KR20170039014A - 폴리아미드 수지 조성물 및 이를 이용한 플라스틱 성형체 제조 - Google Patents

폴리아미드 수지 조성물 및 이를 이용한 플라스틱 성형체 제조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리(m-크실렌아디프아미드) 수지, 내충격제, 및 나노 층상이중수산화물을 포함하는 폴리아미드 수지 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 조성물은 폴리(m-크실렌아디프아미드)를 기초 수지로 포함하여 가스차단 특성이 우수하고, 강도 및 가공성이 우수하여 특히 중공성형체의 제조 공정에서 바람직하게 적용될 수 있다.

Description

폴리아미드 수지 조성물 및 이를 이용한 플라스틱 성형체 제조 {POLYAMIDE RESIN COMPOSITION, AND MOLDED ARTICE MANUFACTURED THEREFROM}
본 발명은 폴리아미드 (Polyamide) 수지 조성물 및 이를 이용한 플라스틱 성형체에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 폴리(m-크실렌아디프아미드) (poly(m-xyleneadipamide)) 수지, 내충격제, 및 나노 층상 이중수산화물을 포함하는 조성물과 상기 조성물로 제조된 플라스틱 성형체에 관한 것이다.
일반적으로 가스차단성 나노복합체 제조 기술은 에틸렌-비닐알코올 공중합체(EVOH, ethylene-vinyl alcohol), 폴리아마이드(polyamide), 아이오노머(ionomer), 및 폴리비닐알코올 (PVA) 등 차단성 수지와 층상점토화합물을 혼련(compounding)하여 차단성 수지내에 층상점토화합물을 나노크기로 분산시켜 고분자 층상 점토 화합물의 층간으로 삽입시키고 기계적 강도, 및 가스차단성이 우수한 소재 제조기술이다.
상기와 같은 가스차단성 나노복합체 조성물은 블로우 성형에 주로 이용된다. 블로우 성형은 금형 안에 중공의 패리슨(바닥 있음, 바닥 없음)에 유체를 불어넣어 팽창시키는 방법이다. 이때, 블로우 성형을 위해서는 조성물의 용융 점성도(melt viscosity)가 높아야만 한다.
폴리아미드 수지로 제조된 성형체는 자동차 제조에 널리 사용되는데, 이것은 일반적으로 폴리아미드가 기계적, 열적, 및 화학적 내성과 관련하여 양호한 성질을 가지기 때문이다.
종래 기술로, EP 2325260 A1는 자동차 분야에서 다양한 파이프 시스템을 생산하는 것에 대한 폴리아미드 몰딩 재료를 개시한 바 있으나, 제조 방법이 복잡하며, 낮은 용융 점성도를 가지고 표면 특성이 블로우성형에 적합하지 않은 문제가 있다.
이처럼 폴리아미드 수지에 있어, 높은 용융 점성도는 중요하다. 용융 점성도가 지나치게 낮으면, 물성이 저하되는 단점이 있다. 그러나 지나치게 높은 용융 점성도를 가지는 성형체의 경우에는 표면 성질이 불량하고, 가공성이 떨어지게 된다.
한편, 층상이중수산화물은 자연산 점토의 일종으로 인공합성이 가능한 물질로써 층에 양이온을 띠어 층간에 음이온을 교환할 수 있는 음이온성 점토이다. 때문에 음이온성 점토물질 또는 하이드로탈사이트라고도 불리우는 LDH의 화학식은 [M2+ 1-xM3+ x(OH)2]x+ [(An-)x/ nH2O]x-로 표현되며 2가 금속으로는 주로 Mg2 +, Co2 +, Ni2 + 등이, 3가 금속으로는 주로 Al3 +, Cr3 +등이 물질로 구성된다. A로 표기되는 음이온에는 CO3 2-, Cl- 외에 질산이온 등이 층간에 삽입될 수 있는데 자연산 하이드로탈사이트는 층간 음이온으로 대부분이 탄산염을 지니고 있다.
따라서 하이드로탈사이트의 구성 또는 구조에 변화를 주어 층간에 삽입된 음이온의 종류를 치환함으로써 촉매나, 의약품, 음이온 교환기로의 응용 등 적용분야를 넓혀가고있다. LDH는 넓은 표면적과 기억효과, 음이온 교환능력 및 열 안정성 등의 성질을 갖고 있으며 폐수에 포함된 유해 음이온의 처리에도 응용가능성이 높다.
