KR100995718B1 - 할로겐-프리 방염성 폴리카보네이트 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 할로겐-프리 방염제로서 적어도 차아인산 금속염, 적어도 방향족 폴리카보네이트 및/또는 그것의 혼합물을 포함하는 열가소성 할로겐-프리 방염성 조성물에 관한 것이다. 방염성 조성물은 첨가제와 충진재를 포함한다. 본 발명은 또한 방염제 조성물을 사용하여 만든 성형된 열가소성 제품을 언급한다.

할로겐-프리 방염제

Description

할로겐-프리 방염성 폴리카보네이트 조성물 {Halogen-free flame retardant polycarbonate compositions}

본 발명은 할로겐-프리 방염성 폴리카보네이트 및 폴리카보네이트 혼합 제품 및 그들의 제조 방법에 관한 것이다.

잘 알려진 할로겐 기재-방염제 함유 시스템의 대안으로서, 지난 몇 년간 시장에서는 방염성 조성물에 상응하는 제품에 사용되기 위한 할로겐-프리 방염성 첨가제, 일반적으로 열가소성 조성물에 대해 점점 관심을 가져왔다.

이들 제품에 대한 중요한 요구 사항은: 강화 및 비강화 물품에서의 높은 방염 효과, 옅은 고유 색깔, 우수한 열 안정성 및 우수한 기계적 및 전기적 성질이다.

열가소성 폴리머에 주로 사용되는 공지의 할로겐-프리 방염성 첨가제는:

- 금속 수산화물 그룹(수산화 마그네슘 및 수산화 알루미늄)에 속하는 무기 방염제. 이들 제품은 효과적이기 위해서는 많은 양으로 사용되어야 하기 때문에 장애가 있을시, 관련된 열가소성 물품의 기계적 성질은 급격히 손상된다.

- 멜라민 시아누레이트, 멜라민 (폴리) 포스페이트 또는 멜라민 피로포스페이트와 같은 멜라민 유도체. 이들 제품은 예를 들면 폴리카보네이트와 같은 어떠한 열가소성 폴리머의 처리 조건을 극복하기 위한 충분한 열 안정성을 갖지 않고, 따라서 보편적인 첨가제로는 사용될 수 없다.

- 인산 에스터 (P의 원자가 상태 = +5)와 같은 인산의 유기 유도체. 이들 제품은 열에 노출되면 흐르는 경향이 있어 그다지 효과적이지 않고, 일반적으로 액체 상태이기 때문에 취급이 용이하지 않다. 더욱이, 가수 분해적으로 안정하지 않고, 폴리 카보네이트에서 사용될 때 처리 중에 높은 페놀 값을 만들어내고, 최종 물품의 기계적 및 열적 성질에 영향을 끼친다. 비록 비스페놀 A (JP 공개 공보 6-228426)로부터 유도된 구조를 갖는 응축된 인산 에스터와 같은 신규의 고 분자량을 갖는 제품에 의해 많은 개선이 도입되어 왔으나, 관련된 폴리머 물품들은 가연성과 내 충격성, 열 안정성 및 내후성의 조합이 불안정하여 완전하게 만족스러운 성과를 갖지 않는다.

- 적-린(red-phosphorus)은 불투명한 폴리카보네이트 및/또는 PC/ABS 합금 (US 4,014,849; US 6,448,316; US 6,465,555; EP 0893475)을 위한 효과적인 방염성 첨가제로 증명되었으나 불행히도 고유의 짙은 적색은 관련된 폴리머 제품들이 시장에 진출하는 것을 어렵게 했다.

- 예를 들면: 포타슘 퍼플루오로부탄술포네이트와 같은 유기 술포네이트의 포타슘 염은 또한 예를 들면 두께 약 3mm로 폴리카보네이트 물품에서 방염성 첨가제로서는 효과적이지만, 일반적으로 더 얇은 물품의 제조, 채워진 폴리머 및 PC/ABS 합금에서의 사용에는 실패하였다.

