KR20110106075A - 폴리아미드 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 - Google Patents

폴리아미드 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 Download PDF

Info

Publication number
KR20110106075A
KR20110106075A KR1020100025293A KR20100025293A KR20110106075A KR 20110106075 A KR20110106075 A KR 20110106075A KR 1020100025293 A KR1020100025293 A KR 1020100025293A KR 20100025293 A KR20100025293 A KR 20100025293A KR 20110106075 A KR20110106075 A KR 20110106075A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polyamide resin
weight
parts
resin composition
phosphinic acid
Prior art date
Application number
KR1020100025293A
Other languages
English (en)
Inventor
조원우
박은하
구본창
Original Assignee
코오롱플라스틱 주식회사
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 코오롱플라스틱 주식회사 filed Critical 코오롱플라스틱 주식회사
Priority to KR1020100025293A priority Critical patent/KR20110106075A/ko
Publication of KR20110106075A publication Critical patent/KR20110106075A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • 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
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/53—Phosphorus bound to oxygen bound to oxygen and to carbon only
    • C08K5/5313—Phosphinic compounds, e.g. R2=P(:O)OR'
    • 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
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/53—Phosphorus bound to oxygen bound to oxygen and to carbon only
    • C08K5/5317—Phosphonic compounds, e.g. R—P(:O)(OR')2
    • C08K5/5333—Esters of phosphonic acids
    • C08K5/5353—Esters of phosphonic acids containing also nitrogen
    • 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
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/14—Glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08L27/18—Homopolymers or copolymers or tetrafluoroethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 비할로겐화 난연성 폴리아미드 수지 조성물에 관한 것으로, 특히 폴리아미드 수지 100 중량부에 대하여 무기 필러 20 내지 80 중량부, 포스핀산 금속염 20 내지 40 중량부, 멜라민 폴리인산염 5 내지 15 중량부, 및 폴리테트라플루오르에틸렌 1 내지 5 중량부를 포함하는 폴리아미드 수지 조성물 및 이를 포함하는 폴리아미드 수지 성형품에 관한 것이다.
본 발명의 폴리아미드 수지 조성물로 제조한 성형품은 인장강도, 충격강도, 열변형온도 등의 기계적 강도가 우수함과 동시에 V-0 등급 수준의 우수한 난연성을 확보할 수 있다. 또한, 이러한 우수한 강인성과 난연성과 함께, 신율을 향상시켜 제품의 성형, 조립, 사용 과정에서 쉽게 부러지지 않는 유연성을 갖는 폴리아미드 수지 성형품을 제공할 수 있다.

Description

폴리아미드 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 {POLYAMIDE RESIN COMPOSITION AND MOLDINGS INCLUDING THE SAME}
본 발명은 비할로겐화 난연성 폴리아미드 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인체에 유해한 할로겐(Halogen)계 가스를 발생하지 않아 친환경적이며, 우수한 난연성과 강인성을 동시에 나타내면서도 향상된 유연성까지 확보할 수 있는 폴리아미드 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.
최근 EU를 중심으로 REACH(Registration, Evaluation, Authorization of Chemicals), RoHS(Restrictions on Hazardous Substance), WEEE(Waste Electrical & Electronic Equipment) 등 각종 환경 규제가 강화되고 플라스틱 첨가제의 유해성에 대한 우려가 높아지면서 친환경 제품의 수요가 꾸준히 증가하고 있다. 이에 따라 불에 쉽게 타지 않는 난연성을 요구하는 전자전자, 자동차 부품도 기존의 브롬(Bromine)을 주 물질로 하는 브롬계 난연제와 염소를 함유하는 PVC 등이 규제 대상에 포함되어 브롬, 염소 등 할로겐(Halogen)계 물질을 사용하지 않는 비할로겐화 제품의 개발 및 적용이 활발히 진행되고 있다.
이러한 환경에 부합하는 비할로겐화 난연성 수지와 관련된 종래 기술로서 열가소성 폴리아미드를 기본 수지로 하고 포스핀산염 또는 디포스핀산염과 멜라민 시아누레이트, 멜라민 폴리포스페이트 등을 적용하여 난연성을 발휘하고 산소, 질소, 황 함유 금속화합물로 난연성을 보강하는 기술이 알려져 있다. 그러나, 이같이 복합 난연제로서 포스핀산염, 멜라민 시아누레이트, 금속화합물 등 3 종류 이상의 난연제를 처방하여 난연성은 충분한 효과를 발휘하지만, 여러가지 난연제의 복합 처방으로 인해 과다한 가스(gas)의 발생을 초래하고 수지 조성물의 인장강도, 충격강도 등을 떨어뜨려 강성이 필요한 자동차용 부품이나 커넥터류에는 적용할 수 없는 단점이 있다.
