WO2022169155A1 - 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 경량 및 고강도 성형품 - Google Patents

폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 경량 및 고강도 성형품 Download PDF

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polyamide resin
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진태규
홍상현
심상은
황소산
김진철
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a polyamide hybrid resin composition and to a lightweight and high-strength molded article manufactured therefrom, wherein heat resistance, moisture absorption resistance and tensile strength are improved by mixing an aliphatic polyamide resin and an aromatic polyamide resin, and lightweight including an inorganic filler Provided are a phosphorus polyamide hybrid resin composition and a molded article prepared therefrom.
  • thermoplastic resin which can have a high weight reduction rate and price competitiveness.
  • POM polyoxymethylene
  • polyamide has excellent physical properties such as heat resistance, abrasion resistance, chemical resistance, and flame retardancy, as well as its low specific gravity, which is advantageous for light weight, and thus has high price competitiveness.
  • polyamide has good moldability and can be expected to improve physical properties by using a filler component such as glass fiber, so it is widely applied to automobile parts and the like.
  • Korean Patent Laid-Open No. 10-2007-0102027 (published on October 18, 2007) relates to a polyamide hybrid resin composition for an engine cover, and relates to a polyamide resin, chopped glass fiber, inorganic filler, and heat resistance. Disclosed is a resin composition comprising an agent and glass bubbles.
  • Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0039481 (published on April 18, 2018) relates to a polyamide resin composition and a molded article prepared therefrom, and relates to two types of polyamides having a relative viscosity difference of 0.6 to 1.2.
  • a resin composition comprising a mixture, an ABS copolymer, glass fibers and a mineral reinforcing agent.
  • US Patent Publication No. US 2013/0053483 (published on February 28, 2013) relates to a heat-resistant thermoplastic article comprising a polyhydroxy polymer, a polyamide resin, a polyhydroxy polymer, a co-stabilizer, a reinforcing agent and A thermoplastic article comprising a polymeric toughening agent is disclosed.
  • an inorganic filler is added to improve physical properties, but a surface defect phenomenon occurs due to an increase in the content of the inorganic filler, and it is difficult to improve lightness and mechanical properties at the same time. There is a problem in that mechanical properties are deteriorated due to moisture absorption.
  • an object of the present invention is to provide a polyamide hybrid resin composition capable of improving heat resistance, moisture absorption resistance and tensile strength by mixing an aliphatic polyamide resin and an aromatic polyamide resin and preventing surface defects.
  • Another object of the present invention is to provide a molded article having excellent appearance while being lightweight and high strength prepared from a polyamide hybrid resin composition comprising an aliphatic polyamide resin, an aromatic polyamide resin, an inorganic filler, and a lubricant.
  • the present invention includes an aliphatic polyamide resin and an aromatic polyamide resin in order to prevent deterioration of mechanical properties due to a high water absorption rate of the polyamide resin, and provides an inorganic filler for light weight and ease of molding. It provides a polyamide hybrid resin composition comprising a lubricant for
  • the polyamide hybrid resin composition according to the present invention can maximize tensile strength by adding 40 to 70% by weight of an aliphatic polyamide resin and 10 to 30% by weight of an aromatic polyamide resin, and a surface defect phenomenon of the final molded product can be prevented, and by including an inorganic filler and a lubricant in an amount of 17 to 20% by weight and 0.1 to 3% by weight, respectively, it is possible to provide ease of molding while keeping the weight of the final molded article light.
  • the polyamide hybrid resin composition according to the present invention may further include 0.1 to 2% by weight of a chain extender.
  • the chain extender may be at least one selected from the group consisting of isophthaloyl bis-caprolactam (IBC), adipoyl bis-caprolactam (ABC) and terphthaloyl bis-caprolactam (TBC).
  • IBC isophthaloyl bis-caprolactam
  • ABS adipoyl bis-caprolactam
  • TBC terphthaloyl bis-caprolactam
  • the aliphatic polyamide resin may be one or more selected from the group consisting of polyamide 6, polyamide 66, polyamide 46, polyamide 610, and polyamide 410.
  • aromatic polyamide resin may be one type from the group consisting of polyamide 6T, polyamide 6T/66, polyamide 6T/DT, polyamide 6I, polyamide 9T, polyamide 10T, and polymers thereof.
  • the inorganic filler reduces the weight of the polyamide resin and exhibits low deformation characteristics to prevent shrinkage of the molded article, and the inorganic filler is preferably included in an amount of 17 to 20% by weight.
  • the inorganic filler may be at least one selected from the group consisting of glass bubbles, talc, clay, titanium oxide, alumina, and silica.
  • the lubricant may be at least one selected from the group consisting of zinc stearate, copper stearate, chromium stearate, magnesium stearate, and nickel stearate.
  • the present invention is prepared from a polyamide hybrid resin composition
  • a polyamide hybrid resin composition comprising 40 to 70% by weight of an aliphatic polyamide resin, 10 to 30% by weight of an aromatic polyamide resin, 17 to 20% by weight of an inorganic filler, and 0.1 to 3% by weight of a lubricant Provides lightweight and high-strength molded products.
  • the polyamide hybrid resin composition may further include 0.1 to 2% by weight of a chain extender, and the chain extender is isophthaloyl bis-caprolactam (IBC), adipoyl bis-caprolactam (ABC) and turf. It may be at least one selected from the group consisting of taloyl bis-caprolactam (TBC).
  • a chain extender is isophthaloyl bis-caprolactam (IBC), adipoyl bis-caprolactam (ABC) and turf. It may be at least one selected from the group consisting of taloyl bis-caprolactam (TBC).
  • the molded article may have a specific gravity of 0.904 ⁇ 0.942, a dry tensile strength of 59.87 ⁇ 74.82 MPa, and a wet tensile strength of 36.57 ⁇ 47.8 MPa.
