KR101837456B1 - 서모스탯 하우징용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물 - Google Patents

서모스탯 하우징용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR101837456B1
KR101837456B1 KR1020160169894A KR20160169894A KR101837456B1 KR 101837456 B1 KR101837456 B1 KR 101837456B1 KR 1020160169894 A KR1020160169894 A KR 1020160169894A KR 20160169894 A KR20160169894 A KR 20160169894A KR 101837456 B1 KR101837456 B1 KR 101837456B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
parts
polyphenylene sulfide
sulfide resin
resin composition
Prior art date
Application number
KR1020160169894A
Other languages
English (en)
Inventor
정도연
김선영
이종수
Original Assignee
주식회사 코프라
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 코프라 filed Critical 주식회사 코프라
Priority to KR1020160169894A priority Critical patent/KR101837456B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101837456B1 publication Critical patent/KR101837456B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L81/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L81/02—Polythioethers; Polythioether-ethers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00—Making preforms
    • B29B11/06—Making preforms by moulding the material
    • B29B11/10—Extrusion moulding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/54—Silicon-containing compounds
    • C08K5/541—Silicon-containing compounds containing oxygen
    • C08K5/5415—Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one Si—O bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/14—Glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • C08K2003/3009—Sulfides
    • C08K2003/3018—Sulfides of magnesium, calcium, strontium or barium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 차량용 복합소재 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리페닐렌설파이드 수지, 유리섬유, 탄산칼슘, 황산바륨, 산화아연 및 반응성 상용화제로 이루어진 내화학성 및 치수안정성이 우수한 서모스탯 하우징용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

서모스탯 하우징용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물{POLYPHENYLENE SULFIDE RESIN COMPOSITION FOR THERMOSTAT HOUSING}
본 발명은 차량용 복합소재 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리페닐렌설파이드 수지, 유리섬유, 탄산칼슘, 황산바륨, 산화아연 및 반응성 상용화제로 이루어진 내화학성 및 치수안정성이 우수한 서모스탯 하우징용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물에 관한 것이다.
서모스탯은 엔진의 냉각수 온도를 제어하는 기능을 하며, 엔진의 과열을 방지 및 적당한 온도를 유지함으로써 엔진의 연소 상태가 저하되지 않도록 하여 엔진 출력 유지 및 엔진 부품의 재료 강성을 유지할 수 있도록 지원하는 부품이다. 엔진 구동 중에 뜨거워진 냉각수가 서모스탯을 거쳐 라디에이터로 흘러 들어가는데, 뜨거워진 냉각수 온도가 라디에이터를 통과하면서 낮아지고, 다시 엔진으로 공급되는 원리이다. 실내 히터 또한 엔진 냉각수로 작동을 하게되므로 고온의 유체에 장시간 노출되는 환경적 요인으로 인하여 대부분의 자동차에는 금속 소재의 서모스탯이 사용되고 있다. 그러나 상당한 비중과 사용 중 부식으로 인한 문제점을 비롯하여 차량 전체의 중량 증가, 연비 효율 하락 및 차량의 경량화 추세에도 맞지 않아 이에 대한 개선 요구가 있어 왔다.
한편, 대한민국 등록특허공보 제0652968호에는 폴리페닐렌설파이드 및 폴리아미드(PA6)를 혼합하여 강성과 연성을 동시에 증진하려는 시도가 있었으나, 폴리아미드의 흡습성으로 인하여 치수안정성이 감소되어 서모스탯 하우징 소재로 사용되기에 부족한 면이 존재한다.
또한, 일본 등록특허공보 제3239491호에 따르면, 폴리페닐렌설파이드에 카르복실기 또는 카르본산 유도체기를 함유한 올레핀계 공중합체와 에폭시 화합물을 미리 반응시키고 변성 엘라스토머를 통한 내충격성 및 인성을 증진시키는 연구를 시도하였으나 본 발명에서 만족한 물성치를 달성하는데는 한계가 있었다.
상기 특허 문헌들을 포함한 종래의 기술에는 황산바륨 및 산화아연을 포함하는 폴리페닐렌설파이드 조성물로서 내화학성, 치수안정성 및 기계적 물성이 우수하여 서모스탯 하우징의 적용 요건에 충족될만한 예가 없어, 이를 반영한 차량용 복합소재 개발 요구되고 있는 실정이다.
이에, 본 발명은 내화학성 및 치수안정성이 우수한 차량용 복합소재 수지 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내구성 및 기밀성이 향상되고 기계적 물성이 우수한 서모스탯 하우징용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본원의 일 측면은, 폴리페닐렌설파이드 수지 100 중량부; 유리섬유 50 중량부 내지 100 중량부; 탄산칼슘 50 중량부 내지 100 중량부; 황산바륨 및 산화아연 2 중량부 내지 20 중량부; 반응성 상용화제 1 중량부 내지 5 중량부; 및 몬탄계 활제 1 중량부 내지 5 중량부를 포함하는 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물을 제공한다.
본원의 다른 측면은, 폴리페닐렌설파이드 100 중량부에 황산바륨과 산화아연을 1:1 내지 1.5:1의 중량비로 혼합한 혼합물 2 중량부 내지 20 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하는 제 1 단계; 제 1 단계의 혼합물에 반응성 상용화제 1 중량부 내지 5 중량부를 투입하는 제 2 단계; 제 2 단계의 혼합물에 몬탄계 활제 1 중량부 내지 5 중량부를 투입하는 제 3 단계; 제 3 단계의 혼합물에 유리섬유 50 중량부 내지 100 중량부를 투입하고, 탄산칼슘 50 중량부 내지 100 중량부를 혼합하는 제 4 단계; 제 4 단계의 혼합물을 가열하면서 압출하는 제 5 단계; 및 제 5 단계의 압출물을 냉각하는 제 6 단계를 포함하는 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물의 제조방법을 제공한다.
본원의 또 다른 측면은, 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물로 이루어진 성형품을 제공한다.
본 발명의 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물로 제조된 서모스탯 하우징은 폴리페닐렌설파이드 수지의 강성 및 경량성의 발현으로 인해 고내열성, 고강성 및 경량화의 특성을 가지며, 내열성, 내충격성, 고인성, 치수안정성, 엔진룸 특성 및 내화학성을 비롯한 기계적 물성이 우수하고, 우수한 압출성을 가진다.
또한, 금속을 수지로 대체함으로써 금속 소재를 가공하는 공정이 생략되어 생산공정이 간소화되고 시간 및 제조비용의 절감이 가능하다. 고내열성, 고강성 및 경량화를 통한 자동차 배출가스 감소 및 연비향상의 효과를 갖는 친환경 복합소재로서의 장점을 가진다.
도 1은 서모스탯 하우징의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물로 사출 성형한 시편의 기밀성 평가 이미지이다.
도 3은 본 발명에 따른 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물로 사출 성형한 시편의 내부동액 평가 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 폴리페닐렌설파이드 조성물로 사출 성형한 시편의 열팽창계수 측정 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할　수 있도록 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수　있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고　할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더　포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지　않는다.
이하, 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명하였으나, 본원이 이에 한정되는 것은 아니다.
본원의 일 측면은, 폴리페닐렌설파이드 수지 100 중량부; 유리섬유 50 중량부 내지 100 중량부; 탄산칼슘 50 중량부 내지 100 중량부; 황산바륨 및 산화아연 2 중량부 내지 20 중량부; 반응성 상용화제 1 중량부 내지 5 중량부; 및 몬탄계 활제 1 중량부 내지 5 중량부를 포함하는 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물을 제공한다. 상기 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물은 열가소성 수지인 폴리페닐렌설파이드 수지 100 중량부, 폴리페닐렌설파이드 수지 기준으로 유리섬유 50 내지 100 중량부 및 탄산칼슘 50 내지 100 중량부를 포함하고, 상기 폴리페닐렌설파이드 수지, 유리섬유 및 탄산칼슘 복합 조성물의 화학적 안정성 및 치수안정성을 부여하기 위해 황산바륨 및 산화아연을 반드시 포함하는 것을 특징으로 한다. 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물 총량을 기준으로 유리섬유, 탄산칼슘, 산화아연 및 황산바륨 혼합물이 약 65% 첨가될 수 있으며, 상기 수지 조성물의 습윤성, 함침성 및 기계적 강도 향상을 위해 반응성 상용화제 1종 또는 2종을 포함할 수 있다. 이외에 본 발명의 효과가 감해지지 않은 범위 내에서 충전제 또는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물내 2종 이상의 충전제(강화제)의 결합, 즉, 1 ㎛ 내지 10 ㎛의 평균 입자크기를 가지는 탄산칼슘, 비중 4 내지 4.5 인 황산바륨 및 비중 5.4 내지 5.7을 가지는 산화아연의 결합은 화학안정성과 치수안정성을 향상시켜 서모스탯 하우징에 적합한 수지 조성물을 제공하는 역할을 한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 추가 가능한 충전제는 활석, 황산칼슘, 카올린(kaolin), 점토, 피로페라이트(pyroferrite), 벤토나이트(bentonite), 세릴라이트(cerilite), 네프린시나이트(nephelinesycnite), 아타펄자이트(attapulgite), 규회석, 페라이트, 칼슘 실리케이트(calcium silicate), 마그네슘 실리케이트, 백운암, 삼산화 안티몬, 산화티탄, 산화 마그네슘, 산화철, 이황화 몰리브덴, 흑연, 석고, 유리비드(glass beeds), 유리 발룬(balloon), 유리가루, 실리카 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 추가 가능한 첨가제로는 열적 안정제, 산화방지제, 자외선 흡수제, 결정핵제, 부식방지제, 착색제(염료 또는 안료) 또는 대전방지제와 같은 종래의 첨가제를 1종 이상 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 황산바륨과 산화아연의 중량비가 1:1 내지 1.5:1일 수 있다. 상기 유리섬유와 탄산칼슘이 혼합되어 사용되는 함량은 폴리페닐렌설파이드 수지 100 중량부에 대하여 100 중량부 내지 150 중량부이며, 여기서 황산바륨 및 산화아연 2 중량부 내지 20 중량부의 혼용비율은 1:1 내지 1.5:1이다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 황산바륨은 비중이 4 내지 4.5일 수 있다. 황산바륨은 높은 비중으로 인해 제품의 비중을 높일 수 있고, 방음, 방진 특성에 기여하며 화학적으로 안정하여 내약품성 불활성 충전제 역할을 할 수 있다. 또한, 흡유량이 낮고 높은 굴절율(1.67)에 의해 광택을 부여하거나 광을 반사시키는 특성을 가지며, 마찰저항 성능을 향상시킬 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 산화아연은 비중이 5.4 내지 5.7일 수 있다. 산화아연은 천연고무뿐만 아니라 많은 종류의 합성고무에 촉진활성제로 사용되는데, 다량으로 배합한 경우는 충전제로 사용되는 외에도 우수한 열전도성으로 인해 고무에 내열성을 부여할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유리섬유는 평균입경 10 ㎛ 이상, 평균길이 4000 ㎛ 이상일 수 있다. 상기 유리섬유의 평균입경은, 예를 들어, 10 ㎛ 내지 15 ㎛, 10 ㎛ 내지 14 ㎛, 10 ㎛ 내지 13 ㎛, 10 ㎛ 내지 12 ㎛, 또는 10 ㎛ 내지 11 ㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 10 ㎛ 내지 12 ㎛일 수 있다. 상기 유리섬유의 평균길이는, 예를 들어, 4000 ㎛ 내지 5000 ㎛, 4000 ㎛ 내지 4800 ㎛, 4000 ㎛ 내지 4600 ㎛, 4000 ㎛ 내지 4400 ㎛, 4000 ㎛ 내지 4200 ㎛, 4200 ㎛ 내지 5000 ㎛, 4400 ㎛ 내지 5000 ㎛, 4600 ㎛ 내지 5000 ㎛, 또는 4800 ㎛ 내지 5000 ㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 4500 ㎛일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 반응성 상용화제는 에폭시 계열 또는 아미노 계열이며 2-(3,4 에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란 [2-(3,4 epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane], 3-글리시독시프로필 메틸다이메톡시실란 [3-glycidoxypropyl methyldimethoxysilane], 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란 [3-glycidoxypropyl trimethoxysilane], 3-글리시독시프로필 트리에톡시실란 [3-glycidoxypropyl triethoxysilane], [N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란 N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane], N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란 [N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane], 3-아미노프로필트리메톡시실란 [3-aminopropyltrimethoxysilane], 3-아미노프로필트리에톡시실란 [3-aminopropyltriethoxysilane], 3-트리에톡시실릴-N-(1,3 디메틸-부틸리덴)프로필아민 [3-triethoxysilyl-N-(1,3 dimethyl-butylidene)propylamine], N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란 [N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane], N-(비닐벤질)-2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란 하이드로클로라이드 [N-(vinylbenzyl)-2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride], N-(비닐벤질)-2-아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란 하이드로클로라이드 [N-(vinylbenzyl)-2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride] 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 몬탄계 활제는 폴리에틸렌 왁스, 에스테르 왁스, 몬탄산금속염, 실리콘 오일, 스테아릴산 금속염 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폴리페닐렌설파이드 수지는 310℃의 온도, 5 kg의 하중하에서 유동지수가 200g/분 이상일 수 있다. 상기 유동지수는, 예를 들어, 200 g/분 내지 1500 g/분, 200 g/분 내지 1200 g/분, 200 g/분 내지 900 g/분, 또는 200 g/분 내지 600 g/분일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 200 g/분 내지 900 g/분일 수 있다. 폴리페닐렌설파이드 수지는 고성능 열가소성 엔지니어링 수지로서 상온에서의 강성이 고온에서도 거의 유지되며, 유리섬유, 충전제 등의 첨가를 통해 내열성 및 내화학성 등의 향상이 가능하다. 폴리페닐렌설파이드 수지는 일반적인 사출성형법으로 성형이 가능하나, 굵고 단단하며 분자의 사슬이 부분적으로 다발을 이루고 있어 범용플라스틱에 비해 고온의 조건이 요구된다. 고분자 수지의 용융특성은 제품의 가공성에 직접 관계될 뿐만 제품 물성에 영향을 주는 중요한 요소이다. 또한, 유동지수가 클수록 대형부품이나 치밀한 구조에서도 사출이 가능하며 동일 크기의 부품에서는 사출압을 감소시키는 효과를 가진다. 상기 유동지수가 크다는 것은 성형시 흐름성이 좋다는 것을 의미하며, 본원 발명에서는 가교 타입(cross-linked type) 보다는 사출 후 강제빼기의 문제점을 극복하기 위하여 높은 인성(toughness)과 젖음성 습윤 조건(wet condition)에 유리한 선형타입(linear type)의 수지로서, 유동지수가 200 g/분 내지 900 g/분인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물은 310℃의 온도, 5 kg의 하중하에서 유동지수가 14g/10분 이상일 수 있다. 상기 유동지수는, 예를 들어, 14g/10분 내지 20g/10분, 14g/10분 내지 18g/10분, 14g/10분 내지 16g/10분, 16g/10분 내지 20g/10분, 또는 16g/10분 내지 18g/10분일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 다른 측면은, 폴리페닐렌설파이드 100 중량부에 황산바륨과 산화아연을 1:1 내지 1.5:1의 중량비로 혼합한 혼합물 2 중량부 내지 20 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하는 제 1 단계; 제 1 단계의 혼합물에 반응성 상용화제 1 중량부 내지 5 중량부를 투입하는 제 2 단계; 제 2 단계의 혼합물에 몬탄계 활제 1 중량부 내지 5 중량부를 투입하는 제 3 단계; 제 3 단계의 혼합물에 유리섬유 50 중량부 내지 100 중량부를 투입하고, 탄산칼슘 50 중량부 내지 100 중량부를 혼합하는 제 4 단계; 제 4 단계의 혼합물을 가열하면서 압출하는 제 5 단계; 및 제 5 단계의 압출물을 냉각하는 제 6 단계를 포함하는 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물의 제조방법을 제공한다. 상기 황산바륨과 산화아연을 혼합한 충전제는 폴리페닐렌설파이드 100 중량부에 대하여 2 중량부 내지 20 중량부로 반드시 포함되며, 상기 폴리페닐렌설파이드, 탄산칼슘, 황산바륨 및 산화아연과의 혼합이 효과적으로 이뤄지도록 반응성 상용화제 1 중량부 내지 5 중량부를 포함할 수 있다. 황산바륨 또는 산화아연 충전제가 포함되지 않는 조성물에 비하여 상기 충전제가 포함된 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물은 내화학성 및 수치안정성이 우수한 장점이 있다. 또한, 상기 반응성 상용화제로 인하며 상기 수지 조성물의 열팽창계수 및 내부동액 효과가 향상된다.
본원의 또 다른 측면은, 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물로 이루어진 성형품을 제공한다. 상기 성형품은 본 발명에 따른 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물을 이용하여 사출온도 320℃ 이상, 금형온도 120℃ 이상에서 사출 성형된다. 성형시 금형온도는 성형품의 물성을 좌우하는 중요한 요소이며, 상온부터 150℃ 이상의 고온까지 가능하나, 금형온도에 의해 폴리페닐렌설파이드 수지의 특성이 영향을 받으므로 성능 발현을 위한 충분한 결정화도 확보를 위해서는 120℃ 이상의 고온 금형이 필요하다. 폴리페닐렌설파이드 수지의 우수한 내열성은 결정화도에 의존하므로 금형온도가 120℃ 이상으로 고온일 때 높은 결정화도를 갖고 표면에 광택이 나는 성형품을 얻을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물은 ASTM D790 규격에 따라 측정된 굴곡강도가 185 MPa 이상, ASTM D648 규격에 따라 측정된 열변형온도(HDT)가 270℃ 이상일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물은 ASTM E831 규격에 따라 측정된 열팽창 계수가 20.0×10-6 in/(in·℃) 이하일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물로 이루어진 성형품은 서모스탯 하우징을 포함할 수 있다. 본 발명에서는 탄산칼슘뿐 아니라 고비중 무기 충전제인 황산바륨 및 산화아연이 보강된 폴리페닐렌설파이드와 무기 충전제 사이의 친화성 및 우수한 분산성을 위한 반응성 상용화제를 사용하여 서모스탯 하우징 용도에 필수적인 내화학성 및 기밀성이 우수한 수지 조성물을 제공한다. 상기 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물은 내열성, 내화학성, 치수안정성이 우수하고 무독성이므로 다양한 분야에 적용 가능하다. 상기 성형품의 적용 분야는, 예를 들어, 엔진 계통에서 각종 내화학성 및 치수안정성 기반으로 기밀성이 요구되는 서모스탯 하우징에 적합하며, 내열성이 우수하여 모터 케이스, 램프 소켓, 밸브 등의 전기전자부품, 자동차 부품, 정밀기계부품 등에 적용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 서모스탯 하우징용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물은 고내열성 및 고강성의 경량화된 서모스탯 하우징용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물을 포함하여, 본원 전체에 걸친 특허청구범위 및 실시예/구현예에 동일하게 적용될 수 있다.
[실시예]
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조성으로 서모스탯 하우징용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물을 제조하였다. 폴리페닐렌설파이드 수지 100 중량부를 기반으로 강화제인 유리섬유 50 중량부 내지 100 중량부, 탄산칼슘 50 중량부 내지 100 중량부, 황산바륨 및 산화아연 2 중량부 내지 20 중량부, 반응성 상용화제인 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란(3-glycidoxypropyl trimethoxysilane) 1 중량부 내지 5 중량부, 몬탄계 활제인 폴리에틸렌 왁스(polyethylene wax) 1 중량부 내지 5 중량부를 이축압출기에 투입하여 일련의 용융 및 혼련 과정을 실시하였다. 하기 표 1의 구체적 조성 및 함량으로 실시예 1 내지 실시예 3을 제조하였으며, 황산바륨 및 산화아연 유무에 따른 물성 측정값 비교를 위해 황산바륨 또는 산화아연을 포함하지 않는 조성물을 비교예 1 내지 비교예 3으로 제조하였다. 하기 표 1에 기재되지 않은 충전제 또는 첨가제가 추가로 포함될 수 있다.
Figure 112016122338897-pat00001
[실험예]
상기 실시예에 따라 상기 표 1의 조성으로 제조된 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물의 기계적 물성을 측정(ASTM D638, ASTM D790, ASTM D256)하였으며, 열적 특성(ASTM D648, ASTM E831), 유동지수(ASTM D1238), 내부동액 평가(MS211-19) 및 밀봉성 시험항의 기밀성 평가(시험방법 ES 25600-01)를 진행하였다. 실험에 따른 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
Figure 112016122338897-pat00002
상기 실험예에 의해 측정된 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물의 기계적 물성은 신율, 굴곡강도, 굴곡탄성율, 충격강도이며, 열적 특성을 평가하기 위해 열변형온도, 열팽창계수를 측정하였다. 또한, 유동지수, 내부동액 평가, 기밀성 평가 또한 진행하였다(도 2 및 도 3).
도 3은 본 발명에 따른 폴리페닐렌설파이드 조성물로 사출 성형한 시편의 내부동액 평가 결과이다. 상기 폴리페닐렌설파이드 조성물로 이루어진 시편을 120℃의 내부동액 환경에서 3000시간 동안 침지한 후에, 인장강도 및 굴곡강도를 각각 측정한 결과, 침지 전·후의 인장강도 및 굴곡강도를 변화 값이 10% 이하인 것으로 확인되었다. 구체적으로는, 내부동액 침지 전 인장강도가 150 MPa 내지 160 MPa에서, 내부동액 침지 후 140 MPa 내지 150 MPa로 그 변화 값이 약 4.5%였으며, 굴곡강도 측정 값 또한 내부동액 침지 전 240 MPa 내지 245 MPa에서, 내부동액 침지 후 약 230 MPa로 기계적 물성의 변화가 약 7.5%인 것으로 나타났다.
도 4는 상기 시편을 열기계분석한 결과로서 온도에 따른 팽창계수를 나타낸다. 치수 변화를 통한 치수안정성을 확인할 수 있으며, -50℃ 내지 50℃의 범위 내에서 온도 변화에 따른 시편(성형품)의 치수 변화가 크지 않음이 그래프를 통해 확인 가능하다. 50℃에서의 열팽창계수가 약 17.1×10-6 in/(in·℃)로 적은 변화를 보였다.
신율은 실험예 1에서 1.9%의 결과를 나타냈으며, 굴곡탄성율은 17,500 MPa 내지 18,000 MPa로, 특히, 실험예 1의 경우 18,379 MPa의 우수한 결과를 나타냈다. 충격강도는 실시예 3의 조성에서 71 kg cm/cm로 측정값 중 최대값을 나타냈으며, 유동지수는 실시예 1의 조성이 19.7 g/분을 나타냈다. 기밀성 평가에서는 실험예 1 내지 실험예 3 모두에서 누설(leak)이 발생하지 않았다.
상기 결과로부터 실시예 1 내지 실시예 3은 내화학성 및 치수안정성이 우수하고 기밀성이 발현가능한 조성으로, 자동차 엔진계통 부위의 부품 및 전기·전자 분야 부품에 적용 가능한 물성을 가짐을 확인할 수 있었다. 그러나 비교예와 같은 조성물에서는 열팽창계수 및 내부동액 평가시 물성 저하가 나타났다.
1: 하우징 어셈블리-서모스탯(housing assy-thermostat)
2: 하우징 서모스탯(housing-thermostat)
3: 인서트(insert)
4: 가스켓-하우징(gasket-housing)
5: 서모스탯(thermostat)
6: 가스켓-커버(gasket-cover)
7: 커버-서모스탯(cover-thermostat)
8: 볼트(bolt)

Claims (9)

  1. 폴리페닐렌설파이드 수지 100 중량부;
    유리섬유 50 중량부 내지 100 중량부;
    탄산칼슘 50 중량부 내지 100 중량부;
    황산바륨 및 산화아연 2 중량부 내지 20 중량부;
    반응성 상용화제 1 중량부 내지 5 중량부; 및
    몬탄계 활제 1 중량부 내지 5 중량부
    를 포함하고,
    상기 황산바륨과 산화아연의 중량비가 1:1 내지 1.5:1이며,
    ASTM D790 규격에 따라 측정된 굴곡강도가 185 MPa 이상, ASTM D648 규격에 따라 측정된 열변형온도(HDT)가 270℃ 이상이며,
    ASTM E831 규격에 따라 측정된 열팽창 계수가 20.0×10-6 in/(in·℃) 이하이며,
    120℃ 내부동액 환경에서 3,000 시간 동안 침지한 후 이루어진 기계적 물성 측정에서, 측정 전, 후의 기계적 물성 변화가 10% 이하인,
    폴리페닐렌설파이드 수지 조성물.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응성 상용화제는 에폭시 계열 또는 아미노 계열이며 2-(3,4 에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란 [2-(3,4 epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane], 3-글리시독시프로필 메틸디메톡시실란 [3-glycidoxypropyl methyldimethoxysilane], 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란 [3-glycidoxypropyl trimethoxysilane], 3-글리시독시프로필 트리에톡시실란 [3-glycidoxypropyl triethoxysilane], N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란 [N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane], N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란 [N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane], 3-아미노프로필트리메톡시실란 [3-aminopropyltrimethoxysilane], 3-아미노프로필트리에톡시실란 [3-aminopropyltriethoxysilane], 3-트리에톡시실릴-N-(1,3 디메틸-부틸리덴)프로필아민 [3-triethoxysilyl-N-(1,3 dimethyl-butylidene)propylamine], N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란 [N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane], N-(비닐벤질)-2-아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란 하이드로클로라이드 [N-(vinylbenzyl)-2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride] 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물.
  4. 폴리페닐렌설파이드 100 중량부에 황산바륨과 산화아연을 1:1 내지 1.5:1의 중량비로 혼합한 혼합물 2 중량부 내지 20 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하는 제 1 단계;
    제 1 단계의 혼합물에 반응성 상용화제 1 중량부 내지 5 중량부를 투입하는 제 2 단계;
    제 2 단계의 혼합물에 몬탄계 활제 1 중량부 내지 5 중량부를 투입하는 제 3 단계;
    제 3 단계의 혼합물에 유리섬유 50 중량부 내지 100 중량부를 투입하고, 탄산칼슘 50 중량부 내지 100 중량부를 혼합하는 제 4 단계;
    제 4 단계의 혼합물을 가열하면서 압출하는 제 5 단계; 및
    제 5 단계의 압출물을 냉각하는 제 6 단계
    를 포함하는 제 1 항의 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물의 제조방법.
  5. 제 1 항의 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물로 이루어진 성형품.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물로 이루어진 성형품은 서모스탯 하우징을 포함하는, 성형품.
KR1020160169894A 2016-12-13 2016-12-13 서모스탯 하우징용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물 KR101837456B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160169894A KR101837456B1 (ko) 2016-12-13 2016-12-13 서모스탯 하우징용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160169894A KR101837456B1 (ko) 2016-12-13 2016-12-13 서모스탯 하우징용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101837456B1 true KR101837456B1 (ko) 2018-03-13

Family

ID=61660939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160169894A KR101837456B1 (ko) 2016-12-13 2016-12-13 서모스탯 하우징용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101837456B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210136677A (ko) 2020-05-08 2021-11-17 도레이첨단소재 주식회사 원통형 사출성형품

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101197314B1 (ko) 2005-11-04 2012-11-05 토소가부시키가이샤 폴리아릴렌설파이드 조성물
JP5131125B2 (ja) * 2008-01-23 2013-01-30 東レ株式会社 ポリフェニレンサルファイド樹脂組成物および成形体
CN103965636A (zh) 2014-04-23 2014-08-06 安徽依采妮纤维材料科技有限公司 一种汽车塑料件用阻燃聚丙烯改性聚苯硫醚材料

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101197314B1 (ko) 2005-11-04 2012-11-05 토소가부시키가이샤 폴리아릴렌설파이드 조성물
JP5131125B2 (ja) * 2008-01-23 2013-01-30 東レ株式会社 ポリフェニレンサルファイド樹脂組成物および成形体
CN103965636A (zh) 2014-04-23 2014-08-06 安徽依采妮纤维材料科技有限公司 一种汽车塑料件用阻燃聚丙烯改性聚苯硫醚材料

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210136677A (ko) 2020-05-08 2021-11-17 도레이첨단소재 주식회사 원통형 사출성형품

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008144132A (ja) ポリアミド樹脂組成物、その製造方法、および自動車ラジエータータンク
JP2005194532A (ja) ポリアミド樹脂組成物、およびこれよりなる自動車用部品
EP2121820A1 (en) Polyamide resin compositions
EP2829578B1 (en) Polyarylene sulfide resin composition and molded body
KR101837456B1 (ko) 서모스탯 하우징용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물
KR101071768B1 (ko) 자동차 써모스탯 하우징용 수지 조성물
KR20190027115A (ko) 폴리에스터 수지 조성물 및 이로부터 형성된 플라스틱 성형체
DE60312099T2 (de) Polyamidharzmischung für einen Teil eines Motorwasserkühlsystems und der diese Mischung enthaltende Teil des Systems
KR101887354B1 (ko) 냉각팬용 폴리케톤 혼합 수지 조성물 및 그 제조방법
US10047215B2 (en) Polyketone composite resin compositions
JP2017190426A (ja) 樹脂組成物およびその製造方法
JPH07216223A (ja) ポリアミド樹脂組成物およびその成形品
WO2020054772A1 (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物、成形品及びインサート成形品
KR101804907B1 (ko) 냉각팬용 폴리케톤 혼합 수지 조성물
KR101789505B1 (ko) 라디에이터 엔드탱크용 폴리케톤 수지 조성물 및 이의 제조방법
BR0207823B1 (pt) processo de preparação de um corpo de válvula reguladora, corpo de válvula reguladora e montagem de entrada de ar de um motor de combustão interna.
KR101078837B1 (ko) 열가소성 폴리에스테르 수지 조성물
JP7340541B2 (ja) 繊維強化樹脂ペレット、混合ペレット及び射出成形品
KR100554458B1 (ko) 폴리페닐렌 설파이드의 폴리머 얼로이 조성물
JP2878921B2 (ja) ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物
JPH10237301A (ja) ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物
JP6166989B2 (ja) 車載エアコン用ウェーブルーバー
JP2008274301A (ja) エンジン冷却水系部品用ポリアミド樹脂組成物及びそれからなる部品
KR930008196B1 (ko) 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물
JP2021075640A (ja) 水を含む流体と接触し得る車両用冷却系部品

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant