KR20190059680A - 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 - Google Patents

폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 우수한 난연성을 나타내며, 후수축이 저감되고 동시에 우수한 외관 특성을 나타내는 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이로 이루어진 성형품에 관한 것이다.

Description

폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품{Polycarbonate resin composition and Article using the same}
본 발명은 우수한 난연성을 나타내며, 후수축이 저감되고 동시에 우수한 외관 특성을 나타내는 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이로 이루어진 성형품에 관한 것이다.
폴리카보네이트 수지는 비스페놀 A와 같은 방향족 디올과 포스겐과 같은 카보네이트 전구체의 축중합에 의해 형성되는 열가소성 수지로서, 비결정성이며 열가소성 플라스틱의 일종이다. 이러한 폴리카보네이트 수지는 우수한 충격 강도, 수치 안정성, 내열성 및 자기 소화성 등을 가지며, 이러한 우수한 열적 특성 및 기계적 특성으로 전기전자 제품의 내외장재, 자동차 부품, 건축 소재, 광학 부품 등 광범위한 분야에 적용된다.
최근 이러한 폴리카보네이트 수지를 보다 다양한 분야에 적용하기 위해, 다양한 수지 및 첨가제와의 조합을 통해 원하는 물성을 얻고자 하는 연구가 많이 시도되고 있다.
특히, 전기전자 제품에 적용될 경우 높은 수준의 난연성이 요구되는 바, 난연성을 향상시키기 위해 다양한 첨가제를 사용하고 있다.
일반적으로 폴리카보네이트계 수지에 적용되는 난연제로는 브롬계 난연제, 금속염 난연제, 인계 난연제 등이 있다. 그런데, 브롬계 난연제는 환경 호르몬 또는 발암 물질로 분류되어 사용이 규제되고 있으며, 가격 대비 난연 성능이 우수한 인계 난연제가 가장 많이 채택되고 있다.
하지만 난연제를 적용할 경우 상대적으로 폴리카보네이트계 수지의 내충격성과 내열성이 저하되기 때문에, 그 처방 함량이 제한적일 수 밖에 없다. 이에 따라, 지금까지는 폴리카보네이트계 수지의 난연성 확보와 함께 다른 물성과의 밸런스를 적정 수준에서 타협해야 하는 한계가 있었다.
이처럼 폴리카보네이트계 수지의 난연성은 다른 물성들과 트레이드-오프(trade-off)의 관계에 있어, 이들 물성을 동시에 향상시킬 수 있는 기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 우수한 난연성을 나타내며, 성형품으로 제조시 후수축이 저감되고 외관 특성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는 성형품을 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 폴리카보네이트 수지 50 내지 80중량%, 공액디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐화합물 및 비닐 시안화합물이 공중합된 그라프트 공중합체 수지 5 내지 10중량%, 방향족 인산 에스테르계 화합물 5 내지 20중량% 및 평균 입경이 0.5㎛ 내지 5㎛인 황산바륨(BaSO4) 10 내지 20중량%를 포함하는, 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공한다.
폴리카보네이트 수지는 수지는 비스페놀 A와 같은 방향족 디올과 포스겐과 같은 카보네이트 전구체가 축중합하여 제조되는 수지로서, 그 자체로 기계적 특성 및 열적 특성이 우수하나, 응용 분야에 따라 여러 물성을 동시에 충족할 필요가 있다.
특히, 폴리카보네이트 수지가 전기전자제품의 외장재에 사용될 경우, 높은 수준의 난연성이 요구된다. TV housing과 같은 대형 부품으로 사용될 경우, 사출 성형 과정 및 제품 조립 후 사용 과정 중에서 후수축이 발생하여, 크랙이나 파단 등의 외관이 변형되는 문제가 있다.
