KR20140081488A - 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품 - Google Patents
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Abstract
(A) 폴리카보네이트 수지, (B) 스티렌계 공중합체, (C) 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체, 및 (D) 유리섬유를 포함하고, 상기 유리섬유(D)는 (D-1) 길이가 1 내지 200㎛인 제1 유리섬유 및 (D-2) 길이가 2 내지 6 mm인 제2 유리섬유를 포함하는 열가소성 수지 조성물, 및 이를 이용한 성형품에 관한 것이다.
Description
열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품에 관한 것이다.
폴리카보네이트 수지는 내열성 및 투명성이 우수하여 전기전자 제품 외장재, 자동차 부품 등 그 활용범위가 날로 증가하고 있다. 상기 폴리카보네이트 수지는 충격강도와 가공성을 향상시키기 위하여 스티렌 함유 공중합체와 혼합하여 사용되고 있다.
특히 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체는 가공성이 양호하고 충격강도가 우수하고 외관이 우수하기 때문에 폴리카보네이트 수지와 혼합하여 전기 전자제품 등에 많이 사용되고 있다.
폴리카보네이트 수지와 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체의 혼합 수지에서 내화학성을 높이기 위해 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 내화학성을 가지는 다른 수지를 블렌드하는 기술이 개발되었다. 그러나, 이 경우 내열성 떨어지며 가수분해가 잘되어 수분이 많고 온도가 높은 곳에는 사용이 제한적인 단점이 있다.
또한 한국 특허공개 2007-0071446, 2009-0026359 및 2010-0022376에서는 내화학성을 가지는 다른 수지와의 블렌딩시켜 내화학성을 개선하는 방법을 제시하고 있다. 하지만 이러한 방법은 내화학성을 소폭 개선할 수는 있으나 그 효과가 미약하며 충격 특성이 저하되는 결과를 유발한다.
또한 폴리카보네이트 수지와 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체의 혼합 수지에서 치수 안정성을 확보하기 위하여 미네랄 섬유 등의 첨가제를 추가할 수 있으나 기존의 첨가제로는 치수 안정성 확보에 한계가 있다.
내충격성, 내열도, 치수 안정성, 및 외관이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 구현예에서는 (A) 폴리카보네이트 수지, (B) 스티렌계 공중합체, (C) 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체, 및 (D) 유리섬유를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공한다. 상기 유리섬유(D)는 (D-1) 길이가 1 내지 200㎛인 제1 유리섬유 및 (D-2) 길이가 2 내지 6 mm인 제2 유리섬유를 포함한다.
상기 폴리카보네이트 수지(A)의 중량 평균 분자량은 10,000 내지 25,000 g/mol일 수 있다.
상기 유리섬유(D)는 제1 유리섬유(D-1) 및 제2 유리섬유(D-2)를 1:1 내지 1:4의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 유리섬유(D)의 함량은 상기 열가소성 수지 조성물 100 중량%에 대하여 5 내지 30 중량%일 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 (A) 폴리카보네이트 수지 35 내지 65 중량%, (B) 스티렌계 공중합체 15 내지 35 중량%, (C) 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체 3 내지 15 중량%, 및 (D) 유리섬유 5 내지 30 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에서는 상기 열가소성 수지 조성물을 이용한 성형품을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품은 내충격성, 내열도, 치수 안정성, 및 외관이 우수하다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 "치환"이란 별도의 정의가 없는 한 화합물 중 적어도 하나의 수소가 C1 내지 C30 알킬기; C1 내지 C10 알킬실릴기; C3 내지 C30 시클로알킬기; C6 내지 C30 아릴기; C2 내지 C30 헤테로아릴기; C1 내지 C10 알콕시기; 플루오로기, 트리플루오로메틸기 등의 C1 내지 C10 트리플루오로알킬기; 또는 시아노기로 치환된 것을 의미한다.
본 명세서에서 "헤테로"란 별도의 정의가 없는 한, 하나의 화합물 또는 치환기 내에 N, O, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 3 포함하고, 나머지는 탄소인 것을 의미한다.
