KR20170074647A - 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열가소성 수지 조성물 및 성형품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아크릴계 그라프트 공중합체 및 중량평균 분자량이 50,000 이상 내지 150,000 미만 g/mol인 아크릴계 비그라프트 공중합체를 포함하는 기본 수지 100 중량부; 및 표면 저항률이 1 X 108 내지 1 X 1010 Ω/sq인 폴리에스테르계 공중합체 1 이상 내지 30 미만 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 동등 이상의 충격강도 및 대전방지성을 가지면서도, 유동성이 우수하고, 투명도가 뛰어난 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품을 제공하는 효과가 있다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION AND MOLDED ARTICLE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동등 이상의 충격강도 및 대전방지성을 가지면서도, 유동성이 우수하고, 투명도가 뛰어난 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.
일반적으로 투명 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지(이하, ABS 수지라 함)는 광 투과율이 극히 높고, 투명성이 우수한 수지로 잘 알려져 있다. 또한, 내충격성 및 가공성이 우수하며, 기계적 물성이 뛰어나 전기, 전자 분야, OA 기기, 잡화 및 건자재 분야 등에 사용되고 있으며, 특히, 에어컨, 진공청소기 및 세탁기 등을 포함하는 가전 제품의 하우징, 전기, 전자분야, 팩시밀리, 컴퓨터 및 전화기 등의 하우징과 같은 OA 기기 분야, 자동차 부품, 완구용 부재, 레저 용품 및 실내 장식 분야 등에 주로 사용되고 있다.
그러나, 투명성을 가지는 소재는 전기저항이 1015 내지 1020 Ωcm 정도로 전기 절연성이 뛰어나 쉽게 대전되기 때문에, 대전된 정전기로 인해 심각한 문제를 야기하는 경우가 종종 발생한다. 일례로 마찰 시 또는 겹쳐진 필름의 박리 시에는 수만 볼트의 대전이 쉽게 일어나고, 이는 작업자에게 전기 충격을 주거나, 때로는 화재의 요인이 되기도 한다. 또한, 일반적인 사출물의 경우, 제품 외관에 먼지가 붙어 사출품의 외관을 해치는 경우가 빈번히 발생하여 장기 보관 시 제품 표면에 부착된 먼지로 인해 제품을 다시 닦아 주어야 하는 문제점이 발생한다.
이와 같이, 정전기 발생으로 인한 장애는, 대전된 정전기 방전으로 인한 가연성 기체 및 액체의 인화 및 폭발로 인한 전기, 전자 제품의 기기 손상, 특히, 반도체 소자의 파괴나 자기 기록매체의 손상 및 먼지 흡착으로 인한 상품가치 저하 등의 작업 손실을 들 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 카본블랙, 금속분말, 금속섬유 및 흡습성 무기화합물 등의 무기계 화합물을 첨가하거나, 또는 계면 활성제를 사용하여 대전된 정전기를 누설시키는 방법 등이 공지되어 있다. 하지만, 수지 제조 시 첨가되는 무기 화합물들은 수지의 충격강도를 저하시키며 제품 외관 불량 및 착색성 저하의 원인이 되고, 계면 활성제를 사용하는 경우에는 도포 공정 등의 별도의 공정을 필요로 하기 때문에 가공비가 상승하고, 시간에 따라 수지 성형 시 계면 활성제가 탄화되어 금형 표면에 침적되는 문제가 있다.
KR 0792122 B1
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위해, 동등 이상의 충격강도 및 대전방지성을 가지면서도, 유동성이 우수하고, 투명도가 뛰어난 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기 열가소성 수지 조성물을 포함하는 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아크릴계 그라프트 공중합체 및 중량평균 분자량이 50,000 이상 내지 150,000 미만 g/mol인 아크릴계 비그라프트 공중합체를 포함하는 기본 수지 100 중량부; 및 표면 저항률이 1 X 108 내지 1 X 1010 Ω/sq인 폴리에스테르계 공중합체 1 이상 내지 30 미만 중량부;를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 열가소성 수지 조성물을 포함하는 성형품을 제공한다.
