KR20180103572A - 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이의 성형품 - Google Patents
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Abstract
베이스 수지, 열가소성 탄성체 및 무기 필러를 포함하고, 상기 베이스 수지는 제1 수지, 제2 수지, 제3 수지 및 제4 수지를 포함하는 폴리프로필렌계 혼합 수지이고, 상기 제1 수지는 호모 폴리프로필렌 수지이고, 상기 제2 수지, 상기 제3 수지 및 상기 제4 수지는 각각 폴리프로필렌계 블록 공중합 수지이고, 상기 제2 수지의 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 동일 조건 하에서 측정된 상기 제3 수지 및 상기 제4 수지 각각의 용융지수보다 크고, 상기 제3 수지의 ASTM D790에 의해 측정된 굴곡탄성률이 상기 제4 수지의 동일 조건 하에서 측정된 굴곡탄성률보다 낮은 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
Description
폴리프로필렌 수지 조성물 및 이의 성형품에 관한 것이다.
자동차 경량화는 환경규제, 연비개선 등으로 인해 최근 선택이 아닌 필수적으로 달성해야 하는 이슈가 되었다. 자동차 플라스틱 부품 중 가장 큰 중량을 차지하는 범퍼의 경우, 사출물의 두께를 얇게 하여 무게를 절감시킴으로써 경향화할 수 있으며, 원가 절감과 생산성을 향상 시킬 수 있다. 이때, 수지 조성물의 유동성을 조절하여 사출물의 두께를 얇게 할 수 있으나, 사출물의 두께가 얇은 경우 그 만큼 기계적 물성이 떨어지고, 이에 따라 자동차 조립 작업성 및 사고시 안정성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 이에, 장섬유, 탄소섬유 등의 고강성 무기 필러를 사용하여 강성 등을 보강할 수 있으나, 이 경우, 성형시 외관이 고르지 못하고 치수안정성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
사출 성형시, 사출 성형품 표면의 유동 방향과 교차하는 방향으로 플로우 마크 또는 타이거 마크라고 불리우는 복수의 주기적인 줄무늬 모양이 발생한다. 특히, 자동차 범퍼와 같이 대형의 성형품을 사출 성형하는 경우, 유동 길이가 길어질수록 유동 말단 부근에서 플로우 마크로 불리는 줄무늬의 외관 결함이 발생하기 쉽다. 성형품 표면에 발생한 플로우 마크가 현저하면 성형품의 외관이 손상된다.
따라서, 사출 성형에 필요한 에너지 소비를 낮추면서도 사고시 안정성을 확보하기 위해서는 부품의 초박막을 위한 고유동, 고강성을 가지고, 플로우 마크가 발생하지 않는 소재 자체의 개발이 요구된다.
본 발명의 일 구현예는 낮은 비중을 유지하면서, 얇은 두께의 성형품에 적용되었을 때에도 우수한 물성 밸런스를 부여하고, 플로우 마크 발생을 방지할 수 있는 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 베이스 수지, 열가소성 탄성체 및 무기 필러를 포함하고, 상기 베이스 수지는 제1 수지, 제2 수지, 제3 수지 및 제4 수지를 포함하는 폴리프로필렌계 혼합 수지이고, 상기 제1 수지는 호모 폴리프로필렌 수지이고, 상기 제2 수지, 상기 제3 수지 및 상기 제4 수지는 각각 폴리프로필렌계 블록 공중합 수지이고, 상기 제2 수지의 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 동일 조건 하에서 측정된 상기 제3 수지 및 상기 제4 수지 각각의 용융지수보다 크고, 상기 제3 수지의 ASTM D790에 의해 측정된 굴곡탄성률이 상기 제4 수지의 동일 조건 하에서 측정된 굴곡탄성률보다 낮은 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 폴리프로필렌 수지 조성물의 사출물을 포함하는 성형품을 제공한다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 낮은 비중을 유지하면서, 얇은 두께의 성형품에 적용되었을 때에도 우수한 강성 및 내충격성과 함께, 치수 안정성을 부여하는 등 우수한 물성 밸런스를 부여할 수 있다. 