KR20230036250A - 열가소성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품 - Google Patents

열가소성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열가소성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 충격강도, 내후성이 우수할 뿐만 아니라 고흑색도를 구현하여 소비자의 니즈를 만족시킬 수 있는 열가소성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품을 제공하는 효과가 있다.

Description

열가소성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION, METHOD FOR PREPARING THE THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION AND MOLDING PRODUCTS THEREOF}
본 발명은 열가소성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충격강도 및 내후성이 우수하고, 가공비 상승없이도 경제적인 이점을 제공하면서 고흑색도를 구현할 수 있는 열가소성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.
일반적으로 PC(폴리카보네이트) 수지는 우수한 내충격성 등의 기계 적강도와 내열성을 가지며, 이러한 특성으로 인해 자동차 내외장재, 전기전자 제품 하우징 등 다양한 용도에 적용 가능하여 널리 사용되고 있다.
그러나 PC 수지는 비스페놀 A 구조로 인한 광산화 분해가 쉽게 발생하므로 높은 내후성을 요구하는 부품에 단독 적용하기 어렵다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 당업계에서는 ASA(아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트) 수지를 혼용 사용하여 PC 수지의 최대 결점인 내후성을 향상시키고자 하였으나, 착색성이 떨어져 광택도 및 흑색도가 하락하는 문제가 있다.
또한, 자동차 외장용 제품은 고광택 질감을 갖게 하기 위해 주로 도장 공정을 거치고 있으나, 여러 단계의 공정이 수반되어야 하며 불량률 및 유해 휘발 성분의 발생률이 높고 비용 상승 등의 문제가 있다.
이뿐 아니라 높은 수준의 흑색도를 구현하기 위해 블랙염료가 사용되어야 하는데, 블랙염료는 PC와 ASA 수지와의 상용성이 좋지 못할 뿐 아니라 특히 ASA 수지의 열악한 착색성으로 고흑색도를 구현하는데 어려움이 있었다.
따라서 충격강도와 내후성이 우수할 뿐만 아니라 고흑색도를 구현하여 소비자의 무도장 니즈를 만족시킬 수 있는 열가소성 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
한국공개특허 제2021-0016928호
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 충격강도 및 내후성이 우수하고, 가공비를 상승시키지 않아 경제적인 이점을 제공하면서 높은 수준의 흑색도를 구현할 수 있는 열가소성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품을 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) 폴리카보네이트 23 내지 46 중량%;
(B) 실리콘계 충격보강제 1 내지 5 중량%;
(C) 평균 입경이 250 내지 600 nm인 알킬(메트)아크릴레이트 고무, 방향족 비닐계 단량체 및 비닐시안계 단량체를 포함하여 이루어진 그라프트 공중합체 1 내지 5 중량%;
(D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체 10 내지 20 중량%; 및
(E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체 33 내지 57 중량%;를 포함하는 베이스 수지 100 중량부에 대해, (F) UV 흡수제 0.1 내지 1.3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
상기 (A) 폴리카보네이트의 중량을 a라 하고, (B) 실리콘계 충격보강제의 중량을 b라 하고, (C) 그라프트 공중합체의 중량을 c라 하고, (D) 공중합체의 중량을 d라 할 때, b+c ≤ d < a를 만족할 수 있다.
상기 (A) 폴리카보네이트의 중량을 a라 하고, (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체의 중량을 e라 할 때, 77.1 ≤ a+e ≤ 81.4를 만족할 수 있다.
상기 (A) 폴리카보네이트는 유동지수(300 ℃, 1.2 kgf)가 1 내지 25 g/10min일 수 있다.
상기 (B) 실리콘계 충격보강제는 실리콘-아크릴계 고무를 비닐계 단량체가 감싸는 쉘을 형성하는 코어-쉘 구조를 갖는 화합물일 수 있다.
상기 (C) 그라프트 공중합체는 알킬 (메트)(E) 알킬(메트)아크릴레이트 고무 20 내지 80 중량%, 방향족 비닐계 단량체 10 내지 70 중량% 및 비닐시안계 단량체 5 내지 50 중량%를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체는 용융지수(230 ℃,3.8 kg)가 2.3 내지 5.0 g/10min일 수 있다.
상기 (F) UV 흡수제는 벤조트리아졸계와 트리아진계를 1:0.1 내지 1:1의 중량부(벤조트리아졸계:트리아진계)로 포함할 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 산화방지제, 블랙 마스터배치, 활제, 난연제, 이형제, 열 안정제, 가소제, 대전방지제, 무기충전제 및 전도성 필러로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 ISO 1133에 의거하여 측정한 유동지수(260 ℃, 5 kg)가 18 g/10min 이상일 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 열변형온도(HDT)가 93 ℃ 이상일 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 Weather-O meter를 사용하여 SCI 기준으로 SAE J2527 조건 하에 2376 kJ의 조사전후 측정한 색차(△E*)가 2 이하일 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 Color meter을 사용하여 SCI 기준으로 측정한 흑색도(L)가 6 이하일 수 있다.
또한, 본 발명은
(A) 폴리카보네이트 23 내지 46 중량%;
(B) 실리콘계 충격보강제 1 내지 5 중량%;
(C) 평균 입경이 250 내지 600 nm인 알킬(메트)아크릴레이트 고무, 방향족 비닐계 단량체 및 비닐시안계 단량체를 포함하여 이루어진 그라프트 공중합체 1 내지 5 중량%;
(D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체 10 내지 20 중량%; 및
(E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체 33 내지 57 중량%;를 포함하는 베이스 수지 100 중량부에 대해, (F) UV 흡수제 0.1 내지 1.3 중량부를 혼련 및 압출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물의 제조방법을 제공한다.
상기 (F) UV 흡수제와 함께 블랙 마스터배치를 투입할 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 열가소성 수지 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품을 제공한다.
상기 성형품은 자동차 내외장재 또는 전기전자제품 하우징일 수 있다.
본 발명에 따르면 충격강도 및 내후성이 우수하고, 가공비를 상승시키지 않아 경제적인 이점을 제공하면서 고흑색도를 구현할 수 있는 열가소성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품을 제공하는 효과가 있다.
특히, 높은 수준의 흑색도를 구현하기 위해 종래 사용하던 블랙염료가 PC와 ASA 수지와의 상용성이 좋지 못할 뿐 아니라 특히 ASA 수지의 열악한 착색성으로 고흑색도를 구현하는데 어려움이 있던 문제점을 해소하고 소비자의 무도장 니즈를 만족시킬 수 있다.
이하 본 기재의 열가소성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품을 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 중합 제조된", "포함하여 중합된" 또는 "유래의 단위로서 포함하는"으로 정의될 수 있다.
본 기재에서 중량평균분자량은 용출액으로 THF(테트라하이드로푸란)을 이용하여 GPC(Gel Permeation Chromatography, waters breeze)를 통해 표준 PS(standard polystyrene) 시료에 대한 상대 값으로 측정할 수 있고, 상세하게는 겔 투과 크로마토그래피(GPC: gel permeation chromatography, PL GPC220, Agilent Technologies)에 의해 폴리스티렌 환산 중량평균분자량(Mw)을 구한 것을 적용한 값이다.
구체적으로는, 측정하는 중합체 1%의 농도가 되도록 테트라하이드로푸란에 용해시켜 GPC에 10 ㎕ 주입하되, 0.3 mL/min의 유속으로 유입하고, 시료 농도 2.0 mg/mL(100 ㎕ injection)에 대해 30 ℃에서 분석을 수행할 수 있다. 여기서 컬럼은 Waters사 PLmixed B 2개를 직렬로 연결하고, 검출기로는 RI 검출기(Agilent Waters사 제품, 2414)를 이용하여 40 ℃에서 측정한 다음 ChemStation을 사용하여 데이터를 가공한 것일 수 있다.
본 기재에서, (공)중합체의 조성비는 (공)중합체를 구성하는 단위체의 함량을 의미하거나, 또는 (공)중합체의 중합 시 투입되는 단위체의 함량을 의미할 수 있다.
본 기재에서 "함량"은 별도의 정의가 없는 이상 중량을 의미하고, "%"는 별도의 정의가 없는 이상 중량%를 의미한다.
본 발명자들은 폴리카보네이트와 특정 평균 입경을 갖는 알킬(메트)아크릴레이트 고무, 방향족 비닐계 단량체 및 비닐시안계 단량체를 포함하여 이루어진 그라프트 공중합체, 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체, 그리고 굴절률이 상대적으로 낮은 (메트)아크릴레이트 호모중합체와 실리콘계 충격보강제에 UV 흡수제를 특정 함량 포함하는 경우, 도장이나 도금 공정과 같은 추가 가공 공정을 생략하여 경제성을 높이면서도 기계적 물성, 내후성 및 흑색도가 모두 향상되어 특히 자동차 내외장재, 전기전자제품 하우징과 같이 높은 충격강도, 내후성이 요구되는 분야에 고급스러운 느낌과 함께 고품질로 적용할 수 있는 것을 확인하고, 이를 토대로 연구에 더욱 매진하여 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 (A) 폴리카보네이트 23 내지 46 중량%; (B) 실리콘계 충격보강제 1 내지 5 중량%; (C) 평균 입경이 250 내지 600 nm인 알킬(메트)아크릴레이트 고무, 방향족 비닐계 단량체 및 비닐시안계 단량체를 포함하여 이루어진 그라프트 공중합체 1 내지 5 중량%; (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체 10 내지 20 중량%; 및 (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체 33 내지 57 중량%;를 포함하는 베이스 수지 100 중량부에 대해, (F) UV 흡수제 0.1 내지 1.3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하며, 이 경우 충격강도 및 내후성이 우수하고, 가공비를 상승시키지 않아 경제적인 이점을 제공하면서 고흑색도를 구현할 수 있는 이점이 있다.
본 기재에서 어떤 화합물을 포함하여 이루어진 중합체란 그 화합물을 포함하여 중합된 중합체를 의미하는 것으로, 중합된 중합체 내 단위체가 그 화합물로부터 유래한다.
상기 (A) 폴리카보네이트는 내충격성, 내열성, 내후성, 자기 소화성, 유연성, 가공성 및 투명성이 우수하며, 내후성이 뛰어나 장기간 우수한 물성을 유지하고, 내열성 및 내한성이 뛰어나 심한 온도 변화에도 성능을 유지한다.
상기 (A) 폴리카보네이트는 카보네이트 결합을 가진 폴리에스테르로서 그 종류가 특별히 제한되지 않으며, 수지 조성물 분야에서 이용 가능한 폴리카보네이트 수지를 사용할 수 있다.
일례로, 하기 화학식 1로 표시되는 디페놀류와 포스겐, 할로겐산 에스테르, 탄산 에스테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 반응시켜 제조될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
A는 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C5 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C5 알킬리덴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 할로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C6 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C6 사이클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C10 사이클로알킬리덴기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕실렌기, 할로겐산 에스테르기, 탄산 에스테르기, CO, S 및 SO2로 이루어진 군에서 선택되는 연결기이며, R1 및 R2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기이며, n1 및 n2는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.
상기 화학식 1로 표시되는 디페놀류는 2종 이상이 조합되어 폴리카보네이트 수지의 반복단위를 구성할 수도 있다.
상기 디페놀류의 구체적인 예로는, 히드로퀴논, 레조시놀, 4,4'-디히드록시디페닐, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판('비스페놀-A'라고도 함), 2,4-비스(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)사이클로헥산, 2,2-비스(3-클로로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)술폭사이드, 비스(4-히드록시페닐)케톤, 비스(4-히드록시페닐)에테르 등을 들 수 있다. 상기 디페놀류 중에서, 바람직하게는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)프로판 또는 1,1-비스(4-히드록시페닐)사이클로헥산을 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판을 사용할 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 2종 이상의 디페놀류로부터 제조된 공중합체의 혼합물일 수 있다.
또한 상기 폴리카보네이트 수지는 선형 폴리카보네이트 수지, 분지형(branched) 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지 등을 사용할 수 있다.
상기 선형 폴리카보네이트 수지의 구체적인 예로는 비스페놀-A계 폴리카보네이트 수지일 수 있다. 상기 분지형 폴리카보네이트 수지의 구체적인 예로는 트리멜리틱 무수물, 트리멜리틱산 등과 같은 다관능성 방향족 화합물을 디페놀류 및 카보네이트와 반응시켜 제조되는 수지일 수 있다. 상기 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지는 이관능성 카르복실산을 디페놀류 및 카보네이트와 반응시켜 제조할 수 있으며, 여기서 사용되는 카보네이트는 디페닐카보네이트와 같은 디아릴카보네이트 또는 에틸렌 카보네이트일 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 일례로 중량평균분자량이 10,000 내지 200,000 g/mol 인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 예를 들어, 14,000 내지 40,000 g/mol인 것을 사용하는 것이 효과적이다. 폴리카보네이트 수지의 중량평균분자량이 상기 범위 내인 경우, 이를 이용한 성형품이 우수한 내충격성 및 유동성을 나타낼 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 베이스 수지 100 중량% 중에, 23 내지 46 중량%, 25 내지 46 중량%, 또는 23 내지 45 중량%일 수 있고, 바람직하게는 25 내지 45 중량%이며, 이 범위 내에서 충격강도가 우수할 뿐만 아니라 높은 수준의 흑색도를 구현하여 특히 자동차 외장재와 같은 자동차 부품에 고품질로 적용할 수 있는 이점이 있다. 상기 범위 미만에서는 기계적 강도가 좋지 않으며, 상기 범위를 초과하면 성형성이 떨어질 수 있다.
상기 폴리카보네이트는 ASTM D1238에 따라 300℃, 1.2 kg 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수(Melt flow index)가 예를 들어 1 내지 25 g/10min, 예를 들어 1 내지 20 g/10min, 1 내지 15 g/10min, 예를 들어 1 내지 12 g/10min, 1 내지 10 g/10min일 수 있다. 상기 범위 내의 용융흐름지수를 갖는 폴리카보네이트 수지를 사용할 경우 이를 이용한 성형품이 우수한 성형성을 나타내는 것은 물론 우수한 내충격성을 얻을 수 있다.
상기 (A) 폴리카보네이트는 일례로 굴절률이 1.5 내지 1.6, 바람직하게는 1.55 내지 1.60일 수 있고, 이 범위 내에서 흑색도가 우수한 효과가 있다.
본 기재에서 굴절률은 ASTM D542에 의거하여 Abbe 굴절계를 이용하여 25 ℃에서 측정한다.
상기 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량 또는 용융흐름지수가 서로 다른 2종 이상의 폴리카보네이트 수지들을 혼합하여 사용할 수도 있다. 서로 다른 중량평균분자량 또는 용융흐름지수의 폴리카보네이트 수지를 혼합하여 사용함으로써 열가소성 수지 조성물이 원하는 유동성을 갖도록 조절하기 용이하다.
상기 (A) 폴리카보네이트는 통상 사용되는 제조방법을 따를 수 있으며, 일례를 들면, 분자량 조절제 및 촉매의 존재 하에서 디히드록시페놀(dihydroxy phenol)과 포스겐(phosgen)을 반응시켜 제조하거나, 디히드록시페놀(dihydroxy phenol)과 디페닐카보네이트(diphenyl carbonate)에 의해 얻어지는 전구체의 에스테르 상호 교환반응을 이용하여 제조할 수 있다.
상기 (B) 실리콘계 충격보강제는 열가소성 수지 조성물의 충격강도 안정성과 성형성을 제공하는 역할을 한다.
상기 (B) 실리콘계 충격보강제는 실리콘-아크릴계 고무를 비닐계 단량체가 감싸는 쉘을 형성하는 코어-쉘 구조를 갖는 화합물일 수 있으며, 이때 코어는 실리콘 단량체로 중합된 고무질 중합체에 디엔계 단량체, 아크릴계 단량체가 포함될 수 있고, 쉘은 아크릴계 중합체에 방향족 비닐 단량체가 포함될 수 있으며, 쉘이 코어에 그라프트된 구조일 수 있다.
상기 코어를 구성하는 실리콘 고무는 충격보강제 전체 100 중량% 중에 80 내지 98 중량%일 수 있고, 상기 쉘을 구성하는 아크릴계 고무는 충격보강제 전체를 100 중량% 중에 2 내지 20 중량%일 수 있다.
구체적인 예로, 실리콘-아크릴계 고무를 함유하는 MRC 사의 Metablen 시리즈, 예를 들어 Metablen S-2001, Metablen S-2006을 사용할 수 있다.
상기 (B) 실리콘계 충격보강제는 베이스 수지 100 중량% 중에, 1 내지 5 중량%로 포함되고, 구체적인 예로 2 내지 4 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 2.5 내지 3.5 중량%로 포함될 수 있다. 상기 함량 미만일 경우에는 내충격성 및 내화학성이 목적하는 정도에 미치지 못하고, 상기 함량 초과시에는 내후성 및 흑색도의 하락을 가져올 수 있다.
상기 (C) 그라프트 공중합체는 일례로 평균 입경이 250 내지 600 nm인 알킬(메트)아크릴레이트 고무, 방향족 비닐계 단량체 및 비닐시안계 단량체를 포함하여 이루어진 그라프트 공중합체일 수 있고, 이 경우 충격강도 및 내후성이 우수하고, 고흑색도를 구현하면서 가공비를 상승시키지 않아 경제적인 이점을 제공하는 이점이 있다.
상기 (C) 그라프트 공중합체에 포함된 알킬(메트)아크릴레이트 고무는 일례로 평균 입경이 250 내지 600 nm, 또는 300 내지 500 nm일 수 있고, 바람직하게는 350 내지 450 nm이며, 이 범위 내에서 충격강도 및 내후성이 우수한 효과가 있다.
본 기재에서 평균 입경은 동적 광산란(Dynamic light scattering)법으로 인텐시티 가우시안 분포(Intensity gaussian distribution, Nicomp 380)를 이용하여 측정할 수 있다.
본 기재에서 평균 입경은 동적 광산란법에 의해 측정되는 입도 분포에 있어서의 산술 평균입경, 상세하게는 산란강도 평균 입경을 의미할 수 있다.
구체적인 측정예로, 샘플은 Latex(TSC 35-50wt%) 0.1g을 탈이온수 또는 증류수로 1,000-5,000배 희석하여, 즉 Intensity Setpoint 300kHz을 크게 벗어나지 않도록 적절히 희석하여 glass tube에 넣어 준비하고, 측정방법은 Auto-dilution하여 flow cell로 측정하며, 측정모드는 동적 광산란법(dynamic light scattering)법/Intensity 300KHz/Intensity -weight Gaussian Analysis로 하고, 셋팅값은 온도 23 ℃, 측정 파장 632.8nm, channel width 10μsec으로 하여 측정할 수 있다.
상기 (C) 그라프트 공중합체는 일례로 알킬 (메트)(E) 알킬(메트)아크릴레이트 고무 20 내지 80 중량%, 방향족 비닐계 단량체 10 내지 70 중량% 및 비닐시안계 단량체 5 내지 50 중량%를 포함하여 이루어질 수 있고, 이 범위 내에서 도장이나 도금 공정과 같은 추가 가공 공정을 생략하여 경제성을 높이면서도 우수한 내열성과 고흑색도가 모두 만족되는 효과가 있다.
상기 알킬(메트)아크릴레이트 고무는 일례로 알킬 아크릴레이트로 제공될 수 있고, 상기 알킬 아크릴레이트는 일례로 알킬기의 탄소수가 1 내지 10인 아크릴레이트 고무일 수 있다.
바람직한 예로, 상기 알킬 아크릴레이트는 알킬기의 탄소수가 1 내지 12인 알킬 (메트)아크릴레이트일 수 있고, 이 경우 본연의 내후성 및 내화학성이 우수하고, 나아가 높은 수준의 흑색도를 구현하는 효과가 있다.
상기 (C) 그라프트 공중합체에 포함된 알킬(메트)아크릴레이트 고무는 일례로 (C) 그라프트 공중합체 총 중량에 대하여 20 내지 80 중량%, 또는 30 내지 70 중량%일 수 있고, 바람직하게는 45 내지 60 중량%일 수 있으며, 이 범위 내에서 본연의 내후성 및 내화학성이 우수할 뿐만 아니라 종래 대비 원가 경쟁력을 상승시키면서 내열성과 내스크래칭이 우수한 이점이 있다.
상기 (C) 그라프트 공중합체에 포함된 방향족 비닐계 단량체는 일례로 스티렌, α-메틸스티렌, 2,4-디메틸 스티렌, 비닐톨루엔, t-부틸스티렌 및 클로로스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 스티렌일 수 있으며, 이 경우 가공성 및 기계적 물성이 우수한 효과를 제공한다.
상기 (C) 그라프트 공중합체에 포함된 방향족 비닐계 단량체는 일례로 (C) 그라프트 공중합체 총 중량에 대하여 10 내지 70 중량%, 또는 20 내지 60 중량%일 수 있고, 바람직하게는 30 내지 50 중량%일 수 있으며, 이 범위 내에서 가공성, 내후성, 내열성 및 기계적 물성이 우수한 효과를 제공한다.
상기 (C) 그라프트 공중합체에 포함된 비닐시안계 단량체는 일례로 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 및 에타크릴로니트릴로 이루어진 군으루부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 아크릴로니트릴을 포함하는 것일 수 있으며, 이 경우 가공성, 충격강도 및 내후성이 우수한 효과가 있다.
상기 (C) 그라프트 공중합체에 포함된 비닐시안계 단량체는 일례로 (C) 그라프트 공중합체 총 중량에 대하여 5 내지 50 중량%, 또는 10 내지 40 중량%일 수 있고, 바람직하게는 10 내지 30 중량%일 수 있으며, 이 범위 내에서 가공성, 상온 및 저온에서의 충격강도 및 내후성이 우수하고 고흑색도를 구현하는 효과가 있다.
상기 (C) 그라프트 공중합체는 베이스 수지 100 중량% 중에, 일례로 1 내지 5 중량%로 포함되고, 구체적인 예로 1 내지 4 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 2 내지 4 중량%로 포함될 수 있다. 이 범위 내에서 충격강도 및 내후성이 우수할 뿐만 아니라 높은 수준의 흑색도를 구현하여 특히 자동차 내외장재와 같은 자동차 부품에 고품질로 적용할 수 있는 이점이 있다.
상기 (C) 그라프트 공중합체의 함량이 상기 범위 미만일 경우 내후성 및 충격강도가 저하되고, 상기 범위 초과일 경우 흑색도가 하락하는 문제가 발생한다.
상기 (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체는 일례로 유리전이온도가 최소 60 ℃ 이상인 경질 중합체 형성 단량체로 이루어진 것으로, 알킬(메트)아크릴레이트 단량체 유래단위, 방향족 비닐계 단량체 유래단위, 비닐시안계 단량체 유래단위를 포함한 화합물을 포함한 공중합체일 수 있고, 이 경우 성형성 및 착색성이 우수하고, 고흑색도를 구현하면서 가공비를 상승시키지 않아 경제적인 이점을 제공하는 이점이 있다.
상기 (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체에 포함된 방향족 비닐계 단량체 유래단위 및 비닐시안계 단량체 유래단위의 종류는 본 기재의 (C) 그라프트 공중합체에 포함되는 방향족 비닐계 단량체 및 비닐시안계 단량체의 종류와 동일한 범주 내의 것일 수 있다.
상기 (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체에 포함된 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체 유래단위는 일례로 (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체 총 중량에 대하여 5 내지 40 중량%, 바람직하게는 10 내지 40 중량%일 수 있으며, 이 범위 내에서 가공성, 내후성, 내열성 및 기계적 물성이 우수한 효과를 제공한다.
상기 (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체에 포함된 스티렌 단량체 유래단위는 일례로 (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체 총 중량에 대하여 20 내지 60 중량%, 바람직하게는 20 내지 50 중량%일 수 있으며, 이 범위 내에서 가공성, 내후성, 내열성 및 기계적 물성이 우수한 효과를 제공한다.
상기 (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체에 포함된 아크릴로니트릴 단량체 유래단위는 일례로 (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체 총 중량에 대하여 10 내지 75 중량%, 바람직하게는 10 내지 70 중량%일 수 있으며, 이 범위 내에서 가공성, 상온 및 저온에서의 충격강도 및 내후성이 우수하고 고흑색도를 구현하는 효과가 있다.
상기 (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체는 베이스 수지 100 중량% 중에, 일례로 10 내지 20 중량%로 포함되고, 구체적인 예로 10 내지 18 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 12 내지 16 중량%로 포함될 수 있다. 이 범위 내에서 충격강도 및 내후성이 우수할 뿐만 아니라 높은 수준의 흑색도를 구현하여 특히 자동차 내외장재와 같은 자동차 부품에 고품질로 적용할 수 있는 이점이 있다.
상기 (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체의 함량이 상기 범위 미만일 경우 성형성이 저하되고, 상기 범위 초과일 경우 충격강도가 급격히 떨어지는 문제가 발생한다.
