KR20230101487A - 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품 - Google Patents

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Abstract

(A) 폴리카보네이트 수지 50 내지 90 중량%; 및 (B) 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지 10 내지 50 중량%를 포함하는 기초 수지 100 중량부에 대해 (C) 알루미늄계 안료 0.1 내지 2 중량부, 운모계 안료 0.01 내지 0.1 중량부, 또는 이 둘의 조합; 및 (D) 제일인산나트륨 2수화물 0.05 내지 0.5 중량부를 포함하는, 열가소성 수지 조성물, 및 이를 이용한 성형품에 관한 것이다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION AND MOLDED ARTICLE USING THE SAME}
열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품에 관한 것이다.
열가소성 수지는 유리나 금속에 비해 비중이 낮으며 우수한 성형성 및 내충격성 등의 장점을 갖고 있다. 최근 전기 전자 제품의 저원가, 대형화, 경량화 추세에 따라 열가소성 수지를 이용한 플라스틱 제품이 기존의 유리나 금속의 영역을 빠르게 대체하였으며, 전기 전자 제품에서 자동차 부품까지 그 사용 영역을 넓히고 있다.
열가소성 수지 중, 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 수지는 우수한 내충격성, 내열성, 강성 등으로 전기 전자 제품 및 자동차 부품 용도에 다양하게 적용되고 있다.
그 중에서도, 자동차 내/외장재의 경우 폴리카보네이트 수지의 우수한 내충격성, 내열성, 강성 등의 물성을 유지하면서 저온 내충격성 및 내화학성 등의 물성을 보완하기 위하여 다양한 폴리카보네이트 얼로이(alloy) 수지가 적용된다.
특히, 자동차 내부의 디자인에 대한 관심이 급증하면서, 금속도장(Metallic painting) 질감을 갖는 내장재의 개발이 요구되고 있고, 내열성, 내충격성, 강성 등이 우수하면서 투명성도 우수한 폴리카보네이트 수지가 저비용으로도 우수한 금속도장 질감을 구현할 것으로 예상되어 금속도장 질감을 갖는 폴리카보네이트 수지 조성물의 개발이 진행 중이다.
하지만, 금속도장 질감을 구현하기 위해 폴리카보네이트 수지 내 포함되는 금속 입자로 인해 폴리카보네이트 수지의 열안정성이 저하되어 변색되거나, 은선(Silver streak)이 발생하는 등의 외관 불량 문제 및 내열성, 내충격성 등의 제반 물성이 저하되는 문제가 있어 이의 개선이 필요한 실정이다.
상기 문제점에 따라, 본 발명은 내열성, 내충격성 등의 제반 물성이 우수하면서 우수한 금속도장 질감 또는 펄도장(Pearl painting) 질감의 구현이 가능하고, 외관이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 성형품을 제공한다.
일 구현예에 따르면, (A) 폴리카보네이트 수지 50 내지 90 중량%; 및 (B) 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지 10 내지 50 중량%를 포함하는 기초 수지 100 중량부에 대해 (C) 알루미늄계 안료 0.1 내지 2 중량부, 운모계 안료 0.01 내지 0.1 중량부, 또는 이 둘의 조합; 및 (D) 제일인산나트륨 2수화물 0.05 내지 0.5 중량부를 포함하는, 열가소성 수지 조성물이 제공된다.
상기 (A) 폴리카보네이트 수지는 ASTM D1238에 따라 300℃, 1.2 kg 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수가 10 내지 70 g/10min 일 수 있다.
상기 (A) 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량이 10,000 내지 200,000 g/mol일 수 있다.
상기 (B) 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지는 카보네이트 블록 50 내지 95 중량% 및 실록산 블록 5 내지 50 중량%를 포함할 수 있다.
상기 알루미늄계 안료는 평균 입경(D50)이 10 내지 100 μm 일 수 있다.
상기 운모계 안료는 평균 입경(D50)이 1 내지 20 μm 일 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 난연제, 핵제, 커플링제, 유리섬유, 가소제, 활제, 미네랄 필러, 항균제, 이형제, 열안정제, 산화방지제, 자외선안정제, 및 정전기방지제 중에서 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
한편, 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물을 이용한 성형품이 제공될 수 있다.
