WO2023146147A1 - 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품 - Google Patents

열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품 Download PDF

Info

Publication number
WO2023146147A1
WO2023146147A1 PCT/KR2023/000136 KR2023000136W WO2023146147A1 WO 2023146147 A1 WO2023146147 A1 WO 2023146147A1 KR 2023000136 W KR2023000136 W KR 2023000136W WO 2023146147 A1 WO2023146147 A1 WO 2023146147A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polyamide
thermoplastic resin
resin composition
weight
melamine
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/000136
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
배윤석
반균하
이현제
Original Assignee
롯데케미칼 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 롯데케미칼 주식회사 filed Critical 롯데케미칼 주식회사
Publication of WO2023146147A1 publication Critical patent/WO2023146147A1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/06—Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3467—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having more than two nitrogen atoms in the ring
    • C08K5/3477—Six-membered rings
    • C08K5/3492—Triazines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3467—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having more than two nitrogen atoms in the ring
    • C08K5/3477—Six-membered rings
    • C08K5/3492—Triazines
    • C08K5/34922—Melamine; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/53—Phosphorus bound to oxygen bound to oxygen and to carbon only
    • C08K5/5313—Phosphinic compounds, e.g. R2=P(:O)OR'
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/53—Phosphorus bound to oxygen bound to oxygen and to carbon only
    • C08K5/5317—Phosphonic compounds, e.g. R—P(:O)(OR')2
    • C08K5/5333—Esters of phosphonic acids
    • C08K5/5353—Esters of phosphonic acids containing also nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/14—Glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08—Copolymers of ethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08—Copolymers of ethene
    • C08L23/0807—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons only containing more than three carbon atoms
    • C08L23/0815—Copolymers of ethene with aliphatic 1-olefins

Definitions

  • the present invention relates to a thermoplastic resin composition and a molded article using the same.
  • Thermoplastic resin compositions used in automobile parts or electrical appliances have industry standards for flame retardancy, and excellent electrical insulation and flame retardancy are required.
  • the supply of electric vehicles is being supported by governments of each country, and accordingly, the demand for electric vehicle batteries is increasing.
  • flame retardancy and electrical insulation in a thin film of a thermoplastic resin composition are becoming important as safety becomes an issue in automotive battery applications.
  • the above characteristics must be satisfied and excellent mechanical properties must be satisfied, for example, tensile strength and flexural modulus must not be reduced.
  • Polyamide resins provide excellent heat resistance and formability, so they are useful as materials for automobile parts or electrical appliances.
  • polyamide resins lack flame resistance, so a flame retardant must be added to provide flame retardancy required for specific applications.
  • Bromine-based compounds and antimony-based compounds may be used as the flame retardant, but especially bromine-based compounds may cause environmental problems when a resin composition containing them is burned, so when a bromine-based compound and an antimony-based compound are included, the use is may be limited.
  • a non-halogen flame retardant is used to improve the flame retardancy of the polyamide resin composition, but the non-halogen flame retardant must be used in a large amount compared to the halogen-based flame retardant, thereby reducing the impact resistance and fluidity of the material, resulting in a decrease in moldability. occurs.
  • flame retardancy of the thermoplastic resin composition is lowered again.
  • thermoplastic resin composition capable of solving the above problems.
  • An object of the present invention is to provide a thermoplastic resin composition having excellent flame retardancy, impact resistance, fluidity, and the like.
  • Another object of the present invention is to provide a molded article manufactured from the thermoplastic resin composition.
  • thermoplastic resin composition may include (A) about 40 to about 70% by weight of a polyamide resin; (B) about 5 to about 10% by weight of a phosphorus-based flame retardant; (C) about 2 to about 5% by weight of a melamine-based flame retardant; And (D) about 20 to about 50% by weight of glass fiber; with respect to about 100 parts by weight of a base material containing, (E) about 0.5 to about 3 parts by weight of zinc borate (ZnB); (F) about 1 to about 5 parts by weight of an ethylene-alpha-olefin copolymer; and (G) about 0.2 to about 2 parts by weight of amino-silane.
  • A about 40 to about 70% by weight of a polyamide resin
  • B about 5 to about 10% by weight of a phosphorus-based flame retardant
  • C about 2 to about 5% by weight of a melamine-based flame retardant
  • D about 20 to about 50% by weight of glass fiber; with respect to about 100 parts by weight of a base material
  • the polyamide resin (A) is polyamide 6, polyamide 66, polyamide 46, polyamide 11, polyamide 12, polyamide 610, polyamide 612, polyamide 6I, polyamide 6T, polyamide 4T, polyamide 410, polyamide 510, polyamide 1010, polyamide 1012, polyamide 10T, polyamide 1212, polyamide 12T, polyamide MXD6, or combinations thereof.
  • the polyamide resin (A) may include polyamide 66.
  • the (B) phosphorus flame retardant is aluminum diethyl phosphinate, triphenyl phosphate, ammonium polyphosphate, resorcinol-di (bis-2,6-dimethylphenyl) phosphate (resorcinol-di (bis-2,6-dimethylphenyl) phosphate), bisphenol A diphenyl phosphate, cyclophosphazene (cyclophosphazene), diethyl phosphite diethyl phosphinate ammonium salt, or a combination thereof.
  • the (B) phosphorus-based flame retardant may be aluminum diethyl phosphinate.
  • the (C) melamine-based flame retardant is melamine polyphosphate, melamine/ammonium polyphosphate, melamine phosphate, melamine pyrophosphate ( melamine pyrophosphate), or a combination thereof.
  • the (C) melamine-based flame retardant may be melamine polyphosphate.
  • the (F) ethylene-alpha-olefin copolymer may have a weight average molecular weight of about 10,000 to about 500,000 g/mol.
  • the (F) ethylene-alpha-olefin copolymer may be an ethylene-octene copolymer.
  • thermoplastic resin composition is at least one selected from antibacterial agents, nucleating agents, coupling agents, fillers, plasticizers, impact modifiers, lubricants, release agents, heat stabilizers, antioxidants, UV stabilizers, pigments, and dyes of additives may be further included.
  • the molded article is prepared from the thermoplastic resin composition of 1 to 10 above.
  • the sum of burning times t1 and t2 measured for a 1.5 mm thick specimen according to the UL94 standard may be less than about 35 seconds.
  • the molded article may have a flame retardancy of V-0 or higher as measured on a 1.5 mm thick specimen according to the UL94 standard.
  • the molded article has an Izod impact strength of about 8 kgf cm / cm or more measured for a 1/8 inch thick specimen that is notched according to ASTM D256 standard can
  • the molded article may have a melt-flow index (MI) of about 85 g/10 min or more measured at 275° C. under a load condition of 2.16 kg according to ASTM D1238 standard.
  • MI melt-flow index
  • the present invention has the effect of providing a thermoplastic resin composition excellent in flame retardancy, impact resistance, fluidity, etc., and a molded article using the same.
  • thermoplastic resin composition includes (A) a polyamide resin; (B) a phosphorus-based flame retardant; (C) a melamine-based flame retardant; (D) glass fibers; (E) zinc borate; (F) ethylene-alpha-olefin copolymers; and (G) amino-silane.
  • copolymerization means block copolymerization, random copolymerization, and graft copolymerization
  • copolymer means block copolymer, random copolymer, and graft copolymer
  • the weight average molecular weight is measured by dissolving a powder sample in an appropriate solvent and using Agilent Technologies' 1200 series Gel Permeation Chromatography (GPC) (standard sample is Shodex's polystyrene). used).
  • GPC Gel Permeation Chromatography
  • the polyamide resin enables the thermoplastic resin composition to realize excellent fluidity and mechanical properties.
  • polyamide resins known in the art may be used as the polyamide resin, for example, an aromatic polyamide resin, an aliphatic polyamide resin, or a mixture thereof, and is not particularly limited.
  • the aromatic polyamide resin is a polyamide resin including an aromatic group in a main chain, and may be a wholly aromatic polyamide resin, a semi-aromatic polyamide resin, or a mixture thereof.
  • the wholly aromatic polyamide resin refers to a polymer of aromatic diamine and aromatic dicarboxylic acid, and the semi-aromatic polyamide resin includes at least one aromatic unit and at least one non-aromatic unit between amide bonds. do.
  • the semi-aromatic polyamide resin may be a polymer of an aromatic diamine and an aliphatic dicarboxylic acid, or a polymer of an aliphatic diamine and an aromatic dicarboxylic acid.
  • the aliphatic polyamide resin refers to a polymer of aliphatic diamine and aliphatic dicarboxylic acid.
  • aromatic diamine examples include p-xylene diamine and m-xylene diamine, but are not limited thereto. In addition, these may be used alone or in combination of two or more.
  • aromatic dicarboxylic acid examples include, but are not limited to, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and (1,3-phenylenedioxy)diacetic acid. . In addition, these may be used alone or in combination of two or more.
  • aliphatic diamine examples include, but are not limited to, ethylenediamine, trimethylenediamine, hexamethylenediamine, dodecamethylenediamine, and piperazine. In addition, these may be used alone or in combination of two or more.
  • aliphatic dicarboxylic acid examples include adipic acid, sebacic acid, succinic acid, glutaric acid, azelaic acid, dodecanedioic acid, dimer acid, cyclohexanedicarboxylic acid, and the like, but are not limited thereto no. In addition, these may be used alone or in combination of two or more.
  • the polyamide resin is polyamide 6, polyamide 66, polyamide 46, polyamide 11, polyamide 12, polyamide 610, polyamide 612, polyamide 6I, polyamide 6T, polyamide 4T, polyamide amide 410, polyamide 510, polyamide 1010, polyamide 1012, polyamide 10T, polyamide 1212, polyamide 12T, polyamide MXD6, or combinations thereof.
  • the polyamide resin may include polyamide 66.
  • the polyamide resin is about 40 to about 70% by weight of the base material ((A) polyamide resin, (B) phosphorus-based flame retardant, (C) melamine-based flame retardant and (D) glass fiber) 100% by weight % by weight, for example about 50 to about 70% by weight, for example about 50 to about 60% by weight.
  • thermoplastic resin composition and molded articles manufactured therefrom may exhibit excellent fluidity and mechanical properties due to the polyamide resin.
  • the phosphorus-based flame retardant is used together with the melamine-based flame retardant to reinforce the flame retardancy of the thermoplastic resin composition to realize a high level of flame retardancy.
  • a conventional phosphorus-based flame retardant used to reinforce flame retardancy of a thermoplastic resin composition may be used.
  • phosphate compounds, phosphonate compounds, phosphinate compounds, phosphine oxide compounds, phosphazene compounds, metal salts thereof, and the like can be used.
  • the phosphorus-based flame retardants may be used alone or in combination of two or more.
  • the phosphorus-based flame retardant is aluminum diethyl phosphinate, triphenyl phosphate, ammonium polyphosphate, resorcinol-di (bis-2,6-dimethylphenyl) phosphate (resorcinol-di(bis-2,6-dimethylphenyl) phosphate), bisphenol A diphenyl phosphate, cyclophosphazene, diethyl phosphinate ammonium salt, or Combinations of these may be included.
  • the phosphorus-based flame retardant may be aluminum diethyl phosphinate.
  • the phosphorus-based flame retardant may be included in about 5 to about 10% by weight, for example, about 5 to about 8% by weight based on 100% by weight of the base material.
  • the thermoplastic resin composition may have excellent flame retardancy and excellent mechanical properties and fluidity.
  • the melamine-based flame retardant is used together with the phosphorus-based flame retardant to reinforce the flame retardancy of the thermoplastic resin composition to realize a high level of flame retardancy.
  • a conventional melamine-based flame retardant used to reinforce the flame retardancy of a thermoplastic resin composition may be used.
  • the melamine-based flame retardant includes melamine polyphosphate, melamine/ammonium polyphosphate, melamine phosphate, melamine pyrophosphate, or a combination thereof can do.
  • the melamine-based flame retardant may be melamine polyphosphate.
  • the melamine-based flame retardant may be included in about 2 to about 5% by weight, for example, about 2 to about 3% by weight based on 100% by weight of the base material.
  • the thermoplastic resin composition may have excellent flame retardancy and excellent mechanical properties and formability.
  • the glass fiber may serve to improve flame retardancy as well as improve mechanical properties such as tensile strength of the thermoplastic resin composition.
  • Glass fibers usable in one embodiment may be glass fibers used in conventional thermoplastic resin compositions.
  • the diameter of the glass fiber may be about 1 to about 20 ⁇ m, for example about 1 to about 15 ⁇ m, for example about 1 to about 10 ⁇ m, for example about 1 to about 5 ⁇ m, but these not limited to
  • the average length of the glass fibers before processing may be about 10 mm or less, for example about 1 to about 8 mm, for example about 1 to about 5 mm, for example about 1 to about 3 mm, but these not limited to
  • the glass fiber may be circular, elliptical, rectangular, or dumbbell-shaped with two circular cross sections connected, or a mixture of two or more types having different cross-sectional shapes, diameters, and average lengths may be used.
  • the surface of the glass fiber may be surface-treated with a predetermined material, and the fluidity and impact resistance of the thermoplastic resin composition may vary depending on the type of surface treatment agent.
  • a silane-based compound, an epoxy-based compound, or a urethane-based compound may be used, and surface treatment agents that are commonly commercialized and used may be used without limitation.
  • the glass fiber may be included in about 20 to about 50% by weight, for example, about 20 to about 40% by weight, for example, about 30 to about 40% by weight, based on 100% by weight of the base material.
  • the thermoplastic resin composition and molded products manufactured therefrom may exhibit excellent mechanical properties and flame retardancy.
  • zinc borate may further improve flame retardancy of the thermoplastic resin composition.
  • the zinc borate may be included in about 0.5 to about 3 parts by weight, for example, about 0.5 to about 2 parts by weight, based on about 100 parts by weight of the base material. Within the above range, flame retardancy of the thermoplastic resin composition and molded articles using the same may be further improved.
  • the ethylene-alpha-olefin copolymer may impart excellent impact resistance and fluidity to the thermoplastic resin composition.
  • the ethylene-alpha-olefin copolymer is prepared by copolymerizing at least one ethylene and alpha-olefin monomer.
  • the alpha-olefin monomer is not particularly limited, but non-limiting examples include propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, and the like.
  • the ethylene-alpha-olefin copolymer may be an ethylene-octene copolymer.
  • the ethylene-alpha-olefin copolymer may have a weight average molecular weight of about 10,000 to about 500,000 g/mol, such as about 30,000 to about 400,000 g/mol, such as about 60,000 to about 300,000 g/mol.
  • the ethylene-alpha-olefin copolymer may be included in about 1 to about 5 parts by weight, for example, about 1 to about 3 parts by weight, based on about 100 parts by weight of the base material.
  • the thermoplastic resin composition and molded articles manufactured therefrom may exhibit excellent impact resistance and fluidity.
  • aminosilane may impart excellent impact resistance and flame retardancy to the thermoplastic resin composition.
  • the above-mentioned ethylene-alpha-olefin copolymer (F) can improve the impact resistance and fluidity of the thermoplastic resin composition, but can lower the flame retardancy.
  • thermoplastic resin composition of the present invention includes aminosilane and an ethylene-alpha-olefin copolymer together, so that flame retardancy can be improved while maintaining good physical properties such as impact resistance and flowability of the thermoplastic resin composition.
  • aminosilane usable in one embodiment aminosilane used in conventional thermoplastic resin compositions may be used.
  • aminosilane used in conventional thermoplastic resin compositions
  • 3-aminopropyltriethoxysilane (3-aminopropyltriethoxysilane)
  • 3-aminopropyltrimethoxysilane (3-aminopropyltrimethoxysilane), etc.
  • aminosilane used in conventional thermoplastic resin compositions
  • 3-aminopropyltriethoxysilane 3-aminopropyltriethoxysilane
  • 3-aminopropyltrimethoxysilane 3-aminopropyltrimethoxysilane
  • the aminosilane may be included in about 0.2 to about 2 parts by weight, for example, about 0.5 to about 1.5 parts by weight, based on about 100 parts by weight of the base material.
  • the thermoplastic resin composition and molded articles manufactured therefrom may exhibit excellent flame retardancy.
  • thermoplastic resin composition in addition to the components (A) to (G), is required to balance each physical property without deterioration of other physical properties or according to the final use of the thermoplastic resin composition.
  • One or more additives may be included.
  • antibacterial agents such as sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite, sodium metabisulfite
  • thermoplastic resin composition may be appropriately included within a range that does not impair the physical properties of the thermoplastic resin composition, for example, about 20 parts by weight or less based on about 100 parts by weight of the base material, but is not limited thereto.
  • thermoplastic resin composition according to one embodiment may be mixed with other resins or other rubber components and used together.
  • thermoplastic resin composition a molded article manufactured using the thermoplastic resin composition according to the embodiment.
  • the molded article may be manufactured by various methods known in the art, such as injection molding and extrusion molding, using the thermoplastic resin composition.
  • the sum of burning times t1 and t2 measured for a 1.5 mm thick specimen according to the UL94 standard may be less than about 35 seconds.
  • the molded article may have a flame retardancy of V-0 or higher measured for a 1.5 mm thick specimen according to UL94 standard.
  • the molded article may have an Izod impact strength of about 8 kgf ⁇ cm/cm or more measured for a 1/8 inch thick specimen having a notch in accordance with ASTM D256 standard.
  • the molded article may have a melt-flow index (MI) of about 85 g/10 min or more, measured under a condition of 275° C. and a load of 2.16 kg according to ASTM D1238 standard.
  • MI melt-flow index
  • thermoplastic resin compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 7 were prepared according to the component content ratios respectively described in Table 1 below.
  • thermoplastic resin composition was prepared. Subsequently, after drying the thermoplastic resin composition at about 80 ° C. for about 2 hours, a cylinder temperature of about 250 ° C. and a mold temperature of about 60 ° C. were set using a 6 oz injection molding machine, and a specimen for measuring physical properties was prepared. The measured physical properties are shown in Table 2 below.
  • each of (A), (B), (C) and (D) is a weight% value expressed as a percentage of the weight of each component when the sum of their total weight is 100% by weight
  • the content of components (E), (F), and (G) is a relative weight part when the total weight of (A), (B), (C), and (D) is 100 parts by weight. is the value
  • a polyamide 66 resin (product name: Leona TM 1200) from Ashahi Kasei Corporation was used.
  • Clariant's aluminum diethylphosphinate (product name: Exolite® OP 1230) was used.
  • Glass fiber product name: ECS03T-251H
  • ECS03T-251H Nippon Electric Glass
  • DuPont's ethylene-octene copolymer product name: Fusabond® MN493D was used.
  • Aminosilane (product name: SiSiB® PC1100) from Power Chemical Corporation was used.
  • the flame retardance was evaluated according to the vertical test method of the UL94 standard. Specifically, 1 after gluing a 20 mm long flame to a specimen for 10 seconds, measuring the burning time t1 of the specimen and recording the combustion pattern, 2 When the combustion is finished after the 1st folding, the burning time t2 of the specimen after 10 seconds of folding again And the glowing time t3 was measured, and the combustion pattern was recorded. 3 The burning time and combustion pattern of the t1, t2, and t3 (whether cotton wool was ignited by dropping, whether burning up to the clamp, etc.) By judging, the rating was calculated.
  • Izod impact strength was measured for a 1/8 inch thick specimen having a notch in accordance with ASTM D256 standard.
  • melt-flow index (MI) was measured at 275° C. under a load of 2.16 kg.
  • Tensile strength was measured for a 3.2 mm thick specimen in accordance with the ASTM D638 standard under the condition of a tensile speed of 5 mm/min.
  • thermoplastic resin compositions of Examples can maintain excellent flame retardancy while having excellent impact resistance, fluidity and rigidity compared to the thermoplastic resin compositions of Comparative Examples.
  • Comparative Examples 1 to 7 also had a flame retardancy rating of V-0, but the sum of burning times t1 and t2 was lower than that of the Comparative Example in the present Example, which indicates that the flame retardancy of the molded article prepared from the composition of the present Example was comparative. indicates that it is superior to

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명의 열가소성 수지 조성물은 (A) 폴리아미드 수지 약 40 내지 약 70 중량%; (B) 인계 난연제 약 5 내지 약 10 중량%; (C) 멜라민계 난연제 약 2 내지 약 5 중량%; 및 (D) 유리섬유 약 20 내지 약 50 중량%;를 포함하는 기초소재 약 100 중량부에 대해, (E) 붕산아연 약 0.5 내지 약 3 중량부; (F) 에틸렌-알파-올레핀 공중합체 약 1 내지 약 5 중량부; 및 (G) 아미노실란 약 0.2 내지 약 2 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 열가소성 수지 조성물은 난연성, 내충격성, 유동성 등이 우수하다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품
본 발명은 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 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 난연도와 전기 절연성이 중요시되고 있다. 또한, 자동차 부품 또는 전기 용품에 사용하기 위해서는 상기 특성을 만족함과 동시에 우수한 기계적 특성을 만족해야 하는데, 예를 들어 인장강도 및 굴곡탄성률의 저하가 나타나지 않아야 한다.
폴리아미드 수지는 뛰어난 내열성 및 성형성을 제공하므로 자동차 부품 또는 전기 용품의 소재로 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 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 비할로겐계 난연제를 사용하나, 비할로겐계 난연제는 할로겐계 난연제 대비 다량 사용해야 하고, 이에 따라 소재의 내충격성 및 유동성이 저하되어 성형성이 저하되는 문제가 발생한다. 또한, 내충격성을 보완하기 위해 충격보강제를 추가로 첨가하는 경우 열가소성 수지 조성물의 난연 성능이 다시 저하된다.
따라서, 상기 문제를 해소할 수 있는 열가소성 수지 조성물의 개발이 필요하다.
본 발명의 목적은 난연성, 내충격성, 유동성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 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 (A) 폴리아미드 수지 약 40 내지 약 70 중량%; (B) 인계 난연제 약 5 내지 약 10 중량%; (C) 멜라민계 난연제 약 2 내지 약 5 중량%; 및 (D) 유리섬유(glass fiber) 약 20 내지 약 50 중량%;를 포함하는 기초소재 약 100 중량부에 대해, (E) 붕산아연(ZnB) 약 0.5 내지 약 3 중량부; (F) 에틸렌-알파-올레핀 공중합체 약 1 내지 약 5 중량부; 및 (G) 아미노실란(amino-silane) 약 0.2 내지 약 2 중량부;를 포함한다.
2. 상기 1 구체예에서, 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.
3. 상기 1 또는 2 구체예에서, 상기 (A) 폴리아미드 수지는 폴리아미드 66을 포함할 수 있다.
4. 상기 1 내지 3 구체예에서, 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.
5. 상기 1 내지 4 구체예에서, 상기 (B) 인계 난연제는 알루미늄 디에틸 포스피네이트일 수 있다.
6. 상기 1 내지 5 구체예에서, 상기 (C) 멜라민계 난연제는 멜라민 폴리포스페이트(melamine polyphosphate), 멜라민/암모늄 폴리포스페이트(melamine/ammonium polyphosphate), 멜라민 포스페이트(melamine phosphate), 멜라민 파이로포스페이트(melamine pyrophosphate), 또는 이들의 조합 중 어느 하나일 수 있다.
7. 상기 1 내지 6 구체예에서, 상기 (C) 멜라민계 난연제는 멜라민 폴리포스페이트일 수 있다.
8. 상기 1 내지 6 구체예에서, 상기 (F) 에틸렌-알파-올레핀 공중합체는 중량평균분자량이 약 10,000 내지 약 500,000 g/mol일 수 있다.
9. 상기 1 내지 8 구체예에서, 상기 (F) 에틸렌-알파-올레핀 공중합체는 에틸렌-옥텐 공중합체일 수 있다.
10. 상기 1 내지 9 구체예에서, 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.
11. 본 발명의 다른 관점은 성형품에 관한 것이다. 상기 성형품은 상기 1 내지 10의 열가소성 수지 조성물로부터 제조된다.
12. 상기 11 구체예에서, 상기 성형품은 UL94 규격에 따라 1.5 mm 두께 시편에 대하여 측정한 연소 시간 t1 및 t2의 합이 약 35초 미만일 수 있다.
13. 상기 11 또는 12 구체예에서, 상기 성형품은 UL94 규격에 따라 1.5 mm 두께 시편에 대하여 측정한 난연도가 V-0 이상일 수 있다.
14. 상기 10 내지 13 구체예에서, 상기 성형품은 ASTM D256 규격에 따라 노치(notch)가 되어있는 1/8 inch 두께 시편에 대하여 측정한 아이조드(Izod) 충격강도가 약 8 kgf·cm/cm 이상일 수 있다.
15. 상기 10 내지 14 구체예에서, 상기 성형품은 ASTM D1238 규격에 따라 275℃, 2.16 kg 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수(melt-flow index, MI)가 약 85 g/10min 이상일 수 있다.
본 발명은 난연성, 내충격성, 유동성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 (A) 폴리아미드 수지; (B) 인계 난연제; (C) 멜라민계 난연제; (D) 유리섬유; (E) 붕산아연; (F) 에틸렌-알파-올레핀 공중합체; 및 (G) 아미노실란(amino-silane)을 포함한다.
본 명세서에서 특별히 언급하지 않는 한 "공중합"이란 블록 공중합, 랜덤 공중합, 그라프트 공중합을 의미하고, "공중합체"란 블록 공중합체, 랜덤 공중합체, 그라프트 공중합체를 의미한다.
본 명세서에서 특별히 언급하지 않는 한 중량평균분자량은 분체 시료를 적절한 용매에 녹인 후, Agilent Technologies社의 1200 series 겔 투과 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography, GPC)를 이용하여 측정(표준시료는 Shodex社 폴리스티렌을 사용함)한 것이다.
본 명세서에서, 수치범위를 나타내는 "a 내지 b"는 "≥a 이고 ≤b"으로 정의한다.
(A) 폴리아미드 수지
일 구현예에서, 폴리아미드 수지는 열가소성 수지 조성물이 우수한 유동성 및 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 66을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 폴리아미드 수지는 상기 기초소재((A) 폴리아미드 수지, (B) 인계 난연제, (C) 멜라민계 난연제 및 (D) 유리섬유) 100 중량%에 대하여 약 40 내지 약 70 중량%, 예를 들어 약 50 내지 약 70 중량%, 예를 들어 약 50 내지 약 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 유동성 및 기계적 물성을 나타낼 수 있다.
(B) 인계 난연제
일 구현예에서 인계 난연제는 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, 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 약 5 내지 약 10 중량%, 예를 들어 약 5 내지 약 8 중량%로 포함될 수 있다. 상기 인계 난연제의 함량이 전술한 범위를 만족할 경우, 열가소성 수지 조성물의 난연성이 우수함과 동시에 기계적 물성 및 유동성이 우수할 수 있다.
(C) 멜라민계 난연제
일 구현예에서 멜라민계 난연제는 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/암모늄 폴리포스페이트(melamine/ammonium 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 약 2 내지 약 5 중량%, 예를 들어 약 2 내지 약 3 중량% 포함될 수 있다. 상기 멜라민계 난연제의 함량이 전술한 범위를 만족할 경우, 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 직경은 약 1 내지 약 20 ㎛일 수 있고, 예를 들어 약 1 내지 약 15 ㎛, 예를 들어 약 1 내지 약 10 ㎛, 예를 들어 약 1 내지 약 5 ㎛ 일 수 있으나, 이들에 제한되지 않는다.
상기 유리섬유의 가공 전 평균 길이는 약 10 mm 이하일 수 있고, 예를 들어 약 1 내지 약 8 ㎜, 예를 들어 약 1 내지 약 5 mm, 예를 들어 약 1 내지 약 3 mm 일 수 있으나, 이들에 제한되지 않는다.
상기 유리섬유의 직경 및 가공 전 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, 직경, 평균 길이 등이 서로 상이한 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
한편, 유리섬유와 열가소성 수지와의 접합성을 향상시키기 위하여 유리섬유 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 표면처리제가 제한없이 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 유리섬유는 상기 기초소재 100 중량%에 대하여 약 20 내지 약 50 중량%, 예를 들어 약 20 내지 약 40 중량%, 예를 들어 약 30 내지 약 40 중량%로 포함될 수 있다. 상기 유리섬유의 함량이 전술한 범위를 만족할 경우, 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품이 우수한 기계적 물성 및 난연성을 나타낼 수 있다.
(E) 붕산아연
일 구현예에서 붕산아연은 열가소성 수지 조성물의 난연성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 붕산아연은 상기 기초소재 약 100 중량부에 대하여, 약 0.5 내지 약 3 중량부, 예를 들어 약 0.5 내지 약 2 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품의 난연성이 더욱 우수할 수 있다.
(F) 에틸렌-알파-올레핀 공중합체
일 구현예에서 에틸렌-알파-올레핀 공중합체는 열가소성 수지 조성물에 우수한 내충격성 및 유동성을 부여할 수 있다.
상기 에틸렌-알파-올레핀 공중합체는 적어도 1종의 에틸렌 및 알파-올레핀 단량체를 공중합하여 제조한다. 상기 알파-올레핀 단량체는 특별히 한정되지 않으나, 비제한적인 예로 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 1-옥텐 등을 들 수 있다.
일 구현예에서, 상기 에틸렌-알파-올레핀 공중합체는 에틸렌-옥텐 공중합체일수 있다.
상기 에틸렌-알파-올레핀 공중합체는 중량평균분자량이 약 10,000 내지 약 500,000 g/mol, 예를 들어 약 30,000 내지 약 400,000 g/mol, 예를 들어 약 60,000 내지 약 300,000 g/mol일 수 있다.
상기 에틸렌-알파-올레핀 공중합체는 상기 기초소재 약 100 중량부에 대하여, 약 1 내지 약 5 중량부, 예를 들어 약 1 내지 약 3 중량부로 포함될 수 있다. 상기 에틸렌-알파-올레핀 공중합체의 함량이 전술한 범위를 만족할 경우, 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품이 우수한 내충격성 및 유동성을 나타낼 수 있다.
(G) 아미노실란
일 구현예에서 아미노실란은 열가소성 수지 조성물에 우수한 내충격성 및 난연성을 부여할 수 있다.
전술한 (F) 에틸렌-알파-올레핀 공중합체는 열가소성 수지 조성물의 내충격성 및 유동성을 향상시킬 수 있으나, 난연성을 저하시킬 수 있다.
하지만, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 아미노실란과 에틸렌-알파-올레핀 공중합체를 함께 포함하여, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동성 등의 물성을 양호하게 유지하면서 난연성을 향상시킬 수 있다.
일 구현예에서 사용 가능한 아미노실란으로는 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용되는 아미노실란을 사용할 수 있다. 예를 들어, 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane), 3-아미노프로필트리메톡시실란(3-aminopropyltrimethoxysilane) 등을 들 수 있고, 이들에 제한되지 않는다.
상기 아미노실란은 상기 기초소재 약 100 중량부에 대하여, 약 0.2 내지 약 2 중량부, 예를 들어 약 0.5 내지 약 1.5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 아미노실란의 함량이 전술한 범위를 만족할 경우, 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품이 우수한 난연성을 나타낼 수 있다.
(H) 첨가제
일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 상기 성분 (A) 내지 (G) 외에도, 다른 물성들의 저하가 발생하지 않으면서 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 기초소재 약 100 중량부에 대하여 약 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 대하여 측정한 연소 시간 t1 및 t2의 합이 약 35초 미만일 수 있다.
상기 성형품은 UL94 규격에 따라 1.5 mm 두께 시편에 대하여 측정한 난연도가 V-0 이상일 수 있다.
상기 성형품은 ASTM D256 규격에 따라 노치(notch)가 되어있는 1/8 inch 두께 시편에 대하여 측정한 아이조드(Izod) 충격강도가 약 8 kgf·cm/cm 이상일 수 있다.
상기 성형품은 ASTM D1238 규격에 따라 275℃, 2.16 kg 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수(melt-flow index, MI)가 약 85 g/10min 이상일 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 7
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 7의 열가소성 수지 조성물은 각각 하기 표 1에 각각 기재된 성분 함량비에 따라 제조되었다.
표 1에 기재된 성분들을 혼합 후 이축 압출기(L/D: 44, 직경: 45 mm)의 공급부에 정량적으로 연속 투입하여 베럴(barrel) 온도 약 260℃ 조건에서 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), (F), 및 (G) 성분의 함량은 상기 (A), (B), (C), 및 (D)의 총 중량의 합을 100 중량부로 할 때의 상대적인 중량부 값이다.
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7
(A) 54 54 54 54 54 54 54 54 54 54 54
(B) 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 11
(C) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 -
(D) 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35
(E) 1 1 1 1 1 1 - 1 1 1 1
(F) 2 2 1 3 - - 2 2 - 6 2
(G) 0.8 1.5 0.8 0.8 - 5.0 0.8 - 0.8 0.8 0.8
상기 표 1 에 기재된 각 구성에 대한 설명은 다음과 같다.
(A) 폴리아미드 수지
Ashahi Kasei Corporation社의 폴리아미드 66 수지(제품명: LeonaTM 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) 에틸렌-알파-올레핀 공중합체
DuPont社의 에틸렌-옥텐 공중합체(제품명: Fusabond® MN493D)를 사용하였다.
(G) 아미노실란
Power Chemical Corporation社의 아미노실란(제품명: SiSiB® PC1100)을 사용하였다.
물성 평가
실험 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 난연성(단위: 등급)
1.5 mm 두께 시편에 대해 UL94 규격의 vertical test 방법에 따라 난연도를 평가하였다. 구체적으로, ① 20 mm 길이의 불꽃을 10초간 시편에 접염 후, 시편의 연소시간 t1 측정 및 연소 양상을 기록하고, ② 1 차 접염 후 연소가 종료되면, 다시 10초간 접염 후 시편의 연소시간 t2 및 불똥이 맺힌 시간(glowing time) t3를 측정하고, 연소 양상을 기록하였으며, ③ 상기 t1, t2, 및 t3의 연소시간 및 연소 양상(적하에 의한 탈지면 발화 여부, 클램프까지의 연소 여부 등)을 판단하여, 등급을 산출하였다.
(2) 연소시간(단위: 초)
상기 (1)의 난연도 평가에서 연소시간 t1 및 t2의 합을 산출하였다. 난연도 등급이 동일해도 연소시간(t1 + t2)이 짧을수록 난연성이 더 우수하다고 판단하였다.
(3) 내충격성(단위: kgf·cm/cm)
ASTM D256 규격에 따라 노치(notch)가 되어있는 1/8 inch 두께 시편에 대해 아이조드(Izod) 충격강도를 측정하였다.
(4) 유동성(단위: g/10min)
ASTM D1238 규격에 따라 275℃, 2.16 kg 하중 조건에서 용융흐름지수(melt-flow index, MI)를 측정하였다.
(5) 강성(단위: kgf/cm2)
ASTM D638 규격에 따라 3.2 mm 두께 시편에 대해 5 mm/min의 인장속도 조건에서 인장강도를 측정하였다.
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7
난연도 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 등급 외 V-0 V-0 등급 외 등급 외
연소시간 28.0 26.1 25.8 32.2 37.5 26.8 88.5 45.8 25.8 125.6 130.1
Izod 충격강도 8.7 8.3 8.0 9.2 7.0 5.0 8.8 9.0 6.8 12.1 8.0
용융흐름지수 88.5 90.1 85.0 95.5 32.5 145.5 90.2 62.2 82.1 105.2 87.1
인장강도 1,490 1,440 1,520 1,430 1,540 1,240 1,430 1,470 1,560 1,100 1,490
표 1 및 표 2로부터, 실시예들의 열가소성 수지 조성물이 비교예들의 열가소성 수지 조성물에 비해 내충격성, 유동성 및 강성이 우수하면서도, 난연성을 우수하게 유지할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
특히, 비교예 1 내지 7 중 일부 비교예도 난연도 등급이 V-0이나, 연소시간 t1 및 t2의 합이 본원 실시예가 비교예보다 낮았고, 이는 본원 실시예의 조성물로부터 제조된 성형품의 난연성이 비교예에 비해 우수하다는 것을 나타낸다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. (A) 폴리아미드 수지 약 40 내지 약 70 중량%;
    (B) 인계 난연제 약 5 내지 약 10 중량%;
    (C) 멜라민계 난연제 약 2 내지 약 5 중량%; 및
    (D) 유리섬유(glass fiber) 약 20 내지 약 50 중량%;를 포함하는 기초소재 약 100 중량부에 대해,
    (E) 붕산아연(ZnB) 약 0.5 내지 약 3 중량부;
    (F) 에틸렌-알파-올레핀 공중합체 약 1 내지 약 5 중량부; 및
    (G) 아미노실란(amino-silane) 약 0.2 내지 약 2 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 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 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (A) 폴리아미드 수지는 폴리아미드 66인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 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 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (B) 인계 난연제는 알루미늄 디에틸 포스피네이트인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (C) 멜라민계 난연제는 멜라민 폴리포스페이트(melamine polyphosphate), 멜라민/암모늄 폴리포스페이트(melamine/ammonium polyphosphate), 멜라민 포스페이트(melamine phosphate), 멜라민 파이로포스페이트(melamine pyrophosphate), 또는 이들의 조합 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (C) 멜라민계 난연제는 멜라민 폴리포스페이트인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (F) 에틸렌-알파-올레핀 공중합체는 중량평균분자량이 약 10,000 내지 약 500,000 g/mol인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (F) 에틸렌-알파-올레핀 공중합체는 에틸렌-옥텐 공중합체인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 항균제, 난연제, 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 충격보강제, 활제, 이형제, 열 안정제, 산화 방지제, 자외선 안정제, 안료, 염료 중에서 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 성형품.
  12. 제11항에 있어서, 상기 성형품은 UL94 규격에 따라 1.5 mm 두께 시편에 대하여 측정한 연소시간 t1 및 t2의 합이 약 35초 미만인 것을 특징으로 하는 성형품.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 성형품은 UL94 규격에 따라 1.5 mm 두께 시편에 대하여 측정한 난연도가 V-0 이상인 것을 특징으로 하는 성형품.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형품은 ASTM D256 규격에 따라 노치(notch)가 되어있는 1/8 inch 두께 시편에 대하여 측정한 아이조드(Izod) 충격강도가 약 8 kgf·cm/cm 이상인 것을 특징으로 하는 성형품.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형품은 ASTM D1238 규격에 따라 275℃, 2.16 kg 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수가 약 85 g/10min 이상인 것을 특징으로 하는 성형품.
PCT/KR2023/000136 2022-01-28 2023-01-04 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품 WO2023146147A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220013667A KR20230116572A (ko) 2022-01-28 2022-01-28 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품
KR10-2022-0013667 2022-01-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023146147A1 true WO2023146147A1 (ko) 2023-08-03

Family

ID=87471799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2023/000136 WO2023146147A1 (ko) 2022-01-28 2023-01-04 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20230116572A (ko)
WO (1) WO2023146147A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910008858A (ko) * 1989-10-24 1991-05-31 아오이 죠이치 Bi-CMOS 집적회로
KR20010060124A (ko) * 1999-12-31 2001-07-06 이계안 폴리올레핀계 복합수지 조성물
JP2007277535A (ja) * 2006-03-17 2007-10-25 Mitsubishi Engineering Plastics Corp 難燃性ポリアミド樹脂組成物および成形品
US20130172484A1 (en) * 2011-12-29 2013-07-04 E I Du Pont De Nemours And Company Thermoplastic elastomer compositions
KR20210038165A (ko) * 2019-09-30 2021-04-07 코오롱플라스틱 주식회사 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910008858A (ko) * 1989-10-24 1991-05-31 아오이 죠이치 Bi-CMOS 집적회로
KR20010060124A (ko) * 1999-12-31 2001-07-06 이계안 폴리올레핀계 복합수지 조성물
JP2007277535A (ja) * 2006-03-17 2007-10-25 Mitsubishi Engineering Plastics Corp 難燃性ポリアミド樹脂組成物および成形品
US20130172484A1 (en) * 2011-12-29 2013-07-04 E I Du Pont De Nemours And Company Thermoplastic elastomer compositions
KR20210038165A (ko) * 2019-09-30 2021-04-07 코오롱플라스틱 주식회사 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230116572A (ko) 2023-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI407459B (zh) 供用於電子設備之絕緣電線、連接纜線及其用途、電子設備以及阻燃性熱塑性組成物
KR100894884B1 (ko) 난연성 열가소성 수지 조성물
WO2015088170A1 (ko) 폴리올레핀 난연수지 조성물 및 성형품
WO2013115538A1 (ko) 비할로겐 난연 고강성 폴리카보네이트 수지 조성물
WO2017039224A1 (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품
WO2020130435A1 (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품
WO2018124565A1 (ko) 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품
KR20050043908A (ko) 내화성 폴리아미드 조성물
KR20120065016A (ko) 친환경 난연성 폴리아미드 조성물
WO2021020741A1 (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품
WO2015088239A1 (ko) 할로겐계 난연 유리섬유 강화 폴리아미드 수지 조성물, 및 제조방법
WO2021107489A1 (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품
WO2021085868A1 (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품
KR100877392B1 (ko) 우수한 난연성 및 장기 내열성을 갖고 압출 튜빙 가능한폴리아미드 수지 조성물
WO2023146147A1 (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품
WO2015088240A1 (ko) 폴리〔아릴렌 에테르〕 난연수지 조성물 및 비가교 난연 케이블
WO2022139176A1 (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품
KR20090066599A (ko) 난연성이 우수한 열가소성 폴리에스테르 수지 조성물
WO2023163417A1 (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 성형품
US6815477B1 (en) Flame-retardant polyamide resin composition, and electrical parts employing the same
WO2023234581A1 (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 성형품
WO2022045736A1 (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품
WO2022005181A1 (ko) 폴리포스포네이트 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품
WO2022231250A1 (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품
WO2021107540A1 (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23747192

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1