KR20100075172A - 난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물 - Google Patents

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KR20100075172A
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주범준
이변근
김명준
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Abstract

본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 (A) 폴리카보네이트계 수지 30∼100 중량부 및 (B) 방향족 비닐계 중합체 0∼70 중량부로 이루어지는 기초수지 100 중량부에 대하여, (C) 붕소계 화합물 0.1∼40 중량부를 포함한다. 상기 열가소성 수지 조성물은 신규 난연제인 붕소계 화합물을 난연제로 적용하여 우수한 난연성을 가지면서도, 내열도가 뛰어난 물성을 나타낸다.
폴리카보네이트 수지, 방향족 비닐계 중합체, 붕소계 화합물, 난연성

Description

난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물{Thermoplastic Resin Composition Having Good Flame Retardancy}
발명의 분야
본 발명은 난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 폴리카보네이트 수지 또는 방향족 비닐계 중합체의 기초수지에 붕소계 화합물을 난연제로 적용함으로써, 우수한 난연성을 가지면서도 내열성이 뛰어난 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
발명의 배경
최근 플라스틱 고분자 또는 합성수지의 용도가 차량, 건축자재, 항공기, 철도, 가전제품 등 다양해지고 있으며 각종 기능성 첨가제에 대한 개발이 급속히 진행됨에 따라 그 응용범위는 폭발적으로 증가하고 있다. 그러나, 플라스틱 자체는 쉽게 연소가 일어날 수 있는 특성을 가지고 있으며 화재에 대한 저항성이 없다. 따 라서, 플라스틱은 외부의 발화원에 의하여 쉽게 연소가 일어날 수 있고, 화재를 더욱 확산되게하는 역할을 할 수 있다. 이러한 점을 감안하여 미국, 일본 및 유럽 등의 국가에서는 전자제품의 화재에 대한 안전성을 보장하기 위하여 난연규격을 만족하는 고분자 수지를 사용하도록 법으로 규제하고 있다.
고분자의 난연화 방법으로는 디자인 또는 분자구조 설계를 통한 열적으로 안정한 수지를 합성하는 방법, 종래의 고분자를 화학적으로 개량하는 방법(반응형), 난연제를 블렌딩하거나 또는 컴파운딩함으로써 물리적으로 첨가하는 방법(첨가형), 난연제를 코팅하거나 또는 페인팅하는 방법 등이 있다. 가장 많이 적용되고 있는 공지된 난연화 방법은 고분자 수지에 난연제를 첨가하는 것이다. 첨가형 난연제는 구성 성분에 따라서 할로겐계, 인계, 질소계, 실리콘계, 무기계 난연제로 분류된다.
할로겐계 난연제는 수지내 고분자의 연소과정 중 기체상에서 발생하는 라디칼과의 반응을 통해 연소과정의 연쇄반응을 억제하는 역할을 한다. 할로겐계 화합물로는 폴리브로모디페닐에테르, 테트라브로모비스페놀 A, 브롬치환된 에폭시 화합물 및 염소화 폴리에틸렌 등을 주로 사용하고, 안티몬계 화합물로는 삼산화 안티몬과 오산화 안티몬을 주로 사용한다. 브롬계 난연제는 특히 전기, 전자 분야에서 독보적인 물성과 가격 그리고 뛰어난 난연성으로 인해 가장 널리 사용되고 있으나 환경문제에 대한 논란이 끊이지 않고 있다. 이로 인해, 2006년 7월 RoHS(전기 전자제품 유해물질 사용제한 지침)가 발효되고, 이에 따라 일명 데카로 불리우는 범용 브롬계 난연제 중 일부가 사용이 중단되어 사용량이 현격하게 줄고 있다.
인계 난연제는 최근에 요구되는 친환경적 난연제로 환경규제에 대응할 수 있는 비할로겐계의 대표적인 난연제로 두각을 나타내고 있다. 이러한 인계 난연제는 고체상의 반응에서 우수한 난연효과를 나타내며 특히 산소를 다량 함유하는 플라스틱에 효과가 있다. 인계 난연제는 포스페이트, 포스핀옥사이드, 포스파이트, 포스포네이트 등으로 분류가 되며 폴리카보네이트 수지 또는 폴리페닐렌 에테르 수지와 같은 차르 형성제를 사용하여 난연성을 달성한다. 인계 화합물로는 트리페닐포스페이트, 레조시놀비스페놀포스페이트와 같은 방향족 인산 에스테르를 주로 사용한다. 그러나 인계 난연제는 그 사용범위가 제한적이며, 안정적인 공급선 확보 등의 문제점이 제시되고 있다.
한편, 붕소는 주기율표 제13족에 속하는 비금속원소의 하나로서, 붕사 등 붕산염은 오래 전부터 알려졌는데, 1720년 붕사와 황산에서 붕산을 얻었고, 1807년 영국의 H.데이비가 붕산을 전기분해하여 홑원소물질로서 처음으로 추출하였다. 자연계에 홑원소물질로서는 존재하지 않으나, 붕산 또는 붕산염으로서 널리 분포한다. 붕산염광물로는 붕사를 비롯하여 커나이트·코토아이트·수안석·자이벨리아이트 등이 있다. 또, 바닷물 속에도 소량이 함유되어 있다. 클라크수 0.001로 제41위이다. 금속광택이 있는 단단한 흑색 고체이며, 전기의 반도체이다. 굳기는 9.3으로 금강석 다음이며, 탄화붕소보다 단단하다. 화학적 성질은 규소와 비슷하여, 그다지 활발하지 않다. 진한 염산이나 플루오르화수소와는 가열해도 작용하지 않고, 뜨거운 진한 질산이나 황산과는 약간 작용하여 붕산이 된다. 플루오르와는 상온에서, 염소와는 41 ℃에서, 또 브롬과는 71 ℃에서 직접 반응하며, 요오드와는 반응하지 않는다. 산소 속에서는 700 ℃에서 빛을 발하면서 연소하고, 황과는 600 ℃에서 반응한다. 질소 또는 암모니아와 가열하면 질화붕소가 되고, 탄소·규소와는 고온에서 반응하여 붕소화물이 된다.
붕소를 산화붕소로 만들어, 산화마그네슘과 함께 융해 플루오르화마그네슘에 녹인 것 등을 써서 전기분해하면 분말이 생긴다. 순도(純度)는 약 99.70 %이다. 또, 산화붕소를 나트륨이나 마그네슘 등으로 환원시키면 흑회색의 비결정 붕소가 생기는데, 이 경우는 순도가 낮다.
붕소는 보통 홑원소물질로서는 별로 쓰이지 않고, 철과의 합금인 페로붕소는 제철공장 등에서 탈산제(脫酸劑)로 사용된다. 또, 열중성자 흡수 단면적이 크므로, 화합물을 만들어 중성자 흡수제로 쓰이는 외에, 유리의 원료를 비롯하여 붕산염으로서의 용도 등 다양하다.
이러한 붕소계 화합물에 대해 와이어 및 케이블 피복 재료에 유용한 난연 수지의 적하 방지제(대한민국 특허출원 제10-2004-7000029호) 및 에폭시 수지 조성물에 있어서 내충격성 및 내크랙성 향상을 위한 첨가제(대한민국 특허출원 제10-1999-0067915호)에 관한 발명은 이미 알려져 있다.
이에 본 발명자들은 폴리카보네이트 수지 및 고무변성 방향족 비닐계 중합체에 붕소계 화합물을 첨가함으로써, 우수한 난연성을 나타내면서도 내열성이 뛰어난 친환경적인 난연성 열가소성 수지 조성물을 얻을 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 난연성뿐만 아니라, 내열성이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 환경친화적인 난연성 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 난연성이 우수하여 전기/전자 재료의 성형품으로 적용될 수 있는 난연성 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 목적 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
발명의 요약
본 발명은 난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 상기 열가소성 수지 조성물로 제조되는 플라스틱 성형품을 제공한다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 (A) 폴리카보네이트계 수지 30∼100 중량부 및 (B) 고무변성 방향족 비닐계 중합체 0∼70 중량부를 포함하는 기초수지 100 중량부에 대하여, (C) 붕소계 화합물 0.1∼40 중량부를 포함하여 이루어진다.
구체예에서 상기 고무변성 방향족 비닐계 중합체(B)는 (B1) 그라프트 공중합체 수지 10 내지 100 중량% 및 (B2) 공중합체 수지 0 내지 90 중량%으로 이루어질 수 있다. 상기 (B1) 그라프트 공중합체 수지는 고무질 중합체 5∼65 중량%, 방향족 비닐계 단량체 34∼94 중량% 및 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체 1∼30 중량%가 그라프트 중합된 공중합체이다. 또한 상기 (B2) 공중합체 수지는 방향족 비닐계 단량체 60 내지 약 90 중량% 및 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체 10 내지 40 중량%의 공중합체이다.
구체예에서 상기 붕소계 화합물(C)은 붕산, 페닐보릭산, 트리페닐보레이트, 트리알킬보레이트 등이 사용될 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 난연제, 난연보조제, 활제, 가소제, 열안정제, 적하방지제, 산화방지제, 상용화제, 광안정제, 안료, 염료, 무기물 첨가제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 수지 조성물로 성형한 플라스틱 성형품을 제공한다.
이하, 본 발명의 구체적인 내용을 하기에 상세히 설명한다.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명
(A) 폴리카보네이트 수지
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지(A)는 하기 화학식 1로 표시되는 디페놀류를 포스겐, 또는 탄산 디에스테르와 반응시킴으로서 제조될 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112008088987170-PAT00001
(상기 식에서, A는 단일 결합, C1-C5의 알킬렌, C1-C5의 알킬리덴, C5-C6의 시클로알킬리덴, -S- 또는 -SO2-를 나타낸다)
상기 화학식 1의 디페놀의 구체예로서는 4,4'-디히드록시디페닐, 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판, 2,4-비스-(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-시클로헥산, 2,2-비스-(3-클로로-4-히드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)-프로판 등을 들 수 있다. 또한 디페놀 화합물로는 하이드로퀴논, 레조시놀과 같은 화합물을 사용할 수 있다. 이들 중, 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)-프로판, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-시클로헥산 등의 비스페놀류가 바람직하며, 그 중 비스페놀-A라고도 불리는 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판이 특히 바람직하다. 본 발명의 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량(Mw)이 10,000 내지 200,000이며, 바람직하게는 15,000 내지 80,000이다.
상기 폴리카보네이트 수지의 구조는 선형이거나 분지형일 수 있으며, 이들의 혼합물도 적용될 수 있다. 구체예에서 상기 분지형 폴리카보네이트는 중합에 사용되는 디페놀 전량에 대하여 0.05∼2 몰%의 트리- 또는 그 이상의 다관능 화합물, 예를 들면 3가 또는 그 이상의 페놀기를 가진 화합물을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한 상기 폴리카보네이트 수지는 단독으로 또는 분자량이 다른 2종 이상을 혼용하여 사용할 수 있다. 다른 구체예에서는 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지도 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리카보네이트 수지(A)는 기초수지 100 중량부 중에서 30 내지 100 중량부로 사용된다. 폴리카보네이트 수지는 난연성 부여를 용이하게 하는 역할을 한다. 바람직하게는 40 내지 90 중량부이며, 상기 범위내로 적용할 경우, 우수한 난연성과 기계적 물성의 물성 발란스를 얻을 수 있다. 더 바람직하게는 50 내지 80 중량부, 가장 바람직하게는 60 내지 77 중량부이다.
(B) 고무변성 방향족 비닐계 중합체
본 발명에 따른 고무 변성 방향족 비닐계 공중합체(B)는 방향족 비닐계 중합체로 이루어진 매트릭스(연속상) 중에 고무질 중합체가 입자형태로 분산되어 존재하는 중합체이다.
상기 고무 변성 방향족 비닐계 공중합체(B)의 예로는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지(ABS 수지), 아크릴로니트릴-에틸렌프로필렌고무-스티렌 공중합체 수지(AES 수지), 아크릴로니트릴-아크릴고무-스티렌 공중합체 수지(AAS 수지), 고무강화폴리스티렌(HIPS) 등이 있다.
하나의 구체예에서는 상기 고무 변성 방향족 비닐계 공중합체(B)는 고무질 중합체 단위 3 내지 30 중량% 및 방향족 비닐 단위 70 내지 97 중량%로 이루어질 수 있다.
다른 구체예에서 상기 고무 변성 방향족 비닐계 공중합체는 고무질 중합체에 방향족 비닐계 단량체 및 필요에 따라 선택적으로 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체를 첨가하여 중합될 수 있다. 이와 같은 고무 변성 방향족 비닐계 공중합체 수지는 유화중합, 현탁중합, 괴상중합과 같은 알려진 중합방법에 의하여 제조가 가능하며, 통상 그라프트 공중합체 수지와 공중합체 수지를 혼합 압출에 의해 생산한다. 괴상중합의 경우는 그라프트 공중합체 수지와 공중합체 수지를 별도로 제조하지 않고 일단계 반응공정만으로 고무 변성 방향족 비닐계 공중합체 수지를 제조하나 어느 경우에도 최종 고무 변성 방향족 비닐계 공중합체(B) 성분 중에서 고무함량은 약 1 내지 약 30 중량%가 적합하며, 바람직하게는 3 내지 20 중량%, 더 바람직하게는 5 내지 15 중량%이다. 상기 고무의 입자 크기는 Z-평균으로 약 0.1 내지 약 6.0 ㎛이며, 바람직한 물성을 내기 위해서는 고무상의 입자크기가 Z-평균으로 약 0.25 내지 약 4 ㎛인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 사용되는 고무 변성 방향족 비닐계 공중합체는 그라프트 공중합체 수지 단독으로 또는 그라프트 공중합체 수지 및 공중합체 수지를 함께 사용하여 제조될 수 있으며, 각각의 상용성을 고려하여 배합하는 것이 바람직하다.
