KR20160073449A - 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품에 관한 것으로서, (A) 폴리카보네이트 수지; (B) 고무변성 방향족 비닐계 공중합체; 및 (C) 금속산화물;을 포함하며, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물의 열변형온도(HDT)는 100℃ 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 내열도, 내충격성 등의 물성이 우수하면서도, 도금성 및 가공성이 우수한 장점이 있다.

Description

폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품 {POLYCARBONATE RESIN COMPOSITION AND MOLDED ARTICLE USING THEREOF}
본 발명은 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내열도, 내충격성 등의 물성이 우수하면서도, 도금성 및 가공성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품에 관한 것이다.
열가소성 수지는 유리나 금속에 비하여 비중이 낮으며 우수한 성형성 및 내충격성 등의 기계적 물성을 가진다. 이러한 열가소성 수지를 이용한 플라스틱 제품은 전기전자 제품, 자동차 부품을 비롯한 기존의 유리나 금속의 영역을 빠르게 대체하고 있다.
최근 열가소성 수지에 직접 도금, 레이저 성형 등 가공성을 부여할 수 있는 물질을 첨가제로 도입하여, 원하는 위치에 원하는 미세패턴을 형성하는 기술에 대한 연구가 이루어지고 있다.
특히, 스마트폰 안테나는 각각의 주파수 대역폭에 따라 별도의 전극이 필요하며, 이 주파수 대역에 맞는 미세패턴을 구현하기 어려워, 가공성이 우수한 열가소성 수지가 요구되고 있다.
그러나, 이러한 첨가제를 포함한 열가소성 수지는 원하는 위치에 미세패턴을 용이하게 구현할 수 있는 이점이 있으나, 이러한 첨가제의 도입으로 기계적 물성 및 외관 특성 등이 저하될 수 있는 문제가 있다.
따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 미세패턴의 구현이 가능하면서도 내열도, 내충격성, 유동성이 우수한 열가소성 수지 조성물에 대한 개발이 요구된다.
본 발명은 폴리카보네이트 수지에, 금속산화물을 최적의 비율로 첨가함으로써, 도금성 및 가공성이 향상되어 미세패턴 성형이 용이한 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품을 제공하기 위한 것이다.
또한, 고무변성 방향족 비닐계 공중합체와 방향족 비닐계 공중합체를 최적의 비율로 포함함으로써, 우수한 내충격성 및 유동성을 가져, 우수한 외관을 확보할 수 있는 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품을 제공하기 위한 것이다.
또한, 최적의 구성성분의 조합에 의하여, 우수한 내열성을 구현할 수 있어, 도금 공정시 사출 성형품의 변형을 방지할 수 있는 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은, 폴리카보네이트 수지 조성물에 있어서, (A) 폴리카보네이트 수지; (B) 고무변성 방향족 비닐계 공중합체; 및 (C) 금속산화물;을 포함하며, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물의 열변형온도(HDT)는 100℃ 이상일 수 있다.
(D) 방향족 비닐계 공중합체;를 더 포함할 수 있으며, 상기 폴리카보네이트 수지(A) 100중량부에 대하여, 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체(B)는 5 내지 50중량부로 포함할 수 있다.
또한, 상기 폴리카보네이트 수지(A) 100중량부에 대하여, 상기 금속산화물(C)은 2 내지 30중량부로 포함할 수 있으며, 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체(B)는 평균 입경이 200 내지 400nm인 고무질 중합체를 포함하며, 상기 고무질 중합체를 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 100중량부 대비 10 내지 70중량부로 포함할 수 있다.
상기 금속산화물(C)은 구리 함유 금속산화물, 아연 함유 금속산화물, 주석 함유 금속산화물, 마그네슘 함유 금속산화물, 알루미늄 함유 금속산화물, 금 함유 금속산화물, 은 함유 금속산화물 또는 그 조합을 포함할 수 있으며, 상기 금속산화물(C)은 스피넬 구조일 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지(A) 100중량부에 대하여, 상기 방향족 비닐계 공중합체(D)는 0.1 내지 100중량부로 포함할 수 있으며, 상기 폴리카보네이트 수지(A)와 상기 방향족 비닐계 공중합체(D)의 함량비율이 1:1 내지 40:1일 수 있다.
