KR20220112423A - 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 금속-플라스틱 하이브리드 제품 - Google Patents

열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 금속-플라스틱 하이브리드 제품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 금속-플라스틱 하이브리드 제품에 관한 것으로, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물 및 금속-플라스틱 하이브리드 제품은 배터리 모듈 냉각용 방열금속과의 접합력을 제공할 수 있는 강성 보강재와 방열금속 상용화제를 포함함으로써, 금속-플라스틱 하이브리드 제품에 사용되는 매트릭스 수지가 갖는 기본적인 물성을 유지하면서 방열금속 상용화제가 금속-플라스틱 하이브리드 제품이 적용되는 방열금속간 상용성을 제공하여 상기 금속-플라스틱 하이브리드 제품의 이종 접합강도를 개선하므로 우수한 제품신뢰성과 방열 품질을 갖는 금속-플라스틱 하이브리드 제품을 제공하는 효과가 있다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 금속-플라스틱 하이브리드 제품 {THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION, AND METAL―PLASTIC PRODUCT PRODUCED THEREFROM}
본 발명은 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 금속-플라스틱 하이브리드 제품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 매트릭스 수지와 방열금속간 접합력 향상을 도모하는 강성 보강재와 방열금속 상용화제를 포함함으로써, 금속-플라스틱 하이브리드 제품에 사용되는 매트릭스 수지가 갖는 기본적인 물성을 유지하면서 금속-플라스틱 하이브리드 제품이 적용되는 방열금속간 상용성을 제공하여 높은 이종금속간 접합력을 바탕으로 우수한 제품신뢰성과 방열 품질을 갖는 열가소성 수지 조성물, 및 이로부터 제조된 금속-플라스틱 하이브리드 제품에 관한 것이다.
폴리아릴렌 옥사이드 중합체는 내열성, 절연 특성, 저온 치수안정성이 우수할 뿐만 아니라, 낮은 흡습성에 기인한 높은 가수분해 안정성 등의 장점으로 인해 전기·전자 부품 재료로 각광받아왔지만, 높은 가공 온도로 인한 낮은 성형성이 단점으로 지적되어 왔다.
이러한 단점을 보완하고자, 폴리아릴렌 옥사이드 중합체와 일정 함량의 폴리스티렌을 혼합 사용하여 성형성을 개선시키는 방안이 제안되었다. 폴리페닐렌 옥사이드와 폴리스티렌은 압출 가공 또는 사출 성형 가공시 개별 고분자 함량에 관계없이 상용성을 제공하여, 압출, 사출과 같은 일반적인 고분자 가공에서 사용 목적에 부합하는 제품 물성에 따라 다양한 혼합 비율을 제공할 수 있는 것으로 공지되어 있다.
하지만, 배터리 모듈 냉각용 금속 부품(이하, '배터리 모듈 냉각용 방열금속'이라 함)을 비롯한 특수 용도에는 매트릭스 수지와 금속의 접합력과 같은 특수 물성이 요구되어 혼합 가능한 폴리스티렌 함량이 제한될 수 있다.
참고로, 단일 배터리 셀의 집합체를 지칭하는 배터리 모듈의 경우, 탑재된 다수의 셀에 의해 충방전시 높은 수준의 발열이 발생하며, 이에 따른 모듈의 성능 이상 및 폭발의 위험성을 내재하고 있다.
이러한 배터리 모듈의 발열 제어는 특히 전기차 분야에서 안전과 직결된 중요한 기술적 사안이며, 모듈 내부 냉매 순환식 열교환기를 통한 제어 방법이 사용된다.
일반적으로 사용하는 금속 소재 열교환기의 경우 높은 밀도로 인한 무게와 상대적으로 높은 가격뿐만 아니라 유로 형성을 위한 복잡한 구조의 다이 캐스팅(Die casting) 및 접합을 위한 브레이징(Brazing)과 같은 복잡한 성형을 적용해야 하는 어려움이 있다.
따라서, 배터리 모듈의 발열 제어 및 에너지 효율 증대를 위해 모듈을 구성하는 열교환기 금속 부품 중 유로를 형성하는 소재의 일부를 대체할 수 있는 수지 소재를 제공하여 유로 형성을 위한 가공성 향상, 밀도 저하를 통한 제품 무게 감량, 및 가격 경쟁력 향상을 제공할 수 있는 기술 개발이 필요하다.
중국 공개 특허 제104650573호 (공개일 2015.05.27)
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 매트릭스 수지가 갖는 기계적 물성을 향상시키면서 금속-플라스틱 하이브리드 제품과 배터리 모듈 냉각을 위한 방열 금속간 우수한 접합력을 제공하여 상기 금속-플라스틱 하이브리드 제품의 이종 접합강도를 개선하고, 우수한 제품신뢰성과 냉각 품질을 갖는 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기의 열가소성 수지 조성물로부터 제조되는 금속-플라스틱 하이브리드 제품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
(A) (a-1) 폴리아릴렌 옥사이드 중합체; 및 (a-2) 공액 디엔계 중합체가 방향족 비닐계 중합체에 분산된 혼합체를 포함하는 매트릭스 수지 51 내지 79 중량%,
(B) 강성 보강재 5 내지 40 중량% 및 (C) 방열금속 상용화제 0 내지 20 중량%를 포함하고,
상기 (a-1) 폴리아릴렌 옥사이드 중합체가 (a-2) 공액 디엔계 중합체가 방향족 비닐계 중합체에 분산된 혼합체보다 과량인 열가소성 수지 조성물을 포함한다.
상기 (a-1) 폴리아릴렌 옥사이드 중합체와, 상기 (a-2) 혼합체의 중량비(a-1 : a-2)가 1:0.1 내지 1:1.1인 것일 수 있다.
상기 폴리아릴렌 옥사이드 중합체는 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함하고, 용융지수가 3 내지 10 g/10min(280℃, 5kg 하중)이고, 고유점도(Intrinsic viscosity)가 38 내지 47 mL/g인 것일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
(상기 화학식 1에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 할로겐기, 수산화기, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4의 선형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10의 고리형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알콕시기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기이고, n은 4 내지 700의 정수이다.)
상기 (a-2) 혼합체는 고충격성 폴리스티렌(HIPS: High Impact Polystyrene)인 것일 수 있다.
상기 방향족 비닐계 중합체는 스티렌 호모폴리머인 것일 수 있다.
상기 (B) 강성 보강재는 ?h 스트랜드(chopped strand) 형태이고, 길이(L)가 2 내지 6 mm이며, 직경(D)이 10 내지 16 ㎛이고, 종횡비(L/D)가 1250 내지 6000이며, 실란 코팅된 유리섬유인 것일 수 있다.
상기 (C) 방열금속 상용화제는 친수성 향상제로 변성된 폴리(아릴렌 에테르) 및 친수성 향상제로 변성된 폴리올레핀계 중에서 선택된 1종 이상을 0.1 내지 20 중량%로 포함하는 것일 수 있다.
상기 친수성 향상제는 말레산, 무수말레산, 푸마르산, 무수푸마르산, 시트르산, 무수시트르산, 아가르산(agaric acid), 무수아가르산, 이타콘산 및 무수이타콘산 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 친수성 향상제는 상기 열가소성 수지 조성물 총 100중량% 중에 0.2 중량% 이하로 포함되는 것일 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 금속-플라스틱 하이브리드 히트 싱크용일 수 있다.
상기 금속은 알루미늄, 구리, 스테인레스강 및 그라파이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 난연제, 산화방지제, 자외선 흡수제 및 활제 중 1종 이상을 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 난연제는 비스페놀A 디포스페이트(BPADP), 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 트리자이레일포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 옥틸디페닐포스페이트 및 하기 화학식 2로 표시되는 방향족 디포스페이트 중에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
(상기 화학식 2에서, Ar1 내지 Ar4는 각각 독립적으로 C6 내지 C30 알킬기가 치환되거나 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고, R은 페닐렌 또는
Figure pat00003
이며, n은 1 내지 5의 정수이다.)
상기 열가소성 수지 조성물은 난연제, (B) 강성 보강재 및 (C) 방열금속 상용화제의 중량비(난연제:B:C)가 1 : 1~4 : 0.1~1의 중량비로 포함되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 열가소성 수지 조성물로 형성된 상기 플라스틱 부위; 및 상기 플라스틱 부위에 접합된 금속 부위;를 포함하고, 상기 금속 부위는 알루미늄, 구리, 스테인레스강 및 그라파이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속-플라스틱 하이브리드 제품을 제공한다.
