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KR102493432B1 - 지방족 폴리아미드 수지와 방향족 폴리아미드 수지의 용융 혼합을 통한 고강성 장섬유 강화 폴리아미드 수지 조성물 - Google Patents

지방족 폴리아미드 수지와 방향족 폴리아미드 수지의 용융 혼합을 통한 고강성 장섬유 강화 폴리아미드 수지 조성물 Download PDF

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KR102493432B1
KR102493432B1 KR1020200124038A KR20200124038A KR102493432B1 KR 102493432 B1 KR102493432 B1 KR 102493432B1 KR 1020200124038 A KR1020200124038 A KR 1020200124038A KR 20200124038 A KR20200124038 A KR 20200124038A KR 102493432 B1 KR102493432 B1 KR 102493432B1
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polyamide
fiber
resin composition
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서성원
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코오롱플라스틱 주식회사
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Abstract

본 발명은 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 성형품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기계적 강도, 내충격성 및 장기 열안정성이 우수하고, 고강도를 요구하는 부품에 적용이 가능한 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 성형품에 관한 것이다.
상기 폴리아미드 수지 조성물은 (a) 지방족 폴리아미드 수지 및 방향족 폴리아미드 수지가 3:1 내지 5:1의 중량비로 혼합된 폴리아미드 수지; (b) 아민 관능기와 실란 관능기를 동시에 갖는 커플링제; (c) 열 안정제; 및 (d) 장섬유 강화재를 포함한다.
본 발명에 따른 폴리아미드 수지 조성물은 기계적 물성, 장기 내열성이 우수하여, 고강성, 변형을 방지할 수 있어 장기간 신뢰성이 향상되는 성형품을 제공할 수 있다.

Description

지방족 폴리아미드 수지와 방향족 폴리아미드 수지의 용융 혼합을 통한 고강성 장섬유 강화 폴리아미드 수지 조성물 {Resin of High Strength Long Fiber Reinforced Polyamide Resin by Melting Mixing aliphatic Polyamide resin and aromatic polyamide resin}
본 발명은 고강성 장섬유 강화 폴리아미드 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기계적 강도, 내충격성 및 장기 열안정성이 우수하고, 고강도를 요구하는 부품에 적용이 가능한 지방족 폴리아미드 수지와 방향족 폴리아미드 수지의 용융 혼합을 통한 고강성 장섬유 강화 폴리아미드 수지 조성물에 관한 것이다.
나일론 6 및 나일론 66로 대표되는 폴리아미드 수지는 기계적 강도, 내열성, 내마모성, 내약품성 등의 특성을 두루 갖고 있으며, 이에 다양한 산업에 적용 가능한 소재로서 각광받고 있다.
다만, 폴리아미드 수지는, 장기적인 치수안정성이 불량하며 물을 흡수하면 기계적 물성이 저하되는 문제가 있으며, 특히 전기적 특성 중 하나인 CTI(Comparative Tracking Index)가 상대적으로 좋지 못한 단점이 있다.
또한, 나일론 6 및 나일론 66의 융점이 각각 230℃ 및 260℃로 상대적으로 낮아, 반도체 공정장비, 회로기판, 자동차, 항공기용 부품 등에 적용하기에는 충분한 내열성을 갖지 못하는 문제점이 있다.
이상의 문제점을 해결하기 위한 연구는 꾸준히 진행되어 왔는데, 그 예로서, 내열성이 우수하고, 상대적으로 고습도에서도 물성 변화가 거의 없는 다른 고분자 수지와의 블렌딩이 고려되고 있다.
유리섬유로 강화된 폴리아미드 수지는 강도, 열안정성, 내약품성, 비중 등이 우수하기 때문에 금속 대체 재료로서 자동차의 기구 부품 등에 사용되고 있다.
특히 자동차 샤시 부품의 경우 강도, 진동 피로 특성에 대한 높은 물성이 요구되는데, 강화 폴리아미드 수지 조성물을 이용하여 이를 충족시키고자 하는 연구들이 진행되고 있다.
