KR20120128732A - 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 ⅰ) 폴리유산 수지 10 내지 70 중량%; ⅱ) 아이소택틱지수(I.I)가 97 % 이상인 고결정성 폴리프로필렌 수지 10 내지 80 중량%; ⅲ) 상용화제 1 내지 30 중량%; 및 ⅳ) 충격보강제 1 내지 30 중량%;를 포함하여 이루어지되, 상기 충격보강제는 에틸렌-α-옥텐 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 내열성, 내충격성 및 외관특성이 모두 뛰어나고, 물성 균형이 우수한 환경친화적인 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품을 제공하는 효과가 있다.

Description

폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품{Polylactic Acid-polypropylene Alloy Resin Composition And Article Made Therefrom}
본 발명은 폴리유산-올레핀계 수지 얼로이 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내열성, 내충격성 및 외관특성이 모두 뛰어나고, 물성 균형이 우수한 환경친화적인 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
최근 환경오염으로 인한 기상이변에 따라 세계 각지에서의 자연재해가 발생하여 피해가 매년 커지고 있고, 각 나라에서는 이를 줄이기 위한 노력과 그 움직임이 점점 커지고 있다. 이러한 움직임과 발맞추어 산업 전반에서 사용되고 있는 플라스틱의 친환경화에 대한 관심 또한 커지고 있으며, 이에 따라 비할로겐 난연 플라스틱, 천연섬유 보강 플라스틱, 식물에서 추출한 원료로 만들어진 바이오 플라스틱 등의 개발 등이 활발히 이루어지고 있다.
기존 석유화학을 원료로 하는 범용 및 엔지니어링 플라스틱은 우수한 물성과 저렴한 가격으로 생활용품, 전기 전자, 자동차 등의 많은 산업분야에서 사용되어 왔으며, 현대 생활에서 필수적인 요소가 되었다. 이렇게 생활 및 산업전반에서 일회용품을 비롯하여 내구성을 요구하는 부품 등에 까지 대량 사용되고 있는 플라스틱은 폐기시, 매립 또는 소각되고 있다. 기존 석유계 플라스틱의 경우, 석유로부터 원료를 추출하고 제조되어 소비자에게 간 다음 사용된 후의 폐기까지의 과정에서, 많은 양의 CO2를 비롯한 온실가스를 방출하며, 또한 폐기시 썩지 않는 성질 때문에 처리에도 곤란한 문제를 가지고 있다.
따라서 최근 지구 온난화, 석유자원 고갈, 폐기물 문제 등 많은 문제를 안고 있는 석유계 플라스틱을 대체할 수 있는 식물 또는 천연계 물질을 원료로 하는 플라스틱 개발에 대한 관심이 급증하고 있다. 친환경 플라스틱으로 생분해성 플라스틱과 바이오매스 플라스틱으로 구분되는데, 이중, 바이오매스 플라스틱은 바이오플라스틱의 낮은 내열성 및 내구성을 보완하기 위해 석유계 플라스틱과 바이오플라스틱을 블랜드한 것을 말한다.
이들 바이오매스 플라스틱에 사용될 수 있는 바이오플라스틱으로는 폴리글리콜산, 폴리유산, 폴리카프로락톤, 지방족 폴리에스테르 등이 알려져 있다. 이 중 폴리유산은 식물계 원료로 유산으로부터의 중합체이며, 이 때 유산의 광학이성질체의 함량에 따라 결정성 혹은 비결정성의 폴리유산이 제조된다.
폴리유산은 기존의 다른 바이오 플라스틱에 비하여 저렴한 가격과 우수한 물성으로 인해 전체 바이오 플라스틱의 20 %를 차지할 정도로 많이 사용되고 있다.
그러나 폴리유산은 강도나 강성은 강하지만, 인성, 열변형온도, 외관이 좋지 못하여 그 단독으로는 생활용품, 전지전자 및 자동차 부품류 등에 적용하기 어려운 점이 있다. 이를 보완하고자 폴리유산과 폴리프로필렌을 블랜딩하는 시도가 있어왔다.
일본특허 제2008-81585호에서는 비결정성 폴리프로필렌과 폴리유산 수지 조성물에 상용화제로서 무수말레인산에 의하여 변성된 에틸렌-프로필렌 공중합체나, 무수말레인산에 의하여 변성된 폴리프로필렌, 또는 에폭시기를 가지는 변성 폴리에틸렌 등을 사용하여 내열성 및 외관을 개선하는 방법을 제안하고 있으며, 일본 특허 제 2005-307128에서는 폴리유산과 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체에 무수말레인산에 의하여 변성된 폴리프로필렌과 탈크를 첨가하여 내열성 및 외관을 향상시키는 방법을 제안하였다. 또한, 일본특허 제2010-144047호와 제2010-144048호에서는 폴리유산과 폴리프로필렌 단독 중합체 수지 조성물에 에폭시기를 가지는 변성 폴리에틸렌과 에틸렌-옥텐 공중합체를 첨가하는 방법을 제안하였다.
그러나 상기 일본특허들은 폴리유산과 폴리프로필렌의 상용성이 낮아 전반적으로 내열성, 물성, 외관 등을 만족할 수준으로 향상시키기에는 부족한 면이 있었다. 이에 본 발명자는 내열성이 향상되고 높은 유동성을 가져 외관이 우수한 폴리유산-올레핀계 수지 조성물을 완성하였다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 내열성, 내충격성 및 외관특성이 모두 뛰어나고, 물성 균형이 우수한 환경친화적인 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 ⅰ) 폴리유산 수지 10 내지 70 중량%; ⅱ) 아이소택틱지수(I.I)가 97 % 이상인 고결정성 폴리프로필렌 수지 10 내지 80 중량%; ⅲ) 상용화제 1 내지 30 중량%; ⅳ) 충격보강제 1 내지 30 중량%를 포함하여 이루어지되, 상기 충격보강제는 에틸렌-α-옥텐 공중합체가 포함된 것을 특징으로 하는 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물로 이루어진 성형품을 제공한다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 내열성, 내충격성 및 외관특성이 모두 뛰어나고, 물성 균형이 우수한 환경친화적인 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품을 제공하는 효과가 있다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물은 ⅰ) 폴리유산 수지 10 내지 70 중량%; ⅱ) 아이소택틱지수(I.I)가 97 % 이상인 고결정성 폴리프로필렌 수지 10 내지 80 중량%; ⅲ) 상용화제 1 내지 30 중량%; 및 ⅳ) 충격보강제 1 내지 30 중량%;를 포함하여 이루어지되, 상기 충격보강제는 에틸렌-α-옥텐 공중합체가 포함된 것을 특징으로 한다.
상기 폴리유산 수지는 중량평균분자량이 100,000 이상인 폴리 L-유산, 폴리 D-유산, 폴리 L, D-유산으로, 이들 폴리유산은 단독 혹은 둘 이상의 혼합으로 사용될 수 있다.
상기 폴리유산 수지의 중량평균분자량은 100,000 내지 1,000,000이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100,000 내지 700,000이며, 가장 바람직하게는 100,000 내지 500,000이다.
또한, 상기 폴리유산 수지는 유산의 광학순도가 높은 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 L-유산 또는 D-유산 중 한 이성질체가 85 % 이상 포함되는 것이며, 가장 바람직하게는 95 % 이상 포함된 것인데, 이 범위 내에서 내열성 및 결정화 속도가 빠른 효과가 있다.
상기 폴리유산 수지는 상기 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물 총 100 중량%에 대하여 10 내지 70 중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 25 내지 60 중량%인데, 이 범위 내에서 식물계 수지의 사용효과와 폴리프로필렌 수지와의 상용성, 신율, 내충격성, 내열성 등 전반적인 물성 향상이 발생한다.
참고로, 국내에서는 식물기반 폴리유산을 비롯한 바이오 플라스틱의 최소 사용량에 대한 규정 및 환경마크 제도 등이 아직 구비되어 있지 않으나, 일본플라스틱협회(JBPA, Japan BioPlastics Association)의 바이오매스플라 (Biomasspla) 인증 기준에 의하면, 바이오매스 플라스틱은 폴리유산과 같은 식물기반의 바이오플라스틱의 함유량이 최소 25 중량% 이상 되어야 하는 것으로 규정되어 있다.
