KR100797576B1 - Flame retardant thermoplastic resin compositoin comprising organic peroxide, and a method for preparing the same by using organic peroxide - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열가소성 난연수지 조성물, 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고무 변성 스티렌계 그라프트 공중합체 5 내지 80 중량부, 및 스티렌계 공중합체 95 내지 20 중량부를 포함하는 기초 수지 혼합물 100 중량부에 대하여 유기과산화물 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 열가소성 난연 수지 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thermoplastic flame-retardant resin composition, and a method for manufacturing the same, and more particularly, 5 to 80 parts by weight of a rubber-modified styrenic graft copolymer, and 95 to 20 parts by weight of a styrenic copolymer. It relates to a thermoplastic flame-retardant resin composition comprising 0.01 to 10 parts by weight of the organic peroxide relative to parts by weight and a method for producing the same.
본 발명의 열가소성 난연 수지 조성물은 할로겐계 화합물을 포함하지 않으며, 고무변성 스티렌계 그라프트 공중합체와 스티렌계 공중합체의 혼합 수지에 유기 과산화물을 사용함으로써, 난연도와 기계적 물성이 매우 우수한 특성을 가진다. The thermoplastic flame-retardant resin composition of the present invention does not contain a halogen-based compound, and has excellent properties of flame retardancy and mechanical properties by using an organic peroxide in a mixed resin of a rubber-modified styrene graft copolymer and a styrene copolymer.
비할로겐계, 열가소성 수지, 난연성, 유기과산화물, 나노클레이, ABS수지 Non-halogen, thermoplastic, flame retardant, organic peroxide, nanoclay, ABS resin
Description
[산업상 이용분야][Industrial use]
본 발명은 열가소성 난연 수지 조성물, 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 할로겐계 화합물을 포함하지 않으면서 UL94 V-2 등급을 만족시키는 비할로겐계 열가소성 난연 수지 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thermoplastic flame-retardant resin composition, and to a method for manufacturing the same, and more particularly, to a non-halogen-based thermoplastic flame-retardant resin composition and a method for producing the same that do not include a halogen-based compound and satisfy the UL94 V-2 grade. .
[종래기술][Private Technology]
고무변성 스티렌계 수지는 우수한 가공성과 물성을 지니고 있으며, 외관이 양호하고 및 충격강도가 우수하여 전기 전자 제품과 사무용 기기의 하우징 재료에 많이 사용되고 있다. Rubber modified styrene resins have excellent processability and physical properties, have good appearance and excellent impact strength, and are widely used in housing materials for electric and electronic products and office equipment.
특히, 전기 전자 제품과 사무용 기기는 사용 시에 많은 열이 발생되기 때문에 과열시 화재의 위험이 있으므로, 이에 사용되는 하우징 재료는 우수한 난연성을 지녀야 한다. In particular, since electrical and electronic products and office equipment generate a lot of heat during use, there is a risk of fire when overheated, so the housing material used therein should have excellent flame retardancy.
오랜 연구의 결과 고무변성 스티렌계 수지의 난연화 방법으로는 할로겐계 화합물을 난연제로 사용하는 것이 가장 효과적인 것으로 알려져 있다. 그 중에서도, 테트라브로모비스페놀에이와 브롬화 에폭시 등이 가장 보편적으로 사용되는 할로겐계 난연제이며, 안티몬 화합물이 난연성을 상승시키는 역할을 한다는 것도 널리 알려져 있다.As a result of a long study, it is known that the use of halogen-based compounds as flame retardants is the most effective method for flame retardant rubber modified styrene resins. Among them, tetrabromobisphenol A and brominated epoxy are the most commonly used halogen flame retardants, and it is also widely known that antimony compounds play a role of increasing flame retardancy.
그러나 할로겐계 화합물은 가공 시 금형을 부식 시키는 가스를 발생시키고, 연소시에는 분해되어 인체에 유해한 유독성 가스를 방출하는 것으로 알려져 있다. 특히 브롬계 화합물은 연소시에 다이옥신이나 퓨란과 같은 환경호르몬을 발생시킬 수 있기 때문에 많은 논란이 되고 있으며, 유럽을 중심으로 사용의 규제를 받고 있다. However, halogen-based compounds generate gases that corrode molds during processing, and are known to decompose during combustion to release toxic gases harmful to humans. In particular, bromine compounds are controversial because they can generate environmental hormones such as dioxins and furans during combustion, and their use has been restricted in Europe.
또한, 안티몬 화합물도 발암물질, 독성 물질로 분류되어 있다.In addition, antimony compounds are classified as carcinogens and toxic substances.
