KR100531270B1 - 내열성 및 굴곡 강성이 우수한 시트 압출용 열가소성 수지조성물 및 압출시트 - Google Patents

내열성 및 굴곡 강성이 우수한 시트 압출용 열가소성 수지조성물 및 압출시트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시트 압출용 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 특정 분자량의 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트) 수지 및 폴리카보네이트 수지를 기초수지로 하고, 여기에 충격보강제로 디엔계 고무를 코어 구조로 가지는 코어-쉘 공중합체, 마이카 및 유동화제가 특정 함량으로 포함되어 있는 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 수지 조성물은 가공성이 우수하여 2m 이상의 장폭 시트를 연속 성형할 수 있을 뿐만 아니라 내열성과 굴곡강성이 우수하여 탑차 적재함 박스의 외부 판넬로 유용하게 사용된다.

Description

내열성 및 굴곡 강성이 우수한 시트 압출용 열가소성 수지 조성물 및 압출 시트{Thermoplastic resin composition and the extrusion sheet with improved thermal resistance and flexural rigidity}
본 발명은 시트 압출용 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 특정 분자량의 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트) 수지 및 폴리카보네이트 수지를 기초수지로 하고, 여기에 충격보강제로 디엔계 고무를 코어 구조로 가지는 코어-쉘 공중합체, 마이카(mica) 및 유동화제가 특정 함량으로 포함되어 있는 시트 압출용 열가소성 수지 조성물로 기존의 알루미늄 합금이나 섬유 강화 플라스틱을 사용한 시트를 대체할 수 있다.
열가소성 수지인 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트) (poly(1,4-butylene terephthalate), 이하 'PBT'라 한다) 수지는 내화학약품성, 기계적 성질 및 전기적 성질 등이 매우 우수하여 자동차 부품과 전기, 전자 부품 등 산업 여러 분야에서 폭 넓게 사용되고 있다. 그러나, 유리 전이 온도(glass transition temperature, Tg) 이하에서는 매우 낮은 충격 강도를 나타내어 내충격성이 요구되는 용도에는 그 사용이 제한되어 왔다.
한편, 폴리카보네이트(polycarbonate, 이하 'PC'라 한다) 수지는 내충격성은 높지만 내화학약품성이 취약하여 그 용도 또한 제한을 받고 있다.
따라서, 상기 두 수지의 장단점을 상호 보완하는 연구가 많이 진행되어져 왔다.
미국특허 제3,864,428호에는 폴리에스테르 수지 25 내지 85 중량%, 폴리카보네이트 수지 10 내지 75 중량%, 그리고 충격보강제로서 부타디엔계 고무의 코어구조에 비닐계 단량체가 그라프트된 공중합체 2 내지 35 중량%로 구성된 수지 조성물이 개시되어 있다. 상기 수지 조성물은 코어-쉘 형태의 공중합체를 충격보강제로 사용함으로써 내화학성과 내충격성이 모두 향상되었지만, 부타디엔계 코어-쉘 고분자에 포함된 불포화기의 영향으로 인해 내후성과 열안정성이 취약하여 장기 내열성이 요구되는 용도에는 사용에 제한을 받게 되는 단점이 있다.
미국특허 제4,257,937에는 충격보강제로 폴리아크릴레이트 수지와 폴리카보네이트 수지를 사용함으로써 내충격성, 강성 및 내열성이 향상된 폴리에스테르계 열가소성 수지 조성물을 개시하고 있다. 또한 미국특허 제4,264,487호에는 폴리에스테르 수지 25 내지 95 중량%, 폴리카보네이트 수지 1 내지 50 중량%, 그리고 아크릴레이트계 고무를 코어 구조로 가지는 충격보강제로 구성된 열가소성 수지 조성물이 개시되어 있다. 상기 수지 조성물은 부타디엔 고무를 코어 구조로 가지는 충격보강제를 사용한 열가소성 수지 조성물에 비하여 열안정성과 장기 내열성은 우수하였지만, 아크릴레이트계 고무의 유리전이온도가 디엔계 고무에 비하여 높기 때문에 저온에서의 내충격성이 디엔계 고무를 코어 구조로 가지는 충격보강제를 사용한 열가소성 수지 조성물에 비하여 매우 취약하였다.
미국특허 5,420,199호에는 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 50 내지 90 중량%, 폴리올레핀 수지 5 내지 40 중량%, 폴리카보네이트 수지 5 내지 40 중량%로 구성된 조성물이 개시되어 있다. 상기 수지 조성물은 강도와 강성 및 치수 안정성이 우수하였지만 내열성과 굴곡 강성이 부족하였으며 폴리올레핀 수지로 인하여 접착성과 도장성이 저하되는 단점이 있다.
이에 본 발명자들은 상기한 종래의 단점이 개선된 새로운 열가소성 수지 조성물을 개발하고자 연구한 결과, 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트) 수지 및 폴리카보네이트 수지를 기초수지로 하고, 여기에 충격보강제로 디엔계 고무를 코어 구조로 가지는 코어-쉘 공중합체를 사용하고, 마이카 및 유동화제를 적정량 함유시켜 열가소성 수지 조성물을 제조하였고, 상기 제조된 수지 조성물은 내열성과 굴곡 강성이 우수하여 탑차 적재함 박스의 외부 판넬에 적용될 수 있으며, 폴리우레탄계 접착제를 사용할 경우 폴리스타이렌(polystyrene) 폼(foam)이나 폴리우레탄(polyurethane) 폼, 베니아판 등과 접착이 잘 되고, 판넬 조립시 휨 현상이 없는 압출 시트를 제조하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 기존의 탑차 적재함 박스의 외부 판넬로 사용되던 알루미늄 합금이나 섬유강화 플라스틱 시트를 대체할 수 있는 내화학성, 저온 충격성, 내열성 및 굴곡 강성이 우수할 뿐만 아니라 표면 평활성, 접착성, 도장성이 우수한 시트 압출용 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트) 수지, 폴리카보네이트 수지를 기초 수지로 하여, 디엔계 고무를 코어 구조로 가지는 코어-쉘 공중합체, 마이카 및 유동화제를 포함하는 시트 압출용 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트) 수지, 폴리카보네이트 수지, 디엔계 고무를 코어 구조로 가지는 코어-쉘 공중합체, 마이카 및 유동화제를 포함하는 시트 압출용 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은,
(A) 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트) 수지 40 내지 70 중량%,
(B) 폴리카보네이트 수지 30 내지 60 중량%로 이루어진 기초수지 100중량부에 대하여,
(C) 디엔계 고무를 코어 구조로 가지는 코어-쉘 공중합체 5 내지 20 중량부,
(D) 마이카 1 내지 5 중량부, 및
(E) 유동화제 1 내지 3 중량부로 이루어진다.
(A) 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트) (poly(1,4-butylene terephthalate), 이하 'PBT'라 한다)
PBT는 수중에서 최고 0.45%의 수분을 흡수하는 특성을 지니고 있으며, 그 결과 높은 치수안정성을 나타낸다. 또한, 뛰어난 내약품성 반결정성(semi-crystalline) 구조 때문에 뛰어난 환경응력균열과 내약품성을 나타낸다.
일반적으로, 상기 PBT는 테레프탈릭산(terephthalic acid) 또는 디메틸 테레프탈레이트(dimethyl terephthalate)와 테트라메틸렌 글리콜(tetramethylene glycol)을 축중합시켜 제조할 수 있으며, 구체적인 수지의 제조방법과 열가소성 수지 조성물에의 이용은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 이미 잘 알려져 있다. 또한 이미 여러 회사에서 다양한 상품명으로 시판되고 있다.
상기 PBT는 가공성 및 가공 후 얻어지는 물성 등을 고려하여 적절한 분자량 및 그 함량을 결정하게 된다. 본 발명에서는 여러 실험을 통하여 상기 PBT의 중량평균분자량(Mw)이 50,000 내지 130,000인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 그 함량에 있어서도 기초 수지 중에서 40 내지 70 중량%를 함유하는 것이 바람직하다. 만일 중량평균분자량이 50,000 미만이면 기계적 특성과 내열성이 저하되며, 중량평균분자량이 130,000을 초과하면 용융 점도의 상승으로 수지의 가공에 문제가 있다. 또한, 그 함량이 40 중량% 미만이면 제조된 열가소성 수지의 내화학성과 유동성이 저하되고, 70 중량%를 초과하면 내충격성이 저하되어 바람직하지 못하다.
(B) 폴리카보네이트(polycarbonate, 이하 'PC'라 한다) 수지
PC 수지는 내충격성, 내열성, 내후성, 자기 소화성, 유연성, 가공성 및 투명성이 우수하며, 내후성이 뛰어나 장기간 높은 물성을 유지하고 내열, 내한성이 뛰어나 심한 온도변화에도 성능을 유지한다.
