KR19980037437A - 스티렌계 수지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 수지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 그라프트 공중합체와 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 또는 스티렌-아크릴로니트릴-말레이미드계 공중합체를 컴파운딩하여 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 공중합체를 제조하고 컴파운딩된 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 공중합체에 유리섬유를 첨가하고 재압출하여 내충격성 및 내후성을 개선하고 고강성이고 고탄성율을 갖음으로써 자동차의 내·외장 사출성형품의 제조에 적합하도록 한 스티렌계 수지에 관한 것이다.

Description

스티렌계 수지

본 발명은 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 수지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 그라프트 공중합체와 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 또는 스티렌-아크릴로니트릴-말레이미드계 공중합체를 컴파운딩하여 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 공중합체를 제조하고 컴파운딩된 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 공중합체에 유리섬유를 첨가하고 재압출하여 내충격성 및 내후성을 개선하고 고강성이고 고탄성율을 갖음으로써 자동차의 내·외장 사출성형품의 제조에 적합하도록 한 스티렌계 수지에 관한 것이다.

아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체는 매트릭스인 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN)에 고무성분을 분산시켜 내충격성을 개선한 수지이다. 여기서 내충격성 개선을 위한 고무성분으로는 스티렌-아크릴로니트릴이 그라프트된 폴리부타디엔(PB)고무가 많이 사용되어 왔다. 그러나, 폴리부타디엔이 지니고 있는 디엔 형태의 분자구조로 인해 내광성이 불량하며 실외에서 사용할 때는 물성저하 및 성형품의 색상변화가 발생하는 단점이 있었다. 이를 개선하기 위하여 산화방지제, 자외선 흡수제등의 안정제를 첨가하거나 성형품 외관에 페인팅 또는 코팅하는 방법이 사용되었으나, 이와같은 방법들은 많은 가공 공정 단계로 인하여 물성이 저하되는 문제점이 있을 뿐만 아니라 단가가 상승되며 환경오염 등을 일으키므로 근본적으로 문제를 해결하는 방안은 되지 못했다.

한편, 최근에는 내·외장용 자동차 부품에서는 수지를 재회수하여 사용하는 리사이클 시스템을 선호하고 있는데, 페인팅 또는 코팅을 하는 경우 재생시 제거가 어려워 페인트 도막이 잔존하는 경우 수지물성을 떨어뜨리므로 그 사용이 바람직하지 못하다.

따라서 고무상에서 불포화탄소기(이중결합)를 갖지 않는 안정한 분자구조의 스티렌-아크릴로니트릴이 그라프트된 아크릴 고무의 사용이 시도되었는 바, 이러한 아크릴 고무에 매트릭스인 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체를 컴파운딩하여 내충격성을 개질한 수지가 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 공중합체(ASA)이다.

일반적으로 ASA 공중합체는 아클릴 고무함량이 10 ∼ 30 중량부 범위의 조성으로 이루어지며 이러한 ASA 공중합체를 단독으로 자동차부품에 적용하는데는 인장, 굴곡탄성율 및 열변형온도의 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 ASA 공중합체의 문제점을 해결하기 위해 ASA 그라프트 공중합체와 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 또는 스티렌-아크릴로니트릴-말레이미드계 공중합체를 컴파운딩하여 ASA 공중합체를 제조하고 여기에 유리섬유를 첨가하여 재압출함으로써 고강성, 고탄성율의 스티렌계 수지를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 그라프트 공중합체 20 ∼ 70 중량%와 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN 이라함) 10 ∼ 40 중량% 또는 스티렌-아크릴로니트릴-말레이미드계 공중합체(내열 SAN이라함) 20 ∼ 70 중량%를 컴파운딩하여 제조된 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 수지에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 내후성, 내열성 및 고탄성,고강도의 기계적 성질이 우수한 스티렌계 수지에 관한 것이다.

본 발명에서 ASA 수지는 ASA 그라프트 공중합체와 SAN 공중합체 또는 내열 SAN 공중합체를 컴파운딩하여 제조된다.

여기서, ASA 그라프트 공중합체는 중량 평균분자량 100,000 ∼250,000인 것이 바람직하며, 그 함량은 전체 수지 중 20 ∼ 70 중량%가 바람직하다. 만일 그 함량이 20 중량% 미만이면 충격보강효과가 감소하는 문제가 있고, 70 중량%를 초과하면 가공성이 나빠지는 문제가 있다.

그리고 SAN 공중합체는 통상의 중합방법으로 제조되며, 중량 평균분자량 100,000 ∼ 250,000인 것이 바람직하고, 그 함량은 전체 조성물 중 10 ∼ 40 중량%이다. 만일 그 함량이 10 중량% 미만이면 용융혼련시의 가공성이 좋지 않은 문제가 있고 40 중량%를 초과하면 내열성의 향상효과가 감소하는 문제가 있다.

한편, 본 발명에서는 ASA 그라프트 공중합체의 내열성을 향상시키기 위하여 말레이미드 화합물을 첨가한 SAN 공중합체를 함유하는 바, 중량 평균분자량 50,000 ∼ 250,000인 것이 바람직하며, 그 함량은 전체 조성물 중 20 ∼ 70 중량%이다. 만일 그 함량이 20 중량% 미만이면 내열성 향상효과가 반감되는 문제가 있고 70 중량%를 초과하면 가공성이 감소하는 문제가 있다.

그밖에 상기의 기본수지에 산화방지제, 자외선 안정제 또는 안료 등을 첨가할 수 있다.

상기의 ASA 그라프트 공중합체에 SAN 공중합체나 내열 SAN 공중합체를 첨가하여 압출기내에서 컴파운딩하며 ASA 공중합체를 제조한다.

상기의 방법으로 제조된 내열 ASA는 종래 ABS에 비하여 내열성 및 내후성이 우수하다. 이와같은 ASA 수지에 강성을 보강하기 위해 유리섬유를 보강하는 바, 유리섬유는 길이 3 ∼ 10 ㎜의 것을 사용한다. 이러한 섬유가 내열 ASA에 보강될 때 매트릭스의 탄성율을 증가시키는 작용으로 보강효과를 가져다 주게된다. 여기서, 유리섬유는 ASA 수지 100 중량부에 대하여 5 ∼ 40 중량부이다. 만일 그 함량이 5 중량부 미만이면 강도보강이 발현되지 않는 문제가 있고, 40 중량부를 초과하면 충격 및 가공성의 현저한 감소 문제가 있으므로 바람직하지 않다.

이와같은 유리섬유를 제조된 ASA 수지에 첨가하고 압출하여 펠렛형태의 ASA 수지를 제조한다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

중량 평균분자량이 150,000인 ASA 그라프트 공중합체 60 중량%, 중량 평균 분자량이 150,000인 SAN 공중합체 40 중량% 및 첨가제로서 카본블랙(Carbot 880) 0.3 중량%를 압출기로 컴파운딩하여 ASA 수지를 제조하였다. 그 다음 다시 압출기에서 5 ㎜ 길이의 유리섬유를 ASA 수지 100 중량부에 대하여 15 중량부 사이드 피딩(Side feeding)하여 펠렛상의 유리섬유보강 ASA 수지를 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 ASA 수지를 제조하되, 다만 SAN 대신에 스티렌-아크릴로니트릴-말레이미드계 공중합체(내열 SAN)를 첨가하였다.

실시예 3

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 ASA 수지를 제조하되, 다만 g-ASA 40 중량%, 내열 SAN 60 중량%로 그 함량을 변경하였다.

실시예 4

g-ASA 45 중량%, SAN 20 중량%, 내열 SAN 35 중량%를 첨가하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 ASA 수지를 제조하였다.

실시예 5

상기 실시예 2에서와 동일한 함량 및 조성으로 하되, 다만 유리섬유 첨가량을 30 중량부로 하였다.

비교예 1∼4

상기 실시예 1 ∼ 4와 동일한 방법으로 ASA 수지를 제조하되, 다만 유리섬유를 보강시키지 않았다.

비교예 5(종래 유리섬유보강 ABS 수지의 제조예)

중량 평균분자량이 15,000인 폴리부타디엔이 그라프트된 SAN 60 중량%, 중량 평균분자량이 15,000인 SAN 공중합체 40 중량%로 제조한 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS) 100 중량부에 5 mm의 유리섬유를 15 중량부 첨가하여 섬유보강 ABS를 제조하였다.

실험예

상시 실시예 1 ∼ 5 및 비교예 1 ∼ 4에서 제조되어진 펠렛화된 시료에 대하여 아이조드 충격강도, 인장강도, 굴곡탄성율 및 열변형온도를 측정하였으며 그 결과는 다음 표 1에 나타내었다.

여기서, 상기의 물성들은 사출기를 이용하여 물성시편을 사출성형하여 측정하였다. 아이조드 충격강도는 ASTM D 256 방법으로, 인장강도 및 굴곡탄성율은 ASTM D 638 및 790 방법으로, 열변형온도는 ASTM D 648방법을 통하여 측정하였다.

구 분	실 시 예	비 교 예
	1	2	3	4	5	1	2	3	4	5
아이조드 충격강도(kgf·㎝/㎝)	9.0	8.5	6.0	8.0	8.5	23	22	10	18	9.5
인장강도(kgf/㎠)	770	780	850	830	950	430	447	526	536	750
굴곡탄성율(kgf/㎠)	46,000	46,500	53,000	52,000	68,000	21,200	21,800	24,600	24,100	43,000
열변형온도(℃)	95	108	114	105	113	89	103	111	100	91

상기의 결과로 부터 본 발명의 스티렌계 수지는 섬유를 보강하지 않을 때 및 기존의 유리섬유보강 ABS 수지에 비교하여 내후성이 우수하며, 고강성,고탄성율 및 내충격성을 일정수준 유지하면서 내열성이 향상되었음을 확인하여 본 발명의 스티렌계 수지는 자동차의 내·외장 부품용으로 유용하게 사용할 수 있음을 알 수 있다.

Claims (6)

1. 스티렌계 수지에 있어서, 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 그라프트 공중합체 20 ∼ 70 중량%와 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 10 ∼ 40 중량% 또는 스티렌-아크릴로니트릴-말레이미드계 공중합체 20 ∼ 70 중량%를 컴파운딩하여 제조된 것을 특징으로 하는 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 수지.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 수지 100 중량부에 대하여 유리섬유 5 ∼ 40 중량부를 첨가하고 재압출하여 제조된 것을 특징으로 하는 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 수지.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 그라프트 공중합체는 중량 평균분자량 100,000 ∼ 250,000인 것임을 특징으로 하는 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 수지.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 중량 평균분자량 100,000 ∼ 250,000인 것임을 특징으로 하는 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 수지.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 스티렌-아크릴로니트릴-말레이미드계 공중합체는 중량 평균분자량 50,000 ∼ 250,000인 것임을 특징으로 하는 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 수지.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 유리섬유는 길이 3 ∼ 10 mm 인 것임을 특징으로 하는 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 수지.