KR930008195B1 - 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물

본 발명은 내충격성이 우수한 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물에 관한 것이다.

폴리페닐렌 설파이드 수지는 내열성, 내약품성, 난연성, 및 강성이 우수한 엔지니어링 플라스틱으로서 최근에 전기, 전자 부품 및 자동차 부품분야에서 각광을 받고 있으며 그 수요가 신장되고 있다.

폴리페닐렌 설파이드 수지 단독으로는 연성이 작고 취약하므로, 강도, 강성, 인성, 내열성 및 치수안정 등 엔지니어링 플라스틱으로서 요구되어지는 성능을 대폭 개선시킬 목적으로 수지에 유리섬유나 탄소섬유 등의 섬유상 강화제를 첨가시키고 있다.

그러나 내충격성 향상을 위한 효과를 불충분하며, 특히 유연성이 요구되어지는 용도나 전자부품의 봉지용으로 사용시에는 응력왜곡 현상을 피할 수 없는 약점이 있다. 또한 내충격성 향상을 위해 유연성 폴리머와의 블렌딩(Blending)하는 방법이 있지만, 유연하면서 내열성, 내약품성이 우수한 폴리머가 드물고 폴리페닐렌 설파이드와의 상용성이 좋지 않기 때문에 폴리페닐렌 설파이드의 장점을 손상시킴없이 내충격성, 유연성을 개선시킨 폴리페닐렌 설파이드를 얻지 못하고 있다. 즉, 일본 특허 특개소 56-118456에서는 비늘 방향족 화합물의 공중합체를 첨가하여 내충격향상을 도모하였고 특개소 58-154757과 59-152953에서는 α-올레핀과 α,β불포화산의 글리세틸 에스테르로 이루어진 올레핀계 공중합체 50-0.5중량%를 첨가하여 내충격향상을 도모하였으나, 내충격성이 강화된 반면 다른 기계적 강도는 떨어지는 약점이 있으며, 특개소 59-207921호에서 폴리페닐렌 설파이드수지에 불포화 카본산 또는 그 무수물 또는 이들의 유도체를 그래프트 공중합시킨 α-올레핀 및 에폭시 수지를 배합시킨 조성물이 제시되어 있으나 통상의 폴리페닐렌 설파이드수지의 분자쇄는 반응성이 약하므로 수지에의 계면의 부착이 불충분하여 충분한 내충격성을 개선하는 효과를 얻지 못하고 있다.

일본 특개소 61-207462호에서는 아미노기 및 아미드기를 함유하는 폴리페닐렌 설파이드에 열가소성 엘라스토머와 필요에 따라 충전제를 혼합하는 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌 설파이드수지조성물을 특징으로 하였으나, 충격강도 또는 유연성은 향상되나 기계적 강도, 열적특성의 저하를 가져오는 단점이 있으며, 일본특개소 62-153344, 169854 및 172056에서는 폴리페닐렌 설파이드 수지를 변성시켜 반응성을 부여함으로써 고무성분의 충격특성의 개선을 도모하였으나, 부가적인 공정이 수반되어 생산성이 저하되는 단점을 안고 있다.

본 발명자들은 상기의 단점들을 해결하고자 연구, 검토한 결과 폴리페닐렌 설파이드 수지에 특정의 고무성분을 배합시킴으로써 기존의 섬유강화 폴리페닐렌 설파이드수지의 우수한 특성들을 손상시킴이 없이 내충격성이 우수한 폴리페닐렌 설파이드 수지조성물을 얻을 수가 있다.

즉, 본 발명은 (A)폴리페닐렌 설파이드 수지 20-80중량%와 (B)비닐 방향족 화합물과 α,β불포화 시클릭 안하이드라이드의 고무 변성 공중합체 5-20중량% 및 (C)유리 섬유 30-60중량%로 구성된 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물에 관한 것이다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 사용되는 비닐 방향족 화합물과 α,β불포화 시클릭 안하이드라이드의 고무 변성 공중합체(B)의 제조는 다음과 같다. 비닐 방향족 성분은 다음과 같은 화합물에서 유도될 수 있다.

여기서 R₁과 R₂는 1-6의 탄소원자와 수소로 이루어진 저가 알킬 또는 알케닐 그룹으로 구성된 그룹에서 선택되며, R₃과 R₄은 1-6의 탄소원자의 저가 알킬과 플루오르, 브로모, 수소로 이루어진 그룹에서 선택되며 R₅과 R₆은 나프틸 그룹을 형성하기 위해 하이드로 카빌(Hydrocarbyl) 그룹과 함께 연쇄적 반응이 될 수 있다. 이들 화합물은 3개의, 탄소원자를 갖는 임의의 치환체가 없으며 스티렌은 가장 적합한 비닐 방향족 화합물이다.

또한 α,β불포화 안하이드라이드는 아래의 구조식으로 표기된다.

여기서 R₈와 R₉은 -COOOC- 결합을, R₁₀은 수소, 비닐, 알킬 또는 1-12의 탄소원자의 알케닐이다. α,β불포화 시클릭 안하이드라이드로는 말레익 안하이드라이드를 사용하였다.

비닐 방향족 화합물과 α,β불포화 시클릭 안하이드라이드의 고무 변성된 공중합체를 제조하는 데에 사용되는 고무성분은 폴리 부타디엔 고무, 부틸고무, 스티렌 부타디엔 고무, 아크릴로 니트릴 고무, EPDM고무 등을 사용할 수 있는데 이 공중합체의 조성은 α,β불포화 시클릭 안하이드라이드가 5-20중량%, 비닐 방향족 화합물이 75-85중량%, 고무성분이 5-10중량%가 바람직하다.

본 발명에 있어서 사용된 유리섬유는 길이 3mm, 직경 13μm의 촙트 스트랜드(Chopped Strand)로서 그 함량은 15-60중량%가 적당하며, 15중량% 미만일 경우는 충분한 기계적 성질을 얻지 못하므로 좋지 않다. 비교적 다량의 유리섬유를 함유한 폴리페틸렌 설파이드 수지 조성물은 통상의 유리섬유 40중량%를 함유한 배합물에 비해 내 아아크성이 우수하고 비용절감의 장점이 있으나 표면이 평활하지 못할뿐 아니라 외관이 좋지 않다.

특히 유리섬유의 함량이 60중량% 이상인 경우는 콤파운드화의 공정이 어렵게 되고 균일한 조성물을 얻을 수가 없고 성형재료로서의 펠리트 자체의 외관이 나빠 상품가치가 떨어진다.

본 발명에 있어 사용된 유리섬유외에 통상의 강화제나 충전제를 첨가하여 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물을 얻을 수가 있다. 가령, 탄소섬유, 보론섬유, 아스팔트 섬유, 금속섬유 등의 보강제 및 클레이, 마이카, 실리카, 글라스비즈, 알루미나, 탄산 칼슘 등의 충전제를 배합하는 것도 가능하다. 그 함량은 전 조성물에 대하여 10-60중량%의 범위에서 충전시키는 것이 좋다.

또한 용도에 따라 다양한 첨가제를 사용할 수 있는데 그 함량은 총 조성중 3중량% 이내가 적당하다. 대표적인 첨가제로는 열안정제, 산화방지제, 자외선 흡수제, 활제, 가공조제, 염료, 안료 등의 착색제, 금형 부식방지제등의 통상의 첨가제를 1종 이상 첨가할 수 있다.

본 발명의 조성물의 제조수단은 특별히 제한은 없지만 폴리페닐렌 설파이드와 고무 변성된 스티렌 말레익 안하이드라이드 공중합체, 변성 EPDM 및 강화제를 폴리페닐렌 설파이드의 융점이상의 온도에서 압출기내에서 용융, 혼련 후 펠리타이징하는 방법이 대표적이다.

특히 용융온도가 280℃-340℃가 적당하며 280℃ 미만에서는 폴리페닐렌 설파이드의 용융이 불충분하게 되며, 340℃를 초과 할때는 고무계 물질이 열화 및 겔(Gel)화 될수 있으므로 주의가 필요하다.

이하 본 발명을 실시예의 의거 상세히 설명한다.

[실시예 1-3]

폴리페닐렌 설파이드 수지(A)로 "라이톤" p-6그레이드(미국 필립스 페트로울리업사제)와 (B) 고무 변성된 스티렌 말레익 안하이드라이드 공중합체(실험실 제조) (C) 유리섬유로서 촙트 스트랜드(일동방적(주)3PE-945)를 표 1에 예시된 조성으로 혼합하여 2축 압출기에 의해 290℃-340℃의 온도에서 용융, 혼련시킨 후, 스트랜드를 냉각, 절단하여 펠리트를 얻었다.

얻어진 펠리트를 사출성형온도 320℃, 사출성형압력 1200kg_f/cm²의 조건으로 120℃의 금형에 사출성형하여 아이조드 충격시편, 인장시편, 열변형온도 측정용 시편을 제작하여 그 물성을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 표시하였다. 아이조드 충격 강도는 ASTM D-256, 인장강도는 ASTM D-638 열변형온도는 ASTM D-648에 준하여 측정하였다.

[비교실시예 1-3]

실시예 1-3에서 사용된 동일한 폴리페닐렌 설파이드 수지 P-6와 공중합체 및 유리섬유를 표 1에 예시된 조성으로 하여 실시예와 동일한 방법으로 용융, 혼련하여 펠리트화한 후 성형하여 그 물성을 측정하였다.

[표 1]

* 공중합체는 상기 실시예에서 (B)로 설명된 공중합체임.

Claims (2)

1. 유리섬유를 함유한 폴리페닐렌 설파이드 수지에 있어서, (A)폴리페닐렌 설파이드 수지 20-80%와 (B)비닐 방향족 화합물과 α,β불포화 시클릭 안하이드라이드의 고무 변성 공중합체 5-20중량% 및 (C)유리섬유 15-60중량%로 구성됨을 특징으로 하는 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 물질(B)는 그 조성이 5-20중량%의 α,β불포화 시클릭 안하이드라이드, 78-85중량%의 비닐 방향족 화합물 5-10중량%의 고무를 첨가하여 변성시킨 공중합체인 것을 특징으로 하는 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물.