KR100804173B1 - 난연성 열가소성 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (A) 고무변성 스티렌계 공중합체 수지 5∼40 중량부, (B)폴리카보네이트 수지 30∼90 중량부, 및 (C) (c1) 준결정성 폴리에스테르 수지 0.01∼99 중량%와 (c2) 비결정성 폴리에스테르 수지 1∼99.99 중량%로 이루어진 폴리에스테르 수지 1∼60 중량부로 이루어지는 기초수지 100 중량부에 대하여, (D) 방향족 인산에스테르계 화합물 5∼30 중량부를 포함하여 조성되는 것을 특징으로 하는 난연성 및 내충격성이 우수한 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
고무변성 스티렌계 공중합체 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 방향족 인산에스테르계 화합물, 난연성, 내충격성

Description

난연성 열가소성 수지 조성물{Flameproof Thermoplastic Resin Composition}
발명의 분야
본 발명은 할로겐이 함유되지 않은 난연성 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고무변성 스티렌계 공중합체 수지, 폴리카보네이트 수지, 준결정성과 비결정성 두 종류의 폴리에스테르 수지, 및 방향족 인산에스테르계 화합물로 이루어진 난연성과 내충격성이 우수한 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
발명의 배경
일반적으로 고무변성 스티렌계 공중합체 수지는 가공성이 양호하고 충격강도가 우수하고 외관이 우수하기 때문에 전기 전자제품 등에 사용되며, 특히 열을 발산하는 기기에 대해서는 난연성 수지를 적용하여 제조되어 왔다.
고무변성 스티렌계 공중합체 수지에 가장 많이 적용되고 있는 공지된 난연화 방법으로는 할로겐계 화합물과 안티몬계 화합물을 병용으로 적용한 것이다. 그러나 80년대 중반이후 유럽을 중심으로 하여 폴리브롬화디페닐에테르 구조의 할로겐계 난연제의 유해성이 부각된 이후 할로겐을 함유하지 않은 고무변성 스티렌계 공중합체 수지의 난연 조성물에 대하여 더욱 관심을 갖게 되었다.
할로겐을 대체할 수 있는 난연제는 통상 인, 규소, 붕소, 질소 등을 함유하고 있으나 이러한 화합물만으로는 스티렌계 공중합체 수지의 난연 효율성이 떨어져 그 적용에 제한이 있다.
학술잡지 Polymer(Elsevier Science 발행, 1975년, 16권, 615-620쪽)에 따르면, 고무변성 스티렌계 공중합체 수지는 연소시 또는 열중량감소분석(TGA)시에 이른바 차르(char)가 없는 상관관계로 인하여 한계산소지수(Limiting Oxygen Index)가 낮다. 이에 상기 난연작용을 하는 할로겐계 난연제의 경우는 수지의 종류에 관계없이 난연성의 부여가 용이하지만, 할로겐계 난연제 이외의 물질은 통상 고상에서의 난연작용도 필요하기 때문에 차르 함량이 거의 없는 고무변성 스티렌계 공중합체 수지에 대하여 인 또는 질소계 난연제만으로 난연성을 부여하는 것은 곤란한 문제점이 있다.
상기의 문제점을 해결하고자, 미국특허번호 제5,061,745호, 제5,204,394호 및 제5,674,924호에서는 고무변성 스티렌계 공중합체 수지에 차르형성이 용이한 폴리카보네이트 수지 및 인산에스테르계 화합물을 블렌딩하여 난연성을 달성하였다. 그러나 이 경우 고무변성 스티렌계 공중합체 수지보다 상대적으로 많은 양의 폴리카보네이트를 투입하여야 하기 때문에, 상기 블렌드의 경우 적어도 60 중량부 이상 의 폴리카보네이트를 사용하여야만 비로소 난연성을 갖게 되는 문제점이 있다.
한편 미국특허번호 제4,618,633호와 제6,716,900호에는 폴리카보네이트보다 차르형성능력이 더욱 우수한 폴리페닐렌에테르계 수지를 고무변성 스티렌계 공중합체 수지에 적용한 조성물이 명시되어 있다. 그러나 폴리페닐렌에테르계 수지와 스티렌계 공중합체수지의 블렌드는 가공시 특별한 주의를 요한다. 이는 두 수지 사이의 가공가능온도의 큰 편차에 기인하는데, 상기 폴리페닐렌에테르계 수지는 가공이 어려운 엔지니어링 고분자로서 고온에서 가공이 필요하고, 스티렌계 공중합체수지는 범용 고분자로서 상대적으로 낮은 온도에서 가공이 가능하기 때문이다. 또한 상기의 폴리카보네이트 및 폴리페닐렌에테르 수지는 다른 수지에 비해 고가이기 때문에 이를 사용할 경우, 생산원가가 높아지는 문제점이 있다.
본 연구자들이 고무변성 스티렌계 공중합체 수지에 대한 차르 공급원으로서 범용 고분자중의 하나인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지를 폴리카보네이트와 같이 적용하는 평가를 실시하였다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지는 주쇄에 방향족과 산소원자를 갖는 화학구조식을 갖고 있어서 잠재적으로 차르 형성이 용이한 구조를 갖고 있기 때문이다. 또한 결정성 폴리머인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지가 폴리카보네이트 수지와 블렌드시, 상분리에 의한 내충격성 저하를 보완하기 위해 비결정성(amorphous) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지를 상용화제로 같이 사용함으로써 내충격성을 향상시키는 평가를 실시하였다. 평가를 실시해 본 결과, 기존의 폴리카보네이트 수지를 고무변성 스티렌계 공중합체 수지와 블렌드하여 제조한 수지와 동등한 수준의 내충격성을 가지면서 동시에 난연 성능까지 확보 가능함을 알 수 있었다.
본 발명의 목적은 할로겐이 함유되어 있지 않은 난연성 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 스티렌계 그라프트 공중합체 수지에 대하여 폴리카보네이트 수지 및 준결정성과 비결정성 두 종류의 폴리에스테르 수지를 차르 공급원으로 사용하여 차르를 형성함으로써 방향족 인산에스테르계 화합물과 함께 난연 작용을 돕고, 비결정성 폴리에스테르 수지가 폴리카보네이트와 준결정성 폴리에스테르 수지간의 상용화제 역할을 함으로써 경제성 및 내충격강도가 우수하고 환경 친화적인 난연성 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
발명의 요약
본 발명은 (A) 고무변성 스티렌계 공중합체 수지 5∼40 중량부, (B)폴리카보네이트 수지 30∼90 중량부, 및 (C) (c1) 준결정성 폴리에스테르 수지 0.01∼99 중량 %와 (c2) 비결정성 폴리에스테르 수지 1∼99.99 중량%로 이루어진 폴리에스테르 수지 1∼60 중량부로 이루어지는 기초수지 100 중량부에 대하여, (D)방향족 인산에 스테르계 화합물 5∼30 중량부를 포함하여 조성되는 것을 특징으로 하는 난연성 및 내충격성이 우수한 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
이하 본 발명의 수지 조성물의 각 성분들에 대하여 상세하게 설명한다.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명
(A) 고무변성 스티렌계 공중합체 수지
본 발명에 사용되는 고무변성 스티렌계 공중합체 수지는 비닐계 단량체들의 공중합체로 이루어진 매트릭스(연속상) 중에 그라프트된 고무상 중합체가 입자 형태로 분산되어 존재하는 수지 중합체를 의미하는 것으로서, 이는 상기 고무상 중합체의 존재하에 방향족 비닐 단량체 및 이것과 공중합 가능한 비닐계 단량체를 첨가하고 이를 중합함으로써 제조된다. 이와 같은 고무변성 스티렌계 수지는 유화중합, 용액중합, 현탁중합, 괴상중합과 같은 알려진 중합방법에 의하여 제조가 가능하다.
통상적으로 고무함량이 높은 그라프트 공중합체 수지(a1)와 고무가 함유되지 않은 스티렌계 공중합체 수지(a2)를 별도 제조한 다음, 용도에 맞게 이 둘을 혼련하여 고무변성 스티렌계 공중합체 수지를 제조한다. 그러나 괴상중합의 경우는 그라프트 공중합체수지(a1)와 공중합체수지(a2)를 별도로 제조하지 않고, 1단계 반응공정만으로 고무변성 스티렌계 공중합체 수지를 제조한다.
상기의 어느 중합방법의 경우에도 최종 고무변성 스티렌계 공중합체 수지 성분 중의 고무 함량이 5∼50 중량부인 것이 바람직하다.
상기 고무변성 스티렌계 공중합체 수지의 예로는 아크릴로니트릴-부타디엔- 스티렌 공중합체수지(ABS), 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴고무 공중합체수지(ASA), 아크릴로니트릴-에틸렌프로필렌고무-스티렌 공중합체수지(AES), 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체수지(MBS) 등이 있다.
상기 고무변성 스티렌계 공중합체 수지는 그라프트 수지 단독 또는 그라프트 공중합체 수지와 공중합체 수지의 병용으로 적용할 수 있으며 각각의 상용성을 고려하여 배합하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는 고무변성 스티렌계 수지(A)중에서 상기 스티렌-아크릴로니트릴함유 고무변성 그라프트 공중합체 수지(a1)는 20∼100 중량부, 스티렌-아크릴로니트릴함유 공중합체 수지(a2)는 0∼80 중량부로 배합하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 고무변성 스티렌계 공중합체 수지(A)는 5∼40 중량부의 범위로 사용한다.
이하, 본 발명에 따른 고무변성 스티렌계 공중합체 수지(A)의 구성성분인 (a1) 스티렌계 고무변성 그라프트 공중합체 수지와 (a2) 스티렌계 공중합체 수지에 대하여 상세히 설명한다.
(a1) 스티렌계 고무변성 그라프트 공중합체 수지
본 발명에 사용되는 스티렌계 고무변성 그라프트 공중합체 수지는 상기 고무상 중합체에 그라프트 공중합이 가능한 방향족 비닐계 단량체와 이 방향족 비닐계 단량체와 공중합이 가능한 단량체를 첨가하고 중합함으로써 제조된다.
상기 스티렌계 고무변성 그라프트 공중합체 수지에 이용되는 고무의 예로 부타디엔, 스티렌-부타디엔, 아크릴로니트릴-부타디엔 등의 디엔계 고무와 상기 디엔계 고무에 수소첨가한 포화고무, 이소플렌 고무, 아크릴산부틸 등의 아크릴계 고무, 및 에틸렌/프로필렌/디엔단량체 삼원공중합체(EPDM) 등이 있으며, 이 중 디엔계 고무인 부타디엔 고무가 가장 바람직하다. 상기 고무의 함량(고무상 중합체)은 스티렌계 고무변성 그라프트 공중합체 수지(a1)에 대하여 10∼60 중량부가 적당하다. 상기 그라프트 공중합체의 제조시에 충격강도 및 외관을 고려하여 고무입자의 평균 크기는 0.05∼4 μm의 범위가 적합하다.
상기 고무에 그라프트 공중합 가능한 방향족 비닐계 단량체로 스티렌, α-메틸스티렌, 핵치환 스티렌 등이 있고, 이 중 스티렌이 가장 바람직하며, 그 함량은 그라프트 공중합체 수지(a1)에 대하여 20∼80 중량부가 적합하다.
상기 방향족 비닐계 단량체에 공중합 가능한 단량체로는 아크릴로니트릴, 메틸메타크릴로니트릴, 메틸메타크릴레이트, N-치환말레이미드, 무수말레인산 또는 이들의 2 이상의 혼합물이 있고, 이 중 아크릴로니트릴이 가장 바람직하며, 그 함량은 그라프트 공중합체 수지(a1)에 대하여 5∼45 중량부가 적합하다.
(a2) 스티렌계 공중합체 수지
본 발명에 사용되는 스티렌계 공중합체 수지는 상기의 그라프트 공중합체의 성분 중 고무를 제외한 단량체의 비율과 동등한 함량으로 상용성을 고려하여 중합한다.
상기 스티렌계 공중합체 수지에 사용되는 방향족 비닐계 단량체로는 스티렌, α-메틸스티렌, 핵치환 스티렌 등이 사용될 수 있고, 이 중 스티렌이 가장 바람직하며, 그 함량은 스티렌계 공중합체 수지(a2)에 대하여 50∼95 중량부가 적합하다.
상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체로는 아크릴로니트릴, 메틸메타크릴로니트릴, 메틸메타크릴레이트, N-치환말레이미드, 무수말레인산 등이 있고, 이 중 아크릴로니트릴이 가장 바람직하며, 그 함량은 스티렌계 공중합체 수지(a2)에 대하여 5∼50 중량부가 적합하다.
(B) 폴리카보네이트 수지
본 발명에 따른 방향족 폴리카보네이트 수지(B)는 하기 화학식 1로 표시되는 디페놀류를 포스겐, 할로겐 포르메이트 또는 탄산 디에스테르와 반응시킴으로서 제조될 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112006086131975-pat00001
상기 식에서, A는 단일 결합, C1-C5 의 알킬렌, C1-C5의 알킬리덴, C5-C6 의 시클로알킬리덴, -S-또는 -SO2- 를 나타낸다.
상기 화학식 1의 디페놀의 구체예로서는 히드로퀴놀, 레조시놀, 4,4'-디히드록시디페닐, 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판, 2,4-비스-(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-시클로헥산, 2,2-비스-(3-클로로-4-히드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)-프로판 등을 들 수 있다. 이들 중, 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)-프로판, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-시클로헥산 등의 비스페놀류가 바람직하며, 그 중 비스페놀-A라고도 불리는 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판이 특히 바람직하다. 본 발명의 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량(Mw)이 10,000∼200,000 이며, 바람직하게는 15,000∼80,000 이다.
본 발명의 폴리카보네이트 수지는 분지쇄가 있는 것이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 중합에 사용되는 디페놀 전량에 대하여 0.05∼2 몰%의 트리- 또는 그 이상의 다관능 화합물, 예를 들면 3가 또는 그 이상의 페놀기를 가진 화합물을 첨가하여 제조할 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리카보네이트 수지(B)는 30∼90 중량부의 범위로 사용된다. 폴리카보네이트 수지는 난연성 부여를 용이하게 하는 역할을 하기 때문에 30 중량부 미만으로 적용시 난연성 및 기계적강도의 저하가 발생한다.
(C) 폴리에스테르 수지
본 발명에 사용되는 폴리에스테르 수지(C)는 준결정성 폴리에스테르 수지(c1)와 비결정성 폴리에스테르 수지(c2)의 두 종류가 필수 성분으로 구성되는데, 이들은 차르 공급원(Char Source)으로 작용하며 특히 비결정성 폴리에스테르 수지는 폴리카보네이트와 준결정성 폴리에스테르 수지간의 상용화제로서 역할을 한다. 상기 폴리에스테르 수지는 고무변성 스티렌계 공중합체 수지 및 폴리카보네이트 수지와 함께 본 발명의 기초수지를 구성한다. 이는 상기 기초수지 100 중량부를 기준으로 하여 1∼60 중량부의 범위로 사용된다. 보다 구체적으로 폴리에스테르 수지(C) 중에서 상기 준결정성 폴리에스테르 수지(c1)는 0.01∼99 중량%, 비결정성 폴리에스테르 수지(c2)는 1∼99.99 중량%로 배합하는 것이 적합하다.
본 발명의 폴리에스테르 수지는 폴리알킬렌테레프탈레이트 또는 폴리알킬렌나프탈레이트로 선택된다.
본 발명의 하나의 구체예에서는 상기 폴리에스테르 수지(C)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리시클로헥산테레프탈레이트(PCT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
이하, 본 발명에 따른 폴리에스테르 수지(C)의 구성성분인 (c1) 준결정성 폴리에스테르 수지 및 (c2) 비결정성 폴리에스테르 수지에 대하여 상세히 설명한다.
(c1) 준결정성 폴리에스테르 수지
일반적으로 사용되고 있는 폴리에스테르 수지는 준결정성이며, 상업적으로 용이하게 구입할 수 있다. 본 발명의 준결정성 폴리에스테르 수지(c1)는 특별히 한정은 없으며 종래부터 사용되고 있는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리시클로헥산테레프탈레이트(PCT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 혹은 이들의 혼합물이나, 리사이클하여 얻어진 수지를 사용할 수 있다.
(c2) 비결정성 폴리에스테르 수지
상기 비결정성 폴리에스테르 수지(c2)는 폴리카보네이트와 준결정성 폴리에스테르 수지간의 상용화제로서 역할을 하여 충격강도의 개선효과를 가져온다. 비결정성 폴리에스테르 수지(c2)로는 폴리(에틸렌-1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트)(PETG), 폴리(부틸렌-1,4,-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트)와 같은 글리콜 변성 폴리알킬렌 테레프탈레이트 등을 적용할 수 있으며, 구체예로 폴리(에틸렌-1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트)를 들자면, 준결정성 폴리 에틸렌테레프탈레이트와 달리 에틸렌글라이콜 대신 공단량체로 1,4-Cyclohexanedimethanol(CHDM)을 첨가하여 테레프탈산과 반응하여 공중합한 비결정성 수지이다.
(D) 방향족 인산에스테르계 화합물
본 발명에 사용되는 방향족 인산에스테르계 화합물은 화학식 2와 같은 구조를 갖고 있는 화합물이나, 하기에 명시된 화학식 2의 방향족 인산에스테르계 화합물의 구조식이 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
상기 방향족 인산에스테르계 화합물은 본 발명에 의해 제조된 수지 조성물의 난연제로 적용되는 것이며, 상기 기초수지 100 중량부를 기준으로 하여 5∼30 중량부로 적용할 수 있으며, 바람직하기로는 10∼20 중량부가 적합하다. 5 중량부 미만 이면 난연성을 달성하기가 어렵고, 30 중량부를 초과하면 기계적강도 및 내열도가 저하되는 문제가 있을 수 있기 때문이다.
[화학식 2]
Figure 112006086131975-pat00002
상기 화학식에서 R1, R2, R4, 및 R5는 C6∼C20 인 아릴기 또는 알킬치환 아릴기로서 서로 독립적으로 적용이 가능하고, R3는 레소시놀, 히드로퀴놀, 비스페놀-A, 비스페놀-S 등의 디알콜로부터 유도된 것 중의 하나이며, n의 범위는 0∼5의 값을 갖는다.
i) n이 0인 경우는 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 트리자이릴포스페이트, 트리(2,4,6-트리메틸페닐)포스페이트, 트리(2,4-디터셔리부틸페닐)포스페이트, 트리(2,6-디터셔리부틸페닐)포스페이트 등이 있고,
ii) n이 1인 경우는 레소시놀비스(디페닐포스페이트), 히드로퀴놀비스(디페닐포스페이트), 비스페놀A-비스(디페닐포스페이트), 레소시놀비스(2,6-디터셔리부틸페닐포스페이트), 히드로퀴놀비스(2,6-디메틸페닐포스페이트) 등이 있으며,
iii) n이 2 이상인 경우는 올리고머 형태의 혼합물의 형태로 존재하며,
상기 명시한 화합물의 단독 또는 2 이상의 혼합물이 모두 적용가능하다.
상기 방향족 인산 에스테르계 화합물은 적인, 포스포네이트, 포스피네이트, 포스파젠 등의 다른 인함유 난연제로 부분 또는 전체가 대체가능하다.
본 발명의 열가소성 수지 제조방법에 있어서 각각의 용도에 따라 폴리테트라플루오르에틸렌과 같은 적하방지제, 충격보강제, 산화방지제, 가소제, 열안정제, 광안정제, 상용화제, 안료, 염료, 무기물 첨가제 또는 이들의 2 이상의 혼합물이 부가될 수 있다. 부가되는 상기 무기물 첨가제로는 유리섬유, 실리카, 탈크, 세라믹 등이 있으며, 이들을 사용할 경우 함량은 상기 기초수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 50 중량부가 적합하다. 0.01중량부 미만으로 사용할 경우 원하는 효과를 얻을 수 없으며, 50 중량부를 초과하여 사용할 경우 물성벨런스를 달성하기 곤란하다.
본 발명의 수지 조성물은 수지 조성물을 제조하는 공지의 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 구성성분과 기타 첨가제들을 동시에 혼합한 후에, 압출기 내에서 용융 압출하고 펠렛 형태로 제조할 수 있다.
본 발명의 조성물은 여러 가지 제품의 성형에 사용될 수 있으며, 특히 TV 및 사무자동화 기기의 하우징과 같은 전기, 전자 제품의 제조에 적합하다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시를 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
하기의 실시예 및 비교실시예에서 사용된 기초수지, 난연첨가제 및 상용화제의 제조 및 사양은 다음과 같다.
(A) 고무변성 스티렌계 수지
본 발명의 실시예 및 비교실시예에서 사용된 고무변성 스티렌계 공중합체 수지(A)는 하기 (a1) 스티렌계 고무변성 그라프트 공중합체수지 40 중량부와 (a2) 스티렌함유 공중합체 수지 60 중량부를 혼련하여 이루어진 수지이다.
(a1) 스티렌계 고무변성 그라프트 공중합체 수지: ABS 그라프트 공중합체 수지
본 발명의 실시예 및 비교실시예에서 사용된 스티렌계 고무변성 그라프트 공중합체 수지(ABS)는 부타디엔고무 라텍스를 고형분 기준으로 50 중량부를 반응기에 투입한 후, 스티렌 36 중량부, 아크릴로니트릴 14 중량부와 탈이온수 150 중량부를 첨가, 전체 고형분에 대하여 올레인산칼륨 1.0 중량부, 큐멘하이드로퍼옥사이드 0.4 중량부, 머캅탄계 연쇄이동제 0.2 중량부, 포도당 0.4 중량부, 황산철 수화물 0.01 중량부, 피로포스페이트나트륨염 0.3 중량부를 투입하고, 5 시간동안 75℃를 유지하고 반응을 완료하여, 그라프트 공중합체 수지 라텍스로 제조되고, 황산을 상기 수지의 고형분에 대해 0.4 중량부를 투입하여 응고시켜 분말로 제조되었다.
(a2) 스티렌계 공중합체 수지: SAN 공중합체 수지
본 발명의 실시예 및 비교실시예에서 사용된 스티렌계 공중합체 수지(SAN)는 스티렌을 72 중량부 아크릴로니트릴을 28 중량부로 하고 탈이온수 120 중량부와 아 조비스이소부티로니트릴 0.2 중량부, 트리칼슘포스페이트 0.4 중량부, 머캅탄계 연쇄이동제 0.2 중량부를 투입하고, 실온에서 80℃까지 90 분 동안 승온시킨 후, 이 온도에서 240분을 유지하여 아크릴로니트릴함량 25 중량%로 제조되고, 이를 수세, 탈수, 건조하여 SAN 공중합체 수지분말로 준비하였다. 상기 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지의 중량평균분자량은 180,000∼200,000 범위에 해당한다.
(B) 폴리카보네이트 수지 (PC)
일본 Teijin사의 Panlite L-1225 Grade를 사용하였다.
(C) 폴리에스테르 수지
(c1) 준결정성 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(PET)
준결정성 폴리에스테르 수지로 Any Chem Co., Ltd.사의 PET1100A Grade를 사용하였다.
(c1′) 준결정성 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 (PBT)
준결정성 폴리에스테르 수지로 Samyang 사의 1700S Grade를 적용하였다.
(c2) 비결정성 폴리에스테르 수지 (PETG)
폴리(에틸렌-1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트)(PETG)로 한국 SK케미칼에서 제조한 SKYGREEN K2012 Grade를 적용하였다.
(D) 방향족 인산에스테르계 화합물
본 발명의 실시예 및 비교실시예에서 사용된 인산에스테르계 화합물은 레소시놀 비스(디2,6-자이레닐포스페이트)로 일본 다이하치화학에서 제조한 PX-200 Grade를 적용하였다.
실시예 1∼6 및 비교실시예 1∼3
상기에 표시된 (A)∼(D)의 물질을 다음의 표 1과 같은 함량으로 투입하여 통상의 2축 압출기에서 220∼250℃의 온도범위에서 압출하여 펠릿상으로 제조하였다.
제조된 펠렛은 80℃에서 3시간 건조 후 8Oz 사출기에서 성형온도 230℃, 금형온도 60℃ 조건으로 사출하여 난연평가 시편을 제조하였다. 제조된 시편은 UL 94 난연규정에 따라 난연성을 측정하였다. Izod 충격강도는 ASTM D-256 규격에 의거하여 측정되었다.
Figure 112006086131975-pat00003
상기 표 1의 결과와 같이, 본 발명의 실시예 1∼6은 모두 Izod 충격강도가 우수하고 V-0 난연성능의 결과를 보여주고 있으나, 반면 비교실시예 1의 경우 V-0 난연성능을 보이나 Izod 충격강도 값이 매우 낮으며 비교실시예 2, 3의 경우는 Izod 충격강도 값도 낮으며 실시예 1∼6과 동일한 난연제 함량을 사용하였음에도 불구하고 난연성능을 보이지 않았다.
즉, 본 발명은 (A)고무변성 스티렌계 수지, (B)폴리카보네이트 수지, (C)폴리에스테르 수지인 (c1), (c1′) 준결정성 폴리에스테르 수지와 (c2) 비결정성 폴리에스테르 수지, 및 (D)방향족 인산에스테르계 화합물의 성분을 필수적으로 포함함으로써, 난연성 및 내충격성이 우수한 열가소성 수지의 제조가 가능하다.
본 발명은 스티렌계 그라프트 공중합체 수지에 대하여 폴리카보네이트 수지 및 준결정성과 비결정성 두 종류의 폴리에스테르 수지를 차르 공급원으로 사용하여 차르를 형성함으로써 방향족 인산에스테르계 화합물과 함께 난연 작용을 돕고, 비결정성 폴리에스테르 수지가 폴리카보네이트와 준결정성 폴리에스테르 수지간의 상용화제 역할을 함으로써 경제성 및 내충격강도가 우수하고 환경 친화적인 난연성 열가소성 수지 조성물을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의 하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (10)

  1. (A) 고무변성 스티렌계 공중합체 수지 5∼40 중량부;
    (B) 폴리카보네이트 수지 30∼90 중량부; 및
    (C) (c1) 준결정성 폴리에스테르 0.01∼99 중량% 및 (c2) 비결정성 폴리에스테르 1∼99.99중량%로 배합되는 폴리에스테르 수지 1∼60 중량부;
    로 이루어지는 기초수지 100중량부에 대하여,
    (D) 방향족 인산에스테르계 화합물 5∼30 중량부를 포함하여 조성되는 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고무변성 스티렌계 공중합체 수지(A)는 (a1) 스티렌계 고무변성 그라프트 공중합체 수지 20∼100 중량부와 (a2) 스티렌계 공중합체 수지 0∼80 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스티렌계 고무변성 그라프트 공중합체 수지(a1)는 고무상 중합체 10∼60 중량부, 방향족 비닐계 단량체 20∼80 중량부, 및 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체 5∼45 중량부를 포함하고, 상기 스티렌계 공중합체 수지(a2)는 방향족 비닐계 단량체 50∼95 중량부에 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체 5∼50 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 고무상 중합체는 디엔계 고무, 디엔계 고무에 수소를 첨가한 포화고무, 이소플렌 고무, 클로로프렌 고무, 아크릴계 고무, 에틸렌/프로필렌/디엔단량체 삼원공중합체(EPDM), 및 이들의 2 이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되고,
    상기 방향족 비닐계 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, 핵치환스티렌, 및 이들의 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체는 아크릴로니트릴, 메틸메타크릴로니트릴, 메틸메타크릴레이트, N-치환말레이미드, 무수말레인산, 및 이들 의 2 이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 고무변성 스티렌계 수지(A)는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체수지(ABS), 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴고무 공중합체수지(ASA), 아크릴로니트릴-에틸렌프로필렌고무-스티렌 공중합체수지(AES), 및 이들의 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지(C)는 폴리알킬렌테레프탈레이트 또는 폴리알킬렌나프탈레이트로 선택되는 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지(C)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리시클로헥산테레프탈레이트(PCT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 방향족 인산에스테르계 화합물(D)은 하기 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물:
    [화학식 2]
    Figure 112006086131975-pat00004
    상기 화학식에서 R1, R2, R4, 및 R5는 C6∼C20 인 아릴기 또는 알킬치환 아릴기로서 서로 독립적으로 적용이 가능하고, R3는 레소시놀, 히드로퀴놀, 비스페놀-A, 비스페놀-S 등의 디알콜로부터 유도된 것 중의 하나이며, n의 범위는 0∼5의 값을 갖는 것임.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적하방지제, 충격보강제, 산화방지제, 가소제, 열안정제, 광안정제, 상용화제, 안료, 염료, 무기물 첨가제, 또는 이들의 2 이상의 혼합물을 더 첨가하여 조성되는 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 의한 난연성 열가소성 수지 조성물로 제조된 성형물.
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