KR20100009421A - 자동차 배터리 케이스용 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를이용한 고단열성 자동차 배터리 케이스 - Google Patents

자동차 배터리 케이스용 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를이용한 고단열성 자동차 배터리 케이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 배터리 케이스용 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 이용한 고단열성 배터리 케이스 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 설명을 하면, 폴리프로필렌 레진 프리믹스 및 무기충진제를 포함하는 자동차 배터리 케이스용 폴리프로필렌 수지 조성물 및 상기 폴리프로필렌 수지를 초미세 발포 공법으로 성형하여 폴리프로필렌 성형품 구조 내에 기공을 도입함으로써, 배터리 케이스의 경량화 및 단열성이 향상시켰으며, 최적의 조성비 및 첨가제 도입을 통하여 기공 도입에 따른 물성 저하를 극복한 폴리프로필렌 배터리 케이스에 관한 것이다.
초미세 발포, 배터리 케이스, 폴리프로필렌

Description

자동차 배터리 케이스용 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 이용한 고단열성 자동차 배터리 케이스{Polypropylene resin composition for automobile battery case and High thermal insulative automobile polypropylene battery Case using thereof high thermal insulation}
본 발명은 폴리프로필렌 레진 프리믹스 및 무기충진제를 포함하는 자동차 배터리 케이스용 폴리프로필렌 수지 조성물 및 상기 폴리프로필렌 수지를 초미세 발포 공법으로 성형하여 폴리프로필렌 성형품 구조 내에 기공을 도입함으로써, 자동차 배터리 케이스의 경량화 및 단열성이 향상시켰으며, 최적의 조성비 및 첨가제 도입을 통하여 기공 도입에 따른 물성 저하를 극복한 폴리프로필렌 배터리 케이스에 관한 것이다.
배터리는 자동차의 엔진룸에 장착되어 엔진룸에서 발생하는 열을 직접적으로 받는 부품 중 하나로써, 엔진룸에서 발생된 열을 얼마나 잘 차단하는가는 배터리의 수명 증가와 배터리에서 발생되는 자동차 품질문제 감소에 직접적인 영향을 미친 다. 따라서, 지금까지 엔진룸에서 발생되는 열을 차단하기 위해 많은 노력을 해왔고, 현재는 배터리 케이스 외부에 단열재 커버를 씌워 열을 차단하고 있다.
배터리 커버 소재로 글라스 울, 미네랄 울과 같은 무기 재료와 레진 펠트, 우레탄 폼, 폴리프로필렌 폼, 폴리스타일렌 폼 등과 같은 유기 재료가 사용되고 있으며, 이들 중 열전도도가 낮고 불에 타지 않아 화재의 위험이 없는 글라스 울이 가장 많이 사용되고 있다. 하지만 글라스 울은 소재가 매우 고가일 뿐만 아니라, 유기재료를 이용한 폼에 비해 밀도도 매우 높아 무거운 문제가 있으며, 원소재 가공 및 부품 성형시 발생하는 글라스 울 먼지는 인체에 매우 해롭다. 이러한 단점에도 불구하고, 단열성과 가격 경쟁력을 모두 만족시키는 자동차 엔진룸에 장착되는 배터리 케이스 커버용 소재가 없기 때문에 글라스 울이 배터리 케이스 커버용 소재로 계속 사용되고 있는 현실이다.
초미세 발포 공법은 고분자재료 내부에 미세한 크기의 기포(5 ~ 50㎛)를 생성하여 제품을 성형하는 기술로써, 초임계 유체를 사용하는 물리적 프로세스이며, 친환경적인 공법으로 화학적인 발포 공법과는 대별된다. 이는 사출 성형시 실린더 중간에 초임계유체 상태의 질소나 이산화탄소 가스를 주입할 수 있는 주입구를 설계, 부착하여 성형시 조성물에 고압의 액화가스를 혼입하여 단층 구조로 만든 다음, 금형에 조성물과 같이 투입하게 되면 압력이 급격하게 감소하면서, 가스는 핵이 형성시키면서 마이크로 수준의 미세한 기공을 만들어내게 되고, 조성물 내에 미세한 셀(cell)을 형성시켜, 사출성형을 하는 공법을 말한다.
초미세 공법으로 성형할 경우, 최종제품 내부에 미세한 기공이 형성되어 제 품이 가볍고 휨이나 변형 등에 양호하나, 기계적 물성이 기존의 솔리드 성형품에 비해 떨어지고 물성을 보완하기 위해 탈크(Talc)나 미네랄, 유리섬유 등과 같은 충진제를 사용할 경우 표면 불량이 발생하는 문제점이 있다.
