KR102126912B1 - 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물은, 폴리아미드(Polyamide) 100 중량부 대비, 폴리올레핀(Polyolefin) 100 ~ 300 중량부; 및 가교조제에 의해 부분 가교화된 폴리올레핀(Modification Polyolefin) 100 ~ 300 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물을 이용하면, 폴리올레핀 수지와 폴리아미드 수지를 혼합하여 수지 조성물을 제조할 때 엘라스토머 계열의 상용화제를 첨가하여 수지 간의 상용성 및 내충격성을 향상시킬 수 있으며, 부분 가교화된 폴리올레핀을 첨가함으로써, 상용화제 첨가로 인한 가공성의 감소를 방지할 수 있으며, 내충격성 및 굴곡탄성률 등의 물성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 종래 기술에 따라 폴리올레핀/폴리아미드를 혼합한 수지 조성물과 대비할 때, 높은 단가의 폴리아미드 수지의 사용량을 줄이더라도 우수한 내충격성 및 가공성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 폴리올레핀 수지와 폴리아미드 수지의 혼합하여 수지 조성물을 제조할 때 부분 가교화된 폴리올레핀 수지를 첨가함으로써, 가공성이 우수하면서도 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물에 관한 것이다.
폴리올레핀 수지는 가장 일반적인 플라스틱으로 성형성 및 내충격성이 우수하고, 취급이 용이하며, 가격이 저렴하여 일용 잡화, 완구, 기계 부품, 전기 전자 부품 및 자동차 부품 등에 폭넓게 사용되고 있다.
한편, 폴리아미드 수지는 그의 우수한 물성 때문에 엔지니어링 플라스틱으로 큰 수요가 기대되고 있다. 그러나, 충격강도, 특히 저온내충격성이 충분하지 않아 개량이 요망되고 있다. 내충격성을 개량하기 위한 방법으로, 예를 들면 일본 특개소 55-9661 및 일본 특개소 55-9662에는 폴리아미드 수지에, α, β-불포화 카르복실산을 그라프트하여 얻은 에틸렌/α-올레핀 공중합체를 블렌딩하면, 폴리아미드 수지의 충격강도가 개량된다는 것이 기재되어 있다. 그렇지만, 에틸렌/α-올레핀 공중합체와 혼합하여 아이조드 충격강도를 개량하는 상기 방법은 얻어지는 폴리아미드 수지의 강성이 크게 저하되는 새로운 문제를 일으킨다. 또한 얻어지는 수지는 저온에서의 낙종(falling-weight) 충격강도가 충분하지 않아, 실성형품의 충격 강도가 부족하다는 문제점도 있다.
일본 특개소 59-78256에는 폴리아미드, 변성 에틸렌/α-올레핀 공중합체, 및 에틸렌 단독중합체를 포함하며 내충격성이 개량된 폴리아미드 수지 조성물이 개시되어 있다. 그렇지만, 혼합된 에틸렌 단독중합체의 분자량분포값(Mw/Mn)이 크기 때문에, 이 폴리아미드 수지 조성물은 저온 충격강도가 불충분하게 개량되어 있다.
본 발명은 목적은 가공성이 우수하면서도 경제적이며, 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 이하의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물은, 폴리아미드(Polyamide) 100 중량부 대비, 폴리올레핀(Polyolefin) 100 ~ 300 중량부; 및 가교조제에 의해 부분 가교화된 폴리올레핀(Modification Polyolefin) 100 ~ 300 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물은, 폴리아미드(Polyamide) 100 중량부 대비, 폴리올레핀(Polyolefin) 100 ~ 300 중량부; 및 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)에 의해 부분 가교화된 폴리올레핀(Modification Polyolefin) 100 ~ 300 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물은, 폴리아미드(Polyamide) 100 중량부 대비, 폴리올레핀(Polyolefin) 100 ~ 300 중량부; 및 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)에 의해 부분 가교화된 폴리올레핀(Modification Polyolefin) 100 ~ 300 중량부;를 포함하며, 충격강도가 34 ~ 38 kgf·cm/cm인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 추가 실시예에 따른 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물은, 폴리아미드(Polyamide) 100 중량부 대비, 폴리올레핀(Polyolefin) 100 ~ 300 중량부; 및 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)에 의해 부분 가교화된 폴리올레핀(Modification Polyolefin) 100 ~ 300 중량부;를 포함하며, 230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건하에서 용융지수(melt index)가 7 ~ 16 g/10 min인 것 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 또 다른 추가 실시예에 따른 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물은, 폴리아미드(Polyamide) 100 중량부 대비, 폴리올레핀(Polyolefin) 100 ~ 300 중량부; 및 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)에 의해 부분 가교화된 폴리올레핀(Modification Polyolefin) 100 ~ 300 중량부;를 포함하며, 굴곡탄성률이 960 ~ 1,270 MPa인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물을 이용하면, 폴리올레핀 수지와 폴리아미드 수지를 혼합하여 수지 조성물을 제조할 때 엘라스토머 계열의 상용화제를 첨가하여 수지 간의 상용성 및 내충격성을 향상시킬 수 있으며, 부분 가교화된 폴리올레핀을 첨가함으로써, 상용화제 첨가로 인한 가공성의 감소를 방지할 수 있으며, 내충격성 및 굴곡탄성률 등의 물성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 종래 기술에 따라 폴리올레핀/폴리아미드를 혼합한 수지 조성물과 대비할 때, 높은 단가의 폴리아미드 수지의 사용량을 줄이더라도 우수한 내충격성 및 가공성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1(a) 내지 1(c)는 제조예 1, 2 및 비교제조예의 물성을 비교한 것이다.
