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KR20230007830A - 고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형체 - Google Patents

고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형체 Download PDF

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Publication number
KR20230007830A
KR20230007830A KR1020210088629A KR20210088629A KR20230007830A KR 20230007830 A KR20230007830 A KR 20230007830A KR 1020210088629 A KR1020210088629 A KR 1020210088629A KR 20210088629 A KR20210088629 A KR 20210088629A KR 20230007830 A KR20230007830 A KR 20230007830A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
resin composition
thermoplastic resin
linear expansion
low linear
polypropylene resin
Prior art date
Application number
KR1020210088629A
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English (en)
Inventor
윤진영
이희준
차동은
김현경
권순준
박춘호
정승룡
유관석
이태경
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
(주)엘엑스하우시스
주식회사 대하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US17/810,989 priority patent/US11820884B2/en
Priority to CN202210798115.4A priority patent/CN115584079A/zh
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Abstract

본 발명은 고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형체에 관한 것이다. 구체적으로 상기 열가소성 수지 조성물은 결정화도가 50% 내지 80%인 제1 폴리프로필렌 수지, 선팽창계수가 70㎛/m·℃ 내지 90㎛/m·℃인 제2 폴리프로필렌 수지, 탄성체 및 무기충진제를 포함한다.

Description

고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형체{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION AND MOLDED ARTICLE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형체에 관한 것이다.
국제 환경 규제 강화 및 연비 규제 강화 추세와 에너지 자원의 가격 상승으로 자동차 소재 및 부품 개발 동기도 단순한 연비 향상뿐만 아니라 환경규제에 따른 경쟁력 향상을 위한 새로운 기술개발이 절실히 요구된다.
자동차 연비 향상의 유력한 방안은 경량화 기술이다. 경량화를 통해 엔진 효율을 높이고 자동차의 성능을 극대화시켜 연비의 향상을 기대할 수 있다.
자동차의 경량화는 크게 중공소재를 사용한 소재의 경량화, 발포를 통한 소재의 경량화, 부품 박육화를 통한 소재의 경량화로 나뉜다.
박육화를 통한 소재의 경량화는 일반적으로 장섬유, 탄소섬유 등의 고강성 무기충진제를 사용하여 부품의 물성을 유지하며 박육화가 진행된다. 다만, 이와 같은 방법은 성형성이 좋지 않아 부품 성형시 외관이 고르지 못하고, 종횡 방향의 치수 안정성에 문제가 발생할 수 있다.
이를 해결할 수 있는 방안으로 고유동성의 수지와 고강성의 무기충진제를 적용한 복합 폴리프로필렌을 상정할 수 있다. 다만, 상기 복합 폴리프로필렌은 사출 흐름성이 너무 높거나 너무 낮으면 플로우 마크(Flow mark)가 생길 수 있고, 적절한 무기충진제를 사용하지 않으면 박막의 부품을 제조할 수 없다. 특히, 베이스 수지인 폴리프로필렌은 사출 성형시 용융, 성형, 냉각 단계를 거쳐 결정화되는데 폴리프로필렌의 높은 수축율, 선팽창계수에 의해 치수 안정성이 문제가 생길 가능성이 크다.
일본등록특허 제5277785호 일본등록특허 제5636320호
본 발명은 박막 부품 성형을 통한 자동차 외장재의 경량화를 실현하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 강성 등의 기계적 물성이 우수하고, 동시에 치수 안정성이 좋은 성형품을 제조할 수 있는 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해 질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열가소성 수지 조성물은 결정화도가 50% 내지 80%인 제1 폴리프로필렌 수지, 선팽창계수가 70㎛/m·℃ 내지 90㎛/m·℃인 제2 폴리프로필렌 수지, 탄성체 및 무기충진제를 포함할 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 굴곡탄성률(Flexural modulus, FM)이 2,500 MPa 이상이고, 선팽창계수(Coefficient of linear thermal expansion, CLTE)가 60 ㎛/m·℃ 이하인 것일 수 있다.
상기 제1 폴리프로필렌 수지는 용융지수(230℃, 2.16kgf)가 50 g/10min 내지 150 g/10min인 것일 수 있다.
상기 제1 폴리프로필렌 수지는 호모 폴리프로필렌, 프로필렌-에틸렌 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 프로필렌-에틸렌 공중합체는 그 전체 중량을 기준으로 에틸렌 함량이 5중량% 내지 15중량%인 것일 수 있다.
