KR100969454B1 - Thermoplastic flame retardant resin composition - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열가소성 난연수지 조성물에 관한 것으로, 고무변성 스티렌 함유 그라프트 공중합체 10 내지 80 중량% 및 스티렌 함유 공중합체 20 내지 90 중량%로 이루어진 기초수지 100 중량부에 대하여 포스파이트 화합물 1 내지 10 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열가소성 난연수지 조성물에 관한 것으로, 난연도가 우수하면서도 충격강도 및 내열성이 우수한 열가소성 난연수지 조성물을 제공하는 효과가 있다. The present invention relates to a thermoplastic flame-retardant resin composition, 1 to 10% by weight of the phosphite compound based on 100 parts by weight of the base resin consisting of 10 to 80% by weight of the rubber-modified styrene-containing graft copolymer and 20 to 90% by weight of the styrene-containing copolymer The present invention relates to a thermoplastic flame-retardant resin composition comprising a portion, and has an effect of providing a thermoplastic flame-retardant resin composition having excellent flame retardancy and excellent impact strength and heat resistance.
열가소성 난연수지 조성물, 고무변성 스티렌 함유 그라프트 공중합체, 스티렌 함유 공중합체, 포스파이트 화합물, 난연도, 충격강도, 내열성 Thermoplastic flame retardant resin composition, rubber modified styrene-containing graft copolymer, styrene-containing copolymer, phosphite compound, flame retardancy, impact strength, heat resistance
Description
본 발명은 열가소성 난연수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 난연도가 우수하면서도 충격강도 및 내열성이 우수한 열가소성 난연수지 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a thermoplastic flame retardant resin composition, and more particularly, to a thermoplastic flame retardant resin composition having excellent flame retardancy and excellent impact strength and heat resistance.
고무변성 스티렌계 수지는 가공성이 우수하며, 충격강도 등의 물성 및 외관특성 도 우수하여 전기·전자 제품과 사무용 기기 등에 널리 사용되고 있다. 이러한 전기·전자 제품과 사무용 기기는 화재의 위험성이 있어, 고무변성 스티렌계 수지에 난연성을 부여하는 연구가 계속하여 이루어지고 있다. Rubber modified styrene resins have excellent processability and excellent physical and cosmetic properties such as impact strength, and are widely used in electrical and electronic products and office equipment. Such electrical and electronic products and office equipment have a risk of fire, and studies to impart flame retardance to rubber-modified styrene resins have been continuously conducted.
고무변성 스티렌계 수지에 난연성을 부여하는 방법으로는 할로겐계 화합물을 난연제로 사용하는 것이 가장 효과적인 방법으로 알려져 있다. 그러나, 할로겐계 화합물은 수지의 성형 가공시 금형을 부식시키는 가스를 발생시키고, 연소시에는 인체에 유해한 유독성 가스를 방출시키기 때문에 환경 규제가 강화됨에 따라 제약을 받고 있다. As a method of imparting flame retardancy to rubber-modified styrene resins, it is known that a halogen compound is used as a flame retardant. However, since halogen-based compounds generate gases that corrode molds during molding of resins, and emit toxic gases that are harmful to humans during combustion, they are subject to restrictions due to tightening environmental regulations.
이에 따라 할로겐 화합물을 난연제로 사용하지 않고도 고무변성 스티렌계 수지에 난연성을 부여하는 연구에 많은 관심이 집중되고 있으며, 난연제로 인산에스테르계 화합물을 사용하여 제조한 고무변성 스티렌계 난연수지 조성물이 복사기, 프린트 등의 사무용 기기에 널리 사용되고 있다. Accordingly, much attention is focused on providing flame retardancy to rubber-modified styrene resins without using halogen compounds as flame retardants, and rubber-modified styrene flame-retardant resin compositions prepared by using phosphate ester compounds as flame retardants include copiers, It is widely used for office equipment such as printing.
그러나, 난연제로 사용되는 인산에스테르계 화합물은 융점이 낮아 수지의 가공 온도에서 쉽게 분해되므로, 이를 사용하는 수지 조성물은 장시간 가공시 열분해 가스 및 몰드 디포지트 현상이 발생하게 되어 제품의 외관이 불량해지는 문제점이 있다. However, since the phosphate ester compound used as a flame retardant has a low melting point and is easily decomposed at the processing temperature of the resin, a resin composition using the same may cause pyrolysis gas and mold deposit phenomenon during long processing, resulting in poor appearance of the product. There is this.