도 2(a) 내지 2(c)는 제조예 2, 3, 및 비교제조예의 물성을 비교한 것이다.
도 3(a) 및 3(b)는 제조예 1, 2, 4 내지 6, 및 비교제조예의 물성을 비교한 것이다.
도 4(a) 내지 4(c)는 실시예 1, 2, 및 비교예 6의 물성을 비교한 것이다.
도 2(a) 내지 2(c)는 제조예 2, 3, 및 비교제조예의 물성을 비교한 것이다.
도 3(a) 및 3(b)는 제조예 1, 2, 4 내지 6, 및 비교제조예의 물성을 비교한 것이다.
도 4(a) 내지 4(c)는 실시예 1, 2, 및 비교예 6의 물성을 비교한 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관관계로 함께 실시할 수도 있다.
본 발명의 설명에 앞서 폴리올레핀(Polyolefin) 수지와 폴리아미드(Polyamide) 수지에 대하여 간단히 설명하자면, 폴리올레핀 수지는 가장 일반적인 플라스틱으로 성형성 및 내충격성이 우수하고, 취급이 용이하며, 가격이 저렴하여 일용 잡화, 완구, 기계 부품, 전기 전자 부품 및 자동차 부품 등에 폭넓게 사용되고 있으며, 대표적인 예로는 폴리프로필렌이 있다.
또한, 폴리아미드 수지는 우수한 물성 때문에 엔지니어링 플라스틱으로 사용되고 있으며, 대표적인 나일론으로는 PA 6 수지와 PA 66 수지가 있으며, 각종 자동차 부품 및 산업소재로 널리 사용되고 있지만, 낮은 충격강도를 갖는 문제점을 가지고 있으며, 충격강도가 우수한 나일론으로는 PA 11가 있으나, 높은 가격이 문제시 되고 있다.
본 발명은 목적은 가공성이 우수하면서도 경제적이며, 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물을 이용하면, 폴리올레핀 수지와 폴리아미드 수지를 혼합하여 수지 조성물을 제조할 때 엘라스토머 계열의 상용화제를 첨가하여 수지 간의 상용성 및 내충격성을 향상시킬 수 있으며, 부분 가교화된 폴리올레핀을 첨가함으로써, 상용화제 첨가로 인한 가공성의 감소를 방지할 수 있으며, 내충격성 및 굴곡탄성률 등의 물성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 종래 기술에 따라 폴리올레핀/폴리아미드를 혼합한 수지 조성물과 대비할 때, 높은 단가의 폴리아미드 수지의 사용량을 줄이더라도 우수한 내충격성 및 가공성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물에 관한 것으로써, 통상의 사출 성형법으로 제조할 수 있다.
또한, 상기 사출 성형법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 이용되는 조건 및 공정을 포함하며, 그 조건 및 공정을 특별히 제한하지 않는다.
본 발명에서 설명되는 폴리올레핀과 폴리아미드는 각각 폴리올레핀 수지 및 폴리아미드 수지를 의미한다.
또한, 본 발명에서 폴리아미드(Polyamide)는 지방족 폴리아미드(Polyamide)이며, 나일론(Nylon)을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물은, 폴리아미드(Polyamide) 100 중량부 대비, 폴리올레핀(Polyolefin) 100 ~ 300 중량부; 및 가교조제에 의해 부분 가교화된 올레핀 (Modification polyolefin) 100 ~ 300 중량부;를 포함할 수 있다.
상기 폴리아미드(Polyamide)는 아미드 결합(NH-CO)을 통해 복수 개의 단량체가 중합되어 이루어지는 쇄상 골격을 중합체이다.
본 발명에 있어서, 상기 폴리아미드(Polyamide)는 탄소수 11인 아미드 결합 함유 단위를 주쇄로 포함하는 폴리아미드(Polyamide)인 것이 바람직하다. 즉, 탄소원자수가 11인 단량체에서 유래되는 구성 단위를 포함하는 폴리아미드(Polyamide)인 것이 바람직하다. 특히 11-아미노운데칸산 또는 운데칸락탐을 단량체로서 이용한 중합체(이하, 이 중합체를 PA11(폴리아미드 11)계 수지라고 함)인 것이 바람직하다.
상기 11-아미노운데칸산은 파자마유로부터 얻어지는 단량체이기 때문에 환경보호의 관점에서 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 PA11계 수지 외 바람직한 다른 실시예로 PA6계 수지, PA66계 수지, 및 PA12 수지를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 PA11인 것이 바람직하다.
상기 폴리아미드는 1 종 단독으로 사용할 수 있으며, 2 종 이상을 조합하여 사용할 수도 있으나, 바람직하게는 1 종 단독으로 사용할 수 있다.
상기 PA11계 수지는 나일론 11(Nylon 11)일 수 있다.
하기의 본 발명에서 설명하는 폴리올레핀(Polyolefin) 수지는 폴리프로필렌(Polypropylene) 수지일 수 있다.
상기 폴리프로필렌(Polypropylene)은 폴리아미드(Polyamide)에 대하여 친화성을 갖지 않는 것으로 폴리아미드(Polyamide)에 대해서 반응할 수 있는 반응성기를 갖지 않는 폴리프로필렌(Polypropylene)이라는 점에서 후술하는 부분 가교화된 폴리프로필렌(Modification polypropylene)과는 차이가 있다.