상기 (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체는 아크릴레이트 호모중합체 및 메타크릴레이트 호모중합체를 모두 포함하는 의미로 사용되었으며, 일례로 (메트)아크릴산 메틸에스테르, (메트)아크릴산 에틸에스테르, (메트)아크릴산 프로필에스테르, (메트)아크릴산 2-에틸헥실에스테르, (메트)아크릴산 데실에스테르 및 (메타)아크릴산 라우릴에스테르로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 중합체일 수 있고, 바람직하게는 메틸메타크릴레이트 중합체일 수 있으며, 이 경우 유동성이 적절하고 내후성 및 내열성이 우수한 효과가 있다.
상기 (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체는 베이스 수지 100 중량% 중에, 일례로 33 내지 57 중량%, 32 내지 55 중량%, 또는 35 내지 57 중량%일 수 있고, 바람직하게는 35 내지 55 중량%이며, 이 범위 내에서 충격강도 및 내후성이 우수할 뿐만 아니라 높은 수준의 흑색도를 구현하여 특히 자동차 외장재와 같은 자동차 부품에 고품질로 적용할 수 있는 이점이 있다.
상기 (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체의 함량이 상기 범위 미만일 경우 내후성 및 흑색도가 저하되고, 상기 범위 초과일 경우 충격강도 및 성형성이 하락하는 문제가 발생한다.
상기 (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체는 일례로 굴절률이 1.520 이하, 바람직하게는 1.510 내지 1.520, 보다 바람직하게는 1.510 내지 1.517일 수 있고, 이 범위 내에서 흑색도가 우수한 효과가 있다.
본 기재에서 굴절률은 ASTM D542에 의거하여 Abbe 굴절계를 이용하여 25 ℃에서 측정한다.
상기 (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체는 일례로 유리전이온도가 90 ℃ 이상일 수 있고, 바람직하게는 95 내지 120 ℃일 수 있으며, 이 범위 내에서 내열성이 우수하여 특히 자동차 외장재와 같이 높은 내열성이 요구되는 분야에 고품질로 적용될 수 있는 이점이 있다.
본 기재에서 유리전이온도(Tg)는 시차주사열량계(Differential Scanning Calorimetry; DSC)를 이용하여 측정할 수 있고, 구체적인 예로 TA Instrument사의 시차주사열량계를 이용하여 측정할 수 있다.
상기 (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체는 일례로 용융지수가 2 내지 10 g/mol, 2 내지 6 g/mol일 수 있고, 바람직하게는 2.3 내지 5 g/mol일 수 있으며, 이 범위 내에서 유동성이 뛰어나 다양한 형상으로의 사출 성형이 용이한 이점을 제공할 수 있다.
본 기재에서 용융지수는 표준측정 ASTM D1238에 의거하여 230 ℃, 3.8 kgf 조건에서 측정할 수 있다.
상기 (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체는 비캇 연화점이 90 내지 120 ℃, 바람직하게는 90 내지 110 ℃일 수 있으며, 이 범위 내에서 내열성이 우수하여 특히 자동차 외장재와 같이 높은 내열성이 요구되는 분야에 고품질로 적용될 수 있는 이점이 있다.
본 기재에서 달리 특정하지 않는 한, 비캇 연화점은 ISO 306/B50에 의거하여 5 kg 하중, 50 ℃/h의 승온속도 조건으로 측정한다.
상기 (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체는 일례로 중량평균분자량이 60,000 내지 150,000 g/mol일 수 있고, 바람직하게는 70,000 내지 130,000 g/mol일 수 있으며, 보다 바람직하게는 70,000 내지 110,000 g/mol이고, 이 범위 내에서 내열성, 내후성 및 흑색도가 모두 향상되는 이점이 있다.
상기 (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체는 일례로 다분산 지수(polydispersity index; PDI)가 1.5 내지 2.3, 또는 1.7 내지 2.2일 수 있고, 바람직하게는 1.9 내지 2.15일 수 있으며, 이 범위 내에서 분자량 증가로 유동성이 저하되는 문제를 해결하고, 내열성, 내후성과 같은 물성과 가공성 개선을 동시에 제공하는 효과가 있다.
본 기재에서 다분산 지수는 중량평균분자량을 수평균분자량으로 나눈 값으로 계산되며, 이 값이 작을수록 분자량 분포가 균일한 것을 나타낸다.
본 기재의 수평균분자량은 본 기재의 중량평분자량과 동일한 조건으로 측정한다.
상기 (A) 폴리카보네이트의 중량을 a라 하고, (B) 실리콘계 충격보강제의 중량을 b라 하고, (C) 그라프트 공중합체의 중량을 c라 하고, (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체의 중량을 d라 할 때, b+c ≤ d < a를 만족할 수 있다. 이 범위 내에서 도장이나 도금 공정과 같은 추가 가공 공정을 생략하여 경제성을 높이면서도 충격강도 및 내후성이 우수하고 높은 수준의 흑색도를 구현하여 특히 자동차 외장재와 같은 자동차 부품에 고품질로 적용할 수 있는 이점이 있다.
상기 (A) 폴리카보네이트의 중량을 a라 하고, (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체의 중량을 e라 할 때, 일례로 77.1 ≤ a+e ≤ 81.4, 구체적인 예로 77.5 ≤ a+e ≤ 81.4일 수 있고, 바람직하게는 78 ≤ a+e ≤ 81일 수 있으며, 이 범위 내에서 도장이나 도금 공정과 같은 추가 가공 공정을 생략하여 경제성을 높이면서도 충격강도 및 내후성이 우수하고 높은 수준의 흑색도를 구현하여 특히 자동차 외장재와 같은 자동차 부품에 고품질로 적용할 수 있는 이점이 있다.
상기 (F) UV 흡수제는 우수한 자외선 안정화제 효과와 더불어 상술한 (A) 폴리카보네이트, (C) 그라프트 공중합체, (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체 , 및 (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체와 우수한 상용성을 나타내어 수지 조성물의 내후성을 더욱 개선시킬 수 있다.
상기 (F) UV 흡수제는 일례로 380nm 내지 270nm 파장 범위에서 최대 흡수 파장(λmax)을 나타내는 2-(2'-히드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(3',5'-디-tert-부틸-2'-히드록시페닐) 벤조트리아졸, 2-(5'-tert-부틸-2'-히드록시페닐) 벤조트리아졸, 2-(2-히드록시-5-(1,1,3,3,테트라메틸부틸)페닐) 벤조트리아졸, 2-(3',5'-디-tert-부틸-2'-히드록시페닐)-5-벤조트리아졸, 2-(3'-tert-부틸-2'-히드록시페닐-5'-메틸페닐)-5- 벤조트리아졸, 2-(3'-sec-부틸-5'-tert-부틸-2'-히드록시페닐) 벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-4'-옥틸옥시페닐페닐)-5-벤조트리아졸 또는 2-(3',5'-디-tert-부틸-2'-히드록시페닐) 벤조트리아졸 등과 같은 벤조트리아졸계 화합물; 또는 2,4-비스-(n-옥틸티오)-6-(4-히드록시-3,5-di-t-부틸아닐리노)-1,3,5-트리아진과 같은 트리아진(Triazine)계 화합물을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.
본 기재에 따르면, 전술한 UV 흡수제 중에서도 UV 흡수 파장대가 서로 다른 2종을 혼합하여 사용하는 것이 바람직할 수 있으며, 구체적으로는 350nm 및 310nm의 파장 영역에서 최대 흡수 파장(λmax)을 나타내는 벤조트리아졸계 화합물과, 340nm 및 270nm의 파장 영역에서 최대 흡수 파장(λmax)을 나타내는 트리아진계 화합물을 혼합 사용함으로써 내후성을 더욱 개선시킬 수 있다.
보다 구체적으로는 상기 벤조트리아졸계 화합물과 트리아진계 화합물을 일례로 1:0.1 내지 1:1의 중량비, 바람직하게는 1: 0.4 내지 1:1의 중량비, 보다 바람직하게는 1: 0.6 내지 1:0.9의 중량비로 혼합 사용할 수 있으며, 상기한 혼합비로 혼합시 수지 조성물의 물성 저하 없이 내후성을 더욱 개선시킬 수 있다.
상기 (F) UV 흡수제는 일례로 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 1.3 중량부, 또는 0.3 내지 1.1 중량부로 사용할 수 있고, 바람직하게는 0.5 내지 0.9 중량부로 사용할 수 있다. 이 경우 기계적 물성이 저하되지 않으면서 내후성이 우수한 이점이 있다.
본 기재의 열가소성 수지 조성물은 일례로 산화방지제, 블랙 마스터배치, 활제, 난연제, 이형제, 열 안정제, 가소제, 대전방지제, 무기충전제 및 전도성 필러로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 포함할 수 있고, 이 경우 기계적 물성이 저하되지 않으면서 충격강도 및 내후성이 동시에 우수한 이점이 있다.
상기 첨가제는 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 일례로 0.1 내지 10 중량부, 또는 0.5 내지 8 중량부일 수 있고, 바람직하게는 1 내지 7 중량부이다.
상기 산화방지제는 일례로 열가소성 수지 조성물에 배합되는 공지의 산화방지제를 사용할 수 있다. 산화 방지제로는, 인계 산화방지제, 페놀계 산화방지제 등을 들 수 있다.
상기 힌더드 페놀계 산화방지제는, 펜타에리트리틸-테트라키스［3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트］, 티오디에틸렌-비스［3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트］ 등을 들 수 있다.
상기 인계 산화방지제는 비스(2,6-디-tert-부틸 -4-메틸페닐)펜타에리쓰리톨-디포스파이(Bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritol-di-phosphite), 또는 비스(2,4-디쿠밀페닐)펜타에리쓰리톨 디포스파이트(Bis(2,4-dicumylphenyl)pentaerythritol di-phosphite) 등을 들 수 있다.
본 기재에 따르면, 전술한 산화방지제 중에서 서로 다른 2종을 혼합하여 사용하는 것이 바람직할 수 있으며, 구체적으로는 힌더드 페놀계 산화방지제와 인계 산화방지제를 혼합 사용함으로써 내열성을 더욱 개선시킬 수 있다.
보다 구체적으로는 상기 힌더드 페놀계 산화방지제와 인계 산화방지제를 일례로 1:0.1 내지 1:1의 중량비, 바람직하게는 1: 0.4 내지 1:1의 중량비, 보다 바람직하게는 1: 0.6 내지 1:1의 중량비로 혼합 사용할 수 있으며, 상기한 혼합비로 혼합시 수지 조성물의 물성 저하 없이 내열성을 더욱 개선시킬 수 있다.
상기 산화방지제는 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 1 중량부일 수 있고, 바람직하게는 0.3 내지 0.7 중량부이며, 이 범위 내에서 내열성이 우수한 효과가 있다.
상기 블랙 마스터배치는 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 일례로 0.1 내지 10 중량부, 또는 0.5 내지 8 중량부일 수 있고, 바람직하게는 1 내지 7 중량부이다. 상기 범위 내에서 가공성이 우수하다.
상기 블랙 마스터배치는 일례로 카본블랙 마스터배치일 수 있고, 이 경우 조성물의 층 분리가 일어나지 않고 분산성이 좋아지는 효과가 있다.
상기 카본블랙 마스터배치는 통상적으로 폴리카보네이트 수지에 적용 가능한 카본블랙 마스터배치인 경우 특별히 제한되지 않는다.
상기 활제는 일례로 에틸렌 비스 스테아마이드, 산화 폴리에틸렌 왁스 및 마그네슘스테아레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 에틸렌 비스 스테아마이드일 수 있으며, 이 경우 본 기재의 조성물의 젖음성을 향상시킴과 동시에 내열성, 내후성 등이 우수한 효과가 있다.
상기 활제는 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 일례로 0.1 내지 3 중량부일 수 있고, 바람직하게는 0.5 내지 1.2 중량부일 수 있으며, 이 범위 내에서 본 기재의 조성물의 젖음성을 향상시킴과 동시에 기계적 물성이 우수한 효과가 있다.
상기 열 안정제는 일례로 트리스(노닐페닐) 포스파이트(tris (nonylphenyl) phosphite), 트리스(2,4-디-t-부틸페닐) 포스파이트(tris (2,4-dit-butyl phenyl) phosphite; TBPP), 2,4,6-트리-tert-부틸페닐-2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 포스파이트(2,4,6-tri-tert-butylphenyl-2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol phosphite), 디이소데실 펜타에리쓰리톨 디포스파이트(diisodecyl pentaerythritol diphosphite), 디스테아릴 펜타에리쓰 리톨 디포스파이트(distearyl pentaerythritol diphosphite), 비스 (2,4-디-t-부틸페닐) 펜타에리쓰리톨 디포스파이트(bis (2,4-di-t-butylphenyl) pentaerythritol diphosphite; PEP24), 비스(2,4-디-큐밀페닐) 펜타에리쓰리톨 디포스파이트(bis (2,4-dicumylphenyl)pentaerythritol diphosphite), 및 테트라키스(2,4-디-t-부틸페닐)[1,1-바이페닐]-4,4’-디일 비스포스포나이트(tetrakis(2,4-di-tertbutylphenyl)[1,1-biphenyl]-4,4’-diyl bisphosphonate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 열 안정제는 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 일례로 0.1 내지 1 중량부일 수 있고, 바람직하게는 0.3 내지 0.7 중량부이며, 이 범위 내에서 내열성이 우수한 효과가 있다.
본 기재에서 난연제는 충격강도 및 내후성, 그리고 고흑색도에 영향을 미치지 않는 한도 내에서 관련 기술 분야에서 사용하는 종류를 사용할 수 있다.
상기 난연제로는 인산 에스테르, 함할로겐 인산 에스테르, 축합 인산 에스테르, 폴리인산염, 적린 등과 같은 인계 난연제; 또는 브롬화 폴리스티렌, 브롬화 폴리페닐렌 에테르, 브롬화 비스페놀형 에폭시계 중합체, 브롬화 스티렌 무수 말레산 중합체, 브롬화 에폭시수지, 브롬화 페녹시 수지, 데카브로모디페닐 에테르, 데카브로모 비페닐, 브롬화 폴리카보네이트, 파크로로시크로펜타데칸, 브롬화 가교 방향족 중합체 등과 같은 할로겐계 난연제 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.
상기 난연제는 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 일례로 0.1 내지 10 중량부일 수 있고, 바람직하게는 3 내지 7 중량부이며, 이 범위 내에서 난연성이 우수한 효과가 있다.
본 기재에서 사용가능한 무기 충전제로는 황산아연, 황산 수소칼륨, 황산알루미늄, 황산 안티몬, 황산 에스테르, 황산칼륨, 황산 코발트, 황산 수소 나트륨, 황산철, 황산구리, 황산나트륨, 황산니켈, 황산바륨, 황산마그네슘, 황산암모늄 등의 황산 금속 화합물; 산화 티탄 등의 티타늄 화합물; 탄산칼륨 등의 탄산염 화합물; 수산화 알루미늄, 수산화마그네슘 등의 수산화 금속 화합물; 또는 합성 실리카, 천연 실리카 등의 실리카계 화합물 등이 사용될 수 있으며, 이외에도 알루민산 칼슘, 2 수화 석고, 붕산아연, 붕산 바륨, 초산나트륨, 몰리브덴 화합물, 지르코늄 화합 물, 안티몬 화합물 및 그 변성물, 이산화규소 또는 산화알루미늄의 복합체 미립자 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.
상기 무기 충전제는 충격강도 및 내후성, 그리고 고흑색도에 영향을 미치지 않는 한, 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 일례로 0.1 내지 10 중량부일 수 있고, 바람직하게는 1 내지 7 중량부로 사용할 수 있다.
본 기재에서 이형제는 충격강도 및 내후성, 그리고 고흑색도에 영향을 미치지 않는 한도 내에서 관련 기술 분야에서 사용하는 종류를 사용할 수 있다.
본 기재에서 가소제는 충격강도 및 내후성, 그리고 고흑색도에 영향을 미치지 않는 한도 내에서 관련 기술 분야에서 사용하는 종류를 사용할 수 있다.
본 기재에서 대전방지제는 충격강도 및 내후성, 그리고 고흑색도에 영향을 미치지 않는 한도 내에서 관련 기술 분야에서 사용하는 종류를 사용할 수 있다.
본 기재에서 전도성 필러는 충격강도 및 내후성, 그리고 고흑색도에 영향을 미치지 않는 한도 내에서 관련 기술 분야에서 사용하는 종류를 사용할 수 있다.
본 기재의 열가소성 수지 조성물은 일례로 ISO 1133에 의거하여 측정한 유동지수(260 ℃, 5 kg)가 18 g/10min 이상, 18 내지 34 g/10min, 또는 18 내지 19 g/10min일 수 있고, 이 범위 내에서 가공성이 우수한 효과가 있다.
본 기재의 열가소성 수지 조성물은 일례로 ISO 180/1A에 의거하여 측정한 아이조드 충격강도(4 mm, 23 ℃)가 10 kJ/m2 이상, 12 내지 20 kJ/m2, 또는 12 내지 16 kJ/m2일 수 있고, 이 범위 내에서 내충격성이 우수한 효과가 있다.
본 기재의 열가소성 수지 조성물은 일례로 4mm 시편에 대해 SPAN 64, 2mm/min의 속도로 ISO 178에 의거하여 측정한 굴곡 강도가 각각 90 MPa 이상, 94 내지 105 Mpa, 또는 94 내지 96 Mpa일 수 있고, 이 범위 내에서 기계적 물성이 우수한 효과가 있다.
본 기재의 열가소성 수지 조성물은 일례로 4mm 시편에 대해 SPAN 64, 2mm/min의 속도로 ISO 178에 의거하여 측정한 굴곡 탄성률이 각각 2200 MPa 이상, 2500 내지 2800 Mpa, 또는 2500 내지 2600 Mpa일 수 있고, 이 범위 내에서 기계적 물성이 우수한 효과가 있다.
본 기재의 열가소성 수지 조성물은 일례로 열변형온도가 93 ℃ 이상, 93 내지 99 ℃일 수 있고, 바람직하게는 93 내지 95 ℃일 수 있으며, 이 범위 내에서 물성 밸런스가 우수하면서 내열성이 향상되는 효과가 있다.
본 기재의 열가소성 수지 조성물은 일례로 Color meter을 사용하여 SCI 기준으로 측정한 흑색도(L)가 6 이하일 수 있고, 1 내지 6, 또는 5 내지 6일 수 있으며, 이 범위 내에서 고흑색도를 구현하여 고급스러운 느낌의 제품을 제공하는 이점이 있다.
본 기재의 열가소성 수지 조성물은 일례로 Weather-O meter를 사용하여 SCI 기준으로 SAE J2527 조건 하에 2376 kJ의 조사전후 측정한 색차(△E*)가 2 이하, 1.7 이하, 1.1 내지 1.7, 또는 1.1 내지 1.6일 수 있고, 이 경우 내후성이 우수한 효과가 있다.
구체적으로, 촉진내후성 시험 장치(weather-o-meter, ATLAS사 Ci4000, 크세논 아크 램프, Quartz(inner)/S.Boro(outer) 필터, irradiance 0.55W/m2 at 340nm) 적용 SAE J2527조건으로 1,800시간 측정 후 하기 수학식 1로 계산되는 △E로 평가하였다. 하기 ΔE는 촉진내후성 실험 전후 측정된 Hunter Lab(L, a, b) 값의 산술평균 값이며, △E 값이 0에 가까울수록 내후성이 우수함을 나타낸다.
[수학식 1]
ΔE= √{(L-L')2 + (a-a')2 + (b-b')2} (√ : 근호 기호)
이하에서는 본 발명의 열가소성 수지 조성물의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.
본 기재의 열가소성 수지 조성물의 제조방법을 설명함에 있어서 상술한 열가소성 수지 조성물의 내용을 모두 포함한다.
본 기재의 열가소성 수지 조성물의 제조방법은 일례로 (A) 폴리카보네이트 23 내지 46 중량%; (B) 실리콘계 충격보강제 1 내지 5 중량%; (C) 평균 입경이 250 내지 600 nm인 아크릴레이트 고무를 포함하는 그라프트 공중합체 1 내지 5 중량%; (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체 10 내지 15 중량%; 및 (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체 33 내지 57 중량%;를 포함하는 베이스 수지 100 중량부에 대해, (F) UV 흡수제 0.1 내지 1.3 중량부를 혼련 및 압출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 이 경우 충격강도 및 내후성이 우수하고, 가공비를 상승시키지 않아 경제적인 이점을 제공하면서 고흑색도를 구현하는 이점이 있다.
상기 열가소성 수지 조성물의 제조방법은 전술한 첨가제를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 UV 흡수제와 함께 블랙 마스터배치를 투입할 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물의 제조방법에서 혼련 및 압출은 일축 압출기, 이축 압출기, 또는 벤버리 믹서를 통해 수행될 수 있고, 바람직하게는 이축 압출기를 통해 수행되는 것이며, 이 경우 조성물이 균일하게 분산되어 상용성이 우수한 효과가 있다.
상기 압출 혼련기를 사용하여 펠렛을 제조하는 단계는 일례로 일례로 배럴 온도가 200 내지 270 ℃, 230 내지 270 ℃ 또는 260 내지 270 ℃인 범위 내에서 수행될 수 있고, 이 경우 단위 시간당 처리량이 많으면서도 충분한 용융 혼련이 가능할 수 있으며, 수지 성분의 열분해 등의 문제점을 야기하지 않는 효과가 있다.
상기 압출 혼련기를 사용하여 펠렛을 제조하는 단계는 일례로 스크류 회전수가 200 내지 300 rpm, 바람직하게는 250 내지 300 rpm인 조건 하에 수행될 수 있고, 이 경우 단위 시간당 처리량이 적절하여 공정 효율이 우수하면서도 과도한 절단을 억제하는 효과가 있다.
상기 열가소성 수지 조성물 펠렛은 그대로 사용하거나 혹은 열풍 하에 제습 건조시킨 다음 사용할 수 있다.
상기제습 건조는 일례로 80 내지 100 ℃ 온도 범위의 열풍 건조기에서 4 시간 이상 수행할 수 있다.
상기 펠렛은 일례로 사출기를 이용하여 사출 배럴 온도 210 내지 280 ℃ 하에서, 바람직하게는 230 내지 280 ℃ 하에서, 보다 바람직하게는 260 내지 280 ℃ 하에서 사출 성형품으로 제조될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 열가소성 수지 조성물을 포함하는 성형품에 대해 설명하기로 한다. 본 발명의 성형품을 설명함에 있어서 상술한 열가소성 수지 조성물의 내용을 모두 포함한다.
본 기재의 성형품은 일례로 본 기재의 열가소성 수지 조성물을 포함하는 성형품일 수 있고, 상기 성형품은 충격강도 및 내후성이 우수하여 외부 환경에 의한 변화가 적을 뿐만 아니라 높은 수준의 흑색도를 인해 고급스러운 느낌을 제공하는 효과가 있다.
상기 성형품은 일례로 자동차 내외장재 또는 전기전자제품 하우징일 수 있고, 이 경우 본 기재의 열가소성 수지 조성물에 의해 시장에서 요구하는 내열성, 내후성, 고흑색도 및 경제성을 모두 만족하여 고품질의 무도장 성형품으로 제공 가능한 이점이 있다.
상기 자동차 내외장재는 일례로 사이드 미러 하우징, 라디에이터 그릴, 필러, 헤드램프 베젤, 스포일러, 리어 가니쉬 등일 수 있고, 이는 종래 대비 원가 경쟁력을 상승시켜 경제적인 이점을 제공하면서 내열성, 내후성 및 고흑색도를 모두 만족하여 소비자의 요구를 만족시키는 이점이 있다.
상기 전기전자제품 하우징은 일례로 디스플레이 하우징, 오디오 하우징, 휴대전자제품 하우징 등일 수 있고, 이는 종래 대비 원가 경쟁력을 상승시켜 경제적인 이점을 제공하면서 내열성, 내후성 및 고흑색도를 모두 만족하여 소비자의 요구를 만족시키는 이점이 있다.
상기 성형품은 상술한 폴리카보네이트계 수지 조성물을 각종 압출 성형함으로써, 예를 들면 각종 이형 압출 성형품, 압출 성형에 의한 시트, 필름 등의 형상으로 성형함으로써 제조될 수 있다. 상기 각종 압출 성형으로는 콜드 러너 방식, 핫러너 방식 성형법은 물론 또한 사출 압축 성형, 사출 프레스 성형, 가스 어시스트 사출성형, 발포 성형(초임계 유체의 주입에 의한 경우 포함), 인서트 성형, 인몰드 코팅 성형, 단열 금형 성형, 급속 가열 냉각 금형 성형, 이색 성형, 샌드위치 성형 또는 초고속 사출성형 등의 사출 성형법을 들 수 있다.
또한 시트, 필름의 성형에는 인플레이션법이나 캘린더법, 캐스팅법 등도 이용할 수 있다.
또한 특정 연신 조작을 걸침으로써, 열수축 튜브로서 성형하는 것도 가능하다. 또한 본 발명의 수지 조성물을 회전 성형이나 블로우성형 등으로 성형함으로써, 중공 성형품으로 제조하는 것도 가능하다.
본 기재의 열가소성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 성형품을 설명함에 있어서, 명시적으로 기재하지 않은 다른 조건이나 장비 등은 당업계에서 통상적으로 실시되는 범위 내에서 적절히 선택할 수 있고, 특별히 제한되지 않음을 명시한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 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 및 비교예에서 사용된 물질은 다음과 같다.
(A) 폴리카보네이트: (300 ℃, 1.2 kg 하중 하에 용융흐름지수 10 g/10 min, 중량평균분자량 15,000~60,000 g/mol, 굴절률 1.58)
(B) 실리콘계 충격보강제: 실리콘-비닐계가 코어-쉘 구조를 이루고 있는 실리콘-아크릴계 충격보강제로서 MRC사의 제품명 Metablen S-2001
(C-1) 그라프트 공중합체(ASA): 0.3~0.4 ㎛의 부틸아크릴레이트 러버를 포함하는 금호석유사의 XC500A
(C-2) 그라프트 공중합체(ASA): 0.1~0.2 ㎛의 부틸아크릴레이트 러버를 포함하는 금호석유사의 XC510A
(D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체 (MSAN): 엘지화학사의 XT510
(E) PMMA 수지: 사출성형용 내열 등급의 선형 폴리메틸메타크릴레이트 (230 ℃, 3.8 kg 하중 하에 용융흐름지수 2.3 내지 5.0 g/10 min, 비캇 연화점 109 ℃)
(F-1) UV 흡수제: 벤조트리아졸계 흡수제, BASF 사의 Tinuvin 326
(F-2) UV 흡수제: 트리아진계 흡수제, BASF 사의 TInuvin 1577
(G-1) 산화방지제: BASF사의 Irganox 1076
(G-2) 산화방지제: BASF사의 Irgafos 168
(H) 블랙 마스터배치: Woosung 사 제품
실시예 1 내지 4
하기 표 1에 나타낸 성분 및 함량에 따라 상기 (A) 폴리카보네이트, (B) 실리콘계 충격보강제, (C-1) 그라프트 공중합체, (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체, 및 (메트)아크릴레이트 호모중합체, (F-1) UV 흡수제, (F-2) UV 흡수제, (G-1) 산화방지제, (G-2) 산화방지제 및 (H) 블랙 마스터배치를 혼합한 다음 L/D=42, Φ=40 mm인 이축 압출기를 사용하여 260 내지 270 ℃ 온도 구간에서 용융 및 혼련하여 펠렛 상태의 수지를 제조하였다.
이때 (A) 폴리카보네이트, (B) 실리콘계 충격보강제, (C-1) 그라프트 공중합체, (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체 , 및 (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체는, 이들을 포함하는 베이스 수지가 100 중량부가 되도록 투입하였다.
또한, (F-1) UV 흡수제, (F-2) UV 흡수제, (G-1) 산화방지제, (G-2) 산화방지제 및 (H) 블랙 마스터배치는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 중량부 단위로 투입하였다.
제조된 펠렛 상태의 수지를 80 내지 100 ℃의 열풍 건조기에서 4시간 이상 제습 건조한 다음 사출온도 260 내지 280 ℃, 금형 온도 60 ℃에서 사출하여 상온에서 48 시간 이상 보관하였다.
비교예 1 내지 8
하기 표 2에 나타낸 성분 및 함량에 따라 상기 (A) 폴리카보네이트, (B) 실리콘계 충격보강제, (C-1) 그라프트 공중합체, (C-2) 그라프트 공중합체, (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체 , 및 (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체, (F-1) UV 흡수제, (F-2) UV 흡수제, (G-1) 산화방지제, (G-2) 산화방지제 및 (H) 블랙 마스터배치를 혼합한 다음 L/D=42, Φ=40 mm인 이축 압출기를 사용하여 260 내지 270 ℃ 온도 구간에서 용융 및 혼련하여 펠렛 상태의 수지를 제조하였다.
이때 (A) 폴리카보네이트, (B) 실리콘계 충격보강제, (C-1) 그라프트 공중합체, (C-2) 그라프트 공중합체, (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체, 및 (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체는, 이들을 포함하는 베이스 수지가 100 중량부가 되도록 투입하였다.
또한, (F-1) UV 흡수제, (F-2) UV 흡수제, (G-1) 산화방지제, (G-2) 산화방지제 및 (H) 블랙 마스터배치는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 중량부 단위로 투입하였다.
제조된 펠렛 상태의 수지를 80 내지 100 ℃의 열풍 건조기에서 4시간 이상 제습 건조한 다음 사출온도 260 내지 280 ℃, 금형 온도 60 ℃에서 사출하여 상온에서 48 시간 이상 보관하였다.
참고예 1 내지 3
하기 표 3에 나타낸 성분 및 함량에 따라 상기 (A) 폴리카보네이트, (B) 실리콘계 충격보강제, (C-1) 그라프트 공중합체, (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체, 및 (메트)아크릴레이트 호모중합체, (F-1) UV 흡수제, (F-2) UV 흡수제, (G-1) 산화방지제, (G-2) 산화방지제 및 (H) 블랙 마스터배치를 혼합한 다음 L/D=42, Φ=40 mm인 이축 압출기를 사용하여 260 내지 270 ℃ 온도 구간에서 용융 및 혼련하여 펠렛 상태의 수지를 제조하였다.
이때 (A) 폴리카보네이트, (B) 실리콘계 충격보강제, (C-1) 그라프트 공중합체, (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체 , 및 (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체는, 이들을 포함하는 베이스 수지가 100 중량부가 되도록 투입하였다.
또한, (F-1) UV 흡수제, (F-2) UV 흡수제, (G-1) 산화방지제, (G-2) 산화방지제 및 (H) 블랙 마스터배치는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 중량부 단위로 투입하였다.
제조된 펠렛 상태의 수지를 80 내지 100 ℃의 열풍 건조기에서 4시간 이상 제습 건조한 다음 사출온도 260 내지 280 ℃, 금형 온도 60 ℃에서 사출하여 상온에서 48 시간 이상 보관하였다.
[시험예]
상기 실시예 1 내지 4, 비교예 1 내지 8, 및 참고예 1 내지 3에서 각각 제조된 시편의 특성을 하기의 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기의 표 1 내지 3에 각각 나타내었다.
* 유동지수: ISO 1133에 의거하여 260 ℃, 5 kg 하에 시편의 유동지수를 측정하였다.
* 아이조드 충격 강도: 시편 두께 4mm를 이용하여 ISO 180/1A에 따라 노치 사출 시편(23 ℃)의 충격강도를 측정하였다.
* 굴곡 강도 및 탄성률: 시편 두께 4mm를 이용하여 ISO 178에 따라 SPAN 64, 2 mm/min의 속도로 시편의 굴곡 특성을 측정하였다.
* 열변형온도 (Heat deflection temperature; HDT): ISO 75에 의거하여 두께 4mm인 시편을 사용하여 플랫 방향으로 1.82 MPa 하에서 측정하였다.
* 흑색도: 두께 3mm X 가로 10cm X 세로 10 cm인 사각 시편을 사출 후 CIE 표준 광원 D65를 이용한 Color meter(모델명 Color Eye 7000A)을 사용하여 정반사 광 제거 방식(SCE) 기준 흑색도(L*값)을 측정하였다. L값이 낮을수록 블랙감이 우수함을 나타낸다.
* 내후성: 두께 3mm X 가로 10cm X 세로 10 cm인 사각 시편을 사출 후촉진 내후성 기기(모델명 Weather-O meter)을 사용하여 SAE J2527 조건 하에 2376 kJ을 조사하였을 때 SCI 기준 조사 전후의 색차(△E* 값)을 측정하였다.
구체적으로, 촉진내후성 시험 장치(weather-o-meter, ATLAS사 Ci4000, 크세논 아크 램프, Quartz(inner)/S.Boro(outer) 필터, irradiance 0.55W/m2 at 340nm) 적용 SAE J2527조건으로 1,800시간 측정 후 하기 수학식 1로 계산되는 △E로 평가하였다. 하기 ΔE는 촉진내후성 실험 전후 측정된 Hunter Lab(L, a, b) 값의 산술평균 값이며, △E 값이 0에 가까울수록 내후성이 우수함을 나타낸다.
[수학식 1]
ΔE= √{(L-L')2 + (a-a')2 + (b-b')2} (√ : 근호 기호)
구분 실시예 1 실시예2 실시예3 실시예4
조성 (A)PC 45 25 43 31
(B)고무 3 3 3 2
(C-1)그라프트 2 2 4 2
(D)열가소성 15 15 15 15
(E)PMMA 35 55 35 50
(F-1)UV흡수제 0.5 0.5 0.5 0.5
(F-2)UV흡수제 0.3 0.3 0.3 0.3
(G-1)산화방지제 0.3 0.3 0.3 0.3
(G-2)산화방지제 0.2 0.2 0.2 0.2
(H)착색제 2 2 2 2
물성 유동지수 [g/10분] 19 18 19 21
충격강도 [kJ/m2] 15 12 16 11
굴곡강도 [MPa] 94 96 94 96
굴곡 탄성률 [MPa] 2500 2550 2500 2550
열 변형온도 [℃] 95 93 95 92
흑색도(L) 6 5.5 6 5.5
내후성 [△E] 1.6 1.1 1.5 1.5
구분 비교예 1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6 비교예7 비교예8
조성 (A)PC 55 20 47 40 45 45 45 60
(B)고무 3 3 3 3 3 3 3 3
(C-1)그라프트 2 2 - 7 - 2 2 2
(C-2)그라프트 - - - - 2 - - -
(D)열가소성 15 15 15 15 15 15 15 -
(E)PMMA 30 60 35 35 35 35 35 35
(F-1)UV흡수제 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 - 1 0.5
(F-2)UV흡수제 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 - 1 0.3
(G-1)산화방지제 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
(G-2)산화방지제 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
(H)착색제 2 2 2 2 2 2 2 2
물성 유동지수 [g/10분] 17 34 21 17 20 18 20 12
충격강도 [kJ/m2] 14 4 9 16 12 12.5 9.5 18
굴곡강도 [MPa] 93 100 96 90 96 95 101 95
굴곡 탄성률 [MPa] 2500 2600 2500 2300 2550 2500 2500 2500
열 변형온도 [℃] 93 87 94 92 93 92 901 98
흑색도(L) 8 15 5 11 9 5.5 6.5 12
내후성 [△E] 2.9 1.8 3.5 1.5 2,2 9.1 4.5 1.6
구분 참고예 1 참고예 2 참고예 3
조성 (A)PC 53 80 41
(B)고무 - 3 7
(C-1)그라프트 2 2 2
(D)열가소성 15 15 15
(E)PMMA 35 - 35
(F-1)UV흡수제 0.5 0.5 0.5
(F-2)UV흡수제 0.3 0.3 0.3
(G-1)산화방지제 0.3 0.3 0.3
(G-2)산화방지제 0.2 0.2 0.2
(H)착색제 2 2 2
물성 유동지수 [g/10분] 20 10 13
충격강도 [kJ/m2] 8.5 61 19
굴곡강도 [MPa] 96 87 90
굴곡 탄성률 [MPa] 2500 2100 2300
열 변형온도 [℃] 95 110 89
흑색도(L) 5.5 17 8
내후성 [△E] 1.8 12.1 3.3
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 4에 의해 제조되는 경우 동등 이상의 기계적 물성을 가지면서 충격강도 및 내후성이 우수하고 고흑색도를 구현하는 것을 확인할 수 있었다.
반면, 상기 표 2에서 보듯이, (E) PMMA 함량이 33 중량% 미만인 비교예 1의 경우 흑색도 및 내후성이 저하되고, (E) PMMA 함량이 57 중량% 초과하는 비교예 2의 경우 충격강도 및 흑색도가 매우 하락하는 것을 확인하였다.
또한, (C) 그라프트 공중합체를 미투입한 비교예 3의 경우 흑색도는 일정 수준으로 유지되나 내후성이 실시예 대비 저하되는 것으로 확인되었다.
또한, (C) 그라프트 공중합체를 과량 투입한 비교예 4의 경우 ASA의 착색 특성으로 인해 흑색도 수준이 매우 저하되는 것으로 확인되었다.
또한, (C) 그라프트 공중합체의 아크릴레이트 고무의 평균 입경이 부적절한 비교예 5의 경우 충격강도 및 흑색도에 영향을 미치는 것으로 확인되었다.
또한, (F) UV 흡수제의 처방 유무 또한 내후성에 중요한 변수인 것으로 확인되어 적정 함량의 처방이 필요한 것을 알 수 있다.
또한, (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체 를 미투입한 비교예 8의 경우 흑색도 및 유동에 영향을 미치는 것으로 확인되었다.
나아가, (B) 실리콘계 충격보강제를 미투입한 참고예 1의 경우 충격강도가 저하되는 것으로 확인되었으며, 과량 투입한 참고예 3의 경우 열변형 온도와 흑색도, 내후성이 불량하여 내열성과 착색성, 내후성이 저하되는 것으로 확인되었다.
또한, (E) PMMA 수지를 미투입한 참고예 2의 경우 유동지수, 굴곡 특성, 흑색도, 내후성이 전반적으로 저하되는 것으로 확인되었다.
결론적으로, 폴리카보네이트와 특정 평균 입경을 갖는 아크릴계 고무를 포함하는 그라프트 공중합체, 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체 , 굴절률이 상대적으로 낮은 (메트)아크릴레이트 호모중합체와 실리콘계 충격보강제에 UV 흡수제를 적정량 포함하는 경우 도장이나 도금 공정과 같은 추가 가공 공정을 생략하여 경제성을 높이면서도 기계적 물성, 내후성 및 흑색도를 구현하여 소비자의 무도장 니즈를 만족시킬 수 있는 성형품에 적합한 열가소성 수지 조성물을 제공함을 확인할 수 있었다.

Claims (17)

  1. (A) 폴리카보네이트 23 내지 46 중량%;
    (B) 실리콘계 충격보강제 1 내지 5 중량%;
    (C) 평균 입경이 250 내지 600 nm인 알킬(메트)아크릴레이트 고무, 방향족 비닐계 단량체 및 비닐시안계 단량체를 포함하여 이루어진 그라프트 공중합체 1 내지 5 중량%;
    (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체 10 내지 20 중량%; 및
    (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체 33 내지 57 중량%;를 포함하는 베이스 수지 100 중량부에 대해, (F) UV 흡수제 0.1 내지 1.3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (A) 폴리카보네이트의 중량을 a라 하고, (B) 실리콘계 충격보강제의 중량을 b라 하고, (C) 그라프트 공중합체의 중량을 c라 하고, (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체의 중량을 d라 할 때, b+c ≤ d < a를 만족하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (A) 폴리카보네이트의 중량을 a라 하고, (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체의 중량을 e라 할 때, 77.1 ≤ a+e ≤ 81.4를 만족하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (A) 폴리카보네이트는 유동흐름지수(300 ℃, 1.2 kgf)가 1 내지 25 g/10 min인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (B) 실리콘계 충격보강제는 실리콘-아크릴계 고무를 비닐계 단량체가 감싸는 쉘을 형성하는 코어-쉘 구조를 갖는 화합물인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (C) 그라프트 공중합체는 알킬(메트)아크릴레이트 고무 20 내지 80 중량%, 방향족 비닐계 단량체 10 내지 70 중량% 및 비닐시안계 단량체 5 내지 50 중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체는 용융지수(230 ℃,3.8 kg)가 2.3 내지 5.0 g/10min인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 (F) UV 흡수제는 벤조트리아졸계와 트리아진계를 1:0.1 내지 1:1의 중량부(벤조트리아졸계:트리아진계)로 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 산화방지제, 블랙 마스터배치, 활제, 난연제, 이형제, 열 안정제, 가소제, 대전방지제, 무기충전제 및 전도성 필러로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 ISO 1133에 의거하여 측정한 유동지수(260 ℃, 5 kg)가 18 g/10min 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 열변형온도(HDT)가 93 ℃ 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 Weather-O meter를 사용하여 SCI 기준으로 SAE J2527 조건 하에 2376 kJ의 조사전후 측정한 색차(△E*)가 2 이하인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 Color meter을 사용하여 SCI 기준으로 측정한 흑색도(L)가 6 이하인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  14. (A) 폴리카보네이트 23 내지 46 중량%;
    (B) 실리콘계 충격보강제 1 내지 5 중량%;
    (C) 평균 입경이 250 내지 600 nm인 아크릴레이트 고무를 포함하는 그라프트 공중합체 1 내지 5 중량%;
    (D) 알킬(메트)아크릴레이트-방향족 비닐계 단량체-비닐시안계 단량체 비그라프트 공중합체 10 내지 20 중량%; 및
    (E) 알킬(메트)아크릴레이트 호모중합체 33 내지 57 중량%;를 포함하는 베이스 수지 100 중량부에 대해, (F) UV 흡수제 0.1 내지 1.3 중량부를 혼련 및 압출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 (F) UV 흡수제와 함께 블랙 마스터배치를 투입하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물의 제조방법.
  16. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 열가소성 수지 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 성형품은 자동차 내외장재 또는 전기전자제품 하우징인 것을 특징으로 하는 성형품.
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