따라서, 인체에 유해한 할로겐(Halogen)계 가스를 발생하지 않아 친환경적이며, 과다한 가스(gas) 발생이 초래되지 않고 우수한 강인성 및 난연성을 동시에 나타내면서도 제품의 성형, 조립, 사용 과정에서 쉽게 부러지지 않는 유연성을 갖는 폴리아미드 수지 조성물 개발에 대한 연구가 필요하다.
본 발명은 인체에 유해한 할로겐(Halogen)계 가스가 방출되지 않으면서 우수한 난연성 및 강인성과 함께 향상된 유연성을 확보할 수 있는 폴리아미드 수지 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은 또한, 상기 폴리아미드 수지 조성물을 포함하여 제조되는 폴리아미드 수지 성형품을 제공하고자 한다.
본 발명은 폴리아미드 수지 100 중량부에 대하여, 무기 필러 20 내지 80 중량부, 포스핀산 금속염 20 내지 40 중량부, 멜라민 폴리인산염 5 내지 15 중량부, 및 폴리테트라플루오르에틸렌 1 내지 5 중량부를 포함하는 폴리아미드 수지 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한, 폴리아미드 수지 조성물을 포함하는 폴리아미드 수지 성형품을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 발화 및 연소시에 유독가스인 할로겐(Halogen)계 가스를 발생하지 않아 인체에 무해하면서도 우수한 난연 특성을 가지며 무기 필러를 함유하여 인장강도, 충격강도 등 강인성을 유지하여 전자제품의 커넥터, 자동차 제너레이터 커버, 스위치 등 강인성과 난연성을 동시에 요구하는 플라스틱 성형물의 용도로 적합하게 적용될 수 있는 비할로겐화 난연성 폴리아미드 수지 조성물을 제공한다.
특히, 본 발명의 폴리아미드 수지 조성물은 폴리아미드 수지에 무기 필러를 첨가하여 인장강도, 충격강도 등 강인성을 향상시키고, 포스핀산 금속염, 멜라민 폴리 인산염을 첨가하여 UL94 방법에 의한 난연성 평가에서 1/32 인치 두께에서 V-0 등급 수준의 우수한 난연성을 확보하며, 폴리테트라플루오르 에틸렌을 첨가하여 신율을 향상시켜 강인성과 난연성을 동시에 요하면서도 제품의 성형, 조립, 사용 과정에서 쉽게 부러지지 않는 유연성을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명자는 상기와 같은 종래의 난연성 소재 및 부품보다 우수한 강성과 난연성, 친환경 소재에 대하여 연구 노력하던 중 폴리아미드를 기본 수지로 적용하고, 무기 필러 및 포스핀산 금속염, 멜라민 폴리 인산염, 폴리테트라 플루오르에틸렌을 각각 최적의 함량 범위로 첨가함으로써, 할로겐계 원소(브롬, 염소 등)를 포함하지 않으면서도 우수한 난연성과 강인성을 동시에 확보하고 성형 가공에 충분한 유연성을 갖는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물을 개발하게 되었다.
이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 폴리아미드 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 하나의 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 발명의 권리범위 내에서 구현예에 대한 다양한 변형이 가능함은 당업자에게 자명하다.
추가적으로, 본 명세서 전체에서 특별한 언급이 없는 한 "포함" 또는 "함유"라 함은 어떤 구성 요소(또는 구성 성분)를 별다른 제한 없이 포함함을 지칭하며, 다른 구성 요소(또는 구성 성분)의 부가를 제외하는 것으로 해석될 수 없다.
발명의 일 구현예에서, 본 발명은 폴리아미드 수지를 기본 수지로 하여, 무기 필러, 포스핀산 금속염, 멜라민 폴리인산염, 및 폴리테트라플루오르에틸렌을 포함하는 폴리아미드 수지 조성물을 제공한다. 특히, 상기 폴리아미드 수지 조성물은 폴리아미드 수지 100 중량부에 대하여, 무기 필러 20.0 내지 80.0 중량부, 포스핀산 금속염 20.0 내지 40.0 중량부, 멜라민 폴리인산염 5.0 내지 15.0 중량부, 및 폴리테트라플루오르에틸렌 1.0 내지 5.0 중량부를 포함하는 것이 될 수 있다.
