KR20100025643A - 내스크래치성 및 광택도가 우수한 열가소성 ａｂｓ 수지 조성물 - Google Patents

내스크래치성 및 광택도가 우수한 열가소성 ａｂｓ 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (a)공액디엔계 고무질중합체에 메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물, 방향족 비닐 화합물 및 비닐 시안 화합물이 그라프트된 그라프트 공중합체 12 내지 24 중량%; (b)메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물, 방향족 비닐 화합물 및 비닐 시안 화합물의 아크릴계 수지 40 내지 88 중량%; (c)메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물의 중합체 0 내지 40 중량%;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 ABS 수지 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 열가소성 ABS 수지 조성물은 내스크래치성 및 광택도가 우수한 것이 특징이며 더욱 상세하게는 높은 표면경도를 가지며 도장공정을 거치지 않고 LCD TV, AUDIO 및 VIDEO의 하우징 용도로 사용되기에 적합한 열가소성 ABS 수지 조성물이다.
열가소성 수지, 무도장 수지, 내스크래치성, 광택도, 고경도 수지

Description

내스크래치성 및 광택도가 우수한 열가소성 ＡＢＳ 수지 조성물{Thermoplastic resin composition with excellent scratch resistance and gloss}
본 발명은 내스크래치성 및 광택도가 우수한 열가소성 ABS 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사출성형 후 도장 및 도금 처리를 하지 않고 바로 제품화할 수 있는 열가소성 ABS 수지 조성물 및 제조 방법에 관한 것이다.
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌으로 구성된 ABS 수지는 기능성 및 범용성을 겸비하고 있는 대표적인 수지로서 충격강도, 인장강도, 탄성률, 난연성 등 우수한 성질을 구비하고 있어 자동차 부품, 각종 전기/전자 부품 등의 용도로 광범위하게 활용되고 있다. 다만, ABS 수지는 일정 시간 이상 자외선에 노출되면 충격보강용으로 사용된 부타디엔 고무의 이중결합이 공기중의 산소, 오존, 빛 등에 의해 분해되면서 변색이 일어나기 쉽기 때문에 내후성 면에서 취약하다는 단점을 가지고 있고 이에 따라 외관 품질이 떨어지며 강도도 많이 약해져 쉽게 부서질 가능성이 있다는 문제가 있다. 이 때문에 많은 경우 도장 공정을 통해 이러한 ABS 수지의 단점을 보 완하고 외관 품질을 향상시키는 노력을 하고 있다. 특히 가전제품과 같은 경우에는 가전제품 자체의 기능뿐 아니라 인테리어 소품과 같은 기능도 요구하는 경향이 생겨 외관품질에 대한 요구가 커지고 있다. 하지만, 외관품질을 올리기 위해 적용되는 도장이나 도금 공정은 친환경적이 아니고 제품 폐기 시 recycling할 수 없는 단점을 가지고 있으며 최근 EU에서 발의한 전기 및 전자 폐기물 지침에(WEEE) 따라 규제를 받게 되어 지양해야 할 공정이라 생각된다. 이런 의미에서 전기 및 전자 제품뿐 아니라 자동차 분야 등에도 도장공정을 배제하는 수지 조성물이나 내후성을 보강한 수지 조성물에 대한 개발이 활발하다. 또한 도장 공정을 제거하기 위해서는 수지의 내스크래치성을 올려야 함과 동시에 광택도가 개선되어야 한다.
대한민국특허 10-2008-0061927호에서는 투명성 및 내충격성을 향상시키면서 우수한 표면 특성을 보이는 충격보강제 및 그를 이용한 메타크릴레이트계 수지 조성물에 대한 내용을 개시하고 있다. 하지만 본 특허는 충격보강제의 제조가 주 내용이며 사용되는 MATRIX수지가 PMMA이기 때문에 가공성 및 내 충격성이 낮은 단점이 있다. 대한민국특허 10-2008-0062083호에서는 고분자 수지내에 무기입자를 첨가하여 내마모성 및 강성 등의 물성을 올릴 수 있는 수지조성물 및 그의 제조방법에 관해 개시하고 있다. 하지만 본 특허도 PMMA 사용으로 유동성이 낮으며 무기입자 첨가로 인해 충격강도 및 광택도가 저하될 수 있는 단점을 가지고 있다.
