KR20200082437A - 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 열가소성 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지; 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체; 유리 섬유; 및 인계 난연제;를 포함하며, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 평균 입자 크기가 100 내지 170 nm인 고무질 중합체 코어, 및 상기 코어 표면에 피복된 다층 쉘을 포함하고, 상기 다층 쉘은 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체가 상기 코어 표면에 그라프트 중합되어 형성되는 제1 쉘, 및 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 및 방향족 비닐계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물이 상기 제1 쉘 표면에 그라프트 중합되어 형성되는 제2 쉘로 이루어진 것을 특징으로 한다. 상기 열가소성 수지 조성물은 내충격성, 난연성, 유동성, 사출 성형성 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 내충격성, 난연성, 유동성, 사출 성형성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품에 관한 것이다.
폴리카보네이트 수지는 우수한 내충격성, 내열성, 치수안정성, 투명성 등이 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. 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, 유동성, 사출 성형성, 난연성 등이 저하될 우려가 있다.
따라서, 내충격성, 난연성, 유동성, 사출 성형성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 제10-2011-0059886호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 내충격성, 난연성, 유동성, 사출 성형성 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.
1. 본 발명의 하나의 관점은 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. 상기 열가소성 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지; 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체; 유리 섬유; 및 인계 난연제;를 포함하며, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 평균 입자 크기가 100 내지 170 nm인 고무질 중합체 코어, 및 상기 코어 표면에 피복된 다층 쉘을 포함하고, 상기 다층 쉘은 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체가 상기 코어 표면에 그라프트 중합되어 형성되는 제1 쉘, 및 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 및 방향족 비닐계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물이 상기 제1 쉘 표면에 그라프트 중합되어 형성되는 제2 쉘로 이루어진다.
2. 상기 1 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부; 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 0.2 내지 6 중량부; 상기 유리 섬유 1 내지 30 중량부; 및 상기 인계 난연제 0.5 내지 10 중량부;를 포함할 수 있다.
3. 상기 1 또는 2 구체예에서, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 전체 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 100 중량% 중, 상기 코어 40 내지 80 중량%, 상기 제1 쉘 1 내지 30 중량%, 및 상기 제2 쉘 10 내지 40 중량%를 포함할 수 있다.
4. 상기 1 내지 3 구체예에서, 상기 인계 난연제는 포스페이트 화합물, 포스포네이트 화합물, 포스피네이트 화합물, 포스핀옥사이드 화합물 및 포스파젠 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
5. 상기 1 내지 4 구체예에서, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 및 상기 유리 섬유의 중량비는 1 : 1 내지 1 : 30일 수 있다.
6. 상기 1 내지 5 구체예에서, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 및 상기 인계 난연제의 중량비는 1 : 0.1 내지 1 : 10일 수 있다.
7. 상기 1 내지 6 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여, 측정한 1/8" 두께 시편의 노치 아이조드 충격강도가 8 내지 20 kgf·cm/cm일 수 있다.
8. 상기 1 내지 7 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 UL-94 기준에 따라 측정한 1 mm 두께 시편의 난연도가 V-1 이상일 수 있다.
9. 상기 1 내지 8 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 성형 온도 260℃, 금형 온도 60℃, 사출압 1,500 kgf/cm2 및 사출속도 120 mm/s의 조건에서 두께 2 mm인 스파이럴(spiral) 형태의 금형에서 사출 성형 후 측정한 시편의 스파이럴 플로우(spiral flow) 길이가 250 내지 400 mm일 수 있다.
10. 본 발명의 다른 관점은 성형품에 관한 것이다. 상기 성형품은 상기 1 내지 9 중 어느 하나에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 내충격성, 난연성, 유동성, 사출 성형성 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) 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체; (C) 유리 섬유; 및 (F) 인계 난연제를 포함한다.
본 명세서에서, 수치범위를 나타내는 "a 내지 b"는 "≥a 이고 ≤b"으로 정의한다.
