KR19990025669A - 내스크래치성 및 충격강도가 우수한 수지 조성물 - Google Patents

내스크래치성 및 충격강도가 우수한 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내스크래치성 및 충격강도가 우수한 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 (A) 폴리프로필렌계 수지와; (B) 금속이온으로 중화된 메타크릴산 또는 아크릴산과 에틸렌과의 공중합체인 아이오노머(ionomer)를 주성분으로 하는 하고, 여기에 (C) 폴리프로필렌계 수지와 아이오노머와의 상용성을 증가시키기 위하여, 글리시딜 메타크릴레이트(Glycidyl methacrylate)가 그라프트된 폴리프로필렌 수지 또는 무수 말레인산(Maleic anhidride)이 그라프트된 폴리프로필렌 수지를 배합함으로써 얻어지는 내스크래치성이 우수하며, 충격강도 및 광택이 뛰어난 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 수지 조성물은 유기 및 무기 안료의 분산이 용이하고, 광택이 뛰어나 사출 및 압출 성형품을 도장하지 않고 직접 수지를 조색하여 사용하는데 적합하다.

Description

내스크래치성 및 충격강도가 우수한 수지 조성물
본 발명은 내스크래치성 및 충격강도가 우수하며, 유기 및 무기 안료의 분산이 용이하고, 광택이 뛰어나 사출 및 압출 성형품을 도장하지 않고 직접 수지를 조색하여 사용할 수 있는 수지 조성물에 관한 것이다.
폴리올레핀계 수지의 경우, 성형성이 우수하고 가격이 저렴하여 압출, 사출 및 블로우 성형 등을 통해 다방면에서 널리 이용되고 있다. 폴리에틸렌은 충격강도 및 내화학성, 기체투과성이 우수한 반면에, 수축율이 크고 내스크래치성이 불량하다. 이에 반하여, 폴리프로필렌은 폴리에틸렌에 비해 충격강도는 약하지만 성형성 및 내스크래치성이 우수하고, 굴곡탄성율, 인장강도 등 물성에 있어서 폭넓은 개질이 가능하다. 이러한 특성 때문에 폴리프로필렌 수지는 현재 그 응용분야가 가장 넓고, 물성을 더욱 향상시키려는 연구들이 계속 진행되고 있다.
그 중에서도 자동차 범퍼와 같은 대형 사출물의 경우, 비교적 높은 충격강도와 강성이 동시에 요구되기 때문에 고무류를 이용한 충격강도 보강 및 탈크와 같은 무기충전재를 이용한 강성 보강 등에 관한 기술들(일본특허 공고 3-7700호, 미국특허 제 5,591,795호)이 연구되었다.
이러한 방법으로 얻어진 충격강도 및 강성이 우수한 폴리올레핀계 수지 조성물들은, 최종 제품이 되기위해서 때로 도장공정등을 통해 소비자가 원하는 색으로 만들어져야 한다. 하지만 소재 자체가 무극성인데 반해 대부분의 도료들이 극성이어서, 도막의 접착력이 떨어지고 도장비용이 많이 들며, 도장 후에는 성형품의 도막을 제거하기 힘들어 재활용이 어렵다는 단점이 있다. 따라서, 최근에는 도장을 하지 않고 소재 자체에 적절한 안료를 배합하여 조색함으로써 생산비용을 절감하고 재활용을 용이하게 하기 위한 관심과 연구들이 증가하는 추세이다.
그러나, 도장을 하지 않을 경우 성형품의 내스크래치성이 도장품에 비해 떨어지며, 자외선과 같은 외부환경에 소재가 바로 노출됨에 따라 쉽게 노화될 수 있는 문제점이 있다. 또한 분산성에 한계가 있기 때문에 성형품의 균일한 색의 발현이 어렵고, 크리어 코팅을 하는 도장품에 비해 광택이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 도장을 하지 않는 성형품의 경우, 내스크래치성 및 광택이 우수한 소재 특성이 요구되어지며, 특히 자동차 외장 부품으로 사용시에는, 금속에 열경화성 소재로 도장한 몸체와 도장을 하지 않은 부품과의 사이에의 광택 및 색상 차이를 줄이는 것이 중요하다. 이를 위하여 안료의 분산성이 우수하여 색상 발현이 잘 되면서도 고광택을 유지할 수 있는 소재의 개발이 필요하며, 성형품의 외관이 도장 피막 없이 바로 드러나기 때문에, 흐름자국이나 웰드라인이 드러나지 않도록 성형성이 우수하여야 하고 내후성 및 내열성이 우수해야 한다.