한편 폴리(m-크실렌아디프아미드)는 메타크실렌기를 함유하는 폴리아미드 수지로서, m-크실렌디아민과 아디프산으로부터 제조되며, 산소, 이산화탄소, 수증기등의 기체에 대한 차단성이 우수하여 포장용 필름 및 다층용기의 용도로 널리 사용되고 있다. 폴리(m-크실렌아디프아미드) 수지로 제조된 성형체는 일반적으로 기계적, 열적, 및 화학적 내성과 관련하여 양호한 성질을 가지기 때문이다. 일반 폴리아마이드 6 수지보다 MXD6 수지는 차단성이 더 우수하다.
이에 본 발명은 폴리(m-크실렌아디프아미드)를 기초 수지로 하여, 내충격제 및 나노 층상이중수산화물을 포함하는 폴리아미드 수지 조성물을 포함하는 성형체를 제조함으로써 블로우 성형이나 사출성형에 사용하기에 적합한 점도를 가진 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 바람직한 제 1 구현예는, 폴리(m-크실렌아디프아미드) 수지 60 내지 80 중량%; 내충격제 15 내지 35 중량%; 및 나노 층상이중수산화물 1 내지 5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 폴리아미드 수지 조성물이다.
상기 제 1 구현예에 의한 내충격제는 무수말레인산이 그래프트된 폴리올레핀인 것일 수 있다.
상기 제 1 구현예에 의한 나노 층상이중수산화물은 Mg4Al2(OH)8O2(CO3)인 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 바람직한 제 2 구현예는, 상기 폴리아미드 수지 조성물을 포함하고, 가스 투과도가 15g/m2-day 이하인 플라스틱 중공성형체이다.
상기 제 2 구현예에 의한 성형체는 유동지수가 0.3 내지 3 g/min 이고, 23℃에서의 충격강도는 250 J/m 이상이며, -40℃에서의 충격강도는 98 J/m 이상인 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 폴리아미드 수지 조성물은 폴리(m-크실렌아디프아미드) 수지에 내충격제와 나노 층상이중수산화물을 포함하여, 우수한 내충격성을 확보하면서도 가스 차단성을 나타낼 수 있어, 중공 성형이나 사출 성형 가공에 유용하게 이용될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 폴리(m-크실렌아디프아미드) 수지 60 내지 80 중량%; 내충격제 15 내지 35 중량%; 및 나노 층상이중수산화물 1 내지 5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 폴리아미드 수지 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명에서는 폴리(m-크실렌아디프아미드)의 상대점도가 2 내지 2.5이고, 내충격제로 무수말레인산이 그래프트된 폴리올레핀을 사용함으로써, 본 발명의 폴리아미드 수지로 제조된 성형체의 우수한 유동지수 및 물성과 동시에, 층상이중수산화물을 포함하여 우수한 가스 차단성을 보인다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 나노복합체 혼련의 내충격성, 및 연료가스차단성을 향상시킬 수 있는 방법에 대하여 연구하던 중, 층상 이중 수산화물을 폴리(m-크실렌아디프아미드) 수지 내부에 나노 크기로 분산시켜 나노복합체를 제조한 결과, 차단성 수지 내부의 가스투과경로를 길게 하여 차단성 수지 자체의 차단성 증가시키며, 상온 내충격성 및 저온 내충격성을 증가시켜 블로우 성형가능한 가공적 장점이 있을 뿐만 아니라, 상기 폴리(m-크실렌아디프아미드) 수지, 및 내충격제를 포함하는 나노복합체 혼련은 기계적 강도, 내충격성, 연료가스차단성이 및 블로우 성형성이 우수함을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.
(A) 폴리(m-크실렌아디프아미드) 수지
본 발명의 조성물에 사용되는 수지는 폴리(m-크실렌아디프아미드) 수지이다.
본 발명의 조성물에서 폴리(m-크실렌아디프아미드) 수지는 60~80 중량% 사용되는 것이 바람직하다. 폴리아미드 수지가 60 중량% 미만으로 사용되면 인장강도 및 굴곡강도가 저하되는 경우가 있고, 80 중량%를 초과하여 사용되면 상온내충격성 및 내한충격이 저하 문제가 있을 수 있다.
본 발명에서 사용하는 폴리(m-크실렌아디프아미드) 수지는 상대점도 2.0 ~ 2.5 인 것을 사용하여 기계적 물성을 향상시킬 수 있다. 상대점도가 2.0 미만인 경우 인장강도 및 충격강도가 저하되는 문제가 있을 수 있고, 2.5 초과인 경우 성형기 내에서 스크류와 수지간의 과다한 마찰열이 발생하고 수기자 분해되거나 성형을 위해 고압의 압력이 필요하게 되기에 성형기와 금형에 무리가 되어 사출 성형이 어려워지는 문제가 있을 수 있다. 상기 범위 내의 폴리(m-크실렌아디프아미드) 수지를 사용하는 것이 좋다.
폴리(m-크실렌아디프아미드) 수지의 중량평균분자량은 15,000 내지 30,000 인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 중량평균분자량(Mv)은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)법에 의해 폴리스티렌을 기준물질로 하여 구해질 수 있으며, 보다 상세한 측정방법은 하기와 같다.
1. 분석기기: Agilent Technologies 1200Series
2. 고정상: u Stragel 103 104 105 (컬럼 3개를 직렬로 연결하여 분석)
3. 이동상: Chlorofrom/OCP표준용매=4/1, 1.0㎖/min
4. 온도: 40℃ (고정상 컬럼 및 RI 검출기)
5. 기준물질: Polystyrene
6. 주입량: 20㎕
7. 검출기: Agilent G1316A RI, 40℃
8. 분석 시간: 30분
(B) 내충격제
본 발명에서 사용하는 내충격제는 무수말레인산으로 그래프트된 폴리올레핀을 사용한다. 이때 무수말레인산으로 그래프트한 폴리올레핀을 사용하면 우수한 상온내충격성 및 내한충격 효과를 획득할 수 있다.
본 발명의 조성물에서 내충격제는 15~35 중량% 사용되는 것이 바람직하다. 내충격제가 15 중량% 미만으로 사용되면 상온내충격성 및 내한충격성 저하한 문제가 있을 수 있고, 35 중량%를 초과하여 사용되면 인장강도 저하 문제가 있을 수 있다.
(C) 나노 층상이중수산화물
본 발명에 사용되는 나노 층상이중수산화물은 두 층의 수산화기 사이에 2가금속과 3가금속이 포함되어 있어, 층간에 음이온을 교환할 수 있는 2중 층상구조의 물질이다. 층상구조를 가지며 이온교환이 가능한 무기재료로서는 그 이온의 종류에 따라 양이온 및 음이온 교환체로 분류된다. 양이온교환체는 점토계를 비롯하여 그종류가 다양하나, 음이온교환체는 층상이중수산화물(LDHs)이 대표적이다
상기 연료가스차단성 나노복합체는 층상이중수산화물을 함량에 따라 층상화합물이 불연속상인 폴리(m-크실렌아디프아미드) 수지 내부에 균일하게 분산하여 차단효과를 발휘한다. 이는 폴리(m-크실렌아디프아미드) 수지 내부에 미세하게 박리된 층상이중수산화물이 차단막을 형성하게 되어 차단성수지 자체의 차단성, 및 기계적 물성을 향상시키는 역할을 하게 되며, 궁극적으로 혼련 자체의 차단성, 및 기계적 물성을 향상시키는 효과까지 얻게 되는 것이다.
따라서, 본 발명에서는 폴리(m-크실렌아디프아미드)와 층상이중수산화물을 혼련하여 차단성 수지내에 층상화합물을 나노크기로 분산시켜 고분자 사슬과 층상화합물과의 접촉 면적을 최대화하여 가스투과억제능을 극대화한다. 본 발명에 사용되는 상기 b)의 내충격제는 상기 조성물의 내충격성을 향상시켜는 작용을 하는데, 이때 나노 층상이중수산화물이 1 중량% 미만이면 가스투과 억제능이 충분하지 않을 수 있고, 5 중량%를 초과하면 나노 층상이중수산화물을 수지중 분산 못 한 경우가 있을 수 있다.
본 발명의 조성물을 이용하여 제조된 성형체는 가스 투과도가 15 g/m2-day 이하인 것일 수 있다. 가스 투과도가 15 g/m2-day 를 초과하면 자동차부품 만들기 적합하지 못하다.
또한 본 발명의 성형체는 유동지수가 0.3 내지 3 g/min 인 것이 바람직하다. 중공성형체에 있어 유동지수가 0.5 g/min 미만이면 블로우 작업을 어렵고, 3 g/min 을 초과하면 부품성형 못할 수도 있다.
아울러 본 발명의 성형체는 상온(23℃)에서의 충격강도는 250 J/m 이상이며, -40℃에서의 충격강도는 98 J/m 이상인 것을 특징으로 한다.
상온에서의 충격강도가 no break 미달이면 성형체로 이용되기에 적합하지 않으며, -40℃에서 충격강도가 98 J/m 미만이면 겨울철 등 혹독한 환경에서 내구성을 유지하지 못하는 단점이 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
실시예 1. 블로우용 차단성 나노복합제 제조
폴리(m-크실렌아디프아미드)(MXD6, 일본 Mitsubishi Gas Chemical사, S6001, 상대점도: 2.1) 74.0 중량%, 및 내충격제로(Impact Modifier, Maleic Anhydride Grafted (MAH) Polyolefin, 미국 DOW사, Paraloid® EXL-3808) 25 중량% 및 나노 층상이중수산화물로 (Layered Double Hydroxides, 한국 신원사, P2, Mg4Al2(OH)8O2(CO3)) 1.0 중량%를 이축압출기(TEK-30)의 주호퍼에 투입한 후, 폴리(m-크실렌아디프아미드)/층상이중수산화물 나노복합체를 제조하였다. 이때 압출 온도는 240-245-250-255-260-260-260-260 ℃로 변화시키며 압출해주었고, 스크류 속도는 400 rpm이고, 토출조건을 40 ㎏/hr였다.
실시예 2. 블로우용 차단성 나노복합제 제조
폴리(m-크실렌아디프아미드)(MXD6, 일본 Mitsubishi Gas Chemical사, S6001, 상대점도: 2.1) 72.0 중량%, 및 내충격제로(Impact Modifier, Maleic Anhydride Grafted (MAH) Polyolefin, 미국 DOW사, Paraloid® EXL-3808) 25 중량% 및 나노 층상이중수산화물로 (Layered Double Hydroxides, 한국 신원사, P2, Mg4Al2(OH)8O2(CO3)) 3.0 중량%를 이축압출기(TEK-30)의 주호퍼에 투입한 후, 폴리(m-크실렌아디프아미드)/층상이중수산화물 나노복합체를 제조하였다. 이때 압출 온도는 240-245-250-255-260-260-260-260 ℃로 변화시키며 압출해주었고, 스크류 속도는 400 rpm이고, 토출조건을 40 ㎏/hr였다.
실시예 3. 블로우용 차단성 나노복합제 제조
폴리(m-크실렌아디프아미드)(MXD6, 일본 Mitsubishi Gas Chemical사, S6001, 상대점도: 2.1) 70.0 중량%, 및 내충격제로(Impact Modifier, Maleic Anhydride Grafted (MAH) Polyolefin, 미국 DOW사, Paraloid® EXL-3808) 25 중량% 및 나노 층상이중수산화물로 (Layered Double Hydroxides, 한국 신원사, P2, Mg4Al2(OH)8O2(CO3)) 5.0 중량%를 이축압출기(TEK-30)의 주호퍼에 투입한 후, 폴리(m-크실렌아디프아미드)/층상이중수산화물 나노복합체를 제조하였다. 이때 압출 온도는 240-245-250-255-260-260-260-260 ℃로 변화시키며 압출해주었고, 스크류 속도는 400 rpm이고, 토출조건을 40 ㎏/hr였다.
실시예 4. 블로우용 차단성 나노복합제 제조
폴리(m-크실렌아디프아미드)(MXD6, 일본 Mitsubishi Gas Chemical사, S6001, 상대점도: 2.1) 69.0 중량%, 및 내충격제로(Impact Modifier, Maleic Anhydride Grafted (MAH) Polyolefin, 미국 DOW사, Paraloid® EXL-3808) 30 중량% 및 나노 층상이중수산화물로 (Layered Double Hydroxides, 한국 신원사, P2, Mg4Al2(OH)8O2(CO3)) 1.0 중량%를 이축압출기(TEK-30)의 주호퍼에 투입한 후, 폴리(m-크실렌아디프아미드)/층상이중수산화물 나노복합체를 제조하였다. 이때 압출 온도는 240-245-250-255-260-260-260-260 ℃로 변화시키며 압출해주었고, 스크류 속도는 400 rpm이고, 토출조건을 40 ㎏/hr였다.
실시예 5. 블로우용 차단성 나노복합제 제조
폴리(m-크실렌아디프아미드)(MXD6, 일본 Mitsubishi Gas Chemical사, S6001, 상대점도: 2.1) 67.0 중량%, 및 내충격제로(Impact Modifier, Maleic Anhydride Grafted (MAH) Polyolefin, 미국 DOW사, Paraloid® EXL-3808) 30 중량% 및 나노 층상이중수산화물로 (Layered Double Hydroxides, 한국 신원사, P2, Mg4Al2(OH)8O2(CO3)) 3.0 중량%를 이축압출기(TEK-30)의 주호퍼에 투입한 후, 폴리(m-크실렌아디프아미드)/층상이중수산화물 나노복합체를 제조하였다. 이때 압출 온도는 240-245-250-255-260-260-260-260 ℃로 변화시키며 압출해주었고, 스크류 속도는 400 rpm이고, 토출조건을 40 ㎏/hr였다.
실시예 6. 블로우용 차단성 나노복합제 제조
폴리(m-크실렌아디프아미드)(MXD6, 일본 Mitsubishi Gas Chemical사, S6001, 상대점도: 2.1) 65.0 중량%, 및 내충격제로(Impact Modifier, Maleic Anhydride Grafted (MAH) Polyolefin, 미국 DOW사, Paraloid® EXL-3808) 30 중량% 및 나노 층상이중수산화물로 (Layered Double Hydroxides, 한국 신원사, P2, Mg4Al2(OH)8O2(CO3)) 5.0 중량%를 이축압출기(TEK-30)의 주호퍼에 투입한 후, 폴리(m-크실렌아디프아미드)/층상이중수산화물 나노복합체를 제조하였다. 이때 압출 온도는 240-245-250-255-260-260-260-260 ℃로 변화시키며 압출해주었고, 스크류 속도는 400 rpm이고, 토출조건을 40 ㎏/hr였다.
실시예 7. 블로우용 차단성 나노복합제 제조
폴리(m-크실렌아디프아미드)(MXD6, 일본 Mitsubishi Gas Chemical사, S6001, 상대점도: 2.1) 69.0 중량%, 및 내충격제로(Impact Modifier, Maleic Anhydride Grafted (MAH) Polyolefin, 미국 Dupont사, Fusabond® N493, 밀도: 0.87 g/cm3) 30 중량% 및 나노 층상이중수산화물로 (Layered Double Hydroxides, 한국 신원사, P2, Mg4Al2(OH)8O2(CO3)) 1.0 중량%를 이축압출기(TEK-30)의 주호퍼에 투입한 후, 폴리(m-크실렌아디프아미드)/층상이중수산화물 나노복합체를 제조하였다. 이때 압출 온도는 240-245-250-255-260-260-260-260 ℃이고, 스크류 속도는 400 rpm이고, 토출조건을 40 ㎏/hr였다.
실시예 8. 블로우용 차단성 나노복합제 제조
폴리(m-크실렌아디프아미드)(MXD6, 일본 Mitsubishi Gas Chemical사, S6001, 상대점도: 2.1) 67.0 중량%, 및 내충격제로(Impact Modifier, Maleic Anhydride Grafted (MAH) Polyolefin, 미국 Dupont사, Fusabond® N493, 밀도: 0.87 g/cm3) 30 중량% 및 나노 층상이중수산화물로 (Layered Double Hydroxides, 한국 신원사, P2, Mg4Al2(OH)8O2(CO3)) 3.0 중량%를 이축압출기(TEK-30)의 주호퍼에 투입한 후, 폴리(m-크실렌아디프아미드)/층상이중수산화물 나노복합체를 제조하였다. 이때 압출 온도는 240-245-250-255-260-260-260-260 ℃이고, 스크류 속도는 400 rpm이고, 토출조건을 40 ㎏/hr였다.
실시예 9. 블로우용 차단성 나노복합제 제조
폴리(m-크실렌아디프아미드)(MXD6, 일본 Mitsubishi Gas Chemical사, S6001, 상대점도: 2.1) 65.0 중량%, 및 내충격제로(Impact Modifier, Maleic Anhydride Grafted (MAH) Polyolefin, 미국 Dupont사, Fusabond® N493, 밀도: 0.87 g/cm3) 30 중량% 및 나노 층상이중수산화물로 (Layered Double Hydroxides, 한국 신원사, P2, Mg4Al2(OH)8O2(CO3)) 5.0 중량%를 이축압출기(TEK-30)의 주호퍼에 투입한 후, 폴리(m-크실렌아디프아미드)/층상이중수산화물 나노복합체를 제조하였다. 이때 압출 온도는 240-245-250-255-260-260-260-260 ℃이고, 스크류 속도는 400 rpm이고, 토출조건을 40 ㎏/hr였다.
비교예 1
폴리(m-크실렌아디프아미드)(MXD6, 일본 Mitsubishi Gas Chemical사, S6001, 상대점도: 2.1) 75.0 중량%, 및 내충격제로(Impact Modifier, Maleic Anhydride Grafted (MAH) Polyolefin, 미국 DOW사, Paraloid® EXL-3808) 25.0 중량%를 이축압출기(TEK-30)의 주호퍼에 투입한 후, 폴리(m-크실렌아디프아미드) 내충격소재를 제조하였다. 이때 압출 온도는 240-245-250-255-260-260-260-260 ℃이고, 스크류 속도는 400 rpm이고, 토출조건을 40 ㎏/hr였다.
비교예 2
폴리(m-크실렌아디프아미드)(MXD6, 일본 Mitsubishi Gas Chemical사, S6001, 상대점도: 2.1) 74.9 중량%, 및 내충격제로(Impact Modifier, Maleic Anhydride Grafted (MAH) Polyolefin, 미국 DOW사, Paraloid® EXL-3808) 25.0 중량% 및 나노 층상이중수산화물로 (Layered Double Hydroxides, 한국 신원사, P2, Mg4Al2(OH)8O2(CO3)) 0.1 중량%를 이축압출기(TEK-30)의 주호퍼에 투입한 후, 폴리(m-크실렌아디프아미드)/층상이중수산화물 나노복합체를 제조하였다. 이때 압출 온도는 240-245-250-255-260-260-260-260 ℃이고, 스크류 속도는 400 rpm이고, 토출조건을 40 ㎏/hr였다.
비교예 3
폴리(m-크실렌아디프아미드)(MXD6, 일본 Mitsubishi Gas Chemical사, S6001, 상대점도: 2.1) 65.0 중량%, 및 내충격제로(Impact Modifier, Maleic Anhydride Grafted (MAH) Polyolefin, 미국 DOW사, Paraloid® EXL-3808) 25.0 중량% 및 나노 층상이중수산화물로 (Layered Double Hydroxides, 한국 신원사, P2, Mg4Al2(OH)8O2(CO3)) 10.0 중량%를 이축압출기(TEK-30)의 주호퍼에 투입한 후, 폴리(m-크실렌아디프아미드)/층상이중수산화물 나노복합체를 제조하였다. 이때 압출 온도는 240-245-250-255-260-260-260-260 ℃이고, 스크류 속도는 400 rpm이고, 토출조건을 40 ㎏/hr였다.
비교예 4
폴리(m-크실렌아디프아미드)(MXD6, 일본 Mitsubishi Gas Chemical사, S6001, 상대점도: 2.1) 70.0 중량%, 및 내충격제로(Impact Modifier, Maleic Anhydride Grafted (MAH) Polyolefin, 미국 DOW사, Paraloid® EXL-3808) 30.0 중량%를 이축압출기(TEK-30)의 주호퍼에 투입한 후, 폴리(m-크실렌아디프아미드) 내충격소재를 제조하였다. 이때 압출 온도는 240-245-250-255-260-260-260-260 ℃이고, 스크류 속도는 400 rpm이고, 토출조건을 40 ㎏/hr였다.
