KR20050045127A

KR20050045127A - 밴드케이블용 폴리아미드 수지조성물

Info

Publication number: KR20050045127A
Application number: KR1020030079085A
Authority: KR
Inventors: 김준우; 김창규; 박은하; 정용균
Original assignee: 주식회사 코오롱
Priority date: 2003-11-10
Filing date: 2003-11-10
Publication date: 2005-05-17

Abstract

본 발명은 밴드케이블(Band Cable)용 폴리아미드 수지조성물에 관한 것으로서, 폴리아미드 수지에 나노클레이 0.5∼5중량%, 핵제 0.1∼5중량%, 가소제 1∼20중량% 및 내충격제 1∼30중량%를 첨가하여 이루어진 밴드케이블용 폴리아미드 수지조성물로, 나노클레이를 폴리아미드에 첨가하여 수분흡수율을 낮춤으로써 굴곡강도, 충격강도, 신도 등의 물성을 동등이상으로 유지하면서, 종래의 밴드케이블에 적용되는 소재보다 장기내열성과 생산성이 우수한 장점이 있다.

Description

밴드케이블용 폴리아미드 수지조성물 {Polyamide resin composition to use to band cable}

본 발명은 장기내열성과 생산성이 우수한 자동차 내·외장용 밴드케이블용 폴리아미드 수지조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리아미드 수지에 나노클레이를 첨가하는 나노복합체 제조기술을 적용하여 종래의 밴드케이블에 적용되는 소재보다 우수한 장기내열성과 생산성을 갖는 밴드케이블용 폴리아미드 수지조성물에 관한 것이다.

나노클레이를 이용한 나노복합체는 실리케이트 층상 구조의 점토광물을 나노스케일 크기로 박리하여 고분자수지에 분산시킨 것으로서, 범용고분자의 낮은 기계적물성의 한계를 엔지니어링 플라스틱의 수준으로까지 올리고자 하는데 그 목적이 있다.

점토광물의 기본단위인 판상실리케이트는 강력한 반데르발스 인력으로 인하여 고분자수지에 박리, 분산시키기가 매우 힘들기 때문에 저분자량의 유기화제를 실리케이트 층상구조 사이에 삽입시킨 후 고분자 수지의 침투를 용이하게 해 줌으로써 박리, 분산시키는 기술이다.

이러한 판상의 실리케이트를 이용한 고분자 나노복합재는 실리케이트층을 완전히 분산시키는 박리형 나노복합재와 실리케이트층 사이에 고분자를 삽입시키는 삽입형 나노복합재가 있다.

박리형 나노복합재와 관련된 국제적인 상황은 주로 고분자 수지의 내충격성, 인성 및 투명성의 손상없이 강도와 강성도, 기체와 액체의 투과억제는, 방염성, 내마모성, 고온안정성을 한층 높인 열가소성 수지, 탄성체, 코팅제, 선진복합재료의 개발을 통한 21세기의 신소재 연구개발에 그 초점이 맞추어져 있다.

한편, 밴드케이블용 소재로 적용되기 위해서는 적당한 유연성과 강도를 필요로 한다. 이를 좀 더 구체적으로설명을 하면 전선을 묶는데 있어서 연속적인 작업상의 효율성을 위해 유연성 등의 물성이 필요하고 전선을 묶은 소재가 외력에 의해 풀리지 않고 견딜 수 있는 굴곡강도(Lance 유지력)도 함께 요구된다.

밴드케이블용 소재의 기본특성인 유연성을 발휘시키는 방법은 여러 가지가 있는데, 대표적으로는 가소제만을 첨가하는 방법, 내충격제만을 첨가하는 방법, 가소제와 내충격제를 혼합하여 첨가하는 방법등을 통해 적정유연성을 부여하고, 굴곡강도와 충격강도를 지니게 할 수 있다. 그러나 위의 첨가제만을 사용하면 장기내열성이 떨어지는 결과가 나타나며 또한 생산성의 향상을 얻기 어려운 단점이 있다.

