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KR101411009B1 - 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 - Google Patents

폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 Download PDF

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KR101411009B1
KR101411009B1 KR1020110050300A KR20110050300A KR101411009B1 KR 101411009 B1 KR101411009 B1 KR 101411009B1 KR 1020110050300 A KR1020110050300 A KR 1020110050300A KR 20110050300 A KR20110050300 A KR 20110050300A KR 101411009 B1 KR101411009 B1 KR 101411009B1
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polycarbonate resin
copolymer
resin composition
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polycarbonate
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신승식
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제일모직주식회사
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Abstract

폴리카보네이트 수지, 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체, 방향족 비닐계-그라프트 공중합체 및 술폰산염계 난연제를 포함하는 조성물에 폴리카프로락톤 공중합체를 포함시킨 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품이 개시된다.

Description

폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품{Polycarbonate resin composition and an article comprising the polycarbonate resin composition}
본 발명은 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 폴리카보네이트 수지, 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체, 방향족 비닐계 그라프트 공중합체, 술폰산염계 난연제 및 폴리카프로락톤 공중합체를 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.
일반적으로 폴리카보네이트(PC)와 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌계 공중합(ABS)를 포함하는 조성물(PC/ABS)에서 PC는 충격강도와 내열성을 향상시키고, ABS는 가공성과 내화학성을 개선시키는 특성을 보인다. 이처럼 PC/ABS는 ABS 대비 우수한 물성과 PC 대비 가격이 저렴하여 다양한 용도로 사용될 수 있다.
그 중에서도 전자제품 하우징(housing) 용도로 사용될 수 있는데, 이를 위해서는 난연성이 요구된다. 통상 10% 수준으로 트리페닐포스페이트(TPP)를 사용하여 V0 수준의 난연도를 확보할 수 있다. 그러나, 이러한 경우 낮은 용융 온도로 인하여 브리징(birdiging)이나 압출 과정에서 증발하는 문제가 발생할 수 있다.
이에 난연제로 고려할 수 있는 것으로서, 브롬화합물 계열, 인산 에스테르 계열 및 술폰산염 계열을 고려할 수 있겠다. 그 중 비할로겐계 난연제인 인산 에스테르 계열은 브롬화합물 계열 대비 상대적으로 환경 친화적인 장점이 있지만, 10% 이상의 함량이 포함되어야만 UL94의 기준에 의할 때 V0 수준의 난연도를 확보할 수 있다. 또한, 레조시놀 비스(디페닐 포스페이트)(RDP), 또는 비스페놀 A 비스(디페닐 포스페이트)(BDP)를 포함하는 인계 난연제를 사용할 수 있겠다. RDP나 BDP로 인해 유동 지수가 향상되어 250℃에서 사출이 가능하지만, RDP나 BDP는 최근 환경상의 규제로 인해 난연제로서 사용에 제약을 받고 있다.
반면에, 술폰산염 계열은 비할로겐계 난연제로서의 장점과 함께 폴리카보네이트의 1% 이하의 수준에서도 우수한 난연성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
그러나, 일반적으로 폴리카보네이트와 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌계 공중합(ABS)를 포함하는 조성물에 술폰산염계 난연제를 사용할 경우, 280℃ 이상의 높은 사출 온도를 필요로 한다. 사출 온도가 높아지면 수지의 분해 등의 문제로 충격강도와 내열성을 떨어뜨릴 수 있다.
따라서, 폴리카보네이트 수지 조성물의 유동성을 높임과 동시에, 충격강도를 개선하고, 술폰산염계 난연제에 의한 난연도와 광택도를 유지할 수 있는 폴리카보네이트 수지 조성물을 개발할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 유동성, 충격강도, 고광택, 및 난연도를 동시에 개선할 수 있는 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 낮은 사출온도에서도 사출 가능하도록 하여 사출 작업성 및 제품의 외관 품질을 개선한 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 폴리카보네이트 수지 조성물로 성형된 성형품을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점인 폴리카보네이트 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지, 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체, 방향족 비닐계 그라프트 공중합체, 술폰산염계 난연제 및 폴리카프로락톤 공중합체를 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 상기 폴리카프로락톤 공중합체는 상기 폴리카보네이트 수지, 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체, 및 방향족 비닐계 그라프트 공중합체를 포함하는 조성물 100중량부에 대하여 1-10phr로 포함될 수 있다.
