KR101170364B1

KR101170364B1 - 폴리에틸렌계 수지 조성물

Info

Publication number: KR101170364B1
Application number: KR1020100022810A
Authority: KR
Inventors: 박성기; 진창우; 조세현; 이찬기
Original assignee: 주식회사 엑시아머티리얼스
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2012-08-01
Also published as: EP2366724B1; EP2366724A1; KR20110103643A; US20110224360A1; CN102190764A; JP2011190442A; CN102190764B

Abstract

본 발명은 폴리에틸렌계 수지 단독 또는 폴리아미드계와 폴리에틸렌계 수지의 혼련물을 포함하는 기재 수지, 상기 기재 수지에 아크릴레이트 단량체, 아크릴산, 메타크릴산, 상기 아크릴산과 상기 메타크릴산의 혼합물 중에서 선택된 어느 하나인 기능성 단량체 및 중합개시제를 흡수시킨 후 중합시켜 얻어진 폴리아크릴레이트 공중합체 및 상기 기재 수지에 도입된 말레인산무수물;을 포함하며, 상기 기재 수지 100 중량부에 대하여 상기 폴리아크릴레이트 공중합체 1.1 내지 96.6 중량부가 분산되어 있는 폴리에틸렌계 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

폴리에틸렌계 수지 조성물{Polyethylene Resin Composition}

본 발명은 폴리에틸렌계 수지 조성물에 관한 것이다.

엔지니어링플라스틱은 기계적 물성, 내화학성, 내열성 등이 우수하고 금속 소재 대비 가볍기 때문에 산업 전반에 걸쳐 구조재, 외장재 또는 피복재 등으로 널리 사용되고 있다. 특히, 엔지니어링플라스틱 중 폴리아미드계 수지는 인장 강도, 굴곡 탄성률, 내화학성, 내열성 등의 물리적 특성이 우수하고, 전반적인 물리화학적 특성의 균형이 잘 잡혀 있으며 가공성이 우수하여, 자동차를 비롯한 전기, 전자 부품 및 스포츠 용품 등 다양한 분야에 널리 사용되고 있다.

이와 더불어, 폴리아미드계 수지는 인성이 강한 고분자 수지로 대표적인 엔지니어링플라스틱의 하나이다. 특히 폴리아미드계 수지는 내충격 특성을 보강하여 매우 강한 엔지니어링플라스틱을 얻을 수 있으므로, 충격강도 보강 소재를 사용하여 내충격 특성을 보강한 폴리아미드계 수지가 전체 폴리아미드계 수지의 약 10% 이상을 차지하고 있다.

이와 같은 폴리아미드계 수지는 종래에 에틸렌-프로필렌 고무 또는 에틸렌-옥텐 고무 등 폴리에틸렌계 수지의 분지에 말레인산무수물이 화학적 결합을 통하여 도입된 개질 폴리에틸렌계 수지를 첨가제로 하여 사용해 오고 있다. 폴리에틸렌계 수지는 상온 및 저온에서 높은 충격강도를 가지고 있으며 유리전이온도가 매우 낮아 엔지니어링플라스틱과 혼련하였을 때에 성형물 내에서 충격을 흡수하여 성형물의 파괴를 막아주는 역할을 한다. 이러한 역할을 하기 위해서는 엔지니어링플라스틱 내에 폴리에틸렌계 수지가 일정한 크기로 고른 분포를 이루며 분산되어야 하는데, 폴리에틸렌계 수지와 엔지니어링플라스틱은 서로 극성의 차이가 매우 커서 혼련이 잘 되지 않는 문제를 가지고 있다. 이 문제를 해결하는 방법으로서 폴리에틸렌계 수지의 분지에 강한 극성을 가진 말레인산무수물 또는 아세트산 유도체를 도입하여 상용성을 높이는 기술이 적용되고 있다.

이러한 개질 폴리에틸렌계 수지는 폴리아미드계 수지 조성물에 요구되는 충격강도에 따라 혼련에 사용되는 양이 결정되는데, 높은 충격강도를 가진 폴리아미드계 수지 조성물을 얻기 위해서는 다량의 개질 폴리에틸렌계 수지가 첨가되어야 한다. 그러나, 개질 폴리에틸렌계 수지는 폴리아미드계 수지에 비하여 매우 낮은 강도 및 강성을 가지고 있으므로, 다량의 개질 폴리에틸렌계 수지를 폴리아미드계 수지 조성물에 첨가할 경우 충격강도는 높일 수 있으나 다른 우수한 물리적 성질들의 저하를 가져오는 단점을 가지고 있다. 이와 함께, 고가의 수지가 다량 첨가되면서 원가가 상승하는 문제가 동시에 발생하고 있는 실정이다. 이에 따라 종래의 개질 폴리에틸렌계 수지에 비하여 적은 투입량으로도 폴리아미드계 수지 조성물에 동등 이상의 충격강도를 부여할 수 있는 기능성 수지 제조 기술의 개발이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명은 폴리아미드계 수지에 대한 상용성과 분산성이 우수하여 충격강도 보강 효과가 우수한 개질된 폴리에틸렌계 수지 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 폴리에틸렌계 수지 조성물은 폴리에틸렌계 수지 단독 또는 폴리아미드계와 폴리에틸렌계 수지의 혼련물을 포함하는 기재 수지, 상기 기재 수지에 아크릴레이트 단량체, 아크릴산, 메타크릴산, 상기 아크릴산과 상기 메타크릴산의 혼합물 중에서 선택된 어느 하나인 기능성 단량체 및 중합개시제를 흡수시킨 후 중합시켜 얻어진 폴리아크릴레이트 공중합체 및 상기 기재 수지에 도입된 말레인산무수물;을 포함하며, 상기 기재 수지 100 중량부에 대하여 상기 폴리아크릴레이트 공중합체 1.1 내지 96.6 중량부가 분산되어 있을 수 있다.

상기 폴리에틸렌계 수지는 폴리에틸렌 공중합체, 관능성기가 분지에 화학결합에 의하여 도입된 폴리에틸렌계 수지 또는 이들의 혼련물일 수 있다.

상기 관능성기가 분지에 화학결합에 의하여 도입된 폴리에틸렌은 폴리(에틸렌-코-메틸아크릴레이트), 폴리(에틸렌-코-에틸아크릴레이트), 폴리(에틸렌-코-부틸아크릴레이트), 폴리(에틸렌-코-아크릴산), 폴리(에틸렌-코-메타크릴산), 폴리(에틸렌-코-글리시딜 메타크릴레이트), 폴리(에틸렌-코-말레인산), 폴리(에틸렌-코-비닐아세테이트), 폴리(에틸렌-코-아크릴아미드), 폴리(에틸렌-코-아크릴로니트릴) 또는 이들 중 2종 이상의 혼련물일 수 있다.

상기 폴리에틸렌 공중합체는 에틸렌 단독 중합체 또는 에틸렌과 알파 올레핀의 공중합체일 수 있다.

