KR20150068866A - 압출용 고온내수성 난연 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 절연체 및 이를 포함하는 전선 및 케이블 - Google Patents

압출용 고온내수성 난연 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 절연체 및 이를 포함하는 전선 및 케이블 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압출용 고온내수성 난연 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 절연체 및 이를 포함하는 전선 및 케이블에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 난연 수지 조성물은 (A) 베이스 수지, (B) 난연제 및 (C) 산화방지제를 포함하고, 상기 (A) 베이스 수지는 (A1) 폴리올레핀계 수지, (A2) 열가소성 엘라스토머 및 (A3) 상용화제의 혼합물이며, 상기 열가소성 엘라스토머(A2)는 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계 및 스티렌(Styrene)계 엘라스토머 중에서 하나 이상을 포함하고, 상기 상용화제(A3)는 말레산 무수물(Maleic anhydride) 및/또는 프탈산 무수물이 그라프트된 폴리올레핀계 공중합체 수지를 포함하며, 상기 난연제(B)는 (B1) 인계 난연제, (B2) 금속 수산화물계 난연제, (B3) 질소계 난연제 및 (B4) 인-질소계 난연제 중에서 하나 이상을 포함하고, 상기 인계 난연제(B1), 금속 수산화물계 난연제(B2) 및 인-질소계 난연제(B4)는 비닐 실란을 포함하는 실리콘계 커플링제, 티타네이트계 커플링제, 고급 지방산, 금속수화물, 아민 또는 그의 금속염으로 코팅된 것이며, 상기 베이스 수지(A) 100 중량부, 난연제(B) 80~160 중량부 및 산화방지제(C) 1~10 중량부로 포함되는 것을 특징으로 한다.

Description

압출용 고온내수성 난연 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 절연체 및 이를 포함하는 전선 및 케이블 {FLAME-RETARDANT RESIN COMPOSITION FOR EXTRUSION, INSULATER PREPARED USING THE SAME, AND ELECTRICAL WIRE AND CABLE THEREOF}
본 발명은 압출용 고온내수성 난연 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 절연체 및 이를 포함하는 전선 및 케이블에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 할로겐 성분을 포함하지 않아 친환경적이면서 난연성 및 기계적 물성이 우수한 압출용 고온내수성 난연 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 절연체 및 이를 포함하는 전선 및 케이블에 관한 것이다.
PVC(폴리 염화 비닐, Polyvinyl chloride)는 난연성 및 인장특성 등이 우수하고, 경제성이 우수하여 자동차 및 기기용 전선에 널리 사용되고 있다. 일반적으로 PVC 수지를 포함하는 전선 제조시 프탈레이트계 가소제를 포함하게 되는데, 최근 환경 문제와 프탈레이트계 가소제 및 PVC의 인체 유해성이 대두됨에 따라 기관과 고객의 친환경에 대한 요구로 인해 PVC의 사용이 점차 감소 및 금지되고 있으며, 이에 따라 PVC 수지의 물성에 대응할 수 있는 수지의 개발이 요구되는 실정이다.
또한, 이러한 PVC는 난연보조제로 삼산화 안티몬(Sb2O3)을 함께 사용하여 전선 등을 제조하고 있으나, 이러한 삼산화 안티몬을 포함하는 전선의 경우, 연소시 발암성 물질을 포함하는 유독가스가 발생하여 사용이 규제되고 있다.
이와 관련하여 대한민국 공개특허공보 제2005-0038307호에서는 PVC 수지, 인계 난연성 가소제, 브롬계 난연성 가소제, 프탈레이트계 가소제, 삼산화 안티몬 및 무기 수산화물 등을 포함하여 열안정성, 난연성이 우수한 시스 및 케이블을 형성하는 구성이 개시되고 있으나, 상기 시스 및 케이블의 연소시 조성물에 포함된 PVC 수지, 프탈레이트계 가소제 및 삼산화 안티몬 등에서 유해물질이 발생하는 문제점이 있었다.
한편, 자체난연성을 갖는 PVC를 대체하여 우수한 경제성, 난연성 및 인장특성을 확보하기 위해서는 베이스수지, 난연제 및 가소제 등의 첨가제가 매우 중요하게 작용한다.
최근 이러한 PVC를 대체하여 폴리올레핀(Poly olefin)을 사용하고 있으나, 자체소화성이 없어 난연성을 확보하는데 큰 어려움이 있었다.
이때 폴리올레핀 베이스수지에 난연성을 부여하기 위해 첨가될 수 있는 난연제 종류로는 할로겐계 난연제, 인계 난연제 및 무기계 난연제(금속 수산화물) 등이 있다. 할로겐에는 F(불소), Br(브롬), Cl(염소), I(요오드)가 있으며, 이중에서 난연제로 사용되는 것은 Br(브롬)과 Cl(염소)인데 그 이유는 상기 F의 경우 결합력이 매우 강해 라디칼을 생성하지 못하며, 상기 I는 결합력이 매우 약해 저온에서도 쉽게 분해되기 때문에 고온에서 사용되는 난연제로는 적합하지 않다. 이로 인해 난연제로는 상기 Br과 Cl이 주로 사용되는데 그 중에서도 비용대비 효과가 뛰어난 브롬계 난연제가 주로 사용되고 있다. 이와 같은 할로겐계 난연제는 무기계에 비하여 매우 적은 양을 첨가해도 충분한 난연효과를 얻을 수 있는 장점이 있어 내충격 강도가 요구되는 전기·전자제품에 많이 사용되고 있다. 하지만 많은 장점에도 불구하고 환경적으로 유해한 특성 때문에 사용이 규제되고 있는 실정이다.
인계 난연제는 할로겐계 난연제의 사용규제가 본격화됨에 따라 가장 주목 받고 있는 난연제로 대표적인 매커니즘은 팽창 차르(Char)의 형성이다. 연소 시 부풀어 올라 산소를 차단함으로써 소화시키는 매우 효과적인 난연제이다. 하지만 열적 안정성 및 수지와의 상용성이 낮으며, 특히 고온 내수성이 열악하여 수증기 등에 노출시 흡습하여 전선 표면에 석출될 수 있다.
무기계 난연제 중에 가장 많이 사용되는 것은 수산화 알루미늄과 수산화 마그네슘이다. 위의 두 가지 난연제는 분해 시 물을 방출하는 과정에서 흡열에 의해 연소에 필요한 열량을 흡수해 버리는 과정에서 나타나는 냉각효과가 난연의 주요 매커니즘이다. 또한, 금속 수산화물 난연제는 친환경적임에도 불구하고 UL-V0와 같이 높은 등급의 난연을 얻기 위해서는 상당히 많은 양을 사용해야만 하는데 이럴 경우 최종제품에서 고충격강도, 특히 전선에서 전기적 특성에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다.
특히 난연 테스트 중 가장 가혹한 조건 시험 중 하나인 VW-1 테스트 합격 등 고난연 성질이 요구되는 경우, 베이스 수지에 난연제 함량이 30 중량% 이상, 많게는 50 중량% 이상 첨가되어 수지의 기계적 물성에 좋지 않은 영향을 미치게 되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명자는 연구를 거듭하여 PVC의 뛰어난 난연성 및 기타 기계적 물성을 확보하기 위해 최소한의 투입으로 극적인 효과를 얻을 수 있는 인-질소계 난연제를 사용하였고 압출공정에서 오일의 투입을 최소화하여 끈적임 현상을 방지할 수 있는 난연 수지 조성물 구성을 도출하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 친환경적이며, 난연성, 기계적 강도 및 고온내수성이 우수한 압출용 고온내수성 난연 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 외관성, 압출성, 가공성 및 경제성이 우수하며, 표면 끈적임을 방지할 수 있는 압출용 고온내수성 난연 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 압출용 고온내수성 난연 수지 조성물을 이용하여 제조된 절연체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 절연체를 포함하는 전선 및 케이블의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 압출용 고온내수성 난연 수지 조성물에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 압출용 고온내수성 난연 수지 조성물은 (A) 베이스 수지, (B) 난연제 및 (C) 산화방지제를 포함하고, 상기 (A) 베이스 수지는 (A1) 폴리올레핀계 수지, (A2) 열가소성 엘라스토머 및 (A3) 상용화제의 혼합물이며, 상기 열가소성 엘라스토머(A2)는 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계 및 스티렌(Styrene)계 엘라스토머 중에서 하나 이상을 포함하고, 상기 상용화제(A3)는 말레산 무수물(Maleic anhydride) 및/또는 프탈산 무수물이 그라프트된 폴리올레핀계 공중합체 수지를 포함하며, 상기 난연제(B)는 (B1) 인계 난연제, (B2) 금속 수산화물계 난연제, (B3) 질소계 난연제 및 (B4) 인-질소계 난연제 중에서 하나 이상을 포함하고, 상기 인계 난연제(B1), 금속 수산화물계 난연제(B2) 및 인-질소계 난연제(B4)는 비닐 실란을 포함하는 실리콘계 커플링제, 티타네이트계 커플링제, 고급 지방산, 금속수화물, 아민 또는 그의 금속염으로 코팅된 것이며, 상기 베이스 수지(A) 100 중량부, 난연제(B) 80~160 중량부 및 산화방지제(C) 1~10 중량부로 포함되는 것을 특징으로 한다.
한 구체예에서 상기 베이스 수지(A) 전체중량에 대하여 상기 폴리올레핀 수지(A1) 10~50 중량%, 열가소성 엘라스토머 (A2) 10~80 중량% 및 상용화제(A3) 5~40 중량%로 포함되는 것을 특징으로 한다.
한 구체예에서 상기 폴리올레핀계 수지(A1)는, (A11) 용융지수(Melting index, MI) 2.0~4.5 g/10min, 인장강도 2.5~3.8kgf/㎟ 및 용융점(Tm)이 150℃~180℃인 제1 폴리프로필렌 수지; (A12) 용융지수 1.0~1.5 g/10min, 인장강도 4.0~8.0kgf/㎟ 및 용융점(Tm)이 160℃~200℃인 제2 폴리프로필렌 수지; 및 (A13) 용융지수 0.1~0.8 g/10min, 인장강도 1.0~2.3kgf/㎟ 및 용융점(Tm)이 140℃~180℃인 제3 폴리프로필렌 수지; 중에서 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 한다.
한 구체예에서 상기 열가소성 엘라스토머(A2)는 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 엘라스토머를 1:2~1:5 중량비로 포함하는 것을 특징으로 한다.
한 구체예에서 상기 상용화제(A3)의 그라프트율은 0.5~15 중량%인 것을 특징으로 한다.
한 구체예에서 상기 산화방지제(C)는 폐놀계, 인계, 황계, 아민계 및 금속계 중에서 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 한다.
한 구체예에서 상기 베이스 수지(A) 100 중량부에 대하여 (D) 활제 0.1~8 중량부 및 (E) 난연보조제 0.1~8 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한 구체예에서 상기 활제(D)는 불소계, 실리콘계, 아마이드계, 아연계 및 지방산계 중에서 하나 이상 포함하고, 상기 난연보조제(E)는 실리콘검(silicone gum), 징크 옥사이드(ZnO), 틴 옥사이드(SnO), 징크 보레이트 및 징크 스테아레이트 중에서 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한 구체예에서 상기 베이스 수지(A) 100 중량부에 대하여 (F) 파라핀계 오일 0.5~30 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 관점은 상기 조성물을 포함하는 절연체에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 관점은 상기 절연체를 포함하는 전선에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 관점은 상기 절연체를 포함하는 케이블에 관한 것이다.
