KR100633785B1 - 고함량의 난연제를 포함하는 난연성 폴리프로필렌컬러수지 조성물 - Google Patents

고함량의 난연제를 포함하는 난연성 폴리프로필렌컬러수지 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR100633785B1
KR100633785B1 KR1020040113503A KR20040113503A KR100633785B1 KR 100633785 B1 KR100633785 B1 KR 100633785B1 KR 1020040113503 A KR1020040113503 A KR 1020040113503A KR 20040113503 A KR20040113503 A KR 20040113503A KR 100633785 B1 KR100633785 B1 KR 100633785B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flame retardant
resin composition
polypropylene
weight
color resin
Prior art date
Application number
KR1020040113503A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060074687A (ko
Inventor
이미경
홍종수
임재곤
유영성
Original Assignee
삼성토탈 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성토탈 주식회사 filed Critical 삼성토탈 주식회사
Priority to KR1020040113503A priority Critical patent/KR100633785B1/ko
Publication of KR20060074687A publication Critical patent/KR20060074687A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100633785B1 publication Critical patent/KR100633785B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0066—Flame-proofing or flame-retarding additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K3/2279—Oxides; Hydroxides of metals of antimony
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2310/00—Masterbatches
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00—Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/66—Substances characterised by their function in the composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00—Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/66—Substances characterised by their function in the composition
    • C08L2666/70—Organic dyes or pigments; Optical brightening agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00—Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/66—Substances characterised by their function in the composition
    • C08L2666/72—Fillers; Inorganic pigments; Reinforcing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00—Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/66—Substances characterised by their function in the composition
    • C08L2666/84—Flame-proofing or flame-retarding additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

본 발명은 고함량의 난연제를 포함하는 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 난연성의 향상을 위하여 저융점 할로겐계 난연제를 고함량으로 포함하면서도, 우수한 작업성 및 가공성을 갖는 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물에 관한 것이다.
고함량, 난연제, 난연성, 폴리프로필렌, 컬러수지, 조성물

