KR20130070415A - 내스크래치성 폴리카보네이트계 수지 조성물 및 그 성형품 - Google Patents

내스크래치성 폴리카보네이트계 수지 조성물 및 그 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명의 내스크래치성 폴리카보네이트계 수지 조성물은 (A) 폴리카보네이트 수지 50 ~ 99 중량%; 및 (B) 1.495~1.640 굴절률을 가지는 바이페닐기 함유 (메타)아크릴계 공중합체 1~50 중량%를 포함한다.

Description

내스크래치성 폴리카보네이트계 수지 조성물 및 그 성형품 {SCRATCH RESISTANT POLYCARBONATE RESIN COMPOSITION AND ARTICLES COMPRISING THEREOF}
본 발명은 내스크래치성 폴리카보네이트계 수지 조성물 및 그 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 고굴절률, 내열성, 투명성을 갖는 바이페닐기 함유 (메타)아크릴계 공중합체 및 폴리카보네이트를 포함하는 수지 조성물 및 그 성형품에 관한 것이다.
열가소성 수지는 유리나 금속에 비해 비중이 낮으며 우수한 성형성 및 내충격성을 가지는 등 우수한 물성을 가진다. 최근 전기 전자 제품의 저원가, 대형화, 경량화 추세에 따라 플라스틱 제품은 기존의 유리나 금속의 영역을 빠르게 대체하여 전기 전자 제품에서 자동차 부품에까지 사용 영역을 넓히고 있다. 이에 따라 외장재로서의 기능 및 외관의 성능이 중요해지며, 외부의 충격이나 흠집으로부터의 내스크래치성이나 화재에 대한 안전성을 위한 난연성에 대한 요구도 높아지고 있다.
아크릴 수지, 특히 폴리메틸메타아크릴레이트 수지는 투명성 및 내후성이 우수하며 기계적 강도, 표면 광택, 접착력 등이 우수하여 특히 내스크래치성이 매우 탁월하나, 내충격성 및 난연성이 매우 취약하다는 단점이 있다.
상기의 문제점을 극복하면서 내스크래치 성능을 포함하는 기계적인 물성을 동시에 달성하기 위하여 접근할 수 있는 방법은 폴리카보네이트와 아크릴계 수지, 더욱 바람직하기로는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)를 혼용하여 PC/PMMA 수지를 제조하는 것이다. 상용성이 높은 PC/PMMA 수지를 제조하기 위하여 굴절율이 높은 아크릴계 공중합체를 적용하여 내스크래치성이 높은 폴리카보네이트와 아크릴 얼로이 수지가 개발되기도 하였다. 그러나, 이 폴리카보네이트와 아크릴 얼로이 수지는 적은 함량의 난연제를 첨가하여 난연성을 발현하기가 어렵고, 난연제 첨가시 내열도를 포함한 기계적인 물성이 저하된다는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 내열도와 충격성이 우수한 내스크래치성 폴리카보네이트계 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 난연성, 투명성 및 착색성과 기계적 물성이 우수한 발란스를 갖는 폴리카보네이트계 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 내열성, 난연성, 내스크래치성, 기계적 물성, 투명성이 모두 우수하여 전기 전자 제품의 부품에 적합하게 적용할 수 있는 폴리카보네이트계 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 한 관점은 내스크래치성 폴리카보네이트계 수지 조성물에 관한 것이다. 상기 내스크래치성 폴리카보네이트계 수지 조성물은 (A) 폴리카보네이트 수지 50 ~ 99 중량%; 및 (B) 1.495~1.640 굴절률을 가지는 바이페닐기 함유 (메타)아크릴계 공중합체 1~50 중량%를 포함한다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트계 수지 조성물 100 중량부에 대하여 (C) 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체 수지 0~30 중량부 및 (D) 인계 난연제 0~30 중량부를 더 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 (B) 바이페닐기 함유 (메타)아크릴계 공중합체는 (b1) 굴절률이 1.580~1.700 인 방향족 (메타)아크릴레이트와 (b2)단관능성 불포화 단량체의 공중합체일 수 있다.
구체예에서, 상기 (B) 바이페닐기 함유 (메타)아크릴계 공중합체는 (b1) 굴절률이 1.580~1.700 인 방향족 (메타)아크릴레이트 1~50 중량%; (b2) 단관능성 불포화 단량체 0~99 중량%; 및 (b3) 굴절률이 1.490~1.579 인 지환족 또는 방향족 (메타)아크릴레이트 0~50 중량%를 포함하는 단량체로부터 유도된 단위를 함유할 수 있다.
구체예에서, 상기 (메타)아크릴레이트 공중합체(B)는 유리전이온도가 90℃ 내지 150℃ 이고, 중량 평균 분자량이 3,000 내지 300,000 g/mol일 수 있다.
구체예에서, 상기 (b1) 방향족 (메타)아크릴레이트는 하기 화학식 1로 표시되는 구조를 포함할 수 있다:
[화학식 1]
Figure pat00001
(상기 식에서 R1은 수소 또는 메틸기이고, m은 0~10의 정수이며, X는 올소바이페닐기, 메타바이페닐기, 파라바이페닐기, 2,6-터페닐기, 올소터페닐기, 메타터페닐기 및 파라터페닐기로 이루어진 군으로부터 선택됨).
구체예에서, 상기 (b2) 단관능성 불포화 단량체는 탄소수 1~8의 알킬 (메타)아크릴레이트; 아크릴산, 메타크릴산을 포함하는 불포화 카르복실산; 무수말레산을 포함하는 산 무수물; 하이드록시기를 함유하는 (메타)아크릴레이트; (메타)아크릴아미드; 불포화 니트릴; 알릴 글리시딜 에테르; 글리시딜 메타아크릴레이트; 및 스티렌계 단량체로 이루어지는 군으로부터 1종 이상을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 (b3) 굴절률이 1.490~1.579 인 지환족 또는 방향족 (메타)아크릴레이트는 하기 화학식 2 또는 화학식 3의 구조를 포함할 수 있다:
[화학식 2]
Figure pat00002
(상기 식에서 R1은 수소 또는 메틸기이고, m은 0~10의 정수이며, Y는 사이클로 헥실기, 페닐기, 메틸페닐기, 메틸에틸페닐기, 메톡시페닐기, 프로필페닐기, 사이클로헥실페닐기, 클로로페닐기, 브로모페닐기 및 벤질페닐기로 이루어진 군으로부터 선택됨)
[화학식 3]
Figure pat00003
(상기 식에서 R1은 수소 또는 메틸기이고, m은 0~10의 정수이며, Z는 산소(O) 또는 황(S)이고, Ar은 사이클로 헥실기, 페닐기, 메틸페닐기, 메틸에틸페닐기, 메톡시페닐기, 사이클로헥실페닐기, 클로로페닐기, 브로모페닐기 및 벤질페닐기로 이루어진 군으로부터 선택됨).
구체예에서, 상기 수지 조성물은 난연제, 계면활성제, 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 충격보강제, 활제, 항균제, 이형제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 상용화제, 무기물 첨가제, 착색제, 안정제, 윤활제, 정전기방지제, 안료, 염료 및 방염제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 수지 조성물은 볼타입 스크래치 프로파일 테스트 (Ball-type Scratch Profile Test)에 의한 너비(width)가 180~350 ㎛ 이고, 연필경도가 2B 내지 3H의 범위일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 폴리카보네이트계 수지 조성물을 포함하는 성형품에 관한 것이다.
본 발명은 내열성, 난연성, 내스크래치성, 기계적 물성, 투명성이 모두 우수하여 전기 전자 제품의 부품에 적합하게 적용할 수 있는 폴리카보네이트계 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
이하, 본 발명의 구체예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "(메타)아크릴"는 "아크릴"와 "메타크릴" 둘 다 가능함을 의미한다. 예를 들면, "(메타)아크릴레이트"는 "아크릴레이트"와 "메타크릴레이트" 둘 다 가능함을 의미한다.
본 발명의 내스크래치성 폴리카보네이트계 수지 조성물은 (A) 폴리카보네이트 수지 50 ~ 99 중량%; 및 (B) 1.495~1.640 굴절률을 가지는 바이페닐기 함유 (메타)아크릴계 공중합체 1~50 중량%를 포함한다.
(A) 폴리카보네이트 수지
상기 폴리카보네이트 수지는 통상적인 제조 방법에 따라, 분자량 조절제와 촉매의 존재 하에, 디히드릭 페놀계 화합물과 포스겐을 반응시켜 제조할 수 있다. 또한, 다른 구체예로서, 상기 폴리카보네이트 수지는 디히드릭 페놀계 화합물과 디페닐카보네이트와 같은 카보네이트 전구체의 에스테르 상호 교환 반응을 이용하여 제조할 수도 있다.
이러한 폴리카보네이트 수지의 제조 방법에서, 상기 디히드릭 페놀계 화합물로는 비스페놀계 화합물을 사용할 수 있고, 바람직하게는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판(비스페놀 A)을 사용할 수 있다. 이때, 상기 비스페놀 A가 부분적 또는 전체적으로 다른 종류의 디히드릭 페놀계 화합물로 대체되어도 무방하다. 사용 가능한 다른 종류의 디히드릭 페놀계 화합물의 예로서는, 히드로퀴논, 4,4'-디히드록시디페닐, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)설파이드, 비스(4-히드록시페닐)술폰, 비스(4-히드록시페닐)술폭사이드, 비스(4-히드록시페닐)케톤 또는 비스(4-히드록시페닐)에테르나, 2,2-비스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)프로판 등의 할로겐화 비스페놀 등을 들 수 있다.
다만, 상기 폴리카보네이트 수지의 제조를 위해 사용 가능한 디히드릭 페놀계 화합물의 종류가 이에 한정되는 것은 아니며, 임의의 디히드릭 페놀계 화합물을 사용해 상기 폴리카보네이트 수지를 제조할 수 있다.
또한, 상기 폴리카보네이트 수지는 한 종류의 디히드릭 페놀계 화합물을 사용한 단일 중합체이거나, 두 종류 이상의 디히드릭 페놀계 화합물을 사용한 공중합체 또는 이들의 혼합물로 될 수도 있다.
그리고, 통상적으로 폴리카보네이트 수지는 선형 폴리카보네이트 수지, 분지형 폴리카보네이트 수지 또는 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지 등의 형태를 띌 수 있다. 본 발명의 폴리카보네이트계 수지 조성물에 포함되는 폴리카보네이트 수지로는 특정 형태에 제한되지 않고 이들 선형 폴리카보네이트 수지, 분지형 폴리카보네이트 수지 또는 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지 등을 모두 사용할 수 있다.
이중, 상기 선형 폴리카보네이트 수지로는, 예를 들어, 비스페놀 A계 폴리카보네이트 수지를 사용할 수 있고, 상기 분지형 폴리카보네이트 수지로는, 예를 들어, 트리멜리틱 무수물 또는 트리멜리틱산 등의 다관능성 방향족 화합물을 디히드릭 페놀계 화합물 및 카보네이트 전구체와 반응시켜 제조된 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지로는, 예를 들어, 이관능성 카르복실산을 디히드릭 페놀 및 카보네이트 전구체와 반응시켜 제조된 것을 사용할 수 있다. 이외에도, 통상적인 선형 폴리카보네이트 수지, 분지형 폴리카보네이트 수지 또는 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지를 제한없이 사용할 수 있다.
본 발명에서 폴리카보네이트 수지는 단독으로 또는 분자량이 다른 2종 이상을 혼용하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리카보네이트 수지는 조성물중 50 ~ 99 중량%로 사용되며, 바람직하게는 55 ~ 95 중량%, 더 바람직하게는 60 ~ 90 중량%이다. 상기 범위에서 우수한 기계적 특성 및 내스크래치성의 발란스를 갖는다.
(B) 1.495~1.640 굴절률을 가지는 바이페닐기 함유 (메타)아크릴계 공중합체
본 발명의 (메타)아크릴레이트 공중합체(B)는 (b1) 굴절률이 1.580~1.700 인 방향족 (메타)아크릴레이트와 (b2) 단관능성 불포화 단량체의 공중합체일 수 있다.
구체예에서, 상기 (B) 바이페닐기 함유 (메타)아크릴계 공중합체는 (b1) 굴절률이 1.580~1.700 인 방향족 (메타)아크릴레이트 1~50 중량%; (b2) 단관능성 불포화 단량체 0~99 중량%; 및 (b3) 굴절률이 1.490~1.579 인 지환족 또는 방향족 (메타)아크릴레이트 0~50 중량%를 포함하는 단량체로부터 유도된 단위를 함유할 수 있다. 이하, 각 단량체에 대해 설명한다.
(b1) 굴절률이 1.580~1.700 인 방향족 (메타)아크릴레이트
상기 방향족 (메타)아크릴레이트(b1)는 자체 굴절률이 1.580~1.700으로서, 바이페닐 구조를 함유하는 것을 특징으로 한다.
한 구체예에서는 상기 방향족 (메타)아크릴레이트(b1)는 하기 화학식 1로 표시되는 구조를 포함할 수 있다:
[화학식 1]
Figure pat00004
(상기 식에서 R1은 수소 또는 메틸기이고, m은 0~10의 정수이며, X는 올소바이페닐기, 메타바이페닐기, 파라바이페닐기, 2,6-터페닐기, 올소터페닐기, 메타터페닐기 및 파라터페닐기로 이루어진 군으로부터 선택됨).
상기 방향족 (메타)아크릴레이트(b1)의 예로는 올소바이페닐 메타크릴레이트, 메타바이페닐 메타크릴레이트, 파라바이페닐 메타크릴레이트, 2,6-터페닐 메타크릴레이트, 올소터페닐 메타크릴레이트, 메타터페닐 메타크릴레이트, 파라터페닐 메타크릴레이트, 4-(4-메틸페닐)페닐 메타크릴레이트, 4-(2-메틸페닐)페닐 메타크릴레이트, 2-(4-메틸페닐)페닐 메타크릴레이트, 2-(2-메틸페닐)페닐 메타크릴레이트, 4-(4-에틸페닐)페닐 메타크릴레이트, 4-(2-에틸페닐)페닐 메타크릴레이트, 2-(4-에틸페닐)페닐 메타크릴레이트, 2-(2-에틸페닐)페닐 메타크릴레이트 등이 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 방향족 (메타)아크릴레이트(b1) 단위는 (메타)아크릴레이트 공중합체(B) 중 1 내지 50 중량%로 함유될 수 있다. 상기 범위에서 고굴절률, 투명성, 내열성의 물성 발란스를 얻을 수 있다. 바람직하게는 5 내지 40 중량%, 예를 들면 10 내지 35 중량%이다. 상기 범위에서 보다 우수한 내열성 및 고굴절률의 물성 발란스를 얻을 수 있다.
(b2) 단관능성 불포화 단량체
본 발명의 단관능성 불포화 단량체(b2)는 불포화기를 1개 함유하는 단량체로서, 예를 들면, 탄소수 1~8의 알킬 (메타)아크릴레이트; 아크릴산, 메타크릴산을 포함하는 불포화 카르복실산; 무수말레산을 포함하는 산 무수물; 하이드록시기를 함유하는 (메타)아크릴레이트; (메타)아크릴아미드; 불포화 니트릴; 알릴 글리시딜 에테르; 글리시딜 메타아크릴레이트; 및 스티렌계 단량체 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 적용될 수 있다.
구체예에서는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 아크릴산, 메타아크릴산, 무수말레산, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 아크릴레이트, 모노글리세롤 아크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 알릴 글리시딜 에테르, 글리시딜 메타아크릴레이트, 스티렌, 알파-메틸스티렌 등이 있다. 이중 바람직하게는 탄소수 1~8의 알킬 (메타)아크릴레이트이며, 보다 바람직하게는 탄소수 1~4의 알킬 (메타)아크릴레이트다. 이 경우 보다 우수한 내스크래치성과 투명성을 달성할 수 있다.
구체예에서는 메타아크릴레이트와 아크릴레이트를 혼합하여 적용할 수 있다. 이 경우 메타아크릴레이트와 아크릴레이트의 비율은 15: 1 내지 45 :1일 수 있다. 상기 범위에서 보다 우수한 열안정성및 유동성을 가질 수 있다.
본 발명에서 상기 단관능성 불포화 단량체(b2) 단위는 (메타)아크릴레이트 공중합체(B) 중 0 내지 99 중량%로 함유될 수 있다. 바람직하게는 50 내지 95 중량%이다. 상기 범위에서 내스크래치성, 유동성, 투명성 및 난연성의 물성 발란스를 얻을 수 있다.
(b3) 굴절률이 1.490~1.579 인 지환족 또는 방향족 (메타)아크릴레이트
본 발명의 지환족 또는 방향족 (메타)아크릴레이트(b3)는 자체 굴절률이 1.490~1.579의 범위를 가지며, 하기 화학식 2 또는 화학식 3의 구조를 포함할 수 있다:
[화학식 2]
Figure pat00005
(상기 식에서 R1은 수소 또는 메틸기이고, m은 0~10의 정수이며, Y는 사이클로 헥실기, 페닐기, 메틸페닐기, 메틸에틸페닐기, 메톡시페닐기, 프로필페닐기, 사이클로헥실페닐기, 클로로페닐기, 브로모페닐기 및 벤질페닐기로 이루어진 군으로부터 선택됨)
[화학식 3]
Figure pat00006
(상기 식에서 R1은 수소 또는 메틸기이고, m은 0~10의 정수이며, Z는 산소(O) 또는 황(S)이고, Ar은 사이클로 헥실기, 페닐기, 메틸페닐기, 메틸에틸페닐기, 메톡시페닐기, 사이클로헥실페닐기, 클로로페닐기, 브로모페닐기 및 벤질페닐기로 이루어진 군으로부터 선택됨).
상기 방향족 또는 지환족 메타크릴레이트의 예로는 사이클로헥실 메타크릴레이트, 페녹시 메타크릴레이트, 2-에틸페녹시 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 2-에틸티오페닐 메타크릴레이트, 2-페닐에틸 메타크릴레이트, 3-페닐포로필 메타크릴레이트, 4-페닐부틸 메타크릴레이트, 2-2-메틸페닐에틸 메타크릴레이트, 2-3-메틸페닐에틸 메타크릴레이트, 2-4-메틸페닐에틸 메타크릴레이트, 2-(4-프로필페닐)에틸메타크릴레이트, 2-(4-(1-메틸에틸)페닐)에틸 메타크릴레이트, 2-(4-메톡시페닐)에틸메타크릴레이트, 2-(4-사이클로헥실페닐)에틸 메타크릴레이트, 2-(2-클로로페닐)에틸 메타크릴레이트, 2-(3-클로로페닐)에틸 메타크릴레이트, 2-(4-클로로페닐)에틸 메타크릴레이트, 2-(4-브로모페닐)에틸 메타크릴레이트, 2-(3-페닐페닐)에틸 메타크릴레이트, 및 2-(4-벤질페닐)에틸 메타크릴레이트와 같은 메타크릴산 등이 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 지환족 또는 방향족 (메타)아크릴레이트(b3) 는 (메타)아크릴레이트 공중합체(B) 중 0 내지 50중량%로 포함될 수 있다. 바람직하게는 0 내지 40중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서 보다 우수한 굴절률 및 내열성의 물성 발란스를 갖는다.
본 발명의 (메타)아크릴레이트 공중합체(B)는 공중합체 제조 분야에서 알려진 통상의 중합 방법 예를 들면, 괴상 중합, 유화 중합 또는 현탁 중합으로 제조될 수 있다. 바람직하게는 현탁 중합으로 제조될 수 있다.
구체적으로, 상기 (메타)아크릴레이트 공중합체(B)는 (b1) 굴절률이 1.580~1.700 인 방향족 (메타)아크릴레이트 1~50 중량%; (b2) 단관능성 불포화 단량체 0~99 중량%; 및 (b3) 굴절률이 1.490~1.579 인 지환족 또는 방향족 (메타)아크릴레이트 0 내지 50중량%를 포함하는 단량체 혼합물을 중합하여 제조될 수 있다.
예를 들면 상기 단량체 혼합물에 중합개시제 및 연쇄이동제를 투입하여 반응 혼합액을 제조하고, 그 반응 혼합액을 현탁안정제가 용해된 수용액에 투입하여 현탁 중합하여 제조될 수 있다.
상기 중합 온도와 중합 시간은 적절하게 조절할 수 있다. 예를 들면, 65~125℃, 바람직하게는 70~120℃의 중합 온도에서 약 2~8 시간 동안 반응시킬 수 있다.
상기 중합개시제는 중합 분야에서 알려진 통상의 라디칼 중합 개시제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 중합개시제는 옥탄오일 퍼옥사이드, 데칸오일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 모노클로로벤조일 퍼옥사이드, 디클로로벤조일 퍼옥사이드, p-메틸벤조일 퍼옥사이드, tert-부틸 퍼벤조에이트, 아조비스이소부티로니트릴 및 아조비스-(2,4-디메틸)-발레로니트릴 등의 중합개시제를 사용할 수 있으며, 반드시 이들에 제한되는 것은 아니다. 상기 중합개시제는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 적용될 수 있다. 구체예에서 상기 중합개시제는 상기 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 0.01 ~ 10 중량부, 바람직하게는 0.03~5 중량부로 포함될 수 있다.
상기 연쇄이동제는 (메타)아크릴레이트 공중합체(B)의 중량평균분자량을 조절하고 열 안정성을 향상시키기 위해 사용될 수 있다. 중량평균분자량은 단량체 혼합물에 포함되는 중합개시제의 함량에 의해서 조절될 수 있다. 그러나, 연쇄이동제에 의해 중합 반응이 정지되면 사슬의 말단은 제2 탄소 구조가 된다. 이것은 연쇄이동제를 사용하지 않았을 때에 생성되는 이중 결합을 갖는 사슬의 말단보다 결합 강도가 더 강하다. 따라서, 연쇄이동제 첨가는 열 안정성을 향상시킬 수 있고, 결국 (메타)아크릴레이트 공중합체(B)의 광 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 연쇄이동제는 중합 분야에서 알려진 통상의 연쇄이동제가 사용될 수 있다. 예를 들면, 연쇄이동제는 n-부틸 머캡탄, n-옥틸 머캡탄, n-도데실 머캡탄, t-도데실 머캡탄, 이소프로필 머캡탄 및 n-아밀 머캡탄 등을 포함하는 CH3(CH2)nSH(n은 1 내지 20의 정수임) 형태의 알킬 머캡탄; 카본 테트라 클로라이드 등을 포함하는 할로겐 화합물; 및 알파 메틸스티렌 다이머 또는 알파 에틸스티렌 다이머 등을 포함하는 방향족 화합물 등이 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 적용될 수 있다. 상기 연쇄이동제는 상기 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 0.01 ~ 10 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열안정성 및 적절한 분자량을 가질 수 있다. 바람직하게는 0.02 ~5 중량부이다.
본 발명의 (메타)아크릴레이트 공중합체(B)는 상기 단량체 혼합물에 현탁 안정제, 현탁 안정 보조제, 난연제, 계면활성제, 핵제, 커플링제. 충전제, 가소제, 충격보강제, 활제, 항균제, 이형제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 상용화제, 무기물 첨가제, 착색제, 안정제, 윤활제, 정전기방지제, 안료, 염료, 방염제 등의 통상의 첨가제를 1종 이상 더 포함하여 중합될 수 있다. 상기 첨가제는 상기 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 0.001 ~ 20 중량부로 포함될 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 이들 첨가제는 중합 공정에 첨가할 수도 있으며, 또는 펠렛화 공정에 첨가할 수도 있으며 그 방법이 특별히 제한되지는 않는다.
상기 현탁 안정제는 폴리알킬아크릴레이트-아크릴산, 폴리올레핀-말레인산, 폴리비닐알코올, 셀룰로오스 등을 포함하는 유기 현탁 안정제 또는 트리칼슘포스페이트 등을 포함하는 무기 현탁 안정제 또는 이들의 혼합을 사용될 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
상기 현탁 안정 보조제는 디소듐 하이드로겐 포스페이트 또는 소듐 디하이드로겐 포스페이트 등이 사용될 수 있다. 또는 수용성 고분자나 단량체의 용해도 특성을 제어하기 위해 소듐 설페이트 등이 첨가될 수도 있다.
상기 산화방지제는 옥타데실 3-(3,5-디-터셔리부틸-4-하이드로페닐)프로피오네이트, 트리에틸렌 글리콜-비스-3(3-터셔리부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오네티트, 2,6-디-터셔리부틸-4-메틸 페놀, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-터셔리-부틸페놀), 트리(2,4-디-터셔리-부틸페닐)포스파이트, 노말-옥타데실-3(3,5-디-터셔리부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 1,3,5-트리(3,5-디-터셔리-부틸-4-하이드록시벤질)이소시아네이트, 3-3,5-디-터셔리-부틸-4-하이드록시페닐), 디스테릴씨올디프로피오네이트, 라울티올 프로피오네이트 메탄 및 디-페닐-이소옥틸 포스이네이트 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 적용될 수 있다.
상기 중합이 완료된 후 냉각, 세척, 탈수, 건조 공정을 거쳐 입자 형태의 (메타)아크릴레이트 공중합체(B)를 얻을 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트 공중합체(B)는 비가교구조인 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 선형 구조를 갖는다. 이와 같이 본 발명의 (메타)아크릴레이트 공중합체(B)는 비가교구조이므로 압출 및 사출이 가능하며, 폴리카보네이트와 우수한 상용성을 갖는다.
