KR920003229B1

KR920003229B1 - 난연성 수지 조성물

Info

Publication number: KR920003229B1
Application number: KR1019880005167A
Authority: KR
Inventors: 강성군; 황희성
Original assignee: 주식회사 보 명; 강명환
Priority date: 1988-05-04
Filing date: 1988-05-04
Publication date: 1992-04-24
Also published as: KR890017297A

Abstract

내용 없음.

Description

난연성 수지 조성물

이 발명은 난연성 수지 조성물에 관한 것이다. 특히, 이 발명은 전기전자 부품, 건자재, 가정 잡화류 등이 성형품이나 피복재료로서 유용한 것으로 인장강도와 신장율 등의 기계적 물성 뿐 아니라 내열성, 내후성, 내용재성, 성형성 그리고 가공성을 지니며 압출성형 및 사출성형에 적합한 고난연성 수지 조성물에 관한 것이다.

산업 및 과학의 발전에 따라 사회생활 및 일반 가정생활에서 차지하고 있는 고분자 재료의 점유율이 나날이 증가하고 있다. 대표적인 예로는 건축재료, 전기전자부품, 자동차 그리고 항공기 부품까지 고분자 재료가 사용되고 있다. 그러나 이러한 고분자 재료의 가장 큰 단점중의 하나는 연소되기 쉽다는 것이다. 물론 내열성이 우수하여 수백-수천도에서도 파손되지 않는 고분자 재료가 있지만 대부분의 고분자 재료는 불에 연소되기 쉽다. 따라서, 산업발전이 가속화함에 따라 사용되고 있는 제반소재들의 안정성이 크게 요구되고 있으며, 특히 생활에 아주 밀접한 전기 전자부품, 전선 피복등에는 전기 절연성, 내후성, 유연성, 기계적 물성 등을 만족하면서도 우수한 난연성을 갖는 소재가 요구되고 있다.

고압전선, 토목, 건축공사 현장의 배선, 건축물 등에 종래에는 UL 94 V-2를 만족하는 난연성이며 충분하였지만 최근 연소중에 용융적하물에 의한 발화사고가 많이 발생함에 따라 고난연성의 난연성 조성물에 요구되고 있다. 종래의 전선 피복용으로 사용하고 있는 소재는 다양하나 우수한 전기절연성과 고주파 발생용 제품에 가장 적합한 소재는 폴리에틸렌으로 이미 잘 알려져 있다. 이러한 폴리에틸렌의 난연화 방법은 많은 사람들에 의해 요구되고 있으며 다양한 상품과 특허가 출원되어 있다. 그러나, 이러한 방법에 의해 제조된 난연성 수지 조성물은 다량의 유기 또는 무기 난연제를 사용함에 따른 기계적 물성저하, 가공성 및 성형성 저하, 유연성 저하 그리고 고가의 유기 난연제를 다량 사용함에 따른 경제적인 문제 등이 있다.

난연성 조성물은 일본특허공개 소59-20340호, 59-20341호 등에 의한 방법으로 제조할 수 있으나, 이는 염소화 폴리에틸렌, 에틸렌 α-올레핀 공중합체의 사용으로 내열성이 저하되며 옥외에서 사용할 때 내후성이 떨어지고 가공중 열안정성의 저하로 인해 가공온도 범위가 제한되며, 유기용제에 의한 침식이 쉽게 발생될 뿐만 아니라 전기절연성의 저하 및 자기 소화시간이 길어진다는 단점이 있다.

또한, 연소중 용융물 적하방지에 관한 기술로는 일본특허 공고 소 47-32288호, 소 47-6105호, 소 55-30739호, 특허공개 소 56-116734호, 소 56-127643, 소 58-187446호 그리고 소 60-170612호 등이 있으나 이들은 모두 알칼리 금속이나 알칼리 토금 속의 염, 유기산의 안티몬염, 납 화합물, 붕소 화합물 그리고 가교제 등을 이용하였지만 여전히 만족할만한 수준에 이르지는 않고 있다.

따라서, 이 발명의 목적은 위와같은 여러 가지 문제점을 보완활 뿐 아니라, 특히 연소중 발화의 원인인 용융 적하물을 방지하는 난연성 수지 조성물을 제공하는데 있다.

이러한 이 발명이 목적은 폴리에틸렌류, 할로겐-함유 유기 난연제, 산화안티몬, 무기물질로 이루어진 난연성 수지에 염소화 파라핀 또는 염소화 나프탈렌 중에서 선택된 할로겐-함유 화합물과 실란계 커플링화제 또는 티타네이트계 커플링화제에서 선택된 커플링화제를 첨가하므로써 달성할 수 있었다.

이 발명의 목적은 용융적하물을 방지하기 위해서는 다량의 난연제를 사용해야 하는데 다량의 난연제를 사용하면 앞서 설명한 바와 같이 기계적 물성, 가공성, 성형성 그리고 유연성 등이 떨어지게 된다. 따라서, 이 발명의 목적은 소량의 할로겐-함유 화합물을 커플링화제와 함께 사용하므로써 달성할 수 있었다.

이 발명에 따른 난연성 수지 조성물은 폴리에틸렌류 100중량부; 할로겐-함유 화합물 0.1-19중량부; 할로겐-함유 유기 난연제 20-30중량부; 커플링화제 0.1-10중량부; 삼산화안티몬 20-25중량부; 탈크, 클레이, 또는 탄산칼슘 중에서 선택된 무기물질 20-30중량부로 이루어져 있다.

이 발명에서 사용한 기본수지인 폴리에틸렌류는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌 초산비닐 공중합체, 염소화 폴리에틸렌 또는 이들의 혼합물중에서 선택된다. 이러한 폴리에틸렌류 또는 이들의 하나 또는 그 이상의 혼합물은 난연성 수지 조성물에서 100중량부를 사용한다.

저밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.900-0.935g/㎤, 융점이 95-120℃, 멜트 인덱스가 0.01-100g/10분(KSM 3012,ASTM D 1238)의 특성을 지닌 것이 좋으며, 고밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.935-0.980g/㎤, 융점이 120-140℃, 멜트 인덱스가 0.01-100g/10분(KS M 3012,ASTM D 1238)이 특성을 지닌 것이 좋고, 선형 저밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.920-0.945g/㎤, 융점이 120-130℃, 멜트 인덱스가 0.01-60g/10분(KS M 3012,ASTM D 1238)의 특성을 지닌 것이 좋다. EVA는 초산비닐함량이 1-50중량%이고, 멜트 인덱스가 0.1-50g/10분(KS M 3070,ASTM M 1238)의 특성을 지닌 것이 좋다. 한편, 할로겐화 폴리에틸렌은 밀도가 1.00-1.30g/㎤이고, 하롤겐 함량이 20-50중량%인 결정성 또는 비결정성인 것이 좋다.

할로겐-함유 화합물은 밀도가 1.10-1.70g/㎤인 액상 또는 고상의 것을 사용한다. 이러한 할로겐-함유 화합물로는 염소화 파라핀 또는 염소화 나프탈렌을 사용한다. 이 발명에서 할로겐-함유 화합물을 0.1중량부 이하로 사용하면 이 발명의 목적인 용융적하물의 방지를 달성할 수 없고 10중량부 이상 첨가하면 열안정성과 가공성이 떨어지기 때문에 이 발명에서는 0.1-10중량부의 범위를 사용한다.

이 발명에서 할로겐-함유 화합물과 함께 사용하는 커플링화제는 실란계 또는 티타네이트계를 사용하는데, 이러한 커플링화제를 위의 할로겐-함유 화합물과 함께 사용하면 가공성과 물성향상에 상승효과를 가져다 준다.

할로겐-함유 유기 난연제는 브롬계, 염소계 그리고 인계가 있는데, 이 발명에서는 데카브로모디페닐옥사이드, 헥사브로모시클로도데칸, 테트라브로모비스페놀 A, 옥타브로모디페닐옥사이드, 또는 이들의 혼합물중에서 선택된 것을 사용한다.

이 발명에서 사용하는 무기물질인 탈크, 클레이, 탄산칼슘 이외에도 SiO₂,Al₂O₃,MgO,TiO₂또는 이들의 혼합물을 난연성 수지 조성물에 역영향을 일으키지 않는 양으로하여 사용할 수 있다.

이 발명에서는 위의 지환족클로린 또는 지방족클로린을 5-10중량부 사용할 수도 있으며, 목적에 따라 윤활제, 산화방지제, 자외선방지제, 열안정제, 발포제, 이형제, 가공조제, 대전방지제, 색소, 염료 등의 첨가제를 적당한 양 사용할 수 있다.

실시예를 통해서 이 발명을 더 자세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

저밀도 폴리에틸렌 70부, EVA 30부, 데카브로모디페닐옥사이드 25부, 지방족클로린 10부, 삼산화안티몬 15부, 염소화파라핀 2부, 실란계 커플링화제 0.3부, 탈크 30부를 배합하여 시편을 만든다.

[실시예 2]

저밀도 폴리에틸렌 70부, EVA 20부, 고밀도 폴리에틸렌 10부, 헥사브로모비스페놀 A 15부, 지방족클로린 5부, 삼산화안티몬 20부, 클레이 30부, 염소화나프탈렌 3부, 실란계 거플링화제 0.1부를 배합하여 시편을 만든다.

[실시예 3]

저밀도 폴리에틸렌 60부, EVA 40부, 테트라브로모비스페놀 A 15부, 옥타브로모디페닐옥사이드 15부, 삼산화안티몬 20부, 염소화파라핀 10부, 티타네이트계 커플링화제 0.5부, 탈크 35부를 배합하여 시편을 만든다.

[실시예 4]

저밀도 폴리에틸렌 70부, EVA 10부, 선형 저밀도폴리에틸렌 5부, 염소화폴리에틸렌 15부, 데카브로모디페닐옥사이드 5부, 삼화화안티몬 25부, 테트라브로모비스페놀 A 20부, 염소화파라핀 5부, 실란계 커플링화제 0.4부, 탄산칼슘 30부를 배합하여 시편을 만든다.

[실시예 5]

저밀도 폴리에틸렌 100부, 헥사브로모시클로도데칸 20부, 옥타브로모디페닐옥사이드 10부, 지환족클로린 5부, 삼화화안티몬 15부, 클레이 35부, 염소화파라핀 1부, 티타네이트계 커플링화제 0.6부를 배합하여 시편을 만든다.

[실시예 6]

고밀도 폴리에틸렌 100부, 염소화나프탈렌 0.1부, 데카브로모디페닐 옥사이드 5부, 헥사브로모시클로도데칸 5부, 삼산화안티몬 25부, 테트라브로모비스페놀 A 5부, 염소화나프탈렌 0.1부, 티타네이트계 커플링화제 0.6부, 탈크 30부를 배합하여 시편을 만든다.

[실시예 7]

저밀도 폴리에틸렌 60부, EVA 40부, 테트라브로모비스페놀 A 20부, 옥타브로모디페닐옥사이드 10부, 삼산화안티몬 20부, 탄산칼슘 25부, 염소화나프탈렌 5부, 실란계 커플링화제 0.3부를 배합하여 시편을 만든다.

[실시예 8]

저밀도 폴리에틸렌 70부, 고밀도 폴리에틸티렌 10부, 염소화 폴리에틸렌 20부, 헥사브로모시클로도데칸 20부, 삼산화안티몬 20부, 염소화나프탈렌 0.2부, 실란계 커플링화제 0.5부, 탄산칼슘 30부를 배합하여 시편을 만든다.

[실시예 9]

선형 저밀도폴리에틸렌 100부, 데카브로모디페닐옥사이드 25부, 지방족클로린 5부, 삼산화안티몬 15부, 탈크 20부, 염소화나프탈렌 10부, 실란계 커플링화제 0.5부를 배합하여 시편을 만든다.

[실시예 10]

저밀도 폴리에틸렌 60부, EVA 40부, 염소화파라핀 10부, 데카브로모 디페닐옥사이드 25부, 지환족클로린 5부, 티타네이트계 커플링화제 1.0부, 클레이 20부를 배합하여 시편을 만든다.

[비교예 1-10]

다음의 조성비로 난연성수지를 제조한 다음 실시예와 같은 방법으로 시편을 만든다.

이상의 실시예와 비교예를 통하여 얻은 시편을 다음과 물성시험을 행한 결과는 표 1, 표 2와 같다.

[표 1]

실시예의 물성

* ◎ : 극히 우수

○ : 우수

△ : 보통

× : 불량

[표 2]

비교예의 물성

* ◎ : 극히 우수

○ : 우수

△ : 보통

× : 불량

이상의 표 1에 나타나 있듯이 이 발명의 제품은 비교적 소량의 할로겐-함유 화합물을 첨가하므로써 용융물의 적하현상이 방지되었으며 UL-94 V-O를 만족하기 위한 할로겐-함유 유기 난연제의 양이 감소하여 경제적인 이점과 기계적 물성에 도움을 준다.

그리고, 염소화 폴리에틸렌이나 에틸렌 α-올레핀 공중합체를 사용할 때에도 내후성이나 내한성, 가공성, 성형성 그리고 외관이 좋아지는 경향을 볼 수 있다.

Claims

폴리에틸렌류 100중량부; 할로겐-함유 화합물 0.1-10중량부; 할로겐-함유 유기 난연제 20-30붕량부; 커플링화제 01.-10중량부; 삼산화안티몬 20-25중량부; 탈크, 클레이, 또는 탄산칼슘중에서 선택된 무기물질 20-30중량부로 이루어진 난연성 수지 조성물.
1항에서, 폴리에틸렌구가 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌 초산비닐 공중합체, 염소화 폴리에틸렌 또는 이들의 혼합물중에서 선택된 난연성 수지 조성물.
1항에서, 할로겐-함유 화합물이 염소화 파라핀 또는 염소화 나프탈렌 중에서 선택되며, 밀도가 1.10-1.70g/㎤인 액상 또는 고상인 화합물인 난연성 수지 조성물.
1항에서, 할로겐-함유 유기 난연제가 데카브로모디페닐옥사이드, 헥사브로모시클로도데칸, 테트라브로모비스페놀 A, 옥타브로모디페닐옥사이드, 또는 이들의 혼합물중에서 선택된 난연성 수지 조성물.
1항에서, 커플링화제가 실란계 또는 티타네이트계 중에서 선택된 난연성 수지 조성물.