KR101066929B1 - 내스크래치성이 우수한 난연성 열가소성 수지 조성물 - Google Patents

내스크래치성이 우수한 난연성 열가소성 수지 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR101066929B1
KR101066929B1 KR1020080136111A KR20080136111A KR101066929B1 KR 101066929 B1 KR101066929 B1 KR 101066929B1 KR 1020080136111 A KR1020080136111 A KR 1020080136111A KR 20080136111 A KR20080136111 A KR 20080136111A KR 101066929 B1 KR101066929 B1 KR 101066929B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
resin
acrylate
thermoplastic resin
resin composition
Prior art date
Application number
KR1020080136111A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100078010A (ko
Inventor
정인철
장복남
남윤구
이진성
조미란
Original Assignee
제일모직주식회사
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 제일모직주식회사 filed Critical 제일모직주식회사
Priority to KR1020080136111A priority Critical patent/KR101066929B1/ko
Publication of KR20100078010A publication Critical patent/KR20100078010A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101066929B1 publication Critical patent/KR101066929B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L69/00—Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates
    • 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
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • 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
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L25/00—Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L25/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08L25/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08L25/06—Polystyrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/04—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to rubbers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L61/00—Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L61/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08L61/06—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols
    • 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
    • C08J2300/00—Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2300/22—Thermoplastic resins
    • 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

Abstract

본 발명에 따른 내스크래치성이 우수한 난연성 열가소성 수지 조성물은 (A) 폴리카보네이트 수지 40 내지 90 중량% 및 (B) (메타)아크릴레이트계 수지 10 내지 60 중량%로 이루어지는 기초수지 100 중량부, (C) 난연제 1 내지 50 중량부, (D) 폴리스티렌계 수지 1 내지 30 중량부 및 (E) 페놀 수지 1 내지 20 중량부를 포함한다. 상기 열가소성 수지 조성물은 우수한 난연성과 내스크래치성을 가지며, 충격강도가 뛰어나다.
폴리카보네이트 수지, (메타)아크릴레이트계 수지, 폴리스티렌계 수지, 페놀 수지, 내스크래치성, 난연성

Description

내스크래치성이 우수한 난연성 열가소성 수지 조성물 {Flame Retardant Thermoplastic Resin Composition Having Good Scratch Resistance}
발명의 분야
본 발명은 내스크래치성이 우수한 난연성 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 폴리카보네이트 수지, (메타)아크릴레이트계 수지, 폴리스티렌계 수지, 페놀 수지 및 난연제로 이루어지며, 내스크래치성과 난연성이 뛰어나며, 충격강도가 우수한 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
발명의 배경
전기ㆍ전자 제품이 대형화, 전문화, 경량화 됨에 따라 이를 제조하는데 사용되는 수지에 다양한 특성이 요구되고 있다. 특히 외장 재료의 외관이 더욱 중시됨에 따라 고광택 소재에 대한 수요가 증가하고 있으며, 수지 자체의 내스크래치성이 중요한 성능으로 평가되고 있다. 또한 최근에는 화재에 대한 안정성이 중요한 이슈로 부각되면서 난연성 수지에 대한 요구도 높아지고 있다.
내스크래치성과 난연성을 동시에 달성하기 위하여 사용할 수 있는 방법으로는 폴리카보네이트(PC) 수지와 (메타)아크릴레이트계 수지, 바람직하게는 폴리카보네이트 수지와 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지를 얼로이(alloy)하는 것이 있다.
폴리카보네이트 수지는 기계적 강도가 매우 우수하며 투명성, 열안정성, 자기 소화성, 치수 안정성 등이 뛰어나 전기ㆍ전자 제품, 자동차 부품 등에 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 폴리카보네이트 수지는 화학 구조상 난연성의 달성이 용이하기 때문에, 범용고분자에 비해 적은 양의 난연제로도 우수한 난연성을 달성할 수 있다. 그러나 폴리카보네이트 수지 자체의 내스크래치성은 연필경도 B 내외로 좋지 않기 때문에, 폴리카보네이트 수지만으로는 양호한 내스크래치 특성을 달성하기 어렵다.
반면, PMMA 수지와 같은 (메타)아크릴레이트계 수지의 경우, 연필경도가 3H 정도로 내스크래치 특성은 매우 양호하지만, 기존의 난연제로 난연성을 달성하기 매우 어려운 단점을 갖고 있다. 따라서 이러한 폴리카보네이트 수지와 (메타)아크릴레이트계 수지를 블렌드(blend)하면 각각의 단점인 내스크래치 성능과 난연 특성을 상호 보완적으로 개선하는 것이 가능하다.
그러나 폴리카보네이트 수지와 (메타)아크릴레이트계 수지 간에는 상용성이 없기 때문에, 이들을 고온에서 용융 혼련하더라도 각각의 상(phase)으로 분리되는 단점이 있다. 또한 폴리카보네이트 수지의 굴절률은 1.59이지만 PMMA 수지의 굴절률은 1.49로, 이들은 굴절률이 서로 다르다. 이로 인해, 폴리카보네이트 수지와 PMMA 수지의 얼로이(alloy)는 빛을 산란하여 진주 빛을 보이며 고채도를 갖는 색상으로 착색이 어려울 뿐만 아니라 용융접합선이 매우 뚜렷하게 보이는 단점을 갖고 있어, 실질적으로 전기ㆍ전자 제품의 외장재로 적용하는 것이 매우 곤란하다.
폴리카보네이트 수지와 (메타)아크릴레이트계 수지의 상용성을 높이기 위하여, 대한민국 공개특허 제2004-0079118호는 금속 스테아린산 에스테르를 폴리카보네이트 수지 및 PMMA 수지와 함께 혼련하여, 폴리카보네이트 수지의 분자량을 저하시킴으로써 상용성을 개선하는 기술을 개시하고 있다. 그러나 이 기술은 기계적 물성이 급격하게 저하되는 단점을 갖고 있다. 미국 등록특허 제4,287,315호에서는 에틸렌-비닐아세테이트 고무를 적용하여 충격강도가 양호한 메타크릴레이트계 수지를 제조하였으나, 폴리카보네이트 수지와 메타크릴레이트계 수지의 블렌드의 상용성 개선은 제한적이다. 또한 미국 등록특허 제5,280,070호에서는 폴리카보네이트 수지에 신디오탁틱 폴리메틸메타크릴레이트를 첨가하여 투명한 PC/PMMA 블렌드를 제조하였으나, 상업적으로 신디오탁틱 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 제조하는 것이 어려운 단점을 갖고 있다. 아울러 미국 등록특허 제4,027,073호에는 내스크래치 성능을 향상시키기 위하여 수지 표면을 코팅하는 방법이 개시되어 있으나, 이 기술은 추가 공정을 거쳐야 하는 단점이 있다.
이에 본 발명자들은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 이위하여, 폴리카보네이트 수지와 (메타)아크릴레이트계 수지로 이루어지는 기초수지에 이들의 상용성을 향상시키는 폴리스티렌계 수지와 차르(char) 형성을 돕는 페놀 수지를 적용함으로써, 난연성과 내스크래치성이 모두 뛰어날 뿐만 아니라, 상용성이 우수 하여 상분리가 발행하지 않으며 착색성이 우수하고, 높은 내충격성을 갖는 열가소성 수지 조성물을 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 난연성과 내스크래치성이 모두 뛰어난 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 우수한 난연성과 내스크래치성이 발휘하며 동시에 높은 내충격성을 갖는 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 폴리카보네이트 수지와 (메타)아크릴레이트계 수지 간의 상용성이 향상되어, 상분리가 발생하지 않으며 착생성이 뛰어난 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 목적 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
발명의 요약
본 발명은 난연성과 내스크래치성이 모두 뛰어나며, 내충격성이 우수하고, 상분리가 발생하지 않으며 착색성이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 상기 열가소성 수지 조성물로 제조되는 플라스틱 성형품을 제공한다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 (A) 폴리카보네이트 수지 40 내지 90 중량% 및 (B) (메타)아크릴레이트계 수지 10 내지 60 중량%로 이루어지는 기초수지 100 중량부, (C) 난연제 1 내지 50 중량부, (D) 폴리스티렌계 수지 1 내지 30 중량부 및 (E) 페놀 수지 1 내지 20 중량부를 포함한다.
본 발명의 구체예에서, 상기 (메타)아크릴레이트계 수지(B)는 탄소수 1~4의 알킬 메타크릴레이트 50 내지 100 중량% 및 이와 공중합 가능한 단량체 0 내지 50 중량%의 중합체인 것이 바람직하다.
본 발명의 구체예에서, 상기 난연제(C)는 인계 난연제, 할로겐계 난연제 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하다.
본 발명의 구체예에서, 상기 폴리스티렌계 수지(D)는 방향족 비닐계 단량체 70 내지 100 중량% 및 이와 공중합 가능한 단량체 0 내지 30 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 구체예에서, 상기 페놀 수지(E)는 노볼락계 페놀 수지인 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물을 상기 기초수지 100 중량부에 대하여 (F) 충격보강제 1 내지 30 중량부를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명
(A) 폴리카보네이트 수지
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물에는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 방법에 의해 제조되거나, 상업적으로 구입 가능한 폴리카보네이트 수지, 바람직하게는 방향족 폴리카보네이트가 제한 없이 사용될 수 있다.
예를 들어, 상기 폴리카보네이트 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 디페놀 화합물을 포스겐, 할로겐 포르메이트 또는 탄산 디에스테르와 반응시켜 제조할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112008090148879-pat00001
상기 식에서, A는 단일 결합, C1~C5의 알킬렌, C1~C5의 알킬리덴, C5∼C6의 사이클로알킬리덴, -S- 또는 -SO2-를 나타낸다.
상기 화학식 1로 표시되는 디페놀 화합물의 구체적인 예로는 4,4'-디히드록시디페닐, 2,2-비스-(4-하이드록시페닐)-프로판, 2,4-비스-(4-하이드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스-(4-하이드록시페닐)-사이클로헥산, 2,2-비스-(3-클로로-4-하이드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-하이드록시페닐)-프로판 등을 들 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 상기 디페놀 화합물로는 하이드로퀴논, 레조시놀과 같은 화합물을 사용할 수 있다. 이들 중, 2,2-비스-(4-하이드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-하이드록시페닐)-프로판 또는 1,1-비스-(4-하이드록시페닐)-사이클로헥산 등의 비스페놀류가 바람직하며, 그 중에서 비스페놀-A라고도 불리는 2,2-비스-(4-하이드록시페닐)-프로판이 보다 바람직하다. 본 발명에 사용되는 폴리카보네이트 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은 10,000 내지 200,000인 것이 바람직하며, 15,000 내지 80,000인 것이 보다 바람직하다.
상기 폴리카보네이트 수지로는 선형 폴리카보네이트 수지, 분지형 폴리카보네이트 수지 또는 선형과 분지형 폴리카보네이트 수지를 혼합한 것을 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 선형 폴리카보네이트 수지로는 비스페놀 A계 폴리카보네이트 수지가 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 분지형 폴리카보네이트 수지는, 바람직하게 중합에 사용되는 디페놀 화합물의 전량에 대하여 0.05~2 몰%의 트리- 또는 그 이상의 다관능 화합물, 예를 들면 3가 또는 그 이상의 페놀기를 가진 화합물을 첨가하여 제조할 수 있다.
본 발명의 구체예에서 상기 폴리카보네이트 수지(A)는 (메타)아크릴레이트계 수지(B)와 함께 기초수지를 구성하며, 기초수지의 전체 중량에 대하여 40 내지 90 중량%, 바람직하게는 50 내지 85 중량%, 보다 바람직하게는 55 내지 80 중량%의 범위로 사용된다. 상기 폴리카보네이트 수지(A)는 난연성 부여를 용이하게 하는 역할을 하기 때문에 40 중량% 미만으로 적용할 경우 난연성 및 기계적 강도의 저하가 발생하며, 90 중량%를 초과하여 적용할 경우 내스크래치성의 향상을 기대하기 어렵다.
(B) (메타)아크릴레이트계 수지
본 발명에 사용되는 (메타)아크릴레이트계 수지는 알킬 (메타)아크릴레이트의 단일중합체 또는 공중합체이며, 바람직하게는 탄소수 1~4의 알킬 메타크릴레이트의 단일중합체 또는 공중합체이다.
구체적으로, 상기 (메타)아크릴레이트계 수지는 탄소수 1~4의 알킬 메타크릴레이트 50 내지 100 중량% 및 이와 공중합 가능한 단량체 0 내지 50 중량%의 중합체이다. 상기 탄소수 1~4의 알킬 메타크릴레이트의 함량이 50 중량% 미만일 경우에는 중합된 (메타)아크릴레이트계 수지의 투명성 및 기계적 강도가 저하될 수 있어 바람직하지 않다.
상기 탄소수 1~4의 알킬 메타크릴레이트는 알킬기가 1~4개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 메타크릴레이트이며, 예를 들어, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, iso-프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트 등을 포함한다. 이 중에서 메틸 메타크릴레이트(MMA)가 가장 바람직하다.
상기 탄소수 1~4의 알킬 메타크릴레이트와 공중합 가능한 단량체는 특별한 제한되지 않으며, 바람직하게는 단일 관능 불포화 단량체가 사용된다. 예를 들어, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트 및 글리시딜 메타크릴레이트를 포함하는 메타크릴레이트계 단량체; 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트 및 2-에틸헥실 아크릴레이트를 포함하는 아크릴레이트계 단량체; 아크릴산 및 메타크릴산을 포함하는 불포화 카르복실산; 무수말레산을 포함하 는 산무수물; 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴을 포함하는 니트릴계 단량체; 스티렌 및 α-메틸스티렌을 포함하는 스티렌계 단량체 등을 사용할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상의 혼합물로 적용될 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트계 수지의 제조 시 분자량 및 열안정성을 조절하기 위하여 연쇄이동제 및 산화방지제 등을 적용할 수 있으며, 각각의 사용량은 종류에 따라 차이가 있으나, 전체 단량체 100 중량부에 대하여 0.02 내지 10 중량부가 바람직하다.
상기 (메타)아크릴레이트계 수지의 중합방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 괴상중합, 유화중합, 현탁중합 방법에 따라 제조할 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트계 수지(B)는 기초수지의 전체 중량에 대하여 10 내지 60 중량%, 바람직하게는 10 내지 50 중량%, 보다 바람직하게는 15 내지 45 중량%로 사용된다. 상기 (메타)아크릴레이트계 수지의 함량이 10 중량% 미만인 경우, 내스크래치성을 부여하기 어렵고, 60 중량%를 초과할 경우, 난연성이 매우 저하되어 특히, 인계 난연제로 난연성을 달성하는 것이 곤란하다.
(C) 난연제
본 발명에 사용되는 난연제는 특별히 제한되지 않는다. 바람직하게, 본 발명에는 인계 난연제, 할로겐계 난연제 또는 이들의 혼합물이 적용될 수 있으며, 이중 인계 난연제를 사용하는 것이 좀 더 바람직하다.
상기 인계 난연제는 통상의 인을 함유하는 난연제를 의미하며, 예를 들어, 적인, 포스페이트(Phosphate), 포스포네이트(Phosphonate), 포스피네이트(Phosphinate), 포스핀옥사이드(Phosphine Oxide), 포스파젠(Phosphazene) 및 이들의 금속염 등이 적용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 할로겐계 난연제로는 난연제의 역할을 할 수 있는 할로겐계 화합물을 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 데카브로모 디페닐 에테르, 데카브로모 디페닐 에탄, 테트라브로모 비스페놀-A, 테트라브로모 비스페놀-A 에폭시 올리고머, 옥타브로모 트리메틸페닐 인단, 에틸렌-비스-테트라브로모프탈이미드, 트리스(트리브로모페놀)트리아진, 브롬화폴리스티렌 등과 같이 상용화된 할로겐계 난연제를 사용할 수 있다. 특히, 상기 할로겐계 난연제로는 통상의 가공온도에서 용융이 가능한 할로겐계 화합물, 보다 구체적으로는 250℃ 이하에서 융점 또는 연화점을 갖는 할로겐계 화합물이 바람직하다.
상기 난연제(C)는 기초수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 50 중량부, 바람직하게는 5 내지 30 중량부, 보다 바람직하게는 10 내지 25 중량부로 사용된다. 상기 난연제의 함량이 1 중량부 미만일 경우 난연 효과를 얻기 어렵고, 50 중량부를 초과할 경우 충격강도와 같은 물성이 현저하게 저하될 수 있다.
(D) 폴리스티렌계 수지
본 발명에서는 폴리카보네이트 수지와 (메타)아크릴레이트계 수지 간의 상용성을 향상시키기 위하여 폴리스티렌계 수지를 사용한다. 폴리스티렌계 수지를 폴리 카보네이트 수지와 (메타)아크릴레이트계 수지의 기초수지에 첨가하면, 폴리카보네이트 수지와 (메타)아크릴레이트계 수지 간의 상용성이 향상되어 상분리를 방지할 수 있고, 착색성이 증가하며, 다른 물성의 저하 없이 내스크래치성과 난연성이 우수한 수지 조성물을 제조할 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 폴리스티렌계 수지는 기초수지 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부, 바람직하게는 5 내지 20 중량부, 보다 바람직하게는 5 내지 15 중량부로 사용된다. 상기 폴리스티렌계 수지를 1 중량부 미만으로 사용할 경우에는, 폴리카보네이트 수지(A)와 (메타)아크릴레이트계 수지(B)의 상용성을 증가시키기 어렵기 때문에 상분리를 방지하고 착색성을 개선하기 어렵다. 또한 30 중량부를 초과하여 사용할 경우에는 기초수지의 고유 특성에 영향을 미쳐, 내스크래치성과 난연성이 저하될 수 있다.
본 발명에 사용되는 폴리스티렌계 수지는 방향족 비닐계 단량체를 개시제를 사용하여 중합시켜 제조된 것으로, 유화중합, 현탁중합, 괴상중합과 같은 알려진 중합방법에 의하여 제조할 수 있다.
상기 방향족 비닐계 단량체로는 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 파라 t-부틸스티렌, 에틸스티렌, 비닐크실렌, 비닐나프탈렌 등을 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이중에서 스티렌인 가장 바람직하다. 바람직하게, 상기 방향족 비닐계 단량체는 폴리스티렌계 수지의 전체 중량에 대하여 70 내지 100 중량%로 사용된다.
상기 폴리스티렌계 수지에는 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단 량체가 1종 이상 도입될 수 있다. 도입 가능한 단량체의 예로는 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴과 같은 불포화 니트릴계 단량체, 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레인산, N-치환말레이미드 등이 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 공중합 가능한 단량체는 폴리스티렌계 수지의 전체 중량에 대하여 0 내지 30 중량%로 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 폴리스티렌계 수지는 선택적으로 고무 성분 0 내지 15 중량%를 더 포함할 수 있다. 상기 고무의 예로는 폴리부타디엔, 폴리(스티렌-부타디엔), 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔) 등의 디엔계 고무; 상기 디엔계 고무에 수소를 첨가한 포화고무; 이소플렌 고무; 폴리아크릴산부틸 등의 아크릴계 고무; 및 에틸렌-프로필렌-디엔단량체 삼원공중합체(EPDM) 등을 들 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 이 중, 디엔계 고무가 바람직하고, 부타디엔계 고무가 더욱 바람직하다.
상기 폴리스티렌계 수지의 구체적인 예로는 범용 폴리스티렌 수지(GPPS), 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지(SAN), 고무강화 폴리스티렌 수지(HIPS) 등이 있으며, 이 중, 범용 폴리스티렌 수지가 보다 바람직하다.
(E) 페놀 수지
본 발명의 열가소성 수지 조성물에서 폴리카보네이트 수지(A)와 함께 기초수지를 구성하는 (메타)아크릴레이트계 수지(C)는 연소 시 차르(char) 생성이 충분하지 않아 난연성이 떨어지는 단점이 있다. 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 차르 형성제로서 페놀 수지를 사용한다. 페놀수지는 약 300~450℃의 저온영역에서 차르를 형성하므로, 연소 초기에 표면에 효과적으로 차르가 형성되게 하여 연소된 가스의 유출을 막을 뿐만 아니라, 외부로부터 산소를 차단하고 단열층이 형성될 수 있도록 도와줌으로써, 난연성을 향상시키는 역할을 한다.
통상적으로 페놀 수지는 레졸계 페놀 수지와 노볼락계 페놀 수지로 구분된다. 본 발명에서는 이들 모두를 사용할 수 있으며, 레졸계 페놀 수지보다 노볼락계 페놀 수지를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
상기 노볼락계 페놀 수지로는 페놀-포름알데히드 노볼락 수지, 터셔리부틸페놀-포름알데히드 노볼락 수지, 파라옥틸페놀-포름알데히드노볼락 수지, 파라시아노페놀-포름알데히드 노볼락 수지 등이 사용될 수 있으며, 페놀 에폭시 노볼락 수지도 사용될 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 상기 노볼락계 페놀 수지의 평균 분자량은 300~10,000인 것이 바람직하다.
본 발명의 구체예에서 상기 페놀 수지는 기초수지 100 중량부에 대하여 1~20 중량부, 바람직하게는 1~10 중량부, 보다 바람직하게는 1~5 중량부로 사용된다. 상기 페놀 수지를 1 중량부 미만으로 사용할 경우에는 향상된 난연 특성을 얻기 어렵고, 20 중량부를 초과하여 사용할 경우에는 기계적 물성이 떨어지고, 내후성이 저하될 수 있다.
(F) 충격보강제
본 발명의 하나의 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 선택적으로 충 격보강제를 더 포함할 수 있다. 상기 충격보강제로는 고무변성 그라프트 공중합체 또는 올레핀계 공중합체를 사용할 수 있다.
상기 고무변성 그라프트 공중합체는 고무질 중합체에 그라프트 공중합이 가능한 단량체를 그라프트 중합시켜 제조할 수 있으며, 상기 고무변성 그라프트 공중합체 중 고무의 함량은 20~80 중량%인 것이 바람직하다.
상기 고무질 중합체는 디엔계 고무, 아크릴레이트계 고무 및 실리콘계 고무로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 디엔계 고무에는 부타디엔이 대표적인 단량체로 이용되며, 이소프렌 등이 적용될 수 있다. 상기 아크릴레이트계 고무는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 헥실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타아크릴레이트 등의 단량체를 사용한다. 상기 실리콘계 고무는 사이클로실록산으로부터 제조될 수 있으며, 상기 사이클로실록산의 예로는 헥사메틸 사이클로트리실록산, 옥타메틸 사이클로테트라실록산, 데카메틸 사이클로펜타실록산, 도데카메틸 사이클로헥사실록산, 트리메틸트리페닐 사이클로트리실록산, 테트라메틸테트라페닐 사이클로테트로실록산, 옥타페닐 사이클로테트라실록산 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 이외에도 에틸렌/프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔의 삼원공중합체(EPDM) 등의 폴리올레핀계 고무를 이용할 수 있다.
상기 고무질 중합체와 그라프트 공중합이 가능한 단량체로는 스티렌, α-메틸스티렌 및 알킬치환 스티렌과 같은 스티렌계 단량체; 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴과 같은 니트릴계 단량체; 메틸 메타크릴레이트 및 메틸 아크릴레이트와 같은 (메타)아크릴레이트계 단량체; 무수말레인산과 같은 산무수물; 알킬 또는 페닐 핵치환 말레이미드 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 상기 충격보강제는 용도에 따라 선택적으로 적용될 수 있으며, 기초수지 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부, 바람직하게는 2 내지 20 중량부, 보다 바람직하게는 3 내지 10 중량부로 사용된다. 상기 충격보강제를 1 중량부 미만으로 사용할 경우에는 충격보강의 효과가 떨어지고, 30 중량부를 초과하여 사용할 경우에는 내스크래치 특성 및 난연성 등이 저하될 수 있다.
본 발명의 다른 구체예에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 각각의 용도에 따라 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 폴리테트라플루오르에틸렌과 같은 적하 방지제, 산화 방지제, 가소제, 열안정제, 광안정제, 상용화제, 내후안정제, 안료, 염료, 무기물 첨가제 등을 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 첨가제는 기초수지 100 중량부에 대하여 30 중량부 이하, 바람직하게는 0.0001 내지 30 중량부로 사용된다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 수지 조성물을 제조하는 공지의 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 구성 성분과 기타 첨가제들을 동시에 혼합한 후, 압출기 내에서 용융 압출하여 펠렛 또는 칩 형태로 제조할 수 있다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 난연성과 내스크래치성이 뛰어날 뿐만 아니라 충격강도와 같은 기계적 물성이 우수하여 여러 가지 제품의 성형에 사용될 수 있다. 특히, 높은 난연성과 내스크래치성이 요구되는 TV, 오디오, 핸드폰, 디지털 카메라, 내비게이션, 세탁기, 컴퓨터, 모니터, MP3, 비디오 플레이어, CD 플레이어, 세척기 및 사무자동화 기기와 같은 전기ㆍ전자의 외장재 제조에 널리 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물을 이용하여 플라스틱 성형품을 성형하는 방법에는 특별한 제한이 없으며, 예를 들어, 압출, 사출 혹은 캐스팅 성형 방법 등이 적용될 수 있다. 상기 성형은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 실시될 수 있다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시를 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
하기의 실시예 및 비교 실시예에서 사용된 각 성분들의 사양은 다음과 같다.
(A) 폴리카보네이트 수지
일본 Teijin사의 Panlite L-1225 Grade를 사용하였다.
(B) (메타)아크릴레이트계 수지
LG MMA사에서 제조한 폴리메틸메타크릴레이트 수지인 IH830 Grade를 사용하였다.
(C) 난연제
인계 난연제로서 일본 다이하치화학에서 제조한 비스페놀 A 디포스페이트인 CR-741을 사용하였다.
(D) 폴리스티렌계 수지
제일모직에서 제조한 범용 폴리스티렌 수지(GPPS)인 HF-2660S Grade를 사용하였다.
(E) 페놀 수지
코오롱 유화에서 제조한 노볼락계 페놀 수지인 KPHF-2002를 사용하였다.
(F) 충격보강제
MRC사에서 제조한 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-에틸 아크릴레이트 공중합체인 Metablen C223-A Grade를 사용하였다.
(G) 적하 방지제 (PTFE: Polytetrafluoroethylene)
미국 Dupont사의 테프론(상품명) 7AJ를 사용하였다.
실시예 1~3 및 비교실시예 1~2
상기 각 성분을 하기 표 1과 같은 함량으로 혼합한 후, 통상의 2축 압출기에서 220∼260℃의 온도범위에서 압출하여 펠렛 형태로 제조하였다. 제조된 펠렛을 80℃에서 3시간 건조시킨 후 8 oz 사출기에서 성형온도 250℃, 금형온도 60℃ 조건으로 사출하여 시편을 제조하였다.
상기 실시예 및 비교실시예에서 제조한 시편에 대하여 하기의 방법에 따라 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1) Izod 충격 강도: 1/8" 두께의 시편에 대하여 ASTM D-256 규격에 의거하여 측정하였다(kgfㆍcm/cm).
(2) 난연성: 2.0 ㎜두께의 시편에 대하여 UL 94 V 난연규정에 따라 난연성을 측정하였다.
(3) 연필경도: 10·10 ㎠ 시편을 23℃, 상대습도 50%에서 48시간 방치한 후 JIS K 5401 규격에 따라 연필 경도를 측정하였다. 내스크래치성은 연필 경도 결과에 따라 3B, 2B, B, HB, F, H, 2H, 3H 등으로 평가되며 높은 H값을 보일수록 내스크래치 성능이 우수하며 높은 B값을 보일수록 내스크래치 물성이 저하되는 것을 의미한다.
Figure 112008090148879-pat00002
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 폴리카보네이트 수지와 (메타)아크릴레이트계 수지의 블렌드에 난연제, 폴리스티렌계 수지 및 페놀 수지를 적용한 실시예 1~3은 모두 난연도가 V0으로 난연성이 뛰어나며, 동시에 내스크래치성과 내충격성이 우수한 것을 알 수 있었다. 특히, 실시예 1에 비해 페놀 수지의 함량을 증가시킨 실시예 2의 경우, 총 연소 시간이 감소하는 것으로 나타나, 페놀 수지가 난연성에 도움을 준다는 것을 확인할 수 있었다.
이에 비해, 페놀 수지를 사용하지 않을 것을 제외하고는 각각 실시예 1 및 3과 조성이 동일한 비교실시예 1 및 3의 경우, 난연도가 UL 94 V 기준을 통과하지 못하였다.
본 발명은 폴리카보네이트 수지와 (메타)아크릴레이트계 수지로 이루어지는 기초수지에 난연제, 폴리스티렌계 수지 및 페놀 수지를 적용함으로써, 난연성이 뛰어날 뿐만 아니라, 내스크래치성 및 충격강도가 우수한 열가소성 수지 조성물을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (11)

  1. (A) 폴리카보네이트 수지 40 내지 90 중량% 및 (B) (메타)아크릴레이트계 수지 10 내지 60 중량%로 이루어지는 기초수지 100 중량부;
    (C) 난연제 1 내지 50 중량부;
    (D) 폴리스티렌계 수지 1 내지 30 중량부; 및
    (E) 페놀 수지 1 내지 20 중량부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 내스크래치성이 우수한 난연성 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (메타)아크릴레이트계 수지(B)는 탄소수 1~4의 알킬 메타크릴레이트 50 내지 100 중량% 및 이와 공중합 가능한 단량체 0 내지 50 중량%의 중합체인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 공중합 가능한 단량체는 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트 및 글리시딜 메타크릴레이트를 포함하는 메타크릴레이트계 단량체; 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트 및 2-에틸헥실 아크릴레이트를 포함하는 아크릴레이트계 단량체; 아크릴산 및 메타크릴산을 포함하는 불포화 카르복실산; 무수말레산을 포함하는 산무수물; 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴을 포함하는 니트릴계 단량체; 스티렌 및 α-메틸스티렌을 포함하는 스티렌계 단량체; 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 난연제(C)는 인계 난연제, 할로겐계 난연제 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 폴리스티렌계 수지(D)는 방향족 비닐계 단량체 70 내지 100 중량% 및 이와 공중합 가능한 단량체 0 내지 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 공중합 가능한 단량체는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레인산, N-치환말레이미드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 페놀 수지(E)는 노볼락계 페놀 수지인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기초수지 100 중량부에 대하여 (F) 충격보강제 1 내지 30 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 충격보강제(E)는 고무변성 그라프트 공중합체 또는 올레핀계 공중합체인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 적하 방지제, 산화 방지제, 가소제, 열안정제, 광안정제, 상용화제, 내후안정제, 안료, 염료, 무기물 첨가제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 열가소성 수지 조성물로 성형되는 플라 스틱 성형품.
KR1020080136111A 2008-12-29 2008-12-29 내스크래치성이 우수한 난연성 열가소성 수지 조성물 KR101066929B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080136111A KR101066929B1 (ko) 2008-12-29 2008-12-29 내스크래치성이 우수한 난연성 열가소성 수지 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080136111A KR101066929B1 (ko) 2008-12-29 2008-12-29 내스크래치성이 우수한 난연성 열가소성 수지 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100078010A KR20100078010A (ko) 2010-07-08
KR101066929B1 true KR101066929B1 (ko) 2011-09-22

Family

ID=42639293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080136111A KR101066929B1 (ko) 2008-12-29 2008-12-29 내스크래치성이 우수한 난연성 열가소성 수지 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101066929B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104151758B (zh) * 2014-08-25 2016-04-06 国家电网公司 一种配电箱外壳材料及其应用
EP4039745A4 (en) * 2019-09-30 2023-11-15 Lotte Chemical Corporation THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION AND MOLDED PRODUCT MADE THEREFROM

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020094307A (ko) * 2001-06-08 2002-12-18 제일모직주식회사 난연성 열가소성 수지조성물
KR100373211B1 (ko) 2000-09-05 2003-02-25 주식회사 엘지화학 비할로겐 스티렌계 열가소성 난연 수지 조성물
KR20050103486A (ko) * 2003-02-03 2005-10-31 바이엘 머티리얼사이언스 아게 내연성 폴리카르보네이트 블렌드
KR100817563B1 (ko) 2006-11-13 2008-03-27 제일모직주식회사 내스크래치 난연성 열가소성 수지 조성물

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100373211B1 (ko) 2000-09-05 2003-02-25 주식회사 엘지화학 비할로겐 스티렌계 열가소성 난연 수지 조성물
KR20020094307A (ko) * 2001-06-08 2002-12-18 제일모직주식회사 난연성 열가소성 수지조성물
KR20050103486A (ko) * 2003-02-03 2005-10-31 바이엘 머티리얼사이언스 아게 내연성 폴리카르보네이트 블렌드
KR100817563B1 (ko) 2006-11-13 2008-03-27 제일모직주식회사 내스크래치 난연성 열가소성 수지 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100078010A (ko) 2010-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5303027B2 (ja) 相溶性が改善された難燃性−耐スクラッチ性熱可塑性樹脂組成物
KR100817563B1 (ko) 내스크래치 난연성 열가소성 수지 조성물
KR100810111B1 (ko) 난연성 열가소성 수지 조성물
KR100804173B1 (ko) 난연성 열가소성 수지 조성물
KR100822740B1 (ko) 내스크래치 난연성 열가소성 수지 조성물
KR100979927B1 (ko) 신규한 (메타)아크릴레이트계 공중합체 및 이를 이용한 내스크래치성 열가소성 수지 조성물
JP2012140588A (ja) 離型性及び外観特性に優れたポリカーボネート系樹脂組成物、並びにこれを用いた成形品
US11124647B2 (en) Thermoplastic resin composition and molded article using same
CN111615538B (zh) 热塑性树脂组合物和由其形成的模制品
KR101134016B1 (ko) 고내열 내스크래치 난연성 열가소성 수지 조성물
KR101134012B1 (ko) 난연성 열가소성 수지 조성물
KR101664844B1 (ko) 폴리카보네이트계 열가소성 수지 조성물 및 성형품
KR101134018B1 (ko) 상용성이 향상된 난연 내스크래치 열가소성 수지 조성물 및이를 이용한 성형품
KR101134014B1 (ko) 내스크래치성 및 충격강도가 우수한 난연성 열가소성 수지 조성물
KR20110078238A (ko) 내스크래치성이 우수한 난연성 열가소성 수지 조성물
KR100873499B1 (ko) 폴리카보네이트계 수지 조성물 및 플라스틱 성형품
KR101066929B1 (ko) 내스크래치성이 우수한 난연성 열가소성 수지 조성물
KR101003698B1 (ko) 내스크래치성이 우수한 난연성 열가소성 수지 조성물
KR101251330B1 (ko) 난연성이 우수한 폴리카보네이트　수지 조성물
KR100966050B1 (ko) 상용성이 우수한 열가소성 수지 조성물
KR101422661B1 (ko) 난연성 열가소성 수지 조성물
KR102018715B1 (ko) 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품
KR100876844B1 (ko) 투명성이 향상된 내스크래치 난연성 열가소성 수지 조성물
KR100877581B1 (ko) 내스크래치 난연성 열가소성 수지 조성물
CN110527267B (zh) 热塑性树脂组合物和由其制备的模制品

Legal Events

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

Payment date: 20140605

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150825

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160803

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170824

Year of fee payment: 7