폴리올레핀계 수지 조성물의 내스크래치성을 향상시키기 위하여, 미국특허 제 5,585,420호에는 기존의 폴리프로필렌/고무/무기충진재로 이루어진 조성물에 실리콘 오일, 지방산 아미드류의 이형제 및 에폭시 수지 등을 배합하는 기술이 기재되어 있다. 그러나, 내스크래치성이 표면 활제(Slip agent)의 역할에만 의존하기 때문에 그 효과가 제한되고, 고광택 및 색상 발현이 어려운 문제점이 있다. 이외에도, 폴리올레핀계 수지의 내스크래치성을 향상시키기 위하여, 미국특허 제 5,484,824호에는 결정성 폴리프로필렌에 에틸렌-부텐 공중합체 및 폴리에스터 수지 등을 배합하는 기술이 기재되어 있으며; 미국특허 제 5,420,201호에는 카르복실산 또는 불포화 방향족 모노머로 개질시킨 폴리프로필렌계 수지에 에폭시 수지를 배합한 기술이 기재되어 있다.
또한, 미국특허 제 4,968,752호에는 아이오노머(ionomer)에 가교된 올레핀계 열가소성 탄성체를 이용한 내스크래치성 및 충격강도가 우수한 소재에 관하여 기재되어 있다. 그러나, 이 경우 강성이 낮고 연질이어서 사출 성형품에 부적합하고, 주로 내장재 시트(sheet)로 사용되며, 성형품의 광택이 낮다는 단점이 있다. 이외에도, 미국특허 제 4,965,319호에는 에틸렌계 아이오노머에 가교된 올레핀계 열가소성 탄성체, 에틸렌계 고무를 이용하여 내스크래치성과 금속 접착성을 증진시킨 소재에 관하여 기재되어 있으며; 미국특허 4,871,810호에는 에틸렌계 아이오노머에 그라프트된 폴리올레핀계 수지를 이용하여 내열성을 증진시킨 소재에 관하여 기재되어 있다.
이와 같이, 최근의 연구 동향을 살펴보면, 아이오노머/폴리에틸렌 블렌드물을 이용한 소재 개발이 진행되고 있는데, 이는 폴리에틸렌이 폴리프로필렌에 비하여 아이오노머와 상용성이 높기 때문이다. 그러나, 폴리에틸렌과의 블렌드물은 충격강도는 우수하지만, 내스크래치성 및 치수안정성이 떨어지며, 인장강도 및 굴곡탄성율이 낮다는 단점이 있다.
이에, 본 발명자들은 도장을 하지 않는 성형품에 있어서, 내스크래치성이 우수하고, 안료의 분산성 및 성형성이 우수한 색상 발현이 잘되면서 고광택을 유지할 수 있는 소재를 개발하고자 예의 연구하여 왔으며, 그 결과 (A) 폴리프로필렌계 수지와; (B) 금속이온으로 부분 중화된 메타크릴산 또는 아크릴산과 에틸렌과의 공중합체인 아이오노머(ionomer)를 주성분으로 다성분계에, 폴리프로필렌과 상용성이 있고 동시에 아이오노머의 극성기와 반응하여 부분 가교형태를 취할 수 있는, 글리시딜 메타크릴레이트(Glycidyl methacrylate)나 무수 말레인산이 그라프트된 폴리프로필렌 수지를 배합하는 경우, 폴리프로필렌계 수지와 아이오노머와의 상용성을 증진시켜 계면 접착력을 높일 수 있고, 아이오노머와의 부분가교에 의해 내충격성 및 내스크래치성을 향상시킬 수 있으며, 상기한 목적을 달성할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.
나아가, 상기한 다성분계에 장측쇄의 옥텐기를 갖는 에틸렌-옥텐 공중합체(Ethylene-octene copolymer)를 배합함으로써, 폴리프로필렌계 수지와 아이오노머의 계면 장력을 낮추어, 폴리프로필렌계 수지 매트릭스 내에서의 아이오노머의 분산성을 향상시킬 수 있음에 착안하여, 에틸렌-옥텐 공중합체를 상기한 다성분계에 배합하여 얻어지는 충격강도가 우수한 수지 조성물을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 도장을 하지 않는 성형품의 경우에도, 내스크래치성이 우수하고, 안료의 분산성 및 성형성이 우수한 색상 발현이 잘되면서 고광택을 유지할 수 있으며, 충격강도가 우수한 수지 조성물을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 수지 조성물은 상기한 발견에 기초를 두고 있으며, 공지의 기술과는 달리 금속이온으로 부분 중화된 메타크릴산 또는 아크릴산과 에틸렌과의 공중합체인 아이오노머를 폴리프로필렌계 수지에 배합한 것에 특징이 있으며, 이들 사이의 상용성을 증가시키기 위하여, 이들 다성분계에 글리시딜 메타크릴레이트나 무수말레인산이 그라프트된 폴리프로필렌 수지를 배합하는 것에 특징이 있다.
보다 상세하게는, 본 발명에 따른 수지 조성물은 하기의 성분들 :
(A) 폴리프로필렌계 수지 20~80중량부;
(B) 금속이온으로 중화된 메타크릴산 또는 아크릴산과 에틸렌과의 공중합체인 아이오노머(ionomer) 10~70중량부; 및
(C) 글리시딜 메타크릴레이트(이하 GMA라 한다)가 그라프트된 폴리프로필렌 수지(이하 GMA-g-PP라 한다) 5~60중량부, 또는 무수 말레인산(이하 MAH라 한다)이 그라프트된 폴리프로필렌 수지(이하 MAH-g-PP라 한다) 0.5~5중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수지 조성물은, 폴리프로필렌계 수지와 아이오노머와의 상용성을 더욱 증진시키기 위하여, (D) 장측쇄의 옥텐기를 갖는 에틸렌-옥텐 공중합체 3~30중량부를 더 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 수지 조성물은, 내스크래치성 및 광택성을 더욱 증진시키기 위하여, (E) 폴리디메틸실록산(PDMS) 0.1~5.0중량부 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 0.1~5.0중량부를 더 포함할 수도 있다.
이하, 본 발명의 수지 조성물을 구성하는 각 성분들에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
일반적으로, 폴리머 블렌드에 있어서 충격보강재(Toughening Agent)를 이용하여 충격강도를 높이고자 하는 경우, 첨가된 충격보강재 입자가 매트릭스를 이루는 성분들 중에 일정크기 이하로 존재해야 하는 임계 크기값이 존재하며, 또한 입자들도 매트릭스 내에 균일하게 분산되어 있어야 한다. 즉, 도메인으로 존재하는 충격보강재의 입자가 매우 작고, 동시에 도메인과 도메인 간격 또한 작아야만 충격강도가 높아지게 된다.
본 발명에서와 같이 아이오노머와 폴리프로필렌계 수지 블렌드물의 경우, 아이오노머의 특징인 고광택성, 내스크래치성 및 우수한 안료 분산성과, 폴리프로필렌계 수지의 특징인 우수한 강성 및 성형성을 동시에 얻을 수 있기 때문에, 비(非)도장형의 성형품 소재로 고려될 수 있다.
