KR20180079173A - 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품 - Google Patents

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Abstract

(A) (A-1) 폴리카보네이트 수지 65 내지 85 중량%, (A-2) 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 5 내지 15 중량%, (A-3) 메틸 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 5 내지 20 중량%, (A-4) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체 0 초과 10 중량% 이하를 포함하는 기초 수지 100 중량부; 및 (B) 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체 5 내지 10 중량부를 포함하는 열가소성 수지 조성물과, 이를 이용한 성형품에 관한 것이다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품 {THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION AND MOLDED ARTICLE USING THE SAME}
열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품에 관한 것이다.
폴리카보네이트(polycarbonate) 수지는 엔지니어링 플라스틱 중 하나로서 플라스틱 산업에서 폭넓게 사용되고 있는 재료이다.
폴리카보네이트 수지는 비스페놀-A와 같은 벌크한 분자 구조에 의해 유리전이온도(Tg)가 약 150℃에 이르게 되어, 높은 내열도를 나타내며, 카보네이트 그룹의 카보닐기는 회전 운동성이 높아 폴리카보네이트 수지에 유연성과 강성을 부여한다. 또한, 비정질 고분자로 투명성이 우수한 특성을 가지고 있다.
뿐만 아니라, 내충격성 및 타 수지와의 상용성 등이 우수하나, 폴리카보네이트 수지는 유동성이 떨어지는 단점이 있어 작업성 및 후가공성을 보완하기 위하여 다양한 수지와의 얼로이(alloy) 형태로도 많이 사용된다.
이 중 폴리카보네이트/아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(PC/ABS) 얼로이는 내구성, 성형성, 내열성, 내충격성 등이 우수하여 전기/전자 분야, 자동차 분야, 건축 분야 및 기타 생활 소재 등 광범위한 분야에 적용되고 있다.
그러나 PC/ABS 얼로이는 차량 실내 등에서 사용하는 화장품, 방향제와 같은 화학 약품에 대한 내성이 부족하여 자동차 내장재에 적용할 경우 손상될 우려가 있다.
한편, 폴리에스테르　수지는 기계적 특성, 전기적 특성, 내약품성 등이 우수하고 특히 결정화 속도가 빨라 성형 가공성이 우수하지만, 유리전이온도가 낮은 편이어서 내열도가 낮으며, 상온 및 저온에서의 내충격성이 낮은 문제가 있다.
이에 따라 내약품성 강화를 위한 방법 중 하나로, 기존에는 폴리카보네이트수지의 분자량을 증가시키는 방법이 시도되었으나, 이 경우 성형성의 저하가 두드러지므로 적용 부품의 크기에 제약이 발생할 수 있다.
또한, 다른 방안으로 결정화 속도가 빠른 폴리에스테르 수지를 폴리카보네이트 수지와 함께 사용하는, 폴리에스테르/폴리카보네이트(Polyester/PC) 얼로이를 사용하는 방법이 시도되었으나, 폴리에스테르 수지 함량이 증가할수록 내열성이 저하되고, 폴리에스테르와 폴리카보네이트 간 상(phase) 불안정으로 인해 외관 및 기계적 물성에 편차가 발생할 우려가 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 기존 PC/ABS 얼로이 또는 Polyester/PC 얼로이 대비 내약품성, 내충격성, 내열성 및 성형성이 모두 우수한 열가소성 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
내약품성, 내충격성, 내열성 및 성형성이 모두 우수한 열가소성 수지 조성물, 및 이를 이용한 성형품을 제공하는 것이다.
일 구현예에 따르면, (A) (A-1) 폴리카보네이트 수지 65 내지 85 중량%, (A-2) 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 5 내지 15 중량%, (A-3) 메틸 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 5 내지 20 중량%, (A-4) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체 0 초과 10 중량% 이하를 포함하는 기초 수지 100 중량부; 및 (B) 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체 5 내지 10 중량부를 포함하는 열가소성 수지 조성물이 제공될 수 있다.
상기 (A-3) 메틸 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지 100 중량부를 기준으로, 메틸 메타크릴레이트는 60 내지 89 중량부, 스티렌은 10 내지 39 중량부, 아크릴로니트릴은 0 초과 20 중량부 이하로 포함될 수 있다.
상기 (A-3) 메틸 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 메틸 메타크릴레이트 60 내지 89 중량%, 스티렌 10 내지 39 중량% 및 아크릴로니트릴 0 초과 20 중량% 이하로 포함된 단량체 혼합물의 공중합체일 수 있다.
상기 (A-3) 메틸 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 중량평균분자량이 50,000 g/mol 내지 200,000 g/mol 일 수 있다.
상기 (A-4) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체는 방향족 비닐 화합물 50 내지 90 중량% 및 시안화 비닐 화합물 10 내지 50 중량%가 포함된 단량체 혼합물의 공중합체일 수 있다.
상기 (A-4) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체는 중량평균분자량이 100,000 g/mol 내지 200,000 g/mol 일 수 있다.
상기 (A-4) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체에서, 상기 시안화 비닐 화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 푸마로니트릴 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 (A-4) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체 수지에서, 상기 방향족 비닐 화합물은 스티렌, 할로겐 또는 C1 내지 C10의 알킬기로 치환된 스티렌, α-메틸 스티렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 (A-4) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN)일 수 있다.
상기 (B) 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체는 코어-쉘 구조의 그라프트 공중합체일 수 있다.
상기 코어는 부타디엔계 고무질 중합체로 이루어지고, 상기 쉘은 메틸 메타크릴레이트 단량체와 스티렌 단량체의 공중합체가 상기 코어에 그라프트 중합되어 형성된 것일 수 있다.
한편, 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물을 이용한 성형품이 제공될 수 있다.
일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물과 이를 이용한 성형품은 우수한 내약품성, 내충격성, 내열성 및 성형성을 가짐에 따라 도장, 무도장으로 사용하는 여러 가지 제품의 성형에 광범위하게 적용될 수 있으며, 특히, 자동차 내장재 등의 용도에 유용하게 적용될 수 있다.
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.
일 구현예에 따르면, (A) (A-1) 폴리카보네이트 수지 65 내지 85 중량%, (A-2) 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 5 내지 15 중량%, (A-3) 메틸 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 5 내지 20 중량%, (A-4) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체 0 초과 10 중량% 이하를 포함하는 기초 수지 100 중량부; 및 (B) 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체 5 내지 10 중량부를 포함하는 열가소성 수지 조성물이 제공된다.
이하, 상기 열가소성 수지 조성물에 포함되는 각 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.
(A) 기초 수지
(A-1)폴리카보네이트 수지
폴리카보네이트 수지는 카보네이트 결합을 가진 폴리에스테르로서 그 종류가 특별히 제한되지 않으며, 수지 조성물 분야에서 이용 가능한 임의의 폴리카보네이트 수지를 사용할 수 있다.
예컨대, 하기 화학식 1로 표시되는 디페놀류와 포스겐, 할로겐산 에스테르, 탄산 에스테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 반응시켜 제조될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
A는 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C5 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C5 알킬리덴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 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 알콕실렌기, 할로겐산 에스테르기, 탄산 에스테르기, CO, S 및 SO2로 이루어진 군에서 선택되는 연결기이며, R1 및 R2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기이며, n1 및 n2는 각각 독립적으로 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-메틸-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, 바람직하게는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)프로판 또는 1,1-비스(4-히드록시페닐)사이클로헥산을 사용할 수 있다. 더 바람직하게는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판을 사용할 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 2종 이상의 디페놀류로부터 제조된 공중합체의 혼합물일 수 있다.
또한 상기 폴리카보네이트 수지는 선형 폴리카보네이트 수지, 분지형(branched) 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지 등을 사용할 수 있다.
상기 선형 폴리카보네이트 수지의 구체적인 예로는 비스페놀-A계 폴리카보네이트 수지일 수 있다. 상기 분지형 폴리카보네이트 수지의 구체적인 예로는 트리멜라틱 무수물, 트리멜리틱산 등과 같은 다관능성 방향족 화합물을 디페놀류 및 카보네이트와 반응시켜 제조되는 수지일 수 있다. 상기 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지는 이관능성 카르복실산을 디페놀류 및 카보네이트와 반응시켜 제조할 수 있으며, 여기서 사용되는 카보네이트는 디페닐카보네이트와 같은 디아릴카보네이트 또는 에틸렌 카보네이트일 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량이 10,000 g/mol 내지 200,000 g/mol 인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 예를 들어, 14,000 g/mol 내지 40,000 g/mol인 것을 사용하는 것이 효과적이다. 폴리카보네이트 수지의 중량평균분자량이 상기 범위 내인 경우, 우수한 내충격성 및 유동성을 얻을 수 있다. 또한, 원하는 유동성을 충족시키기 위하여 중량평균분자량 또는 유동지수가 다른 2종 이상의 폴리카보네이트 수지를 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 기초 수지 100 중량%에 대하여 65 중량% 내지 85 중량%로 포함될 수 있으며, 예를 들어 65 중량% 내지 80 중량%로 포함될 수 있다. 폴리카보네이트 수지가 65 중량% 미만인 경우에는 외관 특성이 좋지 않으며, 85 중량%를 초과하는 경우에는 기계적 강도가 떨어질 수 있다.
(A-2) 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지
폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지는 일반적으로 테레프탈산 또는 그 유도체와 1,4-부탄디올 또는 그 유도체로부터 중축합 반응에 의해 얻어진 수지이지만 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 다른 디카르복실산이나 글리콜 등을 공중합한 수지도 이용될 수 있다.
여기서 공중합 가능한 디카르복실산으로서는 이소프탈산, 2-클로로 테레프탈산, 2,5-디클로로테레프탈산, 2-메틸테레프탈산, 4,4-스틸벤디카르복실산, 4,4-비페닐디카르복실산, 오르토 프탈산, 2,6-나프탈렌 디카르복실산, 비스안식향산, 비스(p-카르복시페닐) 메탄, 안트라센 디카르본산, 4,4-디페닐에테르디카르복실산, 4,4-디페녹시에탄디카르본산, 아디프산(adipic acid), 세바스산, 아젤라산, 도데칸 이산, 1,3-사이클로헥산디카르복실산, 1,4-사이클로헥산디카르복실산 등이 예시될 수 있다. 이들 공중합 가능한 디카르복실산은 예를 들면 예시되었지만 안에서 적당하게 선택된 것이 단독으로 혹은 2 종류 이상 조합된 것이 혼합되고, 이용될 수 있다.
한편, 공중합 가능한 글리콜로서는 에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 트랜스-2,2,4,4,-테트라메틸-1,3-사이클로부탄 디올, 시스-2,2,4,4,-테트라메틸-1,3-사이클로부탄 디올, 네오펜틸글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 1,3-사이클로헥산디메탄올, 데카메틸렌글리콜, 사이클로헥산 디올, p-크실렌 디올, 비스페놀 A, 테트라브로모 비스페놀 A, 테트라브로모 비스페놀 A-비스(2-하이드록시에틸에테르) 등을 들 수 있다. 이들 공중합 가능한 글리콜은 예를 들면 예시되었지만 안에서 적당하게 선택된 것이 단독으로 혹은 2 종류 이상 조합된 것이 혼합되고, 이용될 수 있다.
또한, 상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지는 열가소성 수지 조성물을 이용한 성형품의 내충격성을 충분히 확보하기 위해서 25℃에서 o-클로로 페놀 용매를 이용하여 측정한 고유점도가 0.7 내지 1.50 dl/g일 수 있다.
일 구현예에 따른 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지는 기초 수지 100 중량%에 대하여 5 중량% 내지 15 중량%로 포함될 수 있으며, 예를 들어 5 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지가 상기 범위 내로 포함됨으로써, 열가소성 수지 조성물이 우수한 내약품성을 가지게 된다.
한편, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지가 기초 수지 100 중량%에 대해 5 중량% 미만으로 포함될 경우, 수지 성형품에서 웰드라인이 발생하는 등 도장성 및 외관 특성이 저하된다. 또한 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지가 기초 수지 100 중량%에 대해 15 중량% 초과로 포함될 경우, 내열성과 저온 내충격성이 저하되고, 색 얼룩이 발생할 수 있으므로 바람직하지 않다.
(A-3) 메틸 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체
메틸 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 폴리카보네이트 수지와 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 간의 상용성을 향상시키기 위한 물질로, 메틸 메타크릴레이트, 스티렌, 아크릴로니트릴의 삼원 공중합체이다.
상기 메틸 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 메틸 메타크릴레이트 60 내지 89 중량%, 스티렌 10 내지 39 중량% 및 아크릴로니트릴 0 초과 20 중량% 이하로 포함된 단량체 혼합물의 공중합체일 수 있다.
메틸 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 내 구성요소의 조성비가 상기 범위를 만족할 경우, 폴리카보네이트 수지와 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 간의 상용성을 향상시킬 수 있다.
메틸 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 중량평균분자량이 50,000 g/mol 내지 200,000 g/mol 인 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어 60,000 g/mol 내지 200,000 g/mol, 예를 들어 70,000 g/mol 내지 180,000 g/mol, 예를 들어 80,000 g/mol 내지 160,000 g/mol, 예를 들어 80,000 g/mol 내지 140,000 g/mol, 예를 들어 80,000 g/mol 내지 120,000 g/mol, 예를 들어 90,000 g/mol 내지 110,000 g/mol 인 것을 사용할 수 있다. 메틸 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체가 상기 범위의 중량평균분자량을 가지는 경우 사출성형시의 전단속도 영역에서 수지 조성물의 유동성을 해치지 않으면서 조성 성분간의 모폴로지(morphology)가 안정해진다.
상기 메틸 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 기초 수지 100 중량%에 대하여 5 중량% 내지 20 중량%로 포함될 수 있고, 예를 들어 5 중량% 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 상기 메틸 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체가 5 중량% 미만인 경우에는 폴리카보네이트 수지와 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 간 상용성이 떨어지며, 20 중량%를 초과하는 경우에는 수지 조성물의 유동성이 떨어져 가공이 어렵다는 문제가 있다.
(A-4) 방향족 비닐 화합물-시안화비닐 화합물 공중합체
방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체는 시안화 비닐 화합물 및 방향족 비닐 화합물이 공중합되어 형성된다.
상기 시안화 비닐 화합물로는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 푸마로니트릴 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.
상기 방향족 비닐 화합물로는 스티렌, 할로겐 또는 C1 내지 C10 알킬기로 치환된 스티렌, α-메틸 스티렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.
상기 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(styrene-acrylonitrile copolymer, SAN)일 수 있다.
상기 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체는 방향족 비닐 화합물 50 내지 90 중량%, 시안화 비닐 화합물 10 내지 50 중량%가 포함된 단량체 혼합물의 공중합체일 수 있다.
상기 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체는 중량평균분자량이 100,000 g/mol 내지 200,000 g/mol, 예를 들어 110,000 g/mol 내지 190,000 g/mol, 예를 들어 120,000 g/mol 내지 180,000 g/mol, 예를 들어 130,000 g/mol 내지 170,000 g/mol 일 수 있다.
상기 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체는 기초 수지 100 중량%에 대하여 0 초과 10 중량% 이하, 예를 들어 5 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있다.
상기 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우 폴리카보네이트 수지 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지와 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체 간의 상용성 저하에 따른 내충격성과 내약품성이 감소될 우려가 있다.
(B) 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체
메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체는 코어-쉘 구조의 그라프트 공중합체일 수 있다.
메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체는 부타디엔계 고무질 중합체로 이루어진 코어(core)와 그 코어에 메틸 메타크릴레이트 단량체와 스티렌 단량체의 공중합체가 그라프트 중합되어 쉘(shell)이 형성된 것일 수 있다.
코어를 구성하는 고무질 중합체 성분은 특히 저온에서의 내충격성을 향상시키며, 쉘 성분은 연속상, 예를 들면 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체와 고무질 중합체의 계면에 위치하여 계면 장력을 낮추어 분산상의 고무질 중합체 입자 크기를 작게하는 한편, 계면에서의 접착력을 향상시킬 수 있다.
상기 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체는 기초 수지 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부, 예를 들어 6 내지 9 중량부로 포함될 수 있다.
상기 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체가 상기 범위 내로 포함될 경우, 열가소성 수지 조성물의 저온 내충격성을 향상시킬 수 있다.
(C) 기타 첨가제
상기 열가소성 수지 조성물은 그 용도에 따라 선택적으로 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 난연제, 활제, 가소제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제 또는 착색제를 더 포함할 수 있으며, 최종 성형품의 특성에 따라 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 난연제는 연소성을 감소시키는 물질로, 포스페이트(phosphate) 화합물, 포스파이트(phosphite) 화합물, 포스포네이트(phosphonate) 화합물, 폴리실록산, 포스파젠(phosphazene) 화합물, 포스피네이트(phosphinate) 화합물 또는 멜라민 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 활제는 가공/성형/압출 중에 열가소성 수지 조성물과 접촉하는 금속 표면을 윤활시켜 열가소성 수지 조성물의 흐름 또는 이동을 도와주는 물질로, 통상적으로 사용되는 물질을 사용할 수 있다.
상기 가소제는 열가소성 수지 조성물의 유연성, 가공 작업성 또는 팽창성을 증가시키는 물질로, 통상적으로 사용되는 물질을 사용할 수 있다.
상기 열안정제는 고온에서 혼련 또는 성형할 경우 열가소성 수지 조성물의 열적 분해를 억제하는 물질로, 통상적으로 사용되는 물질을 사용할 수 있다.
상기 산화방지제는 열가소성 수지 조성물과 산소와의 화학적 반응을 억제 또는 차단시킴으로써 열가소성 수지 조성물이 분해되어 고유 물성이 상실되는 것을 방지하는 물질로, 페놀형, 포스파이트형, 티오에테르형 또는 아민형 산화방지제 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광안정제는 자외선으로부터 열가소성 수지 조성물이 분해되어 색이 변하거나 기계적 성질이 상실되는 것을 억제 또는 차단시키는 물질로, 바람직하게는 힌더드 페놀형, 벤조페논형 또는 벤조트리아졸형 광안정제 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 착색제는 통상적인 안료 또는 염료를 사용할 수 있다.
상기 첨가제는 기초 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 중량부 내지 15 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 열가소성 수지 조성물을 제조하는 공지의 방법에 의해서 제조될 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 본 발명의 구성 성분과 기타 첨가제들을 동시에 혼합한 후 압출기 내에서 용융 혼련하는 방법에 의하여 펠렛의 형태로 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 성형품은 상술한 열가소성 수지 조성물로부터 제조될 수 있다. 상기 열가소성 수지 조성물은 내약품성, 내열성 및 내충격성이 우수하고, 성형성이 뛰어나 화학 약품에 대한 내성이 요구되는 성형품에 제한없이 적용이 가능하며, 구체적으로 화장품, 방향제와 같은 화학 약품에 대한 내성이 요구되는 자동차 내장재 용도로 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.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1 내지 비교예 5
실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1 내지 비교예 5의 폴리카보네이트 수지 조성물은 하기 표 1 에 기재된 성분 함량비에 따라 제조되었다.
표 1에서, 기초 수지를 이루고 있는 구성요소들은 기초 수지의 총 중량을 기준으로 중량%로 나타내었고, 기초 수지에 첨가되는 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 및 메틸 메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체의 경우, 기초 수지 100 중량부에 대한 중량부로 나타내었다.
표 1에 기재된 성분을 건식 혼합하고 이축 압출기(L/D=29, φ=45mm)의 공급부에 정량적으로 연속 투입하여 용융/혼련하였다. 이어서 이축 압출기를 통해 펠렛화된 열가소성 수지 조성물을 약 80℃에서 약 2시간 동안 건조한 후, 실린더 온도 약 260℃, 금형 온도 약 60℃의 6 oz 사출 성형기를 사용하여, 물성 측정용 시편, 및 2mm 두께의 내약품성을 검증할 수 있는 평가용 시편을 사출성형 하였다.
구분 단위 실시예
1		 실시예
2		 비교예
1		 비교예
2		 비교예
3		 비교예
4		 비교예
5
(A-1-1) 중량% 30 30 30 30 30 30 30
(A-1-2) 중량% 45 45 45 45 45 45 45
(A-2) 중량% 10 10 10 - - 10 10
(A-3) 중량% 10 5 - 25 - 15 15
(A-4) 중량% 5 10 15 - 25 - -
(B) 중량부 8 8 8 8 8 - -
(C-1) 중량부 - - - - - - 8
(C-2) 중량부 - - - - - 8 -
상기 표 1 에 기재된 각 구성에 대한 설명은 다음과 같다.
(A) 기초 수지
(A-1) 폴리카보네이트 수지
(A-1-1) 제1 폴리카보네이트 수지
ASTM D1238 규격에 따라 300℃, 1.2 kg 하중 조건에서 측정한 유동지수(melt folw index)가 6.0 g/10min인 폴리카보네이트 수지(롯데첨단소재社)
(A-1-2) 제2 폴리카보네이트 수지
ASTM D1238 규격에 따라 300℃, 1.2 kg 하중 조건에서 측정한 유동지수(melt flow index)가 18.0 g/10min인 폴리카보네이트 수지(롯데첨단소재社)
(A-2) 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지
25℃에서 o-클로로 페놀 용매를 이용하여 측정한 고유점도가 1.20 dl/g인 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(Shinkong社, DHK 011)
(A-3) 메틸 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체
아크릴로니트릴 함량이 5 중량%, 스티렌 함량이 20 중량%, 메틸 메타크릴레이트 함량이 75 중량%이고, 중량평균분자량이 약 100,000 g/mol인 메틸 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(롯데첨단소재社)
(A-4) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체
아크릴로니트릴 함량이 31 중량%, 스티렌 함량이 69 중량%이고, 중량평균분자량이 약 150,000 g/mol인 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(롯데첨단소재社)
(B) 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체
폴리부타디엔 고무 코어에 메틸 메타크릴레이트-스티렌 공중합체가 그라프트 중합된 코어-쉘 구조의 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체(MRC社, Metablen C223-A)
(C-1) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체
폴리부타디엔 고무 코어에 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체가 그라프트 중합된 코어-쉘 구조를 가지며, 고무의 평균 입경이 약 300 nm인 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체(롯데첨단소재社)
(C-2) 메틸 메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체
폴리부타디엔 고무 코어에 메틸 메타크릴레이트-아크릴로니트릴-스티렌 공중합체가 그라프트 중합된 코어-쉘 구조를 가지며, 고무의 평균 입경이 약 240 nm인 메틸 메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체(롯데첨단소재社)
실험예
실험 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 유동성(g/10min): ASTM D1238에 따라 250℃, 2.16 kg 하중 조건에서 유동지수(melt flow index, MI)를 측정하였다.
(2) 내열성(℃): ASTM D648에 따라 18.5kg 하중 조건에서 열변형 온도(heat deflection temperature, HDT)를 측정하였다.
(3) 내충격성(㎏f·㎝/㎝): 두께 1/4" 시편에 대하여 ASTM D256에 따라 상온에서 노치 아이조드(Izod) 충격강도를 측정하였다.
(4) 내약품성: 임계 변형량 2.1%의 지그(zig)에 ASTM D638 Type I 시편을 설치하고, 시편 표면에 약품을 도포한 후, 상온에서 168 시간 방치한 다음, 시편의 외관을 평가하였다. 내약품성 평가에서 시편이 파단되는 경우‘나쁨’으로, 시편의 변화가 없는 경우를 ‘좋음’으로 각각 평가하였다.
실시예1 실시예2 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5
MI 4.2 4.0 4.6 3.0 3.5 4.2 4.2
HDT 109 110 108 120 117 112 112
Izod
충격강도		 58 58 53 45 40 48 43
내약품성 좋음 좋음 나쁨 나쁨 나쁨 좋음 좋음
상기 표 1 및 표 2로부터, 폴리카보네이트 수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지, 메틸 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체를 최적의 함량으로 사용함으로써, 폴리카보네이트 수지와 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 간 상(phase) 안정성을 확보하면서도, 유동성, 내열성, 내충격성, 및 내약품성이 우수한 열가소성 수지 조성물을 구현할 수 있음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

Claims (11)

  1. (A) (A-1) 폴리카보네이트 수지 65 내지 85 중량%;
    (A-2) 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 5 내지 15 중량%;
    (A-3) 메틸 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 5 내지 20 중량%;
    (A-4) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체 0 초과 10 중량% 이하를 포함하는 기초 수지 100 중량부; 및
    (B) 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체 5 내지 10 중량부
    를 포함하는 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에서,
    상기 (A-3) 메틸 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 메틸 메타크릴레이트는 60 내지 89 중량%, 스티렌 10 내지 39 중량%, 아크릴로니트릴 0 초과 20 중량% 이하로 포함된 단량체 혼합물의 공중합체인 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에서,
    상기 (A-3) 메틸 메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 중량평균분자량이 50,000 g/mol 내지 200,000 g/mol인 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에서,
    상기 (A-4) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체는 방향족 비닐 화합물 50 내지 90 중량% 및 시안화 비닐 화합물 10 내지 50 중량%가 포함된 단량체 혼합물의 공중합체인 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에서,
    상기 (A-4) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체는 중량평균분자량이 100,000 g/mol 내지 200,000 g/mol인 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항에서,
    상기 (A-4) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체에서,
    상기 시안화 비닐 화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 푸마로니트릴 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항에서,
    상기 (A-4) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체에서,
    상기 방향족 비닐 화합물은 스티렌, 할로겐 또는 C1 내지 C10 알킬기로 치환된 스티렌, α-메틸 스티렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항에서,
    상기 (A-4) 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN)인 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항에서,
    상기 (B) 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체 수지는 코어-쉘 구조의 그라프트 공중합체인 열가소성 수지 조성물.
  10. 제9항에서,
    상기 코어는 부타디엔계 고무질 중합체로 이루어지고,
    상기 쉘은 메틸 메타크릴레이트 단량체와 스티렌 단량체의 공중합체가 상기 코어에 그라프트 중합되어 형성된 것인 열가소성 수지 조성물.
  11. 제1항에 따른 열가소성 수지 조성물을 이용한 성형품.
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