KR20130078859A - 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 열가소성 고무 조성물 - Google Patents

탄소나노튜브를 포함하는 전도성 열가소성 고무 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기 전도성이 우수한 전도성 열가소성 고무(Thermoplastics Elastomer, TPE) 조성물에 관한 것으로, 상기 조성물은 (A) 삼원공중합체 30 내지 50 중량%, (B) 파라핀 오일 30 내지 45 중량%, (C) 폴리올레핀계 수지 5 내지 10 중량%, (D) 무기첨가물 5 내지 20 중량%, (E) 폴리페닐렌 에테르계 수지 3 내지 15 중량%를 포함하고, 및 상기 (A) 내지 (E)를 포함하는 열가소성 고무 조성물 100 중량부에 대하여 (F) 탄소나노튜브 1.5 내지 4.0 중량부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 전도성 열가소성 고무 조성물은 탄소나노튜브를 포함하여 전기 전도성이 우수하고, 표면경도가 50(쇼어 A) 이내의 범위를 유지하며, 상온 및 고온에서의 물리적 특성이 우수하여 연성 특성을 요구하는 대전방지, 정전방지용 전기전자 부품, 그리고 자동차 부품 등의 다양한 성형품 등의 다양한 분야에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

탄소나노튜브를 포함하는 전도성 열가소성 고무 조성물{Electrically Conductive Thermoplastics Elastomer Composition Comprising of Carbon Nano Tube}
본 발명은 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 열가소성 고무 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 전도성 열가소성 고무 조성물은 전기 전도성이 우수하며, 상온 및 고온에서의 물리적 특성이 우수하여 전기 전도성 및 연성 특성을 동시에 요구하는 전기전자 부품, 자동차 부품 등의 다양한 성형품 등의 제조에 유용하게 사용될 수 있는 전기전도성이 우수한 전도성 열가소성 고무 조성물에 관한 것이다.
열가소성 고무(Thermoplastics Elastomer, TPE)는 상온에서 가황 고무와 같이 고무적 탄성을 가지며, 고온에서는 플라스틱 재료와 동일하게 사출성형이 되는 고무와 플라스틱의 중간적인 성질의 소재이다.
이러한 특성으로 인해 열가소성 고무는 연성을 요구하는 스포츠용품, 식품포장, 의료 기기, 휴대용 IT 외장, 가전기기 등의 다양한 용도에 적용이 되고 있다. 또한 사출성형으로 인해 가황 고무가 성형하지 못하는 제품을 성형할 뿐 아니라 제품 제조시간을 단축할 수 있으며, 재활용이 가능하여 가황 고무에서 문제시되고 있는 환경문제를 해결할 수 있다.
또한, 상기 열가소성 고무에 전도성 충진제를 첨가하여 전기 전도성을 부여하고자 전도성 충진제의 일 예로서 카본블랙 등을 첨가하는 시도 등이 진행되어 왔다. 상기와 같은 전도성 열가소성 고무는 전기 전자 제품의 댐핑 및 접지 등의 용도로 많이 사용되고 있으며, 최근에는 저항막 방식의 터치스크린 용 펜으로도 사용되고 있다. 그러나 전기 전도성을 확보하기 위한 카본 블랙의 바람직한 양은 전체 열가소성 고무 조성물 100 중량부 대비 약 20 중량부 이상 첨가되어야 하므로, 카본블랙의 함량 증가에 따른 연성 등의 물성이 저하되고, 이로 인하여 낮은 표면경도를 요구하는 전기 전자 제품 댐핑 및 접지 등의 기술분야로의 적용에 있어서 제한 요소로 작용될 수 있다.
