70	0.52	0.20
내마모성시험-1	1,000,000 이상	1,000,000 이상	500,000 미만	500,000~700,000	300,000~500,000	1,000,000이상
내마모성시험-2	0.011	0.006	0.063	0.025	0.080	0.018
내한내열싸이클	이상 없음	이상 없음	코팅재 마모됨	코팅재 마모됨	코팅재 마모됨	이상 없음

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1~2의 코팅재는 성형 및 냉각과정에서 자연 엠보가 생성됨으로써, 표면적을 줄여주는 효과가 있어 비교예 2~3에 비해 현저히 낮은 마찰계수를 나타냄을 알 수 있다. 특히, 비교예 1의 코팅재는 적정 함량 범위를 벗어남으로 인하여 성형시 표면 거침과 물성 저하 등의 문제점을 드러냈다.

더욱이, 본 발명의 실시예 1~2는 우수한 내마모성을 부여하면서도 통상의 컴파운딩 공정을 적용하여도, 연속 중합 공정으로 제조된 중합품인 비교예 4와 동등하거나 보다 우수한 성능의 코팅재를 제공할 수 있음을 알 수 있다.

본 발명의 실시예 1~2는 내마모성 시험-1에서 1,000,000회 왕복후에도 코팅재 표면상태가 양호하였으나, 비교예 2는 시험시편간의 편차가 있으나 700,000회 이내에서 코팅재가 완전히 마모되었으며, 비교예 3은 500,000회 이내에서 마모되었다. 특히, 내마모성시험-2에서도 본 발명의 실시예 1~2는 마모되어 소실된 함량이 실시예 1 및 비교예 2~3에 비해 현저히 적은 양으로 나타나, 내구성 측면에서 매우 우수한 특성이 있음을 알 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 실시예 1~2의 코팅재는 마찰계수 및 내마모성 모두 비교예 4에 비해 우수하며, 이로써 실제 자동차에 적용시 유리와의 마찰저항이 낮아지고 더 오래 사용할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 상기 내한내열싸이클 시험을 통해, 본 발명의 실시예 1~2는 아무런 이상징후가 발견되지 않았으나, 비교예 2~3은 모터 부하 상승 및 코팅재 벗겨짐 현상이 발생하여 자동차 웨더스트립의 내마모성 코팅재로 적합하지 않음을 알 수 있다.

본 발명은 기존에 상용화된 코팅재와 비교하여 제조원가를 획기적으로 절감할 수 있으면서도 마찰특성 및 내구성이 우수하여 장기신뢰성이 높은 자동차 웨더스트립용 코팅재를 제조할 수 있다.

Claims

전체 조성물 총 중량에 대하여,

중량평균분자량 300,000 이상의 고분자량 폴리에틸렌(HDPE) 20 내지 80 중량부;

중량평균분자량 150,000 내지 250,000의 중분자량 폴리에틸렌(HDPE) 20 내지 80 중량부; 및

호모 폴리프로필렌, 블록 폴리프로필렌, 및 랜덤 폴리프로필렌으로 이루어진 군에서 선택되는 2종 이상의 폴리프로필렌 혼합물과 유기과산화물을 반응시켜 제조된 것인, 중량평균분자량 300,000 이상의 고분자량 폴리프로필렌(HMSPP) 10 내지 40 중량부;

를 포함하는 자동차 웨더스트립 코팅용 조성물.
제1항에 있어서,

상기 고분자량 폴리에틸렌 : 중분자량 폴리에틸렌 : 고분자량 폴리프로필렌의 중량비는 45:45:10 내지 30:30:40인 자동차 웨더스트립 코팅용 조성물.
제1항에 있어서,

