KR20180103570A - 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이의 성형품 - Google Patents

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KR20180103570A
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박춘호
성기현
이형탁
이승재
김현경
이희준
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현대자동차주식회사
(주)엘지하우시스
지에스칼텍스 주식회사
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Abstract

230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 20g/10 min 내지 35g/10 min인 프로필렌 단일중합체 및 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 90g/10 min 내지 100g/10 min인 에틸렌-프로필렌 공중합체를 포함하는 베이스 수지; 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 10g/10 min 내지 40g/10 min인 열가소성 탄성체; 무기 필러; 및 인산나트륨계 핵제를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.

Description

폴리프로필렌 수지 조성물 및 이의 성형품{POLYPROPYLENE RESIN COMPOSITION AND MOLDED PRODUCT THEREOF}
폴리프로필렌 수지 조성물 및 이의 성형품에 관한 것이다.
자동차는 탑승자의 안전보장, 체체의 대형화, 디자인의 고급화 등의 요구를 만족하기 위해 무게가 증가하는 방향으로 발전해왔다. 그러나, 무게 증가로 인한 연비의 감소는 연료 소모량 및 이산화 탄소 배출량의 증가로 이어져 매년 엄격해지고 있는 환경규제에 부합하기 어렵다. 이에, 차체의 무게를 경량화가 급속히 요구되고 있다.
또한, 자동차 외장재 중 비중이 큰 부품 중에 하나인 범퍼커버는 외부충격을 흡수하고 차량 전, 후면부를 보호하는 역할을 해준다. 범퍼커버는 외부 힘에 의한 변형을 방지하기 위해서 우수한 기계적 강성을 필요로 한다. 또한 성형시 작업성 및 성형주기를 단축하고 외관이 우수해야 한다.
따라서, 범퍼 커버와 같은 자동차 외장재는 경량화와 함께 우수한 기계적 물성 및 성형성을 동시에 유지하는 것이 요구되고 있다.
자동차 부품의 경량화의 측면에서 MuCell 공법이나 화학발포 공법을 적용한 사례가 있으나, 외관 불량 및 성형이 어렵고 물성이 저하되는 문제점이 상존한다.
또 다른 경량화 사례로서, 3차원 중공 구조(Microsphere)의 글래스 버블(Glass Bubble)를 이용한 사례가 있으나, 가공상 글래스 버블의 파손을 방지하는 기술 및 글래스 버블과 폴리프로필렌 수지와의 상용성 문제 또한 해결이 용이하지 않고, 충격 및 강성의 급격한 저하를 경험하는 등 상업적 활용 측면에서 기술적 난관이 크다. 따라서, 자동차용 부품의 박육화 하는데 한계가 있다.
본 발명의 일 구현예는 낮은 비중을 유지하면서, 얇은 두께의 성형품에 적용되었을 때에도 우수한 기계적 강성 및 내충격성을 부여할 수 있는 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 20g/10 min 내지 35g/10 min인 프로필렌 단일중합체 및 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 90g/10 min 내지 100g/10 min인 에틸렌-프로필렌 공중합체를 포함하는 베이스 수지; 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 10g/10 min 내지 40g/10 min인 열가소성 탄성체; 무기 필러; 및 인산나트륨계 핵제를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 폴리프로필렌 수지 조성물의 사출물을 포함하는 성형품을 제공한다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 낮은 비중을 유지하면서, 얇은 두께의 성형품에 적용되었을 때에도 우수한 기계적 강성 및 내충격성을 부여할 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술하는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예에서, 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 약 20g/10 min 내지 약 35g/10 min인 프로필렌 단일중합체 및 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 약 90g/10 min 내지 약 100g/10 min인 에틸렌-프로필렌 공중합체를 포함하는 베이스 수지; 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 약 10g/10 min 내지 약 40g/10 min인 열가소성 탄성체; 무기 필러; 및 인산나트륨계 핵제를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 프로필렌 단일중합체와 에틸렌-프로필렌 공중합체를 포함하는 베이스 수지, 열가소성 탄성체, 무기 필러 및 인산나트륨계 핵제를 적절히 포함하여, 베이스 수지의 결정화도를 높이고 우수한 기계적 강성 및 내충격성을 부여할 수 있다. 즉, 낮은 비중을 유지하면서, 얇은 두께의 성형품에 적용되었을 때에도 우수한 가공성, 높은 인장강도, 굴곡 탄성률 및 충격강도를 동시에 부여할 수 있다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 프로필렌 단일중합체 및 에틸렌-프로필렌 공중합체를 포함하는 베이스 수지를 포함하여 우수한 기계적 강도를 충분히 유지하면서, 동시에 우수한 내충격성을 부여하고, 흐름성이 좋아 우수한 가공 효과를 부여할 수 있다.
