KR960008120B1 - 내마모성이 우수한 스티렌계 수지조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

내마모성이 우수한 스티렌계 수지조성물

본 발명은 내마모성이 우수한 스티렌계 수지조성물에 관한 것이다.

스티렌 중합체는 넓은 범위의 용도를 가진 열가소성 수지이지만 내충격성이 낮은 결점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 고무상 물질의 존재하에서 스티렌을 중합하여 충격강도를 높히는 방법이 널리 사용되고 있으며, 이렇게 제조된 고무 변성 스티렌계 수지는 식품용기, 전기제품의 부품 등으로 사용되고 있다.

그러나 통상적인 고충격성 폴리스티렌의 경우는 접동재료로 사용시 자기윤활성, 내마모성의 부족으로 성형품의 마모, 표면의 스크랫치(SCRATCH) 발생, 조립라인의 파우더 발생 등과 같은 문제점을 가지고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래의 기술로는 일 특개소 60-217254호와 같이 스티렌계 수지에 폴리디메틸실록산을 첨가하는 기술이 있으나, 이 기술은 내마모성이 여전히 부족한 문제점이 있다. 또한 일 특개소 58-132038호와 같이 스티렌계 수지에 실리콘 오일과 그라스 화이버를 첨가하여 내마모성을 증가시키는 기술이 있으나, 이 기술은 실리콘 오일과 글라스 화이버의 양과 사용되는 폴리스티렌 수지의 종류에 따라 내마모성의 증가효과에 있어서 많은 차이가 있는 문제점이 있다.

본 발명의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 적은 량의 첨가제를 사용하더라도 충분한 내마모성이 발휘되는 스티렌계 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 각각의 고유한 물성치를 갖는 비결정성 폴리스티렌 수지와 고무 변성된 스티렌 수지를 혼합한 스티렌 수지조성물에 소량의 폴리디메틸실록산과 글라스 화이버를 동시에 첨가함으로써 상기 목적을 달성하였다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 사용되는 비결정성 폴리스티렌 수지는 모노비닐 방향족 화합물 100중량부에 상온에서 30 내지 100센티스토크, 더 바람직하게는 54 내지 76센티스토크 점도를 갖는 유동 파라핀계의 미네랄 오일 0.01 내지 0.2중량부, 더 바람직하게는 0.01 내지 0.03중량부와 고급지방산의 고속염을 첨가하여 폴리스티렌의 분자량이 23만 내지 28만을 가지게 되는 열에 의한 괴상 연속중합 방법에 의하여 제조된다.

미네랄 오일 점도가 54센티스토크 이하에서는 내열성이 떨어지며 76센티스토크 이상에서는 가소성이 나빠진다. 미네랄 오일 첨가량이 0.01중량부 이하에서는 유동성이 저하되며 0.03중량부 이상에서는 내열성이 떨어진다. 폴리스티렌 분자량이 23만 이하에서는 강성이 떨어지며 28만 이상에서는 유동성이 저하된다.

고무 변성 스티렌 수지는 모노비닐 방향족 화합물 84 내지 95중량부에 폴리부타디엔 고무 5 내지 16중량부, 상온에서 54 내지 76센티스토크의 점도를 갖는 유동 파라핀계의 미네랄 오일 0.2 내지 0.6중량부, 그리고 적정량의 산화방지제 및 고급 지방산의 금속염을 첨가하여 분자량이 17만 내지 21만을 가지도록 개시제에 의한 괴상 연속중합에 의하여 제조된 것으로서, 상기 고무상 물질의 95중량% 이상은 니켈 촉매하에 연속중합으로 얻어지는 1.4-Cis 함량 50중량% 이하이며 스티렌 모노머 95중량% 용액에서 용액점도가 20 내지 100센티포이즈 수준인 폴리부타디엔 고무이고, 폴리스티렌 상에 분산된 각 고무상 물질의 평균입자 직경은 0.1 내지 3.0마이크론의 분포를 가지고 있는 것이 사용된다.

폴리부타디엔 고무 5중량부 이하에서는 내충격성과 신율이 떨어지고 16중량부 이상에서는 내열성과 강성이 저하된다. 미네랄 오일 점도가 54센티스토크 이하에서는 내열성이 떨어지며 76센티스토크 이상에서는 가소성이 나빠진다. 미네랄 오일 첨가량이 0.2중량부 이하에서는 유동성이 저하되며 0.6중량부 이상에서는 내열성이 떨어지고, 폴리스티렌 분자량이 17만 이하에서는 강성이 떨어지며 21만 이상에서는 유동성이 저하된다. 1, 4-Cis 함량 50중량% 이상이면 그라프팅(GRAFTING) 및 크로스링킹(CROSSLINKING) 능력이 떨어져 가공성이 나빠진다. 용액 점도가 20센티포이즈 이하인 경우에는 고무 입자 직경이 너부 작게 형성되어 내 충격성이 떨어지면, 100센티포이즈 이상인 경우에는 고무 입자 직경이 너무 크게 형성되어 표면 광택도가 떨어진다. 고무상 물질의 평균 입자 직경이 0.1마이크론 이하에서는 내충격성이 떨어지며 3.0마이크론 이상에서는 표면 광택도가 떨어진다.

본 말명에서 사용되는 폴리메틸실록산은 -(-Si-O)-로 표시되는 구조단위를 가지며 상온에서 3,000 내지 35,000센티스토크의 점도를 가지는 것이다. 일반식은 다음과 같다.

(여기서, n은 상온에서 액상을 유지하는 폴리실록산 단위를 나타내는 정수이다)

본 발명에 사용되는 글라스 화이버는 실란계로 표면처리된 것이고, 평균 입자 직경이 30 내지 100마이크론의 범위를 가지는 것이다. 평균 입자 직경 30마이크론 이하에서는 내마모성이 떨어지고 100마이크론 이상에서는 표면상태가 불량하게 된다.

본 발명은 비결정성 폴리스티렌 수지 20 내지 70중량부와 고무변성된 스티렌 수지 80 내지 30중량부로 구성된 스티렌 수지 100중량부에 폴리메틸실록산 0.3 내지 1.0중량부와 그라스 화이버 3 내지 5중량부가 첨가된다.

폴리디메틸실록산의 첨가량이 0.3중량부 이하의 경우에는 내마모성이 떨어지며, 1.0중량부 이상의 경우에는 내충격성, 내열성, 강성 등이 저하된다. 글라스 화이버의 첨가량이 3중량부 이하의 경우에는 내마모성이 떨어지며, 5중량부 이상의 경우에는 생산단가가 높아 경제성이 떨어지며 동시에 표면조도가 불량하게 된다.

본 발명의 실시예는 다음과 같다.

[실시예 1]

비결정성 폴리스티렌 수지 20중량부와 고무 변성된 스티렌 수지 80중량부로 구성된 스티렌 수지 100중량부에 폴리디메틸실록산 0.7중량부, 글라스 화이버 4중량부를 첨가하여 헨셀믹서에서 10분간 블랜드한 후, 190 내지 220℃, 190RPM 조건하의 이축 혼련 압출기를 사용하여 펠렛화하여 사출성형기로 내마모성 테스트용 시편을 제작하여 다음의 조건으로 측정하였다.

* 마모륜 재질 : CS-17

* 시험하중 : 1kg/cm²

* 시험시간 : 20분

* 시험속도 : 150RPM, 40cm/sec

측정결과는 아래의 표 1과 같다.

[실시예 2]

비결정성 폴리스티렌 수지 30중량부와 고무 변성된 스티렌 수지 70중량부로 구성된 스티렌 수지 100중량부에 폴리디메틸실록산 0.4중량부, 글라스 화이버 3.5중량부를 첨가하여 실시예 1과 같은 방법으로 시행하였다.

[실시예 3]

비결정성 폴리스티렌 수지 40중량부와 고무 변성된 스티렌 수지 60중량부로 구성된 스티렌 수지 100중량부에 폴리디메틸실록산 0.3중량부, 글라스 화이버 5중량부를 첨가하여 실시예 1과 같은 방법으로 시행하였다.

[실시예 4]

비결정성 폴리스티렌 수지 50중량부와 고무 변성된 스티렌 수지 50중량부로 구성된 스티렌 수지 100중량부에 폴리디메틸실록산 1.0중량부, 글라스 화이버 4중량부를 첨가하여 실시예 1과 같은 방법으로 시행하였다.

[실시예 5]

비결정성 폴리스티렌 수지 60중량부와 고무 변성된 스티렌 수지 40중량부로 구성된 스티렌 수지 100중량부에 폴리디메틸실록산 0.5중량부, 글라스 화이버 3중량부를 첨가하여 실시예 1과 같은 방법으로 시행하였다.

[실시예 6]

비결정성 폴리스티렌 수지 70중량부와 고무 변성된 스티렌 수지 30중량부로 구성된 스티렌 수지 100중량부에 폴리디메틸실록산 0.5중량부, 글라스 화이버 5중량부를 첨가하여 실시예 1과 같은 방법으로 시행하였다.

[비교예 1]

비결정성 폴리스티렌 수지 20중량부와 고무 변성된 스티렌 수지 80중량부로 구성된 스티렌 수지 100중량부에 글라스 화이버 4중량부를 첨가하여 실시예 1과 같은 방법으로 시행하였다.

[비교예 2]

비결정성 폴리스티렌 수지 30중량부와 고무 변성된 스티렌 수지 70중량부로 구성된 스티렌 수지 100중량부에 폴리디메틸실록산 2.0중량부를 첨가하여 실시예 1과 같은 방법으로 시행하였다.

[비교예 3]

비결정성 폴리스티렌 수지 70중량부와 고무 변성된 스티렌 수지 30중량부로 구성된 스티렌 수지 100중량부에 폴리디메틸실록산 1.0중량부, 글라스 화이버 2중량부를 첨가하여 실시예 1과 같은 방법으로 시행하였다.

이상의 실시예 및 비교예를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 조성물은 적은 량의 첨가제를 사용함에도 불구하고 내마모성과 마찰계수가 현격하게 향상된다.

Claims (14)

1. 비결정성 폴리스티렌 수지 20 내지 70중량부와 고무 변성된 스티렌 수지 80 내지 30중량부로 구성된 스티렌 수지 100중량부에 폴리실록산 0.3 내지 1.0중량부와 글라스 화이버 3 내지 5중량부가 첨가되는 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌계 수지 조성물.
2. 제1항에 있어서, 비결정성 폴리스티렌 수지는 상온에서 54 내지 76센티스토크의 점도를 갖는 유동 파라핀계 오일을 0.01 내지 0.03중량% 함유한 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌계 수지 조성물.
3. 제1항에 있어서, 비결정성 폴리스티렌 수지는 중량 평균 분자량이 23만 내지 28만을 갖는 열에 의한 괴상 연속중합에 의하여 제조된 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌계 수지 조성물.
4. 제1항에 있어서, 고무 변성된 스티렌계 수지는 상온에서 54 내지 76센티스토크의 점도를 갖는 유동성 파라핀계 오일을 0.2 내지 0.6중량% 함유한 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌계 수지 조성물.
5. 제1항에 있어서, 고무 변성된 스티렌계 수지는 중량 평균 분자량이 17만 내지 21만을 갖는 개시제에 의한 괴상 연속중합에 의하여 제조된 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌계 수지 조성물.
6. 제5항에 있어서, 개시제는 터샤리 부틸 퍼록시아세테이트(tertiary butyle peroxyacetate)인 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌계 수지 조성물.
7. 제1항에 있어서, 고무 변성된 스티렌 수지는 폴리스티렌 상에 분산된 각 고무상의 평균 입자 직경이 0.1 내지 3.0마이크론인 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌계 수지 조성물.
8. 제1항에 있어서, 고무 변성된 스티렌 수지는 폴리부타디엔 고무를 5 내지 16중량% 함유한 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌계 수지 조성물.
9. 제8항에 있어서, 폴리부타디엔 고무의 95중량% 이상이 니켈 촉매하에서 연속중합으로 제조되는 1.4-Cis 50중량% 이하인 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌계 수지 조성물.
10. 제8항에 있어서, 폴리부타디엔 고무의 95중량% 이상이 스티렌 모노머 95중량%용액에서 용액점도가 20 내지 100센티포이즈인 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌계 수지 조성물.
11. 제1항에 있어서, 폴리디메틸실록산은 상온에서 3,000 내지 35,000센티스토크의 점도를 갖는 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌계 수지 조성물.
12. 제1항 또는 제11항에 있어서, 폴리실록산은 하기 구조식을 갖는 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌계 수지 조성물.

    (여기서, n은 상온에서 액상을 유지하는 폴리실록산 단위를 나타내는 정수이다)
13. 제1항에 있어서, 글라스 화이버는 실란계로 표면처리된 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌계 수지 조성물.
14. 제1항에 있어서, 글라스 화이버는 평균 입자 직경이 30 내지 100마이크론인 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌계 수지 조성물.