KR101234601B1 - 신규한 포스포네이트계 화합물 및 이를 포함하는 난연성 열가소성 수지 조성물 - Google Patents

신규한 포스포네이트계 화합물 및 이를 포함하는 난연성 열가소성 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 포스포네이트계 화합물을 제공한다. 상기 본 발명에 따른 난연성 열가소성 수지 조성물은 화재에 대하여 안정성이 있고, 할로겐계 난연제를 사용하지 않아 연소 시 환경오염을 발생시키지 않아 환경 친화적이며, 강도가 우수한 비할로겐계 난연성 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
<화학식 1>
Figure 112009081935975-pat00001
상기 식에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-C4의 알킬렌이고, X는 시아노기이다. 또한, 본 발명은 (A)열가소성 수지 및 (B)상기 화학식 1로 표시되는 포스포네이트계 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
2,4,8,10-테트라옥사-3,9-디포스파스파이로[5,5]운데칸,3,9-디시아노에틸-3,9-디옥시드, 인계 화합물, 난연, Flame retardant

Description

신규한 포스포네이트계 화합물 및 이를 포함하는 난연성 열가소성 수지 조성물 {Novel phosphoanate based compound and flame retardant thermoplastic resin composition including the same}
본 발명은 포스포네이트계 화합물 및 이를 포함하는 난연성 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 신규한 포스포네이트계 화합물, 및 난연제로서 상기 포스포네이트계 화합물을 적용함으로써 난연성을 향상시킨 비할로겐계 난연성 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
열가소성 수지 조성물에 난연성을 부여하는 기술은 이제까지 많은 연구가 진행되었으며, 일반적으로 안티몬계, 할로겐계, 인계 또는 질소를 포함한 화합물을 블렌드하여 난연성을 부여하는 방법이 공지의 기술로 알려져 사용되고 있다.
수지 조성물에 난연성을 부여하기 위하여 종래에는 할로겐계 난연제와 안티몬 화합물이 사용되었으나, 할로겐과 안티몬 화합물을 함께 적용하여 난연성을 부여하는 방법은 난연성 확보가 용이하고 물성 저하도 거의 발생하지 않는 장점이 있지만, 가공시 발생되는 할로겐화 수소 가스로 인체에 치명적인 영향을 미칠 가능성 이 있음이 실험을 통해서 보고되고 있다. 특히 할로겐계 난연제의 주를 이루는 폴리브로모디페닐에테르는 연소 시에 다이옥신이나 퓨란과 같은 매우 유독한 가스를 발생할 가능성이 높기 때문에 이러한 할로겐계 화합물을 적용하지 않는 난연화 방법에 관심이 모아지고 있다.
할로겐계 난연제를 사용하지 않고 난연성을 부여하기 위한 기술로 현재 가장 보편적인 것은 인산 에스테르계 난연제를 사용하는 것이다. 하지만 인산 에스테르 첨가에 의한 난연성이 효과를 나타내기 위해서는 난연제 또는 난연보조제를 일정량 이상 첨가하여야 하는 문제점이 있다.
국제출원공개번호 제2004087809호, 일본특허 제2002037973호에서는 펜타에리트리톨 알킬포스포네이트 화합물 및 이를 이용한 첨가형 난연 수지를 언급하고 있다. 하지만 이는 펜타에리트리톨 화합물에 알킬포스포네이트기 제공에 쓰였을 뿐, 펜타에리트리톨 화합물에 시안화알킬포스포네이트기 유도체를 사용하여 인계 난연성 화합물을 합성하는 방법 및 이를 함유하는 열가소성 수지 조성물에 관해서는 개시하고 있지 않다.
본 발명의 목적은 수지 조성물에 난연성을 부여하기 위하여 첨가될 수 있는 신규한 포스포네이트계 화합물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 화재에 대하여 안정성이 있는 상기 신규한 포스포네이트계 화합물을 포함하는 난연성 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 수지의 가공이나 연소시에 환경오염을 야기시키는 할로겐계 난연제를 사용하지 않고 환경 친화성 화합물을 난연제로 사용하고, 기존에 사용되어지던 인산에스테르계 난연제보다 난연성이 우수한 환경친화적인 난연성 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 포스포네이트계 화합물을 제공한다.
