하기에서 본 발명을 좀 더 자세히 설명하겠다.
본 발명에서 수산화 마그네슘 입자와 수산화 알루미늄 입자 모두는 마이크로트랙법으로 측정한 2차 입자 직경이 0.4 ∼ 4 ㎛, 바람직하게 0.6 ∼ 1.5 ㎛ 이고, BET법으로 측정한 비표면적이 1 ∼ 15 ㎡/g, 바람직하게 3 ∼ 10 ㎡/g 이며, BET법으로 측정한 비표면적 대 블라인법으로 측정한 비표면적의 비가 1 ∼ 4, 바람직하게 1 ∼ 3 이고, 성형품의 기계적 강도와 표면 외관을 우수하게 유지하기 위해 2차 입자를 거의 하나도 함유하지 않거나 소량 함유하는 것들이 사용된다.
본 발명의 수산화 마그네슘 입자 및 수산화 알루미늄 입자내에 불순물로서 함유된 철 화합물과 망간 화합물의 총량은 각각 금속 [Fe + Mn] 으로 환산할 때 200 ppm 이하, 바람직하게 100 ppm 이하이다.
상기하였듯이 본 발명의 수산화 마그네슘 입자 및 수산화 알루미늄 입자는 불순물을 금속 [Fe + Mn] 으로 환산하여 상기 범위내에서 함유한다. 더 바람직하게는, 수산화 마그네슘 입자 및 수산화 알루미늄 입자내에서 코발트 화합물, 크롬 화합물, 구리 화합물, 바나듐 화합물 및 니켈 화합물을 포함하는 중금속 화합물의 총량은 금속으로 환산하여 상기 범위내에 있다. 즉, 수산화 마그네슘 입자 및 수산화 알루미늄 입자는 Fe + Mn + Co + Cr + Cu + V + Ni 의 총량을 금속으로 환산하여 200 ppm 이하, 바람직하게 100 ppm 이하로 가지는 것이 좀 더 유리하다.
성형품의 우수한 내수절연성 및 내산성을 유지하기 위해, 불순물로서 수용성 나트륨염 함량이 Na 로 환산하여 500 ppm 이하, 바람직하게 300 ppm 이하, 특히 바람직하게는 100 ppm 이하인 수산화 마그네슘 입자 및 수산화 알루미늄 입자가 사용된다.
본 발명에서 사용되는 수산화 마그네슘 입자 및 수산화 알루미늄 입자중의 수용성 나트륨염 함량이 상기 범위를 넘어서면, 하기의 수단으로 감소될 수 있다. 즉, 합성된 입자 또는 표면 처리된 입자를 건조하기 전에, 완전탈수하거나 탈수후에 물로 세척하고 건조시켜 소량의 나트륨염을 갖는 입자를 수득한다. 탈수 및 물로의 세척은 1 회 또는 수 회 실시할 수 있다.
본 발명의 수산화 마그네슘 입자 및 수산화 알루미늄 입자는 난연제로서 수지에 직접 첨가하거나 표면 처리제로 처리할 수 있다. 표면 처리제는 고급 지방산, 커플링제 (실란-, 티타네이트- 및 알루미늄-기재), 알콜 인산 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상이다. 이러한 표면 처리제는 수산화 마그네슘 입자 및 수산화 알루미늄 입자중 하나 또는 둘다에 대해 10 중량% 이하, 바람직하게는 5 중량% 이하의 양으로 사용된다.
표면처리제의 바람직한 예로는 탄소수가 10 이상인 고급 지방산, 예컨대 스테아르산, 에루스산, 팔미트산, 라우르산 및 베헨산; 상기 고급 지방산의 알칼리 금속염; 오르토인산과 올레일 알콜 또는 스테아릴 알콜의 모노- 및 디-에스테르 및 이들 혼합물의 산 및 알칼리 금속염 및 아민염과 같은 인산 에스테르; 실란 커플링제, 예컨대 비닐에톡시실란, 비닐-톨릴(2-메톡시-에톡시)실란, γ-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란, γ-아미노프로필 트리메톡시실란, γ-아미노프로필 트리에톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필 트리메톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필 트리메톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필 트리에톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필 트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸 트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필 트리메톡시실란 및 γ-메르캅토프로필 트리메톡시실란; 티타네이트-기재 커플링제, 예컨대 이소프로필트리이소스테아로일 티타네이트, 이소프로필트리스(디옥틸피로포스페이트)티타네이트, 이소프로필트리스(N-아미노에틸-아미노에틸)티타네이트, 이소프로필트리데실벤젠술포닐 티타네이트; 알루미늄-기재 커플링제, 예컨대 아세토알콕시 알루미늄 디이소프로필레이트; 등이 있다.
본 발명에서는, 수산화 마그네슘 입자 표면을 규소 화합물, 붕소 화합물 및 알루미늄 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상의 내산성 코팅제로 코팅하고, 필요에 따라서 추가로 상기의 고급 지방산, 티타네이트 커플링제, 실란 커플링제, 알루미네이트 커플링제 및 알콜 인산 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상의 표면 처리제로 표면을 처리한 수산화 마그네슘 입자를 사용하여 내산성이 높은 수지 조성물을 수득할 수 있다.