일 구체예에서, 술폰산염계 난연제는 상기 폴리카보네이트 수지, 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 및 방향족 비닐계 그라프트 공중합체를 포함하는 조성물 100중량부에 대하여 0.03-5phr로 포함될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지, 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체, 및 방향족 비닐계 그라프트 공중합체를 포함하는 조성물 100중량부 중 폴리카보네이트 수지는 45-86중량부로 포함되고, 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체는 10-45중량부로 포함되고, 상기 방향족 비닐계 그라프트 공중합체는 4-10중량부로 포함될 수 있다.
일 구체예에서, 술폰산염계 난연제 : 폴리카프로락톤 중합체는 1:0.3 내지 1:250의 중량비로 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 관점인 성형품은 상기 폴리카보네이트 수지 조성물로 성형될 수 있다.
본 발명은 유동성을 높임과 동시에, 충격강도를 개선할 수 있고, 저온에서도 사출 작업이 가능하도록 하며, 난연도와 광택도를 유지할 수 있는 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지, 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체(Si-PC 공중합체), 방향족 비닐계 그라프트 공중합체, 술폰산염계 난연제 및 폴리카프로락톤 공중합체를 포함한다.
폴리카보네이트 수지
폴리카보네이트는 하기 화학식 1로 표시되는 디페놀류를 포스겐, 할로겐 포르메이트 또는 탄산 디에스테르와 반응시킴으로써 제조될 수 있다.
<화학식 1>
Figure 112011039652607-pat00001
(상기 식에서, A는 단일 결합, C1-C5의 알킬렌, C1-C5의 알킬리덴, C5-C6의 시클로알킬리덴, -S-또는 -SO2-를 나타낸다).
화학식 1의 디페놀류의 구체예로서는 4,4'-디히드록시디페닐, 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 등을 들 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들 중, 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)-프로판, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-시클로헥산 등이 바람직하며, 비스페놀-A라고도 불리는 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판이 가장 바람직하다.
또한, 상기 디페놀류 화합물로 레조시놀, 히드로퀴논과 같은 화합물을 사용할 수도 있다.
폴리카보네이트 수지는 1종류의 디히드릭 페놀계 화합물을 사용한 단일 중합체이거나, 또는 2종류 이상의 디히드릭 페놀계 화합물을 사용한 공중합체 또는 이들의 혼합물이 될 수 있다.
폴리카보네이트 수지의 중량평균분자량은 5,000~200,000g/mol이며, 바람직하게는 15,000~80,000g/mol이 될 수 있다.
폴리카보네이트 수지는 선형 폴리카보네이트 수지, 분지형 폴리카보네이트 수지, 이들의 공중합체 또는 이들의 혼합물이나 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지 등의 형태를 가질 수 있다.
폴리카보네이트 수지는 유동 지수가 높은 고유동 폴리카보네이트 수지를 사용할 수 있다. ISO 1133으로 300℃, 1.2kg에서 유동 지수를 측정하였을 때 고유동 폴리카보네이트의 유동 지수는 90~130g/10분, 바람직하게는 100~130g/10분이 될 수 있다.
또한, 고유동 폴리카보네이트의 중량평균분자량은 13,000~20,000g/mol이 될 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다.
폴리카보네이트 수지는 폴리카보네이트 수지, Si-PC 공중합체, 및 방향족 비닐계 그라프트 공중합체를 포함하는 조성물 100중량부 중 45~86중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 안정적인 기계적 강도와 난연 특성을 발현할 수 있다. 바람직하게는 50~70중량부로 포함될 수 있다.
폴리실록산 -폴리카보네이트 공중합체( Si - PC 공중합체)
상기 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체는 폴리카보네이트 블록 및 폴리실록산 블록을 포함한다.
상기 폴리카보네이트 블록은 앞에서 언급한 폴리카보네이트 수지로부터 유도된 구조 단위를 포함한다.
상기 폴리실록산 블록은 하기 화학식 2로 표시되는 구조 단위를 포함한다.
[화학식 2]
Figure 112011039652607-pat00002
(상기 화학식 2에서, R3 및 R4는 서로 동일하거나 상이하며, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 NRR'(여기서 R 및 R'은 서로 동일하거나 상이하며, 수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기임)이고, 2≤m<10,000 이다.)
상기 화학식 2에서 m은 2 내지 10,000의 범위를 가지며, 구체예에서는 2 내지 1,000의 범위를 가질 수 있다. 상기 범위를 가질 경우 내충격성이 우수하고 적당한 점도가 유지되어 압출 가공에 유리하다. 바람직하게는 m은 10 내지 100, 더욱 바람직하게는 25 내지 80이다.
상기 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체는 폴리카보네이트 블록 1 중량% 내지 99 중량%와 폴리실록산 블록 1 중량% 내지 99 중량%를 포함할 수 있다. 구체예에서는 폴리카보네이트 블록 40 중량% 내지 80 중량%와 폴리실록산 블록 20 중량% 내지 60 중량%를 포함할 수 있다. 상기 함량 비율에서 내충격성이 우수하다. 다른 구체예에서는 폴리카보네이트 블록 80 중량% 내지 95 중량%와 폴리실록산 블록 5 중량% 내지 20 중량%를 포함할 수 있다.
상기 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체의 중량평균 분자량은 10,000 g/mol 내지 80,000 g/mol 일 수 있으며, 구체예에서는 15,000 g/mol 내지 30,000 g/mol 일 수 있다. 상기 범위 내의 중량평균 분자량을 가질 경우 내충격성이 우수하다.
상기 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체의 용융 지수(Melt Index, MI)는 300℃, 1.2kgf의 측정 조건 하에 3 내지 100 g/10min, 바람직하게는 10 내지 70 g/10min 일 수 있다. 상기 범위에서 우수한 기계적 물성과 사출 유동성을 동시에 만족시킬 수 있다.
상기 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체는 통상의 방법으로 제조될 수 있다. 한 구체예에서 상기 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체는 2가 페놀 화합물에 실록산기를 갖는 2가 페놀 화합물을 공중합시켜 제조될 수 있다. 상기 공중합 방법은 특별히 제한되지 않지만, 계면 축중합, 유화 중합 방법 등을 사용할 수 있다. 상기 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체는 상업적으로 시판되는 제품을 사용할 수 있는데, 예를 들면 이데미츠의 Taflon을 사용할 수 있다.
상기 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체는 폴리카보네이트 수지, Si-PC 공중합체, 및 방향족 비닐계 그라프트 공중합체를 포함하는 조성물 100중량부 중 10~45중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 난연성 및 유동 밸런스가 우수한 제품을 얻을 수 있다. 바람직하게는 24~44중량부로 포함될 수 있다.
방향족 비닐계 그라프트 공중합체
방향족 비닐계 그라프트 공중합체는 고무상 중합체에 그라프트 중합이 가능한 방향족 비닐계 단량체와 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체를 첨가하여 중합함으로써 제조될 수 있다.
고무 중합체로는 폴리부타디엔, 폴리(스티렌-부타디엔), 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔) 등의 디엔계 고무 및 상기 디엔계 고무에 수소를 첨가한 포화 고무, 이소프렌 고무, 클로로프렌 고무, 폴리부틸아크릴산 등의 아크릴 고무 및 에틸렌/프로필렌/디엔단량체 삼원공중합체(EPDM) 등이 있다. 바람직하게는 디엔계 고무 중 폴리부타디엔 고무가 좋다.
고무 중합체는 방향족 비닐계 그라프트 공중합체 수지 중 5~65중량%가 적절하다. 그라프트 공중합체 제조 시에 충격 강도 및 외관을 고려하여 고무 입자의 평균 크기는 0.1~4㎛가 적절하다.
고무상 중합체에 그라프트 중합이 가능한 방향족 비닐계 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 파라-t-부틸스티렌, 에틸 스티렌, 비닐 크실렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 비닐나프탈렌 등이 있다. 바람직하게는 스티렌이 좋다. 방향족 비닐계 단량체는 방향족 비닐계 그라프트 공중합체 수지 중 30~90중량%가 적절하다.
방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체로는 아크릴로니트릴과 같은 포화 니트릴계와 메타크릴로니트릴과 같은 불포화 니트릴계 또는 이들의 2 이상의 혼합물 등이 있다. 바람직하게는 아크릴로니트릴이 좋다. 상기 공중합 가능한 단량체는 그라프트 공중합체 수지 중 1~10중량%가 적절하다.
방향족 비닐계 그라프트 공중합체는 바람직하게는 폴리부타디엔 라텍스(PBL)에 스티렌 단량체와 아크릴로니트릴을 60:40 내지 80:20의 중량비로 유화 그라프트시켜 제조된 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체(ABS)를 사용할 수 있다.
방향족 비닐계 그라프트 공중합체는 폴리카보네이트 수지, Si-PC 공중합체, 및 방향족 비닐계 그라프트 공중합체를 포함하는 조성물 100중량부 중 4~10중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 충격강도가 유지될 수 있다.
술폰산염계 난연제
술폰산염계 난연제로는 퍼플루오로알칸 알칼리 금속 술포네이트, 퍼플루오로알칸 암모늄 술포네이트, 또는 방향족 술포네이트의 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 퍼플루오로알칸 알칼리 금속 술포네이트 또는 퍼플루오로알칸 암모늄 술포네이트를 사용할 수 있고, 이때 상기 퍼플루오로알칸은 탄소수 1~8개의 알킬기를 포함한다.
퍼플루오로알칸 알칼리 금속 또는 암모늄 술포네이트는 예를 들면, 나트륨 또는 포타슘 퍼플루오로부탄술포네이트, 나트륨 또는 포타슘 퍼플루오로메틸부탄술포네이트, 나트륨 또는 포타슘 퍼플루오로옥탄술포네이트, 나트륨 또는 포타슘 퍼플루오로에탄술포네이트, 나트륨 또는 포타슘 퍼플루오로프로판술포네이트, 나트륨 또는 포타슘 퍼플루오로헥산술포네이트, 나트륨 또는 포타슘 퍼플루오로헵탄술포네이트, 테트라에틸암모늄 퍼플루오로부탄술포네이트 및 테트라에틸암모늄 퍼플루오로메틸부탄술포네이트 중에서 선택되는 1종 이상이 될 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다.
방향족 술포네이트의 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염은 예를 들면, 포타슘 디페닐 술폰-3-술포네이트, 디포타슘 디페닐술폰-3,3'-디술포네이트, 디포타슘 4,2',4',5'-테트라클로로디페닐술폰-3,5-디술포네이트 및 디포타슘 디페닐술폰-3,3'-디술포네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 될 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다.
가장 통상적으로 사용되는 술폰산염계 난연제는 포타슘 퍼플루오로부탄 술포네이트(KPFBS)이다. 술폰산염계 난연제는 폴리카보네이트 수지, 폴리실록산-폴리카보네이트(Si-PC) 공중합체 및 방향족 비닐계 그라프트 공중합체를 포함하는 조성물 100중량부에 대하여 0.03~5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 배합되었을 때 양호한 난연도와 광택도가 유지될 수 있다. 바람직하게는 0.1~3 중량부로 포함될 수 있다.
조성물 내에서 술폰산염계 난연제 : 폴리카프로락톤 중합체는 1:0.3 내지 1:250의 중량비로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 배합되었을 때 난연도, 유동성 및 광택도 모두가 개선될 수 있다. 바람직하게는 1:0.3 내지 1:80의 중량비로 포함될 수 있다.
폴리카프로락톤 공중합체
폴리카프로락톤 공중합체는 카프로락톤 단독으로 중합된 공중합체 또는 카프로락톤과 공중합가능한 다른 단량체와 카프로락톤이 중합된 공중합체를 모두 사용할 수 있다.
상기 카프로락톤과 공중합가능한 다른 단량체로는 특별히 제한되지 않지만, β-프로피오락톤, 피발로락톤, 부티로락톤, 에틸렌옥시드, 1,2-프로필렌옥시드, 1,3-프로필렌옥시드와 같은 알킬렌옥시드, 테트라히드로푸란, 스티렌, 메틸메타아크릴레이트 및 부타디엔과 같은 불포화된 단량체를 포함할 수 있다. 이때, 카프로락톤은 공중합체 중 40~98중량%로 중합될 수 있다.
폴리카프로락톤 공중합체의 중량평균분자량은 1,000~100,000g/mol이 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 열안정성이 좋고 투명성과 가공성이 좋을 수 있다.
본 발명의 조성물에서 폴리카프로락톤 공중합체는 유동성을 높이고 충격강도를 높이기 위해서, 폴리카보네이트 수지, Si-PC 공중합체, 및 방향족 비닐계 그라프트 공중합체를 포함하는 조성물 100중량부에 대하여 1~10 중량부로 포함될 수 있다. 바람직하게는, 조성물 100중량부에 대하여 1~8 중량부로 포함될 수 있다.
폴리카보네이트 수지 조성물은 상기 성분 이외에, 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제로는 활제, 산화방지제, 내화학성 부가제, 계면활성제, 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 충격보강제, 항균제, 이형제, 열안정제, 광안정제, 상용화제, 무기물 첨가제, 착색제, 안정제, 윤활제, 정전기 방지제, 안료, 염료, 방염제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 될 수 있다. 첨가제는 특별히 제한되지는 않는데, 예를 들면, 폴리카보네이트 수지, Si-PC 공중합체, 및 방향족 비닐계 그라프트 공중합체를 포함하는 조성물 100중량부에 대하여 0.1~3 중량부로 포함될 수 있다.
상기 수지 조성물은 두께 2mm 시편에 대하여 UL 94 V 난연 규정에 따라 난연도를 측정하였을 때, VO 이상의 난연도를 나타낼 수 있다.
상기 수지 조성물은 ISO 1133에 따라, 220℃에서 10kg의 하중으로 평가된 유동지수는 30~86g/10min이 될 수 있다.
상기 수지 조성물은 ASTM D-256(1/8", notched)에 따라 평가된 아이조드 충격강도가 23~50 kg . cm/cm이 될 수 있다.
상기 수지 조성물은 ASTM D528에 따라 평가된 60 °광택도가 97~102가 될 수 있다.
본 발명의 다른 관점인 성형품은 상기 폴리카보네이트 수지 조성물로 성형될 수 있다. 성형 방법은 당업자들에게 알려진 통상의 방법을 사용할 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.
하기 실시예와 비교예에서 사용된 성분의 구체적인 사양은 다음과 같다.
1.폴리카보네이트 수지로는 ISO 1133에 의해 300℃, 1.2kg에서 측정한 유동지수가 120g/10분인 제일모직의 FX-8800을 사용하였다.
2.폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체(Si-PC)로는 ISO 1133에 의해 300℃, 1.2kg에서 측정한 유동지수가 27g/10분인 이데미츠의 Tarflon 을 사용하였다.
3.방향족 비닐계 그라프트 공중합체로는 평균 입경이 310nm인 부타디엔 고무 60 중량부와, 스티렌 75 중량% 및 아크릴로니트릴 25 중량%로 이루어진 비닐계 중합체 40 중량부를 통상의 방법으로 유화 그라프트 중합한 g-ABS를 사용하였다.
4.술폰산염계 난연제로는 포타슘 퍼플루오로부탄술포네이트인 3M의 FR-2025 를 사용하였다.
5.폴리카프로락톤(PCL) 공중합체로는 중량평균분자량이 10,000g/mol, 유리전이온도가 -60℃인 DAICEL의 Placcel HIP을 사용하였다.
6.첨가제로 Drip 방지를 위해 폴리테트라플루오로에틸렌 분말, 산화방지제로 Irganox 1076(Ciba), 활제로 Luwax E(BASF)를 사용하였다.
7.폴리카프로락톤 공중합체 이외의 유동화제로 UMG사의 S101N을 사용하였다.
8.술폰산염계 난연제 이외의 난연제로 BDP를 사용하였다.
실시예 1-7
상기 각 성분을 하기 표 1에 기재된 함량으로 첨가하였다. 첨가제로서, 폴리테트라플루오로에틸렌 분말, 산화방지제 및 활제를 각각 0.5 중량부로 첨가하였다. 통상의 혼합기에서 혼합하고, L/D=35, φ=45mm인 이축 압출기를 이용하여 압출한 후, 압출물을 펠렛 형태로 제조하고, 사출온도 250℃에서 10oz 사출기를 이용하여 시편을 제조하였다. 상기 시편은 23℃, 상대습도 50%에서 48시간 동안 방치하였다.
비교예 1-6
상기 실시예 1-7에서 상기 각 성분의 함량 및 종류를 하기 표 2에 기재된 것으로 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법을 실시하여 시편을 제조하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7
PC
(중량부)		 70 70 70 50 70 70 70
Si-PC
(중량부)		 24 24 24 44 24 24 24
방향족 비닐계 그라프트 공중합체
(중량부)		 6 6 6 6 6 6 6
난연제( 중량부) 술폰산염계 0.1 0.1 0.1 0.1 1.0 3 0.1
BDP - - - - - - -
유동화제
(중량부)		 PCL
 1 3 5 5 5 1 8
S101N - - - - - - -
첨가제( 중량부) 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6
PC
(중량부)		 70
 70
 70
 70
 70
 70
Si-PC(중량부) 24 24 24 24 24 24
방향족 비닐계 그라프트 공중합체(중량부) 6 6 6 6 6 6
난연제( 중량부) 술폰산염계 0.1 0.1 - 0.02 6 0.1
BDP - - 0.1 - - -
유동화제
(중량부)		 PCL 0.5 11 1 1 1 -
S101N - - - - - 1
첨가제( 중량부) 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
실험예 :폴리카보네이트 수지 조성물의 물성 측정
상기 실시예와 비교예에서 제조된 시편에 대하여 하기 표 2에 기재된 물성을 측정하고 그 결과를 하기 표 3과 4에 나타내었다.
물성 평가 방법
1.난연도:두께 2mm 시편에 대하여 UL 94 V 난연 규정에 따라 난연도를 측정하였다.
2.유동지수(g/10min): ISO 1133에 따라, 220℃에서 10kg의 하중으로 평가하였다.
3.아이조드 충격강도(kg . cm/cm): ASTM D-256(1/8", notched) 평가 방법에 따라 평가하였다.
4. 60 °광택도(gloss): ASTM D528에 따라 BYK-Gardner Gloss meter를 이용하여 60°광택도를 측정하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7
난연도 V0 V0 V0 V0 V0 V0 V0
유동지수(g/10min) 34 51 67 38 72 37 86
충격강도
(kg . cm/cm)		 41 34 30 38 26 28 23
광택도 97.3 97.0 99.3 98.5 101.3 97.8 98.7
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6
난연도 V0 V0 Fail V2 V0 V1
유동지수(g/10min) 27 92 35 32 34 27
충격강도
(kg . cm/cm)		 42 11 33 40 15 31
광택도 92.4 97.2 97.0 97.5 91.4 97.4
상기 표 3과 4에서 나타난 바와 같이, 유동화제로 PCL, 난연제로 술폰산염 난연제를 특정 함량으로 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물은 유동성, 충격강도를 좋게 함과 동시에 난연도와 광택도를 유지할 수 있음을 알 수 있다. 반면에, 유동화제로 PCL, 난연제로 술폰산염 난연제를 사용하더라도 함량 범위를 벗어난 경우, 유동성, 충격강도, 난연도 및 광택도의 동시 개선에 한계가 있었다. 또한, 난연제로 BDP를 포함하는 조성물은 술폰산염계 난연제 동량 대체시 충분한 난연성을 확보하는데 한계가 있었고, 유동화제로 PCL 이외의 다른 유동화제를 포함하는 조성물은 유동성 개선효과가 좋지 않았다.

Claims (9)

  1. 폴리카보네이트 수지, 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체, 방향족 비닐계 그라프트 공중합체, 술폰산염계 난연제 및 폴리카프로락톤 공중합체를 포함하고,
    상기 술폰산염계 난연제는 상기 폴리카보네이트 수지, 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 및 방향족 비닐계 그라프트 공중합체를 포함하는 조성물 100중량부에 대하여 0.03~5 중량부로 포함되고,
    상기 폴리카프로락톤 공중합체는 상기 폴리카보네이트 수지, 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체, 및 방향족 비닐계 그라프트 공중합체를 포함하는 조성물 100중량부에 대하여 1~10 중량부로 포함되고,
    상기 폴리카보네이트 수지, 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체, 및 방향족 비닐계 그라프트 공중합체를 포함하는 조성물 100중량부 중 폴리카보네이트 수지는 45~86중량부로 포함되고, 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체는 10~45중량부로 포함되고, 상기 방향족 비닐계 그라프트 공중합체는 4~10중량부로 포함되고,
    ISO 1133에 따라 220℃에서 10kg의 하중으로 평가된 유동지수가 30~86g/10min이고, ASTM D528에 따라 평가된 60 °광택도가 97~102인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.

  2. 제1항에 있어서, 상기 술폰산염계 난연제 : 폴리카프로락톤 공중합체는 1:0.3 내지 1:250의 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지는 ISO 1133으로 300℃, 1.2kg에서 유동 지수를 측정하였을 때 유동 지수가 100~130g/10분인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 방향족 비닐계 그라프트 공중합체는 폴리부타디엔 고무에 스티렌 단량체와 아크릴로니트릴을 60:40 내지 80:20의 중량비로 그라프트시켜 제조된 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 술폰산염계 난연제는 퍼플루오로알칸 알칼리 금속 술포네이트, 퍼플루오로알칸 암모늄 술포네이트, 방향족 술포네이트의 알칼리 금속염 및 방향족 술포네이트의 알칼리 토금속염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 폴리카프로락톤 공중합체는 카프로락톤 단독으로 중합된 공중합체 또는 카프로락톤에 β-프로피오락톤, 피발로락톤, 부티로락톤, 에틸렌옥시드, 1,2-프로필렌옥시드, 1,3-프로필렌옥시드와 같은 알킬렌옥시드, 테트라히드로푸란, 스티렌, 메틸메타아크릴레이트 및 부타디엔으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 불포화 단량체가 중합된 공중합체인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 활제, 산화방지제, 내화학성 부가제, 계면활성제, 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 충격보강제, 항균제, 이형제, 열안정제, 광안정제, 상용화제, 무기물 첨가제, 착색제, 안정제, 윤활제, 정전기 방지제, 안료, 염료, 방염제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 수지 조성물은 두께 2mm 시편에 대하여 UL 94 V 난연 규정에 따라 측정된 난연도가 VO 이상이고, ASTM D-256(1/8", notched)에 따라 평가된 아이조드 충격강도가 23~50kg . cm/cm인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 수지 조성물로 성형된 성형품.
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