KR100833928B1

KR100833928B1 - 내열성 및 내마모성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물

Info

Publication number: KR100833928B1
Application number: KR1020060136720A
Authority: KR
Inventors: 김준수
Original assignee: 제일모직주식회사
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-05-30

Abstract

본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 (A) 폴리카보네이트 수지 50~95 중량부; 및 (B) 카본블랙 5~50 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 내열성 및 내마모성이 우수하다.

폴리카보네이트 수지, 카본블랙, 내열성, 내마모성, 내스크래치성

Description

내열성 및 내마모성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물{Polycarbonate Resin Composition with High Abrasion Resistance and Good Heat Resistance}

발명의 분야

본 발명은 내열성 및 내마모성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은, 폴리카보네이트 수지에 카본블랙을 충진제로 첨가하여 우수한 내열성을 유지하면서, 동시에 내마모성과 내스크래치성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물에 관한 것이다.

발명의 배경

폴리카보네이트 수지는 투명성, 기계적 강도 및 내열성이 우수하여 전기, 전자 제품 및 자동차 부품 등에 많이 사용되고 있다. 그러나 폴리카보네이트 수지를 외장 부품에 사용하는 경우, 표면 스크래치성과 마모 특성이 저하되기 때문에 표면 코팅, 스퍼터링(sputtering) 및 플라즈마 증착 등과 같은 표면 처리를 거쳐야만 하 는 문제점이 있다.

일본 특허 제40(1965)-13664호에서는 위에서 언급한 문제점인 스크래치성과 마모 특성을 향상시키기 위해 폴리카보네이트 수지에 폴리올레핀계 수지를 혼합하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 이 방법은 내열성 및 내마모성이 우수한 효과를 동시에 만족시키기 어렵다.

미국 특허 제5,916,980호에서는 폴리실록산 구조를 폴리카보네이트에 그라프팅 시킨 후 폴리실록산을 추가적으로 블렌딩하여 스크래치성을 향상시키는 기술을 소개하고 있다. 그러나 이와 같은 방법은 공정이 복잡하여 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

한편 미국 특허 제6,087,467호에서는 폴리벤조일파라페닐렌 수지의 합성에 대한 방법을 기술하였다. 폴리벤조일파라페닐렌 수지는 높은 경도, 내스크래치성 및 우수한 기계적 물성을 보유하고 있으나 용매에 잘 녹지 않고 열에 의해 용융이 어려워 가공성이 떨어지는 단점이 있다. 상기 미국 특허 문헌에서는 폴리벤조일파라페닐렌 수지의 가공성을 높일 수 있는 관능기를 도입하여 가공성이 우수한 변성 폴리벤조일파라페닐렌을 합성하는 방법을 소개하고 있다.

한국 특허 제2004-0063939호에서는 변성 폴리벤조일파라페닐렌을 폴리카보네이트 수지에 부착하여 내스크래치성을 향상시키는 방법을 기술하고 있다. 그러나 이와 같이 변성 폴리벤조일파라페닐렌을 부착하는 방법은 표면 코팅과 같이 공정이 복잡하고 사이클 타임이 길어져 생산성이 현저히 떨어지는 단점이 있다.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 연 구 검토한 결과, 카본블랙을 폴리카보네이트 수지에 첨가함으로써 우수한 내열성을 유지하면서 동시에 내마모성과 내스크래치성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물을 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 내열성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 내열성이 우수하면서 동시에 내마모성 및 내스크래치성이 향상된 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

발명의 요약

본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 (A) 폴리카보네이트 수지 50~95 중량부; 및 (B) 카본블랙 5~50 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 (B) 카본블랙의 입자경은 1~30 nm인 것이 바람직하다.

이하 각 구성 성분에 대하여 하기에서 상세히 설명한다.

발명의 구체예에 대한 상세한 설명

(A) 폴리카보네이트 수지

본 발명에 의한 폴리카보네이트 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 디페놀류를 포스겐, 할로겐 포르메이트 또는 탄산 디에스테르와 반응시킴으로써 제조된다.

[화학식 1]

상기 식에서, A는 단일결합, C₁-C₅의 알킬렌, C₁-C₅의 알킬리덴, C₅-C₆의 시클로 알킬리덴, -S- 또는 -SO₂-를 나타낸다.

상기 화학식 1로 표시되는 디페놀에는 히드로퀴논, 레조시놀, 4,4'-디히드록시디페닐, 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판, 2,4-비스-(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-시클로헥산, 2,2-비스-(3-클로로-4-히드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)-프로판 등이 있다.

상기 디페놀의 구체예 중에서 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)-프로판, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-시클로헥산을 사용하는 것이 바람직하며, 비스페놀-A라고도 불리는 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판을 사용하는 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량(Mw)이 10,000~200,000 범 위인 것이 바람직하며, 15,000~80,000인 것이 가장 바람직하다.

상기 폴리카보네이트 수지는 분지쇄 형태의 것이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 중합에 사용되는 디페놀 전량에 대하여 0.05~2 몰%의 트리- 또는 그 이상의 다관능 화합물, 예를 들면 3가 또는 그 이상의 페놀기를 가진 화합물을 첨가하여 제조할 수 있다.

본 발명의 수지 조성물의 제조에 사용되는 폴리카보네이트로는 호모 폴리카보네이트, 코폴리카보네이트 또는 이들의 블렌드 형태가 모두 이용될 수 있다.

또한 상기 폴리카보네이트는 에스테르 전구체(precursor), 예컨대 2관능 카르복실산 존재하에 중합반응시켜 얻어진 방향족 폴리에스테르-카보네이트 수지로 일부 또는 전량 대체하여 사용하는 것도 가능하다.

본 발명에서 상기 폴리카보네이트 수지는 50~95 중량부의 범위로 사용되는 것이 바람직하다.

(B) 카본블랙

본 발명에서는 내열성의 저하 없이 내스크래치성과 내마모성을 향상시키기 위하여 카본블랙을 사용한다.

상기 카본블랙은 퍼니스(Furnace) 블랙, 열분해(Thermal) 블랙, 채널(Channel) 블랙, 아세틸렌(Acetylene) 블랙, 램프(Lamp) 블랙 등이 바람직하다. 특히 입자경이 작아 마모 특성이 우수한 SAF(Super Abrasion Furnace) 블랙, ISAF(Intermediate Super Abrasion Furnace) 블랙이 가장 바람직하다. 또한 상기 카본블랙은 서로 혼합되어 사용될 수도 있다.

본 발명의 수지 조성물 제조에 이용되는 카본블랙의 입자경은 1~30 nm인 것이 바람직하다. 상기 카본블랙의 입자경이 너무 크면 칼라 흑색도가 저하되고 카본블랙이 수지 표면으로 이행하여 외관 특성이 저하될 수도 있다.

본 발명에서 상기 카본 블랙은 5~50 중량부가 사용될 수 있으며, 바람직한 사용량은 10~30 중량부이다. 상기 카본블랙의 사용량이 50 중량부를 초과하면 전체 수지의 물성 저하, 분산성 저하 및 압출성이 현저히 감소하게 된다. 또한 상기 카본블랙의 사용량이 5 중량부 미만이면 내마모성과 내스크래치성 향상 효과가 크지 않다.

본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물은 상기의 구성성분 외에도 각각의 용도에 따라 산화방지제, 난연제, 활제, 이형제, 핵제, 대전방지제, 안정제, 보강재 등의 일반적인 첨가제를 더 포함할 수 있다. 부가되는 첨가제의 양은 상기 기초수지 (A)+(B) 100 중량부에 대하여 0.1∼5 중량부가 바람직하다.

본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물은 공지의 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 구성 성분과 기타 첨가제들을 동시에 혼합한 후에, 압출기 내에서 용융 압출하고 펠렛 형태로 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 수지 조성물은 여러 가지 제품의 성형에 사용될 수 있다. 특히 외장재로 사용중인 TV 하우징과 같은 전기, 전자 제품의 하우징의 제조에 적합하다.

본 발명은 하기의 실시예를 통하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예

하기의 실시예 및 비교실시예에서 사용된 (A) 폴리카보네이트 수지 (B) 카본블랙, 그리고 비교실시예에서만 사용된 (C) 충진제의 사양은 다음과 같다.

(A) 폴리카보네이트 수지

중량평균분자량(Mw) 22,000인 비스페놀-A형의 폴리카보네이트를 사용하였다.

(B) 카본블랙

본 발명의 실시예 및 비교실시예에서는, 각각 평균 입자경이 18 ㎚인 코리아 카본블랙사 HIBLACK 50L(B-1), 평균 입자경이 19 ㎚인 코리아 카본블랙사의 HIBLACK 40B1(B-2), 평균 입자경이 23 ㎚인 코리아 카본블랙사의 HIBLACK 40B2(B-3), 평균 입자경이 58 ㎚인 코리아 카본블랙사의 HIBLACK 170(B-4)을 사용하였다.

(C) 충진제

본 발명의 비교실시예서는 천연 그래파이트(graphite)인 현대코마산업(주)의 입자경이 8 ㎛인 HC-908을 사용하였다.

실시예 1∼3 및 비교실시예 1∼4

하기 표 1에 나타난 각 구성 성분의 함량에 산화방지제를 첨가하여 통상의 혼합기에서 혼합하고 L/D=40, Φ=45 mm인 이축 압출기를 이용하여 280 ℃의 온도에서 압출한 후, 압출물을 펠렛 형태로 제조하였다. 상기 제조된 펠렛은 사출 전에 120 ℃의 열풍건조기에서 4 시간 이상 건조하였다.

상기 실시예 및 비교실시예에 의해 제조된 시편은 다음과 같은 방법으로 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

물성 측정 방법

(1) 용융 흐름지수: ASTM D 1238에 따라 250 ℃, 10 kg 하중 조건에서 측정하였다.

(2) Vicat 연화온도: ASTM D1525 규격에 의하여 측정하였다.

(3) 연필경도: ASTM D3363 규격과 같이 500 g 하중에서 측정하였다.

[표 1]

상기 표 1의 결과로부터, 본 발명에 따라 폴리카보네이트 수지에 카본블랙을 적정 비율로 사용한 실시예 1 내지 3의 경우, 비교실시예 1 내지 4와 비교하였을 때 내열성의 저하없이 내마모성 및 내스크래치성이 우수함을 알 수 있다.

본 발명은 우수한 내열성을 유지하면서 내마모성 및 내스크래치성이 향상된 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공하는 발명의 효과를 갖는다. 본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물은 TV 하우징과 같은 전기 전자 제품의 하우징 제조에 적합하다.

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

(A) 폴리카보네이트 수지 50~95 중량부; 및

(B) 입자경이 1~30 nm인 카본블랙 5~50 중량부;

로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내열성 및 내마모성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 (B) 카본블랙은 퍼니스(Furnace) 블랙, 열분해(Thermal) 블랙, 채널(Channel) 블랙, 아세틸렌(Acetylene) 블랙, 램프(Lamp) 블랙 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물에 산화방지제, 난연제, 활제, 이형제, 핵제, 대전방지제, 안정제, 보강제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 폴리카보네이트 수지 조성물을 압출한 펠렛.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 폴리카보네이트 수지 조성물로 성형한 전기·전자 부품용 하우징.
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