KR20240070168A - 도장성이 우수한 폴리프로필렌 수지조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 결정성 폴리프로필렌 주성분으로 하고, 경량이면서 강성, 내열 변형성, 내충격성이 우수하며, 더우기 외관이나 성형성이 양호한 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 (a) 결정성 폴리프로필렌, (b) 특정의 수첨 블록 공중합체, (c) 상기 (b)와는 다른 특정의 수첨 블록 공중합체, (d) 특정의 탈크로 이루어진 자동차 내장용 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

도장성이 우수한 폴리프로필렌 수지조성물{Omitted}

본 발명은 도장성이 우수한 폴리프로필렌 수지조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리프로필렌 중합체, 에틸렌프로필렌 고무 및 무기 충전제가 함유된 열가소성 수지조성물에 변성 폴리프로필렌 또는 폴리올레핀폴리올 또는 이들이 시에 함유되어 있어 프라이머 처리없이 직접 도장하여도 도장성을 롯하여자동차의 내장재 또는 가전제품의 부품이 요구하는 강성, 충격성, 성형성 등의 물리적 특성이 우수한 폴리프로필렌 수지조성물에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 내장재 및 가전 제품의 부품용으로 사용되고 있는 플라스틱 부품들은 미적효과 및 표면물성의 향상을 위하여 도장하고 있으며, 이를 해서는 플라스틱 수지와 도료간의 양호한 부착성이 요구된다. 폴리에틸렌이나 리프로필렌과 같은 비극성의 열가소성 수지들의 경우, 도료와의 부착성이 열등

하기 때문에 도장에 많은 어려움이 있고, 이를 개선하기 위하여 여러가지 표면 전처리 방법들이 개발되어사용되고 있다.

현재 표면처리 방법으로는 화염처리, 플라즈마처리, 자외선조사처리 및 프라이머처리방법 등이 일반적으로적용되고 있다. 특히, 염소화올레핀을 사용하는 프라이머 처리방법이 주로 사용되고 있으나, 비용이많이 소요되는 단점을 가지고 있다.

일본국 특허 공개 소61-12742호 공보

본 발명은 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 열가소성 수지와 도료와의 부착성을 개선하고자 노력하였고, 그 결과 폴리프로필렌 중합체, 에틸렌프로필렌 고무 및 무기 충전제가 함유된 열가소성 수지조성물에 변성 폴리프로필렌, 폴리올레핀폴리올을 함유한 폴리프로필렌 수지조성물을 제공하는 것이다.

본 발명은 프라이머 처리없이 직접 도장이 가능하므로 조원가를 절감하는 효과를 가질 뿐만 아니라 도장성이 우수하고, 그 밖에도 자동차의 내장재 또는 가전제품의 부품에 요구되는 강성, 충격성 및성형성 등의 물리적 특성이 우수한 폴리프로필렌 수지조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 폴리프로필렌 중합체 50 ∼ 80 중량%, 에틸렌 함량이 50 ∼ 90 중량%인 틸렌/프로필렌 고무 5 ∼ 30 중량%, 무기 충전제 5 ∼ 40 중량%가 함유되어 있고, 여기에불포화카르본산 또는 그 유도체가 0.1 ∼ 5 중량% 함유된 변성 폴리프로필렌 7 중량% 미만, 또는 폴리올레핀폴리올 또는 그 유도체가 5 중량% 미만, 또는 이들이 동시에 함유되는 것을 특징으로 하는 도장성이 우수한 폴리프로필렌 수지조성물이 제공된다.

본 발명에 따르면, 폴리프로필렌수지 조성물은 자동차의 장재 및 가전제품 부품의 성형물 표면에 프라이머처리를 하지않고 직접 도료를 도장함으로써, 제조원가를 절감할 뿐만 아니라, 도장성이 우수하고 또한 자동차의 내장재 또는 가전제품의 부품에 요구되는 강성, 충격성 및 성형성 등의 물리적 특성을유지하는 도장성이 우수한 수지 조성물을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.

또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는본 명세서의 기재가 우선할 것이다.

도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을의미한다.

각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.

이하, 상기 도장성이 우수한 폴리프로필렌 수지조성물을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

폴리프로필렌 중합체는 폴리프로필렌 중합체(Homopolymer)이거나, 또는 에틸렌/프로필렌 고무가 5 ~ 40 중량% 범위내에서 함유되고 에틸렌/프로필렌 고무중의 에틸렌 함량이 40 ~ 80 중량%가 되도록 공중합된 폴리프로필렌 공중합체(Copolymer)일 수도 있다. 이러한 폴리프로필렌 중합체가 용융지수(MI) 0.5 ∼ 100의 범위이고, 중량평균분자량이 200,000 ∼ 400,000의 범위이며, 비중이 0.89∼ 0.91의 범위인 것이 람직하다. 폴리프로필렌 중합체는 전체 수지조성물중에 50 ∼ 80 중량% 범위내에서 함유되는데, 그 함량이 50 중량% 미만이면 강성과 충격강도의 균형 유지가 어려우며, 80 중량%를초과하면 도장성이 저하되는 문제가 있다.

본 발명의 수지조성물을 구성하는 성분으로서 에틸렌/프로필렌 고무는 이 고무 성분중에 에틸렌의 함량이50 ∼ 90 중량%인 것을 사용하는 것이 바람직한 바, 이는 우수한 도장 효과를 얻을 수 있기 때문이다.

에틸렌/프로필렌 고무는 전체 수지조성물중에 5 ∼ 30 중량% 범위내에서 유되는데, 그 함량이 5 중량%미만이면 도장성이 저하되고, 30 중량%를 초과하면 강성과 충격강도의 균형이 저하되는 문제가 있다.

그리고, 본 발명에서는 무기 충진제로서 탈크, 황산바륨, 탄산칼슘 등을 용하며, [0012] 평균입도가 0.5 ∼ 10㎛의 범위인 것을 첨가하는 것이 분산성 측면에서 특히 바람직하다. 이러한 무기 충전제는 전체 수지조성물 중에 5 ∼ 40 중량% 범위내에서 함유되는데, 그 함량이 5 중량% 미만이면 감성, 내열성 등의 물성

이 저하되고, 40 중량%를 초과하면 도장성 및 가공성을 저하시킬 뿐만아니라 중량이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 본 발명에서는 특징으로 상기에서 설명한 조성 성분들과 함께 변성 리프로필렌, 또는 폴리올레핀폴리올 또는 그 유도체, 또는 이들을 동시에 함유한다.

변성 폴리프로필렌은 상기 폴리프로필렌 공중합체에 불포화카르본산 또는 그 유도체를 그라프트킨 것이다.

불포화카르본산 또는 그 유도체를 구체적으로 예시하면 말레인산, 아크릴산, 메타아크릴산 및 무수말레인산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 것이며, 그라프트율이 0.1 ∼ 5 중량% 정도가도장효과 측면에서 람직하다. 이러한 변성 폴리프로필렌은 전체 수지조성물중에 7 중량% 미만의 범

위내에서 함유되는 것이 바람직하며, 그 함량이 7 중량%를 초과하면 성형 가공성이 불량해져서 성형된 제품의 외관에 문제가 있다.

또다른 조성성분으로서 함유될 수 있는 폴리올레핀폴리올 또는 그 유도체는 폴리올레핀 포화 탄화수소골격(탄소원자수 150 ∼ 200)의 양 끝에 극성기인 수산기(OH)가 결합되어 있는 저분자량의 폴리머이다. 폴리올레핀폴리올 또는 그 유도체는 전체 수지조성물중에 5 중량% 미만의 범위내에서 함유되는 것이 바람직하며, 그 함량이 5 중량%를 초과하면 도장성 이외의 물성에 영향을 주는 문제를 야기한다.

그런다음 상기 폴리프로필렌 수지조성물에 기타 필요한 첨가제를 혼합하여 스터 배치 파우더를 제조하고다시 그 마스터 배치 파우더를 블렌딩기에서 블렌딩하여 펠렛 상태로 제조한다. 그리고 상기 펠렛 상태의 수지 조성물을 이용하여 각종 크기의 자동차 내장재 및 가전부품을 제조한다.

본 발명에서 첨가될 수 있는 첨가제는 통상적의 것으로 예를들면 산화방지제, 중화제, 접착성 수지, 대전방지제 등이며, 이는 적정 함량 범위내에서 함유된다. 여기서, 산화방지제로는 페놀계 산화방지제, 포스파이트계 산화방지제, 오디프로피오네이트 시너지스트 등이 사용될 수 있고, 중화제로는 칼슘 스테아

레이트, 산화아연 등이 사용될 수 있으며, 이들 또는 다른 첨가제들은 이 야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 용이하게 사용될 수 있다.

이와 같은 본 발명을 다음의 실시예에 의거하여 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 ∼ 3 및 비교예 1 ∼ 2다음 표 1에 나타낸 바와 같은 함량 및 조성으로 혼합하여 마스터 배치 파우더를 제조한 후, 이 혼합물을압출형 2축 블렌딩기의 호퍼에 충전하고 약 210℃로 조절된 바렐속으로 일정한 비율로 공급하여 용융혼합하였다. 바렐이 5 단계로 구분되어 온도조절이 가능하고 온도분포는 각각 200℃, 210℃, 220℃, 230℃및 230℃로 하였다. 용융혼합된 상태로 냉각조를 통과시킨 후 절단기에 의하여 펠렛상태로 절단하고사출성형기로 사출성형하여 3㎜의 시이트를 제조하였다.

또한, 제조한 각각의 시편에 대해서는 MI, 밀도, 인장강도, 신율, 굴곡탄성율, 굴곡강도, 아이조드 및 열변형 온도를 측정하였으며, 그 결과는 다음 표 1에 나타내었다.

여기서, MI는 ASTM D1238에 의거하여 측정하였고, 밀도는 ASTM D1505에 의거하여 측정하였으며, 인장강도및 신율은 ASTM D638에 의거하여 측정하였고, 굴곡탄성율 및 굴곡강도는 ASTM D790에 의거하여 측정하였으며, 아이조드는 ASTM D256에 의거하여 측정하였고, 열변형온도는 ASTM D648에 의거하여 측정하였다.

상기 표 1 및 표 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 ∼ 3의 수지 조성물은 종래의 폴리프로필렌 단일중합체(비교예 1) 및 폴리프로필렌 중합체(비교예 2) 보다 도료 부착성이 우수하였고, 기계적물성을 비롯한 기타의 물성들도 자동차 내장재 및 가전 부품용으로 적용하기에 적합한 수준임을 알수 있었다.

Claims (3)

1. 용융 유량(230℃, 2160g)가 7 내지 70g/10분인 결정성 폴리프로필렌 60 내지 89중량%, (b) 일반식 A-(-B-A)n 및(또는) A-B(여기서, A는 모노비닐 치환 방향족 탄화수소의 중합 블록, B는 공액 디엔 엘라스토머성 중합 블록이고, n은 1 내지 5의 정수임)로 나타낸 블록 공중합체의 A부가 22중량% 이하이며, 용융 유량(200℃, 5kg)이 5g/10분 이상인 블록 공중합체를 90몰% 이상 수소 첨가한 수소화 블록 공중합체 2 내지16중량%, (c) 일반식 A-(-B-A)n 및(또는) A-B(여기서, A는 모노비닐 치환 방향족 탄화수소의 중합 블록, B는 공액 디엔 엘라스토머성 중합 블록이고, n은 1 내지 5의 정수임)로 나타낸 블록 공중합체의 A부가 27중량% 이상이고 용융 유량(200℃, 5kg)이 2g/10분 이하인 블록 공중합체를 90몰% 이상 수소 첨가한 수소화블록 공중합체 2 내지 16중량%, (d) 레이저 회절법으로 측정한 평균 입자 직경이 3 내지 5㎛인 탈크 7 내지 25중량%로 이루어진 자동차 내장용 폴리프로필렌 수지 조성물.
   
2. 제1항에 있어서, 결정성 폴리프로필렌 (a)는 에틸렌 함유량 0.5 내지 8중량%, 폴리프로필렌 성분의 비등n-헵탄 불용분 95중량% 이상, 비등 n-헵탄 불용분의 아이소탁틱 펜타드(isotactic pentad) 분율이 0.970이상인 결정성 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체인 조성물.
   
3. 제2항에 있어서, 결정성 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체의 상온 p-크실렌 가용분이 4 내지 20중량%, 상온p-크실렌 가용분의 에틸렌 함유량이 20 내지 45중량%, 극한 점도(135℃, 데칼린에서)가 4dl/g 이상인 조성물.