KR102248562B1 - 폴리프로필렌계 수지 조성물 및 그로부터 제조된 성형품 - Google Patents

폴리프로필렌계 수지 조성물 및 그로부터 제조된 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리프로필렌계 수지 조성물 및 그로부터 제조된 성형품에 관한 것이다. 본 발명의 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 고 강성, 고 내열성 및 우수한 포깅 안정성을 나타내므로, 자동차 엘이디(LED) 헤드램프 하우징용으로 효과적으로 사용될 수 있다.

Description

폴리프로필렌계 수지 조성물 및 그로부터 제조된 성형품 {Polypropylene-based Resin Composition and Article Molded Therefrom}
본 발명은 폴리프로필렌계 수지 조성물 및 그로부터 제조된 성형품에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 자동차 엘이디 헤드램프 하우징용 폴리프로필렌계 수지 조성물 및 그로부터 제조된 성형품, 구체적으로는 자동차 엘이디 헤드램프 하우징에 관한 것이다.
자동차 헤드램프 하우징이란 헤드램프의 내부 렌즈, 리플렉터, 모듈 등을 보호하고 고정하는 부품으로서, 램프로부터 발생되는 열로부터 부품들을 보호하고 그 변형을 방지는 역할을 한다. 또한, 자동차 헤드램프 하우징은 램프 유리면의 포깅(fogging) 현상을 방지하여 헤드램프의 수명을 연장한다.
종래에는 자동차 헤드램프로서 할로겐 램프, 제논 램프 등이 널리 사용되었다. 이러한 할로겐 램프 및 제논 램프용 하우징은 높은 강성과 내열성을 요구하지 않았다. 따라서, 종래의 헤드램프 하우징용으로는 폴리프로필렌 수지에 무기 충전재로서 탈크를 20~30 중량%의 함량으로 첨가한 수지 조성물이 널리 사용되어 왔다.
폴리프로필렌 수지 조성물의 포깅을 줄이는 방법으로서 디알킬 퍼옥시디카르보네이트의 존재하에 폴리프로필렌을 열 처리하는 방법(대한민국 특허출원공개 제10-2018-0087376호), 헤테로상 폴리프로필렌과 함께 엘라스토머와 충전재를 사용하는 방법(대한민국 특허출원공개 제10-2019-0017020호) 등이 알려져 있다.
그런데, 최근 자동차 헤드램프로서 엘이디(LED) 램프가 널리 사용되는 추세이다. 이러한 엘이디 헤드램프는 높은 발열로 인해 기존의 폴리프로필렌계 수지 조성물로부터 제조된 하우징을 사용하기가 적합하지 않다. 자동차 엘이디 헤드램프 하우징용으로 사용되기 위해서는 보다 높은 내열안정성을 갖는 폴리프로필렌계 수지 조성물이 요구된다. 또한, 엘이디 헤드램프 하우징의 장기 신뢰성을 담보하기 위해 포깅 안정성과 높은 강성이 요구된다. 여기서, 포깅은 열에 의해 발생되는 휘발성 물질로서, 램프 유리면에 고착되어 빛의 확산을 방해하게 된다. 따라서 포깅을 방지하기 위해서는 휘발성 물질의 방출이 적은 소재를 선택하는 것이 중요하다.
대한민국 특허출원공개 제10-2018-0087376호 대한민국 특허출원공개 제10-2019-0017020호
본 발명의 목적은 고 강성, 고 내열성 및 우수한 포깅 안정성을 나타내는 자동차 엘이디(LED) 헤드램프 하우징용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 위 폴리프로필렌 수지 조성물로부터 제조되는 성형품, 구체적으로는 자동차 엘이디(LED) 헤드램프 하우징을 제공하는 것이다.
위 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구체예에 따라서, 성분 (A)와 성분 (B)의 총 중량을 기준으로, (A) 13C-NMR법으로 측정 시 아이소택틱 펩타드 분율이 96% 이상인 고 결정성 폴리프로필렌계 수지 60~80 중량%; 및 (B) 평균 입경이 0.1~5 ㎛ 범위인 무기 충전재 20~40 중량%를 포함하며, 성분 (A)와 성분 (B) 100 중량부에 대하여, (C) 페놀계 산화방지제 0.2~0.5 중량부; (D) 티오에테르계 열안정제 0~0.2 중량부; 및 (E) 카본블랙 0.1~0.5 중량부를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물이 제공된다.
고 결정성 폴리프로필렌계 수지(A)는 폴리프로필렌 단독 중합체 및 프로필렌과 에틸렌, 1-부텐, 1-헥센 및 4-메틸-1-펜텐으로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 α-올레핀의 블록 또는 랜덤 공중합체로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 고 결정성 폴리프로필렌계 수지(A)는 2.16 kg 하중으로 210℃에서 측정 시 10~50 g/10분의 용융지수를 갖는다.
고 결정성 폴리프로필렌계 수지(A)는 다분산지수가 5 미만이다.
고 결정성 폴리프로필렌계 수지(A)는 휘발성분 함량(T-VOC)이 200 ppm 미만이다.
무기 충전재(B)는 탈크, 운모, 탄산칼슘, 규회석, 황산바륨, 클레이, 황산 마그네슘 및 위스커로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 1종일 수 있다. 무기 충전재(B)로는 탈크가 바람직하다.
페놀계 산화방지제(C)는 2,6-디-터셔리-부틸-4-메틸-페놀, 티오디에틸렌 비스[2-(3,5-디-터셔리-부틸-4-하이록시페닐)프로피오네이트, 옥타데실-3-(3,5-디-터셔리-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트 및 테트라키스[메틸렌-3-(3,5-디-터셔리-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]메탄으로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
티오에테르계 열안정제(D)는 [1,3,5-트리스(4-3급-부틸-3-하이드록시-2,6-디메틸벤질)-1,3,5-트리아진-2,4,6-(1H,3H,5H)-트리온] 및 디스테아릴티오디프로피오네이트(DSTDP)로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
카본블랙(E)은 1.0 ㎛ 이하의 입자 크기를 가지며 순도 99% 이상인 파우더 형태로 폴리프로필렌 수지 조성물에 첨가될 수 있다.
혹은, 카본블랙(E)이 카본블랙, 폴리에틸렌 및 스테아린산을 포함하는 마스터배치의 형태로 폴리프로필렌 수지 조성물에 첨가될 수 있다.
또한, 본 발명의 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은, 성분 (A)와 성분 (B) 100 중량부에 대하여, 3 중량부 이하의 함량으로 보강재, 충진재, 내후안정제, 대전방지제, 활제, 핵제, 및 난연제로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제(F)를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구체예에 따라서, 위 폴리프로필렌 수지 조성물을 성형하여 제조되는 폴리프로필렌 수지 성형품이 제공된다.
본 발명의 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 성형품은 자동차 엘이디 헤드램프 하우징이다.
본 발명의 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 고 강성, 고 내열성 및 우수한 포깅 안정성을 나타내므로, 자동차 엘이디(LED) 헤드램프 하우징용으로 효과적으로 사용될 수 있다.
도 1은 실시예 1(왼쪽)과 비교예 3(오른쪽)의 포깅 안정성을 비교한 사진이다.
도 2는 600 시간 경과 후 실시예 1(왼쪽)과 비교예 2(오른쪽)의 장기 내열성을 비교한 사진이다.
이하, 본 발명에 관하여 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은, 성분 (A)와 성분 (B)의 총 중량을 기준으로, (A) 13C-NMR법으로 측정 시 아이소택틱 펩타드 분율이 96% 이상인 고 결정성 폴리프로필렌계 수지 60~80 중량%; 및 (B) 평균 입경이 0.1~5 μm 범위인 무기 충전재 20~40 중량%를 포함하며, 성분 (A)와 성분 (B) 100 중량부에 대하여, (C) 페놀계 산화방지제 0.2~0.5 중량부; (D) 티오에테르계 열안정제 0~0.2 중량부; 및 (E) 카본블랙 0.1~0.5 중량부를 포함한다.
