KR100200082B1 - 합성금속 수산화물 및 이를 함유하는 물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하기식 (1)의 고용체인 합성금속수산화물
(상기 식(1)에서 M2는 Mn2, Fe2, Co2, Ni2, Cu2및 Zn2로 구성되는 그룹중에서 선택되 적어도 하나의 2가 금속이온이고, x는 0.001 f x f 0.9 의 범위를 갖는 것임).
상기 합성금속 수산화물을 함유하는 방염제 및 방염제를 함유하는 방염 수지 및/또는 고무조성물을 그 요지로 한다.

Description

합성금속 수산화물 및 이를 함유한 물
본발명은 합성금속 수산화물, 수지 및 고무들(이하, 단순히 수지 또는 수지들이라고도 칭함)에 혼입될 때 우수한 방염성 및 내산성을 나타낼 수 있는 방염제(flame retardant) 및 방염제를 함유하게는 방염수지 및/또는 고무조성물(이하, 단순히 수지조성물이라고도 칭함)에 관한 것이다.
특히 본 발명은 수지에 우수한 방염성 및 내산성을 부여하는 할로겐이 함유되지 않은 합성금속 수산화물 활성성분으로서 합성금속 수산화물을 함유하고, 수지처리온도에서 방염제의 분해에 기인하여 일어나는 거품발생 문제가 없는 방염제 및 방염제를 함유하는 방염수지 조성물에 관한 것이다.
최근, 수지의 방염성에 대한 요구가 증가되고 있으며, 그 방염성의 엄격성도 증가되고 있다.
상기와 같은 방염성에 대한 점증되는 요구를 만족시키기 위하여 유기 할로겐화물과 삼산화 안티몬(antimony trioxide)을 화합물 형태로 함유하는 방염제가 제안되어 사용되고 있다.
그러나 방염제는 다음과 같은 결점을 갖는다.
이 방염제 함유조성물이 처리될 때, 방염제는 부분적으로 분해하여 할로겐 개스를 발생하게 된다.
결과적으로, 처리 및 성형기계가 부식된다.
더욱이, 이 방염제는 작업자에 대한 독성이 있고 수지의 내열성 및 기후성에 대한 해로운 영향을 주게되고, 연소 중 유독개스를 함유하는 다량의 매연을 발생시키게 된다.
따라서, 상기한 문제점이 제거된 할로겐이 함유되지 않은 방염제의 개발요구가 점증되었으며, 이 요구에 부응하여 수산화 알루미늄 및 수산화 마그네슘이 주의를 끌게 되었다.
그러나, 수산화 알루미늄은 대략 190정도에서 탈수가 일어나 성형제품의 거품문제를 야기하게 된다.
따라서, 성형온도(molding temperature)를 190이하로 유지하는 것이 요구되며, 수산화 알루미늄이 적용될 수 있는 수지에 제한을 받게된다. 수산화 마그네슘은 대략 340에서 탈수가 일어나므로 거의 모든 수지에 적용될 수 있는 이점을 가지고 있다.
더욱이, 수산화 마그네슘의 잘 성장된 결정이 생성될 수 있는 수산화 마그네슘의 합성공정이 본 발명자를 포함한 여러 발명자들에 의해 개발되었다.
결과적으로, 우수한 성형제품이 얻어질 수 있으며, 상기한 수산화마그네슘을 함유하는 조성물은 통신케이블, 배 등에 적용된다.
그러나, 상기 수산화 마그네슘은 아직 극복해야 할 새로운 문제점들을 가지고 있는 것으로서 알려져 있다.
그 첫 번째 문제점을 비교적 많은 양의 수산화마그네슘이 수지내로 홉입될 때에만 상기 수산화 마그네슘이 높은 수준의 내염성을 나타낸다는 것이다.
예를 들면, 상기 수산화마그네슘이 폴리 프로필렌내로 혼입되는 경우 1/8~1/16인치 두께에서의 UL-94 방염성의 규격의 V-D(가장 높은 방염성 수전)를 만족시키기 위해서는 폴리프로필렌 100중량부당 수산화마그네슘 150~250 중량부가 혼입되는 것이 요구된다.
상기와 같이 많은 양의 수산화 마그네슘이 혼입될 경우 다음과 같은 문제점이 야기된다.
즉, 수지의 고유한 물리적 특성이 없어져, 아이조드 충격강도, 연신율 및 인장강도가 감소된다.
두 번째 문제는 수산화 마그네슘 함유 수지가 내산성에 있어서 좋지 못하다는 것이다.
예를들면, 폴리에틸렌 및 수산화 마그네슘을 함유하는 수지 조성물로부터 생산되는 통신 케이블 및 전력 케이블과 같은 성형제품은 장시간동안 물과 접촉되고, 수산화 마그네슘은 물속에 함유된 탄산에 점차적으로 용해되고, 성형제품 표면을 향해 이동되어 탄산마그네슘을 석출시키게 된다.
결과적으로, 그 표면은 백색화 된다.
방염성은 오랜 시간이 지나면 용해되어 탄산마그네슘으로 변환되는 수산화 마그네슘의 비율에 의해 감소된다.
더욱이, 상기 케이블의 전기적 절연성도 감소된다.
본 발명의 목적은 신규한 합성금속 수산화물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 통상의 수산화 마그네슘에 비하여 적은양을 상요하더라도 우수한 방염성 효과를 나타내는 방염제를 제공하는데 있다.
본발명의 또다른 목적은 우수한 방염성 및 우수한 내산성을 갖는 방염제를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 상기 방염제를 함유하는 방염수지 및/또는 고무 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 상기한 목적 및 이점과 다른 목적 및 이점들이 다음의 기술로부터 명백해 질 것이다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 상기한 목적 및 이점은 다음의 구성, 즉, 하기 식(1)의 고용체인 합성금속 수산화물 ;
(상기 식(1)에서 M2는 Mn2, Fe2, Co2, Ni2, Cu2및 Zn2로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 2가 금속이온이고, x는 0.001 f x f 0.9 의 범위를 갖는 것임).
상기 합성금속 수산화물을 함유하는 방염제 및 100중량부의 수지 및/또는 고무와 20-250 중량부의 상기 방염제를 함유하는 방염 수지 및/또는 고무조성물에 의해 달성된다.
본 발명자는 수산화 마그네슘을 방염제로서 사용함에 있어서 상기한 새로운 문제점을 적절하게 극복할 수 있는 방염제 및 방염수지 조성물을 제공하기 위하여 연구를 행한 결구 다음과 같은 결론에 이르게 되었다.
즉, 상기 문제점들이 수산화마그네슘의 고유특성으로부터 야기되는 것이므로 수산화 마그네슘을 사용하는 한 상기한 문제점의 해결은 실질적으로 곤란하다는 것이다.
