KR20020007814A - Thermoplastic Flameproof Resin Composition - Google Patents
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Abstract
Description
발명의 분야Field of invention
본 발명은 열가소성 난연성 수지 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 SAN 그라프트 공중합체 단독으로, 또는 SAN 그라프트 공중합체 및 SAN 공중합체 수지로 이루어지는 고무변성 SAN 공중합체 수지와 폴리페닐렌 에테르수지로 이루어진 기초수지에 상용화제인 아크릴로니트릴 함량이 5∼18 중량%인 SAN 공중합체 수지 및 난연제인 카르복시 포스파이닉산과 방향족 인산 에스테르를 적용한 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a thermoplastic flame retardant resin composition. More specifically, the present invention is an acrylonitrile content that is a compatibilizer in a SAN graft copolymer alone or in a base resin composed of a rubber-modified SAN copolymer resin composed of a SAN graft copolymer and a SAN copolymer resin and a polyphenylene ether resin. The present invention relates to a thermoplastic resin composition to which 5 to 18% by weight of a SAN copolymer resin and a carboxy phosphonic acid and an aromatic phosphate ester which are flame retardants are applied.
발명의 배경Background of the Invention
고무변성 스티렌계 수지는 가공성이 양호하고 물성이 우수하며 외관이 양호하기 때문에 전기제품, 사무기기 등의 여러 가지 용도로 많이 적용되어 왔다. 그러나, 일반적으로 스티렌계 수지를 개인용 컴퓨터 또는 팩스 등과 같이 열을 발산하는 제품에 적용할 때 수지의 연소성 때문에 난연성을 부여한 수지를 사용하여 왔다. 가장 많이 적용되고 있는 공지화된 난연 방법으로는 고무변성 스티렌계 수지에 할로겐계 화합물과 안티몬계 화합물을 병용하여 적용함으로써 난연물성을 부여하는 것이다. 그러나 할로겐을 포함하는 화합물은 가공시 발생하는 할로겐화 수소 가스는 인체에 치명적인 영향을 끼칠 수 있으며, 할로겐계 난연제의 주성분인 폴리브롬화 디페닐에테르는 연소시에 다이옥신이나 퓨란과 같은 매우 유독한 가스를 발생할 가능성이 높기 때문에 최근에는 할로겐계 화합물을 적용하지 않는 난연화 방법에 관심이 모아지고 있다.Rubber modified styrene resins have been widely applied to various applications such as electrical appliances and office equipment because of their good processability, excellent physical properties and good appearance. However, in general, when styrene resins are applied to heat dissipating products such as personal computers or fax machines, resins that have been provided with flame retardancy due to the combustibility of resins have been used. The most widely used flame retardant method is to impart flame retardant properties by applying a halogen-based compound and an antimony-based compound in combination to the rubber-modified styrene resin. However, halogen-containing compounds can cause fatal effects on the hydrogen halide gas generated during processing, and polybrominated diphenyl ether, the main component of halogen-based flame retardants, generates very toxic gases such as dioxins and furans during combustion. Because of the high possibility, attention has recently been focused on flame-retardant methods that do not apply halogen-based compounds.
할로겐을 함유하고 있지 않은 화합물로써 인 또는 질소를 포함한 화합물을 첨가하여 수지 조성물에 난연성을 부여하는 방법이 연구되어 왔으나 인화합물을 단독으로 사용하는 경우 고무변성 스티렌계 수지의 내열성이 저하되고 난연성이 부족하다는 단점이 있어 적용에 제한이 있다.The method of imparting flame retardancy to the resin composition by adding a compound containing phosphorus or nitrogen as a compound that does not contain halogen has been studied. However, when the phosphorus compound is used alone, the heat resistance of the rubber-modified styrene resin is lowered and the flame retardancy is insufficient. There is a disadvantage in that the application is limited.
일반적으로 고무 변성 스티렌계 수지, 특히 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌공중합수지(이하 ABS수지)는 연소시 차르(Char) 잔량이 거의 없기 때문에 고상에서의 난연효과를 기대하기 어려운 단점이 있다.(Journal of Applied Polymer Science, 1998, vol 68, p1067) 따라서 차르 형성제를 추가로 첨가하여 차르가 원활히 생성될 수 있도록 하여야 원하는 난연성을 얻을 수 있다.In general, rubber-modified styrene-based resins, particularly acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resins (hereinafter referred to as ABS resins) have a disadvantage in that it is difficult to expect a flame retardant effect in a solid phase because there is little char remaining during combustion. of Applied Polymer Science, 1998, vol 68, p1067) Therefore, it is necessary to add a char forming agent so that the char can be generated smoothly to obtain desired flame retardancy.
일본 특허 공개 평7-48491호에 의하면 고분자물질 중합체와 방향족 비닐계 단량체 등의 열가소성 공중합체 수지에 대하여 인산 에스테르를 난연제로 적용하고 차르 형성제로 노볼락(Novolac) 형태의 페놀수지를 첨가함에 의해 열가소성 난연수지를 제조하였다. 그러나 페놀수지는 스티렌계 수지의 내열성을 저하시킬 뿐만 아니라 차르 형성능력이 부족하여 원하는 난연도를 얻기 위해서는 상대적으로 많은 양의 인산 에스테르와 노볼락 수지가 첨가되어야 하기 때문에 내열도가 더욱 저하되는 단점을 갖고 있다.According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-48491, thermoplastic resins are applied by applying phosphate esters as flame retardants to thermoplastic copolymer resins such as high molecular weight polymers and aromatic vinyl monomers, and adding phenolic resins of Novolac type as char forming agents. A flame retardant resin was prepared. However, the phenol resin not only lowers the heat resistance of the styrene resin, but also has a disadvantage in that the heat resistance is further lowered because a relatively large amount of phosphate ester and novolak resin must be added to obtain the desired flame retardancy due to the lack of char forming ability. Have
따라서 본 발명자들은 페놀수지를 사용하지 않고 스티렌계 수지의 난연성을 개선하기 위하여 기초수지로써 고무변성 SAN 공중합체 수지와 폴리페닐렌 에테르 수지를 사용하고, 두 수지 블렌드의 상용성을 개선하여 열안정성 및 난연도를 개선하고자 상용화제로 5∼18 중량%의 아크릴로니트릴 함량을 갖는 SAN 공중합체 수지를 적용하고, 난연제로써 방향족 인산 에스테르 화합물을 사용하여 난연성 열가소성 수지를 개발하여 이미 특허 출원한 바 있다.Therefore, the present inventors use a rubber-modified SAN copolymer resin and a polyphenylene ether resin as the base resin to improve the flame retardancy of the styrene resin without using a phenol resin, and improve the compatibility of the two resin blends to improve thermal stability and In order to improve the flame retardancy, a SAN copolymer resin having an acrylonitrile content of 5 to 18 wt% is used as a compatibilizer, and a flame retardant thermoplastic resin is developed using an aromatic phosphate ester compound as a flame retardant, and has already applied for a patent.
본 발명에서는 여기에 난연제로 카르복시 포스파이닉산을 병용함으로써 효과적으로 수지에 난연성을 부여한다. 카르복시 포스파이닉산을 방향족 인산 에스테르 화합물과 함께 사용할 경우 더욱 단단한 차르 피막을 형성함으로써 열과 수지와의 접촉을 차단하고 연소 연료의 공급을 차단함으로써 UL 94 V-0의 우수한 난연성을 가지는 수지 조성물을 제공하게 된 것이다.In this invention, flame retardance is effectively given to resin by using carboxy phosphonic acid together as a flame retardant here. When carboxy phosphinic acid is used in combination with an aromatic phosphate ester compound, it forms a harder char film to block contact with heat and resin and to block the supply of combustion fuel, thereby providing a resin composition having excellent flame retardancy of UL 94 V-0. It is.
본 발명의 목적은 기존의 수지 조성물에 카르복시 포스파이닉산을 적용하여 난연성이 보다 더 향상된 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a thermoplastic resin composition with improved flame retardancy by applying carboxy phosphinic acid to the existing resin composition.
본 발명의 다른 목적은 내열성이 향상된 난연성 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a flame retardant thermoplastic resin composition having improved heat resistance.
본 발명의 또 다른 목적은 유해한 할로겐을 함유하지 않은 고무변성 SAN 공중합체 수지와 폴리페닐렌 에테르 블렌드의 난연수지를 제조하는데 있어 상용화제로 5∼18 중량%의 아크릴로니트릴 함량을 갖는 SAN 공중합체 수지를 적용하고 난연제로 카르복시 포스파이닉산 및 방향족 인산 에스테르 화합물을 사용하여 난연성이 뛰어난 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.It is another object of the present invention to produce a flame retardant resin of a rubber-modified SAN copolymer resin and a polyphenylene ether blend containing no harmful halogen, and having a acrylonitrile content of 5 to 18% by weight as a compatibilizer. The present invention provides a resin composition excellent in flame retardancy by applying and using a carboxy phosphinic acid and an aromatic phosphate ester compound as a flame retardant.
본 발명의 상기의 목적과 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.The above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.
이하 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.Hereinafter, the content of the present invention will be described in detail.
본 발명의 열가소성 난연성 수지조성물은 (A) (a1) 10∼60 중량%의 고무성분 및 90∼40 중량%의 SAN 공중합체 수지로 이루어진 SAN 그라프트 공중합체 수지 20∼100 중량%와 (a2) SAN 공중합체 수지 80∼0 중량%로 이루어진 고무변성 SAN 공중합체 수지로서, 고무성분을 제외한 성분 중 아크릴로니트릴의 함량이 18∼50 중량%인 고무변성 SAN 공중합체 수지 40∼95 중량부 및 (B) 폴리페닐렌 에테르계 수지 5∼60 중량부로 구성되는 기초수지 (A)+(B) 100 중량부에 대하여, (C) 아크릴로니트릴의 함량이 5∼18 중량%인 SAN 공중합체 수지 2∼30 중량부, (D) 카르복시 포스파이닉산 화합물 0.5∼20 중량부, 및 (E) 방향족 인산 에스테르 화합물 0∼30 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 수지 조성물은 난연제로 카르복시 포스파이닉산 화합물을 단독으로 또는 카르복시 포스파이닉산 화합물과 방향족 인산 에스테르 화합물을 함께 적용함으로써 종래의 열가소성 수지에 비하여 매우 뛰어난 난연성을 갖게 된다.The thermoplastic flame-retardant resin composition of the present invention is (A) (a 1 ) 20 to 100% by weight of SAN graft copolymer resin consisting of 10 to 60% by weight of the rubber component and 90 to 40% by weight of SAN copolymer resin and (a 2 ) Rubber modified SAN copolymer resin composed of 80 to 0 wt% of SAN copolymer resin, 40 to 95 parts by weight of rubber modified SAN copolymer resin having an acrylonitrile content of 18 to 50 wt% And (B) a SAN copolymer having a content of (C) acrylonitrile of 5 to 18% by weight, based on 100 parts by weight of the base resin (A) + (B), which is composed of 5 to 60 parts by weight of a polyphenylene ether resin. It is characterized by consisting of 2-30 weight part of resin, 0.5-20 weight part of (D) carboxy phosphonic acid compounds, and 0-30 weight part of (E) aromatic phosphate ester compounds. That is, the resin composition of the present invention has very excellent flame retardancy compared to conventional thermoplastic resins by applying the carboxy phosphinic acid compound alone or together with the carboxy phosphinic acid compound and the aromatic phosphate ester compound as a flame retardant.
