KR101190936B1 - 난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 10 내지 90 중량% 및 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 90 내지 10 중량%로 이루어진 기본수지 100 중량부; (B) 브롬계 유기난연제 1 내지 40 중량부; (C) 안티몬계 화합물 1 내지 10 중량부; 및 (d) 철계 화합물 0.1 내지 10 중량부;를 포함하여 이루어지는 난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 및 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체로 이루어진 기본수지에 브롬계 유기난연제, 안티몬계 화합물 및 철계 화합물을 함께 투입함으로써, 소량의 난연제 및 난연조제를 사용하면서도 충격강도, 유동성 및 난연성이 뛰어난 열가소성 수지 조성물을 제공하는 효과가 있다.
열가소성 수지 조성물, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 난연제, 브롬계 유기화합물, 난연조제, 안티몬계 화합물, 철계 화합물, 난연성
Description
본 발명은 난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 및 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체로 이루어진 기본수지에 브롬계 유기난연제, 안티몬계 화합물 및 철계 화합물을 함께 투입함으로써, 소량의 난연제 및 난연조제를 사용하면서도 충격강도, 유동성 및 난연성이 뛰어난 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체와 같은 고무변성 스티렌계 수지는 가공성과 물성이 우수하여, 전기?전자 제품과 사무용 기기 등의 외장재로 널리 사용되고 있으나, 쉽게 연소되는 성질을 가지고 있어, 화재에 대한 저항성이 없는 문제가 있다.
상기 문제점으로 인하여 전기?전자 제품과 사무용 기기 등에 사용되는 고무변성 스티렌계 수지는 화재에 대한 안정성을 보장하는 난연규격을 만족해야 하는 데, 수지에 난연성을 부여하는 방법으로는 일반적으로 난연성을 가진 단량체를 포함시켜 중합함으로써 수지 자체에 난연성을 부여하는 방법과 수지에 난연제와 난연조제를 첨가하고 혼련함으로써 난연성을 부여하는 방법 등이 있다.
상기 난연제는 크게 할로겐계 난연제와 비할로겐계 난연제로 나눌 수 있는데, 비할로겐계인 인계, 질소계 및 수산화물계 난연제의 경우 할로겐계 난연제에 비해 난연효율이 크게 떨어져 수지에 일정 수준 이상의 난연성을 발현시키기 위해서는 많은 양을 투입해야 하고, 이는 필연적으로 수지의 기계적 물성을 크게 약화시킨다.
결과적으로 수지에 요구되는 난연성을 충족시키면서 기계적 물성을 적게 약화시키는 가장 효율적인 방법은 할로겐계 난연제를 사용하는 것이며, 특히 고무변성 스티렌계 수지에서는 브롬계 유기난연제의 사용이 가장 효과적이다.
상기 브롬계 유기난연제는 난연조제로 안티몬 화합물을 함께 사용하는 경우, 요구되는 난연성을 달성하는데 필요한 난연제의 양을 효과적으로 줄일 수 있다.
그러나, 상기 안티몬 화합물을 난연조제로 사용하는 경우라도 고무변성 스티렌계 수지에 원하는 난연성을 발현시키기 위해서는 어느 정도 이상의 양을 사용할 수 밖에 없고, 이는 상기 수지의 기계적 물성을 저하시키는 문제가 있다.