(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 50,000 g/mol, 예를 들면, 15,000 내지 40,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 유동성(가공성) 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 ISO 1133에 의거하여, 300℃, 1.2 kg 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수(Melt-flow Index: MI)가 5 내지 110 g/10분일 수 있다. 또한, 상기 폴리카보네이트 수지는 용융흐름지수가 다른 2종 이상의 폴리카보네이트 수지 혼합물일 수 있다.
(B) 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체
본 발명의 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 유리 섬유 및 난연제 적용 시에도 열가소성 수지 조성물의 유동성, 사출 성형성 등의 저하를 방지하고, 내충격성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 평균 입자 크기가 100 내지 170 nm인 고무질 중합체 코어(core), 및 상기 코어 표면에 피복된 다층 쉘(shell)을 포함하는 코어-쉘 구조이며, 상기 다층 쉘은 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체가 상기 코어 표면에 그라프트 중합되어 형성되는 제1 쉘, 및 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 및 방향족 비닐계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물이 상기 제1 쉘 표면에 그라프트 중합되어 형성되는 제2 쉘로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 상기 중합은 유화중합, 현탁중합 등의 공지의 중합방법에 의하여 수행될 수 있다.
구체예에서, 상기 고무질 중합체로는 폴리부타디엔, 폴리(스티렌-부타디엔), 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔) 등의 디엔계 고무 및 상기 디엔계 고무에 수소 첨가한 포화고무, 이소프렌고무, 탄소수 2 내지 10의 알킬 (메타)아크릴레이트 고무, 탄소수 2 내지 10의 알킬 (메타)아크릴레이트 및 스티렌의 공중합체, 에틸렌-프로필렌-디엔단량체 삼원공중합체(EPDM) 등을 예시할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 적용될 수 있다. 예를 들면, 디엔계 고무, (메타)아크릴레이트 고무 등을 사용할 수 있고, 구체적으로, 부타디엔계 고무, 부틸아크릴레이트 고무 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 고무질 중합체(고무 입자, 코어)는 평균 입자 크기가 100 내지 170 nm, 예를 들면 130 내지 160 nm일 수 있다. 상기 고무질 중합체의 평균 입자 크기가 100 nm 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 사출 성형성, 내충격성 등이 저하될 우려가 있고, 170 nm를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 외관 특성, 난연성, 유동성, 사출 성형성 등이 저하될 우려가 있다. 여기서, 상기 고무질 중합체의 평균 입자 크기(z-평균)는 라텍스(latex) 상태에서 광 산란(light scattering) 방법을 이용하여 측정할 수 있다. 구체적으로, 고무질 중합체 라텍스를 메쉬(mesh)에 걸러서, 고무질 중합체 중합 중 발생하는 응고물 제거하고, 라텍스 0.5 g 및 증류수 30 ml를 혼합한 용액을 1,000 ml 플라스크에 따르고 증류수를 채워 시료를 제조한 다음, 시료 10 ml를 석영 셀(cell)로 옮기고, 이에 대하여,　광 산란 입도 측정기(malvern社, nano-zs)로 고무질 중합체의 평균 입자 크기를 측정할 수 있다.
