KR20030056028A

KR20030056028A - 내후성이 우수한 난연성 열가소성 수지조성물

Info

Publication number: KR20030056028A
Application number: KR1020010086181A
Authority: KR
Inventors: 진원재; 이계홍; 김용직
Original assignee: 제일모직주식회사
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2003-07-04
Also published as: KR100506858B1

Abstract

본 발명의 내후성이 우수한 난연성 스티렌계 수지조성물은 (A) 고무와 방향족 모노알케닐 단량체 및/또는 알킬 에스테르 단량체를 혼합하여 중합시켜 제조된 고무강화 폴리스티렌수지 100 중량부; (B) 2,4,6-트리(2,4,6-트리브로모페녹시)-1,3,5-트리아진 5 내지 20 중량부; (C) 데카브로모디페닐에텐 5 내지 20 중량부; 및 (D) 난연보조제 1 내지 20 중량부로 이루어진다.

Description

내후성이 우수한 난연성 열가소성 수지조성물 {Flame Retardant Thermoplastic Resin Composition having Good Weatherproof Property }

발명의 분야

본 발명은 내후성이 우수한 난연성 열가소성 수지조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 고무강화 폴리스티렌 수지에 난연제로 2,4,6-트리(2,4,6-트리브로모페녹시)-1,3,5-트리아진(2,4,6-Tris(2,4,6-tribromophenoxy)-1,3,5-triazine)과 데카브로모디페닐에텐을 도입하여 우수한 유동성 및 내후성을 갖는 난연성 열가소성 수지조성물에 관한 것이다.

발명의 배경

일반적으로 스티렌계 수지는 가공성과 기계적 강도가 양호하여 주로 전기·전자제품의 외장재로 사용되고 있다. 그러나 스티렌계 수지는 그 자체로 불(flame)에 대한 저항성(resistance)이 없고 외부의 점화인자(ignition source)에 의해 불꽃이 점화되면 수지 자체가 연소를 도와주는 에너지로 작용하여 지속적으로 불을 확산시키게 된다. 근래에 들어 전자 제품 중 텔레비젼의 경우 대형화, 박막화의 추세로 시장이 형성되고 있으며, 색상 또한 진한 색에서부터 엷은 색까지 넓어지고 있는 상황이다. 그러므로 이러한 분야에 적용되는 스티렌계 수지는 난연성 뿐만 아니라, 필히 성형성과 내후성을 동시에 충족시켜야하는 문제를 안고 있다.

일반적으로 수지에 난연성을 부여하는 방법으로는 난연제와 난연보조제를 첨가하는 첨가형 난연화법과 중합시 난연성 원자를 함유한 특수한 단량체(monomer)를 이용하여 수지를 제조하는 중합형 난연화법으로 나눌 수 있다. 이들 중 중합형 난연화법은 실험(pilot scale) 단계에서 많은 연구가 진행되었으나, 높은 비용과 난연성 달성의 어려움으로 인해 상업화된 제품은 출시되지 못하고 있는 실정이다. 따라서, 대부분의 상품화된 난연수지는 컴파운딩(compounding)시 비활성원소인 할로겐 또는 인등을 함유한 난연제를 첨가하는 첨가형 난연화법에 의해 제조되고 있다. 스티렌계 수지에 난연성을 부여하기 위해 난연제를 첨가하는 첨가형 난연화법은 주로 할로겐 함유 유기화합물과 안티몬함유 무기화합물 중에서 선택되는 한가지 혹은 한가지 이상의 성분을 수지에 첨가시켜 제조하게 된다.

그런데, 상기 할로겐 함유 유기화합물은 주로 브롬 또는 염소화합물로서, 스티렌계 수지에 첨가할 경우 난연성은 매우 우수한 반면, 수지자체의 가공성에 심각한 저하를 일으키게 된다. 종래에는 안정적인 내후성을 확보하기 위하여 난연수지의 성형성이 떨어지는 문제를 충격보강제 및 활제와 같은 첨가제로 해결하려 노력해 왔다. 그러나 근본적으로 난연제가 갖고 있는 문제를 해결해 오고 있지 못한 실정이다.

따라서, 난연수지를 제조하는데 있어서, 우수한 난연성을 유지하면서 유동성 및 내후성의 저하를 최소화시키는 기술이 매우 중요한 것이다.

이에 대하여, 본 발명자들은 상기 문제점을 극복하기 위하여 고무강화 폴리스티렌 수지 공중합체에 난연제로 2,4,6-트리(2,4,6-트리브로모페녹시)-1,3,5-트리아진(2,4,6-Tris(2,4,6-tribromophenoxy)-1,3,5-triazine)와 데카브로모디페닐에텐을 동시에 사용함으로써, 난연성을 유지하면서 유동성 및 내후성이 우수한 열가소성 수지조성물을 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 유동성이 뛰어나면서도 난연성이 우수한 열가소성 수지조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 내후성이 우수한 난연성 열가소성 수지조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명의 수지 조성물은 (A) 고무강화 폴리스티렌 수지 100 중량부에 대하여 (B) 2,4,6-트리(2,4,6-트리브로모페녹시)-1,3,5-트리아진(2,4,6-Tris(2,4,6-tribromo phenoxy)-1,3,5-triazine) 5 내지 20 중량부, (C) 데카브로모디페닐에텐 5 내지 20 중량부 및 (D) 난연보조제 1 내지 20 중량부로 이루어지며, 이들 각각의 성분에 대한 상세한 설명은 다음과 같다.

(A) 고무강화 폴리스티렌 수지

본 발명에 의한 고무강화 폴리스티렌 수지는 고무와 방향족 모노알케닐 단량체 및/또는 알킬 에스테르 단량체를 혼합하고 여기에 중합개시제를 사용하여 중합시켜 제조된다.

상기 고무는 부타디엔형 고무류, 이소프렌형 고무류, 부타디엔과 스티렌의 공중합체류 및 알킬아크릴레이트 고무류 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 고무로서 바람직한 사용량은 5 내지 15 중량부이다.

또한 상기 단량체는 방향족 모노알케닐 단량체, 아크릴산 또는 메타크릴산의 알킬에스테르 단량체 중 1종 이상의 단량체로서 바람직한 사용량은 85 내지 95 중량부이다.

본 발명의 고무강화 폴리스티렌 수지의 제조시 사용되는 중합개시제로는 벤조일 퍼옥사이드, t-부틸 하이드로 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 큐멘하이드로 퍼옥사이드에서 선택된 1종 이상의 개시제를 사용한다.

상기 고무강화 폴리스티렌 수지는 괴상중합, 현탁중합, 유화중합 또는 이들을 혼합 사용하여 제조될 수 있다.

(B) 2,4,6-트리(2,4,6-트리브로모페녹시)-1,3,5-트리아진

본 발명에서 2,4,6-트리(2,4,6-트리브로모페녹시)-1,3,5-트리아진(2,4,6-Tris (2,4,6-tribromophenoxy)-1,3,5-triazine)은 난연제로 사용되며, 상기 2,4,6-트리(2,4,6-트리브로모페녹시)-1,3,5-트리아진은 용융형 할로겐 화합물 난연제로서 충격강도 및 유동성이 뛰어나다.

상기 2,4,6-트리(2,4,6-트리브로모페녹시)-1,3,5-트리아진은 하기 화학식(1)로 표시되는 물질이다.

[화학식1]

본 발명의 2,4,6-트리(2,4,6-트리브로모페녹시)-1,3,5-트리아진은 고무강화 폴리스티렌 수지(A) 100 중량부에 대하여 5 내지 20 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 5 중량부 이하를 첨가하였을 경우에는 유동성 및 기계적 보강효과가 부족하여, 20 중량부 이상을 사용하였을 경우에는 내후성이 저하되어 물성의 균형을 해치게 되므로 바람직하지 못하다.

