WO2022045616A1 - 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a thermoplastic resin composition and a molded article prepared therefrom. More specifically, the present invention relates to a thermoplastic resin composition having excellent dimensional stability, flame retardancy, impact resistance, color, and the like, and a molded article prepared therefrom.
  • polycarbonate resin has excellent impact resistance, heat resistance, dimensional stability, weather resistance, flame retardancy, and electrical properties, and has the advantage of being transparent. useful. In addition, it has the characteristic of being able to strengthen various physical properties by applying various fillers.
  • fillers such as glass fiber, talc, mica, and wollastonite, which are applied to improve the dimensional stability of polycarbonate resin, may have differences in physical properties depending on the type and may increase yellowness, making it difficult to implement colors. , when a certain amount or more is added, the physical properties are rather deteriorated, so it is very difficult to implement dimensional stability at the metal level.
  • thermoplastic resin composition that can implement metal-level dimensional stability and has excellent flame retardancy, impact resistance, color, and the like.
  • An object of the present invention is to provide a thermoplastic resin composition having excellent dimensional stability, flame retardancy, impact resistance, color, and the like.
  • Another object of the present invention is to provide a molded article formed from the thermoplastic resin composition.
  • thermoplastic resin composition comprises about 100 parts by weight of a polycarbonate resin; about 0.7 to about 12 parts by weight of a polyester resin; Glass fiber of rectangular cross-section having an aspect ratio of cross-section (major diameter of cross-section/minor diameter of cross-section) of about 1.5 to about 10, a minor diameter of cross-section of about 2 to about 10 ⁇ m, and length before processing of about 1 to about 30 mm to about 85 parts by weight; about 5 to about 40 parts by weight of talc having an average particle size (D50) of about 7 to about 30 ⁇ m; and about 4 to about 28 parts by weight of the phosphazene-based flame retardant, wherein the weight ratio of the glass fiber and the talc is about 1.5:1 to about 6:1.
  • the polyester resin may include at least one of polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polytrimethylene terephthalate, and polycyclohexylene terephthalate.
  • the polyester resin may include at least one of polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate.
  • the weight ratio of the polyester resin and the glass fiber may be about 1: 5 to about 1: 50.
  • the thermoplastic resin composition is an injection specimen having a size of 127 mm ⁇ 12.7 mm ⁇ 3.2 mm measured by raising the temperature from 0°C to 60°C at a rate of 5°C/min according to ASTM D696.
  • the resin flow vertical direction (TD: transverse direction) may have a coefficient of linear expansion of about 35 to about 50 ⁇ m / m ⁇ °C.
  • thermoplastic resin composition may have a flame retardancy of V-0 of a 0.8 mm thick injection specimen measured by the UL-94 vertical test method.
  • thermoplastic resin composition may have a notch Izod impact strength of about 7.5 to about 20 kgf ⁇ cm/cm of a 1/8′′ thick specimen measured according to ASTM D256.
  • thermoplastic resin composition may have a yellow index (YI) of about 2 to about 10 as measured according to ASTM D1925.
  • Another aspect of the present invention relates to a molded article.
  • the molded article is characterized in that it is formed from the thermoplastic resin composition according to any one of 1 to 8.
  • the molded article may be an extrusion and injection molded article having a width of about 100 to about 300 cm, a length of about 50 to about 150 cm, and a thickness of about 0.1 to about 10 mm.
  • the present invention has the effect of providing a thermoplastic resin composition excellent in dimensional stability, flame retardancy, impact resistance, color, and the like, and a molded article formed therefrom.
  • thermoplastic resin composition according to the present invention comprises (A) a polycarbonate resin; (B) polyester resin; (C) fiberglass; (D) talc; and (E) a phosphazene-based flame retardant.
  • a polycarbonate resin used in a conventional thermoplastic resin composition may be used.
  • an aromatic polycarbonate resin produced by reacting diphenols (aromatic diol compounds) with a precursor such as phosgene, halogen formate or diester carbonate can be used.
  • the diphenols include 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 and the like may be exemplified, but the present invention is not limited thereto.
  • 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane 2,2-bis(3,5-dichloro-4-hydroxyphenyl)propane, or 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)propane ) cyclohexane, and specifically, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane called bisphenol-A may be used.
  • the polycarbonate resin may be one having a branched chain, for example, based on the total amount of diphenols used for polymerization, from about 0.05 to about 2 mol% of a trivalent or higher polyfunctional compound, specifically , it is also possible to use a branched polycarbonate resin prepared by adding a compound having a trivalent or higher phenol group.
  • the polycarbonate resin may be used in the form of a homo polycarbonate 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, for example, a bifunctional 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 200,000 g/mol, for example, about 15,000 to about 80,000 g/mol. In the above range, the fluidity (processability) of the thermoplastic resin composition may be excellent.
  • Mw weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography
  • the polyester resin of the present invention is applied to polycarbonate resin with glass fiber, talc, etc., and can implement dimensional stability at the metal level without deterioration of physical properties such as impact resistance, flame retardancy, and color, and is used in a conventional thermoplastic resin composition
  • a polyester resin may be used.