상기 폴리프로필렌 수지는 프로필렌을 주성분으로 하는 고결정성 중합체로, 프로필렌의 단독 중합체, 또는 프로필렌과 탄소수 2~20(단, 탄소수 3은 제외한다)의 지방족 알파-올레핀 및/또는 방향족 올레핀을 주성분으로 포함하는 공중합체일 수 있고, 바람직하게는 프로필렌 단독 중합체, 또는 프로필렌과 탄소수 2~8(단, 탄소수 3은 제외한다)의 지방족 알파-올레핀 및 방향족 올레핀을 주성분으로 포함하는 공중합체이며, 보다 바람직하게는 프로필렌 단독중합체, 또는 프로필렌과 에틸렌, 1-부텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 올레핀으로 이루어진 공중합체이다.
상기 폴리프로필렌 수지는 에틸렌을 더 포함하여 이루어질 수 있는데, 상기 에틸렌 함량은 0 내지 15 몰%일 수 있고, 바람직하게는 0.1 내지 15 몰%일 수 있다.
상기 폴리프로필렌은 예를 들면 고결정성 단독 폴리프로필렌, 고결정성 블록 폴리프로필렌, 고결정성 랜덤 폴리프로필렌 등일 수 있다.
상기 폴리프로필렌 수지는 10 내지 80 중량%이고, 바람직하게는 30 내지 70 중량%인데, 이 범위 내에서 폴리유산 수지와의 상용성, 내열성, 외관특성 및 충격강도가 우수한 효과가 있다.
상기 폴리프로필렌 수지는 용융지수(Melt Flow Index)가 ASTM-D1238에 따라 230℃, 2.16kg 하중에서 측정한 값으로 5 내지 100 g/10분인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 내지 70 g/10분이며, 더욱 바람직하게는 10 내지 50 g/10분이고, 가장 바람직하게는 20 내지 50 g/10분인데, 이 범위 내에서 외관이 우수하고 사출성형이 용이한 효과가 있다.
상기 폴리프로필렌 수지는 용융지수가 20 g/10분 이하인 폴리프로필렌과 20 g/10분 이상인 폴리플로필렌 중에서 단독 혹은 둘 이상의 혼합으로 사용될 수 있다.
또한, 상기 폴리프로필렌 수지는 중량평균분자량이 100,000 내지 700,000인 것이 바람직하다.
상기 폴리프로필렌 수지는 C13 NMR 분석법으로 측정했을 때, 아이소택틱지수 (I.I)가 97 % 이상인 것이 바람직한데, 이 범위 내에서 고내열성, 내충격성 및 내스크래치성 등이 뛰어난 효과가 있다.
상기 C13 NMR 분석법은 에이. 잠벨리(A. Zambelii) 등에 의해 발표된 벙법(Macro molecules 6 925 (1973))에 따른 것으로, C13 NMR 스펙트럼으로 측정되는 메틸기의 시그널에 의해 폴리프로필렌의 메소펜타드 분율을 측정하는 것이다. 상기 메소펜타드 분율은 프로필렌 모노머 단위가 5개 연속으로 메소 결합한 분자쇄 중의 프로필렌 모노머 단위에서의 분율이며, 메소펜타드 분율이 높으면, 결정성이 높고 기계적 물성은 향상된다.
상기 폴리프로필렌 수지는 자일렌 용해법을 이용하여 폴리프로필렌의 아탁틱(atactic) 분율을 측정했을 때, 5% 미만의 아탁틱 분율을 가지는 고결정성 폴리프로필렌인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4% 미만의 아탁틱 분율을 가지는 고결정성 폴리프로필렌인 것이다.
상기 자일렌 용해법은 ASTM D5492(또는 ISO 16152)에 따른 것으로 아탁틱 분율을 측정하는 방법이다. 폴리프로필렌 수지를 자일렌(Xylene)에 완전 용해시킨 후, 상온에서 폴리프로필렌 수지의 불용성분인 아이소탁틱 성분을 침전시킨 다음, 분리 여과하여 얻은 침전물을 건조시킨다. 이후 분리 여과하고 남은 묽은 자일렌 용액을 속실렛(soxhlet) 추출관에 넣어 다시 프로필렌 모노머를 추출하는데, 이때의 추출물은 아탁틱 성분으로, 이를 이용하여 중량분율을 계산하여 아탁틱 분율값을 계산한다.
상기 고결정성 폴리프로필렌은 동적주사열량계(Dynamic Scanning Calorimeter; DSC)를 이용하여 측정했을 때, 결정화도가 50 % 이상인 것이 바람직한데, 이 범위 내에서 용융온도, 결정화 온도가 높고 고강성, 고내열성, 내충격성, 내스크래치성 등이 뛰어난 효과가 있다.
상기 고결정성 폴리프로필렌은 용융온도가 164 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 165 내지 170 ℃인 것이다.
상기 고결정성 폴리프로필렌은 결정화 온도가 120 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 124 내지 130 ℃인 것이다.
상기 고결정성 폴리프로필렌은 열변형 온도가 130 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 133 내지 140 ℃인 것이다.
상기 고결정성 폴리프로필렌은 굴곡탄성률이 14000 ㎏/㎠ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15000 내지 19000 ㎏/㎠인 것이다.
상기 상용화제는 반응기(reactive group)를 함유하는 반응성 상용화제인 것이 바람직한데, 폴리유산 수지가 폴리프로필렌 수지 매트릭스(matrix) 내 균일하게 미세 분산되는 효과가 있다.
상기 반응성 상용화제는 변성 폴리올레핀계 반응성 상용화제인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 변성 폴리프로필렌계 또는 변성 폴리에틸렌계 반응성 상용화제이다.
상기 변성 폴리프로필렌계 반응성 상용화제는 무수 말레인산 변성 폴리프로필렌, 에폭시 변성 폴리프로필렌, 또는 아크릴 변성 폴리프로필렌 등일 수 있다.
상기 변성 폴리에틸렌계 반응성 상용화제는 무수 말레인산 변성 폴리에틸렌, 무수 말레인산 변성 폴리에틸렌-(알파-올레핀)계 공중합체, 에폭시 변성 폴리에틸렌, 에폭시 변성 폴리에틸렌-(알파-올레핀)계 공중합체, 또는 아크릴 변성 폴리에틸렌 등일 수 있고, 랜덤, 블록 또는 그라프트 공중합체일 수 있다.
상기 변성 폴리올레핀계 반응성 상용화제는 에폭시 변성 폴리올레핀일 수 있는데, 구체적인 예로 한쪽은 폴리프로필렌 수지와 상용성이 있는 분자구조인 프로필렌 구조나 에틸렌 구조를 가지고 있고, 다른 한쪽은 폴리유산 수지와 상용성 및 반응성이 있는 에폭시가 함유된 글리시딜 구조를 가지고 있는 에틸렌-글리시딜 메타아크릴레이트 이원 공중합체(Ethylene-glycidylmetacrylate), 에틸렌-글리시딜 메타아크릴레이트-비닐아세테이트 삼원 공중합체(Ethylene-glycidylmetacrylate-vinyl acetate) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
또한, 상기 변성 폴리올레핀계 반응성 상용화제는 에틸렌-n-부틸아크릴레이트-글리시딜 메타아크릴레이트 (Ethylene-(n-butyl acrylate)-glycidyl metacrylate) 공중합체, 에틸렌-메틸아크릴레이트-글리시딜 메타아크릴레이트(Ethylene-(methyl acrylate) glycidyl metacrylate) 공중합체, 말레산 무수물이 그라프트된 폴리에틸렌(Maleic anhydride grafted polyethylene), 말레산 무수물이 그라프트된 폴리프로필렌 (Maleic anhydride grafted polypropylene), 스티렌-글리시딜메타아크릴레이트(Syrene-glycidyl metacrylate) 공중합체, 에틸렌-비닐아세테이트(Ethylene-vinyl acetate) 공중합체, 에틸렌-에틸 아크릴레이트(Ethylene-ethyl acrylate) 공중합체, 에틸렌-옥텐-글리시딜 메타아크릴레이트계 공중합체(Ethylene-Octene Rubber- glycidyl metacrylate), 에틸렌-부텐-글리시딜 메타아크릴레이트계 공중합체(Ethylene-Butene Rubber- glycidyl metacrylate), 에틸렌-프로필렌-글리시딜 메타아크릴레이트계 공중합체(Ethylene-propylene rubber-glycidyl metacrylate) 및 프로필렌-글리시딜 메타아크릴레이트계 공중합체(propylene- glycidyl metacrylate) 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
그러나, 상기 변성 폴리올레핀계 반응성 상용화제는 폴리유산 수지와 폴리프로필렌 수지의 상용성, 분산정도, 내충격성 등의 향상을 고려하여, 프로필렌-글리시딜 메타아크릴레이트계 공중합체 또는 에틸렌-글리시딜 메타아크릴레이트계 공중합체를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 반응성 상용화제는 1 내지 30 중량%으로 포함될 수 있고, 바람직하게는 1 내지 20 중량%이며, 보다 바람직하게는 1 내지 15 중량%인데, 이 범위 내에서 분산성 및 내충격성이 뛰어난 효과가 있다.
상기 글리시딜 메타아크릴레이트를 포함하는 반응성 상용화제는 글리시딜 메타아크릴레이트 함량이 그 반응성 상용화제 총 함량에 대하여 5 내지 20 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 충격보강제는 올레핀계 충격보강제, 아크릴계 충격보강제, 메틸메타아크릴레이트-부타디엔-스티렌(MBS)계 충격보강제, 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS)계 충격보강제, 실리콘계 충격보강제 및 폴리에스터계 엘라스토머 충격보강제로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상이고, 바람직하게는 올레핀계 충격보강제이며, 보다 바람직하게는 에틸렌-α-올레핀계 공중합체인데, 올페핀계 충격보강제는 폴리프로필렌과의 상용성 및 발현되는 내충격성이 우수하고 경제적이며, 특히 에틸렌-α-올레핀계 공중합체는 탄성, 유연성 및 내충격성이 뛰어난 효과가 있다.
상기 에틸렌-α-올레핀계 공중합체는 메탈로센 촉매를 사용하여 제조된 것이 바람직하다.
상기 충격보강제는 1 내지 30 중량%로 포함되는 것이 바람직한데, 이 범위 내에서 폴리유산 수지 및 폴리프로필렌 수지와의 상용성이 우수하고, 또한 제조되는 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물의 내충격성, 신율 및 내열성이 크게 향상되는 효과가 있다. 참고로, 상기 충격보강제가 1 중량% 미만으로 포함되는 경우 내충격성이 충분치 않고, 30 중량%를 초과하는 경우에는 폴리유산 수지 및 폴리프로필렌 수지와의 상용성과 내열성 등이 저하되는 문제가 있다.
상기 에틸렌-α-올레핀계 공중합체는 에틸렌-1-옥텐 공중합체, 에틸렌-부텐 공중합체 및 에틸렌-프로필렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것으로, 190℃, 2.16kgf 하중에서 측정한 용융지수(Melt Flow Index, MFI)가 0.1 내지 10 g/10min인 것이 바람직한데, 이 범위 내에서 내충격성이 우수한 효과가 있다.
상기 충격보강제는 에틸렌-α-옥텐 공중합체가 포함된 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 에틸렌-α-옥텐 공중합체 30 내지 100 중량% 및 에틸렌-α-부텐 공중합체 0 내지 70 중량인 것인데, 이 범위 내에서 내충격성이 우수한 효과가 있다.
상기 충격보강제는 구체적인 예로 에틸렌-α-옥텐 공중합체 50 내지 100 중량%와 에틸렌-α-부텐 공중합체 0 내지 50 중량%로 이루어진 것인데, 이 범위 내에서 물성 향상과 경제성이 모두 뛰어난 효과가 있다.
상기 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물은 그 총 100 중량%(핵제 포함)에 대하여 핵제를 0.01 내지 5 중량%로 포함할 수 있고, 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%로 포함하는 것인데, 이 경우 내열성 및 강성이 향상되는 효과가 있다.
상기 핵제는 소르비톨계 금속염, 포스페이트계 금속염, 퀴나크리돈, 칼슘 카르복실레이트, 아마이드계 유기화합물 등이 바람직하고, 보다 바람직하게는 포스페이트계 금속염이다.
또한, 상기 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물은 그 총 100 중량%(무기필러 포함)에 대하여 무기필러를 1 내지 10 중량%로 포함할 수 있고, 바람직하게는 1 내지 5 중량%로 포함하는 것인데, 이 범위 내에서 내열성 및 강성이 향상되는 효과가 있다.
상기 무기필러가 1 중량% 미만인 경우 내열성 향상이 충분치 않고, 10 중량%를 초과하는 경우 내열성의 추가적인 향상 없이, 내충격성, 신율, 탄성, 및 외관특성 등이 떨어지는 문제가 있다.
상기 이산화 티타늄 또는 탈크는 표면처리 여부에 제한되지 않으나, 표면처리된 이산화 티타늄 또는 탈크가 사용되는 경우 강성 및 충격강도 등이 포함된 전체 물성 발란스가 우수할 뿐만 아니라, 내열성 및 성형가공성이 뛰어난 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물을 얻을 수 있다.
