WO2026005376A1 - 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 - Google Patents

폴리카보네이트 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품

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WO2026005376A1
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resin composition
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유희경
박지은
추동휘
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Lotte Chemical Corp
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Lotte Chemical Corp
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Definitions

  • the present invention relates to a polycarbonate resin composition and a molded article manufactured therefrom. More specifically, the present invention relates to a polycarbonate resin composition having excellent scratch resistance, impact resistance, flame retardancy, weather resistance, colorability, etc., and a molded article manufactured therefrom.
  • Resin compositions containing polycarbonate resins exhibit excellent impact resistance, toughness, transparency, thermal stability, self-extinguishing properties, and dimensional stability, making them suitable for applications in electrical/electronic products, automotive components, lenses, and glass replacement materials.
  • conventional polycarbonate resins have issues such as significantly lower scratch resistance compared to glass when applied to products requiring transparency.
  • the background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2010-0076643, etc.
  • the purpose of the present invention is to provide a polycarbonate resin composition having excellent scratch resistance, impact resistance, flame retardancy, weather resistance, colorability, etc.
  • Another object of the present invention is to provide a molded article formed from the polycarbonate resin composition.
  • the polycarbonate resin composition comprises: about 100 parts by weight of a base resin comprising about 45 to about 85 weight percent of a polycarbonate resin and about 15 to about 55 weight percent of a polysiloxane-polycarbonate copolymer resin; about 1.5 to about 4 weight parts of a phosphazene compound; about 0.3 to about 1.5 weight parts of a siloxane-modified polyester; about 0.3 to about 3 weight parts of a syndiotactic polystyrene; and about 0.3 to about 1.5 weight parts of a benzotriazole-based UV stabilizer.
  • the polycarbonate resin may have a melt flow index of about 5 to about 50 g/10 min measured under conditions of 300°C and 1.2 kg according to ASTM D1238.
  • the polysiloxane-polycarbonate copolymer resin may include about 1 to about 50 wt% of a polysiloxane block and about 50 to about 99 wt% of a polycarbonate block.
  • the weight average molecular weight of the polysiloxane-polycarbonate copolymer resin may be about 10,000 to about 100,000 g/mol.
  • the phosphazene compound may be a compound represented by the following chemical formula 2:
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heterocycloalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, a heteroaryl group having 5 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxycarbonylalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbonylalkyl group having 2
  • the siloxane-modified polyester may be a compound represented by the following chemical formula 3:
  • R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms
  • R 5 is an alkyl group or phenyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • R 6 is a hydrogen atom, a hydroxy group or a methyl group
  • l, m and n are each independently an integer of 1 or more.
  • the syndiotacticity of the syndiotactic polystyrene may be about 97 to about 100%.
  • the benzotriazole-based UV stabilizer can be used together with a triazine-based UV stabilizer.
  • the polycarbonate resin composition may have a brightness change ( ⁇ L *) of about 6 or less before/after scratch resistance evaluation, measured with a colorimeter according to ISO 2409, of a specimen to which 0.5 parts by weight of a black quinone -based dye mixture is applied relative to 100 parts by weight of the base resin.
  • the polycarbonate resin composition may have a notched Izod impact strength of about 40 to about 90 kgf ⁇ cm/cm for a 1/4" thick specimen measured according to ASTM D256.
  • the polycarbonate resin composition may have a total combustion time of about 30 seconds or less for a 1.5 mm thick specimen measured by the UL-94 vertical test method.
  • the polycarbonate resin composition is applied with 0.5 parts by weight of a black quinone-based dye mixture relative to 100 parts by weight of a base resin, and the initial color (L 0 * , a 0 * , b 0 * ) is measured with a colorimeter for a 50 mm ⁇ 90 mm ⁇ 3 mm sized specimen, and the specimen is subjected to a weather resistance test for 3,000 hours according to SAE J 1960, and the color (L 1 * , a 1 * , b 1 * ) after the test is measured with a colorimeter, and the color change ( ⁇ E) calculated according to the following Equation 1 may be about 3.8 or less:
  • ⁇ L * is the difference in L * values before and after the test (L 1 * -L 0 * )
  • ⁇ a * is the difference in a * values before and after the test (a 1 * - a 0 * )
  • ⁇ b * is the difference in b * values before and after the test (b 1 * - b 0 * ).
  • the polycarbonate resin composition may have a blackness (L * ) of about 2 or less, as measured by a colorimeter, for a specimen to which 0.5 parts by weight of a black quinone-based dye mixture is applied relative to 100 parts by weight of the base resin.
  • the molded article is characterized in that it is formed from a polycarbonate resin composition according to any one of 1 to 14.
  • the present invention has the effect of providing a polycarbonate resin composition having excellent scratch resistance, impact resistance, flame retardancy, weather resistance, colorability, etc., and a molded article formed therefrom.
  • a polycarbonate resin composition according to the present invention comprises (A) a polycarbonate resin; (B) a polysiloxane-polycarbonate copolymer resin; (C) a phosphazene compound; (D) a siloxane-modified polyester; (E) a syndiotactic polystyrene; and (F) a benzotriazole-based UV stabilizer.
  • a polycarbonate resin can be applied together with a polysiloxane-polycarbonate copolymer resin, a phosphazene compound, a siloxane-modified polyester, syndiotactic polystyrene, and a benzotriazole-based UV stabilizer to improve the scratch resistance, impact resistance, flame retardancy, weather resistance, colorability, etc. of a polycarbonate resin composition, and a polycarbonate resin used in a typical thermoplastic resin composition can be used.
  • an aromatic polycarbonate resin produced by reacting a diphenol (aromatic diol compound) with a precursor such as phosgene, halogen formate, or carbonic diester can be used.
  • the diphenols may include, but are not limited to, 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, etc.
  • 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
  • 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane also called bisphenol-A
  • the polycarbonate resin may be one having a branched chain, and for example, a branched polycarbonate resin may be used that is prepared by adding about 0.05 to about 2 mol% of a trivalent or higher polyfunctional compound, specifically, a compound having a trivalent or higher phenol group, to the total diphenols used in the polymerization.
  • 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, such as a difunctional carboxylic acid.
  • the polycarbonate resin may have a weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC) of about 10,000 to about 100,000 g/mol, for example, about 10,000 to about 50,000 g/mol. Within this range, the polycarbonate resin composition may have excellent impact resistance, fluidity (processability), etc.
  • Mw weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography
  • the polycarbonate resin may have a melt flow index (MI) of about 5 to about 50 g/10 min, for example, about 5 to about 30 g/10 min, measured under conditions of 300° C. and 1.2 kg according to ASTM D1238. Within this range, the polycarbonate resin composition may have excellent impact resistance, fluidity (processability), etc.
  • the polycarbonate resin may be a mixture of two or more polycarbonate resins having different melt flow indices.
  • the polycarbonate resin may be included in an amount of about 45 to about 85 wt%, for example, about 50 to about 80 wt%, of the total 100 wt% of the base resin including the polycarbonate resin and the polysiloxane-polycarbonate copolymer resin.
  • the content of the polycarbonate resin is less than about 45 wt%, of the 100 wt% of the base resin, there is a concern that the weather resistance, etc. of the polycarbonate resin composition may be reduced, and when it exceeds about 85 wt%, there is a concern that the impact resistance, etc. of the polycarbonate resin composition may be reduced.
  • a polysiloxane-polycarbonate copolymer resin according to one specific example of the present invention can be applied together with a polycarbonate resin, a phosphazene compound, a siloxane-modified polyester, syndiotactic polystyrene, and a benzotriazole-based UV stabilizer to improve scratch resistance, impact resistance, flame retardancy, weather resistance, colorability, etc. of a polycarbonate resin composition, and a polysiloxane-polycarbonate copolymer resin used in a typical thermoplastic resin composition can be used.
  • the polysiloxane-polycarbonate copolymer resin comprises a polysiloxane block and a polycarbonate block.
  • the polycarbonate block may comprise a structural unit derived from a conventional polycarbonate resin, and the polysiloxane block may comprise a structural unit represented by the following chemical formula 1.
