KR20200058714A - Polycarbonate resin composition having chemical resistance and flame retardancy with transparency - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폴리카보네이트 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투명성이 우수하여 금속 색감 발현이 가능하고, 내화학성이 개선되고 난연성이 보강된 열가소성 수지 조성물 폴리카보네이트 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a polycarbonate resin composition, and more particularly, to a thermoplastic resin composition polycarbonate resin composition having excellent transparency, metal color expression can be improved, chemical resistance is improved, and flame retardancy is reinforced.
폴리카보네이트 수지는 내충격성 내열성 등의 우수한 특징으로 인하여 전자제품의 하우징 소재 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 그러나, 시중에서 흔히 사용되는 여성 화장품, 방향제 등에 의해 외관 색상이 변하거나 크랙이 발생하고 제품의 변질이 유발되는 문제가 있다.Polycarbonate resins are used for various purposes such as housing materials for electronic products due to their excellent characteristics such as impact resistance and heat resistance. However, there is a problem in that the appearance color is changed or cracks are generated and the product is deteriorated by female cosmetics, fragrances, and the like, which are commonly used on the market.
폴리에스테르 수지는 우수한 내화학성 및 기계적 강도를 가지므로 건축 내장재 또는 성형 간판 분야에 사용이 증가하고 있다. 그러나, 폴리에스테르 수지는 폴리카보네이트계 재료에 비하여 내열성이 낮아 주변 환경 변화에 의하여 물성 저하 변형 등이 일어나므로 전자제품 하우징 재료에 단독으로 사용하기에는 부적합한 문제가 있었다.Polyester resins have excellent chemical resistance and mechanical strength, and thus, their use is increasing in the field of building interior materials or molded signage. However, the polyester resin has lower heat resistance than the polycarbonate-based material, and thus deterioration in physical properties and the like occurs due to changes in the surrounding environment, and thus, there is a problem in that it is not suitable for use alone in the housing material for electronic products.
이와 같은 폴리카보네이트 수지 또는 폴리에스테르 수지의 문제점을 해결하기 위한 다양한 시도가 있었으며, 폴리카보네이트 수지와 폴리에스테르 수지를 블렌딩 하는 방법에 관한 연구가 계속 진행되어 왔다.Various attempts have been made to solve the problems of the polycarbonate resin or the polyester resin, and research on a method of blending the polycarbonate resin and the polyester resin has been continuously conducted.
전자제품의 하우징 용도에 사용하기 위해서는 수지 조성물이 난연성을 구비해야 하는데, 폴리카보네이트 수지 및 폴리에스테르 수지는 모두 쉽게 연소되는 성질이 있다. 또한, 폴리카보네이트 수지와 폴리에스테르 수지는 용융 점도 및 분자 구조가 서로 상이하기 때문에 이들을 단순히 블랜딩 하는 것으로 난연성을 향상시키는 데에는 일정한 한계가 있다.In order to use for the housing application of electronic products, the resin composition must have flame retardancy, and both the polycarbonate resin and the polyester resin have a property of being easily burned. In addition, since the polycarbonate resin and the polyester resin have different melt viscosities and molecular structures, there are certain limitations in improving flame retardancy by simply blending them.
이에 따라, 수지 조성물에 난연성을 부여하기 위하여 난연제를 사용하게 되는데, 고도의 난연성을 얻기 위해 난연제를 고함량으로 사용하는 경우 난연제의 용출이 생길수 있고 기계적 물성이 현저하게 저하된다. 또한, 적정 함량의 난연제를 사용할 경우 난연성의 구현이 가능하나 조성물의 투명성이 저하되어 금속 색감 구현에 한계가 존재한다.Accordingly, a flame retardant is used to impart flame retardancy to the resin composition. If a flame retardant is used in a high content to obtain high flame retardancy, dissolution of the flame retardant may occur and mechanical properties are remarkably deteriorated. In addition, when using an appropriate amount of a flame retardant, it is possible to realize flame retardancy, but the transparency of the composition is lowered, so there is a limitation in realizing metallic color.
한국공개특허 제2016-0075207호는 전자제품 하우징 재료로 사용하기 위하여 내화학성 및 기계적 물성 개선을 목적으로 폴리에스테르 수지와 폴리카보네이트 수지를 사용하고, 추가적으로 난연성을 보강하기 위하여 인계 난연제를 사용하여 V-0(@ 3.0 mm)의 난연성을 확보한 기술을 개시하고 있으나, 실제 전자제품의 하우징 용도로 사용하기에는 부족한 난연성을 보이고 있으며, 투명성 및 외관 특성 개선을 위한 금속 색감 향상에 대해서는 언급하지 않고 있어 외장재로의 사용에 한계가 있다.Korean Patent Publication No. 2016-0075207 uses a polyester resin and a polycarbonate resin for the purpose of improving chemical resistance and mechanical properties for use as a housing material for electronic products, and additionally uses a phosphorus-based flame retardant to reinforce flame retardancy. Although it discloses a technology that secures flame retardancy of 0 (@ 3.0 mm), it exhibits insufficient flame retardancy for use in housing applications in actual electronic products, and does not mention metal color enhancement to improve transparency and appearance characteristics. There is a limit to its use.
한국공개특허 제2018-0067291호는 전자제품 하우징 용도로 사용하기 위하여 높은 난연 특성 및 절연성을 갖는 고분자 수지 조성물에 관하여 기술로서, 폴리에스테르 수지 및 폴리카보네이트 수지를 블렌딩하여 내화학성을 증진을 추구하하고, 난연성의 보강을 위하여 신규 브롬계 난연제(브롬화 폴리 스티렌계 난연제) 및 삼산화 안티몬을 사용하여 V-0(@ 0.8 mm)의 높은 난연성을 구현하고 있으나, 브롬계 난연제 및 삼산화 안티몬을 사용하여 친환경에 대한 요구를 수용하지 못하며, 투명성 및 외관 특성 개선에 관해서는 언급하지 않고 있다.Korean Patent Publication No. 2018-0067291 is a technology for a polymer resin composition having high flame retardant properties and insulation properties for use in electronics housing applications, and seeks to promote chemical resistance by blending polyester resins and polycarbonate resins. In order to reinforce the flame retardancy, a new bromine-based flame retardant (brominated polystyrene-based flame retardant) and antimony trioxide are used to achieve high flame retardancy of V-0 (@ 0.8 mm), but the use of bromine-based flame retardant and antimony trioxide is environmentally friendly. It does not accept the demand for it and does not mention improvement of transparency and appearance characteristics.
이와 같이, 친환경적인 난연 시스템 구축 및 투명성을 바탕으로 한 외관 특성 개선에 대한 기술이 필요한 실정이다.As such, there is a need for a technique for building an eco-friendly flame retardant system and improving appearance characteristics based on transparency.
본 발명은 투명성이 우수하여 금속 색감 발현이 가능하고, 기계적 물성이 우수하여 전자제품의 하우징 재료로 사용이 가능하며, 생활 케미칼(썬크림, 방향제 등)에 대한 내화학성이 우수한 난연성 수지 조성물을 제공하고자 한다.The present invention provides a flame retardant resin composition excellent in transparency, capable of expressing a metallic color, excellent mechanical properties, and can be used as a housing material for electronic products, and excellent in chemical resistance to household chemicals (sun cream, fragrance, etc.) I want to.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 폴리카보네이트 수지 60~80 중량%; 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트 수지 10~30 중량%; 인계 난연제 5~15 중량%; 및 금속염계 난연제 0.01~1 중량%;를 포함하는 내화학성 난연 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention, polycarbonate resin 60 to 80% by weight; 10 to 30% by weight of polycyclohexylenedimethylene terephthalate resin; Phosphorus flame retardant 5 to 15% by weight; And metal salt-based flame retardant 0.01 to 1% by weight; provides a chemical-resistant flame-retardant polycarbonate resin composition comprising a.
또한, 상기 인계 난연제는 비스페놀-A 비스(디페닐포스페이트)인 것을 특징으로 하는 내화학성 난연 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공한다.In addition, the phosphorus-based flame retardant provides a chemical-resistant flame retardant polycarbonate resin composition characterized in that it is bisphenol-A bis (diphenylphosphate).
또한, 상기 금속염계 난연제는 N-(p-트리술포닐)-p-톨루엔술폰아미드, N-(N'-벤질아미노카르보닐)술포닐아미드, N-(페닐카르복실)-술포닐아미드, 디페닐술폰-3-술폰산, 디페닐술폰-3,3'-디술폰산, 이소프탈산디메틸-5-술폰산, 2,6-나프탈렌디술폰산, 벤젠술폰산, o-벤젠디술폰산, 2,4,6-트리클로로-5-술포이소프탈산디메틸, 2,5-디클로로벤젠술폰산, 2,4,5-트리클로로벤젠술폰산 및 퍼플루오로알칸술폰산의 금속염; 포타슘 디페닐설폰 설포네이트, 포타슘 퍼플루오로 부탄 설포네이트, 소듐 트리클로로벤젠 설포네이트; 및 폴리스티렌설포닉에시드 금속염으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 내화학성 난연 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공한다.In addition, the metal salt-based flame retardant is N- (p-trisulfonyl) -p-toluenesulfonamide, N- (N'-benzylaminocarbonyl) sulfonylamide, N- (phenylcarboxyl) -sulfonylamide, Diphenylsulfone-3-sulfonic acid, diphenylsulfonic-3,3'-disulfonic acid, isophthalic acid dimethyl-5-sulfonic acid, 2,6-naphthalenedisulfonic acid, benzenesulfonic acid, o-benzenedisulfonic acid, 2,4,6 -Metal salts of dimethyl trichloro-5-sulfoisophthalate, 2,5-dichlorobenzenesulfonic acid, 2,4,5-trichlorobenzenesulfonic acid and perfluoroalkanesulfonic acid; Potassium diphenylsulfone sulfonate, potassium perfluoro butane sulfonate, sodium trichlorobenzene sulfonate; And it provides a chemical resistant flame-retardant polycarbonate resin composition, characterized in that at least one selected from the group consisting of polystyrene sulfonic acid metal salts.
또한, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 광투과율(ASTM D1003, 3 mm 두께 시편, 안료 미첨가 기준)이 70% 이상이고, 난연도(UL94, 1.5 mm 두께 시편 기준)가 V-0인 것을 특징으로 하는 내화학성 난연 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공한다.In addition, the polycarbonate resin composition is characterized in that the light transmittance (ASTM D1003, 3 mm thick specimens, based on no pigment) is 70% or more, and the flame retardancy (UL94, 1.5 mm thick specimens based) is V-0. Provided is a chemical resistant flame retardant polycarbonate resin composition.
