KR19980035377A

KR19980035377A - 열경화성 무독성 난연 수지 조성물 및 이를 이용한 가교 난연 전선

Info

Publication number: KR19980035377A
Application number: KR1019960053715A
Authority: KR
Inventors: 오원태; 이동호
Original assignee: 권문구; 엘지전선 주식회사
Priority date: 1996-11-13
Filing date: 1996-11-13
Publication date: 1998-08-05

Abstract

본 발명은 아크릴레이트가 15-70 중량비로 포함된 에틸렌-아크릴레이트 공중합체 50-100 중량부와 폴리올레핀 10-50 중량부로 이루어진 혼합물에 무기수화물 50-150 중량부, 적인 0.1-10 중량부, 알루미노실리케이트 10-100 중량부 및 과산화물 1-10 중량부를 첨가한 열경화성 무독성 난연 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

열경화성 무독성 난연 수지 조성물 및 이를 이용한 가교 난연 전선

지금까지 플라스틱 재료는 할로겐 화합물과 함께 사용함으로써 난연성이 부여되었다. 여기에 안티몬트리옥사이드(Sb₂O₃)같은 무기산화물을 소량첨가할 경우 난연성이 크게 상승한다는 것은 공지의 사실이다. 그러나, 이들은 연소시킬 경우 많은 양의 연기와 함께 유해 가스를 발생시킨다. 또한 난연성을 높이기위해 사용하는 무기수화물은 주어진 수지 조성물의 물성저하를 일으키는 주요한 원인이었다.

미국특허 제 4322575, 4732939, 4769179, 4853154 호 및 유럽특허 제 212575, 446169 호 등에는 전선 피복용으로 사용할 수 있는 많은 무독성 난연 수지 조성물이 기술되어 있으나 이러한 수지 조성물들은 인장강도, 신장율 등의 물성, 특히 고온에서의 물성이 취약하고 내유성도 크게 떨어진다.

본 발명은 에틸렌-아크릴레이트 공중합체와 폴리올레핀을 혼합한 수지를 과산화 가교결합시킨 혼합물에 할로겐 화합물을 첨가하는 대신 무기수화물을 난연 충진제로 사용하여 난연효과를 보강한 것이다. 또한 무기수화물의 사용으로 인한 물성의 저하를 막을 수있는 방법으로 실란 표면처리한 칼사인드클레이를 병용사용한다.

이와같이 내열, 내유성을 요구하는 전선의 절연 또는 피복재료로 사용할 수 있는 무독성 난연 수지 조성물을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명은 아크릴레이트가 15-70 wt%로 포함된 에틸렌-아크릴레이트 공중합체 50-100 중량부와 폴리올레핀 10-50 중량부의 혼합물에 무기수화물(Al(OH)₃또는 Mg(OH)₂) 50-150 중량부, 적인 0.1-10 중량부, 알루미노실리케이트 10-100 중량부 및 과산화물 1-10 중량부로 구성된 조성물로서, 에틸렌-아크릴레이트 공중합체는 에틸렌-메틸메타크릴레이트(ethylene-methyl methacrylate)를 이용할 수 있으며, 폴리올레핀은 저밀도, 중밀도, 고밀도 폴리에틸렌 또는 에틸렌-알파올레핀 공중합체로 구성되어 있고, 알루미노실리케이트는 실란 표면처리된 칼사인드클레이(calcined clay)를 사용한다. 바람직하게는 무기수화물 50-100, 적인 0.1-5, 알루미노실리케이트 10-60 중량부를 적용한다.

또한 상기 수지 조성물에 과산화 가교결합시킨 조성물을 제공하고자한다.

에틸렌비닐아세테이트 수지(Evaflex, Dupon-Mitsui 제조)와 저밀도 폴리에틸렌(Z-324, UBE 제조)수지의 혼합물에 표1a에 나타낸 성분을 90-110。C의 Mixing Roll에서 배합한 후, 170。C의 열 프레스에서 20분간 가압하여 시험시료를 만든다.

이 시료를 120。C Gear Oven 공정과 100。C 침유(ASTM #2 Oil사용)과정에서 각각 240 시간, 24 시간 노화후, 인장시험기에서 신율 및 파단강도를 측정한다. 시료시험기는 IEC 502 규격의 dumbbell을 제작하였고 인장속도는 250 mm/min으로 실시한다. 시료의 오일에 대한 부피팽창율은 ASTM #2 오일을 사용하여 1mm*25mm*100mm 규격의 시편을 100。C에서 240 시간 침유후, 침유전의 부피에 대한 편차를 측정하였다. 난연성은 산소지수를, 전기절연성은 체적저항을 측정하여 비교하였으며, 연기밀도는 ASTM E662에 따라 실시하였다.

표 1a의 실시예 1, 2, 3, 4는 비교예 1,2,3,4와 같은 수지 구성비를 가지고 있으나 비교예 1, 2, 3, 4와는 달리 알루미노실리케이트를 병용사용한다 비교예 5는 EVA 단독 수지에 알루미노 실리케니트를 배합하지 않는 조성으로 이루어져 있다.

표1b의 결과를 살펴보면, 실란 표면처리한 알루미노실리케이트를 병용한 실시예 1,2,3,4는 모두 비교예 1,2,3,4,5보다 우수한 인장강도를 나타내며, 침유후의 인장 및 신장잔율도 동등 이상의 수준을 보여준다. 그리고 침유후의 부피팽창율은 비교예 1,2,3,4(30% 이상 수준)보다 우수한 결과(30% 이하 수준)를 나타내는데 이는 실란 표면처리한 알루미노실리케이트를 병용함으로서 실시예의 수지 조성물에 우수한 치수 안정성을 부여하기 때문이라 생각된다. 실시예의 무기수화물을 비교예보다 소량 사용했지만 산소지수, 연기밀도 등의 난연성은 비교예와 유사한 수준을 유지한다.

	실시예	비교예
	1	2	3	4	1	2	3	4	5
EVA^(주1)	70	80	70	80	70	80	70	80	100
PO^(주2)	30	20	30	20	30	20	30	20
A.01^(주3)	1	1	1	1	1	1	1	1	1
A.02^(주4)	2	2	2	2	2	2	2	2	2
적인^(주5)	1	1	0.5	0.5	×	×	1	1	×
Mg(OH)₂ ^(주6)	80	80	80	80	120	120	80	80	120
Clay^(주7)	50	50	50	50	×	×	×	×	×
Peroxide^(주8)	2	2	2	2	2	2	2	2	2

주1) EVA ; Levaprene 500HV(Bayer) Ethylene-vinyl acetate

주2) PO ; Z-324(UBE) 저밀도 폴리에틸렌

주3) A.01 ; 디아민 유도체(Uniroyal)

주4) A.02 ; Zinc salt of Mercaptobenzimidazole(Ouchi)

주5) 적인 ; Rinka FR 120 (인화학)

주6) Mg₂(OH)₂; 평균입도 0.6-1.0 microns, BET 비표면적 4-7, Oleic acid로 표면처리한 Mg(OH)₂(Kyowa)

주7) Clay ; 평균입도 2 micron, Surface-modified aluminosilicate(Engelhard)

주8) Peroxide ; a,a'-bis(t-butylperoxy) diisopropylbenzene (Hercules)

	실시예	비교예
	1	2	3	4	1	2	3	4	5
상온특성
인장강도, kgf/mm²	0.90	1.08	0.95	1.05	0.79	0.81	0.74	0.69	0.61
신장률, %	325	306	315	323	360	392	370	380	463
가열노화특성(120。c 1* 240hr)
인장잔율, %	95	105	98	92	90	88	87	89	80
신장잔율, %	112	117	97	105	105	90	100	95	85
내유특성,# 2 Oil(100。c 1* 24hr)
인장잔율, %	96	95	101	88	95	105	92	95	89
신장잔율, %	108	95	99	105	90	97	95	90	82
부피팽창률, %(100。c 1* 240hr)	22	25	29	26	35	32	35	34	29
산소지수	35	36	33	34	33	32	34	34	30
연기밀도, Dm	45	42	40	48	42	40	40	45	43
체적저항,Ohm.cm (1*10¹⁴)	2.5	1.9	1.2	2.0	0.9	1.1	1.5	1.0	0.7

Claims

에틸렌아크릴레이트 공중합체와 폴리올레핀으로 이루어진 혼합물에 무기수화물, 알루미노실리케이트를 첨가한 열경화성 무독성 난연 수지 조성물에 있어서, 아크릴레이트가 15-70 wt%로 포함된 에틸렌아크릴레이트 공중합체 50-100 중량부와 폴리올레핀 10-50 중량부로 이루어진 혼합물에 적인 0.1-10 중량부, 무기수화물 50-100 중량부, 알루미노실리케이트 10-100 중량부로 첨가한 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
제 1항에 있어서, 에틸렌아크릴레이트 공중합체는 에틸렌비닐아세테이트, 에틸렌에틸아세테이트 또는 에틸렌메틸메타크릴레이트에서, 폴리올레핀은 저밀도, 중밀도, 고밀도 폴리에틸렌 또는 에틸렌알파올레핀 공중합체에서 선택한 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
제 1항에 있어서, 무기수화물은 분해온도가 150-450。C인 화합물로서 일반식 M(OH)_n로 나타내며, n은 1이상의 정수로 이루어진 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
제 3항에 있어서, 금속 M은 주기율표의 IIA 또는 IIIA족의 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
제 1항에 있어서, 무기수화물은 Mg(OH)₂또는 Al(OH)₃로 이루어진 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
제 1항에 있어서, 유기과산화물 1-10 중량부를 첨가하여 과산화 가교결합(peroxide crosslinking)시킨 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
제 6항에 있어서, 유기과산화물은 bezoyl peroxide, 1, 1-bis(t-butylperoxy)3, 3, 5-trimetylcyclohexane, dicumyl peroxide, t-butylpeoxy benzoate, di-t-butylperoxyhexane 중에서 선택한 것을 특징으로 하는 수지 조성물.