KR19980066699A - Polystyrene Blend Compositions and Flame Retardant Compositions thereof - Google Patents

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KR19980066699A KR1019970002390A KR19970002390A KR19980066699A KR 19980066699 A KR19980066699 A KR 19980066699A KR 1019970002390 A KR1019970002390 A KR 1019970002390A KR 19970002390 A KR19970002390 A KR 19970002390A KR 19980066699 A KR19980066699 A KR 19980066699A
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하영철
정동권
박경배
최철림
김윤규
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손건래
동부화학 주식회사
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Abstract

본 발명은 (A) 스티렌 및 스티렌 유도체의 호모 또는 공중합체, 또는 이것의 고무변성 수지 45∼95중량%와; (B) 메탈로센 촉매 존재하에 제조되는 변성 폴리올렌핀 공중합체 수지 4∼40중량%와; (C) 두개의 스티렌 블록이 부타디엔 또는 폴리올레핀 블록에 의하여 나누어져 있는 상태의, 폴리스티렌과 폴리올레핀과의 블록 공중합체 1∼15중량%를 포함하며, 선택적으로 (D) 난연제, 윤활제, 내열향상제, 가소제, 광(光)안정제, 이형제, 대전방지제, 충격보강제, 착색제(염료 또는 안료), 유리섬유, 발포제로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 포함하는 폴리스티렌계 블랜드 조성물에 관한 것이다.The present invention (A) homo- or copolymer of styrene and styrene derivative, or rubber-modified resin 45 to 95% by weight thereof; (B) 4 to 40% by weight of the modified polyolefm pin copolymer resin prepared in the presence of a metallocene catalyst; (C) 1 to 15% by weight of a block copolymer of polystyrene and polyolefin in a state in which two styrene blocks are divided by butadiene or polyolefin blocks, optionally (D) flame retardant, lubricant, heat improver, plasticizer The present invention relates to a polystyrene blend composition comprising at least one additive selected from the group consisting of a light stabilizer, a mold release agent, an antistatic agent, an impact modifier, a colorant (dye or pigment), a glass fiber, and a blowing agent.

본 발명에 따른 폴리스티렌계 블랜드 조성물은 높은 충격강도 및 인장강도와 뛰어난 내후성 및 광택을 가져, 비난연 및 난연 사출성형품에 그 적용이 뛰어나며, 첨가제를 적절히 배합에 따라 압출성형품에 이르기까지 광범위하게 이용가능하다.The polystyrene-based blend composition according to the present invention has high impact strength and tensile strength, excellent weather resistance and gloss, and is excellent in its application to non-flammable and flame-retardant injection molded articles, and can be widely used in extruding articles according to the appropriate blending of additives. Do.

Description

폴리스티렌계 블랜드 조성물 및 이의 난연 조성물Polystyrene Blend Compositions and Flame Retardant Compositions thereof

본 발명은 고기능화된 폴리스티렌계 블랜드 조성물 및 그 성형품에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 스티렌 및 스티렌 유도체의 호모 또는 공중합체 또는 이것의 고무변성 수지와 변성 폴리올레핀과의 블랜드 조성물로서, 강성(Stiffness or Rigidity) 및 내충격성(Toughness)의 균형성이 매우 월등하고 고내후성(Weatherability), 고광택성(Gloss)의 특성을 갖는 블랜드 자체 조성물 및 물성 저하가 월등하게 작으면서도 우수한 내후성과 난연 특성을 갖는 난연성 조성물, 그리고 그 각각의 성형품에 관한 것이다.The present invention relates to a highly functionalized polystyrene-based blend composition and a molded article thereof, and more particularly, to a homo or copolymer of styrene and a styrene derivative or a blend composition of a rubber-modified resin thereof and a modified polyolefin. And a blend itself composition having excellent balance of toughness and excellent weatherability, high gloss characteristics, and a flame retardant composition having excellent weatherability and flame retardant properties with an extremely small property deterioration. It relates to each molded article.

열가소성 수지인 폴리스티렌계 수지는 성형가공성이 우수하기 때문에 일용품, 전기 전자 제품, 포장재, 건축자재 등 각종 산업분야에 걸쳐 널리 사용되고 있다. 이러한 폴리스티렌계 수지로서는 투명성과 강성이 우수한 범용 폴리스티렌(GPPS)과 이것의 깨지기 쉬운 단점을 폴리부타디엔, 스티렌-부타디엔 공중합체 고무 등의 일라스토머를 도입하여 보완한 내충격성 폴리스티렌 수지(HIPS) 및 그 밖의 다른 특성을 갖도록 고안한 SMA, SAN, ABS, ABS/PC, AES, AAS 등의 공중합, 블랜드에 의한 스티렌계 수지를 들 수 있다. 일반적으로 폴리스티렌 수지는 범용 스티렌 수지인 GPPS와 내충격성 폴리스티렌 수지인 HIPS를 말하는데, GPPS의 경우는 인장강도에 비하여 충격강도가 매우 낮고, HIPS의 경우 내충격성이 향상된 반면 강성, 광택성 등의 물성 저하를 피할 수 없었으며, 첨가되는 일레스토머 및 불순물에 의하여 UV 등에 의한 구조 변성, 물성저하 및 황변현상 등이 나타나는 단점을 갖게 되었다. 따라서, 그 응용범위에 많은 제한을 받고 있다.Polystyrene resin, which is a thermoplastic resin, is widely used in various industrial fields such as daily necessities, electrical and electronic products, packaging materials, and building materials because of excellent molding processability. Such polystyrene resins include general-purpose polystyrene (GPPS) having excellent transparency and rigidity, and impact-resistant polystyrene resin (HIPS) that compensates for its fragile disadvantages by introducing elastomers such as polybutadiene, styrene-butadiene copolymer rubber, and the like. Styrene resin by copolymerization and blend of SMA, SAN, ABS, ABS / PC, AES, AAS etc. which were devised to have other characteristics are mentioned. In general, polystyrene resin refers to GPPS, a general-purpose styrene resin, and HIPS, an impact-resistant polystyrene resin. In the case of GPPS, impact strength is very low compared to tensile strength, and in the case of HIPS, impact resistance is improved, but physical properties such as stiffness and gloss are reduced. It could not be avoided, and due to the added elastomer and impurities, structural defects due to UV, deterioration of physical properties, yellowing phenomenon, and the like appear. Therefore, there are many limitations on its application range.

이러한 단점을 개선하기 위하여 주쇄 및 첨가되는 일라스토머의 구조를 변화시키거나, UV 안정제, 산화방지제, 백색도 개선제 등의 다양한 첨가제를 첨가하거나, 제 2, 제 3의 단량체와의 공중합 수지를 형성하거나, 폴리올레핀, 엔프라 수지 등과의 블랜드 조성물을 형성하는 기술이 개발되었다. 광택도 개선을 위해서는, 첨가되는 일레스토머의 종류 및 공정 변수를 조절하여 분산 입자경을 최소화하려는 시도를 하였다. 그러나 대부분의 경우에 있어서, 원하는 물성이 모두 만족스럽게 개선되지 못하였으며, 물성 개선이 어느 정도 만족될 경우에는, 고가의 제조 비용에 기인하여 실용화 및 상업화에 어려움이 있었다.In order to remedy these shortcomings, the structure of the main chain and the added elastomer is changed, various additives such as UV stabilizers, antioxidants and whiteness improvers are added, or copolymerized resins with second and third monomers are formed. Techniques for forming blend compositions with, polyolefins, enpra resins and the like have been developed. In order to improve the glossiness, an attempt was made to minimize the dispersed particle size by adjusting the type and process parameters of the added elastomer. However, in most cases, all of the desired physical properties were not satisfactorily improved, and when the improvement in physical properties was satisfied to some extent, there was a difficulty in commercialization and commercialization due to the expensive manufacturing cost.

예로서, 내후성 및 인성을 높이기 위해 EPDM(ethylene- propylene-diene terpolymer) 고무 존재하에서 스티렌 단량체를 중합하여 제조되는 폴리스티렌의 경우, EPDM고무와 스티렌과의 작은 그라프트 결합력으로 인하여 효과적인 물성 향상을 기대할 수 없었으며, 그와 더불어 분산 입자가 대형화(10∼20㎛)되어 표면 불량 및 광택 저하 등의 문제점이 수반되기도 하였다. 또한, 부타디엔의 이중결합을 완전히 또는 부분적으로 수소화시킨 다양한 구조의 스티렌/부타디엔 공중합체를 블렌딩하거나 중합중에 첨가하는 방법으로 물성 개선을 시도한 예(EP 4,685; 250,970; DE 2,839,357; US 3,810,957, etc.)도 있었으나, 필요한 충격강도를 나타내기 위해서는 고가인 스티렌/부타디엔 공중합체의 다량 첨가해야 했고, 그로 인한 경제성 및 제조 공정상의 문제점이 있었으며, 충격강도의 증가에 반비례하여 인장강도 등의 다른 물성이 저하되는 단점이 있었다.For example, in the case of polystyrene prepared by polymerizing styrene monomer in the presence of ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM) rubber to improve weather resistance and toughness, an effective physical property improvement can be expected due to the small graft bonding force between EPDM rubber and styrene. In addition, the dispersed particles were enlarged (10 to 20 µm), resulting in problems such as surface defects and gloss reduction. In addition, examples of attempting to improve physical properties by blending or adding styrene / butadiene copolymers of various structures in which a double bond of butadiene is completely or partially hydrogenated (EP 4,685; 250,970; DE 2,839,357; US 3,810,957, etc.) However, in order to show the required impact strength, a large amount of expensive styrene / butadiene copolymer had to be added, and there were problems in economics and manufacturing process, and other physical properties such as tensile strength decreased in inverse proportion to increase in impact strength. There was a downside.

한편, 블렌딩을 이용한 다른 방법으로서, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀 부류를 폴리스티렌과 여러 종류의 상용화제의 존재하에서 블랜드하는 방법 등이 보고되고 있다(US 3,810,957; 4,429,323; 4,560,727; 5,278,232; 5,344,869; EP 60,524; 125,227; 310,051; 329,283; 402,340; 421,359; DE 2,839,357, etc.). 이러한 방법의 주된 목적은 내후성의 개선과 더불어 블랜드 조성물의 전반적인 물성 향상을 꾀한 것이었으나, 내충격성의 향상에 비하여 강성이 떨어지는 등의 물성 균형성이 맞지 않았을 뿐 아니라, 광택도, 유동성 등의 물성 조절이 용이하지 않았으며, 다른 특수 첨가제의 도입에 따라 다양한 응용 측면에서도 물성 안정성을 갖지 못하였다. 현재 이러한 제품중에 일부 상업화가 시도되고 있는 조성물의 경우는 그러한 물성 저하를 감안하여 필름용으로의 용도(US 902,718; 5,344,714; 5,258,463, etc.)나 접착용으로의 용도 개발이 대부분을 차지하고 있으며, 일부 성형품(US 4,560,727; 5,278,232; 5,344,869, etc.)으로서 개발된 경우에 있어서는 역시 인장강도 및 굴곡강도 등의 기계적 강도의 저하(Yield Stress의 경우 폴리스티렌이 25에서 55 N/mm2인데 비하여 상기 블랜드물의 경우 11.5에서 26.9 N/mm2)가 매우 크고 충격강도의 증가는 미미한 수준이며, 광택, 난연성 등의 특수성을 부여하지는 못하고 있다.Meanwhile, as another method using blending, a method of blending a polyolefin class such as polyethylene or polypropylene in the presence of polystyrene and various kinds of compatibilizers has been reported (US 3,810,957; 4,429,323; 4,560,727; 5,278,232; 5,344,869; EP 60,524 ; 125,227; 310,051; 329,283; 402,340; 421,359; DE 2,839,357, etc.). The main purpose of this method was to improve the weather resistance and to improve the overall physical properties of the blend composition.However, the physical properties such as stiffness were inferior to the improvement of impact resistance. It was not easy, and the introduction of other special additives did not have physical stability in various application aspects. At present, some of these compositions have been commercialized, and most of them are developed for use in films (US 902,718; 5,344,714; 5,258,463, etc.) or for adhesion in view of such deterioration of properties. When developed as a molded article (US 4,560,727; 5,278,232; 5,344,869, etc.), the mechanical strengths such as tensile strength and flexural strength were also lowered (polystyrene was 25 to 55 N / mm 2 for yield stress). 11.5 to 26.9 N / mm 2 ) is very large and the increase in impact strength is insignificant, and it does not give special characteristics such as gloss and flame retardancy.

이러한 일련의 폴리스티렌 조성물의 개발 경과를 살펴보면, 투명하고 고광택이며, 강성이 우수한 특성을 가지나 내충격성이 매우 열등한 범용 폴리스티렌(GPPS)에서, 각종 고무류 등의 일라스토머의첨가에 의해 투명성을 배제하고 내충격성 및 신율 특성 등을 향상시킨, 그러나 내후성이 떨어지며 강성, 광택 등이 열등한 내충격성 폴리스티렌(HIPS)으로의 변화를 1차적으로 살펴볼 수 있다. 다음에는 이러한 내충격성 폴리스티렌의 단점인 광택, 투명성, 강성, 내열성 및 내후성 저하 등의 각각의 단점을 극복하기 위한 많은 개량 방법들을 살펴볼 수 있는데, 광택성 향상을 위하여 분산 일레스토머의 입자경을 작게 하거나 함량을 적게 유지하는 등의 방법, 투명성 향상을 위하여 MMA, BA 같은 공중합 단량체를 도입하는 방법, 강성 및 내후성 향상을 위하여 다른 특수 일라스토머를 도입하거나 및 각종 상용화제의 존재하에서 폴리올레핀 유도체와의 블랜드 조성물을 구성하는 방법 등을 들 수 있다. 그러나, 각각의 방법들이 적용된 경우에 있어서, 폴리스티렌의 단점을 개선하면서 그에 따라 저하되는 다른 물성의 향상을 효과적으로 개선시킬 수 있는 상업화 가능한 확실한 방법이 현재까지는 만족할 수준으로 개발되지 못하였다.Looking at the development of such a series of polystyrene composition, in the general-purpose polystyrene (GPPS), which is transparent, high gloss, and has excellent rigidity but very poor impact resistance, transparency is excluded by addition of elastomers such as various rubbers. Changes to impact-resistant polystyrene (HIPS), which improves impact and elongation characteristics, but is poor in weatherability and inferior in stiffness and gloss, can be primarily examined. Next, we will look at a number of improvement methods to overcome the disadvantages of gloss, transparency, stiffness, heat resistance and weather resistance, which are disadvantages of such impact-resistant polystyrene. Methods such as keeping the content low, introducing copolymer monomers such as MMA and BA for improving transparency, introducing other special elastomers for improving rigidity and weather resistance, or blending with polyolefin derivatives in the presence of various compatibilizers The method of constructing a composition, etc. are mentioned. However, in the case where the respective methods are applied, a reliable commercially viable method that can effectively improve the disadvantages of polystyrene and thus the improvement of other physical properties that are lowered thus far has not been developed to a satisfactory level.

이와 같은 관점에서 볼 때, 범용 폴리스티렌의 강성과 내충격성 폴리스티렌의 충격 저항성을 동시에 만족시키면서 가공성, 취급성이 우수하고, 광택성, 내후성, 내약품성, 난연성 등의 다른 특수 물성의 조절이 용이하고, 이러한 특성 부여시 발생할 수 있는 다른 제반 물성의 저하가 거의 없는 탁월하면서도 그 제조 비용이 저렴하여 상업화가 가능한 그러한 폴리스티렌계 수지 조성물의 개발이 요구되어 왔다.From this point of view, while satisfying both the rigidity and impact resistance of general-purpose polystyrene and impact resistance of polystyrene at the same time, it is easy to control other special physical properties such as gloss, weather resistance, chemical resistance, flame retardancy, etc. There has been a demand for the development of such a polystyrene-based resin composition that can be commercialized due to its excellent manufacturing cost, which is excellent in that there are almost no deterioration of other physical properties that can occur when such property is imparted.

본 발명자들은 이와 같은 요구에 따라, 고기능화된 폴리스티렌계 수지 조성물을 얻기 위하여 다양한 매트릭스 상 및 분산상, 상용화제 등의 조합을 검토한 결과, 적절한 폴리스티렌계 수지 매트릭스 상에 메탈로센 촉매 존재하에 제조될 수 있는 변성 폴리올레핀계 공중합체 수지를 분산상으로 사용하고, 적정 함량의 스티렌-올레핀 블록 공중합체로 구성되는 상용화제를 첨가함으로써, 효과적인 분산상 및 안정성을 갖는 폴리스티렌계 블랜드 조성물을 저렴한 비용으로 제조할 수 있다는 사실을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다. 이러한 본 발명에 따른 폴리스티렌계 블랜드 조성물에는, 각종 특성 부여를 위한 첨가제를 첨가할 수 있으며, 이 경우 처방에서도 물성의 저하가 매우 작고, 특히 난연화 조성물에서는 기존의 ABS 수지 이상의 물성이 나타남을 확인하였다.In accordance with such a requirement, the present inventors have examined various combinations of matrix phases and disperse phases, compatibilizers, etc. in order to obtain a highly functionalized polystyrene resin composition, and thus can be prepared in the presence of a metallocene catalyst on a suitable polystyrene resin matrix. The fact that a polystyrene-based blend composition having an effective dispersion phase and stability can be produced at low cost by using a modified polyolefin-based copolymer resin as a dispersed phase and adding a compatibilizer composed of an appropriate amount of styrene-olefin block copolymer Discovered to complete the present invention. In such a polystyrene blend composition according to the present invention, additives for imparting various properties can be added, and in this case, the decrease in physical properties is very small even in the prescription, and particularly in the flame retardant composition, it was confirmed that the physical properties of the conventional ABS resin are higher. .

따라서, 본 발명의 목적은 상기 종래의 폴리스티렌계 수지 및 그 개량 제품이 가지는 각종 단점들을 탁월하게 개선하여 강성-내충격성의 물성 균형성이 매우 월등하며, 고내후성, 고광택성의 뛰어난 특성을 가지면서 그 조절이 가능하고, 가공성, 취급성이 우수하며, 물성의 저하 없이 난연성 등의 기타 특성을 부여할 수 있는 고기능화된 폴리스티렌계 블랜드 조성물 및 그 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to excellently improve the various disadvantages of the conventional polystyrene-based resin and its improved product, the physical property balance of the stiffness-impact resistance is very excellent, and has excellent characteristics of high weather resistance, high gloss and control It is possible to provide a highly functionalized polystyrene-based blend composition and a method for producing the same, which are excellent in workability and handling properties and which can impart other properties such as flame retardancy without deteriorating physical properties.

또한, 본 발명의 목적은 상기와 같은 우수한 특성을 고루 갖추고 있음은 물론 난연성을 가지는 폴리스티렌계 블랜드 조성물 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.In addition, it is an object of the present invention to provide a polystyrene-based blend composition and a method of manufacturing the same having excellent properties as described above, as well as flame retardancy.

나아가, 본 발명의 목적은 기존의 범용 폴리스티렌 및 내충격용 폴리스티렌, 폴리스티렌 블랜드물을 사용할 수 없었던 많은 분야에 본 발명에 따른 폴리스티렌계 블랜드 조성물을 이용함으로써, 저렴한 비용으로 다양한 성형품을 제조하고자 하는 것이다.Furthermore, an object of the present invention is to manufacture a variety of molded articles at low cost by using the polystyrene-based blend composition according to the present invention in many fields where conventional general-purpose polystyrene, impact-resistant polystyrene, polystyrene blends could not be used.

도 1은 본 발명에 의한 조성물과 기존의 수지에서, 시일 경과에 따른 아이조드 충격강도의 변화를 비교하여 나타낸 그래프이고,1 is a graph showing a comparison of the Izod impact strength with the passage of time in the composition according to the present invention and the conventional resin,

도 2은 본 발명에 의한 조성물과 기존의 수지에서, 시일 경과에 따른 인장강도의 변화를 비교하여 나타낸 그래프이다.Figure 2 is a graph showing a change in tensile strength over time in the composition according to the present invention and the conventional resin.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 실시형태에 의하면,In order to achieve the above object, according to the first embodiment of the present invention,

(A) 스티렌 및 스티렌 유도체의 호모 또는 공중합체, 또는 이것의 고무변성 수지 45∼95중량%와; (B) 메탈로센 촉매 존재하에 제조되는 변성 폴리올렌핀 공중합체 수지 4∼40중량%와; (C) 두개의 스티렌 블록이 부타디엔 또는 폴리올레핀 블록에 의하여 나누어져 있는 상태의, 폴리스티렌과 폴리올레핀과의 블록 공중합체 1∼15중량%를 포함하여 이루어진 폴리스티렌계 블랜드 조성물이 제공된다.(A) 45 to 95% by weight of a homo or copolymer of styrene and styrene derivatives or rubber modified resins thereof; (B) 4 to 40% by weight of the modified polyolefm pin copolymer resin prepared in the presence of a metallocene catalyst; (C) Provided is a polystyrene blend composition comprising 1 to 15% by weight of a block copolymer of polystyrene and polyolefin in a state where two styrene blocks are divided by butadiene or polyolefin blocks.

또한, 본 발명의 제2 실시형태에 의하면, 상기 (A), (B), (C) 성분외에 (D) 난연제, 윤활제, 내열향상제, 가소제, 광(光)안정제, 이형제, 대전방지제, 충격보강제, 착색제(염료 또는 안료), 유리섬유, 발포제로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리스티렌계 블랜드 조성물이 제공된다.According to the second embodiment of the present invention, in addition to the components (A), (B) and (C), (D) flame retardant, lubricant, heat improver, plasticizer, light stabilizer, mold release agent, antistatic agent, impact Provided is a polystyrene-based blend composition further comprising one or more additives selected from the group consisting of reinforcing agents, colorants (dyes or pigments), glass fibers, foaming agents.

본 발명의 제3실시형태에 의하면, 상기 폴리스티렌계 블랜드 조성물을 이용하여 제조되는 사출성형품, 압출성형품 등의 각종 성형 제품이 제공된다.According to the third embodiment of the present invention, various molded products such as injection molded articles and extruded articles manufactured using the polystyrene blend composition are provided.

본 발명의 블랜드 조성물에 사용되는 폴리스티렌은 스티렌 및 스티렌 유도체의 호모 또는 공중합체 및, 이들의 고무변성 수지를 포함하며, 분자량은 100,000에서 350,000의 범위이다. 이의 함량은 45∼95중량%인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 60∼85중량%이다.Polystyrenes used in the blend compositions of the present invention include homo or copolymers of styrene and styrene derivatives, and rubber modified resins thereof, with molecular weights ranging from 100,000 to 350,000. Its content is preferably 45 to 95% by weight, more preferably 60 to 85% by weight.

분산상으로는 메탈로센계 단일부 촉매(Metallocene based single site catalyst)를 사용하여 중합, 생성된 하기 화학식1의 변성 폴리올레핀 공중합체 수지:As a dispersed phase, a modified polyolefin copolymer resin of the following Chemical Formula 1 produced by polymerization using a metallocene based single site catalyst:

[화학식 1][Formula 1]

[단 상기식에서,[Wherein,

n과 m은 1 내지 500의 정수이고,n and m are integers from 1 to 500,

X는 수소 또는 C1 내지 C950의 방향족 또는 지방족 탄화수소 또는 그 공중합물이고,X is hydrogen or an aromatic or aliphatic hydrocarbon of C1 to C950 or a copolymer thereof,

Y는 (CH2)wCH3이며,Y is (CH 2 ) w CH 3 ,

W는 0 내지 1000의 정수이다.]W is an integer of 0 to 1000.]

를 4∼40중량%, 바람직하기로는 10∼30중량% 사용하며, 평균 분자량(Mw)은 40,000 내지 300,000이다. 특히, 에틸렌과 그외의 알켄화합물의 메탈로센 촉매 공중합체로서 알켄 화합물 함유율이 5 내지 50중량%인 것이 특히 바람직하다.4 to 40% by weight, preferably 10 to 30% by weight, the average molecular weight (M w ) is 40,000 to 300,000. In particular, as a metallocene catalyst copolymer of ethylene and other alkene compounds, it is especially preferable that the alkene compound content rate is 5 to 50 weight%.

스티렌-올레핀 블록 공중합체는 상용화제로 첨가되며, 하나 또는 두개의 부타디엔, 폴리올레핀 블록(O)에 의해 나누어진 두개의 스티렌 블록(S)을 가진다. 블록 공중합체의 형태는 하기 화학식 2 또는 3의 구조를 가진다.The styrene-olefin block copolymer is added as a compatibilizer and has two or more styrene blocks (S) divided by one or two butadiene, polyolefin blocks (O). The form of the block copolymer has the structure of Formula 2 or 3 below.

[화학식 2][Formula 2]

S1-O1-S2 S 1 -O 1 -S 2

[화학식 3][Formula 3]

S1-O1-O2-S2 S 1 -O 1 -O 2 -S 2

상기 폴리스티렌 블록은 전체 폴리머 블록의 15∼50중량%의 비율을 가지며 분자량은 5,000에서 75,000이다.The polystyrene block has a proportion of 15 to 50% by weight of the total polymer block and has a molecular weight of 5,000 to 75,000.

특히, 다음의 화학식 3a 또는 3b의 구조를 가지는 블록 공중합체가 바람직하다.In particular, a block copolymer having the structure of the following Chemical Formula 3a or 3b is preferable.

[화학식 3a][Formula 3a]

Sm-(En-Pw)y-Sx S m- (E n -P w ) y -S x

[화학식 3b][Formula 3b]

Sm-(En-Bw)y-Sx,S m- (E n -B w ) y -S x ,

상기식에서, S는 폴리스티렌 블록이며, EP는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 블록, EB는 폴리에틸렌, 폴리부타디엔 블록이다. m은 30 내지 350, n과 w는 200 내지 900, x는 0 내지 350의 범위를 가진다. y는 1 내지 100의 정수이다. 각각에 있어서 스티렌 블록의 함량은 13∼70중량%이다.Wherein S is a polystyrene block, EP is a polyethylene, a polypropylene block, EB is a polyethylene, a polybutadiene block. m ranges from 30 to 350, n and w ranges from 200 to 900, and x ranges from 0 to 350. y is an integer from 1 to 100. In each case, the content of styrene blocks is 13 to 70% by weight.