본 발명에 따르면, 폴리카보네이트 수지 및 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트 수지에 특정 조성의 난연제를 함유함으로써 우수한 내화학성을 유지하고 투명성이 우수하여 금속 색감의 표현이 용이하면서도 특히 친환경적인 난연 시스템 구축이 가능한 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공할 수 있다.According to the present invention, the polycarbonate resin and the polycyclohexylenedimethylene terephthalate resin contain a flame retardant having a specific composition, thereby maintaining excellent chemical resistance and excellent transparency, so that it is easy to express a metallic color and is particularly environmentally friendly. It is possible to provide a possible polycarbonate resin composition.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. In the description of the present invention, when it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. Throughout the specification, when a part “includes” a certain component, this means that other components may be further included instead of excluding other components, unless specifically stated to the contrary.
본 발명자들은 종래 전자제품 하우징 재료 등으로 사용하기 위하여 내화학성 및 기계적 물성 개선을 목적으로 폴리에스테르 수지와 폴리카보네이트 수지를 사용함에 있어, 친환경적인 난연 시스템을 구축하고 투명성을 바탕으로 외관 특성이 개선된 폴리카보네이트 수지 조성물을 개발하고자 연구를 거듭한 결과, 폴리카보네이트 수지 및 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트 수지에 특정 조성의 인계 난연제 및 금속염계 난연제를 함유함으로써 해결할 수 있음을 발견하고 본 발명에 이르게 되었다.The present inventors have established an eco-friendly flame retardant system and improved appearance characteristics based on transparency in using polyester resins and polycarbonate resins for the purpose of improving chemical resistance and mechanical properties for use as housing materials for electronic products in the related art. As a result of repeated research to develop a polycarbonate resin composition, it has been discovered that the polycarbonate resin and polycyclohexylenedimethylene terephthalate resin can be solved by containing a phosphorus-based flame retardant and a metal salt-based flame retardant of a specific composition, and has led to the present invention. .
따라서 본 발명은 폴리카보네이트 수지 60~80 중량%; 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트 수지 10~30 중량%; 인계 난연제 5~15 중량%; 및 금속염계 난연제 0.01~1 중량%;를 포함하는 내화학성 난연 폴리카보네이트 수지 조성물을 개시한다.Therefore, the present invention is a polycarbonate resin 60 to 80% by weight; 10 to 30% by weight of polycyclohexylenedimethylene terephthalate resin; Phosphorus flame retardant 5 to 15% by weight; And metal salt-based flame retardant 0.01 ~ 1% by weight; discloses a chemical resistant flame retardant polycarbonate resin composition comprising a.
상기 수지 조성물은 광투과율(ASTM D1003, 3 mm 두께 사출시편, 안료 미첨가 기준)이 70% 이상, 바람직하게는 72% 이상이고, 난연도(UL94, 1.5 mm 두께 시편 기준)가 V-0인 특성을 나타내어 금속 색감 구현이 용이하고, 외관 특성이 개선된 친환경적 난연 시스템을 구축할 수 있다.The resin composition has a light transmittance (ASTM D1003, 3 mm thick injection specimen, based on no pigment added) of 70% or more, preferably 72% or more, and a flame retardance (UL94, based on a 1.5 mm thickness specimen) of V-0. It is easy to realize the metallic color by showing the characteristics, and it is possible to construct an eco-friendly flame retardant system with improved appearance characteristics.
이하, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물의 각 구성 성분을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, each component of the polycarbonate resin composition according to the present invention will be described in more detail.
(A) 폴리카보네이트 수지(A) Polycarbonate resin
본 발명에 사용되는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 수지는 내충격성, 내열성, 내후성, 자기 소화성, 유연성, 가공성 및 투명성이 우수하며, 내후성이 뛰어나 장기간 높은 물성을 유지하고, 내열성 및 내한성이 뛰어나 심한 온도 변화에도 성능을 유지한다.The polycarbonate (PC) resin used in the present invention is excellent in impact resistance, heat resistance, weather resistance, self-extinguishing property, flexibility, processability and transparency, and has excellent weather resistance to maintain high physical properties for a long time, excellent heat resistance and cold resistance, and severe temperature Maintains performance despite changes.
상기 폴리카보네이트 수지는 비스페놀 에이의 중합체로 중량평균분자량(Mw)이 10,000~200,000일 수 있으며, 바람직하게는 20,000~50,000일 수 있다. 또한 분지쇄의 것이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 중합에 사용되는 디페놀 전량에 대하여 0.05~2 몰%의 트리 또는 그 이상의 다관능 화합물, 예를 들면 3가 또는 그 이상의 페놀기를 가진 화합물을 첨가하여 제조된 폴리카보네이트 열가소성 수지가 사용될 수 있다.The polycarbonate resin is a bisphenol A polymer, and may have a weight average molecular weight (Mw) of 10,000 to 200,000, and preferably 20,000 to 50,000. In addition, branched chains may be used, preferably by adding 0.05 to 2 mol% of tri or more polyfunctional compounds, such as trivalent or higher phenolic groups, relative to the total amount of diphenol used for polymerization. The prepared polycarbonate thermoplastic resin can be used.
