KR101632571B1 - Halogen-free flame retardant polyester resin composition with good mechanical properties and molded article thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기계적 특성이 우수한 비할로겐 난연화 폴리에스테르 수지 조성물 및 이의 성형품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리에스테르 기반의 수지 조성물에 포스포네이트/포스피네이트계 난연제, 질소계 난연제 및 무기 필러를 특정 함량으로 포함하고, 바람직하게는 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체를 추가로 포함함으로써, 할로겐을 함유하지 않으면서도 할로겐계 난연 폴리에스테르 수지 조성물와 비교하여 동등 수준의 난연성, 기계적 물성, 내열성, 표면품질, 가공성 및 성형성, 표면 특성 등을 나타내고, 다양한 두께에서의 높은 난연성을 구현할 수 있는 폴리에스테르 수지 조성물 및 이의 성형품에 관한 것이다.The present invention relates to a halogen-free flame-retardant polyester resin composition excellent in mechanical properties and a molded article thereof, and more particularly, to a polyester-based resin composition containing a phosphonate / phosphinate flame retardant, a nitrogen- The flame retardancy, the mechanical properties, the heat resistance, the surface quality, the workability and the like of the halogen-free flame retardant polyester resin composition of the present invention can be improved by adding the polysiloxane-polycarbonate copolymer And moldability, surface characteristics, and the like, and is capable of realizing high flame retardancy at various thicknesses, and a molded article thereof.
Description
본 발명은 기계적 특성이 우수한 비할로겐 난연화 폴리에스테르 수지 조성물 및 이의 성형품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리에스테르 기반의 수지 조성물에 포스포네이트/포스피네이트계 난연제, 질소계 난연제 및 무기 필러를 특정 함량으로 포함하고, 바람직하게는 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체를 추가로 포함함으로써, 할로겐을 함유하지 않으면서도 할로겐계 난연 폴리에스테르 수지 조성물와 비교하여 동등 수준의 난연성, 기계적 물성, 내열성, 표면품질, 가공성 및 성형성, 표면 특성 등을 나타내고, 다양한 두께에서의 높은 난연성을 구현할 수 있는 폴리에스테르 수지 조성물 및 이의 성형품에 관한 것이다.The present invention relates to a halogen-free flame-retardant polyester resin composition excellent in mechanical properties and a molded article thereof, and more particularly, to a polyester-based resin composition containing a phosphonate / phosphinate flame retardant, a nitrogen- The flame retardancy, the mechanical properties, the heat resistance, the surface quality, the workability and the like of the halogen-free flame retardant polyester resin composition of the present invention can be improved by adding the polysiloxane-polycarbonate copolymer And moldability, surface characteristics, and the like, and is capable of realizing high flame retardancy at various thicknesses, and a molded article thereof.
일반적으로 폴리에스테르 수지는 기계적/전기적 성질과 물리적/화학적 성질이 뛰어나 자동차, 전기/전자기기, 사무기기 등의 광범위한 분야에 적용되고 있다. 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지는 경제성, 내열성, 내약품성, 전기적 특성, 기계적 강도 및 성형 가공성이 우수하여 자동차, 전기/전자부품 등 다양한 분야에서 복합 재료로서 널리 사용되고 있으며, 그 사용량 또한 증가하고 있다. In general, polyester resins are excellent in mechanical / electrical properties and physical / chemical properties and are applied to a wide range of fields such as automobiles, electric / electronic devices and office equipment. Particularly, polyethylene terephthalate (PET) resin is widely used as a composite material in various fields such as automobiles, electric / electronic parts, and the like, because it has excellent economy, heat resistance, chemical resistance, electrical characteristics, mechanical strength and molding processability .
폴리에스테르 수지에 유리섬유, 탈크, 마이카, 층상 실리케이트 등의 무기 필러를 첨가할 경우, 인장 강도, 굴곡 강도와 같은 기계적 물성 및 내열성이 크게 향상되어 보다 다양한 용도에 적용될 수 있다. 그러나 다수의 적용예는 기계적 물성 및 내열성과 더불어 난연성을 함께 요구하고 있으며, 이에 폴리에스테르 수지에 난연성을 부여하기 위한 다양한 방법의 개발이 진행되어 왔다. When an inorganic filler such as glass fiber, talc, mica, or layered silicate is added to a polyester resin, the mechanical properties such as tensile strength and flexural strength and heat resistance are greatly improved and can be applied to various applications. However, many applications require mechanical properties and heat resistance as well as flame retardance, and various methods for imparting flame retardancy to polyester resins have been developed.
폴리에스테르 수지는 불에 잘 타는 성질이 있기 때문에 난연성을 필요로 하는 분야에서는 유기 할로겐계 난연제 또는 보조 난연제를 별도로 첨가하는 방법으로 난연성을 부여하여 왔다. 그러나, 근래 들어 할로겐계 난연제의 사용에 대해 환경적 측면에서 다양한 규제가 이루어지고 있으며, 실례로 유럽 일부 국가들은 화재 및 소각 시의 다이옥신 발생을 우려하여 폴리브로미네이티드 바이페닐(polybrominated biphenyl, PBB) 및 폴리브로미네이티드 디페닐에테르(polybrominated diphenylether, PBDE) 등의 난연제 사용 규제를 제안한 바 있다. 또한, 자동차 및 전기/전자부품에서의 환경 안전성 평가에 기인하여 유해 중금속 및 브롬계 난연제 일부, 안티몬 화합물 등의 사용을 엄격히 제한하려는 시도도 있었다. The polyester resin has a good flame-retardant property, and therefore flame retardancy has been imparted by a method in which an organic halogen flame retardant or an auxiliary flame retardant is separately added in a field requiring flame retardancy. However, in recent years, there have been various regulations regarding the use of halogen-based flame retardants in the environment. For example, in some European countries, polybrominated biphenyl (PBB) And polybrominated diphenylether (PBDE) as a flame retardant. In addition, there has been an attempt to strictly restrict the use of harmful heavy metals, a part of a brominated flame retardant, antimony compounds, etc., due to environmental safety evaluation in automobiles and electric / electronic parts.
이에, 포스피네이트 및 멜라민 시아누레이트, 멜라민 포스포네이트 등의 비할로겐계 난연제 및 난연 보조제를 이용하는 다양한 연구가 진행되어 왔으며, 할로겐 난연제를 사용하여 난연성을 부가하는 기존의 폴리에스테르 수지 조성물 시장이 최종 제품의 특성에 따라 비할로겐계 난연제 및 난연 보조제를 이용하는 조성물에 의하여 미세하게 대체되고 있는 상황이다. Accordingly, various studies have been conducted using non-halogen flame retardants such as phosphinate, melamine cyanurate and melamine phosphonate, and flame retardant adjuvants, and a conventional polyester resin composition market which adds flame retardancy by using a halogen flame retardant Based flame retardant and a flame-retardant adjuvant depending on the characteristics of the final product.
그러나 할로겐계 난연제를 사용하여 개발되는 폴리에스테르 조성물이 구현하는 박막에서의 탁월한 난연 특성 및 기계적 물성, 내열성 등에 비하여 비할로겐 난연 폴리에스테르 조성물이 구현하는 성능 수준은 아직 많이 모자란 것이 사실이며, 현재까지 난연 특성 및 제반 기계적 물성을 완벽하게 대체할 수 있는 난연 시스템의 개발은 이루어지지 않고 있다. 또한 개발 후 이루어지는 대량생산 시스템 하에서 발현되어야 하는 지속적인 성형 안정성 및 생산성이 현저히 부족하여 기존의 할로겐계 난연화 폴리에스테르 수지 조성물을 대체하는 것에는 큰 난점이 존재하고 있다. However, the performance level achieved by the non-halogen flame retardant polyester composition is far less than the excellent flame retardancy, mechanical properties, and heat resistance in the thin film implemented by the polyester composition developed using the halogen flame retardant agent, The development of a flame-retardant system that can completely replace the properties and mechanical properties of various materials has not been developed. In addition, there is a considerable shortage in molding stability and productivity which must be exhibited in a mass production system after development, and therefore, there is a great difficulty in replacing the conventional halogen-based flame retardant polyester resin composition.
따라서 고온 환경에서의 장시간 사용, 화재발생 가능성이 있는 장소에서의 사용 내지 난연 특성과 동시에 우수한 기계적 물성의 발현이 요구되는 중요 부품에의 사용에 적합한 성형품 제조를 위해서는 여전히 기존의 할로겐계 난연제 시스템을 활용한 폴리에스테르 수지 조성물이 지속적으로 사용되고 있다. Therefore, it is still necessary to utilize the existing halogen-based flame retardant system for the production of molded articles suitable for use in important parts requiring long-term use in a high-temperature environment, use in a place where fire is likely to occur, A polyester resin composition is continuously used.
또한, 난연 폴리에스테르 조성물이 사용되는 다양한 용도 중 그 특성을 잘 나타내는 용도중의 하나가 프린터와 같은 OA 기기의 정착기 하우징이다. 프린터 내에서 고온의 열을 발생시켜 토너를 용지에 정착시키는 정착기 하우징의 경우, 180~200℃ 이상의 온도를 15초 이내에 방출하고 이를 최소 10,000회 이상 반복적으로 구현해야 하기 때문에, 매우 우수한 난연성 및 고온 안정성이 요구된다. 또한 제품의 경량화, 소형화에 따라 성형품의 구조가 매우 미세하고 복잡하여, 성형용 수지 조성물이 높은 수준의 흐름 특성 및 가공성을 지녀야 하고, 동시에 고열, 고온에 장시간 방치되어 반복적으로 구동되는 사용 환경에서 높은 장기 내열성 및 난연성을 유지할 것이 필수적으로 요구된다. 이러한 높은 내열성 및 기계적 특성과 난연성 및 가공성을 동시에 구현하기 위해서, OA 기기의 정착기 하우징에는 기존의 할로겐계 난연제를 사용한 폴리에스테르 수지 조성물이 여전히 사용되고 있다. In addition, among the various applications in which the flame retardant polyester composition is used, one of applications that shows its characteristics is the fuser housing of an OA such as a printer. In the case of a fuser housing which generates high temperature heat in the printer to fix the toner on the paper, it is necessary to emit a temperature of 180 to 200 ° C or higher within 15 seconds and to repeat it at least 10,000 times, . In addition, due to the weight reduction and miniaturization of the product, the structure of the molded article is very minute and complicated, and the resin composition for molding must have a high level of flow property and processability, and at the same time, it is left in a high temperature and a high temperature for a long time, It is essential to maintain long-term heat resistance and flame retardancy. In order to simultaneously realize such high heat resistance and mechanical properties, flame retardancy and processability, a polyester resin composition using a conventional halogen-based flame retardant is still used for a fixing device housing of an OA device.
대한민국 공개특허 제10-2007-0003786호는 폴리부타디엔테레프탈레이트에 멜라민 시아누레이트를 질소계 난연제로 사용하고, 아연-다이에틸포스피네이트를 추가의 난연제로 사용하며, 유리섬유 30%가 첨가되어 제조된 비할로겐 난연 폴리에스터 조성물을 개시하고 있다. 이 공개특허에서는 각각 12% 정도의 함량으로 질소계 난연제 및 포스피네이트계 난연제를 사용하여 0.8mm 두께에서 UL94 기준 V-0 등급의 우수한 난연성을 구현하였으나, 첨가된 난연제의 함량 범위 수준의 할로겐 난연제를 사용한 폴리에스터 조성물과 비교시 기계적 특성이 저하되는 문제가 있다. 실제로 이 공개특허에 제시된 결과에 따르면 충격강도에 있어서 약 50%의 저하를 나타내고 있으며, 고온 방치 후 인장강도 보유력에서도 1주일만에 20%가 저하되어 최종 제품 구현 시 고온 환경에서의 안정성이 열악함을 알 수 있다. 따라서, 이 공개특허에 따른 조성물은 기존의 할로겐계 난연 폴리에스터 조성물 대비 환경 친화성은 우수하나, 실제로 적용되기는 무리가 있을 것으로 판단된다. Korean Patent Laid-Open No. 10-2007-0003786 discloses that polybutadiene terephthalate is melamine cyanurate as a nitrogen-based flame retardant, zinc-diethylphosphinate is used as an additional flame retardant, and 30% Discloses a non-halogen flame retardant polyester composition prepared. In this patent, excellent flame retardancy of UL94 standard V-0 grade was achieved at a thickness of 0.8 mm by using a nitrogen flame retardant and a phosphinate flame retardant in an amount of about 12%, respectively. However, the halogen flame retardant There is a problem that the mechanical properties are lowered as compared with the polyester composition using the polyester. In fact, according to the results presented in this patent application, the impact strength is reduced by about 50%, and even after tensile strength retention after high temperature is reduced by 20% in one week, the stability in a high temperature environment is poor . Accordingly, the composition according to the present patent application is superior in environmental friendliness to the conventional halogen-based flame retardant polyester composition, but it may be difficult to apply the composition in practice.
대한민국 공개특허 제10-2010-0118374호는 폴리에스테르 수지에 포스페이트계 난연제와 알미늄 포스피네이트, 질소계 난연상승제를 사용하고, 층상 구조의 실리케이트를 첨가한 비할로겐 난연 폴리에스테르 수지 조성물을 개시하고 있다. 이 공개특허에 개시된 조성물은 인장강도, 충격강도의 측면에서 기존의 할로겐계 난연제를 사용한 폴리에스테르 조성물 대비 동등 수준의 기계적 특성을 나타낸다. 그러나, 난연성 측면에서는 기존의 할로겐 난연제를 사용한 조성물 대비 열악하다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0118374 discloses a non-halogen flame retardant polyester resin composition comprising a phosphate-based flame retardant, an aluminum phosphinate and a nitrogen-based flame retardant, and adding a layered silicate to the polyester resin have. The composition disclosed in this patent shows the same level of mechanical properties as polyester compositions using conventional halogen-based flame retardants in terms of tensile strength and impact strength. However, in terms of flame retardance, it is inferior to conventional compositions using halogen flame retardants.
대한민국 공개특허 제10-2010-0071471호 또한 기계적 특성이 향상된 비할로겐 난연 폴리에스터 조성물을 개시하고 있다. 이 공개특허에서는 폴리부틸렌테레프탈레이트에 포스피네이트 난연제, 디아릴 포스페이트 난연제, 차르(char)를 생성하기 위한 폴리페닐렌 에테르계 수지, 유리섬유를 첨가한 비할로겐 난연 조성물이 제시되어 있다. 이 조성물은 우수한 난연성을 보이지만, 기존의 할로겐계 폴리에스터 소재와 동등한 수준의 기계 특성을 부여하기 위해서는 유리섬유를 60%까지 첨가하여야 하며, 이러한 유리 섬유의 증량은 성형물의 외관 특성 및 유동 특성에 좋지 않은 영향을 미친다. Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0071471 also discloses a non-halogen flame retardant polyester composition having improved mechanical properties. This patent discloses a non-halogen flame retardant composition comprising polyphenylene ether resin and glass fiber added to polybutylene terephthalate to produce a phosphinate flame retardant, a diaryl phosphate flame retardant, a char, and the like. Although this composition shows excellent flame retardancy, it is required to add up to 60% of glass fiber in order to impart mechanical properties equivalent to those of conventional halogen-based polyester materials. The increase in the amount of such glass fibers is good for the appearance and flow properties .
요컨대, 상기한 바와 같은 종래의 비할로겐 난연 폴리에스터 조성물의 난연성을 높이면 기계적 특성 및 내열성이 저하되는 문제점이 있으며, 이를 보강하기 위해 유리섬유 등의 무기물을 과량 첨가하면 비중 증가, 유동성 감소, 성형품의 외관 특성 저하의 문제가 발생한다.In other words, when the flame retardancy of the conventional non-halogen flame retardant polyester composition as described above is increased, mechanical properties and heat resistance are lowered. In order to reinforce this, an excessive amount of an inorganic material such as glass fiber increases the specific gravity, There arises a problem of degradation of appearance characteristics.
따라서, 다양한 두께에서의 우수한 난연성을 구현하면서, 무기물의 증량 없이도 기존의 할로겐계 난연 폴리에스터 조성물 대비 동등 수준의 기계적 특성을 확보하고, 가공 중 또는 최종 성형품의 사용환경에서 유해한 할로겐계 물질을 발생시키지 않는 비할로겐 난연 폴리에스테르 수지 조성물의 개발이 요구되고 있다.Thus, while realizing excellent flame retardancy at various thicknesses, the same level of mechanical properties as the conventional halogen-based flame retardant polyester composition can be secured without increasing the amount of inorganic substances, and harmful halogen- The development of a non-halogen flame-retardant polyester resin composition which does not contain a halogen-free flame retardant is desired.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 난연성은 물론 기계적 물성, 내열성, 치수 안정성, 표면품질 및 가공성이 우수하며 할로겐계 유해 물질이 발생되지 않는 비할로겐 난연화 폴리에스테르 수지 조성물 및 이의 성형품을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above and it is an object of the present invention to provide a halogen-free flame-retardant polyester resin excellent in flame retardancy, mechanical properties, heat resistance, dimensional stability, surface quality and processability, To provide a composition and a molded article thereof.
상기한 기술적 과제를 달성하고자 본 발명은, 조성물 총 중량을 기준으로 (A) 폴리에스테르 수지 38~74 중량%; (B) 포스포네이트계 난연제 2~9 중량%; (C) 포스피네이트계 난연제 5~9 중량%; (D) 질소계 난연제 1~4 중량%; 및 (E) 무기 필러 15~40 중량%;를 포함하는 비할로겐 난연화 폴리에스테르 수지 조성물을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a polyester resin composition comprising (A) 38 to 74% by weight of a polyester resin, (B) 2 to 9% by weight of a phosphonate-based flame retardant; (C) 5 to 9% by weight of a phosphinate-based flame retardant; (D) 1 to 4% by weight of a nitrogen-based flame retardant; And (E) 15 to 40% by weight of an inorganic filler.
본 발명의 바람직한 일 구체예에 따르면, 상기 비할로겐 난연화 폴리에스테르 수지 조성물은 조성물 총 중량을 기준으로 (F) 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 3~5 중량%를 추가로 포함한다. According to a preferred embodiment of the present invention, the non-halogen flame retardant polyester resin composition further comprises (F) 3 to 5% by weight of the polysiloxane-polycarbonate copolymer based on the total weight of the composition.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 비할로겐 난연화 폴리에스테르 수지 조성물을 가공하여 제조되는 것을 특징으로 하는 성형품이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a molded article characterized by being produced by processing the non-halogenated flame retardant polyester resin composition.
본 발명의 폴리에스테르 수지 조성물은 할로겐계 물질을 포함하지 않으면서도 다양한 두께에서 높은 난연성을 구현함과 동시에, 기존에 다양한 용도로 사용되어 온 할로겐계 난연 폴리에스테르 소재의 수준으로 기계적 물성, 내열성, 표면품질, 가공성 및 성형성 등을 우수하게 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 폴리에스테르 수지 조성물로부터 제조된 성형품은 기존의 할로겐계 난연 폴리에스테르 수지 조성물이 다양하게 적용되고 있는 자동차, 전기/전자부품, 사무기기 등 다양한 용도로 적용될 수 있으며, 특히 프린터 등 각종 OA 기기 등에 있어서 주요 부품인 정착기의 하우징 등에 유용하게 사용될 수 있다.The polyester resin composition of the present invention can realize a high flame retardancy at various thicknesses without containing a halogen-based substance, and at the same time, it can be used as a halogen-based flame retardant polyester material which has been conventionally used for various purposes, Quality, processability, moldability and the like can be excellently maintained. Accordingly, the molded article produced from the polyester resin composition of the present invention can be applied to various applications such as automobiles, electric / electronic parts, office equipment, etc., in which conventional halogen-based flame retardant polyester resin compositions are variously applied. A housing of a fixing device which is a main component in an OA device, and the like.
이하, 본 발명의 폴리에스테르 수지 조성물을 구성요소별로 상세히 설명한다.Hereinafter, the polyester resin composition of the present invention will be described in detail by constituent elements.
(A) 폴리에스테르 수지(A) a polyester resin
본 발명의 조성물에 포함되는 폴리에스테르 수지는 본 발명 조성물의 주 성분으로서, 일반적으로 기계적/전기적 성질 및 물리적/화학적 성질이 우수한 수지이다.The polyester resin contained in the composition of the present invention is a resin which is generally excellent in mechanical / electrical properties and physical / chemical properties as a main component of the composition of the present invention.
폴리에스테르 수지로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리프로필렌테레프탈레이트 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는, 내열성, 내약품성, 전기적 특성, 기계적 강도 및 성형 가공성이 우수하고 경제적 측면에서 유리한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지를 사용한다.As the polyester resin, a resin selected from a polyethylene terephthalate resin, a polypropylene terephthalate resin, a polybutylene terephthalate resin and a mixture thereof may be used, but is not limited thereto. Preferably, a polyethylene terephthalate (PET) resin which is excellent in heat resistance, chemical resistance, electrical properties, mechanical strength and molding processability and is economically advantageous is used.
또한, 가공성 및 기계적 물성 측면에서, 폴리에스테르 수지의 25℃에서의 고유점도(IV)는 0.45~1 dl/g인 것이 바람직하고, 0.5~0.8 dl/g인 것이 더욱 바람직하다. In terms of processability and mechanical properties, the intrinsic viscosity (IV) of the polyester resin at 25 캜 is preferably from 0.45 to 1 dl / g, more preferably from 0.5 to 0.8 dl / g.
폴리에스테르 수지는 본 발명 조성물 총 중량에 대하여 38~74 중량%, 더욱 바람직하게는 40~65 중량%로 포함된다. 그 함량이 38 중량% 미만이면 난연제 및 무기 필러에 대한 폴리에스테르 수지의 양이 상대적으로 감소하여 투입 및 압출시 가공 효율이 저하되고, 무기 필러의 돌출로 인해 성형품의 외관 불량이 발생할 확률이 높아진다. 반대로, 그 함량이 74 중량%를 초과하면 고화속도가 늦어져 생산성이 감소하고, 후 변형에 의한 치수 불안정성이 상대적으로 커지며, 효과적인 난연 특성 구현을 위해서는 과량의 난연제를 첨가해야 하는 문제가 발생한다.The polyester resin is contained in an amount of 38 to 74% by weight, more preferably 40 to 65% by weight based on the total weight of the composition of the present invention. When the content is less than 38% by weight, the amount of the polyester resin relative to the flame retardant and the inorganic filler is relatively decreased, so that the processing efficiency at the time of injection and extrusion is lowered, and the probability of appearance defect of the molded article is increased due to the protrusion of the inorganic filler. On the other hand, if the content exceeds 74% by weight, the solidification rate is delayed, the productivity decreases, the dimensional instability due to the post-warpage becomes relatively large, and an excessive amount of flame retardant is added to achieve effective flame retardant properties.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 폴리에스테르 수지는 적어도 하나 이상의 방향족, 지방족 또는 지환족 디카르복실산과 적어도 하나 이상의 지방족 또는 지환족 글리콜을 축중합하여 제조된 것일 수 있다. 바람직하게는, 방향족 디카르복산은 6 ~ 20개의 탄소원자로 이루어지고, 지방족 또는 지환족 디카르복실산은 3 ~ 20개의 탄소원자로 이루어지며, 지방족 또는 지환족 글리콜은 2 ~ 20개의 탄소원자로 이루어진다.According to one embodiment of the present invention, the polyester resin may be one prepared by condensation polymerization of at least one aromatic, aliphatic or alicyclic dicarboxylic acid with at least one aliphatic or alicyclic glycol. Preferably, the aromatic dicarboxylic acid is composed of 6 to 20 carbon atoms, the aliphatic or alicyclic dicarboxylic acid is composed of 3 to 20 carbon atoms, and the aliphatic or alicyclic glycol is 2 to 20 carbon atoms.
폴리에스테르 수지는 상기한 바와 같은 디카르복실산 화합물과 글리콜 화합물을 사용하여 합성할 수 있다. 디카르복실산 화합물과 글리콜 화합물을 사용한 폴리에스테르 수지의 제조는 보통 에스테르 반응과 중축합 반응의 2단계로 수행되며, 그 제조과정은 이미 당업계에 잘 알려져 있다. 디카르복실산 화합물로는 테레프탈산, 이소프탈산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 1,3-시클로헥산디카르복실산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 세바스산, (1,4-, 1,5-, 2,3-, 2,6- 또는 2,7-)나프탈렌디카르복실산, 4,4'-바이페닐디카르복실산, 4,4'-디벤질디카르복실산 등을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는, 테레프탈산, 이소프탈산 또는 이들의 혼합물을 사용한다. 글리콜 화합물로는 에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,2-시클로헥산디올, (1,2-, 1,3- 또는 1,4-)시클로헥산디메탄올, 네오펜틸글리콜, 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-시클로부탄디올 등을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는, 에틸렌글리콜, 시클로헥산디메탄올 또는 이들의 혼합물을 사용한다. The polyester resin can be synthesized using a dicarboxylic acid compound and a glycol compound as described above. The production of a polyester resin using a dicarboxylic acid compound and a glycol compound is usually carried out in two stages of an esterification reaction and a polycondensation reaction, and the production process thereof is already well known in the art. Examples of the dicarboxylic acid compound include terephthalic acid, isophthalic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, 4-, 1,5-, 2,3-, 2,6- or 2,7-) naphthalene dicarboxylic acid, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid, 4,4'-dibenzyldicar And the like may be used, but the present invention is not limited thereto. Preferably, terephthalic acid, isophthalic acid or a mixture thereof is used. Examples of the glycol compound include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,2-, 1,3- or 1,4-) cyclohexanedimethanol, neopentyl glycol, 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclobutanediol and the like, It is not. Preferably, ethylene glycol, cyclohexanedimethanol or a mixture thereof is used.
(B) (B) 포스포네이트계Phosphonate system 난연제Flame retardant
본 발명의 조성물에 포함되는 포스포네이트계 난연제는 조성물에 난연성을 부여하며 이와 동시에 표면 특성 및 가공성, 기계적 물성의 상승을 돕는 성분이다.The phosphonate-based flame retardant contained in the composition of the present invention is a component that imparts flame retardancy to the composition and at the same time helps increase surface characteristics, processability, and mechanical properties.
본 발명에 있어서는 통상의 다양한 포스포네이트계 난연제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는, 분자내에 인산에스테르 결합을 도입하여 반응성이 있는 가교화된 폴리포스포네이트 구조를 가지며, 폴리카보네이트와 공중합된 난연제를 사용하는 것이 우수한 난연성과 기계적 특성을 구현하는 데에 적합하다. 구체적으로는, 하기 화학식 1에 나타낸 바와 같은 반복 단위구조를 갖는 난연제를 바람직하게 사용할 수 있다.In the present invention, various conventional phosphonate-based flame retardants may be used. Preferably, a flame retardant copolymerized with a polycarbonate having a crosslinked polyphosphonate structure which is reactive by introducing a phosphoric acid ester bond into the molecule It is suitable for realizing excellent flame retardancy and mechanical properties. Specifically, a flame retardant having a repeating unit structure represented by the following general formula (1) can be preferably used.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1 난연제에 있어서, 바람직하게는, 인 함유량이 6.5 중량%이고, 중량평균분자량은 45000~50000이다. In the flame retardant of Formula 1, the phosphorus content is preferably 6.5% by weight and the weight average molecular weight is 45,000 to 500,000.
포스포네이트계 난연제는 조성물 총 중량에 대하여 2~9 중량%, 더욱 바람직하게는 2~4 중량% 포함된다. 그 함량이 2 중량% 미만이면 다양한 두께(예컨대, 0.8mm 또는 1.6mm)에서의 난연성이 효과적으로 부여되기 어려우며, 그 함량이 9 중량%를 초과하면 난연성은 증대되나 열변형 온도가 심각하게 저하되어 기계적 강도가 우수한 비할로겐 친환경 난연화 폴리에스테르 조성물을 제조하기 어렵다.The phosphonate-based flame retardant is contained in an amount of 2 to 9 wt%, more preferably 2 to 4 wt%, based on the total weight of the composition. When the content is less than 2% by weight, it is difficult to effectively impart flame retardancy at various thicknesses (for example, 0.8 mm or 1.6 mm). When the content exceeds 9% by weight, the flame retardancy is increased, It is difficult to produce a non-halogen environment-friendly flame retardant polyester composition having excellent strength.
(C) (C) 포스피네이트계Phosphinate system 난연제Flame retardant
본 발명에서는 비 할로겐계 난연제로서 상기 포스포네이트계 난연제와 함께 포스피네이트계 난연제를 사용함으로써, 가공 또는 성형 및 연소 시에 할로겐계 가스를 발생시키지 않아서 친환경적이며, 난연제의 조합을 통한 기계적, 열적 물성의 저하를 최소화할 수 있다.In the present invention, by using a phosphinate-based flame retardant together with the phosphonate-based flame retardant as the non-halogen-based flame retardant, the halogen-based gas is not generated during processing or molding and combustion, The deterioration of the physical properties can be minimized.
포스피네이트계 난연제로서 바람직하게는 모노포스피네이트 또는 다이포스피네이트 난연제를 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 구체예에 따르면 각각 하기 화학식 2 및 3으로 표시되는 모노포스피네이트 및 다이포스피네이트 난연제를 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.As the phosphinate-based flame retardant, a monophosphinate or a phosphinite flame retardant may preferably be used alone or in combination. According to one preferred embodiment of the present invention, the monophosphinate and the diphosphinate flame retardant represented by the following general formulas (2) and (3) can be used alone or in combination.
[화학식 2](2)
[화학식 3](3)
상기 식에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 선형 또는 분지쇄의 C1-C6 알킬 또는 페닐을 나타내고, R3는 선형 또는 분지쇄의 알킬렌(바람직하게는, C1-C10 알킬렌), 아릴렌(바람직하게는, C6 아릴렌), 알킬-치환 아릴렌(바람직하게는, 하나 이상의 C1-C10 알킬로 치환된 C6 아릴렌) 또는 아릴-치환 알킬렌(바람직하게는, 하나 이상의 C6 아릴로 치환된 C1-C10 알킬렌)을 나타내며, M은 칼슘, 마그네슘, 아연 또는 알루미늄과 같은 금속이고, m은 2 또는 3이고, n은 1 내지 3이고, X는 1 또는 2이다. Wherein R 1 and R 2 each independently represent a linear or branched C 1 -C 6 alkyl or phenyl, and R 3 represents a linear or branched alkylene (preferably C 1 -C 10 alkyl Arylene) (preferably, C 6 Arylene), alkyl-substituted arylene (preferably C 6 -C 10 alkyl substituted with one or more C 1 -C 10 alkyl) (Preferably C 1 -C 10 alkylene substituted with one or more C 6 aryl), M is a metal such as calcium, magnesium, zinc or aluminum, m is 2 Or 3, n is 1 to 3, and X is 1 or 2.
포스피네이트계 난연제는 조성물 총 중량에 대하여 5~9 중량%, 더욱 바람직하게는 6~8 중량% 포함된다. 그 함량이 5 중량% 미만이면 다양한 두께(예컨대, 0.8mm 또는 1.6mm)에서의 난연성이 효과적으로 부여되기 어려우며, 9 중량%를 초과하면 난연제 함량의 증가로 인한 열변형 온도 및 인장 강도와 같은 기계적 물성의 저하를 야기하게 되며, 비용 측면에서 불리할 뿐 아니라 압출 및 사출시 투입 및 성형에 있어 가공성에 큰 불리함을 초래할 수 있으며 또한, 성형품의 표면 특성 역시 악화될 수 있다.The phosphinate-based flame retardant is contained in an amount of 5 to 9% by weight, more preferably 6 to 8% by weight based on the total weight of the composition. When the content is less than 5% by weight, it is difficult to effectively impart flame retardancy at various thicknesses (e.g., 0.8 mm or 1.6 mm). When the content exceeds 9% by weight, mechanical properties such as heat distortion temperature and tensile strength Which is not only disadvantageous from the viewpoint of cost, but also causes a great disadvantage in workability in injection and molding at the time of extrusion and injection, and the surface characteristics of the molded article may also be deteriorated.
(D) 질소계 (D) Nitrogen series 난연제Flame retardant
본 발명에서 질소계 난연제로는 질소-인 함유 난연제가 바람직하게 사용될 수 있다. 구체적으로는, 멜라민, 멜라민 시아누레이트, 트리페닐 이소시아누레이트, 멜라민 폴리포스포네이트, 멜라민 포스페이트, 멜라민 피로포스페이트, 암모늄 폴리포스페이트, 알킬아민 포스페이트, 피페리딘산 폴리포스페이트 및 이들의 혼합물로부터 선택된 질소-인 함유 난연제를 사용할 수 있다. 또한, 상기 이외의 다양한 질소계 난연제 및/또는 인튜메슨트(intumescent) 첨가제(예를 들면, 디펜타에리트리톨, 전분, 덱스트린 등의 폴리하이드릭 화합물, 무기산 등)를 1종 또는 2종 이상 함께 사용할 수도 있다. As the nitrogen-based flame retardant in the present invention, a nitrogen-phosphorus-containing flame retardant may be preferably used. Specifically selected from melamine, melamine cyanurate, triphenyl isocyanurate, melamine polyphosphonate, melamine phosphate, melamine pyrophosphate, ammonium polyphosphate, alkylamine phosphate, piperidine acid polyphosphate, and mixtures thereof A nitrogen-phosphorus flame retardant may be used. It is also possible to add one or more of various nitrogen-based flame retardants and / or intumescent additives (for example, polyhydric compounds such as dipentaerythritol, starch, dextrin, etc.) It can also be used.
질소계 난연제는 조성물 총 중량에 대하여 1~4 중량%, 더욱 바람직하게는 1~3 중량% 포함된다. 그 함량이 1 중량% 미만이면 포스포네이트/포스피네이트 난연제와의 상승효과가 적어 조성물의 난연성이 구현되기가 어려우며, 3 중량%를 초과하면 가공성에 큰 불리함을 초래할 수 있고, 성형 시 다량의 가스가 발생하여 성형품 표면의 품질 저하를 야기할 수 있다.The nitrogen-based flame retardant is contained in an amount of 1 to 4% by weight, more preferably 1 to 3% by weight based on the total weight of the composition. If the content is less than 1% by weight, the synergistic effect with the phosphonate / phosphinate flame retardant is small and it is difficult to realize the flame retardancy of the composition. When the content is more than 3% by weight, Gas may be generated and the quality of the surface of the molded article may deteriorate.
(E) 무기 (E) Weapons 필러filler
본 발명의 조성물에 포함되는 무기 필러는 성형품에 기계적 강도, 내열성 및 치수 안정성을 부여함과 더불어 가공성 및 성형성의 향상에 기여하는 성분이다. The inorganic filler contained in the composition of the present invention is a component that contributes mechanical strength, heat resistance and dimensional stability to a molded article and contributes to improvement of processability and moldability.
무기 필러로는 난연성 수지 조성물에 통상적으로 사용되는 무기 필러를 특별한 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 유리섬유, 탄소섬유, 유리 비드, 유리 플레이크, 클레이, 카올린, 탈크, 마이카, 탄산칼슘 및 황산바륨으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 유리섬유를 사용할 수 있다. 유리섬유로는 통상적인 단섬유 길이의 유리섬유(chopped strand), 예컨대 직경 8~18㎛, 길이 2~7㎜로 촙핑된(chopped) 유리섬유를 사용하는 것이 폴리에스테르 수지 조성물의 가공성 및 기계적 물성 측면에서 바람직하다. 수지와의 접착력 향상을 위해 커플링제(coupling agent)를 추가적으로 도입할 수도 있다. As the inorganic filler, inorganic fillers conventionally used in the flame retardant resin composition can be used without any particular limitation. For example, at least one selected from the group consisting of glass fiber, carbon fiber, glass bead, glass flake, clay, kaolin, talc, mica, calcium carbonate and barium sulfate can be used, . As the glass fiber, the use of a chopped strand of a short fiber length, for example, chopped glass having a diameter of 8 to 18 탆 and a length of 2 to 7 mm, is preferred because the processability and mechanical properties . A coupling agent may be additionally added to improve adhesion to the resin.
무기 필러는 조성물 총 중량에 대하여 15~40 중량%, 더욱 바람직하게는 20~40 중량% 포함된다. 그 함량이 15 중량% 미만이면 기계적 강도 및 내열성 개선 효과가 미미해지며, 그 함량이 40 중량%를 초과하면 가공성이 떨어지고, 무기 필러가 성형품의 외관으로 돌출되어 표면 특성이 현저히 저하되는 단점이 있다.The inorganic filler is contained in an amount of 15 to 40% by weight, more preferably 20 to 40% by weight based on the total weight of the composition. If the content is less than 15% by weight, the effect of improving the mechanical strength and heat resistance is insignificant. If the content exceeds 40% by weight, the workability is deteriorated and the inorganic filler is projected to the outer surface of the molded article,
(F) (F) 폴리실록산Polysiloxane -폴리카보네이트 공중합체- Polycarbonate Copolymer
본 발명의 조성물은 바람직하게는 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체를 추가로 포함할 수 있다.The composition of the present invention may preferably further comprise a polysiloxane-polycarbonate copolymer.
본 발명의 조성물에 포함가능한 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체는 바람직하게는 하기 화학식 4 또는 5에 나타낸 구조를 가질 수 있다.The polysiloxane-polycarbonate copolymer that can be included in the composition of the present invention may preferably have the structure shown in the following formula (4) or (5).
[화학식 4][Chemical Formula 4]
[화학식 5][Chemical Formula 5]
상기 화학식 4 및 5에서, R1은 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 히드록시기, 알킬기, 알콕시기, 또는 아릴기를 나타낼 수 있고, R2는 독립적으로 탄소수 1 내지 13의 탄화수소기 또는 히드록시기를 나타낼 수 있으며, R3는 독립적으로 탄소수 2 내지 8의 알킬렌기를 나타낼 수 있고, R4는 알킬, 사이클로알킬, 알케닐, 알콕시, 할로겐 원자, 또는 니트로로 치환되거나 비치환된 탄소수 6 내지 30의 방향족 탄화수소기를 나타낼 수 있으며, l은 1 내지 20, m은 0 내지 10, n은 2 내지 1000의 정수를 나타낼 수 있다.In the general formulas (4) and (5), R 1 may independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group, an alkoxy group or an aryl group, and R 2 may independently represent a hydrocarbon group or a hydroxy group having 1 to 13 carbon atoms , R 3 may independently represent an alkylene group having 2 to 8 carbon atoms, and R 4 represents an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, which is optionally substituted with alkyl, cycloalkyl, alkenyl, alkoxy, halogen atom, , 1 represents an integer of 1 to 20, m represents an integer of 0 to 10, and n represents an integer of 2 to 1000.
상기 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체는 방향족, 지방족 또는 방향족과 지방족을 동시에 지니는 구조를 가질 수 있고, 할로겐, 산소, 질소 및/또는 황을 포함할 수도 있다. The polysiloxane-polycarbonate copolymer may have an aromatic, aliphatic or aromatic and aliphatic structure, and may contain halogen, oxygen, nitrogen, and / or sulfur.
본 발명의 조성물에 포함가능한 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체는, 또한 바람직하게는 히드록시 말단 실록산을 포함할 수 있으며, 그 함량은 공중합체 총 중량의 0.5~20 중량% 수준인 것이 바람직하다. 본 발명의 조성물에 포함가능한 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체는, 또한 바람직하게는 15,000~200,000 범위의 점도평균분자량을 가질 수 있다. Polysiloxane-polycarbonate copolymers that may be included in the composition of the present invention may also preferably comprise hydroxy-terminated siloxane, and the content thereof is preferably 0.5 to 20% by weight based on the total weight of the copolymer. Polysiloxane-polycarbonate copolymers that may be included in the compositions of the present invention may also preferably have a viscosity average molecular weight in the range of from 15,000 to 200,000.
본 발명의 조성물에 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체가 포함되는 경우, 그 함량은 조성물 총 중량에 대하여 3~5 중량%로 사용되는 것이 바람직하다. 그 함량이 3중량% 미만이면 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체에 의한 기계적 물성 및 가공성, 표면 특성의 개선 효과가 미미하며, 5중량%를 초과하면 난연 시험시 발생하는 드립 특성을 효과적으로 방지하기 위한 난연제 함량의 증가를 야기시키고, 이로 인한 열변형 온도 및 인장 강도와 같은 기계적 물성의 저하를 야기하게 되어 바람직하지 않다.When the polysiloxane-polycarbonate copolymer is contained in the composition of the present invention, the content thereof is preferably 3 to 5% by weight based on the total weight of the composition. If the content is less than 3% by weight, the effect of improving the mechanical properties, workability, and surface properties of the polysiloxane-polycarbonate copolymer is insignificant. When the content exceeds 5% by weight, the flame retardant content And the mechanical properties such as the heat distortion temperature and the tensile strength are deteriorated, which is not preferable.
기타 임의의 추가 성분Any other optional ingredient
상기 설명한 성분들 이외에, 본 발명의 조성물은 그 목적을 벗어나지 않는 범위에서 할로겐 물질을 포함하지 않는 난연화 폴리에스테르 수지 조성물에 일반적으로 사용가능한 첨가제를 추가적으로 포함할 수 있으며, 구체적인 첨가제의 종류 및 함량은 다양한 목적에 따라 당업자가 용이하게 선택할 수 있을 것이다. In addition to the above-described components, the composition of the present invention may additionally include additives that can be generally used in a flame retardant polyester resin composition that does not contain a halogen material, without departing from the object of the present invention. Those skilled in the art will readily be able to select according to various purposes.
일 구체예로, 윤활제, 산화방지제, 광안정제, 가수분해안정제, 이형제, 안료, 대전방지제, 전도성부여제, 자성부여제, 가교제, 항균제, 가공조제, 내마찰제, 내마모제 및 커플링제를 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 조성물에 첨가할 수 있다. 이들 첨가제의 총 사용량은 첨가전 조성물 100 중량부에 대하여 0.2~5 중량부의 함량으로 포함되는 것이 통상적이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. In one embodiment, a lubricant, an antioxidant, a light stabilizer, a hydrolysis stabilizer, a releasing agent, a pigment, an antistatic agent, a conductivity imparting agent, a magnetic agent, a crosslinking agent, an antibacterial agent, a processing aid, Or two or more kinds thereof may be mixed and added to the composition. The total amount of these additives to be added is usually 0.2 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the composition before addition, but is not limited thereto.
상기한 바와 같은 각 성분들을 사용하여 본 발명의 폴리에스테르 수지 조성물을 제조하는 방법에는 특별한 제한이 없으며, 당 분야에 공지된 일반적인 수지 조성물 제조 방법을 사용하여 제조할 수 있다. 예컨대, 각 성분들을 믹서로 혼합하고 균일하게 분산시킴으로써 본 발명의 조성물을 수득할 수 있다. There is no particular limitation on the method for producing the polyester resin composition of the present invention by using each of the components as described above, and the resin composition can be produced using a general resin composition manufacturing method known in the art. For example, the compositions of the present invention can be obtained by mixing and uniformly dispersing each component in a mixer.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명의 비할로겐 난연화 폴리에스테르 수지 조성물을 가공하여 제조되는 것을 특징으로 하는 성형품이 제공된다. 본 발명의 폴리에스테르 수지 조성물을 가공하여 성형품으로 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 일반적인 수지 조성물 가공방법을 사용하여 성형 및 제조할 수 있다. 일 구체예에 따르면, 본 발명의 폴리에스테르 수지 조성물을 통상적으로 사용되는 블렌딩 방법에 의하여 240~280℃의 온도에서 이축 용융 혼련 압출기로 압출하여 성형용 펠렛(pellet)으로 제조하고(이때 압출기의 벤트(vent) 부위에서 진공탈포를 실행하는 것이 더욱 바람직하다), 이어서 제조된 펠렛을 100~120℃에서 4시간 이상 열풍 건조시킨 다음, 사출 성형기로 성형함으로써 최종 성형품을 제조할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a molded article characterized by being produced by processing the non-halogenated flame retardant polyester resin composition of the present invention. The method of producing the polyester resin composition of the present invention by processing it is not particularly limited and may be molded and manufactured by using a general resin composition processing method known in the art. According to one embodiment, the polyester resin composition of the present invention is extruded through a twin-screw melt-kneading extruder at a temperature of 240 to 280 ° C by a commonly used blending method to prepare a molding pellet (in this case, it is more preferable to perform the vacuum degassing at the vent portion). The pellet thus produced is then hot-air dried at 100 to 120 DEG C for 4 hours or more, and then molded into an injection molding machine to produce a final molded product.
본 발명에 따른 폴리에스테르 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품은 할로겐 물질을 포함하지 않으면서도 다양한 두께에서 효과적인 난연 특성을 가지며,이와 함께 높은 내열성과 기계적 특성을 구현하고 효과적인 가공성 및 외관 특성을 가지고 있는바, 다양한 용도의 성형 제품 및 내/외장 부품으로 사용될 수 있으며, 특히 프린터 정착기의 하우징에 유용하게 적용될 수 있다.The polyester resin composition according to the present invention and the molded article produced therefrom have effective flame retardancy at various thicknesses without containing a halogen material, and have high heat resistance and mechanical properties, and have effective processability and appearance characteristics , Molded products for various purposes, and interior / exterior parts, and can be particularly useful for a housing of a printer fixing machine.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. However, these examples are provided only for the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples in any sense.
실시예Example 1~5 및 1 to 5 and 비교예Comparative Example 1~12 1 to 12
본 실시예 및 비교예에서 사용한 성분들은 구체적으로 다음과 같다. The components used in this embodiment and the comparative examples are as follows.
(A) 폴리에스테르 수지: 폴리에틸렌테레프탈레이트(고유점도: 0.80 dl/g (25℃, 페놀/테트라클로로에탄 50/50 용액 중))(A) Polyester resin: polyethylene terephthalate (intrinsic viscosity: 0.80 dl / g (25 DEG C, in phenol / tetrachloroethane 50/50 solution))
(B) 포스포네이트계 난연제: 화학식 1의 가교화된 폴리포스포네이트(인함량: 6.5 중량%, 중량평균분자량: 약 46000)(B) Phosphonate flame retardant: Crosslinked polyphosphonate of formula (1) (phosphorus content: 6.5 wt%, weight average molecular weight: about 46000)
(C) 포스피네이트계 난연제: 알루미늄 다이에틸폴리포스피네이트(인함량: 23%)(C) phosphinate-based flame retardant: aluminum diethyl polyphosphinate (phosphorus content: 23%)
(D) 질소계 난연제: 멜라민 폴리포스포네이트(인함량: 12 중량%)(D) Nitrogen-based flame retardant: melamine polyphosphonate (phosphorus content: 12% by weight)
(E) 무기 필러: 촙트 유리 섬유(길이: 약 3mm)(E) Inorganic filler: glass fiberglass (length: about 3mm)
(F) 화학식 4의 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체(실록산 함량: 10 중량%)(F) Polysiloxane-polycarbonate copolymer (siloxane content: 10% by weight) of formula (4)
(G) 할로겐 난연제: 브로민 폴리스티렌계 난연제(브롬함량: 66 중량%)(G) Halogen flame retardant: bromine polystyrene flame retardant (bromine content: 66% by weight)
(H) 안티몬계 난연조제: 소디움 안티모네이트(안티몬 함량: 25 중량%)(H) antimony flame retardant aid: sodium antimonate (antimony content: 25% by weight)
하기 표 1(실시예 1~5) 및 표 2(비교예 1~12)에 나타낸 성분 및 함량의 원료물질들을 헨셀 믹서로 혼합하여 균일하게 분산시킨 다음, L/D=40, f=25mm인 이축 용융 혼련 압출기로 240~280℃의 온도에서 압출하여 펠렛 형태로 제조하고, 100~120℃에서 4시간 동안 열풍 건조한 후, 240~280℃의 온도로 사출성형하여 폴리에스테르 수지 조성물의 시편을 제조하였다. 무기 필러를 제외한 모든 성분은 주 투입기(main feeder)로 완전 혼합(total mixing)된 상태에서 투입하였고, 무기 필러는 압출기 중간 지점을 통해 측면 투입(side feeding)하였다. The raw materials of the components and contents shown in the following Table 1 (Examples 1 to 5) and Table 2 (Comparative Examples 1 to 12) were mixed by a Henschel mixer and uniformly dispersed. Then, L / D = 40 and f = Extruded at a temperature of 240 to 280 DEG C by a biaxial melt-kneading extruder to prepare pellets, hot-air drying at 100 to 120 DEG C for 4 hours, and injection molding at 240 to 280 DEG C to prepare a polyester resin composition specimen Respectively. All ingredients except the inorganic filler were added to the main feeder with total mixing, and the inorganic filler was side fed through the middle point of the extruder.
상기와 같이 하여 제조된 각 시편의 물성을 하기의 방법에 의해 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 3(실시예 1~5) 및 표 4(비교예 1~12)에 나타내었다.The physical properties of each specimen thus prepared were measured by the following methods. The results are shown in Table 3 (Examples 1 to 5) and Table 4 (Comparative Examples 1 to 12).
(1) 인장 강도: ASTM D638에 의거하여 평가하였다. (1) Tensile strength: Evaluated according to ASTM D638.
(2) 굴곡 강도: ASTM D790에 의거하여 평가되었다. (2) Flexural strength: Evaluated according to ASTM D790.
(3) 충격 강도: ASTM D256(1/8인치 두께, 노치 아이조드)에 의거하여 평가하였다.(3) Impact strength: Evaluation was made according to ASTM D256 (1/8 inch thickness, Notch Izod).
(4) 열변형 온도(HDT): ASTM D648에 의거하여 18.6 kgf/cm2의 하중으로 평가하였다. (4) Heat deformation temperature (HDT): It was evaluated according to ASTM D648 at a load of 18.6 kgf / cm 2 .
(5) 난연성: 미국의 언더라이터즈 래보러토리사(Underwriter's Laboratory Inc.)가 규정하는 UL94 시험방법에 의하여 측정하였다. 이는 수직으로 유지한 일정 크기의 시편에 버너의 불꽃을 10초간 접염한 후의 잔염시간이나 드립성으로부터 난연성을 평가하는 방법이다. 잔염시간은 착화원을 멀리 떨어뜨린 후 시편이 유염 연소를 계속하는 시간의 길이이고, 드립에 의한 면의 착화는 시편의 하단으로부터 약 300mm 아래에 있는 표지용의 면이 시편으로부터의 적하(드립)물에 의해 착화되는 것을 통해 결정되며, 난연성의 등급은 다음과 같이 나누어진다.(5) Flammability: Measured according to the UL94 test method prescribed by Underwriter's Laboratory Inc. of the United States. This is a method of evaluating the flame retardancy from the durability and durability of the flame after the flame of the burner is applied to the specimen of a certain size maintained vertically for 10 seconds. The surface of the label, which is located about 300 mm below the lower end of the specimen, is dripped from the specimen by the drip, It is determined through the ignition by water, the flammability class is divided as follows.
(6) 브롬 함량: 관에 브롬용 필터를 부착하고, 일정 시간 동안 50킬로볼트의 고정 전압을 인가한 뒤, XRF 방법을 이용하여 정량 분석하였다. 분위기는 대기 상에서 진행되었으며, 측정 기기로는 SEA 1000A ID2445 를 사용하였다.(6) Bromine content: A filter for bromine was attached to the tube, and a constant voltage of 50 kilovolts was applied for a predetermined period of time, followed by quantitative analysis using the XRF method. The atmosphere was airborne and SEA 1000A ID 2445 was used as the measuring instrument.
(7) 외관의 표면 특성: 3mm 두께의 시편을 사출 성형하여, 흐름성이 부족한 박막 성형품의 끝단을 관찰, 유리섬유가 표면에 돌출되었는지를 육안으로 판단하였다 (육안으로 관찰한 표면의 상태에 따라 상대적으로 [◎-우수, ○-양호, X-불량]으로 등급을 정하였다).(7) Surface properties of external appearance: A specimen having a thickness of 3 mm was injection molded to observe the end of the thin film molded article having insufficient flowability, and visually judged whether or not the glass fiber protruded on the surface (depending on the state of the surface observed with the naked eye Relatively [◎ - Excellent, ○ - Good, X - poor].
(8) 성형 가공성: 동일 조건에서 조성물의 압출 시행 시 압출기 다이에서 발생되는 스웰 및 스트랜드의 강도저하 등에 의한 연속 압출의 용이성 및 난이성을 스트랜드가 끊어지는 횟수를 통해 평가하였다. (상대적으로 [◎-지속적 압출가능, ○-비교적 연속공정 가능, X-연속 가공성 취약]으로 등급을 정하였다).
(8) Molding processability: The ease and extinction of continuous extrusion due to the swell and the strength of the strand generated in the extruder die during the extrusion of the composition under the same conditions were evaluated by the number of breaks of the strand. (Relatively [◎ - continuous extrusion possible, ○ - comparatively continuous processable, X-continuous processability].
[표 1][Table 1]
[표 2][Table 2]
[표 3][Table 3]
[표 4][Table 4]
상기 표 3 및 4로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 실시예 1~5의 비할로겐 폴리에스테르 수지 조성물은 다른 조성의 난연제가 첨가되어 있는 비교예 1~5 보다 다양한 두께에서의 난연 특성이 우수하였으며, 기계적 물성(열변형 온도, 인장 강도, 굴곡 강도, 충격 강도), 표면 특성 및 가공성 또한 양호하였다. As can be seen from Tables 3 and 4, the non-halogen polyester resin compositions of Examples 1 to 5 according to the present invention exhibited excellent flame retardancy at various thicknesses in comparison with Comparative Examples 1 to 5 in which flame retardants of different compositions were added , Mechanical properties (heat distortion temperature, tensile strength, flexural strength, impact strength), surface characteristics and workability were also good.
Claims (11)
(A) 폴리에스테르 수지 38~56 중량%;
(B) 포스포네이트계 난연제 2~9 중량%;
(C) 포스피네이트계 난연제 5~9 중량%;
(D) 질소계 난연제 1~4 중량%;
(E) 무기 필러 30~40 중량%; 및
(F) 하기 화학식 4 또는 5에 나타낸 구조를 가지는 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체 3~5 중량%;
를 포함하는 비할로겐 난연화 폴리에스테르 수지 조성물:
[화학식 4]
[화학식 5]
상기에서, R1은 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 히드록시기, 알킬기, 알콕시기, 또는 아릴기를 나타내고, R2는 독립적으로 탄소수 1 내지 13의 탄화수소기 또는 히드록시기를 나타내며, R3는 독립적으로 탄소수 2 내지 8의 알킬렌기를 나타내고, R4는 알킬, 사이클로알킬, 알케닐, 알콕시, 할로겐 원자, 또는 니트로로 치환되거나 비치환된 탄소수 6 내지 30의 방향족 탄화수소기를 나타내며, l은 1 내지 20, m은 0 내지 10, n은 2 내지 1000의 정수를 나타낸다.Based on the total weight of the composition
(A) 38 to 56% by weight of a polyester resin;
(B) 2 to 9% by weight of a phosphonate-based flame retardant;
(C) 5 to 9% by weight of a phosphinate-based flame retardant;
(D) 1 to 4% by weight of a nitrogen-based flame retardant;
(E) 30 to 40% by weight of an inorganic filler; And
(F) 3 to 5% by weight of a polysiloxane-polycarbonate copolymer having a structure represented by the following formula (4) or (5);
Halogenated flame retardant polyester resin composition comprising:
[Chemical Formula 4]
[Chemical Formula 5]
In the above, R 1 independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group, or aryl, R 2 is independently represent a hydrocarbon group or hydroxy group of a carbon number of 1 to 13, R 3 are independently C2 And R 4 represents an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, which is unsubstituted or substituted with alkyl, cycloalkyl, alkenyl, alkoxy, halogen atom or nitro, l is 1 to 20, m is 0 to 10, and n represents an integer of 2 to 1000.
[ 화학식 1]
The non-halogen flame retardant polyester resin composition according to claim 1, wherein the phosphonate flame retardant component (B) has a repeating unit structure represented by the following formula (1):
[Chemical Formula 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
상기에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 선형 또는 분지쇄의 C1-C6 알킬 또는 페닐을 나타내고, R3는 선형 또는 분지쇄의 C1-C10 알킬렌, C6 아릴렌, 하나 이상의 C1-C10 알킬로 치환된 C6 아릴렌, 또는 하나 이상의 C6 아릴로 치환된 C1-C10 알킬렌을 나타내며, M은 칼슘, 마그네슘, 아연 또는 알루미늄이고, m은 2 또는 3이고, n은 1 내지 3의 정수이고, X는 1 또는 2이다.The non-halogen flame retardant composition according to claim 1, wherein the phosphinate-based flame retardant component (C) is a monophosphinate represented by the following formula (2), a diphosphinate represented by the following formula Polyester resin composition:
(2)
(3)
Wherein R 1 and R 2 each independently represent a linear or branched C 1 -C 6 alkyl or phenyl, and R 3 represents a linear or branched C 1 -C 10 alkylene, C 6 arylene, It represents a C 1 -C 10 alkylene substituted with a C 6 arylene group, or one or more C 6 aryl substituted with at least one C 1 -C 10 alkyl, M is a calcium, magnesium, zinc or aluminum, m represents 2, or 3, n is an integer of 1 to 3, and X is 1 or 2.
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