KR101151679B1 - Arc-extinguishing composition and articles manufatured therefrom - Google Patents
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Abstract
본 발명은 멜라민과 같은 아크-차단 조성물 및 상기 아크와 접촉하기 위해 상기 아크의 통로를 따라 상기 조성물을 배치함으로써 아크를 소거하는 방법을 제공한다. 한 구체적인 실시예에서, 바인더 또는 바인더의 적어도 한 부분이 상기 아크-소거 조성물에 포함된 결합제에 결합하는 관능기를 포함하는 고분자이다. 상기 결합제는 새롭고 예측할 수 없는 물리적 강도 및 안정성을 제공하기 위해 상기 고분자 바인더와 멜라민과 같은 상기 아크-소거 화합물을 결합한다. 상기 실시예에서, 상기 결합제에 결합된 상기 아크-차단 조성물을 포함하는 상기 성형된 조성물은, 예측할 수 없는 물리적 강도뿐만 아니라 화학적 안정성 및 전기적 절연 특성까지 제공하면서도 우수한 아크-차단 능력을 유지한다. The present invention provides an arc-blocking composition, such as melamine, and a method of erasing an arc by placing the composition along the passage of the arc to contact the arc. In one specific embodiment, the binder or at least one portion of the binder is a polymer comprising a functional group that binds to a binder included in the arc-erasing composition. The binder combines the polymer binder with the arc-erasing compound, such as melamine, to provide new and unpredictable physical strength and stability. In this embodiment, the molded composition comprising the arc-blocking composition bound to the binder maintains excellent arc-blocking ability while providing chemical stability and electrical insulation properties as well as unpredictable physical strength.
아크 소거, 아크 차단 Arc elimination, arc blocking
Description
본 발명은 아크-소멸 재료(arc-quenching materials)와 고전압 전기 장치를 위해 이로부터 제조된 아티클(articles) 및 특정 작동 조건 하에서 바람직하게, 또는 필요에 의해 고전압 전기적 아크를 만들어 내 소멸되는 회로 안전장치(circuit interrupters)와 같은 장치를 관련시켜 준다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 회로 안전장치, 고전압 퓨즈, 회로 차단기(circuit breakers), 및 분리가능한 케이블 커넥터(separable cable connectors)와 같은 장치들의 아크-소멸 및 구조적 특성을 달성하기 위한 조성물을 관련시켜 준다. The present invention relates to arc-quenching materials and articles made therefrom for high voltage electrical devices and to circuit safeguards which are preferably extinguished and destroyed under certain operating conditions, under certain operating conditions. (such as circuit interrupters). More specifically, the present invention relates to compositions for achieving arc-decaying and structural properties of devices such as circuit safety devices, high voltage fuses, circuit breakers, and separable cable connectors. .
회로 차단기, 퓨즈, 및 이와 유사한 장치들에 대해 효율적인 회로 안전성을 제공하기 위해서는 전기적 접촉 분리 또는 퓨즈 작동 중에 아킹(arcing)을 소멸하거나 또는 억제하는 아크-소멸 재료 또는 조성물을 활용하는 것이 바람직하다. 필요적으로, 상기 아크-소멸 재료는 소멸 기체의 신속한 방출(evolution)을 통해 효율적으로 아크를 소멸하여 구체적인 응용에 충분한 특징과 특성을 포함해야 한다. 물론, 상기 방출된 소멸 기체는 또한 상대적으로 전기를 통하지 않아야 한다. 이와 더불어, 상기 아크-소멸 재료는 바람직한 구조적 특성, 열적 안정성, 및 열적 사이클링(thermal cycling)에 대해 환경 저항(environmental resistance)을 가진 아티클 및 모양으로 성형(mold) 또는 제조될 수 있다는 점이 또한 중요하다. In order to provide efficient circuit safety for circuit breakers, fuses, and similar devices, it is desirable to utilize arc-decaying materials or compositions that dissipate or inhibit arcing during electrical contact disconnect or fuse operation. Necessarily, the arc-decaying material must include features and characteristics sufficient for specific applications by efficiently extinguishing the arc through rapid evolution of the extinguishing gas. Of course, the released quenching gas should also be relatively electrical. In addition, it is also important that the arc-decaying material can be molded or made into articles and shapes having desirable structural properties, thermal stability, and environmental resistance to thermal cycling. .
많은 회로 안전 장치에서, 종래 기술에서 잘 알려져 있듯이 트레일러/라이너 구성(trailer/liner configuration)을 활용하는 것이 대표적인데, 상기 아크는 바람직하게 아크-소멸 조성물로부터 제조된 상기 트레일러 및 상기 라이너의 사이에 있는 고리 모양의 공간(annular space)으로 인입(drawn into)된다. 한정된 아크 (confined arc)상에서 상기 트레일러 및/또는 라이너에 의해 생성된 기체의 작용은 상기 아크를 탈이온화하고 그것의 소거를 강제하는 경향이 있다. 트레일러/라이너 구성의 예들은 미국 특허 제2,351,826호, 제2,816,980호, 제2,816,978호, 제2,816,985호, 제4,103,129호, 및 제3,909,570호와 일리노이주 시카고, 에스 앤드 시이 일렉트릭 캄파니(S&C Electric Company)의 설명 게시판 811-30에 보여져 있다. 이와 유사하게, 회로 안전장치로 또한 특징지어질 수 있는 고전압 퓨즈에서, 퓨즈가 작동하는 동안 슬리브(sleeve) 또는 라이너(liner)가 상기 아크의 통로를 둘러 싸게 되며, 상기 슬리브 또는 라이너는 아크-소거 재료(arc-extinguishing material)로부터 제조된 것을 특징으로 한다. 아크-소거 슬리브 또는 라이너에 의해 둘러싸여진 이러한 종류의 퓨즈의 예는 미국 특허 제 3,629,767호 및 제4,307,369호를 참고할 수 있다. In many circuit safety devices, it is typical to utilize a trailer / liner configuration as is well known in the art, wherein the arc is preferably between the trailer and the liner made from an arc-decaying composition. Drawn into annular space. The action of the gas produced by the trailer and / or liner on a confined arc tends to deionize the arc and force its clearing. Examples of trailer / liner configurations are described in US Pat. Description See bulletin 811-30. Similarly, in a high voltage fuse, which may also be characterized as a circuit safety device, a sleeve or liner is wrapped around the passage of the arc while the fuse is in operation, and the sleeve or liner is arc-cleared. It is characterized in that it is made from an arc-extinguishing material. Examples of fuses of this kind surrounded by an arc-erase sleeve or liner may be referred to US Pat. Nos. 3,629,767 and 4,307,369.
대표적인 아크-소거 재료들과 그들의 특성은 미국 특허 제3,582,586호, 제4,251,699호, 및 제4,444,671호에 개시되어 있다. 미국 특허 제3,582,586호의 한 조성물은 멜라민(melamine)과 폴리에틸렌(polyethylene)을 포함한다. 상기 조성물이 일반적으로 다양한 응용에 적합하고 바람직한 아크-소멸 특성을 나타내지만, 상기 바람직한 아크-소멸 특성을 유지하면서도 열적 사이클링에 대해 향상된 기계적 특성 및 환경 저항을 나타내는 조성물을 달성하는 것이 많은 응용을 위해서 바람직하다. Representative arc-erasing materials and their properties are disclosed in US Pat. Nos. 3,582,586, 4,251,699, and 4,444,671. One composition of US Pat. No. 3,582,586 includes melamine and polyethylene. Although the composition is generally suitable for a variety of applications and exhibits desirable arc-decay properties, it is desirable for many applications to achieve compositions that exhibit improved mechanical and environmental resistance to thermal cycling while maintaining the desired arc-decay properties. Do.
아크-소멸을 위해 이 기술 분야에서 사용되는 가장 효율적인 아크-차단 화합물 중 하나는 흰색 결정 분말로 녹는점이 350℉이며, 그것의 녹는점 및 그 아래에서 승화하는 멜라민(C3N6H6)이다. 다른 관련된 질소-함유 화합물들도 또한 종래 기술에서 아크-소멸 또는 아크-차단 화합물들로 인식되고 있으며, 아문드선 등(Amundson et al.)에 의한 미국 특허 제2,526,448호에서 개시되었다. 멜라민 및 그와 관련된 화합물들은 우수한 아크-차단 특성을 가지나, 극도로 구조적으로 약하기 때문에 적당한 바인더(binder)와 조합하는 경우를 제외하고는 만족할만한 구조적 모양으로 성형(mold)되거나 변형 가공(press)될 수 없다. One of the most efficient arc-blocking compounds used in the art for arc-decay is white crystalline powder with a melting point of 350 ° F. and its melting point and melamine subliming below it (C 3 N 6 H 6 ). . Other related nitrogen-containing compounds are also recognized in the prior art as arc-decaying or arc-blocking compounds and are disclosed in US Pat. No. 2,526,448 by Amundson et al. Melamine and related compounds have good arc-blocking properties, but are extremely structurally weak and can be molded or deformed into a satisfactory structural shape except when combined with a suitable binder. Can't.
아크-소멸 또는 아크-차단 조성물에서 바인더가 가장 효율적이기 위해서는 전기적 아크가 존재할 때 상기 바인더는 멜라민과 같이 휘발되거나 분해되어야 한다. 그러나, 상기 바인더는 상기 조성물에 어떠한 아크-차단 또는 아크-소거 특성을 반드시 제공할 필요는 없다. 왜냐하면, 어떤 경우에는 상기 조성물에 포함된 상기 멜라민의 아크-차단 특성들은 아크-차단 목적에 충분하기 때문이다. 그러므로, 상기 바인더는 주로 멜라민-함유 조성물에 충분한 성형성(moldability)을 제공하고, 구조적으로 튼튼하게 성형된 제품을 위해 성형된 구조에 충분한 물리적 강 도, 물리적 및 화학적 안정성, 및 전기적 절연 특성을 제공하는 목적으로 포함된다. 상기 성형된 제품의 물리적 강도는 그것의 인장 강도(tensile strength), 연신율(percent elongation), 및 성형된 구조를 파괴하는데 요구되는 에너지의 양(amount of energy required to break the molded structure), 또는 충격 강도(impact strength)에서 가장 분명하게 나타난다. In order for the binder to be most efficient in the arc-decaying or arc-blocking composition, the binder must be volatilized or decomposed like melamine when an electric arc is present. However, the binder does not necessarily provide any arc-blocking or arc-erasing properties to the composition. Because in some cases the arc-blocking properties of the melamine included in the composition are sufficient for arc-blocking purposes. Therefore, the binder provides sufficient moldability primarily for melamine-containing compositions and provides sufficient physical strength, physical and chemical stability, and electrical insulation properties for the molded structure for structurally robust molded products. It is included for the purpose. The physical strength of the molded article is determined by its tensile strength, percent elongation, and the amount of energy required to break the molded structure, or impact strength. most obvious in impact strength.
폴리에틸렌을 주된 바인더 재료로 함유하는 종래의 장치에서 크랙과 같은 구조적인 손상이 발견되었으며, 파괴된 지점이 상기 기체와 아크가 채워질 수 있는 다른 공기 공간을 허용하고, 이로 인해 상기 아크-차단 장치의 상기 아크-차단 특성을 상당히 줄이므로 이러한 손상은 이 기술 분야에서 허용될 수 없는 것이다. 더 나아가서, 멜라민을 함유하는 실패한 아크 소거 조성물은 상기 아크에 의한 압력파(pressure wave)가 상기 아크를 소거할 기회를 가지기 전에 상기 조성물을 물리적으로 파괴하기 때문에 대부분 실패한다. 본 발명에서 기술되는 아크-소거 조성물은 물리적으로 파괴됨이 없이 상기 아크를 소거한다. 열가소성 고분자 바인더는 멜라민 또는 이와 유사한 화합물을 기반으로 한 아크-차단 조성물에서 가장 유용한 것으로 밝혀졌다. 이는 상기 멜라민을 상기 아크의 중앙부로 인입시키고 넓은 범위의 전력 조건에서 상기 아크를 소거하기 위해 큰 부피의 기체를 생성할 목적으로 멜라민을 승화함에 있어서 필요한 전력량이, 전기적 아크가 존재할 때 더 작은 값을 필요로 하여 낮은 전력 조건에서도 상기 열가소성 고분자 바인더가 휘발되거나 분해되기 때문이다. 더 나아가서, 상기 열가소성 바인더는 우수한 성형 특성, 안정성 및 전기적 절연 특성을 가지는 조성물을 제공한다. Structural damage, such as cracks, has been found in conventional devices containing polyethylene as the main binder material, and the point of failure allows the air and other air spaces where the arc can be filled, thereby allowing the arc-blocking device to Such damage is unacceptable in the art as it significantly reduces the arc-blocking properties. Furthermore, failed arc scavenging compositions containing melamine mostly fail because the pressure wave by the arc physically destroys the composition before it has a chance to clear the arc. The arc-erasing composition described in the present invention erases the arc without physically breaking it. Thermoplastic polymeric binders have been found to be most useful in arc-blocking compositions based on melamine or similar compounds. This means that the amount of power required to sublimate melamine for the purpose of drawing the melamine into the center of the arc and generating a large volume of gas to purge the arc in a wide range of power conditions is smaller when electric arc is present. This is because the thermoplastic polymer binder volatilizes or decomposes even at low power conditions. Furthermore, the thermoplastic binder provides a composition having excellent molding properties, stability and electrical insulation properties.