본 발명에 따른 압출용 고온내수성 난연 수지 조성물을 포함하는 절연체는 연소시 오염물질을 방출하지 않아 친환경적이고, 기계적 강도 및 고온내수성이 우수하고, 외관성, 압출성, 가공성 및 경제성이 우수하며, 난연성이 우수하여 UL 758, 1581 기준 VW-1 등급의 고난연성을 달성할 수 있으며, 압출시 오일 사용을 최소화하여 표면 끈적임을 방지할 수 있고, UL 758, 1581 기준에서 105℃급의 내열잔율(신장잔율 및 인장잔율) 등의 기계적 물성이 우수하며, 상기 압출용 고온내수성 난연 수지 조성물을 포함하여 제조된 절연체를 포함하는 전선 및 케이블은 자동차, 전자기기 및 건축용 등으로 사용이 가능하다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 압출용 고온내수성 난연 수지 조성물에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 압출용 고온내수성 난연 수지 조성물은 (A) 베이스 수지, (B) 난연제 및 (C) 산화방지제를 포함하고, 상기 (A) 베이스 수지는 (A1) 폴리올레핀계 수지, (A2) 열가소성 엘라스토머 및 (A3) 상용화제를 포함하며, 상기 열가소성 엘라스토머(A2)는 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계 및 스티렌(Styrene) 계열의 엘라스토머 중에서 하나 이상을 포함하고, 상기 상용화제(A3)는 말레산 무수물(Maleic anhydride) 및/또는 프탈산 무수물이 그라프트된 폴리올레핀계 공중합체 수지를 포함하며, 상기 난연제(B)는 (B1) 인계 난연제, (B2) 금속 수산화물계 난연제, (B3) 질소계 난연제 및 (B4) 인-질소계 난연제 중에서 하나 이상을 포함하고, 상기 인계 난연제(B1) 및 금속 수산화물계 난연제(B2) 및 인-질소계 난연제(B4)는 비닐 실란을 포함하는 실리콘계 커플링제, 티타네이트계 커플링제, 고급 지방산, 금속수화물, 아민 또는 그의 금속염으로 코팅된 것일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 압출용 고온내수성 난연 수지 조성물을 상세히 설명한다.
(A) 베이스 수지
상기 베이스 수지(A)는 (A1) 폴리올레핀계 수지, (A2) 열가소성 엘라스토머및 (A3) 상용화제를 포함할 수 있다.
(A1) 폴리올레핀계 수지
상기 폴리올레핀계 수지(A1)는 본 발명에서 기존 폴리염화비닐(PVC) 수지를 대체하여 친환경성을 확보하면서 내열성, 낮은 비중으로 인한 경제성 및 경도를 확보하는 목적으로 포함될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 상기 폴리올레핀계 수지(A1)로는 에틸렌 비닐 아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate, EVA), 에틸렌 메타크릴레이트(Ethylene Methacrylate, EMA), 폴리에틸렌(Poly Ethylene, PE) 및 폴리프로필렌(Poly Propylene, 폴리프로필렌) 중에서 하나 이상을 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리올레핀계 수지(A1)로는 폴리프로필렌을 사용할 수 있다. 상기 폴리프로필렌은 일반적으로 많이 사용되는 범용수지로서 구하기 쉬우며 경제적이고 용융점(Tm)이 약 160℃ 정도로서 가교되지 않은 상태에서 높은 내열성을 가지고 있어 전선재료로서 알맞은 특성을 가지고 있다.
이때, 상기 폴리프로필렌은 단독 사용하거나, 또는 서로 상이한 용융지수를 갖는 폴리프로필렌을 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 한 구체예에서 (A11) 용융지수(Melting index, MI) 2.0~4.5 g/10min(ASTM D1238, 230℃, 2.16kg 측정기준), 인장강도 2.5~3.8kgf/㎟, 신장률 400~550% 및 용융점(Tm)이 150℃~180℃인 제1 폴리프로필렌 수지; (A12) 용융지수 1.0~1.5 g/10min(ASTM D1238, 230℃, 2.16kg 측정기준), 인장강도 4.0~8.0kgf/㎟, 신장률 400~550% 및 용융점(Tm)이 160℃~200℃인 제2 폴리프로필렌 수지; 및 (A13) 용융지수 0.1~0.8 g/10min(ASTM D1238, 230℃, 2.16kg 측정기준), 인장강도 1.0~2.3kgf/㎟, 신장률 400~550% 및 용융점(Tm)이 140℃~180℃인 제3 폴리프로필렌 수지; 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 종류의 폴리올레핀계 수지(A1)를 적용시 내열성 및 인장강도 등이 우수하면서 성형성이 우수하여 밸런스 측면에서 바람직할 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지(A1)는 상기 베이스 수지(A) 전체중량에 대하여 10~50 중량% 포함될 수 있다. 바람직하게는 10~40 중량% 포함될 수 있다. 더욱 바람직하게는 15~30 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 내열성 및 인장강도 등이 우수하면서 성형성이 우수할 수 있다.
(A2) 열가소성 엘라스토머
상기 열가소성 엘라스토머(A2)는 상기 베이스 수지(A)의 인성, 내충격성 및 저온특성의 향상과, 상기 폴리올레핀계 수지(A1)의 경도를 조절하여 본 발명의 유연성을 향상시키기 위해 포함될 수 있다.
상기 열가소성 엘라스토머(A2)로는 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계 및 스티렌(Styrene) 계열의 엘라스토머 중에서 하나 이상 포함할 수 있다. 한 구체예에서는 프로필렌기가 도입된 폴리프로필렌을 베이스로 하는 엘라스토머 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 엘라스토머를 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 종류의 열가소성 엘라스토머(A2)를 사용시 상기 폴리올레핀계 수지(A1)와 상용성이 우수하며, 본 발명에 유연성을 부여할 수 있다. 상기 폴리프로필렌을 베이스로 하는 엘라스토머는 폴리프로필렌을 베이스로 하는 에틸렌-프로필렌(EP) 엘라스토머를 사용할 수 있다.
상기 폴리프로필렌을 베이스로 하는 에틸렌-프로필렌(EP) 엘라스토머는 폴리프로필렌에 에틸렌을 도입하여 경도를 조절한 제품으로 상기 폴리올레핀계 수지(A1)에 첨가함으로써 저온특성을 개선하며 경도를 조절하여 본 발명에 유연성을 부여할 수 있다.
구체예에서 상기 폴리프로필렌을 베이스로 하는 엘라스토머는 용융지수가 1.4~2.0 g/10min(ASTM D1238, 230℃, 2.16kg 측정기준) 이고, 쇼어A 경도가 40~70인 것을 사용할 수 있다.
상기 SEBS는 상기 폴리올레핀계 수지(A1)의 충격강도 및 인성을 개선하는 목적으로 포함되며, 상기 SEBS는 상기 폴리프로필렌 수지 등의 폴리올레핀계 수지(A1)와 화학구조가 유사한 특성이 있어 용이한 혼합이 가능하고, 물리적 특성의 저하 없이 상기 폴리올레핀계 수지(A1)의 단점을 개선시킬 수 있다. 또한 상기 SEBS의 첨가는 본 발명에서 난연제(B)의 고충진시 쉽게 부러지는 현상이 발생되는데 충격강도를 높여 줌으로서 이러한 현상을 방지할 수 있다.
구체예에서 상기 SEBS는 용융지수가 0.5~1.3 g/10min(ASTM D1238, 230℃, 2.16kg 측정기준)이고, 쇼어A 경도가 40~70인 것을 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 열가소성 엘라스토머(A2)는 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 엘라스토머를 1:2~1:5 중량비로 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 폴리프로필렌을 베이스로 하는 에틸렌-프로필렌(EP) 엘라스토머 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 엘라스토머를 1:2~1:5 중량비로 포함할 수 있다. 바람직하게는 1:2~1:3.5의 중량비로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 본 발명의 내열성 등의 물성을 저하하지 않으면서 상용성, 유연성 및 내충격성이 우수할 수 있다.
상기 열가소성 엘라스토머(A2)는 상기 베이스 수지(A) 전체중량에 대하여 10~80 중량% 포함될 수 있다. 바람직하게는 10~70 중량% 포함될 수 있다. 더욱 바람직하게는 30~65 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 본 발명의 내열성 등의 물성을 저하하지 않으면서 상용성, 유연성 및 내충격성이 우수할 수 있다.
(A3) 상용화제
상기 상용화제(A3)는 상기 베이스 수지(A)와 난연제(B)와의 상용성 확보를 목적으로 포함될 수 있다. 한 구체예에서 상기 상용화제(A3)로는 말레산 무수물(Maleic anhydride) 및/또는 프탈산 무수물이 그라프트된 폴리올레핀계 공중합체 수지를 사용할 수 있다.
상기 폴리올레핀계 공중합체 수지로는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 폴리에틸렌계 및 폴리프로핀계 공중합체 수지 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 상용화제(A3)는 상기 베이스 수지(A)에 포함시 상기 난연제(B)를 화학적으로 결합시켜 상기 난연제(B) 투입에 의한 물리적 특성의 저하를 방지할 수 있다.
한 구체예에서 상기 상용화제(A3)의 그라프트율은 0.5~15 중량%일 수 있다. 좀 더 구체적으로 상기 상용화제(A3)로는 말레산 무수물 그라프트율이 0.5~15 중량%인 폴리프로필렌계 수지 및 말레산 무수물 그라프트율이 0.5~15 중량%인 SEBS 중에서 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 조건에서 본 발명의 다른 성분과의 결합성이 향상되어 가공성 및 물성이 우수할 수 있다.
상기 상용화제(A3)는 상기 베이스 수지(A) 전체중량에 대하여 5~40 중량% 포함될 수 있다. 바람직하게는 10~20 중량% 포함될 수 있다. 더욱 바람직하게는 10~15 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 본 발명의 강성, 내충격성 등의 기계적 강도를 저하시키지 않으면서 상기 폴리올레핀계 수지(A1), 열가소성 엘라스토머(A2) 및 난연제(B)와의 상용성이 우수하여 용이한 혼합 및 가공이 가능할 수 있다.
(B) 난연제
상기 난연제(B)는 본 발명의 가공시 원료의 분해를 방지하고, 난연성(수직난연성) 확보 및 고온 내수성을 향상시키는 목적으로 포함될 수 있다. 한 구체예에서 상기 난연제(B)는 (B1) 인계 난연제, (B2) 금속 수산화물계 난연제 및 (B3) 질소계 난연제 및 (B4) 인-질소계 난연제 중에서 하나 이상을 포함 사용할 수 있다.
상기 종류의 난연제(B)를 적용시 난연성 및 고온내수성이 우수하면서, 안티몬 및 할로겐 성분을 포함하지 않아 연소시 유해한 성분을 발생시키지 않아 친환경적일 수 있다.
상기 인계 난연제(B1)로는 트리페닐포스페이트(triphenyl phosphate) 및 트리알킬페닐포스페이트(trialkylphenyl phosphate), 트리크레실포스페이트(tricrecylphosphate), 프로필레이티드트리페닐포스페이트(propylated triphenylphosphate), 부틸레이티드트리페닐포스페이트(butylated triphenyl phosphate), 트리에틸포스페이트(triethylphosphate), 트리부틸포스페이트(tributyl phosphate), 레소시놀디포스페이트(resorcinoldiphosphate), 비스페놀디포스페이트(bisphenoldiphosphate), 디메틸메틸포스포네이트(dimethyl methyl phosphonate), 폴리포스페이트에스터(polyphosphate ester), 올리고머릭오가노포스페이트(oligomeric organophosphate), 에틸피로카데콜포스페이트, 디피로카데콜바이포스페이트, 폴에틸에틸렌옥시포스페이트(polyethylene ethyleneoxy phosphate), 메틸네오펜틸포스페이트(methylneopentylphosphate), 펜타에리스리톨디에틸포스페이트(pentaeritritoldiethylphosphate), 펜타에리스리톨 디페닐포스페이트(pentaeritritoldiphenylphosphate), 메틸네오펜틸포스포네이트(methylneopentylphosphonate), 디사이크로펜틸디포스페이트 (dicyclopentyldiphosphate) 및 디네오펜틸바이포스페이트(dineopentylbiphosphate) 중에서 하나 이상 선택하여 사용할 수 있다.
상기 금속 수산화물계 난연제(B2)로는 수산화 마그네슘(Mg(OH)2), 수산화 알루미늄(Al(OH)3) 및 수산화 칼슘(Ca(OH)2) 중에서 하나 이상 선택하여 사용할 수 있다.
상기 질소계 난연제(B3)로는 멜라민, 멜라민 시아누레이트 및 트리페닐 아이소시아누레이트 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 질소계 난연제(B3)는 상대적으로 가격이 저렴하여 경제성이 우수할 수 있다.
상기 인-질소계 난연제(B4)로는 멜라민 포스페이트, 멜라민 파이로포스페이트, 암모늄 폴리포스페이트 및 알킬 아민 포스페이트 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
이때, 상기 인계 난연제(B1), 금속 수산화물계 난연제(B2) 및 인-질소계 난연제(B4)는 금속수화물(금속수산화물), 비닐 실란을 포함하는 실리콘계 커플링제, 티타네이트계 커플링제, 고급 지방산, 아민 또는 그의 금속염으로 코팅 처리하여 사용할 수 있다. 상기 금속수화물로는 Mg(OH)2, Al(OH)3 및 Ca(OH)2 등을 사용할 수 있고, 상기 고급 지방산은 스테아린산, 올레인산, 팔미트산 및 베헨산 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
이때, 상기 표면 코팅된 금속 수산화물계 난연제(B2)의 입경은 0.01㎛~2㎛이고, 비표면적은 5㎟/g~100㎟/g일 수 있다. 바람직하게는 입경이 0.1㎛~1㎛이고, 비표면적은 5㎟/g~50㎟/g일 수 있다. 더욱 바람직하게는 입경이 0.3㎛~0.8㎛이고, 비표면적은 15㎟/g~30㎟/g일 수 있다. 상기 범위에서 효과 지속 시간을 길게 하면서, 상기 베이스 수지(A) 및 기타 성분에 고르게 분산될 수 있다.
상기와 같이 코팅시, 고온 내수성 및 흡습성이 우수하여 컴파운드 및 전선의 물성 저하를 방지할 수 있다. 특히, 상기 코팅된 난연제(B)를 포함하여 전선 제조시 상기 베이스 수지(A)와의 상용성이 우수하며, 85℃에서 7일 동안 수증기에 노출되어도 전선 표면에 상기 난연제(B)가 석출되는 현상을 방지할 수 있다.
한 구체예에서는 상기 난연제(B)로 금속수화물로 코팅된 인-질소계 난연제(B4)를 사용할 수 있다.
다른 구체예에서는 상기 난연제(B)로 상기 금속 수산화물계 난연제(B2) 및 코팅된 인-질소계 난연제(B4)를 1:0.5~1:3의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다. 상기와 같이 적용시 상기 난연제 성분들 간의 상승 효과가 우수하여, 난연효과가 더욱 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 난연제(B)는 베이스 수지(A) 100 중량부에 대하여 80~160 중량부 포함될 수 있다. 바람직하게는 100~150 중량부 포함될 수 있다. 더욱 바람직하게는 100~130 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량으로 포함시 본 발명의 난연효과가 충분히 구현될 수 있고, 고온 내수성 및 흡습성이 우수하며, 과량 첨가에 따른 기계적 물성 저하를 초래하지 않을 수 있다. 상기 난연제(B)를 80 중량부 미만 포함시 난연성이 저하되며, 160 중량부를 초과하여 포함시 본 발명의 고충격강도, 특히 전선의 전기적 특성이 저하되고, 인장강도 및 신장률 등의 기계적 물성이 저하될 수 있다.
(C) 산화방지제
상기 산화방지제(C)는 본 발명에서 본 발명의 조성물의 가공시 분해를 방지하고, 내열성을 향상시켜 고온환경에서 본 발명에 따라 제조된 전선 및 케이블의 노화를 지연시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 산화방지제(C)는 폐놀계, 인계, 아민계, 황계 및 금속계 중에서 하나 이상 선택하여 사용할 수 있다.
상기 페놀계 산화방지제로는 입체적으로 방해받는 페놀계 안정화제(sterically hindered phenolic stabi1izer)로서, 예를 들면 알킬화 모노페놀, 폴리페놀 또는 다이엔과 폴리페놀의 알킬화 반응산물이 사용될 수 있으나，이에 제한되지 않는다.
예를 들면, 2,6-디-테트라-부틸-4-메틸페놀, 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 비스(3,3-비스(4'-히드록시-3'-t-부틸페닐)부탄산)글리콜 에스테르 및 테트라비스(메틸렌-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트)메탄 및 1,2-비스 (3,5-di-t-부틸-4-히드록시히드로신나모일)히드라진(1,2-Bis(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinnamoyl)hydrazine) 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 인계 산화방지제로는 인계 에스테르 화합물, 방향족 포스핀 화합물 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 아민계 산화방지제로는 N,N'-디-2-나프틸-p-페닐렌디아민 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 황계 산화방지제로는 다이라우릴 3,3-싸이오다이프로피오네이트, 다이미리스틸3,3'-싸이오다이프로피오네이트, 다이스테아릴3,3-싸이오다이프로피오네이트, 라우릴스테아릴3,3-싸이오다이프로피오네이트, 펜타에리트리톨-테트라키스-(β-라우릴-싸이오-프로피오네이트), 3,9-비스(2-도데실싸이오에틸)-2,4,8,10-테트라옥사스파이로[5,5]운데케인 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 금속계 산화방지제로는 니켈 N,N-디부틸디싸이오카바메이트 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
한 구체예에서 상기 산화방지제(C)는 페놀계 및 황계 산화방지제를 1:0.5~1:2의 중량비로 포함하여 사용할 수 있다. 상기 범위에서 본 발명의 조성물과 상용성이 우수하면서 시너지 효과가 발현되어 압출 또는 사출 시 작업이 용이하고 노화, 열화 및 중합체의 분해를 방지하는 효과가 크게 증가할 수 있다.
한 구체예에서 상기 산화방지제(C)는 상기 베이스 수지(A) 100 중량부에 대하여 1~10 중량부 포함될 수 있다. 바람직하게는 1.5~8 중량부 포함될 수 있다. 더욱 바람직하게는 1.5~5 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위에서 본 발명의 물성을 저해하지 않으면서 노화 및 열화 현상의 방지 효과가 우수할 수 있으며, 상기 산화방지제(C)를 1 중량부 미만으로 포함시 내열성이 저하되어 제품의 열화가 발생하며, 10 중량부를 초과하여 포함시 본 발명의 물리적 성질이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 베이스 수지(A) 100 중량부에 대하여 (D) 활제 0.1~8 중량부 및 (E) 난연보조제 0.1~8 중량부를 더 포함할 수 있다.
(D) 활제
상기 활제(D)는 본 발명의 조성물의 유동성 및 가공성을 향상시키는 목적으로 포함될 수 있다. 본 발명에서 상기 활제(D)는 통상적인 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 불소계, 실리콘계, 아마이드계, 아연계 및 지방산계 활제를 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 활제(D)는 상기 베이스 수지(A) 100 중량부에 대하여 0.1~8 중량부 포함될 수 있다. 바람직하게는 0.1~5 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위에서 본 발명의 물성을 저해하지 않으면서 가공성이 우수할 수 있다.
(E) 난연보조제
상기 난연보조제(E)는 본 발명에서 난연성 향상과 함께 피복물의 기계적 물성 및 내열성 저하를 방지하는 목적으로 포함될 수 있다. 한 구체예에서 상기 난연보조제(E)는 실리콘검(silicone gum), 징크 옥사이드(ZnO), 틴 옥사이드(SnO), 징크 보레이트 및 징크 스테아레이트 중에서 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 난연보조제(E)는 상기 베이스 수지(A) 100 중량부에 대하여 0.1~8 중량부로 포함될 수 있다. 바람직하게는 0.1~5 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위에서 난연 효과를 기대할 수 있고, 피복물의 기계적 물성과 내열성 저하를 막을 수 있다.
본 발명에서 상기 베이스 수지(A) 100 중량부에 대하여 (F) 파라핀계 오일을 0.5~30 중량부 더 포함할 수 있다.
(F) 파라핀계 오일
상기 파라핀계 오일(F)은 상기 압출용 고온내수성 난연 수지 조성물의 연화성 및 유동성을 향상시켜 배합 작업성을 향상시키는 목적으로 포함될 수 있다. 상기 파라핀계 오일은 우수한 상용성 및 열안정성을 위해, 파라핀 함량이 50 중량% 이상 포함된 것을 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 파라핀계 오일(F)은 상기 베이스 수지(A) 100 중량부에 대하여 0.5~30 중량부 포함될 수 있다. 바람직하게는 15~30 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위에서 성형성 및 작업성이 우수하면서 본 발명에 따른 전선의 표면 끈적임을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 압출용 고온내수성 난연 수지 조성물은 (G) 첨가제를 본 발명의 특징에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 더 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 첨가제(G)는 드립방지제 및 표면개선제 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 드립방지제는 난연시험시 상기 조성물로 제조된 절연체가 녹아내리는 현상을 방지하기 위해 포함될 수 있다. 예를 들면, 트리글리시딜 이소시아누레이트, 에폭시화 노볼락 수지, 및 리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로필렌의 공중합체, 테트라플루오로에틸렌의 플루오르화 탄소 수지 및 퍼플루오로알킬비닐에테르, 폴리비닐리덴플루오라이드 등의 플루오로-기재수지 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 표면개선제는 본 발명에 따른 절연체 제조시 내스크래치성의 향상 및 표면을 매끈하게 하여 외관성을 향상시키는 목적으로 포함될 수 있다. 한 구체예에서 상기 표면개선제로는 실리콘계 고무 화합물을 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 상기 실리콘계 고무 화합물로는 폴리디메틸실록산(PDMS, poly(dimethyl siloxane))을 사용할 수 있으나, 특별히 제한되지 않으며, 상기 실리콘계 고무 화합물은 상기 폴리디메틸실록산, 실리콘 오일 및 기타 첨가제를 포함하는 실리콘계 마스터배치 형태로도 사용할 수 있다.
한 구체예에서 첨가제(G)는 상기 베이스 수지(A) 100 중량부에 대하여 0.1~10 중량부 포함될 수 있다. 바람직하게는 0.5~5 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위에서 본 발명의 난연성, 고온내수성 및 물리적 특성을 저하시키지 않으면서 외관성, 작업성 및 내스크래치성이 우수할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 압출용 고온내수성 난연 수지 조성물을 포함하는 절연체에 관한 것이다. 상기 절연체는 할로겐 성분 및 안티몬 성분을 포함하지 않아 연소시 유해성분이 발생하지 않아 친환경적이며, 내열잔율(신장잔율 및 인장잔율) 등의 기계적 물성이 우수하며, UL 758, 1581 기준의 VW-1 등급의 수직 난연성을 가지며, 고온내수성이 우수하여 85℃에서 7일간 수증기에 노출되어도 표면에 석출되는 물질이 없으며, 오일성분의 첨가를 최소화하여 절연체 표면의 끈적임 현상을 방지할 수 있다.
본 발명에서 상기 절연체의 두께는 내부 도체선의 굵기에 따라 변경될 수 있다. 예를 들면, 상기 절연체의 두께는 0.05mm~5mm가 될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 또 다른 관점은 상기 절연체를 포함하는 전선 및 케이블에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 전선 및 케이블의 전체 외경은 1.0mm~40mm가 될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 제조된 전선 및 케이블의 활용분야로는 자동차, 전자기기, 건축용 등으로 사용이 사용이 가능하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예 1~2 및 비교예 1~6
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 성분의 구체적인 사양은 하기와 같다.
(A) 베이스 수지
(A1) 폴리올레핀 수지
(A11) 고투명성을 가진 수지로 용융지수: 4.0g/10min(ASTM D1238, 230℃, 2.16kg 측정기준), 인장강도: 2.7kgf/㎟, 신장률: 500%, Tm: 150℃ 이상인 제1 폴리프로필렌 수지를 사용하였다. (A12) 고결정성 수지로 용융지수: 1.0g/10min, 인장강도: 4kgf/㎟, 신장률: 500%, Tm: 150℃ 이상인 제2 폴리프로필렌 수지를 사용하였다. (A13) 용융지수: 0.8g/10min, 인장강도: 1kgf/㎟, 신장률: 500%, Tm: 140℃ 이상인 제3 폴리프로필렌 수지를 사용하였다.
(A2) 열가소성 엘라스토머
(A21) 용융지수 1.5g/10min(ASTM D1238, 230℃, 2.16kg 측정기준)이며, Shore A 66인 폴리프로필렌을 베이스로 하는 엘라스토머를 사용하였다. (A22) 용융지수: 1.0g/10min(ASTM D1238, 230℃, 2.16kg 측정기준) 경도-Shore A 65인 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 엘라스토머를 사용하였다.
(A3) 상용화제
(A31) 말레산 무수물의 그래프트율이 0.5%~15%인 폴리프로필렌계 수지를 사용하였다. (A32) 말레산 무수물의 그래프트율이 0.5%~15%인 SEBS 엘라스토머를 사용하였다.
(B) 난연제
(B11) 금속수화물로 코팅된 인-질소계 난연제를 사용하였다.
(B12) 표면 코팅되지 않은 인-질소계 난연제를 사용하였다. (B21) 비닐실란으로 코팅된 Mg(OH)2를 사용하였다. (B22) 표면 코팅되지 않은 Mg(OH)2를 사용하였다 (B3) 멜라민시아누레이트를 사용하였다.
(C) 산화방지제
(C1) 페놀계 산화방지제로 ADEKA사의 AO-60(펜타에트리톨 테트라키스(3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트)를 사용하였다. (C2) 황계 산화방지제로 ADEKA사의 AO-412(2,2-비스[(3-(도데실싸이오)-1-옥소프로폭시)메틸]프로판-1,3-디일비스[3-(도데실싸이오)프로피오네이트])를 사용하였다. (C3) SONGWON사의 폐놀계 금속산화방지제(1024 FG)를 사용하였다.
(D) 활제: STRUKTOL사의 TR 016을 사용하였다.
(E) 난연보조제: 실리콘검(silicone gum)을 사용하였다.
(F) 파라핀계 오일을 사용하였다.
(G) 첨가제
(G1) 드립방지제로서 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 사용하였다.
(G2) 표면개선제로서 폴리디메틸실록산(PDMS, poly(dimethyl siloxane))을 포함하는 실리콘 마스터 배치(M/B)를 사용하였다.
상기 실시예 1~3 및 비교예 1~6에 대하여, 하기 표 1의 성분 및 함량대로 니이더(kneader) 및 롤밀을 이용하여 혼련한 다음, 단축 압출기(single extruder)를 이용하여 150℃에서 1차 압출 후 냉각하여 1차 압출물을 제조하고 펠렛화 하였다. 상기 펠렛화된 1차 압출물을 전선 압출기를 이용하여 2차 압출하여 상기 펠렛을 절연두께 0.3mm의 두께로 2차 압출하여, 1.6mm의 외경을 갖는 절연체를 제조하였다.
　 실시예 비교예
1 2 3 1 2 3 4 5 6
(A) 베이스수지 (A11) 25 25 - 20 25 - 20 - 20
(A12) - - - - - 25 - 25 -
(A13) - - 25 - - - - - -
(A21) 15 15 15 20 25 20 20 20 20
(A21) 50 50 50 45 50 45 50 45 50
(A31) 10 - 5 15 - - - 10 10
(A32) - 10 5 - - 10 10 - -
(B) 난연제 (B11) 100 70 70 - - 100 40 180 70
(B12) - - - 100 80 - - - -
(B21) - 30 - - - - - - 20
(B22) - - - - 20 　 - - -
(B3) - - 30 - - - - - 10
(C) 산화방지제 (C1) 1 0.5 1 1 1 5 1 1 3
(C2) - 1 1 - - 3 - - 3
(C3) 0.5 0.5 1 0.5 0.5 5 0.5 0.5 3
(D) 활제 1 1 1 1 1 1 1 1 1
(E) 난연보조제 2 2 2 2 2 2 2 2 2
(F) 파라핀계 오일 25 25 25 - 25 25 - - -
(G) 첨가제 (G1) - - 1 1 - - 1 1 1
(G2) 2 2 2 1 2 2 1 1 1
(단위: 중량부)
실험예 1
상기 실시예 1~3 및 비교예 1~6에 대하여 하기와 같은 평가기준으로 물성을 평가하여 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 난연성: UL758 규격에 의거하여 규정된 VW-1 수직 난연성 보유 여부를 기준으로 평가했다. 구체적으로, 실시예 1~3 및 비교예 1~6의 절연체를 수직으로 배열한 후 하부에서 수직 방향의 정해진 화염으로 15초 간격으로 15초씩 5번 불꽃을 인가했다. 불꽃 인가 후 절연체의 연소 길이가 600㎜ 이하인 경우 ○, 초과하는 경우 X로 판정하였다.
(2) 인장강도(kgf/㎟) 및 신장률(%): 실시예 1~3 및 비교예 1~6의 시편을 150mm로 각 5개씩 취하고, 20mm 표점을 찍는다. 그 다음에, 속도 500mm/min으로 재료시험기(인장 및 신장률 측정 시험기)를 이용하여, 상기 절연체를 수직으로 늘린다. 상기 표점을 기준으로 늘어난 길이를 측정하여, 표점 20mm 대비 %로 변환하여, 신장률을 측정하고, 상기 절연체가 끊어진 지점의 인장하중을 절연체의 단면적으로 나누어, 인장강도를 측정한다. 상기 측정된 인장강도가 0.563kgf/㎟ 이상이면 ○, 0.563kgf/㎟ 미만인 경우 X로 판정하였으며, 측정된 신장률은 200% 이상이면 ○, 200% 미만인 경우 X로 판정하였다.
(3) 내열성(인장잔률(%) 및 신장잔률(%)): 실시예 1~3 및 비교예 1~6의 시편을 150mm로 각 5개씩 취하고, 20mm 표점을 찍는다. 그 다음에 상기 절연체를 가열챔버에 각각 180℃ X 168h(내열성 1), 200℃ X 168h(내열성 2) 및 232℃ X 168h (내열성 3)동안 Aging 후 꺼낸다. 속도 500mm/min으로 재료시험기(인장 및 신장률 측정 시험기)를 이용하여, 시료를 수직으로 늘린다. 표점을 기준으로 늘어난 길이를 측정하여, 표점 20mm 대비 %로 변환하여, 신장률을 측정 한 후 상온 신장률과 비교하여, %로 산출한다. 상기 절연체가 끊어진 지점의 인장하중을 절연체의 단면적으로 나누어, 인장강도를 측정한 후 상온 인장강도와 비교하여, %로 산출한다. 인장잔률의 경우 상온물성의 75% 이상이면 ○, 75% 미만이면 X로 판정하였으며, 신장잔률의 경우 상온물성의 75% 이상이면 ○, 75% 미만이면 X로 판정하였다.
(4) 고온내수성(고온내습성) 평가: 상기 실시예 1~3 및 비교예 1~6을 온도 85℃, 습도 90%에서 일주일간 에이징한 후 표면 상태의 이상 유무로 평가하였다. 상기 실시예 및 비교예에 포함된 난연제 성분의 흡습성이 심한 경우, 난연제가 표면으로 전이되어 나와 표면에 하얀 반점이나 돌기를 형성하는 블루밍 현상을 나타내기도 하며, 습도에 의해 난연제가 녹아 표면이 끈끈해지는 특성을 보이는데, 상기 실시예 및 비교예 절연체 표면 상태를 관찰하여 이상이 없으면 ○, 절연체 표면이 끈적이거나 표면에 난연제 성분이 석출시 X로 판정하였다.
　 실시예 비교예
1 2 3 1 2 3 4 5 6
난연성 ○ ○ ○ ○ X ○ X ○ ○
인장강도 ○ ○ ○ ○ ○ X X X X
신장률 ○ ○ ○ ○ ○ X X X X
내열성 인장잔률 ○ ○ ○ X X X X X X
신장잔률 ○ ○ ○ X ○ X X X X
고온내수성 ○ ○ ○ X X ○ X ○ ○
상기 표 2를 참조하면, 상기 본 발명의 실시예 1~3은 제조된 절연체의 인장강도, 내열성, 저온성, 절연성, 난연성 등의 물성이 모두 우수하였으나, 본 발명의 함량범위를 벗어나거나, 일부 성분을 미포함하는 비교예 1~6의 경우 절연체 표면에 난연제 성분이 석출되거나, 난연성이 저하되었으며, 인장강도, 신장률 및 내열성 등의 물성이 저하되는 것을 알 수 있었다.

Claims (12)

  1. (A) 베이스 수지, (B) 난연제 및 (C) 산화방지제를 포함하고,
    상기 (A) 베이스 수지는 (A1) 폴리올레핀계 수지, (A2) 열가소성 엘라스토머 및 (A3) 상용화제의 혼합물이며,
    상기 열가소성 엘라스토머(A2)는 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계 및 스티렌(Styrene)계 엘라스토머 중에서 하나 이상을 포함하고,
    상기 상용화제(A3)는 말레산 무수물(Maleic anhydride) 및/또는 프탈산 무수물이 그라프트된 폴리올레핀계 공중합체 수지를 포함하며,
    상기 난연제(B)는 (B1) 인계 난연제, (B2) 금속 수산화물계 난연제, (B3) 질소계 난연제 및 (B4) 인-질소계 난연제 중에서 하나 이상을 포함하고,
    상기 인계 난연제(B1), 금속 수산화물계 난연제(B2) 및 인-질소계 난연제(B4)는 비닐 실란을 포함하는 실리콘계 커플링제, 티타네이트계 커플링제, 고급 지방산, 금속수화물, 아민 또는 그의 금속염으로 코팅된 것이며,
    상기 베이스 수지(A) 100 중량부, 난연제(B) 80~160 중량부 및 산화방지제(C) 1~10 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 난연 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 베이스 수지(A) 전체중량에 대하여 상기 폴리올레핀 수지(A1) 10~50 중량%, 열가소성 엘라스토머(A2) 10~80 중량% 및 상용화제(A3) 5~40 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 난연 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀계 수지(A1)는,
    (A11) 용융지수(Melting index, MI) 2.0~4.5 g/10min, 인장강도 2.5~3.8kgf/㎟ 및 용융점(Tm)이 150℃~180℃인 제1 폴리프로필렌 수지;
    (A12) 용융지수 1.0~1.5 g/10min, 인장강도 4.0~8.0kgf/㎟ 및 용융점(Tm)이 160℃~200℃인 제2 폴리프로필렌 수지; 및
    (A13) 용융지수 0.1~0.8 g/10min, 인장강도 1.0~2.3kgf/㎟ 및 용융점(Tm)이 140℃~180℃인 제3 폴리프로필렌 수지; 중에서 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 난연 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 엘라스토머(A2)는 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 엘라스토머를 1:2~1:5 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 난연 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 상용화제(A3)의 그라프트율은 0.5~15 중량%인 것을 특징으로 하는 난연 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 산화방지제(C)는 폐놀계, 인계, 황계, 아민계 및 금속계 중에서 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 난연 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 베이스 수지(A) 100 중량부에 대하여 (D) 활제 0.1~8 중량부 및 (E) 난연보조제 0.1~8 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난연 수지 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 활제(D)는 불소계, 실리콘계, 아마이드계, 아연계 및 지방산계 중에서 하나 이상 포함하고,
    상기 난연보조제(E)는 실리콘검(silicone gum), 징크 옥사이드(ZnO), 틴 옥사이드(SnO), 징크 보레이트 및 징크 스테아레이트 중에서 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 난연 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 베이스 수지(A) 100 중량부에 대하여 (F) 파라핀계 오일 0.5~30 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난연 수지 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항중 어느 한 항의 난연 수지 조성물로 제조된 절연체.
  11. 제10항의 절연체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전선.
  12. 제10항의 절연체를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블.
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