KR20120001794A

KR20120001794A - 난연성 발포 스티렌계 수지 조성물

Info

Publication number: KR20120001794A
Application number: KR1020117025775A
Authority: KR
Inventors: 히데아키 오니시; 히사노리 세모리; 마사시 아사오카
Original assignee: 다이이치 고교 세이야쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2012-01-04
Also published as: US20110313069A1; TWI491655B; EP2426165A4; CN102356123A; EP2426165A1; PL2426165T3; TW201111425A; WO2010125894A1; KR101357378B1; US9187607B2; CN102356123B; HUE030035T2; EP2426165B1

Abstract

스티렌계 수지, 브롬 함유 난연제 및 발포제를 포함한 난연성 발포 스티렌계 수지 조성물에 있어서, 브롬 함유난연제로서 (a) 2,3-디브로모프로필기를 갖는 함브롬 유기화합물 또는 모든 브롬 원자가 벤젠환에 결합하고 있는 브롬 함유량 60중량% 이상의 함브롬 유기화합물과 (b) 2,3-디브로모-2-알킬프로필기를 갖는 함브롬 유기화합물과의 혼합물을, 스티렌계 수지 100중량부당 0.5∼10중량부 배합한다. 적은 첨가량으로 많은 난연성과 열안정성을 갖고, 리사이클 가능한 발포 스티렌계 수지 조성물을 얻을 수 있다.

Description

난연성 발포 스티렌계 수지 조성물{FLAME-RETARDANT EXPANDABLE STYRENE RESIN COMPOSITION}

본 발명은, 난연성 발포 스티렌계 수지 조성물 및 그 발포 성형체에 관한 것이다.

스티렌계 수지 발포체는 경량이기 때문에, 가전제품이나 건축재 등의 단열용도나 성토(盛土)공법 등의 토목용도 등, 다양한 분야에서 사용되고 있다.

스티렌계 수지는 탄소와 수소만으로 만들어지고, 일단 발화하면 흑연을 발하여 격렬하게 타는 성질이 있다. 그 때문에, 용도에 따라서는 난연제를 첨가하여 난연화할 필요가 있다. 이러한 난연제로서는, 함브롬 화합물이 넓게 이용되어 있고, 적은 첨가량으로 많은 난연성을 부여하기 위해서는, 헥사브로모시클로도데칸(HBCD)과 같은 모든 브롬 원자가 지방족 탄소에 결합한 난연제가 유효하지만, 이러한 난연제는 열안정성이 낮고, 수지의 열화, 수지에의 착색, 브롬수소 가스의 발생에 기인하는 장치 부식 등의 문제를 일으킨다.

한편으로, 열안정성이 우수한 난연제로서 테트라브로모비스페놀-A-비스(2,3-디브로모프로필에테르) 등도 알려져 있지만, 이것들은 HBCD 등의 난연제와 비교하여 난연화 효과가 낮기 때문에 첨가량을 큰 폭으로 늘릴 필요가 있다. 그 때문에, 스티렌계 수지 발포체의 물성이 저하할 뿐만 아니라, 스티렌계 수지 발포체의 대폭적인 비용이 상승된다고 하는 문제가 있다.

스티렌계 수지 발포체는, 가열 용융, 발포제 첨가, 냉각 및 저압 조건하에서의 압출 발포의 각 공정을 거쳐 제조되고 있다. 그런데, 상기 HBCD와 같은 열안정성이 나쁜 난연제를 이용한 스티렌계 수지 발포체에서는, 스티렌계 수지의 분자량 저하나 착색 등이 일어난다. 따라서, 이것을 해결하는 방법으로서, 여러가지 열안정제를 병용하는 것이 보고되고 있고(예를 들면, 일본 공개특허공보 2006-316251호), 이러한 난연제를 이용한 스티렌계 수지 발포체를 제조할 수 있게 되었다.

그런데, 최근, 환경의식이 높아짐에 따라, 사용이 끝난 스티렌계 수지 발포체를 다시 원료로서 사용하는 것이 요구되고 있다. 이러한 재생 스티렌계 수지 발포체의 제조에서는, 전회(前回) 제조시에 이미 가열 용융 공정을 거친 스티렌계 수지 발포체를 더 가열 용융하여 이용하기 때문에, 지금까지 이상의 열안정성이 요구되고 있고, 상기 열안정제를 병용만으로는 충분한 열안정성을 얻을 수 없다.

따라서, 일본 공개특허공보 2005-139356호에서는, 테트라브로모비스페놀A-비스(2-메틸알릴에테르)나 테트라브로모비스페놀A-비스(2,3-디브로모-2-메틸프로필에테르)를 난연제로서 사용하는 것에 의해, 리사이클성이 우수한 스티렌계 수지 발포체를 얻을 수 있는 것이 기재되어 있다. 그러나, 이러한 스티렌계 수지 발포체는 열안정성이 충분하지 않은 것을 알 수 있었다.

: 일본 공개특허공보 2006-316251호 : 일본 공개특허공보 2005-139356호

본 발명은 상기 문제에 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 난연성, 열안정성이 우수하고 리사이클에 적절한 발포 스티렌계 수지 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명은, 스티렌계 수지, 함브롬 난연제 및 발포제를 포함하고, 함브롬 난연제가, (a) 2,3-디브로모프로필기를 갖는 함브롬 유기화합물 또는 모든 브롬 원자가 벤젠환에 결합한 브롬 함유량 60중량% 이상의 함브롬 유기화합물, 및 (b) 2,3-디브로모-2-알킬프로필기를 갖는 함브롬 유기화합물의 혼합물이며, 스티렌계 수지 100중량부당 함브롬 난연제 0.5∼10중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 난연성 발포 스티렌계 수지 조성물을 제공한다.

본 발명에 의하면, 난연제로서 2,3-디브로모프로필기를 갖는 함브롬 유기화합물 또는 모든 브롬 원자가 벤젠환에 결합한 브롬 함유량 60중량% 이상의 함브롬 유기화합물과, 2,3-디브로모-2-알킬프로필기를 갖는 함브롬 유기화합물을 병용하여 첨가하는 것에 의해, 전체로서 각각을 단독으로 이용하는 경우보다 적은 첨가량으로 높은 난연성을 갖고, 게다가 리사이클이 가능한 높은 열안정성을 갖는 발포 스티렌계 수지 조성물을 얻을 수 있다.

본 발명의 스티렌계 수지는, 예를 들면, 스티렌의 단독 중합체, 스티렌과 o-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, 에틸스티렌, p-t-부틸스티렌, α-메틸스티렌, α-메틸-p-메틸스티렌, 1,1-디페닐에틸렌, p-(N,N-디에틸아미노에틸)스티렌, p-(N,N-디에틸아미노메틸)스티렌 등과의 공중합물, 또 그 혼합물이며, 바람직하게는 스티렌 단량체를 50중량% 이상 함유하는 것, 전형적으로는 폴리스티렌이다.

나아가서는, 상기 스티렌계 수지에 고무형상 중합체를 배합해도 좋다. 고무형상 중합체로서는, 예를 들면 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-이소프렌 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 스티렌-이소부틸렌-부타디엔계 공중합체, 부타디엔-(메타)아크릴산에스테르 공중합체, 스티렌-부타디엔 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌블록 공중합체, 부틸고무, 에틸렌-α-올레핀계 공중합체(에틸렌-프로필렌고무), 에틸렌-α-올레핀-폴리엔 공중합체(에틸렌프로필렌고무), 실리콘고무, 아크릴계 고무, 수소 첨가 디엔계 고무(수소화 스티렌-부타디엔 블록 공중합체, 수소화 부타디엔계 중합체 등) 등을 들 수 있다. 이러한 고무형상 중합체는 단독 혹은 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 그 사용량은, 단량체 성분중에 바람직하게는 30중량% 이하, 더 바람직하게는 20중량% 이하이다.

