WO2023008770A1 - 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 - Google Patents

열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 Download PDF

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WO2023008770A1
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thermoplastic resin
resin composition
weight
parts
tensile strength
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이상화
박찬무
서영득
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롯데케미칼 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a thermoplastic resin composition and a molded article made therefrom. More specifically, the present invention relates to a thermoplastic resin composition having excellent metal bondability, thermal stability, rigidity, balance of physical properties thereof, and a molded article manufactured therefrom.
  • Nano molding technology is a process of commercializing a thermoplastic resin by injection molding in a state in which a metal is inserted for a specific purpose.
  • the bonding strength between metal and thermoplastic resin is very important.
  • the hot runner system is characterized in that the material stays at a temperature above the melting point for a long time. Accordingly, in the case of a material in which thermal stability is not secured, deterioration in physical properties and process problems are caused.
  • thermoplastic resin composition having excellent metal bondability, thermal stability, stiffness, balance of physical properties thereof, and the like.
  • An object of the present invention is to provide a thermoplastic resin composition excellent in metal bondability, thermal stability, rigidity, balance of physical properties thereof, and the like.
  • Another object of the present invention is to provide a molded article formed from the thermoplastic resin composition.
  • thermoplastic resin composition may include a polybutylene terephthalate resin having a titanium catalyst residual amount of less than about 50 ppm; polycarbonate resin; glass fiber; Epoxy-modified olefin-based polymers; And zinc phosphate; may include.
  • the thermoplastic resin composition includes about 100 parts by weight of the polybutylene terephthalate resin; About 5 to about 45 parts by weight of the polycarbonate resin; About 80 to about 130 parts by weight of the glass fiber; about 2 to about 25 parts by weight of the epoxy-modified olefin-based polymer; and about 0.1 to about 2 parts by weight of the zinc phosphate.
  • the polycarbonate resin may have a weight average molecular weight of about 10,000 to about 50,000 g/mol.
  • the glass fiber has a rectangular or elliptical cross section, the aspect ratio of the cross section (major axis of the cross section / minor axis of the cross section) is about 1.5 to about 10, and the minor axis is about 2 to about 10 ⁇ m can be
  • the epoxy-modified olefin-based polymer is glycidyl (meth) acrylate-modified polyethylene, glycidyl (meth) acrylate-modified ethylene-ethyl acrylate copolymer, glycidyl (meth ) At least one of an acrylate-modified ethylene-butyl acrylate copolymer and a glycidyl (meth)acrylate-modified ethylene-methyl acrylate copolymer.
  • the weight ratio of the epoxy-modified olefin-based polymer and the zinc phosphate may be about 10:1 to about 30:1.
  • thermoplastic resin composition may have a metal bonding strength of about 35 to about 50 MPa with respect to an aluminum-based metal specimen measured according to ISO 19095.
  • thermoplastic resin composition may have a tensile strength of about 1,500 to about 1,600 kgf/cm 2 in a 3.2 mm thick specimen measured according to ASTM D638.
  • thermoplastic resin composition may have a tensile strength retention rate of about 95% or more calculated according to Equation 1 below:
  • TS 0 is the initial tensile strength measured according to ASTM D638 of a 3.2 mm thick specimen normally injection-molded with thermoplastic resin composition pellets in an injection molding machine at a cylinder temperature of 280 ° C.
  • TS 1 is the thermoplastic resin composition pellets in a cylinder
  • thermoplastic resin composition may have a flow rate increase rate of about 10% or less calculated according to Equation 2 below:
  • Flow flow index increase rate (%) (MI 1 - MI 0 ) / MI 0 ⁇ 100
  • MI 0 refers to ASTM D1238, and the thermoplastic resin composition pellets are kept at 280 ° C. for 5 minutes and then measured under a 5 kg load condition.
  • MI 1 refers to ASTM D1238, and is the thermoplastic resin composition. It is a flow flow index measured under the condition of a 5 kg load after keeping the pellet at 280 ° C for 10 minutes.
  • the molded article may be formed from the thermoplastic resin composition according to any one of 1 to 10 above.
  • the composite material is a plastic member as the molded article of 11 above; and a metal member in contact with the plastic member.
  • the plastic member and the metal member may be in direct contact without an adhesive intervening.
  • the metal member may include one or more metals among aluminum, titanium, iron, and zinc.
  • the present invention has the effect of providing a thermoplastic resin composition excellent in metal bondability, impact resistance, stiffness, thermal stability, balance of physical properties thereof, and molded articles formed therefrom.
  • thermoplastic resin composition includes (A) a polybutylene terephthalate resin; (B) polycarbonate resin; (C) glass fibers; (D) an epoxy-modified olefin-based polymer; and (E) zinc phosphate.
  • the polybutylene terephthalate (PBT) resin of the present invention is applied together with an epoxy-modified olefinic polymer and zinc phosphate to improve metal bonding, thermal stability, balance of physical properties, etc. of a thermoplastic resin composition, and is a titanium catalyst
  • the residual amount of the titanium catalyst in the polybutylene terephthalate resin is about 50 ppm or more, there is a concern that the thermal stability of the thermoplastic resin composition may deteriorate.
  • the polybutylene terephthalate resin a commercially available polybutylene terephthalate resin having a residual amount of less than about 50 ppm of the titanium catalyst may be used, and the residual amount of the titanium catalyst may be determined using an inductively coupled plasma mass spectrometer (Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer). It can be measured through elemental quantitative analysis through spectrometry: ICP-MS).
  • ICP-MS inductively coupled plasma mass spectrometer
  • the polybutylene terephthalate resin of the present invention may have an intrinsic viscosity [ ⁇ ] of about 0.5 to about 1.5 dl/g, for example, about 0.7 to about 1.3 dl/g, measured according to ASTM D2857. . Within this range, the thermoplastic resin composition may have excellent mechanical properties.
  • Polycarbonate resin according to one embodiment of the present invention can improve the impact resistance, appearance characteristics, etc. of the thermoplastic resin composition, and may use a polycarbonate resin used in conventional thermoplastic resin compositions.
