KR20180068565A - 열가소성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품 - Google Patents

열가소성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열가소성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스티렌계 수지, 실리콘-폴리카보네이트, 초고분자량 실록산 화합물 및 폴리올레핀에 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물이 그라프트된 그라프트 수지를 포함하는 열가소성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 시간경과나 외부 환경변화에 대해 수지의 충격강도, 열변형 온도 등의 기계적 물성의 저하가 적고, 가공성이 우수하면서 지속적으로 낮은 동마찰계수를 유지하여 마찰음이 적게 발생하는 열가소성 수지조성물을 제공하는 효과가 있다.

Description

열가소성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품 {THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION, METHOD FOR PREPARING THE RESIN COMPOSITION AND MOLDING PRODUCT COMPRISING THE RESIN COMPOSITION}
본 발명은 열가소성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충격강도 등의 기계적 물성, 열변형온도 등의 내열특성 및 가공성이 우수하면서 지속적으로 낮은 동마찰계수를 유지하여 마찰음이 적게 발생하는 우수한 품질의 열가소성 수지조성물 등을 제공하는 효과가 있다.
ABS(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌)계 수지는 기계적 물성 및 물성 밸런스가 우수하여 전기, 전자, 자동차 등 다양한 분야에 사용되고 있다. ABS계 수지는 각 부품을 성형한 다음 조립하여 사용하는 경우가 많고 각 부품이 조립된 상태에서 진동이 가해지거나 수축 및 팽창을 하면서 부딪칠 경우 듣기 싫은 마찰음이 발생한다. 최근 제품의 고급화가 진행되면서 불쾌한 냄새나 소음 발생이 적은 감성품질이 우수한 제품에 대한 요구가 증가하고 있다.
특히, 자동차 회사를 중심으로 소재적 측면에서 마찰 시 소음발생이 적은 소재에 대한 요구가 증가함에 따라 소재 제조사들도 마찰음을 적게 발생하는 소재를 개발하려는 시도가 이루어지고 있다.
일례로 일본 TPC사의 경우 EPDM 수지에 SAN 수지를 그라프팅시킨 후 수소 첨가하여 디엔의 이중결합을 제거한 중합체를 ABS 수지와 컴파운딩하여 마찰음이 저감된 수지를 제조하고 있으나, 상기 EPDM 수지의 열변형 특성이 낮아 최종 ABS 수지 조성물의 열변형 특성이 저하되는 단점이 있었다.
다른 일례로 일본 UMG사의 말레인산 변성 SAN 수지와 퍼플루오로데칸싸이올(Perflorodecanethiol)을 반응시켜 ABS 수지와 컴파운딩하는 방법이 공지되어 있으나 퍼플루오로데칸싸이올이 고가이고, 최종 수지 조성물의 충격강도가 낮은 단점이 있었다.
일본 공개특허 제2012-046669호
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 ABS계 수지 고유의 기계적 물성은 유지하면서도 가공성이 우수하고, 지속적으로 낮은 동마찰계수를 유지하여 마찰음이 적게 발생하는 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기와 같은 특성을 갖는 열가소성 수지 조성물을 제조하는 방법 및 상기 수지 조성물로부터 제조된 열가소성 수지 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 스티렌계 수지 50 내지 98.5 중량%; 실리콘-폴리카보네이트 1 내지 49.5 중량%; 초고분자량 실록산 화합물 0 내지 10 중량%; 및 폴리올레핀에 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물이 그라프트된 그라프트 수지 0.5 내지 5 중량%;를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 스티렌계 수지 50 내지 98.5 중량%; 실리콘-폴리카보네이트 1 내지 49.5 중량%; 초고분자량 실록산 화합물 0 내지 10 중량%; 및 폴리올레핀에 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물이 그라프트된 그라프트 수지 0.5 내지 5 중량%;를 혼련 및 압출하는 단계를 포함하는 열가소성 수지 조성물의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 열가소성 수지 조성물을 사출하여 제조되는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 성형품을 제공한다.
