KR950002890B1 - 난연성 폴리스티렌수지 조성물 - Google Patents

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내용 없음.

Description

난연성 폴리스티렌수지 조성물

본 발명은 난연성 폴리스티렌수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각기 열적특성이 상이한 난연제를 3성분계 이상 혼합 사용하므로써 난연성은 물론 수지의 제반물성을 현저히 향상시킨 난연성 폴리스티렌수지 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 난연성 폴리스티렌수지는 성형가공성 및 착색이 용이하고 성형품의 외관이 미려하기 때문에 난연성이 요구되는 컴퓨터모니터, 텔레비젼 하우징 및 각종 사무자동화기기 등에 폭넓게 사용되고 있다.

이러한 폴리스티렌수지에 난연성을 부여하는 방법으로는, 미국특허 제4,359,538호 제4,280,952호 등에 소개되어 있는 바와같이 일반적인 내충격성 폴리스티렌수지를 매트릭스수지로 하여 한종류의 유기난연제와 난연조제인 산화안티몬을 혼합하고 그밖의 가공성, 성형성, 열안정성 및 내후성을 보완하기 위하여 활성제 및 안정제 등을 일정량 첨가하여 제조하는 방법이 소개되어 있다.

또한, 미국특허 제4.067,930호에서보면 유기난연제의 사용에 있어서 상기와같은 한종류의 난연제가 아닌 2종의 난연제를 혼합사용하므로써 수지의 물리적 특성 및 난연성이 향상되는 제조방법이 기술되어 있다.

그러나, 이와같이 난연성을 부여하기 위하여 첨가되는 난연제 및 난연조제는 매트릭스수지의 전반적인 물성을 저하시키기 때문에 적은양의 사용의 바람직하나 일정 이하의 적은양으로는 만족할 만한 난연성을 얻기 어려우며 과다 사용시는 난연성을 쉽게 얻을수 있으나 수지의 물성저하가 치명적으로 저하된다. 때문에 난연성 수지의 제조에 있어서 핵심은 가장 적은양의 난연제 및 난연조제를 사용하여 수지의 물성저하를 최소화 하면서도 우수한 난연성을 얻는 기술이라 하겠다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같이 난연성수지에 있어서, 치명적인 문제점인 수지의 물성저하를 최소화시키기 위하여 연구노력한 결과 본 발명을 완성하였다.

즉, 본 발명은 한종류 혹은 두종류의 유기난연제를 사용하던 종래의 제조방법과는 달리, 각가 다른 열적특성을 갖는 3종류의 유기난연제를 혼합 사용하므로써 전체 난연제의 첨가량을 현저히 줄이고 우수한 난연효과를 나타내면서도 물성저하를 최소화하며 경제걱으로도 저렴한 난연성폴리스티렌수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 난연성 폴리스티렌수지 조성물에 있어서, (가) 고무함량이 3 내지 12%인 내충격성 폴리스티렌 100중량부 (나) 테트라브로뫼스테놀 A, 1,2-비스(2,4,6-트리브로모페녹시)에탄, 옥타브로모디페닐에테르 중에서 선택된 1종의 유기난연제와 데카브로모디페닐에테르, 브롬화폴리스티렌, 브롬화에폭시화합물, 헥사클로르사이크로펜타디엔 중에서 선택된 1종의 유기난연제와, 에틸렌비스테르라브로모푸탈이마이드, 폴리펜타브로모벤질아크릴레이트 중에서 선택된 1종의 유기난연제를 혼합하여서 된 3성분계 유기난연제 3 내지 30중량부, (다) 삼산화안티몬 2 내지 20중량부, (라) 스티렌 부타디엔 공중합고무 1 내지 20중량부로 이루어진 난연성 폴리스티렌 수지 조성물인 것이다.

이와같이 본발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명의 매트릭스수지인 내충격성 폴리스티렌(이하, HIPS라 한다)은 고무함량에 따라 물리적특성이 크게 좌우되는바 통상적으로 3 내지 12% 정도의 고무함량을 갖는 것이 가장 적합하다.

그리고 본 발명의 핵심인 3성분계 유기난연제는 할로겐 원소중 브롬이나 염소를 함유하는 유기화합물로써 그 열적특성에 따라 A),B),C) 그룹으로 분류하되 각 그룹별 대표되는 유기난연제는 아래와 같다.

(A그룹) : 테트라브로모비스페놀 A, 1,2-비스(2,4,6-트리브로모페녹시)에탄, 옥타브로모디페닐에테르.

(B그룹) : 데카브로모디페닐에테르, 브롬화폴리스티렌, 브롬화에폭시화합물, 헥사클로르사이크로펜타디엔.

(C그룹) : 에틸렌비스테트라브로모푸탈이마이드, 폴리펜타브로모벤질아크릴레이트.

이러한 유기난연제의 분류는 본 발명자가 유기난연제의 열적특성과 난연제품의 연소 메카니즘에 대한 충분한 연구결과에 따라 체계적으로 분류한 것이다. 본 발명에 있어 상기와 같이 분류된 유기난연제의 양은 매트릭스수지 100중량부에 대하여 각그룹의 유기난연제중에서 1종씩 선택적으로 취하여 혼합한 3종의 총사용량이 3 내지 30중량부, 바람직하게는 6 내지 21중량부 사용하는 것이 좋다. 이때 각 그룹의 혼합비는 A그룹 대 B그룹 대 C그룹이 1 내지 10대 1 내지 10대 1 내지 10의 비율로 되도록하는 것이 좋다. 만약 유기난연제를 각각의 그룹에서 선택하여 사용하지 않고 한그룹 혹은 두그룹에서만 3종을 선택하여 사용하게되면 만족할 만한 난연도 및 물성균형을 얻기 어렵다.

또한 각각의 그룹에서 한종씩 선택적으로 취하였다 해도 그전체 사용량이 3중량부 이하가 되면 만즉할 만한 난연도를 얻기 어렵고 30중량부 이상 과다 사용하게 되면 난연도는 만족할 수 있으나 난연성수지의 제반물성에 치명적인 영향을 주어 바람직 하지 못하게 된다.

또한 유기난연제의 A,B,C그룹별 사용비에 있어서 각 그룹별 유기난연제의 양이 1중량부 이상 사용시는 난연제 혼용의 효과를 얻기 어려우며 각 그룹별 10중량부 이상 사용시는 치명적 물성자하를 초래하게 되어 바람직 하지 못하게 된다.

그리고 본 발명에서 사용되는 난연조제인 삼산화안티몬은 상기에 언급된 유기난연제와 함께 사용하지 않고 단독으로 사용시는 난연효과를 전혀 기대할 수 없으며 상술된 유기난연제와 혼합 사용할 때만 상호 상승작용으로 인하여 우수한 난연효과를 기대할 수 있게 된다.

이러한 삼산화안티몬은 본 발명에 있어서 메트릭수지 100중량부에 대하여 2 내지 20중량부를 사용하는 것이 좋다. 만일 삼산화안티몬을 2중량부 미만으로 사용시는 충분한 난연효과를 얻기 어려우며 20중량부 이상 사용시는 제반물성 특히 충격강도, 인장, 신율등을 크게 저하시키기 때문에 바람직하지 못하다.

스티렌 부타디엔공중합고무는 일반적으로 스티렌-부타디엔-스티렌 블륵코폴리마로 난연성을 부여하기 위해 첨가되는 유기난연제 및 난연조제에 의한 매트릭수지의 물성저하, 특히 충격특성을 보완하기 위하여 사용된다.

본 발명에 있어서 사용되는 스티렌 부타디엔 공중합고무의 양은 매트릭스수지 100중랴부에 대하여 1 내지 20중량부, 보다 바람직하게는 3 내지 15중량부 사용하는 것이 좋은데 만약 1중량부 이하로 사용시는 난연수지의 충격보완 효과를 전혀 기대할 수 없으며, 20중량부 이상 사용시는 충격의 보완효과는 기대할 수 있으나 난연수지의 제반물성, 즉 인장 및 경도 특성을 크게 저하시켜 바람직하지 못하게 된다.

한편으로 이와같은 난연성 스티렌수지의 충격보완 효과를 위해 본 발명에서와 같은 스티렌-부타디엔 공중합고무 이외에 스티렌-이소푸렌 공중합고무도 같은 목적으로 일반적으로 사용되고 있다.

이상과 같은 본 발명에 따른 난연성 스티렌수지 조성물은 2종 혹은 2종의 유기난연제제와 난연조제를 사용하던 종전의 방법과 비교하여 난연수지의 제반물성에 있어서 우수한 균형을 유지할 수 있으며, 특히 종전보다 적은 양의 유기난연제를 사용하고도 경제적으로 우수한 난연효과를 갖는 조성물인 것이다.

이하 본 발명을 실시예 및 비교예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예 1

다음 표 1과 같은 성분 및 함량으로된 폴리스티렌 수지조성물을 제조하되, 먼저, 매트릭스수지를 제외한 첨가제들을 인터널믹서인 반버리믹서(Banbury Mixer)를 사용하여 일정시간 용융 혼합하여 농축 마스터뱃치(Master Batch)를 제작한 후, 롤밀 및 커터기를 사용하여 펠렛(Pellet)상으로 만들었다. 다음, 이와같이 제조된 마스터뱃치를 핸슬믹서(Hanschel Mixer)를 사용하여 매트릭스수지와 균일하게 혼합하고 40미리 압출기를 통하여 압출하여 완제품인 펠렛상으로 만들었다.

또한 이와같이 얻어진 제품에 대하여 물성측정 및 난연성을 실험하기 위하여 70℃의 열풍건조기에서 2시간 건조시킨후 3온스 사출기를 사용하여 물성측정용 시편 및 난연시편을 제작하였다.

먼저 충격강도는 ASTM D256, 인장강도는 ASTM D638, 유동지수는 ASTM D1238에 의거하 실시하였으며 난연성은 UL 94는 수직난연시험 방법에 의거 실시하여 그 결과를 다음표 1에 나타내었다.

실시예 2

상기 실시예 1의 성분중 유기난연제를 다음표 1과 같이 상기 실시예 1에서 사용하지 않은 성분으로 각각의 그룹에서 선택하여 사용하고, 그 나머지는 상기 실시예1과 동일한 방법으로 실시하였다.

비교예 1

본 발명에 있어서 첨가제를 제외한 매트릭스수지인 HIPS에 대하여 상기 실시예 1과 같은 시험방법으로 물성을 측정하여 다음표 1에 나타내었다.

비교예 2,3,4

본 발명에 있어서 종전의 방법인 한종의 유기난연제와 난연조제를 다음 표 1과 같은 성분 및 함량으로 사용하고 그 나머지는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.

[표 1]

주 (1) : 한남화학제품

(2) : 한국 일성안티몬사 제품

(3) TBBA(이스라엘 Dead Sea사 제품)

(4) FF-680(미국 GLC사 제품)

(5) OBDPO(이스라엘 Dead Sea사 제품)

(6) 브롬화에폭시화합물(일본 DIK사 제품)

(7) FR-1025(이스라엘 Dead Sea사 제품)

(8) BT-93(미국 Ethyl사 제품)

Claims (1)

1. 다음 (가) 내지 (라)의 성분으로 이루어진 것을 특징으로 하는 난연성 폴리스티렌수지 조성물.

   (가) 고무함량이 3 내지 12%인 내충격성 폴리스티렌 100중량부, (나)테트라브로모비스페놀A, 1,2-비스(2,4,6-트리브로모페녹시)에탄, 옥타브로모디페닐에테르 중에서 선택된 1종의 유기난연제와 데카브로모디페닐에테르, 브롬화폴리스티렌, 브롬화에폭시화합물, 헥사클로르사이클로렌타티엔 중에서 선택된 1종의 유기난연제 및 에틸렌비스테트라브로모푸탈이마이드, 폴리펜타브로모벤질아크릴레이트 중에서 선택된 1종의 유기난연제를 혼합하여서된 3성분계 유기난연제 3 내지 30중량부, (다)삼산화안티몬 2 내지 20중량부, (라)스티렌 부타디엔 공중합고무 1 내지 20중량부.