본 명세서에서 "알킬(alkyl)기"란 별도의 정의가 없는 한, 어떠한 알켄기(alkene)나 알킨기(alkyne)를 포함하고 있지 않은 "포화 알킬(saturated alkyl)기"; 또는 적어도 하나의 알켄기 또는 알킨기를 포함하고 있는 "불포화 알킬(unsaturated alkyl)기"를 모두 포함하는 것을 의미한다. 상기 "알켄기"는 적어도 두 개의 탄소원자가 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 이루고 있는 치환기를 의미하며, "알킨기" 는 적어도 두 개의 탄소원자가 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중 결합을 이루고 있는 치환기를 의미한다. 상기 알킬기는 분지형, 직쇄형 또는 환형일 수 있다.
상기 알킬기는 C1 내지 C20의 알킬기 일 수 있으며, 구체적으로 C1 내지 C6인 저급 알킬기, C7 내지 C10인 중급 알킬기, C11 내지 C20의 고급 알킬기일 수 있다.
"방향족"은 환형인 치환기의 모든 원소가 p-오비탈을 가지고 있으며, 이들 p-오비탈이 공액(conjugation)을 형성하고 있는 화합물을 의미한다. 구체적인 예로 아릴기와 헤테로아릴기가 있다.
"아릴(aryl)기"는 단일고리 또는 융합고리(즉, 탄소원자들의 인접한 쌍들을 나눠 가지는 복수의 고리) 치환기를 포함한다.
"헤테로아릴(heteroaryl)기"는 아릴기 내에 N, O, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 3개 포함하고, 나머지는 탄소인 것을 의미한다. 상기 헤테로아릴기가 융합고리인 경우, 각각의 고리마다 상기 헤테로 원자를 1 내지 3개 포함할 수 있다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미한다. 또한 (메타)아크릴산 알킬 에스테르는 아크릴산 알킬 에스테르 또는 메타크릴산 알킬 에스테르를 의미하며, (메타)아크릴산 에스테르는 아크릴산 에스테르 또는 메타크릴산 에스테르를 의미한다.
본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, "공중합"이란 블록 공중합, 랜덤 공중합, 그래프트 공중합 또는 교호 공중합을 의미할 수 있고, "공중합체"란 블록 공중합체, 랜덤 공중합체, 그래프트 공중합체 또는 교호 공중합체를 의미할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서는 (A) 폴리카보네이트 수지, (B) 스티렌계 공중합체, (C) 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체, 및 (D) 유리섬유를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
상기 유리섬유(D)는 (D-1) 길이가 1 내지 200㎛인 제1 유리섬유 및 (D-2) 길이가 2 내지 6 mm인 제2 유리섬유를 포함한다.
상기 열가소성 수지 조성물은 내충격성, 내열도, 치수 안정성, 및 외관 특성이 모두 우수하다.
상기 열가소성 수지 조성물은 (A) 폴리카보네이트 수지 35 내지 65 중량%, (B) 스티렌계 공중합체 15 내지 35 중량%, (C) 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체 3 내지 15 중량%, 및 (D) 유리섬유 5 내지 30 중량%를 포함할 수 있다.
이하, 상기 열가소성 수지 조성물에 포함되는 각 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.
(A) 폴리카보네이트 수지
상기 폴리카보네이트 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 디페놀류와 포스겐, 할로겐산 에스테르, 탄산 에스테르 또는 이들의 조합과 반응시켜 제조될 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, A는 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 직쇄상 또는 분지상의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C5 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C5 알킬리덴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 직쇄상 또는 분지상의 할로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C6 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C6 사이클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C10 사이클로알킬리덴기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 직쇄상 또는 분지상의 알콕실렌기, 할로겐산 에스테르기, 탄산 에스테르기, CO, S 또는 SO2이고,
각각의 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하며, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이며,
n1 및 n2는 각각 0 내지 4의 정수이다.