상기 금속-플라스틱 하이브리드 제품은 히트 싱크인 것일 수 있다.
상기 금속-플라스틱 하이브리드 제품은 배터리 모듈 부품인 것일 수 있다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물 및 금속-플라스틱 하이브리드 제품은 매트릭스 수지와 방열금속간 접합력 향상을 도모하는 강성 보강재와 방열금속 상용화제를 포함함으로써, 금속-플라스틱 하이브리드 제품에 사용되는 매트릭스 수지가 갖는 기본적인 물성을 유지하면서 금속-플라스틱 하이브리드 제품이 적용되는 방열금속간 상용성을 제공하여 높은 이종금속간 접합력을 바탕으로 우수한 제품신뢰성과 방열 품질을 갖는 열가소성 수지 조성물, 및 이로부터 제조된 금속-플라스틱 하이브리드 제품을 제공하는 효과가 있다.
따라서, 본 발명에 따른 상기 열가소성 수지 조성물 및 금속-플라스틱 하이브리드 제품은 이를 필요로 하는 히트 싱크, 열 교환기를 비롯한 배터리 셀 모듈 방열 분야에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물을 사용하여 제작된 실시예 1 내지 6의 시편들간 기계적 물성(인장강도, 충격강도)를 대비한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물을 사용하여 제작된 실시예 1 내지 4, 6의 시편들과 방열금속간 인장 접합 강도를 대비한 그래프이다. 해당 시편들에서 인장 접합 강도가 높고, 분포의 평균값 또한 높아 우수한 이종 접합강도를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
이하 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 점을 감안하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 기재에서 "포함하여 이루어지는"의 의미는 별도의 정의가 없는 이상 "포함하여 혼합된", "포함하여 제조된", "포함하여 중합 제조된" 또는 "유래의 단위로서 포함하는"으로 정의될 수 있다.
본 발명에서, 선형 알킬기는 직쇄형 또는 분지쇄형 알킬기일 수 있으며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 상기 선형 알킬기의 일례로는 메틸기, 시클로펜틸메틸기, 시클로헥실메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, 1-에틸프로필기, 1,1-디메틸프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, sec-부틸기, 1-메틸부틸기, 1-에틸부틸기, 2-에틸부틸기, 3,3-디메틸부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸-2-펜틸기, 2-프로필펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, 1-메틸헥실기, 4-메틸헥실기, 5-메틸헥실기, 2-에틸헥실기, n-헵틸기, tert-헵틸기, 2,2-디메틸헵틸기, n-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, tert-노닐기 등이 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에서, 고리형 알킬기는 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 다환이란 고리형 알킬기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서 다른 고리기란 고리형 알킬기일 수 있으나, 다른 종류의 고리기, 일례로 헤테로고리형 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기 등일 수 있다.
상기 고리형 알킬기의 구체적인 예로는 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 3-메틸시클로펜틸기, 2,3-디메틸시클로펜틸기, 시클로헥실기, 3-메틸시클로헥실기, 4-메틸사클로헥실기, 2,3-디메틸시클로헥실기, 3,4,5-트리메틸시클로헥실기, 4-tert-부틸시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기 등이 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에서, 알콕시기는 산소와 결합된 알킬기를 의미하며, 해당 알킬기 로는 전술한 알킬기의 설명을 적용할 수 있다.
본 발명에서, 아릴기는 단환 또는 다환을 포함하며, 다른 치환기에 의하여 추가로 치환될 수 있다. 다환이란 아릴기가 다른 고리기와 직접 연결되거나 축합된 기를 의미한다. 여기서 다른 고리기란 아릴기일 수 있으나, 다른 종류의 고리기, 일례로 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 헤테로아릴기 등일 수 있다.
아릴기의 구체적인 예로는 페닐기, 비페닐기, 트리페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 크라이세닐기, 페난트레닐기, 페릴레닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 페날레닐기, 파이레닐기, 테트라세닐기, 펜타세닐기, 플루오레닐기, 인데닐기, 아세나프틸레닐기, 벤조플루오레닐기, 스피로비플루오레닐기, 2,3-디히드로-1H-인데닐기, 이들의 축합고리기 등을 들 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에서, "치환 또는 비치환"이란 수산화기, 할로겐화기, 시아노기, C1 내지 C10의 선형 알킬기, C3 내지 C10의 고리형 알킬기, C1 내지 C20의 알콕시기, 및 C6 내지 C20의 아릴기 중에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 치환기 중 2종 이상이 결합된 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 치환기 중에서 선택된 2종 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미한다.
일례로, "2종 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 비페닐기일 수 있다. 즉, 비페닐기는 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
열가소성 수지 조성물
본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 (A) (a-1) 폴리아릴렌 옥사이드 중합체; 및 (a-2) 공액 디엔계 중합체가 방향족 비닐계 중합체에 분산된 혼합체를 포함하는 매트릭스 수지 51 내지 79 중량%, (B) 강성 보강재 5 내지 40 중량% 및 (C) 방열금속 상용화제 0 내지 20 중량%를 포함하고, 상기 (a-1) 폴리아릴렌 옥사이드 중합체가 (a-2) 공액 디엔계 중합체가 방향족 비닐계 중합체에 분산된 혼합체보다 과량인 열가소성 수지 조성물을 포함한다.
이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물의 구성 요소들에 대해 상세하게 살펴본다.
A) 매트릭스 수지
상기 매트릭스 수지는 배터리 모듈 냉각용 방열금속과 접합력을 제공하는 수지를 적용할 수 있으며, 일례로 (a-1) 폴리아릴렌 옥사이드 중합체; 및 (a-2) 공액 디엔계 중합체가 방향족 비닐계 중합체에 분산된 혼합체를 포함한다.
상기 폴리페닐렌 옥사이드 중합체는 열가소성 수지 조성물에 우수한 내열성, 전기적 특성, 저온 특성, 치수 안정성 및 가수분해 안정성을 부여해줄 수 있다.
상기 폴리아릴렌 옥사이드 중합체는 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00004
상기 화학식 1에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 할로겐기, 수산화기, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4의 선형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10의 고리형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알콕시기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기이고, n은 4 내지 700의 정수이다.
구체적인 예로, 상기 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4의 선형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알콕시기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기일 수 있다.
바람직한 예로, 상기 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4의 선형 알킬기일 수 있다.
상기 n은 상기 화학식 1로 나타내는 반복 단위의 수로서, 100 내지 600인 것이 바람직하다. 상술한 범위를 만족하면, 우수한 기계적 강도와 가공성을 구현하는 금속-플라스틱 하이브리드 제품을 제조할 수 있다.
상기 폴리아릴렌 옥사이드 중합체는 호모 폴리머 또는 코폴리머일 수 있다.
상기 호모 폴리머로는 일례로 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 옥사이드), 폴리(2,6-디에틸-1,4-페닐렌 옥사이드), 폴리(2-메틸-6-프로필-1,4-페닐렌 옥사이드), 폴리(2,6-디메톡시-1,4-페닐렌 옥사이드), 폴리(2,6-디클로로메틸-1,4-페닐렌 옥사이드), 폴리(2,6-디브로모메틸-1,4-페닐렌 옥사이드), 폴리(2,6-디페닐페닐렌 옥사이드) 및 폴리(2,5-디메틸-1,4-페닐렌 옥사이드) 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 호모 폴리머는 구체적인 예로, 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 옥사이드)를 포함하는 것일 수 있다.
상기 코폴리머로는 일례로 2,6-디메틸페놀 단위와 2,3,6-트리메틸페놀 단위를 포함하는 공중합체, 2,6-디메틸페놀 단위와 o-크레졸 단위를 포함하는 공중합체, 및 2,3,6-트리메틸페놀 단위와 o-크레졸 단위를 포함하는 공중합체 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 폴리페닐렌 옥사이드 중합체는 일례로 ASTM D1238에 의거하여 280℃, 5kg 하중 하에서 측정한 용융지수(Melt Index, MI)가 3 내지 10 g/10min, 3 내지 4g/10min 또는 6 내지 10g/10min일 수 있고, 이 경우에 물성 밸런스 및 가공성이 우수할 수 있다.
구체적으로, 상기 용융지수는 280℃에서 추의 무게 5kg, 기준시간 10분으로 설정하여 ASTM D1238에 의거하여 측정할 수 있다. 보다 구체적으로는, GOTTFERT 社의 용융지수(melting index) 측정장비를 이용하여 시편을 280 ℃의 온도로 가열하고 멜트 인덱서(melt indexer, MI-4)의 실린더에 넣고 4 min의 용융 시간을 거친 후 5 kg의 Disk를 이용해 부하를 가하여 30초 동안 용융되어 나온 수지의 무게(g)을 측정하여, 그 무게를 10 min으로 환산한 후 용융지수를 구할 수 있다.
상기 폴리페닐렌 옥사이드 중합체는 일례로 고유점도(Intrinsic viscosity)가 38 내지 47 mL/g, 38 내지 42 mL/g, 또는 43 내지 47 mL/g인 것일 수 있다.
본 기재에서 고유점도는 특별한 언급이 없는 한 ISO 307 규격에 따라 측정할 수 있으며, 구체적으로는 트리클로로에텐 (Trichloroethene) 100ml에 수지 시료를 각 0.05, 0.1, 0.15, 0.2 g을 용해시켜 제조된 용액을 25℃에서 우베로드 (Ubbelohde) 점도계를 사용하여 점도를 측정한 후 농도와 점도간 상관관계가 직선임을 확인한 후 농도가 0인 부분으로 외삽되는 점의 점도를 수지의 고유 점도로 나타낼 수 있다.
상기 폴리페닐렌 옥사이드 중합체는 일례로 유리전이온도가 210 내지 215 ℃, 또는 212 내지 213 ℃일 수 있고, 중량평균 분자량이 10,000 내지 100,000 g/mol, 20,000 내지 60,000 g/mol, 30,000 내지 37,000 g/mol, 또는 39,000 내지 46,000 g/mol인 것일 수 있다.
본 기재에서 유리전이온도는 일례로 ASTM D 3418에 의거하여 DSC(Differential Scanning Calorimetry, TA Instruments Discovery DSC 250)를 이용하여 10℃/min.의 승온 속도로 측정할 수 있다.
구체적으로는, 약 5mg의 수지 시료를 Sample Pan에 투입하여 밀봉한 후, 빈 Pan과 함께 DSC에 투입한 뒤 질소 분위기 하에서 상온에서 10℃/min의 속도로 300℃까지 승온한 뒤 동일한 속도로 상온까지 냉각하고 다시 동일한 속도로 280℃까지 승온한 결과를 이용하여 수지의 유리전이온도를 측정할 수 있다. 수지의 유리전이온도는 DSC Curve의 변곡 부분에서 시작점과 종말점을 잇는 연장선의 중심을 나타내는 온도로 나타낼 수 있다.
상기 폴리페닐렌 옥사이드 중합체는 구체적인 예로 분체(Powder) 형태인 것을 사용할 수 있다. 이 경우 중합체의 균일한 분자량 제어 및 방향족 비닐계 중합체와 우수한 혼합 효과를 제공할 수 있다.
상기 방향족 비닐계 중합체는 방향족 비닐계 단량체를 주 성분으로 하는 중합체일 수 있고, 구체적인 예로 호모중합체인 경우 후술하는 공액 디엔계 중합체가 균일하게 분산된 혼합체로서 제공될 수 있어 열가소성 수지 조성물에 우수한 성형성 및 기계적 특성을 부여해줄 수 있다.
여기서 상기 방향족 비닐계 단량체는 일례로 스티렌, α-메틸 스티렌, α-에틸 스티렌 및 p-메틸 스티렌 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 스티렌이 바람직하다.
상기 공액 디엔계 중합체는 공액 디엔계 고무질 중합체일 수 있다.
상기 공액 디엔계 중합체는 평균입경이 일례로 0.8 내지 20㎛, 바람직하게는 1 내지 10㎛일 수 있다. 상술한 범위를 만족하면, 방향족 비닐계 중합체의 기계적 특성이 보다 개선될 수 있다.
본 기재의 평균입경은 입자의 입경 분포 곡선에 있어서 체적 누적량의 50% 이상에 해당하는 입경으로 정의할 수 있다.
구체적으로, 본 기재에서 평균입경은 동적 광산란법(Dynamic Light Scattering)을 이용하여 측정할 수 있고, 상세하게는 라텍스 상태에서 입도 분포 분석기(Nicomp CW380, PPS 社)를 이용하여 가우시안(Gaussian) 모드로 인텐서티(intensity) 값으로 측정할 수 있다. 보다 상세하게는, 고형분 함량 35 내지 50 중량%의 라텍스 0.1 g을 탈이온수 100 mg으로 희석시켜 시료를 준비한 후, 23℃에서 입도 분포 분석기(Nicomp CW380, PPS 社)를 사용하여, 측정방법은 Auto-dilution하여 flow cell로 측정하며, 측정모드는 동적 광산란법(dynamic light scattering)법/Intensity 300KHz/Intensity-weight Gaussian Analysis로 하여 구할 수 있다.
상기 방향족 비닐계 중합체 및 상기 공액 디엔계 중합체는, 독립상의 공액 디엔계 중합체가 연속상의 방향족 비닐계 중합체에 분산된 혼합체인 것이 바람직하다.
이때 혼합비율은 일례로 97:3 내지 85:15의 중량비(방향족 비닐계 중합체: 공액 디엔계 중합체의 중량비), 바람직하게는 95:5 내지 90:10의 중량비로 혼합될 수 있다. 상술한 범위를 만족하면 방향족 비닐계 중합체의 기계적 특성, 강성, 성형성이 개선될 수 있고, 특히 저온 충격 안정성이 보다 개선될 수 있다.
상기 방향족 비닐계 중합체와 공액 디엔계 중합체는 본 기재의 정의에 따르는 한, 혼합하여 시판되는 물질을 이용할 수 있으며, 일례로 혼합상을 이루어 고충격성 폴리스티렌(HIPS: High Impact Polystyrene)으로 포함되는 물리적 혼합체일 수 있다.
구체적인 예로, 상기 베이스 수지는 상기 (a-1) 폴리아릴렌 옥사이드 중합체의 중량과, 상기 (a-2)공액디엔계 중합체가 방향족 비닐계 중합체에 분산된 혼합체의 중량이 일례로 1:0.1 내지 1:1.1의 중량비(a-1:a-2)로 포함할 수 있고, 바람직하게는 1:0.15 내지 1:0.5 의 중량비(a-1:a-2)로 포함할 수 있다. 상술한 범위를 만족하면, 내열성, 전기적 특성, 저온 특성, 가수분해 안정성 및 치수안정성이 우수할 뿐 아니라 성형성 및 기계적 특성이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제조할 수 있다.
상기 매트릭스 수지는 본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물 총량 100 중량%에 대하여, 일례로 51 내지 79 중량%, 바람직하게는 55 내지 75 중량%, 보다 바람직하게는 60 내지 72 중량% 범위 내로 포함될 수 있다. 상술한 범위를 만족하면, 내열성, 절연 특성 및 저온 치수안정성이 우수할 뿐 아니라 성형성 및 기계적 특성이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제조할 수 있다.
(a-1) 폴리아릴렌 옥사이드 중합체 및 (a-2) 혼합체의 배합량
전술한 바와 같이, 본 기재의 일 구현예의 열가소성 수지 조성물은, (a-1)폴리페닐렌계 옥사이드계 중합체, (a-2) 혼합체를 필수성분으로 포함하며, 여기서 상기 (a-2) 혼합체는 방향족 비닐계 중합체의 연속상에 공액디엔계 중합체가 독립상으로 균일하게 분산된 혼합체를 구성하고, 상기 (a-1) 폴리아릴렌 옥사이드 중합체 30 내지 65 중량%; 및 상기 (a-2) 혼합체 13 내지 48 중량%를 동시에 만족할 때, 각 성분이 가지는 개별적인 특성이 조화를 이루어 본 기재의 조성물로 하여금 충분한 가공성을 가지면서도 다양한 기본적인 물성이 균형있게 향상될 수 있다.
이러한 사실은, 후술되는 실시예, 이와 대비되는 비교예 및 이들의 시험예로부터 입증된다.
특히, 상기 (a-1) 폴리아릴렌 옥사이드 중합체가 (a-2) 혼합체보다 과량으로 포함될 경우 유리전이온도를 적절하게 유지할 수 있어 인장 접합 강도 및 난연성 등을 구현하기에 바람직하다.
