KR100193370B1 - 저광택 고무변성 스티렌계 열가소성 수지 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저광택 고무변성 스티렌계 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고무상 중합체를 비닐시안화화합물 및 방향족비닐화합물과 그라프트 공중합하여 제조된 수지 조성물과 광택도의 저하를 목적으로 시클릭 이미노에테르(cyclic iminoether) 관능기를 곁가지로 갖는 공중합체를 소광제로 첨가함으로써 기계적강도, 내열성 및 충격강도 등의 저하없이 현저한 소광효과를 나타내는 고무변성 스티렌계 열가소성 수지조성물에 관한 것이다.

Description

저광택 고무변성 스티렌계 열가소성 수지 조성물

본 발명은 저광택 고무변성 스티렌계 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고무상 중합체를 비닐시안화화합물 및 방향족비닐화합물과 그라프트 공중합하여 제조된 수지 조성물과 광택도의 저하를 목적으로 시클릭 이미노에테르(cyclic iminoether) 관능기를 곁가지로 갖는 공중합체를 소광제로 첨가함으로써 기계적강도, 내열성 및 충격강도 등의 저하없이 현저한 소광효과를 나타내는 고무변성 스티렌계 열가소성 수지조성물에 관한 것이다.

일반적으로 열가소성 수지의 성형품은 높은 표면광택도를 나타내며 이는 플라스틱 성형품의 장점이 되기도 하지만 특정 용도에서는 시각장애를 유발하는 등 단점으로 작용하기도 한다. 예를들어, 자동차 내장재, 컴퓨터 터미널, 사무기기 및 전기·전자제품의 하우징 등의 용도에서는 시각장애 효과의 제거 및 고급스런 분위기의 연출을 위하여 저광택의 표면이 요구된다.

이와 같은 요구에 따라 수지성형품의 표면광택을 줄이기 위해 다음과 같은 방법들이 개시된 바 있다.

첫 번째 방법으로 실리카, 실리케이트, 칼슘카보네이트 또는 알루미나 등의 무기충진제를 첨가하는 방법이 있고, 두 번째로는 0.5㎛ 이상의 입경을 갖는 대구경 고무입자를 이용하거나 10∼100㎛ 정도의 가교입자를 이용하는 방법이 있으며, 세 번째로는 글리시딜 관능기를 갖는 공중합체를 첨가하는 방법이 있다.

그러나, 무기충진제를 첨가하는 방법은 그 소광효과가 미미하고, 소광효과의 증대를 위해서 첨가제의 함량을 늘렸을 때 충격강도와 유동성이 급격히 감소하는 문제가 있다.

그리고, 대구경 고무입자나 가교입자를 이용하는 방법은 가공조건에 의해 광택도의 변화가 심하고 성형품 표면에 플로우 마크(flow mark)를 유발하는 단점이 있다.

또한, 글리시딜 관능기를 갖는 공중합체를 첨가하는 방법은 가공중에 가교반응을 유발하여 유동성을 악화시킬 뿐만 아니라 충격특성을 저하시키는 단점이 있다.

따라서, 본 발명자들은 상기와 같은 종래의 수지 소광방법의 문제점을 해결하기 위하여 높은 표면광택도의 특성을 보이는 고무변성 스티렌계 수지에 시클릭 이미노에테르(cyclic iminoether) 관능기를 곁가지로 가지는 공중합체를 소광제로서 첨가한 결과 기계적강도, 열변형온도 및 충격강도 등의 저하없이 현저한 소광효과를 나타냄을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 고무상 중합체를 비닐시안화화합물 및 방향족비닐화합물과 공중합하여 제조된 그라프트 공중합체를 주성분으로 하는 열가소성 수지조성물에 있어서, 상기 공중합체 80∼99.5 중량%와 다음 구조식의 공중합체 0.5∼20 중량%로 이루어진 것을 그 특징으로 한다.

상기식에서, R₁, R₂, R₃및 R₄는 메틸기 또는 수소원자이고,

R₅는 C_1∼2의 알킬기, 할로겐 원자 또는 수소원자이고,

R₆은 C_1∼2의 알킬기, 아릴, 알킬아릴 또는 수소원자이고,

n은 0 또는 1이고,

a는 1∼50%, b는 0∼99%, c는 0∼50%, d는 0∼50%이며,

단, a+b+c+6는 100%이다.

이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 소광제로서 시클릭 이미노에테르 관능기를 갖는 공중합체를 첨가한 저광택 고무변성 스티렌계 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.

본 발명에서의 수지 성분은 고무상 중합체를 비닐시안화화합물 및 방향족비닐화합물과 그라프트 공중합하여 제조된 것으로서, 예를들면 ABS수지가 이에 속한다.

이때, 고무상 중합체로는 폴리부타디엔, 부타디엔-스티렌 공중합체, 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리이소프렌 또는 폴리클로로프렌 등과 같은 디엔형 고무, 부틸아크릴레이트-메틸메타크릴레이트-(메트)아크릴 에스테르 공중합체 등과 같은 아크릴고무 및 에틸렌-프로필렌 공중합체 고무, 수소화 폴리부타디엔, 플루오로화 고무 또는 실리콘 고무 등과 같은 포화고무 등이 있다.

고무상 중합체의 최적 입자직경은 0.1∼0.4㎛ 이고, 최종 수지조성물 중의 고무상 중합체의 함량은 5∼50 중량%, 바람직하게는 10∼35 중량%이다. 만일, 고무상 중합체의 함량이 5 중량% 미만이면 내충격성에 문제가 있고, 50 중량%를 초과하는 경우 가공성 및 열안정성에 문제가 있다.

그리고, 본 발명에서는 기본적으로 상기 고무상 중합체와 함께 공중합되는 비닐시안화화합물로는 아크릴로니트릴을 사용하고, 방향족비닐화합물로는 스티렌을 사용한다.

공정시 수지조성물에 우수한 유동성이 필요할 경우, 방향족비닐화합물의 일부분을 아크릴에스테르 또는 메타크릴에스테르로 대체할 수 있다. 이때, 에스테르 단량체로서는 부틸 아크릴레이트가 바람직하며, 그 함량은 상기의 방향족비닐화합물 함량의 5∼50 중량%, 바람직하게는 10∼40 중량%의 방향족비닐화합물을 대체할 수 있다.

만일, 에스테르 단량체의 양이 5 중량% 미만이면 에스테르 단량체의 사용으로 충분한 효과를 발휘할 수 없어 그 첨가의 효과가 미미하고, 그 함량이 50 중량%를 초과하는 경우 내열성이 저하된다.

한편, 수지조성물에 높은 내열성이 필요할 때는, α-메틸스티렌을 방향족비닐화합물로서 사용할 수 있다.

상기와 같은 조성으로 고무상 중합체와 비닐시안화화합물 및 방향족비닐화합물을 공중합하는 경우, 그 중합방법은 통상의 유화중합, 현탁중합, 괴상중합 및 용액중합 중에서 선택된 방법으로 수지를 제조할 수 있으며, 제조된 수지의 예로는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS), 부타디엔 고무변성 스티렌 수지(HIPS), 부타디엔-메틸메타크릴레이트-스티렌 공중합체(MBS), 부타디엔-아크릴로니트릴-메틸메타크릴레이트-스티렌 공중합체(ARSM) 등이 대표적인 예이다.

상기와 같은 수지 성분은 전체 수지 조성중 80∼99.5 중량%이며, 그 함량이 90 중량% 미만이면 유동성과 기계적 물성의 악화를 초래하고 99.5 중량%를 초과하는 경우 소광효과가 불충분한 문제가 있다.

한편, 본 발명에서 소광효과를 나타내기 위해 첨가되는 소광제로서는 상기 구조식과 같은 시클릭 이미노에테르 관능기를 곁가지로 갖는 공중합체를 사용하는 바, 비닐계 단량체들이 고분자 주쇄의 성분을 이루고 있다.

이와같은 공중합체의 효과적인 함량은 최종 수지조성물의 0.5∼20 중량%로 사용하는 것이 효과적이며, 만일 그 함량이 0.5 중량% 미만이면 소광효과가 불충분하고 20 중량%를 초과하면 유동성과 기계적 물성의 악화를 초래하고 가격이 상승한다.

상기 구조식의 공중합체는 괴상중합, 현탁중합 또는 유화중합 등과 같은 일반적인 비닐계 단량체들의 중합방법에 의하여 얻을 수 있다.

그밖에, 본 발명의 수지조성물에는 일반적 플라스틱 수지조성물에 쓰이는 여러 유형의 첨가제들이 추가되어질 수 있다. 예를들면, 산화방지제, 열안정제, 광안정제, 활제, 난연제, 가소제, 대전방지제, 항균제, 충격보강제, 착색제, 이형제 등이 이에 포함된다.

상기와 같은 조성의 성분들을 이용하여 열가소성 수지 성형물을 제조하기 위해서는 이들 조성을 180∼220℃의 온도에서 이축용융혼련 압출기로 혼련압출하여 성형용 펠렛을 제조한 후 이를 80∼85℃에서 2∼4시간 열풍건조하고 사출성형기로 성형한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 저광택 고무변성 스티렌계 열가소성 수지조성물은 내열성, 내충격성이 우수하고 제반물성이 균형을 이루며 별도 공정의 추가 없이도 표면광택을 현저히 감소시켜 시각장애효과 감소 및 우아한 분위기가 연출되므로 자동차의 내장재, 사무기기나 전기·전자제품들의 외장재와 같은 분야에 매우 유용하게 사용될 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1∼12 및 비교예 1∼6]

다음 표 1에 나타낸 바와 같은 조성 및 함량으로 180∼220℃의 온도에서 이축용융혼련 압출기로 혼련압출하여 성형용 펠렛을 제조하고 85℃에서 3시간 열풍건조한 후 200∼230℃의 온도로 사출성형하여 시편을 성형하고 각각의 물성을 평가하였다.

여기서, 각각의 물성의 평가는 ASTM 규격에 의하되 표면광택도의 측정은 ASTM D-523에 의한 60°각도에서의 측정치로서, 내충격성은 ASTM D-526에 의한 1/8 인치 아이조드 시편의 충격강도로서, 기계적 성질은 ASTM D-638 및 D-792에 의한 인장강도와 굴곡강도·굴곡탄성율로서, 그리고 내열성은 ASTM D-648에 의하되 18.6kg의 하중을 적용하여 측정 및 평가하였다.

상기 실시예 및 비교예의 결과로부터 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 내열성, 내충격성이 우수하고 제반물성이 균형을 이루며 별도 공정의 추가 없이도 표면광택을 현저히 감소시켜 시각장애효과 감소 및 우아한 분위기가 연출되므로 자동차의 내장재, 사무기기나 전기·전자제품들의 외장재와 같은 분야에 매우 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있다.

Claims (2)

1. 고무상 중합체를 비닐시안화화합물 및 방향족비닐화합물과 공중합하여 제조된 그라프트 공중합체를 주성분으로 하는 열가소성 수지조성물에 있어서, 스티렌계-아크릴로니트릴계-메틸메타아크릴로니트릴계 공중합체 80∼99.5 중량%와 다음 구조식의 공중합체 0.5∼20 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 저광택 고무변성 스티렌계 열가소성 수지 조성물.

   상기식에서, R₁, R₂, R₃및 R₄는 메틸기 또는 수소원자이고, R₅는 C_1∼2의 알킬기, 할로겐 원자 또는 수소원자이고, R₆은 C_1∼2의 알킬기, 아릴, 알킬아릴 또는 수소원자이고, n은 0 또는 1이고, a는 1∼50%, b는 0∼99%, c는 0∼50%, d는 0∼50%이며, 단, a+b+c+6는 100%이다.
2. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 전체 고무 함량이 5∼50 중량%인 것임을 특징으로 하는 저광택 고무변성 스티렌계 열가소성 수지 조성물.