KR102301905B1 - Abs 난연수지 조성물 - Google Patents

Abs 난연수지 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR102301905B1
KR102301905B1 KR1020200139955A KR20200139955A KR102301905B1 KR 102301905 B1 KR102301905 B1 KR 102301905B1 KR 1020200139955 A KR1020200139955 A KR 1020200139955A KR 20200139955 A KR20200139955 A KR 20200139955A KR 102301905 B1 KR102301905 B1 KR 102301905B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flame retardant
resin
abs
resin composition
acrylonitrile
Prior art date
Application number
KR1020200139955A
Other languages
English (en)
Inventor
김영호
Original Assignee
(주)드림켐
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 (주)드림켐 filed Critical (주)드림켐
Priority to KR1020200139955A priority Critical patent/KR102301905B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102301905B1 publication Critical patent/KR102301905B1/ko

Links

Classifications

    • 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
    • C08L25/08—Copolymers of styrene
    • C08L25/12—Copolymers of styrene with unsaturated nitriles
    • 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
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/016—Flame-proofing or flame-retarding additives
    • 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
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • 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
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/08—Ingredients agglomerated by treatment with a binding agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/02—Cellulose; Modified cellulose
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L55/00—Compositions of homopolymers or copolymers, obtained by polymerisation reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, not provided for in groups C08L23/00 - C08L53/00
    • C08L55/02—ABS [Acrylonitrile-Butadiene-Styrene] polymers
    • 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
    • C08L61/20—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen
    • C08L61/26—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with heterocyclic compounds
    • C08L61/28—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with heterocyclic compounds with melamine
    • 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
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2217—Oxides; Hydroxides of metals of magnesium
    • C08K2003/2224—Magnesium hydroxide
    • 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
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • 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
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 ABS 수지가 가진 고유의 특성인 고충격강도, 인장강도, 탄성률 등을 유지하면서도, 뛰어난 난연 특성을 가지고, 특히, 난연성 부여를 위해 폴리카보네이트를 선택적으로 포함하되, 종래 기술과 달리 폴리카보네이트 함량을 ABS 수지 함량 대비 상대적으로 적게 포함하더라도, 무기계 난연제 및 보조 난연제의 사용으로 충분한 난연 특성을 확보하는 한편, 폴리카보네이트 과다 사용으로 인한 가공성 저하를 효과적으로 방지할 수 있는 ABS 난연수지 조성물에 관한 것으로서, 무기계 난연제인 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘 표면 상에 Char 형성이 가능한 셀룰로오스를 코팅층으로 형성하고, 이러한 무기계 난연제 입자를 베이스 수지 내에 균일하게 분산시킴으로써, 최종 제품에 균일한 난연 특성을 구현할 수 있게 되며, 또한, 종래 기술과 같이 환경유해성 논란이 있는 할로겐계 난연제 또는 가스 발생 또는 독성, 폭발 위험이 있는 인계 난연제를 사용하지 않음으로써, 친환경 및 인체 독성 우려가 최소화된다.

Description

ABS 난연수지 조성물{ACRYLONITRILE-BUTADIENE-STYRENE RETARDANT RESIN COMPOSITION}
본 발명은 ABS 난연수지 조성물에 관한 것이다.
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌으로 구성된 ABS 수지는 기능성 및 범용성을 겸비하고 있는 대표적인 수지로서, 충격강도, 인장강도, 탄성률 등 특성이 우수하여 자동차 부품, 각종 전기/전자 부품 등 용도로 광범위하게 사용되고 있다. 그러나, ABS 수지는 연소하기 쉬운 성질을 가지고 있기 때문에, 열이 발생하는 전기, 전자 제품 등에 사용될 때 제약이 있으며, 이러한 문제를 극복하기 위해 ABS 수지에 난연성을 부여하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.
