KR20140037629A - 폴리카보네이트계 열가소성 수지 조성물 및 그로부터 제조된 물품 - Google Patents

폴리카보네이트계 열가소성 수지 조성물 및 그로부터 제조된 물품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리카보네이트계 열가소성 수지 조성물 및 그로부터 제조된 물품에 관한 것이다. 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 우수한 가공성을 가져 다양한 형태의 성형이 가능하면서도, 우수한 기계적 물성과 저광택 특성을 갖는 물품의 제공을 가능케 한다.

Description

폴리카보네이트계 열가소성 수지 조성물 및 그로부터 제조된 물품{POLYCARBONATED BASED THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION AND ARTICLES MADE THEREFROM}
본 발명은 폴리카보네이트계 열가소성 수지 조성물 및 그로부터 제조된 물품에 관한 것이다.
최근 자동차, 전자제품 등 각종 공산품의 디자인에 대한 관심이 높아지면서, 자동차의 내/외장재 그리고 전자제품의 외장재 등의 제조에 저광택(low gloss) 특성을 갖는 플라스틱을 사용하여 심미감을 부여하는 방법이 적용되고 있다.
이와 같이 플라스틱을 사용한 저광택 특성의 부여 방법으로는 플라스틱의 표면을 기계적으로 텍스쳐링(texturing)하는 방법, 별도의 무광 페인트로 코팅하는 방법, 또는 광택도가 낮은 수지 조성물을 사용하는 방법을 예로 들 수 있다.
그 중 플라스틱 표면에 대한 기계적인 텍스쳐링 방법 및 무광 페인트 코팅 방법은 수지 조성물의 성형 공정 이후에 추가 가공이 필요하기 때문에 생산 효율이 떨어질 뿐만 아니라, 제품의 사용과정에서 표면이 마모됨에 따라 저광택 특성이 사라지게 되는 단점이 있다. 따라서, 궁극적으로는 광택도가 낮은 수지 조성물을 사용하여 추가 가공이 없이도 저광택 특성이 발현되도록 하는 것이 바람직하다.
이와 관련하여, 기계적 물성이 우수한 것으로 알려진 폴리카보네이트 수지를 베이스 수지로 포함하고, 여기에 소광제(quencher)를 첨가함으로써, 수지 조성물 자체의 광택도를 낮추려는 시도가 꾸준히 이루어지고 있다.
그런데, 실리카, 탈크, 글래스 파이버와 같은 무기계 소광제는 소광 효과가 충분하지 못할 뿐만 아니라, 가공성이 저하되고, 파단 현상이 나타나는 등의 단점이 있다. 이러한 무기계 소광제 대신, 실록산, 가교 아크릴레이트와 같은 유기계 소광제도 적용되고 있는데, 유기계 소광제는 물질 자체가 고가이기 때문에 상업적인 적용에 한계가 있으며, 유기계 소광제의 첨가에 따라 상대적으로 기계적 물성이 떨어지게 되는 단점이 있다.
이에 폴리카보네이트 수지 및 소광제와 함께, 고무 중합체 등의 수지를 첨가하여 가공성 및 기계적 물성을 보완하고자 하는 시도가 이루어지고 있으나, 아직 그 개선의 정도가 미흡한 실정이다.
이에 본 발명은 우수한 가공성을 가지면서도 충분한 기계적 물성과 저광택 특성이 발현될 수 있는 폴리카보네이트계 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 조성물을 사용하여 제조되는 물품을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따르면,
폴리카보네이트 수지 70 내지 95 중량%;
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 및 방향족 비닐 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 중합체 1 내지 15 중량%; 및
무니점도(ML1+4, 100℃)가 적어도 60인 에틸렌-프로필렌 공중합체, 또는 무니점도(ML1+8, 125℃)가 적어도 100인 에틸렌-프로필렌-비공액디엔 삼원 공중합체를 포함하는 올레핀 엘라스토머 1 내지 20 중량%
를 포함하는 폴리카보네이트계 열가소성 수지 조성물이 제공된다.
여기서, 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체는 무니점도(ML1+4, 100℃)가 60 내지 75인 것이 바람직할 수 있다. 그리고, 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체는 에틸렌 60 내지 75 중량%와 프로필렌 25 내지 40 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
그리고, 상기 에틸렌-프로필렌-비공액디엔 삼원 공중합체는 무니점도(ML1+8, 125℃)가 100 내지 125인 것이 바람직할 수 있다. 또한, 상기 에틸렌-프로필렌-비공액디엔 삼원 공중합체는 에틸렌 60 내지 75 중량%, 프로필렌 15 내지 30 중량%, 및 비공액디엔 5 내지 10 중량%를 포함하는 것일 수 있다. 이때, 상기 비공액디엔은 5-에틸리덴-2-노보넨(5-Ethylidene-2-norbornene)일 수 있다.
한편, 상기 폴리카보네이트 수지는 15,000 내지 35,000의 중량평균 분자량을 갖는 것이 수 있다.
그리고, 상기 방향족 비닐 공중합체는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체일 수 있고; 바람직하게는 스티렌 60 내지 90 중량%와 아크릴로니트릴 10 내지 40 중량%를 포함하는 공중합체일 수 있다.
또 한편, 본 발명에 따르면, 상기 수지 조성물을 사용하여 제조되는 물품이 제공된다.
상기 물품은 ISO 2813 (60도)에 따른 표면 광택도가 45% 이하로 제공될 수 있다.
또한, 상기 물품은 인장강도가 480 내지 600 kgf/㎠이고, 굴곡탄성율이 18,000 내지 22,000 kgf/㎠이고, 충격강도가 60 내지 70 kgcm/cm로 제공될 수 있다.
이하, 본 발명의 구현예들에 따른 폴리카보네이트계 열가소성 수지 조성물 및 그로부터 제조된 물품에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야(이하 '당업계'라 함)에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
그리고, 본 명세서 전체에서 명시적인 언급이 없는 한, 전문 용어는 단지 특정 구현예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 또한, 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백한 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
그리고, 명세서에서 사용되는 '포함'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 또는 성분의 부가를 제외시키는 것은 아니다.
한편, 본 발명자들은 저광택 특성을 갖는 수지 조성물에 대한 연구를 거듭하는 과정에서, 특정 범위의 점도를 갖는 올레핀 엘라스토머를 폴리카보네이트 수지 및 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 등과 혼합하여 사용할 경우, 별도의 소광제(quencher)를 첨가하지 않고도 충분한 정도의 저광택 특성이 발현될 수 있고, 이와 동시에 인장 강도, 충격 강도 등의 기계적 물성과 가공성도 확보될 수 있음을 확인하여, 본 발명을 완성하였다.
이러한 본 발명의 일 구현예에 따르면,
폴리카보네이트 수지 70 내지 95 중량%;
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 및 방향족 비닐 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 중합체 1 내지 15 중량%; 및
무니점도(ML1+4, 100℃)가 적어도 60인 에틸렌-프로필렌 공중합체, 또는 무니점도(ML1+8, 125℃)가 적어도 100인 에틸렌-프로필렌-비공액디엔 삼원 공중합체를 포함하는 올레핀 엘라스토머 1 내지 20 중량%
를 포함하는 폴리카보네이트계 열가소성 수지 조성물이 제공된다.
이하, 상기 열가소성 수지 조성물에 포함될 수 있는 각 성분들에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
먼저, 상기 열가소성 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지를 포함한다.
폴리카보네이트 수지는 상기 수지 조성물의 베이스 수지로서, 조성물의 기본적인 물리적 특성, 기계적 특성, 가공성 등을 확보하기 위한 용도로 포함된다.
상기 폴리카보네이트 수지로는 당업계에 공지된 통상적인 폴리카보네이트 수지가 별다른 제한 없이 사용될 수 있다. 다만, 본 발명에 따르면, 상기 폴리카보네이트 수지는 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함하는 고분자일 수 있다:
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
R1은 지방족, 지환족 또는 방향족 유기 라디칼로서, -A1-Y1-A2- 구조를 가질 수 있으며,
상기 A1 및 A2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬렌(Alkylne), 탄소수 2 내지 20의 알케닐렌(Alkylne), 탄소수 4 내지 20의 사이클로알킬렌(cycloalkylne), 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴렌(arylene)일 수 있고; 상기 Y1은 브릿지 라디칼로서, 메틸렌, 사이클로헥실리덴, 또는 이소프로필리덴과 같은 탄화수소기일 수 있다.
여기서, 상기 '알킬렌(alkylene)'은 직쇄 또는 분지쇄의 알케인(alkane)으로부터 유래한 2가의 작용기를 의미하고, '알케닐렌(Alkylne)'은 직쇄 또는 분지쇄의 알켄(alkene)으로부터 유래한 2가의 작용기을 의미하며, '사이클로알킬렌(cycloalkylne)'은 지환족 화합물(cycloalkane)로부터 유래한 2가 작용기를 의미하고, '아릴렌(arylene)'은 아렌(arene)으로부터 유래한 2가의 작용기를 의미한다.
한편, 상기 폴리카보네이트 수지는 선형 폴리카보네이트, 분지형 폴리카보네이트, 또는 이들의 블렌드일 수 있다.
그리고, 상기 폴리카보네이트 수지는 베이스 수지로서의 특성, 즉 기본적인 물리적 특성, 기계적 특성, 가공성 등이 확보될 수 있도록 하기 위하여, 중량평균 분자량이 15,000 이상, 바람직하게는 15,000 내지 35,000, 보다 바람직하게는 20,000 내지 30,000인 것일 수 있다.
이와 마찬가지로, 상기 폴리카보네이트 수지는 베이스 수지로서의 균형을 제공하기 위하여 충분한 양으로 포함될 수 있으며, 다만 다른 성분들과의 상호 작용으로 충분한 저광택 특성이 발현될 수 있는 범위로 포함될 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 폴리카보네이트 수지는 조성물 전체 중량을 기준으로 70 내지 95 중량%, 바람직하게는 70 내지 90 중량%, 보다 바람직하게는 75 내지 90 중량%의 함량으로 포함될 수 있다.
한편, 상기 열가소성 수지 조성물은 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 및 방향족 비닐 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 중합체를 포함한다.
상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(이하 'ABS 수지'라 함)와 방향족 비닐 공중합체는 전술한 폴리카보네이트 수지의 기계적 성질, 열적 성질 및 가공성을 보완하기 위해 첨가될 수 있는 성분으로서, 상기 열가소성 수지 조성물에는 ABS 수지 또는 방향족 비닐 공중합체가 포함되거나, 이들의 혼합물이 포함될 수 있다.
그 중, 상기 ABS 수지는 디엔계 고무(예를 들어, 폴리부타디엔, 부타디엔-스티렌 공중합체, 부타디엔-아크릴 공중합체 등)의 존재 하에서 시안화 비닐화합물(예를 들어, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등)과 방향족 비닐 화합물(스티렌, 알파-메틸스티렌, 디메틸스티렌, 비닐톨루엔 등)을 중합시켜 얻은 그라프트 공중합체로서, 당업계에 공지된 통상적인 ABS 수지가 별다른 제한 없이 사용될 수 있다. 다만, 본 발명에 따르면, 상기 ABS 수지는 디엔계 고무의 함량이 50 중량% 이상, 바람직하게는 55 내지 65 중량%인 것이 내충격성 및 가공성 확보 측면에서 유리할 수 있다.
그리고, 상기 방향족 비닐 공중합체는 모노비닐 방향족 탄화수소를 사용하여 제조된 중합체로서, 스티렌 공중합체를 포함할 수 있다. 이러한 방향족 비닐 공중합체는 공단량체로서, 예컨대 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 펜텐 등과 같은 비닐 단량체; (메트)아크릴로니트릴, 알파-클로로(메트)아크릴로니트릴, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트 등과 같은 아크릴 단량체; 말레이미드, N-알킬 말레이미드, N-아릴 말레이미드 등과 같은 말레산 무수물 등을 함유할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 방향족 비닐 공중합체는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체를 포함할 수 있다. 이때, 상기 방향족 비닐 공중합체에 포함되는 공단량체의 함량은 공중합체에 요구되는 물성에 따라 조절될 수 있다. 상기 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체의 경우는 스티렌 60 내지 90 중량%와 아크릴로니트릴 10 내지 40 중량%로 포함하는 것이, 폴리카보네이트 수지의 기계적 성질, 열적 성질 및 가공성 보완 등의 효과 발현 측면에서 바람직하다.
이와 같은 ABS 수지 및 방향족 비닐 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 중합체는 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 15 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 중량%, 보다 바람직하게는 2 내지 8 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 즉, 폴리카보네이트 수지의 기계적 성질, 열적 성질 및 가공성 보완 등의 효과 발현 측면에서, 상기 중합체는 1 중량% 이상 포함되는 것이 유리하다. 그리고, 상기 중합체를 과량으로 첨가할 경우 조성물의 전체적인 물성이 오히려 저하될 수 있는데, 이를 방지하기 위하여 상기 중합체는 15 중량% 이하로 포함되는 것이 유리하다.
한편, 상기 열가소성 수지 조성물은 올레핀 엘라스토머를 포함한다.
상기 올레핀 엘라스토머는 기본적으로 전술한 폴리카보네이트 수지의 기계적 성질, 열적 성질 및 가공성을 보완하기 위해 첨가될 수 있는 성분으로서, 일 예로 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌-비공액디엔 삼원 공중합체 등을 포함할 수 있다.
특히, 본 발명자의 연구 결과에 따르면, 상기 열가소성 수지 조성물에 특정 범위의 점도를 만족하는 올레핀 엘라스토머를 첨가할 경우, 추가적인 소광제를 첨가하지 않고도 충분한 정도의 저광택 특성이 발현되는 열가소성 수지 조성물이 제공될 될 수 있음이 확인되었다.
일 예로, 상기 열가소성 수지 조성물에는 무니점도(ML1+4, 100℃)가 적어도 60인 에틸렌-프로필렌 공중합체, 또는 무니점도(ML1+8, 125℃)가 적어도 100인 에틸렌-프로필렌-비공액디엔 삼원 공중합체를 포함하는 올레핀 엘라스토머가 포함될 수 있으며; 이를 통해 수지 조성물의 기계적 성질, 열적 성질 및 가공성 등을 확보함과 동시에 보다 향상된 저광택 특성을 발현시킬 수 있다.
여기서, 상기 올레핀 엘라스토머 중 에틸렌-프로필렌 공중합체의 경우에는 무니점도(ML1+4, 100℃)가 적어도 60, 바람직하게는 60 내지 75, 보다 바람직하게는 65 내지 75인 것이 저광택 특성의 발현 측면에서 유리할 수 있다. 즉, 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체의 무니점도(ML1+4, 100℃)가 60 미만일 경우, 성형품의 광택도가 높아져 저광택 특성의 발현이 어려울 뿐만 아니라, 성형품의 표면에 박리 현상이 나타날 수 있어 바람직하지 않다.
그리고, 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체에 포함되는 에틸렌의 함량은 60 내지 75 중량%(바람직하게는 65 내지 75 중량%)이고, 프로필렌의 함량은 25 내지 40 중량%(바람직하게는 25 내지 60 중량%)인 것이 기계적 성질, 열적 성질 및 가공성 등을 보완 측면에서 유리할 수 있다.
또한, 상기 올레핀 엘라스토머 중 에틸렌-프로필렌-비공액디엔 삼원 공중합체의 경우에는 무니점도(ML1+8, 125℃)가 적어도 100, 바람직하게는 100 내지 125, 보다 바람직하게는 105 내지 120인 것이 저광택 특성의 발현 측면에서 유리할 수 있다. 즉, 상기 에틸렌-프로필렌-비공액디엔 삼원 공중합체의 무니점도(ML1+8, 125℃)가 100 미만일 경우, 성형품의 광택도가 높아져 저광택 특성의 발현이 어려울 뿐만 아니라, 성형품의 표면에 박리 현상이 나타날 수 있어 바람직하지 않다.
그리고, 상기 에틸렌-프로필렌-비공액디엔 삼원 공중합체에 포함되는 에틸렌의 함량은 60 내지 75 중량%이고, 프로필렌의 함량은 15 내지 30 중량%이고, 비공액디엔의 함량은 5 내지 10 중량%인 것이 기계적 성질, 열적 성질 및 가공성 등을 보완 측면에서 유리할 수 있다.
여기서, 상기 에틸렌-프로필렌-비공액디엔 삼원 공중합체에 포함되는 비공액디엔은 이중결합의 위치가 바뀌어도 성질이 달라지지 않는 디엔계 모노머로서, 디사이클로펜타디엔, 에틸리덴노보넨, 1,4-헥사디엔 등을 예로 들 수 있다. 그 중 본 발명의 일 예에 따른 삼원 공중합체는 비공액디엔으로 5-에틸리덴-2-노보넨(5-Ethylidene-2-norbornene, ENB)을 포함할 수 있다.
이와 같은 올레핀 엘라스토머는 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%, 바람직하게는 5 내지 20 중량%, 보다 바람직하게는 10 내지 20 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 즉, 폴리카보네이트 수지의 기계적 성질, 열적 성질 및 가공성 등의 보완과 동시에 충분한 저광택 특성이 발현될 수 있도록 하기 위하여, 상기 올레핀 엘라스토머는 1 중량% 이상 포함되는 것이 유리하다. 그리고, 상기 올레핀 엘라스토머를 과량으로 첨가할 경우 조성물의 전체적인 물성이 오히려 저하될 수 있는데, 이를 방지하기 위하여 상기 올레핀 엘라스토머는 20 중량% 이하로 포함되는 것이 유리하다.
한편, 본 발명의 열가소성 수지 조성물에는 전술한 성분들 이외에 소광제(quencher), 자외선 안정제, 열 안정제, 가소제, 이형제, 착색제, 대전방지제, 난연제, 형광 증백제, 충격 보강제 등의 첨가제가 더욱 포함될 수 있다.
그 중 상기 소광제로는 당업계에 공지된 통상적인 소광제가 별다른 제한 없이 첨가될 수 있으며, 예를 들면 실리카, 탈크, 글래스 파이버 등과 같은 무기계 소광제; 실록산, 가교 아크릴레이트 등과 같은 유기계 소광제가 첨가될 수 있다. 다만, 상기 무기계 소광제를 과량으로 첨가할 경우 조성물의 가공성이 저하될 수 있고 파단 현상이 나타날 수 있다. 그리고, 상기 유기계 소광제를 과량으로 참가할 경우 제조 원가가 상승할 수 있고, 조성물의 기계적 물성이 떨어질 수 있다. 따라서, 상기 소광제는 조성물 전체 중량을 기즌올 0.1 내지 5 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
이밖에 자외선 안정제, 열 안정제, 가소제, 이형제, 착색제, 대전방지제, 난연제, 형광 증백제, 충격 보강제 등의 첨가제는 당업계에 공지된 통상적인 것일 수 있으며, 수지 조성물의 물성에 악영향을 미치지 않는 범위 내에서 첨가될 수 있다.
한편, 상기 열가소성 수지 조성물의 제조는 당업계에 공지된 임의의 적합한 혼합 수단에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 열가소성 수지 조성물은 전술한 각각의 성분들을 헨젤 믹서, 텀블러, 리본 블렌더, 고속 믹서 등과 같은 혼합 장치로 예비 혼합한 후, 압출기 등으로 용융 혼련하는 방법으로 제조될 수 있다. 그리고, 상기 수지 조성물은 펠릿의 형태로 제공될 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 전술한 폴리카보네이트계 열가소성 수지 조성물을 사용하여 제조되는 물품이 제공된다.
상기 물품의 제조는 전술한 수지 조성물과 당업계에 공지된 임의의 적합한 성형 수단을 이용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 물품은 상기 수지 조성물을 사출 성형, 압출 성형, 블로우 성형, 프레스 성형, 캘린더 성형 등의 방법으로 성형하여 제조될 수 있다. 다만, 상기 수지 조성물은 흡습성을 갖기 때문에, 충분히 건조시킨 상태에서 성형 공정을 진행하는 것이 바람직하다.
이와 같은 상기 물품은 전술한 수지 조성물을 사용하여 제조됨에 따라, 박리 현상이 없는 매끄러운 표면을 가질 수 있으면서도, 우수한 기계적 물성을 나타낼 수 있을 뿐 아니라, 추가적인 소광제의 첨가나 텍스쳐링 공정 없이도 충분한 저광택 특성을 나타낼 수 있다.
특히, 저광택 특성에 있어서, 상기 수지 조성물을 사용하여 제조된 물품은 ISO 2813 (60도)에 따른 표면 광택도가 45% 이하, 바람직하게는 45 내지 20%로 제공될 수 있다.
또한, 기계적 물성에 있어서, 상기 수지 조성물을 사용하여 제조된 물품은 인장강도가 480 내지 600 kgf/㎠(바람직하게는 510 내지 580 kgf/㎠)이고, 굴곡탄성율이 18,000 내지 22,000 kgf/㎠(바람직하게는 19,000 내지 21,000 kgf/㎠)이고, 충격강도가 60 내지 70 kgcm/cm로 제공될 수 있다.
그리고, 상기 물품은 자동차용 내/외장재, 전기/전자기기의 부품 및 하우징 등에 적용될 수 있으며, 이 밖에도 심미적 또는 기능적으로 저광택 특성이 요구되는 다양한 분야에도 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 우수한 가공성을 가져 다양한 형태의 성형이 가능하면서도, 우수한 기계적 물성과 저광택 특성을 갖는 물품의 제공을 가능케 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물을 사용하여 제조한 성형품의 표면을 AFM(Atomic Force Microscope)으로 관찰한 결과를 나타낸 이미지이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들을 제시한다. 다만, 하기 실시예들은 발명의 예시로 제시된 것일 뿐, 본 발명을 이들만으로 한정하려는 의도로 제시되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예
하기 표 1 내지 표 4에 나타낸 성분들을 혼합하여 실시예 및 비교예의 수지 조성물을 제조하였다(함량 단위: 중량%). 이때, 각 성분에 대한 구체적인 내용은 다음과 같다.
1) PC: 폴리카보네이트 수지 (중량평균 분자량: 25,000, 제조사: 호남석유화학, 제품명: PC-1100S)
2) ABS: 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 (부타디엔 함량 60 중량%, 제조사: 금호석유화학, 제품명: ABS 181)
3) SAN: 방향족 비닐 공중합체 (스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 제조사: 금호석유화학, 제품명: SAN 320A)
4) EP-1: 에틸렌-프로필렌 공중합체 (무니점도: 69 (ML1+4, 100℃), 에틸렌 함량: 70.5 중량%, 제조사: 금호폴리켐, 제품명: KEP-070P)
5) EPDM-1: 에틸렌-프로필렌-(5-에틸리덴-2-노보넨) 삼원 공중합체 (무니점도: 115 (ML1+8, 125℃), ENB 함량: 7 중량%, 에틸렌 함량: 70 중량%, 제조사: 금호폴리켐, 제품명: KEP-2371)
6) M-g-EPDM: 무수말레인산 그래프트 에틸렌-프로필렌-(5-에틸리덴-2-노보넨) 삼원 공중합체 (흐름성: 1, 2.16kg, 230℃),무니점도: 85 (Ml1+8, 125℃) 에틸렌 함량: 70 중량%, 제조사: 금호폴리켐, 제품명: KEPA-1150)
7) EP-2: 에틸렌-프로필렌 공중합체 (무니점도: 40 (ML1+4, 100℃), 에틸렌 함량: 71 중량%, 제조사: 금호폴리켐, 제품명: KEP-202P)
8)EPDM-2: 에틸렌-프로필렌-(5-에틸리덴-2-노보넨) 삼원 공중합체 (무니점도: 86 (ML1+8, 125℃), ENB 함량: 4.5 중량%, 에틸렌 함량: 61.5 중량%, 제조사: 금호폴리켐, 제품명: KEP-1303F)
9) g-SAN: 소광제 (grafted SAN, 제조사: Chemtura, 제품명: B-MAT)
10) Silica: 소광제 (제조사: 에스켐텍)
11) c-Acryl: 소광제 (crosslinked acrylate, 제조사: MRC, 제품명: F-410)
시험예
이축 압출기(모델명: TEM-26SS, 제조사: Toshiba)를 이용하여 상기 실시예 및 비교예를 통해 얻은 수지 조성물을 각각 압출한 후, ASTM 규격의 시편 금형을 갖는 사출기(모델명: 170MT, 제조사: 우진세렉스)로 시편을 준비하였다.
그리고, 준비된 각각의 시편에 대해 다음과 같은 방법으로 시험하였고, 그 결과를 하기 표 1 내지 표 4에 나타내었다.
1) 표면 광택도: 광택도 측정기(모델명: REF060, 제조사: DRLANGE)를 이용하여, ISO 2813 (60도)에 따라 직경 55 mm 및 두께 3.2mm인 경면 가공 원형 사출 시편에 대한 표면 광택도를 측정하였다.
2) 기계적 물성 측정: 만능시험기(Universal Materials Testing Machine, 제조사: Instron)를 이용하여, ASTM D638에 따라 인장강도-항복응력을 측정하였고, ASTM D790에 따라 굴곡탄성율를 측정하였다.
3) 열변형 온도 측정: 열변형 시험기(모델명: 6A-2, 제조사: TOYOSEIKI)를 이용하여, ASTM D648에 따라, 18.6 kgf/㎠의 하중을 시편에 가한 다음, 시편을 오일에 침적하여 약 5분 동안 예열하고, 오일을 120℃/h의 속도로 가열하면서, 시편의 처진 길이가 0.254 mm일 때의 온도를 측정하였다.
4) 충격강도 측정: IZOD 충격시험기(제조사: TOYOSEIKI)를 이용하여, ASTM D256에 따라 충격강도를 측정하였다.
5) 성형품의 표면 박리 여부 평가: 사출 성형 후, 각 시편의 표면을 육안으로 관찰하여 박리된 부분이 없을 경우 "양호", 그리고 박리된 부분이 있을 경우 "박리"로 나타내었다.
6) 성형품의 표면 관찰: 실시예 9의 조성물을 사용하여 제조한 시편의 표면을 AFM(Atomic Force Microscope)으로 관찰한 결과를 도 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
성
분
(wt
%)		 PC 87.5 85 82.5 82.5 80 77.5
ABS 2.5 - 2.5 2.5 - 2.5
SAN - 5 5 - 5 5
EP-1 10 10 10 15 15 15
EPDM-1 - - - - - -
물
성		 광택도(%) 40 45 25 35 40 20
인장강도-
항복응력
(kgf/㎠)		 525 575 550 510 530 520
굴곡탄성율
(kgf/㎠)		 19,500 21,000 20,000 19,000 20,500 19,500
충격강도
(kgcm/cm)		 65 60 63 67 63 65
열변형 온도
(℃)		 117 115 120 115 113 117
박리 여부 양호 양호 양호 양호 양호 양호
실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10 실시예 11 실시예 12
성
분
(wt
%)		 PC 87.5 85 82.5 82.5 80 77.5
ABS 2.5 - 2.5 2.5 - 2.5
SAN - 5 5 - 5 5
EP-1 - - - - - -
EPDM-1 10 10 10 15 15 15
물
성		 광택도(%) 38 43 23 33 38 20
인장강도-
항복응력
(kgf/㎠)		 515 565 540 500 520 510
굴곡탄성율
(kgf/㎠)		 19,500 21,000 20,000 19,000 20,500 19,500
충격강도
(kgcm/cm)		 67 62 65 69 65 67
열변형 온도
(℃)		 115 113 118 113 111 115
박리 여부 양호 양호 양호 양호 양호 양호
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6
성
분
(wt
%)		 PC 97.5 95 90 97.5 95 90
ABS - 2.5 2.5 - 2.5 2.5
SAN - - 5 - - 5
g-SAN 2.5 2.5 2.5 - - -
Silica - - - 2.5 2.5 2.5
c-Acryl - - - - - -
EP-1 - - - - - -
EP-2 - - - - - -
EPDM-1 - - - - - -
EPDM-2 - - - - - -
물
성		 광택도(%) 95 50 40 45 40 50
인장강도-
항복응력
(kgf/㎠)		 610 600 610 635 620 630
굴곡탄성율
(kgf/㎠)		 22,000 21,000 22,000 26,000 24,000 24,500
충격강도
(kgcm/cm)		 70 75 45 15 30 25
열변형 온도
(℃)		 125 120 118 126 122 120
박리 여부 양호 양호 양호 양호 양호 양호
비교예 7 비교예 8 비교예 9
성
분
(wt
%)		 PC 97.5 95 90
ABS - 2.5 2.5
SAN - - 5
c-Acryl 2.5 2.5 2.5
M-g-EPDM - - -
EP-1 - - -
EP-2 - - -
EPDM-1 - - -
EPDM-2 - - -
물
성		 광택도(%) 70 55 50
인장강도-
항복응력
(kgf/㎠)		 600 580 600
굴곡탄성율
(kgf/㎠)		 22,000 19,500 20,000
충격강도
(kgcm/cm)		 60 55 35
열변형 온도
(℃)		 115 110 105
박리 여부 양호 양호 양호
비교예 10 비교예 11 비교예 12 비교예 13 비교예 14
성
분
(wt
%)		 PC 82.5 90 82.5 90 90
ABS 2.5 - 2.5 - -
SAN 5 - 5 - -
c-Acryl - - - - -
M-g-EPDM 10 - - - -
EP-1 - 10 - - -
EP-2 - - 10 - -
EPDM-1 - - - 10 -
EPDM-2 - - - - 10
물
성		 광택도(%) 85 70 85 70 80
인장강도-
항복응력
(kgf/㎠)		 550 550 550 550 550
굴곡탄성율
(kgf/㎠)		 20,000 20,000 20,000 20,000 20,000
충격강도
(kgcm/cm)		 55 60 10 60 60
열변형 온도
(℃)		 105 120 105 120 120
박리 여부 박리 양호 박리 양호 박리
상기 표 1 및 표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 12의 경우 본 발명의 조성을 만족하는 수지 조성물을 사용함에 따라, 특히 표면 광택도가 낮게 나타나면서도, 가공시 표면 박리가 나타나지 않고, 기계적 물성 또한 확보될 수 있는 것으로 확인되었다.
한편, 상기 표 3 내지 표 5에 나타낸 바와 같이, 비교예 1 내지 비교예 14의 경우 본 발명에 따른 물성을 만족하는 올레핀 엘라스토머를 포함하지 않거나, 기타 성분들을 포함하지 않는 조성물을 사용함에 따라, 실시예들에 비하여 기계적 물성(특히, 충격강도)이 떨어지거나, 열변형 온도가 낮거나, 또는 표면 광택도가 높게 나타나는 것으로 확인되었다.
특히, 비교예 12는 실시예 3과 비교하여 바람직한 무니점도 범위를 벗어나는 에틸렌-프로필렌 공중합체를 포함함에 따라, 광택도가 급격히 상승하여 저광택 특성을 나타낼 수 없었고, 충격강도도 급격히 저하되는 것으로 나타났고, 표면에 박리된 부분이 나타나는 등 수지의 가공성도 떨어지는 것으로 확인되었다.
그리고, 비교예 14도 바람직한 무니점도 범위를 벗어나는 EPDM을 포함함에 따라 저광택 특성을 나타낼 수 없었고, 수지의 가공성이 떨어지는 것으로 확인되었다.
그리고, M-g-EPDM을 포함하는 비교예 10은 실시예 9와 비교하여 유사한 정도의 기계적 물성을 나타내었으나, M-g-EPDM의 무니점도는 본 발명의 바람직한 범위를 만족하지 못함에 따라 저광택 특성이 발현될 수 없었고, 표면 박리가 발생하는 등 수지의 가공성이 떨어지는 것으로 확인되었다.

Claims (12)

  1. 폴리카보네이트 수지 70 내지 95 중량%;
    아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 및 방향족 비닐 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 중합체 1 내지 15 중량%; 및
    무니점도(ML1+4, 100℃)가 적어도 60인 에틸렌-프로필렌 공중합체, 또는 무니점도(ML1+8, 125℃)가 적어도 100인 에틸렌-프로필렌-비공액디엔 삼원 공중합체를 포함하는 올레핀 엘라스토머 1 내지 20 중량%
    를 포함하는 폴리카보네이트계 열가소성 수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에틸렌-프로필렌 공중합체는 무니점도(ML1+4, 100℃)가 60 내지 75인 폴리카보네이트계 열가소성 수지 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 에틸렌-프로필렌 공중합체는 에틸렌 60 내지 75 중량%와 프로필렌 25 내지 40 중량%를 포함하는 공중합체인 폴리카보네이트계 열가소성 수지 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 에틸렌-프로필렌-비공액디엔 삼원 공중합체는 무니점도(ML1+8, 125℃)가 100 내지 125인 폴리카보네이트계 열가소성 수지 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 에틸렌-프로필렌-비공액디엔 삼원 공중합체는 에틸렌 60 내지 75 중량%, 프로필렌 15 내지 30 중량%, 및 비공액디엔 5 내지 10 중량%를 포함하는 공중합체인 폴리카보네이트계 열가소성 수지 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 비공액디엔은 5-에틸리덴-2-노보넨(5-Ethylidene-2-norbornene)인 폴리카보네이트계 열가소성 수지 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지는 15,000 내지 35,000의 중량평균 분자량을 갖는 폴리카보네이트계 열가소성 수지 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 방향족 비닐 공중합체는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체인 폴리카보네이트계 열가소성 수지 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 스티렌 60 내지 90 중량%와 아크릴로니트릴 10 내지 40 중량%를 포함하는 공중합체인 폴리카보네이트계 열가소성 수지 조성물.
  10. 제 1 항의 수지 조성물을 사용하여 제조되는 물품.
  11. 제 10 항에 있어서,
    ISO 2813 (60도)에 따른 표면 광택도가 45% 이하인 물품.
  12. 제 10 항에 있어서,
    인장강도가 480 내지 600 kgf/㎠이고, 굴곡탄성율이 18,000 내지 22,000 kgf/㎠이고, 충격강도가 60 내지 70 kgcm/cm인 물품.
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