WO2021107540A1 - 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품 - Google Patents

열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품 Download PDF

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thermoplastic resin
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zinc oxide
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김연경
박지권
이선애
정현문
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롯데케미칼 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a thermoplastic resin composition and a molded article formed therefrom. More specifically, the present invention relates to a thermoplastic resin composition having excellent flame retardancy, low flammability, impact resistance, and the like, and a molded article formed therefrom.
  • Polyolefin resins have excellent mechanical, thermal, and electrical properties, and excellent chemical resistance and moldability, and are widely used in various fields.
  • the polyolefin resin belongs to one of the very highly flammable resins, and it is a difficult task to make the polyolefin resin have excellent flame retardancy and the like.
  • metal hydroxides As an eco-friendly flame retardant system applicable to polyolefin resins, metal hydroxides, phosphorus-based flame retardants, etc. may be considered.
  • metal hydroxides a large amount of flame retardant input is required, so there is a problem in that moldability, water resistance, mechanical properties, etc. are deteriorated.
  • phosphorus-based flame retardants even if a relatively small amount is added compared to metal hydroxide, it is advantageous to implement flame retardancy without including halogens and heavy metals.
  • the input amount is still large, and effective flame retardant dispersion is difficult. It has limitations in terms of flame retardancy, low flammability, and mechanical properties.
  • An object of the present invention is to provide a thermoplastic resin composition excellent in flame retardancy, low flammability, impact resistance, and the like.
  • Another object of the present invention is to provide a molded article formed from the thermoplastic resin composition.
  • thermoplastic resin composition comprises about 100 parts by weight of a polyolefin resin; about 5 to about 25 parts by weight of melamine polyphosphate; about 5 to about 25 parts by weight of piperazine pyrophosphate; about 0.1 to about 10 parts by weight of pentaerythritol; and about 0.1 to about 5 parts by weight of zinc oxide having an average particle size of about 0.2 to about 3 ⁇ m and a specific surface area BET of about 1 to about 10 m 2 /g, wherein the melamine polyphosphate and the piperazine fatigue It is characterized in that the weight ratio of phosphate is from about 0.3:1 to about 3:1.
  • the polyolefin resin may include at least one of polypropylene, polyethylene, and a propylene-ethylene copolymer.
  • the zinc oxide has a size ratio (B/A) between the peak A in the 370 to 390 nm region and the peak B in the 450 to 600 nm region when measuring photo luminescence. 0.01 to about 1.
  • the zinc oxide in the case of X-ray diffraction (XRD) analysis, has a peak position 2 ⁇ value in the range of 35 to 37°,
  • the crystallite size value may be from about 1,000 to about 2,000 ⁇ :
  • K is a shape factor
  • ⁇ is an X-ray wavelength
  • ⁇ is a FWHM value (degree) of an X-ray diffraction peak (peak)
  • ⁇ is a peak position value (peak position degree).
  • the weight ratio of the sum of the melamine polyphosphate and piperazine pyrophosphate to the pentaerythritol may be about 3:1 to about 80:1.
  • the weight ratio of the sum of the melamine polyphosphate and piperazine pyrophosphate to the zinc oxide may be about 6:1 to about 80:1.
  • thermoplastic resin composition may have a flame retardancy of V-0 or more of a 1.5 mm thick specimen measured according to UL-94 standards.
  • thermoplastic resin composition has a maximum specific optical density Ds of a 75 mm ⁇ 75 mm ⁇ 3.2 mm specimen measured in a flame condition with a calorific value of 25 kW/m 2 according to ISO 5659-2 standard (max) may be from about 30 to about 300.
  • thermoplastic resin composition may have a notch Izod impact strength of about 3 to about 10 kgf ⁇ cm/cm of a 1/4′′ thick specimen measured according to ASTM D256.
  • Another aspect of the present invention relates to a molded article.
  • the molded article is characterized in that it is formed from the thermoplastic resin composition according to any one of 1 to 9.
  • the present invention has the effect of providing a thermoplastic resin composition excellent in flame retardancy, low flammability, impact resistance, and the like, and a molded article formed therefrom.
  • thermoplastic resin composition comprises (A) a polyolefin resin; (B) melamine polyphosphate; (C) piperazine pyrophosphate; (D) pentaerythritol; and (E) zinc oxide.
  • the polyolefin resin of the present invention can improve the mechanical properties, processability, appearance characteristics, etc. of the thermoplastic resin composition, and a conventional polyolefin resin can be used.
  • polyethylene such as low density polyethylene (LDPE), medium density polyethylene (MDPE), high density polyethylene (HDPE), linear low density polyethylene (LLDPE), ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene-acrylate copolymer , polyethylene-based resins such as mixtures thereof; polypropylene resins such as polypropylene, propylene-ethylene copolymer, propylene-1-butene copolymer, and mixtures thereof; polymers obtained by crosslinking them; blends comprising polyisobutene; A combination of these and the like can be used.
  • polypropylene, polyethylene, propylene-ethylene copolymer, combinations thereof, and the like can be used.
  • the polyolefin resin has a melt-flow index of about 1 to about 50 g/10 min, for example about 5 to about 50 g/10 min, measured at 230° C. and 2.16 kg load condition according to ASTM D1238. about 30 g/10 min.
  • the thermoplastic resin composition may have excellent mechanical strength, molding processability, and the like.
  • Melamine polyphosphate of the present invention is applied together with piperazine pyrophosphate, pentaerythritol and specific zinc oxide to improve the flame retardancy of the polyolefin-based resin composition even with a small content, and a conventional flame-retardant thermoplastic resin Melamine polyphosphate used in the composition may be used.
  • the melamine polyphosphate may have a weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC) of about 50,000 to about 300,000 g/mol, for example, about 100,000 to about 250,000 g/mol.
  • Mw weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography
  • the thermoplastic resin composition may have excellent flame retardancy, expandability, and the like.
  • the melamine polyphosphate may be included in an amount of about 5 to about 25 parts by weight, for example, about 8 to about 20 parts by weight, based on about 100 parts by weight of the polyolefin resin.
  • the content of the melamine polyphosphate is less than about 5 parts by weight based on about 100 parts by weight of the polyolefin resin, there is a risk that the flame retardancy, low flame retardancy, etc. of the thermoplastic resin composition may decrease, and when it exceeds about 25 parts by weight, the thermoplastic resin There is a possibility that the impact resistance, appearance characteristics, flame retardancy, etc. of the composition may be deteriorated.
  • Piperazine pyrophosphate of the present invention is applied together with melamine polyphosphate, pentaerythritol, and specific zinc oxide, and it is easy to form char even with a small content, thereby improving the flame retardancy of the polyolefin-based resin composition.
  • piperazine pyrophosphate used in conventional flame-retardant thermoplastic resin compositions may be used.
  • the piperazine pyrophosphate may be included in an amount of about 5 to about 25 parts by weight, for example, about 8 to about 20 parts by weight based on about 100 parts by weight of the polyolefin resin.
  • the content of the piperazine pyrophosphate is less than about 5 parts by weight based on about 100 parts by weight of the polyolefin resin, there is a risk that the flame retardancy and low flammability of the thermoplastic resin composition may decrease, and when it exceeds about 25 parts by weight, the thermoplastic resin composition There exists a possibility that the impact resistance of a resin composition, an external appearance characteristic, a flame retardance, etc. may fall.
  • the weight ratio (B:C) of the melamine polyphosphate (B) and the piperazine pyrophosphate (C) is from about 0.3:1 to about 3:1, for example from about 0.5:1 to about 2:1 can be
  • the weight ratio of the melamine polyphosphate and the piperazine pyrophosphate is less than about 0.3: 1, there is a fear that the flame retardancy of the thermoplastic resin composition may be lowered, and when it exceeds about 3:1, the flame retardancy and impact resistance of the thermoplastic resin composition There is a possibility that the etc. may deteriorate.
  • Pentaerythritol of the present invention is applied together with specific zinc oxide to improve flame retardancy, impact resistance, low flammability, etc. of the polyolefin-based resin composition even when a small amount of flame retardant (melamine polyphosphate and piperazine pyrophosphate) is applied.
  • flame retardant melamine polyphosphate and piperazine pyrophosphate
  • pentaerythritol used as a flame retardant aid in a conventional flame-retardant thermoplastic resin composition can be used.
  • the pentaerythritol may be included in an amount of about 0.1 to about 10 parts by weight, for example, about 0.5 to about 5 parts by weight, based on about 100 parts by weight of the polyolefin resin.
  • the content of pentaerythritol is less than about 0.1 parts by weight based on about 100 parts by weight of the polyolefin resin, there is a risk that the flame retardancy and low flammability of the thermoplastic resin composition may decrease, and when it exceeds about 10 parts by weight, the thermoplastic resin composition There is a possibility that the flame retardancy and appearance characteristics (glossy, etc.) of
  • the weight ratio (B+C:D) of the sum of the melamine polyphosphate (B) and the piperazine pyrophosphate (C) and the pentaerythritol (D) is about 3 : 1 to about 80 : 1, yes
  • it may be about 4:1 to about 70:1.
  • the thermoplastic resin composition may have excellent flame retardancy, impact resistance, low flammability, and the like.
  • the zinc oxide of the present invention can improve flame retardancy, impact resistance, low flammability, etc. of the thermoplastic resin composition together with the melamine polyphosphate, piperazine pyrophosphate and pentaerythritol, and a particle size analyzer (Beckman Coulter's Laser Diffraction Particle Size Analyzer)
  • the average particle size (D50) of single particles (particles do not aggregate to form secondary particles) measured using the LS I3 320 instrument may be about 0.2 to about 3 ⁇ m, for example, about 0.5 to about 3 ⁇ m. have.
  • the zinc oxide has a specific surface area BET of about 1 to about 10 m 2 /g, for example, about 1, measured by a BET analysis equipment (Surface Area and Porosity Analyzer ASAP 2020 equipment of Micromeritics) using a nitrogen gas adsorption method. to about 7 m 2 /g, and a purity of about 99% or more.
  • BET analysis equipment Surface Area and Porosity Analyzer ASAP 2020 equipment of Micromeritics
  • the zinc oxide may have various shapes, and may include, for example, all of a spherical shape, a plate shape, a rod shape, and combinations thereof.
  • the zinc oxide has a size ratio (B/A) of a peak A in a 370 to 390 nm region to a peak B in a 450 to 600 nm region of about 0.01 to about 1.0, for example, when measuring photo luminescence.
  • B/A size ratio
  • the thermoplastic resin composition may have excellent flame retardancy, low flammability, and the like.
  • the zinc oxide has a peak position 2 ⁇ value in the range of 35 to 37° in X-ray diffraction (XRD) analysis, and the measured FWHM value (full of the diffraction peak) width at Half Maximum), the crystallite size calculated by applying to Scherrer's equation (Equation 1 below) may be about 1,000 to about 2,000 ⁇ , for example, about 1,200 to about 1,800 ⁇ .
  • the thermoplastic resin composition may have excellent flame retardancy, low flammability, and the like.
  • Equation 1 K is a shape factor, ⁇ is an X-ray wavelength, ⁇ is a FWHM value (degree), and ⁇ is a peak position degree.
  • the zinc oxide is evaporated by heating to about 850 to about 1,000° C., for example, about 900 to about 950° C., after dissolving metallic zinc, and then injecting oxygen gas to about 20 to about 30 It can be prepared by cooling to °C and then heating at about 400 to about 900 °C, for example, about 500 to about 800 °C for about 30 to about 150 minutes, for example, about 60 to about 120 minutes.
  • the zinc oxide may be included in an amount of about 0.1 to about 5 parts by weight, for example, about 0.5 to about 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyolefin resin.
  • the content of the zinc oxide is less than about 0.1 parts by weight based on about 100 parts by weight of the polyolefin resin, there is a risk that the flame retardancy of the thermoplastic resin composition may decrease, and when it exceeds about 5 parts by weight, the impact resistance of the thermoplastic resin composition , colorability, etc. may be reduced.
  • the weight ratio (B+C:E) of the sum of the melamine polyphosphate (B) and the piperazine pyrophosphate (C) and the zinc oxide (E) is about 6:1 to about 80:1, yes For example, it may be about 7:1 to about 70:1.
  • the thermoplastic resin composition may have excellent flame retardancy, impact resistance, low flammability, and the like.
  • the thermoplastic resin composition according to an embodiment of the present invention may further include an additive included in a conventional thermoplastic resin composition.
  • the additives include, but are not limited to, impact modifiers, antioxidants, anti-drip agents, lubricants, release agents, nucleating agents, antistatic agents, stabilizers, pigments, dyes, and mixtures thereof.
  • its content may be from about 0.001 to about 40 parts by weight, for example, from about 0.1 to about 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyolefin resin.
  • thermoplastic resin composition according to one embodiment of the present invention is in the form of pellets that are melt-extruded at about 180 to about 250 ° C, for example, about 200 to about 230 ° C, by mixing the above components and using a conventional twin screw extruder.
  • thermoplastic resin composition may have a flame retardancy of V-0 or more of a 1.5 mm thick specimen measured according to UL-94 standards.
  • the thermoplastic resin composition has a maximum specific optical density Ds(max) of about 30 of a 75 mm ⁇ 75 mm ⁇ 3.2 mm specimen measured in a heat quantity of 25 kW/m 2 and a flame condition according to ISO 5659-2 standard. to about 300, such as from about 50 to about 280.
  • the thermoplastic resin composition has a notch Izod impact strength of about 3 to about 10 kgf ⁇ cm/cm, for example about 5 to about 7 kgf ⁇ of a 1/8′′ thick specimen measured according to ASTM D256. cm/cm.
  • the molded article according to the present invention is formed from the thermoplastic resin composition.
  • the thermoplastic resin composition may be prepared in the form of pellets, and the manufactured pellets may be manufactured into various molded articles (products) through various molding methods such as injection molding, extrusion molding, vacuum molding, and casting molding. Such a molding method is well known by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.
  • the molded article has excellent flame retardancy, impact resistance, low flammability (smoke density), and the like, and is useful as interior and exterior materials for electrical and electronic products.
  • Piperazine pyrophosphate (manufacturer: career Henan Chemical Co., product name: piperazine pyrophosphate) was used.
  • Table 1 shows the peak A in the 370 to 390 nm region and the peak B in the 450 to 600 nm region when the average particle size, specific surface area BET, purity, and photo luminescence of zinc oxide (E1, E2, and E3) are measured.
  • the size ratio (B / A) and the crystallite size (crystallite size) of the values are shown.
  • Average particle size (unit: ⁇ m): Using a particle size analyzer (Beckman Coulter's Laser Diffraction Particle Size Analyzer LS I3 320 equipment), the average particle size (volume average) was measured.
  • PL size ratio (B/A) According to the photoluminescence measurement method, a He-Cd laser (KIMMON, 30mW) with a wavelength of 325 nm is incident on the specimen at room temperature and the emitted spectrum is measured using a CCD detector. was used, and the temperature of the CCD detector was maintained at -70°C. The size ratio (B/A) of the peak A in the 370 to 390 nm region and the peak B in the 450 to 600 nm region was measured.
  • the injection specimen was subjected to PL analysis by injecting a laser into the specimen without additional treatment, and zinc oxide powder was placed in a 6 mm diameter pelletizer and compressed to produce a flat specimen. did.
  • Crystallite size (unit: ⁇ ): High Resolution X-Ray Diffractometer (Manufacturer: X'pert, device name: PRO-MRD) was used, and the peak position (peak position) 2 ⁇ value is in the range of 35 to 37°, and calculated by applying Scherrer's equation (Equation 1 below) based on the measured FWHM value (full width at half maximum of the diffraction peak).
  • both powder form and injection specimens can be measured.
  • injection specimens were heat treated at 600° C. in air for 2 hours to remove the polymer resin, and then XRD analysis was performed.
  • Equation 1 K is a shape factor, ⁇ is an X-ray wavelength, ⁇ is a FWHM value (degree), and ⁇ is a peak position degree.
  • extrusion was performed at 200° C. to prepare pellets.
  • Specimens were prepared. The prepared specimens were evaluated for physical properties by the following method, and the results are shown in Tables 2, 3 and 4 below.
  • V volume of test chamber
  • A exposed area of test specimen
  • L length of light beam
  • T transmittance (%) at the lowest relative transmittance of light among 0 to 10 minutes
  • Notched Izod impact strength (unit: kgf ⁇ cm/cm): According to ASTM D256, the notched Izod impact strength of a 1/8′′ thick specimen was measured.
  • Example One 2 3 4 5 6 7 8 9 (A) (parts by weight) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 (B1) (parts by weight) 8 15 20 15 15 15 15 15 15 15 (B2) (parts by weight) - - - - - - - - - (C) (parts by weight) 15 15 15 8 20 15 15 15 15 (D1) (parts by weight) 2 2 2 2 2 0.5 5 2 2 (D2) (parts by weight) - - - - - - - - - (E1) (parts by weight) 2 2 2 2 2 2 0.5 3 (E2) (parts by weight) - - - - - - - - - - (E3) (parts by weight) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - (E3) (parts
  • thermoplastic resin compositions (Examples 1 to 9) of the present invention have excellent flame retardancy, low flammability, and impact resistance.
  • thermoplastic resin composition when applied below the content range of the present invention (Comparative Example 1), it can be seen that the flame retardancy, low flammability, etc. of the thermoplastic resin composition are lowered, and the melamine polyphosphate exceeds the content range of the present invention.
  • Comparative Example 2 when applied (Comparative Example 2), it can be seen that the impact resistance of the thermoplastic resin composition is lowered, and when applying the oligomeric bisphenol-A diphosphate (B2) instead of the melamine polyphosphate (Comparative Example 3), the thermoplastic It can be seen that the flame retardancy, low flammability, etc. of the resin composition are reduced.
  • thermoplastic resin composition When pentaerythritol is applied below the content range of the present invention (Comparative Example 6), it can be seen that the flame retardancy and low flammability of the thermoplastic resin composition are lowered, and when pentaerythritol is applied in excess of the content range of the present invention ( Comparative Example 7), it can be seen that the impact resistance of the thermoplastic resin composition is lowered, and when polyethylene glycol (D2) is applied instead of pentaerythritol (Comparative Example 8), the flame retardancy, low flammability, etc.
  • D2 polyethylene glycol
  • thermoplastic resin composition When zinc oxide is applied below the content range of the present invention (Comparative Example 9), it can be seen that the flame retardancy and low flammability of the thermoplastic resin composition are lowered, and when zinc oxide is applied in excess of the content range of the present invention ( Comparative Example 10), it can be seen that the impact resistance of the thermoplastic resin composition is lowered, and when zinc oxide (E2) is applied instead of the zinc oxide (E1) of the present invention (Comparative Example 11), the flame retardancy of the thermoplastic resin composition It can be seen that the etc. are lowered, and when zinc oxide (E3) is applied (Comparative Example 12), it can be seen that the flame retardancy of the thermoplastic resin composition is lowered.

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Abstract

본 발명의 열가소성 수지 조성물은 폴리올레핀 수지 약 100 중량부; 멜라민 폴리포스페이트 약 5 내지 약 25 중량부; 피페라진 피로포스페이트 약 5 내지 약 25 중량부; 펜타에리스리톨 약 0.1 내지 약 10 중량부; 및 평균 입자 크기가 약 0.2 내지 약 3 ㎛이고, 비표면적 BET가 약 1 내지 약 10 m2/g인 산화아연 약 0.1 내지 약 5 중량부;를 포함하며, 상기 멜라민 폴리포스페이트 및 상기 피페라진 피로포스페이트의 중량비는 약 0.3 : 1 내지 약 3 : 1인 것을 특징으로 한다. 상기 열가소성 수지 조성물은 난연성, 저연성, 내충격성 등이 우수하다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품
본 발명은 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 난연성, 저연성, 내충격성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품에 관한 것이다.
폴리올레핀 수지는 기계적, 열적, 전기적 특성이 우수하고, 내약품성, 성형성 등이 우수하여, 다양한 분야에 광범위하게 사용되고 있다. 그러나, 폴레올레핀 수지는 가연성이 매우 높은 수지 중의 하나에 속하며, 폴리올레핀 수지가 우수한 난연성 등을 갖도록 하는 것은 해결하기 힘든 과제이다.
폴리올레핀 수지에 적용 가능한 친환경 난연 시스템은 금속 수산화물, 인계 난연제 등이 고려될 수 있는데, 금속 수산화물의 경우, 다량의 난연제 투입을 필요로 하여, 성형성, 내수성, 기계적 물성 등이 저하되는 문제가 있다. 인계 난연제의 경우, 금속 수산화물에 비해 상대적으로 적은 양을 투입하여도, 할로겐, 중금속 등을 포함하지 않고 난연성을 구현하기에 유리하나, 기존 할로겐계 난연제에 비하여 여전히 투입량이 많으며, 효과적인 난연제 분산이 어려워 난연성, 저연성, 기계적 물성 등의 측면에서 한계를 보이고 있다.
따라서, 이러한 문제 없이, 난연성, 저연성, 내충격성 등이 우수한 폴리올레핀계 열가소성 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2013-0048426호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 난연성, 저연성, 내충격성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된 성형품을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
1. 본 발명의 하나의 관점은 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. 상기 열가소성 수지 조성물은 폴리올레핀 수지 약 100 중량부; 멜라민 폴리포스페이트 약 5 내지 약 25 중량부; 피페라진 피로포스페이트 약 5 내지 약 25 중량부; 펜타에리스리톨 약 0.1 내지 약 10 중량부; 및 평균 입자 크기가 약 0.2 내지 약 3 ㎛이고, 비표면적 BET가 약 1 내지 약 10 m2/g인 산화아연 약 0.1 내지 약 5 중량부;를 포함하며, 상기 멜라민 폴리포스페이트 및 상기 피페라진 피로포스페이트의 중량비는 약 0.3 : 1 내지 약 3 : 1인 것을 특징으로 한다.
2. 상기 1 구체예에서, 상기 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 프로필렌-에틸렌 공중합체 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
3. 상기 1 또는 2 구체예에서, 상기 산화아연은 광 발광(Photo Luminescence) 측정 시, 370 내지 390 nm 영역의 피크 A와 450 내지 600 nm 영역의 피크 B의 크기비(B/A)가 약 0.01 내지 약 1일 수 있다.
4. 상기 1 내지 3 구체예에서, 상기 산화아연은 X선 회절(X-ray diffraction, XRD) 분석 시, 피크 위치(peak position) 2θ 값이 35 내지 37° 범위이고, 하기 식 1에 의한 미소결정의 크기(crystallite size) 값이 약 1,000 내지 약 2,000 Å일 수 있다:
[식 1]
미소결정 크기(D) =
Figure PCTKR2020016627-appb-I000001
상기 식 1에서, K는 형상 계수(shape factor)이고, λ는 X선 파장(X-ray wavelength)이고, β는 X선 회절 피크(peak)의 FWHM 값(degree)이며, θ는 피크 위치 값(peak position degree)이다.
5. 상기 1 내지 4 구체예에서, 상기 멜라민 폴리포스페이트 및 피페라진 피로포스페이트의 합과 상기 펜타에리스리톨의 중량비는 약 3 : 1 내지 약 80 : 1일 수 있다.
6. 상기 1 내지 5 구체예에서, 상기 멜라민 폴리포스페이트 및 피페라진 피로포스페이트의 합과 상기 산화아연의 중량비는 약 6 : 1 내지 약 80 : 1일 수 있다.
7. 상기 1 내지 6 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 UL-94 기준에 따라 측정한 1.5 mm 두께 시편의 난연도가 V-0 이상일 수 있다.
8. 상기 1 내지 7 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ISO 5659-2 규격에 따라, 열량 25 kW/m2, 화염 조건에서 측정한 75 mm × 75 mm × 3.2 mm 시편의 최대 비광학 밀도 Ds(max)가 약 30 내지 약 300일 수 있다.
9. 상기 1 내지 8 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여, 측정한 1/4" 두께 시편의 노치 아이조드 충격강도가 약 3 내지 약 10 kgf·cm/cm일 수 있다.
10. 본 발명의 다른 관점은 성형품에 관한 것이다. 상기 성형품은 상기 1 내지 9 중 어느 하나에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 난연성, 저연성, 내충격성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 (A) 폴리올레핀 수지; (B) 멜라민 폴리포스페이트; (C) 피페라진 피로포스페이트; (D) 펜타에리스리톨; 및 (E) 산화아연;을 포함한다.
본 명세서에서, 수치범위를 나타내는 "a 내지 b"는 "≥a 이고 ≤b"으로 정의한다.
(A) 폴리올레핀 수지
본 발명의 폴리올레핀 수지는 열가소성 수지 조성물의 기계적 물성, 가공성, 외관 특성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 폴리올레핀 수지를 사용할 수 있다. 예를 들면, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 등의 폴리에틸렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체(EVA), 에틸렌-아크릴레이트 공중합체, 이들의 혼합물 등의 폴리에틸렌계 수지; 폴리프로필렌, 프로필렌-에틸렌 공중합체, 프로필렌-1-부텐 공중합체, 이들의 혼합물 등의 폴리프로필렌계 수지; 이들을 가교시킨 중합체; 폴리이소부텐을 포함하는 블렌드; 이들의 조합 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 프로필렌-에틸렌 공중합체, 이들의 조합 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리올레핀 수지는 ASTM D1238에 의거하여, 230℃, 2.16 kg 하중 조건에서 측정한 유동흐름지수(Melt-flow index)가 약 1 내지 약 50 g/10분, 예를 들면 약 5 내지 약 30 g/10분일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 기계적 강도, 성형 가공성 등이 우수할 수 있다.
(B) 멜라민 폴리포스페이트
본 발명의 멜라민 폴리포스페이트(melamine polyphosphate)는 피페라진 피로포스페이트, 펜타에리스리톨 및 특정 산화아연과 함께 적용되어, 적은 함량으로도 폴리올레핀계 수지 조성물의 난연성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 난연성 열가소성 수지 조성물에 사용되는 멜라민 폴리포스페이트를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 멜라민 폴리포스페이트는 GPC(gel permeation chromatography)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 약 50,000 내지 약 300,000 g/mol, 예를 들면, 약 100,000 내지 약 250,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 난연성, 팽창성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 멜라민 폴리포스페이트는 상기 폴리올레핀 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 5 내지 약 25 중량부, 예를 들면 약 8 내지 약 20 중량부로 포함될 수 있다. 상기 멜라민 폴리포스페이트의 함량이 상기 폴리올레핀 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 5 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 난연성, 저연성 등이 저하될 우려가 있고, 약 25 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 외관 특성, 난연성 등이 저하될 우려가 있다.
(C) 피페라진 피로포스페이트
본 발명의 피페라진 피로포스페이트(piperazine pyrophosphate)는 멜라민 폴리포스페이트, 펜타에리스리톨 및 특정 산화아연과 함께 적용되어, 적은 함량으로도 차르(char) 형성이 용이하여, 폴리올레핀계 수지 조성물의 난연성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 난연성 열가소성 수지 조성물에 사용되는 피페라진 피로포스페이트를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 피페라진 피로포스페이트는 상기 폴리올레핀 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 5 내지 약 25 중량부, 예를 들면 약 8 내지 약 20 중량부로 포함될 수 있다. 상기 피페라진 피로포스페이트의 함량이 상기 폴리올레핀 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 5 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 난연성, 저연성 등이 저하될 우려가 있고, 약 25 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 외관 특성, 난연성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 멜라민 폴리포스페이트(B) 및 상기 피페라진 피로포스페이트(C)의 중량비(B:C)는 약 0.3 : 1 내지 약 3 : 1, 예를 들면 약 0.5 : 1 내지 약 2 : 1일 수 있다.
상기 멜라민 폴리포스페이트 및 상기 피페라진 피로포스페이트의 중량비가 약 0.3 : 1 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 난연성 등이 저하될 우려가 있고, 약 3 : 1를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 난연성, 내충격성 등이 저하될 우려가 있다.
(D) 펜타에리스리톨
본 발명의 펜타에리스리톨(pentaerythritol)은 특정 산화아연과 함께 적용되어, 적은 함량의 난연제(멜라민 폴리포스페이트 및 피페라진 피로포스페이트) 적용 시에도 폴리올레핀계 수지 조성물의 난연성, 내충격성, 저연성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 난연성 열가소성 수지 조성물에 난연 조제로 사용되는 펜타에리스리톨을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 펜타에리스리톨은 상기 폴리올레핀 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 0.1 내지 약 10 중량부, 예를 들면 약 0.5 내지 약 5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 펜타에리스리톨의 함량이 상기 폴리올레핀 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 0.1 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 난연성, 저연성 등이 저하될 우려가 있고, 약 10 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 난연성, 외관 특성(광택도 등) 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 멜라민 폴리포스페이트(B) 및 상기 피페라진 피로포스페이트(C)의 합과 상기 펜타에리스리톨(D)의 중량비(B+C:D)는 약 3 : 1 내지 약 80 : 1, 예를 들면 약 4 : 1 내지 약 70 : 1일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 난연성, 내충격성, 저연성 등이 우수할 수 있다.
(E) 산화아연
본 발명의 산화아연은 상기 멜라민 폴리포스페이트, 피페라진 피로포스페이트 및 펜타에리스리톨과 함께 열가소성 수지 조성물의 난연성, 내충격성, 저연성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 입도분석기(Beckman Coulter社 Laser Diffraction Particle Size Analyzer LS I3 320 장비)를 사용하여 측정한 단일 입자(입자가 뭉쳐서 2차 입자를 형성하지 않음)의 평균 입자 크기(D50)가 약 0.2 내지 약 3 ㎛, 예를 들면 약 0.5 내지 약 3 ㎛일 수 있다. 또한, 상기 산화아연은 질소가스 흡착법을 사용하여, BET 분석 장비(Micromeritics社 Surface Area and Porosity Analyzer ASAP 2020 장비)로 측정한 비표면적 BET가 약 1 내지 약 10 m2/g, 예를 들면 약 1 내지 약 7 m2/g일 수 있으며, 순도가 약 99% 이상일 수 있다. 상기 범위를 벗어날 경우, 열가소성 수지 조성물의 난연성, 내충격성, 저연성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 산화아연은 다양한 형태를 가질 수 있으며, 예를 들면, 구형, 플레이트형, 막대(rod)형, 이들의 조합 등을 모두 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 산화아연은 광 발광(Photo Luminescence) 측정 시, 370 내지 390 nm 영역의 피크 A와 450 내지 600 nm 영역의 피크 B의 크기비(B/A)가 약 0.01 내지 약 1.0, 예를 들면 약 0.1 내지 약 1.0, 구체적으로 약 0.1 내지 약 0.5일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 난연성, 저연성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 산화아연은 X선 회절(X-ray diffraction, XRD) 분석 시, 피크 위치(peak position) 2θ 값이 35 내지 37° 범위이고, 측정된 FWHM 값(회절 피크(peak)의 Full width at Half Maximum)을 기준으로 Scherrer's equation(하기 식 1)에 적용하여 연산된 미소결정의 크기(crystallite size) 값이 약 1,000 내지 약 2,000 Å, 예를 들면 약 1,200 내지 약 1,800 Å일 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 난연성, 저연성 등이 우수할 수 있다.
[식 1]
미소결정 크기(D) =
Figure PCTKR2020016627-appb-I000002
상기 식 1에서, K는 형상 계수(shape factor)이고, λ는 X선 파장(X-ray wavelength)이고, β는 FWHM 값(degree)이며, θ는 피크 위치 값(peak position degree)이다.
구체예에서, 상기 산화아연은 금속형태의 아연을 녹인 후, 약 850 내지 약 1,000℃, 예를 들면 약 900 내지 약 950℃로 가열하여 증기화시킨 후, 산소 가스를 주입하고 약 20 내지 약 30℃로 냉각한 다음, 약 400 내지 약 900℃, 예를 들면 약 500 내지 약 800℃에서 약 30 내지 약 150분, 예를 들면 약 60 내지 약 120분 동안 가열하여 제조할 수 있다.
구체예에서, 상기 산화아연은 상기 폴리올레핀 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 0.1 내지 약 5 중량부, 예를 들면 약 0.5 내지 약 3 중량부로 포함될 수 있다. 상기 산화아연의 함량이 상기 폴리올레핀 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 0.1 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 난연성 등이 저하될 우려가 있고, 약 5 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 착색성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 멜라민 폴리포스페이트(B) 및 상기 피페라진 피로포스페이트(C)의 합과 상기 산화아연(E)의 중량비(B+C:E)는 약 6 : 1 내지 약 80 : 1, 예를 들면 약 7 : 1 내지 약 70 : 1일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 난연성, 내충격성, 저연성 등이 우수할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 통상의 열가소성 수지 조성물에 포함되는 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 충격보강제, 산화방지제, 적하방지제, 활제, 이형제, 핵제, 대전방지제, 안정제, 안료, 염료, 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 첨가제 사용 시, 그 함량은 상기 폴리올레핀 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 0.001 내지 약 40 중량부, 예를 들면 약 0.1 내지 약 10 중량부일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 상기 구성 성분을 혼합하고, 통상의 이축 압출기를 사용하여, 약 180 내지 약 250℃, 예를 들면 약 200 내지 약 230℃에서 용융 압출한 펠렛 형태일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 UL-94 기준에 따라 측정한 1.5 mm 두께 시편의 난연도가 V-0 이상일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ISO 5659-2 규격에 따라, 열량 25 kW/m2, 화염 조건에서 측정한 75 mm × 75 mm × 3.2 mm 시편의 최대 비광학 밀도 Ds(max)가 약 30 내지 약 300, 예를 들면 약 50 내지 약 280일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여, 측정한 1/8" 두께 시편의 노치 아이조드 충격강도가 약 3 내지 약 10 kgf·cm/cm, 예를 들면 약 5 내지 약 7 kgf·cm/cm일 수 있다.
본 발명에 따른 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다. 상기 열가소성 수지 조성물은 펠렛 형태로 제조될 수 있으며, 제조된 펠렛은 사출성형, 압출성형, 진공성형, 캐스팅성형 등의 다양한 성형방법을 통해 다양한 성형품(제품)으로 제조될 수 있다. 이러한 성형방법은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 잘 알려져 있다. 상기 성형품은 난연성, 내충격성, 저연성(연기 밀도) 등이 우수하여, 전기 전자 제품의 내외장재 등으로 유용하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 폴리올레핀 수지
ASTM D1238에 의거하여, 230℃, 2.16 kg 하중 조건에서 측정한 유동흐름지수(MI)가 12 g/mol인 폴리프로필렌 수지(제조사: 롯데케미칼)를 사용하였다.
(B) 폴리포스페이트
(B1) 멜라민 폴리포스페이트(제조사: JLS, 제품명: PNA350)를 사용하였다.
(B2) 올리고머형 비스페놀-A 디포스페이트(bisphenol-A diphosphate, 제조사: Yoke Chemical, 제품명: YOKE BDP)를 사용하였다.
(C) 피페라진 피로포스페이트
피페라진 피로포스페이트(제조사: Career Henan Chemical Co., 제품명: piperazine pyrophosphate)를 사용하였다.
(D) 다가 알코올 화합물
(D1) 펜타에리스리톨(제조사: JLS, 제품명: JLS-PENTA)을 사용하였다.
(D2) 폴리에틸렌글리콜(제조사: 삼전순약공업, 제품명: Polyethylene glycol #4000)을 사용하였다.
(E) 산화아연
(E1) 금속형태의 아연을 녹인 후, 900℃로 가열하여 증기화시킨 후, 산소 가스를 주입하고 상온(25℃)으로 냉각하여, 1차 중간물을 얻었다. 다음으로, 해당 1차 중간물을 700℃에서 90분 동안 열처리를 진행한 후, 상온(25℃)으로 냉각하여 제조한 산화아연을 사용하였다.
(E2) 산화아연(제조사: 리즈텍비즈, 제품명: RZ-950)을 사용하였다.
(E3) 산화아연(제조사: 한일화학, 제품명: TE30)을 사용하였다.
하기 표 1에 산화아연(E1, E2 및 E3)의 평균 입자 크기, 비표면적 BET, 순도, 광 발광(Photo Luminescence) 측정 시, 370 내지 390 nm 영역의 피크 A와 450 내지 600 nm 영역의 피크 B의 크기비(B/A) 및 미소결정의 크기(crystallite size) 값을 나타내었다.
(E1) (E2) (E3)
평균 입자 크기 (㎛) 1.2 0.890 3.7
비표면적 BET (m2/g) 4 15 14
순도 (%) 99 97 97
PL 크기비(B/A) 0.28 9.8 9.5
미소결정 크기 (Å) 1,417 503 489
물성 측정 방법
(1) 평균 입자 크기(단위: ㎛): 입도분석기(Beckman Coulter社 Laser Diffraction Particle Size Analyzer LS I3 320 장비)를 사용하여, 평균 입자 크기(부피 평균)를 측정하였다.
(2) 비표면적 BET(단위: m2/g): 질소가스 흡착법을 사용하여, BET 분석 장비(Micromeritics社 Surface Area and Porosity Analyzer ASAP 2020 장비)로 비표면적 BET를 측정하였다.
(3) 순도 (단위: %): TGA 열분석법을 사용하여, 800℃ 온도에서 잔류하는 무게를 가지고 순도를 측정하였다.
(4) PL 크기비(B/A): 광 발광(Photo Luminescence) 측정법에 따라, 실온에서 325 nm 파장의 He-Cd laser (KIMMON사, 30mW)를 시편에 입사해서 발광되는 스펙트럼을 CCD detector를 이용하여 검출하였으며, 이때 CCD detector의 온도는 -70℃ 를 유지하였다. 370 내지 390 nm 영역의 피크 A와 450 내지 600 nm 영역의 피크 B의 크기비(B/A)를 측정하였다. 여기서, 사출 시편은 별도의 처리 없이 레이저(laser)를 시편에 입사시켜 PL 분석을 진행하였고, 산화 아연 파우더는 6 mm 직경의 펠렛타이저(pelletizer)에 넣고 압착하여 편평하게 시편을 제작한 뒤 측정하였다.
(5) 미소결정 크기(crystallite size, 단위: Å): 고분해능 X-선 회절분석기(High Resolution X-Ray Diffractometer, 제조사: X'pert사, 장치명: PRO-MRD)을 사용하였으며, 피크 위치(peak position) 2θ 값이 35 내지 37° 범위이고, 측정된 FWHM 값(회절 피크(peak)의 Full width at Half Maximum)을 기준으로 Scherrer's equation(하기 식 1)에 적용하여 연산하였다. 여기서, 파우더 형태 및 사출 시편 모두 측정이 가능하며, 더욱 정확한 분석을 위하여, 사출 시편의 경우, 600℃, 에어(air) 상태에서 2시간 열처리하여 고분자 수지를 제거한 후, XRD 분석을 진행하였다.
[식 1]
미소결정 크기(D) =
Figure PCTKR2020016627-appb-I000003
상기 식 1에서, K는 형상 계수(shape factor)이고, λ는 X선 파장(X-ray wavelength)이고, β는 FWHM 값(degree)이며, θ는 피크 위치 값(peak position degree)이다.
실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 12
상기 각 구성 성분을 하기 표 2, 3 및 4에 기재된 바와 같은 함량으로 첨가한 후, 200℃에서 압출하여 펠렛을 제조하였다. 압출은 L/D=44, 직경 45 mm인 이축 압출기를 사용하였으며, 제조된 펠렛은 80℃에서 2시간 이상 건조 후, 6 oz 사출기(성형 온도 210℃, 금형 온도: 60℃)에서 사출 성형하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여 하기의 방법으로 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 2, 3 및 4에 나타내었다.
물성 측정 방법
(1) 난연도: UL-94 기준에 따라, 1.5 mm 두께 시편의 난연도를 측정하였다. (B.O(burn out): 난연도 시험 중, 1차 연소 후 다시 불 붙였을 때 불이 붙어 꺼지지 않는 것을 의미)
(2) 최대 비광학 밀도 Ds(max): ISO 5659-2 규격에 의거하여, 연기 밀도 챔버에서 열량 25 kW/m2의 화염(flame) 조건으로 75 mm × 75 mm × 3.2 mm 시편에 대해 10분간 테스트를 진행하여 가장 투과도가 낮을 때의 최대 비광학 밀도 Ds(max)를 측정하였다.
Ds(max) = (V/A × L) log(100/T)
(V: 시험 챔버의 부피, A: 시험 표본의 노출 면적, L: 광빔(light beam)의 길이, T: 0 내지 10분 중 빛의 상대적 투과도가 가장 낮을 때의 투과도(%))
(3) 노치 아이조드 충격강도(단위: kgf·cm/cm): ASTM D256에 의거하여, 1/8" 두께 시편의 노치 아이조드 충격 강도를 측정하였다.
실시예
1 2 3 4 5 6 7 8 9
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100 100 100 100
(B1) (중량부) 8 15 20 15 15 15 15 15 15
(B2) (중량부) - - - - - - - - -
(C) (중량부) 15 15 15 8 20 15 15 15 15
(D1) (중량부) 2 2 2 2 2 0.5 5 2 2
(D2) (중량부) - - - - - - - - -
(E1) (중량부) 2 2 2 2 2 2 2 0.5 3
(E2) (중량부) - - - - - - - - -
(E3) (중량부) - - - - - - - - -
난연도 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0
Ds(max) 280 120 90 200 50 180 80 230 100
노치 아이조드 충격강도 9 7 5 9 5 8 5 8 6
비교예
1 2 3 4 5 6
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100
(B1) (중량부) 1 30 - 15 15 15
(B2) (중량부) - - 15 - - -
(C) (중량부) 15 15 15 3 30 15
(D1) (중량부) 2 2 2 2 2 0.05
(D2) (중량부) - - - - - -
(E1) (중량부) 2 2 2 2 2 2
(E2) (중량부) - - - - - -
(E3) (중량부) - - - - - -
난연도 B.O V-0 B.O B.O V-0 V-1
Ds(max) 550 70 750 600 50 450
노치 아이조드 충격강도 9 2 7 9 1 8
비교예
7 8 9 10 11 12
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100
(B1) (중량부) 15 15 15 15 15 15
(B2) (중량부) - - - - - -
(C) (중량부) 15 15 15 15 15 15
(D1) (중량부) 15 - 2 2 2 2
(D2) (중량부) - 2 - - - -
(E1) (중량부) 2 2 0.05 10 - -
(E2) (중량부) - - - - 2 -
(E3) (중량부) - - - - - 2
난연도 V-0 B.O V-1 V-0 Fail Fail
Ds(max) 80 850 330 100 120 130
노치 아이조드 충격강도 2 7 8 2 7 7
상기 결과로부터, 본 발명의 열가소성 수지 조성물(실시예 1 내지 9)은 난연성, 저연성, 내충격성 등이 모두 우수함을 알 수 있다.
반면, 멜라민 폴리포스페이트를 본 발명의 함량 범위 미만으로 적용할 경우(비교예 1), 열가소성 수지 조성물의 난연성, 저연성 등이 저하됨을 알 수 있고, 멜라민 폴리포스페이트를 본 발명의 함량 범위 보다 초과하여 적용할 경우(비교예 2), 열가소성 수지 조성물의 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 멜라민 폴리포스페이트 대신에, 올리고머형 비스페놀-A 디포스페이트 (B2)를 적용할 경우(비교예 3), 열가소성 수지 조성물의 난연성, 저연성 등이 저하됨을 알 수 있다. 피페라진 피로포스페이트를 본 발명의 함량 범위 미만으로 적용할 경우(비교예 4), 열가소성 수지 조성물의 난연성, 저연성 등이 저하됨을 알 수 있고, 피페라진 피로포스페이트를 본 발명의 함량 범위 보다 초과하여 적용할 경우(비교예 5), 열가소성 수지 조성물의 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있다. 펜타에리스리톨을 본 발명의 함량 범위 미만으로 적용할 경우(비교예 6), 열가소성 수지 조성물의 난연성, 저연성 등이 저하됨을 알 수 있고, 펜타에리스리톨을 본 발명의 함량 범위 보다 초과하여 적용할 경우(비교예 7), 열가소성 수지 조성물의 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 펜타에리스리톨 대신에, 폴리에틸렌글리콜 (D2)를 적용할 경우(비교예 8), 열가소성 수지 조성물의 난연성, 저연성 등이 저하됨을 알 수 있다. 산화아연을 본 발명의 함량 범위 미만으로 적용할 경우(비교예 9), 열가소성 수지 조성물의 난연성, 저연성 등이 저하됨을 알 수 있고, 산화아연을 본 발명의 함량 범위 보다 초과하여 적용할 경우(비교예 10), 열가소성 수지 조성물의 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 본 발명의 산화아연 (E1) 대신에, 산화아연 (E2)를 적용할 경우(비교예 11), 열가소성 수지 조성물의 난연성 등이 저하됨을 알 수 있고, 산화아연 (E3)를 적용할 경우(비교예 12), 열가소성 수지 조성물의 난연성 등이 저하됨을 알 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (10)

  1. 폴리올레핀 수지 약 100 중량부;
    멜라민 폴리포스페이트 약 5 내지 약 25 중량부;
    피페라진 피로포스페이트 약 5 내지 약 25 중량부;
    펜타에리스리톨 약 0.1 내지 약 10 중량부; 및
    평균 입자 크기가 약 0.2 내지 약 3 ㎛이고, 비표면적 BET가 약 1 내지 약 10 m2/g인 산화아연 약 0.1 내지 약 5 중량부;를 포함하며,
    상기 멜라민 폴리포스페이트 및 상기 피페라진 피로포스페이트의 중량비는 약 0.3 : 1 내지 약 3 : 1인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 프로필렌-에틸렌 공중합체 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 산화아연은 광 발광(Photo Luminescence) 측정 시, 370 내지 390 nm 영역의 피크 A와 450 내지 600 nm 영역의 피크 B의 크기비(B/A)가 약 0.01 내지 약 1인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서 상기 산화아연은 X선 회절(X-ray diffraction, XRD) 분석 시, 피크 위치(peak position) 2θ 값이 35 내지 37° 범위이고, 하기 식 1에 의한 미소결정의 크기(crystallite size) 값이 약 1,000 내지 약 2,000 Å인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물:
    [식 1]
    미소결정 크기(D) =
    Figure PCTKR2020016627-appb-I000004
    상기 식 1에서, K는 형상 계수(shape factor)이고, λ는 X선 파장(X-ray wavelength)이고, β는 X선 회절 피크(peak)의 FWHM 값(degree)이며, θ는 피크 위치 값(peak position degree)이다.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 멜라민 폴리포스페이트 및 피페라진 피로포스페이트의 합과 상기 펜타에리스리톨의 중량비는 약 3 : 1 내지 약 80 : 1인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 멜라민 폴리포스페이트 및 피페라진 피로포스페이트의 합과 상기 산화아연의 중량비는 약 6 : 1 내지 약 80 : 1인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 상기 열가소성 수지 조성물은 UL-94 기준에 따라 측정한 1.5 mm 두께 시편의 난연도가 V-0 이상인 것 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 상기 열가소성 수지 조성물은 ISO 5659-2 규격에 따라, 열량 25 kW/m2, 화염 조건에서 측정한 75 mm × 75 mm × 3.2 mm 시편의 최대 비광학 밀도 Ds(max)가 약 30 내지 약 300인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여, 측정한 1/8" 두께 시편의 노치 아이조드 충격강도가 약 3 내지 약 10 kgf·cm/cm인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 성형품.
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