본 발명에 사용되는 PC 수지의 제조방법은 통상적인 제조방법을 따르며, 구체적으로 분자량 조절제 및 촉매의 존재 하에서 디히드록시페놀(dihydroxy phenol)과 포스겐(phosgen)을 반응시켜 제조하거나, 디히드록시페놀(dihydroxy phenol)과 디페닐카보네이트(diphenyl carbonate)에 의해 얻어지는 전구체의 에스테르 상호 교환반응을 이용하여 제조할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 비스페놀 A 및 디페닐 에스터를 이용하여 중합된 비스페놀 A계 선형 폴리카보네이트 수지를 사용하였다.
폴리카보네이트 수지의 중량 평균분자량은 21,000 내지 38,000인 것이 바람직하고, 기초수지 중에서 30 내지 60 중량%를 함유하는 것이 바람직하다. 만일 중량평균분자량이 21,000 미만이면 기계적 특성과 내열성이 저하되며, 중량평균분자량이 38,000을 초과하면 용융 점도의 상승으로 수지의 가공에 문제가 있다. 또한 그 함량이 30 중량% 미만이면 제조된 열가소성 수지 조성물의 내충격성이 저하되고, 60 중량%를 초과하면 내화학성과 유동성이 저하되어 바람직하지 못하다.
(C) 디엔계 고무를 코어 구조로 가지는 코어-쉘(core-shell) 공중합체 ; 충격보강제
본 발명에서는 열가소성 수지의 내충격성을 증가시키기 위해 충격보강제를 첨가한다.
상기 충격보강제는 디엔계 고무를 코어 구조로 가지는 코어-쉘 공중합체로, 탄소수 4 내지 6의 디엔계 고무 중에서 선택한 1종 이상을 중합한 후에, 그라프팅 가능한 비닐계 단량체 중에서 선택한 1종 이상의 단량체를 고무에 그라프트(grafting) 시켜 코어-쉘 구조로 제조한다.
본 발명의 코어-쉘 공중합체는 탄성 및 내충격성이 우수한 고무 성분을 코어로 하고, 통상적인 비닐계 고분자를 쉘로 포함함으로써, 기본수지와 상용성이 우수한 특징이 있으며, 내충격성 및 상용성을 고려하여 그라프트율이 20 내지 90% 인 것을 사용한다.
상기 코어-쉘 공중합체에 사용되는 디엔계 고무는 부타디엔(butadiene), 이소프렌(isoprene), 클로로프렌(chloroprene), 펜타디엔(pentadiene) 및 헥사디엔(hexadiene)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것을 사용한다. 또한 비닐계 단량체는 분자내 이중 결합을 포함하는 것으로, 본 발명에서 특별히 한정하지는 않는다. 일예로, 상기 비닐계 단량체로는 비닐 클로라이드, 비닐 플루라이드, 비닐리덴 플로라이드, 트리클로로플루오로에틸렌, 스타이렌, α-메틸스티렌, 메틸메타크릴레이트, 비닐 에스터, 아크릴산, 메타크릴산, N-비닐피롤리돈, 아크릴로니트릴 및 아크릴아마이드 등을 포함한다.
상기 코어-쉘 공중합체는 본 발명에 따른 열가소성 수지의 내충격성을 일정 수준 이상으로 유지시키기 위하여 그 함량이 결정되며, 기초수지 100 중량부에 대하여 5 내지 20 중량부로 함유시킨다. 만일 그 함량이 5 중량부 미만이면 저온 내충격성이 저하되고, 20 중량부를 초과하면 기계적 특성과 유동성이 저하된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 코어-쉘 공중합체는 제조된 열가소성 수지 조성물의 충격강도, 특히 저온에서의 충격강도에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.
(D) 마이카(mica)
본 발명에서는 내열성, 굴곡 강성 및 치수안정성을 향상시키기 위해 마이카를 첨가한다. 상기 마이카는 산화규소 40∼42%, 산화마그네슘 20∼24%, 산화알루미늄 9∼10%, 산화철 9∼11%, 산화칼륨 10∼11%의 조성비로 이루어진 물질이며, 입자 크기 4∼70 ㎛, 두께가 1.1∼2.6 ㎛의 박편상 구조를 가지고 있다.
본 발명에서 마이카는 기초수지 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부를 함유하는 것이 바람직하다. 만일 함유량이 1 중량부 미만이면 내열성과 굴곡 강성이 저하되어 탑차 적재함 외부 판넬로 사용시에 조립된 판넬의 휨 현상이 심하고, 5 중량부를 초과하면 내충격성이 저하되고 표면 평활도가 감소된다.
(E) 유동화제
본 발명에서는 가공시 수지의 유동성(conformational mobility)을 높여 가공을 용이하게 하기 위해 유동화제를 첨가한다. 상기 유동화제는 고분자 입자사이에 윤활막을 형성하여 각 성분들 사이의 상호 부착력을 저감시켜, 개선된 유동특성을 나타낸다. 이에 따라 흐름성이 증가되고, 강도를 증가시키며 얻어진 제품의 품질을 높이는 역할을 한다.
상기 유동화제로 본 발명에서는 티타늄 다이옥사이드를 사용한다. 상기 티타늄 다이옥사이드는 평균 입자 크기가 0.15 내지 0.25 ㎛인 루타일 타입의 결정 구조를 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 입자 크기가 상기 범위보다 크면 클수록 완성된 제품이 외부 충격에 의한 크랙 발생점의 역할을 하여 제품의 불량률이 높고, 입자 크기가 작게 되면 원하는 유동특성을 얻기 어렵고 강도가 저하될 우려가 있어 바람직하지 못하게 된다.
본 발명에서 유동화제는 가공시 유동성 및 내충격성 등을 고려한 결과 기초수지 100 중량부에 대하여 1 내지 3 중량부를 함유하는 것이 바람직하다. 만일 함유량이 1 중량부 미만이면 유동화 특성을 가질 수 없고, 3 중량부를 초과하면 티타늄 다이옥사이드의 경우 자외선 등에 노출시 광촉매 역할을 하여 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트)와 폴리카보네이트 수지의 분해 현상을 초래하여 내충격성이 저하되어 바람직하지 못하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 PBT, PC, 충격보강제, 마이카 및 유동화제를 일정 함량으로 포함하며, 내열성, 굴곡 강성, 충격강도 및 내화학성과 시트 가공성이 우수한 특성을 나타낸다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 열가소성 수지 조성물은 PC의 우수한 내충격성을 유지할 뿐만 아니라, PBT의 우수한 내화학성을 나타내 서로간의 장점은 그대로 유지하고 단점을 상호 보완함을 알 수 있다.
이외에도, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 여러가지 목적으로 첨가제를 더욱 포함할 수 있으며, 그 종류 및 함량은 본 발명의 통상적인 지식을 가진 자에 따른다. 일예로, 기계적 물성을 개선하기 위한 보강제 및 핵제, 표면 물성을 개선하기 위한 윤활제 및 층 분리 방지제, 화학적 물성을 개선하기 위한 난연제, 자외선 안정제 및 항산화제, 미학적 물성을 개선하기 위한 염료, 탈취제 및 소취제, 그리고 가공 물성을 개선하기 위한 흐름 조절제, 열안정제 및 촉진제 등을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 열가소성 수지 조성물의 제조방법은 통상적으로 사용되는 고분자 블렌딩 방법에 의해 압축성형(compression molding), 압출성형(extrusion molding), 사출성형(injection molding), 취입성형(blow molding) 및 진공성형(vaccum molding) 방법 등이 사용될 수 있으며, 시트용으로 제조시에는 압출성형을 한다.
일예로, PBT, PC, 충격보강제, 유동화제를 호퍼(hopper)에 주입하고, 건조한 다음 이축압출기(twin screw extruder)에 주입하여 압출한 다음 펠렛형으로 제조한다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물을 이용하여 시트 성형에 의해 제조된 시트는 PC 수지의 우수한 내충격성을 유지할 뿐만 아니라, PBT수지의 내화학성을 가져 자동차와 여러 전기 전자 부품용으로 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 가공성이 우수하여 2 내지 2.5 m의 넓은 폭을 갖는 시트 성형이 가능할 뿐만 아니라 내열성과 굴곡 강성이 우수하여 탑차 적재함 박스의 외부 판넬로 사용할 수 있다.