전체 조성물 중 스티렌-올레핀 블록 공중합체의 함량은 1∼15중량%, 더욱 바람직하기로는 2∼10중량%이다.The content of styrene-olefin block copolymer in the total composition is 1 to 15% by weight, more preferably 2 to 10% by weight.

본 발명에 따른 폴리스티렌계 블랜드 조성물에는, 충격강도 및 인장강도 등의 물성의 저하를 수반하지 않고, 각종 첨가제를 첨가할 수 있다. 첨가제의 예로는 난연제, 윤활제, 내열향상제, 가소제, 광(光)안정제, 이형제, 대전방지제, 충격보강제, 착색제(염료 또는 안료), 유리섬유, 발포제 등을 들 수 있다.To the polystyrene blend composition according to the present invention, various additives can be added without accompanying deterioration of physical properties such as impact strength and tensile strength. Examples of the additives include flame retardants, lubricants, heat improvers, plasticizers, light stabilizers, mold release agents, antistatic agents, impact modifiers, colorants (dyes or pigments), glass fibers, foaming agents, and the like.

특히, 수지의 난연성을 부여하기 위한 난연제 첨가의 경우, 다량을 첨가하여도 물성의 저하가 거의 없다. 본 블랜들물의 대한 난연제 첨가량은 5∼35중량% 까지 가능하며, 난연성의 정도에 따라 그 첨가량이 조절될 수 있다. 본 발명에서 난연제라 함은 할로겐계 난연제 및 비할로겐계 난연제는 물론, 삼산화안티몬 및 염소화 폴리에틸렌 등의 난연보조제를 모두 포함하는 개념이다.In particular, in the case of adding a flame retardant for imparting flame retardancy of the resin, even if a large amount is added, there is almost no deterioration in physical properties. The amount of flame retardant added to the blend may be 5 to 35% by weight, and the amount of the flame retardant may be adjusted according to the degree of flame retardancy. In the present invention, the flame retardant is a concept including both a halogen flame retardant and a non-halogen flame retardant, as well as flame retardant aids such as antimony trioxide and chlorinated polyethylene.

본 발명의 조성물은 리본 블랜더(Ribbon Blender)나 V형 블랜더, 헨셀믹서(Henchel Mixer)등의 회전교반 수단을 구비한 혼합수단을 이용하여 상온에서 수백 내지 수천 RPM으로 수분동안 혼합한 후, 통상의 압출기, 블라벤더 플라스티코더(Brabender Plasticorder), 반바리 믹서(Banbury Mixer), 믹싱롤(Mixing Roll), 니더(Kneader)등의 혼련 압출 수단으로 혼련 압출하여 제조된다. 혼련압출시 온도는 170∼260℃, 스크류의 회전 속도는 180∼350 rpm으로 조절하는 것이 바람직하다.The composition of the present invention using a mixing means having a rotary stirring means such as ribbon blender (Ribbon Blender), V-type blender, Henschel Mixer (Henchel Mixer) and the like for several minutes at room temperature at several hundred to thousands RPM, and then It is manufactured by kneading extrusion by kneading extrusion means such as an extruder, a Blabender Plasticorder, a Banbury Mixer, a Mixing Roll, a Kneader, or the like. The temperature at the time of kneading extrusion is preferably adjusted to 170 to 260 ° C and the rotational speed of the screw to 180 to 350 rpm.

본 발명에 따른 폴리스티렌계 블랜드 조성물은 통상의 성형방법에 따라 비난연 및 난연 사출성형품으로 제조될 수 있으며, 첨가제를 적절히 배합하여 압출성형품으로 제조하는 것도 가능하다.The polystyrene-based blend composition according to the present invention can be produced in non-flammable and flame-retardant injection molded article according to a conventional molding method, it is also possible to prepare an extrusion molded article by appropriately blending additives.

하기의 실시예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 것으로, 이에 의하여 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.The following examples are intended to illustrate the invention in more detail, whereby the scope of the invention is not limited.

실시예 1Example 1

성분 (A)로는 펠렛(pellet)형의 솔라렌 폴리스티렌 등급(Solarene polystyrene grade: 동부화학), 성분 (B)로는 메탈로센계 단일부 촉매에 의하여 변성된 폴리올레핀 공중합체 등급을, 성분 (C)로는 스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)-스티렌 블록 공중합체와 스티렌-폴리(에틸렌-부타디엔)-스티렌 블록 공중합체를 각각 하기 표1 기재의 양만큼씩 사용하였다.Component (A) is a pellet-type Solarene polystyrene grade (Eastern Chemical), component (B) is a polyolefin copolymer grade modified by a metallocene-based single-part catalyst, and component (C) is Styrene-poly (ethylene-propylene) -styrene block copolymers and styrene-poly (ethylene-butadiene) -styrene block copolymers were used in the amounts shown in Table 1 below, respectively.

상기의 성분들을 헨셀믹서(Henchel mixer)를 사용하여 상온에서 1000 rpm으로 5분간 물리적 혼합을 행한 후, 이 혼합물을 170℃에서 250℃ 온도 범위의 이축 압출기 (L/D=13)을 사용하여 스크류 RPM 200에서 300범위 내에서 혼련을 행하고, 스트랜드 커팅(Strand cutting)방식으로 펠렛을 제조하였다. 제조된 폴리스티렌 블랜드물은 상온에서 건조한 후 기계적 물성을 측정하기 위하여, 사출성형기의 온도 210℃, 금형온도 50℃, 성형사이클 35초의 조건에서 시험편을 사출하였다.The above components were physically mixed at 1000 rpm for 5 minutes at room temperature using a Henschel mixer, and then the mixture was screwed using a twin screw extruder (L / D = 13) in a temperature range of 170 ° C to 250 ° C. Kneading was carried out within 300 range at RPM 200, and pellets were prepared by the strand cutting method. In order to measure the mechanical properties of the prepared polystyrene blend water after drying at room temperature, the test piece was injected under the conditions of the injection molding machine temperature 210 ℃, mold temperature 50 ℃, molding cycle 35 seconds.

이와 같이 제조된 시험편의 인장강도 및 아이조드 충격강도, 굴곡강도는 각각 ASTM D638과 ASTM D256에 따라서 측정하였다. 광택도의 측정은 ASTM D523에 의거하여, 직경 56.0mm, 두께 1.6mm의 시편을 제작하여, 60도의 입사각으로 글로스미터(Gloss Meter)를 이용하여 실시하였다.The tensile strength, Izod impact strength, and flexural strength of the test specimens thus prepared were measured according to ASTM D638 and ASTM D256, respectively. Glossiness was measured according to ASTM D523, a specimen having a diameter of 56.0 mm and a thickness of 1.6 mm was prepared, and a gloss meter was used at an incident angle of 60 degrees.

상기한 방법에 의해 각 성분의 성분비에 따라 제조된 시편의 물성을 측정하여 표 1에 나타내었다.The physical properties of the specimens prepared according to the component ratio of each component by the above method are shown in Table 1.

[표 1a]TABLE 1a

[표 1b]TABLE 1b

실시예 2Example 2

실시예 1에서 예시된 블랜드 조성물에 대하여 성분 (D)로서 난연제를 하기 표 2에서와 같이 첨가하여 그 난연성 및 물성을 측정하였다. 성분 (D)의 난연제로는 할로겐계 난연제 및 비할로겐계 난연제와 난연보조제로서 삼산화안티몬 및 염화폴리에틸렌을 사용하였다. 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이 난연제를 첨가한 경우에도 본 발명에 따른 폴리스티렌계 블랜드 조성물은 충격강도 및 인장강도에서 뛰어난 물성 안정성을 나타낸다.The flame retardant and physical properties of the blend composition exemplified in Example 1 were added as component (D) as shown in Table 2 below. As flame retardants of component (D), halogen-based flame retardants, non-halogen flame retardants, and antimony trioxide and polyethylene chloride were used as flame retardant aids. As can be seen in Table 2, even when a flame retardant is added, the polystyrene-based blend composition according to the present invention exhibits excellent physical stability in impact strength and tensile strength.

[표 2]TABLE 2

비교예 1Comparative Example 1

표 3에 기재된 바와 같이 성분 (A)로 펠렛형의 솔라렌 폴리스티렌 등급(동부화학), 성분 (B)로 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 및 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 성분 (C)로 폴리스티렌과 올레핀의 가교결합 공중합물을 사용하여, 실시예 1과 같은 방법에 의하여 블랜드물을 제조하였다. 제조된 블랜드물의 물성을 실시예 1에 나타낸 바와 같은 방법에 의해 측정하여 이 결과를 표 3에 나타내었으며, 실시예 1에 나타난 결과와 달리 물성의 균형을 이루지 못하고 있음을 알 수 있다.As shown in Table 3, pelletized solar polystyrene grade (Eastern Chemistry) as component (A), high density polyethylene (HDPE) and linear low density polyethylene (LLDPE) as component (B), of polystyrene and olefin as component (C) Using a crosslinked copolymer, a blend was prepared by the same method as in Example 1. The physical properties of the prepared blends were measured by the method as shown in Example 1, and the results are shown in Table 3, and it is understood that the physical properties were not balanced unlike the results shown in Example 1.

[표 3]TABLE 3

내후성 시험Weather resistance test

실시예 1에서 제조된 블랜드물(DH4, DH9, DH12)에 대하여 내후성을 시험하였다. 내후성 시험은 ASTM D1435-85에 의거하여 15주 걸쳐 옥외폭로 내후성 시험을 진행하여 기존의 ABS 시편 및 HIPS 시편과 충격강도 및 인장강도의 변화를 비교하였다. 비교대상의 ABS 시편은 HF 380 등급(미원유화)를 사용하였으며, HIPS는 솔라렌 H724 등급(동부화학)을 사용하였다. 이 결과를 도 1과 도 2에 나타내었다.The weather resistance was tested for the blends (DH4, DH9, DH12) prepared in Example 1. The weather resistance test was conducted in accordance with ASTM D1435-85 for 15 weeks in the outdoor exposure weather resistance test to compare the change of impact strength and tensile strength with the existing ABS specimen and HIPS specimen. ABS specimens to be used were HF 380 grade (un-emulsification) and HIPS was used as solar H72 grade (Eastern Chemistry). The results are shown in FIGS. 1 and 2.

본 발명에 의하면, 극히 우수한 강성-내충격성의 물성 균형성을 가지면서, 내후성, 내약품성, 광택성 등의 특성을 고루 갖추고 있으며, 그 조절이 용이함을 특징으로 하는 폴리스티렌계 블랜드 조성물을 얻을 수 있다. 또한, 이 블랜드 기본 조성물에의 물성 저하를 최소화하면서 다양한 첨가제를 도입하여 필요한 특성을 부여할 수 있으며, 특히, 각종 난연제를 도입한 경우 우수한 난연성과 수지 기본 물성의 높은 균형성을 보유하고 있는 난연 수지 조성물을 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 폴리스티렌계 블랜드 조성물은 기존의 폴리스티렌계 수지를 이용할 수 없었던 다양한 분야에까지 적용이 가능하다.According to the present invention, it is possible to obtain a polystyrene-based blend composition having extremely excellent stiffness-impact resistance property balance, having characteristics such as weather resistance, chemical resistance, glossiness, and the like, which can be easily adjusted. In addition, it is possible to impart the necessary properties by introducing various additives while minimizing the deterioration of the physical properties of the blend base composition, in particular, when a variety of flame retardants are introduced, a flame retardant resin having excellent balance of excellent flame retardancy and resin basic properties A composition can be obtained. Therefore, the polystyrene-based blend composition of the present invention can be applied to various fields in which conventional polystyrene-based resins cannot be used.

Claims (7)

(A) 스티렌 및 스티렌 유도체의 호모 또는 공중합체, 또는 이것의 고무변성 수지 45∼95중량%와; (B) 변성 폴리올렌핀 공중합체 수지 4∼40중량%와; (C) 두개의 스티렌 블록이 부타디엔 또는 폴리올레핀 블록에 의하여 나누어져 있는 상태의, 폴리스티렌과 폴리올레핀과의 블록 공중합체 1∼15중량%를 포함하여 구성되는 폴리스티렌계 블랜드 조성물.(A) 45 to 95% by weight of a homo or copolymer of styrene and styrene derivatives or rubber modified resins thereof; (B) 4 to 40% by weight of the modified polyene pin copolymer resin; (C) A polystyrene blend composition comprising 1 to 15% by weight of a block copolymer of polystyrene and polyolefin in a state in which two styrene blocks are divided by butadiene or polyolefin blocks. 제 1항에 있어서, 난연제, 윤활제, 내열향상제, 가소제, 광(光)안정제, 이형제, 대전방지제, 충격보강제, 착색제(염료 또는 안료), 유리섬유, 발포제로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.The method of claim 1, wherein at least one additive selected from the group consisting of flame retardants, lubricants, heat improvers, plasticizers, light stabilizers, mold release agents, antistatic agents, impact modifiers, colorants (dyes or pigments), glass fibers, and foaming agents is used. A composition comprising more. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 변성 폴리올레핀 공중합체가 메탈로센계 단일부 촉매에 의한 중합으로 생성되는 평균 분자량(Mw)은 40,000 내지 300,000의 하기 화학식 1의 화합물인 것을 특징으로 하는 조성물.The composition of claim 1 or 2, wherein the modified polyolefin copolymer is an average molecular weight (M w ) produced by polymerization by a metallocene-based single-part catalyst, wherein the compound of Formula 1 is 40,000 to 300,000. 화학식 1Formula 1 [단 상기식에서,[Wherein, n과 m은 1 내지 500의 정수이고,n and m are integers from 1 to 500, X는 수소 또는 C1 내지 C950의 방향족 또는 지방족 탄화수소 또는 그 공중합물이고,X is hydrogen or an aromatic or aliphatic hydrocarbon of C1 to C950 or a copolymer thereof, Y는 (CH2)wCH3이며, W는 0 내지 1000의 정수이다.]Y is (CH 2 ) w CH 3 and W is an integer from 0 to 1000.] 제 3항에 있어서, 상기 변성 폴리올레핀 공중합체가 메탈로센계 단일부 촉매에 의하여 생성되는, 에틸렌과 그외 알켄화합물의 공중합체로서 알켄화합물의 함유율이 5∼50중량%인 것을 특징으로 하는 조성물.4. The composition according to claim 3, wherein the modified polyolefin copolymer is a copolymer of ethylene and other alkenes produced by a metallocene-based single-part catalyst, and the content of an alkene compound is 5 to 50% by weight. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 블록공중합체가 Sm-(En-Pw)y-Sx또는 Sm-(En-Bw)y-Sx의구조를 가지는 것을 특징으로 하는 조성물.The method according to claim 1 or 2, wherein the block copolymer has a structure of S m- (E n -P w ) y -S x or S m- (E n -B w ) y -S x Composition. [단, 상기식에서,[Wherein, S는 폴리스티렌 블록이며, EP는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 블록, EB는 폴리에틸렌, 폴리부타디엔 블록이고,S is a polystyrene block, EP is a polyethylene, a polypropylene block, EB is a polyethylene, a polybutadiene block, m은 30 내지 350, n과 w는 200 내지 900, x는 0 내지 350의 범위이고,m ranges from 30 to 350, n and w ranges from 200 to 900, x ranges from 0 to 350, y는 1 내지 100의 정수이다.]y is an integer from 1 to 100.] 제 5항에 있어서, 상기 블록 공중합체에 있어서 스티렌 함유율이, 13∼70중량%인 것을 특징으로 하는 조성물.The composition according to claim 5, wherein the styrene content is 13 to 70% by weight in the block copolymer. 제 1항 내지 6항중의 어느 한 항에 따른 조성물로 제조된 성형품.Molded article made from the composition according to any one of claims 1 to 6.
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