KR20230032699A - 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 - Google Patents
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Abstract
(A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체 20 내지 40 중량% 및 (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체 60 내지 80 중량%를 포함하는 기초 수지 100 중량부에 대하여, (C) 폴리에테르-에스테르-아미드(polyether-ester-amide) 블록 공중합체 3 내지 10 중량부, 및 (D) 폴리알킬렌글리콜 1 내지 10 중량부를 포함하는 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
Description
열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS) 수지로 대표되는 스티렌계 수지는 그 우수한 성형성, 기계적 특성, 외관, 2차 가공성 등으로 인해 다양한 용도에 광범위하게 사용되고 있다.
스티렌계 수지를 이용하여 제조되는 성형품은 도장/무도장이 요구되는 여러 제품에 광범위하게 적용될 수 있으며, 예를 들어 자동차 및/또는 전자기기의 각종 내/외장재 등에 적용될 수 있다.
이 중, 각종 내/외장재에 심미적 효과를 부여하기 위한 방안으로 스티렌계 수지를 이용하여 제조된 성형품에 도장 작업을 수행하는 경우가 있다. 도장의 방법은 특별히 제한되지 않으나, 일반적으로 널리 사용되는 도장 방식으로 정전 도장을 들 수 있다. 이러한 정전 도장은 성형품 표면에 전기 전도성을 부여한 다음 도장을 진행하는 방법으로, 대체로 표면저항이 높은 플라스틱 계열 성형품에 정전 도장을 적용하기 위해서는 성형품 표면에 전도성 프라이머(primer) 등의 전처리를 수행해야 할 필요가 있다.
전도성 프라이머의 도포는 공정 수 및 제조시간을 증가시키므로, 최근 스티렌계 수지에 각종 전도성 물질(예컨대, 탄소나노튜브 등) 및/또는 전도성 발현 첨가제를 더 포함시킴으로써 이로부터 제조된 성형품 자체가 일정수준 이상의 전기 전도성을 내재하도록 하는 방법이 제안된 바 있다.
하지만 스티렌계 수지에 전도성 물질 및/또는 전도성 발현 첨가제를 첨가할 경우, 스티렌계 수지의 물성 밸런스가 손상됨에 따라 예기치 않은 각종 물성 저하가 발생할 우려가 있다.
이에 따라, 전도성 프라이머의 도포 없이 정전 도장을 가능하게 하는 열가소성 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
우수한 전기 전도성을 나타내면서 내충격성, 강성, 유동성 등의 제반 물성이 우수한 열가소성 수지 조성물, 및 이를 이로부터 제조된 성형품을 제공하고자 한다.
일 구현예에 따르면, (A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체 20 내지 40 중량% 및 (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체 60 내지 80 중량%를 포함하는 기초 수지 100 중량부에 대하여, (C) 폴리에테르-에스테르-아미드(polyether-ester-amide) 블록 공중합체 3 내지 10 중량부, 및 (D) 폴리알킬렌글리콜 1 내지 10 중량부를 포함하는 열가소성 수지 조성물이 제공된다.
상기 (A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 부타디엔계 고무질 중합체로 이루어진 코어, 및 방향족 비닐 화합물과 시안화 비닐 화합물이 상기 코어에 그라프트 중합되어 형성된 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조일 수 있다.
상기 부타디엔계 고무질 중합체의 평균 입경은 0.2 내지 1.0 ㎛일 수 있다.
상기 (A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체일 수 있다.
상기 (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 100 중량%를 기준으로 방향족 비닐 화합물 유래 성분 55 내지 80 중량%, 및 시안화 비닐 화합물 유래 성분 20 내지 45 중량%를 포함할 수 있다.
상기 (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 중량평균분자량이 80,000 내지 300,000 g/mol일 수 있다.
상기 (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체일 수 있다.
상기 (C) 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체는 탄소수 6 이상의 아미노카르복실산, 락탐, 또는 디아민-디카르복실산 염; 폴리알킬렌글리콜; 및 탄소수 4 내지 20의 디카르복실산의 반응 생성물일 수 있다.
상기 (D) 폴리알킬렌글리콜의 수평균분자량은 4,000 내지 10,000 g/mol일 수 있다.
