KR101233383B1 - 대전 방지성 열가소성 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열가소성 수지, 음이온계 대전 방지제, 및 전도성 금속 산화물을 포함하는 대전 방지성 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
상기 열가소성 수지 조성물은 대전 방지 성능이 우수하여 여러 가지 제품의 성형에 사용될 수 있으며, 특히 전기전자 제품의 하우징, 또는 전기전자 제품의 제조공정에 사용되는 운반용 트레이에 적합하게 사용될 수 있다.
대전방지, 열가소성 수지, 폴리카보네이트 수지, 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체, 스티렌계 수지, 나일론계 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리페닐렌 설파이드계 수지, 비닐계 공중합체, 대전 방지제, 전도성 금속 산화물

Description

대전 방지성 열가소성 수지 조성물{ANTISTATIC THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION}
본 발명은 대전 방지성 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대전 방지 성능이 우수하여 여러 가지 제품의 성형에 사용될 수 있는 대전 방지성 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
폴리카보네이트/스티렌 함유 공중합체의 블렌드는 높은 노치(notch) 충격 강도를 유지하면서 가공성을 향상시킨 수지 혼합물로서, 전기전자 제품의 하우징 또는 전기전자 제품의 제조 공정 중 사용되는 운반용 트레이 등의 사출물에 주로 사용된다.  하지만, 수지 조성물이 상기 용도로 사용되기 위해서는 정전기로 인한 전자 제품의 피해를 방지하기 위한 대전 방지 성능이 필수적으로 요구된다.
수지 조성물에 대전 방지성을 부여하기 위해 주로 아민, 아미드, 4급 암모늄염 등의 질소화합물 또는 술폰산, 지방족과 방향족 술포늄염, 지방족과 방향족 포스포늄염 등의 대전 방지제가 사용된다.  그러나, 이러한 대전 방지제를 단독으로 적용할 경우에는 전기전자 분야에서 요구되는 105 내지 108 Ω/□(sq) 정도의 대전 방지 성능을 구현하기가 힘들고, 전기전자 분야의 사업이 발전할수록 요구되는 더욱 높은 수준의 대전 방지 성능을 구현하는 것도 불가능하다.
예를 들어, 미국특허 제5,500,478호와 제5,965,206호에는 폴리에테르 에스터 아미드계 대전 방지제를 사용하여 대전 방지 수지 조성물을 제조하는 방법이 개시되어 있다.  하지만, 상기 대전 방지제를 사용하여 구현할 수 있는 최대 표면저항은 1010 내지 1012 Ω/□(sq) 정도이다.
또한 미국특허 제5,010,139호에는 에틸렌 옥사이드계 대전 방지제를 적용한 방법이 개시되어 있으나, 그 또한 구현 가능한 표면저항의 수준은 1011 내지 1013 Ω/□(sq) 정도에 불과하여 전기전자분야에서 요구하는 높은 수준의 대전 방지 성능을 구현하는 것이 어렵다는 문제가 있다.
본 발명의 일 구현예는 대전 방지 성능이 우수한 대전 방지성 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 열가소성 수지 조성물을 이용하여 제조한 성형품을 제공하기 위한 것이다.
다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자들에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 구현예는 열가소성 수지, 음이온계 대전 방지제, 및 전도성 금속 산화물을 포함하는 대전 방지성 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 열가소성 수지 조성물을 이용하여 제조한 성형품을 제공한다.
기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 대전 방지 성능이 우수하여 여러 가지 제 품의 성형에 사용될 수 있으며, 특히 전기전자 제품의 하우징, 또는 전기전자 제품의 제조공정에 사용되는 운반용 트레이에 적합하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다.  다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한 "치환된"은 수소 원자, 할로겐기, 탄소수 1 내지 30의 선형 또는 분지형의 알킬기, 탄소수 1 내지 30의 할로알킬기, 탄소수 3 내지 30의 사이클로알킬기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 및 탄소수 1 내지 20의 알콕시기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기로 치환된 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한 "헤테로"는 탄소 원자가 N, O, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자로 치환된 것을 의미한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 열가소성 수지, 음이온계 대전 방지제, 및 전도성 금속 산화물을 포함한다.
이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물을 이루는 각 성분에 대하여 구체적으로 살펴본다.
 
(A) 열가소성 수지
본 발명에 사용되는 열가소성 수지는 폴리카보네이트 수지, 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체, 스티렌계 수지, 나일론계 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리페닐렌 설파이드계 수지, 비닐계 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
(A-1) 폴리카보네이트 수지
본 발명에 사용되는 폴리카보네이트 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 디페놀류와 포스겐, 할로겐 포르메이트, 카보네이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 반응시켜 제조될 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112008087073344-pat00001
(상기 화학식 1에서,
A는 단일 결합, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 5의 알킬리덴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 6의 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 10의 사이클로알킬리덴기, CO, S, 및 SO2로 이루어진 군에서 선택되는 연결기이며,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 치 환기이며,
n1 및 n2는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.)
상기 화학식 1로 표시되는 디페놀류는 2종 이상이 조합되어 폴리카보네이트수지의 반복단위를 구성할 수도 있다.  상기 디페놀류의 구체예로는 히드로퀴논, 레조시놀, 4,4'-디히드록시디페닐, 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판('비스페놀-A'라고도 함), 2,4-비스-(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-사이클로헥산, 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)-사이클로헥산을 바람직하게 사용할 수 있다.  또한, 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 중량평균 분자량이 10,000 내지 200,000인 것을 바람직하게 사용할 수 있으며, 15,000 내지 80,000인 것을 더욱 바람직하게 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 폴리카보네이트 수지는 두 종류 이상의 디페놀류로부터 제조된 공중합체의 혼합물일 수도 있다.  또한 상기 폴리카보네이트 수지는 선형 폴리카보네이트 수지, 분지형(branched) 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지 등을 사용할 수 있다.
상기 선형 폴리카보네이트 수지로는 비스페놀-A계 폴리카보네이트 수지 등을 들 수 있다.  상기 분지형 폴리카보네이트 수지로는 트리멜리틱 무수물, 트리멜리틱산 등과 같은 다관능성 방향족 화합물을 디페놀류 및 카보네이트와 반응시켜 제조한 것을 들 수 있다.  상기 다관능성 방향족 화합물은 분지형 폴리카보네이트 수지 총량에 대하여 0.05 내지 2몰%로 포함되는 것이 바람직하다.  상기 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지로는 이관능성 카르복실산을 디페놀류 및 카보네이트와 반응시켜 제조한 것을 들 수 있다.  이때 상기 카보네이트로는 디페닐카보네이트와 같은 디아릴카보네이트, 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate) 등을 사용할 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 본 발명의 (A) 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 45 내지 100 중량부로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 60 내지 100 중량부로 포함될 수 있다.  폴리카보네이트 수지가 45 내지 100 중량부로 포함되는 경우 기계적 강성, 내충격성 및 내열성을 모두 확보할 수 있다.   
 
(A-2) 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체
본 발명에 사용되는 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 비닐계 단량체 5 내지 95 중량%를 고무질 중합체 5 내지 95 중량%에 그라프트 중합하여 제조할 수 있다.
상기 비닐계 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌 등과 같은 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환된 스티렌, 할로겐으로 치환된 스티렌, 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가진 메타크릴산 알킬 에스테르류, 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가진 아크릴산 알 킬 에스테르류, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제1 비닐계 단량체 50 내지 95 중량%; 및 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가진 메타크릴산 알킬 에스테르류, 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가진 아크릴산 알킬 에스테르류, 무수말레인산, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 페닐 N-치환된 말레이미드, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제2 비닐계 단량체 5 내지 50 중량%로 이루어지는 것이 바람직하다.  
상기 고무질 중합체는 부타디엔 고무, 아크릴 고무, 에틸렌/프로필렌 고무, 스티렌/부타디엔 고무, 아크릴로니트릴/부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원공중합체(EPDM), 폴리오가노실록산/폴리알킬(메타)아크릴레이트 고무 복합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 단독 또는 이들의 2종 이상의 혼합물 형태로도 사용될 수 있다.
상기의 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가진 메타크릴산 알킬 에스테르류 또는 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가진 아크릴산 알킬 에스테르류는 각각 메타크릴산 또는 아크릴산의 에스테르류로서 2 내지 8개의 탄소원자를 포함하는 모노히드릴 알코올로부터 얻어진 에스테르류인 것이 바람직하다.
상기 메타크릴산 알킬 에스테르류 또는 아크릴산 알킬 에스테르류의 구체예로는 메타크릴산 메틸 에스테르, 메타크릴산 에틸 에스테르, 아크릴산 에틸 에스테르, 메타크릴산 프로필 에스테르 등을 들 수 있고, 이들 중, 메타크릴산 메틸 에스테르를 가장 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체의 바람직한 예로는 부타디엔 고무, 아크릴 고무 또는 스티렌/부타디엔 고무에 스티렌, 아크릴로니트릴 및 선택적으로 (메트)아크릴산 알킬 에스테르 단량체를 혼합물의 형태로 그라프트 공중합한 것을 들 수 있다.
또 다른 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체의 바람직한 예로는 부타디엔 고무, 아크릴 고무, 또는 스티렌/부타디엔 고무에 (메트)아크릴산 메틸에스테르의 단량체를 그라프트 공중합한 것을 들 수 있다.
상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체를 제조하는 방법은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 이미 잘 알려져 있는 것으로서, 유화중합, 현탁중합, 용액중합, 또는 괴상중합법 중 어느 것이나 사용할 수 있고, 바람직한 제조 방법으로는 고무질 중합체의 존재 하에 전술한 방향족 비닐계 단량체를 투입하여 중합 개시제를 사용하여 유화 중합 또는 괴상중합시키는 것을 들 수 있다.
상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 본 발명의 (A) 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 0 내지 30 중량부로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.1 내지 20 중량부로 포함될 수 있다.  고무변성 비닐계 그라프트 공중합체가 상기 함량 범위로 포함되는 경우 내충격성, 내화학성, 원활한 가공특성 및 가격적인 장점을 모두 확보할 수 있다.
 
(A-3) 폴리스티렌 또는 고무변성 폴리스티렌 수지
본 발명에 사용되는 폴리스티렌 수지는 방향족 비닐 단량체를 괴상중합, 현 탁중합 또는 용액중합시켜 제조할 수 있다.  상기 방향족 비닐 단량체로는 스티렌, 파라 메틸스티렌, α-메틸 스티렌, 4-N-프로필 스티렌 등을 들 수 있으며, 그 중 스티렌과 α-메틸스티렌이 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명에 사용되는 고무변성 폴리스티렌 수지는 상기 방향족 비닐 단량체를 고무에 그라프트 중합시켜 보강한 것이다.  상기 고무로는 부타디엔, 이소프렌, 1,3-헵타디엔, 메틸-1,3-펜타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 2-에틸-1,4-펜타디엔, 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있으며, 그 중 부타디엔이 바람직하게 사용될 수 있다.  상기 고무는 고무변성 폴리스티렌 수지의 총량에 대하여 5 내지 15 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 폴리스티렌 또는 고무변성 폴리스티렌 수지는 현탁중합, 유화중합 또는 연속중합 방법에 의해 제조될 수 있다.
상기 폴리스티렌 또는 고무변성 폴리스티렌 수지의 중량평균 분자량은 80,000 내지 400,000인 것이 바람직하다.
상기 폴리스티렌 또는 고무변성 폴리스티렌 수지는 본 발명의 (A) 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 0 내지 70 중량부로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0 내지 50 중량부로 포함될 수 있다.  폴리스티렌 또는 고무변성 폴리스티렌 수지가 0 내지 70 중량부로 포함되는 경우 내충격성 및 기계적 강도를 모두 확보할 수 있다.
 
