KR100557686B1 - 외관성능이 우수한 난연성아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지 조성물 - Google Patents

외관성능이 우수한 난연성아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 외관성능이 우수한 난연성 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지 조성물은 (A) (a1) 고형성분을 기준으로 아크릴로니트릴 5∼40 중량%, 부타디엔 고무 20∼60 중량% 및 스티렌 10∼70 중량%로 이루어지는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 라텍스 100 중량부 및 (a2) 콜로이드상의 폴리테트라플루오로에틸렌 고형분 기준 0.1∼10 중량부를 혼합하여 제조된 폴리테트라플루오로에틸렌을 함유한 그라프트 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지 20∼70 중량%; 및 (B) 아크릴로니트릴 함량이 15∼45 중량%이고, 중량평균분자량이 70,000 내지 300,000인 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지 80∼30 중량%;로 이루어지는 기초수지 100 중량부에 대하여, (C) 할로겐계 화합물 5∼30 중량부; (D) 산화안티몬 1∼15 중량부; 및 (E) 염소유기화합물 1∼10 중량부;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
ABS 공중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌, 할로겐계 화합물, 염소유기화합물, 산화안티몬, 외관성능, 난연성

Description

외관성능이 우수한 난연성 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지 조성물{Acrylonitrile-Butadiene-Styrene Flame Retardant Resin Composition with Good external appearance}
발명의 분야
본 발명은 외관성능이 우수한 난연성 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS) 수지 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 난연보조제 및 적하방지제로서 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체에 할로겐 화합물을 난연제로, 염소유기화합물을 충격보강재로 첨가함으로써 우수한 난연성과 내충격성을 보유하며, 특히 외관성능을 개선한 난연성 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지 조성물에 관한 것이다.
발명의 배경
일반적으로 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지는 가공성과 기계 적 강도가 양호하여 주로 전기·전자제품 및 사무자동화기기 등의 내외장 부품의 제조에 널리 사용되고 있다. 그러나 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지는 그 자체로는 연소에 대한 저항성이 없고 외부의 점화인자에 의해 불꽃이 점화되면 수지 자체가 연소를 도와주는 연료원으로 작용하여 지속적으로 불을 확산시키게 된다.
이러한 이유로 인하여 미국, 일본 등의 국가에서는 전기·전자제품 등의 화재에 대한 안전성을 확보하기 위하여 난연성을 보유한 수지를 전기·전자 내외장 부품의 제조에 사용하도록 법제화하고 있다.
이러한 특성을 지닌 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지에 난연성을 부여하는 여러 가지 방법이 개발되었으나, 보편적으로는 난연제와 난연보조제를 첨가하는 첨가형 난연화법이 주로 사용되는 상품화된 방법이다.
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지에 첨가형 난연화법에 의해 난연성을 부여하기 위해서는 난연제라고 불리는 브롬이나 염소와 같은 할로겐을 함유한 유기화합물과 난연보조제라고 불리는 분말상의 삼산화안티몬 또는 오산화안티몬과 같은 산화안티몬계 무기화합물을 분말 또는 고형 펠렛상의 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지에 첨가한 뒤 혼합기에 의해 기계적으로 혼합하여 압출에 의한 방법으로 제조한다.
적하방지제는 대부분의 경우에 있어 분말상인 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE)이 사용되며, 연소테스트시 적하방지 뿐만 아니라 할로겐계 난연제와의 상승작용을 통해 난연효과가 우수하여 할로겐계 난연제의 사 용량을 줄여, 제조원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 기계적 물성을 향상 시킬수 있다고 알려져 있다. 그러나 다른 한편으로 통상적으로 사용되는 폴리테트라플루오로에틸렌은 백색분말상으로서 평균입도가 40 내지 50 미크론에 달하여 일반적으로 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지 등에 첨가, 사출가공시 소섬유(fibril)화 하여 외관상 줄무늬 형상의 스트리크(streak)가 나타나게 되어 미려한 외관을 필요로 하는 용도에의 사용이 제한적이다.
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 난연성 공중합체 수지에 폴리테트라플루오로에틸렌을 첨가하는 방법은 GE사의 미국특허 제4,355,126호와 Bayer사의 미국특허 제5,344,876호에 개시되어 있으나, 이러한 폴리테트라플루오로에틸렌을 첨가시에 발생하는 줄무늬 형상의 스트리크(streak)에 의한 외관성능 저하를 개선하는 방법에 대해서는 개시되어 있지 않다.
