KR101950060B1 - 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지 및 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지를 포함하는 기초 수지; 디엔계 충격 보강제; 및 아크릴계 충격 보강제를 포함하는 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.

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 구체적으로는, 본 발명은 내후성, 내충격성 및 착색성이 우수하고, 재활용이 가능한 친환경적인 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.
열가소성 수지 조성물은 기계적 강도, 내열성, 내충격성 등이 우수하여, 전기/전자 제품, 모바일 기기, 사무자동화(OA) 기기 등의 외장재, 자동차 하우징 등에 널리 사용되고 있다. 그러나, 열가소성 수지 조성물로 형성된 제품(외장재 등)은 고외관, 고광택 질감을 소재 자체로부터 구현하기 어렵다. 따라서, 최근에는 고광택 질감과 같이 고급스럽게 보이도록 하기 위해 열가소성 수지 조성물로 형성된 제품 상에 도장 공정을 수행하는 방법이 주로 사용되고 있다.
그러나 도장 공정은 베이스 코트, 상도, 중도, 하도 등 여러 단계의 공정이 수반되어야 하며, 공정 자체에서 기인하는 불량률이 높기 때문에 제조비용이 상승하고, 불량품의 재활용이 어렵다는 단점을 갖는다. 또한, 도장 공정 시에 유해한 휘발성 유기화합물을 많이 사용하기 때문에 환경 오염을 유발한다는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 소재 자체에서 도장을 한 것과 같은 착색성을 구현할 수 있는 무도장용 소재가 개발되고 있다. 그러나, 현재까지 개발된 무도장용 소재들은 착색성, 내충격성, 내열성, 내스크래치성 등의 원하는 물성을 모두 만족하는 수준은 아니다.
한편, 종래에는 범퍼와 같은 자동차 외장재로 SMC(Sheet Molding Compound) 소재가 주로 사용되어 왔다. 그러나, SMC 소재는 재활용이 불가능하기 때문에 SMC 소재를 대체할 수 있고, 재활용이 가능한 친환경 소재에 대한 요구가 증가하고 있다.
SMC 소재를 대체할 수 있는 친환경 소재로 폴리카보네이트/폴리에스테르 얼로이 소재에 대한 연구가 진행되고 있다. 자동차 외장재로 사용되기 위해서는 충분한 내후성 및 내충격성을 확보하여야 하는데, 폴리카보네이트/폴리에스테르 얼로이 소재 자체만으로는 내후성 및 내충격성이 충분하지 않다. 따라서, 폴리카보네이트/폴리에스테르 얼로이 소재에 내후 안정제나 충격 보강제를 적용하여 내후성 및/또는 내충격성을 향상시키는 방안이 제안되었다. 그러나, 내후 안정제나 충격 보강제를 과량으로 첨가할 경우, 착색성이 떨어지고, 사출 성형 시 성형품 표면에 가스 발생 흔적이 많이 나타나 외관 품질이 저하된다는 문제점이 있다.
따라서, 자동차 외장재로 사용할 수 있을 정도의 내충격성 및 내후성을 가지면서도 우수한 착색성 및 외관을 구현할 수 있는 열가소성 수지 조성물의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-1266294호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 내충격성, 내후성 및 착색성이 우수하여 도장 공정 없이 자동차 외장재 등에 적용될 수 있는 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 외관 품질이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 SMC 소재를 대체할 수 있는 재활용이 가능한 친환경적인 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같은 열가소성 수지 조성물을 포함하는 성형품을 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명은 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지 및 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지를 포함하는 기초 수지; 디엔계 충격 보강제; 및 아크릴계 충격 보강제를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
상기 기초 수지는, 상기 폴리카보네이트 수지 40 내지 80중량%, 상기 폴리에스테르 수지 10 내지 50중량% 및 상기 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지 1 내지 10중량%를 포함할 수 있다.
상기 디엔계 충격 보강제는 기초 수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부로 포함될 수 있다.
상기 아크릴계 충격 보강제는 기초 수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부로 포함될 수 있다.
상기 디엔계 충격 보강제 및 아크릴계 충격 보강제의 중량비는 1:1 내지 4:1 일 수 있다.
상기 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지는 폴리메틸메타크릴레이트 수지일 수 있다.
상기 디엔계 충격 보강제는 디엔계 고무를 포함하는 고무질 중합체로 이루어진 코어 및 상기 코어에 알킬(메타)아크릴레이트 중합체가 그라프트되어 형성되는 쉘로 이루어진 코어-쉘 구조의 충격 보강제일 수 있다.
상기 아크릴계 충격 보강제는 아크릴계 고무를 포함하는 고무질 중합체로 이루어진 코어 및 상기 코어에 알킬(메타)아크릴레이트 중합체가 그라프트되어 형성되는 쉘로 이루어진 코어-쉘 구조의 충격 보강제일 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 내후 안정제를 더 포함할 수 있으며, 이때, 상기 내후 안정제는 기초 수지 100중량부에 대하여 1중량부 이하로 포함되는 것이 바람직하다.
다른 측면에서, 본 발명은 상기한 본 발명의 열가소성 수지 조성물을 포함하는 성형품을 제공한다.
상기 성형품은 ASTM D256 규격에 따라 측정한 1/8" 두께 시편의 아이조드 충격강도가 65kgf·cm/cm 이상일 수 있으며, ISO 4892-2 규격에 따라 2,000시간 폭로 평가 전후의 색차(DE)가 2.0 이하일 수 있다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 내충격성, 내후성 및 착색성이 우수하여 도장 공정 없이 자동차 외장재 등에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지를 첨가하여 내후 안정제 없이 또는 내후 안정제의 사용을 최소화하면서도 충분한 내후성을 확보할 수 있도록 하였다. 그 결과, 사출 성형 시 성형품 표면의 가스 발생 흔적으로 인해 외관 품질이 저하되는 현상이 억제되어 고품질의 외관을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 사출성형 등을 통해 자동차 외장재 등에 적용될 수 있고, 열가소성을 갖고 있어 재활용이 가능하다.
이하, 본 발명에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명자들은 재활용이 가능하며, 자동차 외장재에 적용될 수 있는 무도장 고충격 소재를 개발하기 위해 연구를 거듭한 결과, 폴리카보네이트/폴리에스테르 블렌드 수지에 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지와 특정한 2종의 충격 보강제를 혼합하여 사용할 경우, 상기와 같은 목적을 달성할 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다.
구체적으로는, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 (A) 폴리카보네이트 수지, (B) 폴리에스테르 수지 및 (C) 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지를 포함하는 기초 수지와, (D) 디엔계 충격 보강제 및 (E) 아크릴계 충격 보강제를 포함한다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "(메타)아크릴"은 "아크릴" 및 "메타크릴" 둘 다 가능함을 의미한다. 예를 들면, "(메타)아크릴레이트"는 "아크릴레이트"와 "메타크릴레이트" 둘 다 가능함을 의미한다.
이하에서 본 발명의 조성물의 각 성분들을 구체적으로 설명한다.
기초 수지
(A) 폴리카보네이트( Polycarbonate , PC) 수지
본 발명에 사용되는 폴리카보네이트(PC) 수지는 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용되는 폴리카보네이트(PC) 수지이다. 예를 들면, 디페놀류(방향족 디올 화합물)를 포스겐, 할로겐 포르메이트, 탄산 디에스테르 등의 전구체와 반응시킴으로써 제조되는 방향족 폴리카보네이트 수지를 사용할 수 있다.
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-메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 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, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-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.
폴리카보네이트(PC) 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, 구체적으로, 3가 또는 그 이상의 페놀기를 가진 화합물을 첨가하여 제조할 수도 있다.