본 발명은 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 열가소성 고무 조성물로서 전기 전도성이 우수하고, 표면경도 50(쇼어 A) 이내의 범위를 유지하며 상온 및 고온에서 기계적 물성 및 복원력이 우수한 전도성 열가소성 고무(Thermoplastics Elastomer, TPE) 조성물을 제공하기 위함이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 구체예에 따르면, (A)삼원공중합체, (B)파라핀 오일, (C)폴리올레핀계 수지, (D)무기첨가물, 및 (E)폴리페닐렌 에테르계 수지를 포함하고, 상기 (A) 내지 (E)를 포함하는 열가소성 고무 조성물 100 중량부에 대하여 (F)탄소나노튜브 1.5 내지 4.0 중량부를 더 포함하는 전도성 열가소성 고무 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 구체예에 따르면, 상기 열가소성 고무 조성물은 (A) 삼원공중합체 30 내지 50 중량%; (B) 파라핀 오일 30 내지 45 중량%; (C) 폴리올레핀계 수지 5 내지 10 중량%; (D) 무기첨가물 5 내지 20 중량%; 및 (E) 폴리페닐렌 에테르계 수지 3 내지 15 중량%의 함량으로 각 성분을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구체예에 따르면, 상기 삼원공중합체(A)는 하기 화학식 1로 표현되는 A-B-A' 형이고, 하기 A 및 A' 블록은 하드 세그먼트, 하기 B 블록은 소프트 세그먼트이며, 삼원공중합체(A)의 총함량에 대하여 하기 하드 세그먼트는 20 내지 35 중량%, 소프트 세그먼트는 65 내지 80 중량% 이다.
[화학식 1]
Figure pat00001
본 발명의 다른 구체예에 따르면, 상기 A 및 A' 블록은 방향족 비닐계 중합체이며, 상기 B 블록은 공액 디엔계 중합체인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구체예에 따르면, 본 발명은 상기 전도성 열가소성 고무 조성물을 이용하여 제조된 성형품을 제공한다.
기타 본 발명의 구현 예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 전도성 열가소성 고무 조성물은 우수한 전기 전도성을 나타내며 표면경도 50(쇼어 A) 이내의 범위에서 상온 및 고온에서의 물리적 특성(물성 및 신장 영구 늘음률)이 우수하여 연성 특성을 요구하는 전기전자 부품, 그리고 자동차 부품 등의 다양한 성형품 등의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명을 요약하면, 본 발명의 전도성 열가소성 고무 조성물은 전기 전도성이 우수하며, 표면경도가 50(쇼어 A) 이하이고, 상온 및 고온에서의 물리적 특성 및 신장 영구 늘음률이 우수하다.
상기 전도성 열가소성 고무 조성물은 전기 전도성을 확보하기 위하여 전도성 충진제로서 탄소나노튜브를 포함하고, 50(쇼어 A) 이하의 표면경도를 확보하기 위하여, 삼원공중합체(A), 파라핀 오일(B), 및 폴리올레핀계 수지(C)를 포함하며, 상온 및 고온에서 우수한 물성 및 복원력을 확보하기 위하여 폴리페닐렌 에테르계 수지(E)를 사용한 것이 발명의 일 특징이다.
이하, 본 발명의 각 구성성분을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
(A) 삼원공중합체
본 발명에서 사용한 삼원공중합체는 전도성 열가소성 고무 조성물의 표면 연성 특성을 위해 사용한다.
구체예에서는 상기 삼원공중합체는 하기 화학식 1로 표시되고, 삼원공중합체를 이루는 각각의 세그먼트들이 A-B-A' 형으로 구성되며, 상기 A 및 A' 블록은 하드 세그먼트이며, 상기 B 블록은 소프트 세그먼트이다. 상기 하드 세그먼트는 열가소성 변형 방지를 위한 것이며, 소프트 세그먼트는 고무특성을 발휘한다. 하드 세그먼트와 소프트 세그먼트의 종류, 함량, 분자량, 배열에 따라 삼원공중합체의 경도, 내열도, 내화학성, 내마모성 등의 다양한 특성 구현이 가능하다. 한 구체예에서는 상기 삼원공중합체의 총함량에 대하여 상기 하드 세그먼트는 20 내지 35 중량%, 소프트 세그먼트는 65 내지 80 중량%, 바람직하게는 하드 세그먼트는 27 내지 35 중량%, 소프트세그먼트는 65 내지 73 중량%인 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure pat00002
하나의 구체예에서는 상기 A 및 A' 블록은 방향족 비닐계 중합체이며, 상기 B 블록은 공액 디엔계 중합체이다. 바람직하게는 A 및 A' 블록은 스티렌계 중합체이며, 상기 B 블록은 에틸렌-부타디엔 공중합체, 이소프렌, 에틸렌-이소프렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등이 있다. 더욱 바람직하게는 에틸렌-부타디엔 공중합체를 사용 하는 것이 좋다.