구체예에서, 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체는 상기 고무질 중합체에 그라프트 중합될 수 있는 것으로서, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 프로필 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 이들의 조합 등을 예시할 수 있다. 예를 들면, 제1 쉘에는 부틸 아크릴레이트 등이 사용될 수 있고, 제2 쉘에는 메틸 메타크릴레이트 등이 사용될 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 단량체는 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체와 중합될 수 있는 것으로서, 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 에틸스티렌, 비닐크실렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 비닐나프탈렌, 이들의 조합 등을 예시할 수 있다. 예를 들면, 스티렌 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 제2 쉘의 단량체 혼합물 100 중량% 중, 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체의 함량은 10 내지 90 중량%, 예를 들면 65 내지 75 중량%일 수 있고, 상기 방향족 비닐계 단량체의 함량은 10 내지 90 중량%, 예를 들면 25 내지 35 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 외관 특성, 난연성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 고무질 중합체(코어)의 함량은 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 전체 100 중량% 중 40 내지 80 중량%, 예를 들면 50 내지 70 중량%일 수 있고, 상기 제1 쉘의 함량은 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 전체 100 중량% 중 1 내지 30 중량%, 예를 들면 5 내지 25 중량%일 수 있으며, 상기 제2 쉘의 함량은 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 전체 100 중량% 중 10 내지 40 중량%, 예를 들면 10 내지 35 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 외관 특성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 0.2 내지 6 중량부, 예를 들면 0.5 내지 5 중량부, 구체적으로 1 내지 4 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 난연성, 유동성, 사출 성형성 등이 우수할 수 있다.
(C) 유리 섬유
본 발명의 유리 섬유는 열가소성 수지 조성물의 강성 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용되는 유리 섬유를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 섬유 형태일 수 있고, 원형, 타원형, 직사각형 등의 다양한 형상의 단면을 가질 수 있다. 예를 들면, 원형 및/또는 직사각형 단면의 섬유형 유리 섬유를 사용하는 것이 기계적 물성 측면에서 바람직할 수 있다.
구체예에서, 상기 원형 단면의 유리 섬유는 단면 직경이 5 내지 20 ㎛, 가공 전 길이가 2 내지 20 mm일 수 있고, 상기 직사각형 단면의 유리 섬유는 단면의 종횡비(단면의 장경/단면의 단경)가 1.5 내지 10이고, 단경이 2 내지 10 ㎛일 수 있고, 가공 전 길이가 2 내지 20 mm일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 강성, 가공성 등이 향상될 수 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 통상의 표면 처리제로 처리된 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 30 중량부, 예를 들면 5 내지 15 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 강성, 유동성, 사출 성형성, 내충격성, 난연성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 및 상기 유리 섬유의 중량비는 1 : 1 내지 1 : 30, 예를 들면 1 : 2 내지 1 : 20일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 난연성, 유동성, 사출 성형성, 이들의 물성 발란스 등이 더 우수할 수 있다.
(D) 인계 난연제
본 발명의 일 구체예에 따른 인계 난연제는 통상의 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, 이들의 조합 등의 인계 난연제가 사용될 수 있다.
구체예에서, 상기 인계 난연제는 하기 화학식 1로 표시되는 방향족 인산에스테르계 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서, 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 1로 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 디포스페이트, 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 있으며, n이 2 이상인 올리고머형 비스페놀-A 디포스페이트 등이 사용될 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, 0.5 내지 10 중량부, 예를 들면 1 내지 5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 난연성, 내충격성, 유동성, 사출 성형성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 및 상기 인계 난연제의 중량비는 1 : 0.1 내지 1 : 10, 예를 들면 1 : 0.5 내지 1 : 7일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 난연성, 유동성, 사출 성형성, 이들의 물성 발란스 등이 더 우수할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 통상의 열가소성 수지 조성물에 포함되는 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 불소화 올레핀계 수지 등의 적하 방지제, 산화 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 300℃, 예를 들면 220 내지 280℃에서 용융 압출한 펠렛 형태일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여, 측정한 1/8" 두께 시편의 노치 아이조드 충격강도가 8 내지 20 kgf·cm/cm, 예를 들면 10 내지 15 kgf·cm/cm일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 UL-94 기준에 따라 측정한 1 mm 두께 시편의 난연도가 V-1 이상일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 성형 온도 260℃, 금형 온도 60℃, 사출압 1,500 kgf/cm2 및 사출속도 120 mm/s의 조건에서 두께 2 mm인 스파이럴(spiral) 형태의 금형에서 사출 성형 후 측정한 시편의 스파이럴 플로우(spiral flow) 길이가 250 내지 400 mm, 예를 들면 250 내지 350 mm일 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 내충격성, 난연성, 유동성, 이들의 물성 발란스 등이 우수하고, 사출 성형 시 버(burr) 발생을 방지할 수 있는 것으로서, 전기/전자 제품의 내/외장재, 자동차 내/외장재 등으로 유용하며, 특히, 대형 전기/전자 제품 소재 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(중량평균분자량(Mw): 27,000 g/mol)를 사용하였다.
(B) 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체
(B1) 평균 입자 크기가 150 nm인 부타디엔 고무 60 중량%에 부틸 아크릴레이트 8 중량%를 그라프트 중합하여, 제1 쉘을 형성한 후, 제1 쉘 표면에 메틸 메타크릴레이트 및 스티렌(메틸 메타크릴레이트/스티렌(중량비): 71/29) 32 중량%를 그라프트 중합하여, 제2 쉘을 형성한 코어-쉘 형태의 그라프트 공중합체를 사용하였다.
(B2) 평균 입자 크기가 90 nm인 부타디엔 고무 60 중량%에 부틸 아크릴레이트 8 중량%를 그라프트 중합하여, 제1 쉘을 형성한 후, 제1 쉘 표면에 메틸 메타크릴레이트 및 스티렌(메틸 메타크릴레이트/스티렌(중량비): 71/29) 32 중량%를 그라프트 중합하여, 제2 쉘을 형성한 코어-쉘 형태의 그라프트 공중합체를 사용하였다.
(B3) 평균 입자 크기가 190 nm인 부타디엔 고무 60 중량%에 부틸 아크릴레이트 8 중량%를 그라프트 중합하여, 제1 쉘을 형성한 후, 제1 쉘 표면에 메틸 메타크릴레이트 및 스티렌(메틸 메타크릴레이트/스티렌(중량비): 71/29) 32중량%를 그라프트) 중합하여, 제2 쉘을 형성한 코어-쉘 형태의 그라프트 공중합체를 사용하였다.
(B4) 58　중량%의 부타디엔 고무(평균 입자 크기: 310 nm인)에 42 중량%의 스티렌 및 메틸메타크릴레이트(중량비: 71/29)가 그라프트 공중합된 g-MBS를 사용하였다.
(C) 유리 섬유
유리 섬유(제조사: KCC, 제품명: CS321)를 사용하였다.
(D) 인계 난연제
비스페놀-A 디포스페이트(bisphenol-A diphosphate, 제조사: Yoke Chemical, 제품명: YOKE BDP)를 사용하였다.
(E) 무기 충진제
탈크(제조사: KOCH, 제품명: KCP-04)를 사용하였다.
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5
상기 각 구성 성분을 하기 표 1에 기재된 바와 같은 함량으로 첨가한 후, 250℃에서 압출하여 펠렛을 제조하였다. 압출은 L/D=36, 직경 45 mm인 이축 압출기를 사용하였으며, 제조된 펠렛은 80℃에서 4시간 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 1에 나타내었다.
물성 측정 방법
(1) 노치 아이조드 충격강도(단위: kgf·cm/cm): ASTM D256에 의거하여, 1/8" 두께 시편의 노치 아이조드 충격 강도를 측정하였다.
(2) 난연도: UL-94 가연성 테스팅(testing) 표준에 의거하여, 1 mm 두께 시편을 사용하여 측정하였다.
(3) 유동성 평가: 성형 온도 280℃, 금형 온도 60℃, 사출압 1,500 kgf/cm2 및 사출속도 120 mm/s의 조건에서 두께 2 mm인 스파이럴(spiral) 형태의 금형에서 사출 성형 후 측정한 시편의 스파이럴 플로우(spiral flow) 길이(단위: mm)를 측정하였다.
(4) burr 발생 평가(사출 성형성 평가): 성형 온도 300℃, 금형 온도 60℃, 사출압 1,500 kgf/cm2 및 사출속도 130 mm/s의 조건에서 두께 1.5 mm인 리브(Rib) 금형에서 사출 후 그릴부 주변의 27개의 빈 공간에 burr가 발생하는 개수를 측정하였다. 여기서, 발생한 burr가 15개 이상일 경우, 사출 성형성이 저하되는 것으로 평가하였다.
실시예 비교예
1 2 3 1 2 3 4 5
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100 100 100
(B1) (중량부) 2 0.5 5 - - - 2 2
(B2) (중량부) - - - 2 - - - -
(B3) (중량부) - - - - 2 - - -
(B4) (중량부) - - - - 2 - -
(C) (중량부) 10 10 10 10 10 10 - 10
(D) (중량부) 3 3 3 3 3 3 3 -
(E) (중량부) - - - - - - 10 -
노치 아이조드
충격강도		 12 10 15 10 10 13 6 10
난연도 V-1 V-1 V-1 V-1 V-1 V-2 V-1 V-2
스파이럴 플로우 길이 285 305 261 415 228 220 420 210
Burr 발생 평가 11 13 12 21 17 8 24 9
상기 결과로부터, 본 발명의 열가소성 수지 조성물(실시예 1 내지 3)은 내충격성, 난연성, 유동성, 사출 성형성, 이들의 물성 발란스 등이 우수함을 알 수 있다.
반면, 본 발명의 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 (B1) 대신에, 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 (B2)를 적용한 비교예 1의 경우, 사출 성형성 등이 저하됨을 알 수 있고, 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 (B3)를 적용한 비교예 2의 경우, 유동성, 사출 성형성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 (B4)를 적용한 비교예 3의 경우, 난연성, 유동성 등이 저하됨을 알 수 있다. 유리 섬유 대신에 탈크를 사용한 비교예 4의 경우, 내충격성, 사출 성형성 등이 저하됨을 알 수 있고, 인계 난연제를 사용하지 않은 비교예 5의 경우, 난연성, 유동성 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 (10)

  1. 폴리카보네이트 수지;
    고무변성 비닐계 그라프트 공중합체;
    유리 섬유; 및
    인계 난연제;를 포함하며,
    상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 평균 입자 크기가 100 내지 170 nm인 고무질 중합체 코어, 및 상기 코어 표면에 피복된 다층 쉘을 포함하고, 상기 다층 쉘은 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체가 상기 코어 표면에 그라프트 중합되어 형성되는 제1 쉘, 및 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 및 방향족 비닐계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물이 상기 제1 쉘 표면에 그라프트 중합되어 형성되는 제2 쉘로 이루어진 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부; 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 0.2 내지 6 중량부; 상기 유리 섬유 1 내지 30 중량부; 및 상기 인계 난연제 0.5 내지 10 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 전체 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 100 중량% 중, 상기 코어 40 내지 80 중량%, 상기 제1 쉘 1 내지 30 중량%, 및 상기 제2 쉘 10 내지 40 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  4. 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.
  5. 제1항에 있어서, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 및 상기 유리 섬유의 중량비는 1 : 1 내지 1 : 30인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 및 상기 인계 난연제의 중량비는 1 : 0.1 내지 1 : 10인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여, 측정한 1/8" 두께 시편의 노치 아이조드 충격강도가 8 내지 20 kgf·cm/cm인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 UL-94 기준에 따라 측정한 1 mm 두께 시편의 난연도가 V-1 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 성형 온도 260℃, 금형 온도 60℃, 사출압 1,500 kgf/cm2 및 사출속도 120 mm/s의 조건에서 두께 2 mm인 스파이럴(spiral) 형태의 금형에서 사출 성형 후 측정한 시편의 스파이럴 플로우(spiral flow) 길이가 250 내지 400 mm인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 성형품.
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