본 발명에 따른 높은 인성을 갖는 플라스틱에서, 고무 입자 대 플라스틱의 중량 비는 0.5:99.5 내지 70:30, 바람직하게는 5:95 내지 50:50이다. 고무 입자의 평균 입자 크기는 20 내지 200 ㎚, 바람직하게는 50 내지 150 ㎚이다.
본 발명에 따른 높은 인성을 갖는 플라스틱에서, 연속적인 상으로서 사용되는 플라스틱은 약 0.15 밀리몰/㎖ 이상의 거대 분자 쇄 얽힘 밀도(Ve) 및 약 7.5 미만의 특성 비(C∞)를 갖는 가연성 플라스틱이며, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리옥시메틸렌, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리페닐렌 옥사이드 및 폴리우레탄 등으로 이루어진 그룹 중에서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 높은 인성을 갖는 플라스틱에서, 분산된 상으로서 사용되는 고무 입자는 동종의 미세 구조를 갖는 고무 입자, 바람직하게는 겔 함량이 60% 이상인 가교결합된 고무 입자이다. 상기 고무 입자는 1999년 12월 3일자로 출원된 발명자의 중국 특허 출원 제 99125530.5 호(내용 전체가 본 발명에 참고로 인용되어 있다)에 따라 수득된 충분히 가황된 분말 고무이며, 특히 비 제한적으로 하기의 충분히 가황된 분말 고무들 중 하나 이상을 포함한다: 충분히 가황된 분말 천연 고무, 충분히 가황된 분말 부타디엔-스티렌 고무, 충분히 가황된 분말 카복실 부타디엔-스티렌 고무, 충분히 가황된 분말 부타디엔-아크릴로니트릴 고무, 충분히 가황된 분말 카복실 부타디엔-아크릴로니트릴 고무, 충분히 가황된 분말 클로로부타디엔 고무, 충분히 가황된 분말 폴리부타디엔 고무, 충분히 가황된 분말 실리콘 고무 또는 충분히 가황된 분말 아크릴레이트 고무 등. 상기 고무 입자의 제조 방법은 상기 언급한 중국 특허 출원 제 99125530.5 호에 언급되어 있다. 상기 충분히 가황된 분말 고무는 60% 이상의 겔 함량을 가지며 분배제의 첨가 없이 건조 후에 자유롭게 유동할 수 있는 분산된 미세 고무 분말이다. 상기 분말 고무 입자의 입자 크기를 조사-가교결합에 의해 고정시킬 수 있다. 상기 충분히 가황된 분말 고무를 플라스틱과 혼합하는 경우, 상기 입자는 플라스틱 중에 매우 쉽게 균일하고 안정하게 분산되며, 응집되기 어렵고, 매우 작은 입자 크기를 유지할 수 있다.
본 발명에 따른 높은 인성을 갖는 플라스틱은 작고, 균일하며 안정한 입자 크기를 갖고 높은 고무 대 플라스틱 비를 수득하기 용이한 고무 상을 함유하며, 높은 인성과 양호한 가공적성을 갖고, 매우 광범위한 분야에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 높은 강성과 높은 인성을 모두 갖는 플라스틱에서, 사용되는 고무 입자의 양은 플라스틱 기질 100 중량부를 기준으로 0.3 내지 5 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 2 중량부이다. 상기 고무 입자의 평균 입자 크기는 20 내지 500 ㎚, 바람직하게는 50 내지 300 ㎚이다.
본 발명에 따른 높은 강성과 높은 인성을 모두 갖는 플라스틱에서, 연속적인 상으로서 사용되는 플라스틱은 결정성 플라스틱이며, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리옥시메틸렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등으로 이루어진 그룹 중에서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 높은 강성과 높은 인성을 모두 갖는 플라스틱에서, 분산된 상으로서 사용되는 고무 입자는 동종의 미세 구조를 갖는 고무 입자, 바람직하게는 겔 함량이 60% 이상인 가교결합된 고무 입자이다. 상기 고무 입자는 1999년 12월 3일자로 출원된 발명자의 중국 특허 출원 제 99125530.5 호(내용 전체가 본 발명에 참고로 인용되어 있다)에 따라 수득된 충분히 가황된 분말 고무일 수 있으며, 상기 고무 입자에 대한 상세한 설명은 상기 높은 인성을 갖는 플라스틱에 대한 논의에 개시된 바와 같다. 상기 충분히 가황된 분말 고무는 60% 이상의 겔 함량을 가지며 분배제의 첨가 없이 건조 후에 자유롭게 유동할 수 있는 분산된 미세 고무 분말이다. 상기 충분히 가황된 분말 고무를 조사-가교결합에 의해 수득할 수 있다. 상기 충분히 가황된 분말 고무를 플라스틱과 혼합하는 경우, 상기 입자는 플라스틱 중에 매우 쉽게 균일하고 안정하게 분산되며, 응집되기 어렵고, 매우 작은 입자 크기를 유지할 수 있다.
본 발명에 따른 높은 인성과 높은 강성을 모두 갖는 플라스틱은 작고, 균일하며 안정한 입자 크기를 갖는 고무 상을 함유하며, 높은 인성, 높은 강성, 보다 높은 열 변형 온도와 양호한 가공적성을 갖고, 매우 광범위한 분야에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 높은 인성과 높은 강성을 모두 갖는 플라스틱을 결정성 플라스틱과 20 내지 500 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 상기 언급한 고무 입자를 블렌딩시킴로써 수득할 수 있다. 상기 플라스틱 기질에 첨가되는 고무 입자의 양은 상기 플라스틱 기질 100 중량부를 기준으로 0.3 내지 5 부, 바람직하게는 0.5 내지 2 부이다. 고무 입자의 평균 입자 크기는 바람직하게는 50 내지 300 ㎚이다.
본 발명에 따른 높은 인성과 높은 강성을 모두 갖는 플라스틱의 제조 방법에서, 충분히 가황된 분말 고무를 건조한 가교결합된 분말의 형태로 또는 건조되지 않은 가교결합된 라텍스의 형태로 가할 수 있다.
상기 언급한 제조에서, 상기 물질들의 블렌딩 온도는 통상적인 플라스틱의 가공에 통상적으로 사용되는 블렌딩 온도이며, 플라스틱 기질의 용융 또는 연화 온도에 따라 변하고, 플라스틱의 분해 없이 상기 플라스틱 기질의 완전한 용융을 보장할 수 있는 범위 내에서 선택되어야 한다. 더욱 또한, 가공의 필요성에 따라서 플라스틱 가공에 통상적으로 사용되는 보조제들, 예를 들어 가소제, 산화방지제, 경질 안정화제 및 혼화제 등을 적합한 양으로 블렌딩된 물질에 첨가할 수도 있다.
본 발명에 사용되는 블렌딩 장비들은 고무 및 플라스틱의 가공에 통상적으로 사용되는 일반적인 블렌딩 장비이며, 단일 축 스크류 압출기, 2 축 스크류 압출기,2 중 롤 밀 및 밀폐식 혼합기 등 중에서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 높은 인성을 갖는 플라스틱 또는 높은 인성과 높은 강성을 모두 갖는 플라스틱의 제조 방법은 수행하기 간단하고 용이하며, 다양한 플라스틱의 강화에 적용될 수 있다.
하기 실시예들은 본 발명을 추가로 예시하기 위해 제공되며 본 발명의 범위를 제한하는 것으로서 이해되서는 안된다. 본 발명의 범위는 청구의 범위에서 한정될 것이다.
높은 인성을 갖는 플라스틱의 제조 실시예
실시예 1 및 2:
충분히 가황된 분말 부타디엔-스티렌 고무[하기와 같이 수득된 것: 란쪼우 라텍스 리써치 센터(Lanzhou Latex Research Center)로부터 입수할 수 있는 부타디엔-스티렌-50 라텍스 중에 상기 부타디엔-스티렌 라텍스의 건조 중량을 기준으로 가교결합 보조제로서 사용된 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 3%를 가한다. 상기 혼합물에 흡수된 용량이 2.5 메가라드인 조사-가황을 가하고, 이어서 분무 건조시키며; 수득된 분말 고무는 100 ㎚의 평균 입자 크기 및 90.4%의 겔 함량을 갖는다], 폴리프로필렌 분말[티안진 세컨드 페트롤륨-케미칼 팩토리(Tianjin Second Petroleum-Chemical Factory)로부터 입수할 수 있음, 명칭: 모델 3-1] 및 산화방지제 1010(시바 가이기(스위스)로부터 입수할 수 있음)을 균일하게 혼합한다.
블렌딩 및 펠릿화를 압출기의 각 대역에 대해 각각 170 ℃, 185 ℃, 190 ℃, 190 ℃, 190 ℃ 및 190 ℃(다이 온도)의 온도를 갖는 ZSK-25 2 축 스크류 압출기[베르너 앤드 플라이더러 캄파니(Werner & Pfleiderer Co., Germany)에 의해 제작됨]에서 수행한다. 특정 제형들을 표 1에 나타내며, 여기에서 충분히 가황된 분말 부타디엔-스티렌 고무 및 폴리프로필렌의 성분 함량은 중량부로 측정되고, 산화방지제의 함량은 모든 성분들의 전체 중량%로 측정된다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 1에 나타낸다.
비교 실시예 1:
실시예 1에 사용된 산화 방지제 및 폴리프로필렌 분말을 균일하게 혼합하고 이어서 2 축 스크류 압출기에서 실시예 1에 사용된 것과 동일한 조건을 사용하여 펠릿화하였다. 특정 제형들 및 수득된 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 3:
충분히 가황된 분말 부타디엔-스티렌 고무(실시예 1에 사용된 것과 동일함) 및 폴리프로필렌 펠릿[T30S, 진난 리파이너리(Jinan Refinery, China)] 및 산화방지제 1010(시바 가이기, 스위스)을 균일하게 혼합하고 이어서 블렌딩하고 실시예 1에 상술한 바와 동일한 가공 조건 하에 2 축 스크류 압출기에서 펠릿화한다. 특정 제형들을 표 1에 나타내며, 여기에서 충분히 가황된 분말 부타디엔-스티렌 고무 및 폴리프로필렌의 성분 함량은 중량부로 측정되고, 산화방지제의 함량은 모든 성분들의 전체 중량%로 측정된다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 1에 나타낸다.
비교 실시예 2:
실시예 3에서 사용된 폴리프로필렌 펠릿 및 에틸렌 프로필렌 삼원공중합체 고무 펠릿(3745, 듀퐁 다우 캄파니)을 9:1의 중량비로 균일하게 혼합하고 산화방지제 1010(실시예 1에서 사용된 것과 동일한 것)을 가한다. 혼합물을 블렌딩하고 실시예 1에 상술한 바와 동일한 가공 조건 하에서 압출기에서 펠릿화한다. 수득된 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해서 다양한 시험을 가한다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 1에 나타낸다.
|
폴리프로필렌 |
충분히 가황된 분말 부타디엔-스티렌고무 |
에틸렌 프로필렌 삼원공중합체 고무 |
산화 방지제 |
인장 강도 |
파단 신율 |
노취된 아이조드 충격 강도 |
굴곡 강도 |
굴곡 모듈러스 |
실시예 1 |
94 |
6 |
--- |
0.5% |
31.0 |
221 |
129 |
33.3 |
1.51 |
실시예 2 |
30 |
70 |
--- |
0.5% |
10.5 |
220 |
311(파괴안됨) |
--- |
--- |
비교실시예 1 |
100 |
0 |
--- |
0.5% |
39.1 |
92 |
78.1 |
38.7 |
1.63 |
실시예 3 |
90 |
10 |
--- |
0.5% |
28.4 |
211 |
87.4 |
28.4 |
1.28 |
비교실시예 2 |
90 |
0 |
10 |
0.5% |
28.7 |
171 |
70.0 |
29.1 |
1.33 |
단위 |
--- |
--- |
--- |
--- |
MPa |
% |
J/m |
MPa |
GPa |
시험표준 |
--- |
--- |
--- |
--- |
ASTMD638 |
ASTMD638 |
ASTMD256 |
ASTMD790 |
ASTMD790 |
실시예 4 및 5
충분히 가황된 분말 카복실 부타디엔-스티렌 고무[하기와 같이 수득된 것: 양산 페트롤륨-케미칼 캄파니(Yanshan Petroleum-Chemical Co.)로부터 입수할 수 있는 카복실 부타디엔-스티렌 라텍스(XSBRL-54B1) 중에 상기 카복실 부타디엔-스티렌 라텍스의 건조 중량을 기준으로 가교결합 보조제로서 사용된 이소옥틸 아크릴레이트 3%를 가한다. 상기 혼합물에 흡수된 용량이 2.5 메가라드인 조사-가황을 가하고, 이어서 분무 건조시키며; 수득된 분말 고무는 150 ㎚의 평균 입자 크기 및 92.6%의 겔 함량을 갖는다], 나일론 6(1013B, 우베 인더스트리즈 리미티드(UBE INDUSTRIES, LTD., Japan)), 스테아르산 칼슘(화학적으로 순수한 등급, 베이징 창양 케미칼 팩토리(Beijing Changyang Chemical Factory, China)) 및 초 미세 활석(1250 메쉬, 헤베이 루콴 아키텍쳐랄 머티리얼즈 팩토리(Hebei LuquanArchitectural Materials Factory, China))을 균일하게 혼합한다. 블렌딩 및 펠릿화를 압출기의 각 대역에 대해 각각 230 ℃, 235 ℃, 240 ℃, 245 ℃, 240 ℃ 및 235 ℃(다이 온도)의 온도를 갖는 ZSK-25 2 축 스크류 압출기(베르너 앤드 플라이더러 캄파니에 의해 제작됨)에서 수행한다. 특정 제형들을 표 2에 나타내며, 여기에서 충분히 가황된 분말 카복실 부타디엔-스티렌 고무 및 나일론 6의 성분 함량은 중량부로 측정되고, 다른 보조제들의 함량은 모든 성분들의 전체 중량%로 측정된다. 펠릿을 건조시키고 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 2에 나타낸다. 도 1은 실시예 5의 샘플의 원자력 현미경 사진(배율: 40,000)을 나타내며, 여기에서 검은 그림자는 나일론 6 기질 중에 분산된 충분히 가황된 카복실 부타디엔-스티렌 고무 입자를 가리킨다.