즉, 밴드케이블용 폴리아미드 수지는 자동차 내·외장용으로 사용되기 때문에 환경에 민감하게 영향을 받고 있으며, 특히 엔진 주변부위의 전선을 묶기 위해서는 온도상승에 의한 수지의 분해로 인한 물성저하가 야기되므로 열에 대한 장기내열성이 특히 필요하고 동시에 사출성형에 있어서도 가공성이 우수해야 하는 것과 더불어 생산성(CYCLE TIME)의 향상이 필요하게 되며, 특히 사출시간의 단축이 필요하다.

하지만 기존의 자동차 내·외장용으로 사용되는 밴드케이블은 일반적으로 나이론-66 또는 코폴리아미드로 제조되었으나 필요한 만큼의 충분한 유연성이 부족하여 2차적인 열수처리공정(Annealing process with water)에 의해 수분을 강제로 흡습시켜 유연성을 부여했는데 이러한 방법은 제품의 생산성에 있어서도 시간이 많이 소요되며, 특히 흡습된 수분에 의해 장기내열성이 약해지는 큰 단점이 있다.

상기에 언급한 바와 같이 수분이나 가소제 또는 내충격제 등을 첨가하면 수지의 유연성은 증가되나 장기내열성과 생산성이 떨어지는 단점이 발생된다. 이러한 단점들의 예를 특허를 통해 살펴보면 우선, 가소제만을 첨가한 대표적인 특허들로는 폴리아미드 수지의 유연성을 향상시키기 위해 미국특허 제6,384,115호와 제6,239,216호 및 제5,032,633호에서는 설폰아미드 및 벤조에이트 유도체들의 가소제를 첨가시키는 기술이 공지되어 있으나, 장기내열성과 생산성 그리고 충격특성이 떨어지는 단점이 있다. 미국특허제6,348,563호에서는 폴리아미드 11과 폴리아미드 12수지에 하이드록시벤조익 에스테르 가소제를 사용하여 유연성을 향상시켰으나, 폴리아미드 6에 비해서는 장기내열성, 생산성 및 강성이 떨어지고 고가인 단점이 있다.

한국특허공개제1999-0029902호에서는 연료종류의 액체를 이송하기 위한 유연성 튜브의 용도로 폴리아미드 11과 폴리아미드 12수지의 토폴리아미드에 설폰아미드 유도체의 가소제들을 사용하여 연성, 취성 전이온도를 낮추고 유연성을 향상시킨 기술이 공지되어 있으나, 폴리아미드 6에 비해서 장기내열성, 생산성 및 강성이 떨어지고 고가인 단점이 있다.

한국특허공개제1999-0031363호에서는 헥사메틸렌 디아민과 디카르복실산으로 이루어진 염과 탄소수 6∼12개의 락탐을 중화시킨 코폴리아미드에 인계 핵제인 헥사메틸렌 디아민을 투입하여 내열성이 향상된 폴리아미드를 제조하고 유연제로 부틸벤젠설폰아미드를 첨가하여 유연성을 향상시킨 기술이 공지되어 있으나, 밴드케이블용 소재로서 요구되는 기본물성인 충격특성이 필요한 용도에는 충격강도가 부족하고 가격이 고가인 단점이 있다.

또한 내충격제만을 사용한 대표적인 특허들을 보면 한국특허공개제2002-0046389호에서는 폴리프로필렌 수지에 에틸렌프로필렌고무를 첨가하여 유연성을 향상시키고 과량의 탈크충진에 비해 장기내열성이 부족한 문제점이 있고 충격강도와 신도가 떨어지고 과량의 탈크에 의한 밀도가 상승하여 성형품의 중량이 증가하는 단점이 있다.

한국특허공개제1990-0018273호에서는 폴리아미드 수지에 에틸렌프로필렌고무상에 스타이렌-아크릴로니트릴공중합체가 그라프팅된 고무나 말레익안하이드라이드가 그라프팅된 에틸렌프로필렌모노머고무(EPDM-g-MA)의 내충격제를 블랜드하여 유연성과 충격특성을 향상시킨 기술이 공지되어 있으나 장기내열성의 부족과 결정화속도가 늦어 생산성이 떨어지는 단점이 있다.

상기 폴리아미드 수지의 내열성을 향상시키기 위해 한국특허공개제2001-0011821호에서는 폴리아미드수지에 불포화카르복실산이 그라프팅된 올레핀류의 열가소성 고무탄성체와 프로피오네이트 공중합체를 첨가함으로써 내충격성과 강도를 향상시켰으나, 장기내열성의 부족과 유연성 및 신도가 떨어져 밴드케이블용 소재로 적용하는 것이 불가능하였다.

