KR100715367B1 - 개선된 표면품질 및 항적성을 제공하는 난연보조제 - Google Patents

개선된 표면품질 및 항적성을 제공하는 난연보조제 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리테트라플루오르에틸렌을 이용한 난연 보조제에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 폴리테트라플루오르에틸렌, 및 스티렌계 단량체 및 아크릴계 단량체로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 단량체를 함유하고 폴리테트라플루오르에틸렌의 외부에 형성되는 코팅층을 포함하는 난연 보조제에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 난연 보조제는 우수한 항적성 및 표면품질을 제공한다.
난연 보조제, 폴리테트라플루오로에틸렌, 코팅

Description

개선된 표면품질 및 항적성을 제공하는 난연보조제 {AN AUXILIARY FLAME RETARDMENT PROVIDING AN IMPROVED SURFACE QUALITY AND ANTI-DROP PROPERTY}
도 1a는 난연 보조제로 폴리테트라플루오로에틸렌 분산액을 사용한 수지 표면의 사진이다.
도 1b는 난연 보조제로 폴리테트라플루오로에틸렌 분산액을 사용한 수지 표면의 마이크로모폴로지를 나타내는 SEM 사진이다.
도 2a는 본원발명에 따른 난연 보조제를 사용한 수지 표면의 사진이다.
도 2b는 본원발명에 따른 난연 보조제를 사용한 수지 표면의 마이크로모폴로지를 나타내는 SEM 사진이다.
본원발명은 고분자 수지에 난연성을 부여하기 위하여 난연제와 함께 사용되는 난연 보조제에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 난연제와 함께 고분자 수지의 난연성을 향상시키고, 항적 기능 및 우수한 표면 품질을 나타내는 난연 보조제에 관한 것이다.
고분자 수지를 난연화하기 위해, 일반적으로 난연제, 난연 보조제 및 기타 첨가제(예를 들어, 염료 및 안료)가 사용되어 왔다. 고분자 수지의 종류에 따라 다양한 난연제가 사용되었고, UL94에서 규정한 난연 시험 조건을 충족시키기 위해 적절한 항적(anti-dripping) 기능을 부여하는 난연 보조제가 함께 사용되어 왔다.
종래의 난연 보조제로는 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE) 성분 또는 변형된 PTFE 성분을 포함하는 난연 보조제가 일반적으로 사용되고 있다. PTFE 성분을 포함하는 난연 보조제는 입도에 따라 다양하게 분류된다. PTFE 난연 보조제 중 널리 사용되는 것은 PTFE 분산액 및 PTFE 분말이며, 각각의 물성을 표 1에 나타냈다.
PTFE 분산액 PTFE 분말
입도 약 0.4~0.6 ㎛ 약 400~600 ㎛
항적성 우수 우수
표면품질 흑점 또는 청점 발생 흑점 또는 청점 발생
보관 용이성 장기 보관성이 떨어지고(3개월 이후 침적 발생), 동절기에는 보온이 필요 특정 온도(19℃) 이하로 보관 시 원료가 서로 뭉치고, 격리된 보관 설비 필요
현장에서의 원료처리 용이성 고상 원료와 혼합시 균일 혼합을 위한 장치 필요하고 정량 투입이 어려움 타재료와 혼합성이 떨어지고, 혼합시 내벽에 코팅됨
PTFE 분산액을 포함하는 고분자 수지는 우수한 항적성을 나타내지만, PTFE의 미분산으로 고분자 수지 사출물의 표면에 흑점 또는 청점이 발생하고, 3개월 이상 보관시 사용이 불가하며, 액상이므로 다른 고상 원료와 혼합시 취급이 어렵고 불충분하게 혼합된다.
PTFE 분말을 포함하는 고분자 수지도 우수한 항적성을 나타내지만, 사출물의 표면에 흑점 또는 청점이 발생하고, 19℃ 이하에서 블록킹(blocking) 현상이 발생하여 분산이 곤란해지며, 다른 원료와 혼합이 어렵고 혼합공정시 혼합기의 내벽에 PTFE 입자가 달라붙는 빌딩(building) 현상이 발생한다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고분자 수지의 사출표면 품질을 향상시키고, 장기간 보관이 가능하며, 취급이 용이한 PTFE 난연 보조제로서, 폴리테트라플루오르에틸렌, 및 스티렌계 단량체 및 아크릴계 단량체로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 단량체를 포함하고 폴리테트라플루오르에틸렌의 외부에 형성되는 코팅층을 포함하는 난연 보조제를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 음이온성 유화제 및 개시제의 존재하에 스티렌계 단량체 및 아크릴계 단량체로 구성된 그룹에서 선택된 하나 이상의 단량체를 포함하 는 코팅층을 폴리테트라플루오르에틸렌의 외부에 형성시키는 단계를 포함하는 난연 보조제의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 개선된 표면품질 및 항적성을 제공하는 난연 보조제, 난연제, 및 ABS, PC, HIPS, SAN, 및 PBT로 구성된 그룹에서 선택된 하나 이상의 수지를 포함하는 난연성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 폴리테트라플루오르에틸렌; 및 상기 폴리테트라플루오르에틸렌의 외부에 형성되는 코팅층을 포함하고, 여기에서 상기 코팅층은 스티렌계 단량체 및 아크릴계 단량체로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 단량체를 포함하는 난연 보조제를 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 사용되는 약어는 다음과 같다. PTFE는 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene)을 나타낸다. ASTM은 미국재료시험협회 (American Society for Testing and Materials)를 나타낸다. ABS는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체(acrylonitrile butadiene styrene)를 나타낸다. PC는 폴리카보네이트(polycarbonate)를 나타낸다. SAN는 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체(styrene acrylonitrile)를 나타낸다. PBT는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephtalate)를 나타낸다. HIPS는 고강도 폴리스티렌(high impact polystyrene)을 나타낸다. FR은 난연제(flame retardant)를 나타낸다. 본 명세서에서 약어와 전체이름은 혼용되며, 동일한 의미를 갖는다.
본 발명에 따른 난연 보조제는 PTFE의 외부에 스티렌계 및/또는 아크릴계를 포함하는 코팅층을 가짐으로써, 높은 유동성을 가지며 고분자 수지 조성물에 사용되는 경우 높은 표면 품질을 제공된다.
상기 코팅층은 스티렌계 단량체를 함유하고 폴리테트라플루오로에틸렌의 표면상에 형성되는 제1코팅층, 및 아크릴계 단량체를 함유하고 제1코팅층의 표면상에 형성되는 제2코팅층을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2코팅층은 스티렌계 단량체 및 아크릴계 단량체의 공중합체를 포함하는 것이 바람직하다.
PTFE의 표면에 형성된 제1코팅층은 고분자 수지 중에서 PTFE의 응집을 억제하고 유동성을 증가시켜 개선된 표면품질 및 항적성을 제공하는 기능을 한다. 따라서, 상기 기능을 PTFE에 제공할 수 있는 코팅층이라면 종류에 제한없이 자유롭게 선택될 수 있으나, 스티렌계 단량체를 이용하여 코팅하는 것이 바람직하다. 그러나, 스티렌계 단량체를 이용한 제1코팅층만으로는 가혹한 작업환경 또는 처리과정 중에 코팅이 깨어져서 PTFE가 응집될 수 있다. 따라서, 제1코팅층이 형성된 PTFE에 내구성을 부여할 수 있는 코팅층을 추가로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 기 능을 PTFE에 제공할 수 있는 코팅층이라면 종류에 제한없이 자유롭게 선택될 수 있으나, 아크릴계 단량체를 이용하여 코팅하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 난연 보조제는 입자 형태이며, 일반적으로 0.2~0.6 ㎛, 바람직하게는 0.3~0.5 ㎛, 보다 바람직하게는 0.3~0.4 ㎛의 입도를 가진다. 0.2 ㎛ 보다 입도가 작은 경우에 특별히 최종 수지의 표면에 악영향을 미치지 않으나, 0.2 ㎛ 보다 작은 입도를 가지는 PTFE를 상업적으로 입수하기가 어렵다. 0.6 ㎛ 보다 입도가 큰 경우에는 최종 수지의 표면품질이 나빠지게 된다다.
본 발명에는 분자량 1,000,000 내지 10,000,000, 바람직하게는 2,000,000 내지 9,000,000의 PTFE가 사용될 수 있고, 일반적으로 높은 분자량의 PTFE가 안정성 측면에서 선호된다. 분말 또는 분산액 형태 중 어떤 것도 사용될 수 있다. 본 발명에 사용되는 PTFE는 난연 보조제로 사용될 수 있는 변형된 PTFE도 포함된다. PTFE는 시중에서 분자량에 따라 분말 또는 분산액 형태로 다양하게 시판되고 있다. 구체적으로 본 발명에 사용될 수 있는 PTFE 분말은 테프론 6J (Mitsui-Dupont fluoro chemicals Co., Ltd), 폴리풀론 MPA500 또는 F-201L (Daikan Industries, Ltd)을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 본 발명에 사용될 수 있는 PTFE 분산액은 풀론 AD-1, 및 AD-936 (Asahi-ICI Fluoropolymers Co., LTC), 폴리풀론 D-1 또는 D-2 (Daikan Industries, Ltd), 테프론 30J (Mitsui-Dupont fluoro chemicals. Co., Ltd), FR302 (3F Co.), 또는 JF4DC (Juseng fluoro chemicals Co., Ldt)를 포 함하지만 이에 제한되지 않는다. 상기 PTFE 분말 또는 분산액은 단독으로 또는 둘 이상의 종류를 혼합하여 사용할 수 있다. PTFE는 난연 보조제의 총 중량에 기초하여 47~53 중량%로 사용되며, 바람직하게는 48~52 중량%, 더욱 바람직하게는 49~51 중량%로 사용한다. 47 중량% 보다 적으면 난연성 V-O에 미치지 못하고, 53 중량% 보다 많으면 최종 수지의 유동성이 억제된다.
본 발명에 사용되는 스티렌계 단량체는 C1-6알킬, C1-6알콕시 및 할로겐으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 치환체로 치환되거나 비치환된 스티렌, 예를 들어, 오르토-메틸스티렌, 메타-메틸스티렌, 파라-메틸스티렌, 디메틸스티렌, 에틸-스티렌, 파라-tert-부틸스티렌, 메톡시스티렌, 플루오로스티렌, 모노브로모스티렌, 디브로모스티렌 또는 트리브로모스티렌; 비닐크실렌; 또는 비닐나프탈렌을 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 본 발명에 따른 상기 스티렌계 단량체는 단독으로 또는 둘 이상의 종류를 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 스티렌계 단량체로 C1-6알킬, C1-6알콕시 및 할로겐으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 치환체로 치환되거나 비치환된 스티렌을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 아크릴계 단량체는 치환되거나 비치환된 (메트)아크릴레이트 유도체를 모두 포함한다. 구체적으로, 본 발명의 아크릴계 단량체는 C1-20알킬, C3-8사이클로알킬, 아릴 및 글리시딜로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 치환체로 치환되거나 비치환된 (메트)아크릴레이트, 예를 들어 (메트)아크릴로니트릴, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, 부틸 (메트)아크릴레이트, 아밀 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 사이클로헥실 (메트)아크릴레이트, 옥틸 (메트)아크릴레이트, 도데실 (메트)아크릴레이트, 페닐 (메트)아크릴레이트, 벤질 (메트)아크릴레이트 또는 글리시딜 (메트)아크릴레이트; C1-6알킬 또는 아릴 치환체로 치환되거나 비치환된 말레이미드, 예를 들어 말레이미드, N-메틸-말레이미드 또는 N-페닐-말레이미드; 또는 말레산, 프탈산 또는 이타콘산을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 상기 아크릴계 단량체는 단독으로 또는 둘 이상의 종류를 혼합하여 사용할 수 있고, (메트)아크릴로니트릴이 바람직하다.
코팅층에 포함되는 아크릴계 단량체의 양은 스티렌계 단량체 17.5 중량부를 기준으로 7.5~11 중량부, 바람직하게는 8~10 중량부, 더욱 바람직하게는 8~9 중량부 이다. 아크릴계 단량체가 8 중량부 보다 적으면 코팅 표면의 강도가 약해질 수 있고, 11 중량부 보다 많으면 최종 수지의 표면 품질이 나빠질 수 있다.
본 발명의 난연 보조제는 잔존 수분함량이 0.5 중량% 이하, 바람직하게는 0.2~0.4 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1~0.3 중량% 이다. 0.5 중량% 많으면 최종 수지의 난연성에 악역향을 줄 수 있다.
본 발명은 또한 음이온성 유화제 및 개시제의 존재하에 스티렌계 단량체 및 아크릴계 단량체로 구성된 그룹에서 선택된 하나 이상의 단량체를 포함하는 코팅층을 폴리테트라플루오르에틸렌의 외부에 형성시키는 단계를 포함하는 난연 보조제의 제조방법에 관한 것이다.
상기 코팅층 형성 단계는 스티렌계 단량체를 함유하는 제1코팅층을 폴리테트라플루오로에틸렌의 표면상에 형성시키고, 스티렌계 단량체 및 아크릴계 단량체의 공중합체를 함유하는 제2코팅층을 제1코팅층의 표면상에 형성시키는 것이 바람직하다.
바람직하게는 상기 코팅층 형성 단계 후에 잔존 수분함량을 0.5 중량% 이하, 바람직하게는 0.2~0.4 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1~0.3 중량%가 되도록 건조시키는 단계를 추가로 포함한다. 건조 단계는 예를 들어 열풍 건조 또는 진공 건조방법과 같은 당업계에 공지된 방법을 이용하여 수행할 수 있다.
본 발명에 사용되는 음이온성 유화제는 스티렌계 및/또는 아크릴계 단량체의 중합반응에 악역향을 미치지 않는 한 자유롭게 선택될 수 있다. 일반적으로 사용되는 음이온성 유화제는 Co436 (Rhodia chemicals Co., Ltd) 또는 NPES (Cytec chemicals Co., Ltd)를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 음이온성 유화제의 양은 반응에 악영향을 미치지 않는 한 자유롭게 선택될 수 있고, 전체 조성물의 양을 기준으로 0.3~0.5 중량부 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 개시제는 스티렌계 및/또는 아크릴계 단량체의 중합반응에 사용되는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 개시제는 큐밀하이드로퍼옥사이드, 디-tert-부틸퍼옥사이드, 벤조일퍼옥사이드, 하이드로젠퍼옥사이드, 또는 포타슘퍼옥사이드를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 본 발명에는 반응 조건에 따라 상기 개시제를 1종 이상 사용할 수 있다. 본 발명에 사용되는 개시제의 양은 PTFE의 양 및 단량체의 종류/양을 고려하여 당업계에서 일반적으로 사용되는 범위내에서 자유롭게 선택될 수 있고, 전체 조성물의 양을 기준으로 0.15~0.25 중량부 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한 본 발명의 난연 보조제, 난연제 및 고분자 수지를 포함하는 난연성 수지 조성물을 제공한다. 본 발명에 사용되는 고분자 수지는 당업계에 사용되는 고분자 수지라면 제한 없이 사용가능하다. 본 발명에 사용될 수 있는 고분자 수지는 예를 들어 ABS, PC, HIPS, SAN 및 PBT로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 수지를 포함하나 이에 제한되지 않는다.
현재 사용되는 대표적인 난연제로는 유기염-기초-난연제, 할로겐화된 방향족 난연제, 방향족 포스페이트 등이 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 난연제는 특별 히 제한되지 않으며, 최종 수지의 성질 등을 고려하여 자유롭게 선택될 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 유기염-기초-난연제는 소디움 헥사데실설페이트, 포타슘 헥사데실설페이트, 포타슘 퍼플루오로부탄설포네이트, 디포타슘 디페닐설폰-3,3-디설폰네이트, 포타슘 2,4,5-트리클로로벤젠설포네이트, 포타슘 디페닐포스페이트, 소디움 디페닐포스페이트, 포타슘 비스(2,6-디브로모-4-큐밀페닐)포스페이트, 소디움 비스(4-큐밀페닐)포스페이트, 포타슘 비스(4-브로모페닐)포스페이트, 포타슘 비스(2,4-디브로모페닐)포스페이트, 포타슘 비스(2,4,6-트리브로모페닐)포스페이트, 포타슘 비스(p-톨루엔설폰)이미드, 소디움 라우릴설페이트 또는 포타슘 라우릴설페이트를 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 본 발명에 사용될 수 있는 할로겐화된 방향족 난연제는 트리스(4-브로모페닐)포스페이트, 트리스(2,4-디브로모페닐)포스페이트 또는 트리스(2,4,6-트리브로모페닐)포스페이트를 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 본 발명에 사용될 수 있는 방향족 포스페이트는 트리페닐 포스페이트, 트리스(2,6-크실릴)포스페이트, 레소르시놀 비스(디크실렌일 포스페이트), 4,4'-비페놀 비스(디크실렌일 포스페이트), 비스페놀 A 비스(디크실렌일 포스페이트), 또는 하이드로퀴논 비스(디크실렌일 포스페이트)를 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 본 발명에서는 최종 수지의 특성에 따라 상기 난연제를 1종 이상 사용할 수 있다.
이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 설명하지만 이는 본 발명의 이해를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 어떠한 의미로든 이에 제한되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1: 캡슐화된 PTFE의 제조
폴리테트라플루오르에틸렌의 준비
본 발명의 난연 보조제 제조에 사용되는 PTFE를 준비하기 위해, PTFE 분산액을 600 rpm 이상으로 원심분리하여 PTFE 용질을 용매로부터 분리하였다. 분리한 PTFE 용질을 고형 페이스트 상태로 다음 단계에 사용하였다. 페이스트 중 PTFE는 60±1 중량%로 함유되어 있고, 평균 입도(Mm, median Particle size)는 0.15~0.3 ㎛이며, 비중은 1.5 정도였다. pH는 9~10이고, 비중은 10~20 mps의 범위를 가졌다.
PTFE의 1차 캡슐화 단계
반응기에 물 96.02 중량부 및 PTFE 페이스트 61.83 중량부를 순차적으로 사입하고 실온에서 교반시켰다. 음이온성 유화제인 Co436를 3.21 중량부 첨가하고 실온에서 약 120rpm으로 1시간동안 교반하였다. 그 후, 상기 혼합물에 스티렌 단량체 3.75 중량부 및 수용성 개시제로 tert-부틸하이드로퍼옥사이드를 첨가하여 PTFE의 표면에 스티렌 코팅층을 형성시켰다.
PTFE의 2차 캡슐화 단계
PTFE 표면에 스티렌 중합체로 구성된 층을 형성시킨 후, 스티렌 단량체 13.75 중량부 및 아크릴로니트릴 단량체 7.50 중량부를 동시에 적가하였다. 보조 개시제로 큐멘 하이드로-퍼옥사이드를 1.5 내지 3.0 중량부 적가하였다. 그 후, 반응 혼합물을 반응기 내에서 80 rpm이상으로 교반하면서 온도를 90℃까지 승온시키고, 약 1시간 정치시켜 반응을 성숙시켰다. 반응물을 하부식 원심 분리기로 600~800 rpm에서 30분간 회전시켰고, 하부 배출구에서 페이스트 상태로 생성물을 얻었다. 열풍건조기를 이용하여, 페이스트를 60℃에서 약 2~3시간 건조시켜, 입자 형태의 난연 보조제를 얻었다. 난연 보조제의 잔존 수분은 0.5 중량% 이하였다.
실시예 2~5 및 비교예 1~4: 난연 보조제를 포함한 PC/ABS 수지
실시예 1에서 수득한 난연 보조제 (이하, "캡슐화된 PTFE") 및 종래의 PTFE 분산액 (입도 약 0.4~0.6 ㎛)(이하, "비캡슐화된 PTFE")를 이용하여 표 2와 같은 조성으로 실시예 2~5 및 비교예 1~4의 수지 조성물을 제조하였다.
: PC/ABS 수지 (단위: 중량부)
PC ABS 열 안정제a FRb 캡슐화된 PTFE 비캡슐화된 PTFE
실시예 2 40 60 0.15 10 0.5 -
실시예 3 50 50 0.15 10 0.5 -
실시예 4 60 40 0.15 10 0.5 -
실시예 5 80 20 0.15 10 0.5 -
비교예 1 40 60 0.15 10 - 0.5
비교예 2 50 50 0.15 10 - 0.5
비교예 3 60 40 0.15 10 - 0.5
비교예 4 80 20 0.15 10 - 0.5
a: 트리스(2,4,6-트리브로모페닐)포스페이트
b: 트리페닐 포스페이트(T.P.P)
실시예 6 및 비교예 5: 난연 보조제를 포함한 PC 수지
캡슐화된 PTFE 및 비캡슐화된 PTFE를 이용하여 표 3과 같은 조성으로 실시예 6 및 비교예 5의 수지 조성물을 제조하였다.
: PC 수지 (단위: 중량부)
PC FRa 캡슐화된 PTFE 비캡슐화된 PTFE
실시예 6 100.0 8.0 0.5 -
비교예 5 100.0 8.0 - 0.5
a: 트리페닐 포스페이트(T.P.P)
실시예 7 및 비교예 6: 난연 보조제를 포함한 PC/ABS 수지
캡슐화된 PTFE 및 비캡슐화된 PTFE를 이용하여 표 4와 같은 조성으로 실시예 7 및 비교예 6의 수지 조성물을 제조하였다.
: PC/ABS 수지 (단위: 중량부)
PC ABS SAN FRa 캡슐화된 PTFE 비캡슐화된 PTFE
실시예 7 60.0 30.0 10.0 7.0 0.5 -
비교예 6 60.0 30.0 10.0 7.0 - 0.5
a: 트리페닐 포스페이트(T.P.P)
실시예 8 및 비교예 7: 난연 보조제를 포함한 PBT 수지
캡슐화된 PTFE 및 비캡슐화된 PTFE를 이용하여 표 5과 같은 조성으로 실시예 8 및 비교예 7의 수지 조성물을 제조하였다.
: PBT 수지 (단위: 중량부)
PBT FRa SB2O3 캡슐화된 PTFE 비캡슐화된 PTFE
실시예 8 100.0 20.0 6.5 0.5 -
비교예 7 100.0 20.0 6.5 - 0.5
a: 트리페닐 포스페이트(T.P.P)
실시예 9 및 비교예 8: 난연 보조제를 포함한 PBT 수지
캡슐화된 PTFE 및 비캡슐화된 PTFE를 이용하여 표 6과 같은 조성으로 실시예 9 및 비교예 8의 수지 조성물을 제조하였다.
: HIPS 수지 (단위: 중량부)
HIPS FRa SB2O3 캡슐화된 PTFE 비캡슐화된 PTFE
실시예 9 100.0 22.2 7.0 0.5 -
비교예 8 100.0 22.2 7.0 - 0.5
a: 트리페닐 포스페이트(T.P.P)
난연 보조제를 포함한 수지의 물성 평가
실시예 2 ~ 5 및 비교예 1 ~ 4의 PC/ABS 수지를 이용하여 표면 품질, 인장강도, 신율, 굴곡강도, 굴곡탄성율, 충격강도 및 열변형 온도에 대하여 실험하였다. 표면품질은 표면 감시 시스템(surface monitoring system)을 이용하여 행하였고, 다음 기준에 따라 판정하였다:
○: 청점 또는 흑점이 없고, 스프레이 현상이 관찰되지 않음.
△: 흑점 또는 청점은 없으나, 미량의 스프레이 현상이 육안으로 관찰됨.
×: 흑점 또는 청점이 관찰됨.
비교예 1 및 실시예 2의 PC/ABS 수지 표면을 촬영하여 도 1a 내지 도 2b에 나타냈다. 인장강도 및 신율에 대해서는 ASTM D638에 따라 행하였고, 요곡강도 및 굴곡탄성율에 대해서는 ASTM D790에 따라 행하였으며, 충격강도는 ASTM D256에 따라 행하였고, 열변형 강도는 ASTM D648에 따라 행하였다. 각 시험은 10개의 샘플에 대해 실시되었으며, 결과는 표 7과 같다.
: 물성 평가
표면 품질 인장 강도 신율 굴곡 강도 굴곡 탄성율 충격 강도 열변형 온도
실시예 2 ○ 580 55 880 23000 40 110
실시예 3 ○ 590 55 900 24000 50 110
실시예 4 ○ 600 56 920 24000 50 110
실시예 5 ○ 610 56 940 25000 60 111
비교예 1 △ 580 55 900 23000 40 110
비교예 2 △ 585 55 900 24000 50 110
비교예 3 △ 605 55 905 24000 50 110
비교예 4 △ 608 56 915 25000 60 111
상기 표 및 도면에서와 같이, 캡슐화된 PTFE를 함유한 수지는 표면에서 PTFE의 뭉침 현상이 발견되지 않으나, 비캡슐화된 PTFE를 함유한 수지는 표면에 PTFE가 실처럼 뭉쳐 있음을 알 수 있다. 따라서, 본원발명의 캡슐화된 PTFE를 함유한 PC/ABS는 비캡슐화된 PTFE를 함유한 PC/ABSC에 비해 우수한 표면품질을 가짐을 알 수 있다.
난연 보조제를 포함한 수지의 난연성 평가
실시예 6 ~ 9 및 비교예 5 ~ 8의 수지 조성물을 이용하여, 두께 1/16 인치인 수지층을 제조하였다. 상기 수지층에 대해 적정비, 목면 연소, 연소율 및 난연도를 난연성 평가 규격인 UL94에 따라 평가하였다. 각 시험은 10개의 샘플에 대해 실시되었으며, 그 결과는 표 8과 같다.
: 난연성 평가
적정비 목면 연소 연소율(초) 난연도
실시예 6 0/10 0/10 6 V-0
실시예 7 0/10 0/10 3 V-0
실시예 8 0/10 0/10 4 V-0
실시예 9 0/10 0/10 3 V-0
비교예 5 0/10 0/10 20 V-0
비교예 6 0/10 0/10 19 V-0
비교예 7 0/10 0/10 20 V-0
비교예 8 0/10 0/10 19 V-0
상기 표에서와 같이, 본원발명의 난연 보조제를 함유한 수지는 종래의 난연 보조제를 함유한 수지와 비교하여 동등 또는 그 이상의 난연성을 가지고 있고, 특히 연소율이 개선되었음을 알 수 있다.
본 발명은 고분자 수지의 난연성을 향상시키고, 고분자 수지의 사출표면 품질을 향상시키며, 장기간 보관이 가능하고, 취급이 용이한 PTFE 난연 보조제를 제 공하는 효과가 있다.

Claims (14)

  1. 폴리테트라플루오르에틸렌;
    상기 폴리테트라플루오르에틸렌의 외부에 형성되는 제1코팅층; 및
    상기 제1코팅층의 표면상에 형성되는 제2코팅층을 포함하고;
    여기에서, 상기 제1코팅층은 스티렌계 단량체를 함유하며, 상기 제2코팅층은 아크릴계 단량체를 함유하는 난연 보조제.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 제2코팅층이 스티렌계 단량체 및 아크릴계 단량체의 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연 보조제.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 난연 보조제의 입도가 0.2 내지 0.6 ㎛인 것을 특징으로 하는 난연 보조제.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 폴리테트라플루오르에틸렌이 난연 보조제의 총 중량에 기초하여 47 내지 53 중량%인 것을 특징으로 하는 난연 보조제.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서, 스티렌계 단량체가 C1-6알킬, C1-6알콕시 및 할로겐으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 치환체로 치환되거나 비치환된 스티렌인 것을 특징으로 하는 난연 보조제.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서, 아크릴계 단량체가 (메트)아크릴로니트릴인 것을 특징으로 하는 난연 보조제.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서, 코팅층에 포함되는 아크릴계 단량체의 양이 스티렌계 단량체 17.5 중량부를 기준으로 7.5 내지 11 중량부인 것을 특징으로 하는 난연 보조제.
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서, 잔존 수분함량이 0.5 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 난연 보조제.
  10. 음이온성 유화제 및 개시제의 존재하에,
    폴리테트라플루오로에틸렌의 표면상에 제1코팅층을 형성시키는 단계; 및
    상기 제1코팅층의 표면상에 제2코팅층을 형성시키는 단계를 포함하고;
    여기에서, 상기 제1코팅층은 스티렌계 단량체를 함유하며, 상기 제2코팅층은 스티렌계 단량체 및 아크릴계 단량체의 공중합체를 함유하는, 난연 보조제의 제조방법.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서, 코팅층 형성 단계 후에 잔존 수분함량을 0.5 중량% 이하가 되도록 건조시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  13. 제1항 또는 제3항의 난연 보조제; 난연제; 및 수지를 포함하고;
    여기에서, 상기 수지는 ABS, PC, HIPS, SAN, 및 PBT로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 난연성 수지 조성물.
  14. 제13항에 있어서, 난연제가 유기염-기초-난연제, 할로겐화된 방향족 난연제 및 방향족 포스페이트로 구성된 그룹에서 선택되는 1종 이상의 것임을 특징으로 하는 조성물.
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