상기 제1 폴리프로필렌 수지는 굴곡탄성률이 1,700 MPa 내지 2,000 MPa인 것일 수 있다.
상기 제1 폴리프로필렌 수지에 의해 형성되는 매트릭스에 상기 제2 폴리프로필렌 수지가 분산되어 있을 수 있다.
상기 제2 폴리프로필렌 수지는 용융지수(230℃, 2.16kgf)가 10 g/10min 내지 60 g/10min인 것일 수 있다.
상기 제2 폴리프로필렌 수지에 포함된 에틸렌의 고유점도는 5 dL/g 이하인 것일 수 있다.
상기 제2 폴리프로필렌 수지는 프로필렌-에틸렌 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 프로필렌-에틸렌 공중합체는 그 전체 중량을 기준으로 에틸렌 함량이 1중량% 내지 50중량%, 프로필렌 함량이 50중량% 내지 99중량%인 것일 수 있다.
상기 탄성체는 용융지수(190℃, 2.16kgf)가 1 g/10min 내지 100 g/10min인 것일 수 있다.
상기 탄성체는 탄소수 3 내지 12의 α-올레핀의 공중합체, 스티렌계 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 무기충진제는 평균 입경이 1 ㎛ 내지 10 ㎛인 것일 수 있다.
상기 무기충진제는 종횡비(Aspect ratio)가 1 : 2 내지 1 : 8인 것일 수 있다.
상기 무기충진제는 탈크, 실리카, 울라스토나이트, 마이카, 탄산칼슘, 황산바륨, 산화마그네슘, 규산칼슘 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 상기 제1 폴리프로필렌 수지 40중량% 내지 50중량%, 상기 제2 폴리프로필렌 수지 5중량% 내지 10중량%, 상기 탄성체 20중량% 내지 28중량% 및 상기 무기충진제 23중량% 내지 26중량%를 포함할 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 산화방지제, 자외선 흡수제, 핵제, 커플링제, 분산제, 광 안정제, 가공윤활제, 슬립제, 대전방지제, 무기안료 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 성형체는 상기 열가소성 수지 조성물을 포함할 수 있다.
상기 성형체는 사이드실 몰딩(Side sill molding), 도어 몰딩(Door molding), 휀더 몰딩(Fender molding), 쿼터 글래스 몰딩(Quarter glass molding), 루프랙(Roof rack), 사이드 아우터 가니시(Side outer garnish), 루프 몰딩 가니시(Roof molding garnish), 백판넬 몰딩(Back pannel molding), 테일게이트 가니시(Tail gate garnish) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 자동차용 외장재일 수 있다.
본 발명에 따르면 자동차 외장재를 경량화하여 자동차의 성능을 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 강성 등의 기계적 물성이 우수하고, 동시에 치수 안정성이 좋은 성형품을 제조할 수 있는 열가소성 수지 조성물을 얻을 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 성분, 반응 조건, 폴리머 조성물 및 배합물의 양을 표현하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은, 이러한 숫자들이 본질적으로 다른 것들 중에서 이러한 값을 얻는 데 발생하는 측정의 다양한 불확실성이 반영된 근사치들이므로, 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기재에서 수치범위가 개시되는 경우, 이러한 범위는 연속적이며, 달리 지적되지 않는 한 이러한 범 위의 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지의 모든 값을 포함한다. 더 나아가, 이러한 범위가 정수를 지칭하는 경우, 달리 지적되지 않는 한 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지를 포함하는 모든 정수가 포함된다.
이하, 조성물 및 이의 각 성분에 대한 굴곡탄성율, 선팽창계수 등의 물리적 물성을 특정할 때, 이는 상기 조성물 및 이의 각 성분으로 일련의 성형체를 제작하였을 때, 얻을 수 있는 물성을 의미한다.
본 발명에 따른 고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물은 베이스 수지로서 고결정성의 제1 폴리프로필렌 수지 및 저수축성의 제2 폴리프로필렌 수지를 포함하고, 이와 함께 탄성체 및 무기충진제를 포함한다.
상기 제1 폴리프로필렌 수지는 상기 열가소성 수지 조성물로 성형체를 제작하였을 때, 상기 성형체의 형상을 형성하는 일종의 베이스 수지의 역할을 하는 구성이다.