비교예 5. 블로우용 차단성 나노복합제 제조
폴리아미드6수지(Polyamide6, 독일 DOMO사, Domamid® 32, 상대점도: 3.26~3.34) 74.0 중량%, 및 내충격제로(Impact Modifier, Maleic Anhydride Grafted (MAH) Polyolefin, 미국 DOW사, Paraloid® EXL-3808) 25 중량% 및 나노 층상이중수산화물로 (Layered Double Hydroxides, 한국 신원사, P2, Mg4Al2(OH)8O2(CO3)) 1.0 중량%를 이축압출기(TEK-30)의 주호퍼에 투입한 후, 폴리아미드6/층상이중수산화물 나노복합체를 제조하였다. 이때 압출 온도는 240-245-250-255-260-260-260-260 ℃이고, 스크류 속도는 400 rpm이고, 토출조건을 40 ㎏/hr였다.
비교예 6. 블로우용 차단성 나노복합제 제조
폴리아미드6수지(Polyamide6, 독일 DOMO사, Domamid® 32, 상대점도: 3.26~3.34) 72.0 중량%, 및 내충격제로(Impact Modifier, Maleic Anhydride Grafted (MAH) Polyolefin, 미국 DOW사, Paraloid® EXL-3808) 25 중량% 및 나노 층상이중수산화물로 (Layered Double Hydroxides, 한국 신원사, P2, Mg4Al2(OH)8O2(CO3)) 3.0 중량%를 이축압출기(TEK-30)의 주호퍼에 투입한 후, 폴리아미드6/층상이중수산화물 나노복합체를 제조하였다. 이때 압출 온도는 240-245-250-255-260-260-260-260 ℃이고, 스크류 속도는 400 rpm이고, 토출조건을 40 ㎏/hr였다.
비교예 7. 블로우용 차단성 나노복합제 제조
폴리아미드6수지(Polyamide6, 독일 DOMO사, Domamid® 32, 상대점도: 3.26~3.34) 70.0 중량%, 및 내충격제로(Impact Modifier, Maleic Anhydride Grafted (MAH) Polyolefin, 미국 DOW사, Paraloid® EXL-3808) 25 중량% 및 나노 층상이중수산화물로 (Layered Double Hydroxides, 한국 신원사, P2, Mg4Al2(OH)8O2(CO3)) 5.0 중량%를 이축압출기(TEK-30)의 주호퍼에 투입한 후, 폴리아미드6/층상이중수산화물 나노복합체를 제조하였다. 이때 압출 온도는 240-245-250-255-260-260-260-260 ℃이고, 스크류 속도는 400 rpm이고, 토출조건을 40 ㎏/hr였다.
비교예 8. 블로우용 차단성 나노복합제 제조
폴리아미드6수지(Polyamide6, 독일 DOMO사, Domamid® 32, 상대점도: 3.26~3.34) 67.0 중량%, 및 내충격제로(Impact Modifier, Maleic Anhydride Grafted (MAH) Polyolefin, 미국 DOW사, Paraloid® EXL-3808) 30 중량% 및 나노 층상이중수산화물로 (Layered Double Hydroxides, 한국 신원사, P2, Mg4Al2(OH)8O2(CO3)) 3.0 중량%를 이축압출기(TEK-30)의 주호퍼에 투입한 후, 폴리아미드6/층상이중수산화물 나노복합체를 제조하였다. 이때 압출 온도는 240-245-250-255-260-260-260-260 ℃이고, 스크류 속도는 400 rpm이고, 토출조건을 40 ㎏/hr였다.
상기 실시예 및 비교예의 조성을 표 1에 정리하여 나타내었다.
