KR20200012185A - 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 열가소성 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지; 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지; 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지; 및 글리콜 변성 폴리에스테르 수지;를 포함하며, 상기 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지는 폴리실록산 블록의 평균 중합도가 30 내지 45이고, 상기 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지는 폴리실록산 블록의 평균 중합도가 70 내지 100인 것을 특징으로 한다. 상기 열가소성 수지 조성물은 투명성, 내충격성, 내화학성, 내가수분해성 등이 우수하다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION AND ARTICLE PRODUCED THEREFROM}
본 발명은 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 투명성, 내충격성, 내화학성, 내가수분해성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
폴리카보네이트 수지는 내충격성, 강성(toughness), 투명성, 열안정성, 자기소화성, 치수안정성 등이 우수하여 전기/전자 제품, 자동차 부품, 렌즈 및 유리 대체 소재 등에 적용되고 있다. 그러나, 통상의 폴리카보네이트 수지는 투명성이 요구되는 제품에 적용될 경우, 유리 소재에 비하여 내스크래치성이 매우 떨어지는 등의 문제가 있다.
이에 따라, 생활 스크래치 방지 및 다양한 색상 구현을 위한, 클리어 코팅 또는 외관 확보 위한 사출 후 도장 공정이 요구되고 있으며, 이 경우, 코팅액 및 도료 등을 각종 유기 용제를 사용하여 희석한 후, 수지 제품의 표면에 도포한 후 건조하는 과정을 거치게 된다. 그러나, 이 과정에서 희석제로 사용된 유기 용제들은 폴리카보네이트 수지 내부로 침투하여 투명성, 기계적 물성 등을 저하시키는 원인으로 작용한다.
따라서, 투명성, 내충격성, 내화학성, 내가수분해성, 이들의 물성 발란스 등이 우수한 열가소성 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2010-0076643호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 투명성, 내충격성, 내화학성, 내가수분해성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된 성형품을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 하나의 관점은 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. 상기 열가소성 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지; 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지; 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지; 및 글리콜 변성 폴리에스테르 수지;를 포함하며, 상기 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지는 폴리실록산 블록의 평균 중합도가 30 내지 45이고, 상기 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지는 폴리실록산 블록의 평균 중합도가 70 내지 100인 것을 특징으로 한다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 폴리카보네이트 수지 35 내지 55 중량%; 상기 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지 25 내지 45 중량%; 상기 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지 5 내지 25 중량%; 및 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지 0.1 내지 10 중량%;를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지 및 상기 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지의 중량비는 1 : 0.2 내지 1 : 0.7일 수 있다.
구체예에서, 상기 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지는 폴리실록산 블록 1 내지 10 중량% 및 폴리카보네이트 블록 90 내지 99 중량%를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지는 폴리실록산 블록 1 내지 10 중량% 및 폴리카보네이트 블록 90 내지 99 중량%를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 제1 및 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지의 중량평균분자량은 15,000 g/mol 내지 50,000 g/mol일 수 있다.
구체예에서, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지는 전체 디올 성분 중 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM)의 함량이 20 내지 100 몰%일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1003에 의거하여 측정한 2.5 mm 두께 시편의 헤이즈(haze)가 6.5% 이하이고, 1.0 mm 두께 시편의 광 투과율이 90% 이상일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/8" 시편의 노치 아이조드 충격강도가 60 내지 100 kgf·cm/cm일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 두께 2 mm 시편을 신너 용액에 2분 30초간 침지한 뒤, 80℃에서 20분 건조하고, 상온에서 24시간 방치한 다음, 500 g의 추를 이용한 듀폰 드롭 테스트(Dupont drop test) 방식의 낙추 평가 장비로 충격하여 측정한 상기 시편이 파괴되는 높이가 50 내지 90 cm일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 하기 식 1에 따라 산출한 인장강도 유지율이 80% 이상일 수 있다:
[식 1]
인장강도 유지율(%) = (TS1 / TS0) × 100
상기 식 1에서, TS0는 ASTM D638에 의거하여 50 mm/min 조건에서 측정한 3.2 mm 두께 시편의 초기 인장강도이고, TS1은 상기 시편을 85℃, 85% RH(relative humidity) 조건의 챔버에 120 시간 동안 방치한 후, ASTM D638에 의거하여 50 mm/min 조건에서 측정한 인장강도이다.
본 발명의 다른 관점은 성형품에 관한 것이다. 상기 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 투명성, 내충격성, 내화학성, 내가수분해성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 (A) 폴리카보네이트 수지; (B) 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지; (C) 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지; 및 (D) 글리콜 변성 폴리에스테르 수지;를 포함한다.
(A) 폴리카보네이트 수지
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리카보네이트 수지로는 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용되는 폴리카보네이트 수지를 사용할 수 있다. 예를 들면, 디페놀류(방향족 디올 화합물)를 포스겐, 할로겐 포르메이트, 탄산 디에스테르 등의 전구체와 반응시킴으로써 제조되는 방향족 폴리카보네이트 수지를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 디페놀류로는 4,4'-비페놀, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,4-비스(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 2,2-비스(3-클로로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판 또는 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산을 사용할 수 있고, 구체적으로, 비스페놀-A 라고 불리는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 분지쇄가 있는 것이 사용될 수 있으며, 예를 들면 중합에 사용되는 디페놀류 전체에 대하여, 0.05 내지 2 몰%의 3가 또는 그 이상의 다관능 화합물, 구체적으로, 3가 또는 그 이상의 페놀기를 가진 화합물을 첨가하여 제조한 분지형 폴리카보네이트 수지를 사용할 수도 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 호모 폴리카보네이트 수지, 코폴리카보네이트 수지 또는 이들의 블렌드 형태로 사용할 수 있다. 또한, 상기 폴리카보네이트 수지는 에스테르 전구체(precursor), 예컨대 2관능 카르복실산의 존재 하에서 중합 반응시켜 얻어진 방향족 폴리에스테르-카보네이트 수지로 일부 또는 전량 대체하는 것도 가능하다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 GPC(gel permeation chromatography)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 20,000 내지 50,000 g/mol, 예를 들면, 25,000 내지 40,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동성(가공성) 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 열가소성 수지 조성물 전체 100 중량% 중 35 내지 55 중량%, 예를 들면 38 내지 53 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 투명성, 내충격성 등이 우수할 수 있다.
(B) 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지
본 발명의 일 구체예에 따른 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지는 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지, 글리콜 변성 폴리에스테르 수지 등과 함께 적용되어, 열가소성 수지 조성물의 투명성 등의 저하 없이, 내충격성, 내화학성, 내가수분해성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 평균 중합도가 30 내지 45, 예를 들면 35 내지 40인 폴리실록산 블록 및 폴리카보네이트 블록을 포함한다. 상기 폴리실록산 블록의 평균 중합도가 30 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 내화학성 등이 저하될 우려가 있고, 45를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 투명성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 블록은 앞에서 언급한 폴리카보네이트 수지(A)로부터 유도된 구조 단위를 포함할 수 있고, 상기 폴리실록산 블록은 하기 화학식 1로 표시되는 구조 단위를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 원자, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C1 내지 C20 알콕시기, C3 내지 C30 사이클로알킬기, C3 내지 C30 사이클로알케닐기, C3 내지 C30 사이클로알키닐기, C6 내지 C30 아릴기, C6 내지 C30 아릴옥시기, 또는 NRR'(여기서, R 및 R'은 각각 독립적으로, 수소 원자, 또는 C1 내지 C20 알킬기임)이고, m(평균 중합도)은 30 내지 45이다.
구체예에서, 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지는 통상의 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 제조방법에 따라 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 화학식 1로 표시되는 구조 단위를 포함하는 폴리실록산과 디페놀류(방향족 디올 화합물)를 포스겐, 할로겐 포르메이트, 탄산 디에스테르 등의 전구체와 반응시킴으로써 제조할 수 있다. 상기 반응은 계면 중합, 용융 중합 등의 통상적인 중합 방법에 의해 수행될 수 있으며, 예를 들면, 포스겐을 사용하여 계면 중합법으로 수행할 수 있다.
구체예에서, 상기 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지는 폴리실록산 블록 1 내지 10 중량%, 예를 들면 1 내지 7 중량%, 구체적으로 4 내지 6 중량% 및 폴리카보네이트 블록 90 내지 99 중량%, 예를 들면 93 내지 99 중량%, 구체적으로 94 내지 96 중량%를 포함할 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 투명성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지는 GPC(gel permeation chromatography)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 15,000 내지 50,000 g/mol, 예를 들면 15,000 내지 40,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지는 열가소성 수지 조성물 전체 100 중량% 중 25 내지 45 중량%, 예를 들면 30 내지 40 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 투명성, 내충격성, 내화학성, 내가수분해성 등이 우수할 수 있다.
(C) 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지
본 발명의 일 구체예에 따른 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지는 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지, 글리콜 변성 폴리에스테르 수지 등과 함께 적용되어, 열가소성 수지 조성물의 투명성 등의 저하 없이, 내충격성, 내화학성, 내가수분해성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 평균 중합도가 70 내지 100, 예를 들면 75 내지 95인 폴리실록산 블록 및 폴리카보네이트 블록을 포함한다. 상기 폴리실록산 블록의 평균 중합도가 70 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 내화학성 등이 저하될 우려가 있고, 100을 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 투명성, 유동성, 내열성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 블록은 앞에서 언급한 폴리카보네이트 수지(A)로부터 유도된 구조 단위를 포함할 수 있고, 상기 폴리실록산 블록은 하기 화학식 2로 표시되는 구조 단위를 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에서, R3 및 R4는 각각 독립적으로, 수소 원자, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C1 내지 C20 알콕시기, C3 내지 C30 사이클로알킬기, C3 내지 C30 사이클로알케닐기, C3 내지 C30 사이클로알키닐기, C6 내지 C30 아릴기, C6 내지 C30 아릴옥시기, 또는 NRR'(여기서, R 및 R'은 각각 독립적으로, 수소 원자, 또는 C1 내지 C20 알킬기임)이고, n(평균 중합도)은 70 내지 100이다.
구체예에서, 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지는 통상의 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 제조방법에 따라 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 화학식 2로 표시되는 구조 단위를 포함하는 폴리실록산과 디페놀류(방향족 디올 화합물)를 포스겐, 할로겐 포르메이트, 탄산 디에스테르 등의 전구체와 반응시킴으로써 제조할 수 있다. 상기 반응은 계면 중합, 용융 중합 등의 통상적인 중합 방법에 의해 수행될 수 있으며, 예를 들면, 포스겐을 사용하여 계면 중합법으로 수행할 수 있다.
구체예에서, 상기 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지는 폴리실록산 블록 1 내지 10 중량%, 예를 들면 1 내지 7 중량%, 구체적으로 4 내지 6 중량% 및 폴리카보네이트 블록 90 내지 99 중량%, 예를 들면 93 내지 99 중량%, 구체적으로 94 내지 96 중량%를 포함할 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 투명성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지는 GPC(gel permeation chromatography)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 15,000 내지 50,000 g/mol, 예를 들면 15,000 내지 40,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 내화학성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지는 열가소성 수지 조성물 전체 100 중량% 중 5 내지 25 중량%, 예를 들면 10 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 투명성, 내충격성, 내화학성, 내가수분해성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지 및 상기 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지의 중량비는 1 : 0.2 내지 1 : 0.7, 예를 들면 1 : 0.25 내지 1 : 0.67일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 투명성, 내충격성 등이 더욱 우수할 수 있다.
(D) 글리콜 변성 폴리에스테르 수지
본 발명의 일 구체예에 따른 글리콜 변성 폴리에스테르 수지는 전체 디올 성분 중 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM) 함량이 20 내지 100 몰%인 폴리에스테르 수지로서, 제1 및 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지 등과 함께 적용되어, 열가소성 수지 조성물의 투명성, 내충격성 등의 저하 없이, 내화학성(도장 후 내충격성), 내가수분해성 등을 향상시킬 수 있는 것이다.