본 발명자는 이에 머무르지 않고 더욱 연구를 행하였다.
즉, 발명자는 상기 문제점을 극복할 수 있는 방염제 및 방염수지 조성물이 수산화마그네슘과 Mn, Fe, Co, Ni, Cu 및 Zn으로부터 선택된 적어도 하나의 천이 금속 수산화물의 화합물, 보다 상세하게는, 고용체를 형성하므로서 얻어질 수 있다는 것을 발견하였는데, 상기 금속들은 그 자체로서는 수산화알루미늄보다 낮은 온도에서 탈수 반응을 시작하여 분해되기 때문에 방염제로서의 사용은 근본적으로 불가능한 것으로 고려되어 왔다.
상기 발견을 근거로 하여 본 발명을 완성하게 된 것이다.
본 발명의 합성 금속 수산화물의 연구 과정에서 매우 놀랍고 현저한 특성이 발견되었으며, 그 발견은 본 발명을 유도하게 된 것이다.
제1의 발견은 합성금속수산화물의 분해 즉, 탈수 온도는 수산화 마그네슘의 것보다 낮고, 고용체 내의 천이금속수산화물의 양에 거의 비례하여 감소되고, 그리고 합성금속 수산화물의 탈수온도의 감소정도는 천이금속에 따라 달라지게 된다는 것이다.
결과적으로, 수지에 대한 방염제로서 매우 유용한 합성금속 수산화물이 제공될 수 있는데, 이 합성 금속수산화물은 대략 200~340의 탈수 개시 온도를 갖고 320~430사이의 일정 분해(탈수)피크 온도에서 탈수된다.
상기 합성금속 수산화물의 상기 탈수 개시 온도는 좀 지나치게 낮은 수산화 알루미늄의 탈수 개시온도(대략 190) 보다는 높고, 그리고 대부분의 수지 및 고무의 점화온도 보다 높은 수산화마그네슘(대략 340)의 탈수 개시온도보다는 낮다.
상기 합성 금속 수산화물의 방염성에 있어서의 우수성은 수지(발열반응)의 연소온도와 혼입된 금속 수산화물의 분해 탈수 온도(흡열반응)가 서로 근접하게 되는 경우 고 내염성이 얻어질 수 있다는 사실에 근거한 것으로 여겨진다.
제2의 발견은 상기 천이금속들이 이들 금속의 탈수소 촉매 작용에 의해 연소 중 수지의 탄화를 촉진시킴으로서 방염성을 향상시키는 추가적인 효과를 갖는 다는 것이다.
제3의 발견은 상기 천이 금속들이, 개선정도가 그 금속의 중류에 따라 다르다 하더라도, 수산화마그네슘과 비교하여 내산성을 현저히 개선시키는 특유의 특성을 갖는다는 것이다.
니켈의 상기 특유특성은 특히 현저하다.
상기 식(1)의 합성금속 수산화물은 Mg(OH)2과 M2+(OH)2로 형성되는 고용체(solid solution)이다.
따라서, 그 분말은 x-ray 회절패턴은 비록 회절각도가 M2+의 이온 반경 및 그 양에 따라 다소 변화된다고 할지라도 수산화마그네슘의 것과 근본적으로 동일하다.
더욱이, 합성금속 수산화물에 대하여 시차열분석(DTA)에 의해 열분해 온도를 측정하는 경우 상기 합성금속 수산화물은 상기한 두 개의 수산화물에 대한 고유의 분해온도에 상응하는 두 개의 흡열 분해 온도를 나타내지 않고, 하나의 화합물, 결정으로서 하나의 분해온도를 나타낸다.
상기 식(1)에서 x 범위는 즉, M2+의 종류 즉, M2+의 이온반경에 의해 좌우된다.
M2+의 이온반경이 Mg2+의 것에 근접한 경우보다 넓은 범위로 M2+를 함유하는 고용체가 쉽게 형성되고, 따라서, x 범위도 보다 넓게 된다.
결과적으로 x의 범위는 M2+의 종류에 따라 변화된다.
처음에 본 발명자는 다음과 같은 생각을 가졌다.
즉, x가 0.005이하 일때에는 수산화마그네슘의 분해온도로부터 합성금속 수산화물의 분해 온도에 있어서의 감소는 적게 도고, x가 0.7이상 일때에는 합성 금속 수산화물의 분해온도는 수산화 알루미늄의 분해온도에 근접하게 된다고 여겼다.
따라서, 합성금속 수산화물은 방염성의 개선에 있어서, 적은 효과를 갖고, 거품이 발생된다고 여겼다.
본 발명자의 추가 연구 결과로서 x가 상기 범위를 벗어나는 경우라 하더라도 합성금속 수산화물은 방염제로서 효과적임을 발견하게 되었다. 즉, x가 0.005 또는 그 이하일지라도, 상기 합성 금속 수산화물은 수산화마그네슘과 비교하여 M2+의 탄화촉매 작용에 기인한 우수한 방염성을 갖게 된다.
더욱이 본 발명자는 다음과 같은 초기 생각을 가졌다.
상기 x가 0.7 또는 그 이상인 경우, 합성금속 수산화물의 분해온도가 수산화알루미늄의 분해온도에 근접하게 되고, 합성금속 수산화물은 약 200또는 그 이상의 처리온도에서 기포를 형성하게 된다.
그러나, 본 발명자의 추가 연구에 의해 다음과 같은 결과를 얻었다.
즉, 상기 200는 수산화 알루미늄의 분해 온도보다 대략 10정도 높고, 합성 금속 수산화물의 결정이 크게 성장될 경우, 분해온도가 증가될 뿐만 아니라 가공성(processability)도 향상된다는 것이다.
결과적으로 합성금속 수산화물은 거품 발생 방지특성에 있어서 개선된다.
결국, 상기 식(1)에서의 x가 0.9까지의 범위를 갖는 경우 합성 금속 수산화물은 수산화 알루미늄의 것과 동등 또는 그 이상의 내열성 및 거품 발생방지 특성을 나타내게 된다.
따라서, 본 발명에 있어서, 비록 M2+로서 천이금속의 양이 보다 적은 범위 즉, 식(1)에서의 x가 0.001x0.005보다 적은 범위라 하더라도 합성금속 수산화물은 수산화 마그네슘보다 우수한 방염성을 나타낸다.
특히 , 니켈의 탄화촉매 촉진 작용은 현저하다.
더욱이 니켈 또는 코발트와 같은 천이금속이 사용되는 경우 고용체는 합서금속 수산화물의 전범위에서 형성된다.
이 경우, 비록 x가 보다 넓은 범위 즉 0.7x0.9의 범위라 하더라도 합성금속 수산화물은 방염제로서 널리 사용되고 있는 수산화알루미늄의 것과 동등하거나 또는 그 이상의 내열성 및 거품발생 방지 특성을 유지함과 동시에 상기 식(1)의 합성금속 수산화물의 흡열 탈수 분해 온도가 수지의 발열 분해 온도에 근접하게 된다.