본 발명에 따르면 ABS계 수지 고유의 우수한 충격강도 등의 기계적 물성 및 열변형온도 등의 내열 특성을 가지면서도 시간경과나 외부 환경변화에 대해 기계적 물성 및 내열 특성의 저하가 적고, 가공성이 우수하면서 지속적으로 낮은 동마찰계수를 유지하여 마찰음이 적게 발생하는 열가소성 수지 조성물을 제공하는 효과가 있다.
구체적으로 본 발명의 열가소성 수지 조성물을 사출하여 제조된 열가소성 수지 성형품은 면충격강도가 16.5J 이상, 열변형온도가 106℃ 이상으로 우수하면서도 유동지수가 10 내지 20g/10min으로 가공성이 우수하고, 동마찰계수가 낮아 마찰음이 적게 발생하는 효과가 있다.
이하 본 기재의 열가소성 수지 조성물 및 이의 제조방법을 상세하게 설명한다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 스티렌계 수지 50 내지 98.5 중량%; 실리콘-폴리카보네이트 1 내지 49.5 중량%; 초고분자량 실록산 화합물 0 내지 10 중량%; 및 폴리올레핀에 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물이 그라프트된 그라프트 수지 0.5 내지 5 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 일례로, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 스티렌계 수지 65 내지 95 중량%, 실리콘-폴리카보네이트 1 내지 30 중량%, 초고분자량 실록산 화합물 1 내지 8 중량% 및 폴리올레핀에 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물이 그라프트된 그라프트 수지 0.5 내지 3 중량%를 포함할 수 있으며, 이 범위 내에서 내충격성 등의 기계적 강도 및 내열성이 우수하면서도 가공성이 뛰어나고, 마찰음이 적게 발생하는 이점이 있다.
또 다른 일례로, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 스티렌계 수지 80 내지 90 중량%, 실리콘-폴리카보네이트 2.5 내지 10 중량%, 초고분자량 실록산 화합물 3 내지 7.5 중량% 및 폴리올레핀에 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물이 그라프트된 그라프트 수지 1 내지 2.5 중량%를 포함할 수 있으며, 상기 범위 내에서 내충격성 등의 기계적 강도 및 내열성이 우수하면서도 물성 밸런스 및 가공성이 우수하며, 가공 및 사용 시 마찰음이 적게 발생하는 효과가 있다.
이하, 본 기재의 열가소성 수지 조성물을 각 성분별로 구체적으로 설명하기로 한다.
스티렌계 수지
본 발명에서 스티렌계 수지는 이 분야에서 통상적으로 의미하는 스티렌계 수지인 경우 특별히 제한되지 않고, 바람직하게는 a) 비닐시안 화합물-고무 중합체-방향족 비닐 화합물 공중합체, b) 방향족 비닐 화합물-말레이미드 공중합체 및 c) 방향족 비닐 화합물-비닐시안 화합물 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 상기 공중합체로부터 유도된 중합체도 가능할 수 있음을 명시한다.
본 기재에서 유도된 중합체라 함은 본래 공중합체에 포함되지 않은 다른 단량체나 중합체가 함께 공중합된 것, 또는 그 단량체의 유도체로 공중합된 것을 의미한다.
본 기재에서 유도체는 원 화합물의 수소원자 또는 원자단이 다른 원자 또는 원자단으로 치환된 화합물이고, 일례로 할로겐 또는 알킬기로 치환된 화합물을 의미한다.
상기 스티렌계 수지로 a) 비닐시안 화합물-고무 중합체-방향족 비닐 화합물 공중합체를 포함하는 경우, 최종 수지 조성물의 내충격성 및 내열성이 우수한 효과가 있다.
본 발명에서 비닐시안 화합물은 달리 특정하지 않는 한 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴 및 이들의 유도체로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아님을 명시한다.
본 발명에서 고무 중합체는 달리 특정하지 않는 한 부타디엔 중합체, 부타디엔-스티렌 공중합체, 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체 또는 이들로부터 유도된 중합체 중 1종 이상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아님을 명시한다.
본 발명에서 방향족 비닐 화합물 공중합체는 달리 특정하지 않는 한 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 비닐톨루엔 및 이들의 유도체로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나. 반드시 이에 한정되는 것은 아님을 명시한다.
