KR20230123135A - 전도성 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품 - Google Patents

전도성 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명의 열가소성 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지 100 중량부; 고무변성 비닐계 공중합체 수지 1 내지 15 중량부; 인계 난연제 10 내지 30 중량부; 메틸메타크릴레이트로 캡슐화된 불소 중합체 0.01 내지 0.5 중량부; 규회석 1 내지 20 중량부; 탄소 원자 1 내지 3 층(layer)으로 구성되고 평균 입경(D50)이 5 내지 15 nm인 그래핀 2 내지 8 중량부; 및 실리콘(Si)으로 코팅된 카본블랙 0.5 내지 5 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 열가소성 수지 조성물은 전기 전도성, 난연성, 유동성, 내충격성, 이들의 물성 발란스 등이 우수하다.

Description

전도성 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품{CONDUCTIVE THERMOPLASTIC COMPOSITION AND ARTICLE PRODUCED THEREFROM}
본 발명은 전도성 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 전기 전도성, 난연성, 유동성, 내충격성, 이들의 물성 발란스 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품에 관한 것이다.
폴리카보네이트 수지는 가공성, 성형성 등이 우수하여 각종 생활용품, 사무자동화 기기, 전기/전자 제품 등에 광범위하게 적용되고 있다. 또한, 폴리카보네이트 수지에 전기 전도성을 부여하고, 전자파 차폐 성능 등을 가지게 함으로써, 자동차, 각종 전기 장치, TV 등의 가전 제품, 전자 조립체, 케이블 등에 적용하기 위한 시도가 이루어지고 있다.
폴리카보네이트 수지 등을 포함하는 열가소성 수지 조성물에 전기 전도성을 부여하기 위한 방법으로, 카본블랙, 탄소 섬유, 탄소나노튜브, 금속 분말, 금속 코팅 무기 분말, 금속 섬유 등의 전도성 필러를 혼합하는 방법이 사용될 수 있다.
다만, 열가소성 수지 조성물에 목적하는 전기 전도성을 구현하기 위해서는 다량의 전도성 필러가 요구되나, 다량의 전도성 필러 적용 시, 열가소성 수지 조성물 및 제품의 기계적 물성(내충격성 등)이 저하될 수 있고, 유동성, 상용성 등의 저하에 따라, 난연성, 외관 품질 등이 현저히 저하될 수 있다.
따라서, 전도성 필러 적용 시에도 전기 전도성, 난연성, 유동성, 내충격성, 이들의 물성 발란스 등이 우수한 열가소성 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 제10-2012-0078342호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 전기 전도성, 난연성, 유동성, 내충격성, 이들의 물성 발란스 등이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된 성형품을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
1. 본 발명의 하나의 관점은 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. 상기 열가소성 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지 100 중량부; 고무변성 비닐계 공중합체 수지 1 내지 15 중량부; 인계 난연제 10 내지 30 중량부; 메틸메타크릴레이트로 캡슐화된 불소 중합체 0.01 내지 0.5 중량부; 규회석 1 내지 20 중량부; 탄소 원자 1 내지 3 층(layer)으로 구성되고 평균 입경(D50)이 5 내지 15 nm인 그래핀 2 내지 8 중량부; 및 실리콘(Si)으로 코팅된 카본블랙 0.5 내지 5 중량부;를 포함한다.
2. 상기 1 구체예에서, 상기 고무변성 비닐계 공중합체 수지는 고무질 중합체에 알킬 (메타)아크릴레이트계 단량체 및 방향족 비닐계 단량체가 그라프트 중합된 고무변성 방향족 비닐계 그라프트 공중합체를 포함할 수 있다.
3. 상기 1 또는 2 구체예에서, 상기 인계 난연제는 포스페이트 화합물, 포스포네이트 화합물, 포스피네이트 화합물, 포스핀옥사이드 화합물 및 포스파젠 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
4. 상기 1 내지 3 구체예에서, 상기 메틸메타크릴레이트로 캡슐화된 불소 중합체는 30 내지 70 중량%의 불소 중합체 및 30 내지 70 중량%의 메틸메타크릴레이트를 포함할 수 있다.
5. 상기 1 내지 4 구체예에서, 상기 규회석은 단면 직경이 5 내지 20 ㎛일 수 있고, 가공 후 길이가 50 내지 200 ㎛일 수 있다.
6. 상기 1 내지 5 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 그래핀 및 상기 실리콘으로 코팅된 카본블랙의 중량비는 1 : 0.1 내지 1 : 1일 수 있다.
7. 상기 1 내지 6 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D257에 의거하여 표면저항 측정기로 측정한 3.2 mm 두께 시편의 표면저항 값이 1 × 103 내지 9 × 103 Ω/sq일 수 있다.
