WO2024258231A1 - 폴리카보네이트 수지 조성물 - Google Patents

폴리카보네이트 수지 조성물 Download PDF

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WO2024258231A1
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polycarbonate resin
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mol
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정재언
이다영
반형민
유예지
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LG Chem Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a polycarbonate resin composition having excellent optical properties, particularly light transmittance and light yellowness.
  • Polycarbonate resin is known to have excellent impact resistance, transparency, strength, flame retardancy, electrical properties, and heat resistance, and is widely used in the manufacture of molded parts for automobiles and electrical/electronic products, and its demand is increasing day by day.
  • the optical properties of polycarbonate resin were studied extensively through various additives.
  • the above purpose was achieved when an additive having a special structure, as described below, was used, thereby completing the present invention.
  • the present invention provides a polycarbonate resin composition having excellent light transmittance and light yellowness.
  • the present invention provides a method for producing the polycarbonate resin composition.
  • the present invention provides the following polycarbonate resin composition:
  • Polycarbonate resin composition :
  • R 1 and R 2 are each independently C 5 to C 10 straight chain alkylene, or C 5 to C 10 cycloalkylene,
  • n and m are each independently integers greater than or equal to 1.
  • polycarbonate resin' used in the present invention refers to a polymer manufactured by reacting a diphenol compound, phosgene, carbonic ester, or a combination thereof.
  • Polycarbonate has excellent heat resistance, impact resistance, mechanical strength, transparency, etc., and is widely used in the manufacture of transparent sheets, packaging materials, automobile bumpers, ultraviolet ray blocking films, etc., and is particularly used as an optical material in the present invention.
  • the above diphenol compounds include hydroquinone, resorcinol, 4,4'-dihydroxydiphenyl, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane ('bisphenol-A'), 2,4-bis(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutane, bis(4-hydroxyphenyl)methane, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane, 2,2-bis(3-chloro-4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3,5-dichloro-4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl)propane, bis(4-hydroxyphenyl)sulfoxide, bis(4-hydroxyphenyl)ketone, Bis(4-hydroxyphenyl)ether, etc. can be mentioned.
  • 4,4'-dihydroxydiphenyl 2,2-bis(4-hydroxydiphen
  • the above polycarbonate may be a mixture of copolymers prepared from two or more diphenols.
  • the polycarbonate may use linear polycarbonate, branched polycarbonate, polyester carbonate copolymer resin, etc.
  • the polycarbonate has a weight average molecular weight of 14,000 g/mol to 50,000 g/mol. More preferably, the polycarbonate has a weight average molecular weight of 15,000 g/mol or more, 16,000 g/mol or more, 17,000 g/mol or more, 18,000 g/mol or more, 19,000 g/mol or more, 20,000 g/mol or more; 45,000 g/mol or less, 40,000 g/mol or less, 35,000 g/mol or less, 30,000 g/mol or less, or 25,000 g/mol or less.
  • the polycarbonate diol represented by the chemical formula 1 included in the composition of the present invention is a substance added to improve the optical properties of the polycarbonate resin.
  • the polycarbonate diol according to the present invention has excellent compatibility with polycarbonate resin because a carbonate structure exists in its molecular structure, and thus can more effectively improve the optical properties of the polycarbonate resin.
  • the polycarbonate diol according to the present invention contains two types of repeating units and is a random copolymer.
  • the molar ratio of the repeating units in the polycarbonate diol is 1:9 to 9:1. That is, n:m in the chemical formula 1 is preferably 1:9 to 9:1. More preferably, n:m in the chemical formula 1 is 1:8 to 8:1, 1:7 to 7:1, 1:6 to 6:1, 1:5 to 5:1, 1:4 to 4:1, 1:3 to 3:1, or 1:2 to 2:1.
  • R 1 and R 2 are different from each other.
  • one of R 1 and R 2 is straight-chain hexanediyl and the other is straight-chain pentanediyl.
  • the polycarbonate diol is included in an amount of 0.005 to 5.0 parts by weight relative to 100 parts by weight of the polycarbonate resin.
  • the content is less than 0.005 parts by weight, the effect of adding the polycarbonate diol is minimal, and when the content is more than 5.0 parts by weight, there is a concern that the original physical properties of the polycarbonate resin may be impaired.
  • the polycarbonate diol is included in an amount of 0.01 parts by weight or more, 0.02 parts by weight or more, 0.03 parts by weight or more, 0.04 parts by weight or more, 0.05 parts by weight or more, 0.06 parts by weight or more, 0.07 parts by weight or more, 0.08 parts by weight or more, 0.09 parts by weight or more, or 0.1 parts by weight or more relative to 100 parts by weight of the polycarbonate resin; Contained in amounts of 4.0 parts by weight or less, 3.0 parts by weight or less, 2.0 parts by weight or less, or 1.0 parts by weight or less.
  • the polycarbonate diol has a weight average molecular weight of 300 g/mol to 3,000 g/mol. More preferably, the polycarbonate diol has a weight average molecular weight of 400 g/mol or more, or 500 g/mol or more; 2,900 g/mol or less, 2,800 g/mol or less, 2,700 g/mol or less, 2,600 g/mol or less, 2,500 g/mol or less, 2,400 g/mol or less, 2,300 g/mol or less, 2,200 g/mol or less, 2,100 g/mol or less, or 2,000 g/mol or less.
  • the polycarbonate resin composition according to the present invention may additionally contain an antioxidant as needed.
  • the antioxidant may play a role in maintaining the physical properties of the polycarbonate resin, particularly during high-temperature processing.
  • the antioxidant described above is not limited as long as it is used in a polycarbonate resin, and for example, a phosphorus compound or a phenolic compound can be used.
  • Representative examples thereof include at least one selected from the group consisting of PEP-36 (Bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritoldiphosphite) and DP9228 (bis(2,4-dicumylphenyl)pentaerythritol diphosphate).
  • an example of the hindered phenolic antioxidant may be IR1010 ([3-[3-(4-hydroxy3,5-ditert-butyl-phenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(4-hydroxy-3,5-ditert-butylphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(4-hydroxy-3,5-ditert-butyl-phenyl)propanoate).
  • the antioxidant may be used alone or in combination of two or more. When two or more antioxidants are used, the weight ratio between the antioxidants is 1:15 to 15:1.
  • the antioxidant is included in an amount of 0.005 to 5.0 parts by weight relative to 100 parts by weight of the polycarbonate resin.
  • the content is less than 0.005 parts by weight, the effect of adding the antioxidant is insignificant, and when the content is more than 5.0 parts by weight, there is a concern that the original physical properties of the antioxidant resin may be impaired.
  • the antioxidant is included in an amount of 0.01 parts by weight or more, 0.02 parts by weight or more, 0.03 parts by weight or more, 0.04 parts by weight or more, 0.05 parts by weight or more, 0.06 parts by weight or more, 0.07 parts by weight or more, 0.08 parts by weight or more, 0.09 parts by weight or more, or 0.1 parts by weight or more relative to 100 parts by weight of the polycarbonate resin; or 4.0 parts by weight or less, 3.0 parts by weight or less, 2.0 parts by weight or less, or 1.0 parts by weight or less.
  • the polycarbonate resin composition according to the present invention may additionally include, if necessary, at least one selected from the group consisting of a heat stabilizer, a light stabilizer, a plasticizer, an antistatic agent, a nucleating agent, a flame retardant, an activator, an impact modifier, a fluorescent whitening agent, an ultraviolet absorber, a pigment, and a dye.
  • the polycarbonate resin composition according to the present invention has a light transmittance of 85.0% or more.
  • the method for measuring the light transmittance is specified in the examples described below. More preferably, the polycarbonate resin composition according to the present invention has a light transmittance of 85.1% or more, 85.2% or more, 85.3% or more, 85.4% or more, or 85.5% or more. Meanwhile, the theoretical upper limit of the light transmittance is 100%, but for example, the polycarbonate resin composition according to the present invention has a light transmittance of 95% or less, 94% or less, 93% or less, 92% or less, 91% or less, or 90% or less.
  • the polycarbonate resin composition according to the present invention has a long-wavelength YI of 5.30 or less.
  • the method for measuring the long-wavelength YI is specified in the examples described below. More preferably, the polycarbonate resin composition according to the present invention has a long-wavelength YI of 5.25 or less, 5.20 or less, 5.19 or less, 5.18 or less, 5.17 or less, 5.16 or less, 5.15 or less, 5.14 or less, 5.13 or less, 5.12 or less, 5.11 or less, or 5.10 or less.
  • the polycarbonate resin composition according to the present invention has a long-wavelength YI of 5.00 or more, 5.01 or more, 5.02 or more, 5.03 or more, 5.04 or more, or 5.05 or more.
  • the present invention provides an article comprising the polycarbonate resin composition.
  • the article is an extrusion-molded article or an injection-molded article.
  • the method for manufacturing the above article may include the steps of mixing the polycarbonate resin composition according to the present invention and the additives described above, if necessary, using a mixer, extruding the mixture using an extruder to manufacture pellets, drying the pellets, and then injecting them using an injection molding machine.
  • the polycarbonate resin composition according to the present invention has excellent optical properties, particularly light transmittance and light yellowness.
  • LUPOY PC 1300-30-NP bisphenol A-based polycarbonate resin, manufacturer: LG chemical, weight average molecular weight (Mw): 21,100 g/mol (measured by GPC using PC Standard using Agilent 1200 series)) was used.
  • IRGANOX® 1010 (Manufacturer: BASF, Cas No. 6683-19-8)
  • a polycarbonate composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that Duranol T5650E (B1) was used with the following changes in Table 1.
  • a polycarbonate composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 1,500 ppmw of DP9228(D) and 500 ppmw of IRGANOX® 1010(E) were used based on 100 parts by weight of LUPOY PC 1300-30-NP(A), a polycarbonate resin, as shown in Table 1 below.
  • a polycarbonate composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the materials listed in Table 1 below were used instead of Duranol T5650E (B1).
  • Each of the resin pellets manufactured in the above examples and comparative examples was molded into a rectangular specimen shape (3T injection specimen shape) having a thickness of 3 mm and a plane scale of 30*50 mm using an N-20C injection molding machine from JSW Co., Ltd.
  • the barrel temperature of the injection molding machine was 280°C.
  • ASTM D1003 the transmittance at 420 nm was measured under the transmission condition of 350 to 850 nm using the equipment UltraScan PRO from Hunter lab.
  • the yellowing index was measured under the transmission condition of 350 to 1050 nm using the equipment UltraScan PRO from Hunter lab according to ASTM D1925.
  • Each of the resin pellets manufactured in the above examples and comparative examples was molded into a rectangular specimen shape (4T injection specimen shape) having a thickness of 4 mm and a plane scale of 150*80 mm using an N-20C injection molding machine from JSW Co., Ltd. At this time, the barrel temperature of the injection molding machine was 280°C.
  • a Spectrophotometer U-4100 from Hitachi light of 380 to 780 nm was irradiated along the transverse direction of the specimen to measure the light transmittance (T%) and light color tone (YI). The light color tone was measured according to JIS Z 8722.
  • each of the resin pellets manufactured in the above examples and comparative examples was weighed and placed in the cylinder of an injection molding machine using a JSW (Co., Ltd.) N-20C injection molding machine for 15 minutes, and then three consecutive injections of 3 mm thick specimens having the same specifications as the previous 3T YI (280°C) were performed to manufacture specimens. At this time, the barrel temperature of the injection molding machine was 280°C.
  • the YI value was measured in the same manner as the measurement method of 3T YI (280°C).
  • Example 1 91.30 0.62 84.50 5.27 0.90
  • Example 2 91.50 0.62 85.10 5.14 0.81
  • Example 3 91.40 0.62 84.60 5.24 0.84
  • Example 4 91.20 0.60 84.70 5.25 0.88
  • Example 5 91.60 0.61 85.60 5.12 0.83
  • Example 6 91.40 0.62 85.10 5.21 0.86
  • Example 7 91.30 0.61 84.90 5.19 0.88
  • Example 8 91.60 0.60 85.80 5.07 0.82
  • Example 9 91.50 0.60 85.10 5.17 0.84
  • Comparative Example 1 91.20 0.61 83.40 5.53 0.94
  • Comparative Example 2 91.40 0.62 85.10 5.23 0.87 Comparative Example 3 91.30 0.63 84.60 5.32 0.91 Comparative Example 4

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Abstract

본 발명은 폴리카보네이트 수지에 특별한 구조의 첨가제를 사용함으로써, 폴리카보네이트 수지의 광학적 특성, 특히 장광 투과율과 장광 황색도를 개선할 수 있다는 특징이 있다.