따라서, 합성 금속 수산화물은 수지의 점화를 방지하는 효과를 갖는다.
더욱이 합성금속 수산화물은 상기 식(1)에서의 M2+에 의해 수지에 대한 탄화촉매 촉진작용에 기인하여 우수한 방염성을 나타낸다.
M2+로서 천이금속 중의 니켈 및 코발트는 수산화마그네슘의 결점인 내산성을 현저히 향상시키고, 결과적으로 코발트 및/또는 니켈을 함유하는 합성금속수산화물은 내수성 및 절연특성에 있어서 현저히 개선된다.
상기 식(1)의 합성 금속 수산화물에 있어서, 결정크기는 0.2~4, 바람직하게는 0.4~2보다 바람직하게는 0.6~1이고, 제2의 응집체들(secondary aggregates)은 전혀 함유되지 않거나 또는 제2의 응집체들이 거의 함유되지 않는다.
즉, 평균 제2입자 직경은 0.2~4, 바람직하게는, 0.4~2이고, BET 비표면적은 1~20g/, 바람직하게는, 3~15g/이다.
상기 합성 금속 수산화물의 상기 특성값의 범위는 다양한 특성을 유지하기 위한 바람직한 범위이며, 다양한 특성으로는 수지와의 양립성, 분산성, 성형성 또는 가공성 및 적절한 범위내의 성형품의 외관, 기계적 강도 및 방염성을 들 수 있다.
상기 식(1)의 합성금속 수산화물에 있어서, M2+는 Mn2+, Fe2+, Co2+, Ni2+, Cu2+및 Zn2+로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 2가 금속이온이다.
M2+가 다수의 2가 금속으로 구성되는 경우, x는 이들 이온의 총량을 나타낸다.
상기한 2가 금속이온 중에서 가장 바람직한 것은 Co2+, Ni2+,및 Zn2+이다.
Co2+및 Ni2+는 V가 특정한 전범위내의 어느 범위에 해당된다 하더라도, 고용체를 형성할 수 있다.
Ni2+는 내산성에 있어서의 개선에 대해 특히 현저한 효과를 나타낼 뿐만 아니라 수지에 관하여 탄화 촉매 촉진 작용에 대한 우수한 효과를 나타낸다.
Zn2+는 백색이고, 작은 양이 혼입된다 하더라도 분해온도를 감소시키는 효과를 나타낸다.
따라서, 상기 식 (1)의 합성 금속수산화물로서 바람직한 것은 하기 식(2)의 합성 금속 수산화물이다.
(OH)2....(2)
상기 식(2)에서 x는 상기 식(1)에서 한정된 것과 동일한 것이다.
더욱이 본 발명의 합성 금속 수산화물은 고급 지방산들, 음이온성 계면활성제들 인산 에스테르들, 결합제들(실란, 티탄산염 또는 알루미늄 형) 및 다가 알코올 및 지방산들의 에스테르들로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 표면 처리제로 표면처리 될 수 있다.
표면처리제는 바람직하게는 스테아르산, 에루크산, 팔미트산, 라우르산 및 베헨산같은 탄소수 10개 이상의 고급 지방산들 : 스테아릴 알코올과 올레일 알코올 같은 고급 알코올의 황산염 ; 폴리에틸렌 글리콜 에테르의 황산염, 아미드-결합 황산염 에스테르의 염, 에스테르-결합 황산염, 에스테르-결합 술폰산염, 아미드-결합 술폰산염, 에테르-결합 술폰산염, 에테르-결합 알킬알릴 술폰산염, 에스테르-결합 알킬알릴 술폰산염과 아미드-결합 알킬알릴 술폰산염 같은 음이온성 계면활성제들; 올레일 알코올 및 스테아릴 알코올과 오르도인산과의 모도- 또는 디에스테르들, 그들의 혼합물, 그들의 산염 또는 알칼리금속염 또는 아민염들과 같은 인산 에스테르들 ; 비닐 트리그(2-메톡시 에톡시)실란, 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 감마-아미노프로필트리메톡시실란, 베타-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 감마-글리시독시프로필트리메톡시시실란, 및 감마-메르캅토프로필트리메톡시실란 같은 실란 결합제들 ; 이소프로필트리이소스테아로일 티탄산염, 이소프로필트리스(디옥틸피로포스페이트)티탄산염, 이소프로필트리(N-아미노 에틸-아미노에틸)티탄산염 및 이소프로필트리데실벤젠 포닐 티탄산염과 같은 티탄산염 결합제들 ; 및 모노스테아르산 리세린과 모노올레산글리세린과 같은 다가 알코올과 지방산의 에스테르들로 구성된 군으로부터 선택된다.
상기 표면처리제로 상기 식(1)의 합성 금속 수산화물의 표면처리는 공지방법에 의해 수행될 수 있다.
예를들면, 습식방법이 액상 또는 에멀젼 형태의 표면처리제를 합성 금속 수산화물에 첨가하고 약 100까지의 온도에서 기계적으로 충분히 혼합하므로서 수행될 수 있다.
건식방법이 액상, 에멀젼 또는 고상의 표면처리제를 Henschel 믹서와 같은 교반기로 충분히 교반하면서 합성 금속 수산화물 분말에 첨가하고, 가열하면서 또는 가열조작없이 이들을 충분히 혼합하므로서 달성될 수 있다.
표면처리제의 양은 자유롭게 선택될 수 있지만, 바람직한 양은 합성금속 수산화물의 중량에 대하여 약 0.1~10 중량%이다.
표면처리된 합성금속 수산화물은 세척, 탈수, 과립화, 건조, 미분쇄(mill)되고 요구에 따라 분류된다.
본발명의 합성금속 수산화물은 다양한 방법에 의해 제조될 수 있는데, 그 예로서는 Mg 및 M2+의 총당량당 약 1당량 또는 그 이하, 바람직하게는, 0.95 당량 또는 그 이하의 알칼리를 교반하면서 일정온도, 바람직하게는 약 40또는 그 이하의 온도에서 Mg 이온 및 M2+함유 수용액에 첨가하여 석출물을 형성시키는 공침법 또는 MgO 및/또는 Mg(OH)2과 M2+이온 함유 수용액을 혼합하고 반응하도록 허용하는 방법을 들 수 있다.
또한, 합성금속수산화물은 Mg 및 M2+의 알콜레이트를 가수분해하는 솔-겔법(sol-gel method)에 의해서 제조될 수 있다.
