KR20090059060A - 우수한 적외선 투과율을 가지는 비할로겐 난연성 폴리카보네이트 수지 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열가소성 수지 조성에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 (A) 폴리카보네이트 수지 83 내지 93 중량%, (B) 방향족 포스페이트 6 내지 17 중량%, (C) 불화 올레핀 0.08 내지 0.3 중량%를 포함하여 이루어지는 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공한다. 본 발명의 수지 조성물은 우수한 적외선 투과율 및 비할로겐 난연성을 나타낸다.
폴리카보네이트, 적외선, 난연성
Description
본 발명은 폴리카보네이트에 방향족 포스페이트, 불화 올레핀을 혼합하여 우수한 적외선 투과율과 비할로겐 난연성을 부여한 우수한 적외선 투과율을 가지는 비할로겐 난연성 폴리카보네이트 수지 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 폴리카보네이트 수지 자체의 적외선 투과율은 우수하다. 그러나 전기 전자 제품의 외장 용도 적용에 필요한 난연성을 부여하기 위해 첨가되는 방향족 포스페이트와 불화 올레핀으로 인해 적외선 투과율이 급격히 저하되게 된다. 이러한 방법은 낮은 적외선 투과율로 인해 TV 프론트 캐비닛 등과 같이 적외선으로 리모트 콘트롤이 필요한 제품에는 적용이 제한되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로써, 폴리카보네이트와 상용성이 높아 일정량을 혼합하더라도 적외선 투과율이 저하되지 않는 방향족 포스페이트와 분산성이 우수한 불화 올레핀을 사용함으로써 우수한 적외선 투과율을 가지는 비할로겐 난연성 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (A) 폴리카보네이트 수지 83 내지 93 중량%, (B) 방향족 포스페이트 6 내지 17 중량%, (C) 불화 올레핀 0.08 내지 0.3 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
상기 폴리카보네이트 수지는 2가의 페놀 화합물과 포스겐 또는 탄산디에스테르와의 반응에 의해 제조된 것이며 할로겐을 포함하지 않는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방향족 포스페이트는 방향족 모노포스페이트, 방향족 디포스페이트 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 것이다.
상기 방향족 모노포스페이트는 할로겐이 치환되지 않은 트리아릴포스페이트 및 트리알킬-아릴포스페이트로 구성되는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
특히, 상기 트리아릴포스페이트는 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 트리자이레일포스페이트 및 트레실디페닐포스페이트로 구성되는 군으로부터 선 택되고, 상기 트리알킬-아릴포스페이트가 옥틸디페닐포스페이트인 것이 바람직하다.
상기 방향족 디포스페이트는 하기 화학식 1로 나타내어지는 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 1]
(상기 식에서 Ar1-Ar4는 페닐기 또는 1 내지 3 개의 C1-C4 알킬기로 치환된 아릴기, R은 페닐 또는 비스페놀 A 이고, 1≤n≤2)
한편, 상기 불화 올레핀은 불화된 폴리에틸렌 내지 열가소성 수지 또는 유기물이 결합된 불화 에틸렌으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 열가소성 수지 또는 유기물이 결합된 불화 에틸렌에는 Core가 불화에틸렌이며 Shell이 열가소성 수지 또는 유기물인 Core-Shell 형태 또는 불화 에틸렌에 열가소성 고분자 또는 유기물이 일부분 가지 결합되어진 형태 등이 있다. 열가소성 고분자 또는 유기물이 불화 에틸렌에 일부 결합되거나 Core-Shell 형태일 때는 불화 에틸렌을 단독 사용할 때보다 분산성이 뛰어나며, 주로 스티렌계 유기물 또는 스티렌계를 일부 포함하는 열가소성 고분자, 아크릴계 유기물 또는 아크릴을 일부 포함하는 열가소성 고분자가 결합 되어진다.
특히, 상기 불화 에틸렌은 폴리테트라플루오르에틸렌[PTFE]인 것이 바람직하다.
본 발명의 수지 조성물에 첨가될 수 있는 첨가제는 통상적인 것으로 산화방지제, 내후 안정제, 윤활제, 실리콘 조제, 이형제, 안료, 염료, 대전방지제, 항균제, 가공조제, 내마찰 마모제가 있으며, 적정 함량 범위 내에서 사용할 수 있다.
혼련 방법은 이미 알려진 바와 같이 드라이 블렌딩 후 가열 용융 혼련하는 방법을 적용할 수 있고, 온도는 통상 240℃~300℃의 범위이고, 바람직하게는 260℃~270℃에서 각 구성 성분이 물리적, 화학적으로 충분히 친화력을 유지할 수 있도록 혼련을 행하는 것이다. 얻어진 조성물은 폴리카보네이트의 성형에 있어 일반적으로 이용되고 있는 사출성형법, 압출성형법, 중공성형법 등의 성형법에 적용할 수 있다.
본 발명에 의하면 적외선 투과율과 비할로겐 난연성이 우수하여, 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공한다. 따라서, 본 발명의 수지 조성물은 적외선 컨트롤러가 적용되는 전기 전자제품의 무도장 외장 부품의 용도로 사용될 수 있다.
각 실시예 및 비교예에 있어서의 제반 물성의 측정법은 다음과 같다.
(1) 용융흐름지수 (Melt Flow Index, MFI)
ASTM D1238에 따라 용융흐름지수(MFI)는 300℃, 1.2kg의 하중에서 측정하였다.
(2) 인장강도
ASTM D-638에 따라 측정하였다.
(3) 굴곡강도
ASTM D790에 따라 측정하였다.
(4) 굴곡탄성율
ASTM D790에 따라 측정하였다.
(5) Izod 충격강도
ASTM D256에 따라 상온(23℃)에서 측정하였다.
(6) 적외선 투과율
일반적인 적외선 controller의 수신부 모듈에 직경 50 mm, 두께 2 mm 사출시편을 제작 및 부착하여, control 가능한 거리를 측정하였다. TV의 리모컨 컨트롤 테스트 규격은 위 방법으로 하여 정면 및 측면 모두 12m 이상이어야 한다.
(7) 난연성
UL-94 에 따라 1.6mm 두께의 시편으로 측정하였다.
[실시예 1]
용융지수 10g/10분(ASTM D1238, 300 ℃, 1.2 kgf)인 폴리카보네이트[이하 PC 라 함] 92.92 중량%, 방향족 포스페이트[Bis(diphenyl phosphate)] 7 중량 %, 불화 올레핀[Acrylic modified PTFE] 0.08 중량 %를 280℃에서 용융 혼련하고 펠렛화해서 수지 조성물을 얻고, 그 수지 조성물을 사출 성형기를 이용하여 시편성형을 한 후 규정된 방법에 의해 물성을 측정한 후 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
[실시예 2]
PC 가 87.92 중량 % 이고, 방향족 포스페이트가 12 중량 %이고, 불화 올레핀 0.08 중량 % 인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.
[실시예 3]
PC 가 82.92 중량 % 이고, 방향족 포스페이트가 17 중량 %이고, 불화 올레핀 0.08 중량 % 인것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.
[실시예 4]
PC 가 92.7 중량 % 이고, 방향족 포스페이트가 7 중량 %이고, 불화 올레핀 0.3 중량 % 인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
[실시예 5]
PC 가 87.7 중량 % 이고, 방향족 포스페이트가 12 중량 %이고, 불화 올레핀 0.3 중량 % 인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
[실시예 6]
PC 가 82.7 중량 % 이고, 방향족 포스페이트가 17 중량 %이고, 불화 올레핀 0.3 중량 % 인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
[비교예 1]
용융지수 10g/10분(ASTM D1238, 300 ℃, 1.2 kgf)인 폴리카보네이트[이하 PC 라 함] 87.8 중량%, 방향족 포스페이트[Bis(diphenyl phosphate)] 20 중량 %, 불화 올레핀 0.2 중량 % 를 260℃에서 용융혼련하고 펠렛화해서 수지 조성물을 얻고, 그 수지 조성물을 사출 성형기를 이용하여 시편성형을 한 후 규정된 방법에 의해 물성을 측정한 후 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
[비교예 2]
PC 가 94.8 중량 % 이고, 방향족 포스페이트가 5 중량 %이고, 불화 올레핀 0.3 중량 % 를 280℃에서 용융혼련하고 펠렛화해서 수지 조성물을 얻는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하여 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
[비교예 3]
PC 가 87.6 중량 % 이고, 방향족 포스페이트가 12 중량 %이고, 불화 올레핀 0.4 중량 % 인 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하여 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
| 구 분 | 실 시 예 | 비 교 예 | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 1 | 2 | 3 | ||
| 조 성 | 폴리카보네이트 | 92.92 | 87.92 | 82.92 | 92.7 | 87.7 | 82.7 | 87.8 | 94.8 | 87.6 |
| 방향족 포스페이트 | 7 | 12 | 17 | 7 | 12 | 17 | 20 | 5 | 12 | |
| 불화 올레핀 | 0.08 | 0.08 | 0.08 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | |
| 물 성 | MFI | 34 | 38 | 40 | 28 | 33 | 36 | 41 | 28 | 30 |
| 인장강도 | 733 | 736 | 740 | 731 | 737 | 741 | 746 | 700 | 735 | |
| 굴곡강도 (1/8") | 1185 | 1190 | 1210 | 1180 | 1189 | 1206 | 1220 | 970 | 1180 | |
| 굴곡탄성율 (1/8") | 27500 | 27500 | 27800 | 27300 | 27400 | 27750 | 27800 | 24000 | 27300 | |
| IZOD충격강도(1/8") | 4.6 | 3.9 | 3.3 | 4.5 | 4.0 | 3.3 | 3 | 10.0 | 4.3 | |
| 적외선 투과율 | 18m 이상 | 18m 이상 | 18m 이상 | 12m | 12m | 12m | 1m | 12m | 4m | |
| 난연성 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-2 | V-1 | V-0 | |
상기 표 1에서 확인할 수 있듯이, 실시예 1 내지 실시예 6 및 비교예 1 내지 3 중합체 조성에 있어 방향족 포스페이트 함량과 불화 올레핀의 함량의 변화에 따라 적외선 투과율과 난연성이 다르게 나타났다.
방향족 포스페이트와 불화 올레핀 모두 난연 조제로 사용된다. 방향족 포스페이트는 연소할 때 열분해에 의해 폴리메타인산이 생성되어 수지에 보호층을 형성하여 난연성을 보이며, 불화 올레핀은 수지가 연소되면서 드립이 발생하는 것을 저해하는 목적으로 사용된다. 방향족 포스페이트와 불화 올레핀의 함량이 많을수록 난연성이 높아진다.
그러나 해당 수지에서 고난연을 보이며 적외선 투과율이 높아야 하므로 방향족 포스페이트와 불화올레핀 함량이 제한된다.
특히 불화 올레핀의 함량이 적외선 투과율과 난연성에 가장 큰 영향을 끼친다.
불화 올레핀이 0.08 중량% 이상인 경우에만 UL 94 테스트에서 드립이 발생하지 않아 V-0를 만족할 수 있었다. 0.08 중량% 미만일 때는 드립 저해제로의 역할을 충분히 하지 못해 드립이 발생하여 V-2 가 된다.
불화 올레핀을 0.3 중량 % 이상일 경우에는 조성물이 육안 상으로 불투명하게 변하면서 적외선 투과율이 급격하게 나빠진다.
바람직한 효과로서 본 발명의 수지 조성물의 물성은 적외선 투과율과 난연성 V-0를 유지하는 것이다. 이러한 효과를 나타내는 본 발명 수지 조성물은 실시예 1 내지 3으로부터 각각 방향족 포스페이트 6 중량 % 내지 17 중량 % 및 불화 올레핀 0.08 중량 % 내지 0.3 중량 %임을 알 수 있다.
상기 점으로부터 폴리카보네이트와 상용성이 높은 방향족 포스페이트와 불화 올레핀의 함량에 따라 수지 조성물의 적외선 투과율 및 비할로겐 난연 성이 결정될 수 있음을 명백히 알 수 있다.
Claims (10)
- (A) 폴리카보네이트 수지, (B) 방향족 포스페이트, (C) 불화 올레핀을 포함하는 난연 열가소성 수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, (A) 폴리카보네이트 수지 83 내지 93 중량%, (B) 방향족 포스페이트 6 내지 17 중량%, (C) 불화 올레핀 0.08 내지 0.3 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연 열가소성 수지 조성물.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지가 2가 페놀 화합물과 포스겐 또는 탄산디에스테르와의 반응에 의해 제조된 것이며 할로겐을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 난연 수지 조성물.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, (B) 방향족 포스페이트가 방향족 모노포스페이트, 방향족 디포스페이트 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 난연 열가소성 수지 조성물.
- 제 4항에 있어서, 상기 방향족 모노포스페이트가 할로겐이 치환되지 않은 트리아릴포스페이트 및 트리알킬-아릴포스페이트로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 난연 수지 조성물.
- 제 5항에 있어서, 상기 트리아릴포스페이트가 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 트리자이레일포스페이트 및 트레실디페닐포스페이트로 구성되는 군으로부터 선택되고; 상기 트리알킬-아릴포스페이트가 옥틸디페닐포스페이트인 것을 특징으로 하는 난연 수지 조성물.
- 제 4항에 있어서, 상기 방향족 디포스페이트가 하기 화학식 1을 가지는 것을 특징으로 하는 난연 수지 조성물:[화학식 1]
(상기 식에서 Ar1-Ar4는 페닐기 또는 1 내지 3 개의 C1-C4 알킬기로 치환된 아릴기, R은 페닐 또는 비스페놀 A 이고, 1≤n≤2) - 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 불화 올레핀이 불화된 폴리에틸렌 내지 유기물 또는 열가소성 수지와 결합되어진 불화된 폴리에틸렌으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 난연 수지 조성물.
- 제 8항에 있어서, 상기 불화된 폴리에틸렌이 폴리테트라플루오르에틸렌인 것을 특징으로 하는 난연 수지 조성물.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 난연성 수지 조성물이 활제, 열안정제, 광안정제, 적하 방지제, 안료 및 염료, 무기 충진제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난연 수지 조성물.
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