KR20110013888A - 할로겐-프리 열가소성 ａｂｓ 난연 수지 조성물 - Google Patents

할로겐-프리 열가소성 ａｂｓ 난연 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 재생 열가소성 수지를 전체 베이스 수지 중 25 내지 50 중량부로 포함하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 베이스 수지 100중량부에 대하여 인계 난연제 1 내지 10 중량부, 질소계 난연상승제 1 내지 10 중량부 및 무기 활성화제 0.1 내지 3 중량부를 포함하는 할로겐-프리(halogen-free) 열가소성 ABS 난연 수지 조성물로서, 재생 열가소성 수지 및 할로겐-프리 난연제가 포함되어 친환경적이며 뛰어난 적하형 난연성을 보여준다.
열가소성 ABS수지, 공액디엔계 그라프트 공중합체, SAN계 수지, 재생 열가소성 수지, 할로겐 프리, 적하형 난연성, 전기.전자, 하우징

Description

할로겐-프리 열가소성 ＡＢＳ 난연 수지 조성물{Thermoplastic halogen-free flame retardant ABS resin composition}
본 발명은 할로겐-프리(halogen-free) 열가소성 ABS 난연 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 재생 열가소성 수지 및 할로겐 프리 난연제가 포함되어 친환경적이며 적하형 난연성이 우수한 할로겐-프리(halogen-free) 열가소성 ABS 난연 수지 조성물에 관한 것이다.
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌으로 구성된 ABS 수지는 기능성 및 범용성을 겸비하고 있는 대표적인 수지로서 충격강도, 인장강도, 탄성률 등 우수한 성질을 구비하고 있어 자동차 부품, 각종 전기/전자 부품 등의 용도로 광범위하게 활용되고 있다.
최근에 미국을 중심으로 이산화탄소 발생 억제를 위해 재생 수지의 사용과 관련된 규정이 적용되기 시작하고 있다. 이는 수지를 성형 및 제품화하여 소비자에게 판매된 제품의 하우징을 분쇄 및 재생하여 수지 생산업체가 제품을 제조할 때, 첨가할 수 있는 최소량을 정하여 재생 수지의 첨가량별로 등급을 주는 형태이다. 이와 같은 규정을 적용하는 경우에 이 수지를 만드는 제조업체 및 이 수지를 사용하여 제품을 만드는 기업 모두에게 친환경적인 기업 이미지를 각인시킬 수 있는 장점이 있다.
ABS 수지에 포함될 수 있는 재생 수지로는 재생 ABS, 재생 SAN, 재생 PET, 재생 PBT 및 재생 PC 등을 들 수 있다. 재생을 하기 위해서는 소비자가 폐기한 제품에서 해당되는 수지를 분리 및 분쇄의 과정을 거쳐야 하므로 나름 체계적인 프로세스가 구축되어야 한다. 또한 물성을 균일하게 유지하기 위해서는 타 수지 및 이물 등의 혼입을 최소화해야 한다. 최근까지 여러 기업에서 기존 수지 대비 물성 저하가 많이 발생하지 않으면서 재생 수지를 사용하고자 하는 노력을 많이 하고 있다.
US Patent 6,881,368호에서는 재생 ABS 수지에 PC, PBT 및 PVC 수지 중 한가지를 첨가한 ABS 제조방법을 제공하고 있다. 이는 ABS 수지로 만들어진 제품을 분쇄하여 재생 ABS를 만들고 여기에 기계적 물성이나 전기적 특성을 개선하기 위한 소재인 PC, PBT, 및 PVC 수지 중 한가지를 섞어 제조하는 내용이다.
그러나, 재생되는 ABS의 경우 난연제가 포함되어 있지 않은 제품과 포함되어 있는 제품의 구분이 어렵고 일정한 품질의 소스를 구하기 어려운 단점이 있다. 또한, ABS 수지는 연소하기 쉬운 성질을 가지고 있기 때문에, 열이 발생하는 전기, 전자 제품 등에 사용될 때 제약이 되어 왔다. 이러한 특성을 극복하기 위해서 ABS 수지에 난연성을 부여하는 많은 연구들이 진행되어 왔다.
이러한 ABS 수지의 난연화 방법으로는 난연 보조제와 함께 할로겐계 화합물 을 난연제로 사용하는 것이 가장 효과적인 것으로 알려져 있다. 그러나 할로겐계 화합물의 사용시 발생되는 가스는 금형을 부식시키고 작업자들의 건강을 위협하는 유해가스로 알려져 있다. 할로겐계 화합물은 연소시 환경호르몬을 방출하는 것으로 알려져 있어 많은 문제를 가지고 있으며, 유럽을 중심으로 사용의 규제가 확대되고 있다. 또한 난연 보조제로 사용되는 안티몬 화합물 또한 독성 물질로 분류가 되어 있어 그 사용이 제한적이다.
따라서 재생 수지를 사용하면서도 할로겐계 난연제를 사용하지 않아 환경친화적인 재생수지가 포함된 열가소성 할로겐 프리 난연 ABS수지 조성물 및 제조방법이 필요하다.
이에 본 발명에서는 재생 열가소성 수지를 사용하면서, 할로겐계 난연제를 사용하지 않으면서도 친환경적이며, 적하형 난연성이 우수한 열가소성 할로겐-프리 난연 ABS 수지 조성물을 제공하고자 한다.
재생 열가소성 수지를 일정 함량으로 포함하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 베이스 수지에 인계 난연제, 질소계 난연 상승제, 및 무기 활성화제를 첨가하여 친환경적이면서도 적하형 난연성이 우수한 열가소성 할로겐-프리 난연 ABS 수지 조성물을 제조할 수 있게 되었다.
본 발명에 따른 재생수지가 포함된 열가소성 할로겐-프리 난연 ABS 수지 조성물은 재생 열가소성 수지 및 할로겐-프리 난연제가 포함되어 친환경적이며 우수한 적하형 난연성을 보여준다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 할로겐-프리(halogen-free) 열가소성 ABS 난연 수지 조성물은 재생 열가소성 수지를 전체 베이스 수지 중 25 내지 50 중 량부로 포함하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 베이스 수지 100중량부에 대하여 인계 난연제 1 내지 10 중량부, 질소계 난연상승제 1 내지 10 중량부 및 무기 활성화제 0.1 내지 3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 할로겐-프리(halogen-free) 열가소성 ABS 난연 수지 조성물은 재생 수지를 포함하는 베이스 수지에 인계 난연제, 질소계 난연 상승제, 및 무기활성화제를 포함하여 이루어지는 바, 이하에서 각각을 나누어서 상세하게 설명한다.
(a)베이스 수지
본 발명에 따른 베이스 수지는 재생 수지를 포함하며, 공액디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐화합물 및 비닐 시안화합물이 그라프트된 그라프트 ABS 공중합체(ABS DP); 및 방향족 비닐화합물과 비닐 시안화합물의 공중합체(SAN계 수지)를 포함한다.
상기 ABS 그라프트 공중합체는 수지는 공액디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐화합물과 비닐 시안화합물이 그라프트된 것으로서, 상기 공액디엔계 고무질 중합체는 먼저 평균입경이 비교적 작은 소구경 고무질 중합체를 제조하고, 이를 산(acid)을 이용하여 융착시킴에 의해 평균입경이 비교적 큰 대구경 고무질 중합체 제조 방법을 사용하여 제조한다.
상기 ABS DP의 제조에 사용되는 공액디엔계 고무질 중합체의 입경 및 겔 함량은 수지의 충격강도 및 가공성 등에 매우 큰 영향을 미친다. 즉, 일반적으로 고무질 중합체의 입경이 작을수록 충격강도 및 가공성이 떨어지고 입경이 클수록 충격강도가 커지며, 겔 함량이 작을수록 고무질 중합체의 내부에 단량체가 많이 팽윤되어 중합이 일어날 수 있으므로 겉보기 입경이 커지게 되어 충격강도가 향상된다. 그러나 고무질 중합체의 함량이 많고 입경이 클수록 그라프트율이 떨어진다는 문제가 있다. 그라프트율은 공액디엔계 그라프트 공중합체의 물성에 크게 영향을 미치는데 그라프트율이 떨어지면 그라프트되지 않은 고무질 중합체가 많이 존재하므로 열 안정성이 좋지 않게 된다.
따라서, 적절한 입경 및 겔 함량을 갖는 공액디엔계 고무질 중합체를 제조하는 것이 중요하며, 상기 공액디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐화합물 및 비닐 시안화합물을 그라프트시킬 때 적절한 그라프트율을 갖도록 하는 것이 중요하다.
본 발명에 따른 ABS 그라프트 공중합체는 공액디엔계 고무질중합체 100 중량부에 대하여 방향족 비닐화합물 30 내지 60 중량부; 및 비닐 시안화합물 10 내지 30중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 공액디엔계 고무질 중합체의 평균입경은 2500 내지 5000Å인 것이 충격강도, 인장강도 등의 기계적 물성과 열 안정성 면에서 유리하며, 상기 공액디엔계 고무질 중합체의 구체적인 예를 들면, 부타디엔 고무질 중합체, 이소프렌 고무질 중합체, 클로로이소프렌 고무질 중합체 및 이들의 임의의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 바람직하다.
상기 방향족 비닐화합물은 스티렌, α-메틸스티렌, 파라-메틸 스티렌, ο-에틸스티렌, 파라-에틸스티렌 및 비닐톨루엔으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 스티렌이다.
상기 비닐 시안화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 및 에타크릴로니트릴로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 아크릴로니트릴이다.
상기 ABS DP의 사용량은 전체 베이스 수지 중 10 내지 40 중량부로 포함되며, 40 중량부를 초과하면 내스크래치성 및 가공성이 취약해지는 문제가 있고 10 중량부 미만을 첨가하면 충격강도가 저하되어 제품의 사출 및 조립 과정 중 부러지는 문제가 있어 바람직하지 않다.
본 발명의 베이스 수지에 포함되는 방향족 비닐화합물과 비닐 시안화합물의 공중합체(SAN계 수지)는 당업계에서 통상적으로 사용되는 조건을 이용하여 제조된 수지가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 방향족 비닐화합물 20 내지 90중량부 및 비닐 시안화합물 10 내지 80중량부를 연속괴상중합의 방법을 사용하여 제조된 것이 바람직하다.
상기 방향족 비닐화합물은 스티렌, α-메틸스티렌, 파라-메틸 스티렌, ο-에틸스티렌, 파라-에틸스티렌 및 비닐톨루엔으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 스티렌이다.
상기 비닐 시안화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 및 에타크릴로니트릴로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 아크릴로니트릴이다.
상기 SAN계 수지의 사용량은 전체 베이스 수지 중 10 내지 65 중량부인 것이 바람직하다. 상기 SAN계 수지의 사용량이 65 중량부를 초과하면 내후성 및 충격강도가 취약해지는 문제가 있고 10 중량부 미만을 첨가하면 내스크래치성 및 가공성이 떨어지는 문제가 있어 바람직하지 않다.
본 발명의 베이스 수지에 포함되는 재생 열가소성 수지는 재생 폴리에틸렌 수지, 재생 폴리프로필렌 수지, 재생 폴리에스터 수지, 재생 폴리스티렌계 수지, 재생 폴리아미드 수지, 재생 폴리카보네이트 수지, 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌 수지, 재생 폴리비닐클로라이드 수지, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것이다.
이 중에서도 재생 폴리에스터 수지의 일종인 재생 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)가 바람직하며, (폴리)에틸렌테레프탈레이트 중합체로 만들어진 플라스틱 병류(BOTTLE) 또는 시트(SHEET)의 분쇄품 또는 이들의 재압출을 통하여 얻어진 펠렛 제품으로서, 상기 재생 PET 수지는 재생 PET 가공업체에서 생산되는 제품을 추가 정제 없이 사용하였다. 이 재생 PET는 주로 BOTTLE용 및 SHEET용으로 사용된 후 수거된 것으로 만들어졌다. 이들 재생 PET는 이종 재료나 금속 등의 이물질이 포함되지 않도록 주의할 필요가 있으며, PET 수지의 가수분해를 촉진시키는 알칼리 성분이 잔류되지 않도록 충분히 세척하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 재생 열가소성 수지들은 펠렛 형태로 사용하는 것이 바람직하나, 그 형태는 특별히 한정되지 않는다.
상기 재생 열가소성 수지의 사용량은 전체 베이스 수지 중 25 내지 50중량부인 것이 바람직하다. 그 사용량이 25 중량부 미만인 경우에는 충격강도 및 신율이 저하되는 문제가 있고, 50 중량부를 초과하는 경우에는 유동성이 낮아지며 가공성이 떨어지는 문제가 있어 바람직하지 않다.
(b) 인계 난연제
본 발명에 따른 난연제는 환경친화적인 난연성을 부여하기 위하여 할로겐계 난연제를 사용하지 않으며, 또한 인계 난연제 중에서도 적인(red phosphorus)을 제외한 다른 인계 난연제를 사용한다.
상기 인계 난연제는 액상 또는 분말상일 수 있으며, 구체적인 예를 들면, 인산 에스테르 화합물, 포스페이트, 파이로포스페이트(pyrophosphate), 포스포네이트(phosphonate), 금속치환된 포스피네이트(metal substituted-phosphinate) 및 포스파네이트(phosphanate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물일수 있다.
상기 인산 에스테르 화합물로는 방향족기를 갖는 단량체가 바람직하며, 구체적으로는 트리메틸포스페이트, 트리에틸포스페이트, 트리부틸포스페이트, 트리옥틸포스페이트, 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 트리자이레일포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 옥틸디페닐포스페이트, 및 다음 화학식 1의 구조를 갖는 방향족 디포스페이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
[화학식 1]
Figure 112009047634344-PAT00001
상기 식에서, Ar1, Ar2, Ar3, Ar4는 서로 같거나 다른 것으로서 각각 페닐기 또는 C1 ~ C4 알킬기가 1 ~ 3개 치환된 아릴기 이고, R은 페닐 또는 비스페놀-A이고, n은 1 내지 5 이다.
상기 난연제의 사용량은 상기 베이스 수지 100중량부에 대하여 1 내지 10 중량부, 바람직하게는 3내지 8중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 사용량이 1 중량부 미만이면 난연효과가 저하되고, 10중량부를 초과하는 경우에는 내열성이 저하되기 때문이다.
또한 상기 언급된 인계 난연제 외에 인, 질소 복합계 난연제, 포스파진 화합물 등을 사용할 수도 있다.
본 발명에 따른 난연제는 연소시 독성가스 배출이 없으며, UL 94 규격 V-2 기준의 난연규격을 만족하는 수지 조성물 제조를 위한 것이다.
(c) 질소계 난연 상승제
본 발명에서 사용되는 질소계 난연 상승제는 상기 인계 난연제의 난연성을 향상시키는 목적으로 사용되며, 질소 함유 난연 상승제 또는 질소-인 함유 난연 상승제가 있다. 질소 함유 난연 상승제로는 트리아진 구조를 갖는 화합물로서 멜라 민, 멜라민 시아누레이트, 및 트리페닐 아이소시아누레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것이며, 질소-인 함유 난연 상승제로는 멜라민 포스페이트, 멜라민 파이로포스페이트, 암모늄 폴리포스페이트, 알킬 아민 포스페이트, 및 피퍼라진산 폴리포스페이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 것이다.
이에도 다양한 질소계 난연 상승제 및 또는 인투메슨트(intumescent) 첨가제 (예를 들면 디펜타에리트리톨, 전분, 덱스트린 등의 폴리하이드릭 화합물, 무기산 등)를 1종 또는 2종이상 병행하여 사용할 수 있다.
상기 질소계 난연 상승제의 함량은 상기 베이스 수지 100중량부에 대하여 1 내지 10중량부, 바람직하기로는 3 내지 8중량부로 포함되며, 그 사용량이 1중량부 미만이면 난연상승효과가 저하되고, 10중량부를 초과하는 경우에는 내충격성이 저하된다.
(d) 무기 활성화제
본 발명에서 사용되는 무기 활성화제는 상기 인계 난연제 또는 질소계 난연 상승제의 난연 활성화를 돕는 작용을 한다.
상기 무기 활성화제의 구체적인 예로서는 하이드로 탈사이트, 칼슘 하이드레이트, 징크 설파이드, 징크 옥사이드, 마그네슘 칼슘 카보네이트, 마그네슘 카보네이트, 칼슘 카보네이트, 징크 보레이트, 징크 보레이트 하이드레이트, 및 황산 마그네슘 하이드레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 되는 것이다. 무기 활성화제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 3 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 0.1 중량부 미만에서는 난연 활성화 효과가 저하되고, 3중량부를 초과하는 경우에는 수지의 열안정성에 영향을 줄 수 있기 때문이다.
상기와 같은 조성으로 이루어진 본 발명에 따른 할로겐-프리 열가소성 난연 ABS 수지 조성물은 물성이 손상되지 않는 범위 내에서 활제, 산화방지제, 광안정제, 가수분해 안정제, 이형제, 안료, 대전방지제, 전도성 부여제, EMI 차폐제, 자성부여제, 미네랄 필러, 가교제, 항균제, 가공조제, 금속 불활성화제, 억연제, 불소계 적하방지제, 내마찰 내마모제, 및 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함하여 기타 물성을 부여할 수 있다.
또한 본 발명의 난연 ABS 조성물은 슈퍼 믹서에서 일차 혼합한 후 통상의 방법인 일축압출기, 이축압출기, 롤밀, 니더 또는 반바리 믹서 등 다양한 배합 가공기기 중 하나를 이용, 용융 혼련한 후 펠렛타이저로 펠렛을 얻은 다음 제습 건조기 또는 열풍건조기에서 충분히 건조한 수 사출 가공하여 제조할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 난연 ABS 조성물은 TV, 오디오(Audio), 비디오(Video), 컴퓨터(Computer), OA 등 전기, 전자 제품의 내, 외부 부품 및 하우징에 적용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
(a)베이스 수지
ABS DP 공중합체 수지는 유화중합을 통해 만들어지며 LG화학에서 제조된 ABS DP(제품명 DP270)를 정제 없이 그대로 사용하였다. SAN계 공중합체 수지는 촉매를 사용한 연속괴상중합을 통해 만들어지며 LG화학에서 제조된 SAN(제품명 81HF)을 정제 없이 그대로 사용하였다. 재생 열가소성 수지는 PET로 만들어진 BOTTLE 및 SHEET를 분쇄 및 재압출하여 만들어지며 재생업체에서 제조된 제품을 정제 없이 그대로 사용하였다.
(b)인계 난연제
인계 난연제는 일본 다이하치사의 PX-200을 사용하였다.
(c)질소계 난연 상승제
질소계 난연 상승제는 시바 스페셜티사의 Melapur MC-25를 사용하였다.
(d) 무기 활성화제
무기활성화제는 교와사의 하이드로 탈사이트(DHT-4A)를 사용하였다.
상기 ABS DP 28 중량부, SAN계 공중합체 수지 35 중량부 및 재생 PET 수지 37중량부를 포함하는 열가소성 ABS 베이스 수지 100 중량부에 대하여 인계 난연제로 PX200 6중량부, 질소계 난연 상승제로 MP-25 6중량부, 무기 활성화제인 DHT4A를 0.5중량부 첨가하여 250℃에서 이축 압출기를 이용하여 펠렛을 제조하였다.
실시예 2
베이스 수지의 조성에서 SAN계 공중합체 수지 45 중량부와 재생 PET 27 중량부로 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 펠렛을 제조하였다.
실시예 3
ABS DP 30 중량부, SAN계 공중합체 수지 30 중량부, 및 재생 PET 40중량부로 포함하는 베이스 수지 100중량부에 대하여 인계 난연제로 PX200 8 중량부, 질소계 난연 상승제 MC-25 7중량부, 무기 활성화제 DHT-4A 1.5중량부를 첨가하여 250℃에서 이축 압출기를 이용하여 펠렛을 제조하였다
비교예 1
베이스 수지의 조성에서 SAN계 공중합체 수지 62중량부와 재생 PET 10 중량부로 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 펠렛을 제조하였다.
비교예 2
베이스 수지의 조성에서 SAN계 공중합체 수지 12 중량부와 재생 PET 60 중량부로 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 펠렛을 제조하였다.
비교예 3
인계 난연제로 PX200 0.5 중량부와 질소계 난연 상승제 MC-25 0.5 중량부로 첨가하고, 무기 활성화제를 첨가하지 않는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 펠렛을 제조하였다.
비교예 4
인계 난연제인 PX200을 15중량부로 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 펠렛을 제조하였다.
비교예 5
질소계 난연 상승제인 MC-25를 15 중량부로 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 펠렛을 제조하였다.
비교예 6
무기 활성화제인 DHT-4A를 4중량부로 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 펠렛을 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예에 따른 각 조성 성분들을 다음 표 1에 정리하였다.
실시예 비교예
1 2 3 1 2 3 4 5 6
베이스
수지		 ABS DP 28 28 30 28 28 28 28 28 28
SAN 35 45 30 62 12 35 35 35 35
재생 PET 37 27 40 10 60 37 37 37 37
인계난연제(PX200) 6 6 8 6 6 0.5 15 6 6
질소계난연 상승제(MP-25) 6 6 7 6 6 0.5 6 6 6
무기 활성화제
(DHT-4A)		 0.5 0.5 1.5 0.5 0.5 - 0.5 0.5 4
(성능 시험)
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 펠렛을 사출하여 하기와 같은 방법으로 충격강도, 신율, 유동성, 열변형 온도, 난연성 및 열안정성를 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
- 충격강도(IMP) : ASTM D256에 의거하여 측정하였다.
- 신율(TE) : ASTM D638에 의거하여 측정하였다.
- 유동성(MI) : 250℃, 10㎏ 하중 및 g/10 min의 속도 조건으로 측정하였다.
- 열변형온도(HDT) : ASTM D648에 의거, 18.6kgf/㎠ 하중에서 측정하였다.
- 난연성(Flame Retardancy) : UL-94에 의거하여 1/16”시편으로 ASTM D3801에 따라 측정하였다.
- 열안정성(Heat Stability) : 250℃의 사출기 실린더 내에서 30분간 체류 후, 사출 시 시편의 변색 정도로서 열 안정성을 판정하였다. 판정기준은 다음 표 2에 따라 결정하였다.
◎ △ X
열 안정성 변색 小 변색 中 변색 大
실시예 비교예
1 2 3 1 2 3 4 5 6
충격강도(kgfcm/cm) 10.5 9.8 9.5 6.8 12.4 18.5 5.3 3.2 9.2
신율(%) 18 15 17 7 24 23 6 3 3
유동성(g/min) 81 95 78 112 34 27 134 83 83
열변형온도(℃) 83 80 78 78 87 83 68 85 81
난연성(UL94) V-2 V-2 V-2 V-2 V-2 NR V-2 V-2 V-2
열안정성 ◎ ◎ △ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ X
상기 표 3을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1은 재생 PET 수지를 적게 사용한 비교예 1과 비교하여 충격강도가 우수함을 확인할 수 있다.
재생 PET 수지 함량이 과량으로 포함된 비교예 2의 경우 실시예 1과 비교할 때 유동성이 저하되어 가공성이 떨어지는 것을 알 수 있다. 인계 난연제, 질소계 난연제의 함량이 낮은 비교예 3의 경우 실시예 1과 비교할 때 원하는 난연도를 얻을 수 없음을 알 수 있다. 과량의 인계 난연제가 함유된 비교예 4의 경우 실시예 1과 비교할 때 유동성은 대폭 증가되나, 충격강도, 신율, 열변형온도 등이 상당폭 저하됨을 알 수 있다. 과량의 질소계 난연제가 포함된 비교예 5의 경우 실시예 1과 비교할 때 충격강도 및 신율이 대폭 저하됨을 알 수 있다. 과량의 무기활성화제가 포함된 비교예 6의 경우 실시예 1과 비교할 때 열안정성이 저하됨을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (14)

  1. 재생 열가소성 수지를 전체 베이스 수지 중 25 내지 50 중량부로 포함하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 베이스 수지 100중량부에 대하여 인계 난연제 1 내지 10 중량부, 질소계 난연 상승제 1 내지 10 중량부 및 무기 활성화제 0.1 내지 3 중량부를 포함하는 할로겐-프리(halogen-free) 열가소성 ABS 난연 수지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 재생 열가소성 수지는 재생 폴리에틸렌 수지, 재생 폴리프로필렌 수지, 재생 폴리에스터 수지, 재생 폴리스티렌계 수지, 재생 폴리아미드 수지, 재생 폴리카보네이트 수지, 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌 수지, 재생 폴리비닐클로라이드 수지, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 할로겐-프리(halogen-free) 열가소성 ABS 난연 수지 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 재생 열가소성 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트 중합체로 만들어진 BOTTLE, SHEET의 분쇄품 및 이들의 재압출을 통하여 얻어진 펠렛 제품으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 할로겐-프 리(halogen-free) 열가소성 ABS 난연 수지 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 ABS 베이스 수지는 공액디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐화합물과 비닐 시안화합물이 그라프트된 ABS 그라프트 공중합체 10 내지 40 중량부와 방향족 비닐화합물과 비닐 시안화합물의 공중합체 10 내지 65 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 할로겐-프리(halogen-free) 열가소성 ABS 난연 수지 조성물.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 공액디엔계 고무질 중합체는 부타디엔 고무질 중합체, 이소프렌 고무질 중합체, 클로로이소프렌 고무질 중합체 및 이들의 임의의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상임을 특징으로 하는 할로겐-프리(halogen-free) 열가소성 ABS 난연 수지 조성물.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 방향족 비닐화합물은 스티렌, α-메틸스티렌, 파라-메틸스티렌, ο-에틸스티렌, 파라-에틸스티렌 및 비닐톨루엔으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 할로겐-프리(halogen-free) 열가소성 ABS 난연 수지 조성물.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 비닐 시안화합물이 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 및 에타크릴로니트릴로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 할로겐-프리(halogen-free) 열가소성 ABS 난연 수지 조성물.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 인계 난연제는 인산 에스테르 화합물, 포스페이트, 파이로포스페이트(pyrophosphate), 포스포네이트(phosphonate), 금속치환된 포스피네이트(metal substituted-phosphinate) 및 포스파네이트(phosphanate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물임을 특징으로 하는 할로겐-프리(halogen-free) 열가소성 ABS 난연 수지 조성물.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 인계 난연제는 액상 또는 분말상인 것을 특징으로 하는 할로겐-프리(halogen-free) 열가소성 ABS 난연 수지 조성물.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 인산 에스테르 화합물은 트리메틸포스페이트, 트리에틸포스페이트, 트리부틸포스페이트, 트리옥틸포스페이트, 트리페닐포스페이트, 트 리크레실포스페이트, 트리자이레일포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 옥틸디페닐포스페이트, 및 다음 화학식1의 구조를 갖는 방향족 디포스페이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 할로겐-프리(halogen-free) 열가소성 ABS 난연 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112009047634344-PAT00002
    상기 식에서, Ar1, Ar2, Ar3, Ar4는 서로 같거나 다른 것으로서 각각 페닐기 또는 C1 ~ C4 알킬기가 1 ~ 3개 치환된 아릴기이고, R은 페닐 또는 비스페놀-A 이며, n은 1 내지 5 이다.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 질소계 난연 상승제는 멜라민, 멜라민 시아누레이트 및 트리페닐 아이소 시아누레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 트리아진계 화합물; 및 멜라민 포스페이트, 멜라민 파이로포스페이트, 암모늄 폴리포스페이트, 알킬아민 포스페이트 및 피퍼라진산 폴리포스페이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 질소-인 함유 난연 상승제인 것을 특징으로 하는 할로겐-프리(halogen-free) 열가소성 ABS 난연 수지 조성물.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 무기 활성화제는 하이드로 탈사이트, 칼슘 하이드레이트, 징크 설파이드, 징크 옥사이드, 마그네슘 칼슘 카보네이트, 마그네슘 카보네이트, 칼슘 카보네이트, 징크 보레이트, 징크 보레이트 하이드레이트, 및 황산 마그네슘 하이드레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 되는 것을 특징으로 하는 할로겐-프리(halogen-free) 열가소성 ABS 난연 수지 조성물.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 활제, 산화방지제, 광안정제, 가수분해 안정제, 이형제, 안료, 대전방지제, 전도성 부여제, EMI 차폐제, 자성부여제, 미네랄 필러, 가교제, 항균제, 가공조제, 금속 불활성화제, 억연제, 불소계 적하방지제, 내마찰 내마모제, 및 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 할로겐-프리(halogen-free) 열가소성 ABS 난연 수지 조성물.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 따른 할로겐-프리(halogen-free) 열가소성 ABS 난연 수지 조성물을 이용한 전기·전자 제품의 내, 외부 부품 및 하우징.
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