KR20110116293A - 재활용 가능한 충격 및 유동성이 우수한 자동차 폐 열가소성 수지 조성물 및 이의 제품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차에서발생되는 폐 열가소성 폴리프로필렌 수지, 폐 올레핀계 수지를 최적의 비로 내충격성, 유동성이 우수하고, 얇은 두께에서도 우수한 물성 구현이 가능하며, 자동차 용도로 재활용 할 수 있는 친환경 재활용 수지의 조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게는 자동차 폐 열가소성 수지 100중량부에 에틸렌옥텐 러버 또는 에틸렌부텐러버 또는 에틸렌프로필렌 러버 5~30중량%, 고결정성 폴리프로필렌 수지 5~20중량%, 탈크, MICA, 실리콘 옥사이드계 무기물 3~20중량%, 스테아릭에시드, 스테아라마이드, 올레아마이드계 활제 0.1~2중량%로 이루어진다. 본 발명의 조성물은 자동차 범퍼, 몰딩류 외장재와 도어트림, 인스루먼트 패널 등 내장재에 사용되며 각종 산업용 및 가정용 조성물로도 가능하고 특별히 용도가 한정된 것은 아니다.

Description

재활용 가능한 충격 및 유동성이 우수한 자동차 폐 열가소성 수지 조성물 및 이의 제품{WASTE THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION WITH GOOD FLOWABILITY AND HIGH IMPACT INTENSITY FOR RECYCLING FROM VEHICLES AND ARTICLE THEREOF}

본 발명은 재활용이 가능한 충격 및 유동성이 우수한 자동차 폐 열가소성 수지 조성물 및 이의 제품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차 폐 열가소성 올레핀계 수지에 올레핀계 러버인 에틸렌옥텐러버, 에틸렌부텐러버, 에틸렌프로필렌러버, 이산화규소계 무기물을 최적의 비로 혼합하여 자동차 범퍼용으로 재활용할 수 있는 환경친화적인 효과를 얻을 수 있는 폐 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것이다.

통상적으로 범퍼용으로 사용되는 수지는 충격특성이 우수하고 얇은 두께에서도 성형성이 우수하여야 하며 외관이 양호하여 도장시 밀착력이 우수하여야 한다.

자동차 재활용 수지는 장기간 열적,광적으로 수지의 고유의 성질을 잃어 버려 물성을 강화할 필요가 있다. 물성이 강화되더라도 외관이 우수하여야만 도장 밀착력이 좋아야 까다로운 신뢰성 평가를 통과할 수 있다. 이러한 문제로 인해 자동차 재활용 수지로 범퍼용으로 재활용하는 것은 한계가 있었다.

또한 근래의 범퍼용 수지는 디자인의 다양화 및 제품 두께의 변화로 성형시 고유동 수지를 요구하는 추세이며 박막 두께에서도 성형이 될 수 있는 기술이 요구된다. 따라서 수지의 물성도 얇은 두께에서도 성형이 잘되고 충격 특성이 좋아야 한다.

이에, 본 발명자 들은 종래의 자동차 등에서 나오는 폐 폴리플로렌 수지를 이용하여 물성이 개량된 수지를 사용하고자 하였다. 자동차 폐 폴리올레핀계 수지중 재활용할 수 있는 수지는 범퍼용 수지 등 외장재와, 도어 패널, 인스트루먼트 패널 등 내장재로 구분할 수 있다. 이러한 수지는 장시간 노화로 인해 고분자 고유의 물리적, 화학적 성질을 잃어 버리고 경시적 분해가 일어난다. 이러한 수지를 100% 그대로 재활용하면 자동차 요구 물성을 만족할 수 없게 된다. 요구 물성을 만족하고 재사용 하기 위해서는 강성화 기술이 필요하게 된다. 물성 강성화 하기 위해서는 충격 물성을 올려주어야 하고 사출시 성형 안정성을 주기 위해 수지의 유동성을 조절하는 기술이 필요하다.

본 발명은 수지의 물성을 강화시키고 얇은 두께에서도 사출성형이 가능한, 폐프로필렌 수지 조성물을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 폐 올레핀계 열가소성 수지 10~50중량%에 에틸렌옥텐 러버 5~30중량%, 에틸렌부텐 러버 5~30중량%, 고결정성 폴리프로필렌 수지 10~30중량%, 에틸렌프로필렌블록 수지 10~20중량% 및 이산화규소 무기물 5~20중량%, 열안정제 0.1~0.2중량%로 이루어지는 폐 폴리프로필렌 수지 조성물에 특징이 있다.

상기에서 기술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 자동차의 폐 범퍼와 내장재에서 발생하는 폐 열가소성 수지의 물성 강성화를 통해 기존 물성의 동등 수준 및 성형 특성도 우수한 소재를 확보할 수 있고, 자동차 부품에 재활용하여 국내외 폐차 및 환경법규에도 대응할 수 있고, 또한 원가절감, 이산화탄소 저감에도 대응되는 일석이조의 효과를 얻을 수 있다.

이와 같은 본 발명의 상세 설명은 다음과 같다.

본 발명은 자동차에서 발생하는 범퍼용 수지, 내장재용 수지, 외장재용 수지를 베이스로 하여 러버 및 무기물을 첨가 물성을 강화시키고 고유동 폴리프로필렌으로 수지의 유동성을 조절하여 얇은 두께에서도 사출 성형이 우수한 폐 폴리프로필렌 수지조성물에 관한 것이다.

본 발명에 사용되는 수지 조성물의 각 구성 성분에 대한 구체적인 설명은 다음과 같다. 본 발명에 사용되는 폐 폴리프로필렌 수지는 폐 범퍼용 수지가 10~50중량% 사용되고 유동지수가 15~20g/10분인 것으로, 상기 폐 범퍼용 수지가 50중량% 초과시 잔존하고 있는 도장막 등의 이물로 표면 외관이 저하되고, 50중량% 이하로 사용 가능하다. 폐 폴리프로필렌 수지중 하나인 내장재용 수지는 유동지수가 10~30g/10분인 것으로 30중량% 초과시 표면의 이물로 외관이 저하되고 물성이 저하되어 30중량% 미만으로 사용한다.

본 발명에 사용되는 고무중 에틸렌옥텐 러버는 유동지수가 0.5~60g/10분인 것으로 그 이상이면 수지상과의 고무 분산이 안 되어, 충격특성이 저하되고 미만인 경우 흐름 특성이 낮아 사출성형에 문제가 있다.

충격특성을 상호 보완하기 위해 유동지수가 0.5~60 g/10분인 에틸렌부텐 러버를 사용하여 저온에서의 충격특성을 보완한다.

본 발명에 있어 사용되는 고결정성 폴리프로필렌 수지는 유동지수가 10~100g/10분인 것을 사용하며 초고유동성을 보유하여 사출성형 제품의 성형시 압력을 감소시켜 사출성형 폭을 유연하게 할 수 있고, 고결정성 성질로 인해 저온 및 고온에서 칫수안정성을 보유할 수 있다. 고결정성 폴리프로필렌은 10~30중량 % 사용하며 그 이상시 충격 물성이 저하되고 이 이하 사용시 유동 특성이 저하되므로 적정한 비율이 필요하다.

본 발명에 사용되는 무기물은 이산화규소계로 5~20중량% 이며 범퍼의 칫수안정성, 인장강도 및 굴곡강도 특성을 주기 위해 사용한다. 5중량% 미만시 인장, 굴곡탄성율 및 내열도 저하되는 문제점이 있으며 20중량% 이상 사용시 충격 물성이 저하되는 단점이 있다.

<실시예 1~3, 비교예 1~2>

표 1은 범퍼용 수지의 성분 및 배합 비율을 나타내었다. 폐열가소성 폴리프로필렌 수지, 올레핀계 러버, 고유동 고결정성 폴리프로필렌을 무기물과 같이 혼합, 열안정제와 활제를 믹서기에 투입하여 30분간 믹싱후 압출기에서 220도 조건으로 컴파운딩한다. 압출기에서 제조된 수지 조성물을 형체력 100톤 성형기에서 물성 시편을 제작하여 물성 평가를 하였다.

표 1에서의 각 성분은 다음과 같다.

1) 폐 열가소성 폴리프로필렌 수지는 폐자동차 범퍼 및 내장재에서 발생한 수지를 재활용한 것으로 순도향상 및 이물 제거를 위해 이단압출기에서 120목으로 압출한 펠릿을 사용하였다.

2) 충격 보강제는 DOW 사의 에틸렌옥텐 러버, 에틸렌부텐 러버를 사용하였다.

3) 고결정성 폴리프로필렌은 삼성토탈㈜ 사의 유동성이 30 g/10분인 것을 사용하였다.

4) 코 폴리프로필렌 수지는 삼성토탈㈜ 사의 유동성이 8 g/10분인 것을 사용하였다.

5) 탈크는 코츠사의 1,000 메쉬 입자를 사용하였다.

6) 열안정제는 사바게이지 사의 힌더드 페놀계를 사용하였다.

구분(중량%)			실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	비교예1	비교예2
처방 함량	폐 열가소성 범퍼용 수지		10	30	5	50	-	유동지수 25g/10분 A사 범퍼용 수지	유동지수 15g/10분 B사 범퍼용 수지
	폐 열가소성 내장재용 수지		40	10	5	18	50
	에틸렌옥텐 러버		15	12	9	3	10
	에틸렌부텐 러버		5	5	9	3	10
	고유동 결정성 폴리프로필렌		7	20	39	10	10
	코 폴리프로필렌		10	15	20	10	9
	탈크		13	8	13	6	11
	열안정제		0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
물성 및 성형성	유동지수	g/10분	24	29	35	23	22
	충격강도	Kgf.cm/cm	N.B	N.B	N.B	N.B	N.B	N.B	N.B
	굴곡탄성율	Kgf/cm2	14,200	13,900	13,200	12,900	14,440	13,990	14,200
	열변형온도	℃	109	110	108	104	107	106	107
	범퍼 제품성형성		성형	성형	성형	성형	성형	성형	미성형
	외관(기준대비)		동등	동등	동등	동등	동등	기준	기준

<시험방법>

1) 범퍼성형은 금형을 직접 사용하여 성형성 여부를 평가하였다.

2) 외관 평가는 수지 20g을 채취 프레스에서 압착 후 육안으로 보이는 이물을 평가하였다.

3) 아이조드 충격 강도는 ASTM D256에 준하여 평가하였다.

4) 유동지수는 ASTM에 준하여 평가하였다.

5) 굴곡탄성율은 ASTM D790에 준하여 상온에서 측정하였다.

6) 열변형온도는 ASTM D648에 준하여 측정하였다.

종합하면 폐 열가소성 수지의 폴리프로필렌 수지의 자체는 장시간의 경시변화로 물성이 저하되나 올레핀계 러버와 고결정성 폴리프로필렌 수지로 인해 비교예와 동등 수준을 확보함과 동시에 유동특성도 대폭 향상됨을 확인할 수 있었다.

또한 비교예 1, 2 보다 외관 특성도 동등 수준의 물성을 확보할 수 있었고 폐 열가소성 폴리프로필렌 수지의 재활용율을 높힐 수 있었다.

Claims (6)

1. 폐 폴리프로필렌 수지 5~50중량%, 에틸렌옥텐 러버 5~30중량%, 에틸렌부텐러버 5~30중량%, 고결정성 폴리프로필렌 수지 5~20중량%, 코 폴리프로필렌 수지 5~30중량%, 탈크 3~20중량% 및 열안정제 0.01~0.2중량%를 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐 폴리프로필렌 수지 조성물.
2. 제 1항에 있어 상기 폐 폴리프로필렌 범퍼용 수지 유동지수가 10~25g/10분인 것을 특징으로 하는 폐 폴리프로필렌 수지 조성물
3. 제 1항에 있어 상기 폐 폴리프로필렌 내장재용 수지는 유동지수가 10~35g/10분인 것을 특징으로 하는 폐 폴리프로필렌 수지 조성물
4. 제 1항에 있어, 상기 고결정성 폴리프로필렌 수지는 충격강도가 5~10 kgfcmm/cmm이고 유동지수가 10~100g/10분인 것을 특징으로 하는 폐 폴리프로필렌 수지 조성물
5. 제 1항에 있어, 상기 코 폴리프로필렌 수지는 충격강도가 5~10 kgfcmm/cmm 이고 유동지수가 5~20g/10분인 것을 특징으로 하는 폐 폴리프로필렌 수지 조성물.
6. 제 1항에 있어서, 상기 에틸렌옥텐 러버는 및 에틸렌부텐 러버는 유동지수가 0.1~60g/10분인 것을 특징으로 하는 폐 폴리프로필렌 수지 조성물.