KR20100072804A - 열가소성 수지 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 (A) (A-1) 폴리에스테르 수지 20 내지 80 중량% 및 (A-2) 폴리카보네이트 수지 20 내지 80 중량%를 포함하는 기초 수지 100 중량부; 및 (B) 글리시딜 메타크릴레이트를 포함하는 충격보강제　3 내지 25 중량부를 포함하는 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.　　

상기 열가소성 수지 조성물은　굴곡탄성률 등의 기계적 강도 및 충격강도가 모두 우수한 물성 밸런스를 가지며, 이에 따라 휴대용 이동통신 기기, 정밀 전기전자 부품, 사무기기, 자동차 정밀 부품, 잡화 등과 같은 성형품에 적용될 수 있다. 　

폴리에스테르, 폴리카보네이트, 충격보강제, 글리시딜 메타크릴레이트, 굴곡탄성률, 기계적 강도

Description

열가소성 수지 조성물{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION}

본 발명은 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기계적 강도 및 충격강도가 모두 우수한 물성 밸런스를 가지는 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 폴리에스테르 수지는 기계적 강도, 내약품성, 전기적 특성, 및 정밀 성형성 등이 우수하며, 특히 외관이 매우 우수하여 다양한 용도에 사용된다. 　또한 폴리에스테르 수지는 다양한 형태의 무기물들과 함께 성형됨으로써 기계적 강도를 높이기가 용이하여 그 적용 범위가 크게 확대되고 있다.

폴리에스테르 수지와 폴리카보네이트 수지의 혼합 조성물은 폴리에스테르 수지의 높은 기계적 강도 및 우수한 성형성과, 폴리카보네이트 수지의 뛰어난 내열성, 충격강도, 및 치수 안정성 등의 장점을 모두 보유하고 있는 것으로 알려져 있다.

또한 폴리에스테르 수지와 폴리카보네이트 수지의 조성물에 충격보강제를 첨 가하여 충격강도를 보강함으로써 치수 안정성과 충격 특성이 중요하게 요구되는 자동차 외장재등 다양한 용도에 사용되고 있다.

그러나 폴리에스테르 수지의 함량이 높은 경우 폴리카보네이트 수지와 폴리에스테르 수지의 혼합 조성물은 충격강도가 급격하게 낮아지는 문제점을 가지고 있다. 　이를 해결하기 위해서는 많은 양의 폴리카보네이트를 필요로 하는데, 이와 같은 경우 제조원가가 높아서 효율적이지 못하다.

또한 많은 양의 충격보강제를 이용하여 충격강도를 보완하는 경우 높은 열선팽창계수를 가지게 되며, 굴곡 강도 등의 기계적 물성이 저하되는 단점이 있다.

본 발명의 일 구현예는 기계적 강도 및 충격강도가 모두 우수한 물성 밸런스를 가지는 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 일 구현예는 상기 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 성형품을 제공하기 위한 것이다.

다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.　　　

본 발명의 일 구현예는 (A) (A-1) 폴리에스테르 수지 20 내지 80 중량% 및 (A-2) 폴리카보네이트 수지 20 내지 80 중량%를 포함하는 기초 수지 100 중량부; 및 (B) 글리시딜 메타크릴레이트를 포함하는 충격보강제　3 내지 25 중량부를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공한다.

본 발명의 다른 일 구현예는 상기 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 성형품을 제공한다.

기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 굴곡탄성률 등의 기계적 강도 및 충격강도가 모두 우수한 물성 밸런스를 가지며, 이에 따라 휴대용 이동통신 기기, 정밀 전기전자 부품, 사무기기, 자동차 정밀 부품, 잡화 등과 같은 성형품에 적용될 수 있다.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 　다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 (A) (A-1) 폴리에스테르 수지 및 (A-2) 폴리카보네이트 수지를 포함하는 기초 수지, 및 (B) 글리시딜 메타크릴레이트를 포함하는 충격보강제를 포함한다.

　

이하 본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물에 포함되는 각 성분에 대하여 구체적으로 살펴본다.

(A) 기초 수지

본 발명의 일 구현예에 따른 기초 수지는 폴리에스테르 수지 및 폴리카보네이트를 포함한다.

(A-1) 폴리에스테르 수지

상기 폴리에스테르 수지는 방향족 폴리에스테르 수지로서, 테레프탈산 또는 테레프탈산 알킬에스테르와 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 글리콜 성분으로부터 용융 중합에 의하여 축중합된 수지를 바람직하게 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, 이들 수지에 일부 다른 모노머를 혼합하여 비결정성으로 개질한 폴리에스테르 수지, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있으며, 이들 중에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지, 비결정성 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지 등을 사용하는 것이 좋다.

상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 고유 점도가 0.1 내지 2 dl/g인 것이 좋으며, 상기 범위의 고유 점도를 가지는 경우 기계적 물성 및 내열성이 우수한 특징이 있다. 　

본 발명의 일 구현예에 따른 폴리에스테르 수지는　기초 수지 총량에 대하여 20 내지 80 중량%로 포함되며, 좋게는 25　내지 75　중량%로 포함된다. 　폴리에스테르 수지가 상기 범위 내로 포함될 경우 기계적 물성과 유동성의 물성밸런스가 우수한 특징이 있다.

　

(A-2) 폴리카보네이트 수지

상기 폴리카보네이트 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 디페놀류와 포스겐, 할로겐 포르메이트, 카보네이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 반응시켜 제조될 수 있다.

[화학식 1]

(상기 화학식 1에서,

A는 단일 결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 5의 알킬리덴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 6의 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 10의 사이클로알킬리덴기, CO, S, 및 SO₂로 이루어진 군에서 선택되는 연결기이며,

각각의 R₁　및 R₂는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기이며,

n₁　및 n₂는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이며,

상기 "치환된"이란 수소 원자가 할로겐기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 1 내지 30의 할로알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 1 내지 20의 알콕 시기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 치환기로 치환된 것을 의미한다.)

상기 화학식 1로 표시되는 디페놀류는 2종 이상이 조합되어 폴리카보네이트수지의 반복단위를 구성할 수도 있다. 　상기 디페놀류의 구체예로는 히드로퀴논, 레조시놀, 4,4'-디히드록시디페닐, 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판('비스페놀-A'라고도 함), 2,4-비스-(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-사이클로헥산, 2,2-비스-(3-클로로-4-히드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)-프로판 등을 들 수 있다. 　상기 디페놀류 중에서, 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)-프로판, 또는 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-사이클로헥산을 바람직하게 사용할 수 있다. 　또한 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.

상기 폴리카보네이트 수지는 중량평균 분자량이 10,000 내지 200,000 g/mol인 것을 바람직하게 사용할 수 있으며, 15,000 내지 80,000 g/mol인 것을 더욱 바람직하게 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 　상기 분자량 범위에서 우수한 충격강도와 같은 물성을 얻을 수 있으며, 적당한 유동성을 가지게 되어 우수한 가공성을 얻을 수 있다.

상기 폴리카보네이트 수지는 두 종류 이상의 디페놀류로부터 제조된 공중합체의 혼합물일 수도 있다. 　또한 상기 폴리카보네이트 수지는 선형 폴리카보네이트 수지, 분지형(branched) 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지 등을 사용할 수 있다.

상기 선형 폴리카보네이트 수지로는 비스페놀-A계 폴리카보네이트 수지 등을 들 수 있다. 　상기 분지형 폴리카보네이트 수지로는 트리멜리틱 무수물, 트리멜리틱산 등과 같은 다관능성 방향족 화합물을 디페놀류 및 카보네이트와 반응시켜 제조한 것을 들 수 있다. 　상기 다관능성 방향족 화합물은 분지형 폴리카보네이트 수지 총량에 대하여 0.05 내지 2몰%로 포함되는 것이 바람직하다.　　상기 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지로는 이관능성 카르복실산을 디페놀류 및 카보네이트와 반응시켜 제조한 것을 들 수 있다. 　이때 상기 카보네이트로는 디페닐카보네이트와 같은 디아릴카보네이트, 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate) 등을 사용할 수 있다.　

본 발명의 일 구현예에 따른 폴리카보네이트 수지는 기초수지 총량에 대하여 20 내지 80 중량%로 포함되며, 좋게는 25　내지 75　중량%로 포함된다. 　폴리카보네이트 수지가 상기 범위 내로 포함될 경우　충격강도 및 내화학성이 우수한　특징이 있다. 　

　

(B) 글리시딜 메타크릴레이트를 포함하는 충격보강제

상기 충격보강제는 고무의 코어 구조에 글리시딜 메타크릴레이트가 그라프트되어 딱딱한 쉘을 형성함으로써 코어-쉘 구조를 가진 공중합체이다.

상기 고무는 부타디엔계 고무, 에틸렌옥탄 고무, 메틸메타크릴레이트-부타디엔에틸아크릴레이트 중합체 고무, 에틸렌부틸아크릴레이트 고무, 실리콘부틸아크릴레이트 고무, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 고무를 사용할 수 있 으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 그라프트되는 글리시딜 메타크릴레이트는 충격보강제 총량에 대하여 1 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 　글리시딜 메타크릴레이트가 상기 범위 내로 포함될 경우 다른 수지와의 상용성 및 반응성이 향상되는 특징이 있다. 　

이러한 상기 충격보강제는 폴리에스테르와 효과적으로 반응함으로써, 폴리카보네이트와 폴리에스테르의 계면에서 효과적인 충격보강제 역할을 수행할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 글리시딜 메타크릴레이트를 포함하는 충격보강제는 기초 수지 100 중량부에 대하여 3 내지 25 중량부로 포함될 수 있다. 　상기 충격보강제가 상기 범위 내로 포함될 경우 충격 보강 효과 및 내열도의 상승을 극대화할 수 있으며, 유동성도 향상되어 사출 성형성이 개선될 수 있다. 　

　

(C) 기타 첨가제

본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 첨가제를 더 포함할 수 있다.　　

상기 첨가제는 항균제, 열안정제, 산화방지제, 이형제, 광안정제, 상용화제, 염료, 무기물 첨가제, 계면활성제, 커플링제, 가소제, 혼화제, 착색제, 안정제, 활제, 정전기방지제, 안료, 방염제, 내후제, 착색제, 자외선 차단제, 충전제, 핵 형성제, 접착 조제, 점착제, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.

상기 산화방지제로는 페놀형, 포스파이드형, 티오에테르형, 또는 아민형 산화방지제를 바람직하게 사용할 수 있다.

상기 이형제로는 불소 함유 중합체, 실리콘 오일, 스테아릴산의 금속염, 몬탄산의 금속염, 몬탄산 에스테르 왁스, 또는 폴리에틸렌 왁스를 바람직하게 사용할 수 있다.

상기 내후제로는 벤조페논형 또는 아민형 내후제를 바람직하게 사용할 수 있다.

상기 착색제로는 염료 또는 안료를 바람직하게 사용할 수 있다.

상기 자외선 차단제로는 산화티탄 또는 카본블랙을 바람직하게 사용할 수 있다.

상기 충전제로는 유리섬유, 탄소섬유, 실리카, 마이카, 알루미나, 점토, 탄산칼슘, 황산칼슘 또는 유리 비드를 바람직하게 사용할 수 있으며, 상기와 같은 충전제를 첨가할 경우 기계적 강도 및 내열성 등의 물성을 향상시킬 수 있다. 　

상기 핵 형성제로는 탈크 또는 클레이를 바람직하게 사용할 수 있다.　

상기 첨가제는 열가소성 수지 조성물의 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 적절하게 조절될 수 있다.

　

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 성형하여 제조한 성형품을 제공한다. 　상기 열가소성 수지 조성물은 기계 적 강도 및 충격강도가 중요시하게 요구되는 분야의 성형제품, 예를 들면, 자동차 부품, 기계부품, 전기전자 부품, 컴퓨터 등의 사무기기, 잡화 등의 용도로 사용될 수 있으며, 특히, 텔레비전, 컴퓨터, 프린터, 세탁기, 카셋트 플레이어, 오디오, 휴대폰 등과 같은 전기전자 제품의 하우징에 바람직하게 적용될 수 있다.

　

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다.　　다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예] 　

본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물의 제조에 사용되는 각 구성 성분은 다음과 같다. 　

(A) 기초 수지

(A-1) 폴리에스테르 수지　

고유 점도가 0.8 dl/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트로서, SK 케미칼社의 BL-8050 제품을 사용하였다.

(A-2) 폴리카보네이트 수지

중량평균 분자량이 25,000 내지 27,000 g/mol인 제일모직社의 Infinno Polycarbonate SC-1080 제품을 사용하였다.

　

(B) 충격보강제

(B-1) 글리시딜 메타크릴레이트를 포함하는 충격보강제

에틸렌부틸아크릴레이트 고무 코어에 약 6 중량%의 글리시딜 메타크릴레이트가 그라프트된 코어-쉘 공중합체로서, DuPont社의 Elvaloy PTW 제품을 사용하였다.

(B-2) 실리콘부틸아크릴레이트 고무

비교예로 사용된 것으로서, MRC사의 metablen SRK-200 제품을 사용하였다.

(B-3) 말레익안하이드라이드-에틸렌옥탄

비교예로 사용된 것으로서, 에틸렌옥탄 고무 코어에 말레익안하이드라이드가 그라프트된 코어-쉘 공중합체인, 듀폰사의 fusabond MN493D 제품을 사용하였다.

　

실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 3

상기에서 언급된 구성성분들을 이용하여 하기 표 1에 나타낸 조성으로 각 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 3에 따른 수지 조성물을 제조하였다.　　　

이때, (A) (a) 폴리에스테르 수지(중량%) 및 (b) 폴리카보네이트 수지(중량%)로 이루어진 기초 수지 100 중량부에 대하여, (B) 글리시딜 메타크릴레이트를 포함하는 충격보강제를 중량부의 함량으로 포함하였다.

상기 수지 조성물의 제조 방법으로는, 하기 표 1에 나타낸 조성으로 각 성분을 통상의 혼합기에서 혼합한 다음, L/D=29 및 ￠=45㎜인 이축 압출기에서 250℃의 온도 범위로 압출한 후, 상기 압출물을 펠렛 형태로 제조하였다.

　

[시험예]

상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 펠렛을 80℃에서 4 시간 건조 후, 6 Oz의 사출능력이 있는 사출성형기를 사용하여, 실린더 온도 190℃, 금형온도 80℃, 성형사이클을 120초로 설정한 조건으로 사출하여 물성 시편을 제조하였다. 　상기 제조된 물성 시편은 하기의 방법으로 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 　

(1) 굴곡탄성율: ASTM D790에 준하여 측정하였다.

(2) Izod 충격강도(1/4“ 및 1/8“) : 모두 ASTM D256에 준하여 측정하였다.

　

[표 1]

상기　표 1을 통하여, 본 발명의 일 구현예에 따라 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 및 글리시딜 메타크릴레이트를 포함하는 충격보강제를 포함하여 사용한 실시예 1 및 2는 굴곡탄성률 등의 기계적 강도와 충격강도가 모두 우수한 물성 밸런스를 가짐을 확인할 수 있다.

반면, 충격보강제를 포함하지 않은 비교예 1은 충격강도가 현저히 저하됨을 확인할 수 있다. 　또한 글리시딜 메타크릴레이트를 포함하지 않은 충격보강제를 사용한 비교예 2 및 3 역시 충격강도가 현저히 저하됨을 확인할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　　그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.　　　　

Claims (7)

1. (A) (A-1) 폴리에스테르 수지 20 내지 80 중량% 및 (A-2) 폴리카보네이트 수지 20 내지 80 중량%를 포함하는 기초 수지 100 중량부; 및

   (B) 글리시딜 메타크릴레이트를 포함하는 충격보강제 3 내지 25 중량부

   를 포함하는 열가소성 수지 조성물.

   　
2. 제1항에 있어서,

   상기 (A-1) 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리헥사메틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리시클로헥산 디메틸렌 테레프탈레이트 수지, 이들 수지를 비결정성으로 개질한 폴리에스테르 수지, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 열가소성 수지 조성물.

   　
3. 제1항에 있어서,

   상기 (A-2) 폴리카보네이트 수지의 중량평균 분자량이 10,000 내지 200,000 g/mol인 것인 열가소성 수지 조성물.

   　
4. 제1항에 있어서,

   상기 (B) 충격보강제는 부타디엔계 고무, 에틸렌옥탄 고무, 메틸메타크릴레이트-부타디엔에틸아크릴레이트 중합체 고무, 에틸렌부틸아크릴레이트 고무, 실리콘부틸아크릴레이트 고무, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 고무 코어에 글리시딜 메타크릴레이트가 그라프트된 코어-쉘 구조의 공중합체인 것인 열가소성 수지 조성물.

   　
5. 제1항에 있어서,

   상기 글리시딜 메타크릴레이트는 (B) 충격보강제 총량에 대하여 1 내지 15 중량%로 포함되는 것인 열가소성 수지 조성물.

   　
6. 제1항에 있어서,

   상기 열가소성 수지 조성물은 산화방지제, 이형제, 내후제, 가소제, 착색제, 자외선 차단제, 충전제, 핵 형성제, 접착 조제, 점착제, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 첨가제를 더 포함하는 것인 열가소성 수지 조성물.

   　
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 성형품.