KR930002945B1 - 비히클용 전기 절연물질로 적합한 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

비히클용 전기 절연물질로 적합한 수지 조성물
본 발명은 비히클(vehicle)용 전기절연물질로 사용되는 수지 조성물에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 결정성 프로필렌-에틸렌 공중합체 수지를 유리 섬유, 탈크 또는 운모, 실리카, 변형된 폴리올레핀 수지, 할로겐-함유 난염제 및 난염 보조제와 혼합함으로써 제조된, 디스트리뷰터 갭(distributor cap)용 수지 조성물에 관한 것이다.
지금까지, 디스트리뷰터 캡용 물질로서는 예를들어 에폭시 수지, 유리 섬유를 함유하는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(이후부터는 유리 섬유-함유 PBT라 칭한다), 탈크를 함유하는 폴리프로필렌 수지, 탈크 및 난염제를 함유하는 폴리프로필렌 수지가 사용되어 왔다.
본 발명에서 비히클용 전기 절연물질은 기관실과 같이, 종종 습하게 오염된 환경하에, 고온 및 고압에서 사용되는 모터 비히클용 전기 절연물질을 의미한다. 이는 대표적으로는 디스트리뷰터 캡용 물질을 의미한다.
에폭시 수지는 역사가 가장 길며 광범위한 분야에서 사용되었지만, 재료 가격과 제조가격이 높기 때문에 그들의 제품이 가격이 높으며, 그들은 내충격성이 나쁘기 때문에 수송하는 동안에 불리하게는 파괴되는 경향이 있다. 유리 섬유-함유 PBT수지 및 탈크-함유 폴리프로필렌 수지는 상기의 문제들을 해결할 수 있다.
그러나, 유리 섬유-함유 PBT는 내트래킹성(tracking resistance)이 나쁘기 때문에, 유리 섬유-함유 PBT로 이루어진 디스트리뷰터 캡을 짠공기의 지역에서 사용하는 경우에, 디스트리뷰터 캡의 외부 표면이 부분적으로 카본화되어 불량한 절연성의 문제가 발생한다. 탈크-함유 폴리프로필렌 수지의 경우에는, 고온에서의 기계적 특성(강성) 및 용접특성이 나쁘다. 또한, 유리 섬유-함유 PBT 및 탈크-함유 폴리프로필렌의 공통적인 문제점은 난염성이 나쁘다는 것이다.
본 발명에서, 내트래킹성이 필요한 이유는 다음과 같다 : 디스트리뷰터 캡을 짠공기의 지역에서와 같이, 그들의 표면이 염수 용액 등과 접촉되기 쉬운 환경하에서 사용하는 경우에는, 표면이 습하게 오염되고, 더 나아가 소량의 방전에 의해 부분적으로 카본화되어 그들 전체를 통한 전기 전도성이 허용되며, 결국 그들의 절연특성이 불량해진다.
내트래킹성은 수지 물질의 분자구조에 기인한 것이다. 분자중에 벤젠환을 함유하는 PBT와 같은 수지는 내트래킹성이 나쁘다. 그 이유는 다음과 같다 : 벤젠 환중의 탄소 결합은 단단하며, 따라서 수지가 열에너지의 미소한 방전에 의해서 가스화되기가 어렵기 때문에, 흑연 구조를 갖는 전도성 유리 탄소가 표면상에 방치되는 경향이 있다. 이와 반대로, 폴리프로필렌 수지는 분자중에 벤젠환을 갖지 않으므로, 그의 내트래킹성은 매우 우수하다. 따라서, 내트래킹성의 관점에서는 폴리프로필렌 수지가 디스트리뷰터 캡용 물질로서 가장 바람직하다.
상기 언급한 고온에서의 기계적 특성(강성)이 필요한 이유는 다음과 같다 : 최근에 자동차 엔진 부근의 조건은 엄격하며, 이러한 조건하에서 디스트리뷰터 캡에 대해서는 더큰 내열성이 요구된다. 그러나, 탈크-함유 폴리프로필렌 수지는 고온(예를들어, 18.6㎏/㎠의 섬유응력하에서 열변형(thermal diskortion)을 일으키는 온도 : 일반적으로 90 내지 100℃)에서 열등한 기계적 특성(강성)을 갖는다. 따라서, 고-인장 코오드로부터의 부하가 적용된 캡의 상부 부분이 고온에서 진동되는 경우에, 이 부분은 변형되고 손상되는 경향이 있다.
상술한 용접특성의 문제는, 디스트리뷰터 캡의 성형제품에 균열이 일어난 것처럼 보이는 불량한 용접 형태, 및 캡의 전극 부분과 삽입물 주위의 용접부분에 균열이 생기는 또 다른 심각한 문제를 포함한다. 즉, 용접 부분중의 이러한 균열은 성형에 따른 점진적인 결정화, 후수축, 및 캡이 자동화 엔진실중의 고온 환경에 장기간 동안 노출되거나, 겨울에 급격한 온도 변화 환경에 노출되는 경우에 있어서의 냉각/가열 주기로 부터 발생되는 열응력에 의해 야기된다.
추가로, 상술한 난염성이 필요한 이유는 다음과 같다 : 분배용 코네터(connector)가 부적당하게 고정되는 경우에는 자동차를 운전하는 동안에 아크 방전이 발생하고, 디스트리뷰터 캡의 상부 부분이 이 아크 방전의 방전 에너지에 의해 카본화된다. 카본화가 진행하면, 캡은 반드시 새로운 것으로 교체되어야 한다.
탈크 및 난염제를 함유하는 폴리프로필렌 수지는 유리섬유-함유 PBT 및 탈크-함유 폴리프로필렌 수지의 결점인 불량한 난염성을 해소시킬 수 있다. 그러나, 탈크 및 난염제를 함유하는 폴리프로필렌 수지의 경우에는, 난염제의 혼입의 결과로써, 기계적 특성(인장강도)이 감소하며, 또한 탈크-함유 폴리프로필렌 수지의 결점인 불량한 용접특성이 더욱 심각해진다. 또한, 이 수지를 고온 조건하에서 사용하는 경우에는, 사용한 난염제가 블루움(bloom)되어 그의 형태를 손상시키며 난염성이 불리하게 감소한다.
상술한 통상적인 기술적 문제의 관점에서, 본 발명의 목적은 가격, 작업성, 충격강도, 기계적 특성(인장강도), 고온에서의 기계적 특성(강성), 내트래킹성, 용접특성 및 난염성의 모든 점에서 균형을 이룬 비히클용 전기 절연물질로서 적합한 수지 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명은 결정성 프로필렌-에틸렌 공중합체 수지와 유리 섬유, 탈크 또는 운모, 실리카, 변형된 폴리올리핀 수지, 할로겐-함유 난염제 및 난염 보조제를 적절한 비율로 혼합함으로써 제조되며, 기계적 특성, 고온에서의 기계적 특성, 전기적 특성, 내질산성, 용접 특성, 내블루움성 및 난염성의 모든 점에서 균형을 이룬 디스트리뷰터 캡과 같은 비히클용 전기 절연물질로 적합한 수지 조성물에 관한 것이다.
가격, 작업성, 충격 강도, 기계적 특성(인장강도) 및 내트래킹성의 5가지 문제점에 관하여, 이들 문제점은 통상적인 탈크-함유 폴리프로필렌 수지에 의하여 이미 해결되었다.
난염성은 공지된 기술에 의해 난염제를 첨가함으로써 수득할 수 있지만, 난염제를 탈크-함유 폴리프로필렌 수지에 직접 가하는 경우에는 그의 기계적 특성(인장강도)이 저하되고, 원래 불량한 용접특성이 불편할 정도로 더욱 나빠진다. 따라서, 개발의 요지는 어떤 기계적 특성(인장강도)을 손상시킴이 없이 난염제를 첨가하여, 탈크-함유 폴리프로필렌 수지보다 더 높은 수준까지 고온에서의 기계적 특성(강성) 및 용접특성을 개선시키는데 있다. 즉, 보강 물질로서의 무기 충진제, 및 난염제의 종류 및 최적 조성 비율은 본 발명의 성공에 결정적이다.
또한, 탈크-함유 폴리프로필렌 수지의 고온에서의 물리적 특성(강성) 및 용접특성이 불량한 것은 탈크입자 결정의 형태 때문이다. 즉, 탈크는 운모와 같은 박판상 결정이며 따라성 성형된 제품의 용접 부분중에 층 형태로 배향되어, 이 용접 부분의 인장강도가 다른 용접 부분의 20 내지 40%로 불량하게 된다. 이는 불량한 용접 특성의 원인이 된다. 또한, 탈크의 종횡비는 무기 충진제 복합 수지 조성물로 이루어진 성형된 제품의 강도 및 강성에 커다란 영향을 끼칠 정도로 크지 않으며, 이는 고온에서의 기계적 특성(강성)을 저하시키는 원인이 된다. 결과적으로, 고온에서의 기계적 특성(강성) 및 용접 특성을 개선시킬 목적으로는, 폴리프로필렌 수지와 혼합될 무기 충진제의 형태가 중요한 요인이 된다.
혼합하고자 하는 무기 충진제를 연구함에 있어서는, 상술한 고온에서의 기계적 특성(강성) 및 용접 특성이외에, 디스트리뷰티 캡이 사용되는 환경에 따라 추가로 내질산성 및 아크 저항성이 고려되어야만 한다. 내질산성이 필요한 이유는 다음과 같다 : 디스트리뷰터를 사용하는 동안에 생성되는 질소 화합물(NOX)은 디스트리뷰터 중에 존재하는 공기중의 물과 반응하여 질산을 생성한다. 또한 디스트리뷰터 캡 물질중에 존재할 수 있는 무기 물질은 이렇게 생성된 질산과 반응하여 질산염(예 : 질산 칼슘 및 질산 마그네슘)을 형성시키며, 이들 질산염은 디스트리뷰터 캡의 표면상에 증착된다. 질산염은 이액화성(diliquescent)이기 때문에, 디스트리뷰터 캡은 전기 절연 특성을 상실한다. 이것이 내질산성이 필요한 이유이다.
내아크성이 필요한 이유는 다음과 같다 : 사용된 디스트리뷰터 캡이 가끔 전극 사이에 발생되는 아크 방전에 노출되므로, 이에 의해 강한 방전 에너지가 발생되어 캡의 외부표면을 국부적으로 침해하는 고온을 제공한다. 결과적으로, 가스화 및 카본화가 느리게 진행되며, 최종적으로 카본화에 의해 탄소 트랙(track)(탄소의 전도 경로)이 형성되어 불량한 절연체를 만들게 된다. 이것이 아크 저항성이 필요한 이유이다. 이러한 필요조건은 습한 오염 상태에서 캡 표면상에 발생하는 경향이 있는 트래킹 현상(tracking phenomenon)에 대한 상술한 내성과 밀접한 관계가 있다. 따라서, 방전 에너지에 의해 가스화되기 쉬운 폴리프로필렌 수지는 근본적으로 아크 저항성이 우수하지만, 이러한 아크저항성은 동일한 종류의 수지임에도 불구하고, 충진제의 종류 및 양에 따라 달라진다. 예를들어, 유리 섬유와 같은 섬유상 충진제를 과량으로 가하는 경우, 아크저항성은 저하된다.
첫번째로, 본 발명자들은 여러가지의 충진제를 고온에서의 기계적 특성(강성), 용접특성, 내질산성 및 아크저항성의 4가지 관점에서 형태에 따라 연구하고 평가하였다. 평가는 표준물로서 탈크를 사용하여 수행한다(표 1).
표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 어떤 충진제는 단독으로는 4가지의 특성 모두를 만족시키지 못하며, 1종류의 충진제만으로는 상기의 목적을 거의 성취할 수 없다는 것이 명백해진다. 이어서, 본 발명자들은 내질산성을 갖는 충진제와 상이한 특성(고온에서의 기계적 특성, 용접특성 및 아크저항성)을 갖는 충진제를 선택하고, 각각 2종류 이상의 충진제로 이루어진 다-성분 시스템을 연구하였다. 결과적으로, 박판 충진제로서는 탈크 또는 운모의 블렌드, 섬유상 충진제로서는 유리 섬유 및 무정형 충진제로서는 실리카가 가장 균형잡힌 특성을 갖는다는 사실을 발견하였다.
난염성의 제공에 관하여,폴리프로필렌 수지 조성물에 난염제를 첨가하는 것은 공지된 기술이다. 그러나, 폴리프로필렌 수지 조성물에 단지 할로겐-함유 난염제 등을 첨가함으로써 제조된 수지 조성물을 사용하여 제품을 형성시키는 경우, 및 후자의 제품을 일정한 기간 동안 고온 조건하에서 사용하는 경우에, 사용된 난염제가 제품의 표면상에 흘러나와, 제품의 형태가 더욱 나빠지고 동시에 난염성이 불리하게 저하된다. 따라서, 이러한 불량한 내블루우밍성의 문제를 해결하기 위해서, 난염제로서 상용성이 큰 폴리프로필렌 수지를 선택하며, 내열성 및 내질산성을 갖는 난염제가 유효하게 사용된다. 각종 연구 결과, 다음과 같은 사실을 발견하였다 : 결정성 프로필렌-에틸렌 공중합체 수지, 융점이 200℃이상인 할로겐-함유 난염제[예 : 데카브로모디페닐 에테르, 도데카클로로도데카하이드로메타노 디벤조사이클로옥텐(상품명 : 데클로란플러스〈De-chloranplus〉)], 및 난염 보조제로서 안티몬 화합물(예 : 삼산화 안티몬) 또는 붕소 화합물(예 : 붕산 아연 또는 붕사)를 사용하는 경우에, 블리드(bleed)에 의한 불량한 형태 및 난염성의 저하의 결점들이 현저하게 완화된다.
상술한 기본적인 연구결과를 기초로 하여, 상세한 연구가 추가로 집중적으로 수행되었으며, 그 결과로써 후술되는 구조의 화합물이 본 발명의 목적을 성취할 수 있다는 것이 발견되었다.
본 발명은 결정성 프로필렌-에틸렌 공중합체 수지를 유리 섬유 3 내지 10중량%, 탈크 또는 운모 10 내지 20중량%, 실리카 5 내지 20중량%, 변형된 폴리올레핀 수지 4 내지 20중량%, 할로겐-함유 난염제 10 내지 30중량% 및 난염 보조제 3 내지 15중량%(여기에서 언급된 백분율은 수지 조성물을 기준으로 한 것이다)와 혼합함으로써 제조된 디스트리뷰터 캡과 같은 비히클용 전기 절연물질로 적합한 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 수지 조성물은 비히클용 전기 절연물질중에서, 고온 및 습하게 오염된 환경하에서 유지될 수 있으며 고압이 부하될 수 있고, 스파크(spark)와 접촉될 수 있는 디스트리뷰터 캡용으로 가장 적합하게 사용된다.
본 발명에서 사용되는 결정성 프로필렌-에틸렌 공중합체 수지는 에틸렌 2 내지 35중량%를 함유하며 용융 유량(MFR ; 230℃의 온도에서 2.16㎏이 부하된 경우에 10분 동안의 용융 수지의 배출량)이 1.0 내지 80g/10min.인데, 특히, 결정성 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체 수지가 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 유리 섬유에 관하여, 그의 직경 및 길이는 구체적으로 제한되지 않으며, 일반적으로 열가소성 수지용으로 시판되는 유리 섬유를 사용할 수 있다.
혼합되는 유리섬유의 양은 3 내지 10중량%, 바람직하게는 5 내지 8중량% 범위이내이다. 유리섬유의 함량이 3중량% 미만인 경우에, 이의 수지 조성물을 성형하여 수득한 디스트리뷰터 캡과 같은 전기 절연물질은 고온에서의 기계적 특성(강성)은 바람직하지 못하게 나쁘다. 반대로, 유리섬유의 함량이 10중량%를 초과하는 경우, 그의 수지 조성물을 성형하여 수득한 디스트리뷰터 캡과 같은 전기 절연 물질은 고온에서의 기계적 특성(강성)은 우수하지만 동시에 아크특성은 바람직하지 못하게 나쁘다.
본 발명에서 사용되는 탈크 또는 운모에 관하여, 그의 입자 직경은 구체적으로 제한되지 않으며 일반적으로 열가소성 수지용으로 사용되는, 바람직하게는 종횡비가 큰, 시판 탈크 또는 운모를 사용할 수 있다. 탈크 또는 운모는 어떤 처리없이 사용할 수 있지만, 매트릭스(matrix)수지와의 점착특성 또는 분산 특성을 개선시킬 목적을 위해서, 사용하기 전에, 이 물질의 입자를 여러가지의 유기 티타네이트 결합제, 실란 결합제, 지방산, 지방산의 금속염 또는 지방 에스테르로 피복시킬 수 있다. 혼합되는 탈크 또는 운모의 양은 수지 조성물의 중량을 기준으로 하여 10 내지 20중량% 범위이내이다. 탈크 또는 운모의 함량이 10중량%미만인 경우에, 미만인 경우에, 그의 수지 조성물을 성형하여 수득한 디스트리뷰터 캡과 같은 전기 절연 물질의 고온에서의 기계적 특성(강성)은 바람직하지 못하게 불충분하며, 탈크 또는 운모의 함량이 20중량%를 초과하는 경우에, 그의 수지 조성물을 성형하여 수득한 제품의 용접특성은 바람직하지 못하게 나쁘다.
본 발명에서 사용되는 실리카에 관하여, 그의 입자 직경은 구체적으로 제한되지 않으며, 일반적으로 시판되는 열가소성 수지용 실리카를 사용할 수 있다. 실리카는 어떤 처리없이 사용할 수 있지만, 매트릭스 수지와의 점착 특성 또는 분산 특성을 개선시킬 목적을 위해서, 사용하기 전에, 실리카의 입자를 상술한 탈크 또는 운모와 마찬가지로 여러가지의 유기 티타네이트 결합제, 실란 결합제, 지방산, 지방산의 금속염 또는 지방 에스테르로 피복시킬 수 있다. 혼합되는 실리카의 양은 수지 조성물의 중량을 기준으로 하여 5 내지 20중량%, 바람직하게는 5 내지 15중량% 범위이내이다. 실리카의 함량이 5중량% 미만인 경우, 그의 수지 조성물을 성형하여 수득한 제품의 고온에서의 기계적 특성(강성)은 바람직하지 못하게 나쁘다. 또한, 실리카의 함량이 20중량%를 초과하는 경우, 조성물 펠렛(pellet)의 제조공정시에 과립화를 원활하게 수행할 수 없다.
본 발명에서 사용되는 변형된 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌, 프로필렌 단독 중합체, 프로필렌-에틸렌 공중합체 또는 폴리부텐과 같은 폴리올레핀 수지를 유기 과산화물의 존재하에서, 불포화 카복실산 또는 그의 무수물(예 : 말레산 무수물)과 함께 용융 및 반죽함으로써 수득할 수 있다. 사용가능한 변형된 폴리올레핀 수지의 구체적인 예로는 변형된 폴리에틸렌, 변형된 프로필렌 단독중합체, 변형된 프로필렌-에틸렌 공중합체 및 변형된 폴리부텐을 들 수 있으며, 변형된 프로필렌-에티렌 공중합체가 특히 바람직하다. 혼합되는 변형된 폴리올레핀 수지의 양은 수지 조성물의 중량을 기준으로 하여 4 내지 20중량%, 바람직하게는 6 내지 12중량%의 범위이내이다.
본 발명에서 사용되는 할로겐-함유 난염제의 융점은 200℃이상이며, 사용 가능한 할로겐-함유 난염제의 구체적인 예로는 데카브로모디페닐 에테르, 도데카클로로도데카하이드로디메타노디벤조사이클로옥텐(상품명 ; 데클로란플러스) 및 이의 혼합물을 들 수 있다. 혼합되는 할로겐-함유 난염제의 양은 수지 조성물의 중량을 기준으로 하여 10 내지 30중량%, 바람직하게는 10 내지 20중량%의 범위이내이다. 할로겐-함유 난염제의 함량이 10중량% 미만인 경우, 그의 수지 조성물을 성형하여 수득한 제품은 바람직하지 못하게, 기대한 만큼 큰 난염성을 가질 수 없다. 반대로, 할로겐-함유 난염제의 함량이 30중량%을 초과하는 경우에는 그의 수지 조성물을 성형하여 수득한 제품의 기계적 특성(인장강도)이 나쁘며, 조성물 펠렛의 제조 공정시의 과립화는 원활하게 수행할 수 없다.
본 발명에서 사용되는 난염 보조제의 구체적인 예로는 삼산화 안티몬과 같은 안티몬 화합물 및 붕산 아연 및 붕사와 같은 붕소 화합물을 들 수 있다. 혼합되는 난염 보조제의 양은 할로겐-함유 난염제의 중량을 기준으로 하여 1/4 내지 1/2의 중량 비율이 바람직하다.
상술한 블렌딩 물질 이외에 다음과 같은 물질이, 본 발명에 관해서 비히클용 전기 절연물질로 적합한 수지 조성물과 혼합될 수 있다 : 염료 또는 안료와 같은 착색제, 핵생성제, 윤활제, 산화방지제, 열안정화제, 광안정화제, 이형제, 가교결합제, 라디칼 생성제, 기포 생성제 등.
본 발명에 관한 디스트리뷰터 캡용 수지 조성물의 제조방법은 구체적으로 제한되지 않으며, 그 한가지 예로 다음과 같은 방법이 있다 : 상술한 결정성 프로필렌-에틸렌 공중합체 수지 및 특정양의 탈크 또는 운모, 실리카, 변형된 폴리올레핀 수지, 할로겐-함유 난염제 및 난염 보조제를 헨쉘 믹서(Henschel mixer)(상품명) 또는 슈퍼 믹서(super mixer)와 같은 교반 혼합기에 넣고, 30초 내지 3분 동안 교반한다. 생성된 혼합물에 유리섬유를 가한후, 텀블 믹서(tumble mixer)와 같은 교반 혼합기에서 혼합물을 교반/혼합하기 위해서 5 내지 20시간 회전시킨다. 생성된 혼합물을 밴버리 믹서(Banbury mixer), 롤(roll) 및 압출기를 사용하여 용융, 반죽 및 펠렛화시킨다. 용융 및 반죽을 위한 온도는 180 내지 280℃, 바람직하게는 200 내지 250℃의 범위 이내이다.
[실시예]
본 발명은 하기 실시예를 참고로 상세하게 기술되지만 이들 실시예에 의한 제한되지는 않는다.
실시예 및 비교 실시예에서의 각종 시험은 각각 다음과 같은 방법에 의해 수행된다 :
(1) 기계적 특성 :
기계적 특성은 인장강도를 측정(JIS K-7113에 따라)하여 평가한다.
(2) 고온에서의 기계적 특성(강성) :
고온에서의 기계적 특성(강성)은 열변형 온도(섬유 응력 18.6㎏/㎠)를 측정(JIS K-7207에 따라)하여 평가한다.
(3) 전기적 특성 :
전기적 특성은 아크저항성을 측정(ASTM D-495에 따라)하여 평가한다.
(4) 내질산성 :
사출성형으로 제조된 사이즈 50×50×2㎜의 각각의 시험편을 시판 질산(농도 : 61%, 비중 : 1.38)중에 액침시키고, 가스 버블(bubble)의 생성을 관찰한다. 내질산성은 가스 버블이 없는 시험편은 우수한 것으로, 버블이 발생하는 시험편은 불량한 것으로 추정하여 평가한다.
(5) 용접 특성 :
용접 강도는 용접 인장강도르 측정(JIS K-7113에 따라)하여 평가하고, 용접 특성은 사출 성형에 의해 제조된 JIS No.1 타입 용접 인장 덤벨(dumbbell)이 시험편의 용접 부분(여기에서, 용접은 JIS No. 1타입 인장 덤벨 시험편의 중간에 형성된다. L=178㎜)을 시각적으로 관찰하여 평가한다. 이 경우에, 용접 부분이 현저히 인지 가능하게 된 시험편은 불량한 것으로 평가되고, 용접 부분이 겨우 인지 가능하게 된 시험편은 우수한 것으로 평가된다.
(6) 내블루우밍성 :
사출성형에 의해 제조된 사이즈 50×50×2㎜의 각각의 시험편을 100℃의 오븐 중에 240시간 동안 방치한 후, 시험편의 형태를 시각적으로 관찰한다. 이 경우에, 불루움된 시험편은 불량한 것으로 평가되고, 블루움되지 않은 시험편은 우수한 것으로 평가된다.
(7) 난염성 :
사출성형에 의해 제조된 사이즈 127×2.7×1.6㎜의 각각의 시험편을 아메리칸 UL 스탠다드 서브젝트 94(American UL standard Subject)(UL94)의 수직 발화 시험 방법에 따라 발화시험하여 난염성을 평가한다.
[실시예 1 내지 17 및 비교 실시예 1 내지 18]
실시예 1 내지 17에서는, 용융 유량이 10g/10min이고 에틸렌 8.5중량%를 함유하는 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체 수지, 표 2와 표 3에 기재된 바와 같은 예정된 양의 탈크 또는 운모, 실리카, 변형된 프로필렌-에틸렌 공중합체 수지, 데카브로모디페닐 에테르 및 삼산화 안티몬을 헬쉘 믹서(상품명)에 넣은 후, 1분동안 교반/혼합을 수행한다. 이어서 생성된 혼합물에 예정된 양의 유리섬유를 가한후, 혼합물을 교반/혼합용 텀블러중에서 10회 회전시킨다. 생성된 혼합물을 내경이 30㎜인 2중-스크류 압출기를 사용하여 230℃의 용융/반북 온도에서 용융, 반죽 및 펠렛화 시킨다.
하기의 표 4와 표 5에 기재된 바와같이 비교실시예 1 내지 18에서는, 예정된 양의 혼합하고자 하는 성분을 헬쉘 믹서(상품명) 및 텀블러중에서 교반 및 혼합하고, 이어서 생성된 혼합물을 내경이 30㎜인 2중-스크류 압출기를 사용하여 용융, 반죽 및 펠렛화시킨다.
예정된 형태의 시험편을 250℃의 수지온도 및 각각의 실시예 및 비교실시예에서 사출성형하여 제조한 펠렛으로부터 50℃의 성형 온도에서 성형시킨 후, 이들 시험편을 기계적 특성, 고온에서의 기계적 특성, 전기적 특성, 내질산성, 용접특성, 내블루우밍성 및 난염성에 관하여 평가한다. 평가 결과는 표 2 내지 5에 요약되어 있다.
표 2 내지 3으로부터 명확해지는 바와같이, 실시예 1 내지 17에서의 본 발명에 따른 수지 조성물의 성형 제품은 기계적 특성(인장강도), 고온에서의 기계적 특성(경성)(이들 열변형 온도로 표시된다), 전기적 특성(아크저항성), 내질산성, 용접특성, 내블루우밍성 및 난염성에 대하여 충분하게 균형을 이루고 있다. 특히, 실시예 1 내지 17과, 탈크 또는 운모의 양이 20중량%를 초과하는 비교실시예 1 내지 18과의 비교로부터 명백한 바와같이, 탈크-함유 폴리프로필렌의 결점인, 나쁜 용접 특성은 실리카 및 유리섬유를 가함으로써 해결될 수 있다.
추가로, 실시예 1 내지 17과 기본 중합체가 결정성 프로필렌 단독중합체 수지인 비교실시예 2,3,4,7,10,16 및 18과의 비교로부터 명백한 바와같이, 본 발명에 사용하는 할로겐-함유 난염제(데카브로모디페닐에테르)의 결점인, 블루우밍 현상(고온 조건하에서 성형된 제품의 표면상에서 분말상 피복현상)은 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체 수지를 사용함으로써 해결될 수 있다. 유리섬유의 양이 3중량% 미만인 비교실시예 1,2,3,4,5,9,10 및 11에서는, 고온에서의 기계적 특성(강성)이 나쁘다. 유리섬유의 양이 10중량%를 초과하는 비교실시예 12,13 및 14에서는, 전기적 특성(아크저항성)이 불출분하다. 할로겐-함유 난연제의 양이 10중량% 미만인 비교실시예 1,3,6,9,12 및 15에서는, 난염성이 나쁘다. 탄산 칼륨을 사용한 비교실시예 15,16,17 및 18에서는 내질산성이 불량하다.
결론적으로, 본 발명의 수지 조성물을 사용하는 경우에는, 기계적 특성, 고온에서의 기계적 특성, 전기적 특성, 내질산성, 용접 특성, 내블루우밍성 및 난염성이 우수한 디스트리뷰터 캡을 수득할 수 있다.
[표 1]
각각의 무기 충진제의 특성평가
Figure kpo00001
[표 2 (I)]
Figure kpo00002
PP 블록 공중합체 : 용융유량이 10g/10min이며 에틸렌 8.5중량%를 함유하는 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체 수지.
변형된 PP : 말레산 무수물-변형된 프로필렌-에틸렌 공중합체 수지.
DBDE. 데카브로모디페닐 에테르.
[표 2 (III)]
Figure kpo00003
[표 3 (I)]
Figure kpo00004
PP 블록 공중합체 : 용융유량이 10g/10min이며 에틸렌 8.5중량%를 함유하는 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체 수지.
변형된 PP : 말레산 무수물-변형된 프로필렌-에틸렌 공중합체 수지.
DBDE. 데카브로모디페닐 에테르.
[표 3 (II)]
Figure kpo00005
[표 4 (I)]
Figure kpo00006
PP 블록 공중합체 : 용융유량이 10g/10min이며 에틸렌 8.5중량%를 함유하는 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체 수지.
변형된 PP : 말레산 무수물-변형된 프로필렌-에틸렌 공중합체 수지.
DBDE. 데카브로모디페닐 에테르.
[표 4 (III)]
Figure kpo00007
* 어떤 클래스하에서도 떨어지지 않음.
[표 5 (I)]
Figure kpo00008
PP 단독 중합체 : 용융유량이 10g/10min인 프로필렌 단독중합체 수지.
PP 블록 공중합체 : 용융유량이 10g/10min이며 에틸렌 8.5중량%를 함유하는 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체 수지.
변형된 PP : 말레산 무수물-변형된 프로필렌-에틸렌 공중합체 수지.
DBDE. 데카브로모디페닐 에테르.
[표 5 (II)]
Figure kpo00009
* 어떤 클래스하에서도 떨어지지 않음.

Claims (20)

  1. 결정성 프로필렌-에틸렌 공중합체 수지를 유리 섬유 3 내지 10중량%, 탈크 또는 운모 10 내지 20중량%, 실리카 5 내지 20중량%, 변형된 폴리올레핀 수지 4 내지 20중량%, 할로겐-함유 난염제 10 내지 30중량% 및 난염 보조제 3내지 15중량%(여기에서, 상기 언급한 백분율은 수지 조성물의 중량을 기준으로 한 것이다)와 혼합시킴으로써 제조된, 비히클용 전기 절연물질로 적합한 수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 결정성 프로필렌-에틸렌 공중합체 수지가 에틸렌 2 내지 35중량%를 함유하며 용융유량(MFR : 230℃의 온도에서 2.16㎏이 부하된 경우에 10분동안의 용융수지의 배출량)이 1.0 내지 80g/10min인 비히클용 전기 절연물질로 적합한 수지 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 유리섬유의 양이 5 내지 8중량% 범위 이내인 비히클용 전기 절연물질로 적합한 수지 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 실리카의 양이 5 내지 15중량% 범위 이내인 비히클용 전기 절연물질로 적합한 수지 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 변형된 폴리올레핀 수지가 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 프로필렌-에틸렌 공중합체 및 폴리부텐으로부터 선택된 1개 이상의 폴리올레핀 수지를 유기 과산물의 존재하에서 불포화 카복실산 또는 그의 무수물과 함께 응용 및 반죽하여 수득된 수지인 비히클용 전기 절연물질로 적합한 수지 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 할로겐-함유 난염제의 융점이 200℃이상인 비히클용 전기 절연물질로 적합한 수지 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 할로겐-함유 난염제가 데카브로모디페닐 에테르, 도데카클로로도데카하이드로 디메타노디벤조사이클로옥텐 및 그들의 혼합물로부터 선택되는 비히클용 전기 절연물질로 적합한 수지 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서, 할로겐-함유 난염제의 양이 10 내지 20중량% 범위 이내인 비히클용 전기 절연물질로 적합한 수지 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서,난염 보조제가 1개 이상의 안티몬 화합물 및 붕소 화합물로 이루어지는 비히클용 전기절연물질로 적합한 수지 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서, 수지 조성물이 임의의 성분으로서, 염료 또는 안료와 같은 착색제, 핵생성제, 윤활제, 산화방지제, 열안정화제, 광안정화제, 이형제, 가교 결합 보조제, 라디칼 생성제 및 기포 생성제중의 1개 이상을 함유하는 비히클용 전기 절연물질로 적합한 수지 조성물.
  11. 결정성 프로필렌-에틸렌 공중합체 수지를 유리섬유 3 내지 10중량%, 탈크 또는 운모 10 내지 20중량%, 실리카 5 내지 20중량%, 변형된 폴리올레핀 수지 4 내지 20중량%, 할로겐-함유 난염제 10 내지 30중량% 및 난염 보조제 3 내지 15중량%(여기에서, 상기 언급한 백분율은 수지 조성물의 중량을 기준으로 한 것이다)와 혼합시킴으로써 제조된 디스트리뷰터캡용 수지 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 결정성 프로필렌-에틸렌 공중합체 수지가 에틸렌 공중합체 수지가 에틸렌 2 내지 35중량%를 함유하며 용융 유량(MFR : 230℃의 온도에서 2.16㎏이 부하된 경우에 10분동안의 용융 수지의 배출량)이 1.0 내지 80g/10min인 디스트리뷰터 캡용 수지 조성물.
  13. 제11항에 있어서, 유리 섬유의 양이 5 내지 8중량% 범위 이내인 디스트리뷰터 캡용 수지 조성물.
  14. 제11항에 있어서, 실리카의 양이 5 내지 15중량% 범위 이내인 디스트리뷰터 캡용 수지 조성물.
  15. 제11항에 있어서, 변형된 폴리올레핀 수지가 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 프로필렌-에틸렌 공중합체 및 폴리부텐으로부터 선택된 1개 이상의 폴리올레핀 수지를 유기 과산화물의 존재하에서 불포화 카복실산 또는 이의 무수물과 함께 용융 및 반죽하여 수득된 수지인 디스트리뷰터 캡용 수지 조성물.
  16. 제11항에 있어서, 할로겐-함유 난염제의 융점이 200℃이상인 디스트리뷰터 캡용 수지 조성물.
  17. 제11항에 있어서, 할로겐-함유 난염제가 데카브로모디페닐 에테르, 도데카클로로도데카하이드로 디메타노디벤조사이클로옥텐 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 디스트리뷰터 캡용 수지 조성물.
  18. 제11항에 있어서, 할로겐-함유 난염제의 양이 10 내지 20중량% 범위 이내인 디스트리뷰터 캡용 수지조성물.
  19. 제11항에 있어서, 난염 보조제가 1개 이상의 안티몬 화합물 및 붕소 화합물로 이루어지는 디스트리뷰터 캡용 수지 조성물.
  20. 제11항에 있어서, 수지 조성물이 임의의 성분으로서, 염료 또는 안료와 같은 착색제, 핵생성제, 윤활제, 산화방지제, 열안정화제, 광안정화제, 이형제, 가교결합 보조제, 라디칼 생성제 및 기포 생성제중의 1개 이상을 함유하는 디스트리뷰터 캡용 수지 조성물.
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