KR20170085240A - 보강 폴리카보네이트 수지 및 이로부터 제조된 성형품 - Google Patents

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KR20170085240A
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Abstract

본 기재는 보강 폴리카보네이트 수지 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 A) 폴리카보네이트 수지 91 중량% 초과 내지 99.9 중량% 이하; 및 B) 비결합 화이버 글라스 0.1 중량% 이상 내지 9 중량% 미만;을 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 폴리카보네이트 수지 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
본 기재에 따르면, 보강 소재로 변형도가 적고 치수가 안정적이면서도 비보강 소재와 같이 충격강도 및 외관특성이 뛰어난 보강 폴리카보네이트 수지 및 이로부터 제조된 성형품을 제공하는 효과가 있다.

Description

보강 폴리카보네이트 수지 및 이로부터 제조된 성형품{REINFORCED POLYCARBONATE RESIN AND ARTICLE MADE THHEREFROM}
본 기재는 보강 폴리카보네이트 수지 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보강 소재로 변형도가 적고 치수가 안정적이면서도 비보강 소재와 같이 충격강도 및 외관특성이 뛰어난 보강 폴리카보네이트 수지 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
폴리카보네이트 수지는 비스페놀 A와 포스겐 등을 반응시켜 제조하는 열가소성 수지로, 비결정성이기 때문에 투명하고, 내열성 및 전기 절연성이 뛰어나며, 충격강도는 열가소성 수지 중 가장 높은 것으로 알려져 있다. 또한, 폴리카보네이트 수지는 흡습으로 인한 치수 변화가 대단히 적고 온도 변화에도 물리적 특성이 안정적이어서, 환경 변화에 강한 엔지니어링 플라스틱으로도 알려져 있다.
이러한 폴리카보네이트 수지는 전자제품의 하우징 등에 많이 사용되고 있으나, 최근의 대형화 및 슬림화 되어가는 제품 트랜드에 적용하기에는 내변형 특성 등과 같은 강성이 충분하지 않은 단점이 있다.
이에 내변형 특성 등과 같은 강성을 증가시키기 위해 폴리카보네이트 수지에 강화제로서 유리섬유를 첨가하는 방법이 고안되었는데, 유리섬유에 의해 강성은 꽤 개선되나 흐름성이 저하되고 원래 우수했던 충격강도 등이 나빠지며, 특히 제품 성형 시 유리섬유가 표면에 돌출되어 깨끗한 외관을 얻기 어려운 문제가 발생한다.
따라서 최근의 대형화 및 슬림화 되어가는 제품 트랜드에 적용할 수 있는 변형도가 적고 치수가 안정적이면서도 충격강도 및 외관특성이 뛰어난 폴리카보네이트 수지의 개발이 시급한 실정이다.
한국 공개특허 제2009-0052447호(2009.05.26 공개)
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 기재는 보강 소재로 변형도가 적고 치수가 안정적이면서도 비보강 소재와 같이 충격강도 및 외관특성이 뛰어난 보강 폴리카보네이트 수지 및 이로부터 제조된 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 기재의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 기재에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 기재는 A) 폴리카보네이트 수지 91 중량% 초과 내지 99.9 중량% 이하; 및 B) 비결합 화이버 글라스 0.1 중량% 이상 내지 9 중량% 미만;을 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 폴리카보네이트 수지 및 이로부터 제조된 성형품을 제공한다.
본 기재에 따르면 보강 소재로 변형도가 적고 치수가 안정적이면서도 비보강 소재와 같이 충격강도 및 외관특성이 뛰어난 보강 폴리카보네이트 수지 및 이로부터 제조된 성형품을 제공하는 효과가 있다.
이하 본 기재의 보강 폴리카보네이트 수지 및 이로부터 제조된 성형품을 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 최근 전자제품 하우징, 특히 모바일 폰 하우징의 대형화 및 슬림화 디자인 트렌드에 맞추어 비보강 폴리카보네이트 소재의 변형이 발생하는 단점과 보강 폴리카보네이트 소재의 외관불량 단점을 개선하기 위해 부단히 연구한 결과, 폴리카보네이트 수지에 소정 비결합 화이버 글라스를 일정량 혼합하는 경우, 제조되는 보강 폴리카보네이트 수지의 변형도가 낮고 치수가 안정적이면서도 충격강도 및 외관 특성이 모두 우수함을 확인하고, 이를 토대로 본 기재를 완성하게 되었다.
본 기재의 보강 폴리카보네이트 수지는 A) 폴리카보네이트 수지 91 중량% 초과 내지 99.9 중량% 이하; 및 B) 비결합 화이버 글라스 0.1 중량% 이상 내지 9 중량% 미만;을 포함하는 것을 특징으로 하고, 이 범위 내에서 보강 소재로 변형도가 적고 치수가 안정적이면서도 비보강 소재와 같이 충격강도 및 외관특성이 뛰어난 효과가 있다.
또 다른 예로, 본 기재의 보강 폴리카보네이트 수지는 A) 폴리카보네이트 수지 94 내지 99 중량%; 및 B) 비결합 화이버 글라스 1 내지 6 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하고, 이 범위 내에서 보강 소재로 변형도가 적고 치수가 안정적이면서도 비보강 소재와 같이 충격강도 및 외관특성이 뛰어난 효과가 있다.
또 다른 예로, 본 기재의 보강 폴리카보네이트 수지는 A) 폴리카보네이트 수지 95 내지 98 중량%; 및 B) 비결합 화이버 글라스 2 내지 5 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하고, 이 범위 내에서 보강 소재로 변형도가 적고 치수가 안정적이면서도 비보강 소재와 같이 충격강도 및 외관특성이 뛰어난 효과가 있다.
상기 A) 폴리카보네이트 수지는 일례로 수평균분자량이 10,000 내지 50,000 g/mol, 22, 000 내지 33,000 g/mol 또는 10,000 내지 16,000 g/mol일 수 있고, 이 범위 내에서 충격강도 및 외관특성이 우수한 효과가 있다.
상기 A) 폴리카보네이트 수지는 일례로 중량균분자량이 20,000 내지 100,000 g/mol, 38,000 내지 52,000 g/mol 또는 20,000 내지 40,000 g/mol일 수 있고, 이 범위 내에서 충격강도 및 외관특성이 우수한 효과가 있다.
상기 A) 폴리카보네이트 수지는 일례로 용융지수(300℃, 1.2kg)가 10 내지 20 g/10분, 15 g/10분 초과 내지 20 g/10분 이하, 또는 10 g/10분 이상 또는 15 g/10분 미만일 수 있고, 이 범위 내에서 충격강도 및 열안정성 등이 우수한 효과가 있다.
상기 A) 폴리카보네이트 수지는 일례로 A-1) 용융지수(300℃, 1.2kg)가 10 내지 18 g/10분인 폴리카보네이트 수지 및 A-2) 용융지수(300℃, 1.2kg)가 18 g/10분 초과 내지 25 g/10분 이하인 폴리카보네이트 수지의 혼합일 수 있고, 이 범위 내에서 충격강도 및 열안정성 등이 우수한 효과가 있다.
또 다른 예로, 상기 A) 폴리카보네이트 수지는 A-1) 용융지수(300℃, 1.2kg)가 10 내지 15 g/10분인 폴리카보네이트 수지 및 A-2) 용융지수(300℃, 1.2kg)가 20 내지 25 g/10분 이하인 폴리카보네이트 수지의 혼합일 수 있고, 이 범위 내에서 충격강도 및 열안정성 등이 우수한 효과가 있다.
상기 A-1) 폴리카보네이트 수지와 상기 A-2) 폴리카보네이트 수지의 중량비(A-1:A-2)는 일례로 1:2 내지 4:1, 1:1 내지 3:1, 또는 1:1 내지 2:1일 수 있고, 이 범위 내에서 충격강도 및 열안정성 등이 우수한 효과가 있다.
상기 A) 폴리카보네이트 수지는 일례로 방향족 디올 화합물과 카보네이트 전구체를 포함하여 중합된 폴리카보네이트 수지일 수 있다.
상기 방향족 디올 화합물은 일례로 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(4-히드록시페닐)에테르, 비스(4-히드록시페닐)설폰, 비스(4-히드록시페닐)설폭사이드, 비스(4-히드록시페닐)설파이드, 비스(4-히드록시페닐)케톤, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 비스페놀 A, 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디브로모페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-브로모페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-1-페닐에탄, 비스(4-히드록시페닐)5 디페닐메탄, 및 알파,오메가-비스[3-(ο-히드록시페닐)프로필]폴리디메틸실록산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 카보네이트 전구체는 일례로 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디부틸 카보네이트, 디시클로헥실 카보네이트, 디페닐 카보네이트, 디토릴 카보네이트, 비스(클로로페닐) 카보네이트, m-크레실 카보네이트, 디나프틸카보네이트, 비스(디페닐) 카보네이트, 카보닐 클로라이드(포스겐), 트리포스겐, 디포스겐, 카보닐 브로마이드 및 비스할로포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 A) 폴리카보네이트 수지는 비스페놀 A와 카보네이트 전구체를 포함하여 중합된 폴리카보네이트 수지일 수 있고, 이 범위 내에서 충격강도 및 열안정성 등이 우수한 효과가 있다.
상기 B) 비결합 화이버 글라스는 일례로 B-1) 폴리올레핀으로 표면 처리된 화이버 글라스, B-2) 나노 분쇄 화이버 글라스, 또는 이들의 혼합일 수 있고, 이 범위 내에서 변형도가 적고 치수가 안정적이며, 나아가 비보강 소재와 같은 특성, 즉 우수한 외관특성 및 충격강도를 갖는 효과가 있다.
상기 B-1) 폴리올레핀으로 표면 처리된 화이버 글라스는 일례로 ?h 스트랜드 화이버 글라스일 수 있고, 이 범위 내에서 변형도가 적고 치수가 안정적이며, 나아가 비보강 소재와 같은 특성, 즉 우수한 외관특성 및 충격강도를 갖는 효과가 있다.
상기 B-1) 폴리올레핀으로 표면 처리된 화이버 글라스는 일례로 평균직경이 12 내지 15 ㎛, 또는 13 내지 14 ㎛ 이고, 평균길이가 2 내지 5 nm, 또는 3 내지 4 nm일 수 있으며, 이 범위 내에서 변형도가 적고 치수가 안정적이며, 나아가 비보강 소재와 같은 특성, 즉 우수한 외관특성 및 충격강도를 갖는 효과가 있다.
상기 B-1) 폴리올레핀으로 표면 처리된 화이버 글라스는 일례로 글라스 성분 70 내지 99.9 중량% 및 폴리올레핀 0.1 내지 30 중량%를 포함할 수 있고, 이 범위 내에서 변형도가 적고 치수가 안정적이며, 나아가 비보강 소재와 같은 특성, 즉 우수한 외관특성 및 충격강도를 갖는 효과가 있다.
상기 폴리올레핀은 일례로 폴리에틸렌이고, 이 경우 변형도가 적고 치수가 안정적이며, 나아가 비보강 소재와 같은 특성, 즉 우수한 외관특성 및 충격강도를 갖는 효과가 있다.
상기 B-2) 나노 분쇄 화이버 글라스는 일례로 평균직경이 12 내지 15 ㎛, 또는 13 내지 14 ㎛ 이고, 평균길이가 30 내지 200 ㎛, 또는 50 내지 150 ㎛일 수 있으며, 이 범위 내에서 변형도가 적고 치수가 안정적이며, 나아가 비보강 소재와 같은 특성, 즉 우수한 외관특성 및 충격강도를 갖는 효과가 있다.
상기 나노 분쇄 화이버 글라스는 일례로 화이버 글라스를 볼밀, 진동볼밀, 로드밀, 핀밀, 디스크밀, 비드밀 또는 해머밀을 사용하여 건식 또는 습식 밀링(milling)으로 분쇄하여 제조할 수 있다.
상기 B-2) 나노 분쇄 화이버 글라스는 일례로 표면 처리 되지 않은 무코팅 화이버 글라스일 수 있고, 이 경우 변형도가 적고 치수가 안정적이며, 나아가 비보강 소재와 같은 특성, 즉 우수한 외관특성 및 충격강도를 가지며, 경제성이 우수한 효과가 있다.
본 기재에서 비결합 화이버 글라스는 표면 처리에 사용되는 물질과 화이버 글라스 사이에 공극이 존재하거나, 또는 표면 처리에 사용되는 물질이 결합되지 않은 화이버 글라스를 의미한다.
상기 보강 폴리카보네이트 수지는 일례로 C) 충격보강제를 포함할 수 있고, 이 경우 성형가공성은 유지되면서도 충격강도가 크게 향상되는 효과가 있다.
상기 C) 충격보강제는 일례로 보강 폴리카보네이트 수지에 대하여 0.1 내지 10 중량%, 1 내지 10 중량%, 또는 3 내지 8 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 성형가공성은 유지되면서도 충격강도가 크게 향상되는 효과가 있다.
상기 C) 충격보강제는 일례로 실리콘계 충격보강제일 수 있고, 이 범위 내에서 성형가공성은 유지되면서도 충격강도가 크게 향상되는 효과가 있다.
상기 실리콘계 충격보강제는 일례로 아크릴레이트계 단량체 30 내지 80 중량%, 메타크릴레이트계 단량체 5 내지 50 중량%, 및 실리콘계 단량체 5 내지 50 중량%를 포함하여 이루어질 수 있고, 이 범위 내에서 내화학성, 성형가공성 및 충격강도가 우수한 효과가 있다.
또 다른 예로, 상기 실리콘계 충격보강제는 아크릴레이트계 단량체 50 내지 70 중량%, 메타크릴레이트계 단량체 5 내지 20 중량%, 및 실리콘계 단량체 25 내지 45 중량%를 포함하여 이루어질 수 있고, 이 범위 내에서 내화학성, 성형가공성 및 충격강도가 우수한 효과가 있다.
상기 실리콘계 단량체는 통상적으로 실리콘 고무 성분 단량체인 경우 특별히 제한되지 않고, 일례로 헥사메틸시클로트리실록산, 옥타메틸시클로테트라실록산, 데카메틸시클로펜타실록산, 도데카메틸시클로헥사실록산, 트리메틸트리페닐시클로트리실록산, 테트라메틸테트라페닐시클로테트라실록산 및 옥타페닐시클로테트라실록산 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 아크릴레이트계 단량체는 일례로 알킬기의 탄소수가 1 내지 10인 알킬 아크릴레이트 또는 아릴기의 탄소수가 6 내지 10인 아릴 아크릴레이트일 수 있고, 구체적인 예로, 메틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트 및 벤질 아크릴레이트 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 메타크릴레이트계 단량체는 일례로 알킬기의 탄소수가 1 내지 10인 알킬 메타크릴레이트 또는 아릴기의 탄소수가 6 내지 10인 아릴 메타크릴레이트일 수 있고, 구체적인 예로, 메틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트 및 벤질 메타크릴레이트 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 실리콘계 충격보강제는 일례로 코어-쉘 구조의 실리콘-아크릴계 충격보강제일 수 있고, 이 범위 내에서 내화학성, 열안정성, 성형가공성 및 충격강도가 우수한 효과가 있다.
또 다른 예로, 상기 실리콘계 충격보강제는 실리콘계 고무에 아크릴레이트계 단량체 및 메타크릴레이트계 단량체가 그라프트 공중합된 코어-쉘 구조의 공중합체일 수 있고, 이 범위 내에서 내화학성, 성형가공성 및 충격강도가 우수한 효과가 있다.
상기 코어-쉘 실리콘계 충격보강제는 일례로 아크릴레이트계 단량체 30 내지 80 중량%, 메타크릴레이트계 단량체 5 내지 50 중량%, 및 실리콘계 고무 5 내지 50 중량%를 포함하여 그라프트 중합된 그라프트 공중합체일 수 있고, 이 범위 내에서 내화학성, 성형가공성 및 충격강도가 우수한 효과가 있다.
또 다른 예로, 상기 실리콘계 충격보강제는 아크릴레이트계 단량체 50 내지 70 중량%, 메타크릴레이트계 단량체 5 내지 20 중량%, 및 실리콘계 고무 25 내지 45 중량%를 포함하여 그라프트 중합된 그라프트 공중합체일 수 있고, 이 범위 내에서 내화학성, 성형가공성 및 충격강도가 우수한 효과가 있다.
상기 보강 폴리카보네이트 수지는 일례로 용융지수(300℃, 1.2kgf)가 10 내지 15 g/10분, 또는 10 내지 13 g/10분일 수 있고, 이 범위 내에서 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
상기 보강 폴리카보네이트 수지는 일례로 충격강도(ASTM D256, 1/8")가 20 kgf·cm/cm 이상(20 내지 60 kgf·cm/cm 또는 25 내지 50 kgf·cm/cm) 일 수 있고, 이 범위 내에서 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
본 기재의 보강 폴리카보네이트 수지는 물성에 악영향을 미치지 않는 범위 내에서 필요에 따라 열안정제, 활제, 가공제, 가소제, 커플링제, 광안정제, 이형제, 분산제, 적하방지제, 내후안정제, 산화방지제, 상용화제, 안료, 염료, 정전기방지제, 내마모제, 충전재, 난연제 및 항균제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 상기 보강 폴리카보네이트 수지 (A+B+C) 총 100 중량부에 대하여 0.01 내지 20 중량부, 0.01 내지 5 중량부, 또는 0.1 내지 2 중량부로 더 포함할 수 있다.
상기 산화방지제는 일례로 1차 산화방지제 및 2차 산화방지제의 혼합일 수 있고, 상기 1차 산화방지제는 페놀계 산화방지제, 구체적인 예로 IR1076일 수 있으며, 상기 2차 산화방지제는 인계 산화방지제, 구체적인 예로 PEP36일 수 있고, 상기 보강 폴리카보네이트 수지 총 100 중량부에 대하여 각각 0 내지 0.5 중량부, 또는 0.01 내지 0.3 중량부로 포함될 수 있다.
상기 활제는 일례로 에스터계 활제일 수 있고, 구체적인 예로 펜타에리스리톨 에스터(ester of pentaerythritol) 또는 PETS-AHS일 수 있으며, 상기 보강 폴리카보네이트 수지 총 100 중량부에 대하여 0 내지 1 중량부, 또는 0.01 내지 0.6 중량부로 포함될 수 있다.
본 기재의 보강 폴리카보네이트 수지의 제조방법은 일례로 A) 폴리카보네이트 수지 91 중량% 초과 내지 99.9 중량% 이하, 및 B) 비결합 화이버 글라스 0.1 중량% 이상 내지 9 중량% 미만을 건조혼합(dry blending)한 후 용융혼련하여 압출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 보강 폴리카보네이트 수지의 제조방법은 일례로 압출된 보강 폴리카보네이트 수지를 사출성형하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 용용혼련은 일례로 260 내지 300 ℃, 바람직하게는 280 내지 300 ℃ 범위 내에서 실시할 수 있고, 이 범위 내에서 구성성분 간 물리적 및 화학적으로 친화력이 높아 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
본 기재의 성형품은 본 기재의 보강 폴리카보네이트 수지로부터 제조됨을 특징으로 한다.
상기 성형품은 일례로 사출성형품일 수 있고, 구체적인 예로 모바일 폰 하우징일 수 있는데, 이 경우 본 기재의 보강 폴리카보네이트 수지의 물성과 최근 모바일 폰 하우징에 요구되는 물성이 일치한다.
이하, 본 기재의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 기재를 예시하는 것일 뿐 본 기재의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
본 기재의 보강 폴리카보네이트 수지의 제조를 위해, 하기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 4에서 사용된 각 구성성분(A-1 내지 C)의 구체적인 사양은 다음과 같다.
<(A) 비스페놀 A 폴리카보네이트 수지(PC)>
PC standard로 해서 GPC방법으로 측정한 수평균분자량과 중량평균분자량이 각각 27,000<Mn<33,000 및 48,000<Mw<52,000이고 용융지수(ASTM D1238, 300℃, 1.2kg의 하중)가 10g/10분인 비스페놀 A 폴리카보네이트 수지((A)-1), 및 수평균분자량과 중량평균분자량이 각각 22,000<Mn<27,000 및 38,000<Mw<42,000이고 용융지수(ASTM D1238, 300℃, 1.2kg의 하중)가 22g/10분인 비스페놀 A 폴리카보네이트 수지((A)-2)를 각각 사용하였다.
상기 (A)-1 비스페놀 A 폴리카보네이트 수지는 일례로 다음과 같은 방법으로 제조한 바 있다.
중합 반응기에 물 1784 g, NaOH 385 g 및 BPA(bisphenol A) 232 g을 넣고, N2 분위기 하에 혼합하여 녹였다. 그 다음 TPG(triphosgene) 128 g을 MC에 녹여 pH를 11 이상으로 유지시켜 주면서 1시간 동안 투입하여 반응시킨 다음 10분 뒤에 TEA(triethylamine) 46 g을 넣어 커플링(coupling) 반응을 시켰다. 총 반응시간 1시간 20분이 지난 다음 pH를 4로 낮추어 TEA를 제거하였고, 증류수로 3회 세척하여 생성된 중합체의 pH를 6~7 중성으로 맞추었다. 이렇게 얻은 중합체를 메탄올과 헥산 혼합용액에서 재침전시켜 수득한 다음, 이를 120℃에서 건조하여 최종 폴리카보네이트 수지(Mw= 31000; 300℃의 온도 및 1.2kg의 하중 하에서 MI = 10 g/10분)를 얻었다.
상기 (A)-2 비스페놀 A 폴리카보네이트 수지는 일례로 다음과 같은 방법으로 제조한 바 있다.
중합 반응기에 물 1784 g, NaOH 385 g 및 BPA(bisphenol A) 232 g을 넣고, N2 분위기 하에 혼합하여 녹였다. 그 다음 TPG(triphosgene) 128 g을 MC에 녹여 pH를 11 이상으로 유지시켜 주면서 1시간 동안 투입하여 반응시킨 다음 10분 뒤에 TEA(triethylamine) 46 g을 넣어 커플링(coupling) 반응을 시켰다. 총 반응시간 1시간 20분이 지난 다음 pH를 4로 낮추어 TEA를 제거하였고, 증류수로 3회 세척하여 생성된 중합체의 pH를 6~7 중성으로 맞추었다. 이렇게 얻은 중합체를 메탄올과 헥산 혼합용액에서 재침전시켜 수득한 다음, 이를 120℃에서 건조하여 최종 폴리카보네이트 수지(Mw= 26000; 300℃의 온도 및 1.2kg의 하중 하에서 MI = 22 g/10분)를 얻었다.
<(B)-1 비결합 화이버 글라스>
평균직경 13 ㎛, 평균길이 3~4 mm의, Chopped Strand for Polyethylene and Low Glass Content(G/F 415A, 제조사: Owens Corning)
<(B)-2 나노 분쇄 화이버 글라스>
평균직경 13 ㎛, 평균길이 50 ㎛의 나노 사이즈로 분쇄된 무코팅 화이버 글라스(MF-100, 제조사: 성진 파이버)
<(B)-3 결합 화이버 글라스>
코팅 물질 에폭시 실란, 평균직경 13 ㎛, 평균길이 3~4 mm의, Chopped Strand for Polyester(G/F 183F, 제조사: Owens Corning)
<(c) 코어-쉘 구조의 충격보강제 >
실리콘-아크릴계 고무(실리콘 고무에 아크릴계 단량체가 그라프트 중합된 그라프트 중합체)가 코어-쉘 구조를 이루고 있는 실리콘-아크릴계 충격 보강제인, 메틸 메타크릴레이트-아크릴레이트-디메틸 실록산 공중합체(Methyl methacrylate 10 wt%, Butyl acrylate 60 wt%, Dimethylsiloxane 30 wt%)(S2100, 제조사: MRC).
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 4
상기 구성성분들(A 내지 C)을 하기 표 1의 중량비에 따라 이축 압출기에서 280~300 ℃ 조건 하에 용융혼련한 뒤 압출하여 폴리카보네이트 수지 조성물 펠렛을 제조하였고, 이를 다시 사출 성형기를 이용하여 물성측정용 시편으로 성형하였다.
[시험예]
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 보강 폴리카보네이트 수지 시편의 특성을 하기의 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1) 용융지수(MI): ASTM D1238(300℃, 1.2kg)에 의거하여 측정하였고, 그 단위는 g/10min이다.
(2) 아이조드(IZOD) 충격강도: ASTM D256(시편두께 6.4mm, 23℃)에 의거하여 측정하였고, 그 단위는 Kgf.cm/cm이다.
(3) 변형도(Warpage): 변형이 거의 없는 경우 1, 변형이 조금 된 경우 2, 변형된 경우 3, 변형이 많이 된 경우 4로 표시하였다.
(4) 표면특성: 육안으로 측정하여 매우 우수한 경우 1, 우수한 경우 2, 보통인 경우 3, 열악한 경우 4로 표시하였다.
실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4
A-1(PC 10) 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60
A-2(PC 22) 35 30 35 30 32 27 35 35 32 25
B-1(G/F 415A) 5 5 8 8
B-2(밀드 파이버) 5 5
B-3(G/F 183F) 5 5 8 15
C(충격보강제) 5 5 5 5
(물성)
용융지수(g/10min) 12 10 12 11 14 12 12 9 14 10
1 /8”충격강도(kgcm/cm) 30 48 35 50 25 28 15 25 10 9
Warpage 3 3 3 3 2 2 3 3 2 1
표면특성 2 2 1 1 3 3 2 2 3 4
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 기재의 보강 폴리카보네이트 수지(실시예 1 내지 6)는 변형도가 적고 표면특성이 우수하면서도 성형가공성 및 충격강도가 우수함을 확인할 수 있었다. 특히 밀드 화이버 글라스를 포함하는 실시예 3 및 4의 경우 Warpage 특성은 저하되지 않으면서도 외관이 훨씬 좋아지는 것을 확인할 수 있었다.
그러나, 본 기재에 따른 비결합 화이버 글라스를 포함하지 않는 경우(비교예 1 및 4) 표면특성, 성형가공성 또는 충격강도가 크게 열악한 것을 확인할 수 있었다. 특히 화이버 글라스를 과량 포함하는 비교예 4의 경우 표면 특성이 크게 떨어짐을 확인할 수 있었다.

Claims (18)

  1. A) 폴리카보네이트 수지 91 중량% 초과 내지 99.9 중량% 이하; 및 B) 비결합 화이버 글라스 0.1 중량% 이상 내지 9 중량% 미만;을 포함하는 것을 특징으로 하는
    보강 폴리카보네이트 수지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 A) 폴리카보네이트 수지는 용융지수(300℃, 1.2kg)가 10 내지 20 g/10분인 것을 특징으로 하는
    보강 폴리카보네이트 수지.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 A) 폴리카보네이트 수지는 A-1) 용융지수(300℃, 1.2kg)가 10 내지 18 g/10분인 폴리카보네이트 수지, 및 A-2) 용융지수(300℃, 1.2kg)가 18 g/10분 초과 내지 25 g/10분 이하인 폴리카보네이트 수지의 혼합인 것을 특징으로 하는
    보강 폴리카보네이트 수지.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 A-1) 폴리카보네이트 수지와 상기 A-2) 폴리카보네이트 수지의 중량비(A-1:A-2)는 1:2 내지 4:1인 것을 특징으로 하는
    보강 폴리카보네이트 수지.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 A) 폴리카보네이트 수지는 비스페놀 A 폴리카보네이트 수지인 것을 특징으로 하는
    보강 폴리카보네이트 수지.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 B) 비결합 화이버 글라스는 B-1) 폴리올레핀으로 표면 처리된 화이버 글라스, B-2) 나노 분쇄 화이버 글라스, 또는 이들의 혼합인 것을 특징으로 하는
    보강 폴리카보네이트 수지.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 B-1) 폴리올레핀으로 표면 처리된 화이버 글라스는 ?h 스트랜드 화이버 글라스인 것을 특징으로 하는
    보강 폴리카보네이트 수지.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 B-1) 폴리올레핀으로 표면 처리된 화이버 글라스는 글라스 성분 70 내지 99.9 중량% 및 폴리올레핀 0.1 내지 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는
    보강 폴리카보네이트 수지.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 B-2) 나노 분쇄 화이버 글라스는 평균직경이 12 내지 15 ㎛이고, 평균길이가 30 내지 200 ㎛인 것을 특징으로 하는
    보강 폴리카보네이트 수지.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 B-2) 나노 분쇄 화이버 글라스는 표면 처리 되지 않은 무코팅 화이버 글라스인 것을 특징으로 하는
    보강 폴리카보네이트 수지.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 보강 폴리카보네이트 수지는 충격보강제를 포함하는 것을 특징으로 하는
    보강 폴리카보네이트 수지.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 충격보강제는 보강 폴리카보네이트 수지에 대하여 0.1 내지 10 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는
    보강 폴리카보네이트 수지.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 충격보강제는 실리콘계 충격보강제인 것을 특징으로 하는
    보강 폴리카보네이트 수지.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 실리콘계 충격보강제는 코어-쉘 구조의 실리콘-아크릴계 충격보강제인 것을 특징으로 하는
    보강 폴리카보네이트 수지.
  15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보강 폴리카보네이트 수지는 용융지수(300℃, 1.2kgf)가 10 내지 15 g/10분인 것을 특징으로 하는
    보강 폴리카보네이트 수지.
  16. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보강 폴리카보네이트 수지는 충격강도(ASTM D256, 1/8")가 20 kgf·cm/cm 이상인 것을 특징으로 하는
    보강 폴리카보네이트 수지.
  17. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항의 보강 폴리카보네이트 수지로부터 제조됨을 특징으로 하는
    성형품.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 성형품은 모바일 폰 하우징인 것을 특징으로 하는
    성형품.
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