본 발명에 사용되는 폴리아미드 수지는 특별히 제한되는 것은 아니지만 나일론 6, 나일론 66, 또는 그의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 나일론 6, 나일론 66은 상대점도 2.5 내지 3.3, 바람직하게는 2.5 내지 2.8(20 ℃ 96% 황산 100 mL 중 폴리머 1 g 용액으로 측정한 값을 기준으로 함)인 것을 사용할 수 있다. 상기 폴리아미드 수지의 상대점도가 2.5 이상이면 강성, 치수안정성 향상 측면에서 우수한 효과를 얻을 수 있으며, 3.3 이하에서는 유동성의 저하로 인한 표면 불량 및 미성형 현상 등을 방지할 수 있다.
또한, 상기 폴리아미드 수지의 평균 중합도는 200 내지 20,000, 바람직하게는 500 내지 10,000인 것을 사용하여 최종 수지 조성물의 우수한 기계적 강성, 치수안정성, 표면 특성 및 내열 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 폴리아미드 수지는 최종 수지 조성물 제조를 위하여, 칩(chip) 형태로 만들어 제습형 건조기에서 충분히 건조하여 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 폴리아미드 수지 조성물은 성형, 조립 공정 및 사용 중 깨짐을 방지하기 위하여 900 kg/㎠ 이상의 인장강도, 5.0 kg·㎝/㎝ 이상의 충격강도가 요구되며, 이러한 강성의 보강을 위하여 폴리아미드 수지 100 중량부에 대하여 무기 필러(filler) 20 내지 80 중량부, 바람직하게는 40 내지 80 중량부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 무기 필러의 함량이 20 중량부 미만이면 강성의 보강 효과가 미미하여 인장강도 및 충격강도가 현저히 떨어져 성형품의 조립 및 사용시 크랙(Crack), 깨짐 등이 발생하게 된다. 또한, 상기 무기 필러가 80 중량부를 초과하면, 성형품의 표면에 무기 필러가 표출되어 미관이 좋지 못하게 되어 상품성이 떨어져 바람직하지 않다.
본 발명에서 상기 무기 필러의 종류는 특별히 한정된 것은 아니며, 유리 섬유, 유리 비드, 유리 텍스타일(textile), 유리 매트, 탄소 섬유, 티탄산칼륨 섬유, 비결정질 실리카, 탄산마그네슘, 황산바륨, 장석, 운모, 실리케이트, 석영, 카올린, 석회화된 카올린, 이산화티탄, 규회석, 및 나노-크기의 광물(예를 들어, 몬트모릴로나이트 또는 나노-보헤마이트) 등의 1종 이상이고, 이들은 또한 표면-처리되어 있을 수 있다. 다만, 강성의 효과적인 발현을 위하여 유리 섬유(Glass Fiber)를 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 유리 섬유는 이 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 유리 섬유를 사용할 수 있으므로 특별히 한정되지는 않으나, 흔히 "G" 또는 "K" 그라스(Glass)로 통용되는 촙(Chop) 형태의 유리 섬유가 될 수 있다. 이러한 유리 섬유는 주성분이 CaO·SiO2·Al2O3이며, CaO가 10 내지 20 중량%, SiO2가 50 내지 70 중량%, Al2O3가 2 내지 15 중량%로 구성될 수 있으며, 최종 조성물과의 계면접착력을 위해 유리 섬유 표면에 실란(Silane)으로 커플링(Coupling) 처리된 것을 사용할 수 있다. 특히, 본 발명에서 사용되는 무기 필러로 유리 섬유를 사용할 경우, 상기 유리 섬유는 섬유경의 평균 직경 10 내지 13 ㎛, 평균　길이 3 내지 6 mm인 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 폴리아미드 수지 조성물은 또한, 화재 및 발화에 의한 성형물의 연소를 방지하기 위하여 UL94 방법에 따른 난연성 평가에서 1/32 인치(inch) 두께에서 V-0 등급이 요구되는데, 이러한 난연성의 발현을 위하여 폴리아미드 수지 100 중량부에 대하여 화학식 1로 표시되는 포스핀산 금속염 20 내지 40 중량부, 바람직하게는 25 내지 35 중량부를 포함한다. 만일 포스핀산 금속염의 함량이 20.0 중량부 미만이면 난연성 발현 효과가 미미하여 1/32 인치 두께에서 V-0 등급의 난연성이 발현되지 않으며 40 중량부를 초과하면 인장강도의 하락을 동반하여 강인성이 현저히 떨어지게 되어 외부 충격에 의한 수지 성형물의 깨짐, 갈라짐 등의 파손 등이 발생하여 바람직하지 않다.
또한, 상기 포스핀산 금속염은 바람직하게는 하기 화학식 1로 표시될 수 있으며, 상기 포스핀산 금속염 물질의 금속 원소는 특별히 한정된 것은 아니나 일반적으로 알루미늄(Al)을 적용하는 것이 바람직하다.
