KR20150067481A - 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물 및 전기전자 제품용 커버 - Google Patents

폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물 및 전기전자 제품용 커버 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물 및 이로부터 제조된 전기전자 제품용 커버에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 비멜라민계 포스페이트 난연제의 과량 사용을 피하면서 이를 이용하여 제조된 전기전자 제품용 커버가 내열도, 난연 등급 및 자기 소화성에서 적정 규격을 갖는 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물, 및 상기 조성물로 제조되는 전기전자 제품용 커버를 제공하는 효과가 있다.

Description

폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물 및 전기전자 제품용 커버 {polyphenylene ether flame retardant resin composition and cover for electronic appliance}
본 발명은 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물 및 전기전자 제품용 커버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내열도, 난연 등급 및 자기 소화성에서 적정 규격을 갖는 전기전자 제품용 커버용 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물 및 상기 조성물로 제조되는 전기전자 제품용 커버에 관한 것이다.
폴리페닐렌 에테르 수지는 비결정 수지로서 치수안정성, 절연성, 내열성 및 강성 등이 좋은 장점이 있으나, 사출 성형을 위한 수지 흐름성이 낮은 문제가 있다.
이를 해결하도록, 폴리페닐렌 에테르 수지는 폴리스타이렌계 수지와 얼로이되어 상용화되며, 나아가 전기전자 제품용 커버 용도로 사용하도록 난연성은 부여하되 얼로이 수지와의 상용성과 유동성 향상을 위해 포스페이트계 난연제를 사용하는 기술이 제안되었다. 그러나, 난연도를 구현하는데 과량의 포스페이트계 난연제(비멜라민계 포스페이트)를 필요로 할 뿐 아니라, 이들 얼로이 수지중 폴리스티렌 수지의 함량 증가로 인해 내열도와 난연도가 낮아지는 문제가 발생하였으며, 따라서, 이를 해결할 수 있는 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물의 개발이 시급한 실정이다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 종래 첨가하던 비멜라민계 포스페이트 난연제의 과량 사용을 피하면서 이를 이용하여 제조된 전기전자 제품용 커버가 내열도 HDT 75 ℃ 이상이면서 난연도 V-0 혹은 V-1 등급, 및 자기소화성이 15초 이하인 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물 및 이로 제조된 전기전자 제품용 커버를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리페닐렌 에테르 수지, 폴리스티렌 수지 및 비멜라민계 포스페이트의 총 100 중량부 기준으로, 멜라민계 포스페이트 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 조성물로 성형되는 것을 특징으로 하는 전기전자 제품용 커버를 제공한다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 비멜라민계 포스페이트 난연제의 과량 사용을 피하면서 이를 이용하여 제조된 전기전자 제품용 커버가 내열도, 난연 등급 및 자기 소화성에서 적정 규격을 갖는 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물 및 상기 조성물로 제조되는 전기전자 제품용 커버를 제공하는 효과가 있다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물은 폴리페닐렌 에테르 수지, 폴리스티렌 수지 및 비멜라민계 포스페이트에, 이들 총 100 중량부 기준으로, 멜라민계 포스페이트 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 폴리페닐렌 에테르 수지는 일례로 25 ℃ 및 클로로포름 조건에서 측정한 고유점도가 0.30 내지 0.50 dl/g 일 수 있다.
상기 폴리페닐렌 에테르 수지는 일례로 중량평균분자량이 10000 내지 100000 g/mol 일 수 있다.
상기 폴리페닐렌 에테르 수지는 일례로 단일중합체, 공중합체, 그래프트 공중합체, 아이오노머 및 블록공중합체중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 폴리페닐렌 에테르 수지는 구체적인 예로, 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌에테르), 폴리(2,6-디에틸-1,4-페닐렌에테르), 폴리(2-메틸-6-에틸-1,4- 페닐렌에테르), 폴리(2-메틸-6-프로필-1,4-페닐렌에테르), 폴리(2,6-디프로필-1,4-페닐렌에테르), 폴리(2-에틸-6-프로필-1,4-페닐렌에테르), 폴리(2,6-디메톡시-1,4-페닐렌에테르), 폴리(2,6-디(클로로메틸)-1,4-페닐렌에테르), 폴리(2,6-디(브로모메틸)-1,4-페닐렌에테르), 폴리(2,6-디페닐-1,4-페닐렌에테르), 폴리(2,6-디클로로-1,4-페닐렌에테르), 폴리(2,6-디벤질-1,4-페닐렌에테르) 및 폴리(2,5-디메틸-1,4-페닐렌에테르) 중에서 1종 이상 선택된 것일 수 있다.
상기 폴리스티렌 수지는 일례로 부타디엔 러버가 포함된 변성 폴리스티렌 또는 이와 일반 폴리스티렌 수지의 혼합 중에서 선택될 수 있다.
상기 폴리스티렌 수지는 구체적인 예로 고충격 폴리스티렌(HIPS), 및 일반 폴리스티렌(GIPS) 중에서 1종 이상 선택된 것일 수 있다.
본 발명의 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물은 포스페이트계 난연제를 포함할 수 있다. 상기 포스페이트계 난연제는 친환경적이며, 할로겐계 난연제를 대체하는 효과가 있다.
구체적인 예로, 비멜라민계 포스페이트는 연소시 챠르가 형성되어 지속적인 수지 연소에 필요한 산소나 열을 수지 외부로부터 차단시켜주는 역할을 수행할 수 있다.
상기 비멜라민계 포스페이트는 일례로, 트리메틸 포스페이트(Trimethyl phosphate), 트리에틸 포스페이트(Triethyl phosphate), 트리페닐 포스페이트(Triphenyl phosphate, TPP), 트리크레실 포스페이트(Tricresyl phosphate, TCP), 트리크실레닐 포스페이트(Trixylenyl phosphate, TXP), 레조시놀 비스(디페닐 포스페이트)[Resorcinol bis(diphenyl phosphate), RDP], 페닐 디레조시놀 포스페이트(Phenyl diresorcinol phosphate), 비스페놀 디페닐 포스페이트(Bisphenol diphenyl phosphate, BDP), 크레실 디페닐 포스페이트(Cresyl diphenyl phosphate), 크실레닐 디페닐 포스페이트(Xylenyl diphenyl phosphate), 페닐 디(이소프로필페닐)포스페이트[Phenyl di(isopropylphenyl) phosphate], 트리이소페닐 포스페이트(Triisophenyl phosphate), 디페닐포스페이트(Diphenyl Phosphate), 레조시놀디포스페이트(Resorcinol di Phosphate), 및 방향족 폴리포스페이트(Aromatic Polyphosphate) 중에서 선택된 1 이상일 수 있고, 특히 액상 올리고머 타입 포스페이트일 수 있다.
상기 비멜라민계 포스페이트는 구체적인 예로, 암모늄 폴리포스페이트, 멜라민 폴리포스페이트, 멜라민 피로포스페이트, 피페라진 폴리포스페이트, 및 트리페닐 포스페이트 중에서 선택된 1 이상으로서 필러 타입일 수 있다.
상기 비멜라민계 포스페이트는 수분을 처리하고 반응 효율을 높이도록 코팅 등의 전처리를 수행할 수 있다.
또한 상기 비멜라민계 포스페이트와 함께 멜라민계 포스페이트를 투입함으로써 멜라민에 의한 챠르 발포효과에 의한 챠르의 난연 기능이 향상되어 연소시간이 줄어들고 결과적으로 난연도를 높이는 역할을 수행할 수 있다.
상기 멜라민계 포스페이트는 일례로, 멜라민계 폴리포스페이트, 멜라민계 피로포스페이트 및 멜라민계 암모늄포스페이트 중에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
일례로, 상기 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물은 폴리페닐렌 에테르 수지 10 내지 94 중량%, 폴리스티렌 수지 1 내지 80 중량%, 비멜라민계 포스페이트 1 내지 30 중량%의 총 100 중량부를 기준으로, 멜라민계 포스페이트 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
구체적인 예로, 상기 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물은 폴리페닐렌 에테르 수지 10 내지 50 중량%, 폴리스티렌 수지 40 내지 80 중량%, 비멜라민계 포스페이트 10 내지 30 중량%의 총 100 중량부를 기준으로, 멜라민계 포스페이트 0.01 내지 10 중량부; 및 불소계 적하방지제 0.01 내지 5 중량부;를 포함하는 것일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물은 폴리페닐렌 에테르 수지 50 내지 90 중량%, 폴리스티렌 수지 10 내지 50 중량%, 비멜라민계 포스페이트 1 내지 20 중량%의 총 100 중량부를 기준으로, 멜라민계 포스페이트 0.01 내지 5 중량부; 및 불소계 적하방지제 0.01 내지 5 중량부;를 포함하고, 상기 범위 내에서 이를 이용하여 제조된 전기전자 제품용 커버가 내열도, 난연 등급 및 자기 소화성 측면에서 적정 규격을 제공하는 효과가 있다.
상기 불소계 적하방지제는 일례로 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴플로라이드, 테트라플루오르에틸렌/비닐리덴플로라이드 공중합체, 테트라플루오르에틸렌/헥사플루오르프로필렌 공중합체 및 에틸렌/테트라플루오르에틸렌 공중합체 등의 불소화 폴리올레핀 수지로부터 1종 이상 선택할 수 있다.
상기 불소계 적하방지제는 구체적인 예로, 폴리페닐렌 에테르 수지 50 내지 80 중량%, 폴리스티렌 수지 10 내지 30 중량%, 비멜라민계 포스페이트 10 내지 20 중량%의 총 100 중량부를 기준으로, 0.1 내지 3 중량부, 혹은 0.1 내지 1 중량부 범위 내로 포함할 수 있다.
본 발명의 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물은 일례로 윤활제, 산화방지제, 광안정제, 사슬연장제, 촉매, 이형제, 안료, 염료, 대전방지제, 항균제, 가공조제, 금속불활성화제, 발연억제제, 무기 충진제, 유리섬유, 내마찰제, 내마모제 및 커플링제 중에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 일례로 본 발명의 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물의 물리적 성질에 악영향을 미치지 않는 범위 내에서 사용할 수 있다.
본 발명의 상기 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물은 선택적으로 상기 첨가제와 함께, 믹서 혹은 슈퍼믹서에서 일차 혼합한 후 이축 압출기 (twin-screw extruder), 일축 압출기 (single-screw extruder), 롤밀 (roll-mills), 니더 (kneader) 또는 반바리 믹서 (banbury mixer) 등 다양한 배합 가공기기 중 하나를 이용하여 200 내지 300 ℃의 온도구간에서 용융 혼련한 후 압출 가공하여 펠렛(Pellet)을 얻고, 이 펠렛을 제습 건조기 또는 열풍 건조기를 이용하여 충분히 건조시킨 후 사출 가공하여 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물로 성형되고, 내열도, 난연등급 및 자기소화성을 적절하게 발현하는, 전기전자 제품용 커버를 제공할 수 있다.
상기 전기전자 제품용 커버는 일례로, TV, 각종 가전제품 PCB 커버, 냉장고 또는 세탁기 내외장 부품, 산업용 전기부품 등일 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명을 이에 한정하려는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1 내지 4
하기 표 1에 나타낸 성분들을 그 기재된 함량으로 슈퍼 믹서(super mixer)에 투입하고 잘 혼합한 다음, 이 혼합물을 이축 압출기(twin-screw extruder)를 이용하여, 200 내지 290 ℃의 온도구간에서 용융 혼련시킨 후 압출가공(펠렛타이져 사용)하여 펠렛을 얻었다. 이 펠렛을 80 ℃에서 4 시간 이상 건조한 후 사출 성형하였고, 이를 상온에서 1일 방치한 후 물성 테스트를 위한 시편으로 사용하였다.
비교예 1 내지 2
하기 표 1에 나타낸 성분들을 그 기재된 함량만큼 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
* 폴리페닐렌 에테르 수지(PPE):LXR-035(Blue Star 제), 중량평균 분자량 2,0000 ~30000 g/mol, MI(300℃/5kg): 8 ~ 20, Tg: 215℃
* 폴리스티렌 수지(PS):Alphalac HIPS SG910(LG화학 제), 아이조드 충격강도(3.2mm) ASTM D256, 23℃: 19 kg.cm/cm, -30 ℃: 6 kg.cm/cm.
* 비멜라민계 포스페이트 난연제(BDP):유기 포스페이트(organo phosphate)(Adeka FP-600)
* 불소계 적하방지제(PTFE): 폴리테트라플루오로에틸렌(포세라 Xflon-G)
* 멜라민계 포스페이트(MPP): 멜라민계 폴리포스페이트(DOOBON Nonfla 600)
구분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2
PPE 50 50 80 80 50 80
PS 30 30 10 10 30 10
BDP 20 20 10 10 20 10
PTFE* 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
MPP* 1 3 1 3 - -
* 중량부: PPE+PS+BDP의 총 100 중량부를 기준으로 한 값이다.
[시험예]
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물 시편의 특성을 하기의 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
* 난연성(UL 94V): UL94V 측정방식에 준하여 두께 1.6mm에서 측정하였다.
* 난연성(자기 소화성): UL94V 측정방식에 준하여 두께 1.6mm에서 측정하였다. 참고로, 시편 1개당 연소시간 15초 이내 범위인 것이 적절하다.
* 내열성 (HDT): ASTM D638에 명시된 방법에 따라 측정하였다.
* 충격강도: ASTM D256 방법에 의하여 측정하였다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2
난연등급 V-1 V-0 V-1 V-0 V-1 V-1
자기소화성 14초 8초 12초 8초 38초 20초
내열도(HDT) 90 90 130 130 88 126
충격강도(Izod) 9 9 11 11 9.5 12
상기 표 2에서 보듯이, 본 발명에 따른 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물의 경우(실시예 1 내지 4), 멜라민계 포스페이트를 포함하지 않는 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물의 경우(비교예 1 내지 2)와 비교하여 난연성이 뛰어남을 확인할 수 있었다.
특히 사용량이 높을수록 난연도와 내열도에 악영향을 미칠 수 있는 폴리스티렌 수지 관련하여, 30 중량%를 사용한 실시예 2와 10 중량%를 사용한 실시예 4에서 동일한 난연등급 및 자기소화성을 제시하였다. 즉, 본 발명에 따르면, 멜라민 포스페이트의 투입에 의해, 폴리스티렌 수지의 사용량에 관계없이 난연등급과 자기 소화성을 구현하는 효과를 규명하였다.
결과적으로, 본 발명에 따르면, 전기전자 제품용 커버 제조에 사용하는 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물에 관련하여 종래 첨가하던 비멜라민계 포스페이트계 난연제의 과량 사용을 피하면서 멜라민계 포스페이트를 새로이 포함시킴으로써 이를 이용하여 제조된 전기전자 제품용 커버가 내열도, 난연등급 및 자기 소화성 등을 적정 규격으로 제공할 수 있음을 규명하였다.

Claims (13)

  1. 폴리페닐렌 에테르 수지, 폴리스티렌 수지 및 비멜라민계 포스페이트에, 이들 총 100 중량부 기준으로, 멜라민계 포스페이트 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는
    폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리페닐렌 에테르 수지는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌에테르), 폴리(2,6-디에틸-1,4-페닐렌에테르),폴리(2-메틸-6-에틸-1,4-페닐렌에테르), 폴리(2-메틸-6-프로필-1,4-페닐렌에테르),폴리(2,6-디프로필-1,4-페닐렌에테르),폴리(2-에틸-6-프로필-1,4-페닐렌에테르),폴리(2,6-디메톡시-1,4-페닐렌에테르),폴리(2,6-디(클로로메틸)-1,4-페닐렌에테르),폴리(2,6-지(브로모메틸)-1,4-페닐렌에테르), 폴리(2,6-디페닐-1,4-페닐렌에테르), 폴리(2,6-디클로로-1,4-페닐렌에테르), 폴리(2,6-디벤질-1,4-페닐렌에테르) 및 폴리(2,5-디메틸-1,4-페닐렌에테르) 중에서 1종 이상 선택된 것을 특징으로 하는
    폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리페닐렌 에테르 수지는 폴리페닐렌 에테르 수지, 폴리스티렌 수지 및 비멜라민계 포스페이트의 총합 100 중량% 중 10 내지 94 중량%인 것을 특징으로 하는
    폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 폴리스티렌 수지는 부타디엔 러버가 포함된 변성 폴리스티렌 또는 이와 일반 폴리스티렌 수지(GIPS)의 혼합인 것을 특징으로 하는
    폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폴리스티렌 수지는 고충격 폴리스티렌(HIPS) 및 일반 폴리스티렌(GIPS) 중에서 1종 이상 선택된 것을 특징으로 하는
    폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 폴리스티렌 수지는 폴리페닐렌 에테르 수지, 폴리스티렌 수지 및 비멜라민계 포스페이트의 총합 100 중량% 중 1 내지 90 중량%인 것을 특징으로 하는
    폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 비멜라민계 포스페이트는 트리메틸 포스페이트(Trimethyl phosphate), 트리에틸 포스페이트(Triethyl phosphate), 트리페닐 포스페이트(Triphenyl phosphate, TPP), 트리크레실 포스페이트(Tricresyl phosphate, TCP), 트리크실레닐 포스페이트(Trixylenyl phosphate, TXP), 레조시놀 비스(디페닐 포스페이트)[Resorcinol bis(diphenyl phosphate), RDP], 페닐 디레조시놀 포스페이트(Phenyl diresorcinol phosphate), 비스페놀 디페닐 포스페이트(Bisphenol diphenyl phosphate, BDP), 크레실 디페닐 포스페이트(Cresyl diphenyl phosphate), 크실레닐 디페닐 포스페이트(Xylenyl diphenyl phosphate), 페닐 디(이소프로필페닐)포스페이트[Phenyl di(isopropylphenyl) phosphate], 트리이소페닐 포스페이트(Triisophenyl phosphate), 디페닐포스페이트(Diphenyl Phosphate), 레조시놀디포스페이트(Resorcinol di Phosphate), 및 방향족 폴리포스페이트(Aromatic Polyphosphate) 중에서 선택된 1 이상인 것을 특징으로 하는
    폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 비멜라민계 포스페이트는 폴리페닐렌 에테르 수지, 폴리스티렌 수지 및 비멜라민계 포스페이트의 총합 100 중량% 중 1 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는
    폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 멜라민계 포스페이트는 멜라민계 폴리포스페이트, 멜라민계 피로포스페이트 및 멜라민계 암모늄포스페이트 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는
    폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 폴리페닐렌 에테르 수지, 폴리스티렌 수지 및 비멜라민계 포스페이트의 총 100 중량부 기준으로, 불소계 적하방지제 0.01 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는
    폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 불소계 적하방지제는 폴리테트라플루오르에틸렌, 폴리비닐리덴플로라이드, 테트라플루오르에틸렌/비닐리덴플로라이드 공중합체, 테트라플루오르에틸렌/헥사플루오르프로필렌 공중합체 및 에틸렌/테트라플루오르에틸렌 공중합체 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는
    폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물은 윤활제, 산화방지제, 광안정제, 사슬연장제, 촉매, 이형제, 안료, 염료, 대전방지제, 항균제, 가공조제, 금속불활성화제, 발연억제제, 무기 충진제, 유리섬유, 내마찰제, 내마모제 및 커플링제 중에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는
    폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물.
  13. 제1항에 따른 폴리페닐렌 에테르 난연수지 조성물로 성형된,
    전기전자 제품용 커버.
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