내산성 코팅제의 구체적인 예로는 규소 화합물, 예컨대 메타규산 나트륨 및 오르토규산 나트륨을 포함하는 규산 나트륨, 메타규산 칼륨 및 오르토규산 칼륨을 포함하는 규산 칼륨, 및 물유리; 붕소 화합물, 예컨대 사중붕산 나트륨, 메타붕산 나트륨, 사중붕산 칼륨 및 메타붕산 칼륨; 알루미늄 화합물, 예컨대 오르토알루민산 나트륨 및 메타알루민산 나트륨을 포함하는 알루민산 나트륨, 오르토알루민산 칼륨 및 메타알루민산 칼륨을 포함하는 알루민산 칼륨, 및 염화 알루미늄, 질산 알루미늄, 황산 알루미늄 및 인산 알루미늄과 같은 무기산의 알루미늄염; 등이 있다.
내산성 코팅제는 2 중량% 이하의 양으로 수산화 마그네슘 입자상에 코팅된다. 내산성 코팅제가 2 중량% 초과량으로 코팅되면 내산성은 증가하지 않으며, 더구나 습윤 공정에 의한 표면 처리후 탈수와 여과 작업의 질이 저하한다. 따라서 코팅제는 2 중량% 이하의 양으로 코팅되는 것이 바람직하다.
수산화 알루미늄 입자는 우수한 내산성을 가지고 있기 때문에 본 발명에서는 상기의 내산성 코팅제로 코팅할 필요가 없다.
본 발명에서, 수산화 마그네슘 입자와 수산화 알루미늄 입자는 각각 합성 수지 100 중량부를 기준으로 각각 20 ∼ 150 중량부, 바람직하게는 25 ∼ 125 중량부의 양으로 사용된다. 수산화 마그네슘 입자와 수산화 알루미늄 입자의 총량은 40 ∼ 300 중량부, 바람직하게는 50 ∼ 250 중량부이다. 수산화 마그네슘 입자와 수산화 알루미늄 입자의 총량이 40 중량부 미만이면, 난연성이 불충분하고, 총량이 300 중량부를 초과하면 기계적 강도에 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 난연성 조성물은 붉은 인 분말, 실리콘 또는 탄소 분말을 난연 조제로서 함유할 수 있다.
붉은 인 분말은 반죽, 성형 또는 가열시 포스핀 기체를 거의 발생시키지 않는 안정화된 붉은 인 분말이 바람직하다.
안정화된 붉은 인 분말의 구체적인 예로는 열가소성 수지-코팅된 붉은 인, 올레핀-코팅된 붉은 인, 산화 티타늄-코팅된 붉은 인, 티타늄 및 알루미늄 축합물로 코팅된 붉은 인 등이 있다.
탄소 분말로서 카본 블랙, 흑연 또는 활성탄이 사용된다. 카본 블랙은 오일 퍼니스(oil furnace) 방법, 가스 퍼니스(gas furnace) 방법, 채널 방법 또는 아세틸렌 방법으로 제조한다.
실리콘은 실리콘 수지, 실리콘 그리스(grease), 실리콘 고무 또는 실리콘 오일이다.
이러한 난연 조제는 합성 수지 100 중량부를 기준으로 0.1 ∼ 30 중량부, 바람직하게는 0.5 ∼ 20 중량부의 양으로 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 수산화 마그네슘 입자 및 수산화 알루미늄 입자와 혼화되는 합성 수지는 성형품으로서 통상적으로 사용되는 합성 수지, 예컨대 탄소수가 2 ∼ 8 인 올레핀 (α-올레핀) 중합체 및 공중합체, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌/프로필렌 공중합체, 폴리부텐 및 폴리·4-메틸펜텐-1, 상기 올레핀과 디엔의 공중합체, 에틸렌-아크릴레이트 공중합체, 및 열가소성 수지, 예컨대 폴리스티렌, ABS 수지, AAS 수지, AS 수지, MBS 수지, TPO 수지, 에틸렌-비닐 아세테이트 폴리머 수지, 비닐 아세테이트 수지, 페녹시 수지, 폴리아세탈, 폴리아미드 및 메타크릴 수지가 있다.
또한 열경화성 수지, 예컨대 에폭시 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 알키드 수지 및 우레아 수지, 및 합성 고무, 예컨대 EPDM, 부틸 고무, 이소프렌 고무, SBR, NIR, 우레탄 고무, 부타디엔 고무, 아크릴 고무 및 실리콘 고무도 사용될 수 있다.
이러한 합성 수지중에서 특히 바람직한 것은, 수산화 마그네슘 입자 및 수산화 알루미늄 입자로 인해 난연 효과, 열안정성, 내산성, 내수절연성 및 기계적 강도 유지 특성의 균형이 우수한 폴리올레핀 및 그의 공중합체이며, 그 예로는 폴리프로필렌 수지, 예컨대 폴리프로필렌 단일중합체 및 에틸렌 프로필렌 공중합체, 폴리에틸렌 수지, 예컨대 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 직쇄 저밀도 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌, EVA (에틸렌 비닐 아세테이트 수지), EEA (에틸렌 에틸 아크릴레이트 수지), EMA (에틸렌-메틸 아크릴레이트 공중합체 수지), EAA (에틸렌-아크릴산 공중합체 수지) 및 초고분자량 폴리에틸렌; 및 탄소수가 2 ∼ 6 인 올레핀 (α-에틸렌) 중합체 및 이의 공중합체, 예컨대 폴리부텐 및 폴리·4-메틸펜텐-1 이 있다.
본 발명에서 사용되는 합성 수지의 제조 방법은 제한되지 않으며, 폴리올레핀 중합 촉매에 의해, 지글러 방법, 지글러-나타 방법, 메탈로센 방법, 프리델-크라프츠 방법, 필립스 방법 등으로 제조할 수 있다.
본 발명의 조성물에서, 합성 수지, 수산화 마그네슘 입자, 수산화 알루미늄 입자 및 난연조제의 혼화, 반죽 및 성형에 특별한 제한은 없으며, 이들 재료가 균일하게 혼합, 반죽 및 성형될 수 있기만 하면 어떠한 혼합, 반죽 및 성형 수단도 허용될 수 있다. 예컨대, 상기 성분 및 기타 첨가제를 미리 혼합한 후, 얻어진 혼합물을 오픈 롤, 일축 또는 이축 압출기, 밴버리 믹서 등으로 용융-반죽할 수 있다. 수득된 수지 조성물의 성형법에 특별한 제한은 없으며, 사출 성형, 압출 성형, 블로우 성형, 프레스 성형, 회전 성형, 인플레이션 성형 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 목적을 달성한 우수한 성질을 갖는 난연성 수지 성형품은 본 발명의 난연성 수지 조성물을 200 ℃ 이하, 바람직하게는 170 ∼ 195 ℃ 의 온도에서 성형함으로써 수득된다.
본 발명의 난연성 수지 조성물은 본 발명의 목적을 침해하지 않는 범위내에서 각종 첨가제, 강화제, 충전제 등을 함유할 수 있다. 이들중 일부를 예시하자면, 산화방지제, 자외선 흡수제, 광안정제, 열안정제, 금속 불활성화제, 윤활제, 착색제, 조핵제, 탈취제, 리토폰(lithopone), 목분(wood flour), 유리 섬유, 섬유상 수산화 마그네슘, 섬유상 염기성 황산 마그네슘, 규산 칼슘, 알루미나, 유리 분말, 흑연, 탄화 규소, 질화 규소, 질화 붕소, 질화 알루미늄, 탄소 섬유, 그라파이트 섬유, 탄화 규소 섬유 및 폴리머 알로이 상용화제와 같은 첨가제, 충전제 및 강화제를 들 수 있다.
폴리머 알로이 상용화제의 구체적인 예로는 말레산 무수물 변성 스티렌-에틸렌-부틸렌 수지, 말레산 무수물 변성 스티렌-에틸렌-부타디엔 수지, 말레산 무수물 변성 폴리에틸렌, 말레산 무수물 변성 EPR, 말레산 무수물 변성 폴리프로필렌, 카르복실 변성 폴리에틸렌, 에폭시 변성 폴리스티렌/PMMA, 폴리스티렌-폴리이미드 블록 공중합체, 폴리스티렌-메틸 폴리메타크릴레이트 블록 공중합체, 폴리스티렌-폴리에틸렌 블록 공중합체, 폴리스티렌-에틸 아크릴레이트 그라프트 공중합체, 폴리스티렌-폴리부타디엔 그라프트 공중합체, 폴리프로필렌-에틸렌-프로필렌-디엔 그라프트 공중합체, 폴리프로필렌-폴리아미드 그라프트 공중합체, 에틸 폴리아크릴레이트-폴리아미드 그라프트 공중합체 등이 있다.
실시예
하기의 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하고자 한다. BET법으로 측정한 비표면적, 평균 2차 입자 직경, 블라인법으로 측정한 비표면적, Fe 또는 Mn 과 같은 중금속의 분석, 수용성 나트륨염중의 Na 의 분석, 및 실버 스트리킹의 측정 방법이 하기에 기술될 것이다.
(1) BET법으로 측정한 비표면적;
유아사 이오닉스(주)(Yuasa Ionics Co., Ltd) 12-검체 전자동 표면측정장치인 멀티소르브(Multisorb) 12 로 측정하였다.
(2) 평균 2차 입자 직경;
리드 앤드 노르트럽 인스트루먼트사(Leed & Nortrup Instrument Company)의 마이크로트랙을 사용하여 측정하였다.
(3) 블라인법으로 측정한 비표면적;
JIS R 5201-1964 에 의거하여 측정하였다.
수산화 마그네슘 입자의 공극률 0.715 및 수산화 알루미늄 입자의 공극률 0.783 을 기준으로 하여 시료의 양을 측정하였다.
(4) Fe, Mn, Cu, Co, Cr, V 및 Ni 의 분석;
ICP-MS법 (Inductively coupled plasma-mass spectrometry) 또는 원자흡광법으로 측정하였다.
(5) 수용성 나트륨염중의 Na 의 분석;
수산화 마그네슘 입자 및 수산화 알루미늄 입자의 시료 10 g 을 100 ㎖ 의 이온교환수중에서 30 ℃ 에서 96 시간동안 교반할 때 용리된 나트륨을 원자흡광법으로 측정하였다.
(6) 내산성 시험;
내산성 시험으로서 하기의 표면 백화 시험을 실시한다.
UL94VE법용 1/8-인치 두께의 시험편을 500 ㎖ 의 이온교환수중에 완전히 침지시키고, 이산화탄소 기체를 물속으로 불어넣어 주면서 24 ℃ 에서 48 시간동안 방치한 다음, 물에서 꺼낸다. 꺼낸 시료 표면의 백화 정도를 육안으로 평가하여 하기의 다섯 등급으로 매긴다.
1등급 : 표면 백화 현상이 관찰되지 않음
2등급 : 희미한 표면 백화 현상이 관찰됨
3등급 : 약간의 표면 백화 현상이 관찰됨
4등급 : 상대적으로 뚜렷한 표면 백화 현상이 관찰됨
5등급 : 현저한 표면 백화 현상이 전표면에 걸쳐 관찰됨
3등급 이상은 시험편이 실제적인 백화방지성을 가지고 있다는 것을 의미하고, 2등급 이상은 특히 바람직하다.
(7) 난연성;
UL94VE법, UL94HB법 또는 산소지수법 (JIS K 7201) 에 의거하여 측정한다.
(8) 항복점 인장강도;
JIS K 7113 에 의거하여 측정한다.
폴리프로필렌은 50 ㎜/분의 시험 속도로, EVA 는 200 ㎜/분의 시험 속도로 측정한다.
(9) 열안정성;
UL94VE법에 따라 1/12-인치 두께의 폴리프로필렌 시험편을 길이 방향으로 반으로 자르고 150 ℃ 기어 오븐(gear oven)내에 매달아서 시험편이 열산화에 의해 열화되어 가루로 될 때까지의 일수를 체크한다.
(10) 내수절연성;
두께가 2 ㎜, 각 측면의 길이 10 ㎝ 로 자른 정방형의 폴리프로필렌 시험편을 이온교환수중에 95 ℃ 에서 48 시간 침지시키고 나서 꺼내어 다시 30 ℃ 의 이온교환수중에 15 분간 침지시킨다.
그 후, 시험편을 꺼내어 시험편상의 물을 페이퍼 타올로 닦아내고, 시험편을 23℃±2℃ 및 50%RH 로 15 분간 방치한다.
상기와 동일한 조건하에서 다께다 이연공업(주)(Takeda Riken Kogyo Co., Ltd.)의 TR8401 을 사용하여 상기 시험편의 체적고유저항을 측정하여 내수절연성에 대한 데이타를 얻는다.
EVA 시험편은 70 ℃ 의 이온교환수중에 168 시간동안 침지시킨다. 다른 시험편은 폴리프로필렌 시험편과 동일한 조건하에서 측정한다.
(11) 성형품 표면의 실버 스트리킹;
닛세이쥬시공업(주)(Nissei Jushi Kogyo Co., Ltd)의 사출성형기계 FS120S18ASE 를 사용하여 2.1 ㎜ 두께와 50 ㎜ 직경을 갖는 디스크를 사출성형한다.
상기 디스크상의 실버 스트리킹 정도는 하기의 등급을 기준으로 육안으로 평가한다.
3 등급 이상의 실버 스트리킹은 허용될 수 있고 2 등급 이상은 특히 바람직하다.
1 등급 실버 스트리킹이 관찰되지 않음
2 등급 게이트(gate) 근처에서 희미한 실버 스트리킹이 관찰됨
3 등급 약간의 실버 스트리킹이 관찰됨
4 등급 전표면에 걸쳐 실버 스트리킹이 관찰됨
5 등급 전표면에 걸쳐 현저한 실버 스트리킹이 관찰됨
실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 13
표 1 과 표 2 에 보여진 수산화 마그네슘 입자 및 수산화 알루미늄 입자중에서, 교반하에 80 ℃ 에서 30 분간 가열한 스테아르산 나트륨 3 중량% 용액으로 수산화 마그네슘 입자와 수산화 알루미늄 입자를 표면처리하여, A-Ⅰ, X-Ⅰ, B-Ⅰ 및 Y-Ⅰ 를 수득한다.
A-Ⅰ 및 B-Ⅰ 는 각각 수산화 마그네슘 입자 및 수산화 알루미늄 입자를 완전 탈수시키고, 물로 세척하고, 건조한 다음 분쇄함으로써 수득된다.
X-Ⅰ 및 Y-Ⅰ 는 각각 수산화 마그네슘 입자 및 수산화 알루미늄 입자를 탈수없이 증발에 의해 건조시킴으로써 수득된다.
A-Ⅱ, X-Ⅱ, B-Ⅱ 및 Y-Ⅱ 는 수산화 마그네슘 입자와 수산화 알루미늄 입자를 스테아릴 인산 에스테르의 디에탄올아민염의 하기식 (1) 로 표현되는 디에스테르 90% 및 하기식 (2) 로 표현되는 모노에스테르 10% 의 혼합 용액 2.5 중량% 로 표면처리함으로써 수득한다. 표면처리후, A-Ⅱ 및 B-Ⅱ 를 완전히 수화시키고 건조한 다음 분쇄한다. X-Ⅱ 및 Y-Ⅱ 는 탈수없이 증발로 건조시키고 분쇄한다.
A-Ⅲ 및 X-Ⅲ 는, 80 ℃ 로 가열한 온수중에서 1N염산으로 해중합된 물유리 3호를 SiO2로 환산하여 0.5 중량% 의 양으로 표면코팅함으로써 수득된다.
상기 물 현탁액에, 트리에탄올아민 용매에 용해된 이소프로필 트리이소스테아로일 티타네이트를 A-Ⅲ 또는 X-Ⅲ 를 기준으로 2 중량% 의 양으로 첨가하여 A-Ⅲ 또는 X-Ⅲ 를 추가로 표면 처리한다. B-Ⅲ 및 Y-Ⅲ 는 물유리 처리를 하지 않는 것을 제외하고는 A-Ⅲ 및 X-Ⅲ 에서와 동일한 방법으로 표면 처리한다.
표면 처리후, A-Ⅲ, X-Ⅲ, B-Ⅲ 및 Y-Ⅲ 를 완전 탈수시켜 용매를 제거하고, 물로 세척하고, 건조시켜 분쇄한다.
표면 처리후 분말의 물성은 표 2 에 나타낸다.
Na 함량, 평균 2차 입자 직경, BET법으로 측정한 비표면적, 블라인법으로 측정한 비표면적, BET법으로 측정한 비표면적 대 블라인법으로 측정한 비표면적의 비, 표면 처리 전후의 Mg(OH)2함량 및 Al(OH)3함량의 분석치에 변화가 있으므로, 표면 처리 전후의 이들 분석치를 표 1 과 2 에 나타낸다. 한편,다른 항목의 분석치는 표면 처리 전후에 변화가 없었으므로, 표 1 과 2 에 나타내지 않았다.
이렇게 표면 처리한 수산화 마그네슘 입자와 수산화 알루미늄 입자를 92 중량부의 내충격 등급 폴리프로필렌, 8 중량부의 EVA (25% 의 VA 함량을 갖는 EVA), 0.25 중량부의 이르가녹스(Irganox) 1010 (시바-게이지사(Ciba-Geigy Limited)) 및 0.25 중량부의 DLTP (요시또미 제약회사(Yoshitomi Pharmaceutical Industries, Ltd.)) 와 혼합하고 185 ℃ 에서 이축 압출기로 반죽하여 화합물 펠릿을 수득한다. 실시예 4 및 비교예 11 ∼ 13 에서, 붉은 인 분말 및 카본 블랙 분말을 첨가한다. 이들 화합물 펠릿을 120 ℃ 에서 2 시간동안 열풍건조시키고 사출성형하여 표 3 및 표 4 에 나타난 시험 항목을 위한 시험편을 수득한다. 이들 시험편에 대해 시험을 실시한다.
결과는 표 3 및 표 4 에 나타나 있다.
표 3 및 표 4 에서,
a : 수산화 마그네슘 입자
b : 수산화 알루미늄 입자
c : 붉은 인 (린 가가꾸사(Rin Kagaku Co., Ltd.)의 노바 엑셀 140)
d : 카본 블랙 (오일 퍼니스법으로 제조한 FEF)
시험 결과, 실시예의 시험편은 난연성, 열안정성, 내산성, 내수절연성, 항복 인장강도 및 실버 스트리킹과 관련된 문제를 갖지 않았다.
반대로, 비교예의 시험편은 이러한 시험 항목중 하나 이상에서 문제를 가진다.
시료명표면처리전 분말의 물성 및 조성 |
수산화 마그네슘 |
A-Ⅰ |
A-Ⅱ |
A-Ⅲ |
X-Ⅰ |
X-Ⅱ |
X-Ⅲ |
평균 이차 입자 직경(㎛) |
0.93 |
1.3 |
0.61 |
4.65 |
0.94 |
0.36 |
BET법으로 측정한 비표면적(m2/g) |
5.5 |
3.1 |
9.4 |
3.8 |
13 |
25 |
블라인법으로 측정한 비표면적(m2/g) |
3.3 |
1.5 |
3.8 |
2.2 |
3.4 |
3.3 |
BET법으로 측정한 비표면적 대 블라인법으로 측정한 비표면적의 비 |
1.7 |
2.1 |
2.5 |
1.7 |
3.8 |
7.6 |
Mg(OH)2함량(%) |
99.75 |
99.47 |
99.80 |
93.97 |
99.62 |
99.45 |
CaO(%) |
0.04 |
0.17 |
0.05 |
1.31 |
0.05 |
0.05 |
CO2(%) |
0.19 |
0.15 |
0.11 |
4.15 |
0.10 |
0.10 |
Na(%) |
0.002 |
0.002 |
0.002 |
0.02 |
0.02 |
0.100 |
Fe(%) |
0.001 |
0.006 |
0.007 |
0.28 |
0.05 |
0.003 |
Mn(%) |
0.001 |
0.003 |
0.002 |
0.025 |
0.02 |
0.002 |
Cu(%) |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
0.006 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
V(%) |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
Co(%) |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
Ni(%) |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
0.008 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
Cr(%) |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
0.005 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
시료명표면처리전 분말의 물성 및 조성 |
수산화 알루미늄 |
B-Ⅰ |
B-Ⅱ |
B-Ⅲ |
Y-Ⅰ |
Y-Ⅱ |
Y-Ⅲ |
평균 이차 입자 직경(㎛) |
0.70 |
1.1 |
1.3 |
7.2 |
0.72 |
1.3 |
BET법으로 측정한 비표면적(m2/g) |
8.0 |
5.0 |
4.7 |
2.0 |
8.0 |
5.0 |
블라인법으로 측정한 비표면적(m2/g) |
3.4 |
3.0 |
1.7 |
1.1 |
3.5 |
1.5 |
BET법으로 측정한 비표면적 대 블라인법으로 측정한 비표면적의 비 |
2.4 |
1.8 |
2.8 |
1.8 |
2.3 |
3.3 |
Al(OH)3함량(%) |
99.61 |
99.70 |
99.59 |
99.65 |
99.67 |
99.68 |
CaO(%) |
≤0.001 |
≤0.001 |
≤0.001 |
≤0.001 |
≤0.001 |
≤0.001 |
CO2(%) |
≤0.001 |
≤0.001 |
≤0.001 |
≤0.001 |
≤0.001 |
≤0.001 |
Na(%) |
0.005 |
0.005 |
0.005 |
0.100 |
0.100 |
0.100 |
Fe(%) |
0.003 |
0.004 |
0.004 |
0.025 |
0.03 |
0.03 |
Mn(%) |
≤0.001 |
≤0.001 |
≤0.001 |
0.002 |
0.002 |
0.003 |
Cu(%) |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
0.005 |
0.005 |
V(%) |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
Co(%) |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
Ni(%) |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
Cr(%) |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
≤0.0001 |
시료명표면처리후 분말의 물성 및 조성 |
수산화 마그네슘 |
A-Ⅰ |
A-Ⅱ |
A-Ⅲ |
X-Ⅰ |
X-Ⅱ |
X-Ⅲ |
Na 함량(%) |
0.006 |
0.002 |
0.009 |
0.245 |
0.02 |
0.028 |
평균 이차 입자 직경(㎛) |
0.95 |
1.4 |
0.65 |
4.80 |
0.98 |
0.39 |
BET법으로 측정한 비표면적(m2/g) |
5.1 |
3.0 |
9.0 |
3.5 |
12 |
23 |
블라인법으로 측정한 비표면적(m2/g) |
3.7 |
1.9 |
4.7 |
2.7 |
3.7 |
3.9 |
BET법으로 측정한 비표면적 대 블라인법으로 측정한 비표면적의 비 |
1.4 |
1.6 |
1.9 |
1.3 |
3.2 |
5.9 |
Mg(OH)2함량(%) |
97.15 |
97.37 |
97.60 |
90.97 |
97.53 |
97.25 |
시료명표면처리후 분말의 물성 및 조성 |
수산화 알루미늄 |
B-Ⅰ |
B-Ⅱ |
B-Ⅲ |
B-Ⅰ |
B-Ⅱ |
B-Ⅲ |
Na 함량(%) |
0.007 |
0.005 |
0.010 |
0.345 |
0.102 |
0.030 |
평균 이차 입자 직경(㎛) |
0.74 |
1.2 |
1.4 |
7.7 |
0.75 |
1.4 |
BET법으로 측정한 비표면적(m2/g) |
7.6 |
5.1 |
4.4 |
1.8 |
7.6 |
4.7 |
블라인법으로 측정한 비표면적(m2/g) |
3.8 |
3.6 |
2.3 |
1.5 |
3.9 |
2.0 |
BET법으로 측정한 비표면적 대 블라인법으로 측정한 비표면적의 비 |
2.0 |
1.4 |
1.9 |
1.2 |
1.9 |
2.4 |
Al(OH)3함량(%) |
97.01 |
97.58 |
97.35 |
96.65 |
97.55 |
97.46 |
|
조성(a 와 b 는 표면 처리된 물품)중량부 |
난연성UL94 |
열안정성일수 |
내산성등급 |
내수절연성Ω·㎝ |
항복점 인장강도kgf/㎟ |
실버스트리킹등급 |
실시예 1 |
a:A-Ⅰ 80 |
1/8-인치 VEV-0 |
35 |
1 |
1×1015 |
1.95 |
1 |
b:B-Ⅰ 80 |
비교예 1 |
a:A-Ⅰ 160 |
V-0 |
30 |
4 |
1×1015 |
1.93 |
1 |
비교예 2 |
b:B-Ⅰ 160 |
V-0 |
22 |
1 |
8×1014 |
1.91 |
5 |
비교예 3 |
a:X-Ⅰ 80 |
V-0 |
2 |
4 |
1×108 |
1.30 |
4 |
b:Y-Ⅰ 80 |
비교예 4 |
a: 없음 |
규격외 |
110 |
1 |
≥1×1016 |
2.80 |
1 |
b: 없음 |
실시예 2 |
a:A-Ⅱ 95 |
1/12-인치 VEV-0 |
30 |
1 |
5×1014 |
1.80 |
1 |
b:B-Ⅱ 95 |
비교예 5 |
a:X-Ⅱ 95 |
V-0 |
1 |
4 |
5×1010 |
1.33 |
4 |
b:Y-Ⅱ 95 |
비교예 6 |
a:A-Ⅱ 190 |
V-0 |
25 |
4 |
5×1014 |
1.78 |
1 |
비교예 7 |
b:B-Ⅱ 190 |
V-0 |
17 |
1 |
5×1014 |
1.75 |
5 |
|
조성(a 와 b 는 표면 처리된 물품)중량부 |
난연성UL94 또는 산소 지수 |
열안정성일수 |
내산성등급 |
내수절연성Ω·㎝ |
항복점 인장강도kgf/㎟ |
실버스트리킹등급 |
실시예 3 |
a:A-Ⅲ 125 |
산소 지수38 |
25 |
1 |
2×1014 |
1.69 |
2 |
b:B-Ⅲ 125 |
비교예 8 |
a:A-Ⅲ 250 |
38 |
20 |
4 |
2×1014 |
1.66 |
1 |
비교예 9 |
b:B-Ⅲ 250 |
37.5 |
14 |
1 |
1×1014 |
1.64 |
5 |
비교예 10 |
a:X-Ⅲ 125 |
38 |
1 |
4 |
5×1013 |
1.14 |
5 |
b:Y-Ⅲ 125 |
실시예 4 |
a:A-Ⅰ 25 |
1/8-인치 HB합격 |
60 |
1 |
2×1015 |
2.38 |
1 |
b:B-Ⅰ 25 |
c: 8 |
d: 2 |
비교예 11 |
a:X-Ⅰ 25 |
합격 |
8 |
3 |
1×1011 |
1.75 |
2 |
b:Y-Ⅰ 25 |
c: 8 |
d: 2 |
비교예 12 |
a:A-Ⅰ 50 |
합격 |
55 |
3 |
2×1015 |
2.35 |
1 |
c: 8 |
d: 2 |
비교예 13 |
b:B-Ⅰ 50 |
합격 |
46 |
1 |
1×1015 |
2.34 |
3 |
c: 8 |
d: 2 |
실시예 5 및 비교예 14 ∼ 16
하기의 수지 조성물을 제조하고 하기 표 5 에 보여진 실험을 실시한다. 수산화 마그네슘 입자 및 수산화 알루미늄 입자는 표면 처리하지 않고 사용한다.
100 중량부 : 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 (비닐 아세테이트 함량 25%)
75 중량부 : 수산화 마그네슘 입자 ; A-Ⅰ, X-Ⅲ
75 중량부 : 수산화 알루미늄 입자 ; B-Ⅰ, Y-Ⅲ
3 중량부 : 스테아르산 아연
2 중량부 : DCP (디큐밀 퍼옥시드)
1 중량부 : 실란 커플링제 (닛뽕 유니카 가부시끼가이샤(Nippon Unica Co., Ltd.) 의 A-172)
1 중량부 : 이르가녹스 1010
시험편의 제조방법
원료를 일축 반죽 압출기로 120 ℃ 에서 반죽한다.
수득되는 혼합물을 120 ℃ 에서 5 분간 압축 성형기로 예비성형하고 180 ℃ 에서 15 분간 가교결합시켜 2 mm 두께 및 1/8-인치 두께의 판을 수득한다.
각각의 시험을 위해 수득된 판으로부터 시험편을 제조하고, 이들 시험편에 대해 표 5 에 나타난 시험을 실시한다.
열안정성 : 2 mm 두께의 가교결합된 판으로부터 폭 25 mm 길이 50 mm 의 시험편을 수득하여, 실시예 1 에서와 동일한 방법으로 열안정성 시험을 수행한다.
인장강도 : JIS K 7113 에 의한 시험편 2호를 수득하여, 200 mm/분의 시험 속도로 측정한다.
|
a : 수산화 마그네슘b : 수산화 알루미늄 |
난연성UL94HB |
열안정성일수 |
내산성등급 |
내수절연성Ω·㎝ |
항복점 인장강도kgf/㎟ |
실시예 5 |
a:A-Ⅰ |
합격 |
45 |
1 |
1×1014 |
1.35 |
b:B-Ⅰ |
비교예 14 |
a:X-Ⅲ |
합격 |
2 |
5 |
1×109 |
0.85 |
b:Y-Ⅲ |
비교예 15 |
a:A-Ⅰ |
합격 |
41 |
5 |
1×1014 |
1.33 |
비교예 16 |
b:B-Ⅰ |
합격 |
35 |
1 |
5×1013 |
1.34 |
실시예 6
하기의 수지 조성물 (1) ∼ (3) 을 제조하고, 실시예 1 에서와 동일한 방법으로 시험편을 제조하고 난연성을 평가한다. 결과로서, UL94VE법으로 측정한 모든 1/16-인치 시험편의 난연성은 V-0 였다.
수지 조성물 (1)
100 중량부 : 나일론 12 (1.02 의 비중을 갖는 사출성형 등급)
95 중량부 : 실시예 3 의 수산화 마그네슘 입자
95 중량부 : 실시예 3 의 수산화 알루미늄 입자
0.5 중량부 : 산화방지제 (시바 게이지사의 이르가녹스 1098)
(2)
100 중량부 : 고밀도 폴리에틸렌
110 중량부 : 실시예 1 의 수산화 마그네슘 입자
110 중량부 : 실시예 1 의 수산화 알루미늄 입자
0.25 중량부 : 산화방지제 (시바 게이지사의 이르가녹스 1010)
1 중량부 : 실리콘 수지 분말 (도레이 다우 코닝(주)(Toray Dow Corning Co., Ltd)의 DC47081)
(3)
80 중량부 : PS 수지 (4 g/10 분의 MFI 를 갖는 충격 저항 등급)
10 중량부 : 나일론 12 (1.02 의 비중을 갖는 사출성형 등급)
10 중량부 : SEB 수지 (아사히 가세이 고오교 가부시끼가이샤(Asahi Chemical Industry Co., Ltd.)의 타프텍스(Taftex) M1943)
50 중량부 : 실시예 3 의 수산화 마그네슘 입자
50 중량부 : 실시예 3 의 수산화 알루미늄 입자
10 중량부 : 붉은 인 (린 가가꾸 가부시끼가이샤의 노바 엑셀 140)
8 중량부 : 카본 블랙 (오일 퍼니스법으로 제조한 FEF)
0.5 중량부 : 산화방지제 (시바 게이지사의 이르가녹스 1010)
실시예 7
하기 조성물을 제조하고, 70 ℃ 에서 오픈 롤로 성글게 반죽하고 160 ℃ 에서 30 분간 가황시켜 하루 후에 1/8-인치 두께의 판을 수득한다. 수득된 판으로부터 1/8-인치 두께의 UL94VE 시험용 시험편을 제조한다. 상기 시험편에 대해 UL94VE 시험을 실시한다. 시험 결과, 시험편의 난연성은 V-1 이었다.
조성
100 중량부 : EPDM 고무 (에틸렌/프로필렌 비 = 50/50 몰)
85 중량부 : 실시예 1 의 수산화 마그네슘 입자
85 중량부 : 실시예 1 의 수산화 알루미늄 입자
3 중량부 : 디큐밀 퍼옥시드
0.5 중량부 : 폴리(2,2,4-트리메틸-1,2-디히드로퀴놀린)
1 중량부 : 실란 커플링제 (닛뽕 유니카 가부시끼가이샤제 A-172)
1 중량부 : 스테아르산
1 중량부 : 황
실시예 8
하기 조성물을 제조하고, 약 30 ℃ 에서 반죽기로 반죽하고, 90 ℃ 에서 15 분간 경화시켜, 1/8-인치 두께의 판을 수득한다. 수득된 판으로부터 1/8-인치 두께의 UL94VE 시험용 시험편을 제조한다. 상기 시험편에 대해 UL94VE 시험을 실시한다. 시험 결과, 시험편의 난연성은 V-0 이었다.
조성
100 중량부 : 에폭시 수지 (비중 1.17)
60 중량부 : 실시예 1 의 수산화 마그네슘 입자
60 중량부 : 실시예 1 의 수산화 알루미늄 입자
5 중량부 : 붉은 인 (린 가가꾸 가부시끼가이샤의 노바 엑셀 140)
1 중량부 : 카본 블랙 (오일 퍼니스법으로 제조한 FEF)
10 중량부 : 경화제 (시바-게이지사의 HY951)
3 중량부 : 스테아르산
0.2 중량부 : 산화방지제 (시바 게이지사의 이르가녹스 1010)