자동차 업계에서는 위와 같은 기존 배터리 케이스의 문제점을 극복한 높은 단열성을 갖으면서도 경량화된 새로운 배터리 케이스의 개발이 요구되고 있다.
이에, 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과, 초미세 발포 공법을 이용하여 폴리프로필렌 배터리 케이스 내부에 기공을 생성하는 방법을 안출하게 되었고, 이를 이용하여 기존 자동차 배터리 케이스의 소재인 글라스 울과 비교하여 단열성이 거의 동등하면서도 솔리드형 배터리 케이스와 동등수준의 기계적 물성을 갖는 자동차 폴리프로필렌 배터리 케이스를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 자동차 배터리 케이스용 폴리프로필렌 수지 조성물은 폴리프로필렌 레진 프리믹스 75 ~ 94 중량%, 무기충진제 5 ~ 23 중량% 및 내열안정제 0.5 ~ 2 중량%를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 자동차 배터리 케이스용 폴리프로필렌 수지 조성물을 포함하는 고단열성 자동차 배터리 케이스에 관한 것이다.
앞서 소개한 본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물로 제조한 자동차 배터리 케이스는 매우 가벼울 뿐만 아니라, 단열성이 우수하면서도 기존의 솔리드형 배터리 케이스와 거의 동등수준의 기계적 물성을 갖고 있다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 자동차 배터리 케이스용 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 수지 조성물에 관한 것으로서, 상기 PP 수지 조성물은
폴리프로필렌 레진 프리믹스 75 ~ 94 중량%, 무기충진제 5 ~ 23 중량% 및 내열안정제 0.5 ~ 2 중량%를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 PP 수지 조성물은
페놀계 산화방지제, 에폭시계 안정화제 및 황계 안정화제 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 PP 수지 조성물의 조성물질 중 하나인 상기 폴리프로필렌 레진 프리믹스는 75 ~ 94 중량%를 사용할 수 있는데, 여기서 상기 폴리프로필렌 레진 프리믹스가 75 중량% 미만이면 상대적으로 무기 충전제의 함량이 과다하여 비중이 향상되고 충격성이 감소하는 문제가 발생할 수 있고, 94 중량% 초과시 다른 조성물질들의 사용량이 상대적으로 부족하여 이로 인한 기계적 물성이 감소하는 문제가 발생할 수 있다.
그리고 상기 무기충진제는 5 ~ 23 중량% 사용할 수 있는데, 여기서 상기 무기충진제가 PP 수지 조성물 전체 중량에 대하여 5 중량% 미만이면, 배터리 케이스의 강성 및 치수안정성이 좋지 않은 문제가 발생할 수 있고, 23 중량% 초과시 배터리 케이스의 저온충격강도가 취약해지는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물질 중 하나인 상기 내열안정제는 0.5 ~ 2 중량%를 사 용할 수 있는데, 폴리프로필렌 레진 프리믹스 전체 중량에 대하여 상기 내열안정제가 0.5 중량% 미만이면 배터리 케이스의 열안정효과가 거의 없으며, 2 중량% 초과시 비경제적인 문제가 발생한다.
본 발명의 상기 PP 수지 조성물을 조성물질들에 대하여 아래에서 더욱 상세하게 설명을 하겠다.
[폴리프로필렌]
본 발명의 조성물질 중 하나인 상기 폴리프로필렌 레진 프리믹스는
메틸기가 규칙적으로 배치된 아이소태틱 인덱스(isotatic index) 90 ~ 98% 인 프로필렌 호모폴리머; 및
프로필렌 단량체 80 ~ 90 몰%와 탄소수 2 ~ 10을 갖는 알킨(alkene) 10 ~ 20 몰%의 혼합물;을 공중합시킨 블록코폴리머 및 랜덤코폴리머 중에서 선택된 단종 또는 2 종을 함유하는 폴리프로필렌 코폴리머 90 ~ 99 중량% 및 에틸렌-프로필렌-고무(ethylene-propylene-rubber, EPR) 1 ~ 10 중량%를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
상기 프로필렌 호모폴리머는 메틸기가 규칙적으로 배치된 아이소태틱 인덱스가 90 ~ 98%, 더욱 바람직하게는 92 ~ 98%인 것을 사용할 수 있는데, 여기서 상기 아이소태틱 인덱스가 90% 미만인 것을 사용하면 결정화도가 감소되어 기계적 물성이 감소하는 문제가 발생할 수 있고, 98% 초과하는 것을 사용하면 용융점이 상승하여 성형이 어려운 문제가 발생할 수 있기 때문에 상기 범위 내의 아이소태틱 인덴스를 갖는 프로필렌 호모폴리머를 사용하는 것이 좋다.
상기 혼합물은 프로필렌 단량체를 80 ~ 90 몰% 함유하고 있는데, 여기서, 프로필렌 단량체가 80 몰% 미만시 상대적으로 고무 함량이 증가하여 기계적 물성이 감소 하는 문제가 발생할 수 있고, 90 몰% 초과시 결정화도가 증가하여 수축이 과다하게 발생하는 문제가 발생할 수 있으므로 상기 범위 내의 몰%가 되도록 프로필렌 단량체를 사용하는 것이 좋다.
상기 탄소수 2 ~ 10을 갖는 알킨(alkene)은 직쇄형 또는 분쇄형 알킨으로서, 예를 들면, 에틸렌, 부틸렌, 헥센 등을 말한다. 상기 알킨은 탄소수 2 ~ 10을 갖는 것이 좋은데, 탄소수 10 초과하는 알킨을 사용하면 사슬의 유연성이 과도하게 발생하여 기계적 물성을 감소시키는 문제가 발생할 수 있으므로, 상기 범위 내의 알킨을 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 폴리프로필렌 레진 프리믹스는 프로필렌 호모폴리머와 상기 혼합물을 공중합시킨 폴리프로필렌 공중합체를 90 ~ 99 중량%를 포함하는데, 여기서, 상기 폴리프로필렌 공중합체가 90 중량% 미만이면 상대적으로 EPR 함량이 증가하여 기계적 물성이 감소하는 문제가 발생할 수 있고, 99 중량% 초과시 상대적으로 EPR의 사용량이 감소하여 충격성이 감소하는 문제가 발생하므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
또한, 상기 폴리프로필렌 코폴리머는 평균분자량이 15000 ~ 40000 인 것을 사용할 수 있는데, 이때, 상기 폴리프로필렌 코폴리머의 평균분자량이 15000 미만이면 경정화도 감소로 인해 내열성을 포함한 기계적 물성이감소하는 문제가 발생할 수 있고, 평균분자량이 40000 초과시 과도하게 수축이 발생하는 문제가 발생할 수 있다.
그리고 폴리프로필렌 레진 프리믹스는 상기 에틸렌-프로필렌-고무(ethylene-propylene-rubber, EPR)를 1 ~ 10 중량%를 포함하는데, 여기서, 상기 EPR이 1 중량% 미만이면 배터리 케이스의 기계적 충격성이 감소하는 문제가 있으며, 10 중량% 초과시 기계적 물성이 감소 하는 문제가 발생할 수 있는 바, 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
[무기충진제]
본 발명에서는 강성 보강을 위해 무기충진제를 사용하며, 구체적으로는 함량 증가에 따른 수지 조성물의 강성의 증가가 뚜렷한 탈크(talc) 및 유리섬유 중에서 선택된 단종 또는 2 종을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 탈크는 평균입경 1 ∼ 30 ㎛, 바람직하게는 5 ∼ 10 ㎛의 탈크를 사용하는 것이 좋은데, 탈크의 평균입경이 1 ㎛ 미만이면 충전제의 역할을 충분히 하지 못하는 문제가 발생할 수 있고, 30 ㎛ 초과시 분산에 문제가 되어 표면 외관을 저하 시키는 문제가 발생할 수 있기 때문에 상기 범위의 평균입경을 갖는 탈크를 사용하는 것이 좋다.
상기 유리섬유는 통상으로 사용되는 유리 섬유로써, 흔히 "G" 또는 "K"그라스(Glass)로 통용되는 촙(Chop)상 또는 섬유상의 유리 섬유를 사용할 수 있다. 상기 유리섬유의 주성분은 산화칼슘(CaO), 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3) 이며, 산화칼슘(CaO)가 10 ~ 30 중량%, SiO2가 50 ~ 75 중량% 및 Al2O3가 2 ~ 20 중량%로 구성되는 것을 사용한다. 특히, 상기 유리섬유로서 최종 조성물과의 계면접착력을 위해 유리 섬유 표면에 실란(Silane)으로 커플링(Coupling) 처리된 것을 사용할 수 있다. 이러한 실란으로 표면이 커플링 처리된 유리섬유는 평균직경이 10 ~ 13 ㎛, 길이가 3 ~ 3.5 mm 것을 사용할 수 있다. 여기서, 상기 유리섬유의 평균직경이 10 ㎛ 미만이면 기계적 보강 효과가 저하하는 문제가 발생할 수 있고, 13 ㎛ 이상이면 수지와 충분히 혼합되지 않는 문제가 발생할 수 있으며, 상기 유리섬유의 길이가 3 mm 미만이면 치수안정성 저하가 발생할 수 있고, 3.5 mm 초과시 펠렛 제조시 형태가 파괴되어 물성을 저하 하는 문제가 발생할 수 있기 때문에 상기 범위 내의 것을 사용하는 것이 좋다.
[내열첨가제]
본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물의 조성물질 중 하나인 상기 내열첨가제는 엔진룸에서 발생되는 열에 의한 배터리 케이스의 열해 및 변색, 변형 등을 방지하기 위하여 사용되며, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에서 첨가된다.
상기 내열첨가제는 디페닐 노닐 포스페이트, 트리스(2,4-디-t-부틸 페닐)포스파이트, 디페닐 모노(트리 데실)포스파이트, 페닐 디(트리 데실)포스파이트, 페닐-비스페놀A 펜타에리트리톨 디 포스파이트, 테트라 페닐 디 프로필렌 및 글리콜 디 포스파이트 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 폴리프로피렌 수지 조성물은 단열성을 요구하는 자동차 배터리 케이스, 정크션 박스등의 재료로 사용할 수 있다.
이하에서는 앞서 설명한 본 발명의 PP 수지 조성물을 이용하여 고단열성 배터리 케이스를 제조하는 방법을 설명하겠다.
본 발명의 고단열성 배터리 케이스를 제조하는 방법은
폴리프로필렌 수지 조성물을 190 ~ 220 ℃에서 압출기를 이용하여 팰럿(pallet)상의 폴리프로필렌 수지 조성물로 제조하는 단계; 및
상기 팰럿상의 폴리프로필렌 수지 조성물을 190 ~ 230 ℃의 온도조건에서 초미세 발포 공법으로 폴리프로피렌 성형품을 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이를 더욱 상세하게 설명을 하면,
상기 제조방법은 수지의 용융 컴파운딩 공법과 초미세 발포 공법의 연속 공정으로서, 배럴(barrel)에서 초임계 유체를 주입할 수 있도록 특수하게 제작된 사출기를 사용하는데, 먼저 압출기로 190 ~ 220 ℃의 온도범위에서 압출한 후 냉각, 고화하여 얻은 펠렛상의 PP 수지 조성물을 실린더 온도 200 ~ 230℃로 셋팅된 사출기에 계량하면서, 배럴의 일정 위치에서 초임계 유체(N2 또는 CO2)를 2 ~ 4초간 흘러 보낸다. 이때, 사출기의 높은 압력으로 인해 초임계 유체가 수지에 용융되어 들어가고 이러한 혼합물이 스크루를 빠져나와 금형에 도달하는 순간 급격히 낮 아진 압력에 의해 용해도가 낮아져 기체가 PP 성형품 내에서 핵을 생성 하여 성형품 내 균일한 기포를 생성하게 된다. 이때 사출 온도는 200 ~ 230℃가 바람직하며 200℃ 미만에서는 폴리프로필렌이 충분히 용융되지 않아 균일하게 섞이지 않으며, 230℃ 초과할 경우에는 폴리프로필렌의 사슬절단이 가속화되어 균일하게 섞이지 않는다. 또한 초임계 유체 오픈(open) 시간은 2 ~ 4초가 바람직하며, 2초 미만에서는 성형품 내 미세기공이 거의 발생하지 않고, 4초를 초과할 경우 과다한 기공이 형성하여 최종 성형품의 물성이 급격이 감소하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 폴리프로필렌 레진 프리믹스 75 ~ 94 중량%, 무기충진제 5 ~ 23 중량% 및 내열안정제 0.5 ~ 2 중량%를 포함하고 있으며, 이들 조성물질들은 앞서 설명한 바와 동일히다.
이하에서는 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 자세하게 설명을 하겠다. 그러나, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
고단열성 자동차 배터리 케이스의 제조
실시예 1 ~ 5
다음 표 1에 나타난 구성성분을 각 조성물에 맞게 혼합한 후, 혼합물을 아래와 같은 조건으로 초미세 발포 성형을 하였고, 무게저감율에 따른 단열성의 차이를 알아보기 위해 무게저감율(기공도입율)을 달리하여 고단열성 자동차 배터리 케이스 를 제조하였다.
하기 표 1에 있어서, (1) 폴리프로필렌 레진 프리믹스(PP 레진 프리믹스)는 메틸기가 규칙적으로 배치된 아이소태틱 인덱스(isotatic index) 95%인 PP 호모폴리머 및 PP 단량체 87 몰%와 부텐 13 몰%의 혼합물을 공중합시킨 블록 공중합체(평균분자량: 30,000 g/mol) 94 중량% 및 에틸렌-프로필렌 고무(EPR) 6 중량%를 포함하고 있는 것을 사용하였으며, (2) 탈크는 평균입경 7 ~ 8 ㎛이며, 유리섬유는 산화칼슘(CaO) 19중량%, 이산화규소(SiO2) 70중량% 및 산화알루미늄(Al2O3) 11중량%로 구성된 것을 사용하였다.
또한, 하기 표 1의 조성을 갖는 폴리프로필렌 수지 조성물을 사용하여 자동차 배터리 케이스를 제조하는 조건은 아래와 같다.
① 무게 저감율(기공도입율): 10 ~ 15% ② 실린더온도: 200 ~ 230 ℃ ③ 금형온도: 80 ℃ ④ 사출시간: 18초 ⑤ 초임계 유체 오픈 시간: 2 ~ 4 초 ⑥ 초미세 발포 공법시 사용 기체 : 질소(N2)
그리고 실시예 1에서 제조한 고단열성 자동차 배터리 케이스의 단면을 촬영한 SEM 사진은 도 1에 나타내었다.
비교예 1 ~ 2
실시예 1과 동일한 방법으로 자동차 배터리 케이스를 제조하되, 비교예 1 ~ 2는 초미세 공법을 적용하지 않고 일반 사출 방법으로 제조하였으며, 비교예 3 ~ 4 은 초미세 공법을 적용하되, 비교예 3은 아이소태틱 인덱스가 80 %인 프로필렌 호모폴리머를 사용하였으며, 비교예 4는 EPR을 사용하지 않고, 폴리프로필렌 레진프리믹스를 100 중량% 사용하였다.
구 분(중량%) 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
PP 레진 프리믹스 90 90 80 77 84 90 90 90 90
무기충진제 탈크 9.5 9.5 19.5 22 - 9.5 9.5 9.5 9.5
유리섬유 - - - - 15 - - - -
내열첨가제 디페닐노닐 포스페이트 0.5 0.5 0.5 1 1 0.5 0.5 0.5 0.5
무게 저감율 10% 15% 15% 12% 12% - - 10% 10%
초임계유체 시간 2초 4초 4초 3초 3초 - - 2초 4초
실험예
물성측정실험
상기 실시예 1 ~ 5 및 비교예 1 ~ 2에서 제조한 자동차 배터리 케이스의 물성측정실험을 하였다. 이때, 시험편의 물성은 각 시험별로 5개의 시편에 대하여 평가한 후, 그 평균값을 취하였으며, 측정방법은 하기 표 2에 나타내었으며, 측정결과는 하기 표 3과 같다.
구 분 실험방법 및 실험조건
열전도성 측정실험 ASTM E1530.
인장강도 측정실험 ASTM D638의 TYPE1, 시험속도는 50mm/min.
굴곡탄성율 측정실험 ASTM D790, 1/4인치 두께 시편을 사용.
충격강도 측정실험 ASTM D256, 1/4인치 두께 시편을 사용.
비중 측정 ASTM D792.