구체예에서, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지는 테레프탈산을 포함하는 디카르복실산 성분과 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM) 20 내지 100 몰%, 예를 들면 35 내지 100 몰% 및 탄소수 2 내지 6의 알킬렌 글리콜 0 내지 80 몰%, 예를 들면 0 내지 65 몰%를 포함하는 디올 성분을 중축합하여 제조할 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 내가수분해성, 내화학성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지는 o-클로로페놀 용액(농도: 0.5 g/dl)을 사용하여 35℃에서 측정한 고유점도가 0.5 내지 0.8 dl/g, 예를 들면 0.55 내지 0.75 dl/g일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물 성분 간의 혼화성이 향상되고, 열가소성 수지 조성물의 기계적 물성, 성형 가공성(외관 특성), 내가수분해성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지는 열가소성 수지 조성물 전체 100 중량% 중 0.1 내지 10 중량%, 예를 들면 0.5 내지 7 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 투명성, 내충격성, 내화학성, 내가수분해성 등이 우수할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열가소성 수지 조성물은 이형제, 활제, 핵제, 가소제, 열안정제, 광안정제, 난연제, 난연보조제, 적하방지제, 산화방지제, 이들의 혼합물 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 첨가제로는 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용되는 첨가제를 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 첨가제로는 폴리에틸렌 왁스, 불소 함유 중합체, 실리콘 오일, 스테아릴산의 금속염, 몬탄산의 금속염, 몬탄산 에스테르 왁스 등의 이형제; 클레이, 탈크 등의 핵제; 힌더드 페놀(hindered phenol)계 화합물 등의 산화방지제; 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 첨가제는 상기 폴리카보네이트 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 40 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 상기 구성 성분을 혼합하고, 통상의 이축 압출기를 사용하여, 200 내지 280℃, 예를 들면 250 내지 260℃에서 용융 압출한 펠렛 형태일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1003에 의거하여 측정한 2.5 mm 두께 시편의 헤이즈(haze)가 6.5% 이하, 예를 들면 3.5 내지 5.9%일 수 있고, 1.0 mm 두께 시편의 광 투과율이 90% 이상, 예를 들면 90 내지 95%일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/8" 시편의 노치 아이조드 충격강도가 60 내지 100 kgf·cm/cm, 예를 들면 70 내지 90 kgf·cm/cm일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 두께 2 mm 시편을 신너 용액에 2분 30초간 침지한 뒤, 80℃에서 20분 건조하고, 상온에서 24시간 방치한 다음, 500 g의 추를 이용한 듀폰 드롭 테스트(Dupont drop test) 방식의 낙추 평가 장비로 충격하여 측정한 상기 시편이 파괴되는 높이가 50 내지 90 cm, 예를 들면 50 내지 85 cm일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 하기 식 1에 따라 산출한 인장강도 유지율이 80% 이상, 예를 들면 80 내지 90%일 수 있다.
[식 1]
인장강도 유지율(%) = (TS1 / TS0) × 100
상기 식 1에서, TS0는 ASTM D638에 의거하여 50 mm/min 조건에서 측정한 3.2 mm 두께 시편의 초기 인장강도이고, TS1은 상기 시편을 85℃, 85% RH(relative humidity) 조건의 챔버에 120 시간 동안 방치한 후, ASTM D638에 의거하여 50 mm/min 조건에서 측정한 인장강도이다.
본 발명에 따른 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다. 예를 들면, 상기 열가소성 수지 조성물로부터 사출성형, 압출성형, 진공성형, 캐스팅성형 등의 다양한 성형방법을 통해 제조될 수 있다. 이러한 성형방법은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 잘 알려져 있다. 상기 성형품은 투명성, 내충격성, 내화학성, 내가수분해성, 이들의 물성 발란스 등이 우수하므로, 자동차 부품 또는 전기 전자 제품의 내/외장재 등으로 유용하다. 특히, 클리어 코팅(clear coating) 등의 도장 공정이 포함되는 휴대폰, 노트북 등의 내/외장재 용도로 사용될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 폴리카보네이트 수지
비스페놀-A계 폴리카보네이트 수지(중량평균분자량: 25,000 g/mol)를 사용하였다.
(B) 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지
폴리실록산 블록의 평균 중합도가 40인 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지(제조사: Idemitsu Kosan, 제품명: FC1760)를 사용하였다(폴리실록산 블록: 6 중량%, 폴리카보네이트 블록 94 중량%, 중량평균분자량: 21,000 g/mol).
(C) 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지
폴리실록산 블록의 평균 중합도가 90인 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지(제조사: Idemitsu Kosan, 제품명: FG1760)를 사용하였다(폴리실록산 블록: 6 중량%, 폴리카보네이트 블록 94 중량%, 중량평균분자량: 21,000 g/mol).