이를 극복하기 위하여 일본공개특허공보 평5-1079호에서는 인산에스테르계 화합물의 휘발성 문제를 개선하고자 방향족 페닐기를 연결기로 가지는 디인산에스테르 구조의 난연제에 대하여 개시하고 있으며, 또한 일본공개특허공보 평7-043769호에서는 페닐기에 탄소수가 12 내지 25개인 치환기를 도입한 구조의 난연제에 대하여 개시하고 있다. 그러나 상기의 종래기술들은 내열성과 기계적 물성이 저하되는 문제점이 있다. In order to overcome this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-1079 discloses a flame retardant having a diphosphate ester structure having an aromatic phenyl group as a linkage to improve the volatility problem of the phosphate ester compound. 043769 discloses a flame retardant having a structure in which a substituent having 12 to 25 carbon atoms is introduced into a phenyl group. However, the above conventional technologies have a problem in that heat resistance and mechanical properties are degraded.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 난연도가 우수하면서도 충격강도 및 내열성이 우수한 열가소성 난연수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide a thermoplastic flame-retardant resin composition excellent in flame retardancy and excellent impact strength and heat resistance.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.The above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고무변성 스티렌 함유 그라프트 공중합체 10 내지 80 중량% 및 스티렌 함유 공중합체 20 내지 90 중량%로 이루어진 기초수지 100 중량부에 대하여 포스파이트 화합물 1 내지 10 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열가소성 난연수지 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is 10 to 80% by weight of the rubber-modified styrene-containing graft copolymer and 20 to 90% by weight of the styrene-containing copolymer based on 100 parts by weight of the phosphite compound 1 to 10% by weight It provides a thermoplastic flame-retardant resin composition comprising a part.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 기초수지는 고무변성 스티렌 함유 그라프트 공중합체 10 내지 80 중량% 및 스티렌 함유 공중합체 20 내지 90 중량%로 이루어진다.The base resin of the present invention is composed of 10 to 80% by weight of rubber-modified styrene-containing graft copolymer and 20 to 90% by weight of styrene-containing copolymer.
상기 고무변성 스티렌 함유 그라프트 공중합체는 고무성분 10 내지 60 중량%에 스티렌계 화합물 30 내지 65 중량% 및 아크릴계 화합물 10 내지 30 중량%를 그라프트 공중합하여 제조한 것이다.The rubber-modified styrene-containing graft copolymer is prepared by graft copolymerization of 10 to 60 wt% of the rubber component with 30 to 65 wt% of the styrene compound and 10 to 30 wt% of the acrylic compound.
상기 고무성분으로는 폴리부타디엔, 스티렌-부타디엔 공중합체, 폴리이소프렌 또는 부타디엔-이소프렌 공중합체 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. As the rubber component, a polybutadiene, a styrene-butadiene copolymer, a polyisoprene or a butadiene-isoprene copolymer, or the like may be used alone or in combination of two or more thereof.
상기 스티렌계 화합물로는 스티렌, 알파메틸 스티렌 또는 핵 치환 스티렌 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. As the styrene compound, styrene, alphamethyl styrene, nuclear substituted styrene, or the like may be used alone or in combination of two or more thereof.
상기 아크릴계 화합물로는 아크릴로니트릴, 메틸메타크릴레이트 또는부틸아 크릴레이트 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. As said acryl-type compound, acrylonitrile, methyl methacrylate, butyl acrylate, etc. can be used individually or in mixture of 2 or more types.
상기 고무변성 스티렌 함유 그라프트 공중합체로는 부타디엔 고무성분에 아크릴로니트릴과 스티렌이 그라프트 공중합된 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체(acrylonitrile-butadiene-styrene, ABS)가 바람직하다.The rubber-modified styrene-containing graft copolymer is preferably an acrylonitrile-butadiene-styrene graft copolymer (acrylonitrile-butadiene-styrene, ABS) in which acrylonitrile and styrene are graft copolymerized with butadiene rubber.
상기 고무변성 스티렌 함유 그라프트 공중합체는 기초수지 100 중량부에 10 내지 80 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량으로 포함되는 경우에는 내충격성 등의 기계적 강도가 우수하다. The rubber-modified styrene-containing graft copolymer is preferably included in 10 to 80% by weight 100 parts by weight of the base resin. When included in the content is excellent mechanical strength, such as impact resistance.
상기 스티렌 함유 공중합체는 스티렌계 화합물 50 내지 80 중량% 및 아크릴계 화합물 20 내지 50 중량%를 공중합하여 제조한 것이다. The styrene-containing copolymer is prepared by copolymerizing 50 to 80% by weight of the styrene compound and 20 to 50% by weight of the acrylic compound.
상기 스티렌계 화합물로는 스티렌, 알파메틸 스티렌 또는 핵 치환 스티렌 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 상기 아크릴계 화합물로는 아크릴로니트릴, 메틸메타크릴레이트 또는 부틸아크릴레이트 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. As the styrene-based compound, styrene, alphamethyl styrene, or nuclear substituted styrene may be used alone or in mixture of two or more. The acryl-based compound may be acrylonitrile, methyl methacrylate, or butyl acrylate alone or two. It can mix and use species.
상기 스티렌 함유 공중합체는 기초수지 100 중량부에 20 내지 90 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량으로 포함되는 경우에는 내충격성 등의 기계적 강도 및 치수안정성이 우수하다. The styrene-containing copolymer is preferably included in 20 to 90% by weight 100 parts by weight of the base resin. When included in the content is excellent mechanical strength and dimensional stability, such as impact resistance.
상기 고무변성 스티렌 함유 그라프트 공중합체 및 스티렌 함유 공중합체는 통상의 중합방법으로 제조할 수 있으며, 괴상중합 또는 유화중합 방법으로 제조하는 것이 바람직하다. The rubber-modified styrene-containing graft copolymer and the styrene-containing copolymer may be prepared by a conventional polymerization method, and preferably prepared by bulk polymerization or emulsion polymerization.
본 발명의 포스파이트 화합물은 기초수지에 난연성을 부여하기 위한 난연제 이다.The phosphite compound of the present invention is a flame retardant for imparting flame retardancy to a base resin.
상기 포스파이트 화합물로는 트리메틸포스파이트, 트리에틸포스파이트, 트리이소데실포스파이트 등의 트리알킬포스파이트; 트리스노닐페닐포스파이트, 이소데실디페닐포스파이트, 디이소데실페닐포스파이트 등의 트리알킬-아릴포스파이트; 또는 하기 화학식 1의 구조를 갖는 트리아릴포스파이트 등을 단독 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 트리아릴포스파이트를 사용하는 것이며, 보다 바람직하게는 알킬기가 치환된 트리아릴포스파이트를 사용하는 것이다. Examples of the phosphite compound include trialkyl phosphites such as trimethyl phosphite, triethyl phosphite, and triisodecyl phosphite; Trialkyl-aryl phosphites such as trisnonylphenyl phosphite, isodecyldiphenyl phosphite and diisodecylphenyl phosphite; Alternatively, two or more kinds of triaryl phosphites having the structure of Formula 1 may be mixed and used alone, preferably triaryl phosphite is used, and more preferably triaryl phosphite substituted with an alkyl group is used. It is.
상기 화학식 1에서, Ar1 내지 Ar3은 페닐기 또는 탄소수 1 내지 18인 알킬기가 1 내지 3개가 치환된 아릴기이다. In Formula 1, Ar 1 to Ar 3 is an aryl group substituted with 1 to 3 phenyl group or alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.
상기 포스파이트 화합물은 기초수지 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량으로 포함되는 경우에는 난연도를 유지하면서도, 내충격성이 우수하다.The phosphite compound is preferably included in 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin. When included in the content, while maintaining the flame retardancy, it is excellent in impact resistance.
상기와 같은 성분을 포함하는 열가소성 난연수지 조성물은 용도에 따라 활제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 적하 방지제, 안료 및 무기 충진제로부터 선 택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. The thermoplastic flame-retardant resin composition comprising the above components may further include one or more additives selected from lubricants, heat stabilizers, antioxidants, light stabilizers, anti-drip agents, pigments and inorganic fillers, depending on the application.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, preferred examples are provided to aid the understanding of the present invention, but the following examples are merely for exemplifying the present invention, and it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope and spirit of the present invention. It is natural that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.
[실시예]EXAMPLE
실시예 1Example 1
<기초수지 제조><Basic resin manufacturing>
고무변성 스티렌 함유 그라프트 공중합체로는 부타디엔 고무 50 중량%에 아크릴로니트릴 14 중량% 및 스티렌 36 중량%를 유화중합으로 그라프트 공중합시켜 제조한 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체를 사용하였다. As the rubber-modified styrene-containing graft copolymer, an acrylonitrile-butadiene-styrene graft copolymer prepared by graft copolymerization of 50% by weight of butadiene rubber, 14% by weight of acrylonitrile and 36% by weight of styrene by emulsion polymerization was used. .
스티렌 함유 공중합체로는 스티렌 73 중량% 및 아크릴로니트릴 27 중량%를 유화중합으로 공중합시켜 제조한 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체를 사용하였다. As the styrene-containing copolymer, a styrene-acrylonitrile copolymer prepared by copolymerizing 73% by weight of styrene and 27% by weight of acrylonitrile by emulsion polymerization was used.
