KR102360001B1 - 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품 - Google Patents
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Abstract
(A) 폴리아미드 수지 50 내지 80 중량%; 및 (B) 섬유 보강재 20 내지 50 중량%을 포함하는 기초수지 100 중량부에 대하여, (C) 폴리에테르 세그먼트와 폴리아미드 세그먼트를 포함하는 블록 공중합체 2 내지 20 중량부를 포함하는 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품에 관한 것이다.
Description
열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품에 관한 것이다.
최근 자동차 및 IT 산업의 발전에 따라 경량화, 낮은 제조원가, 설계 자유도 향상, 제조공정의 단순화 측면에서 금속 등의 소재를 플라스틱으로 대체하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 폴리아미드 수지는 이러한 금속의 플라스틱 대체화 소재 중 하나로서 강성, 인성, 내마모성, 내약품성, 내유성 및 보강재 첨가 효과 등이 우수하여 자동차는 물론 산업 전반에 광범위하게 사용되고 있다.
이러한 폴리아미드 수지는 기계적 강성과 내열성을 보강하기 위해 유리섬유, 탄소섬유 등의 보강재를 첨가한 섬유 강화 폴리아미드 수지로 사용하는 것이 일반적이다. 섬유 강화 폴리아미드 수지를 이용한 성형품은 예를 들어 자동차의 내/외장재 전반에 걸쳐 적용될 수 있다. 자동차의 내/외장재로 사용될 경우, 상기 성형품은 금속 또는 플라스틱 차체, 유리 등과 같이 다른 소재로 이루어진 자동차 내/외장재와 서로 접착되어 사용될 가능성이 높다.
그러나, 섬유 강화 폴리아미드 수지는 일반적으로 자동차용 내/외장재의 접착제로 사용되는 우레탄계 실란트(sealant)와 강한 화학적 결합을 이룰 수 있는 관능기가 없거나 미흡하므로, 섬유 강화 폴리아미드 수지와 다른 소재(예컨대 유리, 금속 등)로 이루어진 자동차 내/외장재와의 접착을 위해서는 예컨대 우레탄계 실란트와의 접착력이 우수한 이소시아네이트기 등을 포함하는 프라이머(primer) 층을 더 사용해야 할 필요가 있다.
따라서, 프라이머를 사용하지 않고도 우레탄계 실란트와의 강한 접착력을 나타낼 수 있는 섬유 강화 폴리아미드 수지의 개발이 필요한 실정이다.
우레탄계 화합물과의 접착력이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품을 제공하고자 한다.
일 구현예에 따르면, (A) 폴리아미드 수지 50 내지 80 중량%; 및 (B) 섬유 보강재 20 내지 50 중량%을 포함하는 기초수지 100 중량부에 대하여, (C) 폴리에테르 세그먼트와 폴리아미드 세그먼트를 포함하는 블록 공중합체 2 내지 20 중량부를 포함하는 열가소성 수지 조성물이 제공된다.
상기 (A) 폴리아미드 수지는 폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 폴리아미드 46, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 610, 폴리아미드 612, 폴리아미드 6I, 폴리아미드 6T, 폴리아미드 4T, 폴리아미드 410, 폴리아미드 510, 폴리아미드 1010, 폴리아미드 10T, 폴리아미드 1212, 폴리아미드 12T, 폴리아미드 MXD6 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 (B) 섬유 보강재는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 세라믹섬유 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 (B) 섬유 보강재는 단면의 종횡비(aspect ratio)가 1.5 이하일 수 있다.
상기 (C) 블록 공중합체 100 중량%를 기준으로, 상기 폴리에테르 세그먼트는 5 내지 85 중량% 포함되고, 상기 폴리아미드 세그먼트는 15 내지 95 중량% 포함될 수 있다.
상기 폴리에테르 세그먼트는 폴리에틸렌글리콜 세그먼트, 폴리프로필렌글리콜 세그먼트, 폴리테트라메틸렌글리콜 세그먼트, 폴리테트라하이드로퓨란 세그먼트 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 폴리에테르 세그먼트는 수평균 분자량이 100 내지 6,000 g/mol 일 수 있다.
상기 폴리아미드 세그먼트는 폴리아미드 6 세그먼트, 폴리아미드 66 세그먼트, 폴리아미드 46 세그먼트, 폴리아미드 11 세그먼트, 폴리아미드 12 세그먼트, 폴리아미드 610 세그먼트, 폴리아미드 612 세그먼트, 폴리아미드 6I 세그먼트, 폴리아미드 6T 세그먼트, 폴리아미드 4T 세그먼트, 폴리아미드 410 세그먼트, 폴리아미드 510 세그먼트, 폴리아미드 1010 세그먼트, 폴리아미드 10T 세그먼트, 폴리아미드 1212 세그먼트, 폴리아미드 12T 세그먼트 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 폴리아미드 세그먼트는 수평균 분자량이 400 내지 4,000 g/mol 일 수 있다.
상기 (C) 블록 공중합체는 융점이 100 내지 250℃일 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 상용화제, 핵제, 커플링제, 가소제, 활제, 이형제, 항균제, 열안정제, 산화 방지제, 자외선 안정제, 난연제, 대전방지제, 착색제, 충진제, 충격보강제 중에서 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
한편, 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물을 이용한 성형품이 제공될 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 우수한 인성, 내마모성, 내약품성, 내유성, 기계적 강도 및 내열성을 나타내는 것은 물론, 특히 우레탄계 화합물에 대한 우수한 접착력을 나타내므로 별도의 프라이머를 사용하지 않고도 우레탄계 실란트를 이용하여 다른 소재와의 접착이 용이하다.
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.
일 구현예에 따르면, (A) 폴리아미드 수지 50 내지 80 중량%; 및 (B) 섬유 보강재 5 내지 50 중량%을 포함하는 기초수지 100 중량부에 대하여, (C) 폴리에테르 세그먼트와 폴리아미드 세그먼트를 포함하는 블록 공중합체 2 내지 20 중량부를 포함하는 열가소성 수지 조성물이 제공된다.
이하, 상기 열가소성 수지 조성물에 포함되는 각 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.
(A) 폴리아미드 수지
일 구현예에서, 폴리아미드 수지로는 당해 기술 분야에 알려져 있는 다양한 폴리아미드 수지들, 예를 들면 방향족 폴리아미드 수지, 지방족 폴리아미드 수지 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.
상기 방향족 폴리아미드 수지는 주쇄에 방향족 기를 포함하는 폴리아미드로, 전방향족 폴리아미드, 반방향족 폴리아미드 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 전방향족 폴리아미드는 방향족 디아민과 방향족 디카르복실산의 중합체를 의미하며, 반방향족 폴리아미드는 아미드 결합 사이에 최소한 하나의 방향족 단위와 비방향족 단위를 포함하는 것을 의미한다. 예를 들면, 상기 반방향족 폴리아미드는 방향족 디아민과 지방족 디카르복실산의 중합체이거나, 또는 지방족 디아민과 방향족 디카르복실산의 중합체일 수 있다.
한편, 상기 지방족 폴리아미드는 지방족 디아민과 지방족 디카르복실산의 중합체를 의미한다.
상기 방향족 디아민의 예로는, p-자일렌디아민, m-자일렌디아민 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 방향족 디카르복실산의 예로는, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 나프탈렌-2.6-디카르복실산, 디페닐-4.4'-디카르복실산, 1,3-페닐렌디옥시디아세틱산 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 지방족 디아민의 예로는, 1,2-에틸렌디아민, 1,3-프로필렌디아민, 1,6-헥사메틸렌디아민, 1,12-도데실렌디아민, 피페라진 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 지방족 디카르복실산의 예로는, 아디프산, 세바식산, 숙신산, 글루타릭산, 아젤라익산, 도데칸디오익산, 다이머산, 사이클로헥산디카르복실산 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 폴리아미드 수지는 폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 폴리아미드 46, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 610, 폴리아미드 612, 폴리아미드 6I, 폴리아미드 6T, 폴리아미드 6T, 폴리아미드 4T, 폴리아미드 410, 폴리아미드 510, 폴리아미드 1010, 폴리아미드 10T, 폴리아미드 1212, 폴리아미드 12T, 폴리아미드 MXD6 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 폴리아미드 수지는 기초수지 100 중량%을 기준으로 50 내지 80 중량%, 예를 들어 55 내지 80 중량%, 예를 들어 60 내지 80 중량%, 예를 들어 65 내지 80 중량%, 예를 들어 65 내지 75 중량% 포함되어 있을 수 있다. 폴리아미드 수지의 함량이 전술한 범위를 만족할 경우 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품은 폴리아미드 수지에 기인한 우수한 강성, 인성, 내마모성, 내약품성, 및 내유성 등을 나타낼 수 있다.
반면, 폴리아미드 수지가 50 중량% 미만인 경우 전술한 폴리아미드 수지에 기인한 우수한 물성들이 나타나기 어려울 수 있고, 80 중량%을 초과할 경우 섬유 보강재에 의한 보강 효과가 적절히 발현되기 어려우므로 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품의 기계적 강도 및/또는 내열성이 저하될 우려가 있다.
(B) 섬유 보강재
일 구현예에서 섬유 보강재는 폴리아미드 수지의 기계적 강도와 내열성 보강을 위해 첨가된다.
일 구현예에서, 섬유 보강재는 특별히 제한되지 않으며 수지 보강용 섬유로 사용되는 다양한 보강재들을 사용할 수 있다. 섬유 보강재의 예시로는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 세라믹섬유 또는 이들의 조합을 들 수 있다.
일 구현예에서, 섬유 보강재는 단면의 종횡비(aspect ratio)가 1.5 이하, 예를 들어 1.4 이하, 예를 들어 1.3 이하, 예를 들어 1.2 이하, 예를 들어 1.1 이하, 예를 들어 1.0 내지 1.5의 범위 내에서 선택될 수 있다. 상기 단면 종횡비는 단면을 기준으로 볼 때 가장 긴 변(장변, a)과 가장 짧은 변(단변, b)의 비율 a/b로 정의될 수 있다.
섬유 보강재가 전술한 단면 종횡비를 가질 경우, 섬유 보강재는 단면 형상이 정원(正圓)에 가까운 타원 형상 및/또는 정원(正圓) 형상을 갖게 되며, 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물은 우수한 유동성을 가질 수 있다.
단, 일 구현예에서 섬유 보강재의 단면 종횡비 범위가 반드시 전술한 범위로 한정되는 것은 아니며, 예컨대 2 초과 10 이하, 예를 들어 2 초과 8 이하의 단면 종횡비를 갖는 유사 판상형 및/또는 판상형 섬유 보강재를 사용하거나, 유사 판상형 및/또는 판상형 섬유 보강재를 전술한 단면 형상이 정원(正圓)에 가까운 타원 형상 및/또는 정원(正圓) 형상의 섬유 보강재와 혼합하여 사용할 수도 있다. 유사 판상형 및/또는 판상형 섬유 보강재를 사용할 경우 열가소성 수지 조성물이 우수한 기계적 강도와 내충격성을 가질 수 있다.
일 구현예에서, 섬유 보강재의 길이는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 1 mm 내지 20 mm, 예를 들어 2 mm 내지 20 mm, 예를 들어 2 mm 내지 15 mm, 예를 들어 2 mm 내지 13 mm 인 것이 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 섬유 보강재 표면에는 폴리아미드 수지와의 표면 결합력 증가를 위한 표면 개선제가 처리되어 있을 수 있다. 상기 표면 개선제의 예시로는 우레탄 및/또는 에폭시 등을 들 수 있으며, 표면처리 방법은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 실시될 수 있다.
일 구현예에서, 폴리아미드 수지의 흡습 특성을 고려하여, 섬유 보강재는 ASTM D570에 따른 수분 흡수율이 0.05 중량% 이하의 것을 사용하는 것이 바람직하다.
일 구현예에서, 섬유 보강재는 기초수지 100 중량%를 기준으로 20 내지 50 중량%, 예를 들어 20 내지 45 중량%, 예를 들어 20 내지 40 중량%, 예를 들어 20 내지 35 중량%, 예를 들어 25 내지 35 중량% 포함되어 있을 수 있다. 섬유 보강재가 전술한 범위를 만족할 경우 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품이 섬유 강화 폴리아미드 수지로서 우수한 인성, 내마모성, 내약품성, 내유성, 기계적 강도 및 내열성 등을 나타낼 수 있다.
반면, 섬유 보강재 함량이 20 중량% 미만인 경우 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품의 기계적 강도 및 내열성이 저하될 우려가 있고, 50 중량%를 초과할 경우 폴리아미드 수지에 기인한 물성들의 밸런스가 깨어지거나 저하될 우려가 있다.
(C) 폴리에테르 세그먼트와 폴리아미드 세그먼트를 포함하는 블록 공중합체
일 구현예에서 폴리에테르 세그먼트와 폴리아미드 세그먼트를 포함하는 블록 공중합체는 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품이 우레탄계 화합물에 대한 우수한 접착력을 갖도록 할 수 있다.
구체적으로, 상기 블록 공중합체는 폴리에테르 세그먼트 말단에 수산화기(-OH)를 함유하고 있어 우레탄계 화합물에 대한 접착력이 우수한 한편, 폴리아미드 세그먼트가 기초수지에 포함된 폴리아미드 수지와 우수한 상용성을 나타내는 바, 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품이 섬유 강화 폴리아미드 수지로서의 우수한 제반 물성을 유지하면서도 우레탄계 화합물에 대한 우수한 접착력을 가질 수 있다.
일 구현예에서, 블록 공중합체를 구성하는 폴리에테르 세그먼트는 적어도 1 관능 이상, 예를 들어 2 관능 이상의 수산화기를 함유하고 있을 수 있다. 상기 폴리에테르 세그먼트의 예시로는 폴리에틸렌글리콜 세그먼트, 폴리프로필렌글리콜 세그먼트, 폴리테트라메틸렌글리콜 세그먼트, 폴리테트라하이드로퓨란 세그먼트, 또는 이들의 조합을 들 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구현예에서, 폴리에테르 세그먼트는 수평균 분자량이 100 내지 6,000 g/mol, 예를 들어 200 내지 3,000 g/mol일 수 있다.
일 구현예에서, 블록 공중합체 100 중량%를 기준으로, 폴리에테르 세그먼트는 5 내지 85 중량%, 예를 들어 10 내지 80 중량%, 예를 들어 20 내지 80 중량%, 예를 들어 30 내지 80 중량%, 예를 들어 40 내지 80 중량%, 예를 들어 40 내지 70 중량%, 예를 들어 50 내지 70 중량% 포함되어 있을 수 있다.
한편, 일 구현예에서, 블록 공중합체를 구성하는 폴리아미드 세그먼트는 다양한 폴리아미드 세그먼트들, 예를 들면 방향족 폴리아미드 세그먼트, 지방족 폴리아미드 세그먼트 또는 이들의 조합을 포함하고 있을 수 있다. 상기 폴리아미드 세그먼트의 예시로는 폴리아미드 6 세그먼트, 폴리아미드 66 세그먼트, 폴리아미드 46 세그먼트, 폴리아미드 11 세그먼트, 폴리아미드 12 세그먼트, 폴리아미드 610 세그먼트, 폴리아미드 612 세그먼트, 폴리아미드 6I 세그먼트, 폴리아미드 6T 세그먼트, 폴리아미드 4T 세그먼트, 폴리아미드 410 세그먼트, 폴리아미드 510 세그먼트, 폴리아미드 1010 세그먼트, 폴리아미드 10T 세그먼트, 폴리아미드 1212 세그먼트, 폴리아미드 12T 세그먼트 또는 이들의 조합을 들 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구현예에서, 폴리아미드 세그먼트는 수평균 분자량이 400 내지 4,000 g/mol일 수 있다.
일 구현예에서, 블록 공중합체 100 중량%를 기준으로, 폴리아미드 세그먼트는 15 내지 95 중량%, 예를 들어 20 내지 90 중량%, 예를 들어 20 내지 80 중량%, 예를 들어 20 내지 70 중량%, 예를 들어 20 내지 60 중량%, 예를 들어 30 내지 60 중량%, 예를 들어 30 내지 50 중량% 포함되어 있을 수 있다.
일 구현예에서, 블록 공중합체는 융점(melting point)이 100 내지 250 ℃, 예를 들어 120 내지 230 ℃, 예를 들어 130 내지 210 ℃, 예를 들어 140 내지 210 ℃, 예를 들어 150 내지 210 ℃, 예를 들어 160 내지 210 ℃, 예를 들어 170 내지 210 ℃, 예를 들어 180 내지 210 ℃, 예를 들어 190 내지 210 ℃, 예를 들어 195 내지 205 ℃일 수 있다.
일 구현예에서, 블록 공중합체는 폴리에틸렌글리콜 세그먼트와 폴리아미드 6 세그먼트가 블록 공중합을 형성한 것일 수 있다.
일 구현예에서, 블록 공중합체는 기초수지 100 중량부에 대하여 2 내지 20 중량부, 예를 들어 2 내지 19 중량부, 예를 들어 2 내지 18 중량부, 예를 들어 2 내지 17 중량부, 예를 들어 2 내지 16 중량부, 예를 들어 2 내지 15 중량부로 포함될 수 있다. 블록 공중합체의 함량이 전술한 범위를 만족할 경우, 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품이 섬유 강화 폴리아미드 수지에 기인한 우수한 제반 물성을 유지하면서도 우레탄계 화합물에 대한 우수한 접착력을 가질 수 있다.
(D) 기타 첨가제
일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 상기 성분 (A) 내지 (C) 외에도, 섬유 강화 폴리아미드 수지에 기인한 물성과 블록 공중합체에 기인한 우레탄과의 접착력을 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 상용화제, 핵제, 커플링제, 가소제, 활제, 이형제, 항균제, 열안정제, 산화 방지제, 자외선 안정제, 난연제, 대전방지제, 착색제, 충진제, 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 기초수지 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 의한 성형품은 상술한 열가소성 수지 조성물로부터 제조될 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 우수한 인성, 내마모성, 내약품성, 내유성, 기계적 강도 및 내열성을 나타내는 것은 물론, 우레탄계 화합물에 대한 우수한 접착력을 나타내므로, 별도의 프라이머를 사용하지 않고도 우레탄계 실란트를 이용하여 다른 소재와의 접착이 용이하다.
이에 따라 상기 열가소성 수지 조성물과 이를 이용한 성형품은 여러 가지 제품에 광범위하게 적용될 수 있으며, 예컨대 자동차의 내/외장재, 예컨대 자동차의 선루프 프레임, 앞유리 프레임, 뒷유리 프레임 등과 같이 유리와의 강한 접착력이 요구되는 프레임 등의 용도에도 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 5 및 비교예 1 내지 비교예 5
실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 5의 열가소성 수지 조성물은 하기 표 1 에 기재된 성분 함량비에 따라 제조되었다.
표 1에서, (A-1), (A-2), (A') 및 (B)는 기초수지에 포함되는 것으로 기초수지 총 중량을 기준으로 중량%로 나타내었고, (C)는 기초수지에 첨가되는 것으로서 기초수지 100 중량부에 대한 중량부로 나타내었다.
표 1에 기재된 성분을 건식 혼합하고 이축 압출기(L/D=36, φ=45mm)의 공급부에 정량적으로 연속 투입하여 용융/혼련하였다. 이어서 이축 압출기를 통해 펠렛화된 열가소성 수지 조성물을 약 100℃에서 약 4 시간 동안 건조한 후, 실린더 온도 약 270℃, 금형 온도 약 90℃의 180톤 사출 성형기를 사용하여 100 mm x 350 mm x 3.2 mm (가로 x 세로 x 두께)의 평판 시편을 제조하였다.
| 구분 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | 비교예 5 | ||
| 기초수지 | (A) | (A-1) | 70 | 70 | 70 | 70 | 0 | 70 | 60 | 50 | 40 | 70 |
| (A-2) | 0 | 0 | 0 | 0 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| (A') | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 20 | 30 | 0 | ||
| (B) | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | ||
| (C) | 5 | 10 | 15 | 2.5 | 5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1.5 | ||
상기 표 1 에 기재된 각 구성에 대한 설명은 다음과 같다.
(A) 폴리아미드 수지
(A-1) 제1 폴리아미드 수지
융점 약 223℃, 상대점도 약 2.3의 폴리아미드 6 수지 (케이피켐텍社, RV 2.3)
(A-2) 제2 폴리아미드 수지
폴리아미드 6T 수지 (Solvay社, A8002)
(A') 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지 (엘지화학社, LM400)
(B) 섬유 보강재
단면 지름이 약 13.7 ㎛인 유리 장섬유를 크기 순으로 솎은 다음 약 4 mm 촙(chop)으로 절단한 유리섬유 (한국오웬스코닝社, 183F-14P)
(C) 블록 공중합체
폴리에틸렌글리콜 세그먼트 약 60 중량%와 폴리아미드 6 세그먼트 약 40 중량%를 포함하는 블록 공중합체 (Arkema社, PEBAX MH 1657)
실험예
다음 실험 조건에서 평판 시편의 우레탄 실란트에 대한 실험을 수행하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구체적으로, 우선 지그(jig)를 이용하여 평판 시편을 수평 고정한다. 다음, 오븐에서 40℃로 30분 동안 예열한 우레탄계 실란트(DOW Chemical社, BS15506KN)를 직경 1 cm의 노즐을 이용하여 20 cm의 길이로 평판 시편 위에 토출하여 세로 방향으로 이중 안착시킨다. 다음, 5 mm 높이의 스페이서(spacer)를 평판 시편의 양 옆에 배치한 다음, 평판 시편 위에 도포된 우레탄계 실란트 위에 이형지를 배치하고, 평판 시편 위에 도포된 우레탄계 실란트의 두께가 5 mm 가 되도록 수직 압착한다.
이후, 이형지를 제거한 다음 20℃의 온도, 65 RH%의 습도 조건으로 72 시간 동안 양생하고, 평가 항목에 따라 다음 표 2에 나타난 추가 가공을 더 수행함으로써 각각 상온, 내열, 내수, 내약품 평가용 시편을 완성한다.
| 평가 종류 | 조건 |
| 상온 | 20℃, 65 RH%에서 96 시간 방치 |
| 내열 | 90℃에서 336 시간 방치 후,20℃, 65 RH%에서 1 시간 더 방치 |
| 내수 | 40±2℃에서 336 시간 증류수에 침지한 후,20℃, 65 RH%에서 1시간 더 방치 |
| 내약품 | 40±2℃에서 336시간 평가용 시약 [자동차 윈도우 워셔액(알코올계 워셔액)과 증류수의 1:1 혼합 용액]에 침지한 후, 20℃, 65 RH%에서 1시간 더 방치 |
다음, 20℃의 온도, 65 RH%의 습도 조건 하에서 지그를 이용하여 각각(상온, 내열, 내수, 내약품)의 평가용 시편이 지면과 45°의 각도를 이루도록 조절 및 고정한다. 이후, 우레탄계 실란트층의 네 측부 중, 지면을 기준으로 가장 상부에 위치한 측부를 약 2 cm 박리한 다음, 박리된 우레탄계 실란트층과 평판 시편 사이에 칼집을 형성하여 박리 시작 지점을 기록한다.
이후, 박리된 부분을 플라이어(pliers)를 이용하여 고정한 다음, 수평방향으로 당겨 우레탄계 실란트층이 약 1 cm 더 박리되도록 조절하고, 박리된 우레탄계 실란트층과 평판 시편 사이에 칼집을 형성하여 1 cm 추가 박리된 지점을 기록한다.
이후, 우레탄계 실란트층이 평판 시편으로부터 완전히 박리될 때까지 상기 1 cm 박리 및 박리 지점 기록 과정을 반복 수행한다.
이후, 우레탄계 실란트층이 박리된 평판 시편의 표면 중, 우레탄계 실란트가 응집파괴된 채 남아있는 면적을 평가함으로써 평판 시편과 우레탄계 실란트층의 접착력을 평가한다. 우레탄계 실란트층이 박리된 평판 시편의 표면으로부터 우레탄계 실란트가 깨끗이 박리되지 않고 응집파괴된 채로 남아있을수록 평판 시편과 우레판계 실란트층 간의 접착력이 우수한 것이다.
구체적으로는, 우레탄계 실란트가 응집파괴된 채로 남아 있는 면적이 최초 우레탄계 실란트층이 형성되었던 면적 100 %에 대하여 90 % 이상인 경우를 ○ 로, 90 % 이하인 경우를 X 로 판정하여 표 3에 각각 나타낸다.
| 평가 종류 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | 비교예 5 |
| 상온 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | X | X | X | X | ○ |
| 내열 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | X | X | X | X | X |
| 내수 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | X | X | X | X | X |
| 내약품 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | X | X | X | X | X |
상기 표 1 및 표 3으로부터, 실시예 1 내지 실시예 5와 같이 폴리아미드 수지, 및 섬유 보강재를 포함하는 섬유 강화 폴리아미드 기초수지에 폴리에테르 세그먼트와 폴리아미드 세그먼트를 포함하는 블록 공중합체를 전술한 함량 범위로 포함한 열가소성 수지 조성물은 비교예들 대비 우수한 우레탄계 화합물과의 접착력을 확보할 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 (12)
- (A) 폴리아미드 수지 50 내지 80 중량%; 및
(B) 섬유 보강재 20 내지 50 중량%;
를 포함하는 기초수지 100 중량부에 대하여,
(C) 폴리에테르 세그먼트와 폴리아미드 세그먼트를 포함하는 블록 공중합체 2 내지 5 중량부를 포함하고,
상기 (A) 폴리아미드 수지는 폴리아미드 6T인, 열가소성 수지 조성물. - 삭제
- 제1항에서,
상기 (B) 섬유 보강재는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 세라믹섬유 또는 이들의 조합을 포함하는 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 (B) 섬유 보강재는 단면의 종횡비(aspect ratio)가 1.5 이하인 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 (C) 블록 공중합체 100 중량%를 기준으로,
상기 폴리에테르 세그먼트 5 내지 85 중량% 및
상기 폴리아미드 세그먼트 15 내지 95 중량%를 포함하는 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 폴리에테르 세그먼트는 폴리에틸렌글리콜 세그먼트, 폴리프로필렌글리콜 세그먼트, 폴리테트라메틸렌글리콜 세그먼트, 폴리테트라하이드로퓨란 세그먼트 또는 이들의 조합을 포함하는 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 폴리에테르 세그먼트는 수평균 분자량이 100 내지 6,000 g/mol인 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 폴리아미드 세그먼트는 폴리아미드 6 세그먼트, 폴리아미드 66 세그먼트, 폴리아미드 46 세그먼트, 폴리아미드 11 세그먼트, 폴리아미드 12 세그먼트, 폴리아미드 610 세그먼트, 폴리아미드 612 세그먼트, 폴리아미드 6I 세그먼트, 폴리아미드 6T 세그먼트, 폴리아미드 4T 세그먼트, 폴리아미드 410 세그먼트, 폴리아미드 510 세그먼트, 폴리아미드 1010 세그먼트, 폴리아미드 10T 세그먼트, 폴리아미드 1212 세그먼트, 폴리아미드 12T 세그먼트 또는 이들의 조합을 포함하는 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 폴리아미드 세그먼트는 수평균 분자량이 400 내지 4,000 g/mol인 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 (C) 블록 공중합체는 융점이 100 내지 250℃인 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상용화제, 핵제, 커플링제, 가소제, 활제, 이형제, 항균제, 열안정제, 산화 방지제, 자외선 안정제, 난연제, 대전방지제, 착색제, 충진제, 충격보강제 중에서 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함하는 열가소성 수지 조성물. - 제1항, 및 제3항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물을 이용한 성형품.
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