상기 폴리프로필렌(Polypropylene)은 열가소성 폴리프로필렌(Polypropylene)이라면 제한 없이 모두 사용할 수 있으나, 바람직하게는 상기 폴리프로필렌(Polypropylene)의 용융지수(melt index)가 230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건하에서 25 g/min이고, 굴곡탄성률은 1,270 Mpa이며, 충격강도는 8.9 kgf·cm/cm일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 폴리올레핀(Polyolefin)은, 폴리아미드(Polyamide) 100 중량부 대비, 폴리올레핀(Polyolefin) 100 ~ 300 중량부를 포함할 수 있으며, 상기 폴리올레핀(Polyolefin)의 함량이 100 중량부 미만이면, 경제적으로 바람직하지 못하며, 300 중량부를 초과할 경우, 충격강도가 떨어지는 문제가 있어 상기 범위 내가 바람직하다
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 부분 가교화된 폴리올레핀(Modification polyolefin)은 폴리아미드(Polyamide) 100 중량부 대비, 부분 가교화된 폴리올레핀(Modification Polyolefin) 100 ~ 300 중량부를 포함할 수 있으며, 상기 부분 가교화된 폴리올레핀(Modification Polyolefin)의 함량이 100 중량부 미만이면, 용융지수 및 충격강도가 떨어지는 문제점이 있고, 함량이 300 중량부를 초과하면, 경제적으로 바람직하지 못하여 상기한 범위 내가 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가교조제에 의해 부분 가교화된 폴리올레핀은 부분 가교화된 폴리프로필렌(Modification polyolefin)일 수 있다.
상기 가교조제에 의해 부분 가교화된 폴리프로필렌(Modification polyolefin)은, 사출 성형법으로 제조할 수 있으며, 상기 사출 성형법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 이용되는 조건 및 공정을 포함하며, 그 조건 및 공정을 특별히 제한하지 않는다.
상기 부분 가교화된 폴리프로필렌(Modification polypropylene)은 폴리프로필렌에 라디칼 개시제와 반응성 비닐계 가교조제를 투입하여 제조할 수 있으며, 구체적으로는 상기 폴리프로필렌이 라디칼 개시제에 의하여 라디칼이 형성되고, 상기 라디칼이 형성된 폴리프로필렌이 베타-분할(β-scission)됨과 동시에 상기 베타-분할된 폴리프로필렌이 반응성 비닐계 가교조제와 부분 가교화되어 제조될 수 있다.
하기의 반응식 1은 폴리프로필렌이 라디칼 개시제에 의하여 베타-분할(β-scission)되는 과정을 나타낸 것이다.
[반응식 1]
일반적으로 폴리프로필렌(Polypropylene)에 라디칼 개시제를 단독으로 투입할 경우 상기 반응식 1과 같이 폴리프로필렌(Polypropylene)에 라디칼이 형성된 후 베타-분할(β-scission) 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 부분 가교화된 폴리프로필렌은 상기 폴리프로필렌이 라디칼 개시제에 의하여 주쇄에 라디칼이 형성된 후 베타-분할(β-scission)됨과 동시에 반응성 비닐계 가교조제와 반응하여 부분 가교화시켜 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 부분 가교화된 폴리프로필렌은, 폴리프로필렌 100 중량부 대비, 반응성 비닐계 가교조제 1 ~ 7 중량부 및 라디칼 개시제 0.02 ~ 0.2 중량부를 포함할 수 있다.
상기 반응성 비닐계 가교조제의 함량이 1 중량부 미만이면, 부분 가교 폴리프로필렌의 가교율이 저조하여 충격강도가 떨어질 수 있고, 7 중량부를 초과하면 부분 가교율이 높아 유동성이 저하되어 사출 성형시 가공성이 취약할 수 있어 상기한 범위 내가 바람직하다.
상기 반응성 비닐계 가교조제는 폴리프로필렌(Polypropylene)에 라디칼이 형성되어 베타-분할(β-scission)된 후 신속히 가교될 수 있는 것이라면 특별히 제한하지는 않으나, 상기 베타-분할(β-scission)된 폴리프로필렌(Polypropylene)과 반응할 수 있는 반응기를 2 ~ 4 개 갖는 것이 바람직하다.
폴리프로필렌(Polypropylene)과 반응할 수 있는 반응기가 3 개인 반응성 비닐계 가교조제와 폴리프로필렌(Polypropylene)이 부분 가교화될 경우 하기의 화학식 1과 같이 표시될 수 있다.
[화학식 1]
더욱 구체적으로 상기 반응성 비닐계 가교조제는, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(Trimethylolpropane triacrylate), 트리알릴 트리메썰트(Triallyl trimesate), 트리알릴 포스페이트(Triallyl phosphate), 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(Pentaerythritol triacrylate), 트리알릴 시아누레이트(Triallyl cyanurate), 및 트리알릴 아이소시아누레이트(Triallyl isocyanurate), 디비닐벤젠(Divinylbenzene)으로 이루어진 그룹 중 선택되는 1 종 이상일 수 있다.
상기 라디칼 개시제는, 폴리올레핀(Polyolefin) 100 중량부 대비, 즉, 폴리프로필렌(Polypropylene) 100 중량부 대비, 라디칼 개시제 0.02 ~ 0.2 중량부를 포함할 수 있다.
