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KR101984552B1 - 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조된 자동차 성형 부품 - Google Patents

내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조된 자동차 성형 부품 Download PDF

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KR101984552B1
KR101984552B1 KR1020170163590A KR20170163590A KR101984552B1 KR 101984552 B1 KR101984552 B1 KR 101984552B1 KR 1020170163590 A KR1020170163590 A KR 1020170163590A KR 20170163590 A KR20170163590 A KR 20170163590A KR 101984552 B1 KR101984552 B1 KR 101984552B1
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South Korea
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polypropylene resin
scratch resistance
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weight
parts
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박철희
강병욱
서원건
Original Assignee
지에스칼텍스 주식회사
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Abstract

폴리프로필렌 수지, 열가소성 탄성체, 울 형태의 무기 필러를 포함하여 우수한 내충격성을 부여함과 동시에, 저수축 및 배향성 제어를 통해 치수 안정성을 부여할 뿐만 아니라 아주 우수한 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물이 제공된다.

Description

내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조된 자동차 성형 부품{POLYPROPYLENE RESIN COMPOSITION WITH IMPROVED SCRATCH RESISTANCE AND MOLDED AUTOMOTIVE PARTS PREPARED THEREBY}
내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조된 자동차 성형 부품에 관한 것이다.
폴리프로필렌 복합수지는 성형성, 내충격성, 내약품성 등이 뛰어나고 저비중, 저가라는 큰 장점을 가지고 있어서, 안전성 및 기능성이 모두 요구되는 부품인 범퍼, 인스트루먼트 판넬, 도어트림판넬 및 내장트림류등의 자동차 부품에 폭넓게 사용되고 있다. 그러나, 지금까지 개발된 폴리프로필렌 수지 조성물은 강성 및 내스크래치성, 내충격성 등의 물성 측면에서 우수하나, 도장을 안할 경우 성형 제품의 표면 외관 문제 및 스크래치 문제가 발생기 때문에, 도장을 하지 않고서는 실제 산업 현장에서 널리 적용되지 못하고 있는 실정이다.
현재 자동차 내장재 예를 들면, 인스트루먼트 판넬, 도어트림 판넬 및 내장트림용 소재는 생산 비용을 낮추기 위해 사출 후 도장공정이 필요 없는 몰드-인-칼라 공법으로 제품을 생산 중에 있으나, 도장을 하지 않기 때문에 스크래치 특성이 매우 취약하여 운전자 및 승객의 손과 신발 등에 의해 성형품의 표면이 쉽게 손상 되거나 제품표면에 오염이 생겨 외관이 좋지 못하는 문제를 갖고 있다. 따라서, 이러한 자동차 내장재에 사용되는 수지 조성물의 경우, 안전성과 감성적인 효과를 동시에 만족 시킬 수 있으면서도 충격강도, 강성, 내스크래치성 및 대전방지성이 개선된 재료를 필요로 하고 있는 실정이다.
또한 차량 경량화의 추세에 따라 부품 두께가 얇아짐에 따라 사출 성형시 요구되는 유동성을 확보하고 치수안정성을 가진 폴리프로필렌 복합수지를 개발하는 것도 시급한 과제라 할 수 있다.
통상적으로 사용되는 자동차 내장재 소재는 폴리프로필렌에 폴리올레핀 고무류와 각종 무기 충전제를 첨가한 소재를 사출 성형하여 사용하여 왔으나 상기에서 언급된 내충격성과 내스크래치성의 상반되는 경향에 의한 어려움이 늘 상존하였고 사출 성형성의 용이를 위해 흐름성이 우수한 소재를 사용할 때는 우수한 충격특성을 유지하는데 불리하였다.
따라서 자동차 내장재로서, 특히 인스트루먼트 패널소재로서 적합한 내충격성을 가지면서 내스크래치성과 성형성이 우수한 소재의 개발이 절실한 실정이다.
본 발명의 일 구현예는 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물의 사출물을 포함하는 자동차 성형 부품을 제공한다.
본 발명의 일 구현 예에서, 폴리프로필렌 수지, 열가소성 탄성체, 울 형태의 무기 필러를 조합한 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 구현 예에서, 상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물의 사출물을 포함하는 자동차 성형 부품을 제공한다.
