KR19990030804A

KR19990030804A - 내충격성이 우수한 고광택 열가소성 수지 조성물

Info

Publication number: KR19990030804A
Application number: KR1019970051224A
Authority: KR
Inventors: 김세종; 이계홍
Original assignee: 유현식; 제일모직 주식회사
Priority date: 1997-10-06
Filing date: 1997-10-06
Publication date: 1999-05-06
Also published as: KR100364211B1

Abstract

본 발명은 평균입경이 0.1±0.03㎛인 고무와 0.2∼0.5㎛의 고무로 구성된 고무라텍스 45 내지 60중량부(고형분기준)와 아크릴로니트릴과 스티렌단량체로 구성된 그라프트 단량체 혼합물 45 내지 60중량부를 중합하여 그라프트율이 50 내지 80%인 ABS수지 25 내지 45중량부와, 아크릴로니트릴 함량이 35 내지 45 중량%이고, 중량평균 분자량이 11만 내지 15만인 SAN수지와 아크릴로니트릴 함량이 30 내지 40중량%이고, 중량 평균분자량이 7.5만 내지 9만인 SAN수지가 혼합되어 구성된 SAN수지 75 내지 55중량부로 구성된 수지 조성물에 관한 것으로, 단량체 조성과 분자량이 서로 상이한 2종 또는 그 이상의 SAN수지를 사용함으로써 뛰어난 광택과 유동성 및 내충격성을 갖는 특징이 있다.

Description

내충격성이 우수한 고광택 열가소성 수지 조성물

본 발명은 내충격성이 우수한 고광택 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유화 그라프트 중합법에 의해 제조된 아크로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체(이하, g-ABS수지라 한다)와 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체(SAN)의 혼합가공시에 매트릭스로 단량체 조성과 분자량이 서로 상이한 2종 또는 그 이상의 SAN수지를 사용함으로써 뛰어난 광택과 유동성 및 내충격성을 갖는 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 ABS 수지는 부타디엔계 고무질 중합체의 존재하에 방향족 비닐 화합물로서 대표적인 스티렌 단량체와 불포화 니트릴 화합물 중 아크릴로니트릴 단량체를 유화중합법에 의하여 그라프트 중합하는 방법으로 제조되고 있으며 사용되는 고무질 중합체와 그라프트 중합체 및 매트릭스 중합체의 물성을 조절하여 목적하는 수지를 얻을 수 있다. 이와 같이 제조된 ABS수지는 내충격성, 기계적 강도, 성형가공성 등의 물성이 비교적 양호하게 조합되어 있어 전기전자 부품, 자동차 부품 등에 광범위하게 사용되고 있다.

g-ABS수지는 통상 괴상중합, 괴상 현탁중합, 유화중합법 등에 의하여 제조되어 단독 또는 특성에 따라 혼합하여 생산되고 있으나, 괴상중합에 의해 제조되는 g-ABS수지는 대량생산과 제조원가 감소 등의 장점에도 불구하고 다양한 물성을 갖는 수지를 제조할 수 없고, 특히 고무함량이 높은 수지를 제조할 수 없기 때문에 유화중합법이 일반적으로 많이 사용되고 있다.

유화중합법에 의해 제조된 g-ABS수지는 고무입자 직경이 대부분 0.1 내지 1.0㎛인 부타디엔계 고무질 중합체를 사용하고 아크릴로니트릴과 스티렌 단량체에 열분해 개시제 및 레독스 개시제등 라디칼 생성 개시제를 첨가하여 그라프트 중합을 진행한 후 응고 및 탈수와 건조 가공을 거쳐 미세분말을 얻은 다음, 별도로 제조된 SAN수지와 적정량을 혼합 가공하여 ABS수지로 제조된다. 이때, 수지내의 고무입자 분포량과 사용되는 SAN 수지의 아크릴로니트릴 함량, 분자량 등을 조절하고 여러 가지 첨가제를 투입함으로써 수요자의 요구에 맞는 다양한 물성을 갖는 제품이 생산되고 있다.

특히, ABS수지의 광택성을 얻기 위해서는 ABS수지의 제조시에 고무입자 직경을 조적함으로서 가능한데, 고광택 ABS수지의 제조시에 소입경 고무를 사용함에 따라 내충격성이 저하되는데, 중입경 또는 대입경 고무와 달리 고무함량이 많아져도 충격강도가 일정치 이상 증가하지 않는다는 특성을 갖는다.

본 발명은 유화중합에 의해 제조된 g-ABS수지를 사용하고, 매트릭스로 아크릴로 니트릴 함량과 분자량이 서로 상이한 2종 이상의 SAN수지를 사용함으로써 유동성이 급격히 저하되지 않고 내충격성이 향상된 고광택 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것이다.

즉, 본 발명은 평균입경이 0.1±0.03㎛인 고무와 0.2∼0.5㎛인고무로 구성된 고무라텍스 45 내지 60중량부(고형분기준)와 아크릴로니트릴과 스티렌단량체로 구성된 그라프트 단량체 혼합물 45 내지 60중량부를 중합하여 그라프트율이 50 내지 80%이 되도록 한 ABS수지 25 내지 45중량부와, 아크릴로니트릴 함량이 35 내지 45 중량%이고, 중량평균 분자량이 11만 내지 15만인 SAN수지와 아크릴로니트릴 함량이 30 내지 40중량%이고, 중량 평균분자량이 7.5만 내지 9만인 SAN수지가 혼합되어 구성된 SAN수지 75 내지 55중량부로 구성된 내충격성이 우수한 고광택 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것이다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명의 ABS 수지는 평균입경이 0.1±0.03㎛인 고무와 0.2 내지 0.5㎛인 고무로 구성된 고무 라텍스 45 내지 60중량부(고형분 기준)와 아크릴로니트릴과 스티렌 단량체로 구성된 그라프트 단량체 혼합물 45 내지 60중량부를 그라프팅시키는 유화중합법으로 제조된 그라프트율이 50 내지 80%인 g-ABS수지를 25 내지 45중량부사용한다.

여기서 평균 입경이 0.1±0.03㎛인 고무는 광택의 향상을 위해서 사용되는데, 이것만으로 구성될 경우 충격강도의 향상을 기대하기 어려우므로 충격보강용으로 0.2 내지 0.5㎛인 고무를 30 내지 60중량% 혼합하여 사용할 경우 우수한 물성 균형을 얻을 수 있게된다.

본 발명의 g-ABS 수지의 그라프트율이 50 내지 80%의 범위를 벗어나는 경우에는 SAN수지와의 계면접착력을 감소시키게되고, g-ABS수지의 투입량이 25중량부 미만인 경우에는 내충격성이 저하되어 쉽게 깨질 수 있어 바람직하지 못하며, 45 중량부 이상인 경우에는 유동성과 광택이 저하된다.

본 발명의 SAN 수지는 일반적으로 현탁중합, 유화중합 혹은 괴상중합에 의해 제조되는 SAN수지를 사용하며, 열가소성 수지 조성물 제조시 g-ABS수지와의 합 100중량부에 대하여 55 내지 75중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 그런데 상기 SAN수지는 아크릴로니트릴 함량이 35 내지 45%이고, 중량 평균분자량이 11만 내지 15만 정도인 SAN 수지(이하, SAN 수지 1 이라 한다.)와 아크릴로니트릴 함량이 30 내지 40%이고, 중량 평균분자량이 7.5만 내지 9만인 SAN수지( 이하, SAN 수지 2라한다)가 혼합되어 구성된 SAN수지를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, SAN 수지 1의 함량은 전체 SAN수지 100에 대하여 20 내지 80중량%, SAN 수지 2의 함량은 전체 SAN수지 100에 대하여 80 내지 20중량%인 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 SAN수지중 SAN 수지 1과 SAN수지 2의 아크릴로니트릴 함량과 분자량이 각각 SAN수지에 대하여 상기 범위를 벗어날 경우와, SAN 수지 1과 SAN 수지 2의 사용량이 상기 범위를 벗어날 경우 뛰어난 광택과 유동성 및 충격강도를 기대하기 어렵다.

이외에도 상기 ABS수지와 SAN수지의 혼합에 있어 고무입자의 균일한 분산과 금속 이형성 등을 향상시키기 위하여 0.5 내지 1.2중량부의 활제 및 0.1 내지 0.4중량부의 내후안정제를 첨가하여도 좋다.

본 발명에 사용 가능한 활제로는 외부활제와 내부활제가 있는데, 외부활제로는 금속스테아레이트 계통 예를들면 바륨스테아레이트(Barium Stearate),칼슘스테아레이트(Calcium Stearate),마그네슘스테아레이트(Magensium Stearate)중의 1종을 단독으로 사용하고, 내부활제는 수지간의 마찰을 줄여서 물성을 향상시키는 에틸렌 비스 스테아로아마이드(ethylene bis stearoamide)나 엘-씨 폴리에틸렌왁스(L-C polyethylene wax )를 사용하는 것이 바람직하다. 활제의 투입량이 0.5중량부 미만인 경우에는 압출공정에서 매트릭스로 사용되는 SAN수지에 고무입자들의 분산이 불량하고, 사출성형시 금형으로 부터의 이형성이 저하되어 이형 크랙이나 핀백화등이 발생되어 상품의 가치를 떨어뜨리게 된다. 활제의 투입량이 1.2중량부를 초과하는 경우에는 압출공정에서 고무입자의 균일한 분산은 기대할 수 있으나 사출성형시 가스가 발생하여 광택이 저하된다.

이하 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하고자 하나 본 발명이 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

실시예 1 ∼ 2 비교예 1 ∼ 8

평균입경이 0.1㎛인 고무입자 50중량%와 평균입경이 0.3㎛인 고무입자 50중량%로 구성되고, 그라프트율이 52중량%인 g-ABS수지와 다음 표 1과 같은 아크릴로니트릴 함량과 분자량을 가지는 SAN 수지들과 외부활제로 마그네슘스테아레이트 와 내부활제로 에틸렌비스스테아로아마이드를 다음 표 2와 같이 혼합하여 용융 혼련 압출하여 펠렛으로 제조하였다. 이때 압출은 L/D = 29, 직경 45mm인 이축 압출기를 사용하였으며 실린더 온도는 190 내지 210℃로 설정하였다. 제조된 펠렛으로 물성시편을 사출성형하여 물성을 측정하여 표 3에 나타내었다.

	아크릴로니트릴(중량%)	중량평균분자량	수평균분자량
SAN-Ⅰ	40	124,000	63,000
SAN-Ⅱ	33	91,000	47,000
SAN-Ⅲ	28	122,000	62,000
SAN-Ⅳ	35	87,000	44,000
SAN-Ⅴ	38	183,000	93,000
SAN-Ⅵ	50	122,000	62,000
SAN-Ⅶ	24	93,000	48,000
SAN-Ⅷ	45	92,000	47,000
SAN-Ⅸ	34	65,000	33,000
SAN-Ⅹ	34	143,000	71,000

구분	실시예	비교예
구분	1	2	1	2	3	4	5	6	7	8
g-ABS	40	40	40	40	40	40	40	40	40	40
SAN-Ⅰ	40	20	40	40	40	40
SAN-Ⅱ	20	40					40	40	40	40
SAN-Ⅲ							20
SAN-Ⅳ								20
SAN-Ⅴ									20
SAN-Ⅵ										20
SAN-Ⅶ			20
SAN-Ⅷ				20
SAN-Ⅸ					20
SAN-Ⅹ						20
외부 활제	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
내부 활제	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0

측정항목	실시예	비교예
측정항목	1	2	1	2	3	4	5	6	7	8
충격강도(Kgf·㎝/㎝)	30	26	15	32	16	25	18	15	25	17
유동지수(g/10min)	2.5	3.2	3.2	1.2	3.5	1.9	3.3	3.6	1.2	1.4
광택도	99	99	98	95	98	94	96	99	94	95

물성측정방법

①충격강도 : ASTM D 256에 의하여 측정하였다.

②유동지수 : ASTM D 1238에 의하여 측정하였다.

③광택도 : ASTM D 523에 의하여 측정하였다.

이상에서 살펴본 바와 같이 유화 그라프트 중합법에 의해 제조된 아크로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체(이하, g-ABS수지라 한다)와 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체(SAN)의 혼합가공시에 매트릭스로 단량체 조성과 분자량이 서로 상이한 2종 또는 그 이상의 SAN수지를 사용함으로써 뛰어난 광택과 유동성 및 내충격성을 갖게됨을 알 수 있다.

Claims

고무라텍스 45 내지 60중량부(고형분기준)와 아크릴로니트릴과 스티렌단량체로 구성된 그라프트 단량체 혼합물 45 내지 60중량부를 중합하여 그라프트율이 50 내지 80%인 ABS수지 25 내지 45중량부와, 아크릴로니트릴 함량이 35 내지 45 중량%이고, 중량평균 분자량이 11만 내지 15만인 SAN수지와 아크릴로니트릴 함량이 30 내지 40중량%이고, 중량 평균분자량이 7.5만 내지 9만인 SAN수지가 혼합되어 구성된 SAN수지 75 내지 55중량부로 구성된 내충격성이 우수한 고광택 열가소성 수지 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 고무라텍스는 평균입경이 0.1±0.03㎛인 고무와 0.2 ∼0.5㎛고무로 구성된 것을 특징으로 하는 내충격성이 우수한 고광택 열가소성 수지 조성물.
제 1항에 있어서, 아크릴로니트릴 함량이 35 내지 45 중량%이고, 중량평균 분자량이 11만 내지 15만인 SAN수지의 함량은 전체 SAN수지 100에대하여 20 내지 80중량%이고, 아크릴로니트릴 함량이 30 내지 40중량%이고, 중량 평균분자량이 7.5만 내지 9만인 SAN수지는 80 내지 20중량%인 것을 특징으로 하는 내충격성이 우수한 고광택 열가소성 수지 조성물.