상기 고분자량 폴리에틸렌은 중량평균분자량이 300,000 내지 500,000인 자동차 웨더스트립 코팅용 조성물.
제1항에 있어서,

상기 중분자량 폴리에틸렌은 중량평균분자량이 160,000 내지 240,000인 자동차 웨더스트립 코팅용 조성물.
제1항에 있어서,

상기 고분자량 폴리프로필렌은 중량평균분자량이 300,000 내지 400,000인 자동차 웨더스트립 코팅용 조성물.
제1항에 있어서,

상기 고분자량 폴리프로필렌은 전체 조성물 총 중량에 대하여 10 내지 30 중량부로 포함하는 자동차 웨더스트립 코팅용 조성물.
제1항에 있어서,

상기 유기과산화물은 1,1-디(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, 2,2-디(4,4-디-(t-부틸퍼옥시)시클로헥실)프로판, t-부틸퍼옥시말레산, t-부틸퍼옥시-3,5,5-트리메틸헥사노에이트, t-부틸퍼옥시이소프로필모노카보네이트, t-부틸퍼옥시2-에틸헥실모노카보네이트, 2,5-디-메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산, t-부틸퍼옥시아세테이트, 2,2-디-(t-부틸퍼옥시)부탄, t-부틸퍼옥시벤조에이트, n-부틸-4,4-디-(t-부틸퍼옥시)발레르에이트, 디(2-t-부티퍼옥시이소프로필)벤젠, 디쿠밀 퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, t-부틸쿠밀퍼옥사이드, p-멘탄하이드로퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3 이소프로필쿠밀하이드로퍼옥사이드, 1,1,3,3-테트라메틸부틸하이드로퍼옥사이드, 쿠밀하이드로퍼옥사이드, t-부틸하이드로퍼옥사이드, 2,3-디메틸-2,3-디페닐부탄, 디벤조일퍼옥사이드, 디(3-메틸벤조일)퍼옥사이드, 디(4-메틸벤조일)퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 디숙신산퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(2-에틸헥사노닐퍼옥시)헥산, 디라우로일퍼옥사이드, 1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 디(3,5,5-트리메틸헥사노일)퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시피발레이트, t-헥실퍼옥시피발레이트, t-부틸퍼옥시네오헵타노에이트, t-부틸퍼옥시네오데카노에이트, t-헥실퍼옥시네오데카노에이트, 디(2-에틸헥실)퍼옥시디카보네이트, 1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시네오데카노에이트, 디이소프로필퍼옥시디카보네이트, 쿠밀퍼옥시네오데카노에이트, 디-n-프로필퍼옥시디카보네이트, 및 디이소부티릴퍼옥사이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 자동차 웨더스트립 코팅용 조성물.
제1항에 있어서,

안료, 산화안정제, 및 자외선차단제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제 0.05 내지 3.0 중량부를 추가로 포함하는 자동차 웨더스트립 코팅용 조성물.
제8항에 있어서,

상기 산화안정제는 페놀계 산화안정제, 인계 산화안정제, 및 포스파이트(Phosphite)계 산화안정제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 자동차 웨더스트립 코팅용 조성물.
제1항에 있어서,

실리콘오일0 내지 10 중량부를 추가로 포함하는 자동차 웨더스트립 코팅용 조성물.
제10항에 있어서,

상기 실리콘 오일은 점도가 1,000 cSt 이상인 자동차 웨더스트립 코팅용 조성물.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 컴파운딩하여 자동차 웨더스트립용 코팅재를 제조하는 방법.
제12항에 있어서,

상기 컴파운딩을 반응 온도 180 내지 220 ℃에서 수행하는 자동차 웨더스트립용 코팅재를 제조하는 방법.
제12항에 있어서,

상기 컴파운딩을 스크류의 길이/직경 비(L/D, ratio of Length/Diameter)가 32 이상인 트윈 스크류 압출기(Twin Screw Extruder)를 사용하여 수행하는 자동차 웨더스트립용 코팅재를 제조하는 방법.
제12항에 따른 방법으로 제조된 자동차 웨더스트립의 내마모성 코팅재.
제15항에 있어서,

폴리에틸렌(HDPE) 50 내지 90 중량% 및 폴리프로필렌(HMSPP) 10 내지 50 중량%를 포함하는 자동차 웨더스트립의 내마모성 코팅재.