KR20230127758A - 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 성형품 - Google Patents

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KR20230127758A
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Abstract

(A) 폴리아미드 수지 40 내지 70 중량%, (B) 인계 난연제 5 내지 25 중량%, (C) 유리섬유 20 내지 50 중량%, 및 (D) 멜라민계 난연제 1 내지 5 중량%를 포함하는 기초재료 100 중량부에 대하여, (E) 붕산아연 0.5 내지 3 중량부, 및 (F) 산화 마그네슘 0.3 내지 2 중량부를 포함하는, 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 성형품이 제공된다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 성형품{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION AND MOLDED PRODUCT MANUFACTURED FROM THE SAME}
본 발명은 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 성형품에 관한 것이다.
자동차 부품 또는 전기 용품에 사용되는 열가소성 수지 조성물은 난연성에 대한 산업 규격이 존재하며, 우수한 전기 절연성 및 난연성이 요구된다. 최근 환경 이슈에 따라 전기차에 대한 보급을 각국 정부 차원에서 지원하고 있고, 이에 따라 전기차 배터리에 대한 수요가 증가하고 있다. 일반 전기 용품에서도 중요하지만, 자동차 배터리 용도에 있어 안전성이 이슈가 됨에 따라 열가소성 수지 조성물의 박막에서의 난연도가 중요시되고 있다. 또한, 자동차 부품 또는 전기 용품에 사용하기 위해서는 상기 특성을 만족함과 동시에 인장강도, 굴곡탄성률과 같은 기계적 특성이 우수해야 한다.
폴리아미드 수지는 뛰어난 내열성 및 성형성을 제공하므로 자동차 부품 또는 전기 용품에 사용되는 열가소성 수지로 유용하다. 하지만, 폴리아미드 수지는 내화염성이 부족하여 특정 용도에서 요구되는 난연성을 제공하기 위해서는 난연제를 첨가해야 한다. 상기 난연제로 브롬계 화합물 및 안티몬계 화합물이 사용될 수 있으나, 특히 브롬계 화합물은 조성물이 연소될 때 환경 문제를 일으킬 수 있기 때문에 브롬계 화합물 및 안티몬계 화합물이 포함되는 경우 그 용도는 제한될 수 있다.
이에 따라 폴리아미드 수지의 난연성을 향상시키기 위해 비브롬계 난연제인 인계 난연제 등을 사용하나, 난연제 첨가로 인해 내열성 및 내충격성이 저하되는 현상이 발생하며, 내충격성을 향상시키기 위해 충격보강제를 첨가할 경우 다시 난연성이 저하되는 현상이 발생한다. 또한, 전기 절연성 향상을 위한 첨가제는 전기적 특성을 향상시키지만, 물성의 저하가 동반된다.
또한, 인계 난연제의 경우 수지와 함께 압출 가공할 경우 인산이 생성되어 가스 및 단사로 인한 외관 특성 저하가 발생할 수 있고, 압출기가 부식될 수 있다는 문제점이 있다.
따라서, 우수한 난연성, 내충격성, 기계적 물성 및 외관 특성을 가지는 난연성 폴리아미드 수지 조성물이 필요하다.
일 구현예는 난연성, 내충격성, 외관 특성, 및 기계적 물성이 우수한 열가소성 수지 조성물, 및 이로부터 제조되는 성형품을 제공한다.
일 구현예에 따르면, (A) 폴리아미드 수지 40 내지 70 중량%, (B) 인계 난연제 5 내지 25 중량%, (C) 유리섬유 20 내지 50 중량% 및 (D) 멜라민계 난연제 1 내지 5 중량%를 포함하는 기초재료 100 중량부에 대하여, (E) 붕산아연 0.5 내지 3 중량부, 및 (F) 산화 마그네슘 0.3 내지 2 중량부를 포함하는, 열가소성 수지 조성물이 제공된다.
상기 (A) 폴리아미드 수지는 폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 폴리아미드 46, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 610, 폴리아미드 612, 폴리아미드 6I, 폴리아미드 6T, 폴리아미드 4T, 폴리아미드 410, 폴리아미드 510, 폴리아미드 1010, 폴리아미드 1012, 폴리아미드 10T, 폴리아미드 1212, 폴리아미드 12T, 폴리아미드 MXD6, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 (A) 폴리아미드 수지는 폴리아미드 66일 수 있다.
상기 (B) 인계 난연제는 알루미늄 디에틸 포스피네이트(aluminum diethyl phosphinate), 트리페닐 포스페이트(triphenyl phosphate), 암모늄 폴리포스페이트(ammonium polyphosphate), 레조시놀-디(비스-2,6-디메틸페닐) 포스페이트(resorcinol-di(bis-2,6-dimethylphenyl) phosphate), 비스페놀 A 디페닐 포스페이트(bisphenol A diphenyl phosphate), 사이클로포스파젠(cyclophosphazene), 디에틸 포스피네이트 암모늄염(diethyl phosphinate ammonium salt), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 구현예에서 상기 (B) 인계 난연제는 알루미늄 디에틸포스피네이트일 수 있다.
상기 (D) 멜라민계 난연제는 멜라민 폴리포스페이트(melamine polyphosphate), 멜라민/암모늄 폴리포스페이트(melamine/ammonium polyphosphate), 멜라민 포스페이트(melamine phosphate), 멜라민 파이로포스페이트(melamine pyrophosphate), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 (D) 멜라민계 난연제는 멜라민 폴리포스페이트일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 (B) 인계 난연제 및 (D) 멜라민계 난연제의 중량비는 2:1 내지 15:1일 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 항균제, 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 충격보강제, 활제, 이형제, 열 안정제, 산화 방지제, 자외선 안정제, 안료, 염료 중에서 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
다른 일 구현예에서, 상기 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 성형품이 제공된다.
상기 성형품은 노치(notch)가 되어있는 1/4 inch 두께 시편에 대해 ASTM D256 규격에 따라 측정한 아이조드 충격강도가 7 kgf·cm/cm 이상일 수 있다.
상기 성형품은 펠렛(pellet) 형태의 상기 성형품 약 2 g을 직경이 약 80 mm인 유리 페트리 디쉬(petri dish)에 넣고 상부를 유리판으로 덮은 다음, 290℃의 핫 플레이트(hot plate)에서 2 시간 가열한 후의 유리판의 무게 증가량을 통해 측정한 가스 발생량이 7,000 ppm 미만일 수 있다.
상기 성형품은 0.75 mm 두께 시편에 대해 UL94 규격에 따라 측정한 난연도가 V0 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 난연성, 내충격성, 외관 특성, 및 기계적 물성이 우수한 성형품을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 특별히 언급하지 않는 한 "공중합"이란 블록 공중합, 랜덤 공중합, 그라프트 공중합을 의미하고, "공중합체"란 블록 공중합체, 랜덤 공중합체, 그라프트 공중합체를 의미한다.
일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 (A) 폴리아미드 수지 40 내지 70 중량%, (B) 인계 난연제 5 내지 25 중량%, (C) 유리섬유 20 내지 50 중량%, 및 (D) 멜라민계 난연제 1 내지 5 중량%를 포함하는 기초재료 100 중량부에 대하여, (E) 붕산아연 0.5 내지 3 중량부, 및 (F) 산화 마그네슘 0.3 내지 2 중량부를 포함한다.
상기 열가소성 수지 조성물로부터 난연성이 우수하면서도, 내충격성, 외관 특성 및 기계적 물성 또한 우수하게 유지되는 성형품을 제조할 수 있으며, 다양한 분야에서 유리하게 사용될 수 있다.
이하, 상기 열가소성 수지 조성물에 포함되는 각 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.
(A) 폴리아미드 수지
일 구현예에서, 폴리아미드 수지는 열가소성 수지 조성물이 우수한 기계적 물성을 구현할 수 있도록 한다.
일 구현예에서, 상기 폴리아미드 수지로는 당해 기술 분야에 알려져 있는 다양한 폴리아미드 수지들, 예를 들면 방향족 폴리아미드 수지, 지방족 폴리아미드 수지, 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.
상기 방향족 폴리아미드 수지는 주쇄에 방향족 기를 포함하는 폴리아미드 수지로, 전방향족 폴리아미드 수지, 반방향족 폴리아미드 수지, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 전방향족 폴리아미드 수지는 방향족 디아민과 방향족 디카르복실산의 중합체를 의미하며, 상기 반방향족 폴리아미드 수지는 아미드 결합 사이에 최소한 하나의 방향족 단위와 최소한 하나의 비방향족 단위를 함께 포함하는 것을 의미한다. 예를 들면, 상기 반방향족 폴리아미드 수지는 방향족 디아민과 지방족 디카르복실산의 중합체이거나, 또는 지방족 디아민과 방향족 디카르복실산의 중합체일 수 있다.
한편, 상기 지방족 폴리아미드 수지는 지방족 디아민과 지방족 디카르복실산의 중합체를 의미한다.
상기 방향족 디아민의 예로는, p-자일렌 디아민, m-자일렌 디아민 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 방향족 디카르복실산의 예로는, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, (1,3-페닐렌디옥시)디아세틱산 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 지방족 디아민의 예로는, 에틸렌디아민, 트리메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 도데카메틸렌디아민, 피페라진 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 지방족 디카르복실산의 예로는, 아디프산, 세바식산, 숙신산, 글루타릭산, 아젤라익산, 도데칸디오익산, 다이머산, 사이클로헥산디카르복실산 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 폴리아미드 수지는 폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 폴리아미드 46, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 610, 폴리아미드 612, 폴리아미드 6I, 폴리아미드 6T, 폴리아미드 4T, 폴리아미드 410, 폴리아미드 510, 폴리아미드 1010, 폴리아미드 1012, 폴리아미드 10T, 폴리아미드 1212, 폴리아미드 12T, 폴리아미드 MXD6, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 폴리아미드 수지는 폴리아미드 66일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 폴리아미드 수지는 상기 기초재료 100 중량%에 대하여 40 내지 70 중량%, 예를 들어 50 내지 70 중량%, 예를 들어 50 내지 60 중량%로 포함될 수 있다.
상기 폴리아미드 수지의 함량이 전술한 범위를 만족할 경우, 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품은 폴리아미드 수지에 기인한 우수한 기계적 물성을 나타낼 수 있다.
(B) 인계 난연제
일 구현예에서, 인계 난연제는 열가소성 수지 조성물의 기본적인 난연성을 보강하여 높은 수준의 난연성을 구현케 한다.
일 구현예에서 사용 가능한 인계 난연제로는 열가소성 수지 조성물의 난연성을 보강하기 위하여 사용되는 통상의 인계 난연제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 포스페이트(phosphate) 화합물, 포스포네이트(phosphonate) 화합물, 포스피네이트(phosphinate) 화합물, 포스핀 옥사이드(phosphine oxide) 화합물, 포스파젠(phosphazene) 화합물, 이들의 금속염 등을 사용할 수 있다. 상기 인계 난연제는 단독으로 사용하거나 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 인계 난연제는 알루미늄 디에틸 포스피네이트(aluminum diethyl phosphinate), 트리페닐 포스페이트(triphenyl phosphate), 암모늄 폴리포스페이트(ammonium polyphosphate), 레조시놀-디(비스-2,6-디메틸페닐) 포스페이트(resorcinol-di(bis-2,6-dimethylphenyl) phosphate), 비스페놀 A 디페닐 포스페이트(bisphenol A diphenyl phosphate), 사이클로포스파젠(cyclophosphazene), 디에틸 포스피네이트 암모늄염(diethyl phosphinate ammonium salt), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 인계 난연제는 알루미늄 디에틸 포스피네이트일 수 있다.
상기 인계 난연제는 상기 기초재료 100 중량%에 대하여 5 내지 25 중량%, 예를 들어 5 내지 20 중량%, 예를 들어 10 내지 20 중량%, 예를 들어 10 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 상기 인계 난연제의 함량이 전술한 범위를 만족할 경우, 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품은 성형성 및 난연성이 우수함과 동시에 우수한 기계적 물성을 유지할 수 있다.
(C) 유리섬유
일 구현예에서, 유리섬유(Glass fiber, GF)는 열가소성 수지 조성물의 인장강도 등의 기계적 물성을 향상시킬 뿐만 아니라 난연성을 개선하는 역할도 할 수 있다.
일 구현예에서 사용 가능한 유리섬유로는 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용되는 유리섬유를 사용할 수 있다.
상기 유리섬유의 직경은 1 내지 20 ㎛일 수 있고, 예를 들어 1 내지 15 ㎛, 예를 들어 1 내지 10 ㎛, 예를 들어 1 내지 5 ㎛일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 유리섬유의 가공 전 평균 길이는 10 mm 이하일 수 있고, 예를 들어 1 내지 8 ㎜, 예를 들어 1 내지 5 mm, 예를 들어 1 내지 3 mm 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
유리섬유의 평균 직경 및 평균 길이가 상기 범위인 경우, 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물의 기계적 물성이 우수할 수 있다.
상기 유리섬유는 단면이 원형, 타원형, 직사각형 또는 두 개의 원형이 연결된 아령 모양의 것을 사용할 수 있고, 단면의 형태, 직경, 길이 등이 서로 상이한 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
한편, 유리섬유와 열가소성 수지의 접합성을 향상시키기 위하여 유리섬유의 표면을 소정의 물질로 표면처리할 수 있고, 표면처리제의 종류에 따라 열가소성 수지 조성물의 유동성, 내충격성 등이 달라질 수 있다.
상기 표면처리제로는 실란계 화합물, 에폭시계 화합물, 우레탄계 화합물이 사용될 수 있고, 통상적으로 상용화되어 사용되고 있는 표면처리제를 제한 없이 사용할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 유리섬유는 상기 기초재료 100 중량%에 대하여 20 내지 50 중량%, 예를 들어 30 내지 40 중량%, 예를 들어 30 내지 35 중량%로 포함될 수 있다. 상기 유리섬유의 함량이 전술한 범위를 만족할 경우, 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품이 우수한 기계적 물성을 나타낼 수 있다.
(D) 멜라민계 난연제
일 구현예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 (D) 멜라민계 난연제를 포함하며, 상기 (D) 멜라민계 난연제는 (B) 인계 난연제와 함께 사용되어 열가소성 수지 조성물의 난연성을 보강하여 높은 수준의 난연성을 구현케 한다.
상기 (D) 멜라민계 난연제는, 상기 기초재료 100 중량%에 대하여 1 내지 5 중량%, 예를 들어 1 내지 4 중량%, 예를 들어 1 내지 3 중량%로 포함될 수 있다.
일 구현예에서 사용 가능한 멜라민계 난연제는 열가소성 수지 조성물의 난연성을 보강하기 위하여 사용되는 통상의 멜라민계 난연제를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 멜라민계 난연제는 멜라민 폴리포스페이트(melamine polyphosphate), 멜라민/암모늄 폴리포스페이트(melamine/ammonium polyphosphate), 멜라민 포스페이트(melamine phosphate), 멜라민 파이로포스페이트(melamine pyrophosphate), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 멜라민계 난연제는 멜라민 폴리포스페이트일 수 있다.
상기 (B) 인계 난연제 및 (D) 멜라민계 난연제를 함께 포함할 경우, 이들의 중량비는 2:1 내지 15:1일 수 있다. 구체적으로, 상기 (B) 인계 난연제 및 (D) 멜라민계 난연제의 중량비는 2:1 내지 10:1, 2:1 내지 5:1, 또는 3:1 내지 5:1일 수 있다. 상기 중량비 범위에서 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품의 난연성이 더욱 우수할 수 있다.
(E) 붕산아연
일 구현예에서, 붕산아연(Zinc borate, ZnB)은 열가소성 수지 조성물에 우수한 난연성을 부여할 수 있다.
상기 붕산아연은 상기 기초재료 100 중량부에 대하여 0.5 내지 3 중량부, 예를 들어 0.5 내지 2 중량부, 예를 들어 0.5 내지 1 중량부로 포함될 수 있다. 상기 중량부 범위에서 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품의 난연성, 내충격성 및 외관 특성이 우수할 수 있다.
(F) 산화 마그네슘
일 구현예에서, 산화 마그네슘(Magnesium oxide, MgO)은 인계 난연제의 사용으로 인한 가스 발생량을 현저히 줄일 수 있다. 이에 따라, 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 성형품이 우수한 외관 특성을 구현할 수 있다.
일 구현예에서, 산화 마그네슘은 상기 기초재료 100 중량부에 대하여 0.3 내지 2 중량부, 예를 들어 0.3 내지 1.5 중량부, 예를 들어 0.3 내지 1 중량부로 포함될 수 있다. 상기 중량부 범위에서 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품의 내충격성, 기계적 물성 및 외관 특성을 우수하게 유지시킬 수 있다.
(G) 첨가제
일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 상기 성분 (A) 내지 (F) 외에도, 우수한 기계적 물성, 난연성 및 외관 특성을 발현할 수 있으면서도 각 물성들 간의 균형을 맞추기 위해, 혹은 상기 열가소성 수지 조성물의 최종 용도에 따라 필요한 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 첨가제로서는, 항균제, 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 활제, 이형제, 열 안정제, 산화 방지제, 자외선 안정제, 안료, 염료 등이 사용될 수 있고 이들은 단독 혹은 2종 이상의 조합으로 사용될 수 있다.
이들 첨가제는, 열가소성 수지 조성물의 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 적절히 포함될 수 있고, 예를 들어, 상기 기초재료 100 중량부에 대하여 20 중량부 이하로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 다른 수지 혹은 다른 고무 성분과 혼합되어 함께 사용하는 것도 가능하다.
한편, 다른 구현예는 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물을 이용하여 제조된 성형품을 제공한다. 상기 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물을 이용하여 사출 성형, 압출 성형 등 당해 기술 분야에 공지된 다양한 방법으로 제조할 수 있다.
상기 성형품은 노치(notch)가 되어있는 1/4 inch 두께 시편에 대해 ASTM D256 규격에 따라 측정한 아이조드 충격강도가 7 kgf·cm/cm 이상일 수 있다.
상기 성형품은 3.2 mm 두께 시편에 대해 ASTM D638 규격에 따라 5 mm/min의 인장속도 조건에서 측정한 인장강도가 1,500 kgf/cm2 이상일 수 있다.
상기 성형품은 펠렛(pellet) 형태의 상기 성형품 약 2 g을 직경이 약 80 mm인 유리 페트리 디쉬(petri dish)에 넣고 상부를 유리판으로 덮은 다음, 290℃의 핫 플레이트(hot plate)에서 2시간 가열한 후의 유리판의 무게 증가량을 통해 측정한 가스 발생량이 7,000 ppm 미만일 수 있다.
한편, 일 구현예에 따른 성형품은 0.75 mm 두께 시편에 대해 UL94 규격에 따라 측정한 난연도가 V0 이상일 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 3, 및 비교예 1 내지 7
실시예 1 내지 3, 및 비교예 1 내지 7의 열가소성 수지 조성물은 각각 하기 표 1에 기재된 성분 함량비에 따라 제조되었다.
표 1에 기재된 성분들을 혼합하여 베럴 온도 약 290℃로 설정된 이축 압출기(L/D=36, Φ=45 mm)의 공급부에 정량적으로 연속 투입 후 압출/혼련하여 펠렛(Pellet) 형태의 열가소성 수지 조성물을 제조하였다. 이어서, 열가소성 수지 조성물 펠렛을 약 80℃에서 약 4 시간 동안 건조한 후, 6 oz 사출 성형기를 이용하여 실린더(cylinder) 온도 약 280℃, 금형 온도 약 80 ℃로 설정하고 물성측정용 시편을 제조하였다. 측정된 물성들은 하기 표 2에 나타내었다.
표 1에서, (A), (B), (C) 및 (D)의 각 함량은 이들의 총 중량의 합을 100 중량%로 할 때, 각 성분의 중량의 비율을 %로 나타낸 중량% 값이고, (E) 및 (F) 성분의 함량은 상기 (A), (B), (C), 및 (D)의 총 중량의 합을 100 중량부로 할 때의 상대적인 중량부 값이다.
구분 실시예
1		 실시예
2		 실시예
3		 비교예
1		 비교예
2		 비교예
3		 비교예
4		 비교예
5		 비교예
6		 비교예
7
(A) 52 52 52 52 52 52 52 52 52 52
(B) 10 10 10 13 10 10 10 10 10 7
(C) 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35
(D) 3 3 3 - 3 3 3 3 3 6
(E) 1 1 1 1 1 1 1 - 5 1
(F) 0.3 0.5 1.0 0.3 - 3.0 5.0 0.3 0.3 0.3
상기 표 1 에 기재된 각 구성에 대한 설명은 다음과 같다.
(A) 폴리아미드 수지
Asahi Kasei Corporation社의 폴리아미드 66 수지(제품명:Leona™ 1200)를 사용하였다.
(B) 인계 난연제
Chempia社의 알루미늄 디에틸포스피네이트(제품명: FR-133L)를 사용하였다.
(C) 유리섬유
Nippon Electric Glass社의 단면이 원형이고 직경이 약 10 ㎛, 가공 전 평균 길이가 약 3 mm이며, 우레탄계 화합물로 표면처리된 유리섬유(제품명: ECS03T-251H)를 사용하였다.
(D) 멜라민계 난연제
Chempia社의 멜라민 폴리포스페이트(제품명: MPP-D)를 사용하였다.
(E) 붕산아연
U.S. Borax社의 붕산아연(제품명: Firebrake® 500)을 사용하였다.
(F) 산화 마그네슘
Kyowa Chemical Industry社의 산화 마그네슘(제품명: Kyowamag 150)를 사용하였다.
물성 평가
실험 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 내충격성(단위: kgf·cm/cm)
노치(notch)가 되어있는 1/4 inch 두께 시편에 대해 ASTM D256 규격에 따라 아이조드(Izod) 충격강도를 측정하였다.
(2) 기계적 물성(인장강도)(단위: kgf/cm2)
3.2 mm 두께 시편에 대해 ASTM D638 규격에 따라 5 mm/min의 인장속도 조건에서 인장강도를 측정하였다.
(3) 기계적 물성(굴곡탄성률)(단위: kgf/cm2)
6.4 mm 두께 시편에 대해 ASTM D790 규격에 따라 2.8 mm/min의 크로스헤드(crosshead) 속도 조건에서 굴곡탄성률을 측정하였다.
(4) 내열성(단위: ℃)
ASTM D648에 따라 1.86 MPa 하중 조건에서 열변형 온도(heat deflection temperature, HDT)를 측정하였다.
(5) 외관 특성(Fogging test)(단위: ppm)
펠렛(pellet) 형태의 열가소성 수지 조성물 시료 약 2 g을 직경이 약 80 mm인 유리 페트리 디쉬(petri dish)에 넣고 상부를 유리판으로 덮은 다음, 290℃의 핫 플레이트(hot plate)에서 2시간 가열한 후의 유리판의 무게 증가량을 초기 시료의 무게로 나누어 가스(Gas) 발생량을 측정하였다. 가스 발생량이 적을수록 외관 특성이 우수하다고 판단하였다.
(6) 난연성(단위: 난연 등급)
0.75 mm 두께 시편에 대해 UL94 규격의 vertical test 방법에 따라 난연성을 평가하였다.
구분 실시예
1		 실시예
2		 실시예
3		 비교예
1		 비교예
2		 비교예
3		 비교예
4		 비교예
5		 비교예
6		 비교예
7
충격강도 7.9 8.1 8.2 8.3 7.3 6.8 5.3 8.2 5.6 7.8
인장강도 1,530 1,580 1,588 1,521 1,490 1,500 1,438 1,524 1,573 1,510
굴곡탄성률 2,400 2,412 2,350 2,328 2,320 2,340 2,248 2,418 2,438 2,348
열변형 온도 235 236 234 235 234 237 238 234 237 234
가스 발생량 6,979 6,659 6,850 5,838 10,107 6,890 6,483 8,083 6,183 8,873
난연 등급 V0 V0 V0 Fail V0 V0 V0 Fail V0 Fail
표 1 및 표 2로부터, 실시예들의 열가소성 수지 조성물이 비교예들의 열가소성 수지 조성물에 비해 충격강도, 인장강도, 굴곡탄성률 등의 물성이 우수하면서도, 난연성 및 외관 특성 또한 모두 우수하다는 것을 확인할 수 있다.
특히, 산화 마그네슘을 포함하지 않는 비교예 2는 실시예들에 비해 가스 발생량이 현저히 높음을 알 수 있다. 이로부터, 열가소성 수지 조성물에 산화 마그네슘을 포함시킴으로써, 성형품 제조 시 가스 발생량을 현저히 줄여 우수한 외관 특성을 갖는 성형품을 제조할 수 있음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 구현예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 첨부된 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (13)

  1. (A) 폴리아미드 수지 40 내지 70 중량%;
    (B) 인계 난연제 5 내지 25 중량%;
    (C) 유리섬유 20 내지 50 중량%; 및
    (D) 멜라민계 난연제 1 내지 5 중량%를 포함하는 기초재료 100 중량부에 대하여,
    (E) 붕산아연 0.5 내지 3 중량부; 및
    (F) 산화 마그네슘 0.3 내지 2 중량부를 포함하는, 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에서,
    상기 (A) 폴리아미드 수지는 폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 폴리아미드 46, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 610, 폴리아미드 612, 폴리아미드 6I, 폴리아미드 6T, 폴리아미드 4T, 폴리아미드 410, 폴리아미드 510, 폴리아미드 1010, 폴리아미드 1012, 폴리아미드 10T, 폴리아미드 1212, 폴리아미드 12T, 폴리아미드 MXD6, 또는 이들의 조합을 포함하는, 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에서,
    상기 (A) 상기 폴리아미드 수지는 폴리아미드 66인, 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에서,
    상기 (B) 인계 난연제는 알루미늄 디에틸 포스피네이트(aluminum diethyl phosphinate), 트리페닐 포스페이트(triphenyl phosphate), 암모늄 폴리포스페이트(ammonium polyphosphate), 레조시놀-디(비스-2,6-디메틸페닐) 포스페이트(resorcinol-di(bis-2,6-dimethylphenyl) phosphate), 비스페놀 A 디페닐 포스페이트(bisphenol A diphenyl phosphate), 사이클로포스파젠(cyclophosphazene), 디에틸 포스피네이트 암모늄염(diethyl phosphinate ammonium salt), 또는 이들의 조합을 포함하는, 열가소성 수지 조성물.
  5. 제4항에서,
    상기 (B) 인계 난연제는 알루미늄 디에틸 포스피네이트인, 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항에서,
    상기 (D) 멜라민계 난연제는 멜라민 폴리포스페이트(melamine polyphosphate), 멜라민/암모늄 폴리포스페이트(melamine/ammonium polyphosphate), 멜라민 포스페이트(melamine phosphate), 멜라민 파이로포스페이트(melamine pyrophosphate), 또는 이들의 조합을 포함하는, 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항에서,
    상기 (D) 멜라민계 난연제는 멜라민 폴리포스페이트인, 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항에서,
    상기 (B) 인계 난연제 및 (D) 멜라민계 난연제의 중량비는 2:1 내지 15:1인, 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항에서,
    항균제, 난연제, 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 충격보강제, 활제, 이형제, 열 안정제, 산화 방지제, 자외선 안정제, 안료, 염료 중에서 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함하는, 열가소성 수지 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 성형품.
  11. 제10항에서,
    상기 성형품은 노치(notch)가 되어있는 1/4 inch 두께 시편에 대해 ASTM D256 규격에 따라 측정한 아이조드 충격강도가 7 kgf·cm/cm 이상인, 성형품.
  12. 제10항에서,
    상기 성형품은 펠렛(pellet) 형태의 상기 성형품 2 g을 직경이 80 mm인 유리 페트리 디쉬(petri dish)에 넣고 상부를 유리판으로 덮은 다음, 290℃의 핫 플레이트(hot plate)에서 2시간 가열한 후의 유리판의 무게 증가량을 통해 측정한 가스 발생량이 7,000 ppm 미만인, 성형품.
  13. 제10항에서,
    상기 성형품은 0.75 mm 두께 시편에 대해 UL94 규격에 따라 측정한 난연도가 V0 이상인, 성형품.
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