또한, 상기 방향족 비닐계 공중합체(D)는 방향족비닐 화합물-시안화비닐 화합물 공중합체를 포함하며, 상기 방향족비닐 화합물은 스티렌, α-메틸스티렌, 할로겐 또는 알킬 치환 스티렌, (메타)아크릴산 알킬 에스테르류, 아크릴산 알킬 에스테르류 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 시안화비닐 화합물은 아크릴로니트릴, (메타)아크릴로니트릴, (메타)아크릴산 알킬 에스테르류, 아크릴산 알킬에스테르류, 무수말레인산, 알킬 또는 페닐 핵 치환 말레이미드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는 성형품은, 상기 본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하며, 상기 성형품은 ASTM D256에 의해 측정한 Izod 충격강도(1/8″Notched)가 15 내지 60kgf·㎝/㎝이고, ASTM D1238에 의한 유동지수(Melt flow index, 250℃, 10kg)가 20 내지 60g/10min일 수 있다.
본 발명에 따르면, 폴리카보네이트 수지에, 금속산화물을 최적의 비율로 첨가함으로써, 도금성 및 가공성이 향상되어 미세패턴 성형이 용이한 장점이 있다.
또한, 고무변성 방향족 비닐계 공중합체와 방향족 비닐계 공중합체를 최적의비율로 포함함으로써, 우수한 내충격성 및 유동성을 가져, 우수한 외관을 확보할 수 있다.
또한, 최적의 구성성분의 조합에 의하여, 우수한 내열성을 구현할 수 있어, 도금 공정시 사출 성형품의 변형을 방지할 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 발명은 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품에 관한 것이다.
먼저, 본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물은 (A) 폴리카보네이트 수지; (B) 고무변성 방향족 비닐계 공중합체; 및 (C) 금속산화물;을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이는 우수한 물성과 가공성을 모두 구현하기 위한 구성요소이다. 이들 구성요소 각각은 하기에서 상세히 설명한다.
(A) 폴리카보네이트 수지
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리카보네이트 수지(A)는 어떠한 폴리카보네이트 수지도 가능하며, 바람직하게는, 하기 화학식으로 표시되는 디페놀류를 포스겐, 할로겐 포르메이트 또는 탄산 디에스테르와 반응시킴으로써 제조되는 방향족 폴리카보네이트 수지일 수 있다.
[화학식]
Figure pat00001
상기 A1는 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5의 알킬렌, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5의 알킬리덴, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C6의 시클로알킬렌, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C6의 시클로알킬리덴, CO, S, 및 SO2로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬, 및 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 n1, 및 n2는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,
상기 "치환된"이란 수소 원자가 할로겐기, C1 내지 C30의 알킬, C1 내지 C30의 할로알킬, C6 내지 C30의 아릴, C2 내지 C30의 헤테로아릴, C1 내지 C20의 알콕시, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 치환기로 치환된 것을 의미한다.
