KR20010105088A

KR20010105088A - 폴리프로필렌 수지조성물

Info

Publication number: KR20010105088A
Application number: KR1020000026938A
Authority: KR
Inventors: 정순준; 허동수; 김인복; 최재림
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사; 허동수; 엘지칼텍스정유 주식회사
Priority date: 2000-05-19
Filing date: 2000-05-19
Publication date: 2001-11-28
Also published as: EP1160281A1; CN1324889A; JP2001329125A; US20020013417A1

Abstract

본 발명은 폴리프로필렌 수지조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펜타드분율(%mmmm)이 96% 이상의 고결정성 프로필렌 단일중합체 단독 또는 극한점도 [η]가 3.0 ㎗/g 이상의 프로필렌에틸렌 공중합체와 혼합되어 있는 프로필렌 중합체; 프로필렌 또는 C₄이상의 α-올레핀과 에틸렌과의 공중합체가 혼합되어 있는 에틸렌 α-올레핀 공중합체 고무; 변성 폴리프로필렌 단독 또는 폴리올레핀 폴리올의 단독 또는 이들의 혼합물인 극성기가 함유된 중합체; 그리고, 무기충진제가 함유된 폴리프로필렌 수지조성물을 제조함으로써, 내충격성, 강성 및 유동성 등의 물리적 특성이 우수할 뿐 아니라 페인트 도료와의 접착성이 우수하여 프라이머의 처리 없이 직접 도장이 가능하도록 개선되어, 인스트루먼트 판넬 및 도어 트림 등의 자동차 내장재와 냉장고 백 커버 등의 가전제품 부품 용도에 적합한 폴리프로필렌 수지조성물에 관한 것이다.

Description

폴리프로필렌 수지조성물{Polypropylene resin composition}

종래, 플라스틱을 자동차의 내장재로 사용되기 위해서는 내충격성, 내약품성및 성형성 등의 기본적인 조건이 만족되어야 한다. 이에, 상기 물성을 포함하고 있는 폴리카보네이트와 아크로니트릴-부타디엔-스타이렌 공중합체(ABS)의 혼합물로 이루어진 재료가 사용되어 왔다. 그러나, 상기 수지는 그 물성은 우수하나 매우 고가이고 내약품성 및 리싸이클 성이 폴리올레핀계 수지, 특히 프로필렌계 수지에 비해 열세인 단점을 지니므로 점차 폴리프로필렌 수지조성물로 대체되고 있는 실정이다.

근래, 폴리올레핀계 수지인 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌은 종래의 폴리프로필렌 수지는 성형성, 내충격성, 내약품성 등이 뛰어나고 저 비중 및 저가의 장점을 가지고 있기 때문에 자동차의 범퍼 등의 외장재와 각종 필러 등의 내장재 용도로 폭 넓게 사용되고 있다. 또한, 인스트루먼트 판넬과 같은 자동차 내장재의 경우, 우수한 물성 발란스와 동시에 미적 효과 및 표면의 물성향상을 위하여 도장이 필수적이기 때문에 플라스틱과 도료와의 양호한 부착성이 요구되고 있는 실정이다.

그러나, 상기 폴리올레핀계 수지는 비극성 고분자로서 도료와의 도장성이 열등하기 때문에 이를 향상시키기 위하여 반드시 전처리 작업을 수행되어야 했다. 현재 사용되고 있는 표면 전처리 방법은 화염처리, 플라즈마 처리, 자외선 조사처리 및 프라이머 처리 방법이 이용되고 있으며 이중에서 특히 염소화 폴리올레핀을 사용하는 프라이머 처리 방법이 가장 일반적으로 사용되고 있다. 이렇듯, 도장 전의 프라이머 처리는 그 처리 공정에 따라 원가가 상승되고 작업이 복잡해지며, 재활용시 프라이머를 제거해야 하는 문제점이 있다.

따라서, 제반 물성 및 페인트도료와의 도장성이 우수한 수지조성물의 개발은자동차 산업에 있어서 매우 중요하게 요구되고 있는 긴급한 과제로 대두되고 있다.

종래, 자동차의 내장재로 사용되고 있는 PC 및 ABS는 물성이 우수하나 고가이고, 이에 대한 대채 재료로서 부각되고 있는 폴리올레핀 수지는 비극성 고분자로서 도료와의 도장성이 열등하기 때문에 도장시 반드시 전처리 작업을 수행하여야 하는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명자들은 PC 및 ABS의 물성을 나타내고 도장성이 우수한 폴리올레핀 수지조성물을 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 기존 인스투루먼트 판넬과 같은 내장재에 도장성을 향상시킨 폴리올레핀 수지조성물을 제안한 바 있다[대한민국특허공개 제99-60955호].

본 발명은 기존에 제안된 제품에서 충격성 및 강성을 대폭 강화한 프라이머의 처리없이 직접 도료를 사용할 수 있는 폴리프로필렌계 수지조성물을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

폴리프로필렌 수지조성물에 있어서,

(A) 프로필렌 단일중합체 70 ∼ 100 중량%와 프로필렌-에틸렌 블록공중합체 0 ∼ 30 중량%로 구성된 프로필렌 중합체 30 ∼ 70 중량%,

(B) 프로필렌 함량이 20 ∼ 40 중량%인 에틸렌-프로필렌 공중합체 고무 및C₄이상의 α-올레핀 함량이 12 ∼ 45 중량%인 에틸렌 α-올레핀 공중합체 고무가 1:4 ∼ 4:1의 비율로 혼합되어 있는 α-올레핀 공중합체 고무 10 ∼ 30 중량%,

(C) 불포화카르본산 및 이의 유도체로 그라프트하여 그라프트율이 0.5 ∼ 5 중량%의 변성 폴리프로필렌, 또는 수산가가 20 ∼ 80(KOH mg/g)인 폴리올레핀 폴리올, 또는 이들이 혼합되어 있는 극성기가 함유된 수지 1 ∼ 7 중량%,

(D) 무기 충진제 10 ∼ 40 중량%가 함유되어 있는 폴리프로필렌 수지조성물을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명은 폴리프로필렌 수지조성물을 이용하여 프라이머 처리후 도장작업을 수행하여 제조하는 자동차 내장재에 있어서, 상기의 폴리프로필렌 수지조성물을 이용하여 프라이머 처리없이 도장작업을 수행하는 자동차 내장재의 제조방법을 또 다른 특징으로 하고 있다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 상기의 성분 (A),(B),(C) 및 (D)로 구성된 폴리프로필렌 수지조성물은 내충격성, 강성 및 유동성이 우수하고, 특히 도장성이 우수하여 자동차의 내장재로 이용시 프라이머 처리 작업 없이 페인트 도장이 가능하도록 개선된 폴리프로필렌 수지조성물을 그 특징으로 하고 있다.

이러한 본 발명의 폴리프로필렌 수지조성물을 구성하고 있는 각각의 성분 및 그 특성을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

성분 (A)

본 발명의 폴리프로필렌계 수지조성물에 있어서 성분(A)로 이용되는 폴리프로필렌 중합체는 프로필렌 모노머를 주성분으로 하는 프로필렌 단일중합체와 에틸렌이 함유된 프로필렌-에틸렌 블록공중합체로 구성된 결정성 폴리머이며, 프로필렌 단일중합체 단독 혹은 블록공중합체와 혼합하여 사용한다.

그중, 프로필렌 단일중합체는¹³C-NMR로 측정한 펜타드 분율(%mmmm)이 96% 이상, 바람직하기로는 96.5% 이상, 더욱 바람직하기로는 97% 이상인 고결정성 중합체를 사용한다. 만일, 펜타드 분율이 96% 미만인 경우에는 폴리프로필렌 수지조성물의 강성 및 내열성이 떨어지게 되어 바람직하지 못하게 된다. 또한, 본 발명의 프로필렌 중합체는 135 ℃ 데카린 중에서 측정한 극한점도 [η]가 0.7 ∼ 2.5 dl/g로, 바람직하기로는 0.85 ∼ 2.2 dl/g, 더욱 바람직하게는 0.9 ∼ 2.0 dl/g인 것을 사용한다. 이때, 극한점도 [η]가 0.7dl/g 보다 미만이면 폴리프로필렌 수지조성물 성형품의 충격강도가 떨어지고, 2.5 dl/g을 초과하면 성형성이 저하되어 최종 성형품의 품질이 저하되고 작업성이 나빠지게 된다.

또한, 프로필렌-에틸렌 블록공중합체는 중합체 내의 에틸렌의 함량이 3 ∼ 20%, 바람직하게는 5 ∼ 15 %가 함유된 것이 사용된다. 본 발명에서 사용되는 프로필렌-에틸렌 블록공중합체는 크실렌 추출물이 135 ℃ 데카린 중에서의 극한점도 [η]가 3.0 ∼ 5.0 dl/g, 바람직하게는 3.0 ∼ 4.5 dl/g , 더욱 바람직하게는 3.0 ∼ 4.0 dl/g인 것을 사용한다. 이때, 극한점도 [η]가 3.0 dl/g 보다 미만이면 폴리프로필렌 성형품의 충격강도가 저하되고, 5.0 dl/g 가 초과되면 가공시 성형이 곤란한 단점이 있다.

특히, 본 발명의 성분(A)는 프로필렌 단일중합체와 프로필렌-에틸렌 블록공중합체의 함량은 70 ∼ 100 : 30 ∼ 0 중량%, 더욱 바람직하기로는 80 ∼ 100 : 20 ∼ 0 중량%의 것이 충격강도와 유동성 발란스 면에서 바람직하게 사용된다. 프로필렌 단일중합체는 강성 및 내열성이 우수한 반면에 내충격성이 부족하고, 프로필렌-에틸렌 공중합체는 에틸렌 성분의 첨가로 인하여 내충격성 특히 저온에서의 내충격성이 우수하나 성형성, 강성, 내열성 등이 부족하여 상기 두 성분이 혼합되어 상호보완적으로 사용될 수 있다.

이러한 성분(A)의 함량은 전체 폴리프로필렌 수지에 대하여 30 ∼ 70중량%, 바람직하기로는 45 ∼ 65 중량%로, 만일 상기 범위에서 벗어나게 되면 충격강도, 성형성, 강성 및 내열성이 저하되어 최종 성형품의 품질이 불량하여 자동차의 내장재로 이용하기가 어렵게 된다.

성분 (B)

본 발명의 폴리프로필렌계 수지조성물에 있어서 성분(B)로 이용되는 α-올레핀 공중합체 고무는 전체 폴리프로필렌 수지조성물에 탄성을 부여함으로써 내충격성을 증가시키기 위하여 첨가된다. 특히, 성분(A)의 고결정성 특성으로 인하여 수지의 내충격성은 우수하나 성형 후 냉각시 체적변화가 크기 때문에 성형품의 균열과 휘어짐 등이 발생하고, 사출시 급격한 성형수축이 일어나고 저온에서의 충격강도가 취약한 단점이 있어 이를 보완하기 위하여 첨가한다. 성분(B)는 에틸렌 프로필렌 공중합체 고무와 올레핀의 탄소수가 4 이상인 에틸렌 α-올레핀 공중합체 고무와의 블렌드로 구성되어 있다.

그중, 에틸렌-프로필렌 공중합체 고무(EPR)는 EPR중의 프로필렌 함량이 20 ∼ 40 중량%, 바람직하기로는 20 ∼ 35 중량%인 것이 사용된다. 만일, 프로필렌 함량이 20 중량% 미만이면 충격강도가 저하되고, 40 중량%가 초과하면 강성이 저하되어 바람직하지 못하게 된다. 또한, 230 ℃의 용융지수가 0.3 ∼ 10 g/10min로, 바람직하기로는 0.5 ∼ 5 g/10min인 것이 사용된다. 이때, 상기 용융지수가 0.3 g/10min 미만이면 분산불량을 일으켜 외관불량 뿐만 아니라 기계적 물성도 저하되고, 10 g/10min가 초과하면 내충격성이 저하하는 문제가 있다.

또한, 올레핀의 탄소수가 4 이상인 에틸렌 α-올레핀 공중합체 고무는 에틸렌-프로필렌 공중합체 고무가 강성이 부족한 단점을 보완하기 위하여 첨가되며, 주로 에틸렌 부텐-1 공중합체(EBM) 및 에틸렌 옥텐-1 공중합체(EOM)가 사용된다. EBM의 경우에는 C₄(부텐) 함량이 12 ∼ 25 중량%, 바람직하기로는 15 ∼ 20 중량%이고, 용융지수가 0.5 ∼ 10 g/10min, 바람직하기로는 1 ∼ 5 g/10min인 것이 사용된다. EOM의 경우에는 C₈(옥텐) 함량이 15 ∼ 45 중량 %, 바람직하기로는 25 ∼ 35 중량%이고, 무니(Mooney)점도 [η]_ML1+4(121 ℃)가 1 ∼ 50 dl/g, 바람직하기로는 1.5 ∼ 35 dl/g이고, 밀도가 0.86 ∼ 0.91 g/㎤, 바람직하기로는 0.87 ∼ 0.90 g/㎤인 것이 사용된다.

특히, 본 발명의 성분(B)는 에틸렌-프로필렌 공중합체 고무(EPR)와 에틸렌 α-올레핀 공중합체가 혼합되어 사용되며, 그 혼합비는 20 ∼ 80 : 80 ∼ 20 중량%, 바람직하기로는 60 ∼ 80 : 40 ∼ 20 중량%의 것이 충격강도와 강성 발란스 면에서 효과적으로 사용된다. 에틸렌-프로필렌 공중합체 고무(EPR) 단독으로 사용하는 경우는 강성이 떨어지고, 에틸렌 α-올레핀 공중합체 단독으로 사용하는 경우는 내충격성이 떨어지는 단점이 있다

이러한 성분(B)의 함량은 전체 폴리프로필렌 수지에 대하여 10 ∼ 30 중량%, 바람직하기로는 15 ∼ 25 중량%로 사용한다. 이때, 상기 함량이 10 중량% 미만이면 강성 및 성형성이 떨어지고, 30 중량%가 초과하면 충격강도가 저하한다.

성분 (C)

특히, 본 발명의 폴리프로필렌계 수지조성물에 있어서 성분(C)로 이용되는 극성기 함유수지는 폴리프로필렌이 극성이 없기 때문에 도장 전 프라이머 전처리 작업을 수행해야 하는 단점을 극복하기 위하여 첨가된다. 고분자 표면에 극성기가 함유됨으로써 다른 고분자(도장 도료)와의 부착성이 우수하여 프라이머 처리 없이 도장작업을 수행할 수가 있다. 본 발명의 극성기 함유수지는 측쇄에 카르복실기가 그라프트된 변성 폴리프로필렌(modified PP), 말단기에 수산기가 함유된 폴리올레핀 폴리올을 단독 또는 혼합하여 사용한다.

먼저, 본 발명의 변성 폴리프로필렌은 폴리프로필렌에 불포화카르본산 또는 그 유도체를 그라프트시킨 것이다. 이때, 그라프트율이 0.5 ∼ 10.0 중량%, 바람직하기로는 1.5 ∼ 5.0 중량%인 것이 사용되며, 만일 그라프트율이 0.5 중량% 미만이면 페인트 도료와의 도장성이 저하되어 외부 충격 등에 의하여 벗겨져 제품 품질이 불량하게 되며, 10.0 중량%가 초과되면 강성 및 충격강도의 물성저하가 일어난다. 또한, 그라프트 반응시 사용가능한 불포화카르본산 또는 그 유도체를 구체적으로 예시하면 말레인산, 아크릴산, 메타아크릴산, 무수말레인산, 디메틸올파라옥틸페놀 중에서 선택한 1 종 또는 2 종 이상의 것으로, 폴리프로필렌 수지를 그라프트화하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 폴리올레핀 폴리올은 포화탄화수소 골격의 양 말단에 극성기인 수산기(-OH)가 결합되어 있어 도장 도료와의 부착성이 매우 우수한 특징을 나타낸다. 본 발명의 폴리올레핀 폴리올은 점도가 10 ∼ 16 포이즈(100 ℃)이고, 수산가가 20 ∼ 80 KOH mg/g이며, 올레핀의 탄소 원자수가 150 ∼ 200개의 저분자량 폴리머가 사용된다. 만일, 폴리올레핀 폴리올의 수산가가 20 KOH mg/g 미만이면 페인트 도료와의 도장성 저하가 발생하고, 80 KOH mg/g가 초과되면 도장성은 우수하나 표면의 수산기가 다량으로 함유되어 있어 강성 및 충격강도의 물성저하가 일어난다.

특히, 본 발명의 성분(C)의 변성 폴리프로필렌 및 폴리올레핀 폴리올은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 단독으로 사용하는 경우 변성 폴리프로필렌은 전체 폴리프로필렌 수지 조성에 대하여 1 ∼ 10 중량%, 바람직하기로는 1 ∼ 5 중량%이고, 폴리올레핀 폴리올은 1 ∼ 5 중량% 바람직하기로는 1 ∼ 3 중량%가 사용된다. 상기 두 성분을 혼합하여 사용하는 경우, 혼합된 수지의 함량은 전체 폴리프로필렌 수지 조성물에 대하여 1 ∼ 7 중량% 가 바람직하게 사용될 수 있다. 이때, 그 함량이 상기 범위보다 낮은 경우에는 도장성에 효과를 주기 어려워 프라이머 처리가 필요하게 되고, 높은 경우에는 도장성은 우수해 지나 충격성 및 강성에 물성 저하를 야기할 수 있다.

성분 (D)

본 발명의 폴리프로필렌계 수지조성물에 있어서 성분(D)로 이용되는 무기 충진제는 폴리프로필렌 수지조성물의 인장강도, 강성 및 충격강도를 증가시키고, 원가절감의 효과를 유도하기 위하여 무기충진제가 첨가된다.

본 발명에서 사용되는 무기충진제는 평균 입경이 0.5 ∼ 7 ㎛ 범위의 탈크, 황산바륨, 탄산 칼슘 및 울라스토나이트 중에서 선택된 것을 사용하며 특히 평균 입경이 7 ㎛ 미만의 탈크가 분산성 및 물성 측면에서 보다 바람직하다.

이러한 무기충진제는 전체 폴리프로필렌 수지에 대하여 10 ∼ 40 중량%로 함유되는데, 그 함량이 10 중량% 미만이면 강성 및 내열성이 저하하고 40 중량%가 초과하면 충격강도가 저하한다.

이외에, 본 발명에서 첨가될 수 있는 첨가제는 통상적인 것으로 예를 들면, 산화방지제, 중화제, 대전방지제 등이 있으며, 이는 적정 함량 범위내에서 첨가할 수 있다. 산화방지제로는 페놀계 산화방지제, 포스파이트계 산화방지제 및 티오디프로피오네이트 시너지스트 등이 사용될 수 있고, 중화제로는 칼슘 스테아레이트 및 산화아연 등이 사용될 수 있으며, 이들 또는 다른 첨가제들은 이 분야에서통상의 지식을 가진 자에 의해서 용이하게 사용될 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 성분(A) 프로필렌 단일중합체 및 프로필렌-에틸렌 블록공중합체, 성분(B) 에틸렌-프로필렌 공중합체 고무 및 에틸렌 α-올레핀 공중합체 고무, 성분(C) 변성 폴리프로필렌 및 폴리올레핀 폴리올, 그리고 성분(D) 무기 충진제를 함유시켜 폴리프로필렌 수지조성물을 제조한다. 이때, 최종 제조된 폴리프로필렌 수지조성물의 용융지수는 3 ∼ 40 g/10min인 것이 작업성 및 성형품의 물성이 우수하게 될 수 있다. 만일, 상기 용융지수가 3 g/10min 미만이면 작업 생산성의 저하 및 최종제품에 흐름 표시(flow mark)가 발생할 수 있고, 40 g/10min가 초과하면 제품의 강성, 충격강도 등에서 원하는 물성을 얻기가 어렵다.

본 발명의 폴리프로필렌 수지조성물의 제조 방법은 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 폴리프로필렌 수지조성물은 상기 (A), (B), (C) 및 (D) 성분을 통상의 기계적 혼련법에 의하여 제조하는 것이 가능하다. 구체적으로 예를 들면, 반바리 믹서, 싱글스크류 압출기, 트윈스크류 압출기, 다륜스크류 압출기 등의 일반적인 용융 혼련기를 이용하는 방법을 채용할 수 있다. 이때, 혼련 온도는 170 ∼ 240 ℃에서 행하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 조성물에 대한 성형 가공법의 경우 압출성형, 중공성형, 사출성형, 시트성형 등으로 특히 한정되는 것은 없으나 사출성형이 가장 적합하다.

특히, 본 발명의 폴리프로필렌 수지조성물을 이용하여 제조된 성형품은 자동차 내장재로 이용시 프라이머 처리 작업을 하지 않고 직접 도장작업을 수행할 수 있다. 즉, 유기용매로 성형품의 세정 작업을 수행한 다음, 직접 변성 아크릴계도료나 우레탄계 도료를 이용하여 페이트 작업을 수행한다. 이와 같이 프라이머 처리 없이 도포한 성형품은 프라이머를 처리한 성형품과 동등 이상의 우수한 접착력 성질을 갖게 된다. 본 발명과 같이 전처리 작업을 거치지 않는 경우, 원가 절감을 유도할 수 있고 재활용시 프라이머 제거 작업이 불필요하게 된다.

상기에서 설명한 바대로, 본 발명의 폴리프로필렌 수지조성물은 내충격성, 강성, 유동성이 우수하고 특히 페인트도료와의 도장성이 우수하여 자동차의 인스트루먼트 판넬이나 도어트림 등의 내장부품의 재료로 유용하게 사용될 수 있다.

이와 같은 본 발명을 실시예에 의거하여 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예

폴리프로필렌 수지조성물을 제조하기 위하여 다음 표 1 ∼ 5에 나타난 바와 같이 성분(A), (B), (C) 및 (D)를 준비하였다.

성분 (A) : 프로필렌 중합체

상기 표 1의 고유점도는 프로필렌 단독 중합체를 135 ℃에서 데카린에 완전히 용해한 다음, 우베홀데 점도계(Ubbeholde viscometer)를 이용하여 측정하였다. 그리고, 용융지수는 ASTM D1238에 따라 230 ℃, 2.16kg의 하중에서 측정하였다.

상기 표 2의 프로필렌-에틸렌 공중합체 중의 에틸렌 함량(Ec) 및 프로필렌-에틸렌 블록공중합체 중의 크실렌 추출물 함량(Rc)은 FT-IR를 통하여 측정하였다. 또한, 해당 추출 성분의 극한점도([η]EP)는 우베홀데 점도계를 이용하여 측정하였다.

성분 (B): 에틸렌 α-올레핀 공중합체 고무

다음 표 3은 본 발명의 에틸렌 α-올레핀 공중합체의 특성을 나타내었다.

상기 표 3에서 EPR, EBM 및 EOM의 코모노머인 프로필렌, 부틸렌 및 옥텐의 함량(Cc)은 FT-IR로 측정하였으며, 무니(Mooney)점도는 ASTM D1646에 따라 121℃에서 측정하였다.

성분 (C): 극성기 함유수지

다음 표 4는 본 발명의 극성기 함유 수지의 특성을 나타내었다.

상기 표 4의 극성기 함유 수지 중의 극성기 함량은(Fc) 폴리프로필렌의 주쇄에 그라프트 결합된 극성기의 비율로, 적정법에 의하여 측정하였다.

성분 (D) : 무기 충진제

다음 표 5는 본 발명의 무기충진제(D)의 특성을 나타내었다.

상기 표 5의 무기 충진제로는 탈크(T)를 사용하였으며, 평균 입경은 레이저침강법에 의해 측정하였다. 상기 표 1 ∼ 표 5에서 나타낸 각 성분을 표 6의처방대로 배합하고 헨셀믹서를 사용하여 3분간 드라이 브렌드한 후, 190 ℃로 설정된 2축 압출기(직경 45mm Φ)를 사용하여 혼련하고 수지조성물에 대한 펠렛을 제조하였다. 이어서, 얻어진 각 수지조성물의 펠렛을 200 ℃로 설정된 사출성형기를 사용하여 물성 측정용 시험편을 제작하였다.

시험예

본 발명에서 제작한 수지를 이용하여 제조된 성형재료는 그 물성 및 가공성등을 조사하기 위하여 다음에 언급한 절차에 따라 인장강도, 충격강도, 굴곡강도, 열변형 온도 및 도료와의 부착성 실험을 평가하였다. 이에 대한 결과를 다음 표 8에 나타내었다.

(1) 멜트인덱스(g/10min)

ASTM D1238에 따라 멜트인덱스는 230 ℃, 2.16kg의 하중에서 측정하였다.

(2) Izod 충격강도(kg·cm/cm)

ASTM D256에 따라 상온 (23℃) 및 저온 (-10℃) 에서 측정하였다.

(3) 굴곡탄성율(kg/㎠)

ASTM D790에 따라 측정하였다.

(4) 열변형온도(℃)

ASTM D648에 따라 측정하였다

(5) 페인트 부착성 시험

사출 성형된 시편에 변성 아크릴계 도료(삼성화학 ㈜ 제품)나 우레탄계 도료 (삼성화학 ㈜ 제품)를 도포하고 80 ℃에서 30분간 건조 시킨 후 48시간 이상을 상온에서 방치하였다. 이어, 도장면에 커터로 가로 세로 2mm 간격으로 각각 11개의 줄을 그어 10 x 10개의 칸을 만든 다음, 셀로판 점착테이프를 압착한 후 재빨리 떼어 냈을 때 시편 중에 도막의 떨어진 정도를 조사하였다. 부착성에 대한 기준은 다음 표 7에 나타내었다.

상기 표 8에서 보여주는 결과로부터 실시예 1 ∼ 4의 수지조성물이면 어느 것이나 내충격성, 강성, 프라이머의 처리가 필요없는 페인트 부착성을 보유하는 성형품을 얻을 수 있다. 그렇지만, 비교예 1 ∼ 2의 경우와 같이 극성기의 도입이 없거나 매우 작은 경우에는 물성은 우수하나 페인트 부착성이 매우 떨어지게 되어 프라이머 처리가 필요하게 된다. 비교예 3의 경우는 입경이 큰 탈크의 사용으로 인하여 충격강도가 저하하며, 비교예 4의 경우는 에틸렌 α올레핀의 용융지수가 매우 낮아 전체 적인 수지조성물의 흐름성이 나쁨을 알 수 있다. 비교예 5의 경우는 프로필렌 단일중합체가 단독 사용되어 충격강도 및 내열성은 우수하나, 굴곡탄성률이 매우 낮음을 알 수 있다. 비교예 6의 경우는 변성 PP를 과다하게 사용하는 경우 전체적인 물성저하가 나타났다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 폴리프로필렌 수지조성물은 내충격성 및 강성 발란스 뿐만 아니라 프라이머의 처리없이 직접 페인트 도료의 도장이 가능하여 인스트루먼트 판넬을 포함한 자동차 내장 부품, 가전 부품 등의 폭 넓은 분야에 이용할 수 있다.

Claims

폴리프로필렌 수지조성물에 있어서,

(A) 프로필렌 단일중합체 70 ∼ 100 중량%와 프로필렌-에틸렌 블록공중합체 0 ∼ 30 중량%로 구성된 프로필렌 중합체 30 ∼ 70 중량%,

(B) 프로필렌 함량이 20 ∼ 40 중량%인 에틸렌-프로필렌 공중합체 고무 및 C₄이상의 α-올레핀 함량이 12 ∼ 45 중량%인 에틸렌 α-올레핀 공중합체 고무가 1:4 ∼ 4:1의 비율로 혼합되어 있는 α-올레핀 공중합체 고무 10 ∼ 30 중량%,

(C) 불포화카르본산 및 이의 유도체로 그라프트하여 그라프트율이 0.5 ∼ 10 중량%의 변성 폴리프로필렌, 또는 수산가가 20 ∼ 80(KOH mg/g)인 폴리올레핀 폴리올, 또는 이들이 혼합되어 있는 극성기가 함유된 수지 1 ∼ 7 중량%,

(D) 무기 충진제 10 ∼ 40 중량%가 함유되어 있는 것임을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 프로필렌 중합체(A) 중의 포함되는 상기 단일중합체는¹³C-NMR로 측정한 펜타드 분율(%mmmm)이 96% 이상이며, 극한점도가 0.7 ∼ 2.5 ㎗/g 이고, 상기 프로필렌-에틸렌 블록공중합체는 극한점도가 3.0 ∼ 5.0 ㎗/g 인 것임을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 에틸렌 α-올레핀 공중합체 고무(B) 중에 포함되는 에틸렌-프로필렌 공중합체 고무는 용융지수가 0.3 ∼ 10 g/10min이고, 상기 C₄이상의 올레핀이 함유된 에틸렌 α-올레핀 공중합체 고무는 용융지수가 0.5 ∼ 10 g/10min 인 것임을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 불포화카르본산 및 이의 유도체는 말레인산, 아크릴산, 메타아크릴산, 무수말레인산 및 디메틸올파라옥틸페놀 중에서 선택된 단독 또는 2 종 이상의 혼합물인 것임을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 폴리올레핀 폴리올은 탄소수가 150 ∼ 200인 것임을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 무기충진제(D)는 입경이 0.5 ∼ 7 ㎛인 탈크, 황산바륨, 탄산칼슘 및 울라스토나이트 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지조성물.
폴리프로필렌 수지조성물을 이용하여 프라이머 처리후 도장작업을 수행하여 제조하는 자동차 내장재에 있어서, 상기 제 1 항의 폴리프로필렌 수지조성물을 이용하여 프라이머 처리없이 도장작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재의 제조방법.