KR20210133873A - 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품 - Google Patents
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Abstract
(A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체 25 내지 50 중량%, (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체 30 내지 50 중량%, 및 (C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 15 내지 25 중량%를 포함하는 열가소성 수지 조성물, 및 이를 이용한 성형품에 관한 것이다.
Description
열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품에 관한 것이다.
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS) 수지로 대표되는 스티렌계 수지는 우수한 성형성, 기계적 특성, 외관, 2차 가공성 등으로 인해 자동차, 가전, OA 기기 등에 광범위하게 사용되고 있다.
특히, 스티렌계 수지를 이용한 성형품은 도장/무도장이 요구되는 여러 제품에 적용될 수 있으며, 예를 들어 자동차용 내/외장재 등에 적용될 수 있다.
기존의 차량 후방 램프(rear lamp)는 좌/우가 분리된 형태이었으나, 최근에는 차량의 후방 램프 부분이 좌/우가 분리되지 않고 일체화된 구조를 갖는 것이 일종의 트렌드가 되었다.
따라서 기존 차량의 후방 램프와 비교하였을 때 최근 차량의 후방 램프 부분은 좌/우의 램프를 연결한 중간 연결 부분이 더 존재하게 되는데, 기존 스티렌계 수지로는 상기 일체화된 구조를 갖는 대형화된 후방 램프 부분의 하우징(housing)을 사출성형하여 제조할 경우, 특정 부위에 응력 과다가 발생하기 쉽고, 이에 따라 해당 부위에서 내약품성 불량이 발생하기 쉬운 문제가 있다.
이에, 사출성형 과정에서 응력을 감소시키고, 사출 압력의 감소를 위해서는 스티렌계 수지가 우수한 유동 특성을 가질 필요가 있다.
따라서, 대형의 자동차 램프 하우징용으로 적합한 우수한 유동성과 내열성을 가지면서도, 우수한 내화학성을 갖는 스티렌계 열가소성 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
내열성 및 내화학성이 모두 우수한 고유동 열가소성 수지 조성물, 및 이를 이용한 성형품을 제공하고자 한다.
일 구현예는 (A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체 25 내지 50 중량%, (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체 30 내지 50 중량%, 및 (C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 15 내지 25 중량%를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
상기 (A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 평균입경이 250 내지 350 nm인 부타디엔계 고무질 중합체를 포함하는 코어, 및 방향족 비닐 화합물과 시안화 비닐 화합물이 상기 코어에 그라프트 중합되어 형성된 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조일 수 있다.
상기 (A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체일 수 있다.
상기 (B) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체는 중량평균분자량이 90,000 내지 100,000 g/mol이고, 시안화 비닐 화합물 유래 성분 20 내지 28 중량%를 포함할 수 있다.
상기 (B) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체에서, 상기 방향족 비닐 화합물은 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 에틸스티렌, 비닐크실렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 비닐나프탈렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 (B) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체에서, 상기 시안화 비닐 화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 푸마로니트릴 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체일 수 있다.
상기 (C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 N-페닐 말레이미드 유래 성분 30 내지 50 중량%를 포함할 수 있다.
상기 (C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 N-페닐 말레이미드 유래 성분 35 내지 45 중량%, 말레산 무수물 유래 성분 1 내지 5 중량%, 스티렌 유래 성분 45 내지 55 중량%, 및 아크릴로니트릴 유래 성분 5 내지 15 중량%를 포함할 수 있다.
상기 (C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 중량평균분자량이 100,000 내지 150,000 g/mol일 수 있다.
상기 (C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 유리전이온도(Tg)가 150 내지 180℃일 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 활제, 이형제, 항균제, 열 안정제, 산화 방지제, 자외선 안정제, 난연제, 대전 방지제, 착색제 중에서 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
다른 일 구현예는 상술한 열가소성 수지 조성물을 포함하는 성형품을 제공한다.
