KR960011092B1 - 내마모성이 우수한 스티렌계 수지조성물 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

내마모성이 우수한 스티렌계 수지조성물
본 발명은 내충격성과 내열성이 조화된 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 높이는 방법이 널리 사용되고 있으며, 이렇게 제조된 고무 변성된 스티렌계 수지는 식품용기, 전기제품의 부품등으로 사용되고 있다.
그러나, 통상적인 고충격성 폴리스티렌의 경우는 접동재료로 사용시 자기윤활성, 내마모성의 부족으로 성현품의 마모, 표면의 스크랫치(SCRACH)발생, 조립라인의 파우더 발생등과 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 일특개소 58-132038호와 같이 스티렌계 수지에 실리콘 오일과 글라스 화이버를 첨가하여 내마모성을 증가시키는 기술이 있으나, 이 기술은 실리콘 오일과 글라스 화이버를 첨가하여 내마모성을 증가시키는 기술이 있으나, 이 기술은 실리콘 오일과 글라스 화이버의 양과 사용되는 폴리스티렌 수지의 종류에 따라 내마모성의 증가효과에 있어서 많은 차이가 있고 내충격성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 내충격성과 내열성이 조화된 내마모성이 우수한 스티렌수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는 상기 목적을 달성하기 위하여 연구한 결과, 각각의 고유한 물성치를 갖는 두 종류의 고무 변성된 스티렌 수지의 비결정성 폴리스티렌 수지를 혼합한 스티렌수지 조성물에 폴리디메틸실록산과 폴리머모디화이어(POLYMER MODIFIFER)를 첨가하게 되면 내충격성과 내열성이 조화된 내마모성이 우수한 스티렌수지 조성물을 얻을 수 있음을 밝혀 내게 되었다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 사용되는 비결정성 폴리스티렌 수지는 모노비닐 방향족화합물 100중량부에 상온에서 30 내지 100센티스토크, 더 바람직하게는 54 내지 76센티토크 점도를 갖는 유동 파라핀계의 미네랄 오일 0.01 내지 0.2중량부, 더 바람직하게는 0.01 내지 0.03중량부와, 고급 지방산의 금속염을 첨가하여 폴리스티렌의 분자량이 23만 내지 28만을 가지게 되는 열에 의한 괴상 연속중합 방법에 의하여 제조된다.
미네랄 오일 점도가 54센티토크 이하에서는 내열성이 떨어지며 76센티스토크 이상에서는 가소성이 나빠진다. 미네랄 오일 첨가량이 0.01중량부 이하에서는 유동성이 저하되며, 0.03중량부 이상에서는 내열성이 떨어지고, 폴리스티렌 분자량이 23만 이하에서는 강성이 떨어지며, 28만 이상에서는 유동성이 저하된다.
본 발명에서 사용되는 고무 변성된 스티렌수지는 모노비닐 방향족화합물 83 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 고급지방산의 금속염을 첨가하여 분자량이 17만 내지 21만을 가지도록 개시제에 의한 괴상 연속중합에 의하여 제조되는 것으로서, 상기 고무상 물질의 96중량% 이상은 니켈 촉매하에 연속중합으로 얻어지는 1.4-Cis 함량 50중량% 이하이며, 스티렌 모노머 95중량% 용액에서는 용액 점도가 20 내지 100센티포이즈 수진인 폴리부타디엔 고무이고, 폴리스티렌상에 분산된 각 고무상 물질의 평균 입자직경은 0.1 내지 3.0마이크론의 분포를 가지고 있는 것이다. 이것을 이하에서는 고무 변성된 스티렌 수지(A)'로 칭한다.
폴리부타디엔 고무가 5중량부 이하의 경우에는 내충격성과 신율이 떨어지며, 16중량부 이상에서는 내열성과 강성이 떨어지고, 폴리스티렌 분자량이 17만 이하에서는 강성이 떨어지며, 21만 이상에서는 유동성이 저하되고, 고무상 물질의 평균입자직경이 0,1마이크론 이하에서는 내충격성이 떨어지며 3.0마이크론 이상에서는 표면 광택도가 떨어진다.
본 발명에 사용되는 다른 하나의 고무 변성된 스티렌수지는 모노비닐 방향족화합물 82 내지 92중량부에 폴리부타디엔 고무 8 내지 18중량부, 상온에서 54 내지 76센티스토크의 점도를 갖는 유동 파라핀계의 미네랄 오일 1.0 내지 3.0중량부, 그리고 적정량의 산화방지제 및 고급지방산의 금속염을 첨가하여 분자량이 18만 내지 22만을 가지도록 열에 의한 괴상 연속중합에 의하여 제조되는 것으로서, 상기 고무상 물질의 95중량% 이상은 니켈 촉매항 연속중합으로 얻어지는 1.4-Cis함량이 50중량%이며, 스티렌 모너모 95중량%용액에서 용액 점도가 20 내지 100센티포이즈 수준인 포릴부타디엔 고무이고, 폴리스티렌상에 분산된 각 고무상 물질의 평균입자직경은 1.0 내지 3.0마이크론의 분포를 가지고 있는 것이다. 이하에서는 이를 고무 변성된 스티렌 수지(B)로 칭한다.
폴리부타디엔 고무가 8중량부 이하에서는 내충격성가 신율이 떨어지며, 18중량부 이상에서는 내열성과 강성이 떨어지고, 폴리스티렌 분자량이 18만 이하에서는 강성이 떨어지며, 22만 이상에서는 유동성이 저하되고, 고무상 물질의 평균 입자직경이 1.0마이크론 이하에서는 내충격성이 떨어지며, 3.0마이크론 이상에서는 표면 광택도가 떨어지게 된다.
본 발명에 사용되는 폴리디메틸실록산은 -(-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 폴리머 모디화이어는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 50중량%와 스티렌(70중량%)-아크릴로니트릴(30중량%) 공중합체(PSAN) 50중량%의 조성으로 만들어진 그라프트 코폴리머(LDPE-g-PSAN)를 가리킨다.
본 발명은 고무 변성된 스티렌수지(A) 60 내지 80중량부, 고무변성된 스티렌 수지(B) 30 내지 10중량부, 비결정성 폴리스티렌수지 20 내지 10중량부로 구성된 스티렌수지 조성물 100중량부에 폴리디메틸실록산 0.3 내지 1.0중량부과 폴리머 모디화이어 3 내지 7중량부가 첨가된다.
폴리디메틸실록산이 0.3중량부 이하의 경우에는 내마모성이 떨어지고, 1.0중량부 이상의 경우에는 내충격성, 내열성, 강성 등이 저하된다. 폴리머 모디화이어의 첨가량이 3중량부 이하의 경우에는 내마모성이 떨어지고 7중량부 이상의 경우에는 내충격성이 떨어진다.
본 발명의 실시예는 다음과 같다.
[실시예 1]
고무 변성된 스티렌 수지(A)60중량부, 고무 변성된 스티렌 수지(B) 30중량부, 비결정성 폴리스티렌 수지 10중량부로 구성된 스티렌 수지 100중량부에 폴리디메틸실록산 1.0중량부, 폴리머 모디화이어 3중량부를 첨가하여 헨셀믹서에서 10분간 블랜드한 후, 190 내지 220℃, 190RPM조건하의 이축혼련 압출기를 사용하여 펠렛화하여 사출성형기로 물성 및 내마모성 테스트용 시편을 제작하여 다음의 조건으로 측정하였다.
1. 아이조드 충격강도 : JIS K-7110
2. 비캐트 연화점 : JIS K-7206
3. 내마모성 테스타 : ① 마모륜 재질 : CS-17 ② 시험하중 : 1Kg/cm2
③ 시험시간 : 15분 ④ 시험속도 : 130RPM, 40cm/sec
측정 결과는 아래의 표 1과 같다.
[실시예 2]
고무 변성된 스티렌 수지(A) 60중량부, 고무 변성된 스티렌 수지(B) 20중량부, 비결정성 폴리스티렌 수지 20중량부로 구성된 스티렌 수지 100중량부에 폴리디메틸실록산 0.6중량부, 폴리머 모디화이어 4중량부를 첨가하여 실시예 1과 같은 방법으로 시행하였다.
[실시예 3]
고무 변성된 스티렌 수지(A)70중량부, 고무 변성된 스티렌 수지9B)10중량부, 비결정성 폴리스티렌 수지 20중량부로 구성된 스티렌 수지 100중량부에 폴리디메틸실록산 0.4중량부, 폴리머 모디화이어 6중량부를 첨가하여 실시예 1과 같은 방법으로 시행하였다.
[실시예 4]
고무 변성된 스티렌 수지(A) 70중량부, 고무 변성된 스티렌 수지(B) 20중량부, 비결정성 폴리스티렌 수지 10중량부로 구성된 스티렌 수지 100중량부에 폴리디메틸실록산 0.8중량부, 폴리머 모디화이어 5중량부를 첨가하여 실시예 1과 같은 방법으로 시행하였다.
[실시예 5]
고무 변성된 스티렌 수지(A) 80중량부, 고무 변성된 스티렌 수지(B) 10중량부, 비결정성 폴리스티렌 수지 10중량부로 구성된 스티렌 수지 100중량부에 폴리디메틸실록산 0.3중량부, 폴리머 모디화이어 7중량부를 첨가하여 실시예 1과 같은 방법으로 시행하였다.
[비교예 1]
고무 변성된 스티렌 수지(A) 60중량부, 고무 변성된 스티렌 수지(B) 30중량부, 비결정성 폴리스티렌 수지 10중량부로 구성된 스티렌 수지 100중량부에 폴리디메틸실록산 0.5중량부를 첨가하여 실시예 1과 같은 방법으로 시행하였다.
[비교예 2]
고무 변성된 스티렌 수지(A) 70중량부, 고무 변성된 스티렌 수지9B) 20중량부, 비결정성 폴리스티렌 수지 10중량부로 구성된 스티렌 수지 100중량부에 폴리머 모디화이어 3중량부를 첨가하여 실시예 1과 같은 방법으로 시행하였다.
[비교예 3]
고무 변성된 스티렌 수지(A) 80중량부, 고무 변성된 스티렌 수지(B) 20중량부로 구성된 스티렌 수지 100중량부에 폴리디메틸실록산 0.3중량부, 폴리머 모디화이어 2중량부를 첨가하여 실시예 1과 같은 방법으로 시행하였다.
[비교예 4]
고무 변성된 스티렌 수지(A) 85중량부, 비결정성 폴리스티렌 수지 15중량부로 구성된 스티렌 수지 100중량부에 폴리디메틸실록산 0.4중량부, 폴리머 모디화이어 1중량부를 첨가하여 실시예 1과 같은 방법으로 시행하였다.
이상의 실시예 및 비교예를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 조성물은 내충격성과 내열성이 잘 조화되고 내마모성이 마찰계수가 현격하게 향상되었다.

Claims (13)

  1. 고무 변성된 스티렌 수지(A) 60 내지 80중량부, 고무 변성된 스티렌 수지(B) 30 내지 10중량부, 비결정성 폴리스티렌 수지 20 내지 10중량부로 구성된 스티렌 수지 100중량부에, 폴리디메틸실록산 0.3 내지 1.0중량부와 폴리머 모디화이어 3 내지 7중량부가 첨가되는 것을 특징으로 하는 내마노성이 우수한 스티렌계 수지조성물.
  2. 제1항에 있어서, 고무 변성된 스티렌 수지(A)는 중량평균 분자량이 17만 내지 21만을 갖는 개시제에 의한 괴상 연속중합에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌계 수지조성물.
  3. 제1항에 있어서, 고무 변성된 스티렌 수지(A)는 폴리스티렌 상에 분산된 고무상의 평균 입자직경이 0.1 내지 3.0마이크론인 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌 수지조성물.
  4. 제1항에 있어서, 고무 변성된 스티렌 수지(A)는 폴리부타디엔 고무를 5 내지 16중량부 함유한 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌 수지조성물.
  5. 제2항에 있어서 개시제는 터샤리 부틸 퍼록시아세테이트(TERTIARY BUTYLE PEROXYACETATE)인 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌 수지조성물.
  6. 제1항에 있어서, 고무 변성된 스티렌 수지(B)는 중량평균 18만 재지 22만을 갖는 열에 의한 괴상 연속중합에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌계 수지조성물.
  7. 제1항에 있어서, 고무 변성된 스티렌 수지(B)는 폴리스티렌 상에 분산된 각 고무상의 평균입자직경이 1.0 내지 3.0마이크론인 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌 수지조성물.
  8. 제1항에 있어서, 고무 변성된 스티렌 수지(B)는 폴리부타디엔 고무를 8 내지 18중량부 함유한 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌 수지조성물.
  9. 제1항에 있어서, 비결정성 폴리스티렌 수지는 중량평균 분자량이 23만 내지 28만을 갖는 열에 의한 괴상 연속중합에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스티렌계 수지조성물.
  10. 제1항에 있어서, 비결정성 폴리스티렌 수지는 상온에서 54내지 76센티스토크의 점도를 갖는 유동 파라핀계 오일 0.01 내지 0.03중량부 함유한 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스렌계 수지조성물.
  11. 제1항에 있어서, 폴리디메틸실록산은 상온에서 3,000 내지 35,000센티스토크의 점도를 갖는 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스렌계 수지조성물.
  12. 제1항 또는 제11항에 있어서, 폴리디메틸실록산은 하기 구조식을 갖는 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스렌계 수지조성물.
    (여기서, n은 상온에서 액상을 유지하는 폴리실록산 단위를 나타내는 정수이다)
  13. 제1항에 있어서, 폴리머 모디화이어는 저밀도 폴리에틸렌 50중량%와, 스티렌(70중량%)-아크릴로니트릴(30중량%)공중합체 50중량%의 조성으로 만들어진 그라프트 코폴리머인 것은 특징으로 하는 내마모성이 우수한 스렌계 수지조성물.
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