8. 상기 1 내지 7 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 UL-94 vertical test 방법으로 측정한 1.5 mm 두께 시편의 난연도가 V-1 이상일 수 있다.
9. 상기 1 내지 8 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1238에 의거하여, 220℃, 10 kgf 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수(Melt-flow Index: MI)가 30 내지 45 g/10분일 수 있다.
10. 상기 1 내지 9 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 성형 온도 260℃, 금형 온도 60℃, 사출압 1,000 kgf/cm2 및 사출속도 60 mm/s의 조건에서 너비 15 mm, 두께 2 mm인 스파이럴(spiral) 형태의 금형에서 사출 성형 후 측정한 시편의 스파이럴 플로우(spiral flow) 길이가 40 내지 50 cm일 수 있다.
11. 상기 1 내지 10 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 1/8" 두께 시편의 노치 아이조드 충격강도가 3 내지 10 kgf·cm/cm일 수 있다.
12. 본 발명의 다른 관점은 성형품에 관한 것이다. 상기 성형품은 상기 1 내지 11 중 어느 하나에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전기 전도성, 난연성, 유동성, 내충격성, 이들의 물성 발란스 등이 우수한 전도성 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 공중합체 수지; (C) 인계 난연제; (D) 메틸메타크릴레이트로 캡슐화된 불소 중합체; (E) 규회석; (F) 그래핀; 및 (G) 실리콘으로 코팅된 카본블랙;을 포함한다.
본 명세서에서, 수치범위를 나타내는 "a 내지 b"는 "≥a 이고 ≤b"으로 정의한다.
(A) 폴리카보네이트 수지
본 발명에 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 카보네이트 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, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-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, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-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 카보네이트 전구체로는 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 디부틸카보네이트, 디시클로헥실카보네이트, 디페닐카보네이트, 디토릴카보네이트, 비스(클로로페닐)카보네이트, m-크레실카보네이트, 디나프틸카보네이트, 카보닐클로라이드(포스겐), 디포스겐, 트리포스겐, 카보닐브로마이드, 비스할로포르메이트 등을 예시할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
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 제조할 수도 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 호모 폴리카보네이트 수지, 코폴리카보네이트 수지 또는 이들의 블렌드 형태로 사용할 수 있다. 또한, 상기 폴리카보네이트 수지는 에스테르 전구체(precursor), 예를 들면, 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 15,000 내지 60,000 g/mol, 예를 들면 20,000 내지 40,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 ISO 1133에 의거하여, 300℃, 1.2 kg 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수(Melt-flow Index: MI)가 3 내지 80 g/10분일 수 있다. 또한, 상기 폴리카보네이트 수지는 용융흐름지수가 다른 2종 이상의 폴리카보네이트 수지 혼합물일 수 있다.
(B) 고무변성 비닐계 공중합체 수지
본 발명의 일 구체예에 따른 고무변성 비닐계 공중합체 수지는 폴리카보네이트 수지에 인계 난연제, 메틸메타크릴레이트로 캡슐화된 불소 중합체, 규회석, 특정 그래핀 및 실리콘으로 코팅된 카본블랙과 함께 적용되어, 열가소성 수지 조성물의 전기 전도성, 난연성, 유동성, 내충격성, 이들의 물성 발란스 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, (B1) 고무질 중합체에 알킬 (메타)아크릴레이트계 단량체 및 방향족 비닐계 단량체가 그라프트 중합된 고무변성 방향족 비닐계 그라프트 공중합체를 단독으로 사용하거나, 상기 고무변성 방향족 비닐계 그라프트 공중합체(B1) 및 (B2) 방향족 비닐계 공중합체 수지를 혼합하여 사용할 수 있다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "(메타)아크릴"는 "아크릴" 및 "메타크릴" 둘 다 가능함을 의미한다. 예를 들면, "(메타)아크릴레이트"는 "아크릴레이트"와 "메타크릴레이트" 둘 다 가능함을 의미한다.
(B1) 고무변성 방향족 비닐계 그라프트 공중합체
본 발명의 일 구체예에 따른 고무변성 방향족 비닐계 그라프트 공중합체는 고무질 중합체에 알킬 (메타)아크릴레이트계 단량체, 방향족 비닐계 단량체 등을 첨가하고, 필요에 따라, 가공성 및 내열성을 부여하는 단량체를 더욱 포함시킨 후, 이를 중합(그라프트 중합)하여 얻을 수 있으며, 상기 중합은 유화중합, 현탁중합, 괴상중합 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, 폴리부틸아크릴산 등의 아크릴계 고무 및 에틸렌-프로필렌-디엔단량체 삼원공중합체(EPDM) 등을 예시할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 적용될 수 있다. 예를 들면, 디엔계 고무를 사용할 수 있고, 구체적으로, 부타디엔계 고무를 사용할 수 있다. 상기 고무질 중합체의 함량은 고무변성 방향족 비닐계 그라프트 공중합체 전체 중량(100 중량%) 중 20 내지 70 중량%, 예를 들면 30 내지 65 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 기계적 물성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 고무질 중합체(고무 입자)는 평균 입자 크기가 0.05 내지 6 ㎛, 예를 들면 0.15 내지 4 ㎛, 구체적으로 0.25 내지 3.5 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 외관 특성 등이 우수할 수 있다. 여기서, 상기 고무질 중합체(고무 입자)의 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)아크릴레이트계 단량체로는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 프로필 (메타)아크릴레이트 등을 사용할 수 있으며, 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 메틸 (메타)아크릴레이트, 구체적으로, 메틸 메타크릴레이트를 사용할 수 있다. 상기 알킬 (메타)아크릴레이트계 단량체의 함량은 고무변성 방향족 비닐계 그라프트 공중합체 전체 중량 중 1 내지 35 중량%, 예를 들면 5 내지 30 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 기계적 물성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 단량체는 상기 고무질 공중합체에 그라프트 공중합될 수 있는 것으로서, 예를 들면, 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 에틸스티렌, 비닐크실렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 비닐나프탈렌 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 적용될 수 있다. 상기 방향족 비닐계 단량체의 함량은 고무변성 방향족 비닐계 그라프트 공중합체 전체 중량(100 중량%) 중 5 내지 40 중량%, 예를 들면 10 내지 30 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 기계적 물성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 가공성 및 내열성을 부여하기 위한 단량체로는 예를 들면, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴, 페닐아크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 푸마로니트릴 등의 시안화 비닐계 화합물, 아크릴산, 무수말레인산, N-치환말레이미드 등을 예시할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 적용될 수 있다. 상기 가공성 및 내열성을 부여하기 위한 단량체의 함량은 고무변성 방향족 비닐계 그라프트 공중합체 전체 중량 중 15 중량% 이하, 예를 들면 0.1 내지 10 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 다른 물성의 저하 없이, 열가소성 수지 조성물의 가공성, 내열성, 기계적 물성 등이 더욱 향상될 수 있다.
구체예에서, 상기 고무변성 방향족 비닐계 그라프트 공중합체로는 부타디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐계 화합물인 스티렌 단량체와 메틸메타크릴레이트가 그라프트된 공중합체(g-MBS), 부타디엔계 고무질 중합체에 스티렌 단량체, 아크릴로니트릴 단량체 및 메틸메타크릴레이트가 그라프트된 공중합체(g-MABS) 등을 예시할 수 있다.
구체예에서, 상기 고무변성 방향족 비닐계 그라프트 공중합체는 전체 고무변성 비닐계 공중합체 수지 100 중량% 중, 60 중량% 이상, 예를 들면 80 내지 100 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 기계적 물성, 유동성 등이 우수할 수 있다.
(B2) 방향족 비닐계 공중합체 수지
본 발명의 일 구체예에 따른 방향족 비닐계 공중합체 수지는 통상적인 고무변성 비닐계 공중합체 수지에 사용되는 방향족 비닐계 공중합체 수지일 수 있다. 예를 들면, 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지는 방향족 비닐계 단량체 및 시안화 비닐계 단량체 등의 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체를 포함하는 단량체 혼합물의 중합체일 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지는 방향족 비닐계 단량체 및 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체 등을 혼합한 후, 이를 중합하여 얻을 수 있으며, 상기 중합은 유화중합, 현탁중합, 괴상중합 등의 공지의 중합방법에 의하여 수행될 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 단량체로는 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 에틸스티렌, 비닐크실렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 비닐나프탈렌 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 적용될 수 있다. 상기 방향족 비닐계 단량체의 함량은 방향족 비닐계 공중합체 수지 전체 100 중량% 중, 20 내지 90 중량%, 예를 들면 30 내지 80 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체로는 예를 들면, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴, 페닐아크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 푸마로니트릴 등의 시안화 비닐계 단량체 등을 사용할 수 있으며, 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체의 함량은 방향족 비닐계 공중합체 수지 전체 100 중량% 중, 10 내지 80 중량%, 예를 들면 20 내지 70 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지는 GPC(gel permeation chromatography)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 10,000 내지 300,000 g/mol, 예를 들면, 15,000 내지 150,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 기계적 강도, 성형성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지는 전체 고무변성 비닐계 공중합체 수지 100 중량% 중, 20 중량% 이하, 예를 들면 10 중량% 이하로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 유동성, 열안정성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 고무변성 비닐계 공중합체 수지는 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 15 중량부, 예를 들면 4 내지 12 중량부로 포함될 수 있다. 상기 고무변성 비닐계 공중합체 수지의 함량이 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 1 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 유동성, 내충격성 등이 저하될 우려가 있고, 15 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 난연성, 유동성 등이 저하될 우려가 있다.
(C) 인계 난연제
본 발명의 일 구체예에 따른 인계 난연제는 폴리카보네이트 수지에 고무변성 비닐계 공중합체 수지, 메틸메타크릴레이트로 캡슐화된 불소 중합체, 규회석, 특정 그래핀 및 실리콘으로 코팅된 카본블랙과 함께 적용되어, 열가소성 수지 조성물의 전기 전도성, 난연성, 유동성, 내충격성, 이들의 물성 발란스 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상적인 난연성 열가소성 수지 조성물에 사용되는 인계 난연제일 수 있다. 예를 들면, 포스페이트(phosphate) 화합물, 포스포네이트(phosphonate) 화합물, 포스피네이트(phosphinate) 화합물, 포스핀옥사이드(phosphine oxide) 화합물, 포스파젠(phosphazene) 화합물, 이들의 금속염 등의 인계 난연제가 사용될 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 인계 난연제는 하기 화학식 1로 표시되는 방향족 인산에스테르계 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
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 비스(디페닐포스페이트), 레조시놀 비스(디페닐포스페이트), 레조시놀 비스[비스(2,6-디메틸페닐)포스페이트], 레조시놀 비스[비스(2,4-디터셔리부틸페닐)포스페이트], 하이드로퀴논 비스[비스(2,6-디메틸페닐)포스페이트], 하이드로퀴논 비스[비스(2,4-디터셔리부틸페닐)포스페이트] 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이들은 단독 또는 2종 이상의 혼합물의 형태로 적용될 수 있다.
구체예에서, 상기 인계 난연제는 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부, 예를 들면 12 내지 25 중량부, 구체적으로 18 내지 22 중량부로 포함될 수 있다. 상기 인계 난연제의 함량이 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 10 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 난연성, 유동성 등이 저하될 우려가 있고, 30 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 유동성, 내충격성 등이 저하될 우려가 있다.
(D) 메틸메타크릴레이트로 캡슐화된 불소 중합체
본 발명의 일 구체예에 따른 메틸메타크릴레이트로 캡슐화된 불소 중합체는 폴리카보네이트 수지에 고무변성 비닐계 공중합체 수지, 인계 난연제, 규회석, 특정 그래핀 및 실리콘으로 코팅된 카본블랙과 함께 적용되어, 열가소성 수지 조성물의 전기 전도성, 난연성, 유동성, 내충격성, 이들의 물성 발란스 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 난연 조제로 사용되는 폴리테트라플로오로에틸렌(PTFE) 등의 불소 중합체를 메틸메타크릴레이트(MMA)로 캡슐화하여 제조한 것을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 메틸메타크릴레이트로 캡슐화된 불소 중합체는 30 내지 70 중량%, 예를 들면 40 내지 60 중량%의 불소 중합체 및 30 내지 70 중량%, 예를 들면 40 내지 60 중량%의 메틸메타크릴레이트를 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 난연성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 메틸메타크릴레이트로 캡슐화된 불소 중합체는 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 0.5 중량부, 예를 들면 0.05 내지 0.4 중량부로 포함될 수 있다. 상기 메틸메타크릴레이트로 캡슐화된 불소 중합체의 함량이 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 0.01 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 난연성 등이 저하될 우려가 있고, 0.5 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 유동성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 인계 난연제 및 상기 메틸메타크릴레이트로 캡슐화된 불소 중합체의 중량비(C:D)는 1 : 0.001 내지 1 : 0.03, 예를 들면 1 : 0.004 내지 1 : 0.025일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 난연성, 유동성 등이 더 우수할 수 있다.
(E) 규회석
본 발명의 일 구체예에 따른 규회석(wollastonite)은 폴리카보네이트 수지에 고무변성 비닐계 공중합체 수지, 인계 난연제, 메틸메타크릴레이트로 캡슐화된 불소 중합체, 특정 그래핀 및 실리콘으로 코팅된 카본블랙과 함께 적용되어, 열가소성 수지 조성물의 전기 전도성, 난연성, 유동성, 내충격성, 이들의 물성 발란스 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상적인 침상형의 규회석을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 규회석은 칼슘(calcium) 계열의 미네랄(mineral)이며, 백색의 침상형 광물로서, 표면의 적어도 일부가 소수성 표면 처리된 것을 사용할 수 있다. 여기서, 소수성 표면 처리는 예를 들면, 규회석을 올레핀계, 에폭시계, 실란계 물질 등으로 코팅한 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체예에서, 상기 규회석은 입도 측정 장치(Malvern mastersizer 300)로 측정한 단면 직경이 5 내지 20 ㎛, 예를 들면 8 내지 15 ㎛일 수 있고, 가공 전 길이가 10 내지 500 mm일 수 있으며, 가공 후 길이가 50 내지 200 ㎛, 예를 들면 100 내지 150 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 치수 안정성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 규회석은 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 20 중량부, 예를 들면 5 내지 18 중량부, 구체적으로 9 내지 15 중량부로 포함될 수 있다. 상기 규회석의 함량이 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 1 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 전기 전도성, 강성, 치수 안정성 등이 저하될 우려가 있고, 20 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 유동성, 내충격성 등이 저하될 우려가 있다.
(F) 그래핀
본 발명의 일 구체예에 따른 그래핀(graphene)은 폴리카보네이트 수지에 고무변성 비닐계 공중합체 수지, 인계 난연제, 메틸메타크릴레이트로 캡슐화된 불소 중합체, 규회석 및 실리콘으로 코팅된 카본블랙과 함께 적용되어, 열가소성 수지 조성물의 전기 전도성, 난연성, 유동성, 내충격성, 이들의 물성 발란스 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 탄소 원자 1 내지 3 층(layer)으로 구성되고 평균 입경(D50)이 5 내지 15 nm인 그래핀을 사용할 수 있다.
통상적으로, 그래핀(graphene)은 탄소(C) 원자 한 층 또는 복수의 층으로 이루어진 벌집 구조의 2차원 박막을 말한다. 탄소 원자는 sp2　혼성궤도에 의해 화학 결합을 하는 경우, 이차원의 탄소 육각망면을 형성한다. 탄소는 최외각 전자가 4개로, 결합을 할 때 4개의 전자가 혼성되어 결합에 참여한다. 탄소의 결합에는 sp3　결합을 하는 방법과 sp2　결합을 하는 방법이 있으며, sp3　결합만으로 이루어진 것이 정사각형의 다이아몬드이고 sp2　결합만으로 이루어진 물질이 흑연(graphite) 또는 흑연의 한 층인 그래핀이다. 예를 들면, 원래 s궤도(orbital)와 p궤도에만 존재해야 할 전자들이, s와 p궤도를 합친 sp2　및 sp3의 혼성 오비탈을 갖게 된다. 상기 sp2　혼성 오비탈은 s궤도에 전자 하나와 p궤도에 전자 두 개를 가지므로, sp2　혼성 오비탈은 총 전자 3개를 가지게 되고, 이때 각 전자의 에너지 준위는 동일하다. 각기 s와 p오비탈을 갖는 것보다 이와 같이 혼성 오비탈을 갖는 것이 안정하기 때문에 혼성 오비탈 상태에 있게 된다. 이와 같은 sp2　결합에 의하여 평면 구조를 가지는 탄소 원자의 집합체가 그래핀이며, 단일층의 두께는 탄소 원자 하나의 크기에 불과하여 약 0.3 nm이다. 그래핀은 그 특성이 금속성으로, 층방향으로 전도성을 가지며 열전도성이 우수하고, 전하 캐리어의 이동도가 커서 고속 전자 소자를 구현할 수 있다. 그래핀 시트(sheet)의 전자 이동도는 약 20,000 내지 50,000 cm2/Vs의 값을 가지는 것으로 알려져 있다.
구체예에서, 상기 그래핀은 탄소 원자 1 내지 3 층으로 구성될 수 있다. 상기 그래핀의 탄소 원자 층이 3 층을 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 전기 전도성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 그래핀은 평균 입경(D50)이 5 내지 15 nm, 예를 들면 7 내지 12 nm일 수 있다. 상기 그래핀의 평균 입경(D50)이 5 nm 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 유동성, 내충격성 등이 저하될 우려가 있고, 15 nm를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 전기 전도성 등이 저하될 우려가 있다. 여기서, '평균 입경(D50)'은 통상의 기술자에게 알려진 통상의 입경을 의미하고, 입자를 부피 기준으로 최소에서 최대 순서로 분포시켰을 때 50 부피%에 해당되는 입자의 입경을 의미할 수 있다.
구체예에서, 상기 그래핀은 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 2 내지 8 중량부, 예를 들면 3 내지 7 중량부, 구체적으로 4 내지 6 중량부로 포함될 수 있다. 상기 그래핀의 함량이 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 2 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 전기 전도성 등이 저하될 우려가 있고, 8 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 난연성, 유동성, 내충격성 등이 저하될 우려가 있다.
(G) 실리콘(Si)으로 코팅된 카본블랙
본 발명의 일 구체예에 따른 실리콘(Si)으로 코팅된 카본블랙은 폴리카보네이트 수지에 고무변성 비닐계 공중합체 수지, 인계 난연제, 메틸메타크릴레이트로 캡슐화된 불소 중합체, 규회석 및 그래핀과 함께 적용되어, 열가소성 수지 조성물의 전기 전도성, 난연성, 유동성, 내충격성, 이들의 물성 발란스 등을 향상시킬 수 있는 것이다.
구체예에서, 상기 실리콘으로 코팅된 카본블랙은 평균 입경(D50)이 5 내지 150 nm, 예를 들면 10 내지 100 nm일 수 있다.
구체예에서, 상기 실리콘으로 코팅된 카본블랙은 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 0.5 내지 5 중량부, 예를 들면 1 내지 3 중량부로 포함될 수 있다. 상기 실리콘으로 코팅된 카본블랙의 함량이 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 전기 전도성 등이 저하될 우려가 있고, 5 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 난연성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 그래핀 및 상기 실리콘으로 코팅된 카본블랙의 중량비(F:G)는 1 : 0.1 내지 1 : 1, 예를 들면 1 : 0.2 내지 1 : 0.7일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 전기 전도성, 내충격성 등이 더 우수할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 필요에 따라, 통상의 열가소성 수지 조성물에 포함되는 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 산화 방지제, 이형제, 활제, 핵제, 안정제, 안료, 염료, 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있다. 상기 첨가제 사용 시, 그 함량은 상기 폴리카보네이트 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, 220 내지 300℃, 예를 들면 230 내지 270℃에서 용융 압출한 펠렛 형태일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D257에 의거하여 표면저항 측정기로 측정한 3.2 mm 두께 시편의 표면저항 값이 1 × 103 내지 9 × 103 Ω/sq, 예를 들면 1 × 103 내지 7 × 103 Ω/sq일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 UL-94 vertical test 방법으로 측정한 1.5 mm 두께 시편의 난연도가 V-1 이상일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1238에 의거하여, 220℃, 10 kgf 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수(Melt-flow Index: MI)가 30 내지 45 g/10분, 예를 들면 31 내지 40 g/10분일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 성형 온도 260℃, 금형 온도 60℃, 사출압 1,000 kgf/cm2 및 사출속도 60 mm/s의 조건에서 너비 15 mm, 두께 2 mm인 스파이럴(spiral) 형태의 금형에서 사출 성형 후 측정한 시편의 스파이럴 플로우(spiral flow) 길이가 40 내지 50 cm, 예를 들면 40 내지 45 cm일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 1/8" 두께 시편의 노치 아이조드 충격강도가 3 내지 10 kgf·cm/cm, 예를 들면 4 내지 7 kgf·cm/cm일 수 있다.
본 발명에 따른 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다. 예를 들면, 상기 열가소성 수지 조성물을 이용하여, 사출 성형, 압출 성형, 진공 성형, 캐스팅 성형 등의 다양한 성형 방법을 통해 다양한 성형품(제품)으로 제조할 수 있다. 이러한 성형방법은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 잘 알려져 있다. 상기 성형품은 전기 전도성, 난연성, 유동성, 내충격성, 이들의 물성 발란스 등이 우수하여, 정전기 차폐 소재 등으로 유용하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 폴리카보네이트 수지
비스페놀-A계 폴리카보네이트 수지(중량평균분자량(Mw): 약 20,000 g/mol)를 사용하였다.
(B) 고무변성 비닐계 공중합체 수지
부타디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐계 화합물인 스티렌 단량체와 메틸메타크릴레이트가 그라프트된 공중합체(g-MBS)(제조사: Dow Chemical, 제품명: BTA-731)를 사용하였다.
(C) 인계 난연제
올리고머형 비스페놀-A 디포스페이트(bisphenol-A diphosphate, 제조사: Yoke Chemical, 제품명: YOKE BDP)를 사용하였다.
(D) 메틸메타크릴레이트로 캡슐화된 불소 중합체
메틸메타크릴레이트로 캡슐화된 폴리테트라플로오로에틸렌(MMA-PTFE, 제조사: 포세라, 제품명: Xflon-ACL)를 사용하였다.
(E) 규회석
규회석(제조사: Hubei, 제품명: WFC5-4101, 단면 직경: 10 ㎛, 가공 후 길이: 50 내지 100 ㎛)을 사용하였다.
(F) 그래핀
(F1) 탄소 원자 1 내지 3 층(layer)으로 구성된 그래핀(제조사: Ilshin, 제품명: KNG-G2, 평균 입경(D50): 7 내지 12 nm)을 사용하였다.
(F2) 탄소 원자 3 층(layer) 초과의 멀티 레이어 그래핀(제조사: Ilshin, 제품명: KNG-T181, 평균 입경(D50): 100 nm)을 사용하였다.
(G) 카본블랙
(G1) 실리콘(Si)으로 코팅된 카본블랙(제조사: Cabot, 제품명: Vulcan XC72)을 사용하였다.
(G2) 카본블랙(제조상: Columbian Chemicals, 제품명: Raven 2900 Ultra Powder)을 사용하였다.
실시예 1 내지 13 및 비교예 1 내지 14
상기 각 구성 성분을 하기 표 1, 2, 3 및 4에 기재된 바와 같은 함량으로 첨가하고, 압출 온도 250℃에서 압출하여 펠렛을 제조하였다. 압출은 L/D=44, 직경 45 mm인 이축 압출기를 사용하였으며, 제조된 펠렛은 80℃에서 4시간 이상 건조 후, 6 oz 사출기(사출 온도: 260℃, 금형 온도: 60℃)에서 사출하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여 하기의 방법으로 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 표 1, 2, 3 및 4에 나타내었다.
물성 측정 방법
(1) 표면저항(단위: Ω/sq): ASTM D257에 의거하여 표면저항 측정기(MCP HT450 장비)로 3.2 mm 두께 시편의 표면저항 값을 측정하였다.
(2) 난연도: UL-94 vertical test 방법에 의거하여, 1.5 mm 두께 시편의 난연도를 측정하였다.
(3) 용융흐름지수(melt-flow index: MI, 단위: g/10분): ASTM D1238에 의거하여, 220℃, 10 kgf 하중 조건에서 용융흐름지수를 측정하였다.
(4) 스파이럴 플로우 길이(단위: cm): 사출기(제조사: LG, 장치명: LGH 140N)로 성형 온도 260℃, 금형 온도 60℃, 사출압 1,000 kgf/cm2 및 사출속도 60 mm/s의 조건에서 너비 15 mm, 두께 2 mm인 스파이럴(spiral) 형태의 금형에서 사출 성형 후 사출물(시편)의 스파이럴 플로우(spiral flow) 길이를 측정하였다.
(5) 노치 아이조드 충격강도(단위: kgf·cm/cm): ASTM D256에 의거하여, 1/8" 두께 시편의 노치 아이조드 충격강도를 측정하였다.
실시예
1 2 3 4 5 6 7
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100 100
(B) (중량부) 4 8 12 8 8 8 8
(C) (중량부) 20 20 20 18 22 20 20
(D) (중량부) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.1 0.4
(E) (중량부) 12 12 12 12 12 12 12
(F1) (중량부) 5 5 5 5 5 5 5
(F2) (중량부) - - - - - - -
(G1) (중량부) 2 2 2 2 2 2 2
(G2) (중량부) - - - - - - -
표면 저항 2×103 3×103 5×103 3×103 3×103 3×103 3×103
난연도 V-1 V-1 V-1 V-1 V-1 V-1 V-1
용융흐름지수 36 35 33 32 38 36 33
스파이럴 플로우 길이 44 43 42 40 45 44 41
노치 아이조드 충격강도 4.0 5.0 7.0 6.0 4.5 5.5 4.5
실시예
8 9 10 11 12 13
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100
(B) (중량부) 8 8 8 8 8 8
(C) (중량부) 20 20 20 20 20 20
(D) (중량부) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
(E) (중량부) 9 15 12 12 12 12
(F1) (중량부) 5 5 4 6 5 5
(F2) (중량부) - - - - - -
(G1) (중량부) 2 2 2 2 1 3
(G2) (중량부) - - - - - -
표면 저항 4×103 4×103 7×103 1×103 5×103 2×103
난연도 V-1 V-1 V-1 V-1 V-1 V-1
용융흐름지수 38 34 40 31 36 35
스파이럴 플로우 길이 45 42 44 42 43 43
노치 아이조드 충격강도 6.0 4.0 5.5 4.0 5.1 4.8
비교예
1 2 3 4 5 6 7
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100 100
(B) (중량부) 0.5 20 8 8 8 8 8
(C) (중량부) 20 20 5 35 20 20 20
(D) (중량부) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.005 0.7 0.2
(E) (중량부) 12 12 12 12 12 12 0.5
(F1) (중량부) 5 5 5 5 5 5 5
(F2) (중량부) - - - - - - -
(G1) (중량부) 2 2 2 2 2 2 2
(G2) (중량부) - - - - - - -
표면 저항 2×103 6×103 3×103 5×103 3×103 3×103 3×104
난연도 V-1 Fail Fail V-1 V-2 V-1 V-1
용융흐름지수 39 30 10 48 37 29 43
스파이럴 플로우 길이 39 30 22 52 44 39 48
노치 아이조드 충격강도 2.0 8.0 7.5 2.0 6.0 3.0 6.5
비교예
8 9 10 11 12 13 14
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100 100
(B) (중량부) 8 8 8 8 8 8 8
(C) (중량부) 20 20 20 20 20 20 20
(D) (중량부) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
(E) (중량부) 25 12 12 12 12 12 12
(F1) (중량부) 5 1 10 - 5 5 5
(F2) (중량부) - - - 5 - - -
(G1) (중량부) 2 2 2 2 0.1 7 -
(G2) (중량부) - - - - - - 2
표면 저항 6×103 4×107 1×103 3×105 2×105 2×103 6×105
난연도 V-1 V-1 Fail V-1 V-1 Fail V-1
용융흐름지수 28 46 21 38 37 32 36
스파이럴 플로우 길이 39 48 38 43 44 40 43
노치 아이조드 충격강도 2.0 6.5 2.5 5.0 5.5 4.0 5.0
상기 결과로부터, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 전기 전도성(표면 저항), 난연성(난연도), 유동성(용융흐름지수, 스파이럴 플로우 길이), 내충격성(노치 아이조드 충격강도), 이들의 물성 발란스 등이 우수함을 알 수 있다.
반면, 고무변성 비닐계 공중합체 수지를 소량 적용한 비교예 1의 경우, 유동성, 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있고, 고무변성 비닐계 공중합체 수지를 과량 적용한 비교예 2의 경우, 난연성, 유동성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 인계 난연제를 소량 적용한 비교예 3의 경우, 난연성, 유동성 등이 저하됨을 알 수 있고, 인계 난연제를 과량 적용한 비교예 4의 경우, 유동성, 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있다. 메틸메타크릴레이트로 캡슐화된 불소 중합체를 소량 적용한 비교예 5의 경우, 난연성 등이 저하됨을 알 수 있고, 메틸메타크릴레이트로 캡슐화된 불소 중합체를 과량 적용한 비교예 6의 경우, 유동성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 규회석을 소량 적용한 비교예 7의 경우, 전기 전도성 등이 저하됨을 알 수 있고, 규회석을 과량 적용한 비교예 8의 경우, 유동성, 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있다. 본 발명의 그래핀을 소량 적용한 비교예 9의 경우, 전기 전도성 등이 저하됨을 알 수 있고, 본 발명의 그래핀을 과량 적용한 비교예 10의 경우, 난연성, 유동성, 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 본 발명의 그래핀 대신에, 그래핀 (F2)를 적용한 비교예 11의 경우, 전기 전도성 등이 저하됨을 알 수 있다. 또한, 실리콘(Si)으로 코팅된 카본블랙을 소량 적용한 비교예 12의 경우, 전기 전도성 등이 저하됨을 알 수 있고, 실리콘(Si)으로 코팅된 카본블랙을 과량 적용한 비교예 13의 경우, 난연성 등이 저하됨을 알 수 있고, 본 발명의 실리콘(Si)으로 코팅된 카본블랙 대신에, 코팅 처리가 안된 통상의 카본블랙 (G2)를 적용한 비교예 14의 경우 전기 전도성 등이 저하 됨을 알 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 폴리카보네이트 수지 100 중량부;
    고무변성 비닐계 공중합체 수지 1 내지 15 중량부;
    인계 난연제 10 내지 30 중량부;
    메틸메타크릴레이트로 캡슐화된 불소 중합체 0.01 내지 0.5 중량부;
    규회석 1 내지 20 중량부;
    탄소 원자 1 내지 3 층(layer)으로 구성되고 평균 입경(D50)이 5 내지 15 nm인 그래핀 2 내지 8 중량부; 및
    실리콘(Si)으로 코팅된 카본블랙 0.5 내지 5 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고무변성 비닐계 공중합체 수지는 고무질 중합체에 알킬 (메타)아크릴레이트계 단량체 및 방향족 비닐계 단량체가 그라프트 공중합된 고무변성 방향족 비닐계 그라프트 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  3. 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.
  4. 제1항에 있어서, 상기 메틸메타크릴레이트로 캡슐화된 불소 중합체는 30 내지 70 중량%의 불소 중합체 및 30 내지 70 중량%의 메틸메타크릴레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 규회석은 단면 직경이 5 내지 20 ㎛이고, 가공 후 길이가 50 내지 200 ㎛인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 그래핀 및 상기 실리콘으로 코팅된 카본블랙의 중량비는 1 : 0.1 내지 1 : 1인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D257에 의거하여 표면저항 측정기로 측정한 3.2 mm 두께 시편의 표면저항 값이 1 × 103 내지 9 × 103 Ω/sq인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 UL-94 vertical test 방법으로 측정한 1.5 mm 두께 시편의 난연도가 V-1 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1238에 의거하여, 220℃, 10 kgf 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수(Melt-flow Index: MI)가 30 내지 45 g/10분인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 성형 온도 260℃, 금형 온도 60℃, 사출압 1,000 kgf/cm2 및 사출속도 60 mm/s의 조건에서 너비 15 mm, 두께 2 mm인 스파이럴(spiral) 형태의 금형에서 사출 성형 후 측정한 시편의 스파이럴 플로우(spiral flow) 길이가 40 내지 50 cm인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 1/8" 두께 시편의 노치 아이조드 충격강도가 3 내지 10 kgf·cm/cm인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 성형품.
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