KR102583382B1 - 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 - Google Patents

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Abstract

(A1) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체 20 내지 40 중량%; (A2) 시안화 비닐 화합물 유래성분 함량이 30 내지 40 중량%인 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체 45 내지 65 중량%; 및 (B) 폴리아미드 수지 5 내지 25 중량%를 포함하는 기초수지 100 중량부에 대해 (C) 방향족 비닐-시안화 비닐-말레산 무수물 공중합체 1 내지 10 중량부; (D) 폴리에테르-에스테르-아미드(polyether-ester-amide) 블록 공중합체 1 내지 15 중량부; 및 (E) 트리플루오로메탄 술포네이트 금속 염(trifluoromethane sulfonate metal salt) 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품이 제공된다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION AND ARTICLE MANUFACTURED USING THE SAME}
열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
열가소성 수지로서 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지(ABS 수지) 등의 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지는 기계적 물성, 가공성, 외관 특성 등이 우수하여, 전기/전자 제품의 내/외장재, 자동차 내/외장재, 건축용 내/외장재 등으로 널리 사용되고 있다.
그러나, 통상적인 열가소성 수지로부터 제조된 플라스틱 제품은 공기 중의 수분 흡수력이 거의 없고, 발생된 정전기를 흘려 버리지 못하고 축적되므로, 공기 중의 먼지가 흡착되어 표면 오염 및 정전기 충격이 발생할 수 있으며, 기기의 오작동이나 고장의 원인이 될 수 있다.
열가소성 수지 조성물의 대전방지성을 확보하기 위해 대전방지제를 사용할 수 있으나, 적절한 대전방지성을 얻기 위해서는 과량의 대전방지제가 필요하며, 이 경우, 열가소성 수지 조성물의 상용성, 내열성 등의 저하가 발생할 우려가 있다.
따라서, 대전 방지성, 내충격성, 및 내열성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
대전 방지성, 내충격성, 및 내열성 등이 모두 우수한 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
다른 구현예는 상기 열가소성 수지로부터 제조된 성형품을 제공한다.
일 구현예에 따르면, (A1) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체 20 내지 40 중량%; (A2) 시안화 비닐 화합물 유래성분 함량이 30 내지 40 중량%인 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체 45 내지 65 중량%; 및 (B) 폴리아미드 수지 5 내지 25 중량%를 포함하는 기초수지 100 중량부에 대해, (C) 방향족 비닐-시안화 비닐-말레산 무수물 공중합체 1 내지 10 중량부; (D) 폴리에테르-에스테르-아미드(polyether-ester-amide) 블록 공중합체 1 내지 15 중량부; 및 (E) 트리플루오로메탄 술포네이트 금속 염(trifluoromethane sulfonate metal salt) 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 열가소성 수지 조성물이 제공된다.
상기 (A1) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 부타디엔계 고무질 중합체로 이루어진 코어, 및 방향족 비닐 화합물과 시안화 비닐 화합물이 상기 코어에 그라프트 중합되어 형성된 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조일 수 있다.
상기 부타디엔계 고무질 중합체의 평균 입경은 0.2 내지 1.0 ㎛일 수 있다.
상기 (A1) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체(g-ABS)일 수 있다.
상기 (A2) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN)일 수 있다.
상기 (A2) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 중량평균분자량이 80,000 내지 300,000 g/mol일 수 있다.
상기 (B) 폴리아미드 수지는 폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 폴리아미드 46, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 610, 폴리아미드 612, 폴리아미드 6I, 폴리아미드 6T, 폴리아미드 4T, 폴리아미드 410, 폴리아미드 510, 폴리아미드 1010, 폴리아미드 1012, 폴리아미드 10T, 폴리아미드 1212, 폴리아미드 12T, 폴리아미드 MXD6, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 (C) 방향족 비닐-시안화 비닐-말레산 무수물 공중합체는 방향족 비닐 화합물로부터 유래한 성분 50 내지 90 중량%, 시안화 비닐 화합물로부터 유래한 성분 5 내지 40 중량%, 말레산 무수물로부터 유래한 성분 0.5 내지 30 중량%를 포함하는 공중합체일 수 있다.
상기 (C) 방향족 비닐-시안화 비닐-말레산 무수물 공중합체는 스티렌-아크릴로니트릴-말레산 무수물(SAN-MAH) 공중합체일 수 있다.
상기 (D) 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체는 탄소수 6 이상의 아미노카르복실산, 락탐, 또는 디아민-디카르복실산의 염; 폴리알킬렌글리콜; 및 탄소수 4 내지 20의 디카르복실산의 반응 혼합물일 수 있다.
상기 (D) 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체 및 (E) 트리플루오로메탄 술포네이트 금속 염의 중량비는 1:0.01 내지 1:1.5일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 열가소성 수지 조성물은 난연제, 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 활제, 항균제, 이형제, 열 안정제, 산화 방지제, 자외선 안정제, 안료, 염료 중에서 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
다른 일 구현예에 따르면, 전술한 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 성형품이 제공된다.
대전 방지성, 내충격성, 및 내열성이 모두 우수한 열가소성 수지 조성물과, 이로부터 제조된 성형품을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 특별히 언급하지 않는 한 "공중합"이란 블록 공중합, 랜덤 공중합, 그라프트 공중합을 의미하고, "공중합체"란 블록 공중합체, 랜덤 공중합체, 그라프트 공중합체를 의미한다.
본 명세서에서 특별히 언급하지 않는 한 고무질 중합체의 평균 입경이란 체적평균 직경이고, 동적 광산란(Dynamic light scattering) 분석장비를 이용하여 측정한 Z-평균 입경을 의미한다.
본 명세서에서 특별히 언급하지 않는 한 중량 평균 분자량은 분체 시료를 테트라하이드로퓨란(THF)에 녹인 후, Agilent Technologies社의 1200 series 겔 투과 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography; GPC)를 이용하여 측정(컬럼은 Shodex社 LF-804, 표준시료는 Shodex社 폴리스티렌을 사용함)한 것이다.
일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 (A1) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체 20 내지 40 중량%; (A2) 시안화 비닐 화합물 유래성분 함량이 30 내지 40 중량%인 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체 45 내지 65 중량%; 및 (B) 폴리아미드 수지 5 내지 25 중량%를 포함하는 기초수지 100 중량부에 대해 (C) 방향족 비닐-시안화 비닐-말레산 무수물 공중합체 1 내지 10 중량부; (D) 폴리에테르-에스테르-아미드(polyether-ester-amide) 블록 공중합체 1 내지 15 중량부; 및 (E) 트리플루오로메탄 술포네이트 금속 염(trifluoromethane sulfonate metal salt) 0.1 내지 5 중량부를 포함한다.
이하, 상기 열가소성 수지 조성물에 포함되는 각 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.
(A1) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체
일 구현예에서 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 열가소성 수지 조성물에 우수한 내충격성을 부여한다. 일 구현예에서, 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 부타디엔계 고무질 중합체 성분으로 된 중심부(코어, core)와, 그 중심부에 방향족 비닐 화합물과 시안화 비닐 화합물을 그라프트 중합 반응시켜 쉘(shell)을 형성한 코어-쉘(core-shell) 구조를 가질 수 있다.
상기 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 부타디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐 화합물과 시안화 비닐 화합물을 첨가하고 유화중합, 괴상중합 등 통상의 중합방법을 통해 그라프트 중합함으로써 제조될 수 있다.
상기 부타디엔계 고무질 중합체는 부타디엔 고무질 중합체, 부타디엔-스티렌 고무질 중합체, 부타디엔-아크릴로니트릴 고무질 중합체, 부타디엔-아크릴레이트 고무질 중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 방향족 비닐 화합물은 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, 클로로스티렌, 비닐톨루엔, 비닐나프탈렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 시안화 비닐 화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 푸마로니트릴 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체의 코어를 형성하는 부타디엔계 고무질 중합체는 평균 입경이 0.2 내지 1.0 ㎛일 수 있다. 예를 들어 상기 부타디엔계 고무질 중합체의 평균 입경은 0.2 ㎛ 이상, 0.3 ㎛ 이상, 0.4 ㎛ 이상, 0.5 ㎛ 이상, 0.6 ㎛ 이상, 0.7 ㎛ 이상, 0.8 ㎛ 이상 또는 0.9 ㎛ 이상, 및, 1.0 ㎛ 이하, 0.9 ㎛ 이하, 0.8 ㎛ 이하, 0.7 ㎛ 이하, 0.6 ㎛ 이하, 0.5 ㎛ 이하, 0.4 ㎛ 이하, 또는 0.3 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 부타디엔계 고무질 중합체의 평균 입경이 상기 범위를 만족할 경우, 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 우수한 내충격성 및 외관 특성을 나타낼 수 있다.
상기 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체 100 중량%에 대하여, 상기 부타디엔계 고무질 중합체는 40 내지 70 중량%로 포함될 수 있다. 한편, 상기 부타디엔계 고무질 중합체 성분으로 된 중심부에 그라프트 중합되는 상기 방향족 비닐 화합물과 상기 시안화 비닐 화합물의 중량비는 6 : 4 내지 8 : 2일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체일 수 있다.
상기 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 기초수지 100 중량%에 대하여 20 내지 40 중량%, 예를 들어 20 중량% 이상, 25 중량% 이상, 30 중량% 이상, 또는 35 중량% 이상, 및, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 또는 25 중량% 이하로 포함될 수 있다. 상기 중량 범위 내에서, 이를 포함하는 열가소성의 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품이 우수한 내충격성 및 내열성을 나타낼 수 있다.
(A2) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체
일 구현예에서 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 열가소성 수지 조성물의 유동성을 향상시키고 구성요소들 간의 상용성을 일정 수준으로 유지시켜 줄 수 있다.
일 구현예에서, 상기 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 중량평균 분자량이 80,000 내지 300,000 g/mol, 예를 들어 80,000 내지 200,000 g/mol, 예를 들어 80,000 내지 150,000 g/mol일 수 있으며, 예를 들어 80,000 g/mol 이상, 85,000 g/mol 이상, 90,000 g/mol 이상, 100,000 g/mol 이상, 120,000 g/mol 이상, 150,000 g/mol 이상, 200,000 g/mol 이상, 또는 250,000 g/mol 이상, 및, 300,000 g/mol 이하, 250,000 g/mol 이하, 200,000 g/mol 이하, 150,000 g/mol 이하, 또는 100,000 g/mol 이하일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 방향족 비닐 화합물과 시안화 비닐 화합물을 포함하는 단량체 혼합물을 유화중합, 현탁중합, 용액중합, 괴상중합 등 통상의 중합방법을 통해 제조될 수 있다.
상기 방향족 비닐 화합물은 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, 클로로스티렌, 비닐톨루엔, 비닐나프탈렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 시안화 비닐 화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 푸마로니트릴 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
또한, 상기 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 100 중량%를 기준으로 상기 시안화 비닐 화합물로부터 유래한 성분을 30 내지 40 중량%, 예를 들어 30 중량% 이상, 32 중량% 이상, 34 중량% 이상, 36 중량% 이상, 또는 38 중량% 이상, 및, 40 중량% 이하, 38 중량% 이하, 36 중량% 이하, 34 중량% 이하, 또는 32 중량% 이하로 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN)일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 기초수지 100 중량%에 대하여 45 내지 65 중량%, 예를 들어 45 중량% 이상, 50 중량% 이상, 55 중량% 이상, 또는 60 중량% 이상, 및 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 또는 50 중량% 이하일 수 있다. 상기 중량 범위 내에서, 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품이 우수한 성형성 및 기계적 물성을 나타낼 수 있다.
(B) 폴리아미드 수지
일 구현예에서, 폴리아미드 수지는 열가소성 수지 조성물이 우수한 전기 전도성을 구현할 수 있도록 한다. 예를 들어, 열가소성 수지 조성물에 전기 전도성을 부여하기 위해 포함하는, 후술하는 (D) 폴리에테르-에스테르-아미드(polyether-ester-amide) 블록 공중합체를 과량 포함하지 않더라도, 상기 폴리아미드 수지를 포함함으로써 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 우수한 전기 전도성을 가질 수 있다.
일 구현예에서, 상기 폴리아미드 수지로는 당해 기술 분야에 알려져 있는 다양한 폴리아미드 수지들, 예를 들면 방향족 폴리아미드 수지, 지방족 폴리아미드 수지 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.
상기 방향족 폴리아미드 수지는 주쇄에 방향족 기를 포함하는 폴리아미드로, 전방향족 폴리아미드, 반방향족 폴리아미드 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
전방향족 폴리아미드는 방향족 디아민과 방향족 디카르복실산의 중합체를 의미하며, 상기 반방향족 폴리아미드는 아미드 결합 사이에 최소한 하나의 방향족 단위와 최소한 하나의 비방향족 단위를 함께 포함하는 것을 의미한다. 예를 들면, 상기 반방향족 폴리아미드는 방향족 디아민과 지방족 디카르복실산의 중합체이거나, 또는 지방족 디아민과 방향족 디카르복실산의 중합체일 수 있다.
지방족 폴리아미드는 지방족 디아민과 지방족 디카르복실산의 중합체를 의미한다.
상기 방향족 디아민의 예로는, p-자일렌디아민, m-자일렌디아민 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 방향족 디카르복실산의 예로는, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, (1,3-페닐렌디옥시)디아세틱산 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 지방족 디아민의 예로는, 에틸렌디아민, 트리메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 도데카메틸렌디아민, 피페라진 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 지방족 디카르복실산의 예로는, 아디프산, 세바식산, 숙신산, 글루타릭산, 아젤라익산, 도데칸디오익산, 다이머산, 사이클로헥산디카르복실산 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 폴리아미드 수지는 폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 폴리아미드 46, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 610, 폴리아미드 612, 폴리아미드 6I, 폴리아미드 6T, 폴리아미드 4T, 폴리아미드 410, 폴리아미드 510, 폴리아미드 1010, 폴리아미드 1012, 폴리아미드 10T, 폴리아미드 1212, 폴리아미드 12T, 폴리아미드 MXD6, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 폴리아미드 수지는 적어도 폴리아미드 6을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 폴리아미드 수지는 기초수지 100 중량%에 대하여 5 내지 25 중량%, 예를 들어 5 내지 20 중량%, 예를 들어 5 내지 15 중량%, 예를 들어 5 내지 20 중량%, 예를 들어 10 내지 25 중량%로 포함될 수 있다.
상기 폴리아미드 수지의 함량이 전술한 범위를 만족할 경우, 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품은 우수한 기계적 물성 및 전기 전도성을 나타낼 수 있다.
(C) 방향족 비닐-시안화 비닐-말레산 무수물 공중합체
일 구현예에서 방향족 비닐-시안화 비닐-말레산 무수물 공중합체를 열가소성 수지 조성물에 포함시키는 경우, 상기 열가소성 수지 조성물의 내충격성을 우수하게 할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 방향족 비닐-시안화 비닐-말레산 무수물 공중합체는 방향족 비닐 화합물, 시안화 비닐 화합물, 및 말레산 무수물을 포함하는 단량체 혼합물을 유화중합, 현탁중합, 용액중합, 괴상중합 등 통상의 중합방법을 통해 제조될 수 있다.
상기 방향족 비닐-시안화 비닐-말레산 무수물 공중합체의 공중합 형태는 특별히 제한되지 않으며, 방향족 비닐 화합물로부터 유래한 성분, 시안화 비닐 화합물로부터 유래한 성분, 및 말레산 무수물로부터 유래한 성분이 교대 공중합, 랜덤 공중합, 또는 블록 공중합을 이루고 있을 수도 있고, 말레산 무수물로부터 유래한 성분이 방향족 비닐 화합물로부터 유래한 성분과 시안화 비닐 화합물로부터 유래한 성분이 공중합되어 있는 주쇄에 그라프트 공중합되어 있을 수도 있다.
상기 방향족 비닐-시안화 비닐-말레산 무수물 공중합체는 100 중량%를 기준으로 상기 방향족 비닐 화합물로부터 유래한 성분 50 내지 90 중량%, 시안화 비닐 화합물로부터 유래한 성분 5 내지 40 중량% 및 말레산 무수물로부터 유래한 성분 0.5 내지 30 중량%을 포함할 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품이 우수한 내충격성을 나타낼 수 있다.
상기 방향족 비닐 화합물은 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, 클로로스티렌, 비닐톨루엔, 비닐나프탈렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 시안화 비닐 화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 푸마로니트릴 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 방향족 비닐-시안화 비닐-말레산 무수물 공중합체는 스티렌-아크릴로니트릴-말레산 무수물 공중합체일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 방향족 비닐-시안화 비닐-말레산 무수물 공중합체는 상기 기초수지 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부, 예를 들어 1 중량부 이상, 3 중량부 이상, 5 중량부 이상, 7 중량부 이상, 또는 9 중량부 이상, 및, 10 중량부 이하, 8 중량부 이하, 6 중량부 이하, 4 중량부 이하, 또는 2 중량부 이하로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위로 포함되는 경우, 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품이 우수한 내충격성을 나타낼 수 있다.
(D) 폴리에테르-에스테르-아미드(polyether-ester-amide) 블록 공중합체
일 구현예에서 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체는 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품이 우수한 전기 전도성을 나타내도록 할 수 있다.
일 구현예에서, 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체로, 예를 들면, 탄소수 6 이상의 아미노카르복실산, 락탐, 또는 디아민-디카르복실산의 염; 폴리알킬렌글리콜; 및 탄소수 4 내지 20의 디카르복실산의 반응 혼합물을 사용할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 탄소수 6 이상의 아미노카르복실산, 락탐, 또는 디아민-디카르복실산의 염으로는, ω-아미노카프로산, ω-아미노에난트산, ω-아미노카프릴산, ω-아미노펠아르곤산, ω-아미노카프르산, 11-아미노운데칸산, 12-아미노도데칸산 등과 같은 아미노카르복실산류; ε-카프로락탐, 에난트락탐, 카프릴락탐, 라우로락탐 등과 같은 락탐류; 및 헥사메틸렌디아민-아디핀산의 염, 헥사메틸렌디아민-이소프탈산의 염 등과 같은 디아민-디카르복실산 염 등을 예시할 수 있다. 예를 들면, 12-아미노도데칸산, ε-카프로락탐, 헥사메틸렌디아민-아디핀산의 염 등이 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 폴리알킬렌글리콜로는, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리헥사메틸렌글리콜, 에틸렌글리콜과 프로필렌글리콜의 블록 또는 랜덤 공중합체, 에틸렌글리콜과 테트라히드로퓨란의 공중합체 등을 예시할 수 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜과 프로필렌글리콜의 공중합체 등을 사용할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 탄소수 4 내지 20의 디카르복실산으로는, 테레프탈산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 세바신산, 아디프산, 도데칸디오익산 등을 예시할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 탄소수 6 이상의 아미노카르복실산, 락탐, 또는 디아민-디카르복실산의 염과 상기 폴리알킬렌글리콜의 결합은 에스테르 결합일 수 있고, 상기 탄소수 6 이상의 아미노카르복실산, 락탐, 또는 디아민-디카르복실산의 염과 상기 탄소수 4 내지 20의 디카르복실산의 결합은 아미드 결합일 수 있고, 또한 상기 폴리알킬렌글리콜과 상기 탄소수 4 내지 20의 디카르복실산의 결합은 에스테르 결합일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체는 공지된 합성방법에 의해 제조될 수 있으며, 예를 들면, 일본 특허공보 소56-045419 및 일본 특허공개 소55-133424에 개시된 합성방법에 따라 제조될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체는 폴리에테르-에스테르 블록을 10 내지 95 중량% 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품의 전기 전도성 및 내열성 등이 우수할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체는 상기 기초수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 15 중량부, 예를 들면 1 중량부 이상, 5 중량부 이상, 또는 10 중량부 이상, 및, 15 중량부 이하, 10 중량부 이하, 또는 5 중량부 이하로 포함될 수 있다. 상기 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체의 함량이 전술한 범위를 만족할 경우, 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품이 우수한 내충격성을 유지하면서 동시에 우수한 전기 전도성을 나타낼 수 있다.
(E) 트리플루오로메탄 술포네이트 금속 염
일 구현예에서, 트리플루오로메탄 술포네이트 금속 염은 상기 (D) 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체와 함께 열가소성 수지 조성물의 대전 방지성 등을 향상시킬 수 있다.
종래에 KR 10-1971804 B1 등에서, 열가소성 수지 조성물의 대전 방지성 향상을 위해 포타슘 퍼플루오로부탄 술포네이트(potassium perfluorobutane sulfonate) 등을 열가소성 수지 조성물에 사용한 바 있다. 하지만, 최근 상기 포타슘 퍼플루오로부탄 술포네이트는 유럽 등에서 유해성에 대한 이슈가 있어서 향후 이를 사용하기에는 어려움이 있을 것으로 예상된다.
본원 발명자들은, 트리플루오로메탄 술포네이트 금속 염이 유해성이 없으면서, 포타슘 퍼플루오로부탄 설포네이트에 상응하거나 보다 우수한 효과를 얻을 수 있다는 것을 발견하였다.
즉, 열가소성 수지 조성물에, (E) 트리플루오로메탄 술포네이트 금속 염을 포함시켜, 유해성이 없으면서 대전 방지성이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품을 제조할 수 있다.
상기 (E) 트리플루오로메탄 술포네이트 금속 염의 금속에는 나트륨, 리튬 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다.
상기 (E) 트리플루오로메탄 술포네이트 금속 염은 상기 기초수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부, 예를 들어 0.1 내지 4 중량부, 0.1 내지 3.5 중량부, 0.1 내지 3 중량부, 0.1 내지 2.5 중량부, 0.1 내지 2 중량부, 0.1 내지 1.5 중량부, 0.1 내지 1 중량부, 0.1 내지 0.5 중량부, 또는 0.2 내지 0.5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 (E) 트리플루오로메탄 술포네이트 금속 염이 상기 중량부 범위 내로 포함되는 경우, 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품이 우수한 대전 방지성을 나타낼 수 있다.
일 구현예에서, 상기 (D) 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체와 상기 (E) 트리플루오로메탄 술포네이트 금속염의 중량비((D):(E))는 1:0.01 내지 1:1.5일 수 있다. 예를 들어, 상기 (D):(E)는 1:0.01 내지 1:1, 1:0.01 내지 1:0.5 또는 1:0.01 내지 1:0.1일 수 있다. 상기 중량비 범위 내에서, 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품이 우수한 대전 방지성 및 내충격성 등을 나타낼 수 있다.
(F) 첨가제
일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 상기 성분 (A1) 내지 (E) 외에도, 우수한 대전 방지성, 내충격성, 및 내열성을 발현할 수 있으면서도 다른 물성들의 저하가 발생하지 않으면서 각 물성들 간의 균형을 맞추기 위해, 혹은 상기 열가소성 수지 조성물의 최종 용도에 따라 필요한 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 첨가제로서는, 난연제, 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 활제, 항균제, 이형제, 열 안정제, 산화 방지제, 자외선 안정제, 안료, 염료 등이 사용될 수 있고 이들은 단독으로 혹은 2종 이상의 조합으로 사용될 수 있다.
이들 첨가제는, 열가소성 수지 조성물의 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 적절히 포함될 수 있고, 구체적으로는 기초수지 100 중량부에 대하여 20 중량부 이하로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 열가소성 수지 조성물을 제조하는 공지의 방법에 의해서 제조될 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 본 발명의 구성 성분과 기타 첨가제들을 동시에 혼합한 후 압출기 내에서 용융 혼련하여 펠렛(pellet) 형태로 제조할 수 있다.
한편, 다른 구현예는 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물을 이용하여 제조된 성형품을 제공한다. 상기 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물을 이용하여 사출 성형, 압출 성형 등 당해 기술 분야에 공지된 다양한 방법으로 제조할 수 있다.
이와 같이, 상기 성형품은 우수한 대전 방지성, 내충격성, 및 내열성을 가지는 바, 각종 전기전자 부품, 건축 재료, 스포츠 용품, 자동차 내/외장 부품에 유리하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 2, 및 비교예 1 내지 4
실시예 1 내지 2, 및 비교예 1 내지 4의 열가소성 수지 조성물은 각각 하기 표 1에 기재된 성분 함량비에 따라 제조되었다.
표 1에서, (A1), (A2), (A2') 및 (B)는 기초수지에 포함되는 것으로서, 기초수지의 총 중량을 기준으로 한 중량%로 나타내었고, (C), (D), 및 (E)는 기초수지에 첨가되는 것으로서, 기초수지 100 중량부에 대한 중량부로 나타내었다.
표 1 에 기재된 성분을 이축 압출기(L/D=36, Φ=45 mm)의 공급부(베럴 온도: 약 240℃)에 정량적으로 연속 투입 후 압출/가공하여 펠렛 형태의 열가소성 수지 조성물을 제조하였다. 이어서, 상기 펠렛화된 열가소성 수지 조성물을 약 80℃에서 약 2 시간 동안 건조한 후, 실린더 온도 약 240℃, 금형 온도 약 60℃의 6 oz 사출 성형기를 사용하여 물성 평가용 시편을 각각 제조하였다.
구분 실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
(A1) 중량% 30 30 30 30 30 30
(A2) 중량% 55 55 55 55 - 55
(A2') 중량% - - - - 55 -
(B) 중량% 15 15 15 15 15 15
(C) 중량부 4 4 4 4 4 -
(D) 중량부 6 8 6 8 8 8
(E) 중량부 0.5 1.0 - - 1.0 -
(A1) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체
부타디엔 고무질 중합체로 이루어진 코어(평균 입경: 약 0.31 ㎛) 약 45　중량%에 스티렌 및 아크릴로니트릴(스티렌/아크릴로니트릴 중량비: 약 75/25)이 상기 코어에 그라프트 중합되어 형성된 쉘을 포함하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체(롯데케미칼社)를 사용하였다.
(A2) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체
스티렌 65 중량% 및 아크릴로니트릴 35 중량%를 포함하는 단량체 혼합물을 공중합한 중량평균분자량이 약 100,000 g/mol인 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(롯데케미칼社)를 사용하였다.
(A2') 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체
스티렌 75 중량% 및 아크릴로니트릴 25 중량%를 포함하는 단량체 혼합물을 공중합한 중량평균분자량이 약 105,000 g/mol인 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(롯데케미칼社)를 사용하였다.
(B) 폴리아미드 수지
폴리아미드 6 수지(케이피켐텍社, EN300)를 사용하였다.
(C) 방향족 비닐-시안화 비닐-말레산 무수물 공중합체
스티렌-아크릴로니트릴-말레산 무수물 공중합체(Fine Blend Polymer社, SAM-010)를 사용하였다.
(D) 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체
폴리아미드 6-폴리에틸렌 옥사이드 블록 공중합체(Sanyo社, PELECTRON AS)를 사용하였다.
(E) 트리플루오로메탄 술포네이트 금속 염
리튬 트리플루오로메탄 술포네이트(Sigma-Aldrich社)를 사용하였다.
물성 평가
실시예 1 내지 2, 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 물성 평가용 시편에 대하여 하기의 방법으로 물성을 각각 측정한 후, 그 결과를 표 2 에 정리하였다.
(1) 대전 방지성(단위: Ω/sq): ASTM D257 규격에 따라 100 mm x 100 mm x 2 mm 시편에 대해 표면저항 측정 장치(SIMCO-ION社, Worksurface Tester ST-4)로 측정하였다. 표면 저항이 낮을수록 대전 방지성이 우수한 것으로 판단하였다.
(2) 내충격성(단위: kgf·cm/cm): ASTM D256 규격에 따라 1/8” 두께 시편에 대하여 노치(notched) 아이조드(Izod) 충격강도를 측정하였다.
(3) 내열성(단위: ℃): ASTM D1525에 의거하여 6.4 mm 두께 시편에 대해 비캣 연화온도(Vicat Softening Temperature; VST)를 측정하였다.
물성 실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
표면 저항 1010.2 109.9 1011.0 1010.6 1010.2 1010.6
Izod충격강도 52 51 54 51 42 35
VST 95 96 95 95 94 95
표 1 및 표 2로부터, 실시예들의 열가소성 수지 조성물의 경우, 대전 방지성, 내충격성, 및 내열성이 모두 우수하다는 것을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 구현예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 첨부된 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (13)

  1. (A1) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체 20 내지 40 중량%;
    (A2) 시안화 비닐 화합물 유래 성분 함량이 30 내지 40 중량%인 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체 45 내지 65 중량%; 및
    (B) 폴리아미드 수지 5 내지 25 중량%를 포함하는 기초수지 100 중량부에 대해,
    (C) 방향족 비닐-시안화 비닐-말레산 무수물 공중합체 1 내지 10 중량부;
    (D) 폴리에테르-에스테르-아미드(polyether-ester-amide) 블록 공중합체 1 내지 15 중량부; 및
    (E) 트리플루오로메탄 술포네이트 금속 염(trifluoromethane sulfonate metal salt) 0.1 내지 5 중량부를 포함하는, 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에서, 상기 (A1) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 부타디엔계 고무질 중합체로 이루어진 코어, 및 방향족 비닐 화합물과 시안화 비닐 화합물이 상기 코어에 그라프트 중합되어 형성된 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조인, 열가소성 수지 조성물.
  3. 제2항에서, 상기 부타디엔계 고무질 중합체는 평균 입경이 0.2 내지 1.0 ㎛인, 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에서, (A1) 부타디엔계 고무변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체(g-ABS)인, 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에서, (A2) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN)인, 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항에서, (A2) 방향족 비닐-시안화 비닐 공중합체는 중량평균분자량이 80,000 내지 300,000 g/mol인, 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항에서, (B) 폴리아미드 수지는 폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 폴리아미드 46, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 610, 폴리아미드 612, 폴리아미드 6I, 폴리아미드 6T, 폴리아미드 4T, 폴리아미드 410, 폴리아미드 510, 폴리아미드 1010, 폴리아미드 1012, 폴리아미드 10T, 폴리아미드 1212, 폴리아미드 12T, 폴리아미드 MXD6, 또는 이들의 조합을 포함하는, 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항에서, (C) 방향족 비닐-시안화 비닐-말레산 무수물 공중합체는 방향족 비닐 화합물로부터 유래한 성분 50 내지 90 중량%, 시안화 비닐 화합물로부터 유래한 성분 5 내지 40 중량%, 말레산무수물로부터 유래한 성분 0.5 내지 30 중량%를 포함하는 공중합체인, 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항에서, (C) 방향족 비닐-시안화 비닐-말레산 무수물 공중합체는 스티렌-아크릴로니트릴-말레산 무수물 공중합체인, 열가소성 수지 조성물.
  10. 제1항에서, (D) 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체는 탄소수 6 이상의 아미노카르복실산, 락탐, 또는 디아민-디카르복실산의 염; 폴리알킬렌글리콜; 및 탄소수 4 내지 20의 디카르복실산의 반응 혼합물인, 열가소성 수지 조성물.
  11. 제1항에서, (D) 폴리에테르-에스테르-아미드 블록 공중합체 및 (E) 트리플루오로메탄 술포네이트 금속 염의 중량비는 1:0.01 내지 1:1.5인, 열가소성 수지 조성물.
  12. 제1항에서, 난연제, 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 활제, 항균제, 이형제, 열 안정제, 산화 방지제, 자외선 안정제, 안료, 염료 중에서 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함하는, 열가소성 수지 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 성형품.
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