KR20190045728A - Rubber foam composition having a high tensile strength and high elongation, and a processe for the preparation of ruber foam using thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고강도 및 고신장률의 고무 발포체 조성물 및 이를 이용한 고무 발포체의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 고무 발포체의 큰 단점인 낮은 인장강도 및 신장률을 해결하기 위해 수지 조성물로 고점도의 고무계 수지와 기능성 엘라스토머를 사용하고 이와 적정 가교제 및 발포제를 혼합하고 화학가교 또는광가교 반응을 이용하여 제조된 것으로 파손성, 기밀성 및 이에 따른 단열성 저하를 현저히 낮추어 각종 건설, 건축, 수송, 스포츠 등의 광범위한 분야에 적합한 고강도 및 고신장률의 고무 발포체 조성물 및 이를 이용한 고무 발포체의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a rubber foam composition having a high strength and a high elongation, and a process for producing a rubber foam using the rubber foam composition. More specifically, in order to solve the problem of low tensile strength and elongation, It is manufactured by using an elastomer, mixing the proper cross-linking agent and blowing agent, and using chemical crosslinking or photocrosslinking reaction, and remarkably lowering the fracture property, airtightness and deterioration of the heat insulating property, and is suitable for various fields such as construction, construction, transportation and sports To a rubber foam composition having high strength and high elongation, and to a process for producing a rubber foam using the same.
고무 발포체는 셀 구조 (밀폐, 반밀폐, 오픈) 및 난연도에 따라 각종 건축, 건설, 수송 (자동차, 철도, 선박), 스포츠, 기타 공산품 등의 광범위한 분야의 단열재, 흠차음재, 구조재, 완구재, 보조재 등으로 사용되고 있으며, 그 사용량이 에너지 절감과 환경보전 등의 시대적 요구에 따라 급속한 증가세를 보이고 있다. Rubber foams are widely used in various fields such as construction, construction, transportation (automobile, railway, ship), sports, and other industrial products depending on cell structure (closed, semi-closed, open) And auxiliary materials, and their usage is rapidly increasing in accordance with the demands of the times such as energy saving and environmental preservation.
종래 알려진 발포체는 발포(부피팽창)에 따른 고유특성상 낮은 인장강도와 신장률을 가짐에 따라 단열재에 적용 시 파손이 만연하게 발생하고, 기밀성이 낮아 단열성이 저하되는 근본적인 문제점이 있었다. 일반적으로 상업화된 고무 발포체의 인장강도는 약 110kPa, 신장률은 70%을 갖는다.Conventionally known foams have a fundamental problem in that they have low tensile strength and elongation due to their inherent properties due to foaming (volume expansion), so that breakage occurs extensively when applied to an insulating material, and the airtightness is low and the heat insulating property is deteriorated. Generally, the tensile strength of the commercialized rubber foam is about 110 kPa and the elongation percentage is 70%.
가교 발포체를 제조하기 위해서는 근본적으로 가교와 발포의 상반되는 화학반응을 조절해야 하는 매우 어려운 과정이 필요하며, 특히나 고무 발포체의 강도를 높이기 위해서는 고점도 고무를 사용하고 가교효율을 극대화하여야 하기 때문에 이와 상충되는 특성인 발포효율을 동시에 극대화시키는 것은 더더욱 어려워진다. 통상, 일정한 가교도 이상에서는 모듈러스(modulus)가 많이 증가하여 셀 성장이 어렵게 된다. 이는 발포제가 분해되어 생기는 가스로 인하여 셀 내부압력은 증가되는데 반해 셀 벽이 단단하여 늘어나지 않고 터지기 때문이다. 이로 인해 발포제 분해시 발생되는 가스를 완전히 셀 성장에 사용할 수 없게 되고 생성된 발포체의 물성은 물론 외관의 품질이 떨어지게 된다. 즉, 가교반응을 포함하는 발포체를 제조할 때 고발포율 및 고강도의 특성을 동시에 부여하는 것은 매우 어렵다.In order to manufacture crosslinked foams, a very difficult process is required to control the opposite chemical reactions between crosslinking and foaming. In particular, in order to increase the strength of the rubber foam, high viscosity rubber is used and crosslinking efficiency is maximized. It is further difficult to simultaneously maximize the foaming efficiency as a characteristic. Generally, above a certain degree of crosslinking, the modulus increases greatly, which makes cell growth difficult. This is because the pressure inside the cell is increased due to the gas generated by the decomposition of the blowing agent, but the cell wall is hard and does not stretch and burst. As a result, the gas generated upon decomposition of the foaming agent can not be used for cell growth completely, and the quality of the appearance of the resulting foam is deteriorated. That is, it is very difficult to simultaneously impart a high porosity and high strength when producing a foam containing a crosslinking reaction.
그리고 난연제를 사용하여 난연도와 발포율이 높은 발포체를 유도하는 것은 더욱 어려운 일이다. 일반적으로 난연제는 가교반응을 저해하는 역할을 하며, 발포체 제조 시의 압출과정에서 내압의 증가로 인해 저발포율의 치명적 원인인 선가교 및 선발포 반응을 증가시킨다. 선가교 발포율이 높아지면 셀의 불안정성 증가, 발포율 감소 및 표면 불량 뿐만 아니라, 셀의 열림현상이 증가하고 셀 내부로의 산소유입이 증가하기 때문에 난연성이 감소되어 양호한 발포체 및 고난연도 발포체를 얻는 것조차 어렵다.And it is more difficult to induce foam with high flame retardancy and foam ratio by using flame retardant. In general, the flame retardant acts to inhibit the crosslinking reaction, and increases the pressure and the prepolymerization reaction, which are the fatal causes of the low foaming rate due to the increase of the internal pressure in the extrusion process in the production of the foam. When the pre-crosslinking ratio is increased, the flame retardancy is decreased because of an increase in cell instability, a decrease in the expansion ratio and a surface defect, as well as an increase in opening of the cell and an increase in oxygen inflow into the cell, thereby obtaining a good foam and a high- It is even difficult.
종래 알려진 난연성 폴리올레핀 발포체로서 한국 공개특허 제1997-0042714호는 저밀도폴리에틸렌(LDPE)과 에틸렌비닐공중합체(EVA)만을 단독 혹은 블렌드한 수지에다 난연제 및 기타 첨가제를 첨가하여 제조한 ASTM D 2863에 의한 한계산소지수(LOI) 26의 난연성 발포체를 개시한 바 있다. 또한, 일본 공개특허공보 특개2000-106041호는 전선케이블 피복용의 난연성 발포고무 조성물을 제시한 바 있으나, 이는 난연성은 향상된 반면 발포율이 매우 낮다. 이러한 종래의 난연성 폴리올레핀 발포체 조성물은 그 사양에 따라서 약간의 차이가 있기는 하지만, 일반적으로 저밀도 폴리에틸렌 수지와 에틸렌 비닐 공중합체를 각각 단독 사용하거나 또는 2개 이상의 수지를 혼합한 후, 고탄성의 물성을 부여하기 위한 기능성 고무를 단독 혹은 2개 이상을 더 혼합하여 구성된 수지 조성물 100 중량부에 결합제 1~20 중량부, 발포제 10~30 중량부, 무기계 난연제 50~200 중량부, 유기계 할로겐계 난연제 10~50 중량부, 가교제 0.7~2.0 중량부로 이루어진 발포체 조성물로 이루어져 있어 고난연성과 더불어 고강도와 고신장률의 특성을 동시에 나타내기 힘든 문제가 있다. 따라서, 아직까지 고난연성과 더불어 고강도 및 고신장률을 갖는 발포체가 개발된 바 없다.Korean Unexamined Patent Publication No. 1997-0042714 discloses a known flame retardant polyolefin foam having a limit of ASTM D 2863 prepared by adding a flame retardant and other additives to a resin in which only low density polyethylene (LDPE) and ethylene vinyl copolymer (EVA) A flame retardant foam having an oxygen index (LOI) 26 was disclosed. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2000-106041 discloses a flame-retardant foamed rubber composition for covering a wire cable, but the flame retardancy is improved, but the foaming rate is very low. Although such a conventional flame retardant polyolefin foam composition may differ slightly depending on its specifications, it is generally preferred that the low density polyethylene resin and the ethylene vinyl copolymer be used alone, or after mixing two or more resins, 1 to 20 parts by weight of a binder, 10 to 30 parts by weight of a blowing agent, 50 to 200 parts by weight of an inorganic flame retardant, 10 to 50 parts by weight of an organic halogen flame retardant, And 0.7 to 2.0 parts by weight of a cross-linking agent. Thus, it is difficult to exhibit both high flame retardance and high strength and high elongation at the same time. Therefore, a foam having high flame retardancy and high strength and high elongation has not yet been developed.
이에 본 발명자는 난연성이 높으면서도 고강도 및 고신장률을 갖는 고무 발포체 조성물을 개발하기 위해 지속적인 연구를 수행하던 중 고점도의 고무계 수지와 기계적 물성이 우수한 기능성 엘라스토머를 배합한 수지 조성물을 이용하여 화학가교 또는 광가교 반응시킴으로써 발포체의 선 가교율을 낮추고 적정 가교 발포를 유도할 수 있어, 적정 발포율을 유지하면서도 난연성, 인장강도 및 신장률이 현저하게 증가한 고무 발포체를 제조할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다. The present inventors have conducted continuous research to develop a rubber foam composition having a high flame retardancy and a high strength and a high elongation, and have found that by using a resin composition comprising a high viscosity rubber resin and a functional elastomer having excellent mechanical properties, The present inventors have found that a rubber foam having a flame retardancy, a tensile strength and an elongation ratio remarkably can be produced while maintaining a proper foam ratio, since the crosslinking rate of the foam can be lowered and the crosslinking foam can be induced appropriately by crosslinking reaction .
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 고강도 및 고신장률을 가지는 고무 발포체 조성물을 제공하기 위한 것이다.The present invention provides a rubber foam composition having high strength and high elongation.
본 발명에서 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 고무 발포체 조성물을 이용한 고무 발포체의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing a rubber foam using the rubber foam composition.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 수지 조성물 100 중량부에 대하여 난연제 80 내지 120 중량부, 발포제 10 내지 40 중량부, 첨가제 45 내지 65 중량부, 가교제 0.1 내지 5 중량부 및 가교촉진제 3 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 및 고신장률을 가지는 고무 발포체 조성물을 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a flame retardant composition comprising 80 to 120 parts by weight of a flame retardant, 10 to 40 parts by weight of a blowing agent, 45 to 65 parts by weight of an additive, 0.1 to 5 parts by weight of a cross- To 5 parts by weight based on the total weight of the rubber composition.
본 발명의 고무 발포체 조성물의 제조에 사용되는 수지 조성물은 고무계 수지와 기능성 엘라스토머를 배합한 것이며, 상기 고무계 수지와 기능성 엘라스토머가 5 : 5 내지 7 : 3 중량비로 배합한 것이 바람직하다. 이 때 상기 배합비율을 벗어나는 경우 제조되는 고무 발포체의 인장강도 및 신장률이 감소한다.The resin composition used in the production of the rubber foam composition of the present invention is a mixture of a rubber-based resin and a functional elastomer. It is preferable that the rubber-based resin and the functional elastomer are blended in a weight ratio of 5: 5 to 7: 3. At this time, when the blend ratio is out of the range, the tensile strength and elongation of the rubber foam to be produced decrease.
상기 고무계 수지로는 천연고무(NB), 니트릴부타디엔 고무(NBR), 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있고, 바람직하게는 니트릴부타디엔 고무 또는 에틸렌프로필렌 고무를 사용하며, 보다 바람직하게는 무늬점도(ML1+4 at 125℃)가 50 내지 70인 니트릴부타디엔 고무(NBR) 또는 무늬점도(ML1+4 at 125℃)가 25 내지 30인 에틸렌프로필렌 고무를 사용한다.As the rubber-based resin, natural rubber (NB), nitrile butadiene rubber (NBR), ethylene propylene rubber (EPDM) and the like may be used alone or in combination, preferably nitrile-butadiene rubber or ethylene- Nitrile butadiene rubber (NBR) having a Mooney viscosity (ML1 + 4 at 125 DEG C) of 50 to 70 or ethylene propylene rubber having a Mooney viscosity (ML1 + 4 at 125 DEG C) of 25 to 30 is preferably used.
본 발명에서 상기 기능성 엘라스토머는 고무 발포체에 고강도와 고신장성을 부여하는 재료로서, 폴리올레핀계 공중합체인 에틸렌 옥텐-부텐 공중합체, 에틸렌 옥텐 공중합체, 에틸렌 부텐 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체, 에틸렌-바이닐 아세테이트 공중합체, 폴리부텐 및 염소화된 폴리에틸렌; 폴리스타이렌계 공중합체인 스타이렌-부타디엔-스타이렌 공중합체, 스타이렌-이소프렌-스타이렌 공중합체 스타이렌 공중합체를 수소화시킨 중합체; 폴리에스터 엘라스토머; 폴리아미드 엘라스토머; 또는 폴리우레탄 엘라스토머; 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 폴리올레핀계 공중합체를 사용하며, 보다 바람직하게는 용융흐름지수 MI 0.5~2g/10min, 융점 Tm 33~60℃인 폴리올레핀계 공중합체를 사용한다.In the present invention, the functional elastomer is a material which imparts high strength and high tensile strength to a rubber foam, and is preferably a polyolefin copolymer such as an ethylene octene-butene copolymer, an ethylene octene copolymer, an ethylene butene copolymer, an ethylene- - diene copolymers, ethylene-vinyl acetate copolymers, polybutene and chlorinated polyethylene; A styrene-butadiene-styrene copolymer, a styrene-isoprene-styrene copolymer styrene copolymer, which is a polystyrene-based copolymer; Polyester elastomer; Polyamide elastomers; Or polyurethane elastomer; Etc. may be used. Preferably, a polyolefin-based copolymer is used. More preferably, a polyolefin-based copolymer having a melt flow index MI of 0.5 to 2 g / 10 min and a melting point Tm of 33 to 60 ° C is used.
본 발명에서 상기 난연제는 통상의 발포체 조성물에 사용되는 난연제로서 무기계, 인계 또는 질소계 난연제를 모두 사용할 수 있다. 예를 들어 Al(OH)3, Mg(OH)2, 붕산아연(Zinc Borate), Sb2O3, Sb2O5, 적인, 암모늄 폴리포스페이트, 숯, 황산아연(Zinc Sulfide), 팽창흑연(expandable graphite), 탈크, 클레이, 멜라민 폴리포스페이트, 멜라민 피로폴리포스페이트, 파이퍼라진 피로포스페이트, 3-(하이드록시페닐포스피닐)프로파노익애시드(H-205), 9-10-디하이드로-9-옥사-10-[2,3-디-(하이드록시에톡시)카르보닐프로필]-10-포스파페난트렌-10-옥사이드(H-201), 디페닐크레실포스페이트(DPK) 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 특별한 제한은 없다.In the present invention, the flame retardant may be an inorganic flame retardant, a phosphorus-based flame retarder or a nitrogen flame retarder. For example, Al (OH) 3, Mg ( OH) 2, boric acid, zinc (Zinc Borate), Sb 2 O 3, Sb 2 O 5, of ammonium polyphosphate, charcoal, zinc sulfate (Zinc Sulfide), expanded graphite ( expandable graphite, talc, clay, melamine polyphosphate, melamine pyrophosphate, piperazine pyrophosphate, 3- (hydroxyphenylphosphinyl) propanoic acid (H-205), 9-10-dihydro- Oxa-10- [2,3-di- (hydroxyethoxy) carbonylpropyl] -10-phosphaphenanthrene-10-oxide (H-201), diphenylcresyl phosphate Or a mixture thereof, but there is no particular limitation.
상기 난연제는 상기 수지 조성물 100 중량부에 대하여 80 내지 120 중량부의 양으로 사용하며, 바람직하게는 90 내지 110 중량부, 보다 바람직하게는 95 내지 105 중량부의 양으로 사용한다. 이 때 상기 난연제의 사용량이 80 중량부 미만인 경우 제조되는 고무 발포체의 유해가스 발생 제거효과가 현저히 감소하고, 난연성을 향상시키기 어려우며, 120 중량부를 초과하여 사용할 경우 제조되는 고무 발포체의 인장강도 및 신장률이 감소하고 사용량 대비 효과가 비례적이지 않아 비경제적이다.The flame retardant is used in an amount of 80 to 120 parts by weight, preferably 90 to 110 parts by weight, more preferably 95 to 105 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin composition. When the amount of the flame retardant is less than 80 parts by weight, the effect of removing noxious gas from the produced rubber foam is remarkably reduced and the flame retardancy is not easily improved. When the amount of the flame retardant is more than 120 parts by weight, the tensile strength and elongation And it is not economical because the effect of usage is not proportional.
본 발명에서 상기 발포제는 아조디카본아미드류(7000MC, 5000F, 3000F, ADCA, AC-1000), N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민(N,N′-Dinitroso pentamethylenetetramine: DPT), 파라톨루엔설포닐하이드라지드(TSH), 옥시비스벤젠설포닐하이드라지드(OBSH) 또는 중탄산나트륨(상품명 kycerol-91)을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.In the present invention, the blowing agent may be at least one selected from azodicarbonamides (7000MC, 5000F, 3000F, ADCA, AC-1000), N, N'-dinitroso pentamethylenetetramine (TSH), oxybisbenzenesulfonylhydrazide (OBSH), or sodium bicarbonate (trade name kycerol-91) may be used alone or in combination.
