JP2023522658A - 樹脂組成物および成形品 - Google Patents
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Abstract
本発明は、樹脂組成物に関し、ゴム質重合体を含むグラフト共重合体およびスチレン系共重合体を含むベース樹脂100重量部に対して、リン系難燃剤組成物25重量部~50重量部を含み、前記リン系難燃剤組成物は、Mn+(ジエチルホスフィネート)-n(Mは、2価~5価の酸化数を有する金属であり、nは、2~5から選択される整数である。)30重量%~70重量%およびアンモニウムポリホスフェート30重量%~70重量%を含む、樹脂組成物およびこれより成形された成形品に関する。
Description
本出願は、2020年10月27日付けの韓国特許出願第10-2020-0139933号に基づく優先権の利益を主張し、該当韓国特許出願の文献に開示されている全ての内容は、本明細書の一部として組み込まれる。
本発明は、樹脂組成物に関し、具体的には、チャー形成剤を含まないとともに、自己チャーの形成が可能な難燃樹脂組成物およびこれより成形された成形品に関する。
アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(Acrylonitrile-butadiene-styrene、ABS)共重合体は、ブタジエンゴム質重合体にスチレンとアクリロニトリルをグラフト共重合して製造される。ABS共重合体は、既存の高強度ポリスチレン(High-Impact polystyrene、HIPS)に比べて、耐衝撃性、耐薬品性、熱安定性、着色性、耐疲労性、剛性および加工性などに優れ、自動車用の内外装材、事務用機器、各種の電気・電子製品などの部品または玩具類などで使用されている。
一方、火事の恐れがある分野において使用される樹脂は、当該分野で求められる難燃規格を満たす必要がある。しかし、ABS共重合体は、それ自体として難燃性を示していないため、難燃規格を満たして火事に対する安全性を確保するために、難燃剤をABS共重合体と混合する方法が提示されている。
ここで、前記難燃剤として、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、窒素系難燃剤および水酸化系難燃剤などを用いることができ、中でも、ハロゲン系難燃剤は、難燃効率が高く、樹脂の機械的物性を維持できる利点があるが、加工中に分解されてハロゲンガスを発生させ、人体に非常に有害であることは言うまでもなく、環境に悪影響を及ぼす問題がある。そのため、最近、ハロゲンを含有しない、すなわち、ハロゲンフリー難燃樹脂に関する必要性が高まりつつある。
したがって、ハロゲン系難燃剤ではなく、リン系難燃剤、窒素系難燃剤および水酸化物系難燃剤などの非ハロゲン系難燃剤、特に、中でも、リン系難燃剤を活用する方法が提案されており、リン系難燃剤は、リン酸塩による気相反応とC-P-O(N)のようなチャー(char)の形成による固相反応により難燃性を付与する。
しかし、ポリカーボネート樹脂などのように、炭素主鎖を有する樹脂は、リン系難燃剤によるチャーの形成が容易であり、前記リン系難燃剤を適用するのに困難性がないが、ABS共重合体は、ABS共重合体だけではリン系難燃剤とチャーを形成することができず、チャー形成剤(charring agent)の添加が必須である。しかし、チャー形成剤は、高価な材料に該当し、価格競争力を低下させ、結局、生産性を低下させる原因となる。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するために導き出されたものであり、ABS共重合体のようなグラフト共重合体を含む難燃樹脂組成物において、難燃剤として、自己チャーの形成が可能なリン系難燃剤組成物を適用することで、チャー形成剤を添加しないで、難燃性および熱安定性を同時に確保することができる樹脂組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、前記樹脂組成物から成形された成形品を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、ゴム質重合体を含むグラフト共重合体およびスチレン系共重合体を含むベース樹脂100重量部に対して、リン系難燃剤組成物25重量部~50重量部を含み、前記リン系難燃剤組成物は、Mn+(ジエチルホスフィネート)-
n(Mは、2価~5価の酸化数を有する金属であり、nは、2~5から選択される整数である。)30重量%~70重量%およびアンモニウムポリホスフェート30重量%~70重量%を含む樹脂組成物を提供する。
また、本発明は、前記樹脂組成物から成形された成形品を提供する。
本発明による樹脂組成物は、リン系難燃剤組成物から自己チャーの形成が可能であり、チャー形成剤を含まずに、難燃性および熱安定性に優れるという効果がある。
以下、本発明に関する理解を容易にするために、本発明をより詳細に説明する。
本発明の説明および特許請求の範囲にて使用されている用語や単語は、通常的もしくは辞書的な意味に限定して解釈してはならず、発明者らは、自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適宜定義することができるという原則に則って、本発明の技術的思想に合致する意味と概念に解釈すべきである。
本発明において、用語「単量体単位」は、単量体から起因した成分、構造またはその物質自体を示すことができ、具体的な例として、重合体の重合時に、投入される単量体が重合反応に参加して重合体内でなす繰り返し単位を意味し得る。
本発明で使用する用語「組成物」は、当該組成物の材料から形成された反応生成物および分解生成物だけでなく、当該組成物を含む材料の混合物を含む。
本発明は、樹脂組成物、具体的には難燃樹脂組成物を提供する。
本発明の一実施形態によると、前記樹脂組成物は、ゴム質重合体を含むグラフト共重合体およびスチレン系共重合体を含むベース樹脂100重量部に対して、リン系難燃剤組成物25重量部~50重量部を含み、前記リン系難燃剤組成物は、Mn+(ジエチルホスフィネート)-
n(Mは、2価~5価の酸化数を有する金属であり、nは、2~5から選択される整数である。)30重量%~70重量%およびアンモニウムポリホスフェート30重量%~70重量%を含むことができる。
本発明の一実施形態によると、前記グラフト共重合体は、樹脂組成物のベース樹脂の一部として、樹脂組成物に基本的な物性を付与するための樹脂であることができる。
本発明の一実施形態によると、前記グラフト共重合体は、ゴム質重合体、芳香族ビニル系単量体単位およびビニルシアン系単量体単位を含むことができる。具体的な例として、前記ゴム質重合体は、共役ジエン系重合体であることができ、前記共役ジエン系重合体は、共役ジエン系単量体の重合により製造され、共役ジエン系単量体単位を含むことができ、より具体的な例として、前記共役ジエン系重合体は、共役ジエン系単量体を乳化重合して製造されることができ、この場合、共役ジエン系重合体の平均粒径の調節が容易であり、目的とする機械的物性に適する共役ジエン系重合体を用いることができる。
本発明の一実施形態によると、前記共役ジエン系重合体の共役ジエン系単量体単位を形成するための共役ジエン系単量体は、1,3-ブタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、ピペリレン、3-ブチル-1,3-オクタジエン、イソプレンおよび2-フェニル-1,3-ブタジエンからなる群から選択される1種以上であることができ、さらに具体的な例として、1,3-ブタジエンであることができる。
本発明の一実施形態によると、前記グラフト共重合体は、ゴム質重合体に芳香族ビニル系単量体単位およびビニルシアン系単量体単位がグラフト重合されたものであることができる。したがって、前記グラフト共重合体は、前記ゴム質重合体と、ゴム質重合体にグラフトされた芳香族ビニル系単量体単位およびビニルシアン系単量体単位を含むことができ、グラフト重合の条件によって、グラフト共重合体のグラフト層が形成された部分に、ゴム質重合体にグラフトされていない芳香族ビニル系単量体単位およびビニルシアン系単量体単位をともに含むことができる。この際、前記グラフト重合は、乳化重合または塊状重合によって実施されることができる。
本発明の一実施形態によると、グラフト共重合体の芳香族ビニル系単量体単位を形成するための芳香族ビニル系単量体は、スチレン、α-メチルスチレン、3-メチルスチレン、4-メチルスチレン、4-プロピルスチレン、1-ビニルナフタレン、4-シクロヘキシルスチレン、4-(p-メチルフェニル)スチレンおよび1-ビニル-5-ヘキシルナフタレンからなる群から選択される1種以上であることができ、具体的な例として、スチレンであることができる。
本発明の一実施形態によると、グラフト共重合体のビニルシアン系単量体単位を形成するためのビニルシアン系単量体は、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、フェニルアクリロニトリルおよびα-クロロアクリロニトリルからなる群から選択される1種以上であることができ、具体的な例として、アクリロニトリルであることができる。
本発明の一実施形態によると、前記グラフト共重合体は、ゴム質重合体40重量%~90重量%、芳香族ビニル系単量体単位5重量%~50重量%およびビニルシアン系単量体単位1重量%~30重量%を含むことができ、具体的な例として、ゴム質重合体50重量%~80重量%または50重量%~70重量%と、芳香族ビニル系単量体単位10重量%~40重量%または10重量%~30重量%と、ビニルシアン系単量体単位1重量%~20重量%または5重量%~15重量%とを含むことができ、この範囲内で、樹脂組成物の機械的物性を確保することができる効果がある。
本発明の一実施形態によると、前記スチレン系共重合体は、樹脂組成物のベース樹脂の一部として、マトリックス樹脂であることができる。
本発明の一実施形態によると、前記スチレン系共重合体は、芳香族ビニル系単量体単位およびビニルシアン系単量体単位を含むことができ、具体的な例として、芳香族ビニル系単量体とビニルシアン系単量体を乳化重合または塊状重合して製造され得る。
本発明の一実施形態によると、スチレン系共重合体の芳香族ビニル系単量体単位を形成するための芳香族ビニル系単量体は、スチレン、α-メチルスチレン、3-メチルスチレン、4-メチルスチレン、4-プロピルスチレン、1-ビニルナフタレン、4-シクロヘキシルスチレン、4-(p-メチルフェニル)スチレンおよび1-ビニル-5-ヘキシルナフタレンからなる群から選択される1種以上であることができ、具体的な例として、スチレンであることができる。
本発明の一実施形態によると、スチレン系共重合体のビニルシアン系単量体単位を形成するためのビニルシアン系単量体は、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、フェニルアクリロニトリルおよびα-クロロアクリロニトリルからなる群から選択される1種以上であることができ、具体的な例として、アクリロニトリルであることができる。
本発明の一実施形態によると、前記スチレン系共重合体は、芳香族ビニル系単量体単位10重量%~90重量%およびビニルシアン系単量体単位10重量%~90重量%を含むことができ、具体的な例として、芳香族ビニル系単量体単位20重量%~80重量%または30重量%~70重量%と、ビニルシアン系単量体単位20重量%~80重量%または30重量%~70重量%とを含むことができ、この範囲内で、グラフト共重合体の分散性に優れ、機械的物性および物性バランスに優れる効果がある。
本発明の一実施形態によると、前記ベース樹脂は、グラフト共重合体10重量%~50重量%およびスチレン系共重合体50重量%~90重量%を含むことができ、具体的な例として、グラフト共重合体10重量%~40重量%または20重量%~40重量%と、スチレン系共重合体60重量%~90重量%または60重量%~80重量%とを含むことができ、この範囲内で、ベース樹脂による機械的物性に優れる効果がある。また、前記グラフト共重合体およびスチレン系共重合体は、それぞれ、芳香族ビニル系単量体単位およびビニルシアン系単量体単位を含み、それぞれの共重合体を形成する芳香族ビニル系単量体単位およびビニルシアン系単量体単位の種類が同一である場合、樹脂組成物の押出工程で同一の成分として混合および分散することから、実際、樹脂組成物およびこれより成形された成形品では、芳香族ビニル系単量体単位およびビニルシアン系単量体単位で形成されたマトリックス内にゴム質重合体が分散した形態で存在することができる。したがって、ベース樹脂内のグラフト共重合体およびスチレン系共重合体の各含量は、ベース樹脂内の全体の芳香族ビニル系単量体単位およびビニルシアン系単量体単位の含量と、ゴム質重合体の含量から確認することができる。
上述のように、本発明によるグラフト共重合体およびスチレン系共重合体とは異なり、ポリカーボネート樹脂などの炭素主鎖を有する樹脂は、リン系難燃剤によるチャーの形成が容易であり、前記リン系難燃剤を適用するのに困難性がないが、本発明によるグラフト共重合体は、グラフト共重合体だけではリン系難燃剤とチャーを形成することができず、チャー形成剤(charring agent)の添加が必須でなければならない。しかし、チャー形成剤が添加されてグラフト共重合体の熱安定性を低下させる問題があり、特に、チャー形成剤は、高価な材料に該当し、価格競争力を低下させ、結局、生産性を低下させる原因になる。
一方、本発明による前記ベース樹脂は、チャー形成剤、特に、炭素系チャー形成剤が必要でないことを特徴とする。したがって、前記ベース樹脂は、グラフト共重合体およびスチレン系共重合体の他に、必要に応じて、他の性質を付与するためのさらなる樹脂成分をさらに含むことができるが、この際、前記さらなる樹脂成分が炭素系チャー形成剤に該当しない。
本発明の一実施形態によると、前記リン系難燃剤組成物は、前記ベース樹脂のように、リン系難燃剤との直接なチャーの形成が不可能な樹脂において、チャー形成剤、特に、炭素系チャー形成剤を含まずに、ベース樹脂に自己チャーの形成を可能とし、難燃性を付与するためのものであることができる。
本発明の一実施形態によると、前記リン系難燃剤組成物は、Mn+(ジエチルホスフィネート)-
n(Mは、2価~5価の酸化数を有する金属であり、nは、2~5から選択される整数である。)およびアンモニウムポリホスフェートを含むことができる。ここで、前記Mn+(ジエチルホスフィネート)-
n(Mは、2価~5価の酸化数を有する金属であり、nは、2~5から選択される整数である。)は、リン系難燃剤の一種類であり、また、前記アンモニウムポリホスフェートは、難燃上昇剤または難燃助剤の一種類であり、それぞれ使用可能なものと知られている。しかし、従来、グラフト共重合体および/またはスチレン系共重合体と前記リン系難燃剤のチャーの形成が不可能であるため、実質的に、本発明のように、グラフト共重合体、特に、ABS共重合体を含むベース樹脂に適用するためには、上述のように、リン系難燃剤とチャーを形成することができるポリエステル樹脂などの炭素系チャー形成剤を含むことが必須であった。また、前記炭素系チャー形成剤とリン系難燃剤を同時に含んでも、炭素系チャー形成剤とリン系難燃剤の種類によってチャーが十分に形成されず、難燃性が確保されない問題が発生し、そのため、難燃上昇剤または難燃助剤を用いる方法が提示されてきたが、このような場合でも、チャー形成剤、リン系難燃剤および難燃上昇剤の間の適切な組み合わせの関係が十分に効果が発揮されない場合、チャーを容易に形成することができず、難燃性を確保できない問題があった。
一方、本発明によるリン系難燃剤組成物は、ベース樹脂に対して、樹脂組成物内に所定の組成を満たしながら、所定の含量で含まれた時に、火炎または火気に露出する場合、自己チャーの形成が可能であり、樹脂組成物に難燃性を付与することができる。すなわち、本発明による前記リン系難燃剤組成物を含む本発明の樹脂組成物は、チャー形成剤を含まず、火炎または火気に露出した時に、チャーを形成することができる。具体的な例として、前記樹脂組成物は、火炎または火気に露出した時に、リン系難燃剤組成物のアンモニウムポリホスフェート由来のポリホスフェートとMn+(ジエチルホスフィネート)-
n由来の金属イオン(Mn+)がメタロ超分子(metallosupramolecular)を形成することができる。
さらに具体的な例として、前記Mがアルミニウム(Al)である場合、下記スキーム(Scheme)1のような反応によりメタロ超分子(metallosupramolecular)を形成することができ、このときに形成されたメタロ超分子がチャーであることができる。
ここで、前記スキーム1のような反応によりメタロ超分子を形成するためには、Mn+(ジエチルホスフィネート)-
n(Mは、2価~5価の酸化数を有する金属であり、nは、2~5から選択される整数である。)およびアンモニウムポリホスフェートの組成を調節することが重要である。本発明の一実施形態によると、前記リン系難燃剤組成物は、Mn+(ジエチルホスフィネート)-
n(Mは、2価~5価の酸化数を有する金属であり、nは、2~5から選択される整数である。)30重量%~70重量%およびアンモニウムポリホスフェート30重量%~70重量%を含むことができ、具体的な例として、Mn+(ジエチルホスフィネート)-
n(Mは、2価~5価の酸化数を有する金属であり、nは、2~5から選択される整数である。)40重量%~60重量%または45重量%~55重量%と、アンモニウムポリホスフェート40重量%~60重量%または45重量%~55重量%とを含むことができ、この範囲内で、樹脂組成物が火炎または火気に露出した時に、自己チャーの形成による難燃性を最大限に確保できる効果がある。
また、前記反応式1のような反応によりメタロ超分子を形成しても、メタロ超分子の絶対量が十分に確保されないと、チャーが形成されてもベース樹脂全体をカバーすることができず、難燃性を確保することができないため、リン系難燃剤組成物自体の絶対量も確保することが重要である。したがって、本発明による前記樹脂組成物は、前記ベース樹脂100重量部に対して、リン系難燃剤組成物25重量部~50重量部、25重量%~45重量部、または28重量部~40重量部を含むことができ、この範囲内で、樹脂組成物の機械的物性の低下を防止するとともに、難燃性を最大限に確保することができる効果がある。
本発明の一実施形態によると、前記Mn+(ジエチルホスフィネート)-
n(Mは、2価~5価の酸化数を有する金属であり、nは、2~5から選択される整数である。)は、リン系難燃剤であり、2価~5価の酸化数を有する金属イオンを含むことができる。ここで、前記金属イオンが1価である場合には、樹脂組成物が火炎または火気に露出した時に、前記反応式1のような反応が誘導されないため、前記金属イオンは、少なくとも2価の酸化数を有する金属イオンでなければならない。
本発明の一実施形態によると、前記Mは、2価~5価の酸化数を有する金属であることができ、具体的な例として、2価~5価の酸化数を有する白色金属であることができ、さらに具体的な例として、亜鉛(Zn)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、スカンジウム(Sc)、セリウム(Ce)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、アンチモン(Sb)およびタンタル(Ta)からなる群から選択される1種以上であることができる。
本発明の一実施形態によると、前記金属の酸化数が高いほど、前記反応式1のような金属イオンとアンモニウムポリホスフェートとの反応がより多く誘導されることができ、自己チャーの形成が容易であり、これにより、前記Mは、3価~5価の酸化数を有する金属であることができ、具体的な例として、3価~5価の酸化数を有する白色金属であることができ、さらに具体的な例として、スズ(Sn)、アルミニウム(Al)、スカンジウム(Sc)、セリウム(Ce)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、アンチモン(Sb)およびタンタル(Ta)からなる群から選択される1種以上であることができる。
本発明の一実施形態によると、前記樹脂組成物は、前記ベース樹脂および前記リン系難燃剤組成物を含むことで、UL-94 V Testによる難燃グレードがV-1以上であることができる。ここで、UL-94 V Testによる難燃性試験は、試験片が火炎に直接露出するため、樹脂組成物が同一の組成を有しても、試験片の厚さが薄いほど難燃性の確保が難しく、試験片の厚さが厚くなるほど難燃性が増加する傾向が示されるしかない。そのため、樹脂組成物が難燃性を十分に確保するためには、薄い厚さでも難燃性が高い必要があるが、本発明の一実施形態によると、前記樹脂組成物は、厚さ1.5mmでUL-94 V Testによる難燃グレードがV-1以上であることができる。ここで、V-1以上とは、V-0およびV-1グレードを含む意味である。
本発明の一実施形態によると、前記樹脂組成物は、厚さ2.0mm、2.5mmおよび3.0mmでUL-94 V Testによる難燃グレードがいずれもV-0であることができる。
また、本発明は、前記樹脂組成物から成形された成形品を提供する。
本発明の一実施形態によると、前記成形品は、前記樹脂組成物から押出および射出成形されたものであることができ、機械的物性および難燃性が同時に求められる製品群に適用されることができ、具体的な例として、自動車用の内外装材、事務用機器、各種の電気・電子製品などの部品であることができる。
以下、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施するように、本発明の実施例について詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な相違する形態に実現されてもよく、ここで説明する実施例に限定されない。
実施例および比較例
下記の成分を表1および2に記載の含量で、活剤および安定剤とともに配合して樹脂組成物を製造した。
下記の成分を表1および2に記載の含量で、活剤および安定剤とともに配合して樹脂組成物を製造した。
(1)ベース樹脂:グラフト共重合体としてABS樹脂(LG化学社製、製品名DP270)とスチレン系共重合体としてSAN樹脂(LG化学社製、製品名90HR)を表に記載した含量で混合した。
(2-1)Mn+(ジエチルホスフィネート)- n:アルミニウムジエチルホスフィネート(Al DEP)、Clariant社製、製品名OP1240
(2-2)Mn+(ジエチルホスフィネート)- n:亜鉛ジエチルホスフィネート(Zn DEP)、Clariant社製、製品名OP950
(3)アンモニウムポリホスフェート(APP):LS Chem社製、製品名APP
(2-1)Mn+(ジエチルホスフィネート)- n:アルミニウムジエチルホスフィネート(Al DEP)、Clariant社製、製品名OP1240
(2-2)Mn+(ジエチルホスフィネート)- n:亜鉛ジエチルホスフィネート(Zn DEP)、Clariant社製、製品名OP950
(3)アンモニウムポリホスフェート(APP):LS Chem社製、製品名APP
実験例
前記実施例および比較例で製造された樹脂組成物を2軸押出機を用いて、220℃で押出してペレットを製造した後、210℃で試験片を射出し、下記の方法で難燃性および熱変形温度を測定し、下記表1に示した。
前記実施例および比較例で製造された樹脂組成物を2軸押出機を用いて、220℃で押出してペレットを製造した後、210℃で試験片を射出し、下記の方法で難燃性および熱変形温度を測定し、下記表1に示した。
また、前記樹脂組成物に配合されたリン系難燃剤組成物のうちアルミニウムジエチルホスフィネートの粒子を走査型電子顕微鏡で撮影して図1に、アンモニウムポリホスフェート粒子を走査型電子顕微鏡で撮影して図2にそれぞれ示し、実施例2による樹脂組成物の燃焼後の表面を走査型電子顕微鏡で撮影して図3に示し、実施例2による樹脂組成物の燃焼後の表面をEDS(エネルギー分散X線分光法:Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)を用いて元素分析した結果を下記表2に示した。
*難燃性(UL-94 V Test、Vertical Burning Test):厚さ1.5mm、2.0mm、2.5mmおよび3.0mmの試験片に対して、標準測定UL-94に準じて、各厚さ別の試験片に対するV-0、V-1およびV-2グレードを区分して示し、リン系難燃剤組成物の含量および組成による難燃性の傾向性を図4および図5に図式化して示した。
*熱変形温度(Heat Deflection 温度、℃):5 インチ×1/2 インチ×1/4 インチの試験片に対して、ASTM D648に準じて、中心部の荷重1.82MPa、オイルバス(oil bath)の昇温速度を2℃/分にし、試験片が0.01インチ変形される温度を測定した。
前記表1に示されているように、本発明による樹脂組成物は、グラフト共重合体およびスチレン系共重合体を含むベース樹脂に対して、炭素系チャー形成剤を含まずに、リン系難燃剤を含むリン系難燃剤組成物の組成だけでも自己チャーの形成が可能(図1~3参照)であり、厚さ1.5mmでもUL-94 V Testによる難燃グレードとしてV-1以上、すなわち、V-1およびV-0を確保できることを確認することができた。特に、樹脂組成物試験片の厚さが2.0mm、2.5mmおよび3.0mmと厚くなるほど、難燃性の確保がより容易であり、実施例のいずれにおいてもV-0を確保できることを確認することができた。このような難燃性は、本発明による樹脂組成物が火炎または火気に露出した時に、アンモニウムポリホスフェート由来のポリホスフェートとMn+(ジエチルホスフィネート)-
n由来の金属イオン(Mn+)がメタロ超分子(metallosupramolecular)を形成(図3および表2参照)することで発現されたものと見なし得る。
また、リン系難燃剤組成物に含まれたMn+(ジエチルホスフィネート)-
nの含量が増加するほど、樹脂組成物の熱変形温度が増加し、熱安定性が向上することを確認することができた。これは、熱可塑性樹脂であるグラフト共重合体、すなわち、ABS樹脂を含む樹脂組成物において、熱安定性は、ベース樹脂のグラフト共重合体であるABS樹脂とスチレン系共重合体であるSAN樹脂によって決定される特性であり、押出工程において樹脂組成物に加えられる熱によってMn+(ジエチルホスフィネート)-
nの金属イオンMn+がグラフト共重合体と反応して熱的特性を向上させることから起因したものと見なされる。
一方、リン系難燃剤組成物の組成を満たしても、その含量が十分ではない比較例1の場合、自己チャーの形成が十分ではなく、厚さ1.5mmでは難燃性を確保することができず、試験片の厚さが厚くなっても、厚さ3.0mmで最大V-1を確保したことに留まったことを確認することができた(図4参照)。
