KR100680822B1

KR100680822B1 - 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 수지조성물

Info

Publication number: KR100680822B1
Application number: KR1020050087562A
Authority: KR
Inventors: 이순종; 김철환
Original assignee: 진영테크주식회사
Priority date: 2005-09-21
Filing date: 2005-09-21
Publication date: 2007-02-08

Abstract

본 발명은 폴리올레핀수지 15 내지 35중량%, 무기 난연제 60 내지 80중량% 및 경량필러 0 내지 15중량%를 포함하는 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 수지조성물에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 압출 가공성이 우수하여 종래의 저밀도 폴리에틸렌수지를 심재로 사용하여 알루미늄복합판넬을 제조하는데 사용되는 압출기에 용이하게 적용될 뿐만 아니라, 이를 이용하여 제조되는 알루미늄복합판넬의 난연성이 우수한다.

폴리올레핀, 알루미늄복합판넬, 난연성, 경량필러

Description

비할로겐계 난연성 폴리올레핀 수지조성물{Non-halogen Flame Retardant Polyolefin Composition}

본 발명은 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 수지조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리올레핀 수지, 무기난연제 및/또는 경량필러로 구성된 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 수지조성물에 관한 것이다.

건축내·외장재로 사용되는 알루미늄복합판넬은 알루미늄, 접착층, 심재(폴리에틸렌수지), 접착층 및 알루미늄이 순차적으로 형성된 다층 구조를 갖는 바, 상기 다층구조는 고가인 알루미늄 원판의 사용을 감소시키기 위해 얇은 알루미늄, 바람직하게는 0.5mm 이하의 두께를 갖는 알루미늄판을 구비한 후 심재로서 저렴한 플라스틱 소재를 상기 알루미늄판에 접착시키는 구성을 갖는다.

이러한 알루미늄복합판넬의 일례로서, 일본특허공개 평2-63734호 및 일본특허공개 평2-63735호에는 심재인 폴리에틸렌수지의 연속 압출방식에 의한 알루미늄복합판넬의 제조방법이 개시되어 있다. 그러나 전술한 알루미늄복합판넬의 제조방법은 접착층을 구성하는 접착성 수지와 심재인 폴리에틸렌수지를 공압출하는 방법 으로 개량되었다.

여기서, 상기 공압출 방법은 심재로 사용되는 재료의 흐름성이 중요한 바, 흐름성이 좋지 않을 경우 접착층과 흐름이 불균일하고, 압출 부하상승에 따른 연속적인 생산이 곤란하게 되며, 흐름성이 과다하게 좋은 경우 압출다이와 폴리싱롤 사이에 열 처짐 현상이 발생하여 폴리싱롤에서의 뱅크형성이 불균일해져 제품의 두께편차뿐만 아니라 접착층이 균일하게 도포되지 않는 문제점 등이 발생된다.

이와 같은 방법으로 제조되는 종래의 알루미늄복합판넬의 심재로 사용되는 폴리올레핀계 수지는 무게가 가볍고 가격이 저렴할 뿐만 아니라, 물성이 우수하여 다양한 용도로 사용되고 있으나, 재료 자체의 가연성이 높아 그 사용범위가 제한되어 왔다.

최근 들어, 상기 가연성을 극복하기 위해 폴리올레핀계 수지조성물에 할로겐 계통의 난연제를 첨가하여 불연성을 증진시키는 연구가 진행되어 왔으나, 이러한 조성물은 연소시 유독가스를 발생시키는 문제점 등이 있다.

이에, 전술한 문제점을 극복하기 위하여 비할로겐계 무기 난연제인 수산화마그네슘 및/또는 수산화알루미늄과 같은 무기 난연제를 수지조성물에 혼합시켜 상기 무기 난연제를 포함하는 수지조성물로 제조된 제품에 충분한 난연성을 부여하고 있다.

그러나 상기 수지조성물은 일반적으로 난연성을 확보하기 위해 다량의 난연제를 포함함과 함께 물성 개선을 위한 상용화제를 사용하므로 압출 가공성이 현저히 저하되어 통상적인 폴리에틸렌 압출장비로는 가공할 수 없게 되는 문제점 등이 있다.

이러한 일례로서, 대한민국특허공개 특2002-0036291호 및 특2002-0049444호에는 저밀도 폴리에틸렌 15 내지 25중량%, 수산화마그네슘 65 내지 80중량% 및 상용화제 5 내지 10중량%를 포함하는 불연성 폴리올레핀 수지조성물 및 이를 이용한 알루미늄복합판넬의 제조방법이 개시되어 있다.

그러나 전술한 종래기술은 폴리올레핀 수지조성물에 에틸렌계 불포화 카르복실산, 에틸렌계 불포화 카르복실산 언하이드라이드 또는 에틸렌계 불포화 카르복실산 에스테르 단량체가 그라프트된 선형저밀도 폴리에틸렌 공중합체 20 내지 30중량%, 그라프트되지 않은 선형저밀도 폴리에틸렌 15 내지 25중량%, 에틸렌비닐아세테이트 30 내지 40중량% 및 폴리스티렌 5 내지 15중량%로 이루어진 상용화제를 포함하고 있으므로, 이로 인한 수지조성물의 흐름성이 현저히 감소되어 통상적인 저밀도 폴리에틸렌을 압출하는 압출기를 사용하여 알루미늄복합판넬을 제조하는 것이 곤란할 뿐만 아니라, 상기 조성물을 사용하기 위해서는 상기 수지조성물의 물성에 맞는 압출기를 별도로 제작하여야 하여야 하고, 이러한 수지조성물에 포함된 상용화제를 제조하는 별도의 공정을 더 필요로 하여 생산비가 상승하는 문제점 등이 있다.

이에, 본 발명자들은 전술한 문제점을 극복하기 위한 수지조성물에 대하여 지속적으로 연구하던 중 종래의 수지조성물에 사용된 상용화제 대신 경량필러를 사용할 경우 알루미늄복합판넬을 제조하기 위한 통상적인 압출기에서 용이하게 압출 가공할 수 있고, KS F2271(건축물의 내장 재료 및 구조의 난연성 시험방법)에 의거 한 난연2급 이상의 제품을 제조할 수 있다는 점을 착안하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명은 전술한 문제점을 극복하기 위해 도출된 것으로서, 폴리올레핀 수지, 무기 난연제 및/또는 경량필러로 구성된 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 수지조성물을 제공하는 것에 기술적 과제가 있다.

본 발명은 폴리올레핀수지 15 내지 35중량%, 무기 난연제 60 내지 80중량% 및 경량필러 0 내지 15중량%를 포함하는 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 수지조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 수지조성물에 있어서, 상기 "난연성"이란 방염 및 내염을 의미한다.

본 발명에 다른 폴리올레핀수지는 폴리에틸렌수지 및 에틸렌공중합체의 혼합물, 폴리에틸렌수지 및 열가소성고무의 혼합물 또는 이들의 혼합물을 의미하는 것으로서, 그 사용량은 전체 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 수지조성물 중량 대비 15 내지 35중량%를 사용하는 것이 좋다.

이때, 상기 폴리올레핀수지의 사용량이 15중량% 보다 낮으면 필러함량이 높게 되어 가공성이 곤란하고, 그 사용량이 35중량% 이상이면 난연성이 부족하여 요 구되는 난연성, 바람직하게는 KS F2271 난연 2급을 만족하는 난연성을 갖지 못한다.

본 발명에 따른 폴리올레핀수지를 구성하는 폴리에틸렌수지는 저밀도 폴리에틸렌수지(LDPE), 극저밀도 폴리에틸렌(VLDPE) 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌수지(LLDPE)가 단독 또는 혼합되어 사용될 수 있는 바, 그 사용량은 전체 폴리올레핀수지 중량 대비 20 내지 80중량%를 사용하는 것이 좋고, 그 밀도는 0.89 내지 0.929g/cm³, 용융지수는 10 내지 60g/10분의 범위를 갖는 것이 좋다.

이때, 상기 용융지수가 10g/10분 보다 낮으면 압출 가공성이 용이하지 않고, 60g/10분 보다 높으면 열 처짐 현상이 발생되어 뱅크 형성이 불균일해 진다.

본 발명에 따른 폴리올레핀수지를 구성하는 에틸렌 공중합체는 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-옥텐 공중합체, 에틸렌-부텐 공중합체, 에틸렌-헥센 공중합체, 에틸렌비닐아세테이트, 에틸렌에틸아크릴레이트, 에틸렌메틸아크릴레이트 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상을 의미하는 것으로서, 그 사용량은 상기 폴리올레핀수지 중량 대비 20 내지 80중량%로 포함되는 폴리에틸렌수지의 나머지 100중량% 조성량이 좋다.

본 발명에 따른 폴리올레핀수지를 구성하는 열가소성고무는 SBS(styrene-butadiene-styrene 공중합체), SIS(styrene-isoprene-styrene 공중합체)와 이들의 수소첨가 제품인 SEBS(styrene-ethylene-butylene-styrene 공중합체), SEPS(styrene-ethylene-propylene-styrene 공중합) 및 HSBR(Hydrogenated styrene-butadiene rubber), EPDM(ethylene-propylene-diene monomer)/폴리올레핀수지의 동적가교물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상을 의미하는 것으로서, 그 사용량은 상기 폴리올레핀수지 중량 대비 20 내지 80중량%로 포함되는 폴리에틸렌수지의 나머지 100중량% 조성량이 좋다.

이에, 본 발명에 따른 폴리올레핀수지를 구성하는 폴리에틸렌수지, 에틸렌 공중합체 및/또는 열가소성고무의 조성비에 있어서, 상기 폴리에틸렌수지는 적어도 전체 폴리올레핀수지 중량 대비 20 내지 80중량%를 포함하고, 이를 제외한 조성, 예를 들면 에틸렌공중합체 및/또는 열가소성고무는 나머지 100중량% 조성량을 갖도록 첨가된다.

여기서, 상기 폴리에틸렌수지의 함량이 80중량% 보다 높으면 유연성이 감소되어 굴곡시 크랙이 발생되고, 가공시 열 처짐 현상이 발생하여 뱅크 불균일에 의한 심재의 접착불량 및 두께편차가 발생되며, 상기 폴리에틸렌수지의 함량이 20중량% 보다 낮으면 제조되는 수지조성물의 가열변형 온도가 낮아진다.

본 발명에 따른 무기 난연제는 전체 수지조성물 대비 60 내지 80중량%, 바람직하게는 70 내지 75중량%로 사용되며, 사용 가능한 난연제로는 당업자에게 통상적으로 알려진 난연제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 수산화마그네슘, 수산화알루미늄 및 탄산마그네슘을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직한 입자크기는 1 내지 60㎛, 비표면적(BET) 0.4 내지 35m²/g이 좋다.

여기서, 상기 무기 난연제의 함량이 60중량% 이하이면 난연성이 감소, 예를 들면 KS F2271에 의거한 난연 2급 이하로 감소되고, 그 함량이 80중량% 보다 높으면 압출부하 상승으로 인한 가공성이 용이하지 않게 되어 최적 목적물을 제조하는 것이 곤란하다.

본 발명에 따른 경량필러는 수지조성물에 포함되어 수지조성물의 비중을 감소시키기 위한 것으로서, 이러한 목적으로 사용되는 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 속이 빈 중공을 갖는 구형으로 형성되어 혼련시 중공의 경량필러 일부가 파쇄 되어 폴리머의 일부가 파쇄된 부분으로 침투함으로써 물리적으로 폴리머를 지지해주어 열 처짐 현상을 개선하도록 하는 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 좋다.

그러므로 본 발명에 따른 경량필러는 상기 목적을 달성할 수 있는 것이라면, 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 화산폭발로 생성된 화성암, 특히 바람직하게는 상기 화성암 중 진주암을 1200 내지 1300℃에서 발포시킨 것으로서, 0.05 내지 0.35g/cm³, 평균입도 5 내지 300㎛를 갖는 것이 좋고, 사용량은 전체 수지조성물 대비 0 내지 15중량%, 바람직하게는 5 내지 10중량%를 사용하는 것이 좋다.

여기서, 상기 경량필러의 조성 "0"은 수지조성물에 경량필러를 첨가하지 않는 것을 의미하는 것으로서, 상기 경량필러를 수지조성물에 첨가하지 않을 경우 수지조성물의 비중감소 효과가 낮아지지만, 상기 경량필러를 제외한 수지조성물인 폴리에틸렌수지와 에틸렌코폴리머 또는 열가소성고무 등의 적당한 배합비를 통해 열 처짐 현상을 해소할 수 있음을 나타낸다.

이때, 상기 경량필러의 함량이 전체 수지조성물 중량 대비 15중량% 이상으로 첨가되면 가공성이 저하될 뿐만 아니라, 폴리싱롤에서 뱅크형성이 곤란하여 알루미늄복합판넬 제조시 접착불량 및 두께편차를 발생시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 수지조성물은 전술한 성분이외에 산화방지제, 가공조제, 필러분산제 및/또는 제습제 등을 추가로 소량 더 첨가할 수 있다.

전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 수지조성물의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저 전체 수지조성물 중량 대비 15 내지 35중량%의 폴리올레핀수지 및 60 내지 80중량%의 무기 난연제를 150℃의 혼합장치에 투입하여 용융 혼련시킨다.

이때, 상기 폴리올레핀수지 및 무기 난연제를 용융 혼련시키는 장치로는, 당업계에서 통상적으로 사용되는 이축압출기, 밴버리믹서 및 니더믹서 등이 있으며, 바람직하게는 밴버리믹서 및 니더믹서 등의 혼합장치를 사용하는 것이 좋다.

그 다음, 용융 혼련된 혼합물을 약 13분간 혼련한 후, 0 내지 15중량%의 경량필러를 투입하여 2분 더 혼련한다.

그 다음, 상기 혼련된 혼합물을 배출하여 150 내지 170℃ 온도범위를 갖는 단축 압출기를 통과시켜 펠렛 상의 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 수지조성물을 제조한다.

이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

먼저 본 발명에 따른 실시예를 설명하기에 앞서, 하기 실시예에 의하여 제조되는 물질의 물성측정 방법을 설명하면 다음과 같다.

[물성측정 방법]

1) 비중 : ASTM D1505,

2) MI(190℃, 10kg) : 압출 흐름성 척도로서 ASTM D1238에 의거하여 측정함,

3) 굴곡성 : 알루미늄복합판넬의 벤딩 특성을 간접적으로 측정하기 위한 방법으로 다음과 같이 평가한다.

제조된 조성물을 150℃의 믹싱롤에서 10cm(길이)×10cm(폭)×3mm(두께)로 쉬트를 제작하여 냉각시킨 후 반경이 2cm인 봉에 대고 양쪽을 180ㅀ가 될 때까지 구부려 크랙발생유무를 판별한다.

평가기준: ○: 크랙없음. △: 부분크랙, X: 부러지거나 그에 준함,

4) 압출시험 및 난연시험

제조된 비할로겐계 난연성 폴리올레핀수지 조성물을 저밀도 폴리에텔렌 심재를 사용하는 공압출방식에 의한 알루미늄복합판넬제조설비에 투입하여 저 밀도 폴리에틸렌 대비 압출부하 및 생산성, 열 처짐현상, 폴리싱롤에서의 뱅크의 균일성 등을 관찰하며, 이렇게 제작된 불연성 알루미늄 판재를 시편 제작하여 KS F2271규격에 따라 난연2급 시험을 수행한다.

이때, 알루미늄 판재의 두께는 4mm로서 판재 양 층의 알루미늄두께는 각각 0.5mm이고 접착층을 포함한 심재의 두께는 3mm로 구성된다.

[압출부하평가기준]

저밀도 폴리에틸렌수지의 압출부하를 1로 보았을 때 상대적인 부하정도를 나타낸다.

[열 처짐 및 뱅크균일성 평가기준] ○: 양호, △: 보통, X: 불량

여기서, 사용된 압출기 사양 및 온도조건은 다음과 같다.

(1) 압출기 사양

L/D=30∼32, 실린더 직경=150mm, 스크류 압축비=3.5:1, 스크류 형태=BM, 모터용량= DC 220KW, T-die=1250mm

(2) 온도조건

주압출기(난연성 폴리올레핀수지) = 170℃∼200℃

부압출기(접착성수지) = 180℃∼200℃

상기 압출기에서 전술한 조건은 저밀도 폴리에틸렌수지를 압출 할 경우, 분당 2.4미터씩 생산할 수 있는 설비를 의미한다.

<실시예 1>

전체 수지조성물 중량 기준으로 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE, MI=20, 비중=0.924)[JL210, SK(주), 대한민국] 10중량%와 에틸렌공중합체[인게이지 8200, 듀폰-다우, 미국] 20중량%로 이루어진 폴리올레핀수지 및 난연제인 수산화마그네슘[막쉴드 에스, 마틴 마리에타 마그네시아 스페셜리스트, 미국] 65중량%를 온도가 150℃로 맞춰져 있는 110리터 용량의 니더믹서[화인기계, 대한민국]에 넣은 후 약 13분 동안 용융 혼련시켰다.

그 다음, 상기 혼합물에 경량필러(벌크비중 0.16 내지 0.20, 평균입도 90㎛) [SB407, 삼손(주), 대한민국] 5중량%를 투입하여 약 2분간 혼련시킨 뒤 배출하여 150 내지 170℃로 유지되는 150mm 단축 압출기[화인기계, 대한민국]를 통과시켜 펠렛 상의 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 수지조성물을 제조하였다(표 1 참조).

그 결과, 비중은 1.56, MI(190℃, 10Kg, g/10분)는 12.5, 압출부하는 0.9, 압출생산성은 2.4m/min 및 난연2급으로서 합격이었으며, 굴곡성, 열 처짐 및 뱅크 형성이 양호한 것으로 나타났다. 이를 정리하면 표 2와 같았다.

난연성 폴리올레핀 수지조성물의 조성(중량%)

	LLDPE	LDPE	¹⁾에틸렌공중합체	²⁾에틸렌 공중합체	³⁾열가소성고무	⁴⁾수산화마그네슘	⁵⁾경량필러	⁶⁾상용화제
실시예 1	10		20			65	5
실시예 2	8.3		16.7			65	10
실시예 3	8.3		16.7			70	5
실시예 4	11.7		23.3			65
실시예 5		14			6	75	5
비교예 1		27				70		3
비교예 2	13.3			26.7		60
비교예 3	25		5			65
비교예 4	5		10			85

여기서,

상기 LLDPE의 MI는 20이고, LDPE의 MI는 50이며,

1)은 에틸렌공중합체(비중 0.870, MI 5.0)[인게이지(Engage) 8200, 듀폰-다우, 미국],

2)는 에틸렌공중합체(비중 0.870, MI 1.0)[인게이지(Engage) 8200, 듀폰-다우, 미국],

3)은 열가소성고무(EPDM/PP 동적가교체, 플라스토머[1035NM, 에스케이(주), 대한민국],

4)는 수산화마그네슘[막쉴드 에스(MagShield S), 마틴 마리에타 마그네시아 스페셜리스트(Martin Marietta magnesia specialties Inc.), 미국],

5)는 경량필러(벌크비중 0.16 내지 0.20, 평균입도 90㎛)[SB407, 삼손(주), 대한민국],

6)은 상용화제(말레인산 그라프트된 LLDPE, 그라프트율 ≒ 1%)[푸사본드(Fusabond) MD226, 다우케미칼, 미국]이다.

<실시예 2>

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 1의 폴리에틸렌(LLDPE) 10중량% 대신 8.3중량%의 폴리에틸렌, 에틸렌공중합체 20중량% 대신 16.7중량%의 에틸렌공중합체, 경량필러 5중량%% 대신 10중량%의 경량필터를 사용하였다(표 1 참조).

그 결과, 비중은 1.38, MI(190℃, 10Kg, g/10분)는 10.0, 압출부하는 1.05, 압출생산성은 2.5m/min 및 난연2급으로서 합격이었으며, 굴곡성, 열 처짐 및 뱅크형성이 양호한 것으로 나타났다. 이를 정리하면 표 2와 같았다.

<실시예 3>

실시예 2와 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 2에 사용된 수산화마그네슘 65중량% 대신 70중량%의 수산화마그네슘을 사용하였다(표 1 참조).

그 결과, 비중은 1.52, MI(190℃, 10Kg, g/10분)는 11.5, 압출부하는 1.0, 압출생산성은 2.4m/min 및 난연2급으로서 합격이었으며, 굴곡성, 열 처짐 및 뱅크형성이 양호한 것으로 나타났다. 이를 정리하면 표 2와 같았다.

<실시예 4>

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 1의 폴리에틸렌(LLDPE) 10중량% 대신 11.7중량%의 폴리에틸렌, 에틸렌공중합체 20중량% 대신 23.3중량%의 에틸렌공중합체를 사용하고, 경량필러는 첨가하지 않았다(표 1 참조).

그 결과, 비중은 1.52, MI(190℃, 10Kg, g/10분)는 15.5, 압출부하는 0.87, 압출생산성은 2.5m/min 및 난연2급으로서 합격이었으며, 굴곡성 및 뱅크형성은 양호하지만 열 처짐은 보통으로 나타났다. 이를 정리하면 표 2와 같았다.

<실시예 5>

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 1의 폴리에틸렌(LLDPE) 10중량% 및 에틸렌공중합체 20중량%로 이루어진 폴리올레핀수지 대신 저밀도 폴리에틸렌수지(LDPE, MI=50, 비중=0.915)[MB9500, LG화학, 대한민국] 14중량% 및 열가소성고무[1035NM, 에스케이(주), 대한민국] 6중량%로 이루어진 폴리올레핀수지, 수산화마그네슘 65중량% 대신 수산화마그네슘 75중량%를 사용하였다(표1 참조).

그 결과, 비중은 1.60, MI(190℃, 10Kg, g/10분)는 10.2, 압출부하는 1.1, 압출생산성은 2.0m/min 및 난연2급으로서 합격이었으며, 굴곡성, 열 처짐 및 뱅크형성이 양호한 것으로 나타났다. 이를 정리하면 표 2와 같았다.

<비교실시예 1>

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 1의 폴리에틸렌(LLDPE) 10중량% 및 에틸렌공중합체 20중량%로 이루어진 폴리올레핀수지 대신 저밀도 폴리에틸렌수지(LDPE, MI=50, 비중=0.915)[MB9500, LG화학, 대한민국] 27중량%로 이루어진 폴리올레핀수지, 수산화마그네슘 65중량% 대신 수산화마그네슘 70중량%, 경량필러 5중량% 대신 상용화제[푸사본드 MD226, 다우케미칼, 미국] 3중량%를 사용하였다(표1 참조).

그 결과, 비중은 1.62, MI(190℃, 10Kg, g/10분)는 1.2로 나타났으며, 압출이 불가하여 압출생산성, 열 처짐 뱅크형성, 난연2급 등은 측정할 수 없었다. 이를 정리하면 표 2와 같았다.

<비교실시예 2>

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 1의 폴리에틸렌(LLDPE) 10중량% 대신 13.3중량%의 폴리에틸렌, 에틸렌공중합체 20중량% 대신 26.7중량%의 에틸렌공중합체, 수산화마그네슘 65중량% 대신 수산화마그네슘 60중량%를 사용하였고, 경량필러는 첨가하지 않았다(표 1 참조).

그 결과, 비중은 1.43, MI(190℃, 10Kg, g/10분)는 14.3, 압출부하는 0.85, 압출생산성은 2.5m/min 및 난연2급으로서 불합격이었으며, 굴곡성, 열 처짐 및 뱅크형성이 양호한 것으로 나타났다. 이를 정리하면 표 2와 같았다.

<비교실시예 3>

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 1의 폴리에틸렌(LLDPE) 10중량% 대신 25중량%의 폴리에틸렌, 에틸렌공중합체 20중량% 대신 5중량%의 에틸렌공중합체를 사용하였고, 경량필러는 첨가하지 않았다(표 1 참조).

그 결과, 비중은 1.53, MI(190℃, 10Kg, g/10분)는 17.8, 압출부하는 0.8, 압출생산성은 2.5m/min이었으며, 굴곡성이 없어 열 처짐이 불량하고 뱅크형성이 보통인 것으로 나타났다. 이를 정리하면 표 2와 같았다.

<비교실시예 4>

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 1의 폴리에틸렌(LLDPE) 10중량% 대신 5중량%의 폴리에틸렌, 에틸렌공중합체 20중량% 대신 10중량%의 에틸렌공중합체, 수산화마그네슘 65중량% 대신 수산화마그네슘 85중량%를 사용하였고, 경량필러는 첨가하지 않았다(표 1 참조).

그 결과, 비중은 1.88이었으며, 니더작업이 불가능하여 다른 물성은 측정할 수 없었다. 이를 정리하면 표 2와 같았다.

본 발명의실시예 및 비교실시예에 따른 조성물의 물성

	비중	MI(190℃, 10Kg, g/10분)	굴곡성	압출부하	압출생산성(m/min)	열 처짐	뱅크형성	난연2급 (KS F2271)
실시예 1	1.46	12.5	○	0.9	2.4	○	○	합격
실시예 2	1.38	10	○	1.05	2.5	○	○	합격
실시예 3	1.52	11.5	○	1.0	2.4	○	○	합격
실시예 4	1.52	15.5	○	0.87	2.5	△	○	합격
실시예 5	1.60	10.2	○	1.1	2.0	○	○	합격
비교예 1	1.62	1.2	X	압출불가	-	-	-	-
비교예 2	1.43	14.3	○	0.85	2.5	○	○	불합격
비교예 3	1.53	17.8	X	0.8	2.5	X	△	-
비교예 4	1.88	니더작업불가	X	-	-	-	-	-

여기서, 상기 "-"는 값을 측정할 수 없음을 의미하고,

상기 굴곡성에 있어서, ○: 크랙없음 △: 부분크랙, X: 부러지거나 그에 준함을 나타내고,

상기 열 처짐 및 뱅크균일성에 있어서, ○: 양호, △: 보통, X: 불량을 나타낸다.

표 2에 나타낸 바와 같이, 폴리올레핀수지 대비 난연제의 함량이 60중량% 이하가 되면 난연성이 감소되어 난연 2급을 만족시키지 못하는 것으로 나타났으며, 실시예 1 내지 실시예 4와 같이 경량필러를 첨가함으로써, 제품의 난연성, 압출부하 및 생산성이 유지되면서도 조성물의 비중이 현저히 감소하여 경제성을 증가시킬 뿐만 아니라 열 처짐 현상이 개선됨을 알 수 있었다.

또한, 비교실시예 1에서 상용화제를 첨가하는 것은 그 양이 소량 첨가되었음에도 불구하고 MI가 현저히 감소되어 압출이 불가능함을 나타내고, 난연제의 함량이 폴리올레핀수지에 대해 너무 높으면 가공성이 급격히 감소되어 니더에서 혼합이 이루어지지 않는 것으로 나타났다.

또한, 비교실시예 3의 조성물 중 폴리에틸렌수지의 함량이 에틸렌공중합체에 비하여 현저히 높은 경우 굴곡특성 및 열 처짐 현상이 더욱 악화되는 것으로 나타났다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따른 비할로겐계 난연성 폴리올레핀수지 조성물은 압출 가공성이 우수하여 종래의 저밀도 폴리에틸렌수지를 심재로 사용하여 알루미늄복합판넬을 제조하는데 사용되는 압출기에 용이하게 적용될 뿐만 아니라, 이를 이용하여 제조되는 알루미늄복합판넬의 난연성을 KS F2271에 의거한 난연2급을 만족시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

전체 폴리올레핀수지 중량 대비 밀도가 0.89 내지 0.929g/cm³, 용융지수가 10 내지 60g/10분인 폴리에틸렌수지 20 내지 80중량% 및 에틸렌공중합체 또는 열가소성고무 또는 이들의 혼합물 20 내지 80중량%로 이루어진 폴리올레핀수지 15 내지 35중량%, 무기 난연제 60 내지 80중량% 및 경량필러 0 내지 15중량%를 포함하는 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 수지조성물.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 폴리에틸렌수지가 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 극 저밀도 폴리에틸렌 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 수지조성물.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 에틸렌공중합체는 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-옥텐 공중합체, 에틸렌-부텐 공중합체, 에틸렌-헥센 공중합체, 에틸렌비닐아세테이트, 에틸렌에틸아크릴레이트, 에틸렌메틸아크릴레이트 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 수지조성물.
제 1항에 있어서,

열가소성고무는 SBS, SIS와 이들의 수소첨가 제품인 SEBS, SEPS, HSBR 및 EPDM/폴리올레핀수지의 동적가교물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 수지조성물.
제 1항에 있어서,

상기 무기 난연제가 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 탄산 마그네슘 또는 이들로부터 선택되는 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 수지조성물.
제 1항 또는 제7항에 있어서,

상기 무기 난연제의 입자크기가 1 내지 60㎛, 비표면적이 0.4 내지 35m²/g인 것을 특징으로 하는 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 수지조성물.
제 1항에 있어서,

상기 경량필러가 화산폭발로 생성된 화성암을 열처리하여 고온 발포시켜, 비중 0.05 내지 0.35g/cm², 평균입도 5 내지 300㎛를 갖는 것을 특징으로 하는 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 수지조성물.