KR20170127656A

KR20170127656A - 외관 및 내스크래치성 특성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물

Info

Publication number: KR20170127656A
Application number: KR1020160057991A
Authority: KR
Inventors: 이희준; 이병호; 임재곤; 한재호
Original assignee: 현대자동차주식회사; 한화토탈 주식회사
Priority date: 2016-05-12
Filing date: 2016-05-12
Publication date: 2017-11-22
Also published as: KR101876021B1

Abstract

본 발명은 PI(Polydispersity Index)가 5 이상인 블록 공중합체를 포함하는 고결정성 폴리프로필렌 수지, 고무 성분 및 무기 필러에, 평균 입경 0.5 ~ 0.1 ㎛인 미세 탈크, 상용화제, 및 신규 합성된 실리카 마스터 배치의 내스크래치 첨가제를 소정량 포함함을써, 외관 및 내스크래치성 특성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것이다.
또한 본 발명에 따른 수지 조성물은 성형성, 사이클 타임(cycle time) 등의 공정의 경제성 면에서도 우수하기에 범퍼(bumper), 사이드실 몰딩(Side Sill Molding), 가니시(garnish)류 등의 외장재 부품에 널리 적용 가능하다.

Description

외관 및 내스크래치성 특성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물{POLYPROPYLENE COMPOSITION WITH EXCELLENT SURFACE APPEARANCE AND SCRATCH RESISTANCE}

본 발명은 자동차 외장재용으로 사용할 수 있는 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것으로, PI(Polydispersity Index)가 5 이상인 블록 공중합체를 포함하는 고결정성 폴리프로필렌 수지, 고무 성분 및 이종의 크기를 갖는 무기 필러, 상용화제, 및 신규 합성된 실리카 마스터 배치의 내스크래치 첨가제를 소정량 포함하는 외관 및 내스크래치성 특성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것이다.

자동차 외장재용으로 많이 사용되는 폴리프로필렌 수지 조성물은 주로 범퍼(bumper), 사이드실 몰딩(Side Sill Molding), 가니시(garnish)류 등이 있으며, 최근 들어 이들 부품의 일부 또는 전부를 도장하지 않는 사양으로 디자인을 소화하고 있는 추세이다.

특히 도장을 하지 않는 외장 부품의 경우, 수려한 외관을 표현하기 위해 표면에 다양한 엠보를 적용할 수 있으며 특히 외부 인자에 의한 스크래치 등에 의해 쉽게 표면 손상이 될 수 있는 취약점을 함께 가지고 있다.

본 발명은 이러한 수려한 외관을 표현하면서도 내스크래치 특성이 우수한 특성을 가지는 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것이다.

종래 기술인 한국 공개특허 제2004-0008806호는 폴리프로필렌 수지 조성물에 사용되는 폴리프로필렌, 고무성분, 무기물 성분 등에 있어서 치수확보 또는 성형성까지는 큰 무리없이 전개 가능하나, 외부 인자에 의한 스크래치 특성을 확보하기 위해서는 별도의 내스크래치용 첨가제가 필요하다.

그러나 내스크래치 첨가제는 함량 증가에 따라 스크래치특성은 쉽게 향상될 수 있으나 표면 얼룩발생 등 외관 요소에 있어서는 좋지 않은 영향을 끼치는 것이 일반적이다.

이에 외관 및 내스크래치 특성이 동시 구현할 수 있는 폴리프로필렌 수지 조성물이 필요한 실정이다.

1: 한국 공개특허 제2004-0008806호

이에 본 발명자들은 외관 및 내스크래치 특성을 동시에 구현하기 위해, 강성보완용 무기물의 입자 사이즈의 조절과 유기물인 폴리프로필렌과의 친화성을 향상시키기 위한 상용화제 처방 및 이의 함량을 최적화함으로써, 외관과 내스크래치 특성을 모두 우수하게 발현할 수 있었다. 또한 이때 사용되는 상용화제는 전체 부품 구조에 따라 성형 흐름성을 제어할 수 있어야 하며 대체적인 성형흐름 척도를 최적화하는 것 또한 중요한 요소임을 알 수 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 외관 및 내스크래치 특성이 동시 구현할 수 있는 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공하는데 있다.

위와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 C¹³-NMR법에 의한 아이소탁틱 펩타드분율이 96% 이상인 고결정성 호모 폴리프로필렌 및 블록 공중합체 폴리프로필렌로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 고결정성 폴리프로필렌 수지 30 ~ 88 중량%; 고무 성분 1 ~ 30 중량%; 무기 필러 1 ~ 15 중량%; 평균 입경 0.5 ~ 0.1 ㎛인 미세 탈크 10 ~ 25 중량%; 상용화제 0.1 ~ 3.0 중량%; 및 폴리프로필렌 수지 및 실리콘 오일을 포함하는 수지 조성물에 과산화물(peroxide)과 무수말레인산 (maleic anhydride)을 포함하는 내스크래치 첨가제 0.1 ~ 3.0 중량%를 포함하는 외관 및 내스크래치 특성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 수지 조성물은 부품의 표면 외관 특성 향상은 물론, 내스크래치 특성의 획기적 향상을 통해 부품 요구특성을 손쉽게 만족할 수 있다.

또한 기존 부품의 사출성형공정에 있어서, 종래의 수지 조성물과 대비하여 성형성, 사이클 타임(cycle time) 등의 공정의 경제성 면에서도 동등 또는 그 이상의 향상을 꾀할 수 있다.

또한 금형에서 부품 이형을 위한 이형제 또한 최소한으로 사용, 외관 얼룩을 최소화함은 물론 장기 내열 또는 내구성능에서도 문제가 없으며, 상용화제는 무수말레인산을 이용한 변성폴리프로필렌의 분자량 최적화를 통해 무기물과 혼화성을 쉽게 증대할 수 있어 주성분인 폴리프로필렌과의 혼화성을 증대, 내스크래치 특성의 혁신적 향상을 이루었다.

따라서 본 발명에 따른 수지 조성물은 범퍼(bumper), 사이드실 몰딩(Side Sill Molding), 가니시(garnish)류 등의 외장재 부품에 널리 적용 가능하다.

도 1은 비교예 5(왼쪽), 실시예 5(오른쪽)의 내스크래치성 평가 결과이다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

종래의 외장재용 부품에 사용하는 폴리프로필렌 수지 조성물은 폴리프로필렌 수지와 에틸렌 옥덴 러버(Ethylene Octene Rubber;EOOR) 및 에틸렌 부텐 러버(Ethylene Butene Rubber; EBR)를 포함하는 고무성분을 포함하는 주성분에, 추가적으로 실리콘계 내스크래치 첨가제와 슬립제를 과량으로 혼합하여 사용되어 왔다. 그러나, 내스크래치 첨가제와 슬립제를 과량으로 혼합하는 경우, 내스크래치성은 우수하지만, 외관에 얼룩이 발생이 용이하여 표면 외관 불량을 초래하였다.

이에 본 발명에서는 PI(Polydispersity Index)가 5 이상인 블록 공중합체를 포함하는 고결정성 폴리프로필렌 수지, 고무 성분 및 무기 필러에, 평균 입경 0.5 ~ 0.1 ㎛인 미세 탈크, 및 신규한 내스크래치 첨가제를 소정량 포함함으로써, 외관 및 내스크래치성 특성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물을 구현할 수 있다. 아울러, 유기-무기 계면특성의 향상을 위한 상용화제를 적용하며 이를 통해 내스크래치 특성 향상은 물론 부품의 표면 외관특성도 향상되는 장점을 발현할 수 있다.

구체적으로, 본 발명은 (A) 고결정성 폴리프로필렌 수지 30 ~ 88 중량%; (B) 고무 성분 1 ~ 30 중량%; (C) 무기 필러 1 ~ 15 중량%; (D) 평균 입경 0.5 ~ 0.1 ㎛인 미세 탈크 10 ~ 25 중량%; (E) 상용화제 0.1 ~ 3.0 중량%; 및 (F) 내스크래치 첨가제 0.1 ~ 3.0 중량%을 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.

상기 고결정성 폴리프로필렌 수지(A)는 C¹³-NMR법에 의한 아이소탁틱 펩타드분율이 96% 이상인 고결정성 호모 폴리프로필렌 및 블록 공중합체 폴리프로필렌로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것으로, 전체적인 무기물 함량 최소화를 위해 기본이 되는 폴리프로필렌은 고결정성을 사용한다. 고결정성 폴리프로필렌 수지를 사용함으로써, 무기물을 함량을 기존대비 1 ~ 2% 줄일 수 있도록 함으로써 내스크래치 특성 향상에 기여 가능토록 하였다. 이때 상기 고결정성 프로필렌 수지는 30 ~ 88 중량%를 사용하는 것이 바림직하다. 고결정성 프로필렌 수지가 30 중량% 미만인 경우 폴리프로필렌 수지조성물의 물성 한계가 있는데 특히 강성에 있어서 제한적인 물성을 나타낼 수 있고 88 중량% 초과인 경우 다른 무기물 또는 고무성분 등의 첨가에 한계가 있어 원하는 물성의 목표를 이루기 어려워 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.

또한 상기 고결정성 폴리프로필렌 수지는 PI(Polydispersity Index)가 5 이상인 블록 공중합체를 포함하는 것이 바람직하다. 폴리프로필렌 수지에 PI가 5 이상인 분자량 분포가 넓은 블록 공중합체를 사용 시, 흐름 특성이 우수하여 외관 특성을 향상시킬 수 있으며, 전단력에 따른 점도 하향으로 가공 성형성이 우수하다.

또한 상기 고결정성 폴리프로필렌 수지는 용융지수 1 ~ 110 g/10min이며, 폴리프로필렌 단독 중합체, 프로필렌-에틸렌 코폴리머, 프로필렌 1 부텐 코폴리며, 프로필렌 1 헥센 코폴리머, 및 프로필렌 4 메틸 1 펜텐 코폴리리머, 및 랜덤 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 포함하는 할 수 있다.

상기 고무 성분(B)는 무정형 에틸렌 α-올레핀 공중합체, 및 스틸렌계 열가소성 일래스토머로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것이 바람직한데, 이것에 의해 적당한 유연성을 얻을 수 있고, 저온 충격성 등의 충격 강도 특성을 향상시키는 것이 가능하다. 구체적으로, α-올레핀 성분으로서 프로필렌, 부텐1,　펜텐1, 헥산1, 옥텐1, 4-메틸 펜텐1, 및 헵텐1로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 있으며, 상기 스티렌계 열가소성 일래스토머로서는 스티렌-에틸렌-부텐-스티렌 공중합체(SEBS)가 주로 사용된다.　더욱 바람직하게는 에틸렌-옥타디엔 또는 에틸렌-부타디엔 또는 이들의 혼합물이다.

이때 상기 고무 성분이 1 ~ 30 중량%를 포함하는 것이 바람직한데, 1 중량% 미만인 경우 고무성분에 의한 충격 강도 향상에 한계가 있으며, 30 중량% 초과인 경우 충격특성은 좋아지나 균형 물성인 강도, 즉 굴곡탄성율에 한계가 있기에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.

상기 무기 필러(C)는 나노클레이, 유리섬유, 활석, 운모, 탄산칼슘, 규회석, 황산바륨, 및 황산마그네슘 휘스커로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 탈크 대비 미세탈크를 동시에 사용하는 것이 가장 바람직한 성능을 발휘한다.

이에 본 발명에서 사용되는 탈크는 일반적으로 사용되는 평균 입경 3 ~ 6 ㎛인 일반 탈크이다. 아울러, 일반 탈크와 함께 사용되는 미세 탈크(fine talc)는 평균 입경 0.5 ~ 0.1 ㎛을 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.6 ~ 0.8 ㎛이다. 이처럼 강성보완용 무기물 입자 사이즈를 조절함으로써, 즉 이종의 크기를 갖는 무기필러를 사용함으로써 굴곡탄성율 등의 강성 극대화 효과를 발현할 수 있다.

다음으로 상기 상용화제(E)는 폴리프로필렌 단일체 또는 폴리프로필렌 공중합체에, 불포화 카르복실산 또는 산무수물이 0.7 ~ 1.2 중량%로 그라프트되고, 용융지수가 100 ~ 120 g/10분 (230℃, 2.16kg)인 것을 사용함으로써, 주성분인 폴리프로필렌과의 혼화성 증대, 내스크래치 특성의 혁신적 향상시킬 수 있다. 더욱 바람직하게는 무수말레인산(maleic anhydride)을 이용한 변성폴리프로필렌을 사용하는 것이다.

아울러, 상기 그라프트율이 0.7 중량% 미만인 경우 변성되는 폴리프로필렌의 극성에 한계가 있으며, 1.2 중량% 초과인 경우 극성이 좋아 무기물과의 친화성은 좋으나 다른 물성, 특히 충격특성의 저하가 있어 균형된 강성과 충격성을 보이는데 한계가 있고, 용융지수가 100 g/10분 (230℃, 2.16kg) 미만인 경우 극성의 무수말레인(Maleic anhydride) 관능기가 무기물과의 친화성을 보이기 위한 상용성에 한계가 있으며, 용융지수가 120 g/10분 (230℃, 2.16kg) 미만인 경우 상용성은 좋으나 굴곡탄성율을 저하시키는 단점이 있어 상기 범위 내의 것을 사용하는 것이 좋다.

이때 상용화제가 0.1 ~ 3.0 중량%가 바람직한데, 0.1 중량% 미만인 경우 무기물과 고분자간 상용성에 한계가 있으며, 3.0 중량% 초과인 경우 물성의 저하가 있어 상기 범위 내로 사용한다.

상기 내스크래치 첨가제(F)는 내스크래치 성능 향상과 부품 외관 성능 향상을 위해서, 폴리프로필렌 수지 및 실리콘 오일을 포함하는 수지 조성물에 과산화물(peroxide)과 무수말레인산(maleic anhydride)을 포함하는 신규 합성한 실리카(sillica)를 사용한다. 이때 내스크래치 첨가제는 0.1 ~ 3 중량% 사용하는 것이 바람직한데, 0.1 중량% 미만인 경우 내스크래치 성능에 한계가 있으며, 3 중량% 초과인 경우 성분의 과다로 표면에 이행되어 얼룩이 발생하는 등 외관 품질에 한계가 있기에 상기 범위 내에서 사용한다. 이는 부품 표면으로의 이동(migration)을 최소화하였으며 금형에서의 부품 이형을 위한 슬립제 함량도 최소화하여 부품 표면 얼룩 방지를 최소화 한다.

구체적으로, 상기 내스크래치 첨가제는 폴리프로필렌 수지 50 ~ 70 중량% 및 실리콘 오일 30 ~ 50 중량%을 포함하는 수지 조성물 100 phr에 대해 과산화물(peroxide) 0.03 ~ 0.1 phr과 무수말레인산(maleic anhydride) 1 ~ 2 phr을 혼합하여 제조한 마스터 배치를 사용하는 것이 좋다. 이때 과산화물이 0.03 phr 미만인 경우 변성시켜야 하는 폴리프로필렌의 ㄹ디칼 발생에 한계가 있으며, 0.1 phr 초과인 경우 너무 많은 라디칼의 발생으로 MI을 조정하는데 한계가 있으며, 무수말레인산 1 phr 미만인 경우 관능성기의 최종 함량에 한계가 있으며, 2 phr 초과인 경우 미반응 잔류 모노너의 과다로 변색등의 발생 가능성이 있기에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

아울러, 본 발명의 수지 조성물은 상기의 구성 성분 이외 무기물 안료 또는 유기 안료의 착색제, 보강재, 장기 내열안정제, 내후안정제, 대전방지제, 활제, 핵제, 및 난연제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 본 발명의 목적에 어긋나지 않는 범위에서 첨가하는 것이 가능하다.

이렇게 제조된 본 발명의 수지 조성물은 기계적 강성은 물론, 외관 및 내스크래치 특성이 동시 구현할 수 있어, 자동차 외장재용 부품에 널리 사용할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 ~ 6 및 비교예 1 ~ 8

본 발명의 실시예에 관련된 폴리프로필렌 수지 조성물에 대해, 비교예와 함께 설명한다. 본 예에 있어서는 규격시험에 의한 시험편을 이용하는 것을 원칙으로 하였고 시편은 사출성형을 통해 제조하였다. 또한 혼련 압출기는 SM플라텍에서 제조한 직경 32mm (L/D, 40:1)에서 각 성분별 투입량을 계량하여 예비 혼련 후 제조한다. 실시예 및 비교예, 모두 조성물 내 수분 흡수에 의한 물성의 약화를 고려하여 90 오븐에서 3시간 동안 건조하였다.

건조된 조성물은 일본 Toyo사에서 제작한 Si180-III(형체력=180톤) 사출기를 사용하여 사출하였고, 사출 시 온도는 원료 공급 호퍼부에서 노즐 순으로 180/200/200/210/210, 사출압력은 60℃에서 100bar로 성형하였고, 물성 측정용 성형품 및 외관 시험 평가용 시험편을 제작하였다.

하기 [표 1]에서 [표 6]은 실시예 및 비교예에서 사용한 각 성분들에 대해 나타낸 것이다. 표 1은 수지조성물의 기본이 되는 베이스 수지로서 고결정성 특성의 호모 및 블록 공중합체를 사용하였으며 일부 제품은 분자량 분포가 넓게 제어된 폴리프로필렌의 특성을 나타내었으며, 표 2는 고무 성분을 나타내었고, 표 3은 사용한 무기 필러의 규격을, 표 4는 상용화제와 내스크래치 첨가제에 대해 표시하였다.

성분(A): 폴리프로필렌 수지

시료 No.	유동 지수[g/10min] (230℃, 2.16Kg)	PI¹⁾ (230℃)	중량 평균 분자량 [g/mol]	아이소탁틱펩타드분율²⁾
PP Homo-1	10	3.5	230,000	97.2
PP Block-1	22	3.7	210,000	96.4
PP Block-2	60	5.9	189,000	96.9
PP Block-3	100	2.8	155,000	96.5
1) PI(Poly dispersity Index)는 유변물성으로 G'(loss modulus), G"(Storage modulus)의cross over point로서 분자량 분포의 척도이다. 2) 아이소탁틱 펩타드분율 C13-NMR로 측정한다.

성분(B): 고무 성분

시료 No.	유동 지수 [g/10min] (190℃, 2.16Kg)	밀도[Kgf/cm3]	기타 사항
Rubber-1	1.0	0.857	C2-C8 copolymer elastomer
Rubber-2	10.2	0.867	C2-C8 copolymer elastomer

성분(C) 및 성분(D): 무기 필러 및 미세 탈크

시료 No.	시료 구분	Size [㎛]
Filler-1	Talc	평균 입경(Average diameter): 3 ~ 6
Filler-2	Fine talc	평균 입경(Average diameter): 0.65

성분(E) 및 성분(F): 상용화제 및 내스크래치 첨가제

시료 No.	시료 구분	조건
상용화제	변성폴리프로필렌(PP-g-MA)	MI: 105℃(230℃, 2.16Kg) MA graft ratio: 0.7 ~ 1.2 중량%
내스크래치 첨가제	합성된 실리카 마스터배치(Synthesized Silica M/B) ¹⁾	MI: 10℃(230℃, 2.16Kg)
1)　Synthesized Silica M/B는 폴리프로필렌 60 중량%+ 실리콘 오일(Silicone oil) 40 중량%를 기준으로 과산화물(peroxide) 0.05 Phr(parts/Hunres) 및 무수말레인산( Maleic anhydride) 1.5 Phr를 혼합하여 제조한 것이다.

비교예 1 ~ 8의 폴리프로필렌 수지 조성물의 조성과 함량(단위: 중량%)

구분		비교예1	비교예2	비교예3	비교예4	비교예5	비교예6	비교예7	비교예8
폴리프로필렌 수지(A)	PP Homo-1	15	15	14	13	10	10.5	15	15
	PP Block-1	15	15	15	15	20	20	-	-
	PP Block-2	25	25	25	25	23	22	-	-
	PP Block-3	-	-	-	-	-	-	45	42
고무 성분(B)	Rubber-1	5	5	5	5	7.5	7.5	-	-
고무 성분(B)	Rubber-2	10	10	10	10	7.5	7.5	10	10
필러(C) 및 (D)	Filler-1	30	10	10	10	30	30	10	10
필러(C) 및 (D)	Filler-2	-	20	20	20	-	-	20	20
상용화제(E)		-	-	1	-	-	0.5	-	1
내스크래치 첨가제(F)		-	-	-	2	2	2	-	2
합량		100	100	100	100	100	100	100	100

실시예 1 ~ 6의 폴리프로필렌 수지 조성물의 조성과 함량(단위: 중량%)

구분		실시예 1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예 5	실시예6
폴리프로필렌 수지(A)	PP Homo-1	12	10	7	6.5	4	15
	PP Block-1	15	20	-	-	-	-
	PP Block-2	25	22.5	45	45	45	20
	PP Block-3	-	-	-	-	-	22
고무 성분(B)	Rubber-1	5	7.5	-	-	-	-
고무 성분(B)	Rubber-2	10	7.5	15	15	15	10
필러(C) 및 (D)	Filler-1	10	10	10	10	10	10
필러(C) 및 (D)	Filler-2	20	20	20	20	20	20
상용화제(E)		1	0.5	1	1.5	3	1
내스크래치 첨가제(F)		2	2	2	2	3	2
합량		100	100	100	100	100	100

실험예 : 물성 측정

상기 실시예 1 ~ 6 및 비교예 1 ~ 8에 따라 제조된 물성 측정용 성형품과 외관 평가 시험편에 대하여 다음과 같은 방법으로 물성을 측정하고 그 결과를 하기 표 9 나타내었다.

상기 표 9 나타낸 물성 결과는 7개의 시편을 측정하여 상한치와 하한치를 제외한 평균값을 나타낸 것이며, 이에 대한 시험방법은 다음과 같다.

(1) 용융지수: ASTM D 1238의 규정에 따라 230℃에서 측정하였다.

(2) 인장강도: ASTM D 639 규정에 따라 측정하였다. 측정단위는 Kgf/cm² 로하였다.

(3) 굴곡탄성률: ASTM D 790 규정에 따라 측정하였다. 측정단위는 kgf/cm²로 하였다.

(4) 아이조드 충격강도: ASTM D256 규정에 따라 측정하였다. 측정단위는 kgf·cm/cm로 하였다.

(5) 열변형온도: ASTM D648 규정에 따라 측정하였다. 측정단위는 ℃로 하였다.

(6) 내스크래치성: 에릭슨법에 따라 측정하였다. 에릭슨 내스크래치 측정기를 이용하여 제조된 시험편의 표면을 하기 표 7의 조건으로 긁은 후 표면 상태를 평가한다. 색차계 (Spin Sphere)를 이용하여 스크래치평가 전/후의 L 값을 측정한 후, △L을 계산하였다. △L값이 낮을수록 내스크래치성이 유리하다.

내스크래치성 측정 조건

항 목	조 건
하중 (N)	10
긁힘자 반경	0.5 R
속도 (mm/분)	1,000
긁힘 간격 (mm)	2
긁힘 횟수 (가로 x 세로)	11 x 11
스크래치 패턴

(7) 외관: 스크래치 평가 후, 시편 표면 상태를 육안 관찰하여, 상대적인 비교를 하였다(O : 표면 손상이 거의 없음, ㅿ : 미세한 표면 손상이 인지됨, X : 분명한 표면 손상으로 백화 발생).

물성 평가결과

구분	비교예								실시예
구분	1	2	3	4	5	6	7	8	1	2	3	4	5	6
유동 지수 [g/10min] (230℃, 2.16Kg)	21.2	21.9	18.5	21.7	23.2	22.5	48.5	45.2	20.5	23.5	32.5	314	29.5	41.2
인장강도 [Kgf/cm2]	215	218	219	217	216	215	203	205	218	225	226	226	227	225
굴곡탄성율 [Kgf/cm2]	19,500	20,015	20,030	20,005	18,700	18,900	19,050	19,100	20,040	20,100	20,220	20,20	20,150	20,020
Izod충격강도 [Kgfcm/cm] (-30℃)	2.1	2.2	2.2	2.7	3.6	3.2	2.5	2.8	4.0	4.2	4.0	4.2	3.9	3.9
열변형온도[℃]	128	129	130	129	127	129	128	129	130	129	131	132	133	133
내스크래치 Delta L	4.9	4.5	3.5	3.1	3.4	2.9	4.0	2.5	1.1	0.8	0.5	0.05	0.02	0.04
부품표면외관	X	X	ㅿ	ㅿ	ㅿ	ㅿ	X	ㅿ	O	O	O	O	O	O

상기 표 8에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 비교예 1 ~ 4와 실시예 1을 비교 시 상용화제와 내스크래치 첨가제에 의한 내스크래치 특성 향상 및 부품 외관 특성이 향상됨을 알 수 있다.

또한 비교예 5 ~ 6 및 실시예 2를 비교 시에도 내스크래치 특성과 부품 외관 특성이 향상되는 결과를 나타냄을 알 수 있었다.

아울러, 비교예 7과 비교예 8을 통해 고유동 수지조성물의 경우에도 실시예 4 ~ 6을 통해 상대적으로 높은 물성개선과 내스크래치 및 외관측성 향상이 있음을 알 수 있었다. 도 1의 왼쪽은 비교예 5의, 오른쪽은 실시예 5의 내스크래치성 평가 결과이다.

따라서, 본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 PI(Polydispersity Index)가 5 이상인 블록 공중합체를 포함하는 고결정성 폴리프로필렌 수지, 고무 성분 및 무기 필러에, 평균 입경 0.5 ~ 0.1 ㎛인 미세 탈크, 상용화제, 및 신규 합성된 실리카 마스터 배치의 내스크래치 첨가제를 소정량 포함함으로써, 유기-무기 계면 특성의 향상으로 내스크래치성은 물론 부품의 표면 외관 특성도 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.

Claims

(A) C¹³-NMR법에 의한 아이소탁틱 펩타드분율이 96% 이상인 고결정성 호모 폴리프로필렌 및 블록 공중합체 폴리프로필렌로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 고결정성 폴리프로필렌 수지 30 ~ 88 중량%;
(B) 고무 성분 1 ~ 30 중량%;
(C) 무기 필러 1 ~ 15 중량%;
(D) 평균 입경 0.5 ~ 0.1 ㎛인 미세 탈크 10 ~ 25 중량%;
(E) 상용화제 0.1 ~ 3.0 중량%; 및
(F) 폴리프로필렌 수지 및 실리콘 오일을 포함하는 수지 조성물에 과산화물(peroxide)과 무수말레인산(maleic anhydride)을 포함하는 내스크래치 첨가제 0.1 ~ 3.0 중량%;
를 포함하는 외관 및 내스크래치 특성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 고결정성 폴리프로필렌 수지(A)는 PI(Polydispersity Index)가 5 이상인 블록 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 고결정성 폴리프로필렌 수지(A)는 용융지수 1 ~ 110 g/10min이며, 폴리프로필렌 단독 중합체, 프로필렌-에틸렌 코폴리머, 프로필렌 1 부텐 코폴리며, 프로필렌 1 헥센 코폴리머, 및 프로필렌 4 메틸 1 펜텐 코폴리리머, 및 랜덤 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 고무 성분(B)은 무정형 에틸렌 α-올레핀 공중합체 및 스틸렌계 열가소성 엘라스토머로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 고무성분(B)은 에틸렌-옥타디엔 또는 에틸렌-부타디엔 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 무기 필러(C)는 나노클레이, 유리섬유, 활석, 운모, 탄산칼슘, 규회석, 황산바륨, 및 황산마그네슘 휘스커로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 무기 필러(C)는 평균 입경 3 ~ 6 ㎛인 탈크인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 상용화제(E)는 폴리프로필렌 단일체 또는 폴리프로필렌 공중합체에, 불포화 카르복실산 또는 산무수물이 0.7 ~ 1.2 중량%로 그라프트되고, 용융지수가 100 ~ 120 g/10분 (230℃, 2.16kg)인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 내스크래치 첨가제(F)는 폴리프로필렌 수지 50 ~ 70 중량% 및 실리콘 오일 30 ~ 50 중량%을 포함하는 수지 조성물 100 phr에 대해 과산화물(peroxide) 0.03 ~ 0.1 phr과 무수말레인산(maleic anhydride) 1 ~ 2 phr을 혼합하여 제조한 마스터 배치 형태인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.