상기 성형품은 1/4 inch 두께에서 ASTM D256 규격에 따라 측정한 아이조드(Izod) 충격강도가 7 kgf·cm/cm 이상일 수 있다.
상기 성형품은 1.82 MPa의 하중 조건에서 ASTM D648 규격에 따라 측정한 열 변형 온도가 124℃ 이상일 수 있다.
일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물과 이를 이용한 성형품은 내열성, 내충격성 등의 제반 물성이 우수하면서 우수한 금속도장 질감 또는 펄도장 질감의 구현이 가능하고, 외관이 우수하다.
도 1은 실시예 및 비교예의 열가소성 수지 조성물을 사출성형한 성형품의 외관을 비교하기 위한 평가 기준을 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 및 비교예의 열가소성 수지 조성물을 사출 성형기 실린더 내에 체류 후 사출성형한 성형품의 외관을 비교하기 위한 평가 기준을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 특별히 언급하지 않는 한 "공중합"이란 블록 공중합, 랜덤 공중합, 그라프트 공중합을 의미하고, "공중합체"란 블록 공중합체, 랜덤 공중합체, 그라프트 공중합체를 의미한다.
본 발명에 있어서 특별히 언급하지 않는 한 고무질 중합체의 평균 입경이란 체적평균 직경이고, 동적 광산란(Dynamic light scattering) 분석장비를 이용하여 측정한 Z-평균 입경을 의미한다.
본 발명에 있어서 특별히 언급하지 않는 한 안료의 평균 입경이란 레이저 입자크기 분석기(Malvern Panalytical社, Mastersizer 3000)로 측정한 평균 입경(D50)을 의미한다.
본 명세서에서 특별히 언급하지 않는 한 중량평균분자량은 분체 시료를 적절한 용매에 녹인 후, Agilent Technologies社의 1200 series 겔 투과 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography, GPC)를 이용하여 측정(표준시료는 Shodex社 폴리스티렌을 사용함)한 것이다.
일 구현예에 따르면, (A) 폴리카보네이트 수지 50 내지 90 중량%; 및 (B) 실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지 10 내지 50 중량%를 포함하는 기초 수지 100 중량부에 대해 (C) 알루미늄계 안료 0.1 내지 2 중량부, 운모계 안료 0.01 내지 0.1 중량부, 또는 이 둘의 조합; 및 (D) 제일인산나트륨 2수화물 0.05 내지 0.5 중량부를 포함하는, 열가소성 수지 조성물이 제공된다.
이하, 상기 열가소성 수지 조성물에 포함되는 각 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.
(A) 폴리카보네이트 수지
상기 (A) 폴리카보네이트(PC) 수지는 카보네이트 결합을 가진 폴리에스테르로서 그 종류가 특별히 제한되지 않으며, 수지 조성물 분야에서 이용 가능한 임의의 폴리카보네이트 수지를 사용할 수 있다.
예컨대, 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, C=O, 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. 더 바람직하게는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판을 사용할 수 있다.
상기 (A) 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 디페닐 카보네이트와 같은 디아릴 카보네이트 또는 에틸렌 카보네이트일 수 있다.
상기 (A) 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량이 10,000 내지 200,000 g/mol일 수 있고, 예를 들어 14,000 내지 50,000 g/mol일 수 있다. 폴리카보네이트 수지의 중량평균분자량이 상기 범위 내인 경우, 우수한 내충격성 및 유동성을 얻을 수 있다.
상기 (A) 폴리카보네이트 수지는 기초 수지 100 중량%에 대하여 50 내지 90 중량%로 포함될 수 있고, 예를 들어 60 내지 90 중량%로 포함될 수 있다. 상기 중량 범위에서, 열가소성 수지 조성물이 우수한 외관 및 기계적 강도를 나타낼 수 있다.
상기 (A) 폴리카보네이트 수지는 ASTM D1238에 따라 300℃, 1.2 kg 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수(Melt flow index)가 10 내지 70 g/10min, 예를 들어 15 내지 65 g/10min일 수 있다. 상기 범위의 용융흐름지수를 갖는 폴리카보네이트 수지를 사용할 경우 이를 이용한 성형품이 우수한 성형성을 나타내면서 우수한 내충격성을 나타낼 수 있다.
한편, 상기 (A) 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량 또는 용융흐름지수가 서로 다른 2 이상의 폴리카보네이트 수지들을 혼합하여 사용할 수 있다. 서로 다른 중량평균분자량 또는 용융흐름지수의 폴리카보네이트 수지를 혼합하여 사용함으로써 열가소성 수지 조성물이 원하는 유동성을 갖도록 조절하기 용이하다.
(B) 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지
(B) 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체(Si-PC) 수지는 상기 (A) 폴리카보네이트 수지와 함께 기초 수지에 포함되어, 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물의 내충격성을 향상시킬 수 있다.
상기 (B) 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지는 폴리카보네이트 블록 및 폴리실록산 블록을 포함할 수 있다.
상기 폴리카보네이트 블록은 앞에서 언급한 (A) 폴리카보네이트 수지로부터 유도된 구조 단위를 포함할 수 있다.
상기 폴리실록산 블록은 하기 화학식 2로 표시되는 구조 단위를 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에서, R3 및 R4는 서로 동일하거나 상이하며, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 NRR'(여기서 R 및 R'은 서로 동일하거나 상이하며, 수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기임)일 수 있다.
상기 화학식 2로 표시되는 구조 단위는, 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 내에서 2 내지 10,000개 범위로 존재할 수 있으며, 예를 들어 2 내지 1,000개, 예를 들어 10 내지 100개, 예를 들어 25 내지 80개의 범위로 존재할 수 있다. 상기 화학식 2로 표시되는 구조 단위를 상기 범위로 포함함으로써, 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물의 내충격성이 우수하고, 압출 가공이 용이할 수 있다.
상기 (B) 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지는 카보네이트 블록 50 내지 95 중량% 및 실록산 블록 5 내지 50 중량%를 포함할 수 있고, 예를 들어 카보네이트 블록 80 내지 95 중량% 및 실록산 블록 5 내지 20 중량%를 포함할 수 있다. 상기 범위에서 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물의 내충격성 및 투명성이 우수할 수 있다.
상기 (B) 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지의 중량평균분자량은 10,000 내지 100,000 g/mol 일 수 있고, 예를 들어 10,000 내지 50,000 g/mol 일 수 있고, 예를 들어 15,000 내지 30,000 g/mol 일 수 있다. 상기 범위에서 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물의 내충격성이 우수할 수 있다.
상기 (B) 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지는 기초 수지 100 중량%에 대하여 10 내지 50 중량%로 포함될 수 있고, 예를 들어 10 내지 40 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 내열성 및 가공성의 물성 밸런스가 우수할 수 있다.
(C) 알루미늄계 안료 및 운모계 안료
(C) 알루미늄계 안료(C1) 및 운모계 안료(C2)는 각각 단독으로 사용되거나, 또는 함께 사용되어, 열가소성 수지 조성물에 금속도장 질감 및/또는 펄도장 질감을 부여할 수 있다.
상기 (C1) 알루미늄계 안료는 원하는 금속도장 질감을 부여하기 위해 다른 금속 물질과 혼합되어 사용될 수 있다. 여기서, 상기 다른 금속 물질로서 나트륨(Na),　철(Fe), 구리(Cu), 아연(Zn), 티탄(Ti), 니켈(Ni), 주석(Sn), 안티모니(Sb), 마그네슘(Mg), 바나듐(V), 크롬(Cr) 또는 지르코늄(Zr) 등이 포함될 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
상기 (C2) 운모계 안료는 원하는 펄도장 질감을 부여하기 위해 자연 운모(Natural mica) 및/또는 합성 운모(Synthetic mica)에 이산화티탄(Titanium dioxide), 산화철(Iron oxide) 및/또는 산화주석(Tin oxide)을 코팅하여 사용할 수 있다.
상기 (C1) 알루미늄계 안료의 평균 입경(D50)은 10 내지 100 μm일 수 있고, 상기 (C2) 운모계 안료의 평균 입경(D50)은 1 내지 20 μm일 수 있다. 상기 (C1) 알루미늄계 안료의 평균 입경(D50)은, 예를 들어 10 내지 90 μm, 예를 들어 10 내지 80 μm, 예를 들어 10 내지 70 μm, 예를 들어 20 내지 80 μm, 예를 들어 20 내지 70 μm, 예를 들어 30 내지 70 μm일 수 있다. 상기 (C2) 운모계 안료의 평균 입경은, 예를 들어 1 내지 15 μm, 예를 들어 1 내지 12 μm, 예를 들어 2 내지 15 μm, 예를 들어 2 내지 12 μm일 수 있다. 상기 범위에서, 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물이 우수한 금속도장 질감 및/또는 펄도장 질감을 나타낼 수 있다.
상기 (C1) 알루미늄계 안료는 상기 기초 수지 100 중량부에 대해 0.1 내지 2 중량부로 포함될 수 있고, 예를 들어 0.1 내지 1.5 중량부, 예를 들어 0.1 내지 1 중량부, 예를 들어 0.1 내지 0.5 중량부, 예를 들어 0.5 내지 1 중량부, 예를 들어 1.5 내지 2 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품이 우수한 금속도장 질감을 나타내면서 우수한 내충격성을 유지할 수 있다.
상기 (C2) 운모계 안료는 상기 기초 수지 100 중량부에 대해 0.01 내지 0.1 중량부로 포함될 수 있고, 예를 들어 0.05 내지 0.1 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품이 펄 도장 질감을 나타내면서 우수한 내충격성을 유지할 수 있다.
(D) 제일인산나트륨 2수화물
상기 (D) 제일인산나트륨 2수화물(Sodium phosphate monobasic dihydrate)은 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품의 열안정성을 우수하게 한다.
일반적으로, 폴리카보네이트 수지에 금속도장 질감 또는 펄도장 질감을 구현하기 위해 금속 안료 또는 펄 안료를 적용하는 경우 열안정성이 저하되어 변색되거나, 은선(Silver streak)이 발생하는 등의 외관 불량 문제 및 내열성, 내충격성 등의 제반 물성이 저하되는 문제가 있다. 이를 방지하기 위해 인계 안정제, 페놀계 안정제 등의 열안정제를 적용한다.
본원 발명자들은 연구를 거듭한 결과, 열안정제 중에서도 제일인산나트륨 2수화물을 상기 구성 (A) 내지 (C)를 포함하는 열가소성 수지 조성물에 적용하는 경우, 열가소성 수지 조성물의 내열성, 내충격성, 유동성 등의 제반 물성 및 우수한 금속도장 질감 또는 펄도장 질감을 유지하면서도, 변색, 은선 등의 외관 불량 문제를 특히 우수하게 개선할 수 있는 것을 발견하였다.
상기 (D) 제일인산나트륨 2수화물은 기초 수지 100 중량부에 대하여 0.05 내지 0.5 중량부로 포함될 수 있고, 예를 들어 0.1 내지 0.5 중량부, 예를 들어 0.1 내지 0.3 중량부, 예를 들어 0.1 내지 0.2 중량부로 포함될 수 있다.
(E) 기타 첨가제
일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 상기 성분 (A) 내지 (D) 외에도, 내충격성, 내열성, 유동성, 열안정성, 및 외관을 우수하게 유지하는 조건 하에서 각 물성들 간의 균형을 맞추기 위해, 혹은 상기 열가소성 수지 조성물의 최종 용도에 따라 필요한 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 첨가제로는, 난연제, 핵제, 커플링제, 유리섬유, 가소제, 활제, 미네랄 필러, 항균제, 이형제, 열안정제, 산화방지제, 자외선안정제 및 정전기방지제 중에서 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 사용할 수 있다.
이들 첨가제는, 열가소성 수지 조성물의 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 적절히 포함될 수 있고, 구체적으로는 기초 수지 100 중량부에 대하여 20 중량부 이하로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 열가소성 수지 조성물을 제조하는 공지의 방법에 의해서 제조될 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 본 발명의 구성 성분과 기타 첨가제들을 혼합한 후 압출기 내에서 용융 혼련하는 방법에 의하여 펠렛의 형태로 제조될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 성형품은 상술한 열가소성 수지 조성물로부터 제조될 수 있다.
상기 성형품은 1/4 inch 두께에서 ASTM D256 규격에 따라 측정한 아이조드(Izod) 충격강도가 7 kgf·cm/cm 이상일 수 있다.
상기 성형품은 1.82 MPa의 하중 조건에서 ASTM D648 규격에 따라 측정한 열 변형 온도가 124℃ 이상일 수 있다.
이하에서 본 발명을 실시예 및 비교예를 통하여 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예 및 비교예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4의 열가소성 수지 조성물은 하기 표 1 에 기재된 성분 함량비에 따라 제조되었다.
표 1에 기재된 성분을 건식 혼합하고 이축 압출기(L/D = 36, 직경 = 45 mm)의 공급부에 정량적으로 연속 투입하여 용융/혼련하였다. 이 때, 이축 압출기의 배럴 온도는 약 250℃로 설정하였다. 이어서 이축 압출기를 통해 펠렛화된 열가소성 수지 조성물을 약 100℃에서 약 2 시간 동안 건조한 후, 실린더 온도 약 280℃, 금형 온도 약 60℃의 6 oz 사출 성형기를 사용하여, 물성 측정용 시편, 외관을 검증할 수 있는 평가용 시편(100 mm x 100 mm x 3.2 mm)을 사출 성형하였다. 이후, 실린더 온도 약 300℃, 금형 온도 약 60℃의 3 oz 사출 성형기를 사용하여, 열가소성 수지 조성물을 사출 성형기 실린더 내에 7분간 체류 후 사출성형한 성형품의 외관을 검증할 수 있는 평가용 시편(50 mm x 200 mm x 2 mm)을 사출 성형하였다.
표 1에서 (A-1), (A-2) 및 (B)는 기초 수지 100 중량% 중 각 성분이 차지하는 중량%를 나타낸 것이고, (C) 및 (D)는 기초 수지((A-1)+(A-2)+(B)) 100 중량부에 대한 중량부로 나타내었다.
　 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
(A-1) 45 45 45 45 45 45 45 45
(A-2) 40 40 40 40 40 40 40 40
(B) 15 15 15 15 15 15 15 15
(C1) 1.0 1.5 2.0 - 1.5 3.0 - 1.0
(C2) - - - 0.1 - - 1.0 -
(D) 0.1 0.1 0.1 0.1 - 0.1 0.1 -
(D’) - - - - - - - 0.1
상기 표 1 에 기재된 각 구성에 대한 설명은 다음과 같다.
(A-1) 폴리카보네이트 수지
ASTM D1238에 따라 300℃, 1.2 kg 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수(Melt flow index)가 약 19 g/10min인 폴리카보네이트 수지(롯데케미칼社)를 사용하였다.
(A-2) 폴리카보네이트 수지
ASTM D1238에 따라 300℃, 1.2 kg 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수(Melt flow index)가 약 62 g/10min인 폴리카보네이트 수지(롯데케미칼社)를 사용하였다.
(B) 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지
카보네이트 블록 약 92 중량% 및 실록산 블록 약 8 중량%를 포함하는 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지(삼양社, ST6-3022PJ)를 사용하였다.
(C1) 알루미늄계 안료
Youngbio chemical社의 SM 3S15를 사용하였다.
(C2) 운모계 안료
CQV社의 Silk White N-801F를 사용하였다.
(D) 제일인산나트륨 2수화물
영진화학社의 제일인산나트륨 2수화물을 사용하였다.
(D’) 스테아릴 포스페이트(Stearyl phosphate)
Adeka社의 AX-71을 사용하였다.