상기 디페놀의 구체예로서는 히드로퀴논, 레조시놀, 4,4'-디히드록시디페닐, 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 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)-시클로헥산을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 비스페놀-A 라고도 불리는 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량(Mw)이 10,000 내지 200,000g/mol인 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 15,000 내지 80,000g/mol인 것을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 폴리카보네이트 수지는 분지쇄가 있는 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 중합에 사용되는 디페놀 전체에 대하여 0.05 내지 2몰%의 3관능 또는 그 이상의 다관능 화합물, 예를 들면 3가 또는 그 이상의 페놀기를 가진 화합물을 첨가하여 제조한 폴리카보네이트 수지를 사용할 수도 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 호모 폴리카보네이트 수지, 코폴리카보네이트 수지일 수 있으며, 또한 코폴리카보네이트 수지와 호모 폴리카보네이트 수지의 블렌드일 수도 있다.
또한, 상기 폴리카보네이트 수지는 에스테르 전구체(precursor), 예컨대 2관능 카르복실산의 존재 하에서 중합 반응시켜 얻어진 방향족 폴리에스테르-카보네이트 수지로 일부 또는 전량을 대체할 수도 있다.
(B) 고무변성 방향족 비닐계 공중합체
본 발명의 일 실시예에 따른 고무변성 방향족 비닐계 공중합체(B)는 방향족 비닐계 단량체들의 공중합체로 이루어진 매트릭스(연속상) 중에 그라프트된 고무질 중합체가 입자 형태로 분산되어 존재하는 수지 중합체일 수 있다. 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체(B)는 고무 성분이 포함되어 충격보강 효과를 구현할 수 있으며 폴리카보네이트 수지(A) 및 후술하는 방향족 비닐계 공중합체(D)와 혼합될 수 있는 물질이면 특별히 한정되지 않는다.
상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체(B)는 고무질 중합체의 존재하에 방향족 비닐 단량체 및 이것과 공중합 가능한 비닐계 단량체를 첨가하고 이를 중합함으로써 제조될 수 있다. 예를 들어, 유화중합, 용액중합, 현탁중합, 괴상중합과 같은 통상적으로 알려진 중합방법에 의하여 제조가 가능하다.
상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체(B)의 예로는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지(ABS), 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 공중합체 수지(ASA), 아크릴로니트릴-에틸렌프로필렌고무-스티렌 공중합체 수지(AES), 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체 수지(MBS) 등이 있다.
상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체(B)는 그라프트 공중합체 단독 또는 그라프트 공중합체와 방향족 비닐계 공중합체의 병용으로 적용할 수 있으며 각각의 상용성을 고려하여 배합하는 것이 바람직하다.
상기 고무질 중합체는 디엔계 고무, 디엔계 고무에 수소를 첨가한 포화고무, 아크릴레이트계 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체 삼원공중합체, 실리콘계 고무 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
디엔계 고무는 폴리부타디엔, 폴리(스티렌-부타디엔), 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔), 폴리이소프렌 또는 이들의 혼합물이다. 아크릴레이트계 고무는 폴리메틸 아크릴레이트, 폴리에틸 아크릴레이트, 폴리n-프로필 아크릴레이트, 폴리n-부틸 아크릴레이트, 폴리2-에틸헥실 아크릴레이트, 폴리헥실 메타크릴레이트, 폴리2-에틸헥실 메타크릴레이트 또는 이들의 혼합물이다. 실리콘계 고무는 폴리헥사메틸 사이클로트리실록산, 폴리옥타메틸 사이클로실록산, 폴리데카메틸 사이클로실록산, 폴리도데카메틸 사이클로실록산, 폴리트리메틸트리페닐 사이클로실록산, 폴리테트라메틸테트라페틸 사이클로테트로실록산, 폴리옥타페닐 사이클로테트라실록산 또는 이들의 혼합물이다. 고무질 중합체로서 바람직하게 디엔계 고무를 선택할 수 있으며, 더 바람직하게 부타디엔계 고무를 선택할 수 있다.
상기 고무질 중합체는 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체(B)에 10 내지 70중량부로 포함될 수 있다. 바람직하게는, 45 내지 65중량부, 더 바람직하게는, 50 내지 60중량부일 수 있다. 상기 범위 내에서 충격강도를 효과적으로 보완하면서도 다른 물성의 저하를 최소화할 수 있다.
또한, 상기 고무질 중합체는 평균 입경이 200 내지 400nm일 수 있다. 바람직하게는, 250 내지 350nm, 더욱 바람직하게는 250 내지 300nm일 수 있다. 이는 입자 크기를 줄이고 고무질 중합체 성분 함량을 높여 충격강도를 강화하기 위한 최적의 입경이다.
여기서, 고무질 중합체 입자의 입경에 관해서는 계측법에 의해 수치화하여 집단의 평균 크기를 표현하는 방법이 있지만, 범용적으로 사용되는 것으로 분포의 최대값을 나타내는 모드 직경, 적분 분포 곡선의 중앙값에 상당하는 메디안 직경, 각종 평균 직경(수 평균, 길이 평균, 면적 평균, 질량 평균, 체적 평균 등)등이 있고 본 발명에 있어서는 특별히 언급하지 않는 한 평균 입경이란 수 평균 입경이고, D50(분포율이 50% 되는 지점의 입경)을 측정한 것을 의미한다.
상기 고무질 중합체에 그라프트 공중합 가능한 방향족 비닐계 단량체로 스티렌, α-메틸스티렌, 핵치환 스티렌 등이 있고, 이 중 스티렌이 가장 바람직하다.
상기 방향족 비닐계 단량체에 공중합 가능한 단량체로는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 메틸메타크릴레이트, N-치환말레이미드, 무수말레인산 또는 이들의 2 이상의 혼합물 등이 있고, 이 중 아크릴로니트릴이 바람직하다.
상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체(B)는 상기 폴리카보네이트 수지(A) 100중량부에 대하여, 5 내지 50중량부로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 7 내지 44중량부, 더 바람직하게는, 16 내지 31중량부일 수 있다. 이 범위 내에서 충격강도를 효과적으로 보완하면서도 다른 물성의 저하를 최소화할 수 있다.
(C) 금속산화물
본 발명의 일 실시예에 따른 금속산화물(C)은 폴리카보네이트 수지 조성물에 도금성과 가공성을 부여할 수 있는 물질이면 어느 것이든 사용할 수 있다. 상기 금속산화물은 일 예로, 구리 함유 금속산화물, 아연 함유 금속산화물, 주석 함유 금속산화물, 마그네슘 함유 금속산화물, 알루미늄 함유 금속산화물, 금 함유 금속산화물, 은 함유 금속산화물 또는 그 조합을 포함할 수 있다. 더 바람직하게는, 구리 함유 금속산화물일 수 있다. 이는 폴리카보네이트 수지(A)에 우수한 도금성과 가공성을 부여하여 미세패턴을 형성하기 위한 최적의 물질이다.
상기 금속산화물(C)은 스피넬(spinel) 구조를 가질 수 있다. 스피넬(spinel) 구조는 AB2X4로 표시되는 화합물이 취하는 결정구조로, X가 거의 입방 최밀 충전으로 배열하고, 팔면체형의 빈틈에 B가, 사면체형의 빈틈에 A가 들어간 구조를 의미한다. 상기 구조는 가공성을 극대화할 수 있는 이점이 있다.
이때, A는 구리, 아연, 주석, 마그네슘, 알루미늄, 금 또는 은일 수 있고, B는 카드뮴, 망간, 니켈, 아연, 구리, 코발트, 마그네슘, 주석, 티탄, 철, 알루미늄 또는 크롬일 수 있다.
상기 A 또는 B 중, 2가가 가능한 임의의 금속 양이온이 "A"로 사용될 수 있고, 3가가 가능한 임의의 금속 양이온이 "B"로 사용될 수 있다.
X는 산소일 수 있다.
상기 금속산화물(C)이 포함된 폴리카보네이트 수지 조성물을 이용하면 폴리카보네이트 수지에 직접 레이저 처리를 하여 원하는 형태로 회로 패턴을 구사할 수도 있으며, 전기도금에서 사용되는 화학약품들을 사용하지 않아 프로세스를 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 폴리카보네이트 수지(A) 100중량부에 대하여, 상기 금속산화물(C)은 2 내지 30중량부로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 4 내지 20중량부, 더 바람직하게는, 10 내지 14중량부일 수 있다. 2중량부 미만인 경우에는 미세패턴을 구현하기 어려우며, 30중량부를 초과하는 경우에는 다른 물성이 현저히 저하되는 문제가 있다.
(D) 방향족 비닐계 공중합체
본 발명의 일 실시예에 따른의 폴리카보네이트 수지 조성물에 사용되는 방향족 비닐계 공중합체(D)는 방향족 비닐 화합물-시안화 비닐 화합물 공중합체일 수 있으며, 이는 방향족비닐 화합물 및 시안화비닐 화합물을 공중합시켜 제조할 수 있다.
상기 방향족비닐 화합물로는 스티렌, α-메틸스티렌, 할로겐 또는 알킬 치환 스티렌, (메타)아크릴산 알킬 에스테르류, 아크릴산 알킬 에스테르류 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있으며, 이때 상기 알킬은 C1 내지 C8의 알킬을 의미한다.
상기 시안화비닐 화합물로는 아크릴로니트릴, (메타)아크릴로니트릴, (메타)아크릴산 알킬 에스테르류, 아크릴산 알킬에스테르류, 무수말레인산, 알킬 또는 페닐 핵 치환 말레이미드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 아크릴로니트릴을 사용할 수 있다. 이때 상기 알킬은 C1 내지 C8의 알킬을 의미한다.
상기 방향족비닐 화합물-시안화비닐 화합물의 공중합체는 방향족비닐 화합물-시안화비닐 화합물 100중량%에 대하여, 방향족비닐 화합물을 60 내지 80중량%, 바람직하게는, 70 내지 80중량%, 더욱 바람직하게는 72　내지 80중량%를 공중합할 수 있다.
상기 방향족비닐 화합물-시안화비닐 화합물의 공중합체는 중량평균 분자량이 70,000 내지 400,000g/mol인 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는, 80,000 내지 200,000g/mol일 수 있다.
상기 방향족비닐 화합물-시안화비닐 화합물 공중합체는 바람직하게 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(styrene-acrylonitrile copolymer, SAN) 수지일 수 있다.
상기 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN) 수지는 스티렌 단량체 60 내지 80중량%와 아크릴로니트릴 단량체 20 내지 40중량%를 공중합하여 형성되고, 바람직하게는 스티렌 단량체 70 내지 80중량%와 아크릴로니트릴 단량체 20 내지 30중량%를 공중합하여 형성될 수 있다.
스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지 각각의 단량체가 상기 함량 범위로 포함되는 경우, 본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물의 내충격성이 향상될 뿐만 아니라, 사출된 성형품의 외관을 현저히 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 폴리카보네이트 수지(A) 100중량부에 대하여, 상기 방향족 비닐계 공중합체(D)는 0.1 내지 100중량부로 포함될 수 있다. 바람직하게는, 2.5 내지 77중량부, 더 바람직하게는, 10 내지 32중량부일 수 있다. 0.1중량부 미만인 경우에는 폴리카보네이트 수지(A)와 고무변성 방향족 비닐계 공중합체(B)간의 상용성이 저하되어 외관 특성이 저하되며, 100중량부를 초과하는 경우에는 기계적 물성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 상기 폴리카보네이트 수지(A)와 상기 방향족 비닐계 공중합체(D)의 함량비율은 1:1 내지 40:1일 수 있으며, 바람직하게는, 1:1 내지 10:1, 더 바람직하게는 1:1 내지 5:1일 수 있다. 이 범위 내에서, 우수한 가공성을 유지하면서도, 우수한 외관 및 물성을 동시에 구현할 수 있다.
상기 본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물의 열변형온도(HDT)는 100℃ 이상일 수 있다. 바람직하게는, 100 내지 200℃, 더 바람직하게는, 100 내지 140℃일 수 있다. 상기 본 발명의 조성에 의하여 비로소 내충격성 등의 우수한 물성, 도금성 및 가공성을 유지하면서도 100℃ 이상의 열변형온도(HDT)를 구현할 수 있다.
다음으로, 본 발명은 상기 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는 성형품을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 각종 전기전자 제품, 자동차 부품 등의 다양한 산업분야에 적용할 수 있다.
상기 성형품은 ASTM D256에 의해 측정한 Izod 충격강도(1/8″Notched)가 15 내지 60kgf·㎝/㎝이고, ASTM D1238에 의한 유동지수(250℃, 10kg)가 20 내지 70g/10min일 수 있다. 바람직하게는, ASTM D256에 의해 측정한 Izod 충격강도(1/8″Notched)가 18 내지 59kgf·㎝/㎝이고, ASTM D1238에 의한 유동지수(250℃, 10kg)가 24 내지 42g/10min일 수 있다. 수차례의 실험을 통해, 해당 범위 내에 속하는 본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물에서, 우수한 가공성을 구현하면서도 우수한 기계적 물성 및 유동특성이 동시에 구현되는 임계적 의의를 확인하였다.
이하는 본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물의 우수성을 입증하기 위하여 실시한 실험결과이다.
본 발명의 실시예 및 비교예에서 사용된 (A) 폴리카보네이트 수지, (B) 고무변성 방향족 비닐계 공중합체, (C) 금속산화물 및 (D) 방향족 비닐계 공중합체의 사양은 다음과 같다.
(A) 폴리카보네이트 수지
본 발명의 실시예 및 비교예에서는 TEIJIN CHEMICALS社의 중점도 폴리카보네이트 수지인 L-1225WX 제품을 사용하였다.
(B) 고무변성 방향족 비닐계 공중합체
본 발명의 실시예 및 비교예에서는 삼성 SDI社에서 제조된 부타디엔 고무 58 중량부에 아크릴로니트릴 25 중량%와 스티렌 75 중량%로 이루어진 단량체 혼합물 42 중량부를 그라프트 중합하여 제조된 고무 입경이 270nm인 코어-쉘 형태의 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS) 수지를 사용하였다.
(C) 금속산화물
본 발명의 실시예 및 비교예에서는 SHEPHERD社의 구리크롬옥사이드인 Black 1G 제품을 사용하였다.
(D) 방향족 비닐계 공중합체
본 발명의 실시예 및 비교예에서는 삼성 SDI社에서 제조된 아크릴로니트릴 함량 24중량%, 스티렌 함량 76중량%이고, 중량평균분자량이 150,000g/mol인 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN) 수지 제품을 사용하였다.
하기 표 1의 함량에 따라 각 구성성분을 첨가하고 건식혼합한 후, φ=45mm인 이축압출기로 230℃ 내외의 노즐온도에서 가공하여 펠렛을 제조하였다. 제조된 펠렛은 80℃ 하에서 4시간 이상 건조한 후 260℃ 내외의 온도에서 평가용 시편을 제조하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 실시예8 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
(A) 폴리카보네이트 수지 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
(B) 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 16 9 31 18 18 18 21 26 34 48 80 600
(C) 금속산화물 10 12 12 4 20 12 14 17 22 32 53 400
(D) 방향족 비닐계 공중합체 2.5 32 10 31 15 23 45 77 128 220 434 3900
상기 표 1에서, 단위는 상기 폴리카보네이트 수지(A) 100중량부에 대한 중량부로 기재하였으며, 상기 표 1과 같은 성분의 조성으로 얻어진 시편에 대하여 다음과 같은 방법으로 열변형온도, 내열탕 테스트, 충격강도 및 유동지수를 평가하였으며, 그 결과는 하기 표 2와 같다.
물성 평가 방법
(1) 내열도(HDT): ASTM D648의 규격에서, 6.4mm 두께의 시편을 18.56kgf/㎠의 하중 하에서 열변형온도(HDT)를 측정하였다.
(2) 내열탕 테스트 : 시편을 98±2℃ 항온수조에 30분간 침지 후, 표면에 외부 자극을 가할 경우 도막이 박리되는 경우만 불량으로 평가하였다.
(3) 아이조드 충격강도(kgf·cm/cm): 1/8" 노치(notched) 시편에 대하여 ASTM D256에 의거하여 측정하였다.
(4) 유동지수(Melt Index): ASTM D1238에 의거하여 250℃/10kg의 조건으로 측정하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 실시예8 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
내열도
(℃)		 136 126 126 125 121 127 115 106 98 97 96 93
내열탕
테스트		 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 불량 불량 불량 불량
아이조드 충격강도 (kgf·cm/cm) 57 51 59 24 18 55 48 36 19 11 7 3
유동지수
(g/10min)		 24 35 28 51 57 32 35 42 46 52 58 66
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본원발명의 조성에 따른 실시예 1 내지 8의 폴리카보네이트 수지 조성물은 내열도, 충격강도 및 유동지수가 고르게 우수함을 확인할 수 있다.
반면, 폴리카보네이트 수지(A)와 방향족 비닐계 공중합체(D)의 함량 비율이 본원발명의 범위를 벗어나는 비교예 1 내지 4의 경우, 내열도가 100℃미만으로 현저히 떨어질 뿐만 아니라, 충격강도가 현저히 낮고, 내열탕 테스트 또한 통과하지 못 함을 확인하였다.
즉, 본원발명의 실시예 1 내지 8은 충격강도와 유동성의 밸런스가 우수한 반면에, 비교예 1 내지 4는 유동성에 비해 실제 제품에 적용할 수 없을 정도로 충격강도 현저히 낮았다.
따라서, 상기 실험을 통하여, 본원발명의 구성성분의 조합 및 그 성분간 함량비율에서 현저히 우수한 내열도, 충격강도와 유동성이 나타나, 그 임계적 의의가 입증되었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

Claims (12)

  1. 폴리카보네이트 수지 조성물에 있어서,
    (A) 폴리카보네이트 수지; (B) 고무변성 방향족 비닐계 공중합체; 및 (C) 금속산화물;을 포함하며,
    상기 폴리카보네이트 수지 조성물의 열변형온도(HDT)는 100℃ 이상인 폴리카보네이트 수지 조성물
  2. 제 1항에 있어서,
    (D) 방향족 비닐계 공중합체;를 더 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지(A) 100중량부에 대하여, 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체(B)는 5 내지 50중량부로 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지(A) 100중량부에 대하여, 상기 금속산화물(C)은 2 내지 30중량부로 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체(B)는 평균 입경이 200 내지 400nm인 고무질 중합체를 포함하며, 상기 고무질 중합체를 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 100중량부 대비 10 내지 70중량부로 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 금속산화물(C)은 구리 함유 금속산화물, 아연 함유 금속산화물, 주석 함유 금속산화물, 마그네슘 함유 금속산화물, 알루미늄 함유 금속산화물, 금 함유 금속산화물, 은 함유 금속산화물 또는 그 조합을 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 금속산화물(C)은 스피넬 구조인 폴리카보네이트 수지 조성물
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지(A) 100중량부에 대하여, 상기 방향족 비닐계 공중합체(D)는 0.1 내지 100중량부로 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지(A)와 상기 방향족 비닐계 공중합체(D)의 함량비율이 1:1 내지 40:1인 폴리카보네이트 수지 조성물
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 방향족 비닐계 공중합체(D)는 방향족비닐 화합물-시안화비닐 화합물 공중합체를 포함하며, 상기 방향족비닐 화합물은 스티렌, α-메틸스티렌, 할로겐 또는 알킬 치환 스티렌, (메타)아크릴산 알킬 에스테르류, 아크릴산 알킬 에스테르류 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 시안화비닐 화합물은 아크릴로니트릴, (메타)아크릴로니트릴, (메타)아크릴산 알킬 에스테르류, 아크릴산 알킬에스테르류, 무수말레인산, 알킬 또는 페닐 핵 치환 말레이미드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 폴리카보네이트 수지 조성물

  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항의 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는 성형품
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 성형품은 ASTM D256에 의해 측정한 Izod 충격강도(1/8″Notched)가 15 내지 60kgf·㎝/㎝이고, ASTM D1238에 의한 유동지수(250℃, 10kg)가 20 내지 60g/10min인 것을 특징으로 하는 성형품
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PJ0201 Trial against decision of rejection

Patent event date: 20171226

Comment text: Request for Trial against Decision on Refusal

Patent event code: PJ02012R01D

Patent event date: 20171127

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PJ02011S01I

Patent event date: 20170830

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PJ02011S01I

Appeal kind category: Appeal against decision to decline refusal

Decision date: 20190408

Appeal identifier: 2017101006164

Request date: 20171226

J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2017101006164; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20171226

Effective date: 20190408

PJ1301 Trial decision

Patent event code: PJ13011S01D

Patent event date: 20190408

Comment text: Trial Decision on Objection to Decision on Refusal

Appeal kind category: Appeal against decision to decline refusal

Request date: 20171226

Decision date: 20190408

Appeal identifier: 2017101006164