KR20200025733A - 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품 - Google Patents

열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명의 열가소성 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지; 방향족 비닐계 공중합체 수지; 평균 입자 크기가 200 내지 400 ㎛인 마이카; 변성 폴리올레핀; 및 인계 난연제;를 포함하며, 상기 변성 폴리올레핀은 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 제1 변성 폴리올레핀, 및 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 제2 변성 폴리올레핀을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 열가소성 수지 조성물은 강성, 내충격성, 내열성, 난연성, 이들의 물성 발란스 등이 우수하다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION AND ARTICLE PRODUCED THEREFROM}
본 발명은 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 강성, 내충격성, 내열성, 난연성, 이들의 물성 발란스 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품에 관한 것이다.
폴리카보네이트 수지는 우수한 내충격성, 내열성, 치수안정성, 내후성, 내화학성, 전기 특성 등을 가지며, 투명성이 우수한 엔지니어링 플라스틱이다. 통상적으로 폴리카보네이트 수지 등의 열가소성 수지와 무기 필러의 블렌드는 고강성 등을 요구하는 성형품, 예를 들면, 자동차, 전기/전자 제품의 내/외장재 용도로 많이 사용되고 있다.
이러한 폴리카보네이트 수지에 유리 섬유 등의 무기 필러가 블렌드될 경우, 유동성(성형성) 저하 및 성형품 표면에 무기 필러가 돌출되는 등의 외관 특성 저하가 발생할 수 있다. 특히, 수지 조성물(블렌드)이 외관 특성이 중요한 IT 기기 등의 내/외장재에 사용될 경우, 무기 필러의 돌출이 주요 외관 품질 이슈로 인식되어 왔다. 또한, 수지 조성물의 사출 시, 무기 필러의 이방성 문제로 뒤틀림 현상이 발생할 수 있다. 이에 따라, 이방성 문제를 개선할 수 있는 판상 구조의 탈크(talc) 등을 무기 필러로 적용하는 시도가 있었다.
그러나, 무기 필러로서 탈크를 사용할 경우, 탈크의 취성 때문에 수지 조성물의 내충격성 등의 기계적 물성이 저하될 우려가 있다. 또한, 폴리카보네이트 수지 등의 열가소성 수지와 무기 필러의 블렌드(수지 조성물)는 적용되는 무기 필러의 종류 및 형상에 따라, 굴곡 강도 등의 강성, 내열성, 난연성 등이 저하될 우려가 있다.
따라서, 강성, 내충격성, 내열성, 난연성, 이들의 물성 발란스 등이 우수한 열가소성 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 제2011-0059886호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 강성, 내충격성, 내열성, 난연성, 이들의 물성 발란스 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; 방향족 비닐계 공중합체 수지; 평균 입자 크기가 200 내지 400 ㎛인 마이카; 변성 폴리올레핀; 및 인계 난연제;를 포함하며, 상기 변성 폴리올레핀은 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 제1 변성 폴리올레핀, 및 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 제2 변성 폴리올레핀을 포함한다:
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에서, R1은 수소 원자 또는 메틸기이고, Y는 글리시딜 변성 에스테르기이다;
[화학식 3]
Figure pat00003
상기 화학식 3에서, R2는 수소 원자 또는 메틸기이고, R3는 탄소수 1 내지 12의 알킬기이다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부; 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지 1 내지 15 중량부; 상기 마이카 20 내지 60 중량부; 상기 제1 변성 폴리올레핀 0.1 내지 1 중량부; 상기 제2 변성 폴리올레핀 0.1 내지 2 중량부; 및 상기 인계 난연제 1 내지 20 중량부;를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 마이카 및 상기 변성 폴리올레핀의 중량비(마이카:변성 폴리올레핀)는 1 : 0.01 내지 1 : 0.1일 수 있다.
구체예에서, 상기 제1 변성 폴리올레핀 및 제2 변성 폴리올레핀의 중량비(제1:제2)는 0.1 : 1 내지 1 : 1일 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지는 방향족 비닐계 단량체 및 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체의 중합체일 수 있다.
구체예에서, 상기 제1 변성 폴리올레핀은 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위 75 내지 99 중량% 및 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위 1 내지 25 중량%를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 제2 변성 폴리올레핀은 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위 60 내지 99 중량% 및 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위 1 내지 40 중량%를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 인계 난연제는 포스페이트 화합물, 포스포네이트 화합물, 포스피네이트 화합물, 포스핀옥사이드 화합물 및 포스파젠 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D790에 의거하여, 6.4 mm 두께 시편을 사용하여 2.8 mm/min의 속도로 측정한 굴곡탄성율이 57,000 내지 85,000 kgf/cm2일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 듀폰 드롭(DuPont drop) 측정법에 의거하여 500 g 무게의 추(dart)를 사용하여 측정한 2.0 mm 두께 시편의 크랙(crack) 발생 낙하 높이가 20 내지 40 ㎝일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D648에 의거하여, 하중 1.8 MPa, 승온 속도 120℃/hr의 조건에서 측정한 열변형 온도(HDT)가 100 내지 120℃일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 UL-94 vertical test 방법으로 측정한 2.0 mm 두께 시편의 난연도가 5VB 이상일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 성형품에 관한 것이다. 상기 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 강성, 내충격성, 내열성, 난연성, 이들의 물성 발란스 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) 방향족 비닐계 공중합체 수지; (C) 마이카; (D) 변성 폴리올레핀; 및 (E) 인계 난연제;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 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-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 10,000 내지 100,000 g/mol, 예를 들면, 15,000 내지 50,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 유동성(가공성) 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 ASTM D1238에 의거하여, 300℃, 1.2 kg 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수(Melt-flow Index: MI)가 5 내지 80 g/10분일 수 있다. 또한, 상기 폴리카보네이트 수지는 용융흐름지수가 다른 2종 이상의 폴리카보네이트 수지 혼합물일 수 있다.
(B) 방향족 비닐계 공중합체 수지
본 발명의 일 구체예에 따른 방향족 비닐계 공중합체 수지는 통상적인 열가소성 수지 조성물에 사용되는 방향족 비닐계 공중합체 수지일 수 있다. 예를 들면, 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지는 방향족 비닐계 단량체 및 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체를 포함하는 단량체 혼합물의 중합체일 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지는 방향족 비닐계 단량체 및 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체 등을 혼합한 후, 이를 중합하여 얻을 수 있으며, 상기 중합은 유화중합, 현탁중합, 괴상중합 등의 공지의 중합방법에 의하여 수행될 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 단량체로는 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 에틸스티렌, 비닐크실렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 비닐나프탈렌 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 적용될 수 있다. 상기 방향족 비닐계 단량체의 함량은 방향족 비닐계 공중합체 수지 전체 100 중량% 중, 20 내지 90 중량%, 예를 들면 30 내지 80 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체로는 예를 들면, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴, 페닐아크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 푸마로니트릴 등의 시안화 비닐계 단량체; (메타)아크릴산, 무수말레인산, N-치환말레이미드 등을 사용할 수 있으며, 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체의 함량은 방향족 비닐계 공중합체 수지 전체 100 중량% 중, 10 내지 80 중량%, 예를 들면 20 내지 70 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지는 GPC(gel permeation chromatography)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 50,000 내지 300,000 g/mol, 예를 들면, 80,000 내지 150,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 기계적 강도, 성형성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지는 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 15 중량부, 예를 들면 3 내지 15 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 강성, 내화학성, 유동성 등이 우수할 수 있다.
(C) 마이카
본 발명의 일 구체예에 따른 마이카는 변성 폴리올레핀 등과 함께 적용되어, 열가소성 수지 조성물의 난연도, 내열성 등의 저하 없이, 강성, 내충격성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 평균 입자 크기가 200 내지 400 ㎛, 예를 들면 250 내지 350 ㎛인 것을 사용할 수 있다. 상기 마이카의 평균 입자 크기가 200 ㎛ 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 강성, 치수안정성 등이 저하될 우려가 있고, 400 ㎛를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 내열성 등이 저하될 우려가 있다. 여기서, 상기 평균 입자 크기는 빛의 굴절을 이용하여 레이저 빔이 분산된 미립자 시료를 관통하면서 산란되는 광의 강도에 따른 각도 변화를 측정하여 마이카의 입자 크기 분포를 얻고, 이의 중간 값을 산출하여 평균 입자 크기를 얻을 수 있다.
구체예에서, 상기 마이카는 X축과 Y축의 길이로 나타내어지는 단면적에 비해 Z축 길이(두께)가 작은 박막 형태이며, 평균 두께가 30 내지 700 nm, 예를 들면 30 내지 300 nm일 수 있고, 평균 직경(X축, Y축 평균 길이) 및 평균 두께(Z축 길이)의 비(aspect ratio, 직경/두께)가 4 내지 30, 예를 들면, 10 내지 30일 수 있다. 상기 평균 직경 및 평균 두께의 비가 커질수록 강성 향상 효과가 커질 수 있다.