상기와 같이 제조된 합성금속 수산화물에 있어서, 그 결정을 더욱 성장시키고 제2의 응집을 감소시키는 것이 바람직한데, 그 방법으로는 합성금속 수산화물이 반응 모액을 공존시키면서 오토클래이브내에서 대략 110~250의 온도범위로 약 1시간 또는 그 이상동안 열수 처리되는 방법, 또는 CaCl2, CaBr2, MgCl2, NaCl 또는 KCl 과 같은 결정성장 촉진제를 추가 첨가하는 방법을 들 수 있다.
합성 금속 수산화물의 형성에 사용되는 Mg 이온원(ion source)은 염화마그네슘, 브롬화마그네슘, 요오드화마그네슘, 아세트산마그네슘, 에톡시화마그네슘 및 프로폭시화 마그네슘 같은 알코올 레이트들, 간수, 해수 및 지하염수로부터 선택된다. M2+및 Mn2+, Fe2, Co2+, Ni2+, Cu2+및 Zn2+로 구성된 군으로부터 선택된 2가 금속이온(들)의 염화물, 브롬화물, 요오드화물, 불화물, 질산염, 포름산염, 초산염, 프로피옥시화물, 에톡시화물, 프로폭시화물 및 이소프로폭시화물로부터 선택된다.
합성 금속 수산화물의 형성에 사용되는 알칼리는 수산화나트륨 수산화칼륨, 수산화칼슘(천연 및 합성), 암모니아수 및 암모니아 가스로부터 선택된다.
상기 물질들에 있어서, 고순도를 갖는 것이 바람직하다. 특히 황산염 이온, 붕산염 이온, 규산염 이온과 같은 다가 금속이온의 농도는 MgO, M2+O와 알칼리성 고체의 총량에 대하여 100ppm 이하, 바람직하게는 10ppm 이하이다.
본 발명에서 사용되는 수지 및 고무로는 폴리에틸렌, 에틸렌과 다른 알파-올레핀의 공중합체, 에틸렌과 비닐아세테이트, 에틸아크릴레이트 또는 메틸 아크릴레이트의 공중합체, 폴리프로필렌, 프로필렌과 다른 알파-올레핀의 공중합체, 폴리부텐-1, 폴리스티렌, 스티렌-아크로니트릴 공중합체, 에틸렌과 프로필렌디엔고무, 부타디엔 또는 비닐아세테이트의 공중합체, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에테르 및 폴리아미드 같은 열가소성 수지류; 페놀수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 및 알키드 수지 같은 열경화성 수지류 및 EPDM, SBR, NBR, 부틸고무, 이소프렌고무 및 클로로술폰화 폴리에틸렌 등이 포함된다. 그러나 사용가능한 수지 및 고무가 이들에 국한되는 것은 아니다. 수지에 기초한 상기 식(1)의 합성 금속 수산화물의 양은 수지의 종류, 상기 식(1)의 합성 금속수산화물의 종류 등에 따라 적절히 선택될 수 있다.
일반적으로, 표면처리되거나 또는 표면처리되지 않은 합성 금속수산화물의 양은 수지 100중량부당 20-250중량부, 바람직하게는 30~200중량부이다. 상기합성금속수산화물의 양이 상기 하한값보다 적으면, 방염성이 불충분하게 되고, 그 양이 상기 상한값을 초과하게 되면, 인장강도 아이조드 충격강도 등이 때때로 감소되거나 내산성이 때때로 나빠져 이롭지 못하다.
수지와 상기 식(1)의 합성금속 수산화물을 혼합 또는 반죽하기 위한 방법은 특별히 제한되지 않으며, 균일한 혼합물이 형성될 수 있다면 어떠한 수단이라 하더라도 적용될 수 있다.
예를 들면, 혼합 또는 반죽이 단-스크류(single-screw) 또는 쌍-스크류(twin- screw) 압출기(extruder), 롤, Banbury 믹서 등으로 수행될 수 있다.
조성물의 처리 또는 성형법에 있어서도 특별히 제한되지 않는다.
예를 들면, 조성물은 사출성형, 압출, 취입성형, 프레스 성형, 회전성형, 칼렌더링(calendering) 시이트성형, 트랜스퍼 성형, 라미네이트 성형, 진공 성형 등에 의해 처리 또는 성형될 수 있다.
본 발명의 수지 및/또는 고무 조성물은 상기 식(1)의 합성금속 수산화물에 부가하여 다른 첨가제를 함유할 수 있다.
예를 들면, 탄소분말, 페로센, 안트라센, 폴리아세틸렌, 적인, 아크릴섬유, 산화니켈, 및 섬유상의 수산화마그네슘 중의 적어도 하나를 함유하는 방염보조제(flame retardant aid)가 사용될 수 있다.
상기 방염보조제의 양은 수지 또는/ 및 고무의 100중량부당 0.1~10중량부 정도가 바람직하다.
더욱이 내수성 및 내산성(백화 촉진제)을 향상시키기 위해 작용될 수 있는 윤활제가 요구에 따라 사용될 수 있다.
상기 윤활제는 벤헨산아연, 벤헨산 마그네슘, 스테아르산아연, 스테아르산 칼슘, 스테아르산 마그네슘, 스테아르산 납, 및 스테아르산 알루미늄으로부터 선택된 것이다.
윤활제는 수지 및/또는 고무의 100중량부당 0.1~10 중량부 정도가 사용된다.
본 발명의 방염수지 조성물은 산화방지제, 자외선 방지제, 정전방지제, 안료 거품 방지제, 가소제, 충진제, 보강물질, 유기할로겐 방염제 및 교차결합제를 추가 함유할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 신규한 합성금속 수산화물, 활성성분으로서 신규한 합성금속수산화물을 함유하는 방염제, 및 방염제를 함유하는 방염 수지 및/또는 고무 조성물을 제공한다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 신규한 합성금속 수산화물 활성성분으로서 신규한 합성금속수산화물을 함유하는 방염제 및 방염제를 함유하는 방염 수지 및/또는 고무 조성물을 제공한다.
상기 합성 금속 수산화물 및 상기 방염제는 수지 및/또는 고무내에 혼입되는 경우 우수한 방염성 및 우수한 내산성을 나타낼 수 있다.
상기 방염 수지 및/또는 고무 조성물은 방염성 및 내산성에 있어서 우수하다.
더욱기 본 발명은 우수한 방염성 및 내산성을 나타낼 수 있고, 그리고 수지 및/또는 고무를 처리하기 위한 일정온도에서의 방염제의 분해에 의해 야기되는 성형품의 거품발생이 없는 방염제를 제공하고, 또한 본 발명은 상기 방염제를 함유하는 방염수지 및/또는 고무조성물을 제공한다.
더욱이 본 발명은 합성 금속 수산화물의 탈수 개시온도를 자유롭게 조절하므로서 수지 또는 고무의 연소온도와 유사한 분해, 탈수 온도를 갖는 것이 허용될 수 있는 합성금속 수산화물을, 활성 성분으로서, 함유하는 방염제를 제공하고, 또한 본 발명은 상기 방염제를 함유하는 방염수지 및/또는 고무조성물을 제공한다.