  • R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a C1 to C20 alkyl group, a C2 to C20 alkenyl group, a C2 to C20 alkynyl group, a C1 to C20 alkoxy group, a C3 to C30 cycloalkyl group, a C3 to C30 cycloalkenyl group, a C3 to C30 cycloalkynyl group, a C6 to C30 aryl group, a C6 to C30 aryloxy group, or NRR' (wherein, R and R' are each independently a hydrogen atom or a C1 to C20 alkyl group).
  • the average polymerization degree of the polysiloxane block may be 30 to 50. If the average polymerization degree of the polysiloxane block is less than 30, there is a concern that the chemical resistance of the polycarbonate resin composition may be reduced, and if it exceeds 50, there is a concern that the transparency of the polycarbonate resin composition may be reduced.
  • the polysiloxane-polycarbonate copolymer resin can be produced according to a conventional method for producing a polycarbonate-polysiloxane copolymer.
  • a polysiloxane including a structural unit represented by the above chemical formula 1 and a diphenol (aromatic diol compound) with a precursor such as phosgene, halogen formate, or carbonic diester.
  • the reaction can be performed by a conventional polymerization method such as interfacial polymerization or melt polymerization, and for example, it can be performed by an interfacial polymerization method using phosgene.
  • the polysiloxane-polycarbonate copolymer resin may include, but is not limited to, about 1 to about 50 wt%, for example, about 1 to about 40 wt%, specifically about 1 to about 30 wt%, of a polysiloxane block and about 50 to about 99 wt%, for example, about 60 to about 99 wt%, specifically about 70 to about 99 wt%, of a polycarbonate block.
  • the impact resistance, moldability, etc. of the polycarbonate resin composition may be excellent.
  • the polysiloxane-polycarbonate copolymer resin may have a weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC) of about 10,000 to about 100,000 g/mol, for example, about 10,000 to about 50,000 g/mol, specifically about 15,000 to about 30,000 g/mol. Within this range, the polycarbonate resin composition may have excellent impact resistance, moldability, and the like.
  • Mw weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography
  • the polysiloxane-polycarbonate copolymer resin may be included in an amount of about 15 to about 55 wt%, for example, about 20 to about 50 wt%, based on 100 wt% of the total base resin including the polycarbonate resin and the polysiloxane-polycarbonate copolymer resin.
  • the content of the polysiloxane-polycarbonate copolymer resin is less than about 15 wt%, based on 100 wt% of the base resin, there is a concern that the impact resistance, etc. of the polycarbonate resin composition may be reduced, and when it exceeds about 55 wt%, there is a concern that the weather resistance, etc. of the polycarbonate resin composition may be reduced.
  • a phosphazene compound according to one specific example of the present invention can be applied together with a polycarbonate resin, a polysiloxane-polycarbonate copolymer resin, a siloxane-modified polyester, a syndiotactic polystyrene, and a benzotriazole-based UV stabilizer, etc., to improve the scratch resistance, impact resistance, flame retardancy, weather resistance, colorability, etc. of the polycarbonate resin composition.
  • a cyclic phosphazene can be used.
  • the phosphazene compound may be a compound represented by the following chemical formula 2.
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heterocycloalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, a heteroaryl group having 5 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxycarbonylalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbonylalkyl group having 2
  • substitution means that a hydrogen atom is replaced with a substituent such as an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a hydroxy group, an amino group, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a heterocycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a heteroaryl group having 4 to 10 carbon atoms, or a combination thereof.
  • a substituent such as an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a hydroxy group, an amino group, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a heterocycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a heteroaryl group having 4 to 10 carbon atoms, or a
  • substituents including the above “alkyl”, “alkoxy” and other “alkyl” moieties include both straight-chain and branched forms, “alkenyl” includes both straight-chain and branched forms having 2 to 8 carbon atoms and containing at least one double bond, and the above “cycloalkyl” includes all saturated monocyclic or saturated bicyclic ring structures having 3 to 20 carbon atoms.
  • aryl is an organic radical derived from an aromatic hydrocarbon by removal of one hydrogen atom, and includes a single or fused ring system, suitably containing 4 to 7, preferably 5 or 6 ring atoms in each ring. Specifically, examples thereof include, but are not limited to, phenyl, naphthyl, biphenyl, tolyl, etc.
  • heterocycloalkyl means a cycloalkyl group having 1 to 3 heteroatoms selected from N, O, and S as saturated cyclic hydrocarbon skeletal atoms, and the remaining saturated monocyclic or bicyclic ring skeletal atoms are carbon, and is selected from pyrrolidinyl, azetidinyl, pyrazolidinyl, oxazolidinyl, piperidinyl, piperazinyl, morpholinyl, thiomorpholinyl, thiazolidinyl, hydantoinyl, valerolactamyl, oxiranyl, oxetanyl, dioxolanyl, dioxanyl, oxathiolanyl, oxathianyl, dithianyl, dihydrofuranyl, tetrahydrofuranyl, dihydropyranyl, tetrahydropyranyl, tetrahydropyridiny
  • heteroaryl refers to an aryl group having 1 to 3 heteroatoms selected from N, O, and S as aromatic ring skeletal atoms, and the remaining aromatic ring skeletal atoms are carbon, and the heteroaryl group includes a divalent aryl group in which the heteroatom in the ring is oxidized or quaternized to form, for example, an N-oxide or a quaternary salt.
  • examples thereof include, but are not limited to, furyl, thiophenyl, pyrrolyl, pyranyl, imidazolyl, pyrazolyl, thiazolyl, thiadiazolyl, isothiazolyl, isoxazolyl, oxazolyl, oxadiazolyl, triazinyl, tetrazinyl, triazolyl, tetrazolyl, furazanyl, pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, and the like.
  • the phosphazene compound may be included in an amount of about 1.5 to about 4 parts by weight, for example, about 1.5 to about 3 parts by weight, relative to about 100 parts by weight of the base resin. If the content of the phosphazene compound is less than about 1.5 parts by weight relative to about 100 parts by weight of the base resin, there is a concern that the flame retardancy, etc. of the polycarbonate resin composition may be reduced, and if it exceeds about 4 parts by weight, there is a concern that the impact resistance, heat resistance, etc. of the polycarbonate resin composition may be reduced.
  • a siloxane-modified polyester can be applied together with a polycarbonate resin, a polysiloxane-polycarbonate copolymer resin, a phosphazene compound, a syndiotactic polystyrene, and a benzotriazole-based UV stabilizer, thereby improving the scratch resistance, impact resistance, flame retardancy, weather resistance, colorability, etc. of a polycarbonate resin composition.
  • the siloxane-modified polyester may be a compound represented by the following chemical formula 3.
  • R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms
  • R 5 is an alkyl group or phenyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • R 6 is a hydrogen atom, a hydroxy group or a methyl group
  • l, m and n are each independently an integer of 1 or more.
  • the siloxane-modified polyester according to one specific example of the present invention may be a random copolymer as well as a block copolymer. Therefore, in the above chemical formula 3, the ester structural units and the siloxane structural units are intended to indicate that l + m and n may be included in the polymer, respectively, and each structural unit is not limited to being present at a specific position in a block form.
  • R 1 and R 2 of the above chemical formula 3 are each -(CH 2 ) 3 -
  • R 3 and R 4 are each -(CH 2 ) 5 -
  • R 5 is a methyl group
  • the siloxane-modified polyester may be included in an amount of about 0.3 to about 1.5 parts by weight, for example, about 0.5 to about 1 part by weight, relative to about 100 parts by weight of the base resin. If the content of the siloxane-modified polyester is less than about 0.3 parts by weight relative to about 100 parts by weight of the base resin, there is a concern that the scratch resistance, etc. of the polycarbonate resin composition may be reduced, and if it exceeds about 1.5 parts by weight, there is a concern that the weather resistance, colorability, etc. of the polycarbonate resin composition may be reduced.
  • syndiotactic polystyrene can be applied together with a polycarbonate resin, a polysiloxane-polycarbonate copolymer resin, a phosphazene compound, a siloxane-modified polyester, and a benzotriazole-based UV stabilizer, thereby improving the scratch resistance, impact resistance, flame retardancy, weather resistance, colorability, etc. of a polycarbonate resin composition.
  • Polystyrene is generally classified into atactic, isotactic, and syndiotactic structures based on the position of the benzene rings in the side chain. Atactic polystyrene has an irregular arrangement of the benzene rings, while isotactic polystyrene has the benzene rings arranged along one side of the polymer backbone. In contrast, syndiotactic polystyrene has a structure in which the benzene rings are arranged in a regular, alternating pattern.
  • syndiotactic polystyrene can be produced using a catalyst system comprising a metallocene catalyst and a cocatalyst, using a styrene monomer.
  • the metallocene catalyst has a structure in which one or two cycloalkane dienyl groups (cyclopentadienyl groups, indenyl groups, fluorenyl groups, and derivatives thereof) are linked to a group IV transition metal complex of the periodic table, such as Ti, Zr, or Hf.
  • U.S. Patent No. 6,010,974 discloses a method for polymerizing styrene monomer using a new alkyl-bridged dinuclear metallocene catalyst, a silyl-bridged dinuclear metallocene catalyst, and an alkyl-silyl bridged dinuclear metallocene catalyst
  • U.S. Patent No. 6,284,700 discloses a method for producing syndiotactic polystyrene using a catalyst system comprising a metallocene catalyst and a cocatalyst. The disclosures of these patents are incorporated by reference in their entirety into the present specification.
  • the syndiotacticity of the syndiotactic polystyrene may be about 97 to about 100%.
  • the syndiotactic polystyrene may be included in an amount of about 0.3 to about 3 parts by weight, for example, about 0.5 to about 1 part by weight, relative to about 100 parts by weight of the base resin. If the amount of the syndiotactic polystyrene is less than about 0.3 parts by weight relative to about 100 parts by weight of the base resin, there is a concern that the impact resistance, etc. of the polycarbonate resin composition may be reduced, and if it exceeds about 3 parts by weight, there is a concern that the flame retardancy, weather resistance, etc. of the polycarbonate resin composition may be reduced.
  • a benzotriazole-based UV stabilizer according to one specific example of the present invention can be applied together with a polycarbonate resin, a polysiloxane-polycarbonate copolymer resin, a phosphazene compound, a siloxane-modified polyester, and syndiotactic polystyrene, etc., to improve the scratch resistance, impact resistance, flame retardancy, weather resistance, colorability, etc. of a polycarbonate resin composition.
  • Various commercially available benzotriazole-based UV stabilizers used in conventional thermoplastic resin compositions can be used.
  • the benzotriazole-based UV stabilizer may be used together with a triazine-based UV stabilizer.
  • the type of the triazine-based UV stabilizer is not particularly limited, and various commercially available triazine-based UV stabilizers may be used.
  • the benzotriazole-based UV stabilizer may be included in an amount of about 0.3 to about 1.5 parts by weight, for example, about 0.5 to about 1 part by weight, relative to about 100 parts by weight of the base resin. If the content of the benzotriazole-based UV stabilizer is less than about 0.3 parts by weight relative to about 100 parts by weight of the base resin, there is a concern that the weather resistance, etc. of the polycarbonate resin composition may be reduced, and if it exceeds about 1.5 parts by weight, there is a concern that the impact resistance, flame retardancy, etc. of the polycarbonate resin composition may be reduced.
  • a polycarbonate resin composition according to one embodiment of the present invention may further include additives such as a flame retardant, a nucleating agent, a coupling agent, glass fiber, a plasticizer, a lubricant, a mineral filler, an antibacterial agent, a release agent, a heat stabilizer, an antioxidant, a pigment, a dye, an antistatic agent, or a mixture thereof, within a range that does not impair physical properties.
  • additives such as a flame retardant, a nucleating agent, a coupling agent, glass fiber, a plasticizer, a lubricant, a mineral filler, an antibacterial agent, a release agent, a heat stabilizer, an antioxidant, a pigment, a dye, an antistatic agent, or a mixture thereof, within a range that does not impair physical properties.
  • the content when applying the additive, may be included in an amount of about 40 parts by weight or less, for example, about 20 parts by weight or less, based on about 100 parts by weight of the base resin, but is not limited thereto.
  • a polycarbonate resin composition according to one specific example of the present invention may be in the form of pellets obtained by mixing the above components and melt-extruding them at about 200 to about 290°C, for example, about 250 to about 280°C, using a conventional twin-screw extruder.
  • the polycarbonate resin composition may have a brightness change ( ⁇ L *) before/after scratch resistance evaluation measured with a colorimeter according to ISO 2409 of a specimen to which 0.5 parts by weight of a black quinone-based dye mixture is applied relative to 100 parts by weight of the base resin , of about 6 or less, for example, about 4 to about 5.8.
  • the polycarbonate resin composition may have a notched Izod impact strength of about 40 to about 90 kgf ⁇ cm/cm, for example, about 43 to about 80 kgf ⁇ cm/cm, of a 1/4" thick specimen measured according to ASTM D256.
  • the polycarbonate resin composition may have a total burning time of about 30 seconds or less, for example, about 10 to about 28 seconds, of a 1.5 mm thick specimen measured by the UL-94 vertical test method.
  • the polycarbonate resin composition is applied with 0.5 parts by weight of a black quinone-based dye mixture per 100 parts by weight of a base resin, and the initial color (L 0 * , a 0 * , b 0 * ) is measured with a colorimeter on a 50 mm ⁇ 90 mm ⁇ 3 mm sized specimen, and the specimen is subjected to a weather resistance test for 3,000 hours according to SAE J 1960, and the color (L 1 * , a 1 * , b 1 * ) after the test is measured with a colorimeter, and the color change ( ⁇ E) calculated according to the following Equation 1 may be about 3.8 or less, for example, about 2 to about 3.6.
  • ⁇ L * is the difference in L * values before and after the test (L 1 * -L 0 * )
  • ⁇ a * is the difference in a * values before and after the test (a 1 * - a 0 * )
  • ⁇ b * is the difference in b * values before and after the test (b 1 * - b 0 * ).
  • the polycarbonate resin composition may have a blackness (L * ) of about 2 or less, for example, about 0.5 to about 1.6, as measured by a colorimeter for a specimen to which 0.5 parts by weight of a black quinone-based dye mixture is applied relative to 100 parts by weight of the base resin.
  • the molded article according to the present invention is formed from the polycarbonate resin composition.
  • the molded article can be manufactured from the polycarbonate resin composition through various molding methods such as injection molding, extrusion molding, vacuum molding, and casting molding. Such molding methods are well known to those skilled in the art to which the present invention pertains.
  • the molded article has excellent scratch resistance, impact resistance, flame retardancy, weather resistance, colorability (particularly, deep black color), and a balance of these physical properties, and is therefore useful as automobile parts, automobile interior/exterior materials, or interior/exterior materials for electrical and electronic products.
  • Bisphenol-A polycarbonate resin manufactured by Lotte Chemical, melt flow index (MI): approximately 19 g/10 min measured at 300°C and 1.2 kg according to ASTM D1238, was used.
  • Polysiloxane-polycarbonate copolymer resin (manufacturer: Samyang Corporation, polysiloxane block: about 1.5 wt%, polycarbonate block: about 98.5 wt%, weight average molecular weight: about 24,000 g/mol) was used.
  • Cyclic phosphazene (manufacturer: Fushimi Pharmaceutical Co., Ltd., product name: Rabitle FP-110) was used.
  • Siloxane-modified polyester manufactured by Evonik Industries AG, product name: TEGOMER H-Si 6441 P was used.
  • Syndiotactic polystyrene (Manufacturer: Idemitsu Kosan Co., Ltd., Product name: XAREC SP130) was used.
  • Benzotriazole-based UV stabilizer (Manufacturer: Adeka Corp., Product name: ADK STAB LA-31G) was used.
  • each of the above components was added in the amounts shown in Tables 1, 2, and 3 below, and then extruded at about 270°C to produce pellets.
  • the extrusion was performed using a twin-screw extruder with an L/D of 59 and a diameter of 45 mm.
  • the manufactured pellets were dried at about 100°C for about 2 hours or more, and then injected using a 6 oz injection molding machine (cylinder temperature: about 260°C, mold temperature: about 60°C) to produce test pieces.
  • the physical properties of the manufactured test pieces were evaluated using the following methods, and the results are shown in Tables 1, 2, and 3 below.
  • a 100 mm ⁇ 100 mm ⁇ 3 mm sized specimen was prepared by applying 0.5 parts by weight of a quinone dye mixture that exhibits black color to 100 parts by weight of the base resin, and then, according to ISO 2409, using an Erichsen Scratch Hardness Tester 430 PI, a test tip with a diameter of 1 mm was used to apply scratches to the specimen 20 times in a grid pattern at 2 mm intervals under conditions of a load of 10 N and a scratch speed of 1 m/min.
  • the change in brightness ( ⁇ L * ) of the specimen before and after the scratch evaluation was measured in the specular emission elimination mode (SCE Mode) using a colorimeter (Manufacturer: Konica Minolta Inc., Model: CM-3700D).
  • SCE Mode specular emission elimination mode
  • CM-3700D colorimeter
  • ⁇ L * is the difference in L * values before and after the test (L 1 * -L 0 * )
  • ⁇ a * is the difference in a * values before and after the test (a 1 * - a 0 * )
  • ⁇ b * is the difference in b * values before and after the test (b 1 * - b 0 * ).
  • a specimen was prepared by applying 0.5 parts by weight of a black quinone dye mixture to 100 parts by weight of the base resin, and then the blackness (brightness, L * ) of the specimen was measured in the specular emission elimination mode (SCE Mode) using a colorimeter (manufacturer: Konica Minolta Inc., model number: CM-3700D). Since the lower the brightness, the better the black expression, the better the colorability was determined.
  • SCE Mode specular emission elimination mode
  • Example 1 2 3 4 5 6 (A) (weight%) 60 80 50 60 60 60 (B) (weight%) 40 20 50 40 40 40 (C) (weight) 2 2 2 2 2 2 (D) (weight) 0.5 0.5 0.5 1 0.5 0.5 (E) (weight) 0.5 0.5 0.5 0.5 1 0.5 (F) (weight) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 1 Change in brightness ( ⁇ L * ) 5.3 5.5 5.6 4.8 5.3 5.4 Notched Izod impact strength 59 44 65 68 66 52 Total burning time 22 21 24 22 23 26 Color change ( ⁇ E) before/after weathering evaluation 2.9 2.6 3.3 3.5 3.3 2.4 Blackness (L * ) 1.1 1.2 1.3 1.2 1.2 1.3
  • Comparative example 6 7 8 9 10 (A) (weight%) 80 80 80 60 60 (B) (weight%) 20 20 20 40 40 (C) (weight) 2 2 2 2 2 (D) (weight) 2 0.5 0.5 0.5 0.5 (E) (weight) 0.5 0 5 0.5 0.5 (F) (weight) 0.5 0.5 0.5 0 3 Change in brightness ( ⁇ L * ) 3.8 5.4 5.6 5.2 5.5 Notched Izod impact strength 62 28 55 64 33 Total burning time 27 20 36 23 42 Color change ( ⁇ E) before/after weathering evaluation 4.4 2.8 4.0 5.4 2.1 Blackness (L * ) 2.5 1.2 1.4 0.9 1.3
  • the polycarbonate resin composition of the present invention is excellent in scratch resistance (brightness change ( ⁇ L * )), impact resistance (notched Izod impact strength), flame retardancy (total burning time), weather resistance (color change before/after weather resistance evaluation ( ⁇ E)), colorability (blackness (L * )), and the balance of these physical properties.

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Abstract

본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지 약 45 내지 약 85 중량% 및 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지 약 15 내지 약 55 중량%를 포함하는 기초 수지 약 100 중량부; 포스파젠 화합물 약 1.5 내지 약 4 중량부; 실록산 변성 폴리에스테르 약 0.3 내지 약 1.5 중량부; 신디오탁틱 폴리스티렌 약 0.3 내지 약 3 중량부; 및 벤조트리아졸계 자외선 안정제 약 0.3 내지 약 1.5 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 내스크래치성, 내충격성, 난연성, 내후성, 착색성 등이 우수하다.

Description

폴리카보네이트 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품
본 발명은 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 내스크래치성, 내충격성, 난연성, 내후성, 착색성 등이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
폴리카보네이트 수지를 포함하는 수지 조성물은 내충격성, 강성(toughness), 투명성, 열안정성, 자기소화성, 치수안정성 등이 우수하여, 전기/전자 제품, 자동차 부품, 렌즈 및 유리 대체 소재 등에 적용되고 있다. 그러나, 통상의 폴리카보네이트 수지는 투명성이 요구되는 제품에 적용될 경우, 유리 소재에 비하여 내스크래치성이 매우 떨어지는 등의 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 실리콘계 표면 개질제 적용하여 내스크래치성을 향상시키고자 하는 연구가 진행되었으나, 이 경우, 폴리카보네이트 수지와 실리콘계 표면 개질제의 상용성이 좋지 않아, 기계적 물성, 착색성 등이 저하될 우려가 있다.
또한, 폴리카보네이트 수지 조성물을 무도장 상태로 사용하기 위해서는 내스크래치성, 내충격성, 난연성, 내후성 등을 일정 수준 이상으로 확보해야 하며, 도장 없이 수지 조성물 자체로 원하는 색상을 구현할 수 있는 착색성이 요구된다.
따라서, 내스크래치성, 내충격성, 난연성, 내후성, 착색성(특히, 딥블랙(deep black) 색상) 등이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2010-0076643호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 내스크래치성, 내충격성, 난연성, 내후성, 착색성 등이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 폴리카보네이트 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 폴리카보네이트 수지 조성물에 관한 것이다. 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지 약 45 내지 약 85 중량% 및 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지 약 15 내지 약 55 중량%를 포함하는 기초 수지 약 100 중량부; 포스파젠 화합물 약 1.5 내지 약 4 중량부; 실록산 변성 폴리에스테르 약 0.3 내지 약 1.5 중량부; 신디오탁틱 폴리스티렌 약 0.3 내지 약 3 중량부; 및 벤조트리아졸계 자외선 안정제 약 0.3 내지 약 1.5 중량부;를 포함한다.
2. 상기 1 구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 ASTM D1238에 따라 300℃, 1.2 kg 조건에서 측정한 용융흐름지수(Melt-flow index)가 약 5 내지 약 50 g/10min일 수 있다.
3. 상기 1 또는 2 구체예에서, 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지는 폴리실록산 블록 약 1 내지 약 50 중량% 및 폴리카보네이트 블록 약 50 내지 약 99 중량%를 포함할 수 있다.
4. 상기 1 내지 3 구체예에서, 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지의 중량평균분자량은 약 10,000 내지 약 100,000 g/mol일 수 있다.
5. 상기 1 내지 4 구체예에서, 상기 포스파젠 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다:
[화학식 2]
상기 화학식 2에서, R1, R2, R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 7의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로시클로알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기, 탄소수 5 내지 20의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 알콕시카보닐알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 10의 카보닐알킬기, 아미노기 또는 히드록시기이다.
6. 상기 1 내지 5 구체예에서, 상기 실록산 변성 폴리에스테르는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물일 수 있다:
[화학식 3]
상기 화학식 3에서, R1, R2, R3　및 R4는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기이고, R5는 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 페닐기이고, R6는 수소 원자, 히드록시기 또는 메틸기이며, l, m 및 n은 각각 독립적으로, 1 이상의 정수이다.
7. 상기 1 내지 6 구체예에서, 상기 화학식 3의 R1 및 R2는 각각 -(CH2)3-이고, R3 및 R4는 각각 -(CH2)5-이고, R5는 메틸기이며, l, m 및 n은 l + m : n = 15 내지 20 : 25 내지 35를 만족하는 1 이상의 정수일 수 있다.
8. 상기 1 내지 7 구체예에서, 상기 신디오탁틱 폴리스티렌의 신디오탁틱도는 약 97 내지 약 100%일 수 있다.
9. 상기 1 내지 8 구체예에서, 상기 벤조트리아졸계 자외선 안정제는 트리아진계 자외선 안정제와 함께 사용될 수 있다.
10. 상기 1 내지 9 구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 흑색을 나타내는 퀴논계 염료 혼합물을 기초 수지 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 적용한 시편의 ISO 2409에 의거하여 색차계로 측정한 내스크래치 평가 전/후의 명도 변화(ΔL*)가 약 6 이하일 수 있다.
11. 상기 1 내지 10 구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/4" 시편의 노치 아이조드 충격강도가 약 40 내지 약 90 kgf·cm/cm일 수 있다.