폴리카보네이트(PC) 수지는 호모 폴리카보네이트 수지, 코폴리카보네이트 수지 또는 이들의 블렌드 형태로 사용할 수 있다.
또한, 폴리카보네이트(PC) 수지는 에스테르 전구체(precursor), 예컨대 2관능 카르복실산의 존재 하에서 중합 반응시켜 얻어진 방향족 폴리에스테르-카보네이트 수지로 일부 또는 전량 대체하는 것도 가능하다.
폴리카보네이트(PC) 수지는 폴리스티렌(polystyrene)을 기준시료로 하여 GPC(gel permeation chromatography)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 15,000 이상, 예를 들어, 15,000 내지 100,000, 구체적으로 17,000 내지 60,000, 더욱 구체적으로 20,000 내지 40,000일 수 있다. 상기의 범위에서 열가소성 수지 조성물로 형성된 성형품의 유동성, 내열성 및 굴곡탄성률이 우수하다.
폴리카보네이트(PC) 수지는 ISO 1133에 의거하여, 250℃, 10 kg 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수(Melt-flow Index: MI)가 5 내지 40 g/10분일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 상기 폴리카보네이트 수지는 용융흐름지수가 다른 2종 이상의 폴리카보네이트 수지 혼합물일 수 있다.
폴리카보네이트(PC) 수지는 기초수지 중 40 내지 80 중량%, 구체적으로 45 내지 75 중량%, 더욱 구체적으로 45 내지 70 중량%로 포함될 수 있다. 상기의 범위에서, 열가소성 수지 조성물로 형성된 성형품의 유동성 및 굴곡탄성률이 우수하다.
(B) 폴리에스테르(Polyester) 수지
상기 (B) 폴리에스테르 수지는 방향족 폴리에스테르 수지로서, 테레프탈산 또는 테레프탈산 알킬에스테르와 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 글리콜 성분으로부터 용융 중합에 의하여 축중합된 수지를 바람직하게 사용할 수 있다. 이때 상기 알킬은 탄소수 1 내지 10의 알킬을 의미한다.
이러한 방향족 폴리에스테르 수지의 구체적인 예로는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리헥사메틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리시클로헥산 디메틸렌 테레프탈레이트 수지, 또는 이들 수지 중합시 일부 다른 모노머를 혼합하여 비결정성으로 개질한 폴리에스테르 수지를 사용할 수 있으며, 이들 중에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지, 비결정성 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지 등을 사용하는 것이 좋다.
상기 폴리에스테르 수지는 고유점도([η])가 0.85　내지 1.52 dl/g 인 것이 좋으며, 더 좋게는 1.03　내지 1.22 dl/g 의 범위를 가진다. 　폴리에스테르 수지가 상기 범위의 고유점도를 가질 경우 우수한 기계적 물성과 성형성을 확보할 수 있다.
바람직하게는 상기 폴리에스테르 수지는 폴리부틸렌 테레프탈레이트일 수 있다. 상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트는 단량체로서 1,4-부탄디올과 테레프탈산 또는 디메틸 테레프탈레이트를 직접 에스테르화 반응 또는 에스테르 교환반응을 하여 축중합한 중합체이다. 　
또한 수지의 내충격성을 높이기 위하여 상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리프로필렌글리콜(PPG), 저분자량 지방족 폴리에스테르 또는 지방족 폴리아미드로 공중합하거나 내충격성 향상 성분을 블렌딩한 변성 폴리부틸렌 테레프탈레이트의 형태로 사용할 수도 있다.
상기 폴리에스테르 수지는 기초수지 중 10 내지 50 중량%, 구체적으로 20 내지 50중량%, 더욱 구체적으로 24 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 상기의 범위에서, 열가소성 수지 조성물로 형성된 성형품의 내열성과 유동성의 물성 밸런스가 우수하다.
(C) 폴리알킬(메타)아크릴레이트(Polyalkyl ( meth ) acrylate ) 수지
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 (C) 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지를 포함한다. 본 발명자들의 연구에 따르면, 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지를 기초 수지로서 폴리카보네이트 수지 및 폴리에스테르 수지와 혼합하여 사용할 경우, 착색성 저하 없이 열가소성 수지 조성물의 내후성을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.
상기 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지는 알킬(메타)아크릴레이트 단량체의 호모폴리머일 수 있으며, 이때, 상기 알킬(메타)아크릴레이트 단량체로는 탄소수 1 내지 10의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체, 예를 들면, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
바람직하게는, 상기 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지는 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrlate) 수지일 수 있다.
상기 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지는 기초 수지 중 1 내지 10 중량%, 구체적으로 1 내지 6중량%, 더욱 구체적으로 2 내지 6중량%로 포함될 수 있다. 상기의 범위에서, 내충격성 및 착색성 저하 없이 내후성을 향상시킬 수 있다.
(D) 디엔계 충격 보강제
상기 (D) 디엔계 충격 보강제로는 디엔계 고무를 포함하는 고무질 중합체를 포함하는 코어-쉘 구조의 공중합체를 사용할 수 있다.
상기 디엔계 충격 보강제는 디엔계 고무 단량체를 중합하여 고무질 중합체의 코어를 형성한 후, 상기 코어와 그라프트 중합이 가능한 단량체를 그라프트 중합하여 쉘을 형성하는 방법으로 제조될 수 있다.
이때, 상기 디엔계 고무 단량체로는, 예를 들면, 부타디엔, 이소프렌 등을 사용할 수 있으며, 이 중에서도 부타디엔이 특히 바람직하다.
상기 코어와 그라프트 중합이 가능한 단량체로는, 예를 들면, 스티렌, 알킬 치환 스티렌, (메타)아크릴로니트릴 (메타)아크릴레이트, 및/또는 알킬(메타)아크릴레이트 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 이 중에서도 알킬(메타)아크릴레이트가 바람직하다.
일 구체예에 따르면, 상기 디엔계 충격 보강제는 부타디엔계 고무를 포함하는 고무질 중합체로 이루어진 코어 및 상기 코어에 알킬(메타)아크릴레이트가 그라프트되어 형성되는 쉘로 이루어진 코어-쉘 구조의 충격 보강제일 수 있다. 이 경우, 쉘을 형성하는 알킬(메타)아크릴레이트와 기초 수지의 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지와의 상용성이 우수하여, 기초 수지 내에서 디엔계 충격 보강제가 고르게 분산될 수 있다.
상기 디엔계 충격 보강제는 기초 수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부, 구체적으로 0.1 내지 8중량부, 더욱 구체적으로 1 내지 5중량부로 포함될 수 있다. 상기의 범위에서, 열가소성 수지 조성물로 형성된 성형품의 내충격성, 내후성 및 착색성이 우수하다.
(E) 아크릴계 충격 보강제
상기 (E) 아크릴계 충격 보강제로는 아크릴계 고무를 포함하는 고무질 중합체를 포함하는 코어-쉘 구조의 공중합체를 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 충격 보강제는 아크릴계 고무 단량체를 중합하여 고무질 중합체의 코어를 형성한 후, 상기 코어와 그라프트 중합이 가능한 단량체를 그라프트 중합하여 쉘을 형성하는 방법으로 제조될 수 있다.
이때, 상기 아크릴계 고무 단량체로는, 탄소수 4 내지 20의 알킬(메타)아크릴레이트, 예를 들면, 부틸 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, 에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 스테아릴 (메타)아크릴레이트 또는 라우릴 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 코어와 그라프트 중합이 가능한 단량체로는, 예를 들면, 스티렌, 알킬 치환 스티렌, (메타)아크릴로니트릴, (메타)아크릴레이트, 및/또는 알킬(메타)아크릴레이트 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 이 중에서도 알킬(메타)아크릴레이트가 특히 바람직하다.
일 구체예에 따르면, 상기 아크릴계 충격 보강제는 아크릴계 고무를 포함하는 고무질 중합체로 이루어진 코어 및 상기 코어에 알킬(메타)아크릴레이트가 그라프트되어 형성되는 쉘로 이루어진 코어-쉘 구조의 충격 보강제일 수 있다. 이 경우, 쉘을 형성하는 알킬(메타)아크릴레이트와 기초 수지의 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지와의 상용성이 우수하여, 기초 수지 내에서 아크릴계 충격 보강제가 고르게 분산될 수 있다.
상기 아크릴계 충격 보강제는 기초 수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부, 구체적으로 0.1 내지 8중량부, 더욱 구체적으로 1 내지 5중량부로 포함될 수 있다. 상기의 범위에서, 열가소성 수지 조성물로 형성된 성형품의 내충격성, 내후성 및 착색성이 우수하다.
한편, 본 발명의 열가소성 수지 조성물에 있어서, 상기 (D) 디엔계 충격 보강제는 (E) 아크릴계 충격보강제와 같거나 많은 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 아크릴계 충격보강제의 함량이 디엔계 충격보강제의 함량보다 많을 경우, 착색성이 떨어져 무도장 소재로 사용되기에 적합하지 않을 수 있다.
구체적으로는, 상기 (D) 디엔계 충격 보강제와 (E) 아크릴계 충격 보강제는 디엔계 충격보강제:아크릴계 충격보강제의 중량비가 1:1 내지 4:1, 바람직하게는 1:1 내지 3:1일 수 있다. 상기의 범위에서, 열가소성 수지 조성물로 형성된 성형품의 내충격성, 내후성 및 착색성이 우수하다.
(F) 내후 안정제
본 발명의 열가소성 수지 조성물은, 내후성을 보다 향상시키기 위해 내후 안정제를 더 포함할 수 있다. 내후 안정제로는, 당해 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 내후 안정제들이 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 내후 안정제로 벤조페논형 또는 아민형 화합물 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 상기 내후 안정제는 기초 수지 100중량부에 대하여 1중량부 이하로 사용되는 것이 바람직하다. 내후 안정제의 함량이 1중량부를 초과할 경우, 착색성이 저하되어 무도장 소재로 사용되기에 적합하지 않을 수 있다.
(G) 첨가제
본 발명의 열가소성 수지 조성물은, 물성 조절을 위해 상기 성분들 이외에 첨가제 성분을 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제로는, 예를 들면, 항균제, 열안정제, 산화방지제, 이형제, 광안정제, 상용화제, 염료, 무기물 첨가제, 계면활성제, 커플링제, 가소제, 충격 보강제, 혼화제, 착색제, 안정제, 활제, 정전기 방지제, 안료, 방염제, 착색제, 자외선 차단제, 충전제, 핵 형성제, 접착 조제, 점착제 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.
상기 산화방지제로는 페놀형, 포스파이트형, 티오에테르형, 또는 아민형 산화방지제를 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 이형제로는 불소 함유 중합체, 실리콘 오일, 스테아릴산의 금속염, 몬탄산의 금속염, 몬탄산 에스테르 왁스, 또는 폴리에틸렌 왁스를 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 착색제로는 염료 또는 안료를 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 자외선 차단제로는 산화티탄 또는 카본블랙을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 충전제로는 유리섬유, 탄소섬유, 실리카, 마이카, 알루미나, 점토, 탄산칼슘, 황산칼슘 또는 유리비드를 바람직하게 사용할 수 있으며, 상기와 같은 충전제를 첨가할 경우 기계적 강도 및 내열성 등의 물성을 향상시킬 수 있다. 　
상기 핵 형성제로는 탈크 또는 클레이를 바람직하게 사용할 수 있다.　