<열가소성 난연수지 조성물 제조><Preparation of thermoplastic flame retardant resin composition>
상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체 23 중량부 및 상기 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 77 중량부로 이루어진 기초수지 100 중량부에 포스파이트 화합물로 하기 화학식 2로 표시되는 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트(Ciba Specialty Chemicals사 제조) 4 중량부를 첨가하고 헨셀믹서에서 혼합한 후 이축 압출기에서 180 내지 220 ℃의 온도범위로 압출하여 펠렛으로 제조하였다. Tris represented by the following formula (2,4-) as a phosphite compound in 100 parts by weight of the base resin including 23 parts by weight of the acrylonitrile-butadiene-styrene graft copolymer and 77 parts by weight of the styrene-acrylonitrile copolymer. 4 parts by weight of di-t-butylphenyl) phosphite (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) was added thereto, mixed in a Henschel mixer, and extruded at a temperature range of 180 to 220 ° C. in a twin screw extruder to prepare pellets.
실시예Example 2 2
상기 실시예 1에서 난연제로 포스파이트 화합물인 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트(Ciba Specialty Chemicals사 제조) 8 중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. The same method as in Example 1 except that 8 parts by weight of tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite (manufactured by Ciba Specialty Chemicals), a phosphite compound, was used as a flame retardant in Example 1. It was.
비교예Comparative example 1 One
상기 실시예 1에서 난연제인 포스파이트 화합물을 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. Except that the phosphite compound which is a flame retardant in Example 1 was not used, it was carried out in the same manner as in Example 1.
비교예Comparative example 2 2
상기 실시예1에서 난연제로 포스파이트 화합물 대신 인산에스테르계 화합물인 트리페닐포스페이트(일본 대팔화학 제조) 8 중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. In Example 1, 8 parts by weight of triphenyl phosphate (manufactured by Nippon Shopal Chemical Co., Ltd.), which is a phosphate compound, was used in place of the phosphite compound as a flame retardant.
비교예Comparative example 3 3
상기 실시예 1에서 난연제로 포스파이트 화합물인 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트(Ciba Specialty Chemicals사 제조) 12 중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. The same method as in Example 1 except that 12 parts by weight of tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite (manufactured by Ciba Specialty Chemicals), a phosphite compound, was used as a flame retardant in Example 1. It was.
[시험예][Test Example]
상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 3에서 제조한 열가소성 난연수지 조성물 펠렛을 사출 성형하여 시편으로 제조하고, 하기의 방법으로 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. The thermoplastic flame-retardant resin composition pellets prepared in Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 3 were injection molded to prepare a specimen, and the physical properties were measured by the following method, and the results are shown in Table 1 below.
* 충격강도(㎏·㎝/㎝) - ASTM D256에 의거하여 1/8” 두께의 시편에 대하여 측정하였다.* Impact Strength (kg · cm / cm) —Measured against 1/8 ”thick specimens in accordance with ASTM D256.
* 내열성(℃) - ASTM D648에 의거하여 1/4” 두께의 시편에 대하여 열변형온도를 측정하였다.* Heat resistance (℃)-The heat deflection temperature was measured on a 1/4 ”thick specimen in accordance with ASTM D648.
* 난연도 - UL94 VB 난연규격에 의거하여 1/8” 두께의 시편에 대하여 측정하였다.* Flame retardancy-Measured on 1/8 ”thick specimens in accordance with UL94 VB flame retardant specification.
구성성분
(중량부)Suzy
Ingredient
(Parts by weight)
공중합체Styrene-containing
Copolymer
화합물Phosphite
compound
상기 표 1을 통하여, 본 발명에 따라 기초수지에 난연제로 포스파이트 화합물 1 내지 10 중량부를 포함하는 실시예 1 내지 2의 열가소성 난연수지 조성물은 충격강도, 내열성 및 난연도가 우수한 것을 확인할 수 있었다.Through Table 1, the thermoplastic flame-retardant resin composition of Examples 1 to 2 containing 1 to 10 parts by weight of the phosphite compound as a flame retardant in the base resin according to the present invention was confirmed that the impact strength, heat resistance and flame retardancy excellent.
반면, 포스파이트 화합물을 포함하지 않는 비교예 1은 난연도가 상당히 저하되었으며, 난연제로 인산에스테르계 화합물을 포함하는 비교예 2는 난연도는 실시예와 동등하였으나, 충격강도 및 내열성이 저하되었다. 또한, 포스파이트 화합물을 과량으로 포함하는 비교예 3은 충격강도가 상당히 저하된 것을 확인할 수 있었다. On the other hand, Comparative Example 1, which does not include a phosphite compound, has significantly reduced flame retardancy, while Comparative Example 2, which includes a phosphate ester-based compound as a flame retardant, has a flame retardancy equivalent to that of Examples, but has reduced impact strength and heat resistance. In addition, Comparative Example 3 containing an excess of the phosphite compound was confirmed that the impact strength is significantly reduced.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 난연도가 우수하면서도 충격강도 및 내열성이 우수한 열가소성 난연수지 조성물을 제공하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, there is an effect of providing a thermoplastic flame-retardant resin composition having excellent flame resistance and excellent impact strength and heat resistance.
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