상기 라디칼 개시제의 함량이 0.02 중량부 미만이면, 부분 가교 반응에 필요한 라디칼을 충분히 확보할 수 없어 부분 가교가 원활히 진행되지 않으며, 라디칼 개시제의 함량이 0.2 중량부를 초과하면 폴리프로필렌의 활발한 베타-분할로 생성된 낮은 분자량의 고분자 사슬로 인해 낮은 물성을 보이는 문제점이 있어 상기 범위 내가 바람직하다.
상기 라디칼 개시제의 종류는 특별히 한정하지는 않지만, 바람직하게는 디-(2,4-디클로로벤조일) 퍼록사이드(di-(2,4-dichlorobenzoyl)-peroxide), 디벤조일 퍼록사이드(dibenzoyl peroxide), 2,3차-부틸퍼옥시벤조에이트 (Di(t-butyl peroxybenzoate)), 1,1-디-(3차-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산(1,1-Di-(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane), 디쿠밀퍼록사이드(dicumyl peroxide), 디-(3차-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠(di-(tert-butylperoxyisopropyl)benzene), 3차-부틸쿠밀퍼록사이드(t-butylcumylperoxide), 2,5-디메틸-2,5-디(3차-부틸퍼옥시)-헥산(2,5-dimethyl-2,5di(t-butylperoxy)-hexane), 디-3차-부틸퍼록사이드(di-t-butylperoxide) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 디-(3차-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠(di-(tert-butylperoxyisopropyl)benzene)이 선택될 수 있다.
상기 라디칼 개시제는 180 ℃ 내지 190 ℃의 온도에서 15 ~ 37 초의 반감기의 특성을 가질 수 있다.
상기 라디칼 개시제의 반감기 특성을 벗어나 이보다 높은 반감기 시간을 갖는 경우 낮은 활성도로 인해 반응에 필요한 충분한 라디칼을 확보할 수 없으며, 공정 후 잔류물이 남을 위험이 있고, 이보다 낮은 반감기 시간을 갖는 경우, 높은 활성도로 인해 부분 가교 반응에 필요한 충분한 가교 반응 시간을 확보할 수 없어 불균일한 조성물을 생성할 수 있어 상기한 범위 내가 바람직하다.
상기 부분 가교화된 폴리프로필렌이 상기한 함량을 포함하고 있을 때 상기 가교화된 폴리프로필렌은, 230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건하에서 용융지수(melt index)가 30 ~ 60 g/10 min이고, 충격강도가 12 ~ 17 kgf·cm/cm이며, 굴곡탄성률이 1,250 ~ 1,290 Mpa일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물은 상용화제를 더 포함할 수 있다.
상기 상용화제는 특별히 제한하지는 않으나, 폴리아미드 수지와 반응할 수 있는 반응성기가 부여된 엘라스토머인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 상용화제로서 사용되는 엘라스토머는 변성 엘라스토머일 수 있으며, 구체적으로는 무수 말레산 변성(Maleic Anhydride-EPR; MA-EPR), 무수 말레산 변성 EBR(Maleic Anhydride-EBR; MA-EBR), 등의 무수 말레산 변성 올레핀계 열가소성 엘라스토머, 무수 말레산 변성 SEBS(Maleic Anhydride-EPR; MA-SEBS) 등의 무수 말레산 변성 스티렌계 열가소성 엘라스토머 등을 사용할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 무수 말레산 변성 SEBS(Maleic Anhydride-EPR; MA-SEBS) 또는 무수 말레산 변성 EBR(Maleic Anhydride-EBR; MA-EBR)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 상용화제는 1 종 단독으로 사용할 수 있으며, 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 상용화제의 중량 평균 분자량은 특별히 한정하지 않는다.
상기 상용화제는 폴리아미드 100 중량부 대비, 34 ~ 38 중량부를 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물은, 폴리아미드(Polyamide) 100 중량부 대비, 폴리올레핀(Polyolefin) 100 ~ 300 중량부; 및 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)에 의해 부분 가교화된 폴리올레핀(Modification Polyolefin) 100 ~ 300 중량부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 폴리올레핀(Polyolefin)은, 폴리아미드(Polyamide) 100 중량부 대비, 폴리올레핀(Polyolefin) 100 ~ 300 중량부를 포함할 수 있으며, 상기 폴리올레핀(Polyolefin)의 함량이 100 중량부 미만이면, 경제적으로 바람직하지 못하며, 300 중량부를 초과할 경우, 충격강도가 떨어지는 문제가 있어 상기 범위 내가 바람직하다
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)에 의해 부분 가교화된 폴리올레핀(Modification Polyolefin)에 의해 부분 가교화된 폴리올레핀(Modification polyolefin)은 폴리아미드(Polyamide) 100 중량부 대비, 부분 가교화된 폴리올레핀(Modification Polyolefin) 100 ~ 300 중량부를 포함할 수 있으며, 상기 부분 가교화된 폴리올레핀(Modification Polyolefin)의 함량이 100 중량부 미만이면, 용융지수 및 충격강도가 떨어지는 문제점이 있고, 함량이 300 중량부를 초과하면, 경제적으로 바람직하지 못하여 상기한 범위 내가 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)에 의해 부분 가교화된 폴리올레핀(Modification Polyolefin)은 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate) 또는 디비닐벤젠(Divinylbenzene)에 의해 부분 가교화된 폴리프로필렌(Modification polyolefin)일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)에 의해 부분 가교화된 폴리프로필렌은, 폴리프로필렌 100 중량부 대비, 반응성 비닐계 가교조제 1 ~ 7 중량부 및 라디칼 개시제 0.02 ~ 0.2 중량부를 포함할 수 있다.
상기 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)의 함량이 1 중량부 미만이면, 부분 가교화된 폴리프로필렌의 가교율이 저조하여 충격강도가 떨어질 수 있고, 7 중량부를 초과하면 부분 가교율이 높아 유동성이 저하되어 사출 성형시 가공성이 취약할 수 있어 상기한 범위 내가 바람직하다.
상기 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)는 폴리프로필렌(Polypropylene)에 라디칼이 형성되어 베타-분할(β-scission)된 후 신속히 가교될 수 있다.
상기 폴리프로필렌(Polypropylene)과 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)이 부분 가교화될 경우 하기의 화학식 2와 같이 표시될 수 있다.
[화학식 2]
상기 반응성 비닐계 가교조제는 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate) 외에 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(Trimethylolpropane triacrylate), 트리알릴 트리메썰트(Triallyl trimesate), 트리알릴 포스페이트(Triallyl phosphate), 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(Pentaerythritol triacrylate), 트리알릴 시아누레이트(Triallyl cyanurate), 및 트리알릴 아이소시아누레이트(Triallyl isocyanurate)로 이루어진 그룹 중 1 종 이상을 선택하여 사용할 수 있으나, 바람직하게는 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)일 수 있다.
상기 부분 가교화된 폴리프로필렌은, 폴리프로필렌 100 중량부 대비, 반응성 비닐계 가교조제 1 ~ 7 중량부 및 라디칼 개시제 0.02 ~ 0.2 중량부를 포함할 수 있다.
상기 라디칼 개시제는, 폴리올레핀(Polyolefin) 100 중량부 대비, 즉, 폴리프로필렌(Polypropylene) 100 중량부 대비, 라디칼 개시제 0.02 ~ 0.2 중량부를 포함할 수 있다.
상기 라디칼 개시제의 함량이 0.02 중량부 미만이면, 부분 가교 반응에 필요한 라디칼을 충분히 확보할 수 없어 부분 가교가 원활히 진행되지 않으며, 라디칼 개시제의 함량이 0.2 중량부를 초과하면 폴리프로필렌의 활발한 베타-분할로 생성된 낮은 분자량의 고분자 사슬로 인해 낮은 물성을 보이는 문제점이 있어 상기 범위 내가 바람직하다.
상기 라디칼 개시제의 종류는 특별히 한정하지는 않지만, 바람직하게는 디-(2,4-디클로로벤조일) 퍼록사이드(di-(2,4-dichlorobenzoyl)-peroxide), 디벤조일 퍼록사이드(dibenzoyl peroxide), 2,3차-부틸퍼옥시벤조에이트 (Di(t-butyl peroxybenzoate)), 1,1-디-(3차-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산(1,1-Di-(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane), 디쿠밀퍼록사이드(dicumyl peroxide), 디-(3차-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠(di-(tert-butylperoxyisopropyl)benzene), 3차-부틸쿠밀퍼록사이드(t-butylcumylperoxide), 2,5-디메틸-2,5-디(3차-부틸퍼옥시)-헥산(2,5-dimethyl-2,5di(t-butylperoxy)-hexane), 디-3차-부틸퍼록사이드(di-t-butylperoxide) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 디-(3차-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠(di-(tert-butylperoxyisopropyl)benzene)이 선택될 수 있다.
상기 라디칼 개시제는 180 ℃ 내지 190 ℃의 온도에서 15 ~ 37 초의 반감기의 특성을 가질 수 있다.
상기 라디칼 개시제의 반감기 특성을 벗어나 이보다 높은 반감기 시간을 갖는 경우 낮은 활성도로 인해 반응에 필요한 충분한 라디칼을 확보할 수 없으며, 공정 후 잔류물이 남을 위험이 있고, 이보다 낮은 반감기 시간을 갖는 경우, 높은 활성도로 인해 부분 가교 반응에 필요한 충분한 가교 반응 시간을 확보할 수 없어 불균일한 조성물을 생성할 수 있어 상기한 범위 내가 바람직하다.
상기 부분 가교화된 폴리프로필렌이 상기한 함량을 포함하고 있을 때 상기 가교화된 폴리프로필렌은, 230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건하에서 용융지수(melt index)가 30 ~ 60 g/10 min이고, 충격강도가 12 ~ 17 kgf·cm/cm이며, 굴곡탄성률이 1,250 ~ 1,290 Mpa일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물은 상용화제를 더 포함할 수 있다.
상기 상용화제는 특별히 제한하지는 않으나, 폴리아미드 수지와 반응할 수 있는 반응성기가 부여된 엘라스토머인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 상용화제로서 사용되는 엘라스토머는 변성 엘라스토머일 수 있으며, 구체적으로는 무수 말레산 변성(Maleic Anhydride-EPR; MA-EPR), 무수 말레산 변성 EBR(Maleic Anhydride-EBR; MA-EBR), 등의 무수 말레산 변성 올레핀계 열가소성 엘라스토머, 무수 말레산 변성 SEBS(Maleic Anhydride-EPR; MA-SEBS) 등의 무수 말레산 변성 스티렌계 열가소성 엘라스토머 등을 사용할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 무수 말레산 변성 SEBS(Maleic Anhydride-EPR; MA-SEBS) 또는 무수 말레산 변성 EBR(Maleic Anhydride-EBR; MA-EBR)일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서 상기 상용화제는 1 종 단독으로 사용할 수 있으며, 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 상용화제의 중량 평균 분자량은 특별히 한정하지 않는다.
상기 상용화제는 폴리아미드 100 중량부 대비, 34 ~ 38 중량부가 포함될 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물은, 폴리아미드(Polyamide) 100 중량부 대비, 폴리올레핀(Polyolefin) 100 ~ 300 중량부; 및 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)에 의해 부분 가교화된 폴리올레핀(Modification Polyolefin) 100 ~ 300 중량부;를 포함할 때 충격강도가 34 ~ 38 kgf·cm/cm일 수 있다.
본 발명의 바람직한 추가 실시예에 따른 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물은, 폴리아미드(Polyamide) 100 중량부 대비, 폴리올레핀(Polyolefin) 100 ~ 300 중량부; 및 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)에 의해 부분 가교화된 폴리올레핀(Modification Polyolefin) 100 ~ 300 중량부;를 포함할 때, 230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건하에서 용융지수(melt index)가 7 ~ 16 g/10 min일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 추가 실시예에 따른 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물은, 폴리아미드(Polyamide) 100 중량부 대비, 폴리올레핀(Polyolefin) 100 ~ 300 중량부; 및 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)에 의해 부분 가교화된 폴리올레핀(Modification Polyolefin) 100 ~ 300 중량부;를 포함할 때 굴곡탄성률이 960 ~ 1,270 MPa일 수 있다.
본 발명에 따른 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물을 이용하면, 폴리올레핀 수지와 폴리아미드 수지를 혼합하여 수지 조성물을 제조할 때 엘라스토머 계열의 상용화제를 첨가하여 수지 간의 상용성 및 내충격성을 향상시킬 수 있으며, 부분 가교화된 폴리올레핀을 첨가함으로써, 상용화제 첨가로 인한 가공성의 감소를 방지할 수 있으며, 내충격성 및 굴곡탄성률 등의 물성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 종래 기술에 따른 폴리올레핀/폴리아미드를 혼합한 수지 조성물과 대비할 때, 높은 단가의 폴리아미드 수지의 사용량을 줄이더라도 우수한 내충격성 및 가공성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
이하, 제조예, 실시예 및 실험예를 통해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
제조예 1: 부분 가교된 폴리프로필렌의 제조 1
25 g/10 min(230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건에서 측정)의 용융지수를 지닌 폴리프로필렌(JM360, 롯데케미칼 제조) 1000 g과 190 ℃에서 15 초의 반감기를 갖는 디(3차-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠(Perkadox 14S, Akzonobel 제조) 1 g 및 가교조제인 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate) 30 g을 용융 혼련기에 혼합하여 부분 가교된 폴리프로필렌을 제조하였다.
제조예 2 : 부분 가교된 폴리프로필렌의 제조 2
제조예 1과 동일하게 제조하되, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)의 중량을 30 g 대신 50 g 투입하여 부분 가교된 폴리프로필렌을 제조하였다.
제조예 3: 부분 가교된 폴리프로필렌의 제조 3
제조예 1과 동일하게 제조하되, 디(3차-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠 (Perkadox 14S, Akzonobel 제조)의 중량을 1 g 대신 2 g 투입하고, 가교조제인 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate) 30 g 대신 50 g을 투입하여 부분 가교된 폴리프로필렌을 제조하였다.
제조예 4: 부분 가교된 폴리프로필렌의 제조 4
제조예 1과 동일하게 제조하되, 디(3차-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠 (Perkadox 14S, Akzonobel 제조)의 중량을 1 g 대신 0.5 g 투입하고, 가교조제인 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate) 30 g 대신 10 g을 투입하여 부분 가교된 폴리프로필렌을 제조하였다.
제조예 5: 부분 가교된 폴리프로필렌의 제조 5
제조예 1과 동일하게 제조하되, 가교조제인 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate) 30 g 대신 10 g을 투입하여 부분 가교된 폴리프로필렌을 제조하였다.
제조예 6: 부분 가교된 폴리프로필렌의 제조 1
제조예 1과 동일하게 제조하되, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)의 중량을 30 g 대신 20 g을 투입하여 부분 가교된 폴리프로필렌을 제조하였다.
비교제조예
시중에 판매되는 용융지수가 230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건하에서 25 g/10 min이고, 굴곡탄성률은 1,270 Mpa이며, 충격강도가 8.9 kgf·cm/cm인 폴리프로필렌을 구입하였다.
실시예 1: 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드(폴리프로필렌/나일론 11) 수지 조성물의 제조 1
제조예 1에 따라 제조된 부분 가교화된 폴리프로필렌 120 g, 25 g/10 min (230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건에서 측정)의 용융지수를 지닌 폴리프로필렌(JM360, 롯데케미칼 제조) 180 g, 10 g/10 min(230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건에서 측정)의 용융지수를 지닌 나일론 11(PA11; BMNO, Akema) 100 g 및 MA-SEBS(Maleic anhydride grafted styrene-ethylene-butylene-styrene, Tuftec M1932, Asahi Kasei) 28 g을 용융 혼련기에서 혼합하여 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 2: 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드(폴리프로필렌/나일론 11) 수지 조성물의 제조 2
제조예 1에 따라 제조된 부분 가교화된 폴리프로필렌 180 g, 25 g/10 min (230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건에서 측정)의 용융지수를 지닌 폴리프로필렌(JM360, 롯데케미칼 제조) 120 g, 10 g/10 min(230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건에서 측정)의 용융지수를 지닌 나일론 11(PA11; BMNO, Akema) 100 g 및 MA-SEBS(Maleic anhydride grafted styrene-ethylene-butylene-styrene, Tuftec M1932, Asahi Kasei) 28 g을 용융 혼련기에서 혼합하여 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 1
25 g/10 min (230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건에서 측정)의 용융지수를 지닌 폴리프로필렌(JM360, 롯데케미칼 제조)을 구입하여 준비하였다.
비교예 2
10 g/10 min(230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건에서 측정)의 용융지수를 지닌 나일론 11(PA11; BMNO, Akema)을 구입하여 준비하였다.
비교예 3: 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물의 제조 3
25 g/10 min (230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건에서 측정)의 용융지수를 지닌 폴리프로필렌(JM360, 롯데케미칼 제조) 100 g과 10 g/10 min(230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건에서 측정)의 용융지수를 지닌 나일론 11(PA11; BMNO, Akema) 100 g을 용융 혼련기에서 혼합하여 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 4: 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물의 제조 4
25 g/10 min (230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건에서 측정)의 용융지수를 지닌 폴리프로필렌(JM360, 롯데케미칼 제조) 300 g과 10 g/10 min(230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건에서 측정)의 용융지수를 지닌 나일론 11(PA11; BMNO, Akema) 100 g을 용융 혼련기에서 혼합하여 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 5: 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물의 제조 5
25 g/10 min (230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건에서 측정)의 용융지수를 지닌 폴리프로필렌(JM360, 롯데케미칼 제조) 300 g, 10 g/10 min(230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건에서 측정)의 용융지수를 지닌 나일론 11(PA11; BMNO, Akema) 100 g, 및 가교조제인 에틸렌부틸렌 코폴리머(MA-(ethylene butylene copolymer) 28 g을 용융 혼련기에서 혼합하여 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 6: 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물의 제조 6
25 g/10 min (230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건에서 측정)의 용융지수를 지닌 폴리프로필렌(JM360, 롯데케미칼 제조) 300 g, 10 g/10 min(230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건에서 측정)의 용융지수를 지닌 나일론 11(PA11; BMNO, Akema) 100 g, 및 가교조제인 MA-SEBS(Maleic anhydride grafted styrene-ethylene-butylene-styrene, Tuftec M1932, Asahi Kasei) 28 g을 용융 혼련기에서 혼합하여 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 7: 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물의 제조 7
제조예 1에 따라 제조된 부분 가교화된 폴리프로필렌 60 g, 25 g/10 min (230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건에서 측정)의 용융지수를 지닌 폴리프로필렌(JM360, 롯데케미칼 제조) 240 g, 10 g/10 min(230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건에서 측정)의 용융지수를 지닌 나일론 11(PA11; BMNO, Akema) 100 g, 및 상용화제로 MA-SEBS 28 g을 용융 혼련기에서 혼합하여 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 8: 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물의 제조 8
제조예 1에 따라 제조된 부분 가교화된 폴리프로필렌 240 g, 25 g/10 min (230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건에서 측정)의 용융지수를 지닌 폴리프로필렌(JM360, 롯데케미칼 제조) 60 g, 10 g/10 min(230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건에서 측정)의 용융지수를 지닌 나일론 11(PA11; BMNO, Akema) 100 g, 및 상용화제로 MA-SEBS 28 g을 용융 혼련기에서 혼합하여 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 9: 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물의 제조 9
제조예 1에 따라 제조된 부분 가교화된 폴리프로필렌 300 g, 10 g/10 min(230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건에서 측정)의 용융지수를 지닌 나일론 11(PA11; BMNO, Akema) 100 g, 및 상용화제로 MA-SEBS 28 g을 용융 혼련기에서 혼합하여 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물을 제조하였다.
분석
하기의 표 1은 제조예 1 내지 6, 및 비교제조예의 물성을 측정하여 비교정리한 것이다.
2.16 kg의 하중 230 ℃의 온도인 용융 지수 조건하에서 각 제조예와 비교제조예에 따라 제조된 부분 가교형 폴리프로필렌에 대하여 용융지수, 충격강도 및 굴곡탄성률을 측정하였다.
용융지수는 ASTM D1238의 방법에 따라 측정하였으며, 노치 충격 강도는 ASTM D256의 방법에 따라 노치(Notched) 시편을 사용하여 측정하였고, 굴곡탄성률은 ASTM D790의 방법에 따라 측정하였다.
| 용융지수(230 ℃, 2.16 kg) | 굴곡탄성률(MPa) | 충격강도 (kgf·cm/cm) |
비고 | |
| 제조예 1 | 46 | 1289 | 14.6 | |
| 제조예 2 | 38 | 1303 | 13.1 | |
| 제조예 3 | 50 | 1406 | 10.8 | |
| 제조예 4 | 32 | 1360 | 14.8 | |
| 제조예 5 | 56 | 1377 | 14.3 | |
| 제조예 6 | 54 | 1269 | 11.9 | |
| 비교제조예 | 25 | 1270 | 8.9 |
도 1(a) 내지 1(c)는 제조예 1, 2 및 비교제조예의 물성을 비교한 것이다.
도 1(a) 내지 1(c), 및 표 1을 참조하면, 가교조제를 이용하여 폴리프로필렌의 부분 가교화 시 가교조제의 함량이 증가할수록 폴리프로필렌(Polypropylene)의 베타-분할으로 인한 용융지수 증가효과가 감소하는 것을 확인할 수 있다.
또한, 가교조제의 함량이 증가하는 경우 굴곡탄성률의 변화는 미미하지만, 충격강도가 다소 감소하는 것을 확인할 수 있다.
이는 가교조제의 활성저하에 따른 저분자량의 증대로 휘성(Brittle)이 다소 증가하는 것이며, 결과적으로 폴리프로필렌의 충격강도를 향상시키기 위해서는 소량의 가교조제를 투입해야 한다는 것을 확인할 수 있다.
도 2(a) 내지 2(c)는 제조예 2, 3, 및 비교제조예의 물성을 비교한 것이다.
도 2(a) 내지 2(c)를 참조하면, 폴리프로필렌(Polypropylene)과 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)의 함량을 고정하고 라디칼 개시제의 함량을 증가시켰을 경우 용융지수가 급격이 상승하는 것을 확인할 수 있다.
또한, 디(3차-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠(Perkadox 14S, Akzonobel 제조)의 함량이 증가할수록, 굴곡탄성률이 증가하고 충격강도가 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이것은 라디칼 개시제의 함량이 증가할수록 베타-분할(β-scission) 반응에 의해 용융지수가 증가하는 동시에 저분자량 증가로 인해 휘성(brittle)이 증가하는 것을 의미하며, 폴리프로필렌의 충격강도를 향상시키기 위해서는 소량의 라디칼 개시제를 사용해야 한다는 것을 확인할 수 있다.
도 3(a) 및 3(b)는 제조예 1, 2, 4 내지 6, 및 비교제조예의 물성을 비교한 것이다.
도 3(a) 및 3(b), 및 표 1을 참조하여 제조예 1, 2, 4 내지 6과 비교제조예를 비교하였을 때 비교제조예 보다 제조예 1, 2, 4 내지 6의 용융지수, 충격강도, 및 굴곡탄성률 등이 향상된 것을 확인할 수 있으며, 특히 제조예 1 및 5가 가장 우수한 물성을 나타냈다.
하기의 표는 비교예 1 내지 9 및 실시예 1, 2의 물성을 비교한 것이다.
| 용융지수(230 ℃,2.16kg) | 굴곡탄성률(MPa) | 충격강도(kg·cm/cm) | |
| 비교예 1 | 25 | 1270 | 9 |
| 비교예 2 | 10 | 1300 | 34 |
| 비교예 3 | 23 | 1400 | 7 |
| 비교예 4 | 24 | 1200 | 5 |
| 비교예 5 | 10 | 960 | 20 |
| 비교예 6 | 7 | 990 | 34 |
| 비교예 7 | 7 | 1080 | 36 |
| 비교예 8 | 11 | 1080 | 38 |
| 비교예 9 | 16 | 1170 | 34 |
| 실시예 1 | 11 | 1270 | 35 |
| 실시예 2 | 10 | 1100 | 35 |
표 2를 참조하여 비교예 3과 비교예 4를 비교해 보면 단순히 폴리프로필렌(PP)과 나일론 11을 혼합하여 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물을 제조할 경우 상용성 저하로 인하여 충격강도의 급격한 저하가 발생되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 비교예 5와 비교예 6을 비교해 보면 상용화제의 사용시 충격강도가 상승되는 효과를 확인할 수 있으며, MA-SEBS가 MA-EBR에 비해 충격강도 상승효과가 월등히 높은 것을 확인할 수 있다.
도 4(a) 내지 4(c)는 실시예 1, 2, 및 비교예 6의 물성을 비교한 것이다.
도 4(a) 내지 4(c) 및 표 2를 참조하여 실시예 1, 2 및 비교예 6을 비교해 보면 부분 가교화된 폴리프로필렌을 혼합하여 사용할 경우 굴곡 탄성률 및 충격강도긔 상승효과와 함께 가공성(용융지수)을 높일 수 있는 효과가 있는 것을 확인할 수 있다.
결과적으로 본 발명에 따른 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물은 부분 가교화된 폴리프로필렌을 이용하여 폴리프로필렌/나일론 11 수지 조성물의 충격강도를 유지하면서도 굴곡탄성률 및 사출 성형성(용융지수)을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
지금까지 본 발명의 일 실시예에 따른 내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다
Claims (5)
- 폴리아미드(Polyamide) 100 중량부 대비,
폴리올레핀(Polyolefin) 100 ~ 300 중량부; 및
트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)에 의해 부분 가교화된 폴리프로필렌 100 ~ 300 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물.
- 삭제
- 폴리아미드(Polyamide) 100 중량부 대비,
폴리올레핀(Polyolefin) 100 ~ 300 중량부; 및
트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)에 의해 부분 가교화된 폴리프로필렌 100 ~ 300 중량부;를 포함하며,
충격강도가 34 ~ 38 kgf·cm/cm인 것을 특징으로 하는,
내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물.
- 폴리아미드(Polyamide) 100 중량부 대비,
폴리올레핀(Polyolefin) 100 ~ 300 중량부; 및
트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)에 의해 부분 가교화된 폴리프로필렌 100 ~ 300 중량부;를 포함하며,
230 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 조건하에서 용융지수(melt index)가 7 ~ 16 g/10 min인 것 특징으로 하는,
내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물.
- 폴리아미드(Polyamide) 100 중량부 대비,
폴리올레핀(Polyolefin) 100 ~ 300 중량부; 및
트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate)에 의해 부분 가교화된 폴리프로필렌 100 ~ 300 중량부;를 포함하며,
굴곡탄성률이 960 ~ 1,270 MPa인 것을 특징으로 하는,
내충격성이 향상된 폴리올레핀/폴리아미드 수지 조성물.
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2019
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