상기 첨가제는 열가소성 수지 조성물의 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 용도에 따라 적절한 함량으로 포함될 수 있으며, 예를 들면, 기초 수지 100 중량부에 대하여　0.1 내지 30 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 공지의 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 각각의 구성성분과 첨가제를 헨셀믹서, V 블렌더, 텀블러 블렌더, 리본 블렌더 등으로 혼합하고, 이를 일축 압출기 또는 이축 압출기를 이용하여 용융 압출하여 펠렛 상으로 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다. 예를 들면, 상기 열가소성 수지 조성물을 이용하여, 사출성형, 블로우성형, 압출성형, 캐스팅성형 등의 공지된 성형 방법으로 성형품을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물을 포함하는 성형품은 내충격성, 내후성 및 착색성이 우수하다.
구체적으로는, 본 발명의 성형품은 ASTM D256 규격에 따라 측정한 1/8" 두께 시편의 아이조드 충격강도가 65kgf·cm/cm 이상으로 우수하다.
또한, 본 발명의 성형품은 ISO 4892-2 규격에 따라 2,000시간 폭로 평가 전후의 색차(DE)가 2.0 이하로 내후성이 우수하다.
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.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 폴리카보네이트 수지: 삼성 SDI社의 SC-1080을 사용하였다.
(B) 폴리에스테르 수지: 고유점도([η])가 1.2 dl/g인 SHINKONG社의 SHINITE K011(폴리부틸렌테레프탈레이트)를 사용하였다.
(C) 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지: ARKEMA社의 ALTUGLAS V040(폴리메틸메타크릴레이트)를 사용하였다.
(D) 디엔계 충격 보강제: KANEKA社의 M732를 사용하였다.
(E) 아크릴계 충격 보강제: KANEKA社의 FM40을 사용하였다.
(F) 내후 안정제: BASF社의 TINUVIN 1577을 사용하였다.
실시예 1
(A) 폴리카보네이트 수지 58중량%, (B) 폴리에스테르 수지 40중량% 및 (C) 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지 2중량%를 혼합한 기초 수지 100중량부에 (D) 디엔계 충격 보강제 2중량부, (E) 아크릴계 충격 보강제 2중량부 및 검은색 색상을 나타내기 위한 착색제로 카본블랙(carbon black) 1중량부를 혼합한 후, 바렐(barrel) 온도가 270℃로 설정된 이축 압출기에서 용융압출하여 펠렛 형태의 열가소성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 2 및 비교예 1 ~ 6
각 성분의 함량을 표 1에 기재된 바와 같이 적용한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 펠렛 형태의 열가소성 수지 조성물을 제조하였다. 하기 표 1에서, (A), (B), (C)의 함량은 기초 수지 100중량%에 대한 중량%이며, (D), (E), (F)의 함량은 기초수지 100중량부에 대한 중량부이다.
성분 실시예 비교예
1 2 1 2 3 4 5 6
(A) 58 68 50 70 58 65 58 68
(B) 40 30 40 30 40 35 40 30
(C) 2 2 10 - 2 - 2 2
(D) 2 3 4 3 - 4 - 4
(E) 2 1 - 1 6 - - -
(F) - - - 1.5 - - - -
실시예 및 비교예의 시편에 대해 하기와 같은 물성을 평가하여 표 2에 나타내었다.
물성평가 방법
시편의 제조: 펠렛 형태의 열가소성 수지 조성물을 100℃ 오븐에서 3 시간 이상 건조 후, 10 oz의 사출성형기를 사용하여, 성형온도 250℃　내지 270℃, 금형온도 60℃　내지 80℃의 조건으로 사출성형하여 각각의 물성측정 규격에 따른 물성평가용 시편을 제조하였다.
(1) 내충격성: 1/8" 두께의 시편에 대한 노치-아이조드 충격강도(단위: kg·cm/cm)를 ASTM D256에 따라 측정하였다.
(2) 외관: 핀-포인트 게이트(pin-point gate) 구조의 금형에서 2mm x 50mm x 200mm 크기의 시험 시편을 사출성형한 후, 육안으로 시험편의 외관을 관찰하여 다음과 같이 평가하였다.
○ : 플로우 마크(flow mark), 박리 또는 기포 등이 관찰되지 않음.
× : 플로우 마크, 박리 또는 기포 등이 관찰됨.
(3) 착색성 : ASTM D2244 규격에 따라 Konica Minolta社 CM-3600d 장비를 이용하여 CIE Lab 좌표계의 L*값을 측정하여 명도 수준으로 착색성을 평가하였다. 검은색의 경우 L*값이 낮을수록 명도가 낮기 때문에 착색성이 우수하다고 볼 수 있다.
(4) 내후성: ISO 4892-2 규격에 따라 2,000시간 폭로 평가 전후의 색차(DE)를 측정하였다.
실시예 비교예
1 2 1 2 3 4 5 6
(1) 내충격성 70 68 40 65 75 75 6 68
(2) 외관 ○ ○ × × ○ ○ ○ ○
(3) 착색성 28.30 27.91 27.51 28.00 29.26 27.87 26.00 27.91
(4) 내후성 1.8 1.7 1.8 1.9 2.2 8.2 1.8 10.5
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 범위에 해당하는 실시예 1 및 2의 경우, 내충격성, 외관, 착색성, 내후성이 모두 우수한데 반해, 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지를 포함하지 않는 경우(비교예 2, 3, 4)에는 외관이나 내후성이 저하되었으며, 디엔계 충격 보강제나 아크릴계 충격 보강제 중 한 종류의 충격 보강제만을 사용한 경우(비교예 1, 3, 6)에는 내충격성, 외관, 착색성 및 내후성 중 하나 이상의 특성이 저하되었다. 또한 충격 보강제를 사용하지 않은 비교예 5의 경우, 내충격성이 현저하게 떨어졌다.
이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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 이해해야 한다.

Claims (13)

  1. 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지 및 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지를 포함하는 기초 수지;
    디엔계 충격 보강제; 및
    아크릴계 충격 보강제를 포함하는 열가소성 수지 조성물이며,
    상기 열가소성 수지 조성물을 포함하는 성형품은 ASTM D256 규격에 따라 측정한 1/8" 두께 시편의 아이조드 충격강도가 65kgf·cm/cm 초과이고, ISO 4892-2 규격에 따라 2,000시간 폭로 평가 전후의 색차(DE)가 2 이하인 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기초 수지는,
    상기 폴리카보네이트 수지 40 내지 80중량%,
    상기 폴리에스테르 수지 10 내지 50중량% 및
    상기 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지 1 내지 10중량%를 포함하는 것인 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디엔계 충격 보강제는 기초 수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부로 포함되는 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 충격 보강제는 기초 수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부로 포함되는 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 디엔계 충격 보강제 및 아크릴계 충격 보강제의 중량비가 1:1 내지 4:1인 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지는 폴리메틸메타크릴레이트 수지인 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 디엔계 충격 보강제는 디엔계 고무를 포함하는 고무질 중합체로 이루어진 코어 및 상기 코어에 알킬(메타)아크릴레이트 중합체가 그라프트되어 형성되는 쉘로 이루어진 코어-쉘 구조의 충격 보강제인 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 충격 보강제는, 아크릴계 고무를 포함하는 고무질 중합체로 이루어진 코어 및 상기 코어에 알킬(메타)아크릴레이트 중합체가 그라프트되어 형성되는 쉘로 이루어진 코어-쉘 구조의 충격 보강제인 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 내후 안정제를 더 포함하는 열가소성 수지 조성물.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 내후 안정제는 기초 수지 100중량부에 대하여 1중량부 이하로 포함되는 열가소성 수지 조성물.
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항의 열가소성 수지 조성물을 포함하는 성형품.
  12. 삭제
  13. 삭제
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