상기 삼원공중합체로는 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS) 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌(SEPS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-에틸렌-프로필렌-스티렌(SEEPS) 블록 공중합체 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 이　중 가장 바람직하게는 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS) 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌(SEPS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체 및 스티렌-에틸렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체가 사용될 수 있다.
구체예에서는 상기 삼원공중합체는 중량평균분자량이 140,000 내지 180,000이며, 바람직하게는 중량평균분자량이 147,000 내지 170,000이다.
본 발명의 전도성 열가소성 고무 조성물에서, 상기 삼원공중합체는 전체 열가소성 고무 조성물　중 30 내지 50 중량%가 사용될 수 있다. 상기 범위 내로 사용할 경우, 표면 연성 특성이 뛰어나며, 향상된 기계적　물성을 얻을 수 있다.
(B) 파라핀 오일
본 발명에 사용된 파라핀 오일은 전도성 열가소성 고무 조성물의 연화제로 작용하며, 신장율 향상을 위해 사용된다.
하나의 구체예에서는 상기 파라핀 오일은 중량평균분자량이 400 내지 1,200, 바람직하게는 600 내지 900인 것이 사용될 수 있다.
본 발명의 구체예에서는 상기 파라핀 오일은 동점도가 95 내지 215 cst(40 ℃ 기준)인 것을 사용할 수 있다. 바람직하게는 100 내지 212 cst(40 ℃ 기준)이다.
다른 구체예에서는 상기 파라핀 오일은 비중[15/4 ℃]이 0.75 내지 0.95이고, 인화점이 250 ℃ 내지 330 ℃이며, 유동점 -25 ℃ 내지 -5 ℃인 것이 사용될 수 있다. 바람직하게는 비중[15/4 ℃]이 0.85 내지 0.90이고, 인화점이 270 ℃ 내지 310 ℃이며, 유동점 -18 ℃ 내지 -9 ℃이다.
본 발명의 전도성 열가소성 고무 조성물에서, 파라핀 오일의 함량은 전체 열가소성 고무 조성물 중 30 내지 45 중량%로 사용된다. 상기 범위로 사용할 경우, 신장율 및 가공성뿐만 아니라, 우수한 물성 발란스를 얻을 수 있다. 바람직하게는 30 내지 42 중량%로 사용될 수 있다.
(C) 폴리올레핀계 수지
본 발명에 사용된 폴리올레핀계 수지는 전도성 열가소성 고무 조성물의 기계적 성질 및 사출성형시 가공성 향상을 위해 사용된다. 상기 폴리올레핀계 수지의 형태, 분자량, 밀도, 용융지수, 기계적 물성 등에 따라 전도성 열가소성 고무 조성물의 다양한 특성이 구현될 수 있다. 　
구체예에서는 상기 폴리올레핀계 수지는 용융지수(230 ℃, 2.16 kg)가 11 내지 25　g/10min인 것이 사용될 수 있다. 바람직하게는 15 내지 23 g/10min인 것이 사용될 수 있다.
다른 구체예에서는 상기 폴리올레핀계 수지는 밀도가 0.85 내지 1.1 g/cm3인 것이 사용될 수 있다. 또 다른 구체예에서는 상기 폴리올레핀계 수지는 인장강도(항복점, 50 mm/min)가 300 내지 400 kg/cm2인 것이 사용될 수 있다.
상기 폴리올레핀계 수지(C)로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 이중 바람직하게는 폴리프로필렌이며, 특히 호모 폴리프로필렌이 가장 바람직하다.
