KR20240071342A - 폴리아미드 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 성형품 - Google Patents

폴리아미드 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 성형품 Download PDF

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Abstract

폴리아미드6 38 중량% 내지 82 중량%, 장쇄 폴리아미드 1 중량% 내지 30 중량%, 폴리올레핀계 고무를 포함하는 내충격제 15 중량% 내지 35 중량%, 페놀계 산화방지제, 아민계 산화방지제, 포스파이트계 산화방지제, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 산화방지제 0.1 중량% 내지 1.0 중량%, 및 에틸렌 비스 스테아라마이드를 포함하는 이형제 0.1 중량% 내지 1.0 중량%를 포함하는, 폴리아미드 수지 조성물이 제공된다.

Description

폴리아미드 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 성형품{POLYAMIDE RESIN COMPOSITION AND MOLDED ARTICLE MANUFACTURED BY USING THE SAME}
본 개시는 폴리아미드 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 압력 용기 라이너용 성형품에 관한 것이다.
최근 친환경 운송 기관으로서 수소를 에너지원으로 사용하는 수소 자동차가 많은 관심을 받고 있다. 수소는 폭발의 위험성이 있기 때문에 수소를 저장 및 운반하는 각종 부품들은 고도의 안전성과 기능성을 갖추어야 한다.
수소를 저장하는 수소 탱크는 내부가 플라스틱 라이너로 구성될 수 있는데, 이러한 수소 탱크 라이너는 고압의 수소를 견딜 수 있는 고강성이 필요하고 수소를 반복적으로 충전하는 동안 성능을 유지할 수 있는 내구성이 필요하다. 구체적으로, 수소 탱크 라이너는 고압의 수소를 견딜 수 있는 인장 신도와, 수소의 투과를 막는 기체 차단 특성이 우수해야 하고, 수소 충전시 저온의 환경이 조성되는데 이러한 저온에서도 뛰어난 인장 신도와 내구성을 구현해야 한다. 이러한 물성들을 동시에 만족하는 플라스틱 소재에 대한 개발이 요구되는 실정이다.
실시예의 일 측면은 적은 함량의 장쇄 폴리아미드를 포함하면서도, 상온 및 저온에서의 기계적 물성이 우수하고 기체 차단성이 높으며 내구성이 뛰어난 폴리아미드 수지 조성물을 제공한다.
실시예의 다른 측면은 폴리아미드 수지 조성물을 이용하여 제조된 압력 용기 라이너용 성형품을 제공한다.
일 실시예에 따르면, 폴리아미드6 38 중량% 내지 82 중량%, 장쇄 폴리아미드 1 중량% 내지 30 중량%, 폴리올레핀계 고무를 포함하는 내충격제 15 중량% 내지 35 중량%, 페놀계 산화방지제, 아민계 산화방지제, 포스파이트계 산화방지제, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 산화방지제 0.1 중량% 내지 1.0 중량%, 및 에틸렌 비스 스테아라마이드를 포함하는 이형제 0.1 중량% 내지 1.0 중량%를 포함하는, 폴리아미드 수지 조성물을 제공한다.
폴리아미드6의 상대 점도는 1.8 내지 3.4일 수 있다.
장쇄 폴리아미드는 하나의 반복 단위에서 질소 원자 1 개 당 탄소 원자의 개수가 8 개 내지 20 개인 폴리아미드일 수 있다.
장쇄 폴리아미드는 PA8, PA9, PA10, PA11, PA12, PA13, PA48, PA410, PA412, PA414, PA418, PA58, PA510, PA512, PA514, PA518, PA68, PA610, PA612, PA614, PA618, PA88, PA810, PA812, PA1010, PA1012, PA1014, PA1018, PA1210, PA1212, PA1214, PA1218, PA1410, PA1412, PA1414, PA1418, PA8T, PA9T, PA10T, PA12T, PA8I, PA9I, PA10I, PA12I, 이들의 공중합체, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
장쇄 폴리아미드는 PA11, PA12, PA610, PA612, PA618, PA1010, PA1012, PA1212, 이들의 공중합체, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
폴리아미드 수지 조성물은 폴리아미드 수지 조성물 전체 중량에 대하여 장쇄 폴리아미드를 15 중량% 내지 25 중량%로 포함할 수 있다.
내충격제는 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무, 에틸렌-비닐 아세테이트 고무, 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다.
이형제는 폴리에틸렌계 이형제, 에스테르계 이형제, 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다.
폴리아미드 수지 조성물은, 저온(-40 ℃)에서의 인장 신도(ISO 527, 측정 속도: 50 mm/min)가 30 % 이상이고, 저온(-40 ℃)에서의 충격 강도(ISO 180, IZOD)가 20 kJ/m2 이상일 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기한 폴리아미드 수지 조성물을 이용하여 제조된 압력 용기 라이너용 성형품을 제공한다.
실시예에 따른 폴리아미드 수지 조성물은 적은 함량의 장쇄 폴리아미드를 포함하면서도, 상온에서뿐만 아니라 저온(-40 ℃) 환경에서의 인장 신도(ISO 527, 측정 속도: 50 mm/min)가 높으면서 동시에 저온(-40 ℃)에서의 충격 강도(ISO 180, IZOD)가 우수하여 뛰어난 인장 신도 등의 기계적 물성을 나타내고, 우수한 기체 차단성과 내화학성 및 내구성을 구현할 수 있어, 압력 용기 라이너용 성형품 재료로 사용될 수 있다.
이후 설명하는 기술의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 구현예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 구현되는 형태는 이하에서 개시되는 구현예들에 한정되는 것이 아니라 할 수 있다. 다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
일 실시예에 따른 폴리아미드 수지 조성물은 폴리아미드6, 장쇄 폴리아미드, 내충격제, 산화방지제, 및 이형제를 포함한다.
장쇄 폴리아미드는 저온(-40 ℃)에서의 인장 신도 및 충격 강도를 유지시키는 장점이 있다. 다만, 이러한 효과를 달성하기 위해서는 장쇄 폴리아미드를 폴리아미드 수지 조성물 전체 중량에 대하여 10 중량% 이상을 사용할 필요가 있다.
일 실시예에 따른 폴리아미드 수지 조성물은 폴리아미드6 38 중량% 내지 82 중량%, 장쇄 폴리아미드 1 중량% 내지 30 중량%, 폴리올레핀계 고무를 포함하는 내충격제 15 중량% 내지 30 중량%, 페놀계 산화방지제, 아민계 산화방지제, 포스파이트계 산화방지제, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 산화방지제 0.1 중량% 내지 1.0 중량%, 및 에틸렌 비스 스테아라마이드를 포함하는 이형제 0.1 중량% 내지 1.0 중량%를 포함함으로써, 적은 함량의 장쇄 폴리아미드를 포함하면서도, 상온 및 저온에서의 기계적 물성이 우수하고 기체 차단성이 높으며 내구성이 뛰어나다.
폴리아미드6(polyamide 6; PA 6)은 ε-카프로락탐 또는 6－아미노카프론산으로 제조된 폴리아미드를 의미하며, 경우에 따라 다른 단량체가 공중합된 것일 수도 있다. 폴리아미드6는 인장 신도 등의 기계적 강도가 뛰어나고 내화학성 및 성형성이 우수하다.
폴리아미드6의 상대 점도는 1.8 내지 3.4일 수 있고, 예를 들어 2.0 내지 3.0, 또는 2.3 내지 2.8일 수 있다. 여기서 상대 점도는 20 ℃에서 96 %의 황산 100 ㎖ 중에 폴리아미드6를 1 g 첨가하여 점도계로 측정한 것일 수 있다. 폴리아미드6의 상대 점도가 범위를 만족할 경우 우수한 기계적 강도를 나타낼 수 있고 사출시 적절한 유동성을 유지할 수 있다.
폴리아미드6의 아미노 말단기 양에는 특별히 제한이 없지만, 1.0X10-5 mol/g 내지 10.0X10-5 mol/g일 수 있고, 이 경우 충분한 중합도를 얻을 수 있어 기계적 강도 등을 향상시킬 수 있다.
폴리아미드6은 잘 알려진 방법으로 제조하거나, 상업적으로 구입 가능한 것을 선택하여 사용할 수 있다.
폴리아미드6은 폴리아미드 수지 조성물 전체 중량에 대하여 38 중량% 내지 82 중량%로 포함될 수 있고, 예를 들어 39.5 중량% 내지 79.5 중량%로 포함될 수 있다. 폴리아미드6가 이 범위로 포함되는 경우 폴리아미드 수지 조성물을 뛰어난 기계적 특성과 내구성 및 성형성을 구현할 수 있다.
장쇄 폴리아미드(long chain polyamide)는 반복 단위에 긴 탄소 사슬을 가지는 폴리아미드로서, 구체적으로 하나의 반복 단위에서 질소 원자 1 개 당 탄소 원자의 개수가 8 개 내지 20 개인 폴리아미드일 수 있다. 여기서, 질소 원자 1 개 당 탄소 원자의 개수는 예를 들어 8 개 내지 18 개, 8 개 내지 16 개, 8 개 내지 14 개, 또는 8 개 내지 12 개일 수 있다. 폴리아미드 수지 조성물은 장쇄 폴리아미드를 포함함으로써 저온에서의 인장 신도 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.
장쇄 폴리아미드는 예를 들어 PA8, PA9, PA10, PA11, PA12, PA13, PA48, PA410, PA412, PA414, PA418, PA58, PA510, PA512, PA514, PA518, PA68, PA610, PA612, PA614, PA618, PA88, PA810, PA812, PA1010, PA1012, PA1014, PA1018, PA1210, PA1212, PA1214, PA1218, PA1410, PA1412, PA1414, PA1418, PA8T, PA9T, PA10T, PA12T, PA8I, PA9I, PA10I, PA12I, 이들의 공중합체, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 장쇄 폴리아미드는 단일 중합체(homo polymer) 또는 공중합체(copolymer)일 수 있다.
일 예로, 장쇄 폴리아미드는 PA11, PA12, PA610, PA612, PA618, PA1010, PA1012, PA1212, 이들의 공중합체, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 이 경우 폴리아미드 수지 조성물은 저온에서의 인장 신도가 현저히 향상될 수 있다.
장쇄 폴리아미드는 통상적인 분자량을 가질 수 있으며, 장쇄 폴리아미드의 상대 점도는 25 ℃에서 98 중량%의 황산 용액 중에서 측정할 때 1.8 내지 4.0일 수 있다.
장쇄 폴리아미드의 함량은 폴리아미드 수지 조성물 100 중량%에 대하여 1 중량% 내지 30 중량%일 수 있고, 예를 들어, 1 중량% 내지 25 중량%, 5 중량% 내지 25 중량%, 10 중량% 내지 25 중량%, 또는 15 중량% 내지 25 중량%일 수 있다. 이러한 함량 범위를 만족하는 경우, 폴리아미드 수지 조성물은 뛰어난 저온에서의 기계적 강도와 내구성을 나타낼 수 있다.
일 예로, 폴리아미드 수지 조성물은, 저온(-40 ℃)에서의 인장 신도(ISO 527, 측정 속도: 50 mm/min)가 30 % 이상이고, 저온(-40 ℃)에서의 충격 강도(ISO 180, IZOD)가 20 kJ/m2 이상일 수 있다.
폴리아미드 수지 조성물은 내충격제를 포함하며 이에 따라 고강성의 수지를 구현할 수 있다. 내충격제는 일 예로 폴리올레핀계 고무일 수 있고, 예를 들어 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무, 에틸렌-옥텐 고무, 에틸렌-비닐 아세테이트 고무, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이들은 폴리아미드 수지 조성물의 다른 물성을 저하시키지 않으면서 충격 강도를 현저히 향상시킬 수 있다.
내충격제는 말레산 무수물(maleic anhydride)로 개질된 것일 수 있고, 예를 들어 말레산 무수물로 그라프트된 폴리올레핀계 고무, 구체적으로 말레산 무수물로 그라프트된 에틸렌-옥텐 고무 등일 수 있다. 일 예로, 내충격제는 에틸렌 옥텐 공중합체 및 에틸렌 옥텐 공중합체 100 중량부에 대하여 α,β-불포화카르본산, α,β-불포화무수물 및 이들의 유도체 중 1 종 이상이 0.5 중량부 내지 5 중량부의 함량으로 그라프팅된 화합물을 포함할 수 있다.
이를 사용할 경우 폴리아미드6 등의 수지 성분과 내충격제의 혼련 특성을 개선할 수 있다.
내충격제의 함량은 폴리아미드 수지 조성물 전체 중량에 대하여, 15 중량% 내지 35 중량%일 수 있고, 예를 들어 15 중량% 내지 30 중량%일 수 있다. 내충격제의 함량이 이 범위를 만족하는 경우 폴리아미드 수지 조성물은 뛰어난 충격 강도를 나타내면서 저온에서의 인장 신도와 내구성, 내화학성 등이 개선될 수 있다.
산화방지제는 수소 탱크 라이너 성형품의 제조 중에 발생될 수 있는 열로 인한 물성 저하를 막아주며, 내열성 강화에 시너지 효과를 발현한다.
산화방지제는 페놀계, 아민계, 포스파이트계 산화방지제, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
산화방지제의 함량은 폴리아미드 수지 조성물 전체 중량에 대하여, 0.1 중량% 내지 1.0 중량%일 수 있고, 예를 들어 0.1 중량% 내지 0.3 중량%일 수 있다. 산화방지제의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우 내열성 향상 효과가 미비할 수 있는 반면에, 1.0 중량%를 초과하는 경우 사출 가공시 가스 발생으로 인하여 표면 상태가 불량할 수 있다.
이형제는 에틸렌 비스 스테아라마이드계, 폴리에틸렌계, 에스테르계 이형제, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
이형제의 함량은 폴리아미드 수지 조성물 전체 중량에 대하여, 0.1 중량% 내지 1.0 중량%일 수 있고, 예를 들어 0.1 중량% 내지 0.5 중량%일 수 있다. 이형제의 함량이 0.1 중량% 미만으로 포함될 경우 성형시 이형성이 좋지 않을 수 있고, 0.5 중량%를 초과한 경우 압출 및 사출 가공시 슬립 현상 및 가스가 발생할 수 있다.
선택적으로, 폴리아미드 수지 조성물은 전술한 성분들 이외에, 폴리아미드66과 방향족 폴리아미드 중 적어도 하나를 더 포함함으로써, -40 ℃ 수준의 저온에서의 인장 신도를 획기적으로 향상시킬 수 있다. 이러한 폴리아미드 수지 조성물은 고성능 수소 탱크 라이너의 소재로 사용되기에 적합하다.
선택적으로, 폴리아미드 수지 조성물은 필요에 따라 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 기타 첨가제는 예를 들어 가소제, 난연제, 산화 방지제, 보강제, 염료, 안료, 자외선 흡수제, 핵제, 활제, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
기타 첨가제는 폴리아미드 수지 조성물 전체 중량에 대하여 0 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있고, 예를 들어 0.1 중량% 내지 9 중량%, 0.1 중량% 내지 6 중량%, 0.1 중량% 내지 5 중량%, 0.1 중량% 내지 4 중량%, 0.1 중량% 내지 3 중량%, 0.1 중량% 내지 2 중량%, 또는 0.2 중량% 내지 1 중량%로 포함될 수 있다. 이 경우 다른 물성에 영향을 미치지 않으면서 해당 첨가제의 목적을 달성할 수 있다.
폴리아미드 수지 조성물의 제조 방법은 일반적인 폴리아미드 수지 조성물의 제조 방법을 모두 이용할 수 있고, 일 예로, 일출 또는 이축 스크류 압출기를 이용하는 방법을 들 수 있다.
다른 실시예에서는 전술한 폴리아미드 수지 조성물을 이용하여 제조된 압력 용기 라이너용 성형품을 제공한다.
폴리아미드 수지 조성물을 이용하여 압력 용기 라이너용 성형품을 제조하는 방법은 일반적인 폴리아미드 수지 성형품의 제조 방법을 모두 이용할 수 있고, 특별히 제한되지 않는다.
압력 용기 라이너용 성형품은 예를 들어 수소를 에너지로 사용하는 운송 기관에서 수소 저장 장치일 수 있고, 일 예로 수소 자동차용 수소 탱크 라이너일 수 있다.
압력 용기 라이너용 성형품은 -40 ℃의 저온에서의 인장 신도가 70 % 이상일 수 있다. 즉, 압력 용기 라이너용 성형품은 상술한 폴리아미드 수지를 이용하여 제조됨에 따라, 가스 차단성이 우수하며, 저온(-40 ℃)에서의 인장 신도와 저온(-40 ℃)에서의 내충격성이 좋다.
이하에서는 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로써 발명의 범위가 제한되어서는 아니된다.
[제조예: 폴리아미드 수지 조성물의 제조]
(실시예 1)
폴리아미드6(PA6) 79.5 중량%, 장쇄 폴리아미드로서 PA1012를 5 중량%, 내충격제로서 에틸렌-옥텐 고무(493D) 25 중량%, 이형제로서 에틸렌 비스 스테아라마이드(EBS) 0.3 중량% 및 산화방지제(페놀계 산화방지제와 포스파이트계 산화방지제의 혼합물) 0.2 중량%를 혼합하여 압출기를 이용해 폴리아미드 수지 조성물을 제조한다.
압출 온도를 250 ℃ 내지 280 ℃로 변화시키며 스크류 속도를 250 rpm에서 450 rpm으로 하여 폴리아미드 수지 조성물을 압출하고 냉각하여 펠릿을 제조한다. 수득한 펠릿을 사출 성형기에 투입하여 다목적 시험편의 형태인 성형품을 제조한다.
(실시예 2 내지 실시예 8)
표 1에서와 같이, 폴리아미드6, 장쇄 폴리아미드, 및 내충격제의 함량을 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물 및 성형품을 제조한다.
(비교예 1)
폴리아미드6(PA6) 89.5 중량%, 장쇄 폴리아미드로서 PA1012를 5 중량%, 내충격제로서 에틸렌-옥텐 고무(493D) 5 중량%, 이형제로서 에틸렌 비스 스테아라마이드(EBS) 0.3 중량% 및 산화방지제(페놀계 산화방지제와 포스파이트계 산화방지제의 혼합물) 0.2 중량%를 혼합하여 압출기를 이용해 폴리아미드 수지 조성물을 제조한다.
압출 온도를 250 ℃ 내지 280 ℃로 변화시키며 스크류 속도를 250 rpm에서 450 rpm으로 하여 폴리아미드 수지 조성물을 압출하고 냉각하여 펠릿을 제조한다. 수득한 펠릿을 사출 성형기에 투입하여 다목적 시험편의 형태인 성형품을 제조한다.
(비교예 2)
폴리아미드6(PA6) 84.5 중량%, 내충격제로서 에틸렌-옥텐 고무(493D) 15 중량%, 이형제로서 에틸렌 비스 스테아라마이드(EBS) 0.3 중량% 및 산화방지제(페놀계 산화방지제 및 포스파이트계 산화방지제의 혼합물) 0.2 중량%를 혼합하여 압출기를 이용해 폴리아미드 수지 조성물을 제조한다.
압출 온도를 250 ℃ 내지 280 ℃로 변화시키며 스크류 속도를 250 rpm에서 450 rpm으로 하여 폴리아미드 수지 조성물을 압출하고 냉각하여 펠릿을 제조한다. 수득한 펠릿을 사출 성형기에 투입하여 다목적 시험편의 형태인 성형품을 제조한다.
(비교예 3)
폴리아미드6(PA6) 69.5 중량%, 내충격제로서 에틸렌-옥텐 고무(493D) 30 중량%, 이형제로서 에틸렌 비스 스테아라마이드(EBS) 0.3 중량% 및 산화방지제(페놀계 산화방지제 및 포스파이트계 산화방지제의 혼합물) 0.2 중량%를 혼합하여 압출기를 이용해 폴리아미드 수지 조성물을 제조한다.
압출 온도를 250 ℃ 내지 280 ℃로 변화시키며 스크류 속도를 250 rpm에서 450 rpm으로 하여 폴리아미드 수지 조성물을 압출하고 냉각하여 펠릿을 제조한다. 수득한 펠릿을 사출 성형기에 투입하여 다목적 시험편의 형태인 성형품을 제조한다.
(비교예 4)
폴리아미드6(PA6) 34.5 중량%, 장쇄 폴리아미드로서 PA1012를 25 중량%, 내충격제로서 에틸렌-옥텐 고무(493D) 40 중량%, 이형제로서 에틸렌 비스 스테아라마이드(EBS) 0.3 중량% 및 산화방지제(페놀계 산화방지제 및 포스파이트계 산화방지제의 혼합물) 0.2 중량%를 혼합하여 압출기를 이용해 폴리아미드 수지 조성물을 제조한다.
압출 온도를 250 ℃ 내지 280 ℃로 변화시키며 스크류 속도를 250 rpm에서 450 rpm으로 하여 폴리아미드 수지 조성물을 압출하고 냉각하여 펠릿을 제조한다. 수득한 펠릿을 사출 성형기에 투입하여 다목적 시험편의 형태인 성형품을 제조한다.
PA6 PA1012 내충격제 이형제 산화방지제
실시예1 79.5 5 15 0.3 0.2
실시예2 64.5 5 30 0.3 0.2
실시예3 69.5 15 15 0.3 0.2
실시예4 54.5 15 30 0.3 0.2
실시예5 59.5 25 15 0.3 0.2
실시예6 39.5 25 35 0.3 0.2
실시예7 54.5 30 15 0.3 0.2
실시예8 39.5 30 30 0.3 0.2
비교예1 89.5 5 5 0.3 0.2
비교예2 84.5 0 15 0.3 0.2
비교예3 69.5 0 30 0.3 0.2
비교예4 34.5 25 40 0.3 0.2
(단위: 중량%)
1) PA6: 폴리아미드6(효성 사 1031BRT제품)
2) PA1012: 장쇄 폴리아미드(산동동천 사 PA1012제품)
3) 내충격제: 에틸렌-옥텐 고무(DUPONT 사 FUSAMOND N493 제품)
4) 이형제: 에틸렌 비스 스테아라마이드(신원화학 사 HI-LUBE 제품)
5) 산화방지제: 페놀계 산화방지제와 포스파이트계 산화방지제의 혼합물(ASC사 BB98240제품)
[실험예: 폴리아미드 수지 성형품의 물성 측정]
실시예들과 비교예들에서 제조한 성형품에 대하여 상온(23 ℃) 및 저온(-40 ℃)에서의 인장 강도, 인장 신도, 및 충격 강도를 아래의 방법으로 평가하고, 그 결과를 아래 표 2에 나타낸다.
인장 강도 및 인장 신도는 ISO 527에 따라 50 mm/min 조건으로 평가한다.
아이조드 충격강도는 ISO 180에 따라 시편 중앙부에 노치가 존재하는 3.2mm 두께의 시편을 23 ℃ 조건에서 5.5 J의 임팩트 해머를 이용하여 평가한다.
저온에서의 물성은, -40 ℃에서 4 시간 동안 시편을 에이징 한 후 액체 질소로 -40 ℃ 분위기를 유지하는 챔버 속에서 인장 강도, 인장 신도, 아이조드 충격 강도 등을 평가한다.
구분 상온(23 ℃) 저온(-40 ℃)
인장강도 (MPa) 인장신도 (%) 충격강도
(kJ/m2)		 인장강도 (MPa) 인장신도 (%) 충격강도
(kJ/m2)
실시예1 54 150 이상 75 79 34 21
실시예2 54 150 이상 nb 58 44 77
실시예3 55 150 이상 79 72 60 20
실시예4 47 150 이상 nb 59 72 82
실시예5 59 150 이상 nb 67 63 22
실시예6 35 150 이상 nb 55 115 87
실시예7 47 150 이상 nb 55 108 78
실시예8 42 150 이상 nb 54.5 82 85
비교예1 61 147 23 98 11 9
비교예2 48 109 55 75 10 18
비교예3 54 128 nb 70 15 87
비교예4 29 148 96 55 115 77
1) nb: non-breakable
표 2를 참고하면, 실시예 1 내지 실시예 8은 상온 및 저온에서의 인장 강도, 인장 신도, 충격 강도 등의 물성이 모두 우수하다는 것을 확인할 수 있다. 특히, 실시예 1 및 실시예 2는 5 중량%의 장쇄 폴리아미드만을 포함하는 경우에도 저온에서의 물성이 우수한 것을 알 수 있다.
비교예 2 및 비교예 3의 경우 장쇄 폴리아미드를 포함하지 않음에 따라 저온에서의 물성이 좋지 않음을 알 수 있고, 비교예 1의 경우 내충격제의 함량이 15 중량% 이상 포함되어야 함을 알 수 있다. 또한, 비교예 4의 경우 내충격제의 함량이 너무 많으면 저온에서의 인장 신도 및 충격 강도가 우수하지만, 인장 강도가 현저히 낮은 것을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (10)

  1. 폴리아미드6 38 중량% 내지 82 중량%,
    장쇄 폴리아미드 1 중량% 내지 30 중량%,
    폴리올레핀계 고무를 포함하는 내충격제 15 중량% 내지 35 중량%,
    페놀계 산화방지제, 아민계 산화방지제, 포스파이트계 산화방지제, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 산화방지제 0.1 중량% 내지 1.0 중량%, 및
    에틸렌 비스 스테아라마이드를 포함하는 이형제 0.1 중량% 내지 1.0 중량%를 포함하는, 폴리아미드 수지 조성물.
  2. 제1항에서,
    상기 폴리아미드6의 상대 점도는 1.8 내지 3.4인, 폴리아미드 수지 조성물.
  3. 제1항에서,
    상기 장쇄 폴리아미드는 하나의 반복 단위에서 질소 원자 1 개 당 탄소 원자의 개수가 8 개 내지 20 개인 폴리아미드인, 폴리아미드 수지 조성물.
  4. 제3항에서,
    상기 장쇄 폴리아미드는 PA8, PA9, PA10, PA11, PA12, PA13, PA48, PA410, PA412, PA414, PA418, PA58, PA510, PA512, PA514, PA518, PA68, PA610, PA612, PA614, PA618, PA88, PA810, PA812, PA1010, PA1012, PA1014, PA1018, PA1210, PA1212, PA1214, PA1218, PA1410, PA1412, PA1414, PA1418, PA8T, PA9T, PA10T, PA12T, PA8I, PA9I, PA10I, PA12I, 이들의 공중합체, 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 폴리아미드 수지 조성물.
  5. 제4항에서,
    상기 장쇄 폴리아미드는 PA11, PA12, PA610, PA612, PA618, PA1010, PA1012, PA1212, 이들의 공중합체, 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 폴리아미드 수지 조성물.
  6. 제1항에서,
    상기 폴리아미드 수지 조성물은 상기 폴리아미드 수지 조성물 전체 중량에 대하여 상기 장쇄 폴리아미드를 15 중량% 내지 25 중량%로 포함하는, 폴리아미드 수지 조성물.
  7. 제1항에서,
    상기 내충격제는 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무, 에틸렌-비닐 아세테이트 고무, 또는 이들의 혼합물을 더 포함하는 폴리아미드 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이형제는 폴리에틸렌계 이형제, 에스테르계 이형제, 또는 이들의 혼합물을 더 포함하는, 폴리아미드 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 폴리아미드 수지 조성물은,
    저온(-40 ℃)에서의 인장 신도(ISO 527, 측정 속도: 50 mm/min)가 30 % 이상이고,
    저온(-40 ℃)에서의 충격 강도(ISO 180, IZOD)가 20 kJ/m2 이상인, 폴리아미드 수지 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 폴리아미드 수지 조성물을 이용하여 제조된 압력 용기 라이너용 성형품.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020004555A1 (en) * 2000-01-21 2002-01-10 Silvia Di-Benedetto Impact modified polyamide composition
JP4588078B2 (ja) * 2008-02-12 2010-11-24 宇部興産株式会社 水素タンクライナー用材料及び水素タンクライナー
BR112013014431A2 (pt) * 2010-12-09 2016-09-13 Dsm Ip Assets Bv camisa para tanque de armazenagem de gás
KR20210037456A (ko) * 2019-09-27 2021-04-06 코오롱인더스트리 주식회사 수소 탱크 라이너용 사출 성형품
KR20220094719A (ko) * 2020-12-29 2022-07-06 코오롱플라스틱 주식회사 수소 탱크 라이너용 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품

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