Description

고함량의 난연제를 포함하는 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물{FLAME RETARDING POLYPROPYLENE COLOR RESIN COMPOSITION WITH HIGH CONTENT OF FLAME RETARDANT}
본 발명은 고함량의 난연제를 포함하는 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 난연성의 향상을 위하여 저융점 할로겐계 난연제를 고함량으로 포함하면서도, 우수한 작업성 및 가공성을 갖는 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물에 관한 것이다.
폴리프로필렌 수지는 가공특성, 내약품성, 기계적 강도 등이 우수하여, 가정용 전기제품, 건축자재, 내부장식재, 자동차 부품 등의 분야에서 폭넓게 사용되고 있다. 그러나, 폴리프로필렌 수지는 난연성이 없어서, 화재발생의 위험이 있는 자동차 및 전기·전자 부품에의 적용이 제한되어 왔으며, 이에 따라 폴리프로필렌 수지에 각종 무기계, 유기계 및/또는 인계 난연제를 첨가하여 난연성을 부여하는 연구가 활발히 진행되어 왔다.
일본국 공개특허공보 제53-92855호, 제54-29350호, 제54-77658호, 제56-26954, 제57-87462호 및 제60-110738호에는, 난연성을 부여하기 위해 사용되는 무 기계 난연제로서 수산화마그네슘, 수산화알루미늄 또는 하이드로탈사이트 등을 포함하는 난연성 폴리프로필렌 수지조성물을 제조하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 이들 종래기술의 경우, V-0의 난연등급을 얻기 위해서는, 무기 필러가 50% 이상 포함될 것이 요구되며, 이에 따라 가공성이 나빠지고, 제품에서 가스가 발생할 뿐만 아니라, 충격강도가 급격히 저하되는 문제점이 있다.
한편, 일본국 특허공보 제55-30739호에는 유기계 난연제로서 할로겐 화합물인 데카브로모디페닐에테르 및 도데카클로로-도데카하이드로메타노디벤조사이클로옥텐 등을 사용하여 제조되는 난연성 폴리프로필렌 수지 조성물이 개시되어 있으며, 그 밖에도, 테트라브로모비스페놀 A 비스-(디브로모프로필에테르), 비스-(트리브로모페녹시에틸)테트라브로모비스페놀 A 에테르, 헥사브로모시클로도데칸, 테드라브로모비스페놀 A를 사용하여 난연성 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하는 기술이 알려져 있다. 또한, 일본국 특허공개공보 제2000-344973호에서는, 난연제로서 할로겐디페닐에테르 화합물인 데카브로모디페닐 산화물, 옥타브로모디페닐 옥사이드, 할로겐 비스페놀 화합물인 헥사브로모시클로도데칸 등을 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물에 있어서 높은 난연 효과가 얻어짐을 보여주고 있다. 그러나, 이러한 종래의 기술들에서는, 작업성 및 가공성의 저하와 같은 수지 조성물 제조상의 어려움 및 기계적 물성 저하 등으로 인하여, 할로겐계 난연제를 사용하는 데 있어 사용가능한 함량에 한계를 지닌다.
한편, 대한민국 공개특허공보 제2004-65078호에는 고융점 할로겐계 난연제 및 난연조제를 포함하는 난연성 폴리프로필렌 수지 조성물이 개시되어 있으나, 내 후성 및 기계적 물성 유지율의 저하 등의 우려로 인하여, 난연성 수지 조성물에 포함되는 고융점 할로겐계 난연제의 최대함량을 전체의 29중량%로 제한하고 있다. 또한, 대한민국 등록특허공보 제10-175720호에는, 난연성 폴리프로필렌 수지 조성물에 고융점 할로겐계 난연제와 함께 저융점 할로겐계 난연제를 포함시키므로써, 수지 조성물에 난연성을 부여하는 동시에 블로우압출성 및 연신특성을 개선하고자 하는 기술이 개시되어 있으나, 수지의 용융강도 저하로 인한 작업성의 악화, 완제품의 상온물성 저하 등의 우려로 인하여, 난연성 수지 조성물에 포함되는 저융점 할로겐계 난연제의 최대함량을 전체의 30중량%로 제한하고 있다.
한편, 컬러가 있는 난연성 제품을 생산하기 위하여 폴리프로필렌 수지 조성물에 할로겐계 난연제와 함께 안료 등의 착색재료를 포함시키는 경우, 다량의 안료를 직접 처방하면 작업 라인의 오염도가 심해지는 문제점이 있어, 이의 해결을 위하여 주로 컬러 마스터배치를 사용한다. 그러나, 난연성 폴리프로필렌 수지 조성물에 컬러 마스터배치를 사용하는 경우에는, 마스터배치의 흡습도가 높고, 또한 총량 대비 비분말 성분의 양이 과도하게 증가하므로써 작업성 및 물성이 저하되기 때문에, 수지 조성물에 난연제를 고함량으로는 포함시킬 수 없다는 문제가 있다.
상기한 바와 같이, 종래의 기술들에서는, 수지 조성물 제조시의 작업성 및 가공성 저하, 완제품의 기계적 물성 저하 등으로 인하여, 저융점 할로겐계 난연제를 사용하는 데 있어 사용가능한 함량에 한계를 지니며, 특히, 컬러가 있는 난연성 제품을 생산하기 위하여 폴리프로필렌 수지 조성물에 할로겐계 난연제와 함께 컬러 마스터배치를 포함시키는 경우에는, 할로겐계 난연제의 사용가능 함량이 더욱 더 제한된다. 따라서, 상기 종래기술들에 의할 경우, 상업적 생산이 가능할 정도의 우수한 작업성 및 가공성을 가지면서도, 마스터배치 개념으로 사용가능한 수준의 고함량의 저융점 할로겐계 난연제를 포함하는 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물은 제조할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술들의 문제점을 해결하고자 한 것으로서, 본 발명의 목적은, 마스터배치 개념으로 사용가능한 수준의 고함량의 저융점 할로겐계 난연제를 포함하면서도, 우수한 작업성 및 가공성을 갖는 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, (A) 용융흐름지수가 0.3∼10g/10분인 폴리프로필렌계 수지 13∼52중량%, (B) 저융점 할로겐계 난연제 30∼50중량%, (C) 난연조제 8∼17중량% 및 (D) 평균입자 크기가 60㎛~1mm 범위인 컬러 마스터배치 10~30중량%를 포함하여 이루어지는 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물이 제공된다.
본 발명의 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물에 있어서, 상기 폴리프로필렌계 수지로는, 결정성 폴리프로필렌 단독 중합체, 또는 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸펜텐, 1-헵텐, 1-옥텐 및 1-데센으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택된 단량체와 프로필렌과의 결정성 공중합체가 사용되며, 특히 결정성 폴리프로필렌 단독중합체인 것이 바람직하다. 상기 폴리프로필렌계 수지는 0.3∼10g/10분의 용융흐름지수를 갖는데, 이 용융흐름지수가 0.3g/10분 미만이면, 낮은 흐름성으로 인하여 압출공정이 용이하지 않으며, 10g/10분을 초과하면, 기계적 물성이 저하하는 문제가 있다.
또한, 상기 폴리프로필렌계 수지는 본 발명의 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물에 13∼52중량%의 함량으로 포함된다. 이 함량이 13중량% 미만이면, 수지 조성물의 제조가 어려워지고, 52중량%를 초과하면, 저융점 할로겐계 난연제의 함량이 상대적으로 줄어들어, 결과적으로 수지 조성물의 난연성을 원하는 수준으로 유지할 수 없게 된다.
본 발명의 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물에 있어서, 상기 저융점 할로겐계 난연제란, 그 용융온도가 폴리프로필렌계 수지의 성형온도보다 낮은 할로겐계 난연제를 의미하는 것으로서, 본 발명에서는, 테트라브로모비스페놀 A비스, 헥사브로모사이클로도데칸 또는 이들의 혼합물이 바람직하게 사용될 수 있다. 또한, 상기 저융점 할로겐계 난연제는 30∼50중량%의 고함량으로 본 발명의 난연성 컬러수지 조성물 내에 포함된다. 이 함량이 30중량% 미만인 경우에는, 기계적 물성 및 가공성은 만족스러울 수 있으나, 수지 조성물을 마스터배치로 사용가능할 정도의 높은 난연성을 얻기는 어렵고, 종래의 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물에 비하여 고함량의 난연제를 포함하므로써 얻을 수 있는, 보다 우수한 난연성, 경제성 등의 여러가지 잇점을 기대할 수 없으며, 이 함량이 50중량%를 초과하는 경우에는, 가공성 및 작업성이 매우 떨어져서 상업적 제품을 수득하는 것이 실질적으로 불가능하다.
본 발명의 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물에 있어서, 상기 난연조제는 수지 조성물에 난연성을 부여하기 위하여 상기 저융점 할로겐계 난연제와 함께 사용되는 것으로서, 삼산화안티몬, 오산화안티몬 등과 같은 백색 분말상의 산화안티몬, 붕소화합물 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 난연조제는 8∼17중량%의 함량으로 본 발명의 난연성 컬러수지 조성물 내에 포함된다. 이 함량이 8중량% 미만인 경우에는, 원하는 수준의 난연성을 얻기는 어렵고, 이 함량이 17중량%를 초과하는 경우에는, 수지 조성물의 물성 및 가공성이 나빠진다.
본 발명의 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물에 있어서, 상기 컬러 마스터배치로는, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지 또는 그 혼합물과 같은 기본수지 35~79중량%, 카본블랙과 같은 착색재료 20~40중량% 및 왁스 또는 스테아린산아연 등과 같은 분산제 1~25중량%를 포함하여 이루어지는 마스터배치를 사용하는 것이 작업성 및 경제성의 측면에서 바람직하다. 또한, 상기 컬러 마스터배치는 10∼30중량%의 함량으로 본 발명의 난연성 컬러수지 조성물 내에 포함된다. 이 함량이 10중량% 미만인 경우에는, 원하는 수준의 착색효과를 얻기는 어렵고, 이 함량이 30중량%를 초과하는 경우에는, 수지 조성물의 물성 및 가공성이 나빠진다.
특히, 본 발명에서는, 상기 저융점 할로겐계 난연제를 고함량으로 사용하기 위하여, 상기 컬러 마스터배치의 평균입자 크기를 60㎛~1mm 범위로 특정하여 사용한다. 이 평균입자 크기가 60㎛ 미만이면, 작업 라인의 심각한 오염이 초래되며, 이 평균입자 크기가 1mm를 초과하면, 결과 수지 조성물 내의 비분말 요소의 함량을 높여 폴리프로필렌 수지의 용융을 저해하고, 그 기계적 물성을 떨어뜨리는 등 가공성 및 물성을 악화시키는 요소로 작용하게 되어, 결국 수지 조성물 내에 포함될 수 있는 난연제의 최대함량을 제한할 수밖에 없게 되므로, 본 발명에서 목적하는, 저융점 할로겐계 난연제를 고함량으로 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 얻는 것이 불가능해진다.
본 발명의 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물은, 바람직하게는, 기타첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 기타첨가제로는, 테트라플루오로에틸렌 중합체, 1차 및 2차 산화방지제, 활제, 슬립제, 스테아릭산 칼슘, 가소제, 열안정제, 광안정제, 동해방지제, 유기 또는 무기안료 및 염료, 탈크, 실리카, 유리섬유와 같은 무기 충전재 등과 같은, 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물에 통상적으로 첨가되는 첨가제를 하나 또는 그 이상 사용할 수 있다. 본 발명의 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물에는, 수지 조성물 100중량부에 대하여 상기 기타첨가제 0.3∼5.0중량부가 더 포함되는 것이 바람직한데, 이 함량이 0.3중량부 미만이면, 첨가제를 사용하므로써 기재하는 효과를 얻기는 어렵고, 이 함량이 5.0중량부를 초과하면, 수지 조성물의 물성 및/또는 가공성이 나빠진다.
본 발명의 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물은, 바람직하게는, 상기한 바와 같은 함량비의 폴리프로필렌계 수지, 저융점 할로겐계 난연제, 난연조제, 컬러 마스터배치 및 기타첨가제를 교반-혼합장치에 투입하고, 이를 1분 내지 30분 동안 교반-혼합시킨 다음, 200~250℃의 온도에서 이축 압출기로 스트랜드 커팅(strand cutting)하여 용융 및 혼련시키므로써, 펠렛형태로 제조할 수 있다.
다르게는, 본 발명의 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물을 이축 압출기로 언더워터 커팅(underwater cutting)하여 제조할 수도 있으나, 이 경우, 생산은 양 호하지만 컬러 마스터배치 및 난연제의 함습도가 높아져서, 생산 공정 후 높은 건조 비용이 예상되며, 수득한 펠렛의 사이즈가 균일하지 않아 성형 공정에서의 불량 원인으로 작용할 수도 있다. 또 다른 방법으로는, 난연제의 전체 함량을 분할하여 사이드 피딩(side feeding)을 시도하는 방법이 있을 수 있으나, 난연제가 저융점인 관계로, 사이드 피더(side feeder)에 계속 적층되어 난연제의 연속 투입이 곤란해지는 문제점이 있다. 또한, 난연제의 균일한 혼합을 위해 일반적으로 사용되는 니더(kneader)를 사용할 수도 있으나, 본 발명에서 시도해 본 결과, 니딩(kneading)은 양호하게 진행되지만, 폴리프로필렌 수지와 저융점 할로겐계 난연제와의 반죽에 장시간이 요구되며, 지체시간이 균일하지 않아 연속적으로 제품을 수득하기 어려운 점이 있으며, 또한 반죽시간이 부족한 경우에는, 펠렛 내부에 기포가 과다 발생하는 일종의 발포 현상도 보이는 등의 문제점이 있다.
이하에서 본 발명을 실시예 및 비교예를 통하여 보다 상세하게 설명하고자 하나, 이는 본 발명을 예시하기 위한 것에 지나지 않으며, 따라서, 본 발명의 보호범위가 이들 실시예 및 비교예들에 의해 제한되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1~6 및 비교예 1~5
하기 표 1에 나타난 바와 같은 함량비를 갖는 성분들을, 그 성분들의 총합 100중량부에 대하여, 스테아르산 칼슘(Ca-St, 송원산업) 1중량부, 산화방지제로서 I-1010(CIBA GEIGY) 1중량부, 산화방지제로서 I-168(CIBA GEIGY) 1중량부 및 열안정제로서 디스테아릴 티오디프로피오네이트(DSTDP)(동보화학) 1중량부와 함께, 구 경 70mm, L/D 40인 이축 압출기에 투입하고, 스트랜드 커팅하여 최대온도 240℃에서 용융·압출시켜 펠렛화하므로써, 실시예 1~6 및 비교예 1~5의 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물을 펠렛 형태로 각각 제조하였다. 다만, 비교예 1 및 2의 경우, 가공성이 너무 불량하여 펠렛형태로의 압출이 불가하였다. 제조시 작업성 및 펠렛화 가공성을 관찰하여 하기 표 1에 나타내었다.
상기와 같이 하여 제조된 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물로 시편을 각각 제조(단, 비교예 1 및 2의 경우, 펠렛 제조가 불가하여, 시편제조 불가)하여, 1/32인치 두께에서 UL Subject 94의 "기계부품용 플라스틱 물질에 대한 연소성 시험”중 수직 연소시험(이하, "UL94 수직연소시험"이라 약칭)을 행하므로써 난연성을 평가하였고, 그 평가 결과들을 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1] (조성의 함량 단위 :중량%)
실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5
(A) 41 33 20 13 38 25 10 6 38 38 38
(B)-1 30 35 45 50 - - 53 55 35 35 -
(B)-2 - - - - 35 45 - - - - 35
(C) 9 12 15 17 12 15 17 19 12 12 12
(D)-1 20 20 20 20 15 15 20 20 - - -
(D)-2 - - - - - - - - 15 - -
(D)-3 - - - - - - - - - 15 15
작업성 우수 우수 우수 양호 우수 우수 불량 불량 불량 불량 불량
가공성 우수 우수 우수 우수 우수 우수 불량 불량 우수 불량 불량
난연성 V-O V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 시편제조불가 V-0 V-0 V-0
(A) : 폴리프로필렌계 수지로서, 용융흐름지수(2.16kg의 하중, 230℃의 온도)가 0.5g/10분인 결정성 에틸렌-프로필렌 블록 임팩트 공중합체(상품명:BB110P, 삼성토탈).
(B)-1 : 저융점 할로겐계 난연제로서, 테트라브로모 비스페놀 A비스(상품명 :HP800, Albemarle Corporation).
(B)-2 : 저융점 할로겐계 난연제로서, 헥사브로모사이클로도데칸(상품명:CD75P, Great Lakes사).
(C) : 난연조제로서, 삼산화안티몬(Sb2O3)(일성안티몬 제조).
(D)-1 : 컬러 마스터배치로서, 폴리프로필렌 수지(상품명:BB110P, 삼성토탈) 60중량%, 카본블랙 30중량% 및 왁스 10중량%로 이루어지고, 평균입자 크기가 60㎛인 카본블랙 마스터배치.
(D)-2 : (D)-1과 같은 조성의 컬러 마스터배치로서, 평균입자 크기가 50㎛인 카본블랙 마스터배치.
(D)-3 : (D)-1과 같은 조성의 컬러 마스터배치로서, 평균입자 크기가 1.5mm인 카본블랙 마스터배치.
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1~6에 따른 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물은, 모두 V-0 등급의 우수한 난연성을 보이는 동시에, 실시예 4를 제외하고는 모두 작업성 및 가공성이 우수하였다. 실시예 4의 경우, 가공성은 우수하였으나, 작업성에 있어서, 저융점 할로겐계 난연제의 함량이 본 발명에서 특정한 최대함량으로 증가함에 따라, 펠렛 압출량이 15% 정도 감소하였다.
반면, 저융점 할로겐계 난연제를 본 발명에서 특정한 함량보다 많이 사용한 비교예 1 및 2에 있어서, 저융점 할로겐계 난연제가 압출기의 바렐 앞쪽에서 미리 녹아 액체 분위기를 형성하므로써 폴리프로필렌 수지의 용융을 크게 저해하는 요소 로 작용하였으며, 전단응력의 영향을 제대로 받을 수 없어 압출 스트랜드가 심각하게 끊어지는 현상을 보이는 등, 작업성 및 가공성이 매우 불량하였으며, 그 결과 펠렛화시킬 수도 없어 난연성 측정용 시료의 제작도 불가하였고, 따라서 난연성도 측정할 수 없었다. 이러한 결과로부터, 저융점 할로겐계 난연제의 함량이 50중량%를 초과하는 경우에는, 가공성 및 작업성이 매우 떨어져서, 상업적 생산품을 수득하는 것이 불가능함을 알 수 있었다.
한편, 실시예 5와 유사한 조성을 가지나, 컬러 마스터배치로서 실시예 1~6 및 비교예 1~2에서 사용된 종류보다 평균 입자 사이즈가 작은 타입을 사용한 비교예 3에 있어서, 그 가공성은 우수하였으나, 미세한 입자크기의 안료를 고함량으로 사용함에 따라 작업라인 및 대기 오염도에 심각한 문제를 일으키는 등, 작업성이 매우 불량하였다. 또한, 실시예 5와 유사한 조성을 가지나, 컬러 마스터배치로서 실시예 1~6 및 비교예 1~2에서 사용된 종류보다 평균 입자 사이즈가 큰 타입을 사용한 비교예 4 및 5에 있어서는, 지나치게 큰 입자크기를 갖는 마스터배치를 고함량으로 사용함에 따라 폴리프로필렌계 수지의 용융이 저해되어 가공성이 매우 불량하였으며, 그 결과 연속생산이 불가할 정도로, 미용융현상(non-melting) 및 압출 스트랜드가 자주 끊어지는 현상이 발생하는 등, 작업성이 매우 불량하였다.
본 발명에 따른 컬러수지 조성물은, 고함량의 저융점 할로겐계 난연제 및 컬러 마스터배치를 포함하는 조성물로서, UL94 V-0등급(1/32인치 두께)의 기존 상업 난연성 폴리프로필렌 수지를 대체하는 목적으로 사용되거나, 또는, 폴리프로필렌 단독 중합체 또는 결정성 공중합체와 혼합 용융되어 UL94 V-2등급(1/32인치 두께) 의 난연성을 발현하는 제품으로 가공될 수도 있다. 따라서, 이하에서와 같이, 본 발명에 따른 컬러수지 조성물을 난연 마스터배치의 개념으로 활용하였다.
활용예 1~3
상기 실시예 1~3에서 제조된 컬러수지 조성물을, 용융흐름지수(2.16kg 하중, 230℃ 온도)가 1.5g/10분인 결정성 에틸렌-프로필렌 블록 임팩트 공중합체(상품명: BJ100, 삼성토탈)와 하기 표 2에 나타난 바와 같은 비율로 혼합 및 용융하므로써, 상기 실시예 1~3에서 제조된 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물을 마스터배치 개념으로 활용하는 활용예 1~3의 사출성형용 수지 조성물을 펠렛 형태로 각각 제조하였다. 제조된 활용예 1~3의 펠렛들에 대하여, ASTM D-1238에 의거하여 용융지수(MI)를 측정하였고, ASTM D-1505에 의거하여 비중을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
또한, 상기 활용예 1~3에서 제조된 펠렛들을 100℃에서 0.5시간 동안 건조시킨 후, 실린더의 최대온도가 200℃로 고정된 사출성형기를 사용하여 규격 난연 시편(두께 1/32인치) 및 ASTM 물성규격 시편으로 사출하였다. 제조된 시편들에 대하여, ASTM D-790에 의거한 굴곡탄성율, ASTM D-256에 의거한 상온 Izod 충격강도, ASTM D-648에 의거한 열변형온도 및 UL94 수직연소시험에 따른 난연등급을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
비교활용예
비교활용예로서, 용융흐름지수(2.16kg 하중, 230℃ 온도)가 1.5g/10분인 결정성 에틸렌-프로필렌 블록 임팩트 공중합체(상품명: BJ100, 삼성토탈) 93중량%, 테트라브로모 비스페놀 A비스(상품명:HP800, Albemarle Corporation) 4중량%, 삼산화안티몬(Sb2O3)(일성안티몬 제조) 1중량%, 평균입자 크기가 60㎛인 카본블랙 마스터배치(카본블랙 30중량% 함유, 상기 (D)-1) 2중량% 및 기타첨가제로서, 상기 성분들의 총합 100중량부에 대하여, 스테아르산 칼슘(Ca-St, 송원산업) 0.1중량부, 산화방지제로서 I-1010(CIBA GEIGY) 0.1중량부, 산화방지제로서 I-168(CIBA GEIGY) 0.1중량부 및 열안정제로서 디스테아릴 티오디프로피오네이트(DSTDP)(동보화학) 0.1중량부를 사용하여, 상기 실시예 및 비교예들에서와 같은 방법으로 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물을 제조하였다.
상기와 같이 하여 제조된 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물에 대하여, 활용예 1~3과 같은 항목의 물성들을, 활용예 1~3과 같은 조건에서 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2]
활용예 1 활용예 2 활용예 3 비교활용예
BJ100(중량%) 90 91 93 93
실시예 1의 조성물(중량%) 10 - - 상기 성분들을 상기 함량으로함유
실시예 2의 조성물(중량%) - 9 -
실시예 3의 조성물(중량%) - - 7
용융지수(g/10분) 1.5 1.7 1.9 1.3
비중(g/㎤) 0.92 0.92 0.92 0.93
굴곡탄성율(Kg/㎠) 12,050 11,084 11,059 11,900
상온 Izod 충격강도(Kgcm/cm) 59 60 63 61
열변형 온도(℃) 110 104 103 103
난연등급(UL94) V-2 V-2 V-2 V-2
상기 표 2를 살펴보면, 본 발명의 실시예 1~3에 따른 고함량 저융점 할로겐계 난연제를 포함하는 컬러수지 조성물을 마스터배치로서 사용하는 활용예 1~3의 수지 조성물은, 일반적인 UL94 V-2급 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물인 비교활용예의 수지 조성물에 비하여, 동등한 수준의 기계적 물성 및 난연성을 지님을 알 수 있다. 상기에서와 같이 본 발명에 따른 컬러수지 조성물이 난연 마스터배치의 개념으로 사용되는 경우에는, 원료물질들을 직접 혼합, 가공하는 종래의 난연성 폴리프로필렌 수지의 제조에 비하여, 장기적으로 작업 라인 및 환경 오염도를 감소시킬 수 있으며 후건조 과정에서 발생하는 비용도 절감할 수 있다. 이는, 난연성 수지 성형품 제조시 마스터배치로서 본 발명에 따른 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물을 활용할 경우, 우수한 난연성, 개선된 작업환경, 향상된 생산성 및 경제적 원가절감의 효과를 기대할 수 있음을 의미한다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물은, 우수한 작업성 및 가공성을 가지고, 1/32인치의 얇은 두께에서 UL94 V-0급의 우수한 난연성을 유지하는 등, 기존 난연성 폴리올레핀 수지 조성물을 대체할 수 있으며, 마스터배치 개념으로서 일반 폴리프로필렌 수지와 혼합,용융되는 경우에는, 일반적인 UL94 V-2급 난연성 폴리프로필렌 조성물과 동등한 난연성 및 기계적 물성을 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명의 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물을 활용하면, 우수한 난연성, 개선된 작업환경, 향상된 생산성 및 경제적 원가절감의 효과를 기대할 수 있다.

Claims (6)

  1. (A) 용융흐름지수가 0.3∼10g/10분인 폴리프로필렌계 수지 13∼52중량%, (B) 저융점 할로겐계 난연제 30∼50중량%, (C) 난연조제 8∼17중량% 및 (D) 평균입자 크기가 60㎛~1mm 범위인 컬러 마스터배치 10~30중량%를 포함하여 이루어지는 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌계 수지는 결정성 폴리프로필렌 단독 중합체, 또는 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸펜텐, 1-헵텐, 1-옥텐 및 1-데센으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택된 단량체와 프로필렌과의 결정성 공중합체인 것을 특징으로 하는 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 저융점 할로겐계 난연제는 테트라브로모비스페놀 A비스, 헥사브로모사이클로도데칸 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 난연조제는 삼산화안티몬, 오산화안티몬, 붕소화합물 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 컬러 마스터배치는 폴리프로필렌 수지 또는 폴리에틸렌 수지 또는 이들의 혼합물 35~79중량%, 착색재료 20~40중량% 및 분산제 1~25중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지 조성물 100중량부에 대하여, 테트라플루오로에틸렌 중합체, 1차 및 2차 산화방지제, 활제, 슬립제, 스테아릭산 칼슘, 가소제, 열안정제, 광안정제, 동해방지제, 유기 또는 무기안료 및 염료, 및 무기 충전재로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 첨가제 0.3∼5.0중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 폴리프로필렌 컬러수지 조성물.
KR1020040113503A 2004-12-28 2004-12-28 고함량의 난연제를 포함하는 난연성 폴리프로필렌컬러수지 조성물 KR100633785B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040113503A KR100633785B1 (ko) 2004-12-28 2004-12-28 고함량의 난연제를 포함하는 난연성 폴리프로필렌컬러수지 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040113503A KR100633785B1 (ko) 2004-12-28 2004-12-28 고함량의 난연제를 포함하는 난연성 폴리프로필렌컬러수지 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060074687A KR20060074687A (ko) 2006-07-03
KR100633785B1 true KR100633785B1 (ko) 2006-10-16

Family

ID=37167424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040113503A KR100633785B1 (ko) 2004-12-28 2004-12-28 고함량의 난연제를 포함하는 난연성 폴리프로필렌컬러수지 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100633785B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101456994B (zh) * 2007-12-14 2011-05-11 金发科技股份有限公司 一种阻燃聚丙烯树脂共混物及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11255969A (ja) 1998-03-06 1999-09-21 Tokuyama Corp 着色難燃性樹脂組成物
EP1239005A1 (en) 2001-02-27 2002-09-11 Bromine Compounds Ltd. Fire-retardant polyolefin compositions
JP2003231782A (ja) 2002-02-12 2003-08-19 Nippon Unicar Co Ltd カラーマスターバッチ組成物、それを用いた着色難燃性エチレン系樹脂組成物及び成形品

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11255969A (ja) 1998-03-06 1999-09-21 Tokuyama Corp 着色難燃性樹脂組成物
EP1239005A1 (en) 2001-02-27 2002-09-11 Bromine Compounds Ltd. Fire-retardant polyolefin compositions
JP2003231782A (ja) 2002-02-12 2003-08-19 Nippon Unicar Co Ltd カラーマスターバッチ組成物、それを用いた着色難燃性エチレン系樹脂組成物及び成形品

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060074687A (ko) 2006-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101205126B1 (ko) 난연성 중합체 조성물
EP1239005B2 (en) Fire-retardant polyolefin compositions
KR102107912B1 (ko) 투명성이 우수한 난연성 폴리프로필렌 수지 조성물
EP1646683B1 (en) Fire-retarded polycarbonate resin composition
KR101425285B1 (ko) 난연 폴리프로필렌 수지 조성물
JP4310746B2 (ja) メラミンベースの難燃剤の製造方法及びポリマー組成物
KR100633786B1 (ko) 고함량의 난연제를 포함하는 난연성 폴리프로필렌컬러수지 조성물의 제조방법
KR100633785B1 (ko) 고함량의 난연제를 포함하는 난연성 폴리프로필렌컬러수지 조성물
KR102573484B1 (ko) 폴리올레핀계 수지 조성물, 폴리올레핀계 마스터배치, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 성형품
KR100796730B1 (ko) 내 블루밍성이 우수한 난연 폴리프로필렌 수지 조성물
EP0618255B1 (en) Flame-resistant propylene polymer compositions containing bismuth carbonate and a brominated aromatic compound
KR102548685B1 (ko) 투명성이 우수한 난연성 폴리프로필렌 수지 조성물
KR100745320B1 (ko) 난연성 폴리프로필렌 수지 조성물
KR102432759B1 (ko) 내블루밍성과 강성이 우수한 난연성 폴리프로필렌 수지 조성물
US20100190896A1 (en) Flame retarded formulations
CN108219448B (zh) 一种热塑性树脂组合物
JPS5938266B2 (ja) ポリカ−ボネ−ト樹脂組成物
KR100415481B1 (ko) 난드립성 연신사용 폴리프로필렌 수지조성물
KR100478438B1 (ko) 유동성이 우수한 난연성 열가소성 수지 조성물
KR20050068620A (ko) 난연성 폴리프로필렌 수지 조성물
KR100702977B1 (ko) 광택성과 내열성이 우수한 난연성 폴리프로필렌 수지 조성물
KR20220093498A (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품
KR100550339B1 (ko) 데코시트용 난연성 폴리프로필렌 수지 조성물 및 데코시트성형물
JPH0558451B2 (ko)
JPH0218448A (ja) 樹脂組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120928

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130926

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140930

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151001

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160927

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170920

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180905

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190923

Year of fee payment: 14