  • the polyester resin is a dicarboxylic acid component, terephthalic acid (TPA), isophthalic acid (IPA), 1,2-naphthalene dicarboxylic acid, 1,4-naphthalene dicarboxylic acid acid, 1,5-naphthalene dicarboxylic acid, 1,6-naphthalene dicarboxylic acid, 1,7-naphthalene dicarboxylic acid, 1,8-naphthalene dicarboxylic acid, 2,3-naphthalene dicarboxylic acid Aromatic dicarboxylic acids such as acid, 2,6-naphthalene dicarboxylic acid, 2,7-naphthalene dicarboxylic acid, dimethyl terephthalate (DMT), dimethyl isophthalate, dimethyl- 1,2-naphthalate, dimethyl-1,5-naphthalate, dimethyl-1,7-naphthalate, dimethyl-1,8-naphthalate, dimethyl-2,3-naphthalate, dimethyl-2
  • the polyester resin is one of polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene naphthalate (PEN), polytrimethylene terephthalate (PTT), and polycyclohexylene terephthalate.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PTT polytrimethylene terephthalate
  • polycyclohexylene terephthalate may include more than one.
  • the polyester resin may be polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, a combination thereof, or the like.
  • the polyester resin of the present invention is dissolved in o-chlorophenol solution (concentration: 0.5 g/dl) and has an intrinsic viscosity of about 0.6 to about 1.5 dl/ g, for example from about 0.7 to about 1.3 dl/g. Within the above range, the processability and dimensional stability of the thermoplastic resin composition may be excellent.
  • the polyester resin may be included in an amount of about 0.7 to about 12 parts by weight, for example, about 1 to about 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polycarbonate resin.
  • the content of the polyester resin is less than about 0.7 parts by weight based on about 100 parts by weight of the polycarbonate resin, there is a risk that the dimensional stability of the thermoplastic resin composition may be deteriorated, and when it exceeds about 12 parts by weight, the thermoplastic resin composition There is a possibility that the flame retardancy, impact resistance, etc. may be lowered.
  • the glass fiber of the present invention is applied together with a polyester resin, talc, etc. to a polycarbonate resin, so that dimensional stability of a metal level can be realized without deterioration of physical properties such as flame retardancy, impact resistance, and color.
  • the glass fibers may have a rectangular cross-section.
  • the glass fiber has an aspect ratio (major axis of cross section/minor axis of cross section) measured with a scanning electron microscope (manufacturer: JEOL, device name: JSM-6390A) of from about 1.5 to about 10, for example from about 2 to may be about 8, and the cross-section may have a minor diameter of about 2 to about 10 ⁇ m, for example, about 4 to about 8 ⁇ m, and a length before processing of about 1 to about 30 mm, for example, about 2 to about 16 mm.
  • a scanning electron microscope manufactured by JEOL, device name: JSM-6390A
  • the cross-section may have a minor diameter of about 2 to about 10 ⁇ m, for example, about 4 to about 8 ⁇ m, and a length before processing of about 1 to about 30 mm, for example, about 2 to about 16 mm.
  • the glass fiber may be treated with a conventional surface treatment agent.
  • the glass fiber may be included in an amount of about 35 to about 85 parts by weight, for example, about 40 to about 80 parts by weight based on 100 parts by weight of the polycarbonate resin.
  • the content of the glass fiber is less than about 35 parts by weight based on about 100 parts by weight of the polycarbonate resin, there is a risk that the dimensional stability of the thermoplastic resin composition may be deteriorated, and when it exceeds about 85 parts by weight, the amount of the thermoplastic resin composition There exists a possibility that impact resistance etc. may fall.
  • the weight ratio (B:C) of the polyester resin and the glass fiber may be from about 1:5 to about 1:50, for example, from about 1:8 to about 1:40. In the above range, the dimensional stability, impact resistance, flame retardancy, etc. of the thermoplastic resin composition may be more excellent.
  • the talc of the present invention is applied to a polycarbonate resin together with a polyester resin, glass fiber, etc., so that dimensional stability of the metal level can be realized without deterioration of physical properties such as flame retardancy, impact resistance, and color.
  • the talc is a plate-shaped filler, and has an average particle size (D50) measured by a laser particle size analyzer (manufacturer: Beckman Coulter, device name: LS 13 320) of about 7 to about 30 ⁇ m, for example, about 10 to about It may be 20 ⁇ m.
  • D50 average particle size measured by a laser particle size analyzer
  • the talc may be included in an amount of about 5 to about 40 parts by weight, for example, about 10 to about 30 parts by weight based on about 100 parts by weight of the polycarbonate resin.
  • the content of talc is less than about 5 parts by weight based on about 100 parts by weight of the polycarbonate resin, dimensional stability and flame retardancy of the thermoplastic resin composition may be deteriorated, and when it exceeds about 40 parts by weight, the thermoplastic resin composition impact resistance, etc. may be reduced.
  • the weight ratio (C:D) of the glass fiber and the talc may be about 1.5:1 to about 6:1, for example, about 2:1 to about 6:1.
  • the weight ratio of the glass fiber and the talc is less than about 1.5: 1, there is a fear that the impact resistance of the thermoplastic resin composition may be lowered, and if it exceeds about 6:1, the dimensional stability of the thermoplastic resin composition may be lowered.
  • the phosphazene-based flame retardant according to an embodiment of the present invention can improve flame retardancy, impact resistance, etc. of a thermoplastic resin composition including the component, and a phosphazene compound used in a conventional flame-retardant thermoplastic resin composition etc. can be used.
  • the phosphazene-based flame retardant may include a phosphazene compound represented by Formula 1 below.
  • 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 C 1 to C 20 alkyl group, a substituted or unsubstituted An 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 or an aryloxy group, 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 to 10 carbon atoms, an amino group or a
  • substitution refers to 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, and a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms. It means being substituted with a substituent such as a heterocycloalkyl group, a heteroaryl group having 4 to 10 carbon atoms, or a combination thereof.
  • alkyl alkoxy and other substituents containing “alkyl” moieties include both straight-chain or branched forms, and “alkenyl” has 2 to 8 carbon atoms and contains one or more double bonds. includes both straight-chain or pulverized forms, and the term “cycloalkyl” includes both saturated monocyclic or saturated bicyclic ring structures having 3 to 20 carbon atoms.