이에 따라 할로겐 화합물과 안티몬을 사용하지 않는 난연 수지 조성에 관한 연구에 많은 관심이 집중되고 있다. 할로겐 화합물과 안티몬을 사용하지 않는 난연수지 조성에는 인계난연제, 멜라민계 난연제 등이 널리 사용되고 있으나 할로겐계 화합물에 비하여 난연성이 부족한 단점이 있다. Accordingly, much attention has been focused on the research on the composition of the flame retardant resin without using a halogen compound and antimony. Phosphorus-based flame retardants and melamine-based flame retardants are widely used in the composition of flame-retardant resins that do not use halogen compounds and antimony, but have a disadvantage in that flame retardancy is insufficient compared to halogen-based compounds.
이 밖에도 여러가지 난연제에 의한 난연화 연구가 진행되어 오고 있다. 미국 특허공보 제6797760호에는 나노클레이의 첨가에 의해 연소시 수지의 적하방지에 도움이 되고, LOI(한계산소지수)를 향상시킬 수 있음을 공지하고 있으나 고무변성 스티렌계 수지에 나노클레이를 단독으로 사용하여 UL94 V-2의 수직시험 등급을 획득하기에는 난연성이 부족하다. In addition, research on flame retardation by various flame retardants has been conducted. U.S. Patent No. 6,677,760 discloses that addition of nanoclays helps prevent dropping of the resin during combustion and improves the LOI (limiting oxygen index). However, nanoclays alone in rubber-modified styrene resins are known. Not enough flame retardancy to achieve UL94 V-2 vertical test rating.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 UL94 V-2등급의 난연성과 기계적 물성이 우수한 비할로겐계 열가소성 난연수지 조성물을 제공하는 것이다. The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a non-halogen-based thermoplastic flame-retardant resin composition excellent in flame retardancy and mechanical properties of the UL94 V-2 grade.
본 발명의 다른 목적은 상기 열가소성 난연 수지 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for producing the thermoplastic flame retardant resin composition.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 고무 변성 스티렌계 그라프트 공중합체, 및 스티렌계 공중합체를 포함하는 기초 수지 혼합물에 유기과산화물, 또는 유기과산화물과 나노클레이를 첨가하여 혼합한 열가소성 난연 수지 조성물을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a thermoplastic flame retardant resin composition in which an organic peroxide, or an organic peroxide and a nanoclay are added and mixed with a rubber-modified styrenic graft copolymer and a basic resin mixture comprising a styrene copolymer. to provide.
본 발명은 또한, a) 고무 변성 스티렌계 그라프트 공중합체를 제조하는 단계; b) 스티렌계 공중합체를 제조하는 단계; c) 상기 고무 변성 스티렌계 그라프트 공중합체, 및 스티렌계 공중합체를 혼합하여 기초 수지 혼합물을 제조하는 단계; 및 d) 상기 기초 수지 혼합물에 유기과산화물, 또는 유기과산화물과 나노클레이를 혼합하는 단계를 포함하는 열가소성 난연 수지 조성물의 제조방법을 제공한다. The present invention also comprises the steps of: a) preparing a rubber modified styrenic graft copolymer; b) preparing a styrenic copolymer; c) mixing the rubber modified styrene graft copolymer and the styrene copolymer to prepare a basic resin mixture; And d) mixing the organic peroxide, or the organic peroxide and nanoclay in the base resin mixture.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 열가소성 난연 수지 조성물은 (A) 고무 변성 스티렌계 그라프트 공중합체, 및 스티렌계 공중합체를 포함하는 기초 수지 혼합물, 및 (B) 유기과산화물을 포함하며, 보다 바람직하게는 (A) 상기 기초 수지 혼합물, (B) 상기 유기과산 화물, 및 (C) 나노클레이를 포함한다. The thermoplastic flame-retardant resin composition of the present invention comprises (A) a rubber-modified styrenic graft copolymer, and a base resin mixture comprising a styrene-based copolymer, and (B) an organic peroxide, more preferably (A) the A base resin mixture, (B) said organic peroxide, and (C) nanoclays.
상기 (A) 기초수지 혼합물은 고무 변성 스티렌계 그라프트 공중합체 5 내지 80 중량부, 및 스티렌계 공중합체 95 내지 20 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. The base resin mixture (A) preferably contains 5 to 80 parts by weight of the rubber-modified styrene graft copolymer, and 95 to 20 parts by weight of the styrene copolymer.
상기 고무 변성 스티렌계 그라프트 공중합체는 본 발명의 열가소성 난연 수지 조성물의 충격강도를 보완하는 역할을 하며, 상기 스티렌계 공중합체는 강성, 인성 및 치수안정성을 보완하는 역할을 한다. The rubber modified styrene graft copolymer serves to supplement the impact strength of the thermoplastic flame retardant resin composition of the present invention, the styrene copolymer serves to supplement the stiffness, toughness and dimensional stability.