멜라민을 기반으로 한 아크-차단 조성물에서 바인더로서 유용하다고 알려진 대표적인 열가소성 고분자 수지는 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 아크릴(acrylics), 폴리스티렌(polystyrene), 셀룰로우스 폴리아미드(나일론)(cellulosics polyamides(nylons)), 폴리아세탈(덜린)(polyacetals(DERLIN)), 폴리페닐린 옥사이드(polyphenylene oxides), ABS와 같은 블렌드(blends), 및 폴리이미드(polyimides)를 포함한다. 열경화성 수지(thermosetting resins), 에폭시(epoxy) 수지, 폴리에스테르(polyester) 수지, 페놀(phenolic) 수지, 및 이와 유사한 수지들과 같은 바인더는 아크-차단 조성물에서 바인더로서 유용하다고 알려져 있다. 또한, 부틸 화합물들(butyl compounds), 이소프린-기반 화합물들(isoprene-based compounds), 네오프린-기반 화합물들(neoprene-based compounds) 및 다른 합성 탄성중합체들(synthetic elastomers)과 같은 멜라민-기반 아크-차단 조성물들에서 탄성중합된(elastomeric), 고무-유사 재료들(rubber-like materials)을 바인더의 일부로서 포함하는 것으로 알려져 있다. Typical thermoplastic polymer resins known to be useful as binders in melamine-based arc-blocking compositions are polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, acrylics, polystyrene, Cellulosics polyamides (nylons), polyacetals (DERLIN), polyphenylene oxides, blends such as ABS, and polyimides ). Binders such as thermosetting resins, epoxy resins, polyester resins, phenolic resins, and similar resins are known to be useful as binders in arc-blocking compositions. Also, melamine-based, such as butyl compounds, isoprene-based compounds, neoprene-based compounds and other synthetic elastomers Rubber-like materials, which are elastomeric in arc-blocking compositions, are known to be included as part of the binder.
본 출원인의 미국 특허 제4,975,551호에서, 카르복실산기(carboxylic acid group)를 함유하는 고분자, 특히 두 가지 다른 단량체들로 이루어지고, 그 중 적어도 하나는 에틸렌 아크릴산 공중합체(ethylene acrylic acid copolymer)와 같이 카르복실산 일부(carboxylic moiety)를 함유하는 공중합체를 포함하는 바인더가 개시된 바 있다. 개시된 바에 의하면, 상기 바인더의 상기 카르복실산 관능기들(carboxylic acid functionalities)은 증가된 물리적 강도 및 안전성을 상기 조 성물에 제공하기 위해 아민(amine), 티올(thiol), 알콜(alcohol), 할로겐(halogen), 및 이와 유사한 부위들과 같은 카르복실산-활성 부위들(carboxylic acid-active sites)을 가진 아크-소거 화합물들과 상호 작용을 한다. 상기 아크-차단 화합물 및 상기 바인더를 포함하는 상기 성형된 조성물은 증가된 물리적 강도뿐만 아니라 우수한 아크-차단 능력, 화학적 안정성 및 전기적 절연 특성을 유지한다. In U.S. Patent No. 4,975,551 of the applicant, it consists of a polymer containing a carboxylic acid group, in particular two different monomers, at least one of which is like an ethylene acrylic acid copolymer A binder has been disclosed comprising a copolymer containing a carboxylic moiety. As disclosed, the carboxylic acid functionalities of the binder provide amines, thiols, alcohols, halogens to provide the composition with increased physical strength and safety. interacts with arc-eliminating compounds having carboxylic acid-active sites such as halogens, and similar sites. The molded composition comprising the arc-blocking compound and the binder maintains good arc-blocking ability, chemical stability and electrical insulation properties as well as increased physical strength.
간략하게 설명하면, 본 발명은 멜라민과 같은 아크-차단 화합물을 함유하는 조성물을 위한 새롭고 향상된 바인더를 포함하는 새롭고 향상된 아크 소거 조성물, 및 상기 아크와 접촉하기 위해 상기 아크의 통로를 따라 상기 조성물을 배치함으로써 아크를 소거하는 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 상기 바인더, 또는 상기 바인더의 적어도 한 일부분은 상기 아크-소거 조성물에 포함된 결합제에 결합하는 관능기를 포함하는 고분자이다. 상기 결합제는, 상기 바인더와 혼화가능(compatible)한 고분자일 수 있으며, 상기 고분자 바인더를 멜라민과 같은 상기 아크-소거 화합물에 결합하여 새롭고 예측할 수 없는 물리적 강도 및 안전성을 제공하기 위해 상기 아크-소거 화합물에 결합하는 관능기를 포함한다.Briefly, the present invention provides a new and improved arc scavenging composition comprising a new and improved binder for a composition containing an arc-blocking compound such as melamine, and disposing the composition along the passage of the arc to contact the arc. Thereby providing a method of eliminating an arc. In one embodiment according to the invention, the binder, or at least a portion of the binder, is a polymer comprising a functional group that binds to a binder included in the arc-erasing composition. The binder may be a polymer that is compatible with the binder, and the polymer binder is bonded to the arc-erasing compound such as melamine to provide new and unpredictable physical strength and safety to the arc-erasing compound It includes a functional group that binds to.
본 발명에서 설명되는 상기 아크-소거 조성물 및 아티클의 다른 실시예들에서, 상기 멜라민 또는 다른 아크-소거 화합물은 미세하게 분쇄된 형태로 상기 조성물에 투입되었을 때, 예측할 수 없는 좋은 결과를 제공하며, 향상된 결과들은 상기 고분자 바인더에 가소제(plasticizer)를 결합함으로써 제공된다. In other embodiments of the arc-erasing composition and article described herein, the melamine or other arc-erasing compound, when introduced into the composition in finely ground form, provides unpredictable good results, Improved results are provided by incorporating a plasticizer into the polymeric binder.
본 명세서에서 상기 아크-소멸 재료 및 아티클에 대한 적어도 세 가지 실시예들이 기술되어 있고 - 향상된 기계적 특성 및/또는 아크-소거 결과를 각 실시예가 각기 따로 또는 다른 실시예 하나나 둘과 조합하여 제공한다. 세 가지 독립적인 각 실시예들은 하나만 본 명세서에 기술된 상기 재료 및 아티클에 포함될 수 있고 또는 실시예들 중 어떤 두 가지나 세 가지가 본 명세서에서 언급되는 더 향상된 재료 및 아티클에 조합될 수 있다.At least three embodiments of the arc-decaying material and article are described herein and each provides an improved mechanical property and / or arc-clearing result, each embodiment separately or in combination with one or two of the other embodiments. . Each of the three independent embodiments may be included in the materials and articles described herein, or any two or three of the embodiments may be combined in the more advanced materials and articles mentioned herein.
간략하게 설명하면, 상기 세 가지 실시예는 다음과 같다.Briefly described, the three embodiments are as follows.
(1) 본 명세서에서 기술되는 상기 조성물 및 아티클의 기계적 특성 및/또는 상기 아크-소거 특성을 향상시키기 위해서 기계적으로 및/또는 화학적으로 상기 아크-소거 재료 및 상기 고분자 바인더와 동시에 상호작용하는 상기 아크-소거 조성물에 결합제를 혼합시킨다.(1) the arc interacting simultaneously with the arc-erasing material and the polymeric binder mechanically and / or chemically to improve the mechanical and / or the arc-erasing properties of the compositions and articles described herein Mix the binder in the erasure composition.
(2) 기본 바인더 고분자(base binder polymer)를 위해 가소제(예를 들면 카프로락탐(caprolactam)을 나일론 기본 고분자(nylon base polymer)를 위해)를 상기 아크-소거 조성물에 혼합시킨다. 이는 연신율과 다른 기계적 특성을 향상시키기 위한 것, 특히 상기 아크-소거 조성물의 취성(brittleness)을 감소시키기 위한 것이다. (2) A plasticizer (eg caprolactam for nylon base polymer) is mixed into the arc-erasing composition for the base binder polymer. This is to improve elongation and other mechanical properties, in particular to reduce the brittleness of the arc-clearing composition.
(3) 미세하게 분쇄된 아크-소멸 재료를 아크-소거 조성물에 혼합시킨다. 바람직하게는, 상기 아크-소멸 재료는 멜라민(melamine), 구아니딘(guanidine), 아세트산 구아니딘(guanidine acetate), 탄산 구아니딘(guanidine carbonate), 1,3-디페닐구아니딘(1,3-diphenylguanidine), 시아누르산염(cyanurate), 시아누르산 멜라민(melamine cyanurate), 히단토인(hydantoin), 알란토인(allantoin), 요소(urea), 인산 요소(urea phosphate), 벤조구아니딘(benzoguanidine), 디티오아멜리드(dithioammelide), 아멜린(ammeline), 할로겐화 시아누르산(cyanuric halide), 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 한다. 본 실시예에 따르면, 상기 아크-소멸 재료는 상기 입자들 중에서 적어도 중량으로 90% 이내인 상기 입자들은 입자 크기가 200㎛ 보다 작고, 바람직하게는 150㎛ 보다 작고, 더 바람직하게는 100㎛ 보다 작고, 보다 더 바람직하게는 50㎛ 보다 작은 입자 크기 분포를 가져야 한다. 본 실시예의 최대 장점을 살리기 위해서는, 적어도 중량으로 95% 이내인 상기 아크-소멸 입자들은 50㎛ 보다 작은 입자 크기를 가져야 한다. (3) The finely ground arc-decaying material is mixed into the arc-erasing composition. Preferably, the arc-decaying material is melamine, guanidine, guanidine acetate, guanidine carbonate, 1,3-diphenylguanidine, cyan Cyanurate, melamine cyanurate, hydantoin, allantoin, urea, urea phosphate, benzoguanidine, dithioammelide ), Ammeline, halogenated cyanuric halide, and combinations thereof. According to the present embodiment, the arc-decaying material has at least 90% by weight of the particles, wherein the particles have a particle size of less than 200 μm, preferably less than 150 μm, more preferably less than 100 μm. And, more preferably, have a particle size distribution smaller than 50 μm. In order to take full advantage of this embodiment, the arc-decaying particles at least within 95% by weight should have a particle size of less than 50 μm.
본 명세서에 기술된 상기 아크-소멸 조성물은 고전압 전기적 아크의 탈이온화(deionizing) 및 소거(extinguishing)에 적합하다. 상기 조성물은 멜라민과 같은 아크-소거 재료를 효율적인 양만큼 포함하고 있으며, 아크-소거 특성 및 인장 강도(tensile strength), 연신율(elongation), 열적 사이클링에 대한 환경 저항(environmental resistance to thermal cycling), 및 이와 유사한 구조적 특성의 바람직한 조합을 달성하기 위한 충분한 양의 바인딩 고분자(binding polymer)를 포함하고 있다. 추가적으로, 상기 조성물의 다양한 응용 및 활용을 위해 상기 조성물은 첨가제(additive), 충전제(filler) 또는 섬유 재료(fibrous materials)를 포함할 수도 있다. The arc-decaying compositions described herein are suitable for deionizing and extinguishing high voltage electrical arcs. The composition comprises an effective amount of arc-erasing material such as melamine, and includes arc-erasing properties and tensile strength, elongation, environmental resistance to thermal cycling, and It contains a sufficient amount of binding polymer to achieve a desirable combination of similar structural properties. Additionally, the composition may include additives, fillers or fibrous materials for various applications and applications of the composition.
상기 조성물은 성형 수지 조성물(molding resin compositions)을 얻기 위해 건식 혼합(dry blending), 롤밀(roll mill), 압출(extrusion) 및/또는 다른 성형 혼합 기술(plastic compounding technique)을 사용하여 구성 요소들을 혼합함으로써 균일화된다. 상기 성형 조성물은 다음으로 사출 성형(injection molding), 압출, 및 이와 유사한 성형 공정 기술(plastic processing technique)에 의해 원하는 모양의 아티클로 성형된다. 바람직한 조성물에서, 예를 들면, 안전 장치를 위한 트레일러(trailer)를 형성하기 위해서, 나일론 기본 고분자 바인더가 멜라민 및 무수물-기능 결합제(anhydride-functional coupling agent)와 혼합되어 멜라민, 나일론, 및 상기 무수물-기능 결합제 간의 결합 및/또는 혼화성(miscibility)에 의해 상기 바람직한 아크-소거 및 기계적 특성을 달성하게 된다. The composition mixes the components using dry blending, roll mill, extrusion and / or other plastic compounding techniques to obtain molding resin compositions. This makes it uniform. The molding composition is then molded into articles of the desired shape by injection molding, extrusion, and similar plastic processing techniques. In a preferred composition, for example, in order to form a trailer for a safety device, a nylon base polymer binder is mixed with melamine and anhydride-functional coupling agent to form melamine, nylon, and the anhydride- Coupling and / or miscibility between functional binders achieve the desired arc-clearing and mechanical properties.
상기에서 언급한 바와 같은 다른 실시예들에서, 상기 조성물은 비기능화된 기본 고분자 바인더(non-functionalized base polymeric binder)를 결합제와 함께 또는 결합제 없이 포함하며, 미세하게 분쇄된 아크-소거 재료 및/또는 상기 기본 고분자 바인더를 위한 가소제를 함유한다. In other embodiments as mentioned above, the composition comprises a non-functionalized base polymeric binder with or without a binder, and finely ground arc-erasing material and / or It contains a plasticizer for the base polymer binder.
상기 조성물, 아티클 및 본 발명에서 기술된 방법의 일 측에 따르면, 본 발명은 멜라민과 같은 아크-소거 화합물을 효율적인 비율만큼 포함하고, 에틸렌 말레산 무수물 고분자(ethylene maleic anhydride polymer)와 같은 결합제-상호작용부(coupling agent-interactive moieties)와 적합한 결합제를 포함하는 고분자 바인더로 이루어진 새롭고 향상된 아크-소멸 조성물을 제공한다. 상기 결합제는 향상된 강도 및 열적 사이클링에 대해 바람직한 환경 저항을 가지기 위해 화학적 및/또는 기계적으로 상기 아크-소거 화합물과 상기 결합제를 결합할 수 있고, 상기 아크-소거 화합물과 상기 고분자 바인더를 결합할 수 있다.According to one aspect of the composition, article and method described herein, the present invention comprises an arc-clearing compound, such as melamine, in an efficient ratio, and a binder-interaction such as ethylene maleic anhydride polymer. There is provided a new and improved arc-dissipating composition consisting of a polymeric binder comprising a coupling agent-interactive moieties and a suitable binder. The binder may chemically and / or mechanically combine the arc-erasing compound with the binder, and the arc-erasing compound with the polymeric binder to have desirable environmental resistance to improved strength and thermal cycling. .
상기 조성물, 아티클 및 본 발명에서 기술된 방법의 다른 일 측에 따르면, 본 발명은 성형되었을 때 종래 가능했던 아크-소거 조성물 및 아티클에서 나타낸 전기적 아크-소거 특성과 적어도 같은 정도의 바람직한 특성을 나타내면서, 향상된 기계적 특성을 가지는 새롭고 향상된 아크-소거 조성물을 제공한다. According to another aspect of the composition, article and method described herein, the present invention exhibits desirable properties at least on the order of the electrical arc-erasing properties exhibited in the arc-erasing compositions and articles that were conventionally possible when molded, It provides a new and improved arc-clearing composition with improved mechanical properties.
상기 조성물, 아티클 및 본 발명에서 기술된 방법의 다른 일 측에 따르면, 본 발명은 아크-차단 화합물 및 고분자 바인더를 포함하는 새롭고 향상된 아크-소거 조성물을 제공한다. 상기 바인더는 고분자 또는 두 개의 다른 단량체로부터 형성된 공중합체로, 결합제를 통하여 상기 바인더를 상기 아크-차단 화합물에 결합하기 위한 결합제 반응기 또는 반응부(coupling agent reactive groups or moieties)를 포함한다. According to another aspect of the composition, article and method described herein, the present invention provides a new and improved arc-erasing composition comprising an arc-blocking compound and a polymeric binder. The binder is a copolymer formed from a polymer or two other monomers, and includes a binder reactor or a coupling agent reactive groups or moieties for bonding the binder to the arc-blocking compound through a binder.
상기 조성물, 아티클 및 본 발명에서 기술된 방법의 다른 일 측에 따르면, 본 발명은 결합제-함유 관능기(coupling agent-contained functional group)에 반응하는 적어도 하나의 부위(site)를 가지는 아크-소거 화합물; 또는 복수 개의 반응 결합제-함유 기능부(reactive coupling agent contained functional moieties)를 포함하는 고분자 바인더 재료를 포함하는 새롭고 향상된 아크-소거 조성물을 제공한다. 상기 바인더 재료는 상기 조성물이 열과 압력 하에 성형될 때, 상기 아크-소거 화합물 및 상기 고분자 바인더가 결합제와 화학적으로 결합하도록 하여 상기 성형된 조성물이 새롭고 예측할 수 없는 물리적 강도를 갖도록 한다. According to another aspect of the composition, article and method described in the present invention, the present invention comprises an arc-erasing compound having at least one site in response to a coupling agent-contained functional group; Or a new and improved arc-erasing composition comprising a polymeric binder material comprising a plurality of reactive coupling agent contained functional moieties. The binder material causes the arc-erasing compound and the polymeric binder to chemically bond with a binder when the composition is molded under heat and pressure so that the shaped composition has new and unpredictable physical strength.
상기 조성물, 아티클 및 본 발명에서 기술된 방법의 또 다른 일 측에 따르면, 본 발명은 멜라민과 같이 그것의 분자 내에 적어도 하나의 활성 아민 부위(reactive amine site)를 가지는 아크-차단 화합물 및 아민-활성 부위 및 바인더-활성 부위를 함유하는 열가소성 수지 바인더 재료; 상기 결합제를 통하여 상기 아크-차단 화합물을 상기 고분자 바인더에 결합하기 위한 적당한 결합제를 함께 포함하는 새롭고 향상된 아크-차단 조성물을 제공한다. According to another aspect of the composition, article and method described herein, the invention provides an arc-blocking compound and an amine-activity having at least one active amine site in its molecule, such as melamine Thermoplastic resin binder materials containing moieties and binder-active moieties; It provides a new and improved arc-blocking composition comprising a suitable binder together to bind the arc-blocking compound to the polymeric binder through the binder.
상기 조성물, 아티클 및 본 발명에서 기술된 방법의 다른 일 측에 따르면, 본 발명은 인장 강도, 연신율 및 열적 사이클링에 대한 저항 능력 및 크랙에 대한 저항성과 같은 성형 및 물리적 강도에 있어서, 새롭고 예측할 수 없는 특성을 제공할뿐만 아니라 충분하고 우수한 아크-차단 특성을 제공하는 새롭고 향상된 아크-차단 조성물을 제공한다. According to the composition, article and the other side of the method described in the present invention, the present invention is new and unpredictable in terms of molding and physical strength, such as tensile strength, elongation and resistance to thermal cycling and resistance to cracking It provides new and improved arc-blocking compositions that not only provide properties but also provide sufficient and good arc-blocking properties.
상기 언급된 본 발명의 내용과 언급되지는 않았으나 본 발명의 일 면에 해당하는 내용 및 본 발명의 장점들은 아래 기술하는 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명을 도면과 함께 참조할 때 명백해질 것이다. Although not mentioned and described above with reference to the contents of the present invention, the contents and advantages of the present invention will become apparent when referring to the detailed description of the preferred embodiments described below with reference to the drawings.
도 1은 표 1의 아크-소거 조성물들의 기계적 인성 특성을 덜린(DERLIN) 500의 경우와 비교하여 나타낸 막대 그래프이다.1 is a bar graph showing the mechanical toughness characteristics of the arc-erasing compositions of Table 1 compared to the case of
도 2 및 도 3은 표 1의 아크-소거 조성물의 물 및 질산에 의한 무게 변화를 덜린(DERLIN) 500의 경우와 비교하여 나타낸 막대 그래프이다.2 and 3 are bar graphs showing the weight change by water and nitric acid of the arc-erasing compositions of Table 1 compared to the case of
도 4는 표준 등급 및 미세 등급 멜라민의 입자 크기 분포를 나타낸 막대 그래프이다.4 is a bar graph showing the particle size distribution of standard grade and fine grade melamine.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 아크-소거 조성물로부터 제조된 퓨즈 슬리브(fuse sleeve) 또는 라이너(liner)를 도시한 개념도이다. 5 is a conceptual diagram illustrating a fuse sleeve or liner made from an arc-erasing composition in accordance with one embodiment of the present invention.
도 6은 퓨즈를 둘러싸고 있는 도 5의 슬리브 또는 라이너의 일부가 절단된 모습을 도시한 측면도이다. FIG. 6 is a side view of a portion of the sleeve or liner of FIG. 5 surrounding the fuse, taken away. FIG.
상기 조성물, 아티클, 및 본 발명에서 기술된 방법에 의한 일 실시예에 따르면, 상기 아크-소거 조성물이 무수물 기(anhydride group)와 같이 결합제에 결합(bond)하는 결합제-활성 관능기(coupling agent-reactive functional group)를 함유하는 바인더를 포함할 때, 아크-소거 조성물의 물리적 및 열적 특성들은 예측할 수 없을 만큼 향상될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이러한 바인더들은 아민기(amine groups)와 같은 이용가능한 활성 부위들(available reactive sites)을 가진 아크-소거 화합물들; 하나 또는 그 이상의 이용가능한 히드록실기(hydroxyl groups), 에폭시기(epoxy groups) 및/또는 아지리딘기(aziridine groups)를 함유하는 화합물; 또는 이용가능한 카르복실산-활성 황 원자들(available carboxylic acid-reactive sulphur atoms)을 가진 하나 또는 그 이상의 이용가능한 티올기(thiol groups)와 함께 사용하는 경우 특별히 효율적이나, 다른 아크-소거 화합물들과 함께 사용해도 효율적이다. 본 발명에서 기술된 하나 또는 그 이상의 결합제-활성 기능기를 가진 상기 고분자 바인더, 및 상기 활성 결합제는 멜라민(melamine) 또는 벤조구아나민(benzoguanamine), 디티오아멜리드(dithioammelide), 아멜린(ammeline), 및 할로겐화 시아누르산(cyanuric halide) 과 같은 다른 유사한 아크-소거 화합물과 함께 사용할 때 특히 효율적인 것으로 밝혀졌다. According to one embodiment of the composition, article, and method described herein, a binder-active functional group in which the arc-erasing composition bonds to a binder, such as an anhydride group. It has been found that when including a binder containing a functional group, the physical and thermal properties of the arc-clearing composition can be improved unpredictably. Such binders include arc-clearing compounds with available reactive sites such as amine groups; Compounds containing one or more of the available hydroxyl groups, epoxy groups and / or aziridine groups; Or particularly efficient when used with one or more available thiol groups with available carboxylic acid-reactive sulphur atoms, but with other arc-erasing compounds It is also effective when used together. The polymeric binder having one or more binder-active functional groups described in the present invention, and the active binder are melamine or benzoguanamine, dithioammelide, ammeline, And other similar arc-clearing compounds such as halogenated cyanuric halides.
상기 기능화된, 결합제-활성 고분자 바인더는 상기 아크-소거 조성물에서 사용된 상기 바인더 재료를 100% 형성할 필요 없으며, 알려진 아크-소거 조성물에 상기 사용된 바인더 재료에 대해 0.5 내지 20 중량%만큼 소량의 기능화된 바인더가 포함되었을 때 향상된 우수한 결과가 나타났다. 상기 결합제의 상기 비활성(비기능성) 부분(non-reacted(non-functional) portion) 및 고분자 바인더는 상기 조성물이 용융되었을 때 균일한 조성을 형성하도록, 충분히 혼화성이 있어야 한다.The functionalized, binder-active polymeric binder does not need to form 100% of the binder material used in the arc-erasing composition, but in small amounts by 0.5 to 20% by weight relative to the binder material used in known arc-erasing compositions. Improved good results were seen when functionalized binders were included. The non-reacted (non-functional) portion of the binder and the polymeric binder must be sufficiently miscible to form a uniform composition when the composition is melted.