  • the "aryl” is an organic radical derived from an aromatic hydrocarbon by the removal of one hydrogen atom, and represents a single or fused ring system comprising suitably 4 to 7, preferably 5 or 6 ring atoms in each ring. include Specifically, phenyl, naphthyl, biphenyl, tolyl, and the like can be exemplified.
  • heterocycloalkyl refers to a cycloalkyl group comprising 1 to 3 heteroatoms selected from N, O, S as saturated cyclic hydrocarbon backbone atoms, and the remaining saturated monocyclic or bicyclic ring backbone atoms are carbon.
  • pyrrolidinyl, azetidinyl, pyrazolidinyl, oxazolidinyl, piperidinyl, piperazinyl, morpholinyl, thiomorpholinyl, thiazolidinyl, hydantoinyl, valerolactamyl, Oxiranyl, oxetanyl, dioxolanyl, dioxanyl, oxathiolanyl, oxathianyl, dithianyl, dihydrofuranyl, tetrahydrofuranyl, dihydropyranyl, tetrahydropyranyl, tetrahydropyri dinyl, tetrahydropyrimidinyl, tetrahydrothiophenyl, tetrahydrothiopyranyl, diazepanyl, azepanyl and the like can be exemplified.
  • heteroaryl refers to an aryl group containing 1 to 3 heteroatoms selected from N, O, and S as an aromatic ring skeleton atom, and the remaining aromatic ring skeleton atoms are carbon, wherein the heteroaryl group is a heteroaryl group and divalent aryl groups in which atoms are oxidized or quaternized to form, for example, N-oxides or quaternary salts.
  • the phosphazene-based flame retardant may be included in an amount of about 4 to about 28 parts by weight, for example, about 5 to about 25 parts by weight based on 100 parts by weight of the polycarbonate resin.
  • the content of the phosphazene-based flame retardant is less than about 4 parts by weight based on about 100 parts by weight of the polycarbonate resin, there is a risk that the flame retardancy, fluidity, etc. of the thermoplastic resin composition may decrease, and when it exceeds about 28 parts by weight, the thermoplastic resin composition There exists a possibility that the impact resistance of a resin composition, dimensional stability, etc. may fall.
  • the thermoplastic resin composition according to an embodiment of the present invention may further include an additive included in a conventional thermoplastic resin composition.
  • the additive may include, but is not limited to, an antioxidant, an anti-drip agent, a lubricant, a mold release agent, a nucleating agent, an antistatic agent, a stabilizer, a pigment, a dye, a mixture thereof, and the like.
  • its content may be from about 0.001 to about 40 parts by weight, for example, from about 0.1 to about 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polycarbonate resin.
  • thermoplastic resin composition according to an embodiment of the present invention is in the form of pellets that are melt-extruded at about 200 to about 280°C, for example, about 220 to about 270°C, by mixing the above components and using a conventional twin-screw extruder.
  • the thermoplastic resin composition has a size of 127 mm ⁇ 12.7 mm ⁇ 3.2 mm measured by raising the temperature from 0° C. to 60° C. at a rate of 5° C./min with a thermo mechanical analyzer according to ASTM D696.
  • a transverse direction (TD) coefficient of linear expansion of the injection specimen may be about 35 to about 50 ⁇ m/m ⁇ °C, for example, about 40 to about 49 ⁇ m/m ⁇ °C.
  • thermoplastic resin composition may have a flame retardancy of V-0 of a 0.8 mm thick injection specimen measured by the UL-94 vertical test method.
  • the thermoplastic resin composition has a notch Izod impact strength of about 7.5 to about 20 kgf ⁇ cm/cm, for example, about 8 to about 15 kgf ⁇ cm, of a 1/8′′ thick specimen measured according to ASTM D256. It can be /cm.
  • thermoplastic resin composition may have a yellow index (YI) of about 2 to about 10, for example, about 3 to about 8, measured according to ASTM D1925.
  • YI yellow index
  • the molded article according to the present invention is formed from the thermoplastic resin composition.
  • the antimicrobial thermoplastic resin composition may be prepared in the form of pellets, and the manufactured pellets may be manufactured into various molded articles (products) through various molding methods such as injection molding, extrusion molding, vacuum molding, and casting molding. Such a molding method is well known by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Since the molded article is excellent in dimensional stability, flame retardancy, impact resistance, color, and balance of physical properties thereof, it is useful as an interior/exterior material for electric and electronic products, a thin film sheet, and the like.
  • the molded article is, according to ASTM D696, the resin flow of the injection specimen having a size of 127 mm ⁇ 12.7 mm ⁇ 3.2 mm measured while raising the temperature from 0°C to 60°C at a rate of 5°C/min (TD: transverse direction)
  • the coefficient of linear expansion is about 35 to about 50 ⁇ m/m ⁇ °C
  • the flame retardancy of the 0.8 mm thick injection specimen measured by the UL-94 vertical test method is V-0
  • the thickness measured according to ASTM D256 is 1/
  • the notched Izod impact strength of the 8" specimen is about 7.5 to about 20 kgf cm/cm
  • the yellow index (YI) measured according to ASTM D1925 is about 2 to about 10
  • Bisphenol-A type polycarbonate resin having a weight average molecular weight (Mw) of 25,000 g/mol was used.
  • PET Polyethylene terephthalate
  • C2 Glass fiber (manufacturer: KCC, product name: CS321-EC10-3) having a diameter of a cross section of 13 ⁇ m and a length of 3 mm before processing was used.
  • extrusion was performed at 260° C. to prepare pellets.
  • the prepared specimens were evaluated for physical properties by the following method, and the results are shown in Tables 1, 2 and 3 below.
  • Example One 2 3 4 5 6 7 8 9 (A) (parts by weight) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 (B) (parts by weight) 1.5 5 10 5 5 5 5 5 5 (C1) (parts by weight) 60 60 60 40 80 60 60 60 60 (C2) (parts by weight) - - - - - - - - - (D1) (parts by weight) 20 20 20 20 20 10 30 20 20 (D2) (parts by weight) - - - - - - - - - - (D3) (parts by weight) - - - - - - - - - - (E1) (parts by weight) 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 5 25 (E2) (parts by weight) - - - - - - - - - - - - coefficient of linear expansion 49 45 44 49 42 48 40 44 49 Flame retardancy V-0 V-0 V-0 V-0
  • comparative example 8 9 10 11 12 13 14 (A) (parts by weight) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 (B) (parts by weight) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 (C1) (parts by weight) 60 60 60 60 60 40 70 (C2) (parts by weight) - - - - - - (D1) (parts by weight) - - 20 20 20 40 10 (D2) (parts by weight) 20 - - - - - - (D3) (parts by weight) - 20 - - - - - (E1) (parts by weight) 15 15 3 30 - 15 15 (E2) (parts by weight) - - - - 15 - - coefficient of linear expansion 54 44 41 56 48 45 53 Flame retardancy V-0 V-0 V-2 V-0 V-1 V-0 V-0 Notched Izod Impact Strength 8.8 11.1 11.8 6.8 8 4 12 Yellow Index (YI) 3.9 47.1 3.3 3.9 3.8
  • thermoplastic resin composition of the present invention has excellent dimensional stability, flame retardancy, impact resistance, color, and the like.
  • thermoplastic resin composition when talc is applied in excess of the content range of the present invention (Comparative Example) 7), it can be seen that the impact resistance of the thermoplastic resin composition is lowered, and when talc (D2) is applied instead of the talc of the present invention (Comparative Example 8), it can be seen that the dimensional stability of the thermoplastic resin composition is reduced. It can be seen that, when mica (D3) is applied (Comparative Example 9), it is not easy to realize the color of the thermoplastic resin composition.
  • thermoplastic resin composition When the phosphazene-based flame retardant is applied below the content range of the present invention (Comparative Example 10), it can be seen that the flame retardancy of the thermoplastic resin composition is lowered, and when the phosphazene-based flame retardant is applied in excess of the content range of the present invention (Comparative Example 11), it can be seen that the impact resistance and dimensional stability of the thermoplastic resin composition are lowered, and when BDP (E2) is applied instead of the phosphazene-based flame retardant of the present invention (Comparative Example 12), the thermoplastic resin composition It can be seen that the flame retardancy of the In addition, even if the content of glass fiber (C) and talc (D) is included in the scope of the present invention, when the weight ratio (C:D) is less than the scope of the present invention (1:1) (Comparative Example 13), the thermoplastic resin It can be seen that the impact resistance of the composition is reduced, and when the weight ratio exceeds the range of the present invention (7:1) (Compar

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Abstract

본 발명의 열가소성 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지; 폴리에스테르 수지; 단면의 종횡비가 약 1.5 내지 약 10이고, 단면의 단경이 약 2 내지 약 10 ㎛이며, 가공 전 길이가 약 1 내지 약 30 mm인 직사각형 단면의 유리 섬유; 평균 입자 크기(D50)가 약 7 내지 약 30 ㎛인 탈크; 및 포스파젠계 난연제;를 포함하며, 상기 유리 섬유 및 상기 탈크의 중량비는 약 1.5 : 1 내지 약 6 : 1인 것을 특징으로 한다. 상기 열가소성 수지 조성물은 치수 안정성, 난연성, 내충격성, 색상 등이 우수하다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품
본 발명은 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 치수 안정성, 난연성, 내충격성, 색상 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
엔지니어링 플라스틱으로서, 폴리카보네이트 수지는 내충격성, 내열성, 치수 안정성, 내후성, 난연성, 전기 특성 등이 우수하며, 투명하다는 장점을 가지고 있어, 전기/전자 제품의 하우징, 기타 사무용 기기의 내/외장재 등으로 유용하다. 또한, 다양한 필러(filler)의 적용으로 다양한 물성을 강화시킬 수 있는 특징을 가지고 있다.
그러나, 폴리카보네이트 수지의 치수 안정성을 향상시키기 위하여 적용되는 유리 섬유, 탈크, 마이카, 규회석 등의 필러는 종류에 따라 물성에 차이가 발생하기도 하고, 황색도가 증가하여, 색상 구현이 어려워질 수 있으며, 일정 이상의 함량을 투입 시, 오히려 물성 저하가 발생하므로, 금속 수준의 치수 안정성 구현이 매우 어렵다.
따라서, 금속 수준의 치수 안정성을 구현할 수 있고, 난연성, 내충격성, 색상 등이 우수한 열가소성 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2011-0059886호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 치수 안정성, 난연성, 내충격성, 색상 등이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 열가소성 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 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. 상기 열가소성 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지 약 100 중량부; 폴리에스테르 수지 약 0.7 내지 약 12 중량부; 단면의 종횡비(단면의 장경/단면의 단경)가 약 1.5 내지 약 10이고, 단면의 단경이 약 2 내지 약 10 ㎛이며, 가공 전 길이가 약 1 내지 약 30 mm인 직사각형 단면의 유리 섬유 약 35 내지 약 85 중량부; 평균 입자 크기(D50)가 약 7 내지 약 30 ㎛인 탈크 약 5 내지 약 40 중량부; 및 포스파젠계 난연제 약 4 내지 약 28 중량부;를 포함하며, 상기 유리 섬유 및 상기 탈크의 중량비는 약 1.5 : 1 내지 약 6 : 1인 것을 특징으로 한다.
2. 상기 1 구체예에서, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 및 폴리시클로헥실렌테레프탈레이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
3. 상기 1 또는 2 구체예에서, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
4. 상기 1 내지 3 구체예에서, 상기 폴리에스테르 수지 및 상기 유리 섬유의 중량비는 약 1 : 5 내지 약 1 : 50일 수 있다.
5. 상기 1 내지 4 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D696에 의거하여, 0℃에서 60℃까지 5℃/min 속도로 승온하며 측정한 127 mm × 12.7 mm × 3.2 mm 크기의 사출 시편의 수지 흐름 수직 방향(TD: transverse direction) 선팽창계수가 약 35 내지 약 50 ㎛/m·℃일 수 있다.
6. 상기 1 내지 5 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 UL-94 vertical test 방법으로 측정한 0.8 mm 두께 사출 시편의 난연도가 V-0일 수 있다.
7. 상기 1 내지 6 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/8" 시편의 노치 아이조드 충격강도가 약 7.5 내지 약 20 kgf·cm/cm일 수 있다.
8. 상기 1 내지 7 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1925에 따라 측정한 황색 지수(YI)가 약 2 내지 약 10일 수 있다.
9. 본 발명의 다른 관점은 성형품에 관한 것이다. 상기 성형품은 상기 1 내지 8 중 어느 하나에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 한다.
10. 상기 9 구체예에서, 상기 성형품은 가로 약 100 내지 약 300 cm, 세로 약 50 내지 약 150 cm 및 두께 약 0.1 내지 약 10 mm의 압출 및 사출 성형품일 수 있다.
본 발명은 치수 안정성, 난연성, 내충격성, 색상 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 (A) 폴리카보네이트 수지; (B) 폴리에스테르 수지; (C) 유리 섬유; (D) 탈크; 및 (E) 포스파젠계 난연제;를 포함한다.
본 명세서에서, 수치범위를 나타내는 "a 내지 b"는 "≥a 이고 ≤b"으로 정의한다.
(A) 폴리카보네이트 수지
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리카보네이트 수지로는 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 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)프로판, 또는 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산을 사용할 수 있고, 구체적으로, 비스페놀-A 라고 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 200,000 g/mol, 예를 들면 약 15,000 내지 약 80,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 유동성(가공성) 등이 우수할 수 있다.
(B) 폴리에스테르 수지
본 발명의 폴리에스테르 수지는 폴리카보네이트 수지에 유리 섬유, 탈크 등과 함께 적용되어, 내충격성, 난연성, 색상 등의 물성 저하 없이, 금속 수준의 치수 안정성을 구현할 수 있는 것으로서, 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용되는 폴리에스테르 수지를 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 폴리에스테르 수지는 디카르복실산 성분으로서, 테레프탈산(terephthalic acid, TPA), 이소프탈산(isophthalic acid, IPA), 1,2-나프탈렌 디카르복실산, 1,4-나프탈렌 디카르복실산, 1,5-나프탈렌 디카르복실산, 1,6-나프탈렌 디카르복실산, 1,7-나프탈렌 디카르복실산, 1,8-나프탈렌 디카르복실산, 2,3-나프탈렌 디카르복실산, 2,6-나프탈렌 디카르복실산, 2,7-나프탈렌 디카르복실산 등의 방향족 디카르복실산, 디메틸 테레프탈레이트(dimethyl terephthalate, DMT), 디메틸 이소프탈레이트(dimethyl isophthalate), 디메틸-1,2-나프탈레이트, 디메틸-1,5-나프탈레이트, 디메틸-1,7-나프탈레이트, 디메틸-1,8-나프탈레이트, 디메틸-2,3-나프탈레이트, 디메틸-2,6-나프탈레이트, 디메틸-2,7-나프탈레이트 등의 방향족 디카르복실레이트(aromatic dicarboxylate) 등과 디올 성분으로서, 에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 환형알킬렌디올 등을 중축합하여 얻을 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 및 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리시클로헥실렌테레프탈레이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 이들의 조합 등일 수 있다.
구체예에서, 본 발명의 폴리에스테르 수지는 o-클로로페놀 용액(농도: 0.5 g/dl)에 녹여 25℃에서 Ubbelohde viscometer(capillary viscometer)를 이용하여 측정한 고유점도가 약 0.6 내지 약 1.5 dl/g, 예를 들면 약 0.7 내지 약 1.3 dl/g일 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 가공성, 치수 안정성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리에스테르 수지는 상기 폴리카보네이트 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 0.7 내지 약 12 중량부, 예를 들면 약 1 내지 약 10 중량부로 포함될 수 있다. 상기 폴리에스테르 수지의 함량이 상기 폴리카보네이트 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 0.7 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 치수 안정성 등이 저하될 우려가 있고, 약 12 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 난연성, 내충격성 등이 저하될 우려가 있다.
(C) 유리 섬유
본 발명의 유리 섬유는 폴리카보네이트 수지에 폴리에스테르 수지, 탈크 등과 함께 적용되어, 난연성, 내충격성, 색상 등의 물성 저하 없이, 금속 수준의 치수 안정성을 구현할 수 있는 것이다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 직사각형의 단면을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 유리 섬유는 주사전자현미경(제조사: JEOL, 장치명: JSM-6390A)로 측정한 단면의 종횡비(단면의 장경/단면의 단경)가 약 1.5 내지 약 10, 예를 들면 약 2 내지 약 8일 수 있고, 단면의 단경이 약 2 내지 약 10 ㎛, 예를 들면 약 4 내지 약 8 ㎛일 수 있으며, 가공 전 길이가 약 1 내지 약 30 mm, 예를 들면 약 2 내지 약 16 mm일 수 있다. 상기 범위를 벗어날 경우, 열가소성 수지 조성물의 치수 안정성, 강성, 가공성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 통상의 표면 처리제로 처리된 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 상기 폴리카보네이트 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 35 내지 약 85 중량부, 예를 들면 약 40 내지 약 80 중량부로 포함될 수 있다. 상기 유리 섬유의 함량이 상기 폴리카보네이트 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 35 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 치수 안정성 등이 저하될 우려가 있고, 약 85 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 폴리에스테르 수지 및 상기 유리 섬유의 중량비(B:C)는 약 1 : 5 내지 약 1 : 50, 예를 들면 약 1 : 8 내지 약 1 : 40일 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 치수 안정성, 내충격성, 난연성 등이 더 우수할 수 있다.
(D) 탈크
본 발명의 탈크는 폴리카보네이트 수지에 폴리에스테르 수지, 유리 섬유 등과 함께 적용되어, 난연성, 내충격성, 색상 등의 물성 저하 없이, 금속 수준의 치수 안정성을 구현할 수 있는 것이다.
구체예에서, 상기 탈크는 판상형 충전제로서, 레이저 입도 분석기(제조사: Beckman Coulter, 장치명: LS 13 320)로 측정한 평균 입자 크기(D50)가 약 7 내지 약 30 ㎛, 예를 들면 약 10 내지 약 20 ㎛일 수 있다. 상기 범위를 벗어날 경우, 열가소성 수지 조성물의 치수 안정성, 강성, 가공성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 탈크는 상기 폴리카보네이트 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 5 내지 약 40 중량부, 예를 들면 약 10 내지 약 30 중량부로 포함될 수 있다. 상기 탈크의 함량이 상기 폴리카보네이트 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 5 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 치수 안정성, 난연성 등이 저하될 우려가 있고, 약 40 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유 및 상기 탈크의 중량비(C:D)는 약 1.5 : 1 내지 약 6 : 1, 예를 들면 약 2 : 1 내지 약 6 : 1일 수 있다. 상기 유리 섬유 및 상기 탈크의 중량비가 약 1.5 : 1 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성 등이 저하될 우려가 있고, 약 6 : 1을 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 치수 안정성 등이 저하될 우려가 있다.
(E) 포스파젠계 난연제
본 발명의 일 구체예에 따른 포스파젠계 난연제는 상기 구성 성분을 포함하는 열가소성 수지 조성물의 난연성, 내충격성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 난연성 열가소성 수지 조성물에 사용되는 포스파젠(phosphazene) 화합물 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 포스파젠계 난연제는 하기 화학식 1로 표시되는 포스파젠 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2021010137-appb-I000001
상기 화학식 1에서, 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 또는 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 있다.
상기 "헤테로시클로알킬"은 포화시클릭 탄화수소 골격 원자로서 N, O, S로부터 선택되는 1 내지 3개의 헤테로원자를 포함하고, 나머지 포화모노시클릭 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, 티에닐, 피롤릴, 피란일, 이미다졸릴, 피라졸릴, 티아졸릴, 티아디아졸릴, 이소티아졸릴, 이속사졸릴, 옥사졸릴, 옥사디아졸릴, 트리아지닐, 테트라지닐, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 퓨라자닐, 피리딜, 피라지닐, 피리미딘일, 피리다지닐 등을 예시할 수 있다.
구체예에서, 상기 포스파젠계 난연제는 상기 폴리카보네이트 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 4 내지 약 28 중량부, 예를 들면 약 5 내지 약 25 중량부로 포함될 수 있다. 상기 포스파젠계 난연제의 함량이 상기 폴리카보네이트 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 4 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 난연성, 유동성 등이 저하될 우려가 있고, 약 28 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 치수 안정성 등이 저하될 우려가 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 통상의 열가소성 수지 조성물에 포함되는 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 산화 방지제, 적하 방지제, 활제, 이형제, 핵제, 대전방지제, 안정제, 안료, 염료, 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 첨가제 사용 시, 그 함량은 상기 폴리카보네이트 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 0.001 내지 약 40 중량부, 예를 들면 약 0.1 내지 약 10 중량부일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 상기 구성 성분을 혼합하고, 통상의 이축 압출기를 사용하여, 약 200 내지 약 280℃, 예를 들면 약 220 내지 약 270℃에서 용융 압출한 펠렛 형태일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D696에 의거하여, 열기계분석기(thermo mechanical analyzer)로 0℃에서 60℃까지 5℃/min 속도로 승온하며 측정한 127 mm × 12.7 mm × 3.2 mm 크기의 사출 시편의 수지 흐름 수직 방향(TD: transverse direction) 선팽창계수가 약 35 내지 약 50 ㎛/m·℃, 예를 들면 약 40 내지 약 49 ㎛/m·℃일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 UL-94 vertical test 방법으로 측정한 0.8 mm 두께 사출 시편의 난연도가 V-0일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/8" 시편의 노치 아이조드 충격강도가 약 7.5 내지 약 20 kgf·cm/cm, 예를 들면 약 8 내지 약 15 kgf·cm/cm일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1925에 따라 측정한 황색 지수(YI)가 약 2 내지 약 10, 예를 들면 약 3 내지 약 8일 수 있다.
본 발명에 따른 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다. 상기 항균성 열가소성 수지 조성물은 펠렛 형태로 제조될 수 있으며, 제조된 펠렛은 사출성형, 압출성형, 진공성형, 캐스팅성형 등의 다양한 성형방법을 통해 다양한 성형품(제품)으로 제조될 수 있다. 이러한 성형방법은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 잘 알려져 있다. 상기 성형품은 치수 안정성, 난연성, 내충격성, 색상, 이들의 물성 발란스 등이 우수하므로, 전기 전자 제품의 내/외장재, 박막 시트 등으로 유용하다.
구체예에서, 상기 성형품은 ASTM D696에 의거하여, 0℃에서 60℃까지 5℃/min 속도로 승온하며 측정한 127 mm × 12.7 mm × 3.2 mm 크기의 사출 시편의 수지 흐름 수직 방향(TD: transverse direction) 선팽창계수가 약 35 내지 약 50 ㎛/m·℃이고, UL-94 vertical test 방법으로 측정한 0.8 mm 두께 사출 시편의 난연도가 V-0이고, ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/8" 시편의 노치 아이조드 충격강도가 약 7.5 내지 약 20 kgf·cm/cm이며, ASTM D1925에 따라 측정한 황색 지수(YI)가 약 2 내지 약 10인 것으로, 금속 수준의 치수 안정성을 갖고, 난연성, 내충격성, 색상 구현성 등이 우수하여, 가로 약 100 내지 약 300 cm, 세로 약 50 내지 약 150 cm, 및 두께 약 0.1 내지 약 10 mm의 대형 압출 및 사출 성형품(전기 전자 제품의 내/외장재 등)으로 적합하다.
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
중량평균분자량(Mw)이 25,000 g/mol인 비스페놀-A형 폴리카보네이트 수지를 사용하였다.
(B) 폴리에스테르 수지
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, 제조사: 롯데케미칼, 고유점도: 0.765 dl/g)를 사용하였다.
(C) 유리 섬유
(C1) 단면의 종횡비(단면의 장경/단면의 단경)가 4이고, 단경이 7 ㎛이며, 가공 전 길이가 3 mm인 직사각형 단면의 유리 섬유(제조사: Nittobo, 제품명: CSG 3PA-832)를 사용하였다.
(C2) 단면의 직경이 13 ㎛이고, 가공 전 길이가 3 mm인 원형 단면의 유리 섬유(제조사: KCC, 제품명: CS321-EC10-3)를 사용하였다.
(D) 무기 충전제
(D1) 평균 입자 크기(D50)가 12 ㎛인 탈크(제조사: KOCH, 제품명: KCP-04)를 사용하였다.
(D2) 평균 입자 크기(D50)가 6 ㎛인 탈크(제조사: KOCH, 제품명: KCM-6300)를 사용하였다.
(D3) 평균 입자 크기(D50)가 400 ㎛인 마이카(제조사: IMERYS, 제품명: 60S)를 사용하였다.
(E) 인계 난연제
(E1) 포스파젠 화합물(제조사: Fushimi Pharmaceutical, 제품명: Rabitle FP-110)을 사용하였다.
(E2) 비스페놀-A 디포스페이트(bisphenol-A diphosphate, 제조사: Yoke Chemical, 제품명: YOKE BDP)를 사용하였다.
실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 14
상기 각 구성 성분을 하기 표 1, 2 및 3에 기재된 바와 같은 함량으로 첨가한 후, 260℃에서 압출하여 펠렛을 제조하였다. 압출은 L/D=36, 직경 45 mm인 이축 압출기를 사용하였으며, 제조된 펠렛은 80℃에서 4시간 이상 건조 후, 6 Oz 사출기(성형 온도 260℃, 금형 온도: 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) 치수 안정성 평가: ASTM D696에 의거하여, 열기계분석기(thermo mechanical analyzer)로 0℃에서 60℃까지 5℃/min 속도로 승온하며 127 mm × 12.7 mm × 3.2 mm 크기의 사출 시편의 수지 흐름 수직 방향(TD: transverse direction) 선팽창계수(단위: ㎛/m·℃)를 측정하였다.
(2) 난연성 평가: UL-94 vertical test 방법으로 0.8 mm 두께 사출 시편의 난연도를 측정하였다.
(3) 내충격성 평가: ASTM D256에 의거하여, 두께 1/8" 시편의 노치 아이조드 충격강도(단위: kgf·cm/cm)를 측정하였다.
(4) 색상 평가: ASTM D1925에 의거하여, 황색 지수(YI)를 측정하였다.
실시예
1 2 3 4 5 6 7 8 9
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100 100 100 100
(B) (중량부) 1.5 5 10 5 5 5 5 5 5
(C1) (중량부) 60 60 60 40 80 60 60 60 60
(C2) (중량부) - - - - - - - - -
(D1) (중량부) 20 20 20 20 20 10 30 20 20
(D2) (중량부) - - - - - - - - -
(D3) (중량부) - - - - - - - - -
(E1) (중량부) 15 15 15 15 15 15 15 5 25
(E2) (중량부) - - - - - - - - -
선팽창계수 49 45 44 49 42 48 40 44 49
난연도 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0
노치 아이조드 충격강도 10.3 9.8 8.6 12.1 10.4 13.7 8.1 11.4 8.3
황색 지수(YI) 3 3.5 3.9 3.4 3.7 3.3 3.4 3.5 3.7
비교예
1 2 3 4 5 6 7
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100 100
(B) (중량부) 0.5 15 5 5 5 5 5
(C1) (중량부) 60 60 30 90 - 60 60
(C2) (중량부) - - - - 60 - -
(D1) (중량부) 20 20 20 20 20 3 43
(D2) (중량부) - - - - - - -
(D3) (중량부) - - - - - - -
(E1) (중량부) 15 15 15 15 15 15 15
(E2) (중량부) - - - - - - -
선팽창계수 52 44 60 40 52 53 42
난연도 V-0 V-2 V-0 V-0 V-0 V-1 V-0
노치 아이조드 충격강도 11 7 14 4.9 10.1 12.4 3.9
황색 지수(YI) 2.8 4.6 3.3 3.8 3.8 3.6 3.9
비교예
8 9 10 11 12 13 14
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100 100
(B) (중량부) 5 5 5 5 5 5 5
(C1) (중량부) 60 60 60 60 60 40 70
(C2) (중량부) - - - - - - -
(D1) (중량부) - - 20 20 20 40 10
(D2) (중량부) 20 - - - - - -
(D3) (중량부) - 20 - - - - -
(E1) (중량부) 15 15 3 30 - 15 15
(E2) (중량부) - - - - 15 - -
선팽창계수 54 44 41 56 48 45 53
난연도 V-0 V-0 V-2 V-0 V-1 V-0 V-0
노치 아이조드 충격강도 8.8 11.1 11.8 6.8 8 4 12
황색 지수(YI) 3.9 47.1 3.3 3.9 3.8 3.9 2.5
상기 결과로부터, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 치수 안정성, 난연성, 내충격성, 색상 등이 모두 우수함을 알 수 있다.