본 발명의 함브롬 난연제는, (a) 2,3-디브로모프로필기를 갖는 함브롬 유기화합물 또는 모든 브롬 원자가 벤젠환에 결합한 브롬 함유량 60중량% 이상의 함브롬 유기화합물, 및 (b) 2,3-디브로모-2-프로필기를 갖는 함브롬 유기화합물로 이루어진다.

2,3-디브로모프로필기를 갖는 함브롬 화합물(a)은, 예를 들면, 테트라브로모비스페놀A-비스(2,3-디브로모프로필에테르), 테트라브로모비스페놀S-비스(2,3-디브로모프로필에테르), 테트라브로모비스페놀F-비스(2,3-디브로모프로필에테르), 트리스(2,3-디브로모프로필)이소시아누레이트 및 트리스(2,3-디브로모프로필)시아누레이트를 포함한다. 모든 브롬 원자가 벤젠환에 결합한 브롬 함유량 60중량% 이상의 함브롬 유기화합물은, 예를 들면 테트라브로모비스페놀, A헥사브로모벤젠, 펜타브로모톨루엔, 폴리브로모디페닐에테르, 폴리브로모디페닐에탄, 비스폴리브로모페녹시에탄, 트리스폴리브로모페녹시트리아진, 폴리브로모페닐인단, 폴리펜타브로모벤질아크릴레이트, 에틸렌비스테트라브로모프탈이미드를 포함한다.

2,3-디브로모-2-알킬프로필기를 갖는 함브롬 유기화합물은, 예를 들면 테트라브로모비스페놀A-비스(2,3-디브로모-2-메틸프로필에테르), 테트라브로모비스페놀S-비스(2,3-디브로모-2-메틸프로필에테르), 테트라브로모비스페놀F-비스(2,3-디브로모-2-메틸프로필에테르)를 포함한다.

상기 함브롬 유기화합물(a)과 상기 함브롬 유기화합물(b)과의 배합 비율은, 중량 기준으로 10/90∼90/10인 것이 바람직하고, 20/80∼80/20인 것이 보다 바람직하고, 30/70∼80/20인 것이 더 바람직하다. 상기 범위내로 하는 것에 의해, 보다 높은 열안정성을 부여할 수 있다.

또한, 본 발명의 난연성 스티렌계 수지 발포체 조성물은, 중량 기준으로, 스티렌계 수지 100중량부당, 함브롬 난연제를 0.5∼10중량부 함유하는 것이고, 바람직하게는 0.5∼6중량부 함유하는 것이다. 상기 범위내로 하는 것에 의해, 높은 난연성과 높은 열안정성을 부여할 수 있다.

본 발명의 난연성 스티렌계 수지 발포체 조성물에는, 열안정제를 더 배합할 수 있다. 열안정제를 배합하는 것에 의해, 열안정성을 더 향상시킬 수 있다. 이러한 열안정제로서는, 예를 들면, 포스파이트 화합물, 티오에테르 화합물 및 힌다드페놀 화합물 등을 들 수 있다.

포스파이트 화합물로서는, 예를 들면, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐) 포스파이트, 비스(2,4-디-t-부틸페닐)펜타에리스리톨디포스파이트, 비스[2,4-비스(1,1-디메틸에틸)-6-메틸페닐]에틸에스테르아인산, 테트라키스(2,4-디-t-부틸페닐)[1,1-비페닐]-4,4'-디일비스포스포나이트, 비스(노닐페닐)펜타에리스리톨디포스파이트, 비스스테아릴펜타에리스리톨디포스파이트, 비스(2, 6-디-t-부틸-4-메틸페닐)펜타에리스리톨디포스파이트, 2,2'-메틸렌비스(4,6-디-t-부틸-1-페닐옥시)(2-에틸헥실옥시)포스포라스, 테트라(트리데실)-4,4'-부틸리덴-비스(2-t-부틸-5-메틸페닐)디포스파이트, 헥사트리데실-1,1,3-트리스(3-t-부틸-6-메틸-4-옥시페닐)-3-메틸프로판트리포스파이트, 모노(지노니르페닐)모노-p-노닐페닐포스파이트, 트리스(모노노닐페닐)포스파이트, 테트라알킬(C=12∼16)-4,4'-이소프로필리덴-(비스페닐)디포스파이트, 아인산모노 또는 디페닐모노 또는 디알킬(또는 알콕시알킬, C=8∼13), 디페닐이소데실포스파이트, 트리스데실포스파이트, 트리페닐포스파이트 등을 들 수 있다.

티오에테르 화합물로서는, 예를 들면, 디라우릴-3,3'-티오디프로피오네이트, 디미리스틸-3,3'-티오디프로피오네이트, 디스테아릴-3,3'-티오디프로피오네이트, 펜타에리스리토릴테트라키스(3-라우릴티오프로피오네이트), 디트리데실 3,3'-티오디프로피오네이트, 2-메르캅토벤즈이미다졸 등을 들 수 있다.

힌다드페놀 화합물로서는, 예를 들면, 1,6-헥산디올-비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 트리에틸렌글리콜-비스[3-(3-t-부틸-5-메틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 글리세린트리스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)-프로피오네이트], 펜타에리스리톨테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 티오디에틸렌비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], N,N'-헥산-1,6-디일비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피온아미드], 2,4-디메틸-6-(1-메틸펜타데실)페놀, 디에틸[[3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시페닐]메틸]포스포네이트, 칼슘디에틸비스[[3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시페닐]메틸]포스포네이트, 3,3',3",5,5',5"-헥사-t-부틸-a,a',a"-(메시틸렌 2,4,6-트리일)트리-p-크레졸, 4,6-비스(옥틸티오메틸)-o-크레졸, 에틸렌비스(옥시에틸렌)비스[3-(5-t-부틸-4-히드록시-m-트릴)프로피오네이트], 헥사메틸렌비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 1,3,5-트리스(3,5-디 t-부틸-4-히드록시벤질)-1,3,5-트리아진-2,4,6(1H,3H,5H)-트리온, 1,3,5-트리스[(4-t-부틸-3-히드록시-2,6-크시릴)메틸]-1,3,5-트리아진-2,4,6(1H,3H,5H)-트리온, 2,6-디-t-부틸-4-(4,6-비스(옥틸티오)-1,3,5-트리아진-2-일아미노)페놀 등을 들 수 있다.

열안정제를 사용하는 경우의 첨가량은, 스티렌계 수지 100중량부당 0.01∼0.5중량부인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 난연성 스티렌계 수지 발포체 조성물에는, 난연조제를 더 배합할 수 있다. 난연조제를 배합하는 것에 의해, 함브롬 난연제의 난연효과를 보다 높일 수 있다. 이러한 난연조제로서는, 삼산화안티몬, 오산화안티몬, 붕산아연, 수화(水和)산화알루미늄, 산화몰리브덴 등을 들 수 있다. 난연조제를 사용하는 경우의 첨가량은, 스티렌계 수지 100중량부당 0.01∼5중량부인 것이 바람직하다.

브롬계 난연제의 난연효과는, 래디컬 발생제 또는 프탈로시아닌 금속착체에 의해서 증강되는 것이 알려져 있다. 그러한 래디컬 발생제의 예는, 쿠멘퍼옥사이드, 쿠멘하이드로퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드, 디-t-헥실퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)-헥신-3, 디쿠밀퍼옥사이드, 2,3-디메틸-2,3-디페닐부탄 등이고, 프탈로시아닌 금속착체의 예는 프탈로시아닌철, 프탈로시아닌망간, 프탈로시아닌코발트 등이다. 디쿠밀퍼옥사이드, 2,3-디메틸-2,3-디페닐부탄 및 프탈로시아닌철이 바람직하다. 그 양은 스티렌계 수지 100중량부당, 0.01∼0.5중량부가 바람직하다.

본 발명의 난연성 발포 스티렌 수지 조성제는, 압출 발포법 또는 비즈 발포법에 의해서 발포 성형체에 형성할 수 있다. 압출 발포법의 경우는, 브롬계 난연제 및 다른 첨가제를 스티렌계 수지와 압출기내에서 용융 혼합하여, 발포제를 압입한 후 압출기 구금(口金)으로부터 대기중으로 밀어내는 것에 의해서 발포 성형된다. 비즈 발포법의 경우는, 현탁중합(懸濁重合)에 의해서 얻은 스티렌계 수지 비즈를 브롬계 난연제 및 발포제를 제외한 다른 첨가제의 유화 분산액으로 함침하고, 다음에 오토클레이브중에서 발포제를 압입하여 함침하고, 물을 분리해서 얻은 비즈를 100℃의 수증기로 예비 발포시킨 후, 성형형(成形型)내에서 고온의 가압 수증기로 가열 발포시키는 것에 의해서 성형된다.

여기서, 발포제로서는, 예를 들면, 프로판, 부탄, 이소부탄, 펜탄, 시클로펜탄, 헥산, 시클로헥산, 1-클로로-1,1-디플루오로에탄, 모노클로로디플루오로메탄, 모노클로로-1,2,2,2-테트라플루오로에탄, 1,1-디플루오로에탄, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 1,1,3,3,3-펜타플루오로프로판, 디클로로메탄, 1,2-디클로로에탄, 디메틸에테르, 디에틸에테르, 에틸메틸에테르 등의 휘발성 유기 발포제, 물, 질소, 탄산가스 등의 무기발포제, 아조화합물 등의 화학발포제 등을 들 수 있다. 이것들은 단독 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다. 발포제의 배합량은 필요한 발포체의 성능이나 성형방법에 따라 바뀌기 때문에 한정할 것은 없지만, 바람직하게는, 폴리스티렌계 수지 100중량부에 대해 0.01∼0.5몰, 보다 바람직하게는 0.05∼0.3몰이다.

또한, 본 발명의 난연성 스티렌계 수지 발포 성형체를 제조할 때에는, 발포제에 더하여, 발포핵제를 더 배합하여 할 수도 있다. 이러한 발포핵제로서는, 예를 들면, 탈크, 벤토나이트, 카올린, 마이카, 실리카, 진흙, 규조토 등을 들 수 있다. 발포핵제를 사용하는 경우에 사용량은, 폴리스티렌계 수지 100중량부에 대해 0.01∼20중량부가 바람직하고, 0.1∼10중량부가 보다 바람직하다.

본 발명의 난연성 발포 스티렌계 수지 조성물에는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위내에서, (a) 및 (b) 이외의 함브롬 유기화합물, 인산에스테르, 실리콘화합물, 수화 금속화합물 등을 병용해도 좋다.

또한, 본 발명의 난연성 발포 스티렌계 수지 조성물에는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위내에서, 광안정제, 자외선 흡수제, 자외선 안정화제, 중금속 불활성제, 내(耐)충격개량제, 착색제, 윤활제, 적하방지제, 결정핵제, 대전방지제, 상용화제(相溶化劑) 등의 공지의 수지 첨가제를 배합할 수 있다.

실시예

이하에 실시예 및 비교예에 대해서 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이것에 의해서 한정하는 것은 아니다.

실시예 및 비교예에 이용한 원료는 이하와 같다.