상기 제1 폴리프로필렌 수지는 호모 폴리프로필렌, 프로필렌-에틸렌 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 프로필렌-에틸렌 공중합체는 교호 공중합체(Alternating copolymer), 블록 공중합체(Block copolymer) 또는 랜덤 공중합체(Random copolymer)일 수 있다.
상기 프로필렌-에틸렌 공중합체는 그 전체 중량을 기준으로 에틸렌 함량이 5중량% 내지 15중량%, 프로필렌 함량이 85중량% 내지 95중량%인 것일 수 있다.
상기 에틸렌 함량이 위 범위와 같을 때, 하기와 같은 물리적 물성을 구현할 수 있다.
구체적으로 상기 제1 폴리프로필렌 수지는 결정화도가 50% 내지 80%인 고결정성의 수지일 수 있다. 또한, 상기 제1 폴리프로필렌 수지는 굴곡탄성률이 1,700 MPa 내지 2,000 MPa인 것일 수 있다. 일반적인 폴리프로필렌 수지의 결정화도는 40% 내지 60%이고, 굴곡탄성률은 1,200 MPa 내지 1,500 MPa, 충격강도는 70 J/m 내지 150 J/m 정도인 것으로 알려졌다. 상기 제1 폴리프로필렌 수지는 고결정성 폴리프로필렌(High crystalline polypropylene, HCPP)으로서, 일반적인 폴리프로필렌 수지와 동등한 수준의 충격강도를 갖고, 굴곡탄성율 및 결정화도가 높아 고강성 및 고내충격성을 요하는 자동차용 외장재에 사용하기 적합하다.
상기 제1 폴리프로필렌 수지는 용융지수(230℃, 2.16kgf)가 50 g/10min 내지 150 g/10min인 것일 수 있다. 상기 용융지수가 50 g/10min 미만이면 성형성이 떨어지고, 150 g/10min을 초과하면 상기 열가소성 수지 조성물로 제조한 성형체의 충격강도, 강성 등의 기계적 물성이 떨어질 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 상기 제1 폴리프로필렌을 40중량% 내지 50중량%로 포함할 수 있다. 상기 제1 폴리프로필렌의 함량이 40중량% 미만이면 상기 조성물의 유동성이 떨어질 수 있고, 50중량%를 초과하면 상기 열가소성 수지 조성물로 제조한 성형체의 내충격성 또는 강성이 떨어질 수 있다.
상기 제2 폴리프로필렌 수지는 고결정성의 상기 제1 폴리프로필렌 수지에 의해 형성되는 매트릭스에 분산되어 상기 열가소성 수지 조성물로 제조한 성형체의 내충격성, 치수 안정성 등을 향상시키는 구성이다.
상기 제2 폴리프로필렌 수지는 프로필렌-에틸렌 공중합체를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 프로필렌-에틸렌 공중합체는 교호 공중합체(Alternating copolymer), 블록 공중합체(Block copolymer) 또는 랜덤 공중합체(Random copolymer)일 수 있다. 또한, 상기 프로필렌-에틸렌 공중합체는 그 전체 중량을 기준으로 에틸렌 함량이 1중량% 내지 50중량%, 프로필렌 함량이 50중량% 내지 99중량%인 것일 수 있다.
상기 제2 폴리프로필렌 수지는 저수축성의 것으로서, 선팽창계수가 70㎛/m·℃ 내지 90㎛/m·℃인 것일 수 있다. 일반적으로 폴리프로필렌 수지의 선팽창계수는 100㎛/m·℃ 내지 150㎛/m·℃ 정도로 알려졌다. 상기 제2 폴리프로필렌 수지는 일반적인 폴리프로필렌 수지에 비해 수축성이 낮기 때문에 상기 열가소성 수지 조성물로 제조한 성형체의 치수 안정성을 향상시킬 수 있다.
상기 제2 폴리프로필렌 수지는 용융지수(230℃, 2.16kgf)가 10 g/10min 내지 60 g/10min인 것일 수 있다. 상기 용융지수가 10 g/10min 미만이면 성형성이 좋지 못하고, 60 g/10min을 초과하면 사익 열가소성 수지 조성물로 제조한 성형체의 기계적 강도가 떨어질 수 있다.
상기 제2 폴리프로필렌 수지에 포함된 에틸렌의 고유점도는 5 dL/g 이하일 수 있다. 상기 고유점도가 5 dL/g을 초과하면 상기 열가소성 수지 조성물로 제조한 성형체의 선팽창계수, 충격강도가 저하될 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 상기 제2 폴리프로필렌 수지를 5중량% 내지 10중량%로 포함할 수 있다. 상기 제2 폴리프로필렌 수지의 함량이 5중량% 미만이면 성형체의 치수안전성이 저하될 수 있고, 10중량%를 초과하면 성형체의 강성이 떨어질 수 있다.
상기 탄성체는 상기 열가소성 수지 조성물을 이용하여 얻은 성형체의 내충격성을 향상시키기 위한 구성이다.
상기 탄성체는 탄소수 3 내지 12의 α-올레핀의 공중합체, 스티렌계 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 탄소수 3 내지 12의 α-올레핀의 공중합체를 사용하면 성형체의 상온 충격강도 및 수축률을 높일 수 있고, 상기 스티렌계 공중합체를 사용하면 성형체의 기계적 물성 저하를 방지할 수 있다.
상기 탄소수 3 내지 12의 α-올레핀은 1-프로펜, 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데켄, 1-운데켄, 1-도데켄 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 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 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 탄성체는 용융지수(190℃, 2.16kgf)가 1 g/10min 내지 100 g/10min인 것일 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 상기 탄성체를 20중량% 내지 28중량%로 포함할 수 있다. 상기 탄성체의 함량이 20중량% 미만이면 상기 열가소성 수지 조성물로 제조한 성형체의 내충격성이 떨어지고, 28중량%를 초과하면 상기 성형체의 강성 등이 저하될 수 있다.
상기 무기충진제는 성형체의 경량화를 달성하고, 우수한 기계적 강성, 내충격성 및 치수 안정성을 부여하기 위한 구성이다.
본 발명은 상기 무기충진제로 강성 및 치수 안정성이 우수한 종횡비(Aspect ratio)가 높은 무기충진제를 사용한 것을 특징으로 한다. 구체적으로 상기 무기충진제는 종횡비가 1 : 2 내지 1 : 8이고, 평균 입경이 1 ㎛ 내지 10 ㎛인 것일 수 있다. 상기 무기충진제의 각 한정 사항이 위 수치 범위에 속할 때, 성형체의 강성, 내충격성, 치수 안정성을 목적하는 수준으로 균형 있게 높일 수 있다.
상기 무기충진제는 탈크, 실리카, 울라스토나이트, 마이카, 탄산칼슘, 황산바륨, 산화마그네슘, 규산칼슘 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 상기 무기충진제는 23중량% 내지 26중량%로 포함할 수 있다. 상기 무기충진제의 함량이 23중량% 미만이면 상기 열가소성 수지 조성물로 제조한 성형체의 강성 및 치수 안정성이 충분하지 못하고, 26중량%를 초과하면 비중이 증가하여 성형체를 경량화하지 못할 수 있고 충격 강도가 떨어질 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 산화방지제, 자외선 흡수제, 핵제, 커플링제, 분산제, 광 안정제, 가공윤활제, 슬립제, 대전방지제, 무기안료 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제의 함량은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 2중량% 내지 6중량%일 수 있다.
상기 산화방지제는 페놀계 산화방지제, 포스파이트계 산화방지제, 티오디프로피오네이트(Thiodipropionate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 슬립제는 상기 열가소성 수지 조성물을 이용한 성형체의 표면에 슬립성을 부여하여 내스크래치성을 개선하는 구성이다. 상기 슬립제는 실록산계 슬립제, 아마이드계 슬립제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 대전방지제는 마찰에 의한 정전기를 감소시키고, 상기 첨가제의 투입이 균일하게 이루어질 수 있도록 하는 구성이다. 상기 대전방지제는 저분자형 대전 방지제, 고분자형 대전방지제, 전도성 고분자 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 열가소성 수지 조성물을 이용하여 제조한 성형체를 제공한다. 상기 성형체의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 사출, 압출 등의 다양한 방법으로 제조할 수 있다.
상기 성형체는 사이드실 몰딩(Side sill molding), 도어 몰딩(Door molding), 휀더 몰딩(Fender molding), 쿼터 글래스 몰딩(Quarter glass molding), 루프랙(Roof rack), 사이드 아우터 가니시(Side outer garnish), 루프 몰딩 가니시(Roof molding garnish), 백판넬 몰딩(Back pannel molding), 테일게이트 가니시(Tail gate garnish) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 자동차용 외장재일 수 있다.
또한, 상기 성형체는 두께가 얇아 외장재의 경량화에 유리하고, 동시에 기계적 강성, 내충격성, 치수 안정성이 우수하다. 예를 들어, 상기 성형체는 약 2.5㎜ 미만, 또는 2.0㎜ 내지 2.2㎜의 두께에서도 우수한 기계적 강도 및 내충격성을 보일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
실시예1, 실시예2 및 비교예1 내지 비교예6
하기 표 1과 같은 조성으로 각 성분을 혼합하여 열가소성 수지 조성물을 얻었다. 구체적으로 각 성분을 슈퍼 믹서 또는 리본 믹서를 사용하여 혼련하였다. 온도 180℃ 내지 220℃, 압출기 스크류 속도 240 rpm, 호퍼 투입 속도 700 rpm으로 설정된 이축 압출기(제조사: SM, 직경: 45 mm)를 사용하여 수냉식 냉각을 통해 펠렛을 제조하였다. 상기 펠렛을 220℃로 설정된 사출성형기(제조사: 니카타, 형체력 180 ton)를 사용하여 일정 형상을 갖는 시편으로 성형하였다.
구분 조성[중량%]
제1 PP
수지		 제2 PP
수지		 탄성체 무기충진제 첨가제 기존소재1 기존소재2
실시예1 41 6 25 26 2 - -
실시예2 42 8 23 25 2 - -
비교예1 - - - - - 100 -
비교예2 - - - - - - 100
비교예3 49 - 25 24 2 - -
비교예4 42 5 30 21 2 - -
비교예5 35 10 28 25 2 - -
비교예6 41 6 23 28 2 - -
위 표 1에서 각 조성은 다음과 같다.
- 제1 폴리프로필렌 수지: 결정화도 60% 이상, 용융지수 120~130 g/10min, 굴곡탄성률 2,000 MPa 이상인 호모 폴리프로필렌과 결정화도 60% 이상, 용융지수 50~70 g/10min, 굴곡탄성률 2,200 MPa 이상인 호모 폴리프로필렌을 혼합 사용
- 제2 폴리프로필렌 수지: 선팽창계수 70~80 ㎛/m·℃, 용융지수 15~30 g/10min, 그 내부에 포함된 에틸렌의 고유점도 5 dL/g 이하, 에틸렌 함량 20~40중량%인 프로필렌-에틸렌 공중합체
- 탄성체: 용융지수 0.5~5 g/10min인 탄소수 3 내지 12의 α-올리핀의 공중합체, 스티렌계 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함
- 무기충진제: 평균 입경 2~10 ㎛, 종횡비 1:2 내지 1:8인 고-종횡비(High aspect ratio, HAR) 탈크
- 첨가제: 산화방지제
- 기존소재1: 고결정성 폴리프로필렌 63중량%, 에틸렌-옥텐 고무탄성체 18중량%, HAR 탈크 16중량%, 계면결합제 1중량%, 잔량의 첨가제를 포함하는 열가소성 수지 조성물, 위 첨가제는 산화방지제, 자외선 흡수제, 핵제, 커플링제, 분산제, 광 안정제, 가공윤활제, 슬립제, 대전방지제, 무기안료 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함함
- 기존소재2: 고결정성 폴리프로필렌 49중량%, 에틸렌-옥텐 고무탄성체 23중량%, 탈크 25중량%, 잔량의 첨가제를 포함하는 열가소성 수지 조성물, 위 첨가제는 산화방지제, 자외선 흡수제, 핵제, 커플링제, 분산제, 광 안정제, 가공윤활제, 슬립제, 대전방지제, 무기안료 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함함
실험예
상기 실시예 및 비교예에 따른 성형체에 대한 물성을 하기와 같은 방법 및 조건으로 측정하였다.
(a) 비중(g/㎕): ASTM D 792에 의거하여 실시하였다.
(b) 용융지수(MI, g/10min): ASTM D 1238(230℃, 2.16Kg)에 의거하여 실시하였다.
(c) 인장강도(MPa): ASTM D 638(시편 두께 3.2㎜, 23℃)에 의거하여 실시하였다.
(d) 굴곡탄성률(MPa): ASTM D 790(시편 두께 6.4㎜, 23℃)에 의거하여 실시하였다.
(e) 충격강도(NOTCHED IZOD, J/m): ASTM D 256(시편 두께 6.4㎜, 23℃)에 의거하여 실시하였다.
(f) 열변형 온도(HDT, ℃): ASTM D 648(4.6Kg LOAD, 시편 두께 6.4㎜)에 의거하여 실시하였다.
(g) 선팽창 계수(CLTE, ㎛/m·℃): ASTM D696-79 (-30℃~60℃, 시편 두께 10 x 12.7 x 3.2mm)에 의거하여 실시하였다.
그 결과는 하기 표 2와 같다.
구분 비중 용융지수 인장강도 굴곡탄성률 IZOD
충격강도		 HDT 선팽창계수 성형성 합격판정
실시예1 1.07 38 19 2,560 372 110 56.7 양호 합격
실시예2 1.06 40 20 2,630 353 108 58.3 양호 합격
비교예1 1.00 43 24 2,450 392 122 63.0 수축율/CLTE저하 불합격
비교예2 1.06 20 17 1,770 362 104 66.8 수축율/CLTE저하 불합격
비교예3 1.05 44 20 2,570 349 105 61.2 수축율/CLTE저하 불합격
비교예4 1.03 29 16 1,940 568 98 58.2 플로우마크 불합격
비교예5 1.06 31 17 2,250 468 100 47.1 양호 불합격
비교예6 1.11 38 22 2,810 333 108 52.4 양호 불합격
표 2를 참조하면, 기존소재를 사용한 비교예1 및 비교예2는 굴곡탄성율, 선팽창계수 및 성형성이 모두 좋지 않아 최종적으로 불합격 판정을 받았다.
비교예3은 저수축성의 제2 폴리프로필렌을 포함하지 않는 열가소성 수지 조성물로 제조한 성형체로서, 충격강도 및 성형성이 좋지 않다.
비교예4는 탄성체의 함량이 높고, 무기충진제의 함량이 낮은 열가소성 수지 조성물로 제조한 성형체로서, 굴곡탄성률, 열변형 온도, 선팽창계수 및 성형성이 좋지 않다.
비교예5는 고결정성의 제1 폴리프로필렌의 함량이 낮은 열가소성 수지 조성물로 제조한 성형체로서, 용융지수, 굴곡탄성율, 선팽창계수가 좋지 않다.
비교예6은 무기충진제의 함량이 높은 열가소성 수지 조성물로 제조한 성형체로서, 비중이 높고, 충격강도가 좋지 않다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 용융지수(230℃, 2.16kgf)가 35 g/10min 이상이고, 이를 이용하여 얻은 성형체는 비중이 1.10 g/cm3 이하, 인장강도가 17 MPa 이상, 열변형온도가 108℃ 이상, 굴곡 탄성률이 2,500 MPa 이상, 선팽창계수가 60 ㎛/m·℃ 이하이다. 따라서 본 발명에 따르면 용융지수가 높아 성형성이 좋고, 비중이 낮아 경량화에 유리하며, 얇은 두께의 성형체에 적용되었을 때에도 인장강도, 굴곡 탄성률 등의 기계적 물성, 선팽창계수 등의 치수 안정성이 모두 뛰어난 열가소성 수지 조성물을 얻을 수 있다.
이상, 본 발명을 실시예를 참조하여 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (19)

  1. 결정화도가 50% 내지 80%인 제1 폴리프로필렌 수지;
    선팽창계수가 70㎛/m·℃ 내지 90㎛/m·℃인 제2 폴리프로필렌 수지;
    탄성체; 및
    무기충진제를 포함하고,
    굴곡탄성률(Flexural modulus, FM)이 2,500 MPa 이상이고, 선팽창계수(Coefficient of linear thermal expansion, CLTE)가 60 ㎛/m·℃ 이하인 것을 특징으로 하는 고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 폴리프로필렌 수지는 용융지수(230℃, 2.16kgf)가 50 g/10min 내지 150 g/10min인 것인 고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 폴리프로필렌 수지는 호모 폴리프로필렌, 프로필렌-에틸렌 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로필렌-에틸렌 공중합체는 그 전체 중량을 기준으로 에틸렌 함량이 5중량% 내지 15중량%인 것인 고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 폴리프로필렌 수지는 굴곡탄성률이 1,700 MPa 내지 2,000 MPa인 것인 고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 폴리프로필렌 수지에 의해 형성되는 매트릭스에 상기 제2 폴리프로필렌 수지가 분산되어 있는 것인 고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 폴리프로필렌 수지는 용융지수(230℃, 2.16kgf)가 10 g/10min 내지 60 g/10min인 것인 고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 폴리프로필렌 수지에 포함된 에틸렌의 고유점도는 5 dL/g 이하인 것인 고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 폴리프로필렌 수지는 프로필렌-에틸렌 공중합체를 포함하는 고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프로필렌-에틸렌 공중합체는 그 전체 중량을 기준으로 에틸렌 함량이 1중량% 내지 50중량%, 프로필렌 함량이 50중량% 내지 99중량%인 것인 고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 탄성체는 용융지수(190℃, 2.16kgf)가 1 g/10min 내지 100 g/10min인 것인 고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 탄성체는 탄소수 3 내지 12의 α-올레핀의 공중합체, 스티렌계 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 무기충진제는 평균 입경이 1 ㎛ 내지 10 ㎛인 것인 고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 무기충진제는 종횡비(Aspect ratio)가 1 : 2 내지 1 : 8인 것인 고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 무기충진제는 탈크, 실리카, 울라스토나이트, 마이카, 탄산칼슘, 황산바륨, 산화마그네슘, 규산칼슘 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 폴리프로필렌 수지 40중량% 내지 50중량%;
    상기 제2 폴리프로필렌 수지 5중량% 내지 10중량%;
    상기 탄성체 20중량% 내지 28중량%; 및
    상기 무기충진제 23중량% 내지 26중량%를 포함하는 고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물.
  17. 제1항에 있어서,
    산화방지제, 자외선 흡수제, 핵제, 커플링제, 분산제, 광 안정제, 가공윤활제, 슬립제, 대전방지제, 무기안료 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 첨가제를 더 포함하는 고강성 저선팽창 열가소성 수지 조성물.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 열가소성 수지 조성물을 포함하는 성형체.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 성형체는 사이드실 몰딩(Side sill molding), 도어 몰딩(Door molding), 휀더 몰딩(Fender molding), 쿼터 글래스 몰딩(Quarter glass molding), 루프랙(Roof rack), 사이드 아우터 가니시(Side outer garnish), 루프 몰딩 가니시(Roof molding garnish), 백판넬 몰딩(Back pannel molding), 테일게이트 가니시(Tail gate garnish) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 자동차용 외장재인 성형체.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114591223A (zh) * 2016-09-16 2022-06-07 恩塔西斯治疗有限公司 β-内酰胺酶抑制剂化合物

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5636320B2 (ko) 1976-12-03 1981-08-22
JP5277785B2 (ja) 2007-08-10 2013-08-28 豊田合成株式会社 樹脂組成物及び樹脂製品

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5829804A (en) * 1995-06-27 1998-11-03 Mitsui Chemicals, Inc. Resin composition for use in the making of automobile bumpers and automobile bumpers made thereof
DE19629050B4 (de) * 1995-07-21 2009-05-07 Toyoda Gosei Co., Ltd. Polyolefin-Elastomer-Zusammensetzung
KR20010059003A (ko) * 1999-12-30 2001-07-06 이계안 저선팽창 폴리올레핀계 복합 수지 조성물
JP4687665B2 (ja) 2007-02-21 2011-05-25 パナソニック電工株式会社 Ｌｅｄパッケージ
EP2190918B1 (en) * 2007-09-07 2011-06-15 Dow Global Technologies LLC Filled tpo compositions with good low temperature ductility
JP4738521B2 (ja) 2009-09-24 2011-08-03 株式会社東芝 電子機器及びデータ送受信システム
JP5636320B2 (ja) 2011-03-29 2014-12-03 日本ポリプロ株式会社 自動車部材用ポリプロピレン系樹脂組成物及び自動車用外装部材
JP6034876B2 (ja) * 2012-11-21 2016-12-07 株式会社高木化学研究所 フィラー高充填高熱伝導性材料、およびその製造方法、並びに組成物、塗料液、および成形品
JP7266533B2 (ja) * 2017-05-03 2023-04-28 イクイスター・ケミカルズ・エルピー カーボンファイバー強化ポリオレフィン組成物及び方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5636320B2 (ko) 1976-12-03 1981-08-22
JP5277785B2 (ja) 2007-08-10 2013-08-28 豊田合成株式会社 樹脂組成物及び樹脂製品

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114591223A (zh) * 2016-09-16 2022-06-07 恩塔西斯治疗有限公司 β-内酰胺酶抑制剂化合物

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