KR100216450B1 - A conductive polyolefin resin composition - Google Patents

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Abstract

[1. 청구 범위에 기재된 발명이 속한 기술 분야][One. The technical field to which the invention described in the claims belongs]

본 발명은 전기 전도성이 우수한 전도성 폴리올레핀 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a conductive polyolefin resin composition having excellent electrical conductivity.

[2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제][2. Technical problem to be solved by invention]

방사 또는 사출 성형이 용이하여 생산성이 향상됨과 동시에 열분해로 인한 최종 제품의 물성 저하가 없고 전기 전도성이 양호한 전도성 폴리올레핀 수지 조성물을 제공한다.It is easy to spin or injection molding to improve the productivity and at the same time provide a conductive polyolefin resin composition having good electrical conductivity without degradation of physical properties of the final product due to thermal decomposition.

[3. 발명의 해결 방법의 요지][3. Summary of the Solution of the Invention]

폴리올레핀 수지 50

Figure kpo00001
90 중량
Figure kpo00002
와 전도성 충전제 10
Figure kpo00003
50 중량
Figure kpo00004
로 구성된 폴리올레핀 수지와 전도성 충진제의 혼합물 100 중량부에 대해 분산제 0.1
Figure kpo00005
3 중량부, 내부활제 0.05
Figure kpo00006
1 중량부, 가공조제 0.05
Figure kpo00007
2 중량부, 1차 산화방지제 0.05
Figure kpo00008
0.8 중량부 및 2차 산화방지 제 0.05
Figure kpo00009
0.4 중량부를 첨가하여 전도성 폴리올레핀 수지 조성물을 제조한다.Polyolefin Resin 50
Figure kpo00001
90 weight
Figure kpo00002
With conductive filler 10
Figure kpo00003
50 weight
Figure kpo00004
Dispersant 0.1 to 100 parts by weight of the mixture of the polyolefin resin and the conductive filler
Figure kpo00005
3 parts by weight, internal lubricant 0.05
Figure kpo00006
1 part by weight, processing aid 0.05
Figure kpo00007
2 parts by weight, primary antioxidant 0.05
Figure kpo00008
0.8 parts by weight and secondary antioxidant 0.05
Figure kpo00009
0.4 parts by weight is added to prepare a conductive polyolefin resin composition.

[4. 발명의 중요한 용도][4. Important uses of the invention]

본 발명의 전도성 폴리올레핀 수지 조성물은 우수한 전기 전도성이 요구되는 각종 섬유, 전자 부품, 자동차 부품 및 첨단 소재 부품 제조에 사용된다.The conductive polyolefin resin composition of the present invention is used for manufacturing various fibers, electronic parts, automobile parts, and high-tech material parts that require excellent electrical conductivity.

Description

전도성 폴리올레핀 수지 조성물Conductive Polyolefin Resin Composition

본 발명은 전기 전도성이 우수한 전도성 폴리올레핀 수지 조성물에 관한 것이다. 전도성 폴리올레핀 수지 조성물은 섬유, 공업용 전자부품, 자동차 부품 및 첨단 소재 부품에서 유용하게 사용될 수 있다. 폴리올레핀 수지를 대표하는 폴리에틸렌(이하 PE라고 한다)과 폴리프로필렌(이하 PP라고 한다)은 에틸렌과 프로필렌을 각각 단독으로 중합하여 제조한 수지이다. 최근에는 에틸렌과 프로필렌의 공중합체, 에틸렌과 다른 비닐계 단량체와의 공중합체 및 프로필렌과 다른 비닐계 단량체와의 공중합체들도 상용화 되어 있다.The present invention relates to a conductive polyolefin resin composition having excellent electrical conductivity. The conductive polyolefin resin composition may be usefully used in fibers, industrial electronic parts, automobile parts, and high-tech material parts. Polyethylene (hereinafter referred to as PE) and polypropylene (hereinafter referred to as PP) representing polyolefin resins are resins produced by polymerizing ethylene and propylene alone. Recently, copolymers of ethylene and propylene, copolymers of ethylene and other vinyl monomers, and copolymers of propylene and other vinyl monomers have also been commercialized.

폴리올레핀 수지는 내약품성, 내구성, 내화학성 및 기계적 물성 등이 우수하여 용기, 필름, 섬유, 사출품 또는 파이프 등의 용도로 우리 인간 사회에서 광범위하게 사용되고 있는 범용 플라스틱이다. 하지만 폴리올레핀 수지는 일반적인 플라스틱과 마찬가지로 그 자체가 1014

Figure kpo00010
1016
Figure kpo00011
Figure kpo00012
영역의 체적전기 저항값을 가지고 있는 부도체이다.Polyolefin resin is a general-purpose plastic that is widely used in our human society for use in containers, films, fibers, injection products, or pipes due to its excellent chemical resistance, durability, chemical resistance, and mechanical properties. But polyolefin resins, like ordinary plastics, are themselves 10 14
Figure kpo00010
10 16
Figure kpo00011
Figure kpo00012
It is an insulator with a volumetric electric resistance of the region.