12. 상기 1 내지 11 구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 UL-94 vertical test 방법으로 측정한 1.5 mm 두께 시편의 총 연소 시간이 약 30초 이하일 수 있다.
13. 상기 1 내지 12 구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 흑색을 나타내는 퀴논계 염료 혼합물을 기초 수지 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 적용한 50 mm × 90 mm × 3 mm 크기 시편에 대해 색차계로 초기 색상(L0 *, a0 *, b0 *)을 측정하고, 상기 시편을 SAE J 1960에 의거하여, 3,000 시간 동안 내후성 테스트하고, 색차계로 테스트 후 색상(L1 *, a1 *, b1 *)을 측정한 다음, 하기 식 1에 따라 산출한 색상 변화(ΔE)가 약 3.8 이하일 수 있다:
[식 1]
색상 변화(ΔE) =
상기 식 1에서, ΔL*는 테스트 전후의 L* 값의 차이(L1 *-L0 *)이고, Δa*는 테스트 전후의 a* 값의 차이(a1 *- a0 *)이며, Δb*는 테스트 전후의 b* 값의 차이(b1 *- b0 *)이다.
14. 상기 1 내지 13 구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 흑색을 나타내는 퀴논계 염료 혼합물을 기초 수지 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 적용한 시편에 대해 색차계로 측정한 흑색도(L*)가 약 2 이하일 수 있다.
15. 본 발명의 다른 관점은 성형품에 관한 것이다. 상기 성형품은 상기 1 내지 14 중 어느 하나에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 내스크래치성, 내충격성, 난연성, 내후성, 착색성 등이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 (A) 폴리카보네이트 수지; (B) 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지; (C) 포스파젠 화합물; (D) 실록산 변성 폴리에스테르; (E) 신디오탁틱 폴리스티렌; 및 (F) 벤조트리아졸계 자외선 안정제;를 포함한다.
본 명세서에서, 수치범위를 나타내는 "a 내지 b"는 "≥a 이고 ≤b"으로 정의한다.
(A) 폴리카보네이트 수지
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리카보네이트 수지는 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지, 포스파젠 화합물, 실록산 변성 폴리에스테르, 신디오탁틱 폴리스티렌 및 벤조트리아졸계 자외선 안정제 등과 함께 적용되어, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내스크래치성, 내충격성, 난연성, 내후성, 착색성 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-A라고 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 GPC(gel permeation chromatography)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 약 10,000 내지 약 100,000 g/mol, 예를 들면, 약 10,000 내지 약 50,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내충격성, 유동성(가공성) 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 ASTM D1238에 따라 300℃, 1.2 kg 조건에서 측정한 용융흐름지수(Melt-flow Index: MI)가 약 5 내지 약 50 g/10min, 예를 들면 약 5 내지 약 30 g/10min일 수 있다. 상기 범위에서, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내충격성, 유동성(가공성) 등이 우수할 수 있다. 또한, 상기 폴리카보네이트 수지는 용융흐름지수가 다른 2종 이상의 폴리카보네이트 수지 혼합물일 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 폴리카보네이트 수지 및 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지를 포함하는 기초 수지 전체 100 중량% 중, 약 45 내지 약 85 중량%, 예를 들면 약 50 내지 약 80 중량%로 포함될 수 있다. 상기 폴리카보네이트 수지의 함량이 상기 기초 수지 100 중량% 중, 약 45 중량% 미만일 경우, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내후성 등이 저하될 우려가 있고, 약 85 중량%를 초과할 경우, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내충격성 등이 저하될 우려가 있다.
(B) 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지는 폴리카보네이트 수지, 포스파젠 화합물, 실록산 변성 폴리에스테르, 신디오탁틱 폴리스티렌 및 벤조트리아졸계 자외선 안정제 등과 함께 적용되어, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내스크래치성, 내충격성, 난연성, 내후성, 착색성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용되는 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지는 폴리실록산 블록 및 폴리카보네이트 블록을 포함하는 것이다. 상기 폴리카보네이트 블록은 통상의 폴리카보네이트 수지로부터 유도된 구조 단위를 포함할 수 있고, 상기 폴리실록산 블록은 하기 화학식 1로 표시되는 구조 단위를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 원자, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C1 내지 C20 알콕시기, C3 내지 C30 사이클로알킬기, C3 내지 C30 사이클로알케닐기, C3 내지 C30 사이클로알키닐기, C6 내지 C30 아릴기, C6 내지 C30 아릴옥시기, 또는 NRR'(여기서, R 및 R'은 각각 독립적으로, 수소 원자, 또는 C1 내지 C20 알킬기임)이다.
구체예에서, 상기 폴리실록산 블록의 평균 중합도는 30 내지 50일 수 있다. 상기 폴리실록산 블록의 평균 중합도가 30 미만일 경우, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내화학성 등이 저하될 우려가 있고, 50을 초과할 경우, 폴리카보네이트 수지 조성물의 투명성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지는 통상의 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체의 제조방법에 따라 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 화학식 1로 표시되는 구조 단위를 포함하는 폴리실록산과 디페놀류(방향족 디올 화합물)를 포스겐, 할로겐 포르메이트, 탄산 디에스테르 등의 전구체와 반응시킴으로써 제조할 수 있다. 상기 반응은 계면 중합, 용융 중합 등의 통상적인 중합 방법에 의해 수행될 수 있으며, 예를 들면, 포스겐을 사용하여 계면 중합법으로 수행할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지는 폴리실록산 블록 약 1 내지 약 50 중량%, 예를 들면 약 1 내지 약 40 중량%, 구체적으로 약 1 내지 약 30 중량% 및 폴리카보네이트 블록 약 50 내지 약 99 중량%, 예를 들면 약 60 내지 약 99 중량%, 구체적으로 약 70 내지 약 99 중량%를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 범위에서, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내충격성, 성형성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지는 GPC(gel permeation chromatography)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 약 10,000 내지 약 100,000 g/mol, 예를 들면 약 10,000 내지 약 50,000 g/mol, 구체적으로 약 15,000 내지 약 30,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내충격성, 성형성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지는 폴리카보네이트 수지 및 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지를 포함하는 기초 수지 전체 100 중량% 중, 약 15 내지 약 55 중량%, 예를 들면 약 20 내지 약 50 중량%로 포함될 수 있다. 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지의 함량이 상기 기초 수지 100 중량% 중, 약 15 중량% 미만일 경우, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내충격성 등이 저하될 우려가 있고, 약 55 중량%를 초과할 경우, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내후성 등이 저하될 우려가 있다.
(C) 포스파젠 화합물
본 발명의 일 구체예에 따른 포스파젠 화합물은 폴리카보네이트 수지, 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지, 실록산 변성 폴리에스테르, 신디오탁틱 폴리스티렌 및 벤조트리아졸계 자외선 안정제 등과 함께 적용되어, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내스크래치성, 내충격성, 난연성, 내후성, 착색성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 예를 들면, 환형 포스파젠(phosphazene)을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 포스파젠 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 2]
상기 화학식 2에서, R1, R2, R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 7의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로시클로알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기, 탄소수 5 내지 20의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 알콕시카보닐알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 10의 카보닐알킬기, 아미노기 또는 히드록시기이다.
여기서, 상기 "치환"은 수소 원자가 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기, 히드록시기, 아미노기, 탄소수 6 내지 10의 아릴기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 탄소수 3 내지 10의 헤테로시클로알킬기, 탄소수 4 내지 10의 헤테로아릴기, 이들의 조합 등의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.
또한, 상기 "알킬", "알콕시" 및 그 외 "알킬" 부분을 포함하는 치환체는 직쇄 또는 분쇄 형태를 모두 포함하고, "알케닐"은 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖고 하나 이상의 이중결합을 함유하는 직쇄 또는 분쇄 형태를 모두 포함하며, 상기 "시클로알킬"은 탄소 원자수가 3 내지 20개인 포화모노시클릭 또는 포화바이시클릭 고리 구조형태를 모두 포함한다. 상기 "아릴"은 하나의 수소 원자 제거에 의해서 방향족 탄화수소로부터 유도된 유기 라디칼로, 각 고리에 적절하게는 4 내지 7개, 바람직하게는 5 또는 6개의 고리원자를 포함하는 단일 또는 융합고리계를 포함한다. 구체적으로, 페닐, 나프틸, 비페닐, 톨릴 등을 예시할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 "헤테로시클로알킬"은 포화시클릭 탄화수소 골격 원자로서 N, O, S로부터 선택되는 1 내지 3개의 헤테로원자를 포함하고, 나머지 포화모노시클와릭 또는 바이시클릭 고리 골격 원자가 탄소인 시클로알킬 그룹을 의미하는 것으로, 피롤리디닐, 아제티디닐, 피라졸리디닐, 옥사졸리디닐, 피페리디닐, 피페라지닐, 모르폴리닐, 티오모르폴리닐, 티아졸리디닐, 히단토이닐, 발레로락타밀, 옥시라닐, 옥세타닐, 디옥솔라닐, 디옥사닐, 옥사티올라닐, 옥사티아닐, 디티아닐, 디히드로푸라닐, 테트라히드로푸라닐, 디히드로피라닐, 테트라히드로피라닐, 테트라히드로피리디닐, 테트라히드로피리미디닐, 테트라히드로티오페닐, 테트라히드로티오피라닐, 디아제파닐, 아제파닐 등을 예시할 수 있다.
상기 "헤테로아릴"은 방향족 고리 골격 원자로서 N, O, S로부터 선택되는 1 내지 3개의 헤테로원자를 포함하고, 나머지 방향족 고리 골격 원자가 탄소인 아릴 그룹을 의미하는 것으로, 상기 헤테로아릴기는 고리 내 헤테로원자가 산화되거나 사원화되어, 예를 들어 N-옥사이드 또는 4차 염을 형성하는 2가 아릴 그룹을 포함한다. 구체적으로, 퓨릴, 티오페닐, 피롤릴, 피란일, 이미다졸릴, 피라졸릴, 티아졸릴, 티아디아졸릴, 이소티아졸릴, 이속사졸릴, 옥사졸릴, 옥사디아졸릴, 트리아지닐, 테트라지닐, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 퓨라자닐, 피리딜, 피라지닐, 피리미딘일, 피리다지닐 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체예에서, 상기 포스파젠 화합물은 상기 기초 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 1.5 내지 약 4 중량부, 예를 들면 약 1.5 내지 약 3 중량부로 포함될 수 있다. 상기 포스파젠 화합물의 함량이 상기 기초 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 1.5 중량부 미만일 경우, 폴리카보네이트 수지 조성물의 난연성 등이 저하될 우려가 있고, 약 4 중량부를 초과할 경우, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내충격성, 내열성 등이 저하될 우려가 있다.
(D) 실록산 변성 폴리에스테르
본 발명의 일 구체예에 따른 실록산 변성 폴리에스테르는 폴리카보네이트 수지, 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지, 포스파젠 화합물, 신디오탁틱 폴리스티렌 및 벤조트리아졸계 자외선 안정제 등과 함께 적용되어, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내스크래치성, 내충격성, 난연성, 내후성, 착색성 등을 향상시킬 수 있는 것이다.
구체예에서, 상기 실록산 변성 폴리에스테르는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 3]
상기 화학식 3에서, R1, R2, R3　및 R4는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기이고, R5는 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 페닐기이고, R6는 수소 원자, 히드록시기 또는 메틸기이며, l, m 및 n은 각각 독립적으로, 1 이상의 정수이다.
상기 화학식 3에서, 실록산 구조 단위들이 모두 중합체의 중앙에 위치하고, 양 말단에는 에스테르 구조 단위들이 위치하는 것으로 표시되어 있으나, 이는 상기 구조 단위들의 위치를 특정하는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 일 구체예에 따른 실록산 변성 폴리에스테르는 블록 공중합체 뿐만 아니라, 랜덤 공중합체일 수도 있다. 따라서, 상기 화학식 3에서 에스테르 구조 단위와 실록산 구조 단위는 각각 중합체 내에 l + m 개, 및 n 개 포함될 수 있음을 나타내기 위한 것이며, 각각의 구조 단위가 반드시 블록 형태로 특정 위치에 존재하는 것으로 한정되지 않는다.
구체예에서, 상기 화학식 3의 R1 및 R2는 각각 -(CH2)3-이고, R3 및 R4는 각각 -(CH2)5-이고, R5는 메틸기이며, l, m 및 n은 l + m : n = 15 내지 20 : 25 내지 35를 만족하는 1 이상의 정수일 수 있다.
구체예에서, 상기 실록산 변성 폴리에스테르는 상기 기초 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 0.3 내지 약 1.5 중량부, 예를 들면 약 0.5 내지 약 1 중량부로 포함될 수 있다. 상기 실록산 변성 폴리에스테르의 함량이 상기 기초 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 0.3 중량부 미만일 경우, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내스크래치성 등이 저하될 우려가 있고, 약 1.5 중량부를 초과할 경우, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내후성, 착색성 등이 저하될 우려가 있다.
(E) 신디오탁틱 폴리스티렌
본 발명의 일 구체예에 따른 신디오탁틱 폴리스티렌은 폴리카보네이트 수지, 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지, 포스파젠 화합물, 실록산 변성 폴리에스테르 및 벤조트리아졸계 자외선 안정제 등과 함께 적용되어, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내스크래치성, 내충격성, 난연성, 내후성, 착색성 등을 향상시킬 수 있는 것이다.
폴리스티렌은 일반적으로 측쇄인 벤젠 고리의 위치에 따라 어탁틱(atactic), 이소탁틱(isotactic) 및 신디오탁틱(syndiotactic) 구조로 나뉜다. 어탁틱 폴리스티렌은 상기 벤젠 고리가 불규칙한 배열을 가지며, 이소탁틱 폴리스티렌은 고분자 주쇄의 한쪽 측면으로 벤젠 고리가 배열된 구조를 가진다. 반면, 신디오탁틱 폴리스티렌은 벤젠 고리가 교대로 규칙적으로 배열된 구조를 갖는다.
이 중에서, 신디오탁틱 폴리스티렌은 스티렌 단량체를 메탈로센 촉매 및 공촉매로 이루어진 촉매 시스템을 이용하여 제조될 수 있다. 상기 메탈로센 촉매는 하나 또는 두 개의 시클로알칸 디에닐기(시클로펜타디에닐기, 인데닐기, 플루오레닐기 및 그 유도체)가 Ti, Zr, Hf 등과 같은 주기율표의 Ⅳ족 전이금속 착체와 연결 구조를 갖는다.
높은 입체 규칙성, 고융점 및 우수한 분자량 분포를 갖는 폴리스티렌에 대한 종래 기술로서 미국 등록특허 US 6,010,974호에는 새로운 알킬-브리지 이핵 메탈로센 촉매, 실릴-브리지 이핵 메탈로센 촉매, 및 알킬-실릴 브리지 이핵 메탈로센 촉매를 사용하여 스티렌 단량체를 중합하는 방법이 개시되어 있고, 미국 등록특허 US 6,284,700호에는 메탈로센 촉매와 공촉매로 이루어진 촉매 시스템을 이용한 신디오탁틱 폴리스티렌 제조방법이 개시되어 있다. 이들 특허에 개시된 내용은 전체로서 본 발명 명세서에 참조로서 포함된다.
구체예에서, 상기 신디오탁틱 폴리스티렌의 신디오탁틱도는 약 97 내지 약 100%일 수 있다.
구체예에서, 상기 신디오탁틱 폴리스티렌은 상기 기초 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 0.3 내지 약 3 중량부, 예를 들면 약 0.5 내지 약 1 중량부로 포함될 수 있다. 상기 신디오탁틱 폴리스티렌의 함량이 상기 기초 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 0.3 중량부 미만일 경우, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내충격성 등이 저하될 우려가 있고, 약 3 중량부를 초과할 경우, 폴리카보네이트 수지 조성물의 난연성, 내후성 등이 저하될 우려가 있다.
(F) 벤조트리아졸계 자외선 안정제
본 발명의 일 구체예에 따른 벤조트리아졸(benzotriazole)계 자외선 안정제는 폴리카보네이트 수지, 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지, 포스파젠 화합물, 실록산 변성 폴리에스테르 및 신디오탁틱 폴리스티렌 등과 함께 적용되어, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내스크래치성, 내충격성, 난연성, 내후성, 착색성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용되는 상업적으로 입수 가능한 다양한 벤조트리아졸계 자외선 안정제를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 벤조트리아졸계 자외선 안정제는 트리아진계 자외선 안정제와 함께 사용될 수 있다. 상기 트리아진계 자외선 안정제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 상업적으로 입수 가능한 다양한 트리아진계 자외선 안정제가 사용될 수 있다.
구체예에서, 상기 벤조트리아졸계 자외선 안정제는 상기 기초 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 0.3 내지 약 1.5 중량부, 예를 들면 약 0.5 내지 약 1 중량부로 포함될 수 있다. 상기 벤조트리아졸계 자외선 안정제의 함량이 상기 기초 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 0.3 중량부 미만일 경우, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내후성 등이 저하될 우려가 있고, 약 1.5 중량부를 초과할 경우, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내충격성, 난연성 등이 저하될 우려가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 물성을 저해하지 않는 범위 내에서, 난연제, 핵제, 커플링제, 유리섬유, 가소제, 활제, 미네랄 필러, 항균제, 이형제, 열안정제, 산화방지제, 안료, 염료, 정전기방지제, 이들의 혼합물 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 첨가제 적용 시, 함량은 상기 기초 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 40 중량부 이하, 예를 들면 약 20 중량부 이하로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 상기 구성 성분을 혼합하고, 통상의 이축 압출기를 사용하여, 약 200 내지 약 290℃, 예를 들면 약 250 내지 약 280℃에서 용융 압출한 펠렛 형태일 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 흑색을 나타내는 퀴논계 염료 혼합물을 기초 수지 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 적용한 시편의 ISO 2409에 의거하여 색차계로 측정한 내스크래치 평가 전/후의 명도 변화(ΔL*)가 약 6 이하, 예를 들면 약 4 내지 약 5.8일 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/4" 시편의 노치 아이조드 충격강도가 약 40 내지 약 90 kgf·cm/cm, 예를 들면 약 43 내지 약 80 kgf·cm/cm일 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 UL-94 vertical test 방법으로 측정한 1.5 mm 두께 시편의 총 연소 시간이 약 30초 이하, 예를 들면 약 10 내지 약 28초일 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 흑색을 나타내는 퀴논계 염료 혼합물을 기초 수지 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 적용한 50 mm × 90 mm × 3 mm 크기 시편에 대해 색차계로 초기 색상(L0 *, a0 *, b0 *)을 측정하고, 상기 시편을 SAE J 1960에 의거하여, 3,000 시간 동안 내후성 테스트하고, 색차계로 테스트 후 색상(L1 *, a1 *, b1 *)을 측정한 다음, 하기 식 1에 따라 산출한 색상 변화(ΔE)가 약 3.8 이하, 예를 들면 약 2 내지 약 3.6일 수 있다.
[식 1]
색상 변화(ΔE) =
상기 식 1에서, ΔL*는 테스트 전후의 L* 값의 차이(L1 *-L0 *)이고, Δa*는 테스트 전후의 a* 값의 차이(a1 *- a0 *) 이며, Δb*는 테스트 전후의 b* 값의 차이(b1 *- b0 *)이다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 흑색을 나타내는 퀴논계 염료 혼합물을 기초 수지 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 적용한 시편에 대해 색차계로 측정한 흑색도(L*)가 약 2 이하, 예를 들면 약 0.5 내지 약 1.6일 수 있다.
본 발명에 따른 성형품은 상기 폴리카보네이트 수지 조성물로부터 형성된다. 예를 들면, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물로부터 사출성형, 압출성형, 진공성형, 캐스팅성형 등의 다양한 성형방법을 통해 제조될 수 있다. 이러한 성형방법은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 잘 알려져 있다. 상기 성형품은 내스크래치성, 내충격성, 난연성, 내후성, 착색성(특히, 딥블랙(deep black) 색상), 이들의 물성 발란스 등이 우수하므로, 자동차 부품, 자동차 내/외장재 또는 전기 전자 제품의 내/외장재 등으로 유용하다.
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) 폴리카보네이트 수지
비스페놀-A계 폴리카보네이트 수지(제조사: 롯데케미칼, ASTM D1238에 따라 300℃, 1.2 kg 조건에서 측정한 용융흐름지수(MI): 약 19 g/10min)를 사용하였다.
(B) 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지
폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지(제조사: 삼양사, 폴리실록산 블록: 약 1.5 중량%, 폴리카보네이트 블록 약 98.5 중량%, 중량평균분자량: 약 24,000 g/mol)를 사용하였다.
(C) 포스파젠 화합물
환형 포스파젠(제조사: Fushimi Pharmaceutical Co., Ltd., 제품명: Rabitle FP-110)을 사용하였다.
(D) 실록산 변성 폴리에스테르
실록산 변성 폴리에스테르(제조사: Evonik Industries AG, 제품명: TEGOMER H-Si 6441 P)를 사용하였다.
(E) 신디오탁틱 폴리스티렌
신디오탁틱 폴리스티렌(제조사: Idemitsu Kosan Co., Ltd., 제품명: XAREC SP130)을 사용하였다.
(F) 벤조트리아졸계 자외선 안정제
벤조트리아졸계 자외선 안정제(제조사: Adeka Corp., 제품명: ADK STAB LA-31G)을 사용하였다.
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 10
상기 각 구성 성분을 하기 표 1, 2 및 3에 기재된 바와 같은 함량으로 첨가한 후, 약 270℃에서 압출하여 펠렛을 제조하였다. 압출은 L/D=59, 직경 45 mm인 이축 압출기를 사용하였으며, 제조된 펠렛은 약 100℃에서 약 2시간 이상 건조 후, 6 oz 사출기(실린더 온도: 약 260℃, 금형 온도: 약 60℃)에서 사출하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여 하기의 방법으로 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1, 2 및 3에 나타내었다.
물성 측정 방법
(1) 내스크래치성 평가: 흑색(black color)을 나타내는 퀴논(Quinone)계 염료 혼합물을 기초 수지 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 적용한 100 mm × 100 mm × 3 mm 크기 시편을 준비한 후, ISO 2409에 의거하여, Erichsen社 Scratch Hardness Tester 430 P-I를 이용하여 직경이 1 mm인 시험용 팁(test tip)으로 하중 10 N, 스크래치 속도 1 m/min 조건으로 시편에 스크래치를 2 mm 간격으로 20회 격자 형태로 가한 다음 스크래치 평가 전/후의 시편의 명도 변화(ΔL*)를 색차계(제조사: Konica Minolta Inc., 모델명: CM-3700D)를 이용하여 정반사광 제거 모드(SCE Mode)에서 측정하였다. 스크래치를 가했을 경우 시편 표면에 미세 크랙(Crack)이 발생하여 흠이 생기고, 이는 시편의 명도를 상승시키기 때문에, 명도 변화(ΔL*)가 높을수록 스크래치로 인한 손상이 많아 내스크래치성이 낮은 것으로 판단하였다.
(2) 내충격성 평가: ASTM D256에 의거하여, 두께 1/4" 시편의 노치 아이조드 충격강도(단위: kgf·cm/cm)를 측정하였다.
(3) 난연성 평가: UL-94 vertical test 방법으로 1.5 mm 두께 시편의 총 연소 시간(1차 접염 후 연소 시간(T1)과 2차 접염 후 연소 시간(T2)의 합, 단위: 초)를 측정하였다.
(4) 내후성 평가: 흑색을 나타내는 퀴논계 염료 혼합물을 기초 수지 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 적용한 50 mm × 90 mm × 3 mm 크기 시편에 대해 색차계(제조사: Konica Minolta Inc., 모델명: CM-3700D)를 사용하여 초기 색상(L0 *, a0 *, b0 *)을 측정하고, 상기 시편을 SAE J 1960에 의거하여, 3,000 시간 동안 내후성 테스트하고, 색차계를 사용하여 테스트 후 색상(L1 *, a1 *, b1 *)을 측정한 다음, 하기 식 1에 따라 색상 변화(ΔE)를 산출하였다.
[식 1]
색상 변화(ΔE) =
상기 식 1에서, ΔL*는 테스트 전후의 L* 값의 차이(L1 *-L0 *)이고, Δa*는 테스트 전후의 a* 값의 차이(a1 *- a0 *) 이며, Δb*는 테스트 전후의 b* 값의 차이(b1 *- b0 *)이다.
(5) 착색성 평가: 흑색을 나타내는 퀴논계 염료 혼합물을 기초 수지 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 적용한 시편을 준비한 후, 색차계(제조사: Konica Minolta Inc., 모델명: CM-3700D)를 이용하여 정반사광 제거 모드(SCE Mode)에서 상기 시편의 흑색도(명도, L*)를 측정하였다. 명도가 낮을수록 흑색 구현이 우수하므로, 착색성이 우수하다고 판단하였다.
실시예
1 2 3 4 5 6
(A) (중량%) 60 80 50 60 60 60
(B) (중량%) 40 20 50 40 40 40
(C) (중량부) 2 2 2 2 2 2
(D) (중량부) 0.5 0.5 0.5 1 0.5 0.5
(E) (중량부) 0.5 0.5 0.5 0.5 1 0.5
(F) (중량부) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 1
명도 변화(ΔL*) 5.3 5.5 5.6 4.8 5.3 5.4
노치 아이조드 충격강도 59 44 65 68 66 52
총 연소 시간 22 21 24 22 23 26
내후성 평가 전/후 색상 변화(ΔE) 2.9 2.6 3.3 3.5 3.3 2.4
흑색도(L*) 1.1 1.2 1.3 1.2 1.2 1.3
* 중량부: 기초 수지(A+B) 100 중량부에 대한 중량부
비교예
1 2 3 4 5
(A) (중량%) 90 10 60 60 60
(B) (중량%) 10 90 40 40 40
(C) (중량부) 2 2 0 1 2
(D) (중량부) 0.5 0.5 0.5 0.5 0
(E) (중량부) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
(F) (중량부) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
명도 변화(ΔL*) 5.4 5.6 5.0 5.0 9.8
노치 아이조드 충격강도 29 88 65 63 49
총 연소 시간 21 27 드립(Drip) 45 22
내후성 평가 전/후 색상 변화(ΔE) 2.5 4.5 2.2 2.6 2.6
흑색도(L*) 1.1 1.4 1.0 1.0 0.9
* 중량부: 기초 수지(A+B) 100 중량부에 대한 중량부
비교예
6 7 8 9 10
(A) (중량%) 80 80 80 60 60
(B) (중량%) 20 20 20 40 40
(C) (중량부) 2 2 2 2 2
(D) (중량부) 2 0.5 0.5 0.5 0.5
(E) (중량부) 0.5 0 5 0.5 0.5
(F) (중량부) 0.5 0.5 0.5 0 3
명도 변화(ΔL*) 3.8 5.4 5.6 5.2 5.5
노치 아이조드 충격강도 62 28 55 64 33
총 연소 시간 27 20 36 23 42
내후성 평가 전/후 색상 변화(ΔE) 4.4 2.8 4.0 5.4 2.1
흑색도(L*) 2.5 1.2 1.4 0.9 1.3
* 중량부: 기초 수지(A+B) 100 중량부에 대한 중량부
상기 결과로부터, 본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물은 내스크래치성(명도 변화(ΔL*)), 내충격성(노치 아이조드 충격강도), 난연성(총 연소 시간), 내후성(내후성 평가 전/후 색상 변화(ΔE)), 착색성(흑색도(L*)), 이들의 물성 발란스 등이 우수함을 알 수 있다.
반면, 폴리카보네이트 수지를 과량 적용하고, 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지를 소량 적용한 비교예 1의 경우, 내충격성 등이 저하되었음을 알 수 있고, 폴리카보네이트 수지를 소량 적용하고, 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지를 과량 적용한 비교예 2의 경우, 내후성 등이 저하되었음을 알 수 있다. 포스파젠 화합물을 적용하지 않거나 소량 적용한 비교예 3 및 4의 경우, 난연성 등이 저하되었음을 알 수 있고, 실록산 변성 폴리에스테르를 적용하지 않은 비교예 5의 경우, 내스크래치성 등이 저하되었음을 알 수 있으며, 실록산 변성 폴리에스테르를 과량 적용한 비교예 6의 경우, 내후성, 착색성 등이 저하되었음을 알 수 있다. 신디오탁틱 폴리스티렌을 적용하지 않은 비교예 7의 경우, 내충격성 등이 저하되었음을 알 수 있고, 신디오탁틱 폴리스티렌을 과량 적용한 비교예 8의 경우, 난연성, 내후성 등이 저하되었음을 알 수 있다. 또한, 벤조트리아졸계 자외선 안정제를 적용하지 않은 비교예 9의 경우, 내후성 등이 저하되었음을 알 수 있고, 벤조트리아졸계 자외선 안정제를 과량 적용한 비교예 10의 경우, 내충격성, 난연성 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 (15)

  1. 폴리카보네이트 수지 약 45 내지 약 85 중량% 및 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지 약 15 내지 약 55 중량%를 포함하는 기초 수지 약 100 중량부;
    포스파젠 화합물 약 1.5 내지 약 4 중량부;
    실록산 변성 폴리에스테르 약 0.3 내지 약 1.5 중량부;
    신디오탁틱 폴리스티렌 약 0.3 내지 약 3 중량부; 및
    벤조트리아졸계 자외선 안정제 약 0.3 내지 약 1.5 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지는 ASTM D1238에 따라 300℃, 1.2 kg 조건에서 측정한 용융흐름지수가 약 5 내지 약 50 g/10min인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지는 폴리실록산 블록 약 1 내지 약 50 중량% 및 폴리카보네이트 블록 약 50 내지 약 99 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 수지의 중량평균분자량은 약 10,000 내지 약 100,000 g/mol인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포스파젠 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물:
    [화학식 2]
    상기 화학식 2에서, R1, R2, R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 7의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로시클로알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기, 탄소수 5 내지 20의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 알콕시카보닐알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 10의 카보닐알킬기, 아미노기 또는 히드록시기이다.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실록산 변성 폴리에스테르는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물:
    [화학식 3]
    상기 화학식 3에서, R1, R2, R3　및 R4는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기이고, R5는 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 페닐기이고, R6는 수소 원자, 히드록시기 또는 메틸기이며, l, m 및 n은 각각 독립적으로, 1 이상의 정수이다.
  7. 제6항에 있어서, 상기 화학식 3의 R1 및 R2는 각각 -(CH2)3-이고, R3 및 R4는 각각 -(CH2)5-이고, R5는 메틸기이며, l, m 및 n은 l + m : n = 15 내지 20 : 25 내지 35를 만족하는 1 이상의 정수인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신디오탁틱 폴리스티렌의 신디오탁틱도는 약 97 내지 약 100%인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 벤조트리아졸계 자외선 안정제는 트리아진계 자외선 안정제와 함께 사용되는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 흑색을 나타내는 퀴논계 염료 혼합물을 기초 수지 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 적용한 시편의 ISO 2409에 의거하여 색차계로 측정한 내스크래치 평가 전/후의 명도 변화(ΔL*)가 약 6 이하인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/4" 시편의 노치 아이조드 충격강도가 약 40 내지 약 90 kgf·cm/cm인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 UL-94 vertical test 방법으로 측정한 1.5 mm 두께 시편의 총 연소 시간이 약 30초 이하인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 흑색을 나타내는 퀴논계 염료 혼합물을 기초 수지 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 적용한 50 mm × 90 mm × 3 mm 크기 시편에 대해 색차계로 초기 색상(L0 *, a0 *, b0 *)을 측정하고, 상기 사출 시편을 SAE J 1960에 의거하여, 3,000 시간 동안 내후성 테스트하고, 색차계로 테스트 후 색상(L1 *, a1 *, b1 *)을 측정한 다음, 하기 식 1에 따라 산출한 색상 변화(ΔE)가 약 3.8 이하인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물:
    [식 1]
    색상 변화(ΔE) =
    상기 식 1에서, ΔL*는 테스트 전후의 L* 값의 차이(L1 *-L0 *)이고, Δa*는 테스트 전후의 a* 값의 차이(a1 *- a0 *) 이며, Δb*는 테스트 전후의 b* 값의 차이(b1 *- b0 *)이다.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 흑색을 나타내는 퀴논계 염료 혼합물을 기초 수지 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 적용한 시편에 대해 색차계로 측정한 흑색도(L*)가 약 2 이하인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 성형품.
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