KR20150037495A - Char enhancing agent and phosphorus based flame retard resin composition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 챠르 생성 촉진제 및 이를 포함하는 인계 난연수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스티렌계와 에폭시계의 수지 조합에 인계 난연제를 적용하고, 나아가 안티몬 화합물과 같은 유럽 등지에서 규제받는 난연조제를 대체하면서 차르 생성에 어려움을 겪는 스티렌계 수지의 단점을 극복하고, UL-94로 측정시 V-1 규정을 충족할 수 있는 인계 난연수지 조성물을 제공할 수 있는 챠르 생성 촉진제 및 이를 포함하는 인계 난연수지 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a char formation promoter and a phosphorus-based flame retardant resin composition containing the same. More particularly, the present invention relates to a phosphorus flame retardant which is applied to a combination of a styrene-based resin and an epoxy- Which can overcome the disadvantages of styrene resins which have difficulty in producing char and which can meet the requirement of V-1 when measured by UL-94, and a phosphorus flame retardant resin composition containing the phosphorus- To a resin composition.
일반적으로 스티렌계 수지는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중힙체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리스티렌 공중합체, 및 고충격 폴리스티렌 공중합체 등을 포함한다.
Generally, the styrene resin includes acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, polystyrene copolymer, and high-impact polystyrene copolymer.
일례로, 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(이하, ABS라 칭함) 수지의 경우를 살펴보면, 아크릴로니트릴의 강성과 내화학성, 부타디엔과 스티렌의 가공성과 기계적 강도로 인하여 전기/전자 제품과 사무용 기기 등의 외장재로 널리 사용되고 있다. 그러나 ABS 수지는 자체로 연소가 용이한 특성을 가지고 있어 화재에 저항성이 거의 없다. 이에 전기/전자 제품과 사무용 기기 등에 사용되는 ABS 수지는 전기/전자 제품의 화재에 대한 안정성을 보장하기 위하여 난연 규격을 만족하여야 한다.
For example, in the case of the acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin, the stiffness and chemical resistance of acrylonitrile, the processability and mechanical strength of butadiene and styrene, And the like. However, the ABS resin itself has a characteristic of being easy to burn, and thus has little resistance to fire. Therefore, ABS resin used in electric / electronic products and office equipment should satisfy the flame retardant standard to ensure the safety of electric / electronic products against fire.
상기 난연성을 부여하는 방법으로 고무변성 스티렌계 수지 제조시 난연성 단량체를 포함시켜 중합하는 방법과 제조된 고무변성 스티렌계 수지에 난연제 및 난연조제를 혼합하는 방법 등이 있는데, 상기 난연제로는 할로겐계 난연제와 인계, 질소계 및 수산화계 등의 비할로겐계 난연제가 있으며, 상기 난연조제로는 안티몬계 화합물, 실리콘계 화합물 및 아연계 화합물 등이 주로 사용되고 있다.
A method of imparting flame retardancy to a rubber-modified styrenic resin includes polymerization of a flame-retardant monomer to prepare a rubber-modified styrenic resin, and a method of mixing a flame retardant and a flame retardant additive in a rubber-modified styrenic resin. Halogen-based flame retardants such as phosphorus-based, nitrogen-based, and hydroxyl-based flame retardants. Antimony compounds, silicon compounds, and zinc compounds are mainly used as the flame retardant additives.
상기 할로겐계 난연제는 상기 비할로겐계 난연제에 비해 난연 효율이 높고 고무변성 스티렌계 수지의 기계적 물성을 유지시킬 수 있으므로, 현재 ABS 수지에 난연성을 부여하는 방법으로는 할로겐계 난연제를 사용하는 방법이 가장 일반적이며, 이중 브롬계 난연제가 특히 효과적이다. 그러나 브롬계 난연제를 투입하여 ABS 수지를 가공할 경우, 가공 중 발생하는 높은 온도와 압력으로 인하여 열안정성이 저하되어 분해되고, 이에 따라 부식성 유독 가스가 발생하여 작업 환경 및 인체에도 악영향을 끼치는 문제점이 있다. 이는 브롬계 난연제를 투입하여 가공한 ABS 수지가 연소될 때에도 발생하는 문제점에 해당한다.
Since the halogen-based flame retardant has a higher flame retardancy than the non-halogen-based flame retardant and can maintain the mechanical properties of the rubber-modified styrene resin, a method of using a halogen-based flame retardant And a double-brominated flame retardant is particularly effective. However, when the ABS resin is processed by injecting a bromine-based flame retardant, thermal stability is degraded due to high temperature and pressure generated during processing, and corrosive toxic gas is generated, thereby causing problems in the work environment and the human body have. This is a problem that occurs even when the ABS resin processed by injecting the brominated flame retardant is burned.
이에 비할로겐계 난연제, 특히 인계 난연제를 사용하는 방법이 많이 사용하고 있다. 그러나 인계 난연제는 할로겐계 난연제에 비해 난연 효율이 낮기 때문에 과량의 인계 난연제를 투입해야 하는 단점과 함께, 일부 스티렌계 수지 종류에 따라서는 인계 난연 시스템의 원리상 차르(char)를 생성하지 못하여 난연성을 충분히 발휘하기 어렵다는 단점이 있다.
Therefore, a method of using a non-halogen flame retardant, especially a phosphorus flame retardant, is widely used. However, since phosphorus flame retardant has a lower flame retarding efficiency than halogen-based flame retardant, there is a disadvantage that excessive phosphorus flame retardant must be added. In addition, some styrene type resins can not generate char due to the principle of phosphorus- There is a disadvantage that it is difficult to exert sufficient power.