또한, 우수한 성형성과 함께 플로우 마크 발생을 방지할 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술하는 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 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예에서, 베이스 수지, 열가소성 탄성체 및 무기 필러를 포함하고, 상기 베이스 수지는 제1 수지, 제2 수지, 제3 수지 및 제4 수지를 포함하는 폴리프로필렌계 혼합 수지이고, 상기 제1 수지는 호모 폴리프로필렌 수지이고, 상기 제2 수지, 상기 제3 수지 및 상기 제4 수지는 각각 폴리프로필렌계 블록 공중합 수지이고, 상기 제2 수지의 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 동일 조건 하에서 측정된 상기 제3 수지 및 상기 제4 수지 각각의 용융지수보다 크고, 상기 제3 수지의 ASTM D790에 의해 측정된 굴곡탄성률이 상기 제4 수지의 동일 조건 하에서 측정된 굴곡탄성률보다 낮은 폴리프로필렌 수지 조성물를 제공한다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 열가소성 탄성체, 무기 필러 외에, 서로 다른 4 종류의 폴리프로필렌계 혼합 수지인 베이스 수지를 포함하여 낮은 비중을 유지하면서, 얇은 두께의 성형품에 적용되었을 때에도 우수한 강성 및 내충격성과 함께, 치수 안정성을 부여하는 등 우수한 물성 밸런스를 부여할 수 있다. 또한, 우수한 성형성과 함께 플로우 마크 발생을 방지할 수 있다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 베이스 수지로 제1 수지, 제2 수지, 제3 수지 및 제4 수지를 포함하는 폴리프로필렌계 혼합 수지를 포함한다.
구체적으로, 상기 제1 수지는 호모 폴리프로필렌 수지이고, 상기 제2 수지, 상기 제3 수지 및 상기 제4 수지는 각각 폴리프로필렌계 블록 공중합 수지이다. 예를 들어, 상기 제2 수지, 상기 제3 수지 및 상기 제4 수지는 각각 프로필렌과 탄소수 2 및 4 내지 10의 α-올레핀의 공중합체일 수 있다.
상기 베이스 수지는 제1 수지로 상기 호모 폴리프로필렌 수지를 포함하여 우수한 내열성을 나타낼 수 있으며, 폴리프로필렌계 블록 공중합 수지인 제2 수지, 제3 수지 및 제4 수지를 포함하여 우수한 내충격성을 함께 부여할 수 있다.
상기 제1 수지는 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수로 1200g/10분 내지 1800g/10분을 가질 수 있다. 상기 베이스 수지는 상기 범위의 높은 용융지수를 갖는 호모 폴리프로필렌 수지를 후술할 제2 수지, 제3 수지 및 제4 수지와 함께 포함하여, 폴리프로필렌 수지 조성물 전체의 용융지수를 높여 우수한 성형성을 부여할 수 있으며 플로우 마크의 발생을 방지할 수 있다. 그리고, 얇은 두께의 성형품에 적용되었을 때에도 우수한 강성 및 내충격성과 함께, 치수 안정성을 부여하는 등 우수한 물성 밸런스를 부여할 수 있으며, 플로우 마크 발생을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제1 수지의 중량평균분자량은 약 14만g/mol 내지 약 16만g/mol일 수 있다. 상기 베이스 수지는 상기 범위의 중량평균분자량을 갖는 호모 폴리프로필렌 수지를 후술할 제2 수지, 제3 수지 및 제4 수지와 함께 포함하여, 이를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물의 유동성 및 강성 등의 물성을 조절하여, 우수한 물성 밸런스를 부여할 수 있으며, 플로우 마크 발생을 방지할 수 있다.
상기 베이스 수지는 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 동일 조건 하에서 측정된 제3 수지 및 상기 제4 수지 각각의 용융지수보다 큰 제2 수지를 포함한다.
구체적으로, 상기 제2 수지의 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수는 약 80g/10분 내지 약 120g/10분일 수 있다. 반면, 제3 수지 및 제4 수지는 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 약 20g/10분 내지 약 50g/10분의 용융지수를 가질 수 있다.