본 발명에 따르면, 동등 이상의 충격강도 및 대전방지성을 가지면서도, 유동성이 우수하고, 투명도가 뛰어난 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품을 제공하는 효과가 있다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 열가소성 수지 조성물에 포함되는 공중합체의 중량평균 분자량을 조절하고, 특정 공중합체를 대전방지제로 포함할 경우, 기계적 물성 및 대전방지성은 유지하면서도, 유동성과 투명성이 개선되는 것을 확인하여 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명에 의한 열가소성 수지 조성물을 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
상기 열가소성 수지 조성물은 아크릴계 그라프트 공중합체 및 중량평균 분자량이 50,000 이상 내지 150,000 미만 g/mol인 아크릴계 비그라프트 공중합체를 포함하는 기본 수지 100 중량부; 및 표면 저항률이 1 X 108 내지 1 X 1010 Ω/sq인 폴리에스테르계 공중합체 1 이상 내지 30 미만 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 아크릴계 그라프트 공중합체는 일례로 공액디엔 고무에, (메트)아크릴산 알킬 에스테르 화합물, 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물을 포함하여 그라프트 중합된 것일 수 있다.
상기 아크릴계 그라프트 공중합체는 일례로 공액디엔 고무 10 내지 60 중량%에, (메트)아크릴산 알킬 에스테르 화합물 30 이상 내지 85 미만 중량%, 방향족 비닐 화합물 0 초과 내지 30 미만 중량% 및 비닐시안 화합물 0 초과 내지 20 미만 중량%를 포함하여 그라프트 중합된 것일 수 있다.
상기 공액디엔 고무는 이중 결합과 단일 결합이 하나 건너 배열하고 있는 구조인 공액디엔(conjugated diene)계 화합물을 포함하여 중합된 중합체 또는 공중합체를 의미하고, 일례로 부타디엔 중합체, 부타디엔-스티렌 공중합체 및 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 상기 공액디엔 고무는 일례로 상기 공액디엔 고무가 콜로이드 상태로 물에 분산된 라텍스의 형태일 수 있다.
상기 공액디엔 고무는 일례로 상기 아크릴계 그라프트 공중합체에 대하여 10 내지 60 중량%, 20 내지 50 중량%, 혹은 30 내지 55 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 충격강도, 가공성 및 투명성이 우수한 효과가 있다.
상기 (메트)아크릴산 알킬 에스테르 화합물은 일례로 (메트)아크릴산 메틸 에스테르, (메트)아크릴산 에틸 에스테르, (메트)아크릴산 프로필 에스테르, (메트)아크릴산 2-에틸헥실 에스테르, (메트)아크릴산 데실 에스테르 및 (메트)아크릴산 라우릴 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 (메트)아크릴산 알킬 에스테르 화합물은 일례로 상기 아크릴계 그라프트 공중합체에 대하여 30 이상 내지 85 미만 중량%, 30 내지 60 중량%, 혹은 30 내지 50 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 아크릴계 그라프트 공중합체의 굴절율을 공액디엔 고무의 굴절율에 대해 적정 수준으로 유지하여 투명성이 우수한 효과가 있다.
상기 방향족 비닐 화합물은 일례로 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌, o-메틸스티렌, p-에틸스티렌 및 비닐톨루엔으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 방향족 비닐 화합물은 일례로 상기 아크릴계 그라프트 공중합체에 대하여 0 초과 내지 30 미만 중량%, 1 내지 20 중량%, 혹은 5 내지 20 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 아크릴계 그라프트 공중합체의 굴절율을 공액디엔 고무의 굴절율에 대해 적정 수준으로 유지하여 투명성이 우수한 효과가 있다.
상기 비닐시안 화합물은 일례로 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 및 에타크릴로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 비닐시안 화합물은 일례로 상기 아크릴계 그라프트 공중합체에 대하여 0 초과 내지 20 미만 중량%, 0.1 내지 15 중량% 혹은 1 내지 10 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 수지 조성물의 황변 현상이 일어나지 않고, 투명성이 우수한 효과가 있다.
상기 아크릴계 그라프트 공중합체의 중합 방법은 아크릴계 공중합체를 중합할 수 있는 방법이면 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 유화 중합으로 중합될 수 있고, 공액디엔 고무에, 상기 (메트)아크릴산 알킬 에스테르 화합물, 상기 방향족 비닐 화합물 및 상기 비닐시안 화합물을 그라프트 첨가하여 유화 중합될 수 있다. 다만, 괴상 중합의 경우, 그라프팅이 원활히 이루어지지 않아 최종 제품의 충격강도가 저하되는 문제가 발생하므로, 본 발명에서는 그 사용을 배제한다.
상기 중합은 일례로 분자량 조절제를 포함하여 실시될 수 있다. 상기 분자량 조절제는 상기 중합에 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으나, 구체적인 예로 t-도데실 메르캅탄, 노말도데실메르캅탄 등과 같은 도데실 메르캅탄류일 수 있다. 상기와 같이, 분자량이 조절된 본 발명의 아크릴계 그라프트 공중합체는 일례로 중량평균 분자량이 80,000 내지 300,000 g/mol, 80,000 내지 250,000 g/mol, 혹은 80,000 내지 180,000 g/mol일 수 있고, 이 범위 내에서 충격강도가 우수하고, 유동성이 뛰어나 가공성이 우수한 효과가 있다.
상기 아크릴계 그라프트 공중합체는 일례로 굴절률이 1.49 내지 1.55, 1.5 내지 1.54, 혹은 1.51 내지 1.53일 수 있고, 이 범위 내에서 투명성이 우수한 효과가 있다.
상기 아크릴계 그라프트 공중합체는 일례로 상기 기본 수지에 대하여 20 내지 80 중량%, 30 내지 60 중량%, 혹은 40 내지 55 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 충격강도 및 투명성이 우수한 효과가 있다.
상기 아크릴계 비그라프트 공중합체는 일례로 (메트)아크릴산 알킬 에스테르 화합물, 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물을 포함하여 중합된 것일 수 있다.
상기 아크릴계 비그라프트 공중합체는 일례로 (메트)아크릴산 알킬 에스테르 화합물 40 이상 내지 90 미만 중량%, 방향족 비닐 화합물 0 초과 내지 50 미만 중량% 및 비닐시안 화합물 0 초과 내지 30 미만 중량%를 포함하여 중합된 것일 수 있다.
상기 (메트)아크릴산 알킬 에스테르 화합물은 일례로 (메트)아크릴산 메틸 에스테르, (메트)아크릴산 에틸 에스테르, (메트)아크릴산 프로필 에스테르, (메트)아크릴산 2-에틸헥실 에스테르, (메트)아크릴산 데실 에스테르 및 (메트)아크릴산 라우릴 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 상기 아크릴계 비그라프트 공중합체에 대하여 40 이상 내지 90 미만 중량%, 50 내지 80 중량%, 혹은 60 내지 75 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 충격강도 및 투명성이 우수한 효과가 있다.
상기 방향족 비닐 화합물은 일례로 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌, o-메틸스티렌, p-에틸스티렌 및 비닐톨루엔으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 상기 아크릴계 비그라프트 공중합체에 대하여 0 초과 내지 50 미만 중량%, 10 내지 40 중량%, 혹은 15 내지 30 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 기계적 물성 및 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
상기 비닐시안 화합물은 일례로 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 및 에타크릴로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 상기 아크릴계 비그라프트 공중합체에 대하여 0 초과 내지 30 미만 중량%, 1 내지 20 중량% 혹은 3 내지 15 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 기계적 물성 및 투명성이 우수한 효과가 있다.
상기 아크릴계 비그라프트 공중합체의 중합 방법은 아크릴계 공중합체를 중합할 수 있는 방법이면 특별히 제한되지 않으나, 일례로 현탁 중합 또는 괴상 중합으로 중합될 수 있고, 바람직하게는 연속 괴상 중합으로 중합될 수 있으며, 이 경우 제조 원가를 낮출 수 있어 경제성이 우수한 효과가 있다. 다만, 유화 중합의 경우, 중합 시 유화제를 반드시 사용하게 되고, 중합 후 이를 제거하기 위해 탈수과정을 거치나, 완벽히 제거되지 않고, 결국 수지 내에 잔류하여 열안정성 및 투명도가 저하되는 문제가 발생하므로, 본 발명에서는 그 사용을 배제한다.
상기 중합은 일례로 분자량 조절제를 포함하여 실시될 수 있다. 상기 분자량 조절제는 상기 중합에 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으나, 구체적인 예로 t-도데실 메르캅탄, 노말도데실메르캅탄 등과 같은 도데실 메르캅탄류일 수 있다. 상기와 같이, 분자량이 조절된 본 발명의 아크릴계 비그라프트 공중합체는 일례로 중량평균 분자량이 50,000 이상 내지 150,000 미만 g/mol, 50,000 내지 140,000 g/mol, 혹은 80,000 내지 120,000 g/mol일 수 있고, 이 범위 내에서 충격강도가 우수하고, 유동성이 뛰어나 가공성이 우수한 효과가 있다.
상기 아크릴계 비그라프트 공중합체는 일례로 굴절률이 1.49 내지 1.55, 1.5 내지 1.54, 혹은 1.51 내지 1.53일 수 있고, 이 범위 내에서 투명성이 우수한 효과가 있다.
상기 아크릴계 비그라프트 공중합체는 일례로 상기 기본 수지에 대하여 20 내지 80 중량%, 40 내지 70 중량%, 혹은 45 내지 60 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 투명성, 충격강도 및 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
상기 폴리에스테르계 공중합체는 상기 열가소성 수지 조성물 내에서 전하의 분산 속도를 증가시켜 물질의 전기 전도도를 높여 대전방지성을 부여하는 역할을 수행하는 것으로, 일례로 블록 또는 그라프트 공중합체일 수 있다. 상기 블록 공중합체는 공중합체 내에 포함되는 단량체 군이 각기 블록을 이루어 블록 간 공중합된 것을 의미하고, 본 발명에서 달리 특정하지 않는 한 통상의 기술자에게 공지된 블록 공중합체로 이해될 수 있다. 또한, 상기 그라프트 공중합체는 특정 중합체에 다른 단량체가 가지 모양으로 공중합된 것을 의미하고, 본 발명에서 달리 특정하지 않는 한 통상의 기술자에게 공지된 그라프트 공중합체로 이해될 수 있다.
상기 폴리에스테르계 공중합체는 일례로 폴리에스테르-아마이드 공중합체일 수 있고, 상기 폴리에스테르-아마이드 공중합체는 일례로 폴리에스테르-아마이드 블록 공중합체 또는 폴리에스테르-아마이드 그라프트 공중합체일 수 있다.
상기 폴리에스테르계 공중합체는 일례로 폴리에테르-에스테르-아마이드 트리 블록 공중합체일 수 있고, 이 경우 투명성 및 대전방지성이 우수한 효과가 있다.
상기 폴리에스테르계 공중합체는 일례로 폴리아미드 엘라스토머(polyamide elastomer), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide) 및 폴리에테르 아미드(polyether amide)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 결합된 것일 수 있고, 상기 폴리에틸렌 옥사이드 및 폴리 에테르 아미드의 결합은 일례로 에스테르 결합일 수 있다.
상기 폴리에스테르계 공중합체의 굴절률은 일례로 상기 기본 수지의 굴절률과 차이가 ± 0.02 이하, ± 0.01 이하, ± 0.008, 혹은 ±0.005 이하일 수 있고, 이 범위 내에서 투명성이 우수한 효과가 있다.
상기 폴리에스테르계 공중합체의 표면 저항률(Surface Resistivity)은 1 X 108 내지 1 X 1010 Ω/sq, 3 X 108 내지 9 X 10 9 Ω/sq, 혹은 5 X 108 내지 5 X 10 9 Ω/sq일 수 있고, 이 범위 내에서 대전방지성이 우수한 효과가 있다.
상기 폴리에스테르계 공중합체는 일례로 굴절률이 1.485 내지 1.525, 1.495 내지 1.515, 혹은 1.5 내지 1.51이고, 표면 저항률이 1 X 105 내지 1 X 107 Ω/sq, 5 X 105 내지 8 X 106 Ω/sq, 혹은 2 X 106 내지 6 X 106 Ω/sq일 수 있다.
상기 폴리에스테르계 공중합체는 일례로 굴절률이 상기 기본 수지의 굴절률과 차이가 ± 0.02 이하, ± 0.01 이하, ± 0.008, 혹은 ±0.005 이하이고, 표면 저항률이 1 X 108 내지 1 X 1010 Ω/sq, 3 X 108 내지 9 X 10 9 Ω/sq, 혹은 5 X 108 내지 5 X 10 9 Ω/sq인 폴리에스테르계 공중합체와 굴절률이 1.485 내지 1.525, 1.495 내지 1.515, 혹은 1.5 내지 1.51이고, 표면 저항률이 1 X 105 내지 1 X 107 Ω/sq, 5 X 105 내지 8 X 106 Ω/sq, 혹은 2 X 106 내지 6 X 106 Ω/sq의 혼합일 수 있다.
상기 상이한 2종의 폴리에스테르계 공중합체는 일례로 중량비를 기준으로 5:1 내지 1:5, 3:1 내지 1:3, 혹은 2:1 내지 1:2로 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 폴리에스테르계 공중합체는 일례로 상기 기본 수지 100 중량부에 대하여 1 이상 내지 30 미만 중량부, 5 내지 27 중량부, 10 내지 25 중량부 혹은 15 내지 20 중량부로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 기계적 강도, 투명성 및 대전방지성이 우수한 효과가 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 일례로 투명도(Haze)가 10 미만일 수 있고, 이 범위 내에서 투명성이 우수한 효과가 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 일례로 표면저항이 3.2 X 109 Ω 미만일 수 있고, 이 범위 내에서 대전방지성이 우수한 효과가 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 일례로 대전방지성 소재일 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 필요에 따라 UV 안정제, 형광증백제, 활제, 사슬연장제, 촉매, 이형제, 안료, 염료, 항균제, 가공조제, 금속불활성화제, 발연억제제, 무기 충진제, 유리섬유, 내마찰제 및 내마모제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 일례로 본 발명의 열가소성 수지 조성물의 물성에 악영향을 미치지 않는 범위 내에서 사용할 수 있다.
본 발명에 의한 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 성형품은 일례로 사출 성형품일 수 있고, 구체적인 예로 에어컨, 진공 청소기, 세탁기, 냉장고 및 TV 백커버 등과 같은 가전제품의 하우징; 컴퓨터, 노트북, 모니터, 팩시밀리, 전화기, 복사기 및 스캐너 등과 같은 OA 기기의 하우징; 자동차 내외장재와 같은 자동차용 부품; 완구용 부재; 레저 용품; 및 실내장식품 등일 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 통상의 기술자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[제조예]
제조예 1 - 아크릴계 그라프트 공중합체(A) 제조
유화 중합으로 제조한 폴리부타디엔 고무 라텍스 50 중량부(고형분 기준, 겔 함량 70 중량%, 평균 입경 0.15 ㎛)에 이온 교환수 100 중량부, 올레인산나트륨 1 중량부, 메틸메타크릴레이트 35 중량부, 스티렌 12 중량부, 아크릴로니트릴 3 중량부, 3급 도데실 메르캅탄 0.5 중량부, 소듐포름알데히드 술폭실레이트 0.048 중량부, 에틸렌디아민테트라아세트산나트륨 0.012 중량부, 황화제1철 0.001 중량부, 큐멘하이드로퍼옥사이드 0.08 중량부를 70 ℃에서 4시간 동안 연속적으로 투입하고 반응시켰다. 반응 후 75 ℃로 승온한 후 1시간 동안 숙성시킨 뒤 반응을 종료하였다. 이 때, 중합 전환율은 98.0 %였고, 고형 응고분은 0.3 중량%이었다. 이 후, 염화칼슘 수용액 3.5 중량부를 이용해 응고시키고, 세척하여 분말 상의 아크릴계 그라프트 공중합체를 수득하였다. 이 때, 그라프트 공중합체의 굴절률은 1.516이였다.
제조예 2 - 아크릴계 비그라프트 공중합체(B-1) 제조
메틸메타크릴레이트 70 중량부, 스티렌 23 중량부, 아크릴로니트릴 7 중량부에, 용매로 톨루엔 30 중량부 및 분자량 조절제로 t-도데실 메르캅탄 0.5 중량부를 혼합원 원료를 평균 반응시간이 3시간이 되도록 반응조에 연속적으로 투입하여 반응 온도를 148 ℃로 유지하였다. 반응조에서 배출된 중합액은 예비 가열조에서 가열하고 휘발조에서 미반응 단량체를 휘발시켰다. 이어서 210 ℃의 온도에서 폴리머 이송 펌프 압출 가공기를 이용해 펠렛 형태의 아크릴계 비그라프트 공중합체를 제조하였다. 이 때, 제조된 공중합체의 중량평균 분자량은 100,000 g/mol이였고, 굴절률은 1.516이였다.
제조예 3 - 아크릴계 비그라프트 공중합체(B-2) 제조
상기 제조예 2에서, 분자량 조절제로 t-도데실 메르캅탄 0.15 중량부를 투입한 것을 제외하고는 상기 제조예 2와 동일한 방법으로 실시하였다. 이 때, 제조된 공중합체의 중량평균 분자량은 150,000 g/mol이였고, 굴절률은 1.5156이였다.
[실시예]
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 8
상기 제조예 1에서 제조된 아크릴계 그라프트 공중합체 (A), 상기 제조예 2 또는 3에서 제조된 아크릴계 비그라프트 공중합체(B-1 또는 B-2) 및 대전방지제로 폴리에테르-에스테르-아마이드 블록 공중합체(C-1 및 C-2)를 각각 하기의 표 1에 기재된 함량으로 혼합하고, 활제 0.3 중량부, 산화방지제 0.3 중량부를 투입하여 210 ℃의 실린더 온도에서 이축 압출 혼련기를 이용해 펠렛 형태의 열가소성 수지 조성물을 제조하였으며, 이를 사출하여 물성을 측정하기 위한 시편을 제작하였다.
상기 폴리에테르-에스테르-아마이드 블록 공중합체(C-1)로는 SANYO Chemical 사에서 제조한 제품명 Pelestat-6500(굴절률 1.514, 표면 저항률 1 X 109 Ω/sq)을 사용하였고, 상기 폴리에테르-에스테르-아마이드 블록 공중합체(C-2)로는 SANYO Chemical 사에서 제조한 제품명 Pelestat-AS(굴절률 1.505, 표면 저항률 4 X 106 Ω/sq)를 사용하였다.
[시험예]
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 8에서 수득한 아크릴계 수지 조성물 시편의 물성을 하기의 방법으로 측정하여, 그 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.
측정 방법
* 굴절률: 시편을 이용하여 0.2 mm 정도의 두께로 얇게 편 후, 25 ℃에서 아베굴절계를 이용하여 측정하였다.
* 중량평균 분자량(Mw, g/mol): 겔 크로마토그래피(GPC)를 통해 PMMA(polymethylmethacrylate) Standard를 사용하여 calibration 한 후, 중량평균 분자량을 측정하였다.
* 투명도 및 투과도(Haze, Tt): 표준측정 ASTM D1003에 의거하여 3 mm 시트의 헤이즈 값(haze value) 및 투과도(Tt)를 각각 측정하였다.
* 충격강도(Notched Izod Impact Strength, kgfcm/cm2): 1/4"의 시편을 이용하여 표준측정 ASTM D256에 의거하여 측정하였다.
* 용융지수(Melt Index, g/10 min): 시편을 이용하여 표준측정 ASTM D1238에 의거하여 220 ℃, 10 kg 조건에서 측정하였다.
* 표면저항(Ω): VMG-1000 HIGHMEGOHM METER (Ando)를 이용하여 23 ℃, 50 % RH 조건으로 시편에 250 V의 전압을 1분간 인가하여 표면저항값을 측정하였다. 이 때, 표면저항값이 낮을수록 대전방지성이 우수함을 나타낸다.
구분 실시예 비교예
1 2 3 1 2 3 4 5 6 7 8
A
(중량부)
45 40 40 40 40 45 35 40 45 40 35
B-1
(중량부)
55 60 60 - - - - 60 55 60 65
B-2
(중량부)
- - - 60 60 55 65 - - - -
C-1
(중량부)
7 15 20 15 - - 25 - - 30 35
C-2
(중량부)
8 - - - 15 20 - 15 10 - -
* 물성
투과도
(Tt)
90 90 89.8 90 86.3 86.7 88.3 86.9 87 88 87.2
투명도
(Haze)
6.5 5 6.5 4.5 15.9 30 10 21.6 13.9 11.2 13.1
충격강도 24.19 18.14 16.8 20.56 29.85 31.14 15.19 27.87 27.07 14.9 13.2
용융지수 25.45 27.11 28.5 9.06 12.47 14.02 15.47 27.72 24.55 30.1 33.8
표면저항 1.5 X 109 3 X 109 2.7 X 109 2.8 X 109 1.2 X 109 3.5 X 108 1.4 X 109 8.5 X 108 3.2 X 109 2.1 X 109 1.7 X 109
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 실시예 1 내지 3의 경우, 동등 수준의 충격강도 및 대전방지성을 가지면서도, 투명성 및 용융지수가 우수한 것을 확인할 수 있었다.
반면, 중량평균 분자량이 높은 아크릴계 비그라프트 공중합체를 포함한 비교예 1 내지 4의 경우, 용융지수가 매우 열악하여 가공성이 매우 저하되고, 투입된 대전방지제의 종류 및 함량에 따라, 투명성 및 충격강도가 급격히 저하되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 적정 범위 내의 아크릴계 그라프트 공중합체를 포함하더라도, 굴절률의 차이가 크고 표면 저항률이 낮은 대전방지제를 단독으로 사용한 비교예 5 및 6의 경우 투명성이 매우 열악하였고, 굴절률이 일정 범위 내이고, 표면 저항률이 높은 대전방지제를 투입하더라도, 과량으로 투입한 경우 투명성 및 충격강도가 현저히 저하되는 것을 비교예 7 및 8로부터 확인할 수 있었다.
이로부터 본 발명자들은 아크릴계 비그라프트 공중합체의 중량평균 분자량을 조절하고, 특정 공중합체를 대전방지제로 포함함으로써, 기계적 물성 및 대전방지성은 유지하면서도, 유동성과 투명성이 개선된 열가소성 수지 주성물을 구현할 수 있음을 확인할 수 있었다.

Claims (16)

  1. 아크릴계 그라프트 공중합체 및 중량평균 분자량이 50,000 이상 내지 150,000 미만 g/mol인 아크릴계 비그라프트 공중합체를 포함하는 기본 수지 100 중량부; 및 표면 저항률이 1 X 108 내지 1 X 1010 Ω/sq인 폴리에스테르계 공중합체 1 이상 내지 30 미만 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 그라프트 공중합체는 공액디엔 고무에, (메트)아크릴산 알킬 에스테르 화합물, 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물을 포함하여 그라프트 중합된 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 아크릴계 그라프트 공중합체는 공액디엔 고무 10 내지 60 중량%에, (메트)아크릴산 알킬 에스테르 화합물 30 이상 내지 85 미만 중량%, 방향족 비닐 화합물 0 초과 내지 30 미만 중량% 및 비닐시안 화합물 0 초과 내지 20 미만 중량%를 포함하여 그라프트 중합된 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 그라프트 공중합체는 중량평균 분자량이 80,000 내지 300,000 g/mol인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 비그라프트 공중합체는 (메트)아크릴산 알킬 에스테르 화합물, 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물을 포함하여 중합된 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 아크릴계 비그라프트 공중합체는 (메트)아크릴산 알킬 에스테르 화합물 40 이상 내지 90 미만 중량%, 방향족 비닐 화합물 0 초과 내지 50 미만 중량% 및 비닐시안 화합물 0 초과 내지 30 미만 중량%를 포함하여 중합된 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기본 수지 100 중량부에 대하여, 상기 아크릴계 그라프트 공중합체는 20 내지 80 중량%로 포함되고, 상기 아크릴계 비그라프트 공중합체는 20 내지 80 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르계 공중합체는 블록 또는 그라프트 공중합체인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르계 공중합체는 폴리에스테르-아마이드 공중합체인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르계 공중합체는 폴리에테르-에스테르-아마이드 트리 블록 공중합체인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르계 공중합체는 폴리아미드 엘라스토머(polyamide elastomer), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide) 및 폴리에테르 아미드(polyether amide)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 결합된 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르계 공중합체의 굴절률은, 상기 기본 수지의 굴절률과 차이가 ± 0.02 이하인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 투명도(Haze)가 10 미만인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 표면저항이 3.2 X 109 Ω 미만인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 대전방지성 소재인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품.
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KR20200076338A (ko) * 2018-12-19 2020-06-29 주식회사 엘지화학 열가소성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품

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