이하 본 발명의 수지 조성물의 각 성분들에 대하여 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, each component of the resin composition of the present invention will be described in detail.
(A) 고무변성 SAN 공중합체 수지(A) Rubber-Modified SAN Copolymer Resin
고무변성 SAN 공중합체 수지는 비닐방향족계 중합체로부터 이루어진 매트릭스(연속상)중에 고무상 중합체가 입자형태로 분산되어 존재하는 중합체를 말하는 것으로써 고무상 중합체의 존재하에 방향족 비닐 단량체 및 이것과 공중합 가능한 비닐계 단량체를 첨가하여 중합되는 것이다. 이와 같은 고무변성 SAN 공중합체 수지는 유화중합, 현탁중합, 괴상중합과 같은 공지된 중합방법에 의하여 제조가 가능하며, 통상 SAN 그라프트 공중합체 수지와 SAN 공중합체 수지를 혼합압출하여 생산한다. 괴상중합의 경우는 그라프트 공중합체 수지와 공중합체 수지를 별도로 제조하지 않고 일 단계 반응공정만으로 고무변성 SAN 공중합체 수지를 제조하나 어느 경우에도 최종 고무변성 SAN 공중합체 수지 성분 중에서 고무함량은 기초수지 전체에 대하여 5 내지 30 중량부의 것이 적합하다. 이와 같은 수지의 예로는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌공중합체 수지(ABS), 아크릴로니트릴-아크릴고무-스티렌공중합체 수지(AAS), 아크릴로니트릴-에틸렌프로필렌고무-스티렌공중합체 수지 등이 있다.Rubber-modified SAN copolymer resin refers to a polymer in which a rubbery polymer is dispersed in the form of particles in a matrix (continuous phase) made of a vinyl aromatic polymer, and can be copolymerized with an aromatic vinyl monomer in the presence of a rubbery polymer and a vinyl. It is superposed | polymerized by adding a system monomer. Such rubber-modified SAN copolymer resin can be prepared by known polymerization methods such as emulsion polymerization, suspension polymerization, and bulk polymerization, and are usually produced by mixing and extruding SAN graft copolymer resin and SAN copolymer resin. In the case of bulk polymerization, rubber modified SAN copolymer resin is produced by one step reaction process without graft copolymer resin and copolymer resin separately, but in all cases, the rubber content of the final rubber modified SAN copolymer resin component 5-30 parts by weight of the total is suitable. Examples of such resins include acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resins (ABS), acrylonitrile-acryl rubber-styrene copolymer resins (AAS), acrylonitrile-ethylenepropylene rubber-styrene copolymer resins, and the like. .
상기 수지는 그라프트 공중합체 수지 단독으로 또는 그라프트 공중합체 수지와 공중합체 수지를 병용하여 적용할 수 있으며 각각의 상용성을 고려하여 배합하는 것이 바람직하다.The resin may be applied alone or in combination of graft copolymer resin and copolymer resin, and is preferably blended in consideration of their compatibility.
(a1) SAN(스티렌-아크릴로니크릴) 그라프트 공중합체 수지(a 1 ) SAN (styrene-acrylonitrile) graft copolymer resin
그라프트 공중합체 수지에 이용되는 고무의 예로써는 폴리부타디엔, 폴리(스티렌-부타디엔), 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔)등의 디엔계 고무 및 상기 디엔계 고무에 수소를 첨가한 포화고무, 이소플렌고무, 글로로프렌고무, 폴리부틸아크릴산 등의 아크릴계 고무, 및 에틸렌-프로필렌-디엔단량체 삼원공중합체(EPDM)등을 열거할 수 있지만, 디엔계 고무가 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 부타디엔계 고무가 적합하다. 고무의 함량은 그라프트 공중합체 수지 100 중량% 중 10 내지 60 중량%가 적당하다.Examples of the rubber used for the graft copolymer resin include diene rubbers such as polybutadiene, poly (styrene-butadiene) and poly (acrylonitrile-butadiene), and saturated rubber and isoprene which hydrogenated to the diene rubber. Although acrylic rubbers, such as rubber, a chloroprene rubber, and polybutylacrylic acid, ethylene-propylene-diene monomer terpolymer (EPDM), etc. can be mentioned, A diene rubber is preferable, More preferably, butadiene rubber is preferable. Suitable. The content of rubber is suitably 10 to 60% by weight in 100% by weight of the graft copolymer resin.