- 할로겐-프리 방염제로서 차아인산 금속염은 폴리스티렌(PS), 고 충격 폴리 스티렌 (HIPS), 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 (SAN), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머(ABS)와 같은 내화성 스티렌 함유 폴리머로서 1986년 (US 4,618,633)부터 기술되어 왔다. 이들 차아인산 금속염, 특히 차아인산 칼슘은 멜라민 시아누레이트, 멜라민 폴리포스페이트, 멜라민 보레이트, 멜라민 피로포스페이트, 유레아포스페이트 또는 유사 제품과 같은 질소 함유 화합물과 조합하여 사용될 때 폴리에스터 수지 조성물에서 효과적이라고 기술되어 왔다(US 6,503,969; WO 09817720; DE 19904814; DE 10137930; EP 0919591).

발명의 목적

본 발명의 목적은 방염성 할로겐-프리 열가소성 성형 조성물뿐 아니라 이들을 포함하는 열가소성 성형품에 상응하는 방염제를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 처리 과정 동안 높은 열 안정성, 낮은 페놀 방출, 기계적 성질의 고 보유도 및 우수한 내후성을 유지하는, 예를 들면 1.5 mm의 매우 낮은 두께로 특징되는 할로겐-프리 방염성 성형품을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 UL 94 분류에 따라, V0에 랭크된 할로겐-프리 방염성의 성형품을 제공하는 것이다.

발명의 기술

본 발명은 할로겐-프리 방염제로서 적어도 차아인산 금속염을 포함하는 열가소성 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 따라, 열가소성 성형 조성물은 적어도 방향족 폴리카보네이트 수지 및 적어도 차아인산 금속염을 포함한다.

본 발명에 따르면 항상, 방향족 폴리카보네이트 수지는 그라프트 공중합체 스티렌 수지와 예를 들면, 60/40~90/10의 방향족 폴리카보네이트 수지/그라프트 공중합체 스티렌 수지의 비율로 혼합될 것이다.

차아인산 금속염은 30 중량%의 함량으로 존재할 것이고 바람직하기는 칼슘 또는 알루미늄 염이다.

상기 인 화합물은 조성물이 단독 첨가제로서 뿐 아니라 할로겐-프리 유기 인 에스터와 조합되어, 조성물의 중량에서 1 중량%~30 중량%로 부하될 때 우수한 방염 효과를 나타낸다.

본 발명에 따르면 항상, 열가소성 성형 조성물은 임의로 첨가제 및 무기 충진재를 포함할 것이다. 좀 더 특별히는, 상기 첨가제는 0.5~5 중량%의 범위의 함량으로 존재할 것이고 처리 보조제, 열 및 처리 안정화제, UV 안정화제, 드립핑 방지제 (PTFE - 폴리테트라플루오로에틸렌), 안료, 기타 등으로부터 선택될 것이다. 상기 충진재는 5~50 중량%일 것이다.

성분의 중량의 총 비율은 100%이다.

본 발명에 따른 조성물은 우수한 방염 성질을 나타내고 어떠한 할로겐-기재 방염제도 포함하지 않는다. 본 발명에 따른 조성물을 사용하여 얻어진 성형품은 예를 들면 처리 과정 중의 높은 열 안정성, 낮은 페놀 방출, 기계적 성질의 고 보유 및 우수한 내후성을 유지한다. 추가로, 본 발명에 따른 조성물은 UL 94 분류에 따라 V0에 랭크되어 있는 열가소성 제품의 제조에 사용된다.

본 발명에 따른 열가소성 성형 조성물은 방향족 폴리카보네이트 수지를 기재로 하고, 이것은 비충전된 방향족 폴리카보네이트 수지뿐 아니라, 탈크, 유리 섬유, 탄소 섬유, 초크, 미카, 규회석 또는 유사 제품 중에서 선택된 무기 충진재로 충전된 방향족 폴리카보네이트 수지일 수 있다. 상기 무기 충진재는 단독 또는 혼합되어 폴리머의 중량에 대해 최대 50 중량%의 수준까지 사용될 수 있다.

본 발명에 따르면 항상, 상기 방향족 폴리카보네이트 수지는 수지의 중량에대해 10~40 중량%의 농도에서 사용되는, ABS와 같은 엘라스토머 상과 혼합될 수 있 다.

상기 열가소성 조성물은 임의로 처리 보조제, 열 및 UV 안정화제, 안료 및 착색제, 드립핑 방지제를 포함할 것이다.

