KR100808721B1 - 난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물 - Google Patents

난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 폴리프로필렌계 수지, 폴리아미드 수지, 입자화된 테트라플루오로에틸렌 중합체, 폴리인산암모늄 함유 난연제를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물{Polypropylene resin composition with developed fire retardancy thermoplasticity}
본 발명은 난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 폴리프로필렌계 수지, 폴리아미드 수지, 입자화된 테트라플루오로에틸렌 중합체, 폴리인산암모늄 함유 난연제를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것이다.
폴리프로필렌 수지는 우수한 가공특성, 내약품성, 내후성, 기계적 강도로 인해 가정용 전기제품, 건축자재, 내부장식재, 자동차 부품 등의 분야에서 폭넓게 사용되고 있으며, 본래 인화성 물질이지만 난연특성을 부여하기 위해 각종 유기계 또는 무기계 난연제가 첨가된다.
이러한 난연제를 포함하는 난연성 폴리프로필렌 수지 조성물로서는 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄 또는 하이드로탈사이트와 같은 함수 무기화합물을 폴리프로필렌 수지에 가함으로써 수득한 조성물(일본 공개특허공보 제 53-92855호, 제 54-29350호, 제 54-77658호, 제 56-26954호, 제 57-87462호 및 제 60-110738호), 용융지수가 0.01∼2.0인 폴리에틸렌, 할로겐 화합물(예;데카브로모디페닐 에테르 또는 도데카클로로-도데카하이드로메타노디벤조사이클로옥텐) 및 분말 활석, 고령토, 천청석, 실리카 및 규조암으로 이루어진 그룹중에서 선택된 하나 이상의 무기충전재를 폴리프로필렌 수지에 가함으로써 수득한 조성물(일본 특허공보 제 55-30739호) 및 암모늄포스페이트(또는 아민포스페이트), 환구조에 =C=O(또는 =C=S 또는 =NH)가 삽입된 질소 화합물과 알데하이드와의 반응 생성물 또는 1,3,5-트리아진 유도체의 올리고머(또는 중합체)를 폴리프로필렌 수지에 가함으로써 수득한 조성물(일본 공개특허공보 제 52-146452호 및 제 59-147050호) 등이 있다.
그러나 난연성이 우수한 조성물을 제조하기 위해 폴리프로필렌 수지에 수산화 마그네슘과 같은 무기화합물을 가함으로써 제조된 조성물은 성형성이 저하되고 데카브로모 페닐계 화합물을 폴리프로필렌에 가함으로써 수득한 조성물을 사용할 경우 성형성은 그리 나쁘지 않으며, 조성물의 난연성은 높지만, 이차 가공 또는 연소시에 유독 기체가 생성된다는 문제점을 갖고 있다.
또한, 일본 공개특허 공보 제 52-146452호 및 제 59-147050호에 기술된 조성물을 사용하는 경우 조성물의 이차 가공성은 거의 저하되지 않으며 부식기체 및 유독 기체도 거의 생성되지 않는다. 그러나, 이 조성물은 UL Subject 94(Underwrites Laboratories Incorporation)의 “기계부품용 플라스틱 물질에 대한 연소성 시험”중 수직 연소시험을 기준으로 한 시험(이후, UL94 수직연소시험으로서 약칭된다)결과 1/16inch두께에서 V-0의 난연성을 수득할 수는 있지만, 상기 조성물들은 굴곡강성과 내열변형성이 열세하여 이러한 물성을 필요로 하는 부품에 사용하기에 적합 하지 않다.
한편, 인계난연제로서 폴리인산암모늄과 1,3,5-트리아진계의 질소화합물을 부가하여 열가소성 난연수지를 제조하였으나, 이 수지는 1/16inch두께에서 UL94 V-0의 난연성을 수득할 수 있지만, 더욱 얇은 두께인 1/32inch두께에서는 UL94 V-0급 난연성을 수득하기가 곤란하고 내열성 등 기계적 물성이 열세하다. 또한 무기필러로서 탈크나 유리섬유, 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄 등을 배합하여 내열성을 높일 수 있으나, 이러한 경우 내열성은 매우 개선시킬 수 있지만 난연성이 급격히 떨어져 1/32inch 두께에서 UL94 V-0급 난연성을 수득하기가 곤란한 문제점이 있다. 또한 일본특허공개 평11-140245호에 따르면 폴리페닐렌 에테르 수지와 수첨 공중합체에 방향족 인산에스테르 화합물을 적용하고, 1,3,5-트리아진계의 질소화합물을 부가하여 열가소성 난연수지를 제조하였으나, 실제로 본 발명자들이 평가해본 결과 UL94 V-0의 난연성 발현이 어려울 뿐만 아니라 내열변형성이 낮아 실용 제품에 적용하는 것이 매우 어려운 단점을 가지고 있다. 한편, 유리섬유를 배합하여 내열성과 굴곡탄성율, 그리고 난연성을 동시에 향상시킬 수 있으나, 이들 조성물로 수득한 조성물은 성형제품의 표면이 매끄럽지 못하여 수려한 외관을 획득할 수 없는 문제점이 있다.
일본특개소 52-146452호 공보, 특개소 53-108140호 공보, 특개평 1-203468호 공보 및 특허공보 2628503호 공보에는, 폴리프로필렌 수지, 폴리아미드, 폴리인산암모늄을 배합한 난연성 수지 조성물이 개시되어 있다. 그러나 이러한 수지 조성물은 기계적 물성이 뒤떨어지며 얇은 1/32inch 두께에서 UL94 V-0급 난연성을 수득할 수가 없다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 높은 난연성을 갖고, 내열성이 개선된 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공하기 위하여, 폴리프로필렌계 수지, 폴리아미드 수지, 입자화된 테트라플루오로에틸렌 중합체로 된 열가소성 수지 조성물에, 폴리인산암모늄 함유 난연제를 배합하여 난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물은 (A) 폴리프로필렌계 수지 20∼70중량%, (B) 폴리아미드 수지 10∼50중량%, (C) 입자화된 테트라플루오로에틸렌 중합체 0.10∼3.0중량%, (D) 폴리인산 암모늄 함유 난연제 10∼40중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 (A) 폴리프로필렌계 수지는 결정성 폴리프로필렌 단독 중합체, 프로필렌을 주성분으로 하고 프로필렌과, 에틸렌, 부텐-1, 펜텐, 헥센-1, 4-메틸펜텐-1, 헵텐-1, 옥텐-1, 데센-1의 군으로부터 선택된 1 이상의 알파 올레핀과의 결정성 공중합체 혹은 이들 (공)중합체의 2 이상의 혼합물들이 바람직하다.
상기 폴리프로필렌계 수지의 배합량은 20∼70중량%가 바람직하고, 30∼65중량%가 더욱 바람직하다. 이 배합량이 20중량% 미만일 경우 얻어지는 수지 조성물의 내열성은 우수하지만 성형가공성이 급격히 떨어지고, 또 70중량%를 초과한 경우는 성형가공성은 양호하지만, 1/32inch에서의 난연성을 수득하기가 곤란하여 바람직하 지 않다.
본 발명에서 사용되는 (B) 폴리아미드 수지는 폴리머 고리에 반복되는 필수 부분으로서의 아미드기를 갖는 폴리머이고, 지방족 폴리아미드, 방향족 폴리아미드 등으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있고, 결정성 폴리아미드와 비결정(무정형) 폴리아미드의 어느 쪽이라도 좋다. 구체적으로는 다음의 것을 들 수 있지만, 이들에 한정된 것이 아니다.
상기 지방족 폴리아미드란, 1종 이상의 포화 지방족 디카르복실산과 1종 이상의 지방족 디아민과의 결합, 또는 락탐의 개환 중합에 의해 제조된 폴리아미드이고, 예를 들면, 나일론6, 나일론46, 나일론66, 나일론610, 나일론11, 나일론12, 나일론6/66 공중합체 등이 가능하고, 이들을 2종 이상 병용해도 좋다.
상기 방향족 폴리아미드란, 방향족 성분을 함유한 폴리아미드 수지이다. 이러한 방향족 성분을 함유한 폴리아미드는, 1종 이상의 방향족 아미노산 또는 방향족 디아민 및/또는 1종 이상의 방향족 디카르복실산을 구성 성분으로 하는 폴리아미드 수지이고, 예를 들면, 팔라듐 아미노 메틸 안식향산과 ε-카프로락탐과의 공중합 폴리아미드(나일론AHBA/6)나, 테레프탈산과 트리메틸 헥사메틸렌 디아민의 공중합 폴리아미드(나일론 THDT)도 있고, 시판품으로서는 KN121(코오롱유화사제) 등을 들 수 있다. 더욱이 방향족 폴리아미드의 원료인 방향족 모노머의 방향환의 일부 또는 전부에 대하여 수첨을 행한 방향족 핵 수첨 폴리아미드도 사용할 수 있다.
상기 폴리아미드 수지의 배합량은 10∼50중량%가 바람직하고, 15∼45중량%가 더욱 바람직하다. 배합량이 10중량% 미만일 경우 얻어지는 수지 조성물은 1/32inch 에서 V-0급 난연성을 수득하기 곤란하고, 또 50중량%를 초과한 경우는 난연성은 양호하지만 성형가공성이 곤란하여 바람직하지 않다.
본 발명에서 사용되는 (C) 테트라플루오로에틸렌 중합체의 함량은 0.10∼3.0중량%이고, 바람직하게는 0.15∼2.0중량%이다. 상기 테트라플루오로에틸렌 중합체는 65∼76중량%, 바람직하게는 70∼76중량%의 불소함량을 갖는 중합체이다. 테트라플루오로에틸렌의 단일중합체를 제외하고, 이러한 목적을 위해 다른 불소함유 단량체와 테트라플루오로에틸렌의 공중합체, 또는 불소가 없이 공중합할 수 있는 에틸렌성 불포화 단량체와 테트라플루오로에틸렌의 공중합체를 사용할 수 있다. 이 성분을 첨가하게 되면 수지조성물을 성형시 테트라플루오로에틸렌이 피브릴 형태로 존재하게 되어 성형물이 연소될때 용융물이 낙하되는 것을 방지하는 효과가 있다.
상기 테트라플루오로에틸렌 중합체의 배합량은 0.1∼3중량%가 바람직하고, 0.15∼2.5중량%가 더욱 바람직하다. 이 배합량이 0.1중량% 미만일 경우 얻어지는 수지 조성물은 용융물이 낙하되는 것을 방지하지 못하여 1/32inch에서의 V-0급 난연성을 수득하기 곤란하고, 또 3중량%를 초과한 경우는 난연성은 양호하지만 성형가공성이 곤란하여 바람직하지 않다.
상기 테트라플루오로에틸렌 중합체는 분말 또는 고체형태를 사용하는 것이 바람직하며, 테트라플루오로에틸렌 중합체의 제조는 널리 공지되어 있고, 예를 들면 참고문헌 [Houden-Wey, Metrodender Organischem Chmie, Volum 14/1, 842-849 페이지, stuttgart 1961]에 제시되어 있다.
본 발명에서 사용되는 (D) 폴리인산 암모늄 함유 난연제의 함량은 10∼40중 량%, 바람직하게는 12∼30중량%이다. 이 함량이 40중량%를 초과하면 성형가공성 및 기계적 강도가 저하되고, 또 10중량 %미만인 경우 1/32inch에서의 V-0급 난연성을 수득하기가 곤란하다.
상기 폴리인산 암모늄 함유 난연제는 폴리인산암모늄 단독, 또는 그 폴리인산암모늄과, 무기물 인산염, 무기계 난연제, 금속산화물, 다가 알콜 및 1,3,5-트리아진 골격 함유 화합물로부터 선택된 1종 이상의 혼합난연제이다. 특히, 폴리인산암모늄/금속산화물/1,3,5-트리아진 골격 함유 화합물의 중량비가 1/0.01∼1/0.1∼10, 특히 바람직하게는 1/0.05∼0.5/0.4∼6인 난연제가 난연성의 효과가 현저하다.
상기 폴리인산암모늄으로서는 폴리인산암모늄, 멜라민 변성 폴리인산암모늄, 혹은 피복 폴리인산암모늄 등이 바람직하고, 특히 멜라민 변성 폴리인산암모늄, 피복 폴리인산 암모늄은 내수성이 뛰어나기 때문에 더욱 바람직하다. 폴리인산암모늄은, 시판품으로서 예를 들면, Sumisafe P(상품명, 스미토모화학공업), Hostaflam AP422(상품명, Hoechst사), AP462(상품명, Hoecst사) 등이다. 무기물 인산염으로서는, 인산멜라민, 피로포스포릭 산 멜라민 등이 바람직하다. 무기계 난연제로서는 금속화합물, 황산염, 설파민산염 등이 바람직하다. 상기의 금속산화물로서는, Ca, Ba, St, Mg, AL, Ti, Zn으로부터 선택된 원소의 수산화물, 알칼리성 탄산염, 혹은 산화물, 수화물이고, 예를 들면, 수산화 알루미늄, 알칼리성 탄산마그네슘, 알칼리성 탄산아연, 규산칼슘, 산화마그네슘 및 그 수화물, 수산화 알루미늄, 산화 알루미늄 및 그 수화물, 산화티탄 및 그 수화물, 산화아연, 산화 지르코늄, 산화은 등 이 가능하다. 다가알콜로서는, 펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨, 폴리펜탄에리스리톨, 트리스(2-하이드록시 에틸)이소시아누레이트 또는 트리스(2-하이드록시 에틸)이소시아누레이트를 산 촉매중에서 가열하여 얻어지는 중합물을 들 수 있다.
1,3,5-트리아진 골격 함유 화합물은, 폴리인산 암모늄의 난연조제로서 작용한다. 그 트리아진 골격 함유 화합물로서는 1,3,5-트리아진 유도체, 무기산 혹은 유기산 아미노 트리아진 화합물, 이미노 트리아진 화합물을 알데히드류와 메틸올화 반응 및 공축합 반응시킨 중합체, 1,3,5-트리아진을 골격중에 가지는 중합체 등이 사용가능하다.
이와 같은 1,3,5-트리아진 유도체 성분의 구체적인 예로서는 하기의 구조식(1)에서 치환기 X가 모르폴리노기인 2-피페라지니렌, 치환기가 피페리지노기인 2-피페라지니렌 4-피페리지노 1,3,5-트리아진의 올리고머 또는 폴리머 등이 가능하다.
구조식(1)
Figure 112001034272878-pat00001
(m은 1 또는 2이고, n은 1∼50의 정수이다.)
구체적으로 예를 들면, 2-6-디브로모-4-모르폴리노-1,3,5-트리아진의 폴리머는 이하의 방법으로 제조가 가능하다. 즉, 동일 몰함량의 2,6-디할로-4-모르폴리노-1,3,5-트리아진(예로서, 2,6-디클로로-4-모르폴리노-3,5-트리아진이나 2,6-디브로모-4-모르폴리노-1,3,5-트리아진)과 피페라진을 유기 염기(예를 들면, 트리에틸아민 또는 트리부틸아민 등) 또는 무기 염기(예를 들면, 수산화나트륨, 수산화칼륨 또는 탄산나트륨등)의 존재하에서 크실렌 등의 불활성 용매중에서 불활성 용매의 비등점 이하의 온도로 가열하여 반응시킨다. 반응 종료후에 반응 혼합물을 여과하고 고형물을 분리하고 분리된 고형물을 비등수로 세척하고, 그때 반응에서 생성된 부산물의 염을 비등수에 용해시키고 제거한 후에, 잔존한 고형물을 건조하여 제조된다. 이처럼 하여 얻어진 1,3,5-트리아진 유도체 성분을 본 발명의 수지 조성물에 배합할 경우, 고온 또는 불길과의 접촉 등에 의한 열분해에 의해서도 비인화성 가스(이산화탄소, 질소 등)와 탄소질 잔사만 생기고, 부식성 가스, 할로겐계 가스나 유독성 가스의 발생을 수반하지 않는 이점이 있다. 또 1,3,5-트리아진 유도체는 상기한 암모늄 폴리포스페이트와의 상승효과도 있으며, 본 발명의 수지 조성물에 우수한 난연성을 부여한다.
본 발명의 난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물에는 필요에 따라서, 통상 잘 알려진 결정핵제, 결정 촉진제, 산화방지제, 열안정제, 자외선 흡수제, 윤활제, 이형제, 가소제, 광안정제, 안료, 염료, 대전방지제, 분산제, 향균제, 강화 충전제등의 첨가제를 단독 또는 2종 이상 함께 사용하는 것이 가능하다.
본 발명에서는 (A) 폴리프로필렌계 수지와 (B) 폴리아미드 수지와의 상용성을 향상시키는 목적으로 상용화제를 첨가하는 것이 바람직하다. 본 상용화제로서는 무수 말레인산을 도입한 프로필렌 메타아크릴산 아미드 공중합체, 프로필렌 메타크릴산 공중합체, 프로필렌 메타크릴산 메틸 무수 말레인산 공중합체, 무수 말레산을 도입한 프로필렌 부타디엔 열가소성 탄성체, 무수 말레인산 그라프트 폴리프로필렌 등이 가능하다.
본 발명의 난연성 폴리프로필렌 수지 조성물은 하기 방법에 의해 제조될 수 있다. 즉, 지정된 양의 (A) 폴리프로필렌계 수지, (B) 폴리아미드 수지, (C) 입자화된 테트라플루오로에틸렌 중합체, (D) 폴리인산암모늄 함유 난연제 및 상기한 여러 가지 첨가제를 교반-혼합장치 [예:Hensel혼합기(상표명), 슈퍼 혼합기 또는 텀블러 혼합기]에 충전시키고, 상기 화합물들을 1∼10분동안 교반-혼합시키고, 200∼250℃의 온도에서 압연기 또는 압출기를 사용하여 용융 및 혼련시켜 펠렛을 수득한다.
본 발명은 하기 실시예 및 비교예에 의하여 보다 구체적으로 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 예에 지나지 않으며 본 발명의 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 및 비교예
측정방법
1)난연성
UL subject 94(Underwrites Laboratories Incorporation)의 “기계부품용 플라스틱 물질의 연소성 시험”중 수직연소시험을 수직상(V-0)에서 수행하는 것을 기준으로 하였다. 사용된 시험편의 두께는 1/32inch이다.
2)열변형온도
길이가 127.0mm이고, 폭이 12.7mm이며, 두께가 6.4mm인 시험시편을 사출성형기를 사용하여 성형시키고, ASTM의 D648 시험규격중 4.6kgf/㎠의 하중으로 수행하는 것을 기준으로 하였다.
실시예 1
폴리프로필렌 수지로서 용융지수(2.16kg의 하중하 230℃에서 10분 동안의 용융수지의 용융 유동량)가 0.5g/10분인 결정성 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체 4.65kg, 폴리아미드 수지 [상품명 KN121, 코오롱유화사] 2.0kg, 입자화된 테트라플루오로에틸렌 중합체[상품명 : Teflon 800J, Dupont Mitsui사] 150g, 폴리인산암노늄[상품명 AP462, Hoechst사] 2.5kg, 1, 3, 5-트리아진계 유도체[상품명 MC610, Nissan chemical사] 700g, 첨가제로서 스테아르산 칼슘 10g을 Hensel 혼합기(상표명)에 충전시키고 3분동안 교반-혼합시켰다. 생성된 혼합물을 구경이 30mm인 압출기를 사용하여 200∼250℃에서 용융-압출시켜 펠렛을 제조하였다.
실시예 2∼6
실시예 1에서의 폴리아미드 수지와 질소계 난연조제에 대해 표 1에 나타난 각 성분의 종류 및 함량으로 대체한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 성분들을 Hensel 혼합기(상표명)에 충전시키고, 교반-혼합시킨 후, 생성된 혼합물을 실시예 1에서와 동일한 조건하에서 용융-압출시켜 펠렛을 제조하였다.
실시예 1∼6에서 수득한 펠렛들을 100℃에서 3시간 동안 건조시키고, 실린더의 최대온도가 230℃로 고정된 사출성형기를 사용하여 성형시켜, 난연성 및 기계적 물성을 시험하기 위한 일정 시험편을 제조한 후, 난연성, 기계적 물성을 측정한 결과를 표 1에 나타내었다.
표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 내용에 따라 제조된 실시예의 경우, 1/32inch 두께에서 V-0급의 우수한 난연성을 유지하면서 내열변형온도가 동시에 우수한 특성을 나타내고 있다.
실시예 7
폴리프로필렌수지로서 용융지수(2.16kg의 하중하 230℃에서 10분 동안의 용융수지의 용융 유동량)가 0.5g/10분인 결정성 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체 3.8kg, 폴리아미드 수지 [상품명 KN121, 코오롱유화사] 4.0kg, 입자화된 테트라플루오로에틸렌 중합체[상품명:Teflon 800J, Dupont Mitsui사] 200g, 폴리인산암노늄[상품명 AP462, Hoechst사] 1.2kg, 1, 3, 5-트리아진계 유도체[상품명 MC610, Nissan chemical사] 800g, 첨가제로서 스테아르산 칼슘 10g을 Hensel 혼합기(상표명)에 충전시키고 3분동안 교반-혼합시켰다. 생성된 혼합물을 구경이 30mm인 압출기를 사용하여 200∼250℃에서 용융-압출시켜 펠렛을 제조하였다.
실시예 8∼10 및 비교예 1∼3
실시예 7에서의 폴리인산암모늄 및 폴리아미드 수지, 그리고 입자화된 테트라플루오로에틸렌 중합체와 질소계 난연조제에 대해 표 1과 표 2에 나타낸 각 성분의 종류 및 함량으로 대체한 것을 제외하고는 실시예 7에서와 동일한 성분들을 Hensel 혼합기(상표명)에 충전시키고, 교반-혼합시킨 후, 생성된 혼합물을 실시예 1에서와 동일한 조건하에서 용융-압출시켜 펠렛을 제조하였다.
실시예 7∼10 및 비교예 1∼3에서 수득한 펠렛들을 100℃에서 3시간 동안 건조시키고, 실린더의 최대온도가 230℃로 고정된 사출성형기를 사용하여 성형시켜, 난연성 및 기계적 물성을 시험하기 위한 일정 시험편을 제조한 후, 난연성, 기계적 물성을 측정한 결과를 표 1과 표 2에 나타내었다.
표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 내용에 따라 제조된 실시예의 경우, 1/32inch 두께에서 V-0급의 우수한 난연성을 유지하면서 내열변형온도가 동시에 우수한 특성을 나타내고 있다.
그러나 폴리아미드 수지가 5중량%인 비교예 1의 경우와 입자화된 테트라플루오로에틸렌 중합체가 0.05중량% 이하 첨가되는 비교예 2 및 비교예 3의 경우 내열변형성과 1/32inch 두께에서 V-0급 난연성을 동시에 수득할 수가 없었다.
실시예 11
폴리프로필렌수지로서 용융지수(2.16kg의 하중하 230℃에서 10분 동안의 용융수지의 용융 유동량)가 1.5g/10분인 결정성 단독 공중합체 4.65kg, 폴리아미드 수지 [상품명 KN121, 코오롱유화사] 2.0kg, 입자화된 테트라플루오로에틸렌 중합체[상품명:Teflon 800J, Mitsui사] 150g, 폴리인산암모늄[상품명 AP462, Hoechst사] 2.5kg, 1, 3, 5-트리아진계 유도체[상품명 MC610, Nissan chemical사] 700g, 첨가제로서 스테아르산 칼슘 10g을 Hensel 혼합기(상표명)에 충전시키고 3분동안 교반-혼합시켰다. 생성된 혼합물을 구경이 30mm인 압출기를 사용하여 200∼250℃에서 용융-압출시켜 펠렛을 제조하였다.
실시예 12∼13 및 비교예 4
실시예 11에서의 폴리프로필렌 수지 및 폴리인산암모늄, 그리고 폴리아미드 수지에 대해 표 2에 나타난 각 성분의 종류 및 함량으로 대체한 것을 제외하고는 실시예 11에서와 동일한 성분들을 Hensel 혼합기(상표명)에 충전시키고, 교반-혼합시킨 후, 생성된 혼합물을 실시예 1에서와 동일한 조건하에서 용융-압출시켜 펠렛을 제조하였다.
실시예 11∼13 및 비교예 4에서 수득한 펠렛들을 100℃에서 3시간 동안 건조시키고, 실린더의 최대온도가 230℃로 고정된 사출성형기를 사용하여 성형시켜, 난연성 및 기계적 물성을 시험하기 위한 일정 시험편을 제조한 후, 난연성, 기계적 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 내용에 따라 제조된 실시예의 경우, 1/32inch 두께에서 V-0급의 우수한 난연성을 유지하면서 내열변형온도가 동시에 우수한 특성을 나타내고 있다.
그러나 폴리아미드 수지가 첨가되지 않은 비교예 4의 경우, 내열변형성과 1/32inch 두께에서 V-0급 난연성을 동시에 수득할 수가 없었다.





[표 1]
(단위 100g)
Figure 112001034272878-pat00002
[표 2]
(단위 100g)
Figure 112007077385045-pat00004
※표 1 및 표 2에 있어서,
성분(A)-1 : 폴리프로필렌 수지 [BB110P(상품명);삼성종합화학(주) 제조]
성분(A)-2 : 폴리프로필렌 수지 [BB110P(상품명);삼성종합화학(주) 제조]
성분(A)-3 : 폴리프로필렌 수지 [BB110P(상품명);삼성종합화학(주) 제조]
성분(B)-1 : 폴리아미드 수지 [KN120(상품명);코오롱유화(주) 제조]
성분(B)-2 : 폴리아미드 수지 [KN570(상품명);코오롱유화(주) 제조]
성분(C) : 입자화된 테트라플루오로에틸렌 중합체
[800J(상품명), 일본 Dupont-Mitsui 제조]
성분(D)-1 : 폴리인산암모늄[Teraju C-60(상품명),일본 Chisso사 제조]
성분(D)-2 : 폴리인산암모늄[AP422(상품명), 독일 Hoechst사 제조]
성분(D)-3 : 1,3,5-트리아진 유도체
[MC610(상품명), 일본Nissan chemical사 제조]
성분(D)-4 : 이소시아누레이트 유도체
[THEIC(상품명), 일본Nissan chemical사 제조]
이상의 실시예 및 비교예에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의하여 제조된 폴리프로필렌 수지 조성물은 난연성이 우수하고, 또한 내열변형성 등 기계적 물성이 우수하여 이러한 성능이 요구되는 전기용품 및 자동차부품, 건축자재, 내부장식재 등을 제조하는데 사용하기에 바람직하다.

Claims (13)

  1. 주성분으로서 (A) 폴리프로필렌계 수지 20∼70중량%, (B) 폴리아미드 수지 10∼50중량%, (C) 입자화된 테트라플루오로에틸렌 중합체 0.10∼3.0중량%, (D) 폴리인산 암모늄 함유 난연제 10∼40중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌계 수지는 결정성 폴리프로필렌 단독 중합체, 프로필렌을 주성분으로 하고 프로필렌과, 에틸렌, 부텐-1, 펜텐, 헥센-1, 4-메틸펜텐-1, 헵텐-1, 옥텐-1, 데센-1의 군으로부터 선택된 1 이상의 알파 올레핀과의 결정성 공중합체 또는 이들의 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 폴리아미드 수지는 지방족 폴리아미드, 방향족 폴리아미드로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 폴리아미드인 것을 특징으로 하는 난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 지방족 폴리아미드는 나일론6, 나일론46, 나일론66, 나일론610, 나일론11, 나일론12, 나일론6/66 공중합체 단독 또는 2종 이상을 병용하는 것을 특징으로 하는 난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 방향족 폴리아미드는 팔라듐 아미노 메틸 안식향산과 ε-카프로락탐과의 공중합 폴리아미드(나일론AHBA/6) 또는 테레프탈산과 트리메틸 헥사메틸렌 디아민의 공중합 폴리아미드(나일론 THDT)인 것을 특징으로 하는 난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 테트라플루오로에틸렌 중합체는 65∼76중량%의 불소함량을 갖는 중합체로서, 불소함유 단량체와 테트라플루오로에틸렌의 공중합체 또는 불소가 함유되지 않은 에틸렌성 불포화 단량체와 테트라플루오로에틸렌의 공중합체인 것을 특징으로 하는 난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 폴리인산 암모늄 함유 난연제는, 폴리인산암모늄 단독, 또는 폴리인산암모늄과, 무기물 인산염, 무기계 난연제, 금속산화물, 다가 알콜 및 1,3,5-트리아진 골격 함유 화합물로부터 선택된 1종 이상과의 혼합난연제인 것을 특징으로 하는 난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 폴리인산암모늄 함유 난연제는 폴리인산암모늄/금속산화물/1,3,5-트리아진 골격 함유 화합물의 중량비가 1/0.01∼1/0.1∼10인 혼합난연제인 것을 특징으로 하는 난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성 물.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 폴리인산암모늄은 멜라민 변성 폴리인산암모늄 또는 피복 폴리인산암모늄인 것을 특징으로 하는 난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 무기물 인산염은 인산멜라민 또는 피로포스포릭 산 멜라민이고, 상기 무기계 난연제는 금속화합물, 황산염 또는 설파민산염인 것을 특징으로 하는 난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물.
  11. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 금속산화물은 Ca, Ba, St, Mg, AL, Ti, Zn으로부터 선택된 원소의 수산화물, 알칼리성 탄산염, 산화물, 또는 수화물인 것을 특징으로 하는 난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물.
  12. 제 7항에 있어서, 상기 다가알콜은 펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨, 폴리펜탄에리스리톨, 트리스(2-하이드록시 에틸)이소시아누레이트 또는 트리스(2-하이드록시 에틸)이소시아누레이트를 산 촉매중에서 가열하여 얻어지는 중합물인 것을 특징으로 하는 난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물.
  13. 제 7항에 있어서, 상기 1,3,5-트리아진 골격 함유 화합물은 1,3,5-트리아진 유도체, 무기산 혹은 유기산 아미노 트리아진 화합물, 이미노 트리아진 화합물을 알데히드류와 메틸올화 반응 및 공축합 반응시킨 중합체 또는 1,3,5-트리아진을 골격중에 가지는 중합체인 것을 특징으로 하는 난연성 및 열가소성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물.
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