구분 열전도율 (W/mk) 인장강도 (MPa) 굴곡탄성율 (MPa) 충격강도 (kgf·cm/cm) 비중
실시예1 0.23 49 4013 6.5 0.95
실시예2 0.19 37 3795 6 0.89
실시예3 0.18 47 4219 5.1 0.91
실시예4 0.18 48 4127 6.2 0.94
실시예5 0.17 45 3989 5.8 0.92
비교예1 0.27 60 4136 8 1.103
비교예2 0.25 68 4720 6 1.142
비교예3 0.22 41 3520 4.2 0.982
비교예4 0.21 33 4504 3.8 1.025
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 초미세 발포 공법을 통해 구조 내 10 ~ 15% 기공을 도입할 경우 열전도도가 감소하여 단열성이 기존 자동차 배터리 케이스 대비 약 15 ~ 28 % 향상되고 비중 또한 감소하여 13 ~ 20 %의 중량절감 효과를 얻을 수 있다. 특히, 실시예 1과 2의 값을 비교해 볼 때 부품 내 기공의 도입은 인장강도, 굴곡 탄성율, 충격강도 등의 기계적 물성을 저하시키지만, 이는 탈크와 같은 무기충진제 사용을 통해 이를 극복할 수 있고, 이는 실시예 2와 3의 물성측정결과값의 비교를 통해 확인할 수 있다. 이때, 실시예 2와 3은 무게 저감율을 동일하게 하여 성형 하였음에도 실시예 3의 열전도도 값이 더 작은 이유는 수지에 첨가된 탈크가 배터리 캐이스 내에 열전달을 차단하기 때문이다. 또한, 아이소태틱 인덱스가 80% 미만인 비교예 3의 경우 전체적인 기계적 물성이 실시예 1 ~ 5 보다 낮은 것을 확인할 수 있었으며, EP R을 첨가하지 않은 비교예 4의 경우, 충격강도가 매우 낮은 것을 확인할 수 있는데, 이를 통하여 본 발명이 제시하는 메틸기가 규칙적으로 배치된 아이소태틱 인덱스 90 ~ 98%를 갖는 프로필렌 호모폴리머를 사용하고 EPR을 사용하는 것이 기계적 물성의 향상에 도움을 준다는 것을 알 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물 및 초미세 발포 공법을 도입하여 제조한 자동차 배터리 캐이스는 기존에 솔리드 폴리프로필렌 배터리 케이스에 글라스 울과 같은 단열 배터리 커버를 사용하던 기존 시스템에서 배터리 커버를 삭제하여 케이스 단독으로 사용해도 기존 시스템에 상응하는 단열성을 얻을 수 있고, 단열성이 많이 요구될 경우 단열성은 우수하지만 고가이며 인체에 해로운 글라스 울을 대신 단열성은 조금 떨어지지만 저가인 레진 펠트나 PP 발포 폼 등으로 대체하여 성능은 동등수준으로 유지하면서 50% 이상의 원가절감 효과를 얻을 수 있다. 또한 기존 솔리드 배터리 케이스 대비 최대 15% 이상의 중량 절감 효과가 있으며 배터리 커버를 삭제할 경우 약 30% 이상의 중량절감 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 폴리프로피렌 수지 조성물은 단열성을 요구하는 자동차 배터리 케이스, 정크션 박스 등의 재료로 사용할 수 있다.
도 1은 실시예 1에서 제조한 고단열성 자동차 배터리 케이스의 단면을 촬영한 SEM 사진이다.

Claims (5)

  1. 폴리프로필렌 레진 프리믹스 75 ~ 94 중량%, 무기충진제 5 ~ 23 중량% 및 내열안정제 0.5 ~ 2 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 배터리 케이스용 폴리프로필렌 수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 레진 프리믹스는
    메틸기가 규칙적으로 배치된 아이소태틱 인덱스(isotatic index) 90 ~ 98% 인 프로필렌 호모폴리머; 및
    프로필렌 단량체 80 ~ 90 몰%와 탄소수 2 ~ 10을 갖는 알킨(alkene) 10 ~ 20 몰%의 혼합물;을 공중합시킨 블록코폴리머 및 랜덤코폴리머 중에서 선택된 단종 또는 2 종을 함유하는 폴리프로필렌 코폴리머 90 ~ 99 중량% 및 에틸렌-프로필렌-고무(ethylene-propylene-rubber) 1 ~ 10 중량%를 포함하는 것을 그 특징으로 하는 자동차 배터리 케이스용 폴리프로필렌 수지 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 무기충진제는 평균입경 1 ∼ 30 ㎛인 탈크 및 유리섬유 중에서 선택된 단종 또는 2 종인 것을 특징으로 하는 자동차 배터리 케이스용 폴리프로필렌 수지 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 유리섬유는 산화칼슘(CaO) 10 ~ 30중량%, 이산화규소(SiO2) 50 ~ 75중량% 및 산화알루미늄(Al2O3) 2 ~ 20중량% 포함하고 있으며, 평균직경 10 ~ 13 ㎛, 길이 3 ~ 3.5 mm 인 것을 특징으로 하는 자동차 배터리 케이스용 폴리프로필렌 수지 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중에서 선택된 어느 한 항의 상기 폴리프로필렌 수지 조성물을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 고단열성 자동차 배터리 케이스.
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