KR102350375B1 - 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 bma 하우징 - Google Patents

유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 bma 하우징 Download PDF

Info

Publication number
KR102350375B1
KR102350375B1 KR1020210068796A KR20210068796A KR102350375B1 KR 102350375 B1 KR102350375 B1 KR 102350375B1 KR 1020210068796 A KR1020210068796 A KR 1020210068796A KR 20210068796 A KR20210068796 A KR 20210068796A KR 102350375 B1 KR102350375 B1 KR 102350375B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
glass fiber
resin composition
weight
thermoplastic resin
reinforced thermoplastic
Prior art date
Application number
KR1020210068796A
Other languages
English (en)
Inventor
김광섭
이재용
곽성복
신은철
이형탁
서하규
용석진
유재정
Original Assignee
덕양산업 주식회사
지에스칼텍스 주식회사
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 덕양산업 주식회사, 지에스칼텍스 주식회사 filed Critical 덕양산업 주식회사
Priority to KR1020210068796A priority Critical patent/KR102350375B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102350375B1 publication Critical patent/KR102350375B1/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L71/08Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives
    • C08L71/10Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives from phenols
    • C08L71/12Polyphenylene oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/043Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with glass fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/15Heterocyclic compounds having oxygen in the ring
    • C08K5/151Heterocyclic compounds having oxygen in the ring having one oxygen atom in the ring
    • C08K5/1515Three-membered rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/521Esters of phosphoric acids, e.g. of H3PO4
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02Fibres or whiskers
    • C08K7/04Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/14Glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/08Ingredients agglomerated by treatment with a binding agent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L53/00Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L53/02Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers of vinyl-aromatic monomers and conjugated dienes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/003Additives being defined by their diameter
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/019Specific properties of additives the composition being defined by the absence of a certain additive

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 BMA 하우징에 관한 것으로, 구체적으로 본 발명은 (A) 폴리페닐렌 수지 30 내지 70 중량%, (B) 고무 변성 폴리스티렌 수지 20 내지 50 중량%, (C) 실린더형 유리 섬유 강화제 5 내지 20 중량%, (D) 비할로겐 난연제 2 내지 20 중량% 및 (E) 글리시딜 메타크릴레이트계 상용화제 1~4 중량%를 포함하는 난연성 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 상기 난연성 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 포함하여 제조된 성형품에 관한 것이다. 본 발명에 따른 상기 난연성 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물은 우수한 인장강도, 굴곡탄성율, 충격강도를 가지며 동시에 우수한 난연성을 가지고 있는 바, 종래 배터리 모듈용 소재의 문제점인 취약한 난연성을 개선할 수 있고 우수한 기계적 물성을 가지고 있어, 기존에 비해 성능이 개선된 배터리 모듈 부품 및 자동차 소재의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 BMA 하우징{Glass fiber reinforced thermoplastic resin composition and BMA housing manufactured using the same}
본 발명은 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 BMA 하우징에 관한 것으로, 구체적으로 폴리페닐렌 수지, 고무 변성 폴리스티렌 수지, 실린더형 유리 섬유 강화제, 비할로겐 난연제 및 글리시딜 메타크릴레이트계 상용화제를 포함하고 있는 기계적 물성이 뛰어나고 난연 성능이 우수한 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 성형품에 관한 것이다.
자동차 산업은 경량화, 고급화 및 환경친화적인 니즈에 따라 이에 부합하고자 하는 추세에 있다. 최근에는 전기 자동차의 보급화에 맞춰 배터리를 포함한 전기 자동차용 소재에 대한 연구가 매우 활발히 진행되고 있다.
한편, 최근 들어 전기 자동차의 보급 확산과 더불어 전기 자동차 배터리의 화재 사고가 끊이지 않고 있다. 전기 자동차 배터리 팩의 경우, 스마트폰 등의 소형 모바일 기기와 달리 수백 개의 배터리 셀로 구성되기 때문에 배터리의 불안정성은 인적, 물적 피해를 초래하는 매우 중요한 문제라 할 수 있다.
또한 리튬배터리의 열폭주 문제도 사회적 이슈로 대두되고 있는데, 리튬배터리에 의한 주요 화제 원인은 과충전, 내부단락 및 외부단락 그리고 외부수열에 의한 열 충격 등에 의해 발생한다.
따라서 전기차 화재, 리튬배터리 열폭주 이슈와 맞물려 배터리 화제 예방에 대한 기술 및 난연성이 향상된 배터리 소재 개발에 대한 요구가 증가하고 있다.
배터리 관련 부품 중, 베터리 모듈 하우징(battery module housing)은 배터리 셀 집합을 보호하기 위해 감싸는 부품으로 외부 충격이나 진동 및 화염 등으로부터 셀을 보호하고, 화재 시 모듈 간 화재 확산 방지의 역할을 한다.
따라서 배터리 모듈용 소재는 기계적 물성이 뛰어나야 하고 난연 성능이 우수해야 한다.
한편, 기존 배터리 모듈용 소재는 난연성이 우수하지 못해 전치가 화재 시, 모듈간 화재 확산 방지에 취약한 문제점이 있고, 이를 보완하기 위해 복합수지 내 난연제 함량을 높이는 방법이 있으나 이 경우 기계적 물성이 저하되는 문제점이 있다.
그러므로 우수한 기계적 물성을 유지하면서 동시에 우수한 난연성을 갖는 새로운 배터리 모듈용 소재의 개발이 필요하다.
대한민국 등록특허 10-1543267
이에 본 발명자들은 기계적 물성이 우수하고 동시에 난연성이 우수하여 기존 배터리 모듈용 소재의 취약한 난연성 문제점을 개선할 수 있는 새로운 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은, (A) 폴리페닐렌 수지 30 내지 70 중량%, (B) 고무 변성 폴리스티렌 수지 20 내지 50 중량%, (C) 실린더형 유리 섬유 강화제 5 내지 20 중량%, (D) 비할로겐 난연제 2 내지 20 중량% 및 (E) 글리시딜 메타크릴레이트계 상용화제 1~4 중량%를 포함하는, 난연성 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명의 난연성 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 포함하여 제조된 성형품을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, (A) 폴리페닐렌 수지 30 내지 70 중량%, (B) 고무 변성 폴리스티렌 수지 20 내지 50 중량%, (C) 실린더형 유리 섬유 강화제 5 내지 20 중량%, (D) 비할로겐 난연제 2 내지 20 중량% 및 (E) 글리시딜 메타크릴레이트계 상용화제 1~4 중량%를 포함하는, 난연성 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 폴리페닐렌 수지는 중량 평균 분자량이 20,000~40,000 g/mol인 폴리페닐렌에테르 중합체일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 폴리페닐렌에테르 중합체는 중량 평균 분자량이 30,000~37,000 g/mol이며, 유리전이온도가 210~220℃인 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 실린더형 유리 섬유 강화제는 유리 섬유 단면의 직경이 5 내지 15㎛인 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 실린더형 유리 섬유 강화제는 상기 실린더형 유리 섬유 강화제 중량대비 1.0~2.0 중량%의 사이징(Sizing)제를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 사이징(Sizing)제는 우레탄 수지, 아크릴 수지, 스티렌 수지 및 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 비할로겐 난연제는 트리페닐 포스페이트, 트리메틸 포스페이트, 트리에틸 포스페이트, 비스페놀 디페닐 포스페이트, 암모늄 폴리포스페이트, 멜라민 폴리포스페이트, 피페라진 폴리포스페이트 , 크실레닐 디페닐 포스페이트 및 방향족 폴리포스페이트로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 글리시딜 메타크릴레이트계 상용화제는 폴리(1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필 메타크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트[Poly(1,1,1,3,3,3-hexafluroisopropyl methacrylate-co-glycidyl methacrylate)]일 수 있다.
또한 본 발명은 본 발명의 난연성 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 포함하여 제조된 성형품을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 성형품은 배터리 모듈 조립체(BMA; battery module assembly)일 수 있다.
본 발명에 따른 상기 난연성 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물은 우수한 인장강도, 굴곡탄성율, 충격강도를 가지며 동시에 우수한 난연성을 가지고 있는 바, 종래 배터리 모듈용 소재의 문제점인 취약한 난연성을 개선할 수 있고 우수한 기계적 물성을 가지고 있어, 기존에 비해 성능이 개선된 배터리 모듈 부품 및 자동차 소재의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명은 기계적 물성이 우수하면서 동시에 난연 성능이 우수한 새로운 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 제공함에 특징이 있다.
구체적으로 본 발명에 따른 새로운 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물은(A) 폴리페닐렌 수지 30 내지 70 중량%, (B) 고무 변성 폴리스티렌 수지 20 내지 50 중량%, (C) 실린더형 유리 섬유 강화제 5 내지 20 중량%, (D) 비할로겐 난연제 2 내지 20 중량% 및 (E) 글리시딜 메타크릴레이트계 상용화제 1~4 중량%를 포함한다.
본 발명의 조성물에 포함되는 상기 폴리페닐렌 수지는 중량평균 분자량이 20,000 내지 40,000 g/mol인 것을 사용할 수 있으며, 단독 또는 분자량이 서로 상이한 폴리페닐렌 수지를 2종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.
한편, 상기 폴리페닐렌 수지를 중량평균 분자량이 20,000 미만인 것을 사용하게 되면 인장강도가 저하되는 문제점이 있으며, 반면 중량평균 분자량이 40,000을 초과한 것을 사용하게 되면 충격강도가 저하되고, 미성형 문제를 초래할 수 있다.
또한 본 발명의 상기 폴리페닐렌 수지는 본 발명의 열가소성 수지 조성물 총 중량에 대하여 30 내지 70 중량%로 포함될 수 있다. 만일 상기 폴리페닐렌 수지 함량이 30 중량% 미만인 경우 내충격성이 저하될 수 있으며, 함량이 70 중량%를 초과하게 되면 기계적 강도가 저하될 수 있다.
본 발명에서 사용할 수 있는 바람직한 상기 폴리페닐렌 수지는 중량 평균 분자량이 30,000~37,000 g/mol이며, 유리전이온도가 210~220℃인 것을 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 중량 평균 분자량이 35,000이며, 유리전이온도가 212℃인 폴리페닐렌에테르 중합체를 사용할 수 있다. 열가소성 플라스틱인 폴리페닐렌에테르 중합체의 사용은 생산성이 높은 발포 사출 성형을 가능하게 한다.
또한, 본 발명의 조성물에 포함되는 상기 고무 변성 폴리스티렌 수지는 본 발명의 열가소성 수지 조성물 총 중량에 대하여 20 내지 50 중량%로 함유될 수 있다. 이때 상기 고무 변성 폴리스티렌 수지가 20 중량% 미만으로 함유하게 되면 충격강도가 저하되는 문제점이 있고, 50 중량%를 초과하게 되면 인장강도가 저하되는 문제점이 발생한다.
또한 상기 실린더형 유리 섬유 강화제는 유리 섬유 단면의 직경이 5 내지 15㎛인 것을 사용할 수 있다. 여기서 상기 단면 직경이 5㎛ 미만이면 섬유의 분산성이 저하될 수 있는 문제점이 발생할 수 있고, 반면 15㎛를 초과하게 되면 기계적 물성 및 충격 강도가 저하될 수 있다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물 전체 중량에 대하여 상기 실린더형 유리 섬유 강화제는 5 내지 20 중량%로 함유될 수 있는데, 만일 5 중량% 미만으로 함유될 경우, 기계적 강도 및 내충격성이 저하될 수 있고, 반면 20 중량%를 초과하게 되면 기계적 물성이 저하될 수 있다.
바람직하게 상기 실린더형 유리 섬유 강화제는 수지 조성물 전체 중량에 대하여 5 내지 15 중량% 범위로 포함될 수 있으며, 더 바람직하게는 10 중량% 범위로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 실린더형 유리 섬유 강화제는 사이징(Sizing)제를 더 포함할 수 있는데, 상기 사이징(Sizing)제는 상기 실린더형 유리 섬유 강화제 중량대비 1.0~2.0 중량%로 함유될 수 있다.
여기서 상기 사이징제의 함량이 1.0 중량% 보다 적으면 섬유의 분산성이 저하되어 기계적 강도가 저하될 수 있고, 2.0 중량%를 초과하게 되면 사이징제가 수지 자체의 기계적 강도를 저하시킬 수 있다. 상기 사이징(Sizing)제로 사용할 수 있는 수지는 이에 제한되지는 않으나, 우레탄 수지, 아크릴 수지, 스티렌 수지 및 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
또한 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 비할로겐 난연제를 상기 수지 조성물 총 중량에 대해 2 내지 20 중량%로 함유하고 있다. 본 발명에서는 난연제로서 할로겐 난연제 대신 비할로겐 난연제를 사용하였는데, 할로겐 난연제의 경우 화제가 발생하게 되면 많은 양의 연기와 독성이 발생하고 부식성 할로겐화 수소 가스를 생성하여 환경적 문제를 야기할 뿐만 아니라 기계적 물성을 저하시킨다.
따라서 이러한 문제를 해소하기 위해, 본 발명에서는 비할로겐 난연제를 사용하였으며, 상기 비할로겐 난연제의 종류로는 이에 제한되지는 않으나, 트리페닐 포스페이트, 트리메틸 포스페이트, 트리에틸 포스페이트, 비스페놀 디페닐 포스페이트, 암모늄 폴리포스페이트, 멜라민 폴리포스페이트, 피페라진 폴리포스페이트 , 크실레닐 디페닐 포스페이트 또는 방향족 폴리포스페이트를 사용할 수 있고, 바람직하게는 트리페닐 포스페이트(Triphenyl phosphate)를 사용할 수 있다.
또한, 난연 효능을 증진시키기 위해, 코팅 처리와 같은 전처리를 수행할 수 있다.
상기 비할로겐 난연제를 2 중량% 미만으로 함유하게 되면, 적은양의 난연제 첨가로 인해 난연 성능이 저하되는 문제점이 있으며, 20 중량%를 초과하여 함유하게 되면, 기계적 물성이 저하되는 문제가 있다. 따라서 비할로겐 난연제는 2 내지 20 중량%로 포함되는 것이 적절하며, 바람직하게는 5 내지 15 중량% 범위로 포함될 수 있으며, 더 바람직하게는 10 중량% 범위로 포함될 수 있다.
또한 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 상용화제를 1 내지 4 중량%로 함유할 수 있는데, 만일 상기 상용화제를 1 중량% 미만으로 함유하게 되면 상용성 저하, 기계적 물성 저하 및 난연성이 저하되는 문제점이 발생하게 되고, 4 중량%를 초과하게 되면 인장강도가 저하되고 난연성이 저하되는 문제점이 발생한다.
본 발명에서 사용할 수 있는 상기 상용화제는 글리시딜 메타크릴레이트계 상용화제일 수 있고, 바람직하게는 폴리(1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필 메타크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트)[Poly(1,1,1,3,3,3-hexafluroisopropyl methacrylate-co-glycidyl methacrylate)]를 사용할 수 있다.
상용화제(커플링제)는 분자 내에 2개 이상의 서로 다른 관능기를 가지고 있어 고분자 내 무기 충진제와 수지 간 상용성을 높이는 역할을 한다. 본 발명에서 선택하여 사용한 Poly(1,1,1,3,3,3-hexafluroisopropyl methacrylate-co-glycidyl methacrylate)는 에폭시 관능기와 아크릴계 분자구조를 포함하여 본 발명의 수지 매트릭스와 무기 충진제, 난연제의 재료들 간의 상용성을 효과적으로 높일 수 있다.또한 분자 내 불소(F)를 포함하고 있어 드립 방지 등, 난연의 보조 역할도 수행할 수 있다.
나아가 본 발명에 따른 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물에는 통상적인 첨가제가 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 산화방지제 및 대전방지제를 포함할 수 있으며, 이는 적정함량범위 내에서 함유할 수 있다. 여기서, 상기 산화방지제로는 페놀계 산화방지제, 포스파이트계 산화방지제 및 티오디프로피오네이트 시너지스트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있으며, 이들 또는 다른 첨가제들은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 용이하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물의 제조방법은 밤바리 믹서, 일축 압출기, 이축 압출기 및 다륜 스크류 압출기, 인발 성형기 등의 일반적인 용융 혼련기를 이용하여 혼합할 수 있으며, 혼합 후 통상의 발포사출 성형가공법에 의해 성형할 수 있다.
상기 발포사출 성형가공법으로는 실린더 내부로 초임계 상태의 가스를 주입 후 수지 조성물과 혼합하여 금형내부로 사출하여 사출품 내부에 40 ~ 80 ㎛의 미세기포를 형성하는 기술인 초미세 발포성형방법에 의해 성형할 수 있다. 또는 발포사출 성형가공법으로는 화학 발포제를 포함하여 사출하는 성형방법에 의해 성형할 수 있다. 본 발명은 발포사출 성형가공법 및 이의 조건에 대해 특별히 제한을 두지 않는다.
나아가 본 발명은 상기 본 발명에 따른 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 이용하여 제조된 성형품을 제공할 수 있으며, 본 발명의 상기 성형품은 자동차용 부품 등의 제조에 사용될 수 있고, 구체적으로는 배터리 모듈용 소재, 배터리 모듈 조립체(BMA; battery module assembly) 하우징의 제조에 사용될 수 있다.
한편, 본 발명자들은 본 발명의 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물의 제조에 있어서 성분의 함량을 달리한 수지 조성물을 각각 제조하였고, 이를 이용하여 시편을 각각 제조한 후, 물성분석을 수행하였다.
그 결과, 폴리페닐렌 수지 30 내지 70 중량%, 고무 변성 폴리스티렌 수지 20 내지 50 중량%, 실린더형 유리 섬유 강화제 5 내지 20 중량%, 비할로겐 난연제 2 내지 20 중량% 및 글리시딜 메타크릴레이트계 상용화제 1~4 중량%를 포함하고 있는 제조예 1 및 제조예 2가 상기 함량 범위를 벗어나서 제조된 비교예들에 비해 인장강도, 굴곡탄성율 및 충격강도가 우수한 것으로 나타났고, 난연 성능도 월등히 우수한 것으로 나타났다.
특히 상용화제를 첨가하지 않은 수지 조성물을 이용한 경우에는 난연 성능이 매우 나쁜 것으로 나타났고, 또한 상용화제를 1~4 중량%를 벗어난 양으로 함유한 비교예 군들 역시 난연 성능이 감소된 것을 확인할 수 있었다.
그러므로 본 발명에 따른 난연성 유리 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물은 열가소성 플라스틱인 변성 폴리페닐렌에테르 중합체를 사용하여 생산성이 높은 발포 사출 성형이 가능하고, 유리 섬유를 사용하여 소재 강성을 향상시킬 수 있으며, 상용화제를 적용하여 변성 폴리페닐렌에테르 수지의 기계적 강도와 난연성을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.
따라서 본 발명의 열가소성 수지 조성물을 베터리 모듈 부품의 제조에 사출 적용하여 제조된 성형품은 우수한 기계적 물성 및 우수한 난연성의 특징을 모두 가질 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물의 제조
본 발명자들은 하기 표 1 및 표 2의 성분들을 준비하고 각 성분비로 혼합된 조성물을 제조한 후, 이축 압출기를 사용하여 압출한 다음, 사출성형하여 물성 시편을 제조하였다. 또한 비교예로는 하기 표 2의 비교예 1 내지 4의 조성물을 제조하여 사용하였다.
열가소성 수지 조성물의 제조에 사용된 성분의 종류
구분 성분
폴리페닐렌 수지 (A) 중량평균 분자량이 30,000 ~ 37,000 g/mol 이고,
유리전이온도가 212 ℃ 인 폴리페닐렌에테르
고무변성 폴리스티렌 수지 (B) HI 425 (금호석유화학 社), IZOD 충격강도 (3.2 mm, 23 ℃, ASTM D 256) : 9.0 kg
Figure 112021061607748-pat00001
cm/cm
실린더형 유리 단섬유 (C) 원형 단면직경이 10 ㎛ 이면서 사이징제를 1.5 중량% 포함한 유리 섬유
비할로겐 난연제 (D) 트리페닐 포스페이트 (Triphenyl Phosphate, CAS No. 115-86-6)
상용화제 (E) Poly(1,1,1,3,3,3-hexafluroisopropyl methacrylate-co-glycidyl methacrylate), m=9, n=1
열가소성 수지 조성물의 제조에 사용된 성분의 종류 및 함량(중량%)
성분 제조예1 제조예2 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
폴리페닐렌 수지 (A) 52 39 53 50 40 37.5
고무변성 폴리스티렌 수지 (B) 26 39 27 25 40 37.5
실린더형 유리 단섬유 (C) 10 10 10 10 10 10
비할로겐 난연제 (D) 10 10 10 10 10 10
상용화제 (E) 2 2 - 5 - 5
<실시예 2>
물성분석
상기 실시예 1에서 제조된 각각의 시편을 대상으로 하기 방법으로 물성을 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
<물성측정방법>
(1) 인장강도 : ASTM D638에 의거하여 측정하였다.
(2) 굴곡탄성율 : ASTM 790 규정에 의거하여 측정하였다.
(3) 충격강도 : ASTM D256에 의거하여 측정하였다.
(4) 난연 : UL94 규격에 준하여 두께 0.8mm에서 측정하였다.
- V-0: C.I. 허용 안되며, 30초 이내 소화
- V-1: C.I. 허용 안되며, 60초 이내 소화
- V-2: C.I. 허용, 시편에 불을 붙인 후 60초 이내 소화
상기 C.I.(Cotton Lgnition)는 연소되는 시편에서 떨어진 불똥이 약 30cm 아래 놓여 있는 솜에 발화되는 현상을 의미하는 것이다.
물성분석결과
성분 제조예1 제조예2 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
폴리페닐렌 수지 (A) 52 39 53 50 40 37.5
고무변성 폴리스티렌 수지 (B) 26 39 27 25 40 37.5
실린더형 유리 단섬유 (C) 10 10 10 10 10 10
비할로겐 난연제 (D) 10 10 10 10 10 10
상용화제 (E) 2 2 - 5 - 5
인장강도 (MPa) 93 84 84 86 77 80
굴곡탄성율 (MPa) 4,160 3,990 3,720 3,800 3,610 3,750
충격강도 (J/m) 75 86 59 73 66 82
난연 V-0 V-0 V-2 V-1 V-2 V-1
분석 결과, 상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 수지 조성물 제조에 사용된 각 성분들의 함량을 달리한 시편들에 대한 물성분석 결과, 제조예 1 및 제조예 2가 비교예 1 내지 비교예 4에 비해 인장강도, 굴곡탄성율 및 충격강도가 우수한 것으로 나타났고, 난연성도 우수한 것을 확인할 수 있었다.
특히 제조예 1 및 비교예 2를 보더라도 상용화제의 첨가량을 달리하였을 때, 인장강도, 굴곡탄성율 및 충격강도의 결과가 다른 것으로 나타났고, 상용화제를 2 중량%로 첨가한 제조예 1이 5중량%의 상용화제를 첨가한 비교예 2에 비해 난연성이 더 우수한 것을 확인할 수 있었다. 또한 상용화제를 첨가하지 않은 비교예 1 및 비교예 3은 난연성이 V-2로, 취약한 난연성의 문제점을 가지고 있는 것으로 나타났다.
따라서 본 발명자들은 이러한 결과를 통해, 제조예 1 및 제조예 2의 본 발명의 열가소성 수지 조성물이 우수한 기계적 물성을 가지며 동시에 우수한 난연 성능을 갖는 바, 상기 열가소성 수지 조성물을 배터리 모듈용 소재 등의 제조에 유용하게 사용할 수 있음을 알 수 있었다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. (A) 중량 평균 분자량이 35,000 g/mol이며, 유리전이온도가 212℃인 폴리페닐렌에테르 중합체 52 중량%,
    (B) 고무 변성 폴리스티렌 수지 26 중량%,
    (C) 실린더형 유리 섬유 강화제 10 중량%,
    (D) 비할로겐 난연제인 트리페닐 포스페이트 10 중량% 및
    (E) 폴리(1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필 메타크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트(Poly(1,1,1,3,3,3-hexafluroisopropyl methacrylate-co-glycidyl methacrylate)) 2 중량%로 이루어진 것이며,
    상기 실린더형 유리 섬유 강화제는 유리 섬유 단면의 직경이 10㎛이고, 상기 실린더형 유리 섬유 강화제 중량대비 1.5 중량%의 사이징(Sizing)제를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    난연성 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 사이징(Sizing)제는 우레탄 수지, 아크릴 수지, 스티렌 수지 및 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 난연성 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항의 난연성 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 포함하여 제조된 성형품.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 성형품은 배터리 모듈 조립체(BMA; battery module assembly)인 것을 특징으로 하는, 난연성 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 포함하여 제조된 성형품.
KR1020210068796A 2021-05-28 2021-05-28 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 bma 하우징 KR102350375B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210068796A KR102350375B1 (ko) 2021-05-28 2021-05-28 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 bma 하우징

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210068796A KR102350375B1 (ko) 2021-05-28 2021-05-28 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 bma 하우징

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102350375B1 true KR102350375B1 (ko) 2022-01-12

Family

ID=79339529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210068796A KR102350375B1 (ko) 2021-05-28 2021-05-28 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 bma 하우징

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102350375B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010235804A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Teijin Chem Ltd 自動車燃料部品用の熱可塑性樹脂材料
KR20130000540A (ko) * 2011-06-23 2013-01-03 제일모직주식회사 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품
KR101543267B1 (ko) 2011-12-27 2015-08-12 주식회사 삼양사 난연성이 우수한 광확산성 열가소성 수지 조성물
KR20170019719A (ko) * 2015-08-12 2017-02-22 현대자동차주식회사 고강성 및 고충격 폴리페닐렌 에테르 난연 수지 조성물
KR101816434B1 (ko) * 2016-09-06 2018-01-08 현대자동차주식회사 발포사출용 탄소 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 사용하여 제조된 성형품

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010235804A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Teijin Chem Ltd 自動車燃料部品用の熱可塑性樹脂材料
KR20130000540A (ko) * 2011-06-23 2013-01-03 제일모직주식회사 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품
KR101543267B1 (ko) 2011-12-27 2015-08-12 주식회사 삼양사 난연성이 우수한 광확산성 열가소성 수지 조성물
KR20170019719A (ko) * 2015-08-12 2017-02-22 현대자동차주식회사 고강성 및 고충격 폴리페닐렌 에테르 난연 수지 조성물
KR101816434B1 (ko) * 2016-09-06 2018-01-08 현대자동차주식회사 발포사출용 탄소 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 사용하여 제조된 성형품

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2810990B1 (en) Non-halogen-based, flame-retardant, high-stiffness polycarbonate resin composition
CN101709126B (zh) 一种阻燃抗静电abs改性树脂
JP2003514941A (ja) 難燃化ポリフェニレンエーテル組成物及びその製造方法
CN111548613A (zh) 一种高强度阻燃耐老化pbt/pc合金树脂材料及制备方法
KR102350375B1 (ko) 유리 섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 bma 하우징
KR100997052B1 (ko) 폴리프로필렌용 난연 가요전선관 마스터벳치 조성물
CN102558687A (zh) 一种高韧性阻燃聚丙烯材料、制备方法及其应用
KR20210051694A (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품
KR20210033591A (ko) 할로겐-무함유의 난연성 폴리카보네이트/abs 복합 재료
EP4349898A1 (en) Polyphenylene ether resin composition and molded article
KR20120100523A (ko) 내스크래치성 및 투명성이 우수한 열가소성 난연 수지 조성물
WO2014069489A1 (ja) ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物
KR101863421B1 (ko) 비할로겐 난연 폴리프로필렌 수지 조성물
CN113372707A (zh) 一种用于动力锂电池组外壳的组合物
EP1702008B1 (en) Polyphenylene sulfide thermoplastic resin composition
CN115003756A (zh) 树脂组合物
KR102321899B1 (ko) 발포사출용 유리 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 배터리팩 하우징
JPH0641416A (ja) 難燃性ポリカーボネート樹脂組成物およびその成形品
KR20110072828A (ko) 난연성 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 조성물
KR20210038165A (ko) 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품
KR101769185B1 (ko) 열가소성 수지 조성물
KR102671561B1 (ko) 할로겐을 함유하지 않은 난연성 폴리카보네이트/abs 복합재
US11939445B2 (en) Flame retardant masterbatch composition for foams containing a pH moderator
KR20180076638A (ko) 열가소성 난연 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하여 제조된 사출 성형품
KR101533481B1 (ko) 내충격성이 향상된 열가소성 난연 수지 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant