KR101835343B1 - 마스터 배치 조성물, 이를 포함하는 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 - Google Patents

마스터 배치 조성물, 이를 포함하는 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리프로필렌 수지, 탈크 및 VOC 저감제를 포함하며, 상기 VOC 저감제는 실리콘 고무, 지방족 탄화수소계 아마이드계 화합물 및 아크릴산 에스테르계 중합체로 이루어진 군에서 적어도 1종이고, 상기 탈크와 VOC 저감제는 1: 0.05 내지 0.35의 중량비로 포함됨으로써, 휘발성 유기 화합물 발생이 저감되고, 기계적 물성 및 백색 스크래치 내성이 우수한 성형품을 제조할 수 있는 마스터 배치 조성물, 이를 포함하는 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.

Description

마스터 배치 조성물, 이를 포함하는 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품{MASTER BATCH COMPOSITION, RESIN COMPOSITION INCLUDING THE SAME AND MOLDED ARTICLE PRODUCED THEREFROM}
본 발명은 마스터 배치 조성물, 이를 포함하는 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
범퍼, 인스트루먼트 패널, 도어트림, 필러트림 등의 자동차 부품에는 탈크 등의 무기 필러 및/또는 엘라스토머 등의 첨가물을 배합시킨 폴리프로필렌계 복합 재료가 이용되고 있다.
일반적으로 상기 폴리프로필렌계 복합 재료는 수지 메이커로 무기 필러 및 첨가물과 함께 컴파운드화되고 그 후 수지 성형품의 성형 메이커에 공급되어 상기 자동차 부품 등의 용도에 적합한 형상으로 성형된다.
하지만, 이러한 자동차 부품으로서 내/외장재 등에 이용될 경우에 운전 중 자갈, 모래 등의 튐과 기계 세차 등으로 인하여 무도장 외장재의 표면에 손상이 발생할 수 있고, 운전자 또는 승객의 손과 신발 등에 의해 내장재의 표면이 쉽게 손상되는 문제점이 발생한다.
특히, 탈크의 첨가 및 표면 손상에 따라 백색의 스크래치가 발생되어 외관이 악화되는 문제가 있어, 이러한 문제점에 대한 해결 방안이 요구되는 실정이다.
또한, 탈크의 사용에 따른 휘발성 유기 화합물의 발생하는 문제가 있다.
한국공개특허 제2016-0029364호에는 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이의 제조방법이 개시되어 있으나, 상기 문제점에 대한 대안을 제시하지 못하였다.
한국공개특허 제2016-0029364호
본 발명은 휘발성 유기화합물(VOCs; Volatile organic compounds) 발생이 저감된 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 기계적 물성 및 백색 스크래치 내성이 우수한 성형품을 제조할 수 있는 마스터 배치 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 마스터 배치 조성물로 제조된 휘발성 유기 화합물 발생이 저감되고, 기계적 물성, 백색 스크래치 내성이 우수한 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 폴리프로필렌 수지, 탈크 및 VOC 저감제를 포함하며,
상기 VOC 저감제는 실리콘 고무, 지방족 탄화수소계 아마이드계 화합물 및 아크릴산 에스테르계 중합체로 이루어진 군에서 적어도 1종이고,
상기 탈크와 VOC 저감제는 1: 0.05 내지 0.35의 중량비로 포함되는 마스터 배치 조성물.
2. 위 1에 있어서, 상기 VOC 저감제는 조성물 총 중량 중 1 내지 30중량%로 포함되는 마스터 배치 조성물.
3. 위 1에 있어서, 상기 조성물은 폴리프로필렌 수지 3 내지 60중량%, 탈크 40 내지 90중량%, VOC 저감제 1 내지 30중량%를 포함하는 마스터 배치 조성물.
4. 위 1에 있어서, 폴리올레핀계 엘라스토머 및 스티렌계 수첨 블록 공중합체 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 엘라스토머를 더 포함하는 마스터 배치 조성물.
5. 위 4에 있어서, 상기 엘라스토머는 조성물 총 중량 중 1 내지 20중량%로 포함되는 마스터 배치 조성물.
6. 위 1 내지 5 중 어느 한 항의 마스터 배치 조성물과 희석 베이스 수지 조성물을 혼합한 수지 조성물.
7. 위 6의 수지 조성물로 제조된 성형품.
본 발명의 마스터 배치 조성물 및 이를 포함한 수지 조성물로 제조된 성형품은 휘발성 유기 화합물의 발생량이 적다.
본 발명의 마스터 배치 조성물은 기계적 물성 및 백색 스크래치 내성이 우수한 성형품을 제조할 수 있다.
본 발명의 성형품은 기계적 물성 및 백색 스크래치 내성이 우수하다.
도 1은 실시예 7(왼쪽)과 비교예 2(오른쪽)의 조성물로 형성된 성형품의 스크래치 결과 사진이다.
본 발명은 폴리프로필렌 수지, 탈크 및 VOC 저감제를 포함하며, 상기 VOC 저감제는 실리콘 고무, 지방족 탄화수소계 아마이드계 화합물 및 아크릴산 에스테르계 중합체로 이루어진 군에서 적어도 1종이고, 상기 탈크와 VOC 저감제는 1: 0.05 내지 0.35의 중량비로 포함됨으로써, 휘발성 유기 화합물 발생이 저감되고, 기계적 물성 및 백색 스크래치 내성이 우수한 성형품을 제조할 수 있는 마스터 배치 조성물, 이를 포함하는 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 마스터 배치 조성물은 폴리프로필렌 수지, 탈크 및 VOC 저감제를 포함한다.
본 발명의 마스터 배치 조성물에 포함되는 폴리프로필렌 수지는 당 분야에 공지된 것이 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 프로필렌의 단독 중합체(호모 폴리프로필렌), 과반 중량의 프로필렌과 다른α-올레핀(예를 들면 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐 등), 비닐에스테르(예를 들면 초산비닐 등), 방향족 비닐 단량체(예를 들면 스티렌등), 비닐실란(예를 들면 비닐트리메톡시실란, 비닐 트리메틸실란 등) 등과의 2원 이상의 블록, 랜덤, 또는 그래프트 공중합체 등을 예시할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 예시 중, 호모 폴리프로필렌, 프로필렌 에틸렌 랜덤 공중합체 또는 결정성 폴리프로필렌 블록과 에틸렌 프로필렌 랜덤 공중합 블록을 함유하는 프로필렌 에틸렌 블록 공중합체가 바람직하다.
본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지는 예를 들면 수지의 용융 지수(melt flow rate, 230℃, 2.16kg 하중, ASTM D1238)가 0.1g/10분 내지 300g/10분, 바람직하게는 0.2g/10분 내지 200g/10분, 특히 바람직하게는 0.3g/10분 내지 150g/10분이다. 용융 지수가 0.1g/10분 미만이면 고유동성 확보가 어려울 수 있다. 용융 지수가 300g/10분를 초과하면, 성형품의 충격 강도가 부족할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지는 그 제조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 고입체 규칙성 촉매를 이용하여 슬러리 중합, 기상 중합 혹은 덩어리상 중합에 의해 제조된 것일 수 있다.
중합 방식으로서는 배치 중합, 연속 중합 등의 방식으로 중합된 것일 수 있으며, 생산성 관점에서 연속 중합된 것일 수 있다. 고입체 규칙성 촉매로서는 예를 들면 염화마그네슘에 사염화티타늄, 유기산 할라이드 및 유기 규소 화합물을 접촉시켜 형성한 고체 성분에 유기 알루미늄 화합물 성분을 편성한 촉매 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 마스터 배치 조성물 총 중량 중 3 내지 60중량%, 바람직하게는 5 내지 50중량%, 보다 바람직하게는 5 내지 40중량%로 포함될 수 있다. 함량이 3중량% 미만이면 캐리어 역할을 해주는 소재의 부족으로 마스터배치 가공이 불가능 하고, 60중량% 초과이면 후술하는 탈크 및 VOC 저감제의 함량이 상대적으로 적어져 강도, 내스크래치성이 부족할 수 있다.
본 발명의 마스터 배치 조성물에 포함되는 탈크는 예를 들면 평균 입경이 1㎛ 내지 15㎛일 수 있고, 바람직하게는 2㎛ 내지 10㎛일 수 있다. 평균 입경이 1㎛ 미만이면 분산 불량을 일으킬 수 있고, 15㎛ 초과이면 굽힘 탄성률이 저하될 수 있다.
상기 평균 입경은 레이저 회절법(예를 들면 호리바 제작소제 LA920W)이나 액층 침강 방식 광투과법(예를 들면 시마즈 제작소 CP형 등 )에 의해 측정한 입도 누적 분포 곡선에서 판독한 누적량 50 중량％의 입자 지름값으로부터 구할 수 있다.
본 발명에 따른 탈크는 탈크 원석을 충격식 분쇄기나 미크론 밀형 분쇄기로 분쇄해 제조하거나 또한 제트밀 등으로 미분쇄한 후, 사이클론이나 미크론 세퍼레이터 등으로 분급 조정하는 등의 방법으로 얻어진 것일 수 있다.
또한 탈크는 각종 유기 티타네이트계 커플링제, 유기 실란커플링제, 불포화 카르복실산, 또는 그 무수물을 그래프트한 변성 폴리올레핀, 지방산, 지방산 금속염, 지방산 에스테르 등에 의해 표면 처리한 것일 수 있다.
본 발명에 따른 탈크의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 마스터 배치 조성물 총 중량 중 40 내지 90중량%, 바람직하게는 40 내지 90중량%, 보다 바람직하게는 50 내지 80중량%로 포함될 수 있다. 함량이 40중량% 미만이면 탈크 마스터 배치의 역할을 가질 수 없으며, 90중량% 초과이면 캐리어 역할을 해주는 소재의 부족으로 마스터 배치의 가공이 어려울 수 있다.
본 발명의 마스터 배치 조성물은 VOC 저감제를 포함한다.
탈크로부터 휘발성 유기 화합물이 배출되므로, 이를 포함하는 수지 조성물 및 성형품은 휘발성 유기 화합물을 방출하게 된다.
본 발명자들은 특정의 화합물들을 탈크와 함께 사용하고, 특히, 특정의 함량비로 사용함으로써 휘발성 유기 화합물의 방출이 저감되는 것을 확인하였다. 또한, 수지 조성물의 각 성분을 모두 혼합하여 사용하는 경우에 비해, 마스터 배치 조성물을 먼저 제조하고, 나머지 성분들을 혼합한 경우에 휘발성 유기 화합물 저감 효과가 보다 우수하였다.
또한, 폴리프로필렌 수지 및 탈크를 포함하는 복합 재료로 제조된 성형품은 표면 손상 발생시에 백색 스크래치가 쉽게 발생하는 문제가 있는데, 본 발명의 마스터 배치 조성물은 특정의 VOC 저감제를 포함함으로써 성형품의 백색 스크래치 발생을 현저히 줄일 수 있다.
본 명세서에서 백색 스크래치는 성형품 자체색 또는 도장색과 달리 백색으로 시인되는 스크래치를 의미한다. 백색으로 시인되지 않는 스크래치는 그 길이, 깊이 등을 불문하고 이에 해당하지 않으며, 백색으로 시인되는 스크래치의 경우는 그 길이, 깊이 등을 불문하고 이에 해당한다.
이는 성형품에 포함된 탈크가 손상됨에 의한 것으로 판단되는데, 본 발명의 마스터 배치 조성물은 특정의 VOC 저감제를 포함하여 상기 백색 스크래치 내성을 현저히 개선할 수 있다. 이는 특정의 VOC 저감제가 탈크 표면을 코팅하고, 탈크의 분산성을 개선함에 의한 것으로 판단된다.
본 발명에 따른 VOC 저감제는 실리콘 고무, 지방족 탄화수소계 아마이드 화합물 및 아크릴산 에스테르계 중합체 중 적어도 1종이다.
실리콘 고무는 실록산계 화합물을 포함하는 것으로서, 예를 들면 헥사메틸시클로트리실록산,　옥타메틸시클로테트라실록산,　데카메틸시클로펜타실록산,　도데카메틸시클로헥사실록산,　트리메틸트리페닐시클로트리실록산,　테트라메틸테트라페닐시클로테트라실록산, 옥타페닐시클로테트라실록산 등의 시클로실록산을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
실리콘 고무는 예를 들면 중량평균 분자량이 80,000 내지 100,000 g/mol, 비중이 0.95 내지 0.98 g/cm3인 것을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
보다 구체적으로, 실리콘 고무는 폴리올레핀 수지와 블렌드된 것일 수 있다.
폴리올레핀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌프로필렌 공중합체, 또는 이들의 조합 등일 수 있으며, 바람직하게는 폴리프로필렌일 수 있다.
폴리올레핀은 예를 들면 중량평균분자량이 35,000 내지 40,000 g/mol,　용융지수(190℃, 2.6kg)가 25 내지 40 g/10min, 고유점도가 1.1 내지 1.2 dL/g일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
실리콘 고무와 폴리올레핀 수지의 혼합비는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 폴리올레핀과 실리콘 고무가 1:0.5 내지 1:1.5의 중량비로 혼합될 수 있다. 혼합비가 상기 범위 내인 경우 실리콘 고무의 강성 및 내충격성이 우수하며 우수한 분산성을 나타낼 수 있다.
지방족 탄화수소계 아마이드 화합물은 탄소수 10 내지 30의 지방족 탄화수소기를 1개 또는 2개 갖는 아마이드 화합물일 수 있으며, 예를 들면 하기 화학식 1의 화합물일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112016087935474-pat00001
(식 중, R1은 탄소수 10 내지 30의 포화 또는 불포화된 탄화수소기이고, R2는 수소 또는 탄소수 10 내지 30의 포화 또는 불포화된 탄화수소기임).
구체적인 예를 들면 상기 지방족 탄화수소계 아마이드 화합물은 스테아라미드(Stearamide), 스테아릴 에루카미드(Stearyl erucamide), 에루카미드(erucamide, cis-13-Docosenoamide), 올레아미드(Oleamide), 올레일 팔미타미드(Oleyl palmitamide) 등일 수 있으며, 보다 구체적으로 에루카미드일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
아크릴산 에스테르계 중합체는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르를 포함하여 중합된 화합물을 의미한다.
(메타)아크릴산 알킬 에스테르는 예를 들면 탄소수 1 내지 10의 (메타)아크릴산 알킬 에스테르일 수 있으며, 구체적으로, 메틸(메타) 아크릴레이트, 에틸(메타) 아크릴레이트, n-부틸(메타) 아크릴레이트, iso-부틸(메타) 아크릴레이트, tert-부틸(메타) 아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
아크릴산 에스테르계 중합체는 예를 들면 중량평균분자량이 10,000 내지 120,000 인 것을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 탈크와 VOC 저감제는 1: 0.05 내지 0.35의 중량비로 포함된다. VOC 저감제의 함량이 적어서 상기 중량비 미만이면 VOC 저감 효과, 백색 스크래치 개선 효과가 미미하고, VOC 저감제의 함량이 많아 상기 중량비 초과인 경우에도 VOC 저감 효과가 저하된다. 보다 바람직하게는 1:0.08 내지 0.3의 중량비일 수 있다.
본 발명에 따른 VOC 저감제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 상기 중량비를 만족하는 범위 내에서 예를 들면 마스터 배치 조성물 총 중량 중 1중량% 내지 30중량%, 바람직하게는 3 내지 30중량%로 포함될 수 있다. VOC 저감제의 함량이 1중량% 미만이면 voc 저감 효과, 백색 스크래치 내성 개선 효과가 미미할 수 있고, 30중량% 초과이면 높은 함량의 저분자로 마스터배치 가공이 어려워지며, 물성이 저하될 수 있으며, voc 저감 효과가 저하될 수 있다.
또한, 본 발명의 마스터 배치 조성물은 엘라스토머를 더 포함한다.
엘라스토머는 당 분야에 공지된 것이 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 폴리올레핀계 엘라스토머, 스티렌계 수첨 블록 공중합체 고무 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
보다 구체적으로, 에틸렌 프로필렌 공중합체 고무, 에틸렌1-부텐 공중합체 고무, 에틸렌1-헥센 공중합체 고무, 에틸렌1-옥텐 공중합체 고무 등의 에틸렌·α-올레핀 공중합체 고무, 에틸렌 프로필렌 에틸리덴노르보르넨 공중합체 고무(EPDM) 등의 에틸렌·α-올레핀 비공액 디엔 공중합체 고무 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
에틸렌·α-올레핀 공중합체 고무는 할로겐화 티탄과 같은 티타늄 화합물과 알킬 알루미늄-마그네슘 착체, 알킬 알콕시 알루미늄-마그네슘 착체와 같은 유기 알루미늄-마그네슘 착체와 알킬 알루미늄 또는 알킬 알루미늄 클로라이드 등으로 구성되는 지글러형 촉매 등에 의해 중합한 것일 수 있다. 중합법으로서는 기상 유동상법, 용액법, 슬러리법 등의 제조 프로세스를 사용할 수 있다.
스티렌계 수첨 블록 공중합체 고무는 예를 들면 스티렌-부타디엔-스티렌 트리블록 공중합체의 수소 첨가물(SEBS), 스티렌-이소프렌-스티렌 트리블록 공중합체의 수소 첨가물(SEPS) 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
스티렌계 수첨 블록 공중합체(SEBS, SEPS)는 일반적인 음이온 리빙중합법으로 제조한 것일 수 있다.
SEBS의 제조는 순차적으로 스티렌, 부타디엔, 스티렌을 중합해, 트리블록체를 제조한 후에 수소화하는 방법과 스티렌-부타디엔의 디블록 공중합체를 시작해에 제조해, 커플링제를 이용해 트리블록체로 한 후, 수소화하는 방법이 있다. 또한 상기 방법에 있어서 부타디엔 대신에 이소프렌을 이용함으로써 SEPS를 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 엘라스토머는 예를 들면 용융 지수(melt flow rate, 230℃, 2.16kg 하중, ASTM D1238)가 0.5g/10분 내지 150g/10분, 바람직하게는 0.7g/10분 내지 100g/10분, 특히 바람직하게는 0.7g/10분 내지 80g/10분이다. 용융 지수가 0.5g/10분 미만이면 고유동성 확보가 어려울 수 있다. 용융 지수가 150g/10분를 초과하면 성형품의 외관 불량이 유발될 수 있다.
본 발명에 따른 엘라스토머의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 마스터 배치 조성물 총 중량 중 1 내지 20중량%, 바람직하게는 1 내지 10중량%로 포함될 수 있다. 함량이 1중량% 미만이면 치수 안정성 및 충격 강도가 저하될 수 있고, 20중량% 초과이면 가공 중 분쇄가 어려워 마스터배치 가공이 어려우며, 강성 및 내스크래치성이 저하될 수 있다.
필요에 따라, 본 발명의 마스터 배치 조성물은 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 상기 주요 성분 외에도 성형품의 성능 및 가공상의 특성을 향상시키기 위하여 난연제, 윤활제, 산화방지제, 광안정제, 이형제, 안료, 대전 방지제, 항균제, 가공조제, 금속 불활성화제, 억연제, 불소계 적하방지제 및 커플링 에이전트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 마스터 배치 조성물은 전술한 성분들을 균일하게 혼합, 혼련함으로써 얻어질 수 있다.
그 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 헨셸 믹서, 텀블러 등의 혼합기로 드라이 블렌드를 한 후, 압출기, 밴 배리 믹서, 롤, 브라벤다프라스트그라후, 반죽기 등을 이용하여 설정 온도 100℃~200℃에서 혼련함으로써 제조할 수 있다.
본 발명의 마스터 배치 조성물은 희석 베이스 수지 조성물과 드라이 블렌드된 후에, 성형품 제조를 위해 성형 가공될 수 있다.
본 발명과 동일한 조성을 마스터 배치 조성물을 거쳐 제조하지 않고, 각 성분들을 바로 혼합하여 제조하는 경우에는 백색 스크래치 내성 등의 후술하는 실험예에서 측정되는 물성들이 저하될 수 있다.
희석 베이스 수지 조성물은 폴리프로필렌 수지를 포함한다. 폴리프로필렌 수지는 전술한 물성 등을 가지는 것일 수 있다.
본 발명의 마스터 배치 조성물과 희석 베이스 수지 조성물과의 배합비는 성분 함량, 농도 등에 따라서 적절히 선택될 수 있으며, 예를 들면 희석 베이스 수지 100중량부에 대하여 마스터 배치 조성물이 3중량부 내지 20중량부로 혼합될 수 있다.
마스터 배치 조성물과 희석 베이스 수지를 혼합한 수지 조성물의 성형 가공법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 합성수지 분야에서 널리 사용되는 사출 성형법, 사출압축 성형법, 중공 성형법 등을 들 수 있다. 바람직하게는 사출 성형법에 의할 수 있다.
마스터 배치 조성물과 희석 베이스 수지를 혼합한 수지 조성물은 자동차 외장 부품 또는 내장 부품 등의 사출 성형품, 특히 범퍼, 사이드 프로텍터, 오버펜더-, 인스트루먼트 패널, 도어트림, 필러트림, 콘솔 박스 등의 다양한 제품으로 적용이 가능하다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다.
실시예
1. 마스터 배치 조성물의 제조
하기 표 1에 기재된 조성 및 함량의 마스터 배치 조성물을 제조하였다.
구분 폴리프로필렌
중량부		 탈크
중량부		 VOC 저감제
중량부		 엘라스토머
중량부
종류 중량부
실시예 1 32 60 a 5 3
실시예 2 27 60 a 10 3
실시예 3 22 60 a 15 3
실시예 4 12 80 a 5 3
실시예 5 7 80 a 10 3
실시예 6 7 80 b 10 3
실시예 7 7 80 c 10 3
실시예 8 34 60 a 3 3
실시예 9 17 60 a 20 3
비교예 1 37 60 - - 3
비교예 2 17 80 - - 3
비교예 3 7 80 d 10 3
비교예 4 7 60 a 30 3
비교예 5 35.5 60 a 1.5 3
폴리프로필렌: 대한유화, CB5230
탈크: 코츠, KC-5000, 5000 mesh
VOC 저감제 A: 다우코닝, MB50-001, 실리콘계
VOC 저감제 B: 크로다, Incroslip, 아마이드계
VOC 저감제 C: 켐코정밀, ER-620, 아크릴계
VOC 저감제 D: 듀폰, Krytox-103, 퍼플루오로폴리에테르계
엘라스토머: 다우케미칼, Engage 8130
2. 수지 조성물의 제조
표 1의 마스터 배치 조성물의 동일 폴리프로필렌 수지를 수지: 마스터배치의 중량비 100: 40으로 혼합하고, 혼련압출기에 각각 투입하여 혼련 후 수지 조성물을 제조하였다.
마스터 배치 조성물 제조 공정을 생략하되, 그와 동일한 함량, 조성을 갖는 수지 조성물을 비교예로 사용하였다. 이는 하기 표에 나타난 바와 같다.
마스터 배치 조성물 대응되는 조성의 비교예
실시예 1 비교예 6
실시예 2 비교예 7
실시예 3 비교예 8
실시예 4 비교예 9
실시예 5 비교예 10
실시예 6 비교예 11
실시예 7 비교예 12
실시예 8 비교예 13
실시예 9 비교예 14
비교예 5 비교예 15
3. 성형품의 제조
실시예 및 비교예 조성물을 삼성 클뢰크너 FCM-110(형체력=110톤) 사출기를 사용하여, 사출온도는 피딩 호퍼부에서 노즐순으로 200/200/210/220/230℃, 금형온도는 60℃, 사출압력은 60∼100bar로 사출 성형하여 물성측정용 성형품 및 외관 시험용 시험편을 제작하였다.
실험예
1. 기계적 물성 평가
용융지수(g/10min), ASTM D-1238, 온도 230℃, 하중 2.16kgf/cm2
인장강도(항복점)(kg/㎠), ASTM D-638, 속도 50mm/min
신율(%), ASTM D-638, 속도 50mm/min
굴곡탄성율(MPa), ASTM D790, 속도 10mm/min
IZOD 충격강도: 상온(kg·㎝/㎝), ASTM D-256, Notched 시편
-10℃(kg·㎝/㎝), ASTM D-256, Notched 시편
Rockwell 경도(R-Scale), ASTM D-785
열변형온도(℃), ASTM D656, 하중 0.45 MPa
2. 백색 스크래치 내성 평가
내스크래치성 시험기(에릭슨)로 시편에 스크래치를 가해, 스크래치 전후의 명도차를 측정함으로써 백색 스크래치 내성을 평가하였다.
설정하중 10N, 시험 속도 1,000mm/분으로 하였고, 2x20mm 간격으로 크로스-컷 후에 포토미터로 명도를 측정하여, 스크래치 전후 명도 차이를 비교하였다.
구분 용융지수 인장강도 신율 굴곡탄성율 IZOD 충격강도 Rockwell 경도 열변형온도 백색스크래치 내성
(ΔLab)
상온 저온
실시예 1 37.9 212 167 22624 16.3 4.2 89.2 132.6 0.77
실시예 2 38.5 208 168 22589 15.9 3.7 87.5 131.9 0.60
실시예 3 38.8 210 162 22608 16.3 4.1 89.1 132.5 0.45
실시예 4 28.3 239 114 24645 10.4 4.6 90.1 134.8 0.83
실시예 5 29.7 241 102 24777 9.6 4.2 91.6 136.9 0.65
실시예 6 30.0 242 108 24704 10.1 4.3 91.4 136.1 0.55
실시예 7 29.9 239 106 24728 9.8 4.3 91.6 136.3 0.62
실시예 8 37.8 213 167 22645 16.5 4.2 89.3 132.7 0.87
실시예 9 38.2 205 157 22612 16.8 3.8 88.9 132.2 0.38
비교예 1 37.5 213 168 22624 17.1 4.3 89.2 132.6 3.82
비교예 2 28.1 242 115 24823 10.2 4.1 92.3 136.5 4.72
비교예 3 30.1 222 83 23170 7.5 2.4 88.7 132.4 1.24
비교예 4 38.0 202 169 22573 16.5 3.8 87.3 131.7 0.33
비교예 5 37.8 213 168 22633 16.4 4.2 89.3 132.6 1.02
비교예 6 38.6 210 154 21845 15.8 4.2 88.4 132.2 1.12
비교예 7 38.2 201 162 21988 14.9 3.8 88.2 132.1 1.04
비교예 8 38.1 211 162 21973 16.2 3.8 88.1 132.9 0.98
비교예 9 28.2 233 112 23245 9.5 3.8 89.8 132.1 1.20
비교예 10 28.8 231 108 23299 9.3 3.8 89.0 132.5 1.10
비교예 11 28.2 233 112 23245 9.5 3.8 89.8 132.1 1.20
비교예 12 28.8 231 108 23299 9.3 3.8 89.0 132.5 1.10
비교예 13 38.1 201 158 21997 16.6 3.9 87.9 132.2 1.32
비교예 14 38.2 203 161 21817 16.4 3.6 87.2 131.1 0.71
비교예 15 38.4 199 165 21776 16.1 3.5 87.1 130.9 0.68
상기 표 2를 참조하면, 실시예의 조성물로 제조된 성형품은 기계적 물성이 우수하면서, 동시에 우수한 백색 스크래치 내성을 갖는 것을 확인할 수 있다.
그러나, 비교예의 조성물로 제조된 성형품은 백색 스크래치 내성이 낮아, 스크래치시에 명도 차이가 크게 나타났다.
3. TVOC 평가
샘플링백을 사용한 간이 측정 방법으로 TVOC를 평가하였다. 샘플링백은 콕크 타입 및 마개로 기밀을 유지할 수 있는 3L 용량의 샘플링백을 사용하였다.
샘플링백에 질소를 채운후, 충전된 질소를 완전히 빼내는 세척 작업을 3회 실시하고, 샘플링백의 가장자리를 최소한의 크기로 절개하여 실시예 및 비교예의 조성물을 넣고 절개된 부위를 두 번 접은 후 테이프로 밀봉하였다. 조성물이 담긴 샘플링백을 65℃로 맞춰진 오븐에 넣고 2시간 동안 가열한 후 실온에 30분간 방치한 후 TVOC 측정기로 측정하였다.
Figure 112016087935474-pat00002
상기 표 3을 참조하면, VOC 저감제가 처방되지 않은 비교예 대비 실시예의 TVOC가 현저히 낮고, 마스터 배치를 사용하지 않은 동일 조성을 갖는 비교예 대비 실시예의 TVOC가 현저히 낮은 것을 확인할 수 있었다.

Claims (7)

  1. 폴리프로필렌 수지, 탈크 및 VOC 저감제를 포함하며,
    상기 VOC 저감제는 지방족 탄화수소계 아마이드계 화합물 및 아크릴산 에스테르계 중합체로 이루어진 군에서 적어도 1종이고,
    상기 탈크와 VOC 저감제는 1: 0.05 내지 0.35의 중량비로 포함되는 마스터 배치 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 VOC 저감제는 조성물 총 중량 중 1 내지 30중량%로 포함되는 마스터 배치 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 조성물은 폴리프로필렌 수지 5 내지 50중량%, 탈크 40 내지 90중량%, VOC 저감제 1 내지 30중량%를 포함하는 마스터 배치 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 폴리올레핀계 엘라스토머 및 스티렌계 수첨 블록 공중합체 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 엘라스토머를 더 포함하는 마스터 배치 조성물.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 엘라스토머는 조성물 총 중량 중 1 내지 20중량%로 포함되는 마스터 배치 조성물.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항의 마스터 배치 조성물과 희석 베이스 수지 조성물을 혼합한 수지 조성물.
  7. 청구항 6의 수지 조성물로 제조된 성형품.
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