KR102236412B1 - 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 폴리에스테르 수지 100 중량부; 폴리올레핀 수지 15 내지 50 중량부; 유리 섬유 30 내지 150 중량부; 및 변성 올레핀계 공중합체 10 내지 40 중량부를 포함하며, 상기 변성 올레핀계 공중합체는 에폭시 변성 올레핀계 공중합체 및 말레산 무수물 변성 올레핀계 공중합체를 포함하며, 상기 에폭시 변성 올레핀계 공중합체 및 상기 말레산 무수물 변성 올레핀계 공중합체의 중량비가 1 : 0.3 내지 1 : 3인 것을 특징으로 한다. 상기 열가소성 수지 조성물은 금속 접합성, 강성, 내충격성 등이 우수하고, 유전율이 낮다.
Description
본 발명은 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 금속 접합성, 강성, 내충격성 등이 우수하고, 유전율이 낮은 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
엔지니어링 플라스틱으로서, 폴리에스테르 수지, 이의 공중합체, 이의 블렌드(blend) 등은 각각 유용한 특성을 나타내어, 전기 전자 제품의 내외장재를 포함한 다양한 분야에 적용되고 있다. 다만, 폴리에스테르 수지는 결정화 속도가 느리고, 기계적 강도가 낮으며, 내충격성이 떨어진다는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위하여, 폴리에스테르 수지에 무기 필러 등의 첨가제를 혼합하여 기계적 강도 및 내충격성을 향상시키려는 시도를 하였다. 예를 들면, 유리 섬유 등의 무기 필러로 강화된 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 소재의 경우, 자동차 부품 또는 휴대폰의 하우징 용도로 많이 사용되고 있다. 그러나, 이러한 소재도 내충격성 향상에 한계가 있고, 산성, 염기성 용액에 접촉 시, 내화학성 저하에 의한 물성 저하 우려가 있다.
또한, 폴리에스테르 수지가 휴대폰의 하우징 등의 용도로 사용될 경우, 유전율이 높아 통신 성능을 저하시키는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위하여, 폴리올레핀 수지를 도입하는 방법이 도입되고 있으나, 폴리에스테르 수지와 폴리올레핀 수지를 혼용할 경우, 기계적 물성 및 금속 접합성이 저하될 우려가 있다.
따라서, 금속 접합성, 강성, 내충격성 등이 우수하고, 유전율이 낮은 열가소성 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술은 일본 공표특허 특표 2012-533645호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 금속 접합성, 강성, 내충격성 등이 우수하고, 유전율이 낮은 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 폴리에스테르 수지 100 중량부; 폴리올레핀 수지 15 내지 50 중량부; 유리 섬유 30 내지 150 중량부; 및 변성 올레핀계 공중합체 10 내지 40 중량부를 포함하며, 상기 변성 올레핀계 공중합체는 에폭시 변성 올레핀계 공중합체 및 말레산 무수물 변성 올레핀계 공중합체를 포함하며, 상기 에폭시 변성 올레핀계 공중합체 및 상기 말레산 무수물 변성 올레핀계 공중합체의 중량비가 1 : 0.3 내지 1 : 3인 것을 특징으로 한다.
2. 상기 1 구체예에서, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 및 폴리시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
3. 상기 1 또는 2 구체예에서, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리부틸렌 테레프탈레이트일 수 있다.
4. 상기 1 내지 3 구체예에서, 상기 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 프로필렌-에틸렌 공중합체 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
5. 상기 1 내지 4 구체예에서, 상기 에폭시 변성 올레핀계 공중합체는 알킬렌 단량체와 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체가 공중합된 올레핀계 공중합체에 에폭시 화합물을 공중합한 에폭시 변성 알킬렌-알킬 (메타)아크릴레이트 공중합체를 포함할 수 있다.
6. 상기 1 내지 5 구체예에서, 상기 에폭시 화합물은 글리시딜 (메타)아크릴레이트, 알릴글리시딜에테르, 및 2-메틸알릴글리시딜에테르 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
7. 상기 1 내지 6 구체예에서, 상기 에폭시 변성 올레핀계 공중합체는 글리시딜 (메타)아크릴레이트 변성 에틸렌-부틸 아크릴레이트 공중합체, 글리시딜 (메타)아크릴레이트 변성 에틸렌-메틸 아크릴레이트 공중합체, 글리시딜 (메타)아크릴레이트 변성 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
8. 상기 1 내지 7 구체예에서, 상기 말레산 무수물 변성 올레핀계 공중합체는 알킬렌-α-올레핀 공중합체에 말레산 무수물을 그라프트 공중합한 말레산 무수물 변성 알킬렌-α-올레핀 공중합체를 포함할 수 있다.
9. 상기 1 내지 8 구체예에서, 상기 말레산 무수물 변성 올레핀계 공중합체는 말레산 무수물 변성 에틸렌-부텐 공중합체, 말레산 무수물 변성 에틸렌-옥텐 공중합체 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
10. 상기 1 내지 9 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ISO 19095에 의거하여 측정한 금속 접합력이 20 내지 50 MPa일 수 있다.
11. 상기 1 내지 10 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D638에 의거하여, 5 mm/min 조건에서 측정한 3.2 mm 두께 시편의 인장강도가 1,000 내지 2,000 kgf/cm2일 수 있다.
12. 상기 1 내지 11 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/8" 시편의 노치 아이조드 충격강도가 10 내지 30 kgf·cm/cm일 수 있다.
13. 상기 1 내지 12 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 IEC 60250에 의거하여, 3.1 GHz에서 측정한 2.5 mm × 50 mm × 90 mm 크기 시편의 유전율이 3.8 이하일 수 있다.
14. 본 발명의 다른 관점은 성형품에 관한 것이다. 상기 성형품은 상기 1 내지 13 중 어느 하나에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 금속 접합성, 강성, 내충격성 등이 우수하고, 유전율이 낮은 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) 폴리에스테르 수지; (B) 폴리올레핀 수지; (C) 유리 섬유; 및 (D) 변성 올레핀계 공중합체를 포함한다.
본 명세서에서, 수치범위를 나타내는 "a 내지 b"는 "≥a 이고 ≤b"으로 정의한다.
(A) 폴리에스테르 수지
본 발명의 폴리에스테르 수지로는 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-나프탈렌디카르복실산 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-1,7-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, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 환형 알킬렌 디올 등을 중축합하여 얻을 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 및 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT), 폴리시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트(PCT) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 10 중량% 이하 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 90 중량% 이상을 혼합한 수지, 예를 들면, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 1 내지 10 중량% 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 90 내지 99 중량%를 혼합한 수지일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 외관 특성, 금속 접합성(금속 접합력) 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 본 발명의 폴리에스테르 수지는 25℃에서 o-클로로 페놀 용매를 이용하여 측정한 고유점도[η]가 0.5 내지 1.5 dl/g, 예를 들면, 0.6 내지 1.3 dl/g일 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 기계적 물성 등이 우수할 수 있다.
(B) 폴리올레핀 수지
본 발명의 폴리올레핀 수지는 열가소성 수지 조성물의 유동성, 내화학성, 저비중 특성 등을 향상시키고, 유전율을 낮출 수 있는 것으로서, 통상의 폴리올레핀 수지를 사용할 수 있다. 예를 들면, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 등의 폴리에틸렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체(EVA), 에틸렌-아크릴레이트 공중합체, 이들의 혼합물 등의 폴리에틸렌계 수지; 폴리프로필렌, 프로필렌-에틸렌 공중합체, 프로필렌-1-부텐 공중합체, 이들의 혼합물 등의 폴리프로필렌계 수지; 이들을 가교시킨 중합체; 폴리이소부텐을 포함하는 블렌드; 이들의 조합 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 프로필렌-에틸렌 공중합체, 이들의 조합 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리올레핀 수지는 GPC(gel permeation chromatography)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 10,000 내지 400,000 g/mol, 예를 들면, 15,000 내지 350,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 기계적 강도, 성형 가공성 등이 우수할 수 있고, 유전율을 낮출 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리올레핀 수지는 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 15 내지 50 중량부, 예를 들면 20 내지 45 중량부, 구체적으로 25 내지 40 중량부로 포함될 수 있다. 상기 폴리올레핀 수지의 함량이 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 15 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 유전율이 상승할 우려가 있고, 50 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 강성, 금속 접합성 등이 저하될 우려가 있다.
(C) 유리 섬유
본 발명의 유리 섬유는 열가소성 수지 조성물의 강성 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용되는 유리 섬유를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 섬유 형태일 수 있고, 원형, 타원형, 직사각형 등의 다양한 형상의 단면을 가질 수 있다. 예를 들면, 원형 및/또는 직사각형 단면의 섬유형 유리 섬유를 사용하는 것이 기계적 물성 측면에서 바람직할 수 있다.
구체예에서, 상기 원형 단면의 유리 섬유는 단면 직경이 5 내지 20 ㎛, 가공 전 길이가 2 내지 20 mm일 수 있고, 상기 직사각형 단면의 유리 섬유는 단면의 종횡비(단면의 장경/단면의 단경)가 1.5 내지 10이고, 단경이 2 내지 10 ㎛일 수 있고, 가공 전 길이가 2 내지 20 mm일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 강성, 가공성 등이 향상될 수 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 통상의 표면 처리제로 처리된 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 30 내지 150 중량부, 예를 들면 35 내지 130 중량부, 구체적으로 40 내지 100 중량부로 포함될 수 있다. 상기 유리 섬유의 함량이 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 30 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 강성, 내충격성 등이 저하될 우려가 있고, 150 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 가공성, 외관 특성 등이 저하될 우려가 있다.
(D) 변성 올레핀계 공중합체
본 발명의 변성 올레핀계 공중합체는 열가소성 수지 조성물의 금속 접합성 등의 저하 없이, 내충격성, 강성 등을 향상시키고, 유전율을 낮출 수 있는 것으로서, (D1) 에폭시 변성 올레핀계 공중합체 및 (D2) 말레산 무수물 변성 올레핀계 공중합체를 포함한다.
(D1) 에폭시 변성 올레핀계 공중합체
본 발명의 일 구체예에 따른 에폭시 변성 올레핀계 공중합체는 반응성 기능기인 에폭시 화합물을 올레핀계 공중합체에 공중합한 반응형 올레핀계 공중합체로서, 말레산 무수물 변성 올레핀계 공중합체와 함께 적용되어 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 강성 등을 향상시킬 수 있는 것이다.
구체예에서, 상기 에폭시 화합물로는 글리시딜 (메타)아크릴레이트, 알릴글리시딜에테르, 2-메틸알릴글리시딜에테르, 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 에폭시 변성 올레핀계 공중합체는 알킬렌 단량체와 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체가 공중합된 올레핀계 공중합체에 상기 에폭시 화합물을 공중합한 것일 수 있다. 상기 알킬렌 단량체로는 탄소수 2 내지 10의 알킬렌을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 에틸렌, 프로필렌, 이소프로필렌, 부틸렌, 이소부틸렌, 옥텐, 이들의 조합 등을 사용할 수 있다. 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체로는 탄소수 1 내지 8의 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있으며, 예를 들면, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 이들의 조합 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 에폭시 변성 올레핀계 공중합체는 글리시딜 (메타)아크릴레이트 변성 에틸렌-부틸 아크릴레이트 공중합체(glycidyl (meth)acrylate modified ethylene-butyl acrylate copolymer)를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 에폭시 변성 올레핀계 공중합체는 ASTM D1238에 의거하여, 190℃, 2.16 kg 조건으로 측정한 유동흐름지수(Melt-flow index)가 1 내지 50 g/10분, 예를 들면 2 내지 25 g/10분일 수 있다.
(D2) 말레산 무수물 변성 올레핀계 공중합체
본 발명의 일 구체예에 따른 말레산 무수물(maleic anhydride) 변성 올레핀계 공중합체는 반응성 기능기인 말레산 무수물을 올레핀계 공중합체에 그라프트 공중합한 반응형 올레핀계 공중합체로서, 에폭시 변성 올레핀계 공중합체와 함께 적용되어 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 내화학성 등을 향상시킬 수 있는 것이다.
구체예에서, 상기 말레산 무수물 변성 올레핀계 공중합체는 2종 이상의 알킬렌 단량체가 공중합된 올레핀계 공중합체에 말레산 무수물을 그라프트 공중합한 것일 수 있다. 상기 알킬렌 단량체로는 탄소수 2 내지 10의 알킬렌을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 에틸렌, 프로필렌, 이소프로필렌, 부틸렌, 이소부틸렌, 옥텐, 이들의 조합 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 말레산 무수물 변성 올레핀계 공중합체는 알킬렌-α-올레핀 공중합체에 말레산 무수물을 그라프트 공중합한 말레산 무수물 변성 에틸렌-α-올레핀 공중합체를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 말레산 무수물 변성 올레핀계 공중합체는 말레산 무수물 변성 에틸렌-부텐 공중합체(maleic anhydride modified ethylene-butene copolymer)를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 말레산 무수물 변성 올레핀계 공중합체는 ASTM D1238에 의거하여, 190℃, 2.16 kg 조건으로 측정한 유동흐름지수(Melt-flow index)가 0.5 내지 20 g/10분, 예를 들면 1 내지 10 g/10분일 수 있다.
구체예에서, 상기 변성 올레핀계 공중합체는 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 10 내지 40 중량부, 예를 들면 15 내지 35 중량부, 구체적으로 20 내지 30 중량부로 포함될 수 있다. 상기 변성 올레핀계 공중합체의 함량이 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 10 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 강성, 금속 접합성 등이 저하될 우려가 있고, 40 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 가공성, 외관 특성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 에폭시 변성 올레핀계 공중합체(D1) 및 상기 말레산 무수물 변성 올레핀계 공중합체(D2)의 중량비(D1:D2)는 1 : 0.3 내지 1 : 3, 예를 들면 1 : 0.5 내지 1 : 2, 구체적으로 1 : 0.5 내지 1 : 1.5일 수 있다. 상기 중량비가 1 : 0.3 미만이거나, 1 : 3 초과일 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 강성, 금속 접합성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유 및 변성 올레핀계 공중합체의 중량비(C:D)는 2 : 1 내지 4 : 1일 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 강성 등이 더 우수할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 통상의 열가소성 수지 조성물에 포함되는 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 난연제, 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 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 0.001 내지 40 중량부, 예를 들면 0.1 내지 10 중량부일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 상기 구성 성분을 혼합하고, 통상의 이축 압출기를 사용하여, 200 내지 280℃, 예를 들면 220 내지 250℃에서 용융 압출한 펠렛 형태일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ISO 19095에 의거하여 측정한 금속 접합력이 20 내지 50 MPa, 예를 들면 25 내지 35 MPa일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D638에 의거하여, 5 mm/min 조건에서 측정한 3.2 mm 두께 시편의 인장강도가 1,000 내지 2,000 kgf/cm2, 예를 들면 1,100 내지 1,700 kgf/cm2일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/8" 시편의 노치 아이조드 충격강도가 10 내지 30 kgf·cm/cm, 예를 들면 12 내지 20 kgf·cm/cm일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 IEC 60250에 의거하여, 3.1 GHz에서 측정한 2.5 mm × 50 mm × 90 mm 크기 시편의 유전율이 3.8 이하, 예를 들면 2.9 내지 3.6일 수 있다.
본 발명에 따른 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다. 상기 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 금속 접합성, 강성, 내충격성 등이 우수하고, 유전율이 낮아, 전기 전자 제품의 하우징, 스마트폰 등 휴대용 기기의 금속 접합 소재 등으로 유용하다.
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) 폴리에스테르 수지
25℃에서 o-클로로 페놀 용매를 이용하여 측정한 고유점도[η]가 1.3 dl/g인 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT, 제조사: China National BlueStar)를 사용하였다.
(B) 폴리올레핀 수지
중량평균분자량(Mw)이 248,600 g/mol인 폴리프로필렌 수지(제조사: 롯데케미칼)를 사용하였다.
(C) 유리 섬유
단경이 7 ㎛, 단면의 종횡비가 4이고, 가공 전 길이가 3 mm인 직사각형 단면의 유리 섬유(제조사: Nitto Boseki)를 사용하였다.
(D) 변성 올레핀계 공중합체
(D1) 에폭시 변성 올레핀계 공중합체
글리시딜 메타크릴레이트 변성 에틸렌-부틸 아크릴레이트 공중합체(제조사: DuPont, 제품명: Elvaroy PTW)를 사용하였다.
(D2) 말레산 무수물 변성 올레핀계 공중합체
말레산 무수물 변성 에틸렌-부텐 공중합체(제조사: Mitsui Chemicals, 제품명: Tafmer A6040)를 사용하였다.
(D3) 변성 올레핀계 공중합체
에틸렌-메틸 아크릴레이트 공중합체(제조사: DuPont, 제품명: Elvaroy AC 1224)를 사용하였다.
실시예
1 내지 4 및
비교예
1 내지 7
상기 각 구성 성분을 하기 표 1 및 2에 기재된 바와 같은 함량으로 첨가한 후, 260℃에서 압출하여 펠렛을 제조하였다. 압출은 L/D=44, 직경 45 mm인 이축 압출기를 사용하였으며, 제조된 펠렛은 80℃에서 4시간 이상 건조 후, 6 oz 사출기(성형 온도 270℃, 금형 온도: 120℃)에서 사출 성형하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여 하기의 방법으로 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1 및 2에 나타내었다.
물성 측정 방법
(1) 금속 접합력(단위: MPa): ISO 19095에 의거하여, 금속 시편과 열가소성 수지 조성물 시편을 접합한 후 접합강도를 측정하였다. 여기서, 사용한 금속 시편은 수지 조성물 시편과 접합이 용이하도록 Geo Nation社의 TRI 표면처리가 되어있는 알루미늄 시편을 사용하였다. 또한, 사용된 금속 및 열가소성 수지 조성물 시편은 1.2 cm × 4 cm × 0.3 cm 크기이고, 1.2 cm × 0.3 cm 단면을 서로 붙여서 접합강도를 측정하였다.
(2) 인장강도(단위: kgf/cm2): ASTM D638에 의거하여, 5 mm/min 조건에서 3.2 mm 두께 시편의 인장강도(TS)를 측정하였다.
(3) 굴곡탄성률(단위: kgf/cm2): ASTM D790에 의거하여, 2.8 mm/min의 속도로 6.4 mm 두께 시편의 굴곡탄성률(FM)을 측정하였다.
(4) 노치 아이조드 충격강도(단위: kgf·cm/cm): ASTM D256에 의거하여, 두께 1/8" 시편의 노치 아이조드 충격강도를 측정하였다.
(5) 유전율: IEC 60250에 의거하여, 3.1 GHz에서 2.5 mm × 50 mm × 90 mm 크기 시편의 유전율을 측정하였다.
| 실시예 | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| (A) (중량부) | 100 | 100 | 100 | 100 |
| (B) (중량부) | 40 | 33 | 25 | 25 |
| (C) (중량부) | 40 | 67 | 100 | 100 |
| (D1) (중량부) | 10 | 11 | 12.5 | 12.5 |
| (D2) (중량부) | 10 | 11 | 12.5 | 18.8 |
| (D3) (중량부) | - | - | - | - |
| 금속 접합력 | 29 | 30 | 30 | 31 |
| 인장강도 | 1150 | 1380 | 1510 | 1600 |
| 굴곡탄성률 | 77000 | 99900 | 122000 | 12000 |
| 노치 아이조드 충격강도 | 13.5 | 14.0 | 14.2 | 14.5 |
| 유전율 | 3.1 | 3.3 | 3.5 | 3.5 |
| 비교예 | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| (A) (중량부) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| (B) (중량부) | - | 33 | 33 | 33 | 33 | 33 | 33 |
| (C) (중량부) | 67 | 67 | 67 | 67 | 67 | 67 | 67 |
| (D1) (중량부) | 11 | 22 | - | 17 | 5 | - | 11 |
| (D2) (중량부) | 11 | - | 22 | 5 | 17 | 11 | - |
| (D3) (중량부) | - | - | - | - | - | 11 | 11 |
| 금속 접합력 | 23 | 18 | 12 | 19 | 18 | 11 | 16 |
| 인장강도 | 1330 | 1210 | 850 | 1180 | 940 | 970 | 1290 |
| 굴곡탄성률 | 99400 | 95400 | 75700 | 84800 | 91000 | 81000 | 94300 |
| 노치 아이조드 충격강도 | 12.3 | 13.1 | 7.3 | 12.8 | 13.0 | 7.8 | 10.9 |
| 유전율 | 4.0 | 3.5 | 3.4 | 3.5 | 3.5 | 3.4 | 3.8 |
상기 결과로부터, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 금속 접합성(금속 접합력), 강성(인장강도, 굴곡탄성률), 내충격성(노치 아이조드 충격강도) 등이 우수하고, 유전율이 3.8 이하임을 알 수 있다.
반면, 폴리올레핀 수지를 사용하지 않은 비교예 1의 경우, 유전율이 높아짐을 알 수 있고, 변성 올레핀계 공중합체를 1종만 사용하거나, 본 발명의 중량비 범위를 벗어나도록 적용할 경우(비교예 2, 3, 4 및 5), 금속 접합성 등이 저하되었음을 알 수 있고, 특히, 말레산 무수물 변성 올레핀계 공중합체 (D2)만 적용할 경우(비교예 3), 금속 접합성 외에도 강성, 내충격성 등이 저하되었음을 알 수 있다. 본 발명의 에폭시 변성 올레핀계 공중합체 (D1) 대신에 변성 올레핀계 공중합체 (D3)를 적용할 경우(비교예 6), 금속 접합력, 강성, 내충격성, 등이 저하되었음을 알 수 있고, 본 발명의 말레산 무수물 변성 올레핀계 공중합체 (D2) 대신에 변성 올레핀계 공중합체 (D3)를 적용할 경우(비교예 7), 금속 접합력 등이 저하되고, 유전율이 상승하였음을 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 (14)
- 폴리에스테르 수지 100 중량부;
폴리올레핀 수지 15 내지 50 중량부;
유리 섬유 30 내지 150 중량부; 및
변성 올레핀계 공중합체 10 내지 40 중량부를 포함하며,
상기 변성 올레핀계 공중합체는 에폭시 변성 올레핀계 공중합체 및 말레산 무수물 변성 올레핀계 공중합체를 포함하고, 상기 에폭시 변성 올레핀계 공중합체 및 상기 말레산 무수물 변성 올레핀계 공중합체의 중량비가 1 : 0.3 내지 1 : 3인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 및 폴리시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리부틸렌 테레프탈레이트인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 프로필렌-에틸렌 공중합체 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 에폭시 변성 올레핀계 공중합체는 알킬렌 단량체와 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체가 공중합된 올레핀계 공중합체에 에폭시 화합물을 공중합한 에폭시 변성 알킬렌-알킬 (메타)아크릴레이트 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
- 제5항에 있어서, 상기 에폭시 화합물은 글리시딜 (메타)아크릴레이트, 알릴글리시딜에테르, 및 2-메틸알릴글리시딜에테르 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 에폭시 변성 올레핀계 공중합체는 글리시딜 (메타)아크릴레이트 변성 에틸렌-부틸 아크릴레이트 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 말레산 무수물 변성 올레핀계 공중합체는 알킬렌-α-올레핀 공중합체에 말레산 무수물을 그라프트 공중합한 말레산 무수물 변성 알킬렌-α-올레핀 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 말레산 무수물 변성 올레핀계 공중합체는 말레산 무수물 변성 에틸렌-부텐 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ISO 19095에 의거하여 측정한 금속 접합력이 20 내지 50 MPa인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D638에 의거하여, 5 mm/min 조건에서 측정한 3.2 mm 두께 시편의 인장강도가 1,000 내지 2,000 kgf/cm2인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/8" 시편의 노치 아이조드 충격강도가 10 내지 30 kgf·cm/cm인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 IEC 60250에 의거하여, 3.1 GHz에서 측정한 2.5 mm × 50 mm × 90 mm 크기 시편의 유전율이 3.8 이하인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 성형품.
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