상기 발포제는 상기 수지 조성물 100 중량부에 대하여 10 내지 40 중량부의 양으로 사용하며, 바람직하게는 15 내지 35 중량부, 보다 바람직하게는 20 내지 30 중량부의 양으로 사용한다. 이 때 상기 발포제의 사용량이 10 중량부 미만인 경우 고무 발포체 제조시 충분한 발포 효과를 얻을 수 없으며, 40 중량부 초과인 경우 제조된 고무 발포체의 강도와 품질이 감소한다.The foaming agent is used in an amount of 10 to 40 parts by weight, preferably 15 to 35 parts by weight, more preferably 20 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin composition. If the amount of the blowing agent is less than 10 parts by weight, sufficient foaming effect can not be obtained in the production of the rubber foam. If the amount is more than 40 parts by weight, the strength and quality of the produced rubber foam decrease.
본 발명에서 상기 첨가제는 통상의 고무 발포체 조성물을 제조하기 위해 첨가되는 것으로 이에 제한되는 것은 아니나 발포조제, 가소제, 안정제, 열전달촉진제, 이형제, 노화방지제, 흡습제 및 충전제 중 선택된 어느 하나 이상을 포함한다.In the present invention, the additive is added to produce a conventional rubber foam composition. However, the additive may include at least one selected from the group consisting of a foaming aid, a plasticizer, a stabilizer, a heat transfer promoter, a release agent, an antioxidant, a moisture absorber and a filler.
상기 첨가제는 상기 수지 조성물 100 중량부에 대하여 45 내지 65 중량부의 양으로 사용하며, 바람직하게는 50 내지 60 중량부의 양으로 사용한다. 이 때 상기 첨가제의 사용량이 45 중량부 미만인 경우 고무 발포체 제조시 생산성과 제조된 고무 발포체의 가공성 및 셀의 균일성이 감소하며, 65 중량부 초과인 경우 제조된 고무 발포체의 강도와 신장성 등의 품질이 감소한다.The additive is used in an amount of 45 to 65 parts by weight, preferably 50 to 60 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin composition. When the amount of the additive is less than 45 parts by weight, the productivity of the rubber foam, the workability of the prepared rubber foam and the uniformity of the cell are reduced. When the additive is used in an amount of more than 65 parts by weight, the strength and elongation Quality is reduced.
상기 발포조제는 고무 발포체의 가공성 및 생산성을 향상시키고 발포성 및 온도를 조절하기 위해 첨가되는 것으로, 통상의 발포체 조성물에 사용되는 종류를 선택하여 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 요소계 발포조제(예컨대, 상품명 Cellex-A)를 사용할 수 있다. The foaming aid is added to improve the processability and productivity of the rubber foam, and to control the foaming property and the temperature. The foaming aid can be selected and used in a conventional foam composition. For example, A foaming auxiliary (for example, trade name Cellex-A) may be used.
상기 가소제는 수지 및 첨가제의 혼화성 증진과 혼합물의 점도조절을 위해 사용되는 것으로, 화이트오일, 파라핀오일 및 테레프탈레이트계 가소제 중 선택된 어느 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하다.The plasticizer is used for improving the miscibility of the resin and the additive and for controlling the viscosity of the mixture, and it is preferable to use at least one selected from among white oil, paraffin oil and terephthalate plasticizer.
상기 안정제로는 다량의 충전제 사용에 따른 발포속도 및 균일한 셀(Cell)울 얻는데 미치는 영향을 고려하여 선택하여 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 Ba-Zn계 안정제(예를 들어, 상품명 BZ-806F 또는 BZ-119)를 사용할 수 있다.The stabilizer may be selected in consideration of the foaming rate and the effect on obtaining a uniform cell wall according to the use of a large amount of filler. For example, a stabilizer such as a Ba-Zn stabilizer (for example, , Trade name BZ-806F or BZ-119).
상기 열전달촉진제로는 ZnO를 사용하는 것이 바람직하다.As the heat transfer promoter, ZnO is preferably used.
상기 이형제로는 내부이형제인 폴리에틸렌 왁스(LC-102N), 외부이형제인 스테아르산(Stearic Acid)의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.As the release agent, it is preferable to use a mixture of polyethylene wax (LC-102N), an internal release agent, and stearic acid, an external release agent.
상기 노화방지제는 가교에 미치는 영향을 고려하여 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴논(Kumanox RD), N-(1,3-Dimethylbutyl)-N’-phenyl-ρ-phenylene diamine (Kumanox 13), N’-isopropyl-N-phenyl-ρ-phenylene diamine(Kumanox 3C) 및 Styrenated phenol(Kumanox SP, SP-N)로 중 선택된 어느 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하다.Considering the effect on the crosslinking, the antioxidant is preferably selected from the group consisting of 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinone (Kumanox RD), N- (1,3-Dimethylbutyl) -N'- (Kumanox 13), N'-isopropyl-N-phenyl-ρ-phenylene diamine (Kumanox 3C) and styrenated phenol (Kumanox SP, SP-N).
상기 흡습제로는 발포체 표면의 기포발생방지를 고려하여 실리카류의 실리틴(sillitin) 및 산화칼슘(CaO) 중 선택된 어느 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하다.As the moisture absorbent, it is preferable to use at least one selected from silica-type sillitin and calcium oxide (CaO) in consideration of prevention of bubble formation on the surface of the foam.
상기 충전제는 색상 부여 및 광산화방지, 보강효과 및 원가 절감 등을 고려하여 카본블랙(N550, N774)를 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable to use carbon black (N550, N774) in consideration of color impartation, prevention of photo-oxidation, reinforcing effect, and cost reduction.
본 발명에서 상기 가교제는 황(Sulfur: S), 과산화물 가교제로 [Bis(tert-butylperoxy isopropylbenzene; perkadox] 또는 디큐밀퍼옥사이드(Dicumyl peroxide; DCP)를 적정비율로 사용하는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable to use sulfur (S) as a cross-linking agent and bis (tert-butylperoxy isopropylbenzene) peroxidic crosslinking agent (dicumyl peroxide; DCP).
상기 가교제는 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부의 양으로 사용하며, 바람직하게는 1 내지 3 중량부, 보다 바람직하게는 1.5 내지 2.5 중량부를 사용한다. 이때 상기 가교제의 사용량이 0.1 중량부 미만인 경우 가교과정의 효율성이 저하되고 균일한 고무 발포체가 수득될 수 없으며, 5 중량부 초과인 경우 고무 발포체 조성물의 발포과정에서의 셀 및 표면의 불안정성을 야기시키며 점도가 증가하여 발포에 대한 적합성이 떨어질 수 있다.The crosslinking agent is used in an amount of 0.1 to 5 parts by weight, preferably 1 to 3 parts by weight, more preferably 1.5 to 2.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin composition. If the amount of the cross-linking agent is less than 0.1 parts by weight, the efficiency of crosslinking decreases and uniform rubber foams can not be obtained. If the amount is more than 5 parts by weight, instability of cells and surfaces during the foaming of the rubber foam composition The viscosity may increase and the suitability for foaming may decrease.
본 발명의 상기 가교촉진제는 가교촉진효과, 스코치성, 내노화성, 활성화 온도, 분산성 및 오염성 등을 고려하여 상기 수지 조성물 100 중량부에 대하여 3 내지 5 중량부의 양으로 사용하며, 티아졸류로서 2-멜캅트·벤조티아졸(M), 디벤조티아딜·디설파이드(DM) 또는 디치오산염류로서 Zn-디메틸 디치오카아바메이트(PZ)를 사용하는 것이 바람직하다.The crosslinking accelerator of the present invention is used in an amount of 3 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin composition in consideration of crosslinking promoting effect, scorch resistance, aging resistance, activation temperature, dispersibility, It is preferable to use Zn-dimethyl dithiocarbamate (PZ) as a mercapt-benzothiazole (M), dibenzothiadyl disulfide (DM) or dichioric acid salt.
본 발명의 고강도 및 고신장률을 가지는 고무 발포체 조성물은 화학가교 또는 광가교 반응을 이용하여 제조하는 것이 바람직하다. 화학가교는 상기 가교제가 열에 의해 분해되어 형성되는 라디칼에 의해 가교반응이 진행되어 고무 발포체 조성물이 형성되는 것이며, 광가교는 빛의 조사에 의해 형성되는 라디칼에 의해 가교반응이 진행되어 고무 발포체 조성물이 형성되는 것이다. The rubber foam composition having high strength and high elongation of the present invention is preferably prepared by chemical crosslinking or photo-crosslinking reaction. In the chemical crosslinking, the crosslinking reaction proceeds by radicals formed by decomposition of the crosslinking agent by heat to form a rubber foam composition. In the photo crosslinking, the crosslinking reaction proceeds by radicals formed by irradiation of light, .
