KR100952816B1 - 난연성 절연재 제조용 조성물 및 전선 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 난연성 절연재 제조용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 전선에 관한 것이다. 본 발명에 따른 난연성 절연재 제조용 조성물은, 베이스 수지 100 중량부; 금속 수산화물, 할로겐계 난연제, 안티몬계 난연제 및 인계 난연제로 이루어진 군에서 선택되는 난연제 50 내지 150 중량부; 폴리 디메틸 실록산 1 내지 20 중량부; 산화방지제 1 내지 10 중량부; 및 가교 커플링제 1 내지 15 중량부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 난연성 절연재 제조용 조성물로 부터 제조된 절연재 및 전선은 난연성뿐만 아니라 유연성 또한 현저히 우수하다. 또한, 상온 물성의 큰 손실 없이 가혹한 조건에서의 노화물성, 내유물성 등의 물성 밸런스가 우수하다. 본 발명의 난연성 절연재 제조용 조성물 및 그로부터 제조된 전선은 하이브리드 전기자동차용 차폐 케이블에 효과적으로 사용될 수 있다.
난연성, 절연재, 베이스 수지, 난연제, 실리콘 수지, 산화방지제

Description

난연성 절연재 제조용 조성물 및 전선{Composition for production of flame retardant insulating material and cable}
본 발명은 난연성 절연재 제조용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 전선에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 난연성과 함께 유연성 또한 우수하며, 상온 물성의 큰 손실 없이 가혹한 조건에서의 노화물성, 내유물성 등의 물성 밸런스가 우수한 난연성 절연재 제조용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 전선에 관한 것이다.
전선의 절연재료로 이용되기 위해서는 일정 정도 이상의 난연성이 요구되고 있으며, 이러한 난연성 개선을 위한 목적으로 개발된 것으로서 할로겐 원소를 포함하고 있는 수지 조성물을 이용하는 방법이 알려져 있다. 한편, 할로겐 원소를 함유한 수지 조성물을 이용하여 제조된 절연재의 경우에는 연소시 불연의 무거운 할로겐 가스를 발생시키고 첨가제와 반응함으로써 고형화된 재를 형성시킴으로써 재료의 연소를 억제하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 할로겐계 수지를 이용하여 제조된 절연재의 경우에는 기본적으로 난연성이 보유되어 있으며, 보다 개선된 난연성 확보를 목적으로 각종 난연제를 첨가하고 있다.
절연재료를 제조하기 위한 베이스수지에 첨가되는 난연제로서 사용되는 대표 적인 물질로서, 폴리비닐클로라이드(PVC)를 들 수 있으나, 상기 물질이 포함된 수지 조성물을 이용하여 제조된 절연재를 연소시키면 다이옥신과 같은 유독성 가스가 방출됨으로 인해, 인체는 물론 환경에도 유해한 영향을 끼치고 있는 것으로 알려지게 되었다. 이와 관련하여 환경보호를 위한 규제의 측면이나 친환경적인 대체 소재 개발에 대한 관심의 측면 등과 더불어 상대적으로 유해성이 낮은 새로운 재료물질에 대한 개발이 진행되고 있다.
최근에는, 환경적 난연기술로서, 무기계 금속수산화물을 사용한 기술이 널리 연구되고 있다. 일본공개특허 2002-099044호에 따르면, 표면처리된 수산화마그네슘을 배합한 비할로겐계 난연 수지 조성물이 개시되어 있으며, 일본공개특허 2000-245342호에 따르면, 금속수산화물, 아연화합물을 배합한 비할로겐계 난연 수지 조성물이 개시되어 있다.
그러나, 종래의 할로겐계 난연제 혹은 비할로겐계 난연제를 포함하는 절연재료의 경우, 전선 피복으로 제조시에 유연성 및 작업성이 떨어지는 문제점이 있어, 이를 개선하고자 하는 요구가 컸다. 특별히, 하이브리드 전기 자동차에 대한 관심이 커지면서, 대전류 및 고전압 규격에 따라 케이블의 외경이 커져야 하는 하이브리드 전기 자동차용 배선을 위해, 그러한 요구가 더욱 커지고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명과 관련된 기술분야에서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 노력이 꾸준히 진행되어 왔으며, 이러한 기술적 배경하에서 본 발명이 안출된 것이다.
전술한 종래의 문제점에 기초하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상온 물성, 노화 물성 및 내유 물성 등의 우수한 물성 밸런스를 유지하면서, 전선의 난연성과 함께 유연성을 향상시키고자 함에 있으며, 이러한 기술적 과제를 달성할 수 있는 난연성 절연재 제조용 조성물을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명에 따른 난연성 절연재 제조용 조성물은, 베이스 수지로서 에틸렌-비닐아세테이트공중합체(ethylene-vinyl acetate copolymer, EVA), 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체(ethylene-ethyl acrylate copolymer), 에틸렌-부틸아크릴레이트 공중합체(ethylene-butyl acrylate copolymer, EBA), 저밀도 폴리에틸렌 (low density polyethylene, LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene, HDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(linear low density polyethylene, LLDPE), 폴리프로필렌 공중합체(polypropylene copolymer, PP), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride, PVC), 클로리네이티드 폴리에틸렌(chlorinated polyethylene, CPE), 클로로설포네이티드 폴리에틸렌(chlorosulfonated polyethylene, CSM), 폴리클로로프렌(polychloroprene, CR) 및 폴리비닐리덴플루오라이드(poly vinylidene fluoride, PVDF)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 단일물 또는 둘 이상의 혼용물 100 중량부; 금속 수산화물, 할로겐계 난연제, 안티몬계 난연제 및 인계 난연제로 이루어진 군에서 선택되는 난연제 50 내지 150 중량부; 폴리 디메틸 실록산 1 내지 20 중량부; 산화방지제 1 내지 10 중량부; 및 가교 커플링제 1 내지 15 중량부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 실리콘 수지로는 폴리 디메틸 실록산 등이 바람직하게 사용될 수 있고, 상기 금속 수산화물로는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 수산화 칼슘, 염기성 탄산 마그네슘, 하이드로 탈사이트, 훈타 이트 또는 하이드로마그네사이트가 대표적으로 사용되며, 상기 금속 수산화물은 표면 처리되지 않거나, 실란으로 표면 처리되어 사용될 수 있다. 상기 산화 방지제로는 힌더드 페놀(hindered phenol)계 또는 락톤(lactone)계 산화 방지제가 바람직하게 사용되며, 산화 방지 효과를 더욱 향상시키기 위하여 포스파이트(phosphite)계 및 티오에스테르(thioester)계 산화방지제가 더 첨가되어 사용될 수 있다. 상기 가교커플링제로는 비닐 트리스(2-메톡시에턱시)실란등이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 가교제로는 1,1-비스터부틸퍼옥시-3,3,5-트리메틸사이클로헥산, 디-(2,4-디클로로벤조일)-퍼옥사이드(Di-(2,4-dichlorobenzoyl)-peroxide), 디벤조일 퍼옥사이드(Dibenzoyl peroxide), 터어셔리-부틸 퍼옥시벤조에이트(tert-Butyl peroxybenzoate), 1,1-디-(터어셔리-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리케틸시클로헥산(1,1-di-(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane), 디큐밀퍼옥사이드(Dicumyl peroxide), 디-(2-터어셔리-부틸-퍼옥시이소프로필)-벤젠(di-(2-tert-buty-peroxyisopropyl)-benzene), 터어셔리-부틸큐밀퍼옥사이드(tert-Butylcumylperoxide), 2,5-디큐밀-2,5-디(터어셔리-뷰틸퍼옥시)-헥산(2,5-Dimethyl-2,5-di-(tert-butylperoxy)-hexane), 디-터어셔리-부틸 퍼옥사이드(Di-tert-butylperoxide) 또는 2,5-디메틸-2,5-디(터어셔리-부틸퍼옥시)헥심-3(2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexyme-3)이 대표적으로 사용될 수 있다. 또한, 상기 난연성 절연재 제조용 조성물에는 난연성의 향상을 위해 난연보조제를 더 첨가하여 사용할 수 있다.
본 발명은 상기의 난연성 절연재 제조용 조성물과 더불어, 이로부터 제조된 절연제로 피복된 전선을 제공한다.
본 발명의 난연성 절연재 제조용 조성물로 부터 제조된 절연재 및 전선은 난연성뿐만 아니라 유연성 또한 현저히 우수하다. 또한, 상온 물성의 큰 손실 없이 가혹한 조건에서의 노화물성, 내유물성 등의 물성 밸런스가 우수하다. 본 발명의 난연성 절연재 제조용 조성물 및 그로부터 제조된 전선은 하이브리드 전기자동차용 차폐 케이블에 효과적으로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어지지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.
본 발명에 대해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 난연성 절연재 제조용 조성물은, 베이스수지에 난연제, 실리 콘 수지, 산화방지제 및 가교 커플링제를 포함하여 이루어진다.
상기 베이스수지 할로겐을 포함하지 않는 고분자 수지뿐만 아니라, 할로겐을 포함하는 고분자 수지 역시 사용될 수 있다. 대표적으로 에틸렌-비닐아세테이트공중합체(ethylene-vinyl acetate copolymer, EVA), 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체(ethylene-ethyl acrylate copolymer), 에틸렌-부틸아크릴레이트 공중합체(ethylene-butyl acrylate copolymer, EBA), 저밀도 폴리에틸렌 (low density polyethylene, LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene, HDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(linear low density polyethylene, LLDPE), 폴리프로필렌 공중합체(polypropylene copolymer, PP), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride, PVC), 클로리네이티드 폴리에틸렌(chlorinated polyethylene, CPE), 클로로설포네이티드 폴리에틸렌(chlorosulfonated polyethylene, CSM), 폴리클로로프렌(polychloroprene, CR) 또는 폴리비닐리덴플루오라이드(poly vinylidene fluoride, PVDF)가 바람직하게 사용될 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상을 혼용하여 함께 사용할 수도 있다.
상기 난연제는 상기 베이스수지 100 중량부에 대하여, 50 내지 150 중량부로 포함되면 바람직하다. 상기 난연제의 함량에 대한 수치 범위와 관련하여, 상기 하한에 미달하면 충분한 난연효과가 발현되지 못하며, 상기 상한을 초과하면 제품의 외관성 및 흡습성 등의 물성이 저하되어 바람직하지 못하다.
상기 난연제로는 금속 수산화물, 할로겐계 난연제, 안티몬계 난연제 또는 인계 난연제가 사용될 수 있다. 상기 금속 수산화물로는 수산화 알루미늄, 수산화 마 그네슘, 수산화 칼슘, 염기성 탄산 마그네슘, 하이드로 탈사이트, 훈타 이트 또는 하이드로마그네사이트가 대표적으로 사용되며, 상기 금속 수산화물은 표면 처리되지 않거나, 실란으로 표면 처리되어 사용될 수 있다.
상기 폴리 디메틸 실록산은 실리콘 수지의 일종으로서, 상기 베이스수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 20 중량부로 포함되면 바람직하다. 상기 폴리 디메틸 실록산은 수지 조성물의 난연성 및 압출 성형성을 향상시킨다. 상기 폴리 디메틸 실록산의 함량에 대한 수치 범위와 관련하여, 상기 하한에 미달하면 첨가에 의한 충분한 효과가 발현되지 못하며, 상기 상한을 초과하면 기계적 강도가 저하되어 바람직하지 못하다.
상기 산화방지제는 상기 베이스수지 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 포함되면 바람직하다. 상기 산화방지제의 함량에 대한 수치한정과 관련하여, 상기 하한에 미달하면 첨가에 의한 충분한 효과를 볼 수 없다. 산화방지제로는 힌더드 페놀(hindered phenol)계 또는 락톤(lactone)계 산화 방지제가 바람직하게 사용되며, 산화 방지 효과를 더욱 향상시키기 위하여 포스파이트(phosphite)계 및 티오에스테르(thioester)계 산화방지제가 추가적으로 사용될 수 있다.
상기 가교 커플링제는 상기 베이스수지 100 중량부에 대하여 1 내지 15 중량부로 포함되면 바람직하다. 상기 가교 커플링제의 함량에 대한 수치한정과 관련하여, 상기 하한에 미달하면 첨가에 의한 충분한 효과를 볼 수 없다. 상기 가교 커플링제로는 비닐 트리스(2-케톡시에톡시)실란 등이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 난연성 절연재 제조용 조성물에는 가교제가 추가적으로 사용될 수 있으 며, 가교제로는 1,1-비스터부틸퍼옥시-3,3,5-트리메틸사이클로헥산, 디-(2,4-디클로로벤조일)-퍼옥사이드(Di-(2,4-dichlorobenzoyl)-peroxide), 디벤조일 퍼옥사이드(Dibenzoyl peroxide), 터어셔리-부틸 퍼옥시벤조에이트(tert-Butyl peroxybenzoate), 1,1-디-(터어셔리-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리케틸시클로헥산(1,1-di-(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane), 디큐밀퍼옥사이드(Dicumyl peroxide), 디-(2-터어셔리-부틸-퍼옥시이소프로필)-벤젠(di-(2-tert-buty-peroxyisopropyl)-benzene), 터어셔리-부틸큐밀퍼옥사이드(tert-Butylcumylperoxide), 2,5-디큐밀-2,5-디(터어셔리-뷰틸퍼옥시)-헥산(2,5-Dimethyl-2,5-di-(tert-butylperoxy)-hexane), 디-터어셔리-부틸퍼옥사이드(Di-tert-butylperoxide) 또는 2,5-디메틸-2,5-디(터어셔리-부틸퍼옥시)헥심-3(2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexyme-3)이 대표적으로 사용될 수 있다.
상기 난연성 절연재 제조용 조성물에는 난연성 향상을 위해 상기 난연제 외에 난연 보조제를 함께 사용할 수 있다. 난연 보조제로는 붕산염, 붕산 화합물, 실리콘계 화합물, 몰리브덴계 화합 또는 주석계 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다. 이외에도, 본 발명에 따른 난연성 절연재 제조용 조성물에는 케이블 절연 피복층을 제조하기 위해 통상적으로 사용되고 있는 다양한 첨가제들이 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 더 사용될 수 있다. 이러한 첨가제들의 예로서는 UV방지제, 열안정제, 윤활제, 가교조제, 항블록킹제, 정전기 방지제, 왁스, 커플링제, 안료, 가공조제, 카본블랙 등이 있는데 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 (1~3) 및 비교예 (1~5)
본 발명에 따른 실시예로서, 하기 표 1에 따르는 실시예(1~3)와, 이와 대비하기 위한 목적으로서 하기 표 1에 따르는 비교예(1~5)로 각각 구분 설정된 조성물을 준비하였다.
구분 (중량부) 실시예(1~3) 비교예(1~5)
1 2 3 1 2 3 4 5
수지1 - - 15 100 - - - -
수지2 100 - - - 100 100 - -
수지3 - - 85 - - - 100 -
수지4 - 100 - - - - - 100
초고분자량 실리콘수지 5 7 5 - - - - -
금속수산화물 난연제 90 100 85 90 90 120 90 120
가공조제 1 1 1 1 1 1 1 1
산화방지제 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
가교조제 2 2 2 2 2 2 2 2
가교제 4 4 4 4 4 4 4 4
상기 표 1에서, 수지1은 저밀도 폴리에틸렌(MFR=2g/10min, 융점= 122~124 ℃), 수지2는 에틸렌-비닐아세테이트 공중합테(MFR=4g/10min, VA 함량=28 wt% , 융점= 70~75 ℃), 수지3은 에틸렌-비닐아세테이트 공중합테(MFR=1g/10min , VA 함량=33wt% , 융점= 65 ℃), 수지4는 에틸렌-에틸아크릴레이트(MFR=0.5 , EA 함량=15 wt% , 융점= 92 ℃)이고, 초고분자량 실리콘 수지는 UHMW-PDMS(ultra high molecular weight poly dimethyl siloxane, 점도 범위 5x106~20x106 mm2/sec)이다. 또한, 금속 수산화물 난연제는 Mg(OH)2(상품명: KISUMA 5A), 가공조제는 지방산 금속염 유도체 화합물(상품명: Struktol WB16), 산화방지제는 펜타에리트리톨테트라키스(3-(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트)(PentaerythritolTetrakis(3-(3,5-di-tert- butyl-4-hydroxyphenyl)propionate))(상품명: Irganox 1010), 가교 커플링제는 비닐 트리스(2-메톡시에톡시)실란, 가교제는 디큐밀 퍼옥사이드(상품명: Perkadox 14/40)이다.
물성 평가
상기한 바와 같이 시편을 제조한 후, ASTM D638에 따라 인장강도/신장율을 측정하였으며, 내열/노화 물성은 ASTM E145, D571, D865에 따라 평가하였다.
시편상의 난연성은 ASTM D2863 기준에 따라서 산소지수(Limited Oxygen Index)로 평가하였다.
케이블 난연 성능 평가는 ISO 6722 또는 SAE-J1128에서 규정하는 경사 불꽃난연시험법에 의해 실시하였다.
케이블의 유연성은 도체/절연/편조/시스체의 구성체 모두가 복합적으로 영향을 줄 수 있지만 본 발명에서는 주로 절연 시편의 유연성을 통해 간접적으로 평가하였다.
시편상의 유연성 평가는 플렉스-모듈러스(flexural modulus)와 동일 경향을 나타내면서도 측정이 용이한 [3% 신장시 인장-모듈러스(Tensile modulus @ 3% elongation)]로 평가하였다.
상기과 같은 평가 실험을 통해 얻어진 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 실시예(1~3) 비교예(1~5)
1 2 3 1 2 3 4 5
인장강도(kg/mm2) 1.81 1.72 1.66 1.84 1.82 1.65 1.78 1.52
신장율(%) 440 385 365 320 480 350 410 280
노화 (150℃×240hr) 인장잔율(%) 101 95 96 110 105 103 112 93
신장잔율(%) 89 99 102 77 91 78 79 97
내유(ASTM IRM 802 oil, 50℃×20hr) 인장잔율(%) 96 102 94 88 95 85 82 98
신장잔율(%) 88 97 90 87 82 64 81 93
산소지수; LOI(%) 31.0 29.0 30.5 23.5 25.0 26.5 27.0 24.5
불꽃 난연(ISO6722) ;70초 이내 소화할 것 Pass(15초이내소화 Pass(15초이내소화 Pass(15초이내소화 Fail Fail Pass(15초이내소화 Pass(15초이내소화 Fail
Tensile modulus@% elongation(kg/mm2) 0.28 0.32 0.35 0.82 0.45 0.53 0.42 0.41
게이블 굽힘 직경(cm) 9 10 11 21 16 18 15 15
상기 실시예 1의 경우, LDPE, 수산화마그네슘 90 중량부에 추가적으로 초고분자량 실리콘 수지를 5중량부 사용한 경우로, 상온 물성의 큰 손실 없이 가혹한 조건에서의 노화물성, 내유물성 등의 물성 밸런스가 뛰어났다. 케이블의 유연성 대체 평가항목인 [3% 신장시 인장-모듈러스 (Tensile modulus @ 3% elongation)]가 0.28 kg/㎟ 이며, 케이블 굽힘 직경이 9cm 로 유연성이 우수한 수준이고, 산소지수(LOI)는 31.0으로 개선도가 높으며, ISO6722 경사불꽃 테스트는 15초 내에 소화되는 수준이었다.
실시예 2의 경우, EEA, 수산화마그네슘 100 중량부에 추가적으로 초고분자량 실리콘 수지를 7중량부 사용한 경우로, 상온 물성의 큰 손실 없이 가혹한 조건에서의 노화물성, 내유물성 등의 물성 밸런스가 뛰어났다. 케이블의 유연성 대체 평가 항목인 [3% 신장시 인장-모듈러스 (Tensile modulus @ 3% elongation)]가 0.32 kg/㎟ 이며, 케이블 굽힘 직경이 10cm 로 유연성이 우수하였다. 산소지수(LOI)는 29.0으로 우수하며, ISO 6722 경사불꽃 테스트는 25초 내에 소화되는 수준이었다.
실시예 3의 경우, LDPE (MFR=2g/10min, 융점= 122~124 ℃) 15중량부와 EVA 85 중량부로 총합이 100 중량부인 베이스수지에 수산화마그네슘 85 중량부를 적용하고 추가적으로 초고분자량 실리콘 수지를 5중량부 사용한 경우로, 상온 물성의 큰 손실 없이 가혹한 조건에서의 노화물성, 내유물성 등의 물성 밸런스가 뛰어났다. 케이블의 유연성 대체 평가항목인 [3% 신장시 인장-모듈러스 (Tensile modulus @ 3% elongation)]가 0.35 kg/㎟ 이며, 케이블 굽힘 직경이 11cm 로 유연성이 우수한 수준이었다. 산소지수(LOI)는 30.5 로 개선도가 높으며, ISO 6722 경사불꽃 테스트는 17초 내에 소화되는 수준이었다.
비교예 1의 경우, LDPE에 수산화마그네슘 90중량부를 적용한 경우로, 케이블의 유연성 대체 평가항목인 [3% 신장시 인장-모듈러스 (Tensile modulus @ 3% elongation)]가 0.82 kg/㎟ 이며, 케이블 굽힘 직경이 21cm 로 가장 커 유연성이 가장 좋지 않았다. 산소지수(LOI)는 23.5 정도로 낮으며, ISO6722 경사불꽃 테스트를 만족하지 못하였다.
비교예 2의 경우, EVA에 수산화마그네슘 90중량부을한 경우로, 케이블의 유연성 대체 평가항목인 [3% 신장시 인장-모듈러스 (Tensile modulus @ 3% elongation)]가 0.45 kg/㎟ , 케이블 굽힘 직경이 16cm 수준으로 보통 수준이었다. 산소지수(LOI)는 25.0 정도로 LDPE를 사용한 비교예 1보다는 높으나, ISO6722 경사불꽃 테스트를 만족하지 못하였다.
비교예 3의 경우, EVA에 수산화마그네슘 120중량부를 적용한 경우로, 케이블의 유연성 대체 평가항목인 [3% 신장시 인장-모듈러스 (Tensile modulus @ 3% elongation)]가 0.53 kg/㎟ , 케이블 굽힘 직경 평가결과 또한 18cm 수준으로 뻣뻣한 수준이었다. 산소지수(LOI)는 수산화마그네슘 난연제가 과량 첨가되어 26.5 수준, ISO6722 경사불꽃 테스트는 45초 이내에 소화하는 수준이었다. 수산화마그네슘 함량이 120중량부로 높아 상온 신장율과 노화 신장잔율 및 내유 신장잔율은 90중량부 사용시에 비해서 상대적으로 좋지 않았다.
비교예 4의 경우, EVA에 수산화마그네슘 90중량부를 적용한 경우로, 케이블의 유연성 대체 평가항목인 [3% 신장시 인장-모듈러스 (Tensile modulus @ 3% elongation)]가 0.42kg/㎟ , 케이블 굽힘 직경이 15cm 수준으로 보통 수준이었다. VA 함량이 33%의 고 극성 수지를 사용하여 산소지수(LOI)는 27.0 정도 수준이며, ISO6722 경사불꽃 테스트 결과는 40초 내에 소화하는 수준을 보여주었다.
비교예 5의 경우, EEA에 수산화마그네슘 90중량부를 적용한 경우로, 케이블의 유연성 대체 평가항목인 [3% 신장시 인장-모듈러스(Tensile modulus @ 3% elongation)]가 0.41kg/㎟, 케이블 굽힘 직경이 15cm 수준으로 보통 수준이었다. 산소지수(LOI)는 25,5 정도 수준이며 ISO 6722 경사불꽃 테스트를 만족하지 못하였다. EEA의 특성상 인장강도와 신장율이 가장 낮았으나 노화/내유물성은 오히려 좋은 편이었다.
상기한 바와 같은 결과를 통해, 본 발명의 난연성 절연재 제조용 조성물을 이용하여 제조된 절연재는 상온 물성의 큰 손실 없이 가혹한 조건에서의 노화물성, 내유물성 등의 물성 밸런스가 우수하며, 난연성뿐만 아니라 유연성 또한 현저히 우수함을 알 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 당업자에게 본 발명을 상세히 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아니다.

Claims (10)

  1. 베이스 수지로서, 에틸렌-비닐아세테이트공중합체(ethylene-vinyl acetate copolymer, EVA), 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체(ethylene-ethyl acrylate copolymer), 에틸렌-부틸아크릴레이트 공중합체(ethylene-butyl acrylate copolymer, EBA), 저밀도 폴리에틸렌 (low density polyethylene, LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene, HDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(linear low density polyethylene, LLDPE), 폴리프로필렌 공중합체(polypropylene copolymer, PP), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride, PVC), 클로리네이티드 폴리에틸렌(chlorinated polyethylene, CPE), 클로로설포네이티드 폴리에틸렌(chlorosulfonated polyethylene, CSM), 폴리클로로프렌(polychloroprene, CR) 및 폴리비닐리덴플루오라이드(poly vinylidene fluoride, PVDF)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 단일물 또는 둘 이상의 혼용물 100 중량부;
    금속 수산화물, 할로겐계 난연제, 안티몬계 난연제 및 인계 난연제로 이루어진 군에서 선택되는 난연제 50 내지 150 중량부;
    폴리 디메틸 실록산 1 내지 20 중량부;
    산화방지제 1 내지 10 중량부; 및
    가교 커플링제 1 내지 15 중량부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 난연성 절연재 제조용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속 수산화물은 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 수산화 칼슘, 염기성 탄산 마그네슘, 하이드로 탈사이트, 훈타 이트 및 하이드로마그네사이트로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 난연성 절연재 제조용 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속 수산화물은 표면 처리되지 않았거나, 실란으로 표면 처리된 것을 특징으로 하는 난연성 절연재 제조용 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 산화 방지제는 힌더드 페놀(hindered phenol)계 및 락톤(lactone)계로 이루어진 물질군 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 난연성 절연재 제조용 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 난연성 절연재 제조용 조성물은 포스파이트(phosphite)계 및 티오에스테르(thioester)계 중에서 선택되는 산화방지향상제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 절연재 제조용 조성물
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가교 커플링제는 비닐 트리스(2-케톡시에톡시)실란인 것을 특징으로 하는 난연성 절연재 제조용 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 난연성 절연재 제조용 조성물은 1,1-비스터부틸퍼옥시-3,3,5-트리메틸사이클로헥산, 디-(2,4-디클로로벤조일)-퍼옥사이드(Di-(2,4-dichlorobenzoyl)-peroxide), 디벤조일 퍼옥사이드(Dibenzoyl peroxide), 터어셔리-부틸 퍼옥시벤조에이트(tert-Butyl peroxybenzoate), 1,1-디-(터어셔리-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리케틸시클로헥산(1,1-di-(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane), 디큐밀퍼옥사이드(Dicumyl peroxide), 디-(2-터어셔리-부틸-퍼옥시이소프로필)-벤젠(di-(2-tert-buty-peroxyisopropyl)-benzene), 터어셔리-부틸큐밀퍼옥사이드(tert-Butylcumylperoxide), 2,5-디큐밀-2,5-디(터어셔리-뷰틸퍼옥시)-헥산(2,5-Dimethyl-2,5-di-(tert-butylperoxy)-hexane), 디-터어셔리-부틸퍼옥사이드(Di-tert-butylperoxide) 및 2,5-디메틸-2,5-디(터어셔리-부틸퍼옥시)헥심-3(2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexyme-3)로 이루어진 군에서 선택되는 가교제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 절연재 제조용 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 선택된 어느 한 항에 따른 난연성 절연재 제조용 조성물을 이용하여 제조된 절연재로 피복된 전선.
  9. 삭제
  10. 삭제
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