KR20180039482A - 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상대점도가 2.5 내지 3.2인 폴리아미드 수지; 및 상기 폴리아미드 수지 100 중량부 기준, 포스핀산염 20 내지 23.6 중량부, 멜라민 폴리 인산염 6.6 내지 8.3 중량부, 에폭시기가 그라프팅된 메타-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(m-acrylonitrile-butadiene-styrene, MBS) 6.6 내지 9.7 중량부 포함하는 폴리아미드 수지 조성물.

Description

폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품{The polyamide resin composition and product prepared by the same}
본 발명은 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 강인성과 난연성을 동시에 요구하는 플라스틱 성형물의 용도로 적합하게 적용될 수 있는 비할로겐화 난연성 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 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. 이러한 움직임에 힘입어 기존의 브롬(Bromine)을 주 물질로 하는 브롬계난연제와 염소를 함유하는 PVC 등도 규제 대상에 포함됨에 따라, 난연성을 요구하는 전자전자, 자동차 부품도 브롬, 염소 등 할로겐(Halogen)계 물질을 사용하지 않는 비할로겐화 제품 형태로 개발되고 있다.
한편, 환경 규제와 더불어 전기전자 부품 분야는 점차 경박단소화되는 제품 사양에 따라 기존의 난연 특성외에 전기적 특성인 CTI, RTI 향상, GWIT, GWT의 확보에 대한 요구 사양이 점차 확대 되고 있는 상황이다.
이에, 한국 공개특허 제10-2006-7023031호 및 제10-2007-7008309호에서는 열가소성 폴리아미드를 기본 수지로 하여 포스핀산염 또는 디포스핀산염과 멜라민 시아누레이트, 멜라민 폴리포스파이트를 적용하여 난연성을 발휘하고, 열가소성 수지인 폴리아미드와 아로마틱 폴리아미드의 얼로이 수지를 적용하여 GWIT 750 ℃와 난연성을 모두 만족시키는 기술을 제안하하고 있다. 이와 함께 상기 특허는 이온 관능성 관능기를 가지며 L/D가 긴 미네랄을 적용한 기술을 제안함으로써, 우수한 난연성 및 GWIT를 달성하였으나, 성형시 흐름성 저하의 문제를 개선하지 못한 한계가 있었으며, 고가의 미네랄의 사용과 아로마틱 열가소성 폴리아미드와의 얼로이로 인하여 원가가 상승되는 문제점을 남겼다.
또, 국제 공개 특허 WO 2006/029711와 WO 2012/080403의 경우 난연제로 포스핀산염 또는 디포스핀산염과 멜라민 시아누레이트, 멜라민 폴리포스파이트와 멜라민 시아누 레이트를 사용하고, 여기에 유리 강화 섬유를 첨가하여 GWIT 750 ℃와 난연성을 모두 만족시키는 기술을 제안하였으나 이 또한 강화제로 인한 흐름성 저하 및 비중이 높아지는 문제를 피해갈 수 없었다.
이에 본 발명을 통해 포스핀산염 및 멜라민 폴리 인산염을 멜라민 폴리포스파이트를 포함한 폴리아미드 수지에 메타-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(m-acrylonitrile-butadiene-styrene, MBS)을 첨가함으로써, 우수한 난연성(UL94)은 물론 GWIT 750℃ 및 GWFI 960℃의 전기적 특성을 발현하고, 기존의 흐름성 문제 및 제품의 신도 하락 문제를 해결한 폴리아미드 수지 조성물을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 제 1 구현예는 상대점도가 2.5 ~ 3.2인 폴리아미드; 및 상기 폴리아미드 100 중량부 기준, 포스핀산염 20 내지 23.6 중량부, 멜라민 폴리 인산염 6.6 내지 8.3 중량부, 에폭시기가 그라프팅된 메타-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(m-acrylonitrile-butadiene-styrene, MBS) 6.6 내지 9.7 중량부 포함하는 폴리아미드 수지 조성물이다.
