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KR20200102738A - 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 - Google Patents

폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 Download PDF

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KR20200102738A
KR20200102738A KR1020190021092A KR20190021092A KR20200102738A KR 20200102738 A KR20200102738 A KR 20200102738A KR 1020190021092 A KR1020190021092 A KR 1020190021092A KR 20190021092 A KR20190021092 A KR 20190021092A KR 20200102738 A KR20200102738 A KR 20200102738A
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styrene
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박진솔
이수민
신민철
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이의 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 우수한 인장신율 및 인장강도를 나타내는 폴리카보네이트 수지 조성물과 이로부터 제조되는 물품에 관한 것이다.

Description

폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품{POLYCARBONATE RESIN COMPOSITION AND MOLDED ARTICLES THEREOF}
본 발명은 인장신율 및 인장강도가 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물에 관한 것이다.
폴리카보네이트 수지는 비스페놀 A와 같은 방향족 디올과 포스겐과 같은 카보네이트 전구체가 축중합하여 제조되는 수지로서, 우수한 기계적 물성 및 열적 물성을 가지고 있다. 특히 상온에서 높은 내충격성을 가지고 있으며, 치수 안정성이 우수하다.
최근에는, 단독의 폴리카보네이트 수지 만으로는 성형성, notch 민감성 및 내화학성 등의 물성을 충족하기 어려워, 여러 고분자를 블렌딩한 소재의 개발이 이루어지고 있다. 특히, 폴리카보네이트 수지와 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지를 블렌딩하는 경우 상기 폴리카보네이트 수지의 성형성, notch 민감성 및 내화학성 부분에서의 결점이 보완된다.
한편, 폴리카보네이트 수지 조성물에 광물 충진제를 보강하여 우수한 물성을 구현하는 연구가 진행되고 있다. 다만 광물 충진제를 첨가하면 인장신율이 급격히 감소하여 수지 조성물의 내피로성에 불리하다는 단점이 있다.
이에 본 발명자들은, 특정 범위의 입경 범위를 갖는 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체(MBS rubber)를 첨가하고, 압출공정의 공급속도 및 압출속도를 특정하여 제조한 폴리카보네이트 수지 조성물을 합성하여, 인장신율 및 인장강도를 향상시킬 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 인장신율 및 인장강도가 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 폴리카보네이트 수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지, 광물 충진제 및 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체(MBS rubber)를 포함하고, 상기 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체(MBS rubber)는 수 평균 입경이 150 내지 250 nm이고, ISO 527에 의거하여 측정한 인장신율이 50 내지 105 %인, 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공한다.
이에 더해, 본 발명에서는 폴리카보네이트 수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지, 광물 충진제 및 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체(MBS rubber)를 혼합하여 제조하는 단계 (단계 1); 및
상기 단계 1에서 제조된 혼합물을 압출기로 압출시키는 단계 (단계 2)를 포함하며,
상기 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체(MBS rubber)는 수평균 입경이 150 내지 250 nm이고,
상기 단계 2에서 공급속도는 40 내지 80 kg/hr이고, 압출속도는 150 내지 300 rpm인,
폴리카보네이트 수지 조성물의 제조 방법을 제공한다.
이에 더해, 본 발명에서는 상기의 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는 성형품을 제공한다.
이하, 각 성분 별로 본 발명을 상세히 설명한다.
폴리카보네이트 수지
상기 폴리카보네이트 수지는 폴리카보네이트 수지 조성물에 포함되는 베이스 수지로, 보다 구체적으로는 방향족 디올계 화합물과 카보네이트 전구체의 중합 반응에 의해 제조된 방향족 폴리카보네이트일 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지 제조를 위한 방향족 디올계 화합물은 비스페놀계 화합물일 수 있으며, 구체적으로는 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(4-히드록시페닐)에테르, 비스(4-히드록시페닐)설폰, 비스(4-히드록시페닐)설폭사이드, 비스(4-히드록시페닐)설파이드, 비스(4-히드록시페닐)케톤, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판(비스페놀 A; BPA), 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산(비스페놀 Z; BPZ), 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디브로모페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-브로모페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-1-페닐에탄, 비스(4-히드록시페닐)디페닐메탄 또는 α,ω-비스[3-(ο-히드록시페닐)프로필]폴리디메틸실록산 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.
또, 상기 카보네이트 전구체로는 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디부틸 카보네이트, 디시클로헥실 카보네이트, 디페닐 카보네이트, 디토릴 카보네이트, 비스(클로로페닐) 카보네이트, m-크레실 카보네이트, 디나프틸 카보네이트, 비스(디페닐) 카보네이트, 카보닐 클로라이드(포스겐), 트리포스겐, 디포스겐, 카보닐 브로마이드 또는 비스할로포르메이트 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있으며, 이들 중에서도 트리포스겐 또는 포스겐이 사용될 수 있다.
보다 구체적으로 상기 폴리카보네이트 수지는 방향족 디올계 화합물의 히드록시기와 카보네이트 전구체가 반응하여 형성된, 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함하는 것일 수 있다:
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, C1-10 알킬, C1-10 알콕시, 또는 할로겐이고,
Z는 비치환되거나 또는 페닐로 치환된 C1-10 알킬렌, 비치환되거나 또는 C1-10 알킬로 치환된 C3-15 사이클로알킬렌, O, S, SO, SO2, 및 CO로 이루어진 군에서 선택된다.
보다 더 구체적으로, 상기 화학식 1에서 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 클로로, 또는 브로모이고, Z는 메틸렌, 에탄-1,1-디일, 프로판-2,2-디일, 부탄-2,2-디일, 1-페닐에탄-1,1-디일, 또는 디페닐메틸렌과 같이, 비치환되거나 또는 페닐로 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-10 알킬렌이거나, O, S, SO, SO2, 또는 CO일 수 있다. 보다 더 구체적으로, 상기 화학식 1에서 Z는 사이클로헥산-1,1-디일, O, S, SO, SO2, 또는 CO일 수 있다.
일례로, 비스페놀 A와 카보네이트 전구체로서 트리포스겐이 중합될 경우, 상기 폴리카보네이트는 하기 화학식 1-1로 표시되는 반복단위를 포함하는 것일 수 있다:
[화학식 1-1]
Figure pat00002
또, 상기 폴리카보네이트 수지는 ISO 1133에 따라 측정한 유동지수(MI)(265℃, 5kg)가 1 내지 30 g/10min, 또는 10 내지 30 g/10min일 수 있고, 이 범위 내에서 기계적 강도가 우수한 효과가 있다.
상술한 폴리카보네이트 수지는 일반적인 방향족 폴리카보네이트의 잘 알려진 합성 방법에 따라 직접 합성하거나, 상업적으로 시판되고 있는 방향족 폴리카보네이트를 입수하여 사용할 수 있다.
또, 상기 폴리카보네이트 수지는 수지 조성물 총 중량에 대하여 15 내지 75 중량%의 함량으로 포함된다. 바람직하게는, 20 중량% 이상, 25 중량% 이상, 30 중량% 이상, 또는 35 중량% 이상이고; 72 중량% 이하, 69 중량% 이하, 66 중량% 이하, 또는 63 중량% 이하이다.
상기 폴리카보네이트 수지의 함량이 15 중량% 미만인 경우, 강성 및 충격 강도의 향상 등 alloy의 특성이 구현되기 어려운 문제가 있고, 75 중량%를 초과하는 경우에도 마찬가지의 문제가 있다.
폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지
상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylene terephthalate; PBT)는, 1,4-부탄디올 단량체와 테레프탈산 또는 디메틸 테레프탈레이트 단량체를 직접 에스테르화 반응 또는 에스테르 교환반응을 하여 축중합된 중합체를 의미하며, 상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지는 내충격성을 높이기 위하여 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리프로필렌글리콜(PPG), 저분자량 지방족 폴리에스테르 또는 지방족 폴리아미드와 공중합하거나, 충격 보강제를 블렌딩한 변성 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지로의 형태로 사용할 수도 있다.
상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지는 폴리카보네이트 수지와 블렌딩되어 폴리카보네이트 수지 조성물에 성형성, notch 민감성 및 내화학성 등을 부여한다.
상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지는 수지 조성물 총 중량에 대하여 15 내지 75 중량%의 함량으로 포함된다. 바람직하게는, 상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지의 함량은, 17.5 중량% 이상, 20 중량% 이상, 22.5 중량% 이상, 또는 25 중량% 이상이고; 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 또는 45 중량% 이하이다.
상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지의 함량이 15 중량% 미만인 경우, 강성 및 충격 강도의 향상 등 alloy의 특성이 구현되기 어려운 문제가 있고, 75 중량%를 초과하는 경우에도 마찬가지의 문제가 있다.
광물 충진제
상기 광물 충진제로는 금속 분말, 유리 섬유, 카본블랙, 탄소 섬유, 클레이, 운모류, 탈크, 웰라스토나이트(wollastonite) 또는 마이카(mica) 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 이중에서도 폴리카보네이트 수지 조성물 내 구성 성분들과의 우수한 상용성 및 기계적 특성 개선 효과를 고려할 때, 광물 충진제로서 탈크가 사용될 수 있다.
상기 광물 충진제는 폴리카보네이트 수지 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 50 중량%의 함량으로 포함된다. 바람직하게는 상기 광물 충진제의 함량은, 3 중량% 이상, 5 중량% 이상, 또는 7 중량% 이상이고; 40 중량% 이하, 30 중량% 이하, 또는 20 중량% 이하이다.
상기 광물 충진제의 함량이 1 중량% 미만인 경우, 상용성 및 기계적 특성 개선을 위한 보강제로서의 효과를 나타내지 못하는 문제가 있고, 50 중량%를 초과하는 경우 압출 생산이 불가능한 문제가 있다.
메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체
상기 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체는 메틸메타크릴레이트가 반복단위로 포함된 공중합체로서, 충격 보강제 역할을 하며, 상기 폴리카보네이트 수지와 상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 간의 반응성을 안정화 시킴과 동시에 상전이를 야기하여 폴리카보네이트 수지 조성물의 물성을 향상시킨다.
상기 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체는 코어-쉘 고무(Core-Shell Rubber) 형태일 수 있다. 상기 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체를 제조하는 방법의 예 또한 크게 한정되는 것은 아니며, 코어-쉘 구조를 형성하기 위한 공지된 다양한 방법, 예를 들어 유화 중합, 현탁 중합, 용액 중합 등을 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체는 수지 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 20 중량%의 함량으로 포함된다. 바람직하게는, 상기 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체의 함량은, 2 중량% 이상 또는 3 중량% 이상이고; 15 중량% 이하 또는 10 중량% 이하이다.
상기 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체의 함량이 1 중량% 미만인 경우, 충격 보강의 효과가 미미한 문제가 있고, 20 중량%를 초과하는 경우 유동지수 및 강성을 저하시키는 문제가 있다.
SEM(Scanning Electric Microscope, SU5000, HITACHI 사)으로 측정한 상기 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체의 수 평균 입경은 150 내지 250 nm으로, 보다 구체적으로 150nm 이상, 또는 170nm 이상, 또는 190nm 이상이면서, 250nm 이하, 또는 230nm 이하, 또는 220nm 이하일 수 있다. 상기 수 평균 입경이 150 nm 미만인 경우, 코어-쉘 형태의 형성이 어렵고, 충격 보강 효과가 저하되는 문제가 있고, 250 nm를 초과하는 경우 빛 반사율이 상이하여 폴리카보네이트 수지 조성물의 색 차이가 발생하는 문제가 있다
폴리카보네이트 수지 조성물
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은, 상술한 성분들을 용융혼련 및 압출하여 제조할 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 ISO 1133에 따라 측정한 유동지수(MI)(265℃, 5kg)가 1 내지 30 g/10min, 또는 10 내지 30 g/10min일 수 있고, 이 범위 내에서 기계적 강도가 우수한 효과가 있다.
바람직하게는 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 상술한 폴리카보네이트 수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 및 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체(MBS rubber) 외에 다른 고분자 성분을 더 포함하지 않을 수 있다.
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지의 기계적 강도를 유지하면서 우수한 인장신율 및 인장강도를 유지할 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 ISO 527에 의거하여 측정한 인장신율이 50 내지 105 %일 수 있다. 바람직하게는 51 % 이상, 52 % 이상, 53 % 이상, 또는 55 % 이상이다. 또한, 인장신율이 높을수록 내피로성이 뛰어난 것이어서 상한의 제한은 없으나, 일례로 104 % 이하, 103 % 이하, 또는 102 %이하일 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 ISO 527에 의거하여 측정한 인장강도가 50 MPa 이상일 수 있다. 바람직하게는, 51 MPa 이상, 또는 52 MPa 이상일 수 있다. 또한 인장강도가 높을수록 내피로성이 뛰어난 것이어서 상한의 제한은 없으나, 일례로 65 MPa 이하, 64 MPa 이하, 또는 63 MPa 이하일 수 있다.
또한, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물(두께 4 mm의 시편)은 ISO 179-1eA에 의거하여 측정한 샤르피 노치 충격강도가 8 내지 15 kgfcm/cm일 수 있다. 바람직하게는 9 kgfcm/cm 이상이다. 또한, 충격강도가 높을수록 우수한 것이어서 상한의 제한은 없으나, 일례로 14 kgfcm/cm 이하일 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 40 내지 80 kg/hr, 43 내지 77 kg/hr, 또는 46 내지 74 kg/hr의 공급속도를 갖는 압출기를 통해 제조될 수 있다.
공급속도가 40 kg/hr 미만인 경우, 생산량 감소로 인한 생산 단가 증가의 문제가 있고, 80 kg/hr를 초과하는 경우, 생산 시 압출기 내부 압력이 증가하여 생산이 어려운 단점이 있다.
상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 150 내지 300 rpm, 160 내지 290 rpm, 170 내지 280 rpm 또는 180 내지 270 rpm의 압출속도를 갖는 압출기를 통해 제조될 수 있다.
압출속도가 150 rpm 미만인 경우, 공급속도가 과도하게 증가하여 압출기내부의 압력 증가로 생산이 어려운 문제가 있고, 300 rpm를 초과하는 경우, 폴리카보네이트 수지 조성물이 열이력을 많이 받아 분해되고, 측정 물성이 떨어지는 단점이 있다.
첨가제
본 발명의 일 구현예에 따른 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은, 필요에 따라 열안정제, 활제, 광안정제, 산화방지제, 이형제, 가소제, 염료, 안료, 및 착색제 등의 첨가제를 1종 이상 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제의 함량은, 전체 폴리카보네이트 수지 조성물의 총 중량에 대해 적절히 조절할 수 있고, 예를 들면 전체 수지 조성물의 총 중량에 1 내지 7 중량%로 포함될 수 있다.
상기 첨가제들은 조성물을 형성하기 위한 성분들을 혼합하는 동안 적절히 혼합시킬 수 있고, 1종 이상의 첨가제를 폴리카보네이트 수지 조성물에 포함시킴으로써, 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 포함된 1종 이상의 첨가제의 특성을 부여할 수 있다.
폴리카보네이트 수지 조성물의 제조 방법
한편, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지; 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지; 광물 충진제; 및 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체(MBS rubber)를 혼합하여 제조하는 단계 (단계 1); 및 상기 단계 1에서 제조된 혼합물을 압출기로 압출시키는 단계 (단계 2)를 포함하며, 상기 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체(MBS rubber)는 수평균 입경이 150 내지 250 nm이고, 상기 단계 2에서 공급속도는 40 내지 80 kg/hr이고, 압출속도는 150 내지 300 rpm인, 폴리카보네이트 수지 조성물의 제조 방법을 통해 제조할 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지 조성물의 제조 방법에서 '폴리카보네이트 수지'는 앞서 폴리카보네이트 수지에서 설명한 바와 같고;
'폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지'는 앞서 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지에서 설명한 바와 같고;
'광물 충진제'는 앞서 광물 충진제에서 설명한 바와 같고;
'메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체'는 앞서 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체에서 설명한 바와 같고;
'폴리카보네이트 수지 조성물'은 앞서 폴리카보네이트 수지 조성물 및 첨가제에서 설명한 바와 같다.
상기 단계 1의 혼합은 특별히 한정되지 않으며, 종래에 알려진 다양한 혼합 장치를 제한 없이 이용할 수 있다. 일례로 슈퍼 믹서, 리본 블렌더, 헨쉘 믹서, V 블렌더 등의 통상의 혼합 기기를 사용하여 수행될 수 있다.
또한, 상기 단계 1의 혼합은 용융 및 혼련을 포함할 수 있으며, 상기 용융 및 혼련은 당업계에서 통상적으로 사용하는 기기, 예컨대 밴버리 믹서, 드럼 텀블러, 단축 스크류압출기, 이축 압출기(twin-screw extruder), 코니더, 다축 스크류 압출기 등의 용융/혼련 기기를 사용하여 수행될 수 있다.
상기 용융 및 혼련의 온도는 필요에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 바람직하게는 200 내지 300℃의 온도로 조절할 수 있다.
상기 단계 1의 용융 및 혼합과 단계 2의 압출은 동일한 장치 내에서 연속적으로 진행될 수 있으며, 종래에 알려진 다양한 압출 장치를 제한 없이 이용할 수 있고, 일례로 단축 스크류압출기, 이축 압출기(twin-screw extruder), 코니더, 다축 스크류 압출기 등이 있다. 바람직하게는, 이축 압출기가 사용될 수 있다.
상기 단계 2의 압출기는 앞서 '폴리카보네이트 수지 조성물'에서 설명한 바와 같은 공급속도 및 압출속도를 가질 수 있다.
상기 단계 2에서 압출되어 펠렛화된 조성물은 필요에 따라 적절한 온도및 시간에서 조절되어 건조될 수 있으며, 바람직하게는 50 ℃ 이상 150 ℃ 이하일 수 있고, 2 시간 이상 12 시간 이하일 수 있다.
성형품
한편, 본 발명은 상기 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는 성형품을 제공한다.
상기 성형품은 상술한 폴리카보네이트 수지 조성물을 원료로 사용하여 압출, 사출 또는 캐스팅 등의 방법으로 성형하여 얻어지는 물품이다. 상기 성형 방법 및 조건은 성형품의 종류에 따라 적절히 선택 및 조절될 수 있다. 일례로 상기 성형품은 상기한 폴리카보네이트계 수지 조성물을 혼합 및 압출 성형하여 펠릿으로 제조한 후, 상기 펠릿을 건조하여 사출하는 방법으로 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물과 이의 성형품은 우수한 인장신율 및 인장강도를 나타낼 수 있다.
도 1은 실시예 1에 따라 제조된 폴리카보네이트 수지 조성물의 TEM으로, 폴리카보네이트 수지(검은색 부분)와 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(흰색 부분)를 포함한다.
도 2는 실시예 2에 따라 제조된 폴리카보네이트 수지 조성물의 TEM으로, 폴리카보네이트 수지(검은색 부분)와 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(흰색 부분)를 포함한다.
도 3은 실시예 3에 따라 제조된 폴리카보네이트 수지 조성물의 TEM으로, 폴리카보네이트 수지(검은색 부분)와 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(흰색 부분)를 포함한다.
도 4는 실시예 4에 따라 제조된 폴리카보네이트 수지 조성물의 TEM으로, 폴리카보네이트 수지(검은색 부분)와 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(흰색 부분)를 포함한다.
도 5은 비교예 1에 따라 제조된 폴리카보네이트 수지 조성물의 TEM으로, 폴리카보네이트 수지(검은색 부분)와 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(흰색 부분)를 포함한다.
도 6은 비교예 2에 따라 제조된 폴리카보네이트 수지 조성물의 TEM으로, 폴리카보네이트 수지(검은색 부분)와 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(흰색 부분)를 포함한다.
도 7은 실시예 5에 따라 제조된 폴리카보네이트 수지 조성물의 TEM으로, 폴리카보네이트 수지(검은색 부분)와 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(흰색 부분)를 포함한다.
도 8는 실시예 6에 따라 제조된 폴리카보네이트 수지 조성물의 TEM으로, 폴리카보네이트 수지(검은색 부분)와 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(흰색 부분)를 포함한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 보다 상세히 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
하기 표 1에 나타낸 각 성분의 함량에 따라 혼합한 후 슈퍼 믹서(super mixer)로 혼합하였고, 200 내지 300 ℃ 구간에서 이축압출기(twin-screw extruder)로 혼련/용융하여 압출 가공을 하였다. 압출 가공 시 가공 조건은 하기 표 1의 기재에 따라 진행하였다. 펠렛화한 조성물을 120 ℃에서 4 시간 이상 건조한 후 Engel 사출기(Engel extruder, 80 ton)를 이용하여 200 내지 300 ℃ 구간에서 각 실험 조건에 맞게 시편을 제작하였다.
실시예 2 내지 실시예 6
하기 표 1에 따라 각 성분의 함량대로 혼합하고, 표 1에 기재된 가공 조건에 따라 시편을 제조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 2 내지 실시예 6의 시편을 제작하였다.
비교예 1 및 비교예 4
하기 표 1에 따라 각 성분의 함량대로 혼합하고, 표 1에 기재된 가공 조건에 따라 시편을 제조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 비교예 1 및 비교예 4의 시편을 제작하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
성분
(중량%)		 PC 1 *1 50 - - 50 50 50 50 50 50 50
PC 2 *2 - 50 50 - - - - - - -
PBT *3 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
MBS 1 *4 - - - - - - 5 5 - -
MBS 2 *5 5 5 5 5 5 5 - - 5 5
첨가제 열안정제 *6 5 3 5 3 5 3 5 3 5 3 5 3 5 3 5 3 5 3 5 3
활제 *7 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
광물 충진제
(탈크) *8 		10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
공정 조건 *9 공급속도
(kg/hr)		 50 50 70 70 50 70 50 70 30 70
압출속도
(rpm)		 250 250 200 200 200 250 250 200 200 350
*1의 PC 1: MI 3의 폴리카보네이트 수지 (PC 1300-03, LG chem 사)
*2의 PC 2: MI 10의 폴리카보네이트 수지 (PC 1300-10, LG chem 사)
*3의 PBT: TH6082의 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 (Tunhe 사)
*4의 MBS 1: 300 nm의 수 평균 입경 (GA0306, GANZPEARL 사)
*5의 MBS 2: 200 nm의 수 평균 입경 (EM520, LG chem 사)
*6의 열안정제: 산화방지제 (Irganox 1010, CIBA 사)
*7의 활제: 활제 (폴리에틸렌계 왁스, LC102N, Lione chemtec사)
*8의 탈크: KC3000C의 탈크
*9의 공정에 사용된 기기: 40Ψ Twin screw extruder (SM플라텍 사)
실험예
상기 실시예 및 비교예의 시편에 대하여 아래와 같은 방법으로 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) MI(Melt Index, 유동지수, g/10min): ISO 1133에 의거하여 265℃, 5kg에서 MI를 측정하였다.
(2) 인장신율(%): ISO 527에 의거하여 인장신율을 측정하였다.
(3) 인장강도(MPa): ISO 527에 의거하여 인장강도를 측정하였다.
(4) 충격강도(kgfcm/cm): ISO 179-1eA에 의거하여 두께 4 mm의 시편을 제조하여 샤르피 노치 충격강도를 측정하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
MI
(g/10min)		 22 27 20 14 21 22 25 24 21 25
인장신율
(%)		 55 54 80 100 60 58 6 11 40 35
인장강도
(MPa)		 55 53 57 60 56 57 53 55 54 53
충격강도
(kgfcm/cm)		 10 9 11 13 10 10 6 7 8 8
TEM 사진 도 1 도 2 도 3 도 4 도 7 도 8 도 5 도 6 - -
상기 표 1을 참조하면, MBS 2를 사용한 실시예 1 내지 6의 경우, 인장신율이 50 % 이상으로 비교예 1 및 2의 5배 이상 우수하게 나타났다. 인장강도 또한 비교예와 동등한 수준 또는 8% 이상 우수한 결과를 나타내었다.
더불어, 도 1 내지 도 8의 TEM 결과를 보면 MBS 1 대신 수 평균 입경이더 작은 MBS 2를 사용하는 본 발명의 실시예(도 1 내지 도 4, 도 7 및 도 8)에서 폴리카보네이트 수지와 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지의 상변화가 일어나는 것을 확인할 수 있었다. 그에 따라 표 2와 같이 충격 강도, 인장 신율 및 인장 강도가 향상 되며, 압출 공급 속도 및 스크류 속도를 조절함에 따라 상이 Continuous하게 변화하는 경향성이 나타나는 것을 알 수 있었다.

Claims (15)

  1. 폴리카보네이트 수지;
    폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지;
    광물 충진제; 및
    메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체(MBS rubber)를 포함하고,
    상기 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체(MBS rubber)는 수평균 입경이 150 내지 250 nm이고,
    ISO 527에 의거하여 측정한 인장신율이 50 내지 105 %인,
    폴리카보네이트 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지 조성물의 총 중량에 대하여,
    폴리카보네이트 수지 15 내지 75 중량%;
    폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 15 내지 75 중량%;
    광물 충진제 1 내지 50 중량%; 및
    메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체(MBS rubber) 1 내지 20 중량%를 포함하는,
    폴리카보네이트 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    광물 충진제는 탈크인,
    폴리카보네이트 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    열안정제, 활제, 광안정제, 산화방지제, 이형제, 가소제 및 착색제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는,
    폴리카보네이트 수지 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 첨가제는 활제 및 열안정제인,
    폴리카보네이트 수지 조성물.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 첨가제는 상기 폴리카보네이트 수지 조성물의 총 중량에 대하여, 1 내지 7 중량%를 포함되는,
    폴리카보네이트 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    ISO 527에 의거하여 측정한 인장강도가 50 내지 65 MPa인,
    폴리카보네이트 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    ISO 179-1eA에 의거하여 샤르피 노치 충격강도가 8 내지 15 kgfcm/cm인,
    폴리카보네이트 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    공급속도는 40 내지 80 kg/hr이고, 압출속도는 150 내지 300 rpm인 압출기를 통해 제조된,
    폴리카보네이트 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지, 상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 및 상기 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체(MBS rubber) 외에 다른 고분자 성분을 더 포함하지 않는,
    폴리카보네이트 수지 조성물.
  11. 폴리카보네이트 수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지, 광물 충진제 및 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체(MBS rubber)를 혼합하여 제조하는 단계 (단계 1); 및
    상기 단계 1에서 제조된 혼합물을 압출기로 압출시키는 단계 (단계 2)를 포함하며,
    상기 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체(MBS rubber)는 수평균 입경이 150 내지 250 nm이고,
    상기 단계 2에서 공급속도는 40 내지 80 kg/hr이고, 압출속도는 150 내지 300 rpm인,
    폴리카보네이트 수지 조성물의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지 조성물의 총 중량에 대하여,
    폴리카보네이트 수지 15 내지 75 중량%;
    폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 15 내지 75 중량%;
    광물 충진제 1 내지 50 중량%; 및
    메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 공중합체(MBS rubber) 1 내지 20 중량%를 포함하는,
    폴리카보네이트 수지 조성물의 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    열안정제, 활제, 광안정제, 산화방지제, 이형제, 가소제 및 착색제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는,
    폴리카보네이트 수지 조성물의 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    ISO 527에 의거하여 측정한 인장강도가 50 내지 65 MPa인,
    폴리카보네이트 수지 조성물의 제조 방법.
  15. 제1항의 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는 성형품.
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