KR20160064389A - 프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조된 사출성형품 - Google Patents
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Abstract
본 기재는 프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조된 사출성형품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 a) 폴리프로필렌 수지 57 내지 95 중량%; b) 충격보강제 1 내지 28 중량%; 및 c) 휘스커가 41 내지 89 중량% 포함된 무기필러 4 내지 15 중량%;를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조된 사출성형품에 관한 것이다.
본 기재에 따르면, 기존 자동차용 폴리프로필렌 수지 조성물 대비 강성 및 내열성이 우수하고, 특히 비중이 낮으면서도 치수안정성이 뛰어난 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이의 사출성형품을 제공하는 효과가 있다.
본 기재에 따르면, 기존 자동차용 폴리프로필렌 수지 조성물 대비 강성 및 내열성이 우수하고, 특히 비중이 낮으면서도 치수안정성이 뛰어난 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이의 사출성형품을 제공하는 효과가 있다.
Description
본 기재는 프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조된 사출성형품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 자동차용 폴리프로필렌 수지 조성물 대비 가공성, 강성, 충격강도 및 내열성이 우수하고, 특히 비중이 낮으면서도 치수안정성이 뛰어난 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이의 사출성형품에 관한 것이다.
범용 플리스틱 소재 중 하나인 폴리프로필렌 수지는 비중이 낮고, 가공성이 우수하며, 생산성이 높고, 가격이 낮아, 범퍼, 사이드 실 몰딩, 가니쉬 등과 같은 자동차 외장품이나 인스트루먼트 판넬, 도어 트림, 콘솔바디, 필라, 각종 트림류 등과 같은 자동차 내장품에 많이 적용되고 있다.
자동차 내/외장품은 높은 강성과 내충격성이 요구되므로, 종래 이에 적용되는 폴리프로필렌 수지는 강성을 향상시키기 위해 유리섬유, 활석 등과 같은 무기 충진재를 보강하고, 또한 내충격성을 향상시키기 위해 α-올레핀 엘라스토머, 스티렌계 열가소성 엘라스토머 등과 같은 충격보강제를 보강하여 사용되어 왔다.
하지만, 최근 환경 문제 등으로 인해 이산화탄소 배출 절감 및 연비 개선이 절실하게 되었고, 이에 자동차 부품의 경량화 기술이 필요하게 되었다.
따라서, 기존에 자동차 내/외장재로 사용되던 폴리프로필렌 수지 조성물 대비 동등한 강성 및 치수 안정성을 유지하면서도 비중이 낮은 폴리프로필렌 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 기재는 기존 자동차용 폴리프로필렌 수지 조성물 대비 가공성, 강성, 충격강도 및 내열성이 우수하고, 특히 비중이 낮으면서도 치수안정성이 뛰어난 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이의 사출성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 기재의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 기재에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 기재는 a) 폴리프로필렌 수지 57 내지 95 중량%; b) 충격보강제 1 내지 28 중량%; 및 c) 휘스커가 41 내지 89 중량% 포함된 무기필러 4 내지 15 중량%;를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조된 사출성형품을 제공한다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 기재에 따르면 기존 자동차용 폴리프로필렌 수지 조성물 대비 강성 및 내열성이 우수하고, 특히 비중이 낮으면서도 치수안정성이 뛰어난 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이의 사출성형품을 제공하는 효과가 있다.
이하 본 기재를 상세하게 설명한다.
본 기재의 폴리프로필렌 수지 조성물은 a) 폴리프로필렌 수지 57 내지 95 중량%; b) 충격보강제 1 내지 28 중량%; 및 c) 휘스커가 41 내지 89 중량% 포함된 무기필러 4 내지 15 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 기재의 폴리프로필렌 수지 조성물은 a) 폴리프로필렌 수지 57 내지 95 중량%; b) 충격보강제 1 내지 28 중량%; 및 c) 휘스커가 41 내지 89 중량% 포함된 무기필러 4 내지 15 중량%;를 포함하되, CLTE(coefficient of linear thermal expansion)의 TD-MD 값이 7.5 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 무기필러는 일례로 휘스커가 55 내지 89 중량%, 또는 65 내지 85 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 강성 및 내열성이 우수하고, 비중이 낮으면서도 치수안정성이 뛰어나며, 성형 시 표면특성이 우수한 효과가 있다.
상기 폴리프로필렌 수지는 일례로 프로필렌 93 내지 97 중량%와 공단량체 3 내지 7 중량%가 중합된 공중합체 수지이다.
상기 공단량체는 일례로 알킬렌(단, 프로필렌 제외)일 수 있고, 또 다른 예로 에틸렌일 수 있다.
상기 폴리프로필렌 수지는 일례로 상기 폴리프로필렌 수지와 충격보강제 총 100 중량%에 대하여 71 내지 99 중량%, 또는 74 내지 98 중량%이다.
상기 폴리프로필렌 수지는 일례로 용융지수(MI)가 10 내지 100 g/10min, 20 내지 100 g/10min, 또는 25 내지 95 g/10min일 수 있고, 이 범위 내에서 가공성 및 생산성이 우수한 효과가 있다.
상기 폴리프로필렌 수지는 일례로 용융지수가 서로 다른 2종 이상의 프로필렌 수지의 혼합이고, 이 경우 강성, 충격강도, 유동성 및 가공성이 우수한 효과가 있다.
상기 폴리프로필렌 수지(B)는 일례로 폴리프로필렌 수지 총 100 중량%에 대하여 0.1 내지 80 중량%, 30 내지 70 중량%, 또는 50 내지 60 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 유동성, 가공성 및 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
상기 폴리프로필렌 수지는 일례로 아이소택티서티(isotacticity)가 97 내지 99.5 %인 고결성 폴리프로필렌 수지이고, 이 경우 강성, 충격강도, 가공성, 내열성 및 치수안정성 등의 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
상기 충격보강제는 일례로 α-올레핀계 공중합체 엘라스토머이고, 이 경우 충격보강 효과가 우수하다.
상기 α-올레핀계 공중합체 엘라스토머는 일례로 에틸렌-α-올레핀 공중합체 엘라스토머이고, 이 경우 충격보강 효과가 우수하다.
상기 α-올레핀은 일례로 탄소수 3 내지 10의 알켄, 또는 탄소수 6 내지 8의 알켄이며, 이 경우 충격보강 효과가 우수하다.
상기 휘스커는 침상의 섬유체로 일례로 칼륨 휘스커, 마그네슘 휘스커, 알루미늄 휘스커, 칼슘 휘스커 및 아연 휘스커로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 이 경우 강성 보강 및 경량화 효과가 우수하다.
상기 칼륨 휘스커는 일례로 포타슘 티타네이트 휘스커이다.
상기 마그네슘 휘스커는 일례로 마그네슘 옥시설페이트이고, 이 경우 폴리프로필렌과 결합하여 강성, 유동성, 강공성 및 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
상기 알루미늄 휘스커는 일례로 알루미늄 보레이트 휘스커이다.
상기 칼슘 휘스커는 일례로 칼슘 카보네이트 휘스커이다.
상기 아연 휘스커는 일례로 징크 옥사이드 휘스커이다.
상기 c)의 무기필러는 또 다른 예로 4 내지 8 중량%, 8 내지 12 중량%, 또는 12 내지 15 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 용도에 따른 물성 개선 및 경량화 효과가 우수하다.
상기 무기필러는 일례로 휘스커 41 내지 89 중량%; 및 판상 또는 구형의 무기충진제 11 내지 59 중량;를 포함하는 것일 수 있고, 이 경우 강성 및 내열성이 우수하고, 비중이 낮으면서도 치수안정성이 뛰어나며, 성형 시 표면특성이 뛰어난 효과가 있다.
또 다른 예로, 상기 무기필러는 휘스커 41 내지 89 중량%; 및 활석, 클레이, 카올린 및 탄산칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상 11 내지 59 중량%;를 포함하는 것일 수 있고, 이 경우 강성 및 내열성이 우수하고, 비중이 낮으면서도 치수안정성이 뛰어나며, 성형 시 표면특성이 뛰어난 효과가 있다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 일례로 산화방지제, 활제 또는 이들 모두를 더 포함할 수 있고, 이 경우 자동차 내외장재의 물성에 적합한 효과가 있다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 일례로 비중이 0.980 g/cm3 이하, 0.950 g/cm3 이하, 0.935 g/cm3 이하, 또는 0.935 내지 0.90 g/cm3일 수 있고, 이 경우 자동차 내외장재에 적용 시 이산화탄소 배출 감소 및 연비절감 효과가 우수하다.
본 기재의 사출성형품은 본 기재의 폴리프로필렌 수지 조성물로부터 제조됨을 특징으로 한다.
상기 사출성형품은 일례로 자동차 내외장재일 수 있다.
상기 자동차 내외장재는 일례로 범퍼, 사이드 실 몰딩, 가니쉬, 인스트루먼트 판넬, 도어 트림, 콘솔바디, 필라, 트림류 부품 등일 수 있다.
이하, 본 기재의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 기재를 예시하는 것일 뿐 본 기재의 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]
하기 실시예 및 비교예에서 사용한 화합물은 다음과 같다.
* 고결정성 PP1: MI 30 g/10min인 폴리프로필렌 수지
* 고결정성 PP2: PP1과 그레이드가 다른 MI 30 g/10min인 폴리프로필렌 수지
* 충격보강제: 에틸렌-옥텐 공중합체 엘라스토머
* 휘스커: 비중 2.4 g/cm3의 마그네슘 휘스커
* Talc(활석): 비중 2.4 g/cm3의 판상 활석
* 첨가제: 1, 2차 산화방지제 및 활제
실시예 1 내지 5
하기 표 1에 나타낸 성분과 중량으로 이축 압출기에서 용융혼련 및 압출하여 펠렛을 제조한 다음, 이 펠렛을 사출성형하여 폴리프로필렌 수지 조성물 시편을 제조하였다.
비교예 1 내지 6
하기 표 2에 나타낸 성분과 중량으로 이축 압출기에서 용융혼련 및 압출하여 펠렛을 제조한 다음, 이 펠렛을 사출성형하여 폴리프로필렌 수지 조성물 시편을 제조하였다.
[시험예]
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 6에서 제조된 폴리프로필렌 수지 조성물 시편의 비중, 용융지수(g/10min), 인장강도(kgf/cm2), 신율(%), 굴곡탄성율(kgf/cm2), 노치드 아이조드 충격강도(kgfcm/cm), 열변형온도(0.45MPa, ℃), CLTE(Coefficient of Linear Thermal Expansion), 수축률, 외관특성(육안관찰)을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1 및 2에 나타내었다.
구분 | 실시예 | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
고결정성 PP1 | 93 | 30 | 30 | 30 | 30 | |
고결정성 PP2 | 37 | 37 | 37 | 38 | ||
충격보강제 | 2 | 23 | 23 | 23 | 18 | |
휘스커 | 3 | 5.5 | 6 | 7.5 | 10 | |
Talc | 2 | 4.5 | 4 | 2.5 | 4 | |
첨가제 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
비중 | 0.92 | 0.948 | 0.945 | 0.942 | 0.97 | |
용융지수 | 27.6 | 21 | 21 | 20.5 | 26 | |
인장강도 | 315 | 210 | 216 | 220 | 240 | |
신율 | 70 | 350 | 300 | 220 | 150 | |
굴곡탄성율 | 18500 | 17300 | 18500 | 20500 | 24500 | |
노치드 아이조드 충격강도 | 7.0 | 59 | 54 | 52 | 35 | |
열변형온도 | 138 | 110 | 115 | 118 | 130 | |
CLTE (×10-5 m/m/℃) |
MD | 6.4 | 5.9 | 5.7 | 5.5 | 4.9 |
TD | 13.5 | 12.3 | 12.5 | 12.6 | 11.2 | |
TD-MD | 7.1 | 6.4 | 6.8 | 7.1 | 6.3 | |
수축률 | MD | 8.0 | 6.5 | 6.0 | 5.5 | 6.0 |
구분 | 비교예 | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
고결정성 PP1 | 30 | 30 | 30 | 88 | 25 | 30 | |
고결정성 PP2 | 37 | 37 | 37 | - | 37 | 32 | |
충격보강제 | 23 | 23 | 23 | 2 | 23 | 18 | |
휘스커 | 4 | 9 | 10 | - | - | - | |
Talc | 6 | 1 | - | 10 | 15 | 20 | |
첨가제 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
비중 | 0.95 | 0.938 | 0.936 | 0.96 | 1.00 | 1.06 | |
용융지수 | 21.2 | 20 | 20 | 27 | 25 | 21 | |
인장강도 | 195 | 225 | 232 | 300 | 180 | 235 | |
신율 | 250 | 180 | 150 | 60 | 150 | 100 | |
굴곡탄성율 | 15500 | 23000 | 23500 | 17000 | 16000 | 23500 | |
노치드 아이조드 충격강도 | 62 | 45 | 39 | 6.2 | 42 | 35 | |
열변형온도 | 108 | 119 | 120 | 136 | 115 | 130 | |
CLTE (×10-5 m/m/℃) |
MD | 6.2 | 5.2 | 5.1 | 7.5 | 6.9 | 6.5 |
TD | 13.8 | 14.0 | 14.7 | 16.5 | 14.5 | 14.1 | |
TD-MD | 7.6 | 8.8 | 9.6 | 9.0 | 7.6 | 7.6 | |
수축률 | MD | 7.0 | 4.5 | 4.0 | 10 | 8.2 | 9.0 |
상기 표 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 본 기재의 폴리프로필렌 수지 조성물은 휘스커를 포함하지 않거나, 휘스커와 무기충진제의 중량비가 다른 폴리프로필렌 수지 조성물과 비교하여(용도 별로 실시예 1과 비교예 4가 대응되고, 실시예 2 내지 4와 비교예 5가 대응되며, 실시예 5와 비교예 6이 대응됨) 가공성, 강성, 충격강도 및 내열성이 동등 또는 우수하고, 비중이 크게 낮으면서도 치수안정성이 뛰어난 것을 확인할 수 있었다.
또한, 본 기재의 폴리프로필렌 수지 조성물 시편(실시예 1 내지 5)은 표면에 흠이 발견되지 않아 외관 또는 표면 특성이 우수함을 확인할 수 있었다.
Claims (16)
- a) 폴리프로필렌 수지 57 내지 95 중량%;
b) 충격보강제 1 내지 28 중량%; 및
c) 휘스커가 41 내지 89 중량% 포함된 무기필러 4 내지 15 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는
폴리프로필렌 수지 조성물. - a) 폴리프로필렌 수지 57 내지 95 중량%;
b) 충격보강제 1 내지 28 중량%; 및
c) 휘스커가 41 내지 89 중량% 포함된 무기필러 4 내지 15 중량%;를 포함하되,
CLTE(coefficient of linear thermal expansion)의 TD-MD 값이 7.5 이하인 것을 특징으로 하는
폴리프로필렌 수지 조성물. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서
상기 무기필러는, 휘스커가 55 내지 89 중량% 포함된 무기필러인 것을 특징으로 하는
폴리프로필렌 수지 조성물. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서
상기 폴리프로필렌 수지는, 프로필렌 93 내지 97 중량%와 공단량체 3 내지 7 중량%가 중합된 공중합체 수지인 것을 특징으로 하는
폴리프로필렌 수지 조성물. - 제 4항에 있어서
상기 공단량체는, 알킬렌(단, 프로필렌 제외)인 것을 특징으로 하는
폴리프로필렌 수지 조성물. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서
상기 폴리프로필렌 수지는, 상기 폴리프로필렌 수지와 충격보강제 총 100 중량%에 대하여 71 내지 99 중량%인 것을 특징으로 하는
폴리프로필렌 수지 조성물. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서
상기 폴리프로필렌 수지는, 용융지수가 10 내지 100 g/10min인 것을 특징으로 하는
폴리프로필렌 수지 조성물. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서
상기 폴리프로필렌 수지는, 용융지수가 다른 2종 이상의 폴리프로필렌 수지의 혼합인 것을 특징으로
폴리프로필렌 수지 조성물. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서
상기 폴리프로필렌 수지는, 아이소택티서티(isotacticity)가 97 내지 99.5 %인 고결성 폴리프로필렌 수지인 것을 특징으로 하는
폴리프로필렌 수지 조성물. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서
상기 충격보강제는, α-올레핀 공중합체 엘라스토머인 것을 특징으로 하는
폴리프로필렌 수지 조성물. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서
상기 휘스커는, 칼륨 휘스커, 마그네슘 휘스커, 알루미늄 휘스커, 칼슘 휘스커 및 아연 휘스커로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는
폴리프로필렌 수지 조성물. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서
상기 무기필러는, 휘스커 41 내지 89 중량%; 및 판상 또는 구형의 무기충진제 11 내지 59 중량;를 포함하는 것을 특징으로 하는
폴리프로필렌 수지 조성물. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서
상기 무기필러는, 휘스커 41 내지 89 중량%; 및 활석, 클레이, 카올린 및 탄산칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상 11 내지 59 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는
폴리프로필렌 수지 조성물. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은, 산화방지제, 활제 또는 이들 모두를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
폴리프로필렌 수지 조성물. - 제 1항 또는 제 2항의 폴리프로필렌 수지 조성물로부터 제조됨을 특징으로 하는
사출성형품. - 제 13항에 있어서,
상기 사출성형품은, 자동차 내외장재인 것을 특징으로 하는
사출성형품.
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WO2018093130A1 (ko) * | 2016-11-15 | 2018-05-24 | 지에스칼텍스 주식회사 | 저비중 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 이용한 자동차 내장재용 성형품 |
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WO2022145724A1 (ko) * | 2020-12-28 | 2022-07-07 | 롯데케미칼 주식회사 | 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 |
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2014
- 2014-11-28 KR KR1020140167940A patent/KR20160064389A/ko active Search and Examination
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