  • a polycarbonate resin used in conventional thermoplastic resin compositions for example, an aromatic polycarbonate resin produced by reacting diphenols (aromatic diol compounds) with precursors such as phosgene, halogen formate, and diester carbonate can be used.
  • the diphenols include 4,4'-biphenol, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 2,4-bis (4-hydroxyphenyl) -2-methylbutane, 1 ,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane, 2,2-bis(3-chloro-4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3,5-dichloro-4-hydroxyphenyl) Propane, 2,2-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) propane and the like can be exemplified, but are not limited thereto. .
  • 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane 2,2-bis(3,5-dichloro-4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3-methyl-4- Hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)propane or 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane may be used, specifically, bisphenol- 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane called A can be used.
  • the polycarbonate resin may be branched, and for example, about 0.05 to about 2 mol% of a trivalent or higher multifunctional compound based on the total amount of diphenols used in polymerization, specifically , a branched polycarbonate resin prepared by adding a compound having a trivalent or higher phenolic group may also be used.
  • the polycarbonate resin may be used in the form of a homopolycarbonate resin, a copolycarbonate resin, or a blend thereof.
  • the polycarbonate resin may be partially or entirely replaced with an aromatic polyester-carbonate resin obtained by polymerization in the presence of an ester precursor, for example, a bifunctional carboxylic acid.
  • the polycarbonate resin has a weight average molecular weight (Mw) of about 10,000 to about 50,000 g/mol, for example, about 15,000 to about 30,000 g/mol, as measured by gel permeation chromatography (GPC). may be mol.
  • Mw weight average molecular weight
  • the thermoplastic resin composition may have excellent impact resistance, fluidity (processability), and the like.
  • the polycarbonate resin may be included in an amount of about 5 to about 45 parts by weight, for example about 15 to about 35 parts by weight, based on about 100 parts by weight of the polybutylene terephthalate resin.
  • the thermoplastic resin composition may have excellent impact resistance, fluidity (processability), and the like.
  • the glass fiber according to one embodiment of the present invention is applied together with an epoxy-modified olefin-based polymer and zinc phosphate to improve stiffness, impact resistance, metal bondability, etc. of a thermoplastic resin composition including a polybutylene terephthalate resin and a polycarbonate resin.
  • a thermoplastic resin composition including a polybutylene terephthalate resin and a polycarbonate resin.
  • glass fibers applied to conventional thermoplastic resin compositions can be used.
  • the glass fiber may be a flat glass fiber having a rectangular or elliptical cross section, and the aspect ratio of the cross section (major axis of the cross section/minor axis of the cross section) measured using a scanning electron microscope (SEM). may be about 1.5 to about 10, the short diameter may be about 2 to about 10 ⁇ m, and the length before processing may be about 2 to about 20 mm. Stiffness, molding processability, etc. of the thermoplastic resin composition may be improved within the above range.
  • the glass fiber may be treated with a conventional surface treatment agent.
  • the glass fiber may be included in an amount of about 80 to about 130 parts by weight, for example, about 85 to about 125 parts by weight, based on about 100 parts by weight of the polybutylene terephthalate resin.
  • the thermoplastic resin composition may have excellent stiffness, appearance, and bending characteristics.
  • the epoxy-modified olefin-based polymer according to one embodiment of the present invention is applied together with glass fibers and zinc phosphate to improve metal bonding, impact resistance, stiffness, and heat of a thermoplastic resin composition including a polybutylene terephthalate resin and a polycarbonate resin. Stability and balance of physical properties thereof can be improved, and it is possible to use a product obtained by polymerizing an epoxy compound, which is a reactive functional group, with an olefin-based polymer (olefin homopolymer, olefin copolymer, alkylene-alkyl (meth)acrylate copolymer, etc.) can
  • the epoxy compound may include glycidyl (meth)acrylate, allyl glycidyl ether, mixtures thereof, and the like.
  • the olefin-based polymer may be a homopolymer of an alkylene monomer, a copolymer of an alkylene monomer, and/or an alkylene-alkyl (meth)acrylate copolymer, and the alkylene monomer may have from about 2 to about 2 carbon atoms
  • An alkylene of about 10 may be used, for example, ethylene, propylene, isopropylene, butylene, isobutylene, octene, and the like.
  • the epoxy-modified olefin-based polymer is glycidyl (meth) acrylate-modified polyethylene, glycidyl (meth) acrylate-modified ethylene-ethyl acrylate copolymer, glycidyl (meth) acrylate-modified ethylene-butyl acrylate copolymers, glycidyl (meth)acrylate-modified ethylene-methyl acrylate copolymers, combinations thereof, and the like.
  • the epoxy-modified olefin-based polymer has a melt-flow index (MI) of about 1 to about 50 g/10 min, eg For example, it may be about 2 to about 25 g/10 minutes.
  • MI melt-flow index
  • the thermoplastic resin composition may have excellent impact resistance and metal bondability.
  • the epoxy-modified olefin-based polymer may be included in an amount of about 2 to about 25 parts by weight, for example, about 5 to about 20 parts by weight, based on about 100 parts by weight of the polybutylene terephthalate resin.
  • the thermoplastic resin composition may have excellent metal bondability, thermal stability, stiffness, and impact resistance.
  • Zinc phosphate according to one embodiment of the present invention is applied together with glass fibers and epoxy-modified olefinic polymers to improve metal bondability and impact resistance of a thermoplastic resin composition including a polybutylene terephthalate resin and a polycarbonate resin. , stiffness, thermal stability, balance of these physical properties, etc. can be improved, and ordinary zinc phosphate can be used. can
  • the zinc phosphate may have an average particle size of about 0.5 to about 3 ⁇ m, for example, about 1 to about 3 ⁇ m, as measured by a particle size analyzer, and may have a purity of about 99% or more. Within this range, the thermoplastic resin composition may have excellent thermal stability and fluidity.
  • the zinc phosphate may be included in an amount of about 0.1 to about 2 parts by weight, for example, about 0.5 to about 1.5 parts by weight, based on about 100 parts by weight of the polybutylene terephthalate resin.
  • the thermoplastic resin composition may have excellent metal bondability, thermal stability, and stiffness.
  • the weight ratio (D:E) of the epoxy-modified olefin-based polymer (D) and the zinc phosphate (E) is about 10: 1 to about 30: 1, for example about 10: 1 to about 20: 1 can be within the above range, the thermoplastic resin composition may have better metal bonding properties, thermal stability, stiffness, impact resistance, balance of physical properties thereof, and the like.
  • the thermoplastic resin composition according to one embodiment of the present invention may further include additives included in conventional thermoplastic resin compositions.
  • the additive include flame retardants, antioxidants, anti-drip agents, lubricants, release agents, nucleating agents, antistatic agents, pigments, dyes, mixtures thereof, and the like, but are not limited thereto.
  • the content thereof may be about 0.001 to about 40 parts by weight, for example about 0.1 to about 10 parts by weight, based on about 100 parts by weight of the polybutylene terephthalate resin.
  • thermoplastic resin composition according to one embodiment of the present invention may be in the form of pellets by mixing the above components and melt-extruding at about 240 to about 300 ° C., for example, about 260 to about 290 ° C. using a conventional twin-screw extruder.
  • the thermoplastic resin composition may have a metal bonding strength of about 35 to about 50 MPa, for example, about 36 to about 48 MPa, for an aluminum-based metal specimen measured according to ISO 19095.
  • the thermoplastic resin composition may have a tensile strength of about 1,500 to about 1,600 kgf/cm 2 , for example about 1,530 to about 1,590 kgf/cm 2 of a 3.2 mm thick specimen measured according to ASTM D638.
  • thermoplastic resin composition may have a tensile strength retention of about 95% or more, for example, about 96% or more, calculated according to Equation 1 below.
  • TS 0 is the initial tensile strength measured according to ASTM D638 of a 3.2 mm thick specimen normally injection-molded with thermoplastic resin composition pellets in an injection molding machine at a cylinder temperature of 280 ° C.
  • TS 1 is the thermoplastic resin composition pellets in a cylinder
  • thermoplastic resin composition may have a flow rate increase rate of about 10% or less, for example, about 9% or less, calculated according to Equation 2 below.
  • Flow flow index increase rate (%) (MI 1 - MI 0 ) / MI 0 ⁇ 100
  • MI 0 refers to ASTM D1238, and the thermoplastic resin composition pellets are kept at 280 ° C. for 5 minutes and then measured under a 5 kg load condition.
  • MI 1 refers to ASTM D1238, and is the thermoplastic resin composition. It is a flow flow index measured under the condition of a 5 kg load after keeping the pellet at 280 ° C for 5 minutes.
  • a molded article according to the present invention is formed from the thermoplastic resin composition.
  • the thermoplastic resin composition may be manufactured in the form of pellets, and the manufactured pellets may be manufactured into various molded articles (products) through various molding methods such as injection molding, extrusion molding, vacuum molding, and casting molding.
  • the molded product of the present invention may be manufactured through a molding method in which a hot runner system is applied to an injection molding process. Such a molding method is well known to those skilled in the art to which the present invention belongs. Since the molded article is excellent in metal bonding, thermal stability, rigidity, balance of physical properties thereof, and the like, it is useful as an interior and exterior material for electronic devices, interior and exterior materials for automobiles, and the like.
  • the composite material according to the present invention includes a plastic member as the molded article; and a metal member in contact with the plastic member.
  • the plastic member and the metal member may be in direct contact without an adhesive intervening.
  • the metal member may include one or more metals selected from among aluminum, titanium, iron, and zinc.
  • the metal member includes aluminum, and the metal bonding strength of the plastic member to the metal member measured according to ISO 19095 is about 35 to about 50 MPa, for example, about 36 to about 48 MPa.
  • the plastic member has a tensile strength of about 1,500 to about 1,600 kgf / cm 2 , for example, about 1,530 to about 1,590 kgf / cm 2 of a 3.2 mm thick specimen measured according to ASTM D638, and the following formula 1
  • the tensile strength retention rate calculated according to may be about 95% or more, for example, about 96% or more, and the flow rate increase rate calculated according to Equation 2 below may be about 10% or less, for example, about 9% or less.
  • TS 0 is the initial tensile strength measured according to ASTM D638 of a 3.2 mm thick specimen normally injection-molded with thermoplastic resin composition pellets in an injection molding machine at a cylinder temperature of 280 ° C.
  • TS 1 is the thermoplastic resin composition pellets in a cylinder
  • Flow flow index increase rate (%) (MI 1 - MI 0 ) / MI 0 ⁇ 100
  • MI 0 refers to ASTM D1238, and the thermoplastic resin composition pellets are kept at 280 ° C. for 5 minutes and then measured under a 5 kg load condition.
  • MI 1 refers to ASTM D1238, and is the thermoplastic resin composition. It is a flow flow index measured under the condition of a 5 kg load after keeping the pellet at 280 ° C for 5 minutes.
  • a polybutylene terephthalate (PBT) resin (manufacturer: Shinkong Synthetic Fibers Corp., product name: Shinite K006, residual amount of titanium catalyst: about 88 ppm, intrinsic viscosity [ ⁇ ]: about 0.9 dl/g) was used.
  • PC bisphenol-A polycarbonate
  • a flat glass fiber (manufacturer: Nittobo, product name: CSG 3PA-830S, short diameter of cross section: about 7 ⁇ m, aspect ratio of cross section: about 4, length before processing: about 3 mm) was used.
  • EMA-GMA glycidyl methacrylate-modified ethylene-methyl acrylate copolymer
  • Zinc phosphate (manufacturer: Budenheim, product name: BUDIT T21) was used.
  • Monopotassium phosphate (manufacturer: Sigma-Aldrich) was used.
  • pellets were prepared by extrusion at 260°C.
  • mold temperature 120 ° C
  • Metal bonding strength (unit: MPa): In accordance with ISO 19095, after bonding an aluminum-based metal specimen and a thermoplastic resin composition specimen through insert injection molding, bonding strength was measured.
  • the metal specimen used was an aluminum-based metal specimen treated with Geo National's TRI surface to facilitate bonding with the thermoplastic resin composition specimen.
