KR102452073B1 - 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품 - Google Patents

유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물, 이의 제조방법 및 수지 조성물을 포함하는 성형품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지에 분자쇄절단 첨가제 및 폴리올을 특정 범위 내로 배합하여, 종래 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물과 동등 혹은 더욱 우수한 수준으로 기계적인 물성을 확보하면서도 물성 밸런스 및 성형성이 우수하고 외관 품질을 크게 개선시킬 수 있는 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.

Description

유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품{GLASS FIBER REINFORCED POLYAMIDE RESIN COMPOSITION, METHOD FOR PREPARING THEREOF AND MOLDING PRODUCT COMPRISING THE SAME}
본 발명은 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것으로 보다 상세하게는, 분자쇄절단 첨가제 및 폴리올을 특정 범위 내로 배합하여 기계적인 물성을 높게 유지하면서도 물성 밸런스 및 성형성이 우수하고, 이와 동시에 외관품질이 특히 뛰어난 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물 등에 관한 것이다.
엔지니어링 플라스틱(engineering plastic)으로서 폴리아마이드 수지는 기계적인 물성이 우수하여 다양한 분야에 활용될 수 있어 그 수요가 왕성하다. 폴리아마이드 수지는 폴리카프로락탐(나일론 6), 폴리헥사메틸렌아디프아미드(나일론 6,6), 폴리헥사메틸렌세바스아미드(나일론 6,10), 폴리헥사메틸렌도데카마이드(나일론 6,12), 폴리운데카노아마이드(나일론 11), 폴리라우로락탐(나일론 12) 및 이들의 공중합체 등 그 종류가 다양하며, 제각기 유용한 특징이 있고 다양한 성능을 창출할 수 있으므로 큰 수요를 계속 유지하고 있다.
특히, 폴리아마이드 수지는 유리섬유와 같은 무기질 보강제를 첨가함으로써, 기계적인 강성, 치수안정성, 내열성 등이 대폭 개선될 수 있으며, 이로 인해 구조제나 자동차의 내외장재 등 다양한 산업 분야에 적용되고 있다.
상술한 폴리아마이드 수지 중 제조 단가 절감 및 물성 확보의 측면에서 유리한 폴리헥사메틸렌아디프아미드(나일론 6,6)나 폴리카프로락탐(나일론 6)이 보편적으로 사용되고 있는데, 폴리헥사메틸렌아디프아미드(나일론 6,6)은 폴리카프로락탐(나일론 6) 대비 유동성이 낮고 결정화 속도가 높아 상대적으로 외관품질이 떨어지기 때문에 유리섬유를 보강할 경우 이의 표면 돌출에 의한 외관 불량이 더욱 심하게 발생되는 문제점이 있다. 따라서 기계적인 강성이나 내열성을 부여하기 위해 유리섬유를 고함량(30중량% 이상) 보강할 시 외관품질 확보에 더욱 어려움이 있었다.
이와 같은 문제점을 개선하기 위해 베이스 수지의 유동성을 향상시켜 외관품질을 향상시키는 방법이 공지되었으며, 구체적으로는 저점도 베이스 수지를 사용하거나 분자쇄절단(chain scission) 첨가제를 첨가하는 방법이 제안되었다. 그러나, 이와 같은 방법으로는 유리섬유 고함량 수지 조성물의 외관품질을 개선시키는데 한계가 있었으며, 뿐만 아니라 기계적인 물성이 심각하게 저하되는 문제점이 있었다.
특히, 분자쇄절단 첨가제를 사용하는 경우, 이의 함량이 증가할수록 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 소재의 외관품질은 크게 증가하나, 과도한 분자쇄절단으로 인해 물성 밸런스가 깨지는 문제점이 있을 뿐만 아니라 사출과 같은 열성형 시 가스가 과도하게 발생됨에 따라 성형성이 저하되고 표면이 거칠고 광택도가 떨어지는 또 다른 문제점을 야기하였다.
따라서, 기계적인 물성, 내열성, 성형성 등을 모두 만족시키면서도 외관특성이 크게 개선된 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물의 개발이 요구되며, 특히 기계적인 물성이나 성형성 등을 높게 유지하면서도 외관품질이 폴리카프로락탐과 동등 혹은 더욱 우수한 고함량 유리섬유 보강 폴리헥사메틸렌아디프아미드 수지 개발이 시급한 실정이다.
일본 공개특허공보 특개평 06-313045A
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 기계적인 물성, 내열성, 성형성 등을 모두 만족시키면서도 외관특성이 크게 개선된 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 기계적인 물성, 내열성, 성형성 등을 높게 유지하면서도 폴리카프로락탐과 동등 혹은 더욱 우수한 수준의 외관을 갖는 고함량(유리섬유 30중량% 이상, 바람직하게는 60중량% 이상) 유리섬유 보강 폴리헥사메틸렌아디프아미드계 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리아마이드 수지 25 내지 70중량% 및 유리섬유 30 내지 70중량%를 포함하는 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 100중량부에, 이소프탈산, 아디프산 및 이의 무수물 중에서 선택된 1종 이상의 분자쇄절단(chain scission) 첨가제 0.05 내지 1중량부; 및 폴리올 0.05 내지 1중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 폴리아마이드 수지 25 내지 70중량% 및 유리섬유 30 내지 70중량%를 포함하는 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 100중량부에, 이소프탈산, 아디프산 및 이의 무수물 중에서 선택된 1종 이상의 분자쇄절단(chain scission) 첨가제 0.05 내지 1중량부; 및 폴리올 0.05 내지 1중량부;를 배합하고, 이를 혼련 및 압출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품을 제공한다.
본 발명에 따른 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물은 상술한 종래기술의 문제점을 개선하기 위해 분자쇄절단 첨가제 및 폴리올을 각각 특정 함량 범위 내로 처방하며, 종래 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물과 동등 혹은 더욱 우수한 수준의 기계적인 물성, 내열성 등을 유지하면서도 성형성이 향상되고, 특히 외관품질이 크게 개선되는 이점을 제공한다.
또한, 본 발명에 따르면 분자쇄절단 첨가제를 소량 첨가하여도 이와 폴리올의 시너지 효과로 인해 기계적인 물성, 내열성, 성형성 등이 우수하고 물성 밸런스가 뛰어나면서도 외관특성이 더욱 개선되는 이점을 제공한다.
또한, 본 발명에 따르면 기계적인 물성, 내열성, 성형성 등을 높게 유지하면서도 외관 품질이 매우 뛰어난 고함량(유리섬유 30중량% 이상, 바람직하게는 60중량% 이상) 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물을 제공할 수 있다.
이하 본 기재의 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명자들은 상술한 종래기술의 문제점을 해소하기 위해, 유리섬유 보강(30중량% 이상) 폴리아마이드 수지에 특정한 분자쇄절단 첨가제와 폴리올을 특정 함량 범위 내로 처방하였으며, 이 경우 상기 분자쇄절단 첨가제와 폴리올의 시너지 효과로 기계적인 물성, 내열성 등의 물성을 높게 유지하면서도 물성 밸런스가 우수하며, 성형성 및 외관품질이 동시에 개선될 수 있는 것을 확인하고, 이를 토대로 더욱 매진하여 본 발명을 완성하게 되었다.
본 기재에서 사용된 용어 "분자쇄절단(chain scission) 첨가제"는 달리 특정하는 것은 아니나, 압출 과정에서 폴리아마이드 수지의 분자쇄를 절단하고 유동성을 향상시킴으로써 유리섬유로 인한 표면 돌출을 방지하는 역할을 수행할 수 있는 첨가제를 지칭한다.
본 기재에서 사용된 용어 "폴리올"은 달리 특정하는 것은 아니나, 분자 내 수산기(-OH)가 2개 이상인 다가 알코올류 화합물을 지칭한다.
본 기재의 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물은 일례로, 폴리아마이드 수지 25 내지 70중량% 및 유리섬유 30 내지 70중량%를 포함하는 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 100중량부에, 이소프탈산, 아디프산 및 이의 무수물 중에서 선택된 1종 이상의 분자쇄절단(chain scission) 첨가제 0.05 내지 1중량부; 및 폴리올 0.05 내지 1중량부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 이 경우 기계적인 강도, 내열성, 성형성 등을 높게 유지하면서도 외관품질이 크게 개선되는 이점을 제공한다.
이하 본 기재의 수지 조성물을 각 성분별로 구체적으로 설명하기로 한다.
폴리아마이드 수지
상기 폴리아마이드 수지는, 폴리아마이드 수지 및 유리섬유를 포함하는 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 총 중량에 대해 일례로 25 내지 70중량% 또는 28 내지 70중량%, 28 내지 65중량%, 25 내지 50중량% 또는 50 내지 65중량%의 비율로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 수지 조성물의 기계적인 강도, 성형성, 내열성 등이 모두 양호하여 물성 밸런스가 뛰어난 이점이 있다.
상기 폴리아마이드 수지는 수평균분자량이 일례로 10,000 내지 500,000g/mol, 10,000 내지 300,000g/mol 또는 13,000 내지 33,000g/mol일 수 있으며, 이 범위 내에서 조성물의 물성 밸런스가 우수하면서도, 성형성이 뛰어나다.
본 기재에서 특별한 언급이 없는 한 폴리아마이드 수지의 수평균분자량은 겔투과크로마토그래피를 사용하여 40℃에서 측정한 값이며, 구체적으로는 수지 10mg을 10g의 헥사플루오로이소프로판올에 용해시켜 측정하였으며, 표준물질로는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 사용하였다.
상기 폴리아마이드 수지는 일례로 폴리헥사메틸렌아디프아미드, 폴리헥사메틸렌아젤아미드, 폴리헥사메틸렌세바스아미드, 폴리메틸렌도데카마이드, 폴리테트라메틸렌아디프아미드, 폴리카프로락탐 및 폴리라우로락탐 중에서 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 폴리헥사메틸렌아디프아미드 또는 폴리카프로락탐을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 폴리헥사메틸렘아디프아미드를 포함하는 것이다. 이 경우 수지 조성물의 물성 밸런스가 더욱 우수한 이점이 있다.
다른 일례로 상기 폴리아마이드 수지는 고리 구조의 락탐 또는 아미노산이 단독 또는 2종 이상 축중합된 것이 사용될 수 있고, 디카르복실산 및 디아민을 포함하는 중합체를 사용할 수도 있다.
또한, 상기 폴리아마이드 수지는 호모 폴리아마이드, 코폴리아마이드 또는 이의 혼합일 수 있다.
바람직한 일례로 상기 폴리아마이드 수지는 폴리헥사메틸렌아디프아미드, 폴리카프로락탐 또는 이들의 혼합일 수 있으며, 이 경우 수지 조성물의 기계적인 강도, 성형성, 내열성 등의 물성 밸런스가 우수한 이점이 있다.
본 기재에서 폴리아마이드 수지로서 상기 폴리헥사메틸렌아디프아미드 및 상기 폴리카프로락탐을 혼합 적용할 경우, 상기 폴리헥사메틸렌아디프아미드는 35 내지 85중량% 또는 35 내지 70중량%의 비율로 포함되고, 상기 폴리카프로락탐은 15 내지 65중량% 또는 30 내지 65중량%의 비율로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 기계적인 강도, 성형성, 내열성 등의 물성 밸런스가 더욱 우수한 이점이 있다. 여기서 상기 폴리헥사메틸렌아디프아미드 및 상기 폴리카프로락탐 각각의 함량 범위는 폴리아미드 수지 총량을 기준으로 한다.
상기 폴리헥사메틸렌아디프아미드는 25℃에서 농도 85중량%의 포름산 용액에 용해시켜 측정한 상대점도가 일례로 2.0 내지 5.5cP 또는 2.2 내지 3.2cP일 수 있으며, 이 범위 내에서 조성물의 물성 밸런스가 우수하고 성형이 용이한 이점이 있다.
상기 폴리헥사메틸렌아디프아미드는 수평균분자량이 10,000 내지 500,000g/mol, 10,000 내지 300,000g/mol, 10,000 내지 100,000g/mol, 10,000 내지 50,000g/mol 또는 13,000 내지 33,000g/mol일 수 있으며, 이 범위 내에서 조성물의 물성 밸런스가 우수하며, 성형이 용이한 이점이 있다.
상기 폴리카프로락탐은 25℃에서 농도 96중량%의 황산 용액에 용해시켜 측정한 상대점도가 일례로 2.0 내지 5.5cP 또는 2.2 내지 3.2cP일 수 있으며, 이 범위 내에서 조성물의 물성 밸런스가 우수하면서도 성형성이 뛰어나다.
상기 폴리카프로락탐은 수평균분자량이 일례로 10,000 내지 500,000g/mol, 10,000 내지 300,000g/mol, 10,000 내지 100,000g/mol, 10,000 내지 50,000g/mol 또는 13,000 내지 33,000g/mol일 수 있으며, 이 범위 내에서 조성물의 물성 밸런스가 우수하면서도, 성형성이 뛰어나다.
본 기재에서 특별한 언급이 없는 한 폴리아마이드 수지의 수평균분자량은 겔투과크로마토그래피를 사용하여 40℃에서 측정한 값이며, 구체적으로는 수지 10mg을 10g의 헥사플루오로이소프로판올에 용해시켜 측정하였으며, 표준물질로는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 사용하였다.
유리섬유
상기 유리섬유는, 폴리아마이드 수지 및 유리섬유를 포함하는 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 총 중량에 대해 일례로 30 내지 75중량%, 30 내지 72중량%, 35 내지 72중량%, 50 내지 75중량% 또는 35 내지 50중량%의 비율로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 수지 조성물의 기계적인 강도, 성형성, 내열성 등이 모두 양호하여 물성 밸런스가 뛰어난 이점이 있다.
상기 유리섬유는 평균직경이 일례로 3 내지 20㎛, 10 내지 20㎛, 10 내지 15㎛ 또는 10 내지 13㎛일 수 있고, 평균길이가 일례로 1 내지 5mm 또는 2 내지 3mm일 수 있으며, 이 경우 조성물의 외관품질이나 성형성이 저하되지 않고 기계적인 강도 및 내열성이 향상되는 이점을 제공한다.
본 기재에서 유리섬유의 평균직경 및 평균길이는 특별한 언급이 없는 한 일례로 주사전자현미경분석(SEM)을 통해 30개씩 측정하여 평균값을 산출한 것이다.
상기 유리섬유는 필요에 따라 선택적으로 커플링제로 표면처리된 유리섬유일 수 있으며, 이 경우 폴리아마이드 수지와의 상용성이 증가하여 수지 조성물의 물성 밸런스 및 외관품질이 향상되는 이점이 있다.
상기 커플링제는 일례로 아미노실란, 에폭시실란, 아미드실란, 아지드실란, 아크릴실란과 같은 실란계 커플링제; 및 티타네이트계 커플링제; 중에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 이들 중, 아미노실란과 에폭시실란이 바람직할 수 있으며, 이 경우 조성물의 물성 밸런스가 높게 유지되면서도 외관품질이 우수한 이점이 있다.
상기 커플링제는 유리섬유 100중량부 대비 일례로 0.1 내지 1.5중량부 또는 0.1 내지 1.0중량부 범위 내로 사용될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아님을 명시한다.
분자쇄절단(chain scission) 첨가제
상기 분자쇄절단 첨가제는 일례로 이소프탈산, 아디프산 및 이의 무수물 중에서 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 이소프탈산일 수 있으며, 이 경우 조성물의 물성 밸런스가 저하되지 않으면서 외관품질이 향상되는 이점이 있다.
상기 이소프탈산 또는 아디프산은 폴리아미드 수지 제조 시 공단량체로 사용될 수 있는 화합물로 이를 분자쇄절단 첨가제로서 포함할 경우, 폴리아미드 수지의 기계적인 강도, 내열성 등의 물성에 악영향을 주지 않으면서 조성물 유동성을 향상시키고 외관품질을 개선시키는 이점을 제공할 수 있다.
상기 분자쇄절단 첨가제는, 상기 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 100 중량부 기준 0.05 내지 1중량부, 0.07 내지 0.7중량부, 0.1 내지 0.9중량부, 0.1 내지 0.5중량부, 0.1 내지 0.4중량부, 0.1 내지 0.3중량부 또는 0.2 내지 0.3중량부로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 조성물의 전체적인 물성 밸런스가 높게 유지되면서도 광택도 등의 외관품질이 크게 향상되는 이점이 있다. 이의 함량이 0.05중량부 미만인 경우 외관품질 개선 효과를 기대할 수 없고, 1중량부를 초과하는 경우 수지가 과도하게 분해되어 물성 밸런스가 크게 저하되며 사출 등의 열성형 공정에서 가스가 과도하게 발생되어 성형이 용이하지 않고 광택도가 떨어져 외관불량이 증가할 수 있다.
폴리올
본 기재에서 폴리올은 상기 분자쇄절단 첨가제의 함량이 증가함에 따라 과도한 분자쇄절단으로 사출과 같은 열성형 시 가스 발생량이 증가함에 따라 성형성이 떨어지고 나아가 제품의 광택도 등의 외관품질이 저하되는 문제점을 보완하기 위해 첨가된다.
상기 폴리올은, 상기 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 100 중량부 기준 0.05 내지 1중량부, 0.07 내지 0.7중량부, 0.1 내지 0.7중량부, 0.1 내지 0.5중량부 또는 0.1 내지 0.3중량부로 첨가될 수 있으며, 이 범위 내에서 상기 분자쇄절단 첨가제와의 시너지 효과로 조성물의 전체적인 물성 밸런스가 높게 유지되면서도 성형성이 우수하고 외관품질이 크게 개선되는 이점을 제공할 수 있다.
상기 폴리올은 사슬형 폴리올 또는 분지형 폴리올일 수 있으며, 이 경우 조성물의 물성 밸런스가 높게 유지되면서도 성형성 및 외관품질이 동시에 개선되는 이점을 제공한다.
상기 사슬형 폴리올은 일례로 메틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 당 알코올류, 지방 알코올류 중에서 선택된 1종 이상일 수 있고, 구체적인 일례로 상기 당 알코올류로는 글리세롤, 소르비톨, 에리스리톨 등이 가능할 수 있으며, 상기 지방 알코올류로는 옥틸 알코올, 데실 알코올, 라우릴 알코올, 미리스틸 알코올, 세틸 알코올, 스테아릴 알코올 등이 가능할 수 있다.
상기 분지형 폴리올은 일례로 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아님을 명시한다.
다른 일례로 상기 분지형 폴리올은 덴드리머 구조의 폴리올일 수 있고, 이 경우 조성물의 물성 밸런스가 높게 유지되면서도 외관품질이 더욱 크게 개선될 수 있다.
상기 덴드리머 구조의 폴리올은 일례로, 말단이 히드록시기(-OH)로 관능화된 히드록시 말단 덴드리머일 수 있으며, 이 경우 조성물의 전체적인 물성 밸런스가 우수하면서도 외관이 우수한 이점을 제공한다.
구체적인 일례로 히드록시 말단 덴드리머는 초분지형 히드록실 폴리에스테르(hyperbranched hydroxyl polyester)일 수 있으며, 보다 구체적으로는 초분지형 2,2-비스(히드록실메틸)프로피온산 폴리에스테르(이때, 말단 히드록시기는 16 내지 128개일 수 있음) 또는 Perstorp사로부터 입수 가능한 Boltorn H20, H30, H40, H2003, H2004, H311, P500 등이 있다.
상기 덴드리머 구조의 폴리올은 다른 일례로 아디프산 및 글리세롤; 또는 아디프산, 글리세롤 및 에틸렌 글리콜; 또는 트리메틸올프로판 및 아디프산;을 포함하여 중합된 히드록시 말단 초분지형 폴리에스테르일 수 있다.
또 다른 일례로 상기 덴드리머 구조의 폴리올은 초분지형 폴리에스테르(hyperbranched polyester)와, 아디프산 및 에틸렌 글리콜 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물; 또는 이들의 반응으로 제조된 것; 일 수 있다. 이때, 상기 초분지형 폴리에스테르는 0.1 내지 5중량% 또는 1.5 내지 2.5중량%로 포함될 수 있다.
상기 분자쇄절단 첨가제와 상기 폴리올의 중량비는 일례로 1:0.25 내지 1:4 또는 1:0.3 내지 1:3일 수 있으며, 이 범위 내에서 전체적인 물성 밸런스가 우수하면서도 외관 및 성형성이 우수한 이점을 제공한다.
기타 첨가제
본 기재의 조성물은 필요에 따라 선택적으로 활제, 산화방지제, 광안정제, 사슬연장제, 촉매, 이형제, 안료, 염료, 대전방지제, 항균제, 가공조제, 금속불활성화제, 발연억제제, 무기 충전제(단, 유리섬유는 제외), 내마찰제 및 내마모제 중에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 기재의 조성물은 유동성 및 외관품질을 더욱 향상시키기 위한 목적으로 활제를 포함할 수 있고, 상기 활제는 일례로 지방산계, 아마이드계, 에스테르계, 폴리에틸렌계, 몬탄 왁스, 파라핀 왁스 중에서 선택될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 당업계에서 통상적으로 사용하는 종류이면 특별히 제한되지 않고 첨가될 수 있다.
상기 첨가제는 본 발명의 수지 조성물의 물성에 악영향을 미치지 않는 범위 내에서 사용할 수 있으며, 바람직한 일례로 상기 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 100중량부 기준 0.01 내지 15중량부, 0.05 내지 10중량부 또는 0.1 내지 5중량부로 포함될 수 있다.
이하에서는 본 기재의 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물의 다양한 예시를 기재하나, 본 발명의 범위가 반드시 이에 한정되는 것은 아님을 명시한다.
상기 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물은 일례로 폴리헥사메틸렌아디프아미드 50 내지 70중량% 및 유리섬유 30 내지 50중량%를 포함하는 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 100중량부에, 이소프탈산, 아디프산 및 이의 무수물 중에서 선택된 1종 이상의 분자쇄절단(chain scission) 첨가제 0.1 내지 0.4중량부; 및 덴드리머 구조의 폴리올 0.1 내지 0.5중량부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 이 경우 물성 밸런스가 균일하고, 외관품질이 우수하며 특히 내열성 및 유동성이 우수한 이점이 있다.
다른 일례로 상기 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물은 폴리헥사메틸렌아디프아미드 55 내지 65중량% 및 유리섬유 35 내지 45중량%를 포함하는 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 100중량부에, 이소프탈산 0.1 내지 0.3중량부; 및 덴드리머 구조의 폴리올 0.1 내지 0.3중량부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 이 경우 물성 밸런스가 균일하고, 특히 내열성 및 유동성이 우수하며, 외관품질이 더욱 뛰어난 이점이 있다.
다른 일례로 상기 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물은, 폴리아마이드 수지 50 내지 70중량% 및 유리섬유 30 내지 50중량%를 포함하는 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 100중량부에, 이소프탈산, 아디프산 및 이의 무수물 중에서 선택된 1종 이상의 분자쇄절단(chain scission) 첨가제 0.2 내지 0.4중량부; 및 덴드리머 구조의 폴리올 0.1 내지 0.3중량부;를 포함하되, 상기 폴리마아마이드 수지는 폴리헥사메틸렌아디프아미드 65 내지 85중량% 및 폴리카프로락탐 15 내지 35중량%의 혼합인 것을 특징으로 할 수 있으며, 이 경우 기계적 강도, 내열성, 성형성 등의 물성 밸런스가 우수하면서도 외관품질이 대폭 개선되는 이점이 있다.
또 다른 일례로 상기 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물은, 폴리아마이드 수지 25 내지 40중량% 및 유리섬유 60 내지 75중량%를 포함하는 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 100중량부에, 이소프탈산, 아디프산 및 이의 무수물 중에서 선택된 1종 이상의 분자쇄절단(chain scission) 첨가제 0.2 내지 0.4중량부; 및 덴드리머 구조의 폴리올 0.1 내지 0.3중량부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 이 경우 조성물의 내열성, 성형성이 높게 유지되면서도 인장강도, 굴곡특성, 충격강도 등의 기계적인 강성이 대폭 상승하고, 외관품질 또한 개선될 수 있다.
본 기재의 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물을 설명함에 있어서, 별도로 기재하지 않은 다른 첨가제 등은 당업계에서 통상적으로 실시되는 범위 내에서 적절히 선택할 수 있고, 특별히 제한되지 않음을 명시한다.
이하에서는 본 기재의 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물의 제조방법에 대해 구체적으로 설명한다. 본 기재의 수지 조성물 제조방법은 상술한 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물에 관한 모든 기술적 특징을 공유하는 바, 위와 중첩되는 설명은 생략하기로 한다.
상기 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물의 제조방법은 일례로 폴리아마이드 수지 25 내지 70중량% 및 유리섬유 30 내지 70중량%를 포함하는 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 100중량부에, 이소프탈산, 아디프산 및 이의 무수물 중에서 선택된 1종 이상의 분자쇄절단(chain scission) 첨가제 0.05 내지 1중량부; 및 폴리올 0.05 내지 1중량부;를 포함하여 혼련 및 압출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 이 경우 유동성이 우수하고 가공 시 가스발생이 적어 성형이 용이하면서도 최종품의 물성 밸런스가 뛰어나고, 외관품질이 크게 개선되는 이점이 있다.
상기 혼련 및 압출은 일례로 반바리 믹서 혹은 슈퍼믹서에서 일차로 혼합한 후, 이축 압출기, 일축 압출기 등의 압출 가공기기를 사용하여 200 내지 300℃ 또는 280 내지 300℃의 온도 조건하에 실시할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 상기 혼련 시에는 필요에 따라 선택적으로 상술한 첨가제들을 더 포함할 수 있다.
나아가 본 기재의 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물은 사출 성형 등을 통해 성형품으로 제공될 수 있다.
상기 성형품은 본 기재의 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물을 포함하여 기계적인 강도, 내열성, 성형성 등이 우수하면서도 외관품질이 특히 뛰어난 이점이 있으며, 자동차 내외장 부품 용도로 활용될 수 있다.
본 기재의 유리섬유 보강 폴리마아미드 수지 조성물의 제조방법 및 성형품을 설명함에 있어서, 명시적으로 기재하지 않은 공정 단계, 공정 조건, 장비 등은 당업계에서 통상적으로 실시되는 범위 내에서 적절히 선택할 수 있고, 특별히 제한되지 않음을 명시한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 재료는 다음과 같다.
A) 폴리마아이드 수지
A-1) 폴리헥사메틸렌아디프아미드(나일론 6,6): 25℃에서 농도 96중량%의 황산 용액에 용해시켜 측정한 상대점도가 2.4 내지 2.7cP이며, 수평균분자량이 12,000 내지 17,000g/mol인 제품을 사용하였다.
A-2) 폴리카프로락탐(나일론 6): 25℃에서 농도 85중량%의 포름산 용액에 용해시켜 측정한 상대점도가 2.0 내지 2.6cP이며, 수평균분자량이 10,000 내지 17,000g/mol인 제품을 사용하였다.
B) 유리섬유
평균직경이 10 내지 13㎛이고, 평균길이가 3mm이고, 실란계 커플링제로 표면처리된 제품을 사용하였다.
C) 분자쇄절단 첨가제
C-1) 이소프탈산
C-2) 아디프산
D) 폴리올
2중량%의 초분지형 2,2-비스(히드록실메틸)프로피온산 폴리에스테르-16-히드록실(CAS No. 326794-48-3)을 포함하는 덴드리머 구조의 폴리올을 사용하였다.
[실시예 및 비교예]
실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 18 내지 21
하기 표 1 및 2에 기재된 함량으로 각 성분들을 슈퍼 믹서에 투입하고, 1차 혼합한 뒤, 이 혼합물을 이축 압출기를 사용하여 250 내지 300℃에서 용융 혼련 및 압출하여 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물 펠렛을 제조하였다. 이 펠렛을 80℃에서 4시간 이상 건조시킨 뒤 사출 성형하고, 이를 상온에서 1일간 방치한 뒤 물성 측정을 위한 시편으로 사용하였다.
[시험예]
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 시편의 물성을 하기의 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1 및 2에 나타내었다.
* 인장강도(단위: kg/cm 2 )
ASTM D638에 명시된 방법에 따라 두께 3.2mm인 시편을 준비하고, 인장속도 5mm/분인 조건하에 측정하였다.
* 굴곡강도(단위: kg/cm 2 ) 및 굴곡탄성률(단위: kg/cm 2 )
ASTM D790에 명시된 방법에 따라 두께 6.4mm인 시편을 사용하여 속도 1.3mm/분의 조건하에 측정하였다.
* 열변형온도(HDT, 단위: ℃)
ASTM D648에 명시된 방법에 따라 두께 6.4mm인 시편 준비하고, 하중 1.80MPa인 조건하에 열변형온도를 측정하였다.
* 아이조드 충격강도(단위: kgf·cm/cm)
ASTM D256에 명시된 방법에 따라 두께 6.4mm인 시편을 준비하고, 시편에 노치를 낸 뒤, 상온(23℃)에서 측정하였다.
* 용융지수(단위: g/10분)
ASTM D1238에 명시된 방법에 따라 275℃, 하중 2.16kg인 조건하에 측정하였다.
* 광택도(Gloss, 단위: GU)
ASTM D528에 명시된 방법에 따라 Gloss meter를 이용하여 75°의 각도에서 시편의 광택도를 측정하였다.
* 가스발생 정도
표면의 가스 자국을 육안으로 관찰하여 사출 시 가스발생 정도를 다음과 같은 기준으로 평가하였다.
1: 표면에 가스자국이 관찰되지 않음
2: 시편 전체 면적의 5% 이내 발생
3: 시편 전체 면적의 10% 이내 발생
4: 시편 전체 면적의 20% 이내 발생
5: 시편 전체 면적의 20% 초과 발생
구분 실시예
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A-1 65 65 65 65 55 45 45 15 40 0
A-2 0 0 0 0 10 20 20 25 0 30
B 35 35 35 35 35 35 35 60 60 70
C-1 0.1 0.1 0.1 0.3 0.3 0.3 0 0.3 0.3 0.3
C-2 - - - - - - 0.3 0 0 0
D 0.1 0.2 0.3 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
물성 측정 결과
인장강도(kg/cm2) 1990 1970 1920 1990 1990 1990 1930 2450 2750 2630
굴곡강도(kg/cm2) 2395 2380 2300 2395 2395 2395 2240 3500 3790 3910
굴곡탄성율(kg/cm2) 100400 99500 97400 100400 100400 100400 99780 178000 218000 251000
충격강도(kgf·cm/cm) 10 10 9 10 10 10 10 15 15 15
용융지수(g/10분) 20 18 20 20 20 20 20 14 12 18
HDT(℃) 260 260 260 260 260 260 260 255 260 220
광택도(GU) 50 65 60 70 80 85 72 30 25 45
가스발생정도 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1
(상기 표 1에서 A 및 B의 함량 단위는 A + B 총 중량을 기준으로 한 중량%이고, 나머지 성분의 함량 단위는 A + B 총 100중량부를 기준으로 한 중량부이다.)
구분 비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
A-1 65 65 65 65 65 55 45 55 0 0 15 40 0 65 65 65 65 40 40 40 40
A-2 0 0 0 0 0 10 20 10 65 65 25 0 30 0 0 0 0 0 0 0 0
B 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 60 60 70 35 35 35 35 60 60 60 60
C-1 - - - - - - - - - - - - 0.4 0.1 0.3 0.5 1 0.02 1.2 0.1 0.1
C-2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
D - 0.1 0.2 0.3 1 - - 0.1 - 0.1 - - - - - - - 0.1 0.1 0.02 1.2
물성 측정 결과
인장강도(kg/cm2) 2000 1990 1950 1930 1830 1995 1990 1990 1850 1780 2300 2500 2542 2000 1990 1960 1880 2600 2450 2510 2700
굴곡강도(kg/cm2) 2400 2380 2350 2320 2230 2390 2390 2330 2320 2300 3415 3630 3821 2400 2380 2350 2290 3650 6400 3600 3710
굴곡탄성율(kg/cm2) 105000 100000 99000 98000 92400 100000 100000 99500 95000 94500 170000 188000 247000 105000 102000 100000 95400 217000 181000 185000 200000
충격강도(kgf·cm/cm) 11 10 10 9 8 12 12 10 13 11 15 16 15 11 10 10 9 15 10 15 15
용융지수(g/10분) 8 16 18 20 28 10 15 20 28 45 8 5 8 13 16 18 18 8 15 6 20
HDT(℃) 260 260 260 260 255 255 250 255 220 220 260 260 220 260 260 260 260 260 260 260 260
광택도(GU) 36 31 33 33 28 50 65 48 80 87 15 8 25 40 45 50 70 10 15 10 20
가스발생정도 1 1 1 2 3 1 1 1 1 1 1 1 4 1 1 4 5 2 3 2 3
(상기 표 1에서 A 및 B의 함량 단위는 A + B 총 중량을 기준으로 한 중량%이고, 나머지 성분의 함량 단위는 A + B 총 100중량부를 기준으로 한 중량부이다.)
상기 표 1을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 10의 경우, 인장강도, 굴곡강도, 굴곡탄성율, 충격강도가 모두 우수하면서도, 용융지수가 높아 성형이 용이한 것을 확인할 수 있고, 열변형온도가 높아 내열성이 우수하면서도, 광택도가 뛰어난 것을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 1 내지 10과 같이 분자쇄절단 첨가제 및 폴리올을 특정 함량 범위 내로 함께 처방할 경우, 표면에 가스 자국이 관찰되지 않거나 전체 면적의 5% 이내로 거의 관찰되지 않는 것을 확인할 수 있으며, 이로부터 종래 과도한 분자쇄절단으로 인해 가스가 상당량 발생하여 성형성 및 물성 밸런스가 저하되는 문제점이 해소된 것을 확인할 수 있다.
반면에 상기 표 2의 비교예 1을 참조하면, 분자쇄절단 첨가제 및 폴리올을 첨가하지 않을 경우, 이와 다른 조건이 동등한 실시예 1 내지 4 대비 용융지수가 상당히 낮아 성형성이 떨어지는 것을 확인할 수 있고, 광택도 또한 낮아 외관품질이 떨어지는 것을 확인할 수 있다.
또한, 상기 표 2에서 비교예 2 내지 5를 참조하면, 분자쇄절단 첨가제를 생략하고 폴리올을 단독으로 처방하는 경우, 이와 다른 조건이 동등한 실시예 1 내지 3 대비 광택도가 대폭 낮아지는 것을 확인할 수 있으며, 이로부터 본 발명이 목적하는 효과는 폴리올과 특정한 분자쇄절단 첨가제의 조합에 의해 달성될 수 있음을 명백하게 확인할 수 있다.
또한, 실시예 5와 비교예 6 그리고 실시예 6과 비교예 7을 비교해보아도 폴리올과 특정한 분자쇄절단 첨가제를 조합하여 사용하는 경우에 기계적인 물성 밸런스가 상당히 높게 유지되면서도 용융지수가 상승하여 성형이 용이하고, 광택도가 대폭 개선되는 것을 확인할 수 있다.
참고로, 실시예 6과 7로부터 분자쇄절단 첨가제로 이소프탈산을 사용할 경우에 광택도 개선에 보다 유리한 것을 확인할 수 있다.
또한, 폴리아마이드 수지로 폴리헥사메틸렌아디프아미드를 단독 사용한 실시예 1 내지 4와, 폴리헥사메틸렌아디프아미드와 폴리카프로락탐을 혼합 적용한 실시예 5 내지 7을 비교하면, 폴리카프로락탐을 적정 비율로 혼합 적용할 때 전체적인 물성 밸런스가 높게 유지되면서도 외관품질이 특히 우수하여 외관이 더욱 중시되는 제품에 적용할 때 더욱 유리한 것을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 8과 비교예 11 그리고 실시예 9와 비교예 12를 비교하면, 실시예 8 및 9가 이에 상응하는 비교예 대비 인장강도, 굴곡탄성율이 우수하며, 용융지수가 높아 성형이 보다 유리하고, 광택도가 상당히 뛰어난 것을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 10과 비교예 13을 비교해 보아도, 실시예 10과 같이 폴리올과 분자쇄절단 첨가제를 함께 처방하는 경우에 기계적인 물성이 개선되고, 용융지수가 높아 성형이 용이하며, 광택도가 크게 개선될 수 있음을 확인할 수 있다. 또한, 이들의 가스 발생 정도를 비교하면, 폴리올을 생략하고 분자쇄절단 첨가제를 단독으로 첨가한 비교예 13의 경우, 첨가제 함량이 실시예 10과 동일함에도 가스 발생 자국이 상당한 것을 확인할 수 있다. 이는 성형 시 분자쇄절단 첨가제로 인한 과도한 쇄절단으로 인해 가스가 과도하게 발생한 것으로 볼 수 있으며, 본 발명에 따라 2종의 첨가제를 함께 처방할 때, 과도한 분자쇄절단이 억제되어 성형성 향상에 기여할 수 있음을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 1과 비교예 14 그리고 실시예 4와 비교예 15를 참조하면, 분자쇄절단 첨가제의 함량이 동등한 조건하에 폴리올을 함께 처방한 실시예 1 및 4는 각각 비교예 14 및 15 대비 유동지수가 더욱 높아 성형성이 우수하며 광택도 또한 더욱 우수한 것을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 1 내지 4 및 비교예 16 내지 17을 비교해보면, 분자쇄절단 첨가제와 폴리올을 함께 처방할 경우, 비교예 16 내지 17 대비 첨가제 사용량(분자쇄절단 첨가제 및 폴리올의 함량)이 적음에도 물성 밸런스가 우수하고, 외관 품질이 상당히 개선되는 것을 알 수 있고, 특히, 상대적으로 첨가제 사용량이 적은 1 내지 4의 광택도는 분자쇄절단 첨가제를 1중량부로 단독 사용한 비교예 17과 외관특성이 거의 동등 수준인 것을 확인할 수 있다. 즉, 분자쇄절단 첨가제를 처방하여 외관품질을 극대화시키기 위해서는 이를 1중량부 가량 첨가하여야 하는데(비교예 17 참조), 본 발명과 같이 분자쇄절단 첨가제와 폴리올을 함께 처방하는 경우(실시예 4 참조), 분자쇄절단 첨가제를 0.3중량부 정도로 소량 첨가함에도 동등 수준의 우수한 외관품질을 확보할 수 있으며, 첨가제 함유량이 적어 전체전인 물성 밸런스가 더욱 우수한 이점을 제공한다.
또한, 비교예 16 및 17의 가스 발생 정도를 보면, 폴리올을 생략하고 분자쇄절단 첨가제를 과량 적용할 경우에는 사출 성형 시 과도한 쇄절단으로 가스 발생량이 상당하여 성형성이 열악하며, 이를 통해 폴리올과 분자쇄절단 첨가제를 함께 처방할 때, 전체적인 물성 밸런스가 우수한 것은 물론 외관품질 및 성형성을 동시에 확보할 수 있음을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 5 내지 6과 비교예 9 내지 10을 비교하면, 실시예 5 내지 6의 경우, 비교예 9 내지 10 대비 상대적으로 폴리카프로락탐의 비율이 적은데도 불구하고, 광택도가 동등 수준임을 확인할 수 있으며, 즉, 본 발명에 따를 경우 물성 밸런스를 높게 유지하면서도 상대적으로 외관품질이 열악한 폴리헥사메틸렌아디프아미드의 외관을 폴리카프로락탐과 동등 수준으로 구현할 수 있음을 확인할 수 있다.
또한, 비교예 18 내지 21을 참조하면, 폴리올과 분자쇄절단 첨가제를 모두 포함하더라도 이들의 함량이 본 발명의 범위를 초과하는 경우, 물성 개선효과가 미비한 것을 확인할 수 있다.
구체적으로 2종의 첨가제를 모두 포함하더라도 분자쇄절단 첨가제의 함량이 소량인 경우(비교예 18), 기본 조성이 동등한 실시예 9와 비교하여 용융지수가 떨어지며, 광택도가 매우 떨어지는 것을 확인할 수 있으며, 첨가제 2종을 미포함하는 비교예 9와 비교했을 때 외관 개선효과가 미비하고, 가스발생량이 많아져 성형성이 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 이와 반대로 분자쇄절단 첨가제를 과량 포함하는 경우에는(비교예 19), 실시예 9 대비 굴곡탄성율이 매우 떨어지고, 인장 및 굴곡강도가 열악하며, 광택도 개선 효과가 미비하고, 무엇보다도 2종의 첨가제를 미포함하는 경우(비교예 12) 대비 가스발생량이 상당하여 성형성이 불량한 것을 확인할 수 있다.
또한, 2종의 첨가제를 모두 포함하더라도 폴리올의 함량이 소량인 경우(비교예 20), 실시예 9 대비 굴곡탄성율, 굴곡강도, 인장강도, 용융지수 등의 물성 밸런스가 떨어지며, 2종의 첨가제를 미포함하는 비교예 12 대비 광택도 개선 효과가 미비하여 외관 품질 개선에 기여하지 못하는 것을 확인할 수 있다. 이와 반대로 폴리올을 과량 포함할 경우(비교예 21), 굴곡 및 인장 특성 등의 물성 밸런스가 양호하나, 실시예 9 대비 광택도 개선 효과가 미비하고, 가스발생량이 상당하여 성형성이 불량한 것을 확인할 수 있다.

Claims (11)

  1. 폴리아마이드 수지 25 내지 70중량% 및 유리섬유 30 내지 70중량%를 포함하는 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 100중량부에,
    이소프탈산, 아디프산 및 이의 무수물 중에서 선택된 1종 이상의 분자쇄절단(chain scission) 첨가제 0.05 내지 1중량부; 및 폴리올 0.05 내지 1중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리아마이드 수지는, 폴리헥사메틸렌아디프아미드 50 내지 100중량% 및 폴리카프로락탐 0 내지 50중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는
    유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 폴리헥사메틸렌아디프아미드는 25℃에서 농도 85중량%의 포름산 용액에 용해시켜 측정한 상대점도가 2.0 내지 5.5cP인 것을 특징으로 하는
    유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 폴리카프로락탐은 25℃에서 농도 96중량%의 황산 용액에 용해시켜 측정한 상대점도가 2.0 내지 5.5cP인 것을 특징으로 하는
    유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리아마이드 수지는 수평균분자량이 10,000 내지 500,000g/mol인 것을 특징으로 하는
    유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 유리섬유는 평균직경이 3 내지 20㎛이고, 평균길이가 1 내지 5mm인 것을 특징으로 하는
    유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리올은 사슬형 또는 분지형 폴리올인 것을 특징으로 하는
    유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 분지형 폴리올은 덴드리머 구조의 폴리올인 것을 특징으로 하는
    유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물.
  9. 폴리아마이드 수지 25 내지 70중량% 및 유리섬유 30 내지 70중량%를 포함하는 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 100중량부에, 이소프탈산, 아디프산 및 이의 무수물 중에서 선택된 1종 이상의 분자쇄절단(chain scission) 첨가제 0.05 내지 1중량부; 및 폴리올 0.05 내지 1중량부;를 포함하여 혼련 및 압출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물의 제조방법.
  10. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 유리섬유 보강 폴리아마이드 수지 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는
    성형품.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 성형품은 자동차 내외장 부품인 것을 특징으로 하는
    성형품.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101333579B1 (ko) 2010-12-15 2013-11-28 제일모직주식회사 반사성, 내열성 및 내습성이 우수한 폴리아마이드 수지 조성물.
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Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3464242B2 (ja) 1993-04-28 2003-11-05 旭化成株式会社 強化ポリアミド樹脂組成物の製造方法
BR112012031898B1 (pt) * 2010-06-15 2019-12-24 Basf Se composição de moldagem termoplástica, uso das composições de moldagem, e, fibra, folha metálica ou peça moldada
EP2829576A1 (en) * 2013-07-23 2015-01-28 Rhodia Operations Polyamide composition
EP2881438A1 (de) * 2013-12-05 2015-06-10 LANXESS Deutschland GmbH Polyamidzusammensetzungen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101333579B1 (ko) 2010-12-15 2013-11-28 제일모직주식회사 반사성, 내열성 및 내습성이 우수한 폴리아마이드 수지 조성물.
KR101777446B1 (ko) 2014-12-03 2017-09-26 주식회사 엘지화학 유리섬유 보강 폴리아미드 수지 조성물 및 플라스틱 성형품

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