상기 그라프트 중합가능한 단량체 혼합물 중 방향족 비닐계 단량체로는 스티렌, α-메틸스티렌,p-메틸스티렌 등이 첨가될 수 있으나, 스티렌이 가장 바람직하며, 여기에 상기의 방향족 비닐계 단량체에 공중합 가능한 단량체를 1 종 이상 도입하여 적용한다. 도입가능한 단량체로는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니크릴과 같은 불포화 니트릴계 화합물이 바람직하다.As the aromatic vinyl monomer in the graft polymerizable monomer mixture, styrene, α-methylstyrene, p -methylstyrene, and the like may be added, but styrene is most preferable, and a monomer copolymerizable with the aromatic vinyl monomer may be added thereto. Apply by introducing at least one. As the monomer which can be introduced, unsaturated nitrile compounds such as acrylonitrile and methacrylonitrile are preferable.
상기와 같은 그라프트 공중합체 전체 성분 중 고무의 중량비는 10 내지 60 중량%이다. 상기 고무에 그라프트되는 단량체의 성분은 스티렌과 같은 방향족 비닐계 단량체가 50 내지 82 중량%, 불포화니트릴계 단량체가 18 내지 50 중량%이며, 이 단량체를 그라프트 공중합하여 적용한다. 또한 여기에 가공성, 내열성과 같은 특성을 부여하기 위해 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레인산, N-치환말레이미드 등의 단량체를 부가하여 그라프트 중합할 수 있다. 첨가되는 양은 그라프트 수지 전체에 대해 0 내지 40 중량부 첨가할 수 있다.The weight ratio of rubber in the graft copolymer as a whole component is 10 to 60% by weight. The component of the monomer grafted to the rubber is 50 to 82% by weight of an aromatic vinyl monomer such as styrene, 18 to 50% by weight of an unsaturated nitrile monomer, and graft copolymerized monomer is applied. Further, in order to impart properties such as workability and heat resistance, monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride and N-substituted maleimide may be added and graft polymerization. The amount added may be 0 to 40 parts by weight based on the total graft resin.
상기 그라프트 공중합체를 제조할 때 충격강도 및 외관을 고려하여 고무입자의 평균 입경은 0.1 내지 4μm의 범위가 적합하다.When preparing the graft copolymer, in consideration of impact strength and appearance, the average particle diameter of the rubber particles is preferably in the range of 0.1 to 4 μm.
(a2) SAN(스티렌-아크릴로니트릴) 공중합체 수지(a 2 ) SAN (styrene-acrylonitrile) copolymer resin
SAN 공중합체 수지는 상기의 고무변성 SAN 공중합체 수지를 제조하는데 있어서 필요에 따라 적용되며 그 성분은 다음과 같다.SAN copolymer resin is applied as needed in manufacturing the rubber-modified SAN copolymer resin, and the components thereof are as follows.
공중합되는 방향족 비닐계 단량체로는 스티렌, α-메틸스티렌,p-메틸스티렌 등이 첨가될 수 있으며, 스티렌이 가장 바람직하다. 공중합체 수지전체의 성분 중 방향족 비닐계 단량체의 중량비는 50 내지 82 중량%에 해당한다. 여기에 상기의 방향족 비닐계 단량체에 공중합 가능한 단량체를 1 종 이상 도입하여 적용한다. 도입가능한 단량체로는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴과 같은 불포화 니트릴계 화합물이 바람직하며 공중합체 전체의 성분 중 18 내지 50 중량%가 도입된다. 또한 여기에 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레인산, N-치환말레이미드등의 단량체를 0 내지 40 중량부 부가하여 공중합할 수 있다.As the aromatic vinyl monomer to be copolymerized, styrene, α-methylstyrene, p -methylstyrene, or the like may be added, and styrene is most preferable. The weight ratio of the aromatic vinyl monomer in the components of the whole copolymer resin corresponds to 50 to 82% by weight. One or more types of monomers copolymerizable with the aromatic vinyl monomers may be introduced and applied thereto. As the monomer to be introduced, an unsaturated nitrile-based compound such as acrylonitrile or methacrylonitrile is preferable, and 18 to 50 wt% of the components of the entire copolymer is introduced. Further, monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride, and N-substituted maleimide may be added thereto and copolymerized.
고무변성 SAN 공중합체 수지(A)중에서 상기 SAN 그라프트 공중합체 수지(a1)의 함량은 20 내지 100 중량%이고 SAN 공중합체 수지(a2)의 함량은 0 내지 80 중량%이다.In the rubber-modified SAN copolymer resin (A), the content of the SAN graft copolymer resin (a 1 ) is 20 to 100% by weight and the content of the SAN copolymer resin (a 2 ) is 0 to 80% by weight.
(B) 폴리페닐렌 에테르계 수지(B) polyphenylene ether resin
고무변성 SAN 공중합체 수지만으로는 난연성이 부족하고 강성 및 내열성이 저하되기 때문에 폴리페닐렌 에테르 수지를 첨가하여 기초수지로 사용한다. 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2,6-디에틸-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2,6-디프로필-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2-메틸-6-에틸-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2-메틸-6-프로필-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2-에틸-6-프로필-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2,6-디페닐-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르와 폴리(2,3,6-트리메틸-1,4-페닐렌)에테르의 공중합체 및 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르와 폴리(2,3,5-트리에틸-1,4-페닐렌)에테르의 공중합체가 있다. 바람직하기로는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르와 폴리(2,3,6-트리메틸-1,4-페닐렌)에테르와의 공중합체 및 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르가 사용되며, 더욱 바람직하기로는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르가 사용된다. 폴리페닐렌 에테르의 중합도는 특별히 제한되지는 않지만, 수지조성물의 내열성이나 작업성을 고려하여 25 ℃의 클로로포름 용매에서 측정된 고유점도가 0.2 내지 0.8인 것이 바람직하다.Since only the rubber-modified SAN copolymer resin is insufficient in flame retardancy and deteriorates rigidity and heat resistance, polyphenylene ether resin is added and used as the base resin. Poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene) ether, poly (2,6-diethyl-1,4-phenylene) ether, poly (2,6-dipropyl-1,4-phenylene ) Ether, poly (2-methyl-6-ethyl-1,4-phenylene) ether, poly (2-methyl-6-propyl-1,4-phenylene) ether, poly (2-ethyl-6-propyl -1,4-phenylene) ether, poly (2,6-diphenyl-1,4-phenylene) ether, poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene) ether and poly (2,3) Copolymers of 6-trimethyl-1,4-phenylene) ether and poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene) ether and poly (2,3,5-triethyl-1,4-phenyl Ene) ethers. Preferably a copolymer of poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene) ether with poly (2,3,6-trimethyl-1,4-phenylene) ether and poly (2,6-dimethyl -1,4-phenylene) ether is used, more preferably poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene) ether. Although the polymerization degree of polyphenylene ether is not specifically limited, It is preferable that the intrinsic viscosity measured in 25 degreeC chloroform solvent is 0.2-0.8 in consideration of the heat resistance and workability of a resin composition.
(C) 아크릴로니트릴 함량이 5 내지 18 중량%인 SAN(스티렌-아크릴로니트릴) 공중합체 수지(C) SAN (styrene-acrylonitrile) copolymer resin having an acrylonitrile content of 5 to 18 wt%
상기 SAN 공중합체 수지는 고무변성 SAN 공중합체 수지와 폴리페닐렌 에테르 수지와의 상용성을 개선하기 위해 첨가되는 고분자이다. 상기 SAN 공중합체 수지의 성분 중 스티렌의 함량은 82 내지 95 중량%이며 아크릴로니트릴의 함량은 5내지 18 중량%이다. 상기 SAN 공중합체의 중합방법은 유화, 현탁, 괴상중합등을 적용하여 제조될 수 있으며 적합한 중량평균 분자량의 범위는 50,000 내지 200,000이 적합하다. 상기 스티렌-아크릴로니트릴에 추가로 공중합시킬 수 있는 단량체로는 메타아크릴레이트 또는 페닐말레이미드 등이 있다. 내열성의 향상을 위해 스티렌을 α-메틸스티렌 등으로 대체할 수도 있다. 상기 SAN 공중합체의 첨가량은 고무변성 SAN 공중합체 수지(A)와 폴리페닐렌 에테르수지(B)의 블랜드의 상용성을 개선하기 위해 첨가되는 것으로써 (A)와 (B)의 블랜드 100 중량부 대하여 2 내지 30 중량부의 범위에서 적용될 수 있다.The SAN copolymer resin is a polymer added to improve compatibility of the rubber-modified SAN copolymer resin and the polyphenylene ether resin. The content of styrene in the components of the SAN copolymer resin is 82 to 95% by weight and the content of acrylonitrile is 5 to 18% by weight. The polymerization method of the SAN copolymer may be prepared by applying emulsification, suspension, bulk polymerization and the like, and a suitable weight average molecular weight is 50,000 to 200,000. Monomers which can be further copolymerized to the styrene-acrylonitrile include methacrylate or phenylmaleimide. Styrene may be replaced with α-methylstyrene or the like for improving heat resistance. The addition amount of the SAN copolymer is added to improve the compatibility of the blend of rubber-modified SAN copolymer resin (A) and polyphenylene ether resin (B) 100 parts by weight of the blend of (A) and (B) It can be applied in the range of 2 to 30 parts by weight.
(D) 카르복시 포스파이닉산 화합물(D) Carboxy Phosphonic Acid Compounds
본 발명에서는 하기 구조식 (1)으로 표시되는 카르복시 포스파이닉산 화합물이 사용된다.In the present invention, a carboxy phosphinic acid compound represented by the following structural formula (1) is used.
구조식 1Structural Formula 1
상기 구조식 (1)에서 R1은 수소, C1∼C12의 알킬기, C6∼C15의 아릴기, 또는 알킬기가 치환된 C6∼C15의 아릴기이며, R2는 C1∼C12의 알킬렌기, 고리구조 알킬렌기, C6∼C12의 아릴기, 또는 알킬기가 치환된 C6∼C12의 아릴기이다. 2-카르복시-에틸-메틸-포스파이닉산, 2-카르복시-에틸-페닐-포스파이닉산, 2-카르복시-메틸-페닐-포스파이닉산이 대표적인 예이다. 이들 카르복시 포스파이닉산 화합물은 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 적용할 수 있다.In formula (1), R 1 is hydrogen, a C 1 -C 12 alkyl group, a C 6 -C 15 aryl group, or a C 6 -C 15 aryl group substituted with an alkyl group, and R 2 is C 1 -C Or a C 6 to C 12 aryl group in which an alkylene group of 12 , a cyclic alkylene group, a C 6 to C 12 aryl group, or an alkyl group is substituted. 2-carboxy-ethyl-methyl-phosphonic acid, 2-carboxy-ethyl-phenyl-phosphonic acid and 2-carboxy-methyl-phenyl-phosphonic acid are typical examples. These carboxy phosphonic acid compounds may be applied alone or in mixture of two or more.
(E) 인산 에스테르 화합물(E) phosphate ester compound
본 발명에 사용될 수 있는 인산 에스테르는 다음과 같은 구조를 갖고 있는 화합물이며 구조식 (2)에 해당된다.Phosphoric acid ester that can be used in the present invention is a compound having the following structure and corresponds to the formula (2).
구조식 2Structural Formula 2
상기 구조식 (2)에서 R3, R4, R5는 서로 독립적으로 수소, 또는 C1∼C4의 알킬기이고; X는 C6∼C20의 아릴기, 또는 알킬기가 치환된 C6∼C20의 아릴기로써 레소시놀, 히드로퀴놀, 비스페놀-A, 비스페놀-S등의 디알콜로부터 유도된 것이며; 그리고, m의 범위는 0 에서 4이다. 상기 구조식 (2)에 해당되는 화합물로는 m이 0 인 경우 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 트리자이레닐포스페이트, 트리(2,6-디메틸페닐)포스페이트, 트리(2,4,6-트리메틸페닐)포스페이트, 트리(2,4-디터셔리부틸페닐)포스페이트, 트리(2,6-디터셔리부틸페닐)포스페이트 등이 있으며 m이 1인 경우는 레소시놀 비스(디페닐)포스페이트, 레소시놀비스(2,6-디메틸페닐)포스페이트,레소시놀비스(2,4-디터셔리부틸페닐)포스페이트, 하이드로퀴놀비스(2,6-디메틸페닐)포스페이트, 하이드로퀴놀비스(2,4-디터셔리부틸페닐)포스페이트 등이 대표적인 예이다. 이들 인산 에스테르 화합물은 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 적용된다.R 3 , R 4 and R 5 in the above formula (2) are each independently hydrogen or an alkyl group of C 1 to C 4 ; X is a C 6 -C 20 aryl group or an alkyl group substituted C 6 -C 20 aryl group derived from dialcohols such as resorcinol, hydroquinol, bisphenol-A and bisphenol-S; And m ranges from 0 to 4. Examples of the compound corresponding to Structural Formula (2) include triphenylphosphate, tricresylphosphate, trigyrenylphosphate, tri (2,6-dimethylphenyl) phosphate, and tri (2,4,6-tri when m is 0. Methylphenyl) phosphate, tri (2,4-dibutylbutylphenyl) phosphate, tri (2,6-dibutylbutylphenyl) phosphate, etc., where m is 1, resorcinol bis (diphenyl) phosphate Nolbis (2,6-dimethylphenyl) phosphate, resorcinolbis (2,4-dibutylbutylphenyl) phosphate, hydroquinolbis (2,6-dimethylphenyl) phosphate, hydroquinolbis (2,4-diter Sheryl butylphenyl) phosphate etc. are typical examples. These phosphoric acid ester compounds are applied alone or in mixture of two or more.
본 발명의 열가소성 수지 제조에 있어서 폴리아미드 수지, 폴리카보네이트수지, 폴리스티렌 수지 및 고무강화 스티렌계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 본 발명의 기초수지 100 중량부에 대하여 0 내지 50 중량부의 범위 내에서 사용할 수 있다.In the thermoplastic resin production of the present invention, at least one member selected from the group consisting of polyamide resins, polycarbonate resins, polystyrene resins and rubber-reinforced styrene resins is in the range of 0 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin of the present invention. Can be used within.
또한, 각각의 용도에 따라 적하방지제, 충격보강제, 무기물 첨가제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 안료, 및/또는 염료가 부가될 수 있다. 부가되는 무기물 첨가제로는 석면, 유리섬유, 탈크, 및 세라믹, 황산염 등이 있으며, 이들은 본 발명의 기초수지 100 중량부에 대하여 0 내지 50 중량부의 범위 내에서 사용될 수 있다.In addition, antidropping agents, impact modifiers, inorganic additives, thermal stabilizers, antioxidants, light stabilizers, pigments, and / or dyes may be added depending on the respective use. The inorganic additives to be added include asbestos, glass fibers, talc, ceramics, sulfates, and the like, which may be used within the range of 0 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin of the present invention.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허 청구 범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제안하고자 하는 것은 아니다.The invention can be better understood by the following examples, which are intended for purposes of illustration of the invention and are not intended to suggest protection scope defined by the appended claims.
실시예Example
하기의 표 1에 기재된 실시예 및 비교실시예에서 사용된 기초수지, 상용화제 및 난연제의 제조 및 사양은 다음과 같다.Preparation and specifications of the base resin, the compatibilizer and the flame retardant used in the examples and comparative examples described in Table 1 are as follows.
(A) 고무변성 SAN 공중합체 수지(ABS 수지)(A) Rubber modified SAN copolymer resin (ABS resin)
(a1) SAN 그라프트 공중합체 수지(a 1 ) SAN graft copolymer resin
부타디엔 고무 라텍스 고형분 50 중량부에, 그라프트 시키는 단량체인 스티렌 36 중량부, 아크릴로니트릴 14 중량부와 탈이온수 150 중량부를 첨가한 다음, 전체 고형분에 대하여 올레인산칼륨 1.0 중량부, 큐멘하이드로퍼옥사이드 0.4 중량부, 머캅탄계 연쇄이동제 0.2 중량부, 포도당 0.4 중량부, 황산철 수화물 0.01 중량부, 피로포스페이트나트륨염 0.3 중량부를 투입하고 5 시간 동안 75 ℃를 유지하면서 반응시켜 그라프트 ABS 라텍스를 제조하였다.To 50 parts by weight of the butadiene rubber latex solid, 36 parts by weight of grafted monomer styrene, 14 parts by weight of acrylonitrile and 150 parts by weight of deionized water were added, and then 1.0 part by weight of potassium oleate and cumene hydroperoxide 0.4 based on the total solids. By weight, 0.2 parts by weight of mercaptan-based chain transfer agent, 0.4 parts by weight of glucose, 0.01 parts by weight of iron sulfate hydrate, 0.3 parts by weight of pyrophosphate sodium salt and reacted while maintaining at 75 ℃ for 5 hours to prepare a graft ABS latex.
제조된 그라프트 ABS 라텍스에 수지의 고형분에 대해 0.4 중량부의 황산을 투입하여 응고시켜 그라프트 공중합체 수지(g-ABS)분말을 제조하였다.0.4 parts by weight of sulfuric acid was added to the prepared graft ABS latex and solidified to prepare a graft copolymer resin (g-ABS) powder.
(a2) 스티렌 함유 공중합체 수지 (AN함량 25 % SAN 공중합체 수지)(a 2 ) Styrene-containing copolymer resin (AN content 25% SAN copolymer resin)
스티렌 75 중량부, 아크릴로니트릴 25 중량부에 탈이온수 120 중량부, 아조비스이소부티로니트릴 0.15 중량부, 트리칼슘포스페이트 0.4 중량부, 및 머캅탄계 연쇄이동제 0.2 중량부를 투입한 다음, 90 분 동안 상온에서 80 ℃까지 승온시킨 후 이 온도에서 180분을 유지하여 아크릴로니트릴 함량이 25 중량%인 공중합체 수지(SAN)를 제조하였다. 이를 수세, 탈수, 건조하여 SAN 분말을 제조하였다.75 parts by weight of styrene, 25 parts by weight of acrylonitrile, 120 parts by weight of deionized water, 0.15 part by weight of azobisisobutyronitrile, 0.4 part by weight of tricalcium phosphate, and 0.2 part by weight of mercaptan-based chain transfer agent were added thereto for 90 minutes. The copolymer resin (SAN) having an acrylonitrile content of 25% by weight was prepared by maintaining the temperature at room temperature to 80 ° C. and maintaining the temperature at this temperature for 180 minutes. It was washed with water, dehydrated and dried to prepare a SAN powder.
(B) 폴리페닐렌 에테르(PPE) 수지(B) polyphenylene ether (PPE) resin
일본 아사히 카세이사의 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르[상품명 P-402]를 사용하였다. 입자는 수십 μm의 평균입경을 갖는 분말형태였다.Poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene) ether (trade name P-402) of Asahi Kasei of Japan was used. The particles were in the form of a powder with an average particle diameter of several tens of micrometers.
(C) SAN(스티렌-아크릴로니트릴) 공중합체 수지 (AN 함량 13 % SAN 공중합체 수지)(C) SAN (styrene-acrylonitrile) copolymer resin (AN content 13% SAN copolymer resin)
스티렌 87 중량부, 아크릴로니트릴 13 중량부에 탈이온수 120 중량부, 아조비스이소부티로니트릴 0.1 중량부, 1,1'-디(터셔리부틸퍼옥시)-3,3',5-트리메틸시클로헥산 0.2 중량부, 트리칼슘포스페이트 0.4 중량부, 및 머캅탄계 연쇄이동제 0.2 중량부를 투입한 다음, 90 분 동안 실온에서 80 ℃까지 승온시킨 후 이 온도에서 150 분을 유지하고, 다시 95 ℃까지 승온시키고 120 분을 유지하여 아크릴로니트릴 함량이 13 %인 공중합체 수지를(SAN) 제조하였다. 이를 수세, 탈수, 건조하여 SAN분말을 제조하였다.Styrene 87 parts by weight, 13 parts by weight of acrylonitrile 120 parts by weight of deionized water, 0.1 part by weight of azobisisobutyronitrile, 1,1'-di (tertiarybutylperoxy) -3,3 ', 5-trimethyl After adding 0.2 parts by weight of cyclohexane, 0.4 parts by weight of tricalcium phosphate, and 0.2 parts by weight of mercaptan-based chain transfer agent, the temperature was raised from 80 ° C. to 90 ° C. for 90 minutes, and then maintained at this temperature for 150 minutes. And 120 minutes was maintained to prepare a copolymer resin (SAN) having an acrylonitrile content of 13%. It was washed with water, dehydrated and dried to prepare a SAN powder.
(D) 카르복시 포스파이닉산 화합물(D) Carboxy Phosphonic Acid Compounds
융점이 160∼162 ℃인 2-카르복시-에틸-페닐-포스파이닉산을 사용하였다.2-carboxy-ethyl-phenyl-phosphonic acid having a melting point of 160 to 162 캜 was used.
(E) 방향족 인산 에스테르 화합물(E) Aromatic Phosphate Ester Compounds
융점이 48℃인 트리페닐포스페이트를 사용하였다.Triphenyl phosphate having a melting point of 48 ° C. was used.
상기에 표시된 (A)∼(E)의 물질을 하기의 표 1과 같은 함량으로 투입하여 통상의 2축 압출기에서 200∼280 ℃의 온도범위에서 압출하여 펠렛상으로 제조한다.The materials of (A) to (E) indicated above are added to the contents as shown in Table 1 below, and extruded at a temperature range of 200 to 280 ° C. in a conventional twin screw extruder to prepare pellets.
제조된 펠렛을 80 ℃에서 3 시간 건조 후 6 Oz 사출기에서 성형온도 220∼280 ℃, 금형온도 40∼80 ℃ 조건으로 사출하여 물성시편을 제조하였다. 제조된 시편은 UL 94 VB 난연규정에 따라 난연성을 측정하였다.The prepared pellets were dried at 80 ° C. for 3 hours, and then injected into a 6 Oz injection machine at a molding temperature of 220 to 280 ° C. and a mold temperature of 40 to 80 ° C. to prepare a physical specimen. The prepared specimens were measured for flame retardancy according to UL 94 VB flame retardant regulations.
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1∼2는 난연제로 카르복시 포스파이닉산과 트리페닐포스페이트를 함께 적용하거나 카르복시 포스파이닉산을 단독으로 적용하였으며, 비교실시예에서는 난연제로 트리페닐포스페이트만을 적용하였다. 수지에 난연제로 트리페닐 포스페이트 외에 카르복시 포스파이닉산을 병용하거나 카르복시 포스파이닉산을 단독으로 사용한 경우 트리페닐포스페이트를 단독으로 적용한 경우에 비해 난연성이 훨씬 개선됨을 알 수 있다. 수지에 카르복시 포스파이닉산이 첨가됨으로써 차르 형성이 더 용이해지며 더 단단한 차르 피막을 형성하게 되어 UL 94 V-0의 난연도를 나타내게 된 것이다.As shown in Table 1, Examples 1 and 2 were applied together with carboxy phosphonic acid and triphenyl phosphate as a flame retardant or carboxy phosphonic acid alone, and in the comparative example, only triphenyl phosphate was applied as a flame retardant. . In addition to the triphenyl phosphate as a flame retardant to the resin when using carboxy phosphinic acid or carboxy phosphinic acid alone it can be seen that the flame retardancy is much improved compared to the case of using triphenyl phosphate alone. The addition of carboxy phosphinic acid to the resin facilitates the formation of char and results in the formation of a harder char coating, resulting in a flame retardancy of UL 94 V-0.
즉, 본 발명에서는 수지 조성물에 난연제로 카르복시 포스파이닉산을 방향족 인산 에스테르 화합물과 병용 또는 단독 적용함으로써 난연성이 향상된 열가소성 난연성 수지 조성물을 제조하게 된 것이다.That is, in the present invention, a thermoplastic flame retardant resin composition having improved flame retardancy is prepared by using carboxy phosphinic acid in combination or solely with an aromatic phosphate ester compound as a flame retardant in the resin composition.
본 발명은 기존의 수지 조성물보다 난연성 및 내열성이 향상된 열가소성 수지 조성물로서, 유해한 할로겐을 함유하지 않은 고무변성 SAN 공중합체 수지와 폴리페닐렌 에테르 블렌드의 난연수지를 제조하는데 있어 상용화제로 5∼18 중량%의 아크릴로니트릴 함량을 갖는 SAN 공중합체 수지를 적용하고 난연제로 카르복시 포스파이닉산 및 방향족 인산 에스테르 화합물을 사용하여 난연성이 뛰어난 수지 조성물을 제공하는 효과를 가진다.The present invention is a thermoplastic resin composition having improved flame retardancy and heat resistance than a conventional resin composition, and it is 5 to 18% by weight as a compatibilizer for preparing a flame retardant resin of a rubber-modified SAN copolymer resin and a polyphenylene ether blend containing no harmful halogen. It has the effect of applying a SAN copolymer resin having an acrylonitrile content of and using a carboxy phosphinic acid and an aromatic phosphate ester compound as a flame retardant to provide a resin composition excellent in flame retardancy.
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.Simple modifications and variations of the present invention can be readily used by those skilled in the art, and all such variations or modifications can be considered to be included within the scope of the present invention.
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