KR840001713B1 - 알킬렌-알킬 아크릴레이트 공중합체-함유 조성물 - Google Patents
알킬렌-알킬 아크릴레이트 공중합체-함유 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
내용 없음.
Description
본 발명은 다른 바람직한 성질도 보유하면서 개선된 방염성을 갖는 알킬렌-알킬 아크릴레이트 공중합체-함유 조성물에 관한 것이다.
올레핀 중합체를 기재로 한 조성물, 예를들면 알킬렌-알킬 아크릴레이트 공중합체 기재조성물은 바람직한 물리적 및 전기적 성질로 인하여 여러가지 상업적 용도에 사용되어 왔다. 예를들어 알킬렌-알킬 아크릴레이트 공중합체는 내부식성, 인성(靭性), 내마멸성을 나타내므로, 공업용 제어케이블, 전화선 및 케이블의 피복물질로서 또 전도체의 절연물질로서 사용되어 왔다.
알킬렌-알킬 아크릴레이트 공중합체는 상술한 바와같이 피복물질 및 절연물질로 사용할 조성물에 사용하기에 바람직한 성질을 가지고 있지만, 알킬렌-알킬 아크릴레이트 공중하체는 연소되기 쉬운 단점이 있다. 이런 공중합체가 방염성을 갖도록 하기 위해, 또한 연소시 가스방출을 감소시키기 위해, 종래에는 여기에 할로겐화 방염보조제 및 알칼리 토금속염 또는 염기를 첨가하였다. 이 조성물은, 방염성을 가지며 연소시 탁한 연기가 발생되지 않고, 산성 및 부식성 가스가 다량 방출되지 않으며, 잔광(殘光, after-glow)이 감소되는 상업상 바람직한 조성물이다.
현재 더 엄격한 공업표준과 정부의 규정에 비추어 상술한 다른 바람직한 성질을 그대로 보유한채 방염성이 증가된 조성물이 필요하게 되었다.
본 발명에 따른 조성물은 다른 바람직한 성질을 그대로 보유한채 개선된 방염성을 갖는 조성물로서, 보통 고형의 알킬렌-알킬 아크릴레이트 공증합체 ; 약 1내지 약 30중량%, 바람직하게는 약 5내지 약 20중량%의 할로겐화 방염 보조제 ; 약 0.5내지 약 30중량%, 바람직하게는 약 2.5내지 약 12중량%의 칼슘 또는 마그네슘의 산화물, 카보네이트, 수산화물 또는 설페이트 ; 및 약 0.5 내지 약 15중량%, 바람직하게는 약 1내지 약 10중량%의 산화 안티몬으로 이루어진다.
조성물이 쓰레기통, 가정용 비품 등과 같은 방염제품에 사용될 경우, 조성물내에 알칼리토금속염 또는 염기가 약 0.5 내지 약 50중량%로 함유될 수 있다.
전도체의 절연물질로 사용하기에 특히 바람직한 조성물은, 보통 고형의 알킬렌-알킬 아크릴레이트 공중합체, 약 1내지 약 30중량%의 할로겐화 방염보조제, 약 0.5 내지 20중량%의 알칼리 토금속염 또는 염기 및 약 1내지 약 5중량%의 산화 안티몬으로 이루어진다.
공업용 제어 케이블, 전화선 및 케이블의 피복물질로서 사용하기에 특히 바람직한 조성물은, 보통 고형의 알킬렌-알킬 아크릴레이트 공중합체, 약 1내지 약 30중량%의 할로겐화 방염보조제, 20 내지 약 30중량%의 알칼리 토금속염 또는 염기, 및 약 1내지 약 10중량%의 산화 안티몬으로 이루어진다.
중량%는 특별한 지시가 없는한 조성물 총중량을 100중량%로 한 것에 기준한다. 또한 필요한 경우 물질의 혼합물도 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 알킬렌-알킬 아크릴레이트 공중합체는 알켄을 알킬 아크릴레이트와 반응시켜 제조한 공지의 물질로서, 보통 약 2내지 약 50중량%의 결합된 알킬 아크릴레이트를 함유한다.
알켄으로는 에틸렌, 프로필렌, 부텐-1, 이소부틸렌, 펜텐-1, 2-메틸부텐-1, 3-메틸부텐-1, 헥센, 헵텐-1-옥텐-1 등이 적합하다.
알킬렌-알킬 아크릴레이트 공중합체의 알킬렌 부위는 2내지 18, 바람직하게는 2내지 3의 탄소원자를 함유한다.
알켄과 공중합하는 알킬 아크릴레이트 단량체는 하기 일반식의 단량체로서, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 3급-부틸 아크릴레이트, n-부틸 메타아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트등이 적합하다.
상기일반식에서 R1는 수소 또는 메틸이고, R2는 탄소수 1내지 8의 알킬이다.
알킬렌-알킬 아크릴레이트 공중합체는 일반적으로 밀도(density)(ASTMD 1505)가 0.92내지 0.94(ASTMD 147-72법으로 측정)이고 용융지수(melt index)가 분당 약 0.5 내지 약 500 데시그램(44psi 시험 압력하에 ASTMD-1237법으로 측정)이다.
본 발명의 목적에 바람직한 공중합체는 일반적으로 약 3내지 약 40중량%, 바람직하게는 약 5내지 약 20중량%의 결합된 에틸 아크릴레이트를 함유하는 에틸렌-에틸아크릴레이트이다. 결합된 알킬아크릴레이트는 통상적으로 적외선 분석법으로 측정한다.
본 발명에 사용되는 할로겐화 방염보조제는 공지의 할로겐화(브롬화 또는 염화) 유기 화합물로서, 염소화폴리에틸렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리비닐클로라이드 공중합체, 할로겐화파라핀왁스, 염소화아크릴계 탄화수소 및 브롬화 방향족 화합물이 바람직하다. 가장 바람직한 화합물은 데카브로모디페닐 옥사이드 및 하기 일반식의 화합물, 예를 들어 에틸렌(비스-테트라브로모프탈이미드)이다.
상기 일반식에서 R은 각각 염소 또는 브롬이고, n은 1내지 6의 정수이다.
본 발명에 사용되는 칼슘 또는 마그네슘의 산화물, 카보네이트, 수산화물 또는 설페이트는 다른 형태 및 등급으로 시판용으로 구입용이하며, 임의로 양립가능한 소수성 물질로 피복할 수 있다. 바람직한 피복물질은 지방산의 금속염, 오르가노실란 및 오르가노 티타네이트이다.
지방산염의 금속성분은 주기율표 Ⅰa,Ⅱa 또는 Ⅱb족의 금속이다(참조 : Handbook of Chemistry and Physic-50th Edition). 금속염을 형성하는데 사용되는 산은 탄소수 8내지 20의 포화 또는 불포화, 일염기 또는 이염기, 직쇄 또는 측쇄지방산이다. 본 발명에 적합한 산으로는, 이것으로 제한되는 것은 아니지만, 팔미트산, 스테아로산, 라우로산, 올레산, 세바크산, 리시놀레산, 팔미톨레산등이 있는데, 바람직한 산은 스테아로산이며, 바람직한 금속염은 칼슘스테아레이트 및 아연 스테아레이트이다.
오르가노 실란은 알킬 알콕시실란, 알케닐 알콕시실란, 알키닐 알콕시 실란, 알킬아릴 알콕시 실란, 알케닐 아릴알콕시 실란 및 알키닐 아릴알콕시 실란 같은 알콕시 실란이 바람직하며, 메틸트리에톡시 실란, 메틸-트리스-(2-메톡시에톡시)실란, 디메틸 디에톡시실란, 알릴 트리메톡시 실란 등과 같은 알콕시실란도 적합하다. 또한 비닐-트리스-(2-메톡시에톡시) 실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란등과 같은 비닐실란도 적합하다. 필요한 경우 오르가노실란 자체를 보조제로서 조성물에 가할 수도 있다.
오르가노티타네이트는 하기 일반식의 화합물이 적합하며, 그 예로 테트라부틸티타네이트, 테트라이소프로 필티타네이트 등이 있다.
Ti(OR3)4
상기 일반식에서 R3는 탄화수소 라디칼이다.
알칼리 토금속 화합물은 이중 롤밀, 헨쉘(Henschel) 믹서 또는 와링(Waring)혼합기내에서 알칼리 토금속염 또는 염기 100중량부당 약 0.05 내지 약 5중량부의 소수성 물질과 혼합함으로써 피복할 수 있다.
안티몬 산화물, 삼산화안티몬, 사산화안티몬 및 오산화안티몬중 어느 것도 본 발명에 적합하며 삼산화 안티몬이 바람직하다. 필요한 경우, ONCOR(National Lead Co.의 시판품)같은 복합된 염형태의 산화 안티몬도 사용할 수 있다. 이 복합된 염의 예는 산화안티몬-아연 실리케이트염이다.
본 발명의 조성물은 조성물의 궁극적 용도에 따라 공지되어 있는 다른 보조제도 함유할 수 있다.
예를들어, 조성물은, 조성물을 교차결합된 제품으로 경화시키기 위한 과산화물 약 0.05내지 약 4.0중량% ; 산화방지제 ; 전도성 카본블랙 ; 및 기타 성형조성물, 경화조성물, 필름물질로 압출시킬 조성물, 피복조성물, 접착조성물등에 통상적으로 사용되는 보조제등을 함유할 수 있다.
본 발명의 조성물을 전선, 케이블 또는 성형시에 사용할 경우, 조성물에 충진제가 함유되는 것이 유익하다. 충진제는 탈크, 특히 상술한 지방산의 금속염으로 피복된 탈크가 바람직하다.
본 발명 조성물은 통상 적합한 기구내에서 각 성분들을 혼합하여 제조한다. 알킬렌-알킬 아크릴레이트 공중합체와 다른 목적한 성분을, 열가소성 수지를 균일한 덩어리로 만들때 사용되는 방법으로 혼합할 수 있다, 각 성분을 함께 혼합하기 전 또는 혼합하는 동안 칼슘 또는 마그네슘의 산화물, 카보네이트, 수산화물 또는 설페이트를 공지의 방법으로 피복할 수 있다. 혼합시킴에 있어, 각 성분을 다중-롤밀(mill), 스크류밀, 연속믹서, 압출기 및 벤부리(Banbury) 믹서와 같은 여러가지 기구상에서 플럭스(flux)시킬 수 있다.
조성물의 모든 고형성분을 분말 또는 소립자 형태로 사용할 경우, 조성물은, 가장 통상적인 방법으로 먼저 각 성분을 벤부리 믹서 또는 연속 압출기로 혼합하고 이 혼합물을 가열된 밀(예 : 이주-롤밀)상에서 분쇄한 후 완전한 혼합물이 만들어질때까지 계속 마쇄하여 제조한다.
공중합체가 분말 형태가 아닐경우, 조성물은, 공중합체를 이중-롤밀에 넣어 롤 주위에 밴드(band)가 형성될때까지 분쇄하고, 이어서 나머지 성분들의 혼합물을 가한후 완전한 혼합물이 만들어질때까지 계속해서 마쇄하여 제조한다. 롤(roll)은 80C 내지 135C로 유지시키고, 과산화 화합물이 사용될 경우 과산화화합물의 분해온도 이하로 유지시키는 것이 바람직하다. 조성물은, 쉬트(sheet)형태로 밀(mill)로부터 회수하여 후속 공정에 사용하기에 적합한 형태, 전형적으로 주사위형 조각형태로 만든다.
이어서 조성물을 전선, 케이블 또는 기타 기질상에 압출시킨다. 본 발명 조성물이 화학적으로 경화가능할 경우, 이 조성물을 전선 또는 케이블 또는 기타 기질상에 압출시키고, 약 180이상, 바람직하게는 200내지 230C에서 통상적인 가황 방법으로 가황시킨다.
다음 실시예는 본 발명을 설명하며 이로써 본 발명의 영역이 제한되는 것은 아니다.
조성물은, 표 1에 제시된 각 성분들을, 미리 120C로 가열시킨 40g들이 브라벤더(Brabender) 믹서로 약 5분간 혼합하고, 5분후 브라벤더의 내용물을 꺼내 뜨겁게 하여 프레스로 편평하게 한 후 냉각시켜 제조한다.
각 조성물의 샘플을 사용하여 다음의 조건하에 프레스를 사용하여 3inchX8inchX0.125inch의 시험플라크(plaque)를 제조한다 :
압 력 ; 5000psi
소요시간 ; 15분
이어서, 방염효과를 알아보기 위해, 플라크를 사용하여 LOT(Limiting Oxygen text) ASTMD-2863-70에 따라 시험한다.
실시예 1및 비교예 1내지 3에 사용된 성분들은 중량부로 표시한 것이다.
표 1의 데이타에 나타나 있듯이, 알킬렌-알킬아크릴레이트 공중합체, 즉 에틸렌-에틸 아크릴레이트를 기재로 한 조성물(실시예 1)과 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체를 기재로 한 조성물(비교예 1)을 비교하여 보면, 실시예 1의 조성물이 비교예 1의 조성물에 비해 탁월한 방염성을 지님을 알 수 있다(실시예 1의 조성물 ; 26.2, 비교예 1의 조성물 : 23.3).
더욱이 실시예 1과 비교예 1내지 3의 데이타로서 다음과 같은 사실도 알수 있다 : 알킬렌-알킬 아크릴 공중합체를 기재로 한 조성물에 산화안티몬과 알칼리토금속 염기 또는 염이 모두 함유되어 있을경우, 이 조성물의 방염성은 알칼리 토금속염기 또는 염이 함유되지 않은 유사조성물(비교예 3)보다 탁월하다(실시예 1의 조성물 : 26.3, 비교예 3의 조성물 : 25.3).
알킬렌-알킬 아크릴레이트 공중합체를 기재로 한 조성물내에 알칼리토금속염 또는 염기 존재는 염소시 탁한 연기의 발생을 방지하고 산성 및 독성가스의 방출을 감소시키며 잔광을 감소시킨다.
산화 안티몬이 함유되어 있는 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체를 기재로 한 2가지 조성물(비교예 1과 비교예 2)에서, 조성물의 방염성은 알칼리토금속 염기 또는 염이 함유되어 있는 조성물(비교예 1)이 알칼리토금속 염기 또는 염이 함유되지 않은 조성물(비교예 2)보다 열등하다(비교예 1 : 23.3, 비교예 2 ; 24.2).
[표 1]
매스터뱃취(masterbatch)조성물을 제조하고 이의 샘플(추가의 보조제가 함유되거나 함유되지 않음)로 방염효과 및 연기 발생에 대한 시험을 한다.
매스터뱃취 조성물은 다음 성분으로 구성되었다 :
15중량%의 결합된 에틸 아크-릴레이트를 함유하며 중량
용융지수가 1.6인 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체 58.9
아연 스테아레이트로 피복된 탈크 23.1
에틸렌(비스-테트라부로모프탈이미드) 17.2
1,2-디하이드로-2,3,4-트리메틸 퀴놀린 0.6
비린-트리스(2-메톡시에톡시) 실란 0.2
미 매스터뱃취에 1.5중량%의 디-α-큐밀퍼옥사이드를 가한다.
과산화물을 함유하는 매스터뱃취 조성물의 샘플(표 Ⅱ에서 MB로 표시)을 여러가지 보조제와 혼합하고 생성된 조성물을 플라크로 만든 다음 바염성과, 연소시 연기의 발생에 대한 시험을 한다.
[표 2]
다음에 기술하는 물질중 하나 또는 그 이상을 사용하여도 유사한 결과가 수득된다. 즉, 알킬렌-알킬아크릴레이트 공중합체를 기재로 하고 산화안티몬과 함께, 탄산마그네슘, 산화마그네슘, 수산화 마그네슘, 황산 마그네슘, 산화칼슘, 수산화칼슘 및 황산칼슘 중 하나 또는 그 이상을 함유하는 조성물을 사용하여도 유사한 결과가 수득된다.
Claims (1)
- 알킬렌-알킬 아크릴레이트 공중합체 ; 약 1내지 약 30중량%의 할로겐화 방염보조제 ; 약 0.5내지 약 50중량%의, 마그네슘 또는 칼슘의 산화물, 카보네이트, 수산화물 또는 설페이트 ; 및 약 0.5내지 약 15중량%의 산화안티몬으로 이루어진 조성물.
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