더욱이 본 발명은 비교적 적은량에서 조차도 의도하는 방염성을 부여할 수 있는 방염제를 제공하고 또한 본 발명은 상기 방염제를 함유하고, 아이조드 강도 및 기계적 특성에 있어서 우수한 방염수지 및/또는 고무 조성물을 제공한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.
[실시예 1]
일등급 시약인 염화마그네슘 과 염화망간을 탈산소 처리된 탄이온수 내에서 용해시켜 2.0 mol/l의 염화마그네슘 및 0.2mol/l의 염화망간을 함유하는 혼합수용액 10리터(liter)를 준비하였다.
상기 혼합수용액을 스테인레스강으로 만들어진 20리터 실린더형 반응기내에 집어넣고, 반응기의 온도를 20로 조절하였다.
상기 혼합용액을 N2가스분위기에서 화학교반기로 교반하면서. 2.5mol/l의 합성 소석회(Ca(OH2))(일등급시약인 염화칼슘과 수산화나트륨의 공침에 의해 합성됨)를 함유하는 소석회 용액 8.0리터를 약 2분에 걸쳐 첨가시켰으며, 그 양 8.0 리터는 Mg 및 Mn의 총당량의 약 90%에 상응하는 양이다.
상기 결과 혼합물이 반응하도록 20분동안 추가 교반하였다.
바로 이어서, 반응 혼합물을 25리터 오토클래이브에 넣고 150에서 2시간 동안 열수처리 시켰다.
다음에, 상기 반응혼합물을 필터프레스로 탈수 처리하고, 물로 세척하고, 탈수 및 진공하에서 건조시켰다.
상기와 같이 건조된 생성물을 미분쇄 한 다음, 화학분석값, BET 비표면적, 평균제2, 입자직경, X-ray 회절패턴 및 시차 열분석(DTA)-열중량 분석(TGA) 값을 측정하였다.
상기 BET 비표면적은 N2흡착법에 의해 측정된 것이고, 평균 제2입자 직경은 0.2% 나트륨-헥사-m-인산염 수용액내에서 초음파 분산 처리된 시료분말을 마이크로트랙 법에 적용시켜 측정된 것이고, 그리고 DTA-TGA는 N2분위기하에서 측정된 것이다.
그 결과는 하기 테이블 1에 나타내었다.
[실시예 2]
혼합수용액이 일등급시약인 2.06mol/l의 염화 마그네슘 및 0.16mol/l의 염화제 일철로부터 준비되고 그리고 상기 반응혼합물의 열수처리 온도가 170로 변화된 것을 제외하고는 상기 실시예1을 반복하였다.
결과물에 대한 측정결과는 하기 테이블 1에 나타내었다.
[실시예 3]
상기 혼합 수용액이 일등급 시약인 2.1mol/l의 염화마그네슘 및 0.12mol/l 염화코발트로부터 준비되고, Mg 및 Co2+의 총당량의 약 93%에 상응하는 8.0리터의 합성 소석회(실시예 1에서 사용한 것과 동일한 것임)가 첨가되고, 그리고 반응혼합물을 열수처리 하기 위한 온도 및 시간이 각각 180및 4시간으로 변화되는 것을 제외하고는 상기 실시예1을 반복하였다.
그 결과는 하기 테이블 1에 나타내었다.
[실시예 4]
일등급시약인 염화니켈을 이온성 간수(이온-교환 막 방법으로부터 얻어지는 생성물로서 NaCl과 주로 MgCl2, CaCl2및 MgBr2를 함유하고 있음)에 용해시켜 2.0mol/l의 Mg 및 0.04mol/l의 Ni를 함유하는 혼합수용액 10리터를 준비하였다.
상기 혼합 수용액을 25으로 온도 조절하여 스테인레스재의 20-리터 실린형 반응기에 넣었다.
2.5mol/l의 합성 소석회(상기 실시예1에서 사용된 것과 동일한 것임)를 함유하는 8.0리터의 소속회용액을 약 25으로 온도조절한 다음 상기 혼합수용액을 교반하면서 약 3분에 걸쳐 첨가하였으며, 그 결과 혼합물이 반응하도록 20분 동안 추가 교반시켰다.
상기 소석회 용액의 양인 8.0 리터는 Mg 및 Ni의 총당량의 약 93%에 상응하는 양이다.
상기 반응 혼합물을 25-리터 오토클래이브 내에 넣고 180에서 3시간 동안 열수처리를 행하였다.
다음에, 상기 반응혼합물을 필터 프레스로 탈수처리하고, 물로 세척하고, 탈수하고 오븐에서 건조시킨 다음 미분쇄하였다.
반응생성물의 측정결과를 하기 테이블 1에 나타내었다.
[실시예 5]
상기 혼합수용액의 Mg 농도가 1.87mo;/l로 변화되고, 상기 혼합수용액의 Ni 농도가 0.14mol/l로 변화되고, 그리고 합성 소석회의 양이 7.0리터로 변화되는 것을 제외하고는 상기 실시예4를 반복하였다.
반응생성물의 측정결과는 하기 테이블 1에 나타내었다.
[실시예 6]
혼합수용액 내의 Mg sgdeg가 1.13mol/l로 변화되고, 혼합수용액 내의 Ni 농도가 0.48mol/l로 변화되고, 그리고, 합성 소석회의 양이 6.0리터로 변화되는 것을 제외하고는 상기 실시예 4를 반복하였다.
반응 생성물의 측정결과는 하기 테이블 1에 나타내었다.
[실시예 7]
혼합수용액내의 Mg 농도가 0.80mol/l로 변화되고, 혼합수용액내의 Ni 농도가 0.93mol/l로 변화되고, 그리고 합성 소석회의 양이 6.4 리터로 변화되는 것을 제외하고는 상기 실시예 4를 반복하였다.
상기 반응 생성물의 측정결과를 하기 테이블 1에 나타내었다.
[실시예 8]
혼합 수용액내의 Mg 농도가 2.1 mol/로 변화되고, 그리고 일등급시약인 0.04mol/l의 염화제이구리가 니켈 대신에 사용되는 것을 제외하고는 상기 실시예 4를 반복했다.
상기 반응 생성물의 측정결과를 하기 테이블 1에 나타내었다.
[실시예 9]
혼합수용액내의 Mg 농도가 2.13mol/l로 변화되고 일등급 시약인 0.02 mol/l의 질산아연이 니켈대신에 사용되고, 그리고 상기 반응 혼합물을 열수처리하기 위한 온도 및 시간이 각각 120및 4시간으로 변화되는 것을 제외하고는 상기 실시예 4를 반복하였다.
상기 반응생성물의 측정결과를 하기 테이블 1에 나타내었다.
[실시예 10]
혼합수용액내의 Mg 농도가 2.01mol/l로 변호되고, 일등급 시약인 0.14mol/l의 질산아연이 니켈 대신에 사용되고 그리고 합성 소석회가 천연 석회암을 하소 및 수화처리 함으로서 제조되는 소석회(농도 7.3mol) 2.5mol/l로 대체되는 것을 제외하고는 상기 실시예 4를 반복하였다.
반응생성물의 측정결과는 하기 테이블 1에 나타내었다.
[실시예 11]
1000-리터 반응기에 여과 및 탈카르복시 처리된 해수(15Mg 농도=0.052mol/l)600리터를 채웠다.
상기 해수를 교반하면서, 일등급 시약인 염화니켈 및 질산아연을 첨가하고, 그리고 이들 각각의 농도는 9.7 x 10-4mol/l로 조절하였다.
다음에 상기 혼합물을 20로 온도조절하고 2.5 mol/l의 합성 소석회 (20)를 함유하는 소석회 용액의 11.7 리터를 대략 1분에 걸쳐 첨가하였는데, 이 11.7리터의 양은 Mg 및 Ni 및 Zn의 총당량의 약 90%에 상응하는 양이다.
상기 결과 혼합물이 반응하도록 20분 동안 추가 교반을 행하였다.
상기 반응 혼합물을 필터 프레스에 의해 탈수처리하고, 그 결과 케이크를 2.0mol/l의 염화칼슘수용액을 첨가하고, 그리고 교반에 의해 분산시켰다.
분산물을 25-리터 오토클래이브 내에 넣고 190에서 6시간 동안 열수처리시켰다.
다음에 결과 생성물을 필터 프레스에 의해 탈수처리하고, 물로 세척하고 탈수 및 건조처리 한 다음 미분쇄하였다.
결과측정물의 측정결과는 하기 테이블 1에 나타내었다.
[실시예 12]
0.6mol/l의 Mg 및 1.12mol/l의 Ni을 함유하는 수용액이 혼합수용액 대신에 사용되고, 그리고 합성 소석회의 양이 6.4리터로 변화되는 것을 제외하고는 상기 실시예 4를 반복하였다.
상기 결과 반응생성물의 측정결과는 하기 테이블 1에 나타내었다.
[비교예 1]
일등급 시약인 1.9 mol/l의 Mg 및 0.24mol/l의 질산아연을 함유하는 수용액이 혼합수용액 대신에 사용되는 것을 제외하고는 상기 실시예 4를 반복하였다.
[비교예 2-9]
질소분위기하에서 염화수용액과 수산화나트륨을 공침시키는 방법에 의해 합성된 Mn(OH)2(비교예) 및 Fe(OH)2(비교예 3), 일등급시약인 Co(OH)2(비교예 4), Ni(OH)2(비교예 5), Cu(OH)2(비교예 6), 염화수용액과 수산화나트륨을 공침시키는 방법에 의해 합성된 Zn(OH)2(비교예 7), 상용 Al(OH)3(비교예 8), 및 Mg(OH)2, (비교예 9)를 실시예 1에서와 동일한 방법으로 측정하였다.
상기 생성물의 측정결과를 하기 테이블 1에 나타내었다.
[실시예 13-19]
실시예 1, 3, 4, 5, 8, 9 및 11에서 얻어진 것과 동일한 합성 금속 수산화물 분말을 각각 물속에 분산시키고, 교반에 의해 충분히 분산시키고 약 70로 온도 조절하였다.
다음에 각각의 합성금속 수산화물에 대하여 올레산으로서 1-5중량%의 올레산 수용액(약 70)을 각각의 합성금속 수산화물에 첨가하고, 그리고 상기 합성금속 수산화물을 표면처리 하기 위하여 그 결과 혼합물을 충분히 교반하였다.
다음에, 합성금속 수산화물을 탈수처리하고, 물로 세척하고, 과립화한 다음 건조하였다. 이들 실시예 3-9의 각각에 있어서 100중량부의 내충격 폴리프로필렌, 0.2 중량부의 산화방지재(0.1 중량부의 Irgonox 1010 및 0.1 중량부의 Weston 의 혼합물) 및 하기 테이블 2에 나타난 조성 및 양을 갖는 합성금속 수산화물을 균질하게 혼합하고 그리고 약 230에서 쌍-스크류 압출기로 용융반죽(melt-knead)하여 합성펠릿을 제조하였다.
상기 펠릿을 진공건조기에서 120로 2시간동안 건조시키고 약 230에서 사출성형기로 사출성형하여 시험편을 제작하였다.
상기 시험편에 대한 사출 성형성, 가연성 및 기계강도에 관하여 측정하고, 그 결과를 하기 테이블 2에 나타내었다.
[비교예 10-14]
테이블 2에 나타난 합성 금속수산화물이 본 발명의 합성 금속 수산화물 대신에 사용되어 시험편이 제작된다는 점을 제외하고는 상기 실시예 12를 반복하였으며, 각 시험편에 대한 사출성형성 등을 측정하고, 그 측정결과를 하기 테이블 2에 나타내었다.
[실시예 20]
실시예 4에서 얻어진 것과 동일한 합성금속 수산화물 분말을 약 80의 뜨거운 물 속에 분산시키고, 합성금속수산화물에 대하여 3.0중량%의 스테아릴 포스페이트의 나트륨 염을 교반하면서 첨가하였다. 그리고, 결과 혼합물을 합성금속 수산화물 분말을 표면처리하면서 첨가하였다. 그리고, 결과 혼합물을 합성금속 수산화물 분말을 표면처리하기 위하여 충분히 교반시켰다. 다음에, 상기 혼합물을 탈수처리하고, 물로 세척하고 과립화 및 건조하였다. 다음에, 상기와 같이 준비된 합성금속수산화물과 카본블랙이 하기 테이블 2에 나타난 양만큼 방염제로 첨가된다는 점을 제외하고는 상기 실시예 13과 동일한 방법으로 시험편이 제작되었으며, 이들 시험편에 대한 사출성형성 등을 측정하고, 그 결과를 하기 테이블 2에 나타내었다.
[실시예 21]
상기 실시예 9에서 얻어진것과 동일한 합성 금속 수산화물 분말을 약 80의 뜨거운 물 속에 분산시키고, 합성금속 수산화물에 대하여 1.0 중량부의 라우르산을 교반하면서 첨가하였다.
그리고, 합성 금속 수산화물 분말을 표면처리 시키기 위하여 상기 결과 혼합물을 충분히 교반하였다.
다음에, 그 혼합물을 탈수처리하고, 물로세척하고, 과립화 및 건조하였다.
다음에 상기와 같이 제조된 합성금속 수산화물과 아크릴 섬유(직경 : 0.5 데니어(denier))가 하기테이블 2에 나타난 양만큼 방염제로서 첨가된다는 점을 제외하고는 상기 실시예 13과 같은 방법으로 시험편이 제작되고, 이 시험편에 대한 사출 성형 성등을 측정하고, 그 측정 결과를 하기 테이블 2에 나타내었다.
[실시예 22 및 비교예 15]
상기 실시예 10에서 얻어진 것과 동일한 합성금속 수산화물과 상용 수산 마그네슘을 각각 1중량%의 비닐-트리스(2-메톡시-에톡시)실란으로 표면처리시켰다.
하기 테이블 3에 나타난 양만큼의 결과 방염제들을 각각 극저-밀도 성형 폴리에틸렌(VLLDPE)과 혼합시켰다.
결과 조성물을 각각 200에서 쌍 스크류 압출기로 용융반죽하여 펠릿을 제조하고 이 펠릿들을 100에서 2시간동안 건조하고, 200에서 사출 성형하였다.
상기 결과 시험편들에 대하여 사출성형성 등을 측정하고, 그 측정결과를 하기 테이블 3에 나타내었다.
[실시예 23 및 비교예 16]
실시예 11에서 얻어진 것과 같은 합성금속 수산화물과 상용 수산화마그네슘을 각각 1중량%의 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란으로 표면처리 시켰다.
그 양이 하기 테이블 3에 나타나 있는 결과 방염제를 각각 나일론 6과 혼합시켰다.
그 결과 조성물을 각각 약 230에서 쌍-스크류 압출기에 의해 용융반죽하여 펠릿을 제조하고, 이 펠릿들을 진공하에서 건조한 다음, 230에서 사출성형하였다.
그 결과 시험편에 대하여 사출 성형성 등을 측정하고, 그 결과를 하기 테이블 3에 나타내었다.
[실시예 24 및 비교예 17]
실시예 11에 얻어진 것과 동일한 합성금속 수산화물과 상용 수산화마그네슘을 각각 1중량%의 이소프로필트리이소스테아로일 티탄산염으로 표면 처리시켰다.
다음에 테이블 3에 나타나 있는 양만큼 결과 방염제를 각각 다음과 같은 첨가제와 함께 100중량부의 에틸렌 프로필렌디엔 고무(EDPM)와 혼합시켰다.
첨가제
산화아연 5 중량부
촉진제 TT(테트라메틸티우람디슘술파이드) 1.5 중량부
황 0.5 중량부
스테아르산 1.0 부
상기 결과 혼합물을 각각 150에서 개방롤(open roll)에 의해 용융 반죽시켰다.
상기 용융반죽물을 각각 프레스 성형기를 사용하여 160에서 30분동안 가류처리하여 시이트를 형성하고, 이 시이트로부터 시험편을 채취하였다.
상기 시험편들에 대하여 사출성형성 등을 측정하고, 그 측정결과를 하기 테이블 3에 나타내었다.
[실시예 25 및 비교예 18]
[내산성에 대한 시험]
그 온도가 35인 30ml의 탈이온수를 50ml 비이커 내에서 마그네틱 교반기에 의해 교반시키고, 하기 테이블 4에 나타난 각각의 방염제 분말 100mg을 상기 비이커 내에 넣고, 1분 동안 균일하고 교반시켰다.
다음에 결과용액의 pH를 pH-스테트(pH-Stat)에 의해 4.0으로 유지시키고, 그리고 5.15ml의 0.1N-HCl이 없어질 때까지의 시간을 측정하였다.
그 값(시간으로 나타남)이 크면 클수록 내산성은 더욱 우수하게 된다.
[탄산수에 대한 저항성]
하기 표4에 나타난 각각의 방염제를 방염제에 대하여 3중량%의 스테아르산 나트륨으로 표면처리시키고 130중량부의 방염제를 100중량부의 고밀도 폴리에틸렌내로 혼입시켰다.
그 결과 조성물을 240에서 쌍-스크류압출기에 의해 용융반죽시키고 진공하에서 건조기시키고, 그리고 사출성형하여 13 x 37 x 3.2 mm의 크기를 갖는 시험편을 제작하였다.
상기와 같이 제작된 시험편을 500ml의 탈이온수에 침지시키고, 탈이온수의 온도를 20에서 유지시키고, CO2 개스를 500ml/min의 취입속도로 상기 탈이온수내로 취입하였다.
시험편의 외관을 5가지의 등급으로 육안측정하고 그 결과를 하기 테이블 4에 나타내었다.
탄산수에 대한 저항성의 평가등급 :
5 = 백화되지 않음, 4 = 다소 백화됨
3 = 백화됨 2 = 주로 백화됨 1= 거의 모두 백화됨
[실시예 26]
교반기를 구비한 30-리터 스테인레스 강 반응기에 10리터의 이온성간수(MgCl2= 2.9mol/l 및 CaCl2= 0.8mol/l)를 채운 다음, 0.13mol의 질산니켈을 첨가하여 용해시켰다.
결과 용액의 온도는 20로 조절하였다.
상기 용액을 화학교반기로 교반하면서 20의 온도를 갖는 2.0mol/l의 합성소석회(Ca(OH)2)[일등급 시약인 염화칼슘과 수산화나트륨 사이의 공침반응에 의해 합성된 것임]를 함유하는 13.1 리터의 소석회 용액을 2분에 걸쳐 첨가하였는데, 그 첨가량 13.1 리터는 Mg 와 Ni 의 총당량의 약 90%에 상응하는 것이다.
결과 혼합물이 반응하도록 20분동안 추가 교반하였다.
결과 반응혼합물을 정체시켜 석출물을 형성시키고 상층모액을 제거시켜 18리터의 잔류물을 얻었다.
상기 잔류물을 25-리터 오토클래이브에 넣고 160에서 3시간동안 열수 처리 하였다.
결과물의 일부를 감압하에서 여과시키고 결과 고체를 물로 세척하고, 탈수 및 건조하였다.
건조물을 미분쇄한 다음, 화학분석을 하고, BET 비표면적, 평균 제2 입자직경, X-ray 회절패턴을 측정하고, 시차 열분석(DTA)-열중량분석(TGA)을 행하였다.
상기 BET 비표면적은 N2흡착법에 의해 측정된 것이고, 평균 제2의 입자직경은 0.2% 나트륨-헥사-m-인산염수용액에서 초음파 분산처리된 샘플 분말을 마이크로트랙법에 적용시켜 측정된 것이고, DTA-TGA는 질소분위기하에서 측정된 것이다.
이들 결과에 대해서는 하기 테이블 5에 나타내었다.
[실시예 27]
이온성 간수가 0.05mol의 염화니켈을 함유하는 10리터의 이온성간수로 대체되어 건조물이 제조된 것을 제외하고는 실시예 26을 반복하였다.