(A-4) 나일론계 수지
본 발명에 사용되는 나일론계 수지는 통상적으로 알려진 ε-카프로락탐, ω-도데카락탐(dodecalactam) 등의 락탐을 개환 중합하여 얻을 수 있는 폴리아마이드 6(나일론 6); 아미노카프론산, 11-아미노운데칸산(amino undecanoic acid), 12-아미노도데칸산(amino dodecanoic acid) 등의 아미노산에서 얻을 수 있는 나일론 중합체; 에틸렌디아민, 테트라메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 운데카메틸렌디아민, 도데카메틸렌디아민, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디아민, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디아민, 5-메틸노나헥사메틸렌디아민, 메타크실렌디아민, 파라크실렌디아민, 1,3-비스아미노메틸사이클로헥산, 1,4-비스아미노메틸사이클로헥산, 1-아미노-3-아미노메틸-3,5,5-트리메틸사이클로헥산, 비스(4-아미노사이클로헥산)메탄, 비스(4-메틸-4-아미노사이클로헥실)메탄, 2,2-비스(4-아미노사이클로헥실)프로판, 비스(아미노프로필)피페라진, 아미노에틸피페라진 등의 지방족, 지환족(alicyclic) 또는 방향족 디아민과, 아디프산, 세바틴산, 아제라인산, 테레프탈산, 인프탈산, 2-클로로테레프탈산, 2-메틸테레프탈산, 5-메틸인프탈산 등의 지방족, 지환족 또는 방향족디카르본산 등에서 얻을 수 있는 나일론 중합체; 이들의 공중합체; 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.
이 중에서, 아디프산과 헥사메틸렌디아민을 중합하여 제조된 폴리아마이드를 나일론 66 이라 칭한다.
특히, 이들 중 나일론 6, 나일론 66 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 나일론계 수지는 포름산 85%의 사용과 측정온도 25℃의 조건에서 2.4 내지 3.8cp의 상대 점도를 갖는 것이 바람직하다.  나일론계 수지의 상대 점도가 상기 범위에 포함되는 경우, 원하는 내충격성 등의 기계적 강도를 얻을 수 있고 성형을 용이하게 할 수 있어 상업적인 측면에서 효율성이 증가하므로 바람직하다.
상기 나일론계 수지의 수평균분자량(Mn)은 약 20,000 내지 150,000 이고, 아민 말단 그룹의 농도는 20 내지 60 mmol/kg 이다.
상기 나일론계 수지는 본 발명의 (A) 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 0 내지 70 중량부로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0 내지 50 중량부로 포함될 수 있다.  나일론계 수지가 0 내지 70 중량부로 포함되는 경우 내충격성, 기계적 강도 및 내열성을 모두 확보할 수 있다.
 
(A-5) 비닐계 공중합체
본 발명에 사용되는 비닐계 공중합체는 스티렌, α-메틸스티렌 등과 같은 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환된 스티렌, 할로겐으로 치환된 스티렌, 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가진 메타크릴산 알킬 에스테르류, 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가진 아크릴산 알킬 에스테르류, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제1 비닐계 단량체 50 내지 95 중량%; 및 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가진 메타크릴산 알킬 에스테르류, 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가진 아크릴산 알킬 에스테르류, 무수말레인산, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 페닐 N-치환 말레이미드, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제2 비닐계 단량체 5 내지 50 중량%를 공중합하여 제조할 수 있다.
상기 메타크릴산 알킬 에스테르류 또는 아크릴산 알킬 에스테르류의 구체예로는 메타크릴산 메틸 에스테르, 메타크릴산 에틸 에스테르, 아크릴산 에틸 에스테르, 메타크릴산 프로필 에스테르 등을 들 수 있고, 이들 중 메타크릴산 메틸 에스테르를 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 비닐계 공중합체는 본 발명에 사용되는 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체의 제조시에 부산물로서 생성될 수가 있으며, 특히 적은 양의 고무질 중합체에 과량의 비닐계 단량체 혼합물을 그라프트 중합시키는 경우나 분자량 조절제로 사용되는 연쇄 이동제(chain transfer agent)를 과량으로 사용하는 경우에 더욱 많이 발생할 수 있다.
상기 비닐계 공중합체의 바람직한 예로는 스티렌, 아크릴로니트릴 및 선택적으로 메타크릴산 메틸 에스테르의 단량체 혼합물; α-메틸스티렌, 아크릴로니트릴 및 선택적으로 메타크릴산 메틸 에스테르의 단량체 혼합물; 또는 스티렌, α-메틸스티렌, 아크릴로니트릴 및 선택적으로 메타크릴산 메틸 에스테르의 단량체 혼합물로부터 제조된 것을 들 수 있다.  상기 비닐계 공중합체는 유화중합, 현탁중합, 용액중합 또는 괴상중합법으로 제조될 수 있으며, 중량평균 분자량이 15,000 내지 300,000인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
다른 바람직한 비닐계 공중합체로는 메타크릴산 메틸 에스테르 단량체 및 선택적으로 아크릴산 메틸 에스테르의 단량체 혼합물로부터 제조된 것을 들 수 있다.  상기 비닐계 공중합체는 유화중합, 현탁중합, 용액중합 또는 괴상중합법으로 제조될 수 있으며, 중량평균 분자량이 20,000 내지 250,000인 것을 사용하는 것이 바람 직하다.
또 다른 바람직한 비닐계 공중합체로는 스티렌과 무수말레인산의 공중합체로서, 연속괴상중합법 및 용액중합법을 이용하여 제조할 수 있다.  상기 스티렌과 무수말레인산의 조성비는 넓은 범위에서 변화될 수 있으며, 바람직하게는 무수말레인산의 함량이 비닐계 공중합체에 대하여 5 내지 50 중량%인 것이 좋다.  상기 스티렌과 무수말레인산 공중합체의 분자량 역시 넓은 범위의 것이 사용될 수 있으며, 중량평균 분자량 20,000 내지 200,000인 것을 바람직하게 사용할 수 있고, 고유 점도가 0.3 내지 0.9인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 비닐계 공중합체의 제조에 사용될 수 있는 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환된 스티렌 단량체로는 α-메틸스티렌 이외에도 p-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 2,4-디메틸스티렌 등도 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 비닐계 공중합체는 단독 또는 이들의 2종 이상의 혼합물 형태로도 사용될 수 있다.
상기 비닐계 공중합체는 본 발명의 (A) 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 0 내지 50 중량부로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0 내지 40 중량부로 포함될 수 있다.  비닐계 공중합체가 0 내지 50 중량부로 포함되는 경우 상용성, 내충격성 및 내열성을 모두 확보할 수 있다.
본 발명의 (A) 열가소성 수지는 바람직하게는 (A-1) 폴리카보네이트 수지 및 (A-2) 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체를 포함하여 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 (A-1) 폴리카보네이트 수지, (A-2) 고무변성 비닐계 그라프트 공중합 체, 및 (A-5) 비닐계 공중합체를 포함하여 사용할 수 있다.  (A-1) 폴리카보네이트 수지 및 (A-2) 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체를 포함하여 사용하는 경우, (A) 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 (A-1) 폴리카보네이트 수지 45 내지 95 중량부 및 (A-2) 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 1 내지 50 중량부로 사용되는 것이 바람직하다.  (A-1) 폴리카보네이트 수지 및 (A-2) 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체를 상기 범위로 포함하여 사용하는 경우 상용성, 내충격성 및 내열성을 확보할 수 있다는 점에서 바람직하다.  
 
