KR20230166708A - 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 성형품 - Google Patents
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Abstract
(A) 폴리아미드 수지 40 내지 70 중량%; (B) 인계 난연제 5 내지 10 중량%; (C) 멜라민계 난연제 2 내지 5 중량%; 및 (D) 유리섬유 20 내지 50 중량%를 포함하는 기초소재 100 중량부에 대해 (E) 붕산아연 0.5 내지 3 중량부; 및 (F) 아이오노머 1 내지 3 중량부를 포함하는, 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품이 제공된다.
Description
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, 전기차 배터리 용도에 있어 안전성이 이슈가 됨에 따라 열가소성 수지 조성물의 박막에서의 난연도가 중요시되고 있다.
또한, 열가소성 수지 조성물이 사용되는 거의 모든 구성 부품들은 서로 접합되어 있는데, 접합 부위는 대부분 인서트 사출을 통한 볼트로 접합되나, 경량화 및 박막화, 부품에 대한 심미성, 에너지 효율, 외관 등의 개선을 위해 레이저 웰딩 기술로 구성 부품들을 접합하는 것이 적용되고 있는 추세이다.
폴리아미드 수지는 뛰어난 내열성 및 성형성을 제공하므로 자동차 부품 또는 전기 용품에 유용하게 사용되고 있다. 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 화합물을 난연제로 사용하는 경우 이를 포함하는 수지 조성물이 연소될 때 환경 문제를 일으킬 수 있기 때문에 브롬계 화합물 및 안티몬계 화합물이 포함되는 경우 그 용도는 제한될 수 있다.
이에, 폴리아미드 수지 조성물의 난연성을 향상시키기 위해 인계 난연제가 사용되고 있는 추세이나, 인계 난연제를 사용하면 이를 포함하는 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 성형품의 레이저 투과율이 저하되어 레이저 웰딩 기술로 구성 부품들을 접합하기 어렵다.
따라서, 난연성이 구현되면서 레이저 투과율 또한 우수한 열가소성 수지 조성물의 개발이 필요하다.
일 구현예는 난연성, 내충격성, 유동성 및 레이저 투과율이 우수한 열가소성 수지 조성물, 및 이를 이용한 성형품을 제공한다.
일 구현예에 따르면, (A) 폴리아미드 수지 40 내지 70 중량%; (B) 인계 난연제 5 내지 10 중량%; (C) 멜라민계 난연제 2 내지 5 중량%; 및 (D) 유리섬유 20 내지 50 중량%를 포함하는 기초소재 100 중량부에 대해 (E) 붕산아연 0.5 내지 3 중량부; (F) 아이오노머 1 내지 3 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 조합 중 어느 하나일 수 있다.
상기 (B) 인계 난연제는 알루미늄 디에틸 포스피네이트일 수 있다.
상기 (C) 멜라민계 난연제는 멜라민 폴리포스페이트(melamine polyphosphate), 멜라민 포스페이트(melamine phosphate), 멜라민 파이로포스페이트(melamine pyrophosphate), 또는 이들의 조합 중 어느 하나일 수 있다.
상기 (C) 멜라민계 난연제는 멜라민 폴리포스페이트일 수 있다.
상기 (F) 아이오노머는 에틸렌 및 메타크릴산이 공중합된 에틸렌-메타크릴산 공중합체의 분자 내에 상기 메타크릴산의 카르복실산이 금속 이온으로 중화된 것일 수 있다.
상기 (F) 아이오노머의 중량평균분자량은 10,000 내지 100,000 g/mol일 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 UL94 규격에 따라 1.5 mm 두께 시편에 대해 측정한 난연도가 V-0 이상일 수 있다.
상기 성형품은 1.5 mm 두께 시편에 대한 980 nm 파장에서의 레이저 투과율이 20 내지 50 %일 수 있다.
상기 성형품은 ASTM D256 규격에 따라 1/8 inch 두께 시편에 대해 측정한 아이조드(Izod) 충격강도가 8.0 kgf·cm/cm 이상일 수 있다.
상기 성형품은 ASTM D1238 규격에 따라 275℃, 2.16 kg 하중 조건에서 측정한 유동지수(Melt-flow index)가 85 g/10min 이상일 수 있다.
난연성, 내충격성, 유동성 및 레이저 투과율이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 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 10 중량%; (C) 멜라민계 난연제 2 내지 5 중량%; 및 (D) 유리섬유 20 내지 50 중량%를 포함하는 기초소재 100 중량부에 대해 (E) 붕산아연 0.5 내지 3 중량부; (F) 아이오노머 1 내지 3 중량부를 포함할 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 기초소재 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 후술하는 멜라민계 난연제와 함께 사용되어 열가소성 수지 조성물의 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, 또는 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 기초소재 100 중량%에 대하여 5 내지 10 중량%, 예를 들어 5 내지 8 중량%로 포함될 수 있다. 상기 중량% 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 난연성이 우수함과 동시에 기계적 물성 및 성형성이 우수할 수 있다.
(C) 멜라민계 난연제
일 구현예에서, 멜라민계 난연제는 상기 인계 난연제와 함께 사용되어 열가소성 수지 조성물의 난연성을 보강하여 높은 수준의 난연성을 구현케 한다.
일 구현예에서, 사용 가능한 멜라민계 난연제로는 열가소성 수지 조성물의 난연성을 보강하기 위하여 사용되는 통상의 멜라민계 난연제를 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 멜라민계 난연제는 멜라민 폴리포스페이트(melamine polyphosphate), 멜라민 포스페이트(melamine phosphate), 멜라민 파이로포스페이트(melamine pyrophosphate), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 멜라민계 난연제는 멜라민 폴리포스페이트일 수 있다.
상기 멜라민계 난연제는 상기 기초소재 100 중량%에 대하여 2 내지 5 중량%, 예를 들어 2 내지 3 중량%로 포함될 수 있다. 상기 중량% 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 난연성이 우수함과 동시에 기계적 물성 및 성형성이 우수할 수 있다.
(D) 유리섬유
일 구현예에서, 유리섬유는 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 평균 직경은 1 내지 20 ㎛ 범위일 수 있고, 예를 들어 1 내지 15 ㎛, 예를 들어 1 내지 10 ㎛, 예를 들어 1 내지 5 ㎛ 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
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 한정되는 것은 아니다.
상기 유리섬유의 평균 직경 및 평균 길이가 상기 범위인 경우 기계적 물성이 우수할 수 있다.
상기 유리섬유는 단면이 원형, 타원형, 직사각형 또는 두 개의 원형이 연결된 아령 모양의 것을 사용할 수 있고, 단면의 형태, 평균 직경, 평균 길이 등이 서로 상이한 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
한편, 유리섬유와 열가소성 수지와의 접합성을 향상시키기 위하여 유리섬유 표면을 소정의 표면처리제로 처리할 수 있고, 상기 표면처리제의 종류에 따라 열가소성 수지 조성물의 유동성, 충격강도 등이 달라질 수 있다.
상기 표면처리제로는 실란계 화합물, 에폭시계 화합물, 우레탄계 화합물이 사용될 수 있고, 통상적으로 상용화되어 사용되고 있는 표면처리제가 제한없이 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 유리섬유는 상기 기초소재 100 중량%에 대하여 20 내지 50 중량%, 예를 들어 20 내지 40 중량%, 예를 들어 30 내지 40 중량%로 포함될 수 있다. 상기 중량% 범위에서, 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품이 우수한 기계적 물성 및 난연성을 나타낼 수 있다.
(E) 붕산아연
일 구현예에서, 붕산아연은 열가소성 수지 조성물의 난연성을 향상시킬 수 있다.
상기 붕산아연은 상기 기초소재 100 중량부에 대하여, 0.5 내지 3 중량부, 예를 들어 0.5 내지 2 중량부로 포함될 수 있다. 상기 중량부 범위에서, 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품의 난연성이 우수할 수 있다.
(F) 아이오노머
일 구현예에서, 아이오노머는 열가소성 수지 조성물에 우수한 레이저 투과율을 부여할 수 있다.
아이오노머는 일반적으로 비극성 고분자 수지의 사슬에 소량의 이온기를 함유하는 물질을 말하고, 고분자 구조에 이온기가 도입됨으로써 고분자 수지의 구조, 물성, 모폴로지(morphology) 등이 제어될 수 있다.
상기 아이오노머는 반복 단위에 에틸렌, 메타크릴산 또는 아크릴레이트 유도체 중 적어도 하나 및 금속 이온을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 에틸렌과 메타크릴산의 공중합체를 금속이온으로 다리 걸침하여 상기 아이오노머를 합성할 수 있으며, 에틸렌, 메타크릴산 및 아크릴레이트의 삼원 공중합체를 금속이온으로 다리 걸침하여 상기 아이오노머를 합성할 수도 있다.
상기 아이오노머로는 에틸렌-메타크릴산 공중합체(Ethylene-methacrylic acid copolymer)의 분자 내에 상기 메타크릴산(Methacrylic acid)의 카르복실산(Carboxylic acid)이 금속 이온으로 중화된(neutralized) 것을 사용할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 아이오노머는 하기 화학식 1로 표시된 것과 같이 나트륨 이온으로 중화된 반복 단위를 갖는 아이오노머를 사용할 수 있다.
[화학식 1]
(화학식 1에서, m 및 n은 2 내지 30,000의 정수임)
상기 아이오노머는 중량평균분자량이 10,000 내지 100,000 g/mol, 예를 들어 30,000 내지 100,000 g/mol, 예를 들어 50,000 내지 100,000 g/mol일 수 있다.
상기 아이오노머는 상기 기초소재 100 중량부에 대하여, 1 내지 3 중량부, 예를 들어 1 내지 2 중량부로 포함될 수 있다. 상기 아이오노머의 함량이 전술한 범위를 만족할 경우, 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품이 우수한 레이저 투과율을 나타낼 수 있다.
(G) 첨가제
일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 상기 성분 (A) 내지 (F) 외에도, 우수한 난연성, 내충격성, 유동성 및 레이저 투과율을 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 중에서 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 있다.
이들 첨가제는, 열가소성 수지 조성물의 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 적절히 포함될 수 있고, 예를 들어, 상기 기초소재 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 UL94 규격에 따라 1.5 mm 두께 시편에 대해 측정한 난연도가 V-0 이상일 수 있다.
상기 성형품은 1.5 mm 두께 시편에 대한 980 nm 파장에서의 레이저 투과율이 20 내지 50 %일 수 있다.
상기 성형품은 ASTM D256 규격에 따라 1/8 inch 두께의 시편에 대해 측정한 노치(notched) 아이조드(Izod) 충격강도가 8.0 kgf·cm/cm 이상일 수 있다.
상기 성형품은 ASTM D1238 규격에 따라 275℃, 2.16 kg 하중 조건에서 측정한 유동지수(Melt-flow index)가 85 g/10min 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 및 2, 및 비교예 1 내지 6
실시예 1 및 2, 및 비교예 1 내지 6의 열가소성 수지 조성물은 각각 하기 표 1에 각각 기재된 성분 함량비에 따라 제조되었다.
표 1에 기재된 성분들을 혼합하여 이축 압출기(L/D=44, 직경=45 mm)의 공급부(베럴 온도: 약 260℃에 정량적으로 연속 투입 후 압출/혼련하여 펠렛(Pellet) 형태의 열가소성 수지 조성물을 제조하였다. 이어서, 열가소성 수지 조성물을 약 80℃에서 약 2 시간 동안 건조한 후, 6 oz 사출 성형기를 이용하여 실린더(cylinder) 온도 약 250℃, 금형 온도 약 60℃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 | 비교예 | ||||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| (A) 폴리아미드 수지 | 54 | 54 | 54 | 54 | 54 | 54 | 65 | 65 |
| (B) 인계 난연제 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 11 | - | - |
| (C) 멜라민계 난연제 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | - | - | - |
| (D) 유리섬유 | 35 | 35 | 35 | 35 | 35 | 35 | 35 | 35 |
| (E) 붕산아연 | 1 | 1 | 1 | 1 | - | 1 | - | - |
| (F) 아이오노머 | 1 | 2 | - | 5 | 0.8 | 1 | 2 | - |
상기 표 1 에 기재된 각 구성에 대한 설명은 다음과 같다.
(A) 폴리아미드 수지
Ashahi Kasei Corp.社의 폴리아미드 66 수지(제품명: Leona™ 1200)를 사용하였다.
(B) 인계 난연제
Clariant社의 알루미늄 디에틸포스피네이트(제품명: Exolite® OP 1230)를 사용하였다.
(C) 멜라민계 난연제
BASF社의 멜라민 폴리포스페이트(제품명: Melapur® 200)를 사용하였다.
(D) 유리섬유
Nippon Electric Glass社의 단면이 원형이고 직경이 약 10 ㎛, 가공 전 평균 길이가 약 3 mm 이며, 우레탄계 화합물로 표면처리된 유리섬유(제품명: ECS03T-251H)를 사용하였다.
(E) 붕산아연
U.S. Borax社의 붕산아연(제품명: Firebrake® 500)을 사용하였다.
(F) 아이오노머
Dow社의 에틸렌-메타크릴산 공중합체 아이오노머(제품명: Surlyn™ 8920)를 사용하였다.
물성 평가
실험 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 난연성(단위: 등급)
1.5 mm 두께 시편에 대해 UL94 규격에 따라 난연등급을 평가하였다.
(2) 내충격성(단위: kgf·cm/cm)
ASTM D256 규격에 따라 1/8 inch 두께 시편에 대해 노치(notched) 아이조드(Izod) 충격강도를 측정하였다.
(3) 유동성(단위: g/10min)
ASTM D1238 규격에 따라 275℃, 2.16 kg 하중 조건에서 유동지수(Melt-flow index, MI)를 측정하였다.
(4) 기계적 물성(단위: kgf/cm2)
ASTM D638 규격에 따라 3.2 mm 두께 시편에 대해 5 mm/min의 인장속도 조건에서 인장강도(Tensile strength)를 측정하였다.
(5) 레이저 투과율(단위: %)
1.5 mm 두께 시편에 대해 980 nm 파장에서의 레이저 투과율을 이브이레이저社 레이저 투과율 측정기(제품명: ETM-31)로 측정하였다.
| 구분 | 실시예 | 비교예 | ||||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 난연등급 | V-0 | V-0 | V-0 | V-1 | 등급 외 | 등급 외 | 등급 외 | 등급 외 |
| Izod 충격강도 | 8.5 | 9.3 | 8.0 | 11.0 | 8.8 | 8.0 | 11.0 | 13.0 |
| 유동지수 | 85.0 | 92.5 | 30.4 | 9.5 | 75.0 | 87.0 | 30.4 | 72.0 |
| 인장강도 | 1,550 | 1,520 | 1,680 | 1,810 | 1,430 | 1,490 | 1,680 | 1,560 |
| 레이저 투과율 | 20 | 21 | 14 | 15 | 15 | 19 | 37 | 33 |
표 1 및 표 2로부터, 실시예들의 열가소성 수지 조성물이 비교예들의 열가소성 수지 조성물에 비해 내충격성, 유동성, 기계적 물성 및 난연성이 우수하면서도, 레이저 투과율을 20 % 이상으로 우수하게 유지할 수 있다는 것을 확인할 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 (15)
- (A) 폴리아미드 수지 40 내지 70 중량%;
(B) 인계 난연제 5 내지 10 중량%;
(C) 멜라민계 난연제 2 내지 5 중량%; 및
(D) 유리섬유 20 내지 50 중량%를 포함하는 기초소재 100 중량부에 대해
(E) 붕산아연 0.5 내지 3 중량부;
(F) 아이오노머 1 내지 3 중량부를 포함하는, 열가소성 수지 조성물. - 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. - 제2항에서,
상기 (A) 상기 폴리아미드 수지는 폴리아미드 66인, 열가소성 수지 조성물. - 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 조합 중 어느 하나인, 열가소성 수지 조성물. - 제4항에서,
상기 (B) 인계 난연제는 알루미늄 디에틸 포스피네이트인, 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 (C) 멜라민계 난연제는 멜라민 폴리포스페이트(melamine polyphosphate), 멜라민 포스페이트(melamine phosphate), 멜라민 파이로포스페이트(melamine pyrophosphate), 또는 이들의 조합 중 어느 하나인, 열가소성 수지 조성물. - 제6항에서,
상기 (C) 멜라민계 난연제는 멜라민 폴리포스페이트인, 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 (F) 아이오노머는 에틸렌 및 메타크릴산이 공중합된 에틸렌-메타크릴산 공중합체의 분자 내에 상기 메타크릴산의 카르복실산이 금속 이온으로 중화된 것인, 열가소성 수지 조성물. - 제1항에서,
(F) 아이오노머의 중량평균분자량이 10,000 내지 100,000 g/mol인, 열가소성 수지 조성물. - 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.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 성형품.
- 제11항에서,
상기 성형품은 UL94 규격에 따라 1.5 mm 두께 시편에 대해 측정한 난연도가 V-0 이상인, 성형품. - 제11항에서,
상기 성형품은 1.5 mm 두께 시편에 대한 980 nm 파장에서의 레이저 투과율이 20 내지 50 %인, 성형품. - 제11항에서,
상기 성형품은 ASTM D256 규격에 따라 1/8 inch 두께 시편에 대해 측정한 아이조드 충격강도가 8.0 kgf·cm/cm 이상인, 성형품. - 제11항에서,
상기 성형품은 ASTM D1238 규격에 따라 275℃, 2.16 kg 하중 조건에서 측정한 유동지수가 85 g/10min 이상인, 성형품.
Priority Applications (2)
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