(D) 글리콜 변성 폴리에스테르 수지
전체 디올 성분 중 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM) 함량이 100 몰%인 글리콜 변성 폴리에스테르 수지(디카르복실산 성분: 테레프탈산, 디올 성분: CHDM, 고유점도: 0.65 dl/g, 제조사: SK Chemicals, 제품명: PURATAN 0502)를 사용하였다.
(E) 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지
폴리실록산 블록의 평균 중합도가 60인 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지를 사용하였다(폴리실록산 블록: 6 중량%, 폴리카보네이트 블록 94 중량%, 중량평균분자량: 21,000 g/mol).
실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 6
상기 각 구성 성분을 하기 표 1 및 2에 기재된 바와 같은 함량으로 첨가한 후, 250℃에서 압출하여 펠렛을 제조하였다. 압출은 L/D=36, 직경 45 mm인 이축 압출기를 사용하였으며, 제조된 펠렛은 100℃에서 4시간 이상 건조 후, 6 oz 사출기(성형 온도 300℃)에서 사출하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여 하기의 방법으로 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1 및 2에 나타내었다.
물성 측정 방법
(1) 헤이즈 (단위: %): ASTM D1003에 의거하여, 헤이즈미터(제조사: Nippon Denshoku, 제품명: NDH 5000W)를 사용하여, 1.0 mm 및 2.5 mm 두께 시편의 헤이즈(haze)를 측정하였다.
(2) 광 투과율(단위: %): ASTM D1003에 의거하여, 헤이즈미터(제조사: Nippon Denshoku, 제품명: NDH 5000W)를 사용하여, 1.0 mm 두께 시편의 광 투과율(전광선 투과율: total light transmittance)을 측정하였다.
(3) 노치 아이조드 충격강도(단위: kgf·cm/cm): ASTM D256에 의거하여, 두께 1/8" 시편의 노치 아이조드 충격강도를 측정하였다.
(4) 내화학성(도장 후 내충격성) 평가: 두께 2 mm 시편을 신너 용액에 2분 30초간 침지한 뒤, 80℃에서 20분 건조하고, 상온에서 24시간 방치한 다음, 500 g의 추를 이용한 듀폰 드롭 테스트(Dupont drop test) 방식의 낙추 평가 장비로 충격하여, 상기 시편이 파괴되는 높이(단위: cm)를 측정하였다.
(5) 내가수분해성(인장강도 유지율) 평가: 하기 식 1에 따라 인장강도 유지율(단위: %)을 산출하였다.
[식 1]
인장강도 유지율(%) = (TS1 / TS0) × 100
상기 식 1에서, TS0는 ASTM D638에 의거하여 50 mm/min 조건에서 측정한 3.2 mm 두께 시편의 초기 인장강도이고, TS1은 상기 시편을 85℃, 85% RH(relative humidity) 조건의 챔버에 120 시간 동안 방치한 후, ASTM D638에 의거하여 50 mm/min 조건에서 측정한 인장강도이다.
실시예
1 2 3 4 5 6 7
(A) (중량%) 38 48 48 48 48 53 45
(B) (중량%) 40 40 35 32 30 30 32
(C) (중량%) 20 10 15 18 20 15 16
(D) (중량%) 2 2 2 2 2 2 7
(E) (중량%) - - - - - - -
헤이즈 (%) 1.0 mm 1.8 1.7 1.9 1.8 2.4 1.8 1.7
2.5 mm 5.8 4.4 5.0 5.9 5.9 5.2 4.9
광 투과율 (%) 90.4 91.5 91.4 90.9 90.2 91.0 90.5
노치 아이조드 충격강도 (kgf·cm/cm) 80 71 75 78 83 75 77
시편 파괴 높이 (cm) 75 51 69 71 80 64 55
인장강도 유지율 (%) 82 81 80 82 82 81 86
비교예
1 2 3 4 5 6
(A) (중량%) 48 48 50 48 48 48
(B) (중량%) 50 - 40 35 - -
(C) (중량%) - 50 10 - 15 -
(D) (중량%) 2 2 - 2 2 2
(E) (중량%) - - - 15 35 50
헤이즈 (%) 1.0 mm 1.7 3.5 1.7 1.9 2.6 3.4
2.5 mm 4.8 10.2 4.5 4.9 5.2 9.8
광 투과율 (%) 91.5 85.8 91.5 91.2 87.5 86.2
노치 아이조드 충격강도 (kgf·cm/cm) 71 88 85 75 75 80
시편 파괴 높이 (cm) 25 72 40 18 19 69
인장강도 유지율 (%) 76 85 69 81 82 82
상기 표 1의 결과로부터, 본 발명의 열가소성 수지 조성물(실시예 1 내지 7)은 투명성, 내충격성, 내화학성, 내가수분해성, 이들의 물성 발란스 등이 우수함을 알 수 있다.
반면, 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지(C)를 사용하지 않은 비교예 1의 경우, 내화학성(도장 후 내충격성)이 크게 저하되고, 내가수분해성 등이 저하되었음을 알 수 있고, 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지(B)를 사용하지 않은 비교예 2의 경우, 투명성(헤이즈, 광 투과율) 등이 저하되었음을 알 수 있으며, 글리콜 변성 폴리에스테르 수지(D)를 사용하지 않은 비교예 3의 경우, 내화학성(도장 후 내충격성), 내가수분해성 등이 크게 저하되었음을 알 수 있다. 또한, 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지(C) 대신에 폴리실록산 블록의 평균 중합도가 본 발명의 범위를 벗어나는 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지(E)를 사용한 비교예 4의 경우, 내화학성(도장 후 내충격성) 등이 저하되었음을 알 수 있고, 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지(B) 대신에 폴리실록산 블록의 평균 중합도가 본 발명의 범위를 벗어나는 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지(E)를 사용한 비교예 5의 경우, 내화학성(도장 후 내충격성), 투명성(광 투과율) 등이 저하되었음을 알 수 있으며, 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지(B)와 (C) 대신에 폴리실록산 블록의 평균 중합도가 본 발명의 범위를 벗어나는 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지(E)를 사용한 비교예 6의 경우, 투명성(헤이즈, 광 투과율) 등이 저하되었음을 알 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (12)

  1. 폴리카보네이트 수지;
    제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지;
    제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지; 및
    글리콜 변성 폴리에스테르 수지;를 포함하며,
    상기 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지는 폴리실록산 블록의 평균 중합도가 30 내지 45이고, 상기 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지는 폴리실록산 블록의 평균 중합도가 70 내지 100인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 폴리카보네이트 수지 35 내지 55 중량%; 상기 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지 25 내지 45 중량%; 상기 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지 5 내지 25 중량%; 및 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지 0.1 내지 10 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지 및 상기 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지의 중량비는 1 : 0.2 내지 1 : 0.7인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지는 폴리실록산 블록 1 내지 10 중량% 및 폴리카보네이트 블록 90 내지 99 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지는 폴리실록산 블록 1 내지 10 중량% 및 폴리카보네이트 블록 90 내지 99 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지의 중량평균분자량은 15,000 g/mol 내지 50,000 g/mol인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지는 전체 디올 성분 중 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM)의 함량이 20 내지 100 몰%인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1003에 의거하여 측정한 2.5 mm 두께 시편의 헤이즈(haze)가 6.5% 이하이고, 1.0 mm 두께 시편의 광 투과율이 90% 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/8" 시편의 노치 아이조드 충격강도가 60 내지 100 kgf·cm/cm인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 두께 2 mm 시편을 신너 용액에 2분 30초간 침지한 뒤, 80℃에서 20분 건조하고, 상온에서 24시간 방치한 다음, 500 g의 추를 이용한 듀폰 드롭 테스트(Dupont drop test) 방식의 낙추 평가 장비로 충격하여 측정한 상기 시편이 파괴되는 높이가 50 내지 90 cm인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 하기 식 1에 따라 산출한 인장강도 유지율이 80% 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물:
    [식 1]
    인장강도 유지율(%) = (TS1 / TS0) × 100
    상기 식 1에서, TS0는 ASTM D638에 의거하여 50 mm/min 조건에서 측정한 3.2 mm 두께 시편의 초기 인장강도이고, TS1은 상기 시편을 85℃, 85% RH(relative humidity) 조건의 챔버에 120 시간 동안 방치한 후, ASTM D638에 의거하여 50 mm/min 조건에서 측정한 인장강도이다.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 성형품.
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