구체적으로, 상기 베이스 수지는 프로필렌 단일중합체 대 에틸렌-프로필렌 공중합체를 약 1:9 내지 약 3:7의 중량비로 포함할 수 있다. 프로필렌 단일중합체의 중량비가 상기 범위 미만인 경우에는 강도, 내열성 등이 부족할 수 있으며, 에틸렌-프로필렌 공중합체의 중량비가 상기 범위 미만인 경우에는 내충격성이 충분하지 못할 수 있다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 프로필렌 단일중합체 및 에틸렌-프로필렌 공중합체를 포함하는 상기 베이스 수지를 약 50중량% 내지 약 75중량% 포함하여, 경제적이면서도 우수한 가공성을 부여할 수 있다.
상기 베이스 수지는 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 약 20g/10 min 내지 약 35g/10 min인 프로필렌 단일중합체를 포함함으로써 우수한 기계적 강도와 우수한 내충격성을 동시에 부여할 수 있다. 예를 들어, 상기 프로필렌 단일중합체의 용융지수가 상기 범위 미만인 경우에는 무기 필러 등의 함침성이 떨어져, 보강효과가 떨어질 수 있다. 그리고, 상기 프로필렌 단일중합체의 용융지수가 상기 범위를 초과하는 경우에는 내충격성이 떨어질 수 있다.
또한, 상기 프로필렌 단일중합체는 13C-NMR로 측정한 펜타드 분율(%mmmm)이 약 96% 이상일 수 있다. 구체적으로, 약 96.5% 이상일 수 있으며, 예를 들어, 약 97 % 이상일 수 있다. '펜타드 분율'은 13C-NMR을 사용하여 측정되는 분자쇄 중의 펜타드 단위에서의 아이소택틱 연쇄의 존재 비율을 나타내는 것으로서, 프로필렌 모노머 단위가 5개 연속하여 메소 결합한 연쇄의 중심에 있는 프로필렌 모노머 단위의 분율을 의미한다. 상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 상기 범위의 펜타드 분율을 갖는 프로필렌 단일중합체를 베이스 수지에 포함함으로써, 우수한 기계적 강도 및 내충격성을 부여할 수 있다.
또한, 상기 프로필렌 단일중합체는 135℃ 데카린 중에서 측정한 극한점도[η]가 약 0.7㎗/g 내지 약 2.5 ㎗/g일 수 있다. 구체적으로 약 0.85㎗/g 내지 약 2.2 ㎗/g일 수 있으며, 예를 들어, 약 0.9㎗/g 내지 약 2.0 ㎗/g일 수 있다. 상기 프로필렌 단일중합체의 극한점도가 상기 범위 미만인 경우에는 내충격성이 떨어질 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 성형성이 저하될 수 있다.
상기 베이스 수지는 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 약 90g/10 min 내지 약 100g/10 min인 에틸렌-프로필렌 공중합체를 포함하여 우수한 기계적 강도와 우수한 내충격성을 동시에 부여할 수 있다. 예를 들어, 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체의 용융지수가 상기 범위 미만인 경우에는 무기 필러 등의 함침성이 떨어져, 보강효과가 떨어질 수 있다. 그리고, 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체의 용융지수가 상기 범위를 초과하는 경우에는 내충격성이 떨어질 수 있다.
상기 에틸렌-프로필렌 공중합체의 중량 평균 분자량은 약 70,000g/mol 내지 약 120,000g/mol이고, 비중은 약 0.89 내지 약 0.91일 수 있다.