비교 실시예 3:
실시예 4에서 사용된 나일론 6, 스테아르산 칼슘 및 초 미세 활석을 균일하게 혼합하고 실시예 4에 사용된 바와 동일한 조건을 사용하여 2 축 스크류 압출기에서 펠릿화한다. 특정 제형, 시험 표준 및 수득된 결과를 표 2에 나타낸다.
비교 실시예 4:
실시예 4에서 사용된 나일론 6 및 아크릴레이트 고무(Lucite 44-N, 듀퐁 캄파니(US)) 및 실시예 4에서 사용된 스테아르산 칼슘 및 초 미세 활석을 균일하게혼합하고, 이어서 블렌딩하고 실시예 4에 사용된 바와 동일한 조건을 사용하여 2 축 스크류 압출기에서 펠릿화한다. 특정 제형들을 표 2에 나타내며, 여기에서 아크릴레이트 고무 및 나일론 6의 성분 함량은 중량부로 측정되고, 다른 보조제들의 함량은 모든 성분들의 전체 중량%로 측정된다. 시험 표준 및 성질들에 대한 결과를 표 2에 나타낸다.
비교 실시예 5:
실시예 4에서 사용된 나일론 6 및 POE-g-MAH(DFDA1373, 유나이티드 카바이드 캄파니(United Carbide Co., US)) 및 실시예 4에서 사용된 스테아르산 칼슘 및 초 미세 활석을 균일하게 혼합하고, 이어서 블렌딩하고 실시예 4에 사용된 바와 동일한 조건을 사용하여 2 축 스크류 압출기에서 펠릿화한다. 특정 제형들을 표 2에 나타내며, 여기에서 POE-g-MAH 및 나일론 6의 성분 함량은 중량부로 측정되고, 다른 보조제들의 함량은 모든 성분들의 전체 중량%로 측정된다. 시험 표준 및 성질들에 대한 결과를 표 2에 나타낸다.
실시예 6:
실시예 4 및 5의 과정을 반복하나, 단 분말 카복실 부타디엔-스티렌 고무 대 나일론 6의 비를 15:85로 변화시킨다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 2에 나타낸다.
|
실시예 4 |
실시예 5 |
실시예 6 |
비교실시예 3 |
비교실시예 4 |
비교실시예 5 |
단위 |
시험 표준 |
나일론 6 |
90 |
80 |
85 |
100 |
80 |
80 |
-- |
-- |
충분히 가황된 분말 카복실 부타디엔-스티렌 고무 |
10 |
20 |
15 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
아크릴레이트 고무 |
-- |
-- |
-- |
-- |
20 |
-- |
-- |
-- |
POE-g-MAH |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
20 |
-- |
-- |
스테아르산 칼슘 |
0.6% |
0.6% |
0.6% |
0.6% |
0.6% |
0.6% |
-- |
-- |
초 미세 활석 |
0.8% |
0.8% |
0.8% |
0.8% |
0.8% |
0.8% |
-- |
-- |
인장 강도 |
62.6 |
51.5 |
56.1 |
72 |
52.1 |
53.2 |
MPa |
ASTM D638 |
파단 신율 |
75 |
175 |
135 |
60 |
120 |
135 |
% |
ASTM D638 |
굴곡 강도 |
72.8 |
56.6 |
63.4 |
80.5 |
57.2 |
55.6 |
MPa |
ASTM D790 |
굴곡 모듈러스 |
1.97 |
1.72 |
1.81 |
2.2 |
1.78 |
1.75 |
GPa |
ASTM D790 |
노취된 아이조드 충격 강도 |
176 |
665 |
428 |
45 |
325 |
409 |
J/m |
ASTM D256 |
열 변형 온도(1.82 MPa) |
64.2 |
61.8 |
62.7 |
68.5 |
59.8 |
59.6 |
℃ |
ASTM D648 |
실시예 7 및 8:
충분히 가황된 분말 카복실 부타디엔-스티렌 고무[하기와 같이 수득된 것: 양산 페트롤륨-케미칼 캄파니로부터 입수할 수 있는 카복실 부타디엔-스티렌 고무 라텍스(XSBRL-54B1) 중에 상기 카복실 부타디엔-스티렌 고무 라텍스의 건조 중량을 기준으로 가교결합 보조제로서 사용된 이소옥틸 아크릴레이트 3%를 가한다. 상기 혼합물에 흡수된 용량이 2.5 메가라드인 조사-가황을 가하고, 이어서 분무 건조시키며; 수득된 분말 고무는 150 ㎚의 평균 입자 크기 및 92.6%의 겔 함량을 갖는다], 폴리옥시메틸렌(4520, 아사히 카제이 가부시키가이샤(Japan)), 스테아르산 칼슘(화학적으로 순수한 등급, 베이징 창양 케미칼 팩토리), 폴리에틸렌 왁스(화학적으로 순수한 등급, 베이징 유니버시티 오브 케미칼 테크놀로지), 산화방지제1010(시바 가이기(스위스)) 및 초 미세 활석(1250 메쉬, 헤베이 루콴 아키텍쳐랄 머티리얼즈 팩토리)을 균일하게 혼합한다. 블렌딩 및 펠릿화를 압출기의 각 대역에 대해 각각 175 ℃, 180 ℃, 185 ℃, 185 ℃, 180 ℃ 및 175 ℃(다이 온도)의 온도를 갖는 ZSK-25 2 축 스크류 압출기(베르너 앤드 플라이더러 캄파니에 의해 제작됨)에서 수행한다. 특정 제형들을 표 3에 나타내며, 여기에서 충분히 가황된 분말 카복실 부타디엔-스티렌 고무 및 폴리옥시메틸렌의 성분 함량은 중량부로 측정되고, 다른 보조제들의 함량은 모든 성분들의 전체 중량%로 측정된다. 펠릿을 건조시키고 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 3에 나타낸다.
비교 실시예 6
실시예 7에 사용된 폴리옥시메틸렌, 스테아르산 칼슘, 산화방지제 1010, 폴리에틸렌 왁스 및 초 미세 활석을 균일하게 혼합하고 실시예 7에 사용된 바와 동일한 조건을 사용하여 2 축 스크류 압출기에서 펠릿화한다. 특정 제형들, 시험 표준 및 수득된 결과를 표 3에 나타낸다.
비교 실시예 7:
실시예 7에서 사용된 폴리옥시메틸렌 및 아크릴레이트 고무(Lucite 44-N, 듀퐁 캄파니(US)) 및 실시예 7에서 사용된 스테아르산 칼슘 및 초 미세 활석을 균일하게 혼합하고, 이어서 블렌딩하고 실시예 7에 사용된 바와 동일한 조건을 사용하여 2 축 스크류 압출기에서 펠릿화한다. 특정 제형들을 표 3에 나타내며, 여기에서 아크릴레이트 고무 및 폴리옥시메틸렌의 성분 함량은 중량부로 측정되고, 다른 보조제들의 함량은 모든 성분들의 전체 중량%로 측정된다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 3에 나타낸다.
|
실시예 7 |
실시예 8 |
비교실시예 6 |
비교실시예 7 |
단위 |
시험표준 |
나일론 6 |
85 |
72 |
100 |
85 |
-- |
-- |
충분히 가황된 분말 카복실 부타디엔-스티렌 고무 |
15 |
28 |
-- |
-- |
-- |
-- |
아크릴레이트 고무 |
-- |
-- |
-- |
15 |
-- |
-- |
스테아르산 칼슘 |
0.7% |
0.7% |
0.7% |
0.7% |
-- |
-- |
폴리에틸렌 왁스 |
0.3% |
0.3% |
0.3% |
0.3% |
-- |
-- |
초 미세 활석 |
0.3% |
0.3% |
0.3% |
0.3% |
-- |
-- |
산화방지제 1010 |
0.4% |
0.4% |
0.4% |
0.4% |
-- |
-- |
인장 강도 |
54.3 |
41.2 |
60.2 |
50.1 |
MPa |
ASTM D638 |
파단 신율 |
62 |
215 |
30 |
42 |
% |
ASTM D638 |
굴곡 강도 |
67.3 |
46.7 |
82.5 |
64.5 |
MPa |
ASTM D790 |
굴곡 모듈러스 |
1.81 |
1.35 |
2.34 |
1.83 |
GPa |
ASTM D790 |
노취된 아이조드 충격 강도 |
189 |
562 |
42 |
146 |
J/m |
ASTM D256 |
열 변형 온도(1.82 MPa) |
83.5 |
63.2 |
110 |
84.2 |
℃ |
ASTM D648 |
실시예 9:
충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무[하기와 같이 수득된 것: 베이징 오리엔탈 케미칼 팩토리(Beijing Oriental Chemical Factory)로부터 입수할 수 있는 부틸 아크릴레이트 고무 라텍스(BC-01) 중에 상기 부틸 아크릴레이트 고무 라텍스의 건조 중량을 기준으로 가교결합 보조제로서 사용된 이소옥틸 아크릴레이트 3%를 가한다. 상기 혼합물에 흡수된 용량이 2.5 메가라드인 조사-가황을 가하고, 이어서 분무 건조시키며; 수득된 분말 고무는 100 ㎚의 평균 입자 크기 및 87.7%의 겔 함량을 갖는다] 및 폴리카보네이트(141R, 제네랄 일렉트로닉스 캄파니(US))를 균일하게 혼합한다. 블렌딩 및 펠릿화를 압출기의 각 대역에 대해 각각 265 ℃, 270 ℃, 275 ℃, 275 ℃, 270 ℃ 및 265 ℃(다이 온도)의 온도를 갖는 ZSK-25 2 축 스크류 압출기(베르너 앤드 플라이더러 캄파니에 의해 제작됨)에서 수행한다. 특정 제형들을 표 4에 나타내며, 여기에서 충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무 및 폴리카보네이트의 성분 함량은 중량부로 측정된다. 펠릿을 건조시키고 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 4에 나타낸다.
비교 실시예 8
실시예 9에 사용된 폴리카보네이트를 표준 시편으로 직접 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해서 다양한 시험을 가한다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 4에 나타낸다.
|
실시예 9 |
비교 실시예 8 |
단위 |
시험 표준 |
폴리카보네이트 |
96 |
100 |
-- |
-- |
충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무 |
4 |
-- |
-- |
-- |
인장 강도 |
64.8 |
65.2 |
MPa |
ASTM D638 |
파단 신율 |
175 |
115 |
% |
ASTM D638 |
굴곡 강도 |
96.5 |
92.1 |
MPa |
ASTM D790 |
굴곡 모듈러스 |
2.32 |
2.28 |
GPa |
ASTM D790 |
노취된 아이조드 충격 강도 |
785 |
679 |
J/m |
ASTM D256 |
열 변형 온도(1.82 MPa) |
129.6 |
132.0 |
℃ |
ASTM D648 |
높은 강성과 높은 인성을 모두 갖는 플라스틱의 제조 실시예
실시예 10:
폴리프로필렌 펠릿(T30S, 지난 리파이너리(Jinan Refinery, China)) 및 충분히 가황된 분말 폴리부타디엔 고무[하기와 같이 수득된 것: 질린 케미칼 신시사이즈드 레진 팩토리(Jilin Chemical Synthesized Resin Factory)로부터의 폴리부타디엔 고무 라텍스(0700) 중에 상기 고무 라텍스의 건조 중량을 기준으로 가교결합 보조제로서 사용된 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 3%를 가한다. 상기 혼합물에 흡수된 용량이 2 메가라드인 조사-가황을 가하고, 이어서 분무 건조시키며; 수득된 분말 고무는 280 ㎚의 평균 입자 크기 및 88.5%의 겔 함량을 갖는다] 및 산화방지제 1010(시바 가이기(스위스))을 배합하며, 여기에서 구체적인 조성은 플라스틱 100 중량부를 기준으로 폴리프로필렌 100 부, 충분히 가황된 분말 폴리부타디엔 고무 0.5 부 및 산화방지제 0.5 부이다. 블렌딩 및 펠릿화를 압출기의 각 대역에 대해 각각 170 ℃, 185 ℃, 190 ℃, 190 ℃, 190 ℃ 및 190 ℃(다이 온도)의 온도를 갖는 ZSK-25 2 축 스크류 압출기(베르너 앤드 플라이더러 캄파니에 의해 제작됨)에서 수행한다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 수득된 결과를 표 5에 나타낸다.
실시예 11:
실시예 10에 사용된 충분히 가황된 분말 폴리부타디엔 고무의 양을 1 부로변화시키는 것을 제외하고 조건은 실시예 10에 사용된 것들과 동일하다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 5에 나타낸다.
실시예 12:
실시예 10에 사용된 충분히 가황된 분말 폴리부타디엔 고무의 양을 1.5 부로 변화시키는 것을 제외하고 조건은 실시예 10에 사용된 것들과 동일하다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 5에 나타낸다.
실시예 13:
실시예 10에 사용된 충분히 가황된 분말 폴리부타디엔 고무의 양을 2 부로 변화시키는 것을 제외하고 조건은 실시예 10에 사용된 것들과 동일하다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 5에 나타낸다.
비교 실시예 9:
실시예 10에 사용된 폴리프로필렌 펠릿을 직접 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 5에 나타낸다.
비교 실시예 10:
실시예 11에 사용된 충분히 가황된 분말 폴리부타디엔 고무 대신에 부타디엔-스티렌 고무(1502, 질린 오가닉 신세시스 팩토리(Jilin Organic Synthesis Factory(China))를 사용하는 것을 제외하고 조건은 실시예 11에 사용된 것들과 동일하다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 5에 나타낸다.
실시예 14:
폴리프로필렌 분말(모델 3-1, 티안진 세컨드 페트롤륨-케미칼 팩토리(China)) 및 충분히 가황된 분말 부타디엔-스티렌 고무 라텍스[하기와 같이 수득된 것: 란조우 라텍스 리써치 센터로부터의 부타디엔-스티렌-50 고무 라텍스(고체 함량 45%) 중에 상기 부타디엔-스티렌 고무 라텍스의 건조 중량을 기준으로 가교결합 보조제로서 사용된 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 3%를 가한다. 상기 혼합물에 흡수된 용량이 2.5 메가라드인 조사-가황을 가하며; 상기 고무 라텍스 입자는 100 ㎚의 평균 입자 크기 및 90.4%의 겔 함량을 갖는다] 및 산화방지제 1010(시바 가이기(스위스))을 배합하며, 여기에서 중량부로 측정된 구체적인 조성은 폴리프로필렌 100 부, 충분히 가황된 분말 부타디엔 스티렌 고무 라텍스 2 부(고무 라텍스의 건조 중량 기준) 및 산화방지제 0.5 부이다. 블렌딩 및 펠릿화를압출기의 각 대역에 대해 각각 170 ℃, 185 ℃, 190 ℃, 190 ℃, 190 ℃ 및 190 ℃(다이 온도)의 온도를 갖는 ZSK-25 2 축 스크류 압출기(베르너 앤드 플라이더러 캄파니에 의해 제작됨)에서 수행한다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 수득된 결과를 표 5에 나타낸다.
비교 실시예 11:
실시예 14에 사용된 폴리프로필렌 분말 및 산화방지제를 혼합 및 압출시키고, 이어서 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 5에 나타낸다.
|
인장강도 |
파단 신율 |
노취된 아이조드 충격 강도 |
굴곡강도 |
굴곡모듈러스 |
열 변형 온도 |
단위 |
MPa |
% |
J/m |
MPa |
GPa |
℃ |
실시예 10 |
32.9 |
656(파괴안됨) |
56.2 |
36.5 |
1.70 |
107.5 |
실시예 11 |
34.7 |
698(파괴안됨) |
54.0 |
37.5 |
1.75 |
108.6 |
실시예 12 |
34.0 |
386 |
59.9 |
35.4 |
1.61 |
107.2 |
실시예 13 |
33.7 |
413(파괴안됨) |
64.8 |
33.8 |
1.48 |
104.1 |
비교 실시예 9 |
34.8 |
502 |
46.8 |
34.4 |
1.56 |
103.0 |
비교 실시예 10 |
34.3 |
697 |
50.6 |
33.6 |
1.56 |
104.4 |
실시예 14 |
35.6 |
92 |
89.2 |
41.7 |
1.99 |
-- |
비교 실시예 11 |
39.1 |
92 |
78.1 |
38.7 |
1.63 |
-- |
시험 표준 |
ASTMD638 |
ASTMD638 |
ASTMD256 |
ASTMD790 |
ASTMD790 |
ASTMD648 |
실시예 15:
충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무[하기와 같이 수득된 것: 베이징 오리엔탈 케미칼 팩토리로부터 입수할 수 있는 부틸 아크릴레이트 고무 라텍스(BC-01) 중에 상기 부틸 아크릴레이트 고무 라텍스의 건조 중량을 기준으로 가교결합 보조제로서 사용된 이소옥틸 아크릴레이트 3%를 가한다. 상기 혼합물에 흡수된 용량이 2.5 메가라드인 조사-가황을 가하고, 이어서 분무 건조시키며; 수득된 분말 고무는 100 ㎚의 평균 입자 크기 및 87.7%의 겔 함량을 갖는다], 폴리에틸렌 테레프탈레이트(고유 점도는 0.76이며, 양산 페트롤륨 케미칼 캄파니(China)로부터 입수), 스테아르산 칼슘(화학적으로 순수한 등급, 베이징 창양 케미칼 팩토리(China)) 및 초 미세 활석(1250 메쉬, 헤베이 루콴 아키텍쳐랄 머티리얼즈 팩토리(China))을 균일하게 혼합하며, 여기에서 중량부로 측정된 특정한 조성은 충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무 0.5 부, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 100 부, 스테아르산 칼슘 0.3 부 및 초 미세 활석 0.3 부이다. 블렌딩 및 펠릿화를 압출기의 각 대역에 대해 각각 260 ℃, 280 ℃, 280 ℃, 280 ℃, 285 ℃ 및 280 ℃(다이 온도)의 온도를 갖는 ZSK-25 2 축 스크류 압출기(베르너 앤드 플라이더러 캄파니에 의해 제작됨)에서 수행한다. 펠릿을 건조시키고 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 6에 나타낸다.
실시예 16:
실시예 15에 사용된 성분들의 비를 충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트고무 1 부, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 100 부로 변화시킴을 제외하고, 조건은 실시예 15에 사용된 것과 동일하다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 6에 나타낸다.
실시예 17:
실시예 15에 사용된 성분들의 비를 충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무 2 부, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 100 부로 변화시킴을 제외하고, 조건은 실시예 15에 사용된 것과 동일하다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 6에 나타낸다.
실시예 18:
실시예 15에 사용된 성분들의 비를 충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무 5 부, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 100 부로 변화시킴을 제외하고, 조건은 실시예 15에 사용된 것과 동일하다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 6에 나타낸다.
비교 실시예 12:
실시예 15에 사용된 것과 동일한 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 6에 나타낸다.
|
인장강도 |
파단 신율 |
노취된 아이조드 충격 강도 |
굴곡강도 |
굴곡모듈러스 |
열 변형 온도 |
단위 |
MPa |
% |
J/m |
MPa |
GPa |
℃ |
실시예 15 |
65.8 |
18 |
39.8 |
81.1 |
2.43 |
68.1 |
실시예 16 |
68.3 |
26 |
53.8 |
84.5 |
2.52 |
70.6 |
실시예 17 |
63.5 |
25 |
51.6 |
79.7 |
2.45 |
67.9 |
실시예 18 |
54.8 |
29 |
53.1 |
72.3 |
2.19 |
63.2 |
비교 실시예 12 |
59.6 |
6 |
26.1 |
76.8 |
2.26 |
63.2 |
시험 표준 |
ASTMD638 |
ASTMD638 |
ASTMD256 |
ASTMD790 |
ASTMD790 |
ASTMD648 |
실시예 19:
충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무(실시예 15에 사용된 것과 동일한 것), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(4500, 고유 점도는 1.02이며, BASF 캄파니로부터 입수), 스테아르산 칼슘(화학적으로 순수한 등급, 베이징 창양 케미칼 팩토리(China)) 및 초 미세 활석(1250 메쉬, 헤베이 루콴 아키텍쳐랄 머티리얼즈 팩토리(China))을 균일하게 혼합하며, 여기에서 중량부로 측정된 특정한 조성은 충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무 0.5 부, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 100 부, 스테아르산 칼슘 0.3 부 및 초 미세 활석 0.3 부이다. 블렌딩 및 펠릿화를 압출기의 각 대역에 대해 각각 220 ℃, 240 ℃, 240 ℃, 240 ℃, 245 ℃ 및 240 ℃(다이 온도)의 온도를 갖는 ZSK-25 2 축 스크류 압출기(베르너 앤드 플라이더러캄파니에 의해 제작됨)에서 수행한다. 펠릿을 건조시키고 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 7에 나타낸다.
실시예 20:
실시예 19에 사용된 성분들의 비를 충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무 1 부, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 100 부로 변화시킴을 제외하고, 조건은 실시예 19에 사용된 것과 동일하다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 7에 나타낸다.
실시예 21:
실시예 19에 사용된 성분들의 비를 충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무 2 부, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 100 부로 변화시킴을 제외하고, 조건은 실시예 19에 사용된 것과 동일하다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 7에 나타낸다.
실시예 22:
실시예 19에 사용된 성분들의 비를 충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트고무 5 부, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 100 부로 변화시킴을 제외하고, 조건은 실시예 19에 사용된 것과 동일하다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 7에 나타낸다.
비교 실시예 13:
실시예 19에 사용된 것과 동일한 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 7에 나타낸다.
|
인장강도 |
파단 신율 |
노취된 아이조드 충격 강도 |
굴곡강도 |
굴곡모듈러스 |
열 변형 온도 |
단위 |
MPa |
% |
J/m |
MPa |
GPa |
℃ |
실시예 19 |
63.7 |
22 |
48.7 |
80.9 |
2.39 |
67.2 |
실시예 20 |
67.6 |
32 |
59.8 |
83.6 |
2.46 |
69.5 |
실시예 21 |
66.8 |
34 |
63.1 |
81.2 |
2.41 |
68.7 |
실시예 22 |
61.5 |
37 |
56.7 |
78.3 |
2.21 |
66.9 |
비교 실시예 13 |
55.2 |
9 |
31.5 |
74.3 |
2.18 |
62.8 |
시험 표준 |
ASTMD638 |
ASTMD638 |
ASTMD256 |
ASTMD790 |
ASTMD790 |
ASTMD648 |