KR20010086246A - 수산화마그네슘 입자, 그 제조방법 및 그 입자를 함유하는수지조성물 - Google Patents

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Abstract

육각반상의 결정형태를 가지며 또한 애스펙트비 (H) 가 하기 식 (Ⅰ) 을 만족하는 수산화마그네슘 입자 및 그 입자로 이루어지는 난연제,
0.45·A·B ＜ H ＜ 1.1·A·B (Ⅰ)
(단, 식중 H 는 애스펙트비를 나타내고, A 는 레이저회절산란법으로 측정된 전입자의 평균 2 차 입자경 (㎛) 을 나타내고, B 는 BET 법으로 측정된 전입자의 비표면적 (㎡/g) 을 나타낸다.), 합성수지 100 중량부에 대하여 상기 수산화마그네슘 입자를 5 ∼ 300 중량부를 배합한 난연성 수지조성물 및 이로부터의 성형품의 제공.
상기 수산화마그네슘 입자는, 육각반상의 단일결정으로서, 그 육각형의 형상은 반드시 정육각일 필요는 없고, 그 크기는 반드시 일정하지는 않지만, 비표면적 및 평균입경과 관련하여 애스펙트비가 어느 특정의 값을 갖고, 합성수지의 난연제로서 우수한 성질을 갖고 있다.

Description

수산화마그네슘 입자, 그 제조방법 및 그 입자를 함유하는 수지조성물 {MAGNESIUM HYDROXIDE PARTICLES, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, AND RESIN COMPOSITION CONTAINING THE PARTICLES}
수산화마그네슘 입자는 오래전부터 알려져 있으며, 의약용, 공업용으로서 넓은 분야에서 사용되고 있다. 예컨대, 의약용으로서는 제산제, 사하제 및 동물용 약제 등이 있으며, 공업용으로서는 열가소성 수지에 배합하여 이 수지에 난연성을 부여하는 난연제, 함유폐수용 흡착제, 배연탈황제, 배수중화제 및 토질개량제 등이 있다.
종래의 수산화마그네슘 입자의 제조방법도 다양하여, 예컨대 Mg 원으로서 이온간수, 해수 또는 도로마이트를 사용하여 알칼리원으로서 석회 또는 가성소다 등을 사용하는 방법 ; 산화마그네슘의 수화반응에 의한 것, 및 Mg 염과 암모니아를 반응시켜 수산화마그네슘 결정을 정석시키는 방법 등이 있다. 그러나, 종래의 수산화마그네슘의 경우, 제조방법에 따라 수산화마그네슘 입자의 형상이 특정되기 때문에, 다른 형상을 갖는 수산화마그네슘 입자를 얻기 위해서는, 다른 제조방법이 필요하게 되어 있었다.
한편, 합성수지의 난연제로서는, 유기 할로겐화합물 또는 삼산화안티몬이 널리 사용되고 있다.
유기 할로겐화합물 또는 삼산화안티몬 또는 그 양자의 조합으로 이루어지는, 소위 할로겐계 난연제는 화재시에 대량의 연기와 유기가스를 발생시키기 때문에 사회적으로 문제를 일으켰다. 따라서, 할로겐계 난연제를 가능한 한 사용하지 않도록 하는 난연제의 연구가 실시되었다. 그 결과, 수산화마그네슘 입자는 유효한 난연제라는 평가가 얻어졌다. 수산화마그네슘 입자는 수지에 배합하였을 때, 연소시의 발연량이 적음은 물론 무독이다. 그리고 수산화마그네슘 입자는, 수산화알루미늄 입자에서 알 수 있는 바와 같은 수지의 가공온도에서 그 자체의 일부가 탈수분해하여 수지성형체를 발포시키는 일이 없기 때문에 적응하는 수지의 범위는 넓다.
수산화마그네슘 입자를 난연제로서 고농도로 충전한 합성수지는, 원자력발전소, 선박, 자동차, 지하철, 터널내 통신 등에 사용되는 전선이나, 가전제품이나 전자기기의 부품건재 등 널리 사용되게 되었다.
발명이 해결하고자 하는 과제
합성수지를 수산화마그네슘 입자로 난연화할 경우, 고농도로 충전할 필요가 있으며, 따라서 외관불량이나 합성수지조성물이 갖고 있는 특성을 저하시킨다는 문제가 있다. 이 문제를 해소하기 위하여 고급지방산이나 각종 커플링제로 표면처리된 수산화마그네슘 입자 난연제가 제안되어 있는데, 상기한 과제를 본질적으로 해결할 수는 없었다.
따라서, 본 발명자들은 종래에 없는 특정의 형상을 갖는 신규한 수산화마그네슘 입자를 얻기 위하여, 예의 연구를 진행한 결과, 염화마그네슘 혹은 산화마그네슘을 원료로 하여 수산화마그네슘 입자를 제조하는 공정에 있어서, 어느 특정의 산 혹은 그 염을 첨가함으로써, 종래와는 다른 비교적 큰 애스펙트비를 가지면서 육각반상으로 결정형태를 갖는 수산화마그네슘 입자를 얻을 수 있음을 발견하였다. 특히, 본 발명에 의하면, 비표면적 및 평균입자와 관련하여 애스펙트비가 어느 특정의 값을 갖는 수산화마그네슘 입자가 제공된다.
또한 본 발명은, 이 특정 형상의 수산화마그네슘 입자의 이용에 대하여 연구를 진행한 결과, 합성수지의 난연제로서 우수한 성질을 갖고 있음이 발견되었다.
본 발명은 신규한 형상을 갖는 수산화마그네슘 입자 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 육각반상의 결정형태를 가지면서 특정의 애스펙트비를 갖는 수산화마그네슘 입자 및 그 제조방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그 수산화마그네슘 입자를 사용한 난연제 및 수지조성물에 관한 것이다.
도 1 은 수산화마그네슘의 단일결정입자의 정육각기둥을 모식적으로 나타낸 사시도 및 그 측면도를 나타낸다.
부호의 설명
X : 정육각형의 1 변의 길이 (㎛)
Y : 기둥의 두께 (㎛)
A : 입자경 (㎛)
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명에 의하면, 육각반상의 결정형태를 가지며 또한 애스펙트비 (H) 가 하기 식 (Ⅰ) 을 만족하는 수산화마그네슘 입자 및 그 입자로 이루어지는 난연제가 제공된다.
0.45·A·B ＜ H ＜ 1.1·A·B (Ⅰ)
(단, 식중 H 는 애스펙트비를 나타내고, A 는 레이저회절산란법으로 측정된 전입자의 평균 2 차 입자경 (㎛) 을 나타내고, B 는 BET 법으로 측정된 전입자의 비표면적 (㎡/g) 을 나타낸다.)
또한 본 발명에 의하면, 합성수지 100 중량부에 대하여 상기 수산화마그네슘 입자를 5 ∼ 300 중량부를 배합한 난연성 수지조성물 및 이로부터의 성형품이 제공된다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 우선, 본 발명의 육각반상의 결정형태를 갖는 수산화마그네슘 입자 및 그 제조방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 수산화마그네슘 입자는, 육각반상의 결정형태 및 특정의 애스펙트비에 의해 특징지워진다. 이 육각반상의 결정형태는, 입자를 예컨대 5,000 ∼ 10,000 배의 현미경사진을 촬영함으로써 관찰된다. 본 발명의 수산화마그네슘 입자는 육각반상의 단일결정으로서, 그 육각형의 형상은 반드시 정육각일 필요는 없다. 도 1 에는 애스펙트비의 계산을 위하여, 모델로서 정육각의 반상의 형태를 나타내고 있으나, 육각형의 형상은 반상을 형성하는 변의 수가 대략 6 개이면 되며, 예컨대 상대하는 2 변이 다른 변의 길이보다 긴 육각형이어도 되고 또한 2 변이 접하는 각 (6 개) 의 정점을 형성하는 각도 (내각) 이 100°∼ 130° 여도 된다. 또한, 2 변이 접하는 각 (6 개) 의 일부가 약간 둥글게 되어 있어도 된다. 본 발명의 수산화마그네슘 입자는, 확대사진의 관찰에 의해 대부분 (90 % 이상, 바람직하게는 95 % 이상) 의 입자는 상기한 육각반상의 결정형태이며, 그 크기는 반드시 일정하지는 않다. 그러나, 후술하는 바와 같이 입자의 크기 (입경) 는 어느 일정한 분포폭을 갖고 있으며, 입자의 크기가 비교적 고른 점도 본 발명의 마그네슘 입자의 특징중 하나이기도 하다. 이 입경의 분포에 대해서는 나중에 더욱 설명한다.
본 발명의 수산화마그네슘 입자는, 단일결정이 육각반상임과 동시에 그 애스펙트비 (H) 가 종래의 것과 비교하여 비교적 큰 것이 특징이다. 이 애스펙트비 (H) 는 수산화마그네슘 입자의 평균 2 차 입자경 (A) 과 BET 법 비표면적 (B) 의 값에 상관하여 그 범위가 결정된다. 즉, 애스펙트비 (H) 는 평균 2 차 입자경 (A) 과 BET 법 비표면적 (B) 의 곱 (A ×B) 의 값에 의거하여 하기 식 (Ⅰ) 을 만족하는 범위이다.
0.45·A·B ＜ H ＜ 1.1·A·B (Ⅰ)
애스펙트비 (H) 의 바람직한 범위는 하기 식 (Ⅰ-a), 특히 바람직한 범위는 하기 식 (Ⅰ-b) 를 만족하는 범위이다.
0.50·A·B ＜H ＜ 1.1 ·A·B (Ⅰ-a)
0.55·A·B ＜H ＜ 1.0 ·A·B (Ⅰ-b)
상기 식에 있어서, A 는 수산화마그네슘 입자의 평균 2 차 입자경 (㎛) 을 나타내고, B 는 수산화마그네슘 입자의 BET 법에 의해 측정된 비표면적 (㎡/g) 을 나타낸다.
수산화마그네슘 입자의 애스펙트비 (H) 가 (0.45·A·B) 보다 작으면, 애스펙트비가 작은 입자가 상대적으로 많아져서 본 발명의 수산화마그네슘 입자의 특성을 얻을 수 없게 된다. 또한, 상기 애스펙트비가 너무 작아지면 종래 공지의 것과 형상을 구별할 수 없게 된다. 한편, 애스펙트비 (H) 가 (1.1·A·B) 의 값보다 큰 입자는, 안정되게 제조하기 어려워지고, 또한 수지의 첨가제로서 사용할 경우, 그 균일한 혼합이나 분산이 어려워지므로 바람직하지 못하다.
본 발명의 수산화마그네슘 입자는, 상술한 바와 같이 입도분포가 비교적 좁고, 즉 입경이 고른 점에도 특징이 있다. 그 입도분포의 특징은, 하기 식 (Ⅱ) 를 만족하는 2 차 입자경 (F) 을 갖는 수산화마그네슘 입자의 체적비율이, 전입자의 체적에 대하여 60 % 이상, 바람직하게는 65 % 이상, 특히 바람직하게는 70 % 이상인 것으로 나타난다.
0.3·A ＜ F ＜ 1.7·A (Ⅱ)
(단, 식중 F 는 수산화마그네슘 입자의 2 차 입자경 (㎛) 을 나타내고, A 는 상기 식 (Ⅰ) 과 동일한 정의를 갖는다.)
본 발명에 있어서의 수산화마그네슘 입자는, 레이저회절산란법으로 측정된 평균 2 차 입자경 (A) 이 0.15 ∼ 5 ㎛, 바람직하게는 0.5 ∼ 3.0 ㎛ 인 것이 바람직하다. 평균 2 차 입자경이 커질수록, 예컨대 고무, 세라믹, 수지 등의 첨가제로서 사용할 경우, 수지와의 접촉면이 줄어서 열안정성이 좋아지지만, 기계적 강도의 저하, 외관불량이라는 문제가 나온다. 또한, 흡착제, 중화제 등으로서 분말 또는 조립하여 사용하는 경우의 작업성 등은 평균 2 차 입자경이 커질수록 좋다. 한편, 의약용으로서 사용할 경우에도, 클수록 분진이 나지 않아 작업성도 좋지만, 너무 크면 경구투여하기 어렵고 또한 조제하기 어려워진다.
따라서, 수산화마그네슘으로서의 평균 2 차 입자경 (A) 의 범위는, 0.15 ㎛ ∼ 5 ㎛, 바람직하게는 0.5 ∼ 3.0 ㎛ 가 유리하다.
또한, 수산화마그네슘 입자의 BET 법에 의한 비표면적 (B) 은 1 ∼ 150㎡/g, 바람직하게는 2 ∼ 130 ㎡/g, 특히 바람직하게는 3 ∼ 90 ㎡/g 인 것이 바람직하다.
본 발명의 수산화마그네슘 입자는, (ⅰ) 애스펙트비 (H), (ⅱ) 평균 2 차 입자경 (A) 및 (ⅲ) BET 법 비표면적 (B) 이 모두 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
본 발명의 수산화마그네슘 입자는, 상기한 (ⅰ) 애스펙트비 (H), (ⅱ) 평균 2 차 입자경 (A) 및 (ⅲ) BET 법 비표면적 (B), 나아가서는 입도분포의 특징에 의거하여 합성수지의 난연제로서의 이용에 적합하다. 수산화마그네슘 입자는, 난연제로서 이용할 경우에는, 합성수지 100 중량부당 약 5 ∼ 300 중량부, 바람직하게는 약 10 ∼ 250 중량부 배합된다. 상기 본 발명의 수산화마그네슘 입자를 난연제로서 이용할 경우, 입자의 BET 법으로 측정한 비표면적은 30 ㎡/g 이하, 바람직하게는 3 ∼ 20 ㎡/g, 특히 바람직하게는 3 ∼ 10 ㎡/g 인 것이 적합하다. 이와 같이 비교적 다량의 수산화마그네슘 입자를 합성수지에 배합한 경우, 성형시의 가열이나 성형품 사용시의 가열로 인해 성형품의 열화가 일어나서 성형품 본래의 물성, 예컨대 충격강도, 신장, 인장강도를 저감시키는 경우가 있다. 그 원인은 수산화마그네슘 입자의 물리적 성상보다 화학적 성질, 특히 불순물의 종류와 함유량에 기인한다.
본 발명자의 연구에 의하면, 본 발명의 수산화마그네슘 입자는, 상기 물리적 성상을 가짐과 동시에 그 입자중의 불순물로서 철화합물 및 망간화합물의 함유량이 합계로 금속으로 환산하여 0.01 중량% 이하, 바람직하게는 0.005 중량% 이하가 바람직함을 알 수 있었다.
본 발명의 수산화마그네슘 입자는, 상기한 바와 같이 불순물로서 금속환산 (Fe＋Mn) 의 합계량이 상기 범위인 것이 바람직하나, 더욱 바람직한 것은 코발트화합물, 크롬화합물, 구리화합물, 바나듐화합물 및 니켈화합물의 함유량도 포함하여 중금속화합물의 금속으로서의 함유량이 0.02 중량% 이하인 것이 바람직하다. 즉, 수산화마그네슘 입자는 금속으로서 (Fe＋Mn＋Co＋Cr＋Cu＋V＋Ni) 합계 함유량이 0.02 중량% 이하, 바람직하게는 0.01 중량% 이하인 것이 한층 더 유리하다.
수산화마그네슘 입자중의 철화합물 및 망간화합물의 함유량이 많을수록 배합한 수지의 열안정성을 현저하게 저하시키는 원인이 된다.
상기한 바와 같이, 수산화마그네슘 입자는 (ⅰ) 애스펙트비, (ⅱ) 평균 2 차 입자경, (ⅲ) BET 법 비표면적 및 (ⅳ) 철화합물 및 망간화합물의 합계 함유량 (또는 또 다른 상기 금속화합물의 합계량) 이 상기 범위라면, 수지와의 상용성, 분산성, 성형 및 가공성, 성형품의 외관, 기계적 강도 및 난연성의 제특성을 만족하는 양호한 품질의 수지조성물을 얻을 수 있다.
수산화마그네슘 입자중의 철화합물 및 망간화합물 (그리고 필요하다면, 다른 상기 금속화합물) 의 함유량을 상기 범위로 하기 위해서는, 후술하는 수산화마그네슘 입자의 제조법에 있어서, 원료로 되는 염화마그네슘 혹은 산화마그네슘으로서 이들 불순물의 함유량이 적은 것을 선택 사용하며, 그리고 알칼리성 화합물을 사용할 경우에는 마찬가지로 고순도의 것을 사용하여야만 한다. 그리고, 반응장치, 저조, 배관, 건조기, 분쇄기 등의 제조프로세스의 기기의 재질로서, 상기 불순물의용출이나 혼입이 적은 것을 사용할 필요가 있다.
본 발명의 수산화마그네슘 입자는 표면처리제로 처리하여 사용할 수 있다.
표면처리제로서 바람직하게 사용되는 것을 예시하면 다음과 같다. 스테아린산, 에루크산, 팔미틴산, 라우린산, 베헨산 등의 탄소수 10 이상의 고급지방산류 ; 상기 고급지방산의 알칼리금속염 ; 스테아릴알코올, 올레일알코올 등의 고급알코올의 황산에스테르염 ; 폴리에틸렌글리콜에테르의 황산에스테르염, 아미드결합 황산에스테르염, 에스테르결합 황산에스테르염, 에스테르결합 술포네이트, 아미드결합 술폰산염, 에테르결합 술폰산염, 에테르결합 알킬아릴술폰산염, 에스테르결합 알킬아릴술폰산염, 아미드결합 알킬아릴술폰산염 등의 음이온계 계면활성제류 ; 오르토인산과 올레일알코올, 스테아릴알코올 등의 모노 또는 디에스테르 또는 양자의 혼합물로서, 이들의 산형 또는 알칼리금속염 또는 아민염 등의 인산에스테르류 ; 비닐트리클로르실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(β메톡시에톡시)실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-메타크릴록시프로필메틸디메톡시실란, γ-메타크릴록시프로필트리메톡시실란, γ-메타클릴록시프로필메틸디에톡시실란, γ-메타크릴록시프로필트리에톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란 등의 실란커플링제; 이소프로필트리이소스테아로일티타네이트, 이소프로필트리스(디옥틸파이로포스페이트)티타네이트, 이소프로필트리(N-아미노에틸-아미노에틸)티타네이트, 이소프로필트리데실벤젠술포닐티타네이트, 테트라옥틸비스(디트리데실포스파이트)티타네이트, 비스(디옥틸파이로포스페이트)옥시아세테이트티타네이트, 이소프로필트리도데실벤젠술포닐티타네이트, 테트라이소프로필비스(디옥틸포스파이트)티타네이트, 테트라(2,2-디알릴옥시메틸-1-부틸)비스-(디트리데실)포스파이트티타네이트, 비스-(디옥틸파이로포스페이트)에틸렌티타네이트, 이소프로필트리옥타노일티타네이트, 이소프로필디메타크릴이소스테아로일티타네이트, 이소프로필이소스테아로일디아크릴티타네이트, 이소프로필트리(디옥틸포스페이트)티타네이트, 이소프로필트리쿠밀페닐티타네이트, 디쿠밀페닐옥시아세테이트티타네이트, 디이소스테아로일에틸렌티타네이트 등의 티타네이트계 커플링제류 ; 아세토알콕시알루미늄디이소프로필레이트 등의 알루미늄계 커플링제류, 트리페닐포스파이트, 디페닐·트리데실포스파이트, 페닐·디트리데실포스파이트, 페닐·이소데실포스파이트, 트리·노닐페닐포스파이트, 4,4'-부틸리덴-비스(3-메틸-6-t-부틸페닐)-디트리데실포스파이트, 트리라우릴티오포스파이트 등, 글리세린모노스테아레이트, 글리세린모노올레에이트 등의 다가알코올과 지방산의 에스테르류.
상기한 표면처리제를 사용하여 수산화마그네슘 입자의 표면코팅처리를 하기 위해서는, 그 자체가 공지인 습식 또는 건식법에 의해 실시할 수 있다. 예컨대 습식법으로서는, 수산화마그네슘 입자의 슬러리에 상기 표면처리제를 액상 또는 에멀션상으로 첨가하여 약 100 ℃ 까지의 온도에서 기계적으로 충분히 혼합하면 된다. 건식법으로서는, 수산화마그네슘 입자를 헨쉘믹서 등의 혼합기에 의해 충분히 교반하에서 표면처리제를 액상, 에멀션상, 고형상으로 첨가하여 가열 또는 비가열하에서 충분히 혼합하면 된다. 표면처리제의 첨가량은 적절히 선택할 수 있는데, 상기 수산화마그네슘 입자의 중량에 의거하여 약 10 중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.
표면처리한 수산화마그네슘 입자는, 필요에 따라 예컨대 수세, 탈수, 조립, 건조, 분쇄, 분급 등의 수단을 적절히 선택하여 실시함으로써, 최종 제품형태로 할 수 있다.
본 발명자의 연구에 의하면, 상기한 애스펙트비 (H) 에 의해 특징지워지는 수산화마그네슘 입자는, 염화마그네슘 또는 산화마그네슘을 원료로 하여 그 자체가 공지인 방법으로 수산화마그네슘 입자를 제조하는 방법에 있어서, 그 반응공정 또는 수열처리공정에 유기산, 붕산, 규산 및 이들의 수가용성 염으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종의 화합물을 특정 비율로 존재시킴으로써 얻을 수 있음이 발견되었다. 이와 같이 하여 본 발명에 의하면, 상기 수산화마그네슘 입자의 제조방법으로서 하기 (Ⅰ) ∼ (Ⅳ) 의 방법이 제공된다.
제조방법 (Ⅰ) :
이 제조방법 (Ⅰ)은, 염화마그네슘과 알칼리물질을 수성매체중에서 반응시켜 수산화마그네슘 입자를 제조하는 방법에 있어서, 상기 반응은 유기산, 붕산, 규산 및 이들의 수가용성 염으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종의 화합물 (이하 “첨가화합물”이라 하는 경우가 있음)을 염화마그네슘에 대하여 0.01 ∼ 150 몰%첨가하여 실시하는 것을 특징으로 하는 수산화마그네슘 입자의 제조방법이다.
상기 제조방법 (Ⅰ) 은, 염화마그네슘과 알칼리물질의 수성매체중에 있어서의 반응에 의한 그 자체가 공지인 수산화마그네슘 입자의 제조에 있어서, 그 반응계에 소정량의 첨가화합물을 존재시키는 점에 특징이 있다. 알칼리물질로서는, 예컨대 암모니아, 수산화알칼리금속 (대표적으로는 수산화칼륨 및 수산화나트륨) 및 수산화칼슘을 바람직한 것으로서 들 수 있다. 이들 알칼리물질은 염화마그네슘 1 당량당 0.7 ∼ 1.2 당량, 바람직하게는 0.8 ∼ 1.1 당량의 비율로 사용된다.
반응계에 존재시키는 첨가화합물은 유기산, 붕산, 규산 또는 이들의 수가용성 염이며, 이들은 2 종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다. 유기산으로서는 구연산, 타르타르산, 아세트산 및 옥살산을 예시할 수 있다. 이들 유기산, 붕산 및 규산의 수가용성 염으로서는 알칼리금속염, 알칼리토류금속염, 암모늄염 및 유기아민염 등을 들 수 있다. 첨가화합물로서는 붕산, 규산 또는 이들의 수가용성 염을 사용하는 것이 바람직하고, 붕산이 특히 바람직하다.
첨가화합물은 염화마그네슘에 대하여 0.01 ∼ 150 몰%, 바람직하게는 0.02 ∼ 140 몰% 의 비율로 사용된다. 이 첨가화합물의 비율을 이 범위에서 변화시킴으로써, 얻어지는 수산화마그네슘 입자의 애스펙트비 (H) 를 임의로 콘트롤할 수 있다. 원하는 값의 애스펙트비 (H) 의 입자를 얻기 위해서는, 미리 간단한 실험에 의해 주로 첨가화합물의 종류 및 그 비율을 결정할 수 있다. 일반적으로, 첨가화합물의 비율 (농도) 이 높은 편이 낮은 경우에 비하여 애스펙트비 (H) 가 큰 것이 얻어지는 경향에 있다.
첨가화합물의 첨가비율의 바람직한 범위는, 첨가화합물의 종류에 따라 달라지며, 붕산, 규산 또는 이들의 염인 경우에는, 염화마그네슘에 대하여 바람직하게는 0.01 ∼ 20 몰%, 특히 바람직하게는 0.02 ∼ 10 몰% 가 적당하다. 한편, 첨가화합물이 유기산 또는 그 수가용성 염인 경우에는, 염화마그네슘에 대하여 바람직하게는 0.1 ∼ 140 몰% 의 범위이다.
상기 염화마그네슘과 알칼리물질의 수성매체 (바람직하게는 물) 중에서의 반응은, 통상 0 ∼ 60 ℃, 바람직하게는 10 ∼ 50 ℃ 범위의 온도에서 교반하에 실시된다.
상기 반응에 의해 본 발명이 목적으로 하는 형상을 갖는 수산화마그네슘 입자를 얻을 수 있다. 그러나, 얻어진 수산화마그네슘 입자를 다시 수열처리함으로써, 균일성이 있고, 입도분포가 좁은 우수한 입자로 할 수 있다. 수열처리는 수성매체중 100 ∼ 250 ℃, 바람직하게는 120 ∼ 200 ℃ 의 온도에서 20 분 ∼ 10 시간, 바람직하게는 30 분 ∼ 8 시간 실시하는 것이 적당하다.
제조방법 (Ⅱ) :
이 제조방법 (Ⅱ) 는, 염화마그네슘과 알칼리물질을 수성매체중에서 반응시키고, 이어서 얻어진 수산화마그네슘 입자 슬러리를 수열처리하여 수산화마그네슘 입자를 제조하는 방법에 있어서, 상기 수열처리는 유기산, 붕산, 규산 및 이들의 수가용성 염으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종의 화합물을 수산화마그네슘에 대하여 0.01 ∼ 150 몰% 첨가하여 실시하는 것을 특징으로 하는 수산화마그네슘 입자의 제조방법이다.
이 제조방법 (Ⅱ) 는, 상기 제조방법 (Ⅰ) 의 반응공정에 있어서는 첨가화합물을 존재시키지 않고, (즉, 그 자체가 공지인 방법으로 실시하여) 수열처리공정에 첨가화합물을 존재시키는 점에서 실질적으로 상이하다. 따라서, 이 제조방법 (Ⅱ) 에 있어서 염화마그네슘과 알칼리물질의 반응은, 알칼리물질의 종류와 비율, 반응조건 등 상기 제조방법 (Ⅰ) 에 설명한 내용과 변경은 없다. 수열처리에 있어서의 첨가화합물의 종류도 마찬가지로 상기한 바와 같고 첨가화합물의 비율도 생성된 수산화마그네슘을 기준으로 하는 것을 제외하면 실질적으로 변경은 없다.
제조방법 (Ⅲ)
이 제조방법 (Ⅲ) 은, 산화마그네슘을 수성매체중에서 수화반응시켜 수산화마그네슘 입자를 제조하는 방법에 있어서, 상기 수화반응은 유기산, 붕산, 규산 및 이들의 수가용성 염으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종의 화합물을 산화마그네슘에 대하여 0.01 ∼ 150 몰% 이상 첨가하여 실시하는 것을 특징으로 하는 수산화마그네슘 입자의 제조방법이다.
상기 제조방법 (Ⅲ) 은, 산화마그네슘의 수성매체중에 있어서의 수화반응에 의한 그 자체가 공지인 수산화마그네슘 입자의 제조에 있어서, 그 반응계에 소정량의 첨가화합물을 존재시키는 점에 특징이 있다.
이 수화반응은 통상 0 ∼ 100 ℃, 바람직하게는 20 ∼ 80 ℃ 의 온도에서 20 분 ∼ 5 시간, 바람직하게는 30 분 ∼ 4 시간 교반하에 실시된다.
반응계에 첨가되는 첨가화합물은, 상기 제조방법 (Ⅰ) 에 있어서 설명한 것과 동일한 화합물에서 선택된다. 이 첨가화합물의 사용비율은, 산화마그네슘에대하여 0.01 ∼ 150 몰%, 바람직하게는 0.02 ∼ 140 몰% 이다. 바람직한 첨가화합물의 종류 및 그 비율은 상기 제조방법 (Ⅰ) 에서 설명한 것과 동일하다.
상기 수화반응에 의해 본 발명이 목적으로 하는 형상을 갖는 수산화마그네슘 입자를 얻을 수 있다. 또한, 얻어진 수산화마그네슘 입자를 다시 수열처리함으로써, 입자가 보다 균일해지고, 입도분포가 좁은 우수한 입자로 할 수 있다. 이 수열처리는 수성매체중 100 ∼ 250 ℃, 바람직하게는 120 ∼ 200 ℃ 의 온도에서 20 분 ∼ 10 시간, 바람직하게는 30 분 ∼ 8 시간 실시하는 것이 바람직하다.
제조방법 (Ⅳ) :
이 제조방법 (Ⅳ) 는, 산화마그네슘을 수성매체중에서 수화반응시키고, 이어서 얻어진 수산화마그네슘 입자의 슬러리를 수열처리하여 수산화마그네슘 입자를 제조하는 방법에 있어서, 상기 수열처리는 유기산, 붕산, 규산 및 이들의 수가용성 염으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종의 화합물을 수산화마그네슘에 대하여 0.01 ∼ 150 몰% 첨가하여 실시하는 것을 특징으로 하는 수산화마그네슘 입자의 제조방법이다.
이 제조방법 (Ⅳ) 는, 상기 제조방법 (Ⅲ) 의 수화반응에 있어서는 첨가화합물을 존재시키지 않고, 수열처리공정에 첨가화합물을 존재시키는 점에서 실질적으로 상이하다. 따라서, 이 제조방법 (Ⅳ) 에 있어서 수화반응의 조건은 상기 제조방법 (Ⅲ) 에 설명한 내용과 실질적으로 변함이 없다. 수열처리에 있어서의 첨가화합물의 종류도 마찬가지로 제조방법 (Ⅰ) 에서 설명한 것을 들 수 있다. 첨가화합물의 비율도 생성된 수산화마그네슘을 기준으로 하는 것을 제외하면 실질적으로 상기 제조방법 (Ⅲ) 과 특별히 변함이 없다.
상기한 제조방법 (Ⅰ) ∼ (Ⅳ) 중 어떤 방법으로든 본 발명이 목적으로 하는 수산화마그네슘 입자를 얻을 수 있다. 상기 방법중 제조방법 (Ⅰ) 및 (Ⅲ) 이 다른 방법에 비하여 바람직하고, 특히 이들 방법에 있어서 반응후에 수열처리를 실시함으로써, 입경 그리고 애스펙트비가 균일하며 양호한 품질의 입자를 얻을 수 있다.
얻어진 수산화마그네슘 입자는 여과, 탈수후건조, 분쇄 등의 수단에 의해 분말로 할 수 있다.
본 발명에 있어서의 상기한 특정의 애스펙트비에 의해 특징지워지는 수산화마그네슘 입자는 여러 용도에 이용되는데, 특히 합성수지의 난연제로서 매우 유리하게 이용할 수 있음이 발견되었다.
이와 같이 하여 본 발명에 의하면, 합성수지 100 중량부에 대하여 애스펙트비 (H) 가 하기 식 (1)
0.45·A·B ＜ H ＜ 1.1·A·B (1)
(단, 식중 H 는 애스펙트비를 나타내고, A 는 레이저회절산란법으로 측정된 입자의 평균 2 차 입자경 (㎛) 을 나타내고, B 는 BET 법으로 측정된 입자의 비표면적 (㎡/g) 을 나타낸다.) 을 만족하는 수산화마그네슘 입자 5 ∼ 300 중량부, 바람직하게는 10 ∼ 250 중량부 배합한 것을 특징으로 하는 난연성 수지조성물이 제공된다.
본 발명의 난연성 수지조성물에 있어서, 배합되는 수산화마그네슘 입자는 상기한 본 발명의 수산화마그네슘 입자가 사용되며, 상기 (1) 의 애스펙트비 (H) 를 갖고 있다. 바람직한 수산화마그네슘 입자는, 이미 설명한 바와 같이 평균 2 차 입자경 (A), BET 법 비표면적 (B) 및 입도분포의 특징을 갖고, 또한 불순물로서의 중금속함유량을 만족하며, 그리고 표면처리된 것이다. 여기에서는 이들에 대하여 설명은 생략한다.
본 발명의 난연성 수지조성물에 사용하는 합성수지로서는, 성형가공 가능한 임의의 수지를 이용할 수 있다. 이와 같은 수지의 예로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐-1, 폴리4-메틸펜텐, 에틸렌·프로필렌 공중합체, 에틸렌·부텐-1 공중합체, 에틸렌·4-메틸펜텐 공중합체, 프로필렌·부텐-1 공중합체, 프로필렌·4-메틸펜텐-1 공중합체, 에틸렌·아크릴산에스테르 공중합체, 에틸렌·프로필렌·디엔 공중합체 등과 같은 올레핀의 중합체 또는 공중합체 ; 폴리스티렌, ABS, AA, AES, AS 등과 같은 스티렌의 중합체 또는 공중합체 ; 염화비닐수지, 아세트산비닐수지, 염화비닐리덴수지, 에틸렌·염화비닐 공중합체, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체와 같은 염화비닐, 아세트산비닐계의 중합체 또는 공중합체 ; 페녹시수지, 부타디엔수지, 불소수지, 폴리아세탈수지, 폴리아미드수지, 폴리우레탄수지, 폴리에스테르수지, 폴리카보네이트수지, 폴리케톤수지, 메타크릴수지, 디알릴프탈레이트수지, 페놀수지, 에폭시수지, 멜라민수지, 우레아수지, 또한 SBR, BR, CR, CPE, CSM, NBR, IR, IIR, 불소고무 등의 고무류를 예시할 수 있다.
이들 합성수지중 열가소성 수지가 적당하다.
열가소성 수지의 예로서는, 수산화마그네슘 입자에 의한 난연효과, 열열화방지효과 및 기계적강도 유지특성이 우수한 폴리올레핀 또는 그 공중합체이며, 구체적으로는 폴리프로필렌호모폴리머, 에틸렌프로필렌 공중합체와 같은 폴리프로필렌계 수지, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌, EVA (에틸렌비닐아세테이트수지), EEA (에틸렌에틸아크릴레이트수지), EMA (에틸렌아크릴산메틸 공중합수지), EAA (에틸렌아크릴산 공중합수지), 초고분자량 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌계 수지 및 폴리부텐, 폴리4-메틸펜텐-1 등의 C2∼ C6의 올레핀 (α-에틸렌) 의 중합체 혹은 공중합체이다.
그리고 에폭시수지, 페놀수지, 멜라민수지, 불포화 폴리에스테르수지, 알키드수지, 요소수지 등의 열경화성 수지 및 EPDM, 부틸고무, 이소프렌고무, SBR, NBR, 클로로술폰화 폴리에틸렌, NIR, 우레탄고무, 부타디엔고무, 아크릴고무, 실리콘고무, 불소고무 등의 합성고무를 예시할 수 있다.
본 발명의 수지조성물은, 합성수지 및 수산화마그네슘 입자로부터 실질적으로 형성되는데, 난연조제를 적은 비율 더욱 배합할 수 있다. 이 난연조제를 배합함으로써, 수산화마그네슘 입자의 배합비율을 적게 할 수 있고 또한 난연효과를 증대할 수 있다.
난연조제로서는 적린, 탄소분말 혹은 이들의 혼합물인 것이 바람직하다. 적린으로서는, 난연제용 통상의 적린 외에 예컨대 열경화성 수지, 폴리올레핀, 카르복실산 중합체, 산화티탄 혹은 티탄알루미늄 축합물로 표면피복한 적린을 사용할 수 있다. 또한, 탄소분말로서는 카본블랙, 활성탄 혹은 흑연을 들 수 있으며, 이카본블랙으로서는 오일퍼니스법, 가스퍼니스법, 채널법, 서멀법 또는아세틸렌법 중 어느 한 방법에 의해 조제된 것이어도 된다.
난연조제를 배합하는 경우, 그 비율은 합성수지 및 수산화마그네슘 입자의 합계중량에 대하여 0.5 ∼ 20 중량%, 바람직하게는 1 ∼ 15 중량% 의 범위가 적당하다. 본 발명의 수지조성물은, 상기한 비율로 상기 합성수지 및 수산화마그네슘 입자, 필요에 따라 난연조제를 그 자체가 공지인 수단에 따라 혼합하면 된다.
본 발명의 내열열화성 및 난연성을 갖는 수지조성물은, 상기 성분 외에도 관용의 다른 첨가제를 배합하여도 된다. 이와 같은 첨가제로서는, 예컨대 산화방지제, 대전방지제, 안료, 발포제, 가소제, 충전제, 보강제, 가교제, 광안정제, 자외선흡수제, 활제 등을 예시할 수 있다.
이와 같이 하여 본 발명에 의하면, 실질적으로 할로겐을 함유하지 않는 난연성 수지조성물 및 성형품을 제공할 수 있다. 여기서 “실질적으로 할로겐을 함유하지 않는”이란, 합성수지의 제조를 위하여 촉매성분으로서 혼입되는 할로겐, 그 외 수지에 배합되는 상기 첨가물에 함유되어 있는 할로겐 등의 미량의 할로겐은 혼입되어 있어도 좋은 것으로 이해하여야 한다. 달리 표현하면, 난연제의 목적으로 첨가되는 할로겐을 함유하지 않는 것으로 이해하여야 한다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 설명한다.
실시예에 있어서, 수산화마그네슘 입자의 (1) 평균 2 차 입자경, (2) BET 법 비표면적, (3) 애스펙트비 및 (4) 입도분포폭은 이하에 기재하는 측정방법에 의해 측정된 값을 의미한다.
(1) 수산화마그네슘 입자의 평균 2 차 입자경
MICROTRAC 입도분석계 SPA 타입 (LEEDS & amp ; NORTHRUPINSTRUMENTS 사 제조) 을 사용하여 측정 결정한다. 시료분말 700 ㎎ 을 70 ㎖ 의 물에 첨가하여 초음파 (NISSEI 사 제조, MODEL US-300, 전류 300 ㎂) 로 3 분간 분산처리한 후, 그 분산액의 2 ∼ 4 ㎖ 를 취하여 250 ㎖ 의 탈기수를 수용한 상기 입도분석계의 시료실에 첨가하고, 분석계를 작동시켜 2 분간 그 현탁액을 순환한 후에 입도분포를 측정한다. 합계 2 회의 측정을 실시하여 각각의 측정에 대하여 얻어진 50 % 누적 2 차 입자경의 산술평균치를 산출하여 시료의 평균 2 차 입자경으로 한다.
(2) 수산화마그네슘 입자의 BET 법에 의한 비표면적
액체질소의 흡착법에 의해 측정한다.
(3) 수산화마그네슘 입자의 애스펙트비의 측정
수산화마그네슘 입자는, 도 1 에 나타내는 바와 같이 단일결정으로 동일 입자경의 정육각기둥의 구조인 것으로 하며, 하기 A ∼ E 의 실측치, 계산치 및 문헌치를 기준으로 해서 X 및 Y 를 구하여 애스펙트비를 산출한다.
A (㎛) ; 평균 2 차 입자경 (실측치)
B (㎡/g) ; BET 법 비표면적 (실측치)
C (㎡) ; 입자 1 개당 표면적 (계산치)
D (㎤) ; 입자 1 개당 체적 (계산치)
E (g/㎤) ; 수산화마그네슘의 진비중 (문헌치)
H ; 애스펙트비 (계산치)
A = (4x2＋y2)1/2
C = (3*31/2x2＋6xy)*10-12
D = 3/2*31/2x2y*10-12
E = 2.38
B = C/(D*E)
H = 2x/y
(단, H ＞ 1.30)
상기 식으로부터 x, y 를 구하여 애스펙트비를 산출한다.
(4) 입도분포폭
(1) 항에서 측정된 입도분포로부터 입자경이 2 차 입자경 ×0.3 인 누적체적분포도수를 구한다. 이어서, 동일한 방법으로 구한 입자경이 평균 2 차 입자경 ×1.7 인 누적체적분포도수에서 전수치를 뺀 값 [즉, 식 (2) 를 만족하는 입자의 체적비율] 을 입도분포폭 (%) 으로 한다.
비교예 1
오토클레이브에 0.5 ㏖/L 의 농도로 조정된 염화마그네슘 수용액 (와코쥰야쿠(주)) 400 ㎖ 를 넣어 교반조건하에 3N 의 가성소다용액 121 ㎖ 를 적하하면서 첨가하고, 실온 (25 ℃) 에서 30 분간 반응시켜 수산화마그네슘 입자 서스펜션액을 얻는다.
이 서스펜션액을 180 ℃, 2 시간의 조건하에서 또는 160 ℃, 2 시간의 조건하에서 수열처리하고, 탈수후, 수세하여 (200 ㎖), 105 ℃ 에서 24 시간 건조시켜 수산화마그네슘 입자를 얻는다.
얻어진 각 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 하기 표 1 에 나타낸다.
실시예 1
오토클레이브에 0.5 ㏖/L 의 농도로 조정된 염화마그네슘 수용액 (와코쥰야쿠(주)) 400 ㎖ 및 염화마그네슘에 대하여 0.2 mol% 의 붕산 (BORAX 제조) 을 넣어 교반조건하에 3N 의 가성소다용액 121 ㎖ 를 적하하면서 첨가하고, 실온 (25 ℃) 에서 30 분간 반응시켜 수산화마그네슘 입자 서스펜션액을 얻는다.
이 서스펜션액을 하기 조건하에서 수열처리하고, 탈수후, 수세하여 (200 ㎖), 105 ℃ 에서 24 시간 건조시켜 수산화마그네슘 입자를 얻는다.
각각의 수열처리조건에서 얻어진 수산화마그네슘 입자의 샘플을 샘플 A-1, A-2 라 한다.
수열처리조건 샘플명
(1) 180 ℃, 2 시간 A-1
(2) 160 ℃, 2 시간 A-2
얻어진 각 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 하기 표 1 에 나타낸다.
실시예 2
오토클레이브에 0.5 ㏖/L 의 농도로 조정된 염화마그네슘 수용액 (와코쥰야쿠(주)) 400 ㎖ 및 염화마그네슘에 대하여 1.7 mol% 의 붕산 (BORAX 제조) 을 넣어 교반조건하에 3N 의 가성소다용액 121 ㎖ 를 적하하면서 첨가하고, 실온 (25 ℃) 에서 30 분간 반응시켜 수산화마그네슘 입자 서스펜션액을 얻는다.
이 서스펜션액을 하기 조건하에서 수열처리하고, 탈수후, 수세하여 (200 ㎖), 105 ℃ 에서 24 시간 건조시켜 수산화마그네슘 입자를 얻는다.
각각의 수열처리조건에서 얻어진 수산화마그네슘 입자의 샘플을 샘플 B-1, B-2 라 한다.
수열처리조건 샘플명
(1) 180 ℃, 2 시간 B-1
(2) 160 ℃, 2 시간 B-2
얻어진 각 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 하기 표 1 에 나타낸다.
번호 비교예 1 실시예 1 실시예 2
붕산첨가량 (mol%) 무첨가 0.2 1.7
수열처리조건180℃∼2시간 샘플 No. A-1 B-1
입자경 (㎛) 1.34 0.94 0.70
BET 법 비표면적(㎡/g) 2.9 4.9 16.2
애스펙트비하한/상한 1.75/4.27 2.07/5.07 5.10/12.47
애스펙트비 1.6 2.9 11.1
입도분포폭 (%) 74 74 73
수열처리조건160℃∼2시간 샘플 No. A-2 B-2
입자경 (㎛) 0.86 0.72 0.48
BET 법 비표면적(㎡/g) 4.5 10.1 25.0
애스펙트비하한/상한 1.74/4.26 3.27/8.00 5.40/13.20
애스펙트비 1.6 6.2 11.9
입도분포폭 (%) 75 73 73
비교예 2
오토클레이브에 0.5 ㏖/L 의 농도로 조정된 염화마그네슘 수용액 (이온간수) 400 ㎖ 를 넣어 교반조건하에 수산화칼슘의 슬러리 (3 ㏖/L) 60 ㎖ 를 적하하면서 첨가하고, 실온 (25 ℃) 에서 30 분간 반응시켜 수산화마그네슘 입자 서스펜션액을 얻는다.
이 서스펜션액을 160 ℃, 2 시간의 조건하에서 수열처리하고, 탈수후, 수세하여 (200 ㎖), 105 ℃ 에서 24 시간 건조시켜 수산화마그네슘 입자를 얻는다.
얻어진 각 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 하기 표 2 에 나타낸다.
실시예 3
비교예 2 에 있어서, 염화마그네슘 수용액 (이온간수) 에 붕산 (BORAX 제조) 을 염화마그네슘에 대하여 0.2 ㏖% 첨가하는 것 이외에는, 비교예 2 와 동일한 방법으로 수열처리하여 수산화마그네슘 입자를 얻는다.
얻어진 각 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 하기 표 2 에 나타낸다.
실시예 4
비교예 2 에 있어서, 염화마그네슘 수용액 (이온간수) 에 붕산 (BORAX 제조) 을 염화마그네슘에 대하여 0.4 ㏖% 첨가하는 것 이외에는, 비교예 2 와 동일한 방법으로 수열처리하여 수산화마그네슘 입자를 얻는다.
얻어진 각 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 하기 표 2 에 나타낸다.
번호 비교예 2 실시예 3 실시예 4
붕산첨가량 (mol%) 무첨가 0.2 0.4
수열처리조건160℃∼2시간 입자경 (㎛) 0.82 0.79 0.64
BET 법 비표면적(㎡/g) 4.7 5.1 8.3
애스펙트비하한/상한 1.73/4.24 1.81/4.43 2.39/5.84
애스펙트비 1.5 2.0 3.8
입도분포폭 (%) 74 76 76
비교예 3
오토클레이브에 0.5 ㏖/L 의 농도로 조정된 염화마그네슘 수용액 (와코쥰야쿠(주)) 400 ㎖ 를 넣어 교반조건하에 수산화칼슘의 슬러리 (3 ㏖/L) 60 ㎖ 를 적하하면서 첨가하고, 실온 (25 ℃) 에서 30 분간 반응시켜 수산화마그네슘 입자 서스펜션액을 얻는다.
이 서스펜션액을 160 ℃, 2 시간의 조건하에서 수열처리하고, 탈수후, 수세하여 (200 ㎖), 105 ℃ 에서 24 시간 건조시켜 수산화마그네슘 입자를 얻는다.
얻어진 입자의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 하기 표 3 에 나타낸다.
실시예 5
오토클레이브에 0.5 ㏖/L 의 농도로 조정된 염화마그네슘 수용액 (와코쥰야쿠(주)) 400 ㎖ 를 넣어 교반조건하에 수산화칼슘의 슬러리 (3 ㏖/L) 60 ㎖ 를 적하하면서 첨가하고, 실온 (25 ℃) 에서 30 분간 반응시켜 수산화마그네슘 입자 서스펜션액을 얻는다.
이 서스펜션액에 아세트산칼슘 (와코쥰야쿠(주)) 12.6 g (수산화마그네슘에 대하여 44 ㏖%) 을 첨가한다. 하기 조건하에서 다시 수열처리하고, 탈수후, 수세하여 (200 ㎖), 105 ℃ 에서 24 시간 건조시켜 수산화마그네슘 입자를 얻는다. 각각의 수열처리조건에서 얻어진 수산화마그네슘 입자의 샘플을 샘플 C-1, C-2 라 한다.
수열처리조건 샘플명
(1) 160 ℃, 2 시간 C-1
(2) 120 ℃, 2 시간 C-2
얻어진 각 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 하기 표 3 에 나타낸다.
실시예 6
오토클레이브에 0.5 ㏖/L 의 농도로 조정된 염화마그네슘 수용액 (와코쥰야쿠(주)) 400 ㎖ 를 넣어 교반조건하에 수산화칼슘의 슬러리 (3 ㏖/L) 60 ㎖ 를 적하하면서 첨가하고, 실온 (25 ℃) 에서 30 분간 반응시켜 수산화마그네슘 입자 서스펜션액을 얻는다.
이 서스펜션액에 아세트산칼슘 (와코쥰야쿠(주)) 37.9 g (수산화마그네슘에 대하여 133 ㏖%) 을 첨가한다. 하기 조건하에서 다시 수열처리하고, 탈수후, 수세하여 (200 ㎖), 105 ℃ 에서 24 시간 건조시켜 수산화마그네슘 입자를 얻는다. 각각의 수열처리조건에서 얻어진 수산화마그네슘 입자의 샘플을 샘플 D-1, D-2 라 한다.
수열처리조건 샘플명
(1) 160 ℃, 2 시간 D-1
(2) 120 ℃, 2 시간 D-2
얻어진 각 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 하기 표 3 에 나타낸다.
번호 비교예 3 실시예 5 실시예 6
아세트산Ca첨가량(mol%) 무첨가 44 133
수열처리조건160℃∼2시간 샘플 No. C-1 D-1
입자경 (㎛) 1.32 0.92 0.69
BET 법 비표면적(㎡/g) 2.9 5.3 7.8
애스펙트비하한/상한 1.72/4.21 2.19/5.36 2.42/5.92
애스펙트비 1.4 3.2 3.9
입도분포폭 (%) 73 78 75
수열처리조건120℃∼2시간 샘플 No. C-2 D-2
입자경 (㎛) 0.73 0.59
BET 법 비표면적(㎡/g) 6.3 8.0
애스펙트비하한/상한 2.07/5.06 2.12/5.19
애스펙트비 2.9 3.0
입도분포폭 (%) 70 80
비교예 4
수산화마그네슘 (쿄와가가쿠고교 : 키스마 5) 을 1,050 ℃ 의 온도에서 90 분간 소성하여 얻어진 산화마그네슘 8 g 을 1.0 ㏖/L 농도의 염화칼슘 수용액 (와코쥰야쿠(주), 25 ℃) 500 ㎖ 를 함유하는 오토클레이브안에 넣고, 170 ℃, 4 시간, 수화반응 및 수열처리를 실시하여 탈수후, 수세하여 (200 ㎖), 105 ℃ 에서 24 시간 건조시켜 수산화마그네슘 입자를 얻는다.
얻어진 각 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 하기 표 4 에 나타낸다.
실시예 7
비교예 4 에 있어서, 염화칼슘 수용액 (와코쥰야쿠(주), 25 ℃) 에 붕산 (BORAX 제조) 을 염화마그네슘에 대하여 0.5 ㏖% 첨가하는 것 이외에는, 비교예 4 와 동일한 방법으로 수화반응 및 수열처리하여 수산화마그네슘 입자를 얻는다.
얻어진 각 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 하기 표 4 에 나타낸다.
실시예 8
비교예 4 에 있어서, 염화칼슘 수용액 (와코쥰야쿠(주), 25 ℃) 에 붕산 (BORAX 제조) 을 수산화마그네슘에 대하여 1.0 ㏖% 첨가하는 것 이외에는, 비교예 4 와 동일한 방법으로 수화반응 및 수열처리하여 수산화마그네슘 입자를 얻는다.
얻어진 각 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 하기 표 4 에 나타낸다.
번호 비교예 4 실시예 7 실시예 8
붕산첨가량 (mol%) 무첨가 0.5 1.0
수열처리조건170℃∼2시간 입자경 (㎛) 1.11 0.77 0.69
BET 법 비표면적(㎡/g) 3.5 6.0 8.5
애스펙트비하한/상한 1.75/4.27 2.08/5.08 2.64/6.45
애스펙트비 1.6 2.9 4.5
입도분포폭 (%) 75 76 78
비교예 5
비이커에 4.0 ㏖/L 의 농도로 조정된 염화마그네슘 수용액 (브라인 ; NEDMAG 사 제조) 75 ㎖ 를 넣어 교반조건하에 0.127 ㏖/L 로 조정된 염화칼슘 용액 (NEDMAG 사 제조) 225 ㎖ 를 적하, 실온에서 1 시간 교반한다. 얻어진 용액을 탈수여과하여 여과액을 채취한다.
오토클레이브에 이 여과액을 전량 넣어 교반조건하에 수산화나트륨 수용액 (3N) 180 ㎖ 를 적하하면서 첨가하고, 실온 (25 ℃) 에서 20 분간 반응시켜 수산화마그네슘 입자 서스펜션액을 얻는다.
이 서스펜션액을 170 ℃, 2 시간의 조건하에서 수열처리하고, 탈수후, 수세하여 (300 ㎖), 105 ℃ 에서 24 시간 건조시켜 수산화마그네슘 입자를 얻는다.
얻어진 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 하기 표 5 에 나타낸다.
실시예 9
비교예 5 에 있어서, 채취한 여과액에 붕산 (BORAX 제조) 을 염화마그네슘에 대하여 0.3 ㏖% 첨가하는 것 이외에는, 비교예 5 와 동일한 방법으로 수열처리하여 수산화마그네슘 입자를 얻는다.
얻어진 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 하기 표 5 에 나타낸다.
실시예 10
비교예 5 에 있어서, 채취한 여과액에 붕산 (BORAX 제조) 을 염화마그네슘에 대하여 0.4 ㏖% 첨가하는 것 이외에는, 비교예 5 와 동일한 방법으로 수열처리하여 수산화마그네슘 입자를 얻는다.
얻어진 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 하기 표 5 에 나타낸다.
번호 비교예 5 실시예 9 실시예 10
붕산첨가량 (mol%) 무첨가 0.3 0.4
수열처리조건170℃∼2시간 입자경 (㎛) 1.01 0.77 0.69
BET 법 비표면적(㎡/g) 3.8 6.3 7.9
애스펙트비하한/상한 1.73/4.22 2.18/5.34 2.45/6.00
애스펙트비 1.5 3.2 4.0
입도분포폭 (%) 75 75 76
비교예 6
오토클레이브에 0.5 ㏖/L 의 농도로 조정된 염화마그네슘 수용액 (이온간수) 400 ㎖ 를 넣어 교반조건하에 수산화칼슘의 슬러리 (3 ㏖/L) 60 ㎖ 를 적하하면서 첨가하고, 실온 (25 ℃) 에서 30 분간 반응시켜 수산화마그네슘 입자 서스펜션액을 얻는다.
이 서스펜션액을 170 ℃, 2 시간의 조건하에서 수열처리하고, 탈수후, 수세하여 (200 ㎖), 105 ℃ 에서 24 시간 건조시켜 수산화마그네슘 입자를 얻는다.
얻어진 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 하기 표 6 에 나타낸다.
실시예 11
비교예 6 에 있어서, 얻어진 서스펜션액에 SiO2= 1.084 g/ℓ로 조정된 물유리(waterglass; 와코쥰야쿠(주))를 수산화마그네슘에 대하여 0.02 ㏖% 첨가하는 것 이외에는, 비교예 6 과 동일한 방법으로 수열처리하여 수산화마그네슘 입자를 얻는다.
얻어진 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 하기 표 6 에 나타낸다.
실시예 12
비교예 6 에 있어서, 얻어진 서스펜션액에 SiO2= 1.804 g/ℓ로 조정된 물유리 (와코쥰야쿠(주)) 를 수산화마그네슘에 대하여 0.05 ㏖% 첨가하는 것 이외에는, 비교예 6 과 동일한 방법으로 수열처리하여 수산화마그네슘 입자를 얻는다.
얻어진 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 하기 표 6 에 나타낸다.
번호 비교예 6 실시예 11 실시예 12
물유리첨가량(mol%) 무첨가 0.02 0.05
수열처리조건170℃∼2시간 입자경 (㎛) 1.04 0.75 0.70
BET 법 비표면적(㎡/g) 3.7 7.2 8.8
애스펙트비하한/상한 1.73/4.23 2.43/5.94 2.77/6.78
애스펙트비 1.5 3.9 4.9
입도분포폭 (%) 75 77 76
비교예 7
오토클레이브에 0.5 ㏖/L 의 농도로 조정된 염화마그네슘 수용액 (이온간수) 400 ㎖ 를 넣어 교반조건하에 수산화칼슘의 슬러리 (3 ㏖/L) 60 ㎖ 를 적하하면서 첨가하고, 실온 (25 ℃) 에서 30 분간 반응시켜 수산화마그네슘 입자 서스펜션액을 얻는다.
이 서스펜션액에 170 ℃, 2 시간의 조건하에서 수열처리하고, 탈수후, 수세하여 (200 ㎖), 105 ℃ 에서 24 시간 건조시켜 수산화마그네슘 입자를 얻는다.
얻어진 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 하기 표 7 에 나타낸다.
실시예 13
비교예 7 에 있어서, 얻어진 서스펜션액에 옥살산나트륨 (와코쥰야쿠(주)) 1,206 g (수산화마그네슘에 대하여 0.5 ㏖%) 첨가하는 것 이외에는, 비교예 7 과 동일한 방법으로 수열처리하여 수산화마그네슘 입자를 얻는다.
얻어진 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 하기 표 7 에 나타낸다.
실시예 14
비교예 7 에 있어서, 얻어진 서스펜션액에 옥살산나트륨 (와코쥰야쿠(주)) 3.618 g (수산화마그네슘에 대하여 15 ㏖%) 첨가하는 것 이외에는, 비교예 7 과 동일한 방법으로 수열처리하여 수산화마그네슘 입자를 얻는다.
얻어진 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 하기 표 7 에 나타낸다.
번호 비교예 7 실시예 13 실시예 14
옥살산나트륨첨가량(mol%) 무첨가 5 15
수열처리조건170℃∼2시간 입자경 (㎛) 1.38 0.86 0.81
BET 법 비표면적(㎡/g) 2.8 6.0 7.9
애스펙트비하한/상한 1.74/4.25 2.32/5.68 2.88/7.04
애스펙트비 1.6 3.6 5.2
입도분포폭 (%) 75 75 76
실시예 15 ∼ 16 및 비교예 8
상기 비교예 1, 실시예 1 및 실시예 2 에 의해 얻어진 수산화마그네슘 입자 (수열처리조건 180 ℃ ∼ 2 시간의 것) 를 각각 수산화마그네슘 입자에 대하여 2 중량% 의 부착량으로 되도록 이소프로필트리이소스테아로일티타네이트에 의해 표면처리한다. 표 8 에 표면처리전의 측정치를 나타낸다.
얻어진 각각의 수산화마그네슘 입자 150 중량부, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 수지 100 중량부, 산화방지제 (치바 스페셜 케미컬즈사 제조의 일가녹스 1010) 0.2 중량부의 비율로 혼합한 것을 10 ㎏ 준비한다. 그 혼합물을 단축압출기에 의해 220 ℃ 에서 혼합반죽하여 펠릿을 작성한다. 그리고, 이 펠릿을 압축성형기를 사용하여 220 ℃ 에서 시트형상으로 성형하고 이것을 테스트 피스로 가공하여 물성 및 난연성을 측정한다. 그 결과를 표 8 에 나타낸다.
그리고, 표 8 중, 중금속의 총함유량은 수산화마그네슘 입자중의 중금속 (Fe, Mn, Co, Cr, Cu, V 및 Ni) 의 합계 함유량을 나타낸다.
비교예 8 실시예 15 실시예 16
수산화마그네슘입자의 물성
평균2차입자경 (㎛) 1.34 0.94 0.70
BET법 비표면적 (㎡/g) 2.9 4.9 16.2
애스펙트비 1.6 2.9 11.1
애스펙트비의 하한과 상한 1.75/4.27 2.07/5.07 5.10/12.5
입도분포폭내의 비율 (%) 74 74 73
중금속의 총함유량 (%) 0.0019 ＞ 0.0018 ＞ 0.0010 ＞
수지조성물의 물성
외관 양호 양호 양호
인장강도 (kgf/㎟) 0.48 0.76 1.05
난연성시험 UL-94V (1/8인치) V-0 V-0 V-0
백화까지의 일수 (일) 36 36 35
10중량% 중량감소 (시간) 831 825 810
비교예 9
수산화마그네슘 (중금속의 총함량 0.0351 wt%) 을 1,050 ℃ 의 온도에서 90 분간 소성하여 얻어진 산화마그네슘 8 g 을 1.0 ㏖/L 농도의 염화칼슘 수용액 (와코쥰야쿠(주), 25 ℃) 500 ㎖ 를 함유하는 오토클레이브안에 넣고, 170 ℃, 4 시간, 수화반응 및 수열처리를 실시하여 탈수후, 수세하여 (200 ㎖), 105 ℃ 에서 24 시간 건조시켜 수산화마그네슘 입자를 얻는다.
얻어진 각 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 구한다.
실시예 17 ∼ 18 및 비교예 10
상기 비교예 9, 실시예 7 및 실시예 8 에 의해 얻어진 수산화마그네슘 입자의 각각을 물에 유화한다. 유화물을 80 ℃ 로 가열하여 수산화마그네슘 입자에 대하여 2 wt% 의 스테아린산을 첨가하여 표면처리한다. 계속해서, 탈수, 건조, 분쇄한다. 표면처리전의 각 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 측정한다. 그 결과를 표 9 에 나타낸다.
얻어진 각각의 수산화마그네슘 입자 150 중량부, 폴리프로필렌수지 100 중량부, 산화방지제 1 중량부의 비율로 혼합한 것을 10 ㎏ 준비한다. 그 혼합물을 2 축압출기에 의해 혼합반죽하여 펠릿을 작성한다. 그리고, 이 펠릿을 사용해서 사출성형하여 테스트 피스를 작성한 후, 물성, 난연성 및 열안정성을 측정한다. 그 결과를 표 9 에 나타낸다.
(ⅰ) 테스트 피스의 작성법, (ⅱ) 열안정성의 측정, (ⅲ) 인장강도시험 및 (ⅴ) 굽힘강도, 굽힘탄성율 시험은 하기 방법에 의해 실시한다.
(ⅰ) 테스트 피스의 작성법
표면처리된 각 시료의 수산화마그네슘 입자를 부착수분을 제거하기 위하여 105°×16 시간, 그리고 120°×12 시간 의 전처리건조후, 수지 (폴리프로필렌) 및 산화방지제와 함께 2 축압출기로 230 ℃ 에서 혼합반죽하고, 그 샘플을 다시 120°×2 시간 건조시켜 사출성형기로 230°에서 성형한다.
2 축압출기 : 플라스틱고가쿠겐큐쇼 제조
BT-30-S2-30-L
사출성형기 : 닛세이쥬시고교(주) 제조
FS 120S 18A SE
(ⅱ) 열안정성의 측정
장치 : 타바이에스펙 제조 기어오픈 GPHH-100
설정조건 : 150 ℃, 댐퍼 열림정도 50 %
시험편 2 개를 1 조로 하여 상부를 종이로 끼워 금속제 클립으로 고정하고, 회전 링에 매달아 시간의 경과에 따라 빼낸다.
테스트 피스 : 1/12 인치
판정 : 테스트 피스에 백화가 인정될 때까지의 시간을 열열화의 기준으로 한다. 또한, 150 ℃ 에 있어서의 테스트 피스의 10 중량% 가 감소할 때까지의 시간도 조사한다.
(ⅲ) 인장강도시험
JIS K 7113 에 의함
(ⅳ) 굽힙강도, 굽힘탄성율 시험
JIS K 7203 에 의함
비교예 9 실시예 17 실시예 18
수산화마그네슘입자의 물성
평균2차입자경 (㎛) 0.63 0.77 0.69
BET법 비표면적 (㎡/g) 20.2 6.0 8.5
애스펙트비 12.8 2.9 4.5
애스펙트비의 하한과 상한 5.73/14.00 2.08/5.08 2.64/6.45
입도분포폭내의 비율 (%) 75 76 78
중금속의 총함유량 (%) 0.0362 ＞ 0.0018 ＞ 0.0020 ＞
수지조성물의 물성
외관 (육안) 불량 양호 양호
인장강도 (kgf/㎟) 1.29 1.78 1.89
굽힘강도 (kgf/㎟) 3.02 3.64 3.77
굽힘탄성율 (kgf/㎟) 453 515 638
난연성시험 UL-94V (1/8인치) V-0 V-0 V-0
백화까지의 일수 (일) 8 37 35
10중량% 중량감소 (시간) 210 827 830
비교예 11
오토클레이브에 0.5 ㏖/L 의 농도로 조정된 염화마그네슘 수용액 (이온간수) 400 ㎖ 를 넣어 교반조건하에 수산화칼슘의 슬러리 (3 ㏖/L) 60 ㎖ 를 적하하면서 첨가하고, 실온 (25 ℃) 에서 30 분간 반응시켜 수산화마그네슘 입자 서스페션액을 얻는다.
이 서스펜션액을 160 ℃, 2 시간의 조건하에서 수열처리하고, 탈수후, 수세하여 (200 ㎖), 105 ℃ 에서 24 시간 건조시켜 수산화마그네슘 입자를 얻는다.
얻어진 입자의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 구한다.
실시예 19 ∼ 20 및 비교예 12
상기 비교예 11, 실시예 5 및 실시예 6 에 의해 얻어진 수산화마그네슘 입자(수열처리조건 160 ℃ ∼ 2 시간) 를 각각 수세후 재유화한다. 유화물을 80 ℃ 로 가열하여 수산화마그네슘에 대해 3 wt% 의 올레인산소다를 첨가하여 표면처리한다. 계속해서, 탈수, 건조, 분쇄한다. 얻어진 표면처리전의 샘플의 평균 2 차 입자경, BET 법 비표면적, 입도분포폭 및 애스펙트비를 측정한다. 그 결과를 표 10 에 나타낸다.
얻어진 각각의 수산화마그네슘 입자 180 중량부, 폴리프로필렌수지 100 중량부, 산화방지제 1 중량부의 비율로 혼합한 것을 10 ㎏ 준비한다. 그 혼합물을 단축압출기에 의해 혼합반죽하여 펠릿을 작성한다. 그리고, 이 펠릿을 사용해서 사출성형하여 테스트 피스를 작성한 후, 물성 및 난연성을 측정한다. 그 결과를 표 10 에 나타낸다.
비교예 12 실시예 19 실시예 20
수산화마그네슘입자의 물성
평균2차입자경 (㎛) 0.55 0.92 0.69
BET법 비표면적 (㎡/g) 47.9 5.3 7.8
애스펙트비 29.0 3.2 3.9
애스펙트비의 하한과 상한 11.86/28.98 2.19/5.36 2.42/5.92
입도분포폭내의 비율 (%) 72 78 75
중금속의 총함유량 (%) 0.2102 ＞ 0.0040 ＞ 0.0034 ＞
수지조성물의 물성
외관 (육안) 불량 양호 양호
인장강도 (kgf/㎟) 1.21 1.82 1.84
굽힘강도 (kgf/㎟) 2.88 3.62 3.73
굽힘탄성율 (kgf/㎟) 425 597 621
난연성시험 UL-94V (1/12인치) V-0 V-0 V-0
백화까지의 일수 (일) 4 25 27
10중량% 중량감소 (시간) 120 620 670
실시예 21
하기 (1) ∼ (3) 의 수지조성물을 각각 조제하고, 실시예 15 ∼ 16 과 동일한 방법으로 테스트 피스를 작성하여 각각의 난연성을 평가한다. 단, (1) 의 나일론 6 의 경우, 혼합반죽 및 사출성형은 250 ℃ 에서 실시한다. 그 결과, (1) 및 (2) 의 테스트 피스는 UL94-V 1/16 인치의 난연성은 V-0 였다. (3) 의 테스트 피스는 UL94-V 1/8 인치로 V-0 였다.
(1) 수지조성물
190 중량부 수산화마그네슘 입자 (실시예 1 의 테스트 샘플 A-1)
100 중량부 나일론 6 (비중 1.14 사출성형 글레이드)
0.2 중량부 산화방지제 (치바 스페셜 케미컬즈사 제조 일가녹스 1098)
(2) 수지조성물
210 중량부 수산화마그네슘 입자 (실시예 1 의 테스트 샘플 A-1)
100 중량부 고밀도 폴리에틸렌 (MFI 5.0 g/10분의 사출성형 글레이드 )
0.25 중량부 산화방지제 (치바 스페셜 케미컬즈사 제조 일가녹스 1010)
0.25 중량부 산화방지제 (요시토미세이야쿠 제조 DLTP)
(3) 수지조성물
10 중량부 수산화마그네슘 입자 (실시예 2 의 테스트 샘플 B-1 에 있어서 표면처리가 수산화마그네슘 입자에 대하여 0.3 % 의 γ-아미노프로필트리메톡시실란으로 변경된 것)
10 중량부 적린 (린가가쿠고교 제조 ; 노바엑셀 140)
5 중량부 카본블랙 (오일퍼니스법 FEF)
95 중량부 ABS 수지 (MFR/25g/10분의 내충격 글레이드)
5 중량부 나일론 6 (비중 1.14 의 사출성형 글레이드)
0.2 중량부 산화방지제 (치바 스페셜 케미컬즈사 제조 일가녹스 1010)
실시예 22
하기 수지조성물을 조제하여 오븐 롤로 70 ℃ 에서 반죽 (mastication) 하고, 이것을 1 일후에 160 ℃ 에서 30 분간 가황을 실시하여 두께 1/8 인치의 판을 얻는다. 얻어진 판으로부터 UL94-V 시험용 두께 1/8 인치의 테스트 피스를 작성한다. 이 테스트 피스에 대하여 UL94V 의 시험을 실시한다. 시험결과, 난연성은 V-1 이었다.
조성
100 중량부 EPDM 고무 (에틸렌/프로필렌비 = 50/50 몰)
170 중량부 수산화마그네슘 입자 (실시예 1 의 테스트 샘플 A-1)
3 중량부 디크밀 퍼옥사이드
0.5 중량부 폴리(2,2,4-트리메틸-1,2-디히드로퀴놀린)
1 중량부 실란커플링제 (닛폰유니티커 제조 A-172)
1 중량부 스테아린산
1 중량부 황
실시예 23
하기 수지조성물을 조제하여 약 30 ℃ 에서 니더로 혼합반죽하고, 혼합반죽된 것을 90 ℃ 에서 15 분 경화시켜 두께 1/8 인치의 판을 얻는다. 얻어진 판에 의해 UL94-V 시험용 두께 1/8 인치 테스트 피스를 작성한다. 이 테스트 피스에 대하여 UL94V 의 시험을 실시한다. 시험결과, 난연성은 V-0 였다.
조성
100 중량부 에폭시수지 (비중 1.17)
100 중량부 수산화마그네슘 입자 (실시예 1 의 테스트 샘플 A-1)
5 중량부 적린 (인가가쿠 제조 노바엑셀 140)
1 중량부 카본블랙 (오일퍼니스법 FEF)
10 중량부 경화제 (치바 스페셜 케미컬즈샤 제조 HY951)
1 중량부 스테아린산
0.2 중량부 일가녹스 1010

Claims (36)

  1. 육각반상의 결정형태를 가지며 또한 애스펙트비 (H) 가 하기 식 (Ⅰ) 을 만족하는 수산화마그네슘 입자.
    0.45·A·B ＜ H ＜ 1.1·A·B (Ⅰ)
    (단, 식중 H 는 애스펙트비를 나타내고, A 는 레이저회절산란법으로 측정된 전입자의 평균 2 차 입자경 (㎛) 을 나타내고, B 는 BET 법으로 측정된 전입자의 비표면적 (㎡/g) 을 나타낸다.)
  2. 제 1 항에 있어서, 애스펙트비 (H) 가 하기 식 (Ⅰ-a) 를 만족하는 수산화마그네슘 입자.
    0.50·A·B ＜H ＜ 1.1 ·A·B (Ⅰ-a)
    (단, 식중 A 및 B 는 상기 식 (Ⅰ) 과 동일한 정의를 의미한다.)
  3. 제 1 항에 있어서, 하기 식 (Ⅱ) 를 만족하는 2 차 입경 (F) 을 갖는 수산화마그네슘 입자의 체적비율이, 전입자의 체적에 대하여 60 % 이상인 수산화마그네슘 입자.
    0.3·A ＜ F ＜ 1.7·A (Ⅱ)
    (단, 식중 F 는 마그네슘 입자의 2 차 입자경 (㎛) 을 나타내고, A 는 상기 식 (Ⅰ) 과 동일한 정의를 갖는다.)
  4. 제 1 항에 있어서, 레이저회절산란법으로 측정된 평균 2 차 입자경 (A) 이 0.15 ∼ 5.0 ㎛ 인 수산화마그네슘 입자.
  5. 제 1 항에 있어서, 레이저회절산란법으로 측정된 평균 2 차 입자경 (A) 이 0.50 ∼ 3.0 ㎛ 인 수산화마그네슘 입자.
  6. 제 1 항에 있어서, BET 법으로 측정된 비표면적 (B) 이 1 ∼ 150 ㎡/g 인 수산화마그네슘 입자.
  7. 제 1 항에 있어서, BET 법으로 측정된 비표면적 (B) 이 2 ∼ 130 ㎡/g 인 수산화마그네슘 입자.
  8. 제 1 항에 있어서, 철화합물 및 망간화합물의 함유량이 합계로 금속으로 환산하여 0.01 중량% 이하인 수산화마그네슘 입자.
  9. 제 1 항에 있어서, 철화합물, 망간화합물, 코발트화합물, 크롬화합물, 구리화합물, 바나듐화합물 및 니켈화합물의 합계 함유량이, 금속으로 환산하여 0.02 중량% 이하인 수산화마그네슘 입자.
  10. 제 1 항에 있어서, 수산화마그네슘 입자가 고급지방산류, 음이온계 계면활성제, 인산에스테르류, 커플링제 및 다가알코올과 지방산의 에스테르류로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종의 표면처리제에 의해 표면처리되어 있는 수산화마그네슘 입자.
  11. 염화마그네슘과 알칼리물질을 수성매체중에서 반응시켜 수산화마그네슘 입자를 제조하는 방법에 있어서, 상기 반응은 유기산, 붕산, 규산 및 이들의 수가용성 염으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종의 화합물을 염화마그네슘에 대하여 0.01 ∼ 150 몰% 첨가하여 실시하는 것을 특징으로 하는 제 1 항에 기재된 수산화마그네슘 입자의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 반응에 의해 얻어진 수산화마그네슘 입자를 다시 수열처리하는 수산화마그네슘 입자의 제조방법.
  13. 염화마그네슘과 알칼리물질을 수성매체중에서 반응시키고, 이어서 얻어진 수산화마그네슘 입자 슬러리를 수열처리하여 수산화마그네슘 입자를 제조하는 방법에 있어서, 상기 수열처리는 유기산, 붕산, 규산 및 이들의 수가용성 염으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종의 화합물을 수산화마그네슘에 대하여 0.01 ∼ 150 몰% 첨가하여 실시하는 것을 특징으로 하는 제 1 항에 기재된 수산화마그네슘 입자의 제조방법.
  14. 산화마그네슘을 수성매체중에서 수화반응시켜 수산화마그네슘 입자를 제조하는 방법에 있어서, 상기 수화반응은 유기산, 붕산, 규산 및 이들의 수가용성 염으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종의 화합물을 산화마그네슘에 대하여 0.01 ∼ 150 몰% 첨가하여 실시하는 것을 특징으로 하는 제 1 항에 기재된 수산화마그네슘 입자의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 반응에 의해 얻어진 수산화마그네슘 입자를 다시 수열처리하는 수산화마그네슘 입자의 제조방법.
  16. 산화마그네슘을 수성매체중에서 수화반응시키고, 이어서 얻어진 수산화마그네슘 입자의 슬러리를 수열처리하여 수산화마그네슘 입자를 제조하는 방법에 있어서, 상기 수열처리는 유기산, 붕산, 규산 및 이들의 수가용성 염으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종의 화합물을 수산화마그네슘에 대하여 0.01 ∼ 150 몰% 첨가하여 실시하는 것을 특징으로 하는 제 1 항에 기재된 수산화마그네슘 입자의 제조방법.
  17. 육각반상의 결정형태를 가지며 또한 애스펙트비 (H) 가 하기 식 (Ⅰ) 을 만족하는 수산화마그네슘 입자로 이루어지는 난연제.
    0.45·A·B ＜ H ＜ 1.1·A·B (Ⅰ)
    (단, 식중 H 는 애스펙트비를 나타내고, A 는 레이저회절산란법으로 측정된 전입자의 평균 2 차 입자경 (㎛) 을 나타내고, B 는 BET 법으로 측정된 전입자의 비표면적 (㎡/g) 을 나타낸다.)
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 수산화마그네슘 입자는 그 애스펙트비 (H) 가 하기 식 (Ⅰ-a) 를 만족하는 난연제.
    0.50·A·B ＜H ＜ 1.1 ·A·B
    (단, 식중 A 및 B 는 상기 식 (Ⅰ) 과 동일한 정의를 의미한다.)
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 수산화마그네슘 입자는, 하기 식 (Ⅱ) 를 만족하는 2 차 입경 (F) 을 갖는 수산화마그네슘 입자의 체적비율이, 전입자의 체적에 대하여 60 % 이상인 난연제.
    0.3·A ＜ F ＜ 1.7·A (Ⅱ)
    (단, 식중 F 는 마그네슘 입자의 2 차 입자경 (㎛) 을 나타내고, A 는 상기 식 (Ⅰ) 과 동일한 정의를 갖는다.)
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 수산화마그네슘 입자는, BET 법으로 측정된 비표면적 (B) 이 30 ㎡/g 이하인 난연제.
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 수산화마그네슘 입자는, BET 법으로 측정된 비표면적 (B) 이 3 ∼ 20 ㎡/g 인 난연제.
  22. 제 17 항에 있어서, 상기 수산화마그네슘 입자는, BET 법으로 측정된 비표면적 (B) 이 3 ∼ 10 ㎡/g 인 난연제.
  23. 제 17 항에 있어서, 상기 수산화마그네슘 입자는, 철화합물 및 망간화합물의 함유량이 합계로 금속으로 환산하여 0.01 중량% 이하인 난연제.
  24. 제 17 항에 있어서, 상기 수산화마그네슘 입자는, 철화합물, 망간화합물, 코발트화합물, 크롬화합물, 구리화합물, 바나듐화합물 및 니켈화합물의 합계 함유량이, 금속으로 환산하여 0.02 중량% 이하인 난연제.
  25. 합성수지 100 중량부에 대하여 육각반상의 결정형태를 가지며 또한 애스펙트비 (H) 가 하기 식 (Ⅰ)
    0.45·A·B ＜ H ＜ 1.1·A·B (Ⅰ)
    (단, 식중 H 는 애스펙트비를 나타내고, A 는 레이저회절산란법으로 측정된 입자의 평균 2 차 입자경 (㎛) 을 나타내고, B 는 BET 법으로 측정된 입자의 비표면적 (㎡/g) 을 나타낸다.) 을 만족하는 수산화마그네슘 입자 5 ∼ 300 중량부 배합한 것을 특징으로 하는 난연성 수지조성물.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 수산화마그네슘 입자는, 하기 식 (Ⅱ)
    0.3·A ＜ F ＜ 1.7·A (Ⅱ)
    (단, 식중 F 는 수산화마그네슘 입자의 2 차 입자경 (㎛) 분포폭을 나타내고, A 는 레이저회절산란법으로 측정된 전입자의 평균 2 차 입자경 (㎛) 을 나타낸다.) 로 표시되는 2 차 입자경 (F) 분포폭내에 있는 수산화마그네슘 입자의 체적비율이, 전입자의 체적에 대하여 60 % 이상인 수산화마그네슘 입자인 난연성 수지조성물.
  27. 제 25 항에 있어서, 상기 수산화마그네슘 입자는, BET 법으로 측정된 비표면적 (B) 이 30 ㎡/g 인 난연성 수지조성물.
  28. 제 25 항에 있어서, 상기 수산화마그네슘 입자는, BET 법으로 측정된 비표면적 (B) 이 3 ∼ 20 ㎡/g 인 난연성 수지조성물.
  29. 제 25 항에 있어서, 상기 수산화마그네슘 입자는, BET 법으로 측정된 비표면적 (B) 이 3 ∼ 10 ㎡/g 인 난연성 수지조성물.
  30. 제 25 항에 있어서, 상기 수산화마그네슘 입자가 고급지방산류, 음이온계 계면활성제, 인산에스테르류, 커플링제 및 다가알코올과 지방산의 에스테르류로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종의 표면처리제에 의해 표면처리되어 있는 난연성 수지조성물.
  31. 제 25 항에 있어서, 상기 수산화마그네슘 입자는, 철화합물 및 망간화합물의 함유량이 합계로 금속으로 환산하여 0.01 중량% 이하인 난연성 수지조성물.
  32. 제 25 항에 있어서, 상기 수산화마그네슘 입자는, 철화합물, 망간화합물, 코발트화합물, 크롬화합물, 구리화합물, 바나듐화합물 및 니켈화합물의 합계 함유량이 금속으로 환산하여 0.02 중량% 이하인 난연성 수지조성물.
  33. 제 25 항에 있어서, (a) 합성수지 및 (b) 수산화마그네슘 입자의 합계 중량에 대하여 (c) 난연조제를 0.5 ∼ 20 중량% 더 함유하고 있는 난연성 수지조성물.
  34. 제 33 항에 있어서, 난연조제가 적린, 탄소분말 혹은 이들의 혼합물인 합성수지조성물.
  35. 제 25 항에 기재된 수지조성물로 형성된 성형품.
  36. 제 35 항에 있어서, 실질적으로 할로겐을 함유하지 않는 성형품.
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