그리고 가소제와 내충격제를 혼합하여 사용한 대표적인 특허들을 살펴보면 한국특허공개제1998-0048236호에서는 파이프나 튜브의 용도로 폴리아미드 수지에 벤젠술폰아미드 유도체와 에틸렌프로필렌 고무를 첨가하여 유연성을 향상시킨 기술이 공지되어 있으나, 장기내열성과 생산성이 떨어지는 단점이 있다.

한국특허공개제2002-0058165호와 제2002-0010356호에서는 자동차 내외장재부품등의 용도로서 폴리아미드 수지에 말레익안하이드라이드가 그라프팅된 에틸렌프로필렌모노머고무(EPDM-g-MA) 내충격제와 설폰아미드계의 가소제를 사용하여 유연성을 향상시킨 기술이 공지되어 있으나, 장기내열성이 나쁜 단점이 있다.

한국특허공개제2001-0014337호에서는 가연성 엔진에서의 연료와 같은 유체를 이송하기 위한 관 또는 도관용도의 재료로 폴리아미드 수지에 말레익안하이드라이드가 그라프팅된 에틸렌프로필렌모노머고무(EPDM-g-MA)의 내충격제와 부틸벤젠 술폰아미드(N-BBSA 또는 N-부틸 술폰아미드) 가소제를 첨가하여 충격특성과 유연성을 향상시켰으나, 장기내열성의 부족과 강도가 약한 단점이 있다.

한국특허공개제2002-0036258호에서는 폴리아미드 수지에 알킬아민 타입의 유기화제로 표면이 처리된 나노크레이를 첨가하여 장기내열성을 향상시키고 신도와 충격특성의 저하를 방지하였으나, 유리섬유가 함유되었기 때문에 강도가 너무 높아 유연성이 부족한 단점이 있다.

이상의 종래기술들에서 보았듯이 가소제와 내충격제를 혼합하여 사용하면 밴드케이블용 재료로 사용할 수 있는 적정유연성과 충격강도는 충족되었지만 자동차 내·외장용으로 사용하기 위한 중요한 기능인 장기내열성과 생산성향상을 동시에 만족시키지 못하였다. 이러한 단점을 개선하기 위해 장기내열제를 사용할 수는 있으나, 장기내열제만으로는 장기내열성의 확보가 어려우며 생산성이 증가되지 않는 단점이 있다.

그리고 핵제를 사용하여 장기내열성과 생산성을 향상시킬 수는 있으나 폴리아미드의 높은 흡수성문제는 해결하지 못하는 한계가 있다.

이에 본 발명자는 상기와 같은 종래의 밴드케이블의 굴곡강도, 충격강도, 신도 등의 물성을 동등이상으로 유지하면서 폴리아미드의 높은 흡수성으로 인한 장기내열성 부족문제를 해결하기 위하여 연구 노력하던 중, 나노클레이를 이용해 폴리아미드의 흡수성을 최소화하여 기존의 물성을 동등이상으로 유지하면서 장기내열성과 생산성이 종래의 밴드케이블에 적용되던 소재보다 우수하다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 폴리아미드에 가소제와 내충격제를 첨가하여 굴곡강도, 충격강도, 신도 등의 물성을 동등이상으로 유지하고, 나노클레이를 추가로 첨가하여 폴리아미드의 수분흡수율을 낮춤으로써 종래의 밴드케이블에 적용되는 소재보다 장기내열성과 생산성을 향상시킨 우수한 밴드케이블용 폴리아미드 수지조성물을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 생산성을 예를 들자면, 밴드케이블용 사출성형기에는 한 금형에 일반적으로 18개의 캐비티(cavity)가 있는데 나노클레이가 함유되지 않았을 때에는 10분동안 720개의 제품을 얻을 수 있었지만, 나노클레이가 함유된 수지를 사용할 때에는 동일 조건에서 10분동안 1170개의 제품을 얻는 효과를 가져올 수 있었다.

상기한 목적을 달성한 본 발명에서는 밴드케이블용 폴리아미드 수지조성물에 있어서, 폴리아미드 수지 40∼97.4중량%, 나노클레이 0.5∼5중량%, 핵제 0.1∼5중량%, 가소제 1∼20중량% 및 내충격제 1∼30중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 밴드케이블용 폴리아미드 수지조성물이 제공된다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

(1) 폴리아미드 수지

본 발명의 밴드케이블용 폴리아미드 수지조성물은 상기 폴리아미드 수지와 나노클레이, 가소제 및 내충격제를 혼합하여 스크류 압출기를 통해 일정한 실린더 배럴 온도(폴리아미드 6은 250~260℃, 폴리아미드 66은 265~275℃)에서 제조한다.

본 발명인 밴드케이블용 폴리아미드 수지조성물의 주요원료가 되는 폴리아미드 수지는 그 제한은 없으나, 흡수율 0.3∼0.9%, 장기내열성 70%이상, 생산성 80초이하, 굴곡강도 450∼750㎏/㎠, 충격강도 15∼50㎏㎝/㎝ 및 상대점도 2.5∼3.5(20℃, 96% 황산 100㎖중 폴리머 1g인 용액에서의 점도)인 나일론 6 수지 또는 흡수율 0.3∼0.9%, 장기내열성 70%이상, 생산성 80초이하, 굴곡강도 500∼750㎏/㎠, 충격강도 15∼50㎏㎝/㎝ 및 상대점도 2.5∼3.5(20℃, 96% 황산 100㎖중 폴리머 1g인 용액에서의 점도)인 나일론 66수지를 사용하는 것이 바람직하다.

상기의 폴리아미드 수지의 상대점도가 2.5미만인 경우에는 강성, 충격강도 및 내열성의 저하를 가져오며, 3.5를 초과하는 경우에는 성형기 내에서의 스크류와 수지간의 과다한 마찰열이 일어나 수지가 분해되거나, 성형을 위해 고압의 압력이 필요하게 되어 성형기와 금형에서 무리를 주어 사출 성형이 어렵게 된다.

(2) 나노크레이

본 발명에서 사용되는 나노크레이는 특별히 제한되지 않으나, 폴리아미드와 상용성이 우수한 알킬 암모늄 할라이드(alkyl ammonium halide)류의 유기화제로 표면이 개질된 나노크레이가 바람직하다. 특별히 한정하는 것은 아니나 본 발명에서는 미국의 써든 크레이 프로덕트(Southern Clay Product)사의 상품명 "Cloisite 93A"(이하, “93A”로 칭함)를 사용한다. 본 발명에서 사용되는 93A는 알킬 암모늄 할라이드 타입의 유기화제 중의 하나인 디옥타데실메틸암모늄염으로 표면이 처리된 나노크레이이다.

본 발명에서 나노크레이의 수분 흡수방지 기능은 도 1에서 보는 바와 같고 여기서 나노크레이는 층상구조로 비표면적이 커서 수분이 흡수되는 경로가 구불구불하여 외부의 수분이 흡습되기가 어렵다. 따라서 폴리아미드의 수분 흡수율을 낮춤으로써 장기내열성과 생산성 향상의 효과를 얻을 수 있다.

이와 같은 나노크레이의 첨가량은 전체 수지 조성 중 0.5~5중량%인 것이 바람직하다. 만일, 나노크레이의 함량이 전체 수지 조성 중 0.5중량% 미만이면 흡습방지효율이 떨어져 강도유지율이 떨어지며, 5중량%를 초과하면 유연성과 충격강도가 떨어지는 단점이 있다.

(3) 핵제

본 발명에서 사용되는 상기 핵제는 자동차 내외장용으로 사용되는 장기내열성을 보강하고 성형사이클 시간을 단축시키기 위하여 첨가하는데 사용되는 핵제의 종류에는 크게 제한은 없으나, 무기계인 화학식 [3MgO₄SiO₂H₂O]의 화학조성인 함수규산 마그네슘 광물, 유기계인 비스(p-메틸 벤질리덴)솔비톨(Bis(p-methyl benzylidene)sorbitol) 핵제, 디벤질리덴솔비톨(Dibenzylidensorbitol) 핵제, 소디움 비스(p-제3급부틸페닐)포스페이트(Sodium bis(p-tert-butylphenyl)phospate) 핵제, 알루미늄 하이드록시 디(p-제3급부틸벤조에이트)(Aluminium Hydroxy di(p-tert-butylbenzoate)) 핵제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 특별히 내열성의 향상에 우수한 효과를 나타내는 무기질 탈크(한국 일신산업사의 상품명 'PNA-400'(이하, "NA-400"으로 칭함))를 사용하였다.

본 발명에서 사용하는 NA-400은 화학식 [3MgO₄SiO₂H₂O]의 화학조성의 함수규산마그네슘 광물로서 트리옥타헤드랄(trioctahedral)형의 3층구조형 층상광물이며 순도가 98%이상이며 융점이 1200℃이상의 핵제이다.

본 발명에 사용된 탈크의 역할은 극성기를 포함하고 있기 때문에 친수성을 띠는 폴리아미드와도 반응이 좋아 용융혼련이 잘 되고, 폴리아미드의 결정표면에서 특정방위관계를 가지면서 결정을 성장시키는 역할을 하여 즉, 결정사슬사이로 삽입(insitu)되어 폴리아미드의 결정을 이루는 사슬과 화학적인 반응을 통하여 결정화 특성을 높이는 역할을 함으로써 열에 대한 저항성을 갖는 우수한 장기 내열성을 갖게하여 기계적 물성을 유지시키는 효과를 나타낸다.

본 발명에 있어서 상기 핵제의 첨가량은 전체수지조성중 핵제 0.1~5중량%인 것이 바람직하며, 만일 그 첨가량이 0.1중량% 미만이면 내열성 및 생산성 향상의 효과를 동시에 얻을 수 없으며 5중량%를 초과하면 신도 및 충격강도가 급격히 저하되는 단점이 있다.

(4) 가소제

본 발명에서 사용되는 상기 가소제는 유연성을 부가하기 위해 첨가하는 것으로서, 사용되는 가소제는 가소화 효율이 뛰어나야 하며 고온에서 휘발성이 낮아야 한다. 상기와 같은 특성을 가지는 것으로서, 본 발명에 사용되는 가소제는 락탐계 가소제, 설폰아미드계 가소제, 트리멜리테이트 가소제, 프탈레이트 가소제, 아디페이트 가소제, 글리콜레이트 가소제로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 폴리아미드와 잘 혼련되고 유연성이 우수하며 상용성이 우수한 설폰아미드계 가소제를 사용하는 것이 좋다.

특별히 본 발명에서는 미국의 유니텍스 케미컬(Unitex chemical)사의 상품명 'Uniflex 214'(이하, ‘U214’로 칭함)를 사용한다. 본 발명에서 사용하는 U214는 벤젠 술폰아미드(N-BBSA 또는 N-부틸 벤젠 술폰아미드)타입으로 비극성기를 나타내는 부틸기에서는 탄소수가 4개인 알킬사슬에 의하여 가소화 효과를 나타내어 고분자사슬간의 자유공간을 넓혀서 유연한 운동성을 부여하게 하고 극성기를 나타내는 벤젠설폰아미드기에서는 폴리아미드의 아미드기와 수소결합을 하여 상용성을 나타내게 하는 가소재이다.

본 발명에 있어서 상기 가소제의 첨가량은 전체수지조성 중 1~20중량%인 것이 바람직하며, 만일 그 첨가량이 1중량% 미만일 경우 가소화 효율이 떨어져 유연성이 부족하며, 20중량%를 초과하면 내열성과 굴곡강도가 저하되는 단점이 있다.

(5) 내충격제

본 발명에서 사용하는 내충격제는 충격특성의 부여와 함께 유연성을 보강하기 위하여 유연개질제로서 사용하는 것으로서 가소제만으로는 사출성형에 있어서 고온에서 휘발한 가스의 분해에 의한 열분해물이 금형에 부착하는 문제가 발생하여 이형성이나 사출물의 표면불량에 영향을 나타내기 때문에 유연개질제로 내충격제가 사용되어지며, 폴리아미드와의 상용성을 증진시키기 위해서 말레익안하이드라이드가 그라프팅된 내충격제를 사용한다. 상기 내충격제로는 말레익안하이드라이드가 그라프팅된 에틸렌프로필렌디엔모노머고무(EPDM-g-MA), 말레익안하이드라이드가 그라프팅된 에스이비에스고무(SEBS-g-MA), 말레익안하이드라이드가 그라프팅된에틸렌프로필렌고무(EPR-g-MA), 말레익안하이드라이드가 그라프팅된 에틸렌옥텐고무(EOC-g-MA), 말레익안하이드라이드가 그라프팅된 올-아크릴릭 코어셀(All-acrylic core-cell)형 고무, 말레익안하이드라이드가 공중합된 에틸렌올-아크릴레이트 삼원공중합체인 코어셀형 고무로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 내충격제로 말레익무수물이 그라프팅된 올레핀계열의 삼원공중합체 타입의 내충격제(미국의 엑슨(EXXON))사의 상품명 'Exxelor VA1803'(이하, ‘VA1803’으로 칭함)을 사용하였다.

본 발명에서 사용되는 VA1803은 에틸렌, 프로필렌, 디엔의 삼원공중합체에 말레익무수물이 그라프팅된 형태의 내충격제이며 고분자 사슬의 부피가 크지 않는 선형고분자이기 때문에 수분흡수가 적으며 사출성형시에 이형성의 효과도 나타내는 역할을 하는 내충격제이다.

상기와 같은 내충격제의 첨가량은 전체수지조성 중 1~30중량%인 것이 바람직하며, 만일 그 첨가량이 1중량% 미만이면 충격강도와 유연성의 효과가 떨어지며, 30중량%를 초과하면 내열성이 저하되며 제품의 표면불량 및 결정화 속도가 떨어져 생산성이 저하되는 단점이 있다. 상기 조성에 의해 본 발명의 흡수율, 장기내열성 등이 특별히 제한되지는 않는다.

그 밖에 본 발명의 목적에 위배되지 않는 범위내에서 내열제로 아미드기를 갖는 트리스-(2,4-디-t-부틸페닐)-포스페이트와 N,N'-헥사메틸렌비스(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시-하이드로시나마이드)의 1:1 혼합물인 아이알게녹스 B1171(IRGANOX B1171)을 첨가할 수 있다.

본 발명에서는 상기의 폴리아미드 수지와 나노클레이 0.5~5중량%, 핵제 0.1~5중량%, 가소제 1~20중량% 및 내충격제 1~30중량%를 혼합하여 스크류 압출기를 사용하여 일정한 실린더 배럴 온도(폴리아미드 6은 250~260℃, 폴리아미드 66은 265~275℃)에서 제조하는데, 상기 배럴온도가 폴리아미드의 경우 280℃, 폴리아미드 6의 경우에는 270℃를 초과하게 되면 가소제가 열분해되거나 휘발되어 목적하는 물성을 얻을 수 없으므로 상기와 같은 온도범위에서 수지 조성물의 물성이 최대화 된다. 본 발명에서는 투입구가 3개인 압출기를 이용할 수 있는데 1차 투입구에는 폴리아미드 수지, 핵제, 내충격제 및 안료를, 2차 투입구에는 나노클레이를 투입하고, 3차 투입구에는 가소제를 투입하는 것이 압출기내에서 스크류의 쉐어에 의한 균일한 혼련의 효과를 가져올 수 있어 바람직하다. 아울러 용융혼련시 가소제의 휘발을 줄이고 조성물의 물성을 최대화하기 위해서는 체류시간을 최소화 하는 것이 바람직하며, 3차 투입구 및 xcnfrn 근처에는 벤트(vent)라는 감압장치가 설치되어 있지만 가소제의 휘발을 방지하기 위해서는 감압하지 아니하는 것이 효과적이다. 또한, 본 발명의 목적에 위배되지 아니하는 범위안에서 상술한 바와 같이 열안정제, 이형제, 내후제 또는 안료 등을 첨가할 수 있다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1~12 및 비교예 1~14]

다음 표 1에 나타낸 바와 같은 조성 및 함량을 270℃(폴리아미드 6은 260℃)에서 가열된 이축 압출기에서 용융 혼련한 후 칩 상태로 만들어 70℃, 3시간 제습형 건조기를 이용하여 건조하였다.

그 후 역시 가열된 스크류식 사출기를 이용하여 용융 혼련때와 동일한 온도로 각각의 시편을 제작하여 다음과 같은 평가방법으로 평가를 실시하였으며, 그 결과를 다음 표2에 나타내었다.

본 발명에 따라 얻어진 수지조성물은 다음과 같은 평가기준에 의거 그 물성을 평가하였다.

(1) 흡수율: ASTM D570에 의거하여 직경 2인치, 두께 1/8인치 원판시편을 제작한 후 23℃에서 24시간 동안의 수분 흡수율을 측정함.

(2) 장기내열성: ASTM D683에 의거 1/8인치 덤벨 시편을 제작한 후 이를 UL오븐에 넣고 온도를 120℃로 고정하여 450시간 동안 방치된 덤벨시편을 측정속도 50㎜/분으로 하여 그 때의 인장파단신도값을 장기내열성의 평가기준으로 정한다.

(3) 인장파단신도: ASTM D638에 의거하여 1/8인치 덤벨형 시편을 제작 후 인장신도 측정속도를 5㎜/분으로 설정하여 측정함

(4) 생산성: DSC(Differential Scanning Calorimeter)를 이용하여 질소분위기에서 분당 20℃/분의 속도를 유지시켜서, 폴리아미드 6은 200℃의 등온에서 결정화 속도를 측정하고, 폴리아미드 66은 245℃의 등온에서 결정화속도를 측정하여 수지가 결정화되는 시간을 초단위로 표시한 값을 생산성의 평가기준으로 정한다.

(5) 굴곡강도: ASTM D790에 의거하여 1/8인치 시편을 제작하여 측정함.

(6) 충격강도: ASTM D256에 의거하여 1/4인치 시편을 제작하여 상온에서 아이조드 노치(Izod Notched) 충격강도를 측정함.

조성(중량%)		폴리아미드 6	폴리아미드 66	나노클레이	핵제	가소제	내충격제
실시예	1	89.0		1.5	1	3	5
	2	66.0		4	1	3	25
	3	77.0		1.5	1	15	5
	4	54.0		4	1	15	25
	5	89.8		1.5	0.2	3	5
	6	86.0		1.5	4	3	5
	7		89.0	1.5	1	3	5
	8		66.0	4	1	3	25
	9		77.0	1.5	1	15	5
	10		54.0	4	1	15	25
	11		89.8	1.5	0.2	3	5
	12		86.0	1.5	4	3	5
비교예	1	89.0		0	1	10	0
	2	79.0		0	1	10	10
	3	87.0		1.5	1	10	0
	4	69.0		10	1	10	10
	5	44.0		4	1	10	40
	6	87.0		1.5	1	0	10
	7	50.0		4	1	30	10
	8		89.0	0	1	10	0
	9		79.0	0	1	10	10
	10		87.0	1.5	1	10	0
	11		69.0	10	1	10	10
	12		44.0	4	1	10	40
	13		87.0	1.5	1	0	10
	14		50.0	4	4	30	10

본 실시예에서 사용한 수지는 다음과 같은 특성을 가짐.

폴리아미드 66: 상대점도 2.8

폴리아미드 6: 상대점도 3.2

나노클레이: 미국의 써든크레이프로덕트사의 상품명 “Cloisite 93A”

핵제: 탈크, 일신산업 제품

가소제: 설폰아미드계, 유닉텍스케미컬사 제품.

내충격제: EPDM-g-MA. EXXON 제품.

물성		흡수율(%)	장기내열성[인장파단신도(%)]				결정화속도(sec)	굴곡강도(㎏/㎠)	충격강도(㎏㎝/㎝)
물성		흡수율(%)	0hr	150hr	300hr	450hr	결정화속도(sec)	굴곡강도(㎏/㎠)	충격강도(㎏㎝/㎝)
실시예	1	0.77	98	92	84	75	59	645	21.8
	2	0.68	132	121	108	91	71	597	34.3
	3	0.74	90	86	80	74	42	576	24.6
	4	0.71	128	122	114	102	56	603	41.5
	5	0.72	108	101	92	80	62	623	24.4
	6	0.70	96	91	84	74	53	662	18.9
	7	0.57	94	88	81	72	47	658	20.4
	8	0.48	126	116	104	87	58	610	33.5
	9	0.56	87	83	78	72	31	591	23.2
	10	0.53	123	118	110	98	43	614	39.6
	11	0.54	104	97	88	76	52	635	22.6
	12	0.52	92	87	80	71	40	677	17.4
비교예	1	1.80	62	49	34	16	174	844	3.1
	2	1.71	103	88	71	50	218	588	28.9
	3	0.82	89	81	72	62	51	898	2.8
	4	0.55	92	88	82	75	28	873	3.0
	5	0.60	151	120	81	28	110	340	52.2
	6	0.76	98	92	82	72	68	831	26.8
	7	0.68	93	71	58	32	53	366	8.3
	8	1.30	59	46	30	13	158	874	2.9
	9	1.18	98	86	69	48	202	618	27.3
	10	0.63	85	77	69	60	47	921	2.5
	11	0.36	88	84	79	74	26	902	2.6
	12	0.43	148	118	84	34	98	376	49.3
	13	0.62	96	89	80	71	57	855	24.5
	14	0.49	87	68	85	31	45	384	7.7

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 나노클레이를 폴리아미드에 첨가하여 수분흡수율을 낮춤으로써 굴곡강도, 충격강도 및 신도 등의 물성을 동등 이상으로 유지하면서, 종래의 자동차 내·외장용의 유연성을 나타내는 부품에 적용되는 소재보다 장기내열성과 생산성이 월등히 우수하다.

도 1은 본 발명의 나노크레이에 의한 수분 방지 기능을 나타낸 것이다.

Claims

밴드케이블용 폴리아미드 수지조성물에 있어서,

폴리아미드 수지 40∼97.4중량%, 나노클레이 0.5∼5중량%, 핵제 0.1∼5중량%, 가소제 1∼20중량% 및 내충격제 1∼30중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 밴드케이블용 폴리아미드 수지조성물.
제1항에 있어서, 상기 폴리아미드 수지는 흡수율 0.3∼0.9%, 장기내열성 70%이상, 생산성 80초이하, 굴곡강도 450∼750㎏/㎠, 충격강도 15∼50㎏㎝/㎝ 및 상대점도 2.5∼3.5인 나일론 6 수지 또는 흡수율 0.3∼0.9%, 장기내열성 70%이상, 생산성 80초이하, 굴곡강도 500∼750㎏/㎠, 충격강도 15∼50㎏㎝/㎝ 및 상대점도 2.5∼3.5인 나일론 66수지인 것을 특징으로 하는 밴드케이블용 폴리아미드 수지조성물.
제1항에 있어서, 상기 나노클레이는 알킬 암모늄 할라이드류의 유기화제로 표면이 개질된 것임을 특징으로 하는 밴드케이블용 폴리아미드 수지조성물.
제1항에 있어서, 상기 핵제는 무기계인 화학식 [3MgO₄SiO₂H₂O]의 화학조성인 함수규산 마그네슘 광물, 유기계인 비스(p-메틸 벤질리덴)솔비톨 핵제, 디벤질리덴솔비톨 핵제, 소디움 비스(p-제3급부틸페닐)포스페이트 핵제, 알루미늄 하이드록시 디(p-제3급부틸벤조에이트) 핵제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 밴드케이블용 폴리아미드 수지조성물.
제1항에 있어서, 상기 가소제는 락탐계 가소제, 설폰아미드계 가소제, 트리멜리테이트 가소제, 프탈레이트 가소제, 아디페이트 가소제, 글리콜레이트 가소제로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 밴드케이블용 폴리아미드 수지조성물.
제1항에 있어서, 내충격제는 말레익안하이드라이드가 그라프팅된 에틸렌프로필렌디엔모노머고무(EPDM-g-MA), 말레익안하이드라이드가 그라프팅된 에스이비에스고무(SEBS-g-MA), 말레익안하이드라이드가 그라프팅된에틸렌프로필렌고무(EPR-g-MA), 말레익안하이드라이드가 그라프팅된 에틸렌옥텐고무(EOC-g-MA), 말레익안하이드라이드가 그라프팅된 올-아크릴릭 코어셀(All-acrylic core-cell)형 고무, 말레익안하이드라이드가 공중합된 에틸렌올-아크릴레이트 삼원공중합체인 코어셀형 고무로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 밴드케이블용 폴리아미드 수지조성물.