구체예에서, 상기 마이카는 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 20 내지 60 중량부, 예를 들면 25 내지 55 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 강성, 내충격성, 내열성, 치수안정성 등이 우수할 수 있다.
(D) 변성 폴리올레핀
본 발명의 변성 폴리올레핀은 상기 마이카 등과 함께 적용되어, 열가소성 수지 조성물의 내열성 등의 저하 없이, 내충격성, 강성, 난연성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 제1 변성 폴리올레핀, 및 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 제2 변성 폴리올레핀을 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00004
[화학식 2]
Figure pat00005
상기 화학식 2에서, R1은 수소 원자 또는 메틸기이고, Y는 글리시딜 변성 에스테르기이다;
[화학식 3]
Figure pat00006
상기 화학식 3에서, R2는 수소 원자 또는 메틸기이고, R3는 탄소수 1 내지 12의 알킬기이다.
구체예에서, 상기 제1 변성 폴리올레핀은 올레핀계 단량체 및 에폭시기를 함유하는 단량체가 공중합된 것일 수 있다. 상기 올레핀계 단량체로는 에틸렌을 사용할 수 있고, 필요에 따라, 탄소수 3 내지 19의 알킬렌, 예를 들면, 프로필렌, 이소프로필렌, 부틸렌, 이소부틸렌, 옥텐, 이들의 조합 등을 함께 사용할 수 있다. 또한, 상기 에폭시기를 함유하는 단량체로는 글리시딜(메타)아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 제1 변성 폴리올레핀은 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위 75 내지 99 중량%, 예를 들면 80 내지 99 중량% 및 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위 1 내지 25 중량%, 예를 들면 1 내지 20 중량%를 포함할 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동성(성형 가공성), 상용성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 제2 변성 폴리올레핀은 올레핀계 단량체 및 아크릴계 단량체가 공중합된 것일 수 있다. 상기 올레핀계 단량체로는 에틸렌을 사용할 수 있고, 필요에 따라, 탄소수 3 내지 19의 알킬렌, 예를 들면, 프로필렌, 이소프로필렌, 부틸렌, 이소부틸렌, 옥텐, 이들의 조합 등을 함께 사용할 수 있다. 또한, 상기 아크릴계 단량체로는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르를 사용할 수 있다. 여기서, 상기 알킬은 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 의미하는 것으로서, 상기 (메타)아크릴산 알킬 에스테르의 예로는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트 등을 예시할 수 있다.
구체예에서, 상기 제2 변성 폴리올레핀은 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위 60 내지 99 중량%, 예를 들면 65 내지 99 중량% 및 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위 1 내지 40 중량%, 예를 들면 1 내지 35 중량%를 포함할 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 내열도, 열안정성, 상용성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 변성 폴리올레핀은 랜덤, 블록, 멀티블록의 공중합체 형태일 수 있으며, 이들의 조합 형태로도 사용될 수 있다.
구체예에서, 상기 변성 폴리올레핀은 ASTM D1238에 의거하여, 190℃, 2.16 kgf 조건에서 측정한 용융흐름지수가 0.01 내지 40 g/10분, 예를 들면, 0.1 내지 10 g/10분일 수 있다.
구체예에서, 상기 제1 변성 폴리올레핀은 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 1 중량부, 예를 들면 0.2 내지 0.8 중량부로 포함될 수 있고, 상기 제2 변성 폴리올레핀은 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 2 중량부, 예를 들면 0.5 내지 1.5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 강성, 내열성, 유동성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 제1 변성 폴리올레핀 및 제2 변성 폴리올레핀의 중량비(제1:제2)는 0.1 : 1 내지 1 : 1, 예를 들면 0.2 : 1 내지 0.8 : 1일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 강성, 내열성 등이 더 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 마이카 및 상기 변성 폴리올레핀의 중량비(마이카:변성 폴리올레핀)는 1 : 0.01 내지 1 : 0.1, 예를 들면 1 : 0.01 내지 1 : 0.08, 구체적으로 1 : 0.03 내지 1 : 0.05일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 강성, 이들의 물성 발란스 등이 더 우수할 수 있다.
(E) 인계 난연제
본 발명의 일 구체예에 따른 인계 난연제는 통상적인 난연성 열가소성 수지 조성물에 사용되는 인계 난연제일 수 있다. 예를 들면, 포스페이트(phosphate) 화합물, 포스포네이트(phosphonate) 화합물, 포스피네이트(phosphinate) 화합물, 포스핀옥사이드(phosphine oxide) 화합물, 포스파젠(phosphazene) 화합물, 이들의 금속염 등의 인계 난연제가 사용될 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 인계 난연제는 하기 화학식 4로 표시되는 방향족 인산에스테르계 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 4]
Figure pat00007
상기 화학식 4에서, R1, R2, R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소 원자, C6-C20(탄소수 6 내지 20)의 아릴기, 또는 C1-C10의 알킬기가 치환된 C6-C20의 아릴기이고, R3는 C6-C20의 아릴렌기 또는 C1-C10의 알킬기가 치환된 C6-C20의 아릴렌기, 예를 들면, 레조시놀, 하이드로퀴논, 비스페놀-A, 비스페놀-S 등의 디알콜로부터 유도된 것이며, n은 0 내지 10, 예를 들면 0 내지 4의 정수이다.
상기 화학식 4로 표시되는 방향족 인산에스테르계 화합물로는, n이 0인 경우, 디페닐포스페이트 등의 디아릴포스페이트, 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 트리자이레닐포스페이트, 트리(2,6-디메틸페닐)포스페이트, 트리(2,4,6-트리메틸페닐)포스페이트, 트리(2,4-디터셔리부틸페닐)포스페이트, 트리(2,6-디메틸페닐)포스페이트 등을 예시할 수 있고, n이 1인 경우, 비스페놀-A 비스(디페닐포스페이트), 레조시놀 비스(디페닐포스페이트), 레조시놀 비스[비스(2,6-디메틸페닐)포스페이트], 레조시놀 비스[비스(2,4-디터셔리부틸페닐)포스페이트], 하이드로퀴논 비스[비스(2,6-디메틸페닐)포스페이트], 하이드로퀴논 비스[비스(2,4-디터셔리부틸페닐)포스페이트] 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이들은 단독 또는 2종 이상의 혼합물의 형태로 적용될 수 있다.
구체예에서, 상기 인계 난연제는 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 20 중량부, 예를 들면 3 내지 15 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 난연성, 내열성, 유동성 등이 우수할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 통상의 열가소성 수지 조성물에 포함되는 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 산화 방지제, 적하 방지제, 활제, 이형제, 핵제, 안정제, 안료, 염료, 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 첨가제 사용 시, 그 함량은 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 0.001 내지 40 중량부, 예를 들면 0.1 내지 10 중량부일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 상기 구성 성분을 혼합하고, 통상의 이축 압출기를 사용하여, 200 내지 280℃, 예를 들면 220 내지 250℃에서 용융 압출한 펠렛 형태일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D790에 의거하여, 6.4 mm 두께 시편을 사용하여 2.8 mm/min의 속도로 측정한 굴곡탄성율이 57,000 내지 85,000 kgf/cm2, 예를 들면 57,000 내지 80,000 kgf/cm2일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 듀폰 드롭(DuPont drop) 측정법에 의거하여 500 g 무게의 추(dart)를 사용하여 측정한 2.0 mm 두께 시편의 크랙(crack) 발생 낙하 높이가 20 내지 40 ㎝, 예를 들면 20 내지 35 ㎝일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D648에 의거하여 하중 1.8 MPa, 승온 속도 120℃/hr의 조건에서 측정한 열변형 온도(HDT)가　100 내지 120℃, 예를 들면 102 내지 115℃일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 UL-94 vertical test 방법으로 측정한 2.0 mm 두께 시편의 난연도가 5VB 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다. 상기 열가소성 수지 조성물은 펠렛 형태로 제조될 수 있으며, 제조된 펠렛은 사출성형, 압출성형, 진공성형, 캐스팅성형 등의 다양한 성형방법을 통해 다양한 성형품(제품)으로 제조될 수 있다. 이러한 성형방법은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 잘 알려져 있다. 상기 성형품은 내 강성, 내충격성, 내열성, 난연성, 이들의 물성 발란스 등이 우수하므로, 전기/전자 제품의 내/외장재 등으로 유용하다.
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(유동지수(MI, ASTM D1238에 의거, 300℃, 1.2 kg 조건에서 측정): 19±2 g/10분)를 사용하였다.
(B) 방향족 비닐계 공중합체 수지
스티렌 75 중량% 및 아크릴로니트릴 25 중량%가 중합된 SAN 수지(중량평균분자량: 90,000 g/mol)를 사용하였다.
(C) 무기 충전제
(C1) 평균 입자 크기가 280 ㎛인 마이카(제조사: IMERYS, 제품명: Suzorite 60-S)를 사용하였다.
(C2) 평균 입자 크기가 60 ㎛인 마이카(제조사: IMERYS, 제품명: Suzorite 200-HK)를 사용하였다.
(C3) 평균 입자 크기가 150 ㎛인 마이카(제조사: IMERYS, 제품명: Suzorite 150-S)를 사용하였다.
(C4) 평균 입자 크기가 420 ㎛인 마이카(제조사: IMERYS, 제품명: Suzorite 40-S)를 사용하였다.
(C5) 평균 입자 크기가 15 ㎛인 탈크(제조사: Koch, 제품명: KCP 04)를 사용하였다.
(C6) 평균 입자 크기가 7 ㎛인 규회석(제조사: Imerys, 제품명: NYGLOS 4W) 를 사용하였다.
(D) 변성 폴리올레핀
(D1) 제1 변성 폴리올레핀으로서, 에틸렌/글리시딜메타크릴레이트 공중합체(제조사: Dupont, 제품명: Elvaloy PTW)를 사용하였다.
(D2) 제2 변성 폴리올레핀으로서, 에틸렌/메틸아크릴레이트 공중합체(제조사: Dupont, 제품명: Elvaloy AC1330)를 사용하였다.
(E) 인계 난연제
올리고머형 비스페놀-A 디포스페이트(bisphenol-A diphosphate, 제조사: Yoke Chemical, 제품명: YOKE BDP)를 사용하였다.
(F) 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체
45　중량%의 부타디엔 고무(평균 입자 크기: 310 nm)에 55 중량%의 스티렌 및 아크릴로니트릴(중량비: 75/25)가 그라프트 공중합된 g-ABS를 사용하였다
실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 9
상기 각 구성 성분을 하기 표 1 및 2에 기재된 바와 같은 함량으로 첨가한 후, 230℃에서 압출하여 펠렛을 제조하였다. 압출은 L/D=36, 직경 45 mm인 이축 압출기를 사용하였으며, 제조된 펠렛은 80℃에서 2시간 이상 건조 후, 6 Oz 사출기(성형 온도 230℃, 금형 온도: 60℃)에서 사출하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여 하기의 방법으로 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1 및 2에 나타내었다.
물성 측정 방법
(1) 강성 평가: ASTM D790에 의거하여, 2.8 mm/min의 속도로 6.4 mm 두께 시편의 굴곡탄성율(단위: kgf/cm2)를 측정하였다.
(2) 내충격성 평가: 두께 2.0 mm 시편을 500 g의 추를 이용한 듀폰 드롭(DuPont drop) 측정법 방식의 낙추 평가 장비로 충격하여, 상기 시편에 크랙(crack)이 발생하는 높이(단위 : ㎝)를 측정하였다.
(3) 내열성 평가: ASTM D648에 의거하여, 하중 1.8 MPa, 승온 속도 120℃/hr의 조건에서 열변형 온도(HDT, 단위: ℃)를 측정하였다.
(4) 난연성 평가: UL-94 vertical test 방법으로 2.0 mm 두께 시편의 난연도를 측정하였다.
실시예
1 2 3 4 5 6 7
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100 100
(B) (중량부) 5 11 11 11 11 11 15
(C)
(중량부)		 (C1) 30 42 42 42 42 50 42
(C2) - - - - - - -
(C3) - - - - - - -
(C4) - - - - - - -
(C5) - - - - - - -
(C6) - - - - - - -
(D)
(중량부)		 (D1) 0.5 0.5 0.2 0.5 0.8 0.5 0.5
(D2) 1 1 1 1 1 1 1
(E) (중량부) 11 11 11 11 11 11 11
(F) (중량부) - - - - - - -
굴곡탄성율 59,000 60,000 67,000 67,000 65,000 78,000 68,000
크랙 발생 높이 33 30 24 25 27 22 21
열변형 온도 115 110 108 108 105 106 102
난연도 (5VB) Pass Pass Pass Pass Pass Pass Pass
비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 9
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100 100 100 100
(B) (중량부) 11 11 11 11 11 11 11 11 18
(C)
(중량부)		 (C1) - - - - - 42 42 42 42
(C2) 42 - - - - - - - -
(C3) - 42 - - - - - - -
(C4) - - 42 - - - - - -
(C5) - - - 42 - - - -
(C6) - - - - 42 - - - -
(D)
(중량부)		 (D1) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 - 0.5 - 0.5
(D2) 1 1 1 1 1 1 - - 1
(E) (중량부) 11 11 11 11 11 11 11 11 11
(F) (중량부) - - - - - - - 7 -
굴곡탄성율 54,000 56,000 68,000 44,300 54,000 60,000 50,000 55,000 65,000
크랙 발생 높이 24 22 15 17 23 18 17 21 22
열변형 온도 102 104 107 99 103 105 103 98 95
난연도 (5VB) Pass Pass Pass Pass Fail Pass Pass Fail Fail
상기 결과로부터, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 강성, 내충격성, 내열성, 난연성, 이들의 물성 발란스 등이 모두 우수함을 알 수 있다.
반면, 본 발명의 마이카 (C1) 대신에 평균 입자 크기가 작은 마이카 (C2) 및 (C3)를 적용한 비교예 1 및 2의 경우, 강성 등이 저하됨을 알 수 있고, 본 발명의 마이카 (C1) 대신에 평균 입자 크기가 큰 마이카 (C4)를 적용한 비교예 3의 경우, 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 본 발명의 마이카 (C1) 대신에 탈크 (C5)를 적용한 비교예 4의 경우, 강성, 내충격성, 내열성 등이 저하됨을 알 수 있고, 본 발명의 마이카 (C1) 대신에 규회석 (C6)를 적용한 비교예 5의 경우, 강성, 난연성 등이 저하됨을 알 수 있다. 또한, 제1 변성 폴리올레핀 (D1)를 적용하지 않은 비교예 6의 경우, 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있고, 제2 변성 폴리올레핀 (D2)를 적용하지 않은 비교예 7의 경우, 강성, 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 변성 폴리올레핀 대신에 g-ABS를 적용한 비교예 8의 경우, 내열성, 난연성 등이 저하됨을 알 수 있다. 또한, 방향족 비닐계 공중합체 수지(B)가 과량 적용될 경우(비교예 9), 내열성, 난연성 등이 저하됨을 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 (13)

  1. 폴리카보네이트 수지;
    방향족 비닐계 공중합체 수지;
    평균 입자 크기가 200 내지 400 ㎛인 마이카;
    변성 폴리올레핀; 및
    인계 난연제;를 포함하며,
    상기 변성 폴리올레핀은 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 제1 변성 폴리올레핀, 및 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 제2 변성 폴리올레핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00008

    [화학식 2]
    Figure pat00009

    상기 화학식 2에서, R1은 수소 원자 또는 메틸기이고, Y는 글리시딜 변성 에스테르기이다;
    [화학식 3]
    Figure pat00010

    상기 화학식 3에서, R2는 수소 원자 또는 메틸기이고, R3는 탄소수 1 내지 12의 알킬기이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부; 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지 1 내지 15 중량부; 상기 마이카 20 내지 60 중량부; 상기 제1 변성 폴리올레핀 0.1 내지 1 중량부; 상기 제2 변성 폴리올레핀 0.1 내지 2 중량부; 및 상기 인계 난연제 1 내지 20 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 마이카 및 상기 변성 폴리올레핀의 중량비(마이카:변성 폴리올레핀)는 1 : 0.01 내지 1 : 0.1인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 변성 폴리올레핀 및 제2 변성 폴리올레핀의 중량비(제1:제2)는 0.1 : 1 내지 1 : 1인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지는 방향족 비닐계 단량체 및 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체의 중합체인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 변성 폴리올레핀은 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위 75 내지 99 중량% 및 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위 1 내지 25 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 변성 폴리올레핀은 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위 60 내지 99 중량% 및 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위 1 내지 40 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 인계 난연제는 포스페이트 화합물, 포스포네이트 화합물, 포스피네이트 화합물, 포스핀옥사이드 화합물 및 포스파젠 화합물 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D790에 의거하여, 6.4 mm 두께 시편을 사용하여 2.8 mm/min의 속도로 측정한 굴곡탄성율이 57,000 내지 85,000 kgf/cm2인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 듀폰 드롭(DuPont drop) 측정법에 의거하여 500 g 무게의 추(dart)를 사용하여 측정한 2.0 mm 두께 시편의 크랙(crack) 발생 낙하 높이가 20 내지 40 ㎝인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D648에 의거하여, 하중 1.8 MPa, 승온 속도 120℃/hr의 조건에서 측정한 열변형 온도(HDT)가　100 내지 120℃인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 UL-94 vertical test 방법으로 측정한 2.0 mm 두께 시편의 난연도가 5VB 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 성형품.
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