Description

폴리카보네이트 수지 조성물
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2023년 6월 16일자 한국 특허 출원 제10-2023-0077613호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원들의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 광학 특성, 특히 장광 투과율과 장광 황색도가 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물에 관한 것이다.
폴리카보네이트 수지는 내충격성, 투명성, 강도, 난연성, 전기적 특성 그리고 내열성이 우수한 수지로 알려져 있으며 자동차를 비롯하여 전기/전자 제품 성형품의 제조에 널리 사용되고 있고 그 수요가 날로 증가하고 있다.
이러한 폴리카보네이트 수지는 최근 응용 분야가 확대됨에 따라, 도광판, 자동차 램프, 자동차 DRL, 일반 램프, 렌즈 등 높은 광학적 특성을 요구하는 분야에서도 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 기존의 폴리카보네이트 수지에 비하여 높은 투과도와 낮은 YI를 갖는 수지 개발이 요구되고 있다.
종래에는 폴리카보네이트 수지의 고온 가공시에도 물성을 유지할 수 있는 열안정성 등의 확보를 위하여 페놀계 화합물이나 인계 화합물의 사용이 제안되어 왔으나, 이의 사용만으로는 투과율, 특히 장광 투과율과 장광 황색도의 개선에 한계가 있다.
한편, 상기를 더욱 개선하기 위하여 다양한 첨가제가 연구되고 있으나, 일반적으로 폴리카보네이트 수지의 광학적 특성을 개선하기 위해서는, 첨가제 사용에 따른 광학적 특성이 개선되기 위해서는 폴리카보네이트 수지와 상용성 또한 중요하게 고려되어야 한다.
이에 본 발명에서는 다양한 첨가제를 통하여 폴리카보네이트 수지의 광학적 특성, 특히 장광 투과율과 장광 황색도를 개선하기 위하여 예의 연구한 결과, 후술할 바와 같이 특별한 구조의 첨가제를 사용할 경우, 상기의 목적이 달성됨을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 우수한 장광 투과율과 장광 황색도를 가지는 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 폴리카보네이트 수지 조성물의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 하기의 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공한다:
폴리카보네이트 수지; 및
하기 화학식 1로 표시되는 폴리카보네이트디올을 포함하는,
폴리카보네이트 수지 조성물:
[화학식 1]
Figure PCTKR2024008227-appb-img-000001
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 C5~C10 직쇄 알킬렌, 또는 C5~C10 사이클로알킬렌이고,
n 및 m은 각각 독립적으로 1 이상의 정수이다.
본 발명에서 사용하는 용어 '폴리카보네이트 수지'란, 디페놀계 화합물, 포스겐, 탄산 에스테르 또는 이들의 조합을 반응시켜 제조되는 고분자를 의미한다. 폴리카보네이트는 내열성, 내충격성, 기계적 강도, 투명성 등이 매우 우수하여, 투명 쉬트, 포장재, 자동차 범퍼, 자외선 차단 필름 등의 제조에 광범위하게 사용되고 있으며, 특히 본 발명에서는 광학 재료로 사용한다.
상기 디페놀계 화합물로는, 히드로퀴논, 레조시놀, 4,4'-디히드록시디페닐, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판('비스페놀-A'), 2,4-비스(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)사이클로헥산, 2,2-비스(3-클로로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)술폭사이드, 비스(4-히드록시페닐)케톤, 비스(4-히드록시페닐)에테르 등을 들 수 있다. 바람직하게는 4,4'-디히드록시디페닐, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판을 사용할 수 있으며, 이 경우 상기 폴리카보네이트의 구조는 하기 화학식 2와 같다:
[화학식 2]
Figure PCTKR2024008227-appb-img-000002
상기 폴리카보네이트는 2종 이상의 디페놀류로부터 제조된 공중합체의 혼합물일 수도 있다. 또한 상기 폴리카보네이트는 선형 폴리카보네이트, 분지형(branched) 폴리카보네이트, 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지 등을 사용할 수 있다.
상기 선형 폴리카보네이트로는 비스페놀-A로부터 제조되는 폴리카보네이트 등을 들 수 있다. 상기 분지형 폴리카보네이트로는 트리멜리틱 무수물, 트리멜리틱산 등과 같은 다관능성 방향족 화합물을 디페놀류 및 카보네이트와 반응시켜 제조한 것을 들 수 있다. 상기 다관능성 방향족 화합물은 분지형 폴리카보네이트 총량에 대하여 0.05 내지 2몰%로 포함될 수 있다. 상기 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지로는 이관능성 카르복실산을 디페놀류 및 카보네이트와 반응시켜 제조한 것을 들 수 있다. 상기 카보네이트로는 디페닐카보네이트 등과 같은 디아릴카보네이트, 에틸렌 카보네이트 등을 사용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 폴리카보네이트는 중량평균분자량이 14,000 g/mol 내지 50,000 g/mol이다. 보다 바람직하게는, 상기 폴리카보네이트는 중량평균분자량이 15,000 g/mol 이상, 16,000 g/mol 이상, 17,000 g/mol 이상, 18,000 g/mol 이상, 19,000 g/mol 이상, 20,000 g/mol 이상이고; 45,000 g/mol 이하, 40,000 g/mol 이하, 35,000 g/mol 이하, 30,000 g/mol 이하, 또는 25,000 g/mol 이하이다.
한편, 본 발명의 조성물에 포함되는 상기 화학식 1로 표시되는 폴리카보네이트디올은, 폴리카보네이트 수지의 광학 특성을 개선하기 위하여 첨가되는 물질이다.
특히, 본 발명에 따른 상기 폴리카보네이트디올은 분자 구조 내에 카보네이트 구조가 존재하여 폴리카보네이트 수지와 상용성이 우수하며, 따라서 폴리카보네이트 수지의 광학 특성을 보다 효과적으로 개선할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 상기 폴리카보네이트디올은 2종의 반복단위를 포함하며, 랜덤 공중합체이다. 바람직하게는, 상기 폴리카보네이트디올 내 반복단위의 몰비는 1:9 내지 9:1이다. 즉, 상기 화학식 1에서 n:m은 1:9 내지 9:1이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 상기 화학식 1에서 n:m은 1:8 내지 8:1, 1:7 내지 7:1, 1:6 내지 6:1, 1:5 내지 5:1, 1:4 내지 4:1, 1:3 내지 3:1, 또는 1:2 내지 2:1이다.
바람직하게는, R1 및 R2는 서로 상이하다. 바람직하게는, R1 및 R2 중 하나는 직쇄 헥산디일이고, 다른 하나는 직쇄 펜탄디일이다.
바람직하게는, 상기 폴리카보네이트디올은 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부 대비 0.005 내지 5.0 중량부로 포함된다. 상기 함량이 0.005 중량부 미만인 경우에는 상기 폴리카보네이트디올 첨가에 따른 효과가 미미하고, 상기 함량이 5.0 중량부 초과인 경우에는, 폴리카보네이트 수지의 본래의 물성을 저해할 우려가 있다. 보다 바람직하게는, 상기 폴리카보네이트디올은 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부 대비 0.01 중량부 이상, 0.02 중량부 이상, 0.03 중량부 이상, 0.04 중량부 이상, 0.05 중량부 이상, 0.06 중량부 이상, 0.07 중량부 이상, 0.08 중량부 이상, 0.09 중량부 이상, 또는 0.1 중량부 이상이고; 4.0 중량부 이하, 3.0 중량부 이하, 2.0 중량부 이하, 또는 1.0 중량부 이하로 포함된다.
바람직하게는, 상기 폴리카보네이트디올은 중량평균분자량이 300 g/mol 내지 3,000 g/mol이다. 보다 바람직하게는, 상기 폴리카보네이트디올은 중량평균분자량이 400 g/mol 이상, 또는 500 g/mol 이상이고; 2,900 g/mol 이하, 2,800 g/mol 이하, 2,700 g/mol 이하, 2,600 g/mol 이하, 2,500 g/mol 이하, 2,400 g/mol 이하, 2,300 g/mol 이하, 2,200 g/mol 이하, 2,100 g/mol 이하, 또는 2,000 g/mol 이하이다.
한편, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 필요에 따라 산화방지제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 산화방지제는 특히 고온 가공시에 폴리카보네이트 수지의 물성을 유지하는 역할을 할 수 있다.
상기 산화방지제로는 폴리카보네이트 수지에 사용되는 것이면 제한되지 않으며, 일례로 인계 화합물, 또는 페놀계 화합물을 사용할 수 있다. 대표적인 예로는, PEP-36(Bis(2,6-di-ter-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritoldiphosphite), 및 DP9228(bis(2,4-dicumylphenyl)pentaerythritol diphosphate)로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 들 수 있다. 또한, 상기 힌더드 페놀계 산화방지제의 예로는, IR1010([3-[3-(4-hydroxy3,5-ditert-butyl-phenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(4-hydroxy-3,5-ditert-butylphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(4-hydroxy-3,5-ditert-butyl-phenyl)propanoate)을 들 수 있다. 또한, 상기 산화방지제는 1종만 사용하거나, 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 상기 산화방지제를 2종 이상 사용하는 경우, 산화방지제 간의 중량비는 1:15 내지 15:1이다.
바람직하게는, 상기 산화방지제는 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부 대비 0.005 내지 5.0 중량부로 포함된다. 상기 함량이 0.005 중량부 미만인 경우에는 산화방지제 첨가에 따른 효과가 미미하고, 상기 함량이 5.0 중량부 초과인 경우에는, 산화방지제 수지의 본래의 물성을 저해할 우려가 있다. 보다 바람직하게는, 상기 산화방지제는 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부 대비 0.01 중량부 이상, 0.02 중량부 이상, 0.03 중량부 이상, 0.04 중량부 이상, 0.05 중량부 이상, 0.06 중량부 이상, 0.07 중량부 이상, 0.08 중량부 이상, 0.09 중량부 이상, 또는 0.1 중량부 이상이고; 4.0 중량부 이하, 3.0 중량부 이하, 2.0 중량부 이하, 또는 1.0 중량부 이하로 포함된다.
또한, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은, 필요에 따라 열안정제, 광안정화제, 가소제, 대전방지제, 핵제, 난연제, 활제, 충격보강제, 형광증백제, 자외선흡수제, 안료 및 염료로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 장광 투과율이 85.0% 이상이다. 상기 장광 투과율의 측정 방법은 후술할 실시예에서 구체화한다. 보다 바람직하게는, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 장광 투과율이 85.1% 이상, 85.2% 이상, 85.3% 이상, 85.4% 이상, 또는 85.5% 이상이다. 한편, 상기 장광 투과율의 이론적인 상한은 100%이나, 일례로 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 장광 투과율이 95% 이하, 94% 이하, 93% 이하, 92% 이하, 91% 이하, 또는 90% 이하이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 장광 YI가 5.30 이하이다. 상기 장광 YI의 측정 방법은 후술할 실시예에서 구체화한다. 보다 바람직하게는, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 장광 YI가 5.25 이하, 5.20 이하, 5.19 이하, 5.18 이하, 5.17 이하, 5.16 이하, 5.15 이하, 5.14 이하, 5.13 이하, 5.12 이하, 5.11 이하, 또는 5.10 이하이다. 또한, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 장광 YI가 5.00 이상, 5.01 이상, 5.02 이상, 5.03 이상, 5.04 이상, 또는 5.05 이상이다.
또한, 본 발명은 상기 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는 물품을 제공한다. 바람직하게는, 상기 물품은 압출 성형품, 또는 사출 성형품이다.
상기 물품의 제조 방법은, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물과 필요에 따라 상술한 첨가제를 믹서를 이용하여 혼합한 후, 상기 혼합물을 압출기로 압출성형하여 펠릿으로 제조하고, 상기 펠릿을 건조시킨 다음 사출성형기로 사출하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 광학 특성, 특히 장광 투과율과 장광 황색도가 우수하다는 특징이 있다.
이하, 본 발명의 구현예를 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명의 구현예를 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
이하 실시예 및 비교예에서는 하기의 물질을 사용하였다.
(A): 폴리카보네이트 수지
LUPOY PC 1300-30-NP (비스페놀 A계 폴리카보네이트 수지, 제조사: LG chemical 社, 중량평균분자량(Mw): 21,100 g/mol(Agilent 1200 series를 이용하여 PC 스텐다드(Standard)를 이용한 GPC로 측정))를 사용하였다.
(B): 폴리카보네이트디올
(B1): Duranol T5650E (제조사: Asahi Kasei社, 수평균분자량(Mn): 500 g/mol, 상기 화학식 1로 표시되는 폴리카보네이트디올로 R1 및 R2 중 하나는 직쇄 헥산디일이고, 다른 하나는 직쇄 펜탄디일로 이루어짐)
(B2): Duranol T5651 (제조사: Asahi Kasei社, 수평균분자량(Mn): 1,000 g/mol, 상기 화학식 1로 표시되는 폴리카보네이트디올로 R1 및 R2 중 하나는 직쇄 헥산디일이고, 다른 하나는 직쇄 펜탄디일로 이루어짐)
(B3) Duranol T5652 (제조사: Asahi Kasei社, 수평균분자량(Mn): 2,000 g/mol, 상기 화학식 1로 표시되는 폴리카보네이트디올로 R1 및 R2 중 하나는 직쇄 헥산디일이고, 다른 하나는 직쇄 펜탄디일로 이루어짐)
(B4) Duranol G3452 (제조사: Asahi Kasei社, 수평균분자량(Mn): 2,000 g/mol, 상기 화학식 1로 표시되는 폴리카보네이트디올로 R1 및 R2 중 하나는 직쇄 프로판디일이고, 다른 하나는 직쇄 부탄디일로 이루어짐)
(C): 폴리알킬렌글리콜
(C1) Polycerin DCB-2000 (제조사: NOF Corporation 社, 수평균분자량(Mn): 2,000 g/mol)
(C2) KONIX PP-2000 (제조사: KPX chemical 社, 수평균분자량(Mn): 2,000 g/mol, 폴리프로필렌글리콜)
(D): 산화방지제
DP9228 (제조사: Dover Chemical Corporation 社, Cas No. 154862-43-8)
(E) 산화방지제
IRGANOX® 1010 (제조사: BASF 社, Cas No. 6683-19-8)
실시예 1
폴리카보네이트 수지인 LUPOY PC 1300-30-NP(A) 100 중량부를 기준으로 Duranol T5650E(B1) 3,500 ppmw, DP9228(D) 1,500 ppmw, 및 IRGANOX® 1010(E) 500 ppmw을 첨가하여 2축 압출기(L/D=36, Φ=45, 배럴온도 260℃)에서 시간당 55 kg 속도로 폴리카보네이트 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 2 내지 9
Duranol T5650E(B1)을 하기 표 1과 같이 변경하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리카보네이트 조성물을 제조하였다.
비교예 1
하기 표 1과 같이 폴리카보네이트 수지인 LUPOY PC 1300-30-NP(A) 100 중량부를 기준으로 DP9228(D) 1,500 ppmw, 및 IRGANOX® 1010(E) 500 ppmw을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리카보네이트 조성물을 제조하였다.
비교예 2, 3 및 4
Duranol T5650E(B1) 대신 하기 표 1에 기재된 물질을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리카보네이트 조성물을 제조하였다.
사용량(ppmw)1)
폴리카보네이트디올 폴리알킬렌글리콜 산화방지제
(B1) (B2) (B3) (B4) (C1) (C2) (D) (E)
실시예 1 1,500 0 0 0 0 0 1,500 500
실시예 2 3,500 0 0 0 0 0 1,500 500
실시예 3 5,500 0 0 0 0 0 1,500 500
실시예 4 0 1,500 0 0 0 0 1,500 500
실시예 5 0 3,500 0 0 0 0 1,500 500
실시예 6 0 5,500 0 0 0 0 1,500 500
실시예 7 0 0 1,500 0 0 0 1,500 500
실시예 8 0 0 3,500 0 0 0 1,500 500
실시예 9 0 0 5,500 0 0 0 1,500 500
비교예 1 0 0 0 0 0 0 1,500 500
비교예 2 0 0 0 3,500 0 0 1,500 500
비교예 3 0 0 0 0 3,500 0 1,500 500
비교예 4 0 0 0 0 0 3,500 1,500 500
1) ppmw는 폴리카보네이트 수지인 LUPOY PC 1300-30-NP(A)에 대한 중량비를 의미한다.
실험예
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 폴리카보네이트 조성물에 대하여 이하와 같이 물성을 평가하였다.
(1) 3T 투과율, 3T YI(280℃)
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 수지 펠렛을 JSW(주) N-20C 사출성형기를 사용하여 측정용 시편은 3 mm의 두께 및 30*50 mm의 평면 스케일을 갖는 직사각형 시편 형태(3T 사출 시편 형태)로 제작하였고, 이때 사출기의 배럴 온도가 280℃이었다. ASTM D1003에 따라, Hunter lab社의 장비 UltraScan PRO를 사용하여, 투과 조건 350 ~ 850 nm으로 420 nm에서의 투과율을 측정하였다. 또한, Hunter lab사의 장비 UltraScan PRO를 사용하여, ASTM D1925에 따라, 투과 조건 350 ~ 1050 nm으로 황변 지수를 측정하였다.
(2) 150T 장광 투과율, 150T YI
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 수지 펠렛을 JSW(주) N-20C 사출성형기를 사용하여 측정용 시편은 4 mm의 두께 및 150*80 mm의 평면 스케일을 갖는 직사각형 시편 형태(4T 사출 시편 형태)로 제작하였다. 이때 사출기의 배럴 온도가 280℃이었다. Hitachi사의 장비 Spectrophotometer U-4100을 이용하여 시편의 가로 방향을 따라 380 내지 780 ㎚의 빛을 조사하여 장광 투과율(T%) 및 장광 색조(YI)를 측정하였다. 상기 장광 색조는 JIS Z 8722에 의거하여 측정하였다.
(3) YI(3T, 280℃, 15 min)
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 수지 펠렛을 JSW(주) N-20C 사출성형기를 사용하여 사출기 실린더에 계량된 상태로 15분간 체류한 후, 앞서 3T YI(280℃)와 동일한 규격의 3 mm 두께의 시편을 3회 연속 사출하여 시편을 제작하였다. 이때 사출기의 배럴 온도가 280℃이었다. 사출된 시편 중 3번째 사출 시편에 대하여, 3T YI(280℃)의 측정 방법과 동일하게 YI 값을 측정하였다.
상기 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
투과율 3T YI 장광 투과율 장광 YI YI
(3T, Tt%) (3T, 280℃) (150T, Tt%) (150T) (3T, 280℃, 15 min)
실시예 1 91.30 0.62 84.50 5.27 0.90
실시예 2 91.50 0.62 85.10 5.14 0.81
실시예 3 91.40 0.62 84.60 5.24 0.84
실시예 4 91.20 0.60 84.70 5.25 0.88
실시예 5 91.60 0.61 85.60 5.12 0.83
실시예 6 91.40 0.62 85.10 5.21 0.86
실시예 7 91.30 0.61 84.90 5.19 0.88
실시예 8 91.60 0.60 85.80 5.07 0.82
실시예 9 91.50 0.60 85.10 5.17 0.84
비교예 1 91.20 0.61 83.40 5.53 0.94
비교예 2 91.40 0.62 85.10 5.23 0.87
비교예 3 91.30 0.63 84.60 5.32 0.91
비교예 4 91.20 0.62 84.90 5.48 0.90
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예와 비교예의 3T 투과율과 3T YI 경우에는 큰 차이가 나지 않는다. 그러나, 장광 투과율과 장광 YI에서는 본 발명에 따른 실시예가 비교예 대비 현저히 우수한 결과를 나타내었으며, 이로부터 본 발명에 따른 조성물이 광학적 특성이 보다 우수함을 확인할 수 있다.

Claims (12)

  1. 폴리카보네이트 수지; 및
    하기 화학식 1로 표시되는 폴리카보네이트디올을 포함하는,
    폴리카보네이트 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2024008227-appb-img-000003
    상기 화학식 1에서,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 C5~C10 직쇄 알킬렌, 또는 C5~C10 사이클로알킬렌이고,
    n 및 m은 각각 독립적으로 1 이상의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지의 중량평균분자량은 14,000 g/mol 내지 50,000 g/mol인,
    조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트디올은 랜던 공중합체인,
    조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    n:m은 1:9 내지 9:1인,
    조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    R1 및 R2는 서로 상이한,
    조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    R1 및 R2 중 하나는 직쇄 헥산디일이고, 다른 하나는 직쇄 펜탄디일인,
    조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트디올은 중량평균분자량이 300 g/mol 내지 3,000 g/mol인,
    조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트디올은 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부 대비 0.005 내지 5.0 중량부로 포함되는,
    조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트디올은 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부 대비 0.1 내지 1.0 중량부로 포함되는,
    조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 산화방지제를 추가로 포함하는,
    조성물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 산화방지제는, 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부 대비 0.005 내지 5.0 중량부로 포함되는,
    조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는, 물품.
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