한편, 지금까지 캔들 플레임 난연 규격 등을 만족시키기 위한 ABS 수지의 난연화 방법으로는 난연 보조제와 함께 할로겐계 화합물을 난연제로 사용하는 것이 가장 효과적인 것으로 알려져 있다. 그러나, 할로겐계 화합물 사용 시 발생되는 가스는 금형을 부식시키고 작업자들의 건강을 위협하는 문제가 있으며, 할로겐계 화합물은 연소 시 환경호르몬을 방출하는 것으로 알려져 유럽을 중심으로 사용 규제가 확대되고 있는 상황이다. 또한, 난연 보조제로 사용되는 안티몬 화합물 또한 독성 물질로 분류되고 있어 그 사용이 제한적인 문제가 있다. 이에, 할로겐 화합물을 사용하지 않는 난연 수지 조성에 대한 연구에 많은 관심이 집중되고 있다.
관련하여 종래 기술로는 ABS 수지에 연소 시 차르(char) 형성이 가능한 다른 수지를 블렌드하여 UL94 V-1 이상의 제품을 제조하는 예로, 폴리카보네이트(PC) 수지를 ABS 수지에 블렌드하는 방법이 알려져 있다. 이러한 PC/ABS 블렌드 화합물의 경우 ABS 수지 단독 대비 가공성이 현저히 저하되는 문제점이 있으며, PC 함량이 ABS 함량보다 많을 때만 높은 난연성을 발휘하게 된다는 문제가 있다. 이외에, 폴리페닐에테르(PPE) 수지를 ABS 수지에 블렌드 하는 방법도 있으나, 이 경우 역시 가공성이 저하되며, 수지 간 상용성이 떨어져 사출 가공 시 가스나 박리 등의 현상이 일어난다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 우수한 난연 특성확보를 위해 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지에 스티렌-아크릴로니트릴(SAN) 수지를 블렌드 하여 베이스 수지를 구성하되, 폴리카보네이트(PC) 수지를 선택적으로 포함하며, 폴리카보네이트 과다 사용에 따른 가공성 저하 및 ABS 고유의 특성 발현 저하를 효과적으로 방지할 수 있도록, Char 형성이 가능한 셀룰로오스와 보조 난연제인 멜라민계 수지를 포함하는 코팅층이 형성된 무기계 난연제인 수산화알루미늄 분말 및 수산화마그네슘 분말 입자를 포함한 무기난연제를 상기 블렌드 내에 분산시킨, ABS 난연수지 조성물을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에서는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지, 스티렌-아크릴로니트릴(SAN) 수지, 무기난연제 및 첨가제를 포함하는, ABS 난연수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 명세서에서, 상기 조성물은 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지 18 내지 24 중량부, 스티렌-아크릴로니트릴(SAN) 수지 46 내지 52 중량부, 무기난연제 23중량부, 첨가제 2 중량부를 포함하는, ABS 난연수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 명세서에서, 상기 조성물은 폴리카보네이트(PC) 수지를 더 포함하는, ABS 난연수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 명세서에서, 상기 폴리카보네이트는 선형 또는 분지화 폴리카보네이트인, ABS 난연수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 명세서에서, 상기 무기난연제는 셀룰로오스 및 멜라민계 수지 혼합분말을 포함하는 코팅액으로 각각 코팅한 수산화알루미늄 분말 입자 및 수산화마그네슘 분말 입자를 포함하는 것인, ABS 난연수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 명세서에서, 상기 수산화알루미늄 분말 및 수산화마그네슘 분말의 입자는 0.5 내지 0.7 ㎛ 범위의 입도, 비표면적은 1 내지 2 m2/g 범위 내인 것인, ABS 난연수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 명세서에서, 상기 셀룰로오스 및 멜라민계 수지 혼합분말은 셀룰로오스 100 중량부를 기준으로 멜라민계 수지 10 내지 15 중량부로 혼합된 것인, ABS 난연수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 명세서에서, 상기 셀룰로오스 및 멜라민계 수지 혼합분말로 코팅된 수산화알루미늄 분말 및 수산화마그네슘 분말의 코팅층은 0.25 내지 0.4 ㎛ 범위의 두께를 가지는, ABS 난연수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 명세서에서, 상기 첨가제는, 산화방지제, 광안정제, 가수분해 안정제, 이형제, 대전방지제, 전도성 부여제, 안료, 활제, EMI 차폐제, 자성부여제, 미네랄 필러, 가교제, 항균제, 가공조제, 금속 불활성화제, 억연제, 불소계 적하방지제, 커플링제 및 내마찰 내마모제 중 선택되는 1종 이상인, ABS 난연수지 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 방법으로 제조된 ABS 난연수지 조성물은 ABS 수지가 가진 고유의 특성인 고충격강도, 인장강도, 탄성률 등을 유지하면서도, 뛰어난 난연 특성을 가진다. 특히, 난연성 및 기타 물성 보강을 위해 폴리카보네이트를 선택적으로 사용하되, 종래 기술과 달리 폴리카보네이트 함량을 ABS 수지 함량 대비 상대적으로 적게 포함하더라도, 무기계 난연제 및 보조 난연제의 사용으로 충분한 난연 특성을 확보하는 한편, 폴리카보네이트 과다 사용으로 인한 가공성 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 무기계 난연제인 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘 표면 상에 Char 형성이 가능한 셀룰로오스를 코팅층으로 형성하고, 이러한 무기계 난연제 입자를 베이스 수지 내에 균일하게 분산시킴으로써, 최종 제품에 균일한 난연 특성을 구현할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 ABS 난연수지 조성물은 종래 기술과 같이 환경유해성 논란이 있는 할로겐계 난연제 또는 가스 발생 또는 독성, 폭발 위험이 있는 인계 난연제를 사용하지 않음으로써, 친환경 및 인체 독성 우려가 최소화된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 기재를 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 기재의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 ABS 난연수지 조성물을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 ABS 난연수지 조성물은 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지, 스티렌-아크릴로니트릴(SAN) 수지, 무기난연제 및 첨가제를 포함하는 것일 수 있고, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 ABS 난연수지 조성물은 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지 18 내지 24 중량부, 스티렌-아크릴로니트릴(SAN) 수지 46 내지 52 중량부, 무기난연제 23중량부, 첨가제 2 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 한편, 본 발명의 일실시예에 따른 무기난연제는 무기계 난연 물질 입자을 포함하는 난연제를 의미하는 것일 수 있고 구체적으로 바인더 등을 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 ABS 난연수지 조성물은 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지 및 스티렌-아크릴로니트릴 수지를 블렌딩한 베이스 수지에 대하여, 셀룰로오스 및 멜라민계 수지 혼합분말을 포함하는 코팅액으로 각각 코팅한 수산화알루미늄 분말 입자 및 수산화마그네슘 분말 입자가 분산된 형태일 수 있다.
구체적으로, 상기 조성물의 주재로 사용되는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(Acrylonitrile-butadiene-styrene, ABS) 수지는 내충격성, 내약품성, 내후성 등이 뛰어나고 사출 성형, 압출 성형 등 성형성과 착색 등 2차 가공성이 뛰어난 재료이며, 타 수지와 상용성이 좋다. 한편, 상기 ABS 수지는 충격강도, 인장강도, 탄성률 등 특성이 우수하여 자동차 부품, 각종 전기/전자 부품 등 용도로 광범위하게 사용된다.
한편, 본 발명에서 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지는 베이스 수지로 사용되며, 일례로, 부타디엔 고무질 중합체와 α-메틸스티렌, 파라-메틸스티렌, ο-에틸스티렌, 파라-에틸스티렌 및 비닐톨루엔으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상(일례로 스티렌) 및 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 및 에타크릴로니트릴로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상(일례로 아크릴로니트릴)의 3성분을 가지는 것일 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에서, 조성물은 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지를 18 내지 24 중량부 포함하는 것일 수 있다. 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지가 상기 중량부 범위 내로 포함됨으로써, ABS 난연수지 조성물 자체에 후술할 성분들로 인한 난연 특성 부여에도 불구하고, 가공성이 저해되지 아니하며, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 단독 사용과 거의 동등한 수준의 충격강도, 인장강도, 탄성률 등 기계적 물성 확보가 가능하다.
한편, 스티렌-아크릴로니트릴(Styrene-acrylonitrile, SAN) 수지는 성형품의 투명성, 고강성, 내약품성, 대전방지 특성을 발현하는 특성이 있으며, ABS와의 컴파운딩이 가능한 수지이다. 한편, 상기 SAN 수지는 방향족 비닐 화합물과 비닐시안 화합물의 공중합체일 수 있으며, 방향족 비닐 화합물과 비닐시안 화합물의 연속괴상중합을 통하여 제조된 것일 수 있다. 구체적으로 방향족 비닐 화합물은 α-메틸스티렌, 파라-메틸스티렌, ο-에틸스티렌, 파라-에틸스티렌 및 비닐톨루엔으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상(일례로 스티렌) 및 비닐시안 화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 및 에타크릴로니트릴로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상(일례로 아크릴로니트릴)의 2성분을 가지는 것일 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에서, 스티렌-아크릴로니트릴 수지는 46 내지 52 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 스티렌-아크릴로니트릴 수지가 상기 중량부 범위 내로 포함됨으로써, ABS 수지와의 상용성이 좋으며, 내후성 및 충격강도 감소가 최소화되고, 목적하는 수준의 가공성과 충격강도, 인장강도, 탄성률 등 기계적 물성 확보가 가능하다.
한편, 본 발명의 ABS 난연수지 조성물은, 상기 ABS 수지 및 SAN 수지로 이루어진 블렌드 수지 내에 분산된 무기난연제를 포함하고, 구체적으로, 상기 무기난연제의 입자는 수산화알루미늄(Al(OH)3) 분말 입자 및 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 분말 입자일 수 있다. 상기 수산화알루미늄(Al(OH)3) 및 수산화마그네슘(Mg(OH)2)은 무기계 난연 물질로서, 난연 특성을 발현시키며 연소시 발연량이 매우 적기 때문에 환경적으로도 양호한 난연 물질이나 가연성 수지에 다량 충진하여야 목적하는 난연 특성이 달성될 수 있는 특징이 있다.
한편, 본 발명에서는 상기와 같은 무기계 난연 물질을 주된 난연재 성분으로 사용하되, 후술할 멜라민계 수지를 상기 무기계 난연제 입자 표면 상에 코팅함으로써, 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘 분말의 과다 사용을 방지하여, 난연수지 조성물의 기계적 물성 저하를 방지하는 한편, 상기 무기계 난연제와의 시너지 작용을 통해 난연 특성을 보강한다.
한편, 본 발명에 따른 무기계 난연제 분말 입자들은 후술할 코팅액 내에 함침시켜 코팅을 형성하는 것일 수 있고, 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 수산화알루미늄 분말 및 수산화마그네슘 분말의 입자는 0.5 내지 0.7 ㎛ 범위의 입도, 비표면적은 1 내지 2 m2/g 범위 내인 것일 수 있다. 구체적으로, 수산화알루미늄 분말 및 수산화마그네슘 분말은 상기 입도 및 비표면적 범위 내인 경우, 난연수지 조성물의 구성하는 블렌드 수지 내에 효과적인 분산이 가능하며, 이를 통해 최종적으로 제조된 성형물 표면 사이로 화염이 침입하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 한편, 상기 입도 및 비표면적 범위 미만의 경우 충분한 난연성을 발현시키기 어려운 문제가 있을 수 있으며, 상기 입도 및 비표면적 범위 초과의 경우 분말 입자 간 뭉침 발생으로 균일한 분산이 어려워질 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에서, 상기 수산화알루미늄 분말 입자 및 수산화마그네슘 분말의 혼합물을 포함하는 무기난연제는 23 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 수산화알루미늄 분말 입자 및 수산화마그네슘 분말 입자와 같은 무기계 난연제가 상기 중량부 범위 내로 포함됨으로써, ABS 난연수지 조성물 전체에 균일하게 분산이 가능하고, 또한 입자간 뭉침이 방지되며, 폴리카보네이트 수지를 ABS 수지 대비 상대적으로 적은 함량으로 사용하더라도 충분한 난연 특성 발현이 가능해진다.