놀랍게도 차아인산 금속염, 특히 상업적으로 입수 가능한 차아인산 칼슘 및 차아인산 알루미늄은 폴리카보네이트 기재 열가소성 성형 조성물에 대한 매우 효과적인 방염제이다. 본 발명에 따른 차아인산 금속염은 방염활성을 나타내기 위해서 어떠한 질소 함유 화합물의 존재도 필요치 않다. 그러므로, 본 발명에 따라 상당한 방염 활성을 얻기 위해, 멜라민 시아누레이트, 멜라민 폴리포스페이트, 멜라민 보레이트, 멜라민 피로포스페이트, 유레아 포스페이트와 같은 어느 질소 기재 화합물 또는 차아인산 금속염과 관련하여 앞에서 인용된 선행기술에 기재된 바와 같은 유사한 제품을 사용할 필요가 더이상 없다.

본 발명은 이후 특히 본 발명에 따른 방염성 열가소성 조성물을 구성하는 주요 성분과 관하여 자세히 설명된다.

첫번째로 언급되는 것은 열가소성 조성물의 성분 중 하나로, 특히 폴리카보네이트 수지(PC)이다.

본 발명의 관점에서 폴리카보네이트 수지는 디페놀과 카보네이트 전구체가 반응하여 제조된 어느 방향족 폴리카보네이트이다. 예를 들면, 이들 폴리카보네이트는 디페놀과 포스겐의 반응을 통해 또는 디페놀과 디페닐 카보네이트의 에스터교환반응을 통해 생성된다.

2,2 비스(4-히드록시페닐)프로판(비스페놀 A), 비스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드로페닐)에탄 또는 유사 제품을 포함한 다양한 디페놀이 사용 가능하다. 본 발명에서 사용될 디페놀로는, 바람직하기는 비스(히드록시페닐)알칸, 특히 바람직하기는 비스페놀 A이다. 본 발명에 따라 예를 들면, 하이드로 퀴논, 레조르시놀, 및 카테콜과 같은 그 외 디페놀도 또한 사용가능하다. 상기 모든 디페놀은 단독으로 또는 조합되어 사용될 것이다.

폴리카보네이트 수지는 또한 제조 동안에 반응 혼합물의 성분으로서 다음의 가교제: 1,1,1-트리스(히드록시페닐)에탄, 트리멜리트산, 이사틴-비스(O-크레솔) 중 하나를 포함시켜 얻어지는 가교된 구조를 가질 수 있다.

폴리카보네이트 수지의 분자량을 확인하기 위해, 종래의 기술에 따라 모노페놀이 주로 사용되고, 가장 적절한 제품은 페놀, p-t-부틸페놀, p-쿠밀페놀이다.

본 발명에 따라 사용되기 위한 폴리카보네이트 수지는 폴리카보네이트 모이어티 및 폴리 오르가노실록산 모이어티 또는 폴리에스터 모이어티를 갖는 공중합체일 것이다.

(또한 스크랩 PC로 명칭된) 재생된 폴리카보네이트 재료가 그대로 또는 버진 폴리카보네이트 또는 충격 변형 수지와 혼합된 혼합물로 사용하는 것도 장점이 된다.

재생된 재료는 일반적으로 다음으로부터 선택된다:

- 사출성형으로부터 얻어진 탕구(sprues)와 같은 후공업(post industrial) 제품, 사출성형으로부터의 출발 물질 및 압출 시트 또는 필름으로부터의 압출물 또는 엣지 트림(edge trim);

- 최종 소비자에 의해 사용된 후 수집되고 처리된 것과 같은 후-소비자 재생 재료

상기 재생 재료는 펠렛으로 또는 재연마물로서 사용될 것이다.

충격 변형 수지는 일반적으로 다음의 모노머 중 적어도 2개를 함유하는 공중합체이다: 에틸렌, 프로필렌, 부타디엔, 이소부텐, 이소프렌, 비닐 아세테이트, 스티렌, 아크릴로노트릴, 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트.

충격 변형제의 바람직한 종류는 에틸렌-프로필렌(EPM) 및 에틸렌-프로필렌-디엔(EPDM) 고무로 알려진 것들이다.

EPM 및 EPDM 고무는 바람직하기는 반응성 카르복실산 또는 예를 들면: 아크릴산, 메타크릴산, 말레산 무수물과 같은 이들의 유도체와 접목될 수 있다.

화합물의 기계적 성질 및 성형성을 보존하기 위해서 폴리카보네이트 수지는 10000~50000의 평균 분자량을 갖는 것이 바람직하다.

마지막으로 폴리카보네이트 버진 수지 및 재생 재료를 압출 또는 성형 전에 수분의 수준이 0.2% ~ 0.6%까지 예비 건조하는 것이 권할만 하다.

추가 성분: 그라프트 공중합체 스티렌 수지.

본 발명에 따라 아래에 언급한 성분들은 선택적이지만, 그러나 그들이 사용되면, 바람직하기는 고무 변형된 스티렌 수지들, 예를 들면 고무와 스티렌 모노머의 그래프팅 폴리머화 반응에 의해 생성된 것 중에서 선택된다. 이들 제품은 폴리부타디엔 고무와 스티렌의 폴리머화 반응을 통해 생성된 내 충격성 폴리스티렌(HIPS), 폴리부타디엔 고무와 아크릴로니트릴 및 스티렌의 폴리머화 반응을 통해 생성된 ABS 수지, 폴리부타디엔 고무와 메틸 메타크릴레이트 및 스티렌의 폴리머화 반응을 통해 생성된 MBS 수지를 포함한다.

고무 변형된 스티렌 수지에서, 고무의 함량은 바람직하기는 5~15중량%의 범위여야 한다. 만약 고무의 함량이 5% 미만이라면, 수지 조성물은 낮은 내 충격성을 가질 것이고, 반면에 고무의 함량이 15% 이상이라면, 수지 조성물의 열 안정성은 불량하고 용융점도는 너무 높아질 것이다.

본 발명에 따르면 항상, 추가 성분이 되기 위한 스티렌 수지는 폴리카보네이트의 용융 유동성 뿐 아니라 최종 폴리머 제품의 내 충격성을 모두 개선하기 위해 폴리카보네이트 매트릭스 상에서 분산된다.

수지 혼합물에서, 스티렌 수지의 함량은 총 수지 중량을 기준으로 5~50중량%, 바람직하기는 10~40중량%이다.

만약 폴리카보네이트 수지의 함량이 50% 미만이라면, 최종 제품의 열 안정성, 기계적 및 열적 성질은 매우 불량할 것이다. 반면에, 만약 스티렌 수지가 5 중량% 미만이라면 수지 조성물의 성형성을 개선시키는 데는 비효과적일 것이다.

본 발명에 따른 조성물은 적어도 차아인산 금속염을, 특히 성형 조성물의 중량에 대해 1~30중량%, 바람직하기는 2~15중량%을 포함한다.

차아인산 금속염에서 반대 이온으로 작용하는 "금속"은 원소 주기율표에서 첫번째, 두번째, 세번째 주족(main group) 또는 두번째, 일곱번째, 여덟번째 분족(subgroup)에 속한다.

상기 염 중에서, 반대이온으로 작용하는 다음의 금속들이 선호된다: Ca, Ba, Mg, Al, Zn, Fe, B, 가장 바람직한 것은 상업적으로 이용 가능한 차아인산 칼슘 및 차아인산 알루미늄이다.

본 발명에 따르면 항상, 차아인산 칼슘 또는 차아인산 알루미늄은 그것만으로 또는 방염제 함유 유기 인, 바람직하기는 비-할로겐 화합물과의 조합으로 사용될 수 있다.

비 할로겐, 본 발명에 따른 차아인산 금속염에 더하여 사용될 유기 인산 함유 방염제는 예를 들면 다음의 상업적으로 이용 가능한 제품을 포함하는 유기 인 에스터(인산 에스터) 중에서 선택될 수 있다: 트리페닐포스페이트 (TPP), 트리크레실 포스페이트, 트리자일릴렌포스페이트, 레조르시놀디포스페이트, 레조르시놀비스 디페닐 포스페이트, 비스페놀 A 비스 디포스페이트, 트리메틸 포스페이트, 트리부틸 포스페이트, 트리옥틸 포스페이트 또는 유사 제품. 본 발명의 따르면, 합성 및 성형 동안에 제품의 유출을 감소시키기 위해 유기 인산 에스터의 함량은 무기 차아인산염과 비교하여 1/2 ~ 1/5의 범위를 가져야 하고, 최종 폴리머 물품의 기계적 및 열적 성질에 영향을 끼치지 않아야 한다.

차아인산 금속염의 방염 효과를 개선시키기 위해, 분말의 평균 입자 크기(d50%)는 40㎛ 미만이고 가장 큰 입자 크기는 100㎛ 이하이며, 특히 더욱 바람직하기는 d50%는 20㎛ 이하, 가장 큰 입자 크기는 50㎛ 이하이다.

본 발명에 따르면, 할로겐-프리 열가소성 조성물은 또한 첨가제, 예를 들면 처리 보조제, 안정화제 등을 포함할 것이다.

그러므로 신규한 열가소성 성형 조성물은 추가 성분으로서 예를 들면, 열 안정화제, UV 안정화제, 윤활유, 성형 방출제, 착색제, 가소제 등과 같은 종래의 처리 보조제 제품을 하나 이상 포함할 것이다.

열 안정화제의 예는 폴리머의 중량을 기준으로 최대 1 중량%까지의 농도로 사용되는 입체적 힌더드(hindered) 페놀 및/또는 방향족 아인산염 또는 포스포니트(phosphonite), 히드로퀴논 및 이들의 혼합물이다.

폴리머 조성물 중량을 기준으로 최대 2 중량%까지의 함량으로 보통 첨가되는 UV 안정화제는 다양한 살리실레이트, 레조르시놀, 벤조트리아졸, 벤조 페논 및 힌더드 아민 유도체이다.

윤활제 및 성형 방출제로는 바람직하기는 스테아르산과 같은 긴사슬 지방산, 스테아르산 나트륨, 스테아르산 칼슘 또는 스테아르산 아연과 같은 지방산 염, 또는 몬탄 왁스, 또는 10~40 탄소 원자, 바람직하기는 16~22 탄소 원자를 갖는 포화 지방족 카르복실산과 2~40 탄소 원자, 바람직하기는 2~6 탄소 원자를 갖는 포화 지방족 알콜 또는 아민과의 반응으로 얻어진 에스터 또는 아미드이다. 바람직한 에스터 및 아미드는 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트, 글리세롤 트릴아우레이트, 소르비탄 디올레이트, 에틸렌디아민 디스테아레이트이다.

착색제 중 바람직한 제품은 이산화티탄, 산화철, 카본 블랙과 같은 무기 안료중에서 선택되지만 그러나 또한 유기 안료인 프탈로시아닌, 퀴나크리돈, 페릴렌, 니그로신, 안트라퀴논이 사용될 수 있다.

신규의 성형 조성물은 또한 추가 성분으로서, 조성물이 탈 때 수지가 녹아 적하되는 것을 방지하는 효과를 보이는 불소-함유 에틸렌 폴리머를 포함할 수 있다. 이들 제품은 열가소성 조성물의 중량을 기준으로 2 중량%까지의 함량, 바람직하기는 1 중량%까지 사용될 수 있다.

이들 불소-함유 에틸렌의 예는: 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFT) 또는 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체이고, 본 발명을 출원한 시점에서 Algoflon TM으로 상업적으로 이용 가능하다.

특히 바람직하기는 입자 크기가 0.1㎛~10㎛인 불소 함유 폴리머들이다.

본 발명의 방염성 성형 조성물은 추가로 추가 성분으로서 가소제를 열가소성 조성물의 중량을 기준으로 2 중량%까지의 함량으로 사용되도록 포함할 수 있다. 상기 제품은 일반적으로 폴리머 매트릭스 내에서 무기 물질의 분산을 강화시킨다. 사용된 가소제의 예로는 프탈레이트, 실리콘 또는 또한 히드록실, 카르복실, 아미노, 또는 에폭시 기와 같은 작용기를 갖는 유기 실록산을 포함한다.

본 발명에 따르면 항상, 열가소성 성형 조성물은 추가 성분으로서 충진재를 포함할 것이다.

본 발명의 관점에서 충진재는 종래에 알려진 어떠한 섬유성 또는 미립자 물질일 수 있고, 탄소 섬유, 유리 섬유, 유리 비드, 무정형 실리카, 카올린, 초크, 미카, 하소된 카올린, 규회석, 탈크 또는 유사 제품과 같은 강화제로 작용한다.

열가소성 수지와의 혼화성을 개선하기 위해서, 섬유성 충진재는 표면이 실란 화합물로 처리되고 미립자 물질은 표면이 지방산 또는 유사체로 처리되거나 또는 지방산 또는 유사체의 존재하에서 분쇄된다.

열가소성 수지에 대한 첨가제로서 시장에서 이용 가능한 어느 미립자 물질은 만약 과립의 평균 크기가 2㎛~20㎛의 범위라면 본 발명에 따른 조성물에 사용하기에 알맞다.

사용시, 수지 조성물에 첨가될 미립자 물질의 함량은 수지의 중량을 기준으로 40 중량%까지, 바람직하기는 30 중량%이다. 만약 미립자 물질이 40 중량%를 넘는다면 조성물의 용융 점도는 너무 높아지고 수지 조성물의 성형성은 열등해질 것이다.

수지 조성물에 첨가되기 위한 미립자 물질의 함량은 수지의 중량을 기준으로 10 중량% 미만일 것이고: 이 경우 기계적 성질에서는 어떠한 이점도 관찰되지 않지만 특히 낮은 농도의 견본 상에서 검사가 행해졌을때, 방염 효과가 일관되게 개선되었음이 발견되었다.

섬유 물질의 사용시, 제품의 함량은 수지의 중량을 기준으로 5~50 중량%, 바람직하기는 10~30 중량%의 범위여야 한다. 만약 함량이 10%미만이라면, 기계적 성질에서는 어떠한 이점도 관찰되지 않고 만약 함량이 30 중량% 보다 높다면, 조성물의 점도는 너무 높을 것이다.

상기 제품은 또한 혼합물로 사용될 수 있다.

본 발명에 따르면 항상, 할로겐-프리 방염성 열가소성 조성물은 출발물질과 임의로 추가 성분을 상기와 같이 미리 결정된 비율로 혼합하고 반죽하여 제조될것이다.

혼합 및 반죽 작업은 밴버리 믹서(banbury mixer), 단일 나선 압출기 또는 쌍나선 압출기와 같은 잘 알려진 장치에서 수행될 수 있고 그리고 나서 그들을 압출한다. 성분들이 반죽되는 온도는 일반적으로 240℃ 와 290℃ 사이를 포함하지만, 최종 제품의 선택된 성분에 의존한다.

압출물은 냉각되고 펠렛화된다.

또한 개별의 성분 또는 전체 첨가제를 이미 결정된 비율로 함유하고 그 후 펠렛 제조용 압출 장치 내의 압출 상에 앞서 다른 폴리머로 희석 처리할 수 있는 마스터 배치를 제조하기 위해 개별의 성분들과 열가소성 수지를 미리 혼합할 수 있다.

생성된 펠렛은 다양한 성형, 예를 들면 사출성형, 블로성형, 또는 사출압축 성형을 통해 성형될 것이다.

신규한 열가소성 성형 조성물은 우수한 기계적 및 방염 성질을 갖는다.

본 발명에 따른 조성물은 예를 들면, 사무 자동화 기구, 텔레비전, 전화, 컴퓨터 등과 같은 가정 또는 산업용 부분과 같은 전기 및 전자 분야에서의 적용을 위한 성형물의 생산에 적절하다.

본 발명은 다음의 실시예를 참조로 더욱 자세히 기술되지만, 이는 본 발명의 범위를 제한하기 위해 의도된 것은 아니다.

하기의 표에서 보고된 성분들은 250~280℃ 사이의 온도로 맞춰진 쌍나선 압출기에서 혼합되었다. 펠렛화 및 건조 후, 펠렛들은 상기 기술한 UL94 인화성 검사 법에 사용되기 위한 검사 견본으로 사출 성형되었다:

·24시간 동안 23℃ 및 상대 습도 50%에서 5개의 견본(각각 제형 및 두께)을 조건화;

·개별의 조건화된 견본을 아래의 솜 뭉치로부터 약 20cm의 수직 위치에 위치시킴;

·개별의 견본에 2번의 화염을 적용 (첫번째 적용에 의해 발화된 견본을 소화시키자마자 두번째 적용을 시작한다).

UL 94 검사 결과는 또한 명세서에 의해 규정된 다음의 취지에 따라 보고되었다:

·V0: 5개의 검사된 견본의 총 재연소 시간이 50초 미만이고, 각각의 화염의 적용이 10초 미만이고 어떠한 버닝 드롭(burning drop)도 없었을 때

·V1: 5개의 검사된 견본의 총 재연소 시간이 150초 미만이고, 각각의 화염의 적용이 30초 미만이고 어떠한 플레이밍 드롭(flaming drop)도 없었을 때

·V2: 5개의 검사된 견본의 총 재연소 시간이 150초 미만이고, 화염의 각 적용이 30초 미만이고 플레이밍 드롭이 인정되었을 때

·검사 결과가 상기의 V0, V1 및 V2 기준을 충족하지 못하면, 하기의 표에서 분류거절 (nc)로 보고되었다.

다음의 실시예에서 다음의 물질들이 출발물질로서 사용되었다:

성분 A): 수지.

A1) 폴리카보네이트 수지 (PC) (GE 사 제품 Lexan 141; MFR (300℃/1.2kg = 10~12g/10')

A1/A2): PC/ABS 70/30 (Polyram 사 제품 PBB104).

PC+20% 강화 유리 섬유: 상기 버진 수지와 최종 화합물의 중량을 기준으로 20 중량%로 부하된 에폭시실란화된 잘게 자른 유리 섬유를 압출하여 제조되었다.

성분 B): 할로겐-프리 방염성 첨가제.

차아인산 칼슘 (CP), 평균 입자 크기 (d50%)가 10㎛ 미만이고 가장 큰 입자 크기가 40㎛ 미만인, 상업적으로 이용 가능한 물질.

차아인산 알루미늄 (AP), 평균 입자 크기 (d50%)가 10㎛ 미만이고 가장 큰 입자 크기가 30㎛ 미만인, 상업적으로 이용 가능한 물질.

인산 트리페닐 (TPP) 상업적으로 이용 가능한 액체 화합물.

성분 C): 안정화제 및 처리 보조제.

다음의 실시예에서 다음의 제품들이 사용되었다:

힌더드 페놀 열 안정화제: Ciba specialty chmicals 제품, Irganox® 1010

처리 보조제: Clariant 제품, Sandostab® PEPQ.

폴리실록산 오일 (PMS): Dow Coring 제품, 200® 50CST.

드립핑 방지제: Montefluos 제품, 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) (Algoflon F5).

윤활제: Cognis 제품, 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트 Loxil ® P 861

성분 D): 충진재 및/또는 강화제.

실험에서 다음의 제품들이 사용되었다:

바늘 형태이고 L/D (길이/직경) 비율이 약 10/1인 규회석.

두께가 10㎛인 잘게 자른 (에폭시 실란화된) 유리 섬유

결과

표 1은 비충전 PC에서의 차아인산 칼슘 및 차아인산 알루미늄의 방염 효과를 나타낸다.

가장 높은 방염 효과는: 차아인산 금속염 단독으로 또는 유기 인산 에스터(TPP)와 조합하여 사용되었을 때 충족되었다.

표 1 : 비충전 PC 물품에서의 차아인산 칼슘 및 차아인산 알루미늄의 방염 효과

표 2는 유리 충전 PC에서 차아인산 칼슘의 방염 효과를 나타낸다.

가장 높은 방염 효과(즉: 두께 1.6mm일 때 V0)는 단독 첨가 또는 드립핑 방지제로서 PTFE와 또는 없이 사용에 의해 충족된다

표 2: PC + 20% 유리 섬유(GF)강화 물품에서의 차아인산 칼슘의 방염 효과

표 3은 PC/ABS 합금(70/30)에서 차아인산 칼슘 및 차아인산 알루미늄의 방염 효과를 나타낸다.

이 결과는 제품이 단독으로 뿐만 아니라 유기 인산 에스터와 조합하여 사용되었을 때, 1.6mm의 두께일 때 V0에 랭크된, 효과적인 방염제임을 지적하였다.

표 3: PC/ABS (70/30) 합금에서 차아인산 칼슘 및 차아인산 알루미늄의 방염 효과

Claims (24)

1. 최소한 할로겐-프리 방염제로서의 차아인산 금속염 및 최소한 방향족 폴리카보네이트 수지를 포함하는 열가소성 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 방향족 폴리카보네이트 수지는 그라프트 혼성중합체 스티렌 수지와 혼합되고, 폴리카보네이트 수지/그라프트 혼성중합체 스티렌 수지의 중량비가 60/40 ~ 90/10의 범위인 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
3. 제 2항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지는 비스(히드록시페닐)알칸, 2,2비스(4-히드록시페닐)프로판 (비스페놀A), 비스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드로페닐)에탄, 히드로퀴논, 레조르시놀, 카테콜의 반응으로 얻어진 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
4. 제 1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지는 재생된 폴리카보네이트 재료로서, 버진 폴리카보네이트 폴리머와 혼합되거나 충돌 변형 수지와 혼합되는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
5. 제 1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지는 10000~50000의 중량평균분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
6. 제 2항에 있어서, 상기 그라프트 혼성중합체 스티렌 수지는 내 충격성 폴리스티렌 (HIPS), ABS 수지, MBS 수지 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
7. 제 2항에 있어서, 상기 스티렌 수지의 함량은 전체 수지의 중량을 기준으로 10~40 중량%의 범위인 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
8. 제 1항에 있어서, 상기 금속은 원소 주기율표의 첫번째, 두번째 및 세번째 주족 또는 두번째, 일곱 번째, 여덟 번째 분족에 속하는 알칼리 금속인 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
9. 제 8항에 있어서, 상기 금속은 Ca, Ba, Mg, Al, Zn, Fe, B 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
10. 제 9항에 있어서, 상기 차아인산 금속염은 차아인산 칼슘 또는 차아인산 알루미늄 또는 그들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
11. 제 1항에 있어서, 상기 차아인산 금속염은 조성물의 중량을 기준으로 1~30 중량%의 범위의 함량으로 존재하는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
12. 제 1항에 있어서, 상기 차아인산 금속염은 할로겐-프리 유기 인 에스터와 결합하여 존재하는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
13. 제 12항에 있어서 상기 할로겐-프리 유기 인 에스터는 트리페닐 포스페이트 (TPP), 트리크레실 포스페이트, 트리자일릴렌포스페이트, 레소르시놀디포스페이트, 레소르시놀비스 디페닐포스페이트, 비스페놀 A 비스 디포스페이트, 트리메틸 포스페이트, 트리부틸포스페이트, 트리옥틸포스페이트 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
14. 제 1항에 있어서, 상기 차아인산 금속염은 분말의 평균 입자 크기(d50%)가 40㎛ 미만이고 가장 큰 입자 크기가 100㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
15. 제 14항에 있어서, 상기 차아인산 금속염은 평균 입자 크기(d50%) 값이 20㎛ 이하이고 가장 큰 입자 크기가 50㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
16. 제 1항에 있어서, 첨가제 또는 충진재 또는 그들의 혼합물을 포함하고, 상기 첨가제는 조성물의 중량을 기준으로 0.5~5 중량% 범위의 함량으로 존재하고, 상기 충진재는 조성물의 중량을 기준으로 50 중량% 까지의 함량으로 존재하는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
17. 제 16항에 있어서, 상기 첨가제는, 처리 보조제, 열 및 처리 안정화제, UV 안정화제, 드립핑 방지제, 안료, 윤활제, 성형 방출제, 착색제, 가소제 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
18. 제 1항에 있어서, 열가소성 조성물의 중량을 기준으로 불소-함유 에틸렌 폴리머를 2%까지의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
19. 제 18항에 있어서, 상기 불소-함유 에틸렌은 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 또는 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체 (Algoflon TM) 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
20. 제 18항에 있어서, 상기 불소-함유 에틸렌은 0.1㎛~10㎛의 입자크기로 특징되는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
21. 제 16항에 있어서, 상기 충진재는 탄소 섬유, 유리 섬유, 유리 비즈, 무정형 실리카, 카올린, 초크, 미카, 하소된 카올린, 규회석, 탈크 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
22. 제1항에 따른 열가소성 조성물의 제조 방법으로, 성분들이 혼합되고, 반죽되고, 압출되어 펠렛화되는 것을 특징으로 하는 것인 방법.
23. 제 22항에 있어서, 반죽 온도는 240~290℃ 사이인 것을 특징으로 하는 방법.
24. 제 1항에 따른 할로겐-프리 방염성 조성물을 사용하여 얻어진 열가소성 제품.