따라서, 내스크래치성 및 광택도가 우수하고 도장 공정을 배제할 수 있는 수지 조성물과 그의 제조방법이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 것으로, 내스크래치성 및 광택도가 우수한 열가소성 ABS 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
(a)공액디엔계 고무질중합체에 메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물, 방향족 비닐 화합물 및 비닐 시안 화합물이 그라프트된 그라프트 공중합체(이하 그라프트 공중합체) 12 내지 24 중량%;
(b)메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물, 방향족 비닐 화합물 및 비닐 시안 화합물의 아크릴계 수지(이하 아크릴계 수지) 40 내지 88 중량%;
(c) 메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물의 중합체(이하 PMMA수지) 0 내지 40 중량%;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 ABS 수지 조성물을 제공한다.
본 발명은 내스크래치성 및 광택도가 우수한 열가소성 ABS 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 높은 표면경도를 가지며 도장공정을 거치지 않고 LCD TV, AUDIO 및 VIDEO의 하우징 용도로 사용되기에 적합한 열가소성 ABS 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 열가소성 ABS 수지 조성물은 내스크래치성 및 광택도가 우수하여 도장을 하지 않고 제품화할 수 있으며 경제적이며 recycle이 가능한 장점이 있다. 이상에서 본 발명의 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 열가소성 ABS 수지 조성물에 관하여 상기 (a) 내지 (c) 성분 각각을 나누어서 상세하게 설명한다.
(a) 그라프트 공중합체
본 발명에서 그라프트 공중합체는 공액디엔계 고무질중합체에 메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물, 방향족 비닐 화합물 및 비닐 시안 화합물을 그라프트 중합하여 제조한다.
상기 그라프트 공중합체의 제조에 사용되는 공액디엔계 고무질중합체의 입경 및 겔 함량은 수지의 충격강도 및 가공성 등에 매우 큰 영향을 미친다. 즉, 일반적으로 고무질 중합체의 입경이 작을수록 충격강도 및 가공성이 떨어지고 입경이 클수록 충격강도가 커지며, 겔 함량이 작을수록 고무질 중합체의 내부에 단량체가 많 이 팽윤되어 중합이 일어날 수 있으므로 겉보기 입경이 커지게 되어 충격강도가 향상된다. 그러나 고무질 중합체의 함량이 많고 입경이 클수록 그라프트율이 떨어진다는 문제가 있다. 그라프트율은 그라프트 공중합체의 물성에 크게 영향을 미치는데 그라프트율이 떨어지면 그라프트되지 않은 고무질 중합체가 많이 존재하므로 열안정성이 좋지 않게 된다.
따라서, 적절한 입경 및 겔 함량을 갖는 공액디엔계 고무질중합체를 제조하는 것이 중요하며, 상기 공액디엔계 고무질중합체에 방향족 비닐 화합물 및 비닐 시안 화합물을 그라프트시킬 때 적절한 그라프트율을 갖도록 하는 것이 중요하다.
상기 공액디엔계 고무질중합체는 평균입경이 800 내지 3500Å이고, 겔함량이 50 내지 95%이며, 팽윤지수가 10 내지 20인 것이 바람직하다.
상기 공액디엔계 고무질공중합체는 40 내지 60 중량%로 사용하는 것이 바람직하며 상기 함량으로 사용하는 경우에는 충격강도 및 내스크래치성 및 광택도가 우수한 효과가 있다.
또한, 상기 메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물은 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 메틸에타크릴레이트 및 에틸에타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 메틸메타크릴레이트이다.
상기 메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물은 25 내지 45 중량%로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 함량으로 사용하는 경우에는 착색성 및 내스크래치성이 우수한 효과가 있다.
또한, 상기 방향족 비닐 화합물은 스티렌, α-메틸 스티렌, 파라-메틸 스티렌, 벤젠 핵의 하나 이상의 수소가 C1 내지 C5의 알킬기 또는 할로겐으로 선택적으로 치환된 스티렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 스티렌이다.
상기 방향족 비닐 화합물은 10 내지 30 중량%로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 함량으로 사용하는 경우에는 가공성이 우수한 효과가 있다.
또한, 상기 비닐 시안 화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 및 에타크릴로니트릴로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 아크릴로니트릴이다.
상기 비닐 시안 화합물은 1 내지 10 중량%로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 함량으로 사용하는 경우에는 충격강도 및 색상이 우수한 효과가 있다.
전체 반응 혼합물에 대하여 공액디엔계 고무질중합체 40 내지 60 중량%, 메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물 25 내지 45 중량%, 방향족 비닐 화합물 10 내지 30 중량% 및 비닐 시안 화합물 1 내지 10 중량%를 사용하여 그라프트 공중합체를 제조하는 것이 바람직하다.
상기 그라프트 공중합체는 본 발명의 열가소성 ABS 수지 조성물에 대하여 12 내지 24 중량%인 것이 바람직하다. 상기 그라프트 공중합체가 12중량% 미만으로 사용되면 충격 강도가 현저히 저하되는 문제가 있고, 24 중량%를 초과하면 수지의 유동성이 좋지 않아 가공성에 문제가 생기며 착색성 및 내스크래치성이 떨어져 바람 직하지 않다.
(b) 아크릴계 수지
본 발명에 따른 아크릴계 수지는 메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물, 방향족 비닐 화합물 및 비닐 시안 화합물을 괴상 중합하여 제조할 수 있다.
상기 중합체 사용되는 반응 혼합물의 조성비는 메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물 40 내지 70 중량%, 방향족 비닐 화합물 10 내지 30중량%, 비닐 시안 화합물 3 내지 30 중량%인 것이 바람직하다.
상기 메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물은 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 메틸에타크릴레이트 및 에틸에타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 메틸메타크릴레이트이다. 상기 메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물의 사용량은 전체 반응 혼합물에 대하여 40 내지 70 중량%인 것이 바람직하다. 그 사용량이 40 중량% 미만인 경우에는 굴절률이 커지고 헤이즈(haze)가 증가하는 문제가 있고, 70 중량%를 초과하는 경우에는 반응물의 점도가 급격히 증가하여 중합이 일정하게 진행되지 않는 문제가 있어 바람직하지 않다.
또한, 상기 방향족 비닐 화합물은 스티렌, α-메틸 스티렌, 파라-메틸 스티렌, 벤젠 핵의 하나 이상의 수소가 C1 내지 C5의 알킬기 또는 할로겐으로 선택적으 로 치환된 스티렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 스티렌이다. 상기 방향족 비닐 화합물의 사용량은 전체 반응 혼합물에 대하여 10 내지 30 중량%인 것이 바람직하다. 그 사용량이 10 중량% 미만인 경우에는 반응물의 점도가 높고 생산된 제품의 가공성과 유동성이 나빠지는 문제가 있고, 30 중량%를 초과하는 경우에는 굴절률이 커져서 투명도가 저하되는 문제가 있어 바람직하지 않다.
또한, 상기 비닐 시안 화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 및 에타크릴로니트릴로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 아크릴로니트릴이다. 상기 비닐 시안 화합물의 사용량은 전체 반응 혼합물에 대하여 3 내지 30 중량%인 것이 바람직하다. 그 사용량이 3 중량% 미만인 경우에는 내약품성이 현저히 떨어지는 문제가 있고, 30 중량%를 초과하는 경우에는 열변색이 심하게 일어나는 문제가 있어 바람직하지 않다.
또한, 상기 반응 매질은 C1 내지 C3의 알킬기 또는 할로겐으로 선택적으로 치환된 방향족 탄화수소 화합물인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 에틸벤젠, 톨루엔 및 자일렌으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 화합물이다. 상기 반응매질의 사용량은 전체 반응 혼합물 100중량부에 대하여 20 내지 30 중량부인 것이 바람직하다. 그 사용량이 20 중량부 미만인 경우에는 반응물의 점도가 급격히 증가하는 문제가 있고, 30 중량부를 초과하는 경우에는 분자량이 낮고 생산량이 낮아지는 문제가 있어 바람직하지 않다. 본 발명에서 상기 반응매질은 반응 용매로서 의 역할보다는 반응 윤활제로서의 역할을 한다.
상기 단량체 혼합물에 산화방지제, 분자량 조절제 및 유기 과산화물 개시제를 첨가하여 중합 반응시킬 수 있다.
상기 산화 방지제는 고온의 휘발조에서 황변을 억제하기 위해 힌더드 페놀계 산화방지제를 단독으로 사용하거나, 상기 힌더드 페놀계 산화방지제와 포스파이트계 산화 방지제를 혼합한 것을 상기 반응 혼합물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1 중량부 사용하는 것이 바람직하다. 그 사용량이 0.01중량부 미만일 경우에는 고온의 휘발조에서 열 이력에 의한 황변을 억제하는 효과가 작고, 1 중량부를 초과할 경우에는 전환율의 감소로 굴절률이 증가하는 문제가 있어 바람직하지 않다.
상기 산화방지제 중에서 페놀계 산화방지제는 테트라키스 메틸렌 3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트 메탄, 1,3,5-트리스-(4-t-부틸-3-히드록시-2,6-디메틸 벤질)-1,3,5-트리아진-2,4,6-(1H,3H,5H)-트리온(trione) 및 1,3,5-트리스-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)-s-트리아진-2,4,6-(1H,3H,5H)-트리온으로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것이 바람직하고, 포스파이트계 산화방지제는 트리스(2,4-t-부틸 페닐)포스파이트, 트리스-(노닐페닐)포스파이트로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것이 바람직하다.
상기 산화방지제를 혼합하여 사용할 경우에는 상기 페놀계 산화방지제 : 상기 포스파이트계 산화방지제의 조성비가 9 : 1 내지 1 : 5 인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5 : 1 내지 1 : 3, 가장 바람직하게는 2 : 1 내지 1 : 2이다. 페놀계 산화방지제 : 포스파이트계 산화방지제의 조성비가 1 : 5 보다 포스파이트계 의 사용량이 많은 경우에는 중합시에 받는 열 이력에 취약한 문제가 있고, 9 : 1 보다 포스파이트계의 사용량이 적은 경우에는 휘발조 및 가공시 열이력에 취약한 문제가 있다.
또한, 상기 분자량 조절제는 괴상중합시 점도가 급격히 상승하는 것을 방지하기 위하여 상기 아크릴계 수지의 분자량을 적절히 조절하는 역할을 하는 것으로, 그 사용량은 상기 반응 혼합물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1 중량부인 것이 바람직하다. 그 사용량이 0.01 중량부 미만인 경우에는 높은 점도로 인해 공정상 운전이 어려운 문제가 있고, 1 중량부를 초과할 경우에는 분자량이 낮아 충격 강도가 떨어지는 문제가 있다. 상기 분자량 조절제는 t-도데실 메르캅탄 및 n-옥틸 메르캅탄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 유기 과산화물 개시제는 아크릴계 공중합체의 중합을 개시하는 역할을 하며, 그 사용량은 상기 반응 혼합물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.1 중량부인 것이 바람직하다. 그 사용량이 0.01 중량부 미만인 경우에는 생산량이 낮고 중합물 내의 조성비 차이로 인하여 열변색이 많이 일어나는 문제가 있고, 0.1 중량부를 초과할 경우에는 중합 반응이 급격하게 일어나 반응압 및 반응열의 제어가 매우 어려우며 겔 이펙트에 의해 반응물의 점도가 급격히 증가하는 문제가 있다. 상기 유기 과산화물 개시제는 1,1-비스(t-부틸 퍼옥시)-3,3,5-트리메틸 사이클로헥산 및 1,1-비스(t-부틸 퍼옥시) 사이클로헥산 및 1,1-비스(t-부틸 퍼옥시)2-메틸 사이클로헥산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.
상기 첨가제들을 상기 반응 혼합물에 첨가하는 것은 반드시 상기 단량체 들 이 혼합된 후에 첨가하여야 하는 것은 아니고 동시에 반응기에 투입할 수도 있으며 그 순서에 의해 본 발명이 제한되지 않는다.
본 발명에서 상기 아크릴계 수지의 사용량은 전체 열가소성 수지에 대하여 40 내지 88 중량%인 것이 바람직하다. 그 사용량이 40 중량% 미만일 경우에는 착색성 및 내스크래치성이 떨어지는 문제가 있으며, 88 중량%를 초과할 경우에는 충격 강도가 저하되는 문제가 있어 바람직하지 않다.
(c) PMMA 수지
PMMA 수지는 메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물을 중합하여 제조된 수지가 사용될 수 있으며 바람직하게는 메타크릴산 메틸아크릴레이트를 연속괴상중합의 방법을 사용하여 제조된 수지가 사용될 수 있다. 본 특허에서는 상업적으로 판매되는 PMMA수지를 사용하였고 상기 PMMA수지의 사용량은 전체 베이스 수지에 대해 0 내지 40 중량%인 것이 바람직하다. 상기 PMMA수지는 40 중량%를 초과하면 가공성이 떨어지고 충격강도가 취약해지는 문제가 있으며 0 내지 40중량% 내에서 사용할 경우 적절한 내스크래치성과 광택도를 얻을 수 있는 장점이 있다.
상기와 같은 성분으로 이루어진 본 발명의 열가소성 ABS 수지는 용도에 따라 통상적으로 사용되는 활제, 산화방지제, 대전방지제, 이형제, 착색제, 무기필러, 금속성 첨가제 및 자외선 안정제를 추가로 첨가하여 제조할 수 있다.
