KR20090121937A - Flame-retardant polymer resin composition resistant to naphthalenic and aromatic group oils and electric cable manufactured from the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 나프탈렌계와 방향족 오일에 대한 내성을 갖는 내유성(耐油性) 난연 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 내유성 난연 케이블에 관한 것이다. 더 구체적으로 본 발명은 내유성을 부여하기 위해 폴리염화비닐 기본 수지에 상기 기본 수지와 상용성이 우수하고 극성이 큰 고분자 가소제를 도입하여 이루어진 내유성 난연 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 내유성 난연 케이블에 관한 것이다.The present invention relates to an oil resistant flame retardant resin composition having resistance to naphthalene-based and aromatic oils and an oil resistant flame retardant cable manufactured using the same. More specifically, the present invention relates to an oil-resistant flame retardant resin composition prepared by introducing a polymer plasticizer having high polarity and compatibility with the base resin in a polyvinyl chloride base resin to impart oil resistance, and an oil-resistant flame-retardant cable manufactured using the same. will be.
전형적인 전력 케이블의 구조는 도 1에 나타낸 것처럼 중심부의 도체층(10)를 가교 폴리에틸렌 소재의 절연층(30)이 감싸고 있으며, 이러한 절연층(30)을 다시 국제전기 표준 회의(International Elecrotechnical Commission ;IEC)의 IEC 60332-3 Cat. C의 난연 등급을 갖는 폴리염화비닐 수지 소재의 쉬스층(40)이 감싸고 있다. A typical power cable structure is a cross-linked
일반적으로 정유 공장, 석유 정제 시설 또는 화학물질을 제조하는 공장에는 다양한 오일이 생산되고 있는데, 이 과정에서 외부로 노출된 오일이 폴리염화비닐 수지(polyvinyl chloride, PVC)를 주재료로 하여 제조된 각종 전선, 내장재, 외장재에 접촉할 수 있다. 상기 쉬스층(40)과 같이 폴리염화비닐 수지를 주재료로 이용하여 제조된 고분자 난연수지층은 나프탈렌계 오일 또는 방향족 오일과 접촉이 일어나는 경우 이들 물질 간의 접촉 계면에서 고분자 난연 수지 조성물내에 존재하는 가소제가 용출되어 폴리염화비닐 수지를 근간으로 하는 난연수지의 물성이 저하될 수 있다. 특히 일반적으로 사용되는 프탈산(phthalate)계 가소제를 적용한 폴리염화비닐 수지 조성물의 경우 가소제의 용출이 심하게 일어나며 이로 인하여 신장률의 급격한 저하가 발생한다. 또한 이들 물성 변화와 관련된 특정한 온도 조건이 적절히 형성되는 경우에는 폴리염화비닐 수지를 주재료로 하여 제조된 제품의 노화가 진행된다. 이러한 노화현상으로 인하여 각종 물성 조건, 예컨대 인장 강도나 신장률 등의 기계적 특성이 급격히 저하될 수 있다. In general, various oils are produced in oil refineries, petroleum refining plants, or chemical manufacturing plants. In the process, oils exposed to the outside are made of polyvinyl chloride (PVC). It can come in contact with the interior and exterior materials. The polymer flame retardant resin layer prepared using polyvinyl chloride resin as a main material, such as the
나프탈렌계 오일 또는 방향족 오일이 PVC 수지를 주재료로 이용하여 제조된 전선 쉬스체나 내·외장재에 직접 접촉하는 것을 방지하기 위하여 이들을 외부에서 특수한 필름으로 감싸거나 전선을 파이프내에 포설하는 등 접촉을 최소화하는 방법이 사용되고 있지만, 이는 보호 부재를 별도로 추가 설치하여 하므로 작업 효율성이 크게 저하되며, 관련 작업에 소요되는 시간과 경비 등의 여러 경제적인 측면에서도 바람직하지 못하다.In order to prevent naphthalene-based or aromatic oils from coming into direct contact with the wire sheath body or internal / exterior materials manufactured using PVC resin as a main material, the contact method is minimized by wrapping them in a special film from the outside or laying wires in a pipe. Although this is being used, this is because the additional installation of the protective member is greatly reduced work efficiency, it is not desirable in many economic aspects, such as the time and expense required for the related work.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 폴리염화비닐을 주재료로 하여 제조된 전력용 난연 전선 쉬스체나 내·외장재가 화학 공장 및 정유 공장 등의 환경에서 나프탈렌계 오일 또는 방향족 오일 등에 노출될 때 일어날 수 있는 물성의 저하를 방지할 수 있도록 내유성을 제고하는 것이다. 본 발명은 이같은 과제를 위하여 내유성 난연수지 조성물을 제공한다.The technical problem to be solved by the present invention may occur when the flame-retardant wire sheath body or the interior and exterior materials for the electric power made of polyvinyl chloride as the main material is exposed to naphthalene oil or aromatic oil in the environment of chemical plants and refineries, etc. It is to improve oil resistance so as to prevent deterioration of physical properties. The present invention provides an oil resistant flame retardant resin composition for such a problem.
앞서 설명한 본 발명의 목적을 이루기 위한, 나프탈렌계 오일 또는 방향족 오일에 대한 내성을 갖는 본 발명의 고분자 수지 조성물은 폴리염화비닐(PVC) 기본 수지와 상기 폴리염화비닐 기본 수지 중량을 100 중량부로 하였을 때, 극성기를 갖춘 고분자량 가소제 30 내지 80 중량부, 난연제 10 내지 150 중량부 및 안정제 1 내지 15 중량부를 함유하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the object of the present invention described above, the polymer resin composition of the present invention having resistance to naphthalene-based oil or aromatic oil has a polyvinyl chloride (PVC) base resin and a polyvinyl chloride base resin weight of 100 parts by weight. And 30 to 80 parts by weight of a high molecular weight plasticizer having a polar group, 10 to 150 parts by weight of a flame retardant and 1 to 15 parts by weight of a stabilizer.
본 발명에서 상기 고분자량 가소제는 아디프산(adipate)계 폴리에스테르, 시트르산(citrate)계 에스테르 및 혼합 알코올 에스테르로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 에스테르계 고분자인 것이 바람직하다.In the present invention, the high molecular weight plasticizer is preferably at least one ester polymer selected from the group consisting of adipic acid-based polyesters, citric acid-based esters and mixed alcohol esters.
본 발명의 내유성 난연수지 조성물에 사용되는 가소제는 상기 에스테르계 고분자와 비고분자량 가소제의 혼합 가소제이어도 무방한데, 이때 혼합 가소제는 상기 기본 수지 100 중량부에 대하여 30 내지 80 중량부 사용하게 되며, 혼합 가소제 중 상기 에스테르계 고분자의 비중이 적어도 20 중량%이며 비고분자 가소제는 프탈 산계 가소제 또는 멜리트산계 가소제인 것이 바람직하다. The plasticizer used in the oil-resistant flame retardant resin composition of the present invention may be a mixed plasticizer of the ester-based polymer and a non-high molecular weight plasticizer, wherein the mixed plasticizer is used in an amount of 30 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin, and a mixed plasticizer. It is preferable that the specific gravity of the said ester type polymer is at least 20 weight%, and a non-polymeric plasticizer is a phthalic acid plasticizer or a melic acid plasticizer.
본 발명의 내유성 난연수지 조성물은 나프탈렌계 오일 또는 방향족계 오일과의 상용성이 좋지 않은 고분자량의 가소제를 사용하였기 때문에 나프탈렌 또는 방향족계 오일에 노출되더라도 고온에서 오일과의 반응에 의한 가소제의 용출을 최소화할 수 있고 폴리염화비닐 기본 수지와 오일과의 반응성을 줄여주므로 난연수지 조성물의 기계적 물성 저하를 막는 효과가 뛰어나다. 또한 난연성도 일반 난연수지 조성물과 비교하여 양호하거나 대등한 수준이다. 본 발명의 내유성 난연수지 조성물은 나프탈렌 오일 또는 방향족계 오일에 대한 노출 빈도가 높은 전력, 제어, 계장용 전선이나 내장재의 재료로 이용하면 사용 수명을 연장할 수 있으며, 오일과의 반응에 따른 노화현상으로 인해 발생될 수 있는 각종 안전사고를 예방하고, 그 발생률을 낮출 수 있다.Since the oil-resistant flame retardant resin composition of the present invention uses a high molecular weight plasticizer having poor compatibility with naphthalene oil or aromatic oil, the plasticizer cannot be eluted by reaction with oil at high temperature even when exposed to naphthalene or aromatic oil. Minimizing and reducing the reactivity of the polyvinyl chloride base resin and oil is excellent in preventing the mechanical properties of the flame retardant resin composition. The flame retardancy is also good or comparable to that of the general flame retardant resin composition. Oil-resistant flame retardant resin composition of the present invention can extend the service life when used as a power, control, instrumentation wire or interior materials with high exposure frequency to naphthalene oil or aromatic oil, aging phenomenon due to reaction with oil This can prevent various safety accidents that may occur, and lower the incidence rate.
이하 실시예와 첨부 도면을 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 이같은 실시예와 첨부 도면에 따른 실시 태양 이외에도 여러 가지 등가의 실시 태양으로 본 발명을 변형할 수 있다는 것은 자명하므로 본 발명의 기술적 범위가 아래에 상술하는 실시예와 첨부 도면만으로 한정된다고 보아서는 아니 된다. 본 발명의 실시예는 해당 기술 분야에서 평균적인 기술자의 이해를 돕기 위한 예시일 뿐이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples and accompanying drawings. However, it is apparent that the present invention may be modified in various equivalent embodiments in addition to the embodiments according to the embodiments and the accompanying drawings, and thus the technical scope of the present invention is not limited to the embodiments and the accompanying drawings. do. Embodiment of the present invention is merely an example to help the average skilled person in the art.
본 발명의 내유성 난연수지 조성물은 폴리염화비닐(PVC) 기본 수지, 고분자 량 가소제, 난연제 및 안정제를 포함한다. 본 발명의 기본 수지인 폴리염화비닐은 곧은 사슬 모양의 고분자로서 열을 주면 녹아 재성형이 가능한 열가소성 수지의 일종이다.The oil resistant flame retardant resin composition of the present invention includes a polyvinyl chloride (PVC) base resin, a high molecular weight plasticizer, a flame retardant, and a stabilizer. Polyvinyl chloride, which is a basic resin of the present invention, is a straight chain-like polymer that is a kind of thermoplastic resin that can be melted and reshaped when heated.
본 발명의 내유성 난연수지 조성물은 경직된 고분자 수지에 가소성을 부여하는 가소제를 필수 성분으로 포함한다. 가소제는 고분자 사슬과 상호작용을 하는 부분(극성부)과 고분자 사슬과 상호작용을 하지 않고 고분자 사슬들 사이의 거리를 넓혀주어 고분자 사슬 사이의 운동을 용이하게 하는 부분(비극성부)으로 이루어져 있다. 본 발명에서 가소제는 열에 의하여 PVC 고분자 사슬 사이에 생긴 틈 속으로 들어가 고분자 사슬의 분극부와 가소제의 극성부간의 상호 작용을 일으킨다.The oil-resistant flame retardant resin composition of the present invention contains a plasticizer which provides plasticity to the rigid polymer resin as an essential component. The plasticizer is composed of a part (polar part) that interacts with the polymer chain and a part (non-polar part) that facilitates the movement between the polymer chains by extending the distance between the polymer chains without interacting with the polymer chains. In the present invention, the plasticizer enters into the gap formed between the PVC polymer chains by heat, causing an interaction between the polarization portion of the polymer chain and the polar portion of the plasticizer.
본 발명의 내유성 난연수지 조성물용 가소제는 극성기를 갖춘 고분자량 가소제인 것이 특징이다. 극성기를 가지는 고분자량 가소제는 폴리염화비닐 수지와 상용성(相容性 compatibility)이 낮은 반면, 나프탈렌계 또는 방향족계 오일 등의 비극성 탄화수소 용매에 대한 용해도가 낮다. 본 발명에서 사용되는 고분자량 가소제는 25℃에서 40 cps이상이다. 점도는 25℃에서 40 cps이상인 고분자량 가소제가 바람직하고, 더 바람직하게는 점도가 90 cps 이상인 것을 택한다. 이러한 상기 고분자량 가소제는 필수적인 것은 아니지만, 25℃에서의 비중 (specific gravity)이 1.0 이상에서 1.2 정도인 적당하다. 본 발명의 고분자량 가소제에서 상기 25℃에서 40 cps 미만이면 나프탈렌계 혹은 지방족계 오일과 상용성이 커져서 고분자 수지가 오일에 노출되었을 때 기본 수지로부터 가소제가 용출되어 나올 수 있으며, 점도 범위가 40 cPs 미만인 경우는 상기의 결과로부터 침유 후 기계적 물성, 특히 인장잔율과 신장잔율이 급격히 저하되는 단점이 있다.The plasticizer for oil-resistant flame retardant resin compositions of the present invention is characterized by being a high molecular weight plasticizer having a polar group. High molecular weight plasticizers having polar groups have low compatibility with polyvinyl chloride resins, but have low solubility in nonpolar hydrocarbon solvents such as naphthalene or aromatic oils. The high molecular weight plasticizer used in the present invention is 40 cps or more at 25 ° C. The high molecular weight plasticizer having a viscosity of 40 cps or more at 25 ° C is preferable, and more preferably, the viscosity is 90 cps or more. Such high molecular weight plasticizers are not essential, but are suitable with specific gravity at 25 ° C. of about 1.0 to about 1.2. When the high molecular weight plasticizer of the present invention is less than 40 cps at 25 ° C., compatibility with naphthalene-based or aliphatic oils increases, so that the plasticizer may elute from the base resin when the polymer resin is exposed to oil, and the viscosity range is 40 cPs. If less than the above results, mechanical properties after infiltration, in particular, the tensile residual ratio and elongation residual ratio is a disadvantage that is sharply lowered.
본 발명의 고분자량 가소제의 구체적인 예로는, 다음 보기에 한정되는 것은 아니지만, 비프탈산(非phthalate)계 가소제로서, 특히 아디프산계 폴리에스테르 (adipate polyesters), 시트르산 에스테르(citrate ester), 혼합 알코올 에스테르 (mixed alcohol ester)와 같은 에스테르계 고분자를 들 수 있다. 본 발명의 고분자량 가소제는 나프탈렌계 오일 또는 방향족 오일과 상용성이 떨어지기 때문에 상기 오일에 대한 내성이 우수하며, 고분자 수지가 상기 오일에 노출되었을 때도 폴리염화비닐 기본 수지로부터 이탈하지 않는다.Specific examples of the high molecular weight plasticizer of the present invention include, but are not limited to, the following examples, as non-phthalate plasticizers, particularly adipic acid polyesters, citric acid esters, mixed alcohol esters. and ester polymers such as (mixed alcohol ester). The high molecular weight plasticizer of the present invention is excellent in resistance to the oil because it is incompatible with naphthalene-based oils or aromatic oils, and does not depart from the polyvinyl chloride base resin even when the polymer resin is exposed to the oil.
본 발명의 조성물에 사용되는 가소제는 상기 분자량과 점도 기준을 만족하는 고분자 가소제(들)만으로 이루어지거나, 상기 에스테르계 고분자와 일반 가소제(비고분자량 가소제)의 혼합물(혼합 가소제)로 이루어질 수도 있다. 상기 에스테르계 고분자와 일반 가소제의 혼합물인 경우는 상기 에스테르계 고분자의 함량이 가소제 혼합물 중에서 중량 기준으로 20% 이상이어야 고분자 가소제에 의한 내유성 효과가 발휘된다. The plasticizer used in the composition of the present invention may be composed of only the polymeric plasticizer (s) satisfying the above molecular weight and viscosity standards, or may be composed of a mixture (mixed plasticizer) of the ester-based polymer and a general plasticizer (non-high molecular weight plasticizer). In the case of the mixture of the ester polymer and the general plasticizer, the oil-resistant effect by the polymer plasticizer is exhibited when the content of the ester polymer is 20% or more by weight in the plasticizer mixture.
상기 에스테르계 고분자와 혼합할 수 있는 비고분자량 가소제는 프탈산(phthalte)계 또는 멜리트산(mellitate)계 일반 가소제가 바람직하다. 구체적인 예를 일부 들자면, 상기 프탈레이트계 가소제는, DINP(Diisonony Phthalate), DIDP (Diisodecyl Phthalate), DUP(Diundecyl phthalate), DBP(Dibutyl phthalate), DIBP(Diisobutyl phthalate), DIOP(Diisooctyl phthalate), C9계 프탈산 가소제, DTDP(Ditridecyl phthalate)와 BBP(Butyl Benzyl Phthalate) 중 선택된 어느 하나 이상의 물질이면 바람직하며, 상기 멜리트산계 가소제는, TOTM(Tri-2-ethylhexyl Trimellitate), 혼합 TOTM(Tri-2-ethylhexyl Trimellitate) 및 TINTM(Tri-isononyl Trimellitate), TIDTM(Tri-isodecyl Trimellitate) 중 선택된 어느 하나 이상의 물질이면 바람직하다.Non-molecular weight plasticizers that can be mixed with the ester polymers are preferably phthalate-based or mellitate-based plasticizers. As a specific example, the phthalate plasticizer, DINP (Diisonony Phthalate), DIDP (Diisodecyl Phthalate), DUP (Diundecyl phthalate), Dibutyl phthalate (DBP), Diisobutyl phthalate (DIBP), Disoothyl phthalate (DIOP), C9-based phthalic acid plasticizer, DTDP (Ditridecyl phthalate) and BBP (Butyl Benzyl Phthalate) is preferably any one or more materials selected from the above, Is preferably one or more materials selected from Tri-2-ethylhexyl Trimellitate (TOTM), Tri-2-ethylhexyl Trimellitate (TOTM), Tri-isononyl Trimellitate (TINTM), and Tri-isodecyl Trimellitate (TIDTM).
본 발명에서 고분자량 가소제를 함유하는 가소제는 (고분자량 가소제만의 가소제인 경우와 일반 가소제와의 혼합물인 경우 모두) 상기 폴리염화비닐 기본 수지 100 중량부에 대하여 30 내지 80 중량부인 것이 적당하다. 가소제 함량이 30 중량부에 미달하는 경우에는 가소제의 역할인 PVC에 대한 가소화 효과가 저하되어 조성물의 경도가 높아짐으로 인해 유연성이 저하되고 압출 가공성도 저하되며, 기계적 특성 중 신장률이 낮아져 바람직하지 못하다. 한편 상기 가소제 함량이 80 중량부를 초과하는 경우에는 기계적 특성 중 인장 강도가 낮아지며 내열성도 저하될 뿐만 아니라, 본 발명의 고분자 조성물의 경우에 요구되는 난연성을 만족할 수도 없어 바람직하지 못하다. 또한 과량의 가소제를 사용할 경우 나프탈렌계 오일 또는 방향족 오일에 고온에서 장기간 노출되었을 때 필연적으로 고분자 난연 조성물 내의 가소제 일부가 용출되는데, 가소제의 용출이 있을 때는 신장률의 급격한 저하가 따르므로 적정량 이상의 가소제를 사용하는 것은 물성의 안정적인 유지를 위해서도 바람직하지 않다.In the present invention, a plasticizer containing a high molecular weight plasticizer (both in case of a plasticizer only in a high molecular weight plasticizer and a mixture with a general plasticizer) is preferably 30 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyvinyl chloride base resin. When the plasticizer content is less than 30 parts by weight, the plasticizing effect on the PVC, a role of the plasticizer, is lowered, thereby increasing the hardness of the composition, thereby lowering the flexibility and the extrudability of the extrusion. . On the other hand, when the plasticizer content exceeds 80 parts by weight, not only the tensile strength of the mechanical properties is lowered and the heat resistance is lowered, but also the flame retardancy required in the case of the polymer composition of the present invention is not preferable. In addition, when an excessive amount of plasticizer is used, a part of the plasticizer in the polymer flame retardant composition is inevitably eluted when prolonged exposure to naphthalene-based oil or aromatic oil at a high temperature. When the plasticizer is eluted, an elongation rate is drastically reduced. It is also not desirable to maintain stable physical properties.
본 발명에서는 상기 기본 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 15 중량부로 안정제를 포함한다. 이 안정제는 납계, 비납계, 에폭시계 스테아린산염 및 금속 비누계 물질 중 선택된 어느 하나의 단일물 또는 이들 중 임의로 선택된 둘 이상의 혼합물이면 바람직하다. 상기 안정제가 함량의 하한치에 미달하는 경우에는 재료의 내열성이 급격히 저하되어 요구되는 특성을 만족시킬 수 없으므로 바람직하지 못하다. 한편 상기 안정제가 함량의 상한치를 초과하는 경우에는 과량 사용에 따른 내열성 향상에 대한 효과를 기대할 수 없어 바람직하지 못하다.In the present invention, the stabilizer is included in 1 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin. The stabilizer is preferably any one selected from lead-based, lead-free, epoxy stearate and metal soap-based materials or a mixture of two or more optionally selected from these. If the stabilizer is less than the lower limit of the content, it is not preferable because the heat resistance of the material is rapidly lowered to satisfy the required properties. On the other hand, when the stabilizer exceeds the upper limit of the content is not preferable because the effect on the heat resistance improvement due to excessive use is not expected.
본 발명의 수지 조성물은 상기 기본 수지 100 중량부에 대하여 10 내지 150 중량부의 난연제를 포함한다. 상기 난연제는 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 수산화탄산마그네슘 등의 금속 수산화물 및 하이드로탈사이트로 이루어진 금속 수산화물군 중 선택된 어느 하나의 단일물 또는 이들 중 임의로 선택된 둘 이상의 혼합물이면 바람직하다. 난연제가 상기 함량 하한치에 미달하는 경우에는 재료 특성에서 요구하는 난연 특성인 산소지수와 케이블의 난연성을 충분하게 확보하지 못하여 바람직하지 못하고, 상기 함량 상한치를 초과하는 경우에는 사용량에 따른 난연성 향상은 충분하게 기대할 수 있지만 과량의 무기물 첨가로 인하여 압출 가공성이 불량해지고 인장 강도, 신장률 및 내열성이 저하되어 바람직하지 못하다.The resin composition of the present invention contains 10 to 150 parts by weight of a flame retardant based on 100 parts by weight of the base resin. The flame retardant is preferably any one selected from the group consisting of metal hydroxides such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, magnesium hydroxide, and metal hydroxides and hydrotalcite, or a mixture of two or more selected arbitrarily. If the flame retardant does not meet the lower limit of the content, it is not preferable because the flame retardancy of the oxygen index and the cable, which are required flame retardant properties, are not sufficiently secured, and if the flame retardant exceeds the upper limit, the improvement of the flame retardancy according to the amount of use is sufficient. Although it can be expected, the addition of excess inorganic material is not preferred because of poor extrusion processability and lowered tensile strength, elongation and heat resistance.
본 발명의 내유성 난연수지 조성물은 상기 기본수지, 안정제, 난연제 및 고분자량 가소제 이외에 상기 기본 수지 100 중량부에 대하여 3 내지 100 중량부로 충진제를 포함할 수 있다. 상기 충진제는 탄산칼슘, 점토(clay) 및 활석(talc) 중 선택된 어느 하나의 단일물 또는 이들 중 임의로 선택된 둘 이상의 혼합물이면 바람직하다. 이러한 충진제는 저가의 물질로서 본 발명의 내유성 난연수지 조성물의 부피를 키워줌으로써 비용을 절약시켜 주는 효과가 있다. 충진제가 함량의 하한치에 미달하는 경우에는 저가의 충진제를 적용함에 따른 단가 절감 효과가 미미하며, 상기 충진제 함량의 상한치를 초과하는 경우에는 과량의 무기물로 인하여 인장 강도 및 신장률이 급격하게 저하되고 압축 가공 특성도 저하되어 바람직하지 못하다.The oil-resistant flame retardant resin composition of the present invention may include a filler in an amount of 3 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin in addition to the base resin, stabilizer, flame retardant, and high molecular weight plasticizer. The filler is preferably a single substance of any one selected from calcium carbonate, clay and talc or a mixture of two or more optionally selected thereof. Such a filler is an inexpensive material and has an effect of saving cost by increasing the volume of the oil-resistant flame retardant resin composition of the present invention. If the filler is less than the lower limit of the content, the cost saving effect of applying a low-cost filler is insignificant, and if the filler exceeds the upper limit of the filler content, the tensile strength and elongation rate are drastically lowered due to the excess of inorganic material, and compression processing is performed. The property is also lowered, which is not preferable.
본 발명의 수지 조성물은 또한 난연성을 더욱 높여주기 위하여 상기 난연제 외에 난연조제를 더 포함할 수 있다. 상기 난연조제는 안티몬계 화합물, 붕소계 화합물, 주석계 화합물 및 몰리브덴계 화합물로 이루어진 물질군 중 선택된 어느 하나의 단일물 또는 이들 중 임의로 선택된 둘 이상의 혼합물이면 바람직하다. 본 발명에 사용되는 난연조제에서 상기 안티몬계 화합물은 삼산화안티몬이고, 상기 주석계 화합물은 수산화 아연 주석 화합물 또는 아연 주석 화합물이면 더욱 바람직하다. The resin composition of the present invention may further include a flame retardant aid in addition to the flame retardant in order to further increase the flame retardancy. The flame retardant aid is preferably any one selected from the group consisting of antimony-based compounds, boron-based compounds, tin-based compounds and molybdenum-based compounds or a mixture of two or more selected arbitrarily. In the flame retardant aid used in the present invention, the antimony compound is antimony trioxide, and the tin compound is more preferably a zinc hydroxide compound or a zinc tin compound.
본 발명에서는 아울러 상기 내유성 난연수지 조성물을 이용하여 제조한 쉬스 또는 내·외장재를 갖춘 전선을 제공한다. 전선의 쉬스 또는 내·외장재는 나프탈렌계 오일 또는 방향족 오일에 노출될 위험성이 높은 부분이므로 본 발명의 내유성 난연수지 조성물을 제조에 이용하면 매우 바람직하다. 본 발명의 내유성 난연수지 조성물을 포함하는 전선용 쉬스 재료, 내·외장재는 전선 제조용 단축 압출기를 통하여 쉽게 절연층 재료, 도전층, 내외부 반도전층 및 쉬스를 갖춘 전력 케이블로 제조될 수 있다. The present invention also provides a wire having a sheath or an internal and external material manufactured using the oil-resistant flame retardant resin composition. Since the sheath of the electric wire or the internal / exterior materials have a high risk of exposure to naphthalene-based oils or aromatic oils, it is highly preferable to use the oil-resistant flame retardant resin composition of the present invention in manufacturing. The sheath material for wires, the internal and external materials, including the oil-resistant flame retardant resin composition of the present invention, can be easily manufactured as a power cable having an insulating layer material, a conductive layer, an internal and external semiconducting layer, and a sheath through a single screw extruder for wire production.
도 2는 본 발명의 내유성 난연수지 조성물을 이용하여 제조된 쉬스층을 갖춘 전선의 단면도이다. 도 2의 전선은 가장 내부의 전류가 흐르는 도체층(50), 상기 도체층(50)을 둘러싼 내부 반도전층(61), 상기 내부 반도전층(61)을 둘러싼 절연층(70), 상기 절연층(70)을 둘러싸고 있는 외부 반도전층(62) 및 상기 외부 반도전 층(62)을 둘러싸고 있으며 본 발명의 내유성 난연수지로부터 제조된 쉬스(80)를 포함한다. 도 2에서 본 발명의 수지 조성물로 이루어진 쉬스층(80)은 짙은 색으로 표시되어 있다. 본 발명의 내유성 난연수지 조성물로부터 제조된 쉬스층(80) 또는 내·외장재를 갖춘 전선은 나프탈렌계 및 방향족계 오일에 대한 내성이 뛰어나다.2 is a cross-sectional view of an electric wire having a sheath layer manufactured using the oil-resistant flame retardant resin composition of the present invention. The wire of FIG. 2 includes a
이하 실시예를 들어 본 발명을 더 구체적으로 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 기술자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 예시로서 제공되는 것일 뿐이며 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 본 발명은 아래 실시예에 기술된 실시 태양외에 여러 가지 다른 등가 형태로 변형될 수 있음은 상기 평균적인 기술자에게 있어서 자명할 것이다.The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples. The embodiments of the present invention are provided by way of illustration in order to explain the present invention to the average skilled in the art more fully, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be modified in various other equivalent forms besides the embodiments described in the Examples below.
고분자량 가소제를 갖춘 본 발명에 따른 실시예 조성물과 일반 가소제만을 갖춘 비교예 조성물을 아래 표 1과 같이 제조하여 물성을 비교하였다.Example compositions according to the present invention having a high molecular weight plasticizer and a comparative example composition having only a general plasticizer were prepared as in Table 1 below to compare physical properties.
실시예Example (1-6) 및 (1-6) and 비교예(1-3)의Of Comparative Example (1-3) 조성과 제조 Composition and Manufacturing
아래 표 1에 나타낸 조성의 난연수지 조성물들을 130℃ 정도의 오픈론에서 혼련시킨 다음, 170℃ 온도의 프레스에서 5분간 성형한 후, 물성 측정을 위한 전선 쉬스체의 시험 시편을 준비하였다. 본 실시예에서 아디프산 폴리에스테르 물질로는 애경 유화의 Olicizer-20N을, 시트르산 에스테르 물질로는 같은 회사의 Citrocizer-A를, 혼합 알코올 에스테르로는 같은 회사의 Pyrocizer를 사용하였다. The flame retardant resin compositions of the compositions shown in Table 1 below were kneaded in an openron of about 130 ° C., and then molded in a press at 170 ° C. for 5 minutes, and then test specimens of the wire sheath body for physical property measurement were prepared. In this example, adipic acid polyester was used as Olicizer-20N of Aekyung Emulsifier, Citrocizer-A of the same company was used as citric acid ester, and Pyrocizer of the same company was used as mixed alcohol ester.
물리적 특성평가Physical characterization
상기와 같이 준비된 각각의 시험 시편에 대해 다음과 같은 시험을 실시하여 이들 각각의 물리적 특성, 예컨대 상온 특성기준으로서 인장 강도와 신장률, 가열 후 특성기준으로서 인장 강도와 신장률, 가열 감량기준, 산소지수 및 난연성을 측정하고 각각의 기준에 따라 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.For each of the test specimens prepared as described above, the following tests were carried out to determine their respective physical properties, such as tensile strength and elongation rate as the standard temperature properties, tensile strength and elongation rate as the heat-based property criteria, heating loss standard, oxygen index and Flame retardancy was measured and evaluated according to each criterion, and the results are shown in Table 2 below.
(1) 상온 특성기준(1) Room temperature standard
IEC 60811-1-1에 준하여 인장속도 500 ㎜/분으로 측정하였을 때 인장강도는 1.25 kgf/㎟이상, 신장율은 150% 이상이어야 한다.Tensile strength should be more than 1.25 kgf / mm2 and elongation should be more than 150% when measured by tensile speed 500mm / min according to IEC 60811-1-1.
(2) 가열 후 특성기준(2) Property standard after heating
상기 시편을 100℃의 온도에 168 시간 방치한 후, 인장강도와 신장률의 변화율을 측정하였을 때 그 잔율이 70% 이상의 값을 나타내어야 한다.After leaving the specimen at a temperature of 100 ° C. for 168 hours, the rate of change in tensile strength and elongation should be greater than 70%.
(3) 가열 감량기준(3) heating loss standard
상기 시편을 100℃의 온도에 168시간 방치한 후, 시편의 단위 표면적에 대하여 가열 후 감량된 무게가 1.5㎎/㎠ 이하이어야 한다.After leaving the specimen at a temperature of 100 ° C. for 168 hours, the weight lost after heating to the unit surface area of the specimen should be 1.5 mg / cm 2 or less.
(4) 내유 후 특성기준 1(4) Characteristics criteria after oil resistance 1
상기 시편을 나프탈렌 오일인 ASTM #2 또는 IRM 902 오일에 70℃의 온도에 4시간 침전시킨 후, 인장 강도와 신장률의 변화율을 측정하였을 때 인장 잔율이 60% 이상, 신장 잔율이 60% 이상의 값을 나타내어야 한다.After the specimen was precipitated for 4 hours at a temperature of 70 ° C. in ASTM # 2 or IRM 902 oil, which is naphthalene oil, when the change in tensile strength and elongation was measured, the tensile residual ratio was 60% or more and the elongation residual value was 60% or more. Should be indicated.
(5) 내유 후 특성기준 2(5) Characteristics criteria after oil resistance 2
상기 시편을 방향족계 오일인 ASTM #3 또는 IRM 903 오일에 70℃의 온도에 4시간 침전시킨 후, 인장강도와 신장률의 변화율을 측정하였을 때 인장 잔율이 60% 이상, 신장 잔율이 60% 이상의 값을 나타내어야 한다. After the specimen was precipitated in an ASTM # 3 or IRM 903 oil, which is an aromatic oil, at a temperature of 70 ° C. for 4 hours, when the tensile strength and elongation change rate were measured, the tensile residual ratio was 60% or more, and the elongation residual value was 60% or more. Should be indicated.
(6) 산소지수측정(6) Oxygen index measurement
ASTM D 2863에 준하여 재료의 난연성을 측정하며, 그 산소지수는 28% 이상이어야 한다.Flame retardancy of the material is measured according to ASTM D 2863, and its oxygen index should be at least 28%.
(7) 난연성 시험(7) flame retardancy test
IEC 332-3 Cat.C의 난연 시험 규격에 준하여 시험하였다Tested according to IEC 332-3 Cat.C Flame Retardant Test Specification
상기 표 2를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 비교예 1의 경우에는 폴리염화비닐 수지에 비고분자 일반 가소제를 첨가한 후 나프탈렌 오일 또는 방향족계 오일에 대한 내구성을 평가한 결과 침전 후의 인장 잔율과 신장 잔율이 급격히 저하되는 현상을 나타내고 있다. 한편 비교예 2의 경우는 비교예 1과 동일한 수지에 분자량이 좀 더 큰 일반 가소제를 적용하였지만 상기 오일에 대한 내구성을 확보하지 못하였음을 알 수 있으며, 비교예 3의 경우에는 나프탈렌 오일 또는 방향족 오일에 대한 내구성을 향상시킬 목적으로 내열성이 높은 가소제를 적용하였지만 이 역시 상기 오일에 대한 내구성이 떨어짐을 볼 수 있다.As can be seen through Table 2, in the case of Comparative Example 1, after adding the non-polymeric general plasticizer to the polyvinyl chloride resin, the durability of the naphthalene oil or the aromatic oil was evaluated, and the tensile residual and elongation residual after precipitation. This phenomenon is rapidly lowered. Meanwhile, in the case of Comparative Example 2, a general plasticizer having a higher molecular weight was applied to the same resin as Comparative Example 1, but it was found that durability of the oil was not secured. In the case of Comparative Example 3, naphthalene oil or aromatic oil Plasticizers having high heat resistance were applied for the purpose of improving durability against the oil, but this also shows that the durability against the oil is poor.
반대로 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 경우, 나프탈렌 오일과 방향족계 오일에 대한 우수한 내유 특성을 나타내고 있음을 알 수 있다. 그리고, 모든 실시예(1-6)에 따른 시편에 대해 측정한 가열감량은 그 기준치인 1.5 ㎎/㎠ 이하의 값을 만족하고 있으며, 모든 실시예(1-6)에서는 산소지수에 관한 기준치를 충족시키고 있음을 확인할 수 있다. 아울러 본 발명의 고분자량 가소제를 사용한 실시예 시편들은 난연성 역시 만족할만한 특성을 나타내었다. 이는 내유성 향상을 위한 고분자량 가소제 첨가로 인하여 난연 특성의 저하가 일어나지 않는다는 점을 보여준다.On the contrary, in the case of Examples 1 to 6 according to the present invention, it can be seen that excellent oil resistance properties for naphthalene oil and aromatic oil. In addition, the heating loss measured for the specimens according to all the examples (1-6) satisfies the reference value of 1.5 mg / cm 2 or less, and in all the examples (1-6), the reference value for the oxygen index It can be confirmed that it is satisfied. In addition, the example specimens using the high molecular weight plasticizer of the present invention also showed satisfactory flame retardancy. This shows that deterioration of flame retardant properties does not occur due to the addition of a high molecular weight plasticizer for improving oil resistance.
즉 상기 비교예 1 내지 3의 특성 평가 결과로부터 알 수 있듯이, 폴리염화비닐 수지에 기존의 다양한 비고분자량 가소제를 적용하는 경우 나프탈렌 오일 또는 방향족계 오일에 대한 저항성을 확보할 수는 없었으며, 이로 인해 케이블의 장기 사용에 대한 신뢰성을 확보할 수 없음을 알 수 있었다.That is, as can be seen from the characteristics evaluation results of Comparative Examples 1 to 3, when applying various conventional non-high molecular weight plasticizer to the polyvinyl chloride resin, it was not possible to secure the resistance to naphthalene oil or aromatic oil, It was found that the reliability of the cable for a long time could not be secured.
이상의 결과를 통해서, 본 발명에 따른 내유성 난연수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 전선은 나프탈렌 오일 또는 방향족계 오일에 대한 탁월한 저항성 뿐 아니라 난연성면에서도 종래 기술의 난연성 수지보다 더 우수하거나 최소한 대등한 효과를 나타낼 것임을 예상할 수 있다. Through the above results, the oil-resistant flame retardant resin composition according to the present invention and the electric wire manufactured using the same have superior or at least comparable effects to the flame retardant resins of the prior art in terms of flame resistance as well as excellent resistance to naphthalene oil or aromatic oil. It can be expected to indicate.
위와 같이 본 발명의 최적 실시예들을 개시하였다. 본 실시예를 포함하는 명세세에서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 당업자에게 본 발명을 상세히 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아님을 밝혀 둔다. As described above, optimal embodiments of the present invention have been disclosed. Although specific terms have been used in the specification including this embodiment, it is used only for the purpose of describing the invention in detail to those skilled in the art and used to limit the meaning or limit the scope of the invention described in the claims. It is not.
도 1은 도체층, 내부 반도전층, 외부 반도전층, 절연층과 쉬스로 이루어진 전형적인 전력 케이블을 도시하는 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a typical power cable consisting of a conductor layer, an inner semiconducting layer, an outer semiconducting layer, an insulating layer and a sheath.
도 2는 본 발명의 내유성 난연수지 조성물로 이루어진 쉬스층을 갖춘 전력 케이블의 단면도이다. 상기 전력 케이블은 도체층, 내부 반도전층, 외부 반도전층 및 절연층을 더 포함하여 이루어진다.2 is a cross-sectional view of a power cable having a sheath layer made of the oil-resistant flame retardant resin composition of the present invention. The power cable further comprises a conductor layer, an inner semiconducting layer, an outer semiconducting layer, and an insulating layer.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10...도체층 21...내부 반도전층10 ...
22...외부 반도전층 30...절연층22
40...쉬스40 ... sheath
50...도체층 61...내부 반도전층50 ...
62...외부 반도전층 70...절연층62.
80...본 발명의 내유성 난연수지 조성물로부터 제조된 쉬스80. A Sheath Prepared from the Oil Resistant Flame Retardant Resin Composition of the Present Invention
Claims (7)
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KR1020080048107A KR20090121937A (en) | 2008-05-23 | 2008-05-23 | Flame-retardant polymer resin composition resistant to naphthalenic and aromatic group oils and electric cable manufactured from the same |
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