KR940001077B1 - 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물

본 발명은 성형 가공성, 기계적 강도 및 치수 안정성이 양호하면서 내마모성 및 내부식성이 우수한 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물에 관한 것이다.

폴리페닐렌 설파이드 수지는 내열성, 내약품성, 난연성, 강성이 우수한 엔지니어링 플라스틱으로서 최근에 전기, 전자부품 및 자동차 부품등의 분야에서 주목받고 있으며 그 수요가 꾸준히 신장되고 있다. 그러나 폴리페닐렌 설파이드 수지 단독으로는 연성이 작고 취약하므로, 강도, 강성, 인성, 내열성 등의 엔지니어링 플라스틱으로서 요구되는 성능을 대폭 개선시킬 목적으로 통상 수지에 유기섬유나 탄소섬유 등의 섬유상 강화제를 첨가시키거나 여기에 덧붙여 치수 안정성 및 성형품의 외관, 제품의 가격 절감을 위하여 다양한 무기물 충진제를 첨가시키기고 있다. 이러한 폴리페닐렌 설파이드 조성물은 전기, 전자부품, 자동차 부품, 화학기계 부품 등 다양하게 산업 전반에 걸쳐 더욱 소형화, 정밀화되는 추세와 함께 그 요구 특성도 더욱 엄격해지고 있다.

이렇게 최근 각 분야의 부품에 요구되는 특성은 내열성, 성형성, 기계적 강도, 전기적 특성, 내습성과 함께 치수 안정성, 내마모성, 내부식성이 우수한 소재의 출현을 요구하고 있다. 특히 유리 섬유만의 단독 강화 제품의 경우 기계적 강도 및 내열성은 뛰어나나 성형시 수지의 흐름방향과 횡방향에서의 선팽창 계수의 이방성이 커서 성형품의 치수안정성 및 잔류응력의 문제점을 내재하고 있다. 그러나 이러한 선팽창계수의 이방성을 줄이는 방법으로서 방향성이 비교적 적은 충진제를 첨가하는 방법이 고려되고 있지만 이러한 방법에 의하면 선팽창계수의 이방성은 개선되더라도 기계적 강도 및 내열성이 떨어지는 점을 극복할 수가 없다. 일본 특개소 57-63355에서는 폴리페닐렌 설파이드 수지에 마이카 및 유리섬유로 이루어진 조성물이 제시되어 있는데 이 조성물은 선팽창 계수의 이방성도 작고 성형성, 내열성 및 기계적 강도는 양호하지만, 마모특성의 측면에서는 이를 해결하지 못하고 있다.

한편, 폴리페닐렌 설파이드 수지는 제조, 가공 공정시 가열에 의해 부식성의 SO₂가스가 발생하는 문제점이 내재되어 있다. 이에 일본 특개소 62-192458에서는 알칼리 토류 금속염을 함유한 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물로서 그 해결책을 제시하고 있다.

그러나 이 조성물은 내부식성의 효과는 인정되나 다른 일반물성에의 영향이 명확하게 제시되어 있지 않다. 따라서 본 발명자들은 위와 같은 문제점들을 해결하고자 연구한 결과 폴리페닐렌 설파이드 수지에 유리섬유, 무기 필터, 질화 규소 세라믹스, 저밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 조성물이 성형가공성, 기계적 강도 및 선팽창계수의 이방성이 양호하면서도 내마모성 및 내부식성이 우수함을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

즉 본 발명은,

를 주요성분으로 하는 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물임을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 사용된 수지는 미경화 또는 부분 경화된 용융지수(ASTM D-1238, 316℃, 5kg)가 500~10,000인 수지, 더욱 좋게는 1,000~5,000인 것이 효과적이다. 용융지수가 500이하인 것은 본 조성물의 가공시 유동성이 좋지 못하며 10,000이상의 것은 성형품의 물성이 매우 좋지 못하다. 이 수지의 함유량은 30중량%~60중량%인 것이 바람직한데 수지의 함유량이 30% 이하의 것은 성형성이 좋지 못하며 60%를 초과하는 경우는 일반적인 기계적 물성 및 성형 수축률, 치수안정성이 좋지 않다.

본 발명에 있어서 사용된 섬유상 강화제는 대표적으로 유리섬유로서 그 길이가 3mm, 직경이 13μm의 촙트 스트랜드(Chopped Strand)로서 그 함량은 20~40중량%가 적당하며, 20중량% 미만일 경우는 충분한 기계적 성질을 얻지 못하므로 좋지 않다. 또한 40% 이하의 다량의 유리섬유를 함유한 PPS수지 조성물은 기계적 강도가 우수하고 비용 절감의 장점이 있으나 선팽창 계수의 이방성의 발생이 크고 표면이 평활하지 못할 뿐 아니라 외관이 좋지 않다.

본 발명에 있어 사용된 질화규소(Si₃N₄)는 열적, 기계적, 화학적 특성이 우수한 공유결합성의 평균입도가 0.5μm인 비산화물 파인 세라믹스로서 내마모성, 내부식성이 우수하고 열팽창율이 작으며 내열충격성이커서 특히 고온에서의 기계적 강도가 우수한 물질이다.

이 질화규소의 함량은 3~10중량%에서 성형품의 내마모성, 가공 설비에의 내부식성에 그 효과가 우수하다.

또한 본 발명의 조성물은 저밀도 폴리에틸렌 소량을 함유한다. 이 물질은 본 발명의 조성물과 같이 고충진 제품을 가공할 때 그 가공성을 양호하게 할 목적으로 사용된다. 여기서 사용되는 저밀도 폴리에틸렌은 그 밀도가 0.91~0.93인 것들이 적당하다. 이러한 가공성을 높이기 위해 스테아릭 아연과 같은 포화 지방산염이나 다른 에틸렌계 공중합체를 사용할 수도 있다.

본 발명의 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물은 그 특성을 저해하지 않는 범위에서 각종 무기 충전제를 첨가할 수 있다. 가령, 클레이, 마이카, 실리카, 글라스 비즈, 알루미나, 탄산칼슘, 황산칼슘, 규산, 칼슘, 산화아연, 산화티탄, 산화철 등의 충전제를 혼용, 배합하는 것도 가능하다. 그 함량은 전 조성물에 대하여 15~45중량%의 범위에서 충전시키는 것이 좋다.

또한 용도에 따라 다양한 첨가제를 사용할 수 있는데 그 함량은 총 조성 중 10중량% 이내가 적당하다. 대표적인 첨가제로는 열안정제, 산화방지제, 자외선 흡수제, 활제, 가공조제, 연료 안료등의 착색제 등의 통상의 첨가제를 1종 이상 첨가할 수 있다.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명한다.

[실시예 1~4]

폴리페닐렌 설파이드 수지(A)로 ″라이톤″ V-1 그레이드(미국 필립스 피트로울리엄사)와 (B)유리섬유로서 촙트 스트랜드(Chopped Strand)[일동방적(주) 3PE-945](c) 탈크(만켐, M-1) (D)질화 규소(Si₃N₄)세라믹스(세르벡, NBD-100)(E) 저밀도 폴리에틸렌(한양화학 MB9400 ; 밀도 0.916) 0.5%를 제1표에 예시된 조성으로 혼합하여 45mm 직경의 동방향 2축 압출기에 의해 용융, 펠리트화하였다. 얻어진 펠리트를 140℃에서 3시간 건조 후 5온스 사출성형기, 금형재질 SKD-11을 이용하여 굴곡강도 시편, 원판 시편을 제작하여 그 물성을 측정하였다.

그 결과를 표 1에 표시하였다. 굴곡 강도는 ASTM D-790, 체적 고유 저항은 ASTM D-257, 내마모성은 ASTM D-1044, 선팽창 계수는 ASTM D-696에 준하여 측정하였다. 내부식성에 대한 검사는 상기의 사출 조건하에서 1000회 사출성형한 후 금형의 부식상태를 육안 관찰한 결과를 표 1에 나타내었다.

[비교예 1~2]

실시예 1~4에서 사용된 질화규소 세라믹스를 첨가하지 않고 동일한 폴리페닐렌 설파이드 수지 V-1과 유리섬유 및 탈크를 사용하여 실시예와 동일한 방법으로 용융, 혼련하여 펠리트화한 후 성형하여 그 물성 및 금형 부식상태를 측정하였다.

[표 1]

Claims (1)

1. 로 구성됨을 특징으로 하는 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물.