상기 제 1 구현예에 따른 폴리아미드는 폴리아미드6, 폴리아미드66, 폴리아미드46, 폴리아미드610, 폴리아미드612, 폴리아미드11, 폴리아미드12, 폴리아미드 6/6T 및 폴리아미드6/6I 중 선택된 1종 이상의 지방족 폴리아미드; 폴리헥사 디아민 테레프탈아미드; 폴리헥사 디아민이소프탈아미드; 폴리테트라메틸렌 이소프탈아미드; 메타자이릴렌 디아민과 아디프산(adipic acid)에서 얻어지는 방향족 폴리아미드; 및 이들의 공중합이나 혼합물 중 선택된 1 종 이상인 것일 수 있다.
상기 제 1 구현예에 따른 에폭시기는 메타-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(m-acrylonitrile-butadiene-styrene, MBS) 1몰당 0.3몰% 내지 1몰%의 비율로 그라프팅된 것일 수 있으며, 상기 메타-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(m-acrylonitrile-butadiene-styrene, MBS)은 코어(core)가 부타디엔 스타이렌 러버이고, 쉘(Shell)이 멜라민 메타아크릴레이드인 코어-쉘(Core-Shell)구조를 갖는 것일 수 있다.
또한, 상기 제 1 구현예에 따른 조성물은 포스핀산염 및 멜라민 폴리 인산염을 중량비 기준으로 2:1 내지 4:1로 포함하고, ASTM D1238에 의거하여 측정한 유동성이 유동성이 20 g/10분 내지 40g/10분인 것일 수 있다.
나아가, 본 발명은 상기 제 1 구현예의 폴리아미드 수지 조성물로부터 제조되며, (a) ASTM D638 측정기준, 인장강도가 100Mpa이상; (b) UL94 난연등급이 1/32inch 두께 기준 V-0; (c) IEC 60695-2-13 측정기준, GWIT 750℃ 이상; 및 (d) IEC 60695-2-13 측정기준, GWFI 960℃ 이상의 물성을 갖는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 성형품을 바람직한 제 2 구현예로 한다.
본 발명의 폴리아미드 수지 조성물은 UL94 방법에 의한 난연성 평가에서 1/32인치 두께 기준 V-0 등급의 우수한 난연성을 가지고 있으며, 유동성이 높아 사출성형에 유리할 뿐만 아니라, 가공성이 뛰어나고, GWIT 750℃ 이상 및 GWFI 960℃ 이상을 만족하므로 성형품으로 제조하여 각종 전기, 전자 부품, 특히 커넥터류 부품에 용이하게 적용할 수 있다.
본 발명은 상대점도가 2.5 내지 3.2인 폴리아미드; 및 상기 폴리아미드 100 중량부 기준, 포스핀산염 20 내지 23.6 중량부, 멜라민 폴리 인산염 6.6 내지 8.3 중량부, 에폭시기가 그라프팅된 메타-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(m-acrylonitrile-butadiene-styrene, MBS) 6.6 내지 9.7 중량부 포함하는 폴리아미드 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 조성물을 이용하여, (a) ASTM D638 측정기준, 인장강도가 15 이상; (b) UL94 난연등급이 1/32inch 두께 기준 V-0; (c) IEC 60695-2-13 측정기준, GWIT 750℃ 이상; 및 (d) IEC 60695-2-13 측정기준, GWFI 960℃ 이상의 물성을 갖는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 성형품을 제공한다.
종래, GWIT 750℃를 구현하는 방법으로 포스핀산염, 디포스핀산염, 멜라민 시아누레이트 또는 멜라민 폴리포스파이트를 포함한 수지에 유리섬유나 미네랄을 적용하는 기술이 존재하였으나, 이 경우 첨가된 유리섬유나 미네랄로 인하여 흐름성이 저하되는 문제가 발생할 뿐아니라 제품의 비중이 높고 인장강도의 하락으로 인한 제품의 깨짐 문제가 발생되어 왔다. 그러나 본 발명은 이러한 강화제를 사용하지 않아 기본적으로 유동성과 가공성이 뛰어나며, 그럼에도 불구하고 우수한 난연성과 전기적 특성까지 확보할 수 있는 폴리아미드 수지 조성물을 제공할 수 있는 것이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
이때, 본 발명을 설명함에 있어서 명세서 전반을 통해 기재된 중량평균분자량은 다음과 같은 방법에 따라 측정한 것을 의미하는 것이다.
<수 평균 분자량>
측정하고자 하는 물질을 0.2%의 농도가 되도록 테트라히드로푸란에 녹인 후, 0.45㎛ PTFE Syringe filter로 여과하여 겔투과크로마토그래피(GPC, Waters Alliance e2695 + Waters 2414 RI Detector)에 10μL를 주입하였다. GPC의 이동상은 테트라히드로푸란을 사용하고, 1.0mL/분의 유속으로 유입하였으며, 분석은 30℃에서 수행하였다. 컬럼은 에이질런트사 PI gel Mixed D를 직렬로 두개 연결하여 사용하였으며, 검출기로는 RI 검출기를 이용하여 40℃에서 측정하였다. 검량선은 폴리스티렌 Standard를 0.1% 농도로 테트라히드로푸란에 녹여 주입하여 사용하였고, 이로써 폴리스티렌 환산 수평균분자량(Mn)을 구하였다.
폴리아미드 수지
본 발명에서 상기 폴리아미드 수지는 20℃, 96% 황산 100㎖ 중에 폴리아미드 수지 1g을 첨가하였을 때, 측정된 용액의 상대점도가 2.5 내지 3.2인 것이 바람직하며, 상대점도가 2.5미만이면 강성, 충격강도 및 내열성이 저하될 수 있고, 3.2초과이면 성형기 내에서 스크류와 수지간의 과다한 마찰열이 발생하여 수지가 분해되거나 성형을 위해 고압의 압력이 필요하게 되어 성형기와 금형에 무리를 발생시켜 사출성형이 어려워질 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리아미드는 폴리아미드6, 폴리아미드66, 폴리아미드46, 폴리아미드610, 폴리아미드612, 폴리아미드11, 폴리아미드12, 폴리아미드 6/6T 및 폴리아미드6/6I 중 선택된 1종 이상의 지방족 폴리아미드; 폴리헥사 디아민 테레프탈아미드; 폴리헥사 디아민이소프탈아미드; 폴리테트라메틸렌 이소프탈아미드; 메타자이릴렌 디아민과 아디프산(adipic acid)에서 얻어지는 방향족 폴리아미드; 및 이들의 공중합이나 혼합물 중 선택된 최소 1 종의 수지일 수 있으며, 보다 바람직하게는 폴리아미드6, 폴리아미드66, 폴리아미드46, 폴리아미드610, 폴리아미드612, 폴리아미드11, 폴리아미드12, 폴리아미드 6/6T 및 폴리아미드6/6I 중 선택된 1종 이상의 지방족 폴리아미드일 수 있으며, 가장 바람직하게는 폴리아미드6 및 폴리아미드66 중 선택된 1종 이상의 폴리아미드일 수 있다.
본 발명의 상기 폴리아미드의 수평균 분자량은 20,000 내지 50,000인 것이 바람직한데, 만약, 수평균 분자량이 20,000 미만이면 강성이 저하될 수 있고, 50,000 초과이면 점도가 높아져 흐름성이 좋지 않아 용융혼련이 원활하게 이루지지 않을 수 있다. 이때, 본 발명의 폴리아미드 수지는 폴리아미드 수지 조성물의 제조를 위하여, 칩(chip) 형태로 만들어 제습형 건조기에서 건조 후 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
포스핀산 금속염
본 발명의 수지 조성물에서 상기 포스핀산 금속염은 하기 화학식 1로 표현되는 것이다.
<화학식 1>
Figure pat00001
상기, 화학식 1에서 R1 및 R2는 같거나 다른 알킬 또는 아릴기이고, Mm+은 아연, 티탄, 지르코늄, 규소, 알루미늄 및 주석 중 선택된 최소 1 종의 금속 원소이며, m은 1내지 4의 자연수이다. 이때, 상기 금속 원소 M는 반드시 이에 한정된 것은 아니나 알루미늄(Al)을 선택하는 것이 난연제의 활성측면에서 바람직할 수 있다.
본 발명에서 상기 포스핀산 금속염은 폴리아미드 총 100 중량부 기준 포스핀산염 20 내지 23.6 중량부함되는 것이 충분한 난연성 확보를 위해 바람직하다. 만일 포스핀산 금속염의 함량이 20중량부 미만이면 난연성 발현 효과가 미미하여 UL94 난연성 평가 기준, 1/32inch 두께에서 V-0 등급의 난연성이 발현되지 않으며 23.6중량부를 초과하면 인장강도의 하락을 동반하여 외부 충격에 의한 수지 성형물의 깨짐, 갈라짐 등의 파손 등이 발생할 수 있다.
멜라민 폴리 인산염(멜라민 폴리 포스파이트 )
한편, 본 발명에서 상기 포스핀산 금속염은 수지의 난연성 발현을 위하여 사용하는 것이나, 포스핀산 금속염을 단독으로만 사용하게 될 경우 소량 사용시 난연성 발현이 어렵고 과량 사용시 인장강도의 하락을 발생시키는 단점이 있음에도 불구하고 첨가 가능한 함량범위가 매우 협소하여, 그 함량을 제어하기에 많은 곤란함이 존재한다. 이러한 포스핀산 금속염의 단점을 보완하기 위하여 본 발명은 상기 폴리아미드 수지 100 중량부에 대하여 화학식 2로 표시되는 멜라민 폴리 인산염을 6.6 내지 8.3 중량부 포함한다.
<화학식 2>
Figure pat00002
상기 화학식 2에서 n은 1 이상의 자연수이다.
본 발명에서 상기 멜라민 폴리 인산염은 포스핀산 금속염과 혼합 사용되어 난연성 발현 효과를 증가시키고 인장강도의 하락을 방지하는 역할을 한다. 만일 멜라민 폴리 인산염의 함량이 6.6 중량부 미만이면 난연성이 충분히 발현되지 않고, 포스핀산 금속염에 의한 인장강도 하락을 방지하는 효과도 미미하여 외부 충격에 의한 수지 성형물의 깨짐, 갈라짐 등의 파손 등이 발생하게 되며, 8.3 중량부를 초과하면 충격강도의 하락을 수반하여 성형품의 조립 및 사용시 크랙(Crack), 깨짐 등이 발생하게 되고, 성형 가공시 가스(Gas)가 발생하여 작업성이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 우수한 난연성의 발현과 인장강도 및 충격강도의 하락 방지를 위하여 포스핀산 금속염과 멜라민 폴리 인산염을 중량비 기준으로 2 : 1 내지 4 : 1 범위로 혼용하여 사용하는 것이 바람직하다. 만약, 혼용비율이 2 : 1 에 미치지 못할 경우, 높은 멜라민 폴리 인산염의 함량으로 인해 충격강도가 하락하고 성형 가공시 가스(Gas)가 발생하여 수지 조성물이 요구하는 용도에 부적합하게 될 수 있으며, 혼용비율이 4 : 1을 초과할 경우, 높은 포스핀산 금속염의 함량으로 인해 인장강도가 하락하여 조립 및 장착시 제품이 쉽게 부러지거나 깨짐이 발생할 수 있다.
Core-Shell 구조의 내충격제
나아가, 본 발명에 따른 수지 조성물은 궁극적으로 에폭시기가 그라프팅된 메타-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(m-acrylonitrile-butadiene-styrene, MBS)를 내충격제로 포함함으로써, 우수한 난연성과 동시에 전기적 특성인 GWIT 750℃ 및 GWFI 960℃를 확보할 수 있게 된다.
본 발명에서 상기 메타-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(m-acrylonitrile-butadiene-styrene, MBS)은 코어(core)가 부타디엔 스타이렌 러버이고, 쉘(Shell)이 멜라민 메타아크릴레이드인 코어-쉘(Core-Shell)구조를 갖는 것으로, MBS에 그라프팅된 상기 에폭시기는 메타-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(m-acrylonitrile-butadiene-styrene, MBS) 1몰당 0.3몰% 내지 1몰%의 비율로 그라프팅 된 것이 바람직하다.
상기 에폭시시가 0.3몰% 이하로 그라프트된 경우 에폭시기가 너무 소량으로 존재하여 GWIT 향상 효과가 미미하고 1몰%가 넘어갈 경우 부분적 가교의 정도가 과하게 진행되어 열가소성 소재의 특성을 잃고 경화성 수지가 되는 문제가 우려될 수 있다. 이때, 에폭시 기는 메타-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 3상 고분자의 압출하는 과정에서 에폭시 관능기를 추가하는 방법으로 그라프팅 시킬 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
일반적으로 난연제 사용에 따른 신율 저하로 인한 성형품의 깨짐 문제가 발생될 수 있는데, 이를 해결하기 위해 기존의 MAH(무수말레인 산)가 그라프트 되어 있는 Rubber Type의 내충격제를 사용할 경우, 고무(Rubber)성분으로 인하여 난연성이 저하되는 우려가 발생한다. 그러나, 에폭시가 그라프트 되어 있는 메타-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(m-acrylonitrile-butadiene-styrene, MBS)를 사용할 경우 에폭시 관능기의 링오픈 반응으로 인하여 2관능성(difunctional) 작용기가 형성되어 고분자 체인 사이에서 부분적 가교 역할을 하게 된다. 이에 따라 열가소성인 폴리아미드 조성을 부분적인 가교를 통해 약간의 열경화성 수지와 유사한 열적 거동을 갖게 하여, 우수한 난연성과 동시에 전기적 특성인 GWIT 750℃ 및 GWFI 960℃를 확보할 수 있게 되는 것이다.
본 발명에서 상기 에폭시기가 그라프팅된 메타-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(m-acrylonitrile-butadiene-styrene, MBS)는 폴리아미드 수지 100 중량부 기준, 5 내지 10중랑부를 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 5 미만이면 GWIT 개선 효과가 미미하고, 10를 초과할 경우 오히려 GWIT 750℃ 및 GWFI 960℃가 발현되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리아미드 수지 조성물은 상술한 폴리아미드 수지, 포스핀산염, 멜라민 폴리 인산염 및 Core- Shell구조의 내충격제 수지 이외에도 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에서 본 발명이 속한 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제로서 열안정제인 테트라키스(메틸렌(3,5-디터셔리부틸-4-하이드록시 하이드로시나메이트))메탄이나 이형제인 칼슘 스테아레이트 등을 추가적으로 포함할 수 있다.
이로써 제조된 본 발명의 폴리아미드 수지 조성물은 UL94 방법에 의한 난연성 평가에서 1/32인치 두께 기준 V-0 등급의 우수한 난연성을 가지고 있으며, 유동성이 높아 사출성형에 유리할 뿐만 아니라, 가공성이 뛰어나고, GWIT 750℃ 및 GWFI 960℃의 전기적 특성을 나타낼 수 있어 각종 전기, 전자 부품, 특히 커넥터류 부품으로 제조되어 용이하게 활용될 수 있다. 이때, 전술한 폴리아미드 수지 조성물은 사출성형, 압출성형, 압축성형, 인서트사출성형, 저압사출성형, 발포 사출성형 및 발포압출성형 중 선택된 적어도 하나의 방법을 이용하여 성형품으로 제조할 수 있으나, 성형법이 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
실시예
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 실시예 5
하기 표 1에 나타난 바와 같은 조성으로 270℃로 가열된 이축 압출기내에서 폴리아미드 조성물을 용융 혼련한 후 칩(Chip)상태로 만들었다. 이를 100℃의 제습형 건조기를 이용하여 6시간 건조한 후, 가열된 스크류식 사출기를 이용하여 용융 혼련때와 동일한 온도로 각각 물성 측정 조건에 맞는 시편을 제작하였다. 하기 표 1의 함량 단위는 폴리아미드 수지 100중량부에 대한 중량부이다.
비교예 1 내지 비교예 6
상기 실시예 1 내지 5와 동일한 방법으로 수지 조성물을 제조하여 시험용 시편을 제작하되, 표 1과 같이 수지 조성물중 어느 한 성분의 함량이 바람직한 범위를 벗어나도록 함량을 변경하였다.
구 분 폴리아미드661 ) 포스핀산 금속염2) 멜라민
폴리인산염3 ) 		Core-shell 구조의 내충격제4)
실시예 1 100 20 6.6 6.6
실시예 2 100 20.5 6.8 9.5
실시예 3 100 21.6 7.4 6.7
실시예 4 100 22.2 7.6 9.7
실시예 5 100 23.6 8.3 6.9
비교예 1 100 20 6.6 -
비교예 2 100 21.7 7.2 10
비교예 3 100 12.5 7.2 6.8
비교예 4 100 36 6.2 7.1
비교예 5 100 22 2.5 6.7
비교예 6 100 21.4 12.6 7.2
1) 상대점도 2.7인 폴리아미드66 수지 Asend 社
2) Al금속염을 가지고 있는 것으로 Clariant 社의 OP 1230.
3) Basf사의 Melapur 200.
4) Dow 社의 EXL 2314.
이어서, 상기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 시편에 대하여 다음과 같은 방법으로 물성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
측정예
- 인장강도: ASTM D638에 의거하여 1/8 inch 시편을 제작한 후 측정하였으며 100Mpa 미만의 값은 불량으로 판단하였다.
- 난연성: UL94에 의거하여 1/32inch 두께의 막대 시험편을 연소성 측정기를 이용하여 측정하였다. 이때, 난연성의 정도는 V-0 내지 V-2의 등급으로 표시하며 V-0가 가장 우수한 난연성을 의미하며, V-2로 갈수록 난연성이 불량한 것을 의미한다.
- GWIT: IEC 60695-2-13 규정된 방법과 분석 장비를 이용하여 측정하였다.
- GWFI: IEC 60695-2-12 규정된 방법과 분석 장비를 이용하여 측정하였다.
구 분 인장강도
(MPa)		 난연성 GWIT
(℃)		 GWFI
(℃)
실시예 1 110 V-0 750 960
실시예 2 108 V-0 750 960
실시예 3 106 V-0 750 960
실시예 4 107 V-0 750 960
실시예 5 105 V-0 750 960
비교예 1 100 V-0 650 850
비교예 2 90 V-2 750 960
비교예 3 101 V-2 650 850
비교예 4 94 V-0 750 960
비교예 5 102 V-2 650 850
비교예 6 96 V-0 750 960
상기 표 2를 통해 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 5는 우수한 난연성을 가지면서 인장강도 및 GWIT와 GWFI로 나타나는 전기적 특성이 우수하였다. 반면, 내충격제를 첨가하지 않았던, 비교예 1의 경우 전기적 특성이 확보되지 않았고, 내충격제를 과량 첨가한 비교예 2의 경우, 오히려 인장강도가 현저히 저하되는 것으로 나타났다.
상기 표 2를 통해 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 5는 우수한 난연성을 가지면서 인장강도 및 GWIT와 GWFI로 나타나는 전기적 특성이 우수하였다. 반면, 내충격제를 첨가하지 않았던, 비교예 1의 경우 전기적 특성이 확보되지 않았고, 내충격제를 과량 첨가한 비교예 2의 경우, 오히려 인장강도가 현저히 저하되는 것으로 나타났다.
또한, 포스핀산 금속염 또는 멜라민 폴리 인산염의 함량이 기준 미달일 경우, 비교예 3 및 5와 같이 난연성 부분에서 특히 저조한 물성을 나타냄은 물론, 인장강도와 전기적 특성 또한 확보될 수 없었고, 과량 첨가된 비교예 4 및 6의 경우, 인장강도가 급격히 저하되는 것으로 확인되었다.
비교예 7 내지 비교예 10
한편, 상기 실시예 1과 동일한 함량 및 동일한 방법으로 수지 조성물을 제조하여 시험용 시편을 제작하되, 표 3과 같이 내충격제의 종류를 변경하여 상기 물성을 측정하였다.
구　분 내충격제 인장강도
(MPa)		 난연성 GWIT
(℃)		 GWFI
(℃)
비교예 7 MBS5 ) 103 V-2 700 850
비교예 8 EPDM6 ) 100 V-2 650 800
비교예 9 SEBS7 ) 102 V-2 650 800
5) Dow 社의 EXL 2313(에폭시 관능기가 그라프트 되지 않은 core-shell구조의 MBS 내충격제)
6) EPDM(ethylene propylene diene monomer rubber): Dow社의 EXL-3808
7) SEBS(styrene-ethylene/butylene-styrene): Kraton社 G1651H
상기 표 3을 통해 알 수 있듯이, 동일한 MBS 타입의 내충격제이지만 비교예 7과 같이 에폭시기가 그라프트 되어 있지 않은 내충격제를 사용한 경우 GWIT가 750℃를 발현하기 어려웠으며, 비교예 8과 같이 무수말레인산이 그라프트되어 내충격제들의 경우나 비교예 9와 같은 경우에도 난연성 및 GWIT, GWFI의 특성이 원하는 수준까지 확보하기엔 한계가 있었다.

Claims (6)

  1. 상대점도가 2.5 내지 3.2인 폴리아미드; 및
    상기 폴리아미드 100 중량부 기준, 포스핀산염 20 내지 23.6 중량부, 멜라민 폴리 인산염 6.6 내지 8.3 중량부, 에폭시기가 그라프팅된 메타-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(m-acrylonitrile-butadiene-styrene, MBS) 6.6 내지 9.7 중량부를 포함하는 폴리아미드 수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리아미드는 폴리아미드6, 폴리아미드66, 폴리아미드46, 폴리아미드610, 폴리아미드612, 폴리아미드11, 폴리아미드12, 폴리아미드 6/6T 및 폴리아미드6/6I 중 선택된 1종 이상의 지방족 폴리아미드; 폴리헥사 디아민 테레프탈아미드; 폴리헥사 디아민이소프탈아미드; 폴리테트라메틸렌 이소프탈아미드; 메타자이릴렌 디아민과 아디프산(adipic acid)에서 얻어지는 방향족 폴리아미드; 및 이들의 공중합이나 혼합물 중 선택된 1 종 이상인 것임을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 에폭시기는 메타-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(m-acrylonitrile-butadiene-styrene, MBS 1몰당 0.3몰% 내지 1몰%의 비율로 의 비율로 그라프팅 된 것임을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 메타-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(m-acrylonitrile-butadiene-styrene, MBS)은 코어(core)가 부타디엔 스타이렌 러버이고, 쉘(Shell)이 멜라민 메타아크릴레이드인 코어-쉘(Core-Shell)구조를 갖는 것임을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 폴리아미드 수지 조성물로부터 제조된 폴리아미드 성형품.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 성형품은 하기 물성을 만족하는 것임을 특징으로 하는 폴리아미드 성형품:
    (a) ASTM D638 측정기준, 인장강도가 100Mpa이상;
    (b) UL94 난연등급이 1/32inch 두께 기준 V-0;
    (c) IEC 60695-2-13 측정기준, GWIT 750℃ 이상; 및
    (d) IEC 60695-2-13 측정기준, GWFI 960℃ 이상
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WO2021129114A1 (zh) * 2019-12-25 2021-07-01 金发科技股份有限公司 一种聚酰胺组合物及其制备方法
WO2024131454A1 (zh) * 2022-12-19 2024-06-27 金发科技股份有限公司 一种阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法和应用

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