KR102012105B1 - 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 열가소성 수지 조성물은 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지 100 중량부; 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체 0.05 내지 5 중량부; 및 지방족 카르복실산 에스테르 화합물 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 열가소성 수지 조성물은 표면 소수성 등이 우수하다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION AND ARTICLE PRODUCED THEREFROM}
본 발명은 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 표면 소수성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품에 관한 것이다.
열가소성 수지로서, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지(ABS 수지) 등의 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지는 기계적 물성, 가공성, 외관 특성 등이 우수하여, 전기/전자 제품의 내/외장재, 자동차 내/외장재, 건축용 외장재 등으로 널리 사용되고 있다.
이러한 열가소성 수지 조성물이 건축용 외장재 등 실외에 설치되는 제품에 적용될 경우, 강수, 강설 등에 의한 오염, 먼지 부착 등을 저감하기 위하여, 표면이 소수성을 갖도록 개질할 수 있다.
열가소성 수지 조성물의 표면이 소수성을 갖도록 하기 위해서는 소수막 코팅 등의 공정 등을 추가하는 방법 등이 사용되고 있으나, 이러한 방법은 공정 추가에 따른 비용 상승, 생산성 저하 등의 단점이 있다.
또한, 소수성을 부여할 수 있는 다양한 첨가제를 첨가하는 방법이 사용될 수 있으나, 기존에 사용되던 실리카 계열, 불소 계열, 이온 계열 첨가제 등은 과량 첨가에 따른, 색상, 외관, 물성 등의 저하 문제 및 가격 상승 문제 등이 발생할 우려가 있다.
따라서, 이러한 문제 없이, 표면 소수성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-0887316호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 표면 소수성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된 성형품을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 하나의 관점은 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. 상기 열가소성 수지 조성물은 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지 100 중량부; 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체 0.05 내지 5 중량부; 및 지방족 카르복실산 에스테르 화합물 0.1 내지 10 중량부를 포함한다.
구체예에서, 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지는 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 10 내지 50 중량%; 및 방향족 비닐계 공중합체 수지 50 내지 90 중량%;를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 고무질 중합체에 방향족 비닐계 단량체 및 시안화 비닐계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물이 그라프트 중합된 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지는 방향족 비닐계 단량체 및 시안화 비닐계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물의 중합체일 수 있다.
구체예에서, 상기 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체는 말레산 무수물 5 내지 40 중량% 및 방향족 비닐계 단량체 60 내지 95 중량%의 중합체일 수 있다. 구체예에서, 상기 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체의 중량평균분자량은 50,000 내지 150,000 g/mol 일 수 있다.
구체예에서, 상기 지방족 카르복실산 에스테르 화합물은 탄소수 10 내지 100의 지방족 카르복실산 및 탄소수 2 내지 50의 1가 또는 다가 알코올의 탈수축합물일 수 있다.
구체예에서, 상기 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체 및 상기 지방족 카르복실산 에스테르 화합물의 중량비는 1 : 1 내지 1 : 30일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 폴리아미드 수지를 더 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 100 mm × 100 mm 크기 시편에 증류수 3 ㎕를 떨어뜨린 후, 접촉각 측정기로 측정한 시편 표면의 물방울 접촉각이 90 내지 105°일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 성형품에 관한 것이다. 상기 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 표면 소수성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 (A) 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지; (B) 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체; 및 (C) 지방족 카르복실산 에스테르 화합물을 포함한다.
(A) 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지
본 발명의 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지는 (A1) 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 및 (A2) 방향족 비닐계 공중합체 수지를 포함할 수 있다.
(A1) 고무변성 방향족 비닐계 그라프트 공중합체
본 발명의 일 구체예에 따른 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 고무질 중합체에 방향족 비닐계 단량체 및 시안화 비닐계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물이 그라프트 중합된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 고무질 중합체에 방향족 비닐계 단량체 및 시안화 비닐계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물을 그라프트 중합하여 얻을 수 있으며, 필요에 따라, 상기 단량체 혼합물에 가공성 및 내열성을 부여하는 단량체를 더욱 포함시켜 그라프트 중합할 수 있다. 상기 중합은 유화중합, 현탁중합 등의 공지의 중합방법에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 코어(고무질 중합체)-쉘(단량체 혼합물의 공중합체) 구조를 형성할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체예에서, 상기 고무질 중합체로는 폴리부타디엔, 폴리(스티렌-부타디엔), 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔) 등의 디엔계 고무 및 상기 디엔계 고무에 수소 첨가한 포화고무, 이소프렌고무, 탄소수 2 내지 10의 알킬 (메타)아크릴레이트 고무, 탄소수 2 내지 10의 알킬 (메타)아크릴레이트 및 스티렌의 공중합체, 에틸렌-프로필렌-디엔단량체 삼원공중합체(EPDM) 등을 예시할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 적용될 수 있다. 예를 들면, 디엔계 고무, (메타)아크릴레이트 고무 등을 사용할 수 있고, 구체적으로, 부타디엔계 고무, 부틸아크릴레이트 고무 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 고무질 중합체(고무 입자)는 평균 입자 크기가 0.05 내지 6 ㎛, 예를 들면 0.15 내지 4 ㎛, 구체적으로 0.25 내지 3.5 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 외관 특성 등이 우수할 수 있다. 여기서, 상기 고무질 중합체(고무 입자)의 평균 입자 크기(z-평균)는 라텍스(latex) 상태에서 광 산란(light scattering) 방법을 이용하여 측정할 수 있다. 구체적으로, 고무질 중합체 라텍스를 메쉬(mesh)에 걸러서, 고무질 중합체 중합 중 발생하는 응고물 제거하고, 라텍스 0.5 g 및 증류수 30 ml를 혼합한 용액을 1,000 ml 플라스크에 따르고 증류수를 채워 시료를 제조한 다음, 시료 10 ml를 석영 셀(cell)로 옮기고, 이에 대하여,　광 산란 입도 측정기(malvern社, nano-zs)로 고무질 중합체의 평균 입자 크기를 측정할 수 있다.
구체예에서, 상기 고무질 중합체의 함량은 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 전체 100 중량% 중 20 내지 70 중량%, 예를 들면 25 내지 60 중량%일 수 있고, 상기 단량체 혼합물(방향족 비닐계 단량체 및 시안화 비닐계 단량체 포함)의 함량은 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 전체 100 중량% 중 30 내지 80 중량%, 예를 들면 40 내지 75 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 외관 특성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 단량체는 상기 고무질 중합체에 그라프트 공중합될 수 있는 것으로서, 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 에틸스티렌, 비닐크실렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 비닐나프탈렌 등을 예시할 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나, 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 방향족 비닐계 단량체의 함량은 상기 단량체 혼합물 100 중량% 중 10 내지 90 중량%, 예를 들면 40 내지 90 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 가공성, 내충격성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 시안화 비닐계 단량체는 상기 방향족 비닐계와 공중합 가능한 것으로서, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴, 페닐아크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 푸마로니트릴 등을 예시할 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나, 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등을 사용할 수 있다. 상기 시안화 비닐계 단량체의 함량은 상기 단량체 혼합물 100 중량% 중 10 내지 90 중량%, 예를 들면 10 내지 60 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내화학성, 기계적 특성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 가공성 및 내열성을 부여하기 위한 단량체로는 (메타)아크릴산, 무수말레인산, N-치환말레이미드 등을 예시할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 가공성 및 내열성을 부여하기 위한 단량체 사용 시, 그 함량은 상기 단량체 혼합물 100 중량% 중 15 중량% 이하, 예를 들면 0.1 내지 10 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 다른 물성의 저하 없이, 열가소성 수지 조성물에 가공성 및 내열성을 부여할 수 있다.
구체예에서, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체로는 부타디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐계 화합물인 스티렌 단량체와 시안화 비닐계 화합물인 아크릴로니트릴 단량체가 그라프트된 공중합체(g-ABS), 부틸 아크릴레이트계 고무질 중합체에 방향족 비닐계 화합물인 스티렌 단량체와 시안화 비닐계 화합물인 아크릴로니트릴 단량체가 그라프트된 공중합체인 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 그라프트 공중합체(g-ASA) 등을 예시할 수 있다.
구체예에서, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 전체 열가소성 수지 조성물 100 중량% 중 10 내지 40 중량%, 예를 들면 15 내지 35 중량%로 포함될 수 있다. 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체의 함량이 10 중량% 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 가공성 등이 저하될 우려가 있고, 40 중량%를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 표면 소수성, 외관 특성, 유동성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체(A1)는 전체 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지(A) 100 중량% 중 10 내지 50 중량%, 예를 들면 15 내지 45 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 성형 가공성 등이 우수할 수 있다.
(A2) 방향족 비닐계 공중합체 수지
본 발명의 일 구체예에 따른 방향족 비닐계 공중합체 수지는 통상의 고무변성 비닐계 공중합체 수지에 사용되는 방향족 비닐계 공중합체 수지일 수 있다. 예를 들면, 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지는 방향족 비닐계 단량체 및 시안화 비닐계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물의 중합체일 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지는 방향족 비닐계 단량체, 시안화 비닐계 단량체 등을 혼합한 후, 이를 중합하여 얻을 수 있으며, 상기 중합은 유화중합, 현탁중합, 괴상중합 등의 공지의 중합방법에 의하여 수행될 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 단량체로는 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 에틸스티렌, 비닐크실렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 비닐나프탈렌 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 적용될 수 있다. 상기 방향족 비닐계 단량체의 함량은 방향족 비닐계 공중합체 수지 전체 100 중량% 중, 20 내지 90 중량%, 예를 들면 30 내지 80 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 시안화 비닐계 단량체로는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴, 페닐아크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 푸마로니트릴 등을 예시할 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나, 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등을 사용할 수 있다. 상기 시안화 비닐계 단량체의 함량은 방향족 비닐계 공중합체 수지 전체 100 중량% 중, 10 내지 80 중량%, 예를 들면 20 내지 70 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지는 상기 단량체 혼합물에 가공성 및 내열성을 부여하기 위한 단량체를 더 포함하여 중합한 것일 수 있다. 상기 가공성 및 내열성을 부여하기 위한 단량체로는 (메타)아크릴산, N-치환말레이미드 등을 예시할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 가공성 및 내열성을 부여하기 위한 단량체 사용 시, 그 함량은 상기 단량체 혼합물 100 중량% 중 15 중량% 이하, 예를 들면 0.1 내지 10 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 다른 물성의 저하 없이, 열가소성 수지 조성물에 가공성 및 내열성을 부여할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지는 GPC(gel permeation chromatography)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 10,000 내지 300,000 g/mol, 예를 들면, 15,000 내지 150,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 기계적 강도, 성형성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지(A2)는 전체 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지(A) 100 중량% 중 50 내지 90 중량%, 예를 들면 55 내지 85 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 성형 가공성 등이 우수할 수 있다.
(B) 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체
본 발명의 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체는 지방족 카르복실산 에스테르 화합물과 함께 열가소성 수지 조성물의 표면 소수성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 말레산 무수물(maleic anhydride) 및 방향족 비닐계 단량체의 중합체이다.
구체예에서, 상기 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체는 말레산 무수물 및 방향족 비닐계 단량체 등을 혼합한 후, 이를 중합하여 얻을 수 있으며, 상기 중합은 유화중합, 현탁중합, 괴상중합 등의 공지의 중합방법에 의하여 수행될 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 단량체로는 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 에틸스티렌, 비닐크실렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 비닐나프탈렌 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 적용될 수 있다.
구체예에서, 상기 말레산 무수물은 전체 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체 100 중량% 중 5 내지 40 중량%, 예를 들면 10 내지 35 중량%로 포함될 수 있고, 상기 방향족 비닐계 단량체는 전체 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체 100 중량% 중 60 내지 95 중량%, 예를 들면 65 내지 90 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 표면 소수성, 내충격성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체는 GPC(gel permeation chromatography)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 50,000 내지 150,000 g/mol, 예를 들면 60,000 내지 120,000 g/mol 일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 표면 소수성, 내충격성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체는 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지 100 중량부에 대하여, 0.05 내지 5 중량부, 예를 들면 0.1 내지 4 중량부로 포함될 수 있다. 상기 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체의 함량이 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지 100 중량부에 대하여, 0.05 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 표면 소수성, 내충격성 등이 저하될 우려가 있고, 5 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 유동성 등이 저하될 우려가 있다.
(C) 지방족 카르복실산 에스테르 화합물
본 발명의 지방족 카르복실산 에스테르 화합물은 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체와 함께 열가소성 수지 조성물의 표면 소수성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 탄소수 10 내지 100의 지방족 카르복실산 및 탄소수 2 내지 50의 1가 또는 다가 알코올의 탈수축합물일 수 있다.
구체예에서, 상기 지방족 카르복실산 에스테르 화합물로는 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트, 글리세롤 모노스테아레이트, 팔미틸 팔미테이트, 스테아릴스테아레이트 이들의 조합 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 지방족 카르복실산 에스테르 화합물은 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 10 중량부, 예를 들면 0.5 내지 5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 지방족 카르복실산 에스테르 화합물의 함량이 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 표면 소수성 등이 저하될 우려가 있고, 5 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 내열성 및 굴곡강도 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체(B) 및 상기 지방족 카르복실산 에스테르 화합물(C)의 중량비((B):(C))는 1 : 1 내지 1 : 30, 예를 들면 1 : 1 내지 1 : 10일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 표면 소수성, 내충격성 등이 더 우수할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 통상의 열가소성 수지 조성물에 포함되는 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 난연제, 충진제, 산화 방지제, 적하 방지제, 활제, 이형제, 핵제, 안정제, 안료, 염료, 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 첨가제 사용 시, 그 함량은 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 0.001 내지 40 중량부, 예를 들면 0.1 내지 10 중량부일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 상기 구성 성분을 혼합하고, 통상의 이축 압출기를 사용하여, 200 내지 280℃, 예를 들면 220 내지 250℃에서 용융 압출한 펠렛 형태일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 100 mm × 100 mm 크기 시편에 증류수 3 ㎕를 떨어뜨린 후, 접촉각 측정기로 측정한 시편 표면의 물방울 접촉각이 90 내지 105°, 예를 들면 93 내지 105°일 수 있다.
본 발명에 따른 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다. 상기 열가소성 수지 조성물은 펠렛 형태로 제조될 수 있으며, 제조된 펠렛은 사출성형, 압출성형, 진공성형, 캐스팅성형 등의 다양한 성형방법을 통해 다양한 성형품(제품)으로 제조될 수 있다. 이러한 성형방법은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 잘 알려져 있다. 상기 성형품은 표면 소수성 등이 우수하므로, 건축용 외장재 등으로 유용하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지
하기 (A1) 고무변성 방향족 비닐계 그라프트 공중합체 25 중량% 및 (A2) 방향족 비닐계 공중합체 수지 75 중량%를 혼합하여 사용하였다.
(A1) 고무변성 방향족 비닐계 그라프트 공중합체
45　중량%의 Z-평균이 310 nm인 부타디엔 고무에 55 중량%의 스티렌 및 아크릴로니트릴(중량비: 75/25)가 그라프트 공중합된 g-ABS를 사용하였다.
(A2) 방향족 비닐계 공중합체 수지
스티렌 75 중량% 및 아크릴로니트릴 25 중량%가 중합된 SAN 수지(중량평균분자량: 130,000 g/mol)를 사용하였다.
(B1) 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체
스티렌-말레산 무수물 공중합체(SMA 수지, 중량평균분자량: 80,000 g/mol, 스티렌/말레산 무수물(중량비): 74/26)를 사용하였다.
(B2) 말레이미드-비닐계 공중합체
N-페닐말레이미드 20 중량%, 스티렌 65 중량% 및 아크릴로니트릴 15 중량%가 중합된 PMI-SAN 수지(중량평균분자량: 130,000 g/mol)를 사용하였다.
(C) 지방족 카르복실산 에스테르 화합물
펜타에리스리톨 테트라스테아레이트(제조사: NOF Corporation, 제품명: UNISTER H-476)를 사용하였다.
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6
상기 각 구성 성분을 하기 표 1 및 2에 기재된 바와 같은 함량으로 첨가한 후, 230℃에서 압출하여 펠렛을 제조하였다. 압출은 L/D=36, 직경 45 mm인 이축 압출기를 사용하였으며, 제조된 펠렛은 80℃에서 2시간 이상 건조 후, 6 Oz 사출기(성형 온도 230℃, 금형 온도: 60℃)에서 사출하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여 하기의 방법으로 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1 및 2에 나타내었다.
물성 측정 방법
(1) 접촉각(단위: °): Water Drop Shape Analysis 방법에 의거하여, 100 mm × 100 mm 크기 시편에 증류수 3 ㎕를 떨어뜨린 후, 접촉각 측정기(drop shape analyzer(DSA 100))로 물방울 접촉각을 6회 측정 하고, 평균값을 산출하였다.
(2) 노치 아이조드(IZOD) 충격 강도(단위: kgf·cm/cm): ASTM D256에 규정된 평가방법에 의거하여, 1/8" 두께의 시편의 노치 아이조드 충격강도를 측정하였다.
(3) 용융흐름지수(Melt-flow Index: MI, 단위: g/10분): ASTM D1238에 의거하여, 220℃, 10 kgf 조건에서 측정하였다.
(4) 비컷 연화점(Vicat Softening Temperature, VST)(단위:℃): ISO 306 B50에 의거하여, 5kgf, 50℃/시간 조건에서 1/4" 두께 시편에 대하여 측정하였다.
실시예
1 2 3 4 5 6
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100
(B1) (중량부) 0.1 0.5 1 3 0.5 0.5
(B2) (중량부) - - - - - -
(C) (중량부) 3 3 3 3 1 2
접촉각 (°) 93.4 100.4 101.1 103.1 95.7 97.1
노치 아이조드 충격강도 (kgf·cm/cm) 11.8 12.4 12.6 12.7 12.5 12.3
MI (g/10분) 21.4 16.3 14.0 10.1 15.7 17.1
VST (℃) 93.1 92.7 93.4 92.2 95.1 94.2
비교예
1 2 3 4 5 6
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100
(B1) (중량부) 0.01 6 1 1 - -
(B2) (중량부) - - - - 0.5 1
(C) (중량부) 3 3 0.05 11 3 3
접촉각 (°) 89.0 100.1 89.1 99.1 88.1 88.7
노치 아이조드 충격강도 (kgf·cm/cm) 11.4 13.1 12.1 11.2 12.0 12.1
MI (g/10분) 20.1 3.1 13.2 12.5 15.7 16.3
VST (℃) 93.0 92.1 94.3 81.1 92.1 92.6
상기 결과로부터, 본 발명의 열가소성 수지 조성물(실시예 1 내지 8)은 표면 소수성, 내충격성, 유동성, 내열성 등이 모두 우수함을 알 수 있다.
반면, 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체를 소량 적용한 비교예 1의 경우, 표면 소수성 등이 저하되고, 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체를 과량 적용한 비교예 1의 경우, 유동성 등이 저하됨을 알 수 있다. 지방족 카르복실산 에스테르 화합물을 소량 적용한 비교예 3은 표면 소수성 등이 저하되고, 지방족 카르복실산 에스테르 화합물을 과량 적용한 비교예 4의 경우, 내열성 등이 저하됨을 알 수 있다. 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체 대신에 말레이미드-비닐계 공중합체를 적용한 비교예 5 및 6의 경우, 표면 소수성 등이 저하됨을 알 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (10)

  1. 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지 100 중량부;
    중량평균분자량이 50,000 내지 150,000 g/mol인 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체 0.05 내지 5 중량부; 및
    지방족 카르복실산 에스테르 화합물 0.1 내지 10 중량부를 포함하며,
    상기 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체 및 상기 지방족 카르복실산 에스테르 화합물의 중량비는 1 : 1 내지 1 : 30이고,
    100 mm × 100 mm 크기 시편에 증류수 3 ㎕를 떨어뜨린 후, 접촉각 측정기로 측정한 시편 표면의 물방울 접촉각이 93 내지 105°인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지는 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 10 내지 50 중량%; 및 방향족 비닐계 공중합체 수지 50 내지 90 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 고무질 중합체에 방향족 비닐계 단량체 및 시안화 비닐계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물이 그라프트 중합된 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지는 방향족 비닐계 단량체 및 시안화 비닐계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물의 중합체인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 말레산 무수물-방향족 비닐계 공중합체는 말레산 무수물 5 내지 40 중량% 및 방향족 비닐계 단량체 60 내지 95 중량%의 중합체인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 지방족 카르복실산 에스테르 화합물은 탄소수 10 내지 100의 지방족 카르복실산 및 탄소수 2 내지 50의 1가 또는 다가 알코올의 탈수축합물인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항 내지 제5항, 제7항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 성형품.
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