따라서, 폴리테트라플루오로에틸렌을 난연보조제 및 적하방지제로 사용하는 난연성 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지의 줄무늬 형상의 스트리크(streak)가 없는 외관성능을 향상시키기 위해서는 기존의 평균입도가 40 내지 50 미크론의 폴리테트라플루오로에틸렌 대신 평균입도가 0.01 내지 0.05 미크론으로 작은 폴리테트라플루오로에틸렌을 사용하면 가능하다. 그러나 상업적으로 구입할 수 있는 상기의 미세한 폴리테트라플루오로에틸렌은 통상적으로 분말상이 아니라 물과 혼합되어 있는 콜로이드 상태로 존재하기 때문에 압출가공시 이들 미세한 액상 콜로이드 상태의 폴리테트라플루오로에틸렌이 분말 또는 고형 펠렛상의 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지 내에 균일하게 분산되지 못할 경우가 많 아 난연테스트시 난연도 확보가 곤란하다.
따라서, 미세한 액상 콜로이드 상태의 폴리테트라플루오로에틸렌을 사용하여 외관이 우수한 난연성 수지를 제조하는데 있어서는 폴리테트라플루오로에틸렌을 수지 내에 균일하게 분산시키는 것이 매우 중요한 기술이다. 하지만, 액상 콜로이드 상태의 폴리테트라플루오로에틸렌을 컴파운딩(compounding) 과정에서 투입시 분산성이 저하되기 때문에 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지를 중합시에 첨가해주는 방법이 유리하다.
이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 폴리테트라플루오로에틸렌이 첨가된 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 공중합체(ABS) 기본 수지를 제조하고, 목적하는 바에 따라 필요한 양만큼의 난연제와 산화안티몬계 난연보조제 및 기타 첨가제를 투입하여 혼합하고 통상적인 압출가공방법에 의해 펠렛 상으로 제조함으로써 외관성능이 우수한 난연성 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지 조성물을 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 적하방지제로서 폴리테트라플루오로에틸렌을 사용함으로써 외관성능이 향상된 난연성 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS) 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 난연보조제로서 폴리테트라플루오로에틸렌을 사용함으로써 첨가되는 난연제를 감량할 수 있어 제조원가를 낮출 수 있는 난연성 아크릴 로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS) 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 충격강도, 내열성 등 수지 본래의 물성을 저하시키지 않고서도 외관성능을 향상시킨 난연성 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS) 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 외관성능과 난연성이 동시에 요구되는 각종 전기·전자제품 및 사무자동화기기 등의 내외장 부품의 제조에 유용한 난연성 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS) 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
발명의 요약
본 발명에 따른 외관성능이 우수한 난연성 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지 조성물은
(A) (a1) 고형성분을 기준으로 아크릴로니트릴 5∼40 중량%, 부타디엔 고무 20∼60 중량% 및 스티렌 10∼70 중량%로 이루어지는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 라텍스 100 중량부; 및 (a2) 콜로이드상의 폴리테트라플루오로에틸렌 고형분 기준 0.1∼10 중량부를 혼합하여 제조된 폴리테트라플루오로에틸렌을 함유 한 그라프트 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지 20∼70 중량%; 및
(B) 아크릴로니트릴 함량이 15∼45 중량%이고, 중량평균분자량이 70,000 내지 300,000인 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지 80∼30 중량%;
로 이루어지는 기초수지 100 중량부에 대하여,
(C) 할로겐계 화합물 5∼30 중량부;
(D) 산화안티몬 1∼15 중량부; 및
(E) 염소유기화합물 1∼10 중량부;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명
본 발명에 따른 난연성 수지 조성물의 각 성분인 (A) 폴리테트라플루오로에틸렌을 함유한 그라프트 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지, (B) 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지, (C) 할로겐계 화합물, (D) 산화안티몬 및 (E) 염소유기화합물에 대하여 하기에 상세히 설명한다.
(A) 폴리테트라플루오로에틸렌을 함유한 그라프트 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지
(a1) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 라텍스
본 발명에 사용된 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 라텍스는 유화 중합법에 의해 제조되어 응집, 탈수 그리고 건조공정을 거치지 않은 단계의 것이다. 평균입도는 0.1 내지 0.4 미크론이며, 고형성분 기준 아크릴로니트릴 5 내지 40 중량%, 부타디엔 고무 20 내지 60 중량% 및 스티렌 10 내지 70 중량% 범위로 구성된다.
(a2) 액상 콜로이드 상태의 폴리테트라플루오로에틸렌
본 발명에서 폴리테트라플루오로에틸렌은 난연테스트시 시편이 연소에 의하여 적하되는 것을 방지하는 적하방지제로서, 또한 난연제로 사용되는 할로겐계 화합물과 상승작용을 일으켜 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지에 적정한 난연성을 부여하기 위한 난연보조제로 사용된다.
폴리테트라플루오로에틸렌은 수지내의 분산성을 극대화시키기 위해 분말상이 아닌 물을 매개로 하는 콜로이드상으로 라텍스상의 수지에 첨가되며, 교반기에 의해 균일하게 분산된다. 액상 폴리테트라플루오로에틸렌은 고형분의 함량이 30 내지 80 중량%이며, 평균입도는 0.01 내지 0.05 미크론에 달한다.
본 발명의 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 공중합체 라텍스(a1)의 고형분 100 중량부에 대하여 액상 폴리테트라플루오로에틸렌(a2)은 고형분 기준으로 0.1 내지 10 중량부를 사용하는 것이 좋다. 여기서 폴리테트라플루오로에틸렌을 0.1 중량부 미만으로 사용하는 경우에는 그라프트 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지(g-ABS)(A)의 사용량이 20 내지 70 중량%임을 고려할 때, 그 함유량이 적어 충분한 난연효과를 얻을 수 없으며, 10 중량부를 초과하여 과량 사용하였을 경우에는 폴리테트라플루오로에틸렌에 의한 반응기 코팅, 이송 상의 문제점으로 바람직하지 않다.
본 발명에 사용되는 폴리테트라플루오로에틸렌을 함유한 g-ABS 수지(A)는 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 라텍스(a1)와 액상 폴리테트라플루오로에틸렌(a2)을 교반기로 균일하게 혼합하고, 교반 하에 상기 혼합물을 70℃ 2% 황산수용액에 천천히 적하하여 완전히 응집시키고, 실온으로 냉각시켜 세척, 탈수 및 건조과정을 거쳐 얻은 분말상이다.
본 발명에서 폴리테트라플루오로에틸렌을 함유한 g-ABS 수지(A)는 하기 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(B)와 함께 기초수지를 구성하며, 기초수지 성분내 g-ABS(A)의 함량은 20 내지 70 중량%이다.
본 명세서에서 액상 폴리테트라플루오로에틸렌(a2)과의 혼합 없이 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 라텍스(a1)만으로 상기 과정을 거친 수지는 그라프트 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지(g-ABS)라 칭한다.
(B) 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN) 수지
본 발명에 사용되는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지(B)는 현탁중합 또는 괴상중합에 의한 방법으로 제조되며, 아크릴로니트릴 함량이 수지(B) 함량의 15 내지 45 중량%이고, 중량평균분자량(Mw)은 70,000 내지 300,000이다.
본 발명의 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지(B)는 상기 폴리테트라플루오로에틸렌을 함유한 g-ABS 수지(A)와 함께 기초수지를 구성하며, 기초수지 성분내 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지(B)의 함량은 80 내지 30 중량%이다.
본 발명에서는 상기 폴리테트라플루오로에틸렌을 함유한 그라프트 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지(A) 20 내지 70 중량%와 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN) 수지(B) 80 내지 30 중량%로 이루어지는 기초수지 100 중량부를 기준으로 하여 하기 성분들의 함량을 사용한다.
(C) 할로겐계 화합물
본 발명에서 할로겐계 화합물은 난연제로 사용되며, 상업화되어 일반적으로 사용되는 할로겐계 화합물이 사용된다. 구체적 예로 테트라브로모비스페놀 A (Tetrabromobisphenol A), 비스(트리브로모페녹시)에탄(Bis(Tribromophenoxy) ethane), 브롬화 에폭시 수지(Brominated epoxy resin) 또는 에폭시말단이 트리브로모페놀로 치환된 브롬화 에폭시 수지(Brominated epoxy resin terminated with tribromophenol) 등이 포함된다.
상기 난연제(C)는 기초 수지 (A)+(B) 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부의 양으로 사용된다. 상기 난연제(C)를 5 중량부 미만으로 첨가하였을 경우에는 난연효과가 부족하며, 30 중량부를 초과하여 사용하였을 경우에는 가공성 및 기계적 강도의 저하가 발생하여 물성상의 균형을 잃게되므로 바람직하지 않다.
(D) 산화안티몬
본 발명에서 산화안티몬(D)은 난연제로 사용되는 할로겐계 화합물(C)과 상승작용을 일으켜 열가소성 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 공중합체 수지에 적정한 난연성을 부여하기 위하여 난연보조제로 사용되며, 그 예로는 삼산화안티몬 또는 오산화안티몬이 있다.
상기 산화안티몬의 함량은 기초 수지 (A)+(B) 100 중량부에 대하여 1 내지 15 중량부를 사용하는 것이 좋다. 산화안티몬을 1 중량부 미만으로 사용하는 경우에는 충분한 난연효과를 얻을 수 없으며, 15 중량부를 초과하여 과량 사용하였을 경우에는 수지 조성물의 물성상의 균형이 좋지 못하다.
(E) 염소유기화합물
본 발명에서 염소유기화합물(E)은 충격보강제로 사용된다. 본 발명에서 염소유기화합물이란 염소가 치환 또는 첨가 등이 되어 염소를 포함하고 있는 유기화합물을 일컫는데, 그 예로는 염소화폴리에틸렌(chlorinated polyethylene, CPE), 폴리비닐클로라이드(PVC)를 사용할 수 있으며, 이 중 염소화폴리에틸렌(chlorinated polyethylene, CPE)이 특히 바람직하다.
상기 염소유기화합물의 함량은 기초 수지 (A)+(B) 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부이다. 1 중량부 미만으로 사용할 경우 충분한 충격강도를 얻을 수 없으며, 10 중량부를 초과할 경우 열안정성이 현저히 떨어지는 단점이 있다.
본 발명의 수지 조성물에는 상기 성분 외에 사용 용도에 따라 무기 첨가제, 왁스, 금속 활제, 산화방지제, 벤조트리아졸 및 힌더드 아민계 광안정제, 열안정제, 안료 및 염료가 필요한 양으로 첨가될 수 있다.
본 발명의 난연성 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 수지 조성물은 물을 매개로 하는 콜로이드상의 폴리테트라플루오로에틸렌(a2)을 적하방지제 및 난연보조제로서 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 공중합체 라텍스(a1)에 첨가한 후 응집, 탈수, 건조하여 폴리테트라플루오로에틸렌을 함유한 그라프트 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(A)를 제조하고, 상기 폴리테트라플루오로에틸렌을 함유한 g-ABS 수지(A)를 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(B)와 혼합하고, 난연제인 할로겐 화합물(C), 난연보조제인 산화안티몬(D), 충격보강제인 염소유기화합물 (E) 및 선택적으로 기타 산화방지제, 금속활제, 왁스, 이산화티타늄, 벤조트리아졸 및 힌더드 아민계 광안정제, 열안정제 등을 첨가하고, 통상의 혼합기에서 혼합하고 이 혼합물을 압출하여 펠렛 형태로 제조할 수 있다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 구체화될 것이며, 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 예시에 불과하며 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
하기의 실시예 및 비교실시예에서 사용된 (A) 폴리테트라플루오로에틸렌을 함유한 그라프트 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지, (B) 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지, (C) 할로겐계 화합물, (D) 산화안티몬 및 (E) 염소유기화합물의 사양은 다음과 같다. 할로겐계 화합물, 산화안티몬, 염소유기화합물 및 기타 첨가물은 상업적으로 입수할 수 있는 제품을 추가 정제 등의 과정 없이 그대로 사용하였다.
(A) 폴리테트라플루오로에틸렌을 함유한 그라프트 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지(g-ABS)
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 라텍스(a1)는 아크릴로니트릴 16 중량%, 스티렌 39 중량%, 부타디엔 고무 45 중량%로 이루어진 제일모직(주)의 제품을 사용하였다.
액상 콜로이드상의 폴리테트라플루오로에틸렌(a2)은 듀퐁-미쯔이(Dupont-Mitsui)에서 제조된 고형 폴리테트라플루오로에틸렌 성분이 60중량%인 TEFLON 30J를 사용하였다.
(B) 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지
스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지(B)는 아크릴로니트릴이 약 28 중량%이고, 중량평균분자량이 약 120,000이며, 괴상중합법에 의해 제조된 제일모직(주)의 제품을 사용하였다.
(C) 할로겐계 화합물
미국 ALBEMARLE사의 테트라브로모비스페놀 A(tetrabromobisphenol A) 난연제인 SAYTEX RB 100을 사용하였다.
(D) 산화안티몬
한국 일성안티몬사의 삼산화안티몬을 사용하였다.
(E) 염소유기화합물
미국 DDE사의 클로리네이티드 폴리에틸렌(CPE) Tyrin 3245P를 사용하였다.
실시예 1∼3
하기 표 1의 함량에 따라 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 라텍스(a1) 및 액상 폴리테트라플루오로에틸렌(a2)을 혼합하여 응집, 탈수한 후, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(B)를 첨가하여 기초수지를 제조하였다. 상기 기초수지 100 중량부에 대하여 할로겐계 화합물(C), 삼산화안티몬(D) 및 염소유기화합물(E)을 각각 표 1의 함량대로 투입하였으며, 기타 산화방지제 0.5 중량부, 스테아린산계 금속활제 0.5 중량부, 왁스 1 중량부 및 주석계 열안정제 1 중량부를 첨가하여 수지 조성물을 제조하였다. 단위는 모두 중량부이며, 액상의 경우 고형분 기준이다.
비교실시예 1∼5
상기 구성성분들을 이용하여 표 1에 나타낸 조성과 같은 수지 조성물을 제조하였다. 비교실시예 1에서는 액상 폴리테트라플루오로에틸렌(a2)을 기준에 미달되게 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1∼3과 동일하게 실시하였다. 비교실시예 2에서는 기존의 분말 상태의 폴리테트라플루오로에틸렌을 동시에 첨가하였으며, 비교실시예 3에서는 기존의 분말 상태의 폴리테트라플루오로에틸렌만을 사용하였다. 비교실시예 4에서는 산화안티몬을 사용치 않았으며, 비교실시예 5에서는 할로겐계 난연제를 과량 첨가하여 각각 표 1의 함량에 따라 기초수지 (A)+(B) 100 중량부에 대하여 첨가하였다.
실시예 비교실시예
1 2 3 1 2 3 4 5
(a1) 30 30 30 30 30 30 30 30
(a2) 액상 0.03 0.15 3 0.01 0.15 - 0.15 0.15
분말상 - - - - 0.15 0.15 - -
(B) 70 70 70 70 70 70 70 70
(C) 20 20 20 20 20 20 20 40
(D) 5 5 5 5 5 5 - 5
(E) 3 3 3 3 3 3 3 3
상기 표 1에 기재된 성분 및 기타 첨가제로 구성된 수지 조성물을 믹서로 균 일하게 혼합한 후, 이축압출기로 압출하여 펠렛의 형태로 제조하였다. 제조된 펠렛으로부터 사출성형에 의해 물성 및 난연 시험용 시편 등을 제작하였으며, 각 물성항목에 대한 측정 방법은 하기의 시험 분석 기준에 의거하여 실험 평가하였다.
난연성은 UL-94 난연도 판정 시험방법에 따라 1/16 인치 두께에 대해서 시험하여 판정하였다.
충격강도는 ASTM D-256 시험방법에 따라 1/8 인치 두께에 대해 평가하였으며, 단위는 ㎏㎝/㎝ 이다.
유동성은 ASTM D-1238 시험방법에 따라 200℃, 5 ㎏ 하중의 조건에서 평가하였으며, 단위는 g/10min 이다.
내열성은 ASTM D-1525의 시험 방법에 의해 5 ㎏ 하중에서 50℃/hr의 조건에서 열연화점온도를 평가하였으며, 단위는 ℃ 이다.
외관성능은 10×10×3.2 mm 평판 시편을 사출하여 스트리크(streak) 발생정도를 육안으로 평가하였으며, 스트리크 발생이 없는 경우에는 "양호", 발생시 "나쁨"으로 표기하였다.
상기 방법에 따라 측정된 시편의 물성평가는 표 2에 나타내었다.
실시예 비교실시예
1 2 3 1 2 3 4 5
외관성능 양호 양호 양호 양호 나쁨 나쁨 양호 양호
난연성 V-0 V-0 V-0 V-1 V-0 V-0 failed V-0
충격강도 20.5 20 19 21 20 20 23 10
유동성 6 6 5.8 6 6 6 6 15
내열성 87 87 87 87 87 87 86 79
상기 표 2의 결과로부터, 액상 폴리테트라플루오로에틸렌(a2)을 소량 첨가한 비교실시예 1에서는 기계적 물성이나 내열성은 실시예 1과 유사하지만 난연도가 V-1 으로 저하됨을 알 수 있다. 기존 분말 상태의 폴리테트라플루오로에틸렌을 사용한 비교실시예 2, 3에서는 사출시편 표면에 스트리크(streak)가 발생하여 외관성능이 저하되었으며, 산화안티몬을 사용하지 않은 비교실시예 4는 난연도가 저하됨을 할로겐계 난연제를 과량 첨가한 비교실시예 5에서는 내열성과 기계적 물성이 크게 저하됨을 알 수 있다.
따라서, 라텍스상의 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체에 물을 매개로 하는 콜로이드상의 폴리테트라플루오로에틸렌을 혼합하는 제조방법이, 분말상의 폴리테트라플루오로에틸렌을 분말상인 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 기본 수지에 혼합하여 압출에 의해 분산시키는 제조방법에 비하여 난연성 및 기계적 물성의 저하 없이 외관성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
본 발명은 적하방지제 및 난연보조제로서 폴리테트라플루오로에틸렌을 사용함으로써 양호한 외관성능과 난연제를 감량할 수 있어 제조원가를 낮출 수 있는 효과를 제공하며, 아울러 충격강도, 내열성 등 수지 본래의 물성을 저하시키지 않고서도 외관성능을 향상시킴으로써 외관성능과 난연성이 동시에 요구되는 각종 전기 ·전자제품 및 사무자동화기기 등의 내외장 부품의 제조에 유용한 난연성 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS) 수지 조성물을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (4)

  1. (A) (a1) 유화중합법에 의해 제조되어 응집, 탈수 및 건조공정을 거치지 않은 단계의 고형성분을 기준으로 아크릴로니트릴 5∼40 중량%, 부타디엔 고무 20∼60 중량% 및 스티렌 10∼70 중량%로 이루어지는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 라텍스 100 중량부; 및
    (a2) 콜로이드상의 폴리테트라플루오로에틸렌 고형분 기준 0.1∼10 중량부;
    를 혼합하여 응집, 탈수 및 건조공정을 통해 제조된 폴리테트라플루오로에틸렌을 함유한 그라프트 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지 20∼70 중량%; 및
    (B) 아크릴로니트릴 함량이 15∼45 중량%이고, 중량평균분자량이 70,000 내지 300,000인 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지 80∼30 중량%;
    로 이루어지는 기초수지 100 중량부에 대하여,
    (C) 할로겐계 화합물 5∼30 중량부;
    (D) 산화안티몬 1∼15 중량부; 및
    (E) 염소유기화합물 1∼10 중량부;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리테트라플루오로에틸렌(a2)은 물을 매개로 하는 평균입도 0.01∼0.05 미크론 범위의 콜로이드상으로서 고형분의 함량이 30∼80 중량%이며, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 라텍스(a1)에 투입되는 것을 특징으로 하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 공중합체 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 할로겐계 화합물(C)은 테트라브로모비스페놀 A(tetrabromobisphenol A), 비스(트리브로모페녹시)에탄(bis(tribromophenoxy)ethane), 브롬화 에폭시 수지(brominated epoxy resin) 및 에폭시말단이 트리브로모페놀로 치환된 브롬화 에폭시 수지(brominated epoxy resin terminated with tribromophenol)로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 염소유기화합물(E)은 염소화폴리에틸렌(chlorinated polyethylene, CPE)인 것을 특징으로 하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 공중합체 수지 조성물.
  4. (가) 물을 매개로 하는 콜로이드상의 폴리테트라플루오로에틸렌(a2)을 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 공중합체 라텍스(a1)에 첨가한 후 응집, 탈수, 건조 하여 폴리테트라플루오로에틸렌을 함유한 그라프트 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(A)를 제조하는 단계;
    (나) 상기 폴리테트라플루오로에틸렌을 함유한 g-ABS 수지(A)를 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(B)와 혼합하고, 난연제인 할로겐 화합물(C), 난연보조제인 산화안티몬(D), 충격보강제인 염소유기화합물 (E) 및 선택적으로 산화방지제, 금속활제, 왁스, 이산화티타늄, 벤조트리아졸 및 힌더드 아민계 광안정제, 및 열안정제로 이루어지는 군으로부터 선택된 물질을 첨가하는 단계;
    (다) 상기 첨가된 성분들을 혼합기에서 혼합하는 단계; 및
    (라) 상기 혼합물을 압출하는 단계;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 공중합체 수지 조성물의 제조 방법.
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