KR20200050064A

KR20200050064A - 내충격성 및 유동성이 뛰어나고, 치수안정성 및 열노화 특성이 향상된 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 성형품

Info

Publication number: KR20200050064A
Application number: KR1020180132146A
Authority: KR
Inventors: 한중규; 노형진; 배도영; 안태진
Original assignee: 주식회사 삼양사
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2020-05-11
Also published as: KR102251561B1

Abstract

본 발명은 내충격성 및 유동성이 뛰어나고, 치수안정성 및 열노화 특성이 향상된 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 성형품에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 부타디엔계 고무질 중합체를 코어로 갖는 코어-쉘 공중합체, 실리콘계 고무질 중합체를 코어로 갖는 코어-쉘 공중합체 및 아이소소바이드 에폭시 화합물을 특정 함량으로 포함함으로써, 우수한 충격강도 및 유동성을 가짐과 동시에 치수안정성 및 열노화 특성이 향상 되어 낮은 성형 수축률 및 우수한 유동성으로 넓은 표면적을 지진 다양한 디자인의 부품 제조에 적합하고, 고온다습한 환경에서 충격강도 저하를 방지할 수 있는 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 성형품에 관한 것이다.

Description

내충격성 및 유동성이 뛰어나고, 치수안정성 및 열노화 특성이 향상된 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 성형품{Thermoplastic resin composition having excellent impact resistance and fluidity and improved dimensional stability and heat aging property and molded article produced using the same}

폴리부틸렌테레프탈레이트 수지는 기계적 특성, 전기적 특성, 및 내약품성 등이 우수하고 특히 결정화 속도가 빨라 성형 가공성이 우수하여, 사출 성형용으로 열경화성 수지, 금속 대체제 등으로 각광받고 있으며,　자동차 내, 외장제, 전기, 전자 산업 분야에 많이 사용되고 있다. 그러나 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지는　유리전이온도가 40 내지 60℃ 정도이므로 열변형 온도가 낮으며, 사출성형시에 수지의 결정화에 의한 수축응력으로 성형수축률이 높고 상온 및 저온에서의 충격성이 낮아, 사출물의 크기가 크고 내충격성을 필요로 하는 부분에는 폴리에스테르/폴리카보네이트　얼로이가 많이 연구되었다.

한편, 일본공개특허공보 소52-121659 에는 이를 개선하고자 내충격성을 보완하도록 폴리카보네이트 수지와 얼로이(alloy)하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지와 폴리카보네이트 수지의 에스테르 결합은 가수 분해에 취약하여, 열수 및 고온다습한 환경하에 수지 제품을 장시간 노출할 경우에 주쇄의 절단에 의한 분자량 저하가 발생되어 내충격성 등의 물성의 저하를 야기할 수 있다.

미국특허 제4,393,153호, 제4,180,494호, 제4,906,202호, 제4,034,013호 등의 특허에서 에틸렌-프로필렌 공중합체(EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체(EPDM), 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체(MBS) 등을 부가하여 내충격성을 향상시키는 방법이 제시되었으나, 충격보강제의 입경을 고려하지 않아 성형 수축률을 높이는 단점이 있다. 또한 상용화제 없이 이들만 첨가할 경우 폴리에스테르와 폴리카보네이트의 상이 불안정하여 기계적 물성에 편차가 큰 문제가 있다.　

상기와 같은 배경 하에, 본 발명자들은 우수한 충격강도 및 유동성을 가짐과 동시에 우수한 치수안정성 및 열노화 특성을 갖는 폴리에스테르/폴리카보네이트　얼로이 수지를 연구하던 중, 폴리에스테르/폴리카보네이트 얼로이 수지, 2종의 코어-쉘 구조의 부타디엔계 충격보강제, 실리콘계 충격보강제 및 아이소소바이드 에폭시계 화합물의 조성물을 적절한 비율로 혼합하여 제조한 폴리에스테르/폴리카보네이트 얼로이 수지가 우수한 충격강도 및 유동성을 유지하면서 치수안정성 및 열노화 특성이 향상되는 것을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 상기한 바와 같이 종래기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 부타디엔계 고무질 중합체를 코어로 갖는 코어-쉘 공중합체, 실리콘계 고무질 중합체를 코어로 갖는 코어-쉘 공중합체 및 아이소소바이드 에폭시 화합물을 특정 함량으로 포함함으로써, 우수한 충격강도 및 유동성을 가짐과 동시에 치수안정성 및 열노화 특성이 향상 되어 낮은 성형 수축률 및 우수한 유동성으로 넓은 표면적을 지진 다양한 디자인의 부품 제조에 적합하고, 고온다습한 환경에서 충격강도 저하를 방지할 수 있는 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 성형품을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 조성물 총 100중량%를 기준으로, (a) 폴리카보네이트 수지 20 내지 60 중량%; (b) 폴리에스테르 수지 30 내지 60 중량%; (c-1) 제1 충격보강제로서, 부타디엔계 고무질 중합체를 코어로 갖는 코어-쉘 공중합체 1 내지 20 중량% 및 (c-2) 제2 충격보강제로서, 실리콘계 고무질 중합체를 코어로 갖는 코어-쉘 공중합체 1 내지 30 중량%를 포함하는, 열가소성 수지 조성물을 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 열가소성 수지 조성물을 이용하여 제조된 성형품 이 제공된다.

본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 코어-셸 구조의 부타디엔계, 실리콘계 충격보강제를 적절한 비율로 포함함과 동시에 아이소소바이드 에폭시 화합물을 포함함으로써, 최종 생성되는 폴리에스테르/폴리카보네이트 얼로이 수지 성형품의 내화학성, 충격강도, 유동성을 우수한 수준으로 유지하면서 치수안정성 및 열노화 특성을 향상시키는 효과가 있다.

따라서, 상기 열가소성 수지를 필요로 하는 산업에 용이하게 적용할 수 있으며, 예컨대, 휴대폰 하우징, TV 하우징, 컴퓨터 모니터 하우징, 자동차 범퍼, 휠 하우징, 판넬 버튼 부위, 내외장 조명등 하우징 등에 유용하게 적용될 수 있다.

이하에서 본 발명을 구성 요소 별로 상세히 설명한다.

1. 열가소성 폴리머 조성물

(a) 폴리카보네이트 수지

본 발명의 조성물에 사용되는 폴리카보네이트 수지는 열가소성 방향족 폴리카보네이트 수지로서 특별히 제한되지 않으며, 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있으나, 분자량 조절제와 촉매의 존재 하에서 2가 페놀과 포스겐을 반응시켜 제조하거나 2가 페놀과 디페닐카보네이트와 같은 카보네이트 전구체의 에스테르 상호교환반응을 이용하여 제조하는 것이 바람직하다. 상기 2가 페놀류는, 예컨대 다음 화학식 1의 구조를 갖는 폴리카보네이트 수지의 단량체이다.

[화학식 1]

상기 화학식 1에서, X는 알킬렌기, 작용기를 갖지 않는 직선형, 분지형 또는 환형 알킬렌기, 설파이드, 에테르, 설폭사이드, 설폰, 케톤, 나프틸 및 이소부틸페닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 작용기를 포함하는 직선형, 분지형 또는 환형 알킬렌기를 나타내며, 바람직하게는, X는 탄소수 1 내지 10의 직선형, 분지형 또는 탄소수 3 내지 6의 환형 알킬렌기일 수 있고; R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 또는 알킬기, 예컨대 탄소수 1 내지 20의 직선형, 분지형 또는 탄소수 3 내지 20(바람직하게는, 3 내지 6)의 환형 알킬기를 나타내며; n 및 m은 독립적으로, 0 내지 4의 정수이다.

상기 2가 페놀류의 비제한적인 예시는, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(4-히드록시페닐)페닐메탄, 비스(4-히드록시페닐)나프틸메탄, 비스(4-히드록시페닐)-(4-이소부틸페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 1-에틸-1,1-비스(4-히드록시페닐)프로판, 1-페닐-1,1-비스(4-히드록시페닐) 에탄, 1-나프틸-1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 1,2-비스(4-히드록시페닐) 에탄, 1,10-비스(4-히드록시페닐)데칸, 2-메틸-1,1-비스(4-히드록시페닐) 프로판, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 (비스페놀 A) 등을 포함하며, 이 중 대표적인 것은 비스페놀 A이다.

상기 카보네이트 전구체는 폴리카보네이트 수지의 또 다른 단량체로서, 포스겐(카보닐 클로라이드)을 사용하는 것이 바람직하다. 카보네이트 전구체의 비제한적인 예시는 카보닐 브로마이드, 비스 할로 포르메이트, 디페닐카보네이트 또는 디메틸카보네이트 등을 포함한다.

상기 분자량 조절제로는 이미 공지되어 있는 물질 즉, 열가소성 방향족 폴리카보네이트 수지 제조에 사용되는 모노머와 유사한 단일작용성 물질(monofunctional compound)을 사용할 수 있다. 비제한적인 예시로서, 페놀을 기본으로 하여 그 유도체들(예를 들면, 파라-이소프로필페놀, 파라-터트-부틸페놀, 파라-쿠밀페놀, 파라-이소옥틸페놀, 파라-이소노닐페놀 등)을 사용할 수 있고, 그 밖에 지방족 알콜류등 여러 종류의 물질을 사용할 수 있으며, 이들중 파라-터트-부틸페놀(PTBP)을 적용하는 것이 가장 바람직하다.

이와 같은 2가 페놀, 카보네이트 전구체(precursor), 분자량 조절제로 제조되는 방향족 폴리카보네이트 수지로는, 예를 들어, 선형 폴리카보네이트 수지, 분지화된 폴리카보네이트 수지, 코폴리카보네이트 수지 및 폴리에스테르카보네이트 수지 등이 있다.

본 발명의 예시적인 구현예에서는 열가소성 방향족 폴리카보네이트 수지로서, 25℃, 메틸렌 클로라이드 용액에서 측정한 점도평균분자량(Mv)이 15,000 내지 40,000인 것을 적용하도록 하는 것이 바람직하고, 17,000 내지 35,000의 것을 적용하도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 점도평균분자량이 15,000 미만일 경우, 충격강도와 인장강도 등의 기계적 물성이 저하될 수 있고, 40,000을 초과하는 경우에는, 용융점도의 상승으로 수지의 가공에 문제가 발생할 수 있다. 특히 충격 강도와 인장 강도 등이 기계적 물성이 우수하다는 점에서 점도 평균분자량이 19,000 이상인 것이 더욱 바람직하며, 가공성의 측면에서 점도평균분자량이 35,000 이하인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 일 구체예에서, (a) 폴리카보네이트 수지는 조성물 총 100중량%를 기준으로, 20 중량% 이상, 25 중량% 이상, 30 중량% 이상, 35 중량% 이상, 40 중량% 이상 또는 45 중량% 이상 포함될 수 있고, 60 중량% 이하, 58 중량% 이하, 55 중량% 이하, 53 중량% 이하 또는 50 중량% 이하로 포함될 수 있으며, 예컨대 20 중량% 내지 60 중량%, 25 중량% 내지 55 중량%, 30 중량% 내지 52 중량%, 40 중량% 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 폴리카보네이트 수지가 상기 함량 범위로 포함되는 경우 폴리카보네이트 수지의 특성인 우수한 내열성 및 내충격성이 발현될 수 있다.

(b) 폴리에스테르 수지

상기 폴리에스테르 수지는 방향족 폴리에스테르 수지로서, 바람직하게는 테레프탈산 또는 테레프탈산 알킬에스테르와 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 글리콜 성분으로부터 용융 중합에 의하여 축중합된 수지를 사용할 수 있다. 　이때, 상기 알킬은 탄소수 1 내지 10의 알킬을 의미한다. 이러한 방향족 폴리에스테르 수지의 구체적인 예로는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리헥사메틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리시클로헥산 디메틸렌 테레프탈레이트 수지, 또는 이들 수지에 일부 다른 모노머를 혼합하여 비결정성으로 개질한 폴리에스테르 수지를 사용할 수 있으며, 이들 중에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 수지,폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지, 비결정성 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지 등을 사용하는 것이 좋다.

상기 폴리에스테르 수지는 고유점도[η]가 0.85　내지 1.52 ㎗/g 인 것이 좋으며, 더 좋게는 1.03　내지 1.22㎗/g　의 범위를 가진다. 　폴리에스테르 수지가 상기 범위의 고유점도[η]를 가질 경우 우수한 기계적 물성과 성형성을 확보할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 바람직하게는 상기 폴리에스테르 수지 중에서 폴리부틸렌 테레프탈레이트가 사용될 수 있다.　

상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트는 단량체로서 1,4-부탄디올과 테레프탈산 또는 디메틸 테레프탈레이트를 직접 에스테르화 반응 또는 에스테르 교환반응을 하여 축중합한 중합체이다. 또한 수지의 충격강도를 높이기 위하여 상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리프로필렌글리콜(PPG), 저분자량 지방족 폴리에스테르 또는 지방족 폴리아미드로 공중합하거나 충격 향상 성분을 블렌딩한 변성 폴리부틸렌 테레프탈레이트로의 형태로 사용할 수도 있다.

본 발명의 일 구체예에서, (b) 폴리에스테르 수지는 조성물 총 100중량%를 기준으로, 30 중량% 이상, 32 중량% 이상, 35 중량% 이상 또는 38 중량% 이상 포함될 수 있고, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하 또는 45 중량% 이하로 포함될 수 있으며, 예컨대 30 내지 60 중량%, 32 내지 55 중량%, 35 내지 50 중량%, 38 내지 45 중량%로 포함될 수 있다. 전술한 폴리카보네이트 수지와 폴리에스테르 수지가 본 발명에서 한정하는 함량 범위로 포함되는 경우 폴리카보네이트 수지의 특성인 우수한 내열성 및 내충격성이 발현됨과 동시에, 우수한 내화학성 및 유동성을 확보할 수 있다.

(c) 충격보강제

본 발명에 따른 충격보강제는 (c-1) 부타디엔계 고무질 중합체를 코어로 갖는 코어-쉘 공중합체인 제1 충격보강제 및 (c-2) 실리콘계 고무질 중합체를 코어로 갖는 코어-쉘 공중합체인 제2 충격보강제를 포함하며, 상기 제1 충격보강제(c-1)보다 상기 제2 충격보강제(c-2)의 함량이 더 많은 것으로서, 충격보강제 종류 및 함량 한정에 따라, 열가소성 수지 조성물의 유동성, 충격강도, 치수안정성, 열노화 특성 등을 모두 향상시킬 수 있다.

구체예에서, 상기 (c-1)제1 충격보강제와 (c-2)제2 충격보강제의 중량비(c-1:c-2)는 1 : 1.5 내지 1 : 4.5, 바람직하게는 1 : 1.7 내지 1 : 4, 보다 바람직하게는 1 : 1.9 내지 1 : 3.5 일 수 있다. 상기 범위에서 매트릭스 수지 내 고무질 중합체 코어 간 간격을 줄일 수 있으므로, 열가소성 수지 조성물의 가공성, 내충격성, 치수안정성, 열노화 특성 등을 더욱 향상시킬 수 있다.

(c-1) 제1 충격보강제

본 발명의 일 구체예 따른 제1 충격보강제는 40 내지 99 중량%, 예를 들면 50 내지 90 중량%의 부타디엔계 고무질 중합체 코어(core) 및 1 내지 60 중량%, 예를 들면 10 내지 50 중량%의 쉘(shell)을 포함하는 코어-쉘 형태 충격보강제일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 열노화 특성, 내충격성 등이 우수할 수 있다.

일 구체예에서, 상기 제1 충격보강제는 상기 코어(고무질 중합체)에 스티렌 및 아크릴로니트릴을 포함하는 쉘 성분이 그라프트 중합되어 스티렌 반복단위 및 아크릴로니트릴 반복단위를 포함하는 쉘을 형성함으로써 제조될 수 있으며, 상기 중합은 유화중합, 현탁중합, 괴상중합 등의 공지의 중합방법에 의하여 수행될 수 있다.

일 구체예에서, 상기 제1 충격보강제의 코어는 폴리부타디엔, 폴리(스티렌-부타디엔), 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔), 이들의 조합 등의 부타디엔계 고무질 중합체(고무)일 수 있다. 또한, 상기 고무질 중합체의 평균 입자 크기(D₅₀)는 220 내지 400 nm, 예를 들면 250 내지 350 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 가공성, 열노화 특성 등이 우수할 수 있다.

일 구체예에서, 상기 제1 충격보강제의 쉘은 60 내지 99 중량%, 예를 들면 70 내지 95 중량%의 스티렌 반복단위 및 1 내지 40 중량%, 예를 들면 5 내지 30 중량%의 아크릴로니트릴 반복단위를 포함할 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 가공성, 외관 등이 우수할 수 있다.

일 구체예에서, 상기 제1 충격보강제는 열가소성 수지 조성물 100 중량%에 대하여 1 중량% 이상, 2 중량% 이상 또는 3 중량% 이상 포함될 수 있고, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하 또는 8 중량% 이하로 포함될 수 있으며, 예컨대, 1 내지 20 중량%, 1 내지 15 중량% 또는 1 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 가공성, 열노화 특성, 내충격성 및 이들의 물성 균형 등이 우수할 수 있다.

(c-2) 제2 충격보강제

본 발명의 일 구체예 따른 제2 충격보강제는 60 내지 99 중량%, 예를 들면 70 내지 90 중량%의 실리콘계 고무질 중합체 코어(core) 및 1 내지 40 중량%, 예를 들면 10 내지 30 중량%의 쉘(shell)을 포함하는 코어-쉘 형태 충격보강제일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 치수안정성, 가공성 등이 우수할 수 있다.

일 구체예에서, 상기 제2 충격보강제는 상기 코어(고무질 중합체)에 메틸메타크릴레이트 및 메틸아크릴레이트를 포함하는 쉘 성분이 그라프트 중합되어 메틸메타크릴레이트 반복단위 및 메틸아크릴레이트 반복단위를 포함하는 쉘을 형성함으로써 제조될 수 있으며, 상기 중합은 유화중합, 현탁중합, 괴상중합 등의 공지의 중합방법에 의하여 수행될 수 있다.

일 구체예에서, 상기 제2 충격보강제의 코어로는 두 개 이상의 불포화 반응기를 갖는 것일 수 있다. 일예로, 디메톡시메틸비닐실란, 디에톡시메틸비닐실란, 디아세톡시 메틸비닐실란, 1,1,1,3,5,5,5-헵타메틸-3-비닐트리실록산, 2,4,6,8-테트라메틸 테트라비닐 사이틀로테트라실록산, α,ω-디비닐 폴리디메틸실록산, 비닐변성 디메틸실록산 및 이들의 혼합물 중에서 선택될 수 있으며, 반드시 이에 제한되지 않는다.

또한, 상기 고무질 중합체의 평균 입자 크기(D₅₀)는 100 내지 180 nm, 예를 들면 100 내지 150 nm일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 치수안정성, 가공성, 외관 등이 우수할 수 있다.

일 구체예에서, 상기 제2 충격보강제의 쉘은 60 내지 99.9 중량%, 예를 들면 70 내지 99.5 중량%의 메틸메타크릴레이트 반복단위 및 0.1 내지 40 중량%, 예를 들면 0.5 내지 30 중량%의 메틸아크릴레이트 반복단위를 포함할 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 가공성, 외관 등이 우수할 수 있다.

일 구체예에서, 상기 제2 충격보강제는 열가소성 수지 조성물 100 중량%에 대하여 1 중량% 이상, 2 중량% 이상, 3 중량% 이상 또는 5 중량% 이상 포함될 수 있고, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하 또는 10 중량% 이하로 포함될 수 있으며, 예컨대, 1 내지 30 중량%, 3 내지 20 중량% 또는 5 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 치수안정성, 가공성, 외관 및 이들의 물성 균형 등이 우수할 수 있다.

(d) 아이소소바이드 에폭시 화합물

본 발명의 열가소성 수지 조성물에 포함되는 아이소소바이드 에폭시 화합물은 천연원료에서 유래한 것일 수 있고, 일 구체예에서 하기 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다.

[화학식 2]

여기서, n 은 0 내지 300의 정수이다.

본 발명에 따른 상기 화학식 2로 표시되는 천연원료 유래 아이소소바이드 에폭시 화합물은, 아이소소바이드 골격에 2개의 에폭시기가 결합된 분자 구조로 이루어질 수 있다.

즉, 탄수화물계 천연원료로부터 유래된 아이소소바이드 화학식1을 기본 골격으로 적용함으로써, 석유자원으로부터 유래되며 환경호르몬으로 이슈화 되고 있는 비스페놀 A를 대체하여 친환경 응용분야, 음식 및 인체 접촉 응용분야 등에 적용할 수 있다.

일 구체예에서, 상기 아이소소바이드 에폭시 화합물의 함유량은, 열가소성 수지 조성물 100 중량% 중, 0.1 내지 3 중량% 로 포함될 수 있으며 바람직하게는 0.1 중량% 내지 2 중량% 로, 더욱 바람직하게는 0.2 중량% 내지 1.5 중량%로 포함될 수 있다.

본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 상기 구성 성분 외에도, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 난연제, 산화 방지제, 활제, 이형제, 핵제, 대전방지제, 자외선(UV) 안정제, 안료, 염료, 이들의 조합 등의 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 첨가제 사용 시, 그 함량은 열가소성 수지 조성물 100 중량%에 대하여, 20 중량% 이하, 예를 들면 0.1 내지 10 중량%일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

2. 성형품 및 그 제조 방법

본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 공지의 방법으로 제조될 수 있다. 　예를 들면, 상술한 본 발명의 구성 성분과 첨가제를 혼합한 후에, 압출기 내에서 용융 압출하고 펠렛 형태로 제조할 수 있다.

본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 본 발명의 일 구현예의 열가소성 수지 조성물을 이용하여 제조된 성형품을 제공한다. 　상기 열가소성 수지 조성물은 유동성 및 충격강도뿐만 아니라 우수한 치수안정성 및 열노화 특성이 중요시하게 요구되는 분야의 성형제품, 예를 들면, 자동차 부품, 기계부품, 전기전자 부품, 컴퓨터 등의 사무기기, 잡화 등의 용도로 사용될 수 있으며, 특히, 자동차 범퍼백빔, 휠 커버, 가니쉬, 크래시 패드, 판넬, 조명 하우징 등과 같은 자동차 내외장 제품에 바람직하게 적용될 수 있다.

이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

[ 실시예 및 비교예 ]

본 실시예 및 비교예에서 사용한 성분들은 구체적으로 다음과 같다.

(a) 폴리카보네이트

점도평균분자량이 30,000인 폴리카보네이트 열가소성 수지(TRILOY 3030PJ, 삼양사)를 사용하였다.

(b) 폴리에스테르

고유점도가 1.1　㎗/g 인 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지(TRILOY 1700S, 삼양사)를 사용하였다.

(c) 충격보강제

(c-1) 제1 충격보강제

고무질 중합체(코어)로서, 평균입경 340 nm인 폴리부타디엔 고무 50 중량%에 쉘 성분으로 스티렌 및 아크릴로니트릴(스티렌/아크릴로니트릴(중량비)=75/25) 50 중량%를 그라프트 공중합하여 제조한 코어-쉘 구조의 부타디엔계 고무변성 그라프트 공중합체(g-ABS)를 사용하였다.

(c-2) 제2 충격보강제

고무질 중합체(코어)로서, 평균입경 110 nm인 디메틸실록산과 부틸 아크릴레이트로 이루어진 고무 70 중량% 에 쉘 성분으로 메틸메타크릴레이트 및 메틸아크릴레이트(메틸메타크릴레이트/메틸아크릴레이트(중량비)=99/1) 30 중량%를 그라프트 공중합하여 제조한 코어-쉘 구조의 실리콘계 고무변성 그라프트 공중합체를 사용하였다.

(d) 아이소소바이드 에폭시 화합물

식물 유래 원료로서 아이소소바이드 함유 에폭시 화합물(아이소소바이드 디글리시딜 이서)을 사용하였다.

실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 5

하기 표 1에 나타낸 성분 및 함량으로 친환경 폴리카보네이트와 폴리에스테르 수지, 충격보강제 및 아이소소바이드 에폭시 화합물을 헨셀믹서로 혼합하여 균일하게 분산시킨 다음 L/D=48, Φ=25mm인 이축 용융 혼합 압출기에서 용융온도 260℃, 300 rpm의 스크류 회전 속도, 약 -600 mmHg의 제1벤트(vent) 압력, 및 30kg/h의 자가 공급 속도의 조건 하에서 압출하였다. 압출된 스트랜드를 물에서 냉각시킨 후, 회전 절단기로 절단하여 펠렛을 제조하였으며, 제조된 펠렛을 90~100℃에서 4시간 동안 열풍 건조한 후, 250~270℃의 온도로 사출 성형하여 시편을 제조하였다.

물성평가

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각 시편에 대하여, 하기의 방법으로 특성을 측정하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.

(1) 유동지수(MI)

ASTM D1238에 의거하여 펠렛 상태로 90℃에서 4시간 건조한 후 250℃ 및 5kg 하중 조건에서 10분간 흐른 양을 측정하였다.

(2) IZOD 충격 특성

1/8" 두께의 시편을 제조하여. ASTM D256에 의거하여 충격강도를 측정하였다

(3) 열노화 테스트

상기에서 얻어진 충격시편을 열풍 건조기에서 300℃ 에서 120시간 열처리 후 ASTM D256에 의거하여 충격강도 유지율로 평가하였다.

(4) 성형 수축률

ASTM D955에 의거하여 지름 100mm인 원판 시편을 이용하여 흐름방향의 수축률을 평가했으며, 단위는 %이다.

상기 표 2로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 수지 조성물은 측정한 모든 특성이 우수하게 균형 잡힌 상태를 나타내었다. 열노화 테스트의 경우 모든 조성에서 75% 이상의 유지율을 나타내었으며, 60 이상의 우수한 IZOD 충격강도 특성을 나타내었다. 또한, 25 이상의 MI 유동지수를 유지하고 있으며, 0.7이하의 수준의 우수한 성형 수축률을 구현하고 있다. 반면, 비교예 조성물들의 경우 유동성, IZOD 충격강도, 열노화 유지율 및 성형수축률에서 실시예에 비하여 밸런스가 맞지 않는 특성을 나타내었고, 이는 최종 제품의 다양한 특성을 현저히 저하시킬 수 있다.

이로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 열가소성 수지로 성형품을 제조하면 우수한 내충격성, 유동 특성을 유지 하면서도 치수안정성, 열노화 안정성 등의 우수한 특성을 구현할 수 있다.

Claims

조성물 총 100중량%를 기준으로,
(a) 폴리카보네이트 수지 20 내지 60 중량%;
(b) 폴리에스테르 수지 30 내지 60 중량%;
(c-1) 제1 충격보강제로서, 부타디엔계 고무질 중합체를 코어로 갖는 코어-쉘 공중합체 1 내지 20 중량%; 및
(c-2) 제2 충격보강제로서, 실리콘계 고무질 중합체를 코어로 갖는 코어-쉘 공중합체 1 내지 30 중량%를 포함하는, 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서, (d) 아이소소바이드 에폭시 화합물 0.1 내지 3 중량%를 더 포함하는, 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서, (b) 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리헥사메틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리시클로헥산 디메틸렌 테레프탈레이트 수지 또는 이들 수지를 비결정성으로 개질한 폴리에스테르 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서, (c-1)제1 충격보강제의 부타디엔계 고무질 중합체의 평균입경(D50)이 200 내지 400 nm이고, (c-2)제2 충격보강제의 실리콘계 고무질 중합체의 평균입경(D50)이 100 내지 180nm 인, 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서, (c-1)제1 충격보강제와 (c-2)제2 충격보강제의 중량비(c-1:c-2)는 1 : 1.5 내지 1 : 4.5인, 열가소성 수지 조성물.
제2항에 있어서, (d) 아이소소바이드 에폭시 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물인, 열가소성 수지 조성물:
[화학식 2]

여기서, n 은 0 내지 300의 정수이다.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물을 이용하여 제조된 성형품.