KR101596546B1 - 내충격성이 우수한 열전도성 폴리카보네이트 수지조성물 - Google Patents

내충격성이 우수한 열전도성 폴리카보네이트 수지조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 (A) 폴리카보네이트 수지; (B) 열전도성 충진재; 및 (C) 변성 폴리올레핀계 공중합체를 포함하며, 폴리카보네이트 수지의 강성을 유지하면서 충격강도, 열전도성, 및 성형성이 우수하다.

Description

내충격성이 우수한 열전도성 폴리카보네이트 수지조성물 {Heat Conductive Polycarbonate Resin Composition With Excellent Impact Strength}
본 발명은 폴리카보네이트 수지조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 내충격성이 우수한 열전도성 폴리카보네이트 수지조성물에 관한 것이다.
금속이 가진 높은 열전도율 때문에, 금속은 발열하는 부품을 가진 전자 기기 대부분의 본체, 섀시, 방열판 등의 재료로 현재까지 가장 많이 사용되어 온 재료이다. 금속은 다른 재료들 보다도 자기가 받은 열을 빠르게 주위로 확산시켜주므로, 열에 민감한 전자부품을 국부적인 고온으로부터 지킬 수 있다. 그리고 금속은 높은 기계적 강도를 지니고 있으며, 판금이나 금형, 절삭 등의 가공성까지 겸비하고 있으므로, 형상이 복잡한 방열용 재료로 이용할 수 있는 가장 적합한 재료이다. 그러나, 이러한 금속도 높은 밀도로 인한 경량화의 어려움, 높은 가격 등의 단점을 가지고 있다.
금속의 이러한 단점을 해결하고자 열전도성 수지가 개발되었다. 그러나, 최근 전자기기의 고집적화와 고성능화로 인해 기기 내에서 점점 더 많은 열이 발생하고 있으며, 더불어 기기들의 박막화, 경량화로 인해 기기 내에서 발생되는 열을 주위로 빠르게 확산시키는 것 또한 어려워지고 있다. 그로 인해 국부적인 고온 발생이 전자기기의 오작동 또는 발화로 이어지는 문제점이 있지만, 지금까지 개발되어 온 열전도성 수지는 열전도율이 낮아 이러한 문제를 해결하는데 한계를 가지고 있다.
또한, 열전도성 수지의 열전도도를 높이기 위하여 다량의 열전도성 충진재를 충진시키는 경우 점도(viscosity)가 상승하여 사출성형 등으로 제품을 생산하기가 어려워지고, 최종 제품의 강도 또한 만족스럽지 못하다는 문제점이 있다.
따라서 충진재의 함량을 최소화하면서도 열전도도를 최대화하기 위하여, 수지 내 충진재의 효율적인 네트워크 형성이 중요하다. 또한, 다량의 충진재를 첨가하여도 사출성형성이 저하되지 않도록 하기 위하여, 점도가 낮은 수지를 사용하는 것이 중요하다. 그러나, 수지의 점도를 낮추기 위해서는 수지의 분자량이 작아야 하는데, 수지의 분자량이 작을수록 수지의 분자쇄 간 반응성이 높아져 압출 및 사출공정에서 쉽게 반응이 일어나므로, 경화반응 등의 부작용이 발생할 수 있다.
결론적으로, 사출성형이 가능한 고열전도성 수지를 제조하기 위해서는 충진재의 효율적인 네트워크 형성을 위한 유동성이 확보되어야 하고, 또한 수지의 점도를 저하시켜 충진재의 충진성이 확보되어야 하며, 그와 더불어 체류 안정성이 확보되어야 한다.
한국특허 제227,123호는 폴리카보네이트, 폴리올레핀 수지, 변성 폴리올레핀 수지, 무기충진재, 열가소성 탄성체를 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물을 개시하고 있으나, 충격강도 저하를 막기 위해서 열가소성 탄성체를 필수적으로 사용해야만 한다는 문제점이 있다.
본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하고자, 폴리카보네이트 수지에 열전도성 충진재와 변성 폴리올레핀계 공중합체를 첨가하여 내충격성이 우수한 열전도성 폴리카보네이트 수지조성물을 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 열전도성이 우수한 폴리카보네이트 수지조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 내충격성이 우수한 폴리카보네이트 수지조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 성형성이 우수한 폴리카보네이트 수지조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 굴곡탄성률 및 굴곡강도가 우수한 폴리카보네이트 수지조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 인장강도 및 인장신율이 우수한 폴리카보네이트 수지조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 모두 하기 설명되는 본 발명에 의해서 달성될 수 있다.
본 발명의 폴리카보네이트 수지조성물은 (A) 폴리카보네이트 수지, (B) 열전도성 충진재 및 (C) 변성 폴리올레핀계 공중합체로 이루어져 있다.
본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지(A) 20 내지 80 중량% 및 열전도성 충진재(B) 20 내지 80 중량%를 포함하는 기초수지 100 중량부에 대하여, 변성 폴리올레핀계 공중합체(C) 0.1 내지 5 중량부로 이루어져 있다.
본 발명의 열전도성 충진재(B)는 마그네슘옥사이드, 보론나이트라이드, 알루미늄옥사이드 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 변성 올레핀계 공중합체(C)는 말레산 무수물기, 아민기, 에폭시기로 이루어진 군으로부터 선택되는 작용기를 포함한다.
본 발명의 폴리카보네이트 수지조성물은 항균제, 열안정제, 산화방지제, 이형제, 광안정제, 무기물 첨가제, 계면활성제, 커플링제, 가소제, 상용화제, 활제, 정전기방지제, 착색제, 안료, 염료, 난연제, 난연보조제, 적하방지제, 내후안정제, 자외선 흡수제, 자외선 차단제 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 첨가제를 더 포함한다.
본 발명에 따른 성형품은 상기 폴리카보네이트 수지조성물로부터 제조되며, 이러한 성형품은 LED 형광등이다.
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지조성물은 우수한 열전도성, 내충격성, 성형성, 굴곡탄성률, 굴곡강도, 인장강도, 인장신율을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
도 1은 실시예 4-6에서 변성 폴리올레핀계 공중합체(C) 첨가에 따른 수지 점도의 상승을 나타내는 그래프이다.
이하 본 발명의 구체적인 내용을 하기에 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 (A) 폴리카보네이트 수지, (B) 열전도성 충진재, 및 (C) 변성 폴리올레핀계 공중합체로 이루어진다.
본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지(A) 20 내지 80 중량% 및 열전도성 충진재(B) 20 내지 80 중량%를 포함하는 기초수지 100 중량부에 대하여, 변성 폴리올레핀계 공중합체(C) 0.1 내지 5 중량부로 이루어진다.
(A) 폴리카보네이트 수지
본 발명에서, 폴리카보네이트 수지(A)는 제한되지 않는다. 예를 들면, 폴리카보네이트 수지(A)로서 지방족 폴리카보네이트 수지, 방향족 폴리카보네이트 수지, 이들의 코폴리카보네이트 수지, 코폴리에스테르카보네이트 수지, 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 또한, 폴리카보네이트 수지(A)는 선형 또는 분지형 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 폴리카보네이트 수지(A)는 (a1) 방향족 디히드록시 화합물을 (a2) 카보네이트 전구체와 반응시켜 제조할 수 있다.
( a1 ) 방향족 디히드록시 화합물
방향족 디히드록시 화합물(a1)은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이들의 혼합물이다:
[화학식 1]
Figure 112013015699985-pat00001
화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 또는 C1-C8의 알킬기이고; a 및 b는 각각 독립적으로 0 내지 4 사이의 정수이며, Z는 단일결합, C1-C8의 알킬렌기, C2-C8의 알킬리덴기, C5-C15의 시클로 알킬렌기, C5-C15의 시클로 알킬리덴기, -S-, -SO-, SO2-, -O-, 또는 -CO-을 나타낸다.
화학식 1로 표시되는 방향족 디히드록시 화합물(a1)로는 비스(히드록시 아릴)알칸, 비스(히드록시 아릴)시클로알칸, 비스(히드록시 아릴)에테르, 비스(히드록시 아릴)설파이드, 비스(히드록시 아릴)설폭사이드, 비페닐 화합물이 사용될 수 있으며, 이들 화합물은 단독으로 또는 2 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.
구체적으로, 비스(히드록시 아릴)알칸의 예는 비스(4-히드록시 페닐)메탄, 비스(3-메틸-4-히드록시 페닐)메탄, 비스(3-클로로-4-히드록시 페닐)메탄, 비스(3,5-디브로모-4-히드록시 페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시 페닐)에탄, 1,1-비스(2-터셔리-부틸-4-히드록시-3-메틸 페닐)에탄, 2,2-비스(4-히드록시 페닐)프로판(비스페놀 A), 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시 페닐)프로판, 2,2-비스(2-메틸-4-히드록시 페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시 페닐)프로판, 1,1-비스(2-터셔리-부틸-4-히드록시-5-메틸 페닐)프로판, 2,2-비스(3-클로로-4-히드록시 페닐)프로판, 2,2-비스(3-플루오로-4-히드록시 페닐)프로판, 2,2-비스(3-브로모-4-히드록시 페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디플루오로-4-히드록시 페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시 페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디브로모-4-히드록시 페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시 페닐)부탄, 2,2-비스(4-히드록시 페닐)옥탄, 2,2-비스(4-히드록시 페닐)페닐 메탄, 2,2-비스(4-히드록시-1-메틸 페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시-터셔리-부틸 페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-브로모 페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸 페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-클로로 페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디클로로 페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디브로모 페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디브로모 페닐)프로판, 2,2-비스(3-브로모-4-히드록시-5-클로로 페닐)프로판, 2,2-비스(3-페닐-4-히드록시 페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시 페닐)부탄, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시 페닐)부탄, 1,1-비스(2-부틸-4-히드록시-5-메틸 페닐)부탄, 1,1-비스(2-터셔리-부틸-4-히드록시-5-메틸 페닐)부탄, 1,1-비스(2-터셔리-부틸-4-히드록시-5-메틸 페닐)이소 부탄, 1,1-비스(2-터셔리-아밀-4-히드록시-5-메틸 페닐)부탄, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시 페닐)부탄, 2,2-비스(3,5-디브로모-4-하이드로 페닐)부탄, 4,4-비스(4-히드록시 페닐)헵탄, 1,1-비스(2-터셔리-부틸-4-히드록시-5-메틸 페닐)헵탄, 2,2-비스(4-히드록시 페닐)옥탄, 또는 1,1-(4-히드록시 페닐)에탄이다.
구체적으로 비스(히드록시 아릴)시클로알칸의 예는 1,1-비스(4-히드록시 페닐)시클로펜탄, 1,1-비스(4-히드록시 페닐)시클로헥산, 1,1-비스(3-메틸-4-히드록시 페닐)시클로헥산, 1,1-비스(3-시클로헥실-4-히드록시 페닐)시클로헥산, 1,1-비스(3-페닐-4-히드록시 페닐)시클로헥산, 또는 1,1-비스(4-히드록시 페닐)-3,5,5-트리메틸시클로헥산이다.
구체적으로 비스(히드록시 아릴)에테르의 예는 비스(4-히드록시 페닐)에테르 또는 비스(4-히드록시-3-메틸 페닐)에테르이다.
구체적으로 비스(히드록시 아릴)설파이드의 예는 비스(4-히드록시 페닐)설파이드 또는 비스(3-메틸-4-히드록시 페닐)설파이드이다.
구체적으로 비스(히드록시 아릴)설폭사이드의 예는 비스(히드록시 페닐)설폭사이드, 비스(3-메틸-4-히드록시 페닐)설폭사이드 또는 비스(3-페닐-4-히드록시 페닐)설폭사이드이다.
구체적으로 비페닐 화합물의 예는 비스(4-히드록시 페닐)설폰, 비스(3-메틸-4-히드록시 페닐)설폰, 또는 비스(3-페닐-4-히드록시 페닐)설폰 등의 비스(히드록시 아릴)설폰, 4,4'-디히드록시 비페닐, 4,4'-디히드록시-2,2'-디메틸비페닐, 4,4'-디히드록시-3,3'-디메틸비페닐, 4,4'-디히드록시-3,3'-디시클로 비페닐, 3,3-디플루오로-4,4'-디히드록시 비페닐이다.
화학식 1로 표시되는 화합물 이외에 사용될 수 있는 방향족 디히드록시 화합물(a1)로는 디히드록시 벤젠, 할로겐 또는 알킬치환된 디히드록시 벤젠 등이 있다. 구체적으로 레조르시놀, 3-메틸레조르시놀, 3-에틸레조르시놀, 3-프로피레조르시놀, 3-부틸레조르시놀, 3-터셔리-부틸레조르시놀, 3-페닐레조르시놀, 2,3,4,6-테트라플루오로레조르시놀, 2,3,4,6-테트라브로모레조르시놀, 카테콜, 하이드로퀴논, 3-메틸하이드로퀴논, 3-에틸하이드로퀴논, 3-프로필하이드로퀴논, 3-부틸하이드로퀴논, 3-터셔리-부틸하이드로퀴논, 3-페닐하이드로퀴논, 3-규밀하이드로퀴논, 2,5-디클로로하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라메틸하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라-터셔리-부틸하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라프로오로하이드로퀴논, 또는 2,3,5,6-테트라브로모 하이드로퀴논이 사용될 수 있다.
바람직하게는 방향족 디히드록시 화합물(a1)로서 2,2-비스(4-히드록시 페닐)프로판(bisphenol A)이 사용되는 것이 바람직하다.
( a2 ) 카보네이트 전구체
카보네이트 전구체의 예로 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디부틸 카보네이트, 디시클로헥실 카보네이트, 디페닐 카보네이트, 디토릴 카보네이트, 비스(클로로페닐) 카보네이트, m-크레실 카보네이트, 디나프틸카보네이트, 비스(디페닐) 카보네이트, 카보닐 클로라이드(포스겐), 트리포스겐, 디포스겐, 카보닐 브로마이드, 비스할로포르메이트 등이 있다. 이들 화합물은 단독으로 또는 2 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.
폴리카보네이트 수지를 계면중합법으로 제조할 경우에는 카보닐 클로라이드(포스겐)를 사용하는 것이 바람직하다.
카보네이트 전구체(a2)는 방향족 디히드록시 화합물(a1) 1몰에 대하여, 0.9 내지 1.5의 몰비로 사용될 수 있다.
본 발명의 폴리카보네이트 수지(A)는 중량평균분자량이 10,000 내지 200,000 g/mol, 바람직하게 15,000 내지 80,000 g/mol 이다.
본 발명의 폴리카보네이트 수지(A)는 폴리카보네이트 수지(A) 및 열전도성 충진재(B) 100 중량%에 대하여, 20 내지 80 중량%로 포함될 수 있다. 이 경우에, 폴리카보네이트 수지조성물의 열전도성, 내충격성 및 성형성이 우수하게 유지될 수 있다.
(B) 열전도성 충진재
본 발명에서, 열전도성 충진재(B)는 폴리카보네이트 수지조성물의 열전도성을 향상시킨다.
본 발명의 열전도성 충진재(B)는 열전도성 및 유동성의 관점에서 구형 입자인 것이 바람직하다. 판상의 열전도성 충진재를 사용하는 경우, 충진재 사이의 접촉확률과 접촉면적이 크므로 구형의 열전도성 충진재를 사용하는 경우보다 높은 열전도성을 가질 수 있는 장점이 있으나, 판상의 열전도성 충진재는 열전도성에 있어서 이방성(anisotropy; 異方性)을 갖고 있어 열전도성이 방향에 따라 일정하지 않은 단점이 있다. 따라서 구형의 열전도성 충진재(B)는 전기절연성을 가지면서 수평방향(in-plane)뿐만 아니라, 수직방향(z-direction)으로의 열전도성이 우수하므로, 방향성과 관계없이 열전도성이 현저히 우수하다.
또한, 구형의 열전도성 충진재(B)는 판상의 입자 또는 플레이크에 비하여 유동성이 우수한 효과를 가진다. 판상의 충진재는 구형의 충진재보다 수지 조성물의 점도를 더 증가시켜 조성물의 성형성을 저하시키는 단점이 있으므로 유동성 확보가 필요한 본 발명에서는 적합하지 않다.
더욱이, 유동성을 확보하기 위하여 충진재의 평균입경이 상대적으로 큰 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 다만, 다른 물성과 밸런스를 고려하여 평균입경의 범위를 선택할 필요가 있다.
본 발명의 열전도성 충진재(B)는 평균입경이 30 내지 80 ㎛인 열전도성 충진재가 전체 열전도성 충진재(A)의 중량에 대하여 80% 이상 포함하는 것이 바람직하며, 평균입경이 40 내지 60 ㎛인 열전도성 충진재를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 구형입자의 비표면적(BET)은 0.4 내지 0.6 g/㎤인 것이 바람직하다. 만약, 평균입경이 30 ㎛ 미만, BET 0.4 m2/g 이하이면 유동성이 저하될 수 있고, 평균입경이 80 ㎛ 초과, BET 0.9 m2/g 이상 이면 폴리카보네이트 수지조성물의 열전도성이 저하될 수 있다.
본 발명의 열전도성 충진재(B)는 마그네슘옥사이드(산화마그네슘), 보론나이트라이드, 알루미늄옥사이드(산화알루미늄), 알루미늄나이트라이드 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다. 이 중 열전도성이 우수한 마그네슘옥사이드가 가장 바람직하다.
본 발명의 열전도성 충진재(B)는 폴리카보네이트 수지(A) 및 열전도성 충진재(B) 100 중량%에 대하여, 20 내지 80 중량%로 포함될 수 있다. 열전도성 충진재(B)의 함량이 20 중량% 미만인 경우 폴리카보네이트 수지조성물의 열전도성이 저하되고, 80 중량% 초과인 경우 열전도성 충진재가 불순물과 같은 역할을 함으로써 계면간의 접합 특성을 저하시켜 폴리카보네이트 수지조성물의 충격강도, 인장강도 및 굴곡강도가 저하된다.
(C) 변성 폴리올레핀계 공중합체
본 발명에서, 변성 폴리올레핀계 공중합체(C)는 폴리카보네이트 수지조성물의 내충격성 및 성형성을 향상시키는 구성요소로서, 폴리올레핀을 주쇄로 하고 작용기를 포함하는 화합물이 그라프트 형태로 공중합되어 있는 가지형 그라프트 공중합체의 구조를 갖는다.
본 발명의 변성 폴리올레핀계 공중합체(C)는 폴리올레핀 주쇄에 말레산 무수물기, 아민기, 에폭시기 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물이 그라프트 공중합되어 제조된다.
변성 폴리올레핀계 공중합체(C)는 주쇄로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 에틸렌-프로필렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 0.2 내지 5 중량%로 포함하는 것이 바람직하다.
작용기를 포함하는 화합물의 함량은 변성 폴리올레핀계 공중합체(C) 전체 중량에 대하여 0.2 내지 5 중량%인 것이 적합하며, 바람직하게는 1.0 내지 2.0 중량%, 보다 바람직하게는 1.0 내지 1.5 중량%인 것이 적당하다. 작용기를 포함하는 화합물의 함량이 0.2 중량% 미만인 경우에는 내충격성이 발현되지 않고, 5 중량% 초과인 경우에는 충격보강제로서의 역할이 저하되어 충격강도의 저하가 있을 수 있다.
본 발명의 변성 폴리올레핀계 공중합체(C)는 폴리카보네이트 수지(A) 및 열전도성 충진재(B)를 포함하는 기초수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.
변성 폴리올레핀계 공중합체(C)의 함량이 상기 범위 내에서 증가하는 경우 충격강도가 향상되고, 인장신율이 향상된다. 인장신율의 증가는 굴곡 에너지의 증가로 나타나 사출물의 실용충격강도를 증가시키며, 과량의 충진재가 첨가되어도 사출 이형성과 연속작업성의 개선에 효과적이다. 또한, 도1에 나타난 바와 같이, 변성 폴리올레핀계 공중합체(C)의 함량이 상기 범위 내에서 증가하는 경우 폴리카보네이트 수지조성물의 점도가 상승되어 압출 성형과 같은 특수한 공정에서의 가공성 향상과 외관 개선에 효과적이다.
변성 폴리올레핀계 공중합체(C)의 함량이 0.1 중량부 미만인 경우 폴리카보네이트 수지조성물의 충격강도가 저하되고, 5 중량부 초과인 경우 폴리카보네이트 수지조성물의 충격강도는 상승하나, 내열성 및 유동성 등 다른 물성이 저하된다.
(D) 첨가제
본 발명의 폴리카보네이트 수지조성물은 항균제, 열안정제, 산화방지제, 이형제, 광안정제, 무기물 첨가제, 계면활성제, 커플링제, 가소제, 상용화제, 활제, 정전기방지제, 착색제, 안료, 염료, 난연제, 난연보조제, 적하방지제, 내후안정제, 자외선 흡수제, 자외선 차단제 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 첨가제(D)를 더 포함한다.
산화방지제의 예로는 페놀형, 포스파이트형, 티오에테르형, 아민형 산화방지제 등이 있다.
이형제의 예로는 불소 함유 중합체, 실리콘 오일, 스테아르산의 금속염, 몬탄산의 금속염, 몬탄산 에스테르 왁스, 폴리에틸렌 왁스 등이 있다.
무기물 첨가제의 예로는 유리섬유, 탄소섬유, 실리카, 마이카, 알루미나, 점토, 탄산칼슘, 황산칼슘, 유리비드 등이 있다.
안료 또는 염료의 예로는 이산화티탄, 카본블랙 등이 있다. 상기 카본블랙의 예로는 흑연화 카본, 퍼니스 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙 등이 있다.
난연제의 예로는 인계, 질소계, 할로겐계 난연제 등이 있다.난연보조제의 예로는 산화안티몬 등이 있다.
적하방지제의 예로는 폴리테트라플루오로에틸렌 등이 있다.
내후안정제의 예로는 벤조페논형 또는 아민형 내후안정제 등이 있다.
본 발명의 첨가제(D)는 폴리카보네이트 수지(A) 및 열전도성 충진재(B)를 포함하는 기초수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 폴리카보네이트 수지조성물은 LASER FLASH METHOD을 이용하여 측정한 열전도율이 0.4 내지 2.0 W/mK이다.
본 발명의 폴리카보네이트 수지조성물은 ASTM D256에 준하여 측정한 3.175 mm(1/8") 두께 시편의 Izod 노치 충격강도가 5 내지 20 kgfㆍcm/cm이고, ASTM D1238에 준하여 250 ℃의 온도 및 10 Kg의 하중 하에서 측정한 용융흐름지수가 4 내지 25 g/10min이다.
본 발명의 폴리카보네이트 수지조성물은 ASTM D790에 준하여 2.8 mm/min로 측정한 굴곡강도가 500 내지 800 kgf/cm2이고, 굴곡탄성율이 30,000 내지 60,000 kgf/cm2이며, ASTM D638에 준하여 5 mm/min 로 측정한 인장강도가 200 내지 400 kgf/cm2이고, 인장신율이 5 내지 15 % 이다.
본 발명의 폴리카보네이트 수지조성물은 ASTM D648에 준하여 18.56 kgf/cm2에서 측정한 열변형온도가 120 내지 135 ℃이다.
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지조성물은 수지조성물을 제조하는 공지의 방법에 의해서 제조될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지조성물은 본 발명의 구성 성분과 기타 첨가제들을 동시에 혼합한 후 압출기 내에서 용융 압출하는 방법에 의하여 펠렛의 형태로 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지조성물은 우수한 열전도성, 내충격성 및 성형성이 동시에 요구되는 성형품에 바람직하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지조성물은 각종 전기/전자 부품, 실내 조명, 자동차 조명, 표시 기기, 헤드라이트 등의 발광장치용 소재에 바람직하게 적용될 수 있다. 더욱 바람직하게는 LED 형광등에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지조성물을 이용하여 성형품을 제조하는 방법에는 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 압출, 사출 혹은 캐스팅 성형 방법 등이 적용될 수 있다. 성형방법은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 실시될 수 있다.
본 발명은 하기의 실시예에 의해 보다 구체화될 것이나, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 사용될 뿐이며 본 발명의 보호범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
실시예
실시예 및 비교실시예에서 사용되는 각 구성성분은 다음과 같다.
(A) 폴리카보네이트 수지
제일모직社의 폴리카보네이트인 SC-1080을 사용하였다.
(B) 열전도성 충진재
(B1) Vinyl로 표면처리되고, 입경이 50인 U社의 마그네슘옥사이드인 사용하였다.
(B2) 입경이 20인 M社의 보론나이트라이드인 CF600사용하였다.
(B3) 입경이 50인 덴카社의 알루미늄옥사이드인 사용하였다.
(C) 변성 폴리올레핀계 공중합체
Polyram社의 MAH-HDPE인 Bondyram® 5108를 사용하였다.
실시예 1 내지 9 및 비교실시예 1 내지 6
상기 각 구성성분을 하기 표 1에 기재된 함량대로 건식 혼합한 뒤, 이 혼합물을 직경이 45mm 인 이축 압출기를 사용하여 압출하였으며, 이 압출물을 펠렛 형태로 제조하였다. 제조된 펠렛을 100 ℃의 제습건조기에서 4시간 건조시킨 후 사출하여 물성측정용 시편을 제조하였다.
하기 표 1에서, (A) 및 (B)의 함량은 (A) 및 (B) 100 중량%에 대한 중량%로 나타낸 것이고, (C)의 함량은 (A) 및 (B) 100 중량부에 대한 중량부로 나타낸 것이다.
　 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2
(A) 60 60 60 40 40 40 60 60 60 40

(B)		 (B1) 40 40 40 60 60 60 - - 40 60
(B2) - - - - - - 40 - - -
(B3) - - - - - - - 40 - -
(C) 0.5 1.0 1.5 0.5 1.0 1.5 1.0 1.0 - -
제조된 시편에 대하여 하기와 같은 방법으로 물성을 측정하였으며 그 결과를 표 2 및 도 1에 나타내었다.
(1) 열전도도: ASTM E 1461에 준하여 Laser flash method를 이용하여 1*1*1 mm3 크기의 시편에 대해 측정하였다.
(2) Izod 충격강도: ASTM D256에 준하여 1/8 inch 두께의 시편을 unnotched로 측정하였다.
(3) 유동성: ASTM D1238에 준하여 250℃의 온도 및 10 Kg의 하중 하에서 유동흐름지수를 측정하였다.
(4) 굴곡탄성률(FS) 및 굴곡강도(FM): ASTM D790에 준하여 2.8 mm/min로 1/4 inch 두께의 시편의 굴곡탄성율 및 굴곡강도를 측정하였다.
(5) 인장강도(TS) 및 인장신율(TE): ASTM D638에 준하여 5 mm/min 로 1/8 inch 두께의 시편의 인장강도 및 인장신율을 측정하였다.
(6) 점도: ASTM D648에 준하여 18.56 kgf/cm2에서 동적유변측정기(ARES)를 이용하여 270 ℃의 온도 하에서 점도를 측정하였다.
　 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2
열전도도
(W/mk)		 0.60 0.61 0.60 0.81 0.80 0.80 1.70 0.55 0.60 0.80
Izod
충격강도
(kgfcm/cm)		 9 12 15 7 8 10 8 10 3 2
유동성
(g/10min)		 15 13 11 20 17 15 5 4 18 24
굴곡강도kgf/cm2 730 700 670 560 540 520 520 730 900 590
굴곡탄성률
kgf/cm2 		36000 35000 34000 56000 54000 52000 48000 34000 39000 67000
인장강도kgf/cm2 400 380 360 260 250 250 210 380 530 350
인장신율% 8 12 13 6 8 8 2 7 3 1
내열성(℃) 132 131 130 128 125 126 132 131 133 130
상기 표2에서 나타나 있듯이, 변성 폴리올레핀계 공중합체(C)를 포함하는 실시예 1 내지 8은 열전도성이 우수하면서 Izod 충격강도 및 유동성도 우수하다는 점을 알 수 있다. 또한, 실시예 2, 7 및 8을 비교해보면, 마그네슘옥사이드를 사용한 실시예 7이 가장 우수한 충격강도 및 유동성을 갖는다는 점을 알 수 있다.
실시예 1 내지 3에서 알 수 있듯이, 변성 폴리올레핀계 공중합체(C)의 함량이 증가할수록 Izod 충격강도가 증가함을 알 수 있으며, 인장신율이 증가함을 알 수 있다. 또한, 실시예 4 내지 6에서 알 수 있듯이, 과량의 열전도성 충진재(B)가 사용된 경우라도 변성 폴리올레핀계 공중합체(C)의 사용에 따라 우수한 Izod 충격강도를 갖는다는 점을 알 수 있다.
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 (10)

  1. (A) 폴리카보네이트 수지 20 내지 80 중량% 및 (B)열전도성 충진재20 내지 80 중량%을 포함하는 기초수지 100 중량부에 대하여,
    (C) 변성 폴리올레핀계 공중합체 0.1 내지 5 중량부를 포함하고,
    상기 열전도성 충진재(B)는 평균입경이 40 내지 60 μm인 구형(球形)입자이고, 상기 구형입자의 비표면적(BET)은 0.4 내지 0.6 g/cm³이고,
    ASTM D256에 준하여 측정한 3.175 mm(1/8") 두께 시편의 Izod 노치 충격강도가 5 내지 20 kgfㆍcm/cm이고,
    ASTM D790에 준하여 측정한 굴곡탄성율이 30,000~60,000kgf/cm2이고,
    ASTM D648에 준하여 18.56kgf/cm2에서 측정한 열변형 온도가 120 ~ 135℃인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 열전도성 충진재(B)는 마그네슘옥사이드, 보론나이트라이드, 알루미늄옥사이드 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 폴리카보네이트 수지조성물.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 변성 올레핀계 공중합체(C)는 말레산 무수물기, 아민기, 에폭시기로 이루어진 군으로부터 선택되는 작용기를 포함하는 폴리카보네이트 수지조성물.
  6. 제1항에 있어서, 항균제, 열안정제, 산화방지제, 이형제, 광안정제, 무기물 첨가제, 계면활성제, 커플링제, 가소제, 상용화제, 활제, 정전기방지제, 착색제, 안료, 염료, 난연제, 난연보조제, 적하방지제, 내후안정제, 자외선 흡수제, 자외선 차단제 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 첨가제를 더 포함하는 폴리카보네이트 수지조성물.
  7. 제1항에 있어서, ASTM E1461에 준하여 레이저 섬광법(Laser flash method)을 이용하여 1*1*1 mm3 크기의 시편에 대해 측정한 열전도율이 0.4 내지 2.0 W/mK인 폴리카보네이트 수지조성물.
  8. 제1항에 있어서, ASTM D1238에 준하여 250 ℃의 온도 및 10 Kg의 하중 하에서 측정한 용융흐름지수가 4 내지 25 g/10min인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지조성물.
  9. 제1항, 제3항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 폴리카보네이트 수지조성물을 포함하는 성형품.
  10. 제9항에 있어서, 상기 성형품은 LED 형광등인 것을 특징으로 하는 성형품.
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