반면, 폴리에스테르 수지를 본 발명의 함량 범위 미만으로 적용할 경우(비교예 1), 열가소성 수지 조성물의 치수 안정성 등이 저하됨을 알 수 있고, 폴리에스테르 수지를 본 발명의 함량 범위 보다 초과하여 적용할 경우(비교예 2), 열가소성 수지 조성물의 난연성, 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있다. 유리 섬유를 본 발명의 함량 범위 미만으로 적용할 경우(비교예 3), 열가소성 수지 조성물의 치수 안정성 등이 저하됨을 알 수 있고, 유리 섬유를 본 발명의 함량 범위 보다 초과하여 적용할 경우(비교예 4), 열가소성 수지 조성물의 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 본 발명의 유리 섬유 대신에, 유리 섬유 (C2)를 적용할 경우(비교예 5), 열가소성 수지 조성물의 치수 안정성, 휨 특성 등이 저하됨을 알 수 있다. 탈크를 본 발명의 함량 범위 미만으로 적용할 경우(비교예 6), 열가소성 수지 조성물의 치수 안정성, 난연성 등이 저하됨을 알 수 있고, 탈크를 본 발명의 함량 범위 보다 초과하여 적용할 경우(비교예 7), 열가소성 수지 조성물의 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 본 발명의 탈크 대신에, 탈크 (D2)를 적용할 경우(비교예 8), 열가소성 수지 조성물의 치수 안정성 등이 저하됨을 알 수 있고, 마이카 (D3)를 적용할 경우(비교예 9), 열가소성 수지 조성물의 색상 구현이 용이하지 않음을 알 수 있다. 포스파젠계 난연제를 본 발명의 함량 범위 미만으로 적용할 경우(비교예 10), 열가소성 수지 조성물의 난연성 등이 저하됨을 알 수 있고, 포스파젠계 난연제를 본 발명의 함량 범위 보다 초과하여 적용할 경우(비교예 11), 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 치수 안정성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 본 발명의 포스파젠계 난연제 대신에, BDP (E2)를 적용할 경우(비교예 12), 열가소성 수지 조성물의 난연성 등이 저하됨을 알 수 있다. 또한, 유리 섬유(C) 및 탈크(D)의 함량이 본 발명의 범위에 포함되더라도, 중량비(C:D)가 본 발명의 범위 미만(1:1)일 경우(비교예 13), 열가소성 수지 조성물의 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 중량비가 본 발명의 범위를 초과(7:1)할 경우(비교예 14), 열가소성 수지 조성물의 치수 안정성 등이 저하됨을 알 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시 예들을 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 실시 예들은 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 (10)

  1. 폴리카보네이트 수지 약 100 중량부;
    폴리에스테르 수지 약 0.7 내지 약 12 중량부;
    단면의 종횡비(단면의 장경/단면의 단경)가 약 1.5 내지 약 10이고, 단면의 단경이 약 2 내지 약 10 ㎛이며, 가공 전 길이가 약 1 내지 약 30 mm인 직사각형 단면의 유리 섬유 약 35 내지 약 85 중량부;
    평균 입자 크기(D50)가 약 7 내지 약 30 ㎛인 탈크 약 5 내지 약 40 중량부; 및
    포스파젠계 난연제 약 4 내지 약 28 중량부;를 포함하며,
    상기 유리 섬유 및 상기 탈크의 중량비는 약 1.5 : 1 내지 약 6 : 1인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 및 폴리시클로헥실렌테레프탈레이트 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지 및 상기 유리 섬유의 중량비는 약 1 : 5 내지 약 1 : 50인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D696에 의거하여, 0℃에서 60℃까지 5℃/min 속도로 승온하며 측정한 127 mm × 12.7 mm × 3.2 mm 크기의 사출 시편의 수지 흐름 수직 방향 선팽창계수가 약 35 내지 약 50 ㎛/m·℃인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 UL-94 vertical test 방법으로 측정한 0.8 mm 두께 사출 시편의 난연도가 V-0인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/8" 시편의 노치 아이조드 충격강도가 약 7.5 내지 약 20 kgf·cm/cm인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1925에 따라 측정한 황색 지수(YI)가 약 2 내지 약 10인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 성형품.
  10. 제9항에 있어서, 상기 성형품은 가로 약 100 내지 약 300 cm, 세로 약 50 내지 약 150 cm 및 두께 약 0.1 내지 약 10 mm의 압출 및 사출 성형품인 것을 특징으로 하는 성형품.
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