따라서, 뛰어난 난연성을 가지면서도 기계적 물성이 우수한 고무변성 스티렌계 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 및 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체로 이루어진 기본수지에 브롬계 유기난연제, 안티몬계 화합물 및 철계 화합물을 함께 투입함으로써, 소량의 난연제 및 난연조제를 사용하면서도 충격강도, 유동성 및 난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 10 내지 90 중량% 및 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 90 내지 10 중량%로 이루어진 기본수지 100 중량부; (B) 브롬계 유기난연제 1 내지 40 중량부; (C) 안티몬계 화합물 1 내지 10 중량부; 및 (d) 철계 화합물 0.1 중량부 내지 10 중량부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 및 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체로 이루어진 기본수지에 브롬계 유기난연제, 안티몬계 화합물 및 철계 화합물을 함께 투입함으로써, 소량의 난연제 및 난연조제를 사용하면서도 충격강도, 유동성 및 난연성이 뛰어난 열가소성 수지 조성물을 제공하는 효과가 있다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 철계 화합물이 브롬계 유기난연제와 안티몬계 난연조제의 난연효과를 크게 상승시키는 것을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물은 (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 10 내지 90 중량% 및 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 90 내지 10 중량%로 이루어진 기본수지 100 중량부; (B) 브롬계 유기난연제 1 내지 40 중량부; (C) 안티몬계 화합물 1 내지 10 중량부; 및 (d) 철계 화합물 0.1 중량부 내지 10 중량부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 (A)의 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체는 특별히 제한되지 않으나, 부타디엔계 고무, 아크릴로니트릴 단량체 및 스티렌 단량체를 유화 그라프트 중합한 다음, 이를 응집, 탈수 및 건조하여 분말상태로 제조된 것일 수 있다.
상기 부타디엔계 고무는 평균입경이 0.1 내지 0.5 ㎛인 것으로 30 내지 70 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 유화 그라프트 중합은 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체에 포함된 총 단량체(부타디엔, 아크릴로니트릴 및 스티렌 단량체) 100 중량부를 기준으로, 부타디엔계 고무 30 내지 70 중량부, 유화제 0.6 내지 2 중량부, 분자량조절제 0.2 내지 1 중량부 및 중합개시제 0.05 내지 0.5 중량부로 이루어지는 혼합용액에 아크릴로니트릴 5 내지 40 중량부 및 스티렌 20 내지 65 중량부로 이루어진 단량체 혼합물을 연속 또는 일괄 투입하여 실시되는 것이 바람직하다.
상기 응집은 5% 황산 수용액을 투입하여 실시되는 것이 바람직하다.
상기 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는 중량평균분자량이 50,000 내지 150,000이고, 아크릴로니트릴 단량체의 함량이 20 내지 40 중량%인 것이 바람직하며, 이 범위 내에서 단일 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 (A) 기본수지는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 10 내지 90 중량% 및 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 90 내지 10 중량%로 이루어지는데, 이 범위 내에서 기계적 성질이 우수한 효과가 있다.
상기 (B) 브롬계 유기난연제는 상기 기본수지 100 중량부를 기준으로 1 내지 40 중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게는 1 내지 30 중량부로 포함되는 것인데, 이 범위 내에서 제조되는 열가소성 수지 조성물이 기계적 강도와 유동성이 크게 저하되지 않고, 우수한 열안정성과 내후성을 갖는 효과가 있다.
상기 (B) 브롬계 유기난연제는 통상 열가소성 수지에 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는데, 구체적인 예로 헥사브로모싸이클로도데칸, 테트라브로모싸이클로옥탄, 모노클로로펜타브로모싸이클로헥산, 데카브로모 다이페닐옥사이드, 옥타브로모다이페닐옥사이드, 데카브로모다이페닐에탄, 옥타브로모다이페닐에탄, 브로미네이티드인단, 에틸렌비스(테트라브로모프탈이미드), 테트라브로모비스페놀 A, 브로미네이티드에폭시올리고머, 비스(트라이브로모페녹시)에탄, 트리스(트라이브로모페닐)시아누레이트, 테트라브로모비스페놀 A 비스(알릴 이써) 및 이들의 유도체 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 있다.
상기 (C) 안티몬계 화합물은 난연조제로, 상기 (B) 브롬계 유기난연제와 상승 작용을 일으켜, 제조되는 열가소성 수지 조성물의 난연성을 향상시킨다.
상기 (C) 안티몬계 화합물은 삼산화안티몬 및 오산화안티몬 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 삼산화안티몬이다.
상기 (C) 안티몬계 화합물은 상기 기본수지 100 중량부를 기준으로 1 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 이 범위 내에서 충격강도 등의 큰 저하 없이 충분한 난연성을 확보하는 효과가 있다.
상기 (D) 철계 화합물은 상기 (B) 브롬계 유기난연제 및 (C) 안티몬계 화합물과 결합하여, 제조되는 열가소성 수지 조성물의 난연성 향상에 시너지 효과를 발휘하고, 이에 따라 상기 (B) 브롬계 유기난연제 및 (C) 안티몬계 화합물의 난연성 발현을 위한 최소 투입량을 더욱 줄일 수 있어, 제조되는 열가소성 수지 조성물의 난연제 등에 의한 충격강도 및 유동성 저하를 감소시키는 효과가 있다.
상기 (D) 철계 화합물은 삼산화철, 사산화철, 페로센, 페로실, 인산철, 붕산철 및 산화수산화철 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 산화철계인 삼산화철, 사산화철 또는 이들의 혼합물이다.
상기 (D) 철계 화합물은 상기 기본수지 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부로 포함될 수 있고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 3.0 중량부로 포함되는데, 이 범위 내에서 제조되는 열가소성 수지 조성물의 기계적 물성 저하가 적고 난연성의 상승효과가 크다.
상기 (C) 안티몬계 화합물 및 (D) 철계 화합물의 함량비((C):(D))는 1:0.02 내지 1:0.30인 것이 바람직하고, 상기 (B) 브롬계 유기난연제의 함량 및 (C) 안티몬계 화합물과 (D) 철계 화합물을 합한 함량((C)+(D))의 비는 1: 0.05 내지 1: 0.15인 것이 바람직한데, 이들 범위 내에서 제조되는 열가소성 수지 조성물의 난연상승 효과가 크고 충격강도 및 유동성 저하가 적은 효과가 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은, 충격보강제, 활제, 열안정제, 적하방지제, 산화방지제, 광안정제, 자외선차단제, 안료 및 무기충진제 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
실시예 1
평균입경이 0.3 ㎛ 정도인 부타디엔 고무를 포함하여 유화 그라프트 중합으 로 제조된 ABS 공중합체 38 중량부, 아크릴로니트릴의 함량이 25 중량%이며 중량평균분자량이 120,000인 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 42 중량부, 아크릴로니트릴 함량이 23 중량%이며 중량평균분자량이 110,000인 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 30 중량부로 이루어진 기본 수지 100 중량부에, 브롬계 유기화합물 난연제인 테트라브로모비스페놀에이 23 중량부, 삼산화안티몬 2 중량부 및 삼산화철 0.1 중량부가 첨가된 혼합물을 헨셀 믹서를 통하여 균일하게 혼합한 다음, 이축 압출기를 통하여 펠렛 형태의 열가소성 수지 조성물로 제조하였다.
제조된 펠렛 형태의 열가소성 수지 조성물을 사출성형하여 물성 및 난연 시험용 시편으로 제작하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 삼산화철을 0.5 중량부 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 삼산화철 대신 사산화철을 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 4
상기 실시예 1에서 삼산화철 대신 사산화철을 0.5 중량부 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 5
상기 실시예 1에서 삼산화철 대신 페로센을 0.5 중량부 첨가한 것을 제외하 고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 6
상기 실시예 1에서 테트라브로모비스페놀에이 21 중량부, 삼산화안티몬 3.5 중량부 및 삼산화철 대신 사산화철 0.1 중량부를 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 7
상기 실시예 1에서 브롬계 유기 난연제로 트리스(트라이브로모페닐)시아누레이트(SR245, DSBG제조) 18 중량부, 삼산화안티몬 3.5 중량부, 및 삼산화철 대신 사산화철 0.1 중량부를 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 삼산화안티몬을 3 중량부 투입하고, 삼산화철을 투입하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 2
상기 실시예 1에서 삼산화안티몬을 2 중량부 투입하고, 삼산화철을 투입하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 3
상기 실시예 1에서 삼산화안티몬 2 중량부 및 삼산화철 대신 삼산화크롬 0.1 중량부를 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 4
상기 실시예 1에서 삼산화안티몬 2 중량부 및 삼산화철 대신 삼산화크롬 1.0 중량부를 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 5
상기 실시예 1에서 삼산화안티몬을 2.5 중량부 첨가하고, 삼산화철을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 6
상기 실시예 1에서 테트라브로모비스페놀에이 23.5 중량부 및 삼산화안티몬 2 중량부를 첨가하고, 삼산화철은 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 7
상기 실시예 1에서 ABS 공중합체를 100 중량부 투입하고, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체를 투입하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 8
상기 실시예 1에서 삼산화철 대신 산화알루미늄을 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 9
상시 실시예 1에서 삼산화철 대신 산화알루미늄을 1.0 중량부 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 10
상기 실시예 1에서 테트라브로모비스페놀에이 23 중량부 및 삼산화안티몬 3.5 중량부를 투입하고, 삼산화철을 투입하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 11
상기 실시예 1에서 브롬계 유기 난연제로 트리스(트라이브로모페닐)시아누레이트(SR245, DSBG제조) 20 중량부 및 삼산화안티몬 3.5 중량부를 투입하고, 삼산화철을 투입하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 12
상기 실시예 1에서 삼산화안티몬을 투입하지 않고, 삼산화철 대신 사산화철 1.0 중량부를 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 13
상기 실시예 1에서 삼산화안티몬을 투입하지 않고, 삼산화철 대신 사산화철 3.0 중량부를 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 14
상기 실시예 1에서 삼산화안티몬을 투입하지 않고, 삼산화철 대신 사산화철 5.0 중량부를 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
[시험예]
상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 12에서 제조된 열가소성 수지 조성물의 시험용 시편의 기계적 물성 및 난연성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기의 표 1 내지 4에 나타내었다.
* 충격강도(Notched Izod Impact Strength): 1/8 inch 두께의 시편을 이용하여 ASTM D-256에 의거하여 측정하였다.
* 유동성(Melt Flow Index): ASTM D-1238에 의거하여 측정하였다.
* 난연도(Vertical Flammability): UL-94 시험기준에 의거하여 1/12인치 두께의 5개 시편에 대하여 측정하였는데, 1차 연소와 2차 연소시간은 각각 10 초간 불꽃에 연소시킨 후 불꽃이 남아있는 시간(초)을 표시하였으며, 30초 이내에 연소가 종료되지 않으면 Burning으로 표기하였다.
| 구분 | 실 시 예 | 비 교 예 | ||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 유화중합ABS | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
| SAN | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 |
| TBBA | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 |
| Sb2O3 | 2 | 2 | 3 | 2 | 2 | 2 |
| Fe2O3 | 0.1 | 0.5 | - | - | - | - |
| Cr2O3 | - | - | - | - | 0.1 | 1.0 |
| 충격강도 (1/8 inch) |
27.0 | 26.7 | 26 | 27.5 | 26.5 | 24.0 |
| 유동성 (g/10min) |
58 | 56 | 55 | 58 | 56 | 52 |
| 연소시간 (1차, 2차) |
1, 3 | 3, 1 | 1, 1 | Burning | Burning | Burning |
| 5, 2 | 3, 2 | 1, 2 | Burning | Burning | Burning | |
| 1, 1 | 1, 1 | 1, 1 | Burning | Burning | Burning | |
| 1, 1 | 1, 1 | 1, 1 | Burning | Burning | Burning | |
| 3, 1 | 1, 3 | 1, 1 | Burning | Burning | Burning | |
| 난연성 | V-0 | V-0 | V-0 | fail | fail | fail |
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 삼산화철을 소량 포함하는 열가소성 수지 조성물(실시예 1 및 2)은 충격강도 및 유동성이 우수하고 적하현상 없이 30초 이내에 연소가 종료되는 V-0 등급의 난연성을 가짐을 확인할 수 있었다.
반면, 철계 화합물을 포함하지 않거나, 철계 화합물 대신 산화크롬을 포함하는 열가소성 수지 조성물(비교예 2 내지 4)은 난연성이 열악하고, 안티몬계 화합물을 과량 포함하는 열가소성 수지 조성물(비교예 1)은 난연성은 우수하나 충격강도 및 유동성이 좋지 않음을 확인할 수 있었다.
| 구분 | 실 시 예 | 비 교 예 | ||||||
| 3 | 4 | 5 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| 유화중합ABS | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 100 | 30 | 30 |
| SAN | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | - | 70 | 70 |
| TBBA | 23 | 23 | 23 | 23 | 23.5 | 23 | 23 | 23 |
| Sb2O3 | 2 | 2 | 2 | 2.5 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Fe3O4 | 0.1 | 0.5 | - | - | - | 0.1 | - | - |
| Ferrocene | 0.5 | - | - | - | - | - | ||
| Al2O3 | - | - | - | - | - | 0.1 | 1.0 | |
| 충격강도 (1/8 inch) |
27.1 | 26.7 | 26.2 | 25.6 | 26.5 | 측정 불가 |
23.2 | 17.1 |
| 유동성 (g/10min) |
56 | 54 | 51 | 51 | 59 | 측정 불가 |
52 | 44 |
| 연소시간 (1차, 2차) |
1, 4 | 3, 4 | 1, 2 | Burning | Burning | 1, 1 | Burning | Burning |
| 2, 1 | 1, 1 | 2, 7 | Burning | Burning | 2, 2 | Burning | Burning | |
| 3, 2 | 1, 3 | 3, 1 | Burning | Burning | 1, 3 | Burning | Burning | |
| 1, 1 | 1, 1 | 1, 7 | Burning | Burning | 1, 1 | Burning | Burning | |
| 1, 2 | 2, 2 | 3, 3 | Burning | Burning | 1, 4 | Burning | Burning | |
| 난연성 | V-0 | V-0 | V-0 | fail | fail | V-0 | Fail | fail |
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 사산화철 또는 페로센을 소량 포함하는 열가소성 수지 조성물(실시예 3 내지 5)은 충격강도 및 유동성이 우수하고 적하현상 없이 30초 이내에 연소가 종료되는 V-0 등급의 난연성을 가짐을 확인할 수 있었다.
반면, 철계 화합물 대신 산화알루미늄을 포함하는 열가소성 수지 조성물(비교예 8 및 9)은 난연성이 열악함을 확인할 수 있었다.
참고로, 비교예 5, 6(실시예 4에서 사산화철 대신 동일한 함량만큼 삼산화안티몬 또는 테트라브로모비스페놀에이를 증량한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일함)은 실시예 4와 비교하여, 난연성이 전혀 없음을 확인할 수 있는데, 이로부터 본 발명의 철계 화합물이 난연성에 있어서 통상적으로 예측할 수 있는 효과 이상의 상승효과(시너지 효과)가 있음을 알 수 있다.
| 구분 | 실 시 예 | 비 교 예 | ||
| 6 | 7 | 10 | 11 | |
| 유화중합ABS | 30 | 30 | 30 | 30 |
| SAN | 70 | 70 | 70 | 70 |
| TBBA | 21 | 23 | ||
| SR245 | 18 | 20 | ||
| Sb2O3 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 |
| Fe3O4 | 0.1 | 0.1 | - | - |
| 충격강도 (1/8 inch) |
25.1 | 26.7 | 23.2 | 23.1 |
| 유동성 (g/10min) |
51 | 40 | 56 | 44 |
| 연소시간 (1차, 2차) |
1, 1 | 1, 3 | 1, 2 | 1, 1 |
| 1, 3 | 1, 4 | 1, 1 | 2, 1 | |
| 2, 2 | 3, 5 | 1, 1 | 1, 1 | |
| 1, 1 | 1, 4 | 2, 1 | 3, 2 | |
| 1, 1 | 4, 2 | 3, 1 | 2, 2 | |
| 난연성 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 |
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 사산화철을 소량 포함하는 열가소성 수지 조성물(실시예 6 및 7)은 유기브롬계 난연제의 종류에 관계없이 충격강도 및 유동성이 우수하고 적하현상 없이 30초 이내에 연소가 종료되는 V-0 등급의 난연성을 가짐을 확인할 수 있었다.
반면, 철계 화합물을 포함하지 않는 대신 과량의 유기 브롬계 난연제를 사용한 가소성 수지 조성물(비교예 10 및 11)은 적하현상 없이 30초 이내에 연소가 종료되는 V-0 등급의 난연성을 가지나, 충격강도가 저하됨을 확인할 수 있었다.
참고로, 상기 실시예 1 내지 7에서 사용된 소량의 철계 화합물은 브롬계 유기난연제와 안티몬계 화합물 양쪽 모두의 감량 사용을 가능하게 하는데, 이는 소량의 철계 화합물이 난연조제인 삼산화안티몬의 역할을 대체하는 것이 아니라, 브롬계 유기난연제인 테트라브로모비스페놀에이와 난연보조제인 삼산화안티몬의 난연 상승효과를 더욱 촉진시키는 2차 보조제 역할을 하는 것으로 생각된다.
| 구분 | 비 교 예 | ||
| 12 | 13 | 14 | |
| 유화중합ABS | 30 | 30 | 30 |
| SAN | 70 | 70 | 70 |
| TBBA | 23 | 23 | 23 |
| Sb2O3 | - | - | |
| Fe3O4 | 1.0 | 3.0 | 5.0 |
| 연소시간 (1차, 2차) |
Burning | Burning | Burning |
| Burning | Burning | Burning | |
| Burning | Burning | Burning | |
| Burning | Burning | Burning | |
| Burning | Burning | Burning | |
| 난연성 | Fail | Fail | Fail |
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 삼산화안티몬을 포함하지 않는 대신 과량의 사산화철을 포함하는 열가소성 수지 조성물(비교예 12 내지 14)은 난연성이 열악함을 확인할 수 있었는데, 이는 철계 화합물이 브롬계 유기난연제와 직접 난연 상승작용을 하는 것이 아니라, 브롬계 유기난연제와 산화안티몬의 난연 효과를 더욱 촉진시키는 2차 보조제 역할을 하는 것으로 생각된다.
Claims (6)
- (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 10 내지 90 중량% 및 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 90 내지 10 중량%로 이루어진 기본수지 100 중량부;(B) 브롬계 유기난연제 1 내지 23 중량부;(C) 안티몬계 화합물 1 내지 3.5 중량부; 및(D) 철계 화합물 0.1 중량부 내지 0.5 중량부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물.
- 제 1항에 있어서,상기 (A)의 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체는, 평균입경이 0.1 내지 0.5 ㎛인 부타디엔계 고무가 30 내지 70 중량%로 포함된 것임을 특징으로 하는난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물.
- 제 1항에 있어서,상기 (A)의 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는, 중량평균분자량이 50,000 내지 150,000이고, 아크릴로니트릴 단량체의 함량이 20 내지 40 중량%인 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물.
- 제 1항에 있어서,상기 (D) 철계 화합물은, 삼산화철, 사산화철, 페로센, 페로실, 인산철, 붕산철 및 산화수산화철로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물.
- 제 1항에 있어서,상기 (C) 안티몬계 화합물 및 (D) 철계 화합물의 함량비((C):(D))는, 1:0.02 내지 1:0.30인 것을 특징으로 하는난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물.
- 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,상기 열가소성 수지 조성물은, 충격보강제, 활제, 열안정제, 적하방지제, 산화방지제, 광안정제, 자외선차단제, 안료 및 무기충진제로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는난연성이 우수한 열가소성 수지 조성물.
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