  • the metal and thermoplastic resin composition specimens used were 1.2 cm ⁇ 4 cm ⁇ 0.3 cm in size, and bonding strength was measured by attaching cross sections of 1.2 cm ⁇ 0.3 cm to each other.
  • TS 0 is the initial tensile strength measured according to ASTM D638 of a 3.2 mm thick specimen normally injection-molded with thermoplastic resin composition pellets in an injection molding machine at a cylinder temperature of 280 ° C.
  • TS 1 is the thermoplastic resin composition pellets in a cylinder
  • Flow flow index increase rate (%) (MI 1 - MI 0 ) / MI 0 ⁇ 100
  • MI 0 refers to ASTM D1238, and the thermoplastic resin composition pellets are kept at 280 ° C. for 5 minutes and then measured under a 5 kg load condition.
  • MI 1 refers to ASTM D1238, and is the thermoplastic resin composition. It is a flow flow index measured under the condition of a 5 kg load after keeping the pellet at 280 ° C for 5 minutes.
  • Example One 2 3 (A1) (parts by weight) 100 100 100 (A2) (parts by weight) - - - (B) (parts by weight) 20 22 32 (C) (parts by weight) 115 89 122 (D) (parts by weight) 9.8 11 16 (D') (parts by weight) - - - (E) (parts by weight) 0.7 1.1 1.4 (E') (parts by weight) - - - Metal bonding strength (MPa) 37 36 36 36 36 Tensile strength (kgf/cm 2 ) 1,540 1,580 1,550 Tensile strength retention rate (%) 97 97 96 Flow flow index increase rate (%) 6 8 4
  • thermoplastic resin composition of the present invention has excellent metal bonding properties (metal bonding strength), stiffness (tensile strength), thermal stability (tensile strength retention rate, flow rate increase rate), and balance of physical properties thereof.

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Abstract

본 발명의 열가소성 수지 조성물은 티타늄 촉매 잔류량이 약 50 ppm 미만인 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지; 폴리카보네이트 수지; 유리 섬유; 에폭시 변성 올레핀계 중합체; 및 인산 아연;을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 열가소성 수지 조성물은 금속 접합성, 열안정성, 강성, 이들의 물성 발란스 등이 우수하다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품
본 발명은 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 금속 접합성, 열안정성, 강성, 이들의 물성 발란스 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
나노 몰딩 기술(Nano molding technology: NMT)은 특정 목적에 의해 금속이 인서트(insert)된 상태에서 열가소성 수지를 사출 성형하여 제품화하는 공정이다. 이와 같은 기술 분야에서는 금속과 열가소성 수지의 접합강도가 매우 중요하다. 또한, 대량 생산 및 공정의 효율화를 위해 이와 같은 열가소성 소재의 사출 공정에 핫 런너 시스템(hot runner system)을 적용하고 있는 추세이다. 핫 런너 시스템은 기존 콜드 런너 시스템(cold runner system)과 다르게 소재가 융점 이상의 온도에서 체류하는 시간이 길어진다는 특징이 있다. 이에 따라, 열안정성이 확보되지 못한 소재의 경우, 물성 저하 및 공정 문제를 야기하게 된다.
이를 해결하기 위하여, 폴리에스테르계 열가소성 수지 조성물에 힌더드 페놀(hindered phenol)계 안정제, 포스파이트(phosphite)계 안정제 등을 적용하는 방법이 연구되었으나, 핫 런너 시스템 적용에 따른 문제점을 완전히 해결할 수는 없었다.
따라서, 금속 접합성, 열안정성, 강성, 이들의 물성 발란스 등이 우수한 열가소성 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술은 일본 등록특허 6840006호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 금속 접합성, 열안정성, 강성, 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 티타늄 촉매 잔류량이 약 50 ppm 미만인 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지; 폴리카보네이트 수지; 유리 섬유; 에폭시 변성 올레핀계 중합체; 및 인산 아연;을 포함할 수 있다.
2. 상기 1 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 약 100 중량부; 상기 폴리카보네이트 수지 약 5 내지 약 45 중량부; 상기 유리 섬유 약 80 내지 약 130 중량부; 상기 에폭시 변성 올레핀계 중합체 약 2 내지 약 25 중량부; 및 상기 인산 아연 약 0.1 내지 약 2 중량부;를 포함할 수 있다.
3. 상기 1 또는 2 구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량이 약 10,000 내지 약 50,000 g/mol일 수 있다.
4. 상기 1 내지 3 구체예에서, 상기 유리 섬유는 직사각형 또는 타원형의 단면을 가지며, 단면의 종횡비(단면의 장경/단면의 단경)가 약 1.5 내지 약 10이고, 단경이 약 2 내지 약 10 ㎛일 수 있다.
5. 상기 1 내지 4 구체예에서, 상기 에폭시 변성 올레핀계 중합체는 글리시딜 (메타)아크릴레이트 변성 폴리에틸렌, 글리시딜 (메타)아크릴레이트 변성 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체, 글리시딜 (메타)아크릴레이트 변성 에틸렌-부틸 아크릴레이트 공중합체 및 글리시딜 (메타)아크릴레이트 변성 에틸렌-메틸 아크릴레이트 공중합체 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
6. 상기 1 내지 5 구체예에서, 상기 에폭시 변성 올레핀계 중합체 및 상기 인산 아연의 중량비는 약 10 : 1 내지 약 30 : 1일 수 있다.
7. 상기 1 내지 6 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ISO 19095에 의거하여 측정한 알루미늄계 금속 시편에 대한 금속 접합력이 약 35 내지 약 50 MPa일 수 있다.
8. 상기 1 내지 7 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D638에 따라 측정한 3.2 mm 두께 시편의 인장강도가 약 1,500 내지 약 1,600 kgf/cm2일 수 있다.
9. 상기 1 내지 8 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 하기 식 1에 따라 산출한 인장강도 유지율이 약 95% 이상일 수 있다:
[식 1]
인장강도 유지율(%) = TS1 / TS0 × 100
상기 식 1에서, TS0는 열가소성 수지 조성물 펠렛을 실린더 온도 280℃의 사출 성형기에서 정상적으로 사출성형한 3.2 mm 두께 시편을 ASTM D638에 따라 측정한 초기 인장강도이고, TS1은 열가소성 수지 조성물 펠렛을 실린더 온도 300℃의 사출 성형기 실린더에 3분간 체류한 후 사출성형한 3.2 mm 두께 시편을 ASTM D638에 따라 측정한 인장강도이다.
10. 상기 1 내지 9 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 하기 식 2에 따라 산출한 유동흐름지수 증가율이 약 10% 이하일 수 있다:
[식 2]
유동흐름지수 증가율(%) = (MI1 - MI0) / MI0 × 100
상기 식 2에서, MI0는 ASTM D1238을 참고하여, 열가소성 수지 조성물 펠렛을 280℃에서 5분 체류 후 5 kg 하중 조건에서 측정한 유동흐름지수이고, MI1은 ASTM D1238을 참고하여, 열가소성 수지 조성물 펠렛을 280℃에서 10분 체류 후 5 kg 하중 조건에서 측정한 유동흐름지수이다.
11. 본 발명의 다른 관점은 성형품에 관한 것이다. 상기 성형품은 상기 1 내지 10 중 어느 하나에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성될 수 있다.
12. 본 발명의 다른 관점은 복합재에 관한 것이다. 상기 복합재는 상기 11의 성형품으로 플라스틱 부재; 및 상기 플라스틱 부재에 접하는 금속 부재;를 포함할 수 있다.
13. 상기 12 구체예에서, 상기 플라스틱 부재와 상기 금속 부재는 접착제 개재 없이 직접 접하는 것일 수 있다.
14. 상기 12 또는 13 구체예에서, 상기 금속 부재는 알루미늄, 티타늄, 철, 아연 중 1종 이상의 금속을 포함할 수 있다.
본 발명은 금속 접합성, 내충격성, 강성, 열안정성, 이들의 물성 발란스 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 (A) 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지; (B) 폴리카보네이트 수지; (C) 유리 섬유; (D) 에폭시 변성 올레핀계 중합체; 및 (E) 인산 아연;을 포함한다.
본 명세서에서, 수치범위를 나타내는 "a 내지 b"는 "≥a 이고 ≤b"으로 정의한다.
(A) 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지
본 발명의 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 수지는 에폭시 변성 올레핀계 중합체 및 인산 아연 등과 함께 적용되어, 열가소성 수지 조성물의 금속 접합성, 열안정성, 이들의 물성 발란스 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 티타늄 촉매 잔류량이 약 50 ppm 미만, 예를 들면 약 20 내지 약 49 ppm인 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지를 사용할 수 있다. 상기 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지의 티타늄 촉매 잔류량이 약 50 ppm 이상일 경우, 열가소성 수지 조성물의 열안정성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지로는 상용화된 티타늄 촉매 잔류량이 약 50 ppm 미만인 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지를 사용할 수 있으며, 상기 티타늄 촉매 잔류량은 유도 결합 플라스마 질량 분석기(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry: ICP-MS)를 통한 원소 정량 분석을 통해 측정할 수 있다.
구체예에서, 본 발명의 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지는 ASTM D2857에 따라 측정한 고유점도[η]가 약 0.5 내지 약 1.5 dl/g, 예를 들면, 약 0.7 내지 약 1.3 dl/g일 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 기계적 물성 등이 우수할 수 있다.
(B) 폴리카보네이트 수지
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리카보네이트 수지는 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 외관 특성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용되는 폴리카보네이트 수지를 사용할 수 있다. 예를 들면, 디페놀류(방향족 디올 화합물)를 포스겐, 할로겐 포르메이트, 탄산 디에스테르 등의 전구체와 반응시킴으로써 제조되는 방향족 폴리카보네이트 수지를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 디페놀류로는 4,4'-비페놀, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,4-비스(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 2,2-비스(3-클로로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)프로판, 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 폴리카보네이트 수지는 분지쇄가 있는 것이 사용될 수 있으며, 예를 들면 중합에 사용되는 디페놀류 전체에 대하여, 약 0.05 내지 약 2 몰%의 3가 또는 그 이상의 다관능 화합물, 구체적으로, 3가 또는 그 이상의 페놀기를 가진 화합물을 첨가하여 제조한 분지형 폴리카보네이트 수지를 사용할 수도 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 호모 폴리카보네이트 수지, 코폴리카보네이트 수지 또는 이들의 블렌드 형태로 사용할 수 있다. 또한, 상기 폴리카보네이트 수지는 에스테르 전구체(precursor), 예컨대 2관능 카르복실산의 존재 하에서 중합 반응시켜 얻어진 방향족 폴리에스테르-카보네이트 수지로 일부 또는 전량 대체하는 것도 가능하다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 겔 투과 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography: GPC)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 약 10,000 내지 약 50,000 g/mol, 예를 들면, 약 15,000 내지 약 30,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동성(가공성) 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 상기 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 5 내지 약 45 중량부, 예를 들면 약 15 내지 약 35 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동성(가공성) 등이 우수할 수 있다.
(C) 유리 섬유
본 발명의 일 구체예에 따른 유리 섬유는 에폭시 변성 올레핀계 중합체 및 인산 아연 등과 함께 적용되어, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 및 폴리카보네이트 수지를 포함하는 열가소성 수지 조성물의 강성, 내충격성, 금속 접합성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 열가소성 수지 조성물에 적용되는 유리 섬유를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 직사각형 또는 타원형의 단면을 갖는 평판형 유리 섬유일 수 있으며, 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope: SEM)을 이용하여 측정한 단면의 종횡비(단면의 장경/단면의 단경)가 약 1.5 내지 약 10이고, 단경이 약 2 내지 약 10 ㎛일 수 있고, 가공 전 길이가 약 2 내지 약 20 mm일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 강성, 성형 가공성 등이 향상될 수 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 통상의 표면 처리제로 처리된 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 상기 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 80 내지 약 130 중량부, 예를 들면 약 85 내지 약 125 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 강성, 외관, 휨 특성 등이 우수할 수 있다.
(D) 에폭시 변성 올레핀계 중합체
본 발명의 일 구체예에 따른 에폭시 변성 올레핀계 중합체는 유리 섬유 및 인산 아연 등과 함께 적용되어, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 및 폴리카보네이트 수지를 포함하는 열가소성 수지 조성물의 금속 접합성, 내충격성, 강성, 열안정성, 이들의 물성 발란스 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 반응성 기능기인 에폭시 화합물을 올레핀계 중합체(올레핀 단독중합체, 올레핀 공중합체, 알킬렌-알킬 (메타)아크릴레이트 공중합체 등)에 중합한 것을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 에폭시 화합물로는 글리시딜 (메타)아크릴레이트, 알릴 글리시딜 에테르, 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 올레핀계 중합체는 알킬렌 단량체의 단독중합체, 알킬렌 단량체의 공중합체 및/또는 알킬렌-알킬 (메타)아크릴레이트 공중합체일 수 있고, 상기 알킬렌 단량체로는 탄소수 약 2 내지 약 10의 알킬렌을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 에틸렌, 프로필렌, 이소프로필렌, 부틸렌, 이소부틸렌, 옥텐 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 에폭시 변성 올레핀계 중합체는 글리시딜 (메타)아크릴레이트 변성 폴리에틸렌, 글리시딜 (메타)아크릴레이트 변성 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체, 글리시딜 (메타)아크릴레이트 변성 에틸렌-부틸 아크릴레이트 공중합체, 글리시딜 (메타)아크릴레이트 변성 에틸렌-메틸 아크릴레이트 공중합체, 이들의 조합 등을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 에폭시 변성 올레핀계 중합체는 ASTM D1238에 의거하여, 190℃, 2.16 kg 하중 조건에서 측정한 유동흐름지수(Melt-flow Index: MI)가 약 1 내지 약 50 g/10분, 예를 들면 약 2 내지 약 25 g/10분일 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 금속 접합성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 에폭시 변성 올레핀계 중합체는 상기 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 2 내지 약 25 중량부, 예를 들면 약 5 내지 약 20 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 금속 접합성, 열안정성, 강성, 내충격성 등이 우수할 수 있다.
(E) 인산 아연
본 발명의 일 구체예에 따른 인산 아연(zinc phosphate)은 유리 섬유 및 에폭시 변성 올레핀계 중합체 등과 함께 적용되어, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 및 폴리카보네이트 수지를 포함하는 열가소성 수지 조성물의 금속 접합성, 내충격성, 강성, 열안정성, 이들의 물성 발란스 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 인산 아연을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 산화 아연과 인산을 반응시켜 제조한 인산 아연, 제품화된 인산 아연 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 인산 아연은 입도분석기로 측정한 평균 입자 크기가 약 0.5 내지 약 3 ㎛, 예를 들면 약 1 내지 약 3 ㎛일 수 있고, 순도가 약 99% 이상일 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 열안정성, 유동성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 인산 아연은 상기 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 0.1 내지 약 2 중량부, 예를 들면 약 0.5 내지 약 1.5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 금속 접합성, 열안정성, 강성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 에폭시 변성 올레핀계 중합체(D) 및 상기 인산 아연(E)의 중량비(D:E)는 약 10 : 1 내지 약 30 : 1, 예를 들면 약 10 : 1 내지 약 20 : 1일 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 금속 접합성, 열안정성, 강성, 내충격성, 이들의 물성 발란스 등이 더 우수할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 통상의 열가소성 수지 조성물에 포함되는 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 난연제, 산화방지제, 적하방지제, 활제, 이형제, 핵제, 대전방지제, 안료, 염료, 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 첨가제 사용 시, 그 함량은 상기 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 0.001 내지 약 40 중량부, 예를 들면 약 0.1 내지 약 10 중량부일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 상기 구성 성분을 혼합하고, 통상의 이축 압출기를 사용하여, 약 240 내지 약 300℃, 예를 들면 약 260 내지 약 290℃에서 용융 압출한 펠렛 형태일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ISO 19095에 의거하여 측정한 알루미늄계 금속 시편에 대한 금속 접합력이 약 35 내지 약 50 MPa, 예를 들면 약 36 내지 약 48 MPa일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D638에 따라 측정한 3.2 mm 두께 시편의 인장강도가 약 1,500 내지 약 1,600 kgf/cm2, 예를 들면 약 1,530 내지 약 1,590 kgf/cm2일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 하기 식 1에 따라 산출한 인장강도 유지율이 약 95% 이상, 예를 들면 약 96% 이상일 수 있다.
[식 1]
인장강도 유지율(%) = TS1 / TS0 × 100
상기 식 1에서, TS0는 열가소성 수지 조성물 펠렛을 실린더 온도 280℃의 사출 성형기에서 정상적으로 사출성형한 3.2 mm 두께 시편을 ASTM D638에 따라 측정한 초기 인장강도이고, TS1은 열가소성 수지 조성물 펠렛을 실린더 온도 300℃의 사출 성형기 실린더에 3분간 체류한 후 사출성형한 3.2 mm 두께 시편을 ASTM D638에 따라 측정한 인장강도이다.
상기 열가소성 수지 조성물은 하기 식 2에 따라 산출한 유동흐름지수 증가율이 약 10% 이하, 예를 들면 약 9% 이하일 수 있다.
[식 2]
유동흐름지수 증가율(%) = (MI1 - MI0) / MI0 × 100
상기 식 2에서, MI0는 ASTM D1238을 참고하여, 열가소성 수지 조성물 펠렛을 280℃에서 5분 체류 후 5 kg 하중 조건에서 측정한 유동흐름지수이고, MI1은 ASTM D1238을 참고하여, 열가소성 수지 조성물 펠렛을 280℃에서 5분 체류 후 5 kg 하중 조건에서 측정한 유동흐름지수이다.