(C) 데카브로모디페닐에텐

본 발명에서 데카브로모디페닐에텐은 수지 조성물의 내후성을 향상시키기 위하여 첨가된다. 상기 데카브로모디페닐에텐은 비용융형 난연제이다.

상기 데카브로모디페닐에텐을 첨가함으로써 수지 조성물이 난연성을 유지하면서 또한 light color의 사출품의 장시간 uv 체류시 변색을 막을 수 있게 된 것이다.

본 발명의 데카브로모디페닐에텐은 하기 화학식(2)로 표시된다.

[화학식2]

상기 데카브로모디페닐에텐은 고무강화 폴리스티렌 수지(A) 100 중량부에 대하여 5 내지 20 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 데카브로모디페닐에텐을 5 중량부 미만으로 사용할 경우, 내후성을 증가시키는 효과가 부족하며, 20 중량부를 초과하여 사용할 경우, 2,4,6-트리(2,4,6-트리브로모페녹시)-1,3,5-트리아진의 유동성 및 기계적강도 향상효과에 악영향을 미치게 되어 바람직하지 못하다.

본 발명에서 상기 2,4,6-트리(2,4,6-트리브로모페녹시)-1,3,5-트리아진(B)와 데카브로모디페닐에텐(C)의 중량비는 1.5:1~1:1.5의 범위에서 사용하는 것이 가장 우수한 효과를 나타낸다.

(D) 난연보조제

난연보조제는 할로겐계 화합물들이 난연성능을 발휘하는데 도움을 주는 역할을 한다. 본 발명에서는 삼산화 안티몬, 염화 파라핀, 포타슘설폰설페이트 등이 사용가능하며, 이중 삼산화 안티몬이 가장 바람직하다.

상기 난연보조제(D)의 바람직한 사용량은 고무강화 폴리스티렌 수지(A) 100 중량부에 대하여 1-20 중량부이며, 사용량이 1 중량부 미만일 경우 난연 효과가 충분하지 않으며, 20 중량부를 초과하는 경우엔 수지 조성물의 물성 균형을 해치게 되므로 바람직하지 않다.

본 발명의 난연성 열가소성 수지조성물은 상기의 구성성분 외에도 각각의 용도에 따라 올레핀계 활제, 무기 첨가제, 열안정제, 산화방지제, 기타 광안정제, 안료 및 염료를 필요한 양으로 첨가할 수 있다.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예

하기의 실시예 및 비교실시예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.

(A) 고무강화 폴리스티렌 수지 : 제일모직(주)의 HG-1760 HF을 사용하였다.

(B) 용융형 난연제 : 2,4,6-트리(2,4,6-트리브로모페녹시)-1,3,5-트리아진을 사용하였다.

(C) 비용융형 난연제 : 데카브로모디페닐에텐을 사용하였다.

(D) 난연보조제로는 삼산화 안티몬을 사용하였다.

실시예 1-3

표 1에 나타나있는 각 구성성분의 조성에 따라 혼합하여 이루어진 수지 조성물을 텀블러(Tumbler)믹서로 균일하게 혼합시킨 후, 이축 압출기를 통하여 압출시켜 펠렛형태로 제조하였다. 제조된 펠렛을 사출성형 시킨 후 내후평가시편 및 물성평가시편을 제작하여 평가하였다.

비교실시예 1-4

비교실시예 1은 난연제로 2,4,6-트리(2,4,6-트리브로모페녹시)-1,3,5-트리아진(B)만을 사용한 것이고, 비교실시예 2는 난연제로 데카브로모디페닐에텐(C)만을 사용한 것이다. 비교실시예 3, 4는 각각 2,4,6-트리(2,4,6-트리브로모페녹시)-1,3,5-트리아진(B)과 데카브로모디페닐에텐(C)을 본 발명의 범위 미만으로 첨가한 것이다.

성분	실시예	비교실시예
성분	1	2	3	1	2	3	4
(A)고무강화스티렌계 수지	100	100	100	100	100	100	100
(B)2,4,6-트리(2,4,6-트리브로모페녹시)-1,3,5-트리아진	8	10	12	20	-	2	18
(C)데카브로모디페닐에텐	12	10	8	-	20	18	2
(D)삼산화 안티몬	8	8	8	8	8	8	8

(단위: 중량부)

상기의 방법으로 제조된 수지조성물의 물성은 ASTM D256에 따라 아이조드 충격강도를 측정하였으며, 유동지수는 ASTM D1238에 의거하여 측정하였다. 또한 내후성 측정은 내후성 측정기 (Weather-O-Meter)를 사용하여 ASTM D4459 (INDOOR TEST) 방법에 따라 측정하여 각 시료의 변색정도 (△E)를 비교하였다.

실시예 1-3 및 비교실시예 1-4에서 제조된 수지의 물성을 표 2에 나타내었다.

성분	실시예	비교실시예
성분	1	2	3	1	2	3	4
유동성	13	12	10	15	7	14	8
충격강도	11	10	9	14	7	13	8
내후성(△E)	4.5	3.8	3.4	6.5	3.0	6.0	3.2

상기 표 2의 결과로부터, 2,4,6-트리(2,4,6-트리브로모페녹시)-1,3,5-트리아진과 데카브로모디페닐에텐이 동시에 사용된 실시예 1-3에서 유동성, 내충격성 및내후성이 동시에 우수하였으며, 난연제로 2,4,6-트리(2,4,6-트리브로모페녹시)-1,3,5-트리아진(B)만을 사용한 비교실시예1은 유동성 및 기계적 강도가 우수하였으나, 내후성이 저하된 것으로 나타났다. 반면 난연제로 데카브로모디페닐에텐(C)만을 사용한 비교실시예2의 경우는 내후성은 높았으나, 유동성 및 기계적 강도가 저하되었다.

본 발명은 고무강화 폴리스티렌 수지 공중합체에 2,4,6-트리(2,4,6-트리브로모페녹시)-1,3,5-트리아진과 데카브로모디페닐에텐을 동시에 사용함으로써, 유동성 및 내후성이 동시에 우수한 난연성 열가소성 수지조성물을 제공하는 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims

(A) 고무와 방향족 모노알케닐 단량체 및/또는 알킬 에스테르 단량체를 혼합하여 중합시켜 제조된 고무강화 폴리스티렌수지 100 중량부;

(B) 하기 화학식 1로 표시되는 2,4,6-트리(2,4,6-트리브로모페녹시)-1,3,5-트리아진 5 내지 20 중량부;

[화학식1]

(C) 데카브로모디페닐에텐 5 내지 20 중량부; 및

(D) 난연보조제 1 내지 20 중량부;

로 이루어지는 것을 특징으로 하는 난연성 스티렌계 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 고무강화 폴리스티렌수지는 부타디엔형 고무류, 이소프렌형 고무류, 부타디엔과 스티렌의 공중합체류 및 알킬아크릴레이트 고무류 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 고무 5 내지 15 중량부와 모노알케닐 단량체, 아크릴산 또는 메타크릴산의 알킬에스테르 단량체 중 1종 이상의 단량체 85 내지 95 중량부를 중합시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 난연성 스티렌계 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 2,4,6-트리(2,4,6-트리브로모페녹시) -1,3,5-트리아진(B)과 데카브로모디페닐에텐(C)은 1.5:1 내지 1:1.5 의 중량비로 사용하는 것을 특징으로 하는 난연성 스티렌계 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 난연보조제는 삼산화 안티몬, 염화 파라핀, 포타슘설폰설페이트 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 난연성 스티렌계 수지조성물.