상기 화학식 1로 표시되는 디페놀류는 2종 이상이 조합되어 폴리카보네이트 수지의 반복단위를 구성할 수도 있다. 상기 디페놀류의 구체적인 예로는, 히드로퀴논, 레조시놀, 4,4'-디히드록시디페닐, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판('비스페놀-A'라고도 함), 2,4-비스(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)사이클로헥산, 2,2-비스(3-클로로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)술폭사이드, 비스(4-히드록시페닐)케톤, 비스(4-히드록시페닐)에테르 등을 들 수 있다. 상기 디페놀류 중에서, 좋게는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)프로판 또는 1,1-비스(4-히드록시페닐)사이클로헥산을 사용할 수 있다. 또한 이들 중 더 좋게는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판을 사용할 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 2종 이상의 디페놀류로부터 제조된 공중합체의 혼합물일 수도 있다. 또한 상기 폴리카보네이트 수지는 선형 폴리카보네이트 수지, 분지형(branched) 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지 등을 사용할 수 있다.
상기 선형 폴리카보네이트 수지로는 비스페놀-A계 폴리카보네이트 수지 등을 들 수 있다. 상기 분지형 폴리카보네이트 수지로는 트리멜리틱 무수물, 트리멜리틱산 등과 같은 다관능성 방향족 화합물을 디페놀류 및 카보네이트와 반응시켜 제조한 것을 들 수 있다. 상기 다관능성 방향족 화합물은 분지형 폴리카보네이트 수지 총량에 대하여 0.05 내지 2몰%로 포함될 수 있다. 상기 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지로는 이관능성 카르복실산을 디페놀류 및 카보네이트와 반응시켜 제조한 것을 들 수 있다. 이때 상기 카보네이트로는 디페닐카보네이트 등과 같은 디아릴카보네이트, 에틸렌 카보네이트 등을 사용할 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지의 중량 평균 분자량은 약 10,000 g/mol 내지 약 25,000 g/mol일 수 있다. 구체적으로 10,000 내지 24,000 g/mol, 10,000 내지 23,000 g/mol일 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지의 중량 평균 분자량이 상기 범위를 만족할 경우 점도가 낮고 유동성이 높으며, 이에 따라 외관 구현에 효과적이다.
상기 폴리카보네이트 수지의 함량은 상기 열가소성 수지 조성물 100 중량%에 대하여 20 내지 70 중량%일 수 있다. 구체적으로는 35 내지 65 중량% 포함될 수 있다. 폴리카보네이트 수지의 함량이 상기 범위를 만족할 경우, 충격 강도, 내열성, 및 가공성의 물성 밸런스가 우수하다.
(B)
스티렌계
공중합체
상기 스티렌계 공중합체는 스티렌계 단량체 및 시안화 비닐 단량체의 공중합체일 수 있다.
상기 스티렌계 단량체로는 스티렌; 디비닐벤젠; 비닐톨루엔; α-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌 등과 같은 알킬 치환 스티렌; 할로겐 치환 스티렌; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있으며, 상기 알킬은 C1 내지 C8의 알킬을 의미한다.
상기 시안화 비닐 단량체는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 스티렌계 단량체 및 시안화 비닐 단량체의 공중합체는 유화중합법, 현탁중합법, 용액중합법, 괴상중합법 등을 이용하여 제조될 수 있다.
상기 시안화비닐 단량체 및 상기 방향족 비닐 단량체의 함량은, 시안화비닐 단량체와 방향족 비닐 단량체의 공중합체 100 중량%에 대하여 시안화비닐 단량체가 10 내지 40 중량%이고, 방향족 비닐 단량체가 60 내지 90 중량%일 수 있다.
상기 시안화비닐 단량체 및 상기 방향족 비닐 단량체의 함량 상기 범위를 만족할 경우, 이를 포함하는 상기 열가소성 수지 조성물은 우수한 충격강도, 유동성, 내열성, 인장강도 등의 물성을 구현할 수 있다.
상기 스티렌계 공중합체의 중량 평균 분자량은 특별히 제한되지 않으나, 40,000 내지 500,000 g/mol일 수 있다.
상기 스티렌계 공중합체의 함량은 상기 열가소성 수지 조성물 100 중량%에 대하여 15 내지 35 중량%일 수 있다. 상기 스티렌계 공중합체의 함량이 상기 범위를 만족할 경우, 내화학성 및 내열성이 우수하다.