상기 화학가교는 가교제 및 발포제의 분해온도를 고려해 110 내지 130℃에서 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 광가교시 이용하는 빛은 적외선을 이용하는 것이 바람직하며, 파장이 2.5 내지 50㎛인 적외선을 이용하는 것이 보다 바람직하다.The chemical crosslinking is preferably carried out at 110 to 130 DEG C in consideration of the decomposition temperature of the crosslinking agent and the foaming agent. The light used for the photo-crosslinking preferably uses infrared rays, and more preferably, infrared rays having a wavelength of 2.5 to 50 占 퐉 are used.
본 발명의 고무 발포체 조성물은 선 가교율을 낮추고 적정 가교 발포를 유도할 수 있어, 발포시 셀 벽의 신장률과 인장강도가 우수하여 셀 성장이 용이하고 셀의 안정성이 높아 고무 발포체의 적정 발포율을 유지하면서도 난연성, 강도 및 신장률이 우수하다. The rubber foam composition of the present invention can lower the linear cross-linking ratio and induce appropriate cross-linking foaming. Thus, it has excellent cell wall elongation and tensile strength at the time of foaming, facilitates cell growth and cell stability, While maintaining excellent flame retardancy, strength and elongation.
본 발명의 고무 발포체 조성물을 이용하여 제조된 고무 발포체는 밀도가 0.040 내지 0.050g/㎤, 바람직하게는 0.040 내지 0.045g/㎤의 범위이며, 이에 따라 발포체의 발포율이 크게 향상될 수 있다. The rubber foam prepared using the rubber foam composition of the present invention has a density in the range of 0.040 to 0.050 g / cm3, preferably 0.040 to 0.045 g / cm3, and thus the foaming rate of the foam can be greatly improved.
본 발명의 고무 발포체 조성물을 이용하여 제조된 고무 발포체는 0.032 내지 0.035W/m·K의 열전도율을 가지며, 이에 따라 발포체의 단열성 또한 크게 향상될 수 있다. The rubber foam prepared by using the rubber foam composition of the present invention has a thermal conductivity of 0.032 to 0.035 W / m · K, whereby the heat insulation of the foam can be greatly improved.
본 발명의 고무 발포체 조성물을 이용하여 제조된 고무 발포체는 260 내지 390kPa의 인장강도와 160 내지 210%의 신장률을 가지며, 이에 따라 발포체의 강도와 신장률이 크게 향상될 수 있다.The rubber foam prepared using the rubber foam composition of the present invention has a tensile strength of 260 to 390 kPa and an elongation of 160 to 210%, whereby the strength and elongation of the foam can be greatly improved.
본 발명의 고무 발포체 조성물은 각종 건축, 건설, 수송 (자동차, 철도, 선박), 스포츠, 기타 공산품 등의 광범위한 분야에 단열재, 흠차음재, 구조재 등의 용도로서 사용될 수 있으며, 특히 건축단열용으로 사용하기에 매우 적합하다.The rubber foam composition of the present invention can be used for various purposes such as construction, construction, transportation (automobile, railroad, ship), sports, and other industrial products, and can be used for heat insulation materials, sound insulating materials, structural materials, It is very suitable for the following.
또한, 상기한 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 상기 고무 발포체 조성물을 이용한 고강도 및 고신장률을 가지는 고무 발포체의 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a rubber foam having a high strength and a high elongation using the rubber foam composition.
본 발명의 상기 고무 발포체는 하기 단계를 포함하는 방법에 따라 제조될 수 있다:The rubber foam of the present invention can be prepared by a process comprising the following steps:
(S10) 고무계 수지와 기능성 엘라스토머가 5 : 5 내지 7 : 3 중량비로 배합된수지 조성물 100 중량부에 대하여 난연제 80 내지 120 중량부, 발포제 10 내지 40 중량부 및 첨가제 45 내지 65 중량부를 혼합하는 1차 혼합물 제조단계; (S10) A resin composition comprising 80 to 120 parts by weight of a flame retardant, 10 to 40 parts by weight of a blowing agent and 45 to 65 parts by weight of an additive, based on 100 parts by weight of a resin composition comprising a rubber-based resin and a functional elastomer in a weight ratio of 5: 5 to 7: A tea mixture preparation step;
(S20) 상기 단계 (S10)의 수지 조성물 100 중량부에 대하여 가교제 0.1 내지 5 중량부 및 가교촉진제 3 내지 5 중량부를 첨가하여 혼합하는 2차 혼합물 제조단계; (S20) a step of preparing a secondary mixture by adding 0.1 to 5 parts by weight of a crosslinking agent and 3 to 5 parts by weight of a crosslinking accelerator to 100 parts by weight of the resin composition of the step (S10);
(S30) 상기 단계 (S20)의 2차 혼합물을 압출 성형하는 단계; 및 (S30) extruding the secondary mixture of the step (S20); And
(S40) 상기 단계 (S30)에서 성형된 압출 성형물을 연속화학가교발포하는 단계.(S40) Continuously chemical crosslinking and foaming the extrudate formed in the step S30.
본 발명의 상기 (S10) 단계는 고무계 수지와 기능성 엘라스토머가 배합된 수지 조성물과 난연제, 발포제 및 첨가제를 혼합하는 단계로, 니더기에 상기 수지 조성물, 난연제 및 발포제를 투입하여 연화점 또는 용융점까지 온도를 상승시키고, 첨가제를 투입하여 발포제의 분해온도를 고려해 100 내지 120℃에서 10 내지 25분간 혼합하고, 원료의 열이력에 대한 안정화를 위해 실온에서 12시간 이상, 바람직하게는 12 내지 48시간 동안 숙성하는 것이 바람직하다. The step (S10) of the present invention is a step of mixing a resin composition containing a rubber-based resin and a functional elastomer with a flame retardant, a foaming agent, and an additive. The resin composition, the flame retardant and the foaming agent are added to the kneader to adjust the temperature to the softening point or the melting point The mixture is stirred at 100 to 120 DEG C for 10 to 25 minutes in consideration of the decomposition temperature of the blowing agent and the mixture is aged at room temperature for 12 hours or more, preferably 12 to 48 hours for stabilization against the thermal history of the raw material .
이때, 상기 첨가제는 발포조제, 가소제, 안정제, 열전달촉진제, 이형제, 노화방지제, 흡습제 및 충전제로 이루어지며, 각 성분에 대한 구체적인 설명은 상기 고강도 및 고신장률의 고무 발포체 조성물에 기재된 내용과 동일하다. At this time, the additive is composed of a foaming auxiliary, a plasticizer, a stabilizer, a heat transfer promoter, a release agent, an anti-aging agent, a moisture absorbent and a filler. Specific details of each component are the same as those described in the rubber foam composition of high strength and high elongation.
본 발명의 상기 (S20) 단계는 (S10) 단계에서 제조된 1차 혼합물에 가교제 및 가교촉진제를 첨가하여 혼합하는 단계로서, 니더기에서 반응온도를 고려해 50 내지 80℃에서 5 내지 10분 동안 혼합하는 것이 바람직하며, 투롤밀에서 시트 및 압출기 투입을 고려해 일정크기로 재단한 후에, 혼합물의 안정화를 위해 10 내지 20℃의 온도에서 12 내지 24시간 동안 숙성하는 것이 바람직하다. The step (S20) of the present invention is a step of adding a cross-linking agent and a cross-linking accelerator to the primary mixture prepared in the step (S10) and mixing the mixture at 50 to 80 ° C for 5 to 10 minutes And it is preferable to mature for 12 to 24 hours at a temperature of 10 to 20 占 폚 in order to stabilize the mixture after cutting to a certain size considering the introduction of the sheet and the extruder in a twin roll mill.
이때, 상기 가교제 및 가교촉진제의 성분은 상기 고강도 및 고신장률의 고무 발포체 조성물에 기재된 내용과 동일하다.At this time, the components of the crosslinking agent and the crosslinking accelerator are the same as those described in the rubber foam composition having the high strength and the high elongation.
본 발명의 상기 (S30) 단계는 상기 (S20) 단계에서 제조된 2차 혼합물을 압출 성형하는 단계로, 압출 성형은 KS 규격을 고려해 다양한 형태(튜브-내경*외경, 시트-폭*두께)로 진행되며, 압출온도는 50 내지 80℃로 유지하는 것이 바람직하다.The step (S30) of the present invention is a step of extruding the secondary mixture prepared in the step (S20). The extrusion molding may be carried out in various forms (tube-inner diameter * outer diameter, sheet-width * thickness) And the extrusion temperature is preferably maintained at 50 to 80 캜.
