KR20110094697A

KR20110094697A - 고난연 전자 기기 전선용 고분자 조성물과 이를 이용한 전선

Info

Publication number: KR20110094697A
Application number: KR1020100014253A
Authority: KR
Inventors: 남기준; 김원중; 김환기
Original assignee: 엘에스전선 주식회사
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2011-08-24
Also published as: KR101601286B1; WO2011102581A1

Abstract

본 발명은 내열성과 기계적 물성과 난연성이 조화된 전자 기기 전선용 절연 재료와 이를 이용한 절연 전선에 관한 것이다. 본 발명의 난연성 절연 재료는 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 단독 또는 에틸렌-아세트산비닐 공중합체와 변성 폴리올레핀의 혼합물 50~90 중량%와 극성화 폴리페닐렌옥사이드 30~90 중량%로 이루어진 기본 수지 100 중량부에 대하여 비할로겐계 무기 난연제 50~200 중량부, 활제 0.2∼10 중량부와 안정제 0.2∼10 중량부를 포함하며, 상기 변성 폴리페닐렌옥사이드는 폴리페닐렌옥사이드 10~50 중량%와 고내충격 폴리스티렌 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 고무 중에서 선택하는 적어도 하나의 고무 성분 50~90 중량%로 이루어진다.

Description

고난연 전자 기기 전선용 고분자 조성물과 이를 이용한 전선{Highly flame-resistant polymer composition for electrical wire insulation and electrical wire produced therewith}

본 발명은 난연성 절연 재료와 이를 이용한 절연 전선에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 비할로겐 에틸렌-아세트산비닐계 절연 재료에 관한 것이다.

전선의 절연층용 난연 재료로는 우수한 기계적 물성과 저렴한 비용 때문에 폴리염화비닐이나 난연제를 함유한 폴리올레핀을 널리 사용하여 왔다. 그런데 폴리염화비닐과 같은 할로겐 함유 폴리올레핀이나 할로겐계 난연제는 연소시 다이옥신과 같은 유독성 기체를 방출하기 때문에 최근에는 환경 보호를 위하여 PVC와 같이 할로겐 원소를 포함하는 난연성 절연 재료에 대한 사용 규제가 강화되고 있는 실정이다. 또한 할로겐계 난연성 절연 재료의 대안으로 금속 수산화물계 무기 난연제를 비할로겐 폴리올레핀에 혼합하여 사용하는 방법이 유력하게 대두되었다. 그러나 이 경우, 고분자 수지 가공 온도에서 금속 수산화물 성분의 열적 안정성이 떨어져서 기계적 물성이 급격히 악화되는 문제점이 있었다. 게다가 금속 수산화물 사용시 기계적 물성의 저하를 막기 위하여 충전제(filler)를 도입하는 경우, 충전제를 과량으로 넣어야 하기 때문에 충전제가 포함된 고분자 수지의 점도가 늘어나 가공성이 나빠지는 문제점이 있었다. 전자 기기용 전선은 열에 노출될 위험성이 높으므로 내열성이 필요한데 내열성 강화를 위하여 금속수산화물을 다량 함유하는 폴리올레핀 조성물을 전자빔 가교할 경우, 난연 특성이 두드러지게 떨어지는 부작용이 발생하는 것 또한 문제이다.

따라서 충분한 난연성을 갖추고 있으면서 기계적 성질과 가공성이 양호한 경제적인 비할로겐계 난연성 수지 조성물의 개발은 아직까지도 꾸준한 연구가 필요한 분야이다.

본 발명의 기술적 과제는 할로겐 성분을 포함하지 않으며 유연성과 신장률 등의 기계적 물성과 가공성을 두루 갖춘 가교형 고난연성 절연 재료를 개발하는 것이다.

이와 같은 목적을 이룩하기 위하여, 본 발명에서는 난연성 절연 재료로서 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 단독 또는 에틸렌-아세트산비닐 공중합체와 극성화 폴리올레핀의 혼합물 50~90 중량%와 변성 폴리페닐렌옥사이드 30~90 중량%로 이루어진 기본 수지 100 중량부에 대하여, 무기 난연제 80~200 중량부, 활제 0.2~10 중량부 및 안정제 0.2~10 중량부를 포함하는 조성물을 제공한다. 여기서 상기 변성 폴리페닐렌옥사이드는 폴리페닐렌옥사이드 10~50 중량%와 고내충격 폴리스티렌 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 중에서 선택하는 적어도 하나의 고무 성분 50~90 중량%로 이루어진 혼합물이다. 상기 무기 난연제는 비닐실란, 지방산, 아미노폴리실록산 또는 기타 고분자로 피복한 수산화알루미늄 또는 수산화마그네슘이 바람직하다.

본 발명에서는 아울러 이러한 난연성 절연 재료를 이용하여 절연층을 제조한 절연 전선을 제공한다.

본 발명의 난연성 절연 재료를 이용하여 얻은 전선은 우수한 난연성, 예를 들어 UL 1581 규격에 따른 수직 난연성과 우수한 기계적 물성을 갖추고 있다. 또한 내열성이 좋아 가교형 전자 기기용 친환경 전선의 절연층을 완성할 수 있다.

이하 본 발명을 자세히 설명한다. 본 발명의 난연성 절연 재료는 에틸렌-아세트산비닐 공중합체와 폴리페닐렌옥사이드(polyphenylene oxide, PPO), 고무 수지로 이루어지는 기본 수지에 활제와 안정제를 포함하며 별도의 난연제가 없이도 난연 효과를 발휘한다.

에틸렌-아세트산비닐(EVA) 공중합체는 할로겐 성분이 없어 친환경적이며 난연성이 비극성 폴리올레핀에 비하여 우수하다. 하지만 에틸렌-아세트산비닐 수지만으로는 전선용 절연층에 필요한 기계적 강도와 신장률을 달성하기 어렵고, 난연성 기준을 만족시키기 위하여 다량의 비할로겐계 금속 수산화물을 사용하여야 한다. 이 경우 필연적으로 기계적 물성이 악화된다. 본 발명에서는 EVA 공중합체에 폴리페닐렌옥사이드와 고무 수지를 혼용하여 우수한 기계적 물성을 가지면서 난연성 기준에 필요한 난연제의 양도 줄일 수 있는 방법을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

폴리(2,6-디메틸페닐렌 옥사이드)를 비롯한 폴리페닐렌옥사이드(PPO) 고분자는 챠(char) 형성이 수월하므로 자체적인 난연성이 좋으며 기계적 강도가 크고 내열성이 큰 장점이 있다. 반면에 PPO는 취성(脆性)이 있고 가공이 힘들다는 단점이 있다. 따라서 난연성이 뛰어난 폴리페닐렌옥사이드와 다른 고분자를 혼합하여 기계적 특성과 가공성이 우수하면서 가교 공정을 생략할 수 있는 절연 재료를 제조할 수 있다면 전선의 절연층으로서 매우 바람직하다.

본 발명에서는 고무 수지를 포함하는 변성 폴리페닐렌옥사이드와 EVA 공중합체를 혼합하여 난연성과 기계적 강도, 내열성이 뛰어난 전자기기용 전선을 얻을수 있도록 하였다. 본 발명의 절연 재료에서 기본 수지는 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 50~90 중량%와 폴리페닐렌옥사이드 10~50 중량%로 이루어진다.

본 발명에 쓰일 수 있는 에틸렌-아세트산비닐 공중합체는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 에틸렌-아세트산비닐 공중합 고분자를 사용하면 적당한데, 더욱 바람직하게는 중합시 에틸렌과 아세트산비닐 모노머의 합계 총량에서 아세트산비닐이 10~40 중량%를 차지하도록 하여 중합한 고분자가 바람직하며, 그 용융 흐름 지수는 0.1~10 g/10분인 것을 사용하면 더욱 바람직하다.

중합시 아세트산비닐 모노머의 함량이 10 중량% 미만이 되면 난연제 함유율이 저하하여 난연제를 많이 첨가하지 못하므로 불리하고, 아세트산비닐의 함량이 40 중량%를 넘어도 기계적 강도를 유지하지 못하므로 바람직하지 못하다. 한편 EVA 공중합체로서 용융 흐름 지수가 0.1 g/10분 미만인 것을 기본 수지에 사용하면 압출 가공시 부하가 증가하여 가공성에 문제가 있어 불리하고, 10g/10분을 넘는 것을 사용하여도 압출시 처짐 현상 등으로 작업에 어려움이 있어 피하여야 한다.

본 발명의 절연 재료에서 기본 수지는 EVA 공중합체를 50~90 중량%로 포함한다. 이 때 상기 EVA 공중합체는 소량의 극성화 폴리올레핀을 함유하고 있을 수도 있다. 본 발명에서 극성화 폴리올레핀이란 처리하지 않은 폴리올레핀에 극성 작용기를 도입한 것을 의미한다. 본 발명에서 극성화 폴리올레핀은 극성이 있는 무기난연제와 화학적 혹은 물리적으로 결합하여 절연재료의 기계적 물성을 우수하게 유지한다.

극성화 처리 대상인 폴리올레핀으로는 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-1-옥텐 공중합체, 에틸렌-1-부텐 공중합체, 3 내지 15개의 탄소 원자를 포함하는 알파올레핀-에틸렌 블록 공중합체, 3 내지 15개의 탄소 원자를 포함하는 알파올레핀-에틸렌 랜덤 공중합체, 아세트산비닐 함량이 2~40%의 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 아크릴산에틸 함량이 2~40%의 에틸렌-아크릴산에틸 공중합체 등을 들 수 있다.

극성화를 위하여 무변성 폴리올레핀에 작용기를 도입하는 것은 예를 들어 무수 말레산, 말레산무수물 또는 글리시딜메타크릴레이트와 같은 물질로 무변성 폴리올레핀을 처리하여 이룰 수 있다. 예를 들어 말레산무수물로 무변성 폴리올레핀에 그라프트하여 카르복시기 또는 카르복시산 무수물을 폴리올레핀 사슬에 도입할 수 있다. 이러한 폴리올레핀의 극성화 처리 방법은 이 분야에 잘 알려져 있으므로 본 명세서에서 상술하지 않는다. 간략하게, 이러한 처리는 폴리올레핀 100 중량부에 대해 0.1 내지 5 중량부의 비율로 극성기 도입 물질(예를 들어 말레산 무수물)을 처리(예를 들어 그래프트화)하면 바람직하다.

극성화 폴리올레핀을 기본 수지에 에틸렌-아세트산비닐과 변성 폴리올레핀을 변성 폴리페닐렌옥사이드와 혼용할 경우, 에틸렌-아세트산비닐과 변성 폴리올레핀의 혼용율은 중량 기준으로 EVA 공중합체:변성 폴리올레핀 = 50:50 내지 95:5의 범위가 적당하다. 혼용비가 상기 범위에 있으면 수지와 난연제간의 적절한 결합력으로 기계적 물성을 유지하기 때문이다.

본 발명의 기본 수지에 쓰이는 극성화 폴리올레핀으로는 용융 흐름 지수가 0.1~10인 것을 사용하는 것이 기계적 물성과 가공특성을 동시에 구현하는 면에서 바람직하다.

본 발명에서 쓰일 수 있는 폴리페닐렌옥사이드로는 폴리(2,6-디메틸페닐렌 옥사이드)를 비롯하여 이 분야에서 통상적으로 사용되는 폴리페닐렌옥사이드계 고분자를 사용하면 적당하다.

본 발명에서 "변성 폴리페닐렌옥사이드"란 용어는 폴리페닐렌옥사이드와 고무 수지(엘라스토머)의 혼합물을 의미한다. 이 분야에서는 이미 폴리페닐렌옥사이드와 고무 수지의 혼합물로서 변성 폴리페닐렌옥사이드라고 지칭하는 것을 시판하고 있다. 본 발명에서 기본 수지에 이러한 시판 변성 PPO를 사용할 수 있음은 물론이다. 변성 폴리페닐렌옥사이드에 포함되는 고무 수지 성분의 예를 일부만 들자면 고내충격 폴리스티렌(high impact polystyrene, HIPS), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 고무, 폴리에틸렌 엘라스토머 등이 있다. 이 중에서 더욱 바람직한 고무 수지 성분으로는 고내충격 폴리스티렌(high impact polystyrene, HIPS), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 고무, 그리고 이들의 혼합물을 들 수 있다. 폴리페닐렌옥사이드에 고내충격 폴리스티렌 및/또는 SEBS 고무를 섞어주면 절연 재료의 유연성과 신율이 향상시킬 수 있다.

본 발명에서 쓰일 수 있는 고내충격 폴리스티렌 및/또는 SEBS 고무에 있어서 특별한 제약은 없으며, 이 분야에서 흔히 쓰이는 것을 사용할 수 있다. 여기서 상기 고내충격 폴리스티렌은 스티렌의 비율이 중량비로 30~70%, 용융 흐름 지수가 0.1~30(190℃, 2.16kg, 10분)인 것을 사용하면 더욱 바람직하다. 또한 상기 SEBS 고무로는 스티렌의 비율이 중량비로 30-70%이며 용융 흐름 지수가 0.1~30(190℃, 2.16kg, 10분)인 것을 사용하면 더욱 바람직하다.

본 발명의 절연 재료에서 변성 폴리페닐렌옥사이드로는 10~50 중량%의 폴리페닐렌옥사이드와 50~90 중량%의 고무 수지, 예를 들어 고내충격 폴리스티렌 및/또는 SEBS 고무의 혼합물을 사용한다. 폴리페닐렌옥사이드와 고무 수지의 함량이 이 범위에 있으면 전선용 재료로서 적절한 기계적 강도를 유지함과 동시에 유연성과 가공성을 가질 수 있어 유리하다. 변성 폴리페닐렌옥사이드 속에서 무변성 폴리페닐렌옥사이드의 함량이 10 중량%에 못 미치면 기계적 강도와 난연특성이 떨어져 전선용 재료로 적절하지 못하고, 무변성 폴리페닐렌옥사이드의 함량이 50 중량%를 넘어도 유연성과 가공성이 떨어져 사용상 어려움이 있다.

본 발명의 절연 재료에서 기본 수지는 상기 변성 폴리페닐렌옥사이드를 10~50 중량%, (극성화 폴리올레핀을 포함하는) EVA 공중합체를 50~90 중량%로 함유한다. 변성 PPO가 상기 비율로 기본 수지에 포함되면 내열성, 기계적 강도와 난연성이 좋아지면서 절연 재료의 신장률과 유연성도 우수한 수준으로 유지할 수 있다. 기본 수지에서 변성 PPO의 함량이 10 중량% 미만이면 난연성이 취약해져서 좋지 않고, 50 중량%를 넘어도 유연성이 부족해져 가공성이 매우 나빠지므로 바람직하지 못하다.

본 발명의 비할로겐 난연성 절연 재료는 상기 기본 수지 100 중량부에 대하여 무기 난연제를 50~200 중량부 함유한다. 적절한 무기 난연제로는 수산화알루미늄과 수산화마그네슘을 들 수 있다. 본 발명의 난연성 절연 재료는 난연성이 양호한 에틸렌-아세트산비닐 공중합체를 기본으로 하면서 난연성이 매우 우수한 폴리페닐렌옥사이드도 함유하고 있으므로, 종래 기술의 절연 재료와 비교하여 더 적은 양의 무기 난연제를 사용하여도 효과적으로 목표하는 난연성을 이룰 수 있다. 이는 또한 기계적 성능의 향상으로 이어진다. 본 발명에서는 가공 특성을 개선하고, 유기 고분자 조직 속에 더 고르게 분산하도록 돕기 위하여 무기 난연제의 표면에 유기 물질을 피복할 수도 있다. 예를 들어 수산화알루미늄이나 수산화마그네슘의 표면에 비닐실란, 지방산, 아미노폴리실록산이나 기타 고분자를 피복한 것을 사용하면 바람직하다.

본 발명의 절연 재료는 무기 난연제에 더하여 보조 난연제를 더 포함할 수 있다. 보조 난연제로는 예를 들어 삼산화안티몬, 오산화안티몬, 멜라민시아누레이트 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 난연성 절연 재료에 보조 난연제를 적정량으로 보태어 주면 기계적 특성에 악영향을 미치는 금속 수산화물 난연제의 사용량을 줄이면서 원하는 난연 효과를 얻을 수 있다. 이러한 보조 난연제의 첨가량은 절연 재료에서 목표로 하는 난연성 수준과 기계적 물성에 따라 당업자가 자유로이 조절할 수 있고, 그 방법이 잘 알려져 있으므로 상술하지 않겠다.

본 발명의 절연 재료는 상기 기본 수지, 난연제와 더불어 가공 활제와 안정제를 더 포함한다. 활제는 제조 기계 표면의 금속으로부터 절연 재료의 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 저분자량 폴리에틸렌, 스테아르산, 스테아릴 알콜, 스테아르산부틸, 왁스 등이 있다. 활제의 함량은 상기 기본 수지 100 중량부에 대하여 0.2~10 중량부가 적당하다. 활제의 함량이 0.2 중량부에 미달하는 경우에는 윤활 효과가 나지 않으며, 10 중량부를 초과하는 경우에는 혼련이 곤란하게 되는 등 전체적인 수지 조성물의 물성을 저해할 수 있어 바람직하지 못하다.

본 발명에서 안정제로는 산화 방지제를 사용할 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 기본 수지 100 중량부에 대해 0.2 내지 10 중량부의 함량으로 포함된다. 산화 방지제가 0.2 중량부 아래의 함량으로 포함되면 산화 방지 효과가 미미하고 10 중량부를 넘어 부가하여도 산화 방지 효과가 더 이상 늘어나지 않으므로 산화 방지제 함량은 이 범위가 적당하다.

이 외에도, 본 발명에 따른 난연성 절연 재료에는 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 절연 수지 조성물에 통상적으로 사용되는 각종 기능성 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이러한 첨가제에는 자외선 방지제, 항블록킹제, 정전기 방지제, 왁스, 커플링제, 안료 등이 있는데, 비록 예시되지 않았지만, 필요에 따라서 다양한 종류의 물질을 선택하여 사용될 수 있다.

본 발명에서는 아울러, 상기 난연성 절연 재료로 절연층을 구성한 절연 전선을 제공한다. 본 발명의 난연성 절연 재료로 절연층을 구성하면 폴리페닐렌옥사이드의 고온 안정성 때문에 난연성의 희생 없이 가교를 효과적으로 이룰 수 있다. 가교 방법은 당업자가 적절하게 결정할 수 있는데 예를 들어 전자빔 조사에 의한 가교를 택할 수 있다. 통상적인 방법을 이용하여 본 발명의 난연성 절연 재료는 금속 도체를 둘러싸는 절연층으로 제조할 수 있는데, 그 구체적인 방법은 이 분야에 잘 알려져 있으므로 상술하지 않는다.

[실시예]

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.

본 발명의 난연성 절연 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 조성에서 벗어난 성분값은 굵은 이탤릭체로 표시하였다.

조 성 ( 중량부 )	실 시 예			비 교 예
조 성 ( 중량부 )	1	2	3	1	2	3	4
에틸렌- 아세트산비닐 ¹ ⁾	80	60	50	*100*	80	*100*	80
변성 폴리올레핀² ⁾	―	10	―	―	20	―	20
변성 폴리페닐렌옥사이드³ ⁾	20	30	50	0	0	0	0
무기 난연제^†	150	100	80	250	*250*	150	150
보조 난연제^‡	30	―	―	―	―	100	100
활제^*	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	*0.5*	-
안정제^※	*0.5*	*0.5*	*0.5*	*0.5*	*0.5*	*0.5*	-

[표에 사용한 성분의 설명]

1) Mitsui사 EVA180. 용융 흐름 지수가 0.2 g/10분. 중합시 아세트산비닐 모노머가 모노머들의 혼합물에서 33 중량%를 차지

2) 말레산무수물(maleic anhydride) 모노머를 0.9 중량%로 폴리에틸렌에 그라프트한 수지. 용융 흐름 지수 2.0g/10분.

3) 일본 아사히화성(化成)社 제품인 Xyron WH100.

† 표면을 실란으로 피복한 수산화마그네슘인 Kyowa社 Kisuma 5P

‡ 멜라민시아누레이트

* Lion Chem사의 PE계 Wax 로 제품명 LC-Wax 102N

※ Ciba Specialty사의 산화방지제 제품명 Ir-1010

상기 실시예(1~3) 및 비교예(1~4)에 따르는 조성물을 이용하여 각각의 시편 절연층은 다음과 같이 마련하였다.

3L 니더(kneader)를 이용하여 160℃에서 각각의 조성물을 컴파운드 가공한 다음, 45 mm 일축압출기를 통하여 도체 위에 절연층으로 압출해냄으로써 미국 UL 3691 규격에 따른 전선 시편을 제작하여 평가하였다. 이 때 절연층의 가교를 위하여 전자빔 조사 장치의 조사량을 25 Mrad로 조정하였다.

이렇게 얻은 실시예와 비교예 시편에 대하여 기계적 물성, 난연성과 외관을 시험한 결과를 아래 표 2에 정리하였다. 간략한 실험 조건은 다음과 같다.

㉠ 상온 기계적 물성

전자 기기용 전선은 미국 UL 1581규격에서 정하는 조건에 따라 상온 인장 강도가 1.05 kg중/㎟ 이상, 상온 신장률이 150% 이상이어야 한다.

㉡ 가열 후 기계적 물성

전자 기기용 전선 중 내열 등급 105℃급인 전선은 UL 1581규격에서 정하는 조건에 따라 136℃에서 168시간 동안 가열한 후의 강도 잔율이 70% 이상, 신장 잔율이 50% 이상이어야 한다.

㉢ 난연성

고난연 열수축 튜브의 난연성을 평가하기 위하여 미국 UL 1581 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.

㉣ 외관

색상을 포함한 표면 외관의 평가는, 제조한 전선 시편의 표면을 기준으로 육안으로 평가하였는데, 표면에 미세한 돌기가 없고 매끈하면 합격, 돌기가 있고 표면이 거칠면 불합격으로 판정하였다.

		실시예 번호			비교예 번호
		1	2	3	1	2	3	4
상온 특성	인장 강도 (kg중/㎟)	1.3	1.45	1.9	0.7	0.95	0.85	0.98
상온 특성	신장률(%)	330	270	215	85	100	98	110
가열 특성	강도 잔율(%)	86	92	106	104	94	87	85
가열 특성	신장 잔율(%)	88	95	102	96	97	85	80
수직 난연성 (VW-1)		합격	합격	합격	불합격	불합격	합격	합격
외관 평가		합격	합격	합격	합격	합격	합격	합격

표 2에 정리한 바와 같은 물성 측정 결과, 실시예 조성물은 상온과 가열 후 기계적 특성, 수직 난연성, 외관, 경제성의 모든 평가 항목에서 모두 기준치를 만족하였다. EVA 공중합체만을 기본 수지에 포함하는 비교예 1은 인장 강도와 신장률로 나타내는 기계적 물성이 열악하였다. 특히 비교예 1은 실시예 2의 2.5배에 달하는 무기 난연제를 사용하였음에도 불구하고 난연성 기준에 미치지 못하였다. 무기 난연제와 보조 난연제의 사용 면에서 비교예 1과 차이가 있는 비교예 3도 기계적 물성이 나빠 절연 재료로 사용하기에 부적절하였다. 기본 수지에 EVA 수지와 극성화 폴리올레핀을 포함하지만, 변성 PPO가 없는 비교예 2와 비교예 4의 경우, 가열 특성은 우수하였으나, 상온 기계적 특성이 기준치에 못 미쳐 전자기기용 절연 재료로 사용할 수 없었다. 이같은 결과로부터 본 발명의 난연성 절연 재료와 그를 이용한 전선은 기계적 물성과 난연성의 조화가 뛰어나다는 것을 알 수 있다.

위와 같이 본 발명의 최적 실시예들을 개시하였다. 본 실시예를 포함하는 명세서에서 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.

Claims

에틸렌-아세트산비닐 공중합체 단독 또는 에틸렌-아세트산비닐 공중합체와 변성 폴리올레핀의 혼합물 50~90 중량%와 극성화 폴리페닐렌옥사이드 30~90 중량%로 이루어진 기본 수지 100 중량부에 대하여;
비할로겐계 무기 난연제 50~200 중량부;
활제 0.2∼10 중량부; 및
안정제 0.2∼10 중량부를 포함하되,
상기 변성 폴리페닐렌옥사이드는 폴리페닐렌옥사이드 10~50 중량%와 고내충격 폴리스티렌 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 고무 중에서 선택하는 적어도 하나의 고무 성분 50~90 중량%로 이루어진 혼합물인 난연성 절연 조성물.
제1항에 있어서,
상기 에틸렌-아세트산비닐 공중합체와 극성화 폴리올레핀의 비율은 중량비로 에틸렌-아세트산비닐:극성화 폴리올레핀 = 50:50 내지 95:5인 것을 특징으로 하는 난연성 절연 조성물.
제1항에 있어서,
상기 극성화 폴리올레핀은 용융 흐름 지수가 0.1~10(g/10분)인 것을 특징으로 하는 난연성 절연 조성물.
제1항에 있어서,
상기 극성화 폴리올레핀은 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-1-옥텐 공중합체, 에틸렌-1-부텐 공중합체, 3 내지 15개의 탄소 원자를 포함하는 알파올레핀-에틸렌 블록 공중합체, 3 내지 15개의 탄소 원자를 포함하는 알파올레핀-에틸렌 랜덤 공중합체, 아세트산비닐 함량이 2~40%의 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 아크릴산에틸 함량이 2~40%인 에틸렌-아크릴산에틸 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택하는 무변성 폴리올레핀을 말레산 무수물 또는 글리시딜메타크릴레이트로 처리한 물질인 것을 특징으로 하는 난연성 절연 조성물.
제4항에 있어서,
상기 처리는 그라프트 중합인 것을 특징으로 하는 난연성 절연 조성물.
제1항에 있어서,
상기 에틸렌-아세트산비닐 공중합체는 용융 흐름 지수가 0.1~10 g/10분이고, 아세트산비닐 모노머의 무게가 모노머의 총량에서 10~40 중량%를 차지하도록 하여 중합하여 얻은 것을 특징으로 하는 난연성 절연 조성물.
제1항에 있어서,
상기 폴리페닐렌옥사이드는 용융 흐름 지수가 5~50(220℃, 10kg, 10분)인 것을 특징으로 하는 난연성 절연 조성물.
제1항에 있어서,
상기 고내충격 폴리스티렌은 스티렌 비율이 중량비로 30~70% 이며 용융 흐름 지수가 0.1~30(190℃, 2.16kg, 10분)인 것을 특징으로 하는 난연성 절연 조성물.
제1항에 있어서,
상기 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 고무는 스티렌의 비율이 중량비로 30~70%이며, 용융 흐름 지수가 0.1~30(190℃, 2.16kg, 10분) 인 것을 특징으로 하는 난연성 절연 조성물.
제1항에 있어서,
상기 무기 난연제는 비닐실란, 지방산, 아미노폴리실록산 또는 고분자로 피복한 수산화알루미늄이나 피복한 수산화마그네슘인 것을 특징으로 하는 난연성 절연 조성물.
제1항에 있어서,
삼산화안티몬, 오산화안티몬, 멜라민시아누레이트 또는 이들의 혼합물인 보조 난연제를 더 포함하는 난연성 절연 조성물.
도체와
상기 도체를 감싸는 절연층을 포함하는 절연 전선으로서,
상기 절연층은 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 난연성 절연 조성물로부터 이루어지는 것을 특징으로 하는 절연전선.