KR920003903B1 - 저공해 및 저연 난연성 폴리올레핀 수지조성물 - Google Patents

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내용 없음.

Description

저공해 및 저연 난연성 폴리올레핀 수지조성물

본 발명은 저공해 및 저연 난연성 수지조성물에 관한 것으로, 특히 전선피복재나 기타 합성수지 사출자재 등에 있어서 난연 저연효과를 난연충전제에만 의존하지 않고 소량첨가시에도 난연효과가 뛰어난 적인과 멜라민을 사용하여 난연 충전제의 과다 사용시 발생하는 기계적 특성 및 압출 가공성의 저하를 방지하여 전선 피복재의 품질향상에 기여할 수 있도록 된 폴리올레핀 수지조성물을 제공코져 하는 것이다.

기존의 전선피복용 저공해성, 저연, 난연폴리올레핀 조성물은 난연충전제인 무기물질의 과다한 충전으로 인하여 압출가공성 및 기계적 특성 등이 저조하게 나타난다. 또한, 난연 충전제를 상당량 충전시키기 위해서는 보통 에틸렌비닐아세테이트, 에틸렌에틸아크릴레이트, 에틸렌-알파올레핀을 사용하고 있으나, 이러한 기초수지는 내열성이 낮은 단점이 있다.

즉, 기존의 저공해성, 저연, 난연 폴리올레핀 조성물에서는 산소지수를 높이고 발연량을 적게하기 위하여 과다한 금속산화물을 첨가하는 방법을 취하고 있는데, 이러한 과다첨가를 위해서 사용되는 기초수지들인 비닐 아세테이트의 함유량이 5-60%인 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 에틸아크릴레이트 함유량이 5-35%인 에틸렌에틸아크릴레이트, 에틸렌-알파 올레핀들이 사용되는데 그 기초수지 자체가 내열성이 낮아기존의 비공해성, 저연, 난연 폴리올레핀 화합물의 가열노화 및 가열변형 시험이 거의 불가능한 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 기존의 저공해성 저연, 난연 폴리올레핀 조성물에서 발생하는 가공성 및 내열성 및 기계적 특성 저하의 문제점을 개선하여, 가공성이 우수하고 내열성과 기계적 특성이 양호한 폴리올레핀 수지조성물을 제공함에 있다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 기존의 기초수지 대신 저압법 저밀도 폴리에틸렌을 기초수지로 사용하면서 이 중량을 기준으로 하여 산화방지제 0.01-5.0중량부와, 소량첨가시에도 난연효과가 뛰어난 적인 1-30중량부와, 멜라민 1-30중량부를 사용하여 조성물을 형성함으로써 저공해성, 저연, 난연조성물 자체의 내열성을 향상시킨 것이다.

즉, 저압법 저밀도 폴리에틸렌의 밀도는 0.875-0.935 사이로, 바람직하게는 밀도가 0.90-0/92에 속하는 것을 단독으로 사용하는 것이 좋지만, 요구되는 물성 및 가격적인 면을 고려해서 폴리에틸렌, 에틸렌올레핀 공중합체, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌에틸아크릴레이트 공중합체 등과의 혼합사용도 가능하다.

본 발명에 사용되는 적인으로서는 적인 자체사용시 지연발화온도(250-260℃)가 낮아 혼련 및 가공시 위험성이 있어, 적인에 표면처리를 시켜 자연발화 온도가 300-350℃로 놓아진 것을 사용하는 것이 바람직하며, 적인에 상승효과가 있는 멜라민 수지를 첨가하면 난연특성이 향상된다. 이때 적인의 첨가량은 기초수지 중량을 기준으로 하여 1-30 중량부를 사용하며, 멜라민 수지량을 1-30 중량부를 사용한다.

본 발명에 있어서 난연충전제로 사용되는 것으로는 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 산화마그네슘, 탄산마그네슘, 탄산칼륨, 붕산아연, 탤크, 삼산화몰리브덴 등에서 최소한 한가지 물질을 포함하는 것으로, 배합량은 기초수지 중량을 기준으로 10-150 중량부를 사용하는 것이며, 보다 바람직하게는 30-100 중량부를 사용하는 것이다.

또한, 기초수지에 대한 적당한 고온산화방지제는 그들 중 하나 또는 그 이상의 산화방지제를 수지중량 기준으로 0.01-5.0 중량부 첨가시킨다. 이러한 산화방지제에 추천되기로는 입체적으로 장애된 페놀류 및 유도체 등과 같은 화합물로서 다음과 같은 것이 있다.

디(2-메틸-4-히드록시-5-t-부틸페닐)술파이드, 6-에폭시-1,2-디히드로-2,2,4-트리메틸퀴놀린, 중합된 2,2,4-트리메틸디히드로퀴놀린, 2,2'-티오디에틸비스-[3-(3,5-디-테트라부틸-4-히드록시페닐)-프로피오네이트]ββ'-티오디프로피온산 디스테아르산에스테르 등이 사용된다.

본 발명의 조성물에는 또한 노블랙, 아세틸렌블랙 또는 채널블랙을 포함하는 카아본 블랙이 첨가될 수 있다. 탄소는 약 10-50nm까지의 입자크기를 지녀야 하며, N₂표면적은 약 50-500㎡/g이다. 보통수지 중량 기준으로 1-50PHR 사용되며, 필요시 흑색이외의 안료로 대체사용이 가능하다. 또한 본 발명의 조성물은 경화 또는 가교결합된 생성물로서 사용될 경우에는 가교결합제도 함유할 수 있다. 경화 또는 가교 결합제는 당해 기술분야에서 잘 알려진 유기과산화물 또는 가교 조제를 서로 혼합하여 사용할 수 있다.

여기에 사용되는 유기과산화물 및 가교조제는 기초 수지중량 기준으로 0.01-10 중량부를 사용한다. 상기 유기과산화물로는 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,35-트리-메틸시클로헥산, 디큐밀퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥시, t-부틸퍼옥시큐멘, 벤조일퍼옥사이드 및 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)-헥산등이 있으며, 가교조제로는 트리아릴시아네이트, 트리아릴이소시아네이트 등이 있다. 본 발명은 실시예에 의해 좀더 상세히 설명하면 아래와 같다.

표 (1,2)의 실시예에서 표시한 수지와 각종 첨가제를 넣고 100-140℃ 밀롤(Mill Roll)에서 10-30분간 충분히 혼련시킨 후 프레스를 사용하여 일정두께의 시트를 만들고 다음과 같은 테스트 절차에 따라 시험을 행하였다.

* 테스트 절차 *

1) 연소시의 HCl 발생량 : IEC 754-1 방법에 따라 HCI발생량 측정

2) 연기밀도(Smoke Density) : ASTM E 662에 따라 밀도측정(NBS Chamber사용)

3) 산소지수 : ASM D 2863에 따라 측정

4) 물성시험(상온, 가열) : ASTM D 638에 따라 측정

5) 가열변형 시험 : KSC 3004 방법에 따라 측정

6) 가공성시험 : Brabender를 사용하여 압출가공성 검토

[표 1]

저공해성, 저연 난연 폴리올레핀 열가소성 조성물과 특성표

[표 2]

저공해성, 저연 난연폴리올레핀 열경화성 조성물과 특성표

표(1)의 실시예에서 볼 수 있듯이 저압법 저밀도 폴리에틸렌을 기초수지로 사용한 실시예(3)와 에틸렌 알파올레핀을 사용한 비교예(1)를 비교할때 기본 물성에서 내열성이 상당한 차이가 나타나며 또한 압출가공시 실시예(3)에 비하여 비교예(1)가 2배이상의 부하가 걸림을 알 수 있다.

한편, 난연성에 있어서는 거의 동등한 수준을 나타내고 있다. 이와 같은 현상은 표(2)의 열경화성 저공해성 저연난연 폴리올레핀에서도 나타나고 있다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 조성물은 위에서 살펴본 바와 같이 우수한 가공성 및 내열성을 가지며, 기계적 특성이 매우 양호하게 종래의 문제점을 완벽하게 해결할 수 있는 특출한 효과가 있음이 입증되었다.

Claims (11)

1. 폴리올레핀을 기초수지로 하여 기초수지중량부에 대하여 고온산화방지제 0.01-5.0중량부, 적인 1-30 중량부, 멜라민 1-30중량부, 금속수화물 10-150중량부의 비로 구성됨을 특징으로 하는 저공해 및 저연 난연성 폴리올레핀 수지조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 폴리올레핀 수지는 밀도 0.875-0.935 사이의 저압법 저밀도 폴리에틸렌 또는 그 혼합물로 구성됨을 특징으로 하는 저공해 및 저연 난연성 폴리올레핀 수지조성물.
3. 제 2 항에 있어서, 그 혼합물은 폴리에틸렌, 에틸렌 올레핀 공중합체, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌 에틸아크릴레이트 공중합체중 선택된 어느하나로 구성됨을 특징으로 하는 저공해 및 저연 난연성 폴리올레핀 수지조성물.
4. 제 1 항에 있어서, 고온 산화방지제는 입체적으로 장애된 페놀류 및 그 유도체 화합물로서 디(2-메틸-4-히드록시-5-t-부틸페닐)술파이드, 6-에폭시-1,2-디히드로-2,2,4-트리메틸퀴놀린, 중합된 2,2,4-트리메틸디히드로퀴놀린, 2,2'-티오디에틸비스-[3-(3,5-디-테트라부틸-4-히드록시페닐)-프로피오네이트]β,β'-티오디프로피온산 디스테아르산에스테르중 선택된 어느하나로 구성됨을 특징으로 하는 저공해 및 저연 난연성 폴리올레핀 수지조성물.
5. 제 1 항에 있어서, 적인은 자연발화온도가 300-350℃가 되도록 표면처리하거나 또는 표면처리 되지 않음을 특징으로 하는 저공해 및 저연 난연성 폴리올레핀 수지조성물.
6. 제 1 항에 있어서, 금속수화물은 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 산화마그네슘, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 붕산아연, 탤크, 삼산화몰리브덴 중 선택된 어느하나 또는 적어도 그 이상의 혼합물로 구성됨을 특징으로 하는 저공해 저연 난연성 폴리올레핀 수지조성물.
7. 제 1 항에 있어서, 조성물에 노블랙, 아세틸렌블랙, 채널블랙을 포함하는 카아본 블랙이 첨가됨을 특징으로 하는 저공해 및 저연 난연성 폴리올레핀 수지조성물.
8. 제 1 항에 있어서, 조성물에 가교결합제를 함유함을 특징으로 하는 저공해 및 저연 난연성 폴리올레핀 수지조성물.
9. 제 7 항에 있어서, 가교결합제를 유기과산화물 및 가교조제로 구성됨을 특징으로 하는 저공해 및 저연 난연성 폴리올레핀수지조성물.
10. 제 8 항에 있어서, 유기과산화물은 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리-메틸시클로헥산, 디큐밀퍼옥사이드, 디-부틸퍼옥시, t-부틸퍼옥시큐멘, 벤조일퍼옥사이드 및 2,5-디(t-부틸퍼옥시)-헥산중 선택된 어느하나 또는 그 혼합물로 구성됨을 특징으로 하는 저공해 및 저연 난연성 폴리올레핀 수지조성물.
11. 제 8 항에 있어서, 가교조제는 트리아릴시아네이트 또는 트리아릴이소시아네이트로 구성됨을 특징으로 하는 저공해 및 저연 난연성 폴리올레핀 수지조성물.