MCA의 장점:
- 독성이 낮고 부식성이 낮습니다.
멜라민 시아누레이트(MCA) 의 LD50은 4000mg/kg 이상입니다. X-Sb 난연제 시스템과 비교했을 때, MCA의 부식성은 훨씬 낮습니다. 예를 들어, MCA를 함유한 PA66은 용융 상태(300°C)에서 스테인리스강과 100시간 접촉 후 스테인리스강 금형의 부식을 유발하는데, MCA 시스템은 X-Sb 시스템의 1/50 수준에 불과합니다.
- 발생하는 연기의 양이 적습니다.
MCA는 열분해 시 CO2, N2, NH3를 방출하고 HX는 생성되지 않으므로 열분해 및 연소 시 발생하는 연기와 독성 및 부식성 물질의 양이 매우 적습니다. 예를 들어, MCA로 난연 처리된 비강화 PA6(UL94 V-0)의 최대 연기 밀도(Dm)는 NITS(NBS) 스모크 박스로 측정 시 각각 190과 80입니다. X-Sb계로 난연 처리된 PA6(UL94 V-0)의 경우, 이 두 값은 각각 790과 390으로 매우 높아 전자가 후자의 약 1/4 수준입니다.
(3) 높은 열 안정성 MCA는 320°C 이상의 고온을 견딜 수 있습니다. 따라서 일반 플라스틱의 가공 온도를 견딜 수 있습니다.
멜라민 시아누레이트의 용도
- 난연
MCA는 분자 내에 상당수의 질소 원자를 포함하고 있어 난연제로 사용하기에 특히 적합합니다. MCA의 적용 분야는 다음과 같습니다.
(1) MCA는 PA-6 난연 복합재 제조에 난연제로 사용됩니다. MCA는 비강화 PA에 널리 사용되며, 통계에 따르면 40년 서유럽 전기전자 플라스틱에 사용된 비강화 난연 PA의 약 2003%가 MCA 난연 제품이었습니다.
현재 PA6용 무할로겐 난연제로는 무기 난연제인 수산화마그네슘(MH)과 질소계 난연제인 멜라민 시아누레이트가 널리 사용되고 있습니다. 연구에 따르면 MCA와 MH는 각각 PA6 난연 복합재 제조에 난연제로 사용되는 것으로 나타났습니다. MCA와 MH의 첨가량이 20배일 때 PA6/MCA 복합재의 최종 산소 지수는 30.5에 도달하는 반면, PA6/MH 복합재의 최종 산소 지수는 23.5에 불과하여 MCA의 난연 효율이 더 높음을 알 수 있습니다.
한편, 복합 PA6/MCA의 인장강도는 66.8 MPa로 PA1.14/MH 복합재의 6배에 달했습니다. PA6/MCA 복합재의 용융유동속도는 74 g/10분으로 PA4/MH 복합재의 9배에 달했습니다.
(2) 에폭시 수지용 난연제 MCA. MCA는 난연제로서 에폭시 수지의 산소 지수를 24~28에서 46~48로 높일 수 있습니다. 연구에 따르면 MCA는 에폭시 수지 무수물 경화제(EP)에 탁월한 난연 효과를 나타내며, 5부만 첨가해도 EP가 자기소화 수준에 도달할 수 있습니다.
MCA는 EP의 열 개시 분해 온도와 최대 열 중량 감소율을 낮추고, 고온에서 EP의 열 안정성을 개선했습니다.
(3) MCA는 비닐 아세테이트 에멀젼, 아크릴레이트 에멀젼 및 고무 에멀젼에 첨가하여 난연성 코팅을 제조할 수 있습니다. 연구에 따르면 코팅막 접착력 및 평활성이 우수하며, 착색 오염이 없습니다.
(4) 난연성 PBT. PBT 100배, 불소화 합성 운모 5배, MCA 5배로 구성되어 UL94V-0 등급의 난연 성능을 발휘합니다. MCA 난연제의 적용 범위는 비교적 넓으며, 폴리아미드 6(66), PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), TPE(열가소성 엘라스토머 케이블), PU(폴리우레탄), POM(폴리포름알데히드), PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), 페놀 수지, 에폭시 수지, PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 수지, 아크릴 에멀젼, PPO/PS 등 다양한 소재에 적용 가능합니다.
- 윤활유 첨가제
MCA는 수성 윤활제 및 고체 윤활제와 윤활유의 첨가제로 제조될 수 있으며, 탁월한 오일 절감 효과를 보입니다. 고온, 저온, 고압 조건에서 다양한 기계 윤활에 널리 사용될 수 있으며, 내마모성이 우수합니다. 윤활제로서 MCA는 고체 윤활제인 이황화몰리브덴과 유사한 여러 특성을 가지고 있지만, 이황화몰리브덴보다 가격이 훨씬 저렴하여 이상적인 대체재입니다. 이 제품은 흰색에 무독성, 무취이며 세척이 용이하여 비디오, 가정용 화학 제품, 재봉 및 포장 기계의 윤활 과정에서 오염 및 착색을 방지하는 장점이 있습니다.
- 기타 용도
(1) 코팅용 화학섬유 매트제.
MCA와 수지의 접착력이 좋고, 떨어지기 쉽지 않지만 오염을 일으키기 쉽지 않으며, 화학섬유 매트제로 사용 시 진백과 실리카겔보다 효과가 더 좋습니다.
- 도금 등급 플라스틱 첨가제.
MCA를 나일론 플라스틱에 첨가하면 도금 시 접착력을 향상시킬 수 있습니다. 과거에는 플라스틱과 금속 코팅 사이의 접착력이 요구 조건을 충족하지 못해 ABS 도금에만 국한되었으며, 나일론 플라스틱은 도금이 쉽지 않았습니다. 오늘날 MCA를 나일론에 첨가하면 도금 후 우수한 층간 접착력을 얻을 수 있습니다. 이렇게 도금된 플라스틱은 내열 액세서리, 폼 쉘, 도어 손잡이 등에 널리 사용될 수 있습니다.
- 폴리머 콘크리트 첨가제.
MCA를 추가하면 콘크리트의 강도를 향상시키고 콘크리트의 수명을 연장할 수 있습니다.
- 피부 화장품의 원료.
MCA는 생리 기능을 저해하지 않고 피부를 보호하는 역할을 하기 때문에 면도용 그린, 자외선 차단 파우더 등으로 사용할 수 있습니다. 기존 화장품은 피부에 바르는 경우 땀, 눈물, 피지 등 인체 분비물뿐만 아니라 비, 눈, 바닷물 등의 액체에 의해 변성, 탈락되어 피부 관리 효과를 크게 떨어뜨립니다. 반면 MCA는 피부에 잘 밀착되어 쫀쫀하고 미끈거리는 느낌을 주어 화장품 첨가제로 매우 적합합니다. MCA를 첨가하면 피부 밀착력을 크게 향상시켜 피부를 촘촘하고 매끄럽게 가꿔줍니다.
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