KR101139031B1 - 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물, 그 수지 조성물의제조방법 및 그 수지 조성물의 성형체 - Google Patents

방향족 폴리카보네이트 수지 조성물, 그 수지 조성물의제조방법 및 그 수지 조성물의 성형체 Download PDF

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Abstract

본 발명은, (A) 방향족 폴리카보네이트 수지 50 내지 95질량% 및 (B) 천연물 유래의 폴리에스터 수지 및/또는 합성 락트산으로부터 얻어진 폴리락트산 50 내지 5질량%로 이루어진 수지 성분 100질량부에 대하여, (C) 카본 나노튜브 0.1 내지 30질량부를 배합하여 이루어진 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물로서, 층상 박리가 없고, 도전(대전방지)성, 내용제성, 난연성, 내충격성 및 성형 외관 등이 우수한 성형체를 제공하고, 또한 유동성이 양호한 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공한다.

Description

방향족 폴리카보네이트 수지 조성물, 그 수지 조성물의 제조방법 및 그 수지 조성물의 성형체{AROMATIC POLYCARBONATE RESIN COMPOSITION, PROCESS FOR PRODUCING THE RESIN COMPOSITION, AND MOLDED OBJECT OF THE RESIN COMPOSITION}
본 발명은, 신규한 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물에 관한 것이고, 보다 상세하게는, 방향족 폴리카보네이트 수지, 천연물 유래의 폴리에스터 수지 및/또는 합성 락트산으로부터 얻어진 폴리락트산, 카본 나노튜브 및 필요에 따라 엘라스토머를 포함하며, 도전(대전방지)성, 내용제성, 난연성, 내충격성 및 성형 외관 등이 우수한 성형체를 제공하고, 유동성이 양호한 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물, 그 수지 조성물의 제조방법 및 그 수지 조성물의 성형체에 관한 것이다.
최근, 일렉트로닉스 기술의 발전에 의해, 정보 처리 장치 및 전자 사무 기기가 급속히 보급되고 있다.
전자 기기의 보급에 따라, 전자 부품으로부터 발생되는 노이즈(noise)가 주변 기기에 영향을 미치는 전자파 장해, 정전기에 의한 오작동 등의 트러블이 증가하여, 큰 문제로 되고 있다.
이들 문제를 해결하기 위해, 도전(대전방지)성이나 제전성이 우수한 재료가 요구되고 있다.
종래부터, 도전성이 낮은 고분자 재료에 도전성 충전재 등을 배합한 도전성 고분자 재료가 널리 이용되고 있다.
도전성 충전재로서는, 금속 섬유, 금속 분말, 카본 블랙 및 탄소 섬유 등이 일반적으로 사용되고 있지만, 금속 섬유 및 금속 분말을 도전성 충전재로서 이용하면, 우수한 도전성 부여 효과는 있으나, 내식성이 불량하고, 기계적 강도를 얻기 어려운 결점이 있다.
카본 블랙을 도전성 충전재로서 이용하는 경우, 소량의 첨가로 높은 도전성이 얻어지는 케첸 블랙(Ketchen black), 불칸(Vulcan) XC72 및 아세틸렌 블랙 등의 도전성 카본 블랙이 사용되고 있지만, 이들은 수지에의 분산성이 불량하다.
카본 블랙의 분산성이 수지 조성물의 도전성에 영향을 주기 때문에, 안정한 도전성을 얻기 위해서는 독특한 배합 및 혼합 기술이 필요하다.
또한, 탄소 섬유를 도전성 충전재로서 사용하는 경우, 일반적인 보강용 탄소 섬유에 의해 원하는 강도, 탄성률을 얻을 수 있지만, 도전성을 부여하기 위해서는 고충전을 필요로 하여, 수지 본래의 물성이 저하된다.
더욱이, 복잡한 형상의 성형품을 얻고자 하는 경우, 도전성 충전재의 편중이 생기기 때문에, 도전성에 편차가 발생하여, 만족할 수 없다.
탄소 섬유에서는, 섬유 직경이 가는 편이, 동량의 섬유를 첨가한 경우 수지와 섬유 사이의 접촉 면적이 커지기 때문에 도전성 부여에 우수할 것으로 기대된다.
우수한 도전성을 갖는 극세 탄소 피브릴이 개시되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
그러나, 수지와 혼합한 경우, 수지에의 분산성이 불량하고, 성형품의 표면 외관이 손상되어, 만족할 수 있는 것은 아니다.
또한, 수지를 착색하는 경우, 공지된 안료용 카본 블랙을 착색제로서 이용하면, 흑색을 발현시키기 위해서는 다량으로 이용할 필요가 있어, 수지에의 분산성 및 성형품의 표면 외관의 점에서 문제가 있다.
극세 탄소 피브릴을 첨가하는 방법이 개시되어 있지만(예컨대, 특허문헌 2 참조), 극세 탄소 피브릴이 영향을 미치는 난연성에 관해서는 전혀 기재되어 있지 않다.
또한, 개시된 방법에서는 난연성이 낮아서, 높은 난연성을 필요로 하는 제품에는 사용할 수 없다.
열가소성 수지 및 카본 나노튜브와, 인계 화합물, 페놀계 화합물, 에폭시계 화합물 및 황계 화합물로부터 선택된 1종 이상의 화합물을 배합하여 이루어진 수지 조성물이 알려져 있지만(예컨대, 특허문헌 3 참조), 실시예에는 폴리카보네이트 수지/아크릴로나이트릴-뷰타다이엔-스타이렌 수지만 개시되어 있고, 폴리카보네이트 수지/천연물 유래의 폴리에스터 수지나 합성 락트산으로부터 얻어진 폴리락트산의 조합에 관한 실시예는 없다.
또한, 도전 성능을 발현시키기 위해 카본 나노튜브를 다량으로 배합하면, 외 관 불량을 초래하거나, 내충격 강도의 저하를 야기하는 경우가 있고, 내용제성의 개량에 관해서도 기재가 없다.
종래, 폴리카보네이트 수지/폴리올레핀계 수지 알로이(alloy)는 상용성이 낮고 내충격 강도가 낮거나, 그의 성형품은 층상 박리를 야기하기 때문에 외관이 불량하여, 상용성의 개량이 불가결했다.
특허문헌 1: 일본 특허공표 제1987-500943호 공보
특허문헌 2: 일본 특허공개 제1991-74465호 공보
특허문헌 3: 일본 특허공개 제2004-182842호 공보
발명의 개시
본 발명은, 층상 박리가 없고, 도전(대전방지)성, 내용제성, 난연성, 내충격성 및 성형 외관 등이 우수한 성형체를 제공하고, 또한 유동성이 양호한 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물, 그 수지 조성물의 제조방법 및 그 수지 조성물의 성형체를 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.
본 발명자들은, 상기 과제에 관하여 예의 검토를 행한 결과, 특정 비율의 방향족 폴리카보네이트 수지와 천연물 유래의 폴리에스터 수지나 합성 락트산으로부터 얻어진 폴리락트산으로 이루어진 혼합물에, 소정량의 카본 나노튜브 및 필요에 따라 엘라스토머를 배합함으로써, 방향족 폴리카보네이트 수지/천연물 유래의 폴리에스터 수지나 합성 락트산으로부터 얻어진 폴리락트산의 상 구조가 안정화되어, 용융시의 천연물 유래의 폴리에스터 수지나 합성 락트산으로부터 얻어진 폴리락트산의 재응집이나 사출 성형시의 도메인 배향을 저감할 수 있다는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은,
1. (A) 방향족 폴리카보네이트 수지 50 내지 95질량% 및 (B) 천연물 유래의 폴리에스터 수지 및/또는 합성 락트산으로부터 얻어진 폴리락트산 50 내지 5질량%로 이루어진 수지 성분 100질량부에 대하여, (C) 카본 나노튜브 0.1 내지 30질량부를 배합하여 이루어진 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물,
2. (A) 성분의 점도 평균 분자량이 10,000 내지 40,000인 상기 1의 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물,
3. (B) 성분이 폴리락트산인 상기 1 또는 2의 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물,
4. (C) 성분이 비결정 카본 입자의 함유량 20질량% 이하, 외경 0.5 내지 120nm 및 길이 500nm 이상인 상기 1 내지 3 중 어느 하나의 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물,
5. (A) 성분과 (B) 성분의 합계량 100질량부에 대하여, 추가로 (D) 엘라스토머 0 내지 20질량부를 포함하는 상기 1 내지 4 중 어느 하나의 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물,
6. OA 기기, 정보?통신 기기, 자동차 부품 또는 가정 전화 기기용 조성물인 상기 1 내지 5 중 어느 하나의 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물,
7. (B) 성분과 (C) 성분을 용융 혼련한 후, 이 혼련물에 (A) 성분 또는 (A) 성분과 (D) 성분을 첨가하여 용융 혼련하는 것을 특징으로 하는 상기 1 내지 6 중 어느 하나의 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물의 제조방법, 및
8. 상기 1 내지 6 중 어느 하나의 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물을 이용하여 얻어진 성형체
를 제공하는 것이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물에 있어서는, 수지 성분으로서, (A) 방향족 폴리카보네이트 수지 50 내지 95질량% 및 (B) 상기 폴리에스터 수지 50 내지 5질량%로 이루어진 조합이 사용된다.
수지 성분에 있어서, (A) 성분 및 (B) 성분의 함유량이 상기의 범위에 있으면, 얻어지는 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물은 방향족 폴리카보네이트 수지의 특성이 충분히 발휘되는 동시에, 내용제성 및 내충격성 등이 양호하게 된다.
바람직한 (A) 성분과 (B) 성분의 함유 비율은, (A) 성분이 60 내지 95질량%이고, (B) 성분이 5 내지 40질량%이다.
본 발명의 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물에 있어서는, (A) 성분 및 (B) 성분의 합계량 100질량부에 대하여, (C) 카본 나노튜브의 배합량은 0.1 내지 30질량부, 바람직하게는 0.3 내지 20질량부, 보다 바람직하게는 0.4 내지 10질량부, 특히 바람직하게는 0.5 내지 5질량부이다.
카본 나노튜브의 배합량이 0.1질량부 이상이면, 본 발명의 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물의 도전(대전방지)성 및 난연성이 향상되고, 30질량부 이하이면, 배합량에 따라 성능이 향상되어, 내충격 강도나 성형성이 상승한다.
본 발명에 있어서의 (A) 방향족 폴리카보네이트 수지로서는, 특별히 제한은 없고 여러가지의 것을 들 수 있다.
통상, 2가 페놀과 카보네이트 전구체의 반응에 의해 제조되는 방향족 폴리카보네이트 수지를 이용할 수 있다.
즉, 2가 페놀과 카보네이트 전구체를 용액법 또는 용융법, 즉 2가 페놀과 포스젠의 반응, 2가 페놀과 다이페닐카보네이트 등의 에스터 교환법에 의해 반응시켜 제조된 것을 사용할 수 있다.
2가 페놀로서는 다양한 것을 들 수 있지만, 특히 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로페인(비스페놀 A), 비스(4-하이드록시페닐)메테인, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에테인, 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-다이메틸페닐)프로페인, 4,4'-다이하이드록시다이페닐, 비스(4-하이드록시페닐)사이클로알케인, 비스(4-하이드록시페닐)옥사이드, 비스(4-하이드록시페닐)설파이드, 비스(4-하이드록시페닐)설폰, 비스(4-하이드록시페닐)설폭사이드, 비스(4-하이드록시페닐)케톤 등, 또는 이들의 할로젠 치환체 등을 들 수 있다.
특히, 바람직한 2가 페놀로서는, 비스(하이드록시페닐)알케인계, 특히 비스페놀 A를 주원료로 한 것이다.
또한, 카보네이트 전구체로서는, 카보닐할라이드, 카보닐에스터 또는 할로포메이트 등이고, 구체적으로는 포스젠, 2가 페놀의 다이할로포메이트, 다이페닐카보네이트, 다이메틸카보네이트, 다이에틸카보네이트 등이다.
이 밖에, 2가 페놀로서는, 하이드로퀴논, 레조르신, 카테콜 등을 들 수 있다.
이들 2가 페놀은 각각 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
한편, 방향족 폴리카보네이트 수지는 분지 구조를 갖고 있을 수도 있고, 분지제로서는 1,1,1-트리스(4-하이드록시페닐)에테인, α,α',α''-트리스(4-하이드록시페닐)-1,3,5-트라이아이소프로필벤젠, 플로로글루신, 트라이멜리트산, 이사틴비스(o-크레졸) 등이 있다.
또한, 분자량의 조절을 위해서는 페놀, p-t-뷰틸페놀, p-t-옥틸페놀, p-큐밀페놀 등이 사용된다.
또한, 본 발명에서 이용하는 방향족 폴리카보네이트 수지는, 폴리카보네이트부와 폴리오가노실록세인부를 갖는 공중합체, 또는 이 공중합체를 함유하는 폴리카보네이트 수지일 수도 있다.
또한, 테레프탈산 등의 2작용성 카복실산, 또는 그의 에스터 형성 유도체 등의 에스터 전구체의 존재하에서 폴리카보네이트의 중합을 행함으로써 얻어지는 폴리에스터-폴리카보네이트 수지일 수도 있다.
또한, 여러가지의 폴리카보네이트 수지의 혼합물을 이용할 수도 있다.
본 발명의 방향족 폴리카보네이트 수지는, 기계적 강도 및 성형성의 점에서, 그의 점도 평균 분자량은 통상 10,000 내지 40,000, 바람직하게는 13,000 내지 30,000, 더욱 바람직하게는 14,000 내지 27,000이다.
본 발명에 있어서의 (B) 성분 중의 천연물 유래의 폴리에스터 수지로서는, 폴리락트산, 폴리(3-하이드록시뷰티레이트), 3-하이드록시뷰티레이트와 3-하이드록시바리레이트의 공중합체 등을 들 수 있다.
그 중에서도 폴리락트산이 가장 바람직하다. 상기 폴리락트산으로서는 합성 락트산으로부터 얻어진 것도 이용할 수 있다.
이 폴리락트산의 원료인 락트산으로서는, L형, D형, 라세미형 중 어느 것을 이용하더라도 좋고, 화학 합성법 및 발효 합성법 중 어느 방법으로 얻어진 것을 이용할 수 있지만, 바이오 리사이클의 관점에서 환경 부하 인자가 적은 옥수수 등의 전분을 락트산 발효시켜 얻어진 것이 바람직하게 사용된다.
본 발명에서 사용되는 (B) 성분인 폴리락트산은, 상기 락트산을 원료로 하여, (1) 고리화 반응에 의해서 얻어진 락타이드를 개환 중합시켜 폴리머를 얻는 2단계 프로세스 및 (2) 락트산을 직접 중합시켜 폴리머를 얻는 1단계 프로세스 중 어느 방법에 의해서 얻어진 것이라도 좋다.
상기 (1)의 2단계 프로세스에서는, 이하에 나타내는 반응식에 따라서 고분자량의 폴리락트산이 얻어진다.
Figure 112007026197714-pct00001
(m 및 n은 중합도이다.)
우선, 락트산(I)을 자기축합 중합반응시켜 저분자량 폴리락트산(II)을 얻은 후, 이 저분자량 폴리락트산(II)을 해중합하여, 환상 다이에스터인 락타이드(III)를 얻는다. 이어서, 이 락타이드(III)를 개환 중합시킴으로써 고분자량 폴리락트산(IV)이 얻어진다.
본 발명에서 이용하는 폴리락트산의 중량 평균 분자량은 통상 10만 내지 25만, 바람직하게는 13만 내지 20만의 범위이다. 또한, 융점은 통상 130 내지 160℃ 정도이고, 유리전이온도는 통상 50 내지 60℃ 정도이다.
이 폴리락트산을 이용함으로써, 본 발명의 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물에 고유동성, 내용제성 및 내충격성을 부여할 수 있다.
본 발명에 있어서의 (C) 카본 나노튜브는 탄소로 이루어지고, 외경이 바람직하게는 0.5 내지 120nm이고, 길이가 바람직하게는 500nm 이상인 원통상의 중공 섬유상 물질이고, 보다 바람직하게는 외경이 1 내지 100nm, 길이가 800 내지 15,000nm이다.
카본 나노튜브의 외경이 0.5nm 이상이면, 분산이 용이하여, 도전(대전방지)성이 상승하고, 외경이 120nm 이하이면, 성형품의 외관이 양호하고, 도전(대전방지)성도 상승한다.
카본 나노튜브의 길이가 500nm 이상, 특히 800nm 이상이면, 도전(대전방지)성이 충분하고, 길이가 15,000nm 이하이면, 성형품의 외관이 양호하고, 분산이 용이하게 된다.
본 발명의 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물의 도전(대전방지)성 및 난연성의 관점으로부터, 카본 나노튜브에 불순물로서 포함되는 비결정 카본 입자는 20질량% 이하가 바람직하다.
비결정 카본 입자를 20질량% 이하로 함으로써, 도전(대전방지) 성능이 향상됨과 동시에, 성형시의 열화 방지에 효과가 있다.
카본 나노튜브를 배합함으로써, 방향족 폴리카보네이트 수지/상기 폴리에스터 수지의 상 구조가 안정화되어, 용융시의 상기 폴리에스터 수지의 재응집이나 사출 성형시의 도메인 배향을 저감할 수 있다.
본 발명의 카본 나노튜브로서는, 공지된 여러가지의 카본 나노튜브 및 카본 마이크로 코일을 이용할 수 있다.
카본 나노튜브는, 제올라이트의 세공에 철이나 코발트계 촉매를 도입한 촉매 화학 기상 성장법(CCVD법), 기상 성장법(CVD법), 레이저 융삭법, 탄소봉?탄소 섬유 등을 이용한 아크 방전법 등에 의해서 제조할 수 있다.
카본 나노튜브의 말단 형상은 반드시 원통상일 필요는 없고, 예컨대 원추상 등으로 변형되어 있더라도 지장이 없다.
또한, 카본 나노튜브의 말단이 닫힌 구조이거나 열린 구조 어느 쪽이나 이용할 수 있지만, 바람직하게는 말단이 열린 구조인 것이 좋다.
카본 나노튜브의 말단이 닫힌 구조인 것은 질산 등 화학 처리를 함으로써 개구할 수 있다.
더욱이, 카본 나노튜브의 구조는 다층이라도 좋고 단층이라도 좋다.
또한, 상기 폴리에스터 수지와 카본 나노튜브의 마스터 배치를 이용하여, 본 발명의 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물을 제조할 수도 있다.
또한, 본 발명의 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물에는, 필요에 따라 (A) 성분 및 (B) 성분의 합계량 100질량부에 대하여, (D) 성분으로서 엘라스토머 0 내지 20질량부를 배합할 수 있고, 바람직하게는 1 내지 10질량부 배합된다.
엘라스토머의 배합량이 상기 범위에 있으면, 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물의 내충격성이 더욱 향상된다.
(D) 성분인 엘라스토머로서는, 코어?쉘 타입의 그래프트 고무상 탄성체가 적합하게 사용된다.
코어?쉘 타입의 그래프트 고무상 탄성체는 코어(심)와 쉘(껍데기)로 구성되는 2층 구조를 갖고 있다.
이 코어 부분은 연질인 고무 상태로서, 그의 표면의 쉘 부분은 경질인 수지 상태이고, 고무상 탄성체 자체는 분말상(입자 상태)인 그래프트 고무상 탄성체가 적합하게 사용된다.
이 코어?쉘 타입의 그래프트 고무상 탄성체는, 본 발명의 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물과 용융 블렌딩한 후에도 그의 입자 상태는 대부분이 원래의 형태를 유지하고 있다.
따라서, 이 그래프트 고무상 탄성체는, 본 발명의 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물 중에 균일하게 분산되어, 표층 박리를 일으키는 일이 적다.
코어?쉘 타입의 그래프트 고무상 탄성체는, 예컨대 알킬아크릴레이트나 알킬메타크릴레이트 및 다이메틸실록세인을 주체로 하는 단량체로부터 얻어진 1종 또는 2종 이상의 고무상 중합체의 존재하에, 스타이렌 등의 바이닐계 단량체의 1종 또는 2종 이상을 중합시켜 얻어지는 것이 적합하게 사용된다.
이들 알킬아크릴레이트나 알킬메타크릴레이트로서는, 탄소수 2 내지 10의 알킬기를 갖는 것, 예컨대 에틸아크릴레이트, 뷰틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, n-옥틸메타크릴레이트 등을 이용하여 얻어진 것이 바람직하다.
알킬아크릴레이트를 주체로 하는 단량체를 이용하여 얻어지는 엘라스토머로서는, 알킬아크릴레이트 70질량% 이상과, 이것과 공중합가능한 바이닐계 단량체, 예컨대 메틸메타크릴레이트, 아크릴로나이트릴, 아세트산바이닐, 스타이렌 등을 30질량% 이하의 비율로 반응시켜 얻어지는 공중합체가 적합하게 사용된다.
또한, 다이바이닐벤젠이나, 에틸렌다이메타크릴레이트, 트라이알릴사이아누레이트, 트라이알릴아이소사이아누레이트 등의 다작용성 화합물에 의해 가교화시킨 것이더라도 좋다.
또한, 고무상 중합체의 존재하에, 스타이렌, α-메틸스타이렌 등의 방향족 바이닐 화합물이나, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸 등의 아크릴산 에스터, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸 등의 메타크릴산 에스터 등을 중합 또는 공중합시켜 얻어지는 것을 사용할 수 있다.
또한, 이들 단량체와 함께, 다른 바이닐계 단량체, 예컨대 아크릴로나이트릴이나, 메타크릴로나이트릴 등의 사이안화바이닐 화합물, 아세트산바이닐, 프로피온산바이닐 등의 바이닐에스터 화합물 등을 공중합시켜 얻어진 것이더라도 좋다.
이들 중합체나 공중합체는 괴상 중합법이나 현탁 중합법, 유화 중합법 등의 각종 방법에 의해서 얻어진 것이 사용되지만, 그들 중에서도, 유화 중합법에 의해서 얻어진 것이 특히 적합하게 사용된다.
또한, 이 코어?쉘 타입의 그래프트 고무상 탄성체로서, n-뷰틸아크릴레이트 60 내지 80질량%에 스타이렌과 메타크릴산메틸을 20 내지 40질량%의 비율로 그래프트 공중합시킨 MAS 수지 탄성체가 사용된다.
또한, 폴리실록세인 고무 성분 5 내지 95질량%와 폴리(메트)아크릴레이트 고무 성분 5 내지 95질량%가 분리될 수 없도록 서로 얽힌 구조를 갖는 평균 입자직경 0.01 내지 1㎛ 정도의 복합 고무에, 1종 이상의 바이닐계 단량체를 그래프트 공중합시켜 얻어지는 복합 고무계 그래프트 공중합체를 이용할 수도 있다.
이들 여러가지 형태를 갖는 코어?쉘 타입의 그래프트 고무상 탄성체는, 시판품으로서 하이브레인(Hibrane) B621(니폰제온사 제품), KM-357P(구레하화학공업사 제품), 메타블렌(METABLEN) W529, 메타블렌 S2001, 메타블렌 C223(미츠비시레이온사 제품) 등이 있다.
더욱이, 본 발명의 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물은, 그의 물성을 손상시키지 않는 한, 그의 혼합시 또는 성형시에 다른 수지, 첨가제, 예컨대 안료, 염료, 강화제, 충전제, 내열제, 산화 열화 방지제, 내후제, 윤활제, 이형제, 결정핵제, 가소제, 유동성 개량제, 대전방지제 등을 첨가할 수 있다.
본 발명의 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물의 제조방법으로서는, 종래부터 공지된 방법으로 각 성분을 용융 혼련하는 방법을 들 수 있다.
예컨대, 각 성분을 텀블 믹서나 헨셀 믹서, 리본 블렌더 또는 슈퍼 믹서로 대표되는 고속 믹서로 분산 혼합한 후, 압출기, 밴버리 믹서, 롤 등으로 용융 혼련하는 방법이 적절히 선택된다.
제조방법으로서, 각 성분을 일괄 투입하여 용융 혼련할 수도 있지만, 미리 상기 폴리에스터 수지와 카본 나노튜브를 용융 혼련한 후, 방향족 폴리카보네이트 수지 등을 용융 혼련하면, 도전(대전방지)성이 향상되어, 방향족 폴리카보네이트 수지/상기 폴리에스터 수지의 상 구조가 안정화된다.
용융 혼련의 방법으로서는, 상기 폴리에스터 수지와 카본 나노튜브를 용융한 상태에서, 압출기의 도중으로부터 방향족 폴리카보네이트 수지 등의 다른 성분을 투입할 수도 있고, 미리 제조한 상기 폴리에스터계 수지와 카본 나노튜브의 마스터 배치를 사용할 수도 있다.
마스터 배치 중의 카본 나노튜브량으로서는 5 내지 40질량%가 바람직하다.
본 발명의 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물은 전술한 성상을 가짐으로써, 예컨대 OA 기기, 정보?통신 기기, 자동차 부품 또는 가정 전화기용 등으로서 적합하게 사용된다.
본 발명은 또한, 전술한 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물을 이용하여 얻어진 성형체도 제공한다.
이하에, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 하등 한정되지 않는다.
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3
표 1에 나타내는 비율로 각 성분을 배합하고, 벤트식 2축 압출 성형기(기종명: TEM35, 도시바기계사 제품)에 공급하고, 280℃에서 용융 혼련하여 펠렛화했다.
수득된 펠렛을 120℃에서 10시간 건조한 후, 성형 온도 280℃(금형 온도 80℃)에서 사출 성형하여 시험편을 수득했다.
수득된 시험편을 이용하여 성능을 하기 각종 시험에 의해서 평가하고, 그 결과를 표 1에 나타냈다.
이용한 배합 성분 및 성능 평가방법을 다음에 나타낸다.
[배합 성분]
(A) 방향족 폴리카보네이트 수지 PC: A1900[이데미쓰고산사 제품], 점도 평균 분자량=19,500
(B) 폴리락트산 수지 PLA: 레이시아 H-100[미쓰이화학사 제품, 중량 평균 분 자량 10만]
(C) 카본 나노튜브: 멀티월(Multi-Wall), 직경 10 내지 30nm, 길이 1 내지 10㎛, 양 단부 개구, 비결정 카본 입자량 15질량%(썬 나노테크사 제품)
(B)+(C): PLA/카본 나노튜브 MB: 카본 나노튜브와 폴리락트산 수지 레이시아 H-100의 마스터 배치; 2축 압출기(TEM-35)를 사용하여, 설정 온도 220℃에서 제조한 마스터 배치
(D) 엘라스토머 MAS: 메타블렌 W450[미쓰비시레이온사 제품]
[성능 평가방법]
(1) IZOD(아이조드 충격강도): ASTM D256에 준거하여, 23℃[두께 1/8인치(0.32cm)], 단위: kJ/m2
(2) 부피 고유 저항치: JIS K6911에 준거(시험 평판: 80×80×3mm)했다. 단위: Ω
(3) 성형 외관: 육안에 의해 평가했다.
(4) 내용제성: 시험편을 가솔린 중에 10분간 침지한 후, 손으로 구부렸을 때의 외관 등의 변화에 의해 평가했다.
(5) 내용제성: 시험편을 가솔린 중에 10분간 침지한 후, 손으로 구부렸을 때의 외관 등의 변화에 의해 평가했다.
(6) 난연성: UL94 연소 시험에 준거(시험편 두께: 3.0mm)했다.
표 1로부터 하기의 것이 밝혀졌다.
실시예는, 내충격성, 도전(대전방지)성, 내용제성, 난연성 및 성형 외관이 우수하고, 마스터 배치를 이용하면 내충격성, 도전(대전방지)성이 더욱 향상된다.
이에 대하여, 비교예 1로부터, 방향족 폴리카보네이트 수지만으로는 도전(대전방지)성이 없고, 내용제성도 낮음을 알 수 있다.
비교예 2로부터, 수지 성분이 방향족 폴리카보네이트 수지 단독으로는 실시예 1 및 2와 동일한 카본 나노튜브량을 첨가하더라도, 도전(대전방지)성, 내용제성, 난연성의 향상은 없고, 성형 외관도 저하됨을 알 수 있다.
비교예 3은, 실시예 3 및 4와 동종의 방향족 폴리카보네이트 수지 및 폴리락트산 수지가 배합되어 있지만, 카본 나노튜브를 첨가하지 않으면 도전(대전방지)성, 난연성이 발현되지 않을 뿐만 아니라 내충격성이 낮다.
Figure 112010048783814-pct00003
본 발명의 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물은, 방향족 폴리카보네이트 수지/천연물 유래의 폴리에스터 수지 및/또는 합성 락트산으로부터 얻어진 폴리락트산의 상 구조가 안정화되고, 층상 박리가 없고, 도전(대전방지)성, 내용제성, 유동성, 난연성, 내충격성 및 성형 외관 등이 우수하다.
따라서, OA 기기, 정보?통신 기기, 자동차 부품 또는 가정 전화 기기 등의 전기. 전자 기기의 하우징 또는 부품, 나아가서는 자동차 부품 등 그 응용 분야의 확대가 기대된다.

Claims (8)

  1. (A) 방향족 폴리카보네이트 수지 50 내지 95질량% 및 (B) 천연물 유래의 폴리에스터 수지 및/또는 합성 락트산으로부터 얻어진 폴리락트산 50 내지 5질량%로 이루어진 수지 성분 100질량부에 대하여, (C) 카본 나노튜브 0.1 내지 30질량부를 배합하여 이루어진 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    (A) 성분의 점도 평균 분자량이 10,000 내지 40,000인 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    (B) 성분이 폴리락트산인 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    (C) 성분이 비결정 카본 입자의 함유량 20질량% 이하, 외경 0.5 내지 120nm 및 길이 500nm 이상인 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    (A) 성분과 (B) 성분의 합계량 100질량부에 대하여, 추가로 (D) 엘라스토머 0 내지 20질량부를 포함하는 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    OA 기기, 정보?통신 기기, 자동차 부품 또는 가정 전화 기기용 조성물인 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물.
  7. (B) 성분과 (C) 성분을 용융 혼련한 후, 이 혼련물에 (A) 성분 또는 (A) 성분과 (D) 성분을 첨가하여 용융 혼련하는 것을 특징으로 하는 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물의 제조방법.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 방향족 폴리카보네이트 수지 조성물을 이용하여 얻어진 성형체.
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