<화학식 1>
Figure 112009081935975-pat00002
상기 식에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-C4의 알킬렌이고, X는 시아노기 이다.
본 발명은 (A)열가소성 수지; 및 (B)상기 화학식 1로 표시되는 포스포네이트계 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
상기 열가소성 수지는, 구체적으로,  폴리 스티렌 수지(PS수지), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지(ABS 수지), 고무변성 폴리스티렌 수지(HIPS), 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 공중합체 수지(ASA 수지), 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 수지(SAN 수지), 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 고중합체 수지(MBS 수지), 아크릴로니트릴-에틸아크릴레이트-스티렌 공중합체 수지(AES 수지), 폴리 페닐렌에테르 수지(PPE), 폴리 에틸렌 수지(PE), 폴리 프로필렌 수지(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리메틸 메타아크릴레이트(PMMA), 폴리아미드(PA)계 수지 등이 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 난연성 열가소성 조성물은 (A)열가소성 수지 100 중량부; 및 (B)상기 화학식 1로 표시되는 포스포네이트계 화합물 0.5~30 중량부의 함량비로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 난연성 열가소성 수지 조성물은 (C)추가적 인계 난연제 화합물 1~20 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 (C)인계 화합물은 구체적으로 (C)-1 방향족 인산 에스테르 화합물; 또는 (C)-2 입자크기 10 ㎛ 이하인 알킬 포스피닉산 금속염 화합물일 수 있다.
본 발명에 따른 포스포네이트계 화합물을 포함하는 난연성 열가소성 수지 조성물은 강도 및 난연성이 우수하고, 친환경적이다.
이하 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.
본 발명의 일 태양에서, 하기 화학식 1로 표시되는 포스포네이트계 화합물을 제공한다.
<화학식 1>
Figure 112009081935975-pat00003
상기 식에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-C4의 알킬렌이고, X는 시아노기이다. 
예를 들면, 상기 화학식 1로 표시되는 포스포네이트계 화합물은 2,4,8,10-테트라옥사-3,9-디포스파스파이로[5,5]운데칸,3,9-디시아노에틸-3,9-디옥시드이다.
상기 화학식 1로 표시되는 포스포네이트계 화합물은 하기 반응식의 반응 경로로 합성될 수 있다. 하기 반응식에서 R은 C1-C4의 알킬렌이다.
<반응식 1>
Figure 112009081935975-pat00004
본 발명에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 포스포러스 트리클로라이드와 펜타에리트리톨을 반응한 후, 이를 다시 메탄올 또는 NC-R-OH와 탈염산 반응하여 중간체를 제조한 다음 이를 다시 NC-R-OH와 반응시키면 제조될 수 있다.
예를 들어서, 2,4,8,10-테트라옥사-3,9-디포스파스파이로[5,5]운데칸,3,9-디시아노에틸-3,9-디옥시드의 대표적 제조법은 다음과 같다.
포스포러스 트리클로라이드 1~3 당량비, 바람직하게는 2 당량비, 펜타에리트리톨 1 당량비와 메탄올 또는 3-히드록시프로피오니트릴 2 당량비를 질소 분위기 하 상온에서 교반하여 얻어진 2,4,8,10-테트라옥사-3,9-디포스파스파이로[5,5]운데칸,3,9-디메톡시 또는 2,4,8,10-테트라옥사-3,9-디포스파스파이로[5,5]운데칸,3,9-디시아노에톡시에 3-브로모프로피오니트릴을 1~3 당량비 바람직하게는 2 당량비, 추가 후 100~150 oC에서 교반하여 2,4,8,10-테트라옥사-3,9-디포스파스파이로[5,5]운데칸,3,9-디시아노에틸-3,9-디옥시드를 얻는다.
본 발명의 다른 태양에서, (A)열가소성 수지, 및 (B)하기 화학식 1로 표시되는 포스포네이트계 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
<화학식 1>
Figure 112009081935975-pat00005
상기 식에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-C4의 알킬렌이고, X는 시아노기이다.
바람직하게는, 상기 난연성 열가소성 수지 조성물은 (A)열가소성 수지 100중량부에 대하여 (B)화학식 1로 표시되는 포스포네이트계 화합물 0.5~30 중량부, 바람직하게는 5~25 중량부의 함량비로 이루어질 수 있다. 화학식 1로 표시되는 포스포네이트계 화합물을 (A)열가소성 수지 100 중량부 대비 0.5 중량부 미만으로 사용할 경우 난연도 저하의 문제점이 있을 수 있고, (A)열가소성 수지 100 중량부 대비 30 중량부 초과하여 사용할 경우 수지의 기계적 물성 저하 문제점이 있을 수 있다.
본 발명에서 사용되는 열가소성 수지는 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 상기 열가소성 수지는 폴리 스티렌 수지(PS수지), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지(ABS 수지), 고무변성 폴리스티렌 수지(HIPS), 아크릴로니트릴-스티 렌-아크릴레이트 공중합체 수지(ASA 수지), 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 수지(SAN 수지), 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 고중합체 수지(MBS 수지), 아크릴로니트릴-에틸아크릴레이트-스티렌 공중합체 수지(AES 수지), 폴리 페닐렌에테르 수지(PPE), 폴리 에틸렌 수지(PE), 폴리 프로필렌 수지(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리메틸 메타아크릴레이트(PMMA), 폴리아미드(PA)계 수지 등이 사용될 수 있다. 이들은 2종 이상의 공중합 형태로도 사용이 가능하며, 2종 이상 혼합된 얼로이 형태로도 사용될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에서, (A-1)스티렌계 수지, (A-2)폴리페닐렌 에테르 수지, 및 (B)상기 화학식 1로 표시되는 포스포네이트계 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 난연성 스티렌계 수지 조성물을 제공한다. 예를 들면, 상기 난연성 열가소성 수지 조성물은 (A-1)스티렌계 수지 70~99 중량% 및 (A-2)폴리페닐렌 에테르 수지 1~30 중량%로 이루어지는 기초수지 (A-1)+(A-2) 100 중량부에 대하여 (B)화학식 1로 표시되는 포스포네이트계 화합물 0.5~30 중량부의 함량비로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 (A)스티렌계 수지 및 (B)폴리페닐렌 에테르 수지로 이루어지는 기초 수지 중에서, (B)폴리페닐렌 에테르 수지는 15~30 중량%의 범위에서 사용한다. 상기 (B)폴리페닐렌 에테르 수지를 1 중량부 미만으로 사용할 경우에는 난연도가 저하되며 30 중량부 이상 사용하면 성형성이 떨어진다.
본 발명에 따른 난연성 열가소성 수지 조성물은 (C)추가적 인계 난연제 화합물을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, (C)인계 화합물은 (C)-1 방향족 인산 에스 테르 화합물; 또는 (C)-2 입자크기 10 ㎛ 이하인 알킬 포스피닉산 금속염 화합물일 수 있다. 상기 (C)추가적 인계 난연제 화합물은 상기 (A)열가소성 수지 100 중량부 대비 1~20 중량부의 범위에서 사용한다. 또한, 본 발명에 따른 난연성 열가소성 수지 조성물은 (C)추가적 인계 난연제 화합물을 더 포함하는 경우, 상기 (C)포스포네이트계 화합물은 바람직하게는 1 내지 10 중량부 범위에서 사용할 수 있다.
상기 (C)-1 방향족 인산 에스테르 화합물은 보다 구체적으로 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
<화학식 2>
Figure 112009081935975-pat00006
상기 식에서, R3, R4, R5, R3', R4', R5', R3", R4", R5", R3"', R4"' 및 R5"'는, 각각 독립적으로, 수소 또는 C1-C4의 알킬기이고, X는 C6-C20의 아릴기 또는 C1-C4의 알킬기가 치환된 C6-C20의 아릴기이고, n은 0 내지 4의 정수이다.
바람직하게는, 상기 X는 레소시놀, 히드로퀴놀, 비스페놀-A의 디알콜로부터 유도된 것일 수 있다.
상기 화학식 2에 해당되는 화합물의 예로 n이 0인 경우 트리페닐 포스페이 트, 트리(2,6-디메틸)포스페이트 등이 있으며, n이 1인 경우 레소시놀 비스(디페닐)포스페이트, 레소시놀비스(2,6-디메틸페닐)포스페이트, 레소시놀비스(2,4-디터셔리부틸페닐)포스페이트, 하이드로퀴놀비스(2,6-디메틸페닐)포스페이트, 하이드로퀴놀비스(2,4-디터셔리부틸페닐)포스페이트 등을 들 수 있다. 이들 방향족 인산 에스테르 화합물은 단독으로 적용될 수 있으며 또는 각각의 혼합물로도 적용이 가능하다.
상기 (C)-2 알킬 포스피닉산 금속염 화합물은 보다 구체적으로 하기 화학식 3의 구조를 가지며 평균 입자 크기가 10 ㎛ 이하, 바람직하게는, 1 내지 10 ㎛인 화합물이다.
<화학식 3>
Figure 112009081935975-pat00007
 
상기 식에서, R은 C1-C6의 알킬기, C1-C6의 고리알킬기 또는 C6-C10의 아릴기이며, M은 Al, Zn, Ca 등의 금속이고, n은 2 또는 3의 정수이다.
특히 상기 R은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 또는 페닐기를 사용하는 것이 바람직하며, M은 Al, Zn를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 수지 조성물은 각각의 용도에 따라 가소제, 열안정제, 산화방지제, 적하 방지제, 상용화제, 광안정제, 안료, 염료 및/또는 무기물 첨가제가 부가 될 수 있다. 부가되는 무기물 첨가제의 예로는 석면, 유리섬유, 탈크, 세라믹 및 황산염 등이 있으며, 이들은 전체 수지 조성물에 대하여 30 중량부 이하로 사용될 수 있다.
본 발명의 난연성 열가소성 수지 조성물은 공지의 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 구성성분과 기타 첨가제들을 동시에 혼합한 후에, 압출기 내에서 용융 압출하고 펠렛 형태로 제조할 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양에서, 상기 본 발명에 따른 난연성 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 성형품을 제공한다. 이러한, 본 발명에 따른 난연성 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 성형품은 강도가 우수하면서도 난연성이 우수하고, 친환경적이다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 구체화될 것이며, 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 예시에 불과하며 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
본 발명의 실시예 및 비교 실시예에서 사용한 성분들은 다음과 같다.
(A-1) 스티렌계 수지: 제일모직(주)의 고무강화 스티렌계 수지 HG-1760S를 사용하였다.
(A-2) 폴리페닐렌 에테르(PPE) 수지: 일본 미쓰비시 엔지니어링 플라스틱 사 의 폴리(2,6-디메틸-페닐에테르)(상품명: PX-100F)를 사용하였으며, 입자의 크기는 수십 ㎛의 평균입경을 갖는 분말형태이다.
(A-3) PET 수지: 고유점도[η]가 0.8이고, 융점이 254 ℃인 SK케미칼의 BB-8055을 사용하였다.
(A-4) ABS수지: 제일모직에서 생산되는 SD-0150을 사용하였다.
(B) 화학식 1로 표시되는 포스포네이트계 화합물: 제조예 1에서 제조한 디벤조<d,f>[1,3,2]디옥사포스페핀, 6-페닐메틸-, 6-옥시드 및 제조예 2에서 제조한 디벤조<d,f>[1,3,2]디옥사포스페핀, 6-시아노메틸-, 6-옥시드를 사용하였다.
(C)-1 방향족 인산 에스테르 화합물: 일본 대팔화학의 비스(디메틸페닐)포스페이트 비스페놀A(상품명: CR741S)를 사용하였다.
(C)-2 알킬 포스피닉산 금속염 화합물: Clariant사의 디에틸 포스피닉산 알루미늄 금속염인 Exolit OP930를 사용하였다.
제조예
2,4,8,10-테트라옥사-3,9-디포스파스파이로[5,5]운데칸,3,9-디시아노에틸-3,9-디옥시드의 제조:
포스포러스 트리클로라이드(274.6g, 2 mol), 펜타에리트리톨(136.1 g, 1 mol)과 메탄올(64.08 g, 2 mol) 또는 3-히드록시프로피오니트릴(142.06 g, 2 mol)을 용기에 넣고 질소 분위기하 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 3-브로모프로피오니트릴(265.9 g, 2 mol)을 추가한 후, 용기 온도를 150 ℃로 승온하여 질소 분위기 하 12시간 교반하였다. 완료 후 온도를 상온으로 낮추고 디메틸 에테르로 씻어 순도 98 % 이상, 수율 94 %의 2,4,8,10-테트라옥사-3,9-디포스파스파이로[5,5]운데칸,3,9-디시아노에틸-3,9-디옥시드를 얻었다. 도 1은 이와 같이 얻은 2,4,8,10-테트라옥사-3,9-디포스파스파이로[5,5]운데칸,3,9-디시아노에틸-3,9-디옥시드의 1H-NMR 분석 결과를 나타낸 것이다.
실시예
하기 표 1에 기재된 함량에 따라 통상의 이축 압출기에서 240 ℃의 온도범위에서 압출하여 펠렛을 제조하였다. 제조된 펠렛은 80 ℃에서 2시간 건조 후 사출기에서 성형온도 230 ℃, 금형온도 50 ℃의 조건으로 사출하여 난연 시편을 제조하였다. 제조된 시편은 UL 94 VB 난연규정에 따라 1/8"의 두께에서 난연도를 측정하고, 충격 강도는 ASTM D 256에 준하였다.
비교실시예
하기 표 2에 기재된 바와 같이, 각 성분의 함량을 조절한 것 이외에는 실시예와 동일하게 시편을 제조하여 물성을 측정하였다. 측정결과는 모두 표 2에 나타냈다.
  실시예
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
(A-1) HIPS 100 100 100 90 90 90 80 80 80 - - - -
(A-2) PPE 0 0 10 10 10 10 20 20 20 - - - -
(A-3) PET - - - - - - - - - 100 100 - -
(A-4) ABS - - - - - - - - - - - 100 100
(B) 2,4,8,10- 테트라옥사 -3,9- 디포스파스파이로[5,5]운데칸 ,3,9- 디시아노에틸 -3,9- 디옥시드 20 15 15 20 15 15 20 15 15 20 10 20 10
(C)-1 방향족 인산에스테르 - 5 - - 5 - - 5 - - - - -
(C)-2 알킬포스포닉산 금속염 - - 5 - - 5 - - 5 - - - -
UL94 난연도 (1/8") V-1 V-1 V-1 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-1 V-1
총 연소시간 64 80 82 35 42 48 29 31 38 28 62 61 79
IZOD 5.2 5.6 5.8 5.8 6.3 6.5 5.9 6.4 6.7 5.9 6.2 6.1 6.8
  비교 실시예
1 2 3 4 5 6 7 8
(A-1) HIPS 100 100 90 90 80 80 - -
(A-2) PPE 0 0 10 10 20 20 - -
(A-3) PET - - - - - - 100 -
(A-4) ABS - - - - - - - 100
(B) 2,4,8,10- 테트라옥사 -3,9- 디포스파스파이로 [ 5,5]운데칸 ,3,9- 디시아노에틸 -3,9- 디옥시드 - - - - - - - -
(C)-1 방향족 인산에스테르 15 5 15 5 15 5 20 20
(C)-2 알킬포스포닉산 금속염 5 15 5 15 5 15 - -
UL94 난연도 (1/8") fail fail fail fail fail fail V-1 fail
총 연소시간 - - - - - - 62 -
IZOD 2.6 3.4 2.8 3.5 3.4 3.7 5.6 6.8
상기 표 1 및 표 2의 결과로부터 2,4,8,10-테트라옥사-3,9-디포스파스파이로[5,5]운데칸,3,9-디시아노에틸-3,9-디옥시드를 사용할 경우 방향족 인산 에스테르 화합물을 적용할 때보다 1/8"의 두께에서 난연성 및 충격 강도가 우수한 것을 알 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
도1은 본 발명의 일 구체예에 의한 2,4,8,10-테트라옥사-3,9-디포스파스파이로[5,5]운데칸,3,9-디시아노에틸-3,9-디옥시드의 1H-NMR 분석 결과를 나타낸 것이다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 포스포네이트계 화합물:
    <화학식 1>
    Figure 112009081935975-pat00008
    상기 식에서 R1 및 R2는, 각각 독립적으로 C1-C4의 알킬렌이고, X는  시아노기이다.
  2. (A) 열가소성 수지; 및
    (B) 하기 화학식 1로 표시되는 포스포네이트계 화합물
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물:
    <화학식 1>
    Figure 112009081935975-pat00009
    상기 식에서 R1 및 R2는, 각각 독립적으로 C1-C4의 알킬렌이고, X는 시아노기이다.
  3. 제2항에 있어서, 상기 열가소성 수지가 폴리 스티렌 수지(PS수지), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지(ABS 수지), 고무변성 폴리스티렌 수지(HIPS), 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 공중합체 수지(ASA 수지), 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 수지(SAN 수지), 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 고중합체 수지(MBS 수지), 아크릴로니트릴-에틸아크릴레이트-스티렌 공중합체 수지(AES 수지), 폴리 페닐렌에테르 수지(PPE), 폴리 에틸렌 수지(PE), 폴리 프로필렌 수지(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리메틸 메타아크릴레이트(PMMA) 및 폴리아미드(PA)계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 상기 (A)열가소성 수지 100 중량부 대비하여 상기 (B)화학식 1로 표시되는 포스포네이트계 화합물 0.5~30 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물.
  5. 제4항에 있어서, (C)추가적 인계 난연제 화합물 1~20 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 (C)추가적 인계 난연제 화합물이
    (C)-1 방향족 인산 에스테르 화합물; 또는
    (C)-2 입자크기 10 ㎛ 이하인 알킬 포스피닉산 금속염 화합물인 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 (C)-1 방향족 인산 에스테르 화합물은 하기 화학식 2의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물:
    <화학식 2>
    Figure 112009081935975-pat00010
    상기 식에서, R3, R4, R5, R3', R4', R5', R3", R4", R5", R3"', R4"' 및 R5"'는, 각각 독립적으로, 수소 또는 C1-C4의 알킬기이고, X는 C6-C20의 아릴기 또는 C1-C4의 알킬기가 치환된 C6-C20의 아릴기이고, n은 0 내지 4의 정수이다.
  8. 제6항에 있어서, 상기 (C)-2 알킬 포스피닉산 금속염 화합물은 하기 화학식 3의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물:
    <화학식 3>
    Figure 112009081935975-pat00011
    상기 식에서, R은, 각각 독립적으로, C1-C6의 알킬기, C1-C6의 고리알킬기 또는 C6-C10의 아릴기이며, M은 Al, Zn 또는 Ca의 금속이고, n은 2 또는 3의 정수이다.
  9. 제4항에 있어서, 열안정제, 적하방지제, 산화방지제, 상용화제, 광안정제, 안료, 염료 또는 무기물 첨가제의 단독 또는 혼합물 30 중량부 이하를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물.
  10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 난연성 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 성형품.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101386661B1 (ko) * 2013-10-07 2014-04-17 강원대학교산학협력단 아미노알킬-비스-포스포닉산 화합물 유도체
US10138355B2 (en) 2015-01-23 2018-11-27 Teijin Limited Flame-retardant resin composition and molded article produced from same
CN106366551A (zh) * 2016-08-25 2017-02-01 桂林浩新科技服务有限公司 一种阻燃组合物及其制备方法
CN106398091A (zh) * 2016-08-25 2017-02-15 桂林浩新科技服务有限公司 一种高效耐热阻燃组合物及其制备方法
CN106221102A (zh) * 2016-08-25 2016-12-14 桂林浩新科技服务有限公司 一种高效耐热阻燃组合物及其制备方法
JP2020195732A (ja) * 2019-06-05 2020-12-10 積水成型工業株式会社 すだれ
WO2021237696A1 (en) * 2020-05-29 2021-12-02 Blue Cube Ip Llc Halogen free very low loss resin composition
KR20230037218A (ko) * 2021-09-09 2023-03-16 롯데케미칼 주식회사 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100232656B1 (ko) * 1994-10-27 1999-12-01 성재갑 열가소성 수지 조성물
JP2002037973A (ja) * 2000-07-21 2002-02-06 Teijin Chem Ltd 難燃性樹脂組成物およびそれからの成形品
KR100778010B1 (ko) * 2006-12-28 2007-11-28 제일모직주식회사 비할로겐계 난연성 스티렌계 수지 조성물

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060258816A1 (en) * 2003-03-28 2006-11-16 Shigeru Endo Flame-retardant styrenic resin composition

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100232656B1 (ko) * 1994-10-27 1999-12-01 성재갑 열가소성 수지 조성물
JP2002037973A (ja) * 2000-07-21 2002-02-06 Teijin Chem Ltd 難燃性樹脂組成物およびそれからの成形品
KR100778010B1 (ko) * 2006-12-28 2007-11-28 제일모직주식회사 비할로겐계 난연성 스티렌계 수지 조성물

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