(A) 폴리프로필렌계 수지
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물 중의 폴리프로필렌계 수지(A)는 13C-NMR법으로 측정 시 아이소택틱 펩타드 분율이 96% 이상인 고 결정성이다. 고 결정성 폴리프로필렌계 수지(A)를 사용함으로써 성형품의 강도를 향상시킬 수 있고, 스크래치 저항성 향상을 위해 필요한 무기물 성분의 함량을 줄일 수 있다.
고 결정성 폴리프로필렌계 수지(A)는 폴리프로필렌 단독 중합체 및 프로필렌과 적어도 1종의 α-올레핀의 블록 또는 랜덤 공중합체로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 2종 이상의 고 결정성 폴리프로필렌 수지들의 혼합물이 사용될 수 있다.
구체적으로, α-올레핀은 에틸렌, 1-부텐, 1-헥센 및 4-메틸-1-펜텐으로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종일 수 있다. 이 중에서 에틸렌이 가장 바람직하다.
바람직하게는, 고 결정성 폴리프로필렌계 수지(A)는 2.16 kg 하중으로 210℃에서 측정 시 용융지수가 10~50 g/10분이다. 더 바람직하게는, 고 결정성 폴리프로필렌계 수지(A)는 2.16 kg 하중으로 210℃에서 측정 시 용융지수가 15~45 g/10분이다. 고 결정성 폴리프로필렌계 수지(A)의 용융지수가 이 범위 내일 경우, 성형 시 수지 조성물의 흐름성이 적절하며 우수한 기계적 물성을 갖는 성형품의 제조가 가능하다.
바람직하게는, 고 결정성 폴리프로필렌계 수지(A)는 다분산지수(polydispersity Index; PI)가 5 이하인 좁은 분자량 분포를 가진다. 더 바람직하게는, 고 결정성 폴리프로필렌계 수지(A)의 다분산지수는 3~5이다. 수지의 다분산지수는 유변 물성인 G'(손실 탄성계수)와 G"(저장 탄성계수)의 교차점(cross-over point)으로서 분자량 분포의 척도이다. 고 결정성 폴리프로필렌계 수지(A)의 다분산지수가 이 범위 내일 경우, 성형품의 포깅 안정성과 장기 내열성이 우수할 수 있다.
바람직하게는, 고 결정성 폴리프로필렌계 수지(A)는 휘발성분 함량(T-VOC)이 200 ppm 미만이다. 고 결정성 폴리프로필렌계 수지(A)의 휘발성분 함량(T-VOC)이 200 ppm 미만일 경우, 성형품의 포깅 안정성과 장기 내열성이 우수할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은, 성분 (A)와 성분 (B)의 총 중량을 기준으로, 고 결정성 폴리프로필렌계 수지(A)를 60~80 중량%의 함량으로 포함한다. 고 결정성 폴리프로필렌계 수지(A)의 함량이 60% 미만이면, 폴리프로필렌 고유의 특성이 저하되어 조성물 전체의 기능성이 저하되며, 특히 성형이 용이하지 않아 성형품 제조가 쉽지 않다. 반면, 고 결정성 폴리프로필렌계 수지(A)의 함량이 80%를 초과하면, 보강재 성분의 함량이 감소되어 성형품의 기계적 물성이 저하될 수 있다.
(B) 무기 충전재
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물 중의 무기 충전재(B)는 평균 입경이 0.1~5 ㎛ 범위이다. 무기 충전재(C)의 평균 입경이 작을수록 비표면적이 향상되고 수지 매트릭스 내의 분포도가 향상된다. 따라서, 무기 충전재(B)의 평균 입경이 위 범위 내일 경우, 수지 매트릭스 내의 분산도가 향상되어 성형품의 강성과 내열 안정성을 향상시키는 데 효과적이다.
바람직하게는, 무기 충전재(B)가 탈크, 운모, 탄산칼슘, 규회석, 황산바륨, 클레이, 황산 마그네슘 및 위스커로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 1종일 수 있으나, 이들로 특별히 제한되는 것은 아니다. 무기 충전재(B)로는 탈크가 가장 바람직하다.
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은, 성분 (A)와 성분 (B)의 총 중량을 기준으로, 무기 충전재(B) 20~40 중량%를 포함한다. 무기 충전재(B)의 함량이 20 중량% 미만이면, 성형품의 강성과 내열 안정성이 충분하지 못할 수 있다. 반면, 무기 충전재(C)의 함량이 40 중량%를 초과하면, 성형품의 충격강도 등의 물성이 저하될 수 있다.
(C) 페놀계 산화방지제
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물 중의 페놀계 산화방지제(C)는 성형품의 내열 안정성을 향상시키는 역할을 한다.
페놀계 산화방지제(C)는 2,6-디-터셔리-부틸-4-메틸-페놀(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, BHT), 티오디에틸렌 비스[2-(3,5-디-터셔리-부틸-4-하이록시페닐)프로피오네이트(thiodiethylene bis[2-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, Songnox 1035), 옥타데실-3-(3,5-디-터셔리-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트(octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, Songox1076) 및 테트라키스[메틸렌-3-(3,5-디-터셔리-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]메탄(tetrakis[methylene-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate]methane)로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이들로 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은, 성분 (A)와 성분 (B) 100 중량부에 대하여, 페놀계 산화방지제(C)를 0.2~0.5 중량부의 함량으로 포함한다. 페놀계 산화방지제(C)의 함량이 이 범위 내일 경우, 성형품의 내열 안정성이 향상될 수 있다.
(D) 티오에테르계 열안정제
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물 중의 티오에테르계 열안정제(D)는 성형품의 포깅 특성과 장기 내열성을 향상시키는 역할을 할 수 있다.
티오에테르계 열안정제(D)는 [1,3,5-트리스(4-3급-부틸-3-하이드록시-2,6-디메틸벤질)-1,3,5-트리아진-2,4,6-(1H,3H,5H)-트리온] 및 디스테아릴티오디프로피오네이트(DSTDP)로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이들로 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은, 성분 (A)와 성분 (B) 100 중량부에 대하여, 티오에테르계 열안정제(D)를 0.2 중량부 이하의 함량으로 포함할 수 있다. 티오에테르계 열안정제(D)가 이 범위 내의 함량으로 첨가될 경우, 성형품의 포깅 특성과 장기 내열성이 더욱 향상될 수 있다.
(E) 카본블랙
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물 중의 카본블랙은 자외선 안정제의 역할을 한다. 카본블랙은 1.0 ㎛ 이하의 입자 크기를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 입자 크기를 갖는 카본블랙은 약한 산란성과 높은 자외선 흡수성을 가지므로 자외선 안정제로서 작용할 수 있다.
구체적인 일 실시예로서, 파우더 형태의 순도 99% 이상의 고순도 카본블랙을 사용할 경우 휘발성 유기 화합물(VOC)의 함량이 낮아 우수한 포깅 안정성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은, 성분 (A)와 성분 (B) 100 중량부에 대하여, 카본블랙(E)을 0.1~0.5 중량부의 함량으로 포함한다. 카본블랙의 함량이 이 범위 내일 경우, 우수한 포깅 안정성을 나타낼 수 있다.
구체적인 일 실시예로서, 카본블랙(E)은 카본블랙, 폴리에틸렌 및 스테아린산을 포함하는 마스터배치의 형태로 폴리프로필렌 수지 조성물에 첨가될 수 있다. 이때, 카본블랙 마스터배치는, 성분 (A)와 성분 (B) 100 중량부에 대하여, 0.5~3 중량부의 함량으로 폴리프로필렌 수지 조성물에 첨가되는 것이 바람직하다.
(F) 첨가제
본 발명의 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 통상적인 첨가제(F)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은, 성분 (A)와 성분 (B) 100 중량부에 대하여, 3 중량부 이하의 함량으로 보강재, 충진재, 내후안정제, 대전방지제, 활제, 핵제, 및 난연제로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제(F)를 추가로 포함할 수 있으나, 이들로 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하는 방법에 특별한 제한은 없으며, 본 발명이 속하는 기술분야에 공지된 폴리프로필렌 수지 조성물의 제조방법을 그대로 또는 적절히 변형하여 사용할 수 있고, 위에서 설명한 각 성분들을 특별한 순서 제한이 없이 원하는 순서에 따라 자유롭게 선택하여 혼합할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 위에서 언급한 각 수지들과 무기 충전재, 첨가제 등을 필요한 양만큼 니더(kneader), 롤(roll), 밴버리 믹서(Banbury mixer), 슈퍼 믹서, 리본 믹서 등의 혼련기 또는 1축/2축 압출기 등에 투입한 후 이들 기기들을 사용하여 투입된 원료들을 블렌딩하는 방법에 의해 본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조할 수 있다.
바람직한 일 실시예로서, 위에서 언급한 각 수지들과 첨가제를 1축/2축 스크루 압출기에서 180~270℃의 온도에서 용융 블렌딩하고, 수냉각하여 고화시킨 후 절단하여 펠렛화한다.
본 발명의 또 다른 구체예에 따라서, 본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물을 성형하여 제조되는 폴리프로필렌 수지 성형품이 제공된다.
본 발명의 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물로부터 성형품을 제조하는 방법에 특별한 제한은 없으며, 본 발명이 속하는 기술분야에 공지된 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물을 사출성형, 압출성형, 캐스팅성형 등의 통상적인 방법으로 성형하여 폴리프로필렌 수지 성형품을 제조할 수 있다. 이중에서 사출성형이 특히 바람직하다.
본 발명의 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 성형품은 고 강성, 고 내열성 및 우수한 포깅 안정성을 나타내므로, 자동차 엘이디(LED) 헤드램프 하우징용으로 적합하다.
실시예
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 단, 아래의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
아래 실시예와 비교예에서 사용된 수지 및 화합물은 다음과 같다.
- 폴리프로필렌계 수지 A1: 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체 수지(용융지수 30 g/10분, 다분산지수 4.8, 아이소택틱 펩타드 분율 96.6%, 용제 추출물 함량 9.1 중량%, T-VOC 56 ppm)
- 폴리프로필렌계 수지 A2: 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체 수지(용융지수 33 g/10분, 다분산지수 5.3, 아이소택틱 펩타드 분율 96.4%, 용제 추출물 함량 10.8 중량%, T-VOC 403 ppm)
- 폴리프로필렌계 수지 A3: 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체 수지(용융지수 25 g/10분, 다분산지수 4.9, 아이소택틱 펩타드 분율 96.3%, 용제 추출물 함량 13.6 중량%, T-VOC 184 ppm)
- 폴리프로필렌계 수지 A4: 프로필렌 단독 중합체 수지(용융지수 20 g/10분, 다분산지수 4.6, 아이소택틱 펩타드 분율 96.9%, 용제 추출물 함량 1.8 중량%, T-VOC 125 ppm)
- 무기 충전재 B1: 평균 입경 3 ㎛의 미분말 탈크
- 무기 충전재 B2: 평균 입경 10 ㎛의 판상형 탈크
- 페놀계 산화방지제 C1: 테트라키스[메틸렌-3-(3,5-디-터셔리-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]메탄
- 티오에테르계 열안정제 D1: 디스테아릴티오디프로피오네이트
- 카본블랙 E1: 파우더 형태의 순도 99% 이상 카본블랙
- 카본블랙 E2: 폴리에틸렌 및 스테아린산을 포함하는 마스터배치 형태로 카본블랙 함량 40~50 중량%
제조예
아래 표 1과 같은 종류와 함량(단위: 중량부)의 수지 및 화합물을 이축 스크루 압출기에서 180~220℃의 온도에서 용융 블렌딩하여 펠렛화하였다. 이때, 무기 충전재는 그 형상을 유지하기 위하여 압출기 중도의 측면에서 투입하였다.
그후, 사출 성형기(엥겔, 180톤)를 이용하여 기계적 물성 측정용 및 외관 시험용 시편을 제작하였다. 이때, 사출 온도는 피딩 호퍼부로부터 노즐 순으로 30/210/210/210/210℃금형 온도는 55℃사출 압력은 60∼100 bar의 조건으로 하였다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3
폴리프로필렌계 수지(A1) 40 43 - - -
폴리프로필렌계 수지(A2) - - - - 40
폴리프로필렌계 수지(A3) 20 17 80 70 30
폴리프로필렌계 수지(A4) 10 12 - - -
무기 충전재(B1) 30 28 30
무기 충전재(B2) - - 20 30 -
페놀계 산화방지제(C1) 0.3 0.3 0.1 0.1 -
티오에테르계 열안정제(D1) 0.1 - - - 0.3
카본블랙(E1) - 1 1 1 1
카본블랙(E2) 0.3 - - - -
시험예
각 실시예 및 비교예에서 얻어진 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 사출성형된 시편을 아래와 같은 방법으로 시험하였다. 그 결과를 아래 표 2에 나타내었다.
(1) 용융지수(melt index; g/10분)
ASTM D1238에 의거하여 2.16 kg 하중으로 210℃에서 측정하였다.
(2) 인장강도 및 신율
ASTM D638에 의거하여 측정하였다. 단, 시험편은 TYPE A를 따랐으며, 시험 속도는 50 ㎜/min이었다.
(3) 굴곡 탄성율과 굴곡 강도
ASTM D790에 의거하여 측정하였다. 시편 규격은 12.7 ㎜ × 127 ㎜ × 6.4 ㎜이었으며, 스팬(span)의 길이는 100 ㎜이었고, 시험 속도는 10 ㎜/분이었다.
(4) 아이조드(IZOD) 충격강도
ASTM D256에 의거하여 측정하였다. 시편 규격은 12.7 ㎜ × 63.5 ㎜ × 6.4 ㎜이었으며, 노치(notch)된 것을 사용하였다.
(5) 열변형온도
ASTM D648에 의거하여 측정하였다. 시편 규격은 12.7 ㎜ × 127 ㎜ × 6.4 ㎜이었으며, 응력 하중은 0.45 MPa로 하였다.
(6) 휘발성분 함량(T-VOC)
VDA 277에 규정된 방법에 따라 측정하였다. 단, 시험편 크기는 60 ㎜ × 0.32 ㎜ × 1.0 ㎛이었으며, 180℃ 온도에서 1시간 동안 측정하였다. 측정 결과를 아래 표 3에 나타내었다.
(7) 포깅 흐림도(haze)
ISO 6452에 규정된 방법에 따라 측정하였다. 단, 시험편은 직경 80 ㎜, 두께 3 ㎜이었고, 130℃에서 24시간 동안 조건을 유지하였다. 평가방법은 흐림법(haze)을 사용하며 ASTM D1003에 규정된 방법을 따랐다. 단, 광원은 할로겐램프(D65)를 사용하였다. 측정 결과를 아래 표 4 및 도 1에 나타내었다.
(8) 장기 내열성
내열 노화 특성을 비교하기 위해 두께 1.6 ㎜ 디스크 시편을 온도 150℃ 오븐에서 크랙(crack)이 발생하는 시점을 확인하였다. 이때, 시간이 길수록 장기 내열특성이 우수하다고 판단하였다. 측정 결과를 아래 표 5 및 도 2에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3
인장강도(MPa) 35 34 25 30 33
신율(%) 10 5 10 3 4
굴곡강도(MPa) 58 55 40 48 52
굴곡탄성율(MPa) 4,200 4,000 2,400 3,600 3,700
IZOD 충격강도(상온, KJ/㎡) 4.0 4.4 5.0 2.7 3.2
열변형온도(℃) 145 143 120 138 140
C6 이하 C9 C12 C15 C18 T-VOC
실시예 1 21 11 16 12 8 68
비교예 2 11 36 47 38 10 141
실시예 1 비교예 3
포깅 흐림도(haze, %) 1.1 15.6
액화(liquified) 여부 없음 있음
실시예 1 비교예 2
장기 내열성(시간) 750 400
크랙(crack) 여부 없음 있음
표 2 내지 표 5와 도 1 및 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 범위에 속하는 실시예의 폴리프로필렌 수지 조성물로부터 제조된 성형품은 기계적 물성, 포깅 특성 및 내열 특성이 모두 우수하였다.
반면, 종래의 무기 충전재를 사용한 비교예 1의 경우, 강성과 열변형온도가 낮아서 엘이디 램프의 발열을 견디지 못하고 하우징의 변형이 발생할 수 있다. 비교예 2의 경우, 휘발성 유기 화합물(VOC)의 함량이 높고 강성이 낮으며 장기 내열성이 낮아 부품의 장기 신뢰성을 담보하기 어렵다. 비교예 3은 포깅 안정성이 떨어지기 때문에 엘이디 헤드램프 부품의 수명을 단축시킬 수 있다.
본 발명의 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 고 강성, 고 내열성 및 우수한 포깅 안정성을 나타내므로, 자동차 엘이디(LED) 헤드램프 하우징용으로 효과적으로 사용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 성분 (A)와 성분 (B)의 총 중량을 기준으로, (A) 13C-NMR법으로 측정 시 아이소택틱 펩타드 분율이 96% 이상인 고 결정성 폴리프로필렌계 수지 60~80 중량%; 및 (B) 평균 입경이 0.1~5 ㎛ 범위인 무기 충전재 20~40 중량%를 포함하며, 성분 (A)와 성분 (B) 100 중량부에 대하여, (C) 페놀계 산화방지제 0.2~0.5 중량부; (D) 티오에테르계 열안정제 0~0.2 중량부; 및 (E) 카본블랙 0.1~0.5 중량부를 포함하되, 고 결정성 폴리프로필렌계 수지(A)의 다분산지수가 5 이하이고 휘발성분 함량(T-VOC)이 200 ppm 미만인 자동차 엘이디(LED) 헤드램프 하우징용 폴리프로필렌 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 고 결정성 폴리프로필렌계 수지(A)가 폴리프로필렌 단독 중합체 및 프로필렌과 에틸렌, 1-부텐, 1-헥센 및 4-메틸-1-펜텐으로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 α-올레핀의 블록 또는 랜덤 공중합체로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 고 결정성 폴리프로필렌계 수지(A)가 2.16 kg 하중으로 210℃에서 측정 시 10~50 g/10분의 용융지수를 갖는 폴리프로필렌 수지 조성물.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 무기 충전재(B)가 탈크, 운모, 탄산칼슘, 규회석, 황산바륨, 클레이, 황산 마그네슘 및 위스커로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 폴리프로필렌 수지 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 무기 충전재(B)가 탈크인 폴리프로필렌 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 페놀계 산화방지제(C)가 2,6-디-터셔리-부틸-4-메틸-페놀, 티오디에틸렌 비스[2-(3,5-디-터셔리-부틸-4-하이록시페닐)프로피오네이트, 옥타데실-3-(3,5-디-터셔리-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트 및 테트라키스[메틸렌-3-(3,5-디-터셔리-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]메탄으로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 티오에테르계 열안정제(D)가 [1,3,5-트리스(4-3급-부틸-3-하이드록시-2,6-디메틸벤질)-1,3,5-트리아진-2,4,6-(1H,3H,5H)-트리온] 및 디스테아릴티오디프로피오네이트(DSTDP)로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 카본블랙(E)이 1.0 ㎛ 이하의 입자 크기를 가지며 순도 99% 이상인 파우더 형태로 폴리프로필렌 수지 조성물에 첨가되는 폴리프로필렌 수지 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 카본블랙(E)이 카본블랙, 폴리에틸렌 및 스테아린산을 포함하는 마스터배치의 형태로 폴리프로필렌 수지 조성물에 첨가되는 폴리프로필렌 수지 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 성분 (A)와 성분 (B) 100 중량부에 대하여, 3 중량부 이하의 함량으로 보강재, 충진재, 내후안정제, 대전방지제, 활제, 핵제, 및 난연제로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제(F)를 추가로 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
  13. 제1항 내지 제3항 및 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물을 성형하여 제조되며, 자동차 엘이디(LED) 헤드램프 하우징인 폴리프로필렌 수지 성형품.
  14. 삭제
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