KR20210044982A - 우수한 난연성을 부여하는 복합난연제 및 이를 포함하는 난연 수지 조성물 - Google Patents

우수한 난연성을 부여하는 복합난연제 및 이를 포함하는 난연 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무기난연제의 표면에 유기난연제가 흡착되어 복합화된 것인, 우수한 난연성을 부여하는 복합난연제 및 이를 포함하는 난연 수지 조성물에 관한 것으로서, 상기 복합난연제는 무기난연제의 표면에 유기난연제가 흡착되어 복합화되어 있어 수지 혼용성을 증대시킬 수 있고 이에 따라 무기 난연제 대비 수지 분산성을 향상시키는 바, 무기난연제, 특히 수지 분산성이 떨어지는 팽창흑연을 고함량으로 투입할 수 있으므로, 단독으로 사용하더라도 투입량 조절을 통해 UL94 V2~V0의 넓은 범위의 우수한 난연성을 부여할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 복합난연제를 포함하는 난연 수지 조성물은 안티몬 보조 난연제 없이도 V1이상의 난연 효과를 얻을 수 있다는 장점이 있을 뿐만 아니라, 난연 보조제를 소량으로 포함시키더라도 난연제 간의 높은 시너지 효과를 통해 난연 수지에 고난연성을 부여할 수 있는 특징이 있다.

Description

우수한 난연성을 부여하는 복합난연제 및 이를 포함하는 난연 수지 조성물{Composite flame retardant to impart excellent flame retardancy and flame retardant resin composition comprising the same}
본 발명은 무기난연제의 표면에 유기난연제가 흡착되어 복합화된 것인, 우수한 난연성을 부여하는 복합난연제 및 이를 포함하는 난연 수지 조성물에 관한 것이다.
일상 생활에 널리 쓰이는 고분자 수지 제품은 일반적으로 열에 취약하다. 이러한 수지 제품은 화재가 발생되면, 연소원에 의해 고분자 사슬이 분해되어 가연성 가스가 발생하고 분해물은 다시 산소와 반응하여 연소되면서 다시 수지를 분해하는 연쇄 반응으로 지속적인 연소가 발생한다. 특히 소분자 수지는 화재 발생시 유독 가스를 다량으로 방출하는 문제 점이 있어 수지 제품의 난연화는 지속적인 관심을 받고 있다. 종래의 난연 제품은 유기 난연제와 무기 난연제를 별도 및 동시 사용 등 난연제 간 혼합비 조절을 통해 난연 수지를 제조하는 기술이 대체적으로 적용되었다.
하지만, 유기/무기 난연제를 단독 및 혼용하여 사용하면 수지 분산성이 저하되어 다량의 난연제를 투입할 수 없을 뿐만 아니라, 확보할 수 있는 수지의 난연성 또한 UL94 V2 수준 이하라는 한계점이 있었다. 이를 개선하기 위해 할로겐계 난연제에 보조 난연제인 안티몬을 혼용 사용하여 V1 이상의 난연성을 확보 하였으나, 난연 수지 제품의 환경 문제가 대두됨에 따라, 보조 난연제인 안티몬이 환경 규제 물질로 사용이 제한되고 있는 상황에서, 안티몬을 대체할 수 있는 난연제 및 안티몬을 포함하지 않는 난연 수지에 대한 개발 필요성이 증대되고 있다. 이러한 난연 제품의 한계성을 극복하기 위해 안티몬을 대체하는 다양한 난연제가 개발되고 있지만, 난연제 자체의 성능 강화가 주로 이루어진 현재 상태에서는 난연성 개선에 한계에 다다랐으며, 상업적 성과를 내고 있지 못하고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허공보 10-1486630
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 구체적인 목적은 다음과 같다.
본 발명은 안티몬 난연제를 포함하지 않으면서도 우수한 난연성을 갖는, 무기난연제의 표면에 유기난연제가 흡착되어 복합화된 것인 복합난연제 및 이를 포함하는 난연 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해 질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.
본 발명의 일 실시예 따른 복합난연제는 무기난연제 및 유기난연제를 포함하고,상기 무기난연제의 표면에 유기난연제가 흡착되어 복합화된 것이다.
상기 복합난연제는 상기 무기난연제 40~80중량% 및 상기 유기난연제 20~60중량%를 포함할 수 있다.
