KR20190070344A

KR20190070344A - 상승적 난연 조성물 및 이의 폴리머 복합물에서의 용도

Info

Publication number: KR20190070344A
Application number: KR1020197013762A
Authority: KR
Inventors: 바샤르 디아르 배컬리; 마르티즌 쟈코부스 마리누스 미에스; 토마스 올라프 디트마르
Original assignee: 마르틴스베르크 게엠베하
Priority date: 2016-10-18
Filing date: 2017-10-16
Publication date: 2019-06-20
Also published as: EP3529305A1; ES2726300T1; AU2017344901A1; EP3529305B1; US10414984B2; CN109844000B; KR102424852B1; AU2017344901B2; SG11201903223VA; EP3529305C0; US20180105751A1; AU2017344901B9; DE17784293T1; ES2726300T3; WO2018073182A9; JP6929356B2; WO2018073182A1; CN109844000A; MY190230A; JP2019536846A

Abstract

무기 난연제, 예컨대 알루미늄 트리하이드레이트 또는 수산화마그네슘, 및 하이드로탈사이트 및 클레이를 1:1 내지 100:1 범위의 하이드로탈사이트:클레이의 중량비로 함유하는 난연 상승제를 함유하는 난연 조성물이 기술된다. 이들 난연 조성물은 난연제, 기계적 및 레올로지 성질의 독특한 조화를 갖는 폴리머 포뮬레이션을 생성하는데 사용될 수 있다.

Description

상승적 난연 조성물 및 이의 폴리머 복합물에서의 용도

관련 출원에 대한 참조

본 출원은 그 개시내용 전체가 본원에 참고로 포함되는, 2016년 10월 18일자 출원된 미국 가출원 제62/409,409호의 이익을 주장한다.

발명의 배경

본 발명은 일반적으로 무기 난연제, 및 하이드로탈사이트 및 클레이를 함유하는 난연 상승제를 함유하는 난연 조성물에 관한 것이다. 이들 난연 조성물은 기계적, 레올로지, 및 난연 성질의 독특한 조합을 갖는 생성물을 생성하기 위해 폴리머 포뮬레이션에 사용될 수 있다.

발명의 요약

이 요약은 하기 상세한 설명에서 추가로 기술되는 단순화된 형태의 선택된 개념을 소개하기 위해 제공된다. 이 요약은 청구되는 요지의 필요하거나 필수적인 특징을 확인하고자 하는 것은 아니다. 또한, 이 요약은 청구되는 요지의 범위를 제한하기 위해 사용하려는 것도 아니다.

본 발명의 양태에 따른 난연 조성물은 약 75 wt. % 내지 약 99.5 wt. %의 알루미늄 트리하이드레이트 및/또는 수산화마그네슘을 포함하는 무기 난연제, 및 약 0.5 wt. % 내지 약 25 wt. %의 난연 상승제를 함유할 수 있다. 난연 상승제는 하이드로탈사이트 및 클레이를 약 1:1 내지 약 100:1 범위의 하이드로탈사이트:클레이의 중량비로 함유할 수 있다.

또한, 본원에는 폴리머 조성물이 제공되며, 이러한 조성물은 본원에 기재된 임의의 난연 조성물 및 폴리머를 포함할 수 있다. 일반적으로, 폴리머:난연 조성물의 중량비는 약 50:50 내지 약 25:75의 범위이다. 이들 폴리머 조성물은 탁월한 기계적, 레올로지, 및 난연 성질의 예상치못한 조합을 가질 수 있다.

전술한 요약 및 다음의 상세한 설명 둘 모두는 예를 제공하며, 단지 설명을 위한 것이다. 따라서, 전술한 요약 및 다음의 상세한 설명은 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다. 또한, 본원에 언급되는 것들 이외의 특징 또는 변형이 제공될 수 있다. 예를 들어, 특정 양태는 상세한 설명에 기술된 다양한 특징 조합들 및 부분 조합들에 관한 것일 수 있다.

도 1은 실시예 1의 난연성 폴리머 조성물에 대한 열 방출률(HRR) 곡선의 플롯을 나타낸다.
도 2는 실시예 2의 난연성 폴리머 조성물에 대한 열 방출률(HRR) 곡선의 플롯을 나타낸다.
도 3은 실시예 3의 난연성 폴리머 조성물에 대한 열 방출률(HRR) 곡선의 플롯을 나타낸다.
도 4는 MDH를 함유하는 특정 난연성 폴리머 조성물의 숯 성능(char performance)을 도시한 것이다.
도 5는 실시예 4의 난연성 폴리머 조성물에 대한 열 방출률(HRR) 곡선의 플롯을 나타낸다.
도 6은 실시예 5의 난연성 폴리머 조성물에 대한 열 방출률(HRR) 곡선의 플롯을 나타낸다.
도 7은 실시예 6의 난연성 폴리머 조성물에 대한 열 방출률(HRR) 곡선의 플롯을 나타낸다.
도 8은 ATH 및 상이한 비의 HTC:클레이를 함유하는 폴리머 조성물에 대한 파단시 연신률(elongation at break)의 막대 챠트를 나타낸다.
도 9는 ATH 및 상이한 비의 HTC:클레이를 함유하는 폴리머 조성물에 대한 물 흡수율의 막대 챠트를 나타낸다.
도 10은 ATH를 함유하는 특정 난연성 폴리머 조성물의 숯 성능을 도시한 것이다.

정의

본원에 사용된 용어를 보다 명확하게 정의하기 위해, 다음의 정의가 제공된다. 달리 명시되지 않는 한, 다음의 정의가 본 개시내용에 적용될 수 있다. 용어가 본 개시내용에 사용되지만 본원에 구체적으로 정의되지 않은 경우, 그 정의가 본원에 적용되는 임의의 다른 개시내용 또는 정의와 상충되지 않거나, 그 정의가 적용되는 임의의 주장을 불명확하거나 불가능하게 하지 않는 한, IUPAC 화학 용어 개요서(IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2nd Ed(1997))의 정의가 적용될 수 있다. 본원에 포함된 임의의 문서가 제공하는 임의의 정의 또는 용법이 본원에 제공되는 정의 또는 용법과 상충하는 한, 본원에 제공된 정의 또는 용법이 제어한다.

본원에서, 요지의 특징은 특정 양태 내에서 상이한 특징들의 조합이 구상될 수 있도록 기술될 수 있다. 본원에 기재된 각각 및 모든 양태 및 각각 및 모든 특징에 대해, 본원에 기재된 설계, 조성물, 공정, 또는 방법에 유해한 영향을 미치지 않는 모든 조합이 고려될 수 있으며, 특정 조합의 명시적인 설명과 함께 또는 없이 상호교환될 수 있다. 따라서, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 본원에 기재된 임의의 양태 또는 특징은 본 개시내용과 일치하는 본 발명의 설계, 조성물, 공정 또는 방법을 기술하기 위해 조합될 수 있다.

조성물 및 방법은 본원에서 다양한 성분 또는 단계를 "포함하는"의 측면에서 기술되지만, 조성물 및 방법은 달리 언급되지 않는 한, 또한 다양한 성분 또는 단계를 "필수적으로 포함"하거나 "이루어질" 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 양태와 일치하는 폴리머 조성물은 대안적으로, (1) 폴리머, 및 (2) 알루미나 생성물을 필수적으로 포함할 수 있거나, 대안적으로, 이들로 이루어질 수 있다.

용어 단수형은 달리 명시되지 않는 한, 복수의 대안, 예를 들어, 적어도 하나를 포함하는 것으로 의도된다.

일반적으로, 원소의 그룹은 문헌(Chemical and Engineering News, 63(5), 27, 1985)에 공개되어 있는 원소 주기율표 버젼에 표시된 번호 체계를 사용하여 표시된다. 일부 경우에, 원소의 그룹을 그룹에 할당된 공통명, 예를 들어, 제 1족 원소에 대해 알칼리 금속, 제 2족 원소에 대해 알칼리 토금속, 등을 사용하여 표시될 수 있다.

용어 "접촉하는"은 본원에서 일부 다른 방식으로 또는 임의의 적합한 방법에 의해 블렌딩되거나, 혼합되거나, 슬러리화되거나, 용해되거나, 반응되거나, 처리되거나, 컴파운딩되거나, 달리 접촉되거나 조합될 수 있는 물질 또는 성분을 나타낸다. 물질 또는 성분은 달리 명시되지 않는 한, 임의의 순서로, 임의의 방식으로, 및 임의의 시간 동안 함께 접촉될 수 있다.

본원에 기재된 것들과 유사하거나 동등한 임의의 방법 및 물질이 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 본원에는 전형적인 방법 및 물질이 기술된다.

본원에 언급된 모든 간행물 및 특허는 예를 들어, 현재 개시된 발명과 관련하여 사용될 수 있는 간행물 및 특허에서 기술되는 구조물 및 방법을 기재하고 개시할 목적으로 본원에 참고 문헌으로서 포함된다.

본 발명에서는 몇 가지 유형의 범위가 기술된다. 어떠한 유형의 범위가 기술되거나 주장되는 경우, 그 의도는 그러한 범위가 범위의 종점 뿐만 아니라 임의의 하위 범위 및 그 안에 포함되는 하위 범위의 조합을 포함하여 합리적으로 포괄할 수 있는 가능한 각 수치를 개별적으로 기술하거나 주장하는 것이다. 대표적인 예로서, 무기 난연제의 d50 입도는 본 발명의 여러 양태에서 특정 범위 내에 있을 수 있다. d50 입도가 약 0.5 내지 약 10 μm 범위 내에 있을 수 있다는 개시내용에 의하면, 의도는 d50가 상기 범위 내의 임의의 입도일 수 있고, 예를 들어, 약 0.5, 약 1, 약 2, 약 3, 약 4, 약 5, 약 6, 약 7, 약 8, 약 9, 또는 약 10 μm일 수 있음을 나타내는 것이다. 추가적으로, d50 입도는 약 0.5 내지 약 10 μm(예를 들어, 약 1 내지 약 10 μm)의 임의의 범위 내에 있을 수 있고, 이는 또한 약 0.5 내지 약 10 μm 범위의 임의의 조합을 포함한다(예를 들어, d50 입도는 약 1 내지 약 3 μm 또는 약 6 내지 약 8 μm의 범위 내에 있을 수 있다). 유사하게, 본원에 기재된 그 밖의 모든 범위는 이러한 예와 유사한 방식으로 해석되어야 한다.

용어 "약"은 양, 크기, 포뮬레이션, 파라미터, 및 그 밖의 수량 및 특성이 정확하지 않고, 정확할 필요는 없지만, 허용 오차, 변환 인자, 반올림, 측정 오차 등, 및 당업자에게 알려져 있는 다른 인자를 반영하여, 요망에 따라 근사치이고/거나 더 크거나 더 작을 수 있음을 의미한다. 일반적으로, 양, 크기, 포뮬레이션, 파라미터, 또는 그 밖의 수량 또는 특성은 그러한 것으로 명시적으로 언급되었는 지의 여부에 관계없이 "약" 또는 "근사치"이다. 용어 "약"은 또한 특정 초기 혼합물로부터 생성된 조성물에 대한 상이한 평형 조건으로 인해 상이한 양을 포함한다. 용어 "약"에 의해 수식되었는 지의 여부에 관계없이, 청구 범위는 수량의 등가물을 포함한다. "용어 약"은 보고된 수치의 10% 이내, 바람직하게는 보고된 수치의 5% 이내를 의미할 수 있다.

발명의 상세한 설명

본원에는 무기 난연제(알루미늄 트리하이드레이트 및/또는 수산화마그네슘) 및 난연 상승제(약 1:1 내지 약 100:1 범위의 하이드로탈사이트:클레이의 중량비의 하이드로탈사이트 및 클레이)를 함유하는 난연 조성물, 및 난연 조성물을 함유하는 폴리머 조성물 및 제조 물품이 기재된다.

하이드로탈사이트(HTC) 또는 클레이는 사용되어 알루미늄 트리하이드레이트 및/또는 수산화마그네슘을 함유하는 폴리머 조성물의 난연 성질을 향상시키지만 폴리머 조성물의 다른 성질은 손상시킬 수 있다. 예상밖으로, HTC와 클레이의 특정 조합이 HTC 만을 또는 클레이 만을 사용하여 달성할 수 없는 전체적인 폴리머 성질 조합을 초래하는 것으로 밝혀졌다. 요약하면, 본원에 기재된 폴리머 조성물은 탁월한 기계적, 레올로지 및 난연 성질의 놀랍고 유리한 조합을 갖는다.

예를 들어, 알루미늄 트리하이드레이트 및/또는 수산화마그네슘을 함유하고 더하여 하이드로탈사이트 및 클레이의 상승적 조합을 갖는 이들 폴리머 조성물은 UL-94와 같은 엄격한 난연성 요건을 V0 등급으로 통과할 수 있고, 허용 가능한 기계적 성질(예를 들어, 높은 인장 강도 및 파단시 연신률), 레올로지 성질(예를 들어, 낮은 점도), 및 까다로운 최종 용도 적용시 보다 우수한 장기간 안정성 및 성능을 위한 낮은 물 흡수율을 유지할 수 있다. 추가로, 그리고 이론에 결부되기를 바라지 않고, 기술된 난연 조성물은 비용 절감 기회를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 동등하거나 더 우수한 난연 성능을 유지하면서 폴리머 조성물의 물리적 성질을 더욱 개선시키기 위해 더 낮은 충전제 수준을 사용할 수 있는 것으로 여겨진다.

본원에 기재된 난연 조성물 및 폴리머 조성물은 HTC 만을 또는 클레이 만을 사용해서도 본원에 기재된 범위 밖에 있는 그러한 물질의 상대적인 양의 사용을 통해서도 달성될 수 없는 전체적인 폴리머 성질의 예상치 못한 조화 및 조합을 제공한다. 예를 들어, HTC 및 클레이를 함께 사용하나 너무 많은 클레이를 사용하는 것은 기계적 및 레올로지 성능의 급격한 감소, 및 물 흡수율 및 전체 비용의 증가를 가져온다. 추가로, HTC 및 클레이를 함께 사용하나 너무 많은 HTC를 사용하는 것은 화재 성능 지수(fire performance index)(FPI) 및 다른 난연성 메트릭스의 감소와 같은 허용될 수 없는 난연 성능을 야기할 뿐만 아니라, 폴리머 조성물이 Underwriters Laboratories UL-94 시험을 V0 등급으로 통과할 수 없게 한다.

난연 조성물

본 발명의 양태와 일치하여, 본원에 기재된 난연 조성물은 (i) 약 75 wt. % 내지 약 99.5 wt. %의, 알루미늄 트리하이드레이트 및/또는 수산화마그네슘을 포함하는 비-할로겐, 무기 난연제, 및 (ii) 약 0.5 wt. % 내지 약 25 wt. %의, (a) 하이드로탈사이트 및 (b) 클레이를 약 1:1 내지 약 100:1 범위의 하이드로탈사이트:클레이의 중량비로 포함하는 난연 상승제를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 양태에서, 난연 조성물은 약 75 wt. % 내지 약 99.5 wt. %의 알루미늄 트리하이드레이트 및 0.5 wt. % 내지 약 25 wt. %의 난연 상승제(약 1:1 내지 약 100:1 범위의 하이드로탈사이트:클레이의 중량비의 하이드로탈사이트 및 클레이)를 함유할 수 있다. 다른 양태에서, 난연 조성물은 약 75 wt. % 내지 약 99.5 wt. %의 수산화마그네슘 및 약 0.5 wt. % 내지 약 25 wt. %의 난연 상승제(약 1:1 내지 약 100:1 범위의 하이드로탈사이트:클레이의 중량비의 하이드로탈사이트 및 클레이)를 함유할 수 있다. 또 다른 양태에서, 난연 조성물은 약 75 wt. % 내지 약 99.5 wt. %의 알루미늄 트리하이드레이트와 수산화마그네슘의 혼합물, 및 약 0.5 wt. % 내지 약 25 wt. %의 난연 상승제(약 1:1 내지 약 100:1 범위의 하이드로탈사이트:클레이의 중량비의 하이드로탈사이트 및 클레이)를 함유할 수 있다.

추가의 양태에서, 본 발명에 일치하여 난연 조성물은 또한 하기 제공되는 임의의 특징 또는 성질을, 그리고 임의의 조합으로 가질 수 있다.

난연 조성물의 대부분은 무기 난연제(알루미늄 트리하이드레이트, 수산화마그네슘, 또는 둘 모두)이며, 이는 일반적으로 무기 난연제와 난연 상승제의 총 중량을 기준으로 하여, 난연 조성물의 약 75 내지 약 99.5 wt. %를 구성한다. 추가의 양태에서, 무기 난연제의 양에 대한 다른 적합한 비제한적인 범위는 무기 난연제와 난연 상승제의 총 중량을 기준으로 하여, 하기를 포함할 수 있다: 약 75 내지 약 99 wt. %, 약 80 내지 약 99 wt. %, 약 90 내지 약 98 wt. %, 약 80 내지 약 95 wt. %, 약 82 내지 약 95 wt. %, 약 85 내지 약 95 wt. %, 약 78 내지 약 92 wt. %, 또는 약 82 내지 약 92 wt. %. 무기 난연제의 양에 대한 다른 적합한 범위는 본 개시내용으로부터 용이하게 명백해진다.

일부 양태에서, 무기 난연제의 d50 입도(중간 입도)는 약 0.5 내지 약 10 μm, 예컨대, 이를 테면, 약 0.5 내지 약 8 μm, 약 0.5 내지 약 6 μm, 약 0.5 내지 약 5 μm, 약 0.5 내지 약 4 μm, 약 1 내지 약 10 μm, 약 1 내지 약 8 μm, 약 1 내지 약 6 μm, 또는 약 1 내지 약 4 μm의 범위일 수 있다. d50 입도에 대한 다른 적합한 범위는 본 개시내용으로부터 용이하게 명백해진다.

무기 난연제의 표면적은 어떠한 특정 범위로 제한되지 않으나, 무기 난연제 성분의 BET 표면적은 흔히 약 1 내지 약 30 m²/g의 범위 내에 속한다. 일부 양태에서, BET 표면적은 약 1 내지 약 25, 또는 약 1 내지 약 20 m²/g의 범위 내일 수 있지만, 다른 양태에서, BET 표면적은 약 1 내지 약 15, 약 1 내지 약 10, 또는 약 2 내지 약 20 m²/g 등의 범위 내일 수 있다. 무기 난연제의 BET 표면적에 대한 다른 적합한 범위는 본 개시내용으로부터 용이하게 명백해진다.

상기 및 다른 양태에서, 무기 난연제는 알루미늄 트리하이드레이트; 대안적으로, 수산화마그네슘; 또는 대안적으로, 알루미늄 트리하이드레이트 및 수산화마그네슘을 포함할 수 있다(또는 필수적으로 포함하거나 이로 이루어질 수 있다). 알루미늄 트리하이드레이트 및 수산화마그네슘 둘 모두가 존재하는 경우, 알루미늄 트리하이드레이트 및 수산화마그네슘의 상대적인 양은 어떠한 특정 범위로 제한되지 않는다. 또한, 일부 양태에서, 알루미늄 트리하이드레이트, 수산화마그네슘, 또는 둘 모두는 비코팅되거나 비처리될 수 있다(예를 들어, 표면 처리되지 않음). 그러나, 다른 양태에서, 알루미늄 트리하이드레이트, 수산화마그네슘, 또는 둘 모두는 표면 처리(또는 코팅)를 포함할 수 있다. 이로 제한되지는 않지만, 표면 처리의 양은 전형적으로 무기 난연제의 중량을 기준으로 하여 약 0.05 내지 약 5 wt. %, 또는 약 0.1 내지 약 1 wt. %의 범위이다. 실란-기반 또는 지방산-기반 표면 처리와 같은 임의의 적합한 표면 처리가 사용될 수 있으며, 이들 처리는 무기 난연제 생성물의 여러 폴리머와의 상용성을 향상시킬 수 있다. 무기 난연제를 표면 처리하거나 코팅하기에 적합한 예시적이고 비제한적인 물질로는 플루오로폴리머, 지방산, 금속성 지방산, 파라핀 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 폴리실록산, 폴리알킬실록산, 작용기를 지닌 폴리유기실록산 등 뿐만 아니라 이들의 조합이 포함된다.

난연 조성물의 부 성분은 난연 상승제(하이드로탈사이트와 클레이의 혼합물 또는 조합물)이며, 이는 일반적으로 무기 난연제와 난연 상승제의 총 중량을 기준으로 하여, 난연 조성물의 약 0.5 내지 약 25 wt. %를 구성한다. 추가의 양태에서, 무기 난연제와 난연 상승제의 총 중량을 기준으로 하여, 난연 상승제의 양에 대한 다른 적합한 비제한적인 범위는 하기를 포함할 수 있다: 약 1 내지 약 25 wt. %, 약 1 내지 약 20 wt. %, 약 1 내지 약 15 wt. %, 약 2 내지 약 25 wt. %, 약 3 내지 약 10 wt. %, 약 5 내지 약 25 wt. %, 약 5 내지 약 20 wt. %, 또는 약 5 내지 약 15 wt. %. 난연 상승제의 양에 대한 다른 적합한 범위는 본 개시내용으로부터 용이하게 명백해진다.

난연 상승제는 하이드로탈사이트 및 클레이를 약 1:1 내지 약 100:1 범위의 하이드로탈사이트:클레이의 중량비로 포함한다. 따라서, 하이드로탈사이트 성분은 전형적으로 클레이 성분보다 훨씬 더 높은 상대적 양으로 존재한다. 하이드로탈사이트:클레이의 예시적이고 비제한적인 중량비는 하기 범위를 포함할 수 있다: 약 1:1 내지 약 50:1, 약 1:1 내지 약 25:1, 약 1:1 내지 약 20:1, 약 1:1 내지 약 5:1, 약 2:1 내지 약 25:1, 약 2:1 내지 약 20:1, 약 3:1 내지 약 100:1, 약 3:1 내지 약 50:1, 약 3:1 내지 약 25:1, 약 3:1 내지 약 20:1, 약 4:1 내지 약 100:1, 약 4:1 내지 약 50:1, 약 4:1 내지 약 25:1, 또는 약 4:1 내지 약 20:1. 하이드로탈사이트:클레이의 중량비에 대한 다른 적합한 범위는 본 개시내용으로부터 용이하게 명백해진다.

임의의 적합한 하이드로탈사이트가 난연 상승제의 하이드로탈사이트 성분으로서 사용될 수 있다. 예시적이고 비제한적인 하이드로탈사이트로는 Mg/Al 하이드로탈사이트, Zn/Al 하이드로탈사이트, Mg/Zn/Al 하이드로탈사이트, 및 임의의 이들의 유기적으로 개질된 유도체 등이 포함될 수 있다. 하나 초과의 하이드로탈사이트의 조합물이 난연 상승제에 사용될 수 있다. 대표적인 상업적 하이드로탈사이트로는 Alcamizer Mg/Al 하이드로탈사이트 및 Perkalite FR100(AkzoNobel)가 포함된다.

마찬가지로, 임의의 적합한 클레이가 난연 상승제의 클레이 성분으로서 사용될 수 있다. 예시적이고 비제한적인 클레이로는 벤토나이트, 몬트모릴라이트, 헥토라이트, 및 세피올라이트, 및 임의의 이들의 개질된 유도체(예를 들어, 암모늄 염으로 개질된), 등이 포함될 수 있다. 하나 초과의 클레이의 조합물이 난연 상승제에 사용될 수 있다.

난연제를 함유하는 조성물

본 발명은 또한 본원에 기재된 난연 조성물 중 어느 하나(및 이의 각각의 특성 또는 특징, 예컨대 난연 상승제의 양, 하이드로타라이트:클레이 비율 등)를 함유하는 임의의 조성물, 포뮬레이션, 복합물, 및 제조 물품에 관한 것이며, 이를 포함한다. 본 발명의 특정 양태에서, 폴리머 조성물이 기술되며, 이 양태에서, 폴리머 조성물은 임의의 적합한 폴리머(하나 이상) 및 본원에 기재된 난연 조성물 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

일 양태에서, 폴리머 조성물에서 폴리머는 열가소성 폴리머를 포함할 수 있지만, 다른 양태에서, 폴리머는 열경화성 폴리머를 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 폴리머는 단독으로 또는 임의의 조합물로, 에폭시, 아크릴, 에스테르, 우레탄, 실리콘 및/또는 페놀계를 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 폴리머는 단독으로 또는 임의의 조합물로, 폴리에틸렌(예를 들어, 에틸렌 호모폴리머 또는 에틸렌-기반 코폴리머), 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 코폴리머, 폴리올레핀-스티렌(예를 들어, 에틸렌-스티렌), 에틸렌 아크릴계 엘라스토머(예를 들어, 에틸렌-에틸 아크릴레이트 코폴리머 또는 에틸렌-메틸 아크릴레이트 코폴리머), 에틸렌-프로필렌 코폴리머, 에틸렌-프로필렌 디엔 폴리머, 및/또는 에틸렌-비닐 알코올 코폴리머를 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 폴리머는 니트릴, 부타디엔, 이소부틸렌, 이소프렌, 스티렌 부타디엔 등을 기반으로 하는 러버 및/또는 엘라스토머, 뿐만 아니라 이들의 임의의 조합물을 포함할 수 있다.

특정 양태에서, 폴리머 조성물에서 폴리머는 폴리에틸렌(예를 들어, 에틸렌 호모폴리머 또는 에틸렌/α-올레핀 코폴리머), 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 코폴리머, 또는 이들의 혼합물 또는 조합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌은 단독으로 또는 조합하여, 당업자에게 알려져 있고, 및 흔히 당업계에서 LDPE, LLDPE, ULDPE, 및 HDPE로서 지칭되는 임의의 적합한 에틸렌-기반 폴리머를 포함할 수 있다. 마찬가지로, EVA 코폴리머는 임의의 적합한 비닐 아세테이트 함량을 가질 수 있다.

이로 제한되는 것은 아니지만, 폴리머:난연 조성물의 중량비는 흔히 폴리머 조성물에서 약 50:50 내지 약 25:75의 범위일 수 있다. 폴리머:난연 조성물의 예시적이고 비제한적인 중량비는 하기 범위를 포함할 수 있다: 약 50:50 내지 약 30:70, 약 50:50 내지 약 35:65, 약 45:55 내지 약 25:75, 약 45:55 내지 약 30:70, 약 45:55 내지 약 55:65, 약 40:60 내지 약 25:75, 약 40:60 내지 약 30:70, 또는 약 40:60 내지 약 35:65. 폴리머:난연 조성물의 중량비에 대한 다른 적합한 범위는 본 개시내용으로부터 용이하게 명백해진다.

유리하게는, 난연 조성물은 폴리머 조성물에 향상된 난연성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 폴리머 조성물은 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 착화 시간(time to ignition)(TTI)보다 더 길고/거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 TTI보다 더 긴 TTI를 가질 수 있다.

추가로 또는 대안적으로, 폴리머 조성물은 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 최고 열 방출률(peak heat release rate)(PHRR)보다 더 낮고/거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 PHRR보다 더 낮은 PHRR을 가질 수 있다.

추가로 또는 대안적으로, 폴리머 조성물은 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 총 방출열(THR)보다 더 낮고/거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 THR보다 더 낮은 THR을 가질 수 있다.

추가로 또는 대안적으로, 폴리머 조성물은 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 최대 평균 열 발생률(maximum average rate of heat evolved)(MARHE)보다 더 낮고/거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 MARHE보다 더 낮은 MARHE을 가질 수 있다.

추가로 또는 대안적으로, 폴리머 조성물은 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 화재 성장률 지수(fire growth rate index)(FIGRA)보다 더 낮고/거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 FIGRA보다 더 낮은 FIGRA를 가질 수 있다.

추가로 또는 대안적으로, 폴리머 조성물은 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 화재 성능 지수(fire performance index)(FPI)보다 더 높고/거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 FPI보다 더 높은 FPI를 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 특정 양태에서, 폴리머 조성물은 Underwriters Laboratories UL-94 시험을 V0 등급으로 통과할 수 있다. 즉, 폴리머 조성물은 3.2 mm 샘플 두께로의 UL-94 시험에서 V0 등급을 가질 수 있다. V0 등급은 폴리머 조성물이 엄격한 난연성 시험을 통과할 수 있음을 나타낸다.

무기 난연제 및 클레이 첨가제 만을 함유하는 난연 조성물을 사용하는 폴리머 포뮬레이션과는 달리, 본원에 기재된 폴리머 조성물은 물 흡수율이 더 낮다. 예를 들어, 폴리머 조성물은 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 물 흡스율보다 더 낮고/거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 물 흡수율보다 더 낮은 물 흡수율을 가질 수 있다. 흔히, 본 발명과 일관되는 폴리머 조성물은 약 1.3 wt. % 이하, 약 1.1 wt. % 이하, 약 1 wt. % 이하, 또는 약 0.9 wt. % 이하의 물 흡수율을 가질 수 있다.

추가로 또는 대안적으로, 폴리머 조성물은 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 전기 저항보다 더 높고/거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 전기 저항보다 더 높은 전기 저항을 가질 수 있다.

본원에 기재된 폴리머 조성물의 탁월한 난연성 성질 및 낮은 물 흡수율 이외에, 이들 폴리머 조성물은 또한 난연 조성물의 비교적 높은 로딩에도 불구하고 탁월한 물리적 및 레올로지 성질을 유지한다. 예를 들어, 폴리머 조성물은 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 파단시 연신률보다 더 높고/거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 파단시 연신률보다 더 높은 파단시 연신률을 가질 수 있다.

추가로 또는 대안적으로, 폴리머 조성물은 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 파단시 인장 강도보다 더 높고/거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 파단시 인장 강도보다 더 높은 파단시 인장 강도를 가질 수 있다.

또한, 폴리머 조성물은 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 점도보다 더 낮고/거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 점도보다 더 낮은 점도를 가질 수 있다. 상대 점도는 점도에 반비례하는, 즉, 용융 유속이 높을 수록 점도가 낮아지는, 질량(MFI) 또는 체적(MVR) 유속에 의해 결정될 수 있다.

제조 물품은 본원에 기재된 임의의 폴리머 조성물로부터 형성될 수 있고/거나 이를 포함할 수 있다. 일 양태에서, 제조 물품은 젤, 페이스트, 코팅, 또는 포움(foam)을 포함할 수 있다. 다른 양태에서, 제조 물품은 (폴리머) 시트 또는 필름을 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 제조 물품은 와이어 또는 케이블을 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리머 조성물은 와이어 및 케이블 절연층으로서 사용되거나 와이어 및 케이블 쟈켓팅(cable jacketing)에 사용될 수 있다. 다른 적합한 제조 물품 및 최종 용도 적용은 본 개시내용으로부터 용이하게 명백해진다.

실시예

본 발명은 하기 실시예에 의해 추가로 예시되며, 이는 어떠한 식으로든 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본원의 기재를 숙지한 후, 다양한 다른 양태, 변형, 및 이의 등가물은 그 자체가 본 발명의 사상 또는 첨부되는 청구범위의 범위에서 벗어나지 않고 당업자들에게 제안될 수 있다.

d50 입도, 또는 중간 입도는 샘플의 50%가 보다 작은 크기를 갖고, 샘플의 50%가 보다 큰 크기를 갖는 입도를 나타낸다. 입도 측정은 ISO 13320에 따라 Quantachrome로부터의 Cilas 1064 L 레이저 분광계(laser spectrometer)를 사용하여 레이저 회절에 의해 측정될 수 있다. BET 표면적은 Micromeritics Gemini V 및 Gemini VII 기구를 사용하여 DIN-66132에 따라 측정될 수 있다.

원뿔 열량계 측정(cone calorimetry measurement)은 3 mm 두께의 압축 성형판 상에서 35 kW/m²로 ASTM E 1354에 따라 수행하였다. TTI(착화 시간, 초)은 원뿔 열량계에서의 열 노출로 인해 샘플이 점화되는 시간이며, PHRR(최고 열방출 속도, kW/m²)는 열 방출률 곡선의 피크이며, THR은 총 방출열(kW/m²)이고, MARHE는 최대 평균 열 발생률(kW/m²/sec)이고, FIGRA는 화재 성장률 지수(kW/m²/초)이고, FPI는 화재 성능 지수(TTI/PHRR, 초-m²/kW)이다.

원뿔 연소 시험의 잔류물에 압력을 가함으로써 숯 강도 시험(또는 모형 압력 시험)을 수행하였다. 샘플이 균열 없이 이 압력을 견딜 수 있는 경우, 등급 1이 주어지는 반면, 샘플이 즉시 균열되는(불안정한 구조를 나타내는) 경우, 등급 3이 주어졌다.

난연성 폴리머 조성물이 V0 등급을 달성하였는 지를 결정하기 위해 3.2 mm 샘플 두께를 갖는 Underwriters Laboratories UL-94 시험을 사용하였다.

물 흡수율(wt. %)을 가열된 수조(70℃)에서 폴리머 조성물의 고온 가압 샘플(10 x 10 x 2 mm)을 침지시킴으로써 결정하였다. 7일 후, 샘플을 제거하고, 침지 시험 전 및 후의 중량 차이를 샘플의 총 중량을 기준으로 하여 계산하였다.

물 침지 시험 후 샘플의 전기 저항을 측정하기 위해 전류 저항 측정기(Mili-To 2, Dr. Thiedig)를 사용하여 전기 저항(E.res)을 측정하였다.

용융 유속(g/10 분(MFI) 또는 mL/10 분(MVR)의 단위로)을 결정하기 위해, 폴리머 조성물의 과립을 150℃로 가열하고, 21.6 kg의 일정한 하중 하에 모세관 다이(2.095 mm, 길이 8 mm)를 통해 실린더로부터 유출되도록 강제되었다(ISO 1133, ASTM D1238).

인장 강도(TS) 및 파단시 연신률(E @ Break)을 DIN 53504 및 EN ISO 527에 따라 측정하였다.

하기 폴리머 포뮬레이션을 하기 실시예 1-6에서 사용하였다: 67 phr의 27 wt. % 비닐 아세테이트를 지닌 EVA 코폴리머(Escorene Ultra 00328), 18 phr의 에틸렌/1-부텐 LLDPE(LLDPE 1001 XV), 17 phr의 상용화제(Fusabond E226(무수물 개질된 폴리에틸렌) 및 Lotader 3210(에틸렌, 아크릴산 에스테르 및 말레산 무수물의 랜덤 터폴리머)), 및 0.75 phr의 산화방지제(Ethanox 310). 알루미나 트리하이드레이트(ATH, Martinal® OL-104-LEO), 수산화마그네슘(MDH, Magnifin®H5), 하이드로탈사이트(HTC, 유기적으로 개질된 Mg/Al 하이드로탈사이트, 실시예 1-4의 Alcamizer 및 실시예 5-6의 Alcamizer plus), 클레이(Cloisite 20, 비스(수소화된 탤로우 알킬)디메틸, 벤토나이트와의 염), 및 폴리머 조성물의 나머지 성분의 적합한 혼입 및 첨가 방법이 난연성 폴리머 조성물의 균일한 혼합 및 분포를 보장하기 하기 위해 사용되었다. 전형적인 장치는 부스 코-니더(Buss Ko-kneader), 내부 혼합기(internal mixer), 파렐 연속 혼합기(Farrel continuous mixer), 또는 이축 압출기, 뿐만 아니라 일부 경우에 일축 압출기 또는 2롤 밀(two roll mills)을 포함할 수 있다. 이후, 컴파운딩된 생성물이 후속 가공 단계에서 몰딩되거나 압출될 수 있다.

실시예 1

실시예 1은 61.5 wt. %(160 phr)의 난연 조성물을 사용하였다. 네 개의 난연 조성물을 평가하였다: (i) ATH, (ii) 9:1의 ATH:HTC 중량비의 ATH + HTC, (iii) 9:1의 ATH:클레이 중량비의 ATH + 클레이, 및 (iv) 9:0.8:0.2의 ATH:HTC:클레이 중량비(HTC:클레이 = 4:1)의 ATH + HTC + 클레이.

도 1은 실시예 1의 네 개의 폴리머 조성물에 대한 열 방출률(HRR) 곡선을 도시한 것이며, 표 I은 실시예 1의 네 개의 폴리머 조성물의 난연 성질(도 1로부터), 기계적 성질, 및 레올로지 및 다른 성질을 요약한 것이다. 유리하게는, 그리고 예상밖으로, ATH + HTC + 클레이를 함유하는 난연 조성물이 모든 샘플 중 가장 낮은 PHRR, 가장 낮은 FIGRA, 및 가장 높은 FPI 값을 가졌고; ATH + 클레이 샘플보다 더 낮은 THR 값; 및 ATH + HTC 샘플보다 더 낮은 MARHE 값을 가졌다. 또한, ATH + HTC + 클레이 샘플은 UL-94 시험을 V0 등급으로 통과하였다. 추가로, 클레이를 지닌 샘플(즉, ATH + 클레이)과 비교하여, ATH + HTC + 클레이 샘플이 더 낮은 점도(더 높은 체적 유속), 더 우수한 인장 강도 및 파단시 연신률, 및 훨씬 더 낮은 물 흡수율을 가졌다. 추가로, ATH + HTC + 클레이 샘플은 ATH + HTC 또는 ATH + 클레이 만을 함유하는 유사한 물질보다 더 높은 전기 저항 및 더 우수한 절연 성질을 가졌다.

이들 결과는, ATH + HTC + 클레이 난연 조성물이 ATH 및 HTC 만을 갖거나, ATH 및 클레이 만을 가짐으로써 얻어질 수 없는 난연성, 기계적, 레올로지 및 다른 성질의 독특한 조합을 제공함을나타낸다.

실시예 2

실시예 2는 59.2 wt. %(145 phr)의 난연 조성물을 사용하였다. 네 개의 난연 조성물을 평가하였다: (i) ATH, (ii) 9:1의 ATH:HTC 중량비의 ATH + HTC, (iii) 9:1의 ATH:클레이 중량비의 ATH + 클레이, 및 (iv) 9:0.8:0.2의 ATH:HTC:클레이 중량비(HTC:클레이 = 4:1)의 ATH + HTC + 클레이.

도 2는 실시예 2의 네 개의 폴리머 조성물에 대한 열 방출률(HRR) 곡선을 도시한 것이며, 표 II은 실시예 2의 네 개의 폴리머 조성물의 난연 성질(도 2로부터), 기계적 성질, 및 레올로지 및 다른 성질을 요약한 것이다. 유리하게는, 그리고 예상밖으로, ATH + HTC + 클레이를 함유하는 난연 조성물이 모든 난연 상승제 샘플 중 가장 낮은 PHRR, 가장 낮은 THR, 가장 낮은 FIGRA, 및 가장 높은 FPI 값을 가졌고; ATH + 클레이 샘플보다 더 높은 TTI 및 더 낮은 MARHE 값을 가졌다. 추가로, 클레이를 지닌 샘플(즉, ATH + 클레이)과 비교하여, ATH + HTC + 클레이 샘플이 더 낮은 점도(더 높은 체적 유속), 더 우수한 인장 강도 및 파단시 연신률, 및 훨씬 더 낮은 물 흡수율을 가졌다. 추가로, ATH + HTC + 클레이 샘플은 ATH + HTC 또는 ATH + 클레이 만을 함유하는 유사한 물질보다 더 높은 전기 저항 및 더 우수한 절연 성질을 가졌다.

이들 결과는, ATH + HTC + 클레이 난연 조성물이 ATH 및 HTC 만을 갖거나, ATH 및 클레이 만을 가짐으로써 얻어질 수 없는 난연성, 기계적, 레올로지 및 다른 성질의 독특한 조합을 제공함을 나타낸다.

실시예 3

실시예 3은 56.5 wt. %(130 phr)의 난연 조성물을 사용하였다. 네 개의 난연 조성물을 평가하였다: (i) MDH, (ii) 9:1의 MDH:HTC 중량비의 MDH + HTC, (iii) 9:1의 MDH:클레이 중량비의 MDH + 클레이, 및 (iv) 9:0.8:0.2의 MDH:HTC:클레이 중량비(HTC:클레이 = 4:1)의 MDH + HTC + 클레이.

도 3은 실시예 3의 네 개의 폴리머 조성물에 대한 열 방출률(HRR) 곡선을 도시한 것이며, 표 III은 실시예 3의 네 개의 폴리머 조성물의 난연 성질(도 3으로부터), 기계적 성질, 및 레올로지 및 다른 성질을 요약한 것이다. 유리하게는, 그리고 예상밖으로, MDH + HTC + 클레이를 함유하는 난연 조성물이 모든 샘플 중 가장 높은 TTI, 가장 낮은 THR, 가장 낮은 FIGRA, 및 가장 높은 FPI 값을 가졌고; MDH + HTC 샘플보다 더 낮은 PHRR 및 더 낮은 MARHE 값을 가졌다. 또한, MDH + HTC + 클레이 샘플은 UL-94 시험을 V0 등급으로 통과하였다. 추가로, 클레이를 지닌 샘플(즉, MDH + 클레이)과 비교하여, MDH + HTC + 클레이 샘플이 더 낮은 점도(더 높은 용융 흐름 지수), 더 우수한 인장 강도 및 파단시 연신률, 및 훨씬 더 낮은 물 흡수율을 가졌다.

도 4는 MDH 샘플(숯 강도 등급 2) 및 MDH + HTC + 클레이 샘플(숯 강도 등급 1: 최고 등급)의 숯 성능을 도시한 것이다.

ATH 결과와 유사하게, 실시예 3은 MDH + HTC + 클레이 난연 조성물이 MDH 및 HTC 만을 갖거나, MDH 및 클레이 만을 가짐으로써 얻어질 수 없는 난연성, 기계적, 레올로지 및 다른 성질의 독특한 조합을 제공함을 나타낸다.

실시예 4

실시예 4는 61.5 wt. %(160 phr)의 난연 조성물을 사용하였다. 네 개의 난연 조성물을 평가하였: (i) MDH, (ii) 9:1의 MDH:HTC 중량비의 MDH + HTC, (iii) 9:1의 MDH:클레이 중량비의 MDH + 클레이, 및 (iv) 9:0.8:0.2의 MDH:HTC:클레이 중량비(HTC:클레이 = 4:1)의 MDH + HTC + 클레이.

도 5는 실시예 4의 네 개의 폴리머 조성물에 대한 열 방출률(HRR) 곡선을 도시한 것이며, 표 IV는 실시예 4의 네 개의 폴리머 조성물의 난연 성질(도 5로부터), 기계적 성질, 및 레올로지 및 다른 성질을 요약한 것이다. 유리하게는, 그리고 예상밖으로, MDH + HTC + 클레이를 함유하는 난연 조성물이 모든 난연작용제 샘플 중 가장 높은 TTI, 가장 낮은 FIGRA, 및 가장 높은 FPI 값을 가졌고; MDH + HTC 샘플보다 더 낮은 MARHE 값을 가졌다. 또한, MDH + HTC + 클레이 샘플은 UL-94 시험을 V0 등급으로 통과하였다. 추가로, 클레이를 지닌 샘플(즉, MDH + 클레이)과 비교하여, MDH + HTC + 클레이 샘플이 더 낮은 점도(더 높은 체적 유속), 더 우수한 인장 강도 및 파단시 연신률, 및 훨씬 더 낮은 물 흡수율을 가졌다.

이들 결과는, MDH + HTC + 클레이 난연 조성물이 MDH 및 HTC 만을 갖거나, MDH 및 클레이 만을 가짐으로써 얻어질 수 없는 난연성, 기계적, 레올로지 및 다른 성질의 독특한 조합을 제공함을 나타낸다.

실시예 5

실시예 5는 61.5 wt. %(160 phr)의 난연 조성물을 사용하였다. 네 개의 난연 조성물을 평가하였다: (i) ATH, (ii) 9:1의 ATH:HTC 중량비의 ATH + HTC, (iii) 90:0.5의 ATH:클레이 중량비의 ATH + 클레이, 및 (iv) 90:9.5:0.5의 ATH:HTC:클레이 중량비(HTC:클레이 = 19:1)의 ATH + HTC + 클레이.

도 6은 실시예 5의 네 개의 폴리머 조성물에 대한 열 방출률(HRR) 곡선을 도시한 것이며, 표 V는 실시예 5의 네 개의 폴리머 조성물의 난연 성질(도 6으로부터), 기계적 성질, 및 레올로지 및 다른 성질을 요약한 것이다. 유리하게는, 그리고 예상밖으로, ATH + HTC + 클레이를 함유하는 난연 조성물이 모든 샘플 중 가장 낮은 PHRR, 가장 낮은 MARHE, 및 가장 높은 FPI 값을 가졌다. 또한, ATH + HTC + 클레이 샘플은 UL-94 시험을 V0 등급으로 통과하였다. 추가로, 클레이를 지닌 샘플(즉, ATH + 클레이) 및 HTC를 지닌 샘플(즉, ATH + HTC)과 비교하여, ATH + HTC + 클레이 샘플이 대략적으로 동등한 점도(용융 흐름 지수), 인장 강도 및 파단시 연신률, 및 물 흡수율을 가졌다.

표 V는 또한 실시예 5의 네 개의 폴리머 조성물의 숯 강도를 요약한 것이며, ATH + 클레이 샘플 및 ATH + HTC + 클레이 샘플은 숯 강도 등급 2(등급 1이 최상이고, 등급 3이 최악임)를 가졌다.

이들 결과는 ATH + HTC + 클레이 난연 조성물이 ATH 및 HTC 만을 갖는 샘플 또는 ATH 및 클레이 만을 갖는 샘플과 유사한 기계적, 레올로지 및 다른 성질을 제공하지만 현저히 향상된 난연성 성능(더 낮은 PHRR, 더 낮은 MARHE, 더 높은 FPI, 및 V0 등급)을 제공함을 나타낸다.

실시예 6

실시예 6은 61.5 wt. %(160 phr)의 난연 조성물을 사용하였다. 네 개의 난연 조성물을 평가하였다: (i) ATH, (ii) 9:1의 ATH:HTC 중량비의 ATH + HTC, (iii) 9:1의 ATH:클레이 중량비의 ATH + 클레이, 및 (iv) 90:9.5:0.5의 ATH:HTC:클레이 중량비(HTC:클레이 = 19:1)의 ATH + HTC + 클레이.

도 7은 실시예 6의 네 개의 폴리머 조성물에 대한 열 방출률(HRR) 곡선을 도시한 것이며, 표 VI는 실시예 6의 네 개의 폴리머 조성물의 난연 성질(도 7로부터), 기계적 성질, 및 레올로지 및 다른 성질을 요약한 것이다. 유리하게는, 그리고 예상밖으로, ATH + HTC + 클레이를 함유하는 난연 조성물이 모든 샘플 중 가장 낮은 PHRR, 및 가장 높은 FPI 값을 가졌고; ATH + HTC 샘플보다 더 낮은 MARHE 값을 가졌다. 또한, ATH + HTC + 클레이 샘플은 UL-94 시험을 V0 등급으로 통과하였다. 추가로, HTC를 지닌 샘플(즉, ATH + HTC)과 비교하여, ATH + HTC + 클레이 샘플은 대략적으로 동등한 점도(용융 흐름 지수), 인장 강도 및 파단시 연신률, 및 물 흡수율을 가졌지만, 클레이를 지닌 샘플(즉, ATH + 클레이)과 비교하여, ATH + HTC + 클레이 샘플은 상당히 더 낮은 점도(더 높은 용융 흐름 지수), 상당히 더 높은 인장 강도 및 파단시 연신률, 및 상당히 더 낮은 물 흡수율을 가졌다.

이들 결과는 클레이(자체로)가 난연 성능을 개선시키는데 사용될 수 있으나, 상당히, 그리고 부정적으로, 다른 성능 성질에 영향을 미칠 것이고, 반면에 ATH + HTC + 클레이 난연 조성물이 ATH + HTC를 지닌 샘플의 성능 성질과 유사한 성능 성질을 급격히 개선된 난연 성능과 함께 제공함을 나타낸다.

도 8은 ATH 및 상이한 비율의 HTC:클레이를 함유하는 폴리머 조성물(61.5 wt. %(160 phr)의 난연 조성물을 갖는)의 파단시 연신률 성능을 요약한 막대 챠트이다. 특히, 클레이가 임의의 HTC 없이 사용되는 경우, 파단시 퍼센트 연신률이 HTC + 클레이가 사용된 실시예들보다 현저히 나빠진다. 에이징 후, 더 많은 클레이의 존재는 기계적 성질을 더 악화시킨다(폴리머 분해를 촉진시킨다). 따라서, 물리적 성질을 유지시키기 위해, HTC:클레이의 중량비는 일반적으로 약 1 이상:1이어야 하고, HTC:클레이의 더 높은 비율은 더 우수한 물리적 성질을 가져온다.

도 9는 ATH 및 상이한 비율의 HTC:클레이를 함유하는 폴리머 조성물(61.5 wt. %(160 phr)의 난연 조성물을 갖는)에 대한 물 흡수율을 요약한 막대 챠트이다. 특히, 클레이의 양이 증가함에 따라, 물 흡수율이 급격히 증가한다. 난연성을 지닌 폴리머 조성물의 경우, 추가의 물/수분의 존재는 많은 최종-용도 적용(예를 들어, 특정 와이어 및 케이블 적용)에 부적합한 조성물을 만들 수 있다.

도 10은 ATH를 함유하는 특정 난연성 폴리머 조성물의 숯 성능을 도시한 것이다. ATH + 클레이 샘플은 최상의 숯 성능 및 컴팩트한 숯층(감소된 물리적 성질에도 불구하고)을 나타냈지만, ATH + HTC + 클레이 샘플의 숯 성능은 ATH + HTC 샘플 및 ATH 샘플의 숯 성능보다 우수하였다.

실시예 7

하기 폴리머 포뮬레이션을 실시예 7에 사용하였다: 27 wt. % 비닐 아세테이트(Escorene Ultra 00328)를 갖는 75 phr의 EVA 코폴리머, 25 phr의 에틸렌/1-부텐 LLDPE(LLDPE 1001 XV), 0.5 phr의 실란 가교제(Dynasylan Silfin 13, 폴리에틸렌 가교제), 0.9 phr의 다작용성 실란 가교제(Dynasylan Silfin 25, 폴리에틸렌 및 에틸렌 코폴리머 가교제), 및 0.4 phr의 산화방지제(Ethanox 310). 컴파운딩을 2-단계로 수행하였다: 먼저, EVA 및 LLDPE를 170-200℃에서 실란 가교제와 컴파운딩하고, 산화방지제로 안정화시키고, 2 단계에서, 난연 조성물을 상기 폴리머와 컴파운딩시켰다.

기준 실시예 7A는 침전된 ATH(OL-104 LEO)로 이루어진 61.5 wt. %(160 phr)의 난연 조성물을 사용하였고, 이를 Buss 컴파운딩 라인에서 두 개의 공급 영역에서 두 개의 동일 부분으로 첨가하였다. ATH의 제1 부분을 컴파운딩 라인의 제1 부분에 첨가하고, ATH의 제2 부분을 컴파운딩 라인의 반응성 혼합 구역 다음에 첨가하였다. 실시예 7B에서, 제2 공급 구역에서 50%의 ATH 공급원료가 하기 난연 조성물: 90:5:5의 ATH:HTC:클레이의 중량비의 ATH + HTC + 클레이(HTC:클레이 = 1:1)로 대체된 것을 제외하고, 실시예 7A와 동일한 포뮬레이션을 사용하였다.

실시예 7A-7B의 가교된 폴리머 조성물에 대한 난연 성질을 UL-94 시험에 의해 평가하였다. 실시예 7B의 폴리머 조성물은 V0 등급을 갖는 비-드립핑 성능(non-dripping performance)을 입증하였으나, 실시예 7A의 조성물은 UL-94 시험에 실패하였다. 실시예 7A 및 실시예 7B에 대한 인장 강도는 각각 15.2 N/mm² 및 15.7 N/mm²이고, 실시예 7A 및 실시예 7B에 대한 파단시 연신률은 각각 195% 및 151%였다. 따라서, 실시예 7A 및 실시예 7B는 유사한 물리적 성질을 갖는다.

표 I. 실시예 1 - 160 phr(61.5 wt. %) 로딩의 난연 조성물을 지닌 ATH-기반 포뮬레이션.

표 I. 실시예 1 - 160 phr(61.5 wt. %) 로딩의 난연 조성물을 지닌 ATH-기반 포뮬레이션(계속).

표 II. 실시예 2 - 145 phr(59.2 wt. %) 로딩의 난연 조성물을 지닌 ATH-기반 포뮬레이션.

표 II. 실시예 2 - 145 phr(59.2 wt. %) 로딩의 난연 조성물을 지닌 ATH-기반 포뮬레이션(계속).

표 III. 실시예 3 - 130 phr(56.5 wt. %) 로딩의 난연 조성물을 지닌 MDH-기반 포뮬레이션.

표 III. 실시예 3 - 130 phr(56.5 wt. %) 로딩의 난연 조성물을 지닌 MDH-기반 포뮬레이션(계속).

표 IV. 실시예 4 - 160 phr(61.5 wt. %) 로딩의 난연 조성물을 지닌 MDH-기반 포뮬레이션.

표 IV. 실시예 4 - 160 phr(61.5 wt. %) 로딩의 난연 조성물을 지닌 MDH-기반 포뮬레이션(계속).

표 V. 실시예 5 - 160 phr(61.5 wt. %) 로딩의 난연 조성물을 지닌 ATH-기반 포뮬레이션.

표 V. 실시예 5 - 160 phr(61.5 wt. %) 로딩의 난연 조성물을 지닌 ATH-기반 포뮬레이션(계속).

표 VI. 실시예 6 - 160 phr(61.5 wt. %) 로딩의 난연 조성물을 지닌 ATH-기반 포뮬레이션.

표 VI. 실시예 6 - 160 phr(61.5 wt. %) 로딩의 난연 조성물을 지닌 ATH-기반 포뮬레이션(계속).

본 발명은 많은 양태 및 특정 실시예를 참조하여 상술되었다. 많은 변형은 그 자체가 상기 상세한 설명에 비추어 당업자에게 제안될 것이다. 그러한 모든 명백한 변형은 첨부된 청구 범위의 의도된 전체 범위 내에 있다. 본 발명의 그 밖의 양태는 하기를 포함하지만 이로 한정되지 않는다(양태는 "포함하는"으로 기술되지만, 대안적으로 "필수적으로 포함할" 수 있거나 또는 "이로 이루어질" 수 있다):

양태 1.

(i) 약 75 wt. % 내지 약 99.5 wt. %의, 알루미늄 트리하이드레이트 및/또는 수산화마그네슘을 포함하는 무기 난연제; 및

(ii) 약 0.5 wt. % 내지 약 25 wt. %의 (a) 하이드로탈사이트; 및 (b) 클레이를 포함하는 난연 상승제를 포함하는 난연 조성물로서,

하이드로탈사이트:클레이의 중량비가 약 1:1 내지 약 100:1의 범위 내인, 난연 조성물.

양태 2. 제1 양태에 있어서, 조성물이 무기 난연제와 난연 상승제의 총 중량을 기준으로 하여, 임의의 적합한 양의 무기 난연제 또는 본원에 기재된 임의의 범위의 소정량의 무기 난연제, 예를 들어, 약 80 wt. % 내지 약 99 wt. %, 약 82 wt. % 내지 약 95 wt. %, 또는 약 85 wt. % 내지 약 95 wt. %를 포함하는, 난연 조성물.

양태 3. 제1 양태 또는 제2 양태에 있어서, 무기 난연제가 표면 처리(또는 코팅)되지 않은, 난연 조성물.

양태 4. 제1 양태 또는 제2 양태에 있어서, 무기 난연제가 임의의 적합한 표면 처리제(또는 코팅) 또는 본원에 기재된 임의의 표면 처리제(또는 코팅), 예를 들어, 플루오로폴리머, 지방산, 금속성 지방산, 파라핀 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 폴리실록산, 폴리알킬실록산, 작용기를 지닌 폴리유기실록산, 등, 또는 이들의 임의의 조합물을 포함하는, 난연 조성물.

양태 5. 제1 양태 내지 제4 양태 중 어느 하나에 있어서, 무기 난연제가 임의의 적합한 중간 입도(d50), 또는 본원에 기재된 임의의 범위 내의 중간 입도(d50), 예를 들어, 약 0.5 내지 약 10 μm, 약 0.5 내지 약 5 μm, 또는 약 1 내지 약 8 μm에 의해 특징되는, 난연 조성물.

양태 6. 제1 양태 내지 제5 양태 중 어느 하나에 있어서, 무기 난연제가 임의의 적합한 BET 표면적, 또는 본원에 기재된 임의의 범위 내의 BET 표면적, 예를 들어, 약 1 내지 약 30 m²/g, 약 1 내지 약 15 m²/g, 또는 약 2 내지 약 20 m²/g에 의해 특징되는, 난연 조성물.

양태 7. 제1 양태 내지 제6 양태 중 어느 하나에 있어서, 무기 난연제가 알루미늄 트리하이드레이트를 포함하는, 난연 조성물.

양태 8. 제1 양태 내지 제6 양태 중 어느 하나에 있어서, 무기 난연제가 수산화마그네슘을 포함하는, 난연 조성물.

양태 9. 제1 양태 내지 제8 양태 중 어느 하나에 있어서, 조성물이 무기 난연제와 난연 상승제의 총 중량을 기준으로 하여, 임의의 적합한 양의 난연 상승제 또는 본원에 기재된 임의의 범위 내의 소정량의 난연 상승제, 예를 들어, 약 1 wt. % 내지 약 20 wt. %, 약 5 wt. % 내지 약 20 wt. %, 또는 약 5 wt. % 내지 약 15 wt. %를 포함하는, 난연 조성물.

양태 10. 제1 양태 내지 제9 양태 중 어느 하나에 있어서, 하이드로탈사이트:클레이의 중량비가 임의의 적합한 중량비 또는 본원에 기재된 임의의 범위 내의 중량비, 예를 들어, 약 1:1 내지 약 25:1, 약 1:1 내지 약 20:1, 또는 약 2:1 내지 약 25:1인, 난연 조성물.

양태 11. 제1 양태 내지 제10 양태 중 어느 하나에 있어서, 하이드로탈사이트가 임의의 적합한 하이드로탈사이트 또는 본원에 기재된 임의의 하이드로탈사이트, 예를 들어, Mg/Al 하이드로탈사이트, Zn/Al 하이드로탈사이트, Mg/Zn/Al 하이드로탈사이트, 또는 이들의 유기적으로 개질된 유도체, 등, 또는 이들의 임의의 조합물을 포함하는, 난연 조성물.

양태 12. 제1 양태 내지 제11 양태 중 어느 하나에 있어서, 클레이가 임의의 적합한 클레이 또는 본원에 기재된 임의의 클레이, 예를 들어, 벤토나이트, 몬트모릴라이트, 헥토라이트, 세피올라이트, 또는 이들의 개질된 유도체(예를 들어, 암모늄 염으로 개질된), 등, 또는 이들의 임의의 조합물을 포함하는, 난연 조성물.

양태 13.

(a) 폴리머; 및

(b) 제1 양태 내지 제12 양태 중 어느 하나에서 정의된 난연 조성물을 포함하는, 폴리머 조성물(또는 포뮬레이션, 또는 복합물)로서,

폴리머:난연 조성물의 중량비가 약 50:50 내지 약 25:75의 범위 내인, 폴리머 조성물.

양태 14. 제13 양태에 있어서, 폴리머:난연 조성물의 중량비가 임의의 적합한 중량비 또는 본원에 기재된 임의의 범위 내의 중량비, 예를 들어, 약 50:50 내지 약 30:70, 약 45:55 내지 약 25:75, 약 40:60 내지 약 25:75, 또는 약 45:55 내지 약 35:65인, 폴리머 조성물.

양태 15. 제13 양태 또는 제14 양태에 있어서, 폴리머가 임의의 적합한 폴리머, 또는 본원에 기재된 임의의 폴리머, 예를 들어, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 폴리머 조성물.

양태 16. 제13 양태 또는 제14 양태에 있어서, 폴리머가 에폭시, 아크릴, 에스테르, 우레탄, 실리콘, 페놀계 등, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 폴리머 조성물.

양태 17. 제13 양태 또는 제14 양태에 있어서, 폴리머가 폴리에틸렌(예를 들어, 모폴리머 또는 에틸렌-기반 코폴리머), 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 코폴리머, 폴리올레핀-스티렌, 에틸렌 아크릴계 엘라스토머(예를 들어, 에틸렌-에틸 아크릴레이트 코폴리머 또는 에틸렌-메틸 아크릴레이트 코폴리머), 에틸렌-프로필렌 코폴리머, 에틸렌-프로필렌 디엔 폴리머, 에틸렌-비닐 알코올 코폴리머, 등, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 폴리머 조성물.

양태 18. 제13 양태 또는 제14 양태에 있어서, 폴리머가 폴리에틸렌(예를 들어, 호모폴리머 또는 에틸렌-기반 코폴리머), 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 코폴리머, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 폴리머 조성물.

양태 19. 제13 양태 또는 제14 양태에 있어서, 폴리머가 니트릴, 부타디엔, 이소부틸렌, 이소프렌, 스티렌 부타디엔, 등을 기반으로 한 러버 및/또는 엘라스토머, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 폴리머 조성물.

양태 20. 제13 양태 내지 제19 양태 중 어느 하나에 있어서, 폴리머 조성물이 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 착화 시간(time to ignition)(TTI)보다 더 긴 TTI를 갖고/거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 TTI보다 더 긴 TTI를 갖는, 폴리머 조성물.

양태 21. 제13 양태 내지 제20 양태 중 어느 하나에 있어서, 폴리머 조성물이 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 최고 열 방출률(peak heat release rate)(PHRR)을 갖고/갖거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 PHRR보다 더 낮은 PHRR을 갖는, 폴리머 조성물.

양태 22. 제13 양태 내지 제21 양태 중 어느 하나에 있어서, 폴리머 조성물이 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 총 방출열(total heat release)(THR)보다 더 낮은 THR을 갖고/거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 THR보다 더 낮은 THR을 갖는, 폴리머 조성물.

양태 23. 제13 양태 내지 제22 양태 중 어느 하나에 있어서, 폴리머 조성물이 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 최대 평균 열 발생률(maximum average rate of heat evolved)(MARHE)보다 더 낮고/거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 MARHE보다 더 낮은 MARHE을 갖는, 폴리머 조성물.

양태 24. 제13 양태 내지 제23 양태 중 어느 하나에 있어서, 폴리머 조성물이 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 화재 성장률 지수(fire growth rate index)(FIGRA)보다 더 낮고/거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 FIGRA보다 더 낮은 FIGRA를 갖는, 폴리머 조성물.

양태 25. 제13 양태 내지 제24 양태 중 어느 하나에 있어서, 폴리머 조성물이 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 화재 성능 지수(fire performance index)(FPI)보다 더 높고/거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 FPI보다 더 높은 FPI를 갖는, 폴리머 조성물.

양태 26. 제13 양태 내지 제25 양태 중 어느 하나에 있어서, 폴리머 조성물이 Underwriters Laboratories UL-94 시험을 V0 등급으로 통과하는, 폴리머 조성물.

양태 27. 제13 양태 내지 제26 양태 중 어느 하나에 있어서, 폴리머 조성물이 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 물 흡수율보다 더 낮고/거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 물 흡수율보다 더 낮은 물 흡수율을 갖는, 폴리머 조성물.

양태 28. 제13 양태 내지 제27 양태 중 어느 하나에 있어서, 폴리머 조성물이 임의의 적합한 물 흡수율 또는 본원에 기재된 임의의 범위 내의 물 흡수율, 예를 들어, 약 1.3 wt. % 이하, 약 1.1 wt. % 이하, 약 1 wt. % 이하, 또는 약 0.9 wt. % 이하를 갖는, 폴리머 조성물.

양태 29. 제13 양태 내지 제28 양태 중 어느 하나에 있어서, 폴리머 조성물이 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 전기 저항보다 더 높고/거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 전기 저항보다 더 높은 전기 저항을 갖는, 폴리머 조성물.

양태 30. 제13 양태 내지 제29 양태 중 어느 하나에 있어서, 폴리머 조성물이 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 점도보다 더 낮고/거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 점도보다 더 낮은 점도를 갖는, 폴리머 조성물.

양태 31. 제13 양태 내지 제30 양태 중 어느 하나에 있어서, 폴리머 조성물이 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 파단시 연신률보다 더 높고/거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 파단시 연신률보다 더 높은 파단시 연신률을 갖는, 폴리머 조성물.

양태 32. 제13 양태 내지 제31 양태 중 어느 하나에 있어서, 폴리머 조성물이 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 파단시 인장 강도보다 더 높고/거나 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 파단시 인장 강도보다 더 높은 파단시 인장 강도를 갖는, 폴리머 조성물.

양태 33. 제13 양태 내지 제32 양태 중 어느 하나에서 정의된 폴리머 조성물을 포함하는 제조 물품.

양태 34. 제33 양태에 있어서, 물품이 겔, 페이스트, 코팅, 또는 포움을 포함하는 물품.

양태 35. 제33 양태에 있어서, 물품이 시트 또는 필름을 포함하는 물품.

양태 36. 제33 양태에 있어서, 물품이 와이어 또는 케이블을 포함하는 물품.

Claims

(i) 약 75 wt. % 내지 약 99.5 wt. %의, 알루미늄 트리하이드레이트 및/또는 수산화마그네슘을 포함하는 무기 난연제; 및
(ii) 약 0.5 wt. % 내지 약 25 wt. %의,
(a) 하이드로탈사이트; 및
(b) 클레이를 포함하는 난연 상승제;
를 포함하는, 난연 조성물로서,
하이드로탈사이트:클레이의 중량비가 약 1:1 내지 약 100:1의 범위 내인, 난연 조성물.
제1항에 있어서, 조성물이 무기 난연제와 난연 상승제의 총 중량을 기준으로 하여, 약 82 wt. % 내지 약 95 wt. %의 무기 난연제를 함유하는, 난연 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 무기 난연제가 표면 처리를 포함하는, 난연 조성물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 무기 난연제가 알루미늄 트리하이드레이트를 포함하는, 난연 조성물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 무기 난연제가 수산화마그네슘을 포함하는, 난연 조성물.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물이 무기 난연제와 난연 상승제의 총 중량을 기준으로 하여, 약 5 wt. % 내지 약 15 wt. %의 난연 상승제를 함유하는, 난연 조성물.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 하이드로탈사이트:클레이의 중량비가 약 1:1 내지 약 20:1의 범위 내인, 난연 조성물.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 하이드로탈사이트:클레이의 중량비가 약 2:1 내지 약 25:1의 범위 내인, 난연 조성물.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 하이드로탈사이트가 Mg/Al 하이드로탈사이트, Zn/Al 하이드로탈사이트, Mg/Zn/Al 하이드로탈사이트, 또는 이들의 유기적으로 개질된 유도체, 또는 이들의 임의의 조합물을 포함하는, 난연 조성물.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 클레이가 벤토나이트, 몬트모릴라이트, 헥토라이트, 세피올라이트, 또는 이들의 개질된 유도체, 또는 이들의 임의의 조합물을 포함하는, 난연 조성물.
(a) 폴리머; 및
(b) 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 난연 조성물을 포함하는, 폴리머 조성물.
제11항에 있어서, 폴리머가 열가소성 폴리머를 포함하는, 폴리머 조성물.
제11항에 있어서, 폴리머가 에틸렌 호모폴리머, 에틸렌/α-올레핀 코폴리머, 에틸렌/비닐 아세테이트(EVA) 코폴리머, 또는 이들의 임의의 조합물을 포함하는, 폴리머 조성물.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리머:난연 조성물의 중량비가 약 50:50 내지 약 25:75의 범위 내인, 폴리머 조성물.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리머:난연 조성물의 중량비가 약 45:55 내지 약 30:70의 범위 내인, 폴리머 조성물.
제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리머 조성물이 약 1.1 wt. % 이하의 물 흡수율을 갖는, 폴리머 조성물.
제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리머 조성물이 Underwriters Laboratories UL-94 시험을 V0 등급으로 통과하는, 폴리머 조성물.
제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리머 조성물이 동일한 가공 조건 하에서, 클레이가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 화재 성능 지수(fire performance index)(FPI)보다 더 높고 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 FPI보다 더 높은 FPI를 갖고;
폴리머 조성물이 Underwriters Laboratories UL-94 시험을 V0 등급으로 통과하고;
폴리머 조성물이 동일한 가공 조건 하에서, 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 물 흡수율보다 더 낮은 물 흡수율을 갖고;
폴리머 조성물이 동일한 가공 조건 하에서, 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 점도보다 더 낮은 점도를 갖는, 폴리머 조성물.
제18항에 있어서,
폴리머 조성물이 동일한 가공 조건 하에서, 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 파단시 연신률보다 더 높은 파단시 연신률을 갖고;
폴리머 조성물이 동일한 가공 조건 하에서, 하이드로탈사이트가 없는 동일한 난연 조성물을 사용하여 제조된 폴리머 조성물의 파단시 인장 강도보다 더 높은 파단시 인장 강도를 갖는, 폴리머 조성물.
제11항 내지 제19항 중 어느 한 항의 폴리머 조성물을 포함하는, 제조 물품.