본 발명의 수지 조성물에서 주성분을 구성하는 폴리프로필렌계 수지는 용융지수가 5~50dg/분인 호모 폴리프로필렌 또는 에틸렌 모노머가 4~25중량% 공중합되어 있는 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체이다. 호모 폴리프로필렌의 경우 인장강도 및 굴곡탄성율은 높으나, 충격강도가 낮으며, 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체는 충격강도는 우수하나 내스크래치성이 불량하다. 본 발명의 수지 조성물 중의 폴리프로필렌계 수지의 적절한 함량은 20~80중량부이며, 바람직하게는 30~60중량부이다. 20중량부 미만인 경우에는 조성물의 흐름성이 나빠져 성형 외관에 흐름자국이나 웰드라인 등이 심해질 수 있으며, 80중량부를 초과하는 경우 충격강도가 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 조성물에서, 폴리프로필렌계 수지에 배합되어 조성물에 내스크래치성, 안료 분산성 및 고광택성을 부여하기 위한 아이오노머는, 폴리에틸렌에 메타크릴산이나 아크릴산이 공중합되어 있는 형태로, 산 함량이 3~10중량%이며, 전체 산의 20~80%가 리튬이온(Li+), 나트륨이온(Na+), 아연이온(Zn2+) 등으로 중화된 것이다. 산 함량과 중화도가 높을수록 표면경도 및 인장강도가 높아지는 반면, 충격강도가 저하된다. 바람직하게는 용융지수가 0.5~10dg/분인 것이 좋다. 본 발명의 수지 조성물 중의 아이오노머의 적절한 함량은 10~70중량부이며, 바람직하게는 15~60중량부이다. 10중량부 미만인 경우에는 내스크래치성이 저하되고, 70중량부를 초과하는 경우에는 흐름성이 저하되고, 소재의 강성이 떨어지게 된다.
그러나, 폴리프로필렌계 수지에 배합되는 아이오노머는, 에틸렌-프로필렌 중중합체(이하 EPR이라 한다)나 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 공중합체(이하 EPDM이라 한다)와 같은 순수 고무에 비해서는 경질이며; 폴리프로필렌 역시 비교적 충격강도가 나쁘고; 폴리프로필렌과 아이오노머 블랜드물의 경우 비상용성계로 계면간 접착력이 낮고, 폴리프로필렌 매트릭스내에 아이오노머 입자가 크게 존재하기 때문에 조성물의 충격강도가 낮은 단점이 있다. 특히, 자동차 범퍼와 같이 저온에서도 높은 충격강도가 요구되는 제품에 사용되기 위해서는 충격강도를 높이는 것이 가장 중요하다.
본 발명의 수지 조성물은 폴리프로필렌계 수지와 아이오노머와의 상용성을 증가시키기 위하여, 폴리프로필렌과 상용성이 있고 동시에 아이오노머의 극성기와 반응하여 부분 가교를 형성할 수 있는, GMA가 그라프트된 폴리프로필렌 수지 또는 MAH이 그라프트된 폴리프로필렌 수지를 배합하는 것을 특징으로 하고 있다.
GMA가 그라프트된 폴리프로필렌 수지는, 폴리프로필렌 수지에, 과산화물 0.1~5.0중량부, 스티렌 모노머 0.1~10중량부, 글리시딜 메타크릴레이트 0.1~10중량부를 배합하여 이축 압출기(실린더 온도 : 180~250℃)를 통해 그라프트시킨 것으로, GMA 그라프트율이 0.1~5.0중량%이고, 용융지수가 5~50dg/분인 것이 좋다. GMA-g-PP는 폴리프로필렌과 상용성이 있고, 동시에 아이오노머의 극성기와 반응하여 부분 가교됨으로써 아이오노머와 폴리프로필렌 수지의 계면 접착력을 증가시키고, 내충격성 및 내스트래치성을 향상시킬 수 있다. 수지 조성물에 배합되는 GMA-g-PP의 함량은 5~60중량부이며, 바람직하게는 10~50중량부이다. 5중량부 미만인 경우에는 조성물의 모폴로지가 나빠지고 충격강도가 저하되며, 60중량부를 초과하는 경우에는 조성물의 인장강도 및 굴곡탄성율이 떨어지며 성형성도 저하된다.
또, MAH이 그라프트된 폴리프로필렌 수지는 폴리프로필렌에 무수 말레인산이 0.5~6.0중량% 그라프트된 것으로, 용융지수가 매우 높은 특징이 있다. 조성물에 적절한 함량은 MAH 그라프트율이 6.0중량%인 MAH-g-PP를 기준으로 하여 0.5~5.0중량부이며, 0.5중량부 미만인 경우에는 내스크래치성 및 인장강도의 개선이 미미하며, 5.0중량부를 초과하는 경우에는 충격강도가 나빠진다.
