KR101561526B1 - 전기자동차용 배터리 패키지용 고분자-클레이 난연소재 및 그 제조방법 - Google Patents

전기자동차용 배터리 패키지용 고분자-클레이 난연소재 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 고분자-클레이 난연소재 조성물은 고분자 사슬로 이루어진 매트릭스를 포함하는 고분자 수지 100 중량부; 상기 고분자 수지 중에 분산되는 유기화 클레이 0.1 내지 40 중량부; 및 열(熱)에 의해 분해되어 상기 고분자 수지의 매트릭스의 부피를 팽창시키는 팽창 유도제(intumescent agent) 1 내지 40 중량부; 를 포함한다.

Description

전기자동차용 배터리 패키지용 고분자-클레이 난연소재 및 그 제조방법 {POLYMER-CLAY FLAME RETARDING MATERIAL FOR BATTERY PACKAGE OF ELECTRIC VEHICLEAND METHOD FOR MANUFACTURING OF THE SAME}
본 기술은 전기자동차용 배터리 패키지를 제조하기 위한 고분자 기반의 난연소재에 관한 것이다.
최근 전기자동차의 상용화에 대한 관심이 높아지면서, 안전성 확보를 위한 노력이 커지고 있다. 특히, 전기자동차의 동력원인 배터리는 화재발생의 위험이 크며, 2차 폭발에 대한 위험성이 매우 크다. 현재 전기자동차용 배터리 패키지 소재는 고분자 복합소재(PA-GF) 또는 금속 소재를 사용하고 있으나, 점진적으로 경량화 요구에 의해 고분자 복합소재화 되고 있다.
화재 발생에 대한 방안으로 금속의 경우, 내부에 금속발포물을 넣어 경량화율을 높이고는 있으나, 충분하게 경량화를 하기 힘들며, 추가적인 비용이 발생하게 된다. 또한 고분자소재를 사용할 경우에는 경량화율을 높일 수는 있으나, 강도 및 화재의 우려가 높다는 점이 있다. 고분자 소재는 가볍고, 가격이 저렴하며, 내약품성, 및 성형성이 우수하여, 광범위하게 적용되고 있으나, 고분자소재가 고온의 환경에 노출되는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우, 대부분의 고분자 소재는 열에 취약하여 분해되며, 이에 따라 메탄, 에탄, 일산화탄소와 같은 가연성 가스를 다량으로 발생할 수 있다.
이와 같은 취약점 때문에 고분자 소재에 금속, 클레이(점토), 무기물 등의 다양한 재료를 혼합하여 취약점을 보완하기 위한 방법들이 시도되고 있으나, 여전히 열 또는 약품 등에 취약한 특성을 나타내고 있는 실정이 있다.
상기의 취약점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 열적 안정성 및 난연특성이 우수한 고분자 기반의 난연소재를 제공하는 것에 있다. 또한 본 발명의 목적은 전지 자동차의 배터리 패키징으로 사용될 수 있는 고분자 기반의 난연소재를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고분자-클레이 난연소재 조성물은 고분자 사슬로 이루어진 매트릭스를 포함하는 고분자 수지 100 중량부; 상기 고분자 수지 중에 분산되는 유기화 클레이 0.1 내지 40 중량부; 및 열(熱)에 의해 분해되어 상기 고분자 수지의 매트릭스의 부피를 팽창시키는 팽창 유도제(intumescent agent) 1 내지 40 중량부;를 포함한다.
상기 고분자 수지는, 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 에틸렌비닐아세테이트(ethylene vinyl acetate, EVA), 아크릴로 나이트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene, ABS), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리아마이드(polyamide, PA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate, PBT) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 고분자 수지로서 상기 폴리프로필렌을 사용할 경우,상기 고분자 수지 중에 상기 유기화 클레이를 균일하게 분산시키는 상용화제(compatibilizing agent)를 더 포함할 수 있다.
상기 유기화 클레이는, 적어도 하나의 암모늄기를 갖는 유기화제(organic modifier)를 포함할 수 있다.
상기 팽창 유도제는 탈수소 물질 및 탄화물 형성 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 고분자-클레이 난연소재는 고분자 사슬로 이루어진 매트릭스를 포함하는 고분자 수지;상기 고분자 수지 중에 분산되는 유기화 클레이; 및 열(熱)에 의해 분해되어 상기 고분자 수지의 매트릭스의 부피를 팽창시키는 팽창 유도제를 포함하는 고분자-클레이 난연소재 조성물로부터 제조되고,상기 고분자-클레이 난연소재 조성물을 150 내지 200℃의 온도에서 압출하여 수득된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고분자-클레이 난연소재의 제조방법은 고분자 수지, 유기화 클레이; 및 팽창 유도제를 포함하는 고분자-클레이 난연소재 조성물을 준비하는 단계; 상기 고분자-클레이 난연소재 조성물을 150 내지 200℃의 온도에서 100 내지 200rpm의 회전속도로 압출하여 난연소재 압출물을 수득하는 단계; 및 상기 압출물을 냉각하고 펠릿화하여 난연소재 펠릿을 수득하는 단계를 포함한다.