B) 강성 보강재
상기 (B) 강성 보강재는 일례로 5 내지 40 중량%로 포함하여 이종 접합된 수지 조성물과 금속간 높은 상용성 및 수지 조성물의 저밀도 특성을 부여해줄 수 있다.
상기 (B) 강성 보강재는 일례로 ?h 스트랜드(chopped strand) 형태이고, 길이(L)이 2 내지 6 mm이고, 직경(D)이 10 내지 16 ㎛이며, 종횡비(L/D)가 1250 내지 6000인 유리섬유를 사용할 수 있다.
상기 (B) 강성 보강재는 일례로 단면이 원형, 타원형 또는 비정형일 수 있고, 이때 단면이 원형인 경우, 고강성 및 신율 값에서 금속을 대체하는 효과를 제공할 수 있어 바람직하다.
또한 단면이 타원형 또는 비정형을 비롯한 플레이크(flake) 타입인 경우 유리섬유의 돌출이나 사출성형시 가스의 흐름자국 불량에 의한 표면외관을 저감할 수 있고, 부품 부위별 유리섬유 배향에 따른 물성 편차를 고려하여 제품화를 시도할 수 있는 측면에서 또한 적용가능하다.
본 기재에서 단면의 원형, 타원형 및 비정형은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상적으로 적용되는 경우 특별히 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 (B) 강성 보강재는 제조시 또는 후처리 공정시 사이징 처리제(sizing compositions)에 의해 처리될 수 있는데, 상기 사이징 처리제로는 윤활제, 커플링제, 계면활성제 등이 있다.
상기 윤활제는 주로 강성 보강재 제조시 양호한 스트랜드를 형성하기 위해 사용되며, 상기 커플링제는 강성 보강재와 베이스 수지 사이의 양호한 접착을 가능하게 하는 것으로, 베이스 수지와 강성 보강재의 종류를 고려하여 적절하게 선택하여 사용할 경우 조성물에 우수한 물성을 부여할 수 있다.
상기 커플링제의 사용방법으로는 강성 보강재에 직접 처리하는 방법, 유기 매트릭스에 첨가하는 방법 등이 있으며, 커플링제의 성능을 충분히 발휘하기 위해서는 그 함량을 적절히 선택하여야 한다.
상기 커플링제의 예로는 아민계, 아크릴계 및 γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-(베타-아미노에틸) γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필 트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필 트리메톡시실란 등이 있다.
상기 (B) 강성 보강재는 일례로 직경(D) 대비 길이(L)의 비(L/D)로 나타내는 종횡비가 일례로 1250 내지 6000, 바람직하게는 2143 내지 4166, 더욱 바람직하게는 2900 내지 3250인 경우, 본 기재의 열가소성 수지 조성물에서 저밀도 고가공성의 품질 개선을 제공할 수 있다.
본 기재에서 강성 보강재의 직경 및 길이는 주사전자현미경(SEM)을 이용해서 측정할 수 있고, 구체적으로는 주사전자현미경을 이용하여 무기 충전제 20개를 선택하고, 직경을 잴 수 있는 아이콘 바(bar)를 이용하여 각각의 직경과 길이를 잰 다음, 이를 산술 평균하여 평균 직경 및 평균 길이로 산출한다.
상기 직경(D)는 평균 직경을 의미하고, 상기 (B) 강성 보강재는 일례로 평균 직경이 8 내지 18 ㎛, 바람직하게는 평균 직경이 10 내지 16 ㎛, 보다 바람직하게는 평균 직경이 12 내지 14 ㎛인 것일 수 있다. 상술한 범위를 만족하면, 가공성을 개선하여 본 발명의 열가소성 수지 조성물을 성형하여 제조된 금속-플라스틱 하이브리드 제품의 기계적 물성을 개선하는 효과가 있다.
상기 (B) 강성 보강재는 본 기재의 열가소성 수지 조성물 총량 100 중량%에 대하여 일례로 5 내지 40 중량%, 바람직하게는 5 내지 25 중량%, 보다 바람직하게는 15 내지 25 중량% 범위 내로 포함할 수 있다. 상술한 범위를 만족하면, 열가소성 수지 조성물의 저밀도 특성을 보강하는 동시에 가공성을 개선할 수 있다.
상기 방열금속은 배터리 모듈 방열에 사용되는 것으로 공지된 다양한 종류를 사용할 수 있으며, 일례로 융점이 800℃ 이하인 것을 사용할 수 있으며, 구체적인 예로 알루미늄, 구리, 스테인레스강, 그라파이트 등을 사용할 수 있다.
C) 방열금속 상용화제
상기 방열금속과 전술한 매트릭스 수지 및 상기 강성 보강재간 상용성을 보강하고 가공성을 부여하기 위한 첨가제로서 (C) 방열금속 상용화제가 투입될 수 있다.
구체적으로, 상기 (C) 방열금속 상용화제는 시트 캐스팅 또는 인젝션 몰딩의 압출기 내에서 가열, 혼련되는 과정에서 반응하여 소량 첨가만으로 큰 효과가 있고 혼련 및 성형이 용이한 효과가 있다.
상기 (C) 방열금속 상용화제는 일례로 친수성 향상제로 변성된 폴리(아릴렌 에테르) 및 친수성 향상제로 변성된 폴리올레핀 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
이때 상기 폴리(아릴렌 에테르)와 폴리올레핀은 블록 공중합체 또는 그래프트 공중합체일 수 있다.
상기 친수성 향상제는 말레산, 무수말레산, 푸마르산, 무수푸마르산, 시트르산, 무수시트르산, 아가르산(agaric acid), 무수아가르산, 이타콘산 및 무수이타콘산 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 친수성 향상제는 상기 열가소성 수지 조성물 총 100 중량% 중에 일례로 0.2 중량% 이하, 바람직하게는 0.01 내지 0.2 중량%로 포함되는 것이 방열금속과의 열 접합력을 향상시키기에 바람직하다.
전술한 (C) 방열금속 상용화제는 본 기재의 열가소성 수지 조성물 총 중량% 중에 일례로 20 중량% 이하, 바람직하게는 9 중량% 이하, 보다 바람직하게는 3 내지 9 중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 상술한 범위를 만족하면, 열가소성 수지 조성물의 상용성 특성을 보강하는 동시에 가공성을 개선할 수 있다.
기타 첨가제
본 발명에서 기타 첨가제로는 난연제, 산화방지제, 자외선 흡수제 및 활제 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
본 기재의 난연제는 방향족 인산 에스테르계 난연제를 사용할 수 있다.
구체적인 예로, 비스페놀A 디포스페이트(BPADP), 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 트리자이레일포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 옥틸디페닐포스페이트 및 하기 화학식 2로 표시되는 방향족 디포스페이트 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00005
(상기 화학식 2에서, Ar1 내지 Ar4는 각각 독립적으로 C6 내지 C30 알킬기가 치환되거나 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고, R은 페닐렌 또는
Figure pat00006
(메틸렌 비스페닐)이며, n은 1 내지 5의 정수이다.)
상기 난연제는 바람직하게는 비스페놀A 디포스페이트(BPADP)일 수 있다.
상기 방향족 인산 에스테르계 화합물은 본 발명의 정의에 따르는 한, 상업적으로 시판되는 물질을 입수하여 사용할 수 있다.
상기 난연제는 본 기재의 열가소성 수지 조성물 총량 100 중량%에 대하여 일례로 15 중량%, 바람직하게는 5 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 상술한 범위를 만족하면, 난연성이 우세하며 강도를 유지할 수 있다.
난연제, (B) 강성 보강재, 및 (C) 방열금속 상용화제의 배합량
전술한 바와 같이, 본 기재의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은, 난연제와 (B) 강성 보강재 및 (C) 방열금속 상용화제를 구성성분으로 포함할 수 있으며, 이때 난연제 5 내지 15 중량%, (B) 강성 보강재 15 내지 25 중량%, 그리고 (C) 방열금속 상용화제 1 내지 9 중량%를 동시에 만족할 때, 본 기재의 조성물에 가공성을 부여하는 동시에 금속-플라스틱 하이브리드 제품의 신뢰성과 다양한 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.