상기 표면처리는 구체적인 예로, 실란 커플링제, 고급 지방산, 지방산의 금속염, 불포화 지방산, 유기 티타네이트, 수지산 또는 폴리에틸렌 글리콜 등의 처리제를 사용하는 화학적 또는 물리적 방법에 의하여 실시될 수 있다.
상기 무기필러는 그 평균입자 크기가 1 내지 30 ㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 내지 15 ㎛인데, 이 범위 내에서 내열성 및 강성이 향상되는 효과가 있다.
상기 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물은 산화방지제, UV안정제, 윤활제, 가수분해 안정제, 금속 불활성제, 활제, 안료, 착색제, 대전방지제, 전도성 부여제, EMI 차폐제, 자성 부여제, 가교제, 항균제, 가공조제, 내마찰 내마모제, 반응형 화합물, 난연제, 윤활제, 반응촉매, 이형제, 염료, 가공조제, 억연제, 불소계 적하방지제, 무기 충진제, 유리섬유, 커플링제 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 본 발명에 따른 물리적 성질에 큰 악영향을 미치지 않는 범위 내에서 필요에 따라 적절한 양으로 사용될 수 있다.
본 발명의 성형품은 상기 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물로 이루어짐을 특징으로 한다.
상기 성형품은 자동차 내외장재, 건축용 내외장재, 전기전자제품, 생활용품 등일 수 있고, 사출성형에 의해 제조된 사출 성형품인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
<본 실시예에서 사용된 재료>
A: 중량평균 분자량이 100,000 이상인 폴리유산(PLA 4032D, Natureworks)
B-1: 용융지수가 8 g/min이고, 결정화도가 30 내지 50 %이며, 아이소택틱지수(I.I)가 95 내지 96 %인 폴리프로필렌-에틸렌 블록 공중합체(SEETEC M1400, LG화학)
B-2: 용융지수가 25 g/min이고, 결정화도가 30 내지 50 %이며, 아이소택틱지수(I.I)가 95 내지 96 %인 폴리프로필렌-에틸렌 블록 공중합체(SEETEC M1600, LG화학)
B-3: 용융지수가 30 g/min이고, 결정화도가 50 내지 80 %이며, 아이소택틱지수(I.I)가 97 %인 고결정성 폴리프로필렌-에틸렌 공중합체(BX3800, SK 에너지)
B-4: 용융지수가 40 g/min이고, 결정화도가 50 내지 80 %이며, 아이소택틱지수(I.I)가 97 %인 고결정성 폴리프로필렌 단독 중합체(SEETEC H1700, LG화학)
B-5: 유동지수가 52 g/min 이고, 결정화도가 30 내지 50 %이며, 아이소택틱지수(I.I)가 95 내지 96 %인 폴리프로필렌-에틸렌 공중합체(EP542T, 폴리미래)
C: 글리시딜 메타아크릴레이트계 폴리올레핀 공중합체(Igetabond 2B, 스미토모 케미칼(Sumitomo chemical))
D-1: 에틸렌-1-옥텐계 공중합체(LC170, LG화학)
D-2: 에틸렌-1-부텐계 공중합체(Tafmer DF-605, 미쯔이 케미칼 (Mitsui chemical))
E: 포스페이트계 금속염(NA-11, Adeka)
F-1: 이산화티타늄
F-2: 탈크
실시예 1 내지 7
하기 표 1에 기재된 대로 재료들을 슈퍼믹서(super mixer)를 이용하여 혼합하고, 이를 이축 압출기(일축 압출기, 롤밀, 니더 또는 반바리 믹서 등 다양한 배합 가공기기 중 하나를 이용할 수 있음)를 이용하여 200 내지 230 ℃ 범위에서 용융?혼련하여 압출시켰다.
압출된 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물을 펠렛타이저를 사용하여 펠렛으로 만들고, 이를 제습 건조기 또는 열풍 건조기로 80 ℃에서 4 시간 이상 건조시킨 후 사출가공하여 시편을 제조하였다.
비교예 1 내지 5
하기 표 2에 기재된 대로 재료들을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
[시험예]
실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 시편을 상온에서 1일간 방치한 후, 하기와 같은 방법으로 물성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1 및 2에 나타내었다.
* 용융지수: ASTM D1238 방법에 의하여 측정하였다.
* 인장강도 및 신율: ASTM D638 방법에 의하여 측정하였다.
* 굴곡 탄성율: ASTM D790 방법에 의하여 측정하였다.
* 노치 아이조드(Notched Izod) 충격강도: ASTM D256 방법에 의거 1/8 인치(inch) 두께 시편에 노치 후 상온(23?)에서 측정하였다
* 열변형온도: ASTM D648 방법에 의하여 측정하였다..
* 중량평균분자량: 겔투과 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography) 분석기기를 사용하여 측정하였다.
* 외관특성: 외관을 육안으로 보아 판단하였으며, ◎(flow mark 없이 외관 아주 우수), ○(외관 우수), △(외관 양호), X(외관 불량)로 평가하였다.
구분 실 시 예
1 2 3 4 5 6 7 8
조성
(%)		 폴리유산 A 20 20 30 30 30 30 30 30
폴리프로필렌 B-3 67 55 55 54 52 52
B-4 67 55
상용화제 C 8 8 10 10 10 10 10 10
충격보강제 D-1 5 5 5 5 2.5 5 5 5
D-2 2.5
핵제 E 1
무기필러 F-1 3
F-2 3
물성 용융지수(g/10min) 24 25 22 21 22 21 22 22
인장강도(kgf/cm2) 320 320 293 295 290 310 310 305
인장신율(%) 40 35 25 30 28 27 23 24
굴곡탄성율(kgf/cm2) 17200 16000 15300 17000 16500 18000 17500 17500
충격강도(kgfcm/cm) 5 4.7 3 5 4.8 4.5 4 4
열변형온도(℃) 97 93 90 95 94 98 97 97
표면외관 ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ○ ○ ○
구분 비 교 예
1 2 3 4 5
조성(%) 폴리유산 A 30 30 30 30 30
폴리프로필렌 B-1 55
B-2 55
B-3 55
B-4 55
B-5 55
상용화제 C 10 10 10 10 10
충격보강제 D-1 5 5 5
D-2 5 5
핵제 E
무기필러 F
물성 용융지수(g/10min) 5 22 30 22 24
인장강도(kgf/cm2) 265 270 270 280 285
인장신율(%) 28 25 20 20 15
굴곡탄성율(kgf/cm2) 14500 14800 14500 15000 14800
충격강도(kgfcm/cm) 5 5 4.5 4 2
열변형온도(℃) 80 80 78 92 86
표면외관 ○ ○ △ X X
상기 표 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물(실시예 1 내지 8)은 결정화도가 낮은 폴리프로필렌 수지를 포함하는 경우(비교예 1 내지 3) 및 충격보강제로 에틸렌-1-부텐계 공중합체만을 포함하는 경우(비교예 4 및 5)에 비하여 인장강도, 굴곡탄성율, 열안정성(열변형온도), 외관특성 및 물성균형이 현저히 뛰어남을 확인할 수 있었다.

Claims (9)

  1. ⅰ) 폴리유산 수지 10 내지 70 중량%;
    ⅱ) 아이소택틱지수(I.I)가 97 % 이상인 폴리프로필렌 수지 10 내지 80 중량%;
    ⅲ) 상용화제 1 내지 30 중량%; 및
    ⅳ) 충격보강제 1 내지 30 중량%;를 포함하여 이루어지되,
    상기 충격보강제는 에틸렌-α-옥텐 공중합체가 포함된 것을 특징으로 하는
    폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌 수지는, 결정화도가 50 % 이상인 것을 특징으로 하는
    폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 상용화제는, 반응기(reactive group)를 함유하는 반응성 상용화제인 것을 특징으로 하는
    폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 반응성 상용화제는, 변성 폴리올레핀계 반응성 상용화제인 것을 특징으로 하는
    폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 변성 폴리올레핀계 반응성 상용화제는, 글리시딜 메타아크릴레이트가 상기 반응성 상용화제 총 함량에 대하여 5 내지 20 중량%로 포함된 에폭시 변성 폴리올레핀인 것을 특징으로 하는
    폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 충격보강제는, 에틸렌-α-올레핀계 공중합체인 것을 특징으로 하는
    폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물은, 핵제 0.01 내지 5 중량%를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는
    폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물은, 무기필러 1 내지 10 중량%를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는
    폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물.
  9. 제 1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 폴리유산-폴리프로필렌계 얼로이 수지 조성물로 이루어진 성형품.
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