또한, 본 발명에 따른 수지 조성물에 배합되는 에틸렌-옥텐 공중합체(이하 EOR이라 한다)는 종래 충격보강재로 배합되어 온 EPR이나 EPDM 보다 표면경도 및 광택성이 높고, 충격강도가 우수한 장점이 있다. 특히, 장측쇄의 옥텐기가 폴리프로필렌 수지와 아이오노머의 계면 장력을 낮추어 도메인의 크기를 줄여줌으로써, 충격강도를 더욱 개선하는 효과가 있다. 바람직하게는 옥텐 함량이 5~30중량%이고, 용융지수가 0.5~20dg/분인 것이 좋다. 수지 조성물에 배합되는 EOR의 함량은 3~30중량부이며, 바람직하게는 5~25중량부이다. 3중량부 미만인 경우, 폴리프로필렌 수지와 아이오노머와의 상용성을 증진시키는 효과가 미약하며, 30중량부를 초과하는 경우, 충격강도는 좋아지지만 내스크래치성 및 색상 발현성이 저하된다.
또한, 본 발명의 수지 조성물에, 성형품의 표면으로 배출되어 슬립(Slip)제 역할을 하는 실리콘 오일로서 폴리디메틸실록산(PDMS) 0.1~5.0중량부를 배합함으로써 조성물의 내스크래치성을 더욱 증진시킬 수 있다. 바람직하게는 점도가 5,000 ~100,000 cst인 것이 좋다. 또한, 본 발명의 수지 조성물에 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 0.1~5.0중량부를 더 배합함으로써 제품의 내스크래치성과 광택성을 보완할 수 있다.
본 발명에 따른 수지 조성물은, 조성물 중의 GMA-g-PP나 MAH-g-PP, 또는 장측쇄의 옥텐기를 갖는 EOR의 배합에 의해, 폴리프로필렌과 아이오노머와의 상용성이 증진되어 폴리프로필렌계 수지 매트릭스 내에서의 아이오노머의 분산성이 향상됨으로써, 아이오노머의 우수한 내스크래치성, 안료 분산성 및 고광택성이 최대로 발휘될 수 있으며, 이로 인해 비(非)도장형 사출 또는 압출물에 적용할 수 있으며, 안료를 이용해 직접 조색함으로써 최종 제품이 요구하는 색을 발현할 수 있다.
또한, 아이오노머는 폴리프로필렌 수지 매트릭스내에서, 상온에서는 이온결합의 형태로 가교상태를 유지하여 높은 충격강도와 내스크래치성을 증진시키며, 성형온도 이상의 고온(170℃)에서는 결합이 끊어져서 흐르기 때문에 우수한 성형성을 나타낸다. 따라서, 본 발명의 조성물을 자동차 범퍼와 같은 대형 사출물에 적용하는 경우에도, 비(非)도장성 성형품의 표면에 웰드라인이나 흐름자국 등이 나타나지 않는다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명의 수지 조성물의 구성 및 작용에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
(A) 용융지수가 25dg/분이며, 아이소택틱 인덱스가 98% 이상인 폴리프로필렌 수지(1)80중량부; (B) 메타크릴산이 7% 공중합되었으며, 산 함량의 약 60%가 나트륨이온(Na+)으로 중화된 아이오노머(1)10중량부; (C) 용융지수가 13dg/분이며, GMA가 0.5중량% 그라프트된 GMA-g-PP(1)10중량부와, MAH가 3중량% 그라프트된 MAH-g-PP(1)1중량부로 이루어진 혼합물을 실린더 온도 180~210℃에서 이축 압출기를 통해 제립하여 얻은 조성물을 얻었다. 그의 물성을 표 1에 나타내었다.
표 1에 나타낸 물성 측정값은 ASTM 규격에 의거하여 사출시편을 제조한 후, 용융지수는 ASTM D-1238의 기준에 따라 230℃, 2.16㎏ 하중 하에 측정하였으며, 굴곡탄성율은 ASTM D-790, 충격강도는 ASTM D-256의 기준에 맞게 측정하였으며, 내스크래치성 및 광택도는 상대 평가하였다.
실시예 2~5
실시예 1의 GMA-g-PP(1)10중량부와 MAH-g-PP(1)1중량부를 고정하고, 폴리프로필렌 수지(1)와 아이오노머(1)의 함량을 표 1에 나타낸 바와 같이 변화시켜 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 조성물을 얻었고, 그의 물성을 측정한 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 6~8
폴리프로필렌 수지(1)60중량부, GMA-g-PP(1)10중량부 및 MAH-g-PP(1)1중량부에, 용융지수가 1dg/분이며, 옥텐 함량이 25중량%인 EOR(1)과 아이오노머(1)의 함량을 표 1에 나타낸 바와 같이 변화시켜 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 조성물을 얻었고, 그의 물성을 표 1에 나타내었다.
성 분 실 시 예
1 2 3 4 5 6 7 8
폴리프로필렌(1) 80 65 50 35 20 60 60 60
아이오노머(1) 10 25 40 55 70 25 20 10
EOR(1) - - - - - 5 10 20
GMA-g-PP(1) 10 10 10 10 10 10 10 10
MAH-g-PP(1) 1 1 1 1 1 1 1 1
시험항목 ASTM 단위
용융지수 D-1238 dg/분 18 15 13 10 7 14 12 12
굴곡탄성율 D-790 ㎏/㎠ 16000 13000 10000 8000 6500 12500 10500 9500
충격강도 23℃ D-256 ㎏·㎝/㎝ 15 35 NB NB NB NB NB NB
-30℃ D-256 4 10 15 30 NB 12 13 12
광택성* △ ○ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○
내스크래치성** △ ○ ○ ○ ○ ○ ○ △
주식회사 * 광택성 : ◎... 매우 양호, ○... 양호, △... 보통, ×...나쁨** 내스크래치성 : ◎... 매우 양호, ○... 양호, △... 보통, ×...나쁨
실시예 9
(A) 용융지수가 30dg/분이며, 에틸렌 모노머가 6중량% 공중합된 폴리프로필렌 수지(2)70중량부; (B) 메타크릴산이 4% 공중합되었으며, 산 함량의 약 70%가 아연이온(Zn2+)으로 중화된 아이오노머(2)20중량부; (C) 용융지수가 20dg/분이며, GMA가 1.0중량% 그라프트된 GMA-g-PP(2)5중량부; (D) 용융지수가 2dg/분이며, 옥텐 함량이 12.5중량%인 EOR(2)5중량부로 이루어진 혼합물을 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 조성물을 얻었고, 그의 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 10~13
실시예 2의 아이오노머(2)20중량부와 EOR(2)5중량부를 고정하고, 폴리프로필렌 수지(2)와 GMA-g-PP(2)의 함량을 표 2에 나타낸 바와 같이 변화시켜 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 조성물을 얻었고, 그의 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 14~17
실시예 12와 동일한 조성의 혼합물에, MAH가 6중량% 그라프트된 MAH-g-PP(2)의 함량을 표 2에 나타낸 바와 같이 변화시켜 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 조성물을 얻었고, 그의 물성을 표 2에 나타내었다.
성 분 실 시 예
9 10 11 12 13 14 15 16 17
폴리프로필렌(2) 70 60 50 35 20 50 50 50 50
아이오노머(2) 20 20 20 20 20 20 20 20 20
EOR(2) 5 5 5 5 5 5 5 5 5
GMA-g-PP(2) 5 15 25 40 55 25 25 25 25
MAH-g-PP(2) - - - - - 1 2 3 4
시험항목 ASTM 단위
용융지수 D-1238 dg/분 20 12 10 10 10 9 9 8 8
굴곡탄성율 D-790 ㎏/㎠ 13500 12000 11500 10500 9000 12000 12300 12500 13000
충격강도 23℃ D-256 ㎏·㎝/㎝ 17 NB NB NB NB NB NB 36 33
-30℃ D-256 5 9 11 12 14 10 9 8 8
광택성* ○ ○ ○ ○ △ ○ ○ ○ ○
내스크래치성** △ ○ ○ ○ △ ○ ○ ◎ ◎
주식회사 * 광택성 : ◎... 매우 양호, ○... 양호, △... 보통, ×...나쁨** 내스크래치성 : ◎... 매우 양호, ○... 양호, △... 보통, ×...나쁨
실시예 18
(A) 용융지수가 20dg/분이며, 아이소택틱 인덱스가 98% 이상인 폴리프로필렌 수지(3)55중량부; (B) 메타크릴산이 7% 공중합되었으며, 산 함량의 약 60%가 아연이온(Zn2+)으로 중화된 아이오노머(3)20중량부; (C) 용융지수가 15dg/분이며, GMA가 2.0중량% 그라프트된 GMA-g-PP(3)20중량부와, MAH가 1중량% 그라프트된 MAH-g-PP(3)2중량부; (D) 용융지수가 5dg/분이며, 옥텐 함량이 20중량%인 EOR(3)5중량부; (E) 점도가 12,500cst인 폴리디메틸실록산 0.5중량부로 이루어진 혼합물을 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 조성물을 얻었고, 그의 물성을 측정한 결과를 표 3에 나타내었다.
실시예 19~21
실시예 18에서, 폴리디메틸실록산의 함량을 표 3에 나타낸 바와 같이 변화시키는 것을 제외하고는 동일한 조성으로 하여 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 조성물을 얻었고, 그의 물성을 표 3에 나타내었다.
실시예 22~25
실시예 18에서, 폴리디메틸실록산 대신에, 폴리메틸메타크릴레이트를 사용하고, 그의 함량을 표 3에 나타낸 바와 같이 변화시키는 것을 제외하고는 동일한 조성으로 하여 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 조성물을 얻었고, 그의 물성을 표 3에 나타내었다.
실시예 26
실시예 19와 동일한 조성의 혼합물에, 폴리메틸메타크릴레이트 1.0중량부를 혼합하여 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 조성물을 얻었고, 그의 물성을 표 3에 나타내었다.
성 분 실 시 예
18 19 20 21 22 23 24 25 26
폴리프로필렌(3) 55 55 55 55 55 55 55 55 55
아이오노머(3) 20 20 20 20 20 20 20 20 20
EOR(3) 5 5 5 5 5 5 5 5 5
GMA-g-PP(3) 20 20 20 20 20 20 20 20 20
MAH-g-PP(3) 2 2 2 2 2 2 2 2 2
폴리디메틸실록산 0.5 1.0 2.0 3.0 - - - - 1.0
폴리메틸메타크릴레이트 - - - - 0.5 1.0 2.0 3.0 1.0
시험항목 ASTM 단위
용융지수 D-1238 dg/분 12 10 10 10 10 9 9 8 8
굴곡탄성율 D-790 ㎏/㎠ 11000 10900 10800 10600 11000 11100 11200 11200 11100
충격강도 23℃ D-256 ㎏·㎝/㎝ NB NB NB NB NB NB NB NB NB
-30℃ D-256 9 10 11 11 9 8 8 8 9
광택성* ○ ○ ○ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ◎
내스크래치성** ○ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○ ◎ ◎
주식회사 * 광택성 : ◎... 매우 양호, ○... 양호, △... 보통, ×...나쁨** 내스크래치성 : ◎... 매우 양호, ○... 양호, △... 보통, ×...나쁨
비교예 1~4
용융지수가 25dg/분인 폴리에틸렌수지, 아이오노머(1), 무늬 점도가 40ML1+4(100℃)인 에틸렌-프로필렌 고무, 바륨설페이트, MAH가 1중량% 그라프트된 폴리에틸렌(MAH-g-PE), 점도가 12,500cst인 폴리디메틸실록산으로 이루어진 혼합물을 표 4에 나타낸 함량으로 변화시켜 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 조성물을 얻었고, 그의 물성을 측정한 결과를 표 4에 나타내었다.
비교예 5~8
폴리프로필렌 수지(2), 에틸렌-프로필렌 고무, 바륨설페이트, 폴리디메틸실록산으로 이루어진 혼합물을 표 4에 나타낸 함량으로 변화시켜 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 조성물을 얻었고, 그의 물성을 측정한 결과를 표 4에 나타내었다.
성 분 비 교 예
1 2 3 4 5 6 7 8
폴리에틸렌 80 70 70 60 - - - -
폴리프로필렌(1) - - - - 70 70 70 70
아이오노머(1) 20 30 20 20 - - - -
에틸렌-프로필렌 고무 - - 10 10 30 25 20 20
바륨설페이트(BaSO4) - - - 10 - 5 10 10
MAH-g-PE - 2 2 2 - - - -
폴리디메틸실록산 - - 2 2 - - 2 4
시험항목 ASTM 단위
용융지수 D-1238 dg/분 19 15 13 11 15 16 16 17
굴곡탄성율 D-790 ㎏/㎠ 6600 6400 6000 7500 9500 10000 11000 10600
충격강도 23℃ D-256 ㎏·㎝/㎝ 15 35 38 30 NB NB 30 34
-30℃ D-256 6 10 11 9 12 10 9 10
광택성* ○ ○ ○ ○ △ △ ○ ○
내스크래치성** × △ △ △ × × × △
주식회사 * 광택성 : ◎... 매우 양호, ○... 양호, △... 보통, ×...나쁨** 내스크래치성 : ◎... 매우 양호, ○... 양호, △... 보통, ×...나쁨
본 발명에 따른 수지 조성물은, 내스크래치성, 안료 분산성 및 고광택성이 최대로 발휘될 수 있어, 비(非)도장형 사출 또는 압출물에 적용할 수 있으며, 안료를 이용해 직접 조색함으로써 최종 제품이 요구하는 색을 발현할 수 있다. 또한, 본 발명의 수지 조성물은 우수한 성형성을 갖고 있어 자동차 범퍼와 같은 대형 사출물에 적용하는 경우에도, 비(非)도장성 성형품의 표면에 웰드라인이나 흐름자국 등이 나타나지 않는다.

Claims (10)

  1. (A) 폴리프로필렌계 수지 20~80중량부;
    (B) 금속이온으로 중화된 메타크릴산 또는 아크릴산과 에틸렌과의 공중합체인 아이오노머(ionomer) 10~70중량부; 및
    (C) 글리시딜 메타크릴레이트(GMA)가 그라프트된 폴리프로필렌 수지 5~60중량부, 또는 무수 말레인산(MAH)이 그라프트된 폴리프로필렌 수지 0.5~5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, (D) 장측쇄의 옥텐기를 갖는 에틸렌-옥텐 공중합체 3~30중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  3. 제 2항에 있어서, (D) 에틸렌-옥텐 공중합체는 옥텐 함량이 5~30중량%이고, 용융지수가 0.5~20dg/분인 것임을 특징으로 하는 수지 조성물.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, (E) 폴리디메틸실록산(PDMS) 0.1~5.0중량부 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 0.1~5.0중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  5. 제 4항에 있어서, (E) 폴리디메틸실록산(PDMS)은 점도가 5,000~100,000cst인 것임을 특징으로 하는 수지 조성물.
  6. 제 1항에 있어서, (A) 폴리프로필렌계 수지는 용융지수가 5~50dg/분인 호모 폴리프로필렌, 또는 에틸렌 모노머가 4~25중량% 공중합되어 있는 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체임을 특징으로 하는 수지 조성물.
  7. 제 1항에 있어서, (B) 아이오노머는 폴리에틸렌에 메타크릴산이나 아크릴산이 공중합된 것으로, 산 함량이 3~10중량%이며, 전체 산의 20~80%가 리튬이온(Li+), 나트륨이온(Na+) 또는 아연이온(Zn2+)으로 중화된 것임을 특징으로 하는 수지 조성물.
  8. 제 7항에 있어서, (B) 아이오노머는 용융지수가 0.5~10dg/분인 것임을 특징으로 하는 수지 조성물.
  9. 제 1항에 있어서, (C) 글리시딜 메타크릴레이트(GMA)가 그라프트된 폴리프로필렌 수지는, GMA 그라프트율이 0.1~5.0중량%이고, 용융지수가 5~50dg/분인 것이고; 무수 말레인산(MAH)이 그라프트된 폴리프로필렌 수지는, MAH 그라프트율이 0.5~6.0중량%인 것임을 특징으로 하는 수지 조성물.
  10. 제 9항에 있어서, (C) 글리시딜 메타크릴레이트(GMA)가 그라프트된 폴리프로필렌 수지는, 폴리프로필렌 수지에 과산화물 0.1~5.0중량부, 스티렌 모노머 0.1~10중량부, 글리시딜 메타크릴레이트 0.1~10중량부를 배합하여 압출기를 이용하여 폴리프로필렌에 글리시딜 메타크릴레이트를 그라프트시켜서 얻은 것임을 특징으로 하는 수지 조성물.
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