바람직한 일례로, a) 비닐시안 화합물-고무 중합체-방향족 비닐 화합물 공중합체는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-알파메틸스티렌 수지 또는 이들 모두를 포함할 수 있으며, 이 경우 기계적 물성 및 물성 밸런스가 우수하면서도 가공성이 우수한 효과가 있다.
본 발명의 스티렌계 수지는 b) 방향족 비닐 화합물-말레이미드 공중합체를 포함할 수 있으며, 이 경우 수지 조성물의 내열성이 더욱 향상되는 효과가 있다.
본 발명에서 말레이미드는 달리 특정하지 않는 한, N-페닐말레이미드, N-메틸 말레이미드, N-에틸 말레이미드, N-부틸 말레이미드 및 N-시클로헥실 말레이미드로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 b) 방향족 비닐 화합물-말레이미드 공중합체는 말레인산 무수물(maleic anhydride)을 더 포함하는 방향족 비닐 화합물-말레이미드-말레인산 무수물 삼원 공중합체도 가능할 수 있다.
바람직한 일례로, b) 방향족 비닐 화합물-말레이미드 공중합체는 스티렌-페닐말레이미드 수지일 수 있으며, 이 경우 수지 조성물의 내열성 등의 기계적 물성이 우수한 이점이 있다.
본 발명의 스티렌계 수지는 c) 방향족 비닐 화합물-비닐시안 화합물 공중합체를 포함할 수 있으며, 이 경우 최종 수지 조성물의 가공성이 우수하고, 내열성 등의 기계적 물성이 우수하면서도 물성 밸런스가 우수한 이점이 있다.
바람직한 일례로, c) 방향족 비닐 화합물-비닐시안 화합물 공중합체는 스티렌-비닐시안 화합물 공중합체 또는 알파메틸스티렌-방향족 화합물 공중합체 중에서 선택된 1종일 수 있으며, 보다 바람직하게는 이들의 혼합일 수 있다.
상기와 같이 c) 방향족 비닐 화합물-비닐시안 화합물 공중합체로 스티렌-비닐시안 화합물 공중합체와 알파메틸스티렌-비닐시안 화합물 공중합체를 혼합하여 사용하는 경우, 최종 수지 조성물의 내열성 및 내충격성이 우수하면서도 물성 밸런스가 우수한 이점이 있다.
또한, 스티렌-비닐시안 화합물 공중합체와 알파메틸스티렌-비닐시안 화합물 공중합체를 혼합하여 사용하는 경우 중량비는 1:0.5 내지 1:3, 1:0.5 내지 1:2, 1:1 내지 1:2 또는 1:1 내지 1:1.5인 것이 바람직할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 상기 범위 내에서 수지 조성물의 내충격성 등의 기계적 물성은 물론 내열성이 우수하고, 물성 밸런스가 뛰어난 효과가 있다.
구체적인 일례로 본 발명의 스티렌계 수지는 a) 비닐시안 화합물-고무 중합체-방향족 비닐 화합물 공중합체 10 내지 50 중량%, b) 방향족 비닐 화합물-말레이미드 공중합체 10 내지 50 중량% 및 c) 방향족 비닐 화합물-비닐시안 화합물 공중합체 20 내지 60 중량%를 포함하며, 이 경우 내열성, 내충격성 등의 기계적 특성 및 물성 밸런스가 우수한 이점이 있다.
구체적인 다른 일례로, 상기 스티렌계 수지는 a) 비닐시안 화합물-고무 중합체-방향족 비닐 화합물 공중합체 20 내지 40 중량%, b) 방향족 비닐 화합물-말레이미드 공중합체 15 내지 35 중량% 및 c) 방향족 비닐 화합물-비닐시안 화합물 공중합체 20 내지 50 중량%를 포함하며, 이 경우 내열성, 내충격성 등의 물성이 우수하면서도 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
또 다른 일례로, 상기 스티렌계 수지는 a) 비닐시안 화합물-고무 중합체-방향족 비닐 화합물 공중합체 23 내지 35 중량%, b) 방향족 비닐 화합물-말레이미드 공중합체 23 내지 30 중량% 및 c) 방향족 비닐 화합물-비닐시안 화합물 공중합체 25 내지 50 중량%를 포함하며, 이 경우 내열성, 내충격성 등의 물성이 우수한 이점이 있다.