(B) 음이온계 대전 방지제
본 발명에 사용되는 음이온계 대전 방지제는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 2]
Figure 112008087073344-pat00002
(상기 화학식 2에서,
R8은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 6의 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 10의 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되는 연결기이며,
상기 R9 -는 술폰산 음이온, 포스폰산 음이온, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 음이온이고,
상기 R10 +는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 양이온이고,
상기 n은 1 내지 35의 정수이고,
상기 m은 0 내지 3의 정수이다.)
상기 화학식 2에서, R10 +의 바람직한 예로는 나트륨, 칼륨, 칼슘, 리튬, 바륨, 마그네슘 등의 금속 양이온을 들 수 있다.
상기 음이온계 대전 방지제는 상기 n의 값이 서로 다른 화합물을 단독 또는 혼합된 형태로 사용될 수 있다.  상기 음이온계 대전 방지제를 혼합된 형태로 사용하는 경우, 상기 n의 값이 서로 다른 음이온계 대전 방지제를 공중합시킨 공중합체의 형태로 사용할 수 있거나, 또는 상기 n의 값이 서로 다른 음이온계 대전 방지제를 단순 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 음이온계 대전 방지제는 본 발명의 (A) 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 20 중량부로 포함되며, 바람직하게는 0.1 내지 10 중량부로 포함되며, 가장 바람직하게는 1 내지 5 중량부로 포함된다.  음이온계 대전 방지제가 0.1 내지 20 중량부로 포함되는 경우 우수한 대전 방지 성능을 구현하는 동시에 우수한 내열성 및 기계적 강도를 확보할 수 있다.
 
(C) 전도성 금속 산화물
본 발명에 사용되는 전도성 금속 산화물은 산화티타늄, 산화아연, 산화인듐, 산화주석, 산화인듐주석, 산화안티몬, 산화지르코늄, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화바륨, 산화칼슘, 산화스트론튬, 산화크로뮴, 및 산화철로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 이들의 혼합물을 선택하여 사용할 수 있고, 바람직하게는 산화아연을 사용할 수 있다.  
또한, 상기 전도성 금속 산화물의 전도성 향상을 위하여 알루미늄, 갈륨, 게르마늄, 인듐, 주석 등의 원소가 상기 전도성 금속 산화물에 도핑, 코팅, 혼합, 물리적 방법으로 결합, 또는 화학적 방법으로 결합된 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 전도성 금속 산화물의 형상은 입자형, 섬유형, 박형, 무정형 등 어느 것이라도 바람직하다.
상기 전도성 금속 산화물 중 산화 아연은 기본 구성 입자(1차 입자) 단체의 상태이거나, 상기 기본 구성 입자가 융착하여 연결된 2차 응집체의 상태일 수 있으며, 바람직하게는 상기 2차 응집체가 발달한 구조인 것이 좋다.
또한, 상기 산화 아연은 기본 구성 입자의 평균 입경이 300nm 이하, 바람직하게는 200nm 이하인 것이 바람직하고, 10 내지 100nm인 것이 가장 바람직하다.
상기 전도성 금속 산화물은 본 발명의 (A) 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 20 중량부로 포함되며, 바람직하게는 0.1 내지 10 중량부로 포함되며, 가장 바람직하게는 0.1 내지 5 중량부로 포함된다.  전도성 금속 산화물이 0.1 내 지 20 중량부로 포함되는 경우 우수한 대전 방지 성능을 구현하는 동시에 우수한 내열성 및 내충격성의 기계적 물성을 확보할 수 있다.
 
(D) 기타 첨가제
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 상기의 구성 성분 외에도 각각의 용도에 따라 산화방지제, 난연 보조제, 활제, 이형제, 핵제, 열안정제, 보강재, 무기물 첨가제, 안료, 염료 등의 일반적인 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 산화방지제로는 페놀형, 포스파이드형, 티오에테르형, 또는 아민형 산화방지제를 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 난연 보조제로는 브롬계, 클로린계, 인계, 메탈 히드록시계 등을 사용할 수 있다.
상기 열안정제로는 트리메틸포스페이트, 트리페닐포스페이트, 트리에틸포스페이트, 인산 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 이형제로는 불소 함유 중합체, 실리콘 오일, 스테아릴산의 금속염, 몬탄산의 금속염, 몬탄산 에스테르 왁스 또는 폴리에틸렌 왁스를 사용할 수 있다.
상기 무기물 첨가제로는 석면, 탈크, 세라믹, 황산염 등을 사용할 수 있다.  상기 무기물 첨가제는 본 발명의 (A) 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 0 내지 60 중량부로 포함되며, 바람직하게는 1 내지 40 중량부로 포함될 수 있다.  
 
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 수지 조성물을 제조하는 공지의 방법으로 제조할 수 있다.  예를 들면, 본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물의 구성 성분과 기타 첨가제들을 동시에 혼합한 후, 압출기 내에서 용융 압출하여 펠렛 형태로 제조할 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 여러 가지 성형 제품에 사용될 수 있으며, 특히 전기전자 제품의 하우징, 또는 전기전자 제품의 제조 공정에 사용되는 운반용 트레이에 적합하게 사용될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다.  다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
 
[실시예]
열가소성 수지 조성물의 제조
본 발명의 열가소성 수지 조성물의 제조에 사용되는 각 구성 성분은 다음과 같다.  
(A) 열가소성 수지 조성물의 구성 성분으로 하기와 같은 물질을 사용하였다.
(1) 폴리카보네이트 수지
중량평균 분자량(Mw) 25,000인 비스페놀-A형의 폴리카보네이트를 사용하였다.
(2) 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체
부타디엔의 함량이 58 중량부가 되도록 부타디엔 고무 라텍스를 투입하고, 스티렌 29 중량부, 아크릴로니트릴 13 중량부, 및 탈이온수 150 중량부를 첨가하여 반응물을 제조하였다.  상기 반응물에 첨가제인 올레인산 칼륨 1.0 중량부, 큐멘히드로퍼옥시드 0.4 중량부, 및 메르캅탄계 연쇄 이동제 0.3 중량부를 첨가하고, 5시간 동안 75℃로 유지하면서 반응시켜 ABS(acrylonitrile-butadiene-styrene) 그라프트 라텍스를 제조하였다.
상기 제조된 중합체 그라프트 라텍스 총량에 대하여 1 중량%의 황산 용액을 첨가하고, 응고시킨 후 건조하여 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 수지를 분말 상태로 제조하였다.
(3) 폴리스티렌 또는 고무변성 폴리스티렌 수지
고무변성 폴리스티렌으로서 (주)제일모직의 HG-1760S를 사용하였다.
(4) 나일론계 수지
포름산 85%의 사용과 측정 온도 25℃의 조건에서 상대점도가 2.8cp 이며, 수평균분자량(Mn)이 약 80,000인 Zig Sheng사(대만)의 나일론 6 TP-4210을 사용하였다.
(5) 비닐계 공중합체
스티렌 72 중량부, 아크릴로니트릴 28 중량부, 및 탈이온수 120 중량부를 혼합하여 반응물을 제조하고, 상기 반응물에 아조비스이소부티로니트릴 0.3 중량부, 메르캅탄계 연쇄 이동제 0.2 중량부, 및 트리칼슘포스페이트 0.5 중량부를 첨가한 후, 현탁 중합하여 SAN(styrene-acrylonitrile) 공중합체 수지를 제조하였다.  상기 공중합체 수지를 수세, 탈수 및 건조시켜 분말 상태의 SAN 공중합체 수지를 제 조하였다.
 
(B) 음이온계 대전 방지제
클라리언트(Clariant)사의 Hostastat HS-1?사용하였다.
 
(C) 전도성 금속 산화물
전도성 산화아연으로서, 일본 하쿠수이 테크(Hakusui Tech)사의 제품인 23-K?를 사용하였다.
 
실시예 1 내지 4
상기 각 구성 성분을 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 함량으로 혼합기에 첨가하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 힌더드페놀(hindered phenol)계 산화방지제(IRGANOX 1076) 0.2 중량부, 및 펜타에리트리톨 디포스파이트(pentaerythritol diphosphite)계 열안정제(DOVERPHOS S-9228) 0.2 중량부를 더 첨가하여 혼합하고, L/D=35, Φ=45mm인 이축 압출기를 이용하여 압출한 후, 압출물을 펠렛 형태로 제조하였다.  상기 펠렛을 사출온도 240 내지 280℃에서 10oz 사출기를 이용하여 시편으로 제조하였다.  
 
비교예 1 내지 5
실시예 1에서 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 각 구성 성분 및 이들의 함량을 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 시편을 제조하였다.
 
[실험예]
상기 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 5에서 제조한 시편을 23℃, 상대습도 50%인 조건에서 48시간 동안 방치한 후, ASTM(American society for testing and materials) 규격에 따라 물성을 측정하였다.
표면저항은 10cm × 10cm 시편에 대하여 표면저항 측정기(미쓰비시 케미칼(Mitsubishi Chemical)사, MCP-HT450), 및 유알에스 프로브(URS probe)를 사용하였으며, 측정시편에 500V의 전압을 인가하여 측정하였다.  
노치 아이조드(izod) 충격강도는 1/8" 시편에 대하여 ASTM D256 규격에 따라 측정하였다.
외관 평가는 10㎝ × 10㎝ 사출시편의 표면에 발생된 은색 선(silver streak)의 발생 정도에 따라 발생하지 않은 것을 "양호", 1 부위 내지 3 부위에 발생한 것을 "불량", 3 부위를 초과하는 것을 "매우 불량"으로 구분하였다.  
그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112008087073344-pat00003
상기 표 1을 통하여, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 시편은 106 내지 107 Ω/□(sq)의 표면저항을 나타냄을 확인할 수 있다.  이와 반면, 매우 적은 양의 음이온계 대전 방지제를 단독으로 사용한 비교예 1은 실시예 1 내지 4와 비교하여 표면저항이 전혀 감소되지 않았고, 전도성 금속 산화물을 단독으로 사용한 비교예 4의 경우에도 표면저항은 전혀 감소되지 않았음을 확인할 수 있다.
또한, 음이온계 대전방지제를 단독으로 사용한 비교예 2 및 3은 표면저항이 1010 Ω/□(sq) 이하로 감소되지 않았고, 특히 비교예 3은 충격강도가 매우 저하되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 비교예 5는 전도성 금속 산화물을 과량으로 사용하더라도 실시예 1 내지 4와 유사한 표면저항을 나타내며, 오히려 충격강도는 현저히 저하됨을 확인할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.  그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (16)

  1. (A) 열가소성 수지 100 중량부;
    (B) 음이온계 대전 방지제 0.1 내지 20 중량부; 및
    (C) 전도성 금속 산화물 0.1 내지 10 중량부를 포함하고,
    상기 전도성 금속 산화물(C)은 산화티타늄, 산화아연, 산화안티몬, 산화지르코늄, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화바륨, 산화칼슘, 산화스트론튬, 산화크로뮴, 산화철 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는
    대전 방지성 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 폴리카보네이트 수지, 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체, 폴리스티렌, 고무변성 폴리스티렌 수지, 나일론계 수지, 비닐계 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것인 대전 방지성 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 폴리카보네이트 수지 45 내지 95 중량부 및 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 1 내지 50 중량부를 포함하는 것인 대전 방지성 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 폴리카보네이트 수지인 것인 대전 방지성 열가소성 수 지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 음이온계 대전 방지제는 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함되는 것인 대전 방지성 열가소성 수지 조성물.
  6. 삭제
  7. 제2항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 디페놀류를 포스겐, 할로겐 포르메이트, 카보네이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물과 반응시켜 제조된 것인 대전 방지성 열가소성 수지 조성물.
    [화학식 1]
     
    Figure 112012040565670-pat00004
    (상기 화학식 1에서,
    A는 단일 결합, 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 5의 알킬리덴기, 탄소수 5 내지 6의 사이클로알킬렌기, 탄소수 5 내지 10의 사이클로알킬리덴기, CO, S, 및 SO2로 이루어진 군에서 선택되는 연결기이며,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 및 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기이며,
    n1 및 n2는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.)
  8. 제2항에 있어서,
    상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는
    스티렌, 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환된 스티렌, 할로겐으로 치환된 스티렌, 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가진 메타크릴산 알킬 에스테르류, 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가진 아크릴산 알킬 에스테르류, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제1 비닐계 단량체 50 내지 95 중량%; 및 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가진 메타크릴산 알킬 에스테르류, 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가진 아크릴산 알킬 에스테르류, 무수말레인산, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 페닐 N-치환 말레이미드, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제2 비닐계 단량체 5 내지 50 중량%를 포함하는 비닐계 단량체 5 내지 95 중량%를
    부타디엔 고무, 아크릴 고무, 에틸렌/프로필렌 고무, 스티렌/부타디엔 고무, 아크릴로니트릴/부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원공중합체(EPDM), 폴리오가노실록산/폴리알킬(메타)아크릴레이트 고무 복합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 고무질 중합체 5 내지 95 중량%에
    그라프트 중합하여 제조한 것인 대전 방지성 열가소성 수지 조성물.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 폴리스티렌 수지는 스티렌, 파라 메틸스티렌, α-메틸 스티렌, 및 4-N-프로필 스티렌으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 방향족 비닐 단량체를 중합하여 제조한 것이며,
    상기 고무변성 폴리스티렌 수지는 스티렌, 파라 메틸스티렌, α-메틸 스티렌, 및 4-N-프로필 스티렌으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 방향족 비닐 단량체를 부타디엔, 이소프렌, 1,3-헵타디엔, 메틸-1,3-펜타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 2-에틸-1,4-펜타디엔, 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고무에 그라프트 중합하여 제조한 것인 대전 방지성 열가소성 수지 조성물.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 나일론계 수지는 나일론 6, 나일론 66, 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 것인 대전 방지성 열가소성 수지 조성물.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 비닐계 공중합체는
    스티렌, 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환된 스티렌, 할로겐으로 치환된 스티렌, 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가진 메타크릴산 알킬 에스테르류, 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가진 아크릴산 알킬 에스테르류, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제1 비닐계 단량체 50 내지 95 중량%; 및
     아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가진 메타크릴산 알킬 에스테르류, 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가진 아크릴산 알킬 에스테르류, 무수말레인산, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 페닐 N-치환 말레이미드, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제2 비닐계 단량체 5 내지 50 중량%
    를 공중합하여 제조한 것인 대전 방지성 열가소성 수지 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 음이온계 대전 방지제는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 대전 방지성 열가소성 수지 조성물.
    [화학식 2]
    Figure 712012005551380-pat00005
    (상기 화학식 2에서,
    R8은 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기, 탄소수 5 내지 6의 사이클로알킬렌기, 탄소수 6 내지 10의 아릴렌기 및 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되는 연결기이며,
    상기 R9 -는 술폰산 음이온, 포스폰산 음이온, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 음이온이고,
    상기 R10 +는 알칼리 금속의 양이온이고,
    상기 n은 1 내지 35의 정수이고,
    상기 m은 0 내지 3의 정수이다.)
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 금속 산화물은 알루미늄, 갈륨, 게르마늄, 인듐, 주석, 및 이들의 조합으로 이루어진 원소를 더 포함하는 것인 대전 방지성 열가소성 수지 조성물.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 1010 Ω/□(sq) 이하의 표면저항을 갖는 것인 대전 방지성 열가소성 수지 조성물.
  16. 제1항 내지 제5항, 제7항 내지 제12항, 제14항 및 제15항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물을 이용하여 제조한 성형품.
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