KR920009709B1 - 고내전압성 폴리프로필렌 수지조성물 - Google Patents

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내용 없음.

Description

고내전압성 폴리프로필렌 수지조성물

본 발명은 무기 충전제를 함유하는 높은 내 전압성을 가지는 폴리프로필렌 수지조성물에 관한 것이다.

폴리프로필렌 수지는 뛰어난 기계적 성질, 화학적 성질, 열적 성질, 성형성, 전기적 성질을 가지고 있으며, 공업부품 따위에 널리 사용되고 있다. 또, 폴리프로필렌 수지에 각종 무기 충전제를 배합한 조성물을 강성, 내열성, 치수 안정성, 내표면 상처성 등이 잘 개량되고, 특히 탈크, 클레이 등을 배합한 것은 전기적특성, 특히 내 전압성이 향상되고 있다. 그리고 이와 같이하여 개발된 조성물은 내 전압성을 필요로 하는 부품, 예를 들면, 자동차 엔진의 디스트리뷰터등에 사용되고 있다.

그러나, 근년의 경향으로서, 보다 고도의 물성 밸런스가 요구되는 가운데, 이 분야도 예치는 아니고, 보다 높은 내 전압성이 요구되어 오고 있다. 또, 자동차의 배기가스 규제등에 의하여 디스트리뷰터로터부에 걸리는 전압도 높게할 필요가 있으며, 종래부터 사용되고 있는 조성물로서는 내전압성이 부족했었다.

이와 같은 문제를 해결하는 방법으로서, 본 발령자들은 앞서 입도분포와 평균 입자경이 특정된 마이카를 특정량 함유하는 폴리프로필렌 수지조성물을 제안하였다(특개소 62-273240호 공보).

그러나, 상기 폴리프로필렌 수지조성물은 후술하는 비교에 1에서 보는 바와 같이, 내 전압성에 대해서는 매우 양호하나, 조성물의 유동성 저하가 크고, 또 조성물 자체가 취약하기 때문에, 얻어지는 성형품은 그 형상에 따라서 크랙이 생기거나 속이 떨어지는 일이 생기기 쉬워서 제품의 형상이 제약을 받는 외에, 외관도 나쁘다.

본 발명의 목적은 내전압성이 뛰어나며, 또한 유동성의 저하가 없고 강성이 개량되며 제품 형상이 제약을 받지 않는 양호한 외관을 가지는 성형품을 부여하는 폴리프로필렌 수지조성물을 제공하는데 있다.

본 발명에 따라서, A) 230℃에 있어서의 MI가 3g/10min 이상 에틸렌 함량이 4중량%이상인 결정성 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체 80∼50중량%. B) 30μm이상 10∼80중량%, 20μm이상 30∼95중량%, 10μm이상 60중량% 이상, 5μm이상 80중량%이상의 입도 분포를 가지는 평균 입자경이 15~50μm인 마이카 15~30중량%, C) 30μm이상 20∼65중량%, 20μm이상 40∼80중량%, 10μm이상 65∼95중량%, 5μm이상 85중량% 이상의 입도 분포를 가지는 평균 입자경이 15∼40μm인 탈크 5~20중량%로서 되는 것을 특징으로 하는 고 내전압성 폴리프로필렌 수지조성물이 제공된다.

본 발명 수지조성물에 사용되는 폴리프로필렌 수지는 230℃에서의 MI가 3g/10min 이상이며, 에틸렌 함량이 4중량% 이상인 결정성 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체이다.

MI가 3g/10min 미만인 것을 사용하면, 얻어지는 조성물들의 유동성이 저하되고, 성형성이 떨어진다. 또, 프로필렌 호모폴리머, 에틸렌-프로필렌 랜덤코폴리머 및 에틸렌 양이 4중량%미만인 코폴리머를 사용하면, 얻어지는 조성물이 취약해져서 바람직하지 못하다.

본 발령 수지조성물에 사용되는 폴리프로필렌 수지는, 라디칼 중합성 불포화 화합물에 의하여 변성된 것(이하, 변성 폴리프로필렌 수지라 한다)도 좋으며, 이와 같은 변성 폴리프로필렌 수지를 사용하면 마이카와의 밀착성이 향상하고, 기계적 물성외에, 내 전압성도 보다 더 개선된다. 여기에서 사용되는 라디칼 중합성불포화 화합물의 예로서, 바크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레산, 무수말레산, 무수이타콘산, 아크릴산 2-히드록시에틸, 메타크릴산 2-히드록시에틸 등을 들수 있고, 변성 폴리프로필렌 수지의 제조법으로서는 공지의 방법이 지장없이 사용되며, 예로서, 특공소 59-43045호 공보에 기재된 방법이 표시된다.

변성 폴리프로필렌 수지를 사용하는 경부에는 그 사용량으로서, 변성 폴리프로필렌 수지의 라디칼 중합체 불포화 화합물이 무기 충전제에 대해서 3중량% 이하가 되는 량이 바람직하다. 상기 양이 3중량%를 넘어도 효과는 그다지 향상되지 않고, 코스트가 높아지므로 그렇게 바람직하지 않다. 그리고 변성 폴리프로필렌 수지중의 라디칼 중합체 불포화 화합물이 양이 많은 경우에는 미변성의 폴리프로필렌 수지와 병용하는 것이 바람직하다.

본 발명 수지조성물에 사용하는 마이카는 평균 입자경이 15∼50μm인 것으로서, 입자경이 30μm이상인 것이 10∼80중량%, 입자경이 20μm이상인 것이 30∼95중량%, 입자경이 10μm 이상인 것이 66중량% 이상, 그리고 입자경이 5μm 이상인 것이 80중량% 이상인 입도 분포를 가지는 것이어야 할 필요가 있다. 평균 입자경 및 입도분포가 상기의 것을 벗어나는 마이카를 사용하면 내전압성이 떨어지게 되므로 바람직하지 못하다. 그리고 본원 발명에 기재되고 있는 입도 분포는 광투과법에 의하여 측정한 입도 분포 누적곡선에 근거하여 구한 것이며, 또, 평균 입자경은 이 입도분포 누적곡선이 50%일 때의 값이다.

또, 본 발명 수지조성물에 사용하는 마이카는 표면 처리되어 하여도 무방하며, 표면 처리제로서는, 실리콘오일, 실란커플링제, 실라잔류, 알콕시실란류 따위의 실란계 유기화합물을 특히 바람직한 것으로 예시할 수 있다. 이 표면처리법으로서는 공지의 방법이면 어느 것이나 좋으며, 예로서 헨셀믹서에 의한 방법 등을 들수 있다. 표면 처리제의 양으로서는, 마이카에 대하여 5중량%이하가 좋고, 이양보다도 처리제의 양이 많으면, 오히려 얻어지는 조성물의 강성이 저하하므로 그렇게 바람직하지 않다.

본 발명 수지조성물에 사용하는 탈크는, 평균 입자경이 15∼40μm인 것으로서, 입자경이 30μm 이상인 것이 20∼65중량%, 입자경이 20μm 이상인 것이 40∼80중량%, 입자경이 10μm이상인 것이 65∼95중량% 및 입자경이 5μm이상인 것이 85중량% 이상인 입도분포를 가지는 것일 필요가 있다. 평균 입자경 및 입도분포가 상기 보다 벗어난 탈크를 사용하면 내 전압성이 떨어지므로 바람직하지 못하다.

탈크도 마이카와 같은 방법으로 표면 처리된 것을 사용할 수 있다.

표면 처리된 탈크 및 마이카를 사용하면 조성물의 내 전압성이 향상하는 외에, 기계적 물성도 향상한다.

폴리프로필렌 수지, 마이카 및 탈크의 배합 비율은 폴리프로필렌 수지 80∼50중량%, 마이카 15∼30중량%, 탈크 5-20중량%이며, 폴리프로필렌 수지가 80중량%를 넘으면 조성물의 내 전압성이 낮고, 50중량% 미만에서는 조성물의 유동성이 저하하며, 제품의 외관도 나쁘고, 또 조성물이 취약해지므로 어느 경우도 바람직하지 못하다. 마이카의 양이 15중량% 미만이면 조성물의 내전압성이 낮고, 30중량%를 넘으면 조성물의 유동성이 저하할 뿐만 아니라, 조성물이 취약해지므로 바람직하지 못하다.

탈크의 양이 5중량%미만이면 조성물이 취약해지고, 20중량%를 넘으면 조성물의 내 전압성이 낮아져서 어느 경우나 바람직하지 않다.

본 발명에서는 본 발명의 효과를 잃지 않는 범위에서 다른 수지 즉, 폴리에틸렌, 에테르-프로필렌공중합체고무 따위를 첨가하는 것도 가능하며, 또한 통상적으로 폴리프로필렌 수지에 첨가되는 산화방지제, 자외선 흡수제, 자외선 안정제, 결정화핵제, 금속 열화방지제, 유기·무기안료 따위의 각종 첨가제를 단독 혹은 병용해서 첨가할 수도 있다.

본 발명의 조성물은 상기한 각 성분을 미리 헨셀 믹서 따위로 예비 혼합한 후, 1축 혹은 2축 압출기 따위로 용융 혼련하여 펠렛 화함으로써 얻어지며, 이 펠렛을 사용해서, 압출성형, 사출성형, 회전성형, 압축성형 등의 각종 성형방법으로 성형할 수 있다. 그리고 펠릿화함이 없이 직접 성형에 사용하는 것도 가능하다.

후술한 실시예치 같이, 특정 폴리프로필렌 수지에, 특정한 평균 입자경과 입자분포를 가지는 마이카 탈크의 양자를 무기 충전제로서 배합함으로써, 얻어지는 성형품을 강성이 뛰어나며, 유동성이 저하됨이 없이 성형품의 외관이 양호하고, 또한 매우 높은 내전압성을 가진다. 따라서 본 발명의 폴리프로필렌 수지조성물은 극심한 내전압성이 요구되는 분야, 예를 들면 자동차 엔진의 디스트리뷰터로터 따위에 유효하게 사용될 수 있다.

한편, 후술하는 비교예와 같이 폴리프로필렌 수지에 무기 충전제로서 마이카 혹은 탈크를 단독으로 첨가하는 경우에는 내 전압성과 타물성과의 양호한 균형을 얻을 수가 없고, 본 발명의 목적은 달성할 수 없다.

본 발명은 또한 다음의 비제한적인 실시예에 의해서 상술될 수 있다.

이하의 기재에 있어서, MI는 ASTM D-1238, 듀퐁 충격 강도는 JIS-6718, 아이조드 충격강도는 ASTM D-256, 광택은 ASTM D-523에 준하여 측정하였다.

그리고 내 전압성은 두께 8.51mm의 폴리프로필렌 수지조성물의 판을 단자간 거리에서 전극간에 30kv의 전압을 걸어, 전류가 리크할때까지의 시간을 측정하는 방법으로 하였다.

또 실시예 및 비교예에서 사용한 무기 충전제의 종류 및 그 입도분포, 평균 입자경을 표 1에 표시하였다.

[표 1]

[실시예 1~4]

MI=20g/min, 에틸렌 함량 6.8중량%의 결정성 에틸렌-프로필렌블록 공중합체(PP-A라 약칭한다)와 표 1에 표시하는 무기 충전제를 표 2에 표시하는 비율로 사용하고, 다시 소량의 산화 방지제, 금속비누, 금속 열화방지제를 가하여 혼합한 후 상법에 따라 펠렛화 시킨 다음, 일반 물성 측정용의 시험편 및 내 전압성 측정용으로 8.5mm두께의 판을 작성하였다.

결과를 표 2에 표시한다.

[실시예 5]

5l의 오토클레이브에 프로필렌 호모폴리머 350g와 클로로벤젠 4.5ℓ를 질소 기류하에서 넣고, 교반하면서 130℃로 승온한 것중에 디큐밀퍼옥사이드 35g을 클로로벤젠 280ml에 용해시킨 용액과 무수말레산 50g을 아세톤 160ml에 용해시킨 용액을 혼합해서 얻은 용액을 3시간에 걸쳐 장입하였다. 그후 다시 2.5시간동안 130℃에서 교반을 계속하여 반응을 완결시켰다. 냉각시킨 후 슬러리를 다량의 아세톤에 투입하고, 이어서 여과, 건조시켜 변성 폴리프로필렌 수지 (이하, 변성 PP라고 약칭한다)를 얻었다.

상기에서 얻을 변성 PP2중량%와 실시예 2에서 사용한 폴리프로필렌 수지 59중량%를 폴리프로필렌 수지로서 사용한 외는 실시예 2와 같이 시험하였다.

결과를 표 2에 표시한다.

[비교예 1∼5]

PP-A 및 각 무기 충전제를 표 3에 표시하는 비율로 사용한 것 외에는 실시예 1과 같이 시험하였다.

얻어진 결과를 표 3에 표시한다.

[비교예 6,7]

MI가 1.5g/10min, 에틸렌 함량이 6.8중량%인 에틸렌-프로필렌블록 공중합제(PP-B), MI가 8g/10min인 프로필렌호모폴리머(PP-C)를 사용한 것외에는 실시예 3과 같이 시험하였다.

얻어진 결과를 표 3에 표시한다.

[비교예 8]

PP_A와 탈크를 사용한 결과를 표 3에 표시한다.

[표 2]

[표 3]

Claims (3)

1. 폴리프로필렌 수지와 무기충전제로 구성되는 폴리프로필렌 수지 조성물에서, 상기 폴리프로필렌 수지가 230℃에서의 용융 유동 지수가 3g/10min 이상, 에틸렌 함유량이 4중량%이상인 결정성 에틸렌-프로필렌블록공중합체(A)이고; 상기 충전제가 본질적으로 30μm이상 10∼80중량%, 20μm이상 30∼95중량%, 10μm이상 60중량% 이상, 및 5μm이상 80중량% 이상의 입도분포를 가지는 평균 입자경이 15~50μm인 마이카(B) 및 30μm이상 20~65중량%, 20μm이상 40~80중량%, 10μm이상 65~95중량% 및 5μm이상 85중량% 이상의 입도분포를 가지는 평균 입자경이 15∼40μm인 탈크(C)로서 되며; 그 성분(A),(B) 및 (C)의 함유량이 각각 80~50중량%, 15~30중량% 및 5~20중량%임을 특징으로 하는 고내전압성의 폴리프로필렌 수지조성물.
2. 제1항에 있어서, 폴리프로필렌 수지와 무기 충전제외에 라디칼 중합성 불포화 화합물로 변성시킨 변성 폴리프로필렌 수지를 첨가하는 것을 특징으로 하는 수지조성물.
3. 제2항에 있어서, 상기 변성 폴리프로필렌 수지중의 라디칼 중합성 불포화화합물이 상기 무기충전제의 함유량에 대해서 3중량% 이하가 되는 양으로 사용됨을 특징으로 하는 수지조성물.