따라서, 상기 고무변성 스티렌계 그라프트 공중합체의 함량이 5 중량부 미만이거나, 스테린계 공중합체의 함량이 95 중량부를 초과하는 경우에는 충격강도가 저하될 수 있으며, 고무변성 스티렌계 그라프트 공중합체의 함량이 80 중량부를 초과하거나 스티렌계 공중합체의 함량이 20 중량부 미만인 경우에는 강성 및 인성이 저하되어 치수 안정성이 저하될 수 있다. Therefore, when the content of the rubber-modified styrene-based graft copolymer is less than 5 parts by weight, or the content of the sterin-based copolymer exceeds 95 parts by weight, the impact strength may be lowered, the rubber-modified styrene-based graft copolymer When the content of more than 80 parts by weight or the content of the styrene-based copolymer is less than 20 parts by weight, the stiffness and toughness may be lowered and the dimensional stability may be lowered.
또한, 상기 유기과산화물은 상기 기초수지 혼합물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 유기과산화물은 수지의 난연특성을 개선하기 위하여 첨가되는 것으로서, 그 함량이 0.01 중량부 미만인 경우에는 난연특성 개선의 효과가 미미하며, 10 중량부를 초과하는 경우에는 열가소성 수지 조성물의 충격강도가 저하될 수 있다. In addition, the organic peroxide is preferably included in 0.01 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin mixture. Organic peroxide is added to improve the flame retardant properties of the resin, when the content is less than 0.01 parts by weight, the effect of improving the flame retardant properties is insignificant, and when it exceeds 10 parts by weight, the impact strength of the thermoplastic resin composition may be lowered. have.
상기 고무 변성 스티렌계 그라프트 공중합체는, 상기 고무 변성 스티렌계 그라프트 공중합체 100 중량부에 대하여, a) 스티렌, 알파 메틸 스티렌, 및 핵치환 스티렌으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 스티렌계 수지 30 내지 65 중량부; 및 b) 아크릴로니트릴, 메틸메타크릴레이트, 및 부틸아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 아크릴계 수지 10 내지 30 중량부를 c) 부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 공중합체, 이소프렌 고무, 및 부타디엔-이소프렌 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고무상 공중합체 10 내지 60 중량부에 그라프트 중합시켜 제조된 것이 바람직하며, 스티렌, 아크릴로니트릴, 및 부타디엔을 상기 함량비로 그라프트 중합하여 제조된 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌(ABS) 수지인 것이 더 바람직하다. The rubber-modified styrene-based graft copolymer is, based on 100 parts by weight of the rubber-modified styrene-based graft copolymer, a) one or more styrene resins selected from the group consisting of styrene, alpha methyl styrene, and nuclear substituted styrene. 30 to 65 parts by weight; And b) 10 to 30 parts by weight of one or more acrylic resins selected from the group consisting of acrylonitrile, methyl methacrylate, and butyl acrylate c) butadiene rubber, styrene-butadiene copolymer, isoprene rubber, and butadiene-isoprene It is preferably prepared by graft polymerization of 10 to 60 parts by weight of one or more rubbery copolymers selected from the group consisting of copolymers, and acrylics prepared by graft polymerization of styrene, acrylonitrile, and butadiene in the above content ratios. It is more preferable that it is ronitrile / butadiene / styrene (ABS) resin.
또한, 상기 스티렌계 공중합체는, 상기 스티렌계 공중합체 100 중량부에 대하여, a) 스티렌, 알파 메틸 스티렌, 및 핵치환 스티렌으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 스티렌계 수지 50 내지 90 중량부; 및 b) 아크릴로니트릴, 메틸메타크릴레이트, 및 부틸아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 아크릴계 수지 10 내지 50 중량부로부터 중합된 것이 바람직하다. In addition, the styrenic copolymer is, based on 100 parts by weight of the styrenic copolymer, a) 50 to 90 parts by weight of one or more styrene resins selected from the group consisting of styrene, alpha methyl styrene, and nuclear substituted styrene; And b) 10 to 50 parts by weight of at least one acrylic resin selected from the group consisting of acrylonitrile, methyl methacrylate, and butyl acrylate.
상기 기초수지와 함께 혼합되는 유기과산화물은 특별히 한정되지 않으나, 케톤퍼옥사이드(ketone peroxide), 퍼옥시케탈(peroxy ketal), 하이드로퍼옥사이드(hydroperoxide), 디알킬퍼옥사이드(dialkyl peroxide), 디아실퍼옥사이드(diacyl peroxide), 퍼옥시에스테르(peroxy ester), 및 퍼옥시카보네이트(peroxycarbonate)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다. The organic peroxide mixed with the base resin is not particularly limited, but ketone peroxide, peroxy ketal, hydroperoxide, dialkyl peroxide, diacyl peroxide It is preferably at least one selected from the group consisting of (diacyl peroxide), peroxy ester, and peroxycarbonate.
본 발명의 열가소성 난연 수지 조성물은 또한, 나노클레이를 더 포함할 수 있다. 상기 나노클레이를 단독으로 기초수지와 혼합하여 사용할 경우에는 난연성 개선의 효과가 미미하나, 상기 유기과산화물과 함께 사용할 경우에는 난연성과 기계적 물성을 더욱 향상시키는 효과가 있다. 이 경우 첨가되는 나노클레이의 함량은 상기 기초 수지 혼합물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부인 것이 바람 직하다. 상기 나노클레이의 함량이 0.01 중량부 미만이면 난연성 개선의 효과가 미미하고, 10 중량부를 초과하면 수지의 가공성이 저하될 수 있다. The thermoplastic flame retardant resin composition of the present invention may further include a nanoclay. When the nanoclay is used alone and mixed with the base resin, the effect of improving flame retardancy is insignificant, but when used together with the organic peroxide, there is an effect of further improving flame retardancy and mechanical properties. In this case, the content of the nanoclay to be added is preferably 0.01 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin mixture. If the content of the nanoclay is less than 0.01 parts by weight, the effect of improving flame retardancy is insignificant, and if it exceeds 10 parts by weight, the processability of the resin may be lowered.
상기 나노클레이는 층간 거리가 수 내지 수십 나노미터 수준인 층상실리케이트를 의미하며, 바람직하게는 몬모릴로나이트, 헥토라이트, 버미큘라이트, 및 사포나이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 층상실리케이트, 이들을 유기화한 유기 층상실리케이트, 또는 이들 중 둘 이상의 혼합물을 의미한다. The nanoclay means a layered silicate having an interlayer distance of several to several tens of nanometers, and preferably at least one layered silicate selected from the group consisting of montmorillonite, hectorite, vermiculite, and saponite, and organic layered organic layers thereof. Silicates, or mixtures of two or more thereof.
상기 유기 층상실리케이트는 층상실리케이트를 유기화제로 처리하여 기초수지에 대한 상용성을 높이고, 상기 층상실리케이트가 기초 수지 내에서 나노미터 수준의 크기로 용이하게 박리, 분산되도록 한 것으로서, 상기 유기화제는 알킬암모늄, 알코올류, 및 케톤류로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다. The organic layered silicate is to treat the layered silicate with an organic agent to increase the compatibility with the base resin, and the layered silicate is easily peeled and dispersed in a nanometer size in the base resin, the organicizing agent is alkyl At least one selected from the group consisting of ammonium, alcohols, and ketones is preferable.
또한, 본 발명에서 사용되는 나노클레이는 상업적으로 생산되는 나노클레이를 사용할 수 있으며, 유기화제로 처리된 층상실리케이트 제품인 Cloisite 15A, Cloisite 30B, Cloisite 93A, 또는 Cloisite 20A 등을 사용할 수 있다.In addition, the nanoclays used in the present invention may be used commercially produced nanoclays, it may be used Cloisite 15A, Cloisite 30B, Cloisite 93A, Cloisite 20A, etc., which is a layered silicate product treated with an organic agent.
본 발명의 열가소성 난연 수지 조성물은 또한, 필요에 따라 활제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 적하방지제, 안료, 및 무기 충진제 등을 추가로 포함할 수 있다. The thermoplastic flame retardant resin composition of the present invention may further include a lubricant, a heat stabilizer, an antioxidant, a light stabilizer, an anti drip agent, a pigment, an inorganic filler, and the like, as necessary.
본 발명의 열가소성 난연 수지 조성물의 제조방법은 a) 고무 변성 스티렌계 그라프트 공중합체를 제조하는 단계; b) 스티렌계 공중합체를 제조하는 단계; c) 상기 고무 변성 스티렌계 그라프트 공중합체, 및 스티렌계 공중합체를 혼합하여 기 초 수지 혼합물을 제조하는 단계; 및 d) 상기 기초 수지 혼합물에 유기과산화물을 혼합하는 단계를 포함하며, e) 상기 기초 수지 혼합물에 나노클레이를 혼합하는 단계를 더 포함할 수도 있다. Method for producing a thermoplastic flame retardant resin composition of the present invention comprises the steps of: a) preparing a rubber modified styrene-based graft copolymer; b) preparing a styrenic copolymer; c) mixing the rubber-modified styrene graft copolymer and the styrene copolymer to prepare a base resin mixture; And d) mixing the organic peroxide with the base resin mixture, and e) mixing the nanoclay with the base resin mixture.
상기 a) 고무 변성 스티렌계 그라프트 공중합체를 제조하는 단계는, 상기 고무 변성 스티렌계 그라프트 공중합체 100 중량부에 대하여, i) 스티렌, 알파 메틸 스티렌, 및 핵치환 스티렌으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 스티렌계 수지 30 내지 65 중량부; 및 ii) 아크릴로니트릴, 메틸메타크릴레이트, 및 부틸아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 아크릴계 수지 10 내지 30 중량부를 iii) 부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 공중합체, 이소프렌 고무, 및 부타디엔-이소프렌 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 고무상 공중합체 10 내지 60 중량부에 그라프트 중합시키는 것이 바람직하다. The step a) of preparing a rubber-modified styrenic graft copolymer is selected from the group consisting of i) styrene, alpha methyl styrene, and nuclear substituted styrene, based on 100 parts by weight of the rubber-modified styrenic graft copolymer. 30 to 65 parts by weight of one or more styrene resins; And ii) 10 to 30 parts by weight of at least one acrylic resin selected from the group consisting of acrylonitrile, methyl methacrylate, and butyl acrylate. Iii) Butadiene rubber, styrene-butadiene copolymer, isoprene rubber, and butadiene-isoprene. It is preferable to graft-polymerize 10-60 weight part of 1 or more types of rubbery copolymers chosen from the group which consists of a copolymer.
다만, 상기 그라프트 중합의 방법은 특별히 한정되지 않으므로, 통상적인 방법에 따라 중합할 수 있으며, 바람직하게는 괴상중합이나 유화중합법에 따라 중합할 수 있다. However, the graft polymerization method is not particularly limited, and may be polymerized according to a conventional method. Preferably, the graft polymerization may be carried out by bulk polymerization or emulsion polymerization.
또한, 상기 b) 스티렌계 공중합체를 제조하는 단계는, 상기 스티렌계 공중합체 100 중량부에 대하여, i) 스티렌, 알파 메틸 스티렌, 및 핵치환 스티렌으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 스티렌계 수지 50 내지 90 중량부; 및 ii) 아크릴로니트릴, 메틸메타크릴레이트, 및 부틸아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 아크릴계 수지 10 내지 50 중량부를 공중합시키는 것이 바람직하다. In addition, the step b) preparing the styrenic copolymer, i) with respect to 100 parts by weight of the styrenic copolymer, i) styrene, alpha methyl styrene, and at least one styrene resin selected from the group consisting of nuclear substituted styrene. 50 to 90 parts by weight; And ii) 10 to 50 parts by weight of at least one acrylic resin selected from the group consisting of acrylonitrile, methyl methacrylate, and butyl acrylate.
다만, 상기 스티렌계 공중합체의 중합의 방법도 특별히 한정되지 않으므로, 통상적인 방법에 따라 중합할 수 있으며, 바람직하게는 괴상중합이나 유화중합법에 따라 중합할 수 있다. However, the method of polymerization of the styrene-based copolymer is not particularly limited, and may be polymerized according to a conventional method, and preferably may be polymerized by bulk polymerization or emulsion polymerization.
상기 c) 단계의 기초 수지 혼합물을 제조하는 단계는, 상기 기초 수지 혼합물 100 중량부에 대하여, 상기 고무변성 스티렌계 그라프트 공중합체 5 내지 80 중량부와 상기 스티렌계 공중합체 95 내지 20 중량부를 혼합하는 것이 바람직하다. The preparing of the base resin mixture of step c) may include mixing 5 to 80 parts by weight of the rubber-modified styrenic graft copolymer with 95 to 20 parts by weight of the styrene copolymer based on 100 parts by weight of the base resin mixture. It is desirable to.
또한, 상기 기초 수지 혼합물의 혼합 온도는 혼합장치의 크기 및 종류에 따라 결정되는 것으로서, 일반적으로 알려진 범위에서 크게 벗어나지 않으며, 본 발명에서는 특별히 한정되지 않는다. In addition, the mixing temperature of the base resin mixture is determined according to the size and type of the mixing device, and does not deviate significantly from the generally known range, and is not particularly limited in the present invention.
상기 기초 수지 혼합물의 혼합단계와 유기과산화물 및 나노클레이의 혼합하는 단계는 동시에 진행될 수도 있고, 순차적으로 진행될 수도 있으며, 본 발명에서는 투입 순서에 특별한 제한을 가지지 않는다.The mixing step of the base resin mixture and the mixing of the organic peroxide and the nanoclay may proceed simultaneously or sequentially, and the present invention does not have any particular limitation on the order of addition.
상기 d) 단계의 유기과산화물을 혼합하는 단계는 상기 기초 수지 혼합물 100 중량부에 대하여 유기과산화물 0.01 내지 10 중량부를 혼합하는 것이 바람직하다. In the step of mixing the organic peroxide of step d), it is preferable to mix 0.01 to 10 parts by weight of the organic peroxide with respect to 100 parts by weight of the base resin mixture.
또한, 상기 e) 단계의 나노클레이를 혼합하는 단계는 상기 기초 수지 혼합물 100 중량부에 대하여 나노클레이 0.01 내지 10 중량부를 혼합하는 것이 바람직하다. In addition, the step of mixing the nanoclay of step e) is preferably mixed with 0.01 to 10 parts by weight of nanoclays with respect to 100 parts by weight of the base resin mixture.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention are described. However, the following examples are only preferred embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.
[실시예]EXAMPLE
시료의 준비Sample Preparation
1) 고무 변성 스티렌계 그라프트 공중합체의 준비1) Preparation of rubber-modified styrenic graft copolymer
대한민국 특허 제0358231호에 공지된 것과 같은 유화중합방법으로 부타디엔 고무에 아크릴로니트릴과 스티렌을 그라프트시킨 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌 수지(스티렌 30중량%, 아크릴로니트릴 20중량%, 및 부타디엔 고무 50중량%)를 사용하였다. Acrylonitrile / butadiene / styrene resins in which acrylonitrile and styrene are grafted to butadiene rubber by an emulsion polymerization method such as that disclosed in Korean Patent No. 0358231 (30 wt% styrene, 20 wt% acrylonitrile, and butadiene rubber) 50% by weight) was used.
2) 스티렌계 공중합체의 준비2) Preparation of Styrene Copolymer
스티렌계 공중합체는 ㈜엘지화학의 SAN® 90HR 을 사용하였다.Styrene-based copolymer was used as the SAN 90HR of ㈜ ® LG Chemical.
3) 유기 과산화물의 준비3) Preparation of Organic Peroxides
디알킬계(Dialkyl) 유기과산화물인 NOF社 (Nippon Oil & Fat Corporation)의 Percumyl D® (Dicumyl Peroxide)를 사용하였다.Percumyl D ® (Dicumyl Peroxide) from NOF (Nippon Oil & Fat Corporation), which is a dialkyl organic peroxide, was used.
4) 나노클레이의 준비4) Preparation of Nanoclay
나노클레이는 4급 암모늄염(quaternary ammonium salt)으로 유기화된 Southern Clay社의 Cloisite 15A®를 사용하였다. Nanoclay was used as Cloisite 15A ® of Southern Clay, organicized with quaternary ammonium salts.
실시예 1Example 1
상기 고무 변성 스티렌계 그라프트 공중합체 40 중량% 및 상기 스티렌계 공중합체 60 중량%를 2축 압출기에서 혼합하여 기초 수지 혼합물을 제조하였다. 40% by weight of the rubber-modified styrenic graft copolymer and 60% by weight of the styrene-based copolymer were mixed in a twin screw extruder to prepare a basic resin mixture.
상기 기초 수지 혼합물 100 중량부에 대하여 유기과산화물인 Percumyl D를 0.7 중량부, 나노클레이인 Cloisite 15A를 3 중량부로 첨가한 후, 2축 압출기에서 혼합하여 펠릿 상태의 열가소성 난연 수지 조성물을 제조하였다. 0.7 parts by weight of Percumyl D, which is an organic peroxide, and 3 parts by weight of Cloisite 15A, which are nanoclays, were added to 100 parts by weight of the base resin mixture, and then mixed in a twin screw extruder to prepare a thermoplastic thermoplastic flame retardant resin composition.
상기 제조된 펠릿을 사출하여 시편으로 제조하고, 하기의 방법으로 충격강도 및 난연성 측정하여 결과를 표 1에 나타내었다. The prepared pellets were injected into the specimens, and the impact strength and flame retardancy were measured by the following method, and the results are shown in Table 1.
* 충격강도* Impact strength
ASTM D-256 조건에 따라 1/8"두께의 시편으로 측정하였다.Measurements were made on specimens 1/8 "thick according to ASTM D-256 conditions.
* 난연도* Flame retardancy
UL94 VB 난연규격에 따라 측정하였다. It was measured according to UL94 VB flame retardant standard.
실시예 2Example 2
기초 수지 혼합물 100 중량부에 대하여 Percumyl D를 1 중량부로, Cloisite 15A를 5 중량부로 첨가하여 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 열가소성 난연 수지 조성물과 시편을 제조하였으며, 동일한 방법으로 충격강도 및 난연도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다. A thermoplastic flame-retardant resin composition and a specimen were prepared in the same manner as in Example 1, except that 1 part by weight of Percumyl D and 5 parts by weight of Cloisite 15A were added and mixed with 100 parts by weight of the base resin mixture. The strength and flame retardancy were measured and the results are shown in Table 1.
실시예 3Example 3
기초 수지 혼합물 100 중량부에 대하여 Percumyl D를 3 중량부로, Cloisite 15A를 2 중량부로 첨가하여 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 열가소성 난연 수지 조성물과 시편을 제조하였으며, 동일한 방법으로 충격강도 및 난연도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.A thermoplastic flame-retardant resin composition and a specimen were prepared in the same manner as in Example 1, except that 3 parts by weight of Percumyl D and 2 parts by weight of Cloisite 15A were added and mixed with 100 parts by weight of the base resin mixture. The strength and flame retardancy were measured and the results are shown in Table 1.
실시예 4Example 4
기초 수지 혼합물 100 중량부에 대하여 Percumyl D를 0.01 중량부로, Cloisite 15A를 0.01 중량부로 첨가하여 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 열가소성 난연 수지 조성물과 시편을 제조하였으며, 동일한 방법으로 충격강도 및 난연도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.A thermoplastic flame-retardant resin composition and a specimen were prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.01 part by weight of Percumyl D and 0.01 part by weight of Cloisite 15A were mixed with respect to 100 parts by weight of the base resin mixture. The strength and flame retardancy were measured and the results are shown in Table 1.
실시예 5Example 5
기초 수지 혼합물 100 중량부에 대하여 Percumyl D를 0.01 중량부로, Cloisite 15A를 10 중량부로 첨가하여 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 열가소성 난연 수지 조성물과 시편을 제조하였으며, 동일한 방법으로 충격강도 및 난연도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.A thermoplastic flame-retardant resin composition and a specimen were prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.01 part by weight of Percumyl D and 10 parts by weight of Cloisite 15A were added and mixed with 100 parts by weight of the base resin mixture. The strength and flame retardancy were measured and the results are shown in Table 1.
실시예 6Example 6
기초 수지 혼합물 100 중량부에 대하여 Percumyl D를 10 중량부로, Cloisite 15A를 0.01 중량부로 첨가하여 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 열가소성 난연 수지 조성물과 시편을 제조하였으며, 동일한 방법으로 충격강도 및 난연도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.A thermoplastic flame-retardant resin composition and a specimen were prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 parts by weight of Percumyl D and 0.01 parts by weight of Cloisite 15A were added and mixed with 100 parts by weight of the base resin mixture. The strength and flame retardancy were measured and the results are shown in Table 1.
실시예 7Example 7
기초 수지 혼합물 100 중량부에 대하여 Percumyl D를 5 중량부로, Cloisite 15A를 5 중량부로 첨가하여 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 열가소성 난연 수지 조성물과 시편을 제조하였으며, 동일한 방법으로 충격강도 및 난연도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.A thermoplastic flame-retardant resin composition and a specimen were prepared in the same manner as in Example 1, except that 5 parts by weight of Percumyl D and 5 parts by weight of Cloisite 15A were mixed with respect to 100 parts by weight of the base resin mixture. The strength and flame retardancy were measured and the results are shown in Table 1.
실시예 8Example 8
기초 수지 혼합물 100 중량부에 대하여 Percumyl D를 10 중량부로, Cloisite 15A를 10 중량부로 첨가하여 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 열가소성 난연 수지 조성물과 시편을 제조하였으며, 동일한 방법으로 충격강도 및 난연도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.A thermoplastic flame-retardant resin composition and a specimen were prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 parts by weight of Percumyl D and 10 parts by weight of Cloisite 15A were added to 100 parts by weight of the base resin mixture, and the impact was carried out in the same manner. The strength and flame retardancy were measured and the results are shown in Table 1.
실시예 9Example 9
나노클레이인 Cloisite 15A를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 열가소성 난연 수지 조성물과 시편을 제조하였으며, 동일한 방법으로 충격강도 및 난연도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.A thermoplastic flame retardant resin composition and a specimen were prepared in the same manner as in Example 3, except that the nanoclay Cloisite 15A was not added. The impact strength and the flame retardancy were measured in the same manner, and the results are shown in Table 1.
비교예 1Comparative Example 1
유기과산화물인 Percumyl D를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 열가소성 난연 수지 조성물과 시편을 제조하였으며, 동일한 방법으로 충격강도 및 난연도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.A thermoplastic flame-retardant resin composition and a specimen were prepared in the same manner as in Example 2 except that Percumyl D, which was an organic peroxide, was used. The impact strength and the flame retardance were measured in the same manner, and the results are shown in Table 1.
비교예 2Comparative Example 2
유기과산화물인 Percumyl D를 0.005 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 열가소성 난연 수지 조성물과 시편을 제조하였으며, 동일한 방법으로 충격강도 및 난연도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.A thermoplastic flame-retardant resin composition and a specimen were prepared in the same manner as in Example 2, except that Percumyl D, which is an organic peroxide, was used at 0.005 parts by weight. .
비교예 3Comparative Example 3
유기과산화물인 Percumyl D를 13 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 열가소성 난연 수지 조성물과 시편을 제조하였으며, 동일한 방법으로 충격강도 및 난연도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.A thermoplastic flame-retardant resin composition and a specimen were prepared in the same manner as in Example 2, except that 13 parts by weight of organic peroxide D was used. The impact strength and the flame retardance were measured in the same manner, and the results are shown in Table 1. .
비교예 4Comparative Example 4
유기과산화물인 Percumyl D를 사용하지 않고, 나노클레이인 Cloisiter 15A를 15 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 열가소성 난연 수지 조성물과 시편을 제조하였으며, 동일한 방법으로 충격강도 및 난연도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.A thermoplastic flame-retardant resin composition and a specimen were prepared in the same manner as in Example 1 except that 15 parts by weight of nanoclay Cloisiter 15A was used without using an organic peroxide D, and the impact strength and the flame retardance were prepared in the same manner. The results are shown in Table 1 below.
비교예 5Comparative Example 5
유기과산화물과 나노클레이를 사용하지 않고, 인계 난연제로서 방향족 모노 포스페이트인 TPP (TriPhenylPhosphate, 일본 다이하찌사의 제품)를 8 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 열가소성 난연 수지 조성물과 시편을 제조하였으며, 동일한 방법으로 충격강도 및 난연도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.The thermoplastic flame-retardant resin composition and the specimens were prepared in the same manner as in Example 1, except that 8 parts by weight of aromatic monophosphate TPP (TriPhenylPhosphate, manufactured by Daihachi, Japan) was used as the phosphorus flame retardant, without using organic peroxides and nanoclays. It was prepared, and the impact strength and flame retardancy was measured by the same method and the results are shown in Table 1.
[표 1]TABLE 1
상기 표 1에서 N.R (No Rating)은 난연성이 없음을 나타낸다.In Table 1, N.R (No Rating) indicates no flame retardancy.
상기 표 1의 결과로부터, 본 발명의 실시예 1 내지 9에 따라 제조된 열가소성 난연 수지 조성물은 모두 UL-94 V-2의 난연도를 만족하고 있으나, 유기과산화물을 포함하지 않거나, 그 함량이 미미한 비교예 1, 및 2의 열가소성 난연 수지 조성물은 UL-94 테스트에서 만족할만한 난연도를 나타내지 못하는 것을 알 수 있다. From the results of Table 1, all of the thermoplastic flame retardant resin compositions prepared according to Examples 1 to 9 of the present invention satisfy the flame retardancy of UL-94 V-2, but do not contain an organic peroxide or have a slight content. It can be seen that the thermoplastic flame retardant resin compositions of Comparative Examples 1 and 2 did not exhibit satisfactory flame retardancy in the UL-94 test.
또한, 비교예 3의 난연 수지 조성물에서와 같이 유기과산화물을 10 중량부 이상 사용하는 경우에는 충격강도가 저하되어 사용하기 어렵고, 비교예 4와 같이 나노클레이를 10중량% 이상 사용할 경우 압출 혼련 과정 중 과도한 부하가 가해져서 수지의 토출 및 수지의 형성이 어려웠다. In addition, when using 10 parts by weight or more of the organic peroxide as in the flame retardant resin composition of Comparative Example 3, the impact strength is lowered, it is difficult to use, when using 10% by weight or more of nanoclays as in Comparative Example 4 during the extrusion kneading process Excessive load was applied to make it difficult to discharge the resin and form the resin.
또한, 비교예 5의 난연 수지 조성물과 같이 방향족 포스페이트계 난연제를 사용하는 경우에는 UL-94 V-2를 만족하는 난연성이 나타나지만, 열변형 온도가 현저히 낮아진 것을 알 수 있다. In addition, when using an aromatic phosphate flame retardant like the flame retardant resin composition of Comparative Example 5, the flame retardancy to satisfy UL-94 V-2 appears, but it can be seen that the heat deformation temperature is significantly lowered.
본 발명에 대한 단순한 변형 또는 변경이 이 분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이루어질 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다. Simple modifications or variations of the present invention can be readily made by those skilled in the art, and all such modifications or changes can be seen to be included within the scope of the present invention.
본 발명의 열가소성 난연 수지 조성물은 할로겐계 화합물을 포함하지 않으며, 고무변성 스티렌계 그라프트 공중합체와 스티렌계 공중합체의 혼합 수지에 유기 과산화물을 사용함으로써, 난연도와 기계적 물성이 매우 우수한 특성을 가진다. The thermoplastic flame-retardant resin composition of the present invention does not contain a halogen-based compound, and has excellent properties of flame retardancy and mechanical properties by using an organic peroxide in a mixed resin of a rubber-modified styrene graft copolymer and a styrene copolymer.
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