KR960004358B1 - 내약품성 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

내약품성 수지 조성물
본 발명은 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(이하 ＂ABS＂로 칭함) 수지와 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 등의 폴리올레핀계 수지 및 적절한 상용화제로 구성되는 수지 조성물에 관한 것이다.
냉장고 내상체, TV 하우징, 장난감, 일용잡화 등의 소재로 널리 사용되고 있고 ABS 수지는 저온 충격성, 강도, 치수안정성 등이 뛰어난 반면, 내약품성이 약한 단점을 가지고 있다.
내약품성 특히 내프레온(freon)성은 냉장고 내상재로 사용되는 경우 인장강도, 저온 충격강도 등과 함께 고려되어야할 중요한 요소이다.
최근 냉장고 단열재인 폴리우레탄 폼(foam)의 발포제로 널리 사용되고 있는 CFC가 대기중의 오존층을 심각하게 파괴하는 것으로 알려지면서 CFC 생산이 규제받게 됨에 따라 이의 대체 물질의 개발이 활발하게 진행되고 있으며, 대체물질로는 HCFC계의 123 또는 141b가 유력한 것으로 알려져 있다.
폴리우레탄폼의 발포제로 HCFC계가 사용될 경우에는 현재 냉장고 내상재로 사용되고 있는 기존의 ABS는 발포시 프레온의 공격에 의하여 표면에 크랙(crack)이 발생하여 충격강도 등이 급격히 감소하는 문제점이 발생하게 된다.
ABS의 내약품성을 향상시키는 기술로는 ABS에 내약품성이 뛰어난 폴리올레핀계 수지를 혼합하는 방법이 많이 사용되고 있으나, 이 두 수지는 상용성이 좋지 아니하기 때문에 혼합물의 성형물은 매우 낮은 충격 강도를 나타내며, 장력하에서 상분리 현상이 나타난다.
비상용성 혼합물의 상용성을 향상시키기 위하여 적절한 상용화제, 특히 블록공중합체(block copolymer)의 사용은 잘 알려져 있다.
JP 소53-140348호에서는 폴리프로필렌과 ABS를 단순히 용융 블렌드 하였으며, 평2-138350호에서는 스티렌계 수지에 폴리프로필렌을 첨가하여 프레온 123과 141b에 대한 내프레온성을 증가시켰고 스티렌-부타디엔-스티렌 또는 스티렌-이소프렌-스티렌 공중합체를 상용화제로 사용하여 충격강도 등을 향상시켰다.
JP 평3-157436호에서는 ABS, PP 혼합물에 상용화제로 수소화 스티렌-부타디엔(hydrogenated styrene-butadiene) 공중합체를 사용하여 프레온 123과 141b에 대한 내성과 기계적 성질을 향상시켰다.
그러나 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 단독으로 ABS, 스티렌-부타디엔 블록 공중합체와 블렌드 할 경우 프레온 123, 141b에 대한 내프레온성은 증가되나 충격강도와 굴곡강도가 저하되는 문제점과 인장 또는 충격강도 실험시 필링(peeling)과 같은 상분리 현상이 초래되는 문제점이 발생한다.
예를들면 ABS와 블렌드할 경우 폴리에틸렌은 굴곡강도 및 인장강도의 급격한 저하가 초래되며, 폴리프로필렌은 만족할만한 충격 강도를 나타내지 못한다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프레온 123 또는 141b 등과 같은 HCFC에 대한 내성이 뛰어남과 아울러, 충격강도와 굴곡강도 등이 우수한 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는 상기 목적을 달성하기 위하여 연구한 결과, ABS, 스티렌계 공중합체에 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 2가지 이상의 올레핀계 수지를 적절한 비율로 첨가하게 되면 잘 조화된 물성을 얻음과 동시에, 필링과 같은 상분리 현상을 방지할 수 있음을 밝혀내게 되었다.
이는 각 성분의 상 경계면에서의 상호작용에 의한 것으로 추측된다.
본 발명은 (1) 60-99중량부(이하 ＂부＂로 약칭함)의 ABS 수지, (2) 40-1부의 폴리올레핀 수지, (3) 폴리올레핀에 대한 20-100중량%(이하 ＂%＂로 약칭함)의 스티렌 공중합체로 구성되는 것을 특징으로 한다.
(2)의 폴리올레핀은 10-90부의 폴리프로필렌과 90-10부의 폴리에틸렌으로 구성된다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에서 사용되는 에틸렌 수지의 예로는 에틸렌 호모폴리머(homopolymer)과 코폴리머(copolymer)등이며, 호모폴리머가 보다 바람직하다.
상기 에틸렌 호모폴리머는 선형저밀도, 저밀도 또는 고밀도 폴리에틸렌을 포함한다.
각 수지는 이미 상품화되어 있으며 그 제조방법과 물성은 Kirk Other의 ＂Encyclopedia of Chemical Technology＂ vol. 14의 ＂Olefin Polymers＂에 잘 설명되어 있다.
고밀도 폴리에틸렌은 940-970㎏/㎥의 밀도와 약 75% 이상의 결정화도를 가지며, 저밀도 폴리에틸렌은 900-940㎏/㎥의 밀도와 약 35% 이상의 결정화도를 가진다.
본 발명에서 사용되는 에틸렌 수지는 10g/10분 이하의 MFR값을 가지며 3-15의 분자량 분포를 가지는 것이 바람직하다.
MFR값이 10보다 크게 되면 써모포밍(thermoforming)시 새깅(sagging)현상 등으로 인하여 성형성이 나빠지게 된다.
프로필렌 수지의 예로는 프로필렌 호모폴리머와 코폴리머 등이며, 호모폴리머의 사용이 보다 바람직하다.
프로필렌 호모폴리머는 크게 atactic, syndiotactic, isotactic 형태로 구분할 수 있으며, 본 발명에서는 결정성인 isotactic 폴리프로필렌의 사용이 보다 바람직하다.
결정성 프로필렌 수지는 8g/10분 이하의 MFR값을 가지는 것이 바람직하다.
성분(2)에 속하는 에틸렌 폴리머와 프로필렌 폴리머는 90-1 대 1-90의 중량비를 가지며, 보다 바람직한 중량비는 20-80 대 80-20이고, 더욱 바람직하게로는 30-70 대 70-30이다.
성분(3)은 X-Y 또는 X-Y-X 형태의 열가소성 공중합체이다.
X는 폴리스티렌 블록을 의미하며, Y는 디엔(diene) 폴리머를 의미한다.
성분(3)의 예로는 스티렌-부타디엔 디블록(diblock) 코폴리머, 스티렌-이소프렌 디블록 코폴리머, 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 트리블록 코폴리머, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 트리블록 코폴리머, 하이드로게네이티드 SBS, 하이드로게네이티드 SIS 등이 있다.
본 발명은 블렌드물은 단순 건조 블렌딩에 의하여 얻을 수도 있으나, 일반적으로 싱글 또는 트윈 스크류익스트루드 등을 이용하여 용융 블렌드하는 것이 바람직하지만 기본적으로 기계의 형태에 구애받지 않는다.
압출온도는 190-250℃가 적당하다.
이 온도 이상의 경우에는 급격한 물성 저하가 초래된다.
만약 필요하다면 안정제, 활제, 대전방지제, 염료 등을 첨가할 수 있다.
압출 또는 사출에 의하여 제조된 성형품의 표면은 폴리올레핀으로 구성되어 프레온 123 또는 141b의 공격을 견딜 수 있으며, 블록 코폴리머는 ABS와 폴리올레핀과의 상용성을 향상시켜 기계적 또는 구조적인 안정제 역할을 하기 때문으로 생각된다.
본 발명의 실시예는 다음과 같다.
하기 실시예의 평가방법은 아래와 같다.
*1) 인장강도 및 신도
ASTM D638에 의거하여 시편을 사출성형하고 인스트론으로 측정
*2) 굴곡강도 및 굴곡탄성율
ASTM D256에 의거하여 시편을 사출성형하여 인스트론으로 측정
*3) Izod 충격강도
ASTM D256에 의거하여 시편을 사출성형하여 충격 측정기(impact tester)로 측정
*4) 내프레온성
식 (x/12)2+(y/4) 2=1(단위 ㎝)로 표시되는 타원을 1/4로 분할한 치구에 압축성형에 의해 제작된 2㎜×130㎜×40㎜의 시편으로 고정하고, 부피 5ℓ의 데시케이트 속에 프레온 123을 100ml 주입한 후, 30℃에서 4시간 방치 후 크랙의 유무를 측정
*5) 필링현상
인장강도 시험시 육안으로 판정
[실시예 1-3 및 비교예 4-6]
ABS 수지(제일모직(주) STAREX SH-0150), 폴리프로필렌(삼성종합화학 HY301), 저밀도 폴리에틸렌(한양화학), SBS 블록 코폴리머(SHELL CO. TR-1102)를 아래의 표 1)과 같은 조성비에 따라 섞은 후 트윈 스크루 익스트루드를 이용하여 용융 블렌드한다.
압출시 열안정제, 활제 등을 첨가하였다.
실험결과는 표 1과 같다.
상기 실시예 및 비교예를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 조성물은 종래의 ABS 수지에 비하여 프레온 123에 대한 내성이 뛰어남과 동시에 잘 조화된 인장강도, 충격강도, 굴곡강도를 가지므로 앞으로 프레온 123 또는 141b가 폴리우레탄 폼의 발포제로 사용될 경우 이에 대응할 수 있는 냉장고 내상재는 물론 기타 내약품성이 요구되는 분야에 효과적으로 사용될 수 있다.

Claims (4)

  1. ABS 수지 60-99중량부, 폴리올레핀 수지 40-1중량부, 상기 폴리올레핀 수지 100중량부에 대하여 20-100중량부의 열가소성 스티렌 공중합체로 구성되는 열가소성 수지 조성물에 있어서, 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌 10-90중량부, 폴리프로필렌 90-10중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 폴리에틴렌 수지는 MFR(melt flow rate)이 10g/분 이하이고, 수평균 분자량이 30,000-50,000 분자량 분포가 3-15인 에틸렌 호모폴리머 또는 코폴리머인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 폴리프로필렌 수지는 MFR(melt flow rate)이 8g/분 이하인 결정성 폴리프로필렌 호모폴리머인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 열가소성 스티렌 공중합체는 스티렌-부타디엔, 스티렌-이소프렌 디블록 공중합체, 스티렌-부타디엔- 스티렌, 스티렌-이소프렌-스티렌 트리블록 공중합체 또는 이들의 수소화한 공중합체중 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
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