한편, 상기 본 발명의 일실시예에서 상기 무기계 난연제 입자 표면에 코팅되는 코팅액은 셀룰로오스 및 멜라민계 수지 혼합분말을 포함할 수 있다. 한편, 상기 코팅액의 1성분으로서 셀룰로오스는 탄화를 통해 Char를 형성할 수 있어 난연 특성을 발현시키며, 또다른 1성분인 멜라민계 수지는 상술한 바와 같이, 무기계 난연제들과 시너지를 통해 난연 특성을 보강한다.
보다 상세하게 설명하면, 셀룰로오스는 수백 내지 수천개의 D-포도당 단위체들이 β(1→4) 글리코사이드 결합으로 연결된 선형 사슬이 중첩된 격자형의 다당류로서, 본 발명에서 사용되는 셀룰로오스는 열분해되어 탄화됨으로써 Char를 형성하고, 이에 의해 본 발명의 ABS 난연수지 조성물을 사출 등 성형하여 얻은 성형물에 난연 특성을 부여하게 되는 효과가 있다.
한편, 멜라민계 수지는 열경화성 수지로서, 본 발명에서 무기계 난연제로 사용되는 수산화알루미늄 분말 및 수산화마그네슘 분말과의 시너지 작용을 통해 난연 특성을 보강하기 위한 역할을 수행하며, 종래 기술에 따른 할로겐계 난연제 대비 독성이 적고, 무기계 난연제로서 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘 분말의 과다 사용을 방지하여, 최종 성형물의 기계적 물성 저하를 방지한다. 한편, 일례로, 본 발명의 멜라민계 수지는 멜라민 시아누레이트(Melamine cyanurate)일 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 셀룰로오스 및 멜라민계 수지 혼합분말은 셀룰로오스 100 중량부를 기준으로 멜라민계 수지 10 내지 15 중량부로 혼합된 것일 수 있으며, 멜라민계 수지가 상기 중량부 비 범위 미만인 경우 상술한 수산화알루미늄 분말 및 수산화마그네슘 분말 표면 상에 코팅이 원활히 수행되기 어려운 문제가 있고, 멜라민계 수지가 상기 중량부 비 범위 초과인 경우 Char 형성이 원활하게 이루어지기 어려워, 최종 제품에 난연 특성을 부여하기가 어렵다.
한편, 상기 셀룰로오스 및 멜라민계 수지 혼합분말로 코팅된 수산화알루미늄 분말 및 수산화마그네슘 분말의 코팅층은 0.25 내지 0.4 ㎛ 범위의 두께를 가지는 것일 수 있다. 코팅층이 상기 두께 범위를 가지는 경우 무기계 난연제 표면 상에 코팅된 코팅층의 셀룰로오스 성분이 먼저 열분해되면서 탄화되어 Char를 형성하고, 이후 노출되는 무기계 난연제 및 코팅층을 형성하는 멜라민계 수지가 시너지 효과를 나타내면서 우수한 난연 특성을 발현시키게 된다.
한편, 본 발명에 따른 ABS 난연수지 조성물은 추가적인 물성을 부여하기 위한 목적으로 산화방지제, 광안정제, 가수분해 안정제, 이형제, 대전방지제, 전도성 부여제, 안료, 활제, EMI 차폐제, 자성부여제, 미네랄 필러, 가교제, 항균제, 가공조제, 금속 불활성화제, 억연제, 불소계 적하방지제, 커플링제 및 내마찰 내마모제 중 선택되는 1종 이상의 첨가제 및 용매 등을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 ABS 난연수지 조성물은 폴리카보네이트(PC) 수지를 더 포함할 수 있다.
폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 수지는 비스페놀 A(BPA)와 포스젠의 연쇄 구조로 이루어진 무색 투명한 무정형의 열가소성 플라스틱 중합체로서, 모노머 단위끼리의 결합이 탄산 에스테르(-O-(C=O)-O-)로 구성되며, 사출 및 열성형이 가능하다. 한편, 상기 폴리카보네이트는 내열성, 내충격성 및 투명성이 뛰어난 특징이 있다. 다만, ABS 수지에 난연성을 부여하기 위한 목적으로 폴리카보네이트와 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지를 블렌드하는 경우, PC가 ABS 수지 단독 대비 가공성 측면에서는 떨어지는 문제가 있고, 충분한 난연 특성을 발현시키기 위해서는 ABS 수지 함량 이상으로 PC 수지 함량을 높여야하므로, ABS 고유의 특성을 발현시키기 곤란해지는 문제가 있다.
본 발명에서는 Char 형성이 가능하여 난연 특성을 발현하는 폴리카보네이트의 함량을 ABS 수지 함량 대비 상대적으로 적게 포함하더라도 후술하는 바와 같이, 추가 난연 특성을 가지는 무기계 난연제 입자의 블렌드 수지 내 분산을 통해 충분한 난연 특성을 확보하게 하는 동시에, ABS 수지 고유의 특성 발현 저하를 효과적으로 방지하게 된다. 한편, 본 발명에서 폴리카보네이트는 선형 또는 분지화 폴리카보네이트가 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에서, 상기 조성물 내에서 폴리카보네이트 수지는 ABS 수지 대비 상대적으로 적은 양으로 포함되는 것일 수 있으며, 상세하게는 5 내지 10 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 폴리카보네이트 수지가 상기 중량부 범위 내로 포함됨으로써, ABS 수지와의 상용성이 좋으며, 최종적으로 제조된 난연수지 조성물의 가공성이 저해되지 아니하고, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 단독 사용과 거의 동등한 수준의 가공성과 충격강도, 인장강도, 탄성률 등 기계적 물성 확보가 가능하다.
이상으로 설명한 본 발명에 따른 ABS 난연수지 조성물은 ABS 수지가 가진 고유의 특성인 고충격강도, 인장강도, 탄성률 등을 유지하면서도, 뛰어난 난연 특성을 가진다. 특히, 난연성 부여를 위해 폴리카보네이트를 선택적으로 사용하되, 종래 기술과 달리 폴리카보네이트 함량을 ABS 수지 함량 대비 상대적으로 적게 포함하더라도, 무기계 난연제 및 보조 난연제의 사용으로 충분한 난연 특성을 확보하는 한편, 폴리카보네이트 과다 사용으로 인한 가공성 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 무기계 난연제인 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘 표면 상에 Char 형성이 가능한 셀룰로오스를 코팅층으로 형성하고, 이러한 무기계 난연제 입자를 베이스 수지 내에 균일하게 분산시킴으로써, 최종 제품에 균일한 난연 특성을 구현할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 ABS 난연수지 조성물은 종래 기술과 같이 환경유해성 논란이 있는 할로겐계 난연제 또는 가스 발생 또는 독성, 폭발 위험이 있는 인계 난연제를 사용하지 않음으로써, 친환경 및 인체 독성 우려가 최소화된다.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 및 비교예
목재로부터 얻어진 셀룰로오스 분말 10 kg 및 멜라민계 수지로서 멜라민 시아누레이트 1.5 kg을 반응기 내에 투입하고 25 ℃ 실온 조건에서 메탄올 용매와 함께 혼합 및 교반하여 코팅액 조성물을 제조하였다. 다음으로, 수산화알루미늄 분말 및 수산화마그네슘 분말 각 1kg을 준비하고, 상기 코팅액 조성물 내에 각각 함침시켜 수산화알루미늄 분말 및 수산화마그네슘 분말 각각에 대하여 입자 표면의 코팅층을 형성시켰다.
다음으로, 유화중합을 통해 만들어진 ABS 수지와 연속괴상중합을 통해 만들어진 SAN 수지를 블렌드하여 블렌드 수지를 제조하되, 여기에 상기 방법으로 준비된 무기난연제 및 첨가제를 초음파 분산을 통해 균일하게 분산시키고, 아래 표 1의 조성비로 하여 ABS 난연수지 조성물을 제조하였다(단위 중량부). 참고로, 상기 비교예 5-1의 경우, 무기계 난연제에 코팅을 수행하지 않은 것을 의미하고, 비교예 5-2의 경우, 코팅은 수행하되, 셀룰로오스 성분을 사용하지 않은 것, 비교예 5-3의 경우, 코팅은 수행하되, 멜라민계 수지 성분을 사용하지 않은 것이다. 한편, 폴리카보네이트를 추가로 포함시킨 경우는 위 블렌드 수지 제조 간 폴리카보네이트 수지를 추가로 첨가하여 블렌드 수지를 제조한 것이다.
Figure 112020113857102-pat00001
[실험: ABS 난연수지 조성물 물성 측정 결과]
실시예와 비교예에 따른 난연수지 조성물을 2축 압출기로 압출하여 얻은 펠렛을 시험편으로 사출성형하여 아래 표 2와 같은 물성을 측정하였다. 각각의 물성은 아래의 표 2의 규격에 의해 수행하였다. 한편, 해당 특성 측정 결과는 좋음: ○, 보통: △, 나쁨: X 로 나타내었다.
Figure 112020113857102-pat00002
상기 표 2의 결과에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따라 제조한 성형체의 경우, 인장강도, 충격강도 등 기계적 물성 저하 없이 뛰어난 난연 특성을 발현하며, 블렌드 수지 내에 무기계 난연제 입자가 균일 도포되어, 화염침입이 효과적으로 억제되는 것을 확인할 수 있고, 가공용이성 측면에서도 뛰어난 것을 확인할 수 있다. 한편, 비교예에서 PC 수지를 ABS 수지 대비 동등 또는 그 이상 함량으로 포함하는 경우 가공용이성이 떨어지는 문제가 발생하였으며(비교예 1 내지 4), 특히, 무기계 난연제를 사용하지 않는 경우(비교예 3 내지 4)는 난연 특성 역시 현저히 감소함을 확인할 수 있었다. 또한, 무기 난연제 입자 사용 시 코팅을 수행하지 않는 경우 Char 형성이 어렵고, 입자간 응집이 발생하여 균일한 난연 성능 발현이 어려운 점을 확인할 수 있고(비교예 5-1), 코팅층 형성 시 셀룰로오스 단독 사용의 경우 코팅이 제대로 이루어지지 않아, 마찬가지로 입자간 응집이 발생하며(비교예 5-2), 멜라민계 수지만을 사용하는 경우 Char 형성이 제대로 이루어지지 않아 목적하는 충분한 난연 특성 확보가 어려운 것을 확인할 수 있었다(비교예 5-3).
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지, 스티렌-아크릴로니트릴(SAN) 수지, 무기난연제 및 첨가제를 포함하고,
    상기 무기난연제는 셀룰로오스 및 멜라민계 수지 혼합분말을 포함하는 코팅액으로 각각 코팅한 수산화알루미늄 분말 입자 및 수산화마그네슘 분말 입자를 포함하는 것인, ABS 난연수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조성물은 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지 18 내지 24 중량부, 스티렌-아크릴로니트릴(SAN) 수지 46 내지 52 중량부, 무기난연제 23중량부, 첨가제 2 중량부를 포함하는, ABS 난연수지 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 조성물은 폴리카보네이트(PC) 수지를 더 포함하는, ABS 난연수지 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트는 선형 또는 분지화 폴리카보네이트인, ABS 난연수지 조성물.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수산화알루미늄 분말 및 수산화마그네슘 분말의 입자는 0.5 내지 0.7 ㎛ 범위의 입도, 비표면적은 1 내지 2 m2/g 범위 내인 것인, ABS 난연수지 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀룰로오스 및 멜라민계 수지 혼합분말은 셀룰로오스 100 중량부를 기준으로 멜라민계 수지 10 내지 15 중량부로 혼합된 것인, ABS 난연수지 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀룰로오스 및 멜라민계 수지 혼합분말로 코팅된 수산화알루미늄 분말 및 수산화마그네슘 분말의 코팅층은 0.25 내지 0.4 ㎛ 범위의 두께를 가지는, ABS 난연수지 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 첨가제는, 산화방지제, 광안정제, 가수분해 안정제, 이형제, 대전방지제, 전도성 부여제, 안료, 활제, EMI 차폐제, 자성부여제, 미네랄 필러, 가교제, 항균제, 가공조제, 금속 불활성화제, 억연제, 불소계 적하방지제, 커플링제 및 내마찰 내마모제 중 선택되는 1종 이상인, ABS 난연수지 조성물.
KR1020200139955A 2020-10-27 2020-10-27 Abs 난연수지 조성물 KR102301905B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200139955A KR102301905B1 (ko) 2020-10-27 2020-10-27 Abs 난연수지 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200139955A KR102301905B1 (ko) 2020-10-27 2020-10-27 Abs 난연수지 조성물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102301905B1 true KR102301905B1 (ko) 2021-09-15

Family

ID=77793108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200139955A KR102301905B1 (ko) 2020-10-27 2020-10-27 Abs 난연수지 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102301905B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100781126B1 (ko) * 2006-12-29 2007-11-30 제일모직주식회사 멜라민계 화합물을 이용한 비할로겐계 난연성 열가소성수지 조성물
KR20150013814A (ko) * 2012-05-24 2015-02-05 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 난연성 폴리카보네이트 조성물, 그것의 제조 방법 및 그것을 포함하는 물품

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100781126B1 (ko) * 2006-12-29 2007-11-30 제일모직주식회사 멜라민계 화합물을 이용한 비할로겐계 난연성 열가소성수지 조성물
KR20150013814A (ko) * 2012-05-24 2015-02-05 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 난연성 폴리카보네이트 조성물, 그것의 제조 방법 및 그것을 포함하는 물품

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103102669B (zh) 耐热低烟无卤阻燃pc/abs合金材料及其制备方法
CN101445653A (zh) 一种无卤阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金的制备方法
EP3394172B1 (en) Sound insulation composition and sound insulation sheet for vehicle
CN103980700A (zh) 一种抗静电无卤阻燃尼龙工程塑料及其制备方法
CN103890083B (zh) 阻燃剂母料及使用了该母料的苯乙烯系阻燃性树脂组合物的制造方法
WO2022110664A1 (zh) 一种低烟密度无卤阻燃增强pbt/pet复合物及其制备方法和应用
WO2007149783A1 (en) Thermally conductive polymer compounds containing zinc sulfide and thermal carbon black
CN101085859A (zh) 一种阻燃性及耐冲击性优异的热塑性树脂组成物
CN103923395B (zh) 汽车内饰件用无卤阻燃耐热pp塑料及其制备方法
KR102301905B1 (ko) Abs 난연수지 조성물
Alwaan et al. Effect of zinc borate on mechanical and dielectric properties of metallocene linear low-density polyethylene/rubbers/magnesium oxide composite for wire and cable applications
EP2989166B1 (en) Flame retardant composition and molded article including the same
Liang Tensile properties of polypropylene flame-retardant composites
KR20130132004A (ko) 기계적 특성이 우수한 비할로겐 난연화 폴리에스테르 수지 조성물 및 이의 성형품
CN108976754B (zh) 一种抗静电阻燃复合材料及其制备方法和用途
CN110982213A (zh) 一种高氧指数、低烟阻燃的abs材料及其制备方法
EP3564315B1 (en) Resin composition and molded article produced therefrom
CN110713684A (zh) 一种abs复合材料及其应用
KR102318927B1 (ko) 우수한 난연성을 부여하는 복합난연제 및 이를 포함하는 난연 수지 조성물
KR100865612B1 (ko) 대전방지성을 가지는 비할로겐 난연성폴리카보네이트/아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌얼로이수지 조성물
JP2006181776A (ja) 成形用繊維強化難燃樹脂混合物および成形品
KR100989907B1 (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 성형품
CN110982212A (zh) 一种低烟阻燃抗静电的abs材料及其制备方法
KR950001641B1 (ko) 열가소성 수지 조성물
JPH09104010A (ja) 木質系樹脂組成物

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant