KR0138719B1

KR0138719B1 - 열가소성 난연 수지조성물

Info

Publication number: KR0138719B1
Application number: KR1019940014761A
Authority: KR
Inventors: 이종신; 길현수; 이효일; 방태훈
Original assignee: 김상응; 주식회사삼양사
Priority date: 1994-06-25
Filing date: 1994-06-25
Publication date: 1998-05-01
Also published as: KR960001026A

Abstract

PC(폴리카보네이트)와 ABS(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체) 및 난연제를 혼합한 난연 수지조성물에 있어서, 종래에는 할로겐이나 안티몬화합물을 혼합사용하여왔으나 할로겐원소 등이 연소시 유해가스를 방출하였다. 이에 인계화합물을 난연제로 배합하고 있으나 가소성에 의한 물성 저하를 초래하므로 사용에 제한이 있었다.

본 발명은 주난연제로 적인을 마스터 배치화한 펠렛과 보조 난연제로서 멜라민, 시이우릭산을 첨가하며 드리핑개선제로 테프론 수지를 함께 배합하므로써 기계적 물성이 우수하고 난연성이 증대된 새로운 열가소성 난연 수지조성물을 개발하였다.

Description

[발명의 명칭]

열가소성 난연 수지조성물

[발명의 상세한 설명]

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

본 발명은 열가소성 난연 수지조성물에 관한 것으로, 특히 폴리카보네이트(이하 PC라 함)와 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(이하 ABS라 함) 및 난연제를 혼합하여서 된 기계적 물성과 난연성이 우수한 열가소성 난연 수지조성물에 관한 것이다.

일반적으로 PC는 우수한 기계적 물성과 내열성을 지닌 엔지니어링 플라스틱 소재로서 사용분야가 다양하며, ABS는 탁월한 가공성을 지닌 소재로서 널리 이용된다.

이 두소재의 우수한 성질을 이용한 PC와 ABS 블랜드 소재는 가공성과 내열성을 적절하게 조화시킨 수지 조성물로 널리 사용되고 있으며 이러한 수지를 전기 전자제품의 외장재, 건축자재로 사용하는데 있어서 필수적으로 요구되는 난연화에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다.

이러한 연구의 대표적인 예로 PC와 ABS조성물에 할로겐화합물과 안티몬화합물을 적당량 혼합 사용함으로써 난연성이 부여된 수지조성물이 있다(USP 제3,825,393호).

그러나 이러한 할로겐 함유 난연 수지조성물은 연소시에 유리 할로겐원소가 다량으로 발생하여 인체에 치명적인 독성 가스를 발생시키는 유해성이 문제가 되고 있고, 동시에 난연효과 상승제로써 첨가된 안티몬 금속 화합물이 PC의 에스테르 결합기를 절단하는 촉매작용을 함으로써 난연 수지조성물로 성형된 제품의 전반적인 물성을 저하시키는 문제점을 안고 있다.

최근에는 이러한 할로겐계 난연제의 문제점을 해결하기 위하여 연소시 불연소 타아르의 형성이 가능한 인계화합물로 전환하려는 노력이 활발히 진행되고 있다.

그러나 통상 난연제로 쓰이는 인계화합물은 난연제 자체의 열안정성이 낮고 그 첨가량이 많아야 난연효과가 발형되며 이때 첨가된 인계 화합물이 최종 조성물에 대하여 가소제 효과를 나타냄으로써 제반 물성이 저하되고 제조 원가가 상승되어 실제로 상품화 및 제품화에는 아직 많은 문제점을 가지고 있다.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

따라서 본 발명의 상기한 바와 같은 종래의 결함을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 기존의 인계화합물 대신에 적인을 마스터 배치화하여 다량의 인을 도입시켜 난연성을 증진시키고, 난연 상승효과를 위해 멜라민(Melamine)과 시아우릭산(Cyauric Acid)을 첨가하며, 수지조성물의 연소시 드리핑 개선제로 테프론수지를 첨가하여 인장강도, 충격강도 및 파단강도와 같은 기계적 물성이 우수하고, 난연성이 우수한 열가소성 난연 수지조성물을 제공하기 위한 것이다.

[발명의 구성 및 작용]

이하 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 PC와 ABS를 주성분으로 하는 열가소성 수지 조성물에 있어서, 전체 수지조성물에 대하여 PC를 30 내지 53.5 중량%, ABS를 30 내지 53.5 중량%, 주난연제인 적인 마스터 배치 펠렛 10 내지 20 중량%, 보조 난연제로서 멜라민을 3 내지 15 중량%, 시아우릭산을 3 내지 15 중량%로 첨가함과 아울러 연소시의 드리핑 개선을 목적으로 테프론 수지를 0.5 내지 5 중량%로 첨가하여 조성한 것을 그 특징으로 한다.

그리고, 상기의 적인 마스터 배치 펠렛은 ABS와 적인으로 조성되고, 적인의 함량이 10 내지 30 중량%가 되도록 첨가되어 마스터 배치화된 것을 사용하였다.

상기 열가소성 난연 수지조성물을 이루는 각 성분은 상한치와 하한치의 범위 내에서 전체량이 100 중량%를 초과하지 않도록 적량 혼합된다. 상기의 범위에서 PC가 30 중량% 미만인 경우에는 전반적 물성의 저하가 초래되고, 53.% 중량%를 초과하는 경우에는 가공성이 나빠져 사용에 제한이 있으며, ABS의 경우 30 중량% 미만인 경우에는 또한 가공성이 악화되어 사용상의 문제점이 있고, 53.5 중량%를 초과하는 경우에는 내열성의 저하 현상이 생긴다. 또한 보조난연제 멜라민과 시아우릭산이 3 중량% 미만인 경우에는 난연성이 발휘되지 않고, 15 중량%를 초과하는 경우에는 신도의 저하 현상이 발생된다. 드리핑 방지레로 사용되는 테프론 수지의 함량이 0.5 중량% 미만인 경우에는 연소시 드리핑이 발생되고, 5 중량%를 초과하는 경우에는 충격강도의 저하가 발생된다. 상기 조성물중 주 난연제와 보조 난연제의 조성이 상기의 범위에 미달하면 충분한 난연 효과를 기대할 수 없고 초과 첨가시에는 제반물성 특히 파단신율과 충격강도의 저하가 발생되어 사용 용도에 제약을 받을 수도 있다.

그리고, 주난연제인 적인 마스터 배치 펠렛에서 적인이 10 중량% 미만인 경우에는 난연성을 기대할 수 없고 20 중량%를 초과할 때에는 기계적 물성의 저하가 발생한다.

한편 상기 조성물에는 가공시의 열안정성을 향상시키기 위해 산화방지제를 첨가할 수 있고, 내후성을 증진시키기 위하여 자외선 흡수 경화제를 첨가할 수 있으며, 성형시의 이형성을 개선시키기 위하여 왁스나 실리콘 등의 이형제를 사용할 수 있다.

이하 실시예에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.

[실시예 1]

주성분인 PC와 ABS를 각각 39.5 중량%, 주 난연제로서 적인의 함량이 20 중량%인 적인 마스터 배치 펠렛을 10 중량%, 보조 난연제로 멜라민을 5 중량%, 시아우릭산을 5 중량%, 드리핑 개선제로 테프론 수지를 1 중량%, 혼합한 혼합물을 헨쉘믹서에서 10분간 교반혼합하고 이축압출기를 통하여 210 내지 220℃의 온도로 혼련 압출하여, 이를 건조한 후 시편을 사출성형하였다.

그리고, 이러한 실시예1의 인장강도는 ASTM D638에 의하여 480kg/cm, 충격 강도는 ASTM D256에 의하여 40kg/cm, 파단신율은 ASTM D638에 의하여 87%, 난연정도는 UL-94 수직연소시험법에 의하여 V-O로 나타났다.

[실시예 2]

주성분인 PC와 ABS를 각각 34 중량%, 주 난연제로서 적인의 함량이 25 중량%인 적인 마스터 배치 펠렛을 15 중량%, 보조 난연제로 멜라민을 7 중량%, 시아우릭산을 7 중량%, 드리핑 개선제로 테프론 수지를 3 중량% 혼합한 혼합물을 실시예 1과 같은 조건으로 가공하고 시편을 사출성형하였다.

이러한 실시예 2의 인장강도는 ASTM D638에 의하여 430kg/cm, 충격강도는 ASTM D256에 의하여 30kg/cm, 파단신율은 ASTM D638에 의하여 75%, 난연정도는 UL-94 수직연소시험법에 의하여 V-O로 나타났다.

[실시예3]

주성분인 PC와 ABS를 각각 31 중량%, 주 난연제로서 적인 함량이 20 중량%인 적인 마스터 배치 펠렛을 15 중량%, 보조 난연제로 멜라민을 10 중량%, 드리핑 개선제로 테프론수지를 3 중량% 혼합한 혼합물을 실시예 1과 같은 조건으로 가공하고 시편을 사출성형하였다.

이러한 실시예 3의 인장강도는 ASTM D638에 의하여 410kg/cm, 충격강도는 ASTM D256에 의하여 28kg/cm, 파단신율은 ASTM D638에 의하여 48%, 난연정도는 UL-94 수직연소시험법에 의하여 V-O로 나타났다.

[비교예 1]

주성분인 PC와 ABS를 각각 47.4 중량%, 주 난연제로서 적인 함량이 20 중량%인 적인 마스터 배치 펠렛을 5 중량%, 드리핑 개선제로 테프론 수지 0.2 중량% 혼합한 혼합물을 실시예 1과 같은 조건으로 가공하고 시편을 사출성형하였다.

이 비교예 1의 인장강도는 ASTM D638에 의하여 500kg/cm, 충격강도는 ASTM D256에 의하여 45kg/cm, 파단신율은 ASTM D638에 의하여 85%, 난연정도는 UL-94 수직연소시헙법에 의하여 난연성이 없는 것으로 나타났다.

[비교예 2]

주성분인 PC와 ABS를 각각 41.5 중량%, 주 난연제로서 적인 함량이 25 중량%인 적인 마스터 배치 펠렛을 8 중량%, 보조 난연제로 멜라민을 1 중량%, 시아우릭산을 1 중량%, 드리핑 개선제로 테프론 수지를 7 중량% 혼합한 혼합물을 실시예 1과 같은 조건으로 가공하고 시편을 사출성형하였다.

이러한 비교예 2의 인장강도는 ASTM D638에 의하여 310kg/cm, 충격강도는 ASTM D256에 의하여 30kg/cm, 파단신율은 ASTM D638에 의하여 35%, 난연정도는 UL-94 수직연소시험법에 의하여 난연성이 없는 것으로 나타났다.

[비교예 3]

주성분인 PC와 ABS를 각각 32.5 중량%, 주 난연제로서 적인 함량이 20 중량%인 적인 마스터 배치 펠렛을 35 중량% 혼합한 혼합물을 실시예 1과 같은 조건으로 가공하고 시편을 사출성형하였다.

그리고, 이러한 비교예 3의 인장강도는 ASTM D638에 의하여 290kg/cm, 충격강도는 ASTM D256에 의하여 32kg/cm, 파단신율은 ASTM D638에 의하여 33%, 난연정도는 UL-94 수직연소시험법에 의하여 난연성이 없는 것으로 나타났다.

상기 각 실시예와 비교예에 대한 시험결과를 요약하면 다음표와 같다.

[표 1]

성능 시험결과

상기 표에서 나타낸 바와 같이 본 발명을 구성하는 각 성분들이 적절한 범위내에서 조합되어야만 기계적 물성과 난연성의 균형을 이룬 우수한 열가소성 수지 조성물을 얻을 수 있음을 알 수 있다.

[발명의 효과]

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 기존의 인계화합물 대신에 적인을 마스터 배치화하여 다량의 인을 도입시켜 난연성을 증진시키고, 난연 상승효과를 위해 멜라민(Melamine)과 시아우릭산(Cyauric Acid)을 첨가하며, 수지조성물의 연소시 드리핑 개선제로 테프론수지를 첨가하여 조성한 열가소성 난연 수지조성물로서, 인장강도, 충격강도 및 파단강도와 같은 기계적 물성이 우수하고, 난연성이 우수한 이점이 있다.

Claims

폴리카보네이트와 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체에 적인을 첨가한 열가소성 난연 수지조성물에 있어서, 전체 수지조성물에 대하여 주성분으로 폴리카보네이트를 30 내지 53.5 중량%, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체를 30 내지 53.5 중량% 혼합하고, 주 난연제로서 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체와 적인으로 조성되고 적인의 함량이 10 내지 30 중량%인 적인 마스터 배치 펠렛을 10 내지 20 중량% 혼합하며, 보조 난연제로 멜라민을 3 내지 15 중량%, 시아우릭산을 3 내지 15 중량%을 각각 혼합하고, 연소시의 드리핑 개선제로서 테프론 수지를 0.5 내지 5 중량% 혼합하여 조성된 것을 특징으로 하는 열가소성 난연 수지조성물.