KR19980076717A - 내열성이 우수한 고광택성 폴리프로필렌 수지 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리프로필렌 단독중합체 55~89중량%와 평균입자크기가 1.0μm이하인 침강형 황산바륨 10~35중량% 및 평균입자크기가 4.0μm이하인 탈크 1~10중량%로 이루어진 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 수지조성물은 성형성이 우수하고, 성형제품의 내열성 및 광택성이 우수하다.

Description

내열성이 우수한 고광택성 폴리프로필렌 수지 조성물

본 발명은 내열성이 우수한 고광택성 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리프로필렌 수지, 무기충전제를 함유하는 폴리프로필렌 수지 조성물로서 사출성형시 성형성이 우수하고 성형제품의 내열성 및 광택성이 우수한 수지조성물에 관한 것이다.

일반적으로 폴리올레핀계 수지인 폴리프로필렌은 열가소성 수지의 일종으로서 그 취급이 용이하고 재생이 가능한 점 등, 가공특성이 우수한 이유로 널리 사용되고 있다. 또한 폴리프로필렌 수지는 사용량이 증가함에 따라 무기충진제를 사용하여 그 기능을 향상시키는 한편, 수축 및 열적 특성을 보완하여 물리적, 화학적, 기계적 성질이 우수한 소재를 개발하여 가전용품 및 자동차 등의 분야에서 다량 사용되고 있다.

또, 폴리프로필렌 수지에 각종 무기충전제를 배합한 조성물은 강성, 내열성, 치수안정성, 내표면상처성등이 잘 개량되고, 특히 황산바륨, 탈크 등을 배합한 경우에는 기계적 특성, 표면 광택성, 내열성등이 향상된다. 그리고 이와 같이 개발된 조성물은 광택성 및 내열성, 내표면상처성을 필요로 하는 부품, 예를 들면 가전제품 하우징 등에 사용되고 있다.

이러한 고광택성 폴리프로필렌수지 조성물로는 무기화학물(예 : 탈크, 황산바륨, 중탄산 칼슘)을 폴리프로필렌수지에 가함으로써 수득한 조성물이 알려져 있다(참조 : 일본국 특허공보 특공평6-43557, 일본국 공개특허공보 소60-212452).

특히 최근에는 보다 고도의 물성밸런스가 요구되는 있는 가운데, 보다 높은 내열성 및 광택성이 요구되고 있다. 그러나 종래부터 사용되고 있는 조성물로써는 내열성과 표면 광택성을 동시에 만족시키지 못하였다.

이와 같은 문제를 해결하는 방법으로서 탈크 및/또는 중탄산칼슘을 사용하여 내열성을 향상시켰으나 표면광택성이 떨어져 표면광택성이 요구되는 전자제품 외관용으로 사용하기에 곤란하였다.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하고, 내열성이 우수하면서도 광택성도 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 사출성형시 성형성이 우수하고 성형수축율 및 충격감도가 저하되지 않는 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적은 서로 다른 점도를 지닌 폴리프로필렌 특정비율로 조정함과 동시에 입도분포와 평균입자크기가 특정된 황산바륨 및 탈크를 특정량 함유한 폴리프로필렌 수지조성물에 의해 달성된다.

본 발명은 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물은 폴리프로필렌 단독중합체 55~89중량%와 평균입자크기가 1.0μm이하인 침강형 황산바륨 10~35중량%, 및 평균입자크기가 4.0μm이하인 탈크 1~10중량% (상기 성분들의 총합은 100중량%이다)를 함유하는 폴리프로필렌 수지 조성물로 이루어지며, 상기 폴리프로필렌 단독중합체 55~89중량%중 용융지수가 5~12g/10min인 저용융지수 폴리프로필렌과 용융지수가 20~27g/10min인 고용융지수 폴리프로필렌의 함량비율은 0.14~6.7이다.

본 발명의 수지조성물에 사용되는 수지는 230℃의 MI가 5~12g/10min인 것과 20~27g/10min인 서로 다른 유동성을 지닌 2종류의 폴리프로필렌을 특정비율로 혼합한 것이다.

MI가 5~12g/10min인 수지를 단독으로 사용할 경우 얻어지는 조성물은 충격강도는 비교적 우수하나 유동특성이 낮아 대형사출성형품의 제조가 곤란하고, 성형품의 표면광택성이 낮다. 한편 MI까 20~27g/10min인 수지를 단독사용할 경우 유동특성이 우수해서 금형표면과의 밀착성이 용이하여 성형제품의 표면광택성은 우수하나 충격강도가 취약한 단점이 있다. 따라서 유동특성이 우수한 것과 충격성이 비교적 우수한 서로 상이한 두종의 폴리프로필렌을 특정의 비율로 혼합사용할 경우 충격성이 우수하면서 유동특성도 양호하여 사출성형시 금형표면과의 밀착이 용이해짐으로써 표면광택성이 우수하고 또한 내열성이 우수한 수지조성물을 획득할 수 있다.

따라서, 낮은 용융지수를 가진 폴리프로필렌 수지에 높은 용융지수를 지닌 수지를 0.14~6.7의 함량비율로 혼합하는 것이 바람직하며, 함량비율이 0.14 미만일 경우 유동성 및 광택성 향상효과가 미미하며, 6.7을 초과할시에는 조성물이 취약해지므로 바람직하지 못하다.

본 발명의 수지조성물에 사용되는 황산바륨은 평균입자크기가 1.0μm이하인 침강형으로서, 비침강형 또는 평균입자크기가 상기의 범위를 벗어나는 황산바륨을 사용하면 성형품의 표면광택성이 떨어지므로 바람직하지 못하다.

또 본 발명의 수지조성물에 사용하는 황산바륨은 표면처리되어 있어도 무방하며, 특히 바람직한 표면처리제로는 실리콘오일, 실란커플링제, 알콕시실란류 따위의 실란계 유기화합물들을 예시할 수 있다. 표면처리법으로서는 공지의 방법이면 어느 것이나 좋으며, 예로서 헨셸믹서에 의한 방법 등을 들 수가 있다. 표면처리제의 양은 황산바륨에 대하여 5중량% 이하가 좋고, 이보다도 처리제의 양이 많으면 오히려 얻어지는 조성물의 강성이 저하하므로 그렇게 바람직하지 않다.

본 발명의 수지조성물에 사용되는 탈크는 평균입자크기가 4.0μm이하인 것으로서 평균입자크기가 상기의 범위를 벗어나는 탈크를 사용하면 성형품의 표면광택성이 떨어지고 아이조드(IZOD)충격 특성이 취약하여 바람직하지 못하다.

탈크도 황산바륨과 같은 방법으로 표면처리된 것을 사용할 수가 있다. 표면처린 황산바륨 및 탈크를 사용하면 조성물의 내열성 및 기계적 물성도 향상된다.

폴리프로필렌수지, 황산바륨 및 탈크의 혼합비율은 폴리프로필렌 단독중합체 2종류의 합계가 55~89중량%, 황산바륨 10~35중량%, 탈크 1~10중량%이며, 폴리프로필렌수지 합계함량이 89중량%를 넘으면 조성물의 내열성이 떨어지고 성형수축율이 커지며, 55중량% 미만에서는 조성물의 유동성이 저하하며 제품의 외관도 나쁘고, 또 조성물이 취약해짐으로 어느 경우도 바람직하지 못하다.

황산바륨의 양이 10중량% 미만이면 조성물의 내열성이 낮고, 35중량%를 넘으면 조성물의 유동성이 저하할 뿐 아니라, 조성물이 취약해지므로 바람직하지 못하다.

탈크의 양이 1중량% 미만이면 조성물의 내열성이 낮고, 10중량%를 넘으면 성형제품의 표면 광택성이 떨어져 바람직하지 않다.

본 발명에서는 본 발명의 효과를 잃지않는 범위내에서 통상적으로 폴리프로필렌수지에 첨가되는 산화방지제, 자외선 흡수제, 자외선안정제, 결정화 핵제, 금속연화방지제, 유기, 무기안료 따위의 각종 첨가제를 단독 또는 병용해서 첨가할 수도 있다.

본 발명의 조성물은 상기한 각 성분을 미리 헨셸믹서 따위로 예비 혼합한 후, 1축 혹은 2축압출기로 용융 혼련하여 펠렛화함으로써 얻어지며, 이 펠렛을 사용해서 압출성형, 사출성형 등의 각종 성형방법으로 성형할 수 있다.

후술하는 실시예와 같이, 특정 폴리프로필렌수지에 특정한 평균입자크기를 가지는 황산바륨 및 탈크의 양자를 무기충전제로서 배합함으로써 얻어지는 성형품은 광택성이 뛰어나며 유동성이 저하됨이 없이 성형품의 외관이 양호하고, 또한 매우 높은 내열성을 가진다. 따라서 본 발명의 폴리프로필렌 수지조성물은 내열성과 광택성, 치수안정성이 동시에 요구되는 분야, 예를 들면 전기밥솥의 외관 몸체 따위에 유효하게 사용될 수 있다.

한편, 후술하는 비교예와 같이 폴리프로필렌 수지에 무기충전제로서 황산바륨 혹은 탈크를 단독으로 첨가하는 경우에는 내열성과 광택성과의 양호한 균형을 얻을 수가 없고 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.

본 발명을 하기 실시예 및 비교예를 통하여 더욱 상세히 설명한다.

실시예와 비교예에서 사용된 평가방법은 아래에 기재된 시험법에 의거하였다.

* MI는 ASTM D-1238, IZOD충격강도는 ASTM D-256, 광택도는 ASTM D-523, 내열변형온도는 ASTM D-648에 준하여 측정하였다.

[실시예 1~5]

폴리프로필렌(PP) 파우더 HJ500P(용융지수 : 10)(삼성종합화학 제품) 및 HJ700P(용융지수 : 27)(삼성종합화학제품)를 각각 표 1 에 나타난 중량%, 그리고 충전제로서 평균입자크기 1.0μm 이하인 황산바륨(SOLVAY, HD80) 20중량% 및 평균입자 크기가 4μm이하인 탈크(HAYASIKASEI, 5000P) 3중량%의 혼합물 100 중량%, 및 CL-CAPTURER로서 스테아린산 칼슘 0.1중량%에 산화방지제로서 IRGANOX 1010 및 IRGANOX 168를 각각 0.05중량% 및 0.1중량%, 디스테아릴 티오프로피네이트 0.3중량%, 대전방지제 0.4중량%를 믹서내에 투입하고 5분간 혼합한 후, 트윈 스크루 압출기에서 온도 180-210℃범위에서 압출하고 80℃열풍건조기에서 2시간 동안 건조시킨 후, 스크루식 사출성형기에서 시편을 제조하여 상술한 평가방법에 따라 측정한 결과를 표 1 에 나타내었다.

[비교예 1~3]

베이스 수지로서 용융지수가 각각 10g/10min, 27g/10min, 3g/10min인 폴리프로필렌 단독중합체를 표 2 에 나타난 함량으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일하게 실시하였으며, 그 결과를 표 2 에 나타내었다.

[비교예 4~6]

충전제로서 평균입자크기가 1.5μm이하인 침강형 황산바륨(한올소재, HPB-N), 1.5μm이하인 비침강형 황산바륨(한올소재, HB-M), 10μm이하인 탈크(일신, NA400)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다.

[실시예 6~9]

충전제로서 황산바륨의 양을 표 3 에 나타난 중량%로 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였으며, 그 결과를 표 3 에 나타내었다.

[비교예 7~10]

충전제로서 황산바륨 및 탈크의 양을 표 3 에 나타난 중량%로 사용하는 것을 제외하고는 실시예 6 과 동일하게 실시하였으며, 그 결과를 표 3 에 나타내었다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

표 1 내지 표 3 에 있어서,

성분(PP-A) : 폴리프로필렌 단독중합체 (용융지수 : 10g/10min)

성분(PP-B) : 폴리프로필렌 단독중합체 (용융지수 : 27g/10min)

성분(PP-C) : 폴리프로필렌 단독중합체 (용융지수 : 3g/10min)

성분(A) : 침강형 황산바륨(평균입자크기 1.0μm)

성분(B) : 비침강형 황산바륨(평균입자크기 1.5μm)

성분(C) : 침강형 황산바륨(평균입자크기 1.5μm)

성분(D) : 탈크(평균입자크기 4μm)

성분(E) : 탈크(평균입자크기 10μm)

상기 표 1, 표 2, 표 3 의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 내열성이 우수한 고강택성 폴리프로필렌 수지조성물을 사용하여 제조한 시편은 비교예의 시편과 비교할 때 흐름성, 표면광택도 및 내열성의 면에서 훨씬 우수한 성질을 나타낸다.

Claims (2)

1. 폴리프로필렌 단독중합체 55~89중량%와 하기 성분 (A) 및 (B)(상기 성분들의 총합은 100중량%이다)를 함유하는 폴리프로필렌 수지 조성물 :

   (A) 평균입자크기가 1.0μm이하인 침강형 황산바륨 10~35중량%,

   (B) 평균입자크기가 4.0μm이하인 탈크 1~10중량%.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 폴리프로필렌 단독중합체로는 용융지수가 5~12g/10min인 저용융지수 폴리프로필렌과 용융지수가 20~27g/10min인 고용융지수 폴리프로필렌이 0.14~6.7의 함량비율로 함유되는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지조성물.