하나 또는 그 이상의 결합제-활성 관능기(coupling-agent reactive functional groups)를 가지는 적당한 고분자 바인더는 무수물(anhydride), 카르보닐기(carbonyl), 히드록실기(hydroxyl), 카르복실기(carboxyl), 아민(amine), 아미드(amide), 에테르(ether), 락탐(lactam), 락톤(lactone), 에폭시(epoxy), 에스테르(ester), 황산염(sulfate), 설폰산염(sulfonate), 설핀산염(sulfinate), 설파민산염(sulfamate), 인산염(phosphate), 포스폰산염(phosphonate), 및 포스핀산염(phosphinate)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 관능기; 또는 공유결합적으로 또는 이온결합적으로 상기 결합제에 결합할 수 있는 방향족 환(aromatic ring)을 가지는 열가소성 및 열경화성 고분자를 포함한다. 바람직하게도, 상기 바인더는 무수물, 카르보닐기, 카르복실기, 히드록실기, 아민, 아미드(특히 아무 종류의 나일론), 에테르, 및 환 구조의 일 부분으로써 또는 결합제-활성 관능기의 확장으로써(as an extending coupling agent-reactive functional group) 활성기를 가진 방향족 환으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 관능기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 결합제-활성 관능기를 함유하는 적합한 고분자 바인더의 예로는, 폴리프로필렌, 나일론 4/6, 나일론 6/6, 나일론 6, 나일론 11, 나일론 6/12, 고충격 나일론(high-impact nylon), 미네랄 함유 나일론(mineral-filled nylon), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리스티렌(polystyrene), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene), 폴리술폰(polysulfone), 폴리부틸렌 테르프탈레이트(polybutylene terphthalate), 폴리에틸렌 테르프탈레이트(polyethylene terphthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리에스테르 열가소성 탄성 중합체(polyester thermoplastic elastomer), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 스티레닉 열가소성 탄성 중합체(styrenic thermoplastic elastomer), 올레피닉 열가소성 탄성 중합체(olefinic thermoplastic elastomer), 풀리우레탄 열가소성(polyurethane thermoplastic), 폴리페닐렌 옥사이드(polyphenylene oxide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 페닐렌 에테르 공중합체(phenylene ether co-polymer), 폴리카보네이트/아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(polycarbonate/acrylonitrile butadiene styrene), 폴리아릴에테르 케톤(polyarylether ketone), 폴리에테르케톤에테르케톤케톤(polyetherketoneetherketoneketone), 폴리프탈아미드(polyphthalamide), 및 폴리에테르케톤케톤(polyletherketoneketone)과 상기 고분자들 중 둘 또는 그 이상의 혼합물들(blends)을 포함한다. 다른 적합한 기본 수지들(base resins)는 페르플루 오로알콕시(perfluoroalkoxy), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ethylene tetrafluoroethylene), 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride)를 포함한다.Suitable polymeric binders having one or more coupling-agent reactive functional groups include anhydrides, carbonyls, hydroxyls, carboxyl, amines, amides (amide), ether, lactam, lactone, epoxy, ester, sulfate, sulfonate, sulfinate, sulfamate at least one functional group selected from the group consisting of sulfamate, phosphate, phosphonate, and phosphinate; Or thermoplastic and thermosetting polymers having an aromatic ring capable of covalently or ionic bonding to the binder. Preferably, the binder is an anhydride, carbonyl group, carboxyl group, hydroxyl group, amine, amide (particularly any kind of nylon), ether, and as part of a ring structure or as an extension coupling agent. -reactive functional group) characterized in that it comprises at least one functional group selected from the group consisting of aromatic rings having an active group. Examples of suitable polymeric binders containing such binder-active functional groups include polypropylene, nylon 4/6, nylon 6/6, nylon 6, nylon 11, nylon 6/12, high-impact nylon, minerals. Mineral-filled nylon, polycarbonate, polystyrene, acrylonitrile butadiene styrene, polysulfone, polybutylene terphthalate, polyethylene terphthalate (polyethylene terphthalate), polyphenylene sulfide, polyester thermoplastic elastomer, polyetherimide, styrenic thermoplastic elastomer, olefinic thermoplastic elastomer thermoplastic elastomer, polyurethane thermoplastic, polyphenylene jade Polyphenylene oxide, polyetheretherketone, phenylene ether copolymer, polycarbonate / acrylonitrile butadiene styrene, polyarylether ketone ), Polyetherketoneetherketoneketone, polyphthalamide, and polyletherketoneketone and blends of two or more of the above polymers. Other suitable base resins include perfluoroalkoxy, ethylene tetrafluoroethylene, and polyvinylidene fluoride.
상기 아크-차단 조성물의 일 실시예에서 사용된 상기 기능화된 바인더는 멜라민과 같은 상기 아크-차단 또는 아크-소거 화합물과 함께 본 발명의 기술 분야에서 잘 알려져 있듯이 매우 다양한 양으로 사용될 수 있으며, 본 발명의 기술 분야에서 잘 알려져 있는 여러 종류의 다른 열경화성 및/또는 열가소성 바인더 재료의 조합일 수 있다. 상기 기능화된 바인더는 일반적으로 상기 아크-차단 조성물의 총중량에 대해 대략 적어도 10%로 포함되며, 바람직하게는 대략 적어도 20%가 포함된다. 성형(molding), 물리적 및 화학적 안정성 및 강도, 아크-차단 특성 및 절연 특성을 목적으로 하는 가장 최적의 결과는 상기 아크-차단 조성물의 중량에 대해 기능화된 바인더가 대략 15 내지 50%로 포함되는 때 달성되며, 바람직하게는 완성된 성형 아크-차단 조성물(molded arc-interrupting composition) 및 아티클의 총중량에 대비할 때 대략 20 내지 40%의 범위일 때 달성된다. The functionalized binder used in one embodiment of the arc-blocking composition can be used in a wide variety of amounts as is well known in the art with the arc-blocking or arc-erasing compounds such as melamine, and the present invention It can be a combination of several kinds of other thermosetting and / or thermoplastic binder materials that are well known in the art. The functionalized binder is generally included in approximately at least 10%, preferably approximately at least 20%, relative to the total weight of the arc-blocking composition. The most optimal results aimed at molding, physical and chemical stability and strength, arc-blocking properties and insulating properties are when the functionalized binder is included in the range of about 15 to 50% by weight of the arc-blocking composition. It is preferably achieved when it is in the range of approximately 20 to 40% relative to the total weight of the article and the molded molded arc-interrupting composition.
상기 아크-소거 화합물을 상기 기능화된 고분자 바인더에 결합시키기 위한 상기 결합제 실시예(coupling agent embodiment)에서 사용된 상기 결합제는 바람직하게는 상기 아크-소거 화합물 및 상기 고분자 바인더 모두에 공유 결합을 제공하는 활성 관능기(reactive functional groups)를 함유하는 단량체 또는 고분자 화합물이다. 그러나, 상기 결합제 및/또는 상기 아크-소거 화합물 및/또는 상기 고분자 바인더 간에 작용하는 인력은 정전기적 복합체 형성(electrostatic complexing), 이온 복합체 형성(ion complexing), 킬레이트화(chelation), 수소 결합(hydrogen bonding), 이온-쌍극자(ion-dipole), 쌍극자/쌍극자, 반데르발스 힘(Van Der Waals forces), 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어떠한 메카니즘으로도 이루어질 수 있다. 바람직한 결합제는 고분자로서, 예를 들면 상기 바람직한 멜라민 아크-소거 화합물과 반응하기 위한 무수물 관능기를 가지는 삼원공중합체(terpolymer)이다. 예를 들어, 에틸렌/에틸아크릴레이트/말레산 무수물 삼원공중합체 결합제(ethylene/ethyl acrylate/maleic anhydride terpolymer coupling agent), 예컨대, 아토피나 케미칼스 코포레이션(Atofina Chemicals Corporation)의 로타더(Lotader) 4720은 상기 멜라민과 상기 나일론 바인더(예를 들어 나일론 6)를 결합시키기 위하여, 상기 멜라민의 질소 원자 및 나일론 바인더의 질소 원자와 반응할 수 있다. 상기 로타더 결합제의 비기능부(non-functional portion)는 상기 나일론(예를 들어 나일론 6) 고분자 바인더와 혼화가능(compatible)하다. 적합한 결합제의 다른 예들은 유기실란(organosilianes), 유기관능 실릴화제(organofunctional silylating agents), 특히 상기 유기실란은 아미노(amino), 에폭시(epoxy), 아크릴레이트(acrylate), n-머캅토(n-mercapto), 및 비닐 관능기(vinyl functionality)를 포함한다. 상기 비닐 관능기는 (3-아크릴록시프로필)트리메톡시실란((3-Acryloxypropyl)trimethoxysilane); N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란(N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane); 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-Aminopropyltriethoxysilane); 3-아미노프로필트리메톡시실란(3- Aminopropyltrimethoxysilane); 3-이소시아나토프로필트리에톡시실란(3-Isocyanatopropyltriethoxysilane); (3-글리시독시프로필)트리메톡시실란((3-Glycidoxypropyl)trimethoxysilane); 3-머캅토프로필트리메톡시실란(3-Mercaptopropyltrimethoxysilane); 및 비닐트리메톡시실란(Vinyltrimethoxysilane)을 포함한다. The binder used in the coupling agent embodiment for bonding the arc-erasing compound to the functionalized polymeric binder is preferably active to provide covalent bonds to both the arc-erasing compound and the polymeric binder. Monomers or polymer compounds containing reactive functional groups. However, the attractive force acting between the binder and / or the arc-erasing compound and / or the polymeric binder may cause electrostatic complexing, ion complexing, chelation, hydrogen bonding. any mechanism selected from the group consisting of bonding, ion-dipole, dipole / dipole, Van Der Waals forces, and combinations thereof. Preferred binders are polymers, for example terpolymers having anhydride functional groups for reacting with the preferred melamine arc-erasing compounds. For example, ethylene / ethyl acrylate / maleic anhydride terpolymer coupling agent, such as Rotader 4720 from Atopina Chemicals Corporation, In order to bind the melamine and the nylon binder (for example, nylon 6), it may react with the nitrogen atom of the melamine and the nitrogen atom of the nylon binder. The non-functional portion of the rotder binder is compatible with the nylon (eg nylon 6) polymeric binder. Other examples of suitable binders are organosilanes, organofunctional silylating agents, in particular the organosilanes are amino, epoxy, acrylate, n-mercapto (n-). mercapto) and vinyl functionality. The vinyl functional group is (3-acryloxypropyl) trimethoxysilane ((3-Acryloxypropyl) trimethoxysilane); N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane (N- (2-Aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane); 3-aminopropyltriethoxysilane; 3-aminopropyltrimethoxysilane; 3-Isocyanatopropyltriethoxysilane; (3-Glycidoxypropyl) trimethoxysilane; 3-mercaptopropyltrimethoxysilane; And vinyltrimethoxysilane.
바람직한 결합제로는 기능화된 폴리올레핀(functionalized polyolefins), 예를 들어 하나 또는 그 이상의 반응 관능기들(reactive functionalities)로 기능화된 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌이다. 상기 반응 관능기는 상기 아크-소거 재료와 상기 고분자 바인더 간의 반응성(reactivity) 또는 정전기적 결합을 제공한다. 상기 결합제는 폴리에스테르, 폴리아미드 및/또는 폴리올레핀 고분자 바인더와의 더 나은 혼화성(compatibility)을 위해, 바람직하게는 글리시딜메타크릴레이트(GMA) 및/또는 말레산 무수물(MAH) 관능기를 포함한다. 가장 바람직한 결합제는 기능화된 폴리올레핀으로, 특히 에틸렌 또는 프로필렌(PE or PP)과 에틸아크릴레이트(EA) 및 말레산 무수물(MAH)의 삼원공중합체 또는 6.5 내지 30 중량%의 EA, 0.3 내지 3.1 중량%의 MAH 또는 GMA, 나머지 66.9 내지 93.2 중량%는 PE 또는 PP, 바람직하게는 폴리에틸렌을 가지는 글리시딜메타크릴레이트이다. 상기 MAH를 포함하는 삼원공중합체는 아토피나 케미칼즈(Atofina Chemicals)로부터 상표명 로타더(Lotader)로 팔린다. 다른 적합한 결합제는 PE 또는 PP와 MAH 및 n-부틸 아크릴레이트(n-butyl acrylate)의 삼원공중합체(로타더 등급(Lotader grades) 2210, 3210, 4210 및 3410); 말레산 무수물(MAH)이 접목(graft)된 에틸렌/부 탄(ethylene/butane) 공중합체(탄성 중합체)로서, 도우 플라스틱스(Dow Plastics)에서 AMPLIFY GR 208 기능성 고분자로서 판매하는 MAH를 대략 0.25 중량 % 내지 1 중량% 포함하는 공중합체; 켄리치 페트로케미칼즈(KENRICH petrochemicals)에서 KEN-REACT® 수용성 킬레이트 티탄산 쿼츠(Water Soluble Chelate Titanate Quats) 및 KEN-REACT® LICA®로 판매하는 티탄산 사원계 암모늄(titanate quarternary ammonium) 화합물; KEN-REACT® NZ® 네오알콕시 지르코늄산 및 쿼츠(Neoalkoxy Zirconates and Quats); KEN-REACT® KZ® 시클로헤테로아톰 지르코늄산(Cycloheteroatom Zirconates); KEN-REACT® KA 렐루미네이트(Reluminates); CAPOW® KR® 및 L® Series 티탄산 결합제 분말; 스티렌/말레산 무수물 공중합체; 에폭시 변형된 폴리올레핀, 특히 GMA를 3 내지 8 중량%, 아토피나 케미칼즈에서 로타더 AX8840, 로타더 AX8900 및 로타더 AX8930으로 판매하는 메틸 아크릴레이트(MA)를 0에서 대략 24 내지 25%를 가지는 에틸렌/메틸 아크릴레이트/글리시딜메타크릴레이트(E-MA-GMA)의 삼원공중합체 또는 에틸렌과 글리시딜메타크릴레이트(E-GMA)의 공중합체; 메타크릴산(methacrylic acid, MAA)을 가지는 에틸렌(E/MAA) 및/또는 프로필렌(P/MAA)의 공중합체로서, 상기 MAA 산기는 금속으로, 예를 들어 리튬, 나트륨, 또는 아연, 철(DuPont SURLYN® 9320W)로 부분적으로 중성화된 공중합체; 아무 종류의 말레산 무수물이 접목된 폴리올레핀; 아무 종류의 스티렌/아크릴로니트릴이 접목된 폴리올레핀; 크롬프턴 코포레이션(Crompton Corporation)에서 INTERLOYTM W1095H1으로 판매하는 폴리프로필렌/폴리메틸메타크릴레이트가 접목된 공중합체; 또는 이와 유사한 것을 포함한다.Preferred binders are functionalized polyolefins, for example polyethylene or polypropylene functionalized with one or more reactive functionalities. The reaction functional group provides a reactivity or electrostatic bond between the arc-erasing material and the polymeric binder. The binder comprises glycidyl methacrylate (GMA) and / or maleic anhydride (MAH) functional groups for better compatibility with polyester, polyamide and / or polyolefin polymeric binders. do. Most preferred binders are functionalized polyolefins, in particular terpolymers of ethylene or propylene (PE or PP) with ethyl acrylate (EA) and maleic anhydride (MAH) or from 6.5 to 30% by weight of EA, from 0.3 to 3.1% by weight MAH or GMA, the remaining 66.9 to 93.2% by weight is glycidyl methacrylate with PE or PP, preferably polyethylene. Terpolymers containing the MAH are sold under the trade name Rotader from Atofina Chemicals. Other suitable binders are terpolymers of PE or PP and MAH and n-butyl acrylate (Lotader grades 2210, 3210, 4210 and 3410); Ethylene / butane copolymer (elastic polymer) grafted with maleic anhydride (MAH), approximately 0.25% by weight MAH sold by Dow Plastics as AMPLIFY GR 208 functional polymer To 1% by weight of a copolymer comprising; Titanate quarternary ammonium compounds sold by KEN-REACT ® water soluble chelate Titanate Quats and KEN-REACT ® LICA ® by KENRICH petrochemicals; KEN-REACT ® NZ ® neoalkoxy Zirconates and Quats; KEN-REACT ® KZ ® Cycloheteroatom Zirconates; KEN-REACT ® KA Reluminates; CAPOW ® KR ® and L ® Series titanic acid binder powders; Styrene / maleic anhydride copolymers; Epoxy modified polyolefins, in particular ethylene having 3 to 8% by weight of GMA, methyl acrylate (MA) sold from Atopina Chemicals as Rotader AX8840, Rotader AX8900 and Rotader AX8930 from 0 to approximately 24 to 25% Terpolymers of / methyl acrylate / glycidyl methacrylate (E-MA-GMA) or copolymers of ethylene and glycidyl methacrylate (E-GMA); A copolymer of ethylene (E / MAA) and / or propylene (P / MAA) with methacrylic acid (MAA), wherein the MAA acid group is a metal, for example lithium, sodium, or zinc, iron ( DuPont SURLYN ® 9320W) the copolymer partially neutralized with a; Polyolefins grafted with maleic anhydride of any kind; Polyolefins grafted with any kind of styrene / acrylonitrile; Copolymers grafted with polypropylene / polymethylmethacrylate sold by INTERLOY ™ W1095H1 from Crompton Corporation; Or the like.
본 명세서에서 설명하는 상기 조성물에 포함된, 멜라민과 같은 상기 아크-차단 화합물은, 종래 기술에서 잘 알려진 바와 같이 정상적인 양만큼 상기 조성물에 포함되며, 일반적으로 이는 상기 아크-차단 조성물의 총중량에 대해 대략 5% 내지 대략 90%의 양이며, 바람직하게는 상기 조성물의 총중량에 대해 대략 10% 내지 대략 70%, 보다 더 바람직하게는 대략 20% 내지 대략 50%이다. 아크-차단 화합물 대 고분자 바인더의 중량비가 4 대 1 내지 1 대 1의 비율 범위 내에서 존재할 때 아크-차단 화합물과 바인더 재료로 우수한 결과들이 달성된다. 상기 아크-차단 화합물과 상기 고분자 바인더 재료의 중량비가 2 대 1 내지 3 대 1의 비율로 상기 조성물에 포함되어 있을 때 최적의 결과들이 달성된다.The arc-blocking compound, such as melamine, included in the composition described herein, is included in the composition in a normal amount, as is well known in the art, and generally it is about the total weight of the arc-blocking composition. Amount from 5% to about 90%, preferably from about 10% to about 70%, even more preferably from about 20% to about 50% by weight of the composition. Excellent results are achieved with the arc-blocking compound and the binder material when the weight ratio of the arc-blocking compound to the polymeric binder is within the ratio range of 4 to 1 to 1 to 1. Optimal results are achieved when the weight ratio of the arc-blocking compound and the polymeric binder material is included in the composition in a ratio of 2 to 1 to 3 to 1.
본 명세서에서 설명되는 결합제의 실시예에서, 상기 아크-차단 조성물에 포함되어 있는 총 고분자 바인더 중에서, 상기 관능기-함유 고분자 또는 공중합체는 상기 성형된 조성물의 상기 인장 강도를 향상시키기에 충분한 양만큼 포함되어야 하며, 바람직하게는 상기 관능기-함유 바인더가 첨가됨으로써 인장 강도가 10% 이상 증가하도록 포함되어야 한다.In an embodiment of the binder described herein, of the total polymeric binder included in the arc-blocking composition, the functional group-containing polymer or copolymer comprises an amount sufficient to enhance the tensile strength of the molded composition It should preferably be included so that the tensile strength increases by at least 10% by the addition of the functional group-containing binder.
예를 들어, 대표적인 종래 기술의 아크-차단 조성물은 멜라민을 폴리에틸렌 바인더에 포함하는 것이며, 상기 멜라민과 상기 폴리에틸렌 바인더의 중량비는 3 대 1이고, 이것의 인장 강도는 1133 psi이다. 에틸렌/말레산 무수물과 같은 결합제-상호작용 기능화된 고분자 바인더(coupling agent-interacting functionalized polymeric binder)를 상기 기능화된 고분자 및 상기 멜라민을 위한 적합한 결합제와 함께 폴리에틸렌으로 단지 5% 치환함으로써, 상기 인장 강도는 10% 이상 증가하게 된다. 상기 폴리에틸렌을 완전히 제거하고 에틸렌/말레산 무수물을 멜라민을 위한 바인더 재료로 100% 치환함으로써, 상기 인장 강도는 1677 psi로, 또는 거의 50% 증가하게 된다. 물리적 강도의 향상은 상기 관능기-함유 바인더 재료, 및 그와 함께 결합제-활성 바인더를 포함하여 달성되며, 상기 조성물에서 상기 관능기-함유 바인더를 상기 조성물에 존재하는 바인더의 총중량에 대해 대략 0.5%로부터 100%까지 치환하여 달성된다.For example, a representative prior art arc-blocking composition comprises melamine in a polyethylene binder, wherein the weight ratio of melamine to the polyethylene binder is 3 to 1 and its tensile strength is 1133 psi. By replacing only 5% of a binder-interacting functionalized polymeric binder, such as ethylene / maleic anhydride, with polyethylene with a suitable binder for the functionalized polymer and the melamine, the tensile strength is Increase by more than 10%. By completely removing the polyethylene and replacing 100% of ethylene / maleic anhydride with the binder material for melamine, the tensile strength is increased to 1677 psi, or nearly 50%. An improvement in physical strength is achieved by including the functional group-containing binder material, and a binder-active binder therewith, wherein the functional group-containing binder in the composition is from about 0.5% to 100% by weight of the binder present in the composition. Achievement is achieved by substitution up to%.
본 명세서에서 기술하는 결합제 실시예에서, 완전한 장점을 달성하기 위해서는, 상기 아크-차단 화합물과 함께 사용되는 상기 바인더 재료는 본 발명에서 기술한 상기 관능기-함유 고분자 또는 공중합체를 포함해야 하며, 그 함량은 상기 조성물에 함유된 고분자 바인더의 총중량에 대해 중량비로 대략 2% 내지 100%, 바람직하게는 중량비로 대략 50% 내지 대략 100%이다. 바인더 재료의 나머지 퍼센트는 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀; 폴리플루오린화 수지(polyfluorinated resins)로서 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 아크릴 수지, 나일론과 같은 폴리아미드와 같은 폴리플루오린화 수지, 및 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 페놀 수지, 및 이와 유사한 열가소성 수지를 포함하는 다른 어떠한 종류의 적합한 바인더로서, 성형 및 아 크-소거 특성에 효율적인 바인더라면 어떠한 종류의 바인더일 수 있다. 다양한 탄성 중합체 재료들도 상기 성형된 조성물의 연신 특성을 향상시키기 위해 포함될 수 있으며, 상기 탄성 중합체로는 부틸-기반(butyl-based) 및/또는 이소프렌-기반(isoprene-based) 및/또는 네오프렌-기반(neoprene-based) 합성 탄성 중합체들이 있다.In the binder embodiments described herein, in order to achieve full advantage, the binder material used with the arc-blocking compound should include the functional group-containing polymer or copolymer described in the present invention, the content of which Is about 2% to 100% by weight relative to the total weight of the polymeric binder contained in the composition, preferably about 50% to about 100% by weight. The remaining percentage of binder material is polyolefin such as polyethylene and / or polypropylene; As polyfluorinated resins, for example, polytetrafluoroethylene, acrylic resins, polyfluorinated resins such as polyamides such as nylon, and epoxy resins, polyester resins, phenolic resins, and the like Any other suitable binder, including thermoplastics, can be any kind of binder as long as it is an efficient binder for molding and arc-erasing properties. Various elastomeric materials may also be included to enhance the stretching properties of the molded composition, and such elastomers include butyl-based and / or isoprene-based and / or neoprene- There are neoprene-based synthetic elastomers.
본 명세서에서 기술된 상기 결합제 실시예에서, 종래 알려진 아크-소멸 조성물로는 구조적 특성, 열적 안정성, 및 열적 사이클링에 대한 환경 저항을 나타내면서도 원하는 모양으로 성형하는 것이 불가능했던 것을, 본 발명의 바인더는 이를 가능하게 하며, 아크-소멸 조성물을 제공하기 위한 어떠한 종류의 아크-차단 화합물과도 유용하게 사용될 수 있다. 매우 예측할 수 없었던 구조적(기계적) 특성의 향상이 상기 결합제 실시예에 의해 달성되는데, 이는 상기 아크-차단 화합물이 하나 또는 그 이상의 활성 부위(reactive site)를 가질 때이며, 상기 활성 부위는 하나 또는 그 이상의 결합제의 활성부(reactive moieties of a coupling agent)와 화학적으로 반응하며, 또한 본 명세서에서 기술된 상기 기능적 바인더(functional binder)와도 화학적으로 반응한다. 예를 들어, 멜라민(C6N6H6)은 비닐/말레산 무수물 바인더의 연장 기능부(extending functional moieties)와 화학적으로 결합(이온 및/또는 공유 결합을 포함)할 수 있는 세 개의 동등하게 떨어진 반응 일차 아민부(three equally spaced reactive primary amine moieties)를 포함한다. 상기 무수물기(anhydride group)는 상기 멜라민에 대한 결합제로서 작용하여, 우수한 아크 -소거 특성을 유지하면서도 새롭고 예측할 수 없었던 인장 강도, 연신율 및 열적 사이클링에 대한 저항을 달성한다.In the above binder embodiments described herein, the binder of the present invention was not capable of molding into the desired shape while exhibiting structural properties, thermal stability, and environmental resistance to thermal cycling with conventionally known arc-decaying compositions. This is possible and can be usefully used with any kind of arc-blocking compound to provide an arc-decaying composition. A very unpredictable improvement in structural (mechanical) properties is achieved by the binder embodiment, when the arc-blocking compound has one or more active sites, wherein the active site is one or more. It chemically reacts with the reactive moieties of a coupling agent and also chemically with the functional binder described herein. For example, melamine (C 6 N 6 H 6 ) is three equally capable of chemically bonding (including ionic and / or covalent bonds) with the extending functional moieties of the vinyl / maleic anhydride binder. Include three equally spaced reactive primary amine moieties. The anhydride group acts as a binder for the melamine, achieving new and unpredictable tensile strength, elongation and resistance to thermal cycling while maintaining good arc-erasing properties.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 예컨대 말레산 무수물로 에틸렌을 공중합체하는 경우나 이와 유사한 경우에서와 같이 기능적 바인더 고분자 또는 공중합체를 형성하는데 사용된 관능기-함유 단량체의 비율은, 충분한 활성을 제공하기 위해 매우 넓은 범위에서 변할 수 있다. 예를 들면, 상기 멜라민 비닐 구조에서 연장된 하나, 둘 또는 모든 세 개의 활성 아민 부위에서 화학적 결합(이온 및/또는 공유 결합을 포함)을 하는 상기 공중합체 내의 무수물 부분이다. 이러한 방법에 의해, 아크-소멸 조성물의 제조에서 관능기-함유 고분자가 적어도 상기 바인더의 일 부분으로 사용되었을 때, 다른 특성들을 위한 여러 방식의 화합물-바인더의 화학적 결합이 제공될 수 있다. In a preferred embodiment of the invention, the proportion of functional group-containing monomers used to form the functional binder polymer or copolymer, such as when copolymerizing ethylene with maleic anhydride or similar, for example, provides sufficient activity. For very wide range. For example, an anhydride moiety in the copolymer having chemical bonds (including ionic and / or covalent bonds) at one, two or all three active amine sites extending from the melamine vinyl structure. By this method, when a functional group-containing polymer is used at least as part of the binder in the preparation of the arc-decaying composition, chemical bonding of the compound-binder in various ways for different properties can be provided.
본 발명에서 기술된 결합제 실시예에서, 일반적으로, 공중합체의 형성에 있어서 두번째 단량체로 중합(polymerize) 또는 공중합(copolymerize)되는 상기 관능기-함유 단량체의 함량은, 상기 중합가능한 단량체의 총중량에 대해 대략 0.5%에서 대략 80%이다. 상기 두번째 단량체는 두 개의 단량체 모두의 총중량에 대해 대략 20% 내지 95% 존재한다. 아토피나(Atofina)에서 제조된 에틸렌/말레산 무수물 공중합체와 같이 다양한 양의 말레산 무수물 단량체를 포함하는, 이러한 공중합체는 쉽게 구할 수 있다. 아토피나에 의해 상표명 LODATER 4720으로 판매되는 상기 공중합체 결합제는, 매우 우수한 구조적 특성, 열적 안정성 및 열적 사이클링에 대한 환경 저항을 가지는 아크-소멸 조성물을 제공한다. 예를 들어, 무수물 비 율(anhydride percentage)을 결합제-반응부(coupling agent-reactive moieties)로 다소 가지고 있는 다른 기능화된 고분자 및 공중합체가 사용될 수 있으며, 아크-소멸 조성물에서 결합된 바인더로서 사용될 때 유사한 구조적 향상을 제공해야 한다.In the binder embodiments described herein, in general, the content of the functional group-containing monomer polymerized or copolymerized with the second monomer in the formation of the copolymer is approximately relative to the total weight of the polymerizable monomer. 0.5% to approximately 80%. The second monomer is approximately 20% to 95% by weight of the total weight of both monomers. Such copolymers, including varying amounts of maleic anhydride monomers, such as ethylene / maleic anhydride copolymers made by Atofina, are readily available. The copolymer binder, sold under the trade name LODATER 4720 by Atopina, provides arc-decaying compositions having very good structural properties, thermal stability and environmental resistance to thermal cycling. For example, other functionalized polymers and copolymers that have some anhydride percentage as the coupling agent-reactive moieties can be used, and when used as a bound binder in arc-decaying compositions Similar structural improvements should be provided.
본 명세서에서 기술된 결합제 실시예에 있어서, 상기 아크-소멸 조성물에서 활성 부위는 종래 기술에서는 달성할 수 없었던 새롭고 예측할 수 없는 인장 강도, 연신율, 및 크랙에 대한 저항을 달성하기 위해 상기 고분자 바인더의 관능부와 화학적으로 결합(이온적으로 및/또는 공유적으로)함이 이론화되었다. 멜라민 아크-소멸 화합물로부터 연장되는 상기 활성 아민기(the reactive amine groups extending from melamine arc-quenching compounds)와 더불어, 다른 아크-소멸 화합물들도 또한 활성 부위를 포함할 수 있다. 다른 아크-소멸 화합물로는, 한 쌍의 연장된 활성 아민기를 가지는 벤조구아나민(benzoguanamine having a pair of extending reactive amine groups); 디티오아멜리드(dithioammelide)와 같은 티오로 치환된 유기 아크-소멸 화합물(thio substituted organic arc-quenching compounds); 아멜린(ammeline); 및 시아누르산 클로라이드(cyanuric chloride)와 같은 할로겐화 화합물(halogenated compound)이 있다. 이러한 화합물들의 각각은 전기 아크를 가해지는 환경 하에서 많은 부피의 아크-소거 기체를 발생시킬 수 있는 능력이 있다. 이들 화합물들의 각각은 아크-소거 또는 아크-차단 조성물에서 새롭고 예측할 수 없는 구조적, 기계적 및 물리적 특성을 달성하기 위해 상기 결합제-활성 바인더; 및/또는 아크-소거 화합물의 미세하게 분쇄된 형태; 및/또는 상기 고분자 바인더를 위한 상기 가소제(the plasticizers for the polymeric binders) 와 조합되어 본 발명에서 기술된 조성물, 재료, 및 아티클에 따라 유용하게 사용될 수 있다. In the binder embodiments described herein, the active site in the arc-decaying composition is functionalized by the polymeric binder to achieve new and unpredictable tensile strength, elongation, and resistance to cracking that could not be achieved in the prior art. It has been theorized that it is chemically bonded (ionically and / or covalently) with wealth. In addition to the reactive amine groups extending from melamine arc-quenching compounds, other arc-decaying compounds may also include an active site. Other arc-decaying compounds include benzoguanamine having a pair of extending reactive amine groups; Thio substituted organic arc-quenching compounds such as dithioammelide; Ammeline; And halogenated compounds such as cyanuric chloride. Each of these compounds is capable of generating a large volume of arc-erasing gas under an environment where an electric arc is applied. Each of these compounds can be selected from the group consisting of the binder-active binder to achieve new and unpredictable structural, mechanical and physical properties in the arc-erasing or arc-blocking composition; And / or finely ground forms of the arc-erasing compound; And / or in combination with the plasticizers for the polymeric binders, may be usefully employed in accordance with the compositions, materials, and articles described herein.
본 명세서에서 기술된 상기 결합제 실시예에 따라서, 멜라민과 같은 활성, 아크-소거 화합물(reactive, arc-extinguishing compound)은 하나 또는 그 이상의 상기 활성 화합물 부위(reactive compound site)에서 상기 활성 관능기(reactive functional group)와 반응함으로써, 본 발명에서 기술된 기능화된 고분자 바인더와 화학적 결합(이온 및/또는 공유 결합)을 한다는 것이 이론화되었다.In accordance with the binder embodiments described herein, an active, arc-extinguishing compound, such as melamine, may be incorporated into the active functional group at one or more of the active compound sites. by reacting with the functionalized polymeric binders described in the present invention, it is theorized that they form chemical bonds (ion and / or covalent bonds).
이와 유사하게, 활성 에폭시기(reactive epoxy groups), 아지리딘기(aziridine groups), 티올기(thiol groups), 히드록실기(hydroxyl groups), 할로겐기(halogen groups), 및 유사-활성 부위를 가지는 어떠한 종류의 아크-소거 화합물도 또한 새롭고 예측할 수 없는 구조적 특성, 열적 안정성, 및 열적 사이클링 저항을 제공하기 위해 본 발명에서 기술된 조성물에서 사용된 고분자 바인더로부터의 활성 관능기와 화학적 결합(이온 및/또는 공유 결합을 포함)을 할 수 있다. Similarly, any kind having active epoxy groups, aziridine groups, thiol groups, hydroxyl groups, halogen groups, and pseudo-active sites The arc-clearing compound of also has chemical bonds (ion and / or covalent bonds) with active functional groups from the polymeric binders used in the compositions described herein to provide new and unpredictable structural properties, thermal stability, and thermal cycling resistance. Can be included).
상기 활성, 기능화된 고분자 바인더의 분자량은 매우 다양한 범위의 값을 가질 수 있으며, 본 발명의 조성물, 아티클 및 방법에 따르는 경우, 매우 우수한 물리적 특성, 열적 안정성 및 열적 사이클링에 대한 저항을 가지면서도 평균 분자량 값이 대략 250으로 낮은 값에서부터 500,000 또는 그 이상으로까지 높을 수 있다. 상기 고분자 바인더의 평균 분자량은 바람직하게는 대략 1,000 내지 대략 100,000이며, 더욱 바람직하게는 대략 1,000 내지 대략 50,000이다. The molecular weight of the active, functionalized polymeric binder can have a wide range of values, and according to the compositions, articles and methods of the present invention, the average molecular weight with very good physical properties, thermal stability and resistance to thermal cycling Values can range from as low as approximately 250 to as high as 500,000 or more. The average molecular weight of the polymeric binder is preferably about 1,000 to about 100,000, more preferably about 1,000 to about 50,000.
추가적인 절연성, 강도, 및/또는 아크-소거 특성을 위해, 본 발명의 조성물 및 아티클에 첨가될 수 있는 다른 재료들은, 일반적으로 상기 조성물의 총중량에 대해 각각 대략 0.1% 내지 대략 10% 첨가된다. 섬유 첨가제(fibrous additives)는 유리, 무기질 섬유 및 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리아미드(polyamide) 및 폴리에스테르(polyester) 섬유와 같은 유기 섬유를 포함한다. 충전제(filler)로는, 예를 들어, 셀룰로오스 재료(cellulosic materials), 탄산칼슘, 금속산화물, 파쇄 고분자(comminuted polymers), 카본 블랙(carbon black), 및 천연 및 합성 실리카 재료들을 포함할 수 있다.For additional insulation, strength, and / or arc-erasing properties, other materials that may be added to the compositions and articles of the present invention are generally added from about 0.1% to about 10%, respectively, relative to the total weight of the composition. Fiber additives include glass, inorganic fibers and organic fibers such as polyacrylonitrile, polyamide, and polyester fibers. Fillers may include, for example, cellulosic materials, calcium carbonate, metal oxides, comminuted polymers, carbon black, and natural and synthetic silica materials.
도 6은 본 발명의 아크-소거 조성물로부터 성형 또는 압출되어 고리 형태(annular)의 퓨즈 쉬스(fuse sheath) 또는 라이너(liner)(10) 형태로 제조된(성형된 또는 압출된) 아크-소거 재료의 구체적 활용의 예를 보여준다. 상기 퓨즈 쉬스 또는 라이너(10)는 퓨즈 튜브(14) 내에 배치된 퓨즈(12)을 둘러싸고 있다. 이러한 퓨즈(12)는 낮은 또는 높은 레벨의 오전류(fault current)를 모두 차단하는 역할을 한다. 낮은 오전류에서, 만약 상기 쉬스(10)는 폭발하거나 파열되지 않고 전체가 완전히 남으며, 양 전극 사이의 아크는 퓨즈 튜브(14) 내에서 전적으로 늘어난다(elongated entirely within the fuse tube). 상기 늘어난 아크는 상기 쉬스(10)의 아크-소거 재료와 상호 작용하여 아크-소거 기체(arc-extinguishing gas)를 방출시킨다. 만일 상기 쉬스로부터 충분한 양의 아크-소거 기체가 방출되고, 상기 쉬스 내에서 이 기체의 압력이 전류가 0일 때도 충분히 높게 유지되면, 아크-소거 기체의 존재에 의해 아크의 재점화(reignition)를 방지하기 위한 충분한 유전 강도(dielectric strength)가 있을 것이다. 상기 퓨즈(12)는 또한 높은 오전류를 차단하기 위해 사용될 수 있다. 높은 오전류에서 상기 쉬스는 보통 파열되고, 상기 퓨즈의 양 전극 사이에 형성되어 늘어난 상기 아크의 소거는 주로 상기 퓨즈 튜브(14)의 구멍(bore)으로부터 나온 아크-소거 기체의 방출에 의한 것이다. Figure 6 is an arc-erasing material molded or extruded from the arc-erasing composition of the present invention and produced (molded or extruded) in the form of an annular fuse sheath or
데이타(Data ( DATADATA ))
다른 아크-소거 조성물들과 비교할 때, 본 발명에서 기술된 실시예들과 청구 범위에서 달성된 예측할 수 없는 구조적 특성을 나타내기 위해, 표 1 내지 7에서 나타낸 바와 같이 다양한 조성물이 준비되고 테스트되었다.Various compositions were prepared and tested as shown in Tables 1-7 to show the unexpected structural properties achieved in the embodiments described herein and in the claims when compared to other arc-erasing compositions.
(Material/Toughness Measurement)Material / Toughness Measurement
(Material / Toughness Measurement)
* 70% 멜라민/30% 나일론* 70% melamine / 30% nylon
** 72% 멜라민/28% EAA** 72% melamine / 28% EAA
(Type Nylon 6)%, 6 kinds of nylon
(Type Nylon 6)
(Type Melamine)%, Kind of melamine
(Type Melamine)
(Coupling Agent)%, Binder
(Coupling Agent)
노트 1: 이 나일론 6은 충격 변형되었으며, 4 내지 8%의 카프로락탐(Caprolactam)(나일론 6을 만드는 데 사용되는 단량체)으로 가소되었다. Note 1: This nylon 6 was impact modified and plasticized with 4-8% of Caprolactam (the monomer used to make nylon 6).
노트 2: 이 나일론 6은 충격 변형되었으나, 가소제는 없다.Note 2: This nylon 6 is impact deformed, but without plasticizer.
노트 3: 상기 결합제는 로타더(Lotader) 4720(Atofina), 30% 에틸 아크릴레이트(ethyl acrylate), 0.3% 말레산 무수물(관능기), 나머지는 에틸렌이다. Note 3: The binder is Lotader 4720 (Atofina), 30% ethyl acrylate, 0.3% maleic anhydride (functional group) and the rest is ethylene.
노트 4: 재료 6.1과 6.2 모두 고무와 비슷한 촉감을 가진다. 재료 6.6은 고무와 같은 성질이 적으며, 증가된 강성(stiffness)(증가된 계수(modulus))를 가진다. 이 데이타로부터 카프로락탐은 인성을 주는 효율적인 재료(6.2와 6.6을 비교)이며, 미세한 멜라민도 또한 향상된 인성을 주는 효율적인 재료(6.1과 6.2를 비교)임이 명백하다. 그러나, 가장 큰 효과는 상기 결합제/충격 변형제(coupling agent/impact modifier)로부터 나온다. 인성의 증가는 X-재료에서 TX-재료로 감에 따라 나타나는 것보다 극적으로 좋아지는 것을 볼 수 있다. 이는 또한 인성과 강성이 조화를 이루는 재료의 종류에서 명백하다.Note 4: Both materials 6.1 and 6.2 have a rubbery feel. Material 6.6 is less rubbery and has increased stiffness (increased modulus). It is clear from this data that caprolactam is an efficient material that gives toughness (compared to 6.2 and 6.6), and fine melamine is also an efficient material that gives enhanced toughness (compared to 6.1 and 6.2). However, the greatest effect comes from the coupling agent / impact modifier. The increase in toughness can be seen to improve dramatically over what appears to be from the X-material to the TX-material. This is also evident in the type of material in which toughness and stiffness are in harmony.
노트 5: 재료 6.1은 덜린보다 좋은 아크-소거 재료(arc-extinguishing material, AEM)임이 또한 증명되었다. 추가적으로, 재료 6.1은 X 또는 TX보다 고온에서 사용될 수 있다. Note 5: Material 6.1 has also proved to be an arc-extinguishing material (AEM) better than Dullin. In addition, material 6.1 may be used at higher temperatures than X or TX.
전기 테스트를 위해, 샘플들은 아크 콤프레서 부품들(arc compressor parts) 및 슬랫-모양 부품들(slat-shaped parts)로 성형되었다. 상기 성형의 결과들은 하기 데이타에 나타난다. 다음으로, 이러한 부품들은 어셈블리를 완성하기 위해, 제조 부품들을 사용하여 아크 콤프레서 어셈블리(Arc Compressor Assemblies)에 조립되었다.For electrical testing, the samples were molded from arc compressor parts and slat-shaped parts. The results of the molding are shown in the following data. Next, these parts were assembled into Arc Compressor Assemblies using fabrication parts to complete the assembly.
테스트 절차(Test procedure ( TESTTEST PROCEDURESPROCEDURES ))
기계적, 환경적, 및 전기적인 세 가지 종류의 테스트가 수행되었다.Three types of tests were performed: mechanical, environmental, and electrical.
기계적 테스트(Mechanical testing ( MechanicalMechanical TestTest ):):
인장 테스트가 각각 ASTM D 638로 수행되었다. 연신율은 크로스헤드 움직임(crosshead movement)으로부터 측정되었다. 언노치드 아이조드 충격 테스트(unnotched Izod impact testing)는 각각 ASTM D 4812로 수행되었다. 상기 나일론 6은 흡습성(hygroscopic)이 있으므로, 샘플들은 성형된 상태와 같이 건조(dry as molded(DAM) state)하면서 동시에 조절된 상태에서 테스트되었다. 상기 덜린(Derlin) 500에 대한 이전 실험의 결과는 비교 대상으로 사용되었다. Tensile tests were performed to ASTM D 638, respectively. Elongation was measured from crosshead movement. Unnotched Izod impact testing was performed in accordance with ASTM D 4812, respectively. Since the nylon 6 is hygroscopic, the samples were tested in a dry as molded (DAM) state and at the same time in a controlled state. The results of previous experiments on the
환경적 테스트(Environmental testing ( EnvironmentalEnvironmental TestTest ):):
플렉스 막대(flex bar) 재료(너비 1/2˝ 및 1/8˝이고 길이 5˝)의 대부분을 증류수에 질산을 부피비로 10% 혼합한 용액에 7일 동안 담가서 환경 테스트를 하였다. 잘못된 계산에 의해, 처음 3일 동안은 7% 용액 내에 담겨져 있었다. 완전히 샘플을 담그지 아니함으로써, 공기/용액 계면이 만들어져서 화학적 공격을 가속화하는 경향을 나타내게 한다. 나일론 6은 흡습성을 가지므로, 100% 증류수의 조건에서 수행되었다. 무게와 너비에 대한 영향이 기록되었다.Most of the flex bar materials (width 1 / 2˝ and 1 / 8˝ and
전기적 테스트(Electrical test ElectricalElectrical TestTest ):):
전기적 테스트가 수행되었다. 처음에는 차단 테스트, 25kV, 400A의 노미날(nominal) 회로에 의한 고전압 실험을 준비하였다. 트래블 기록(travel record) 및 타이밍 샷(timing shot)이 처음에는 수행되었으며, 다음으로는 스위치를 열고 닫으면서, 열렸을 때는 아킹(arcing) 시간을, 닫혔을 때는 프리-스트라이크(pre-strike) 시간을 기록하였다. Electrical tests were performed. Initially, a high voltage test with a nominal circuit of cutoff test, 25 kV, and 400 A was prepared. Travel record and timing shots were performed first, then the switch was opened and closed, then the arcing time was opened and the pre-strike time was closed. Recorded.
상기 테스트를 위해, 샘플들은 미니-럽터 스위치(Mini-Rupter switch)에 배치되었다. 상기 미니-럽터의 앞에 스틸(페인트되지 않음) 그라운드 플레인(steel(unpainted) ground plane)을 배치하였으며, 열린 조건에서 미니-럽터 블레이드(blade)의 끝으로부터 8인치 떨어지게 하였다. 상기 미니-럽터 스트럿(strut)에 전압을 가하고, 상기 그라운드 플레인(ground plane), 프레임(frame), 및 인접한 위상(phase)은 접지되었다. 상기 스위치에서 배리어 보드(barrier board)는 사용되지 않았다. 상기 결과는 도 1의 그래프에 나타내었다. 조성 6.1은 덜린의 인성 수치와 같은 또는 초과하는 최초의 테스트된 아크-소거 재료였다. 조성 6.1은 또한 고무와 유사한 특성을 보였다. For this test, samples were placed in a Mini-Rupter switch. A steel (unpainted) ground plane was placed in front of the mini-buster and 8 inches from the end of the mini-rupter blade in open conditions. Voltage was applied to the mini-rupter strut and the ground plane, frame, and adjacent phases were grounded. Barrier boards were not used in the switch. The results are shown in the graph of FIG. Composition 6.1 was the first tested arc-erasing material equal to or above Dulin's toughness level. Composition 6.1 also showed rubber-like properties.
환경적 테스트(Environmental testing ( EnvironmentalEnvironmental TestTest ):):
환경적 테스트의 결과는 도 2(무게 변화) 및 도 3(크기 변화)에 나타내었다. 양의 변화량은 무게 또는 크기의 증가를 의미하고, 음의 변화량은 무게 또는 크기의 손실을 의미한다. The results of the environmental tests are shown in FIG. 2 (weight change) and FIG. 3 (size change). A positive change means an increase in weight or size, and a negative change means a loss in weight or size.
6.1과 F.1 조성물 모두는 덜린보다 질산에 대해 훨씬 더 나은 저항성을 제공하였다. 상기 6.1과 F.1은 표면 공격에 의해 황변(yellowing)이 나타났지만, 재료의 손실은 크게 없었다. 덜린 샘플은 수면에서 심각한 부식을 나타냈으며, 이는 스왐프(the Swamp)로부터의 덜린 샘플과 같이 보였다. Both 6.1 and F.1 compositions provided much better resistance to nitric acid than dullin. 6.1 and F.1 showed yellowing by surface attack, but there was no loss of material. The reduced sample showed severe corrosion at the water surface, which looked like the reduced sample from the Swamp.
나일론 6 재료는 수분 흡수에 의해 무게와 크기가 모두 1.6%씩 증가하였음을 알 수 있다.It can be seen that nylon 6 material increased by 1.6% in both weight and size due to water absorption.
전기적 테스트(Electrical test ElectricalElectrical TestTest ):):
6.1 조성물에 대한 25kV, 400A(노미날(nominal))에서의 테스트 결과를 표 3에 나타내었다. 상기 6.1 재료에 대한 아킹 시간(arcing times)은 아세탈 조절 재료(acetal control material, DERLIN)보다 놀라울 정도로 좋아졌다. 6.1 재료에 대한 리스트라이크(restrike)와 관련된 테스트에서, 이러한 리스트라이크는 컴프레서가 너무 플렉서블(flexible)하여 고온 기체들이 빠져나가게 했기 때문이다. The test results at 25 kV, 400 A (nominal) for the 6.1 composition are shown in Table 3. The arcing times for the 6.1 material were surprisingly better than the acetal control material (DERLIN). 6.1 In tests involving restrikes on materials, this restraint caused the compressor to be so flexible that hot gases escaped.
(Trace #)Trace number
(Trace #)
(kV)Voltage
(kV)
(A)electric current
(A)
(Opening Arc Time)(ms)Open arc time
(Opening Arc Time) (ms)
(Elongation,%)Elongation
(Elongation,%)
(Modulus, ksi)Coefficient
(Modulus, ksi)
(조절(Control))70% nylon / 30% melamine
(Control)
(조절(Control))TX-Material
(Control)
노트 1: 재료는 부러짐 없이 블레이드 밑에서 접힌다.Note 1: The material is folded under the blade without breaking.
(material folds under blade without breaking)(material folds under blade without breaking)
재료 6.1과 재료 6.2는 모두 고무와 유사한 촉감을 가진다. 재료 6.6은 고무와 같은 특성이 6.1과 6.2보다 적으며, 더 큰 강성(stiffness), 또는 증가된 계수(increased modulus)을 가진다. 이 데이타로부터 카프로락탐은 인성을 주는 효율적인 재료(6.2와 6.6을 비교)이며, 미세한 멜라민도 또한 향상된 인성을 주는 효율적인 재료(6.1과 6.2를 비교)임이 명백하다. 그러나, 가장 큰 효과는 상기 결합제/충격 변형제(coupling agent/impact modifier)로부터 나온다. 인성의 증가는 X-재료에서 TX-재료로 감에 따라 나타나는 것보다 극적으로 좋아지는 것을 볼 수 있다. 이는 또한 인성과 강성이 조화를 이루는 재료의 종류에서 명백하다.Material 6.1 and material 6.2 both have a rubber-like feel. Material 6.6 has less rubbery properties than 6.1 and 6.2, and has greater stiffness or increased modulus. It is clear from this data that caprolactam is an efficient material that gives toughness (compared to 6.2 and 6.6), and fine melamine is also an efficient material that gives enhanced toughness (compared to 6.1 and 6.2). However, the greatest effect comes from the coupling agent / impact modifier. The increase in toughness can be seen to improve dramatically over what appears to be from the X-material to the TX-material. This is also evident in the type of material in which toughness and stiffness are in harmony.
재료 6.1은 덜린(Derlin)보다 좋은 아크-소거 재료(arc-extinguishing material, AEM)임이 또한 증명되었다. 추가적으로, 재료 6.1은 X 또는 TX보다 고온에서 사용될 수 있다. Material 6.1 has also proven to be an arc-extinguishing material (AEM) better than Derlin. In addition, material 6.1 may be used at higher temperatures than X or TX.
본 발명에서 기술된 상기 아크-소거 조성물, 아티클, 및 방법의 두번째 실시예에 따르면, 상기 아크-소거 화합물이 미세하게 분쇄된 형태(표 2 및 도 4 참조)로 공급되었을 때, 성형된 아크-소거 조성물은 예상 밖의 증가된 인성, 및 특히 증가된 연신율을 나타냄으로써 성형된 아티클의 파괴를 방지한다.According to a second embodiment of the arc-erasing composition, article, and method described in the present invention, when the arc-erasing compound is supplied in a finely pulverized form (see Tables 2 and 4), a molded arc- The scavenging composition exhibits unexpectedly increased toughness, and particularly increased elongation, thereby preventing the destruction of the molded article.
상기 두 번째 실시예에 따르면, 상기 아크-소거 화합물이 미세하게 분쇄된 형태로 공급되는 경우, 상기 화합물의 입자 크기 분포는 적어도 중량으로 90% 이내, 위로는 100%까지인 입자들은 입자 크기가 대략 200㎛ 보다 작다. 바람직하게는 적어도 중량으로 90% 이내인 입자들은 입자 크기가 대략 100㎛ 보다 작으며, 보다 바람직하게는, 상기 아크-소거 화합물 입자 중 적어도 중량으로 99% 이내인 입자들은 입자 크기가 대략 100㎛ 보다 작다. 본 발명에서 기술된 상기 조성물, 아티클 및 방법에 대한 두 번째 실시예의 완전한 장점을 달성하기 위해서는, 상기 아크-소거 화합물 입자들 중 적어도 중량으로 90% 이내, 위로는 100%까지인 입자들은 입자 크기가 50㎛ 보다 작아야 한다. 성형된 아크-소거 장치의 우수한 연신율의 증가는 DSM으로부터 얻어진 미세하게 분쇄된 멜라민으로 달성된다. 상기 멜라민은 멜라민 그레이드 003(Melamine Grade 003)으로, 다른 목적으로도 판매되며 입자 크기 분포는 다음과 같다: 99 중량% 아래 40㎛; 90 중량% 아래 30㎛; 50 중량% 아래 15㎛; 및 10 중량% 아래 5㎛.According to the second embodiment, when the arc-erasing compound is supplied in a finely pulverized form, the particle size distribution of the compound is at least 90% by weight and up to 100% of the particles have a particle size of approximately Smaller than 200 μm. Preferably the particles within at least 90% by weight have a particle size of less than approximately 100 μm, and more preferably, the particles within at least 99% by weight of the arc-erasing compound particles have a particle size of less than about 100 μm. small. In order to achieve the full advantage of the second embodiment of the compositions, articles and methods described herein, at least 90% by weight of the arc-erasing compound particles and up to 100% of the particles have a particle size of It should be smaller than 50 μm. A good increase in elongation of the molded arc-erasing apparatus is achieved with finely ground melamine obtained from DSM. The melamine is Melamine Grade 003, also sold for other purposes and the particle size distribution is as follows: 40 μm below 99 wt%; 30 μm below 90 wt%; 15 μm below 50 wt%; And 5 μm below 10% by weight.
본 발명에서 기술된 상기 조성물, 아티클 및 방법에 대한 세 번째 실시예에 따르면, 상기 바인더 고분자를 위해 상기 조성물에 가소제를 포함시킴으로써, 성형된 아티클의 아크-소거 특성을 희생시키지 않고도 구조적 특성이 증가됨이 밝혀졌다.According to a third embodiment of the composition, article and method described in the present invention, by including a plasticizer in the composition for the binder polymer, structural properties are increased without sacrificing the arc-erasing properties of the molded article. Turned out.
특정 고분자 바인더에 대해 어떤 가소제가 적합한지 결정하기 위해, 당해 기술 분야에 잘 알려져 있듯이, 혼화가능한 가소제들은 특정 고분자 바인더에 적합한 용해성 변수(solubility parameter, δ)를 가져야 한다. 용해성 변수(δ)를 결정하는 방법 중 하나는 ASTM Designation D-3132-84(1990년에 재승인됨.)에 따른 것이다. 상기 고분자 바인더를 위한 상기 가소제의 용해성 변수(δ)는 상기 고분자 바인더의 용해성 변수(δ)의 값과 가능한 한 비슷해야 한다. 예를 들어, 몇몇 바람직한 폴리아미드 (나일론) 고분자 바인더들(polyamide (nylon) polymeric binders)은 용해성 변수(δ)의 값이 다음과 같다.In order to determine which plasticizer is suitable for a particular polymeric binder, as is well known in the art, miscible plasticizers should have a solubility parameter (δ) suitable for the particular polymeric binder. One method of determining the solubility parameter (δ) is according to ASTM Designation D-3132-84 (reapproved in 1990). The solubility parameter (δ) of the plasticizer for the polymeric binder should be as similar as possible to the value of the solubility parameter (δ) of the polymeric binder. For example, some preferred polyamide (nylon) polymeric binders have the value of the solubility parameter (δ) as follows.
(δ for binder)Δ of binder
(δ for binder)
(Preferred δ for plasticizer)Preferred δ of the Plasticizer
(Preferred δ for plasticizer)
(δ for ε-caprolactam)δ of ε-caprolactam
(δ for ε-caprolactam)
12.7
12.7
폴리에스테르 고분자 바인더는 용해성 변수 δ의 값이 대략 9.5 내지 12의 범위 내이다. 말레산 무수물은 δ가 대략 13.6이다. 아디페이트 가소제(adipate plasticizer)는 상대적으로 낮은 용해성 변수를 가지지만, 아민을 가소하는데 있어 적합하다. 에폭시는 δ가 대략 9 내지 11이고, 에테르는 대략 7.5 내지 11이다. 케톤은 δ가 대략 8.4 내지 10; 락톤은 대략 10 내지 14; 말레인산염(maleates)은 대략 8.5 내지 10; 페놀은 대략 9.5 내지 13; 인산염(phosphates)은 대략 7.5 내지 10; 포스폰산염(phosphonates)은 대략 8 내지 10이다. 상기 언급한 내용은 일반적인 가이드라인이며, 고분자들(고분자 바인더들) 및 상기 고분자 바인더를 위한 융화가능한 용매(가소제)들의 용해성 변수들은 예를 들어, 고분자 혼합물의 구체적 상호작용 및 혼화성: 혼화성 있는 고분자 혼합물의 예측 & 설계를 위한 실용적인 안내, 마이클 엠. 콜만 등, 미국, 펜실베니아주 랭카스터(Specific Interactions and the Miscibility of Polymer Blends: Practical Guides for Predicting & Designing Miscible Polymer Mixtures, Michael M. Coleman, et al., Lancaster, Pa. U.S.A.; Technomic Pub. Co., 1991) 및 씨.엠.한센, 제이. 페인트 테크놀.,1967.39.104(C.M. Hansen, J. Paint Technol., 1967.39.104)에서 이용가능하다. The polyester polymer binder has a value of the solubility parameter δ in the range of approximately 9.5 to 12. Maleic anhydride has a δ of approximately 13.6. Adipate plasticizers have relatively low solubility parameters but are suitable for plasticizing amines. Epoxy has a δ of approximately 9-11 and an ether of approximately 7.5-11. Ketones have a δ of approximately 8.4 to 10; Lactones are approximately 10-14; Maleates are approximately 8.5-10; Phenols are approximately 9.5-13; Phosphates are approximately 7.5-10; Phosphonates are approximately 8-10. The above is a general guideline, and the solubility parameters of polymers (polymer binders) and compatible solvents (plasticizers) for the polymer binder are, for example, specific interactions and miscibility of the polymer mixture: miscible. A Practical Guide to Prediction & Design of Polymer Mixtures, Michael M. Specific Interactions and the Miscibility of Polymer Blends: Practical Guides for Predicting & Designing Miscible Polymer Mixtures, Michael M. Coleman, et al., Lancaster, Pa. USA; Technomic Pub. Co., 1991 ) And C. M. Hansen, J. Paint Technol., 1967.39.104 (C.M. Hansen, J. Paint Technol., 1967.39.104).
일반적으로, 고분자 바인더를 형성하기 위해 사용된 어떠한 종류의 단량체라도 본 발명의 세 번째(가소제) 실시예에서 설명한 바에 따라, 상기 고분자 바인더를 위한 가소제로서 사용(예를 들어, 나일론 6을 가소하기 위해 ε-caprolactam을 사용하는 것)될 수 있다. 상기 아크-소거 조성물이 아크 성형 공정 동안에 용융될 때 균일한 혼합물을 달성하기 위해, 상기 가소제는 상기 고분자 바인더와 혼화성(compatible)이 있어야 한다. 만일 상기 가소제가 상기 고분자 바인더와 충분히 혼화가능하지 않으면, 용융될 때 상기 가소제는 상기 바인더로부터 분리되거나, 또는 아크-소거 화합물 및 조성물의 다른 성분들과 함께 용융되었을 때 균일한 조성을 형성하지 않는다.In general, any type of monomer used to form the polymeric binder can be used as a plasticizer for the polymeric binder (eg, to plasticize nylon 6, as described in the third (plasticizer) example of the present invention). using ε-caprolactam). In order to achieve a homogeneous mixture when the arc-erasing composition is melted during the arc forming process, the plasticizer must be compatible with the polymeric binder. If the plasticizer is not sufficiently miscible with the polymeric binder, when melted the plasticizer does not form a uniform composition when it is separated from the binder or melted together with the arc-erasing compound and other components of the composition.
표 7의 데이타는 DSM 멜라민 그레이드 003을 포함하는 성형된 아티클과 표준 등급 멜라민(standard grade melamine)을 포함하는 성형된 아티클의 연신율을 비교한 결과이다. 가소제를 포함한 조성물 및 포함하지 않은 조성물에 대해서도 표 7에서 보여지고 있다. 미세하게 분쇄된 멜라민과 표준 등급 멜라민의 비교는 도 4에 나타나 있다. The data in Table 7 is the result of comparing the elongation of molded articles comprising DSM melamine grade 003 and molded articles comprising standard grade melamine. Compositions with and without plasticizers are also shown in Table 7. The comparison of finely ground melamine and standard grade melamine is shown in FIG. 4.
표 7에서는, (1)70% 나일론/30% 멜라민 및 (2)본 출원인의 미국 특허 제4,975,551호의 재료 중 하나인 72% 멜라민/28% 에틸렌 아크릴산(EAA)을 포함하는 AEM-함유 조성물과 활성 관능부를 함유하는 고분자 바인더(에틸렌/말레산 무수물 공중합체) 및 활성 바인더(LOTADER 4720- 30% 에틸렌 아크릴레이트/0.3% 말레산 무수물/69.7% 에틸렌 공중합체)를 위한 결합제를 포함하는 조성물을 비교한다.In Table 7, activity with an AEM-containing composition comprising (1) 70% nylon / 30% melamine and (2) 72% melamine / 28% ethylene acrylic acid (EAA), one of the materials of Applicant's US Pat. No. 4,975,551. Compare compositions comprising polymeric binders containing functional parts (ethylene / maleic anhydride copolymer) and binders for active binders (LOTADER 4720-30% ethylene acrylate / 0.3% maleic anhydride / 69.7% ethylene copolymer) .
본 발명은 멜라민과 같은 아크-차단 조성물 및 상기 아크와 접촉하기 위해 상기 아크의 통로를 따라 상기 조성물을 배치함으로써 아크를 소거하는 방법을 제공한다. 상기 조성물은 아크-차단 화합물, 결합제 및 바인더를 포함하며, 뛰어난 물리적 강도뿐만 아니라 화학적 안정성 및 전기적 절연 특성까지 제공하면서도 우수한 아크-차단 능력을 유지한다.The present invention provides an arc-blocking composition, such as melamine, and a method of erasing an arc by placing the composition along the passage of the arc to contact the arc. The composition comprises an arc-blocking compound, a binder, and a binder and maintains excellent arc-blocking ability while providing not only excellent physical strength but also chemical stability and electrical insulation properties.
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