실리콘-폴리카보네이트( Si -PC)
상기 실리콘-폴리카보네이트는 폴리카보네이트 구조 내에 실리콘 화합물을 일례로, 1 내지 50 중량%, 1 내지 30 중량%, 1 내지 20 중량% 또는 5 내지 15 중량%로 포함하는 것을 사용할 수 있으며, 이 범위 내에서 폴리카보네이트 고유의 기계적 물성을 유지하면서도 저온 충격강도 및 면충격강도가 우수하고, 수지의 응력을 낮추어 내화학특성이 우수한 효과가 있다.
본 발명에서 실리콘-폴리카보네이트는 특별히 한정되지 않고, 당업계에 공지되어 있는 방법을 통하여 실리콘 화합물과 폴리카보네이트를 혼련하여 사용하거나 시판되고 있는 물질을 사용할 수 있다.
일례로, 실리콘-폴리카보네이트는 디페놀류 화합물과 포스겐 화합물, 할로겐산 에스테르 화합물, 탄산에스테르 화합물 또는 이들의 조합을 반응시켜 제조된 폴리카보네이트와 실리콘 단량체를 중합하여 제조된 실리콘 중합체를 혼련 및 압출하여 제조된 것일 수 있다.
상기 디페놀류 화합물은 일례로, 4,4'-디히드록시디페틸, 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판, 2,4-비스-(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-시클로헥산, 2,2-비스-(3-클로로-4-히드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)-프로판 등일 수 있으며, 바람직하게는 비스페놀-A인 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아님을 명시한다.
상기 실리콘 단량체는 일례로, 헥사메틸시클로트리실록산, 옥타메틸시클로테트라실록산, 데카메틸시클로헵타실록산, 도데카메틸시클로헥사실록산, 트리메틸트리페닐시클로ㅌ트리실록산, 테트라메틸테트라페닐시클로테트라실록산 및 옥타페닐시클로테트라실록산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 시판되고 있는 실리콘-폴리카보네이트, 일례로 SABIC사의 EXL 1414T(5% Si), Idemitsu사의 RC1760(7% Si), 삼양사의 SYC ST6-3022PJ(9% Si), LG화학 Lupoy 8000-05(7% Si) 등을 사용할 수 있다.
상기 실리콘-폴리카보네이트의 중량평균분자량은 일례로 폴리카보네이트를 표준시료로 사용하여 겔투과크로마토그래피법으로 측정된 값이 20,000 내지 40,000g/mol 또는 25,000 내지 35,000g/mol인 것이 바람직할 수 있으며, 이 범위 내에서 열가소성 수지 조성물의 가공성 및 성형성이 우수하면서도 기계적 물성이 우수한 이점이 있다.
본 기재에서 중량평균분자량은 겔투과크로마투그래피법으로 측정할 수 있다.
초고분자량 실록산 화합물
본 발명에서 초고분자량 실록산 화합물은 실록산을 일례로 40 내지 60 중량% 또는 45 내지 55 중량%로 포함하는 실록산 화합물을 사용할 수 있으며, 이 범위 내에서 최종 열가소성 수지 조성물의 기계적 물성이 우수하면서도 내화학성이 우수한 이점이 있다.
상기 실록산 화합물은 일례로 폴리디메틸실록산, 폴리디페닐실록산, 폴리메틸페닐실록산, 폴리메틸하이드로젠실록산, 메타크릴 변성 폴리실록산, 페놀 변성 폴리실록산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아님을 명시한다.
상기 초고분자량 실록산 화합물은 중량평균분자량이 일례로, 100만 내지 500만g/mol 또는 150만 내지 300만g/mol인 것을 사용할 수 있으며, 이 범위 내에서 수지 조성물의 가공성 및 성형성이 우수하면서도 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
또한, 상기 초고분자량 실록산 화합물은 실록산 40 내지 60 중량% 및 캐리어 수지 40 내지 60 중량%를 포함하는 것을 사용할 수 있으며, 이 경우 수지 조성물의 상용성이 향상되어 가공성이 우수하면서도 기계적 물성이 우수한 이점이 있다.
다른 일례로, 상기 초고분자량 실록산 화합물은 실록산 45 내지 55 중량% 및 캐리어 수지 45 내지 55 중량%를 포함하는 것을 사용할 수 있으며, 이 경우 수지 조성물의 상용성 및 가공성이 우수하여 생산성이 향상되는 효과가 있다.
상기 캐리어 수지는 일례로 비닐시안 화합물-고무 중합체-방향족 비닐 화합물 공중합체 또는 방향족 비닐 화합물-비닐시안 화합물 공중합체 중 선택된 1종 이상일 수 있으며, 이 경우 수지 조성물의 상용성 및 가공성이 우수한 이점이 있다. 보다 구체적인 일례로, 캐리어 수지는 아크릴로니트릴-부타디엔 고무-스티렌 공중합체 또는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 중에서 선택된 1종 이상일수 있으며, 이 경우 가공성, 성형성 등이 더욱 뛰어난 이점이 있다.
본 발명에서 초고분자량 실록산 화합물은 스티렌계 수지, 실리콘-폴리카보네이트, 초고분자량 실록산 화합물 및 그라프트 수지 총 중량에 대하여 0 내지 10 중량%, 0 초과 내지 10 중량%, 1 내지 8 중량% 또는 3 내지 7.5 중량%로 포함되는 것이 바람직할 수 있으며, 이 범위 내에서 최종 수지 조성물의 기계적 물성이 높으면서도 상용성 및 가공성이 우수한 이점이 있다.
폴리올레핀-방향족 비닐 화합물-비닐시안 화합물 그라프트 수지
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 폴리올레핀에 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물이 그라프트된 그라프트 수지를 포함하며, 이는 지속적으로 낮은 동마찰계수를 유지하여 마찰음을 감소시키는 효과가 있다.
상기 그라프트 수지는 일례로, 폴리올레핀 40 내지 60 중량%, 방향족 비닐 화합물 20 내지 50 중량% 및 비닐시안 화합물 5 내지 30 중량%를 포함할 수 있으며, 이 경우 동마찰계수가 낮고 마찰음이 저감되는 효과가 있다.
다른 일례로, 상기 그라프트 수지는 폴리올레핀 43 내지 57 중량%, 방향족 비닐 화합물 25 내지 45 중량% 및 비닐시안 화합물 5 내지 25 중량%를 포함할 수 있으며, 이 범위 내에서 마찰음이 저감되는 이점이 있다.
또 다른 일례로, 상기 그라프트 수지는 폴리올레핀 45 내지 55 중량%, 방향족 비닐 화합물 30 내지 40 중량% 및 비닐시안 화합물 8 내지 20 중량%를 포함할 수 있으며, 이 범위 내에서 동마찰계수가 낮아 가공 및 사용 시 마찰음이 저감되는 효과가 있다.
상기 폴리올레핀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 중에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌을 포함하는 것이다.
구체적인 일례로, 상기 그라프트 수지는 폴리에틸렌에 스티렌과 아크릴로니트릴이 그라프트된 수지일 수 있다.
또한, 상기 그라프트 수지는 스티렌계 수지, 실리콘-폴리카보네이트, 초고분자량 실록산 화합물 및 그라프트 수지 총 중량에 대하여 0.5 내지 5 중량%, 0.5 내지 3 중량% 또는 1 내지 2.5 중량%로 포함하는 것이 바람직할 수 있으며, 이 범위 내에서 최종 수지 조성물의 기계적 물성이 저하되지 않으면서도 마찰음이 저감되는 효과가 있다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 필요에 따라 선택적으로 윤활제, 산화방지제, 열안정제 등의 첨가제를 1종 이상 포함할 수 있다.
일례로, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 스티렌계 수지; 실리콘 폴리카보네이트; 초고분자량 실록산 화합물; 및 폴리올레핀에 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물이 그라프트된 그라프트 수지; 총 100 중량부에 대하여 윤활제 0.01 내지 1 중량부 및 산화방지제 0.01 내지 1 중량부를 포함할 수 있으며, 이 경우 수지 조성물의 가공성 및 성형성이 우수하고 시간 경과나 외부환경변화에 대한 수지 조성물의 기계적 물성의 저하가 적은 효과가 있다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 스티렌계 수지 50 내지 98.5 중량%; 실리콘 폴리카보네이트 1 내지 49.5 중량%; 초고분자량 실록산 화합물 0 내지 10 중량%; 및 폴리올레핀에 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물이 그라프트된 그라프트 수지 0.5 내지 5 중량%;를 혼련한 뒤, 이를 압출하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
상술한 바와 같이 열가소성 수지 조성물은 혼련 시 윤활제, 산화방지제, 열안정제 등의 첨가제를 1종 이상 더 포함할 수 있다.
