KR100847398B1 - 폴리카보네이트 수지 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유동성 및 투명성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세히는 (A)폴리카보네이트 수지 50 ~ 95 중량%, (B) 시클로헥산디메탄올이 50 몰% 이상 포함된 코폴리에스테르 수지 5 ~ 50 중량%, 및 (C) 트리글리세리드 0.02 ~ 2 중량%로 이루어지는 폴리카보네이트 수지 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 수지조성물은 투명성이 우수하고 유동성이 향상되어 하우징이나 기타 전자기기 하우징이나 자동차 램프 렌즈의 용도로 사용될 수 있다.

폴리카보네이트, 코폴리에스테르, 트리글리세리드

Description

폴리카보네이트 수지 조성물{Polycarbonate resin composition}

본 발명은 유동성 및 투명성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세히는 (A) 폴리카보네이트 수지 50 ~ 95 중량%, (B) 코폴리에스테르계 수지 5 ~ 50 중량%, 및 (C) 트리글리세리드 0.02 ~ 2 중량%로 이루어지는 유동성 및 투명성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물에 관한 것이다.

폴리카보네이트 수지(이하 PC라 함)는 엔지니어링 플라스틱재로서 전기전자 부품, 자동차 부품, 광학용 부품 등에 널리 이용되고 있다. 특히, PC는 내충격성과 투명성이 타 플라스틱에 비해 우수한 장점을 가지고 있다. PC의 용도 중에서 투명성을 요하는 응용예로서는 컴퓨터 및 가전기기의 하우징이나 두께가 얇은 필름, 자동차 헤드램프 렌즈 등이 있다. 최근에 PC를 이용한 제품 중에서 박육성형의 수요가 계속적으로 증가하고 있어 이를 만족시키는 폴리카보네이트의 고유동성이 요구되어 왔고 이 분야에 대한 활발한 연구가 진행되어 왔다.

고유동성을 얻기 위한 지금까지의 주요기술로서, 합성단계에서 고유동성을 유지할 수 있도록 코모노머를 사용하여 PC의 분자구조를 변경하는 방법, 유동화제와 같은 첨가제를 혼합하는 방법, 및 기타 방법으로 혼합시 첨가제가 아닌 다른 수 지를 첨가함에 의해 유동성을 증가시키는 방법이 개발되어 왔다.

그러나, 합성에 의해 고유동성을 추가하는 방법은 대량생산에는 적합하나 내충격성이 감소하고 생산비가 상승하는 문제점이 제기되어 왔다. 또한, 첨가제만을 혼합하는 방법은 유동성을 향상시키기 위해 비교적 많은 첨가제를 필요로 할 뿐만 아니라, PC의 내충격성이 급격히 저하되고, 기타 기계적 물성이 나빠지는 문제점이 있다.

본 발명자들은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하고자 폴리카보네이트 수지에 코폴리에스테르계 수지와 트리글리세라이드의 혼합물을 첨가하여 폴리카보네이트의 유동성을 향상시키면서 PC의 고유한 장점인 내충격성과 투명성이 유지되는 폴리카보네이트를 개발하게 되었다.

본 발명은 (A) 폴리카보네이트 수지 50 ~ 95 중량%, (B) 코폴리에스테르계 수지 5 ~ 50 중량%, 및 (C) 트리글리세리드 0.02 ~ 2 중량%로 이루어지는 유동성 및 투명성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물에 관한 것이다.

더욱 상세히는, 본 발명은 유동성이 우수하여 사출시 가공온도를 5도 이상 낮출 수 있고, 따라서 제품의 냉각시간을 단축시킴으로써 제품생산 사이클을 단축시킬 수 있게 하는 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 수지조성물에 관한 것으로, 상기 조성물은 (A) 폴리카보네이트 수지 50 ~ 95 중량%, (B) 코폴리에스테르계 수지 5 ~ 50 중량% 및 (C) 트리글리세리드 0.05 ~ 2 중량%로 이루어지는 것을 특징 으로 한다.

본 발명의 수지 조성물에서 (A)성분의 폴리카보네이트 수지는 전체 수지조성물 중 50 ~ 95 중량%를 구성한다. 폴리카보네이트 수지의 함량이 50 중량% 미만일 경우에는 충격성이 저하되고, 95 중량%를 초과하면 폴리에스테르와 트리글리세리드의 도입에 의한 고유동성을 얻기가 힘들다. 본 발명에서 사용되는 폴리카보네이트 수지는 점도평균 분자량(Mv)이 15,000~30,000인 것이 바람직하다. PC의 분자량이 15,000 이하인 경우에는 제반 물성이 저하되며, 분자량이 30,000을 초과하는 경우에는 흐름성이 낮아지고 용융점도의 상승으로 인하여 수지의 가공에 문제를 초래한다. 본 발명의 실시예 및 비교예에서 사용된 폴리카보네이트 수지 조성물의 점도평균 분자량은 Mv=21,000 g/mol이었다.

(B)성분의 코폴리에스테르계 수지의 일반적인 제조방법은 미국특허 제 4,188,314호 등에 소개되어 있는데 본 발명에서 사용한 코폴리에스테르 수지는 글리콜 성분으로 시클로헥산디메탄올을 50 몰% 이상 함유하는 폴리에스테르계 수지이며, 특히 바람직하기는 시클로헥산디메탄올을 60 ~ 80 몰% 함유하는 코폴리에스테르계 수지이다. 시클로헥산디메탄올(CHDM)이 50 몰% 미만이면 흐름성은 어느 정도 증가하지만 폴리카보네이트 수지와 블렌딩시 광투과도가 60 % 이하로 줄어들기 때문에 투명 용도의 사출품에 적합하지 않다. 본 발명의 실시예에서는 Eastman사의 CHDM 60 몰%를 함유하는 PCTG를 사용하였다.

(C)성분의 트리글리세리드는 미국특허 제 6,201,053호에 언급되어 있는 제조방법에 따라 제조된 부분적으로 사폰화된 트리글리세리드(partially saponified triglyceride, PST)와 유사하다. 상기 인용특허에서는 주로 PST의 제조방법과 PST를 첨가하여 열안정성을 높여 용융화 프로세스를 늦추는 방법이 기술되어 있다.

본 발명에서 사용한 트리글리세리드는 하기 일반식(I)을 가지며, 식 중 l, m, n은 각각 4 ~ 12인 정수이다.

트리글리세리드의 함량은 전체 수지 조성물 기준으로 0.02 ~ 2 중량%일 수 있으며, 특히 0.03 ~ 1.0 중량%를 첨가하는 것이 바람직하다. 트리글리세리드의 함량이 0.02 중량% 미만이면 유동성 증가가 미미하고, 2 중량%를 초과하면 사출품의 색상이 혼탁해질 수 있고, 코팅을 하는 사출품의 경우 코팅의 불량을 초래할 수 있다.

본 발명의 수지조성물에는 미량의 열안정제나, 산화방지제, 착색제등이 포함될 수 있으나, 투명성 유지를 위해 일반 수지조성물에서 보강재로 사용되는 글라스 화이버, 카본 화이버, 마이카, 탈크 등은 포함되지 않는다.

열가소성 수지 성형물은 상기 조성의 물질을 240 ~ 270 ℃의 온도에서 이축 용융 혼련압출기로 혼련압출하여 성형용 펠렛을 제조하고, 제조한 펠렛을 120 ~ 130 ℃에서 4시간 이상 열풍건조한 다음, 사출성형기로 성형함으로써 제조된다.

상기와 같이 본 발명의 수지조성물을 이용하여 제조된 수지성형물은 투명성이 우수하고 유동성이 향상되어 하우징이나 기타 전자기기 하우징이나 자동차 램프렌즈의 용도로 사용될 수 있다. 또한, 유동성이 우수하기 때문에 대형 사출품의 사출 사이클 타임 단축이 용이하다.

이하 본 발명을 실시예와 비교예에 의하여 설명하였으나, 이것으로 본 발명의 보호범위가 제한되는 것은 아니다.

실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5

표 1의 조성 및 함량에 따른 조성물들을 250 ~ 270 ℃의 온도에서 이축용융혼련 압출기로 혼련 압출하여 성형용 펠렛을 제조하고, 120 ℃에서 4 시간 열풍건조한 후, 275 ~ 300 ℃의 온도로 사출성형하여 시편을 성형하고, 각각의 물성을 평가하였다. 충격강도는 ASTM D256를 이용하여 측정하였고 투명성은 ASTM D1003으로 측정하였다. 표 1에서 흐름성은 스파이럴 플로우로 측정하였고 흐름성의 비율은 점도평균분자량이 21,000 g/mol인 순수한 폴리카보네이트를 기준으로 비교하였다.

본 발명의 실시예에서 사용된 트리글리세리드는 미국 Axel Plastics사 제품인 INT-35UDH(상표명)이었다.

각 실시예와 비교예의 조성 및 물성

	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4	비교예 5	실시예 1		실시예 2	실시예 3
폴리카보네이트 (Mv:21,000몰%)	100	99	90	80	99	79.5		79	69
코폴리에스테르 (CHDM 60몰%)			10	20		20		20	30
트리글리세리드 (INT-35UDH)		1				0.5		1	1
실리콘오일 (DC 6-2230)					1
물성
광선투과도(%)	88	87	42	87	불투명	86		86	86
스파이럴플로우 비율	1.00	1.11	1.05	1.33	1.01	1.82		2.14	2.50
충격강도(J)	85	85	84	83	80	82		83	83

코폴리에스테르 : Eastman사의 PCTG(상표명)

트리글리세리드 : Axel Plastics사 제품

실리콘 오일 : Dow Corning사 제품.

*함량: 중량%

상기 표에 개시된 실험 결과를 검토해 보면, 비교예 1과 같은 순수한 폴리카보네이트만으로 제조된 제품과 비교했을 때, 폴리카보네이트에 시클로헥산디메탄올 60 몰% 포함하는 코폴리에스테르 및 트리글리세리드로 이루어진 본 발명에 따른 수지조성물을 이용하여 제조된 제품(실시예 1 내지 3)은 광선투과도와 충격강도는 유사하면서도 유동성은 매우 향상된 것을 알 수 있었다. 반면, 비교예 2 내지 4의 경우와 같이, 본 발명의 필수성분 중 코폴리에스테르 및 트리글리세리드 중 한 성분이라도 부족한 경우, 우수한 유동성을 얻을 수 없었다. 또한 유동화제로서 트리글리세리드 대신 일반적인 실리콘 오일을 사용한 경우(비교예 5), 유동성은 약간 증가하지만 불투명한 제품이 얻어짐을 확인할 수 있었다.

본 발명은 폴리카보네이트의 고유한 장점인 내충격성과 투명성은 유지하면서 유동성을 향상시킬 수 있는 폴리카보네이트 수지 조성물을 개발하여, 박육성형이 요구되는 제품, 컴퓨터 및 가전기기의 하우징이나 두께가 얇은 필름, 자동차 헤드램프렌즈 등의 제조에 널리 이용될 수 있게 한다.

Claims (3)

1. (A) 폴리카보네이트 수지 50 ~ 94.98 중량%, (B) 시클로헥산디메탄올이 50 몰% 이상 포함된 코폴리에스테르 수지 5 ~ 49.98 중량%, 및 (C) 하기 일반식 (I)의 구조를 갖는 트리글리세리드 0.02 ~ 2 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고유동성 투명 폴리카보네이트 수지 조성물.

   

   (여기서 l, m, n은 각각 4 ~ 12인 정수임)
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 수지 조성물은 열안정제, 산화방지제, 및 착색제를 더 포함하는 수지 조성물.