KR19980069435A - 내충격성 및 난연성이 우수한 폴리올레핀계 수지 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내충격성 및 난연성이 우수한 폴리올레핀계 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 폴리올레핀계 수지 조성물은, 하기 성분 (A1또는 A2), (B), (C1또는 C2) 및 (D)를, 이들 총 중량 (A1또는 A2)＋(B)＋(C1또는 C2)＋(D)에 대해 (A1또는 A2)성분 40∼90중량%, (B)성분 1∼30중량%, (C1또는 C2)성분 5∼30중량% 및 (D)성분 1∼10중량%의 양으로 함유함을 특징으로 한다 :
(A1)프로필렌 중합체인 호모폴리프로필렌으로서, 하기 조건 ①과 ②를 만족하는 것:
① 용융온도 : 160℃ 이상
② 용융지수 : 30g/10분 이하 (230℃)
(A2)에틸렌-프로필렌 블록 공중합체로서, 하기조건 ①∼③을 만족하는 것 :
① 에틸렌 함량 : 1∼20몰%
② 용융온도 : 160℃ 이상
③ 용융지수 : 30g/10분 이하(230℃)
(B)염화폴리에틸렌(Chlorinated Polyethylene; CPE)으로서, 하기의 조건 ①과 ②를 만족하는 것:
① 클로라이드(Chloride) 함량 : 25∼45몰%
② 비중 : 1.0∼1.3g/cc
(C1또는 C2): 할로겐계 난연제 또는 인계 난연제
(D)삼산화안티몬, 안티모니 펜타옥사이드, 나트륨안티몬네이트 또는 금속 안티모니 등의 난연조제
또한, 본 발명에 따른 폴리올레핀계 수지 조성물은 평균 입자 직경이 0.3∼20㎛인 탈크(E) 성분을, 조성물 총 중량 (A1또는 A2)＋(B)＋(C1또는 C2)＋(D)＋(E)에 대하여 1∼30중량%의 양으로 더 함유함을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 내충격성 및 난연성이 우수한 폴리올레핀계 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리올레핀, 염화폴리에틸렌(Chlorinated Polyethylene; CPE), 난연제 및 난연조제를 함유하거나, 여기에 탈크를 더 함유하여 내충격성 및 난연성을 향상시킨 폴리올레핀계 수지 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 고분자 복합재료는 물리, 화학적 성질이 서로 다른 소재를 고분자 기재중에 기계적으로 복합시켜 새로운 기능을 부여하는 것으로, 이러한 복합재료의 성질은 기재(Matrix)와 충전제(filler)의 성분 및 함량에 따라 좌우되며 또한 충전제의 형태, 크기, 배열상태, 응집상태 또는 가공조건에 의해서 결정된다.
그 일례로서, 물리적, 화학적 성질이 우수하고 또한 가격이 저렴하기 때문에 각종 산업분야에 널리 사용되며, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌으로 대표되는 폴리올레핀계 수지에 브롬함유 화합물, 예를 들면, 테트라브로모비스페놀, 헥사브로모시클로데칸, 데카브로모디페닐에테르, 비스-(트리브로모페녹시)에탄, 옥타브로모디페닐에테르, 비스-(펜타브로모페녹시)에탄 등을 복합하여 난연성을 부여하는 방법은 이미 전 세계적으로 잘 알려져 있다. 그러나 폴리올레핀계 수지를 이들 난연제로 난연화하여 사용할 경우, 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체를 기재로 하면 내충격성이 약간 우수한 반면에 우수한 난연성을 부여하기 위해 많은 양의 난연제가 첨가되어야 하므로 가격 상승과 기계적 물성의 저하를 초래하고, 호모폴리프로필렌(homopolypropylene)을 기재로 하면 상대적으로 적은 양의 난연제로 우수한 난연성을 갖는 수지 조성물을 제조할 수 있으나, 내충격성이 떨어지는 문제점이 있다.
이에 본 발명자들은 난연성과 내충격성을 모두 충족할 수 있는 폴리올레핀계 수지 조성물을 제공하고자 예의 연구한 결과, 폴리올레핀 수지에 폴리에틸렌을 염소화해서 얻은 폴리머인 염화폴리에틸렌(Chlorinated Polyethylene; CPE), 난연제 및 난연조제를 첨가하거나, 여기에 탈크를 더 첨가함으로서 난연성과 기계적 물성, 특히 내충격성을 향상시킬 수 있음을 알고 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 난연성 및 내충격성이 우수한 폴리올레핀계 수지 조성물을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 이루기 위해서, 본 발명에 따른 폴리올레핀계 수지 조성물은 하기 성분 (A1또는 A2), (B), (C1또는 C2) 및 (D)를, 이들 총 중량 (A1또는 A2)＋(B)＋(C1또는 C2)＋(D)에 대해 (A1또는 A2)성분 40∼90중량%, (B)성분 1∼30중량%, (C1또는 C2)성분 5∼30중량% 및 (D)성분 1∼10중량%의 양으로 함유함을 특징으로 한다 :
(A1)프로필렌 중합체인 호모폴리프로필렌으로서, 하기 조건 ①과 ②를 만족하는 것:
① 용융온도 : 160℃ 이상
② 용융지수 : 30g/10분 이하(230℃)
(A2)에틸렌-프로필렌 블록 공중합체로서, 하기조건 ①∼③을 만족하는 것:
① 에틸렌 함량 : 1∼20몰%
② 용융온도 : 160℃ 이상
③ 용융지수 : 30g/10분 이하 (230℃)
(B)염화폴리에틸렌(Chlorinated Polyethylene; CPE)으로서, 하기의 조건 ①과 ②를 만족하는 것:
① 클로라이드(Chloride) 함량 : 25∼45몰%
② 비중 : 1.0∼1.3g/cc
(C1또는 C2): 할로겐계 난연제 또는 인계 난연제
(D) 삼산화안티몬, 안티모니 펜타옥사이드, 나트륨안티몬네이트 또는 금속 안티모니 등의 난연조제
또한, 본 발명의 폴리올레핀계 수지 조성물은 평균 입자 직경이 0.3∼20㎛, 인 탈크(E)를, 조성물 총 중량 (A1또는 A2)＋(B)＋(C1또는 C2)＋(D)＋(E)에 대하여 1∼30중량%의 양으로 더 함유함을 특징으로 한다
본 발명의 다른 목적 및 적용은 하기 발명의 구성 및 작용으로부터 당업자들에게 명백해질 것이다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 폴리올레핀계 수지 조성물은 난연성 및 기계적 물성, 특히 내충격성이 우수한 물질로서, 하기 성분 (A1또는 A2), (B), (C1또는 C2) 및 (D)를, 이들 총 중량 (A1또는 A2)＋(B)＋(C1또는 C2)＋(D)에 대해 (A1또는 A2)성분 40∼90중량%, (B)성분 1∼30중량%, (C1또는 C2)성분 5∼30중량% 및 (D)성분 1∼10중량%의 양으로 함유함을 특징으로 한다 :
(A1)프로필렌 중합체인 호모폴리프로필렌으로서, 하기 조건 ①과 ②를 만족하는 것:
① 용융온도 : 160℃ 이상
② 용융지수 : 30g/10분 이하(230℃)
(A2)에틸렌-프로필렌 블록 공중합체로서, 하기조건 ①∼③을 만족하는 것:
① 에틸렌 함량 : 1∼20몰%
② 용융온도 : 160℃ 이상
③ 용융지수 : 30g/10분 이하(230℃)
(B)염화폴리에틸렌(Chlorinated Polyethylene; CPE)으로서, 하기의 조건 ①과 ②를 만족하는 것:
① 클로라이드(Chloride) 함량 : 25∼45몰%
② 비중 : 1.0∼1.3g/cc
(C1또는 C2): 할로겐계 난연제 또는 인계 난연제
(D) 삼산화안티몬, 안티모니 펜타옥사이드, 나트륨안티몬네이트 또는 금속 안티모니 등의 난연조제
또한, 본 발명의 폴리올레핀계 수지 조성물은 평균 입자 직경이 0.3∼20㎛, 인 탈크(E)를, 조성물 총 중량 (A1또는 A2)＋(B)＋(C1또는 C2)＋(D)＋(E)에 대하여 1∼30중량%의 양으로 더 함유함을 특징으로 한다
상기 성분 중 기재인 (A1) 또는 (A2)성분은 용융지수가 30g/10분을 초과하는 경우 난연화가 어려우므로 30g/10분 이하의 용융지수가 바람직하다.
상기 (B)성분인 폴리염화에틸렌은 본 발명에서 목적하는 바인 내충격성 및 난연성 향상시키기 위해서 1∼30중량%의 양으로 함유되는데, (B)성분의 함량이 1중량% 미만인 경우에는 내충격성 향상의 효과가 거의 없고, 30중량% 이상인 경우에는 내충격성은 우수하나, 굴곡탄성율의 저하가 심하다.
또한, 본 발명의 폴리올레핀계 수지 조성물에 있어서 난연제인 (C1또는 C2)성분의 종류는 폴리올레핀계 수지조성물에서 일반적으로 사용되고 있는 난연제로서 특별히 한정되지는 않지만, 사용목적에 따라 예를 들면, 비스[3,5-디브로모-4(2,3-디브로모프로필옥시)페닐]술폰, 데카브로모디페닐옥사이드, 테트라브로모비스페놀, 헥사브로모벤젠, 헥사테트라브로모디페닐옥사이드, 트리스(디브로모프로필)이소시아누레이트, 펜타브로모디페닐에테르, 옥타브로모디페닐에티르등의 할로겐계 난연제 또는 트리페닐포스페이트(TPP), 트리크레실포스페이트(Tricresyl phosphate; TCP), 트리(이소프로필페닐)포스페이트(TIPP), 트리자일렌포스페이트(TXP)등의 인계 난연제를 5∼30중량%의 양으로 사용할 수 있다. 난연제의 함량은 5중량% 미만인 경우 난연성이 떨어지고, 30중량% 이상인 경우에는 내충격성이 저하되므로 5∼30중량%의 양이 바람직하다.
한편, 본 발명의 폴리올레핀계 수지 조성물은 굴곡탄성율을 보완하기 위하여 탈크를 1∼30중량%의 양으로 더 함유하는데, 1중량% 미만인 경우 목적하는 효과를 얻을 수 없고, 30중량% 이상인 경우에는 내충격성이 저하된다.
이하, 실시예에 의거하여 본 발명의 구성 및 작용 효과에 대하여 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
먼저 하기의 실시예 및 비교예에 사용된 각종 물성의 평가방법에 대하여 설명한다.
(1) 실시예 및 비교예의 조성물의 제조 :
상기 성분들을 정량씩 계량하여 혼합하고, 슈퍼 믹서(SUPER MIXER)에서 3∼4분간 혼련한 후, 분쇄, 분산 및 혼련 기능이 우수한 직경 53mmφ의 이축 압출기(TWIN EXTRUDER)를 사용하여 180∼200℃의 온도에서 압출하여 조성물을 제조한다. 제조된 조성물은 100℃에서 약 2시간 동안 건조하고, 물성을 평가하기 위하여 실린더 온도 180∼200℃, 금형온도 50℃인 사출기로 사출하여 시편을 제작한다. 제작된 시편은 23℃ 항온실에서 24시간동안 방치한 후, 물성을 측정한다.
(2) 아이조드(IZOD) 충격강도 :
일본 도요세이키사의 아이조드 충격 시험기를 사용하여 ASTM D256의 시험법으로 평가하였다. 측정결과는 시편이 파단을 일으키는데 필요한 에너지 량을 나타낸다.
(3) 듀폰(DUPONT) 충격강도 :
일본 도요세이키사의 듀폰 충격 시험기를 사용하여 평가하는데, 23℃ 온도에서 2.0mm 두께 시트(Sheet) 시편을 수평으로 놓고 그 위에 수직으로 추를 떨어뜨려 시편이 깨어지지 않는 최대 에너지를 측정하였다. 에너지는 추의 무게(kg)×높이(cm)로 계산하였다.
(4) 굴곡탄성율(Flexural Modulus) :
인스트론사의 인트론 유니버샬 테스트기(Instron Universal Testing Instrument)를 사용하여 ASTM D790의 시험법으로 평가하였다. 굴곡탄성율이란, 시편을 두 지점상에 놓고 시편의 중앙에 하중을 가하면 시편이 변형되는데, 이때 하중과 변형사이의 비를 의미하는 것이다.
(5) 난연성 :
UL94 시험법(Underwriters Laboratories Inc.의 가연성 시험법)을 사용하여 난연성을 평가하였다. UL94 시험법에 의한 난연의 규격은 크게 94 V0, 94 V1, 94 V2, 94 HB등이 있고, 94 V0＞94 V1＞ 94 V2＞94 HB순으로 난연성이 우수하다.
[실시예 1]
용융지수가 8.0g/10분인 프로필렌 중합체인 호모-폴리프로필렌 분말(A1) 67.0중량%에, 폴리에틸렌을 염소화해서 얻은 폴리머인 염화폴리에틸렌(Chlorinated Polyethylene; CPE) 분말(B) 5.0중량%, 할로겐계 난연제인 데카브로모디페닐옥사이드(C2)분말 21.0중량% 및 난연조제인 삼산화안티몬 분말(D) 7.0중량%의 양으로 첨가하고, 칼슘스테아레이트와 페놀계 산화방지제를 상기 호모-폴리프로필렌 분말(A1) 100중량%에 대하여 각각 0.15중량%와 0.1중량%의 양으로 첨가하여 슈퍼 믹서로 4분간 혼련한 후, 이축 압출기로 180∼200℃에서 압출하여 조성물을 얻었다. 얻어진 조성물의 각종 물성을 상기 기술한 방법에 따라 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
(A1)성분 81.8중량%에, (B)성분 5.0중량%, (C1)성분인 비스[3,5-디브로모-4(2,3-디브로모프로필옥시)페닐]술폰 분말 8.8중량%, (D)성분 4.4중량%을 첨가한다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 조성물을 얻었고, 그 물성을 측정한 결과는 표 1에 나타내었다.
[실시예 3]
용융지수가 8g/10분이고 에틸렌 함량이 8.0몰%인 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체 분말(A2) 65.5중량%에, (B)성분 2.5중량%, 데카브로모페닐옥사이드 분말(C2) 24.0중량%, (D)성분 8.0중량%을 첨가한다는 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 실시하여 조성물을 얻었고, 그 물성을 측정한 결과는 표 1에 나타내었다.
[실시예 4∼10]
실시예 1에서 성분(A2), (B), (C1), (C2), (D)및 (E)의 함량을 하기 표 1에 기재된 바와 같이 변화시키는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 조성물을 얻었고, 그 물성을 측정한 결과는 표 1에 나타내었다. 여기서, 성분(E)는 입자의 평균 직경이 5㎛인 탈크 분말이다.
[비교예 1∼3]
실시예 1에서 성분(A1), (A2), (B), (C1), (C2), (D)및 (E)의 함량을 하기 표 1에 기재된 바와 같이 변화시키는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 조성물을 얻었고, 그 물성을 측정한 결과를 표 1에 나타내었다.
[표 1]
| 구분 | A1 | A2 | B | C1 | C2 | D | E | 아이조드충격강도 | 듀폰충격강도 | 굴곡탄성율 | 난연성 | |
| 중량% | kgf㎝/㎝ | kg㎝ | kgf/㎠ | UL94 | ||||||||
| 실시예 | 1 | 67.0 | - | 5.0 | - | 21.0 | 7.0 | - | 5.7 | 8 | 16,500 | V0 |
| 2 | 81.8 | - | 5.0 | 8.8 | - | 4.4 | - | 5.5 | 8 | 15,700 | V0 | |
| 3 | - | 65.5 | 2.5 | - | 24.0 | 8.0 | - | 7.5 | 45 | 13,900 | V0 | |
| 4 | - | 63.0 | 5.0 | | 24.0 | 8.0 | - | 9.0 | 55 | 14,600 | V0 | |
| 5 | - | 81.8 | 5.0 | 8.8 | | 4.4 | | 9.1 | 55 | 14,500 | V0 | |
| 6 | - | 63.0 | 10.0 | - | 20.0 | 6.7 | | 15.0 | 60 | 13,000 | V0 | |
| 7 | - | 60.0 | 20.0 | - | 15.0 | 5.0 | | 25.0 | 100 | 12,500 | V0 | |
| 8 | - | 60.0 | 10.0 | - | 15.0 | 5.0 | 10.0 | 8.0 | 50 | 16,400 | V0 | |
| 9 | - | 57.0 | 8.0 | - | 15.0 | 5.0 | 15.0 | 7.5 | 48 | 16,700 | V0 | |
| 10 | - | 58.0 | 5.0 | - | 15.0 | 5.0 | 17.0 | 7.3 | 45 | 17,000 | V0 | |
| 비교예 | 1 | 86.8 | - | - | 8.8 | - | 4.4 | - | 4.5 | 2 | 17,000 | V0 |
| 2 | - | 86.8 | - | 8.8 | - | 4.4 | - | 7.1 | 45 | 15,300 | V2 | |
| 3 | - | 68.0 | - | - | 24.0 | 8.0 | - | 7.0 | 45 | 15,400 | V2 |