상기 무기난연제는 팽창흑연, 금속 수산화물, 지르코늄 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 팽창흑연은 밀도가 1.5~2.5g/cm3이고, 크기가 50~150메쉬(mesh)이고, 및 발포배수가 250~350배일 수 있다.
상기 유기난연제는 할로젠화 난연제, 인계 난연제, 에폭시계 난연제, 멜라민계 난연제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 인계 난연제는 트리페닐 포스페이트(Triphenyl Phosphate; TPP), 레소시놀 비스-(디페닐 포스페이트)(Resorcinol Bis-(Diphenyl Phosphate), RDP), 트라이크레실 포스페이트(Tricresyl Phosphate; TCP), 폴리인산암모늄(Ammonium polyphosphate; APP), 라우릴디페닐포스페이트(lauryldiphenylphosphate; LDP) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 할로젠화 난연제는 트리스(트리브로모페닐) 사이아너레이트(Tris (tribromophenyl) Cyanurate; BTAC-245), 데카브로머다이페닐 옥사이드(DBDPO), 옥타브로머다이페닐 옥사이드(ODBDPO), 테트라브로머 비스페놀에이(TBBA), 브롬미네이트 에폭시 올리고머(BEO), 2,4,6 트리브로머페녹시 1,3,5 트리잔(SR-245), 브로미네이트 아로마틱 컴파운드(S-8010, S-4010), 클로리네이트 파라핀, 클로리네이트 폴리에틸렌(CPE) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시예 따른 난연 수지 조성물은 모노 비닐리덴 방향족 화합물 및 고무를 포함하는 베이스 수지 및 상기 복합난연제를 포함한다.
상기 난연 수지 조성물은 상기 베이스 수지 100 중량부, 상기 복합난연제 2~40 중량부를 포함할 수 있다.
상기 난연 수지 조성물은 난연보조제 5~30 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 난연 수지 조성물은 안료 1~10 중량부, 산화방지제 1~10 중량부, 자외선흡수제 1~10 중량부 및 활제 1~10 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 베이스 수지는 모노 비닐리덴 방향족 화합물 80~95중량% 및 고무 5~20중량%를 포함할 수 있다.
상기 모노 비닐리덴 방향족 화합물은 스티렌, 비닐 톨루엔 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 고무는 폴리부타디엔을 포함할 수 있다.
상기 난연보조제는 트리스(트리브로모페녹시) 트리아진(Tris(Tribromophenoxy) triazine; FR245)와 같은 브롬계 난연제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 복합난연제는 무기난연제의 표면에 유기난연제가 흡착되어 복합화되어 있어 수지 혼용성을 증대시킬 수 있고 이에 따라 무기난연제 대비 수지 분산성을 향상시키는 바, 무기난연제, 특히 수지 분산성이 떨어지는 팽창흑연을 고함량으로 투입할 수 있으므로, 단독으로 사용하더라도 투입량 조절을 통해 V2~V0의 넓은 범위의 우수한 난연성을 부여할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 복합난연제를 포함하는 난연 수지 조성물은, V1 이상의 난연성을 얻기 위해 필수적으로 사용되는 안티몬 보조 난연제 없이도, V1 이상의 난연 효과를 얻을 수 있다는 장점이 있을 뿐만 아니라, 난연 보조제를 소량으로 포함시키더라도 난연제 간의 높은 시너지 효과를 통해 난연 수지에 고난연성을 부여할 수 있는 특징이 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합난연제로 복합화되기 전의 팽창흑연의 광학 현미경(Optical microscope; OM) 이미지이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합난연제(TPP/팽창흑연 복합 입자)의 광학 현미경(Optical microscope; OM) 이미지이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 성분, 반응 조건, 폴리머 조성물 및 배합물의 양을 표현하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은, 이러한 숫자들이 본질적으로 다른 것들 중에서 이러한 값을 얻는 데 발생하는 측정의 다양한 불확실성이 반영된 근사치들이므로, 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기재에서 수치범위가 개시되는 경우, 이러한 범위는 연속적이며, 달리 지적되지 않는 한 이러한 범 위의 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지의 모든 값을 포함한다. 더 나아가, 이러한 범위가 정수를 지칭하는 경우, 달리 지적되지 않는 한 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지를 포함하는 모든 정수가 포함된다.
복합난연제
본 발명의 일 실시예에 따른 복합난연제는 무기난연제 및 유기난연제를 포함하고, 바람직하게는, 상기 무기난연제 40~80중량% 및 상기 유기난연제 20~60중량%를 포함할 수 있고, 더욱 더 바람직하게는, 상기 무기난연제의 표면에 유기난연제가 흡착되어 복합화된 것일 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 복합난연제는 무기난연제의 표면에 유기난연제가 특정 중량%로 흡착되어 복합화되어 있어 수지 혼용성을 증대시킬 수 있고 이에 따라 무기 난연제 대비 수지 분산성을 향상시키는 바, 수지 분산성이 떨어지는 무기난연제, 특히 팽창흑연을 고함량으로 투입할 수 있으므로, 단독으로 사용하더라도 투입량 조절을 통해 V2~V0의 넓은 범위의 우수한 난연성을 부여할 수 있는 특징이 있다.
(1) 무기난연제
본 발명의 일 실시예에 따른 무기난연제는 난연 수지 조성물에 우수한 난연성을 부여할 수 있는 통상의 무기난연제로서, 예를 들어, 팽창흑연, 금속 수산화물, 지르코늄 등 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있고 특정 무기난연제로 제한되지 않으나, 바람직하게, 비록 수지 분산성이 떨어지나 난연 수지 조성물에 차르(char)형성을 촉진시켜, 연소기 표면에 불연층을 형성시킴으로써 연소기 표면에 수지 내부로의 열전달과 연소 영역으로의 연료(fuel)공급을 물리적으로 차단함을 통해 난연 효과를 우수하게 부여할 수 있는 팽창흑연일 수 있다.
본 발명에 따른 팽창흑연은 밀도가 1.5~2.5g/cm3이고, 크기가 50~150메쉬(mesh)이고, 및 발포배수가 250~350배일 수 있다. 상기 팽창흑연의 밀도가 1.5g/cm3 -미만이면 수지 외관이 불량해질 수 있고, 2.5g/cm3 를 초과하면 성형성이 저하되는 단점이 있다. 또한, 상기 크기가 50메쉬(mesh) 미만이면 신율이 저하되는 단점이 있고, 150메쉬(mesh)를 초과하면 충격강도가 저하되는 단점이 있다. 또한, 상기 발포배수가 250배 미만이면 난연성이 저하되는 단점이 있고, 350배를 초과하면 압출시 팽창이 발생할 수 있는 단점이 있다.
본 발명에 따른 무기난연제는 복합난연제 전체 중량 100%에 대하여 40~80중량%일 수 있다. 상기 무기난연제의 중량이 40중량% 미만이면 수지 내열성이 저하되는 단점이 있고, 80중량%를 초과하면 수지 성형성이 저하되는 단점이 있다.
(2) 유기난연제
본 발명의 일 실시예에 따른 유기난연제는 본 발명에 따른 무기난연제 표면에 흡착 및 복합화시킬 수 있는 통상의 유기난연제로서, 예를 들어, 할로젠화 난연제, 인계 난연제, 에폭시계 난연제, 멜라민계 난연제 등 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있다. 특히, 상기 인계 난연제는 트리페닐 포스페이트(Triphenyl Phosphate; TPP), 레소시놀 비스-(디페닐 포스페이트)(Resorcinol Bis-(Diphenyl Phosphate), RDP), 트라이크레실 포스페이트(Tricresyl Phosphate; TCP), 폴리인산암모늄(Ammonium polyphosphate; APP), 라우릴디페닐포스페이트(lauryldiphenylphosphate; LDP) 등 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있고, 상기 할로젠화 난연제는 트리 (트리브로모페닐) 사이아너네이트(Tri (tribromophenyl) Cyanurate; BTAC-245), 데카브로머다이페닐 옥사이드(DBDPO), 옥타브로머다이페닐 옥사이드(ODBDPO), 테트라브로머 비스페놀에이(TBBA), 브롬미네이트 에폭시 올리고머(BEO), 2,4,6 트리브로머페녹시 1,3,5 트리잔(SR-245), 브로미네이트 아로마틱 컴파운드(S-8010, S-4010), 클로리네이트 파라핀, 클로리네이트 폴리에틸렌(CPE) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있으며, 특정된 유기난연제로 한정되지 않는다. 다만, 본 발명에 따른 유기난연제는 바람직하게 무기난연제 표면에 흡착 및 복합화시켜 무기 난연제 대비 수지 분산성을 향상시킴으로써 무기 난연제를 고함량으로 투입할 수 있는 인계 난연제로서 TPP 또는 RDP, 할로젠화 난연제로서 BTAC-245일 수 있다.
본 발명에 따른 유기난연제는 복합난연제 전체 중량 100%에 대하여 20~60중량%일 수 있다. 상기 유기난연제의 중량이 20중량% 미만이면 복합 난연제의 수지 분산성을 저하시키는 단점이 있고, 60중량%를 초과하면 충격강도가 저하되는 단점이 있다.
난연 수지 조성물
본 발명의 일 실시예에 따른 난연 수지 조성물은 모노 비닐리덴 방향족 화합물 및 고무를 포함하는 베이스 수지 및 본 발명에 따른 복합난연제를 포함할 수 있고, 바람직하게는, 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 상기 복합난연제 2~40 중량부를 포함할 수 있으며, 더욱 더 바람직하게는, 난연보조제 5~30 중량부, 안료 1~10 중량부, 산화방지제 1~10 중량부, 자외선흡수제 1~10 중량부 및 활제 1~10 중량부를 더 포함할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 난연 수지 조성물은 상기 복합난연제를 단독으로 포함하여 안티몬 보조 난연제 없이도 V1이상의 난연 효과를 얻을 수 있다는 장점이 있을 뿐만 아니라, 난연 보조제를 소량의 특정 중량부로 포함하거나 복합난연제 자체를 난연 보조제로 기타 주난연제 대비 소량을 사용하더라도 난연제 간의 높은 시너지 효과를 통해 난연 수지에 고난연성을 부여할 수 있는 특징이 있다.
(1) 베이스 수지
본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 수지는 난연 수지 조성물의 통상의 베이스 수지로서, 예를 들어, 모노 비닐리덴 방향족 화합물 및 고무를 포함하는 고충격 폴리스티렌(HIPS) 수지, 폴리메틸마테크릴레이트 수지, 스티렌계-비닐시안계 공중합체, 메틸메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체 수지, 폴리카보네이트 수지, 메틸메타크릴레이트-부타디엔 공중합체 등 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있고 특정 수지로 제한되지 않으나, 바람직하게, 본 발명에 따른 복합난연제와 함께 우수한 난연성을 부여할 수 있으면서도 기계적 물성을 유지할 수 있는 고충격 폴리스티렌(HIPS) 수지일 수 있다.
즉, 본 발명에 따른, 모노 비닐리덴 방향족 화합물 및 고무를 포함하는 베이스 수지로서의 고충격 폴리스티렌(HIPS) 수지는 모노 비닐리덴 방향족 화합물 및 고무를 혼합하고 열중합하거나 또는 여기에 중합개시제를 사용하여 중합시켜 제조될 수 있으며, 중합방법으로는 통상적인 괴상중합, 현탁중합, 유화중합 또는 이들의 혼합방법을 이용할 수 있다. 상기 혼합을 통해, 고무를 모노 비닐리덴 방향족 화합물에 분산시킬 수 있으므로, 상기 HIPS 수지는 우수한 내충격성을 갖으므로, 우수한 난연성 뿐 아니라 우수한 기계적 물성을 난연 수지 조성물에 부여할 수 있는 특징이 있다.
상기 모노 비닐리덴 방향족 화합물은 스티렌, 비닐 톨루엔 등 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있고, 상기 고무는 폴리부타디엔 등 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 베이스 수지는 모노 비닐리덴 방향족 화합물 80~95중량% 및 고무 5~20중량%를 포함할 수 있다. 상기 모노 비닐리덴 방향족 화합물의 중량이 80중량% 미만이면 난연성이 저하되는 단점이 있고, 95중량%를 초과하면 충격강도가 저하되는 단점이 있다. 또한, 상기 고무의 중량이 5중량% 미만이면 수지탄성율이 저하되는 단점이 있고, 20중량%를 초과하면 수지강도가 저하되는 단점이 있다.
(2) 복합난연제
본 발명에 따른 복합난연제는 상기 설명한 내용과 동일하거나 다를 수 있다.
상기 복합난연제는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 2~40 중량부를 포함할 수 있다. 복합난연제의 중량부가 2 미만이면 난연성이 저하되는 단점이 있고, 40를 초과하면 수지물성이 저하되는 단점이 있다.
(3) 난연보조제
본 발명에 따른 난연보조제는 상기 난연 수지 조성물에 포함될 수 있는 통상의 난연보조제로서, 예를 들어, 트리스(트리브로모페녹시) 트리아진(Tris(Tribromophenoxy) triazine; FR245) 등 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있고, 특정 난연보조제로 제한되지 않으나, 바람직하게, 상기 복합난연제와의 시너지 효과로 종래 난연제보다 우수한 난연성을 부여할 수 있는 FR245가 바람직하다.
상기 난연보조제는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 5~30중량부를 포함할 수 있다. 난연보조제의 중량부가 5 미만이면 난연성이 저하되는 단점이 있고, 30를 초과하면 수지의 기계적 강도가 저하되는 단점이 있다.
(4) 기타 첨가제
본 발명에 따른 난연보조제는 상기 난연 수지 조성물에 포함될 수 있는 통상의첨가제로서, 안료, 산화방지제, 자외선흡수제, 활제, 열안정제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함된 것일 수 있다.
상기 첨가제는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 안료 1~10 중량부, 산화방지제 1~10 중량부, 자외선흡수제 1~10 중량부 및 활제 1~10 중량부 및 열안정제 1~10중량부를 더 포함할 수 있다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
팽창흑연의 표면에 인계 유기 난연제(TPP)를 5:5 비율로 코팅하여 복합난연제를 제조하고, 이를 하기 표 1과 같은 조성비로 HIPS 수지 100pt에 복합난연제(TPP/팽창흑연 복합 난연 입자) 30pt를 소형의 텀블러 믹서를 통해 충분히 혼합한 후, 직경 32mm인 이축 압출기를 통해 압출온도 200~230oC 범위에서 압출한 후, 냉각 고화하여 펠렛 형태로 만들었다. 이렇게 제조된 펠렛 제품을, 100oC가 유지된 순환 열풍 건조기에서 4시간 건조 하고, 160톤 사출기에서 사출온도 200~230oC, 금형온도 65oC로 하여 테스트 시편을 제조하여 물성과 난연성을 평가 하였다.
실시예 2
실시예 1과 비교했을 때, 인계 난연제인 TPP 대신 브롬계 난연제인 BTAC245로 사용한 것 이외에는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 테스트 시편을 제조하였다.
실시예 3
실시예 1과 비교했을 때, TPP 대신 동일한 종류의 인계 난연제인 RDP로 사용한 것 이외에는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 테스트 시편을 제조하였다.
실시예 4
실시예 1과 비교했을 때, 복합화를 위해 투입한 5:5 비율의 복합난연제(TPP/팽창흑연 복합 난연 입자)의 투입량을 30pt에서 40pt로 증가시킨 것 이외에는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 테스트 시편을 제조하였다.
실시예 5
실시예 1과 비교했을 때, 복합화를 위해 투입한 5:5 비율의 복합난연제(TPP/팽창흑연 복합 난연 입자)의 투입량을 30pt에서 20pt로 감소시키고 FR245 난연제를 10pt 별도로 추가 투합한 것 이외에는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 테스트 시편을 제조하였다.
비교예 1
HIPS 수지 100pt에 복합화되지 않은 팽창흑연 입자 30pt를 소형의 텀블러 믹서를 통해 충분히 혼합한 후, 직경 32mm인 이축 압출기를 통해 압출온도 200~230oC 범위에서 압출한 후, 냉각 고화하여 펠렛 형태로 만들었다. 이렇게 제조된 펠렛 제품을, 100oC가 유지된 순환 열풍 건조기에서 4시간 건조 하고, 160톤 사출기에서 사출온도 200~230oC, 금형온도 65oC로 하여 테스트 시편을 제조 하여 물성과 난연성을 평가 하였다.
비교예 2
비교예 1과 비교했을 때, 팽창흑연 30pt 대신 인계 난연제인 TPP 난연제를 30pt 사용한 것을 제외하고는, 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 테스트 시편을 제조하였다.
비교예 3
비교예 1과 비교했을 때, 팽창흑연 30pt 대신 팽창흑연과 TPP난연제를 각각 15 pt 사용한 것을 제외하고는, 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 테스트 시편을 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예의 조성 및 물성 및 난연성을 실험한 결과는 하기 표1 에 나타내었다.
Figure pat00001
* 베이스 수지(HIPS 수지) 제품 : HI450W 금호석유화학 100중량부 기준
팽창흑연 : 80mesh size 팽창흑연 (발포배수 300배)
단위(Pt =Part)
<시험 방법>
(1) NI: 충격 강도
아이조드 충격 강도는 ASTM D256에 규정한 방법에 따라 측정하였다.
(2) TS: 인장강도(kgf/cm2)
ASTM D638의 시험 방법에 따라 인장시험 장비를 사용하여 측정하였다.
(3) MI: 멜트 플로우 인덱스 지수
ASTM D1238법을 사용하였으며 200℃ 5kg이었다
(4) HDT: 열변형 온도
ASTM D648법을 사용하였으며, 18.6kgf/cm2 하중 하에서 측정하였다.
(5) 난연도
난연 수지 시편의 난연도 평가는 UL94 V (Vertical Burning Test) 시험 방법에 따라 측정하였다. 기본적으로, UL94 V0 또는 V1 자재를 선정하는 것이 바람직하다.
상기 표를 참조해보면, 무기난연제의 표면에 유기난연제가 흡착되어 복합화된 본 발명의 일 실시예 1~5에 따른 복합난연제가 포함된 시편이, 복합화되지 않은 비교예 1~3에 따른 난연제가 포함된 시편에 비해, 난연도가 V-0 또는 V-1로써, 무기난연제의 표면에 유기난연제가 흡착되어 복합화된 복합난연제가 포함된 난연 수지 조성물이 우수한 난연성 및 기계적 특성(충격 강도 및 인장 강도 등)을 갖는다는 것을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 1 ~ 3를 참고하면, 유기난연제는 무기난연제의 표면에 흡착되어 인계 난연제 또는 할로젠화 난연제(브롬화 난연제) 모두 유사한 수준의 난연성 및 기계적 특성을 부여한다는 것을 확인할 수 있는 바, 무기난연제의 표면에 흡착시키는 본 발명에 따른 유기난연제는 인계 난연제 또는 할로젠화 난연제 모두 바람직하다.
또한, 실시예 1 ~ 3 및 실시예 4를 참고하면, 복합화를 위해 투입한 5:5 비율의 복합난연제(TPP/팽창흑연 복합 난연 입자)의 투입량을 증가시킬수록, 난연도가 V-0로 증가하는 것을 확인할 수 있는 바, 본 발명에 따른 복합난연제의 투입량 조절을 통해 V2~V0의 넓은 범위의 우수한 난연성을 부여할 수 있다.
또한, 실시예 1 ~ 3 및 실시예 5를 참고하면, 복합화된 복합난연제에 일부 난연보조제를 투입해도 유사한 수준의 난연성 및 기계적 특성을 부여한다는 것을 확인할 수 있는 바, 본 발명에 따른 난연 수지 조성물에 복합난연제와 함께 난연보조제를 소량으로 포함시키더라도 난연제 간의 높은 시너지 효과를 통해 난연 수지에 고난연성을 부여할 수 있다.

Claims (15)

  1. 무기난연제 및 유기난연제를 포함하고,
    상기 무기난연제의 표면에 유기난연제가 흡착되어 복합화된 것인 복합난연제.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무기난연제 40~80중량%; 및
    상기 유기난연제 20~60중량%를 포함하는 것인 복합난연제.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 무기난연제는 팽창흑연, 금속 수산화물, 지르코늄 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인 복합난연제.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 팽창흑연은 밀도가 1.5~2.5g/cm3이고, 크기가 50~150메쉬(mesh)이고, 및 발포배수가 250~350배인 것인 복합난연제.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유기난연제는 할로젠화 난연제, 인계 난연제, 에폭시계 난연제, 멜라민계 난연제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인 복합난연제.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 인계 난연제는 트리페닐 포스페이트(Triphenyl Phosphate; TPP), 레소시놀 비스-(디페닐 포스페이트)(Resorcinol Bis-(Diphenyl Phosphate), RDP), 트라이크레실 포스페이트(Tricresyl Phosphate; TCP), 폴리인산암모늄(Ammonium polyphosphate; APP), 라우릴디페닐포스페이트(lauryldiphenylphosphate; LDP) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인 복합난연제.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 할로젠화 난연제는 트리 (트리브로모페닐) 사이아너네이트(Tri (tribromophenyl) Cyanurate; BTAC-245), 데카브로머다이페닐 옥사이드(DBDPO), 옥타브로머다이페닐 옥사이드(ODBDPO), 테트라브로머 비스페놀에이(TBBA), 브롬미네이트 에폭시 올리고머(BEO), 2,4,6 트리브로머페녹시 1,3,5 트리잔(SR-245), 브로미네이트 아로마틱 컴파운드(S-8010, S-4010), 클로리네이트 파라핀, 클로리네이트 폴리에틸렌(CPE) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인 복합난연제.
  8. 모노 비닐리덴 방향족 화합물 및 고무를 포함하는 베이스 수지; 및
    상기 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 복합난연제를 포함하는 난연 수지 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 베이스 수지 100 중량부;
    상기 복합난연제 2~40 중량부를 포함하는 것인 난연 수지 조성물.
  10. 제9항에 있어서,
    난연보조제 5~30 중량부를 더 포함하는 것인 난연 수지 조성물.
  11. 제9항에 있어서,
    안료 1~10 중량부, 산화방지제 1~10 중량부, 자외선흡수제 1~10 중량부 및 활제 1~10 중량부를 더 포함하는 것인 난연 수지 조성물.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 베이스 수지는
    모노 비닐리덴 방향족 화합물 80~95 중량%; 및
    고무 5~20 중량%를 포함하는 것인 난연 수지 조성물.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 모노 비닐리덴 방향족 화합물은 스티렌, 비닐 톨루엔 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인 난연 수지 조성물.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 고무는 폴리부타디엔을 포함하는 것인 난연 수지 조성물.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 난연보조제는 트리스(트리브로모페녹시) 트리아진(Tris(Tribromophenoxy) triazine; FR245) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인 난연 수지 조성물.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024090807A1 (ko) * 2022-10-26 2024-05-02 주식회사 케이씨씨 도료 조성물

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000351906A (ja) * 1999-06-10 2000-12-19 Ajinomoto Co Inc 非ハロゲン系樹脂用複合難燃剤
KR20040068560A (ko) * 2001-11-29 2004-07-31 브로민 콤파운드 리미티드 난연성 폴리머 조성물
KR20090073620A (ko) * 2007-12-31 2009-07-03 제일모직주식회사 캡슐화된 무기 난연제, 그 제조방법 및 이를 이용한 난연성열가소성 수지 조성물
KR20120022393A (ko) * 2010-09-02 2012-03-12 장용호 인계 난연제와 팽창흑연을 이용한 발포 폴리스티렌폼의 난연방법 및 그 난연방법에 의해 제조된 발포 폴리스티렌폼
KR20120087766A (ko) * 2011-01-28 2012-08-07 에이스앤이(주) 바이싸이클릭 포스페이트 및 바이싸이클릭 포스파이트가 포함되는 유기 화합물이 첨가된 복합난연제
KR101486630B1 (ko) 2012-06-04 2015-01-29 주식회사 엘지화학 고무변성 스티렌계 수지용 난연제를 이용한 투명 난연 수지 조성물
KR20160061608A (ko) * 2014-11-24 2016-06-01 주식회사 에스켐 화재차단 조성물 및 이로부터 제조되는 팽창성 화염차단 벨트

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000351906A (ja) * 1999-06-10 2000-12-19 Ajinomoto Co Inc 非ハロゲン系樹脂用複合難燃剤
KR20040068560A (ko) * 2001-11-29 2004-07-31 브로민 콤파운드 리미티드 난연성 폴리머 조성물
KR20090073620A (ko) * 2007-12-31 2009-07-03 제일모직주식회사 캡슐화된 무기 난연제, 그 제조방법 및 이를 이용한 난연성열가소성 수지 조성물
KR20120022393A (ko) * 2010-09-02 2012-03-12 장용호 인계 난연제와 팽창흑연을 이용한 발포 폴리스티렌폼의 난연방법 및 그 난연방법에 의해 제조된 발포 폴리스티렌폼
KR20120087766A (ko) * 2011-01-28 2012-08-07 에이스앤이(주) 바이싸이클릭 포스페이트 및 바이싸이클릭 포스파이트가 포함되는 유기 화합물이 첨가된 복합난연제
KR101486630B1 (ko) 2012-06-04 2015-01-29 주식회사 엘지화학 고무변성 스티렌계 수지용 난연제를 이용한 투명 난연 수지 조성물
KR20160061608A (ko) * 2014-11-24 2016-06-01 주식회사 에스켐 화재차단 조성물 및 이로부터 제조되는 팽창성 화염차단 벨트

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024090807A1 (ko) * 2022-10-26 2024-05-02 주식회사 케이씨씨 도료 조성물

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