상기 폴리올레핀계 수지의 구조는 어택틱, 이소탁틱, 신디오탁틱 어느 것이든 사용될 수 있다.
본 발명의 전도성 열가소성 고무 조성물에서, 폴리올레핀계 수지의 함량은 전체 열가소성 고무 조성물 중 5 내지 10 중량%로 사용된다. 상기 범위로 사용할 경우, 기계적 성질 및 가공성이 뛰어나고, 우수한 물성 발란스를 얻을 수 있다. 바람직하게는 6 내지 10 중량%로 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 7 내지 10　중량%로 사용될 수 있다.
(D) 무기첨가물
본 발명에 사용된 무기첨가물은 전도성 열가소성 고무 조성물의 가공성 향상을 위해 사용된다.
구체적으로 본 발명에 사용된 무기첨가물은 탄산칼슘, 활석 등으로 입자크기가 0.01 내지 5 ㎛이고 표면처리되지 않은 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 전도성 열가소성 고무 조성물에서, 무기첨가물의 함량은 전체 열가소성 고무 조성물에 대하여 5 내지 20 중량%로 사용된다. 상기 범위로 사용할 경우, 기계적 성질 및 가공성이 뛰어나고, 우수한 물성 발란스를 얻을 수 있다. 바람직하게는 10 내지 17 중량%로 사용될 수 있고, 더욱 바람직하게는 10.5 내지 15 중량%로 사용될 수 있다.
(E) 폴리페닐렌 에테르계 수지
본 발명에서는 하기 화학식 2의 구조를 포함하는 폴리페닐렌 에테르계 수지를 적용함으로써, 전도성 열가소성 고무 조성물의 고온에서의 물리적 특성(물성 및 복원력)을 더욱 향상시킬 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00003
상기 폴리페닐렌 에테르계 수지로는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2,6-디에틸-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2,6-디프로필-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2-메틸-6-에틸-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2-메틸-6-프로필-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2-에틸-6-프로필-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2,6-디페닐-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르와 폴리(2,3,6-트리메틸-1,4-페닐렌)에테르의 공중합체, 및 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르와 폴리(2,3,5-트리에틸-1,4-페닐렌)에테르의 공중합체 등이 사용될 수 있으며, 이들의 혼합물도 적용될 수 있다. 바람직하게는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르와 폴리(2,3,6-트리메틸-1,4-페닐렌)에테르의 공중합체 및 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르가 사용되며, 이 중에서 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르가 가장 바람직하다.
본 발명에서 폴리페닐렌 에테르계 수지의 중합도는 특별히 제한되지는 않지만 전도성 열가소성 고무 조성물의 열안정성이나 작업성을 고려하여 25 ℃의 클로로포름 용매에서 측정된 고유점도가 0.2 내지 0.8 dl/g인 것이 바람직하다.
구체예에서는 상기 폴리페닐렌 에테르계 수지의 중량평균분자량은 20,000 내지 40,000이 사용될 수 있다. 상기 범위로 사용할 경우, 우수한 물성 발란스를 얻을 수 있다.　
상기 폴리페닐렌 에테르계 수지는 삼원공중합체(A)의 하드 세그먼트의 중량평균분자량 및 함량에 따라 사용되는 폴리페닐렌 에테르계 수지의 중량평균분자량 및 함량이 결정될 수 있다. 본 발명의 전도성 열가소성 고무 조성물에서, 폴리페닐렌 에테르계 수지는 전체 열가소성 고무 조성물에 대하여 3 내지 15 중량%로 사용된다. 상기 범위로 사용할 경우, 고온에서의 기계적 물성과 복원력이 우수하며, 15 중량%를 초과하여 사용할 경우, 가공성이 떨어질 수 있다. 바람직하게는 3　내지 11 중량% 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 3 내지 10 중량% 사용될 수 있다.
(F) 탄소나노튜브
본 발명에서는 전기 전도성 확보를 위하여 탄소나노튜브(carbon nano-tube)를 사용한다. 탄소나노튜브는 기계적 강도 및 영스모듈러스(Young's Modulus)가 높으며, 종횡비(aspect ratio)가 큰 기계적 특성을 가지는 물질이다.
또한, 탄소나노튜브는 높은 전기 전도성과 높은 열안정성을 가지는 물질로서, 이러한 탄소나노튜브를 열가소성 고무 복합체에 응용하면 기계적, 열적, 전기적 특성이 향상된 탄소나노튜브-열가소성 고무 복합체를 제조할 수 있다.
탄소나노튜브를 합성하는 방법은 전기 방전법(Arc-discharge), 열분해법(pyrolysis), 레이저 증착법(Laser vaporization), 플라즈마 화학기상증착법(plasma chemical vapor deposition), 열화학 기상증착법(Thermal chemical vapor deposition), 전기분해법, flame 합성법 등이 있으나, 본 발명에서 사용된 탄소나노튜브는 합성 방법에 관계없이 얻어진 탄소튜브들 모두가 사용 가능하다.
탄소나노튜브는 그 벽의 개수에 따라 단일벽 탄소나노튜브(single wall carbon nanotube), 이중벽 탄소타노튜브(double wall carbon nanotube), 다중벽 탄소나노튜브(multi wall carbon nanotube)로 나눌 수 있는데, 본 발명에서 사용되는 탄소나노튜브는 그 종류에 제한을 두지 않으나 다중벽 탄소나노튜브를 사용하는 것이 경제적으로 바람직하다.
탄소나노튜브의 직경은 0.5 내지 100 nm, 바람직하게는 1 내지 20 nm이며, 길이는 0.01 μm 내지 100 μm, 바람직하게는 1 μm 내지 30 μm이다.
상기와 같은 탄소나노튜브는 직경에 비하여 길이가 매우 긴 것을 알 수 있으며, 이로 인하여 탄소나노튜브의 종횡비(aspect ratio)(L/D)는 50 내지 5,000인 것이 바람직하다. 상기 종횡비가 50 미만일 경우, 전도성 열가소성 고무 조성물 내에서 탄소나노튜브 서로 간의 연결이 어려워 우수한 전도성을 기대하기 어려우며, 종횡비가 5,000 초과인 경우, 탄소나노튜브 합성 시간이 길어져 높은 수율로 생산하기 어려움으로 인한 가격상승이 예상된다.
상기 탄소나노튜브는 (A) 내지 (E)를 포함하는 열가소성 고무 조성물 100 중량부에 대하여, 1.5 내지 4.0 중량부로 사용하는 것이 바람직하다.
(G) 기타 첨가제
본 발명의 전도성 열가소성 고무 조성물은 상기 (A) 내지 (F)의 성분과 함께 본 발명의 목적을 방해하지 않는 한, 용도에 따라 자외선 흡수제, 열안정제, 산화방지제, 난연제, 활제, 염료 또는 안료 등의 착색제 등과 같은 기타 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 그 사용량은 (A) 내지 (E)를 포함하는 열가소성 고무 조성물 100 중량부에 대하여 30 중량부 이하로 사용할 수 있다.
상기 산화방지제로는 페놀류, 포스파이드류, 티오에테르류 또는 아민류의 산화방지제를 사용할 수 있다.
상기와 같은 조성을 갖는 전도성 열가소성 고무 조성물은 일반적인 수지 조성물을 제조하는 공지의 방법으로 제조될 수 있으며, 예를 들면 상기 구성 성분과 기타 첨가제를 동시에 혼합한 후 압출기 내에서 용융 압출하여 펠렛 형태로 제조할 수 있다.