또한, 폴리카보네이트 수지는 용융지수(220℃, 10 kg 하중)가 3~28 g/10min인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 5~20 g/10min일 수 있다. 상기 폴리카보네이트 수지의 용융지수가 3 g/10min 미만일 경우에는 가공온도가 높아져 성형에 어려움이 있을 수 있고, 28 g/10min을 초과할 경우에는 강도가 취약해질 수 있다.In addition, the polycarbonate resin preferably has a melt index (220 ° C, 10 kg load) of 3 to 28 g / 10min, more preferably 5 to 20 g / 10min. When the melt index of the polycarbonate resin is less than 3 g / 10 min, the processing temperature may be high, which may cause difficulty in molding, and when it exceeds 28 g / 10 min, the strength may be weak.
한편 본 발명에서 사용되는 폴리카보네이트 수지의 제조는 통상적으로 사용되는 제조방법을 따를 수 있으며, 예를 들면, 분자량 조절제 및 촉매의 존재 하에서 디히드록시페놀(dihydroxy phenol)과 포스겐(phosgen)을 반응시켜 제조하거나, 디히드록시페놀(dihydroxy phenol)과 디페닐카보네이트(diphenyl carbonate)에 의해 얻어지는 전구체의 에스테르 상호 교환반응을 이용하여 제조할 수 있다.On the other hand, the production of the polycarbonate resin used in the present invention can follow a commonly used manufacturing method, for example, in the presence of a molecular weight modifier and a catalyst, dihydroxyphenol (dihydroxy phenol) and phosgene (phosgen) are reacted. It can be prepared or prepared by using an ester interchange reaction of a precursor obtained by dihydroxy phenol and diphenyl carbonate.
본 발명에서 폴리카보네이트 수지는 후술하는 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트 수지, 인계 난연제 및 금속염계 난연제의 특정 사용량을 고려하여 전체 수지 조성물에서 60~80 중량% 함량으로 포함되며, 바람직하게는 65~75 중량%, 더욱 바람직하게는 67~73 중량% 함량으로 포함될 수 있다.In the present invention, the polycarbonate resin is included in an amount of 60 to 80% by weight in the total resin composition in consideration of specific amounts of the polycyclohexylenedimethylene terephthalate resin, phosphorus-based flame retardant, and metal salt-based flame retardant described below, preferably 65 to 75% by weight, more preferably 67 to 73% by weight may be included.
(B) 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트 수지(B) Polycyclohexylenedimethylene terephthalate resin
본 발명에 사용되는 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트(PCT) 수지는 테레프탈산(terephthalic acid, TPA) 또는 디메틸테레프탈레이트 (dimethylterephthalate, DMT)와 1,4-사이클로헥산디메탄올(1,4-cyclohexanedimethanol, CHDM)의 에스테르 혹은 에스테르 교환 및 축중합 반응에 의해 제조되는 결정성 폴리에스터로서 매우 높은 녹는점과 매우 빠른 결정화 속도를 갖는다.The polycyclohexylenedimethylene terephthalate (PCT) resin used in the present invention is terephthalic acid (TPA) or dimethylterephthalate (DMT) and 1,4-cyclohexanedimethanol (1,4-cyclohexanedimethanol, CHDM) is a crystalline polyester produced by transesterification or transesterification and condensation polymerization, and has a very high melting point and a very fast crystallization rate.
상기 PCT 수지는 범용 폴리에스테르인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)에 비해 뛰어난 내열성, 내화학성, 내흡습성 및 흐름성을 가지고 있으며, 그 중에서도 열변형온도가 245~260℃, 연속사용온도가 130~150℃로 금속 대체 가능한 엔지니어링 플라스틱에 속한다. 이러한 PCT 수지는 다른 고분자 수지들과 비교할 때 색상 안정성이 매우 우수하고 수분 흡수율이 월등히 낮아 전기전자 제품의 하우징용 등으로 다양하게 사용이 가능하다.The PCT resin has excellent heat resistance, chemical resistance, hygroscopicity, and flow resistance compared to general purpose polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate (PBT), and among them, the heat deflection temperature is 245 to 260 ° C. , The continuous use temperature is 130 ~ 150 ℃, which belongs to engineering plastics that can be replaced by metals. These PCT resins have excellent color stability when compared to other polymer resins, and have a very low water absorption, so they can be used for various purposes, such as housings for electrical and electronic products.
본 발명에서 PCT 수지는 전체 수지 조성물에서 10~30 중량% 함량으로 포함되고, 바람직하게는 15~25 중량%, 더욱 바람직하게는 17~23 중량% 함량으로 포함될 수 있다. 상기 PCT 수지 함량이 10 중량% 미만일 경우 내화학성 개선 정도가 미흡할 수 있고, 30 중량%를 초과할 경우 적정 함량의 난연제 성분을 포함하더라도 난연성이 만족스럽지 않고, 투명성 저하로 금속 색감 구현이 어려울 수 있다.In the present invention, the PCT resin is included in an amount of 10 to 30% by weight in the total resin composition, preferably 15 to 25% by weight, and more preferably 17 to 23% by weight. When the PCT resin content is less than 10% by weight, the degree of chemical resistance improvement may be insufficient, and when it exceeds 30% by weight, even if an appropriate amount of a flame retardant component is included, flame retardancy is not satisfactory, and metallic color may be difficult to implement due to a decrease in transparency. have.
