KR101950062B1

KR101950062B1 - 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품

Info

Publication number: KR101950062B1
Application number: KR1020150190388A
Authority: KR
Inventors: 김필호; 김수지; 김선영; 신승식
Original assignee: 롯데첨단소재(주)
Priority date: 2015-12-30
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2019-02-19
Also published as: JP6863975B2; CN108368333B; KR20170079625A; CN108368333A; JP2019500435A; WO2017116043A1; EP3398994A4; US20180319979A1; US10787567B2; EP3398994A1

Abstract

본 발명의 열가소성 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지; 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 실록산 공중합체; 방향족 술폰산 금속염; 불소화 올레핀계 수지; 및 상기 폴리카보네이트 수지와 굴절률 차이가 0 내지 0.01인 무기 충진제를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 열가소성 수지 조성물은 난연성, 투명성, 강성, 내열성, 이들의 물성 발란스 등이 우수하다.
[화학식 1]

상기 화학식 1에서, R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다;
[화학식 2]

상기 화학식 2에서, R₃ 및 R₄는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기이며, R₃ 및 R₄ 중 적어도 하나는 아릴기이다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION AND ARTICLE COMPRISING THE SAME}

본 발명은 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 난연성, 투명성, 강성, 내열성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.

폴리카보네이트 수지는 기계적 강도, 내열성, 투명성 등이 우수한 엔지니어링 플라스틱이다. 상기 폴리카보네이트 수지는 사무 자동화(Office Automation) 기기, 전기/전자 제품, 건축 자재 등의 다양한 분야에 사용된다. 이 중, 전기/전자 제품의 투명 외장재 등으로 사용되기 위해서는 높은 난연성, 투명성 등이 요구되며, 텔레비젼, 모니터, 노트북 등 전기/전자 제품의 슬림화 및 박막화에 따라, 높은 강성 등이 요구된다.

폴리카보네이트 수지를 포함하는 열가소성 수지 조성물이 우수한 난연성, 강성 등을 구현하기 위해서는 폴리카보네이트 수지 외에 불소화 폴리올레핀계 수지 등의 적하방지제, 유리 섬유 등의 충진제(filler) 등을 적용하여야 하나, 박막형 외장재 등에 적합한 난연성, 강성 등을 구현하기 위해, 적하방지제, 충진제 등을 과량 사용 시, 열가소성 수지 조성물의 투명성, 내충격성, 가공성 등이 저하될 우려가 있다.

따라서, 난연성, 투명성, 강성, 내열성, 이들의 물성 발란스 등이 모두 우수하여, 박막형 외장재 등에 적용 가능한 열가소성 수지 조성물의 개발이 요구되고 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 2014-0095465호 등에 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 난연성, 투명성, 강성, 이들의 물성 발란스 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 내열성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명의 한 관점은 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. 상기 열가소성 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지; 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 실록산 공중합체; 방향족 술폰산 금속염; 불소화 올레핀계 수지; 및 상기 폴리카보네이트 수지와 굴절률 차이가 0 내지 0.01인 무기 충진제를 포함하는 것을 특징으로 한다:

[화학식 1]

상기 화학식 1에서, R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다;

[화학식 2]

구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부, 상기 실록산 공중합체 0.01 내지 1 중량부, 상기 방향족 술폰산 금속염 0.01 내지 5 중량부, 상기 불소화 올레핀계 수지 0.01 내지 0.4 중량부 및 상기 무기 충진제 0.1 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.

구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량(Mw)이 10,000 내지 200,000 g/mol일 수 있다.

구체예에서, 상기 실록산 공중합체는 아릴기의 함량이 전체 치환기 100 몰% 중 30 내지 50 몰%일 수 있다.

구체예에서, 상기 실록산 공중합체는 폴리(디알킬실록산-co-아릴알킬실록산) 및 폴리(디알킬실록산-co-디아릴실록산) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.

구체예에서, 상기 실록산 공중합체의 점도는 25℃에서 1 내지 500 cSt일 수 있다.

구체예에서, 상기 방향족 술폰산 금속염은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다:

[화학식 3]

상기 화학식 3에서, R₅ 및 R₆는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20 탄화수소기이고, M은 각각 독립적으로 리튬(Li), 나트륨(Na) 또는 칼륨(K)이며, m은 0 내지 6의 정수이고, n은 1 내지 6의 정수이다.

구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 UL-94 vertical test 방법으로 측정한 1.5 mm 두께 시편의 난연도가 V-0 이상일 수 있다.

구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1003에 따라 측정한 1.0 mm 두께 시편의 투과도가 82 내지 95%일 수 있다.

구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ISO R306에 의거하여 5 kg 하중, 50℃/hr 조건에서 측정한 Vicat 연화온도(Vicat Softening Temperature: VST)가 140℃ 이상일 수 있다.

본 발명의 다른 관점은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된 성형품에 관한 것이다.

본 발명은 난연성, 투명성, 강성, 내열성, 이들의 물성 발란스 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품을 제공하는 발명의 효과를 가진다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.

본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 (A) 폴리카보네이트 수지; (B) 실록산 공중합체; (C) 방향족 술폰산 금속염; (D) 불소화 올레핀계 수지; 및 (E) 무기 충진제;를 포함한다.

(A) 폴리카보네이트 수지

본 발명의 일 구체예에 따른 폴리카보네이트 수지로는 통상의 열가소성 폴리카보네이트 수지를 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 디페놀류(방향족 디히드록시 화합물)를 포스겐, 할로겐 포르메이트, 탄산 디에스테르 등의 카보네이트 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, 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 디페놀류로서, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산 등을 사용할 수 있고, 구체적으로, 비스페놀-A 라고도 불리는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판을 사용할 수 있다.

상기 폴리카보네이트 수지는 분지쇄가 있는 것이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 중합에 사용되는 디페놀류 전체에 대하여, 0.05 내지 2 몰%의 3가 또는 그 이상의 다관능 화합물, 예를 들면, 3가 또는 그 이상의 페놀기를 가진 화합물을 첨가하여 제조할 수도 있다. 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 겔 투과 크로마토그라피(gel permeation chromatography: GPC)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 10,000 내지 200,000 g/mol, 예를 들면, 15,000 내지 80,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 가공성, 기계적 물성 등이 우수할 수 있다.

구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 굴절률이 1.58 내지 1.59, 예를 들면 1.581 내지 1.587일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 투명성 등이 우수할 수 있다.

(B) 실록산 공중합체

본 발명의 일 구체예에 따른 실록산(siloxane) 공중합체는 폴리디알킬실록산의 알킬기 일부를 아릴기로 치환한 것으로서, 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함한다.

[화학식 1]

상기 화학식 1에서, R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, tert-부틸기 등일 수 있다.

[화학식 2]

상기 화학식 2에서, R₃ 및 R₄는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, tert-부틸기 등이거나, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 예를 들면 페닐기, 벤질기, 톨릴(tolyl)기, o-자일릴(o-xylyl)기, m-자일릴(m-xylyl)기 등일 수 있으며, R₃ 및 R₄ 중 적어도 하나는 아릴기이다.

일반적으로, 폴리디메틸실록산 등의 폴리디알킬실록산은 낮은 유리전이온도(Tg)를 가지고 있어, 열가소성 수지 조성물의 저온 충격강도를 향상시키는 충격보강제로 사용되고 있으나, 폴리카보네이트 수지와 굴절률 차이가 커서, 소량 첨가하여도 투명성이 크게 저하되는 문제가 있다. 이에 본 발명은 폴리디알킬실록산 대신 아릴기를 포함하는 실록산 공중합체를 사용함으로써, 폴리카보네이트 수지와의 굴절률 차이를 줄이고, 우수한 투명성, 내충격성 등을 갖는 열가소성 수지 조성물을 얻은 것이다.

구체예에서, 상기 실록산 공중합체는 아릴기의 함량이 전체 치환기(R₁, R₂, R₃ 및 R₄) 100 몰% 중 30 내지 50 몰%, 예를 들면 35 내지 45 몰%일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 투명성, 외관 특성, 내충격성 등이 우수할 수 있다.

구체예에서, 상기 실록산 공중합체는 폴리(디메틸실록산-co-페닐메틸실록산) 등의 폴리(디알킬실록산-co-아릴알킬실록산); 폴리(디메틸실록산-co-디페닐실록산) 등의 폴리(디알킬실록산-co-디아릴실록산); 이들의 조합 등일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리(디알킬실록산-co-아릴알킬실록산)은 상기 화학식 1의 R₁ 및 R₂가 알킬기이고, 상기 화학식 2의 R₃가 아릴기, R₄가 알킬기인 실록산 공중합체일 수 있고, 상기 폴리(디알킬실록산-co-디아릴실록산)은 상기 화학식 1의 R₁ 및 R₂가 알킬기이고, 상기 화학식 2의 R₃및 R₄가 아릴기인 실록산 공중합체일 수 있다.

구체예에서, 상기 실록산 공중합체는 Ubbelohde 점도계를 사용하여 25℃에서 측정한 점도가 1 내지 500 cSt(centistokes), 예를 들면 4 내지 300 cSt일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 투명성, 난연성 등이 우수할 수 있다.

구체예에서, 상기 실록산 공중합체는 굴절률이 1.57 내지 1.59, 예를 들면 1.575 내지 1.585일 수 있고, 상기 폴리카보네이트 수지와 굴절률 차이가 0.01 이하, 예를 들면 0.001 내지 0.01, 구체적으로 0.002 내지 0.008일 수 있다. 상기 범위에서 폴리카보네이트 수지 조성물의 투명성 등이 우수할 수 있다.

구체예에서, 상기 실록산 공중합체는 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 1 중량부, 예를 들면 0.1 내지 0.7 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 투명성, 내열성 등이 우수할 수 있다.

(C) 방향족 술폰산 금속염

본 발명의 일 구체예에 따른 방향족 술폰산 금속염은 가공 시, 폴리카보네이트 수지를 분해를 저감하고, 열가소성 수지 조성물의 난연성, 열안정성, 강성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.

[화학식 3]

상기 화학식 3에서, R₅ 및 R₆는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20 탄화수소기, 예를 들면 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기 또는 탄소수 6 내지 25의 아릴렌기, 구체적으로 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기, 헥실렌기, 페닐렌기, 나프틸렌기, 알킬 치환된 페닐렌기 등이고, M은 각각 독립적으로 리튬(Li), 나트륨(Na) 또는 칼륨(K)이며, m은 0 내지 6의 정수이고, n은 1 내지 6의 정수이다. 여기서, m이 0일 경우, R₅는 예를 들면 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 25의 아릴기일 수 있다.

구체예에서, 상기 방향족 술폰산 금속염으로는 디페닐 술폰-3-술폰산의 금속염, 디페닐 술폰-4-술폰산의 금속염, 디페닐 술폰-3,3'-디술폰산의 금속염 및 디페닐 술폰-3,4'-디술폰산의 금속염 등이 사용 될 수 있다.

구체예에서, 상기 방향족 술폰산 금속염은 평균 입경이 50 내지 500 ㎛, 예를 들면 150 내지 350 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 열안정성, 난연성, 강성 등이 우수할 수 있으며, 입자가 서로 응집하여 성형품의 표면이 거칠어지는 것을 저감할 수 있다.

구체예에서, 상기 방향족 술폰산 금속염은 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 5 중량부, 예를 들면 0.05 내지 2 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 난연성, 열안정성, 강성, 외관 특성 등이 우수할 수 있다.

구체예에서, 상기 실록산 공중합체(B) 및 상기 방향족 술폰산 금속염(C)은 3 : 1 내지 1 : 1의 중량비(B:C)로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 난연성, 내열성 등이 더욱 우수할 수 있다.

(D) 불소화 올레핀계 수지

본 발명의 일 구체예에 따른 불소화 올레핀계 수지는 열가소성 수지 조성물의 압출 시, 수지 조성물 내에서 섬유상 망상(fibrillar network)을 형성하고, 연소 시에 열가소성 수지 조성물의 용융 점도를 저하시키고, 수축율을 증가시켜 적하 현상을 방지할 수 있는 것으로서, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌/비닐리덴플루오로라이드 공중합체, 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체, 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 공중합체, 이들의 조합 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 입자 크기가 0.05 내지 1,000 ㎛이고, 비중이 1.2 내지 2.3 g/cm³인 폴리테트라플루오로에틸렌(상품명: 테플론)을 사용할 수 있다.

구체예에서, 상기 불소화 올레핀계 수지는 공지의 중합방법을 이용하여 제조될 수 있으며, 예를 들면, 나트륨, 칼륨, 암모늄 퍼옥시디설페이트 등의 자유 라디칼 형성 촉매가 들어있는 수성 매질 내에서 제조될 수 있다.

구체예에서, 상기 불소화 올레핀계 수지는 에멀젼(emulsion) 상태 또는 분말(powder) 상태로 사용될 수 있다. 에멀전 상태의 불소화 올레핀계 수지는 분산성이 우수하지만 제조공정이 복잡하므로, 분말 상태라 하더라도 전체 수지 조성물 내에 적절히 분산될 수 있으면, 분말 상태로 사용하는 것이 바람직하다.

구체예에서, 상기 불소화 올레핀계 수지는 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 0.4 중량부, 예를 들면 0.05 내지 0.3 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 난연성, 투명성, 가공성 등이 우수할 수 있다.

구체예에서, 상기 방향족 술폰산 금속염(C) 및 상기 불소화 올레핀계 수지(D)은 0.5 : 1 내지 3 : 1의 중량비(C:D)로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 투명성 등이 더욱 우수할 수 있다.

(E) 무기 충진제

본 발명의 일 구체예에 따른 무기 충진제는 폴리카보네이트 수지의 투명성 저하 없이, 열가소성 수지 조성물의 강성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 상기 폴리카보네이트 수지와 굴절률 차이가 0 내지 0.01, 예를 들면 0 내지 0.008일 수 있다. 폴리카보네이트 수지와 무기 충진제의 굴절률 차이가 0.01을 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 투명성이 크게 저하될 우려가 있다. 상기 무기 충진제로는 폴리카보네이트 수지와의 굴절률 차이가 상기 범위를 만족하는 것이라면 형태 및 종류의 제한 없이 당해 기술분야에 자명하게 공지된 것을 사용할 수 있다.

구체예에서, 상기 무기 충진제는 탈크, 규회석, 휘스커, 실리카, 마이카, 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다. 이러한 무기 충진제는 원형, 타원형, 직사각형 등의 다양한 형상의 단면을 가질 수 있다.

구체예에서, 상기 무기 충진제는 섬유형, 판상형 등일 수 있고, 예를 들면, 상기 섬유형 무기 충진제는 단면 직경이 5 내지 20 ㎛, 가공 전 길이가 2 내지 5 mm일 수 있고, 상기 판상형 무기 충진제는 단면의 종횡비가 1.5 내지 10일 수 있고, 가공 전 길이가 2 내지 5 mm일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 가공성이 우수할 수 있고, 성형품의 강성 등의 기계적 물성뿐만 아니라 외관 특성도 향상될 수 있다.

구체예에서, 상기 무기 충진제는 폴리카보네이트 수지와의 결합력을 증가시키기 위하여 표면에 표면처리제를 코팅한 것일 수 있다. 상기 표면처리제로는 실란계 화합물, 우레탄계 화합물, 에폭시계 화합물 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

구체예에서, 상기 무기 충진제는 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부, 예를 들면 0.5 내지 1.5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 난연성, 투명성, 강성 등이 우수할 수 있다.

본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 필요에 따라, 통상적인 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 난연제, 난연 보조제 산화 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 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 20 중량부일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 UL-94 vertical test 방법으로 측정한 1.5 mm 두께 시편의 난연도가 V-0 이상일 수 있다.

구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1003에 따라 측정한 1.0 mm 두께 시편의 투과도가 82 내지 95%, 예를 들면 82 내지 90%일 수 있다.

구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ISO R306에 의거하여 5 kg 하중, 50℃/hr 조건에서 측정한 Vicat 연화온도(Vicat Softening Temperature: VST)가 140℃ 이상, 예를 들면 143 내지 160℃일 수 있다.

본 발명에 따른 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다. 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 공지의 열가소성 수지 조성물 제조방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 구성 성분과 필요에 따라 기타 첨가제들을 혼합한 후에, 압출기 내에서 용융 압출하여 펠렛, 칩 등의 형태로 제조할 수 있다. 제조된 펠렛, 칩 등의 열가소성 수지 조성물은 사출성형, 압출성형, 진공성형, 캐스팅성형 등의 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 얇은 두께에서도 난연성이 우수하고, 투명성, 강성, 내열성, 이들의 물성 발란스 등이 우수하므로, 자동차 부품 또는 전기 전자 제품의 부품, 외장재 등으로 유용하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.

실시예

하기 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다:

(A) 폴리카보네이트 수지

비스페놀-A형 폴리카보네이트 수지(굴절률: 1.583, 중량평균분자량: 25,000 g/mol)를 사용하였다.

(B) 실록산 공중합체

폴리(디메틸실록산-co-디페닐실록산)(제조사: GE Toshiba, 제품명: TSF-437, 굴절률: 1.58(이론치), 점도: 22 cSt)을 사용하였다.

(C) 방향족 술폰산 금속염

디페닐 술폰-3-술폰산의 칼륨염(potassium diphenyl sulfone-3-sulfonate, 제조사: SEAL SANDS CHEMICALS, 제품명: KSS)을 사용하였다.

(D) 불소화 올레핀계 수지

폴리테트라플루오로에틸렌(제조사: Dupont, 제품명: CFP 614A)을 사용하였다.

(E) 무기 충진제

(E1) 굴절률 1.58의 탈크(제조사: Hayashi kasei Co., Ltd., 제품명: HS-T 0.5)를 사용하였다.

(E2) 굴절률 1.533의 카올린(kaolin, 제조사: Australian China Clays Limited, 제품명: Microbrite C80/95 C1)를 사용하였다.

실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3

하기 표 1의 조성 및 함량에 따라, 상기 구성 성분을 텀블러 믹서로 10분 동안 혼합한 후, L/D=44, 직경 45 mm인 이축(twin screw type) 압출기에 첨가하고, 240 내지 300℃ 및 교반 속도 250 rpm 조건에서 용융 및 압출하여 칩(chip) 형태의 열가소성 수지 조성물을 제조하였다. 제조된 칩은 80℃에서 5시간 이상 건조한 후, 240 내지 300℃에서 스크류식 사출기(제조사: LG전선, 제품명: LGH-140N)로 사출 성형하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여 하기의 방법으로 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

물성 측정 방법

(1) 난연도 평가: UL9-4　vertical test 방법으로 두께 1.5 mm의 시편의 난연도를 측정하였다.

(2) 투과도(단위: %): ASTM D1003에 의거하여, Nippon Denshoku사의 Haze Meter(YDP02-0D)로 1.0 mm 두께의 시편의 투과도를 측정하였다.

(3) 내열성 평가: ISO R306에 의거하여 5 kg 하중, 50℃/hr 조건에서 Vicat 연화온도(Vicat Softening Temperature: VST)(단위: ℃)를 측정하였다.

		실시예				비교예
		1	2	3	4	1	2	3
(A) (중량부)		100	100	100	100	100	100	100
(B) (중량부)		0.3	0.3	0.5	0.3	0.3	0.3	0.3
(C) (중량부)		0.1	0.3	0.3	0.3	0.3	-	0.3
(D) (중량부)		0.2	0.2	0.2	0.1	0.2	0.2	-
(E) (중량부)	(E1)	1	1	1	1	-	1	1
(E) (중량부)	(E2)	-	-	-	-	1	-	-
난연도(1.5 mm)		V-0	V-0	V-0	V-0	V-1	fail	fail
투과도 (%)		83.2	82.8	82.5	83.7	74.3	82.3	82.4
내열성		144.2	144.5	144.1	144.3	143.8	144.5	145.6

상기 결과로부터, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 난연성, 투명성, 내열성, 이들의 물성 발란스 등이 우수함을 알 수 있다.

반면, 폴리카보네이트 수지와 굴절률 차이가 0.01을 초과하는 무기 충진제를 사용한 비교예 1의 경우, 투명성 및 난연성이 저하됨을 알 수 있고, 방향족 술폰산 금속염을 사용하지 않은 비교예 2 및 무기 충진제를 사용하지 않은 비교예 3의 경우, 난연성이 크게 저하됨을 알 수 있다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims

폴리카보네이트 수지;
하기 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 실록산 공중합체;
방향족 술폰산 금속염;
불소화 올레핀계 수지; 및
상기 폴리카보네이트 수지와 굴절률 차이가 0 내지 0.01인 무기 충진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물:
[화학식 1]

상기 화학식 1에서, R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다;
[화학식 2]

상기 화학식 2에서, R₃ 및 R₄는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기이며, R₃ 및 R₄ 중 적어도 하나는 아릴기이다.
제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부, 상기 실록산 공중합체 0.01 내지 1 중량부, 상기 방향족 술폰산 금속염 0.01 내지 5 중량부, 상기 불소화 올레핀계 수지 0.01 내지 0.4 중량부 및 상기 무기 충진제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량(Mw)이 10,000 내지 200,000 g/mol인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 실록산 공중합체는 아릴기의 함량이 전체 치환기 100 몰% 중 30 내지 50 몰%인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 실록산 공중합체는 폴리(디알킬실록산-co-아릴알킬실록산) 및 폴리(디알킬실록산-co-디아릴실록산) 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 실록산 공중합체의 점도는 25℃에서 1 내지 500 cSt인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 방향족 술폰산 금속염은 하기 화학식 3으로 표시되는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물:
[화학식 3]

상기 화학식 3에서, R₅ 및 R₆는 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 25의 아릴렌기이고, M은 각각 독립적으로 리튬(Li), 나트륨(Na) 또는 칼륨(K)이며, m은 0 내지 6의 정수이고, n은 1 내지 6의 정수이다.
제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 UL-94 vertical test 방법으로 측정한 1.5 mm 두께 시편의 난연도가 V-0 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1003에 따라 측정한 1.0 mm 두께 시편의 투과도가 82 내지 95%인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ISO R306에 의거하여 5 kg 하중, 50℃/hr 조건에서 측정한 Vicat 연화온도가 140℃ 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성된 성형품.