KR20200095787A - 수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품 - Google Patents

수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리스티렌, 충격보강제, 유리섬유 및 카본블랙을 특정 비율로 포함하여 수처리 부품 용도에 적합한 충격강도 특성을 가지면서, 잔류 모노머의 용출 현상을 개선할 수 있는 수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.

Description

수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품{POLYPHENYLENE OXIDE-POLYSTYRENE ALLOY RESIN COMPOSITION FOR APPARATUS OF WATER TREATMENT, METHOD FOR PREPARING THE SAME AND MOLDING PRODUCTS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수처리 부품 용도에 적합한 충격강도 특성을 가지면서, 잔류 모노머의 용출 현상을 개선할 수 있는 수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.
수처리용 부품인 연수기 등으로 널리 활용되고 있는 폴리페닐렌 옥사이드는 엔지니어링 플라스틱의 한 종류로 내열성, 내화학성, 내가수분해성이 우수한 이점이 있다. 그러나 이는 내수성이 만족할 만한 수준을 나타내지 못하고, 신뢰성 테스트에서 크랙 및 변형이 발생하여 시장 진입에 어려움이 있었다.
또한, 수처리 인증(NSF, KTW, ASC 등)과 관련하여 해당 인증 규격에 부합하기 위해 플라스틱 수지 내 잔류 모노머, 특히 부타디엔과 같은 공액 디엔계 잔류 모노머의 용출 현상을 개선할 필요가 있었다.
연수기로 활용되는 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 소재는 유리섬유를 보강한 뒤, 사출처에서 수처리용 연수기로 사출하여 제작하는 방식으로 보일러나 온수기에 적용되고 있다.
이러한 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 소재는 폴리페닐렌 옥사이드의 높은 내열도와 낮은 비중으로 인한 장점이 있으나, 최근 수처리 부품 용도에 적합한 충격강도 특성과 수처리 인증을 통과하기 위해 요구되는 특성, 일례로 잔류 모노머의 용출 현상의 개선에 대한 필요성이 증대됨에 따라 이러한 요구 사항을 모두 충족하는 신규한 수처리 부품용 소재 개발이 시급한 실정이다.
한국 등록특허 1651754 B1
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 수처리 부품 용도에 적합한 충격강도 특성을 가지면서, 잔류 모노머의 용출 현상을 개선할 수 있는 신규한 수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 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 폴리스티렌 25 내지 30중량%, 폴리페닐렌 옥사이드 35 내지 40중량%, 충격보강제 4.5 내지 5.5중량%, 유리섬유 25 내지 35중량% 및 카본블랙 0.5 내지 1중량%를 포함하되, 상기 폴리스티렌은 스티렌 단독 중합체이고, 상기 충격보강제는 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체인 것을 특징으로 하는 수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 폴리스티렌 25 내지 30중량%, 폴리페닐렌 옥사이드 35 내지 40중량%, 충격보강제 4.5 내지 5.5중량%, 유리섬유 25 내지 35중량% 및 카본블랙 0.5 내지 1중량%를 포함하여 혼련 및 압출하는 단계를 포함하되, 상기 폴리스티렌은 스티렌 단독 중합체이고, 상기 충격보강제는 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체인 것을 특징으로 하는 수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품을 제공한다.
본 발명에 따른 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물은 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리스티렌, 충격보강제, 유리섬유 및 카본블랙을 특정 비율로 포함하여 수처리 부품 용도에 적합한 충격강도를 가짐에 따라 신뢰성 테스트 시 크랙이나 변형 등이 발생하지 않고, 잔류 모노머(일례로 부타디엔)의 용출성이 개선되어 수처리 인증 규격에 적합한 특성을 제공할 수 있다.
이하 본 발명의 수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 어로이 수지 조성물을 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 폴리페닐렌 옥사이드, 스티렌 단독 중합체, 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체, 유리섬유 및 카본블랙을 특정 비율로 배합하여 폴리페니렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물을 제조할 경우, 충격강도가 우수하면서도 수처리 부품 용도에 적합한 기계적인 물성을 나타내고 신뢰성 테스트 시 크랙이나 변형 등이 없으며, 수처리 인증 시 잔류 모노머인 부타디엔의 용출성 저감을 통해 고품질의 수처리 부품 제조에 기여할 수 있는 것을 확인하고 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물은 일례로 폴리스티렌 25 내지 30중량%, 폴리페닐렌 옥사이드 35 내지 40중량%, 충격보강제 4.5 내지 5.5중량%, 유리섬유 25 내지 35중량% 및 카본블랙 0.5 내지 1중량%를 포함하되, 상기 폴리스티렌은 스티렌 단독 중합체이고, 상기 충격보강제는 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체인 것을 특징으로 하며, 이 경우 충격강도, 인장강도 등의 기계적인 물성이 우수하고 사출 성형이 용이하면서도 부타디엔 용출성이 저감되어 수처리 부품 용도에 적합한 이점을 제공한다.
이하, 본 기재의 얼로이 수지 조성물을 구성하는 각 성분별로 구체적으로 설명하기로 한다.
폴리스티렌
상기 폴리스티렌은 스티렌 단독 중합체이며, 이는 폴리페닐렌 옥사이드와 얼로이 할 시 조성물의 물성 밸런스를 높게 유지하면서도 충격강도를 더욱 개선시키는데 기여할 수 있다.
상기 스티렌 단독 중합체는 일례로 혼성배열(atactic), 이소택틱(isotactic) 또는 신디오택틱(syndiotactic)일 수 있다.
상기 폴리스티렌은 일례로 중량평균분자량이 10,000 내지 200,000g/mol 또는 30,000 내지 100,000g/mol일 수 있으며, 이 범위 내에서 조성물의 물성 밸런스가 우수한 이점이 있다.
본 기재에서 폴리스티렌의 중량평균분자량은 특별한 언급이 없는 한, 중합체 1g을 테트라하이드로퓨란에 녹여 제조한 뒤, 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 컬럼 온도 40℃인 조건에서 측정한 값이다. 이때 표준물질로는 폴리스티렌을 사용하였다.
상기 폴리스티렌은 용융지수(200℃, 5kg)가 일례로 9 내지 12g/10min일 수 있으며, 이 경우 조성물의 물성 밸런스가 우수하다.
상기 폴리스티렌은 얼로이 수지 조성물 총 중량 기준 일례로 25 내지 30중량% 또는 26 내지 28중량%로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 전체적인 물성 밸런스가 우수하다.
폴리페닐렌 옥사이드
상기 폴리페닐렌 옥사이드는 조성물의 유동성을 사출 성형에 적합하도록 조절하면서도 기계적인 강도 등을 확보하기 위한 목적으로 배합된다.
상기 폴리페닐렌 옥사이드는 얼로이 수지 조성물 총 중량 기준 일례로 35 내지 40중량% 또는 36 내지 38중량%로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 조성물의 용융지수, 충격강도, 인장강도 등의 기계적인 물성, 성형성이 모두 우수한 이점이 있다.
상기 폴리페닐렌 옥사이드는 일례로 고유점도가 0.30 내지 0.60dl/g 또는 0.35 내지 0.55dl/g일 수 있으며, 이 범위 내에서 조성물의 충격강도, 인장강도 등의 기계적인 물성을 높게 유지하면서도 사출 성형에 적합한 유동성을 확보할 수 있다.
본 발명에서 특별한 언급이 없는 한, 고유점도는 클로로포름 용매 하에 25℃에서 측정한 것임을 명시한다.
상기 폴리페닐렌 옥사이드는 일례로 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌) 에테르, 폴리(2,6-디에틸-1,4-페닐렌) 에테르, 폴리(2,6-디프로필-1,4-페닐렌) 에테르, 폴리(2-메틸-6-에틸-1,4-페닐렌) 에테르, 폴리(2-메틸-6-프로필-1,4-페닐렌) 에테르, 폴리(2-에틸-6-프로필-1,4-페닐렌) 에테르, 폴리(2,6-디페닐-1,4-페닐렌) 에테르, 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌) 에테르와 폴리(2,3,6-트리메틸-1,4-페닐렌) 에테르의 공중합체, 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌) 에테르와 폴리(2,3,6-트리에틸-1,4-페닐렌) 에테르의 공중합체 중에서 선택된 1종 이상일수 있다.
바람직하게는 상기 폴리페닐렌 옥사이드는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌) 에테르 또는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌) 에테르와 폴리(2,3,6-트리메틸-1,4-페닐렌) 에테르의 공중합체일 수 있고, 가장 바람직하게는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌) 에테르일 수 있으며, 이 경우 조성물의 유동성이 사출 성형에 적합한 범위 내로 조절되어 성형성이 우수하며, 이에 더하여 최종품의 충격강도, 인장강도 등의 물성이 높게 유지될 수 있다.
상기 폴리페닐렌 옥사이드는 일례로 플레이크(flake) 형태인 것을 사용할 수 있으며, 이 경우 더욱 우수한 수준의 충격강도 및 인장강도를 가지면서도 성형성이 우수한 이점이 있다.
본 기재에서 플레이크(flaks)란 인편상, 입상을 넓게 포함하는 박편상의 형상을 의미하며, 구체적인 일례로 두께 1 내지 20㎛, 길이 0.05 내지 1mm의 인편상일 수 있다. 다른 일례로 상기 플레이크는 두께(Depth) 당 길이(Length)의 비율(L/D)이 1.5 내지 500, 2 내지 100, 10 내지 50인 박편상일 수 있다.
본 기재의 플레이크 형태의 폴리페닐렌 옥사이드는 당업계에서 통상적인 방법으로 제조된 것이다.
본 기재에서 플레이크의 두께 및 길이는 현미경 분석법을 통해 측정할 수 있다.
본 기재의 조성물 중 폴리페닐렌 옥사이드와 폴리스티렌은 일례로 1:0.7 내지 1:0.8 또는 1:0.7 내지 1:0.75의 중량비로 혼합될 수 있으며, 이 범위 내에서 조성물의 기계적인 물성 및 성형성 모두가 우수한 이점을 제공한다.
충격보강제
상기 충격보강제는 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체일 수 있으며, 이는 종래 충격보강제로 널리 사용되는 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체 등과 달리 부타디엔을 포함하지 않아 부타디엔 용출성을 개선할 수 있으며, 궁극적으로 수처리 인증 규격에 적합한 이점을 제공하면서도 충격강도를 개선하는데 기여할 수 있다.
상기 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체는 에틸렌/부틸렌(또는 에틸렌-부틸렌) 탄성 세그먼트의 양 끝단에 스티렌 블록이 결합된 것으로, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌부틸렌-스티렌 블록 공중합체 또는 SEBS 블록 공중합체 등으로 지칭될 수 있다.
상기 충격보강제는 얼로이 수지 조성물 총 중량 기준 일례로 4.5 내지 5.5중량% 또는 5 내지 5.5중량%로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 조성물의 용융지수, 충격강도, 인장강도 등의 기계적인 물성, 성형성이 모두 우수한 이점이 있다.
상기 충격보강제는 점도(25℃)가 1.0 내지 2.0 Pa·S 또는 1.3 내지 1.7 Pa·S인 것을 특징으로 할 수 있으며, 이 범위 내에서 연수기와 같은 수처리 부품 사출에 용이하면서도 기계적인 물성이 우수한 이점이 있다.
본 기재에서 중합체의 점도는 특별한 언급이 없는 한, 시료를 톨루엔에 녹여 10중량% 농도의 용액을 제조한 뒤, ASTM D2196에 의거하여 브룩필드 점도계(LVT 모델)를 사용하여 25℃에서 측정한 값이다.
유리섬유
상기 유리섬유는 저비용으로 조성물의 기계적 강도를 보강하기 위한 목적으로 배합된다.
상기 유리섬유는 얼로이 수지 조성물 총 중량 기준 일례로 25 내지 35중량% 또는 30 내지 35중량%로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 조성물의 성형성이나 외관 품질을 저하시키지 않고, 강도가 개선되는 이점이 있다.
상기 유리섬유는 일례로 직경이 5 내지 30㎛, 5 내지 20㎛, 또는 10 내지 15㎛일 수 있고, 이 범위 내에서 기계적 강도가 우수한 효과가 있다.
상기 유리섬유는 일례로 길이가 2 내지 15mm, 3 내지 10mm, 또는 3 내지 5mm일 수 있고, 이 범위 내에서 기계적 강도가 우수한 효과가 있다.
상기 유리섬유는 일례로 ?h 스트랜드(chopped strand) 유리섬유일 수 있다.
본 기재에서 유리섬유의 직경 및 길이는 현미경 분석법을 통해 측정할 수 있다.
상기 유리섬유는 일례로 아미노 실란계 화합물 또는 에폭시 실란계 화합물 등으로 표면 처리된 것일 수 있고, 이 경우 수지와 유리섬유 간의 상용성이 개선되어 유리섬유가 조성물 내 균일하게 분산될 수 있으며, 궁극적으로 기계적인 강도가 더욱 개선되는 이점을 제공한다.
카본블랙
상기 카본블랙은 조성물을 흑색으로 착색시켜 내변색성을 확보하기 위한 목적으로 배합된다.
상기 카본블랙은 얼로이 조성물 총 중량을 기준 일례로, 0.5 내지 1중량% 또는 0.5 내지 0.8중량%로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 조성물의 물성 밸런스가 높게 유지되면서도 목적하는 수준의 흑색도를 확보할 수 있고, 내변색성이 우수한 이점이 있다.
상기 카본블랙은 일례로 카본블랙 함량이 40 내지 60중량% 또는 45 내지 55중량%인 카본블랙 마스터 배치일 수 있으며, 이 경우 카본블랙의 분산성이 더욱 우수하고, 공정 시 카본블랙의 비산으로 인한 문제점을 야기하지 않고, 정량 투입이 가능하며, 목적하는 수준의 흑색도를 용이하게 구현할 수 있다.
상기 카본블랙 마스터 배치는 캐리어 물질로 폴리스티렌 또는 에스테르계 왁스를 포함할 수 있고, 바람직하게는 에스테르계 왁스를 포함할 수 있으며, 이 경우 별도의 분산제나 이형제의 처방을 생략할 수 있다.
기타 첨가제
상기 얼로이 수지 조성물은 필요에 따라 선택적으로 활제, 가소제, 광안정제, 열안정제, 산화방지제, 대전방지제, 염료, 난연제 및 무기 충진제(유리섬유 및 카본블랙 제외)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 얼로이 수지 조성물 총 중량 기준 일례로 0.1 내지 5중량% 또는 0.1 내지 3중량% 비율로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 조성물의 기계적인 강도나 성형성 등이 저하되지 않고, 물성이 개선되는 이점이 있다.
본 기재의 얼로이 수지 조성물은 일례로 용융지수(280℃, 하중 5kg)가 5 내지 10g/10min 또는 5 내지 6g/10min으로 수처리 부품 사출에 용이한 이점을 제공한다.
특별한 언급이 없는 한 얼로이 수지 조성물의 용융지수는 ASTM D1238에 의거하여 280℃, 하중 5kg인 조건하에 측정한 값이다.
본 기재의 얼로이 수지 조성물은 충격강도가 일례로 11.5 kgf·cm/cm이상 또는 11.5 내지 15 kgf·cm/cm로 기계적인 강도가 우수한 이점을 제공한다.
본 기재의 충격강도는 특별한 언급이 없는 한, ASTM D256에 명시된 방법에 따라 측정한 값이며, 구체적으로 두께 3.2mm인 시편에 노치를 내어 상온(23℃)에서 측정한 값이다.
본 기재의 얼로이 수지 조성물은 인장강도가 일례로 1280 kgf/cm2 이상 또는 1280 내지 1500 kgf/cm2 으로 기계적인 물성이 우수한 이점을 제공한다.
본 기재에서 인장강도는 특별한 언급이 없는 한, ASTM D638에 명시된 방법에 따라 두께 3.2mm인 시편을 5mm/min의 속도로 인장하며, 파단점에서의 강도를 측정한 것이다.
본 기재의 얼로이 수지 조성물은 부타디엔-프리 조성물인 것을 특징으로 할 수 있으며, 이로 인해 수처리 제품의 인증을 위해 개선되어야 하는 문제점, 즉 부타디엔의 용출성을 크게 저감 할 수 있으며, 수처리 부품으로 활용할 시 제품의 품질 향상에 기여할 수 있다.
이하, 본 발명의 수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물의 제조방법을 설명하기로 한다. 본 발명의 제조방법은 상술한 수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물의 모든 기술적 특징을 포함하며, 위와 중첩되는 설명은 생략하기로 한다.
본 기재의 수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물의 제조방법은 일례로 폴리스티렌 25 내지 30중량%, 폴리페닐렌 옥사이드 35 내지 40중량%, 충격보강제 4.5 내지 5.5중량%, 유리섬유 25 내지 35중량% 및 카본블랙 0.5 내지 1중량%를 포함하여 혼련 및 압출하는 단계를 포함하되, 상기 폴리스티렌은 스티렌 단독 중합체이고, 상기 충격보강제는 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체인 것을 특징으로 할 수 있으며, 이 경우 충격강도, 인장강도 등의 기계적인 물성이 우수하고 사출 성형이 용이하면서도 부타디엔 용출성이 저감되어 수처리 부품 용도에 적합한 이점을 제공한다.
상기 혼련 및 압출은 일례로 일축 압출기 또는 다축 압출기를 사용하여 수행될 수 있고, 공정 효율면에서 이축 압출기를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 혼련 및 압출 시, 배럴 온도는 일례로 260 내지 290℃ 또는 270내지 300℃ 일 수 있고, 혼련 속도는 200 내지 350rpm 또는 250 내지 300rpm일 수 있으며, 이 범위 내에서 조성물의 안정성이 확보될 수 있고, 생산성이 우수한 이점이 있다.
본 발명은 상기 수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물을 포함하는 성형품을 제공한다.
본 기재의 성형품은 충격강도, 인장강도 등의 기계적인 물성이 우수하고, 부타디엔의 용출성이 크게 저감되어 수처리 인증 규격에 적합한 이점이 있으며, 다라서 수처리 부품으로 활용할 시 제품의 품질 향상에 크게 기여할 수 있다.
본 발명의 조성물, 이의 제조방법 및 성형품을 설명함에 있어서 명시적으로 기재하지 않은 다른 조건들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 실시되는 범위 내인 경우 특별히 제한되지 않고, 적절히 선택하여 실시할 수 있음을 명시한다.
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.
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 재료는 다음과 같다.
A. 폴리스티렌
A1. 부타디엔을 미포함하는 GPPS(General-Purpose Polystyrene)로 LG화학의 GPPS 15NFI 제품을 사용하였다.
A2. 부타디엔 8중량%를 포함하는 HIPS(High-Impact Polystyrene)로 금호석유화학의 HI425TVL 제품을 사용하였다.
B. 폴리페닐렌 옥사이드
B1. 플레이크 타입의 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르로, 고유점도가 0.38 내지 0.42dl/g인 Bluestar사의 LXR040 제품을 사용하였다.
B2. 플레이크 타입의 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르로, 고유점도가 0.43 내지 0.47dl/g인 Bluestar사의 LXR045 제품을 사용하였다.
C. 충격보강제
C1. 스티렌 함량이 31.5중량%이고, 점도가 1.0 내지 2.0 Pa·S인 KRATON사의 G1651 제품을 사용하였다.
D. 유리섬유
D1. 직경이 10㎛, 길이가 4mm이고 아미노 실란으로 표면 처리된 ?h 스트랜드 유리섬유로, 오웬스코닝사의 910 제품을 사용하였다.
E. 카본블랙
E1. 50중량%의 카본블랙과 에스테르계 왁스를 포함하는 그래뉼 타입의 카본블랙 마스터배치로, 우성화학의 NM9082제품을 사용하였다.
[실시예]
실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 7
하기 표 1에 기재된 바와 같은 조성 및 함량으로 이축 압출기에 원료물질을 투입하고 용융 혼련한 뒤, 이를 압출하고 건조시켜 물성 측정용 시편을 제조하였다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7
A1 26.7 26.7 0 28.7 28.7 24.7 31.7 - -
A2 0 0 31.7 0 0 0 0 26.2 31.2
B1 14.7 0 37.5 0 14.7 14.7 37.5 43.0 38.0
B2 22.8 37.5 0 37.5 22.8 22.8 0 0 0
C1 5 5 0 3 3 7 0 0 0
D1 30 30 30 30 30 30 30 30 30
E1 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
(상기 표 1에서 각 성분의 함량의 단위는 중량%이며, 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.)
[시험예]
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 시편의 특성을 하기의 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.
* 용융지수(Melt Index, g/10min): ASTM D1238에 의거하여 온도 280℃, 하중 5.0kg인 조건 하에 용융지수를 측정하였다.
* 충격강도(kgf·cm/cm): ASTM D256에 의거하여 두께 3.2mm인 시편을 사용하여 상온(23℃)에서 시편에 노치를 내어 아이조드 충격강도를 측정하였다.
* 인장강도 (kgf/cm2): ASTM D638에 명시된 방법에 따라 두께 3.2mm인 시편을 5mm/min의 속도로 인장하며, 파단점에서의 강도를 측정하였다.
* 부타디엔 함유 여부: 조성물 내 부타디엔 성분이 포함된 경우 O, 그렇지 않은 경우 X로 표시하였다.
구분 실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7
용융지수
[g/10min]		 5.6 5.0 9.5 6.9 4.8 4.7 10.3 6.5 6.3
충격강도[kgf·cm/cm] 12.3 11.9 10.3 10.8 10.7 12.7 8.1 9.5 8.9
인장강도[kgf/cm2] 1293 1317 1493 1353 1343 1257 1457 1047 1055
부타디엔 함유 여부 X X ○ X X X X ○ ○
상기 표 2를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 조성물은 용융지수가 우수하면서도 충격강도 및 인장강도가 높아 수처리 부품 제조에 적합한 물성을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 조성물은 부타디엔을 포함하지 않으며, 조성물 내 부타디엔을 함유하지 않아 잔류 모노머의 용출 현상을 크게 개선할 수 있으며, 수처리 인증에 적합한 특성을 나타낼 수 있다.
반면, 비교예 1, 비교예 6 및 7의 경우 조성물 내 부타디엔을 포함하기 때문에 용출 시험 시 부타디엔이 검출될 수 있고, 따라서 수처리 인증 규격에 부적합하여 제품화가 어려울 수 있다.
또한, 부타디엔을 함유하지 않더라도, 일부 성분을 미포함하거나 특정 성분의 함량이 본원 범위에서 벗어나는 경우(비교예 2~5), 물성 밸런스가 떨어지며, 특히 충격강도 또는 인장강도가 낮아 수처리 부품 제조에 적합하지 않은 것을 확인할 수 있다.

Claims (13)

  1. 폴리스티렌 25 내지 30중량%, 폴리페닐렌 옥사이드 35 내지 40중량%, 충격보강제 4.5 내지 5.5중량%, 유리섬유 25 내지 35중량% 및 카본블랙 0.5 내지 1중량%를 포함하되,
    상기 폴리스티렌은 스티렌 단독 중합체이고,
    상기 충격보강제는 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체인 것을 특징으로 하는
    수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리페닐렌 옥사이드는 플레이크(flake) 형태의 폴리페닐렌 옥사이드를 포함하는 것을 특징으로 하는
    수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리페닐렌 옥사이드는 고유점도가 0.30 내지 0.60dl/g인 것을 특징으로 하는
    수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 충격보강제는 점도(톨루엔, 25℃)가 1.0 내지 2.0Pa·S인 것을 특징으로 하는
    수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리페닐렌 옥사이드와 상기 폴리스티렌은 1:0.7 내지 1:0.8의 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는
    수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 카본블랙은 카본블랙 함량이 40 내지 60중량%인 카본블랙 마스터 배치인 것을 특징으로 하는
    수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 유리섬유는 평균직경이 5 내지 30㎛이고, 평균길이가 2 내지 15mm인 것을 특징으로 하는
    수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 얼로이 수지 조성물은 용융지수(280℃, 하중 5kg)가 5 내지 10g/10min인 것을 특징으로 하는
    수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 얼로이 수지 조성물은 충격강도가 11.5 kgf·cm/cm 이상인 것을 특징으로 하는
    수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 얼로이 수지 조성물은 인장강도가 1280 kgf/cm2 이상인 것을 특징으로 하는
    수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 얼로이 수지 조성물은 부타디엔-프리 조성물인 것을 특징으로 하는
    수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물.
  12. 폴리스티렌 25 내지 30중량%, 폴리페닐렌 옥사이드 35 내지 40중량%, 충격보강제 4.5 내지 5.5중량%, 유리섬유 25 내지 35중량% 및 카본블랙 0.5 내지 1중량%를 포함하여 혼련 및 압출하는 단계를 포함하되,
    상기 폴리스티렌은 스티렌 단독 중합체이고,
    상기 충격보강제는 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체인 것을 특징으로 하는
    수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물의 제조방법.
  13. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 따른 수처리 부품용 폴리페닐렌 옥사이드-폴리스티렌 얼로이 수지 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는
    성형품.
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