KR100216393B1 - 난연성 폴리아미드 수지의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리아미드 수지를 제조함에 있어서, 카프로락탐과 난연제인 하기 화학식 1의 9, 10-디하이드로-9-옥소-10-(디하이드록시 아세틸아미노메틸)-10-포스페난트렌-10-옥사이드를 카프로락탐에 대해 1-8중량% 첨가하여 중합하는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지의 제조방법을 제공하는 것으로, 본 발명의 실시시예는 유독가스의 발생, 금형내부에 난연제의 석출 및 성형품 표면에의 석출물 발생현상이 없고 본 발명방법에 의해 제조되는 폴리아미드 수지는 기계적 물성이 우수하고 소량의 난연제의 첨가로도 우수한 난연성을 나타내는 이점을 갖는다.

[화학식 1]

Description

난연성 폴리아미드 수지의 제조 방법

본 발명은 난연성이 우수한 폴리아미드 수지의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리아미드 중합시 카프로락탐과 함께 9, 10-디하이드로-9-옥소-10-(디하이드록시아세틸아미노메틸)-10-포스페난트렌-10-옥사이드를 첨가하여 난연성 뿐만 아니라 기계적 물성도 향상시킨 난연성 폴리아미드 수지의 제조방법에 관한 것이다.

종래에는 폴리아미드 수지에 난연성을 부여하기 위해 주로 폴리아미드 수지에 난연제를 첨가하여 컴파운딩하는 방법이 사용되어 왔다.

이러한 목적으로 사용되고 있는 대표적 난연제는 크게 할로겐 함유 화합물과 금속 산화물의 혼합물, 질소 함유 화합물 및 인함유 화합물로 나뉘어 볼 수 있다.

이들 난연제중 어느 것을 사용하여도 제품 물성에 좋지 않은 영향을 주는 단점이 있었다. 즉, 이들 난연제중 할로겐 함유 화합물과 금속 산화물의 혼합물의 혼합물을 난연제로 사용할 경우에는 이를 과량으로 첨가해야 하므로 가공성 및 기계적 물성의 저하가 수반될 뿐 아니라 유독 가스가 발생하였고, 금형 및 가공기를 부식시키는 문제점이 있었다.

질소 함유 화합물을 사용하는 경우에는 사용된 난연제와 수지 사이에 상용성 및 친화성이 좋지 않고 난연제가 석출되는 현상이 나타났으며 내열성의 부족으로 인해 성형품의 표면 상태도 좋지 않았다.

이같은 상기의 문제점을 개선시키기 위한 종래 기술로서 일본특공소 56-106955호에는 시아눌산 멜라민을 난연제로 사용하는 기술이 개시되어 있지만, 이 방법을 이용한 경우에도 열에 대한 안정성이 부족하므로 가공온도가 상승할 때 성형품의 표면에 발포현상이 나타나고 난연제와 수지 사이에 친화성이 불량해서 최종제품의 기계적 물성이 크게 저하되는 결점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 난연성 폴리아미드 수지 조성물의 제조 과정이나 제품에 나타나는 단점을 해결하기 위한 것으로, 중합시 난연제를 첨가하여 가공중에도 난연제가 분해되거나 승화되지 않아 금형내부에 석출되지 않고 유독가스가 발생하지 않을 뿐 아니라 장기간 고온 다습한 조건하에서도 충분히 사용가능하며, 성형품의 표면에서는 석출물 발생현상이 없고, 또한 소량의 난연제의 첨가로도 우수한 난연성과 기계적 물성이 나타나는 난연성 폴리아미드 수지의 제조방법을 제공하는 것이다.

즉, 본 발명은 폴리아미드 수지를 제조함에 있어서 하기 화학식 1의 구조를 갖는 9, 10-디하이드로-9-옥소-10-(디하이드록시아세틸아미노메틸)-10-포스페난트렌-10-옥사이드를 난연제로 첨가하여 용융중축합하는 것을 특징으로 하는 난연성이 우수한 폴리아미드 수지의 제조방법을 제공하는 것이다.

[화학식 1]

용융중축합에 의한 폴리아미드 수지의 제조방법은 폴리아미드 제조원료로서 락탐, 아미노카본산 및 디카본산과 디아민을 사용하여 반응계를 용융 상태로 유지하여 폴리머를 형성시키는 것이다. 이때 폴리아미드 제조의 주원료는 아미노카본산 또는 락탐류, 디카본산과 디아민의 혼합물 또는 염류 등이다.

본 발명에 적용되는 폴리아미드는 나이론6, 나이론6-6, 나이론6-10, 나이론6-12 등의 지방족 폴리아미드와 용융 가능한 방향족 폴리아미드이다.

본 발명에 사용되는 9, 10-디하이드로-9-옥소-10-(디하이드록시아세틸아미노메틸)-10-포스페난트렌-10-옥사이드는 인화합물과 질소화합물로 되어 있어 이들 상호간의 상승효과를 유발시켜 난연효과를 높이므로 소량첨가 하여도 충분한 난연성을 갖게 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 난연성과 기계적 물성이 우수한 폴리아미드를 제조할 수 있고 금형내부에 난연제가 석출되지 않아 제조공정이 우수하다. 이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

실시예에서 난연성의 평가는 UL SUBJECT 94 STANDARD에 규정된 연소시험법에 의하여 두께가 3.2㎜와 1.6㎜인 시편으로 실시하여 평가하였고, 기계적 성질을 사출형성한 시편을 사용하여 인장강도는 ASTM D-638, 충격강도는 ASTM D-256의 규격에 의해 실시하여 보다 높은수치가 나온 경우가 우수한 결과로 평가될 수 있다는 원칙하에서 평가하였다.

[실시예 1-3]

고압반응용기에 카프로락탐 1000g, 카프로락탐에 대해 난연제 9, 10-디하이드로-9-옥소-10-(디하이드록시아세틸아미노메틸)-10-포스페난트렌-10-옥사이드 1-8중량%, 물 1000g을 투입하여 질소 분위기하에서 밀폐후 260℃로 승온한다. 압력은 20㎏/㎠로 한시간 유지한 후 265℃에서 한시간 유지후 진공 500torr로 해서 중합도 증가에 따른 설정된 모터 부하에 도달하면 반응을 종결시키고 제조된 폴리아미드를 냉각조에 통과시켜 스파게티 상태를 만들고 이어서 조립기를 통과시켜 난연성 폴리아미드칩을 제조한다. 이것을 추출, 건조시켜 사출성형기를 사용하여 물성평가용 및 연소시험용 시편을 제조하고, 물성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.

[비교예 1]

난연제를 첨가하지 않는 것외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리아미드 수지 시편을 제조하고 그 물성을 평가하여 하기 표 1에 함께 나타내었다.

[비교예 2-3]

난연제로서 본 발명의 난연제 대신에 종래에 많이 사용되어온 하기 표 1의 첨가제를 사용한 것외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 난연성 폴리아미드 수지 시편을 제조하고 그 물성을 평가하여 하기 표 1에 함께 나타내었다.

[표 1]

* 첨가제의 사용량 : 카프로락탐에 대한 wt %

DOPO : 9, 10-디하이드로-9-옥소-10-(디하이드록시아세틸아미노메틸)-10-포스페난트렌-10-옥사이드

상기 표에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따라 제조되는 폴리아미드 수지는 기계적 물성이 우수하고, 중합시 소량의 난연제를 첨가하여도 그 난연성이 우수하며 사출형성시 금형내부에 난연제가 석출되지 않아 제조공정성이 우수한 이점이 있다.

Claims (1)

1. 폴리아미드 수지를 제조함에 있어서, 카프로락탐과 난연제인 하기 화학식 1의 구조를 갖는 9, 10-디하이드로-9-옥소-(디하이드록시아세틸아미노메틸)-10-포스페난트렌-10-옥사이드를 카프로락탐에 대하여 1-8중량% 첨가하여 중합하는 것을 특징으로 하는 난연성 폴리아미드 수지의 제조방법.

   [화학식 1]