KR20130065455A - 친환경 난연성 열가소성 수지 조성물 및 그 성형품 - Google Patents

친환경 난연성 열가소성 수지 조성물 및 그 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명의 친환경 난연성 열가소성 수지 조성물은 (A) 방향족 비닐계 수지; (B) 폴리페닐렌 에테르계 수지; (C1) 뵈마이트; 및 (C2) 알킬 포스피닉산 금속염을 포함한다. 상기 열가소성 수지 조성물은 난연성, 기계적 물성 및 열안정성이 우수할 뿐만 아니라, 환경오염을 야기시키는 할로겐계 난연제나 성형품 표면에 가스라인을 발생시키고, 수중생물에 장.단기적으로 악영향을 주는 인산 에스테르 화합물을 사용하지 않아 환경 친화적이다.

Description

친환경 난연성 열가소성 수지 조성물 및 그 성형품{ENVIRONMENTALLY FRIENDLY FLAMEPROOF THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION AND ARTICLES THEREOF}
본 발명은 친환경 난연성 열가소성 수지 조성물 및 그 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 방향족 비닐계 수지 및 폴리페닐렌 에테르계 수지의 블렌드(blend)에 대해 난연제로 뵈마이트와 알킬 포스피닉산 금속염을 적용함으로서, 난연성, 기계적 물성 및 열안정성이 우수할 뿐만 아니라, 환경오염을 야기시키는 할로겐계 난연제나 성형품 표면에 가스라인을 발생시키고, 수중생물에 장.단기적으로 악영향을 주는 인산 에스테르 화합물을 사용하지 않아 환경 친화적인 친환경 난연성 열가소성 수지 조성물 및 그 성형품에 관한 것이다.
일반적으로 전자제품의 외장재로 사용되고 있는 스티렌계 수지는 우수한 가공성 및 기계적 특성으로 인하여 거의 모든 전자제품에 적용되고 있다. 그러나, 스티렌계 수지 자체는 쉽게 연소가 일어날 수 있는 특성을 가지고 있으며 화재에 대한 저항성이 없다. 따라서, 스티렌계 수지는 외부의 발화원에 의하여 쉽게 연소가 일어날 수 있고, 화재를 더욱 확산되게 하는 역할을 할 수 있다. 이러한 점을 감안하여 미국, 일본 및 유럽 등의 국가에서는 전자제품의 화재에 대한 안전성을 보장하기 위하여 난연규격을 만족하는 고분자 수지만을 외장재로 사용하도록 법으로 규제하고 있다.
가장 많이 적용되고 있는 공지된 난연 방법으로는 수지에 할로겐계 화합물과 안티몬계 화합물을 적용하여 난연성을 부여하는 것이다. 그러나 할로겐을 포함하는 화합물은 가공시 발생하는 할로겐화 수소 가스로 인해 금형이 손상받을 수 있고 인체에 치명적인 영향을 끼칠 수 있다. 또한 할로겐계 난연제의 주를 이루는 폴리브롬화 디페닐에테르는 연소시에 다이옥신이나 퓨란과 같은 매우 유독한 가스를 발생할 가능성이 높기 때문에 할로겐계 화합물을 적용하지 않는 난연화 방법에 관심이 모아지고 있다.
일반적으로 고무 변성 스티렌계 수지는 연소시 차르(char) 잔량이 거의 없기 때문에 고상에서의 난연효과를 기대하기 어려운 단점이 있다(Journal of Applied Polymer Science, 1998, vol. 68, p.1067). 따라서 차르 형성제를 추가로 첨가하여 차르가 원활히 생성될 수 있도록 하여야 원하는 난연성을 얻을 수 있다.
미국특허 제3,639,506호에서는 폴리페닐렌 에테르 수지와 스티렌계 수지에 난연제로 방향족 인산 에스테르인 트리페닐 포스페이트(TPP)를 사용하여 난연성을 달성하였으나, TPP에 의해 내열성이 저하되는 단점이 있을 뿐만 아니라 수중 생물에 대한 독성이 있는 것으로 알려져 환경 친화적이지 않다.
미국특허 제3,883,613호에서는 상기 문제점을 해결하기 위하여 폴리페닐렌 에테르 수지와 스티렌계 수지에 트리메시틸 포스페이트를 난연제로 사용하는 것이 효과적임을 개시하고 있다. 또한, 미국특허 제4,526,917호에서는 TPP와 트리메시틸 포스페이트를 함께 사용할 경우 각각의 단독 적용 시 보다 난연성이 향상되는 수지 조성물을 개시하고 있다. 그러나 이러한 방향족 인산 에스테르는 인함량이 10% 이하로 낮기 때문에 난연성을 달성하기 위하여 여전히 많은 양을 써야만 하는 단점이 있다.
미국특허 제6,547,992호에서는 유리강화 PBT, 유리강화 나일론 등의 열가소성 수지에 알킬 포스피닉산 금속염 화합물 단독 또는 멜라민포스페이트, 금속수화물 등과 혼용하여 사용하는 경우에 난연성이 효과적임을 개시하고 있다. 그러나, 스티렌계 수지에는 상대적으로 효과적이지 못한 단점이 있다.
이에 본 발명자들은 종래의 난연성 열가소성 수지의 문제점들을 해결하고자 방향족 비닐계 수지 및 폴리페닐렌 에테르 수지를 기초수지로 하고, 난연제로 뵈마이트와 알킬 포스피닉산 금속염을 적용함으로써, 환경 친화적이며 안정성과 화재 안전성이 우수하면서 기존 제품에 비해 내열도, 특히, 열안정성이 우수한 친환경 난연성 열가소성 수지 조성물을 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 화재에 대하여 안정성이 있는 친환경 난연성 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 수지의 가공이나 연소시에 환경오염을 야기시키는 할로겐계 난연제를 사용하지 않고 환경 친화성 화합물을 난연제로 사용함으로써 환경 친화적인 난연성 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 내열도, 기계적 강도 및 유동성이 우수하여 전자제품 등의 외장재로 사용할 수 있는 친환경 난연성 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 수중생물에 장.단기적으로 악영향을 주는 인산 에스테르 화합물을 사용하지 않으면서 난연성이 우수하여 에코 플라워테스트에 통과할 수 있는 친환경 난연성 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 하나의 관점은 친환경 난연성 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. 상기 조성물은 (A) 방향족 비닐계 수지; (B) 폴리페닐렌 에테르계 수지; (C1) 뵈마이트; 및 (C2) 알킬 포스피닉산 금속염을 포함한다.
한 구체예에서 상기 (C2) 알킬 포스피닉산 금속염은 평균 입자 크기(D50)가 0.01~10 ㎛ 일 수 있다.
구체예에서는 상기 (C1)와 (C2)의 중량비는 9 : 1~4 : 6 일 수 있다. 바람직하게는 상기 (C1)와 (C2)는 중량비로 3 : 1 ~1.5 : 1일 수 있다.
상기 뵈마이트의 평균 입자크기(D50)는 0.01~10 ㎛일 수 있다.
상기 알킬 포스피닉산 금속염(C2)은 하기 화학식 1의 구조로 표시될 수 있다:
[화학식 1]
Figure pat00001
(상기에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-C6의 치환 또는 비치환된 알킬기, C4-C10의 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기 또는 C6-C10의 치환 또는 비치환된 아릴기이며, M은 Al, Zn 또는 Ca 금속이고, n은 2 또는 3의 정수임).
상기 (A) 방향족 비닐계 수지는 고무변성 스티렌계 수지일 수 있다.
구체예에서 상기 고무변성 스티렌계 수지는 평균고무입경이 0.1~3 ㎛인 고무가 1∼30 중량% 함유될 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 (A) 방향족 비닐계 수지; 및 (B) 폴리페닐렌 에테르계 수지를 (A) : (B) = 40~90 중량% : 10 ~60 중량%로 포함하는 기초수지 100 중량부에 대하여, (C1)+(C2)를 0.1 내지 30 중량부 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 친환경 난연성 열가소성 수지 조성물로부터 성형된 성형품에 관한 것이다. 상기 성형품은 UL 94 VB에 따라 1/10″의 두께에서 난연도가 V-0 이고, 1/8″두께에서 ASTM 256A 에 의한 아이조드 충격강도가 9~20 kgf·cm/cm 이며, ASTM D 1525에 의해 측정한 Vicat 연화점(5 kgf)이 130~150 ℃ 일 수 있다.
본 발명은 화재에 대하여 안정성이 있으며, 수지의 가공이나 연소시에 환경오염을 야기시키는 할로겐계 난연제를 사용하지 않아 환경 친화적이고, 내열도, 기계적 강도 및 유동성이 우수하여 전자제품 등의 외장재로 사용할 수 있으며, 수중생물에 장.단기적으로 악영향을 주는 인산 에스테르 화합물을 사용하지 않으면서 난연성이 우수하여 에코 플라워테스트에 통과할 수 있는 친환경 난연성 열가소성 수지 조성물 및 그 성형품을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 (A) 방향족 비닐계 수지; (B) 폴리페닐렌 에테르계 수지; (C1) 뵈마이트; 및 (C2) 알킬 포스피닉산 금속염을 포함한다.
하나의 구체예에서는 상기 열가소성 수지 조성물은 (A) 방향족 비닐계 수지; 및 (B) 폴리페닐렌 에테르계 수지를 (A) : (B) = 40~90 중량% : 10 ~60 중량%로 포함하는 기초수지 100 중량부에 대하여, (C1)+(C2)를 0.1 내지 30 중량부 포함할 수 있다.
이하 본 발명의 수지 조성물의 각 성분들에 대하여 구체적으로 살펴본다.
(A) 방향족 비닐계 수지
본 발명의 방향족 비닐계 수지는 방향족 모노알케닐 단량체의 중합체이다. 예를 들면, 폴리스티렌(GPPS), 고무 변성 스티렌계 수지(HIPS) 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 이중 바람직하게는 고무질 중합체로 변성된 고무 변성 스티렌계 수지이다.
상기 고무 변성 스티렌계 수지는 고무질 중합체와 방향족 모노알케닐 단량체를 혼합하고, 중합 개시제 없이 열중합하거나 또는 중합 개시제를 사용하여 통상의 방법으로 중합시켜 제조될 수 있다.
상기 고무질 중합체로는 부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 부타디엔과 스티렌의 공중합체, 아크릴계 고무 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 부타디엔, 스티렌-부타디엔, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 이소프렌고무, 알킬아크릴레이트 고무, 에틸렌/프로필렌/디엔 삼원공중합체(EPDM) 이다. 이들은 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 상기 고무질 중합체의 평균입경크기는 0.1∼3㎛, 바람직하게는 0.1∼2.0 ㎛이다. 방향족 비닐계 수지(A)와 폴리페닐렌 에테르 수지(B)의 블렌드에서 최적의 물성을 내기 위해 입자크기가 0.1∼1.5 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 상기 고무질 중합체는 상기 방향족 비닐계 수지(A) 100 중량%에 대하여 1∼30 중량%, 바람직하게는 5∼15 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 스티렌계 수지에 사용되는 방향족 모노알케닐 단량체는 70 내지 99중량%, 바람직하게는 85∼95 중량%를 부가하여 공중합하여 적용한다. 상기 방향족 모노알케닐 단량체로 스티렌, α-메틸스티렌, 할로겐 또는 알킬 치환 스티렌 등이 사용될 수 있다.
본 발명에서는 상기 방향족 모노알케닐 단량체 외에도 알킬 에스테르 단량체 및/또는 불포화 니트릴계 단량체를 부가하여 중합할 수 있다. 또한 상기 단량체 외에도 내화학성, 가공성, 내열성과 같은 특성을 부여하기 위해 아크릴로니트릴, 아크릴산,메타크릴산, 무수말레인산, N-치환말레이미드 등의 단량체를 부가하여 중합할 수 있다. 첨가되는 양은 방향족 비닐계 수지 전체에 대해 10 중량부 이하로 첨가할 수 있다.
본 발명에 따른 수지 조성물의 중합시 개시제의 존재없이 열중합에 의해 실시될 수 있으며 또한 개시제의 존재하에 중합이 실시될 수 있다. 사용될 수 있는 중합개시제는 벤조일 퍼옥사이드, t-부틸 하이드로 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 큐멘하이드로 퍼옥사이드 등의 과산화물계 개시제와 아조비스 이소부티로니트릴 같은 아조계 개시제 중 1종 이상이 선택될 수 있다.
상기 방향족 비닐계 수지(A)는 괴상중합, 현탁중합, 유화중합 또는 이들의 혼합방법을 사용하여 제조될 수 있으며, 이러한 중합방법들 중 괴상중합방법이 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 방향족 비닐계 수지(A)는 기초수지를 구성하며, 기초수지 100 중량부중 40~90 중량부, 바람직하게는 50~85 중량부로 사용된다.
(B) 폴리페닐렌 에테르 수지
방향족 비닐계 수지만으로는 난연성이 부족하고 내열성이 저하되기 때문에 폴리페닐렌 에테르 수지를 첨가하여 기초수지로 사용한다. 이러한 화합물로는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2,6-디에틸-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2,6-디프로필-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2-메틸-6-에틸-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2-메틸-6-프로필-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2-에틸-6-프로필-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2,6-디페닐-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르와 폴리(2,3,6-트리메틸-1,4-페닐렌)에테르의 공중합체, 및 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르와 폴리(2,3,5-트리에틸-1,4-페닐렌)에테르의 공중합체가 있다. 바람직하기로는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르와 폴리(2,3,6-트리메틸-1,4-페닐렌)에테르의 공중합체 또는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르가 사용되며, 이 중에서 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르가 가장 바람직하다.
상기 폴리페닐렌 에테르의 중합도는 특별히 제한되지는 않지만 수지 조성물의 열안정성이나 작업성을 고려하여 25℃의 클로로포름 용매에서 측정된 고유점도가 0.2∼0.8인 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 폴리페닐렌 에테르 수지(B)는 기초수지를 구성하며, 기초수지 100 중량부중 10 내지 60 중량부, 바람직하게는 15 내지 55 중량부의 범위로 사용한다. 상기 범위에서 사용할 경우, 우수한 난연성, 열안정성 및 작업성을 얻을 수 있다.
(C1) 뵈마이트
상기 뵈마이트는 AlO(OH)의 실험식을 갖는다.
본 발명에서 적용되는 뵈마이트의 평균 입자크기(D50)는 0.01~10 ㎛, 바람직하게는 0.1~5 ㎛, 보다 바람직하게는 0.2~3 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서 우수한 충격강도 및 난연성을 얻을 수 있다.
본 발명에서 평균 입자크기는 입도 분석기를 이용하여 평균 입자크기 분포의 평균값을 나타내며, 좀더 구체적인 입자 크기 분석은 전자 현미경(SEM)을 이용하여 평면상의 (X, Y) 평균값 을 측정한 것이다.
상세 예에서 상기 뵈마이트는 평균 입경(D10)이 0.005~5㎛, 바람직하게는 0.01~1 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서 충격강도가 떨어지지 않는 장점이 있다.
또한 상기 뵈마이트의 평균 입경(D90)은 0.5~10 ㎛, 바람직하게는 0.7~5 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서 충격강도가 우수하며 외관이 우수한 장점이 있다.
알루미늄수화물 [Al(OH)3]의 경우 분해 온도가 낮아 수지 가공 공정인 압.사출 공정에서 수분 발생으로 외관에 가스 발생 문제가 발생하는 단점이 있으며, 알루미늄산화물[Al2O3]의 경우 분해온도가 900℃ 이상이어서 수지 가공 공정에서는 문제가 발생하지 않으나 난연제로서의 역할을 수행하지 못하는 단점이 있다. 본 발명에서는 뵈마이트를 적용함으로써, 칼라 구현이 용이하며 수지 분해 등에 영향을 미치지 않아 가공성이 우수한 특징을 보인다. 특히 난연 평가시 300℃ 부근에서 분해 과정 중 수분이 발생하며 열 차단막으로 작용하는 차르를 형성하여 난연에 효과적이다.
상기 뵈마이트는 기초수지 100 중량부에 대하여 0.04 내지 27 중량부, 바람직하게는 1 내지 20 중량부, 더욱 바람직하게는 3 내지 15 중량부이다. 상기 범위에서 난연성, 내열성 및 충격강도의 물성발란스가 있다.
(C2) 알킬 포스피닉산 금속염
본 발명에서 사용하는 알킬 포스피닉산 금속염(C2)은 화학식 1의 구조로 표시될 수 있다:
[화학식 1]
Figure pat00002
(상기에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-C6의 치환 또는 비치환된 알킬기, C4-C10의 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기 또는 C6-C10의 치환 또는 비치환된 아릴기이며, M은 Al, Zn 또는 Ca 금속이고, n은 2 또는 3의 정수임).
상기에서 R1 및 R2는 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 또는 페닐기이다. M은 Al, Zn를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 (C2) 알킬 포스피닉산 금속염 화합물은 평균 입자 크기(D50)가 0.01~10 ㎛이다. 10㎛ 이상의 크기에서는 충격강도 및 난연도 저하 문제점이 있을 수 있으며, 0.01㎛ 이하인 경우 제조하기가 용이하지 않으며 압출 가공성이 크게 떨어질 수 있다. 바람직하게는 0.05~5 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.1~1 ㎛이다.
구체예에서는 상기 (C1)와 (C2)의 중량비는 9 : 1~4 : 6 일 수 있다. 상기 범위에서 충격강도 및 외관이 우수하다. 바람직하게는 상기 (C1)와 (C2)는 중량비로 3 : 1 ~1.5 : 1일 수 있다.
또한 상기 (C1) + (C2)의 중량은 기초수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 30 중량부, 바람직하게는 1 내지 20 중량부로 사용될 수 있다. 상기 범위에서 난연효과를 얻을 수 있고, 충격강도 및 내열성을 확보할 수 있다.
본 발명의 열가소성 수지 제조방법에 있어서 각각의 용도에 따라 통상의 가소제, 열안정제, 산화방지제, 상용화제, 광안정제, 안료, 염료 및/또는 무기물 첨가제가 부가될 수 있다. 부가되는 상기 무기물 첨가제로는 석면, 유리섬유, 탈크, 세라믹 및 황산염 등이 있으며, 이들은 본 발명의 기초수지 100 중량부에 대하여 0∼30 중량부로 사용될 수 있다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 난연성, 내열성, 외관, 유동성 및 충격강도가 발란스를 가지면서 우수하므로 다양한 제품에 적용될 수 있다. 예를 들면 자동차, 기계부품, 전기전자 부품, 컴퓨터 등의 사무기기, 또는 잡화 등의 용도로 사용될 수 있다. 특히 텔레비전, 컴퓨터, 프린터, 세탁기, 카셋트 플레이어, 오디오, 휴대폰, 게임기, 완구 등과 같은 전기전자 제품의 하우징뿐만 아니라 가습기, 스팀 청소기, 스팀 다리미등에 바람직하게 적용될 수 있다. 성형 방법은 통상의 방법을 적용할 수 있으며, 예컨대, 압출성형, 사출성형, 진공성형, 캐스팅 성형, 압출성형, 블로우성형, 캘린더 성형 등의 방법이 적용될 수 있다. 이들은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 잘 알려져 있다.
본 발명은 하기의 실시 예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허 청구 범위에 의하여 한정하거나 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
실시예 및 비교실시예에서 사용된 수지 및 부가물의 제조 및 사양은 다음과 같다.
(A) 방향족 비닐계 수지
제일모직(주)의 고무강화 스티렌계 수지 HG-1760S를 사용하였다. 사용된 부타디엔 고무의 입자 크기는 1.5 ㎛이며, 고무함량은 6.5 중량%이다.
(A') 폴리카보네이트: 제일모직 사 상품명 SC-1190C
(B) 폴리페닐렌 에테르(PPE) 수지
중국 불루스타 케미칼의 폴리(2,6-디메틸-페닐에테르)(상품명: LXR-035C)를 사용하였으며, 입자의 크기는 수십 ㎛~수 mm의 평균입경을 갖는 연노랑색의 분말형태이다.
(B') 폴리에스테르 : 폴리에틸렌테레프탈레이트(SK 케미칼 상품명 SKYPET 1100)
(C) 난연제
(C1) 뵈마이트: 독일 Nabaltec사 (상품명: APYRAL㈜AOH)을 사용하였다
(C2) 알킬 포스피닉산 금속염 : Clariant사의 디에틸 포스피닉산 알루미늄 금속염인 Exolit OP930를 사용하였다. 평균입자 크기는 5㎛ 이며 인함량은 23%이다.
(C22) 알킬 포스피닉산 금속염 : Clariant사의 디에틸 포스피닉산 알루미늄 금속염인 Exolit 1230 를 사용하였다. 평균입자 크기는 20 ㎛ 이며 인함량은 23%이다.
(C3) 멜라민폴리인산 에스테르 화합물: 대한민국 두본사의 MPP (melamin polyphosphate) (상품명: NONFLA-601)를 사용하였다.
(C4)방향족 인산 에스테르 화합물: 일본 대팔화학의 비스(디메틸페닐)포스페이트 비스페놀A (상품명: CR741S)를 사용하였다.
상기 각 성분을 표 1 및 2과 같은 함량으로 섞어 통상의 이축 압출기에서 200∼280℃ 온도범위에서 압출하여 펠렛을 제조했다. 제조된 펠렛은 80 ℃에서 3시간 건조후 6 Oz 사출기에서 성형온도 180∼280 ℃, 금형온도 40∼80 ℃의 조건으로 사출하여 난연시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대해 하기 방법으로 물성을 평가하였다.
(1) 난연도: UL94 VB 난연규정에 따라 1/10" 두께에서 난연도를 측정하였다.
(2)Izod 충격강도 : 1/8″두께에서 ASTM 256A 조건에서 측정하였다(kgfcm/cm).
(3)내열도: ASTM D 1525에 준하여 5 kgf 하중에서 측정하였다.
(4)열안정성: 실린더 온도가 260℃인 사출기 내에서 10분간 체류 시킨 후 사출하여 시편의 pingate로부터 발생하는 가스 라인을 수치화 하였다. 즉, 사출기 실린더 내부에서 열에 의한 수지, 첨가제, 난연제 등의 자체 열적 안정성 및 반응에 의한 가스 발생이 일어 날 수 있어 pin gate 사출시 고압력 조건에서 pin-gate를 빠져 나오는 순간 압력이 낮아서 gate 주변에 가스 라인이 발생하여 정량적으로 gate로부터 발생한 가스 라인을 수치화 할 수 있다.
실시예
1 2 3 4 5 6 7
(A) HIPS 50 60 70 60 60 60 60
(B) PPE 50 40 30 40 40 40 40
(C1) 뵈마이트 10 10 13 6 14 4 10
(C2) (D50)5㎛ 5 6 6 7 4 8 -
(C22) (D50)20㎛ - - - - - - 6
UL94 난연도 (1/10″) V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0
Izod 충격강도 12 11 10 10 11 8 4
VST 내열도 (℃) 140 134 130 138 136 138 137
열안정성(개) 무 무 무 무 1 2 3
비교 실시예
1 2 3 4 5 6 7 8
(A) HIPS 50 60 70 60 60 60 - -
(A') PC - - - - - - 100 -
(B) PPE 50 40 30 40 40 40 - -
(B') PET - - - - - - - 100
(C1) 뵈마이트 15 20 20 - - - 10 10
(C2) 포스피닉산 금속염 - - - 13 5 5 5 5
(D) MPP(melamine polyphosphate) - - - - 10 - - -
(E) 레소시놀비스(2,6-디메틸페닐)포스페이트 - - - - - 15 - -
UL94 난연도 (1/10″) fail fail fail V-0 V-0 V-0 V-2 fail
Izod 충격강도 14 10 9 3 6 5 4 3
VST 내열도 (℃) 139 134 129 141 140 91 140 80
열안정성(개) 무 2 3 10 50↑ 무 50↑ 50↑
표 1에서 보는 바와 같이, 난연제로 뵈마이트와 포스피닉산 금속염을 적용할 경우, 난연성, 내열성 및 충격강도가 우수한 것을 알 수 있다. 그러나, 포스피닉산 금속염을 적용하지 않은 비교예 1~3은 난연성이 현저히 떨어졌으며, 뵈마이트를 적용하지 않은 비교예 4~6은 충격강도가 현저히 저하되었다. 또한 뵈마이트와 포스피닉산 금속염을 HIPS/PPE 조합이 아닌 다른 열가소성 수지에 적용할 경우 난연성, 충격강도, 열안정성이 전반적으로 떨어진 것을 알 수 있다.
이상 첨부된 표를 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

Claims (10)

  1. (A) 방향족 비닐계 수지;
    (B) 폴리페닐렌 에테르계 수지;
    (C1) 뵈마이트; 및
    (C2) 알킬 포스피닉산 금속염;
    를 포함하는 친환경 난연성 열가소성 수지 조성물.

  2. 제1항에 있어서, 상기 (C2) 알킬 포스피닉산 금속염은 평균 입자 크기(D50)가 0.01~10 ㎛인 친환경 난연성 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (C1)와 (C2)의 중량비는 9 : 1~4 : 6 인 것을 특징으로 하는 친환경 난연성 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (C1)와 (C2)는 중량비로 3 : 1 ~1.5 : 1인 것을 특징으로 하는 친환경 난연성 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 뵈마이트의 평균 입자크기(D50)는 0.01~10 ㎛인 것을 특징으로 하는 친환경 난연성 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 알킬 포스피닉산 금속염(C2)은 하기 화학식 1의 구조로 표시되는 것을 특징으로 하는 친환경 난연성 열가소성 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00003

    (상기에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-C6의 치환 또는 비치환된 알킬기, C4-C10의 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기 또는 C6-C10의 치환 또는 비치환된 아릴기이며, M은 Al, Zn 또는 Ca 금속이고, n은 2 또는 3의 정수임).
  7. 제1항에 있어서, 상기 (A) 방향족 비닐계 수지는 고무변성 스티렌계 수지인 것을 특징으로 하는 친환경 난연성 열가소성 수지 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 고무변성 스티렌계 수지는 평균고무입경이 0.1~3 ㎛인 고무가 1∼30 중량% 함유된 것을 특징으로 하는 친환경 난연성 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 (A) 방향족 비닐계 수지; 및 (B) 폴리페닐렌 에테르계 수지를 (A) : (B) = 40~90 중량% : 10 ~60 중량%로 포함하는 기초수지 100 중량부에 대하여,
    (C1)+(C2)를 0.1 내지 30 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 난연성 열가소성 수지 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항중 어느 한 항의 친환경 난연성 열가소성 수지 조성물로부터 성형되며, UL 94 VB에 따라 1/10″의 두께에서 난연도가 V-0 이고, 1/8″두께에서 ASTM 256A 에 의한 아이조드 충격강도가 9~20 kgf·cm/cm 이며, ASTM D 1525에 의해 측정한 Vicat 연화점(5 kgf)이 130~150 ℃ 인 것을 특징으로 하는 성형품.
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