참고로, 난연 규격 및 난연성 판별 시험법으로 UL94의 수직 연소 시험법이 있다. 이는 전자제품 완성품의 내부에 있는 회로 기판의 누전, 단락, 쇼트 등에 의한 내부 발화로부터의 화염 저항성을 판정하는 규정으로 미주에 유통되는 전자제품에 사용되는 플라스틱 제품은 상기 규격을 만족해야만 한다.For reference, there is the UL94 vertical burning test method for the flame retardant specification and flame retardancy discrimination test method. This is a regulation to determine the flame resistance from internal ignition due to short circuit, short circuit, short circuit, etc. of the circuit board in the finished product of the electronic product, and the plastic product used in the electronic products distributed in the Americas must satisfy the above specifications.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명자들은 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 및 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체로 이루어진 열가소성 수지에 인계 난연제와 에폭시계 수지를 투입하면 에폭시계 수지가 차르를 생성시켜 난연특성이 발현됨을 일차 확인하였으며, 다만 차르가 생성되어 시편을 덮기까지 상당시간이 소요되어 UL-94 수직연소 기준을 만족시킬 수는 없는 단점을 극복하고 차르 생성을 촉진하는 챠르 생성 촉진제를 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
In order to solve the problems of the prior art as described above, the inventors have found that when a phosphorus flame retardant and an epoxy resin are charged into a thermoplastic resin composed of an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer and a styrene-acrylonitrile copolymer, It was first confirmed that flame retardant characteristics were generated by generating a char, but it took much time to cover the specimen with the generation of char to overcome the disadvantage that UL-94 vertical combustion standard could not be satisfied, And the present inventors have completed the present invention.
즉, 본 발명의 목적은 다양한 스티렌계 수지에 대하여 차르 생성을 촉진하고 UL-94 법으로 측정시 V-1 규정을 충족할 수 있는 인계 난연수지 조성물을 제공할 수 있는 챠르 생성 촉진제 및 이를 포함하는 인계 난연수지 조성물을 제공하는데 있다. That is, an object of the present invention is to provide a char formation promoter capable of providing a phosphorus-based flame retardant resin composition capable of promoting char formation to various styrenic resins and meeting V-1 requirements when measured by UL-94 method, Based flame retardant resin composition.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 수평균 입경이 0.1 내지 50 ㎛이고 벌크 밀도가 0.35 내지 0.50 g/ml인 칼슘 알루미노실리케이트를 포함하는 챠르생성 촉진제를 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention provides a char formation promoter comprising calcium aluminosilicate having a number average particle diameter of 0.1 to 50 탆 and a bulk density of 0.35 to 0.50 g / ml.
또한, 본 발명은 스티렌계 수지 및 에폭시계 수지를 포함하는 인계 난연수지 조성물로서, 상기 수지 조성물은 상술한 챠르 생성 촉진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 인계 난연수지 조성물을 제공한다. The present invention also provides a phosphorus-based flame retardant resin composition comprising a styrene-based resin and an epoxy-based resin, wherein the resin composition comprises the above-mentioned char formation promoter.
본 발명에 따르면, 다양한 스티렌계 수지에 대하여 차르 생성을 촉진하고 UL-94 법으로 측정시 V-1 규정을 충족할 수 있는 인계 난연수지 조성물을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a phosphorus-based flame retardant resin composition capable of promoting the generation of tar to various styrenic resins and satisfying the requirement of V-1 when measured by the UL-94 method.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
구체적으로, 본 발명의 챠르 생성 촉진제는 수평균 입경이 0.1 내지 50 ㎛이고 벌크 밀도가 0.35 내지 0.50 g/ml인 칼슘 알루미노실리케이트를 포함할 수 있다.Specifically, the char formation promoter of the present invention may include calcium aluminosilicate having a number average particle diameter of 0.1 to 50 占 퐉 and a bulk density of 0.35 to 0.50 g / ml.
상기 챠르 생성 촉진제는 다양한 스티렌계 수지에 적용될 수 있으며, 일례로 스티렌계 수지에 인계 난연제를 포함하는 수지 조성물에 포함되어 난연조제 역할을 수행할 수 있다. The char formation promoter may be applied to various styrene resins, for example, a resin composition containing a phosphorus-based flame retardant in a styrene-based resin, and may serve as a flame retardant auxiliary.
구체적인 예로는 스티렌계 수지 및 에톡시계 수지에 인계 난연제를 포함하는 수지 조성물에 포함되어 난연조제 역할을 수행할 수 있다.
Specific examples thereof include styrene-based resins and ethoxystyrene resins in a resin composition containing a phosphorus-based flame retardant to perform a flame retarding auxiliary function.
상기 칼슘 알루미노실리케이트는 수평균 입경이 0.1 내지 50 ㎛, 0.1 내지 40 ㎛, 혹은 1 내지 15 ㎛일 수 있고, 상기 범위 내에서 기계적 강도를 보강하는 효과를 제공할 수 있다. The calcium aluminosilicate may have a number average particle diameter of 0.1 to 50 占 퐉, 0.1 to 40 占 퐉, or 1 to 15 占 퐉, and the effect of reinforcing the mechanical strength within the above range can be provided.
또한, 상기 칼슘 알루미노실리케이트는 벌크 밀도가 0.35 내지 0.50 g/ml, 0.35 내지 0.45 g/ml, 혹은 0.35 내지 0.40 g/mo일 수 있고, 상기 범위 내에서 기계적 강도를 보강하는 효과를 제공할 수 있다.
The calcium aluminosilicate may have a bulk density of 0.35 to 0.50 g / ml, 0.35 to 0.45 g / ml, or 0.35 to 0.40 g / mol, and may provide an effect of reinforcing the mechanical strength within the above range have.
상기 칼슘 알루미노실리케이트는 일례로, 주기율표 제I족, 제II족 및 제IV족의 금속 중에서 선택된 1 이상의 금속을 포함하는 천연 제올라이트 또는 합성 제올라이트일 수 있다. The calcium aluminosilicate may be, for example, natural zeolite or synthetic zeolite containing at least one metal selected from Group I, Group II and Group IV metals of the periodic table.
구체적인 예로, 상기 챠르 생성 촉진제는 알카리 금속을 포함하는 A형 제올라이트, Mg-치환 제올라이트, Ca-치환 제올라이트, Zn-치환 제올이트, Sr-치환 제올라이트, Ba-치환 제올라트, Zr-치환 제올라이트, 및 Sn-치환 제올라이트 중에서 선택된 1 이상을 사용할 수 있다.
As specific examples, the char formation promoter may be selected from the group consisting of an A-type zeolite, an Mg-substituted zeolite, a Ca-substituted zeolite, a Zn-substituted zeolite, a Sr-substituted zeolite, a Ba- , And Sn-substituted zeolite may be used.
또한, 본 발명의 인계 난연수지 조성물은 스티렌계 수지 및 에폭시계 수지를 포함하되, 상기 수지 조성물은 상술한 챠르 생성 촉진제를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
Further, the phosphorus-base flame retardant resin composition of the present invention includes a styrene resin and an epoxy resin, and the resin composition includes the above-mentioned char formation promoter.
특히, 본 발명에서는 상기 챠르 생성 촉진제의 사용으로, 종래 난연조제로 사용하던 안티몬계 화합물, 실리콘계 화합물, 아연계 화합물은 배제하는 것에 기술적 특징을 갖는다.
Particularly, in the present invention, the use of the char formation promoter has a technical feature to exclude antimony compounds, silicon compounds and zinc compounds conventionally used as a flame retardant auxiliary.
상기 스티렌계 수지는 일례로 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중힙체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리스티렌 공중합체, 및 고충격 폴리스티렌 공중합체 중에서 선택된 1 이상일 수 있다. The styrenic resin may be at least one selected from acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, polystyrene copolymer, and high-impact polystyrene copolymer.
구체적인 예로, 수지의 기계적 물성을 고려할 때 상기 스티렌계 수지는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중힙체 10 내지 90 중량%, 20 내지 50 중량%, 혹은 20 내지 40 중량% 및 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 90 내지 10 중량%, 80 내지 50 중량%, 혹은 80 내지 60 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
As a specific example, considering the mechanical properties of the resin, the styrenic resin may contain 10 to 90% by weight, 20 to 50% by weight, or 20 to 40% by weight of acrylonitrile-butadiene- 90 to 10% by weight, 80 to 50% by weight, or 80 to 60% by weight.
상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 공중합체는 부타디엔계 고무 함량이 30 내지 70 중량%, 40 내지 60 중량%, 혹은 50 내지 60 중량%인 유화 그라프트 중합체일 수 있다.The acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer may be an emulsified graft polymer having a butadiene rubber content of 30 to 70% by weight, 40 to 60% by weight, or 50 to 60% by weight.
구체적으로는, 부타디엔 고무, 아크릴로니트릴 단량체 및 스티렌 단량체를 유화 그라프트 중합한 다음, 응집, 탈수 및 건조하여 분말상태로 제조할 수 있는데, 수평균입경 0.1 내지 0.5㎛인 부타디엔계 고무가 고무 강화 수준까지 포함할 수 있다.Specifically, the butadiene rubber, the acrylonitrile monomer and the styrene monomer can be emulsion-graft-polymerized and then coagulated, dehydrated and dried to obtain a powder. The butadiene rubber having a number average particle diameter of 0.1 to 0.5 μm is rubber- Level.
상기 유화 그라프트 중합은 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체에 포함되는 총 단량체 함량 100중량부를 기준으로 부타디엔 고무 40 내지 70중량부, 유화제 0.1 내지 5중량부, 분자량 조절제 0.1 내지 3중량부 및 중합개시제 0.05 내지 1중량부로 이루어지는 혼합용액에 아크릴로니트릴 5 내지 40중량부 및 스티렌 20 내지 65중량부로 이루어진 단량체 혼합물을 연속 또는 일괄 투입하여 수행할 수 있다.
The emulsion graft polymerization is carried out in the presence of 40 to 70 parts by weight of a butadiene rubber, 0.1 to 5 parts by weight of an emulsifier, 0.1 to 3 parts by weight of a molecular weight modifier, and 0.1 to 5 parts by weight of a polymerization initiator, based on 100 parts by weight of total monomers contained in the acrylonitrile-butadiene- And 0.05 to 1 part by weight of an initiator may be continuously or batchwise added to a monomer mixture composed of 5 to 40 parts by weight of acrylonitrile and 20 to 65 parts by weight of styrene.
일례로 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체에 포함되는 총 단량체 함량 100중량부를 기준으로 부타디엔 고무 50 내지 70중량부, 유화제 0.6 내지 2중량부, 분자량 조절제 0.2 내지 1중량부 및 중합개시제 0.05 내지 0.5중량부로 이루어지는 혼합용액에 아크릴로니트릴 5 내지 30중량부 및 스티렌 20 내지 50중량부로 이루어진 단량체 혼합물을 연속 또는 일괄 투입하여 수행할 수 있다.
For example, 50 to 70 parts by weight of butadiene rubber, 0.6 to 2 parts by weight of an emulsifier, 0.2 to 1 part by weight of a molecular weight regulator and 0.05 to 0.5 parts by weight of a polymerization initiator, based on 100 parts by weight of total monomers contained in the acrylonitrile-butadiene- And 5 to 30 parts by weight of acrylonitrile and 20 to 50 parts by weight of styrene may be continuously or batchwise added to the mixed solution.
상기 응집은 1 내지 10%의 황산 또는 황산염 수용액, 일례로 1 내지 5% 황산 또는 황산염 수용액에 의하여 수행할 수 있다.
The agglomeration may be carried out by using 1 to 10% of sulfuric acid or an aqueous solution of sulfuric acid, for example, 1 to 5% of sulfuric acid or an aqueous solution of sulfuric acid.
상기 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체는 중량평균 분자량이 10,000 내지 300,000 g/mol, 50,000 내지 150,000 g/mol, 120,000 내지 150,000 g/mol, 혹은 120,000 내지 130,000 g/mol이고, 아크릴로니트릴계 단량체 함량이 5 내지 50 중량%, 20 내지 40 중량%, 혹은 20 내지 30 중량%의 괴상 중합체일 수 있다. The styrene-acrylonitrile-based copolymer has a weight average molecular weight of 10,000 to 300,000 g / mol, 50,000 to 150,000 g / mol, 120,000 to 150,000 g / mol, or 120,000 to 130,000 g / mol, May be a bulk polymer of 5 to 50 wt%, 20 to 40 wt%, or 20 to 30 wt%.
일례로 스티렌-아크릴로니트릴(SAN) 공중합체는 중량평균분자량이 30,000 내지 200,000 g/mol이고, 아크릴로니트릴 단량체의 함량이 10 내지 40중량%, 혹은 중량평균분자량이 50,000 내지 150,000 g/mol이고, 아크릴로니트릴 단량체의 함량이 20 내지 40중량%일 수 있다.
For example, the styrene-acrylonitrile (SAN) copolymer has a weight average molecular weight of 30,000 to 200,000 g / mol, an acrylonitrile monomer content of 10 to 40% by weight, or a weight average molecular weight of 50,000 to 150,000 g / mol , And the content of the acrylonitrile monomer may be 20 to 40% by weight.
상기 에폭시계 수지는 상기 스티렌계 수지와의 상용성이 있고, 가공된 열가소성 수지가 연소될 때 차르를 생성할 수 있는 구조를 갖는 수지류를 사용할 수 있다. The epoxy resin may be a resin having a compatibility with the styrene series resin and having a structure capable of generating a char when the processed thermoplastic resin is burned.
일례로 우레탄 변성 말단기로서 하기 식 1로 나타내는 기와 에폭시 말단기로서 하기 식 2로 나타내는 기를 포함하는 페녹시계 수지, 에폭시 말단기로서 하기 식 2로 나타내는 기를 포함하는 다작용성 페녹시계 수지, 및 에폭시 말단기로서 하기 식 3으로 나타내는 기를 포함하는 테트라작용성 수지, 중에서 선택된 1 이상인 것을 특징으로 한다. For example, a phenoxy resin having a group represented by the following formula 1 as a urethane-modified terminal group and a group represented by the following formula 2 as an epoxy terminal group, a multi-functional phenoxy resin including a group represented by the following formula 2 as an epoxy terminal group, And a tetra-functional resin containing a group represented by the following formula 3 as a short-term.
(상기 식 1에서, X 및 Y는 탄소수 1 내지 20의 알킬 혹은 탄소수 6 내지 20의 아릴 기이며, 산소 또는 질소를 포함할 수 있다)(In the above formula 1, X and Y are alkyl having 1 to 20 carbon atoms or aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and may contain oxygen or nitrogen)
상기 에폭시계 수지로서, 우레탄 변성 말단기로서 상기 식 1로 나타내는 기와 에폭시 말단기로서 하기 식 2로 나타내는 기를 포함하는 페녹시계 수지는 구체적인 예로, 우레탄 작용기를 가진 화합물이 에폭시 수지의 에폭시 고리에 부가 반응을 한 것으로, 한 분자 내에 우레탄 변성이 일어난 부분과 일어나지 않은 에폭시 작용기가 혼재되어 있는 것으로, 하기 식 4로 나타낼 수 있다. As the epoxy resin, a phenoxy resin having a group represented by the formula 1 as the urethane-modified terminal group and a group represented by the following formula 2 as the epoxy terminal group as the urethane-modified terminal group may be, for example, a compound in which a compound having a urethane functional group is added to the epoxy ring of the epoxy resin , In which a urea denatured portion and a non-occurring epoxy functional group are mixed in one molecule.
(상기 식에서, R1은 상기 식 2로 나타내는 에폭시 말단기이고, R2는 상기 식 1의 우레탄 변성 말단기이고, R3 및 R4는 독립적으로 수소 원자 혹은 탄소수 1 내지 20의 알킬 혹은 탄소수 6 내지 20의 아릴 기로부터 선택될 수 있고, n1, n2는 1 내지 100의 정수이다)
(Wherein R 1 is an epoxy end group represented by the formula 2, R 2 is a urethane-modified end group of the formula 1, and R 3 And R 4 may be independently selected from a hydrogen atom, an alkyl having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and n 1 and n 2 are integers from 1 to 100)
또한, 상기 에폭시계 수지로서, 에폭시 말단기로서 상기 식 2로 나타내는 기를 포함하는 다작용성 페녹시계 수지는 구체적인 예로, 하기 식 5로 나타낸 것일 수 있다. Further, as the epoxy resin, the polyfunctional phenoxy resin containing the group represented by the formula 2 as the epoxy end group may be a specific example represented by the following formula (5).
(상기 식 5에서, R1은 상기 식 2로 나타내는 에폭시 말단기이고, n은 1 내지 100의 정수이다)
(In the formula 5, R 1 is an epoxy end group represented by the formula 2 and n is an integer from 1 to 100)
또한, 상기 에폭시계 수지로서, 에폭시 말단기로서 상기 식 3으로 나타내는 기를 포함하는 테트라작용성 수지는 구체적인 예로, 하기 식 6으로 나타낸 것일 수 있다. As the epoxy-based resin, the tetra-functional resin containing the group represented by the formula 3 as the epoxy end group may be a specific example represented by the following formula 6.
(상기 식 6에서, Z는 탄소수 2 내지 30의 알킬 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴 기이며, 산소 또는 질소를 포함할 수 있다)
(In the formula 6, Z is an alkyl having 2 to 30 carbon atoms or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, and may contain oxygen or nitrogen)
상기 식 4 내지 6의 에폭시계 수지들은 단독 혹은 2종 이상 병행하여 사용할 수 있다.
The epoxy resins of the formulas 4 to 6 may be used alone or in combination of two or more.
본 발명의 인계 난연수지 조성물을 구성하는 난연제는 일례로 포스페이트계 화합물, 디포스페이트계 화합물, 폴리포스페이트계 화합물, 포스포네이트계 화합물, 및 포스피네이트계 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The flame retardant constituting the phosphorus-based flame retardant resin composition of the present invention may include at least one selected from a phosphate compound, a diphosphate compound, a polyphosphate compound, a phosphonate compound, and a phosphinate compound .
구체적인 예로 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 트리(2,6-디메틸페닐)포스페이트, 트리(2,4,6-트리메틸페닐)포스페이트 등으로 대표되는 포스페이트계 화합물, 테트라페닐레소시놀디포스페이트, 테트라크레실레소시놀디포스페이트, 테트라(2,6-디메틸페닐)레소시놀디포스페이트, 테트라페닐비스페놀A 디포스페이트 등의 디포스페이트계 화합물, 3개 이상의 포스페이트 기를 갖는 폴리포스페이트계 화합물, 포스포네이트계 화합물, 포스피네이트계 화합물 등의 유기계 인계 난연제를 단독 혹은 2종 이상 병행하여 사용할 수 있다.
Specific examples thereof include phosphate-based compounds such as triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, tri (2,6-dimethylphenyl) phosphate and tri (2,4,6-trimethylphenyl) phosphate, tetraphenylresorcinol diphosphate, tetra A diphosphate-based compound such as tetra (2,6-dimethylphenyl) resorcinol diphosphate, tetraphenylbisphenol A diphosphate, a polyphosphate-based compound having three or more phosphate groups, a phosphonate-based compound, Organic phosphorus flame retardants such as phosphinite compounds, and the like can be used alone or in combination of two or more.
상기 인계 난연수지 조성물은 스티렌계 수지 100 중량부 기준으로, 일례로 에폭시계 수지 1 내지 30 중량부, 난연제 1 내지 30 중량부, 및 챠르 생성 촉진제 1 내지 10 중량부를 포함하는 것일 수 있다. The phosphorus flame retardant resin composition may include 1 to 30 parts by weight of an epoxy resin, 1 to 30 parts by weight of a flame retardant, and 1 to 10 parts by weight of a char formation promoter based on 100 parts by weight of a styrene resin.
구체적인 예로, 상기 인계 난연수지 조성물은 스티렌계 수지 100 중량부 기준으로, 일례로 에폭시계 수지 5 내지 20 중량부, 난연제 5 내지 20 중량부, 및 챠르 생성 촉진제 1 내지 5 중량부를 포함하는 것일 수 있다. As a specific example, the phosphorus flame retardant resin composition may include 5 to 20 parts by weight of an epoxy resin, 5 to 20 parts by weight of a flame retardant, and 1 to 5 parts by weight of a char formation promoter based on 100 parts by weight of a styrene resin .
또 다른 예로, 상기 인계 난연수지 조성물은 스티렌계 수지 100 중량부 기준으로, 일례로 에폭시계 수지 10 내지 20 중량부, 난연제 10 내지 20 중량부, 및 챠르 생성 촉진제 2 내지 5 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
As another example, the phosphorus flame retardant resin composition may include 10 to 20 parts by weight of an epoxy resin, 10 to 20 parts by weight of a flame retardant, and 2 to 5 parts by weight of a char formation promoter based on 100 parts by weight of a styrene resin have.
상기 인계 난연수지 조성물은 UL-94의 수직연소법으로 측정시 V-1 규정을 충족할 수 있고, 필요에 따라 충격보강제, 열안정제, 적하방지제, 산화방지제, 광안정제, 자외선차단제, 안료 및 무기충진제 중에서 선택된 첨가제를 통상 사용하는 범위 내에서 더 포함할 수 있다.
The flame retardant resin composition of the present invention can meet the requirements of V-1 when measured by the vertical combustion method of UL-94, and may further contain additives such as impact modifiers, heat stabilizers, anti-drop agents, antioxidants, light stabilizers, May be further included within the range of ordinary use.
본 발명의 수지 조성물은 일례로, 성분들을 압출기에 투입하고 배럴온도 230 내지 250 ℃에서 혼합 및 압출하여 펠렛 형태로 제조한 다음 사출 성형할 수 있다. 상기 압출기 및 사출기는 통상 사용하는 종류, 및 조건을 사용할 수 있으며, 특히 압출기로는 이축 압출기 등을 사용할 수 있다.
As an example of the resin composition of the present invention, the components may be injected into an extruder and mixed and extruded at a barrel temperature of 230 to 250 ° C to form pellets, followed by injection molding. The types and conditions of the extruder and the extruder can be used. In particular, a twin-screw extruder or the like can be used as the extruder.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명하고자 하나 이는 발명의 구체적 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but it should be understood that the present invention is not limited to the following examples.
참고로, 이하 실험에서 챠르 생성 촉진제로는 수평균 입경이 1 내지 15 ㎛이고 벌크 밀도가 0.35 내지 0.50 g/ml를 만족하는 칼슘 알루미노실리케이트로서, 애경소재의 제올라이트 제품으로서 제품명 APS-30을 사용하였다.
As a reference, in the following experiment, as the char formation promoter, calcium aluminosilicate having a number average particle diameter of 1 to 15 탆 and a bulk density of 0.35 to 0.50 g / ml was used. As the zeolite product of APEX, APS-30 Respectively.
[실시예 1][Example 1]
평균입경 0.3 ㎛인 부타디엔 고무 라텍스를 사용하여 유화 그라프트 중합으로 LG화학에서 제조된 ABS 공중합체 25 중량부(중 부타디엔 고무 55 중량%), 아크릴로니트릴의 함량이 25 중량%이고 중량평균 분자량이 120,000인 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 75 중량부로 이루어진 베이스 수지 100 중량부에, 에폭시계 수지로서는 화학식 4의 에폭시 수지 (제품명 KD-1090, 국도화학 주식회사) 15 중량부, 인계 난연제로는 일본 DAIHACHI KAGAKU KOHGYO 사 제품은 테트라(2,6-디메틸페닐)레소시놀디포스페이트(제품명:PX-200) 15 중량부, 상기 애경소재의 제올라이트(APS-30)를 4 중량부를 첨가하고, 헨셀 믹서를 이용하여 균일하게 혼합한 후 이축 압출기를 통하여 펠렛 형태의 인계 난연수지 조성물을 제조하였다. 25 parts by weight of an ABS copolymer (55% by weight of heavy butadiene rubber) produced by LG Chem by emulsion graft polymerization using a butadiene rubber latex having an average particle diameter of 0.3 占 퐉, 25% by weight of acrylonitrile, (Product name: KD-1090, Kukdo Chemical Co., Ltd.) as an epoxy resin, 15 parts by weight of an epoxy resin of the formula (4) as a phosphorus-based flame retardant, and 40 parts by weight of a styrene-acrylonitrile copolymer 15 parts by weight of tetra (2,6-dimethylphenyl) resorcinol diphosphate (product name: PX-200) and 4 parts by weight of zeolite (APS-30) After uniformly mixing, a pelletized phosphorus-based flame retardant resin composition was prepared through a twin-screw extruder.
상기 펠렛 형태의 열가소성 수지 조성물을 사출 성형하여 길이 125 밀리미터, 너비 13 밀리미터, 두께 1.5 밀리미터의 난연시험 시편으로 제조하였다.
The pelletized thermoplastic resin composition was injection molded to prepare a flame retardant test piece having a length of 125 mm, a width of 13 mm and a thickness of 1.5 mm.
[실시예 2][Example 2]
상기 실시예 1에서 화학식 4의 에폭시 수지 대신 화학식 5의 에폭시 수지(제품명: KDMN-1065, 국도화학 주식회사)로 대체한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 실험을 반복하였다.
The same experiment as in Example 1 was repeated except that in Example 1, the epoxy resin of Chemical Formula 5 (trade name: KDMN-1065, Kukdo Chemical Co., Ltd.) was used instead of the epoxy resin of Chemical Formula 4.
[실시예 3][Example 3]
상기 실시예 1에서 화학식 4의 에폭시 수지 대신 화학식 6의 4-관능성 에폭시 수지(상품명 KDT-4400, 국도화학)로 대체한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 실험을 반복하였다.
The same experiment as in Example 1 was repeated except that in Example 1, the 4-functional epoxy resin of Chemical Formula 6 (trade name: KDT-4400, Kukdo Chemical) was used instead of the epoxy resin of Chemical Formula 4.
[실시예 4][Example 4]
상기 실시예 1에서 화학식 4의 에폭시 수지 10 중량부와 화학식 5의 에폭시 수지 5 중량부 그리고 화학식 6의 에폭시 수지 5 중량부를 투입하여 총합 20 중량부로 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 실험을 반복하였다.
The same experiment as in Example 1 was carried out except that 10 parts by weight of the epoxy resin of Formula 4, 5 parts by weight of the epoxy resin of Formula 5 and 5 parts by weight of the epoxy resin of Formula 6 were added to 20 parts by weight of the total amount in Example 1, And repeated.
[비교예 1][Comparative Example 1]
상기 실시예 1에서 인계 난연제와 에폭시계 수지, 상기 애경소재의 제올라이트(APS-30)를 모두 투입하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1, except that the phosphorus flame retardant, the epoxy resin, and the zeolite (APS-30) were not added.
[비교예 2][Comparative Example 2]
상기 실시예 1에서 인계 난연제 20 중량부를 투입하고, 상기 애경소재의 제올라이트(APS-30) 대신 산화알루미늄 4 중량부를 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
Except that 20 parts by weight of the phosphorus flame retardant in Example 1 was added and 4 parts by weight of aluminum oxide was added in place of the zeolite (APS-30) of the above-mentioned aperture aid material.
[비교예 3][Comparative Example 3]
상기 실시예 2에서 인계 난연제 20 중량부를 투입하고, 상기 애경소재의 제올라이트(APS-30) 대신 탄산나트륨 4 중량부를 투입한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하였다.
Example 2 was carried out in the same manner as in Example 2 except that 20 parts by weight of phosphorus-based flame retardant was added and 4 parts by weight of sodium carbonate instead of zeolite (APS-30) was added.
[비교예 4][Comparative Example 4]
상기 실시예 3에서 인계 난연제 20 중량부를 투입하고, 상기 애경소재의 제올라이트(APS-30) 대신 황산칼슘 4 중량부를 투입한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 실시하였다.
Except that 20 parts by weight of the phosphorus-based flame retardant in Example 3 was added and 4 parts by weight of calcium sulfate was used instead of the zeolite (APS-30) of the above-mentioned aperture aid.
[비교예 5][Comparative Example 5]
상기 실시예 1에서 에폭시계 수지 및 상기 애경소재의 제올라이트(APS-30)를 투입하지 않고, 인계 난연제를 30 중량부 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
The procedure of Example 1 was repeated, except that 30 parts by weight of the phosphorus-based flame retardant was added without adding the epoxy resin and the zeolite (APS-30) of the above-mentioned materials.
[비교예 6][Comparative Example 6]
상기 실시예 1에서 상기 애경소재의 제올라이트(APS-30)를 종래 난연조제로 사용하던 삼산화안티몬으로 대체한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the zeolite (APS-30) used in Example 1 was replaced with antimony trioxide used as a conventional flame retardant auxiliary.
[시험예][Test Example]
상기 실시예 1-4 및 비교예 1-6에서 제조된 인계난연 수지 조성물을 UL규격(125mm x 12.5mm)에 맞게 사출하여 시편을 제조하였고, 두께 1.5mm의 시편으로 1,2차 연소시간과 glowing 시간이 잔류하는 시간)을 기록하여 판정하였다. The flame-retardant resin compositions prepared in Examples 1-4 and Comparative Examples 1-6 were injection-molded according to UL standard (125 mm x 12.5 mm) to prepare test specimens. glowing time remaining) were recorded and evaluated.
일례로, 상기 1,2차 연소시간과 glowing 시간을 바탕으로 한 UL 94 판정 방식은, 1차 연소시간과 2차 연소시간이 각각 10초 이내이고, 5개시편 모두의 연소시간 합이 50초 이내이고 하부 탈지면의 발화가 나타나지 않으면 V-0으로 평가하고, 1차 연소시간과 2차 연소시간이 각각 30초 이내이고, 5개시편 모두의 연소시간 합이 250초 이내이고 하부탈지면의 발화가 일어나지 않으면 V-1로 평가하고, V-1과 여소시간은 동일하되 하부탈지면의 발화가 나타나면 V-2로 판정하였다. For example, the UL94 determination method based on the first, second, and glowing times has a first combustion time and a second combustion time of 10 seconds or less, and the sum of the combustion times of all five specimens is 50 seconds And V-0 if no ignition of the lower cotton wool surface was observed. The burning time of the lower cotton wool was less than 30 seconds, the sum of the combustion time of all 5 specimens was less than 250 seconds, V-1 was evaluated if it did not occur, and V-2 was judged to be the same as V-1 and fading time, when the lower ignition occurred.
상기 표 1에서 보듯이, 에폭시계 수지와 인계 난연제, 제올라이트계 난연조제를 동시에 투입하는 실시예 1,2,3,4의 경우 UL-94 V-1 등급의 난연성을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
As shown in Table 1, it was confirmed that Examples 1, 2, 3, and 4, in which an epoxy resin, a phosphorus-based flame retardant, and a zeolite-based flame retardant additive were simultaneously introduced, had UL-94 V-1 flame retardancy.
반면, 에폭시계 수지와 인계 난연제, 제올라이트가 모두 포함되지 않은 비교예 1, 에폭시계 수지와 인계 난연제 함량은 오히려 높고 제올라이트를 난연성을 갖는 다른 무기물로 대체한 비교예 2,3,4,5는 모두 UL-94 등급을 충족하지 못한 것을 확인하였다. On the other hand, in Comparative Example 1 in which both the epoxy resin, the phosphorus flame retardant and the zeolite were not included, the content of the epoxy resin and the phosphorus flame retardant was rather high, and in Comparative Examples 2, 3, 4 and 5 in which the zeolite was replaced with another flame- It was confirmed that it did not meet the UL-94 rating.
구체적으로는, 비교예 1은 난연제 미투입으로 전소하였고, 비교예 2,3,4는 차르 생성이 지연되어 불꽃은 작지만 오래 유지되어 UL-94 등급을 획득할 수 없었다. 비교예 5의 경우는 인계 난연제의 효과로 착화된 불꽃의 크기는 크지 않았으나 차르를 형성할 물질이 없기 때문에 전소되었다.
Specifically, Comparative Example 1 was burned with no flame retardant, Comparative Examples 2, 3, and 4 were delayed in generation of char, and the flame was small, but it remained long, and UL-94 grade could not be obtained. In the case of Comparative Example 5, the flame ignited by the effect of the phosphorus-based flame retardant was not large in size but was burnt because there was no substance to form char.
한편, 종래 인계 난연제에 대한 난연조제로 사용하던 삼산화안티몬을 실시예 1의 챠르 생성 촉진제 대신 적용한 비교예 6에 따르면, 인계 난연제 및 에폭시와의 시너지가 확인되지 않아 연소시간 초과로 V-1 및 V-2를 만족하지 못함을 확인하였다.
On the other hand, according to Comparative Example 6 in which antimony trioxide used as a flame retardant auxiliary to the phosphorus flame retardant was applied instead of the char formation promoter of Example 1, the synergy between the phosphorus flame retardant and the epoxy was not confirmed and V- -2.
따라서, 본 발명의 인계 난연수지 조성물은 에폭시계 수지와 인계 난연제, 챠르 생성촉진제를 동시 사용함으로써 차르를 생성을 촉진시킬 수 있고, 결과적으로 UL-94 V-1 등급의 난연도를 만족하는 것을 규명하였다. Therefore, the phosphorus-based flame retardant resin composition of the present invention can accelerate the generation of char by simultaneously using an epoxy resin, a phosphorus flame retardant, and a char formation promoter, and as a result, the flame retardancy of the UL-94 V- Respectively.
Claims (15)
상기 칼슘 알루미노실리케이트는 수평균 입경이 1 내지 15 ㎛이고 벌크 밀도가 0.35 내지 0.50 g/ml인 것을 특징으로 하는 챠르생성 촉진제. The method according to claim 1,
Wherein the calcium aluminosilicate has a number average particle diameter of 1 to 15 占 퐉 and a bulk density of 0.35 to 0.50 g / ml.
상기 챠르생성 촉진제는 주기율표 제I족, 제II족 및 제IV족의 금속 중에서 선택된 1 이상의 금속을 포함하는 천연 및 합성 제올라이트인 것을 특징으로 하는 챠르생성 촉진제.The method according to claim 1,
Wherein the char formation promoter is a natural and synthetic zeolite containing at least one metal selected from Group I, Group II and Group IV metals of the periodic table.
상기 챠르생성 촉진제는 알카리 금속을 포함하는 A형 제올라이트, Mg-치환 제올라이트, Ca-치환 제올라이트, Zn-치환 제올이트, Sr-치환 제올라이트, Ba-치환 제올라트, Zr-치환 제올라이트, 및 Sn-치환 제올라이트 중에서 선택된 1 이상인 것을 특징으로 하는 챠르생성 촉진제. The method according to claim 1,
The char formation promoter may be selected from the group consisting of A-type zeolites, Mg-substituted zeolites, Ca-substituted zeolites, Zn-substituted zeolites, Sr-substituted zeolites, Ba-substituted zeolites, Zr- - substituted zeolites. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 챠르생성 촉진제는 스티렌계 난연수지에 적용되는 것을 특징으로 하는 챠르생성 촉진제. The method according to claim 1,
Wherein the char formation promoter is applied to a styrene-based flame retardant resin.
상기 수지 조성물은 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항의 챠르생성 촉진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 인계 난연수지 조성물. A flame retardant resin composition comprising a styrene resin and an epoxy resin,
Wherein the resin composition comprises the char formation promoter according to any one of claims 1 to 4.
상기 스티렌계 수지는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중힙체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리스티렌 공중합체, 및 고충격 폴리스티렌 공중합체 중에서 선택된 1 이상인 것을 특징으로 하는 인계 난연수지 조성물. The method according to claim 6,
Wherein the styrenic resin is at least one selected from the group consisting of acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, polystyrene copolymer, and high-impact polystyrene copolymer.
상기 에폭시계 수지는 우레탄 변성 말단기로서 하기 식 1로 나타내는 기와 에폭시 말단기로서 하기 식 2로 나타내는 기를 포함하는 페녹시계 수지, 에폭시 말단기로서 하기 식 2로 나타내는 기를 포함하는 다작용성 페녹시계 수지, 및 에폭시 말단기로서 하기 식 3으로 나타내는 기를 포함하는 테트라작용성 수지, 중에서 선택된 1 이상인 것을 특징으로 하는 인계 난연수지 조성물
[화학식 1]
(상기 식 1에서, X 및 Y는 탄소수 1 내지 20의 알킬 혹은 탄소수 6 내지 20의 아릴 기이며, 산소 또는 질소를 포함할 수 있다)
[화학식 2]
[화학식 3]
The method according to claim 6,
The epoxy resin includes a phenoxy resin having a group represented by the following formula (1) and an epoxy end group represented by the following formula (2) as a urethane-modified terminal group, a polyfunctional phenoxy resin having a group represented by the following formula And a tetra-functional resin comprising a group represented by the following formula 3 as an epoxy end group, and a phosphorus-containing flame retardant resin composition
[Chemical Formula 1]
(In the above formula 1, X and Y are alkyl having 1 to 20 carbon atoms or aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and may contain oxygen or nitrogen)
(2)
(3)
상기 인계 난연수지 조성물은 포스페이트계 화합물, 디포스페이트계 화합물, 폴리포스페이트계 화합물, 포스포네이트계 화합물, 및 포스피네이트계 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 난연제를 포함하는 것을 특징으로 하는 인계 난연수지 조성물. The method according to claim 6,
Wherein the phosphorus flame retardant resin composition comprises at least one flame retardant selected from a phosphate compound, a diphosphate compound, a polyphosphate compound, a phosphonate compound, and a phosphinate compound.
상기 인계 난연수지 조성물은 스티렌계 수지 100 중량부 기준으로, 에폭시계 수지 1 내지 30 중량부, 난연제 1 내지 30 중량부, 및 챠르 생성제 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인계 난연수지 조성물. The method according to claim 6,
Wherein the phosphorus flame retardant resin composition comprises 1 to 30 parts by weight of an epoxy resin, 1 to 30 parts by weight of a flame retardant, and 1 to 10 parts by weight of a char generator, based on 100 parts by weight of a styrene resin .
상기 스티렌계 수지는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중힙체 10 내지 90 중량% 및 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 90 내지 10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 인계 난연수지 조성물. 11. The method of claim 10,
Wherein the styrene-based resin comprises 10 to 90% by weight of an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer block and 90 to 10% by weight of a styrene-acrylonitrile copolymer.
상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 공중합체는 부타디엔계 고무 함량이 30 내지 70 중량%인 유화 그라프트 중합체인 것을 특징으로 하는 인계 난연수지 조성물. 12. The method of claim 11,
Wherein the acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer is an emulsified graft polymer having a butadiene rubber content of 30 to 70% by weight.
상기 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체는 중량평균 분자량이 50,000 내지 150,000 g/mol이고, 아크릴로니트릴계 단량체 함량이 20 내지 40 중량%의 괴상 중합체인 것을 특징으로 하는 인계 난연수지 조성물. 12. The method of claim 11,
Wherein the styrene-acrylonitrile copolymer is a block polymer having a weight average molecular weight of 50,000 to 150,000 g / mol and an acrylonitrile-based monomer content of 20 to 40% by weight.
상기 수지 조성물은 UL-94로 측정시 V-1을 나타내는 것을 특징으로 하는 인계 난연수지 조성물. The method according to claim 6,
Wherein said resin composition shows V-1 as measured by UL-94.
상기 수지 조성물은 충격보강제, 열안정제, 적하방지제, 산화방지제, 광안정제, 자외선차단제, 안료 및 무기충진제 중에서 선택된 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 인계 난연수지 조성물. The method according to claim 6,
Wherein said resin composition comprises an additive selected from the group consisting of an impact modifier, a thermal stabilizer, an anti-drop agent, an antioxidant, a light stabilizer, an ultraviolet screening agent, a pigment and an inorganic filler.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180067872A (en) * | 2016-12-13 | 2018-06-21 | 주식회사 엘지화학 | Thermoplastic flame retardant resin composition, method for preparing the resin composition and molding product comprising the resin composition |
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WO2000032396A1 (en) * | 1998-12-02 | 2000-06-08 | Toray Plastics (America), Inc. | Biaxially oriented polypropylene slip film for packaging with stable coefficient of friction |
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2014
- 2014-07-08 KR KR1020140085149A patent/KR101630515B1/en active IP Right Grant
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KR101630515B1 (en) | 2016-06-14 |
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