상기 성형품은 ASTM D1238에 따라 220℃, 10 kg 하중 조건에서 측정한 용융 흐름 지수가 10 내지 15 g/10min일 수 있다.
상기 성형품은 ASTM D648에 따라 0.45 MPa 조건에서 측정한 열변형 온도(HDT)가 107℃ 이상일 수 있다.
일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품은 우수한 유동성 및 내열성을 가지면서도 우수한 내화학성을 나타낼 수 있으므로, 도장, 무도장으로 사용하는 여러 가지 제품에 광범위하게 적용될 수 있으며, 예를 들어 자동차용 외장재, 특히, 자동차 램프용 하우징 등과 같이 내열성 및/또는 내화학성이 요구되는 용도에 유용하게 적용될 수 있다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서, '공중합'이란 블록 공중합 내지 랜덤 공중합을 의미하고, '공중합체'란 블록 공중합체 내지 랜덤 공중합체를 의미한다.
본 발명에 있어서는 특별히 언급하지 않는 한 '평균입경'이란 체적평균 직경이고, 동적 광산란(Dynamic light scattering) 분석기기를 이용하여 측정한 Z-평균입경을 의미한다.
본 발명에 있어서는 특별히 언급하지 않는 한 '중량평균분자량'이란 분체 시료를 테트라하이드로퓨란(THF)에 녹인 후, 겔 투과 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography: GPC, Agilent Technologies 1200 series)를 이용하여 측정(컬럼은 Shodex社 LF-804, 표준시료는 Shodex社 폴리스티렌을 사용함)한 것을 의미한다.
일 구현예에 따르면, (A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체 25 내지 50 중량%, (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체 30 내지 50 중량%, 및 (C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 15 내지 25 중량%를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
이하, 상기 열가소성 수지 조성물에 포함되는 각 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.
(A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체
일 구현예에서, (A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 열가소성 수지 조성물에 우수한 내충격성을 부여한다.
상기 (A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체의 고무질 중합체의 평균입경은 250 nm 이상, 260 nm 이상, 또는 270 nm 이상, 및 350 nm 이하, 340 nm 이하, 330 nm 이하, 320 nm 이하, 또는 310 nm 이하일 수 있다. 상기 고무질 중합체의 평균입경이 상기 범위를 만족할 경우 열가소성 수지 조성물은 우수한 내충격성 및 외관 특성을 확보할 수 있다.
일 구현예에서 상기 (A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 부타디엔계 고무질 중합체를 포함하는 코어(core), 및 방향족 비닐 화합물과 시안화 비닐 화합물이 상기 코어에 그라프트 중합되어 형성된 쉘(shell)을 포함하는 코어-쉘(core-shell) 구조일 수 있다.
상기 (A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 부타디엔계 고무질 중합체에 방항족 비닐 화합물과 시안화 비닐 화합물을 첨가하고 유화중합, 괴상중합 등 통상의 중합방법을 통해 그라프트 중합함으로써 제조될 수 있다.
상기 (A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 100 중량%를 기준으로 상기 코어 45 중량% 이상, 48 중량% 이상, 50 중량% 이상, 53 중량% 이상, 또는 55 중량% 이상, 및 65 중량% 이하, 63 중량% 이하, 또는 60 중량% 이하로 포함할 수 있다.
한편, 상기 쉘은 상기 방향족 비닐 화합물 및 시안화 비닐 화합물이 6 : 4 내지 8 : 2의 중량비로 공중합될 수 있다.
상기 부타디엔계 고무질 중합체는 부타디엔 고무질 중합체, 부타디엔-스티렌 고무질 중합체, 부타디엔-아크릴로니트릴 고무질 중합체, 부타디엔-아크릴레이트 고무질 중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 방향족 비닐 화합물은 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 에틸스티렌, 비닐크실렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 비닐나프탈렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 시안화 비닐 화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 푸마로니트릴 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 (A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체일 수 있다.
한편, (A) 내지 (C) 성분 100 중량%를 기준으로, 상기 (A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 25 중량% 이상, 26 중량% 이상, 27 중량% 이상, 28 중량% 이상, 29 중량% 이상, 30 중량% 이상, 31 중량% 이상, 또는 32 중량% 이상, 및 50 중량% 이하, 49 중량% 이하, 48 중량% 이하, 47 중량% 이하, 46 중량% 이하, 또는 45 중량% 이하일 수 있다. 상기 (A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체가 상기 범위로 포함되는 경우, 열가소성 수지 조성물은 우수한 내충격성 및 외관 특성을 확보할 수 있다.
이때, 상기 (A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체가 25 중량% 미만으로 포함될 경우 열가소성 수지 조성물이 우수한 내화학성 및 고유동성 등을 달성하기 어렵고, 50 중량%를 초과할 경우 열가소성 수지 조성물의 내열성이 저하될 우려가 있다.
(B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체
일 구현예에서, (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 열가소성 수지 조성물에 우수한 유동성을 부여하고, 구성요소들간의 상용성을 일정 수준으로 유지시켜주는 기능을 수행한다.
상기 (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 시안화 비닐 화합물 유래 성분 20 내지 28 중량%를 포함할 수 있다. 상기 시안화 비닐 화합물 유래 성분을 20 중량% 미만으로 포함하는 경우, 열가소성 수지 조성물의 유동성을 높일 수는 있으나, 내화학성이 저하될 우려가 있다. 따라서, 상기 시안화 비닐 화합물 유래 성분을 적정한 범위의 함량으로 포함할 필요성이 있는데, 상기 20 내지 28 중량%의 함량으로 포함하는 경우, 적정 수준의 우수한 유동성을 가지면서 동시에 우수한 내화학성을 갖는 열가소성 수지 조성물을 제공할 수 있다.
상기 (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 100 중량%를 기준으로 방향족 비닐 화합물 72 내지 80 중량% 및 시안화 비닐 화합물 20 내지 28 중량%를 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체 일 수 있다.
한편, 상기 (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 중량평균분자량(Mw)이 90,000 g/mol 이상, 91,000 g/mol 이상, 92,000 g/mol 이상, 또는 93,000 g/mol 이상, 및 100,000 g/mol 이하, 99,000 g/mol 이하, 98,000 g/mol 이하, 또는 97,000 g/mol 이하일 수 있다. 상기 (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체의 중량평균분자량(Mw)이 상기 범위인 경우 유동성 및 내화학성이 향상된 열가소성 수지 조성물을 제공할 수 있다. 또한, 상기 (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 중량평균분자량이 서로 다른 2종 이상의 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체를 혼합하여 상기 중량평균분자량 범위를 갖도록 할 수 있다.
상기 (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체에서, 상기 방향족 비닐 화합물은 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 에틸스티렌, 비닐크실렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 비닐나프탈렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체에서, 상기 시안화 비닐 화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 푸마로니트릴 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체일 수 있다.
한편, (A) 내지 (C) 성분 100 중량%를 기준으로, 상기 (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 30 중량% 이상, 31 중량% 이상, 32 중량% 이상, 33 중량% 이상, 34 중량% 이상, 또는 35 중량% 이상, 및 50 중량% 이하, 49 중량% 이하, 48 중량% 이하, 47 중량% 이하, 46 중량% 이하, 또는 45 중량% 이하로 포함될 수 있다.
이때, 상기 (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체가 30 중량% 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 유동성이 저하될 우려가 있고, 50 중량%를 초과할 경우 열가소성 수지 조성물의 내열성이 저하될 우려가 있다.
(C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체
일 구현예에서, 상기 (C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 열가소성 수지 조성물에 우수한 내열성을 부여한다.
한편, 상기 (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체의 중량평균분자량이 증가하는 경우 내화학성 측면에서는 유리하나, 중량평균분자량이 증가함에 따라 열가소성 수지 조성물의 유동성이 저하되어 고유동성을 구현하는데 한계가 있다. 이에, 상기 (C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체를 도입하는 경우, 열가소성 수지 조성물이 우수한 내화학성을 유지하면서 고유동성을 동시에 갖도록 할 수 있다.
상기 (C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 100 중량%를 기준으로 N-페닐 말레이미드 유래 성분 30 내지 50 중량%를 포함할 수 있다.
상기 (C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 100 중량%를 기준으로 N-페닐 말레이미드 유래 성분 35 내지 45 중량%, 말레산 무수물 유래 성분 1 내지 5 중량%, 스티렌 유래 성분 45 내지 55 중량%, 및 아크릴로니트릴 유래 성분 5 내지 15 중량%를 포함할 수 있다.
상기 (C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 100 중량%를 기준으로 상기 N-페닐 말레이미드 유래 성분이 30 중량% 미만일 경우 내열성 향상 효과가 발현되기 어렵고, 50 중량%를 초과할 경우 열가소성 수지 조성물과 이를 이용한 성형품의 외관 특성이 크게 저하될 우려가 있다.
상기 (C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 중량평균분자량이 100,000 내지 150,000 g/mol일 수 있다.
상기 (C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 유리전이온도(Tg)가 150℃ 이상, 155℃ 이상, 160℃ 이상, 또는 165℃ 이상, 및 180℃ 이하, 178℃ 이하, 또는 175℃ 이하일 수 있다.
한편, (A) 내지 (C) 성분 100 중량%를 기준으로, 상기 (C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 15 중량% 이상, 16 중량% 이상, 17 중량% 이상, 18 중량% 이상, 또는 19 중량% 이상, 및 25 중량% 이하, 24 중량% 이하, 또는 23 중량% 이하로 포함될 수 있다.
이때, (C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체의 함량이 상기 범위를 만족할 경우, 열가소성 수지 조성물의 유동성, 내화학성 등의 물성 밸런스를 유지하면서도 내열성을 크게 개선할 수 있다.
(D) 기타 첨가제
일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 상기 성분 (A) 내지 (C) 외에도, 유동성, 내열성, 및 내화학성을 우수하게 유지하는 조건 하에 각 물성들 간의 균형을 맞추기 위해, 혹은 상기 열가소성 수지 조성물의 최종 용도에 따라 필요한 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 첨가제로서는, 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 활제, 이형제, 항균제, 열 안정제, 산화 방지제, 자외선 안정제, 난연제, 대전 방지제, 착색제 등이 사용될 수 있고 이들은 단독으로 혹은 2종 이상의 조합으로 사용될 수 있다.
이들 첨가제는, 열가소성 수지 조성물의 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 적절히 포함될 수 있고, 구체적으로는 (A) 내지 (C) 성분 100 중량부에 대하여 20 중량부 이하로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 열가소성 수지 조성물을 제조하는 공지의 방법에 의해서 제조될 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 본 발명의 구성 성분과 기타 첨가제들을 동시에 혼합한 후 압출기 내에서 용융 혼련하여 펠렛(pellet) 형태로 제조할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 성형품은 상술한 열가소성 수지 조성물로부터 제조될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 성형품은 ASTM D1238에 따라 220℃, 10 kg 하중 조건에서 측정한 용융 흐름 지수가 10 g/10min 이상, 10.5 g/10min 이상, 11 g/10min 이상, 11.5 g/10min 이상, 또는 12 g/10min 이상, 및 15 g/10min 이하, 14.5 g/10min 이하, 14 g/10min 이하, 13.5 g/10min 이하, 또는 13 g/10min 이하일 수 있다.
일 구현예에서, ASTM D648에 따라 0.45 MPa 조건에서 측정한 열변형온도(HDT)가 107℃ 이상, 예를 들어 108℃ 이상, 예를 들어 109℃ 이상, 예를 들어 110℃ 이상일 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 고유동, 고내열 특성을 만족하면서도 동시에 우수한 내화학성을 나타내므로 도장, 무도장으로 사용하는 여러 가지 제품의 성형에 광범위하게 적용될 수 있으며, 예를 들어 자동차용 외장재, 특히, 자동차 램프용 하우징, 더욱 구체적으로 자동차 헤드 램프(head lamp) 하우징 및/또는 리어 램프(rear lamp) 하우징과 같이 내열성과 내화학성 뿐만 아니라 고유동성이 요구되는 용도에 유용하게 적용될 수 있다.
이하에서 본 발명을 실시예 및 비교예를 통하여 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예 및 비교예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 4
실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 4의 열가소성 수지 조성물은 하기 표 1 에 기재된 성분 함량비에 따라 제조되었다.
표 1에 기재된 성분에 소량의 열 안정제 및 활제를 동량으로 첨가하여 건식 혼합하고 이축 압출기(L/D = 36, Φ = 45 mm)의 공급부에 정량적으로 연속 투입하여 용융/혼련하였다. 이어서 이축 압출기를 통해 펠렛화된 열가소성 수지 조성물을 약 80℃에서 약 4 시간 동안 건조한 후, 실린더 온도 약 240℃, 금형온도 약 60℃의 6 oz 사출 성형기를 사용하여 물성 평가용 시편을 제작하였다.
| 구분 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예3 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 |
| (A) | 47 | 27 | 30 | 47 | 27 | 27 | 27 |
| (B) | 30 | 50 | 50 | 30 | 50 | 20 | 20 |
| (B') | - | - | - | - | 30 | - | |
| (B") | - | - | - | - | - | - | 30 |
| (C) | 23 | 23 | 20 | - | - | 23 | 23 |
| (C') | - | - | - | 23 | 23 | - | - |
상기 표 1 에 기재된 각 구성에 대한 설명은 다음과 같다.
(A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체
평균입경이 약 260 nm인 부타디엔 고무질 중합체를 포함하는 코어 약 58 중량%를 포함하고, 상기 코어에 스티렌과 아크릴로니트릴이 약 7.5 : 2.5의 중량비로 그라프트 중합된 쉘을 포함하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체(롯데케미칼社)
(B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체
스티렌 약 75 중량%와 아크릴로니트릴 약 25 중량%를 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체로 중량평균분자량이 약 90,000 g/mol인 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(롯데케미칼社)
(B') 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체
스티렌 약 68 중량%와 아크릴로니트릴 약 34 중량%를 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체로 중량평균분자량이 약 90,000 g/mol인 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(롯데케미칼社)
(B") 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체
스티렌 약 73 중량%와 아크릴로니트릴 약 27 중량%를 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체로 중량평균분자량이 약 230,000 g/mol인 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(롯데케미칼社)
(C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체
N-페닐 말레이미드 유래 성분 약 38 중량%, 말레산 무수물 유래 성분 약 2 중량%, 스티렌 유래 성분 약 50 중량%, 및 아크릴로니트릴 유래 성분 약 10 중량%를 포함하고, 유리전이온도(Tg)가 약 173℃인 N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(Denka社)
(C') N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌 공중합체
N-페닐 말레이미드 유래 성분 약 21 중량%, 말레산 무수물 유래 성분 약 7 중량%, 및 스티렌 유래 성분 약 72 중량%를 포함하는 N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌 공중합체(Polyscope社)
평가(실험예)
실험 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 유동성(단위: g/10min): ASTM D1238에 따라 220℃, 10 kg 하중 조건에서 용융 흐름 지수(Melt-flow index: MI)를 측정하였다.
(2) 내열성(단위: ℃): ASTM D648에 따라 0.45 MPa 조건에서 열변형 온도(Heat deflection temperature: HDT)를 측정하였다.
(3) 내화학성: ASTM D638에 따른 인장강도 측정용 시편(길이 167 mm, 두께 3.2 mm)의 양 끝단을 지그(jig)에 고정 후 지그 사이의 길이가 155 mm가 되도록 지그의 간격을 좁힌 후 시편 중앙에 자일렌 : 에탄올 = 1 : 1의 혼합액 도포하였다.
이 후, 상기 시편 중앙에 크랙이 발생하기까지의 시간을 측정하여 하기 평가 기준에 따라 ○, △, X로 표기하였다.
- ○: 110초 이상(또는 크랙 미발생)
- △: 60초 이상 110초 미만
- X: 60초 미만
| 구분 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예3 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 |
| MI | 10.5 | 11.5 | 13.5 | 7.5 | 12.5 | 8.5 | 6.5 |
| HDT | 110 | 110 | 108 | 106 | 106 | 108 | 108 |
| 내화학성 | ○ | ○ | ○ | △ | X | ○ | ○ |
상기 표 1 내지 2로부터, 실시예 1 내지 3과 같이 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체, 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체, 및 N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체를 최적의 함량으로 사용함으로써, 비교예들 대비 우수한 유동성, 내열성, 및 내화학성을 나타내는 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품을 제공할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
Claims (15)
- (A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체 25 내지 50 중량%;
(B) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체 30 내지 50 중량%; 및
(C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 15 내지 25 중량%를 포함하는 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 (A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는,
평균입경이 250 내지 350 nm인 부타디엔계 고무질 중합체를 포함하는 코어, 및
방향족 비닐 화합물과 시안화 비닐 화합물이 상기 코어에 그라프트 중합되어 형성된 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조인 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 (A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체인 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 (B) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체는 중량평균분자량이 90,000 내지 100,000 g/mol이고, 시안화 비닐 화합물 유래 성분 20 내지 28 중량%를 포함하는 공중합체인 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 (B) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체에서, 상기 방향족 비닐 화합물은 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 에틸스티렌, 비닐크실렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 비닐나프탈렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 (B) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체에서, 상기 시안화 비닐 화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 푸마로니트릴 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체인 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 (C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 N-페닐 말레이미드 유래 성분 30 내지 50 중량%를 포함하는 열가소성 수지 조성물. - 제8항에서,
상기 (C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 N-페닐 말레이미드 유래 성분 35 내지 45 중량%, 말레산 무수물 유래 성분 1 내지 5 중량%, 스티렌 유래 성분 45 내지 55 중량%, 및 아크릴로니트릴 유래 성분 5 내지 15 중량%를 포함하는 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 (C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 중량평균분자량이 100,000 내지 150,000 g/mol인 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 (C) N-페닐 말레이미드-말레산 무수물-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 유리전이온도(Tg)가 150 내지 180℃인 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 열가소성 수지 조성물은 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 활제, 이형제, 항균제, 열안정제, 산화 방지제, 자외선 안정제, 난연제, 대전 방지제, 착색제 중에서 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함하는 열가소성 수지 조성물. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물을 포함하는 성형품.
- 제13항에서,
상기 성형품은 ASTM D1238에 따라 220℃, 10 kg 하중 조건에서 측정한 용융 흐름 지수가 10 내지 15 g/10min인 성형품. - 제13항에서,
상기 성형품은 ASTM D648에 따라 0.45 MPa 조건에서 측정한 열변형온도(HDT)가 107℃ 이상인 성형품.
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ID=78497145
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210053888A KR20210133873A (ko) | 2020-04-29 | 2021-04-26 | 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품 |
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024085741A1 (ko) * | 2022-10-21 | 2024-04-25 | 주식회사 엘지화학 | 열가소성 수지 조성물 |
-
2021
- 2021-04-26 KR KR1020210053888A patent/KR20210133873A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024085741A1 (ko) * | 2022-10-21 | 2024-04-25 | 주식회사 엘지화학 | 열가소성 수지 조성물 |
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