상기 혼련 및 압출은 일례로, 150 내지 250rpm 및 230 내지 270℃인 조건으로 수행될 수 있으며, 범위 내에서 가공성 및 성형성이 우수한 이점이 있다.
또한, 열가소성 수지 조성물 제조시 투입되는 초고분자량 실록산 화합물은 실록산 40 내지 60 중량% 및 캐리어 수지 40 내지 60 중량%를 포함하는 실록산 화합물 마스터 배치(master batch)인 것이 바람직할 수 있으며, 이 경우 조성물의 상용성이 향상되어 혼련이 용이한 이점이 있으며, 궁극적으로 생산성이 향상되는 효과가 있다.
상기 캐리어 수지는 일례로 비닐시안 화합물-고무 중합체-방향족 비닐 화합물 공중합체 또는 방향족 비닐 화합물-비닐시안 화합물 공중합체 중 선택된 1종 이상일 수 있으며, 이를 사용함으로써 조성물간의 상용성을 더욱 향상시킬 수 있다.
나아가, 본 발명의 열가소성 수지 조성물을 사출하여 열가소성 수지 성형품을 제조할 수 있으며, 상기 사출은 일례로 240 내지 260℃ 및 60 내지 80bar의 조건에서 수행될 수 있다.
상기 성형품은 면충격강도가 일례로 16.5J 이상, 18J 이상 또는 18 내지 19.5J이면서 열변형온도가 106℃ 이상 또는 160 내지 111℃로 내충격성 및 내열성이 우수한 효과가 있다.
또한, 상기 성형품은 유동지수가 10 내지 20g/10min 또는 10 내지 15g/10min으로 가공성 및 성형성이 우수한 이점이 있으며, 내화학성이 우수하고, 가공 및 사용 시 마찰음이 적게 발생하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 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]
실시예 1 내지 실시예 5
하기 표 1의 성분과 함량을 사용하여 이축 압출기(250℃, 200rpm)에서 혼련 및 압출하여 펠렛 형태의 열가소성 수지 조성물을 제조한 뒤, 이를 사출(250℃, 70bar)하여 물성 측정을 위한 시편을 제조하였다.
비교예 1 내지 비교예 3
하기 표 1의 성분과 함량을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 사용된 재료는 다음과 같다.
1) 스티렌계 수지
- 고무 함량 60 중량%인 ABS 수지(DP270, LG화학 제조)
- 스티렌(ST) 50 중량%, N-페닐말레이미드(PMI) 50 중량%를 함유하는 ST-PMI 수지(MSNB, 일본 Denka사 제조, Tg: 202℃)
- 알파메틸스티렌(AMS) 75 중량%, 아크릴로니트릴(AN) 25중량%를 함유하는 AMS-AN 수지(98UHM, LG화학 제조, Tg:122℃)
- 스티렌(ST) 69 중량%, 아크릴로니트릴(AN) 31 중량%를 함유하는 SAN 수지(97HC, LG화학 제조)
2) 실리콘-폴리카보네이트(Si-PC)
- 실리콘 함량 7 중량%인 Si-PC 수지(Lupoy 8000-05, LG화학 제조)
- 실리콘 함량 9 중량%인 Si-PC 수지(SYC ST6-022PJ, 삼양사 제조)
3) 초고분자량 실록산 마스터배치(Si M/B)
- 실록산 화합물 50 중량%가 ABS 수지에 분산된 실록산 마스터배치(MB50-007, 다우코닝 제조)
- 실록산 화합물 50 중량%가 SAN 수지에 분산된 실록산 마스터배치(MB50-008, 다우코닝 제조)
4) 폴리에틸렌 그라프트 수지(PE-g-SAN)
LDPE(저밀도 폴리에틸렌) 50 중량%에 SAN 수지 50 중량%(ST 70 중량%, AN 30중량%)가 그라프트된 수지(A1401, 일본 NOF사 제조)
5) 첨가제
- 윤활제로 EBA(N’N-ethylene bis-stearamide) 또는 폴리디메틸실록산(PDMA, 동점도 10,000cSt, 다우코닝 제조) 사용
- 산화방지제로 Songnox1076(송원산업 제조) 또는 PEP-24(ADEKA사 제조)를 사용
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2 비교예3
스티렌계
수지
ABS수지 23 23 23 21 21 24 23 21
AMS-AN 수지 25 25 25 22 22 30 25 25
ST-PMI 수지 22 22 22 22 22 22 22 22
SAN수지 18 18 20 18 18 20 20 16
Si-PC Si 7wt% 5 - - - 10 - 5 5
Si 9wt% 5 5 10 - - - -
초고분자량 Si-M/B MB50-007 5 5 3 5 - 6 5 5
MB50-008 - - - - 5 - - -
PE-g-SAN 2 2 2 2 2 - - 6
윤활제 EBA 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 -
PDMS - - - - - - - 0.5
산화방지제 Songnox1076 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
PEP-24 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
[시험예]
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 시편의 특성을 하기의 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.
아이조드 충격강도(1/8", kgfcm /cm)
ASTM D256에 의거하여 두께 3.2mm인 시편에 노치(notch)를 내어 측정하였다.
면충격강도 (J)
ASTM D5628에 의거하여 직경 100mm, 두께 3mm의 시편을 사용하여 총 파괴 에너지를 측정하였다.
유동지수(g/ 10min )
ASTM D1238에 의거하여 240℃, 하중 10kg 조건으로 측정하였다.
열변형온도(℃)
ASTN D648에 의거하여 두께 6.4mm인 시편을 사용하여 측정하였다.
동 마찰계수
ASTM D1984에 의거하여 가로 X 세로가 63.5mm X 63.5mm인 시편을 150mm/min의 속도로 당겨 평균 동 마찰계수를 측정하였다.
마찰음 등급
Ziegler instrument사의 스틱-슬립 시험기 SSP-04를 사용하여 PRN(risk priority number) 등급을 측정하였으며, PRN 등급은 다음과 같은 기준으로 평가하였다.
PRN: 1~3 (마찰음 발생 없음), 4~5 (마찰음이 간헐적으로 발생함), 6~10 (마찰음 발생)
표면오염 평가(flow mark)
제조된 시편의 표면에 검은색 흐름자국(flow mark)의 생성여부를 육안으로 판단하였다. 흐름자국이 발생하지 않으면 양호, 발생한 경우는 열악으로 표기하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2 비교예3
아이조드 충격강도 14.9 15.3 16.1 18.5 14.5 16.8 15.7 12.5
면충격강도 18.2 18.5 19.3 17.4 16.7 7.9 16.4 17.3
유동지수 13.1 12.8 11.2 11.0 11.5 14.4 9.5 16.8
열변형온도 106.9 107.3 108.9 110.4 110.6 106.0 111.3 104.3
동 마찰계수 0.0765 0.0762 0.1022 0.0674 0.0685 0.0790 0.0935 0.0645
마찰음 등급 40N, 1mm/초 1 2 2 3 2 5 8 1
40N, 4mm/초 1 1 1 1 1 2 3 1
표면오염 상태
(flow mark)
양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 열악
표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 5의 열가소성 수지 조성물은 아이조드 충격강도, 열변형온도에 있어서 본 발명에 따르지 않은 비교예 1 내지 3과 동등한 수준의 물성을 유지하면서도 면충격강도가 향상된 것을 확인할 수 있었다.
또한, 폴리에틸렌에 SAN 수지가 그라프트된 그라프트 수지(PE-g-SAN)를 포함하는 본 발명의 실시예 1 내지 5 및 비교예 3은 마찰음 등급과 동마찰계수가 낮은 것을 확인할 수 있었다.
다만, PE-g-SAN 그라프트 수지를 과량 사용한 비교예 3의 경우, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 5 대비 충격강도가 낮고, 열변형온도가 낮으며, 성형품의 표면에 흑줄이 발생하는 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 PE-g-SAN 그라프트 수지를 과량 사용할 경우 열가소성 수지 조성물의 성형성이 저하되는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (19)

  1. 스티렌계 수지 50 내지 98.5 중량%; 실리콘-폴리카보네이트 1 내지 49.5 중량%; 초고분자량 실록산 화합물 0 내지 10 중량%; 및 폴리올레핀에 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물이 그라프트된 그라프트 수지 0.5 내지 5 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    열가소성 수지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스티렌계 수지는 비닐시안 화합물-고무 중합체-방향족 비닐 화합물 공중합체, 방향족 비닐 화합물-말레이미드 공중합체 및 방향족 비닐 화합물-비닐시안 화합물 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는
    열가소성 수지 조성물.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 스티렌계 수지는 비닐시안 화합물-고무 중합체-방향족 비닐 화합물 공중합체 10 내지 50 중량%, 방향족 비닐 화합물-말레이미드 공중합체 10 내지 50 중량% 및 방향족 비닐 화합물-비닐시안 화합물 공중합체 20 내지 60 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는
    열가소성 수지 조성물.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 방향족 비닐 화합물-비닐시안 화합물 공중합체는 스티렌-비닐시안 화합물 공중합체 또는 알파메틸스티렌-비닐시안 화합물 공중합체 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는
    열가소성 수지 조성물.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 방향족 비닐 화합물-비닐시안 화합물 공중합체는 스티렌-비닐시안 화합물 공중합체와 알파메틸스티렌-비닐시안 화합물 공중합체를 1:0.5 내지 1:3의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는
    열가소성 수지 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 실리콘-폴리카보네이트는 실리콘 화합물 1 내지 50 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는
    열가소성 수지 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 초고분자량 실록산 화합물은 중량평균분자량이 100만 내지 500만g/mol인 것을 특징으로 하는
    열가소성 수지 조성물
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 초고분자량 실록산 화합물은 실록산이 40 내지 60 중량%로 포함된 실록산 화합물인 것을 특징으로 하는
    열가소성 수지 조성물.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 초고분자량 실록산 화합물은 실록산 40 내지 60 중량% 및 캐리어 수지 40 내지 60 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는
    열가소성 수지 조성물.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 캐리어 수지는 비닐시안 화합물-고무 중합체-방향족 비닐 화합물 공중합체 또는 방향족 비닐 화합물-비닐시안 화합물 공중합체 중 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는
    열가소성 수지 조성물.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 그라프트 수지는 폴리올레핀 40 내지 60 중량%, 방향족 비닐 화합물 20 내지 50 중량% 및 비닐시안 화합물 5 내지 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는
    열가소성 수지 조성물.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 폴리올레핀은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는
    열가소성 수지 조성물.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 스티렌계 수지; 실리콘-폴리카보네이트; 초고분자량 실록산 화합물; 및 폴리올레핀에 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물이 그라프트된 그라프트 수지; 100 중량부, 윤활제 0.01 내지 1 중량부 및 산화방지제 0.01 내지 1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는
    열가소성 수지 조성물.
  14. 스티렌계 수지 50 내지 98.5 중량%; 실리콘-폴리카보네이트 1 내지 49.5 중량%; 초고분자량 실록산 화합물 0 내지 10 중량%; 및 폴리올레핀에 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물이 그라프트된 그라프트 수지 0.5 내지 5 중량%;를 혼련 및 압출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    열가소성 수지 조성물의 제조방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 초고분자량 실록산 화합물은 실록산 40 내지 60 중량% 및 캐리어 수지 40 내지 60 중량%를 포함하는 실록산 화합물 마스터 배치(master batch)인 것을 특징으로 하는
    열가소성 수지 조성물의 제조방법.
  16. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물을 사출하여 제조된 것을 특징으로 하는
    열가소성 수지 성형품.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 성형품은 면충격강도가 16.5J 이상인 것을 특징으로 하는
    열가소성 수지 성형품.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 성형품은 열변형온도가 106℃ 이상인 것을 특징으로 하는
    열가소성 수지 성형품.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 성형품은 유동지수가 10 내지 20/10min인 것을 특징으로 하는
    열가소성 수지 성형품.
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