(A) 스티렌계 수지

(A1)

GP-PS；PSJ 폴리스티렌 G9305{PS재팬(주)제}

(A2)

스티렌계 수지 비즈 (하기 방법에 의해 제조)

교반기 부착 5L 오토클레이브에, 이온 교환수 2000g, 인산 제3 칼슘 4g, 라우릴벤젠술폰산 소다 0.5g를 배합한 후에 교반하면서, 촉매로서 미리 용해시킨 벤조일퍼옥사이드(BPO) 6g를 스티렌모노머 2000g에 더하여, 100℃에서 8시간 현탁중합하였다. 얻어진 폴리스티렌계 수지 비즈를 별도로 여과하여 증류수로 씻은 후에 건조하고, 또한, 체로 분급하여 0.3∼1.0mm의 입자지름 범위로 선별하는 것에 의해 스티렌계 수지 비즈(A2)를 얻었다. GPC 분석에서의 중량 평균 분자량(Mw)은, 290,000이었다.

(B) 함브롬 유기화합물

(a)-1

테트라브로모비스페놀-A-비스(2,3-디브로모프로필)에테르；피로가드(PYROGUARD)SR-720(다이이치고교세이야쿠(주)제}

(a)-2

테트라브로모비스페놀-S-비스(2,3-디브로모프로필)에테르；논넨(NONEN)PR-2{마루비시유카고교(주)제}

(a)-3

트리스(2,3-디브로모프로필)이소시아누레이트；TAIC-6B{니혼가세이(주)제}

(a)-4

2,4,6-트리스(2,4,6-트리브로모페녹시)-1,3,5-트리아진；피로가드SR-245{다이이치고교세이야쿠(주)제}

(a)-5

1,2-비스(2,4,6-트리브로모페녹시)에탄；FF-680{켐츄라·재팬(주)제}

(a)-6

테트라브로모비스페놀A；FR-1524{ICL-IPJAPAN(주)제}

(a)-7

폴리펜타브로모벤질아크릴레이트；FR-1025{ICL-IPJAPAN(주)제}

(b)-1

테트라브로모비스페놀-A-비스(2,3-디브로모-2-메틸프로필)에테르；피로가드SR-130{다이이치고교세이야쿠(주)제}

(C) 열안정제

트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트와 펜타에리스리톨테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]의 혼합물；IRGANOXB225{치바·스페셜티·케미컬즈(주)제}

(E) 난연증강제

2,3-디메틸-2,3-디페닐부탄；노흐머(NOFMER)BC-90{니치유(주)제}

(F) 발포제

이소부탄

(발포핵제)

탈크 MS{니혼탈크고교(주)제}

(첨가제)

디옥틸아디페이트；DOA(다이하치가가쿠사제)

＜시험편 작성방법＞

(압출 발포 성형체)

입구지름 65mm로부터 입구지름 90mm에 직렬 연결한 2단 압출기의 입구지름 65mm의 압출기에, 발포제를 제외한 표 1 및 표 2에 기재된 원료를 투입하여, 200℃로 가열하여 용융, 가소화, 혼련하는 것에 의해 스티렌계 수지 조성물로 하였다. 계속하여, 65mm 압출기 선단(입구지름 90mm의 압출기의 구금과 반대측)에 별도 라인으로 소정량의 발포제를 압입하고, 입구지름 90mm의 압출기로 수지 온도를 120℃로 냉각하고, 입구지름 90mm의 압출기의 선단에 설치한 두께방향 2.5mm, 폭방향 45mm의 장방형 단면의 다이립으로부터 대기중에 밀어내는 것에 의해, 직방체 형상의 스티렌계 수지의 압출 발포 성형체를 얻었다.

(비즈법 발포 성형체)

교반기를 구비한 오토클레이브에, 증류수 100중량부와, 스티렌계 수지 비즈와 발포제를 제외한 표 3에 기재된 원료를, 열안정제 및 배합제의 소정량을 배합하여, 실온에서 교반하고, 배합제를 유화 분산시킨 후, 분급 한 폴리스티렌계 수지 비즈 100g를 투입하여, 온도 100℃에서 5시간 교반을 계속하여 배합제를 함침시켰다. 이것에 발포제 10g를 압입하고, 115℃에서 8시간의 발포제 함침을 행하였다. 물을 분리해서 얻어진 폴리스티렌계 수지 비즈를 100℃의 증기로 가열하여 예비 발포시킨 후, 발포물을 성형형내에 넣고, 115℃의 가압 증기에 의해 가열 융착시켜 입방체 형상 발포 성형체를 얻었다.

한편, 발포 성형체의 평가는 하기 방법에 의해 행하였다.

＜성형성＞

발포 성형체 상태를 시각에 의해 하기와 같이 평가하였다.

○: 갈라짐, 균열, 보이드 등이 없고, 양호한 발포체를 안정하게 얻을 수 있었다.

×: 다이로부터의 가스의 분출이 있어, 안정하게 발포체를 얻을 수 없다. 또한, 발포체에, 갈라짐이나 균열, 보이드 등이 있었다.

＜난연성＞

JISK-7201에 따라서 산소 지수를 측정하였다.

○: 산소 지수가 26이상

×: 산소 지수가 26 미만

＜분자량 저하율＞

발포 성형전의 스티렌계 수지와 난연성 스티렌계 수지 발포 성형체의 분자량을 GPC 분석으로 측정하여, 폴리스티렌계 수지의 성형 전후의 중량 평균 분자량(Mw)의 저하율(%)을 계산하였다.

＜리사이클성＞

비즈법 발포에 의해서 성형된 입방체를 커터로 슬라이스하여 보드로 하고, 2축롤로 보드를 압축한 후에, 분쇄기로 조쇄(粗碎)하였다. 조쇄된 회수 수지를 라보플라스토밀에 투입하고, 200℃에서 혼련하여, 5분 후에 꺼내 냉각한 수지를 GPC 분석하여 중량 평균 분자량을 구하고, 분자량의 저하율을 계산하였다.

○: 중량 평균 분자량의 유지 비율이 70%이상

×: 중량 평균 분자량의 유지 비율이 70% 미만

표 1 및 표 3으로부터 분명하듯이, 실시예 1∼13의 압출 발포 성형체는, 성형성, 난연성 및 열안정성의 어느 항목에 있어서도 우수한 것을 알 수 있다.

한편, 표 2 및 표 4에 기재된 비교예 1∼5 및 비교예 10∼14와 같이, 함브롬 유기화합물을 1종류만 이용한 압출 발포 성형체에서는, 난연성, 성형성, 열안정성의 전부를 만족시키는 것은 얻을 수 없었다. 또한, 비교예 6∼9 및 비교예 15∼18과 같이 2,3-디브로모-2-알킬프로필 구조를 갖지 않는 함브롬 유기화합물 2종류를 병용한 경우에도, 난연성, 성형성, 열안정성의 전부를 만족시키는 것은 얻을 수 없었다.

표 5로부터 분명하듯이, 실시예 14의 비즈법 발포 성형체는, 성형성, 난연성 및 열안정성의 어느 항목에 있어서도 우수한 것을 알 수 있다.

한편, 비교예 19 및 20과 같이, 함브롬 유기화합물을 1종류만 이용한 비즈법발포 성형체에서는, 난연성, 성형성, 리사이클을 상정한 열안정성의 전부를 만족시키는 것은 얻을 수 없었다.

본 발명의 발포 스티렌계 수지 발포체 조성물은, 난연제의 첨가량이 적어도 높은 난연성을 갖고, 게다가 리사이클에 적절한 높은 열안정성을 갖는 스티렌계 수지 발포체를 얻을 수 있다. 그 때문에, 가전제품이나 건축재 등의 단열용도나 성토공법 등의 토목 용도를 비롯한 여러 가지 용도에 이용 가능하다.

Claims

스티렌계 수지, 함브롬 난연제 및 발포제를 포함한 난연성 발포 스티렌계 수지 조성물에 있어서, 상기 브롬 함유난연제가, (a) 2,3-디브로모프로필기를 갖는 함브롬 유기화합물 또는 모든 브롬이 벤젠환에 결합하고 있는 브롬 함유량 60중량% 이상의 함브롬 유기화합물과, (b) 2,3-디브로모-2-알킬프로필기를 갖는 함브롬 유기화합물과의 혼합물이며, 그리고 스티렌계 수지 100중량부당 함브롬 난연제 0.5∼10중량부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 난연성 발포 스티렌계 수지 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 모든 브롬 원자가 벤젠환에 결합하고 있는 브롬 함유량 60% 이상의 함브롬 유기화합물은, 테트라브로모비스페놀A, 헥사브로모벤젠, 펜타브로모톨루엔, 폴리브로모디페닐에테르, 폴리브로모디페닐에탄, 비스폴리브로모페녹시에탄, 트리스폴리브로모페녹시트리아진, 폴리브로모페닐인단, 폴리펜타브로모벤질아크릴레이트, 및 에틸렌비스테트라브로모프탈이미드를 포함하는 군으로부터 선택되는 난연성 발포 스티렌계 수지 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 2,3-디브로모프로필기를 갖는 함브롬 유기화합물은, 테트라브로모비스페놀A-비스(2,3-디브로모프로필에테르), 테트라브로모비스페놀S-비스(2,3-디브로모프로필에테르), 테트라브로모비스페놀F-비스(2,3-디브로모프로필에테르), 트리스(2,3-디브로모프로필)이소시아누레이트, 및 트리스(2,3-디브로모프로필에테르)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 난연성 발포 스티렌계 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 2,3-디브로모-2-알킬프로필기를 갖는 함브롬 유기화합물은, 테트라브로모비스페놀A-비스(2,3-디브로모-2-메틸프로필에테르), 테트라브로모비스페놀S-비스(2,3-디브로모-2-메틸프로필에테르), 및 테트라브로모비스페놀F-비스(2,3-디브로모-2-메틸프로필에테르)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 난연성 발포 스티렌계 수지 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 함브롬 난연제중, (b) 2,3-디브로모-2-알킬프로필기를 갖는 함브롬 유기화합물에 대한, (a) 2,3-디브로모프로필기를 갖는 함브롬 유기화합물 또는 모든 브롬 원자가 벤젠환에 결합하고 있는 브롬 함유량 60중량% 이상의 함브롬 유기화합물의 비(a)/(b)는, 중량 기준으로 90/10 내지 10/90인 난연성 발포 스티렌계 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 포스파이드 화합물, 티오에테르 화합물 및 힌다드페놀 화합물로부터 선택된 열안정제를, 스티렌계 수지 100중량부당 0.01∼0.5중량부 더 포함하고 있는 난연성 발포 스티렌계 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 프탈로시아닌 금속 착염 및 래디컬 발생제로 이루어지는 군으로부터 선택된 난연증강제를, 스티렌계 수지 100중량부당 0.01∼0.5중량부 더 포함하고 있는 난연성 발포 스티렌계 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 탈크, 벤토나이트, 카올린, 마이카, 실리카, 진흙 및 규조토로 이루어지는 군으로부터 선택된 발포핵제를, 스티렌계 수지 100중량부당 0.01∼20중량부 더 포함하고 있는 난연성 발포 스티렌계 수지 조성물.
발포제를 포함하지 않는 제 1 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 기재된 난연성 발포 스티렌계 수지를 압출기중에서 용융하고, 발포제를 압입한 후 압출기의 구금으로부터 대기중에 압출 발포해서 얻어지는 발포 성형체.
제 1 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 기재된 난연성 발포 스티렌계 수지 조성물의 비즈를 수증기로 가열하는 것에 의해 예비 발포시킨 후, 성형형내에서 발포 성형해서 얻어지는 발포 성형체.