구분 폴리(m-크실렌아디프아미드)
(중량%)		 PA6
(중량%)		 상대점도 내충격제
(중량%)		 LDH
(중량%)		 합계
실시예 1 74 - 2.0~2.5 25 1 100
실시예 2 72 - 2.0~2.5 25 3 100
실시예 3 70 - 2.0~2.5 25 5 100
실시예 4 69 - 2.0~2.5 30 1 100
실시예 5 67 - 2.0~2.5 30 3 100
실시예 6 65 - 2.0~2.5 30 5 100
실시예 7 74 - 2.0~2.5 25 1 100
실시예 8 73 - 2.0~2.5 25 3 100
실시예 9 72 - 2.0~2.5 25 5 100
비교예 1 75 - 2.0~2.5 25 0 100
비교예 2 74.9 - 2.0~2.5 25 0.1 100
비교예 3 65 - 2.0~2.5 25 10 100
비교예 4 70 - 2.0~2.5 30 0 100
비교예 5 - 74 3.26~3.34 25 1 100
비교예 6 - 72 3.26~3.34 25 3 100
비교예 7 - 70 3.26~3.34 25 5 100
비교예 8 - 67 3.26~3.34 30 3 100
실시예 및 비교예에서 제조된 폴리아미드 수지 조성물에 대하여, 아래와 같은 방법으로, 유동지수, 충격강도, 및 가스투과도를 측정하여, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
<물성측정방법>
(1) 유동지수
ASTM D1238에 의거하여 5000g하중, 260℃에서 유동지수 측정하였다.
(2) 충격강도
상온 충격강도 측정: ASTM D256에 의거하여 1/4인치의 시편을 제작하고 아이조드 노치(Izod Notched) 충격강도 측정하였다.
저온 충격강도 측정: ASTM D256에 의거하여 1/4인치의 시편을 제작하고, 영하 40℃에서 4시간 에이징(aging)한 후 아이조드 노치(Izod Notched) 충격강도 측정하였다.
(3) 가스투과도
SAE J2665에 의거하여 3mm X 3인치의 시편을 제작하고, 60℃에서 6주간 무게 측정하였다.
구분 ASTM
D1238
유동지수
(g/10min)
5000g		 ASTM
D256
Izod Impact
(J/m) 23℃		 ASTM
D256
Izod Impact
(J/m) -40℃		 SAE
J2665
가스투과도
(g/m2-day)
실시예 1 3.2 255.2 70.7 11.865
실시예 2 2.2 264.6 65.8 8.920
실시예 3 1.4 270.9 60.3 6.373
실시예 4 2.8 305.7(N.B) 102.8 12.421
실시예 5 1.9 300.2(N.B) 98.4 9.215
실시예 6 0.4 298.4(N.B) 92.2 6.547
실시예 7 2.6 299.1(N.B) 97.5 12.874
실시예 8 1.8 283.5(N.B) 90.4 9.268
실시예 9 0.9 274.5(N.B) 84.1 6.743
비교예 1 5.7 248.6 70.8 35.523
비교예 2 5.5 247.5 70.7 33.465
비교예 3 0.3 201.3 58.6 16.872
비교예 4 4.8 221.8 84.8 37.237
비교예 5 2.8 282.5(N.B) 95.2 24.194
비교예 6 1.9 279.4(N.B) 94.5 17.076
비교예 7 0.4 274.5(N.B) 88.4 3.567
비교예 8 0.3 299.5(N.B) 101.8 16.583
* N.B(No break)
물성평가결과, 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명과 같이 폴리(m-크실렌아디프아미드)수지, 내충격제와 나노 층상이중수산화물을 적절한 조성으로 사용하여 제조된 폴리(m-크실렌아디프아미드) 수지 조성물은 유동지수, 충격강도, 가스차단성이 우수하다는 것을 확인하였다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (6)

  1. 폴리(m-크실렌아디프아미드) 수지 60 내지 80 중량%; 내충격제 15 내지 35 중량%; 및 나노 층상이중수산화물 1 내지 5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 폴리아미드 수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리(m-크실렌아디프아미드) 수지의 상대 점도는 2 내지 2.5 인 것을 특징으로 하는, 폴리아미드 수지 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 내충격제는 무수말레인산으로 그래프트된 폴리올레핀인 것을 특징으로 하는, 폴리아미드 수지 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노 층상이중수산화물은 Mg4Al2(OH)8O2(CO3)인 것을 특징으로 하는, 폴리아미드 수지 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 폴리아미드 수지 조성물을 포함하고, 가스 투과도가 15 g/m2-day 이하인 플라스틱 중공성형체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 성형체는 유동지수가 0.3 내지 3 g/min 이고, 23℃에서의 충격강도는 250 J/m 이상이며, -40℃에서의 충격강도는 98 J/m 이상인 것을 특징으로 하는 플라스틱 중공성형체.
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