KR0125873B1

KR0125873B1 - 난연성이 우수한 에이치아이피에스(hips) 수지 조성물

Info

Publication number: KR0125873B1
Application number: KR1019920024943A
Authority: KR
Inventors: 이규철; 심우철; 조광수
Original assignee: 채오병; 제일모직주식회사
Priority date: 1992-12-21
Filing date: 1992-12-21
Publication date: 1997-12-26
Also published as: KR940014591A

Abstract

본 발명은 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.

본 발명은 N0N-PBDE이며, 브롬계로서 저가인 난연제를 사용하여 우수한 난연도를 유지한 열가소성 수지를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 HIPS 수지 100 중량부에 브롬계 난연제 15∼25중량부, Sb₂O₃5∼9중량부, 염소화 폴리에틸렌(CPE) 3∼8중량부가 첨가되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 조성물은 NON-PBDE 난연 HIPS로서 저가를 유지하기 위해 난연제는 TBBA가 요구되며, CPE와 Sb₂O₃를 적량 혼합사용시 그간 문제가 되어 온 난연도에서 충분한 효과를 기대할 수 있다.

Description

난연성이 우수한 에이치아이피에스(HIPS) 수지 조성물

본 발명은 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로, 상세하게로는 생산원가가 저렴하고 난연성이 우수한 HIPA(high impact polystyrene)계 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.

HIPS에 난연성을 부여하는 종래의 기술로는 HIPS에 브롬계 난연제를 첨가하는 방법과 삼산화 안티몬 같은 난연조제를 첨가하는 방법, 그리고 염소계 난연제 또는 무기금속계를 혼합하는 방법과 삼산화 안티몬을 혼합하는 방법 등이 있다.

이중 난연 HIPS에 주로 적용되는 난연제로는 DBDPO로 대체로 양호한 물성을 보유하고 있으나 (내후성 제외) 유럽 등지에서 독성문제로 인해 NON-PBDE(poly Bromo diphenyl Ether)인 난연 HIPS의 개발이 요구되고 있다.

이중 NON-PBDE계 난연제로는 일반적으로 논-디페닐 에테르(non-diphenyl ether)계인 브롬계 난연제를 말하며, 여러 종류의 NON-PBED 난연제품이 개발되고 있으나, 최근 개발된 NON-PBDE 난연 HIPS는 제조원가가 높은 단점이 있어 염소계 난연제 등을 사용한 난연 HIPS에 일부 대체하고 있는 실정이다.

이중 염소계 난연제를 HIPS에 첨가하는 방법은 다른 여러 방법에 비하여 제조원가가 저렴한 장점이 있으며, 또한 현재 HIPS의 난연제로 널리 사용되고 있는 브롬계에 비하여 내후성이 좋은 장점이 있으나, 성형가공시 열노화현상이 발생하기 쉽고 착색, 물리적 강도의 저하 등과 같은 문제점이 발생한다.

HIPS에 PVC 또는 염화파라핀을 혼합하여 열안정성을 증가시키는 경우에는 열안정제로 각종 금소계 안정제, 유기석화합물, 붕소화합물, 에폭시화합물, 유기아린산에스테르 등을 열안정제로 사용하여 왔으나 다량 소요되므로 제조원가가 상승되는 문제점이 있다.

또한 기존 브롬계 난연제 중 HIPS에 가장 일반적으로 적용되고 있는 난연제는 데카브로모디페닐옥사이드 (이하 DBDPO라 칭함)로서, 적정한 난연성을 유지하기 위하여 삼산화 안티몬과 같은 난연조제와 혼합하여 사용되며, 우수한 열안정성을 지니고 있으나 NON-PBDE의 문제를 해결하지 못한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 NON-PBDE이며, 브롬계로서 저가인 난연제를 사용하여 우수한 난연도를 유지한 열가소성 수지를 제공하기 위한 것이다.

본 발명자는 상기 목적을 달성하기 위하여 연구한 결과, HIPS에 브롬계 난연제인 테트라브로모 비스페놀-A (이하 TBBA라 칭함)와 염소계 충격 보강제인 염소화 폴리에틸렌(이하 CPE로 칭함) 그리고 난연보조제인 삼산화 안티몬과 열안정제를 적량 혼합사용하게 되면 난연성의 향상과 NON-PBDE의 특성을 보유한 난연 HIPS제품을 얻게 됨을 밝혀내게 되었다.

본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 사용될 수 있는 HIPS의 예로는 부타디엔 · 스티렌 공중합체, 부타디엔·이소프렌·스티렌 공중합체, 부타디엔, α-메틸스티렌 공중합체, 부타디엔·스티 렌·α-메틸스티렌 공중합체 등이다.

난연제 TBBA와 난연보조제인 삼산화 안티몬의 적절한 사용량은 HIPS 수지 100중량부에 대하여 각각 15-25중량부(이하 부로 약칭함), 5-9부이며, CPE의 적절한 사용량은 3-8부이다.

TBBA와 Sb₂O₃는 적량사용시 1/4 V-O 수준은 유지하나 1/10이하 두께가 얇은 시편에서는 난연제로 인한 드립(drip) 발생의 단점이 나타나 난연도 증가와 드립 발생을 동시에 방지하기 위해 CPE를 첨가하여 이로 인한 가격저하의 효과와 난연도 증가가 나타남을 보이며 두께가 얇은 1/16에서 V-O 수준을 유지하게 된다.

염소계 충격보강제는 3부 미만으로 사용하게 되면 난연효과가 저하되고 난여효과가 나타나지 아니하며, 8부를 초과하여 사용시 열안정성의 저하와 가격의 상승이 나타난다.

본 발명에서는 이외에 활제, 열안정제가 사용되며, 필요에 따라서 충진재, 대전방지제, 가공제, 에폭시화합물, 붕소화합물 등이 첨가될 수 있다.

본 발명에 사용되는 TBBA, CPE, Sb₂O₃등을 HIPS에 첨가하는 방법은 통상의 방법에 의한다. 예를 들면 HIPS와 난연제 등을 헨쉘 믹서를 사용하여 혼합해도 좋으며, 미리 난연제와 HIPS를 혼합한 후 기타 첨가제를 혼합하여도 좋다.

본 발명의 실시에는 다음과 같다.

실시예 1)

HIPS 수지(제일모직(주), HR-1360)에 각각 난연제로서 DBDPO (FR 1210, Dead sea), N0N-PBDE 난연제인 TBBA(Saytex RB-100, Ethyl), Br-PS(PDBS-10, GLC) 및 HBCD를 각각 20부 첨가하여(삼산화 안티몬은 모두 6부로 동일하게 첨가) 가격, 난연도를 측정한 결과는 아래의 표 1과 같다.

이때 첨가제로는 열안정제(송월산업, TM-600P)를 0.5부, 칼슘스테아레이트 0.5부를 첨가하였다. 가격평가는 PBDE 난연제인 DBDPO를 기준으로 상대평가하였으며, 난연도는 UL 기준에 따라 난연시편을 사용하여 난연측정기로 측정하였으며, 난연시편두께는 1/16에서 옹일비교하였다.

[표 1]

1. 삼산화 안티몬은 각 시료마다 6중량부로 동일하게 첨가되었음.

2. 가격평가-기존 가장 많이 사용되는 (HIPS 난연제 중) 난연제인 DBDPO를 기준으로 상대평가하였음.

* 범례

◎ : DBDPO 대비가격저렴,△ : DBDPO

× : DBDPO 대비가격 높음,×× : DBDPO 대비가격 매우 높음.

3. 난연성은 UL Test 방법에 의하여 실시 하였음.

4. 열안정성은 DBDPO를 기준으로 색깔 변색정도를 육안에 의해 비교판별하였으며, Test 조건은 100Z사출기에 230℃, 10분간 체류후 판별하였다.

* 범례

○ : DBDPO를 기준으로 색깔변화 없음△ : 색깔변화 약간 있음

× : 색깔변화 큼

상기 실시예에서 알 수 있는 바와 같이 NON-PBED 난연제로는 TBBA가 가격이 저렴하며, DBDPO에 비하여 난연도는 요구수준인 1/16 V-O 수준에 미흡하며, 열안정성도 떨어짐을 알 수 있다.

실시예 2)

본 실시예는 NON-PBDE인 TBBA를 사용하여 1/16 V-O 수준을 유지키 위한 적정 사용량을 알기 위한 것이다. TBBA(5∼35부) 사용하여 테스트한 결과는 다음과 같으며, 기타 첨가제 및 측정방법은 실시예 1과 같다.

[표 2]

*열안정성 평가는 시료번호 4번을 기준으로 색깔변색을 기준으로 동일비교하였다. 테스트 방법은 100Z(동신유압) 사출기에서 230℃, 10분간 체류후 색깔 변색 상태를 판별하였다.

* 범 례

◎ : 색깔변화 없음○ : 색깔변화 약간 있음

△ : 4번시료 색깔변화× : 색깔변화 큼

×× : 색깔변화 상당히 큼

상기 실시예에 의하여 알 수 있는 바와 같이, TBBA는 NON-PBDE 난연제로는 저가이나 난연도증가를 위해 난연제 함량증가시 열안정성이 떨어지며, 가격이 상승되는 단점이 발생됨을 알 수 있다.

실시예 3)

본 발명 실시예는 TBBA와 CPE를 혼용사용하여 열안정성, 난연성 증가를 위한 각각의 적정 사용량을 위한 것이다. TBBA와 CPE를 각각 5∼30부씩 첨가하였을 경우의 테스트 결과는 다음과 같다.

[표 3]

테스트 방법은 실시예 2와 동일하게 실시하였으며, 열안정성 테스트는 시료번호 4가 기준이 된다.

상기 실시예에서 나타난 바와 같이 TBBA와 Sb₂O₃의 혼용사용은 난연도가 미흡하나, CPE를 첨가한 결과 급격한 난연도의 증가가 타났으며, 첨가량을 증가시키게 되면 더욱 증가된다. CPE 사용시 8부를 초과하여 사용하는 경우에는 사용량이 과도하여 열안정됨을 저하시키게 되며, 3부 미만시에는 난연효과를 보이지 않으므로, 3-8부 함량이 적절하였고, TBBA와 Sb₂O₃는 각각 15-25부, 5-9부 첨가하고 CPE를 적절량 첨가하는 경우 요구되는 난연도, 열안정성이 얻어짐을 알 수 있다.

위의 결과로 NON-PBED 난연 HIPS로서 저가를 유지하기 위해 사용되는 난연제로는 TBBA가 요구되며, CPE와 Sb₂O₃를 적량 혼합사용시 그간 문제가 되어 온 난연도에서 충분한 효과를 기대할 수 있다.

Claims

HIPS 수지 100중량부에 브롬계 난연제인 테트라 브로모 비스페놀-A(TBBA) 15-25중량부, Sb₂O₃5-9중량부, 여소화 폴리에틸렌(CPE) 3-8중량부가 첨가됨을 특징으로 HISP 수지 조성물.