상기 (D) 폴리알킬렌글리콜은 폴리에틸렌글리콜일 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 활제, 이형제, 항균제, 열 안정제, 산화 방지제, 자외선 안정제, 난연제, 착색제, 충격보강제 중에서 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
한편, 다른 구현예에 따르면 전술한 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 성형품이 제공된다.
상기 성형품은 표면저항 측정장치(제조사: SIMCO-ION사, 장치명: Worksurface Tester ST-4)를 사용하여 100 mm x 100 mm x 3.2 mm 시편에 대해 측정한 표면저항이 1012.0 Ω/sq 이하일 수 있다.
상기 성형품은 ASTM D790에 의거하여, 두께 6.4 mm의 시편에 대해 측정한 굴곡탄성율이 18,000 내지 22,000 kgf/cm2일 수 있다.
상기 성형품은 ASTM D1238에 의거하여, 220℃, 10 kg 하중 조건에서 측정한 유동흐름지수가 24 g/10min 이상일 수 있다.
일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물과 이를 이용한 성형품은 우수한 전기 전도성을 나타내면서 내충격성, 강성, 유동성 등의 제반 물성이 우수하여, 도장, 무도장으로 사용하는 여러 가지 제품의 성형에 광범위하게 적용될 수 있으며, 특히, 정전 도장이 필요한 도장용 성형품에 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 발명에 있어서는 특별히 언급하지 않는 한 고무질 중합체의 평균 입경이란 체적평균 직경이고, 동적 광산란(Dynamic light scattering) 분석기기를 이용하여 측정한 Z-평균 입경을 의미한다.
일 구현예에 따르면, (A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체 20 내지 40 중량% 및 (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체 60 내지 80 중량%를 포함하는 기초 수지 100 중량부에 대하여, (C) 폴리에테르-에스테르-아미드(polyether-ester-amide) 블록 공중합체 3 내지 10 중량부, 및 (D) 폴리알킬렌글리콜 1 내지 10 중량부를 포함하는 열가소성 수지 조성물이 제공된다.
이하, 상기 열가소성 수지 조성물에 포함되는 각 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.
(A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체
일 구현예에서 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 열가소성 수지 조성물에 우수한 내충격성을 부여한다. 일 구현예에서, 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 부타디엔계 고무질 중합체 성분으로 된 중심부(코어, core)와 그 중심부에 방향족 비닐 화합물과 시안화 비닐 화합물을 그라프트 중합 반응시켜 쉘(shell)을 형성한 코어-쉘(core-shell) 구조를 가질 수 있다.
일 구현예에 따른 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 부타디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐 화합물과 시안화 비닐 화합물을 첨가하고 유화중합, 괴상중합 등 통상의 중합방법을 통해 그라프트 중합함으로써 제조될 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, p-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, 클로로스티렌, 비닐톨루엔, 비닐나프탈렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 시안화 비닐 화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 푸마로니트릴 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체의 부타디엔계 고무질 중합체의 평균 입경은 예를 들어 0.2 내지 1.0 ㎛, 예를 들어 0.2 내지 0.8 ㎛, 예를 들어 0.25 내지 0.50 ㎛일 수 있다. 상기 범위를 만족할 경우 열가소성 수지 조성물은 우수한 내충격성 및 외관 특성을 나타낼 수 있다.
상기 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체 100 중량%에 대하여, 상기 부타디엔계 고무질 중합체는 40 내지 70 중량%, 예를 들어 40 내지 60 중량%, 예를 들어 50 내지 60 중량%로 포함될 수 있다. 한편, 상기 부타디엔계 고무질 중합체 성분으로 된 중심부에 그라프트 중합되는 상기 방향족 비닐 화합물과 상기 시안화 비닐 화합물의 중량비는 6 : 4 내지 8 : 2일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체일 수 있다.
상기 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 기초 수지 100 중량%에 대하여 20 내지 40 중량%, 예를 들어 25 내지 40 중량%, 예를 들어 30 내지 40 중량%로 포함될 수 있다. 상기 중량% 범위에서 열가소성 수지 조성물이 우수한 내충격성 및 제반 물성 밸런스를 가질 수 있다.
(B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체
일 구현예에서 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 열가소성 수지 조성물의 구성요소들 간의 상용성을 일정 수준으로 유지시켜 줄 수 있다.
일 구현예에서, 상기 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 중량평균 분자량이 80,000 g/mol 이상, 예를 들어 85,000 g/mol 이상, 예를 들어 90,000 g/mol 이상이고, 예를 들어 300,000 g/mol 이하, 예를 들어 200,000 g/mol 이하일 수 있으며, 예를 들어 80,000 내지 300,000 g/mol, 예를 들어 80,000 내지 200,000 g/mol일 수 있다.
본 발명에서 중량평균 분자량은 분체 시료를 테트라하이드로퓨란(THF)에 녹인 후, Agilent Technologies社의 1200 series 겔 투과 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography: GPC)를 이용하여 측정(표준시료로 폴리스티렌을 사용함)한 것이다.
일 구현예에서, 상기 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 방향족 비닐 화합물과 시안화 비닐 화합물을 유화중합, 현탁중합, 용액중합, 괴상중합 등 통상의 중합방법을 통해 제조될 수 있다.
상기 방향족 비닐 화합물은 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, 클로로스티렌, 비닐톨루엔, 비닐나프탈렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 시안화 비닐 화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 푸마로니트릴 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 100 중량%를 기준으로 상기 방향족 비닐 화합물 유래 성분을 예를 들어 55 중량% 이상, 예를 들어 60 중량% 이상, 예를 들어 65 중량% 이상 포함할 수 있고, 예를 들어 80 중량% 이하, 예를 들어 75 중량% 이하 포함할 수 있으며, 예를 들어 55 내지 80 중량%, 예를 들어 60 내지 75 중량% 포함할 수 있다.
또한, 상기 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 100 중량%를 기준으로 상기 시안화 비닐 화합물 유래 성분을 예를 들어 20 중량% 이상, 예를 들어 25 중량% 이상 포함할 수 있고, 예를 들어 45 중량% 이하, 예를 들어 40 중량% 이하 포함할 수 있으며, 예를 들어 20 내지 45 중량%, 예를 들어 25 내지 40 중량% 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN)일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 기초 수지 100 중량%에 대하여 60 내지 80 중량%, 예를 들어 60 내지 75 중량%, 예를 들어 60 내지 70 중량%로 포함될 수 있다. 상기 중량% 범위에서 열가소성 수지 조성물 내 성분들의 상용성이 우수할 수 있다.
(C) 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체
일 구현예에서 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체는 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 소정의 전기 전도성을 나타내도록 할 수 있다.
또한, 상기 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체는 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품이 우수한 물성 밸런스를 유지하면서도 전술한 전기 전도성을 나타내도록 할 수 있다.
일 구현예에서, 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체로서, 예를 들면, 탄소수 6 이상의 아미노카르복실산, 락탐, 또는 디아민-디카르복실산의 염; 폴리알킬렌글리콜; 및 탄소수 4 내지 20의 디카르복실산의 반응 생성물을 사용할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 탄소수 6 이상의 아미노카르복실산으로는, ω-아미노카프로산, ω-아미노에난트산, ω-아미노카프릴산, ω-아미노펠아르곤산, ω-아미노카프르산, 11-아미노운데칸산, 12-아미노도데칸산 등을 들 수 있고, 상기 락탐으로는 ε-카프로락탐, 에난트락탐, 카프릴락탐, 라우로락탐 등을 들 수 있고, 상기 디아민-디카르복실산의 염으로는 헥사메틸렌디아민-아디핀산의 염, 헥사메틸렌디아민-이소프탈산의 염등과 같은 디아민-디카르복실산 염 등을 예시할 수 있다. 예를 들어, 상기 탄소수 6 이상의 아미노카르복실산, 락탐, 및 디아민-디카르복실산의 염으로는, 각각 12-아미노도데칸산, ε-카프로락탐, 및 헥사메틸렌디아민-아디핀산의 염을 들 수 있다.
일 구현예에서, 상기 폴리알킬렌글리콜로는 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리헥사메틸렌글리콜, 에틸렌글리콜과 프로필렌글리콜의 블록 또는 랜덤 공중합체, 에틸렌글리콜과 테트라히드로퓨란의 공중합체 등을 예시할 수 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜과 프로필렌글리콜의 공중합체 등을 사용할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 탄소수 4 내지 20의 디카르복실산으로는 테레프탈산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 세바신산, 아디프산, 도데칸디오익산 등을 예시할 수 있다.
상기 탄소수 6 이상의 아미노카르복실산, 락탐, 또는 디아민-디카르복실산의 염과 상기 폴리알킬렌글리콜의 결합은 에스테르 결합일 수 있고, 상기 탄소수 6 이상의 아미노카르복실산, 락탐, 또는 디아민-디카르복실산의 염과 상기 탄소수 4 내지 20의 디카르복실산의 결합은 아미드 결합일 수 있고, 상기 폴리알킬렌글리콜과 상기 탄소수 4 내지 20의 디카르복실산의 결합은 에스테르 결합일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체는 공지된 합성방법에 의해 제조될 수 있으며, 예를 들면, 일본 특허공보 소56-045419 및 일본 특허공개 소55-133424에 개시된 합성방법에 따라 제조될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체는 폴리에테르-에스테르 블록을 10 내지 95 중량% 포함할 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 전기 전도성 및 내열성 등이 우수할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체는 상기 기초 수지 100 중량부에 대하여, 3 내지 10 중량부, 예를 들면 5 내지 10 중량부로 포함될 수 있다.
상기 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체의 함량이 전술한 범위를 만족할 경우, 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품이 우수한 물성 밸런스를 유지하면서 동시에 우수한 전기 전도성을 나타낼 수 있다.
(D) 폴리알킬렌글리콜
일 구현예에서 폴리알킬렌글리콜은 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체와 함께 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 소정의 전기 전도성을 나타내도록 할 수 있다.
상기 폴리알킬렌글리콜은 폴리알킬렌글리콜, 폴리알킬렌글리콜의 에테르, 및/또는 폴리알킬렌글리콜의 에스테르를 포함할 수 있다. 상기 폴리알킬렌글리콜로는 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용되는 폴리올이 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 메틸에테르, 폴리에틸렌글리콜 디메틸에테르, 폴리에틸렌글리콜 도데실에테르, 폴리에틸렌글리콜 벤질에테르, 폴리에틸렌글리콜 디벤질에테르, 폴리에틸렌글리콜-4-노닐페닐에테르, 폴리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 메틸에테르, 폴리프로필렌글리콜 디메틸에테르, 폴리프로필렌글리콜 도데실에테르, 폴리프로필렌글리콜 벤질에테르, 폴리프로필렌글리콜 디벤질에테르, 폴리프로필렌글리콜-4-노닐페닐에테르, 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 디초산에스테르, 폴리에틸렌글리콜 초산 프로피온산 에스테르, 폴리에틸렌글리콜 디부티르산 에스테르, 폴리에틸렌글리콜 디스테아린산 에스테르, 폴리에틸렌글리콜 디벤조산 에스테르, 폴리에틸렌글리콜 디-2,6-디메틸벤조산 에스테르, 폴리에틸렌글리콜 디-p-tert-부틸벤조산 에스테르, 폴리에틸렌글리콜 디카프릴산 에스테르, 폴리프로필렌글리콜 디초산 에스테르, 폴리프로필렌글리콜 초산 프로피온산 에스테르, 폴리프로필렌글리콜 디부티르산 에스테르, 폴리프로필렌글리콜 디스테아린산 에스테르, 폴리프로필렌글리콜 디벤조산 에스테르, 폴리프로필렌글리콜 디-2,6-디메틸벤조산 에스테르, 폴리프로필렌글리콜 디-p-tert-부틸벤조산 에스테르, 폴리프로필렌글리콜 디카프릴산 에스테르 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 폴리알킬렌글리콜은 겔 투과 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography: GPC)로 측정한 수평균분자량(Mn)이 4,000 내지 10,000 g/mol, 예를 들면 5,000 내지 10,000 g/mol일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 폴리알킬렌글리콜은 상기 기초 수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부, 예를 들어 2 내지 8 중량부, 예를 들어 3 내지 5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 중량부 범위에서 열가소성 수지 조성물의 제반 물성 밸런스가 유지되면서 전기 전도성이 우수할 수 있다.
(E) 첨가제
일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 상기 성분 (A) 내지 (D) 외에도, 전기 전도성과 제반 물성 밸런스를 모두 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, 착색제, 충격보강제 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 기초 수지 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 혼합한 후 압출기 내에서 용융 혼련하여 펠렛(pellet) 형태로 제조할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 성형품은 상술한 열가소성 수지 조성물로부터 공지의 성형 방법을 통해 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 성형품은 압출 성형, 사출 성형 등의 방법으로 제조될 수 있고, 이들에 제한되지 않는다.
일 구현예에서, 상기 성형품은 표면저항 측정장치(제조사: SIMCO-ION사, 장치명: Worksurface Tester ST-4)를 사용하여 100 mm x 100 mm x 3.2 mm 시편에 대해 측정한 표면저항이 1012.0 Ω/sq 이하, 예를 들어 1011.9 Ω/sq 이하, 예를 들어 1011.8 Ω/sq 이하, 예를 들어 1011.7 Ω/sq 이하, 예를 들어 1011.6 Ω/sq 이하일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 성형품은 ASTM D790에 의거하여, 두께 6.4 mm의 시편에 대해 측정한 굴곡탄성율이 18,000 kgf/cm2 이상, 예를 들어 19,000 kgf/cm2 이상, 예를 들어 20,000 kgf/cm2 이상, 예를 들어 22,000 kgf/cm2 이하, 예를 들어 21,000 kgf/cm2 이하, 예를 들어 18,000 내지 22,000 kgf/cm2, 예를 들어 18,000 내지 21,000 kgf/cm2일수 있다.
일 구현예에서, 상기 성형품은 ASTM D1238에 의거하여, 220℃, 10 kg 하중 조건에서 측정한 유동흐름지수가 24 g/10min 이상, 25 g/10min 이상, 26 g/10min 이상일 수 있다.
이와 같이, 상기 열가소성 수지 조성물은 우수한 전기 전도성, 및 제반 물성을 가지므로 도장, 무도장으로 사용하는 여러 가지 제품에 광범위하게 적용될 수 있으며, 특히, 정전 도장이 필요한 도장용 성형품에도 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 및 2 및 비교예 1 내지 4
실시예 1 및 2, 및 비교예 1 내지 4의 열가소성 수지 조성물은 하기 표 1 에 기재된 성분 함량비에 따라 제조되었다.
표 1에서, (A), 및 (B)는 기초 수지에 포함되는 것으로 기초 수지 총 중량을 기준으로 중량%로 나타내었고, (C), 및 (D)는 기초 수지에 첨가되는 것으로서 기초 수지 100 중량부에 대한 중량부로 나타내었다.
표 1에 기재된 성분을 건식 혼합하고, 이축 압출기(L/D=44, Φ=45mm)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℃, 금형 온도 약 60℃의 120톤 사출 성형기를 사용하여 물성 평가용 시편을 각각 제조하였다.
| 실시예 | 비교예 | |||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
| (A) | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
| (B) | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 |
| (C) | 8 | 8 | - | 8 | 14 | - |
| (D) | 3 | 5 | - | - | - | 5 |
상기 표 1 에 기재된 각 구성에 대한 설명은 다음과 같다.
(A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체
부타디엔 고무질 중합체로 이루어진 코어(평균 입경: 약 0.25 ㎛) 약 58 중량%에 아크릴로니트릴과 스티렌(아크릴로니트릴 : 스티렌 중량비 = 약 2.5 : 약 7.5)이 상기 코어에 그라프트 중합되어 형성된 쉘을 포함하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체(롯데케미칼社)
(B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체
아크릴로니트릴 약 32 중량% 및 스티렌 약 68 중량%를 포함하는 단량체 혼합물로부터 공중합된 중량평균분자량이 약 120,000 g/mol인 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(롯데케미칼社)
(C) 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체
폴리아미드 6-폴리에틸렌 옥사이드 블록 공중합체(PA6-b-PE0)(Sanyo社, PELECTRON AS)
(D) 폴리알킬렌글리콜
수평균분자량이 약 8,000 g/mol인 폴리에틸렌글리콜(롯데케미칼社)
실험예
실험 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 전기 전도성(단위: Ω/sq): 표면저항 측정장치(제조사: SIMCO-ION사, 장치명: Worksurface Tester ST-4)를 사용하여 100 mm x 100 mm x 3.2 mm 시편에 대한 표면저항을 측정하였다.
(2) 내충격성(단위: kgf·cm/cm): ASTM D256에 의거하여, 1/4" 두께 시편에 대한 노치 아이조드 충격강도를 측정하였다.
(3) 강성(단위: kgf/cm2): ASTM D790에 의거하여, 두께 6.4 mm의 시편에 대한 굴곡탄성율(flexural modulus)을 측정하였다.
(4) 유동성(단위: g/10min): ASTM D1238에 의거하여, 펠렛 형태의 시료에 대해 220℃, 10 kg 하중 조건에서 유동흐름지수(melt flow index)를 측정하였다.
| 실시예 | 비교예 | |||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 표면저항 | 1011.2 | 1010.4 | 1013.5 | 1013.5 | 1010.0 | 1013.5 |
| 아이조드 충격강도 | 33.7 | 24.1 | 31.2 | 40.6 | 42.2 | 27.4 |
| 굴곡탄성율 | 18,400 | 19,600 | 21,500 | 19,100 | 17,700 | 20,000 |
| 유동흐름지수 | 26.0 | 39.2 | 9.6 | 14.8 | 22.0 | 2.7 |
상기 표 1 및 표 2로부터, 실시예 1과 실시예 2와 같이 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체, 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체, 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체, 및 폴리알킬렌글리콜을 최적의 함량으로 사용함으로써, 우수한 전기 전도성을 유지하면서 비교예들 대비 우수한 내충격성, 강성, 및 유동성을 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 20 내지 40 중량%; 및
(B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체 60 내지 80 중량%
를 포함하는 기초 수지 100 중량부에 대하여
(C) 폴리에테르-에스테르-아미드(polyether-ester-amide) 블록 공중합체 3 내지 10 중량부, 및
(D) 폴리알킬렌글리콜 1 내지 10 중량부를 포함하는 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 (A) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 부타디엔계 고무질 중합체로 이루어진 코어, 및 방향족 비닐 화합물과 시안화 비닐 화합물이 상기 코어에 그라프트 중합되어 형성된 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조인 열가소성 수지 조성물. - 제2항에서,
상기 부타디엔계 고무질 중합체의 평균 입경이 0.2 내지 1.0 ㎛인 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-시안화 비닐 공중합체는 100 중량%를 기준으로 방향족 비닐 화합물 유래 성분 55 내지 80 중량% 및 시안화 비닐 화합물 유래 성분 20 내지 45 중량%를 포함하는 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 중량평균분자량이 80,000 내지 300,000 g/mol인, 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 (B) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체인 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 (C) 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체는 탄소수 6 이상의 아미노카르복실산, 락탐, 또는 디아민-디카르복실산 염; 폴리알킬렌글리콜; 및 탄소수 4 내지 20의 디카르복실산의 반응 생성물인, 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 (D) 폴리알킬렌글리콜의 수평균분자량은 4,000 내지 10,000 g/mol인, 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 (D) 폴리알킬렌글리콜은 폴리에틸렌글리콜인, 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 활제, 이형제, 항균제, 열 안정제, 산화 방지제, 자외선 안정제, 난연제, 착색제, 충격보강제 중에서 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함하는 열가소성 수지 조성물. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 성형품.
- 제12항에서,
상기 성형품은 표면저항 측정장치(제조사: SIMCO-ION사, 장치명: Worksurface Tester ST-4)를 사용하여 100 mm x 100 mm x 3.2 mm 시편에 대해 측정한 표면저항이 1012.0 Ω/sq 이하인 성형품. - 제12항에서,
상기 성형품은 ASTM D790에 의거하여, 두께 6.4 mm의 시편에 대해 측정한 굴곡탄성율이 18,000 내지 22,000 kgf/cm2인, 성형품. - 제12항에서,
상기 성형품은 ASTM D1238에 의거하여, 220℃, 10 kg 하중 조건에서 측정한 유동흐름지수가 24 g/10min 이상인, 성형품.
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