KR20240028092A - 난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물 - Google Patents

난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산화안티몬을 사용하지 않고 우수한 난연성과 기계적 물성, 그리고 우수한 성형성을 발휘하는 폴리프로필렌계 수지 조성물을 제공하는 것에 관한 발명으로, 본 발명의 난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물은, 총 중량을 기준으로, 하기 성분 (A-1) 내지 성분 (E)을 포함한다:
(A-1) C13-NMR 법에 의한 아이소택틱 펜타드분율이 96% 이상인 고결정성 폴리프로필렌계 수지 20~50중량%;
(A-2) 고유동성 폴리프로필렌계 수지 5~15중량%;
(B-1) 평균 직경이 5~15 ㎛ 이고 평균 길이가 1~16 mm인 유리섬유 10~35중량%;
(B-2) 평균 직경이 1~6 ㎛ 이고 평균 길이가 30~300 ㎛ 인 글라스울 1~5중량%;
(C) 포스페이트계 난연제 20~30중량%;
(D) 불소계 난연조제 0.1~0.4중량%; 및
(E) 상용화제 1~4중량%.

Description

난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물{POLYPROPYLENE RESIN COMPOSITION WITH EXCELLENT FIRE-RETARDANCY AND FORMABILITY}
본 발명은 난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물에 관한 것이다.
최근 자동차 및 각종 전자산업의 고성능, 고집적, 고출력, 소형화를 추구하면서 작동온도가 상승하고 에너지 밀도가 점점 증가하고 있으며, 이에 따른 발열량 증가로 각종 화재 위험성이 증가하고 있다. 특히, 전기자동차용 배터리의 경우 화재로 인한 폭발 사고까지 이어지고 있어, 이러한 대형 화제를 방지하기 위하여 열이 발생하더라도 불이 붙지 않거나 불에 타지 않는 특성이 필요하다. 즉, 배터리셀을 감싸는 배터리 모듈의 엔드플레이트, 탑커버, 사이드커버, 버스바 하우징 등의 소재에 난연성을 부여하여 화재가 발생하더라도 제품의 연소를 지연시키고 연소를 멈추게 하는 특성이 뛰어나고, 이와 동시에 성형성과 최종 제품의 외관 품질이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물의 개발 필요성이 제기되었다.
따라서 본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위해 산화안티몬을 사용하지 않고 우수한 난연성과 기계적 물성, 그리고 우수한 성형성을 발휘하는 폴리프로필렌계 수지 조성물을 제공하는 것이다. 이때 포스피네이트계 화합물과 불소계 난연조제의 조합을 통해 높은 난연성을 구현하였으며 높은 기계적 물성과 우수한 성형성을 구현하기 위해 결정화도가 높고 분자량 분포가 넓은 고유동, 고결정성 폴리프로필렌과 유리섬유와 글라스울을 조합하여 휨 변형을 개선할 수 있는 수지 조성물을 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예의 난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물은, 총 중량을 기준으로, 하기 성분 (A-1) 내지 성분 (E)을 포함한다:
(A-1) C13-NMR 법에 의한 아이소택틱 펜타드분율이 96% 이상인 고결정성 폴리프로필렌계 수지 20~50중량%;
(A-2) 고유동성 폴리프로필렌계 수지 5~15중량%;
(B-1) 평균 직경이 5~15 ㎛ 이고 평균 길이가 1~16 mm인 유리섬유 10~35중량%;
(B-2) 평균 직경이 1~6 ㎛ 이고 평균 길이가 30~300 ㎛ 인 글라스울 1~5중량%;
(C) 포스페이트계 난연제 20~30중량%;
(D) 불소계 난연조제 0.1~0.4중량%; 및
(E) 상용화제 1~4중량%.
본 발명의 폴리프로필렌계 난연성 수지 조성물은 우수한 난연성과 기계적 물성을 나타내며, 특히 성형성이 우수하여 대형 사출 부품 혹은 박막 성형에 효과적으로 사용될 수 있다. 또한, 기존의 할로겐계 난연성 수지의 유해성을 탈피하고 포스피네이트계 난연제를 사용하여 친환경 난연 소재로 분류될 수 있으며, 유리섬유보다 직경이 작고 유연한 글라스울을 조합함으로써 성형 시 휨 변형을 개선하고 우수한 외관을 확보하여 자동차뿐만 아니라 전기전자부품, 건축재료 등의 다양한 분야로 적용이 가능하고, 경량화 및 경제성을 확보할 수 있다.
도 1은 실시예 1의 성형 시편의 휨 변형을 나타낸 사진이다.
도 2는 비교예 1의 성형 시편의 휨 변형을 나타낸 사진이다.
도 3은 실시예 1의 성형 시편의 외관을 나타낸 사진이다.
도 4는 비교예 1의 성형 시편의 외관을 나타낸 사진이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술사상이 이하에서 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용하는 용어는 단지 특정한 예시를 설명하기 위하여 사용되는 것이다. 때문에 가령 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수여야만 하는 것이 아닌 한, 복수의 표현을 포함한다. 덧붙여, 본 출원에서 사용되는 "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 명확히 지칭하기 위하여 사용되는 것이지, 다른 특징들이나 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것의 존재를 예비적으로 배제하고자 사용되는 것이 아님에 유의해야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진 것으로 보아야 한다. 따라서, 본 명세서에서 명확하게 정의하지 않는 한, 특정 용어가 과도하게 이상적이거나 형식적인 의미로 해석되어서는 안 된다. 가령, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 명세서의 "약", "실질적으로" 등은 언급한 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물은, 총 중량을 기준으로, 하기 성분 (A-1) 내지 성분 (E)을 포함한다:
(A-1) C13-NMR 법에 의한 아이소택틱 펜타드분율이 96% 이상인 고결정성 폴리프로필렌계 수지 20~50중량%;
(A-2) 고유동성 폴리프로필렌계 수지 5~15중량%;
(B-1) 평균 직경이 5~15 ㎛ 이고 평균 길이가 1~16 mm인 유리섬유 10~35중량%;
(B-2) 평균 직경이 1~6 ㎛ 이고 평균 길이가 30~300 ㎛ 인 글라스울 1~5중량%;
(C) 포스페이트계 난연제 20~30중량%;
(D) 불소계 난연조제 0.1~0.4중량%; 및
(E) 상용화제 1~4중량%.
이하에서는, 각 성분에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
(A-1): 고결정성 폴리프로필렌계 수지
고결정성 폴리프로필렌계 수지(A-1)는 C13-NMR 법에 의한 아이소택틱 펜타드 분율이 96% 이상이고 다분산지수 (Polydispersity Index)는 5 미만인 고결정성 폴리프로필렌계 수지로서 용융지수는 20~50g/10min이다. 고결정성 폴리프로필렌계 수지(A-1)는 높은 결정화도로 기계적 강성이 우수하며 냉각 시 빠른 결정 유도로 냉각시간을 줄일 수 있기 때문에 성형 시간을 단축시킬 수 있다. 특히, 고결정성 폴리프로필렌계 수지 (A-1)의 용융지수가 20~50g/10min인 경우 성형 시 수지 조성물의 유동성이 적절하며, 다분산지수가 5 미만인 경우, 성형품의 충격 특성과 강성이 균일하게 발휘될 수 있으며, 폴리프로필렌계 수지는 총 중량에 대하여 20 내지 50중량%일 수 있다. 고결정성 폴리프로필렌계 수지(A-1)가 20중량% 미만이면, 폴리프로필렌계 수지 고유의 특성이 저하되어 조성물 전체의 기능성이 저하되며, 특히 성형이 용이하지 않아 성형품 제조가 쉽지 않다. 반면, 고결정성 폴리프로필렌계 수지(A)가 50%를 초과하면 성형품의 난연특성이 저하될 수 있다.
(A-2): 고유동성 폴리프로필렌계 수지
고유동성 폴리프로필렌계 수지(A-2)는 유기 과산화물인 퍼옥시디카보네이트를 반응시켜 개질함으로써 유동성을 향상시킨 폴리프로필렌계 수지로서, 용융지수는 500~1000g/10min 이다. 이때 유기 과산화물은 폴리프로필렌계 수지 100중량부에 대해서 퍼옥시디카보네이트 0.05~5 중량부를 포함하고, 개질된 폴리프로필렌계 수지는 총 중량에 대하여 5~15중량%이다. 본 발명의 고유동성 폴리프로필렌계 수지(A-2)가 5중량% 미만일 경우 유동성이 저하되어 성형성 및 외관 불량을 초래할 수 있으며 15중량% 초과일 경우 기계적 물성 저하를 초래할 수 있다.
퍼옥시디카보네이트계 유기 과산화물은 다음과 같은 화학식을 가질 수 있다.
[화학식 1] R1-OC(O)OOC(O)O-R2
위 화학식 1에서, R1과 R2는 각각 독립적으로 CH3, C2H5CH(CH3), Cl3CC(CH3)2, C7H15, c-C6H11CH2, Cl3Si(CH2)3, CH3CH(OCH3)CH2CH2, C6H5OCH2CH2, C6H5CH2, Z-C8H17CH=CH(CH2)8, (CH3)2CHCH2CH(CH3), Cl3C, CHCH(Cl), ClCH2, [C2H5OC(O)]2CH(CH3), C8H17, C2H5, C18H37, 또는 2-옥소-1,3-디옥솔란-4-CH2일 수 있다. 더 구체적으로, 퍼옥시디카보네이트계 유기 과산화물은 디에틸 퍼옥시디카보네이트 (diethyl peroxydicarbonate), 디프로필 퍼옥시디카보네이트(dipropyl peroxydicarbonate), 이소프로필 퍼옥시디카보네이트(isopropyl peroxydicarbonate), 디부틸 퍼옥시디카보네이트(dibutyl peroxydicarbonate), 디에틸헥실 퍼옥시디카보네이트(diethylhexyl peroxydicarbonate), 디옥틸 퍼옥시디카보네이트(dioctyl peroxydicarbonate), 디테트라부틸시클로헥실 퍼옥시디카보네이트(ditetrabutylcyclohexyl peroxydicarbonate), 디미리실 퍼옥시디카보네이트(dimyristyl peroxyidicarbonate), 및 디세틸 퍼옥시디카보네이트로(dicetyl peroxydicarbonate) 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
(B-1): 유리섬유
유리섬유(B-1)는 무기 보강재로서, 평균 직경이 5~15 ㎛ 이고 평균 길이가 1~16mm로 초핑된 섬유로서 10~35중량%로 포함된다. 아미노실란 표면 처리된 유리섬유는 평균 직경이 9~13㎛이고 길이가 3.0~4.5mm이다. 이때 유리섬유(B-1)가 10중량% 미만이면, 성형품의 강성이 충분하지 못하고 휨 변형에 대한 저항성이 저하되고, 유리섬유 (B-1)가 35중량%를 초과하면, 성형품의 충격강도 등의 물성이 저하되어 외력에 의해 제품이 파손될 수 있다. 유리섬유(B-1)의 평균 직경이 5~15㎛ 이고 평균 길이가 1~16mm인 경우, 폴리프로필렌계 수지 조성물의 기계적 물성의 향상에 효과적이다.
(B-2): 글라스울
글라스울(B-2)은 무기 보강재로서, 평균 직경이 1~6 ㎛ 이고 평균 길이가 30~300 ㎛ 범위를 가지는 글라스울로 1~5중량%로 포함된다. 글라스울은 고온에서 용융시킨 글라스(glass)를 빠른 원심력을 이용해 아주 얇은 직경으로 섬유화한 소재로 유리섬유보다 직경이 작고 유연하여 변형이 작고 박막 성형에 용이하다. 또한 내열성과 내스크래치성이 우수하여 성형 시 우수한 외관을 나타낸다. 한편, 글라스울(B-2)의 평균 직경이 1㎛ 미만이면 가공성이 떨어져 생산성이 저하되고 작업환경에 바람직하지 않다. 반면, 평균 직경이 6㎛를 초과하면 성형품의 외관이 저하될 수 있다. 글라스울(B-2)가 1~5중량%인 경우, 휨 변형에 대한 저항이 우수하고 내열성과 내스크래치성이 우수하여 성형 시 우수한 외관을 나타낼 수 있다.
(C): 포스페이트계 난연제
포스페이트계 난연제(C)는 인계 난연제로 폴리포스페이트 (polyphosphate) 또는 피페라진산 폴리포스페이트 (piperazine acid polyphosphate) 화합물일 수 있고, 총 중량에 대하여 15~25중량%로 포함될 수 있다. 한편, 포스페이트계 난연제(C)가 15중량% 미만이면, 난연성이 저하되어 바람직하지 않다. 반면, 포스페이트계 난연제(C)가 25중량%를 초과하면 기계적 물성이 저하된다.
(D): 불소계 난연조제
불소계 난연조제(D)는 불소계 수지와 메타크릴산 메틸(methyl methacrylate) 중합체의 혼합물일 수 있다. 또한, 불소계 수지는 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidene fluoride), 테트라플루오르에틸렌(tetrafluoroethylene)과 비닐리덴플루오라이드(vinylidene fluoride)의 공중합체, 테트라플루오르에틸렌(tetrafluoroethylene)과 플루오르알킬비닐에테르(fluoroalkyl vinyl ether)의 공중합체 및 테트라플루오르에틸렌(tetrafluoroethylene)과 헥사플루오르프로필렌(hexafluoropropylene)의 공중합체일 수 있고, 이들은 서로 독립적으로 사용될 수 있으며, 서로 다른 두 가지 이상을 혼합한 혼합물이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 불소계 난연조제(D)는 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene)과 메타크릴산 메틸(methyl methacrylate) 중합체의 혼합물로 0.1~0.4중량%를 포함할 수 있다. 불소계 화합물은 연소시 적하방지 (antidripping)를 위하여 수지와 함께 혼합하여 압출시킬 때 수지 내에 섬유상의 그물 (fibillar network)을 형성하여 연소시에 수지의 흐름점도를 저하시키고 수축율을 증가시켜 수지의 적하 현상을 방지한다. 한편, 불소계 난연조제(D)가 0.1중량% 미만이면 드립성이 저하되어 난연성이 저하되고, 0.5중량%를 초과하면 유동성을 저하시켜 성형 불량을 발생시킬 수 있다.
(E): 상용화제
상용화제(E)는 말레이산 무수물이 그래프트된 폴리프로필렌계 (PP-g-MAH)로, 말레이산 무수물의 그래프트 비율이 0.01~20 중량부로 그래프트된 것을 특징으로 하며 용융지수는 80~150 g/10min이다. 상용화제(E)는 프로필렌 단독 중합체 또는 공중합체에 무수 말레산 (maleic anhydride)이 그래프트된 것이다.
상용화제(E)의 용융지수가 80~150 g/10min인 경우, 성형 시 수지 조성물의 유동성이 적절하며 우수한 기계적 물성을 갖는 성형품의 제조가 가능하다. 상용화제는 총 중량에 1~4중량%로 포함된다. 한편, 상용화제 (E)가 1중량% 미만이면, 조성물을 구성하는 성분들의 결합력이 저하되어 기계적 물성이 저하되고 기공 등의 결함을 초래할 수 있다. 반면, 4중량%를 초과하면, 흐름성이 저하되기 때문에 성형성이 떨어지고 외관불량을 초래할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예의 폴리프로필렌계 수지 조성물은 인장강도가 80MPa 이상일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예의 폴리프로필렌계 수지 조성물은 충격강도가 7.5 kJ/m2 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물은 인장강도가 80MPa 이상이고 충격강도가 7.5 kJ/m2 이상을 만족해야 하이브리드 자동차, 플러그인 하이브리드 자동차, 전기 자동차의 배터리 팩 내의 모듈 하우징을 포함한 플라스틱 사출부품 소재로 사용되는데 적합하다.
실시예
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 단, 아래의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
아래 실시예와 비교예에서 사용된 수지 및 화합물은 다음과 같다.
- 고결정성 폴리프로필렌계 수지 A-1: 프로필렌 단독 중합체 수지(용융지수 22 g/10min, 다분산지수 4.7, 아이소택틱 펜타드 분율 96.2%)
- 고유동성 폴리프로필렌계 수지 A-2: 폴리프로필렌수지를 0.05~5 중량부(폴리프로필렌계 수지(A-2) 100중량부 기준)의 퍼옥시디카보네이트와 반응시켜 개질함으로써 유동성을 향상시킨 폴리프로필렌 수지 조성물(용융지수 1000g/10min)
- 유리섬유 B-1: 쵸핑된 유리섬유(평균 직경 5∼15㎛, 평균 길이 1~16mm)
- 글라스울 B-2: 글라스울(평균 직경 1~6㎛, 평균 길이 30~300㎛)
- 무기보강재 탈크 B-3: 탈크(판상형의 탈크, 직경 3∼5㎛)
- 포스페이트계 난연제 C-1: 피페라진산 폴리포스페이트 (Piperazine acid polyphosphate) 화합물
- 암모늄포스페이트계 난연제 C-2: 암모늄폴리포스페이트 (Ammonium polyphosphate) 화합물
- 불소계 난연조제 D: 폴리테트라플루오르에틸렌과 메타크릴산 메틸 중합체의 혼합물
- 상용화제 E: 말레이산 무수물이 그래프트된 폴리프로필렌(용융지수 100 g/10min, 말레이산 무수물의 그래프트 비율이 0.01~20 중량부)
제조예
아래 표 1과 같은 종류와 함량(단위: 중량부)의 수지 및 화합물을 이축 스크루 압출기에서 180~220℃의 온도에서 용융 블렌딩하여 펠렛화하였다. 그 후, 사출 성형기(엥겔, 180톤)를 이용하여 기계적 물성 측정용 및 외관 시험용 시편을 제작하였다. 사출 조건은 온도 210 ℃, 압력 55 bar, 속도 30 mm/s, 시간 6초, 냉각시간 40초, 금형온도 55 ℃ 조건을 유지하였다.
조성 실시예1 실시예2 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5
고결정성 폴리프로필렌계 수지 A-1 33.7 44.7 43.7 56.7 44 33.7 39.7
고유동성 폴리프로필렌계 수지 A-2 10 10 - - - 10 14
유리섬유 B-1 28 18 31 - 31 31 28
글라스울 B-2 3 3 - - - - 3
탈크 B-3 - - - 21 - - -
포스페이트계 난연제 C-1 22 22 22 - 22 22 12
암모늄 폴리포스페이트계 난연제 C-2 - - - 22 - - -
불소계 난연조제 D 0.3 0.3 0.3 0.3 - 0.3 0.3
상용화제 E 3 2 3 - 3 3 3
시험예
각 실시예 및 비교예에서 얻어진 폴리프로필렌계 수지 조성물 및 이로부터 사출 성형된 시편을 아래와 같은 방법으로 시험하였다. 그 결과를 아래 표 2에 나타내었다.
(1) 용융지수: ISO 1133에 규정한 방법에 따라 측정하였으며, 다만, 실린더 온도는 230 ℃ 이며, 하중은 2.16kgf 이었다.
(2) 인장강도: ISO 527에 규정한 방법에 따라 측정하였으며, 다만, 시험편은 ISO3167 type A 시편을 사용하며 시험속도는 5mm/min 이었다. 이때, 인장강도는 80MPa 이상일 때 우수한 강도를 나타낸다.
(3) 아이조드 (Izod) 충격강도: ISO 180에 규정된 방법에 따라 측정하였으며, 다만, 시험편 크기는 80 x 10 x 4 mm이며 노치 (Notch)된 시험편을 사용하였다. 이때, 아이조드 충격강도는 7.5kJ/m2 이상일 때 우수한 충격강도를 나타낸다.
(4) 난연성: ASTM D3801 (UL94)에 규정된 방법에 따라 측정하였으며. 다만, 시험편 두께는 1.5mm 이었다.
성형성: 성형성은 130 x 130 mm 평판 시편을 사출하여 상온에서 48시간 경과 후 평평한 면에 위치시켜 육안으로 휨 정도와 외관을 평가하였다. 이때, 휨 정도는 바닥으로부터 10mm 이하로 유지되었을 때를 “우수”로 표시하고, 바닥으로부터 10mm 초과 20mm 이하로 유지되었을 때를 “보통”으로 표시하였으며, 바닥으로부터 20mm 초과로 유지되었을 때를 “나쁨”으로 표시하였다.
항목 실시예1 실시예2 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5
수지 조성물의 용융지수 (g/10min) 8 10 3 7 3 9 10
인장강도 (MPa) 105 85 100 30 102 101 108
Izod 충격강도 (kJ/m2) 9.2 8.5 9.3 4 9.0 9.2 9.6
난연성 (UL94 수직연소성) V-0 V-0 V-0 V-0 V-2 V-0 V-2
성형성 (휨 변형, 외관) 우수 우수 나쁨 보통 나쁨 나쁨 우수
상기 표 1에 따라 본 발명의 범위를 모두 만족하는 실시예 1 및 2는 인장강도가 80MPa 이상 및 충격강도가 7.5 kJ/m2 이상을 만족하면서도 V-0의 우수한 난연성을 나타내고, 도 1 및 3과 같이, 우수한 성형성을 나타내는 것을 확인하였다.
반면, 비교예 1은 고유동성 폴리프로필렌계 수지(A-2) 및 글라스울(B-2)을 포함하지 않음으로써, 도 2 및 4와 같이, 성형성이 나쁜 것을 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 2는 고결정성 폴리프로필렌계 수지(A-1)를 50%를 초과하여 포함하고, 무기 보강재로서는 유기섬유(B-1) 및 글라스울(B-2) 대신 탈크(B-3)만을 포함하며, 난연제로서는 암모늄 폴리포스페이트계 화합물(C-2)만을 포함하고, 상용화제(E)를 포함하지 않음으로써 인장강도가 30MPa에 불과하고 충격강도가 4 kJ/m2에 불과하여 목적하는 기계적 특성이 확보되지 않았으며, 성형성도 보통 정도에 불과한 것을 확인할 수 있었다.
나아가, 비교예 3은 고유동성 폴리프로필렌계 수지(A-2) 및 글라스울(B-2)을 포함하지 않고, 불소계 난연조제 (D)를 포함하지 않음으로써 난연성이 V-2에 불과하였고 나쁜 성형성을 나타내는 것을 확인하였다.
또한, 비교예 4는 글라스울(B-2)을 포함하지 않음으로써 나쁜 성형성을 나타내는 것을 확인하였고, 비교예 5는 포스페이트계 난연제(C-1)를 15% 미만으로 포함함으로써 난연성이 V-2에 불과한 것을 확인할 수 있었다.
상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 총 중량을 기준으로, 하기 성분 (A-1) 내지 성분 (E)을 포함하는 난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물:
    (A-1) C13-NMR 법에 의한 아이소택틱 펜타드분율이 96% 이상인 고결정성 폴리프로필렌계 수지 20~50중량%;
    (A-2) 고유동성 폴리프로필렌계 수지 5~15중량%;
    (B-1) 평균 직경이 5~15 ㎛ 이고 평균 길이가 1~16 mm인 유리섬유 10~35중량%;
    (B-2) 평균 직경이 1~6 ㎛ 이고 평균 길이가 30~300 ㎛ 인 글라스울 1~5중량%;
    (C) 포스페이트계 난연제 15~25 중량%;
    (D) 불소계 난연조제 0.1~0.4중량%; 및
    (E) 상용화제 1~4중량%.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 고결정성 폴리프로필렌계 수지(A-1)는 용융지수가 20~50g/10min인 난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 고유동성 폴리프로필렌계 수지(A-2)는 퍼옥시디카보네이트로 반응시켜 개질한 것인 난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 퍼옥시디카보네이트는 하기 화학식 1로 표시되는 것인 난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물:
    [화학식 1] R1-OC(O)OOC(O)O-R2
    위 화학식 1에서, R1과 R2는 각각 독립적으로 CH3, C2H5CH(CH3), Cl3CC(CH3)2, C7H15, C-C6H11CH2, Cl3Si(CH2)3, CH3CH(OCH3)CH2CH2, C6H5OCH2CH2, C6H5CH2, Z-C8H17CH=CH(CH2)8, (CH3)2CHCH2CH(CH3), Cl3C, CHCH(Cl), ClCH2, [C2H5OC(O)]2CH(CH3), C8H17, C2H5, C18H37, 또는 2-옥소-1,3-디옥솔란-4-CH2이다.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 퍼옥시디카보네이트는 디에틸 퍼옥시디카보네이트 (diethyl peroxydicarbonate), 디프로필 퍼옥시디카보네이트(dipropyl peroxydicarbonate), 이소프로필 퍼옥시디카보네이트(isopropyl peroxydicarbonate), 디부틸 퍼옥시디카보네이트(dibutyl peroxydicarbonate), 디에틸헥실 퍼옥시디카보네이트(diethylhexyl peroxydicarbonate), 디옥틸 퍼옥시디카보네이트(dioctyl peroxydicarbonate), 디테트라부틸시클로헥실 퍼옥시디카보네이트(ditetrabutylcyclohexyl peroxydicarbonate), 디미리실 퍼옥시디카보네이트(dimyristyl peroxyidicarbonate), 및 디세틸 퍼옥시디카보네이트(dicetyl peroxydicarbonate)로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 퍼옥시디카보네이트는 폴리프로필렌계 수지(A-2) 100 중량부에 대해서 퍼옥시디카보네이트 0.05~5 중량부인 난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 고유동성 폴리프로필렌계 수지(A-2)는 용융지수가 500~1000g/10min인 난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 포스페이트계 난연제(C)는 폴리포스페이트 (polyphosphate) 또는 피페라진산 폴리포스페이트 (piperazine acid polyphosphate)인 난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 불소계 난연조제(D)는 불소계 수지와 메타크릴산 메틸(methyl methacrylate) 중합체의 혼합물인 난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 불소계 수지는 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidene fluoride), 테트라플루오르에틸렌(tetrafluoroethylene)과 비닐리덴플루오라이드(vinylidene fluoride)의 공중합체, 테트라플루오르에틸렌(tetrafluoroethylene)과 플루오르알킬비닐에테르(fluoroalkyl vinyl ether)의 공중합체 및 테트라플루오르에틸렌(tetrafluoroethylene)과 헥사플루오르프로필렌(hexafluoropropylene)의 공중합체로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 상용화제(E)는 말레이산 무수물이 그래프트된 폴리프로필렌계 (PP-g-MAH)으로, 말레이산 무수물의 그래프트 비율이 0.01~20 중량부인 난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 상용화제(E)는 용융지수가 80~150g/10min인 난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리프로필렌계 수지 조성물은 인장강도가 80MPa 이상인 난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리프로필렌계 수지 조성물은 충격강도가 7.5 kJ/m2 이상인 난연성 및 성형성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물.
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