  • the present invention by mixing an aliphatic polyamide resin and an aromatic polyamide resin, deterioration of physical properties due to the high water absorption of the polyamide resin can be prevented, so that heat resistance, moisture absorption resistance and mechanical strength are improved as well as surface defects can have an excellent appearance by preventing
  • the polyamide hybrid resin composition according to the present invention can express light weight and low deformation characteristics by including an inorganic filler, and can improve flowability and releasability when manufacturing a molded article with the polyamide hybrid resin composition including a lubricant. have.
  • the polyamide hybrid resin composition according to the present invention may further include a chain extender, thereby further improving the mechanical strength of a molded article made of the polyamide hybrid resin composition.
  • the polyamide hybrid resin composition according to the present invention can be variously applied to a plastic component material having an excellent appearance while having light weight and high strength, thereby reducing power consumption due to weight reduction during operation.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the ease of access to water of an aliphatic polyamide resin and an aromatic polyamide resin in a polyamide hybrid resin composition according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the reaction with a chain extender in the polyamide hybrid resin composition according to the present invention.
  • FIG. 3 is a photograph showing a molded article prepared from the polyamide hybrid resin composition according to the present invention.
  • FIG. 4 is a graph showing the change in tensile strength according to the content of the aromatic polyamide resin in a molded article prepared from the polyamide hybrid resin composition according to the present invention.
  • first, second, etc. are used to describe various elements, these elements are not limited by these terms, of course. These terms are only used to distinguish one component from other components, and unless otherwise stated, the first component may be the second component, of course.
  • the present invention is an aliphatic polyamide resin 40 to 70% by weight
  • polyamide hybrid resin composition comprising; 0.1 to 3% by weight of a lubricant.
  • Polyamide resin is a crystalline resin and has been applied in all industrial fields such as automobiles, fashion, and electric/electronic industries due to its excellent mechanical properties, chemical resistance, and especially tough properties.
  • the polyamide resin has a problem of being constrained to the use environment due to deterioration of physical properties such as mechanical properties in an environment with high relative humidity due to moisture absorption characteristics due to a high water absorption rate.
  • Inorganic fillers are added to the polyamide resin for the purpose of improving the deterioration of these properties, but inorganic materials are exposed on the surface of the product and the quality of the product deteriorates, and weld lines, sinks, flow masks, etc. This can happen.
  • the present invention can prevent deterioration of physical properties due to the high water absorption rate of the polyamide resin by mixing an aliphatic polyamide resin and an aromatic polyamide resin, so that moisture absorption resistance, heat resistance and mechanical strength are improved as well as surface defects can have an excellent appearance by preventing
  • the polyamide hybrid resin composition according to the present invention can express light weight and low deformation characteristics by including an inorganic filler, and can improve flowability and releasability when manufacturing a molded article with the polyamide hybrid resin composition including a lubricant. have.
  • the polyamide hybrid resin composition according to the present invention may further include a chain extender, thereby further improving the mechanical strength of a molded article made of the polyamide hybrid resin composition.
  • the polyamide hybrid resin composition according to the present invention can be variously applied to a plastic component material having an excellent appearance while having light weight and high strength, thereby reducing power consumption due to weight reduction during operation.
  • the aliphatic polyamide resin does not contain an aromatic ring in the molecular chain.
  • the aliphatic polyamide resin may be at least one selected from the group consisting of polyamide 6, polyamide 66, polyamide 46, polyamide 610, and polyamide 410.
  • the aliphatic polyamide resin is preferably included in an amount of 40 to 70% by weight of the total weight of the polyamide hybrid resin composition.
  • the amount of the aliphatic polyamide resin is less than 40% by weight, there is a problem in that fluidity is lowered, and when it exceeds 70% by weight, the content of the aromatic polyamide resin is lowered, and there is a problem in that mechanical strength and moisture absorption resistance are lowered. .
  • Aromatic polyamide resin has higher melting temperature and high heat resistance than aliphatic polyamide resin, and is added to improve heat resistance and moisture absorption resistance.
  • the aromatic polyamide resin may be one kind from the group consisting of polyamide 6T, polyamide 6T/66, polyamide 6T/DT, polyamide 6I, polyamide 9T, polyamide 10T, and polymers thereof.
  • the aromatic polyamide resin is preferably included in an amount of 10 to 30% by weight.
  • the aromatic polyamide resin is included in less than 10% by weight of the total weight of the polyamide hybrid resin composition, there is a problem in that the tensile strength of a molded article made of the polyamide hybrid resin is not improved, and when it exceeds 30% by weight There is a problem that the tensile strength is rather lowered and surface defects appear.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the ease of access to water of an aliphatic polyamide resin and an aromatic polyamide resin in a polyamide hybrid resin composition according to the present invention.
  • the structural formula shown on the left represents the ease of access of water to nylon 6,6, and it can be seen that water access is easy to the amide functional group as indicated by the arrow, and the structural formula shown on the right shows the amide functional group It can be seen that the access of water is difficult due to the large size of the benzene structure.
  • the inorganic filler included in the polyamide hybrid resin composition according to the present invention is light-weight and low-deformation properties, that is, added to prevent shrinkage, and is selected from the group consisting of glass bubbles, talc, clay, titanium oxide, alumina and silica. It may be one or more types, but a glass bubble that has the advantage of being able to be used in both painting and non-painting fields of molded products is suitable.
  • the inorganic filler reduces the weight of the polyamide hybrid resin and serves to prevent shrinkage of the molded article by expressing low deformation characteristics, and is preferably included in an amount of 17 to 20% by weight of the total weight of the polyamide hybrid resin composition.
  • the inorganic filler is included in an amount of less than 17% by weight, the weight reduction effect does not appear, and when it exceeds 20% by weight, the inorganic filler is not uniformly dispersed in the polyamide hybrid resin composition, so that an appearance problem may occur.
  • the average particle diameter of the said inorganic filler is not specifically limited, It is preferable that it is 0.01-5 micrometers.
  • the particle size of the inorganic filler is less than 0.01 ⁇ m, fluidity is lowered due to its small size, thereby adversely affecting the appearance, and when it exceeds 5 ⁇ m, there is a problem in that it is not uniformly dispersed in the polyamide hybrid resin composition. have.
  • the lubricant contained in the polyamide hybrid resin composition according to the present invention is to provide smooth fluidity during extrusion and injection processes, specifically, the screw of the injection machine and the raw material supply in the extruder are enhanced, the flowability of the resin in the mold is improved, and the It is added to enhance releasability.
  • the inorganic filler may be added together with the dendrimer, and by including the dendrimer, the inorganic filler is prevented from being exposed to the surface during the injection process, thereby preventing surface defects.
  • the lubricant may be at least one selected from the group consisting of zinc stearate, copper stearate, chromium stearate, magnesium stearate, and nickel stearate.
  • the lubricant is preferably included in an amount of 0.1 to 3% by weight of the total weight of the polyamide hybrid resin composition.
  • the polyamide hybrid resin composition according to the present invention includes an aliphatic polyamide resin, an aromatic polyamide resin, an inorganic filler, and a lubricant in the above-described ranges, thereby improving heat resistance, moisture absorption resistance and tensile strength.
  • the polyamide hybrid resin composition may further include 0.1 to 2% by weight of a chain extender.
  • the chain extender may be added to further increase the tensile strength of the molded article by linking the chains of the aliphatic polyamide resin and the aromatic polyamide resin, and the chain extender is a bis-N-acyl bislactam compound and a mixture thereof this can be used
  • Preferred chain extenders include isophthaloyl bis-caprolactam (IBC), adipoyl bis-caprolactam (ABC), terphthaloyl bis-caprolactam (TBC) and mixtures thereof.
  • the chain extender acts based on the reaction between a polyamide chain having an acid end group or an amine end group and a chain extender having two reactive end groups that react with the amine end group or acid end group of the polyamide chain. That is, the chain extender compound, which is a bis-N-acyl bislactam compound, reacts stoichiometrically with the amine end groups of the polyamide chain. This means that one lactam end group of the bis-N-acyl bislactam compound reacts with one amine end group of the polyamide chain.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the reaction with a chain extender in the polyamide hybrid resin composition according to the present invention, wherein the chain terminal (acid or amine) of the polyamide and the amine or acid terminal of the polyamide react to form two polyamide chains It indicates that there is an effect of improving the tensile strength.
  • the chain extender preferably has a weight average molecular weight (Mw) in the range of 6500 to 7000, and the epoxy equivalent in the range of 270 to 300 g/mol.
  • the chain extender is preferably included in an amount of 0.1 to 2% by weight of the total weight of the polyamide hybrid resin composition.
  • the amount of the chain extender is less than 0.1% by weight, there is a problem in that the effect of improving the tensile strength due to the increase in molecular weight does not appear. There is a problem with this degradation.
  • the present invention is an aliphatic polyamide 40 to 70% by weight, aromatic polyamide 10 to 30% by weight, inorganic filler 17 to 20% by weight; And it provides a lightweight and high-strength molded article prepared from a polyamide hybrid resin composition comprising 0.1 to 3% by weight of a lubricant.
  • the polyamide hybrid resin composition according to the present invention includes an aliphatic polyamide resin, an aromatic polyamide resin, an inorganic filler, and a lubricant, thereby increasing the heat resistance, moisture absorption resistance and tensile strength of the manufactured molded article.
  • the polyamide hybrid resin composition may further include a chain extender in an amount of 0.1 to 2% by weight to further improve tensile strength, and the type of the chain extender is the same as described above.
  • the molded article prepared from the polyamide hybrid resin composition according to the present invention may have a specific gravity of 0.904 to 0.942, a dry tensile strength of 59.87 to 74.82 MPa, and a wet tensile strength of 36.57 to 47.8 MPa.
  • a polyamide hybrid resin composition was prepared by mixing the components shown in Table 1 below.
  • the manufactured pellets were dehumidified and dried at 100° C. for 6 to 8 hours, and then injected in an injection machine with a cylinder temperature of 320° C. and a mold temperature of 80° C. to prepare a molded article.
  • a polyamide resin composition was prepared by mixing the components shown in Table 1 above. Specifically, in Reference Example 1, the content of the aromatic polyamide resin was added to 40 wt%.
  • the manufactured pellets were dehumidified and dried at 100° C. for 6 to 8 hours, and then injected in an injection machine with a cylinder temperature of 320° C. and a mold temperature of 80° C. to prepare a molded article.
  • the tensile strength and elongation of the molded article prepared from the polyamide resin composition according to the present invention were analyzed.
  • Tensile strength is measured by ASTM D638 method, using a test device, U.T.M (manufacturer; Instron, model name; 4466), after pulling the cross head speed to 200 mm/min (1T), the point at which the specimen is cut was measured. Tensile strength was calculated as follows:
  • Tensile strength (kgf/mm2) load value (kgf) / thickness (mm) x width (mm).
  • Comparative Example 1 is a molded article composed of an aliphatic polyamide resin, glass bubbles, and zinc stearate as a lubricant.
  • Example 6 an aromatic polyamide resin is added to the composition of Comparative Example 1, and it can be seen that the tensile strength increases from 32.62 MPa to 40.32 MPa.
  • Example 7 is an aromatic polyamide resin as well as a chain extender. It can be seen that the tensile strength is further improved as the tensile strength is increased to 47.8 MPa.
  • Example 8 0.935 59.87 36.57 3.3 2.85
  • Example 9 0.935 64.69 39.56 3.5 3.38
  • Example 10 0.942 68.37 41.33 3.43 3.5
  • Reference Example 1 0.949 67.88 39.75 3.4 3.53 Comparative Example 3 0.930 48.44 29.18 2.6 3.63
  • Comparative Example 3 without the aromatic polyamide resin had dry tensile strength and wet tensile strength of 48.44 MPa and 29.18 MPa, respectively, and Example 8 containing the aromatic polyamide resin at 10 wt% Dry tensile strength and wet tensile strength were 59.87 MPa and 36.57 MPa, respectively, indicating that the dry tensile strength and wet tensile strength were improved when the aromatic polyamide resin was included.
  • Example 9 containing the aromatic polyamide resin at 20 wt% had dry tensile strength and wet tensile strength of 64.69 MPa and 39.56 MPa, respectively, and Example 10 containing the aromatic polyamide resin at 30 wt% was dry tensile strength.
  • the strength and wet tensile strength were 68.37 MPa and 41.33 MPa, respectively, indicating that the tensile strength was improved as the content of the aromatic polyamide resin increased.
  • Figure 3 is a photograph showing a molded article prepared from the polyamide hybrid resin composition according to the present invention.
  • the tensile strength is improved as the content of the aromatic polyamide increases in the molded article prepared from the polyamide hybrid resin composition according to the present invention, and the content of the aromatic polyamide resin is added in an amount of 30 wt% It can be seen that the tensile strength is somewhat lowered when the aromatic polyamide resin is included in an amount of 40 wt % at the high point.
  • the content of the aromatic polyamide resin in the polyamide hybrid resin composition according to the present invention is preferably included in an amount of 10 to 30 wt % in order to prevent a surface defect phenomenon of the molded article.

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Abstract

본 발명은 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 경량 및 고강도 성형품에 관한 것이다. 본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물은 지방족 폴리아마이드 수지, 방향족 폴리아마이드 수지, 무기 충전재 및 활제를 포함하여, 내열성, 내흡습성 및 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.

Description

폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 경량 및 고강도 성형품
본 발명은 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 경량 및 고강도 성형품에 관한 것으로, 지방족 폴리아마이드 수지와 방향족 폴리아마이드 수지를 혼합하여 내열성, 내흡습성 및 인장강도가 향상되며, 무기 충전재를 포함하여 경량인 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 성형품을 제공한다.
온실가스 배출에 대한 규제가 강화됨에 따라 운송 수단의 연비 향상에 대한 관심이 증대되고 있다. 연비 개선의 일환으로　강도　대비 무게가 많이 나가는 스틸 등의 금속을 알루미늄이나 마그네슘으로 대체하는 시도가 이루어지고 있으나 가격 경쟁력이 떨어지는 문제점을 안고 있다.
이에 높은 경량화율과 가격경쟁력을 가질 수 있는 열가소성 수지가 적용된 복합소재에 대한 다양한 연구가 진행되고 있고, 열가소성 수지로는　폴리아마이드(PA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리옥시메틸렌(POM) 등이 있다.
이 중　폴리아마이드는 내열성, 내마모성, 내화학성, 난연성 등의 우수한 물성을 가지는 것뿐 아니라 비중이 낮아 경량화에 유리하여 가격경쟁력이 높은 편이다. 또한, 성형성이 좋고 유리섬유와 같은 충전제 성분을 이용하여 물성 향상도 기대할 수 있어 자동차 부품 등에 폭넓게 적용되고 있다.
하지만, 기존의 스틸을 대체할 수준의 기계적　강도를 구현하는데 한계가 있다. 따라서 높은 기계적　강도를 포함한 제품의 물성을 만족시키기 위하여 다양한 충전제를 첨가하는 컴파운딩 기술이 요구된다.
한편, 제품 물성을 향상시키기 위하여 고함량의 유리섬유가 사용되고 있으나, 이는 유동성을 떨어뜨리고 가공성이 좋지 않아 압출공정이나 사출공정을 통해 성형이 어렵고 특히 제조된 제품에 보이드가 발생하여 물성을 오히려 저하시키고 외관 등의 품질을 떨어뜨리는 원인이 되고 있다.
관련하여, 대한민국 공개특허 제10-2007-0102027호(공개일: 2007년 10월 18일)는 엔진커버용 폴리아미드 하이브리드 수지 조성물에 관한 것으로, 폴리아미드 수지, 촙상의 유리섬유, 무기 충전제, 내열제 및 글라스버블을 포함하는 수지 조성물을 개시하고 있다.
또한, 대한민국 공개특허 제10-2018-0039481호(공개일: 2018년 04월 18일)는 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것으로, 상대점도 차가 0.6 내지 1.2인 2종의 폴리아미드 혼합물, ABS 공중합체, 유리섬유 및 미네랄 보강제를 포함하는 수지 조성물을 개시하고 있다.
또한, 미국 공개특허 US 2013/0053483호(공개일: 2013년 02월 28일)는 폴리하이드록시 중합체를 포함하는 내열성 열가소성 용품에 관한 것으로, 폴리아미드 수지, 폴리하이드록시 중합체, 공안정제, 보강제 및 중합체성 강인화제를 포함하는 열가소성 물품을 개시하고 있다.
그러나, 전술한 선행문헌들에는 무기 충전재를 첨가하여 물성 향상을 도모하고 있으나, 무기 충전제의 함량이 증가하여 표면 불량 현상이 발생하고, 경량성과 기계적 물성을 동시에 향상시키기 어려우며, 폴리아마이드 수지가 갖는 높은 수분 흡수율로 인해 기계적 물성이 저하되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 지방족 폴리아마이드 수지와 방향족 폴리아마이드 수지를 혼합하여 내열성, 내흡습성과 인장강도가 향상되며 표면 불량 현상을 방지할 수 있는 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 지방족 폴리아마이드 수지, 방향족 폴리아마이드 수지, 무기 충전재 및 활제를 포함하는 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물로부터 제조되는 경량 및 고강도이면서 외관이 우수한 성형품을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 폴리아마이드 수지의 높은 수분 흡수율로 인한 기계적 물성 저하를 방지하기 위해 지방족 폴리아마이드 수지와 방향족 폴리아마이드 수지를 포함하고, 경량을 위한 무기 충전재 및 성형 용이성을 위한 활제를 포함하는 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물을 제공한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물은 지방족 폴리아마이드 수지 40 ~ 70 중량%와 방향족 폴리아마이드 수지 10 ~ 30 중량% 를 첨가하여 인장강도를 최대로 향상시킬 수 있으며 최종 성형품의 표면 불량 현상을 방지할 수 있고, 무기 충전재 및 활제를 각각 17 ~ 20 중량% 및 0.1 ~ 3 중량%로 포함하여 최종 성형품의 무게를 경량으로 유지하면서 성형 용이성을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물은 사슬 연장제 0.1 ~ 2 중량%를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 사슬 연장제는 이소프탈로일 비스-카프로락탐(IBC), 아디포일 비스-카프로락탐(ABC) 및 터프탈로일 비스-카프로락탐(TBC)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 지방족 폴리아마이드 수지는 폴리아마이드 6, 폴리아마이드 66, 폴리아마이드 46, 폴리아마이드 610 및 폴리아마이드 410으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
또한, 상기 방향족 폴리아마이드 수지는 폴리아마이드 6T, 폴리아마이드 6T/66, 폴리아마이드 6T/DT, 폴리아마이드 6I, 폴리아마이드 9T, 폴리아마이드 10T 및 이들의 중합체로 이루어진 군으로부터 1종일 수 있다.
상기 무기 충전재는 폴리아마이드 수지의 무게를 감소시키고 저변형 특성을 발현하여 성형품의 수축을 방지하는 역할을 하며, 상기 무기 충전재는 17 ~ 20 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 무기 충전재는 글라스 버블, 탈크, 클레이, 산화티탄, 알루미나, 및 실리카로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 활제는 아연 스테아레이트, 구리 스테아레이트, 크롬 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트 및 니켈 스테아레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한, 본 발명은 지방족 폴리아마이드 수지 40 ~ 70 중량%, 방향족 폴리아마이드 수지 10 ~ 30 중량%, 무기 충전재 17 ~ 20 중량% 및 활제 0.1 ~ 3 중량%를 포함하는 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물로부터 제조되는 경량 및 고강도 성형품을 제공한다.
상기 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물은 0.1 ~ 2 중량%의 사슬 연장제를 더 포함할 수 있고, 상기 사슬 연장제는 이소프탈로일 비스-카프로락탐(IBC), 아디포일 비스-카프로락탐(ABC) 및 터프탈로일 비스-카프로락탐(TBC)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 성형품은 비중이 0.904 ~ 0.942이고, 건식 인장강도가 59.87 ~ 74.82 MPa이며, 습식 인장강도가 36.57 ~ 47.8 MPa일 수 있다.
본 발명에 따르면, 지방족 폴리아마이드 수지 및 방향족 폴리아마이드 수지를 혼합하여 폴리아마이드 수지가 갖는 높은 수분 흡수율로 인한 물성 저하를 방지할 수 있어 내열성, 내흡습성 및 기계적 강도가 향상될 뿐만 아니라, 표면 불량 현상을 방지하여 우수한 외관을 가질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물은 무기 충전재를 포함하여 경량성 및 저변형 특성을 발현할 수 있고, 활제를 포함하여 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물로 성형품 제조시 흐름성 및 이형성을 증진시킬 수 있다.
덧붙여, 본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물은 사슬 연장제를 추가로 포함할 수 있어, 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물로 제조된 성형품의 기계적 강도를 추가로 향상시킬 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물은 경량 및 고강도를 가지면서 외관이 우수한 플라스틱 부품 소재에 다양하게 적용될 수 있고, 이로 인해 작동 시 무게 저감에 따른 전력 소모량을 줄일 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물에서 지방족 폴리아마이드 수지와 방향족 폴리아마이드 수지의 물에 대한 접근 용이성을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물에서 사슬 연장제와의 반응을 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물로 제조된 성형품을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물로 제조된 성형품의 방향족 폴리아마이드 수지 함량에 따른 인장강도 변화를 나타낸 그래프이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이하에서는, 본 발명에 따른 플라스틱 수지 복합체 및 플라스틱 수지 복합체의 제조방법을 설명하도록 한다.
본 발명은 지방족 폴리아마이드 수지 40 ~ 70 중량%;
방향족 폴리아마이드 수지 10 ~ 30 중량%;
무기 충전재 17 ~ 20 중량%; 및
활제 0.1 ~ 3 중량%;를 포함하는 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물을 제공한다.
폴리아마이드 수지는 결정성 수지로 우수한 기계적 특성, 내화학 특성, 특히 터프한 특성으로 인해 자동차, 패션, 전기/전자 산업 등의 모든 산업분야에 응용되고 있다. 그러나, 폴리아마이드 수지는 높은 수분 흡수율로 인한 흡습 특성으로 상대 습도가 높은 환경에서는 기계적 물성 등의 물성 저하가 발생하여 사용 환경에 구속되는 문제가 있다.
이러한 물성 저하를 향상시킬 목적으로 폴리아마이드 수지에 무기 충전재 등을 첨가하나, 제품 표면에 무기물이 표출되어 제품의 질이 저하되고 웰드라인(weldine), 씽크(sink), 플로우 마스크(flow mask) 등이 발생할 수 있다.
이에, 본 발명은 지방족 폴리아마이드 수지 및 방향족 폴리아마이드 수지를 혼합하여 폴리아마이드 수지가 갖는 높은 수분 흡수율로 인한 물성 저하를 방지할 수 있어 내흡습성, 내열성 및 기계적 강도가 향상될 뿐만 아니라, 표면 불량 현상을 방지하여 우수한 외관을 가질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물은 무기 충전재를 포함하여 경량성 및 저변형 특성을 발현할 수 있고, 활제를 포함하여 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물로 성형품 제조시 흐름성 및 이형성을 증진시킬 수 있다.
덧붙여, 본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물은 사슬 연장제를 추가로 포함할 수 있어, 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물로 제조된 성형품의 기계적 강도를 추가로 향상시킬 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물은 경량 및 고강도를 가지면서 외관이 우수한 플라스틱 부품 소재에 다양하게 적용될 수 있고, 이로 인해 작동 시 무게 저감에 따른 전력 소모량을 줄일 수 있다.
(A) 지방족 폴리아마이드 수지
본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물에서 지방족 폴리아마이드 수지는 분자 사슬 내 방향족 고리를 함유하지 않는다.
상기 지방족 폴리아마이드 수지는 폴리아마이드 6, 폴리아마이드 66, 폴리아마이드 46, 폴리아마이드 610 및 폴리아마이드 410으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 지방족 폴리아마이드 수지는 상기 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물 총 중량의 40 ~ 70 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 지방족 폴리아마이드 수지가 40 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 유동성이 저하되는 문제가 있고, 70 중량%를 초과하는 경우에는 방향족 폴리아마이드 수지의 함량이 낮아져 기계적 강도 및 내흡습성이 저하되는 문제가 있다.
(B) 방향족 폴리아마이드 수지
방향족　폴리아마이드　수지는　지방족　폴리아마이드　수지보다 높은 용융온도와 고내열성을 가지고 있고, 내열성 및 내흡습성 향상을 위해 첨가된다.
상기 방향족 폴리아마이드 수지는 폴리아마이드 6T, 폴리아마이드 6T/66, 폴리아마이드 6T/DT, 폴리아마이드 6I, 폴리아마이드 9T, 폴리아마이드 10T 및 이들의 중합체로 이루어진 군으로부터 1종일 수 있다.
상기 방향족 폴리아마이드 수지는 10 ~ 30 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 방향족 폴리아마이드 수지가 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물 총 중량의 10 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 폴리아마이드 하이브리드 수지로 제조된 성형품의 인장강도가 향상되지 않는 문제가 있고, 30 중량%를 초과하는 경우에는 인장강도가 오히려 저하되고 표면 불량이 나타나는 문제가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물에서 지방족 폴리아마이드 수지와 방향족 폴리아마이드 수지의 물에 대한 접근 용이성을 나타낸 모식도이다.
도 1을 참고하면, 좌측에 도시된 구조식은 나일론 6,6에 대한 물의 접근 용이성을 나타내는데, 화살표로 나타낸 바와 같이 아마이드 작용기에 물의 접근이 쉬운 것을 알 수 있고, 우측에 도시된 구조식은 아마이드 작용기에 크기가 큰 벤젠 구조로 인해 물의 접근이 어려운 것을 알 수 있다.
(C) 무기 충전재
본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물에 포함되는 무기 충전재는 경량성 및 저변형 특성, 즉 수축을 방지하기 위해 첨가되며, 글라스 버블, 탈크, 클레이, 산화티탄, 알루미나 및 실리카로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 성형품의 도장, 무도장 분야에 모두 사용될 수 있는 장점이 있는 글라스 버블을 적절하다.
상기 무기 충전재는 폴리아마이드 하이브리드 수지의 무게를 감소시키고 저변형 특성을 발현하여 성형품의 수축을 방지하는 역할을 하며, 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물 총 중량의 17 ~ 20 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 무기 충전재가 17 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 중량 감소 효과가 나타나지 않으며, 20 중량%를 초과하는 경우에는 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물에 무기 충전재가 균일하게 분산되지 않아 외관상 문제가 발생할 수 있다.　
또한, 상기 무기 충전재의 평균 입자 지름은 특별히 한정되지 않지만, 0.01 ~ 5 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 무기 충전재의 입경을 0.01 ㎛ 미만으로 하는 경우에는 작은 크기로 인해 유동성이 저하되어 외관에 악영향을 미치는 문제가 있고, 5 ㎛를 초과하는 경우에는 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물에서 균일하게 분산되지 않는 문제가 있다.
(D) 활제
본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물에 포함되는 활제는 압출, 사출 공정시 원활한 유동성을 제공하기 위해, 구체적으로 사출기의 스크류 및 압출기 내 원료 공급이 증진되고 금형 내 수지의 흐름성 증진, 금형에서의 이형성 증진을 위해 첨가된다.
이때, 덴드리머와 함께 첨가될 수 있는데, 덴드리머를 포함함으로써 사출 공정시 무기 충전재가 표면으로 노출되는 것을 방지하여 표면 불량 현상을 방지할 수 있다.
상기 활제는 아연 스테아레이트, 구리 스테아레이트, 크롬 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트 및 니켈 스테아레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 활제는 상기 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물 총 중량의 0.1 ~ 3 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 활제가 전술한 범위로 포함됨으로써, 수지와 압출기 사이의 마찰을 줄일 수 있어 수지의 균일한 물성을 확보할 수 있으며, 또한 성형품의 내열성을 향상시켜, 성형품의 이송 과정에서 열 및/또는 습도에 의해 일부 성분이 표면으로 용출되는 현상을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물은 전술한 바와 같이, 지방족 폴리아마이드 수지, 방향족 폴리아마이드 수지, 무기 충전재 및 활제를 전술한 범위로 포함하여, 내열성, 내흡습성 및 인장강도가 향상된다.
또한, 본 발명은 상기 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물은 사슬 연장제 0.1 ~ 2 중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 사슬 연장제는 지방족 폴리아마이드 수지 및 방향족 폴리아마이드 수지의 사슬을 연결하여 성형품의 인장강도를 추가로 증가시키기 위해 추가될 수 있고, 상기 사슬 연장제는 비스-N-아실 비스락탐 화합물 및 그의 혼합물이 사용될 수 있다. 바람직한 사슬 연장제로는 이소프탈로일 비스-카프로락탐(IBC), 아디포일 비스-카프로락탐(ABC), 터프탈로일 비스-카프로락탐 (TBC) 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
사슬 연장제는 산 말단기 또는 아민 말단기를 갖는 폴리아마이드 사슬과 폴리아마이드 사슬의 아민 말단기 또는 산 말단기와 반응하는 두 반응성 말단기를 갖는 사슬 연장제 사이의 반응을 기초로 작용한다. 즉, 비스-N-아실 비스락탐 화합물인 사슬 연장제 화합물은 폴리아미드 사슬의 아민 말단기와 화학량론적으로 반응한다. 이는 비스-N-아실 비스락탐 화합물의 하나의 락탐 말단기가 폴리아미드 사슬의 하나의 아민 말단기와 반응하는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물에서 사슬 연장제와의 반응을 나타낸 모식도로서, 폴리아마이드의 사슬 말단(산 또는 아민)과 폴리아마이드의 아민 또는 산 말단이 반응하여 두 폴리아마이드 사슬을 연결시켜, 인장강도를 향상시키는 효과가 있음을 나타낸다.
상기 사슬 연장제는 중량 평균 분자량(Mw)이 6500 ~ 7000 범위이고, 에폭시 당량이 270 ~ 300 g/mol 범위를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 사슬 연장제는 상기 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물 총 중량의 0.1 ~ 2 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 사슬 연장제를 0.1 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 분자량 증가에 의한 인장강도 향상 효과가 나타나지 않는 문제가 있고, 2 중량%를 초과하는 경우에는 사슬 연장제 외의 다른 성분의 첨가량이 증가하여 기계적 물성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 본 발명은 지방족 폴리아마이드 40 ~ 70 중량%, 방향족 폴리아마이드 10 ~ 30 중량%, 무기 충전재 17 ~ 20 중량%; 및 활제 0.1 ~ 3 중량%를 포함하는 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물로부터 제조되는 경량 및 고강도 성형품을 제공한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물은 지방족 폴리아마이드 수지, 방향족 폴리아마이드 수지, 무기 충전재 및 활제를 포함함으로써, 제조된 성형품의 내열성, 내흡습성 및 인장강도를 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물은 사슬 연장제를 0.1 ~ 2 중량%로 더 포함하여, 인장강도를 추가로 향상시킬 수 있으며, 사슬 연장제의 종류는 전술한 바와 동일하다.
본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물로 제조된 성형품은 비중이 0.904 ~ 0.942이고, 건식 인장강도가 59.87 ~ 74.82 MPa이며, 습식 인장강도가 36.57 ~ 47.8 MPa일 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 실시예는 본 발명을 좀더 상세하게 설명하기 위하여 예시로 제시한 것에 불과하다. 따라서 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
실시예 1 내지 5: 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물의 제조
하기 표 1에 기재된 성분을 혼합하여 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물을 제조하였다.
예 지방족 폴리아마이드 수지 방향족 폴리아마이드 수지 무기 충전재 활제 사슬 연장제 총합
(중량%)
PA410 PA6 폴리아마이드 6T 글라스 버블 아연 스테아레이트 ADR4370
실시예 1 50중량% - 30중량% 17.5중량% 2.5중량% - 100
실시예 2 50중량% - 30중량% 17.5중량% 1.5중량% 1중량% 100
실시예 3 - 70중량% 10중량% 17.5중량% 1.5중량% 1중량% 100
실시예 4 - 60중량% 20중량% 17.5중량% 1.5중량% 1중량% 100
실시예 5 - 50중량% 30중량% 17.5중량% 1.5중량% 1중량% 100
참고예 1 - 40중량% 40중량% 17.5중량% 1.5중량% 1중량% 100
비교예 1 80중량% - - 17.5중량% 2.5중량% - 100
비교예 2 80중량% - - 17.5중량% 1.5중량% 1중량% 100
비교예 3 - 80중량% - 17.5중량% 1.5중량% 1중량% 100
실시예 6 내지 10: 폴리아마이드 수지 조성물로 제조되는 경량 및 고강도 성형품의 제조
상기 실시예 1 내지 5의 폴리아마이드 수지 조성물을 L/D=40, 직경 45 mm인 이축(twin screw type) 압출기에 투입하고, 바렐 온도 300 ℃ 조건에서 용융 및 압출하여 펠렛을 제조하였다. 제조된 펠렛은 100 ℃에서 6 내지 8시간 동안 제습 건조한 후, 실린더 온도 320 ℃, 금형 온도 80 ℃ 조건의 사출기에서 사출하여 성형품을 제조하였다.
참고예 1
상기 표 1에 기재된 성분을 혼합하여 폴리아마이드 수지 조성물을 제조하였다. 구체적으로, 참고예 1에서는 방향족 폴리아마이드 수지의 함량을 40 중량%로 첨가하였다.
비교예 1 내지 3
상기 표 1에 기재된 성분의 폴리아마이드 수지 조성물을 L/D=40, 직경 45 mm인 이축(twin screw type) 압출기에 투입하고, 바렐 온도 300 ℃ 조건에서 용융 및 압출하여 펠렛을 제조하였다. 제조된 펠렛은 100 ℃에서 6 내지 8시간 동안 제습 건조한 후, 실린더 온도 320 ℃, 금형 온도 80 ℃ 조건의 사출기에서 사출하여 성형품을 제조하였다.
<실험예>
실험예 1: 폴리아마이드 수지 조성물로 제조된 성형품의 인장강도 및 연신율 분석
본 발명에 따른 폴리아마이드 수지 조성물로 제조된 성형품의 인장강도 및 연신율을 분석하였다.
인장강도는 ASTM D638 방법에 의하여, 테스트 기기인 U.T.M (제조사; Instron, 모델명; 4466)을 이용하여 크로스헤드 스피드(cross head speed)를 200 ㎜/min(1T)으로 당긴 후, 시편이 절단되는 지점을 측정하였다.　인장강도는 다음과 같이 계산하였다:
인장강도(kgf/㎟) = 로드(load)값(kgf) / 두께(㎜) x 폭(㎜).
또한, 연신율은 ASTM D882에 의거하여 시편을 제작한 후 만능시험기(UTM, LR30K, LLOYD Instruments)를 사용하여　연신율을 측정하였다.
예 비중 인장강도(MPa) 연신율(%)
건식 습식
실시예 6 0.904 65.79 40.32 -
실시예 7 0.915 74.83 47.80 -
비교예 1 0.926 60.7 32.62 -
비교예 2 0.9267 60.9 32.65 -
상기 표 2를 참고하면, 비교예 1에는 지방족 폴리아마이드 수지, 글라스 버블 및 활제인 아연 스테아레이트로 구성된 성형품으로 비교예 2에서와 같이 사슬 연장제를 첨가하여도, 인장강도는 개선되지 않는 것을 알 수 있다.
실시예 6은 비교예 1의 구성에 방향족 폴리아마이드 수지를 첨가된 것으로, 인장강도가 32.62 MPa에서 40.32 MPa로 증가하는 것을 알 수 있고, 특히 실시예 7은 방향족 폴리아마이드 수지뿐만 아니라, 사슬 연장제가 첨가된 것으로, 인장강도가 47.8 MPa로 증가하여 인장강도가 추가로 향상되는 것을 알 수 있다.
실험예 2: 방향족 폴리아마이드 수지 함량에 따른 성형품의 인장강도 분석
본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물에서 방향족 폴리아마이드의 함량에 따른 성형품의 인장강도 및 표면 변화를 분석하고 그 결과를 표 3, 도 3 및 도 4에 나타내었다.
예 비중 인장강도(MPa) 연신율(%)
건식 습식
실시예 8 0.935 59.87 36.57 3.3
2.85
실시예 9 0.935 64.69 39.56 3.5
3.38
실시예 10 0.942 68.37 41.33 3.43
3.5
참고예 1 0.949 67.88 39.75 3.4
3.53
비교예 3 0.930 48.44 29.18 2.6
3.63
상기 표 3을 참고하면, 방향족 폴리아마이드 수지가 포함되지 않는 비교예 3은 건식 인장강도 및 습식 인장강도가 각각 48.44 MPa 및 29.18 MPa이고, 방향족 폴리아마이드 수지가 10 중량%로 포함된 실시예 8은 건식 인장강도 및 습식 인장강도가 각각 59.87 MPa 및 36.57 MPa로 나타나, 방향족 폴리아마이드 수지가 포함되면 건식 인장강도 및 습식 인장강도가 향상된 것을 알 수 있다.
또한, 방향족 폴리아마이드 수지가 20 중량%로 포함된 실시예 9는 건식 인장강도 및 습식 인장강도가 각각 64.69 MPa 및 39.56 MPa이고, 방향족 폴리아마이드 수지가 30 중량%로 포함된 실시예 10은 건식 인장강도 및 습식 인장강도가 각각 68.37 MPa 및 41.33 MPa여서, 방향족 폴리아마이드 수지 함량이 증가할수록 인장강도가 향상되는 것을 알 수 있다.
그러나, 방향족 폴리아마이드 수지가 40 중량%로 포함된 참고예 1은 건식 인장강도 및 습식 인장강도가 각각 67.88 MPa 및 39.75 MPa여서, 방향족 폴리아마이드 수지가 30 중량%로 포함된 실시예 10보다 인장강도가 다소 저하되고, 무엇보다도 성형품에서 표면 불량 현상이 나타나는 문제가 있다.
관련하여, 도 3은 본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물로 제조된 성형품을 나타낸 사진이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 방향족 폴리아마이드 수지 함량이 증가할수록 표면 불량이 개선되는 것을 알 수 있고, 방향족 폴리아마이드 수지 함량이 30 중량%를 초과하면 성형품의 표면에서 불량 현상이 발생하는 것을 알 수 있다.
또한, 도 4는 본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물로부터 제조된 성형품의 방향족 폴리아마이드 수지 함량에 따른 인장강도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물로부터 제조된 성형품에서 방향족 폴리아마이드 함량이 증가함에 따라 인장강도가 향상되는 것을 알 수 있고, 방향족 폴리아마이드 수지 함량이 30 중량% 첨가되었을 때를 고점으로 방향족 폴리아마이드 수지가 40 중량%로 포함되면 인장강도가 다소 낮아지는 것을 알 수 있다.
따라서, 성형품의 표면 불량 현상을 방지하기 위해, 본 발명에 따른 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물에서 방향족 폴리아마이드 수지의 함량은 10 ~ 30 중량%로 포함되는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

Claims (11)

  1. 지방족 폴리아마이드 수지 40 ~ 70 중량%;
    방향족 폴리아마이드 수지 10 ~ 30 중량%;
    무기 충전재 17 ~ 20 중량%; 및
    활제 0.1 ~ 3 중량%;를 포함하는 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물은 사슬 연장제 0.1 ~ 2 중량%를 더 포함하는 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 사슬 연장제는 이소프탈로일 비스-카프로락탐(IBC), 아디포일 비스-카프로락탐(ABC) 및 터프탈로일 비스-카프로락탐(TBC)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지방족 폴리아마이드 수지는 폴리아마이드 6, 폴리아마이드 66, 폴리아마이드 46, 폴리아마이드 610 및 폴리아마이드 410으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 방향족 폴리아마이드 수지는 폴리아마이드 6T, 폴리아마이드 6T/66, 폴리아마이드 6T/DT, 폴리아마이드 6I, 폴리아마이드 9T, 폴리아마이드 10T 및 이들의 중합체로 이루어진 군으로부터 1종인 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무기 충전재는 글라스 버블, 탈크, 클레이, 산화티탄, 알루미나, 및 실리카로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 활제는 아연 스테아레이트, 구리 스테아레이트, 크롬 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 니켈 스테아레이트 및 덴드리머로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물.
  8. 지방족 폴리아마이드 수지 40 ~ 70 중량%, 방향족 폴리아마이드 수지 10 ~ 30 중량%, 무기 충전재 17 ~ 20 중량%; 및 활제 0.1 ~ 3 중량%를 포함하는 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물로부터 제조되는 경량 및 고강도 성형품.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 폴리아마이드 하이브리드 수지 조성물은 0.1 ~ 2 중량%의 사슬 연장제를 더 포함하는 경량 및 고강도 성형품.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 사슬 연장제는 이소프탈로일 비스-카프로락탐(IBC), 아디포일 비스-카프로락탐(ABC) 및 터프탈로일 비스-카프로락탐(TBC)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 경량 및 고강도 성형품.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 성형품은 비중이 0.904 ~ 0.949이고, 건식 인장강도가 59.87 ~ 74.83 MPa이며, 습식 인장강도가 36.57 ~ 47.8 MPa인 경량 및 고강도 성형품.
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