따라서 고분자 재료의 우수한 물성을 가지면서도 전기 전도성이 우수한 고분자를 제조하기 위한 노력이 전세계적으로 활발히 진행되고 있다. 그 대표적인 예가 폴리아닐린계의 고분자다. 하지만 폴리아닐린계 수지는 기계적 물성의 취약점과 높은 가격 때문에 상용화되지 못하고 있다. 또한 폴리아닐린계 수지의 체적전기 저항값은 108

Figure kpo00013
1010
Figure kpo00014
Figure kpo00015
영역으로 전도성 물질로 분류되기는 어렵다.Therefore, efforts to manufacture a polymer having excellent electrical properties and excellent electrical conductivity have been actively conducted worldwide. A representative example is a polyaniline polymer. However, polyaniline resins are not commercialized due to the weakness of mechanical properties and high price. In addition, the volume electric resistance value of the polyaniline-based resin is 10 8
Figure kpo00013
10 10
Figure kpo00014
Figure kpo00015
It is difficult to classify the conductive material as a region.

한편 폴리올레핀 수지에 카본블랙을 첨가하여 수지의 체적전기 저항값을 저하시킴으로서 폴리올레핀 수지에 전도성을 부여하는 방법이 알려져 있다. 카본블랙은 고무, 플라스틱 충진제 및 흑색 안료로 광범위하게 사용되고 있다. 카본블랙은 탄화수소 화합물(Hydrocarbon Gas or Oil)의 열분해로 만들어 지는데 제조 공정과 탄화수소 화합물의 종류에 따라 램프 블랙(Lamp Black), 샤넬 블랙(Channel Black), 셔멀 블랙(Thermal Black), 아세틸렌 블랙(Acetylene Black), 가스-퍼어네이스 블랙(Gas-furnace Black), 및 오일 퍼어네이스 블랙(Oil-furnace Black)등으로 나뉘어 진다. 카본블랙은 결정구조의 특징으로 인해 전기 전도성을 가진다. 카본블랙 결정자의 구조는 흑연 결정을 구성하는 것과 같은 모양의 다환 방향족 화합물로 보이는 약 90개 정도의 탄소 원자가 육각 망상으로 배열되어 층 평면이 3-5층 정도 등간격으로 평행되게 중첩되어 있다.On the other hand, a method of imparting conductivity to a polyolefin resin by adding carbon black to the polyolefin resin to lower the volumetric electric resistance value of the resin is known. Carbon black is widely used in rubber, plastic fillers and black pigments. Carbon Black is made by pyrolysis of Hydrocarbon Gas or Oil. Depending on the manufacturing process and type of hydrocarbon compound, Lamp Black, Chanel Black, Channel Black, Thermal Black, Acetylene Black Black), Gas-furnace Black, and Oil-furnace Black. Carbon black has electrical conductivity due to its crystal structure. In the structure of the carbon black crystallites, about 90 carbon atoms, which appear to be polycyclic aromatic compounds having the same shape as graphite crystals, are arranged in a hexagonal network so that the layer planes overlap in parallel at equal intervals of about 3-5 layers.

이러한 구조를 갖는 결정의 헥사고날 레이어 프레인(hexagonal layer plane)내에서 높은 전자 유동성을 가지기 때문에 전기 전도성을 가진다. 이러한 카본블랙의 전기 전도성은 입자 크기 구조 및 표면의 화학적 특성에 따라 크게 좌우된다. 일반적으로 카본블랙은 10-2- 100

Figure kpo00016
Figure kpo00017
범위의 체적전기 저항값을 가지고 있는 것으로 알려져 있다.It has electrical conductivity because it has high electron flow in the hexagonal layer plane of the crystal having such a structure. The electrical conductivity of these carbon blacks is highly dependent on the particle size structure and the chemical properties of the surface. Generally carbon black is 10 -2-10 0
Figure kpo00016
Figure kpo00017
It is known to have a volumetric resistance value in the range.

이와 같은 카본블랙을 폴리올레핀 수지에 첨가하여 폴리올레핀 수지 조성물이 101- 102

Figure kpo00018
Figure kpo00019
정도의 체적전기 저항값을 갖게하기 위해서는 국내에서 생산되는 전도성 카본블랙을 기준으로 할 때 약 30-50 중량
Figure kpo00020
, 외국산 전도성 카본블랙을 사용할 경우 15
Figure kpo00021
30 중량
Figure kpo00022
의 카본블랙을 수지에 첨가해야 된다. 이것을 부피로 따져보면 수지에 비해 1.5-3배 부피의 카본블랙을 수지중에 완전히 분산, 분배시켜야 하므로 대단히 어려운 작업이다. 또한 조성물내 카본블랙의 함량이 증가함에 따라 가공시 점도가 급격히 상승하여 섬유 제조를 위한 방사 공정이나 각종 부품 제조를 위한 압출공정이 매우 까다롭게 되는 문제가 있다.By adding such carbon black to the polyolefin resin, the polyolefin resin composition is 10 1-10 2
Figure kpo00018
Figure kpo00019
In order to have a volumetric electric resistance value of about 30-50 weight based on the conductive carbon black produced in Korea
Figure kpo00020
, When using foreign conductive carbon black 15
Figure kpo00021
30 weight
Figure kpo00022
Should be added to the resin. In terms of volume, it is very difficult to disperse and distribute 1.5-3 times the volume of carbon black in the resin. In addition, as the content of carbon black in the composition increases, the viscosity increases sharply during processing, so that the spinning process for fiber production or the extrusion process for manufacturing various parts becomes very difficult.

이와 같은 문제해결을 위해 폴리올레핀 수지내에 카본블랙을 수차례 분산 투입하는 방법이 제안되고 있다. 보다 구체적으로는 폴리올레핀 수지에 카본블랙을 드라이 블렌딩하여 1차 압출하고, 여기에 다시 카본블랙을 첨가하면서 2차, 3차 반복 압출하여 카본블랙 농도를 높여 전도성 폴리올레핀 수지 조성물을 제조하고 있다. 이 방법은 조성물내에서 카본블랙의 분산과 분배는 효율적으로 이루어지지만 몇 차례 압출을 반복해야 하므로 제조시간이 길고, 반복되는 압출과정에서 열에 의한 수지의 분해가 심하게 발생하기 때문에, 섬유 등의 최종제품 물성이 저하되는 문제가 발생한다.In order to solve such a problem, a method of dispersing and dispensing carbon black several times in a polyolefin resin has been proposed. More specifically, carbon black is dry blended to the polyolefin resin and firstly extruded, and carbon black is further added to the polyolefin resin, thereby repeatedly extruding the second and third times to increase the carbon black concentration to prepare a conductive polyolefin resin composition. This method is effective in dispersing and distributing carbon black in the composition, but it requires a long time of extrusion because the extrusion process is repeated several times, and since the decomposition of resin by heat occurs severely in the repeated extrusion process, the final product such as fiber The problem is that the physical properties are lowered.

이상에서 설명한 바와같이 폴리올레핀 수지에 카본블랙을 첨가하여 전도성 폴리올레핀 수지 조성물을 제조함에 있어서, 최종 제품의 제조를 위한 방사 또는 압출 공정이 용이하고, 방사 또는 압출 공정이 보다 간소화 될 수 있어서 생산성 및 최종제품의 물성이 향상되는 전도성 폴리올레핀 수지 조성물의 개발이 요구되어 오고 있다.As described above, in the production of the conductive polyolefin resin composition by adding carbon black to the polyolefin resin, the spinning or extrusion process for the manufacture of the final product is easy, and the spinning or extrusion process can be simplified, so that the productivity and the final product There has been a demand for development of a conductive polyolefin resin composition having improved physical properties.

본 발명은 이상에서 설명한 종래 기술들의 문제점을 해결하기 위해서 1회의 배합 공정과 압출 공정으로도 석유 등의 최종 제품을 제조할 수 있어서 생산성 및 최종 제품의 물성이 향상되며, 양호한 전기 전도성을 갖는 전도성 폴리올레핀 수지 조성물을 제공하고자 한다.In order to solve the problems of the related arts described above, the present invention can produce a final product, such as petroleum, even in one mixing process and an extrusion process, thereby improving productivity and physical properties of the final product, and conducting polyolefin having good electrical conductivity. It is intended to provide a resin composition.

본 발명은 카본블랙이 첨가되어 전기 전도성이 우수한 전도성 폴리올레핀 수지 조성물에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 본 발명은 폴리올레핀 수지 50

Figure kpo00023
90 중량
Figure kpo00024
와 전도성 충진제 10
Figure kpo00025
50 중량
Figure kpo00026
로 구성된 폴리올레핀 수지와 전도성 충진제의 혼합물 100 중량부에 대해 분산제 0.1
Figure kpo00027
3 중량부, 내부활제 0.05
Figure kpo00028
1 중량부, 가공조제 0.05
Figure kpo00029
2 중량부, 1차 산화방지제 0.05
Figure kpo00030
0.8 중량부 및 2차 산화방지제 0.05
Figure kpo00031
0.4 중량부가 첨가된 것을 특징으로 하는 전도성 폴리올레핀 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a conductive polyolefin resin composition having excellent electrical conductivity by adding carbon black. More specifically, the present invention is polyolefin resin 50
Figure kpo00023
90 weight
Figure kpo00024
With conductive fillers 10
Figure kpo00025
50 weight
Figure kpo00026
Dispersant 0.1 to 100 parts by weight of the mixture of the polyolefin resin and the conductive filler
Figure kpo00027
3 parts by weight, internal lubricant 0.05
Figure kpo00028
1 part by weight, processing aid 0.05
Figure kpo00029
2 parts by weight, primary antioxidant 0.05
Figure kpo00030
0.8 parts by weight and secondary antioxidant 0.05
Figure kpo00031
It relates to a conductive polyolefin resin composition, characterized in that 0.4 parts by weight is added.

본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.The present invention will be described in more detail.

본 발명에 있어서 폴리올레핀 수지로는 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌아크릴레이트 공중합체, 폴리프로필렌, 염소화폴리에틸렌, 에틸렌프로필렌 공중합체 또는 에틸렌옥텐 공중합체 등이 사용될 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.In the present invention, as the polyolefin resin, high density polyethylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene acrylate copolymer, polypropylene, chlorinated polyethylene, ethylene propylene copolymer or ethylene octene copolymer may be used. . These can be used individually or in mixture of 2 or more types.

이와같은 폴리올레핀 수지에 카본블랙이 고농도로 한번에 첨가되면 조성물의 용융 강도(Melt Strength)가 낮아지기 때문에 작업 수율이 20

Figure kpo00032
40
Figure kpo00033
정도로 저하될 수 있다. 이러한 문제점은 PE, PP 및 이들의 공중합체(이하 EPR이라 한다. ) 등을 선택적으로 서로 혼합사용하므로서 해결할 수 있다. 즉, 다양한 분자구조, 분자량 및 분자량 분포를 가지는 여러 가지 종류의 폴리올레핀을 사용하여 용융 강도를 조절할 수 있다.When high concentrations of carbon black are added to such polyolefin resins at one time, the melt strength of the composition is lowered, resulting in a work yield of 20.
Figure kpo00032
40
Figure kpo00033
To a degree. This problem can be solved by selectively using PE, PP and copolymers thereof (hereinafter referred to as EPR) and the like. That is, the melt strength can be adjusted using various kinds of polyolefins having various molecular structures, molecular weights and molecular weight distributions.

전도성 충진제로는 카본블랙, 구리 등의 금속류 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으나 물성적인 측면에서 카본블랙이 가장 바람직하다. 본 발명은 상기 폴리올레핀 수지에 전도성 충진제를 1차에 걸쳐 전량 첨가하므로서 공정을 간소화하고, 최종 제품의 물성 저하를 방지할 수 있다. 폴리올레핀 수지와 전도성 충진제의 혼합물이 폴리올레핀 수지 50

Figure kpo00034
90 중량
Figure kpo00035
와 전도성 충진제 10
Figure kpo00036
50 중량
Figure kpo00037
로 구성 되도록 폴리올레핀 수지에 전도성 충진제를 첨가한다. 전도성 충진제의 함량이 10 중량
Figure kpo00038
미만일 경우에는 수지 조성물의 전도성이 낮아지고 50 중량
Figure kpo00039
를 초과할 경우에는 수지 조성물의 점도가 너무 높아서 압출 등의 공정성이 저하된다.As conductive fillers, metals such as carbon black and copper or mixtures thereof may be used, but carbon black is most preferred in terms of physical properties. The present invention can simplify the process by adding the entire amount of the conductive filler to the polyolefin resin over the first step, it is possible to prevent the degradation of the physical properties of the final product. The mixture of polyolefin resin and conductive filler is polyolefin resin 50
Figure kpo00034
90 weight
Figure kpo00035
With conductive fillers 10
Figure kpo00036
50 weight
Figure kpo00037
The conductive filler is added to the polyolefin resin so as to consist of. 10 wt% of conductive filler
Figure kpo00038
If less than 50% of the resin composition is low conductivity
Figure kpo00039
When exceeding, the viscosity of a resin composition is too high and processability, such as extrusion, falls.

이와같이 폴리올레핀 수지 50

Figure kpo00040
90 중량
Figure kpo00041
와 전도성 충진제 10
Figure kpo00042
50 중량
Figure kpo00043
로 구성된 폴리올레핀 수지와 전도성 충진제의 혼합물에 분산제, 내부활제, 가공조제 및 산화방지제를 첨가한다. 고농도의 카본블랙을 폴리올레핀 수지에 첨가하여 압출시 많은 마찰열이 발생하고, 이로인해 수지의 열분해가 수반되어 조성물의 물성을 저하시키므로 압출기 실린더의 냉각에 의한 온도 조절만으로는 열분해를 막기가 어렵다. 따라서 산화방지제의 첨가가 필수적이다. 또한 카본블랙은 입자경이 작아 표면적이 크므로 고무나 플라스틱에 사용되는 첨가제중에서 가장 분산시키기 어려운 것중에 하나이다. 따라서 카본블랙의 분산을 용이하게 하기 위하여 분산제를 사용하여야 한다. 또 카본블랙의 첨가에 따른 점도상승을 줄이고 가공의 용이성을 높이기 위하여 내부활제와 가공조제의 첨가가 필요하다.Thus polyolefin resin 50
Figure kpo00040
90 weight
Figure kpo00041
With conductive fillers 10
Figure kpo00042
50 weight
Figure kpo00043
A dispersant, an internal lubricant, a processing aid and an antioxidant are added to the mixture of the polyolefin resin and the conductive filler. By adding a high concentration of carbon black to the polyolefin resin, a large amount of frictional heat is generated during extrusion, which causes thermal decomposition of the resin, thereby deteriorating the physical properties of the composition. Therefore, the addition of antioxidants is essential. In addition, carbon black is one of the most difficult to disperse among additives used in rubber or plastic because of its small particle size and large surface area. Therefore, a dispersant should be used to facilitate the dispersion of the carbon black. In addition, in order to reduce the viscosity increase due to the addition of carbon black and to increase the ease of processing, the addition of an internal lubricant and a processing aid is required.

본 발명에 있어서, 분산제로는 저분자량의 PE, PP 왁스 또는 이들의 혼합물이 사용되며 첨가량은 수지 및 충진제의 혼합물 100 중량부에 대해 0.1

Figure kpo00044
3 중량부가 바람직하다. 내부활제로는 금속계 스테아레이트(METAL STEARATE) 또는 스테아릭산(STEARIC ACID)등이 사용될 수 있다. 내부활제는 조성물내에서 윤활제로 작용하여 점도를 떨어뜨린다. 내부활제의 첨가량은 수지 및 충진제의 혼합물 100중량부에 대해 0.05
Figure kpo00045
1중량부가 바람직하다. 가공조제로는 플루오로계 고분자화합물을 사용할 수 있다. 조성물의 점도를 낮추기 위하여 내부활제를 많이 사용할 경우 조성물의 전기 전도도를 떨어뜨리는 악영향을 나타내지만 플루오로계 고분자 가공조제는 가공시 용융체와 기계 표면사이에서 얇은 필름을 형성하여 가공성을 향상시키므로 전기 전도도의 저하없이 점도를 낮출 수 있다. 플루오르계 고분자 화합물의 분자량은 2,000 이상인 것이 바람직하다. 가공조제의 첨가량은 수지 및 충진제의 혼합물 100 중량부에 대해 0.05
Figure kpo00046
2 중량부가 바람직하다.In the present invention, as the dispersant, low molecular weight PE, PP wax or a mixture thereof is used, and the amount of addition is 0.1 based on 100 parts by weight of the mixture of the resin and the filler.
Figure kpo00044
3 parts by weight is preferred. As the internal lubricant, metal based stearate or stearic acid may be used. The internal lubricant acts as a lubricant in the composition to lower the viscosity. The amount of the internal lubricant added was 0.05 based on 100 parts by weight of the mixture of the resin and the filler.
Figure kpo00045
1 weight part is preferable. As the processing aid, a fluoropolymer may be used. When the inner lubricant is used a lot to lower the viscosity of the composition, it shows a bad effect of lowering the electrical conductivity of the composition. The viscosity can be lowered without deterioration. It is preferable that the molecular weight of a fluorine-type high molecular compound is 2,000 or more. The addition amount of the processing aid is 0.05 based on 100 parts by weight of the mixture of the resin and the filler.
Figure kpo00046
2 parts by weight is preferred.

1차 산화방지제로는 입체장애페놀계(Sterically Hindered Phenols) 또는 2차 방향족아민계(Secondary Aromatic Amines)를 사용하고, 2차 산화방지제로는 티오에테르(Thioethers)계 화합물, 포스파이트스(Phosphites)계 화합물, 포스포나이트스(Phosphonites)계 화합물 또는 징크 디부틸 디티오 카바메이트(Zinc Dibuthyl Dithio Carbamate)계 화합물을 사용한다.Primary antioxidants include sterically hindered phenols or secondary aromatic amines. Secondary antioxidants include thioethers and phosphites. Based compounds, Phosphonites based compounds or Zinc Dibuthyl Dithio Carbamate based compounds are used.

상기 1차 산화 방지제 및 2차 산화 방지제는 각각 독자적으로 첨가될 수도 있고, 이들이 혼합된 상태에서 첨가될 수도 있다. 1차 산화 방지제 및 2차 산화 방지제의 첨가량은 수지 및 충진제의 혼합물 100 중량부에 대해 각각 0.05

Figure kpo00047
0.8 중량부 및 0.05
Figure kpo00048
0.4 중량부이다.The primary antioxidant and the secondary antioxidant may each be added independently, or may be added in a mixed state thereof. The amount of primary and secondary antioxidants added was 0.05 with respect to 100 parts by weight of the mixture of the resin and the filler, respectively.
Figure kpo00047
0.8 parts by weight and 0.05
Figure kpo00048
0.4 parts by weight.

본 발명의 수지 조성물을 제조하는 데는 특별한 장치를 필요로 하지 않으며 일축 용융압출기나 이축용융압출기 등의 연속생산장치 혹은 벤버리혼합기로 생산할 수 있다. 이때 수지와 카본블랙의 일정한 무게비의 공급을 위하여 300

Figure kpo00049
850
Figure kpo00050
로 분쇄된 폴리올레핀 수지를 사용하는 것이 바람직하다.The preparation of the resin composition of the present invention does not require a special apparatus, and can be produced by a continuous production apparatus such as a single screw melt extruder or a twin screw melt extruder or a Benbury mixer. At this time, to supply a fixed weight ratio of resin and carbon black, 300
Figure kpo00049
850
Figure kpo00050
Preference is given to using a polyolefin resin pulverized with

본 발명의 전도성 폴리올레핀 수지 조성물은 앞에서 설명한 폴리올레핀 수지에 분산제, 내부활제, 가공조제 및 산화 방지제를 투입한 후 슈퍼믹서로 80

Figure kpo00051
120
Figure kpo00052
의 온도하에서 고속으로 10분간 혼합하고, 여기에 카본블랙 등의 전도성 충진제를 첨가한 후 저속으로 30분간 혼합/분산하여 제조된다. 이와같이 제조된 본 발명의 전도성 폴리올레핀 수지 조성물은 방사 또는 압출 공정을 거쳐 최종제품으로 성형된다.In the conductive polyolefin resin composition of the present invention, a dispersant, an internal lubricant, a processing aid, and an antioxidant are added to the polyolefin resin described above.
Figure kpo00051
120
Figure kpo00052
It is prepared by mixing at high speed for 10 minutes at high temperature, and by adding conductive filler such as carbon black to it for 30 minutes at low speed. The conductive polyolefin resin composition of the present invention thus prepared is molded into a final product through a spinning or extrusion process.

본 발명의 전도성 폴리올레핀 수지 조성물은 101-107

Figure kpo00053
Figure kpo00054
의 체적 전기 저항값을 갖는 바 정전기 방지영역을 넘어 반도체 혹은 전도체 영역에 가까운 전기 전도성을 갖는다. 또한 본 발명의 전도성 폴리올레핀 수지 조성물은 방사 또는 압출 공정이 용이할 뿐만 아니라, 단 한번의 방사 또는 압출 공정으로 최종 제품을 생산할 수 있어서 열분해에 따른 제품의 물성 저하가 방지되고 생산성도 향상된다.The conductive polyolefin resin composition of the present invention is 10 1 -10 7
Figure kpo00053
Figure kpo00054
It has a volume electrical resistance of. It has an electrical conductivity close to the semiconductor or conductor region beyond the antistatic region. In addition, the conductive polyolefin resin composition of the present invention not only facilitates the spinning or extrusion process, but also can produce the final product in a single spinning or extrusion process, thereby preventing the degradation of physical properties of the product due to thermal decomposition and improving productivity.

본 발명의 전도성 폴리올레핀 수지 조성물로 제조된 섬유 및 사출시편의 각종 물성 평가 방법은 다음과 같다.Various physical property evaluation methods of the fiber and the injection specimen prepared from the conductive polyolefin resin composition of the present invention are as follows.

○ 체적 전기 저항값(

Figure kpo00055
Figure kpo00056
)○ Volumetric electric resistance
Figure kpo00055
Figure kpo00056
)

ASTM D 991의 방법으로 시편의 저항값을 측정한 후 다음식에 의해 체적 전기 저항값을 구한다.After measuring the resistance of the specimen by the method of ASTM D 991, the volumetric electrical resistance is calculated by the following equation.

Figure kpo00057
Figure kpo00057

여기서 P는 체적 전기 저항값(

Figure kpo00058
Figure kpo00059
)이고, R은 저항(
Figure kpo00060
)이고, S는 시편의 단면적 (
Figure kpo00061
) 이고, I는 전극간 거리 (
Figure kpo00062
)이다.Where P is the volumetric electrical resistance value (
Figure kpo00058
Figure kpo00059
) And R is the resistance (
Figure kpo00060
) And S is the cross-sectional area of the specimen (
Figure kpo00061
) And I is the distance between electrodes (
Figure kpo00062
)to be.

○ 용융지수 (g/10분)○ Melt Index (g / 10min)

ASTM D 1238 측정 방법으로 10회 측정하여 그 평균치를 g/10분으로 조사한다.Measure 10 times by the ASTM D 1238 measuring method and investigate the average value at g / 10 min.

○ 인장강도 (/

Figure kpo00064
) 및 인장 탄성율 (
Figure kpo00065
/
Figure kpo00066
)○ tensile strength ( Of
Figure kpo00064
) And tensile modulus (
Figure kpo00065
Of
Figure kpo00066
)

기계적 물성 시험을 위해 형체력 140톤의 사출 성형기를 사용하여 규격 시편을 제도한 후 ASTM D 638 측정 방법으로 측정한다.For mechanical property testing, a standard specimen is drawn using an injection molding machine with a clamping force of 140 tons and measured by ASTM D 638 measurement method.

○ 생산 수율(

Figure kpo00067
) 및 방사수율(
Figure kpo00068
)○ Production yield
Figure kpo00067
) And emissivity (
Figure kpo00068
)

컴파운딩과 방사시 원재료 대비 생산물의 무게비를 백분율로 환산한다.In compounding and spinning, the weight ratio of the product to the raw material is converted into a percentage.

이하 실시예 및 비교실시예를 통하여 본발명을 보다 상세하게 살펴보기로 한다. 그러나 본 발명이 실시예에만 극한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited only to the examples.

[실시예 1

Figure kpo00069
실시예 8]Example 1
Figure kpo00069
Example 8

폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 및 이들의 공중합물(EPR)이 선택적으로 혼합된 폴리올레핀 수지, 저분자량의 폴리에틸렌인 분산제, 금속계 스테아레이트 (Ca-Stearate)인 내부활제, 헥사플루오로 프로필렌과 비닐리덴플루오라이드의 공중합체인 가공 조제, 입체장애페놀계 화합물인 1차 산화 방지제 및 포스파이트스 (Phosphites)계 화합물인 2차 산화 방지제를 표 1의 조성비로 슈퍼믹서에 투입한 후 100

Figure kpo00070
에서 고속으로 10분간 혼합하고, 여기에 카본블랙을 표 1의 조성비로 첨가하고 저속으로 30분간 혼합 및 분산시켜서 전도성 폴리올레핀 수지 조성물을 제조한다. 이들 조성물을 실린더 온도가 100
Figure kpo00071
인 압출기로 압출하여 필렛 형태의 시편을 제조한다. 한편 상기 전도성 폴리올레핀 수지 조성물을 방사하여 섬유를 제조한다.Polyolefin resin optionally mixed with polyethylene (PE), polypropylene (PP), and copolymers thereof (EPR), dispersant of low molecular weight polyethylene, internal lubricant of metal stearate, hexafluoro propylene and A processing aid, a copolymer of vinylidene fluoride, a primary antioxidant, a hindered phenol compound, and a secondary antioxidant, a phosphite compound, were added to a supermixer in the composition ratio of Table 1, and then 100.
Figure kpo00070
10 minutes at high speed, the carbon black is added to the composition ratio of Table 1, and mixed and dispersed for 30 minutes at low speed to prepare a conductive polyolefin resin composition. These compositions have a cylinder temperature of 100
Figure kpo00071
Extrude with a phosphorous extruder to prepare a specimen in the form of a fillet. Meanwhile, the fiber is prepared by spinning the conductive polyolefin resin composition.

제조된 시편 및 섬유의 각종 물성을 측정한 결과는 표 2와 같다.The results of measuring various physical properties of the prepared specimens and fibers are shown in Table 2.

Figure kpo00072
Figure kpo00072

Figure kpo00073
Figure kpo00073

표 2에서 볼 수 있듯이 제조된 시료의 체적 전기 저항이 150

Figure kpo00074
·
Figure kpo00075
이하의 값을 가지면서도 우수한 기계적 물성을 가지고 있는 전도성 물질임을 알 수 있다.As can be seen in Table 2, the volumetric electrical resistance of the prepared samples is 150
Figure kpo00074
·
Figure kpo00075
It can be seen that the conductive material has excellent mechanical properties while having the following values.

조성물에 카본블랙의 함량이 증가할수록 체적 전기 저항값은 떨어져 전기 전도성은 증가하지만 생산수율과 방사수율은 감소하는 것을 볼 수 있다. 하지만 EPR을 첨가하여 용융강도를 향상시킴으로 수율을 향상시킬 수 있다. 또한 내부활제의 사용은 수지의 용융지수를 높여 작업성은 개선되지만 체적 전기 저항을 높이는 결과를 가져온다.It can be seen that as the content of carbon black increases in the composition, the volumetric electrical resistance decreases and the electrical conductivity increases, but the production yield and the radiation yield decrease. However, the yield can be improved by adding EPR to improve melt strength. In addition, the use of internal lubricants increases the melt index of the resin, which improves workability but results in higher volumetric electrical resistance.

본 발명의 전도성 폴리올레핀 수지 조성물은 섬유 또는 기타부품 등의 최종 제품 형태로 용이하게 방사 또는 압출될 수 있으며, 방사또는 압출 공정이 간소화 되어 열분해 등으로 인한 최종 제품의 물성 저하를 방지할 수 있고 생산성도 향상된다. 아울러 본 발명의 전도성 폴리올레핀 수지 조성물은 카본블랙 등의 전도성 충진제와 상기 충진제를 효율적으로 분산시키는 분산제 등의 첨가제가 함유되어 있어서 전기 전도성이 매우 우수하다.The conductive polyolefin resin composition of the present invention can be easily spun or extruded in the form of a final product such as fibers or other parts, and the spinning or extrusion process can be simplified to prevent degradation of physical properties of the final product due to thermal decomposition and productivity. Is improved. In addition, the conductive polyolefin resin composition of the present invention contains an electrically conductive filler such as carbon black and additives such as a dispersant for efficiently dispersing the filler, and thus has excellent electrical conductivity.

Claims (8)

폴리올레핀 수지 50
Figure kpo00076
90 중량
Figure kpo00077
와 전도성 충진제 10
Figure kpo00078
50 중량
Figure kpo00079
로 구성된 폴리올레핀 수지와 전도성 충진제의 혼합물 100 중량부에 대해 저분자량의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 왁스 또는 이들의 혼합물인 분산제 0.1
Figure kpo00080
3 중량부, 금속계 스테아레이트 또는 스테아릭산 인 내부활제 0.05
Figure kpo00081
1 중량부, 가공조제 0.05
Figure kpo00082
2 중량부, 1차 산화 방지제 0.05
Figure kpo00083
0.8 중량부 및 2차 산화 방지제 0.05
Figure kpo00084
0.4 중량부가 첨가 된 것을 특징으로 하는 전도성 폴리올레핀 수지 조성물.Polyolefin Resin 50
Figure kpo00076
90 weight
Figure kpo00077
With conductive fillers 10
Figure kpo00078
50 weight
Figure kpo00079
Dispersant 0.1 is a low molecular weight polyethylene, polypropylene wax or a mixture thereof based on 100 parts by weight of a mixture of a polyolefin resin and a conductive filler
Figure kpo00080
3 parts by weight of a metal stearate or stearic acid phosphorus internal lubricant 0.05
Figure kpo00081
1 part by weight, processing aid 0.05
Figure kpo00082
2 parts by weight, primary antioxidant 0.05
Figure kpo00083
0.8 parts by weight and secondary antioxidant 0.05
Figure kpo00084
A conductive polyolefin resin composition, characterized in that 0.4 parts by weight is added. 1항에 있어서, 폴리올레핀 수지가 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌 비닐아테이트 공중합체, 에틸렌 아크릴레이트 공중합체, 폴리프로필렌, 염소화 폴리에틸렌, 에틸렌 프로필렌 공중합체,에틸렌 옥텐 공중합체 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전도성 폴리올레핀 수지 조성물.The method of claim 1, wherein the polyolefin resin is a high density polyethylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, ethylene vinylate copolymer, ethylene acrylate copolymer, polypropylene, chlorinated polyethylene, ethylene propylene copolymer, ethylene octene copolymer or mixtures thereof A conductive polyolefin resin composition, characterized in that. 1항에 있어서, 전도성 충진제가 카본블랙, 구리와 같은 금속류 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전도성 폴리올레핀 수지 조성물.The conductive polyolefin resin composition according to claim 1, wherein the conductive filler is carbon black, metals such as copper, or a mixture thereof. 1항에 있어서, 가공조제가 분자량 2,000 이상의 플루오르계 고분자 화합물인 것을 특징으로 하는 전도성 폴리올레핀 수지 조성물.The conductive polyolefin resin composition according to claim 1, wherein the processing aid is a fluoropolymer compound having a molecular weight of 2,000 or more. 1항에 있어서, 1차 산화 방지제가 입체장애페놀계 화합물 또는 2차 방향족 아민계 화합물인 것을 특징으로 하는 전도성 폴리올레핀 수지 조성물.The conductive polyolefin resin composition according to claim 1, wherein the primary antioxidant is a hindered phenol compound or a secondary aromatic amine compound. 1항에 있어서, 2차 산화 방지제가 티오에테르(Thioethers)계 화합물, 포스파이트스(Phosphites)계 화합물, 포스포나이트스(Phosphonites)계 화합물 또는 징크 디부틸 디티오 카바메이트(Zinc Dibuthy Dithio Carbamate)계 화합물인 것을 특징으로 하는 전도성 폴리올레핀 수지 조성물.The method of claim 1, wherein the secondary antioxidant is a thioether compound, Phosphites compound, Phosphonites compound or Zinc Dibuthy Dithio Carbamate A conductive polyolefin resin composition, characterized in that the compound. 1항에 있어서, 1차 산화 방지제와 2차 산화 방지제를 각각 수지조성물에 첨가한 것을 특징으로 하는 전도성 폴리올레핀 수지 조성물.The conductive polyolefin resin composition according to claim 1, wherein a primary antioxidant and a secondary antioxidant are added to the resin composition, respectively. 1항에 있어서, 1차 산화 방지제와 2차 산화 방지제의 혼합물을 수지 조성물에 첨가한 것을 특징으로 하는 전도성 폴리올레핀 수지 조성물.The conductive polyolefin resin composition according to claim 1, wherein a mixture of a primary antioxidant and a secondary antioxidant is added to the resin composition.
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