구체예에서 상기 (메타)아크릴레이트 공중합체(B)는 유리전이온도가 90℃ 내지 150℃, 바람직하게는 101℃ 내지 130℃이다. 본 발명의 (메타)아크릴레이트 공중합체(B)는 상기 유리전이온도 이상의 온도에서 압출 또는 사출이 가능하다.
구체예에서 상기 (메타)아크릴레이트 공중합체(B)는 ASTM D1525에 의해 5Kg 하중 및 50℃/hr 조건에서 측정된 비캣연화온도(VST)가 100 내지 140 ℃일 수 있다.
구체예에서 상기 (메타)아크릴레이트 공중합체(B)는 중량 평균 분자량이 3,000 내지 300,000 g/mol 일 수 있다. 상기 범위 내에서, 상용성과 기계적 물성을 동시에 유지할 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트 공중합체(B)는 2.5mm 두께에서 굴절률이 1.495 ~ 1.640이고, ASTM D1003에 따라 측정한 투과율이 85% 이상일 수 있다.
본 발명에서 상기 (메타)아크릴레이트 공중합체(B)는 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 1 내지 30 중량%로 사용된다. 1 중량% 미만으로 사용될 경우 내스크래치성의 개선 효과가 충분하지 않으며 50 중량%이상으로 사용될 경우 충격 및 기계적 물성 저하가 급격하게 발생하게 되어 바람직하지 않다.
(C) 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체
본 발명에 사용되는 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체는 고무의 코어 구조에 불포화 단량체가 그라프트되어 쉘이 형성된 구조를 가지는 것으로, 수지 조성물 내에서 충격 보강제 역할을 한다.
상기 고무는 탄소수 4 내지 6의 디엔계 고무, 아크릴레이트계 고무, 및 실리콘계 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고무 단량체를 중합하여 제조된 것이 바람직하며, 실리콘계 고무를 단독으로 사용하거나 실리콘계 고무 및 아크릴레이트계 고무를 혼용하여 사용하는 것이 그 구조적 안정성으로 인하여 더욱 바람직하다.
상기 아크릴레이트계 고무로는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴레이트 단량체를 사용할 수 있으며, 이때 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,4-부틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 알릴(메타)아크릴레이트, 트리알릴시아누레이트 등의 경화제를 더 사용할 수 있다.
상기 실리콘계 고무는 시클로실록산으로부터 제조되는 것으로, 구체적인 예로는 헥사메틸시클로트리실록산, 옥타메틸시클로테트라실록산, 데카메틸시클로펜타실록산, 도데카메틸시클로헥사실록산, 트리메틸트리페닐시클로트리실록산, 테트라메틸테트라페닐시클로테트로실록산, 및 옥타페닐시클로테트라실록산으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상으로부터 제조될 수 있다. 이때 트리메톡시메틸실란, 트리에톡시페닐실란, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란 등의 경화제를 더 사용할 수 있다.
상기 고무는 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체(C) 중 50 내지 90 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 범위에서 수지와의 상용성이 우수하고, 그 결과 우수한 충격 보강 효과를 나타낼 수 있다.
상기 고무의 평균 입경은 0.4 내지 1 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 범위에서 내충격성과 착색성 밸런스 유지에 보다 바람직하다.
상기 고무에 그라프트되는 불포화 단량체로는 알킬(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴레이트, 산 무수물, 및 알킬 또는 페닐 핵치환 말레이미드로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 불포화 화합물을 사용할 수 있다.
상기 알킬(메타)아크릴레이트의 구체적인 예로는 메틸메타아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트, 프로필메타아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들 중 메틸메타아크릴레이트가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 산 무수물로는 무수말레인산, 무수이타콘산 등과 같은 카르복실산 무수물을 들 수 있다.
상기 그라프트되는 불포화 단량체는 본 발명에 따른 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체(C) 중 10~50 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 10~40 중량%, 보다 바람직하게는 15~30 중량%로 포함되는 것이 더욱 바람직하다. 상기 범위에서 수지와의 상용성이 우수하고, 우수한 충격 보강 효과를 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체는 본 발명의 수지 조성물에 대하여 0 내지 30 중량%로 포함되며, 바람직하게는 3 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체의 함량이 3 내지 20 중량%로 포함될 경우, 충격 보강 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 인장강도, 굴곡강도, 굴곡탄성률 등의 기계적 강도를 개선시킬 수 있다.
(D) 인계 난연제
본 발명의 난연성 아크릴계 수지 조성물은 인계 난연제를 0 내지 30 중량부를 더 포함할 수 있다. 인계 난연제는 난연성을 더욱 확보하기 위해 첨가되며, 적인, 포스페이트 (Phosphate), 포스포네이트 (Phosphonate), 포스피네이트 (Phosphinate), 포스핀옥사이드 (Phosphine Oxide), 포스파젠 (Phosphazene) 및 이들의 금속염 등의 통상적인 인 함유 난연제라면 제한 없이 사용될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 인계 난연제는 하기 화학식 4로 표시되는 것이 사용될 수 있다:
[화학식 4]
Figure pat00007
(상기에서, R4, R5, R7 및 R8는, 각각 독립적으로, C6 ~ C20인 아릴기 또는 C1-C10 알킬치환 C6 ~ C20 아릴기이고, R6은 레소시놀, 히드로퀴놀, 비스페놀-A, 또는 비스페놀-S의 디알콜로부터 유도된 것 중의 하나이며, n은 0 내지 10의 정수임).
상기 화학식 4에 있어서, i) n이 0인 경우를 구체적으로 예시하면, 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 트리자이릴포스페이트, 트리(2,4,6-트리메틸페닐)포스페이트, 트리(2,4-디터셔리부틸페닐)포스페이트, 트리(2,6-디터셔리부틸페닐)포스페이트 등이 있고, ii) n이 1인 경우를 구체적으로 예시하면, 레소시놀비스(디페닐포스페이트), 히드로퀴놀비스(디페닐포스페이트), 비스페놀A-비스(디페닐포스페이트), 레소시놀비스(2,6-디터셔리부틸페닐포스페이트), 히드로퀴놀비스(2,6-디메틸페닐포스페이트) 등이 있다. iii) n이 2 이상인 경우는 올리고머 형태의 혼합물의 형태로 존재한다.
다른 구체예에서, 상기 인계 난연제로는 하기 화학식 5로 표시되는 것을 사용할 수 있다:
[화학식 5]
Figure pat00008
(상기에서 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, 및 R10은 각각 독립적으로 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 6~20의 아릴기, 탄소수 1~6의 알킬 치환 탄소수 6~20아릴기, 탄소수 6~20 아르알킬기, 탄소수 1~6 알콕시기, 탄소수 6~20 아릴옥시기, 아미노기 또는 히드록시기로부터 임의적으로 선택된 치환기를 나타내며, k와 j는 0 또는 1에서 10 까지의 정수임, 상기식의 알콕시기 또는 아릴옥시기는 알킬기, 아릴기, 아미노기, 또는 히드록실기 등으로 치환될 수 있음, 또한 R11은 C6-C30 디옥시아릴 또는 알킬 치환된 C6-C30 디옥시아릴기 유도체이며, n은 수평균중합도로서 n의 평균값은 0.3에서 3임).
상기 폴리카보네이트계 수지 조성물은 압출 공정을 통해 펠렛화될 수 있다. 압출 공정은 통상적으로 알려진 방법에 따라 수행될 수 있다. 또한, 압출 공정에서는 용도에 따라 난연제, 계면활성제, 핵제, 커플링제. 충전제, 가소제, 충격보강제, 활제, 항균제, 이형제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 상용화제, 무기물 첨가제, 착색제, 안정제, 윤활제, 정전기방지제, 안료, 염료 및 방염제 등의 첨가제를 1종 이상 포함시켜 압출할 수 있다.
본 발명의 수지 조성물은 볼타입 스크래치 프로파일 테스트 (Ball-type Scratch Profile Test)에 의한 너비(width)가 180~350 ㎛ 이고, 연필경도가 2B 내지 3H의 범위일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 폴리카보네이트계 수지 조성물을 포함하는 성형품에 관한 것이다. 상기 성형품을 제조하기 위한 성형 방법은 압출, 사출 또는 캐스팅 등이 적용될 수 있으며, 이들에 제한되는 것은 아니다. 상기 성형 방법은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있다. 예를 들면, 본 발명의 구성성분과 기타 첨가제들을 동시에 혼합한 후에, 압출기 내에서 용융 압출하여 펠렛 형태로 제조하고 상기 펠렛을 이용하여 사출 및 압축 성형품을 제조할 수 있다.
상기 성형품은 각종 플라스틱 성형품 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 폴리카보네이트계 수지 조성물은 내스크래치성, 충격강도, 투명성 및 성형성이 우수하므로 여러 가지 제품의 성형에 사용될 수 있다. 특히, 각종 전기·전자 제품의 외장재, 부품 또는 자동차 부품, 렌즈, 유리창 등에 광범위하게 적용 가능하다. 예를 들어, 본 발명의 투명 열가소성 수지 조성물을 성형하여 텔레비전, 오디오, 세탁기, 카세트 플레이어, MP3, 전화기, 게임기, 비디오 플레이어, 컴퓨터, 복사기 등의 전기·전자제품의 하우징 및 자동차 계기판, 인스트루먼터 패널, 도어 패널, 쿼터 패널, 휠 덮개 등의 자동차 내·외장재에 적용될 수 있다.
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
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다:
(A) 폴리카보네이트계 수지
폴리카보네이트 수지로 중량 평균 분자량이 25,000 g/mol이고, 비스페놀-A 형 선형 폴리카보네이트 수지인 일본 TEIJIN사의 PANLITE L-1250WP를 사용하였다.
(B) 1.495~1.640 굴절률을 가지는 바이페닐기 함유 (메타)아크릴계 공중합체
(B1) 바이페닐기 함유 (메타)아크릴계 공중합체-1
굴절률이 1.640인 올소바이페닐 메타아크릴레이트 단량체 15 중량%에 메틸 메타아크릴레이트 단량체 82.5 중량% 및 메틸 아크릴레이트 2.5 중량%를 이용하여 통상의 현탁 중합법으로 공중합체를 제조하였으며, 제조된 공중합체의 중량 평균 분자량은 25,000 g/mol이었다.
(B2) 바이페닐기 함유 (메타)아크릴계 공중합체-2
굴절률이 1.640인 올소바이페닐 메타아크릴레이트 단량체 30 중량%에 메틸 메타아크릴레이트 단량체 67.5 중량% 및 아크릴레이트 2.5 중량%를 이용하여 통상의 현탁 중합법으로 공중합체를 제조하였으며, 제조된 공중합체의 중량 평균 분자량은 85,000g/mol이었다.
(B3) 바이페닐기 함유 (메타)아크릴계 공중합체-3
굴절률이 1.640인 파라바이페닐 메타아크릴레이트 단량체 15 중량%에 메틸 메타아크릴레이트 단량체 85 중량%를 이용하여 통상의 현탁 중합법으로 공중합체를 제조하였으며, 제조된 공중합체의 중량 평균 분자량은 55,000g/mol이었다.
(B4) 바이페닐기 함유 (메타)아크릴계 공중합체-4
굴절률이 1.640인 파라바이페닐 메타아크릴레이트 단량체 15 중량%에 메틸 메타아크릴레이트 단량체 70 중량% 및 페닐 메타아크릴레이트 15 중량%를 이용하여 통상의 현탁 중합법으로 공중합체를 제조하였으며, 제조된 공중합체의 중량 평균 분자량은 55,000g/mol이었다.
(C) 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체
부타디엔/아크릴계 고무 복합체에 메틸메타아크릴레이트 단량체가 그라프트 중합된 일본 미쯔비시 레이온(MITSUBISHI RAYON)사의 메타블렌(METABLEN) C-223A를 사용하였다.
(D) 인계 난연제 : 레소시놀비스(디페닐포스페이트)를 사용하였다.
(E) 아크릴계 수지
(E1) 아크릴계 수지-1
중량 평균 분자량이 92,000g/mol인 폴리메틸메타아크릴레이트 수지인 LG MMA사의 L84를 사용하였다.
(E2) 아크릴계 수지-2
굴절률이 1.570인 페닐 메타아크릴레이트 단량체 30 중량%에 메틸 메타아크릴레이트 단량체 70 중량%를 이용하여 통상의 현탁 중합법으로 공중합체를 제조하였으며, 제조된 공중합체의 중량 평균 분자량은 25,000g/mol이었다.
(E3) 아크릴계 수지-3
굴절률이 1.570인 페닐 메타아크릴레이트 단량체 30 중량%에 메틸 메타아크릴레이트 단량체 70 중량%를 이용하여 통상의 현탁 중합법으로 공중합체를 제조하였으며, 제조된 공중합체의 중량 평균 분자량은 85,000g/mol이었다.
(E4) 아크릴계 수지-4
굴절률이 1.570인 페닐 메타아크릴레이트 단량체 50 중량%에 메틸 메타아크릴레이트 단량체 50 중량%를 이용하여 통상의 현탁 중합법으로 공중합체를 제조하였으며, 제조된 공중합체의 중량 평균 분자량은 85,000g/mol이었다.
실시예 1~4 및 비교예 1~3
상기 각 구성성분을 하기 표1에 기재된 바와 같은 함량으로 첨가한 후 hindered phenol계 열안정제 0.1 중량부를 첨가하여, 용융, 혼련 압출하여 펠렛을 제조하였다. 이때, 압출은 L/D=29, 직경 45 mm인 이축 압출기를 사용하였으며, 제조된 펠렛은 80 ℃에서 6시간 건조 후 6 Oz 사출기에서 사출하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여 하기의 방법으로 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
물성 측정 방법
(1) FLOW MARK: 폴리카보네이트와 바이페닐기 함유 (메타)아크릴계 공중합체간 상용성을 평가하기 위해 L90mm×W50mm×t2.5mm 크기의 시편에 대하여 육안으로 flow mark 유무를 관찰하였다.
(2) 투명도 및 색상: 상기 시편을 사용하여 육안으로 투명, 반투명 또는 불투명 여부를 판단하였다.
(3) 전투과광 : Nippon Denshoku사의 Haze meter NDH 2000 장비를 이용하여 전 투과광(TT) 및 Haze 값을 측정하였으며, 전 투과광은 확산 투과광(DF)과 평행 투과광(PT)의 합계 광량으로 계산된다. 이때, 전 투과광 (TT)이 높을수록 Haze가 낮을수록 투명성이 우수한 것으로 평가된다.
(4) 충격 강도 (Izod) : ASTM D256에 규정된 평가방법에 의하여 1/8" 아이조드 시편에 노치(Notch)를 만들어 평가하였다(kgfㆍcm/cm).
(5) 내열도: ASTM D1525에 규정된 평가방법에 의하여 하중 5Kg 짜리 추, 50℃/hr 조건에서 측정하였다(℃).
(6) 난연도 : 두께 1.5 mm의 시편을 제조하여 UL94 버티칼 테스트 방법으로 난연도를 측정하였다.
(7) 내스크래치성 : BSP (Ball-type Scratch Profile) test에 의해 측정하였다. L90mm×W50mm×t2.5mm 시편 표면에 1000g 하중과 75mm/min 속도로 0.7mm 지름의 구형의 금속 팁을 사용하여 10∼20mm의 길이의 스크래치를 가한 뒤, 가해진 스크래치의 프로파일을 Ambios사(社)의 접촉식 표면 프로파일 분석기(XP-1)을 사용하여 지름 2 ㎛ 의 금속 스타일러스 팁으로 표면 스캔을 하여 내스크래치성의 척도가 되는 Scratch width(㎛)를 평가하였다. 이때 측정된 Scratch width가 감소할수록 내스크래치성은 증가된다.
(8) 연필경도 : 시편을 23℃, 상대습도 50%에서 48시간 방치한 후 JIS K 5401 규격에 따라 연필 경도를 측정하였다. 내스크래치성은 연필 경도 결과에 따라 3B, 2B, B, HB, F, H, 2H, 3H 등으로 평가되며 높은 H값을 보일수록 내스크래치 성능이 우수하며 높은 B값을 보일수록 내스크래치 물성이 저하되는 것을 의미한다.
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3
(A)PC 70 70 70 70 70 70 70
(B)바이페닐기 함유 아크릴계 공중합체 (B1) 30 - - - - - -
(B2) - 30 - - - - -
(B3) - - 30 - - - -
(B4) - - - 30 - - -
(C)고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체 수지 - - - - - - -
(E)아크릴계 수지 (E1) - - - - 30 - -
(E2) - - - - - 30 -
(E3) - - - - - - -
(E4) - - - - - - 30
Flow Mark 무 무 무 무 유 무 무
투명도 및 색상 투명 투명 투명 투명 불투명 투명 반투명
전투과광 (TT) 91.0 90.2 88.2 89.6 5.3 89.9 40.8
Izod 충격강도 (1/8") 2.5 3.8 3.5 3.3 3.7 2.4 3.5
내열도 (VST) 123.8 127.6 125.7 125.2 127.4 122.1 127.4
BSP
Width (㎛)		 258 254 257 252 284 257 267
연필경도 H H H H F H F
상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 실시예 1~4은 비교예 1~3에 비해 외관, 투명도, 충격강도, 내열도 및 내스크래치성이 모두 우수한 것을 알 수 있다.
실시예 5~6 및 비교예 4~5
고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체 수지(C) 를 더 포함한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 결과는 표 2에 나타내었다.
구분 실시예 비교예
5 6 4 5
(A)PC 70 70 70 100
(B)바이페닐기 함유 아크릴계 공중합체 (B1) 30 - - -
(B2) - 30 - -
(B3) - - - -
(B4) - - - -
(C)고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체 수지 10 10 10 10
(E)아크릴계 수지 (E1) - - - -
(E2) - - 30 -
(E3) - - - -
(E4) - - - -
Flow Mark 무 무 무 무
전투과광 (TT) 51.2 58.6 31.2 26.2
Izod 충격강도 (1/8") 40.6 47.0 34.2 76.3
내열도 (VST) 128.3 129.6 124.2 146.3
BSP Width (㎛) 280 278 291 342
연필경도 F F F B
상기 표 2에서 나타난 바와 같이, 실시예 5~6은 비교예 4에 비해 투명도, 충격강도, 내열도 및 내스크래치성이 모두 우수하며, 비교예 2에 비해 투명도 및 내스크래치성이 우수한 것을 알 수 있다.
실시예 7 및 비교예 6~7
(D) 인계 난연제를 더 포함한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 결과는 표 3에 나타내었다.
구분 실시예 7 비교예
6 7
(A)PC 70 70 100
(B)바이페닐기 함유 아크릴계 공중합체 (B1) - - -
(B2) - - -
(B3) 30 - -
(B4) - - -
(D)난연제 15 15 15
(E)아크릴계 수지 (E1) - - -
(E2) - 30 -
(E3) - - -
(E4) - - -
Flow Mark 무 무 무
투명도 및 색상 투명 투명 투명
전투과광 (TT) 91.2 91.0 90.3
Izod 충격강도 (1/8") 2.7 2.2 4.2
내열도 (VST) 97.0 91.6 112.4
난연도 V2 V2 V2
BSP Width (㎛) 255 258 303
연필경도 H H HB
상기 표 3에서 나타난 바와 같이, 실시예 7은 비교예 6에 비해 충격강도, 내열도 및 내스크래치성이 모두 우수하며, 비교예 7에 비해 투명도 및 내스크래치성이 우수한 것을 알 수 있다.
실시예 8~9 및 비교예 8~9
고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체 수지(C)와 인계 난연제(D) 를 더 포함한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 결과는 표 4에 나타내었다.
구분 실시예 비교예
8 9 8 9
(A)PC 70 70 70 70
(B)바이페닐기 함유 아크릴계 공중합체 (B1) - - - -
(B2) - - - -
(B3) 30 - - -
(B4) - 30 - -
(C)고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체 수지 10 10 10 10
(D)난연제 15 15 15 15
(E)아크릴계 수지 (E1) - - - 30
(E2) - - - -
(E3) - - 30 -
(E4) - - - -
Flow Mark 무 무 무 유
전투과광 (TT) 35.3 39.2 34.2 27.2
Izod 충격강도 (1/8") 23.4 20.1 11.2 25.3
내열도 (VST) 95.3 94.8 92.1 93.7
난연도 V2 V2 V2 V2
BSP Width (㎛) 280 283 273 285
연필경도 F F F F
상기 표 4에서 나타난 바와 같이, 실시예 8~9는 비교예 8에 비해 전투과광, 충격강도, 내열도가 우수하며, 비교예 9에 비해 외관, 전투과광 및 내스크래치성이 우수한 것을 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 (11)

  1. (A) 폴리카보네이트 수지 50 ~ 99 중량%; 및
    (B) 1.495~1.640 굴절률을 가지는 바이페닐기 함유 (메타)아크릴계 공중합체 1~50 중량%;
    를 포함하는 내스크래치성 폴리카보네이트계 수지 조성물.

  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트계 수지 조성물 100 중량부에 대하여 (C) 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체 수지 0~30 중량부 및 (D) 인계 난연제 0~30 중량부를 더 포함하는 내스크래치성 폴리카보네이트계 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (B) 바이페닐기 함유 (메타)아크릴계 공중합체는 (b1) 굴절률이 1.580~1.700 인 방향족 (메타)아크릴레이트와 (b2)단관능성 불포화 단량체의 공중합체인 내스크래치성 폴리카보네이트계 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (B) 바이페닐기 함유 (메타)아크릴계 공중합체는 (b1) 굴절률이 1.580~1.700 인 방향족 (메타)아크릴레이트 1~50 중량%; (b2) 단관능성 불포화 단량체 0~99 중량%; 및 (b3) 굴절률이 1.490~1.579 인 지환족 또는 방향족 (메타)아크릴레이트 0~50 중량%를 포함하는 단량체로부터 유도된 단위를 함유하는 내스크래치성 폴리카보네이트계 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 (메타)아크릴레이트 공중합체(B)는 유리전이온도가 90℃ 내지 150℃ 이고, 중량 평균 분자량이 3,000 내지 300,000 g/mol 인 내스크래치성 폴리카보네이트계 수지 조성물.
  6. 제4항에 있어서, 상기 (b1) 방향족 (메타)아크릴레이트는 하기 화학식 1로 표시되는 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 내스크래치성 폴리카보네이트계 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00009

    (상기 식에서 R1은 수소 또는 메틸기이고, m은 0~10의 정수이며, X는 올소바이페닐기, 메타바이페닐기, 파라바이페닐기, 2,6-터페닐기, 올소터페닐기, 메타터페닐기 및 파라터페닐기로 이루어진 군으로부터 선택됨).
  7. 제4항에 있어서, 상기 (b2) 단관능성 불포화 단량체는 탄소수 1~8의 알킬 (메타)아크릴레이트; 아크릴산, 메타크릴산을 포함하는 불포화 카르복실산; 무수말레산을 포함하는 산 무수물; 하이드록시기를 함유하는 (메타)아크릴레이트; (메타)아크릴아미드; 불포화 니트릴; 알릴 글리시딜 에테르; 글리시딜 메타아크릴레이트; 및 스티렌계 단량체로 이루어지는 군으로부터 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 내스크래치성 폴리카보네이트계 수지 조성물.
  8. 제4항에 있어서, 상기 (b3) 굴절률이 1.490~1.579 인 지환족 또는 방향족 (메타)아크릴레이트는 하기 화학식 2 또는 화학식 3의 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 내스크래치성 폴리카보네이트계 수지 조성물:

    [화학식 2]
    Figure pat00010

    (상기 식에서 R1은 수소 또는 메틸기이고, m은 0~10의 정수이며, Y는 사이클로 헥실기, 페닐기, 메틸페닐기, 메틸에틸페닐기, 메톡시페닐기, 프로필페닐기, 사이클로헥실페닐기, 클로로페닐기, 브로모페닐기 및 벤질페닐기로 이루어진 군으로부터 선택됨)
    [화학식 3]
    Figure pat00011

    (상기 식에서 R1은 수소 또는 메틸기이고, m은 0~10의 정수이며, Z는 산소(O) 또는 황(S)이고, Ar은 사이클로 헥실기, 페닐기, 메틸페닐기, 메틸에틸페닐기, 메톡시페닐기, 사이클로헥실페닐기, 클로로페닐기, 브로모페닐기 및 벤질페닐기로 이루어진 군으로부터 선택됨).
  9. 제1항에 있어서, 상기 수지 조성물은 난연제, 계면활성제, 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 충격보강제, 활제, 항균제, 이형제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 상용화제, 무기물 첨가제, 착색제, 안정제, 윤활제, 정전기방지제, 안료, 염료 및 방염제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내스크래치성 폴리카보네이트계 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 수지 조성물은 볼타입 스크래치 프로파일 테스트 (Ball-type Scratch Profile Test)에 의한 너비(width)가 180~350 ㎛ 이고, 연필경도가 2B 내지 3H의 범위인 것을 특징으로 하는 내스크래치성 폴리카보네이트계 수지 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항중 어느 한 항의 폴리카보네이트계 수지 조성물을 포함하는 성형품.



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