상기 베이스 수지는 상기 범위의 용융지수를 갖는 제2 수지와, 보다 높은 용융지수를 갖는 호모 폴리프로필렌 수지 그리고, 다소 낮은 용융지수를 갖는 폴리프로필렌계 블록 공중합 수지인 제3 수지 및 제4 수지를 함께 포함하여, 폴리프로필렌 수지 조성물 전체의 용융지수를 적절히 조절하여 우수한 성형성을 부여할 수 있으며 플로우 마크의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 상기 베이스 수지는 13C-NMR에 의해 측정한 아이소택틱 지수가 97% 내지 99.5%인 제2 수지를 포함하여, 높은 결정성을 가지고 우수한 기계적 물성을 부여할 수 있다.
상기 베이스 수지는 ASTM D790에 의해 측정된 굴곡탄성률이 동일 조건 하에서 측정된 제4 수지의 굴곡탄성률보다 낮은 제3 수지를 포함한다.
상기 제3 수지 및 제4 수지는 모두 폴리프로필렌계 블록 공중합 수지이다. 한편, 상기 제3 수지는 프로필렌과 탄소수 2 및 4 내지 10의 α-올레핀을 특정 촉매를 사용하여 공중합한 것으로써, 제4 수지와 전혀 다른 화학 구조를 가질 수 있다. 전혀 다른 화학 구조를 갖는 제3 수지와 제4 수지는 서로 다른 기계적 물성 및 유동패턴을 가져, 이를 포함하는 조성물에 우수한 강성 및 내충격성 등의 우수한 물성 밸런스와 함께 플로우 마크 발생을 방지할 수 있다. 구체적으로, 상기 제3 수지는 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 약 20g/10분 내지 약 50g/10분일 수 있다. 상기 제3 수지는 제1 수지 및 제2 수지와 달리, 상기와 같이 낮은 용융지수를 가지나, 특이한 화학 구조를 가지고, 성형성을 악화시키지 않고, 플로우 마크의 발생을 방지할 수 있다.
상기 제3 수지의 ASTM D790에 의해 측정된 굴곡탄성률은 약 1000 kg/cm2 내지 약 1300kg/cm2 일 수 있으며, 상기 제4 수지는 ASTM D790에 의해 측정된 굴곡탄성률이 약 1400kg/cm2 내지 약 1600kg/cm2 일 수 있다. 즉, 상기 제3 수지의 굴곡탄성률이 상기 제4 수지의 굴곡탄성률보다 낮다.
또한, 상기 제3 수지의 ASTM D638에 의해 측정된 인장강도는 상기 제4 수지의 ASTM D638에 의해 측정된 인장강도보다 낮을 수 있다.
구체적으로, 상기 제3 수지의 ASTM D638에 의해 측정된 인장강도는 약 300kg/cm2 미만일 수 있다. 예를 들어, 약 260kg/cm2 내지 약280kg/cm2 일 수 있다. 상기 제4 수지의 ASTM D638에 의해 측정된 인장강도는 약 290kg/cm2 내지 약 310kg/cm2 일 수 있다.
또한, 상기 제3 수지 및 제4 수지는 약 4 내지 약 5의 분자량 분포도(중량평균분자량/수평균분자량, Polydispersity Index)를 가짐으로써, 우수한 기계적 물성과 함께 성형성이 좋아 우수한 가공 효과를 부여할 수 있다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 상기 베이스 수지를 약 55중량% 내지 약 65중량% 포함할 수 있다. 상기 베이스 수지의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 굴곡 탄성률, 인장강도 등의 기계적 물성이 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 충격 강도 등이 저하될 수 있다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 열가소성 탄성체를 포함하여, 우수한 충격강도, 내열성 및 치수안정성을 부여할 수 있고, 우수한 사출 성형성을 나타낼 수 있다.
상기 열가소성 탄성체는 에틸렌계 공중합체, 스티렌계 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 상기 에틸렌계 공중합체는 에틸렌과 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀의 공중합체일 수 있다. 상기 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀은 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데켄 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 α-올레핀 화합물일 수 있다. 예를 들어, 상기 열가소성 탄성체는 에틸렌-옥텐 올레핀일 수 있다. 상기 스티렌계 공중합체는 스티렌-에틸렌 공중합체, 스티렌-부틸렌 공중합체, 스티렌-에틸렌-프로필렌 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌 공중합체, 스티렌-부틸렌-스티렌 공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체, 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 공중합체, 스티렌-에틸렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 공중합체일 수 있다. 예를 들어, 상기 스티렌계 공중합체는 블록공중합체일 수 있다.
상기 열가소성 탄성체는 121℃에서 ASTM-D1646에 의해 측정된 무니 점도(Mooney viscosity)가 약 5 내지 약 50ML1+4일 수 있다. 상기 열가소성 탄성체의 무니 점도가 상기 범위 미만인 경우에는 치수 안정성, 저온 충격 특성 등이 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 충격 강도 등의 기계적 물성이 저하될 수 있고, 플로우 마크가 쉽게 생성될 수 있다.
상기 열가소성 탄성체는 약 -60℃ 내지 약 -45℃의 유리전이온도를 가질 수 있다. 상기 열가소성 탄성체는 상기 범위의 유리전이온도를 가짐으로써, 이를 포함하는 성형품에 적정의 신율을 부여하고, 우수한 성형성을 나타낼 수 있다.
상기 열가소성 탄성체는 상기 베이스 수지 100중량부 대비 약 22중량부 내지 약 42중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 열가소성 탄성체의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 충격 강도가 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 연성이 강화되어 굴곡 탄성률 등의 기계적 물성이 저하될 수 있고, 이에 따라, 자동차용 부품으로 사용하기 어려울 수 있다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 약 1㎛ 내지 약 6㎛의 평균직경을 갖는 무기 필러를 포함하여 우수한 분산성을 가지며, 넓은 표면적으로 적은 함량으로 향상된 기계적 강성을 부여할 수 있고, 이에 따라, 경량화를 부여할 수 있다. 또한, 치수 안정성을 부여할 수 있다. 구체적으로, 상기 무기 필러의 평균직경이 상기 범위 미만인 경우에는 표면적이 너무 넓어져 베이스 수지와의 상용성이 문제되고, 강성이 감소할 수 있다. 또한, 상기 무기 필러의 평균직경이 상기 범위를 초과하는 경우에는 충격강도가 저하되어, 얇은 두께의 성형품에 적용시 깨져서 물성이 감소하거나, 외관을 변형시킬 수 있다.
상기 무기 필러는 탈크, 마이카, 휘스커(whisker), 황산바륨, 탄산칼슘, 글라스버블 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나일 수 있다.
상기 무기 필러는 상기 베이스 수지 100중량부 대비 약 22중량부 내지 약 32중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 무기 필러의 함량이 상기 범위 미만일 경우에는 향상된 기계적 물성을 나타내지 못하고, 상기 범위를 초과할 경우에는, 폴리프로필렌 수지 조성물의 가공성 및 외관 특성이 감소할 수 있다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 상기 제1 수지, 제2 수지, 제3 수지 및 제4수지를 포함하는 폴리프로필렌계 혼합수지인 베이스 수지, 열가소성 탄성체 및 상기 무기 필러를 적절히 혼합하여, 낮은 비중을 유지하면서, 얇은 두께의 성형품에 적용되었을 때에도 우수한 강성 및 내충격성과 함께, 치수 안정성을 부여하는 등 우수한 물성 밸런스를 부여할 수 있다. 또한, 우수한 성형성과 함께 플로우 마크 발생을 방지할 수 있다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 산화방지제, 자외선 흡수제, 핵제, 커플링제, 분산제, 광 안정제, 가공윤활제, 무기안료 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
산화방지제는 페놀계 산화방지제, 포스파이트계 산화방지제, 티오디프로피오네이트(Thiodipropionate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
자외선 흡수제는 폴리프로필렌 수지 조성물에 포함되어, 고분자 사슬을 분해시키는 자외선을 차단하거나 흡수하여 고분자의 물성 및 외관변화 예를 들어, 노화를 방지하는 특성이 있으며, 상기 자외선 흡수제는 하이드록실벤조페논(hydroxyl benzophenone), 벤조트리아졸(benzotriazoles) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
핵제는 폴리프로필렌 수지 조성물에 포함되어, 고분자 사슬의 결정영역을 증가 및 미세화하여 강도(stiffness)를 상승시키는 특성이 있으며, 상기 핵제는 카보네이트염(carbonate salt), 인산염계(phosphate), 솔비톨계(sorbitol) 유도체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
커플링제는 상기 무기 필러와 상기 폴리프로필렌 수지 조성물에 포함된 수지와의 상용성을 향상시키는 것으로서, 상용성을 높여 분산도를 좋게 하여, 우수한 기계적 강성 및 내충격성을 부여하고, 치수 안정성을 동시에 부여할 수 있다.
구체적으로, 상기 커플링제는 폴리프로필렌의 주쇄나 말단에 무기 필러와 반응성이 있는 반응기를 포함하는 변성 폴리프로필렌 수지로서, 상기 반응기로는 예를 들면, 말레산, 무수말레산, 카르복실산, 히드록실기, 비닐아세테이트, 글리시딜메타크릴레이트, 비닐옥사졸린, 아크릴산 등을 들 수 있다.
분산제는 폴리프로필렌 수지 조성물에 포함되어, 용융점도를 저하시켜 성형가공성을 향상시키고, 가공시간 및 가공온도가 낮아져 열화가 감소하는 특성이 있다. 상기 분산제는 동적 윤활첨가제(dynamic lubricity), 정적 윤활첨가제(static lubricity) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
광안정제는 폴리프로필렌 수지 조성물에 포함되어 빛에 의한 고분자의 열화반응을 방지하는 특성이 있으며, 상기 광안정제는 유기 니켈계, 힌더리드 피페리딘계(hindered piperidine) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
무기안료는 폴리프로필렌 수지 조성물에 포함될 수 있으며, 상기 무기안료는 마이카, 카본블랙 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 폴리프로필렌 수지 조성물의 사출물을 포함하는 성형품을 제공한다. 상기 성형품은 전술한 폴리프로필렌 수지 조성물의 사출물을 포함하는 것으로서, 낮은 비중을 유지하면서, 얇은 두께의 성형품에 적용되었을 때에도 우수한 강성 및 내충격성과 함께, 치수 안정성을 부여하는 등 우수한 물성 밸런스를 가질 수 있다. 또한, 우수한 성형성과 함께 플로우 마크가 발생하지 않을 수 있다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 사항은 전술한 바와 같다.
상기 성형품은 범퍼, 사이드실 몰딩, 및 도어트림 스포일러, 사이드바이저, 카울벤트그릴, 라디에이터 그릴, 사이드몰딩, 엔드패널가닛슈 등의 자동차 외장재의 용도로 사용될 수 있다.
구체적으로, 상기 성형품은 얇은 두께를 가져 더욱 경량화함과 동시에 우수한 기계적 강성 및 내충격성 등으로 우수한 물성 밸런스를 가지고, 플로우 마크가 발생하지 않아 우수한 외관을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 성형품은 약 2.5㎜ 미만의 두께에서도 우수한 기계적 강도 및 내충격성을 나타낼 수 있다. 상기 성형품은 약 2.0㎜ 내지 약 2.2㎜의 두께를 가질 수 있다. 따라서, 상기 성형품은 범퍼와 같은 자동차용 외장재로 사용하는데 적합할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
<
실시예
및
비교예
>
실시예1
230의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 1800g/10분인 호모 폴리프로필렌 수지인 제1 수지, 230의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 100g/10분이고, 13C-NMR에 의해 측정한 아이소택틱 지수가 97% 내지 99.5%인 에틸렌-프로필렌 블록 공중합 수지인 제2 수지, 230의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 30g/10분이고, ASTM D790에 의해 측정된 굴곡탄성률이 1200kg/cm2 이고, ASTM D638에 의해 측정된 인장강도가 270kg/cm2 인 에틸렌-프로필렌 블록 공중합 수지인 제3 수지 및 230의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 30g/10분이고, ASTM D790에 의해 측정된 굴곡탄성률이 1500kg/cm2 이고, ASTM D638에 의해 측정된 인장강도가 300kg/cm2 인 에틸렌-프로필렌 블록 공중합 수지인 제4 수지를 포함하는 베이스 수지; 열가소성 탄성체로 에틸렌-옥텐 올레핀; 평균직경이 1㎛ 내지 6㎛인 판상형 탈크;를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 제1 수지: 제2 수지: 제3 수지: 제4 수지: 열가소성 탄성체; 탈크를 약 10: 35: 10: 7: 19: 17의 중량%로 혼합하였다.
상기 폴리프로필렌 수지 조성물을 직경 40mm, L/D 52 의 2축 압출기를 사용하여, 190~210℃ 온도 구간에서 250~350 rpm 조건으로 교반하고, 사출 성형기를 이용하여 시편을 성형하였다.
비교예
1
베이스 수지에서 제1 수지 및 제3 수지를 제외하고, 제2 수지 및 제4 수지만을 포함하여, 제2 수지: 제4 수지: 열가소성 탄성체; 탈크를 약 45: 23: 15: 15의 중량%로 혼합하고, 이때, 상기 탈크는 평균직경이 7㎛ 내지 12㎛인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
비교예
2
베이스 수지에서 제3 수지를 제외하고, 제1 수지, 제2 수지 및 제4 수지만을 포함하여, 제1 수지: 제2 수지: 제4 수지: 열가소성 탄성체; 탈크를 약 10: 35: 23: 15: 15의 중량%로 혼합한 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법으로 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
비교예
3
베이스 수지에서 제4 수지를 제외하고, 제1 수지, 제2 수지 및 제3 수지만을 포함하여, 제1 수지: 제2 수지: 제3 수지: 열가소성 탄성체; 탈크를 약 10: 35: 23: 15: 15의 중량%로 혼합한 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법으로 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 1 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | |
제1 수지 | 10 |
- | 10 | 10 |
제2 수지 | 35 |
45 | 35 | 35 |
제3 수지 | 10 |
- | - | 23 |
제4 수지 | 7 |
23 | 23 | - |
에틸렌-옥텐 올레핀 | 19 | 15 | 15 | 15 |
에틸렌-부텐 올레핀 | - | - | - | - |
탈크 (1㎛-6㎛) |
17 | - | - | - |
탈크 (7㎛-12㎛) |
- | 15 | 15 | 15 |
<평가>
실험예
1: 용융지수(g/
10min
)
실시예 및 비교예에서 얻어진 폴리프로필렌 수지 조성물의 용융지수를 ASTM D1238 법에 따라 230℃, 2.16 kg의 하중에서 측정하였고, 그 결과를 [표 2]에 나타내었다.
실험예
2: 비중(g/
cm3
)
실시예 및 비교예에서 얻어진 시편의 비중을 ASTM D792에 의하여 측정하였고, 그 결과를 [표 2]에 나타내었다.
실험예
3:
신율
(
%
)
실시예 및 비교예에서 얻어진 시편의 신율을 23℃의 온도에서 ASTM D638에 의하여 측정하였고, 그 결과를 [표 2]에 나타내었다.
실험예
4: 인장강도(
MPa
)
실시예 및 비교예에서 제조한 시편의 인장강도를 23℃에서 ASTM D638을 이용하여 165×13×3.2mm의 시편 규격을 크로스헤드(Crosshead)의 속도는 50mm/min으로 하여 측정하였고, 그 결과를 [표 2]에 나타내었다.
실험예
5: 굴곡탄성률(
MPa
)
실시예 및 비교예에서 제조한 시편의 굴곡 탄성률을 ASTM D790을 이용하여 12.7×127×6.4mm의 시편 규격을 크로스헤드(Crosshead)의 속도는 10mm/min으로 하여 측정하였고, 그 결과를 [표 2]에 나타내었다.
실험예
6:
아이조드
(
IZOD
) 충격강도(J/m)
실시예 및 비교예의 아이조드 충격강도를 ASTM D256에 의하여 상온(23℃) 및 저온(-30℃)에서 63.5×12.7×6.4mm의 시편 규격에 대하여 측정하였고 그 결과를 [표 2]에 나타내었다.
실험예
7: 열변형 온도(℃)
실시예 및 비교예에서 제조한 시편을 ASTM D648을 이용하여 0.45MPa의 표면 압력을 가해 두께 6.4mm의 시편의 열변형 온도를 측정하였고, 그 결과를 [표 2]에 나타내었다.
실험예
8:
플로우
마크
실시예 및 비교예에서 제조한 시편의 플로우 마크 발생을 육안으로 관찰해, 하기 기준으로 판정하였으며, 그 결과를 [표 2]에 나타내었다.
×: 플로우 마크가 거의 없는 경우
○:플로우 마크가 현저하게 관찰되어 실용성에 문제가 있고, 불량인 경우.
실시예 1 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | |
용융지수 | 41.3 | 33.6 | 43.0 | 42.7 |
비중 | 1.01 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
신율 | 210 | 273 | 167 | 221 |
인장강도 | 22.7 | 20.2 | 22.5 | 20.5 |
굴곡탄성률 | 2515 | 2120 | 2431 | 2180 |
아이조드 충격강도(상온) |
355 | 258 | 207 | 221 |
아이조드 충격강도(저온) |
61.1 | 51.2 | 46.4 | 47.2 |
열변형온도 | 123.9 | 120.9 | 123.4 | 120.6 |
플로우마크 | X | ○ | ○ | X |
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 실시예 1이 낮은 비중을 유지하면서, 우수한 강성 및 내충격성과 함께, 우수한 치수 안정성을 갖는 등 우수한 물성 밸런스를 가지고, 플로우 마크가 발생하지 않는 것을 알 수 있다. 특히, 굴곡탄성률 및 충격강도에 있어서 현저히 형상된 효과를 갖는 것을 확인하였다.
Claims (19)
- 베이스 수지, 열가소성 탄성체 및 무기 필러를 포함하고,
상기 베이스 수지는 제1 수지, 제2 수지, 제3 수지 및 제4 수지를 포함하는 폴리프로필렌계 혼합 수지이고,
상기 제1 수지는 호모 폴리프로필렌 수지이고,
상기 제2 수지, 상기 제3 수지 및 상기 제4 수지는 각각 폴리프로필렌계 블록 공중합 수지이고,
상기 제2 수지의 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 동일 조건 하에서 측정된 상기 제3 수지 및 상기 제4 수지 각각의 용융지수보다 크고,
상기 제3 수지의 ASTM D790에 의해 측정된 굴곡탄성률이 상기 제4 수지의 동일 조건 하에서 측정된 굴곡탄성률보다 낮은
폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 수지, 상기 제3 수지 및 상기 제4 수지는 각각 프로필렌과 탄소수 2 및 4 내지 10의 α-올레핀의 공중합체인
폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 수지는 13C-NMR에 의해 측정한 아이소택틱 지수가 97% 내지 99.5%인
폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 수지는 14만g/mol 내지 16만g/mol의 중량평균분자량을 갖는
폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 제3 수지의 ASTM D790에 의해 측정된 굴곡탄성률이 1000kg/cm2 내지 1300kg/cm2 인
폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 제3 수지의 ASTM D638에 의해 측정된 인장강도가 상기 제4 수지의 ASTM D638에 의해 측정된 인장강도보다 낮은
폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제6항에 있어서,
상기 제3 수지의 ASTM D638에 의해 측정된 인장강도가 300 kg/cm2 미만인
폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 베이스 수지를 55중량% 내지 65중량% 포함하는
폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 열가소성 탄성체는 에틸렌계 공중합체, 스티렌계 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제9항에 있어서,
상기 에틸렌계 공중합체는 에틸렌과 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀의 공중합체인
플리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 열가소성 탄성체는 121℃에서 ASTM-D1646에 의해 측정된 무니 점도(Mooney viscosity)가 5 내지 50ML1+4인
폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 열가소성 탄성체는 -60℃ 내지 -45℃의 유리전이온도를 갖는
폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 베이스 수지 100 중량부 대비 상기 열가소성 탄성체를 22 중량부 내지 42 중량부 포함하는
폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 무기 필러는 탈크, 마이카, 휘스커(whisker), 황산바륨, 탄산칼슘, 글라스버블 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 무기 필러는 1㎛ 내지 6㎛의 평균 직경을 갖는
폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 베이스 수지 100 중량부 대비 상기 무기 필러를 22 중량부 내지 32 중량부 포함하는
폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
산화방지제, 자외선 흡수제, 핵제, 커플링제, 분산제, 광안정제, 가공윤활제, 무기안료 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 첨가제를 더 포함하는
폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물의 사출물을 포함하는 성형품.
- 제18항에 있어서,
자동차용 외장재의 용도를 갖는
성형품.
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