また、リン系難燃剤組成物を十分な含量で含んでも、リン系難燃剤組成物の組成が、本発明で限定する組成から逸脱する比較例2~5の場合でも、樹脂組成物が火炎または火気に露出した時に、Mn+(ジエチルホスフィネート)-
nとアンモニウムポリホスフェートからメタロ超分子を形成するための割合を確保することができず、自己チャーの形成が十分ではなく、厚さ1.5mmでは難燃性を確保することができず、少なくとも厚さ2.0mm以上になったときに難燃性を確保できることを確認することができた(図5参照)。
このような結果から、本発明による樹脂組成物は、リン系難燃剤組成物から自己チャーの形成が可能であり、チャー形成剤を含まないとともに、難燃性および熱安定性に優れることを確認することができた。
Claims (11)
- ゴム質重合体を含むグラフト共重合体およびスチレン系共重合体を含むベース樹脂100重量部に対して、リン系難燃剤組成物25重量部~50重量部を含み、
前記リン系難燃剤組成物は、Mn+(ジエチルホスフィネート)- n(Mは、2価~5価の酸化数を有する金属であり、nは、2~5から選択される整数である。)30重量%~70重量%およびアンモニウムポリホスフェート30重量%~70重量%を含む、樹脂組成物。 - 前記グラフト共重合体は、ゴム質重合体、芳香族ビニル系単量体単位およびビニルシアン系単量体単位を含む、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記スチレン系共重合体は、芳香族ビニル系単量体単位およびビニルシアン系単量体単位を含む、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
- 前記ベース樹脂100重量部に対して、リン系難燃剤組成物28重量部~40重量部を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記リン系難燃剤組成物は、Mn+(ジエチルホスフィネート)- n(Mは、2価~5価の酸化数を有する金属であり、nは、2~5から選択される整数である。)40重量%~60重量%およびアンモニウムポリホスフェート40重量%~60重量%を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記Mは、亜鉛(Zn)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、スカンジウム(Sc)、セリウム(Ce)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、アンチモン(Sb)およびタンタル(Ta)からなる群から選択される1種以上である、請求項1~5のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記Mは、スズ(Sn)、アルミニウム(Al)、スカンジウム(Sc)、セリウム(Ce)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、アンチモン(Sb)およびタンタル(Ta)からなる群から選択される1種以上である、請求項1~6のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記樹脂組成物は、炭素系チャー形成剤を含まず、火炎または火気に露出した時にチャーを形成する、請求項1~7のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記樹脂組成物は、火炎または火気に露出した時に、アンモニウムポリホスフェート由来のポリホスフェートとMn+(ジエチルホスフィネート)- n由来の金属イオン(Mn+)がメタロ超分子(metallosupramolecular)を形成する、請求項1~8のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記樹脂組成物は、厚さ1.5mmでUL-94 V Testによる難燃グレードがV-1以上である、請求項1~9のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の樹脂組成物から成形される成形品。
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