KR20020076517A - 난연성이 우수한 주형용 에폭시 수지 조성물 - Google Patents

난연성이 우수한 주형용 에폭시 수지 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20020076517A
KR20020076517A KR1020010016414A KR20010016414A KR20020076517A KR 20020076517 A KR20020076517 A KR 20020076517A KR 1020010016414 A KR1020010016414 A KR 1020010016414A KR 20010016414 A KR20010016414 A KR 20010016414A KR 20020076517 A KR20020076517 A KR 20020076517A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
epoxy resin
resin composition
flame retardant
excellent flame
casting
Prior art date
Application number
KR1020010016414A
Other languages
English (en)
Inventor
박윤용
박종문
이승진
Original Assignee
주식회사 삼성특수화학
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 주식회사 삼성특수화학 filed Critical 주식회사 삼성특수화학
Priority to KR1020010016414A priority Critical patent/KR20020076517A/ko
Publication of KR20020076517A publication Critical patent/KR20020076517A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0066—Flame-proofing or flame-retarding additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/22—Halogen free composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 난연성이 우수한 주형용 에폭시 수지 조성물에 관한 것으로서, (ⅰ)에폭시 수지 20∼25중량%, (ⅱ)반응성 희석제 4∼10중량%, (ⅲ)커플링제 및 소포제로 구성되는 첨가제 0.1∼0.5중량%, (ⅳ)충진제 40∼50중량% 및 (ⅴ)폴리인산멜라민과 폴리인산암모늄의 혼합물, 멜라민폴리포스페이트 및 바륨니트레이트로 이루어진 난연제 성분 14.5∼35.9중량%로 조성된 것을 특징으로 한다. 본 발명은 브롬함유 난연제를 함유하지 않아 폐기처리시 환경을 오염시키지 않으며, 난연성 및 각종 물성도 양호하다.

Description

난연성이 우수한 주형용 에폭시 수지 조성물 {An excellent flame-retardant epoxy compound for molding}
본 발명은 할로겐계 난연제를 사용하지 않고도 양호한 난연성을 갖는 주형용 에폭시 수지 조성물에 관한 것이다. 통상적으로 주형용 에폭시 수지 조성물은 에폭시 수지, 반응성 희석제, 첨가제(커플링제 및 소포제), 충진제 및 난연제로 조성된다.
종래에는 주형용 에폭시 수지 조성물을 제조할 때 펜타브로모디페닐옥사이드 (분자량 : 564.6, 브롬함유율 : 67∼71%), 옥타브로모디페닐옥사이드(분자량 : 801.5, 브롬함유율 : 79∼80%), 데카브로모디페닐옥사이드(분자량 : 959.3, 브롬함유율 : 82∼83%) 등의 브롬함유 할로겐계 난연제를 첨가, 사용해 왔었다. 그러나 상기 브롬함유 할로겐계 난연제를 함유하는 주형용 에폭시 수지 조성물은 가온 혹은 화재에 노출될 때 할로겐원소 또는 할로겐화수소 유도체가 발생하여 인체에 유해할 뿐만아니라, 폐기처리시 할로겐 유해 물질이 발생되어 환경을 오염시키는 문제가 있었다.
상기 할로겐계 난연제를 함유하는 주형용 에폭시 수지 조성물로 제조된 제품(플라스틱)이 연소시 소화반응은 아래와 같다.
HO· + CO → H· + CO2확산(Propagation)
H· + O2→ HO· + O· 체인 블렌칭(Chain branching)
O· + HBr → HO· + Br· 체인 트란스퍼(Chain transfer)
HO· + HBr → H2O + Br· 체인 터미네이션(Chain termination)
본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 폐기/소각시 할로겐 유해물질로 인한 환경오염 문제가 방지 될 수 있고, 난연성 및 각종 물성도 우수한 주형용 에폭시 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 할로겐계 난연제를 함유하지 않아 폐기/소각시 환경오염 문제가 발생되지 않는 주형용 에폭시 수지 조성물을 제공하고자 한다. 또한 본 발명은 브롬함유 할로겐계 난연제를 함유하지 않아도 경도, 흡열열량, 열감량율, 절연파괴전압 및 난연성능이 우수한 주형용 에폭시 수지 조성물을 제공하고자 한다.
이와 같은 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 주형용 에폭시 수지 조성물은 (ⅰ)에폭시 수지 20∼25중량%, (ⅱ)반응성 희석제 4∼10중량%, (ⅲ)커플링제 및 소포제로 구성되는 첨가제 0.1∼0.5중량%, (ⅳ)충진제 40∼50중량% 및 (ⅴ)폴리인산멜라민과 폴리인산암모늄의 혼합물, 멜라민폴리포스페이트 및 바륨니트레이트로 이루어진 난연제 성분 14.5∼35.9중량%로 조성된 것을 특징으로 한다.
구체적으로 본 발명은 주형용 에폭시 수지 조성물 제조시 종래 브롬함유 할로겐계 난연제 대신에 폴리인산멜라민/ 폴리인산암모늄의 혼합물, 멜라민폴리포스페이트 및 바륨니트레이트를 난연제 성분으로 사용하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 주형용 에폭시 수지 조성물은 크게 에폭시 수지, 반응성 희석제, 첨가제, 충진제 및 난연제 성분으로 구성된다.
상기 에폭시 수지의 함량은 20∼25중량% 이다. 20중량% 미만인 경우에는 구성성분의 배합이 용이하지 않고, 25중량%를 초과하는 경우에는 경화시 유리전이온도(Tg)가 낮아지는 문제가 발생한다.
상기 반응성 희석제는 저점도의 에폭시 수지로서 점도 조절제 역할을 한다. 반응성 희석제의 함량은 4∼10중량% 이며, 4중량% 미만인 경우에는 구성성분의 배합이 용이하지 않고, 10중량%를 초과하는 경우에는 경화시 물성이 저하된다.
상기 첨가제는 커플링제와 소포제로 구성되며, 커플링제로는 에폭시 비닐계 수지가 사용되며, 소포제로는 실리콘계 수지가 사용 될 수 있다. 상기 첨가제의 총함량은 0.1∼0.5중량%인 것이 바람직 하다.
상기 충진제는 주형용 에폭시 수지 조성물의 난연성 보조재 역할과 가격조절역할을 한다. 상기 충진제로는 수산화알루미늄[Al(OH)3] 및/또는 탄산칼슘(CaCO3) 등이 사용될 수 있다. 충진제의 함량은 40∼50중량%로서, 40중량% 미만인 경우에 경도가 저하되고 50중량%를 초과하는 경우에는 구성성분의 배합이 용이하지 않다.
상기 난연제 성분은 액상인 폴리인산멜라민과 폴리인산암모늄[(NH4PO3)n]의 혼합물, 멜라민폴리포스페이트 및 바륨니트레이트로 구성되며, 이들의 혼합비율은 1 : 1 : 1 수준인 것이 바람직 하다. 상기 폴리인산멜라민은 아래 일반식(I)과 같은 구조식을 갖는다.
(상기 식에서 M은 멜라민 이고, n은 100 이상의 정수이다.)
상기 난연성 성분의 총함량은 14.5∼35.9중량% 이며, 14.5중량% 미만인 경우에는 난연성이 저하되고, 35.9중량%를 초과할 경우에는 난연성은 우수하나 수지의 물성이 저하되고 가격이 비싸지게 된다. 상기 액상인 폴리인산멜라민과 폴리인산암모늄의 혼합물은 120℃ 항온장치에서 5시간 정도 농축, 건조하여 분말상으로 만든 후 사용하는 것이 더욱 바람직 하다.
본 발명의 주형용 에폭시 수지 조성물은 교반용기에 에폭시 수지를 먼저 투입한 후 10분 정도 교반하고, 여기에 희석제와 첨가제를 투입한 후 다시 20∼30분정도 고속교반하고, 계속해서 여기에 충진제를 투입한 후 60분 정도 고속교반하고, 계속해서 여기에 난연제 성분을 각각 투입한 후 고속교반하여 제조 할 수 있다.
이와 같이 제조된 본 발명의 주형용 에폭시 수지 조성물은 할로겐계 난연제를 함유하지 않아 폐기소각시 환경오염을 방지 할 수 있다. 또한 본 발명의 주형용 에폭시 수지 조성물은 할로겐계 난연제 대신에 앞에 설명한 난연제 성분들을 함유하고 있기 때문에 절연파괴전압, 경도 등의 물성과 난연성이 우수하다.
본 발명에 있어서, 난연성 및 성형물의 각종 물성은 아래와 같이 평가 하였다.
· 난연성 시험
난연성 시험기를 이용하여 UL-94(V-O)로 난연성을 측정 하였다. 분재 버너로 길이, 폭 120mm×12mm인 에폭시 수지 시편을 10초간 가열하여 자기 소화성을 관찰하고 동일한 시편을 5초 후에 다시 10초간 가열하여 불꽃 점화여부 및 자기 소화성을 측정한다.
·유리전이온도(Tg) / 열분해 흡열열량 / 열분해 감량율
메터리얼 아날리시스(Material Analysis) 회사의 DSC 3100과 TG-DTA 2000을 이용하여 열분석을 실시 한다. 이들 분석장비를 이용하여 먼저 경화된 에폭시 수지 주형판의 유리전이온도(Tg)와 180∼450℃ 온도에서 열분해 흡열열량 및 열분해 감량을 측정 하였다.
·절연파괴전압
태신정밀(TAESHIN PRECISION)에서 제작한 AC 디일렉트리닉 강도측정보드(DIELECTRIC STRENGTH TEST/BOARD)를 이용하여 측정 하였다. 에폭시 수지 시편을 10cm×10cm로 잘라 5군데 측정한 후 평균값을 취하였다.
·경도
코분시케이키 회사(KOBUNSHI KEIKI CO. LTD)의 에스커(ASKER) 소어-D (SHORE D) 경도기를 이용하여 에폭시 수지 시편의 3군데를 측정하고 그 평균값을 구한다.
·색상
미놀타 크로마 메터(MINOLATA CHROMA METER) CR-2006 색채 색차계를 이용하여 L*, a*, b*, △E 값을 측정한다.
이하, 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 살펴본다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
에폭시 수지 YD-128(국도화학제) 25g을 20L 교반용기에 넣고 10분간 교반한 다음, 저점도의 에폭시 수지(반응성 희석제) 4.69g과 에폭시 비닐계 수지(커플링제)와 실리콘계 수지(소포제)로 구성되는 첨가제 0.31g을 상기 교반용기에 첨가하여 25분 동안 고속교반하여 분산시킨다. 계속해서 여기에 수산화알루미늄과 탄산칼슘으로 구성되는 충진제 49g를 첨가하여 60분간 고속교반하여 분산시킨다. 계속해서 여기에 난연제 성분인 폴리인산멜라민과 폴리인산암모늄의 혼합물 7g, 멜라민폴리포스페이트 7g 및 바륨니트레이트 7g(전체 난연제 성분 총량 : 21g)을 차례로 첨가하면서 각각 30분 동안 다시 고속교반하여 최종 주형용 에폭시 수지 조성물을 제조한다. 이때 멜라민폴리포스페이트와 바륨니트레이트는 분말상이나 폴리인산멜라민과 폴리인산암모늄의 혼합물은 액상이므로 실험의 정확성을 위해 상기 혼합물을 120℃ 항온장치에서 5시간 동안 농축 건조하여 분말상으로 만든 후 교반용기에 첨가 하였다. 이와 같이 제조된 주형용 에폭시 수지조성물과 경화제를 100:50의 중량비율로 혼합하고, 2,400rpm의 교반속도록 130분 동안 교반한 다음, 이를 20mm×15mm 유리판에 1mm 두께로 주형하여 에폭시 수지 시편을 제조 한다. 이때 경화조건은 75℃에서 3시간 동안 처리후 다시 105℃에서 3시간 동안 처리한다. 이와 같이 제조된 시편의 난연성, 유리전이온도(Tg), 흡열열량, 열감량율, 절연파괴전압, 색상 및 경도를 측정한 결과는 표 2와 같다.
실시예 2
난연제 성분의 함량을 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정 및 조건으로 주형용 에폭시 수지 조성물과 그의 시편을 제조한다. 이와 같이 제조된 시편의 난연성, 유리전이온도(Tg), 흡열열량, 열감량율, 절연파괴전압, 색상 및 경도를 측정한 결과는 표 2와 같다.
비교실시예 1
난연제의 종류 및 함량을 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정 및 조건으로 주형용 에폭시 수지 조성물과 그의 시편을 제조 한다. 이와 같이 제조된 시편의 난연성, 유리전이온도(Tg), 흡열열량, 열감량율, 절연파괴전압, 색상 및 경도를 측정한 결과는 표 2와 같다.
제조조건
난연제 종류 실시예 1 실시예 2 비교실시예 1
폴리인산멜라민과 폴리인산암모늄의 혼합물 7g 10g -
멜라민폴리포스페이트 7g 10g -
바륨니트레이트 7g 10g -
데카브로모디페닐옥사이드 - - 10g
총난연제 함량 21g 30g 10g
물성 평가 결과
구 분 실시예 1 실시예 2 비교실시예 1
유리전이온도(Tg) [℃] 111.3 111.6 116.7
열분해 흡열열량 DSC(Cal/g) 81.3 81.5 43.1
열감량율(%) 17.5 17.3 18.4
절연파괴전압(KV/mm) 21.6 21.7 20.1
색상 L* 80.2 80.1 86.4
a* -2.1 -2.2 -1.5
b* 6.3 6.4 6.1
△E 20.2 20.4 11.6
경도 90.3 90.5 90
난연성(UL-94) V-O V-O V-O
본 발명의 주형용 에폭시 수지 조성물은 할로겐계 난연제를 함유하지 않아 폐기소각시 할로겐 유해물질로 인한 환경오염을 방지 할 수 있다. 아울러 본 발명의 주형용 에폭시 수지 조성물로 제조한 성형품은 난연성 및 각종 기계적 물성이 매우 우수하다.

Claims (5)

  1. (ⅰ)에폭시 수지 20∼25중량%, (ⅱ)반응성 희석제 4∼10중량%, (ⅲ)커플링제 및 소포제로 구성되는 첨가제 0.1∼0.5중량%, (ⅳ)충진제 40∼50중량% 및 (ⅴ)폴리인산멜라민과 폴리인산암모늄의 혼합물, 멜라민폴리포스페이트 및 바륨니트레이트로 이루어진 난연제 성분 14.5∼35.9중량%로 조성된 것을 특징으로 하는 난연성이 우수한 주형용 에폭시 수지 조성물.
  2. 1항에 있어서, 충진제가 수산화알루미늄[Al(OH)3] 및/또는 탄산칼슘(CaCO3)인 것을 특징으로 하는 난연성이 우수한 주형용 에폭시 수지 조성물.
  3. 1항에 있어서, 반응성 희석제가 저점도의 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 난연성이 우수한 주형용 에폭시 수지 조성물.
  4. 1항에 있어서, 커플링제가 에폭시 비닐계 수지인 것을 특징으로 하는 난연성이 우수한 주형용 에폭시 수지 조성물.
  5. 1항에 있어서, 소포제가 실리콘계 수지인 것을 특징으로 하는 난연성이 우수한 주형용 에폭시 수지 조성물.
KR1020010016414A 2001-03-29 2001-03-29 난연성이 우수한 주형용 에폭시 수지 조성물 KR20020076517A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010016414A KR20020076517A (ko) 2001-03-29 2001-03-29 난연성이 우수한 주형용 에폭시 수지 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010016414A KR20020076517A (ko) 2001-03-29 2001-03-29 난연성이 우수한 주형용 에폭시 수지 조성물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020076517A true KR20020076517A (ko) 2002-10-11

Family

ID=27699094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010016414A KR20020076517A (ko) 2001-03-29 2001-03-29 난연성이 우수한 주형용 에폭시 수지 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20020076517A (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3981832A (en) * 1971-02-11 1976-09-21 Fokker-V.F.W. B.V. Fire-protecting epoxy resins
JPS5584349A (en) * 1978-12-20 1980-06-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Flame-retardant epoxy resin composition
JPS57135854A (en) * 1981-02-17 1982-08-21 Yokohama Rubber Co Ltd:The Flame-retardant resin composition
KR950018309A (ko) * 1993-12-27 1995-07-22 고토 슌키치 난연성 열경화성 수지조성물, 수불용성 폴리인산암모늄 입자 및 이 입자의 제조방법
JPH11181247A (ja) * 1997-12-25 1999-07-06 Sumitomo Bakelite Co Ltd 難燃性一液型液状エポキシ樹脂組成物
JP2000143942A (ja) * 1998-11-13 2000-05-26 Toto Kasei Co Ltd 合成樹脂用難燃剤及び難燃性樹脂組成物

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3981832A (en) * 1971-02-11 1976-09-21 Fokker-V.F.W. B.V. Fire-protecting epoxy resins
JPS5584349A (en) * 1978-12-20 1980-06-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Flame-retardant epoxy resin composition
JPS57135854A (en) * 1981-02-17 1982-08-21 Yokohama Rubber Co Ltd:The Flame-retardant resin composition
KR950018309A (ko) * 1993-12-27 1995-07-22 고토 슌키치 난연성 열경화성 수지조성물, 수불용성 폴리인산암모늄 입자 및 이 입자의 제조방법
JPH11181247A (ja) * 1997-12-25 1999-07-06 Sumitomo Bakelite Co Ltd 難燃性一液型液状エポキシ樹脂組成物
JP2000143942A (ja) * 1998-11-13 2000-05-26 Toto Kasei Co Ltd 合成樹脂用難燃剤及び難燃性樹脂組成物

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0077055B1 (en) Flame retardant additives based on alumina trihydrate and ethylene polymer compositions, containing same, having improved flame retardant properties
EP0122699B1 (en) Flame retardant polyamide compositions
US20090124734A1 (en) Halogen-free flame retardant resin composition
EP0227912B1 (en) Flame retardant polymer compositions
EP0122698A2 (en) Flame retardant polyamide compositions
KR20020076517A (ko) 난연성이 우수한 주형용 에폭시 수지 조성물
CN107652324A (zh) 三源一体膨胀型阻燃剂及其合成方法和应用
EP0122697B1 (en) Flame retardant polyamide compositions
EP0552278A4 (en) FLAME-RETARDANT EPOXY RESIN MOLDING, METHOD AND ENCLOSED DEVICE.
EP0277251A1 (en) Halogen-free fire-retardant synthetic resin composition
JPS6011946B2 (ja) 難燃性ポリアミド樹脂組成物
JPH0657774B2 (ja) 難燃性ポリプロピレン樹脂組成物
JPH04142360A (ja) 難燃性樹脂組成物
KR100497065B1 (ko) 반도체 봉지제용 에폭시 수지 조성물
KR100187459B1 (ko) 저광택 난연 수지 조성물
US4155900A (en) Flame retardants for synthetic resins
JPS5910387B2 (ja) リユウドウセイカイリヨウジユシソセイブツ
US5023278A (en) Phosphonitrilic polymers with curability by sulfur accelerated cures or radiation cures
JP3656541B2 (ja) 難燃性熱硬化性樹脂組成物
JP3379847B2 (ja) 難燃性樹脂組成物
JP2000226438A (ja) 難燃性エポキシ樹脂組成物
JPS6223980B2 (ko)
KR100702977B1 (ko) 광택성과 내열성이 우수한 난연성 폴리프로필렌 수지 조성물
GB2300860A (en) Flame retardant styrene polymer
JPH0340739B2 (ko)

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
NORF Unpaid initial registration fee