KR101186818B1 - 표면처리된 히드로탈사이트 및 이를 포함하는 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인계 고급 지방산 염으로 표면처리된 난연성 및 열 안정성 등의 가공성이 향상된 히드로탈사이트 및 상기 히드로탈사이트를 이용하여 제조된 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

표면처리된 히드로탈사이트 및 이를 포함하는 조성물 {A surface-treated hydrotalcite and a composition comprising the same}
본 발명은 수지에 내염소성, 내열성 및 안정성뿐만 아니라, 난연성 및 열처리에도 변색이 되지 않는 변색안정성을 제공할 수 있도록 표면처리된 히드로탈사이트 및 이를 포함하는 조성물에 관한 것이다.
난연성은 고분자 성형품이 화염에 접하였을 때, 착화를 어렵게 하거나 연소의 진전을 막는 성질을 의미한다. 특히 전기전자 및 자동차 부품의 하우징, 커넥터 등에 널리 사용되는 수지는 화재에 대한 안전성을 확보하기 위해 난연성을 부여하는 것이 필수적이다. 고분자 재료에 난연성을 부가하기 위하여, 브롬계 화합물 이나, 수산화물 그룹(수산화 마그네슘 및 수산화 알루미늄)에 속하는 무기 방염제, 멜라민 유도체 또는 인산 에스테르 등이 사용되고 있으나, 이들 대부분은 난연효과가 충분하지 않으며, 수지의 기계적 성질을 저해할 정도로 과량을 사용해야 하거나, 가격이 지나치게 높은 단점을 가지고 있다.
한편, 히드로탈사이트는 금속 수산화물의 일종으로, 2가 또는 3가의 금속 양이온이 가운데 중심에 위치하고 6개의 수산화 이온(OH-)이 금속 양이온을 둘러싸는 팔면체 구조를 기본 단위체로 하여, 팔면체 단위체가 반복됨으로써 두 개의 층을 형성하는 2중층(double layer) 구조를 가지는 물질이다. 히드로탈사이트는 상기 2중층 사이에 음이온과 물 분자가 위치하여 하전량의 평형을 유지하고 있으며, [MII 1 - xMIII x(OH)2(An-)2/n?mH2O]의 일반식으로 통상 표현되는데, 이때 MII는 2가 금속이고, MIII는 3가 금속이며, An -는 n의 원자가를 갖는 음이온이다. 히드로탈사이트 화합물은 할로겐을 포획하는 성질을 지니고 있어 염소를 무해화시키는데 매우 효과적이며, 이러한 특성으로 인하여 PVC(폴리염화비닐), PP(폴리프로필렌), PE(폴리에틸렌), spandex(스판덱스) 등의 다양한 수지에 응용되어 촉매중화제, 난연조제, 보온제, 염소제거제, 내열안정제 등 여러 가지 용도로 사용되고 있다.
그러나 히드로탈사이트를 위와 같이 고분자 수지에 적용하였을 때, 수지의 기계적 물성이 저하되거나 내염소성, 분산성이 충분히 부여되지 않는 문제가 알려져 있다. 또한, 미국특허공보 제 6,692,828 호는 내열성이 우수한 멜라민계 화합물로 코팅된 하이드로탈사이트를 스판덱스 섬유의 내염소제로 개시하고 있으나, 250℃의 뜨거운 공기 내에서 스판덱스가 변색되는 현상이 있음이 밝혀졌다. 이는 히드로탈사이트 내의 결정수 함유량에 기인하는 것으로, 히드로탈사이트와 수지와의 원활한 혼용과 성질의 극대화를 위하여 히드로탈사이트에 포함된 결정수의 일부를 제거하는 것이 바람직한데, 히드로탈사이트에 포함된 흡착된 수분이나 결정수의 제거를 위해 100 내지 300℃에서 열처리할 경우, 이러한 열처리가 상기 코팅제의 변질 및 제거에 관여를 하며 히드로탈사이트의 변색에 원인이 된다. 또한, 코팅제의 변질은 수지 내의 유동성과 분산성에 영향을 주며, 차후 수지 성형품의 색 및 투명성에 지장을 초래하여 열악한 품질의 제품의 원인이 된다.
이에, 본 발명자는 합성수지의 성형시에 특성성 또는 성형품의 성질에 영향을 미치는 원인 및 해결방안에 대하여 연구한 결과, 히드로탈사이트의 표면에 인계 고급 지방산 염을 처리하는 경우, 히드로탈사이트 본연의 성질인 내염소성, 내열화성 등에 더하여, 난연성 및 변색안정성이 부가됨을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
미국등록특허 6,692,828 호
본 발명은 수지에 첨가시 수지의 기계적인 물성을 저하시키지 않으면서, 수지에 우수한 안정성, 내염소성, 내변색성 및 난연성을 부과할 수 있도록 표면처리된 히드로탈사이트를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물 중 하나 이상으로 표면처리 된 히드로탈사이트를 제공한다:
Figure 112012012776640-pat00001
Figure 112012012776640-pat00002
Figure 112012012776640-pat00003
상기 화학식 1 내지 3에서, R은 탄소수 11~30 인 알킬 또는 알케닐기이며, M은 알카리 금속 또는 NH4+일 수 있다.
본 발명의 일 예에 의하면, 상기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물 중 하나 이상이, 히드로탈사이트 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10.0 중량부로 표면처리된 것일 수 있다.
본 발명의 다른 예에 의하면, 100 내지 300℃에서 열처리 하여 결정수가 일부분 제거되어 탈수산화 된 것일 수 있다.
본 발명은 상기 히드로탈사이트를 포함하는, 수지의 난연성 또는 열 안정성 개선용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 히드로탈사이트를 포함하는 난연성 또는 열 안정성이 개선된 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 예에 의하면, 상기 수지는 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 스판덱스(spandex)섬유 및 폴리에틸렌(PE)에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 인계 고급 지방산 염으로 표면처리된 히드로탈사이트는, 수지에 첨가시 수지의 기계적인 물성을 저하시키지 않으면서, 수지에 우수한 안정성, 내염소성, 내변색성 및 난연성을 부과하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 히드로탈사이트가 인계 고급 지방산에 의하여 표면처리되어 있음을 확인한 FTIR 분석 결과이다.
도 2는 본 발명의 히드로탈사이트를 이용하여 제조된 수지 조성물의 열안정성을 확인한 그림이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명은 인계 고급 지방산 염으로 처리된 난연성이 향상된 히드로탈사이트에 대한 것이다.
본 발명자들은, 인계 고급 지방산 염으로 표면처리 된 히드로탈사이트 및 이를 이용한 수지는 단순히 고급 지방산 단독으로 표면처리된 히드로탈사이트가 도입된 수지와 비교해 볼 때, 수지 처리과정이나 성형시간에서의 용융유동성(분산성)이 다소 향상될 뿐 아니라, 우수한 난연성을 나타냄을 확인하였다.
특히, 본 발명의 인계 고급지방산 염으로 표면 처리된 히드로탈사이트는, 수분이나 결정수의 제거를 위해 100 내지 300℃에서의 열처리를 하는 경우에도 변색이 되지 않는 안정된 내변색성을 가지는 등 열 안정성을 나타냄을 확인하였다.
본 발명에서 인계 고급 지방산 염은, 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물 중 하나 이상일 수 있다:
(화학식 1)
Figure 112012012776640-pat00004
(화학식 2)
Figure 112012012776640-pat00005
(화학식 3)
Figure 112012012776640-pat00006
상기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물에서 R은 탄소수 11~30 인 알킬 또는 알케닐기인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 탄소수 15 내지 20개의 알킬 또는 알케닐 기이다. 또한, 상기 R은, 스테아릭산(stearic acid; CH3(CH2)16COOH), 라우르산(lauric acid; CH3(CH2)10COOH), 팔미틴산(palmitic acid; CH3(CH2)14COOH), 베헨산(behenic acid; CH3(CH2)20COOH), 몬탄산(montanic acid; CH3(CH2)26COOH), 올레인산(oleic acid; C17H3COOH), 리놀산(linolic acid; CH=CH(CH7)7COOH), 또는 리시놀산(ricinoleic acid; CH3(CH2)5CH(OH)CH2CH＝CH(CH2)7COOH)에서 유도된 것일 수 있으며, 구체적으로, CH3(CH2)10-, CH3(CH2)14-, CH3(CH2)20-, CH3(CH2)26-, C17H3-, CH=CH(CH7)7- 또는 CH3(CH2)5CH(OH)CH2CH＝CH(CH2)7 - 일 수 있다.
본 발명에서 상기 M은 알카리 금속 또는 NH4 +인 것이 바람직하며, 상기 알카리 금속은 리튬 Li, 나트륨 Na 또는 칼륨 K인 것이 바람직하다.
상기 화학식 1 내지 3으로 표현되는 화합물은 기존에 알려진 인계 에스테르계 화합물에 비하여 탄소 사슬의 길이가 길어, 히드로탈사이트 표면에 처리된 후 분산 효과 및 수지 내의 안정성이 우수하다.
본 발명에서 표면처리의 대상이 되는 히드로탈사이트는, 공지의 히드로탈사이트이면 특정한 것으로 한정되지 않으나, 잘 성장된 결정을 갖고 응집이 거의 없는 히드로탈사이트를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 인계 고급 지방산 염으로 표면처리된 히드로탈사이트에서, 상기 인계 고급 지방산 염은 히드로탈사이트의 표면에 화학적결합 또는 물리적 결합으로 덮일 수 있는 양을 처리하는 것이 바람직하며, 구체적으로 히드로탈사이트 100 중량부에 대하여 상기 인계 고급 지방산 염을 0.1 내지 10.0 중량부로 표면처리하는 것이 바람직하고, 1 내지 5 중량부로 표면 처리하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 인계 고급 지방산 염을 0.1 중량부 미만으로 처리하면 난연성이 효과적으로 발현되지 못하며, 10.0 중량부를 초과이면 난연성이 증진되지 않을뿐더러, 표면처리 되고 남은 많은 여분의 양이 주 난연제로 사용됨으로 인하여 인장강도, 충격강도 등과 같은 기계적 성질이 저하되거나, 수지성형성이 오히려 떨어지므로 바람직하지 못하다.
본 발명의 인계 고급 지방산 염으로 표면처리된 히드로탈사이트의 제조방법에 있어서, 상기 표면처리는 인계 고급 지방산 염을 습식 또는 건식 공정에 의하여 히드로탈사이트 입자 표면에 피복시키는 것이 바람직하다.
상기 습식 공정은 물, 알콜, 아세톤, 벤젠등에 부가된 히드로탈사이트의 현탁액(suspension)을 인산 금속 지방산 염이 용해될 수 있는 온도보다 높은 온도로 유지시킨 후, 현탁액을 교반하면서, 물, 알콜, 아세톤, 벤젠 등에 녹인 지방산의 인산 또는 인산염 화합물 용액을 첨가하고 나서 완전히 혼합시키는 방법을 이용할 수 있다. 이때 바람직한 온도는 60℃ 내지 110℃이며, 보다 바람직하게는 70℃ 내지 80℃이다. 또한, 건식 공정은 물, 알콜, 아세톤, 벤젠 등에 녹인 인산 금속염 용액을 교반하면서, 히드로탈사이트 파우더에 첨가하고 헨쉘 혼합기와 같은 혼합기로 입자를 완전히 교반하여 수행될 수 있다. 표면처리가 균일하고 완전하다는 측면에서는 습식 방법이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 인계 고급 지방산 염으로 표면처리된 히드로탈사이트는, 100 내지 300℃에서 열처리 하여 결정수가 일부분 제거되어 탈수산화 된 것일 수 있으며, 상술한 온도 범위에서 변색이 되지 않는 안정된 내변색성 등의 열안정성을 나타냈으므로, 수지 조성물에 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 인계 고급 지방산 염, 구체적으로 상술한 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물 중 하나 이상이 표면 처리된 히드로탈사이트는 수지 조성물에 난연성, 열안정성 및 분산성을 개선시킬 뿐 아니라, 성형온도에서의 공정성 개선 및 성형물의 외관(표면색, 투명성 등)을 개선시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 인계 고급 지방산 염으로 표면처리된 히드로탈사이트를 포함하는, 수지의 난연성 또는 열 안정성 개선용 조성물에 관한 것이다. 상기에서 히드로탈사이트에 관하여 기재된 내용은 수지의 난연성 또는 열 안정성 개선용 조성물에 모두 적용될 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 인계 고급 지방산 염으로 표면처리된 히드로탈사이트를 포함하는, 난연성 또는 열 안정성이 개선된 수지 조성물에 관한 것이다. 상기에서 히드로탈사이트에 관하여 기재된 내용은 난연성 또는 열 안정성이 개선된 수지 조성물에 모두 적용될 수 있다.
본 발명에서, 상기 인계 고급 지방산 염으로 표면처리된 히드로탈사이트는, 수지 100 중량부에 대하여 10 내지 300 중량부의 양으로 포함될 수 있다.
본 발명의 실시양태를 통하여 상기 표면처리된 히드로탈사이트를 이용하여 제조된, 수지의 난연성 또는 열 안정성 개선용 조성물, 난연성 또는 열 안정성이 개선된 수지 조성물 또는 수지는 단순히 고급 지방산 단독으로 표면처리된 히드로탈사이트를 이용하여 제조된 합성수지와 비교해 볼 때, 성형물의 열화로 인한 변색이 방지된다는 것이 확인되었다. 따라서, 본 발명에 의한 난연성이 향상된 히드로탈사이트는 다양한 수지 조성물의 제조에 유용하게 이용될 수 있다.
상기 수지 조성물은 롤, 범버리 믹서, 혼합기(kneader), 싱글-스크류 압출기, 트윈-스크류 압출기 등과 같은 통상의 혼합방법으로 제조될 수 있다.
상기 수지 조성물에 있어서, 상기 수지는 성형 가능한 공지의 수지를 모두 이용할 수 있으며, 구체적으로 PP(폴리프로필렌), PVC(polyvinyl chloride; 폴리염화비닐), 스판덱스(spandex)섬유, 폴리에틸렌(PE), 폴리부텐-1, 폴리-4-메틸펜텐-1, 에틸렌/프로필렌 공중합체, 에틸렌/부텐-1 공중합체, 에틸렌/4-메틸펜텐-1 공중합체, 프로필렌/부텐-1공중합체, 프로필/4-메틸펜텐 공중합체, 에틸렌/프로필렌/디엔 공중합체, 이들의 후-염소화 산물 등과 같은 올레핀 중합체; 폴리스티렌, ABS(아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌), AAS(아크릴로니트릴-아크릴스티렌), AES(아크릴로니트릴/EPDM(에틸렌/프로피렌/디엔 3원중합체)/스티렌), AS(아크릴로니트릴/스티렌) 등과 같은 스티렌 중합체 또는 공중합체; 염화비닐수지, 비닐아세테이트수지, 비닐리덴클로라이드수지, 에틸렌/비닐클로라이드 공중합체, 에틸렌/비닐아세테이트 공중합체, 이들의 후-염소화산물 등과 같은 염화비닐 혹은 비닐아세테이트-타입 중합체 또는 공중합체; 페녹시수지; 불소수지; 폴리아세탈수지; 폴리아미드수지; 폴리아미드이미드수지; 폴리아크릴레이트수지; 폴리우레탄수지; 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등과 같은 폴리에스테르; 폴리카보네이트수지; 폴리술폰수지; 폴리페닐렌수지; 메타크릴수지 등과 같은 열가소성수지; 디알릴프탈레이트수지, 비닐에스테르수지, 페놀수지, 불포화 폴리에스테르수지, 폴리우레탄수지, 멜라민수지, 우레아수지, 에폭시수지, 알키드수지 등과 같은 열경화수지; 및 에틸렌/ 프로필렌/디엔 3원중합체, 스티렌/부타디엔고무, 부타디엔고무, IR, EPM, 니트릴부타디엔고무, CR, 우레탄고무, 아크릴고무, 클로로프렌고무,클로로술포화 폴리에틸렌고무, 에피클로로하이드린고무(epichlorohydrin rubber) 등과 같은 합성고무; 등이 있다. 바람직하게는 본 발명의 수지는 PP(폴리프로필렌), PVC(polyvinyl chloride; 폴리염화비닐), 스판덱스(spandex)섬유 또는 폴리에틸렌(PE)일 수 있다.
또한, 상기 수지 조성물은 통상의 기타 첨가제를 더 함유할 수 있다. 이 같은 첨가제의 예로는 산화방지제, 자외선흡수제, 정전방지제, 윤할제, 안료, 기포제, 가소제, 충전제, 보강제, 유기할로겐 방염제, 카본블랙, 주석, 주석화합물, 인과 같은 방염보조제, 교차결합제 등이 있다.
이하, 발명을 실시예 및 실험예를 통하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예 및 실험예에 의해 한정되지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.
<실시예 1> 인계 고급 지방산 금속염 화합물로 표면처리된 히드로탈사이트의 제조
(1) 히드로탈사이트의 합성
3L 스테인레스 고압반응기에 증류수 2.0L를 첨가하고 MgCl2 6H2O(>95%) 56.5g과 NaHCO3(99.5%)를 40.56g을 첨가하여, 교반을 수행하였다. 그 후, Al(OH)3(99.8%) 32.06g 및 NaOH(~50%) 5.80g를 첨가하여 350rpm 으로 교반하면서 온도를 170 ℃까지 올려 2시간 동안 고압반응시켰다. 교반이 끝난 후 압력을 해지하여 필터 및 수세를 하여 히드로탈사이트 결정을 수득하였다.
(2) 인계 고급 지방산 금속염 화합물로 표면처리된 히드로탈사이트의 제조
하기 표 1에 기재된 조성비에 따라, 히드로탈사이트, 인계 고급 지방산 금속염 화합물 및 스테아릭산(Stearic acid -PT. SUMI ASIH Oleochemical Industry)을 사용하여, 인계 고급 지방산 금속염 화합물로 표면처리된 히드로탈사이트를 제조하였다.
본 발명의 실시예에서 인계 고급 지방산 금속염 화합물은, 가성소다, 인산, 스테아릭산(stearic acid; CH3(CH2)16COOH) 또는 인산나트륨, 스테아릭산 나트륨을 이용하여 직접 합성하여 얻어진 화학식 1 내지 3의 혼합물을 사용하였으며, 상기 인계 고급 지방산 금속염 화합물의 혼합물은 대부분 화학식 1로 존재하나, 미량의 화학식 2 및 3도 존재한다(R은 CH3(CH2)16-, M은 Na).
구체적으로, 상기 (1)에서 합성된 히드로탈사이트를 물 1L에 97중량%를 충분히 분산시켰다. 그 후, 상기 분산액에 하기 표 1에 기재된 인계 고급 지방산 금속염 화합물과 스테아릭산을 첨가(실시예 1 내지 4의 경우)한 후, 약 80℃에서 0.5시간 동안, 강하게 혼합하였다.
그 후, 상기 시료를 105℃에서 2시간 동안 1차 건조를 시켜 샘플을 취하였으며, 다시 이 시료를 190℃에서 2시간 동안 2차 건조를 시켜 탈수 및 부분적인 탈수산화시킨 히드로탈사이트를 제조하였다.
<실시예 2> 인계 고급 지방산 금속염 화합물로 표면처리된 히드로탈사이트를 이용한 플라스틱 조성물의 제조
(1) 인계 고급 지방산 금속염 화합물로 표면처리된 히드로탈사이트의 제조
하기 표 1에 기재된 조성비에 따라, 히드로탈사이트, 인계 고급 지방산 금속염 화합물 및 스테아릭산(Stearic acid-PT. SUMI ASIH Oleochemical Industry)를 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 인계 고급 지방산 금속염 화합물로 표면처리된 히드로탈사이트를 각각 제조하였다
(2) 플라스틱 조성물의 제조
상기 (1)에서 제조된 표면처리된 히드로탈사이트, 폴리프로필렌(PP)수지(Honam Petrochem. Co., Ltd.) 및 수산화마그네슘(Woojin Copolymer Co., Ltd., as- prepared)을 하기 표 1에 기재된 조성비에 따라 사용하여, 실시예 2-1 내지 실시예 2-6의 플라스틱 조성물을 각각 제조하였다.
구체적으로, 하기 표 1에 기재된 플라스틱 조성물 제조에 필요한 수지와 수산화마그네슘을 균일하게 혼합한 후, 트윈-스크류 압출기를 이용하여 230℃에서 2시간 동안 진공 하에 건조시켰다. 그 후 230℃에서 사출 성형하여 시험편을 만들었다. 이렇게 제조된 시험 표본을 이용하여, 하기 실험예에서 UL 94 시험(Underwriter Laboratories)을 참조하여 난연성을 시험하고 분류하였다. 모든 경우에 따른 시험은 균일한 혼합을 목적으로 동일한 조건하에서 수행하였다.
히드로탈사이트 표면처리 플라스틱 조성물 제조
히드로탈사이트 인계 고급 지방산 금속염 화합물 스테아릭산 PP수지 Mg(OH)2
실시예 2-1
(실시예 1)		 97 0.1 2.9 100 100
실시예 2-2 97 0.5 2.5 100 100
실시예 2-3 97 1.0 2.0 100 100
실시예 2-4 97 2.0 1.0 100 100
실시예 2-5 97 3.0 - 100 100
실시예 2-6 97 3.0 - 100 80
비교예 1 97 - 3.0 100 100
비교예 2 97 - 3.0 100 80
*상기 표 1에서 모든 성분의 단위는 중량부이다.
<실시예 3> 인계 고급 지방산 금속염 화합물로 표면처리된 히드로탈사이트를 이용한 플라스틱 조성물의 제조
PP(폴리프로필렌)수지 및 수산화마그네슘 대신, PVC(폴리염화비닐) 수지(Hanwha Co., Ltd.), 디옥틸프탈산(Hanwha Co., Ltd), 아연계 안정제(Dansuk Co., Ltd.) 및 디벤조일메탄(Di-benzoylmethane, DBM) (Nanjing Winsome Chem.)을 하기 표 2에 기재된 조성비에 기재된 함량으로 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 2에 준하는 방법으로 인계 고급 지방산 금속염 화합물로 표면처리된 히드로탈사이트를 이용한 플라스틱 조성물을 각각 제조하였다. 즉, 하기 표 2에 기재된 성분을 배합한 후, 160℃ 롤에서 약 30rpm으로 5분간 혼련하여 약 0.5mm 두께의 시트를 제조하였다.
히드로탈사이트 인계 고급 지방산 금속염 화합물 스테아릭산 PVC 수지 디옥틸프탈산
(DOP)		 아연계 안정제
(Zn-st)		 디벤조일메탄 (DBM)
실시예 3-1 97 0.1 2.9 100 40 0.2 0.05
실시예 3-2 97 1.0 2.0 100 40 0.2 0.05
실시예 3-3 97 2.0 1.0 100 40 0.2 0.05
실시예 3-4 97 3.0 - 100 40 0.2 0.05
비교예 3 97 - 3.0 100 40 0.2 0.05
*상기 표 2에서 모든 성분의 단위는 중량부이다.
< 비교예 1~2> 스테아릭산으로 표면처리된 히드로탈사이트를 이용한 플라스틱 조성물의 제조
표면처리제로 스테아릭산만을 표 1에 기재된 중량만큼 이용하였다는 점을 제외하고, 상기 실시예 2와 동일한 조건으로 비교예 1 및 2의 플라스틱 조성물을 제조하였다.
< 비교예 3> 스테아릭산으로 표면처리된 히드로탈사이트를 이용한 플라스틱 조성물의 제조
표면처리제로 스테아릭산만을 표 2에 기재된 중량만큼 이용하였다는 점을 제외하고, 상기 실시예 3와 동일한 조건으로 비교예 1 및 2의 플라스틱 조성물을 제조하였다.
< 실험예 1> 본 발명의 인계 고급 지방산 금속염 화합물로 표면처리된 히드로탈사이트의 코팅성 확인
실시예 1에서 제조된 인계 고급 지방산 금속염 화합물로 표면처리된 히드로탈사이트를 사용하여, 코팅성을 확인하였다.
(1) FTIR 분석
히드로탈사이트 내의 표면처리 된 인계 고급 지방산 염 화합물의 존재는 FTIR(Perkin Elmer, Spectrum GX1)분석으로 확인 할 수 있었으며, 특히, 1166cm-1, 1074cm-1위치의 밴드는 각각 표면처리 된 인계 고급지방산 염에서 P=O, P-O-C 그룹에서 나온 피크로 판단된다(도1).
(2) 물리적 특성 확인
또한 일반적으로 코팅성을 물리적인 특성으로 확인할 수 있다. 코팅이 잘 된 조성물인 경우엔 물과의 혼합시 분리가 되어 물위로 완전히 부유하는 경향이 있어 그 정도를 이용하여 코팅성을 확인한다. 본원의 시료인 경우 표면처리가 잘 되었음을 확인하였다.
< 실험예 2> 본 발명의 히드로탈사이트를 이용한 플라스틱 조성물의 난연성 확인
실시예 2 및 비교예 1, 2에서 제조된 플라스틱 조성물을 사용하여, 본 발명의 난연성을 확인하였다.
상기 실시예 2 및 비교예 1, 2에서 제조된 시험 표본을 이용하여, UL 94 시험(Underwriter Laboratories)을 참조하여 난연성을 시험하고 분류하였다. 모든 경우에 따른 시험은 균일한 혼합을 목적으로 동일한 조건하에서 수행하였다(표 3 참조).
그 결과, 하기 표 3에 나타난 바와 같이, 폴리프로필렌(PP)에 난연제로서 V-0로 분류할 수 있는 UL-94등급을 나타내고 있으며, 본 발명에 따른 표면처리된 히드로탈사이트의 첨가량이 증가할수록 연소시간이 단축되는 것을 관찰할 수 있었다. 이는 본 발명에 따른 표면처리된 히드로탈사이트가 폴리프로필렌 수지에 난연성질을 부과했다는 것을 의미하며, 이와 같은 효과는 본 발명에 따른 표면처리된 히드로탈사이트의 분산, 안정, 및 난연제로서의 성질을 동시에 부과한 것으로, 수지물성의 향상성을 기대할 수 있다.
또한, 실시예 2-6및 비교예 2 수지 조성물의 난연성을 평가한 결과를 통하여, 무기난연제로서 수산화마그네슘을 다소 적게 처방하여도 우수한 난연성이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 본 발명에 따른 표면처리된 히드로탈사이트는 종래의 기계적 물성을 저하시켰던 수산화마그네슘의 처리량을 감소시키면서도 우수한 난연 효과가 나타나기 때문에, 그 효용가치가 우수함을 알 수 있다.
소화시간(초)(1) UL 94 분류 색
실시예 2-1 33 V-0 백색
실시예 2-2 15 V-0 백색
실시예 2-3 15 V-0 백색
실시예 2-4 10 V-0 백색
실시예 2-5 8 V-0 백색
실시예 2-6 30 V-0 백색
비교예 1 35 V-0 백색
비교예 2 102 V-1 백색
(1) 5개의 샘플 표본을 각 2번씩 측정 후 합산된 전체 소화시간
< 실험예 3> 본 발명의 히드로탈사이트를 이용한 플라스틱 조성물의 열안정성 확인
실시예 3 및 비교예 3에서 제조된 플라스틱 조성물을 사용하여, 본 발명의 열 안정성을 확인하였다.
상기 제조된 실시예 3 및 비교예 3의 시트를 195℃로 가열된 오븐 안에 넣고, 일정한 간격으로 시편을 꺼내어 열안정성을 측정하였다. 열안정성은 수지의 열화에 따른 색 변화를 기초로 하여 수지가 일정한 흑색으로 변할 때까지의 시간을 측정하여 평가하였다. 도2는 실시예에 따른 결과를 보여준다(도 2 참조).
또한, 도 2에서 확인한 내열 열안정성의 경우 본 발명에 따른 히드로탈사이트를 처리한 수지 조성물 모두 내열성질이 비슷한 결과를 나타낸 것으로 판단할 때, 본 발명에 따른 표면처리된 히드로탈사이트의 첨가는 수지의 내열성질에 영향을 주지 않는 것으로 생각된다.
상기 결과를 종합해보면, 본 발명에 따른 인계 고급 지방산 금속염 화합물로 표면처리된 히드로탈사이트는 난연성이 다소 상승되면서, 중합체의 가공성을 충분히 개선시킨다는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (7)

  1. 하기 화학식 1, 화학식 2 및 화학식 3으로 표시되는 화합물의 혼합물을 포함하는 조성물로 표면처리 된 히드로탈사이트:
    (화학식 1)
    Figure 112012044399095-pat00007

    (화학식 2)
    Figure 112012044399095-pat00008

    (화학식 3)
    Figure 112012044399095-pat00009


    상기 화학식 1 내지 3에서, R은 탄소수 11~30 인 알킬기이며, M은 알카리 금속 또는 NH4 +이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1, 화학식 2 및 화학식 3으로 표시되는 화합물의 혼합물을 포함하는 조성물이, 히드로탈사이트 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10.0 중량부로 표면처리된 것을 특징으로 하는 히드로탈사이트.
  3. 청구항 1에 있어서,
    100 내지 300℃에서 열처리 하여 결정수가 일부분 제거되어 탈수산화 된 것인 히드로탈사이트.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항의 히드로탈사이트를 포함하는, 수지의 난연성 또는 열 안정성 개선용 조성물.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 수지는 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 스판덱스(spandex)섬유 및 폴리에틸렌(PE)에서 선택된 하나 이상인 조성물.
  6. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항의 히드로탈사이트를 포함하는 난연성 또는 열 안정성이 개선된 수지 조성물.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 수지는 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 스판덱스(spandex)섬유 및 폴리에틸렌(PE)에서 선택된 하나 이상인 조성물.











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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105482252A (zh) * 2015-12-30 2016-04-13 衢州学院 一种无卤抑烟阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法
CN115287005A (zh) * 2022-09-01 2022-11-04 柳州市来柳金属钢结构有限公司 一种阻燃pvc胶带

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000290836A (ja) 1999-04-05 2000-10-17 Asahi Chem Ind Co Ltd ポリウレタンウレア弾性繊維
KR100762548B1 (ko) 2006-05-09 2007-10-04 주식회사 효성 부분적으로 탈수산화된 하이드로탈사이트를 함유하는스판덱스 섬유

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000290836A (ja) 1999-04-05 2000-10-17 Asahi Chem Ind Co Ltd ポリウレタンウレア弾性繊維
KR100762548B1 (ko) 2006-05-09 2007-10-04 주식회사 효성 부분적으로 탈수산화된 하이드로탈사이트를 함유하는스판덱스 섬유

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105482252A (zh) * 2015-12-30 2016-04-13 衢州学院 一种无卤抑烟阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法
CN115287005A (zh) * 2022-09-01 2022-11-04 柳州市来柳金属钢结构有限公司 一种阻燃pvc胶带
CN115287005B (zh) * 2022-09-01 2024-05-03 东莞市恒创胶粘制品有限公司 一种阻燃pvc胶带

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