KR20050104121A

KR20050104121A - 향상된 충격강도와 내화학성을 가지는 투명폴리카보네이트/폴리에스테르 수지 조성물

Info

Publication number: KR20050104121A
Application number: KR1020040029408A
Authority: KR
Inventors: 박상현; 김도; 이준희; 박종민; 임병호
Original assignee: 주식회사 삼양사
Priority date: 2004-04-28
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2005-11-02
Also published as: KR100583064B1

Abstract

본 발명은 투명성 및 우수한 충격강도를 지니며 유기 용매에 대한 내화학성이 개선된 폴리카보네이트/폴리에스테르 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 (A) 방향족 폴리카보네이트 수지 5~90 중량%, (B) 폴리에스테르 카보네이트 공중합체 5~90 중량%, 및 (C) 코폴리에스테르 수지 5~90 중량%를 포함하는 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

향상된 충격강도와 내화학성을 가지는 투명 폴리카보네이트/폴리에스테르 수지 조성물{Transparent polycarbonate/polyester resin composition with improved impact strength and chemical resistance}

본 발명은 투명성 및 우수한 충격강도를 지니면서 유기 용매에 대한 내화학성이 개선된 폴리카보네이트/폴리에스테르 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 폴리카보네이트 수지와 폴리에스테르 카보네이트 공중합체 및 코폴리에스테르 수지로 이루어지는 수지 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 수지 조성물은 폴리카보네이트 고유의 투명성을 유지하면서 우수한 충격강도를 나타내며 유기 용매에 대한 내화학성이 향상된 수지 및 성형품을 제공할 수 있다.

대표적인 폴리카보네이트 수지는 비스페놀 A와 포스겐의 중축합에 의해 제조되고 유리전이온도가 150℃ 부근인 범용 열가소성 엔지니어링 플라스틱으로써 인장강도 및 충격강도 등의 기계적 물성이 우수하고, 수치 안정성, 내열성 및 광학적 투명성 등이 우수하여 유리를 대체하는 고내열성 엔지니어링 플라스틱으로서 전기전자 제품의 하우징 또는 건축용 및 광고용 판재 등으로 사용되는 등 그 사용분야가 날로 확대되는 추세에 있다. 이러한 폴리카보네이트 수지의 물성은 페닐기와 카복실기로부터 기인한 것으로서 분자쇄의 강성, 회전의 속박과 같은 분자 구조상의 특성이 물성에 영향을 미친다.

그러나, 폴리카보네이트 수지는 제한된 내화학성을 가지고 있어서 유기용매, 특정의 세제, 강 알칼리, 특정의 지방산, 오일 및 그리스와 접촉하는 용도로 사용할 경우에는 주의를 필요로 한다.

종래, 폴리카보네이트와 다른 열가소성 수지를 블렌드(blend)하여 폴리카보네이트의 물성을 개선하려는 노력이 있어왔다. 예를 들어, 미국 특허 제3,218,372호에는 폴리카보네이트와 폴리알킬렌 테레프탈레이트를 혼합하여 용융 점도를 낮추고 폴리알킬렌 테레프탈레이트 보다 연성이 개선된 수지 조성물을 개시하였다. 그러나 이 방법은 두 수지 사이의 상용성이 좋지 않아 불투명해지며 충격강도가 저하되는 문제가 있다. 또한, 미국 특허 제4,391,954호에는 폴리카보네이트와 이소프탈산, 테레프탈산 및 1,4-시클로헥산디메탄올로 이루어진 혼합물에서 유도된 반복단위로 본질적으로 구성되는 코폴리에스테르로 이루어진 수지 조성물을 개시하고 있으나, 이 방법으로는 충분한 충격강도를 얻을 수 없다. 미국 특허 제4,634,737호에는 25내지 90몰%의 에스테르 결합을 가지는 공중합 폴리카보네이트와 이소프탈산, 테레프탈산, 에틸렌글리콜 및 1,4-시클로헥산디메탄올로 이루어진 코폴리에스테르 및 올레핀 아크릴레이트 공중합체로 이루어진 수지 조성물을 개시하고 있지만 이러한 조성물은 불투명해지며 충분한 충격강도도 얻을 수 없다. 미국 특허 제4,188,314호에는 폴리카보네이트와 이소프탈산, 테레프탈산 및 1,4-시클로헥산디메탄올로부터 유도된 코폴리에스테르를 포함하여, 향상된 내화학성을 가지는 시이트(sheet) 성형물을 개시하고 있으나, 이러한 방법으로도 충분한 충격강도를 얻을 수 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 폴리카보네이트와 상용성이 떨어지는 다른 종류의 수지를 폴리카보네이트에 혼합할 경우에 투명성 또는 충격강도가 현저히 저하되는 것을 해결하고자 하는 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 폴리카보네이트 수지에 폴리에스테르 카보네이트 공중합체와 코폴리에스테르 수지를 혼합하여 폴리카보네이트 고유의 특성인 투명성과 내충격성을 유지하면서 유기 용매에 대한 내화학성을 향상시킨 수지 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명은 폴리카보네이트/폴리에스테르 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 (A) 방향족 폴리카보네이트 수지 5~90 중량%, (B) 폴리에스테르 카보네이트 공중합체 5~90 중량%, 및 (C) 코폴리에스테르 수지 5~90 중량%를 포함하는 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로 종래의 기술로 달성하기 어려웠던 투명성을 유지하면서 충격강도가 우수하며 유기 용매에 대해서 내화학성을 지니는 열 가소성 수지 조성물에 관한 것이다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따르면 폴리카보네이트/코폴리에스테르 수지 조성물에 있어서 지방족 이염기산이 공중합된 폴리에스테르 카보네이트를 혼합하여 사용하면 투명성을 유지하면서 우수한 충격강도를 나타낸다. 폴리에스테르 카보네이트는 주사슬 내에 에스테르기와 카보네이트기를 가지고 있기 때문에 폴리카보네이트와 코폴리에스테르의 상용성을 향상시킨다. 또한 폴리에스테르 수지가 함유되어 있기 때문에 폴리카보네이트의 단점인 유기 용매에 대한 내화학성이 크게 향상된다. 결과적으로 폴리카보네이트, 폴리에스테르 카보네이트, 코폴리에스테르 수지로 이루어지는 수지 조성물은 투명성, 내충격성, 내화학성이 우수한 수지 조성물 및 성형품을 제공할 수 있다.

상기한 본 발명에 따른 폴리카보네이트/폴리에스테르 수지 조성물의 구성성분에 따라 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

(A) 방향족 폴리카보네이트 (이하 'PC')

열가소성 방향족 PC 수지는 2가 페놀 모노머 및 카보네이트 전구체 모노머를 분자량을 조절하기 위한 분자량 조절제의 존재 하에 중합시켜 제조할 수 있다.

상기 2가 페놀류는 하기 화학식1의 구조로부터 유도되는 모든 물질이 될 수 있다.

상기식에서, X는 작용기를 갖고 있지 않은 직선형, 분지형 또는 환형 지방족 알킬렌이거나, 설파이드, 에테르, 설폭사이드, 설폰, 페닐, 나프틸 및 이소부틸페닐 등의 작용기들을 포함하는 직선형, 분지형 또는 환형 지방족 알킬렌을 나타내고, 바람직하게는 1 내지 10개의 탄소를 함유하는 직선형, 분지형 또는 환형 알킬렌을 나타내고;

R₁과 R₂는 할로겐 원자, 직선형, 분지형 또는 환형 알킬기를 나타내며;

n 및 m은 독립적으로 0 내지 4의 정수를 나타낸다.

상기 2가 페놀류는, 예를 들어, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(4-히드록시페닐)페닐메탄, 비스(4-히드록시페닐)나프틸메탄, 비스(4-히드록시 페닐)-(4-이소부틸페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 1-에틸-1,1-비스(4-히드록시페닐)프로판, 1-페닐-1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 1-나프틸-1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 1,2-비스(4-히드록시페닐)에탄, 1,10-비스(4-히드록시페닐)데칸, 2-메틸-1,1-비스(4-히드록시페닐)프로판, 또는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 (비스페놀 A) 등을 포함하나 이에 제한되지는 않으며, 이중 대표적인 것은 상기한 비스페놀 A이다.

상기 카보네이트 전구체는 PC 수지의 또 다른 모노머로서, 예를 들어, 카보닐 클로라이드, 카보닐 브로마이드, 비스 할로 포르메이트, 디페닐카보네이트 또는 디메틸카보네이트 등을 포함하나 이에 제한되지는 않으며, 포스겐(카보닐 클로라이드)을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 분자량 조절제로는 이미 공지되어 있는 물질 즉, PC 제조에 사용되는 모노머와 유사한 단일 작용성 물질(monofunctional compound)을 사용할 수 있다. 이러한 단일작용성 물질은, 예를 들어, 파라-이소프로필페놀, 파라-t-부틸페놀, 파라-큐밀(cumyl)페놀, 파라-이소옥틸페놀, 및 파라-이소노닐페놀과 같은 페놀을 기본으로 하는 유도체 또는 지방족 알콜류 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지는 않으며, 이들 중 파라-t-부틸페놀(PTBP)을 사용하는 것이 가장 바람직하다.

한편, 본 발명에 사용할 수 있는 방향족 PC 수지는, 메틸렌 클로라이드 용액에서 측정한 점도 평균 분자량(Mv)이 17,000 내지 40,000인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 20,000 내지 30,000의 것을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 평균 분자량이 17,000 미만일 경우, 충격강도와 인장강도 등의 기계적 물성이 현저히 저하되며, 상기 평균분자량이 40,000을 초과하는 경우에는, 용융점도의 상승으로 수지의 가공에 문제가 있다.

또한 본 발명에서 사용할 수 있는 방향족 PC 수지는 상기 언급한 2가 페놀류 및 카보네이트 전구체의 모노머들을 포함하는 하나 이상의 PC 수지를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 직선형 폴리카보네이트 수지, 분지형 폴리카보네이트 수지 및 환형 폴리카보네이트 수지로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 수지를 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용할 수 있는 상기와 같은 방향족 PC 수지는 총 수지 조성물에 대하여 5~90 중량%, 바람직하게는 10~70 중량%를 사용할 수 있다. 방향족 PC 수지가 5 중량 % 이하의 경우에는 내충격성 등 PC 수지의 고유의 물성을 나타낼 수 없고, 90 중량 % 이상의 경우 내화학성이 떨어지는 단점이 있다.

(B) 폴리에스테르 카보네이트 공중합체(Polyester-carbonate copolymer 이하 'PEC')

PEC의 제조방법은 미국 특허 제3,169,121호에 개시되어 있으며, 이에 따르면 하드한 부분인 2가 페놀류 대신에, 일부분을 긴 사슬의 지방족 에스테르 유도체들을 사슬 내에 도입하여 제조할 수 있으며, 이러한 PEC는 현재 상업적으로 생산 되고 있다.

본 발명에 따른 PEC는 상기에서 기술한 바와 같은 2가 페놀류와 카보네이트 전구체를 반응시키는 PC 합성 시에 코모노머로 지방족 이염기산류를 사용하여 합성할 수 있다. 이러한 지방족 이염기산류는 하기의 화학식2의 구조로부터 유도되는 물질이 될 수 있다.

상기식에서 A는 작용기를 갖고 있지 않은 직선형, 분지형 또는 환형 지방족 알킬렌이거나, 설파이드, 에테르, 설폭사이드 및 설폰 등의 작용기들을 포함하는 직선형, 분지형 또는 환형 지방족 알킬렌일 수 있다. 본 발명에서는, A의 구조가 6 내지 20개의 탄소수를 갖는 직선형 지방족 알킬기인 것이 바람직하다.

상기 지방족 이염기산은 예를 들어, 아디프산(Adipic acid), 수베르산(Suberic acid), 아젤라산(Azelaic acid), 세바스산(Sebacic acid), 운데칸디오산(Undecanedioic acid), 도데칸디오산(Dodecanedioic acid), 헥사데칸디오산(Hexadecanedioic acid), 데칸디오산(Decanedioic acid), 및 테트라코산디오산 (Tetracosanedioic acid) 등과 같은 직선형 포화 지방족 이염기산; 분지형 포화 지방족 이염기산; 환형 포화 지방족 이염기산; 및 불포화 지방족 이염기산을 포함하나, 이에 제한되지는 않으며, 이들 물질을 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명의 목적에 부합하기 위해서는 세바스산과 도데칸디오산이 바람직하다.

또한 지방족 이염기산의 사슬 길이에 따라 몰%의 양이 달라질 수 있고, 물성 또한 그 함량에 따라 달라지나. 본 발명에 따는 PEC는 지방족 이염기산의 함량이 2가 페놀에 대해 3 내지 30몰% 이내에서 사용할 수 있으며, 바람직하게는 5 내지 20몰%가 적합하다. 함량이 3몰% 미만이면, 상용성 향상에 대한 효과가 미미하고, 함량이 30몰%를 초과하는 경우에는 기계적 물성이 감소한다.

한편 본 발명에서 사용할 수 있는 상기와 같은 PEC는 총 수지 조성물에 대하여 5~90 중량%, 바람직하게는 10~70 중량%를 사용할 수 있다. PEC가 5 중량 % 이하의 경우에는 방향족 PC 수지와 하기 COPE의 상용성이 저하되어 요구되는 내충격성 등 기계적 물성이 저하되고, 90 중량 % 이상의 경우 내화학성이 떨어지는 단점이 있다.

(C) 코폴리에스테르 (Copolyester, 이하 'COPE'))

COPE의 합성방법은 잘 알려져 있으며, 미국 특허 제2,901,466호에 구체적으로 기술되어 있다. COPE는 테레프탈산, 이소프탈산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 1,3-시클로헥산디카르복실산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 세바스산 및 2,6-나프탈렌디카르복실산 등과 같은 하나 이상의 디카르복실산 화합물과 에틸렌 글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올(이하 'CHDM'), 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,2-시클로헥산디올, 1,3-시클로헥산디메탄올 등과 같은 하나 이상의 글리콜 화합물을 사용하여 합성할 수 있다.

디카르복실산 및 글리콜 화합물을 사용하여 공중합된 폴리에스테르를 제조하는 방법은 보통 에스테르 반응과 중축합반응의 2단계로 진행되며, 테레프탈산, CHDM, 및 에틸렌글리콜을 사용하여 COPE를 제조하는 방법은 다음과 같다.

제1단계인 에스테르 반응은 테레프탈산 등의 디카르복실산 성분에 대하여 에틸렌글리콜과 CHDM을 포함한 전체 글리콜 성분이 몰 비로 1.05 내지 2.5가 되도록 투입하여 230~260℃ 및 0.1~0.3kg/cm²의 조건하에서 실시한다. 이 때, 사용되는 CHDM은 시스-, 트랜스- 의 이성질체를 가지게 되는데 바람직하게는 트랜스 이성질체의 양이 60% 이상인 것이 적당하며, 반응온도는 바람직하게는 240~260℃이고, 더욱 바람직하게는 245~255℃이다. 또한, 에스테르화 반응시간은 통상적으로 100 내지 300분 정도가 소요되는데, 이는 반응온도, 압력 및 사용하는 모노머의 몰 비에 영향을 받는다.

상기 에스테르 반응에는 기타 첨가제로서 통상적인 안정제 및 정색제를 사용할 수 있다. 안정제는 일반적으로 인산, 트리메틸포스페이트 또는 트리에틸포스페이트 등을 사용할 수 있으며, 상기 안정제의 함량은 인 원소량을 기준으로 최종 폴리머의 중량 대비 10 내지 200ppm이다. 안정제의 첨가량이 10ppm미만이면 안정의 효과가 미미하고, 200ppm를 초과하면 원하는 중합도에 이르지 못하는 문제가 있다. 또한, 색상을 향상시키기 위해 첨가되는 정색제에는 코발트 아세테이트 및 코발트 프로피오네이트 등의 통상의 정색제를 들 수 있으며, 그 첨가량은 최종 폴리머의 중량 대비 10 내지 100ppm이 적당하다. 또한, 상기 정색제 이외에도 유기화합물을 정색제로 사용하는 것도 가능하다.

제2단계인 중축합 단계는 통상적으로 250~290℃ 및 400~0.1mmHg의 감압조건 하에서 실시된다. 이 중축합 단계는 원하는 고유점도에 도달할 때까지 필요한 시간 동안 실시되는데, 반응온도는 바람직하게는 260~280℃이다. 또한 중축합반응은 부산물로 생성되는 글리콜을 제거하여 위하여 400~0.1mmHg의 감압 하에서 실시함으로써 CHDM이 공중합된 COPE를 얻을 수 있다.

본 발명에 이용하기에 매우 적합한 COPE는 글리콜 부분이 50 내지 70몰%의 CHDM 및 30 내지 50몰%의 에틸렌 글리콜을 가지며, 디카르복실산 부분이 테레프탈산인 COPE이다. 전체 글리콜 성분에 대해서 CHDM의 함량이 50몰% 미만이면 PC와 블렌딩 시 불투명해지는 문제가 있고, CHDM이 70몰%를 초과하면 PC와 블렌딩 하여 충격강도가 저하되고 고온에서 사용시에 결정화로 인해 불투명해지는 문제가 발생한다.

한편 본 발명에서 사용할 수 있는 상기와 같은 COPE는 총 수지 조성물에 대하여 5~90 중량%, 바람직하게는 20~80 중량%를 사용할 수 있다. COPE가 5 중량 % 이하의 경우에는 내화학성이 저하되고, 90 중량 % 이상의 경우 내충격성이 떨어지는 단점이 있다.

(D) 기타 첨가제

한편 본 발명의 수지 조성물은 여러 가지 목적으로 첨가제를 더욱 포함할 수 있으며, 그 종류 및 함량은 본 발명의 통상적인 지식을 가진 자에 따른다. 예를 들면, 기계적 물성을 개선하기 위한 충격보강제 및 핵제, 표면 물성을 개선하기 위한 활제 및 층 분리 방지제, 화학적 물성을 개선하기 위한 난연제, 자외선 안정제 및 산화 방지제, 미학적 물성을 개선하기 위한 착색제(염료), 탈취제 및 소취제, 그리고 가공 물성을 개선하기 위한 유동화제 및 이형제 등을 추가로 포함할 수 있다.

통상적으로 PC와 COPE의 블렌드 조성물은 약간 황색을 띠게 된다. 변색의 정도는 조성, 가공온도 및 가공조건에 의해서 영향을 받는데, 이와 같이 황변이 발생하는 이유는 COPE의 합성 시 잔존하는 촉매에 의해 PC와 COPE 사이에서 에스테르화 반응이 일어나기 때문이다. 이러한 황변 현상은 가공 시에 인계 산화 방지제를 첨가하여 감소시킬 수 있다. 이러한 인계 산화방지제로는, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐) 포스파이트, 비스(2,4-디-t-부틸 페닐)펜타에리쓰리톨 디포스파이트, 비스(4-메틸-2,6-디-t-부틸페닐)펜타에리쓰리톨 디포스파이트, 또는 테트라키스 (2,4-디-t-부틸페닐)-4,4'-바이페닐렌-디포스포나이트(Tetrakis(2,4-di-t-butyl-phenyl) 4,4'-biphenylene-diphosphonite) 등에서 선택된 하나 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 특히 하기 화학식3의 비스(2,4-디-t-부틸페닐) 펜타에리쓰리톨 디포스파이트가 바람직하다.

상기 인계 산화 방지제는 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1 중량부로 사용하는 것이 바람직하며, 0.1 내지 0.3 중량부로 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 인계 산화 방지제의 함량이 0.01 중량부 미만일 경우에는, 그 첨가의 효과가 나타나기 어렵고, 1 중량부를 초과할 경우에는, 성형 가공 시에 가스 발생 등의 문제점이 있다.

본 발명의 수지조성물의 제조 방법은 통상적으로 사용하는 혼합 방법에 의하여 각 조성성분을 혼합하고, 240~280℃의 온도에서 이축 용융 혼련압출기로 혼련 압출하여 성형용 펠렛을 제조하고, 이 펠렛을 90~120℃에서 4시간 이상 열풍 건조하여 제조한다. 이와 같이 제조된 수지 조성물을 사출성형기와 같은 성형기기를 통하여 가공하여 다양한 성형품을 제조할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 수지 조성물 및 이를 이용하는 성형품은 투명성과 내충격성이 우수하며 유기 용매에 대한 내화학성이 개선되어 의료 용품, 각종 전기 전자 부품, 시이트, 필름 등의 용도로 다양하게 응용할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들 및 이와 대비하기 위한 비교예들을 설명함으로써 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니며 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예들이 구현될 수 있고, 단지 하기 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 동시에 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 실시를 용이하게 하고자 하는 것이다.

시험에 사용한 물질은 다음과 같다.

(A) 방향족 PC: 비스페놀-A로부터 유도된 PC로서, 고유점도는 0.55 dl/g (25℃, 메틸렌 클로라이드 중) 이었다.

(B) 코폴리에스테르 카보네이트(PEC): 세바스산이 비스페놀-A에 대해서 10몰% 함량이고, 고유점도는 0.58 dl/g (25℃, 메틸렌 클로라이드 중) 이었다.

(C) 코폴리에스테르(COPE)

(1) COPE I: 100몰%의 테레프탈산, 30몰%의 1,4-시클로헥산디메탄올과, 70몰%의 에틸렌 글리콜로 이루어지며, 고유점도는 0.77 dl/g (25℃, 페놀/테트라클로로에탄 50/50 용액 중) 이었다.

(2) COPE II: 100몰%의 테레프탈산, 60몰%의 1,4-시클로헥산디메탄올과 40몰%의 에틸렌 글리콜로 이루어지며, 고유점도는 0.75 dl/g (25℃, 페놀/테트라클로로에탄 50/50 용액 중) 이었다.

또한 시편의 물성은 하기의 방법에 의해 측정하였다.

(A) 충격강도: ASTM D256에 의거하여 시험편에 노치(notch)를 내어 평가하였다. 최종 시험결과는 5개의 시험편의 시험결과의 평균치로 계산한다.

(B) 전광선 투과율: 3mm 두께의 시편에 대해서 ASTM D1003에 의거하여 평가하였다.

(C) 황색지수 (YI): 3mm 두께의 시편에 대해서 ASTM D1925에 의거하여 투과법으로 평가하였다.

(D) 인스트루먼트 충격시험: ASTM D3763에 의거하여 시험하였으며, 재료가 다른 변형 조건하에서 어떤 거동을 나타내는지에 관한 정보를 얻을 수 있다. 3mm 두께, 100mm 직경의 원판 시편으로 23℃에서 측정하였으며, 최종 시험 결과는 5장의 시험편의 시험 결과의 평균치로서 계산한다.

실시예 1~6 및 비교예 1~3

다음 표 1 및 표 2에 나타난 조성으로 각 조성성분을 헨셀믹서로 혼합하여 균일하게 분산시킨 다음, 이를 L/D=40 및 =25mm 인 이축 용융 혼합 압출기에서 250~280℃의 온도로 압출하여 펠렛 형태로 제조하고, 90~120℃의 열풍 건조기에서 4시간 이상 건조한 후, 250~280℃의 온도에서 사출 성형한 시편의 물성을 상기의 방법에 따라 평가하였다. 이렇게 측정한 물성평가 결과를 다음 표 1 및 표 2에 나타내었다.

하기 표 1 및 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1~6은 비교예 1~3에 비해 투명성을 유지하면서 우수한 충격강도를 나타냄을 확인할 수 있다. 비교예 1 및 2에서처럼 CHDM의 함량이 50몰% 이하의 COPE를 PC나 PEC와 블렌드하면 전광선 투과율이 80% 이하로 불투명하고 충격강도도 크게 저하되는 것을 알 수 있다. 비교예 3에서와 같이 CHDM의 함량이 60몰%인 COPE와 PC와 블렌드하면 투명도는 유지되지만 충격강도가 저하됨을 알 수 있다.

실시예 5에는 0.25 중량부의 비스 (2,4-디-t-부틸페닐)펜타에리쓰리톨 디포스파이트를 첨가한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 실시하였으며 사출 성형을 통해 얻은 시편을 이용하여 황색 지수를 측정하였다. 하기 표 1에 나타난 바와 같이, 비스 (2,4-디-t-부틸페닐)펜타에리쓰리톨 디포스파이트 인계 산화 방지제를 0.25 중량부 첨가한 실시예 5의 경우에 산화방지제를 사용하지 않은 실시예 6보다 사출 성형 후 황색지수가 크게 감소하여 색상이 향상된 것을 알 수 있다. 이는 상기의 인계 산화 방지제가 COPE의 잔류 촉매에 의한 트랜스 에스테르화 반응을 방지하기 때문이다. 상기의 인계 산화 방지제를 소량 첨가하면 황색지수가 감소하고 밝은 색상을 나타나게 되므로 투명성이 향상되어 결과적으로 투명성 및 색상이 향상된 조성물을 얻을 수 있다.

	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6
조성(중량%)
PC	45	35	25	15	20	20
PEC	45	35	25	15	20	20
COPE I	-	-	-	-	-	-
COPE II	10	30	50	70	60	60
산화방지제* (중량부)	-	-	-	-	0.25	-
물성
충격강도 (1/8", kg_f cm/cm)	85	74	71	74	70	71
인스트루먼트 충격강도 (J)	82	79	77	81	78	77
전광선 투과율 (%)	87	87	87	87	87	87
황색지수(YI)	1.9	3.6	4.4	5.3	2.1	4.9

* 비스 (2,4-디-t-부틸페닐) 펜타에리쓰리톨 디포스파이트

	비교예1	비교예2	비교예3
조성(중량%)
PC	50	-	70
PEC	-	50	-
COPE I	50	50	-
COPE II	-	-	30
산화방지제* (중량부)	-	-	-
물성
충격강도 (1/8", kg_f cm/cm)	9	12	13
인스트루먼트 충격강도 (J)	34	36	78
전광선 투과율 (%)	65	64	87
황색지수(YI)	5.1	5.3	3.8

* 비스 (2,4-디-t-부틸페닐) 펜타에리쓰리톨 디포스파이트

비교예 5~6

다음 표3에 나타난 조성으로 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였으며 사출 성형을 통해 인장강도 시험용 시험편을 얻었다. 유기용매에 대한 내화학성을 평가 하기 위해 인장강도 시험용 시험편을 일정 곡률로 굽혀져 있는 지그(jig)에 장착하여 0.8%의 스트레인(strain)을 주어서, 23℃에서 유기용매가 들어있는 통에 담구어 크랙(crack)이 발생하는 시간을 측정하였다. 크랙 발생이 늦게 될수록 사용 용매에 대한 내화학성이 좋다고 할 수 있다.

	실시예 2	실시예 4	비교예 5	비교예 6
조성(중량 %)
PC	35	15	100	-
PEC	35	15	-	100
COPE II	30	70	-	-
크랙(crack) 발생시간 (분)
Gasoline	15	24	0.5	0.5
Acetone	13	24	1	1
Oleic acid	26	42	10	11

표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 2 및 실시예 4가 PC와 PEC를 단독으로 사용한 비교예 5 및 비교예 6에 비교하여 크랙 발생에 걸리는 시간이 크게 늘어났음을 알 수 있다. 결국, 본 발명에 따른 수지 조성물은 유기용매에 대한 내화학성이 크게 향상되어 기존의 PC의 사용이 제한되던 유기용매, 강 알칼리, 지방산, 오일 및 그리스와 접촉하는 환경에 있는 성형품에도 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 폴리카보네이트/폴리에스터 수지 조성물은 폴리카보네이트, 폴리에스테르 카보네이트 공중합체 및 코폴리에스터로 이루어져 폴리카보네이트 고유의 장점인 투명성은 유지하면서 우수한 내충격성을 가진다. 또한, 폴리카보네이트의 단점인 유기 용매에 대한 내화학성이 크게 향상되어, 향후 내화학성이 요구되는 의료 용품, 전기, 전자 재료의 하우징, 시이트, 필름 등의 용도로 유용하게 사용할 수 있다.

Claims

(A) 방향족 폴리카보네이트 수지 5~90 중량%

(B) 폴리에스테르 카보네이트 공중합체 5~90 중량%

(C) 코폴리에스테르 수지 5~90 중량%

를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서, (A)의 방향족 폴리카보네이트 수지는 직선형 폴리카보네이트 수지, 분지형 폴리카보네이트 수지 및 환형 폴리카보네이트 수지로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 수지 조성물
제1항 또는 제2항에 있어서, (A)의 방향족 폴리카보네이트 수지는 점도 평균 분자량(Mv)이 20,000 내지 30,000인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
제1항에 있어서, (B)의 폴리에스테르 카보네이트 공중합체는 2가 페놀류 및 지방족 이염기산을 포함하되, 지방족 이염기산은 세바스산 및 도데칸디오산으로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 하나 이상이고, 그 함량이 주모노머인 2가 페놀류 화합물에 대해 3 내지 30몰%인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
제1항에 있어서, (C)의 코폴리에스테르는 디카르복실산 부분 및 글리콜 부분을 포함하되, 디카르복실산 부분이 테레프탈산이고 글리콜 부분이 50 내지 70몰%의 1,4-시클로헥산디메탄올 및 30 내지 50몰%의 에틸렌 글리콜인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
제1항에 있어서, (A) 방향족 폴리카보네이트 수지 10~70 중량%, (B) 폴리에스테르 카보네이트 공중합체 10~70 중량%, (C) 코폴리에스테르 수지 20~80 중량% 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
제1항 또는 제6항에 있어서, 수지 조성물 100 중량부에 대하여 인계 산화 방지제 0.01 내지 1 중량부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
제7항에 있어서, 상기 인계 산화 방지제는 트리스(2,4-디-t-부틸페닐) 포스파이트, 비스(2,4-디-t-부틸 페닐)펜타에리쓰리톨 디포스파이트, 비스(4-메틸-2,6-디-t-부틸페닐)펜타에리쓰리톨 디포스파이트, 및 테트라키스(2,4-디-t-부틸페닐)-4,4'-바이페닐렌 디포스포나이트로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
제1항 또는 제6항에 있어서, 착색제, 충격보강제, 이형제, 핵제, 자외선 안정제 및 활제로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.