안녕하세요 여러분, 저처럼 자동차 외장, 전자 인클로저, 실외 간판 등 폴리머 업계에 종사하는 분이라면 분명히 다음과 같은 질문을 해보셨을 것입니다. 자외선 방지 PC/ABS는 실제로 UV 노화 테스트에서 충분히 견고합니까? 나는 수지 공급 분야에서 수년을 보냈고, 외부에서 단 몇 달만 지나면 깨지거나, 노랗게 되거나, 부서지기 쉬운 허술한 부품을 처리한 제조업체로부터 전화를 받았기 때문에 이해합니다. 오늘은 이 문제를 전문 용어 없이 똑바로 분석하고 UV 방지 PC/ABS의 실제 UV 저항성에 대한 신화를 정리하겠습니다.
우선 기본부터 시작해 보겠습니다. PC/ABS는 이미 주력 폴리머 혼합물입니다. 폴리카보네이트의 충격강도와 아크릴로니트릴부타디엔스티렌의 가공성을 결합해 자동차 범퍼부터 노트북 하우징까지 어디에나 사용됩니다. 그런데 일반(일반등급) PC/ABS는요? 햇빛에 있으면 끔찍해요. UV 광선은 시간이 지남에 따라 ABS의 부타디엔 단계를 분해합니다. 사슬 절단으로 인해 플라스틱이 노란색으로 변하고 부서지기 쉬우며 심지어 표면 초킹이 발생한다고 생각됩니다. 그래서 Anti-UV(UV-Resistant) PC/ABS가 존재하는 거겠죠? 그러나 여기에 문제가 있습니다. 모든 UV 차단 혼합물이 동일하게 생성되는 것은 아닙니다. 그것이 제가 매일 고객과 함께 집에서 훈련하는 큰 요점입니다.
이제 표준 UV 노화 테스트에서는 실제로 어떤 일이 발생합니까? 우리 대부분은 ASTM G154 또는 ISO 4892-3을 사용하여 몇 시간에 걸쳐 UVA/UVB 노출을 시뮬레이션하며, 때로는 실제 실외 조건을 모방하기 위해 결로 현상도 발생합니다. UV 차단 PC/ABS의 경우 우수한 제품은 단지 몇 시간의 테스트 시간을 '견딜' 수 있는 것이 아니라 수백 시간, 심지어 수천 시간 동안 기계적 특성, 색상 및 표면 무결성을 유지해야 합니다. 그 뒤에 숨은 과학에 대해 이야기해 봅시다. 최고의 UV 차단 PC/ABS는 단순히 UVA(UV 흡수제)를 덧대는 것이 아니라 PC와 ABS 단계를 모두 안정화합니다. 많은 저렴한 블렌드는 ABS의 폴리부타디엔 고무 상을 보호하기 위해 적절한 HALS 안정제 없이 기본 UV 흡수제만 추가합니다. 부타디엔 상은 UV 노출 시 가장 빠르게 분해되기 때문에 시간이 지남에 따라 백악화, 취성 및 황변을 유발하는 약점이 됩니다. 이것이 바로 많은 레진 제조업체가 저지르는 실수이며, 이것이 바로 많은 제조업체가 부품 불량으로 끝나는 이유입니다.
저는 UV 차단 PC/ABS 수지 공급업체로서 이를 직접 목격했습니다. 작년에 한 고객이 단 500시간 만에 ASTM G154 테스트에 실패한 부품을 가지고 나에게 왔습니다. 그들은 ABS에 UVA만 있는 값싼 오프 브랜드 자외선 차단제를 구입했습니다. 우리는 두 폴리머 상을 모두 보호하는 균형 잡힌 UVA/광 안정제(HALS) 시스템을 사용하는 포뮬러로 교체했으며, 동일한 부품은 눈에 띄는 황변 현상이 없고 충격 강도 유지율이 90% 이상으로 3,000시간을 통과했습니다. 그것은 큰 차이입니다. 하지만 잠깐만요, 다른 PC/ABS 변종과 비교하면 어떻습니까? 예를 들어, 유리 섬유 강화 PC/ABS 수지(여기에서 확인할 수 있음: /pc-abs-resin/glass-fibre-reinforced-pc-abs-resin.html)는 강성에 탁월하지만, 안정제가 섬유와 일치하지 않으면 유리를 추가하면 UV 노화가 더욱 악화될 수 있습니다. 따라서 일반 수지가 아닌 강화 혼합물을 위한 맞춤형 자외선 차단 제제가 필요합니다. 난연성 PC/ABS 수지에도 마찬가지입니다. 난연성 첨가제는 때때로 UV 안정제와 상호 작용할 수 있으므로 FR 패키지와 충돌하지 않는 안정제를 선택해야 합니다. 그렇지 않으면 UV 저항성이 저하됩니다.
말하자면, 많은 사람들이 자외선 방지 기능과 다른 특성을 혼동하고 있습니다. 예를 들어 실외 전기 인클로저에 난연성 부품이 필요한 경우 난연성 성능과 UV 저항성을 혼동하고 싶지 않을 것입니다. 당사는 무할로겐 난연성 PC/ABS 수지도 보유하고 있으며(링크: /pc-abs-resin/halogen-free-flame-retardant-pc-abs-resin.html), 실외 사용의 경우 항상 전용 UV 안정제 패키지를 추가합니다. 무할로겐 FR 첨가제는 보호하지 않은 채로 두면 UV 분해에 더 민감할 수 있기 때문입니다. 그리고 어떤 등급이 적합한지 확실하지 않은 경우 당사의 일반 등급 PC/ABS 수지(링크: /pc-abs-resin/general-grade-pc-abs-resin.html)는 실내용입니다. 절대로 실외에서 사용하지 마십시오. 부서질 수 있습니다. 당사의 UV 저항성 PC/ABS 수지(링크: /pc-abs-resin/uv-proof-pc-abs-resin.html)는 이러한 표준 UV 노화 테스트를 통과하도록 특별히 제조되었지만, 문제는 다음과 같습니다. 아무리 최고의 UV 방지 혼합물이라도 올바르게 처리하지 않으면 실패할 것입니다. 잠깐, 부분 처리가 UV 저항에도 영향을 미친다는 점을 간과하지 말자. 성형하는 동안 레진을 과열하면 UV 안정제가 분해되어 모든 공식 작업이 낭비될 수 있습니다. 나는 항상 고객에게 안정 장치의 활성 상태를 유지하기 위해 더 높은 온도가 아닌 권장 배럴 온도에서 수지를 작동하라고 말합니다.
이제 하드 데이터를 살펴보겠습니다. 자체 테스트를 통해 UV 차단 PC/ABS 혼합물은 ASTM G154 노출 3,000시간 후에도 충격 강도가 92% 유지되고 Delta E 색상 변화가 2 미만(육안으로는 거의 눈에 띄지 않음)이며 표면 초킹이 발생하지 않습니다. 1,000시간 후에도 충격 강도가 40%만 유지되는 일반 PC/ABS와 10이 넘는 슈퍼 노란색을 띠고 부서지기 쉬우며 표면에 먼지가 묻어 있는 Delta E와 비교해 보세요. 그것이 저항의 진정한 의미입니다. 하지만 일부 사람들은 이렇게 묻습니다. 왜 일부 UV 차단 PC/ABS 부품은 실험실 테스트를 통과하더라도 실제 실외 테스트에 실패합니까? 실험실 테스트가 가속화되기 때문에 UV 강도를 높여 몇 주 만에 수년간의 태양을 시뮬레이션합니다. 실제 생활에는 햇빛, 비, 온도 변화, 오염 등이 다양합니다. 그러나 부품이 3,000시간의 가속 실험실 테스트를 통과하면 일반적으로 온화한 기후의 야외에서 5~7년 동안 사용할 수 있으며 이는 값싼 혼합물이 관리할 수 있는 것보다 훨씬 더 많은 것입니다.
또 다른 일반적인 통념은 색소를 첨가하면 자외선 저항성이 사라진다는 것입니다. 아니요, 올바른 안료를 선택하면 그렇지 않습니다. 우리는 안료 공급업체와 협력하여 안료를 우리의 안정제 시스템에 일치시킵니다. 일부 안료는 UV를 흡수하여 추가 보호 기능을 추가하므로 유색 자외선 방지 부품은 실제로 천연 투명 부품보다 저항력이 더 강할 수 있습니다. 그러나 저렴하고 테스트되지 않은 안료를 사용하면 안정제와 반응하여 효과가 감소할 수 있습니다. 이것이 제가 고객에게 경고하는 또 다른 함정입니다.
그렇다면 원래의 질문으로 돌아가서: 자외선 방지 PC/ABS는 자외선 노화 테스트에 내성이 있습니까? 짧은 대답은 다음과 같습니다. 올바른 공식이라면 그렇습니다. 시중에 판매되는 모든 UV 차단 혼합물이 동일한 것은 아닙니다. 작동하는 제품은 두 가지 폴리머 단계를 안정화하고 안정제를 유리 섬유나 난연제와 같은 첨가제와 일치시키며 ASTM G154 또는 ISO 4892-3과 같은 실제 표준에 따라 테스트되었습니다. 실외 부품용 수지를 소싱하는 제조업체인 경우 UV 차단 라벨이 붙은 제품을 구입하지 말고 테스트 데이터를 요청하고 안정제 시스템이 어떻게 작동하는지 물어보고 해당 제품이 귀하의 응용 분야에 맞는지 확인하십시오.
노화 테스트에서 실제로 입증된 신뢰할 수 있는 UV 차단 PC/ABS 수지를 찾고 있거나 유리 강화, 난연성, 할로겐 프리 등 올바른 변형을 선택하는 데 도움이 필요한 경우 당사 조달 및 기술 팀과 연결하여 특정 요구 사항을 논의하세요. 우리는 귀하의 부품이 종이뿐만 아니라 실제 세계에서도 유지되도록 하기 위해 왔습니다.
참고자료:
- ASTM 인터내셔널. (2020). 비금속 재료 노출을 위한 형광 자외선(UV) 램프 장치 작동에 대한 표준 실습(ASTM G154-20). 웨스트콘쇼호켄, 펜실베니아: ASTM.
- 국제표준화기구. (2017). 플라스틱 - 실험실 광원 노출 방법 - 3부: 형광 UV 램프(ISO 4892-3:2017). 스위스 제네바: ISO.
- Liao, Y., & Chen, C. (2019). PC/ABS 혼합물의 UV 노화 거동: 안정제 시스템 및 상 형태의 영향. 응용고분자과학저널, 136(22), 47582.
- 장, L., 그 외 여러분. (2021). PC/ABS의 난연 첨가제와 UV 안정제 간의 상호 작용: 실외 응용 분야에 대한 시사점. 중합체 분해 및 안정성, 189, 109687.