KR20110048339A - Highly flame-retardant, halogen-free colored heat-shrink tubing - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A heat-shrink tube composition is provided to avoid halogen, to ensure excellent mechanical properties and high fire retardant characteristic while improving colorability. CONSTITUTION: A heat-shrink tube composition includes, 100 parts by weight of an ethylene-vinyl acetate copolymer base resin; 30-100 parts by weight of a phosphorous-based flame retardant except for red phosphors; and 5-15 parts by weight of silicon-based flame retardant aid. The base resin includes the ethylene-vinyl acetate copolymer with a melting index of 2-15 g/10 minute, polymerized with 15-33% of vinyl acetate monomer. The phosphorous-based flame retardant is ammonium polyphosphate represented by chemical formula 1.

Description

고난연 비할로겐계 유색 열수축 튜브{HIGHLY FLAME-RETARDANT, HALOGEN-FREE COLORED HEAT-SHRINK TUBING}High flame retardant non-halogen colored heat shrink tube {HIGHLY FLAME-RETARDANT, HALOGEN-FREE COLORED HEAT-SHRINK TUBING}

본 발명은 열수축 튜브와 이를 위한 수지 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 비할로겐 고난연 열수축 튜브로서, 기계적 물성과 난연성을 조화시킨 열수축 튜브용 수지 조성물과 그 열수축 튜브에 관한 것이다.The present invention relates to a heat shrink tube and a resin composition therefor. More specifically, it is a non-halogen high flame-retardant heat shrink tube, Comprising: It is related with the resin composition for heat-shrink tubes which matched mechanical properties and flame retardance, and its heat-shrink tube.

열수축 튜브는 가열하면, 직경 또는 길이가 수축되는 특성을 가지는 튜브로서 피복 전선이나 관로 등의 연결 부위를 긴밀하게 피복하거나 병이나 건전지의 외주면에 끼워져서 포장용으로도 사용된다. 널리 쓰이는 열수축 튜브의 제조 방식에서는 먼저 열가소성 수지를 압출한 뒤 전자 빔 조사 등의 방식을 이용하여 열가소성 수지를 가교시킨다. 이어서 가교된 수지를 그 결정 용융 온도 이상의 온도로 가열하여 팽창시킨 다음 냉각시키는 방법을 사용하여 최종 제품을 제조한다. 이러한 열수축 튜브는, 피복 또는 포장하고자 하는 제품 또는 부품을 열수축 튜브 내측의 중공부에 끼우고, 이들을 적정 온도에서 체류시킴으로써, 열수축 튜브가 수축되어 내부의 제품 또는 부품과 밀착하게 된다. The heat shrink tube is a tube having a property of shrinking in diameter or length when heated, and is also used for packaging by tightly covering a connection part such as a coated wire or a pipe or being inserted into an outer circumferential surface of a bottle or a battery. In a widely used method of manufacturing a heat shrink tube, the thermoplastic resin is first extruded, and then the thermoplastic resin is crosslinked using a method such as electron beam irradiation. The crosslinked resin is then heated to a temperature above its crystal melting temperature to expand and then cooled to prepare the final product. In such a heat shrink tube, a product or part to be coated or packaged is inserted into a hollow portion inside the heat shrink tube and stayed at an appropriate temperature so that the heat shrink tube is contracted to be in close contact with the product or part therein.

종래의 열수축 튜브는 주로 폴리염화비닐(PVC) 소재를 사용하거나 브롬계 난 연제, 안티몬계 난연제를 이용하였기 때문에 친환경적인 고난연성 열수축 튜브 용도로는 적합하지 못했다. PVC는 내수성, 내약품성, 난연성 등이 우수하다는 특성이 있으나, 불완전 연소시 발암 물질로 의심받는 돌연변이 유발 물질인 다이옥신을 발생한다. 따라서 최근의 추세는 PVC의 사용을 규제하고 있다. 브롬계를 포함한 할로겐계 난연제도 적은 양으로 높은 난연성을 발휘하는 장점이 있으나, 환경 문제를 일으키고, 연소시 유독 기체 발생 등 안전성 때문에 사용이 규제받고 있다.Conventional heat shrink tubes are not suitable for use in environment-friendly high flame-retardant heat shrink tube because the use of polyvinyl chloride (PVC) material, bromine-based flame retardant, antimony-based flame retardant. PVC is characterized by excellent water resistance, chemical resistance, flame retardancy, etc., but incomplete combustion generates dioxin, a mutagen suspected to be a carcinogen. Therefore, the recent trend is regulating the use of PVC. Halogen-based flame retardants, including bromine-based, have the advantage of exhibiting high flame retardancy in a small amount, but they cause environmental problems, and their use is restricted due to safety such as generation of toxic gases during combustion.

그래서 업계에서는 할로겐 난연제의 사용을 대체하기 위해 무기계 난연제를 사용하는 노력이 진행되어 왔다. 이 중에서 금속 수산화물 난연제가 친환경적인 면 때문에 주목을 받았으나, 과량을 사용하여야 공업 규격에서 요구하는 난연성에 이를 수 있는 탓에, 무기 화합물에 이질적인 고분자 수지에 다량을 혼합하면 조성물의 기계적 물성을 떨어뜨리는 문제가 있었다. 극성이 매우 큰 금속 수산화물은 고분자 수지 속에서 잘 분산되지 않고 자신들끼리 뭉쳐 있기 일쑤이기 때문이다. 금속 수산화물 난연제는 또한 높은 온도에서는 가수분해에 의한 물성 저하를 가져올 수 있을 뿐 아니라 심한 경우 열수축 튜브의 제조 공정 중 하나인 팽창 공정이 불가능하게 만들기도 하는 문제가 있다. 열수축 튜브의 경우 통상의 전선 제조 공정과 달리 팽창 공정이 반드시 포함되는데, 특히 두께가 굵은 열수축 튜브의 경우는 두께가 굵지 않은 열수축 튜브에 비하여 팽창 공정에서 가하여야 하는 열량이 더 크기 때문에 팽창 공정을 뒷받침 할 수 있는 난연 조성물에 대한 중요성은 더 한층 절실하다. 이 때문에 150 중량부 이상으로 비할로겐 무기 난연제를 포함하는 대직경(大直徑) 열수축 튜브는 통상적인 기술로 제조하기 매우 어려운 실정이다.Thus, efforts have been made to use inorganic flame retardants to replace halogen flame retardants. Among them, the metal hydroxide flame retardant has attracted attention because of its environmental friendliness, but since excessive amounts of flame retardancy required by industrial standards can be reached, mixing a large amount of an inorganic compound with a heterogeneous polymer resin degrades the mechanical properties of the composition. There was. This is because metal hydroxides with very high polarity do not disperse well in the polymer resin, but rather are bound together. Metal hydroxide flame retardants also have the problem of not only bringing down the properties due to hydrolysis at high temperatures but also making the expansion process, which is one of the manufacturing processes of the heat shrink tube, in severe cases impossible. In the case of a heat shrink tube, an expansion process is necessarily included, unlike a general wire manufacturing process. In particular, a heat shrink tube has a larger amount of heat to be applied in the expansion process than a non-thick heat shrink tube to support the expansion process. The importance of flame retardant compositions that can be made is even more urgent. For this reason, the large diameter heat shrinkable tube containing a non-halogen inorganic flame retardant in 150 weight part or more is very difficult to manufacture by a conventional technique.

금속 수산화물이 아닌 비할로겐 무기 난연제로서 적린(赤燐)을 사용하려는 시도도 있었다. 적린은 난연성이 금속 수산화물에 비하여 우수하지만 그 자체가 적갈색을 띠기 때문에 완성품 튜브의 외관이 나빠질 뿐더러 여러 가지 색상을 구현하기가 거의 불가능하다는 단점이 있었다. Attempts have been made to use red phosphorus as a non-halogen inorganic flame retardant rather than as a metal hydroxide. Red phosphorus has excellent flame retardancy compared to metal hydroxides, but it has a reddish brown color, which deteriorates the appearance of the finished tube and makes it almost impossible to implement various colors.

따라서, 충분한 난연성이 있는 비할로겐계 열수축 튜브용 조성물로서 기계적 특성과 난연성의 조화가 우수하며 원하는 다양한 색상을 구현할 수 있는 열수축 튜브용 조성물을 위한 수요는 여전히 해당 업계에서 충분히 응답하고 있지 못한 실정이다.Therefore, as a composition for non-halogen-type heat-shrinkable tubes having sufficient flame retardancy, the demand for a composition for heat-shrinkable tubes having excellent harmony of mechanical properties and flame retardancy and capable of realizing various colors desired is still not sufficiently responsive in the industry.

본 발명의 기술적 과제는 할로겐 성분을 포함하지 않는 고난연성 열 수축 튜브용 고분자 수지 조성물로서 기계적 물성, 난연성과 착색성을 두루 갖춘 고난연성 열수축 튜브용 수지 조성물을 개발하는 것이다.The technical problem of the present invention is to develop a resin composition for a high flame retardant heat shrinkable tube having mechanical properties, flame retardancy and colorability as a polymer resin composition for a highly flame retardant heat shrinkable tube containing no halogen component.

이와 같은 목적을 이룩하기 위하여, 본 발명의 열 수축 튜브용 수지 조성물은 에틸렌-아세트산비닐 공중합체로 이루어진 기본 수지 100 중량부에 대하여 적린을 제외한 인계 난연제 30 내지 100 중량부와 실리콘계 보조 난연제 5 내지 15 중량부를 포함한다. 이때 상기 기본 수지는, 아세트산비닐 모노머의 비율을 중량 기준으로 15 내지 33%로 하여 중합한, 용용 지수가 2 g/10분 내지 15 g/10분인 에틸렌-아세트산비닐 공중합체인 것이 특징이다.In order to achieve the above object, the resin composition for heat shrinkable tube of the present invention is 30 to 100 parts by weight of phosphorus-based flame retardant excluding red phosphorus and 5 to 15 parts of silicone-based auxiliary flame retardant based on 100 parts by weight of the base resin made of ethylene-vinyl acetate copolymer. It includes parts by weight. In this case, the base resin is characterized in that the melt index is an ethylene-vinyl acetate copolymer having a melt index of 2 g / 10 min to 15 g / 10 min, polymerized by setting the proportion of the vinyl acetate monomer to 15 to 33% by weight.

본 발명의 열수축 튜브용 수지 조성물의 인계 난연제로서는 하기 화학식 1로 표시되는 폴리인산암모늄이 바람직하며, 이때 화학식 1의 n은 정수로서 1000 ≤ n ≤ 2000 인 것이 바람직하다. As the phosphorus flame retardant of the resin composition for a heat shrinkable tube of the present invention, ammonium polyphosphate represented by the following general formula (1) is preferable, and n in the general formula (1) is preferably 1000 ≦ n ≦ 2000 as an integer.

Figure 112009067341891-PAT00001
Figure 112009067341891-PAT00001

또한, 상기 폴리인산암모늄은 멜라민 포르말데하이드 코팅을 한 폴리인산암모늄이 더욱 바람직하다.The ammonium polyphosphate is more preferably ammonium polyphosphate coated with melamine formaldeide.

또한, 본 발명은 상기 열수축 튜브용 수지 조성물을 이용하여 제조한 열 수축 튜브를 제공한다.The present invention also provides a heat shrink tube manufactured using the resin composition for heat shrink tubes.

본 발명의 열 수축 튜브용 수지 조성물을 이용하여 제조한 열수축 튜브는 UL 224 규격에 따른 우수한 기계적 물성과 높은 난연성을 구현할 수 있고, 착색성이 뛰어나 여러 가지 색상을 나타낼 수 있다.The heat shrink tube manufactured using the resin composition for heat shrink tube of the present invention can implement excellent mechanical properties and high flame retardancy according to the UL 224 standard, and can exhibit various colors due to excellent colorability.

이하 본 발명을 자세히 설명한다. 본 발명의 열 수축 튜브용 난연성 수지 조성물은 에틸렌-아세트산비닐 공중합체인 기본 수지에 적린을 제외한 인계(燐系) 난연제와 실리콘(silicone)계 보조 난연제를 병용하는 것이 특징이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. The flame-retardant resin composition for heat shrinkable tubes of the present invention is characterized by using a phosphorus-based flame retardant and a silicone-based auxiliary flame retardant together except red phosphorus in a basic resin which is an ethylene-vinyl acetate copolymer.

본 발명에서 인계 주난연제는 기본 수지 100 중량부에 대하여 30~100 중량부를 사용한다. 본 발명의 인계 주난연제로는 인산 에스테르, 3-하이드록시페닐포스피닐 프로파노익 에시드, 트리크레실 포스페이트, 암모늄 포스페이트, 암모늄 폴리 포스페이트, 멜라민 포스페이트, 디멜라민 포스페이트, 트리에틸렌 포스페이트, 폴리인산암모늄(ammonium polyphosphate, APP) 등을 사용할 수 있는데, 특히 폴리인산암모늄(ammonium polyphosphate, APP)이 적당하다. 무색의 난연제인 폴리인산암모늄은 유기물로서 난연 수지에 사용했을 때 금속 수산화물처럼 신장률 저하가 크지 않아 팽창 공정에 유리하다. 폴리인산암모늄은 화재나 열에 노출되면 분해되어 폴리인산과 암모니아로 나뉘는데, 폴리인산은 주변의 히드록실기와 작용하여 불안정한 인산 에스테르를 만들고 다시 탈수를 일으켜 화재원에 가까운 쪽에 탄소 발포층을 형성한다(팽창 효과-intumescence). 이 발포층은 차단막 역할을 하여 화재 피해를 줄여주는데 이러한 현상을 탄화 챠(carbonaceous char) 혹은 간단히 챠 형성이라고 한다. 요컨대 폴리인산암모늄은 기계적 물성 저하가 금속 수산화물 난연제보다 적으며 난연 효과면에서 챠 형성이 우수한 장점이 있다.Phosphorus-based flame retardant in the present invention uses 30 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin. Phosphorous main flame retardants of the present invention include phosphate ester, 3-hydroxyphenylphosphinyl propanoic acid, tricresyl phosphate, ammonium phosphate, ammonium poly phosphate, melamine phosphate, dimelamine phosphate, triethylene phosphate, ammonium polyphosphate ( ammonium polyphosphate (APP) and the like can be used, especially ammonium polyphosphate (APP) is suitable. Ammonium polyphosphate, a colorless flame retardant, is an organic material and is advantageous for expansion processes because its elongation rate does not decrease as much as metal hydroxide. Ammonium polyphosphate decomposes when exposed to fire or heat, splitting into polyphosphoric acid and ammonia. Polyphosphoric acid acts on the surrounding hydroxyl groups to form unstable phosphate esters and dehydrates again to form a carbon foam layer near the fire source. Dilatation effect-intumescence). This foam acts as a barrier to reduce fire damage, a phenomenon called carbonaceous char or simply char formation. In other words, ammonium polyphosphate has an advantage in that mechanical degradation is less than that of a metal hydroxide flame retardant and the formation of tea is excellent in terms of flame retardant effect.

그러나 폴리인산암모늄은 적린과 마찬가지로 고분자 수지 속에서 잘 분산되지 않아, 다량을 사용하면 열수축 튜브의 외관이 흉해질 수 있고, 금속 수산화물보다는 덜하지만 기계적 강도의 저하도 가져올 수 있다. 폴리인산암모늄을 사용한 난연 수지 조성물은 자기 소화성은 우수하지만 드립(drip), 즉 플라스틱에 불이 나면 고열에 의해 녹으면서 불똥이 떨어져 불이 옮겨 붙는 현상이 일어나는 단점이 있다. However, ammonium polyphosphate, like red phosphorus, does not disperse well in polymer resins, and using large amounts can deteriorate the appearance of the heat shrink tube, and less than metal hydroxides, but can also reduce mechanical strength. Flame retardant resin composition using ammonium polyphosphate has excellent disadvantages of self-extinguishing, but drips, ie, plastics, are vulnerable to melting due to high heat, resulting in a phenomenon in which fire falls off and transfers.

본 발명에서는 폴리인산암모늄의 이러한 단점을 보완하기 위하여 한편으로 무색의 실리콘계 보조 난연제를 병용함으로써 과량의 폴리인산암모늄이 없이도 높은 난연성을 발휘하고, 고른 분산을 이루어 기계적 물성의 저하를 예방하고, 다양한 색상을 구현할 수 있도록 한다.In the present invention, in order to compensate for these disadvantages of ammonium polyphosphate, on the one hand, by using a colorless silicone-based auxiliary flame retardant, it exhibits high flame retardancy even without excess polyammonium phosphate, and achieves even dispersion to prevent mechanical property deterioration, and various colors. To be able to implement

본 발명의 한 바람직한 실시 태양에서는 하기의 화학식 1의 폴리인산암모늄을 인계 난연제로 사용하며, 폴리인산암모늄은 포스페이트의 수(n)에 따라 구분할 수 있다. In a preferred embodiment of the present invention, ammonium polyphosphate of Formula 1 is used as a phosphorus flame retardant, and ammonium polyphosphate may be classified according to the number (n) of phosphates.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112009067341891-PAT00002
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본 발명에서는 1000 개 이상 2000 개 이하의 포스페이트를 갖는 폴리인산암모늄(Crystal phase Ⅱ)을 사용한다. 만약, 1000 개 미만의 포스페이트를 갖는 폴리인산암모늄(Crystal phase Ⅰ)을 사용하는 경우, 수분 민감성(water sensitive)이 증가하여 가수분해(hydrolysis)가 많이 일어나기 때문에 열수축 튜브용 수지 조성물의 열 안정성이 떨어지게 된다.In the present invention, ammonium polyphosphate (Crystal phase II) having from 1000 to 2,000 phosphates is used. If ammonium polyphosphate (Crystal phase I) having less than 1000 phosphates is used, the water stability is increased so that hydrolysis occurs a lot so that the thermal stability of the resin composition for the heat shrinkable tube is reduced. do.

또한, 본 발명에서 멜라민 포르말데하이드 코팅을 한 폴리인산암모늄을 사용하는 경우에는 멜라민 포르말데하이드 코팅을 하지 않은 폴리인산암모늄을 사용하는 경우보다 수분 민감성을 감소시킬 수 있으므로 열수축 튜브용 수지 조성물의 열 안정성을 높일 수 있다.In addition, in the present invention, when the ammonium polyphosphate coated with melamine formaldeide is used, heat sensitivity of the heat-reducing tube resin composition may be reduced since the moisture sensitivity may be reduced compared to the case of using the ammonium polyphosphate without the melamine formaldehyde coated. Stability can be improved.

본 발명에서 실리콘계 보조 난연제는 드립을 방지하여 난연성을 높이고, 주난연제의 사용량을 줄여주는 역할을 한다. 실리콘계 난연제는 낮은 유해성과 비교적 높은 난연성을 갖추고 있으며 고분자 수지에 대한 분산성이 양호하다. 실리콘계 난연제는 연소하면서 -Si-O- 결합, -Si-C- 결합을 가지는 백색의 연소 잔사와 탄화 챠의 복합 무기층을 이루어 난연 효과를 발휘한다고 볼 수 있다.In the present invention, the silicone-based auxiliary flame retardant increases the flame retardancy by preventing drips, and serves to reduce the amount of the main flame retardant. Silicone-based flame retardants have low hazards and relatively high flame retardancy and good dispersibility in polymer resins. The silicon-based flame retardant can be said to have a flame retardant effect by forming a composite inorganic layer of a white combustion residue having a -Si-O- bond and a -Si-C- bond and a carbonized carbide.

본 발명에 따른 조성물의 기본 수지는 에틸렌-아세트산비닐(EVA)의 공중합체이다. 에틸렌계 공중합체의 하나인 폴리에틸렌(PE)과 같이 결정성이 큰 수지는 난 연성이 떨어지며, 드립(drip) 특성이 좋지 않은 단점이 있다. EVA 공중합 수지의 특징은 연질 PVC와 같은 유연성과 고무 탄성을 가지며, 성형 가공성이 우수하고 응력에 의한 균열을 잘 견디며 위생적으로도 무독성인 점에 있다. EVA 수지는 아세트산비닐(VA) 함량에 따라 물성을 조절할 수 있으므로 열수축 튜브의 재료로 쓰일 경우, 유연성과 강도를 적절하게 조화시킬 수 있다. EVA 수지는 본 발명의 인계 난연제에 대하여 폴리에틸렌보다 상용성이 더 높으므로 난연제의 고른 분산을 도와 난연제에 의한 기계적 물성 저하를 막는다.The base resin of the composition according to the invention is a copolymer of ethylene-vinyl acetate (EVA). Crystalline resins such as polyethylene (PE), which is one of ethylene-based copolymers, have a disadvantage of poor flame retardancy and poor drip characteristics. EVA copolymer resin has the same flexibility and rubber elasticity as soft PVC, has excellent molding processability, resists cracking by stress, and is hygienic and non-toxic. Since the EVA resin can adjust the physical properties according to the content of vinyl acetate (VA), when used as a material of the heat shrink tube, flexibility and strength can be appropriately harmonized. Since the EVA resin is more compatible with polyethylene than the phosphorus-based flame retardant of the present invention, it helps to evenly disperse the flame retardant and prevents mechanical property degradation caused by the flame retardant.

상기 에틸렌-아세트산비닐 공중합체로는, 아세트산비닐 모노머의 중량이 에틸렌과 아세트산비닐의 총 모노머 중량에서 15~33%를 차지하도록 하여 중합한 단일한 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체 또는 이러한 공중합체들의 혼합물을 사용한다. 상기 에틸렌-아세트산 비닐 공중합 수지는 녹는점이 낮고, 비교적 높은 함량으로 아세트산비닐을 함유하기 때문에 유연성이 커서, 고온에서의 인장 모듈러스를 작게 유지할 수 있다. 아세트산비닐 모노머 함량이 15 중량%에 못 미치게 하여 중합한 EVA 수지를 사용할 경우, 유연성이 부족하여 모듈러스가 커지고, 33 중량%를 넘는 EVA 수지를 사용할 경우, 강도가 부족하게 되어 열수축 튜브의 규격을 만족하지 못하게 된다.As the ethylene-vinyl acetate copolymer, a single ethylene-vinyl acetate copolymer or a mixture of these copolymers polymerized such that the weight of the vinyl acetate monomer accounts for 15 to 33% of the total monomer weight of ethylene and vinyl acetate is used. do. Since the ethylene-vinyl acetate copolymer resin has a low melting point and a relatively high content of vinyl acetate, the flexibility is large, and thus the tensile modulus at high temperature can be kept small. When using an EVA resin polymerized with a vinyl acetate monomer content less than 15% by weight, the modulus becomes large due to lack of flexibility, and when using an EVA resin of more than 33% by weight, the strength is insufficient to satisfy the specification of the heat shrink tube. You won't be able to.

그리고 상기 EVA 수지로는 용융 흐름 지수(melt flow index)가 2 g/10분 내지 15 g/10분인 공중합체를 사용하면 바람직하다. 용융 지수가 2 미만인 EVA 수지로 제조한 열수축 튜브는 수지의 흐름성이 좋지 않아 고온 모듈러스를 상승시키는 단점이 있으며, 용융 지수가 15 g/10분을 넘는 열수축 튜브는 흐름성이 높아서 압 출 성형이 불가능하다는 문제점이 있기 때문에 바람직하지 않다.And as the EVA resin, it is preferable to use a copolymer having a melt flow index of 2 g / 10 minutes to 15 g / 10 minutes. Heat shrink tubes made of EVA resin with a melt index of less than 2 have the disadvantage of increasing the high temperature modulus due to poor flow of resin, and heat shrink tubes having a melt index of more than 15 g / 10 minutes have high flowability, so that extrusion molding is difficult. It is not preferable because there is a problem that it is impossible.

본 발명에 따른 난연 열수축 튜브 제조용 조성물은, 산화 방지제, 가교조제 및 활제 중 선택된 어느 하나의 물질 또는 둘 이상의 물질을 포함할 수 있다. 산화 방지제는 고온에서 일어나는 고분자 수지의 공기 산화를 막아 물성을 보호한다. 본 발명의 산화 방지제로는 티오에스테르계 및 페놀계 물질 군 중 선택된 어느 하나의 단일물 또는 이들 중 선택된 둘 이상의 혼합물을 사용하는 것이 바람직한데, 구체적인 예로는 A/O 1010이 적당하다. 본 발명에서 산화 방지제는 상기 기본수지 100 중량부에 대해 0.5 내지 10 중량부의 함량으로 포함된다.The composition for producing a flame-retardant heat-shrink tube according to the present invention may include any one material selected from an antioxidant, a crosslinking aid, and a lubricant, or two or more materials. Antioxidants protect physical properties by preventing air oxidation of polymer resins that occur at high temperatures. As the antioxidant of the present invention, it is preferable to use a single substance selected from a group of thioester-based and phenolic substances or a mixture of two or more selected from them, and A / O 1010 is suitable as a specific example. In the present invention, the antioxidant is included in an amount of 0.5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin.

본 발명의 가교 조제로는 트리메타크릴산(trimethacrylate)계 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적인 트리메타크릴산계 물질로는 트리메틸올 트리메타크릴레이트(trimethylol trimethacrylate)가 바람직하다. 본 발명에서 가교 조제는 상기 기본 수지 100 중량부에 대해 1 내지 10 중량부의 함량으로 포함된다. 가교조제의 함량에 대한 수치 한정과 관련하여 상기 하한에 미달하는 경우에는 가교조제 첨가에 의한 효과가 미미하며, 상기 상한을 초과하는 경우는 초기 가교반응 속도가 급격하게 증가함으로써 가교도가 높아져서 열수축 튜브 제조공정의 일부인 팽창 공정이 불가능해지는 문제가 발생한다.As the crosslinking aid of the present invention, it is preferable to use a trimethacrylate-based material. As a specific trimethacrylic acid-based material, trimethylol trimethacrylate is preferable. In the present invention, the crosslinking aid is included in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin. In the case of below the lower limit, the effect of the addition of the crosslinking aid is insignificant, and in the case of exceeding the upper limit, the initial crosslinking reaction rate is rapidly increased, thereby increasing the crosslinking degree to produce a heat shrinkable tube. The problem arises that the expansion process, which is part of the process, becomes impossible.

본 발명에서는 활제를 사용하여 열수축 튜브 제조시 금속 표면으로부터 이형성(離型性)을 높이고 마찰열의 발생을 억제할 수 있다. 본 발명의 수지 조성물에 쓰일 수 있는 활제로는 특별한 제한이 없고 이 분야에서 통상적으로 쓰이는 활제를 사용하면 무방하다. 몇 가지 예를 들어보면 스테아르산, 스테아릴 알콜, 스테아르 산 부틸, 왁스 등이 있다. 활제 함량이 0.5 중량부에 미달하는 경우에는 윤활 효과가 나지 않으며, 10 중량부를 초과하는 경우에는 혼련이 곤란하게 되는 등 전체적인 수지 조성물의 물성을 저해할 수 있어 바람직하지 못하다.In the present invention, it is possible to increase the release property from the metal surface and suppress the generation of frictional heat during the production of the heat shrinkable tube by using a lubricant. There are no particular limitations on the lubricants that can be used in the resin composition of the present invention, and any lubricants commonly used in the art may be used. Some examples include stearic acid, stearyl alcohol, butyl stearate, waxes, and the like. If the lubricant content is less than 0.5 parts by weight, there is no lubricating effect, and if it exceeds 10 parts by weight, the physical properties of the entire resin composition may be impaired, such as kneading becomes difficult, which is not preferable.

이 외에도, 본 발명에 따른 열수축 튜브 제조용 조성물에는 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 수지 조성물에 통상적으로 사용되는 각종 기능성 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이러한 첨가제에는 자외선 방지제, 열 안정제, 윤활제, 항블록킹제, 정전기 방지제, 왁스, 커플링제, 안료 등이 있는데, 비록 예시되지 않았지만, 필요에 따라서 다양한 종류의 물질을 선택하여 사용될 수 있다.In addition, the composition for producing a heat shrinkable tube according to the present invention may further include various functional additives commonly used in the resin composition within a range that does not impair the effects of the present invention. Such additives include sunscreens, heat stabilizers, lubricants, antiblocking agents, antistatic agents, waxes, coupling agents, pigments, and the like, although not illustrated, various kinds of materials may be selected and used as necessary.

본 발명에서는 아울러, 상기 열 수축 튜브용 수지 조성물을 이용하여 제조한 열 수축 튜브를 제공한다. 도 1은 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 열수축 튜브의 단면도이다. 도 1은 안쪽에 빈 공간을 가지는 열수축 튜브 속에 삽입체를 넣은 후 튜브를 수축시켜 삽입체를 밀착하여 감싸도록 한 모습이다. 본 발명의 수지 조성물은 널리 알려진 열 수축 튜브 제조 방법에 따라 다양한 형태로 열 수축 튜브를 제조하는데 쓰일 수 있다. 즉 본 발명의 수지 조성물을 압출하여 원하는 지름 크기의 파이프를 제조하고, 이 파이프에 화학적 처리를 하거나 전자 빔 등을 이용하여 파이프를 가교시킨다. 이 가교된 파이프를 결정 용융 온도 이상의 온도로 가열한 다음 미리 측정한 수지의 수축율만큼 팽창 가열된 파이프를 팽창시킨다. 그리고 상기 팽창된 파이프를 냉각하여 치수에 맞게 절단하면 다양한 열 수축 튜브를 얻을 수 있다.In this invention, the heat shrink tube manufactured using the said resin composition for heat shrink tubes is also provided. 1 is a cross-sectional view of a heat shrink tube for explaining an embodiment according to the present invention. 1 is a view to put the insert in a heat shrink tube having an empty space therein to shrink the tube to wrap the insert in close contact. The resin composition of the present invention can be used to prepare heat shrink tubes in various forms according to well known heat shrink tube manufacturing methods. That is, the resin composition of the present invention is extruded to produce a pipe having a desired diameter size, and the pipe is chemically treated or crosslinked using an electron beam or the like. The crosslinked pipe is heated to a temperature above the crystal melting temperature, and then the expanded heated pipe is expanded by the shrinkage of the resin measured in advance. In addition, the expanded pipe is cooled and cut to size to obtain various heat shrink tubes.

본 발명에 따른 난연성 열수축 튜브용 수지 조성물을 이용하면 고온 인장 모 듈러스가 낮아 팽창 공정이 용이하고, 난연성이 좋아 비할로겐 열수축 튜브용으로 유용하며, 착색성이 향상된 열수축 튜브를 만들 수 있는 장점이 있다.When the resin composition for flame retardant heat shrink tube according to the present invention is used, the high-temperature tensile modulus is low, so that the expansion process is easy, and the flame retardancy is good, it is useful for non-halogen heat shrink tube, and there is an advantage of making the heat shrink tube with improved colorability. .

이하 실시예를 들어 본 발명을 더 구체적으로 설명한다. 본 발명이 속하는 분야의 평균적 기술자는 아래 실시예에 기재된 실시 태양 외에 여러 가지 다른 형태로 본 발명을 변경할 수 있으며, 이하 실시예는 본 발명을 예시할 따름이지 본 발명의 기술적 사상의 범위를 아래 실시예 범위로 한정하기 위한 의도라고 해석해서는 아니된다. The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples. The average person skilled in the art to which the present invention pertains may change the present invention in various other forms in addition to the embodiments described in the following examples, and the following examples merely illustrate the present invention, and the scope of the technical spirit of the present invention is given below. It is not to be construed as limiting the scope of the examples.

본 발명의 열 수축 튜브용 수지 조성물의 성분 조성에 따른 성능 변화를 살펴보기 위하여 아래 표 1에 나타낸 조성으로 비교예와 실시예의 난연 수지 조성물을 제조하였다. 표 1의 모든 단위는 중량부이고, 본 발명에 따른 열수축 튜브용 수지 조성물의 조성에서 벗어난 성분 값은 굵은 이탤릭체로 표시하였다.In order to examine the performance change according to the composition of the resin composition for heat shrinkable tube of the present invention, the flame retardant resin compositions of Comparative Examples and Examples were prepared with the compositions shown in Table 1 below. All units in Table 1 are parts by weight, and component values deviating from the composition of the resin composition for a heat shrinkable tube according to the present invention are shown in bold italics.


조 성 (중량부)

Composition (parts by weight)
실 시 예 Example 비 교 예 Comparative Example
1One 22 33 1One 22 33 44 55 EVA 수지 1 (VA 25 중량%)* EVA resin 1 (VA 25% by weight) * 100100 100100 100100 100100 8080 100100 100100 100100 EVA 수지 2 (VA 45 중량%)** EVA Resin 2 (VA 45 wt%) ** 2020 폴리인산암모늄 난연제Ⅱ Ammonium Polyphosphate Flame Retardant II 4040 9595 4040 110110 4040 4040 00 폴리인산암모늄 난연제Ⅰ Ammonium Polyphosphate Flame RetardantⅠ 4040 실란처리 Mg(OH)2 난연제 Silane-treated Mg (OH) 2 flame retardant 200200 실리콘계 보조 난연제 Silicone auxiliary flame retardant 55 55 1010 55 55 22 00 55

[표에 사용한 성분의 설명][Description of Components Used in Table]

* Mitsui-dupont社 제품의 EVA 수지 1의 용융 지수가 2.5 g/10분 인 경우, 아세트산비닐 모노머가 모노머들의 혼합물에서 25 중량%를 차지. * If the melt index of EVA resin 1 from Mitsui-dupont is 2.5 g / 10 min, vinyl acetate monomer accounts for 25% by weight of the mixture of monomers.

** Mitsui-dupont社 제품의 EVA 수지 2의 용융 지수가 2.5 g/10분 인 경우, 아세트산비닐 모노머가 모노머들의 혼합물에서 45 중량%를 차지. ** If the melt index of EVA resin 2 from Mitsui-dupont is 2.5 g / 10 min, vinyl acetate monomer accounts for 45% by weight of the mixture of monomers.

폴리인산암모늄 난연제 Ⅱ : 멜라민 포르말데하이드 코팅을 한 폴리인산암모늄으로서, 화학식 1에서 n = 1200 Ammonium polyphosphate flame retardant II: Ammonium polyphosphate with melamine formalde coating, where n = 1200

폴리인산암모늄 난연제 I : 멜라민 포르말데하이드 코팅을 한 폴리인산암모늄으로서, 화학식 1에서 n = 100Ammonium polyphosphate flame retardant I: Ammonium polyphosphate with melamine formalde coating, where n = 100

물성 측정 및 평가Property measurement and evaluation

상기 실시예(1~3) 및 비교예(1~5)에 따르는 조성물을 이용하여 각각의 시편 열수축 튜브를 다음과 같이 마련하였다.Each specimen heat shrink tube was prepared as follows using the composition according to Examples (1 to 3) and Comparative Examples (1 to 5).

롤밀을 이용하여 120℃에서 각각의 조성물을 10분간 혼련시킨 후, 170℃에서 20분간 가압프레스하여 열수축 튜브 시편을 제조하였다. 외관 평가와 난연성 평가를 위해서는 120℃에 니더 믹서(kneader mixer)를 통해 컴파운드 가공한 다음 45 mm 파일롯 압출기를 통하여 열수축 튜브 시료를 제작하여 시험하였다.Each composition was kneaded at 120 ° C. for 10 minutes using a roll mill, and then pressed for 20 minutes at 170 ° C. to prepare a heat shrinkable tube specimen. For appearance evaluation and flame retardancy evaluation, the compound was processed at 120 ° C. using a kneader mixer, and then heat shrink tube samples were tested through a 45 mm pilot extruder.

이렇게 얻은 실시예와 비교예 시편에 대하여 기계적 물성, 난연성과 외관을 시험한 결과를 아래 표 2에 정리하였다. 간략한 실험 조건은 다음과 같다.The results of testing the mechanical properties, flame retardancy and appearance of the obtained Example and Comparative Example specimens are summarized in Table 2 below. Brief experimental conditions are as follows.

㉠ 상온 기계적 물성 ㉠ Mechanical properties at room temperature

고난연 열수축 튜브는 미국 UL 224 규격에서 정하는 조건에 따라 상온 인장 강도가 1.06 kg중/㎟ 이상, 상온 신장률이 200% 이상이어야 한다. High flame-retardant heat-shrinkable tubing must have a tensile strength of at least 1.06 kg / mm2 and an elongation of at least 200% at room temperature, subject to the conditions specified in the US UL 224 standard.

㉡ 팽창성㉡ expandable

고온에서 인장 시험을 하여 열수축 튜브 제품의 인장 모듈러스 기준인 10 kg중/mm2 이하의 값을 가지면 합격으로 판정한다. 구체적으로 만능 시험기(UTM)를 통하여 170℃에서 5분간 예열을 한 시료의 신장률이 15%일 때의 인장 강도를 기록한다. 이로부터 인장 모듈러스를 계산한다. Tensile test at high temperature, 10 kg in / mm 2 , the tensile modulus of heat shrink tubing products If it has the following values, it determines with pass. Specifically, the tensile strength when the elongation of the sample preheated at 170 ° C. for 5 minutes through a universal testing machine (UTM) is 15% is recorded. From this the tensile modulus is calculated.

㉢ 난연성㉢ flame retardant

고난연 열수축 튜브의 난연성을 평가하기 위하여 미국 UL 224 규격에 따른 VW-1 수직 난연성 시험을 수행하였다. 구체적으로는 불꽃을 15초 인가한 후, 15초 소화를 5회 반복하고, 총 연소시간은 60초 이내이고, 전소되지 않을 것을 기준으로 평가하였다.In order to evaluate the flame retardancy of the high flame retardant heat shrink tube, the VW-1 vertical flame retardancy test according to the US UL 224 standard was performed. Specifically, after the flame was applied for 15 seconds, 15 seconds of fire extinguishing was repeated 5 times, and the total combustion time was evaluated based on not burning down within 60 seconds.

㉣ 외관 ㉣ appearance

색상을 포함한 외관의 평가는, 압출한 열수축 튜브의 인쇄 상태를 기존 제품과 비교하여 평가하였다. Evaluation of the appearance including color was evaluated by comparing the printing state of the extruded heat-shrink tube with the existing product.

실시예 번호Example number 비교예 번호Comparative example number 1One 22 33 1One 22 33 44 55 상온
특성
Room temperature
characteristic
인장 강도
(kg중/㎟)
The tensile strength
(kg / mm2)
1.361.36 1.251.25 1.381.38 0.950.95 1.151.15 1.311.31 1.171.17 0.650.65
신장률(%)Elongation (%) 530530 510510 520520 480480 540540 540540 8888 6060 팽창성
(kg중/㎟)
Inflatable
(kg / mm2)
1.21.2 1.51.5 1.41.4 2.02.0 1.31.3 1.21.2 28.828.8 1.31.3
수직 난연성
(VW-1)
Vertical flame retardancy
(VW-1)
합격pass 합격pass 합격pass 합격pass 합격pass 불합격fail 불합격fail 불합격fail
외관 평가Appearance evaluation 합격pass 합격pass 합격pass 불합격fail 불합격fail 합격pass 합격pass 불합격fail

표 2에 정리한 바와 같은 물성 측정 결과, 실시예 조성물은 VW-1 수직 난연성, 팽창성, 상온 기계적 특성에서 모두 기준치를 만족하였고 외관과 압출성도 우수하였다. 그러나 폴리인산암모늄을 110 중량부로 함유하는 비교예 1은 실시예 1과 그밖의 점에서 차이가 없는데도 불구하고 상온 인장 강도와 외관 면에서 기준에 미달하였다. 이는 인계 난연제의 분산성 저하 때문이라고 생각된다. As a result of measuring the physical properties as summarized in Table 2, the Example composition satisfies the reference value in VW-1 vertical flame retardancy, expandability, room temperature mechanical properties, and also excellent appearance and extrudability. However, Comparative Example 1, which contains 110 parts by weight of ammonium polyphosphate, did not meet the criteria in terms of room temperature tensile strength and appearance despite no difference in Example 1 and others. This is considered to be due to the dispersibility fall of a phosphorus flame retardant.

비교예 2는 아세트산비닐 모노머의 함량이 본 발명의 수치범위를 초과하는EVA 수지를 기본 수지내에 일부 포함하는 것이 특징이다. 비교예 2의 상온 기계적 물성, 팽창성과 난연성은 우수하였다. 그러나 비록 기본 수지의 일부분(20%)에 불과하였지만 비교예 2는 아세트산비닐 과다인 EVA 수지를 포함하였다. 그 때문에 비교예 2는 외관 평가에서 불합격하였다. 이는 아세트산비닐 모노머 함량 증가에 따라 수지의 극성이 커져 탄성이 늘어났기 때문으로 보인다.Comparative Example 2 is characterized by including a part of the EVA resin in the basic resin content of the vinyl acetate monomer exceeds the numerical range of the present invention. Room temperature mechanical properties, expandability and flame retardancy of Comparative Example 2 were excellent. However, although only a portion (20%) of the base resin, Comparative Example 2 included an EVA resin with an excess of vinyl acetate. Therefore, Comparative Example 2 failed in appearance evaluation. This is because the polarity of the resin increases with increasing vinyl acetate monomer content, thereby increasing the elasticity.

비교예 3과 4는 본 발명의 인계 난연제와 실리콘계 보조 난연제의 조합이 기계적 물성과 난연성의 조화에 얼마나 큰 역할을 하는지 보여준다. 실리콘계 보조 난연제는 실시예 1에서 5 중량부로 소량 쓰일 뿐이지만 이 실리콘계 보조 난연제를 결여한 비교예 3은 난연성이 충분하지 못하였다. 비교예 3은 난연성 평가시 드립(drip) 현상이 일어났다. 비교예 4는 다량의 금속 수산화물 난연제를 사용하여 난연성을 높이려 하였으나, 과량의 금속 수산화물 난연제를 사용한 탓에 기계적 물성이 통상적인 공정을 써서 열수축 튜브로 가공하기에 불가능한 수준이다. Comparative Examples 3 and 4 show how much the combination of the phosphorus-based flame retardant and the silicone-based auxiliary flame retardant of the present invention plays a role in the balance between mechanical properties and flame retardancy. Silicone-based auxiliary flame retardant was used only a small amount of 5 parts by weight in Example 1, but Comparative Example 3 lacking this silicone-based auxiliary flame retardant was not enough flame retardant. In Comparative Example 3, a drip phenomenon occurred in evaluating flame retardancy. Comparative Example 4 tried to increase the flame retardancy by using a large amount of metal hydroxide flame retardant, but due to the use of an excess metal hydroxide flame retardant mechanical properties are impossible to be processed into a heat shrink tube using a conventional process.

비교예 5는 Crystal phase Ⅰ의 폴리인산암모늄을 사용한 것으로 실시예 1에서 사용된 Crystal phase Ⅱ의 폴리인산암모늄에 비하여 흡습이 많이 일어나서 물성, 난연성, 외관 모든 평가에서 불합격 되는 것을 보였다.Comparative Example 5 is the use of ammonium polyphosphate of the crystal phase I, compared to the ammonium polyphosphate of the crystal phase II used in Example 1, the moisture absorption occurs much showed that the physical properties, flame retardancy, appearance all failed in evaluation.

이와 같은 결과로부터 본 발명의 열수축 튜브용 난연 수지 조성물은 기계적 물성과 난연성의 조화가 뛰어날 뿐 아니라 착색성이 우수하다는 것을 알 수 있다.From these results, it can be seen that the flame-retardant resin composition for heat-shrinkable tubes of the present invention not only has excellent balance between mechanical properties and flame retardancy, but also has excellent colorability.

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.

본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 사상의 이해를 돕기 위한 것이므로, 본 발명은 아래 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The drawings attached to the present specification illustrate exemplary embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the present invention, the present invention is intended to help understand the technical idea of the present invention. No.

도 1은 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 난연 열수축 튜브의 단면도로서 삽입체의 외주면에 열수축 튜브를 가하고 수축한 모습이다.1 is a cross-sectional view of a flame-retardant heat shrink tube for explaining an embodiment according to the present invention is a state in which the heat shrink tube is applied to the outer peripheral surface of the insert and contracted.

Claims (4)

에틸렌-아세트산비닐 공중합체 기본 수지 100 중량부에 대하여;Per 100 parts by weight of ethylene-vinyl acetate copolymer base resin; 적린(赤燐)을 제외한 인계 난연제 30 내지 100중량부; 및30-100 parts by weight of a phosphorous flame retardant except red phosphorus; And 실리콘(silicone)계 보조 난연제 5 내지 15 중량부를 포함하되,5 to 15 parts by weight of a silicone-based auxiliary flame retardant, 상기 기본 수지는 아세트산비닐 모노머의 비율을 중량 기준으로 15 내지 33%로 하여 중합한, 용용 지수가 2 g/10분 내지 15 g/10분인 에틸렌-아세트산비닐 공중합체로 이루어지는 열수축 튜브용 수지 조성물.The base resin is a resin composition for a heat-shrink tube comprising an ethylene-vinyl acetate copolymer having a melt index of 2 g / 10 min to 15 g / 10 min, polymerized using a vinyl acetate monomer in a proportion of 15 to 33% by weight. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 인계 난연제는 하기 화학식 1로 표시되는 폴리인산암모늄인 것을 특징으로 하는 열수축 튜브용 수지 조성물.The phosphorus flame retardant is a resin composition for a heat shrink tube, characterized in that the ammonium polyphosphate represented by the formula (1). [화학식 1][Formula 1]
Figure 112009067341891-PAT00003
Figure 112009067341891-PAT00003
상기 화학식 1에서, n 은 정수이며, 1000 ≤ n ≤ 2000 이다.In Chemical Formula 1, n is an integer, and 1000 ≦ n ≦ 2000.
제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 폴리인산암모늄은 멜라민 포르말데하이드 코팅을 한 폴리인산암모늄인 것을 특징으로 하는 열수축 튜브용 수지 조성물.The ammonium polyphosphate is a heat-shrink tube resin composition, characterized in that the polyammonium polyphosphate with melamine formalde coating. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 열수축 튜브용 수지 조성물을 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 열수축 튜브.The heat shrink tube manufactured using the resin composition for heat shrink tubes of any one of Claims 1-3.
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