KR101501688B1 - 열가소성 엘라스토머 조성물 및 이를 사용하여 형성된 고내열성 성형품 - Google Patents

열가소성 엘라스토머 조성물 및 이를 사용하여 형성된 고내열성 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열가소성 엘라스토머 조성물 및 이를 사용하여 형성된 고내열성 성형품에 관한 것이다. 본 발명에 따른 열가소성 엘라스토머 조성물은, 기계적 물성이 우수하면서도 보다 향상된 내열성을 갖는 성형품의 제공을 가능케 한다.

Description

열가소성 엘라스토머 조성물 및 이를 사용하여 형성된 고내열성 성형품{THERMOPLASTIC ELASTOMER COMPOSITION AND MOLDED ARTICLE MANUFACTURED THEREFROM HAVING ADVENCED THERMAL RESISTANCE}
본 발명은 열가소성 엘라스토머 조성물 및 이를 사용하여 형성된 성형품에 관한 것이다.
열가소성 고무로도 지칭되는 열가소성 엘라스토머는 열가소성과 탄성을 동시에 갖는 공중합체 또는 중합체의 혼합물이다. 열경화성을 갖는 일반적인 엘라스토머에 비하여, 열가소성 엘라스토머는 상대적으로 가공이 용이하여 압출 성형, 발포 성형 등을 통한 성형품의 제조가 가능하다.
이러한 열가소성 엘라스토머의 제조에는 일반적으로 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM) 성분과 올레핀계 수지를 포함하는 조성물이 사용되고 있다. 그러나, 일반적으로 열가소성 엘라스토머는 내열성이 취약하여 고온 환경에 장시간 노출될 경우 기계적 물성이 급격히 저하되는 문제점이 있다.
한편, EPDM을 포함하는 엘라스토머 조성물은 성형품의 물성 확보를 위하여 화학적 가교 반응을 거치게 된다. 상기 EPDM의 화학적 가교 반응에는 황 화합물, 과산화물, 폐놀계 화합물 등의 가교제가 사용되는데, 이로 인해 성형품의 색상에 좋지 않은 영향을 미치게 되고, 악취 등의 문제가 발생하게 된다. 하지만, 상기와 같은 화학적 가교 반응을 거치게 되면 성형품의 내열성, 내유성, 내화학성과 같은 물성이 향상될 수 있기 때문에, 일반적으로 성형품의 색상이나 악취 등의 문제는 부차적인 것으로 취급되어왔다.
그런데, 최근 산업 발전의 추세에 따라, 수지 성형품의 기계적 또는 화학적 물성뿐 아니라, 촉감 및 냄새와 같은 감성적인 물성의 향상에 관심이 높아지고 있으며, 이러한 추세에 맞추어 다양한 종류의 열가소성 엘라스토머들이 제안되고 있다. 그러나, 지금까지 제안된 열가소성 엘라스토머들은 전술한 바와 같은 다양한 물성의 균형을 이루지 못하고 있어, 이에 대한 보완이 여전히 요구되고 있다.
본 발명은 기계적 물성이 우수하면서도 보다 향상된 내열성을 갖는 성형품의 제공을 가능케 하는 열가소성 엘라스토머 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 열가소성 엘라스토머 조성물을 사용하여 형성됨으로써 화학적 가교 없이도 우수한 탄성과 기계적 물성을 나타내고, 색상이 우수하며 악취가 나지 않고, 특히 향상된 내열성을 갖는 성형품을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따르면,
스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체 100 중량부에 대하여,
파라핀 오일 50 내지 200 중량부;
4.6 kgf/cm2의 하중 하에서 120 내지 135 ℃의 열변형 온도와 1.0×105 내지 1.0×107 poise의 연신 점도를 갖는 고용융장력 폴리프로필렌 100 내지 300 중량부; 및
무기 충진제 0.01 내지 30 중량부
를 포함하는 열가소성 엘라스토머 조성물이 제공된다.
본 발명에 따르면, 상기 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체는 28 내지 35 중량%의 스티렌 블록을 함유하고, 0.8 내지 1.2 g/10min (200℃, 2.16kg)의 멜트 플로우 인덱스와 50,000 내지 150,000의 중량 평균 분자량을 갖는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 고용융장력 폴리프로필렌은 200,000 내지 500,000의 중량 평균 분자량을 갖는 것일 수 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 상기 파라핀 오일은 40 ℃에서 90 내지 180 cSt의 동점도를 갖는 것일 수 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 상기 무기 충진제는 1 내지 30 ㎛의 수평균 입경을 갖는 카올린, 탈크 또는 클레이를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 상기 열가소성 엘라스토머 조성물을 사용하여 형성된 성형품이 제공된다.
본 발명에 따른 열가소성 엘라스토머 조성물은, 기계적 물성이 우수하면서도 보다 향상된 내열성을 갖는 성형품의 제공을 가능케 한다. 특히, 상기 열가소성 엘라스토머 조성물은, 화학적 가교 없이도, 기존의 엘라스토머와 동등 또는 그 이상의 탄성과 기계적 물성을 가지며 향상된 내열성을 갖는 성형품의 제공을 가능케 한다. 본 발명에 따른 성형품은, 상기 조성물을 사용하여 형성됨에 따라, 색상이 양호하고 악취를 갖지 않으며, 특히 향상된 내열성을 나타낼 수 있다. 그에 따라, 상기 성형품은 고온 환경에 장시간 노출되어도 우수한 기계적 물성을 유지할 수 있다. 이러한 성형품은 각종 생활 용품, 의료 용품, 자동차용 부품, 자동차용 내외장재, 건축물용 내장재 등 다양한 분야에 적합하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 구현 예들에 따른 엘라스토머 조성물 및 이를 사용하여 형성된 고내열성 성형품에 대하여 설명하기로 한다.
그에 앞서, 본 명세서에 사용되는 전문 용어는 단지 특정 구현예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 그리고, 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 '포함'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 또는 성분의 부가를 제외시키는 것은 아니다.
한편, 본 출원의 발명자들은 열가소성 엘라스토머에 대한 연구를 거듭하는 과정에서, 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체(styrene-ethylene/butylene-styrene block copolymer, 이하 'SEBS 블록 공중합체'라 함) 및 고용융장력 폴리프로필렌(high melt strength polypropylene, 이하 'HMS-PP'라 함)을 특정 함량으로 포함하는 조성물을 사용할 경우, 기계적 물성이 우수하면서도 특히 향상된 내열성을 갖는 성형품의 제공이 가능함을 확인하였다.
이러한 조성물은 별도의 화학적 가교 없이 물리적 가교만으로도 기존의 엘라스토머와 동등 또는 그 이상의 탄성과 기계적 물성을 나타낼 수 있으며, 특히 향상된 내열성을 가져, 고온 환경에 장시간 노출되어도 우수한 기계적 물성을 유지할 수 있는 성형품의 제공을 가능케 한다. 또한, 상기 조성물을 사용하여 형성된 성형품은 색상이 양호하여 추가적인 착색 없이도 우수한 외관 특성을 나타낼 수 있으며, 엘라스토머 고유의 악취를 갖지 않아, 자동차용 부품, 자동차용 내외장재, 건출물용 내장재 등은 물론, 각종 생활 용품과 의료 용품 등 다양한 분야에 적합하게 사용될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 구현 예에 따르면,
스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체 100 중량부에 대하여,
파라핀 오일 50 내지 200 중량부;
4.6 kgf/cm2의 하중 하에서 120 내지 135 ℃의 열변형 온도와 1.0×105 내지 1.0×107 poise의 연신 점도를 갖는 고용융장력 폴리프로필렌 100 내지 300 중량부; 및
무기 충진제 0.01 내지 30 중량부
를 포함하는 열가소성 엘라스토머 조성물이 제공된다.
이하, 상기 일 구현 예의 열가소성 엘라스토머 조성물에 포함될 수 있는 성분들에 대하여 설명한다.
먼저, SEBS 블록 공중합체는 폴리스티렌계 열가소성 엘라스토머의 일종으로서, 투명하며, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM) 등에 비하여 화학적 가교 없이도 우수한 신율을 나타내면서도, 고무 특유의 냄새가 나지 않고, 조색성 및 촉감이 우수한 특성을 갖는다.
이러한 SEBS 블록 공중합체의 함량은 본 발명에서 요구되는 조성물의 기본적인 물성(예를 들어, 탄성, 투명성, 기계적 물성 등)이 발현될 수 있도록 하면서도, 조성물의 흐름성과 성형성 등을 감안하여 결정될 수 있다. 그리고, 상기 SEBS 블록 공중합체의 함량은 그 경도에 따라 달라질 수 있다. 즉, 낮은 경도의 SEBS 블록 공중합체가 사용되는 경우 상대적으로 많은 함량으로 첨가될 수 있으며, 이를 감안하여 다른 성분들과의 함량비가 결정될 수 있다.
그리고, 본 발명에서 요구되는 물성이 충족될 수 있도록 하기 위하여, 상기 SEBS 블록 공중합체는 적어도 28 중량%, 또는 28 내지 35 중량%, 또는 28 내지 33 중량%, 또는 29 내지 32 중량%의 스티렌 블록을 함유하는 것이 바람직하다. 그리고, 동일한 이유로, 상기 SEBS 블록 공중합체는 0.8 내지 1.2 g/10min, 또는 0.9 내지 1.1 g/10min, 또는 1.0 내지 1.1 g/10min (200℃, 2.16kg)의 멜트 플로우 인덱스를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 마찬가지 이유로, 상기 SEBS 블록 공중합체는 50,000 내지 150,000, 또는 80,000 내지 120,000, 또는 100,000 내지 120,000의 중량 평균 분자량을 갖는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 SEBS 블록 공중합체는 50,000 내지 150,000, 또는 80,000 내지 120,000, 또는 100,000 내지 120,000의 수 평균 분자량을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 나아가, 상기 SEBS 블록 공중합체에 포함된 스티렌 블록은 9,000 내지 12,000, 또는 10,000 내지 11,000의 수 평균 분자량을 갖는 것이 바람직하며, 에틸렌-부틸렌 블록은 45,000 내지 55,000, 또는 50,000 내지 54,000의 수 평균 분자량을 가질 수 있다.
한편, 상기 SEBS 블록 공중합체는 점도가 클수록 탄성 등의 고무 성질이 향상되는 반면에 흐름성이 감소하여, 엘라스토머의 제조 공정상 어려움이 있을 수 있다. 즉, 상기 SEBS 블록 공중합체 자체만으로는 그 점도가 높기 때문에 유동성과 성형성의 확보가 요구된다. 그에 따라, 본 발명의 일 구현 예에 따른 열가소성 엘라스토머 조성물에는 상기 SEBS 블록 공중합체와 상용성을 갖는 프로세스 오일로서 파라핀 오일이 포함된다.
상기 파라핀 오일은 상기 조성물을 사용하여 형성된 성형품의 경도를 적절히 감소시키며, 제조 과정에서의 성형성을 증대시키는 역할을 한다. 이와 같이 프로세스 오일의 첨가에 따른 효과의 발현을 위하여, 상기 파라핀 오일은 40 ℃에서 90 cSt 이상, 또는 90 내지 180 cSt, 또는 100 내지 150 cSt의 동점도를 갖는 것이 바람직할 수 있다.
그리고, 상기 파라핀 오일은 조성물의 준비 및 성형품의 제조에 적합한 정도의 함량으로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 상기 SEBS 블록 공중합체 100 중량부에 대하여 50 내지 200 중량부, 또는 80 내지 150 중량부, 또는 90 내지 120 중량부로 포함될 수 있다. 이때, 상기 파라핀 오일이 과량으로 포함될 경우 흡수되지 못한 오일이 성형품의 외부로 베어나오거나 성형품의 기계적 물성을 저하시킬 수 있으므로, 상기 파라핀 오일의 함량은 전술한 범위에서 조절되는 것이 바람직하다. 다만, 전술한 SEBS 블록 공중합체로 파라핀 오일이 함유된 상용품이 사용될 경우에는 상용품에 포함된 오일의 함량을 감안하여 전술한 범위에서 조절되는 것이 바람직하다.
한편, 일 구현 예에 따른 열가소성 엘라스토머 조성물에는 고용융장력 폴리프로필렌(HMS-PP)이 포함된다.
상기 HMS-PP는 high melt strength 또는 long-chain branched polyolefin의 일종으로서, 일 구현 예의 조성물에 열가소성을 부여하고, 나아가 우수한 성형성, 내열성, 인장강도, 인열강도 등을 부여할 수 있다.
상기 HMS-PP는 고분자 체인의 성형 구조로 인해 용융장력이 낮은 일반적인 폴리프로필렌의 단점을 보완한 것으로서, 용융지수(MI)를 낮추거나 분자량분포(MWD)를 넓히는 등의 방법을 통해 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 HMS-PP는 폴리프로필렌의 백 본(back bone)에 긴 사슬 분지(long chain branch)를 도입하여 용융장력을 높이는 방법으로 얻어질 수 있으며, 이를 위하여 폴리프로필렌의 백 본을 끊은 후 2 차적으로 재배열(re-arrangement)을 통하여 분지(branch)를 도입하는 방법이 적용될 수 있다.
이러한 HMS-PP은 일반적인 폴리프로필렌에 비하여 높은 용융장력을 가지며, 일 구현 예의 열가소성 엘라스토머 조성물에 포함되어 인장강도, 굴곡강도, 굴곡탄성률, 내열성 등이 향상된 성형품의 제공을 가능케 한다. 특히, 일반적인 폴리프로필렌의 경우 연신 점도가 시간의 증가에 따라 일정부분 증가하다가 포화되는 거동을 보이지만, 긴 사슬 구조를 가진 HMS-PP는 일반적인 폴리프로필렌의 연신 점도 포화 지점에서도 연신 점도가 증가하는 양상을 나타낼 수 있다.
그에 따라, 이러한 물성의 HMS-PP와 전술한 SEBS 블록 공중합체를 특정 함량비로 포함하는 열가소성 엘라스토머 조성물은 우수한 기계적 물성을 가지면서도 보다 향상된 내열성을 가져, 고온 환경에 장시간 노출될 경우에도 우수한 물성을 유지할 수 있다.
일 구현 예에 따르면, 본 발명에서 요구되는 물성이 충족될 수 있도록 하기 위하여, 상기 HMS-PP는 0.12 내지 0.9 N의 용융장력을 갖는 것이 유리할 수 있다. 또한, 상기 HMS-PP는 2.0 내지 3.0 g/10min, 또는 2.3 내지 2.5 g/10min의 멜트 플로우 인덱스를 갖는 것이 유리할 수 있다. 그리고, 상기 HMS-PP는 0.890 내지 0.910 g/cm3의 밀도; 350 내지 450 kgf/cm2의 인장 강도; 50 내지 70%의 파단 신율; 18,000 내지 25,000 kgf/cm2, 또는 19,000 내지 23,000 kgf/cm2의 굴곡 탄성율; 5 내지 15 kgf cm/cm, 또는 10 내지 15 kgf cm/cm의 충격 강도를 갖는 것이 유리할 수 있다.
특히, 일 구현 예에 따르면, 본 발명에서 요구되는 물성이 충족될 수 있도록 하기 위하여, 상기 HMS-PP는 4.6 kgf/cm2의 하중 하에서 120 ℃ 이상, 또는 120 내지 135 ℃, 또는 125 내지 135 ℃, 또는 125 내지 130 ℃의 열변형 온도를 갖는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 HMS-PP는 1.0×105 내지 1.0×107 poise, 또는 1.0×106 내지 1.0×107 poise의 연신 점도를 갖는 것이 내열성의 향상에 보다 유리할 수 있다.
또한, 상기 HMS-PP는 200,000 내지 500,000, 또는 250,000 내지 450,000, 또는 300,000 내지 400,000, 또는 300,000 내지 350,000의 중량 평균 분자량을 갖는 것이 기계적 물성의 확보에 보다 유리할 수 있다.
그리고, 이러한 HMS-PP는 상기 SEBS 블록 공중합체 100 중량부에 대하여 100 내지 300 중량부, 또는 150 내지 300 중량부, 또는 150 내지 250 중량부, 또는 170 내지 200 중량부로 포함될 수 있다. 즉, 본 발명에서 요구되는 물성(특히 기계적 물성 및 내열성의 향상)이 발현될 수 있도록 하기 위하여, 상기 HMS-PP는 상기 SEBS 블록 공중합체 100 중량부에 대하여 100 중량부 이상의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 다만, 상기 HMS-PP가 과량으로 포함될 경우 적절한 탄성과 기계적 물성이 확보되지 못할 수 있다. 이를 감안하여, 상기 HMS-PP는 상기 SEBS 블록 공중합체 100 중량부에 대하여 300 중량부 이하의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다.
한편, 일 구현 예에 따른 열가소성 엘라스토머 조성물에는 무기 충진제(inorganic filler)가 포함된다.
상기 무기 충진제는 성형품의 내열성 및 기계적 물성을 보강하기 위하여 첨가될 수 있는 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 것이 특별한 제한 없이 적용될 수 있다. 비제한적인 예로, 상기 무기 충진제로는 탈크, 클레이, 탄산칼슘, 월라스토나이트, 황산칼슘, 산화마그네슘, 칼슘스테아레이트, 마이카, 규산칼슘, 카본블랙 등이 사용될 수 있으며; 그 중 카올린, 탈크, 클레이 등이 보다 적합하게 사용될 수 있다. 그리고, 무기 충진제의 분산성 확보를 위하여, 필요에 따라 유기 개질된 무기 충진제가 사용될 수 있다. 유기 개질된 무기 충진제의 경우 상대적으로 적은 양을 첨가하더라도 일반적인 충진제와 동등한 정도의 효과가 발현될 수 있어, 조성물의 비중을 낮추는데 보다 적합하게 사용될 수 있다.
그리고, 상기 무기 충진제의 형상은 특별히 제한되지 않다. 다만, 무기 충진제의 분산성과 조성물의 압출 성형시 작업성 등을 고려하여, 상기 무기 충진제는 1 내지 30 ㎛, 또는 1 내지 20 ㎛, 또는 5 내지 20 ㎛의 수평균 입경을 갖는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 무기 충진제의 첨가에 따른 물성 향상 효과, 조성물의 비중 및 성형성 등을 고려하여, 상기 무기 충진제는 상기 SEBS 블록 공중합체 100 중량부에 대하여 0.01 내지 30 중량부, 또는 0.1 내지 20 중량부, 또는 0.1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다.
한편, 일 구현 예에 따른 열가소성 엘라스토머 조성물에는 안정제(stabilizer)가 더욱 포함될 수 있다.
상기 안정제는 조성물의 성형시 수지가 열화되는 것을 방지하고, 성형품의 장시간 사용시 물성이 저하되는 것을 방지하기 위해 첨가될 수 있는 것으로서, 예를 들어 산화방지제, 열 안정제, 광 안정제, 할로겐 스캐빈져 등일 수 있다. 이때, 안정제의 첨가에 따른 효과와 과량 첨가시 발생할 수 있는 성형품 표면의 블루밍(blooming) 현상 등을 감안하여, 상기 안정제는 조성물 전체 중량에 대하여 0.05 내지 3 중량%로 포함될 수 있다.
이러한 일 구현 예의 열가소성 엘라스토머 조성물은 전술한 성분들을 혼합하고, 압출기 등을 이용하여 고온에서 동적 혼합하여 물리적 가교를 형성함으로써, 화학적 가교 고무와 같은 점성과 탄성이 발현되도록 하는 방법으로 준비될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 전술한 일 구현 예의 열가소성 엘라스토머 조성물을 사용하여 형성된 성형품이 제공된다.
상기 성형품은 전술한 열가소성 엘라스토머 조성물을 사용하여 형성됨에 따라 기계적 물성이 우수하면서도, 특히 고온 환경에 장시간 노출되어도 우수한 기계적 물성을 유지하는 등 보다 향상된 내열성을 나타낼 수 있다.
일 구현 예에 따르면, 상기 성형품은 전술한 열가소성 엘라스토머 조성물을 사용하여 형성되는 것을 제외하고, 압출 성형 등 통상적인 방법에 의해 제조될 수 있다.
그리고, 이러한 성형품은 전술한 특성이 요구되는 다양한 분야에 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 성형품은 자동차용 부품, 자동차용 내외장재, 건축물용 내장재 등은 물론, 각종 생활 용품과 의료 용품 등 다양한 분야에 적합하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들을 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다.
하기 표 1에 나타낸 조성비로 각 성분을 혼합하여 실시예 및 비교예에 따른 열가소성 엘라스토머을 각각 준비하였다. 이때, 인터널 믹서(internal mixer) 및 압출기(extruder)를 포함하고 길이(L)/외경(D)의 비가 52 인 이축 압출기(twin screw extruder)가 사용되었으며, 반응온도는 160 내지 220 ℃로 조절되었다.
실시예 1
100 중량부의 SEBS 블록 공중합체 (약 29 중량%의 스티렌 블록 함량; 약 1.0 g/10min (200℃, 2.16kg)의 멜트 플로우 인덱스; 약 112,368 g/mol의 중량 평균 분자량; 약 100,943 g/mol의 수 평균 분자량; 스티렌 블록 = 약 10,300 g/mol의 수 평균 분자량; 에틸렌-부틸렌 블록 = 약 53,300 g/mol의 수 평균 분자량; 약 50 Pa·s in Toluene at 25℃의 점도; Kraton사 제조 [Kraton G 1651])를 기준으로;
약 100 중량부의 파라핀 오일 (약 137 cSt(40℃)의 동점도; 미창석유공업 제조[W-1900]);
약 180 중량부의 HMS-PP ((주)롯데케미칼 제조[SMS-514]; 약 130 ℃(4.6 kgf/cm2)의 열변형 온도; 약 1.0×106 poise의 연신 점도; 약 310,000의 중량 평균 분자량; 약 2.4 g/10min의 멜트 플로우 인덱스; 약 0.905 g/cm3의 밀도; 약 400 kgf/cm2의 인장 강도; 약 60 %의 파단 신율; 약 22,000 kgf/cm2의 굴곡 탄성율; 약 10 kgf cm/cm의 충격 강도); 및
약 0.44 중량부의 무기 충진제 (수평균 입경 약 4.0 ㎛의 탈크; KCM 제조)
를 혼합하여 열가소성 엘라스토머를 얻었다.
실시예 2
HMS-PP로 SMS-514 제품 대신 SMS-514F ((주)롯데케미칼 제조; 약 130 ℃(4.6 kgf/cm2)의 열변형 온도; 약 1.0×106 poise의 연신 점도; 약 330,000의 중량 평균 분자량; 약 2.4 g/10min의 멜트 플로우 인덱스; 약 0.905 g/cm3의 밀도; 약 400 kgf/cm2의 인장 강도; 약 60 %의 파단 신율; 약 19,000 kgf/cm2의 굴곡 탄성율; 약 10 kgf cm/cm의 충격 강도)를 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 열가소성 엘라스토머를 얻었다.
비교예 1
HMS-PP 대신 폴리프로필렌 호모 중합체((주)롯데케미칼 제조[Y-130]; 약 116 ℃(4.6 kgf/cm2)의 열변형 온도; 약 4.0 g/10min의 멜트 플로우 인덱스; 약 0.90 g/cm3의 밀도; 약 350 kgf/cm2의 인장 강도; 약 16,000 kgf/cm2의 굴곡 탄성율; 약 4.0 kgf cm/cm의 충격 강도)를 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 열가소성 엘라스토머를 얻었다.
비교예 2
HMS-PP 대신 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체((주)롯데케미칼 제조[B-310]; 약 100 ℃(4.6 kgf/cm2)의 열변형 온도; 약 0.5 g/10min의 멜트 플로우 인덱스; 약 0.9 g/cm3의 밀도; 약 290 kgf/cm2의 인장 강도; 약 12,000 kgf/cm2의 굴곡 탄성율; 약 4.5 kgf cm/cm의 충격 강도)를 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 열가소성 엘라스토머를 얻었다.
비교예 3
상기 SEBS 블록 공중합체 100 중량부를 기준으로, HMS-PP 대신 약 90 중량부의 폴리프로필렌 호모 중합체((주)롯데케미칼 제조[Y-130]) 및 약 90 중량부의 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체((주)롯데케미칼 제조[B-310])를 혼합하여 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 열가소성 엘라스토머를 얻었다.
비교예 4
상기 SEBS 블록 공중합체 대신 동량의 EPDM (약 5.7 중량%의 ENB 함량; 약 70 중량%의 에틸렌 함량; 약 49 (ML1+8, 125℃)의 무니점도; 금호폴리켐 제조[KEP-960NF])을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 열가소성 엘라스토머를 얻었다.
비교예 5
상기 SEBS 블록 공중합체 100 중량부를 기준으로, 약 90 중량부의 HMS-PP를 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 열가소성 엘라스토머를 얻었다.
(중량부) 실시예
1		 실시예
2		 비교예
1		 비교예
2		 비교예
3		 비교예
4		 비교예
5
SEBS 100 100 100 100 100 - 100
EPDM - - - - - 100 -
파라핀 오일 100 100 100 100 100 100 100
PP HMS-PP 180 180 - - - 180 90
Home PP - - 180 - 90 - -
Block PP - - - 180 90 - -
탈크 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44
시험예 1
실시예 및 비교예를 통해 얻은 열가소성 엘라스토머에 대하여 상온(약 23 ℃) 하에서 다음과 같은 방법으로 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
1) 밀도: ASTM D 792 규정에 따라 가로 10mm, 세로 10 mm, 및 두께 2.0 mm의 시편에 대하여 밀도(g/cm3)를 측정하였다.
2) 경도 (Shore D): Analogue Shore Hardness Tester를 이용하여 ASTM D 2240의 방법에 따라 경도를 측정하였다.
3) 용융지수(Melt Index): ASTM D 1238에 따라 230℃ 및 10kg의 하중 하에서 용융지수를 측정하였다.
4) 인장 강도, 인열 강도 및 신율: Universal Materials Testing Machine을 이용하여 ASTM D 412의 방법에 따라 인장강도, 인열 강도 및 신율을 측정하였다.
시험예 2
실시예 및 비교예를 통해 얻은 열가소성 엘라스토머를 각각 약 125 ℃ 하에서 168 시간 동안 보관한 후, 전술한 방법과 동일한 조건으로 인장 강도, 인열 강도 및 신율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
(23 ℃) 실시예
1		 실시예
2		 비교예
1		 비교예
2		 비교예
3		 비교예
4		 비교예
5
밀도 0.9836 0.9820 0.9819 0.9827 0.9888 0.9627 0.9834
경도 (Shore D) 85 84 84 85 86 90 92
MI (g/10min) 34 32 25 23 25 15 9
인장강도 (kgf/㎠) 120 115 115 110 110 110 130
인열강도 (kgf/㎠) 56 58 57 55 56 55 50
신율 (%) 660 650 660 640 650 500 400
(125 ℃, 168 hr) 실시예
1		 실시예
2		 비교예
1		 비교예
2		 비교예
3		 비교예
4		 비교예
5
인장강도 (kgf/㎠) 120 115 110 105 100 98 105
인열강도 (kgf/㎠) 55 57 54 52 52 50 48
신율 (%) 630 625 600 580 590 450 350
상기 표 2 및 표 3을 통해 알 수 있는 바와 같이, 실시예들에 따른 열가소성 엘라스토머는 비교예들에 따른 것에 비하여 용융지수가 높으면서도 동등 또는 그 이상의 기계적 물성을 나타내는 것으로 확인되었다.
특히, 고온에서의 노화 후 물성에 있어서, 실시예들에 따른 열가소성 엘라스토머는 초기의 우수한 물성을 거의 유지하여 내열성이 우수한 것으로 확인되었다. 그에 비하여, 비교예들에 따른 열가소성 엘라스토머는 고온에서의 노화 후 물성이 급격하게 떨어져 실시예들에 따른 것과 큰 차이를 나타내었다. 그리고, 비교예 4의 엘라스토머는 EPDM을 사용함에 따라 실시예들에 비하여 색상이 불량하였고 악취가 발생하는 것으로 확인되었다.

Claims (6)

  1. 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체 100 중량부에 대하여,
    파라핀 오일 50 내지 200 중량부;
    4.6 kgf/cm2의 하중 하에서 120 내지 135 ℃의 열변형 온도와 1.0×105 내지 1.0×107 poise의 연신 점도를 갖는 고용융장력 폴리프로필렌 100 내지 300 중량부; 및
    무기 충진제 0.01 내지 30 중량부
    를 포함하는 열가소성 엘라스토머 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체는 28 내지 35 중량%의 스티렌 블록을 함유하고, 0.8 내지 1.2 g/10min (200℃, 2.16kg)의 멜트 플로우 인덱스와 50,000 내지 150,000의 중량 평균 분자량을 갖는, 열가소성 엘라스토머 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고용융장력 폴리프로필렌은 200,000 내지 500,000의 중량 평균 분자량을 갖는, 열가소성 엘라스토머 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 파라핀 오일은 40 ℃에서 90 내지 180 cSt의 동점도를 갖는, 열가소성 엘라스토머 조성물.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 따른 열가소성 엘라스토머 조성물을 사용하여 형성된 성형품.

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