나아가, 상기 난연제와 (B) 강성 보강재 및 (C) 방열금속 상용화제는 1 : 1~4 : 0.1~1의 중량비(난연제:B:C)로 포함하는 경우에 상기 각 성분이 가지는 개별적인 특성이 밸런스를 이루어 본 기재의 조성물로 하여금 충분한 가공성을 가지면서도 가공된 제품의 신뢰성과 다양한 기계적 물성을 균형있게 향상시킬 수 있다.
이러한 사실은 후술되는 실시예, 이와 대비되는 비교예, 및 이들의 시험예로부터 입증된다.
한편, 본 기재의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 자외선 흡수성을 개선시키기 위하여 자외선 흡수제를 더 포함할 수 있다.
상기 자외선 흡수제는 일례로 트리스아릴 1,3,5-트리아진 화합물, 2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-5-((헥실)옥시)-페놀, 2-(2'-히드록시-5'-t-옥틸페닐)-벤조트리아졸), 2-(2'-히드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸), 2-(2'-히드록시-3'-터셔리부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸), 2-(2'-히드록시-3',5'-디터셔리부틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸), 2-(2'-히드록시-3,5-디터셔리아밀페닐) 벤조트리아졸), 2-(2'-히드록시-3',5'-디(1,1-디메틸벤질)페닐]-2H-벤조트리아졸), 2-(2'-히드록시-3',5'-디터셔리부틸페닐)벤조트리아졸), 메틸렌 비스[(3-(2-벤조트리아졸일)-2-히드록시-5-터셔리옥틸페닐)], (2-(2'-히드록시-5'-옥틸페닐)-벤조트리아졸, 및 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페놀 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 자외선 흡수제는 본 기재의 열가소성 수지 조성물 100 중량%에 대하여 일례로 0.2 중량% 이하, 바람직하게는 0.05 내지 0.2 중량%로 포함될 수 있다. 상술한 범위를 만족하면, 개선된 자외선 흡수성을 보유하면서 물성 밸런스가 우수해질 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 도장 외관 품질 및 외관 물성 등에 영향을 주지 않는 범위 내에서 활제, 광안정제, 대전방지제, 이형제, 충격보강제 및 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 포함할 수 있다.
또한, 활제로서 에틸렌 비스 스테라마이드, 산화폴리에틸렌 왁스 및 마그네슘스테아레이트, 칼슘스테라마이드, 스테아릭에시드 중에서 선택된 1종 이상일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
나아가, 산화방지제로서 관련 분야에 공지된 것을 사용할 수 있으며, 일례로 힌더드 페놀계 산화방지제, 포스파이트계 안정화제 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
전술한 활제, 광안정제, 대전방지제, 이형제, 충격보강제 또는 가소제는 본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물 총량 100 중량%에 대하여, 일례로 0.1 내지 1.0 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 0.5 중량% 범위 내로 포함될 수 있다.
또한, 전술한 첨가제의 총 함량은 본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물 총 100 중량%에 대하여, 일례로 5 내지 25 중량%, 바람직하게는 8 내지 12 중량% 범위 내로 포함될 수 있다. 상술한 범위를 만족하면, 내열성, 전기적 특성, 저온 특성, 가수분해 안정성 및 치수안정성이 우수할 뿐 아니라 성형성 및 기계적 특성이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제조할 수 있다.
열가소성 수지 조성물의 제조방법
이하에서는 본 발명의 열가소성 수지 조성물의 제조방법에 관하여 설명하기로 한다. 본 발명의 열가소성 수지 조성물의 제조방법을 설명함에 있어서 상술한 열가소성 수지 조성물의 내용을 모두 포함한다.
본 기재의 열가소성 수지 조성물의 제조방법은 일례로, (A) (a-1) 폴리아릴렌 옥사이드 중합체; 및 (a-2) 공액 디엔계 중합체가 방향족 비닐계 중합체에 분산된 혼합체를 포함하는 매트릭스 수지 51 내지 79 중량%, (B) 강성 보강재 5 내지 40 중량% 및 (C) 방열금속 상용화제 0 내지 20 중량%를 포함하고, 상기 (a-1) 폴리아릴렌 옥사이드 중합체가 (a-2) 공액 디엔계 중합체가 방향족 비닐계 중합체에 분산된 혼합체보다 과량인 열가소성 수지 조성물을 포함하는 열가소성 수지 조성물을 압출기에 투입하여 용융혼련 및 압출하는 단계를 포함한다.
상기 용융혼련 단계는 일례로 상술한 기타 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 용융혼련 및 압출하는 단계는 일례로 일축 압출기, 이축 압출기 및 벤버리 믹서로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용하여 수행될 수 있고, 바람직하게 이축 압출기이며, 이를 사용하여 조성물을 균일하게 혼합한 뒤 압출하여 일례로 펠렛 형태의 열가소성 수지 조성물을 수득할 수 있으며, 이 경우 기계적 물성 저하, 열적 특성 저하, 도금 밀착력과 외관 품질이 우수한 효과가 있다.
상기 압출 혼련기를 사용하여 펠렛을 제조하는 단계는 바람직하게는 250 내지 330℃, 200 내지 300 rpm 하에서, 보다 바람직하게는 270 내지 310℃, 230 내지 270 rpm 하에서 실시하는 것일 수 있고, 이 때 온도는 실린더에 설정된 온도를 의미한다.
나아가, 본 발명의 열가소성 수지 조성물을 포함하는 금속-플라스틱 하이브리드 제품에 관하여 설명하기로 한다. 본 발명의 열가소성 수지 조성물을 포함하는 금속-플라스틱 하이브리드 제품을 설명함에 있어서 상술한 열가소성 수지 조성물의 내용을 모두 포함한다.
금속-플라스틱 하이브리드 제품
상기 열가소성 수지 조성물은 기계적 물성과 굴곡강도가 우수하고 저밀도이면서 가공성이 우수한 특성을 갖는다. 이에 따라 금속-플라스틱 하이브리드 제품의 제조 공정이나 금속-플라스틱 하이브리드 제품이 실제 제품에 적용되었을 때 방열금속과의 개선된 접합력을 제공하여, 히트 싱크 또는 배터리 모듈 방열을 제공하는 열 교환기용 부품으로 유용하게 사용할 수 있다.
상기 금속-플라스틱 하이브리드 제품의 제조방법은 당업계에서 통상적으로 사용하는 방법으로 제조될 수 있다. 일례로, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물의 용융 혼련물, 펠릿 또는 이로부터 성형된 시트나 판재를 원료로 하여 사출 성형법, 사출 압축 성형법, 압출 성형법, 시트 캐스팅, 프레스 성형법, 압공 성형법, 열 굽힘 성형법, 압축 성형법, 캘린더 성형법 및 회전 성형법 등의 성형법을 적용할 수 있다.
금속-플라스틱 하이브리드 제품의 크기, 두께 등은 사용 목적에 따라 캐스팅 롤간 갭을 조절하는 등 적절히 조절할 수 있으며, 사용 목적에 따라 평판 또는 곡면의 형태를 사용할 수 있다.
구체적인 예로, 본 기재의 일 구현예에 따른 금속-플라스틱 하이브리드 제품은 상기 수지 조성물로 성형되고 표면에 배터리 모듈 방열금속층이 접합된 형태로 제공할 수 있다. 상기 금속-플라스틱 하이브리드 제품은 특별히 제한되지 않으나, 히트 싱크, 특히 배터리 모듈 방열을 제공하는 열 교환기용 부품이다.
상기 배터리 모듈 방열금속층은 상기 열가소성 수지 조성물로 이루어진 기재 표면에 방열금속을 이종 접합시킨 것일 수 있다.
상기 금속-플라스틱 하이브리드 제품의 제조방법은 일례로, 전술한 열가소성 수지 조성물을 사출 또는 시트 성형하는 단계; 및 상기 사출 또는 시트 성형하여 수득된 사출품 또는 판재에 배터리 모듈용 방열금속을 이종 접합하는 단계를 포함할 수 있고, 이 경우 기계적 물성, 가공성 저하 없이 제품 신뢰성과 방열 이 우수한 효과가 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 일례로 압출 펠렛일 수 있고, 이 경우 재현성, 공정 안정성, 가공성 등이 우수한 효과가 있다.
전술한 시트 성형의 예를 들면, T다이 성형으로 배출된 용융 수지를 수직으로 배열된 최대 5개, 바람직하게는 최대 3개의 시트 캐스팅 롤간 갭 조절을 통해 두께를 조절하며 고형화시켜 이송시킨 다음 원하는 길이로 재단하여 제공할 수 있다.
상기 금속-플라스틱 하이브리드 제품의 제조방법은 일례로 이종 접합하는 단계 이전에 접합 대상인 방열금속에서 오일 등을 제거하는 표면처리 단계를 포함할 수 있다.
상기 표면처리 단계는 바람직하게 상기 방열금속을 계면활성제로 처리하여 오일을 제거할 수 있고, 상기 계면활성제는 본 발명이 속한 기술분야에서 통상적으로 표면처리 단계에 사용되는 계면활성제인 경우 특별히 제한되지 않는다.
상기 표면처리 단계는 바람직하게는 40 내지 60 ℃에서 1 내지 30 분간 실시될 수 있고, 보다 바람직하게는 50 내지 60 ℃에서 5 내지 10 분간 실시될 수 있으며, 이 범위 내에서 탈지를 비롯한 표면처리 효율이 우수한 이점이 있다.
본 기재의 열가소성 수지 조성물은 일례로 290 ℃로 설정된 이축압출기(Φ40, L/D: 42, SM Platek 장비)를 사용하여 250 rpm 하에, 주 투입구에 배터리 모듈 냉각용 방열금속과 접합력을 제공하는 매트릭스 수지, 방열금속 상용화제 및 기타 첨가제를 혼합하여 36 kg/hr의 속도로 공급하면서, 보조 투입구에는 난연제 및 강성 보강재를 각각 5 kg/hr 및 10 kg/hr의 공급속도로 투입하고 용융 혼련 및 압출하여 펠렛을 제조한다.
해당 펠렛을 사출 성형기(ENGEL사, 80톤)을 사용하여 사출온도 300℃, 금형온도 80℃, 사출속도 60mm/sec에서 사출하여 하기 기술된 ASTM 측정 표준에 적합한 시편을 제조한다.
제조된 시편은 일례로 ASTM D638에 의거하여 UTM 2010(Zwick Roell사 제품) 기기를 사용하여 5mm/min의 속도로 측정한 인장강도가 100 MPa 이상, 구체적인 예로는 100 내지 130 MPa이고 인장 모듈러스가 7000 MPa 이상, 구체적인 예로는 7000 내지 7700 MPa일 수 있다.
또한, 상기 시편은 일례로 ASTM 790에 의거하여 UTM(Zwick Roell사 제품) 기기를 사용하여 2.6mm/min의 속도로 측정한 굴곡강도가 100 MPa 이상, 구체적인 예로는 100 내지 160 MPa이고 굴곡 모듈러스가 4000 MPa 이상, 구체적인 예로는 4000 내지 7000 MPa일 수 있다.
또한, 상기 시편은 일례로 ASTM D256에 의거하여 Impact tester(Toyoseiki사 제품) 기기를 사용하여 측정한 아이조드 노치 충격강도가 45 J/m 이상, 구체적인 예로는 45 내지 95 J/m일 수 있다.
또한, 상기 시편의 금속 접합력은 일례로 ISO 19095에 의거하여 50 mm x 12.7 mm x 3.0 mm의 크기를 가진 알루미늄 시편과 복합수지 시편을 180℃, 10 MPa의 조건하에 열 접합하여 제조된 6개의 시료들 상에서 Instron 6800 기기를 사용하여 10 킬로뉴튼(kN) 로드 셀(load cell), 10 mm/min의 인장 속도, 및 50%의 상대 습도 하에 측정하였다. 이때 적용된 전단력의 방향은 결합된 표면과 평행하도록 측정하였으며, 이와 같이 측정된 인장 접합 강도는 30 MPa 이상, 구체적인 예로는 30 내지 40 MPa인 것이 바람직하다.
또한, 상기 시편은 ASTM D648에 의거하여 Auto HT Tester 6A-2(Toyoseiki사 제품) 기기로 측정한 열변형 온도(HDT)가 120℃ 이상, 구체적인 예로는 120 내지 160 ℃일 수 있다.
또한, 상기 시편은 DSC(Differential Scanning Calorimeter) (TA Instrument사, Discovery DSC 250) 사용하여 20℃/min의 속도로 측정한 유리전이온도가 130℃ 이상, 구체적인 예로는 130 내지 170 ℃일 수 있다.
또한, 상기 시편은 열변형해석법(TMA-Method)에 의해 40~90℃에서 측정한 열팽창 계수(CTE, Coefficient of Thermal Expansion)가 90 ppm/K 이하, 구체적인 예로 40 내지 90 ppm/K일 수 있다.
또한, 상기 시편은 UL 94V에 의거하여 측정한 난연도가 UL 등급 V1 이상, 구체적인 예로 HB 내지 V1일 수 있다.
또한, 상기 시편은 ASTM D792에 의거하여 Analytical balance(mettler Toledo사 제품) 기기를 사용하여 측정한 밀도가 1.3 g/cm3 이하, 구체적인 예로는 1.0 내지 1.3 g/cm3 일 수 있다.
본 기재의 열가소성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 금속-플라스틱 하이브리드 제품을 설명함에 있어서, 명시적으로 기재하지 않은 다른 조건이나 장비 등은 당업계에서 통상적으로 실시되는 범위 내에서 적절히 선택할 수 있고, 특별히 제한되지 않음을 명시한다.
이하, 본 기재의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 기재를 예시하는 것일 뿐 본 기재의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
하기 실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 7에 사용된 재료는 다음과 같다.
(A) 매트릭스 수지
(a-1-1) 폴리아릴렌 옥사이드 중합체: 범용 중합체로서 Bluestar사, LXR 040 제품
(a-1-2) 폴리아릴렌 옥사이드 중합체: 고분자량 중합체로서 Bluestar사, LXR 045 제품
(a-2) HIPS: 금호석유화학, HI450G
(B) 강성 보강재
(b-1-1) 유리섬유: 오웬스코닝사, CS03 910A-13P, 직경 13 ㎛, 길이 4 mm, 아미노 실란으로 표면 처리된 ?h 스트랜드 유리섬유
(b-1-2) 유리섬유: 오웬스코닝사, CS03 910A-10P, 직경 10 ㎛, 길이 4 mm, 아미노 실란으로 표면 처리된 ?h 스트랜드 유리섬유
(C) 방열금속 상용화제 : maleic acid anhydride-PPE(G-Farm사, SP02-ZA)
(D) 첨가제
(d-1) 난연제: Adeka사, BPADP
(d-2) 산화방지제: 송원산업, AO-11B
(d-3) 자외선 흡수제: BASF사, Tinuvin 234
(d-4) 활제: Fluoroplast-4A
실시예 1 내지 7
하기 표 1에 나타낸 각 성분 중 (d-1) 난연제와 (b-1-1),(b-1-2)의 강성 보강재를 제외하고 믹서로 혼합한 후, 배럴온도 290 ℃로 설정된 이축압출기(twin-screw extruder, Φ40, L/D: 42, SM Platek 장비)의 주 투입구로 36 kg/hr의 압출속도로 투입하고, (d-1) 난연제 및 (b-1-1),(b-1-2) 강성 보강재를 사이드 투입구를 통해 추가 투입한 다음 290℃에서 2~3분간 압출 가공을 하여 펠렛을 제조하였다.
제조된 펠렛을 convection oven에서 80℃로 4시간 이상 건조한 다음 사출 성형기(ENGEL사, 80톤)를 사용하여 사출온도 300℃, 금형온도 80℃, 사출속도 60mm/sec에서 사출하여 ASTM 표준 물성 측정에 적합한 시편을 제작하였다.
또한, 상기 압출 가공하여 제작된 수지 펠렛을 290 ℃ T다이 성형으로 배출한 다음 시트 캐스팅 장치를 구성하는 수직 배열된 3개의 캐스팅 롤 중 하단 2롤간 갭 조절을 통해 두께를 2 mm로 조절하며 롤을 따라 이송시켜 이종 접합용 시편을 준비하였다.
준비된 이종 접합용 시편을 방열 금속으로서 표면 처리된 Aluminum A5052를 사용하여 열 접합 처리하여 물성 측정을 위한 시편을 제작하였다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7
(a-1-1) 53 60 - 45.4 50.8 48.5 48.6
(a-1-2) - - 53 - - - -
(a-2) 17.3 10.3 17.3 14.9 16.5 15.8 15.8
(b-1-1) 20 20 20 30 20 20 -
(b-1-2) - - - - - - 20
(C) - - - - 3 6 6
(d-1) 9 9 9 9 9 9 9
(d-2) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
(d-3) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
(d-4) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
(표 1에서 (a-1-1),(a-1-2),(a-2),(b-1-1),(b-1-2),(C),(d-1),(d-2),(d-3) 및 (d-4)의 함량은 열가소성 수지 조성물 총 100 중량%를 기준으로 한 중량%이다.)
비교예 1 내지 비교예 9
하기 표 2에 나타낸 각 성분의 함량에 따라 실시예 1과 동일한 방법으로 비교예 1 내지 비교예 9의 시편을 제작하였다.
구분 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6 비교예7 비교예8 비교예9
(a-1-1) 99.3 - - 74.8 59.8 68.1 70.3 35 32.5
(a-1-2) - 99.3 - - - - - - -
(a-2) - - 99.3 24.5 19.5 22.2 23 35.3 32.8
(b-1-1) - - -- - 20 - - 20 20
(C) - - - - - - 6 - -
(d-1) - - - - - 9 - 9 14
(d-2) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
(d-3) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
(d-4) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
(표 2에서 (a-1-1),(a-1-2),(a-2),(b-1-1),(b-1-2),(C),(d-1),(d-2),(d-3) 및 (d-4)의 함량은 열가소성 수지 조성물 총 100 중량%를 기준으로 한 중량%이다.)
[실험예]
상기 실시예 1 내지 7, 비교예 1 내지 9의 시편에 대하여 아래와 같은 방법으로 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 4,5 및 도 1,2에 나타내었다.
* 인장강도 및 인장 모듈러스(이상, 단위 MPa): ASTM D638에 의거하여 UTM 2010(Zwick Roell사 제품) 기기를 사용하여 측정하였다. 구체적으로, 시편을 상기 기술된 ASTM 규격에 적합한 금형을 사용하여 사출 성형을 통해 제작하였으며, 그립 간의 간격은 110 mm로 설정하여 5 mm/min의 속도로 인장하여 시편의 인장 강도 및 인장 모듈러스를 측정하였다.
* 굴곡강도 및 굴곡 모듈러스(이상, 단위 MPa): ASTM 790에 의거하여 UTM(Zwick Roell사 제품) 기기의 크로스 헤드 속도를 2.6 mm/min으로 시편의 굴곡강도 및 굴곡 모듈러스를 측정하였다.
* 아이조드 노치 충격강도(단위 J/m): 1/8” 시편을 이용하여 ASTM D256에 의거하여 Impact tester(Toyoseiki사 제품) 기기를 사용하여 측정하였다.
* 인장 접합 강도(단위 MPa): ISO 19095에 의거하여 50 mm x 12.7 mm x 3.0 mm의 크기를 가진 알루미늄 시편과 복합수지 시편을 180℃, 10 MPa의 조건하에 열 접합하여 제조된 각 수지 조성에 따라 6개의 시료를 준비하였다.
준비된 이종접합 시료의 접합력은 Instron 6800 기기를 사용하여 10 킬로뉴튼(kN) 로드 셀(load cell), 10 mm/min의 인장 속도, 및 50%의 상대 습도 조건에서, 전단력의 방향이 결합된 표면과 평행하도록 하여 측정하였다.
* 열변형온도(단위 ℃): ASTM D648에 의거하여 Auto HT Tester 6A-2(Toyoseiki사 제품) 기기로 측정하였다.
* 유리전이온도(단위 ℃): DSC(Differential Scanning Calorimeter) (TA Instrument사, Discovery DSC 250) 사용하여 20℃/min의 속도로 측정하였다.
* 열팽창계수(단위 ppm/K): TMA(Mettler Toledo사, SDTA 840)를 이용하여 TMA-Method에 따라 40~90 ℃에서의 열팽창계수를 측정하였으며 승온속도는 5 ℃/min, 0.02 N의 하중을 가하였다.
* 난연도: UL 94V에 의거하여 난연도를 평가하였다. 구체적으로, 난연 test 적용에 필요한 1.5 mm 두께의 난연 시편을 5개 준비하고, 하기에 따라 평가하였다. 먼저, 20 mm 높이의 불꽃을 10초간 시편에 접염 후, 시편의 연소 시간(t1)을 측정하고, 연소 양상을 기록하였다. 이어, 1차 접염 후 연소가 종료되면, 다시 10초간 접염 후 시편의 연소 시간(t2) 및 불똥이 맺힌 시간(glowing time, t3)을 측정하고, 연소 양상을 기록하였다. 5개 시편에 대해 동일하게 적용한 다음, 하기 표 3의 기준으로 평가하였다.
Figure pat00007
* 밀도(단위 g/cm3): ASTM D792에 의거하여 Analytical balance(mettler Toledo사 제품) 기기를 사용하여 측정하였다.
참고로, 하기 표 4,5에서 인장강도, 인장 모듈러스 굴곡강도, 굴곡모듈러스, 충격강도 및 접합강도는 5~6회 측정한 값을 평균 ± 오차범위로 표기하였다.
구분 방열제품 규격 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7
인장강도(MPa) >100 110.5±0.6 113.4±0.9 115±0.7 127±2.1 116±1.0 123±1.0 122.8±0.9
인장모듈러스(MPa) >7000 6783±184 6935±159 7422±261 10185±267 6949±179 7622±195 7324±154
굴곡강도(MPa) >100 134±3.3 135±3.0 131±3.8 146±5.7 148±2.1 157±2.9 154±2.1
굴곡모듈러스(MPa) >4000 4977±76 4775±105 5078±40 6919±361 4795±52 5230±181 5070±113
충격강도(J/m) >45 53±4.7 52±3.0 52±3.7 52±5.1 79±7.0 80±9.0 86±7.0
접합강도(MPa) >30 29±2.1 32±1.4 31±0.5 27±0.6 33±0.8 35±1.0 30±0.6
열변형온도(℃) >120 137 148 135 132 138 138 150.8
유리전이온도(℃) >130 144 152 149 135 145 145 164.2
열팽창계수(ppm/K) <90 52 42 50 41 50 49 43
난연도(UL grade) VI VI VI VI VI HB VI HB
밀도(g/cm3) <1.3 1.2 1.2 1.2 1.3 1.2 1.2 1.3
구분 방열제품 규격 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6 비교예7 비교예8 비교예9
인장강도(MPa) >100 151±1.7 149±0.8 36±1.4 69±0.4 120±1.2 62±0.3 73±0.3 103.1±0.5 101.0±0.9
인장모듈러스(MPa) >7000 3215±94 3364±79 2342±59 2862±95 6512±421 2547±237 2903±78 7933±988 7467±593
굴곡강도(MPa) >100 103±4.3 117±5.0 49±2.6 97±0.8 158±2.9 88±0.6 105±2.7 117±1.9 112±3.4
굴곡모듈러스(MPa) >4000 2645±46 2832±55 1855±22 2140±32 5065±146 1979±81 2260±29 4928±159 5012±71
충격강도(J/m) >45 53±4.7 52±3.0 12±7.0 63±5.0 84±13.0 56±4.0 68±5.3 58±4.0 57±2.0
접합강도(MPa) >30 측정불가 측정불가 측정불가 측정불가 측정불가 측정불가 측정불가 측정불가 측정불가
열변형온도(℃) >120 198 201 82 153 169 125 152 114 104
유리전이온도(℃) >130 213 214 94 176 177 149 175 121 118
열팽창계수(ppm/K) <90 64 66 107 68 38 76 66 94 87
난연도(UL grade) 측정불가 측정불가 측정불가 측정불가 측정불가 측정불가 측정불가 측정불가 측정불가 측정불가
밀도(g/cm3) <1.3 1.1 1.1 1.0 1.1 1.2 1.2 1.1 1.2 1.2
상기 표 4 및 하기 도 1 내지 도 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 7의 열가소성 수지 조성물은 인장강도, 인장 모듈러스, 굴곡강도, 굴곡 모듈러스, 충격강도, 인장 접합 강도, 열변형온도, 열탄성계수, 유리전이온도, 난연도 및 밀도가 모두 모듈 방열제품 규격을 모두 만족하는 것을 확인할 수 있었다. 이에 본 발명에 따른 실시예들은 배터리 모듈의 방열 제품에 적용되어 극한 환경에 놓이는 경우에도 우수한 품질을 유지할 수 있음을 확인하였다.
특히, 난연제와 (B) 강성 보강재, (C) 방열금속 상용화제를 적정비로 포함하는 실시예 5 내지 7의 경우에는 실시예 1 내지 4보다 개선된 인장강도, 인장 모듈러스, 굴곡강도, 굴곡 모듈러스, 충격강도, 인장 접합 강도, 열변형온도, 유리전이온도를 나타내는 것을 확인하였다.
반면, 상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 열가소성 수지 조성물을 제공하지 않는 비교예 1 내지 비교예 9는 실시예에 비해 조성물은 인장강도, 인장 모듈러스, 굴곡강도, 굴곡 모듈러스, 충격강도, 인장 접합 강도, 열변형온도, 열탄성계수, 유리전이온도, 난연도가 열악함을 확인할 수 있었다.
구체적으로, (a-1-1) 폴리에틸렌 옥사이드 또는 (a-1-2) 폴리에틸렌 옥사이드 단독 사용한 비교예 1 내지 비교예 2의 경우에는 인장 모듈러스, 굴곡 모듈러스가 불량하고, 높은 유리전이온도에 의해 복합수지 시편과 금속간 미접합이 발생하여 인장접합강도를 측정할 수 없었고, 난연 측정시 시료가 10초 이내의 단시간에 대부분 연소되어 연소된 불꽃이 샘플 고정 클램프에 접촉하기 때문에 난연도 또한 측정할 수 없었다.
또한, (a-2) 공액 디엔계 중합체가 방향족 비닐계 중합체에 분산된 혼합체를 단독 사용한 비교예 3의 경우에도 인장 모듈러스, 굴곡 모듈러스, 열변형온도, 유리전이온도, 열팽창계수가 불량하고, 복합 수지 시편이 접합 과정에서 변형되어 인장접합강도를 측정할 수 없었고, 난연 측정시 시료가 10초 이내의 단시간에 대부분 연소되어 연소된 불꽃이 샘플 고정 클램프에 접촉하기 때문에 난연도 또한 측정할 수 없었다.
또한, (a-1-1) 폴리에틸렌 옥사이드, (a-1-2) 폴리에틸렌 옥사이드, (a-2) 공액 디엔계 중합체가 방향족 비닐계 중합체에 분산된 혼합체를 포함하는 매트릭스 수지 총 함량이 적정 범위를 벗어난 비교예 4 내지 7의 경우 금속접합력 개선제 또는 기타 첨가제의 배합에 따라 인장 모듈러스, 굴곡 모듈러스가 불량하고 높은 유리전이온도에 의해 복합수지 시편과 금속간 미접합이 발생하여 인장접합강도가 측정 불가능하였고, 특히 비교예 6에서는 접합 과정에서 복합 수지 시편의 변형까지 확인되었다.
또한, (a-1) 폴리에틸렌 옥사이드 함량이 (a-2) 공액 디엔계 중합체가 방향족 비닐계 중합체에 분산된 혼합체보다 소량 포함된 비교예 8 내지 9의 경우 낮은 유리전이온도로 인하여 금속 접합시 시편이 크게 변형됨에 따라 인장접합강도를 측정할 수 없었고, 난연 측정시 시료가 10초 이내의 단시간에 대부분 연소되어 연소된 불꽃이 샘플 고정 클램프에 접촉하기 때문에 난연도 또한 측정할 수 없었다.
결론적으로, 배터리 모듈 냉각용 방열금속과 접합력을 제공하는 매트릭스 수지로서 폴리아릴렌 옥사이드 중합체와 공액 디엔계 중합체가 방향족 비닐계 중합체에 분산된 혼합체를 적절한 함량으로 포함하는 동시에 배터리 모듈 냉각용 방열금속과의 접합력을 제공할 수 있는 강성 보강재와 방열금속 상용화제를 포함함으로써, 금속-플라스틱 하이브리드 제품에 사용되는 매트릭스 수지가 갖는 기본적인 물성을 유지하면서 금속-플라스틱 하이브리드 제품의 이종 접합강도를 개선하여 우수한 제품신뢰성과 방열 품질을 갖는 열가소성 수지 조성물에 적합함을 확인할 수 있었다.

Claims (17)

  1. (A) (a-1) 폴리아릴렌 옥사이드 중합체; 및 (a-2) 공액 디엔계 중합체가 방향족 비닐계 중합체에 분산된 혼합체를 포함하는 매트릭스 수지 51 내지 79 중량%,
    (B) 강성 보강재 5 내지 40 중량% 및 (C) 방열금속 상용화제 0 내지 20 중량%를 포함하고,
    상기 (a-1) 폴리아릴렌 옥사이드 중합체가 (a-2) 공액 디엔계 중합체가 방향족 비닐계 중합체에 분산된 혼합체보다 과량인 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a-1) 폴리아릴렌 옥사이드 중합체와, 상기 (a-2) 혼합체의 중량비(a-1 : a-2)가 1:0.1 내지 1:1.1인 것인 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리아릴렌 옥사이드 중합체는 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함하고, 용융지수가 3 내지 10 g/10min(280℃, 5kg 하중)이고, 고유점도(Intrinsic viscosity)가 38 내지 47 mL/g인 것인 열가소성 수지 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pat00008

    (상기 화학식 1에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 할로겐기, 수산화기, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4의 선형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10의 고리형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알콕시기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기이고, n은 4 내지 700의 정수이다.)
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (a-2) 혼합체는 고충격성 폴리스티렌(HIPS: High Impact Polystyrene)인 것인 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 방향족 비닐계 중합체는 스티렌 호모폴리머인 것인 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (B) 강성 보강재는 ?h 스트랜드(chopped strand) 형태이고, 길이(L)가 2 내지 6 mm이며, 폭(D)이 10 내지 16 ㎛이고, 종횡비(L/D)가 1250 내지 6000이며, 실란 코팅된 유리섬유인 것인 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (C) 방열금속 상용화제는 친수성 향상제로 변성된 폴리(아릴렌 에테르) 및 친수성 향상제로 변성된 폴리올레핀계 중에서 선택된 1종 이상을 0.1 내지 20 중량%로 포함하는 것인 열가소성 수지 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 친수성 향상제는 말레산, 무수말레산, 푸마르산, 무수푸마르산, 시트르산, 무수시트르산, 아가르산(agaric acid), 무수아가르산, 이타콘산 및 무수이타콘산 중에서 선택된 1종 이상인 열가소성 수지 조성물.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 친수성 향상제는 상기 열가소성 수지 조성물 총 100중량% 중에 0.2 중량% 이하로 포함되는 것인 열가소성 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 금속-플라스틱 하이브리드 히트 싱크용인 열가소성 수지 조성물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 금속은 알루미늄, 구리, 스테인레스강 및 그라파이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 열가소성 수지 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 난연제, 산화방지제, 자외선 흡수제 및 활제 중 1종 이상을 더 포함하는 것인 열가소성 수지 조성물.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 난연제는 비스페놀A 디포스페이트(BPADP), 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 트리자이레일포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 옥틸디페닐포스페이트 및 하기 화학식 2로 표시되는 방향족 디포스페이트 중에서 선택되는 1종 이상인 것인 열가소성 수지 조성물.
    [화학식 2]
    Figure pat00009

    (상기 화학식 2에서, Ar1 내지 Ar4는 각각 독립적으로 C6 내지 C30 알킬기가 치환되거나 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고, R은 페닐렌 또는
    Figure pat00010
    이며, n은 1 내지 5의 정수이다.)
  14. 제12항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 난연제, (B) 강성 보강재 및 (C) 방열금속 상용화제의 중량비(난연제:B:C)가 1 : 1~4 : 0.1~1의 중량비로 포함되는 것인 열가소성 수지 조성물.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 열가소성 수지 조성물로 형성된 상기 플라스틱 부위; 및
    상기 플라스틱 부위에 접합된 금속 부위;를 포함하고,
    상기 금속 부위는 알루미늄, 구리, 스테인레스강 및 그라파이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속-플라스틱 하이브리드 제품.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 금속-플라스틱 하이브리드 제품은 히트 싱크인 것인 금속-플라스틱 하이브리드 제품.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 금속-플라스틱 하이브리드 제품은 배터리 모듈 부품인 것인 금속-플라스틱 하이브리드 제품.
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