이에 본 발명자는 우수한 난연성을 나타내며, 성형품으로 제조시 우수한 외관 특성을 구현하기 위해, 폴리카보네이트 수지 공액디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐화합물 및 비닐 시안화합물이 그라프트된 그라프트 공중합체 수지, 방향족 인산 에스테르계 화합물 및 황산바륨(BaSO4)을 특정 함량으로 혼합한 폴리카보네이트 수지 조성물을 개발하였다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
폴리카보네이트 수지
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지는 비스페놀 A와 같은 방향족 디올과 포스겐과 같은 카보네이트 전구체가 축중합하여 제조되는 수지로서, 바람직하게는, 상기 폴리카보네이트 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함한다:
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
R'1 내지 R'4는 각각 독립적으로 수소, C1-10 알킬, C1-10 알콕시, 또는 할로겐이고,
Z'는 비치환되거나 또는 페닐로 치환된 C1-10 알킬렌, 비치환되거나 또는 C1-10 알킬로 치환된 C3-15 사이클로알킬렌, O, S, SO, SO2, 또는 CO이다.
바람직하게는, R'1 내지 R'4는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 클로로, 또는 브로모이다.
또한 바람직하게는, Z'는 비치환되거나 또는 페닐로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-10 알킬렌이며, 보다 바람직하게는 메틸렌, 에탄-1,1-디일, 프로판-2,2-디일, 부탄-2,2-디일, 1-페닐에탄-1,1-디일, 또는 디페닐메틸렌이다. 또한 바람직하게는, Z는 사이클로헥산-1,1-디일, O, S, SO, SO2, 또는 CO이다.
상기 화학식 1로 표시되는 반복단위는, 방향족 디올 화합물 및 카보네이트 전구체가 반응하여 형성된다.
바람직하게는, 상기 화학식 1로 표시되는 반복 단위는 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)디페닐메탄, 및 α,ω-비스[3-(ο-히드록시페닐)프로필]폴리디메틸실록산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 방향족 디올 화합물로부터 유래할 수 있다.
상기 '방향족 디올 화합물로부터 유래한다'의 의미는, 방향족 디올 화합물의 하이드록시기와 카보네이트 전구체가 반응하여 상기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 형성하는 것을 의미한다.
예컨대, 방향족 디올 화합물인 비스페놀 A와 카보네이트 전구체인 트리포스겐이 중합된 경우, 상기 반복 단위는 하기 화학식 1-1로 표시된다.
[화학식 1-1]
Figure pat00002
.
상기 카보네이트 전구체로는, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디부틸 카보네이트, 디시클로헥실 카보네이트, 디페닐 카보네이트, 디토릴 카보네이트, 비스(클로로페닐) 카보네이트, 디-m-크레실 카보네이트, 디나프틸 카보네이트, 비스(디페닐) 카보네이트, 포스겐, 트리포스겐, 디포스겐, 브로모포스겐 및 비스할로포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 트리포스겐 또는 포스겐을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지는, 중량평균분자량이 10,000 내지 100,000g/mol일 수 있으며, 바람직하게는 15,000 내지 80,000g/mol, 30,000 내지 50,000g/mol이다. 상기 범위의 중량 평균 분자량을 가지는 경우, 본 발명의 다른 성분들과의 조합 시 후수축이 저감되고 외관 특성이 우수한 성형품의 제조가 용이하다.
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지는, ASTM D1238의 300℃, 1.2kg 조건에 따라 측정한 유동성이 3 내지 40g/10min일 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 30g/10min일 수 있다. 상기 유동성 조건을 만족함으로써, 후술하는 본 발명의 다른 성분들과의 조합에 따른 시너지 효과를 구현할 수 있으며, 성형품의 외관 변형 등의 문제를 개선할 수 있어서 바람직하다.
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지는 조성물 총 중량을 기준으로, 50 내지 80중량%로 포함되며, 바람직하게는, 60 내지 70중량%로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위로 본 발명의 다른 성분들과의 조합 사용되는 경우, 성형품으로 제조시 후수축이 저감되고 외관 특성이 더욱 향상된다.
폴리카보네이트 수지가 50중량% 미만으로 포함되는 경우, 충격 특성, 난연성이 저하될 수 있으며, 성형품의 외관 특성이 다소 저하될 수 있다. 또한, 80중량%를 초과하여 포함되는 경우, 사출 공정시 성형성이 저하될 수 있다.
공액디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐화합물 및 비닐 시안화합물이 공중합된 그라프트 공중합 수지
본 발명에 따른 공액디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐화합물 및 비닐 시안화합물이 공중합된 그라프트 공중합 수지는, 공액디엔계 고무질 중합체를 기준으로 방향족 비닐화합물 및 비닐 시안화합물이 가지 상태로 공중합되어 형성되는 수지이다.
상기 그라프트 공중합 수지는 충격 강도, 인장 강도, 탄성률이 우수한 성분으로, 전술한 폴리카보네이트 수지 및 후술하는 성분들과 조합 사용됨으로써 본원발명이 목적하는 우수한 외관 특성과 함께 수지의 성형성 및 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 공액디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐화합물 및 비닐 시안화합물이 공중합된 그라프트 공중합 수지에서, 상기 공액디엔계 고무질 중합체는 부타디엔 고무질 중합체, 이소프렌 고무질 중합체 및 클로로이소프렌 고무질 중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는, 부타디엔 고무질 중합체일 수 있다.
본 발명에 따른 공액디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐화합물 및 비닐 시안화합물이 공중합된 그라프트 공중합 수지에서, 상기 방향족 비닐화합물은 스티렌, 알파 메틸스티렌 및 파라 메틸스티렌으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 스티렌일 수 있다.
본 발명에 따른 공액디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐화합물 및 비닐 시안화합물이 공중합된 그라프트 공중합 수지에서, 상기 비닐 시안화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 및 에타크릴로니트릴로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 아크릴로니트릴일 수 있다.
바람직하게는, 상기 공액디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐화합물 및 비닐 시안화합물이 공중합된 그라프트 공중합 수지는, 상기 공액디엔계 고무질 중합체 100 중량부에 대하여, 방향족 비닐화합물 30 내지 60 중량부; 및 비닐 시안화합물 10 내지 30중량부를 포함할 수 있으며, 상기 함량 범위로 공중합되는 경우, 본 발명이 목적하는 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 공액디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐화합물 및 비닐 시안화합물이 공중합된 그라프트 공중합 수지는, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합 수지일 수 있다.
본 발명에 따른 공액디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐화합물 및 비닐 시안화합물이 공중합된 그라프트 공중합 수지는 조성물 총 중량을 기준으로, 5 내지 10중량%로 포함되며, 바람직하게는, 7 내지 9중량%로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위로 본 발명의 다른 성분들과의 조합 사용되는 경우, 성형품으로 제조시 후수축이 저감되고 외관 특성이 더욱 향상된다.
상기 공액디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐화합물 및 비닐 시안화합물이 공중합된 그라프트 공중합 수지가 5중량% 미만으로 포함되는 경우, 미량으로 목적하는 효과를 구현하기 어려우며, 특히, 내충격성 향상 효과가 미미할 수 있다. 또한, 10중량%를 초과하여 포함되는 경우, 난연성, 강성, 외관 품질이 저하되는 문제가 발생될 수 있다.
방향족 인산 에스테르계 화합물
본 발명에 따른 방향족 인산 에스테르계 화합물은 폴리카보네이트 수지의 난연성을 개선하기 위해 첨가되는 인계 난연제로서, 본원 발명의 다른 성분들과 함께 특정 함량으로 조합되어 사용됨으로써, 방향족 인산 에스테르계 화합물만을 단독으로 사용하였을 경우 대비 후수축 등을 저감시킬 수 있다,
본 발명에 따른 방향족 인산 에스테르계 화합물은 비스페놀A 디포스페이트, 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 트리자이레일포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 옥틸디페닐포스페이트 및 하기 화학식 2로 표시되는 방향족 디포스페이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다:
[화학식 2]
Figure pat00003
상기 화학식 1에서,
Ar1 내지 Ar4는 각각 독립적으로 C6-30 알킬기가 치환 또는 비치환된 C6-30 아릴기이고,
R은 페닐렌 또는
Figure pat00004
이고,
n은 1 내지 5의 정수이다.
상기 방향족 인산 에스테르계 화합물은 바람직하게는 비스페놀A 디포스페이트이다.
본 발명에 따른 방향족 인산 에스테르계 화합물은 조성물 총 중량을 기준으로, 5 내지 20중량%로 포함되며, 바람직하게는, 10 내지 18중량%로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위로 본 발명의 다른 성분들과의 조합 사용되는 경우, 성형품으로 제조시 후수축이 저감되고 외관 특성이 더욱 향상된다.
방향족 인산 에스테르계 화합물이 5중량% 미만으로 포함되는 경우, 미량으로 목적하는 효과를 구현하기 어려우며, 이에 따라 난연성이 충분히 구현되지 않을 수 있고, 20중량%를 초과하여 포함되는 경우, 내열성 및 내충격성이 다소 저하되는 문제가 발생될 수 있다.
황산바륨( BaSO 4 )
본 발명에 따른 황산바륨(BaSO4) 충진제로서 폴리카보네이트 수지의 치수 안정을 위해 첨가되는 성분으로서, 본원 발명의 다른 성분들과 함께 특정 함량으로 조합되어 사용됨으로써, 성형품의 후수축 발생을 감소시키고, 동시에 우수한 외관 특성과 기계적 물성을 구현할 수 있다.
특히, 무기 충진제로 통상적으로 첨가되던 유리섬유의 경우, 소재의 침상형 구조로 인해 성형품의 표면 외관, 특히 광택도가 현저히 저하되는 문제가 있었다. 또한, 판상형 무기 충진제의 경우에도 성형품의 광택도를 저하시키고, 충격 강도를 감소시키는 문제가 있었다.
본 발명에 따른 황산바륨(BaSO4)는 특정 평균 입경을 가지는 입자형태의 충진제로서, 특정 함량으로 본 발명의 전술한 성분들과 조합 사용되어, 이러한 외관 품질 저하의 문제(후수축 등의 외관 변형, 광택도 저하, 표면 불균일)를 일으키지 않으면서도, 우수한 기계적 물성과 성형성을 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 황산바륨(BaSO4)은 평균입경 크기가 0.5 내지 5㎛이며, 바람직하게는 1.0 내지 4.0㎛이다. 상기 황산바륨(BaSO4)의 평균입경 크기가 0.5㎛ 미만인 경우 후수축 개선 효과가 미미할 수 있고 황산 바륨의 평균입경 크기가 5㎛ 초과인 경우 광택도와 같은 외관품질의 저하가 발생될 수 있다.
본 발명에 따른 황산바륨(BaSO4)은 조성물 총 중량을 기준으로, 10 내지 20중량%로 포함되며, 바람직하게는, 13 내지 18중량%로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위로 본 발명의 다른 성분들과의 조합 사용되는 경우, 성형품으로 제조시 후수축이 저감되고 외관 특성이 더욱 향상된다.
황산바륨(BaSO4)이 10중량% 미만으로 포함되는 경우, 미량으로 목적하는 효과를 구현하기 어려우며, 특히, 후수축 감소의 효과가 미미하며, 20중량%를 초과하여 포함되는 경우, 내충격성 및 외관 품질이 저하되는 문제가 발생될 수 있다.
폴리카보네이트 수지 조성물
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은, 상술한 폴리카보네이트 수지, 공액디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐화합물 및 비닐 시안화합물이 공중합된 그라프트 공중합 수지, 방향족 인산 에스테르계 화합물 및 평균 입경이 0.5㎛ 내지 5㎛인 황산바륨(BaSO4)을 특정 함량비로 포함함으로써, 우수한 난연성을 나타내며, 성형품으로 후수축이 현저히 저감되고, 외관 특성이 우수하다.