또한, 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체은 크실렌 추출물의 135℃ 데카린 중에서의 극한점도[η]가 약 3.0㎗/g 내지 약 6.0 ㎗/g일 수 있다. 구체적으로, 상기 극한점도는 약 3.5㎗/g 이상, 예를 들어, 약 4.0㎗/g 이상일 수 있다. 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체의 극한점도가 상기 범위 미만인 경우에는 충격강도가 저하될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체는 프로필렌 단량체와 에틸렌 단량체를 약 5:1 내지 약 25:1의 중량비로 공중합하여 형성된 것일 수 있다. 즉, 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체는 약 3중량% 내지 약 30중량%의 에틸렌을 포함할 수 있으며, 보다 구체적으로, 약 3중량% 내지 약 17중량%의 에틸렌을 포함할 수 있다. 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체에 포함된 에틸렌의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 내충격성이 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 강성이 저하되고, 압출 시에 생산성이 낮아질 수 있다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 약 10g/10 min 내지 약 40g/10 min인 열가소성 탄성체를 포함하여 우수한 내충격성, 내열성 및 고탄성을 부여할 수 있고, 우수한 사출 성형성을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 열가소성 탄성체의 용융지수가 상기 범위 미만인 경우에는 흐름성이 저하되어 폴리프로필렌 수지 조성물 내에서 분산력이 낮아질 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 내충격성 및 면충격성이 저하될 수 있다.
상기 열가소성 탄성체는 상기 베이스 수지 100중량부 대비 약 13중량부 내지 약 50중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 열가소성 탄성체는 상기 베이스 수지 100중량부 대비 약 20중량부 내지 약 40중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 열가소성 탄성체의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 내충격성이 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 흐름성이 저하되고 분산력이 낮아질 수 있다.
상기 열가소성 탄성체는 에틸렌과 탄소수 4 내지 12의 α-올레핀의 공중합체, 스티렌-디엔 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 공중합체는 탄소수 3 내지 12의 α-올레핀을 약 12중량% 내지 약 45중량% 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 에틸렌과 탄소수 4 내지 12의 α-올레핀의 공중합체는 에틸렌-부텐-1 공중합체(EBR) 또는 에틸렌-옥텐-1 공중합체(EOR)일 수 있다. 상기 열가소성 탄성체는 스티렌계 단량체와 디엔계 단량체를 공중합하여 제조된 스티렌-디엔 공중합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 스티렌계 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, α-에틸스티렌, p-메틸스티렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나일 수 있다. 상기 디엔계 단량체는 부타디엔, 이소프렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나일 수 있다. 구체적으로 상기 스티렌-디엔 공중합체는 스티렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-프로필렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 블록 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 공중합체일 수 있다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 무기 필러를 포함하여 우수한 기계적 강도, 내충격성 및 치수안정성을 부여할 수 있다. 예를 들어, 상기 무기 필러는 상기 베이스 수지 100중량부 대비 약 20중량부 내지 약 50중량부의 함량으로 포함될 수 있다.
구체적으로, 상기 무기 필러는 마그네슘 실리케이트 수화물인 탈크를 포함할 수 있으며, 상기 탈크는 약 2.7g/㎤ 내지 약 2.8g/㎤의 비중을 가지고, 판상의 구조를 갖는다. 상기 탈크는 규산 및 산화 마그네슘과 더불어 소량의 산화 알루미늄, 산화칼슘, 산화 철 등을 포함 할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 탈크는 약 10㎛ 초과, 약 40㎛ 이하의 평균입경을 가질 수 있으며, 예를 들어, 약 10㎛ 초과, 약 20㎛ 이하의 평균입경을 가질 수 있다. 상기 평균입경은 레이저 회절법(ISO 13320-1)으로 측정할 수 있으며, 상기 탈크의 평균입경이 상기 범위 이하인 경우에는 상기 탈크가 수지 내에서 충분한 보강효과를 발현하지 못하여 굴곡강도가 저하될 수 있다. 또한, 상기 탈크의 평균입경이 상기 범위를 초과하는 경우에는 이를 포함하는 상기 폴리프로필렌 수지 조성물의 흐름성이 저하될 수 있다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 인산나트륨 핵제를 포함하여 프로필렌 단일중합체 및 에틸렌-프로필렌 공중합체를 포함하는 베이스 수지의 결정화도를 향상시킬 수 있고, 기계적 강도 및 내열성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 인산나트륨계 핵제는 상기 베이스 수지 100중량부 대비 약 0.1중량부 내지 약 4중량부의 함량으로 포함되어 우수한 기계적 강도 및 내충격성을 부여할 수 있으며, 구체적으로 약 0.6중량부 내지 약 4중량부 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 인산나트륨계 핵제의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 인장강도 및 굴곡강도가 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 충격강도가 저하될 수 있다.
구체적으로, 상기 인산나트륨 핵제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬기, 하기 화학식 2, 또는 R1 및 R2가 서로 연결되어 형성된 하기 화학식 3일 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
상기 화학식 2 및 상기 화학식 3에서, R은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬기이고, m은 0 내지 3의 정수이고, n은 0 내지 3의 정수일 수 있다.
구체적으로, 상기 인산나트륨 핵제는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 4]
Figure pat00004
상기 화학식 4에서, R은 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬기이고, m은 0 내지 3의 정수일 수 있다.
상기 알킬기는 메틸기, 에틸기, 노말프로필기, 이소프로필기, 노말부틸기, 및 tert-부틸기로 부터 선택된 하나의 알킬기일 수 있다.
구체적으로, 상기 인산나트륨계 핵제는 2,2'-메틸렌-비스-(4,6-디-tert-부틸페닐)포스페이트 나트륨염, 2,2'-메틸렌-비스-(4-tert-부틸페닐)포스페이트 나트륨염 및 이들의 조합으로부터 선택된 하나일 수 있다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 상용화제, 커플링제, 슬립제, 산화방지제, 중화제, 광안정제, 대전방지제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상용화제는 폴리올레핀계 상용화제 등 일 수 있으며, 상기 프로필렌 단일중합체 등 상기 폴리프로필렌 수지 조성물에 포함된 수지들 간의 상용성을 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 상용화제는 상기 폴리프로필렌 수지 조성물에 포함된 수지 간의 계면접착력 및 분산 효율을 향상시켜, 상기 조성물의 사출물인 성형품에 우수한 기계적 물성, 치수 안정성 및 표면 품질을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리올레핀계 상용화제는 스티렌계을 포함하는 포화 블록 코폴리머를 사용할 수 있다.
커플링제는 상기 무기 필러와 상기 폴리프로필렌 수지 조성물에 포함된 수지와의 상용성을 향상시키는 것으로서, 상용성을 높여 분산도를 좋게 하여, 우수한 기계적 강성 및 내충격성을 부여하고, 치수 안정성을 동시에 부여할 수 있다.
구체적으로, 상기 커플링제는 폴리프로필렌의 주쇄나 말단에 무기 필러와 반응성이 있는 반응기를 포함하는 변성 폴리프로필렌 수지로서, 상기 반응기로는 예를 들면, 말레산, 무수말레산, 카르복실산, 히드록실기, 비닐아세테이트, 글리시딜메타크릴레이트, 비닐옥사졸린, 아크릴산 등을 들 수 있다.
슬립제는 상기 폴리프로필렌 수지 조성물의 사출물인 성형품의 표면에 슬립성을 부여하여 내스크래치성을 개선시키는 것으로써, 실록산계 슬립제, 아마이드계 슬립제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나 일 수 있다.
산화방지제는 페놀계 산화방지제, 포스파이트계 산화방지제, 티오디프로피오네이트(Thiodipropionate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 중화제로 칼슘 스테아레이트, 산화아연 등을 사용할 수 있고, 광안정제로 Hindered 아민계 등을 사용할 수 있다.
대전방지제는 폴리프로필렌 수지 조성물에 포함되어, 제품 표면에 먼지나 미세입자가 정전기적 인력에 의하여 흡착하는 것을 방지하는 특성이 있으며, 상기 대전방지제는 알킬 아민계 대전방지제, 아민계 대전방지제, 스테아린산계 대전방지제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 폴리프로필렌 수지 조성물의 사출물을 포함하는 성형품을 제공한다. 상기 성형품은 전술한 폴리프로필렌 수지 조성물의 사출물을 포함하는 것으로서, 경량화를 가짐과 동시에 우수한 기계적 강성 및 내충격성을 가질 수 있다. 따라서, 상기 사출물은 얇은 두께에도 불구하고, 우수한 기계적 강성 및 내충격성을 나타낼 수 있다.
구체적으로, 상기 성형품은 얇은 두께를 가져 더욱 경량화함과 동시에 우수한 기계적 강성 및 내충격성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 성형품은 약 2.5㎜ 미만의 두께에서도 우수한 기계적 강도 및 내충격성을 나타낼 수 있다. 상기 성형품은 약 2.0㎜ 내지 약 2.2㎜의 두께를 가질 수 있다. 따라서, 상기 성형품은 범퍼와 같은 자동차용 외장재로 사용하는데 적합할 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 20g/10 min 내지 35g/10 min인 프로필렌 단일중합체 및 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 90g/10 min 내지 100g/10 min인 에틸렌-프로필렌 공중합체를 포함하는 베이스 수지; 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 10g/10 min 내지 40g/10 min인 열가소성 탄성체; 무기 필러; 및 인산나트륨계 핵제를 포함하는 것이다. 상기 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 사항은 전술한 바와 같다.
구체적으로, 상기 성형품은 상온뿐만 아니라 저온에서도 우수한 충격 강도를 가져 동절기에도 깨지는 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 폴리프로필렌 수지 조성물의 사출물은 우수한 충격 강도와 함께, 높은 열변형 온도를 가지는 바, 자동차용 외장재로 사용에 적합하다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 높은 유동성과 우수한 기계적 강성, 내충격성 및 우수한 치수안정성을 동시에 부여할 수 있으며, 이의 사출물을 포함하는 자동차 외장재용 성형품은 박막화 및 경량화와 함께, 우수한 성형성과 우수한 기계적 물성을 동시에 확보 수 있다.
상기 성형품은 자동차용 외장재로 사용할 수 있다. 상기 외장재의 구체적인 예로서, 범퍼, 스포일러, 사이드바이저, 카울벤트그릴, 라디에이터 그릴, 사이드몰딩, 엔드패널가닛슈 등이 있을 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 및 비교예>
실시예 1
13C-NMR로 측정한 펜타드 분율(%mmmm)이 99 %이며, 용융지수가 230℃, 2.16 kg의 하중에서 30g/10min인 프로필렌 단일중합체 및 용융지수가 230℃에서 92 g/10min이며, 약 6중량%의 에틸렌을 포함하는 에틸렌-프로필렌 공중합체를 포함하는 베이스 수지를 제조하였다. 이때, 상기 베이스 수지는 상기 프로필렌 단일중합체 대 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체를 15:40의 중량비로 포함한다.
상기 베이스 수지 55중량%에 열가소성 탄성체로 230℃, 2.16kg 하중 조건에서 측정된 용융지수가 15 g/10min인 에틸렌-부텐-1 공중합체(EBM)를 혼합하였다. 이때, 상기 열가소성 탄성체는 상기 베이스 수지 100중량부 대비 약 33중량부의 함량으로 포함한다.
또한, 무기 필러로 약 15㎛의 평균입경을 갖는 탈크를 상기 베이스 수지 100중량부 대비 약 29 중량부의 함량으로 혼합하였다.
그리고, 핵제로 2,2'-메틸렌-비스-(4,6-디-tert-부틸페닐)포스페이트 나트륨염을 상기 베이스 수지 100중량부 대비 약 1.8중량부의 함량으로 혼합하여 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물을 이축 압출기를 사용하여 200℃ ~ 240℃인 가공 조건에서 압출하였다.
실시예 2 :
핵제인 2,2'-메틸렌-비스-(4,6-디-tert-부틸페닐)포스페이트 나트륨염을 상기 베이스 수지 100중량부 대비 약 0.09량부의 함량으로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 3 :
핵제인 2,2'-메틸렌-비스-(4,6-디-tert-부틸페닐)포스페이트 나트륨염을 상기 베이스 수지 100중량부 대비 약 5량부의 함량으로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 1 :
핵제로 디벤질리덴 소비톨을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
<평가>
실험예 1: 비중
실시예 및 비교예에서 제조한 시편의 비중을 ASTM D792에 의하여 측정하였고, 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.
실험예 2: 용융지수
실시예 및 비교예에서 제조한 폴리프로필렌 수지 조성물의 용융지수를 ASTM D1238 법에 따라 230℃, 2.16 kg의 하중에서 측정하였고, 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.
실험예 3: 인장강도
실시예 및 비교예에서 제조한 시편의 인장강도를 23℃에서 ASTM D638을 이용하여 측정하였고, 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.
실험예 4: 굴곡강도
실시예 및 비교예에서 제조한 시편의 굴곡강도를 23℃에서 ASTM D790에 의거하여 측정하였고, 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.
실험예 5: 굴곡탄성율
실시예 및 비교예에서 제조한 시편의 굴곡 탄성율을 속도 10㎜/min의 조건하에서 ASTM D790을 이용하여 측정하였고, 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.
실험예 6: 아이조드(IZOD) 충격강도
실시예 및 비교예에서 제조한 시편을 1/4” 노치(Notched) 조건에서 ASTM D256에 의하여 상온(23℃) 및 -30℃의 온도에서 각각 측정하였고 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.
실험예 7: 열변형 온도
실시예 및 비교예에서 제조한 시편을 ASTM D648을 이용하여 1.82MPa의 표면 압력을 가해 열변형 온도를 측정하였고, 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
비중(g/㎤) 1.0 1.0 1.0 1.0
용융지수
(g/10min)
42 41 42 40
인장강도
(MPa)
23 21 23 20
굴곡강도
(MPa)
37 29 36 27.5
굴곡탄성율
(GPa)
2,450 2,200 2,400 2,000
IZOD충격강도
(J/m) @23
350 345 240 350
IZOD충격강도
(J/m) @-30
35 34 21 35
열변형온도
(℃)
132 130 132 132
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 실시예는 낮은 비중을 유지하면서, 우수한 기계적 강성 및 내충격성을 나타내어, 우수한 물성 밸런스를 갖는 것을 확인하였다. 특히, 실시예는 비교예와 달리 높은 굴곡강도와 굴곡탄성율을 가지면서, 동시에 우수한 충격강도를 가지는 것을 알 수 있다.

Claims (14)

  1. 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 20g/10 min 내지 35g/10 min인 프로필렌 단일중합체 및 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 90g/10 min 내지 100g/10 min인 에틸렌-프로필렌 공중합체를 포함하는 베이스 수지;
    230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 10g/10 min 내지 40g/10 min인 열가소성 탄성체;
    무기 필러; 및
    인산나트륨계 핵제를 포함하는
    폴리프로필렌 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 수지는 상기 프로필렌 단일중합체 대 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체를 1:9 내지 3:7의 중량비로 포함하는
    폴리프로필렌 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 수지를 50중량% 내지 75중량% 포함하는
    폴리프로필렌 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로필렌 단일중합체는 13C-NMR로 측정한 펜타드 분율(%mmmm)이 96% 이상인
    폴리프로필렌 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 에틸렌-프로필렌 공중합체는 3중량% 내지 17중량%의 에틸렌을 포함하는
    폴리프로필렌 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 탄성체는 에틸렌과 탄소수 4 내지 12의 α-올레핀의 공중합체, 스티렌-디엔 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    폴리프로필렌 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 수지 100중량부 대비 상기 열가소성 탄성체를 13중량부 내지 50중량부 포함하는
    폴리프로필렌 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 무기 필러는 10㎛ 초과, 40㎛ 이하의 평균입경을 갖는 탈크를 포함하는
    폴리프로필렌 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 수지 100중량부 대비 상기 무기 필러를 20중량부 내지 50중량부 포함하는
    폴리프로필렌 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 인산나트륨 핵제는 하기 화학식1 로 표시되는 화합물을 포함하는
    폴리프로필렌 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00005

    상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬기, 하기 화학식 2, 또는 R1 및 R2가 서로 연결되어 형성된 하기 화학식 3이고,
    [화학식 2]
    Figure pat00006

    [화학식 3]
    Figure pat00007

    상기 화학식 2 및 상기 화학식 3에서, R은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬기이고,
    m은 0 내지 3의 정수이고,
    n은 0 내지 3의 정수이다.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 인산나트륨 핵제는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물인
    폴리프로필렌 수지 조성물:
    [화학식 4]
    Figure pat00008

    상기 화학식 4에서, R은 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬기이고,
    m은 0 내지 3의 정수이다.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 수지 100중량부 대비 상기 인산나트륨계 핵제를 0.1중량부 내지 4중량부 포함하는
    폴리프로필렌 수지 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물의 사출물을 포함하는 성형품.
  14. 제13항에 있어서,
    자동차용 외장재의 용도를 갖는
    성형품.
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