기존의 탑차 적재함 박스의 외부 판넬로 알루미늄 합금이나 섬유 강화 플라스틱을 사용하고 있다. 탑차 적재함 박스의 외부 판넬의 경우 알루미늄 합금이나 섬유 강화 플라스틱을 사용한 시트를 외부층으로, 충격 흡수와 단열을 위하여 폴리스타이렌 폼 또는 폴리우레탄 폼을 내부층으로 접착하여 사용하거나, 판넬의 강도와 강성을 보강하기 위해서 베니어판 등의 보강판을 외부층과 내부층 사이에 삽입, 접착하여 사용해 왔다.
반면, 본 발명의 조성물에 의해 제조된 압출시트에 스타이렌 폼 또는 우렌탄 폼과의 접착을 통해서 외부 판넬을 제조할 수 있다. 여기에, 추가로 외부 판넬의 강도를 증가시키기 위하여 압출 시트와 폼 사이에 삽입하여 시트보강제를 접착한다. 상기 시트보강제는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 것을 사용하며, 일예로 베니어판, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에스터로 이루어진 그룹 중에서 선택하여 사용한다. 상기한 방법으로 제조된 외부 판넬은 열전도율이 낮아 열 손실을 줄일 수 있으며, 상태가 우수하고 투척물의 저속 충돌시 흠집이 생기지 않는 장점을 가지고 있다. 특히, 탑차 크기의 장폭 시트를 한 장으로 성형할 수 있어 가공이 용이하고, 섬유를 사용하지 않으므로 표면에 이음새가 없으며 평활도가 우수한 장점이 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 ∼ 실시예 5 및 비교예 1 ∼ 비교예 6
하기 표 1에 나타낸 조성 및 함량으로 시트 압출용 열가소성 수지 조성물을 제조하였다.
PBT, PC, 코어-쉘 공중합체, 마이카 및 유동화제를 호퍼에 주입한 후, L/D가 40이고, 배럴의 직경이 19 mm인 동방향 회전의 이축 압출기로 혼련 압출하여 펠렛 형태의 열가소성 수지 조성물을 제조하였다.
이때 배럴의 온도는 구간별로 200 ℃에서 265 ℃, 다이의 온도는 270 ℃로 설정하였다.
PBT1) (중량%) PC2) (중량%) 코어-쉘 공중합체3) (중량부) 마이카4) (중량부) 유동화제5) (중량부)
실시예 1 60 40 15 4 2
실시예 2 60 40 15 1 2
실시예 3 60 40 7 3 1
실시예 4 40 60 15 3 2
실시예 5 70 30 15 3 2.5
비교예 1 10 90 15 3 2
비교예 2 90 10 15 3 2
비교예 3 60 40 15 3 0
비교예 4 60 40 30 3 5
비교예 5 60 40 15 10 2
비교예 6 60 40 15 0 2
상기 실시예 및 비교예에서 사용된 각각의 성분은 다음과 같다.
1) 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트) 수지: 중량 평균분자량이 90,000으로 주식회사 삼양사의 트리비트(TRIBIT) 1700S이다.
2) 폴리카보네이트 수지 : 비스페놀 A형으로 중량 평균분자량이 29,000인 주식회사 삼양사의 트리렉스(TRIREX) 3030이다.
3) 코어-쉘 공중합체 : 충격보강제로서 디엔계 고무를 코어 구조로 가지는 코어-쉘 공중합체로 부타디엔계 고무에 메틸메타크릴레이트 단량체가 그라프트된 일본 구레하(KUREHA)사의 파라로이드(PARALOID) EXL-2602이다.
4) 마이카: 일본 구라레(KURARE)사의 클레라이트 마이카(CLARITE MICA) 400W이다
5) 유동화제 : 루타일(rutile) 형태의 티타늄 다이옥사이드를 사용하였으며, 입자 크기가 0.15∼0.25 ㎛인 것을 사용하였다.
실험예 1
상기 실시예 1∼5 및 비교예 1∼6에서 제조한 펠렛형의 열가소성 수지 조성물의 물성을 알아보기 위하여 하기와 같이 실시하였다.
상기 제조한 각각의 펠렛을 100 ℃에서 5 시간 열풍 건조한 후 인장, 굴곡 및 충격 시편을 사출 성형에 의해 제조하였다. 이때, 노즐 온도는 수지의 조성에 따라 255∼325 ℃, 금형 온도는 60 ℃로 조작하였다. 제조된 시편의 물성은 하기에 의거 수행하였으며, 얻어진 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
1) 열변형온도(Heat distortion temperature, ℃): 하중 18.6 kgf/cm2에서 ASTM D-648에 의거하여 평가하였다.
2) 굴곡강성(Flexural modulus, kgf/cm2): ASTM D-790에 의거하여 평가하였다.
3) 인장강도 (Tensile Strength, MPa): ASTM D-638에 의거하여 평가하였다.
4) 내화학성 (%): 인장 시편을 24 시간 동안 T-725 신너에 침지 시킨 후 꺼내어 1 주일 동안 대기 중에서 자연 건조시킨 후, 이 때의 인장 강도 보유 정도를 측정하였다. 내화학성 평가에 이용된 용제는 PC/PBT 블렌드 수지의 도장에 주로 이용되는 아크릴릭/우레탄계 페인트용 신너인 주식회사 대한 비 케미칼의 T-725 신너를 사용하였다. 상기 신너의 주성분과 함유량은 톨루엔 10∼20%, 부틸아세테이트 20∼30%, 셀로솔브아세테이트 5∼10% 및 자이렌 15∼20%이다.
5) 내충격성(J/mm): 두께 1.5 mm, 지름 10 cm의 원형 시편으로 상온(25 ℃)과 저온(-20 ℃)에서 ASTM D-3763에 의거하여 추의 하중 12.15 kg, 추의 속도 200 m/min, 텁(tup)의 직경 12.75 mm로 낙하시켜 파괴시 소모된 에너지를 두께로 나누어 측정하였다.
실험예 2
상기 실시예 1∼5 및 비교예 1∼6의 조성으로 이루어진 열가소성 수지 조성물을 이용하여 시트성형을 수행하여 폭/두께가 2,300 mm/1.1~1.3 mm로 제조하였다. 시트 성형은 독일 브레이어(Breyer)사의 실린더 직경 120 mm인 시트 압출기를 사용하였다. 제조된 시트의 평가는 하기에 의해 수행하였으며, 얻어진 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
1) 표면평활성 : 육안관찰에 의해 평가하였다.
2) 접착성: ㈜ 동부 정밀 화학의 우레탄계 접착제를 이용하여 압출된 시트에 스타이렌 폼과 베니어판을 각각 접착한 후 접착 강도 및 접착 상태를 평가하였다.
3) 도장성: ㈜ 대한 비 케미칼의 아크릴릭/우레탄계 페인트를 압출된 시트에 칠하여 도장 상태를 육안관찰에 의해 평가하였다.
4) 시트가공성: 성형된 시트 두께의 균일성으로 평가하였다.
열변형 온도(℃) 굴곡강성 (kgf/㎠) 내화학성(%) 내충격성(J/mm) 표면평활성 접착성 도장성 시트가공성
상온(25℃) 저온(-20℃)
실시예 1 94 22,800 93 18.4 17.7 ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 2 86 20,100 94 19.6 19.2 ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 3 95 22,100 95 17.6 17.0 ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 4 100 23,200 86 20.1 19.4 ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 5 89 22,700 97 16.6 15.7 ◎ ◎ ◎ ◎
비교예 1 109 23,100 64 22.5 22.0 △ ◎ ◎ △
비교예 2 81 20,600 99 13.9 12.8 △ △ △ △
비교예 3 95 21,000 93 16.5 15.0 △ ◎ ◎ △
비교예 4 84 20,900 92 19.8 19.2 - - - Ｘ
비교예 5 106 24,000 92 13.8 12.5 Ｘ ◎ ◎ △
비교예 6 83 18,500 94 21.2 20.7 ◎ ◎ ◎ ◎
◎ : 우수, △ : 보통, X : 불량, - : 측정 불가
상기 표 2에 따르면, 본 발명에 따른 실시예의 물성이 비교예의 그것보다 우수함을 알 수 있었다. 구체적으로 실시예 1 내지 5의 열변형온도, 굴곡강성, 내화학성, 내충격성은 비교예 1 내지 6의 그것보다 높은 수치를 나타내었다. 비교예 1에서는 PBT 함량 부족과 PC 함량의 과다로 인하여 내화학성이 저하되었으며, 비교예 2는 PBT의 함량 과다와 PC 함량의 부족으로 인하여 내화학성은 양호하나 내충격성이 감소되었다. 유동화제를 포함하지 않은 비교예 3은 내충격성이 낮으며 유동성이 부족하여 시트로 제조시에 표면 평활성 및 시트 가공성이 저하되었다. 코어-쉘 공중합체의 함량을 과다하게 사용한 비교예 4는 굴곡강성과 내화학성은 양호하였으나 시트로 제조할 수 없었다.
또한, 마이카를 함유한 실시예 1과 함유하지 않은 비교예 6를 비교하여 볼 때 실시예 1의 조성물이 열변형 온도, 굴곡 강성 및 내화학성이 우수하였다. 마이카를 과다하게 함유한 비교예 5에서는 실시예 1과 비교하여 볼 때 열변형 온도, 굴곡 강성 등의 물성 등은 양호하나 시트로 제조시 표면 평활성이 불량하였다.
특히, 비교예 1, 3 및 4의 경우에는 정상 가공 온도에서 수지의 용융 점도가 높아서 압출기에 과부하가 걸렸으며, 용융점도를 낮추기 위하여 가공 온도를 높일 경우 수지의 열분해로 인한 기계적 강도 저하가 발생하였다.
또한, 본 발명의 수지 조성물로 제조된 시트를 탑차의 판넬로 사용할 경우에 비중이 1.26으로 알루미늄 합금의 비중 2.7에 비하여 가볍고, 열전도율도 0.19 W/m℃로 알루미늄 합금의 열전도율 210 W/m℃에 비하여 작기 때문에 특히 냉동 탑차의 경우에는 열 손실을 낮추는 장점이 있다. 이와 더불어, 가공 방법이 용이하며 표면상태가 우수하고 투척물의 저속 충돌시 흠집이 생기지 않는 장점을 가지고 있다. 또한 섬유 강화 플라스틱에 비하여 가볍고 가공 방법이 보다 용이하여 탑차 크기의 장폭 시트를 한 장으로 성형할 수 있고 섬유를 사용하지 않으므로 표면에 이음새가 없으며 평활도가 우수한 장점이 있다.
따라서, 본 발명에 의해 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트) 수지, 폴리카보네이트 수지, 디엔계 고무를 코어 구조로 가지는 코어-쉘 공중합체, 마이카 및 유동화제를 포함하는 시트 압출용 열가소성 수지 조성물을 제조하였다. 상기 제조된 열가소성 수지 조성물은 내열성, 굴곡 강성, 내화학성 및 충격강도가 우수할 뿐만 아니라 표면 평활성, 접착성, 도장성이 우수하여 장폭의 압출 시트를 연속적으로 성형이 가능하여 탑차 적재함 박스의 외부 판넬로 사용 할 수 있다. 또한 폴리카보네이트의 우수한 내충격성을 유지할 뿐만 아니라 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트)의 내화학성을 가짐으로써 자동차와 여러 전기 전자 부품용으로 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (8)

  1. (A) 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트) 수지 40 내지 70 중량%,
    (B) 폴리카보네이트 수지 30 내지 60 중량%로 이루어진 기초수지 100중량부에 대하여,
    (C) 디엔계 고무를 코어 구조로 가지는 코어-쉘 공중합체 5 내지 20 중량부,
    (D) 마이카 1 내지 5 중량부, 및
    (E) 티타늄 다이옥사이드 1 내지 3 중량부로 포함하는 시트 압출용 열가소성 수지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 (A) 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트) 수지가 중량평균분자량이 50,000 내지 130,000의 것을 특징으로 하는 시트 압출용 열가소성 수지 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 (B) 폴리카보네이트 수지가 비스페놀 A계 선형 폴리카보네이트 수지이고, 중량평균분자량이 21,000 내지 38,000인 것을 특징으로 하는 시트 압출용 열가소성 수지 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 코어-쉘 공중합체가 탄소수 4 내지 6의 디엔계 단량체 중에서 선택한 1종 이상을 중합한 뒤 통상적인 비닐계 단량체 고무를 그라프트시켜 얻어지는 것을 특징으로 하는 시트 압출용 열가소성 수지 조성물.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 코어-쉘 공중합체의 그라프트율이 20 내지 90인 것을 특징으로 하는 시트 압출용 열가소성 수지 조성물.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 디엔계 단량체가 부타디엔(butadiene), 이소프렌(isoprene), 클로로프렌(chloroprene), 펜타디엔(pentadiene) 및 헥사디엔(hexadiene)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 시트 압출용 열가소성 수지 조성물.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 티타늄 다이옥사이드의 입자크기가 0.15 내지 0.30 ㎛인 것을 특징으로 하는 시트 압출용 열가소성 수지 조성물.
  8. 제 1항의 시트 압출용 열가소성 수지 조성물로 얻어지는 압출 시트.
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