상기 활제는 에틸렌 비스 스테아르아미드, 산화 폴리에틸렌 왁스, 마그네슘 스테아레이트 또는 이들의 조합이 사용될 수 있으며, 그 사용량은 상기 열가소성 ABS 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2 중량부이다.
또한, 상기 산화방지제는 페놀계 산화방지제인 IR1076 등이 사용될 수 있으며, 그 사용량은 상기 열가소성 ABS 수지 100 중량부에 대하여 0.5 내지 2 중량부인 것이 바람직하다.
또한, 상기 착색제는 카본 블랙류의 무기안료, 유기 염료 또는 이들의 조합이 사용될 수 있으며, 그 사용량은 상기 열가소성 ABS 수지 100 중량부에 대하여 0.05 내지 5 중량부인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 3 중량부이다.
또한, 상기 자외선 안정제는 자외선 흡수제인 TINUVIN 326 등이 사용될 수 있으며, 그 사용량은 상기 열가소성 ABS 수지 100 중량부에 대하여 0.05 내지 3 중량부인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 1 중량부이다.
상기와 같은 본 발명의 열가소성 ABS 수지 조성물은 내스크래치성 및 광택도가 우수하며 무도장으로 인해 recycle이 가능하고 LCD TV, AUDIO 및 VIDEO 하우징 용도로의 적용이 가능하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
(a)그라프트 공중합체의 제조
그라프트 공중합체는 유화중합으로 제조하여 평균입경이 0.3μm인 고무 중합체 40 중량부에 이온교환수 100 중량부, 올레인산나트륨 유화제 0.5 중량부, 메틸메타크릴레이트 42 중량부, 스티렌 15 중량부, 아크릴로니트릴 3 중량부, t-도데실 메르캅탄 0.3 중량부, 피로인산나트륨 0.051 중량부, 덱스토로즈 0.014 중량부, 황화제1철 0.001 중량부, 큐멘하이드로퍼옥사이드 0.03 중량부를 75℃에서 5시간 동안 연속적으로 투여하고 반응을 시켰다. 반응 후 80℃로 승온한 후 1시간 동안 숙성시키고 반응을 종료시켰다. 이때 중합 전환율은 99.8%였고 고형 응고분은 0.1%였다.
상기 제조된 그라프트 공중합체를 염화칼슘 수용액으로 응고시키고 세척한 다음 분말을 수득하였다.
(b)아크릴계 수지의 제조
스티렌 25중량%, 메틸메타크릴레이트 40중량% 및 아크릴로니트릴 15중량%를 혼합한 반응 혼합물 100 중량부에 톨루엔 20중량부, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸 사이클로헥산 0.02중량부, n-도데실 메르캅탄 0.08중량부, 및 1,3,5-트리스(4-tert-부틸-3-히드록시-2,6-디메틸벤질) -1,3,5-트리아진-2,4,6-(1H,3H,5H)-트리온 0.1중량부를 첨가한 중합 반응 혼합물을 14L/hr의 속도로 26L 반응기에 투입하면서 첫번째 반응기에서 140℃의 온도에서 중합하고, 두 번째 반응기에서 150℃에서 중합하여, 중합 전환율이 약 60%이상 되었을 때, 휘발조에서 215℃의 온도로 미반응 단량체와 반응 매질을 제거하고 펠렛 형태의 투명 공중합체를 제조하였다.
(c) PMMA 수지의 제조
상기 PMMA 수지는 LG MMA社에서 제조 및 판매하는 PMMA(제품명 : IH830)를 정제 없이 그대로 사용하였다.
열가소성 수지 제조
상기 제조한 (a) 그라프트 공중합체 23 중량%, (b) 아크릴계 수지 77 중량%, 100 중량부에 활제 EBA를 1.0 중량부, 산화방지제 IR1076을 0.8 중량부를 첨가하여 230 ℃에서 이축 압출기를 이용하여 펠렛을 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 제조된 것과 같은 상기 제조한 (a) 그라프트 공중합체 20 중량%, (b) 아크릴계 수지 65 중량%, (c) PMMA 수지 15 중량% 100중량부에 활제 EBA를 1.5 중량부, 산화방지제 IR1076을 0.8 중량부 첨가하여 230 ℃에서 이축 압출기를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 펠렛을 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 제조된 것과 같은 상기 제조한 (a) 그라프트 공중합체 14 중량%, (b) 아크릴계 수지 56 중량%, (c) PMMA 수지 30 중량%를 첨가한 것만 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 펠렛을 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 (a) 그라프트 공중합체 30 중량%, (b) 아크릴계 수지 70 중량%를 첨가한 것만 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 펠렛을 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 1에서 (a) 그라프트 공중합체 20 중량%, (b) 아크릴계 수지 60 중량%, SAN 수지 20 중량%를 첨가한 것만 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 펠렛을 제조하였다.
