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KR-102960527-B1 - CONDUCTIVE RESIN COMPOSITION, METHOD FOR PREPARING THE SAME AND MOLDING PRODUCTS COMPRISING THE SAME

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Abstract

본 발명은 전도성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 우수한 외관, 강성 및 전도성과 함께 수분안정성 및 내열성이 뛰어나 외부 환경 노출에 따른 수분 및 열 등의 영향이 최소화되고, 이에 따라 특히 자동차의 금속 대체 외장 부품 용도로 유용한 전도성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품을 제공하는 효과가 있다.

Inventors

  • 최기대
  • 권오민
  • 김광준
  • 함명조

Assignees

  • 주식회사 엘지화학

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20220825

Claims (16)

  1. (A) 폴리부틸렌테레프탈레이트 51 내지 74 중량% 및 폴리아릴렌 에테르 26 내지 49 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부; (B) 폴리올레핀 수지에 불포화 카르복실산, 그 무수물 단량체 또는 이의 유도체를 그래프트시켜 얻어진 공중합체 1 내지 3 중량부, 블록 공중합 충격보강제 3 내지 11 중량부 및 다관능 반응화제 2 내지 12 중량부를 포함하는 제1 첨가물질 8 내지 20 중량부; 및 (C) 폴리올레핀 수지에 불포화 카르복실산, 그 무수물 단량체 또는 이의 유도체를 그래프트시켜 얻어진 공중합체 70 내지 100 중량부 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 0 내지 30 중량부의 합 100 중량부에 대하여, 카본 나노튜브 10 내지 40 중량부 및 카본 나노플레이트 1 내지 10 중량부를 포함하는 혼합물을 혼련 및 압출하여 얻어지는 제2 첨가물질 4 내지 14 중량부;를 포함하고, 연속상(Sea), 분산상(Island), 연속상 내의 추가 분산상(Sub Island of the Sea) 및 분산상 내의 개별적인 추가 분산상(Sub Island of the Island)을 제공하는 해도 구조(Sea and Island)를 제공하며, 상기 연속상(Sea)은 상기 폴리부틸렌테레프탈레이트, 불포화 카르복실산, 그 무수물 단량체 또는 이의 유도체를 그래프트시켜 얻어진 공중합체 및 다관능 반응화제에 상기 다관능 반응화제가 담지되어 있고, 상기 분산상(Island)은 상기 폴리아릴렌 에테르로 이루어지고, 상기 연속상 내의 추가 분산상(Sub Island of the Sea)은 상기 카본 나노튜브 및 카본 나노플레이트로 이루어지고, 상기 분산상 내의 추가 분산상(Sub Island of the Island)은 상기 블록 공중합 충격보강제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전도성 수지 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리부틸렌테레프탈레이트의 용융지수가 5 내지 50 g/10분(250 ℃, 2.16kg)인 것을 특징으로 하는 전도성 수지 조성물.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 다관능 반응화제는 카르복실산, 말레산 또는 말레산 무수물로 관능화된 폴리페닐렌 옥사이드 수지; 및 비스페놀 A형 에폭시 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 수지 조성물.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 상기 카본 나노플레이트는 평균두께가 5 내지 50 nm인 판상형인 것을 특징으로 하는 전도성 수지 조성물.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서, 상기 전도성 수지 조성물은 수분 흡수율이 0.094 % 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 수지 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 상기 전도성 수지 조성물은 열변형온도가 170 ℃ 이상이고, 표면저항이 10^ 7 Ohm/sq 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 수지 조성물.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제1항에 따른 전도성 수지 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품.
  16. 제15항에 있어서, 상기 성형품은 자동차 정전도장 외장 부품인 것을 특징으로 하는 성형품.

Description

전도성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품{CONDUCTIVE RESIN COMPOSITION, METHOD FOR PREPARING THE SAME AND MOLDING PRODUCTS COMPRISING THE SAME} 본 발명은 전도성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우수한 외관, 강성 및 전도성과 함께 수분안정성 및 내열성이 뛰어나 외부 환경 노출에 따른 수분 및 열 등의 영향이 최소화되고, 이에 따라 특히 자동차의 금속 대체 외장 부품 용도로 유용한 전도성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다. 최근 자동차의 연비 향상을 위해 자동차의 외장 부품을 수지화하려는 연구가 많이 시도되고 있고, 특히 폴리페닐렌 에테르와 폴리아미드의 블랜드 수지가 자동차 외장 부품의 재료로 널리 사용되고 있다. 상기 블랜드 수지는 폴리페닐렌 에테르의 우수한 내열성 및 내충격성 등과 폴리아미드의 우수한 내용제성 등을 접목시키려고 한 것인데, 상용성이 떨어져 충분한 내열성 등이 발현되지 못하는 문제가 있다. 자동차 외장 부품은 통상 도장을 필요로 하고, 환경적인 측면과 총 휘발성 유기화합물(TVOC, total volatile organic compounds) 저감 및 외관 품질 확보를 위하여 정전 도장법을 많이 채용하고 있다. 이때 정전 도장을 잘 수행하기 위해 블랜드 수지에 탄소섬유, 카본블랙 등의 전도성 물질을 첨가하여 전도성을 부여하려는 시도가 있으나, 전도성 물질 첨가에 따른 외관 품질 저하 및 내충격성 감소 등의 문제가 있다. 미국특허 제6352654호에 블랜드 수지에 대한 도료의 부착성과 연성을 개선시킨, 폴리페닐렌 에테르-폴리아미드 블랜드 수지에 전도성 카본 블랙을 혼합한 전도성 수지 조성물이 개시되었다. 그러나, 이러한 블랜드 수지는 내열성에 한계가 있거나, 성형품으로 제조 시 표면에 핀 홀이 발생하는 등 외관 특성이 저하되고, 수분에 의해 기계적 물성이나 치수 안정성 등이 떨어지는 문제가 있다. 따라서, 우수한 외관, 기계적 물성 및 전도성과 함께 외부 환경 노출에 따른 수분 및 열 등의 영향을 받지 않는 자동차 외장 부품에 적용 가능한 전도성 수지 조성물의 개발이 시급한 실정이다. 도 1은 본 발명의 전도성 수지 조성물 제조에 사용되는, 혼련 블록이 9개 이상 구비된 압출기의 모식도이다. 도 2는 후술하는 실시예 1에서 제공하는 해도 구조(Sea and Island)를 나타낸 도면으로, 상기 해도 구조는 연속상 (Sea)과 분산상(Island) 그리고 분산상(Island) 내부에 형성된 추가 분산상(Sub Island)으로 구성된다. 이하 본 기재의 전도성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품을 상세하게 설명한다. 본 발명자들은 제1 폴리에스터 및 폴리아릴렌 에테르를 포함하는 베이스 수지에, 제1 극성 폴리올레핀 수지, 블록 공중합 충격보강제 및 다관능 반응화제 중에서 선택된 2종 이상의 제1 첨가물질과, 제2 극성 폴리올레핀 수지, 제2 폴리에스터, 특정 BET를 갖는 카본 나노튜브 및 판상 카본 플레이트 중에서 선택된 3종 이상의 제2 첨가물질을 소정의 조성비로 혼합하여 전도성 수지 조성물을 제조하는 경우, 이러한 전도성 수지 조성물을 포함하는 성형품이 연속상(Sea), 분산상(Island) 그리고 상기 연속상 내에 추가 분산상(Sub Island)을 제공하는 해도 구조(Sea and Island)를 제공하여 우수한 외관, 강성 및 전도성을 갖고 동시에 외부 환경 노출에 따른 수분 및 열 등의 영향을 거의 받지 않는 것을 확인하였고, 이를 토대로 더욱 연구에 매진하여 본 발명을 완성하게 되었다. 본 발명의 전도성 수지 조성물은 (A) 제1 폴리에스터 및 폴리아릴렌 에테르를 포함하는 베이스 수지 100 중량부; (B) 제1 극성 폴리올레핀 수지, 블록 공중합 충격보강제 및 다관능 반응화제 중에서 선택된 2종 이상의 제1 첨가물질 8 내지 20 중량부; 및 (C) 제2 극성 폴리올레핀 수지, 제2 폴리에스터, 카본 나노튜브 및 카본 나노플레이트 중에서 선택된 3종 이상의 제2 첨가물질 4 내지 14 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하고, 이러한 경우에 우수한 외관, 강성 및 전도성과 함께 수분안정성 및 내열성이 뛰어나 외부 환경 노출에 따른 수분 및 열 등의 영향이 최소화되고, 이에 따라 특히 자동차의 금속 대체 외장 부품 용도로 유용한 이점이 있다. 다른 예로, 본 발명은 (A) 제1 폴리에스터 및 폴리아릴렌 에테르를 포함하는 베이스 수지 100 중량부; (B) 제1 극성 폴리올레핀 수지, 블록 공중합 충격보강제 및 다관능 반응화제 중에서 선택된 2종 이상의 제1 첨가물질 8 내지 20 중량부; 및 (C) 제2 극성 폴리올레핀 수지, 제2 폴리에스터, 카본 나노튜브 및 카본 나노플레이트 중에서 선택된 3종 이상의 제2 첨가물질 4 내지 14 중량부를 포함하고, 연속상(Sea), 분산상(Island), 추가 분산상(Sub Island)을 제공하는 해도 구조(Sea and Island)를 제공하며, 상기 연속상(Sea)은 상기 (A) 베이스 수지 중 제1 폴리에스터, (B) 제1 첨가물질 중 제1 극성 폴리올레핀 수지 및 다관능 반응화제, 그리고 (C) 제2 첨가물질 중 제2 극성 폴리올레핀 수지가 구성하며, 상기 분산상(Island)은 상기 (A) 베이스 수지 중 폴리아릴렌 에테르가 구성하며, 상기 추가 분산상(Sub Island)은 상기 (B) 제1 첨가물질 중 블록 공중합 충격보강제, 그리고 상기 (C) 제2 첨가물질 중 카본 나노튜브와 카본 나노플레이트가 구성하는 것을 특징으로 하고, 이러한 경우에 우수한 외관, 강성 및 전도성과 함께 수분안정성 및 내열성이 뛰어나 외부 환경 노출에 따른 수분 및 열 등의 영향이 최소화되고, 이에 따라 특히 자동차의 금속 대체 외장 부품 용도로 유용한 이점이 있다. 다른 예로, 본 발명의 전도성 조성물은 폴리에스터 및 폴리아릴렌 에테르를 포함하는 베이스 수지 100 중량부; 블록 공중합 충격보강제 1 내지 20 중량부; 다관능 반응화제 1 내지 20 중량부; 및 카본 나노튜브 및 카본 나노플레이트 중에서 선택된 1종 이상 0.1 내지 10 중량부;를 포함하고, 표면저항이 10^8 Ohm/sq 이하인 것을 특징으로 하며, 이 경우에 물성 밸런스가 우수하고, 내열성, 전도성, 수분안정성 및 외관 품질이 우수한 이점이 있다. 또 다른 예로, 본 발명의 전도성 수지 조성물은 (A) 제1 폴리에스터 및 폴리아릴렌 에테르를 포함하는 베이스 수지 100 중량부; (B) 제1 극성 폴리올레핀 수지, 블록 공중합 충격보강제 및 다관능 반응화제 중에서 선택된 2종 이상의 제1 첨가물질 8 내지 20 중량부; (C) 제2 극성 폴리올레핀 수지, 제2 폴리에스터, 카본 나노튜브 및 카본 나노플레이트 중에서 선택된 3종 이상의 제2 첨가물질 4 내지 14 중량부를 혼련 블록이 9개 이상인 압출기를 사용하여 혼련 및 압출하고 연속상(Sea), 분산상(Island) 그리고 상기 연속상 내에 추가 분산상(Sub Island)을 제공하는 해도 구조(See and Island)를 제공하는 단계를 포함하며, 상기 연속상(Sea)은 상기 (A) 베이스 수지 중 제1 폴리에스터, (B) 제1 첨가물질 중 제1 극성 폴리올레핀 수지 및 다관능 반응화제, 그리고 (C) 제2 첨가물질 중 제2 극성 폴리올레핀 수지가 구성하며, 상기 분산상(Island)은 상기 (A) 베이스 수지 중 폴리아릴렌 에테르가 구성하며, 상기 추가 분산상(Sub Island)은 상기 (B) 제1 첨가물질 중 블록 공중합 충격보강제, 그리고 상기 (C) 제2 첨가물질 중 카본 나노튜브와 카본 나노플레이트가 구성하는 것을 특징으로 하며, 이러한 경우에 우수한 외관, 강성 및 전도성과 함께 수분안정성 및 내열성이 뛰어나 외부 환경 노출에 따른 수분 및 열 등의 영향이 최소화되고, 이에 따라 특히 자동차의 금속 대체 외장 부품 용도로 유용한 이점이 있다. 이하, 본 기재의 전도성 수지 조성물을 구성하는 각 성분을 상세히 살펴보면 다음과 같다. (A) 베이스 수지 본 기재의 (A) 베이스 수지는 해도 구조(Sea and Island)의 연속상(Sea)을 제공할 수 있는 제1 폴리에스터 및 분산상(Island)을 제공할 수 있는 폴리아릴렌 에테르로 구성될 수 있다. 제1 폴리에스터 본 기재의 제1 폴리에스터는 바람직하게는 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 폴리(에스테르)우레탄 및 폴리에테르에스테르 중에서 선택된 1종 이상일 수 있고, 보다 바람직하게는 폴리알킬렌 테레프탈레이트이며, 이 경우 외관 품질과 전자파 차폐 성능이 뛰어난 효과가 있다. 상기 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 구체적인 예로 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 폴리부틸렌 테레프탈레이트이며, 이 경우 외관 품질과 전자파 차폐 성능이 뛰어난 이점이 있다. 상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트는 일례로 부탄-1,4-디올과 테레프탈산의 에스테르화 반응이나, 부탄-1,4-디올과 디메틸 테레프탈레이트의 에스테르 교환반응에 의한 중합을 통하여 얻어질 수 있다. 상기 폴리에스테르 수지는 바람직하게는 반복단위로 알킬렌 테레프탈레이트가 70 내지 100 중량%로 함유되어 있는 공중합체 또는 호모중합체일 수 있다. 본 기재에서 수지나 공중합체 내 반복단위의 중량비는 반복단위를 단량체로 환산하여 계산한 값이거나, 해당 수지나 공중합체를 중합 제조할 때 투입된 단량체의 중량비일 수 있다. 상기 알킬렌 테레프탈레이트 공중합체는 일례로 부틸렌 테레프탈레이트 70 내지 100 중량%, 바람직하게는 70 내지 99 중량%; 및 에틸렌 테레프탈레이트 또는 프로필렌 테레프탈레이트 0 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 내지 30 중량%;의 에스테르 교환반응에 의하여 형성된 것일 수 있다. 상기 제1 폴리에스터는 바람직하게는 베이스 수지에 대하여 51 내지 74 중량%로 포함될 수 있고, 보다 바람직하게는 55 내지 72 중량%, 더욱 바람직하게는 60 내지 70 중량