한국공개특허 제2018-0067049호는 유리섬유 및 탄소섬유로 강화된 폴리아미드 하이브리드 조성물을 개시하였고, 한국공개특허 제2017-0110915호는 장섬유 강화 폴리아미드 펠렛, 이를 포함하는 폴리아미드 수지 조성물 및 이의 성형품을 개시하였으며, 한국등록특허 제10-1893709호는 용착부의 강도 향상을 위한 폴리 말레산무수물을 함유하는 유리섬유 강화 폴리아미드 수지 조성물을 개시하였다.
하지만, 이들은 여전히 높은 수준으로 요구되는 폴리아미드 수지 조성물의 강성 및 내진동 피로 물성을 만족시키지는 못하였다.
이에, 본 발명자는 상기 문제점을 해결하기 위하여 노력한 결과, 폴리아미드 수지, 장섬유 강화재를 열안정제와 아미노실란계 커플링제와 함께 사용할 경우, 기계적 강도, 내충격성 및 장기 열안정성이 우수한 폴리아미드 수지 성형품을 제조할 수 있다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 우수한 기계적 물성, 내충격성 및 장기 열안정성을 갖는 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 성형품을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 지방족 폴리아미드 수지 및 방향족 폴리아미드 수지가 3:1 내지 5:1의 중량비로 혼합된 폴리아미드 수지; (b) 아민 관능기와 실란 관능기를 동시에 갖는 커플링제; (c) 열 안정제; 및 (d) 장섬유 강화재를 포함하는 폴리아미드 수지 조성물을 제공한다.
본 발명에 있어서, 기 지방족 폴리아미드 수지는 폴리아미드6, 폴리아미드46, 폴리아미드66, 폴리아미드610, 폴리아미드612, 폴리아미드6/12, 폴리아미드1010, 폴리아미드11, 폴리아미드1012, 폴리아미드12 및 폴리아미드1212로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 방향족 폴리아미드 수지는 MACM10-18, PACM10-18, MACMI, MACMT, MXDI, MXD6, PA 6I 및 PA 6T로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 방향족 폴리아미드 수지는 PA 6T 및 PA 6I가 혼합되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 아민 관능기와 실란 관능기를 동시에 갖는 커플링제는 아미노프로필트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 트리에톡시비닐실란, 비닐트리스다이-메톡시에톡시실란, 트리메톡시실릴프로펜싸이올, 비스트리에톡시실릴프릴테트라-설파이드, 트리글리시독시프로필트리메톡시실란 및 트리아미노프로필트리데톡시실란으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 열 안정제는 인계 화합물, 황계 화합물 및 금속염 화합물로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 장섬유 강화재는 유리섬유, 탄소섬유, 규산칼슘 섬유, 티탄산칼륨 섬유, 붕산 알루미늄 섬유, 현무암 섬유, PE 섬유, PAN 섬유, 아릴레이트 섬유, PEEK 섬유 나일론 섬유 및 PET 섬유로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 (a) 지방족 폴리아미드 수지 및 방향족 폴리아미드 수지가 3:1 내지 5:1의 중량비로 혼합된 폴리아미드 수지는 35~43중량%; (b) 아민 관능기와 실란 관능기를 동시에 갖는 커플링제는 0.2~1중량%; (c) 열 안정제는 0.2~1중량%; 및 (d) 장섬유 강화재는 56~63중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한, 상기 폴리아미드 수지 조성물로부터 제조된 성형품을 제공한다.
본 발명에 따른 폴리아미드 수지 조성물은 기계적 물성, 장기 내열성이 우수하여, 고강성, 변형을 방지할 수 있어 장기간 신뢰성이 향상되는 성형품을 제공할 수 있다.
본 발명에서는 지방족 폴리아미드 수지 및 방향족 폴리아미드 수지가 3:1 내지 5:1의 중량비로 혼합된 폴리아미드 수지를 사용할 경우, 인장강도, 굴곡강도 물성을 향상시킬 수 있고, 폴리아미드 수지와 장섬유 강화재를 결합시킬 때 아민 관능기와 실란 관능기를 동시에 갖는 커플링제를 사용할 경우, 폴리아미드 수지와 장섬유 강화재를 강하게 결합시켜 폴리아미드 수지의 기계적 강성을 향상시킬 수 있다는 것을 확인하고자 하였다.
본 발명에서는, 지방족 폴리아미드 수지 및 방향족 폴리아미드 수지가 3:1 내지 5:1의 중량비로 혼합된 폴리아미드 수지; 아민 관능기와 실란 관능기를 동시에 갖는 커플링제 및 열 안정제를 혼합하고, 장섬유 강화재를 함침시켜 폴리아미드 펠렛을 제조하고, 이를 이용하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정한 결과, 인장강도, 굴곡강도, 굴곡탄성율 및 충격강도가 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명은 일 관점에서, (a) 지방족 폴리아미드 수지 및 방향족 폴리아미드 수지가 3:1 내지 5:1의 중량비로 혼합된 폴리아미드 수지; (b) 아민 관능기와 실란 관능기를 동시에 갖는 커플링제; (c) 열 안정제; 및 (d) 장섬유 강화재를 포함하는 폴리아미드 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 폴리아미드 수지는 지방족 폴리아미드 수지 및 방향족 폴리아미드 수지가 3:1 내지 5:1의 중량비로 혼합된 폴리아미드 수지인 것을 특징으로 한다. 상기 지방족 폴리아미드 수지 및 방향족 폴리아미드 수지의 혼합비가 상기 범위를 벗어날 경우에는 인장강도, 굴곡강도 등의 기계적 강성 향상 효과가 미흡할 수 있다.
상기 지방족 폴리아미드 수지는 폴리아미드6, 폴리아미드46, 폴리아미드66, 폴리아미드610, 폴리아미드612, 폴리아미드6/12, 폴리아미드1010, 폴리아미드11, 폴리아미드1012, 폴리아미드12, 폴리아미드1212 등을 예시할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
20℃, 96% 황산 100㎖ 중에 지방족 폴리아미드 수지 1g을 첨가하였을 때, 측정된 용액의 상대점도가 20 내지 50, 바람직하게는 30 내지 40, 보다 바람직하게는 34 내지 38인 것이 기계적 강도와 인발 연속 공정의 생산성에 매우 우수한 효과가 있으므로 보다 유리할 수 있다.
상기 지방족 폴리아미드 수지는 조성물 총 중량 대비, 29 내지 33중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 폴리아미드 수지를 구성하는 상기 방향족 폴리아미드 수지는 MACM10-18, PACM10-18, MACMI, MACMT, MXDI, MXD6, PA 6I, PA 6T 등을 예시할 수 있으나 이에 한정되지는 않으며, 이들을 혼합 사용하는 것이 바람직하며, PA 6T 및 PA 6I 혼합 방향족 폴리아미드 수지를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 방향족 폴리아미드는 상기 지방족 폴리아미드의 융점보다 높은, 270℃ 이상의 융점을 가지는 것이 바람직하고, 무정형에서는 110℃ 이상, 바람직하게는 140℃이상의 유리 전이 온도를 가질 수 있다.
상기 방향족 폴리아미드 수지는 조성물 총 중량 대비, 6 내지 10중량%로 포함되는 것이 상기 지방족 폴리아미드와의 혼합시 물성 효율을 유리하게 발현할 수 있으므로 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 지방족 폴리아미드 수지 및 방향족 폴리아미드 수지가 혼합된 폴리아미드 수지는 두 종류의 수지를 혼합 사용하는 한 특별한 제한없이 이용할 수 있으며, MACMI/폴리아미드12, PA 6T/폴리아미드66, PA 6T/PA 6I/폴리아미드66, PA 6T/폴리아미드610, PA 6T/폴리아미드1010, PA 6T/폴리아미드12, 폴리아미드66/PA 6T/PA 6I 등을 예시할 수 있다. 특히, 폴리아미드66은 결정성이 높으므로 생산성이 높고, PA 6T 및 PA 6I는 기계적 강성이 우수하므로 이들을 혼합한 폴리아미드66/PA 6T/PA 6I를 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 커플링제는 지방족 폴리아미드 수지, 방향족 폴리아미드 수지와 장섬유 강화제 사이의 강한 결합을 위한 것으로서, 주쇄 말단에 아민 관능기와 실란 관능기를 동시에 갖는 아미노 실란계 커플링제인 것을 특징으로 한다.
아민 관능기와 실란 관능기를 동시에 갖는 아미노 실란계 커플링제를 이용할 경우, 아민 관능기는 지방족 폴리아미드와 방향족 폴리아미드의 아마이드 결합과의 친화성을 갖으며, 실란 관능기는 장섬유 강화재와 상용성을 갖기 때문에, 폴리아미드 베이스 수지와 장섬유 강화재와의 강한 결합력을 유발시켜, 우수한 기계적 강성을 부여할 수 있다.
상기 아민 관능기와 실란 관능기를 동시에 갖는 커플링제는 아미노프로필트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 트리에톡시비닐실란, 비닐트리스다이-메톡시에톡시실란, 트리메톡시실릴프로펜싸이올, 비스트리에톡시실릴프릴테트라-설파이드, 트리글리시독시프로필트리메톡시실란, 트리아미노프로필트리데톡시실란 등을 예시할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 커플링제는 조성물 총 중량 대비, 0.2 내지 1.0중량% 포함되는 것이 바람직하며, 0.3 내지 0.5중량% 포함되는 것이 더욱 바람직하다.
상기 커플링제의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우에는 상기 폴리아미드 수지와 장섬유 강화재간의 상용성을 개선시켜 기계적 물성을 향상시킬 수 있다. 반면 커플링제의 함량이 0.2중량% 미만인 경우에는 상용성 개선 효과가 미미하고, 1.0 중량%를 초과할 경우에는 과량의 커플링제로 인해 수지의 흐름성이 낮아져 섬유 단사의 원인이 될 수 있다.
본 발명에 있어서, 열 안정제는 폴리아미드 수지 조성물 내부에서 진행되는 열화 반응의 차폐를 위한 것으로서, 인계 화합물, 황계 화합물 및 금속염 화합물 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하고, 마스터 배치용 수지를 포함하여 이를 마스터 배치로 첨가된 것이 좋다.
본 발명에 있어서 열 안정제는 금속염 화합물을 선택하는 것이 지방족 폴리아미드보다 높은 가공온도가 요구되는 방향족 폴리아미드를 가공함에 있어서 우수한 안정성을 유지하여, 우수한 기계적 강성을 부여할 수 있어 바람직하다.
상기 금속염 화합물은 CaCl2, LiCl, NaCl, KCl, LiBr, KBr, CuI, KI 등과 같은 할로겐화 알칼리 금속염 또는 할로겐화 알칼리 토금속염을 예시할 수 있고, 이들 무기염은 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물의 형태로 첨가될 수 있다.
상기 마스터 배치를 제조하는 방법은 본 발명이 속한 분야에서 널리 알려진 방법 중 임의의 목적에 따라 적절히 선택하여 제조할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 제조방법은 생략한다.
상기 마스터 배치는 상기 마스터 배치용 수지와 상기 열 안정제를 농축하고 분산시켜 제조된 펠렛(pellet) 모양의 원료를 의미한다.
즉, 상기 열안정제는 마스터 배치용 수지와 혼합하여 농축 및 분산되어 마스터 배치로 제조되고, 본 발명의 폴리아미드 수지와 혼합될 수 있다. 상기 열 안정제는 마스터 배치로 제조됨으로써, 상기 폴리아미드 수지와의 혼련성이 높아져 열 연장제의 분산 불량, 내열성 저하, 변형 등의 문제점을 방지할 수 있다.
상기 마스터 배치용 수지는 폴리아미드6, 폴리아미드46, 폴리아미드66, 폴리아미드610, 폴리아미드6/12, 폴리아미드1010, 폴리아미드11, 폴리아미드1012, 폴리아미드12, 폴리아미드1212 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 수지일 수 있고, 상기 폴리아미드 수지에 포함되는 상기 지방족 폴리아미드 수지에 비해 융점이 낮거나, 용융 유동성이 우수한 수지를 선택하여 사용하는 것이 바람직하고, 저결정성 폴리아미드 수지를 선택하여 사용하는 것이 보다 바람직하다.
상기 열 안정제는 마스터 배치 총 중량 기준, 3 내지 10중량%가 포함될 수 있으며, 바람직하게는 5 내지 8중량%가 포함될 수 있으며, 보다 바람직하게는 6 내지 7중량%가 포함될 수 있고, 상기 범위를 만족하는 경우에는 상기 폴리아미드 수지에 국재화 또는 편재화되어 외부 열환경으로부터 내구층이 형성되며, 상기 폴리아미드 수지 조성물 내부에서 진행되는 열화 반응을 차폐하는 효과를 얻는 점에서 유리할 수 있다.
상기 열 안정제는 조성물 총 중량 대비, 0.2 내지 1.0중량%, 바람직하게는 0.4 내지 0.6중량% 포함될 수 있다.
상기 열 안정제의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우에는 상기 폴리아미드 수지에 국재화 또는 편재화되어 외부 열환경으로부터 내구층이 형성되며, 상기 폴리아미드 수지 조성물 내부에서 진행되는 열화 반응을 차폐시킬 수 있다. 반면, 상기 열 안정제의 함량이 0.2중량% 미만인 경우에는 폴리아미드 수지에 가해지는 열을 차단하지 못하여 고분자의 분해를 막을 수 없으며, 1.0중량%를 초과할 경우에는 불순물로 작용하여 오히려 기계적 물성을 감소시킬 우려가 있다.
본 발명에 있어서 장섬유 강화재는 폴리아미드 수지에 기계적 강성을 부여하기 위한 것으로서, 연속 섬유 다발 형태인 유리섬유, 탄소섬유, 규산칼슘 섬유, 티탄산칼륨 섬유, 붕산 알루미늄 섬유, 현무암 섬유, PE 섬유, PAN 섬유, 아릴레이트 섬유, PEEK 섬유 나일론 섬유, PET 섬유 등을 예시할 수 있으나 이에 한정되지는 않으며, 생산성, 함침성 및 강도와 강성 증대 측면에서 유리섬유를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 유리섬유는 E-유리장섬유, A-유리장섬유, C-유리장섬유, D-유리장섬유, H-유리장섬유, S-유리장섬유 및/또는 R-유리장섬유 중에서 선택되는 1종 이상일 있고, H-유리장섬유가 선택되는 것이 바람직하고, 아미노 실란 코팅 또는 에폭시 실란이 코팅되어 있을 수 있다.
상기 장섬유 강화재는 길이가 3 내지 50㎜이며, 평균 직경이 5 내지 30㎛인 것이 바람직할 수 있다.
상기 장섬유 강화재는 섬유의 길이 범위가 3 내지 50㎜이면, 장섬유의 특징을 가지면서 큰 하중이 요구되는 용도에서 충분한 강도를 얻을 수 있고, 성형 용이성이 우수하다. 또한, 직경 범위가 5 내지 30㎛이면, 섬유 사이로 수지의 침투가 자유롭게 이루어져서 함침성이 우수하고, 중량 평균 섬유 길이 및 수평균 섬유 직경의 어스펙트비(L/D)가 10 내지 100을 만족하여 기계적 물성 향상에 적합하다.
상기 장섬유 강화재는 조성물 총 중량 대비, 56 내지 63중량%로 포함될 수 있다. 장섬유 강화재의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우에는 최대치의 기계적 강성 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 폴리아미드 수지 조성물은 본 발명을 벗어나지 않은 범위에서 추가적으로 요구되는 특성에 따라 산화방지제, 내마모제, 슬립제, 자외선 안정제, 중화제, 난연제, 핵제, 대전방지제, 광택제, 이형제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 폴리아미드 조성물을 이용하면 기계적 물성, 장기 내열성이 우수하여, 고강성, 변형을 방지할 수 있어 장기간 신뢰성이 향상되는 성형품을 제조할 수 있다.
따라서, 본 발명은 다른 관점에서, 상술한 폴리아미드 수지 조성물로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
본 발명의 폴리아미드 수지 조성물을 이용하여 제조된 성형품은 ISO 527 측정기준 310MPa 이상의 인장강도, ISO 178 측정기준 440MPa 이상의 굴곡강도 및 23.0GPa 이상의 굴곡탄성율, ISO 179 측정기준 32.0KJ/m2 이상의 샤르피 충격강도를 구현 가능할 수 있는 것이 바람직하다.
이로써, 본 발명은 우수한 기계적 특성을 갖는 열가소성 수지 조성물로부터 성형품을 제공할 수 있고, 특히 사출 및 압출 성형 가공에 유리하여, 높은 기계적 특성이 요구되는 자동차 샤시와 같은 제품에 적용할 수 있는 성형품을 제공할 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1
지방족 폴리아미드 수지인 폴리아미드 66 수지(Acend社, 21ZLV), 방향족 폴리아미드 수지인 폴리아미드 6T 수지(Evonik社, M1000) 및 폴리아미드 6I 수지(Evonik社, M5000), 아미노 실란계 커플링제(Nanjing Capatue Chemical社, DLC-A10E), CuI 및 KI를 포함하는 금속염 열 안정제 마스터배치 (코오롱플라스틱社, KN333HSMB)를 각각 표 1에 기재된 함량으로 첨가하여 이축 혼련기 TEX-30(지름: 30㎜)로 혼합한 다음, 로빙으로부터 제공되는 H-유리섬유(오웬스코닝社, WS3000, 직경 12~17㎛)를 표 1에 기재된 함량으로 함침하여 길이가 10㎜인 폴리아미드 수지 펠렛을 제조하였다.
실시예 2
방향족 폴리아미드인 PA 6T 및 PA 6I의 중량비율을 3:5에서 2:4으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리아미드 수지 펠렛을 제조하였다.
실시예 3
방향족 폴리아미드인 PA 6T 및 PA 6I의 중량비율을 3:5에서 4:6으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리아미드 수지 펠렛을 제조하였다.
비교예 1 및 2
지방족 폴리아미드 수지 및 방향족 폴리아미드 수지의 비율을 표 1과 같이 변화시킨 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리아미드 수지 펠렛을 제조하였다.
비교예 3 및 4
커플링제를 표 1과 같이 함량으로 첨가하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리아미드 수지 펠렛을 제조하였다.
비교예 5
커플링제를 표 1과 같이 에폭시계 커플링제를 적용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리아미드 수지 펠렛을 제조하였다.
폴리아미드 커플링제 열 안정제
(중량%)		 유리
섬유
(중량%)
지방족
(중량%)		 방향족 6T
(중량%)		 방향족 6I
(중량%)		 아미노 실란계 커플링제
(중량%)		 에폭시 실란계 커플링제
(중량%)
실시예1 31.1 3.0 5.0 0.4 0.5 60
실시예2 32.3 2.3 4.5 0.4 0.5 60
실시예3 29.9 4.1 5.1 0.4 0.5 60
비교예1 34.1 2.0 3.0 0.4 0.5 60
비교예2 28.1 4.0 7.0 0.4 0.5 60
비교예3 31.4 3.0 5.0 0.1 0.5 60
비교예4 30.4 3.0 5.0 1.1 0.5 60
비교예5 31.1 3.0 5.0 0.4 0.5 60
<측정예>
형체력 170톤의 사출기를 사용하여 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5의 폴리아미드 수지 펠렛을 각각 ISO 시험 규격에 맞도록 시편으로 제작한 후, 다음과 같이 시편의 인장강도, 굴곡강도, 굴곡탄성율 및 충격강도를 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다. 참고로, 인장강도 310MPa 이상, 굴곡강도 440MPa 이상, 굴곡탄성율 23.0GPa 이상, 샤르피 충격강도 32.0KJ/m2 이상인 경우 물성이 우수하다고 판단 가능하다.
(1) 인장강도: ISO 527에 의거하여 50㎜/min의 시험속도로 측정
(2) 굴곡강도 및 굴곡탄성률: ISO 178에 의거하여 10㎜/min의 시험속도로 측정
(3) 샤르피 충격강도: ISO 179/1eA 기준에 의거하여 샤르피 노치(Charpy Notched) 충격강도를 상온 23℃에서 측정
성형품(시편)
인장강도
(MPa)		 굴곡강도
(MPa)		 굴곡탄성율
(GPa)		 샤르피 충격강도
(KJ/m2)
실시예1 318 445 23.6 33.4
실시예2 315 440 23.4 35.7
실시예3 311 448 23.8 34.5
비교예1 305 420 23.2 31.7
비교예2 308 430 21.1 33.4
비교예3 286 375 21.8 26.4
비교예4 303 385 23.4 23.6
비교예5 283 368 22.4 26.8
표 2로부터, 지방족 폴리아미드 수지 및 방향족 폴리아미드 수지가 3:1 내지 5:1의 중량비로 혼합되어 있고, 아미노 실란계 커플링제를 포함하는 폴리아미드 수지 조성물로 제조된 실시예 1 내지 3의 성형품은 우수한 인장강도, 굴곡강도, 굴곡탄성율 및 샤르피 충격강도를 가지는 반면에, 지방족 폴리아미드 수지 및 방향족 폴리아미드 수지의 혼합비율이 3:1 내지 5:1을 벗어나는 비교예 1 및 비교예 2는 인장강도, 굴곡강도가 만족스럽지 못한 것을 알 수 있었다.
또한, 아미노 실란계 커플링제를 기준보다 적게 사용한 비교예 3은 인장강도, 굴곡강도 및 굴곡탄성율이 저조하였고, 아미노 실란계 커플링제를 과량으로 사용한 비교예 4는 인장강도, 굴곡강도 및 샤르피 충격강도가 저조하였다.
아미노 실란계 커플링제 대신 에폭시계 커플링제를 사용한 비교예 5 역시 인장강도, 굴곡강도 및 샤르피 충격강도가 저조하였다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. (a) 지방족 폴리아미드 수지 및 방향족 폴리아미드 수지가 3:1 내지 5:1의 중량비로 혼합된 폴리아미드 수지;
    (b) 아민 관능기와 실란 관능기를 동시에 갖는 커플링제;
    (c) CuI 및 KI를 포함하는 열 안정제; 및
    (d) 장섬유 강화재를 포함하며,
    상기 방향족 폴리아미드 수지는 PA 6T 및 PA 6I가 4.1:5.1 내지 2.3:4.5의 중량비율로 혼합된 폴리아미드 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지방족 폴리아미드 수지는 폴리아미드6, 폴리아미드46, 폴리아미드66, 폴리아미드610, 폴리아미드612, 폴리아미드6/12, 폴리아미드1010, 폴리아미드11, 폴리아미드1012, 폴리아미드12 및 폴리아미드1212로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 방향족 폴리아미드 수지는 MACM10-18, PACM10-18, MACMI, MACMT, MXDI 및 MXD6로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 폴리아미드 수지 조성물.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 아민 관능기와 실란 관능기를 동시에 갖는 커플링제는 아미노프로필트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 트리에톡시비닐실란, 비닐트리스다이-메톡시에톡시실란, 트리메톡시실릴프로펜싸이올, 비스트리에톡시실릴프릴테트라-설파이드, 트리글리시독시프로필트리메톡시실란 및 트리아미노프로필트리데톡시실란으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 장섬유 강화재는 유리섬유, 탄소섬유, 규산칼슘 섬유, 티탄산칼륨 섬유, 붕산 알루미늄 섬유, 현무암 섬유, PE 섬유, PAN 섬유, 아릴레이트 섬유, PEEK 섬유 나일론 섬유 및 PET 섬유로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, (a) 지방족 폴리아미드 수지 및 방향족 폴리아미드 수지가 3:1 내지 5:1의 중량비로 혼합된 폴리아미드 수지는 35~43중량%; (b) 아민 관능기와 실란 관능기를 동시에 갖는 커플링제는 0.2~1중량%; (c) 열 안정제는 0.2~1중량%; 및 (d) 장섬유 강화재는 56~63중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물.
  9. 제1항 내지 제3항, 제5항, 제7항, 및 제8항 중 어느 한 항의 폴리아미드 수지 조성물로부터 제조된 성형품.
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