(B1) 그라프트 공중합체 수지
본 발명의 그라프트 공중합체 수지는 고무질 중합체, 방향족 비닐계 단량체, 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체, 및 선택적으로 가공성 및 내열성을 부여하는 단량체를 그라프트 공중합시켜 얻는다.
상기 고무질 중합체의 예로는 폴리부타디엔, 폴리(스티렌-부타디엔), 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔) 등의 디엔계 고무 및 상기 디엔계 고무를 수소 첨가한 포화 고무, 이소프렌 고무, 알킬아크릴레이트 고무, 폴리부틸아크릴산 등의 아크릴계 고무 및 에틸렌-프로필렌-디엔단량체 삼원공중합체(EPDM) 등을 들 수 있다. 이 중, 특히 디엔계 고무가 바람직하며 부타디엔계 고무가 더욱 바람직하다. 상기 고무질 중합체의 함량은 그라프트 공중합체 수지(B1) 전체 중량 중 약 5 내지 약 65 중량%가 적당하다. 상기 고무입자의 평균 크기는 충격강도 및 외관을 고려하여 약 0.1 내지 약 4 ㎛의 범위가 바람직하다.
상기 그라프트 공중합 가능한 단량체 혼합물 중 방향족 비닐계 단량체로는 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 파라 t-부틸스티렌, 에틸스티렌, 비닐크실렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 비닐 나프탈렌 등을 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이 중 스티렌이 가장 바람직하다. 방향족 비닐계 단량체는 그라프트 공중합체 수지(B1) 전체 중량 중 약 34 내지 약 94 중량%를 사용하여 그라프트 공중합을 시킨다.
본 발명의 그라프트 공중합체 수지(B1)는 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체를 1종 이상 도입할 수 있다. 도입가능한 단량체로는 아크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴과 같은 불포화 니트릴계 화합물이 바람직하 며, 단독 혹은 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 상기 단량체를 그라프트 공중합체 수지(B1) 전체 중량 중 약 1 내지 약 30 중량%를 사용하여 공중합을 시킨다.
상기 가공성 및 내열성을 부여하기 위한 단량체로는 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레인산, 및 N-치환말레이미드 등을 들 수 있다. 부가되는 단량체의 함량은 그라프트 공중합체 수지(B1) 전체 중량 중 약 0 내지 약 15 중량%이다.
(B2) 공중합체 수지
상기 공중합체 수지(B2)는 상기 그라프트 공중합체 수지(B1)의 성분 중 고무를 제외한 단량체 비율과 상용성에 따라 제조되며, 방향족 비닐계 단량체, 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체, 및 선택적으로 가공성 및 내열성을 부여하는 단량체를 첨가하여 공중합시켜 얻는다.
상기 방향족 비닐계 단량체로는 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 파라 t-부틸스티렌, 에틸스티렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌 등을 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이 중 스티렌이 가장 바람직하다. 본 발명에서 방향족 비닐계 단량체는 상기 공중합체 수지(B2) 전체 중량 중 약 60 내지 약 90 중량%를 사용하여 공중합체 수지를 얻는다.
상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체의 예로는 아크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴과 같은 불포화니트릴계 화합물이 바람직 하며, 단독 혹은 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체의 함량은 공중합체 수지(B2) 전체 중량 중 약 10 내지 약 40 중량%이다.
상기 가공성 및 내열성을 부여하기 위한 단량체로는 아크릴산, 메타크릴산, 무수 말레인산, N-치환말레이미드 등을 들 수 있다. 가공성 및 내열성을 부여하기 위해 공중합 시에 첨가되는 단량체의 함량은 공중합체 수지(B2) 전체 중량 중 약 0 내지 약 30 중량%이다.
본 발명에 사용되는 고무 변성 방향족 비닐계 공중합체(B)는 상기 그라프트 공중합체 수지(B1) 약 10 내지 약 100 중량% 및 공중합체 수지(B2) 약 0 내지 약 90 중량%의 비율로 혼합한 것을 사용한다. 구체예에서는 상기 고무 변성 방향족 비닐계 공중합체 수지(B)는 그라프트 공중합체 수지(B1) 약 55 내지 약 90 중량% 및 공중합체 수지(B2) 약 10 내지 약 45 중량%로 이루어진다. 또 다른 구체예에서는 상기 고무 변성 방향족 비닐계 공중합체 수지(B)는 그라프트 공중합체 수지(B1) 15 내지 50 중량% 및 공중합체 수지(B2) 50 내지 85 중량%로 이루어질 수 있다.
본 발명의 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지(B)는 기초수지중 0 내지 70 중량부, 바람직하게는 1 내지 50 중량부, 더 바람직하게는 5 내지 40 중량부로 사용된다.
(C) 붕소계 화합물
본 발명에 따른 붕소계 화합물(C)은 본 발명의 열가소성 수지 조성물에 대해 난연성을 부여하기 위한 것으로 하기 화학식 2로 대표되는 구조를 갖는다. 상기 붕소계 화합물(C)은 상업적 구입이 용이하며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 제조될 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112008088987170-PAT00002
상기 화학식 2에서 R1, R2, R3는 서로 독립적으로 아민기, 술폰기, 하이드록실기, 페놀, 페닐기 또는 C1-C10의 알킬기, C6-C20의 아릴기 또는 C1-C10의 알킬기가 치환된 C6-C20의 아릴기임.
이 중 바람직하게는 하이드록실기, 페놀기, 페닐기가 될 수 있다.
상기 붕소계 화합물은 붕산(boric acid) 또는 붕산염(borate)일 수 있다. 구체예에서는 붕산, 페닐보릭산, 트리페닐보레이트, 트리알킬보레이트 등이 사용될 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 이 중 바람직하게는 붕산, 페닐보릭산, 트리페닐보레이트이며, 가장 바람직하게는 트리페닐보레이트 이다.
본 발명의 구체예에서, 상기 붕소계 화합물(C)은 기초수지 100 중량부에 대하여 0.1∼40 중량부, 바람직하게는 1 내지 30 중량부, 보다 바람직하게는 2 내지 20 중량부로 사용된다. 상기 붕소계 화합물(C)이 0.1 중량부 미만으로 사용된 경우에는 충분한 난연성을 확보할 수 없는 문제가 있고, 반면, 40 중량부를 초과하여 사용할 경우에는 충격 강도등의 기계적 물성이 저하되는 문제가 있어 바람직하지 않다.
하나의 구체예에서는 기초수지가 폴리카보네이트일 경우, 상기 붕소계 화합물(C)은 1 내지 5 중량부로 사용될 수 있다.
다른 구체예에서 기초수지가 폴리카보네이트와 방향족 비닐계 중합체의 블렌드일 경우, 상기 붕소계 화합물(C)은 10 내지 25 중량부로 사용될 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 각각의 용도에 따라 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 난연제, 난연보조제, 활제, 가소제, 열안정제, 적하방지제, 산화방지제, 상용화제, 광안정제, 안료, 염료, 무기물 첨가제 등을 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 무기물 첨가제의 바람직한 예로는 석면, 유리섬유, 탈크, 세라믹 또는 황산염 등을 들 수 있다.
상기 첨가제는 기초수지 100 중량부에 대하여 30 중량부 이하로 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 수지 조성물을 제조하는 공지 의 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 구성 성분과 기타 첨가제들을 동시에 혼합한 후, 압출기 내에서 용융 압출하여 펠렛 또는 칩 형태로 제조할 수 있다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 난연성이 우수하면서도, 내열성이 뛰어난 물성을 갖기 때문에, 예를 들면, TV, 오디오, 핸드폰, 디지털 카메라, 내비게이션, 세탁기, 컴퓨터, 모니터, MP3, 비디오 플레이어, CD 플레이어, 세척기와 같은 전기ㆍ전자 제품의 하우징 및 사무자동화 기기 기타 대형 사출물 제조에 널리 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물을 이용하여 플라스틱 성형품을 성형하는 방법에는 특별한 제한이 없으며, 예를 들어, 압출, 사출 혹은 캐스팅 성형 방법 등이 적용될 수 있다. 상기 성형은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 실시될 수 있다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시를 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
하기의 실시예 및 비교 실시예에서 사용된 각 성분들의 사양은 다음과 같다.
(A) 폴리카보네이트 수지
중량평균분자량이 25,000 g/mol인 비스페놀-A형의 폴리카보네이트로서 일본 테이진(Teijin)사의 PANLITE L-1250W를 사용하였다.
(B) 고무변성 방향족 비닐계 중합체
제일모직(주)의 고무강화 스티렌계 수지인 CHT를 사용하였다.
(C) 붕소계 화합물
(C1) 미국 알드리치사에서 제조된 페닐보릭산을 사용하였다.
(C2) 미국 알드리치사에서 제조된 붕산을 사용하였다.
(C3) 미국 알드리치사에서 제조된 트리페닐보레이트를 사용하였다.
(C') 방향족 인산에스테르 화합물
일본 다이하치社(Daihachi)의 CR-741S(상품명)를 사용하였다.
실시예 1∼6 및 비교실시예 1∼3
상기 각 성분을 하기 표 1과 같은 함량으로 통상의 이축 압출기를 이용하여 압출한 후, 압출물을 펠렛 형태로 제조하고, 상기 펠렛을 80 ℃에서 2 시간 동안 건조한 후, 성형온도 180∼280 ℃, 금형온도 40∼80 ℃에서 10 oz 사출기를 이용하여 시편을 제조하였다. 상기 시편은 ASTM 규격에 따라 하기와 같이 물성을 측정하 였다.
물성평가 방법
(1) 난연성: 1/8" 두께의 시편에 대하여 UL 94 VB 난연규정에 따라 난연성과 전체 연소시간을 측정하였다.
(2) 내열도(VST: Vicat Softening Temperature): ISO R 306 (5 kg의 하중) 규정에 따라서 측정하였다.
(3) 충격강도: 1/8" 두께의 시편에 대하여 ASTM D256 규격에 따라서 측정하였다(kgf·cm/cm).
Figure 112008088987170-PAT00003
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 붕소계 화합물이 적용된 실시예 1 내지 6은 V-0의 우수한 난연도를 갖으면서도 내열도가 뛰어난 것을 알 수 있었다. 이에 비해, 본 발명의 난연제인 붕소계 화합물(C) 대신 방향족 인산에스테르 화합물(C')을 적용한 경우에는(비교실시예 1, 2)에는 난연도가 V-1로 저하되었고, 내열도 또한 저하되었음을 알 수 있었다. 붕소계 화합물을 과량으로 사용한 비교실시예 3의 경우 내열도의 저하가 현저함을 알 수 있었다.
본 발명은 폴리카보네이트 수지 및 고무변성 방향족 비닐계 중합체에 붕소계 화합물을 적용함으로써, 우수한 난연성을 유지하면서도, 환경친화적인 열가소성 수지 조성물을 제공하는 발명의 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 (6)

  1. (A) 폴리카보네이트계 수지 30∼100 중량부;
    (B) 고무변성 방향족 비닐계 중합체 0∼70 중량부;
    상기 (A)+(B)를 포함하는 기초수지 100 중량부에 대하여,
    (C) 하기 화학식 2로 표시되는 붕소계 화합물 0.1∼40 중량부;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물;
    [화학식 2]
    Figure 112008088987170-PAT00004
    상기 화학식 2에서 R1, R2, R3는 서로 독립적으로 아민기, 술폰기, 하이드록실기, 페놀, 페닐기, C1-C10의 알킬기, C6-C20의 아릴기 또는 C1-C10의 알킬기가 치환된 C6-C20의 아릴기임.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고무변성 방향족 비닐계 중합체(B)는 (B1) 그라프트 공중합체 수지 10 내지 100 중량% 및 (B2) 공중합체 수지 0 내지 90 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 (B1) 그라프트 공중합체 수지는 고무질 중합체 5∼65 중량%, 방향족 비닐계 단량체 34∼94 중량% 및 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체 1∼30 중량%가 그라프트 중합된 공중합체이고, 상기 (B2) 공중합체 수지는 방향족 비닐계 단량체 60 내지 약 90 중량% 및 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체 10 내지 40 중량%의 공중합체인 것을 특징으로 하는 난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 붕소계 화합물(C)은 붕산, 페닐보릭산, 트리페닐보레이트, 트리알킬보레이트로 이루어지는 군으로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 난연제, 난연보조제, 활제, 가소제, 열안정제, 적하방지제, 산화방지제, 상용화제, 광안정제, 안료, 염료 및 무기물 첨가제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 수지 조성물로 성형한 플라스틱 성형품.
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