상기와 같은 조성을 갖는 본 발명의 일 구현예에 따른 전도성 열가소성 고무 조성물은 표면저항 103∼1012 Ω/sq 범위를 유지하며 표면경도 50(쇼어 A) 이내의 범위를 유지하고 상온 및 고온에서의 물리적 특성(물성 및 신장 영구 늘음률)이 우수하여 연성 특성을 요구하는 전기전자 부품, 자동차 부품 등의 다양한 성형품 등의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
실시예
하기 실시예 및 비교예에 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 삼원공중합체
하드 세그먼트가 스타이렌이며 함량은 33 중량%, 소프트 세그먼트가 에틸렌-부타다이엔 공중합체이며 함량은 67 중량%, 전체 비중이 0.91 g/㎤, 전체 중량평균분자량이 150,000인 크라이톤사의 G1651를 사용하였다.
(B) 파라핀 오일
분자량 740, 비중[15/4 ℃] 0.88, 인화점 300 ℃, 동점도[40 ℃] 210.5 cst인 서진화학사의 KL-1100 제품을 사용하였다.
(C) 폴리올레핀계 수지
폴리올레핀계 수지로 용융지수(230 ℃, 2.16 kg) 22, 밀도 0.91 g/cm3, 인장강도(항복점, 50 mm/min) 380 kg/cm2인 삼성토탈의 폴리프로필렌인 HJ-700을 사용하였다.
(D) 무기첨가물
평균 입자크기 2 ㎛이고 표면처리가 되지않은 탄산칼슘인 오미야사의 오미야 2-HB를 사용하였다.
(E) 폴리페닐렌 에테르계 수지
중량평균분자량이 30,000인 폴리페닐렌 에테르 수지를 사용하였다.
(F) 탄소나노튜브
벨기에 Nanocyl사의 NC 7000 제품으로 직경 10 내지 15 nm, 길이 1 내지 25 ㎛인 다중벽 탄소나노튜브를 사용하였다.
(G) 카본블랙
전도성 카본블랙으로서, 직경이 20 내지 50 nm인 구형상을 띤 입자로 팀칼사 ENSACO 250G를 사용하였다.
실시예 1∼6 및 비교예 1∼7
상기 구성성분을 하기 표 1의 함량에 따라 혼합하고, 반바리 믹서를 이용하여 240 ℃의 고정 온도, 40 rpm에서 25분 혼합한 후, L/D=24, Φ=45mm인 이축 압출기를 이용하여 240 ℃의 고정 온도, 300 rpm의 스크루 회전 속도, 25 rpm의 자가 공급 속도의 조건 하에서 압출하여 펠렛상으로 제조하였다. 제조된 펠렛을 60 ℃에서 4시간 동안 건조시킨 뒤, 10 oz 사출기에서 사출온도 240 ℃의 조건으로 사출하여 물성 측정 평가용 시편을 제조한 후, 하기의 방법으로 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
물성 측정 방법
(1) 경도: KS M 6518에 준하여 표면경도인 쇼어 A로 측정하였다.
(2) 인장강도: KS M 6518의 3호형 시편으로 측정하였다.
(3) 신장율 : KS M 6518의 3호형 시편으로 측정하였다.
(4) 신장 영구 늘음률 : KS M 6518의 3호형 시편으로 측정하였다.
(5) 표면저항 : Wolfgang Warmbler사의 SRM-100을 사용하여 ASTM D257에 따라 시편의 표면저항을 측정하였다.