[화학식 1]
Figure pat00001
식 중, R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이한 것일 수 있으며, 각각 수소, 탄소수 1~ 12의 알킬기, 또는 탄소수 6~24의 아릴기이며, 바람직하게는 수소 또는 탄소수 1~6의 알킬기 또는 아릴기 등이며,
M은 아연, 티탄, 지르코늄, 규소, 알루미늄, 주석 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 원자이고, 바람직하게는 알루미늄 등이며,
m은 1 내지 4의 정수, 바람직하게는 2 내지 3의 정수이다.
한편, 상술한 바와 같이 본 발명의 폴리아미드 수지 조성물에서 난연성의 발현을 위하여 포스핀산 금속염을 사용하게 되는데, 이 포스핀산 금속염은 단독으로 사용될 시 소량이 사용되면 난연성 발현이 어렵고 과량으로 사용되면 인장강도의 하락을 발생시키는 단점이 있다. 이러한 포스핀산 금속염의 단점을 보완하기 위하여, 본 발명에서는 상기 포스핀산 금속염과 함께, 멜라민 폴리 인산염을 폴리아미드 수지 100 중량부에 대하여 5.0 내지 15.0 중량부, 바람직하게는 7 내지 12 중량부로 포함한다.
본 발명의 수지 조성물에서 상기 멜라민 폴리 인산염은 포스핀산 금속염과 혼합 사용되어 난연성 발현 효과를 증가시키고 인장강도의 저하를 방지하는 역할을 한다. 만일 멜라민 폴리 인산염의 함량이 5.0 중량부 미만이면 난연성을 발현하기 어려워 1/32 inch 두께에서 V-0 등급의 난연성이 발현되지 않고 포스핀산 금속염에 의한 인장강도 하락을 방지하는 효과도 미미하여 최종 성형품에서 인장강도가 현저히 떨어지게 되어 외부 충격에 의한 수지 성형물의 깨짐, 갈라짐 등의 파손 등이 발생하게 된다. 반면에, 상기 멜라민 폴리 인산염이 15.0 중량부를 초과하여 과량으로 포함되면, 최종 성형품에서 충격강도의 하락을 수반하여 성형품의 조립 및 사용시 크랙(Crack), 깨짐 등이 발생하게 되며, 성형 가공시 가스(Gas)가 발생하여 작업성이 불량해지는 단점이 있다.
또한, 상기 멜라민 폴리 인산염은 바람직하게는 하기 화학식 2로 표시될 수 있으며, 예컨대 멜라민 폴리포스페이트(melamine polyphosphate) 등을 들 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
식 중, n은 2 내지 200의 정수, 바람직하게는 3 내지 150의 정수이다.
상기 화학식 2에서 n은 멜라민 폴리 인산염의 중합도를 나타내는 것으로서, 바람직하게는 3 이상이 될 수 있으며, 좀더 바람직하게는 50 이상 또는 100 이상의 고중합도를 갖는 것이 될 수도 있다.
특히, 본 발명의 비할로겐화 난연성 폴리아미드 수지 조성물은 멜라민 화합물로서 기존에 알려진 멜라민 시아누레이트(Melamine Cyanurate)를 전혀 사용하지 않고, 멜라민 폴리 인산염 만을 포함하는 것이 될 수 있다. 상기 멜라민 시아누레이트를 포함하는 경우에는 과도한 가스 발생을 초래하고 충격강도의 하락을 유발할 수 있어 바람직하지 않다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 폴리아미드 수지 조성물에서 우수한 난연성의 발현과 인장강도 및 충격강도의 하락 방지를 위하여, 포스핀산 금속염과 멜라민 폴리 인산염을 병행하여 사용하는 게 바람직하다. 이 때, 상기 포스핀산 금속염과 멜라민 폴리 인산염의 혼용 비율은 중량비 기준으로 2:1 내지 4:1, 바람직하게는 2.2:1 내지 3.6:1의 범위인 것이 바람직하다. 상기 혼용비율이 2:1 미만이 되면 높은 멜라민 폴리 인산염의 함량으로 인해 충격강도가 하락하고 성형 가공시 가스(Gas)가 발생하여 수지 조성물이 요구하는 용도에 부적합해질 수 있다. 또한, 상기 혼용비율이 4:1을 초과하게 되면 높은 포스핀산 금속염의 함량으로 인해 인장강도가 하락하여 조립, 장착시 쉽게 부러짐, 깨짐이 발생할 수도 있다.
한편, 본 발명의 폴리아미드 수지 조성물은 무기 필러로 강성을 부여하고 포스핀산 금속염과 멜라민 폴리 인산염으로 난연성을 부여하여 강성과 난연성이 동시에 발현되지만, 이러한 무기 필러와 난연제 모두 수지 조성물의 신율을 떨어뜨려 성형 후 제품의 조립, 장착 과정에서 제품의 깨짐이나 부러짐이 발생할 수 있다. 이러한 신율 저하를 방지하기 위하여, 본 발명의 수지 조성물은 폴리아미드 수지 100 중량부에 대하여 폴리테트라플루오르에틸렌 (PTFE, Polytetrafluoroethylene; 테프론 수지)를 1.0 내지 5.0 중량부, 바람직하게는 1.0 내지 3.5 중량부로 포함한다. 상기 폴리테트라플루오르에틸렌이 1.0 중량부 미만이면 인장 신율의 상승효과가 미미하여 조립, 장착 과정에서 쉽게 깨지거나 부러질 수 있다. 반면에, 상기 폴리테트라플루오르에틸렌이 5.0 중량부를 초과할 시에는 수지 조성물의 점도가 상승하여 제품 성형시 미성형, 플로우마크(Flowmark) 등의 불량이 발생할 수 있으며, 또한 인장강도의 하락을 수반하여 외부 충격에 의한 수지 성형물의 깨짐, 갈라짐 등의 파손 등이 발생하게 되어 바람직하지 못하다.
상기 폴리테트라플루오르에틸렌은 바람직하게는 하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 갖는 것이 될 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00003
상기 폴리테트라플루오르에틸렌의 반복단위는 전체 조성물 가공상에서 분해가 되지 않을 정도의 폴리머가 형성될 수 있는 정도가 될 수 있다.
특히, 본 발명의 비할로겐화 난연성 폴리아미드 수지 조성물은 상기 폴리테트라플루오르에틸렌을 최적 범위로 포함하여 폴리아미드 수지의 결합구조에 강력한 가교를 형성함으로써, 최종 성형품의 인성을 현저히 향상시킬 수 있으며 굽힘, 당김 등의 응력에도 쉽게 부러지지 않고 충분히 늘어날 수 있는 특성을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명의 폴리아미드 수지 조성물은 상기 폴리아미드 수지 및 무기 필러, 포스핀산 금속염, 멜라민 폴리 인산염, 폴리테트라플루오르 에틸렌 등의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에서 다양한 첨가제를 적량 범위에서 추가로 포함할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 수지 조성물은 열안정제로서 테트라키스 (메틸렌(3,5-디터셔리부틸-4-하이드록시 하이드로시나메이트))메탄, 이형제로서 칼슘 스테아레이트 등을 1종 이상의 첨가제로 추가하여 포함할 수 있다.
본 발명의 폴리아미드 수지 조성물은 폴리아미드 수지를 기본 수지로 하여, 상술한 바와 같은 무기 필러, 포스핀산 금속염, 멜라민 폴리 인산염, 폴리테트라플루오르 에틸렌 등을 용융 압출 혼련 방법 등으로 제조될 수 있다.
상술한 바와 같이, 폴리아미드 수지를 기본 수지로 하여 무기 필러, 포스핀산 금속염, 멜라민 폴리 인산염, 폴리테트라플루오르 에틸렌이 첨가된 본 발명의 할로겐 프리 폴리아미드 수지 조성물은, 무기 필러가 첨가되지 않은 수지 조성물과 페놀이 첨가된 수지 조성물의 강도 저하문제를 개선하고 할로겐(Halogen)계 난연제를 사용하는 난연성 수지 조성물의 할로겐(Halogen) 가스의 배출로 인한 인체 유해성 문제를 효과적으로 개선하여 난연성과 강인성을 동시에 가지면서도 조립이나 장착과정에서 깨지지 않는 신율을 가지며 인체에 무해한 친환경적인 난연성 수지 조성물로서 적합한 효과가 있다.
발명의 또다른 일 구현예에서, 본 발명은 상술한 바와 같은 폴리아미드 수지 조성물을 포함하는 폴리아미드 수지 성형품을 제공한다. 특히, 상기 폴리아미드 수지 성형품은 ASTM 평가법 D638에 의한 인장강도 900 kg/cm2 이상 또는 900 내지 1,800 kg/cm2, 바람직하게는 950 kg/cm2 이상 또는 950 내지 1,500 kg/cm2이며, ASTM 평가법 D638에 의한 인장신율 3.0% 이상 또는 3.0% 내지 8.0%, 바람직하게는 3.2% 이상 또는 3.2% 내지 7.5%이고, ASTM 평가법 D256에 의한 충격강도 5.0 kg·㎝/㎝ 이상 또는 5.0 내지 15.0 kg·㎝/㎝, 바람직하게는 5.5 kg·㎝/㎝ 이상 또는 5.5 내지 13.0 kg·㎝/㎝ 이상이며, UL94에 의한 난연 등급이 V-0 등급인 것이 될 수 있다.
상기 폴리아미드 수지 성형품은 전기전자 제품의 커넥터, 자동차 제너레이터 커버, 각종 인서트(insert) 사출을 요하는 부품, 예컨대, 도어프레임이너커버, 인터쿨러 에어덕트, 타이밍 벨트 커버, 엔진 커버, 스위치, 또는 루프렉 등의 용도로 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 기재된 내용 이외의 사항은 필요에 따라 가감이 가능한 것이므로, 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니한다.
본 발명에 따르면, 폴리아미드 수지를 기본 수지로 하여 무기 필러 및 포스핀산 금속염, 멜라민 폴리 인산염, 폴리테트라 플루오르에틸렌을 최적의 범위로 포함함으로써, 인체에 유해한 할로겐(Halogen)계 가스를 발생하지 않아 친환경적이며 우수한 난연성과 강인성을 동시에 나타내면서도 향상된 유연성까지 갖춘 폴리아미드 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품이 제공된다.
특히, 본 발명의 폴리아미드 수지 조성물은 우수한 강인성과 난연성이 동시에 요구되며 성형, 조립, 사용과정에서 일정부분 변형이나 떨림이 발생하는 전기전자 제품의 커넥터, 자동차의 제너레이터 커버 및 각종 인서트(Insert)사출을 요하는 부품 제조 등에 매우 바람직하게 사용될 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 1~9
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조성으로, 폴리아미드 수지로서 상대점도가 2.5인 나일론 66, 무기 필러로 평균길이 3 mm, 평균직경 10 ㎛의 유리 섬유, 포스핀산 금속염으로 알루미늄 포스피네이트, 멜라민폴리인산염으로 멜라민 폴리포스페이트, 및 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)를 사용하여 폴리아미드 수지 조성물을 제조하였다. 특히, 각 성분을 280 ℃로 가열된 이축 압출기내에서 용융 혼련한 후 칩(Chip) 상태로 폴리아미드 수지 조성물을 제조하였다.
구분 폴리아미드
(중량부)		 무기 필러
(중량부)		 포스핀산
금속염
(중량부)		 멜라민
폴리인산염
(중량부)		 포스핀산염:멜라민폴리인산염의 중량비 PTFE
(중량부)
실시예1 100 50 30 10 3:1 3.0
실시예2 100 30 30 10 3:1 3.0
실시예3 100 70 30 10 3:1 3.0
실시예4 100 50 22 10 2.2:1 3.0
실시예5 100 50 35 10 3.5:1 3.0
실시예6 100 50 25 7 3.6:1 3.0
실시예7 100 50 30 13 2.3:1 3.0
실시예8 100 50 30 10 3:1 1.5
실시예9 100 50 30 10 3:1 4.5
이상과 같이 칩 상태로 제조된 실시예 1~9의 폴리아미드 수지 조성물을 100 ℃, 6 시간 제습형 건조기를 이용 건조하여 가열된 스크류식 사출기를 이용하여 용융 혼련 때와 동일한 온도로 각각의 시편을 제작하여 아래와 같은 평가방법으로 물성을 측정하였다.
1) 인장강도: ASTM D638에 의거하여 3.2 mm 두께의 덤벨형 시험편을 만능재료시험기를 이용하여 상온에서 측정하였다.
2) 인장신율: ASTM D638에 의거하여 3.2 mm 두께의 덤벨형 시험편을 만능재료시험기를 이용하여 상온에서 측정하였다.
3) 충격강도: ASTM D256에 의거하여 3.2 mm 두께의 막대 시험편을 충격시험기를 이용하여 아이조드 노치(Izod Notched) 충격강도를 측정하였다.
4) 난연성: UL94에 의거하여 1/32 inch 두께의 막대 시험편을 연소성 측정기를 이용하여 측정하였다. 이 때, 난연성의 정도는 "V-0 내지 V-2"의 등급으로 표시하며, "V-0"가 가장 우수한 난연성을 보이는 것이고 "V-2"가 불량한 난연성을 나타내는 것으로 하였다. 특히, 일반적으로 플라스틱 성형제품에서 난연 소재라 함은 V-0 등급을 가지는 소재를 의미한다.
상기 실시예 1~9의 폴리아미드 수지 조성물에 대한 물성 측정 결과는 하기 표 2에 나타낸 바와 같다.
구분 인장강도
(kg/㎠)		 인장신율
(%)		 충격강도
(kg·㎝/㎝)		 난연등급
실시예1 1250 4.5 10.0 V-0
실시예2 980 5.4 6.5 V-0
실시예3 1420 3.5 12.6 V-0
실시예4 1300 4.2 8.3 V-0
실시예5 1030 4.7 10.8 V-0
실시예6 1110 4.8 11.3 V-0
실시예7 1340 3.9 8.4 V-0
실시예8 1270 3.2 9.8 V-0
실시예9 960 7.2 9.5 V-0
비교예 1~7
하기 표 3에 나타낸 바와 같이, 각 성분의 조성을 달리한 것을 제외하고는 실시예 1~9와 동일한 방법으로 폴리아미드 수지 조성물을 제조하였다.
구분 폴리아미드
(중량부)		 무기 필러
(중량부)		 포스핀산
금속염
(중량부)		 멜라민
폴리인산염
(중량부)		 포스핀산염:멜라민폴리인산염의
중량비		 PTFE
(중량부)
비교예1 100 15 30 10 3:1 3.0
비교예2 100 50 18 8 2.2:1 3.0
비교예3 100 50 45 15 3:1 3.0
비교예4 100 50 25 4 6.2:1 3.0
비교예5 100 50 30 17 1.8:1 3.0
비교예6 100 50 30 10 3:1 0.8
비교예7 100 50 30 10 3:1 6.0
비교예 1~7의 폴리아미드 수지 조성물에 대하여, 실시예 1~9에서와 동일한 방법으로 물성평가를 수행하였으며, 그 측정 결과는 다음 표 4에 나타낸 바와 같다.
구분 인장강도
(kg/㎠)		 인장신율
(%)		 충격강도
(kg·㎝/㎝)		 난연등급
비교예1 870 5.8 4.9 V-0
비교예2 1350 4.7 8.5 V-1
비교예3 820 6.2 12.1 V-0
비교예4 850 6.0 12.3 V-2
비교예5 1280 4.5 4.7 V-0
비교예6 1320 2.7 9.7 V-0
비교예7 800 7.3 6.9 V-0
상기 표 2 및 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1~9의 폴리아미드 수지 조성물이 폴리아미드 수지를 기본 수지로 하여 무기 필러, 포스핀산 금속염, 멜라민 폴리 인산염, 폴리테트라플루오르 에틸렌을 각각 최적 범위로 포함함으로써, 할로겐(Halogen)계 난연제를 사용하지 않고도 우수한 난연성과 강인성을 동시에 가지면서도 향상된 유연성을 확보할 수 있음을 알 수 있다.
특히, 실시예 1~9에 따른 폴리아미드 수지 성형품은 모두 V-0 등급의 우수한 난연성을 가지면서도, 인장강도가 960 내지 1,420 kg/cm2이며 충격강도가 6.5 내지 11.3 kg·㎝/㎝으로 매우 우수한 강인성을 갖는 것임을 알 수 있다. 이러한 우수한 난연성 및 강인성과 함께, 상기 실시예 1~9에 따른 폴리아미드 수지 성형품은 인장 신율이 3.2% 내지 7.2%가 되어, 이렇게 향상된 유연성으로 제품의 성형, 조립, 사용 과정에서 쉽게 부러지지 않게 될 수 있다.
반면에, 비교예 1~7에 따른 폴리아미드 수지 성형품은 기계적 물성과 난연성, 유연성이 동시에 우수한 정도로 확보할 수 없음을 알 수 있다. 특히, 비교예 1, 3~5, 및 7의 경우, 무기 필러 및, 포스핀산 금속염, 멜라민 폴리인산염을 최적 범위로 포함하지 않음으로써, 제조된 성형품의 인장강도 및 충격강도가 각각 800 내지 870 kg/cm2 및 4.7 내지 4.9 kg·㎝/㎝로 현저히 떨어지는 것을 알 수 있다. 비교예 2 및 4의 경우에는 인장강도 및 충격강도 등은 실시예 1~9와 유사한 정도이었으나, 난연 등급이 각각 V-1 및 V-2로 현저히 떨어져 난연 소재로 사용할 수 없음을 알 수 있다. 또한, 비교예 6의 경우에는 난연성 및 강인성은 실시예 1~9와 유사한 정도로 얻어졌으나, 인장 신율이 2.7%로 현저히 떨어지게 되어 제품의 성형, 조립, 사용 과정에서 쉽게 부러지는 등의 문제가 발생할 수도 있다.
이상과 같이, 실시예 1~9의 폴리아미드 수지 조성물은 무기 필러가 첨가되지 않은 수지 조성물과 페놀이 첨가된 수지 조성물의 강도 저하 문제를 개선함과 동시에, 할로겐(Halogen)계 난연제를 사용하는 난연성 수지 조성물의 할로겐(Halogen) 가스의 배출로 인한 인체 유해성 문제를 효과적으로 개선할 수 있다. 특히, 실시예 1~9의 폴리아미드 수지 조성물은 이같이 우수한 난연성과 강인성을 동시에 가지면서도 조립이나 장착 과정에서 깨지지 않는 신율을 가짐으로써, 인체에 무해한 친환경적인 난연성 수지 조성물로서 적합한 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 폴리아미드 수지 100 중량부에 대하여,
    무기 필러 20 내지 80 중량부,
    포스핀산 금속염 20 내지 40 중량부,
    멜라민 폴리인산염 5 내지 15 중량부, 및
    폴리테트라플루오르에틸렌 1 내지 5 중량부
    를 포함하는 폴리아미드 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포스핀산 금속염은 하기 화학식 1로 표시되는 것인 폴리아미드 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00004

    식 중, R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이한 것이며, 각각 수소, 탄소수 1~12의 알킬기, 또는 탄소수 6~24의 아릴기이며,
    M은 아연, 티탄, 지르코늄, 규소, 알루미늄, 및 주석으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 원자이고,
    m은 1 내지 4의 정수임.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 포스핀산 금속염과 멜라민 폴리 인산염의 함량비는 중량 기준으로 2:1 내지 4:1인 폴리아미드 수지 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 폴리아미드 수지 조성물을 포함하는 폴리아미드 수지 성형품.
  5. 제4항에 있어서,
    ASTM 평가법 D638에 의한 인장강도 900 kg/cm2 이상,
    ASTM 평가법 D638에 의한 인장신율 3.0% 이상,
    ASTM 평가법 D256에 의한 충격강도 5.0 kg·㎝/㎝ 이상, 및
    UL94에 의한 난연 등급이 V-0 등급
    인 폴리아미드 수지 성형품.
KR1020100025293A 2010-03-22 2010-03-22 폴리아미드 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 KR20110106075A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100025293A KR20110106075A (ko) 2010-03-22 2010-03-22 폴리아미드 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100025293A KR20110106075A (ko) 2010-03-22 2010-03-22 폴리아미드 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110106075A true KR20110106075A (ko) 2011-09-28

Family

ID=44956153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100025293A KR20110106075A (ko) 2010-03-22 2010-03-22 폴리아미드 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110106075A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101488299B1 (ko) * 2013-02-05 2015-01-30 현대자동차주식회사 난연성 폴리아미드 수지 조성물

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101488299B1 (ko) * 2013-02-05 2015-01-30 현대자동차주식회사 난연성 폴리아미드 수지 조성물

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2414446B1 (en) Flame resistant semiaromatic polyamide resin composition and articles therefrom
EP1668074B2 (en) Flame resistant aromatic polyamide resin composition and articles therefrom
JP5566401B2 (ja) 強化ポリエステル組成物およびその製造方法と物品
KR101052232B1 (ko) 방염 폴리아미드 성형 조성물
EP1697451B1 (en) Flame-retardant polyester composition
JP5761998B2 (ja) 難燃性ポリアミド組成物
US7989538B2 (en) Flame resistant semiaromatic polyamide resin compositions and processes for the preparation of the compositions exhibiting increased melt flow and articles therefrom
KR101539709B1 (ko) 고강도 폴리페닐렌설파이드/폴리에틸렌 테레프탈레이트 블렌드 수지 조성물 및 이의 제조 방법
KR20130141609A (ko) 삼산화안티몬 없는 난연성 열가소성 조성물
KR20110067483A (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품
KR20100118374A (ko) 난연성 폴리에스테르 수지 조성물
KR20120065016A (ko) 친환경 난연성 폴리아미드 조성물
JPH0570671A (ja) 難燃性樹脂組成物
KR20130132004A (ko) 기계적 특성이 우수한 비할로겐 난연화 폴리에스테르 수지 조성물 및 이의 성형품
KR20090066599A (ko) 난연성이 우수한 열가소성 폴리에스테르 수지 조성물
JP6904173B2 (ja) 熱可塑性ポリエステル樹脂組成物および成形品
KR20110106075A (ko) 폴리아미드 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품
WO2014069489A1 (ja) ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物
JP5402628B2 (ja) 難燃性ポリアミド樹脂組成物及びそれを用いた成形体
KR20130130320A (ko) 할로겐―안티몬 프리 친환경 폴리에스테르 난연수지 조성물
KR20130021502A (ko) 재생 폴리에스테르 수지를 포함하는 친환경 난연 폴리에스테르 수지 조성물
KR102578733B1 (ko) 난연 폴리아미드 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품의 제조방법
KR101438862B1 (ko) 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 성형품
KR20110072828A (ko) 난연성 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 조성물
JP5345972B2 (ja) ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment