KR950011900B1

KR950011900B1 - 폴리아세탈 수지조성물

Info

Publication number: KR950011900B1
Application number: KR1019910024874A
Authority: KR
Inventors: 이찌로오 사사끼; 다까오 데라오까; 쥰지 오오시마; 도오루 가쓰마따; 고오이찌 사또오
Original assignee: 폴리플라스틱스 가부시끼가이샤; 가스가 다꾸조오; 다께다 야꾸힌 고오교오 가부시끼가이샤; 모리다 가쯔라
Priority date: 1990-12-28
Filing date: 1991-12-28
Publication date: 1995-10-12
Anticipated expiration: 2011-12-28
Also published as: JPH05271361A; CA2058331A1; DE69123341T2; JP2999318B2; US5484845A; MX9102855A; EP0494534A3; KR920012255A; DE69123341D1; BR9105640A; EP0494534B1; TW221819B; EP0494534A2

Abstract

내용 없음.

Description

폴리아세탈 수지조성물

본 발명은 일반적으로 저광택 폴리아세탈 수지조성물의 분야에 관한 것이다.

보다 상세하게는, 본발명은 성형 수지붐(예, 폴리아세탈수지)의 표면광택 특성을 감소시키는 시약으로서 특히 유용한 새로운 코어-셸(core-shell)중합체와 또한 그러한 코어-셸 중합체의 유효량을 포함하는 새로운 폴리아세탈 성형조성물에도 관한 것이다.

또 본발명에서는 이들 조성물의 성형품이 제공된다.

폴리아세탈수지는 기계적, 전기적, 성질과 같은 물리적 성질 및 화학적 성질(예, 내약품성과 내열성)이 우수하기 때문에 엔지니어링 플라스틱으로서 여러 부분에서 사용되고 있다.

그러나 폴리아세탈 수지에 대한 새로운 최종-용도를 확인하여 보면 종종 성질의 변화와, 또는 성질의 향상이 더욱 요구되고 있다. 폴리아세탈수지가 자동차 부품 또는 광학기구에 사용되는 성형부품을 형성하기 위하여 사용될때 필요한 상기 성질중 하나는 비교적 낮은 표면광택 이다.

이에따라 저표면광택은 성형부품의 광반사도 성질을 줄일것이다.

그 결과, 성형부품의 저표면광택은 시력 자극을 보다 적게 초래하게 될 것이다(즉, 부품의 표면으로 부터 보다 적은 빛이 반사되므로).

또한, 엔지니어링 플라스틱으로 가공된 성형부품의 저표면광택은 보다 미학적으로 만족스러운 고-등급외관을 부품에 부여하게 된다.

표면광택특성을 "엔지니어"하는 능력은 폴리아세탈수지(본래 비교적 고표 면 광택을 나타낸다)로 가공된 성형부품이 기타 비-폴리아세탈 수지로 형성된 성형부품과 공동으로 사용되었을 경우에도 유리할 것이다.

즉, 공동으로 사용된 비-폴리아세탈 수지의 성형 부품에 실질적으로 대등한 정도로 폴리아세탈 수지의 표면광택을 저감(低減)시키는 것이 특히 바람직 할 것이다. 따라서, 지금까지 비-폴리아세탈 수지로부터 성형된 부품과 육안으로 감지할수 없게하는 정도의 조절된 양에 의하여 폴리아세탈 수지의 표면광택을 저감시키는 한계는 폴리아세탈 부품이 나타나게 될 최종-용도(예, 전기 및 전자장치 부품)에서 폴리아세탈 수지를 사용하는데에 한장애가 되어왔다.

폴리아세탈수지의 본래의 고표면광택을 줄이기 위한 과거에 시도한 방법으로는 폴리아세탈 기제 수지안에 탄산칼슘 또는 활석과 같은 무기 충전물질을 혼입하는 방법이 있다.

그러나, 다량의 상기 무기 충전물질을 대체로 저표면광택외판이 적당하게 실현 되기전에 폴리아세탈 기제수지에 가해주어야 한다.

그러나, 비교적 다량의 무기 충전물질은 일반적으로 폴리아세탈 수지에 연관된 기계적 특성(특히 신도와 터프니스=toughness)을 저하시키는 경향을 가지므로 불리하다.

그러므로, 예컨대 기계적 성질은 비교적 다량의 충전물질의 첨가에 의하여 그러한 고-충전제-부가 폴리아세탈수지의 성형 부품이 조립하는 동안이나 혹은 떨어뜨렸을때 깨어짐 정도로 저하될 것이다.

또한 가교된 아크릴 수지 입자의 형태로 유기충전물질을 혼입함으로써 폴리아세탈 물품의 표면광택 특성을 낮추는 것도 제안되어 왔다.

그러나, 이 기술은 결과로서 생기는 광택저하의 면에서 덜 만족스럽다.

더욱이 아크릴 수지의 첨가는 아크릴수지 입자가 용융-혼합될때 폴리아세탈 수지의 분해 가능성을 증가시킨다.

폴리아세탈의 분해는 혼합, 혼련 또는 용융-혼합동안에 일어난다.

따라서, 요구되어온 것은 일반적으로 폴리아세탈수지의 바람직한 물리적 성질에 영향을 주지앉고 "엔지니어드"될수 있는 저하된 표면광택특성을 갖는 폴리아세탈 수지조성물이다.

본발명의 목적은 그러한 요구를 충족시키게 하는 것이다.

코어-셸 중합체는 미합중국 특허출원 제4,200,567호 및 일본특허출원 제2-29435호에 공지되어 있다.

대체로 본발명은 표면광택감소(SGR) 제로서, 새로운 코어-셸 중합체의 효과적인 표면광택 감소시키는 양을 포함하는 폴리아세탈 수지조성물 및 코어-셸 중합체 그 자체에 관한 것이다.

이와 관련하여 SGR제로서 사용되는 코어-셸 중합체는 고무질 중합체 코어와 산소 극성기를 갖는 비닐 공중합체로 이루어진 유리질(비결정성) 중합체셸을 갖는 것이다.

바람직한 구체예로서, 본발명의 저-광택 폴리아세탈 수지조성물은 폴리아세탈 기본수지 100중량부당 코어-셸 중합체 1내지 50 중량부를 포함하는 것이다.

본 발명의 양상과 잇점은 다음의 상세한 기술로 더욱 명백해질 것이다.

본 발명의 바람직한 구체예

A. 폴리아세탈 기제수지

본발명의 조성물에 사용될수 있는 폴리아세탈 기제수지는 보통 옥시메틸렌(-CH₂O-) 반복단위로 주로 이루어진 고체, 고-분자량 중합체이다.

폴리아세탈 기제수지는 폴리옥시메틸렌 단일중합체 또는 공중합체, 옥시메틸렌 단위에 더하여 소량의 기타 단량체 단위를 함유하는 삼단량중합체 또는 블록 공중합체일수 있다.

폴리아세탈수지는 선상, 분지상 또는 가교상일수있다.

또한 폴리아세탈수지의 중합도는 특별히 제한되지 않는다.

B. 코어-셸 중합체

간단히 상기한 바와 같이 본발명에 따른 코어-셸 중합체는 고무질 중합체 코어와 산소 극성기를 갖는 비닐 공중합체로 이루어진 유리질(비결정성) 중합체 셸을 포함한다.

코어-셸 중합체는 앞 단계에서 형성된 중합체가 다음 단계에서 형성된 중합체로 보호되는 연속 다-단계 에멀젼 중합법에 의해 생산될수 있다.

시이드(seed)입자-형성 단계에서 단량체, 계면활성제, 물은 에멀젼 중합반응을 개시하는 개시제를 첨가하기 전에 반응기에 공급되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 제1단계중합은 코어-셸 중합체의 고무질 코어를 형성하는 단계이다.

이와 관련하여 제1단계중합에 사용될수 있는 단량체로는 그것의 혼합물뿐만 아니라 공액디엔과 알킬잔기에 2내지 8개의 탄소원자를 함유하는 아크릴산 알킬이 있다.

따라서, 이들 바람직한 단량체는 코어-셸 중합체의 코어를 구성할 고무질 중합체를 수득하기 위하여 에멀젼 중합법의 제1단계에서 중합된다.

제1단계 중합해서 단량체로서 사용될수 있는 공액 디엔의 특정 실례에는 부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌등이 있고 부타디엔이 특히 바람직하다.

한편 제1단계중합에서 단량체로서 사용될 아크릴산 알킬의 특정 실례에는 아크릴산 에틸, 아크릴산 프로필, 아크릴산 부틸, 아크릴산 시클로헥실, 아크릴산 2-에틸헥실등이 있다.

그러나, 아크릴산 부틸이 특히 바람직하다.

공액 디엔 및/또는 아크릴산 알킬과 함께 공중합될 수 있는 보조 공단량체가 제1단계 중합에 사용될 수도 있다.

그러한 보조 공단량체의 실례에는(스티렌, 비닐톨루엔,-메틸스티렌등과같은) 여러 방향족 비닐 또는 비닐리덴화합물, (아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴등과 같은)비닐 또는 시안화 비닐리덴 화합물 및(메타크릴산 메틸, 메타크릴산 부틸등과 같은) 메타크릴산 알킬이 있다.

제1단계 중합체가 공액 디엔을 함유하지 않을때, 또는 만일 그것이 제1단계에서 비율에서만 총단량체 함량의 20중량%를 초과하지 않는다면 보다 작은(그러나 효과적인)양의 가교 단량체 및/또는 그라프팅 단량체를 혼입함으로써 개선된 충격강도 성질이 얻어질수 있다.

적당한 가교 단량체의 실례에는 많은 가운데, 디비닐벤젠과 같은 방향족 디비닐 단량체와 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디케타크릴 레이트, 부틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 핵산디올 디아크릴레이트, 헥산디올 디메타크릴레이트, 올리고에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 올리고애탈랜 글리콜(디) 아크릴레이트, 트리메틸올프로판 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트등과 같은 알칸 폴리올 폴리아크릴 레이트 또는 폴리메타크릴레이트가 있다.

특히 부틸렌 글리콜 디아크릴레이트와 핵산디올 디아크릴레이트가 바람직하다.

제1단계 중합계에 포함될수 있는 그라프팅 단량체의 실례에는 기타 여러가지중 알릴 아크릴레이트, 알킬 메타크릴레이트, 디알릴 말레이트, 디알릴 푸마 레이트, 디알릴 이타코네이트등과 같은 불포화 카르복실산의 알릴 에스테르가 있다.

이들중 알릴 메타크릴레이트가 특히 바람직하다.

가교단량체 및/또는 그라프팅 단량체는, 만일 사용한다면 제1단계 중합계에 총단량체 중량을 기준으로하여 각각 약 5중량% 까지의 양, 바람직하게는 0.1 내지 2중량% 사이의 양으로 존재한다.

본발명에 따른 코어-셸 중합체의 셸 상태는 산소 극성기를 갖는 비닐 공중합체로 이루어진 유리질(비결정성) 중합체로 특히 특징지어진다.

이와 관련하여 필수의 산소 극성기를 갖지 않는 코어-셸 중합체는 폴리아세탈 기제수지에 충분한 소광(광택-저감) 효과를 주지 않는다.

마찬가지로 코어-셸 구조를 갖지앉고 적어도 한개의 산소 극성기를 갖는 비닐 중합체가 폴리아세탈 기제 수지와 함께 혼합될때는(만약 있다면) 광택 감소가 최소로 된다. 산소 극성기에는 히드록실기, 글리시딜기와 같은 에테르기-O-, 아미드기-CONH-, 이미드기-CONHCO- 및 니트로기-NO₂-가 있다. 알코올을 갖는 둘 또는 그 이상의 산소 극성기가 바람직하다. 적어도 한개의 산소 극성기를 갖는 비닐 중합체를 형성하는 최종-단계중합에서 사용될 수 있는 바람직한 단량체로는 예컨대, 알코올의(메트) 아크릴레이트, 둘 또는 그 이상의 산소극성기를 갖는 상기한 알코올, 예컨대 히드록실기 및/또는 글리시딜기를 갖는 알코올의(메트) 아크릴레이트일수 있다. 이와 관련하여 히드록실기를 갖는 알코올의(메트) 아크릴레이트의 특정 실례에는 히드록시에틸(메트) 아크릴레이트와 히드록시프로필(메트) 아크릴레이트가 있고 이들중 히드록시에틸 메타크릴레이트가 바람직하다.

글리시딜기를 갖는 알코올의(메트) 아크릴레이트의 특정 실례에는 글리시딜 아크릴레이트와 글리시딜 메타크릴레이트가 있고 이들중 후자가 바람직하다.

또한, 상기한(메트) 아크릴레이트외의 산소 극성기를 갖는 비닐 단량체가 사용될수 있다.

예컨대, 알릴옥시에탄올 또는 알릴 글리시딜 에테르는 본발명에 따른 코어-셸 중합체의 셸을 형성하는 비닐 중합체를 형성하기 위해 공단량체로서 역시 사용될수 있다.

산소 극성기를 갖는 상기한 단량체와 함께 유리질 중합체를 구성하는 단량체에는 메틸(메트) 아크릴레이트, 에틸(메트) 아크릴레이트, 부틸(메트) 아크릴레이트등과 같은 알킬(메트) 아크릴레이트와 스티렌, 비닐톨루엔,-메틸스티렌등과 같은 방향족 비닐 또는 비닐리덴 화합물과 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴등과 같은 비닐 또는 비닐리덴 시아니드가 있다.

특히 메틸메타크릴레이트, 스티렌과 아크릴로니트릴이 바람직하다.

중간상(phase)은 원한다면 제1단계 중합체상과 최종-단계 중합체상사이에 들어갈수 있다.

중산상이 존재한다면, 중간 에멀전 중합 단계에서 글리시딜 메타크릴레이트, 메타크릴산, 히드록시에틸 메타크릴레이트등과 같은 관능기를 갖는 중합가능한 단량체, 메틸메타크릴레이트와 같은 유리질 중합체를 형성하는 중합가능한 단량체 또는 부틸아크릴레이트와 같은 고무질 중합체를 형성하는 중합가능한 단량체가 중합 조건을 받음으로써 제공될수 있다.

다양성 있는 중간상의 형태는 생성되는 코어-셸 중합체에 요구되는 성질에 따라 선택될수 있다.

이점에 관해서는 상기 중간상을 갖는 코어-셸 중합체는 예컨대, 중간상이 코어와 셸 중합체사이에 층으로서 들어가는 다층계 또는 중간상이 코어 중합체의 전체에 걸쳐 작은 입자로서 분산되는 "살라미-같은(salami-like)" 계일수 있다.

후자의 이 형태에서 중간상은 스티렌등이 중간상-형성 단량체로서 사용될때 흔히 있는 일이지만 코어 중합체의 중심에 새로운 서브코어(subcore)를 형성할수 있다.

중간상을 갖는 코어-셸 중합체의 사용은 탄성 계수의 증강뿐아니라 충격강도와 열-변형온도의 개선을 가져올수 있다.

또한 중간상이 존재하는 결과로서 생성되는 성형품의 굴절율 변화때문에 성형품 박리성이 감소되고 광택성과 색변이가 감소함에 따라, 코어-셸 중합체의 외관특성이 개선될수 있다.

본발명에 따른 에멀젼중합은 아조 또는 과산화물과 같은 중합 개시제뿐만 아니라 비이온 계면활성제나 올리고머 음이온 또는 비이온 계면활성제와 같은 계면활성제를 사용하여 실행되는 것이 바람직하다.

일반적으로 에멀젼 중합법에 보통 사용된 다수의 잘 공지된 계면활성제도 또한 본발명에 따른 에멀젼 중합법에 사용될수 있다.

따라서, 예를 들어 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 스테아릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르등과 같은 비이온 에테르형 계면활성제; 폴리옥시에틸렌 모노스테아레이트와 같은 비이온 에스테르형 계면활성제; 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트등과 같은 비이온 소르비탄 에스테르형 계면활성제; 및 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 블록 공중합체등과 같은 비이온 블록 공중합체형 계면활성제가 만족스럽게 사용될수 있다.

그러나, 본발명의 방법에서 사용되는 바람직한 계면활성제는 어떤 특정의 목적을 위해서 에멀젼 중합반응에 사용되어 왔던 것들과 같은 올리고머 음이온 또는 비이온 계면활성제이다.

예컨데, 다음식의 올리고머 계면활성제(이것은 일본특허공고공보 Nos. 34832/1972, 34833/1972 및 38080/1972에 기재되어 있다. 각기 이들 전부는 여기에 특별히 참조로 기재됨)는 본발명의 에멀젼 중합법에서 사용될수 있다.

여기서, 다음식으로 표 시된 구조단위및는 계면활성제의 분자에 임의로 배치되고, 식중 R은 5내지 20개의 탄소원자, 바람직하게는 6내지 12개의 탄소원자의 알킬기를 나타내며; n은 0, 1 또는 2, 바람직하게는 0 또는 1, 보다 바람직하게는 0이며; 동일하거나 다를수 있는 R₁과 R₃는 -H, -CH₃, -C₂H₅또는 -COOH를 나타내며; 동일하거나 다를수 있는 R₂와 R₄는 -H, -CH₃, -C₂H₅, -COOH 또는 -CH₂COOH를 나타내며; X는 -COOH, -CONH₂, -OCH₃또는 -C₂H₅를 나타내며; Y는 -CH₂OH,,, -CONH₂, -COOC₂H₄OH, -COOC₃H₆OH, -CONHCH₂OH, -CONHCH₃, -CONHC₂H₅, -CONHC₃H₇, -COOCH₃, -COOC₂H₅, -CN, -OCOCH₃, -OCOC₂H₅또는를 나타낸다.

바꾸어 말하면, 계면활성제는

상기식에서 R은 5내지 20개의 탄소원자, 바람직하게는 6내지 12개의 탄소원자의 알킬기를 의미하며; Z는 0, 1또는 2, 바람직하게는 0 또는 1, 보다 바람직하게는 0이고; n은 둘 또는 그 이상의 정수이고; R_2n-1은 각각 -H, -CH₃, -C₂H₅또는 -COOH를 의미하며; R_2n-1은 각각 -H, -CH₃, -C₂H₅또는 -COOH를 의미하며; R_2n은 각각 -H, -CH₃, -C₂H₅, -COOH 또는 -CH₂COOH를 의미하고; X_n은 -COOH, -CONH₂, -OC₂H₅-CH₂OH,, -CONH₂, -COOC₂H₄OH, -COOC₃H₆OH, -CONHCH₂OH, -CONHCH₃, -CONHC₂H₅, -CONHC₃H₇, -COOCH₃, -COOC₂H₅, -CN, -OCOCH₃, -OCOC₂H₅또는를 의미한다.

본 발명에 따라 사용될 올리고머 계면활성제의 분자량은, 약 6내지 50 범위의 중합도(A+b 또는Ya)를 가지면서 약 200 내지 5000, 바람직하게는 약 1500 내지 3000이다.

상기와 같은 올리고머 계면활성제는 수용성일수 있다.

그러나, 만일 계면활성제가 수용성이 아니면 비수용성 전구물질이 산화물, 수산화물 또는 알코올과 반응함으로써 수용성염으로 변화된다.

수용성염에는 많은 가운데, 알칼리 금속염, 알칼리성 토금속염, III족 중금속염, 암모늄염, 치환된 암모늄염등이 있다.

특히 암모늄염이 바람직하다.

본발명의 실시에서 사용되는 올리고머 계면활성제의 비율은 사용되는 특정 계면활성제의 입자 안정화능력에 따라 선택된다.

올리고머 계면활성제는 예컨대, 일본특허공고공보 No. 47-34832(이것의 전 내용은 여기에 특별히 참조로 기재 된다)에 기재된 기술에 따라 알킬 메르캅탄의 존재에서 무수 용제내에서의 관련된 단량체의 부가중합에 의하여, 필요하다면 올리고머를 과사화수소 또는 오존과 함께 상당하는 술폭시화물 또는 술폰으로 산화시켜 합성될수 있다.

알킬 메르캅탄에는 많은 가운데서, n-옥틸 메르캅탄, n-도데실 메르캅탄, t-도데실 메르캅탄, n-데실 메르캅탄등이 있다.

부가 중합은 전형적으로 약 20 내지 약 100℃ 사이의 온도범위에서 실행된다.

상기한 모노머애는 (메트)아크릴산,-에틸 아크릴레이트,-메틸 아크릴레이트,,-디메틸 아크릴레이트, 카프로산, 이타콘산, 푸마르산, 말레산, (메트)아크릴아미드, 비닐에틸에테르, 비닐메틸에테르, 알릴알코올, 비닐피롤리돈, (메트)아크릴로니트릴, 에틸아크릴로니트릴, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 히드록시에틸(메트) 아크릴레이트, 히도록시프로필(메트) 아크릴레이트, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, N-이소프로필아크릴아미드, N-에틸아크릴아미드, N-메틸아크릴아미드, 글리시딜(메트)아크릴레이트, N-메틸올아크릴아미드등과 같은 적어도 한개의 극성기를 갖는,-에틸렌적으로 불포화된 단량체가 있다.

부가 중합동안 사용되는 용제는 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올등과 같은 저급알칸올이 바람직하다.

상술한 바와 같이 아조비스(이소부틸로니트릴), 디메틸 2, 2'-아조비스(이소부티레이트), 2, 2'-아조비스(2-아미노디노프로판) 디히드로클로라이드와 같은 아조형 개시제와 큐멘 히드로퍼옥사이드, 디이소프로필벤젠 히드로퍼옥사이드, 과산화수소와 같은 과산화물이 성공적으로 사용될수 있다. 이들 특정개시제는 단독 또는 조합으로 사용될수 있다.

비이온 계면활성제 및/또는 올리고머 계면활성제와 아조 및 또는 괴산화물 개시제를 함유하는 반응계에서의 에멀젼 중합은(만일 있으면) 최소의 황-함유 음이온을 포함하는 코어-셸 중합체를 산출한다.

만일 존재한다면, 본발명에 따른 코어-셸 중합체안의 황-함유 음이온(황산염 또는 황산염 에스테르이온과 같은)의 함량은 황-함유 음이온에 대한 하기의 종래 정성시험에 의해 검출되지 않을 정도로 낮다.

본발명에 따른 코어-셸 중합체는 실질적으로 황-함유 음이온이 없기때문에 우수한 표면-소광도, 내충격성 및 신도가 나타나는 폴리아세탈-기제 수지 조성물을 제조하도록 폴리아세탈 수지의 성질을 손상되게 영향을 주지 않고 폴리아세탈 수지와 함께 균일하게 용융-혼합될수 있다.

황-함유 음이온에는 황산염, 과황산염, 아황산염 및 술폰산염과 같은 산화 황 화합물이 있다.

코어-셸 중합체안의 황-함유 음이온의 존재는 코어-셸 중합체 시료 5g을 재어 그것을 200㎖ 의 탈이온화수가 가해진 50㎖ 삼각 플라스크안에 넣는 정성 시험절차에 의해 측정될 수 있다.

플라스크의 내용물은 3시간동안 자석 교반기로 교반한다음 그 내용물을 No.5 여과지로 여과한다.

여과물은 두 부분으로 분류된다.

0.5㎖의 1% 염화 바륨 수용액을 한쪽 부분에 가하고 결과 생성 혼합물의 혼탁도를 다른 여과물 부분의 혼탁도와 비교한다.

본발명에 따른 코어-셸 중합체는 예컨대, 계면활성제와 개시제의 존재에서 상기한 에멀젼 중합법을 사용하는 코어-셸 중합체 라텍스를 제조하여 과립, 박편, 분말의 형태로 할수 있다.

그 다음에 중합체를 분리하기 위해서 라텍스를 동결-응해 사이클로 처리하여 중합체를 원심 탈수하여 최종적으로 건조시킨다.

따라서 에멀젼 중합법에 사용된 용제와 계면활성제는 실질적으로 코어-셸 중합체로부터 제거될수 있다.

선택적으로 라텍스는 상기한 동결-융해 사이클로 처리되는 대신 그것의 제조된 형태로 건조되고, 사용될수 있다.

이와 관련하여 분무 건조기를 사용하는 분무-건조도 라텍스로부터 코어-셸 중합체의 회수를 위해 이용될수 있다.

그러므로 분리되고 회수된 코어-셸 중합체는 압출기 또는 펠레타이저에 의해 펠릿으로 제조될 수 있다.

선택적으로 회수된 코어-셸 중합체는 예컨대 결과 생성 용융-혼합한 조성물에 대해 개선된 충격강도성질을 달성하기 위하여 매트릭스 수지와 함께 직접 용융-혼합될수 있다.

상기한 코어-셸 중합체는 본발명의 조성물안에 폴리아세탈 기제수지 100 중량부당 1 내지 50중량부, 바람직하게는 1 내지 20 중량부 사이의 양으로 존재한다. 만일 코어-셸 중합체의 양이 너무 작으면 표면광택의 감소가 불충분하게 일어날 것이다. 한편, 코어-셸 중합체의 양이 과다하면, 기계적 성질, 특히 스티프니스에 불리하게 영향을 끼칠 것이다.

게다가, 과량의 코어-셸 중합체는 조성물의 열 안정성 특성에 이롭지 못한 영향을 줄 것이다.

본발명의 폴리아세탈 조성물로부터 형성된 성형품은 저표면광택과 고-등급 외관 특성을 균질하게 나타낼뿐만 아니라 폴리아세탈 수지 본량의 우수한 기계적 성질을 보유한다. 이러한 효과들이 얻어지는 이유는 현재 충분히 이해되지 않는다.

그러나, 어떤 특별한 이론의 근거는 없으나 코어-셸 중합체가 성형품의 표면부위에 0.5 내지 2.0㎛ 사이의 크기를 갖는 입자의 형태로 분산되는 것을 추정된다. 결과로서, 물품의 표면은 이들 코어-셸 중합체 입자의 존재에 의해 거칠어진다. 게다가, 산소 극성기가 물품의 표면위에 균일하게 분산 되어 그것의 표면외관은 변화되어 표면광택택으로 된다.

본발명의 조성물은 JIS K 7105에 따라서 45-45의 반사각에서 측정된바 전형적으로 35% 또는 그 이하, 보다 전형적으로는 25% 또는 그 이하의 표면광택을 나타낸다.

본발명의 조성물은 결과 생성 조성물의 열안전성을 개선시키기 위해 공지의 열 안정화제를 포함할수 있는 것이 바람직하다.

이와 관련하여 공지된 항산화제, 질소 화합물, 알칼리 또는 알칼리성 토금속 화합물중에서 선택된 하나 또는 그 이상의 안정화제를 사용하는 것이 바람직하다. 또, 본발명의 조성물은 엔지니어링 수지부분에서 종래 사용된 여러가지 카본 블랙 또는 기타 염료 및/또는 안료의 혼입에 의해 적절하게 착색될수 있다. 또한 실제적으로 요망된 성질 특성을 달성하기 위해 엔지니어링 수지에 종래 사용된 어느 다른 부가재가 본 발명의 조성물안에 혼입될 수 있다.

본발명의 조성물은 종래의 가공 장치를 사용하여 합성수지조성물을 제조하는 종래의 공정에 의해 제조될수 있다.

예를 들면, 필요성분들은 함께 혼합되고 혼련되고, 싱글-또는 트윈-스크류 압출기로 압출되어 펠릿을 제공하고, 그 펠릿의 성형으로 물품을 형성한다. 별법으로, 조성물은 용융-혼련이 성영과 함께 동시에 일어나 물품을 형성하도록 전 성분을 성형기에 가함으로써 제조될수 있다.

또한 수지성분의 일부 또는 전부는 분쇄되어 나머지 성분들과 함께 혼합된 다음 용융-압출되어 펠릿은 제공하게된다.

그후에 펠릿은 성형품을 형성하기 위해 사용될수 있다.

상기한 임의의 안정화제와 부가제는 최종 성형품의 제조전의 어느 공정단계에서 임의로 가해질수 있다.

본발명의 폴리아세탈 조성물은 폴리아세탈 기제수지에 기인하는 고유의 물리적 및 기계적 성질에 해가되게 영향을 끼치지 않고, 코어-셸 중합체의 존재에 의하여 그 조성물로 형성된 성형품에 대해 표면광택특성을 저하시키는 면에서 크게 개선된 효과를 나타낸다.

따라서, 만족하는 물리적 및 기계적 성질을 갖는 성형품은 "엔지니어드" 표면광택 특성을 지닐수 있다.

본 조성물은 기계적 성질과 열 안정성에서 개선된다.

본 발명의 개념과 잇점은 다음에 상세하게 기술된 신중한 고찰후에 보다 더 명백해질 것이다.

다음 실시예에서 모든성분은 중량부로 나타내지고 다음의 약자가 사용되고 있다.

조성물은 180 내지 240℃의 온도에서 사출, 압출 및 압축 또는 압착과 같은 종래의 방법으로 성형된다

성형품은 자동차 내부부품, 광학기구 및 전기 제품에 유용하다.

[표 1]

"계면활성제 A"로 표시된 올리고머 음인은 계면활성제는 다음 구조식을 가졌으며 일본 특허 공개공보 No.53-10682(이것의 전 내용을 여기에 충분히 기재한다)의 실시예 13에서와 같이 합성하여 암모니아수와 함께 pH7.5로 조절하였고, 정제수로 묽게하여 10%의 고상 내용물을 만들었다 :

(식중, a : b=7 : 3, a+b=13.6, 분자량=1310)

[표 2]

[실시예 1](코어-셸 중합체 A의 제조)

1200g의 DIW, 1.68g의 25% 암모니아수, 7g의 계면활성제 A 및 0.14g의 MAM을 환류냉각기가 장치된 5리터 중합 반응기안에 채웠다.

반응기 충전물을 교반하는 동안 질소의 흐름하에서 70℃까지 가열하였다.

그후에 다음 조성물의 27.86g의 시이드 단량체 혼합물을 가하여 10분 이상 분산시켰고 21g의 10% V50수용액을 가항 시이드(Seed)중합을 개시하였다 :

[표 3]

7g의 MAM을 가한후, 210g의 계면활성제 A, 900g의 DIW 및 2.80g의 25% 암모니아수를 1365g의 다음 조성물의 코어 단량체 혼합물에 가함으로써 제조된 단량체 에멀젼과 21.0g의 10% V50 수용액과 0.63g의 1%암모니아수의 혼합물을 또 시이드 중합을 하기 위해 180분 동안에 걸쳐 연속적으로 공급하였다 :

[표 4]

코어 단량체 혼합물 :

반응혼합물을 80℃까지 가열하여 1시간동안 숙성시켰고, 70℃까지 냉각시킨후 9g의 10% V50 수용액과 0.27g의 1%암모니아수를 반응기에 가하였다.

다음 조성물의 셸 단량체 에멀젼, 12g의 10% V50 수용액 및 0.36g의 1% 암모니아수를 또 시이드 중합을 하기 위해 60분에 걸쳐 거기에 연속적으로 가하였다 :

[표 5]

셸 단량체 에멀젼 :

반응혼합물을 80℃까지 가열하여 1시간동안 숙성시켰고, 냉각하여 300-메시 스테인레스스틸 스크린을 통해 여과해서 코어-셸 중합체 라텍스를 수득하였다.

라텍스를 -15℃에서 동결시켰고 실온으로 융해하여 글라스 필터를 통해 여과하였다. 필털 케이크를 60℃에서 24시간동안 기류내에서 건조시켜 코어-셸 중합체 A를 얻었다.

[실시예 2 내지 4](코어-셸 중합체 B내지 D의 제조)

각 단량체 혼합물이 다음 표 1에 기재된 조성물이었다는 것을 제외하고는 상기 실시예1의 것과 동일한 방법으로 중합을 실행하였다.

이들 실시예에서도 35g의 코어 단량체 혼합물을 시이드 단량체로서 사용하였다.

이들 실시예의 결과는 코어-셸 중합체 B 내지 D를 얻었다는 것이다.

[표 6]

[실시예 5 내지 13](POM 수지조성물(1) 내지 (9)의 제조)

POM공중합체수지(폴리플라스틱스(주) 제품, 상품명 듀라콘)와 상기 제조된 코어-셸 중합체 A내지 D의 각각을 물함량이 0.3%까지 감소했을때까지 건조 시켰다.

그 다음, 이들 성분을 이께가이(주)에 의해 제조된 트윈-스크류 압출기 PCM-30을 사용하여 200℃의 실린더 온도와 200℃의 다이 헤드 온도에서 하기 표 10에 기재된 비율로 서로 용융-혼합하여 펠릿화된 POM 조성물 (1) 내지 (9)를 형성하였다.

[비교실시예 1](POM 주지조성물(10)의 제조)

POM 공중합체수지와 충격조절제 E(롬 ＆ 하스제품 : KM 330)를 표 3에 기재된 비율에서 함께 용융-혼련하여 펠릿화된 POM 조성물(10)을 얻었다.

[비교실시예 2](코어-셸 중합체 E의 제조)

1320g의 DIW와 66g의 10% E 950 수용액을 환류 냉각기가 장치된 5리터 중합 반응기안에 채워 그 충전물을 질소 흐름하에서 70℃까지 교반하면서 가열 하였다.

77g의 다음 조성물의 코어 단량체 혼합물을 가하여 10분에 걸쳐 분산시켰고 154g의 2% V50수용액을 가하여 시이드 중합을 개시하였다 :

[표 7]

코어 단량체 혼합물 :

그다음, 440g의 10% E950 수용액과 440g의 DIW를 나머지(1463g)의 코어단량체 혼합물에 가함으로써 제조된 단량체 에멀젼을 또 시이드 중합을 하기 위해 180분에 걸쳐 연속적으로 공급하였다.

반응혼합물을 70℃의 온도에서 1시간동안 숙성시켜 제2중합 단계로 옮겼다.

제2중합단계에서 66g의 2%V50 수용액을 반응기에 가했고 1120g의 다음 조성물의 셸 단량체 에멀젼을 시이드 중합을 위해 60분에 걸쳐 연속적으로 가하였다 :

[표 8]

셸 단량체 에멀젼 :

반응 혼합물을 80℃까지 가열하여 1시간 동안 숙성시켰고 냉각하여 300-메시 스테인레스스틸 스크린을 통해 여과해서 코어-셸 중합체 라텍스를 얻었다.

이 중화체를 라텍스를 -15℃에서 동결시켰고 실온에서 융해하여 글라스 필터를 통해 여과하였다.

필터 케이크를 60℃에서 기류내에서 건조시켜 코어-셸 중합체 F를 수득하였다.

[비교실시예 3과 4](POM수지조성물(11) 및 (12)의 제조)

POM조성물(1)의 제조에 대해 상기한 것과 비슷한 방법으로 코어-셸 중합체 F를 사용함으로써 펠릿화된 POM 수지 조성물(11)과 (12)를 제조하였다.

각 조성물이 제제는 표 3에 나타낸다.

[비교실시예 5와 6](아크릴수지 G및 H의 제조)

다음 조성물의 단량체 혼합물을 중합개시제로서 AIBN(단량체 혼합물을 기준으로 하여 0.1중량%의 양으로)을 사용하여 70℃에서 톨루엔내에서 임의로 용액-중합하였다.

형성된 중합체를 빈약한 용제에서 침전시켜 건조시켰고 다음 공단량체 함량을 갖는 아크릴수지 G와 H를 얻었다.

아크릴수지 G : MMA/HEMA=80/20

아크릴수지 H : MMA/GMA=80/20

[비교실시예 7내지 10](POM 수지조성물(13) 내지 (16)의 제조

POM 조성물(1)을 제조하기 위해 사용된 것과 비슷한 방법으로 코어-셸 중합체 F와 비교실시예 2, 5 및 6에서 제조된 아크릴 수지 G와 H를 사용함으로써 펠릿화된 POM 수지조성물(13) 내지 (16)을 제조하였다.

각 조성물이 제제는 표 3에 나타낸다.

[비교실시예 11](POM 수지조성물(17)의 제조)

코어-셸 중합체 대신 탄산칼슘을 사용한 것이외에는 실시예 1과 비슷한 방법으로 펠릿화된 POM수지조성물(17)을 제조하였다.

조성물의 제제는 표 3에 나타낸다.

[황산염 이온에 대한 정성 시험]

코어-셸 중합체 A내지 D, F와 충격조절에 E안의 황산염 이온을 다음 절차에 의하여 측정하였다.

5g의 각 시료를 20㎖의 DIW가 가해진 50㎖원추형 플라스크안에 넣었다.

그다음, 그 혼합물을 자석교반기로 3시간동안 교반하였다.

교반된 혼합물을 No.5C여과지를 통해 여과한후 여과물을 실질적으로 같은 두 부분으로 나누었다.

그 다음에 0.5㎖의 1%염화 바륨 수용액을 한쪽 부분에 가한 다음 두 부분의 상대 혼탁도를 정성적으로 관찰하였다.

이 시험에 의하면, 코어-셸 중합체 A 내지 D와 F에서는 황산염 이온이 검출되지 않았으나 충격 조절제 E에서는 황산염 이온이 검출되었다.

[물리적 특성의 평가]

상기한 방법으로 제조된 POM 수지조성물(1) 내지 (17)과 어떤 충격 조절제도 함유하지 않았던 조절수지 조성물을 다음 절차에 따라서 여러가지 물리적 특성에 대해 각각 시험하였다.

그 결과를 표 10와 표 3에 나타낸다.

(1) 표면 외관과 표면광택특성의 측정

다음 조건하에서 각 조성물을 성형함으로써 제조된 시험편(70mm×40mm×30mm)을 표면 외관 및 표면광택 특성에 대해 시험하였다 :

성형기 : 도시바(주), IS 80

성형조건 :

[표 9]

(i) 표면외관 : 표면 외관을 소광도와 표면균질성의 면에서 평가하여 주관적으로 다음 네등급으로 분류하였고 그것에 의하여 등급이 낮을수록 보다 나은 소광도와 보다 높은 균질성을 의미한다.

등급 1-표면은 균질하게 거칠고 형광 조명 램프의 윤곽이 표면위에서는 볼수없었다.

등급 2-표면은 불균일하게 거칠지만 조명 램프의 윤곽은 관찰되지 않는다.

등급 3-램프의 불명료한 윤곽이 눈에 띄인다.

등급 4-램프의 뚜렷한 윤곽이 눈에 띄고 표면은 거의 부드럽다.

(ii) 표면광택 : 표면광택을 슈가 테스트공업(주)에 의해 제조된 다양한 각 형의 디지탈 광택계 UGV-40를 사용하여 JIS K 7105에 따라서 45-45의 반사에서 측정하였다.

(2) 인장시험

시험편의 인장강도와 신도를 ASTM D 638에 따라서 측정하였다.

(3) 이조드 충격강도(노치됨)

노치된 이조도 충격강도 데이터를 ASTM D 256의 방법을 사용하여 얻었다.

[표 10]

[표 11]

표 3의 주

(^*I)-POM수지 조성물(10)은 성형동안에 실패하였는데, 이는 추측컨대 폴리옥시메틸렌의 분해에 의해 야기된 압출동안의 버블리에 기인한 것으로 생각되며, 그결과 표면외관은 평가되지 않는다.

본발명은 현재 가장 실제적으로 바람직한 구체예인 것에 관하여 기술되어 있으나, 본발명은 기술된 구체예에 한정되지 않고 수반된 특허청구의 범주 및 정신내에 포함된 여러 변형예와 상응한 배열을 망라하도록 의도되었다는 것을 이해해야 한다.

Claims

폴리아세탈 기제주지와, 코어로서 고무질 중합체와 셸로서 산소 극성기를 갖는 유리질 비닐 공중합체를 갖는 코어-셸 중합체의 표면광택을 감소시키는 유효량의 용융 혼합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저표면광택 특성을 나타내는 성형성 폴리아세탈 수지조성물.
제1항에 있어서, 상기 유리질 비닐 공중합체 셸이 알코올의(메트) 아크릴레이트이고 상기 알코올이 둘 또는 그 이상의 산소 극성기를 갖는 것을 특징으로 하는 성형성 폴리아세탈 수지조성물.
제2항에 있어서, 상기(메트) 아크릴레이트가 히드록시에틸 메타크릴레이트 또는 글리시딜 메타크릴레이트인 것을 특징으로 하는 성형성 폴리아세탈 수지조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 산소극성기가 히드록실기 또는 글리시딜기인 것을 특징으로 하는 성형성 폴리아세탈 수지조성물.
제1항에 있어서, 상기 코어-셸 중합체가 올리고머 계면활성제를 사용하는 에멀젼 중합반응 생성물인 것을 특징으로 하는 성형성 폴리아세탈 수지조성물.
제1항에 있어서, 상기 폴리아세탈 기제수지가 폴리아세탈 단일중합체 또는 공중합체인 것을 특징으로 하는 성형성 폴리아세탈 수지조성물.
제1항에 있어서, 상기 코어-셸 중합체가 폴리아세탈 기제수지 100중량부당 1내지 50중량부 사이의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 성형성 폴리아세탈 수지조성물.
폴리아세탈 기제수지와 코어로서 고무질 중합체 및 셸로서 산소 극성기를 갖는 유리질 비닐 공중합체를 갖는 코어-셸 중합체의 표면광택을 감소시키는 유효량을 포함하는 폴리아세탈수지 조성물을 필수적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 저표면광택 특성을 나타내는 폴리아세탈 수지성형품.
제8항에 있어서, 상기 유리질 비닐 공중합체 셸이 산소 극성기를 갖는 알코올의(메트) 아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 폴리아세탈 수지성형품.
제9항에 있어서, 상기(메트) 아크릴레이트가 히드록시에틸 메타크릴레이트 또는 글리시딜 메타크릴레이트인 것을 특징으로 하는 폴리아세탈 수지성형품.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 산소 극성기가 히드록실기 또는 글리시딜기인 것을 특징으로 하는 폴리아세탈 수지성형품.
제8항에 있어서, 코어-셸 중합체가 올리고머 계면활성제를 사용하는 에멀젼 중합반응생성물인 것을 특징으로 하는 폴리아세탈 수지성형품.
제8항에 있어서, 상기 폴리아세탈 기제수지가 폴리아세탈 단일 중합체 또는 공중체인 것을 특징으로 하는 폴리아세탈 수지성형품.
제8항에 있어서 상기 코어-셸 중합체가 폴리아세탈 기제수지 100 중량부당 1 내지 50중량부 사이의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 폴리아세탈 수지성형품.