KR0145521B1 - 난연 중합체 조성물 및 전기케이블 외장에의 그 용도 - Google Patents

난연 중합체 조성물 및 전기케이블 외장에의 그 용도

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KR0145521B1 KR1019890701634A KR890701634A KR0145521B1 KR 0145521 B1 KR0145521 B1 KR 0145521B1 KR 1019890701634 A KR1019890701634 A KR 1019890701634A KR 890701634 A KR890701634 A KR 890701634A KR 0145521 B1 KR0145521 B1 KR 0145521B1
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Abstract

내용없음

Description

난연 중합체 조성물 및 전기케이블 외장에의 그 용도
본 발명은 에틸렌의 공중합체를 함유하는 난연 중합체 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 이들 조성물은 할로겐화 유도체를 함유하지 않으며, 통상적 기술로써 특히 금소케이블용 절연 외장과 같은 불에 잘 견디는 물품으로 개조시키기에 적합하다.
중합체 물질을 함유하는 조성물의 내화성의 향상은 이들 물질의 제조업자 및 개조자들의 꾸준한 목표이며, 이들 물질의 가연성 및 화염진행가능성의 현저한 감소를 목적으로 한다. 할로겐화 유도체의 난연제로서의 용도는 공지되어 있으나, 이것은 연소시에 독성 및 부식성 기체를 초래하는 큰 단점이 있다. 제조업자 및 개조자들은 따라서 산화물, 수산화물 또는 알루미나 및 마그네시아의 수화물과 같은 무기금속염을 함유하는 조성물의 개발을 추구해 왔다.
그러나, 우수한 내화성을 얻기 위하여 이러한 무기 충전제를 충분한 양으로 첨가하는 것은 열등한 기계적 성질을 가지고/거나, 압출등의 통상적 방법에 의한 개조가 극히 어려운 물질을 초래한다. 즉, 다량의 알루미나 수화물을 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체에 첨가하면 조성물의 기계적 성질이 상기 공중합체의 그것보다 훨씬 열등하게 된다. 예를들면 에틸렌과 적어도 하나의 α-올레핀의 공중합체를 보완 첨가하므로써 이들 기계적 성질을 개선할 수 있으나, 이 경우에 내화성이 저하되고 이는 알루미나 수화물의 함량 증가를 촉진하여 결과적으로 기계적 성질은 더욱 감퇴된다.
본 발명이 해결하고자 하는 문제는 난연제를 함유하지 않는 조성물과 비교할 때 많이 감소되지 않은 우수한 내연성, 적당한 기계적 성질 및 사용 편의성을 동시에 가지는, 알루미나 또는 마그네시아의 수화물과 같은 화합물을 사용하는 난연 중합체 조성물을 정의하는 것이다. 상이한 성분들은 반드시 혼화성이 우수하여 조성물의 사용에 어려움이 없도록 해야 한다.
이 문제를 본 발명에 따르는 조성물을 사용하여 해결할 수 있다.
본 발명의 1차 대상은 a) 비닐아세테이트 함량이 20~50 중량%인 적어도 하나의 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(A) 15~55중량부, b) 적어도 하나의 에틸렌-알킬(메트) 아크릴레이트-불포화디카르복실산 무수물 삼중합체(B)25~62 중량부, c) 밀도가 0.880 ~ 0.915 이고 결정질 함량이 5%이상인, 에틸렌과 적어도 하나의 α-올레핀의 공중합체(C) 적어도 하나 8~45 중량부 및 d) 적어도 하나의 저밀도 폴리에틸렌 (D)0~5중량부로 구성되는 중합체상(phase)100중량부당 120~240중량부의 수화무기 충전제를 필수적으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 수화무기 충전제, 적어도 하나의 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 및, 에틸렌과 적어도 하나의 α-올레핀의 공중합체 적어도 하나로 이루어지는 난연 중합체 조성물에 있다.
본 발명에 따르는 조성물에 사용가능한 수화무기 충전제의 예로서 예컨대 평균 입자크기가 유리하게는 0.5~2㎛인 알루미늄 수화물A1(OH)3및 마그네슘 수화물Mg(oH)2를 들수 있다.
에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(A)는 자유라디칼 개시제 존재하에 고압 및 고온하의 공중합반응에 의해 일반적으로 수득된다.
에틸렌-알킬(테트)아크릴레이트-불포화디카르복실산 무수물 삼중합체(B)는
-에틸렌으로부터 유도된 잔기 83~98.7몰%,
-아크릴 및/또는 메타크릴산의 에스테르 적어도 하나로부터 유도된 잔기 1~14몰 %,
-불포화 디카르복실산 무수물(예컨대 말레산무수물등)로부터 유도된 잔기 0.3~3몰%로 구성되는 화합물로 이해됨이 본 발명에 따라서 바람직하다.
ASTM D-1238 표준의 표준조건(190℃, 2.16Kg 의 부하량)하에 측정된 삼중합체(B)의 유동지수는 유리하게는 1~10dg/분이다.
이 삼중합체는 예를들면 문헌 FR-A-2498609, FR-A-2569411 및 FR-A-2569412 에 기술된 조건으로 수득할 수 있다. 아크릴 또는 메타크릴산의 에스테트는 바람직하게는 1~8 탄소원자의 알킬기를 함유한다. 예컨대 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소-부틸, n-펜틸, n-헥실, 1-2-에틸 헥실, n-옥틸 및 시클로헥실 아크릴레이트 및 메라크릴테이트를 들 수 있다.
에틸렌과 적어도 하나의 α-올레핀의 공중합체(C)는 찌글러형 촉매개의 존재하에 공중합반응으로써 수득된다.
일반적인 표준 유동 지수(상기 기술된 바와같음)는 1~5dg/분이다.
저밀도 폴리에틸렌(D)는 자유라디칼 개시제(산소, 과산화물 또는 퍼에스테르등의)존재하에 고온(일반적으로 140~350℃) 및 고압(일반적으로 1000~4000바아)하에서의 에틸렌의 단일 중합반응으로서 수득된다. 그 밀도는 일반적으로 0.915~0.935이고 표준 유동 지수(상기 정의된 바와 같음)는 유리하게는 1~10dg/분이다.
본 발명에 따르는 조성물 중에서도
a) 20~55 중량부의 공중합체(A)
b) 26~52 중량부의 삼중합체(B)
c) 13~42 중량부의 공중합체(C)
d)0~3 중량부의 폴리에틸렌(D)
를 중합체상 100중량부당 함유하는 조성물이특히 유리하다.
중합체상 100중량부당
a) 30~40 중량부의 공중합체(A)
b) 35~45 중량부의 삼중합체(B)
c)23~33 중량부의 공중합체(C)
를 함유하는 조성물이 더욱 특히 바람직하다.
본 발명에 따르는 조성물은 일반적으로 산소한계 지수(하기에 정의됨)가 35%이상, 파쇄신장이 110%이상, 파쇄저항이 11MPa이상이다.
본 발명에 따르는 조성물은 분말 또는 과립형태의 성분들을 연화(malaxating)시켜 균질의 사용준비된 혼합물을 얻음으로써 제조할 수 있다.
이들은 또한 연화후에 중합체상으로부터 성분들을 용융 및 과립화하여 제조할 수도 있다. 얻어진 과립들을 다음에 필요한 양의 난연제로 연화하여 균질의 사용준비된 혼합물을 제공한다.
마지막으로 조성물은 모든 성분들의 연화(중합체상의 성분들은 용융상태임)후의 압출 및 과립화로써 제조할 수 있다.
압출은 공압출기((coextruder)로 수행할 수도 있으며, 중합체상이 용융상태이고 수화무기 충전제가 규칙적으로 분산된 조성물은 따라서 예컨대 금속 케이블용 외장으로 직접 개조할 수 있다.
본 발명의 2차 대상은 상기 기술된 바와 같은 조성물을 함유하는 공업직 물품에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 이들 공업적 물품은 전기케이블 외장에 있다.
상기한 케이블에의 응융에 덧붙여, 본 발명에 따르는 조성물은 그의 내연특성 및 그의 우수한 기계적 성질이 요구되는 기타 응융들이 있다. 이들은 폴리올레핀의 개조를 위한 통상적기술(압출,사출,회전성형)에 의해 내연성이 향상된 공업물품(시이트, 판, 프로우필, 중공체, 튜브, 호스)으로 개조될 수 있다는 장점이 있다.
하기 실시예로써 본 발명의 목적을 비제한적 방식으로 자세히 설명한다.
모든 조성믈은 분말 또는 과립상태의 상이한 성분들의 혼합물을 내부믹서에서 제조하고(그안에서 중합체 성분들은 용융됨)다음에 145℃에서 2축 스크류우압출기에 의해 혼합물을 압출하므로써 제조된다. 이들은 모두 평균입자크기1㎛의 알루미나수화물 Al(OH)3150중량부를 함유한다.
압출된 조성물에 대해 하기성질들을 측정한다:
-ASTM D-638 표준에 따라 측정되고 메가파스칼(MPa) 단위로 나타낸 파쇄저항(BR),
-ASTM D-638 표준에 따라 측정되고 % 단위로 나타낸 파쇄신장(EB),
-ASTM D-2863 에 따라 측정되고 % 단위로 나타낸 산소한계 지수(OLI),
[실시예 1~4(비교용)]
하기 성분들을 사용하여 조성물을 제조한다:
-상품명 에스코렌 UL 00728 시판되는, 비닐아세테이트 함량이 28중량%이고 유동지수(190℃, 부하량 2.16kg으로 ASTM D-1238 표준에 따라서 측정)가 7dg/분인 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(A).
-노트솔로 캄파니에서 상품명 로타데트 LX 4110으로 시판하는 에틸렌으로부터 유도된 단위 97.8 몰 % , n-부틸아크릴레이트로부터 유도된 단위 1.2몰%, 및 말레산무수물로부터 유도된 단위 1몰%를 함유하는 에틸렌-n-부틸 아크릴레이트-말레산무수물 삼중합체(B),
-노르솔로 캄파니에서 상물명 노르소플렉스 LW2220 으로 시판하는 밀도 0.910, 유동지수(190℃, 장입량 2.16kg으로 ASTM D-1238 표준에 따라서 측정) 2.7dg/분의 에틸렌.
-1-부렌공중합체(C).
조성물의 제조에 사용되는 성분들의 양(중량부단위) 및 그들의 성질 측정결과가 표 1에 나와있다.
대조용 조성물은 어느 것도 만족스러운 성질들을 동시에 결합하고 있지 않다. 특히, 그들의 파쇄신장은 목적하는 응융에 대해 불충분하다.
Figure kpo00001
비교실시예1~4에서와 동일한 성분들을 표 2에 나와 있는 중량부의 양으로 사용한다.
수행된 측정의 결과가 또한 표 2에 주어진다.
Figure kpo00002

Claims (10)

  1. a) 비닐아세테이트 함량이 20~50 중량%인 에틸렌-비닐아세테이트공중합체 (A)15~55중량부, b) 에틸렌-알킬(메트)아크릴레이트-불포화 디카르복실산 무수물 삼중합체 (B)25~62중량부, c) 밀도가0.880~0.915 이고 결정질 함량이 5%이상인, 에틸렌과 a-올레핀으로 이루어진 공중합체(C)8~45중량부, d) 저밀도 폴리에틸렌 (D)0~5중량부: 로 구성되는 중합체상 100중량부 당 수화무기 충전제 120~240중량부를 필수적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 수화무기 충전제, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 및 에틸렌과 α-올레핀으로 이루어진 공중합체를 함유하는 난연중합체 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 중합체 상 100중량부 당:
    a) 20~55중량부의 공중합체(A)
    b) 26~52중량부의 삼중합체(B)
    c) 13~42중량부의 공중합체(C)
    d) 0~3중량부의 폴리에틸렌(D)
    을 함유하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 중합체상 100중량부 당:
    a) 30~40중량부의 공중합체(A)
    b) 35~45중량부의 삼중합체(B)
    c) 23~33중량부의 공중합체(C)
    를 함유하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 수화무기 충전제가 중합체상 100중량부 당 150 중량부의 비율로 사용되는 알루미나 수화물인 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 공중합체(A)가 비닐 아세테이트로부터 유도된 잔기 28중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 삼중합체(B)가:
    -에틸렌으로부터 유도된 잔기83~98.7몰%,
    -아크릴산,메타크릴산, 또는 이들 둘 다의 에스테르의 적어도 하나 이상으로부터 유도된 잔기 1~14몰% 및
    -불포화 디카르복실산 무수물로부터 유도된 잔기 0.3~3몰F %를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 삼중합체(B)의 표준 유동지수가 1~10dg/분인 것을 특징으로 하는 조성물.
  8. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 공중합체(C)의 표준 유동지수가 1~5dg/분인 것을 특징으로 하는 조성물.
  9. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 산소한계 지수가 35이상이고, 파쇄신장이 110%이상이고 파쇄저항이 11MPa이상인 조성물.
  10. 제1항에 따르는 조성물을 함유하는 전기케이블 외장.
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