상기 난연소재 펠릿은, 사출기에서 성형될 수 있고, 상기 난연소재 펠릿이 상기 사출기에서 성형되기 전에 재건조 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 고분자-클레이 난연소재는 고분자의 열분해 및 열변형을 억제하여 열적 특성, 난연 특성이 향상된 난연소재이다. 또한 본 발명의 고분자-클레이 난연소재는 기계적 강도가 우수하면서도 제품에 적용했을 경우 경량화가 가능한 난연소재이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 난연소재에 열을 가했을 때를 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 난연소재에 포함되는 유기화 클레이의 SEM 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 난연소재의 SEM 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 난연소재에 포함되는 재료의 조성 및 유기화 클레이의 함량에 따른 열중량분석(Thermogravimetric Analysis, TGA)을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 난연소재에 포함되는 유기화 클레이의 함량에 따른 DSC서모그램을 비교한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 난연소재에 포함되는 유기화 클레이 함량에 따른 XRD 패턴 변화를 비교한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 난연소재에 포함되는 유기화 클레이 함량에 따른 비중 변화를 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 난연소재에 포함되는 유기화 클레이 함량에 따른 인장강도를 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 난연소재에 포함되는 유기화 클레이 함량에 따른 굴곡 탄성률을 도시한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 난연소재에 포함되는 유기화 클레이 함량에 따른 열변형 온도 변화를 도시한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 난연소재에 포함되는 유기화 클레이 함량에 따른 최고열방출율(MHRR)을 도시한 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다. 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고분자-클레이 난연소재 조성물은 고분자 사슬로 이루어진 매트릭스를 포함하는 고분자 수지, 상기 고분자 수지 중에 분산되는 유기화 클레이, 및 열(熱)에 의해 분해되어 상기 고분자 수지의 매트릭스의 부피를 팽창시키는 팽창 유도제를 포함한다.
상기 난연소재는 전지자동차용 배터리 패키지를 구성하는 데 사용하기 위해서는, 다른 자동차 부품과 독립적으로 구분되는 공간에 장착되어 외부로부터의 충격흡수, 절연특성 등을 고려해야 한다. 본 발명의 실시예에 따른 고분자-클레이 난연소재 조성물에 포함되는 상기 고분자 수지는 절연 및 난연 특성이 우수하고 열분해되지 않는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 고분자 수지로는 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 에틸렌비닐아세테이트(ethylene vinyl acetate, EVA), 아크릴로 나이트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene, ABS), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리아마이드(polyamide, PA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate, PBT) 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 상기 고분자 수지는 수지 내에 고분자 사슬로 이루어진 매트릭스를 포함하고 있어, 상기 유기화 클레이가 상기 매트릭스에 분산될 수 있다.
상기 고분자 수지로서 폴리프로필렌계열의 수지를 사용할 경우, 상기 고분자 수지 중에 상기 유기화 클레이를 균일하게 분산시키는 상용화제(compatibilizing agent)를 더 포함할 수 있다. 상기 상용화제는 혼합되는 둘 이상의 물질 간에 상용성이 없어라도 물질들을 균일하게 분산시키고 서로 친화성을 갖도록 하는 물질을 사용할 수 있다. 상기 상용화제로서는 폴리프로필렌-그래프트 무수 말레산(polypropylene-grafted maleic anhydride) 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유기화 클레이는 적어도 하나의 암모늄기를 갖는 유기화제(organic modifier)를 포함할 수 있다. 클레이로는 베이나이트(bainite), 베이델라이트(beidellite), 벤토나이트(bentonite), 헥토라이트(hectorite), 켄야이트(kenyaite), 미카(mica), 마가다이트(magadite), 몬모릴로나이트(montmorillonite), 몬모롤로나이트(montmorollonite), 논트로나이트(nontronite), 사포나이트(saponite), 스멕타이트(smectite), 버미쿨라이트(vermiculite), 볼콘스코이트(volkonskoite) 등의 판상형클레이를 사용할 수 있다. 상기 클레이는 길이와 폭이 수십 내지 수백 나노미터(nm)이고, 두게는 수 나노미터(nm), 예를 들어 약 1 나노미터(nm)일 수있다. 상기 나노클레이는 표면적이 넓어 극히 소량만을 첨가하여도 고분자 매트릭스의 경도, 강도, 열안정성, 기체 차단성 등을 증가시킬 수 있다. 상기 유기화제는 말단 또는 중간부분에 암모늄기를 포함하는 고분자로, 상기 클레이를 구성하는 복수의 층들을 박리(exfoliate)하여 혼합되거나, 상기 복수의 층들 사이에 삽입(intercalate)되어 혼합될 수 있다. 또한, 상기 유기화제는 상기 클레이를 둘러싸도록 위치할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 고분자-클레이 난연소재 조성물에 포함되는 상기 유기화 클레이는 상기 고분자 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 40 중량부를 포함할 수 있다. 상기 유기화 클레이가 0.1 중량부 미만으로 포함될 경우, 열안정성이 떨어져 충분한 난연성을 가질 수 없게 된다. 반면, 40 중량부를 초과하여 포함될 경우, 기계적 물성이 떨어질 우려가 있다.
상기 유기화 클레이로서, Cloisite(Southern Clay社 제조) 등의 시판제품을 사용할 수 있다. 다음 표 1에 3종의 유기화 클레이의 기본 특성을 표시하였고, 각각의 입자의 SEM 사진은 도 2에 표시하였다.
Organoclay 유기화제 유기화제 함량
(%)		 밀도
(g/㎤)		 SEM 형성
Cloisite 15A
Figure 112013102255799-pat00001

HT: Hydrogenated Tallow		 125 meq/100g clay 1.66 도 2(a)
Cloisite 20A
Figure 112013102255799-pat00002
 95 meq/100g clay 1.77 도 2(b)
CTA-ME
Figure 112013102255799-pat00003
 100 meq/100g clay - 도 2(c)
본 발명에 따른 실시예에서 일반적인 클레이가 아닌 유기화 클레이를 사용하는 것은 고분자 분산성 향상 때문이다. 일반적으로 클레이는 무기물로, 유기물인 고분자와 혼합될 때 분산성이 매우 떨어진다. 따라서 상용화제 또는 커플링제를 사용하기도 하지만, 첨가물이 과량으로 첨가될 경우 난연소재의 특성을 떨어뜨릴 우려가 있다.
본 발명의 실시예에 따른 팽창 유도제는 탈수소 물질 및 탄화물 형성 물질을 포함할 수 있다. 상기 탈수소 물질은 탄소 화합물을 탈수소화 할 수 있다. 상기 탈수소 물질은 인(P)을 포함할 수 있고, 예를 들어 인산암모니아(ammonium phosphate, NH4PO3)를 포함할 수 있고, 인산일암모늄((NH4)H2PO4), 인산이암모늄((NH4)2HPO4), 및 폴리인산암모늄((NH4PO3)n) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 탄화물 형성 물질은 상기 탈수소 물질과 반응하여 탄화물을 형성하는물질로서, 예를 들어 펜타에리트리톨(pentaerythritol)을 포함할 수 있다. 상기 펜타에리트리톨은 물에 잘 녹는 사가(四價) 알코올로서, 화학식은 (CH2OH)4C 이다.또한, 상기 펜타에리트리톨은모노펜타에리트리톨(mono-pentaerythritol), 디펜타에리트리톨(di-pentaerythritol), 또는 트리펜타에리트리톨(tri-pentaerythritol)일 수 있다.또한, 상기 팽창 유도제는 상기 탄화물 형성 물질의 탈수소화를 촉진하는 탈수소 촉진 물질을 더 포함할 수 있고, 예를 들어 질소 화합물, 멜라민(melamine, C3H6N6) 글리신(glycine, C2H5NO2), 또는 구아니딘(guanidine, CH5N3) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 고분자-클레이 난연소재 조성물에 포함되는 상기 팽창 유도제는 상기 고분자 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 40 중량부를 포함할 수 있다.
상기 팽창 유도제는 자동차에 화제 발생 등이 원인이 되어 배터리 패키지에 고온의 열이 가해졌을 경우, 상기 고분자 수지 내에서 열분해 되어 상기 고분자 수지를 발포(發泡)시키는 역할을 한다. 상기 팽창 유도제가 상기 고분자 수지를 발포하는 과정을 도 1에 대략적으로 도시하였다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 고분자-클레이 난연소재(110)에 고온의 열이 가해질 경우, 상기 팽창 유도제는 열분해 되어 기체를 발생시킨다. 열분해된 상기 팽창 유도제는 상기 고분자 수지의 매트릭스 내부에 포집되어 기포(122)를 형성한다. 형성된 기포(122)는 상기 고분자 수지를 부풀어 오르게 하여 발포 영역(120)을 형성하게 된다.발포 영역(120)은외부의 열이 배터리 패키지에 도달하는 시간을 지연시켜 배터리가 폭발하는데 온도에 도달하는 시간을 연장시키게 된다. 따라서, 배터리의 폭발이 지연되어 자동차 내부에 탑승하고 있던 사람의 안전을 확보할 수 있다. 또한 폭발이 지연되는 동안 화재가 난 자동차를 소화할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 고분자-클레이 난연소재는 고분자 사슬로 이루어진 매트릭스를 포함하는 고분자 수지; 상기 고분자 수지 중에 분산되는 유기화 클레이; 및 열에 의해 분해되어 상기 고분자 수지의 매트릭스의 부피를 팽창시키는 팽창 유도제를 포함하는 고분자-클레이 난연소재 조성물로부터 제조되고, 상기 고분자-클레이 난연소재 조성물을 압출하여 수득된다.
상기 고분자-클레이 난연소재 조성물의 구성 및 조성은 위에서 설명하였으므로, 중복을 피하기 위하여 생략하기로 한다.
상기 고분자-클레이 난연소재 조성물은 이축 압출기(twin-screw extruder)에 주입되어 150 내지 200℃의 온도에서 압출한다. 상기 이축 압출기는 장입된 원료를 가열 및 유동시켜 연속적으로 압출하는장치로서, 플라스틱의 압출 성형용으로 주로 사용된다. 본 발명의 실시예에 따른 난연소재 제조방법에서는 압출 성형뿐만 아니라, 상기 고분자 수지 내에 상기 클레이가 충분히 분산될 수 있도록 혼합하는 역할도 할 수 있다. 상기 이축 압축기는 본체, 상기본체에 원료를 공급하는 원료 공급기, 상기 본체 내에서 원료를 운반하는 두 개의스크류, 스크류를 둘러싸는 실린더, 본체 출구의 다이(die)로 구성될 수 있다. 또한, 이축 압출기를 사용하지 않고, 단일 스크류를 포함하는 압출기를 이용하여 혼합하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. 또한, 상기 혼합물을 형성하는다양한 장치와 방법을 이용하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고분자-클레이 난연소재의 제조방법은 고분자 수지, 유기화 클레이; 및 팽창 유도제를 포함하는 고분자-클레이 난연소재 조성물을 준비하는 단계; 상기 고분자-클레이 난연소재 조성물을 150 내지 200℃의 온도에서 100 내지 200rpm의 회전속도로 압출하여 난연소재 압출물을 수득하는 단계; 및 상기 압출물을 냉각하고 펠릿화하여 난연소재 펠릿을 수득하는 단계를 포함한다.
상기 고분자-클레이 난연소재 조성물의 구성 및 조성, 및 압출기는 위에서 설명하였으므로, 중복을 피하기 위하여 생략하기로 한다.
상기 압출물은 물과 접촉시켜 냉각된다. 이때, 상기 냉각수의 온도는 20 내지 40℃인 것이 바람직하고, 가급적이면 급격하게 냉각되지 않도록 한다. 상기 냉각된 압출물은 펠릿타이저 커팅과정(pelletizer cutting)을 거쳐 펠릿(pellet)화 된다. 상기 난연소재 펠릿은 오븐 등에서 건조하여 수분을 완전히 제거해 주는 것이 바람직하다. 상기 난연소재 내의 수분 함량이 높아지면, 상기 난연소재의 기계적 강도 및 난연특성이 급격하게 감소될 우려가 있다. 건조 후, 상기 난연소재 펠릿은, 사출기에서 성형된다. 상기 사출은 압출 시와 마찬가지로 150 내지 200℃의 온도에서 수행될 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
실시예 1
폴리프로필렌(H1500, MI=12g/10min, LG화학)(100)g, 무수말레산의 함량이 2.6%이고 분자량은 49,600인 분말 형태의 폴리프로필렌-그래프트 무수 말레산(PP-g-MA, PH200, 호남석유화학) 10g, Cloisite 15A(Southern Clay社) 1g, 팽창 유도제 20g을 이축 압출기에 투입하여 온도가 155~185℃ 사이에서 유지되도록 조절하며 스크류 회전 속도 200rpm으로 압출하였다. 이후 펠리타이저 커팅기(Bautek社)를 이용하여 크기 0.3cm의 펠릿으로 제조하였다.
실시예2
폴리프로필렌(H1500, MI=12g/10min, LG화학)(100)g, 무수말레산의함량이 2.6%이고 분자량은 49,600인 분말 형태의 폴리프로필렌-그래프트 무수 말레산(PP-g-MA, PH200, 호남석유화학) 10g, Cloisite 15A(Southern Clay社) 3g, 팽창 유도제 20g을 이축 압출기에 투입하여 온도가 155~185℃ 사이에서 유지되도록 조절하며 스크류 회전 속도 200rpm으로 압출하였다. 이후 펠리타이저 커팅기(Bautek社)를 이용하여 크기 0.3cm의 펠릿으로 제조하였다.
실시예3
폴리프로필렌(H1500, MI=12g/10min, LG화학)(100)g, 무수말레산의함량이 2.6%이고 분자량은 49,600인 분말 형태의 폴리프로필렌-그래프트 무수 말레산(PP-g-MA, PH200, 호남석유화학) 10g, Cloisite 15A(Southern Clay社) 5g, 팽창 유도제 20g을 이축 압출기에 투입하여 온도가 155~185℃ 사이에서 유지되도록 조절하며 스크류 회전 속도 200rpm으로 압출하였다. 이후 펠리타이저 커팅기(Bautek社)를 이용하여 크기 0.3cm의 펠릿으로 제조하였다.
실시예4
폴리프로필렌(H1500, MI=12g/10min, LG화학)(100)g, 무수말레산의함량이 2.6%이고 분자량은 49,600인 분말 형태의 폴리프로필렌-그래프트 무수 말레산(PP-g-MA, PH200, 호남석유화학) 10g, Cloisite 15A(Southern Clay社) 7g, 팽창 유도제 20g을 이축 압출기에 투입하여 온도가 155~185℃ 사이에서 유지되도록 조절하며 스크류 회전 속도 200rpm으로 압출하였다. 이후 펠리타이저커팅기(Bautek社)를 이용하여 크기 0.3cm의 펠릿으로 제조하였다.
실시예5
폴리프로필렌(H1500, MI=12g/10min, LG화학) 100g, cetytrimethylammonium mica(CTA-ME)(이화여대) 1g, 팽창 유도제 20g을 이축 압출기에 투입하여 온도가 155~185℃ 사이에서 유지되도록 조절하며 스크류 회전 속도 200rpm으로 압출하였다. 이후 펠리타이저 커팅기(Bautek社)를 이용하여 크기 0.3cm의 펠릿으로 제조하였다.
실시예6
폴리프로필렌(H1500, MI=12g/10min, LG화학) 100g, cetytrimethylammonium mica(CTA-ME)(이화여대) 3g, 팽창 유도제 20g을 이축 압출기에 투입하여 온도가 155~185℃ 사이에서 유지되도록 조절하며 스크류 회전 속도 200rpm으로 압출하였다. 이후 펠리타이저 커팅기(Bautek社)를 이용하여 크기 0.3cm의 펠릿으로 제조하였다.
실시예7
폴리프로필렌(H1500, MI=12g/10min, LG화학) 100g, cetytrimethylammonium mica(CTA-ME)(이화여대) 5g, 팽창 유도제 20g을 이축 압출기에 투입하여 온도가 155~185℃ 사이에서 유지되도록 조절하며 스크류 회전 속도 200rpm으로 압출하였다. 이후 펠리타이저 커팅기(Bautek社)를 이용하여 크기 0.3cm의 펠릿으로 제조하였다.
실시예8
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS, HI100, MI = 12g/10 min, LG화학社)(100)g, Cloisite20A(Southern Clay社) 1g, 팽창 유도제 20 g을 이축 압출기에 투입하여 온도가 155~185℃ 사이에서 유지되도록 조절하며 스크류 회전 속도 200rpm으로 압출하였다. 이후 펠리타이저커팅기(Bautek社)를 이용하여 크기 ( 0.3 )cm의 펠릿으로 제조하였다.
실시예9
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS, HI100, MI = 12g/10 min, LG화학社) 100g, Cloisite20A(Southern Clay社) 3g, 팽창 유도제 20g을 이축 압출기에 투입하여 온도가 155~185℃ 사이에서 유지되도록 조절하며 스크류 회전 속도 200rpm으로 압출하였다. 이후 펠리타이저 커팅기(Bautek社)를 이용하여 크기 0.3cm의 펠릿으로 제조하였다.
실시예10
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS, HI100, MI = 12g/10 min, LG화학社) 100g, Cloisite20A(Southern Clay社) 5g, 팽창 유도제 20g을 이축 압출기에 투입하여 온도가 155~185℃ 사이에서 유지되도록 조절하며 스크류 회전 속도 200rpm으로 압출하였다. 이후 펠리타이저 커팅기(Bautek社)를 이용하여 크기 0.3cm의 펠릿으로 제조하였다.
실시예11
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS, HI100, MI = 12g/10 min, LG화학社) 100g, Cloisite 15A(Southern Clay社) 7g, 팽창 유도제 20g을 이축 압출기에 투입하여 온도가 155~185℃ 사이에서 유지되도록 조절하며 스크류 회전 속도 200rpm으로 압출하였다. 이후 펠리타이저 커팅기(Bautek社)를 이용하여 크기 0.3cm의 펠릿으로 제조하였다.
실시예12
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS, HI100, MI = 12g/10 min, LG화학社) 100g, cetytrimethylammonium mica(CTA-ME)(이화여대) 1g, 팽창 유도제 20g을 이축 압출기에 투입하여 온도가 170~200℃ 사이에서 유지되도록 조절하며 스크류 회전 속도 200rpm으로 압출하였다. 이후 펠리타이저 커팅기(Bautek社)를 이용하여 크기 0.3cm의 펠릿으로 제조하였다.
실시예13
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS, HI100, MI = 12g/10 min)(LG화학社) 100g, cetytrimethylammonium mica(CTA-ME)(이화여대) 3g, 팽창 유도제 20g을 이축 압출기에 투입하여 온도가 170~200℃ 사이에서 유지되도록 조절하며 스크류 회전 속도 200rpm으로 압출하였다. 이후 펠리타이저 커팅기(Bautek社)를 이용하여 크기 0.3cm의 펠릿으로 제조하였다.
실시예14
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS, HI100, MI = 12g/10 min)(LG화학社) 100g, cetytrimethylammonium mica(CTA-ME)(이화여대) 5g, 팽창 유도제 20g을 이축 압출기에 투입하여 온도가 170~200℃ 사이에서 유지되도록 조절하며 스크류 회전 속도 200rpm으로 압출하였다. 이후 펠리타이저 커팅기(Bautek社)를 이용하여 크기 0.3cm의 펠릿으로 제조하였다.
실시예 3, 실시예 7, 실시예 10 및 실시계 14에서 제조된 난연소재의 표면을 SEM으로 촬영하여 도 3에 표시하였다. 도 3에 따르면, 5 wt%의 클레이를 함유한 난연소재에서, 상용화제를 첨가한 폴리프로필렌을 포함하는 난연소재에서는 클레이의 종류에 관계없이 매끄러운 표면이 나타난 반면 ABS기반 복합체에서는 상대적으로 거친 표면이 관찰되었다. 이와 같은 현상은 ABS 매트릭스 내에서 클레이 입자들이 완전히 박리되지 않고 뭉쳐 있어 나타난 결과로 판단된다.
[평가]
1. 열적 특성 분석(1)
실시예 1 내지 14에서 제조된 난연소재에서 클레이의 종류 및 함량에 따른 열중량분석(Thermogravimetric analysis, TGA)(TGA7, Perkin Elmer)을 하여 도 4의 그래프로 표시하였다. 폴리프로필렌 기반 난연소재의 경우 제조 시 분자량이 낮은 상용화제(PP-g-MA, MW=49,600)를 10 wt% 첨가하여 순수폴리프로필렌에 비해 내열성이 약간 감소함을 알 수 있다. PP/Cloisite15A 복합체의 TGA 곡선을 살펴보면 클레이의 함량에 따라 열안정성에 약간의 차이는 있지만 약 400℃까지는 안정한 거동을 보이다가 그 이상의 온도에서 갑자기 분해가 일어남을 알 수 있다. 특히 3 wt%의 필러를 함유한 복합체에서 가장 안정한 거동을 보이는데 이는 3 wt% 조성에서 유기화된 클레이가 효과적으로 분산되어 폴리프로필렌의 열분해를 억제하여 온도가 상승되었기 때문으로 해석된다. 순수 폴리프로필렌은 600℃이상으로 승온 후에는 완전히 분해가 일어나 복합체에서 무기 클레이만 남아있음을 알 수 있다. 이에 반해 CTA-ME를 무기 필러로 사용한 복합재의 경우를 살펴보면 필러의 함량에 관계없이 비슷한 열안정성을 보이며 매트릭스 분해 후 잔량만 약간의 차이를 보임을 알 수 있다. ABS복합체에서도 클레이의 종류(cloisite 20A, CTA-ME) 및 함량(1, 3, 5, 7 wt%)에 관계없이 비슷한 거동을 나타내며 400 ℃부근에서 5 wt%의 무게가 감소하고 600℃에서는 무기필러만 대부분 남아있음을 알 수 있다.
2. 열적 특성 분석(2)
클레이의 함량을 달리하여 제조된 PP/Cloisite15A와 ABS/Cloisite20A 복합체를 10℃/min로 승온하여 시차주사 열량계(Differential Scanning Calorimeter, DSC)로 열적 특성을 특정하였다. 그 결과를 도 5에 표시하였다. DSC는 샘플과 기준 퍼니스(reference furnace)에 공급된 보상 에너지로부터 얻은 온도, 열량 변화데이터로부터 시료의 물리적, 화학적 성질을 알 수 있다. 이때 피크의 위치, 모양, 개수 등으로부터 정량적인 정보들을 얻을 수 있으며 피크의 면적으로부터 열량 변화의 정량적인 정보를 얻을 수 있다.
5∼10 mg의 샘플을 알루미늄 팬에 넣고 10℃/min으로 승온하면서 상전이온도를 측정하였다. 약 172℃ 부근에서 녹는점을 나타내던 PP/PP-g-MA 혼합물에 클레이를 첨가하면 함량에 따라 녹는점이 약간씩 낮아짐을 알 수 있다. 7 wt%의 클레이를 함유한 복합체에서의 녹는점(melting point, Tm)은 약 170℃로서 약 2℃정도 감소됨이 관찰되었다. 녹는점에 상응하는 흡열피크(endothermic peak) 역시 조금씩 넓어지고 감소하였다. 무정형 고분자인 순수 ABS는 유리전이온도(glass transition temperature, Tg)가 108℃ 부근에서 관측되지만 클레이의 첨가와 함께 오히려 약 4∼5℃ 높게 형성됨을 볼 수 있다. 복합체에서 PP의 녹는점 감소(melting point depression)나 ABS의 유리전이온도 상승(glass transition temperature elevation) 현상은 첨가된 실리케이트가 고분자 사슬 유동성을 억제하여 나타난 현상으로 판단된다. CTA-ME 무기필러를 1, 3, 5 wt% 함유한 폴리프로필렌, ABS 복합체에서도 이와 비슷한 거동을 보였다. 폴리프로필렌 및 ABS기반 복합체의 조성에 구조변화를 FT-IR을 통해 살펴보았으나 큰 차이를 보이지 않았다
2. 클레이 분산도 평가
복합체의 조성에 따른 클레이의 분산 정도를 알아보기 위하여 Rigaku사(Dmax 1400)의 X-선 회절분석기(X-ray diffraction, XRD)를 이용하였다. 그 결과를 도 6에 표시하였다. X-ray diffractometer(Cu Kα radiation with λ = 0.154nm)를 이용하였고, 2θ = 2∼10°범위에서 scan 승각속도는 2°/min로 측정하였다. X선 회절 패턴을 통해 클레이 층간 간격을 측정함으로써 고분자가 클레이 층간에 적절히 삽입되었는지 여부를 판단하였다. 도 6에서 알 수 있는 것과 같이 순수 Cloisite 15A, Cloisite 20A, CTA-ME의 특성픽은 2θ = 7.2°(d-spacing: ∼1.23 nm), 3.5°(d-spacing: ∼2.52 nm), 4.2°(d-spacing: ∼2.1 nm)와 6.1°(d-spacing: ∼1.45 nm)에서 각각 나타나고 있다. 준결정성(semi-crystalline) 고분자인폴리프로필렌은 강도는 다르지만 2θ = 14∼21.3°범위에서 여러 회절 피크을 확인할 수 있는데 이는 폴리프로필렌을 이루는 알킬 또는 메틸렌 체인들의 규칙성에서 기인한다. 본 발명의 실시예에서는 측정범위를 10o 이하로 한정하여 폴리프로필렌으로부터 나온 피크는 배제되었고 따라서 관측된 피크는 모두 클레이에 해당한다고 생각할 수 있다. PP/Cloisite 15A 복합체의 XRD패턴에서는 클레이의 함량이 1 wt%부터 7 wt%까지 모두 뚜렷한 회절 피크(diffraction peak)를 관찰할 수 없었는데, 이는 상용화제 PP-g-MA가 폴리프로필렌과 클레이의 인력을 증가시키고 친유성으로 개질된Cloisite의 층간으로 PP 사슬의 삽입을 유도하여 효과적으로 Cloisite15A층간으로 박리가 일어났기 때문으로 여겨진다. 반면 2θ = 7∼10°부근의 넓은 영역에서 세기가 약한 새로운 피크는 나타나는데 이는 고분자-클레이 난연소재 제조에 사용한 유기화된 클레이의 알킬 암모늄 중 일부가 용융 가공 시에 가해진 열에 의해 분해되어 클레이 층 밖으로 이탈되었기 때문에 층간 거리가 짧아진 것으로 해석된다. 순수 CTA-ME에서 발견되었던 2개의 특성 회절 피크 역시 1, 3, 5 wt%를 함유한 폴리프로필렌계 난연소재에서는 완전히 사라짐을 확인 할 수 있다
3. 비중변화
클레이의 함량에 따른 고분자-클레이 난연소재의 비중 변화를 도 7에 나타내었다. PP/Cloisite15A와 PP/CTA-ME 고분자-클레이 난연소재의 비중은 0.91∼0.94의 범위로 측정되었으며, Cloisite15A 또는 CTA-ME의 함량이 증가할수록 비중이 거의 선형적으로 증가하는 경향을 보였다. 이는 비중이 약 0.89인 폴리프로필렌의 비중이 1.66인 Cloisite15A를 적용함에 따른 결과이다. CTA-ME를 사용한 복합체에서는 Cloisite15A에 비해 약 0.5∼0.7정도 낮은 비중을 가지고 있음을 알 수 있다. ABS 수지 기반 복합체의 경우 수지 자체의 비중이 높아(1.026) 같은 조성의 PP복합체에 비해 비중이 높게 형성되었음을 알 수 있다. 현재 상용화되어 있는 유리 섬유의 비중이 2.50 정도인 것을 고려하면 제품 경량화라는 측면에서 큰 강점으로 작용할 수 있을 것으로 사료된다.
4. 인장강도
실시예 1 내지 14에서 제조된 고분자-클레이 난연소재의 인장강도(tensile strength) 측정을 위해 사출 공정을 통해 제조된 ASTM 규격의 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 인장강도를 측정하여 도 8에 나타내었다.
수지로 폴리프로필렌을 사용한 경우, 인장강도시험 결과에서 보는 바와 같이 제조된 고분자-클레이 난연소재의 인장강도는 클레이의 종류에 관계없이 약 38∼40 MPa 영역에서 형성되었으며, 순수 PP에 비해 5 MPa이상 향상되었음을 알 수 있다. 클레이 첨가에 따른 인장강도의 상승은 클레이 고유의 강인함과 매트릭스 내 분산상태가 양호하여 클레이와 고분자 매트릭스와의 접촉 면적이 증가함에 기인한 것으로 보인다.
ABS의 경우, 1 wt% 클레이의 첨가에도 인장강도 및 굴곡탄성률이 크게 향상되었음 볼 수 있다. Cloisite20A를 클레이로 사용한 난연소재에서 5 wt%(44.8 MPa)까지는 인장강도의 향상을 보이다가 7 wt%(44.1 MPa) 첨가 시에는 오히려 떨어졌는데, 이는 과량의 첨가가 클레이의 뭉침을 유발하고, 결국 물성의 저하를 초래하였을 것으로 판단된다.
5. 굴곡탄성률
실시예 1 내지 14에서 제조된 고분자-클레이 난연소재의 굴곡탄성률(flexural modulus) 측정을 위해 사출 공정을 통해 제조된 ASTM 규격의 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 인장강도를 측정하여 도 9에 나타내었다.
수지로 폴리프로필렌을 사용한 경우, 굴곡탄성률의 경우 기준 순수 PP(∼1290 MPa)와 비교하였을 때 약 600 MPa이상 향상되었고 클레이의 함량이 증가할수록 점차적으로 증가하는 경향을 보였다. 클레이 첨가에 따른 굴곡탄성률의 상승은 클레이 고유의 강인함과 매트릭스 내 분산상태가 양호하여 클레이와 고분자 매트릭스와의 접촉 면적이 증가함에 기인한 것으로 보여진다.
ABS의 경우, 폴리프로필렌을 사용한 난연소재의 물성결과에서와 같이 CTA-ME로 보강된 복합체에서 보다 우수한 물성(5 wt%의 Closite20A와 CTA-ME를 함유한 복합체의 굴곡탄성률은 2,080과 2,440 MPa)을 보였다.
6. 난연특성
유기 고분자 복합체에 대한 내열성의 척도로 사용되는 열변형온도(heat deflection temperature, HDT)를 측정하여 도 10에 나타내었다. 열변형온도는 일정 하중에서의 변형이 시작되는 온도로서 연화 온도와도 밀접한 관계가 있다. 폴리프로필렌 및 ABS 난연소재 시편을 측정기 홀더에 고정시키고 일정 규정하중을 가하여 실리콘 오일에 침적한 후 오일의 온도를 일정한 속도로 가열시키는 과정(120℃/hr)에서 시편의 변형이 발생되어 0.254mm 처질 때의 온도를 측정하였다. 클레이로 보강된 복합체는 일반 레진에 비해 열변형온도에서 더 나은 특성을 가지고 있다. 도 10에 표시한 것과 같이 1 wt%의 Cloisite 또는 CTA-ME를 첨가할 경우 폴리프로필렌을 함유한 난연소재는 6℃, ABS를 포함하는 난연소재는 4℃이상 열변형온도가 상승함을 확인할 수 있다.
또한, PP/Cloisite15A, ABS/Cloisite20A 시험편에 대한 최고열방출율(maximum heat release rate, MHRR) 값을 비교하여 도 11에 표시하였다.순수한 폴리프로필렌과 ABS의 MHRR은 각각 2,468, 1581 kW/m2으로 클레이의 첨가량에 비례하여 최고열방출율이 점차 감소함을 확인할 수 있다. 5 wt%의 클레이를 함유한 폴리프로필렌을 포함하는 난연소재의 MHRR을 살펴보면 1,636 kW/m2과 1,228 kW/m2까지 감소하여 약 34%, 48%까지 열방출 저감효과를 얻을 수 있다. ABS를 포함하는 난연소재의 경우 7 wt% Cloisite20A(∼869 kW/m2)와 5 wt% CTA-ME(∼861 kW/m2)를 포함한 복합체의 경우 순수 ABS 대비 약 45%까지 저감효과를 보였다. 이러한 특성은 클레이 층 표면에 고분자가 분해되면서 생긴 탄화층에 의한 차단 효과로 설명할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 고분자-클레이 난연소재
110': 열이 가해진 후 남은 난연소재
120: 발포 영역
122: 기포

Claims (9)

  1. 고분자 사슬로 이루어진 매트릭스를 포함하는 폴리프로필렌 고분자 수지 100 중량부;
    상기 폴리프로필렌 고분자 수지 중에 분산되는 유기화 클레이 0.1 내지 40 중량부; 열(熱)에 의해 분해되어 상기 폴리프로필렌 고분자 수지의 매트릭스의 부피를 팽창시키는 팽창유도제(intumescent agent) 1 내지 40 중량부; 및
    상기 폴리프로필렌 고분자 수지 중에 상기 유기화 클레이를 균일하게 분산시키는 폴리프로필렌-그래프트 무수 말레산 상용화제(compatibilizing agent)를 포함하는 고분자-클레이 난연소재 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유기화 클레이는,
    적어도 하나의 암모늄기를 갖는 유기화제(organic modifier)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자-클레이 난연소재 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 팽창 유도제는 탈수소 물질 및 탄화물 형성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자-클레이 난연소재 조성물.
  6. 고분자 사슬로 이루어진 매트릭스를 포함하는 폴리프로필렌 고분자 수지;
    상기 폴리프로필렌 고분자수지 중에 분산되는 유기화 클레이;
    열(熱)에 의해 분해되어 상기 폴리프로필렌 고분자 수지의 매트릭스의 부피를 팽창시키는 팽창 유도제(intumescent agent); 및
    상기 폴리프로필렌 고분자 수지 중에 상기 유기화 클레이를 균일하게 분산시키는 폴리프로필렌-그래프트 무수 말레산 상용화제(compatibilizing agent)를 포함하는 고분자-클레이 난연소재 조성물로부터 제조되는 고분자-클레이 난연소재에 있어서,
    상기 고분자-클레이 난연소재 조성물을150 내지 200℃의 온도에서 압출하여 수득되는 고분자-클레이 난연소재.
  7. 폴리프로필렌 고분자 수지, 유기화 클레이; 팽창 유도제(intumescent agent) 및 폴리프로필렌-그래프트 무수 말레산 상용화제를 포함하는 고분자-클레이 난연소재 조성물을 준비하는 단계;
    상기 고분자-클레이 난연소재 조성물을 150 내지 200℃의 온도에서 100 내지 200rpm의 회전속도로 압출하여 난연소재 압출물을 수득하는 단계; 및
    상기 압출물을 냉각하고 펠릿화 하여 난연소재 펠릿을 수득하는 단계;
    를 포함하는 고분자-클레이 난연소재의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 난연소재 펠릿은,
    사출기에서 성형되는 것을 특징으로 하는 고분자-클레이 난연소재의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 난연소재 펠릿이 상기 사출기에서 성형되기 전에 재건조 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자-클레이 난연소재의 제조방법.


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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100872859B1 (ko) 2007-11-29 2008-12-10 호남석유화학 주식회사 고함량 나노클레이 마스터배치 제조 및 이를 이용한 고강성폴리프로필렌/나노클레이 복합재 제조

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100872859B1 (ko) 2007-11-29 2008-12-10 호남석유화학 주식회사 고함량 나노클레이 마스터배치 제조 및 이를 이용한 고강성폴리프로필렌/나노클레이 복합재 제조

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190010043A (ko) * 2017-07-20 2019-01-30 서울대학교산학협력단 난연시트 및 그 제조 방법과 그 난연시트가 적용된 ｃｌｔ
KR101993718B1 (ko) * 2017-07-20 2019-06-27 서울대학교산학협력단 난연시트 및 그 제조 방법과 그 난연시트가 적용된 ｃｌｔ

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