실험예
실험 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 내충격성(단위: ㎏f·㎝/㎝): 두께 1/4 inch 시편에 대하여 ASTM D256에 따라 노치 아이조드(Izod) 충격강도를 측정하였다.
(2) 유동성(단위: g/10min): ASTM D1238에 따라 300℃, 1.2 kg 하중 조건에서 용융흐름지수(Melt flow index, MI)를 측정하였다.
(3) 내열성(단위: ℃): ASTM D648에 따라 1.82 MPa 하중 조건에서 열변형 온도(heat deflection temperature, HDT)를 측정하였다.
(4) 외관
실린더 온도 약 280℃, 금형 온도 약 60℃의 조건에서 열가소성 수지 조성물 펠렛을 사출성형한 외관 평가용 시편(100 mm x 100 mm x 3.2 mm)을 육안으로 관찰하고, 도 1의 평가 기준에 따라 등급(○, △, X)을 평가하였다.
(5) 체류 후 외관
실린더 온도 약 300℃, 금형 온도 약 60℃의 조건에서 사출 성형기 실린더 내에 용융 상태의 열가소성 수지 조성물 펠렛을 7분간 체류 후 사출성형한 외관 평가용 시편(50 mm x 200 mm x 2 mm)을 육안으로 관찰하고, 도 2의 평가 기준에 따라 등급(○, X)을 평가하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예 4 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
Izod 충격강도 8.4 7.9 7.6 12.0 16.0 7.2 9.0 7.8
MI 29 30 30 31 33 32 37 37
HDT 126.0 126.2 126.5 124.5 124.9 126.8 122.0 125.3
외관 ○ ○ ○ ○ X △ △ ○
체류 후 외관 ○ ○ ○ ○ X X X X
상기 표 1 및 표 2로부터, 폴리카보네이트 수지, 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지, 알루미늄계 안료 및/또는 운모계 안료, 및 제일인산나트륨 2수화물을 포함하는 열가소성 수지 조성물을 최적의 함량으로 사용함으로써, 내충격성, 내열성 및 유동성이 우수하면서도 외관이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품을 구현할 수 있음을 알 수 있다.
특히, 비교예 4는 스테아릴 포스페이트를 열안정제로 사용하고 기타 구성은 실시예 1과 동일한데, 체류 후 외관이 상기 실시예 1에 비해 좋지 않음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

Claims (10)

  1. (A) 폴리카보네이트 수지 50 내지 90 중량%; 및
    (B) 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지 10 내지 50 중량%를 포함하는 기초 수지 100 중량부에 대해,
    (C) 알루미늄계 안료 0.1 내지 2 중량부, 운모계 안료 0.01 내지 0.1 중량부, 또는 이 둘의 조합; 및
    (D) 제일인산나트륨 2수화물 0.05 내지 0.5 중량부를 포함하는, 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에서,
    상기 (A) 폴리카보네이트 수지는 ASTM D1238에 따라 300℃, 1.2 kg 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수가 10 내지 70 g/10min인, 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에서,
    상기 (A) 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량이 10,000 내지 200,000 g/mol인, 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에서,
    상기 (B) 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지는 카보네이트 블록 50 내지 95 중량% 및 실록산 블록 5 내지 50 중량%를 포함하는, 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에서,
    상기 알루미늄계 안료는 평균 입경(D50)이 10 내지 100μm인, 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항에서,
    상기 운모계 안료는 평균 입경(D50)이 1 내지 20μm인, 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항에서,
    난연제, 핵제, 커플링제, 유리섬유, 가소제, 활제, 미네랄 필러, 항균제, 이형제, 열안정제, 산화방지제, 자외선안정제, 및 정전기방지제 중에서 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함하는 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물을 이용한 성형품.
  9. 제8항에서,
    상기 성형품은 1/4 inch 두께에서 ASTM D256 규격에 따라 측정한 아이조드(Izod) 충격강도가 7 kgf·cm/cm 이상인, 성형품.
  10. 제8항에서,
    상기 성형품은 1.82 MPa의 하중 조건에서 ASTM D648 규격에 따라 측정한 열 변형 온도가 124℃ 이상인, 성형품.
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