상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물은 울 형태의 무기 필러를 포함하여 우수한 내충격성을 부여함과 동시에, 저수축 및 배향성 제어를 통해 치수 안정성을 부여할 뿐만 아니라 아주 우수한 내스크래치성을 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 구현 예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현 예에서, 폴리프로필렌 수지, 열가소성 탄성체, 울 형태의 무기 필러를 포함하고, 상기 울 형태의 무기 필러는 실리카, 산화알루미늄, 산화칼슘, 산화칼륨, 산화마그네슘, 산화나트륨, 산화철 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하고, 필요에 따라 판상형 무기 필러 및/또는 침상형 무기 필러를 더 포함한 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물은 울 형태의 무기 필러를 포함하여 우수한 내충격성을 부여함과 동시에, 저수축 및 배향성 제어를 통해 치수 안정성을 부여할 뿐만 아니라 아주 우수한 내스크래치성을 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물에 포함되는 울 형태의 무기 필러는 실리카, 산화알루미늄, 산화칼슘, 산화칼륨, 산화마그네슘, 산화나트륨, 산화철 및 이들의 조합, 즉, 이들의 화학결합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하여, 우수한 내충격성을 부여함과 동시에, 저수축 및 배향성 제어를 통해 치수 안정성을 부여할 뿐만 아니라 아주 우수한 내스크래치성을 가질 수 있다.
이때, 울 형태의 무기필러는 약 200 나노미터 이상의 길이를 가지며, 평균 종횡비가 약 50 이상을 가지는 울 형태의 무기필러를 포함하여 우수한 내충격성을 부여함과 동시에, 저수축 및 배향성 제어를 통해 치수 안정성을 부여할 뿐만 아니라 아주 우수한 내스크래치성을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 울 형태의 무기필러의 길이 및 종횡비가 상기 범위 미만일 경우에는 내충격성 및 강성 등의 기계적 물성을 부여하지 못하며, 저수축 및 배향성 제어 효과도 부여하지 못해 치수안정성 문제가 발생할 수 있다.
구체적으로, 상기 울 형태의 무기 필러의 총 함량은 폴리프로필렌 수지 100중량부 대비 약 5 내지 약 30 중량부일 수 있다. 상기 울 형태의 무기 필러는 상기 범위의 함량으로 포함됨으로써, 폴리프로필렌 수지에 우수한 내스크래치성을 부여함과 동시에 내충격성 및 치수 안정성을 부여할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 범위 미만의 함량으로 포함될 경우에는 기계적 강성이 충분히 향상되지 못하여, 이로부터 형성된 성형품의 형상이 취급 중에 쉽게 변형될 수 있고, 상기 범위 초과의 함량으로 포함될 경우에는 내충격성이 저하될 수 있다.
또한, 필요에 따라 상기 울 형태의 무기 필러와 판상형 무기 필러 및/또는 침상형 무기 필러를 더 포함할 수 있다.
상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물은 베이스 원료로서 호모-폴리프로필렌, 프로필렌에 에틸렌, 부텐, 펜텐, 헥센 및 옥텐으로 이루어진 군으로부터 선택된 공단량체(comonomer)가 중합된 랜덤공중합체(대표적인 예를 들면, 에틸렌-프로필렌 공중합체), 폴리프로필렌에 에틸렌-프로필렌 고무가 공중합된 블록공중합체, 가지화 폴리프로필렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 폴리프로필렌 수지를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리프로필렌 수지는 약 5중량% 내지 약 10중량%의 에틸렌을 포함할 수 있다. 상기 폴리프로필렌 수지는 약 40중량% 내지 약 90중량%의 함량으로 상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물에 포함되어, 원가 절감으로 경제적이고 우수한 가공성을 부여할 수 있으며, 전술한 울 형태의 무기필러와 함께 상기 조성물에 포함되어 우수한 기계적 강도와 우수한 내충격성을 부여할 수 있다.
이때, 상기 폴리프로필렌 수지는 약 5중량% 내지 약 10중량%의 에틸렌을 포함하고, 구체적인 예로는 13C NMR에 의해 측정한, 폴리머의 입체규칙성에 관한 아이소텍틱 지수(Isotactic index)로 약 97 내지 약 99의 값을 갖는 고결정성 에틸렌-프로필렌 공중합 수지일 수 있고, 우수한 강성 및 내열성을 부여할 수 있다.
또한, 상기 폴리프로필렌 수지는 상기의 아이소텍틱 지수를 가지고, 동시에 230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 약 5g/10 min 내지 약 50g/10 min의 용융지수를 가짐으로써, 우수한 기계적 강성 및 내충격성과 함께, 우수한 성형 가공성을 부여할 수 있다.
또한, 상기 폴리프로필렌 수지는 약 3 내지 약 7의 분자량 분포도(중량평균분자량/수평균분자량, Polydispersity Index), 구체적으로는 약 4 내지 약 6의 분자량 분포도를 가짐으로써, 우수한 기계적 물성과 함께 성형성이 좋아 우수한 가공 효과를 부여할 수 있다. 따라서, 이를 포함하는 상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물은 이의 사출품인 자동차 내장재용 성형품, 특히 크래쉬 패드와 같이 면적, 두께 등에 있어서 복합한 3차원 구조를 가진 복잡한 성형품을 제조하는데 있어 매우 유용하다.
상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물은 열가소성 탄성체를 포함할 수 있고, 열가소성 탄성체는 당 분야에 공지된 것이 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 폴리올레핀계 열가소성 탄성체, 스티렌계 수첨 블록 공중합체 고무 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
보다 구체적으로, 폴리올레핀계 열가소성 탄성체로는 에틸렌 프로필렌 공중합체 고무, 에틸렌 1-부텐 공중합체 고무, 에틸렌 1-헥센 공중합체 고무, 에틸렌 1-옥텐 공중합체 고무 등의 에틸렌·α-올레핀 공중합체 고무, 에틸렌 프로필렌 에틸리덴노르보르넨 공중합체 고무(EPDM) 등의 에틸렌·α-올레핀 비공액 디엔 공중합체 고무 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
에틸렌·α-올레핀 공중합체 고무는 할로겐화 티탄과 같은 티타늄 화합물과 알킬 알루미늄-마그네슘 착체, 알킬 알콕시 알루미늄-마그네슘 착체와 같은 유기 알루미늄-마그네슘 착체와 알킬 알루미늄 또는 알킬 알루미늄 클로라이드 등으로 구성되는 지글러형 촉매 등에 의해 중합한 것일 수 있다. 중합법으로서는 기상 유동상법, 용액법, 슬러리법 등의 제조 프로세스를 사용할 수 있다.
스티렌계 수첨 블록 공중합체 고무는 예를 들면 스티렌-부타디엔-스티렌 트리블록 공중합체의 수소 첨가물(SEBS), 스티렌-이소프렌-스티렌 트리블록 공중합체의 수소 첨가물(SEPS) 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
스티렌계 수첨 블록 공중합체(SEBS, SEPS)는 일반적인 음이온 리빙중합법으로 제조한 것일 수 있다.
SEBS의 제조는 순차적으로 스티렌, 부타디엔, 스티렌을 중합해, 트리블록체를 제조한 후에 수소화하는 방법과 스티렌-부타디엔의 디블록 공중합체를 제조한 후, 상용화제를 이용해 트리블록체로 한 후, 수소화하는 방법을 이용할 수 있다. 또한 상기 방법에 있어서 부타디엔 대신에 이소프렌을 이용함으로써 SEPS를 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 열가소성 탄성체는 예를 들면 용융 지수(melt flow rate, 230℃, 2.16kg 하중, ASTM D1238)가 0.5g/10분 내지 150g/10분, 바람직하게는 0.7g/10분 내지 100g/10분, 특히 바람직하게는 0.7g/10분 내지 80g/10분이다. 용융 지수가 0.5g/10분 미만이면 고유동성 확보가 어려울 수 있다. 용융 지수가 150g/10분를 초과하면 성형품의 외관 불량이 유발될 수 있다.
상기 폴리프로필렌 수지 100중량부 대비 상기 열가소성 탄성체 약 5중량부 내지 약 30중량부를 포함할 수 있다. 상기 열가소성 탄성체를 상기 범위의 함량으로 포함함으로써, 충격강도를 보강할 수 있고, 특히 면충격 강도를 강화시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 범위 미만인 경우에는 충격강도가 저하될 수 있고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 유동성 및 상용성에 제한이 있을 수 있다.
상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물은 상용화제, 슬립제, 산화방지제, 중화제, 광안정제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상용화제는 전술한 울 형태의 무기 필러 및 판상형 무기 필러, 침상형 무기 필러와 상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물에 포함된 수지와의 상용성을 향상시키는 것으로서, 상용성을 높여 분산도를 좋게 하여, 우수한 기계적 강성 및 내충격성을 부여하고, 치수 안정성을 동시에 부여할 수 있다.
구체적으로, 상기 상용화제는 폴리올레핀의 주쇄나 말단에 무기 필러와 반응성이 있는 반응기를 포함하는 변성 폴리올레핀 수지로서, 상기 반응기로는 예를 들면, 말레산, 무수말레산, 카르복실산, 히드록실기, 비닐아세테이트, 글리시딜메타크릴레이트, 비닐옥사졸린, 아크릴산 등을 들 수 있다.
구체적으로, 상기 변성 폴리올레핀 수지는 측쇄에 무기 필러와 반응성이 있는 반응기를 약 1중량% 내지 3중량% 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 측쇄의 상기 반응기 함량이 상기 범위 미만인 경우 상용성이 저하되어 물성이 감소하는 현상이 발생할 수 있고, 반응기의 치환량이 작아 상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물에 포함된 무기 필러와의 계면접착력 및 분산 효율이 현저히 떨어질 수 있다. 반대로 상기 범위를 초과하는 경우에는 폴리프로필렌의 수지 조성물에 포함된 변성 폴리프로필렌 자체 특성이 잘 깨어지고, 물성 증가 효과가 적으며, 기대 효과 대비 제조 단가가 높아 실용성이 크게 떨어진다.
상기 상용화제는 상기 폴리프로필렌 수지 100중량부 대비 약 0.1중량부 내지 약 3중량부의 함량으로 포함되어, 무기 필러와 수지간의 상용성을 높여 분산도를 좋게 하여, 우수한 기계적 강성 및 내충격성을 부여하고, 치수 안정성을 동시에 부여할 수 있다.
슬립제는 상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물의 성형시 윤활성을 강화시키는 것으로써, 실록산계 슬립제, 아마이드계 슬립제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나 일 수 있다.
산화방지제는 페놀계 산화방지제, 포스파이트계 산화방지제, 티오디프로피오네이트(Thiodipropionate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물은 중화제로 칼슘 스테아레이트, 산화아연 등을 사용할 수 있고, 광안정제로 힌더드(Hindered) 아민계 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물의 사출물을 포함하는 자동차 내장재용 성형품을 제공한다. 구체적으로, 상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물은 폴리프로필렌 수지, 열가소성 탄성체, 울 형태의 무기 필러를 포함하고, 상기 울 형태의 무기 필러는 실리카, 산화알루미늄, 산화칼슘, 산화칼륨, 산화마그네슘, 산화나트륨, 산화철 및 이들의 조합, 즉, 이들의 화학결합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함한 것으로서, 상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물의 사출물은 자동차 내장재용 성형품에 포함된다. 이를 통해, 우수한 내충격성을 부여함과 동시에, 저수축 및 배향성 제어를 통해 치수 안정성을 부여할 뿐만 아니라 아주 우수한 내스크래치성을 가질 수 있다.
폴리프로필렌 수지 조성물의 사출품의 경우, 내스크래치성의 향상이 내충격성 또는 강성 저하를 유발하는 것이 일반적이다. 반면, 상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물의 사출물은 우수한 내스크래치성을 가지면서도 내충격성 및 강성도 높은 수준을 충족할 수 있다.
구체적으로, 상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물의 사출물은 우수한 내스크래치성을 가질 수 있다. 구체적으로, 에릭슨 내스크래치 시험법으로 ΔL 값이 0.5 이하의 내스크래치성을 가질 수 있다.
또한, 상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물의 사출물은 상온뿐만 아니라 저온에서도 우수한 충격 강도를 가질 수 있다. 구체적으로, 상온에서 약 45.0 Kgfcm/cm, 저온(약 -10℃) 에서 약 5.0 Kgfcm/cm 이상의 충격강도를 가져 동절기에도 깨지는 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물의 사출물은 우수한 충격 강도와 함께, 약 21500 kgf/cm2 이상의 강성을 가지는 바, 자동차 부품 소재로 사용할 수 있다.
또한, 상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물의 사출물은 약 210 kgf/cm2 이상의 우수한 인장강도와, 약 150% 이상의 신율 가질 수 있고, 약 125℃ 이상의 열변형온도를 가질 수 있어 자동차 내장재용 성형품으로 적합할 수 있다.
상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물은 높은 유동성과 우수한 기계적 강성, 내충격성 및 우수한 치수안정성을 동시에 부여할 수 있으며, 이의 사출물을 포함하는 자동차 내장재용 성형품은 우수한 성형성과 우수한 기계적 물성과 함께 우수한 내스크래치성을 동시에 확보할 수 있다. 자동차 내장재의 구체적인 예로서, 내장용 필라트림, 내장용 도어트림, 글로브박스, 콘솔 및 크래쉬 패드 등이 있을 수 있다.
구체적으로, 상기 자동차 내장재용 성형품은 자동차용 크래쉬 패드 등과 같이 넓이, 두께 등의 3차원 구조가 복잡하여, 높은 수준의 강성, 내충격성, 내열성, 치수안정성 및 내스크래치성이 요구되는 자동차 부품에 매우 유용하다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하고, 이로써 본 발명이 제한되어서는 아니 된다.
실시예 1
230℃의 온도 및 2.16kg의 하중에서 측정된 용융지수가 약 20g/10 min 이고, 에틸렌의 함량이 약 8중량%이고, 13C NMR에 의해 측정한 아이소텍틱 지수(Isotactic index)가 약 97이고, 분자량 분포도(중량평균분자량 /수평균분자량)가 약 5인 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 베이스로 하여 울 형태의 무기 필러를 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 약 20중량부 포함하고, 이때, 상기 울 형태의 무기 필러로 실리카 소재로 선택된 울 형태의 무기 필러이고, 평균 길이가 200 나노미터, 평균 종횡비가 50인 울 형태의 무기필러를 포함하였다. 그리고, 에틸렌 1-옥텐 공중합체를 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 약 20중량부 포함하여 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
또한 상용화제로 무수 말레산 변성 폴리프로필렌을 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 약 1중량부 포함하였다.
상기 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 이축 압출기를 사용하여 200℃ ~ 240℃인 가공 조건에서 압출하였다.
실시예 2
울 형태의 무기 필러를 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 약 5 중량부를 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 3
울 형태의 무기 필러를 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 약 30 중량부를 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 4
열가소성 탄성체를 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 약 5 중량부를 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 5
열가소성 탄성체를 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 약 30 중량부를 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 6
상용화제를 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 약 0.1 중량부를 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 7
상용화제를 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 약 3 중량부를 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 8
울 형태의 무기 필러와 판상형 무기 필러를 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 각각 약 10 중량부씩을 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 9
울 형태의 무기 필러와 침상형 무기 필러를 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 각각 약 10 중량부씩을 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 1
판상형 무기 필러 탈크를 울 형태의 무기 필러 대신 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 약 20 중량부를 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 2
아마이드계 슬립제(ER840, 켐코정밀사)를 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 약 5 중량부를 포함하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 3
침상형 무기 필러 휘스커(수산화마그네슘)를 울 형태의 무기 필러 대신 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 약 20 중량부를 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 4
아마이드계 슬립제(ER840, 켐코정밀사)를 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 약 5 중량부를 포함하는 것을 제외하고는 비교예 3과 동일한 방법으로 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 5
평균 길이가 100 나노 미터 미만인 울 형태의 무기 필러를 평균 길이가 200 나노 미터인 울 형태의 무기 필러 대신 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 약 20 중량부를 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 6
울 형태의 무기 필러를 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 약 3 중량부를 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 7
울 형태의 무기 필러를 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 약 35 중량부를 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 8
열가소성 탄성체를 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 약 3 중량부를 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 9
열가소성 탄성체를 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 약 35 중량부를 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 10
상용화제를 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 약 0.05 중량부를 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 11
상용화제를 상기 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 약 5 중량부를 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
평가
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 수지 조성물의 압출물을 사출성형하여 각각의 ASTM 규격에 준하는 시편을 제조하고, 이를 이용하여 하기 물성을 측정하였고, 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.
실험예 1. 비중(g/㎤)
실시예 및 비교예에서 제조한 시편의 비중을 ASTM D 792에 의하여 측정하였고, 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.
실험예 2. 인장강도(Kgf/cm 2 ) 및 신율 (%)
실시예 및 비교예에서 제조한 시편의 인장강도 및 신율을 23℃에서 ASTM D 638을 이용하여 측정하였다. 측정시, 하중 인가 속도는 50mm/min, 시편 타입은 ASTM 638 의 TYPE-I 를 사용하였고, 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.
실험예 3.굴곡탄성율 (Kgf/cm 2 )
실시예 및 비교예에서 제조한 시편의 굴곡 탄성율을 속도 10㎜/min의 조건하에서 ASTM D 790을 이용하여 측정하였다. 측정시, 시편의 두께는 6.4mm 이며, 지지대 Span 거리는 50mm 이였고, 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.
실험예 4. 아이조드 충격 강도 ( Kgfcm/cm)
실시예 및 비교예에서 제조한 시편을 Notch 내에서 ASTM D 256에 의하여 상온(23℃) 및 -10℃의 온도에서 각각 측정하였다. 또한, 측정시의 시편의 파손여부도 확인하여 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.
실험예 5. 열변형 온도(℃)
실시예 및 비교예에서 제조한 6.4mm 두께의 시편을 4.6kgf/cm2의 하중에서, ASTM D 648을 이용하여 측정하였고, 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.
실험예 6. 변형
실시예 및 비교예의 시편(300mm x 100 mm x 2 m)을 사출 성형하고 48시간이 지난 후에 시편의 뒤틀림 정도를 평가하였다. 구체적으로, X축과 Y축의 길이로 나타내어지는 단면적과 Z축 길이(두께)를 갖는 시편에 있어서, 상기 단면적을 기준으로 Z축 방향에서 가장 높은 지점과 가장 낮은 지점의 길이를 측정하고, 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.
실험예 7. 에릭슨 스크래치 시험
내스크래치성 시험기(에릭슨)로 시편에 스크래치를 가해, 스크래치 전후의 명도차를 측정함으로써 내스크래치성을 평가하였다.
설정하중 10N, 시험 속도 1,000mm/분으로 하였고, 2x20mm 간격으로 크로스-컷 후에 포토미터로 명도를 측정하여, 스크래치 전후 명도 차이를 비교하였다.
[표 1]
Figure 112017119969298-pat00001
상기 표 1의 결과를 통해, 실시예인 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물은 우수한 내스크래치성을 부여함과 동시에, 자동차 부품으로 이용할 수 있는 우수한 기계적 강성 및 내충격성을 부여하고, 치수 안정성을 부여하는 것을 알 수 있다.

Claims (9)

  1. 폴리프로필렌 수지, 열가소성 탄성체, 울 형태의 실리카를 포함하고,
    상기 울 형태의 실리카의 평균길이가 200 나노미터 이상이고, 평균 종횡비가 50 이상이며,
    상기 울 형태의 실리카 함량이 상기 폴리프로필렌 수지 100중량부 대비 5 내지 30중량부인 것을 특징으로 하는
    내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌 수지는 5중량% 내지 10중량%의 에틸렌을 포함하고,
    중량평균분자량/ 수평균분자량인 분자량 분포도가 4 내지 6인 것을 특징으로 하는
    내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌 수지 100중량부 대비 상기 열가소성 탄성체 5중량부 내지 30중량부를 포함하는
    내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서
    상기 열가소성 탄성체는, 폴리올레핀계 고무 및 스티렌계 수첨 블록 공중합체 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는
    내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서
    상기 폴리프로필렌 수지 100중량부 대비 상용화제 0.1중량부 내지 3중량부를 더 포함하는
    내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서
    판상형 무기 필러 및 침상형 무기 필러 가운데 선택된 하나 이상을 더 포함하는
    내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물.
  9. 제1항 내지 제5항 및 제8항 중 어느 한 항에 따른 내스크래치성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물의 사출물을 포함하는 자동차 부품용 성형품.
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