KR20230150118A - 난연 및 차열성능을 가지는 폴리올레핀계 난연복합체 조성물의 제조 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 매트리스 수지, 전자빔 반응성 가교제, 인계 난연제, 멜라민계 난연제 및 폴리올계 난연 보조제를 포함한 난연복합체 조성물을 제공하는 것으로서, 이로부터 제조된 난연성 성형품은 화재 시 차르를 형성하여 우수한 산소지수(LOI) 및 차열성능을 가져, 난연성이 우수할 수 있으며, 보다 적은 양의 난연제를 포함하여 우수한 인장강도 및 파단신율을 가질 수 있을 뿐 아니라, 전자빔을 조사하고 가교됨으로써, 보다 우수한 기계적 강도 및 난연성을 가질 수 있어 전선피복재로 유용하게 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 무독성 난연제 및 난연 보조제를 포함하고, 전자빔 이온 가교제를 포함한 난연복합체 조성물 및 이를 전자빔 가교하여 제조된 난연성 성형품에 관한 것이다.
현재 많은 국가는 지구 온난화로 인한, 이상기온, 해수면 상승, 사막화 및 생태계 교란 등의 환경문제를 해결하고자, 저탄소 산업에 많은 관심과 투자를 하고 있으며, 이는 더욱 증가될 것으로 전망되고 있다.
따라서 특히 이산화탄소 배출이 많은 자동차 분야에서, 종래의 화석연료를 사용하는 자동차를 전기자동차로 전환하려는 시도가 더욱 활발하게 진행되고 있으며, 현재 유럽의 자동차 제조사들이 디젤엔진 차들에 대한 중단 계획은 이미 발표되었고, 수년 내 점유율을 점차 낮추어갈 계획을 실행 중에 있다.
이러한 요인으로 인하여, 전기배터리 및 모터 등의 수요가 급증하고 있으며, 화석연료를 사용하는 동력과 동등한 출력을 내기위해서, 고전류의 전선과 다양한 성능의 전선을 사용 및 요구되고 있으며, 점차 고내전압, 고난연성 및 고내열 성능이 향상된 전선에 대한 요구가 증대되고 있는 실정이다.
하지만, 종래의 절연전선 피복재로 사용된 난연성 수지는 할로겐계 난연제 또는 무기계 난연제를 사용하고, 우수한 난연성을 구현하기 위해 많은 양의 난연제를 첨가함으로써, 환경오염 문제가 발생할 뿐 아니라, 난연제가 가진 높은 결정성으로 유연성 및 가공성이 하락되고, 화재 시 유독성 가스가 발생할 수 있음으로써, 그 사용에 제한에 있었다.
근래에는 할로계 난연제가 포함된 난연성 수지의 유독성 문제를 해결하고자, 할로겐 난연제 및 무기 난연제를 대체가능한 비할로겐계 난연제가 개발되고 있으나, 여전히 종래의 난연성 수지 보다 우수한 난연성을 충족하지 못하였고, 유연성이 하락되는 문제를 해결하지 못하였다.
따라서 현재는 할로겐계 난연제 및 무기계 난연제를 대체 가능한 난연제의 개발이 필요한 실정이며, 보다 우수한 난연성 및 기계적 강도를 가질 수 있는 새로운 난연성 수지 및 이의 제조방법이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 종래의 할로겐계 난연제 및 무기계 난연제를 포함한 난연성 수지의 기계적 물성 하락과 유독성 문제를 해결하고자, 비할로겐 난연제를 조합하여 첨가한 난연복합체 조성물을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 목적은 기계적 물성 및 난연성을 더욱 향상하고자, 난연복합체 조성물에 전자빔 반응성 가교제를 포함하여, 이를 성형하고 성형된 난연복합체 조성물에 전자빔을 조사하여, 가교밀도가 우수한 난연성 성형품을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 폴리올레핀계 단독중합체 및 에틸렌비닐아세이트 공중합체를 포함하는 매트리스 수지, 전자빔 반응성 가교제, 인계 난연제, 멜라민계 난연제 및 폴리올계 난연 보조제를 포함하는 난연복합체 조성물을 제공한다.
일 구현에 따른, 상기 매트리스 수지는 폴리올레핀계 단독중합체 및 올레핀-비닐아세테이트 공중합체가 중량비 1:9 내지 5:5로 혼합된 것일 수 있다.
또 다른 일 구현에 따른, 상기 매트리스 수지는 폴리올레핀계 단독중합체 및 에틸렌비닐아세테이트 공중합체가 중량비 1:9 내지 3:7로 혼합된 것일 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 에틸렌비닐아세테이트 공중합체는 비닐아세테이트 유래 반복단위를 10 내지 40 중량% 포함하는 것일 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 폴리올레핀계 단독중합체는 밀도가 0.90 g/cm3 이상일 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 난연 복합체 조성물은 인계 난연제가 매트리스 수지 100 중량부에 대해서, 20 내지 150 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 난연복합체 조성물은 멜라민계 난연제가 매트리스 수지 100 중량부에 대해서, 10 내지 70 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 난연복합체 조성물은 폴리올계 난연 보조제가 매트리스 수지 100 중량부에 대해서, 5 내지 50 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 전자빔 반응성 가교제는 두 개 이상의 불포화결합을 포함하는 단량체일 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 난연복합체 조성물은 매트리스 수지 100 중량부에 대해서, 전자빔 반응성 가교제가 3 내지 10 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 난연복합체 조성물은 상용화제가 5 내지 10 중량부를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은 상술한 난연복합체 조성물을 전자빔 가교하여 제조된 난연성 성형품을 제공한다.
일 구현에 따른, 상기 난연성 성형품은 겔화율이 80% 이상일 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 난연성 성형품은 ASTM D638로 측정한 인장강도가 8 MPa 이상이며, 파단신율이 130 % 이상일 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 난연성 성형품은 UL-94 수직연소시험 규격으로 측정한 연소성 등급이 V-1 또는 V-0일 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 난연성 성형품은 절연전선 피복재일 수 있다.
본 발명은 폴리올레핀계 중합체, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 전자빔 반응성 가교제, 인계 난연제, 멜라민계 난연제 및 폴리올계 난연 보조제를 포함한 난연복합체 조성물 제조단계;
난연복합체 조성물을 성형하는 단계; 및
성형된 난연복합체 조성물을 전자빔 조사하는 단계;
를 포함하는 난연성 성형품 제조방법을 제공한다.
일 구현에 따른, 상기 전자빔 조사하는 단계;는 성형된 난연복합체 조성물의 전자빔 흡수선량이 10 내지 200 kGy일 수 있다.
본 발명에 따른 난연복합체 조성물은 인계 난연제, 멜라민계 난연제 및 폴리올계 난연 보조제를 포함하여, 환경오염 및 인체유해성이 적을 수 있다.
본 발명에 따른 난연성 성형체는 3종의 난연제 및 난연 보조제가 최적의 함량으로 포함함으로써, 화재 시 차르를 형성하여, 우수한 차열성능과 산소 차단율을 가져, 우수한 난연성을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 난연성 성형품은 성형된 난연복합체 조성물을 전자빔 가교함으로써, 보다 우수한 인장강도와 파단신율을 가질 수 있고, V-1 또는 V-0의 난연성을 가질 수 있다.
따라서 본 발명의 난연복합체 조성물은 비할로겐 난연제를 포함하여, 화재에 따른 유독성 가스 발생이 적고, 이로부터 제조된 난연성 성형품은 우수한 난연성 및 기계적 강도를 가짐으로써, 항공, 선박 및 원자력 등의 다양한 분야에 적용 가능할 수 있으며, 특히 절연전선 피복재로 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 실시예 2의 전자빔 조사 전/후, 각각 샘플에 대한 난연성 측정의 방법으로 연소한 샘플 사진이다.
도 2는 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5의 인장강도 측정결과이다.
도 3은 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5의 파단신율 측정결과이다.
도 2는 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5의 인장강도 측정결과이다.
도 3은 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5의 파단신율 측정결과이다.
이하, 본 발명에 따른 난연복합체 조성물 및 이로부터 제조된 난연성 성형품에 대하여 상세히 설명한다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 수치 범위는 하한치와 상한치와 그 범위 내에서의 모든 값, 정의되는 범위의 형태와 폭에서 논리적으로 유도되는 증분, 이중 한정된 모든 값 및 서로 다른 형태로 한정된 수치 범위의 상한 및 하한의 모든 가능한 조합을 포함한다. 본 발명의 명세서에서 특별한 정의가 없는 한 실험 오차 또는 값의 반올림으로 인해 발생할 가능성이 있는 수치범위 외의 값 역시 정의된 수치범위에 포함된다.
본 명세서의 용어, "포함한다"는 "구비한다", "함유한다", "가진다" 또는 "특징으로 한다" 등의 표현과 등가의 의미를 가지는 개방형 기재이며, 추가로 열거되어 있지 않은 요소, 재료 또는 공정을 배제하지 않는다.
종래의 난연성을 부여한 고분자 수지는 할로겐계 난연제 또는 무기염계 난연제를 포함하여 환경오염 및 인체에 유해한 문제가 있었으며, 이를 해결하고자 다양한 난연제를 개발하고 사용하였으나, 할로겐 난연제 보다 난연성이 우수하지 못하였고, 난연제의 결정성으로 인한 고분자 수지의 유연성이 하락하는 문제를 해결하지 못하였다.
본 발명자들은 이와 같은 문제점을 극복하기 위해, 연구를 심화한 결과, 인체 유해성이 낮은 인계 난연제, 멜라민계 난연제 및 폴리올계 난연 보조제를 조합하였으며, 이를 포함한 난연복합체 조성물로 제조된 난연성 성형품이 우수한 난연성 및 차열성능을 가지는 것을 발견하였다.
더 나아가 본 발명자들은 더욱 우수한 난연성 및 기계적 물성을 구현하고자, 상기 난연복합체 조성물의 전자빔 반응성 가교제를 포함하여, 이를 성형하고, 성형된 난연복합체 조성물에 전자빔을 조사하여 제조된 난연성 성형품은 보다 우수한 인장강도, 파단신율 및 난연성을 구현하는 것을 발견하였다.
따라서 본 발명에 따른 난연복합체 조성물은 가공성 및 작업성이 우수할 수 있으며, 이를 가교하여 제조된 난연성 성형품은 보다 우수한 난연성 및 기계적 강도를 가짐으로써, 화재위험이 큰 산업분야에 다양하게 사용할 수 있으며, 특히 자동차용 절연전선 피복재로써, 보다 유용하게 사용할 수 있다.
이하 본 발명에 대해 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 난연복합체 조성물은 기존의 할로겐계 난연제 및 무기계 난연제를 포함하지 않고, 인계 난연제, 멜라민계 난연제 및 폴리올계 난연 보조제를 조합하고 첨가하여, 연소과정에서 유해성 기체가 발생되지 않고 환경오염이 적을 수 있으며, 더 나아가 전자빔 반응성 가교제가 포함하여, 이를 성형하고 전자빔을 조사하여 제조된 난연성 성형체는 보다 우수한 난연성, 인장강도, 신장율 및 내마모성을 가지는 것에 기술적 의의를 갖는다.
본 발명은 폴리올레핀계 단독중합체 및 에틸렌비닐아세테이트 공중합체를 포함하는 매트리스 수지, 전자빔 반응성 가교제, 인계 난연제, 멜라민계 난연제 및 폴리올계 난연 보조제를 포함하는 난연복합체 조성물을 제공한다.
상기 매트리스 수지는 폴리올레핀계 단독중합체 및 에틸렌비닐아세테이트 공중합체가 블렌딩(Blending)한 것일 수 있으며, 보다 상세하게는 폴리올레핀계 수지 및 에틸렌비닐아세테이트 수지를 융해(melting) 및 혼합하여 제조되는 것일 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 매트리스 수지는 폴리올레핀계 단독중합체 및 에틸렌비닐아세테이트가 중량비 1:9 내지 5:5로 혼합된 것일 수 있다.
또 다른 일 구현에 따른, 상기 매트리스 수지는 폴리올레핀계 단독중합체 및 에틸렌비닐아세테이트 공중합체가 중량비 1:9 내지 3:7로 혼합된 것일 수 있다.
상기 범위의 중량비로 혼합된 매트리스 수지는 에틸렌비닐아세테이트 공중합체를 다량 함유함으로써, 우수한 유연성, 신장율 및 탄성력을 가질 수 있으며, 폴리올레핀계 단독중합체를 포함하여, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체가 가진 낮은 흡습성 및 결정화도를 해결할 수 있어 선호될 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 에틸렌비닐아세테이트 공중합체는 비닐아세테이트 유래 반복단위가 10 내지 40 중량% 포함하는 것일 수 있으며, 구체적으로는 20 내지 30 중량% 포함하는 것일 수 있다.
상기 에틸렌비닐아세테이트 공중합체는 비닐아세테이트 유래 반복단위가 증가함에 따라 우수한 탄성력을 가질 수 있으나, 상기 범위를 초과하면 상술한 바와 같이 결정성이 감소하고 흡습성이 증가하여, 이를 포함한 난연복합체 조성물의 보관 및 가공이 어려운 문제를 유발할 수 있으며, 비닐아세테이트 함량이 상기 범위 미만이면, 유연성 및 탄성력이 현저하게 낮아짐으로써, 상술한 범위의 비닐아세테이트 유래 반복단위를 포함한 에틸렌비닐아세테이트 공중합체를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 폴리올레핀계 단독중합체는 밀도가 0.90 g/cm3 이상일 수 있으며, 구체적으로는 0.90 내지 1.00 g/cm3일 수 있다.
상기 폴리올레핀계 단독중합체는 일예로, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리테트라프루오로에틸렌(PTFE), 폴리불화비닐(PVF), 폴리불화비닐리덴(PVDF), 폴리비닐클로라이드(PVC) 및 폴리스티렌(PS) 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 바람직하게는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리스틸렌(PS)에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 보다 바람직하게는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP) 및 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 HDPE 및 PP를 포함한 난연복합체 조성물은 가공성이 우수할 수 있으며, 이로부터 제조된 난연성 수지는 할로겐을 포함하지 않음으로써, 연소과정에서 유독기체가 발생되지 않을 수 있으며, 높은 밀도를 가져 에틸렌비닐아세테이트가 가지는 낮은 흡수성 및 결정성을 보완해줄 수 있어 선호될 수 있다.
구체적으로 상기 고밀도 폴리에틸렌 단독중합체 및 에틸렌비닐아세테이트 공중합체는 중량평균분자량이 40,000 내지 300,000 g/mol일 수 있으나, 난연성 수지의 물성을 저해하는 것이 아니라면 이를 제한하는 것은 아니다.
일 구현에 따른, 상기 난연복합체 조성물은 인계 난연제가 매트리스 수지 100 중량부에 대해서, 20 내지 150 중량부를 포함하는 것일 수 있으며, 보다 구체적으로는 30 내지 80 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 범위의 인계 난연제가 포함된 난연복합체 조성물은 인계 난연제가 우수한 분산도를 가지며 포함될 수 있으며, 이로부터 제조된 난연성 수지는 연소과정에서 인계 난연제가 응집하여 추가적인 연소를 방지할 수 있다.
또한 상기 범위를 초과하여 인계 난연제를 포함한 난연성 수지는 인계 난연제가 가진 높은 결정화도로 인하여, 유연성이 떨어질 수 있음으로써, 우수한 난연성 및 유연성을 동시에 가지기 위해서, 상기 범위로 인계 난연제를 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 인계 난연제는 일예로, 트리페닐포스페이트(triphenyl phosphate). 트리알킬페닐포스페이트(trialkylphenyl phosphate), 트리크레실 포스페이트(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 및 폴리에틸에틸렌옥시포스페이트(polyethylene ethyleneoxy phosphate) 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
구체적으로 상기 인계 난연제는 암모늄디하이드로겐 포스페이트(Ammonium dihydrogen phosphate), 암모늄 폴리포스페이트(Ammonium Polyphosphate) 및 이들의 혼합물일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 암모늄 폴리포스페이트일 수 있다.
상기 암모늄 폴리포스페이트는 무기염 또는 할로겐을 포함하지 않아, 인체유해성이 감소할 수 있으며, 이를 포함한 난연복합체 조성물 및 난연성 성형품은 난연성이 우수하고, 차르(char)를 생성하여 2차 화재에 안전할 수 있어 선호될 수 있다.
또한 상기 암모늄 폴리포스페이트는 중량평균분자량이 100 내지 1,000 g/mol일 수 있으며, 이를 포함한 난연성 성형품이 우수한 난연성 및유연성을 가질 수 있어 선호될 수 있으나, 난연성 성형품의 물성을 저해하는 것이 아니라면 이를 제한하는 것은 아니다.
일 구현에 따른, 상기 멜라민계 난연제는 매트리스 수지 100 중량부에 대해서, 10 내지 70 중량부를 포함하는 것일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 10 내지 50 중량부일 수 있다.
상기 함량의 멜라민계 난연제가 포함된 난연복합체 조성물은 열분해로 발생되는 독성 기체가 종래의 난연제 보다 적으며, 이로부터 제조된 난연성 수지는 열안정성 및 화학적으로 안정할 수 있을 뿐 아니라, 인장강도, 굴곡강도, 굴곡탄성율을 유지할 수 있어 선호될 수 있다.
상기 멜라민계 난연제는 일예로, 멜라민(melamine), 멜라민 시아누레이트(melamine cyanurate) 및 트리페닐 이소시아누레이트 등인 트리아진 구조를 가진 화합물, 멜라민 포스페이트 (melamine phosphate), 멜라민 파이로포스페이트(melamine pyrophosphate) 및 피퍼라진산 폴리포스페이트(piperazine acid polyphosphate) 등을 포함하는 인-질소 함유한 화합물일 수 있다.
구체적으로 상기 멜라민계 난연제는 멜라민, 멜라민 시아누레이트 (melamine cyanurate) 및 이들의 혼합물일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 멜라민 시아누레이트일 수 있다.
상기 멜라민 시아누레이트를 포함한 난연복합체 조성물은 우수한 분산도를 가질 수 있고, 이로부터 제조된 난연성 수지는 우수한 난연성을 가질 수 있을 뿐 아니라, 상기 인계 난연제만 포함된 수지 보다, 인장강도 및 충격강도가 우수할 수 있음으로써, 동시에 우수한 난연성 및 인장강도를 가질 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 난연복합체 조성물은 폴리올계 난연 보조제가 매트리스 수지 100 중량부에 대해서, 5 내지 50 중량부를 포함하는 것일 수 있으며, 구체적으로는 7 내지 30 중량부를 포함할 수 있다.
상기 범위의 폴리올계 난연 보조제가 포함된 난연성 성형품은 연소 시, 차르형성이 우수할 수 있고, 외부와의 접촉을 방지하여 연소를 억제할 수 있을 뿐 아니라, 상기 인계 난연제와 상호작용을 통해, 더욱 우수한 연소열 억제 및 차르형성이 더욱 증가할 수 있다.
상기 폴리올계 난연 보조제는 다량의 히드록시를 포함하는 화합물일 수 있으며, 일예로 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 트리펜타에리트리톨, 폴리비닐알코올, 전분, 소르비톨, 만니톨, 탄닌산 및 덱스트린 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 보다 바람직하게는 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨 및 이들의 혼합물을 사용하는 것이, 인계 난연제와 상호작용이 우수할 수 있어 선호될 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 전자빔 반응성 가교제는 두 개 의상의 불포화결합을 포함하는 단량체일 수 있다.
구체적으로 상기 전자빔 반응성 가교제는 두 개 이상의 (메타)아크릴레이트를 포함하는 단량체일 수 있으며, 이를 포함한 난연복합체 조성물은 우수한 전자빔 가교 반응성을 가짐으로써, 이로부터 제조된 난연성 수지가 우수한 가교도를 가져, 우수한 내열성 및 기계적 강도를 가질 수 있다.
상기 전자빔 반응성 가교제는 일예로, 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 헥사메틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리알리시아누레이트, 트리알리이소시아누레이트 및 트리알릴트리메썰트 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 구체적으로 메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 트리아릴 시아누레이트 및 이들의 혼합물일 수 있으나, 이를 포함하여 제조된 난연성 수지의 물성을 저해하는 것이 아니하면 이를 제한하는 것은 아니다.
일 구현에 따른, 상기 난연복합체 조성물은 매트리스 수지 100 중량부에 대해서, 전자빔 반응성 가교제가 3 내지 10 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 범위의 전자빔 반응성 가교제를 포함하는 난연복합체 조성물은 성형하고, 성형된 난연복합체 조성물에 전자빔을 순간적으로 조사하여 가교할 수 있으며, 이로부터 제조된 난연성 성형품은 인장강도 및 신장율을 더욱 좋게 할 수 있음으로써, 난연제를 포함함에 따른 인장강도 및 신장율 감소를 회복할 수 있을 뿐 아니라, 가교되어 보다 우수한 난연성을 가질 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 난연복합체 조성물은 상용화제가 매트리스 수지 100 중량부에 대해서, 5 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
상기 범위의 상용화제가 포함된 난연복합체 조성물은 난연제와 매트리스 수지의 우수한 분산도를 가질 수 있어 난연 효과를 발현하기 위해 과량의 난연제를 첨가하지 않을 수 있을 뿐 아니라, 포함된 난연제의 응집현상으로 인한 가공성 저하 문제를 야기하지 않을 수 있어 선호될 수 있다.
상기 상용화제는 폴리올레핀 중합체의 백본(backbone)에 말레산무수물이 그라프트된 화합물(폴리올리핀-g-말레산무수물)일 수 있으며, 일예로 에틸렌비닐알코올-g-말레산무수물, 에틸렌비닐아세테이트-g-말레산무수물, 저밀도폴리에틸렌-g-말레산무수물, 폴리올레핀엘라스토머-g-말레산무수물 및 선형저밀도폴리에틸렌-g-말레산무수물 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 당업자가 인식 가능한 것이라면 이를 제한하는 것은 아니다.
일 구현에 따른, 상기 난연복합체 조성물은 산화방지제, 가소제, 충전제, 활제, 열안정제, 자외선 안정제, 발포제, 점도 조절제, 가공조제, 증진제 및 안료 등으로 이루어진 군으로부터 선택 되어지는 어느 하나 또는 둘 이상의 첨가제를 더 포함하는 것일 수 있다.
또 다른 일 구현에 따른, 상기 난연복합체 조성물은 첨가제를 포함하지 않을 수 있으며, 이를 용융 및 성형하는 단계에서 포함될 수 있으나, 이를 제한하는 것은 아니다.
상기 난연복합체 조성물은 첨가제가 매트릭스 수지 100 중량부에 대해서, 0.01 내지 5 중량부를 포함할 수 있으나, 난연복합체 조성물의 물성을 저해하는 것이 아니라면 이를 제한하는 것은 아니다.
상기 충전제가 포함된 난연복합체 조성물은 보다 우수한 내열성 및 치수안정성을 가질 수 있으며, 내마모성이 보다 우수할 수 있다.
상기 충전제는 일예로 탄산칼슘, 벤토나이트, 실리카, 고무입자, 산화티타늄, 점토, 카올린, 중정석, 산화아연, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 탈크, 마이카, 세피올라이트 및 붕산 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으나, 당업자가 인식 가능한 충전제라면 이를 제한하는 것은 아니다.
상기 산화방지제가 포함하여 고온에서 컴파운드로 제조된 난연복합체 조성물은 매트리스 수지의 열화를 방지할 수 있으며, 또한 상기 난연복합체 조성물을 사용하여 난연성 성형품으로 제조하는 과정에서, 매트리스 수지가 열화 또는 산화되는 것을 방지할 수 있어, 제조된 난연성 성형품의 내후성이 보다 우수할 수 있다.
상기 산화방지제는 산화된 매트리스 수지를 환원이 가능한 화합물이면 제한 없이 사용할 수 있으며, 퍼옥시라디칼계 산화방지제, 아민계 산화방지제 , 페놀계 산화방지제, 설폰계 산화방지제 및 인계 산화방지제 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
기 인계 산화방지제는 일예로, 트리스(2,4-디-터셔리-부틸페닐)포스파이트, 트리스(노닐페닐)포스파이트, 디-(2,4-디-터셔리-부틸페닐)펜타에리스리톨 디포스파이드 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
상기 페놀계 산화방지제는 일예로, 2,6-디-터셔리-부틸-4-메틸-페놀, 티오디에틸렌 비스[2-(3,5-디-터셔리-부틸-4-하이록시페닐)프로피오네이트, 옥타데실-3-(3,5-디-터셔리-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 테트라키스[메틸렌-3-(3,5-디-터셔리-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]메탄 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
상기 아민계 산화방지제는 일예로, 페닐나프틸아민, 4,4'-(α,α-디메틸벤질)디페닐아민, N,N'-디-2-나프틸-p-페닐렌디아민, 4,4'-디옥틸디페닐아민, N,N'-디페닐-P-페니렌디아민, N-페닐-N'-시크로헥실-P-페니렌아민, N,N'-디-O-트링-에틸렌디아민 및 알킬화디페닐아민 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
이하 본 발명의 난연성 성형품에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 난연성 성형품은 난연복합체 조성물을 성형하고, 성형된 난연복합체 조성물을 전자빔 조사하여 가교한 것으로써, 가교되지 않은 성형품 보다 우수한 인장강도 및 파단신율을 가지고, 더 나아가 우수한 가교밀도를 가짐으로써, 더욱 우수한 내열성 및 난연성을 가지는 것에서 의의를 갖는다.
본 발명은 상술한 난연복합체 조성물을 전자빔을 가교하여 제조된 난연성 성형품을 제공한다.
상기 난연성 성형품은 난연복합체 조성물을 성형하고, 성형된 난연복합체 조성물을 전자빔 조사하여 가교된 것으로써, 상기 성형방법은 압출, 캐스팅, 사출, 중공, 회전몰딩 백몰딩 또는 튜브형 성형법 등일 수 있으나, 사용자가 원하는 형태로 가공하는 것이라면 이를 제한하는 것은 아니다.
또 다른 일 구현에 따른, 상기 난연성 성형품은 이온빔을 조사하여 제조될 수 있으며, 난연복합체 조성물에 첨가된 전자빔 반응성 가교제를 반응하는 에너지선이면 제한 없이 사용할 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 난연성 성형품은 겔화율이 80% 이상일 수 있으며, 구체적으로는 80 내지 99%, 더욱 구체적으로는 80 내지 98 %일 수 있다.
상기 난연성 성형품은 전자빔 반응성 가교제가 포함된 난연복합체 조성물을 성형하고, 성형된 난연복합체 조성물을 전자빔을 조사하여 가교된 것으로, 상기 범위의 겔화율을 구현함으로써, 가교되지 않은 난연성 성형품(성형된 난연복합체 조성물)보다 우수한 인장강도 및 파단신율을 가질 수 있고, 보다 우수한 난연성을 가질 수 있을 뿐 아니라, 하기 도 1과 같이, 연소 시, 난연성 수지가 녹아(멜팅) 내지리 않음으로써, 2차 화재를 방지할 수 있어, 화재위험이 있는 산업분야에 보다 선호될 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 난연성 성형품은 ASTM D638로 측정한 인장강도가 8 MPa 이상이며, 파단신율이 130 % 이상일 수 있으며, 구체적으로 인장강도가 8 내지 30 MPa, 파단신율이 130 내지 500% 일 수 있다.
상기 난연성 성형품의 인장강도 및 파단신율은 상술한 바와 같이 인계 난연제, 멜라민계 난연제 및 폴리올계 난연 보조제를 적절히 조합하고 상대적으로 적은 양으로 첨가하여 나타나는 현상일 수 있으며, 더 나아가 전자빔을 조사하여 가교함으로써, 보다 우수한 인장강도 및 파단신율을 가지는 것일 수 있다.
일 구현에 따른, 난연성 성형품은 UL-94 수직연소시험 규격으로 측정한 연소등급이 V-1 또는 V-0일 수 있다.
상기 난연성 성형품의 연소등급은 난연복합체 조성물에 인계 난연제, 멜라민계 난연제 및 폴리올계 난연보조제가 포함됨으로써, 연소과정에서 난연성 성형품 표면에 차르(char)를 형성하여, 산소 및 외부열의 유입을 방지하여 나타나는 현상일 수 있다.
또한 상기 난연성 성형품은 성형된 난연복합체 조성물을 전자빔 조사하고 가교함으로써, 연소과정에서 녹아내리지(멜팅) 않을 수 있어, 화재가 확산되는 것을 방지할 수 있어 선호될 수 있다.
따라서 본 발명의 일 구현에 따른 난연성 수지는 종래의 난연성 수지보다 우수한 난연성을 가질 수 있을 뿐 아니라, 종래의 난연성 수지가 난연제를 포함하여 인장강도 및 신장률이 낮아지는 문제를 극복할 수 있어, 일예로 전기장치 케이스, 절연전선 피복재, 선박, 항공 또는 원자력 등의 난연성이 필요한 분야에 다양하게 사용할 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 난연성 성형품은 절연전선 피복재일 수 있다.
상기 절연전선 피복재는 저온에서도 우수한 유연성을 가질 수 있음으로써, 전선피복이 회손 되는 것을 방지할 수 있으며, 특히 현저한 난연성을 가짐으로써, 이를 포함하여 제조된 자동차는 포함된 절연전선이 빠르게 연소하는 것을 방지하여 운전자가 안전하게 대피할 수 있는 시간을 확보해 줄 수 있다.
이하 난연성 성형품 제조방법에 대해 자세히 설명한다.
본 발명에 따른, 난연성 성형품 제조방법은 난연복합체 조성물을 성형하고, 성형된 난연복합체 조성물을 전자빔을 조사하여 가교하는 단계를 포함으로써, 우수한 작업성 및 생산비 절감하는 효과를 가질 수 있을 뿐 아니라, 보다 우수한 기계적 물성 및 난연성을 가지는 난연성 성형품을 제공하는 것에 의의를 갖는다.
본 발명은 폴리올레핀계 중합체 및 에틸렌비닐아세테이트 공중합체를 포함하는 매트리스 수지, 전자빔 반응성 가교제, 인계 난연제, 멜라민계 난연제 및 폴리올계 난연제를 포함한 난연복합체 조성물 제조단계;
난연복합체 조성물을 성형하는 단계; 및
성형된 난연복합체 조성물을 전자빔 조사하는 단계;
를 포함하는 난연성 성형품 제조방법을 제공한다.
상기 난연복합체 조성물은 매트리스 수지를 150 내지 200 ℃에서 용융하고, 인계 난연제, 멜라민계 난연제 및 폴리올계 난연제를 첨가하여 혼합하여 펠렛화한 것일 수 있으나, 난연성 성형품으로 제조가 가능한 것이라면 이를 제한하는 것은 아니다.
일 구현에 따른. 상기 난연복합체 조성물을 성형하는 단계;는 압출, 캐스팅, 사출, 중공, 회전몰딩 백몰딩 또는 튜브형 압출 등을 사용한 것일 수 있으나, 사용자가 원하는 형태로 가공이 가능한 것이라면 이를 제한하는 것은 아니다.
일 구현에 따른, 상기 전자빔 조사하는 단계;는 성형된 난연복합체 조성물에 대한, 흡수선량이 10 내지 200 kGy일 수 있으며, 구체적으로 50 내지 150 kGy일 수 있다.
상기 범위의 흡수선량을 가진 전자빔은 5 내지 30 초 동안 전자빔 조사하여 제조된 난연성 성형품이 우수한 가교밀도를 가질 수 있어 선호될 수 있다.
이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 난연복합체 조성물 및 이로부터 제조된 난연성 성형품에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다. 또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 또한, 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
[측정방법]
1. 인장강도 및 신율 측정
ASTM D638 규격으로 샘플제작 및 측정하였으며, Universal testing machine(Qmesis 사, QM100TM)으로 측정하였다.
2. 난연성 측정
UL-94 수직연소시험 규격으로 시트 제작 및 측정을 진행하였으며, 제조된 평판으로 제조된 시트를 125 mm × 13 mm × 3 mm 시편으로 제작하였으며, 제작된 시편을 수직방향으로 10 초 동안 10 mm 불꽃을 가하였고, 시편의 연소 시간(t1)을 측정하였다.
이후, 다시 동일한 시편에 수직방향으로 10 초 동안 10 mm 불꽃을 가하였고, 연소시간(t2) 및 불똥이 맺힌 시간(t3, glowing time)을 측정하고, 연소양상을 기록하였고, 시편이 녹으면 녹음, 측정불가이면 X, 각 하기 표 1의 조건에 만족하면 각 등급으로 나타내었다.
V-0 | V-1 | V-2 | |
개별연소 시간 (t1 또는 t2) |
≤ 10 초 | ≤ 30 초 | ≤ 30 초 |
전처리 조건별 연소시간 (t1+t2) |
≤ 50 초 | ≤ 250 초 | ≤ 250 초 |
2차 연소 및 불똥이 ?힌시간 (t2+t3) |
≤ 30 초 | ≤ 60 초 | ≤ 60 초 |
125mm 까지 연소 | 연소되지 않음 | 연소되지 않음 | 연소되지 않음 |
적하에 의한 탈지면 발화 | 허용안됨 | 허용안됨 | 허용 |
[실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5]
고밀도 폴리에틸렌(density: 0.952 g/cm3, 롯데케미칼, 5305E) 및 에틸렌-비닐아세테이트(density: 0.935 g/cm3, 롯데케미칼, VC: 590, VA: 28 wt%,)를 중량비 1:4 혼합한 매트리스 수지 100 중량부에 대해서, 하기 표 2의 조성으로 폴리암모늄인산염(APP, Exolit® AP 422, average particle size: 17 μm, Clariant), 멜라민시아누레이트(MC, MCA50, average particle size: 5 μm, Hangzhou Mei Wang Chemical), 펜타에리트리톨(PE, Technical grade, Sigma-Aldrich), 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(TMPTMA, Sartomer), 삼수산화알루미늄(ATH, AH-102S, silane-modified AK켐텍㈜), 실란코팅플라스틱 난연 수산화마그네슘(MDH, silane-modified, average particle size: 1 μm, Konoshima Chemical) 상용화제(EVA-g-MAH(Fusabond C250, Dow) 및 첨가제(Irganox 1010, BASF)를 용융혼합기(melt mixer, 이스턴엔지니어링㈜)으로 170 ℃에서 20 분간 배합하여 컴파운드를 제조하였고, 제조된 컴파운드를 170 ℃로 예열된 핫프레스(hot press, Qmesys, Korea)을 사용하여, 각각 시트 2개로 제작하였다.
제조된 시트를 하나는 전자빔조사 장치(EB-Tech)을 사용하여 25 kGy흡수선량으로 총 4회(12 sec) 전자빔을 조사하였으며, 다른 하나는 전자빔을 조사하지 않고 시편을 제작하였다.
그 후, 제조된 시편을 상기 측정방법으로 측정하여 하기 표 3, 도 2 및 도 3에 나타내었다.
난연제 | ATH (중량부) |
MDH (중량부) |
상용화제 (중량부) |
첨가제 (중량부) |
|||
APP (중량부) |
MC (중량부) |
PE (중량부) |
|||||
실시예 1 | 15 | 5 | 5 | 0 | 0 | 5 | 5 |
실시예 2 | 30 | 10 | 7 | 0 | 0 | 5 | 5 |
실시예 3 | 50 | 15 | 15 | 0 | 0 | 5 | 5 |
실시예 4 | 75 | 25 | 25 | 0 | 0 | 5 | 5 |
실시예 5 | 50 | 15 | 15 | 30 | 20 | 5 | 5 |
비교예 1 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 | 5 |
비교예 2 | 0 | 15 | 0 | 0 | 0 | 5 | 5 |
비교예 3 | 0 | 0 | 15 | 0 | 0 | 5 | 5 |
비교예 4 | 0 | 0 | 0 | 150 | 0 | 5 | 5 |
비교예 5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 150 | 5 | 5 |
물성 | 인장강도 (MPa) |
파단신율 (%) |
산소지수 (LOI) |
난연성 측정 | ||||
전자빔 | 조사전 | 조사후 | 조사전 | 조사후 | 조사전 | 조사후 | 조사 전 | 조사 후 |
실시예 1 | 14.1 | 23.9 | 590 | 730 | 23 | 24 | 녹음 | X |
실시예 2 | 10.8 | 16.9 | 470 | 450 | 27 | 28 | 녹음 | V-1 |
실시예 3 | 7.5 | 11.7 | 250 | 330 | 30 | 31 | X | V-0 |
실시예 4 | 6.8 | 8.1 | 110 | 191 | 33 | 34 | V-1 | V-0 |
실시예 5 | 7.2 | 11.3 | 100 | 138 | 26 | 27 | X | X |
비교예 1 | 11.2 | 17.2 | 450 | 460 | 20 | 21 | 녹음 | X |
비교예 2 | 15.1 | 24.5 | 630 | 760 | 18 | 19 | 녹음 | X |
비교예 3 | 14.8 | 24.1 | 610 | 750 | 18 | 19 | 녹음 | X |
비교예 4 | 6.5 | 6.6 | 22 | 30 | 27 | 25 | X | X |
비교예 5 | 7.2 | 13.1 | 65 | 103 | 30 | 31 | X | X |
상기 표 3에서, 실시예 2 내지 5 및 비교예 4 내지 5는 25 이상의 산소지수(LOI)를 가지는 것으로 확인되었으며, 이는 본 발명에 따른 인계 난연제, 멜라민계 난연제 및 폴리올계 난연보조제를 사용함으로써, 종래의 난연제 보다 적은 양을 사용하여도, 이를 포함한 난연성 성형품은 우수한 산소지수를 가지는 것을 시사한다.
상기 표 3에서, 실시예 1 내지 5의 인장강도 및 파단신율을 보면, 난연제 함량이 가장 작은 실시예 1이 가장 우수한 인장강도 및 파단신율을 보이며, 비교예 4 내지 5 보다 인장강도가 우수하고, 파단신율이 현저한 것을 확인할 수 있다.
또한 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5는 전자빔을 조사하여 가교함으로써, 가교되지 않은 시편보다 우수한 인장강도 및 파단신율을 구현한다.
따라서 비교예 4 및 비교예 5는 산소지수(LOI) 25 % 이상을 만족하기 위해서, 과량의 무기계 난연제를 포함하여야 하지만, 파단신율이 현저하게 감소함으로써, 두 효과를 동시에 가지는 것은 기술적 상충관계로 인하여 적용이 어려우나, 실시예 1 내지 5는 보다 적은 양의 난연제를 포함하여, 현저한 파단신율 및 우수한 산소지수를 동시에 가질 수 있는 것을 시사한다.
상기 표 3에서, 비교예 1 내지 3은 난연제가 각각 인계 난연제, 멜라민계 난연제 및 폴리올계 난연 보조제만 포함된 것이며, 인장강도 및 파단신율이 실시예 1 내지 5와 유사하나, 난연성이 현저히 낮음으로써, 화재위험이 있는 산업분야에 적용이 힘들 것으로 판단된다.
상기 표 3에서, 실시예 1 내지 5의 난연성 측정결과를 보면, 난연제 함량이 가장 높은 실시예 4가 전자빔 조사전의 V-1인 것을 제외하고, 만족하는 난연성을 충족하지 못하는 것으로 확인되었으나, 전자빔 조사하여 가교된 실시예 2 내지 4는 V-1 또는 V-0인 것을 확인하였다.
따라서 본 발명의 난연성 성형품은 인계 난연제, 멜라민계 난연제 및 폴리올계 난연 보조제가 최적의 조성으로 첨가되어 있어, 우수한 인장강도 및 파단신율을 가질 수 있으며, 종래의 난연제를 포함한 난연성 수지 보다 현저한 난연성을 구현할 수 있다.
더 나아가 본 발명의 난연성 성형품은 전자빔 반응성 가교제가 포함된 난연복합체 조성물을 성형하고, 전자빔 조사하여 가교하는 후가공 단계를 포함함으로써, 보다 우수한 인장강도 및 파단신율을 가지며, 더욱 우수한 난연성을 가져, 화재위험이 있는 산업분야에 광범위하게 적용 가능할 것으로 보인다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 비교예에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Claims (18)
- 폴리올레핀계 단독중합체 및 에틸렌비닐아세이트 공중합체를 포함하는 매트리스 수지, 전자빔 반응성 가교제, 인계 난연제, 멜라민계 난연제 및 폴리올계 난연 보조제를 포함하는 난연복합체 조성물.
- 제 1항에 있어서,
상기 매트리스 수지는 폴리올레핀계 단독중합체 및 에틸렌비닐아세테이트 공중합체가 중량비 1:9 내지 5:5로 혼합된 것인 난연복합체 조성물. - 제 2항에 있어서,
상기 매트리스 수지는 폴리올레핀계 단독중합체 및 에틸렌비닐아세테이트 공중합체가 중량비 1:9 내지 3:7로 혼합된 것인 난연복합체 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 에틸렌비닐아세테이트 공중합체는 비닐아세테이트 유래 반복단위를 10 내지 40 중량% 포함하는 것인 난연복합체 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 폴리올레핀계 단독중합체는 밀도가 0.90 g/cm3 이상인 난연복합체 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 난연 복합체 조성물은 인계 난연제가 매트리스 수지 100 중량부에 대해서, 20 내지 150 중량부를 포함하는 것인 난연복합체 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 난연복합체 조성물은 멜라민계 난연제가 매트리스 수지 100 중량부에 대해서, 10 내지 70 중량부를 포함하는 것인 난연복합체 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 난연복합체 조성물은 폴리올계 난연 보조제가 매트리스 수지 100 중량부에 대해서, 5 내지 50 중량부를 포함하는 것인 난연복합체 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 전자빔 반응성 가교제는 두 개 이상의 불포화결합을 포함하는 단량체인 난연복합체 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 난연복합체 조성물은 매트리스 수지 100 중량부에 대해서, 전자빔 반응성 가교제가 3 내지 10 중량부를 포함하는 것인 난연복합체 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 난연복합체 조성물은 상용화제가 5 내지 10 중량부를 더 포함하는 것인 난연복합체 조성물. - 제 1항 내지 11항에서 선택되는 한 항의 난연복합체 조성물을 전자빔 가교하여 제조된 난연성 성형품.
- 제 12항에 있어서,
상기 난연성 성형품은 겔화율이 80 % 이상인 난연성 성형품. - 제 12항에 있어서,
상기 난연성 성형품은 ASTM D638로 측정한 인장강도가 8 MPa 이상이며, 파단신율이 130 % 이상인 난연성 성형품. - 제 12항에 있어서,
상기 난연성 성형품은 UL-94 수직연소시험 규격으로 측정한 연소등급이 V-1 또는 V-0인 난연성 성형품. - 제 12항에 있어서,
상기 난연성 성형품은 절연전선 피복재인 난연성 성형품. - 폴리올레핀계 중합체, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 전자빔 반응성 가교제, 인계 난연제, 멜라민계 난연제 및 폴리올계 난연 보조제를 포함한 난연복합체 조성물 제조단계;
난연복합체 조성물을 성형하는 단계; 및
성형된 난연복합체 조성물을 전자빔 조사하는 단계;
를 포함하는 난연성 성형품 제조방법. - 제 17항에 있어서,
상기 전자빔을 조사하는 단계;는 성형된 난연복합체 조성물의 전자빔 흡수선량이 10 내지 200 kGy인 난연성 성형품 제조방법.
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KR20140009373A (ko) | 2011-03-17 | 2014-01-22 | 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤 | 논할로젠 난연성 수지 조성물 및 이것을 이용한 절연 전선 및 튜브 |
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2022
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KR20120121913A (ko) | 2010-02-24 | 2012-11-06 | 아이씨엘-아이피 아메리카 아이엔씨. | 난연성 폴리올레핀 조성물 |
KR20140009373A (ko) | 2011-03-17 | 2014-01-22 | 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤 | 논할로젠 난연성 수지 조성물 및 이것을 이용한 절연 전선 및 튜브 |
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