표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 염화폴리에틸렌(B)의 첨가로 내충격성 및 난연성이 향상되며, 또한 염화폴리에틸렌의 함량이 증가함에 따라 내충격성이 향상됨을 알 수 있다. 또한, 탈크를 더 첨가한 실시예 8∼10에서 굴곡탄성율 및 난연성이 더욱 향상됨을 알 수 있다.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 폴리올레핀계 수지 조성물은 폴리올레핀에, 염화폴리에틸렌, 난연제 및 난연조제를 함유하거나, 탈크를 더 함유하여 난연성과 내충격성이 동시에 향상된다.
Claims (2)
- 하기 성분 (A1또는 A2), (B), (C1또는 C2) 및 (D)를, 이들 총 중량 (A1또는 A2)＋(B)＋(C1또는 C2)＋(D)에 대해 (A1또는 A2)성분 40∼90중량%, (B)성분 1∼30중량%, (C1또는 C2)성분 5∼30중량% 및 (D)성분 1∼10중량%의 양으로 함유함을 특징으로 하는 폴리올레핀계 수지 조성물 :(A1)프로필렌 중합체인 호모폴리프로필렌으로서, 하기 조건 ①과 ②를 만족하는 것:① 용융온도 : 160℃ 이상② 용융지수 : 30g/10분 이하(230℃)(A2)에틸렌-프로필렌 블록 공중합체로서, 하기조건 ①∼③을 만족하는 것 :① 에틸렌 함량 : 1∼20몰%② 용융온도 : 160℃ 이상③ 용융지수 : 30g/10분 이하(230℃)(B)염화폴리에틸렌(Chlorinated Polyethylene; CPE)으로서, 하기의 조건 ①과 ②를 만족하는 것:① 클로라이드(Chloride) 함량 : 25∼45몰%② 비중 : 1.0∼1.3g/cc(C1)또는 (C2): 할로겐계 난연제 또는 인계 난연제(D)삼산화안티몬, 안티모니 펜타옥사이드, 나트륨안티몬네이트 또는 금속 안티모니.
- 제 1항에 있어서, 평균 입자 직경이 0.3∼20㎛인 탈크(E)성분을, 조성물 총 중량 (A1또는 A2)＋(B)＋(C1또는 C2)＋(D)＋(E)에 대하여 1∼30중량%의 양으로 더 함유함을 특징으로 하는 폴리올레핀계 수지 조성물.
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|---|---|---|---|
| KR1019970006496A KR19980069435A (ko) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 내충격성 및 난연성이 우수한 폴리올레핀계 수지 조성물 |
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| KR1019970006496A KR19980069435A (ko) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 내충격성 및 난연성이 우수한 폴리올레핀계 수지 조성물 |
Publications (1)
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|---|---|
| KR19980069435A true KR19980069435A (ko) | 1998-10-26 |
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| KR1019970006496A KR19980069435A (ko) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 내충격성 및 난연성이 우수한 폴리올레핀계 수지 조성물 |
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| KR (1) | KR19980069435A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021085868A1 (ko) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | 롯데케미칼 주식회사 | 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 |
-
1997
- 1997-02-28 KR KR1019970006496A patent/KR19980069435A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021085868A1 (ko) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | 롯데케미칼 주식회사 | 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 |
| KR20210051694A (ko) * | 2019-10-31 | 2021-05-10 | 롯데케미칼 주식회사 | 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 |
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| A201 | Request for examination | ||
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