상기 에틸렌과 알파 올레핀의 공중합체는 폴리(에틸렌-코-1-옥텐), 폴리(에틸렌-코-1-부텐), 폴리(에틸렌-코-프로필렌), 폴리(에틸렌-코-프로필렌-코-디엔) 또는 이들 중 2종 이상의 혼련물일 수 있다.

상기 아크릴레이트 단량체는 알킬 아크릴레이트 단량체, 알킬 메타크릴레이트 단량체 또는 이들의 혼합물일 수 있다.

상기 폴리아크릴레이트 공중합체는, 물에 분산된 폴리에틸렌계 수지 단독 또는 폴리아미드계와 폴리에틸렌계 수지의 혼련물을 포함하는 기재 수지에 아크릴레이트 단량체 및 중합개시제를 흡수시킨 후 상기 단량체를 1차 중합하고, 상기 중합에 의한 생성물에 아크릴레이트 단량체, 기능성 단량체 및 중합개시제를 흡수시킨 후 2차 이상 중합하여 형성될 수 있다.

상기 1차 중합시, 상기 기재 수지에 상기 기능성 단량체를 흡수시키는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 아크릴레이트 단량체의 양은 상기 기재 수지 또는 상기 중합에 의한 생성물 100 중량부를 기준으로 50 내지 200 중량부일 수 있다.

상기 기능성 단량체의 양은 상기 1차 중합시 상기 기재 수지 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 15 중량부이고, 상기 2차 이상의 중합시 상기 중합에 의한 생성물 100 중량부를 기준으로 2 내지 35 중량부일 수 있다.

상기 중합개시제의 양은 상기 단량체들 및 중합개시제의 몰수의 총합을 기준으로 0.2 내지 2.5 몰%일 수 있다.

상기 폴리에틸렌계 수지 조성물은, 상기 2차 이상 중합된 폴리아크릴레이트 공중합체에 폴리에틸렌계 수지, 열안정제 및 과산화물을 혼합하여 압출 형성될 수 있다.

상기 말레인산무수물은 상기 기재 수지에 화학 반응에 의하여 분지에 도입될 수 있다.

상기 말레인산무수물의 양은 상기 기재 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 2.5 중량부일 수 있다.

본 발명의 폴리에틸렌계 수지 조성물을 포함하는 폴리아미드 수지 조성물은 기계적 강도가 우수하며, 가공성이 우수한 이점이 있다.

도 1은 비교예 2에 따라 제조된 폴리아미드 수지 조성물을 나타낸 확대도.
도 2는 실험예 21에 따라 제조된 폴리아미드 수지 조성물을 나타낸 확대도.

본 발명은, 폴리에틸렌계 수지 단독 또는 폴리아미드계와 폴리에틸렌계 수지의 혼련물을 포함하는 기재 수지, 상기 기재 수지에 아크릴레이트 단량체, 아크릴산, 메타크릴산, 상기 아크릴산과 상기 메타크릴산의 혼합물 중에서 선택된 어느 하나인 기능성 단량체 및 중합개시제를 흡수시킨 후 중합시켜 얻어진 폴리아크릴레이트 공중합체 및 상기 기재 수지에 도입된 말레인산무수물을 포함하며, 상기 기재 수지 100 중량부에 대하여 상기 폴리아크릴레이트 공중합체 1.1 내지 96.6 중량부가 분산되어 있는 폴리에틸렌계 수지 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 폴리에틸렌계 수지 조성물은 폴리에틸렌계 수지 단독 또는 폴리아미드계와 폴리에틸렌계 수지의 혼련물을 포함하는 기재 수지 및 상기 기재 수지에 아크릴레이트 단량체, 기능성 단량체 및 중합개시제를 흡수시킨 후 중합시켜 얻어진 폴리아크릴레이트 공중합체를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 폴리에틸렌계 수지는 폴리에틸렌 공중합체, 관능성기가 분지에 화학결합에 의하여 도입된 폴리에틸렌계 수지 또는 이들의 혼련물일 수 있다.

상기 폴리에틸렌 공중합체는 에틸렌의 단독 중합체 또는 에틸렌과 중합 반응이 가능한 1-부텐, 1-헥센, 1-옥텐 등과 같은 알파 올레핀의 공중합체일 수 있다.

여기서, 에틸렌과 알파 올레핀의 공중합체는 폴리(에틸렌-코-1-옥텐), 폴리(에틸렌-코-1-부텐), 폴리(에틸렌-코-프로필렌), 폴리(에틸렌-코-프로필렌-코-디엔) 또는 이들 중 2종 이상의 혼련물일 수 있다.

그리고, 관능성기가 분지에 화학결합에 의하여 도입된 폴리에틸렌계 수지로는 폴리(에틸렌-코-메틸아크릴레이트), 폴리(에틸렌-코-에틸아크릴레이트), 폴리(에틸렌-코-부틸아크릴레이트), 폴리(에틸렌-코-아크릴산), 폴리(에틸렌-코-메타크릴산), 폴리(에틸렌-코-글리시딜 메타크릴레이트), 폴리(에틸렌-코-말레인산), 폴리(에틸렌-코-비닐아세테이트), 폴리(에틸렌-코-아크릴아미드) 및 폴리(에틸렌-코-아크릴로니트릴) 또는 이들 중 2종 이상의 혼련물을 예로 들 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 폴리아미드계 수지로는 폴리아미드 6, 폴리아미드 6,6, 폴리아미드 12, 폴리아미드 4,6, 폴리프탈아미드, 폴리아미드 6,T 또는 폴리아미드 9,T일 수 있다. 그리고, 기재 수지는 상술한 폴리에틸렌계 수지 단독 또는 폴리아미드계와 폴리에틸렌계 수지의 혼련물을 사용할 수 있다.

아크릴레이트 단량체는 알킬 아크릴레이트 단량체 또는 알킬 메타크릴레이트 단량체를 사용할 수 있으며, 이들의 혼합물도 사용 가능하다.

알킬 아크릴레이트는 알킬 사슬 내에 1개 이상, 바람직하게는 2개 이상의 탄소원자를 갖는 알킬 아크릴레이트이다. 본 발명에서 사용되는 상기 알킬 아크릴레이트로는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 에틸헥실 아크릴레이트 등을 예로 들 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

알킬 메타크릴레이트는 알킬 사슬 내에 1개 내지 18개의 탄소원자를 가지는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용되는 상기 알킬 메타크릴레이트는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트 등을 예로 들 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

기능성 단량체로는 아크릴산, 메타크릴산, 또는 아크릴산과 메타크릴산의 혼합물을 사용할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.

중합개시제는 자유 라디칼 반응을 일으켜 중합체를 얻기 위한 것을 말하며, 아조비스이소부티로니트릴, 벤조일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥사이드, 디큐밀 퍼옥사이드, t-부틸 퍼아세테이트, 2,2-비스(t-부틸퍼옥시)부탄, 2,5-비스(t-부틸퍼옥시)-2,5-디메틸-3-헥신, 2,5-비스(t-부틸퍼옥시)-2,5-디메틸헥산, 비스[(t-부틸퍼옥시)-1-메틸에틸]벤젠 등을 예로 들 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 중합개시제는 기재 수지의 종류, 아크릴레이트 단량체 및 기능성 단량체의 종류에 따라 선택하여 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 폴리아크릴레이트계 고분자 수지는, 물에 분산된 폴리에틸렌계 수지 단독 또는 폴리아미드계와 폴리에틸렌계 수지의 혼련물을 포함하는 기재 수지에 아크릴레이트 단량체, 기능성 단량체 및 중합개시제를 흡수시킨 후 단량체들을 중합하여 형성할 수 있다. 여기서, 본 발명에 따른 폴리아크릴레이트계 고분자 수지는 상기 기재 수지 100 중량부에 대하여 상기 폴리아크릴레이트 공중합체 128 내지 905 중량부가 분산되도록 형성할 수 있다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에틸렌계 수지 조성물의 제조방법에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

(1차 중합)

먼저, 교반기, 가열 장치 및 냉각 장치가 부착된 반응기에 물, 기재 수지, 아크릴레이트 단량체, 기능성 단량체 및 중합개시제를 첨가한 다음 반응기를 밀폐한다. 여기서, 기재 수지는 펠렛 상태일 수 있으며, 물의 양은 기재 수지 100 중량부를 기준으로 500 내지 1000 중량부를 투입할 수 있다.

아크릴레이트 단량체의 양은 기재 수지 100 중량부를 기준으로 50 내지 200 중량부일 수 있다. 아크릴레이트 단량체의 투입량이 50 중량부 이상이면, 2차 이상의 중합시 중합에 의한 생성물에 아크릴레이트 단량체 및 기능성 단량체의 흡수가 양호하다. 그리고, 아크릴레이트 단량체의 투입량이 200 중량부 이하이면 기재 수지에 흡수되지 않는 단량체의 양이 적어지게 되어 중합 수율이 높아지고 폐수처리 등의 후공정에서 문제가 발생하는 것을 감소시킬 수 있다.

기능성 단량체의 양은 기재 수지 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 15 중량부일 수 있다. 기능성 단량체의 투입량이 0.01 중량부 이상이면 2차 이상의 중합시 중합에 의한 생성물에 기능성 단량체의 흡수를 향상시키고, 1차 중합체에 의하여 본 발명이 목적하는 충격강도 보강 효과 및 2차 이상의 중합체에 대한 분산성 향상 효과를 부여할 수 있다. 그리고, 기능성 단량체의 투입량이 15 중량부 이하이면 기재 수지에 단량체들이 흡수되지 않은 상태에서 중합 반응이 일어나지 않게 하거나 물 속에서 단독으로 중합이 일어나는 현상을 방지할 수 있다.

중합개시제의 양은 투입한 아크릴레이트 단량체의 몰수, 기능성 단량체의 몰수 및 중합개시제의 몰수의 총합을 기준으로 0.2 내지 2.5 몰%일 수 있다.

중합개시제의 투입량이 단량체들의 몰수 및 중합개시제의 몰수의 총합을 기 준으로 0.2 몰% 이상이면, 단량체들의 중합을 충분히 유도할 수 있어, 1차 중합을 실패하거나 전화도가 낮아 미반응 아크릴레이트 단량체가 다량 발생하는 현상을 방지할 수 있다. 그리고, 중합개시제의 투입량이 단량체들의 몰수 및 중합개시제의 몰수의 총합을 기준으로 2.5 몰% 이하이면, 초저분자량의 폴리아크릴레이트 중합체가 생성되는 것을 방지할 수 있어, 1차 중합체 건조 및 공정 관리를 용이하게 실시할 수 있다.

다음으로, 투입된 물질들을 교반하면서 밀폐된 반응기에 고압의 질소 가스를 충전하고 방출하여 반응기 내의 산소를 제거한다. 그 후 반응기의 온도를 선택된 중합개시제에 따라 45 내지 120도의 흡수 온도로 승온하여 아크릴레이트 단량체, 기능성 단량체 및 중합개시제를 기재 수지에 흡수시킨다. 흡수 시간은 기재 수지의 종류와 아크릴레이트 단량체의 종류에 따라 1시간 내지 5시간이 소요된다.

아크릴레이트 단량체, 기능성 단량체 및 중합개시제를 기재 수지 펠렛에 흡수시킨 후 반응기 내부의 펠렛과 물을 교반하면서 승온하여 중합개시제의 분해 및 단량체들의 중합을 유도한다. 반응기 내 온도는 사용한 중합개시제의 적정 분해 온도에 따라 조절한다. 기재 수지에 흡수된 아크릴레이트 단량체, 기능성 단량체 및 중합개시제는 펠렛 내에서 중합반응을 일으켜 폴리아크릴레이트 공중합체를 형성한다.

중합 반응 시간은 기재 수지, 단량체들 및 중합개시제의 종류에 따라 2 내지 10시간 소요된다. 1차 중합 반응이 종료된 후, 반응기를 충분히 냉각하고 반응혼합물을 여과하여 1차 중합체를 얻는다. 1차 중합체를 따뜻한 물로 1회 이상 세정한 후, 사용한 기재 수지 및 단량체들에 적합한 건조 조건에서 건조하여 수분을 완전히 제거한다.

(2차 중합)

반응기에 1차 중합체, 아크릴레이트 단량체, 기능성 단량체 및 중합개시제를 투입한 다음, 1차 중합과 동일한 방법으로 2차 중합을 실시한다.

아크릴레이트 단량체의 양은 1차 중합체 100 중량부를 기준으로 50 내지 200 중량부일 수 있다. 아크릴레이트 단량체의 투입량이 50 중량부 이상이면 기능성 단량체의 함량에도 불구하고, 중합되는 폴리아크릴레이트 공중합체의 양이 적어 내충격성 등의 기능성이 현저히 떨어지는 문제를 방지할 수 있으며, 200 중량부 이하이면, 최종 제품의 강성 등 기계적 물성이 떨어지는 문제를 방지할 수 있다.

기능성 단량체의 양은 1차 중합체 100 중량부를 기준으로 2 내지 35 중량부일 수 있다. 기능성 단량체의 투입량이 2 중량부 이상이면 내충격성 등의 기능성이 충분히 향상되어 폴리아미드계 수지와 최종생성물의 혼합시, 최종생성물의 혼합량이 많아져 생산원가가 증가하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 35 중량부 이하이면, 혼련 가공, 성형 가공 등에서 무리한 운전 조건이 필요하지 않으며 성형품의 외관이 불량해지거나, 기계적 물성이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

중합개시제의 양은 2차 중합에서 투입한 아크릴레이트 단량체 몰수와 기능성 단량체 몰수 및 중합개시제 몰수의 총합을 기준으로 0.2 내지 2.5 몰% 일 수 있다. 중합개시제의 투입량이 단량체들의 몰수 및 중합개시제의 몰수의 총합을 기준으로 0.2 몰% 이상이면, 단량체들의 중합을 충분히 유도할 수 있어 2차 중합이 실패하거나 전화도가 낮아 미반응 아크릴레이트 단량체가 다량 발생하는 현상을 방지할 수 있다. 그리고, 중합개시제의 투입량이 단량체들의 몰수 및 중합개시제의 몰수의 총합을 기준으로 2.5몰% 이하이면, 초저분자량의 폴리아크릴레이트 중합체가 생성되는 것을 방지할 수 있어, 2차 중합체의 건조 및 공정 관리가 용이하다.

중합 반응이 완료되면, 반응기를 충분히 냉각시키고 반응기 내의 반응 혼합물을 여과하여 펠렛을 얻는다. 이때 얻어진 펠렛은 흡수된 아크릴레이트 단량체와 기능성 단량체가 펠렛 내에서 공중합되어 팽윤된 상태이다. 얻어진 펠렛을 충분히 건조시켜 수분을 완전히 제거함으로써, 폴리아크릴레이트계 고분자 수지를 얻을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에는 기재 수지에 아크릴레이트 단량체, 기능성 단량체 및 중합개시제를 흡수시킨 후 1차 중합을 수행하고, 1차 중합에 의한 생성물에 아크릴레이트 단량체, 기능성 단량체 및 중합개시제를 흡수시킨 후 2차 중합을 수행하는 것으로 설명하였지만, 2차 중합 이후 중합을 더 수행할 수도 있으며, 1회만 중합할 수도 있다.

그리고, 1차 중합시 기재 수지에 아크릴레이트 단량체 및 중합개시제만을 흡수시켜 중합하고, 1차 중합에 의한 생성물에 아크릴레이트 단량체, 기능성 단량체 및 중합개시제를 흡수시킨 후 2차 이상 중합하여 형성할 수도 있다. 이와 같이, 2차 중합 단계에서 기능성 단량체를 첨가하게 되면 1차 중합에 의하여 얻어진 펠렛에 기능성 단량체를 보다 용이하게 흡수시킬 수 있다.

본 발명에 따른 열안정제 등 첨가제로서는 열안정제, 가공성향상제, 과산화물, 활제, 자외선안정제 등을 사용할 수 있다. 열안정제로는 페놀계 열안정제, 포스파이트계 열안정제 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 가공성향상제 및 활제로서 스테아린산 칼슘, 스테아린산 아연, 에틸렌비스스테아릴아마이드 등을 사용할 수 있다. 폴리에틸렌계 수지의 분지에 말레인산 무수물을 효과적으로 도입하기 위하여 과산화물을 사용할 수 있으며, 이를 위하여 사용하는 과산화물로서 벤조일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥사이드, 디큐밀 퍼옥사이드, t-부틸 퍼아세테이트, 2,2-비스(t-부틸퍼옥시)부탄, 2,5-비스(t-부틸퍼옥시)-2,5-디메틸-3-헥신, 2,5-비스(t-부틸퍼옥시)-2,5-디메틸헥산, 비스[(t-부틸퍼옥시)-1-메틸에틸]벤젠 등을 예로 들 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 자외선안정제로는 벤조트리아졸계 자외선안정제, HALS계 자외선안정제 등을 사용할 수 있다.

상기의 방법으로 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지를 폴리에틸렌계 수지, 말레인산무수물 및 열안정제 등 첨가제와 혼합한 후, 연속식 믹서(continuous mixer), 니더(kneader) 또는 이축압출기 등의 가공 설비를 이용하여 반응 압출하고 이를 펠렛화하여 개질된 폴리에틸렌계 수지 조성물을 얻는다.

이하 하기의 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실험 1: 폴리아크릴레이트계 고분자 수지의 제조

[실험예 1] 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 A

1) 1차 중합

교반기, 가열 장치가 부착된 5L 반응기에 기재 수지 펠렛 600g, n-부틸 아크릴레이트 360g, 2-에틸헥실 아크릴레이트 195g, 메타크릴산 45g, 라우로일 퍼옥사이드 10.9g 및 물 4.5kg을 투입하고 반응기를 밀폐하였다. 기재 수지로는 폴리에틸렌 공중합체인 폴리(에틸렌-코-부틸아크릴레이트) (듀폰사 제품, 용융지수 4g/10분)를 사용하였다. 반응 혼합물을 교반하면서 밀폐된 반응기에 고압의 질소 가스를 충전하고 방출하여 산소를 제거하였다. 산소 농도를 낮추기 위하여 상기 조작을 3회 실시하였다. 그 후 반응기의 온도를 55℃로 승온하여 2시간 동안 n-부틸 아크릴레이트를 폴리에틸렌 공중합체 펠렛에 흡수시켰다. 투입한 단량체의 완전한 흡수를 위하여 반응기의 온도를 60℃로 승온하여 1시간 동안 교반하였다. 단량체의 중합 반응을 위하여 반응기의 온도를 65℃로 승온하여 1시간 교반하고 70℃로 승온하여 1시간 교반하였다. 중합반응에 의한 발열에 주의하면서 75℃로 승온하여 1시간 유지하였다. 반응 종료 후 얻어진 펠렛을 열풍 오븐에서 85℃로 6시간 동안 건조하였다.

2) 2차 중합

이어서, 교반기, 가열 장치가 부착된 5L 반응기에 상기 1차 중합에서 얻어진 펠렛 600g, n-부틸 아크릴레이트　150g, 2-에틸헥실 아크릴레이트 540g, 메타크릴산 60g, 라우로일 퍼옥사이드 10.9g 및 물 4.0kg을 투입하고 반응기를 밀폐하였다. 반응 혼합물을 교반하면서 밀폐된 반응기에 고압의 질소 가스를 충전하고 방출하여 산소를 제거하였다. 산소 농도를 낮추기 위하여 상기 조작을 3회 실시하였다. 그 후 반응기의 온도를 55℃로 승온하여 2시간 동안 펠렛에 단량체를 흡수시켰다. 투입한 단량체의 완전한 흡수를 의하여 반응기의 온도를 60℃로 승온하여 2시간 동안 교반하였다. 단량체의 중합 반응을 위하여 반응기의 온도를 65℃로 승온하여 1시간 교반하고 70℃로 승온하여 2시간 교반하였다. 중합반응에 의한 발열에 주의하면서 75℃ 이상에서 1시간 유지한 후, 반응을 종료하였다. 얻어진 펠렛을 여과하고 2회 수세한 후, 열풍 오븐에서 80℃로 6시간 건조하여, 기재 수지에 폴리아크릴레이트 공중합체가 분산된 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 A를 얻었다.

[실험예 2] 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 B

1) 1차 중합

상기 [실험예 1]과 동일한 방법으로 1차 중합체를 얻었다.

2) 2차 중합

n-부틸 아크릴레이트　210g, 2-에틸헥실 아크릴레이트 480g, 메타크릴산 60g, 라우로일 퍼옥사이드 11.2g를 사용한 것을 제외하고는 상기 [실험예 1]과 동일한 방법으로 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 B를 얻었다.

[실험예 3] 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 C

1) 1차 중합

상기 [실험예 1]과 동일한 방법으로 1차 중합체를 얻었다.

2) 2차 중합

n-부틸 아크릴레이트　135g, 2-에틸헥실 아크릴레이트 540g, 메타크릴산 75g, 라우로일 퍼옥사이드 11.1g를 사용한 것을 제외하고는 상기 [실험예 1]과 동일한 방법으로 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 C를 얻었다.

[실험예 4] 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 D

1) 1차 중합

상기 [실험예 1]과 동일한 방법으로 1차 중합체를 얻었다.

2) 2차 중합

n-부틸 아크릴레이트　120g, 2-에틸헥실 아크릴레이트 540g, 메타크릴산 90g, 라우로일 퍼옥사이드 11.2g를 사용한 것을 제외하고는 상기 [실험예 1]과 동일한 방법으로 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 D를 얻었다.

[실험예 5] 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 E

1) 1차 중합

상기 [실험예 1]과 동일한 방법으로 1차 중합체를 얻었다.

2) 2차 중합

n-부틸 아크릴레이트　150g, 2-에틸헥실 아크릴레이트 555g, 메타크릴산 45g, 라우로일 퍼옥사이드 10.7g를 사용한 것을 제외하고는 상기 [실험예 1]과 동일한 방법으로 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 E를 얻었다.

[실험예 6] 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 F

1) 1차 중합

상기 [실험예 1]과 동일한 방법으로 1차 중합체를 얻었다.

2) 2차 중합

n-부틸 아크릴레이트　90g, 2-에틸헥실 아크릴레이트 540g, 메타크릴산 120g, 라우로일 퍼옥사이드 11.4g를 사용한 것을 제외하고는 상기 [실험예 1]과 동일한 방법으로 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 F를 얻었다.

[실험예 7] 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 G

1) 1차 중합

n-부틸 아크릴레이트 450g, 2-에틸헥실 아크릴레이트 135g, 메타크릴산 15g을 사용한 것을 제외하고는 상기 [실험예 1]과 동일한 방법으로 1차 중합체를 얻었다.

2) 2차 중합

n-부틸 아크릴레이트　180g, 2-에틸헥실 아크릴레이트 555g, 메타크릴산 15g, 라우로일 퍼옥사이드 10.5g를 사용한 것을 제외하고는 상기 [실험예 1]과 동일한 방법으로 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 G를 얻었다.

실험 2: 개질된 폴리에틸렌계 수지 조성물 제조 및 이의 성능 평가

[실험예 8]

실험예 1에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 A 3.0kg, 폴리(에틸렌-코-1-옥텐(용융지수 0.5g/10분(190℃, 2.16kg), 비중 0.87) 7.0kg, 말레인산 무수물 100g, 열안정제 및 과산화물 20g을 잘 혼합한 후 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 반응 압출하였다.

얻어진 개질된 폴리에틸렌계 수지 1.3kg, 나일론 6 수지(BASF사 ULTRAMID B27) 8.7kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다. 얻어진 개질된 나일론 6 수지를 ASTM D 638 및 ASTM D 256에 따라 시험편을 사출 성형하고 물리적 성질을 측정하였다.

[실험예 9]

실험예 8에서 얻어진 개질된 폴리에틸렌계 수지 1.5kg, 나일론 6 수지(BASF사 ULTRAMID B27) 8.5kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다. 얻어진 개질된 나일론 6 수지를 ASTM D 638 및 ASTM D 256에 따라 시험편을 사출 성형하고 물리적 성질을 측정하였다.

[실험예 10]

실험예 2에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 B 3.0kg, 폴리(에틸렌-코-1-옥텐(용융지수 0.5g/10분(190℃, 2.16kg), 비중 0.87) 7.0kg, 말레인산 무수물 100g, 열안정제 및 과산화물 20g을 잘 혼합한 후 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 반응 압출하였다.

[실험예 11]

실험예 3에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 C 3.0kg, 폴리(에틸렌-코-1-옥텐(용융지수 0.5g/10분(190℃, 2.16kg), 비중 0.87) 7.0kg, 말레인산 무수물 100g, 열안정제 및 과산화물 20g을 잘 혼합한 후 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 반응 압출하였다.

얻어진 개질된 폴리에틸렌계 수지 1.3kg, 나일론 6 수지(BASF사 ULTRAMID B27) 8.7kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다. 얻어진 개질 나일론 6 수지를 ASTM D 638 및 ASTM D 256에 따라 시험편을 사출 성형하고 물리적 성질을 측정하였다.

[실험예 12]

실험예 1에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 A 4.0kg, 폴리(에틸렌-코-1-옥텐(용융지수 0.5g/10분(190℃, 2.16kg), 비중 0.87) 6.0kg, 말레인산 무수물 100g, 열안정제 및 과산화물 20g을 잘 혼합한 후 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 반응 압출하였다.

얻어진 개질된 폴리에틸렌계 수지 1.5kg, 나일론 6 수지(BASF사 ULTRAMID B27) 8.5kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다. 얻어진 개질 나일론 6 수지를 ASTM D 638 및 ASTM D 256에 따라 시험편을 사출 성형하고 물리적 성질을 측정하였다.

[실험예 13]

실험예 1에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 A 5.0kg, 폴리(에틸렌-코-1-옥텐(용융지수 0.5g/10분(190℃, 2.16kg), 비중 0.87) 5.0kg, 말레인산 무수물 100g, 열안정제 및 과산화물 20g을 잘 혼합한 후 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 반응 압출하였다.

[실험예 14]

실험예 1에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 A 3.0kg, 폴리(에틸렌-코-1-옥텐(용융지수 0.5g/10분(190℃, 2.16kg), 비중 0.87) 7.0kg, 말레인산 무수물 75g, 열안정제 및 과산화물 20g을 잘 혼합한 후 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 반응 압출하였다.

얻어진 개질된 폴리에틸렌계 수지 1.5kg, 나일론 6 수지(BASF사 ULTRAMID B27) 8.5kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다. 얻어진 개질된 나일론 6 수지를 ASTM D 638 및 ASTM D 256에 따라 시험편을 사출 성형하고 물리적 성질을 측정하였다.

[실험예 15]

실험예 1에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 A 3.0kg, 폴리(에틸렌-코-1-옥텐(용융지수 0.5g/10분(190℃, 2.16kg), 비중 0.87) 7.0kg, 말레인산 무수물 125g, 열안정제 및 과산화물 20g을 잘 혼합한 후 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 반응 압출하였다.

[실험예 16]

실험예 1에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 A 3.0kg, 폴리(에틸렌-코-1-옥텐(용융지수 0.5g/10분(190℃, 2.16kg), 비중 0.86) 7.0kg, 말레인산 무수물 100g, 열안정제 및 과산화물 20g을 잘 혼합한 후 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 반응 압출하였다.

얻어진 개질된 폴리에틸렌계 수지 1.3kg, 나일론 6 수지(BASF사 ULTRAMID B27) 8.7kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다. 얻어진 개질된 나일론 6 수지를 ASTM D 256에 따라 시험편을 사출 성형하고 물리적 성질을 측정하였다.

[실험예 17]

실험예 1에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 A 3.0kg, 폴리(에틸렌-코-1-부텐(용융지수 0.5g/10분(190℃, 2.16kg), 비중 0.86) 7.0kg, 말레인산 무수물 100g, 열안정제 및 과산화물 20g을 잘 혼합한 후 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 반응 압출하였다.

[실험예 18]

실험예 1에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 A 3.0kg, 폴리(에틸렌-코-프로필렌(용융지수 0.3g/10분(190℃, 2.16kg), 비중 0.86) 2.0kg, 폴리(에틸렌-코-1-옥텐(용융지수 1.0g/10분(190℃, 2.16kg), 비중 0.86) 5.0kg, 말레인산 무수물 100g, 열안정제 및 과산화물 20g을 잘 혼합한 후 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 반응 압출하였다.

얻어진 개질된 폴리에틸렌계 수지 1.5kg, 나일론 6 수지(BASF사 ULTRAMID B27) 8.5kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다. 얻어진 개질된 나일론 6 수지를 ASTM D 256에 따라 시험편을 사출 성형하고 물리적 성질을 측정하였다.

[실험예 19]

실험예 4에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 D 3.0kg, 폴리(에틸렌-코-1-옥텐(용융지수 0.5g/10분(190℃, 2.16kg), 비중 0.86) 7.0kg, 말레인산 무수물 100g, 열안정제 및 과산화물 20g을 잘 혼합한 후 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 반응 압출하였다.

얻어진 개질된 폴리에틸렌계 수지 1.25kg, 나일론 6 수지(BASF사 ULTRAMID B27) 8.75kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다. 얻어진 개질된 나일론 6 수지를 ASTM D 256에 따라 시험편을 사출 성형하고 물리적 성질을 측정하였다.

[실험예 20]

실험예 5에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 E 3.0kg, 폴리(에틸렌-코-1-옥텐(용융지수 0.5g/10분(190℃, 2.16kg), 비중 0.86) 7.0kg, 말레인산 무수물 50g, 열안정제 및 과산화물 20g을 잘 혼합한 후 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 반응 압출하였다.

[실험예 21]

실험예 5에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 E 3.0kg, 폴리(에틸렌-코-1-옥텐(용융지수 0.5g/10분(190℃, 2.16kg), 비중 0.86) 7.0kg, 말레인산 무수물 100g, 열안정제 및 과산화물 20g을 잘 혼합한 후 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 반응 압출하였다.

[실험예 22]

실험예 5에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 E 3.0kg, 폴리(에틸렌-코-1-옥텐(용융지수 0.5g/10분(190℃, 2.16kg), 비중 0.86) 7.0kg, 말레인산 무수물 150g, 열안정제 및 과산화물 20g을 잘 혼합한 후 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 반응 압출하였다.

[실험예 23]

실험예 6에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 F 3.0kg, 폴리(에틸렌-코-1-옥텐(용융지수 0.5g/10분(190℃, 2.16kg), 비중 0.86) 7.0kg, 말레인산 무수물 100g, 열안정제 및 과산화물 20g을 잘 혼합한 후 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 반응 압출하였다.

[실험예 24]

실험예 5에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 E 3.0kg, 폴리(에틸렌-코-프로필렌(용융지수 0.3g/10분(190℃, 2.16kg), 비중 0.86) 2.0kg, 폴리(에틸렌-코-1-옥텐(용융지수 1.0g/10분(190℃, 2.16kg), 비중 0.86) 5.0kg, 말레인산 무수물 100g, 열안정제 및 과산화물 20g을 잘 혼합한 후 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 반응 압출하였다.

얻어진 개질된 폴리에틸렌계 수지 1.25kg, 나일론 6 수지(BASF사 ULTRAMID B27) 8.75kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다. 얻어진 개질된 나일론 6 수지를 ASTM D 638 및 ASTM D 256에 따라 시험편을 사출 성형하고 물리적 성질을 측정하였다.

[실험예 25]

실험예 7에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 G 0.5kg, 폴리(에틸렌-코-1-옥텐(용융지수 5.0g/10분(190℃, 2.16kg), 비중 0.87) 6.0kg, 폴리(에틸렌-코-1-옥텐(용융지수 1.0g/10분(190℃, 2.16kg), 비중 0.87) 3.5kg, 말레인산 무수물 50g, 열안정제 및 과산화물 20g을 잘 혼합한 후 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 반응 압출하였다.

[실험예 26]

실험예 1에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 A 3.0kg, 말레인산무수물을 분지에 도입한 폴리(에틸렌-코-1-옥텐)(DuPont, FUSABOND MN493D) 7.0kg을 소형 믹서를 이용하여 균일하게 혼합하였다.

상기의 혼합된 펠렛 1.3kg, 나일론 6 수지(BASF사 ULTRAMID B27) 8.7kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다. 얻어진 개질된 나일론 6 수지를 ASTM D 638 및 ASTM D 256에 따라 시험편을 사출 성형하고 물리적 성질을 측정하였다.

[실험예 27]

상기의 혼합된 펠렛 1.5kg, 나일론 6 수지(BASF사 ULTRAMID B27) 8.5kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다. 얻어진 개질된 나일론 6 수지를 ASTM D 638 및 ASTM D 256에 따라 시험편을 사출 성형하고 물리적 성질을 측정하였다.

[실험예 28]

실험예 1에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 A 3.0kg, 말레인산무수물을 분지에 도입한 폴리(에틸렌-코-1-옥텐)(DuPont, FUSABOND MN493D) 7.0kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다.

상기의 방법으로 얻어진 수지 1.5kg, 나일론 6 수지(BASF사 ULTRAMID B27) 8.5kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다. 얻어진 개질된 나일론 6 수지를 ASTM D 638 및 ASTM D 256에 따라 시험편을 사출 성형하고 물리적 성질을 측정하였다.

[실험예 29]

실험예 2에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 B 5.0kg, 말레인산무수물을 분지에 도입한 폴리(에틸렌-코-1-옥텐)(DuPont, FUSABOND MN493D) 5.0kg을 소형 믹서를 이용하여 균일하게 혼합하였다.

[실험예 30]

상기의 방법으로 얻어진 수지 1.3kg, 나일론 6 수지(BASF사 ULTRAMID B27) 8.7kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다. 얻어진 개질된 나일론 6 수지를 ASTM D 638 및 ASTM D 256에 따라 시험편을 사출 성형하고 물리적 성질을 측정하였다.

실험예 8 내지 30에 의하여 제조된 개질된 나일론 6 수지의 물리적 성질을 아래의 표 1에 나타내었다.

실험예	개질된 폴리에틸렌계 수지(wt%)	나일론 6 수지(wt%)	인장강도 (MPa)	Izod충격강도(상온, 3.2㎜, kgf-㎝/㎝)	Izod충격강도(상온, 6.4㎜, kgf-㎝/㎝)	MI (235도, 2.16㎏)
8	13.0	87.0	60.0	74.1	72.3	17.4
9	15.0	85.0	58.9	85.0	78.8	10.9
10	13.0	87.0	61.5	69.7	67.2	11.7
11	13.0	87.0	62.3	83.9	62.8	12.0
12	15.0	85.0	60.7	82.2	69.9	10.1
13	15.0	85.0	60.0	77.9	74.8	8.9
14	15.0	85.0	58.6	92.2	81.9	12.5
15	15.0	85.0	58.0	98.8	84.6	10.1
16	13.0	87.0	-	70.8	63.8	14.4
17	13.0	87.0	-	69.8	61.7	14.6
18	13.0	87.0	-	72.2	63.1	14.6
19	12.5	87.5	-	81.0	70.6	9.8
20	12.5	87.5	-	71.5	77.9	10.7
21	12.5	87.5	-	76.8	77.3	10.2
22	12.5	87.5	-	65.8	69.0	9.3
23	12.5	87.5	-	87.4	70.9	6.5
24	12.5	87.5	59.4	68.8	61.0	8.2
25	12.5	87.5	53.8	64.4	41.7	13.2
26	13.0	87.0	52.8	92.8	74.2	14.2
27	15.0	85.0	53.3	89.0	84.0	11.6
28	15.0	85.0	57.0	84.6	78.9	11.0
29	15.0	85.0	51.4	96.4	89.8	10.3
30	13.0	87.0	61.5	74.7	53.0	14.5

[비교예 1]

폴리(에틸렌-코-메틸아크릴레이트)(DuPont사 ELVALOY 1224AC) 3.0kg, 폴리(에틸렌-코-1-옥텐(용융지수 0.5g/10분(190℃, 2.16kg), 비중 0.87) 7.0kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)에서 용융 혼련하였다.

상기의 방법으로 얻어진 폴리에틸렌계 수지 1.3kg, 나일론 6 수지(BASF사 ULTRAMID B27) 8.7kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다. 얻어진 개질된 나일론 6 수지를 ASTM D 638 및 ASTM D 256에 따라 시험편을 사출 성형하고 물리적 성질을 측정하였다.

[비교예 2]

말레인산무수물을 분지에 도입한 폴리(에틸렌-코-1-옥텐)(DuPont사 FUSABOND MN493D) 1.25kg, 나일론 6 수지(BASF사 ULTRAMID B27) 8.75kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다. 얻어진 개질 나일론 6 수지를 ASTM D 638 및 ASTM D 256에 따라 시험편을 사출 성형하고 물리적 성질을 측정하였다.

[비교예 3]

말레인산무수물을 분지에 도입한 폴리(에틸렌-코-1-옥텐)(DuPont사 FUSABOND MN493D) 1.3kg, 나일론 6 수지(BASF사 ULTRAMID B27) 8.7kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다. 얻어진 개질 나일론 6 수지를 ASTM D 638 및 ASTM D 256에 따라 시험편을 사출 성형하고 물리적 성질을 측정하였다.

[비교예 4]

말레인산무수물을 분지에 도입한 폴리(에틸렌-코-1-옥텐)(DuPont사 FUSABOND MN493D) 1.5kg, 나일론 6 수지(BASF사 ULTRAMID B27) 8.5kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다. 얻어진 개질 나일론 6 수지를 ASTM D 638 및 ASTM D 256에 따라 시험편을 사출 성형하고 물리적 성질을 측정하였다.

[비교예 5]

말레인산무수물을 분지에 도입한 폴리(에틸렌-코-1-옥텐)(ExxonMobil사 EXXELOR VA1803) 1.25kg, 나일론 6 수지(BASF사 ULTRAMID B27) 8.75kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다. 얻어진 개질 나일론 6 수지를 ASTM D 638 및 ASTM D 256에 따라 시험편을 사출 성형하고 물리적 성질을 측정하였다.

[비교예 6]

말레인산무수물을 분지에 도입한 폴리(에틸렌-코-프로필렌)(DuPont사 FUSABOND MF 416D) 1.25kg, 나일론 6 수지(BASF사 ULTRAMID B27) 8.75kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다. 얻어진 개질 나일론 6 수지를 ASTM D 638 및 ASTM D 256에 따라 시험편을 사출 성형하고 물리적 성질을 측정하였다.

[비교예 7]

실험예 1에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 A 1.25kg, 나일론 6 수지(BASF사 ULTRAMID B27) 8.75kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다. 얻어진 개질 나일론 6 수지를 ASTM D 638 및 ASTM D 256에 따라 시험편을 사출 성형하고 물리적 성질을 측정하였다.

[비교예 8]

실험예 5에서 얻어진 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 E 1.25kg, 나일론 6 수지(BASF사 ULTRAMID B27) 8.75kg을 이축압출기(51mm, L/D=40)를 이용하여 용융 혼련하였다. 얻어진 개질 나일론 6 수지를 ASTM D 638 및 ASTM D 256에 따라 시험편을 사출 성형하고 물리적 성질을 측정하였다.

비교예 1 내지 8에 의하여 제조된 개질된 나일론 6 수지의 물리적 성질을 아래의 표 2에 나타내었다.

비교예	개질된 폴리에틸렌계 수지(wt%)	나일론 6 수지(wt%)	인장강도 (MPa)	Izod충격강 도(상온, 3.2㎜, kgf-㎝/㎝)	Izod충격강 도(상온, 6.4㎜, kgf-㎝/㎝)	MI(melt index) (235도, 2.16㎏)
1	13.0	87.0	-	50.4	23.9	23.1
2	12.5	87.5	55.8	60.9	26.1	12.2
3	13.0	87.0	59.6	66.9	26.0	11.5
4	15.0	85.0	54.2	77.6	58.3	8.9
5	12.5	87.5	53.9	23.4	18.8	14.0
6	12.5	87.5	59.3	29.6	19.4	13.8
7	12.5^a	87.5	53.1	101.4	74.3	1.8
8	12.5^a	87.5	66.2	76.0	63.2	2.7

a : 폴리아크릴레이트계 고분자 수지 단독 첨가 조성

상기 표 1을 참조하면, 본 발명의 실험예 1 내지 30에 따라 제조된 폴리에틸렌계 수지 조성물을 포함하는 폴리아미드 수지 조성물은 기계적 강도 즉, 충격강도 및 흐름성(MI)이 상기 표 2에 기재된 비교예 1 내지 8에 비하여 매우 우수함을 확인할 수 있다.

특히, 비교예 7 내지 8에 따르면 폴리아크릴레이트계 고분자 수지를 단독으로 투입하여 제조한 폴리아미드 수지 조성물의 충격강도 역시 실험예들에 따른 폴리에틸렌 수지 조성물을 사용한 결과와 비교할 때에 동등 수준이나, 폴리아미드 수지 조성물의 점도가 과도하게 높아져 가공성이 불량해지는 단점이 있다.

현재, 엔지니어링플라스틱의 중요한 특징으로 소재의 가공성을 들 수 있는데, 물리적 특성이 우수하다고 하더라도 가공성이 불량하다면 적용할 수 있는 영역이 좁아질 수 밖에 없다. 여기서, 엔지니어링플라스틱의 가공성은 수지의 흐름성(MI)을 의미하게 되는데, 흐름성이 적절해야 적용이 가능한 부품 영역이 확대될 수 있다. 또한, 소재의 흐름성은 비용절감, 생산성 향상 등과도 밀접한 관계가 있는데, 만약, 흐름성이 낮은 소재를 사용하면, 가공성을 높이기 위하여 가공 온도와 압력을 높여야 하고 이에 따라 비용 증가, 공정의 어려움, 열에 의한 소재의 손상 등 발생하여 생산성이 저하되게 된다.

따라서, 본 발명에서는 충격강도가 우수하고, 흐름성이 과도하게 낮지 않아 가공성이 우수한 폴리에틸렌계 수지 조성물을 제공한다.

한편, 도 1은 비교예 2에 따라 제조된 폴리아미드 수지 조성물을 나타낸 확대도이고, 도 2는 실험예 21에 따라 제조된 폴리아미드 수지 조성물을 나타낸 확대도이다.(전자현미경, 3000배 확대)

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 개질된 폴리에틸렌계 수지가 폴리아미드 수지 조성물에 매우 균일하게 분포되어 있는 것을 확인할 수 있으며, 이는 폴리아크릴레이트계 고분자 수지를 투입함에 따라 폴리에틸렌계 수지와 폴리아미드 수지 상호간의 상용성과 혼련성이 증대되었음을 확인할 수 있다.

이로써, 본 발명에 따른 개질된 폴리에틸렌계 수지 조성물은 종래 폴리에텔렌계 수지 조성물과 비교할 때에 폴리아미드 수지 조성물에 대하여 충격강도 강화 효과가 매우 우수하며, 동 조성물의 가공성 즉, 흐름성이 우수한 것을 확인할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

폴리에틸렌계 수지 단독 또는 폴리아미드계와 폴리에틸렌계 수지의 혼련물을 포함하는 기재 수지;
상기 기재 수지에 아크릴산, 메타크릴산, 상기 아크릴산과 상기 메타크릴산의 혼합물 중에서 선택된 어느 하나인 기능성 단량체, 아크릴레이트 단량체 및 중합개시제를 흡수시킨 후 중합시켜 얻어진 폴리아크릴레이트 공중합체; 및
상기 기재 수지에 도입된 말레인산무수물;을 포함하며,
상기 기재 수지 100 중량부에 대하여 상기 폴리아크릴레이트 공중합체 4.0 내지 63.2 중량부가 분산되어 있는 폴리에틸렌계 수지 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 폴리에틸렌계 수지는 폴리에틸렌 공중합체, 관능성기가 분지에 화학결합에 의하여 도입된 폴리에틸렌계 수지 또는 이들의 혼련물인 폴리에틸렌계 수지 조성물.
제 2항에 있어서,
상기 관능성기가 분지에 화학결합에 의하여 도입된 폴리에틸렌은 폴리(에틸렌-코-메틸아크릴레이트), 폴리(에틸렌-코-에틸아크릴레이트), 폴리(에틸렌-코-부틸아크릴레이트), 폴리(에틸렌-코-아크릴산), 폴리(에틸렌-코-메타크릴산), 폴리(에틸렌-코-글리시딜 메타크릴레이트), 폴리(에틸렌-코-말레인산), 폴리(에틸렌-코-비닐아세테이트), 폴리(에틸렌-코-아크릴아미드), 폴리(에틸렌-코-아크릴로니트릴) 또는 이들 중 2종 이상의 혼련물인 폴리에틸렌계 수지 조성물.
제 2항에 있어서,
상기 폴리에틸렌 공중합체는 에틸렌 단독 중합체 또는 에틸렌과 알파 올레핀의 공중합체인 폴리에틸렌계 수지 조성물.
제 4항에 있어서,
상기 에틸렌과 알파 올레핀의 공중합체는 폴리(에틸렌-코-1-옥텐), 폴리(에틸렌-코-1-부텐), 폴리(에틸렌-코-프로필렌), 폴리(에틸렌-코-프로필렌-코-디엔) 또는 이들 중 2종 이상의 혼련물인 폴리에틸렌계 수지 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 아크릴레이트 단량체는 알킬 아크릴레이트 단량체, 알킬 메타크릴레이트 단량체 또는 이들의 혼합물인 폴리에틸렌계 수지 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 폴리아크릴레이트 공중합체는,
물에 분산된 폴리에틸렌계 수지 단독 또는 폴리아미드계와 폴리에틸렌계 수지의 혼련물을 포함하는 기재 수지에 아크릴레이트 단량체 및 중합개시제를 흡수시킨 후 상기 단량체를 1차 중합하고, 상기 중합에 의한 생성물에 아크릴레이트 단량체, 기능성 단량체 및 중합개시제를 흡수시킨 후 2차 이상 중합하여 형성된 폴리에틸렌계 수지 조성물.
제 7항에 있어서,
상기 1차 중합시, 상기 기재 수지에 상기 기능성 단량체를 흡수시키는 것을 더 포함하는 폴리에틸렌계 수지 조성물.
제 7항 또는 제 8항에 있어서,
상기 아크릴레이트 단량체의 양은 상기 기재 수지 또는 상기 중합에 의한 생성물 100 중량부를 기준으로 50 내지 200 중량부인 폴리에틸렌계 수지 조성물.
제 7항 또는 제 8항에 있어서,
상기 기능성 단량체의 양은
상기 1차 중합시 상기 기재 수지 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 15 중량부이고,
상기 2차 이상의 중합시 상기 중합에 의한 생성물 100 중량부를 기준으로 2 내지 35 중량부인 폴리에틸렌계 수지 조성물.
제 7항 또는 제 8항에 있어서,
상기 중합개시제의 양은 상기 단량체들 및 중합개시제의 몰수의 총합을 기준으로 0.2 내지 2.5 몰%인 폴리에틸렌계 수지 조성물.
제 7항에 있어서,
상기 폴리에틸렌계 수지 조성물은,
상기 2차 이상 중합된 폴리아크릴레이트 공중합체에 폴리에틸렌계 수지, 상기 말레인산무수물, 열안정제 및 과산화물을 혼합하여 압출 형성된 폴리에틸렌계 수지 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 말레인산무수물은 상기 기재 수지에 화학 반응에 의하여 분지에 도입되는 폴리에틸렌계 수지 조성물.
제 13항에 있어서,
상기 말레인산무수물의 양은 상기 기재 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 2.5 중량부인 폴리에틸렌계 수지 조성물.