본 발명에 따른 수지 조성물은 필요에 따라 당업계에서 통상적으로 사용되는 산화 방지제, 열 안정제, 가소제, 대전 방지제, 핵제, 난연제, 활제, 충격 보강제, 형광 증백제 및 방사선 흡수제로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 수지 조성물은 상기 전술한 성분과 광반응성 화합물 및 필요에 따라 첨가제를 혼합하여 제조할 수 있으며, 이하 설명할 바와 같이 성형품을 제조하기 위하여 용융 혼련하여 펠렛으로 제조하는 것이 바람직하다.
상기 용융 혼련은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법, 예컨대 리본 블렌더, 헨셀 믹서, 밴버리 믹서, 드럼 텀블러, 단축 스크루압출기, 2축 스크루 압출기, 코니더, 다축 스크루 압출기 등을 사용하는 방법에 의해 실시할 수 있다. 상기 용융 혼련의 온도는 필요에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 예를 들어 200 ℃ 내지 300 ℃의 온도로 조절할 수 있다.
성형품
또한, 본 발명은 상기 수지 조성물을 포함한 성형품을 제공한다. 바람직하게는, 상기 성형품은 전기전자 기기의 외장재이다. 본 발명에 따른 수지 조성물은 난연성이 뛰어나며, 우수한 기계적 특성과 열적 특성을 가진다. 이에 따라, 성형품의 제조 공정이나 성형품이 실제 제품에 적용되었을 때 외관 변형이 현저히 저감되어, 전기전자 기기의 외장재로 유용하게 사용할 수 있다.
성형품의 제조 방법은 당업계에서 통상적으로 사용하는 방법으로 제조될 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 수지 조성물의 용융 혼련물 또는 펠릿을 원료로 하여 사출 성형법, 사출 압축 성형법, 압출 성형법, 진공 성형법, 블로우 성형법, 프레스 성형법, 압공 성형법, 발포 성형법, 열 굽힘 성형법, 압축 성형법, 캘린더 성형법 및 회전 성형법 등의 성형법을 적용할 수 있다.
성형품의 크기, 두께 등은 사용 목적에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 사용 목적에 따라 평판 또는 곡면의 형태를 가질 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은, 우수한 난연성을 나타내며, 후수축이 저감되고 동시에 우수한 외관 특성을 나타낸다.
이하, 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들이 제시된다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다.
사용 물질
이하 실시예 및 비교예에서 하기의 물질을 사용하였다.
(A) 폴리카보네이트 수지: 엘지화학사 LUPOY PC 1300-22(중량 평균 분자량 40,000g/mol)
(B) ABS 수지: 엘지화학사 DP270
(C) 난연제
C-1: 방향족 인산에스테르계 화합물: ADEKA사, 비스페놀 디포스페이트(BPADP)
(D) 충진제
D-1: 황산바륨, Solvay사, BaSO4-1(평균 입경 1㎛)
D-2: 황산바륨, Solvay사, BaSO4-4(평균 입경 4㎛)
D-3: 활석(Talc, 판상형 무기충진제), Koch사의 Talc(95%가 3.3㎛ 이하의 입경을 가지며, 평균 밀도가 2.9g/cm3이고, SiO2/MgO/Al2O3/Fe2O3/CaO의 조성)
D-4: 유리섬유(침상형 무기 충진제), Owen Corning사의 아미노 실란 코팅, 길이 4mm의 chopped된 유리섬유
D-5: 황산바륨, Solvay사, BaSO4-10(평균 입경 10㎛)
실시예 및 비교예
하기 표 1에 기재된 바와 같은 각 성분의 함량을 혼합한 후, 2축 압출기(L/D=44, Φ=40, 배럴온도 260℃)에 시간당 50 kg 속도로 펠렛을 제조하였다.
제조된 펠렛들은 convection oven에서 80℃, 4시간 이상 건조한 후 사출 성형하여 상온에서 48시간 방치하였다.
구분
(종류/함량(wt%))		 폴리카보네이트
수지(A)		 ABS 수지(B) 난연제(C) 충진제(D)
실시예 1 A/67 B/8 C-1/15 D-1/10
실시예 2 A/62 B/8 C-1/15 D-1/15
실시예 3 A/57 B/8 C-1/15 D-1/20
실시예 4 A/67 B/8 C-1/15 D-2/10
실시예 5 A/62 B/8 C-1/15 D-2/15
실시예 6 A/57 B/8 C-1/15 D-2/20
비교예 1 A/77 B/8 C-1/15 -
비교예 2 A/72 B/8 C-1/15 D-2/5
비교예 3 A/52 B/8 C-1/15 D-2/25
비교예 4 A/67 B/8 C-1/15 D-3/10
비교예 5 A/62 B/8 C-1/15 D-3/15
비교예 6 A/67 B/8 C-1/15 D-4/10
비교예 7 A/62 B/8 C-1/15 D-5/15
실험 방법
(1) 후수축률(ISO 294-4)
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 수지 펠렛을 ASTM D955에 의거하여 시편을 300*200*120mm3으로 제조하였다. 상기 제조된 시편을 3D Optical scope 장비를 사용하여 23℃ 조건에서 7일간 방치 후 하기의 방법을 통해 시편의 변화량(=후수축률)을 측정하였으며, 그 결과를 표 2에 기재하였다.
MD 방향 변화량 = (MD 사출직후 길이 - MD 7일후 길이)*1000
TD 방향 변화량 = (TD 사출직후 길이 - TD 7일후 길이)*1000
후 수축률 = {(1) + (2)} / 2, 변화량 평균
(2) 선팽창계수(CLTE)
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 수지 펠렛을 TMA(Thermo Mechanical Analyzer) 장비를 사용하여 MD방향의 CLTE를 측정하였으며, 그 결과를 표 2에 기재하였다.
(3) 충격강도
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 수지 펠렛을 ASTM D256(1/8 inch, Notched Izod)에 의거하여 23℃에서 충격강도를 측정하였으며, 그 결과를 표 2에 기재하였다.
(4) 유동성
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 수지 펠렛을 ASTM D1238의 250, 2.16kg 조건에 따라 유동성을 측정하였으며, 그 결과를 표 2에 기재하였다.
(5) 광택도
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 수지 펠렛을 금형온도 60℃에서 3mm두께로 사출하고, Gloss meter를 사용하여 45°각도로 광택도를 측정하였으며, 그 결과를 표 2에 기재하였다.
(6) 난연성
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 수지 펠렛을 1.5mm두께로 성형하고, UL94에 의거하여 난연성을 측정하였으며, 그 결과를 표 2에 기재하였다.
구분 후수축률 MD방향 CLTE
(㎛/m℃)		 충격강도
(kg㎝/㎝)		 유동성
(g/10min)		 광택도 난연성
실시예 1 4.82 65 11 28 80 V0
실시예 2 4.61 52 9 31 76 V0
실시예 3 4.54 47 7 38 72 V0
실시예 4 4.81 64 11 27 79 V0
실시예 5 4.59 50 9 29 73 V0
실시예 6 4.50 46 6 35 71 V0
비교예 1 5.40 90 15 28 90 V0
비교예 2 5.19 79 14 29 83 V0
비교예 3 4.41 42 5 41 59 V0
비교예 4 4.65 53 6 20 24 V0
비교예 5 4.33 47 4 18 15 V0
비교예 6 4.14 40 7 15 38 V0
비교예 7 4.58 53 8 28 42 V0
본 발명에 수지 조성물을 사용하여 제조된 실시예들의 경우, 우수한 기계적 물성을 구현함과 동시에 후수축률이 현저히 저감됨을 확인할 수 있었다. 또한, 각 성분을 적정 함량 범위로 조합하여 사용함으로써, 우수한 광택도를 구현함을 확인하였다. 본 발명에 따른 실시예들은 제품에 적용되어 여러 극한 환경에 놓이는 경우에도 우수한 품질을 유지할 수 있음을 확인하였다.
반면, 본 발명의 실시예와 다른 종류의 무기 충진제를 사용하는 경우, 후수축률의 효과는 실시예와 동등 수준을 나타내었으나, 이외의 다른 물성(충격강도, 유동성, 광택도 등)이 현저히 저하됨을 확인하였다.
또한, 본 발명의 실시예와 동일한 종류의 무기 충진제를 사용하더라도, 본원발명이 한정한 물성 범위(평균 입경, 함량)를 벗어나는 경우에, 충격강도가 저하되고, 본원발명이 목적하는 후수축이 저감 및 우수한 외관 특성의 효과를 동시에 구현하지 못하는 것을 확인하였다.

Claims (13)

  1. 폴리카보네이트 수지 50 내지 80중량%,
    공액디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐화합물 및 비닐 시안화합물이 공중합된 그라프트 공중합 수지 5 내지 10중량%,
    방향족 인산 에스테르계 화합물 5 내지 20중량% 및
    평균 입경이 0.5㎛ 내지 5㎛인 황산바륨(BaSO4) 10 내지 20중량%를 포함하는, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지 60 내지 70중량%;
    상기 공액디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐화합물 및 비닐 시안화합물이 공중합된 그라프트 공중합 수지 7 내지 9중량%;
    상기 방향족 인산 에스테르계 화합물 10 내지 18중량%; 및
    상기 황산바륨(BaSO4) 13 내지 18중량%;를 포함하는, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 황산바륨(BaSO4)의 평균 입경이 1㎛ 내지 4㎛인, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함하는, 폴리카보네이트 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00005

    상기 화학식 1에서,
    R'1 내지 R'4는 각각 독립적으로 수소, C1-10 알킬, C1-10 알콕시, 또는 할로겐이고,
    Z'는 비치환되거나 또는 페닐로 치환된 C1-10 알킬렌, 비치환되거나 또는 C1-10 알킬로 치환된 C3-15 사이클로알킬렌, O, S, SO, SO2, 또는 CO이다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량이 10,000 내지 100,000g/mol인, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지는 ASTM D1238의 300℃, 1.2kg 조건에 따라 측정한 유동성이 3 내지 40g/10min인, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공액디엔계 고무질 중합체는 부타디엔 고무질 중합체, 이소프렌 고무질 중합체 및 클로로이소프렌 고무질 중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 방향족 비닐화합물은 스티렌, 알파 메틸스티렌 및 파라 메틸스티렌으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상인, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 비닐 시안화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 및 에타크릴로니트릴로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 공액디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐화합물 및 비닐 시안화합물이 공중합된 그라프트 공중합 수지는, 공액디엔계 고무질 중합체 100 중량부에 대하여, 방향족 비닐화합물 30 내지 60 중량부; 및 비닐 시안화합물 10 내지 30중량부를 포함하는, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 공액디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐화합물 및 비닐 시안화합물이 공중합된 그라프트 공중합 수지는, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합 수지인, 폴리카보네이트 수지 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 방향족 인산 에스테르계 화합물은 비스페놀A 디포스페이트, 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 트리자이레일포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 옥틸디페닐포스페이트 및 하기 화학식 2로 표시되는 방향족 디포스페이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는, 폴리카보네이트 수지 조성물:
    [화학식 2]
    Figure pat00006

    상기 화학식 1에서,
    Ar1 내지 Ar4는 각각 독립적으로 C6-30 알킬기가 치환 또는 비치환된 C6-30 아릴기이고,
    R은 페닐렌 또는
    Figure pat00007
    이고,
    n은 1 내지 5의 정수이다.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는, 성형품.
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