본 발명의 상기 (S40) 단계는 상기 (S30) 단계의 압출 성형물을 연속화학가교발포하는 단계로, 상기 연속화학가교발포는 가교제 및 발포제의 분해온도를 고려해 110 내지 180℃에서 연속적으로 이루어지는 것이 바람직하며, 이 과정에서 가교발포속도의 제어가 셀 구조에 큰 영향을 주게 된다. The step (S40) of the present invention is a step of continuous chemical crosslinking foaming of the extrudate in the step (S30), and the continuous chemical crosslinking foaming is preferably performed continuously at 110 to 180 ° C in consideration of the decomposition temperature of the crosslinking agent and the foaming agent In this process, the control of the crosslinking foaming rate greatly affects the cell structure.
상기 연속화학가교발포 후에는 냉각-권취과정이 추가적으로 이루어질 수 잇다. 상기 냉각은 연속화학가교발포된 고무 발포체를 냉각시키는 과정으로 일반적인 냉각 유닛을 이용하여 실시될 수 있다. 상기 권취과정은 냉각된 고무 발포체를 권취 롤등에 의해 지정된 크기로 절단하는 과정으로 일반적은 권취설비를 이용하여 실시될 수 있다.After the continuous chemical crosslinking foaming, a cooling-winding process can be additionally performed. The cooling can be carried out using a general cooling unit as a process of cooling the continuous chemical crosslinked foamed rubber foam. The winding process is a process of cutting the cooled rubber foam to a size specified by a winding roll or the like, and can be carried out using a general winding machine.
또한, 본 발명의 고무 발포체는 상기 (S40) 단계를 하기 단계와 같이 광가교 발포하여 제조될 수 있다:In addition, the rubber foam of the present invention can be prepared by photo-crosslinking foaming the (S40) step as follows:
(S41) 상기 단계 (S30)에서 성형된 압출 성형물에 빛을 조사하여 광가교 반응시키는 단계; 및 (S41) irradiating the extrudate formed in step S30 with light to perform photo-crosslinking reaction; And
(S42) 상기 단계 (S41)의 가교반응물을 발포하는 단계인 것을 특징으로 하는 고강도 및 고신장률의 고무 발포체 제조방법:(S42) is a step of foaming the crosslinking reactant in the step (S41). The method for producing a rubber foam of high strength and high elongation,
본 발명의 상기 단계 (S41)에서 상기 광가교시 이용하는 빛은 파장이 2.5 내지 50μm인 적외선을 이용하는 것이 바람직하며, 이는 고무 발포체의 품질을 향상시키고 광가교 공정에서의 에너지 효율성을 높이기 위함이다. In the step (S41) of the present invention, it is preferable to use infrared rays having a wavelength of 2.5 to 50 μm for improving the quality of the rubber foam and increasing the energy efficiency in the photo-crosslinking process.
본 발명의 상기 고무 발포체 제조방법에 따라 고무 발포체 조성물의 선 가교율을 낮추고 적정 가교 발포를 유도할 수 있어, 발포시 셀 벽의 신장률과 인장강도가 우수하여 셀 성장이 용이하고 셀의 안정성이 높아 고무 발포체의 적정 발포율을 유지하면서도 난연성, 강도 및 신장률이 현저하게 증가한 고무 발포체를 제조할 수 있다.According to the method for producing a rubber foam of the present invention, it is possible to lower the linear cross-linking ratio of a rubber foam composition and induce proper cross-linking foaming, thereby providing excellent cell elongation and tensile strength at the time of foaming, It is possible to produce a rubber foam in which flame retardancy, strength and elongation are remarkably increased while maintaining a proper expansion ratio of the rubber foam.
이와 같이, 본 발명에 따라 고점도의 고무계 수지와 기계적 물성이 우수한 기능성 엘라스토머를 배합하여 제조된 고무 발포체 조성물은 난연성이 높으면서도 강도 및 신장률이 우수하다. 또한, 선 가교율을 낮추고 적정 가교 발포를 유도할 수 있어, 이를 이용하여 셀 구조가 양호하면서도 우수한 밀폐셀 구조를 가지고 적정 발포율을 유지하면서도 난연성, 인장강도 및 신장률이 현저하게 증가된 고무 발포체를 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 고강도 및 고신장률을 가지는 고무 발포체 조성물은 각종 건축, 건설, 수송 (자동차, 철도, 선박), 스포츠, 기타 공산품 등의 광범위한 분야의 단열재, 흠차음재, 구조재, 완구재, 보조재 등의 광범위한 분야에 단열재, 흠차음재, 구조재 등의 용도로서 사용될 수 있다.As described above, according to the present invention, a rubber foam composition prepared by blending a rubber-based resin having a high viscosity and a functional elastomer having excellent mechanical properties has high flame retardancy and excellent strength and elongation. In addition, it is possible to lower the crosslinking rate and induce appropriate crosslinking foaming, thereby using a rubber foam having good cell structure, excellent sealing cell structure and excellent flame retardancy, tensile strength and elongation, while maintaining a proper foaming ratio Can be manufactured. Accordingly, the rubber foam composition having a high strength and a high elongation according to the present invention can be used as a heat insulation material, a sound insulating material, a structural material, a toy material, a supplementary material And can be used as a heat insulating material, a sound insulating material, a structural material and the like in a wide range of fields.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail to facilitate understanding of the present invention. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. Embodiments of the invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.
<< 실시예Example 1> 기능성1> Functionality 엘라스토머 A와 Elastomer A and 화학가교Chemical bridge 반응을 이용한 고강도 및 High strength and 고신장률High elongation 고무 Rubber 발포체Foam 제조 Produce
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 니더기에 고점도 고무로 무늬점도(ML1+4 at 125℃)가 60인 니트릴부타디엔 고무(NBR) 50 중량부와 기능성 엘라스토머 A(Ethylene Octene-Butene Copolymers, 용융흐름지수 MI 1~2g/10min, 융점 Tm 50~60℃; Polyolefin elastomer) 50 중량부를 배합한 수지 조성물; 난연제 77 중량부수산화 알루미늄 20 중량부, 수산화마그네슘 20 중량부, 멜라민 피로포스페이트 5 중량부, 파이퍼라진 피로포스페이트 5 중량부, 붕산아연 10 중량부, 탈크 15 중량부, 팽창흑연 2 중량부; 및 발포제(아조디카본아미드: ADCA) 24 중량부;를 넣고 용융될 때까지 온도를 상승시킨 다음, 첨가제 56 중량부발포조제(Cellex-A) 1 중량부, 가소제(파라핀 오일) 30 중량부, 안정제(BZ-119) 3 중량부, 열전달촉진제(산화아연) 1 중량부, 내부이형제(PE-WAX) 3 중량부, 외부이형제(스테아린산) 2 중량부, 노화방지제(RD) 1 중량부 및 충전제(카본블랙, N550) 15 중량부;를 투입하여 120℃로 20분간 혼합하고, 혼합물의 안정화를 위해 실온에서 24시간 동안 숙성하였다.50 parts by weight of a nitrile-butadiene rubber (NBR) having a needle viscosity (ML1 + 4 at 125 DEG C) of 60 as a high-viscosity rubber and a functional elastomer A (Ethylene Octene-Butene Copolymers, MI 1 to 2 g / 10 min, melting point Tm 50 to 60 캜, polyolefin elastomer); Flame retardant 77 parts by weight aluminum oxide 20 parts by weight, magnesium hydroxide 20 parts by weight, melamine pyrophosphate 5 parts by weight, piperazine pyrophosphate 5 parts by weight, zinc borate 10 parts by weight, talc 15 parts by weight, expanded graphite 2 parts by weight; And 24 parts by weight of a foaming agent (azodicarbonamide: ADCA) were added, and the temperature was elevated to be melted. Then, 56 parts by weight of additive 1 part by weight of a foaming auxiliary (Cellex-A), 30 parts by weight of a plasticizer (paraffin oil) 3 parts by weight of a stabilizer (BZ-119), 1 part by weight of a heat transfer promoter (zinc oxide), 3 parts by weight of an inner mold release agent (PE-WAX), 2 parts by weight of an outer mold release agent (stearic acid), 1 part by weight of an antioxidant (Carbon black, N550) were added and mixed at 120 DEG C for 20 minutes and aged at room temperature for 24 hours to stabilize the mixture.
숙성된 혼합물에 상기 수지 조성물 100 중량부에 대하여 가교제로 황(Sulfur: S) 1 중량부와 디큐밀퍼옥사이드(Dicumyl peroxide; DCP) 1 중량부를, 2-멜캅트·벤조티아졸(M)을 포함한 가교촉진제 4 중량부를 니더기에 첨가하여 70℃에서 5분간 혼합한 후, 투롤밀에서 시트형태로 70℃에서 5분간 작업 후 배출한 후에, 안정화를 위해 항온시설에서 20℃에서 24시간 동안 숙성하였다.To the aged mixture, 1 part by weight of sulfur (Sulfur: S) and 1 part by weight of dicumyl peroxide (DCP) were added as a crosslinking agent to 100 parts by weight of the resin composition, and 2 parts by weight of 2-mercapto benzothiazole And 4 parts by weight of a crosslinking accelerator were added to a kneader and mixed at 70 DEG C for 5 minutes and then discharged in a sheet form at 70 DEG C for 5 minutes and then aged at 20 DEG C for 24 hours at a constant temperature for stabilization .
숙성된 혼합물을 압출기(BA, 150mm)에 투입하고 50℃에서 시트형태로 압출한 후에, 압출된 시트를 발포로에 투입하고 110 ~ 180℃의 순차적 온도에서 20분간 연속화학가교발포하여 고강도 및 고신장률의 고무 발포체를 제조하였다.The aged mixture was put into an extruder (BA, 150 mm) and extruded into a sheet form at 50 ° C. The extruded sheet was then introduced into a foaming furnace and subjected to continuous chemical crosslinking for 20 minutes at a temperature of 110 to 180 ° C, A rubber foam having an elongation percentage was prepared.
<< 실시예Example 2> 기능성2> Functionality 엘라스토머 A와 Elastomer A and 화학가교Chemical bridge 반응을 이용한 고강도 및 High strength and 고신장률High elongation 고무 Rubber 발포체Foam 제조 Produce
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 무늬점도(ML1+4 at 125℃)가 60인 니트릴부타디엔 고무(NBR) 60 중량부와 기능성 엘라스토머 A(Ethylene Octene-Butene Copolymers, 용융흐름지수 MI 1~2g/10min, 융점 Tm 50~60℃; Polyolefin elastomer) 40 중량부를 배합한 수지 조성물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무 발포체를 제조하였다. 60 parts by weight of nitrile-butadiene rubber (NBR) having a pattern viscosity (ML1 + 4 at 125 DEG C) of 60 and 10 parts by weight of a functional elastomer A (Ethylene Octene-Butene Copolymers, , A melting point Tm of 50 to 60 DEG C, and a polyolefin elastomer (40 parts by weight) were used in place of the resin composition of Example 1, to prepare a rubber foam.
<< 실시예Example 3> 기능성3> Functionality 엘라스토머 A와 Elastomer A and 화학가교Chemical bridge 반응을 이용한 고강도 및 High strength and 고신장률High elongation 고무 Rubber 발포체Foam 제조 Produce
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 무늬점도(ML1+4 at 125℃)가 60인 니트릴부타디엔 고무(NBR) 70 중량부와 기능성 엘라스토머 A(Ethylene Octene-Butene Copolymers, 용융흐름지수 MI 1~2g/10min, 융점 Tm 50~60℃, Polyolefin elastomer) 30 중량부를 배합한 수지 조성물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무 발포체를 제조하였다. 70 parts by weight of a nitrile-butadiene rubber (NBR) having a Mooney viscosity (ML1 + 4 at 125 DEG C) of 60 and 10 parts by weight of a functional elastomer A (Ethylene Octene-Butene Copolymers, , Melting point Tm 50-60 DEG C, polyolefin elastomer 30 parts by weight) was used in place of the resin composition of Example 1, to prepare a rubber foam.
<< 실시예Example 4> 기능성4> Functionality 엘라스토머 B와 Elastomer B and 화학가교Chemical bridge 반응을 이용한 고강도 및 High strength and 고신장률High elongation 고무 Rubber 발포체Foam 제조 Produce
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 무늬점도(ML1+4 at 125℃)가 60인 니트릴부타디엔 고무(NBR) 50 중량부와 기능성 엘라스토머 B(Ethylene Octene Copolymer, 용융흐름지수 MI 0.5~1g/10min, 융점 Tm 33~55℃, Polyolefin elastomer) 50 중량부를 배합한 수지 조성물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무 발포체를 제조하였다. 50 parts by weight of nitrile-butadiene rubber (NBR) having a Mooney viscosity (ML1 + 4 at 125 DEG C) of 60 and 10 parts by weight of a functional elastomer B (ethylene octene copolymer, melt flow index MI 0.5 to 1 g / Tm 33 to 55 占 폚, polyolefin elastomer) was used in place of the resin composition of Example 1, to thereby prepare a rubber foam.
<< 실시예Example 5> 기능성5> Functionality 엘라스토머 B와 Elastomer B and 화학가교Chemical bridge 반응을 이용한 고강도 및 High strength and 고신장률High elongation 고무 Rubber 발포체Foam 제조 Produce
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 무늬점도(ML1+4 at 125℃)가 60인 니트릴부타디엔 고무(NBR) 60 중량부와 기능성 엘라스토머 B(Ethylene Octene Copolymer, 용융흐름지수 MI 0.5~1g/10min, 융점 Tm 33~55℃, Polyolefin elastomer) 40 중량부를 배합한 수지 조성물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무 발포체를 제조하였다. 60 parts by weight of nitrile butadiene rubber (NBR) having a Mooney viscosity (ML1 + 4 at 125 DEG C) of 60 and 10 parts by weight of a functional elastomer B (ethylene octene copolymer, melt flow index MI 0.5 to 1 g / 10 min, Tm 33 to 55 deg. C, polyolefin elastomer) was used in place of the resin composition of Example 1, to thereby prepare a rubber foam.
<< 실시예Example 6> 기능성6> Functionality 엘라스토머 B를 이용한 고강도 및 High Strength < RTI ID = 0.0 > and / 고신장률High elongation 고무 Rubber 발포체Foam 제조 Produce
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 무늬점도(ML1+4 at 125℃)가 60인 니트릴부타디엔 고무(NBR) 70 중량부와 기능성 엘라스토머 B(Ethylene Octene Copolymer, 용융흐름지수 MI 0.5~1g/10min, 융점 Tm 33~55℃, Polyolefin elastomer) 30 중량부를 배합한 수지 조성물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무 발포체를 제조하였다. As shown in the following Table 1, 70 parts by weight of nitrile-butadiene rubber (NBR) having a Mooney viscosity (ML1 + 4 at 125 占 폚) of 60 and 10 parts by weight of a functional elastomer B (Ethylene Octene Copolymer Tm 33 to 55 占 폚, polyolefin elastomer) was used in place of the resin composition of Example 1, to thereby prepare a rubber foam.
<< 실시예Example 7> 기능성7> Functionality 엘라스토머 A와 Elastomer A and 광가교Light bridging 반응을 이용한 고강도 및 High strength and 고신장률High elongation 고무 Rubber 발포체Foam 제조 Produce
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 니더기에 고점도 고무로 무늬점도(ML1+4 at 125℃)가 60인 니트릴부타디엔 고무(NBR) 50 중량부와 기능성 엘라스토머 A(Ethylene Octene-Butene Copolymers, 용융흐름지수 MI 1~2g/10min, 융점 Tm 50~60℃, Polyolefin elastomer) 50 중량부를 배합한 수지 조성물; 난연제 77 중량부수산화 알루미늄 20 중량부, 수산화마그네슘 20 중량부, 멜라민 피로포스페이트 5 중량부, 파이퍼라진 피로포스페이트 5 중량부, 붕산아연 10 중량부, 탈크 15 중량부, 팽창흑연 2 중량부; 및 발포제(아조디카본아미드: ADCA) 24 중량부;를 넣고 용융될 때까지 온도를 상승시킨 다음, 첨가제 56 중량부발포조제(Cellex-A) 1 중량부, 가소제(파라핀 오일) 30 중량부, 안정제(BZ-119) 3 중량부, 열전달촉진제(산화아연) 1 중량부, 내부이형제(PE-WAX) 3 중량부, 외부이형제(스테아린산) 2 중량부, 노화방지제(RD) 1 중량부 및 충전제(카본블랙, N550) 15 중량부;를 투입하여 120℃로 20분간 혼합하고, 혼합물의 안정화를 위해 실온에서 24시간 동안 숙성하였다.50 parts by weight of a nitrile-butadiene rubber (NBR) having a needle viscosity (ML1 + 4 at 125 DEG C) of 60 as a high-viscosity rubber and a functional elastomer A (Ethylene Octene-Butene Copolymers, MI 1 to 2 g / 10 min, melting point Tm 50 to 60 占 폚, polyolefin elastomer); Flame retardant 77 parts by weight aluminum oxide 20 parts by weight, magnesium hydroxide 20 parts by weight, melamine pyrophosphate 5 parts by weight, piperazine pyrophosphate 5 parts by weight, zinc borate 10 parts by weight, talc 15 parts by weight, expanded graphite 2 parts by weight; And 24 parts by weight of a foaming agent (azodicarbonamide: ADCA) were added, and the temperature was elevated to be melted. Then, 56 parts by weight of additive 1 part by weight of a foaming auxiliary (Cellex-A), 30 parts by weight of a plasticizer (paraffin oil) 3 parts by weight of a stabilizer (BZ-119), 1 part by weight of a heat transfer promoter (zinc oxide), 3 parts by weight of an inner mold release agent (PE-WAX), 2 parts by weight of an outer mold release agent (stearic acid), 1 part by weight of an antioxidant (Carbon black, N550) were added and mixed at 120 DEG C for 20 minutes and aged at room temperature for 24 hours to stabilize the mixture.
숙성된 혼합물에 상기 수지 조성물 100 중량부에 대하여 가교제로 황(Sulfur: S) 1 중량부와 디큐밀퍼옥사이드(Dicumyl peroxide; DCP) 1 중량부를, 2-멜캅트·벤조티아졸(M)을 포함한 가교촉진제 4 중량부를 니더기에 첨가하여 70℃에서 5분간 혼합한 후, 투롤밀에서 시트형태로 70℃에서 5분간 작업 후 배출한 후에, 안정화를 위해 항온시설에서 20℃에서 24시간 동안 숙성하였다.To the aged mixture, 1 part by weight of sulfur (Sulfur: S) and 1 part by weight of dicumyl peroxide (DCP) were added as a crosslinking agent to 100 parts by weight of the resin composition, and 2 parts by weight of 2-mercapto benzothiazole And 4 parts by weight of a crosslinking accelerator were added to a kneader and mixed at 70 DEG C for 5 minutes and then discharged in a sheet form at 70 DEG C for 5 minutes and then aged at 20 DEG C for 24 hours at a constant temperature for stabilization .
숙성된 혼합물을 압출기(BA, 150mm)에 투입하고 50℃에서 시트형태로 압출하였다.The aged mixture was put into an extruder (BA, 150 mm) and extruded into a sheet form at 50 ° C.
압출된 시트를 광조사장치(적외선)를 이용하여 5㎛(CO 레이저) 파장의 빛을 조사하여 광가교 반응시킨 다음 발포로에 투입한 후 150±5℃로 발포하여 고강도 및 고신장률의 고무 발포체를 제조하였다.The extruded sheet was subjected to photocrosslinking reaction by irradiating light having a wavelength of 5 mu m (CO laser) using a light irradiation apparatus (infrared ray), and then introduced into a foaming furnace, followed by foaming at 150 +/- 5 DEG C to obtain a rubber foam having high strength and high elongation .
<< 실시예Example 8> 기능성8> Functionality 엘라스토머 B와 Elastomer B and 광가교Light bridging 반응을 이용한 고강도 및 High strength and 고신장률High elongation 고무 Rubber 발포체Foam 제조 Produce
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 무늬점도(ML1+4 at 125℃)가 60인 니트릴부타디엔 고무(NBR) 60 중량부와 기능성 엘라스토머 B(Ethylene Octene Copolymer, 용융흐름지수 MI 0.5~1g/10min, 융점 Tm 33~55℃, Polyolefin elastomer) 40 중량부를 배합한 수지 조성물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 고무 발포체를 제조하였다. 60 parts by weight of nitrile butadiene rubber (NBR) having a Mooney viscosity (ML1 + 4 at 125 DEG C) of 60 and 10 parts by weight of a functional elastomer B (ethylene octene copolymer, melt flow index MI 0.5 to 1 g / Tm 33 to 55 占 폚, polyolefin elastomer) was used in place of the resin composition of Example 7, to prepare a rubber foam.
<< 비교예Comparative Example 1> 기능성1> Functionality 엘라스토머 A를 이용한 고무 Rubber with elastomer A 발포체Foam 제조 Produce
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 무늬점도(ML1+4 at 125℃)가 60인 니트릴부타디엔 고무(NBR) 47 중량부와 기능성 엘라스토머 A(Ethylene Octene-Butene Copolymers, 용융흐름지수 MI 1~2g/10min, 융점 Tm 50~60℃, Polyolefin elastomer) 53 중량부를 배합한 수지 조성물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무 발포체를 제조하였다. 47 parts by weight of a nitrile-butadiene rubber (NBR) having a pattern viscosity (ML1 + 4 at 125 DEG C) of 60 and a functional elastomer A (Ethylene Octene-Butene Copolymers, melt flow index MI: 1 to 2 g / 10 min , A melting point Tm of 50 to 60 DEG C, and a polyolefin elastomer (53 parts by weight) were used in place of the resin composition of Example 1, the rubber foam was prepared.
<< 비교예Comparative Example 2> 기능성2> Functionality 엘라스토머 A를 이용한 고무 Rubber with elastomer A 발포체Foam 제조 Produce
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 무늬점도(ML1+4 at 125℃)가 60인 니트릴부타디엔 고무(NBR) 73 중량부와 기능성 엘라스토머 A(Ethylene Octene-Butene Copolymers, 용융흐름지수 MI 1~2g/10min, 융점 Tm 50~60℃, Polyolefin elastomer) 27 중량부를 배합한 수지 조성물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무 발포체를 제조하였다. 73 parts by weight of nitrile-butadiene rubber (NBR) having a pattern viscosity (ML1 + 4 at 125 DEG C) of 60 and 80 parts by weight of a functional elastomer A (Ethylene Octene-Butene Copolymers, , A melting point Tm of 50 to 60 DEG C, and a polyolefin elastomer (27 parts by weight) were used in place of the resin composition of Example 1, to prepare a rubber foam.
<< 비교예Comparative Example 3> 기능성3> Functionality 엘라스토머 B를 이용한 고무 Rubber with Elastomer B 발포체Foam 제조 Produce
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 무늬점도(ML1+4 at 125℃)가 60인 니트릴부타디엔 고무(NBR) 47 중량부와 기능성 엘라스토머 B(Ethylene Octene Copolymer, 용융흐름지수 MI 0.5~1g/10min, 융점 Tm 33~55℃, Polyolefin elastomer) 53 중량부를 배합한 수지 조성물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무 발포체를 제조하였다. 47 parts by weight of a nitrile-butadiene rubber (NBR) having a pattern viscosity (ML1 + 4 at 125 DEG C) of 60 and 10 parts by weight of a functional elastomer B (ethylene-octene copolymer having a melt flow index MI of 0.5 to 1 g / Tm 33 to 55 deg. C, Polyolefin elastomer) (53 parts by weight) was used as the resin composition.
<< 비교예Comparative Example 4> 기능성4> Functionality 엘라스토머 B를 이용한 고무 Rubber with Elastomer B 발포체Foam 제조 Produce
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 무늬점도(ML1+4 at 125℃)가 60인 니트릴부타디엔 고무(NBR) 73 중량부와 기능성 엘라스토머 B(Ethylene Octene Copolymer, 용융흐름지수 MI 0.5~1 g/10min, 융점 Tm 33~55℃, Polyolefin elastomer) 27 중량부를 배합한 수지 조성물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무 발포체를 제조하였다. 73 parts by weight of nitrile-butadiene rubber (NBR) having a Mooney viscosity (ML1 + 4 at 125 占 폚) of 60 and 30 parts by weight of a functional elastomer B (Ethylene Octene Copolymer, melt flow index MI 0.5 to 1 g / A melting point Tm of 33 to 55 占 폚, and a polyolefin elastomer of 27 parts by weight) was used instead of the resin composition of Example 1. The rubber foam was prepared in the same manner as in Example 1,
<< 비교예Comparative Example 5> NBS5> NBS 수지 조성물을 이용한 고무 Rubber using resin composition 발포체Foam 제조 Produce
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 수지 조성물로 무늬점도(ML1+4 at 125℃)가 60인 니트릴부타디엔 고무(NBR) 100 중량부를 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무 발포체를 제조하였다.A rubber foam was prepared in the same manner as in Example 1 except that 100 parts by weight of nitrile butadiene rubber (NBR) having a pattern viscosity (ML1 + 4 at 125 DEG C) of 60 as a resin composition was used as shown in the following Table 1 Respectively.
조성Sample number
Furtherance
조성물Suzy
Composition
엘라스토머 AFunctional
Elastomer A
엘라스토머 BFunctional
Elastomer B
피로포스페이트Piper Rajin
Pyrophosphate
<< 시험예Test Example 1> 고무 1> Rubber 발포체Foam 성능 측정 Performance measurement
상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 고무 발포체의 성능을 KS M 6962 기준에 의거하여 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The performance of the rubber foams prepared in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 was measured according to KS M 6962 standard, and the results are shown in Table 2 below.
시료번호Properties
Sample number
(kPa)The tensile strength
(kPa)
(%)Elongation
(%)
(g/㎤)density
(g / cm3)
(%)Marginal oxygen index
(%)
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 실시예 1 내지 8의 난연성 고무 발포체의 경우 인장강도와 신장률이 급격히 증가하였다. 이 때, 실시예 1 내지 8과 비교예 1 내지 5는 모두 밀도가 0.045g/㎤이고, 한계산소지수가 34%로 동일하게 나타났다. As shown in Table 2 above, the flame retardant rubber foams of Examples 1 to 8 prepared according to the present invention showed a sharp increase in tensile strength and elongation. At this time, in each of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5, the density was 0.045 g / cm 3 and the limit oxygen index was 34%.
실시예 2의 고점도 NBR과 기능성 엘라스토머 A를 사용하여 화학 가교한 경우 인장강도가 362kPa, 신장률이 164%로 나타나 비교예 5와 대비하여 인장강도는 약 3.15배, 신장률은 약 2.25배 증가한 것으로 나타났다. When the high viscosity NBR and the functional elastomer A of Example 2 were chemically crosslinked, the tensile strength was 362 kPa and the elongation percentage was 164%. As a result, the tensile strength and the elongation were increased by about 3.15 times and 2.25 times, respectively,
실시예 5의 고점도 NBR과 기능성 엘라스토머 B를 사용하여 화학 가교한 경우 인장강도가 262kPa, 신장률이 204%로 나타나 비교예 5와 대비하여 인장강도는 약 2.31배, 신장율은 약 2.79배 증가한 것으로 나타났다. When the high viscosity NBR and the functional elastomer B of Example 5 were chemically crosslinked, the tensile strength was found to be 262 kPa and the elongation percentage was found to be 204%. As a result, the tensile strength and the elongation were increased by about 2.31 times and 2.79 times, respectively,
상기 기능성 엘라스토머 A와 B는 가공성 및 물성을 결정짓는 용융흐름지수(MI)와 융점(Tm)에 차이가 있으며, 용융흐름지수와 융점이 높은 기능성 엘라스토머 A를 이용한 고무 발포체가 기능성 엘라스토머 B를 이용한 고무 발포체보다 우수한 인장강도를 나타내나 신장율은 다소 낮게 나타남을 알 수 있다.The functional elastomers A and B have a difference in melt flow index (MI) and melting point (Tm) that determine the processability and physical properties, and the rubber foam using the functional elastomer A having a high melt index and melting point is different from the rubber The tensile strength is higher than that of the foam but the elongation is somewhat low.
또한, 광가교 반응을 진행한 실시예 7 및 8의 경우 각각 동일한 조성으로 화학가교 반응을 진행한 실시예 2 및 5와 비교하여 인장강도와 신장률이 모두 증가한 것으로 나타났다. In Examples 7 and 8 in which the photo-crosslinking reaction proceeded, tensile strength and elongation were both increased as compared with Examples 2 and 5 in which the chemical crosslinking reaction was carried out at the same composition.
또한, 상기 예시에는 나타내지 않았지만, 고점도 고무와 엘라스토머의 적정 조합, 엘라스토머의 종류 및 가교 발포속도제어를 통해 인장강도와 신장률을 조절할 수 있으며, 본 발명에 따라 고점도 고무와 높은 융점을 갖는 기계적 물성이 우수한 엘라스토머(기능성 엘라스토머 A 또는 B)를 적정 조합한 수지 조성물을 사용함으로써 고강도 및 고신장률을 갖는 고무 발포체를 제조할 수 있음을 알 수 있다. Further, although not shown in the above example, tensile strength and elongation can be controlled by appropriate combination of high viscosity rubber and elastomer, type of elastomer and control of crosslinking foaming rate. According to the present invention, high viscosity rubber, excellent mechanical properties It can be understood that a rubber foam having high strength and high elongation can be produced by using a resin composition in which an elastomer (functional elastomer A or B) is appropriately combined.
Claims (11)
상기 수지 조성물은 고무계 수지와 기능성 엘라스토머가 5 : 5 내지 7 : 3 중량비로 배합된 것을 특징으로 하는 고강도 및 고신장률의 고무 발포체 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the resin composition comprises a rubber-based resin and a functional elastomer in a weight ratio of 5: 5 to 7: 3.
상기 고무계 수지는 천연고무(NB), 니트릴부타디엔 고무(NBR) 및 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 고강도 및 고신장률의 고무 발포체 조성물.3. The method of claim 2,
Wherein the rubber-based resin is at least one of natural rubber (NB), nitrile-butadiene rubber (NBR), and ethylene propylene rubber (EPDM).
상기 기능성 엘라스토머는 용융흐름지수 MI 0.5~2g/10min, 융점 Tm 33~60℃인 폴리올레핀계 공중합체인 것을 특징으로 하는 고강도 및 고신장률의 고무 발포체 조성물.3. The method of claim 2,
Wherein the functional elastomer is a polyolefin copolymer having a melt flow index MI of 0.5 to 2 g / 10 min and a melting point Tm of 33 to 60 캜.
상기 고무 발포체는 밀도가 0.040 내지 0.050g/㎤, 인장강도가 260 내지 390kPa 및 신장률이 160 내지 210%인 것을 특징으로 하는 고강도 및 고신장률의 고무 발포체.6. The method of claim 5,
Wherein the rubber foam has a density of 0.040 to 0.050 g / cm3, a tensile strength of 260 to 390 kPa and an elongation of 160 to 210%.
(S10) 고무계 수지와 기능성 엘라스토머가 5 : 5 내지 7 : 3 중량비로 배합된수지 조성물 100 중량부에 대하여 난연제 80 내지 120 중량부, 발포제 10 내지 40 중량부 및 첨가제 70 내지 90 중량부를 혼합하는 1차 혼합물 제조단계;
(S20) 상기 단계 (S10)의 수지 조성물 100 중량부에 대하여 가교제 0.1 내지 5 중량부 및 가교촉진제 3 내지 5 중량부를 첨가하여 혼합하는 2차 혼합물 제조단계;
(S30) 상기 단계 (S20)의 2차 혼합물을 압출 성형하는 단계; 및
(S40) 상기 단계 (S30)의 압출 성형물을 연속화학가교발포하는 단계.A method for manufacturing a rubber foam having high strength and high elongation, comprising the steps of:
(S10) A composition comprising 80 to 120 parts by weight of a flame retardant, 10 to 40 parts by weight of a blowing agent and 70 to 90 parts by weight of an additive, based on 100 parts by weight of a resin composition comprising a rubber-based resin and a functional elastomer in a weight ratio of 5: 5 to 7: A tea mixture preparation step;
(S20) a step of preparing a secondary mixture by adding 0.1 to 5 parts by weight of a crosslinking agent and 3 to 5 parts by weight of a crosslinking accelerator to 100 parts by weight of the resin composition of the step (S10);
(S30) extruding the secondary mixture of the step (S20); And
(S40) continuous chemical crosslinking and foaming of the extrudate in the step (S30).
상기 (S10) 단계의 고무계 수지는 천연고무(NB), 니트릴부타디엔 고무(NBR) 및 에틸렌프로필렌 고무(EPDM) 중 어느 하나 이상인인 것을 특징으로 하는 고강도 및 고신장률의 고무 발포체 제조방법.8. The method of claim 7,
Wherein the rubber-based resin in step (S10) is one or more of natural rubber (NB), nitrile-butadiene rubber (NBR), and ethylene propylene rubber (EPDM).
상기 (S10) 단계의 기능성 엘라스토머는 용융흐름지수 MI 0.5~2g/10min, 융점 Tm 33~60℃인 폴리올레핀계 공중합체인 것을 특징으로 하는 고강도 및 고신장률의 고무 발포체 제조방법.8. The method of claim 7,
Wherein the functional elastomer in the step (S10) is a polyolefin-based copolymer having a melt flow index MI of 0.5 to 2 g / 10 min and a melting point Tm of 33 to 60 ° C.
상기 (S40) 단계는
(S41) 상기 단계 (S30)에서 성형된 압출 성형물에 빛을 조사하여 광가교 반응시키는 단계; 및
(S42) 상기 단계 (S41)의 광가교 반응물을 발포하는 단계인 것을 특징으로 하는 고강도 및 고신장률의 고무 발포체 제조방법.10. The method according to any one of claims 7 to 9,
In operation S40,
(S41) irradiating the extrudate formed in step S30 with light to perform photo-crosslinking reaction; And
(S42) is a step of foaming the photo-crosslinking reactant in the step (S41).
상기 (S41) 단계의 빛은 파장이 2.5 내지 50㎛인 적외선인 것을 특징으로 하는 고강도 및 고신장률의 고무 발포체 제조방법.11. The method of claim 10,
Wherein the light of step (S41) is infrared rays having a wavelength of 2.5 to 50 占 퐉.
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