본 발명에 따른 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다. 상기 열가소성 수지 조성물은 펠렛 형태로 제조될 수 있으며, 제조된 펠렛은 사출성형, 압출성형, 진공성형, 캐스팅성형 등의 다양한 성형방법을 통해 다양한 성형품(제품)으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 성형품은 사출성형 공정에 핫 런너 시스템(hot runner system)을 적용한 성형방법을 통해 제조될 수 있다. 이러한 성형방법은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 잘 알려져 있다. 상기 성형품은 금속 접합성, 열안정성, 강성, 이들의 물성 발란스 등이 우수하므로, 전자 기기의 내외장재, 자동차 내외장재 등으로 유용하다.
본 발명에 따른 복합재는 상기 성형품으로 플라스틱 부재; 및 상기 플라스틱 부재에 접하는 금속 부재;를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 플라스틱 부재와 상기 금속 부재는 접착제 개재 없이 직접 접하는 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 금속 부재는 알루미늄, 티타늄, 철, 아연 중 1종 이상의 금속을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 금속 부재는 알루미늄을 포함하고, ISO 19095에 의거하여 측정한 상기 금속 부재에 대한 상기 플라스틱 부재의 금속 접합력이 약 35 내지 약 50 MPa, 예를 들면 약 36 내지 약 48 MPa일 수 있으며, 상기 플라스틱 부재는 ASTM D638에 따라 측정한 3.2 mm 두께 시편의 인장강도가 약 1,500 내지 약 1,600 kgf/cm2, 예를 들면 약 1,530 내지 약 1,590 kgf/cm2일 수 있고, 하기 식 1에 따라 산출한 인장강도 유지율이 약 95% 이상, 예를 들면 약 96% 이상일 수 있으며, 하기 식 2에 따라 산출한 유동흐름지수 증가율이 약 10% 이하, 예를 들면 약 9% 이하일 수 있다.
[식 1]
인장강도 유지율(%) = TS1 / TS0 × 100
상기 식 1에서, TS0는 열가소성 수지 조성물 펠렛을 실린더 온도 280℃의 사출 성형기에서 정상적으로 사출성형한 3.2 mm 두께 시편을 ASTM D638에 따라 측정한 초기 인장강도이고, TS1은 열가소성 수지 조성물 펠렛을 실린더 온도 300℃의 사출 성형기 실린더에 3분간 체류한 후 사출성형한 3.2 mm 두께 시편을 ASTM D638에 따라 측정한 인장강도이다.
[식 2]
유동흐름지수 증가율(%) = (MI1 - MI0) / MI0 × 100
상기 식 2에서, MI0는 ASTM D1238을 참고하여, 열가소성 수지 조성물 펠렛을 280℃에서 5분 체류 후 5 kg 하중 조건에서 측정한 유동흐름지수이고, MI1은 ASTM D1238을 참고하여, 열가소성 수지 조성물 펠렛을 280℃에서 5분 체류 후 5 kg 하중 조건에서 측정한 유동흐름지수이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지
(A1) 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 수지(제조사: Chang Chun Plastics Co., Ltd., 제품명: 1100-211M, 티타늄 촉매 잔류량: 약 29 ppm, 고유점도[η]: 약 0.9 dl/g)를 사용하였다.
(A2) 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 수지(제조사: Shinkong Synthetic Fibers Corp., 제품명: Shinite K006, 티타늄 촉매 잔류량: 약 88 ppm, 고유점도[η]: 약 0.9 dl/g)를 사용하였다.
(B) 폴리카보네이트 수지
비스페놀-A계 폴리카보네이트(PC) 수지(제조사: 롯데케미칼, 중량평균분자량: 약 22,000 g/mol)를 사용하였다.
(C) 유리 섬유
평판형 유리 섬유(제조사: Nittobo, 제품명: CSG 3PA-830S, 단면의 단경: 약 7 ㎛, 단면의 종횡비: 약 4, 가공 전 길이: 약 3 mm)를 사용하였다.
(D) 에폭시 변성 올레핀계 중합체
글리시딜 메타크릴레이트 변성 에틸렌-메틸 아크릴레이트 공중합체(EMA-GMA, 제조사: SK Functional Polymer S.A.S, 제품명: AX8900)를 사용하였다.
(D') 말레산 무수물 변성 폴리프로필렌(PP-g-MAH, 제조사: Fine-blend Polymer Co. Ltd., 제품명: CMG9801)을 사용하였다.
(E) 인산 아연
인산 아연(zinc phosphate, 제조사: Budenheim, 제품명: BUDIT T21)을 사용하였다.
(E') 인산 칼륨
제1인산 칼륨(monopotassium phosphate, 제조사: Sigma-Aldrich)을 사용하였다.
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3
상기 각 구성 성분을 하기 표 1 및 2에 기재된 바와 같은 함량으로 첨가한 후, 260℃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(성형 온도: 280℃, 금형 온도: 120℃)에서 사출성형하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여 하기의 방법으로 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1 및 2에 나타내었다.
물성 측정 방법
(1) 금속 접합력(단위: MPa): ISO 19095에 의거하여, 알루미늄계 금속 시편과 열가소성 수지 조성물 시편을 인서트(insert) 사출성형을 통해 접합한 후 접합강도를 측정하였다. 여기서, 사용한 금속 시편은 열가소성 수지 조성물 시편과 접합이 용이하도록 Geo Nation社의 TRI 표면처리가 되어있는 알루미늄계 금속 시편을 사용하였다. 또한, 사용된 금속 및 열가소성 수지 조성물 시편은 1.2 cm × 4 cm × 0.3 cm 크기이고, 1.2 cm × 0.3 cm 단면을 서로 붙여서 접합강도를 측정하였다.
(2) 인장강도(단위: kgf/cm2): ASTM D638에 의거하여, 3.2 mm 두께 시편의 인장강도를 측정하였다.
(3) 인장강도 유지율(단위: %): 하기 식 1에 따라서, 인장강도 유지율을 산출하였다.
[식 1]
인장강도 유지율(%) = TS1 / TS0 × 100
상기 식 1에서, TS0는 열가소성 수지 조성물 펠렛을 실린더 온도 280℃의 사출 성형기에서 정상적으로 사출성형한 3.2 mm 두께 시편을 ASTM D638에 따라 측정한 초기 인장강도이고, TS1은 열가소성 수지 조성물 펠렛을 실린더 온도 300℃의 사출 성형기 실린더에 3분간 체류한 후 사출성형한 3.2 mm 두께 시편을 ASTM D638에 따라 측정한 인장강도이다.
(4) 유동흐름지수 증가율(단위: %): 하기 식 2에 따라서, 유동흐름지수 증가율을 산출하였다.
[식 2]
유동흐름지수 증가율(%) = (MI1 - MI0) / MI0 × 100
상기 식 2에서, MI0는 ASTM D1238을 참고하여, 열가소성 수지 조성물 펠렛을 280℃에서 5분 체류 후 5 kg 하중 조건에서 측정한 유동흐름지수이고, MI1은 ASTM D1238을 참고하여, 열가소성 수지 조성물 펠렛을 280℃에서 5분 체류 후 5 kg 하중 조건에서 측정한 유동흐름지수이다.
실시예
1 2 3
(A1) (중량부) 100 100 100
(A2) (중량부) - - -
(B) (중량부) 20 22 32
(C) (중량부) 115 89 122
(D) (중량부) 9.8 11 16
(D') (중량부) - - -
(E) (중량부) 0.7 1.1 1.4
(E') (중량부) - - -
금속 접합력(MPa) 37 36 36
인장강도(kgf/cm2) 1,540 1,580 1,550
인장강도 유지율(%) 97 97 96
유동흐름지수 증가율(%) 6 8 4
비교예
1 2 3
(A1) (중량부) - 100 100
(A2) (중량부) 100 - -
(B) (중량부) 20 20 20
(C) (중량부) 115 115 115
(D) (중량부) 9.8 - 9.8
(D') (중량부) - 9.8 -
(E) (중량부) 0.7 0.7 -
(E') (중량부) - - 0.7
금속 접합력(MPa) 36 35 36
인장강도(kgf/cm2) 1,550 1,400 1,510
인장강도 유지율(%) 75 73 69
유동흐름지수 증가율(%) 21 35 18
상기 결과로부터, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 금속 접합성(금속 접합력), 강성(인장강도), 열안정성(인장강도 유지율, 유동흐름지수 증가율), 이들의 물성 발란스 등이 우수함을 알 수 있다.
반면, 본 발명의 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 대신에, 티타늄 촉매 잔류량이 50 ppm 이상인 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지(A2)를 적용한 비교예 1의 경우, 열안정성 등이 저하되었음을 알 수 있고, 본 발명의 에폭시 변성 올레핀계 중합체 대신에, 말레산 무수물 변성 폴리프로필렌(D')을 적용한 비교예 2의 경우, 강성, 열안정성 등이 저하되었음을 알 수 있으며, 본 발명의 인산 아연 대신에, 인산 칼륨(E')을 적용한 비교예 3의 경우, 열안정성 등이 저하되었음을 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 (14)

  1. 티타늄 촉매 잔류량이 약 50 ppm 미만인 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지;
    폴리카보네이트 수지;
    유리 섬유;
    에폭시 변성 올레핀계 중합체; 및
    인산 아연;을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 약 100 중량부; 상기 폴리카보네이트 수지 약 5 내지 약 45 중량부; 상기 유리 섬유 약 80 내지 약 130 중량부; 상기 에폭시 변성 올레핀계 중합체 약 2 내지 약 25 중량부; 및 상기 인산 아연 약 0.1 내지 약 2 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량이 약 10,000 내지 약 50,000 g/mol인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 섬유는 직사각형 또는 타원형의 단면을 가지며, 단면의 종횡비(단면의 장경/단면의 단경)가 약 1.5 내지 약 10이고, 단경이 약 2 내지 약 10 ㎛인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에폭시 변성 올레핀계 중합체는 글리시딜 (메타)아크릴레이트 변성 폴리에틸렌, 글리시딜 (메타)아크릴레이트 변성 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체, 글리시딜 (메타)아크릴레이트 변성 에틸렌-부틸 아크릴레이트 공중합체 및 글리시딜 (메타)아크릴레이트 변성 에틸렌-메틸 아크릴레이트 공중합체 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에폭시 변성 올레핀계 중합체 및 상기 인산 아연의 중량비는 약 10 : 1 내지 약 30 : 1인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ISO 19095에 의거하여 측정한 알루미늄계 금속 시편에 대한 금속 접합력이 약 35 내지 약 50 MPa인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D638에 따라 측정한 3.2 mm 두께 시편의 인장강도가 약 1,500 내지 약 1,600 kgf/cm2인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 하기 식 1에 따라 산출한 인장강도 유지율이 약 95% 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물:
    [식 1]
    인장강도 유지율(%) = TS1 / TS0 × 100
    상기 식 1에서, TS0는 열가소성 수지 조성물 펠렛을 실린더 온도 280℃의 사출 성형기에서 정상적으로 사출성형한 3.2 mm 두께 시편을 ASTM D638에 따라 측정한 초기 인장강도이고, TS1은 열가소성 수지 조성물 펠렛을 실린더 온도 300℃의 사출 성형기 실린더에 3분간 체류한 후 사출성형한 3.2 mm 두께 시편을 ASTM D638에 따라 측정한 인장강도이다.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 하기 식 2에 따라 산출한 유동흐름지수 증가율이 약 10% 이하인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물:
    [식 2]
    유동흐름지수 증가율(%) = (MI1 - MI0) / MI0 × 100
    상기 식 2에서, MI0는 ASTM D1238을 참고하여, 열가소성 수지 조성물 펠렛을 280℃에서 5분 체류 후 5 kg 하중 조건에서 측정한 유동흐름지수이고, MI1은 ASTM D1238을 참고하여, 열가소성 수지 조성물 펠렛을 280℃에서 5분 체류 후 5 kg 하중 조건에서 측정한 유동흐름지수이다.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 성형품.
  12. 제11항의 성형품으로 플라스틱 부재; 및
    상기 플라스틱 부재에 접하는 금속 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재.
  13. 제12항에 있어서, 상기 플라스틱 부재와 상기 금속 부재는 접착제 개재 없이 직접 접하는 것을 특징으로 하는 복합재.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 금속 부재는 알루미늄, 티타늄, 철, 아연 중 1종 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재.
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