(C) 인계 난연제(C) phosphorus flame retardant
본 발명에서는 상기 폴리카보네이트 수지 및 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트 수지에 특정 조성의 난연제로서, 후술하는 금속염계 난연제와 함께 인계 난연제를 함유함으로써 우수한 내화학성을 유지하고 금속 색감의 표현이 용이하면서도 특히 친환경적인 난연 시스템 구축이 가능하도록 한다.In the present invention, as the flame retardant of a specific composition in the polycarbonate resin and polycyclohexylenedimethylene terephthalate resin, by containing a phosphorus-based flame retardant together with a metal salt-based flame retardant to be described later, while maintaining excellent chemical resistance and easy to express the color of the metal, especially It is possible to construct an eco-friendly flame retardant system.
상기 인계 난연제로서 포스페이트계 화합물, 포스포네이트계 화합물, 포스피네이트계 화합물 및 이들의 금속염 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 포스페이트계 화합물이 사용될 수 있고, 더욱 바람직하게는 포스페이트계 화합물의 일종인 방향족 인산 에스테르 화합물이 사용될 수 있다.Examples of the phosphorus-based flame retardant include phosphate-based compounds, phosphonate-based compounds, phosphinate-based compounds, and metal salts thereof. Preferably, phosphate-based compounds can be used, and more preferably, they are a type of phosphate-based compounds. Aromatic phosphoric acid ester compounds can be used.
상기 방향족 인산 에스테르계 화합물은 일례로 비스페놀 A 디포스페이트, 비스페놀 A 비스(디알킬포스페이트), 비스페놀 A 비스(디아릴포스페이트) 등을 들 수 있다. 여기서, 상기 알킬기는 일례로 탄소수 1 내지 20, 혹은 탄소수 1 내지 15의 알킬기일 수 있고, 상기 아릴기는 일례로 탄소수 6 내지 30, 혹은 탄소수 6 내지 20의 아릴기일 수 있다. 바람직하게는 비스페놀 A 비스(디페닐포스페이트)(BDP)가 사용될 수 있다.Examples of the aromatic phosphoric acid ester-based compound include bisphenol A diphosphate, bisphenol A bis (dialkylphosphate), and bisphenol A bis (diarylphosphate). Here, the alkyl group may be, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or 1 to 15 carbon atoms, and the aryl group may be, for example, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms or 6 to 20 carbon atoms. Preferably bisphenol A bis (diphenylphosphate) (BDP) can be used.
본 발명에서 인계 난연제는 전체 수지 조성물에서 5~15 중량% 함량으로 사용되고, 바람직하게는 7~13 중량%, 더욱 바람직하게는 9~11 중량% 함량으로 사용될 수 있다. 상기 인계 난연제 함량 범위에서 난연성이 우수하면서도 뛰어난 투명성, 내화학성, 기계적 물성 등 우수한 물성 밸런스를 구현할 수 있다.In the present invention, the phosphorus-based flame retardant is used in an amount of 5 to 15% by weight in the total resin composition, preferably 7 to 13% by weight, and more preferably 9 to 11% by weight. In the phosphorus-based flame retardant content range, excellent flame retardancy, but excellent transparency, chemical resistance, mechanical properties such as mechanical properties can be achieved.
(D) 금속염계 난연제(D) Metal salt flame retardant
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 난연제로서 상기 인계 난연제와 함께 금속염계 난연제가 조합 사용된다. 상기 금속염계 난연제 또는 상기 인계 난연제가 단독 사용될 경우에는 본 발명이 목적하는 바와 같은 우수한 난연성, 투명성, 내화학성, 기계적 물성 등의 물성 밸런스 구현이 어렵다.In the polycarbonate resin composition according to the present invention, a metal salt-based flame retardant is used in combination with the phosphorus-based flame retardant as a flame retardant. When the metal salt-based flame retardant or the phosphorus-based flame retardant is used alone, it is difficult to realize a physical property balance such as excellent flame retardancy, transparency, chemical resistance, mechanical properties, etc. as desired by the present invention.
상기 금속염계 난연제로서, 특히 설포네이트 금속염계 난연제를 포함할 수 있다. 본 발명에서 설포네이트계 난연제는 폴리카보네이트 수지의 난연성을 향상과 함께, 상기 인계 난연제와의 특정 조성으로 조합 사용에 따라 유동성, 기계적 특성, 투명성, 내화학성 및 난연성의 목적하는 물성 밸런스를 구현하도록 한다.As the metal salt-based flame retardant, in particular, a sulfonate metal salt-based flame retardant may be included. In the present invention, the sulfonate-based flame retardant improves the flame retardancy of the polycarbonate resin and implements the desired physical properties balance of fluidity, mechanical properties, transparency, chemical resistance, and flame retardancy according to the combination use with a specific composition with the phosphorus-based flame retardant. .
상기 설포네이트 금속염의 예로는, N-(p-트리술포닐)-p-톨루엔술폰아미드, N-(N'-벤질아미노카르보닐)술포닐아미드, N-(페닐카르복실)-술포닐아미드, 디페닐술폰-3-술폰산, 디페닐술폰-3,3'-디술폰산, 이소프탈산디메틸-5-술폰산, 2,6-나프탈렌디술폰산, 벤젠술폰산, o-벤젠디술폰산, 2,4,6-트리클로로-5-술포이소프탈산디메틸, 2,5-디클로로벤젠술폰산, 2,4,5-트리클로로벤젠술폰산 및 퍼플루오로알칸술폰산의 금속염, 포타슘 디페닐설폰 설포네이트, 포타슘 퍼플루오로 부탄 설포네이트, 소듐 트리클로로벤젠 설포네이트, 폴리스티렌설포닉에시드 금속염 등을 들 수 있고, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 포타슘 디페닐설폰 설포네이트 또는 포타슘 퍼플루오로 부탄 설포네이트를 사용할 수 있다.Examples of the sulfonate metal salts include N- (p-trisulfonyl) -p-toluenesulfonamide, N- (N'-benzylaminocarbonyl) sulfonylamide, N- (phenylcarboxyl) -sulfonylamide , Diphenylsulfone-3-sulfonic acid, diphenylsulfone-3,3'-disulfonic acid, isophthalic acid dimethyl-5-sulfonic acid, 2,6-naphthalenedisulfonic acid, benzenesulfonic acid, o-benzenedisulfonic acid, 2,4, Metal salt of 6-trichloro-5-sulfoisophthalate dimethyl, 2,5-dichlorobenzenesulfonic acid, 2,4,5-trichlorobenzenesulfonic acid and perfluoroalkanesulfonic acid, potassium diphenylsulfone sulfonate, potassium perfluor Robutane sulfonate, sodium trichlorobenzene sulfonate, polystyrene sulfonic acid metal salt, and the like. These may be used alone or in combination of two or more, preferably potassium diphenylsulfone sulfonate or potassium purple Luo butane sulfonate can be used.
상기 설포네이트계 금속염 난연제는 전체 수지 조성물 중에 0.01~1 중량% 함량으로 사용되고, 바람직하게는 0.05~0.5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.12~0.2 중량% 함량으로 사용될 수 있다. 설포네이트 금속염 난연제의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우 난연성이 저하될 수 있고, 1 중량%를 초과하는 경우에는 내화학성이 저하될 수 있다.The sulfonate-based metal salt flame retardant may be used in an amount of 0.01 to 1% by weight in the total resin composition, preferably 0.05 to 0.5% by weight, and more preferably 0.12 to 0.2% by weight. If the content of the sulfonate metal salt flame retardant is less than 0.01% by weight, flame retardancy may be lowered, and when it exceeds 1% by weight, chemical resistance may be lowered.
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 전술한 주요 성분 외에, 목적하는 용도나 효과에 맞는 무기충진제 및 기능성 첨가제를 더 포함할 수도 있다. 예를 들면, 카본섬유, 탈크, 광안정제, 활제, 조색제, 윤활제, 자외선 안정제, 산화방지제, 커플링 강화제, 열안정제, 가소제, 충격보강제 등을 추가로 첨가하여 다양한 용도로 응용할 수 있다.The polycarbonate resin composition according to the present invention may further include an inorganic filler and a functional additive suitable for the intended use or effect, in addition to the main components described above. For example, carbon fibers, talc, light stabilizers, lubricants, colorants, lubricants, UV stabilizers, antioxidants, coupling enhancers, heat stabilizers, plasticizers, impact modifiers and the like can be added to be used for various purposes.
이하, 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 들어 설명한다.Hereinafter, a specific embodiment according to the present invention will be described.
먼저, 본 발명의 실시예에서 사용된 폴리카보네이트 수지를 비롯한 성분의 사양은 다음과 같다.First, the specifications of the components including the polycarbonate resin used in the Examples of the present invention are as follows.
(A) 폴리카보네이트(PC) 수지(A) Polycarbonate (PC) resin
중량평균분자량이 33,000 및 용융지수(300℃, 1.2 ㎏f)가 10 g/10min인 비스페놀 A형의 폴리카보네이트(PC-1100S, 롯데케미칼)를 사용하였다.Bisphenol A type polycarbonate (PC-1100S, Lotte Chemical) having a weight average molecular weight of 33,000 and a melt index (300 ° C, 1.2 kgf) of 10 g / 10min was used.
(B) 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트(PCT) 수지(B) Polycyclohexylenedimethylene terephthalate (PCT) resin
고유점도(IV)가 0.7 dl/g인 PCT 수지(SKYPURA 3402, SK케미칼)를 사용하였다.PCT resin (SKYPURA 3402, SK Chemicals) having an intrinsic viscosity (IV) of 0.7 dl / g was used.
(C) 인계 난연제(C) phosphorus flame retardant
방향족 인산 에스테르 화합물인 비스페놀 A 비스(디페닐포스페이트)(BDP, YOKE사)를 사용하였다.An aromatic phosphoric acid ester compound, bisphenol A bis (diphenylphosphate) (BDP, YOKE) was used.
(D) 금속염계 난연제(D) Metal salt flame retardant
포타슘 디페닐설폰 설포네이트(KSS-FR, ARICHEM사)를 사용하였다.Potassium diphenylsulfone sulfonate (KSS-FR, ARICHEM) was used.
실시예 1Example 1
(A) 폴리카보네이트 수지 69.85 중량%, (B) PCT 수지 20 중량%, (C) 인계 난연제 10 중량% 및 (D) 금속염계 난연제 0.15 중량% 비율로 정량하여 혼합하고, 270℃~300℃로 가열된 이축압출기를 이용하여 열가소성 수지 조성물을 칩 상태로 만든 후 열풍건조기를 이용하여 110℃에서 4시간 건조한 후 시편 제작용 몰드를 사용하여 시편을 사출 성형하였다.(A) 69.85% by weight of a polycarbonate resin, (B) 20% by weight of a PCT resin, (C) 10% by weight of a phosphorus-based flame retardant and (D) 0.15% by weight of a metal salt-based flame retardant, and mixed by mixing at a rate of 270 ° C to 300 ° C The thermoplastic resin composition was made into a chip state using a heated twin-screw extruder, and then dried at 110 ° C. for 4 hours using a hot air dryer, and then the specimen was injection molded using a mold for preparing a specimen.
실시예 2 내지 8Examples 2 to 8
실시예 1에서 상기 (A) 내지 (D) 성분을 하기 표 1의 함량으로 조절한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 성형하였다.In Example 1, the specimens were molded in the same manner as in Example 1, except that the components (A) to (D) were adjusted to the contents of Table 1 below.
시험예Test example
상기 실시예에 따른 시편에 대하여 하기의 방법에 따라 용융지수, 인장강도, 신율, 내열도, 내화학성, 광투과율 및 난연도를 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The melt index, tensile strength, elongation, heat resistance, chemical resistance, light transmittance, and flame retardance of the specimens according to the examples were measured according to the following method, and the results are shown in Table 2 below.
[측정방법][How to measure]
(1) 용융지수 (1) Melt Index
ASTM D1238에 의거하여 250℃에서 2.16kg 하중 조건하에서 측정하였다.It was measured according to ASTM D1238 under a load condition of 2.16 kg at 250 ° C.
(2) 인장강도 및 신율(2) Tensile strength and elongation
ASTM D638에 의거하여 측정용 시편을 만들어 만능재료시험기를 사용하여 인장강도 및 신율을 측정하였다.Tensile strength and elongation were measured using a universal tester by making a test specimen according to ASTM D638.
(3) 내열성(열변형온도, HDT)(3) Heat resistance (heat deflection temperature, HDT)
ASTM D648에 의거하여 측정용 시편을 만들어 내열도 시험기를 사용하여 내열성을 측정하였다.A test specimen was prepared according to ASTM D648, and the heat resistance was measured using a heat resistance tester.
(4) 내화학성 평가(4) Evaluation of chemical resistance
제조된 펠렛을 사출기를 이용하여 사출온도 260℃에서 동일하게 사출한 후 사출된 인장강도 시편을 23±2℃, 50±5% 상대습도 조건하에서 24시간 동안 상태 조절을 하고 하기와 같은 방법에 준해 평가를 실시하였다.After injection of the manufactured pellets at the injection temperature of 260 ° C using the injection machine, the injected tensile strength specimen was adjusted for 24 hours under conditions of 23 ± 2 ° C and 50 ± 5% relative humidity, and the method was followed. Evaluation was carried out.
① 내화학성 시험치구를 임계변형량 1.0%로 제작하여 인장시편을 시험치구로 고정시켰다.① Tensile specimens were fixed with test fixtures by producing a chemical resistance test fixture with a critical strain of 1.0%.
② 썬크림(SPF 50) 및 방향제(자동차용으로 판매되는 일반 제품)를 상기 인장 시편에 1분 동안 각각 도포한 후 23±2℃에서 168시간 방치하였다.② Sunscreen (SPF 50) and fragrance (general products sold for automobiles) were each applied to the tensile specimen for 1 minute and then left at 23 ± 2 ° C for 168 hours.
③ 23±2℃에서 168시간 경과 후 인장 시편을 시험치구에서 제거한 후 23±2℃에서 약 1~2시간 동안 한번 더 방치하였다.③ After 168 hours at 23 ± 2 ℃, the tensile specimen was removed from the test fixture, and then left at 23 ± 2 ℃ for about 1-2 hours.
④ 상기와 같이 1~2시간 동안 방치한 후 썬크림 및 방향제가 도포되었던 각각의 시편의 인장 특성을 평가하였다.④ After leaving for 1-2 hours as described above, the tensile properties of each specimen to which the sunscreen and fragrance were applied were evaluated.
⑤ 내화학성 테스트 이전의 인장 특성의 80% 이상, 신율 특성의 50% 이상의 물성 특성을 나타내는 경우 내화학성이 우수한 것으로 평가하였다.⑤ When the properties of physical properties of 80% or more of the tensile properties and 50% or more of the elongation properties before the chemical resistance test were exhibited, the chemical resistance was evaluated as excellent.
(5) 광투과율 (5) Light transmittance
ASTM D1003에 의거하여 측정용 시편(3 mm)을 만들어 광투과율을 측정하였다.Light transmittance was measured by making a test specimen (3 mm) according to ASTM D1003.
(6) 난연도(6) Flame retardancy
UL94 난연 규정에 따라 1.5 mm 두께 시편의 난연도를 측정하였다.The flame retardancy of the 1.5 mm thick specimen was measured according to UL94 flame retardant regulations.
표 2를 참조하면, 먼저 본 발명에 따라 폴리카보네이트 수지 및 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트 수지에 특정 조성의 인계 난연제 및 금속염계 난연제를 바람직한 함량 범위 내에서 포함할 경우(실시예 1) 우수한 내화학성을 유지하고 투명도가 높아 금속 색감의 표현이 용이하면서도 우수한 난연성을 가져 친환경적인 난연 시스템 구축이 가능한 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 2, first, when the polycarbonate resin and the polycyclohexylenedimethylene terephthalate resin according to the present invention contain a phosphorus-based flame retardant and a metal salt-based flame retardant of a specific composition within a preferred content range (Example 1) It can be seen that it is possible to construct an eco-friendly flame retardant system by maintaining chemical properties and having high transparency, so that it is easy to express metallic colors and has excellent flame retardancy.
다만, 금속염계 난연제 함량이 일정 수준에 미치지 못할 경우(실시예 2 및 5)에는 만족스러운 난연 특성의 구현이 어렵고, 반대로 그 함량이 과도할 경우(실시예 6)에는 내화학성이 저하되는 것을 알 수 있다.However, when the content of the metal salt-based flame retardant does not reach a certain level (Examples 2 and 5), it is difficult to implement satisfactory flame retardant properties, and on the contrary, when the content is excessive (Example 6), it is found that the chemical resistance decreases. Can be.
또한, 인계 난연제 함량이 일정 수준에 미치지 못할 경우(실시예 3)에는 역시 만족스러운 난연 특성의 구현이 어렵고, 반대로 그 함량이 과도할 경우(실시예 4)에는 투명성이 저하되는 것을 알 수 있다.In addition, when the phosphorus-based flame retardant content does not reach a certain level (Example 3), it is also difficult to implement satisfactory flame retardant properties, and on the contrary, when the content is excessive (Example 4), it can be seen that transparency decreases.
한편, 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트 수지 함량이 일정 수준에 미치지 못할 경우(실시예 8)에는 내화학성이 저하되고, 반대로 그 함량이 과도할 경우(실시예 7)에는 투명성이 저하되고, 최적 조성의 난연제 조성을 포함함에도 불구하고 난연성이 저하되는 것을 알 수 있다.On the other hand, when the polycyclohexylenedimethylene terephthalate resin content does not reach a certain level (Example 8), the chemical resistance decreases, whereas when the content is excessive (Example 7), the transparency decreases, optimal It can be seen that the flame retardancy is lowered even though the flame retardant composition is included.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.The preferred embodiments of the present invention have been described above in detail. The description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art to which the present invention pertains will appreciate that other specific forms can be easily modified without changing the technical spirit or essential features of the present invention.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the scope of the present invention is indicated by the claims, which will be described later, rather than by the detailed description, and all the changed or modified forms derived from the meaning, scope, and equivalent concepts of the claims are included in the scope of the present invention. Should be interpreted.
Claims (4)
상기 인계 난연제는 비스페놀-A 비스(디페닐포스페이트)인 것을 특징으로 하는 내화학성 난연 폴리카보네이트 수지 조성물.According to claim 1,
The phosphorus-based flame retardant is a bisphenol-A bis (diphenyl phosphate), chemical-resistant flame retardant polycarbonate resin composition.
상기 금속염계 난연제는 N-(p-트리술포닐)-p-톨루엔술폰아미드, N-(N'-벤질아미노카르보닐)술포닐아미드, N-(페닐카르복실)-술포닐아미드, 디페닐술폰-3-술폰산, 디페닐술폰-3,3'-디술폰산, 이소프탈산디메틸-5-술폰산, 2,6-나프탈렌디술폰산, 벤젠술폰산, o-벤젠디술폰산, 2,4,6-트리클로로-5-술포이소프탈산디메틸, 2,5-디클로로벤젠술폰산, 2,4,5-트리클로로벤젠술폰산 및 퍼플루오로알칸술폰산의 금속염; 포타슘 디페닐설폰 설포네이트, 포타슘 퍼플루오로 부탄 설포네이트, 소듐 트리클로로벤젠 설포네이트; 및 폴리스티렌설포닉에시드 금속염으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 내화학성 난연 폴리카보네이트 수지 조성물.According to claim 1,
The metal salt-based flame retardant is N- (p-trisulfonyl) -p-toluenesulfonamide, N- (N'-benzylaminocarbonyl) sulfonylamide, N- (phenylcarboxyl) -sulfonylamide, diphenyl Sulfon-3-sulfonic acid, diphenylsulfonic-3,3'-disulfonic acid, dimethyl-5-sulfonic acid, 2,6-naphthalenedisulfonic acid, benzenesulfonic acid, o-benzenedisulfonic acid, 2,4,6-triclo Metal salts of chloro-5-sulfoisophthalate, 2,5-dichlorobenzenesulfonic acid, 2,4,5-trichlorobenzenesulfonic acid and perfluoroalkanesulfonic acid; Potassium diphenylsulfone sulfonate, potassium perfluoro butane sulfonate, sodium trichlorobenzene sulfonate; And a polystyrene sulfonic acid metal salt, at least one selected from the group consisting of polystyrene sulfonic acid metal salts.
상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 광투과율(ASTM D1003, 3 mm 두께 시편, 안료 미첨가 기준)이 70% 이상이고, 난연도(UL94, 1.5 mm 두께 시편 기준)가 V-0인 것을 특징으로 하는 내화학성 난연 폴리카보네이트 수지 조성물.The method according to any one of claims 1 to 3,
The polycarbonate resin composition has a light transmittance (ASTM D1003, 3 mm thick specimen, based on no pigment) of 70% or more, and flame retardance (UL94, 1.5 mm thick specimen based) is V-0. Flame-retardant polycarbonate resin composition.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |