KR20090103348A - 비할로겐계 난연재 제조용 조성물 및 이를 이용하여 제조된절연전선 - Google Patents

비할로겐계 난연재 제조용 조성물 및 이를 이용하여 제조된절연전선

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KR20090103348A
KR20090103348A KR1020080028892A KR20080028892A KR20090103348A KR 20090103348 A KR20090103348 A KR 20090103348A KR 1020080028892 A KR1020080028892 A KR 1020080028892A KR 20080028892 A KR20080028892 A KR 20080028892A KR 20090103348 A KR20090103348 A KR 20090103348A
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Abstract

본 발명은 비할로겐계 난연재 제조용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 절연전선에 관한 것이다. 전술한 기술적 과제를 해결하기 위해 제공되는 본 발명에 따르는 비할로겐 난연재 제조용 조성물은, 60 내지 90 중량%의 에틸렌계 공중합 수지와 10 내지 40 중량%의 폴리올레핀계 수지가 혼합된 기본수지 100 중량부에 대해, 50 내지 160 중량부의 난연제; 및 1 내지 30 중량부의 난연보조제;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 종래의 철선 편조체를 대체하기 위해 상온에서 인강강도가 1.5kgf/㎟ 이상인 고강도 할로겐 프리 난연재를 제조할 수 있으며, 이를 이용하여 절연전선 내부에 구비되는 베딩층 또는 시스층으로 이용됨으로써, 종래의 편조층을 제거한 상태로서도 절연전선에 요구되는 제품 적합성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

Description

비할로겐계 난연재 제조용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 절연전선{Halogen-free flame retardant composition for cable and cable using the same}
본 발명은 비할로겐계 난연재 제조용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 절연전선에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 할로겐 성분을 포함하지 않으면서도 인장강도가 우수하며 요구되는 난연성을 충분히 발현시킬 수 있도록 에틸렌계 공중합 수지와 폴리올레핀계 수지로 이루어진 혼합수지를 기본수지로 이용하되, 적정한 난연제와 난연보조제를 배합하여 이루어진 비할로겐계 난연재 제조용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 절연전선에 관한 것이다.
선박에 사용되는 전력용, 제어용, 신호용 등의 선박용 전선의 경우 포설시 인장력과 측압에 의한 전선의 변형을 방지하기 위해 전선의 중심도체를 감싸는 베딩체 위에 아연도 철선, 아연도 강선, 동 철선 등이 편조된 편조층으로 감싸여져 있다. 특히, IEC 규격에 준하는 할로겐 성분이 없는 할로겐 프리 난연 케이블의 경우, 위험지역 또는 방폭지역에는 필수적으로 편조가 내장되거나 외장된 케이블을 사용하여야 한다. 이러한 편조 구조를 갖는 난연 케이블의 경우, 외경이 커지는 현상이 발생하고, 편조된 절선 등으로 인해 케이블의 유연성이 확보되지 않아 좁은 공간에서의 포설이 용이하지 못한 단점이 지적되고 있다. 한편, 케이블의 편조층은 케이블 제조 공정에서 별도의 단계를 거쳐서 구비되므로, 공정 진행 상 제조 단가를 상승시키는 일요인이 되고 있으며, 편조체를 이루는 철선의 직조 작업에서 철선이 불균일하게 얽힐 수 있어 제품 불량이 다수 발생할 수 있다. 또한, 편조된 구조를 갖는 케이블은 편조체의 비중으로 인해 케이블의 전체적인 중량이 증가하게 됨으로써, 경량화를 요구하는 용처에는 취약성이 대두되고 있다.
종래의 편조층을 구비하는 케이블의 인장력에 대한 물리적 특성과 케이블의 난연성에 대한 편조층의 보호막 기능을 대신할 수 있는 기술에 관한 연구가 관련 업계에서 꾸준하게 이루어져 왔으며, 그 대체 기술의 하나로서 인장강도의 개선을 위해 할로겐 프리 고분자 재료가 제시된 바 있다. 그러나, 할로겐 프리 고분자 재료는 우수한 인장강도에 비하여 난연 특성이 낮은 단점과 더불어, 재료의 강성이 높아 케이블의 유연성이 저하되어 포설 용이성을 확보하기 어려운 문제가 지적되고 있다. 따라서, 할로겐 프리 고분자 재료의 난연성 보강을 위해, 유기 또는 무기 난연제를 첨가하는 방식으로 기술 개선이 이루어져 왔으나, 이 경우에는 고분자 재료의 인장강도가 저하되는 문제가 발생되고 있다.
전술한 바와 같이, 할로겐 프리, 즉 비할로겐계 난연성 재료를 제시하되, 인장 강도 등의 물리적 특성을 충분히 확보되며, 유연성 등이 확보되어 포설 용이성까지도 겸할 수 있으며, 부피나 중량을 최소화할 수 있는 절연재 개발에 대한 연구가 지속적으로 이루어져 왔으며, 본 발명은 이러한 기술적 배경하에서 안출된 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 할로겐 프리 고분자 재료이면서, 케이블의 중심도체를 감싸는 베딩체와 편조체의 기능과 특성을 동시에 만족할 수 있으며, 우수한 난연성을 발현함과 더불어 케이블을 감싸는 난연재이며 절연체로 작용할 수 있기 위해 요구되는 여러 가지 물리적 특성을 동시에 충족킬 수 있는 재료를 제시하는 데에 있으며, 이러한 기술적 과제를 달성할 수 있는 비할로겐계 난연재 제조용 조성물을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위해 제공되는 본 발명에 따르는 비할로겐 난연재 제조용 조성물은, 60 내지 90 중량%의 에틸렌계 공중합 수지와 10 내지 40 중량%의 폴리올레핀계 수지가 혼합된 기본수지 100 중량부에 대해, 50 내지 160 중량부의 난연제; 및 1 내지 30 중량부의 난연보조제;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위해 제공되는 본 발명에 따르는 절연 전선은, 절연층으로 감싸여진 중심도체의 베딩층이 제1항 내지 제9항 중 선택된 한 항에 따르는 비할로겐계 난연재 제조용 조성물을 이용하여 제조된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 할로겐 프리 난연재를 제조할 수 있으며, 이를 이용하여 절연전선 내부에 구비되는 베딩층 또는 시스층으로 제조되면, 상온에서 인장강도가 1.5 kgf/㎟ 이상의 물성이 확보될 수 있으므로, 종래의 절연전선에 구비되는 편조층을 제거하더라도 절연전선에 요구되는 제품 적합성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 전술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 보다 구체적으로 이해시키기 위한 자료로서 제시되는 것에 불과하므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항만으로 한정되어 해석되지 않아야 함은 자명하다.
도 1은 종래의 절연전선의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 절연전선의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명은, 상온에서 인장강도가 1.5 kgf/㎟ 이상의 물성을 갖는 고강도 난연재료를 제조함에 있어서, 60 내지 90 중량%의 에틸렌계 공중합 수지와 10 내지 40 중량%의 폴리올레핀계 수지가 혼합된 기본수지 100 중량부에 대해, 50 내지 160 중량부의 난연제; 및 1 내지 30 중량부의 난연보조제;를 포함하여 이루어지는 비할로겐 난연재 제조용 조성물인 것을 특징으로 한다.
상기 기본수지를 구성하는 에틸렌계 공중합 수지의 사용 함량에 대한 수치범위와 관련하여, 그 하한에 미달하면 다량의 난연제에 대한 충진 능력이 저하되어 신장율이 급격히 저하되어 바람직하지 못하며, 그 상한을 초과하면 결정성 수지의 비율이 낮아지므로, 종래의 절연전선의 편조층을 대체할 수 있는 정도의 인장강도와 충격강도를 확보하기 어려우며, 80℃에서의 가열변형특성과 150℃에서의 고온 권부 특성을 만족할 수 없어 바람직하지 못하다. 한편, 상기 기본수지를 구성하는 폴리올레핀계 수지의 사용 함량에 대한 수치한정의 이유는 상기 에틸렌계 공중합 수지의 사용 함량에 대한 수치한정의 이유와 대체로 상반된다. 구체적으로, 그 하한에 미달하면 결정성 수지의 비율이 낮아짐으로써 종래의 절연전선에 이용되는 편조층을 대체할만한 인장강도와 충격강도를 확보하기 어려워 바람직하지 못하며, 그 상한을 초과하면 복합수지계의 난연제에 대한 충진성이 현저하게 저하되어 신장율이 저하됨은 물론 용융온도가 높은 수지를 다량 사용함으로 인해 압출 가공 온도가 높아지게 되고, 이로 인하여 난연제의 분해가 초래될 수 있어 바람직하지 못하다.
이때, 상기 기본수지를 구성하는 에틸렌계 공중합 수지는, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌 메틸 아크릴레이트 공중합체, 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체, 및 에틸렌 부틸 아크릴레이트 공중합체 수지로 이루어진 물질 군 중 선택된 하나의 물질 또는 둘 이상의 물질이 이용되면 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 에틸렌계 공중합 수지는, 그 비중이 0.93 내지 0.96 g/㎤이고, 그 용융온도가 67 내지 102℃이고, 그 용융지수가 0.3 내지 10 g/10min 인 조건을 만족하면 더욱 바람직하다. 상기 용융지수에 관한 수치 범위와 관련하여, 그 하한에 미달하면 신장율과 압출가공성이 저하되어 바람직하지 못하며, 그 상한을 초과하면 인장강도와 내열성이 저하되어 바람직하지 못하다.
상기 기본수지를 구성하는 폴리올레핀계 수지는, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 수지, 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 수지, 중밀도 폴리에틸렌(MDPE) 수지, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 수지, 폴리프로필렌 수지, 및 폴리에스터 수지로 이루어진 물질 군 중 선택된 하나의 물질 또는 둘 이상의 물질이 이용되면 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 상기 폴리올레핀계 수지로 선택된 물질은, 무수말레인산이 도입되어 있으면 더욱 바람직하다.
상기 난연제의 사용 함량에 대한 수치 범위와 관련하여, 그 하한에 미달하면 난연성 확보가 어려워져 바람직하지 못하며, 그 상한을 초과하면 추가되는 양에 비례적인 난연성 향상은 이루어지지 않으면서 오히려 과다 사용에 따라 인장강도 특성이 저하될 수 있어 바람직하지 못하다. 상기 난연제는, 수산화마그네슘과 수산화마그네사이트의 혼합물, 훈타이트와 수산화마그네사이트 복합물, 및 수산화알루미늄으로 이루어진 금속수산화물질 군 중 선택된 하나의 물질 또는 둘 이상의 물질이 이용되면 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 난연제는, 비닐실란, 스테아린산, 올레인산, 및 아미노폴리실록산, 고분자 수지 중 선택된 하나의 물질 또는 둘 이상의 물질로 표면 처리된 금속수산화물이 이용될 수도 있다. 이때, 상기 금속수산화물은, 수산화마그네슘과 수산화마그네사이트의 혼합물, 훈타이트와 수산화마그네사이트 복합물, 및 수산화알루미늄으로 이루어진 물질 군 중 선택된 하나의 물질 또는 둘 이상의 물질이 이용되면 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 난연보조에의 사용함량에 대한 수치범위와 관련하여, 그 하한에 미달하면 난연 효과 향상적 기능이 발현되지 못하여 바람직하지 못하며, 그 상한을 초과하면 기계적 특성 저하를 고려하여 주난연제의 사용 함량을 줄여야 하며, 이로 인하여 난연성이 저하되거나 내열성이 저하될 수 있어 바람직하지 못하다. 상기 난연보조제는, 적인계화합물, 실리콘계화합물, 붕소화합물 및 탄소분말 로 이루어진 물질 군 중 선택된 하나의 물질 또는 둘 이상의 물질이면 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 비할로겐계 난연재 제조용 조성물은, 힌더드페놀계, 포스페이트계, 이미다졸계 및 티오계로 이루어진 산화방지제 물질 군 중 선택된 하나의 물질 또는 둘 이상의 물질을 상기 기본수지 100 중량부 대비 0.1 내지 15 중량부의 함량이 이용될 수 있다.
상기 산화방지제에 대한 함량에 관한 수치범위와 관련하여, 상기 하한에 미달하는 경우에는 산화방지제의 함량이 적음으로 내열성을 확보할 수 없었으며, 상기 상한을 초과하는 경우에는 산화방지제의 함량이 과량으로 난연성과 기계적 물성이 저하되어 바람직하지 못하다.
전술한 바에 따르는 본 발명이 제공하는 비할로겐계 난연재 제조용 조성물을 이용하면, 상온에서 1.50㎏/㎟ 이상의 인장강도와 28% 이상의 산소지수를 갖는 할로겐성분이 없는 난연재를 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 난연재를 절연전선 또는 케이블의 베딩체와 철선 또는 동선의 편조층으로 대체 적용할 수 있으며, 전선의 내부 시스체용으로 이용될 수도 있다.
하기 표 1과 같이 실시예들(1~6)과 비교예들(1~3)로 구분 설정된 바에 따라 조성된 조성 성분을 준비한 후, 이를 130℃ 정도의 오픈롤에서 혼련시킨다. 이후 170℃의 프레스에서 5분간 성형한 후, 물성 측정용 시편을 각각 제조하였다.
구분(중량%) 실시예(1~6) 비교예(1~3)
1 2 3 4 5 6 1 2 3
에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 70 80 80 85 100
에틸렌 메틸 아크릴레이트 공중합체 80 100
에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체 80 100
선형 저밀도 폴리에틸렌 30 20 20
변성 선형 저밀도 폴리에틸렌 20
중밀도 폴리에틸렌 20
폴리프로필렌 15
산화방지제 2 2 2 2 2 2 2 2 2
수산화마그네슘 20 20 20
수산화알루미늄 120 100 100 100 120 120 120 120 120
상기 제조된 각각의 시편에 대해, 인장강도와 신장율에 관한 상온특성, 가열변형율, 산소지수, 및 고온권부에 관한 물리적 특성을 하기의 방법에 따라 각각 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다. 상온특성은, IEC 60811-1-1에 준하여 상기 준비된 각각의 시편에 대해 인장속도 250㎜/분으로 측정하였으며, 인장강도는 1.5kgf/㎟ 이상이고, 신장율은 125%인 경우에 제품 적합성이 인정된다. 가열변형특성은, IEC 60811에 준하여 상기 준비된 각각의 시편에 대해 80℃의 온도에 4시간 방치한 후, 시편의 변형정도를 측정하였으며, 가열변형율이 50% 이하인 경우에 제품 적합성이 인정된다. 산소지수는, ASTM D 2863에 준하여 상기 준비된 각각의 시편에 대해 난연성을 측정하였으며, 측정된 산소지수가 28% 이상인 경우에 제품 적합성이 인정된다. 고온권부는, IEC 811에 준하여 상기 준비된 각각의 시편에 대해 150℃의 온도에서 1시간 동안 방치한 후, 시편의 크랙 발생 여부를 판단하였으며, 크랙발생이 없는 경우에 제품 적합성이 인정된다.
상기 표 1에 따르는 각각의 조성물을 이용하여, 중심도체를 감싸는 절연전선의 시스층을 제조한 후, 난연성과 케이블 인장력을 측정하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 난연성은, IEC 332-3 Cat.A의 난연 시험 규격에 준하여 시험하여 제품 적합성 여부를 판정하였으며, 케이블 인장력은, 각각 제조된 절연전선을 당길 경우 절연체의 성능 저하 여부와 외피에 손상이 발생 유무를 통해 제품 적합성을 판정하였다.
구분 실시예(1~6) 비교예(1~3)
1 2 3 4 5 6 1 2 3
상온특성 인장강도(kgf/㎟) 1.72 1.74 1.72 1.69 1.76 1.75 0.91 0.93 0.89
신장율(%) 211 208 217 205 223 219 278 252 283
가열변형율(%) 23 27 21 21.5 28 27 100 100 100
산소지수(%) 33 34 34 35 32 33 28 30 31
고온권부 합격 합격 합격 합격 합격 합격 불합격 불합격 불합격
난연성 합격 합격 합격 합격 합격 합격 불합격 불합격 불합격
케이블인장력 합격 합격 합격 합격 합격 합격 불합격 불합격 불합격
상기 표 2에 나타낸 측정 및 평가의 결과를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예들(!~6)에서는 각각의 측정 항목에서 요구하는 제품 적합성을 충족시키고 있음을 알 수 있다. 이와 달리, 비교예들(1~3)에서는 각각의 측정항목 대부분에서 제품 적합성에 문제가 있음을 알 수 있다. 이로써 본 발명에서 제공하는 비할로겐계 난연재 제조용 조성물을 이용하여 제조된 절연전선의 절연체의 경우 종래의 제품에 비해 우수한 물리적 특성이 발현되고 있음을 알 수 있다.
상기 실시예 1~6의 경우에는 용융온도가 67 내지 102℃인 에틸렌 공중합체 수지와 결정성 폴리에틸렌 수지를 혼용한 재료의 상온 인장강도와 신장율을 측정한 결과 본 발명의 중요한 요구 특성인 인장강도 1.5 kgf/㎟ 이상과 신장율 125% 이상의 값을 나타내었다. 이로부터 본 발명의 난연재를 적용한 케이블은 포설 환경에 적합한 케이블 인장강도를 나타낼 수 있음을 알 수 있다. 한편, 기본수지 내에 결정성 폴리에틸렌 수지를 혼용하여 사용함에 따라 80℃에서의 칼날에 의한 가열변형 특성과 150℃에서의 권부가열 특성을 모두 충족시킬 수 있었다. 또한, 용융온도와 열분해 온도가 높은 수지를 사용함으로써 본 발명의 난연 재료를 적용한 케이블은 난연 시험시 화염 및 주위의 높은 온도에서 난연 재료를 구성하는 고분자 수지가 쉽게 녹아 떨어지지 않음으로써 케이블 내부의 절연체로의 불꽃의 확산을 막아 케이블의 난연 특성을 확보할 수 있었다.
한편, 상기 비교예 1~3의 경우 에틸렌 공중합체 수지를 단독으로 사용한 것으로서, 그 용융온도가 낮고 열분해 온도가 낮은 수지를 단독으로 사용하였으므로, 600℃ 이상의 화염에 노출되면 수지가 먼저 녹아 내림으로써 산소의 유입이 촉진되어 급격한 연소가 진행되어 난연성 평가가 모두 불합격되었다. 또한, 결정의 함량이 낮은 공중합체 수지를 단독으로 사용함에 따라 본 발명에서 요구하는 인장강도를 만족할 수 없었다. 이로써, 상기 비교예들(1~3)에 따라 절연체가 제조된 케이블은 포설 환경에서 요구하는 케이블 인장력을 충족시킬 수 없었다. 그리고, 용융온도가 100℃ 이하인 수지를 단독으로 사용함으로써 IEC 811에 준하는 80℃에서의 칼날에 의한 가열변형 시험 후 시편이 요구치인 50%의 변형율을 만족하지 못하고 절연체가 갈라지는 현상이 발생하였다. 또한, 용융온도가 낮음에 따라 150℃에서의 고온 권부 가열 시험 후 시편이 깨지는 결과를 나타내어 제품 적합성에 문제가 발생됨을 알 수 있었다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위해 제공되는 본 발명에 따르는 절연 전선은, 절연층으로 감싸여진 중심도체의 베딩층이 제1항 내지 제9항 중 선택된 한 항에 따르는 비할로겐계 난연재 제조용 조성물을 이용하여 제조된 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래의 절연전선의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 절연전선, 즉 케이블은 그 중심부에 도체(11)를 감싸는 절연층(12)이 구비되어 있다. 절연층(12)은 에틸렌프로필렌 고무, 폴리에틸렌 또는 폴리올레핀 소재로 이루어져 있다. 상기 절연층(12)에 감싸여진 복수의 도체를 전체적으로 감싸는 베딩층(13)이 구비되어 있으며, 상기 베딩층(15)의 외표면을 구리 또는 주석이 도금된 구리 소재로 이루어진 편조층(14)이 감싸고 있다. 한편, 최외곽에는 국제전기표준회의(IEC) 60332-3 Cat.A의 난연등급을 갖는 난연수지 조성물을 주재료로 이용하여 제조된 시스층(15)이 구비되어 있ㅇ으며, 상기 편조층(14)을 감싸고 있다.
상기 편조층(14)은 인장력에 대한 대응 작용을 하며, 화재 발생시 편조층(14)에 의한 화염 확산을 베딩층(15)이 억제함으로써 절연층(12)의 손상을 최소화시키고 케이블의 전기적 특성을 유지시키는 기능을 한다. 따라서, 전술한 바에 따르는 문제점을 해결하기 위해 절연전선에서 편조층(14)을 단순히 제거하는 것만으로는 케이블의 제품 적합성에 치명적인 결함이 발생할 수 있다.
본 발명은, 종래의 절연전선 내에 구비되는 편조층을 제거하되, 상온에서 1.5kgf/㎟ 이상의 인장강도와 28% 이상의 산소지수를 갖는 할로겐 프리 난연재 제조용 조성물을 이용하여 베딩층을 제조함으로써, 케이블의 경량화와 유연성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
전술한 문제점을 해결하고자 한다. 따라서, 본 발명에 따른 절연전선은 도 2에 도시된 바와 같이, 편조층이 제거된 상태의 구조를 갖는다.
도 2는 본 발명에 따른 절연전선의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 그 중심부에 도체(21)를 감싸는 절연층(22)이 구비되어 있다. 상기 절연층(22)에 감싸여진 복수의 도체를 전체적으로 감싸는 베딩층(23)이 구비되어 있으며, 상기 베딩층(25)의 외표면은 시스층(15)으로 감싸여져 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 당업자에게 본 발명을 상세히 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아니다.

Claims (10)

  1. 상온에서 인장강도가 1.5 kgf/㎟ 이상의 물성을 갖는 고강도 난연재료를 제조함에 있어서,
    60 내지 90 중량%의 에틸렌계 공중합 수지와 10 내지 40 중량%의 폴리올레핀계 수지가 혼합된 기본수지 100 중량부에 대해,
    50 내지 160 중량부의 난연제; 및
    1 내지 30 중량부의 난연보조제;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비할로겐 난연재 제조용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에틸렌계 공중합 수지는, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌 메틸 아크릴레이트 공중합체, 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체, 및 에틸렌 부틸 아크릴레이트 공중합체 수지로 이루어진 물질 군 중 선택된 하나의 물질 또는 둘 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 비할로겐 난연재 제조용 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리올레핀계 수지는, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 수지, 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 수지, 중밀도 폴리에틸렌(MDPE) 수지, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 수지, 폴리프로필렌 수지, 및 폴리에스터 수지로 이루어진 물질 군 중 선택된 하나의 물질 또는 둘 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 비할로겐 난연재 제조용 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 폴리올레핀계 수지로 선택된 물질은, 무수말레인산이 도입되어 있는 것을 특징으로 하는 비할로겐 난연재 제조용 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 난연제는, 수산화마그네슘과 수산화마그네사이트의 혼합물, 훈타이트와 수산화마그네사이트 복합물, 및 수산화알루미늄으로 이루어진 금속수산화물질 군 중 선택된 하나의 물질 또는 둘 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 비할로겐 난연재 제조용 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 난연제는, 비닐실란, 스테아린산, 올레인산, 아미노폴리실록산, 고분자 수지 중 선택된 하나의 물질 또는 둘 이상의 물질로 표면 처리된 금속수산화물인 것을 특징으로 하는 비할로겐 난연재 제조용 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 금속수산화물은, 수산화마그네슘과 수산화마그네사이트의 혼합물, 훈타이트와 수산화마그네사이트 복합물, 및 수산화알루미늄으로 이루어진 물질 군 중 선택된 하나의 물질 또는 둘 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 비할로겐 난연재 제조용 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 난연보조제는, 적인계화합물, 실리콘계화합물, 붕소화합물 및 탄소분말 로 이루어진 물질 군 중 선택된 하나의 물질 또는 둘 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 비할로겐 난연재 제조용 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 비할로겐계 난연재 제조용 조성물은, 힌더드페놀계, 포스페이트계, 이미다졸계 및 티오계로 이루어진 산화방지제 물질 군 중 선택된 하나의 물질 또는 둘 이상의 물질을 상기 기본수지 100 중량부 대비 0.1 내지 15중량부의 함량으로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비할로겐 난연재 제조용 조성물.
  10. 절연층으로 감싸여진 중심도체의 베딩층이 제1항 내지 제9항 중 선택된 한 항에 따르는 비할로겐계 난연재 제조용 조성물을 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 절연전선.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101314010B1 (ko) * 2013-07-25 2013-10-01 김웅 난연성 폴리올레핀 조성물
WO2021215872A1 (ko) * 2020-04-23 2021-10-28 엘에스전선 주식회사 수상 태양광 케이블 시스용 조성물 및 이로부터 제조된 케이블 시스를 포함하는 수상 태양광 케이블
CN115216081A (zh) * 2022-08-24 2022-10-21 西安交通大学 一种绝缘材料及其制备方法和应用

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9085678B2 (en) * 2010-01-08 2015-07-21 King Abdulaziz City For Science And Technology Clean flame retardant compositions with carbon nano tube for enhancing mechanical properties for insulation of wire and cable
US20110180301A1 (en) * 2010-01-27 2011-07-28 Ahmed Ali Basfar Cross- linked clean flame retardant wire and cable insulation compositions for enhancing mechanical properties and flame retardancy
KR20110100018A (ko) * 2010-03-03 2011-09-09 엘에스전선 주식회사 내열 변형성을 갖는 절연재용 수지 조성물 및 이를 이용한 케이블
KR101674574B1 (ko) * 2010-04-21 2016-11-10 엘에스전선 주식회사 비할로겐계 베딩층을 갖는 선박용 전선
US9234081B2 (en) 2010-06-08 2016-01-12 King Abdulaziz City For Science And Technology Method of manufacturing a nitro blue tetrazolium and polyvinyl butyral based dosimeter film
US9932959B2 (en) 2011-03-10 2018-04-03 King Abdulaziz City For Science And Technology Shrounded wind turbine configuration with nozzle augmented diffuser
US8263674B2 (en) * 2011-07-25 2012-09-11 King Abdulaziz City for Science and Technology “KACST” Eco friendly crosslinked flame retardant composition for wire and cable
CN102408622B (zh) * 2011-10-18 2012-12-19 安徽康汇线缆科技有限公司 一种低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法
CN102408623B (zh) * 2011-10-18 2013-01-30 安徽康汇线缆科技有限公司 一种低烟无卤聚烯烃电缆料及其制备方法
JP5167428B1 (ja) 2011-10-28 2013-03-21 株式会社フジクラ 難燃性樹脂組成物、及び、これを用いたケーブル
US8871019B2 (en) 2011-11-01 2014-10-28 King Abdulaziz City Science And Technology Composition for construction materials manufacturing and the method of its production
CN102492201A (zh) * 2011-12-02 2012-06-13 江苏七宝光电集团有限公司 一种低烟无卤光缆阻燃护套料
CN103172926A (zh) * 2011-12-21 2013-06-26 深圳市宏商材料科技股份有限公司 一种低温收缩无卤阻燃热缩套管及其加工工艺
CN102746550A (zh) * 2012-06-12 2012-10-24 安徽华海特种电缆集团有限公司 一种低烟无卤环保型阻燃船用控制电缆料及其制备方法
CN102757588B (zh) * 2012-06-12 2016-01-20 安徽华海特种电缆集团有限公司 一种聚氯乙烯阻燃耐火电力电缆料及其制备方法
CN103012947B (zh) * 2012-12-21 2015-05-13 上海至正道化高分子材料股份有限公司 一种数据传输电缆用低烟无卤阻燃护套料及其制备方法
CN103172923B (zh) * 2013-04-11 2014-11-26 江苏德威新材料股份有限公司 一种汽车线用耐高温热塑性阻燃材料及其制备方法
CN103554637B (zh) * 2013-10-24 2016-06-29 宁波一舟塑胶有限公司 一种高弹耐磨型低烟无卤阻燃注塑料及其制备方法
JP5824497B2 (ja) * 2013-11-06 2015-11-25 住友電気工業株式会社 熱回復物品、ワイヤスプライス及びワイヤハーネス
CN104725697A (zh) * 2014-12-22 2015-06-24 上海至正道化高分子材料股份有限公司 一种拉远光缆用低烟无卤阻燃外护套料、制备方法、应用以及拉远光缆
CN105237885A (zh) * 2015-10-29 2016-01-13 宁波一舟塑胶有限公司 一种高填充低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法
CN105348605A (zh) * 2015-11-24 2016-02-24 江苏华富储能新技术股份有限公司 一种高强度绝缘材料
CN114566320A (zh) * 2019-06-20 2022-05-31 广西纵览线缆集团有限公司 高韧性光纤复合电缆
CN112210157B (zh) * 2020-09-29 2022-12-27 上海凯波电缆特材股份有限公司 一种无卤阻燃聚烯烃护套料及其制备方法
CN114702747B (zh) * 2022-03-15 2023-09-26 金发科技股份有限公司 一种耐高温热氧老化聚烯烃材料及其制备方法和应用
CN115181418B (zh) * 2022-09-13 2022-11-22 广东南缆电缆有限公司 B1级阻燃包带及其制备方法和应用

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07138419A (ja) * 1993-11-19 1995-05-30 Nippon Petrochem Co Ltd 難燃性樹脂組成物
JP3364389B2 (ja) * 1996-09-26 2003-01-08 新日本石油化学株式会社 難燃性樹脂組成物
JP3364388B2 (ja) * 1996-09-26 2003-01-08 新日本石油化学株式会社 難燃性樹脂組成物
JP2000327858A (ja) * 1999-05-19 2000-11-28 Hitachi Cable Ltd 難燃性樹脂組成物及び電線・ケーブル
KR100473564B1 (ko) * 2001-11-27 2005-03-08 엘지전선 주식회사 열가소성 난연재료 조성물
KR100624878B1 (ko) * 2005-01-28 2006-09-19 엘에스전선 주식회사 내컷스루 특성을 갖는 비할로겐계 난연성 절연재 제조용조성물 및 이를 이용한 내컷스루 특성을 갖는 비할로겐계난연성 절연재 제조방법
KR100627512B1 (ko) * 2005-01-31 2006-09-22 엘에스전선 주식회사 비할로겐계 내한 난연성 절연재 제조용 조성물
JP4920901B2 (ja) * 2005-04-26 2012-04-18 株式会社クラベ 難燃性電気絶縁組成物及び電線
KR100644490B1 (ko) 2005-07-01 2006-11-10 엘에스전선 주식회사 난연성 전선 피복재료 조성물 및 이를 이용한 해양 케이블
JP2007070483A (ja) 2005-09-07 2007-03-22 Swcc Showa Cable Systems Co Ltd 電線・ケーブル被覆用難燃性組成物および難燃電線・ケーブル

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101314010B1 (ko) * 2013-07-25 2013-10-01 김웅 난연성 폴리올레핀 조성물
WO2021215872A1 (ko) * 2020-04-23 2021-10-28 엘에스전선 주식회사 수상 태양광 케이블 시스용 조성물 및 이로부터 제조된 케이블 시스를 포함하는 수상 태양광 케이블
CN115216081A (zh) * 2022-08-24 2022-10-21 西安交通大学 一种绝缘材料及其制备方法和应用
CN115216081B (zh) * 2022-08-24 2023-09-22 西安交通大学 一种绝缘材料及其制备方法和应用

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