KR102125441B1 - 폴리카보네이트 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리카보네이트 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투명성 및 충격강도의 물성 저하 없이, 우수한 대전 방지 특성을 구현할 수 있는 리카보네이트 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

폴리카보네이트 수지 조성물{POLYCARBONATE RESIN COMPOSITION}
본 발명은 폴리카보네이트 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투명성 및 충격 강도의 물성 저하 없이, 우수한 대전 방지 성능을 구현할 수 있는 폴리카보네이트 수지 조성물에 관한 것이다.
폴리카보네이트 수지는 비스페놀 A와 같은 방향족 디올과 포스겐과 같은 카보네이트 전구체가 축중합하여 제조되고, 우수한 충격 강도, 수치 안정성, 내열성 및 투명도 등을 가지며, 전기전자 제품의 외장재, 자동차 부품, 건축 소재, 광학 부품 등 광범위한 분야에 적용된다.
한편, 폴리카보네이트 수지는 표면 고유 저항이 큰 성질을 가지며, 이에 따라 폴리카보네이트 수지의 성형체 표면에 정전기가 발생했을 경우, 먼지가 부착되어 제거하기 어려운 문제점이 있다. 또한 전자 기기의 부품으로 사용될 경우, 전자 기기의 회로 손상, 오작동 등의 문제를 일으킬 우려가 있다. 이에, 대전 방지 성능을 부여시킨 폴리카보네이트 수지 조성물에 관한 기술이 많이 검토되어 있다.
종래에 술폰산포스포늄염을 대전 방지제로서 포함한 폴리카보네이트 수지 조성물이나 열가소성 수지, 열경화성 수지 및 광경화성 수지 등에 적용 가능한 포스포늄 이미드를 포함한 대전 방지제를 사용하는 기술이 제안되었으나, 이들은 요구되는 정도로 충분한 대전 방지 성능을 구현하지 못하며, 폴리카보네이트 수지가 가지는 고유의 투명성이나 충격 강도를 저하시키는 문제가 있다.
이에 본 발명자들은, 상기의 단점을 극복하기 위하여 예의 연구한 결과, 후술할 바와 같이 특정 성분을 조합하여 사용함으로써, 폴리카보네이트 수지가 가지는 투명성과 충격 강도를 유지하면서, 요구되는 정도의 우수한 대전 방지 성능을 구현하도록 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 투명성과 우수한 충격 강도를 유지하면서, 동시에 대전 방지 성능이 개선된 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는 물품을 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 폴리카보네이트 수지(A) 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물(b-1) 0.5 내지 2.3 중량부, 폴리알킬렌 글리콜(b-2) 0.3 내지 1.5 중량부, 및 글리세롤 카보네이트 지방산 에스테르(b-3) 0.1 내지 0.5 중량부로 포함하는, 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
[(R1)3R2N]+·(R3SO2)(R4SO2)N-
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, C1-30 알킬기이고,
R3 및 R4는 각각 독립적으로, C1-10 퍼플루오로알킬기이다.
폴리카보네이트 수지는 그 자체로 투명성과 기계적 특성이 우수하나, 표면 고유 저항이 커서, 응용 분야에 따라 표면 저항에 의해 유발되는 문제점이 있어, 이를 보완하기 위해 충분한 대전 방지 성능이 요구된다.
이에 본 발명자는 폴리카보네이트 수지 고유의 투명성과 충격 강도를 저하시키지 않으면서 우수한 대전 방지 성능을 구현하기 위해, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물(b-1), 폴리알킬렌 글리콜(b-2) 및 글리세롤 카보네이트 지방산 에스테르(b-3)를 포함하는 대전 방지제(B)를 특정 함량으로 폴리카보네이트 수지(A)와 함께 사용하였다. 또한, 이들의 조합 사용으로 조성물이 적정 유동성을 구현할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
폴리카보네이트 수지(A)
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지(A)는 비스페놀 A와 같은 방향족 디올과 포스겐과 같은 카보네이트 전구체가 축중합하여 제조되는 수지이다.
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지(A)는 화학식 3으로 표시되는 방향족 폴리카보네이트계 반복 단위를 포함하는 제1 폴리카보네이트 수지(a-1)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 폴리카보네이트 수지(a-1)는 실질적으로 실록산 결합을 포함하지 않는 것을 의미한다:
[화학식 3]
Figure 112017102790067-pat00001
상기 화학식 3에서,
R'1 내지 R'4는 각각 독립적으로 수소, C1-10 알킬, C1-10 알콕시, 또는 할로겐이고,
Z'는 비치환되거나 또는 페닐로 치환된 C1-10 알킬렌, 비치환되거나 또는 C1-10 알킬로 치환된 C3-15 사이클로알킬렌, O, S, SO, SO2, 또는 CO이다.
바람직하게는, R'1 내지 R'4는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 클로로, 또는 브로모이다.
또한 바람직하게는, Z'는 비치환되거나 또는 페닐로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-10 알킬렌이며, 보다 바람직하게는 메틸렌, 에탄-1,1-디일, 프로판-2,2-디일, 부탄-2,2-디일, 1-페닐에탄-1,1-디일, 또는 디페닐메틸렌이다. 또한 바람직하게는, Z는 사이클로헥산-1,1-디일, O, S, SO, SO2, 또는 CO이다.
상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위는, 방향족 디올 화합물 및 카보네이트 전구체가 반응하여 형성된다.
바람직하게는, 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위는 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(4-히드록시페닐)에테르, 비스(4-히드록시페닐)설폰, 비스(4-히드록시페닐)설폭사이드, 비스(4-히드록시페닐)설파이드, 비스(4-히드록시페닐)케톤, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 비스페놀 A, 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디브로모페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-브로모페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-1-페닐에탄, 비스(4-히드록시페닐)디페닐메탄, 및 α,ω-비스[3-(ο-히드록시페닐)프로필]폴리디메틸실록산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 방향족 디올 화합물로부터 유래할 수 있다.
상기 '방향족 디올 화합물로부터 유래한다'의 의미는, 방향족 디올 화합물의 하이드록시기와 카보네이트 전구체가 반응하여 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 형성하는 것을 의미한다.
예컨대, 방향족 디올 화합물인 비스페놀 A와 카보네이트 전구체인 트리포스겐이 중합된 경우, 상기 제3 반복 단위는 하기 화학식 3-1로 표시된다.
[화학식 3-1]
Figure 112017102790067-pat00002
상기 카보네이트 전구체로는, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디부틸 카보네이트, 디시클로헥실 카보네이트, 디페닐 카보네이트, 디토릴 카보네이트, 비스(클로로페닐) 카보네이트, 디-m-크레실 카보네이트, 디나프틸 카보네이트, 비스(디페닐) 카보네이트, 포스겐, 트리포스겐, 디포스겐, 브로모포스겐 및 비스할로포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 트리포스겐 또는 포스겐을 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지(A)는 폴리카보네이트의 주쇄에 폴리실록산 구조가 도입된 반복 단위를 포함하는 제2 폴리카보네이트 수지(a-2)를 포함할 수 있다.
상기 제2 폴리카보네이트 수지(a-2)는 방향족 폴리카보네이트계 제1 반복 단위와 하나 이상의 실록산 결합을 갖는 방향족 폴리카보네이트계 제2 반복 단위를 포함하는 코폴리카보네이트 수지를 의미하며, 상기 방향족 폴리카보네이트계 제1 반복 단위는 전술한 제1 폴리카보네이트 수지(a-1)의 화학식 3으로 표시되는 반복 단위가 동일하게 적용될 수 있다.
상기 제2 폴리카보네이트 수지(a-2)에서, 하나 이상의 실록산 결합을 갖는 방향족 폴리카보네이트계 제2 반복 단위는 하나 이상의 실록산 화합물 및 카보네이트 전구체가 반응하여 형성되는 것으로, 바람직하게는 2종의 반복 단위를 포함하며, 구체적으로 하기 화학식 4로 표시되는 제2-1 반복 단위 및 하기 화학식 5로 표시되는 제2-2 반복 단위를 포함할 수 있다:
[화학식 4]
Figure 112017102790067-pat00003
상기 화학식 4에서,
X1은 각각 독립적으로 C1-10 알킬렌이고,
R5는 각각 독립적으로 수소; 비치환되거나 또는 옥시라닐, 옥시라닐로 치환된 C1-10 알콕시, 또는 C6-20 아릴로 치환된 C1-15 알킬; 할로겐; C1-10 알콕시; 알릴; C1-10 할로알킬; 또는 C6-20 아릴이고,
n은 10 내지 200의 정수이고,
[화학식 5]
Figure 112017102790067-pat00004
상기 화학식 5에서,
X2은 각각 독립적으로 C1-10 알킬렌이고,
Y1은 각각 독립적으로 수소, C1-6 알킬, 할로겐, 히드록시, C1-6 알콕시 또는 C6-20 아릴이고,
R2는 각각 독립적으로 수소; 비치환되거나 또는 옥시라닐, 옥시라닐로 치환된 C1-10 알콕시, 또는 C6-20 아릴로 치환된 C1-15 알킬; 할로겐; C1-10 알콕시; 알릴; C1-10 할로알킬; 또는 C6-20 아릴이고,
m은 10 내지 200의 정수이다.
상기 화학식 4에서, 바람직하게는, X1는 각각 독립적으로 C2-10 알킬렌이고, 보다 바람직하게는 C2-4 알킬렌이고, 가장 바람직하게는 프로판-1,3-디일이다.
또한 바람직하게는, R5는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 3-페닐프로필, 2-페닐프로필, 3-(옥시라닐메톡시)프로필, 플루오로, 클로로, 브로모, 아이오도, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 알릴, 2,2,2-트리플루오로에틸, 3,3,3-트리플루오로프로필, 페닐, 또는 나프틸이다. 또한 바람직하게는, R5는 각각 독립적으로 C1-10 알킬이고, 보다 바람직하게는 C1-6 알킬이고, 보다 바람직하게는 C1-3 알킬이고, 가장 바람직하게는 메틸이다.
또한 바람직하게는, 상기 n은 10 이상, 15 이상, 20 이상, 25 이상, 30 이상, 31 이상, 또는 32 이상이고, 50 이하, 45 이하, 40 이하, 39 이하, 38 이하, 또는 37 이하의 정수이다.
상기 화학식 5에서, 바람직하게는, X2는 각각 독립적으로 C2-10 알킬렌이고, 보다 바람직하게는 C2-6 알킬렌이고, 가장 바람직하게는 이소부틸렌이다.
또한 바람직하게는, Y1는 수소이다.
또한 바람직하게는, R6는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 3-페닐프로필, 2-페닐프로필, 3-(옥시라닐메톡시)프로필, 플루오로, 클로로, 브로모, 아이오도, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 알릴, 2,2,2-트리플루오로에틸, 3,3,3-트리플루오로프로필, 페닐, 또는 나프틸이다. 또한 바람직하게는, R6는 각각 독립적으로 C1-10 알킬이고, 보다 바람직하게는 C1-6 알킬이고, 보다 바람직하게는 C1-3 알킬이고, 가장 바람직하게는 메틸이다.
바람직하게는, 상기 m은 40 이상, 45 이상, 50 이상, 55 이상, 56 이상, 57 이상, 또는 58 이상이고, 80 이하, 75 이하, 70 이하, 65 이하, 64 이하, 63 이하, 또는 62 이하의 정수이다.
상기 화학식 4로 표시되는 제2-1 반복 단위 및 상기 화학식 5으로 표시되는 제2-2 반복 단위는 각각 하기 화학식 4-1로 표시되는 실록산 화합물 및 하기 화학식 5-1로 표시되는 실록산 화합물로부터 유래한다.
[화학식 4-1]
Figure 112017102790067-pat00005
상기 화학식 4-1에서, X1, R5 및 n의 정의는 앞서 정의한 바와 같다.
[화학식 5-1]
Figure 112017102790067-pat00006
상기 화학식 5-1에서, X2, Y1, R6 및 m의 정의는 앞서 정의한 바와 같다.
상기 '실록산 화합물로부터 유래한다'의 의미는, 상기 각각의 실록산 화합물의 하이드록시기와 카보네이트 전구체가 반응하여 상기 각각의 화학식 4로 표시되는 제2-1 반복 단위 및 화학식 5로 표시되는 제2-2 반복 단위를 형성하는 것을 의미한다. 또한, 상기 화학식 4 및 5의 제2 반복 단위의 형성에 사용할 수 있는 카보네이트 전구체는, 앞서 설명한 화학식 3의 제1 반복 단위의 형성에 사용할 수 있는 카보네이트 전구체에서 설명한 바와 같다.
본 발명의 다른 일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지(A)는 전술한 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 포함하는 제1 폴리카보네이트 수지(a-1) 및 폴리카보네이트의 주쇄에 폴리실록산 구조가 도입된 반복 단위를 포함하는 제2 폴리카보네이트 수지(a-2)를 포함하는 블렌딩 수지일 수 있다.
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지(A)가, 제1 폴리카보네이트 수지(a-1) 와 제2 폴리카보네이트 수지(a-2)를 포함하는 블렌딩 수지인 경우, 이들이 혼합비를 조절함으로써, 투명성 및 충격강도 외에 폴리카보네이트 수지 조성물의 유동성 등의 물성을 더욱 향상시킬 수 수 있다.
바람직하게는, 제1 폴리카보네이트 수지(a-1) 와 제2 폴리카보네이트 수지(a-2)는 90:10 내지 10:90 중량비로 혼합될 수 있으며, 바람직하게는 80:20 내지 20:80, 또는 85:15 내지 15:85 일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 60:40 내지 80:20이다.
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지(A)에서, 제1 폴리카보네이트 수지(a-1) 와 제2 폴리카보네이트 수지(a-2) 각각은 중량평균분자량이 15,000 내지 50,000g/mol일 수 있으며, 바람직하게는 20,000 내지 40,000 g/mol이다.
대전 방지제(B)
본 발명에 따른 대전 방지제(B)는 화학식 1로 표시되는 화합물(b-1), 폴리알킬렌 글리콜(b-2) 및 글리세롤 카보네이트 지방산 에스테르(b-3)를 포함하는 것으로서, 상기 세가지 화합물을 특정 함량으로 조합하여 사용함으로써, 이들의 시너지 효과로 폴리카보네이트 수지의 고유의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 우수한 대전 방지 성능을 구현한다.
화학식 1로 표시되는 화합물(b-1)
본 발명에서, 화학식 1로 표시되는 화합물은 상온에서 액체 상태로 이온성을 띄는 화합물로 우수한 대전 방지 성능 나타낼 수 있으며 후술하는 b-2 및 b-3의 대전 방지제와 혼합하여 사용함으로써 이러한 효과가 더욱 더욱 향상된다. 특히, 수지의 분해를 일으키는 금속 성분이 포함되지 않아, 수지의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 요구되는 정도의 대전 방지 성능을 구현한다.
[화학식 1]
[(R1)3R2N]+·(R3SO2)(R4SO2)N-
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, C1-30 알킬기이고,
R3 및 R4는 각각 독립적으로, C1-10 퍼플루오로알킬기이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물(b-1)에서, 바람직하게는, R1은 C1-4 알킬기이고, R2는 C1-20 알킬기이고, R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1-4 플루오로알킬기일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물(b-1)은, 폴리카보네이트 수지(A) 100 중량부에 대하여, 0.5 내지 2.3 중량부로 포함되며, 바람직하게는, 0.9 내지 2.1 중량부, 또는 1.0 내지 2.0 중량부로 포함된다. 상기 함량 범위로 포함되어, 폴리카보네이트 수지의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 우수한 대전 방지 성능을 구현할 수 있으며, 상기 후술하는 b-2 및 b-3와 함께 특정 함량 범위로 조합 사용함으로써, 이러한 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물(b-1)이 폴리카보네이트 수지(A) 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 미만으로 포함되는 경우 미량으로 효과를 나타내기 어려우며, 2.3 중량부 초과로 포함되는 경우 수지의 기계적 물성(충격 강도 등)을 저하시킬 수 있으며, 수지의 투명성을 다소 저하시키는 문제가 있다.
폴리알킬렌 글리콜(b-2)
본 발명에서, 폴리알킬렌 글리콜(b-2)은 비이온성 유화제로서, 전술한 b-1 및 후술하는 b-3의 대전 방지제와 혼합하여 사용함으로써 대전 방지 성능을 현저히 향상시킬 수 있다.
본 발명에서, 상기 폴리알킬렌 글리콜(b-2)은, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리테트라메틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜/폴리프로필렌 글리콜 공중합체, 폴리에틸렌 글리콜/폴리테트라메틸렌 글리콜 공중합체 및 폴리프로필렌 글리콜/폴리테트라메틸렌 글리콜 공중합체로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 상기 폴리알킬렌 글리콜(b-2)은 폴리에틸렌 글리콜, 및 폴리프로필렌 글리콜이다.
상기 폴리알킬렌 글리콜(b-2)은, 폴리카보네이트 수지(A) 100 중량부에 대하여, 0.3 내지 1.5 중량부로 포함되며, 바람직하게는, 0.4 내지 1.1 중량부, 또는 0.5 내지 1.0 중량부로 포함된다. 상기 함량 범위로 포함되어, 폴리카보네이트 수지의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 우수한 대전 방지 성능을 구현할 수 있으며, 상기 전술한 b-1 및 후술하는 b-3와 함께 특정 함량 범위로 조합 사용함으로써, 이러한 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 폴리알킬렌 글리콜(b-2)이 폴리카보네이트 수지(A) 100 중량부에 대하여, 0.3 중량부 미만으로 포함되는 경우 미량으로 효과를 나타내기 어려우며, 수지의 유동성을 저하시킬 수 있으며, 1.5 중량부 초과로 포함되는 경우 수지의 기계적 물성(충격 강도 등)을 저하시킬 수 있으며, 수지의 투명성을 다소 저하시키는 문제가 있다.
글리세롤 카보네이트 지방산 에스테르(b-3)
본 발명에서, 글리세롤 카보네이트 지방산 에스테르(b-3)는 수분 흡수성이 뛰어나 이로 인해 수지의 대전 방지 성능을 더욱 향상시킬 수 있으며, 전술한 b-1 및 b-2의 대전 방지제와 혼합하여 사용함으로써 이러한 효과가 더욱 향상된다.
본 발명에서, 상기 글리세롤 카보네이트 지방산 에스테르(b-3)는, 하기 하기 화학식 2로 표시되는 화합물이다.
[화학식 2]
Figure 112017102790067-pat00007
상기 화학식 2에서,
R5는 C1- 30알킬기 또는 C1- 30알케닐기이다.
바람직하게는, 상기 글리세롤 카보네이트 지방산 에스테르(b-3)는, 글리세롤 카보네이트 올리에이트(Glycerol carbonate oleate), 글리세롤 카보네이트 팔미테이트(Glycerol carbonate palmitate) 및 글리세롤 카보네이트 스테아레이트(Glycerol carbonate stearate)로 이루어진 군에서 선택된다.
상기 글리세롤 카보네이트 지방산 에스테르(b-3)는, 폴리카보네이트 수지(A) 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 0.5 중량부로 포함되며, 바람직하게는, 0.2 내지 0.4 중량부, 또는 0.25 내지 0.35 중량부로 포함된다. 상기 함량 범위로 포함되어, 폴리카보네이트 수지의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 우수한 대전 방지 성능을 구현할 수 있으며, 상기 전술한 b-1 및 b-2와 함께 특정 함량 범위로 조합 사용함으로써, 이러한 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 글리세롤 카보네이트 지방산 에스테르(b-3)가 폴리카보네이트 수지(A) 100 중량부에 대하여, 0.1 중량부 미만으로 포함되는 경우 미량으로 효과를 나타내기 어려우며, 0.5 중량부 초과로 포함되는 경우 수지의 기계적 물성(충격 강도 등)이 저하되는 문제가 있다.
폴리카보네이트 수지 조성물
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은, 상술한 폴리카보네이트 수지(A) 및 3종의 대전 방지제(B)를 포함한다.
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은, 폴리카보네이트 수지(A) 100중량부에 대하여, 대전방지제(B)로서, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물(b-1) 0.5 내지 2.3중량부, 폴리알킬렌 글리콜(b-2) 0.3 내지 1.5중량부, 및 글리세롤 카보네이트 지방산 에스테르(b-3) 0.1 내지 0.5중량부로 포함된다. 상기 함량 범위 내에서, 폴리카보네이트 수지가 가지는 투명성과 충격 강도를 유지하면서, 우수한 대전 방지 성능을 구현한다.
또한, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은, 필요에 따라 산화방지제, 열안정제, 광안정화제, 가소제, 핵제, 난연제, 활제, 충격보강제, 형광증백제, 자외선 흡수제, 안료 및 염료로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는 물품을 제공한다. 바람직하게는, 상기 물품은 사출 성형품이다.
상기 물품의 제조 방법은, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물과 필요에 따라 상술한 첨가제를 믹서를 이용하여 혼합한 후, 상기 혼합물을 압출기로 압출성형하여 펠릿으로 제조하고, 상기 펠릿을 건조시킨 다음 사출성형기로 사출하는 단계를 포함할 수 있으며, 통상적으로 제조되는 방법이 모두 적용될 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은, 특정 성분을 조합하여 사용함으로써, 폴리카보네이트 수지가 가지는 투명성과 충격 강도를 유지하면서, 요구되는 정도의 우수한 대전 방지 성능을 구현할 수 있다.
이하, 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들이 제시된다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다.
실시예 및 비교예
하기 표 1에 기재된 바와 같은 중량비로 각 성분을 혼합하여 실시예 및 비교예의 폴리카보네이트 수지 조성물을 제조하였다. 이후, 벤트 부착 Φ30㎜ 이축압출기를 사용하여, 펠릿화한 후, JSW(주) N-20C 사출성형기를 사용하여 실린더 온도 300℃, 금형 온도 80℃로 사출 성형하여 시편을 제조하였다.
실시예 및 비교예에 사용된 성분
A: 폴리카보네이트 수지
a-1: 엘지화학사, LUPOY PC 1300-10 (실록산 결합을 포함하지 않는 수지이며, 중량평균분자량은 29,500g/mol임)
a-2: 엘지화학사, LUPOY PC 8000-05 (실록산 결합을 포함하는 수지이며, 중량평균분자량은 30,500g/mol임)
B: 대전 방지제
b-1: 3M사, FC-4400 (Tri-n-butylmethylammonium bis-(trifluoromethanesulfonyl)imide)
b-2: 정우화인㈜, PPG (Polypropylene glycol, 중량평균분자량은 2,000g/mol임)
b-3: PT. Alkindo Mitra Raya사, GCO (Glycerol carbonate oleate)
b-4: KOEI Chemical사, IL-AP3 (Tributyldodecylphosphonium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide)
b-5: Riken Vitamin사, POEM DL-100 (Diglycerin monolaurate)
C: 첨가제
c-1: ADEKA Corp, ADK Stab PEP-36 (Bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritol-diphosphite)
c-2: BASF사, Tinuvin 329 (2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenol
실험예 : 물성 평가
상기 실시예 및 비교예의 수지 조성물로 제조된 시편에 대하여, 하기의 방법으로 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
1) 상온충격강도: ASTM D256(1/8inch, Notched Izod)에 의거하여 23℃에서 측정하였다.
2) 유동성(MI, Melt Index): ASTM D1238(300℃, 1.2kg 조건)에 의거하여 측정하였다.
3) 표면저항(Surface resistivity): ASTM D257에 의거하여 측정하였다.
4) 투명도(Haze): ASTM D1003에 의거하여 측정하였다.
구분
(중량부)		 폴리카보네이트(A) 대전 방지제(B) 첨가제(C)
a-1 a-2 b-1 b-2 b-3 b-4 b-5 c-1/c-2
실시예 1 100 - 1.0 0.5 0.3 - - 0.05/0.05
실시예 2 70 30 1.0 0.5 0.3 - - 0.05/0.05
실시예 3 30 70 1.0 0.5 0.3 - - 0.05/0.05
실시예 4 - 100 1.0 0.5 0.3 - - 0.05/0.05
실시예 5 70 30 2.0 0.5 0.3 - - 0.05/0.05
실시예 6 70 30 1.0 1.0 0.3 - - 0.05/0.05
비교예 1 100 - - - - - - 0.05/0.05
비교예 2 - 100 - - - - - 0.05/0.05
비교예 3 70 30 0.3 0.5 0.3 - - 0.05/0.05
비교예 4 70 30 2.5 0.5 0.3 - - 0.05/0.05
비교예 5 70 30 1.0 0.1 0.3 - - 0.05/0.05
비교예 6 70 30 1.0 2.0 0.3 - - 0.05/0.05
비교예 7 70 30 1.0 0.5 1.0 - - 0.05/0.05
비교예 8 70 30 1.8 - - - - 0.05/0.05
비교예 9 70 30 - 1.8 - - - 0.05/0.05
비교예 10 70 30 - - 1.8 - - 0.05/0.05
비교예 11 70 30 1.0 0.8 - - - 0.05/0.05
비교예 12 70 30 1.0 - 0.8 - - 0.05/0.05
비교예 13 70 30 - 1.0 0.8 - - 0.05/0.05
비교예 14 70 30 - 0.5 - 1.3 - 0.05/0.05
비교예 15 70 30 1.0 - - - 0.8 0.05/0.05
구분 충격강도
(J/m)		 유동성
(g/10 min)		 표면저항
(Ω/□)		 Haze
(%)
실시예 1 876 15.7 2.5E+12 0.3
실시예 2 854 14.1 1.8E+12 0.4
실시예 3 869 10.3 1.3E+12 0.5
실시예 4 875 8.7 1.1E+12 0.4
실시예 5 838 18.4 4.3E+11 0.4
실시예 6 852 16.9 6.7E+11 0.4
비교예 1 884 10.7 4.8E+16 0.3
비교예 2 873 4.5 3.9E+16 0.4
비교예 3 861 13.7 5.1E+14 0.4
비교예 4 143 18.4 3.1E+11 1.2
비교예 5 872 10.4 3.3E+12 0.4
비교예 6 113 19.3 1.2E+12 4.5
비교예 7 248 17.5 2.6E+12 0.4
비교예 8 524 12.3 3.10E+13 0.5
비교예 9 221 16.4 4.80E+14 3.5
비교예 10 157 22.4 8.20E+14 2.4
비교예 11 841 14.3 6.10E+13 0.5
비교예 12 867 14.1 5.30E+13 0.5
비교예 13 852 15.2 2.10E+14 0.5
비교예 14 811 12.4 4.80E+12 0.5
비교예 15 245 15.3 6.30E+13 2.6
상기 표 2에서와 같이, 본 발명에 따른 3종의 대전 방지제를 특정 함량으로 사용한 실시예들은 수지의 충격강도와 유동성을 저하시키지 않으면서도 우수한 표면저항과 투명성을 구현할 수 있음을 확인할 수 있었다.
본 발명에 따른 대전 방지제를 포함하나, 그 함량 범위가 본 발명의 범위르 벗어나는 비교예들의 경우, 충격강도, 투명성, 표면저항 중 일부의 효과가 실시예 대비 현저히 저하되는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (10)

  1. 폴리카보네이트 수지(A) 100중량부에 대하여,
    하기 화학식 1로 표시되는 화합물(b-1) 0.5 내지 2.3중량부, 폴리알킬렌 글리콜(b-2) 0.3 내지 1.5중량부, 및 글리세롤 카보네이트 지방산 에스테르(b-3) 0.1 내지 0.5중량부로 포함되는, 폴리카보네이트 수지 조성물:
    [화학식 1]
    [(R1)3R2N]+·(R3SO2)(R4SO2)N-
    상기 화학식 1에서,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로, C1-30 알킬기이고,
    R3 및 R4는 각각 독립적으로, C1-10 퍼플루오로알킬기이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물(b-1)에서,
    R1은 C1-4 알킬기이고,
    R2는 C1-20 알킬기이고,
    R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1-4 퍼플루오로알킬기인, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리알킬렌 글리콜(b-2)은,
    폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리테트라메틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜/폴리프로필렌 글리콜 공중합체, 폴리에틸렌 글리콜/폴리테트라메틸렌 글리콜 공중합체 및 폴리프로필렌 글리콜/폴리테트라메틸렌 글리콜 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 글리세롤 카보네이트 지방산 에스테르(b-3)는,
    하기 화학식 2로 표시되는 화합물인, 폴리카보네이트 수지 조성물:
    [화학식 2]
    Figure 112017102790067-pat00008

    상기 화학식 2에서,
    R5는 C1-30 알킬기 또는 C1-30 알케닐기이다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 글리세롤 카보네이트 지방산 에스테르(b-3)는,
    글리세롤 카보네이트 올리에이트(Glycerol carbonate oleate), 글리세롤 카보네이트 팔미테이트(Glycerol carbonate palmitate) 및 글리세롤 카보네이트 스테아레이트(Glycerol carbonate stearate)로 이루어진 군에서 선택되는, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지(A)는,
    하기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 포함하는 제1 폴리카보네이트 수지(a-1)를 포함하는, 폴리카보네이트 수지 조성물:
    [화학식 3]
    Figure 112017102790067-pat00009

    상기 화학식 3에서,
    R'1 내지 R'4는 각각 독립적으로 수소, C1-10 알킬, C1-10 알콕시, 또는 할로겐이고,
    Z'는 비치환되거나 또는 페닐로 치환된 C1-10 알킬렌, 비치환되거나 또는 C1-10 알킬로 치환된 C3-15 사이클로알킬렌, O, S, SO, SO2, 또는 CO이다.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지(A)는,
    폴리카보네이트의 주쇄에 폴리실록산 구조가 도입된 반복 단위를 포함하는 제2 폴리카보네이트 수지(a-2)를 포함하는, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지(A)는,
    하기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 포함하는 제1 폴리카보네이트 수지(a-1) 및 폴리카보네이트의 주쇄에 폴리실록산 구조가 도입된 반복 단위를 포함하는 제2 폴리카보네이트 수지(a-2)를 포함하는, 폴리카보네이트 수지 조성물:
    [화학식 3]
    Figure 112017102790067-pat00010

    상기 화학식 3에서,
    R'1 내지 R'4는 각각 독립적으로 수소, C1-10 알킬, C1-10 알콕시, 또는 할로겐이고,
    Z'는 비치환되거나 또는 페닐로 치환된 C1-10 알킬렌, 비치환되거나 또는 C1-10 알킬로 치환된 C3-15 사이클로알킬렌, O, S, SO, SO2, 또는 CO이다.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지(A)는,
    중량평균분자량이 15,000 내지 50,000g/mol인, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는, 성형품.
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