(C) 고무 변성
비닐계
그라프트
공중합체
상기 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체는 비닐계 중합체 5 내지 95 중량%가 고무질 중합체 5 내지 95 중량%에 그라프트된 공중합체이다.
상기 비닐계 중합체는 방향족 비닐 단량체, 아크릴계 단량체, 헤테로 고리 단량체 또는 이들의 조합의 제1 비닐계 단량체 50 내지 95 중량%; 및 불포화 니트릴 단량체, 상기 아크릴계 단량체와 이종(異種)인 아크릴계 단량체, 상기 헤테로 고리 단량체와 이종인 헤테로 고리 단량체 또는 이들의 조합의 제2 비닐계 단량체 5 내지 50 중량%로 이루어진 중합체를 사용할 수 있다. 이때 상기 이종은 서로 다른 종류를 의미한다.
상기 방향족 비닐 단량체로는 스티렌, C1 내지 C10의 알킬 치환 스티렌, 할로겐 치환 스티렌 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다. 상기 알킬 치환 스티렌의 구체적인 예로는 o-에틸 스티렌, m-에틸 스티렌, p-에틸 스티렌, α-메틸 스티렌 등을 들 수 있다.
상기 아크릴계 단량체로는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르, (메타)아크릴산 에스테르 또는 이들의 조합인 것을 사용할 수 있다. 이때 상기 알킬은 C1 내지 C10의 알킬을 의미한다. 상기 (메타)아크릴산 알킬 에스테르의 구체적인 예로는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이 중 좋게는 메틸(메타)아크릴레이트가 사용될 수 있다.
상기 헤테로 고리 단량체로는 무수말레인산, 알킬 또는 페닐 N-치환 말레이미드 또는 이들의 조합인 것을 사용할 수 있다.
상기 불포화 니트릴 단량체로는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴 또는 이들의 조합인 것을 사용할 수 있다.
상기 고무질 중합체는 부타디엔 고무, 아크릴 고무, 에틸렌/프로필렌 고무, 스티렌/부타디엔 고무, 아크릴로니트릴/부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔의 삼원 공중합체(EPDM) 고무, 폴리유기실록산/폴리알킬(메타)아크릴레이트 고무 복합체 또는 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.
상기 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체 제조시 고무입자의 입경은 내충격성 및 성형물의 표면 특성을 향상시키기 위하여 0.05 내지 4 ㎛ 일 수 있으며, 이 경우 우수한 충격강도를 확보할 수 있다.
상기 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체는 단독 또는 이들의 2종 이상의 혼합물 형태로도 사용될 수 있다.
상기 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체의 구체적인 예로는 부타디엔 고무, 아크릴 고무 또는 스티렌/부타디엔 고무에 스티렌, 아크릴로니트릴 및 선택적으로 메틸(메타)아크릴레이트를 혼합물의 형태로 그라프트 공중합한 것을 들 수 있다.
상기 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체의 다른 구체적인 예로는 부타디엔 고무, 아크릴 고무 또는 스티렌/부타디엔 고무에 메틸(메타)아크릴레이트를 그라프트 공중합한 것을 들 수 있다.
상기 고무 변성 그라프트 공중합체의 더욱 구체적인 예로는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체를 들 수 있다.
상기 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체를 제조하는 방법은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 이미 잘 알려져 있는 것으로서, 유화중합, 현탁중합, 용액중합 또는 괴상중합 중 어느 방법이나 사용할 수 있고, 구체적인 예로는 고무질 중합체의 존재 하에 전술한 방향족 비닐 단량체를 투입하여 중합 개시제를 사용하여 유화중합 또는 괴상중합시키는 것을 들 수 있다.
상기 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체는 상기 열가소성 수지 조성물 100 중량%에 대하여 1 내지 20 중량% 포함될 수 있으며, 구체적으로는 3 내지 15 중량% 포함될 수 있다. 이 경우 상기 열가소성 수지 조성물은 기계적 강도, 충격 강도 및 내열성이 우수하다.
(D) 유리섬유
상기 유리섬유는 (D-1) 길이가 1 내지 200㎛인 제1 유리섬유 및 (D-2) 길이가 2 내지 6 mm인 제2 유리섬유를 포함한다. 상기 열가소성 수지 조성물에 상기 유리섬유를 첨가함으로써 충격 강도, 내열성, 및 치수 안정성을 향상시킴과 동시에 우수한 외관 특성을 확보할 수 있다.
상기 유리섬유에서 "길이"는 상기 유리섬유의 단면에서 가장 긴 직경을 의미한다. 또한 상기 유리섬유에서 "두께"는 상기 유리섬유의 단면에서 가장 짧은 직경을 의미한다.
상기 제2 유리섬유(D-2)로는 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적으로 사용되는 유리섬유를 사용할 수 있다. 상기 제2 유리섬유(D-2)의 길이는 구체적으로 3 내지 5 mm일 수 있다.
상기 제2 유리섬유(D-2)는 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품의 충격 강도와 치수 안정성을 향상시킬 수 있다.
상기 제1 유리섬유(D-1)는 상기 제2 유리섬유(D-2)를 분쇄한 것일 수 있다. 즉, 밀드(milled) 유리섬유일 수 있다. 상기 제1 유리섬유(D-1)의 길이는 구체적으로 50 내지 200㎛, 1 내지 150㎛, 50 내지 150㎛일 수 있다.
상기 제1 유리섬유(D-1)는 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품의 외관 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 제1 유리섬유(D-1)를 포함함으로써 우수한 외관 특성을 구현할 수 있고, 제2 유리섬유(D-2)를 포함함으로써 충격 강도와 치수 안정성을 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 상기 두 종류의 유리섬유를 혼합하여 사용함으로써 충격 강도 및 치수 안정성을 향상시킴과 동시에 우수한 외관 특성을 확보할 수 있다.
상기 제1 유리섬유(D-1) 및 상기 제2 유리섬유(D-2)의 함량 비율은 1:1 내지 1:4 중량비, 구체적으로 1:1 내지 1:3 중량비일 수 있다. 상기 함량 비율을 만족할 경우, 충격 강도 및 치수 안정성을 충분히 향상시킴과 동시에 외관 특성이 나빠지는 것을 방지할 수 있다.
상기 유리섬유는 폴리카보네이트 수지의 반응을 막고 함침도를 향상시키기 위하여, 소정의 유리섬유 처리제로 처리될 수 있다. 상기 유리섬유의 처리는 섬유 제조시 또는 후공정에서 처리할 수 있다. 상기 유리섬유 처리제로는 윤활제(lubricant), 커플링제, 계면활성제 등이 사용된다. 상기 윤활제는 유리섬유 제조시 일정한 직경 및 두께를 갖는 양호한 스트랜드를 형성하기 위해 사용되며, 상기 커플링제는 유리섬유와 수지와의 양호한 접착을 부여하는 역할을 한다. 이러한 다양한 유리섬유 처리제를 사용되는 수지와 유리섬유의 종류에 따라 적절하게 선택하여 사용할 경우, 유리섬유의 보강재료에 양호한 물성을 부여하게 된다.
상기 유리섬유(D)의 함량은 상기 열가소성 수지 조성물 100 중량%에 대하여 5 내지 30 중량%일 수 있다. 구체적으로 5 내지 25 중량%, 5 내지 20 중량%, 10 내지 30 중량%, 10 내지 25 중량%, 10 내지 20 중량%일 수 있다. 상기 함량 범위를 만족할 경우 상기 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품은 충격강도, 치수 안정성 및 외관 특성이 우수하다.
(E) 기타 첨가제
상기 열가소성 수지 조성물은 물성들 간의 균형을 맞추기 위하여, 또는 최종 용도의 필요에 따라, 1종 이상의 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 기타 첨가제로서는, 난연제, 계면활성제, 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 충격보강제, 활제, 항균제, 이형제, 산화 방지제, 무기물 첨가제, 착색제, 윤활제, 정전기 방지제, 안료, 염료, 방염제, 열안정제, 자외선 흡수제, 자외선 차단제, 핵 형성제, 접착제 등이 사용될 수 있고 이들은 단독으로 혹은 2종 이상의 조합으로 사용될 수 있다.
상기 기타 첨가제는 상기 수지 조성물의 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 적절히 포함될 수 있으며, 구체적으로는 상기 수지 조성물 100 중량부에 대하여 40 중량부 이하로 포함될 수 있으며, 더욱 구체적으로는 0.1 내지 30 중량부로 포함될 수 있다.
전술한 열가소성 수지 조성물은 공지의 제조 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 일 구현예에 따른 구성 성분과 기타 첨가제들을 동시에 혼합한 후에 압출기 내에서 용융 압출하고 펠렛 형태로 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에서는 상기 열가소성 수지 조성물을 이용한 성형품을 제공한다.
상기 성형품은 열가소성 수지 조성물을 이용하여 사출 성형, 블로우 성형, 압출 성형, 열 성형 등의 여러 가지 공정에 의해 제조될 수 있다.
상기 성형품은 충격성 등 기계적 물성 및 내열성이 우수할 뿐만 아니라 향상된 내후성을 확보할 수 있어, 옥외에서 사용되는 각종 전기전자 부품, 건축 재료, 스포츠 용품, 자동차 부품 등에 유리하게 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 성형품은 내열성, 치수 안정성 및 외관이 우수하여 자동차의 지붕 소재에 사용될 수 있다.
이하에서 본 발명을 실시예 및 비교예를 통하여 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예 및 비교예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
1 내지 3 및
비교예
1 내지 6
하기 표 1에 나타낸 각각의 성분들을 하기 표 1에 나타낸 양으로 혼합하여 압출 및 가공하여 펠렛 형태의 수지를 제조하였다. 압출은 L/D=29, 직경 45㎜인 이축 압출기를 사용하였고, 바렐 온도는 230℃로 설정하였다.
| 실시예 | 비교예 | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
| (A) 폴리카보네이트 수지 | (A-1) | 10 | 15 | 7 | ||||||
| (A-2) | 13 | 17 | 40 | 17 | 13 | |||||
| (A-3) | 39 | 41 | 33 | 30 | 35 | 39 | ||||
| (A')폴리에스테르 수지 | 85 | |||||||||
| (B) 스티렌계 공중합체 | 23 | 25 | 29 | 25 | 23 | 25 | 33 | 70 | ||
| (C) 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 | 10 | 9 | 8 | 13 | 10 | 8 | 15 | |||
| (D) 유리섬유 | (D-1) | 5 | 3 | 7 | 15 | 5 | 5 | 5 | ||
| (D-2) | 10 | 12 | 8 | 15 | 10 | 10 | 10 | |||
| (E)탈크 | 20 | |||||||||
상기 표 1에 기재된 각 구성에 대한 설명은 다음과 같다.
(A-1) 폴리카보네이트 수지는 중량 평균 분자량이 27,000 인 제일모직사의 SC-1080 제품이다.
(A-2) 폴리카보네이트 수지는 중량 평균 분자량이 22,000g/mol 인 제일모직사의 SC-1190 제품이다.
(A-3) 폴리카보네이트 수지는 중량 평균 분자량이 16,000g/mol 인 제일모직사의 SC-1620 제품이다.
(A') 폴리에스테르 수지는 폴리부티렌테레프탈레이트로, 고유 점도가 1.2 dl/g인 Shinkong사의 DHK011 제품이다.
(B) 스티렌계 공중합체는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체로, 크릴로니트릴 함량이 28.5 중량%이고, 중량평균 분자량이 90,000인 SAN 수지를 사용하였다.
(C) 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 평균 고무 입경이 0.27㎛인 고무질 중합체를 유화 그라프트 중합하여 코어-쉘 형태를 갖는 g-ABS 수지를 사용하였다.
(D-1) 유리섬유는 길이가 10 내지 100 ㎛인 Central glass사의 EFH75-01 제품이다.
(D-2) 유리 섬유는 길이가 3mm인 KCC사의 CS321-EC10-3 제품이다.
(E) 탈크(talc)는 HAYASI 화성사의 UPN HS-T 0.5 제품이다.
실험예
상기 표 1에 따라 제조된 펠렛을 100℃에서 2시간 동안 건조 후, 6 Oz 사출성형기를 사용하여 실린더 온도 240℃, 금형 온도 60℃로 설정하여 9cm×5cm×0.2cm 크기의 시편을 제조하였다. 상기 제조된 시편을 가지고 하기의 방법으로 물성을 측정하였으며 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 아이조드(IZOD) 충격강도 측정: ASTM D256에 따라 충격 강도를 측정하였다. (시편 두께 1/8")
(2) 내열도 측정: ASTM D648에 따라 열변형 온도(HDT)를 측정하였다. (18.5 kg/m2 하중)
(3) 치수 안정성 측정: ASTM E381에 따라, 유동(flow) 방향의 열팽창 계수(CTE) 및 유동 수직(xflow) 방향의 열팽창 계수를 측정하였다. (-20℃ ~ 100℃)\
| 실시예 | 비교예 | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |||
| IZOD (1/8") | kgf·cm/cm | 7 | 7 | 7 | 5 | 5 | 8 | 7 | 3 | 9 | |
| HDT (18.5 kg/m2) |
℃ | 120 | 123 | 121 | 117 | 115 | 127 | 183 | 125 | 109 | |
| CTE (-20 ~ 100℃) |
1/℃ | flow | 37 | 36 | 35 | 47 | 47 | 30 | 32 | 33 | 43 |
| xflow | 76 | 77 | 75 | 80 | 78 | 81 | 110 | 71 | 80 | ||
상기 표 2를 참고하면, 제1 유리섬유(D-1)만 단독으로 사용한 비교예 1과 탈크(E)를 사용한 비교예 2의 경우 충격강도, 내열성, 및 치수 안정성이 매우 낮다는 것을 알 수 있다.
제2 유리섬유(D-2)만 단독으로 사용한 비교예 3의 경우, 충격강도, 내열성은 우수하나, xflow 방향의 치수 안정성이 낮다.
수지로서 폴리에스테르(A')를 사용한 비교예 4의 경우, 충격강도와 내열성은 우수하나 xflow 방향의 치수 안정성이 현저히 좋지 못하다.
고무변성 비닐계 그라프트 공중합체(C)를 사용하지 않은 비교예 5의 경우 내열성과 치수 안정성은 우수하나 충격 강도가 현저히 낮다.
폴리카보네이트 수지(A)를 사용하지 않은 비교예 6의 경우, 내열도가 현저히 좋지 못하다.
반면 실시예 1 내지 실시예 3의 경우, 아이조드 충격강도가 7 kgf·cm/cm로 충격 강도가 우수하고, 열변형 온도(HDT)가 120 내지 123℃로 내열도가 높으며, 또한 flow 방향의 열팽창 계수(CTE)가 35 내지 37이고, xflow 방향의 열팽창 계수(CTE)가 75 내지 77로 치수 안정성이 매우 높다는 것을 알 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (6)
- (A) 폴리카보네이트 수지,
(B) 스티렌계 공중합체,
(C) 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체, 및
(D) 유리섬유를 포함하고,
상기 유리섬유(D)는
(D-1) 길이가 1 내지 200㎛인 제1 유리섬유 및
(D-2) 길이가 2 내지 6 mm인 제2 유리섬유를 포함하는
열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 폴리카보네이트 수지(A)의 중량 평균 분자량은 10,000 내지 25,000 g/mol인 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 유리섬유(D)는
상기 제1 유리섬유(D-1) 및 상기 제2 유리섬유(D-2)를 1:1 내지 1:4의 중량비로 포함하는 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 유리섬유(D)의 함량은 상기 열가소성 수지 조성물 100 중량%에 대하여 5 내지 30 중량%인 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 열가소성 수지 조성물은
상기 (A) 폴리카보네이트 수지 35 내지 65 중량%,
상기 (B) 스티렌계 공중합체 15 내지 35 중량%,
상기 (C) 고무 변성 비닐계 그라프트 3 내지 15 중량%, 및
상기 (D) 유리섬유 5 내지 30 중량%
를 포함하는 열가소성 수지 조성물. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물을 이용한 성형품.
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