Figure pat00004
상기 표 1에 나타난 바와 같이 탄소나노튜브(F)를 포함하는 실시예 1 내지 6은 표면경도 50(쇼어 A) 이내의 범위를 유지하며, 인장강도 및 신장 영구 늘음률이 우수하고, 표면저항값이 낮은 것을 알 수 있다. 구체적으로, 실시예 3과 비교예 1 및 3을 비교해보면, 탄소나노튜브(F)를 3 중량부 포함하는 본 발명의 실시예 3은 비교예 3에 비하여 경도, 인장강도, 신장율, 신장 영구 늘음률이 저하됨 없이 전기 전도성이 대폭 개선된 것을 알 수 있는 반면, 카본블랙(G)을 20 중량부 포함하는 비교예 1은 표면저항값이 낮아져 전기 전도성은 개선되었으나 전도성 충진제인 카본블랙의 함량이 지나치게 높아져, 표면경도 값이 50(쇼어 A) 이상으로 상승되고, 신장율, 신장 영구 늘음률 등의 물성이 저하된 것을 알 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (17)

  1. (A)삼원공중합체, (B)파라핀 오일, (C)폴리올레핀계 수지, (D)무기첨가물, 및 (E)폴리페닐렌 에테르계 수지를 포함하고,
    상기 (A) 내지 (E)를 포함하는 열가소성 고무 조성물 100 중량부에 대하여, 전도성 충진제로서 탄소나노튜브(F) 1.5 내지 4.0 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 열가소성 고무 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 고무 조성물은 (A) 삼원공중합체 30 내지 50 중량%; (B) 파라핀 오일 30 내지 45 중량%; (C) 폴리올레핀계 수지 5 내지 10 중량%; (D) 무기첨가물 5 내지 20 중량%; 및 (E) 폴리페닐렌 에테르계 수지 3 내지 15 중량%의 함량으로 각 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 열가소성 고무 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 삼원공중합체(A)는 하기 화학식 1로 표현되는 A-B-A' 형이고, 하기 A 및 A' 블록은 하드 세그먼트, 하기 B 블록은 소프트 세그먼트이며, 삼원공중합체(A)의 총함량에 대하여 하기 하드 세그먼트는 20 내지 35 중량%, 소프트 세그먼트는 65 내지 80 중량% 인 것을 특징으로 하는 전도성 열가소성 고무 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pat00005

  4. 제3항에 있어서, 상기 A 및 A' 블록은 방향족 비닐계 중합체이며, 상기 B 블록은 공액 디엔계 중합체인 것을 특징으로 하는 전도성 열가소성 고무 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 삼원공중합체(A)는 스티렌-에틸렌부타디엔-스티렌(SEBS) 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌프로필렌-스티렌(SEPS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌이소프렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌에틸렌프로필렌-스티렌(SEEPS) 블록 공중합체, 및 이들의 2종 이상 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전도성 열가소성 고무 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 삼원공중합체(A)는 중량평균분자량이 140,000 내지 180,000인 것을 특징으로 하는 전도성 열가소성 고무 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 파라핀 오일(B)은 동점도가 95 내지 215 cst(40 ℃ 기준)인 것을 특징으로 하는 전도성 열가소성 고무 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀계 수지(C)는 용융지수(230 ℃, 2.16 kg)가 11 내지 25 g/10min인 것을 특징으로 하는 전도성 열가소성 고무 조성물.
  9. 제1항에 있어서,상기 폴리올레핀계 수지(C)는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 및 이들의 2종 이상 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전도성 열가소성 고무 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 무기첨가물(D)은 입자크기가 0.01 내지 5 ㎛이고 표면처리되지 않은 것을 특징으로 하는 전도성 열가소성 고무 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 상기 무기첨가물(D)은 탄산칼슘 또는 활석인 것을 특징으로 하는 전도성 열가소성 고무 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 상기 폴리페닐렌 에테르계 수지(E)는 중량평균분자량이 20,000 내지 40,000인 것을 특징으로 하는 전도성 열가소성 고무 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 상기 탄소나노튜브(F)는 직경이 0.5 내지 100 nm이며, 길이는 0.01 내지 100 μm인 것을 특징으로 하는 전도성 열가소성 고무 조성물.
  14. 제1항에 있어서, 상기 탄소나노튜브(F)는 종횡비(L/D)가 50 내지 5,000인 것을 특징으로 하는 전도성 열가소성 고무 조성물.
  15. 제1항에 있어서, 상기 전도성 열가소성 고무 조성물은 표면경도가 0.1 내지 50(쇼어 A)이고, 신장 영구 늘음률이 4.0% 미만인 것을 특징으로 하는 전도성 열가소성 고무 조성물.
  16. 제1항에 있어서, 상기 전도성 열가소성 고무 조성물은 표면 저항값이 1×103 내지 1×1012 Ω/sq인 것을 특징으로 하는 전도성 열가소성 고무 조성물.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 전도성 열가소성 고무 조성물로 제조된 성형품.
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