비교예 3
상기 실시예 1에서 (a) 그라프트 공중합체 7 중량%, (b) 아크릴계 수지 43 중량%, (c) PMMA 수지 50 중량%를 첨가한 것만 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 펠렛을 제조하였다.
(성능 시험)
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 펠렛을 사출하여 하기와 같은 방법으로 충격강도, 유동성, 광택도, 및 연필경도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
충격강도
ASTM D256에 의거하여 측정하였다.
유동성(MI)
ASTM D1238에 의거하여 220 ℃, 10 ㎏ 하중 및 g/10 min의 속도 조건으로 측정하였다.
광택도(Gloss)
Gloss meter로 45도 각도에서 측정하였다.
연필경도(Pencil Hardness)
하중 0.5kg, 각도 45˚로 연필을 고정시킨 후 시편의 표면을 연필 경도별로 긁어 육안으로 긁히는지 여부를 판단하였으며 이는 내스크래치성의 판단 기준이 된다.
실시예 비교예
1 2 3 1 2 3
그라프트 공중합체 23 20 14 30 20 7
아크릴계 수지 77 65 56 70 60 43
PMMA 수지 15 30 50
SAN 수지 20
물성
충격강도 11.5 9.1 5.1 15.4 10.9 2.1
유동성 12 10.9 6.8 10.5 13.1 4.2
광택도 99 101 102 95 90 103
연필경도 1H 1H 2H HB HB 1H
상기 표 1을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1은 그라프트 공중합체의 함량이 많은 비교예 1 과 비교하여 유동성, 내스크래치성, 광택도가 우수함을 확인할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 실시예 2와 비교예 2를 비교할 경우 실시예 2는 PMMA수지를 청구범위 안에서 혼용하여 동등 수준의 물성을 보였으나 비교예 2의 경우 아크릴계 수지 이외에 SAN수지를 첨가함으로 광택도 및 내스크래치성이 저하됨을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시예 3 과 비교예 3을 비교할 때, 본 발명의 범위를 벗어나는 그라프트 공중합체 및 PMMA함량을 사용한 결과 충격강도와 유동성이 저하되어 가공성이 떨어지고 낮은 충격강도로 인해 부품 조립 시 문제가 될 수 있을 것으로 예상된다.

Claims (8)

  1. (a)공액디엔계 고무질중합체에 메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물, 방향족 비닐 화합물 및 비닐 시안 화합물이 그라프트된 그라프트 공중합체 12 내지 24 중량%;
    (b) 메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물, 방향족 비닐 화합물 및 비닐 시안 화합물의 아크릴계 수지 40 내지 88 중량%;
    (c)메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물의 중합체 0 내지 40 중량%;
    를 포함하여 높은 경도를 갖고 내스크래치성 및 광택도가 우수한 열가소성 ABS 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방향족 비닐 화합물이 스티렌, 알파 메틸스티렌 및 파라 메틸스티렌으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 ABS 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비닐 시안 화합물이 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 및 에타크릴로니트릴로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 ABS 수 지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (a)의 그라프트 공중합체가
    공액디엔계 고무질중합체 40 내지 60 중량%;
    메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물 25 내지 45 중량%;
    방향족 비닐 화합물 10 내지 30 중량%; 및
    비닐 시안 화합물 1 내지 10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 ABS 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (a)의 공액디엔계 고무질중합체가 부타디엔 고무질 중합체, 이소프렌 고무질 중합체, 클로로이소프렌 고무질 중합체 또는 이들의 임의의 조합인 것을 특징으로 하는 열가소성 ABS 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (b)의 아크릴계 수지가
    메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물 40 내지 70 중량%;
    방향족 비닐 화합물 10 내지 30 중량%; 및
    비닐 시안 화합물 3 내지 30 중량%
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 ABS 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 내지 (c)의 메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물이 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 메틸에타크릴레이트 및 에틸에타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 ABS 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 활제, 산화방지제, 대전방지제, 이형제, 착색제, 금속성 첨가제 및 자외선안정제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함함을 특징으로 하는 열가소성 ABS 수지 조성물.
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