상기 건조물은 Mg0.998Ni0.002(OH)2의 화학조성을 갖는다.
상기 건조물에 대하여 실시예 26에서와 같은 방법으로 BET 비표면적 등을 측정하고, 그 결과를 하기 테이블 5에 나타내었다.
[실시예 28]
이온성 간수가 0.1mol의 염화코발트를 함유하는 10리터의 이온성 간수로 대체되어 건조물이 생성되는 것을 제외하고는 상기 실시예26을 반복하였다.
상기 건조물은 Mg0.996Co0.004(OH)2의 화학 조성을 갖는다.
상기 건조물에 대하여 상기 실시예 26에서와 같은 방법으로 BET 비표면적 등을 측정하고 그 결과를 하기 테이블 5에 나타내었다.
[실시예 29]
이온성간수가 0.05mol의 염화니켈과 0.05mol의 질산아연을 함유하는 10 리터의 이온성간수로 대체되어 건조물이 생성되는 것을 제외하고는 상기 실시예 26을 반복하였다.
상기 건조생성물은 Mg0.998Ni0.002Zn0.002(OH)2의 화학조성을 갖는다.
상기 건조물에 대하여 실시예 26과 동일한 방법으로 BET 비표면적 등을 측정하고, 그 측정결과를 하기 테이블 5에 나타내었다.
[실시예 30]
0.72mol/l의 염화마그네슘 및 1.5mol/l의 염화니켈을 함유하는 10리터의 혼합수용액을 15로 온도조절하여 20-리터 실린더형 스테인레스 강 반응기 내에 넣었다.
혼합용액을 교반하면서 약 15로 온도조절된 2.5 mol/l의 합성소석회를 함유하는 80리터의 소석회용액을 약 3분에 걸쳐 첨가하였는데, 첨가량 8.0리터는 마그네슘과 Ni의 총당량의 약 90퍼센트에 상응하는 양이다.
결과혼합물이 반응하도록 20분 동안 추가교반하였다.
다음에, 결정성장촉진제로서 16mol의 염화칼슘을 결과반응액에 첨가하여 용해시키고 그 결과 혼합물을 25-리터 오토클래이브내에 넣고 180에서 3시간 동안 열수처리를 행하였다.
그 결과 반응혼합물을 감압하에서 여과하여 물로 세척하고, 그것의 일부를 취하여 건조 및 미분쇄 하였다.
그결과 미분쇄물은 Mg0.25Ni0.75(OH)2의 화학 조성을 갖는다.
비분쇄물에 대하여 실시예 26에서와 동일한 방법으로 BET 비표면적 등을 측정하고, 그 측정결과를 하기 테이블 5에 나타내었다.
[실시예 31]
10리터의 혼합수용액이 0.46mol/l의 염화마그네슘, 1.74mol/l 의 염화 니켈 및 0.02mol/l 의 질산아연을 함유하는 혼합수용액으로 대체되어 미분쇄물이 생성된다는 점을 제외하고는 상기 실시예 30을 반복하였다.
상기 미분쇄물은 Mg0.12Ni0.87Zn0.01(OH)2의 화학조성을 갖는다.
상기 미분쇄물에 대하여 실시예 26에서와 동일한 방법으로 BET 비표면적 등을 측정하고, 그 측정결과를 하기 테이블 5에 나타내었다.
[비교예 19 및 20]
상용 수산화알루미늄(비교예 19, Al(OH)3) 및 상용 수산화마스네슘(비교예 20, Mg(OH)2)에 대하여 실시예 26과 동일한 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 테이블 5에 나타내었다.
Ex=실시예 CEx=비교예
A= Mg(OH)2의 회절 패턴과 유사함
[실시예 32-37]
물로세척되고 실시예 26-31에서 얻어진 반응생성물들을 각각 물속에서 에멀젼화한 다음, 약 70로 온도조절하였다.
다음에 각 반응생성물에 대하여 올레산으로서 1.5중량%의 올레인산 나트륨 수용액(약 70)을 각각의 에멀젼에 첨가하였다.
결과혼합물을 충분히 교반시켜 반응생성물을 표면처리하였다.
표면처리된 생성물을 탈수, 수세, 과립화 및 건조하였다.
실시예 32-37의 각각에 있어서, 100중량부의 내충격 폴리프로필렌 0.2 중량부의 산화방지제(0.1 중량부의 Irgonox 1010 및 0.1 중량부의 Weston-626의 혼합물) 및 그 조성 및 양이 하기 테이블 6에 나타나 있는 합성 금속수산화물을 균질하게 혼합하고, 쌍 스크류 압출기로 약 220에서 용융반죽하여 합성 펠릿을 만들었다.
상기 펠릿들을 120에서 2시간동안 진공건조기에서 건조하고 사출성형기로 약 220에서 사출몰딩하여 시험편을 제작하였다.
상기 시험편들에 대하여 사출성형성, 가연성, 및 기계적강도를 측정하고, 그 결과를 하기테이블 6에 나타내었다.
[비교예 21 및 22]
본 발명의 합성금속 수산화물이 테이블 6에 나타난 금속수산화물로 대체되는 것을 제외하고는 실시예 32를 반복하였다. 그 결과 시험편에 대하여 실시예 32와 동일한 방법으로 측정하고 그 측경결과를 하기테이블 6에 나타내었다.
Notes : Ex=실시예 , CEx = 비교예
pp : 폴리프로필렌
양*= 수지 100중량부당
사출성형 및 성형품외관 :
A : 사출성형성 및 성형품 외관 모두 우수함
B : 사출성형이 다소 나쁘고, 성형품 외관상에 플래시패턴이 나타남
D : 거품이 너무 심해 성형 불가능
가연성 : 16 인치 두께에서 UL-94에 따라 측정된 것임
[실시예 38 및 39 및 비교예 23]
물로 세척되고 실시예 26 및 30에 의해서 얻어진 합성금속 수산화물을 각각 물속에서 에멀젼화하고, 그리고 1중량%의 이소프로필트리이소스테아로일 티탄산염을 각각의 합성금속 수산화물을 표면처리하기 위해 각각의 에멀젼에 첨가하였다.
또한, 비교예 20에 있어서 상용 수산화마그네슘을 상기와 동일한 방법으로 표면처리하였다.
다음에, 상기 테이블 3에 나타난 양만큼의 결과 방염제들을 각각 첨갖제와 함께 100중량부의 에틸렌 프로필렌 디엔고무(EPGM)와 혼합시켰다.
상기 결과 혼합물들을 각각 개방롤에 의해 150로 용융 반죽하였다.
그 결과반죽물을 각각 프레스 성형기에 의해 160의 온도에서 약 30분동안 가류처리하여 시이트를 형성하고, 이 시험편들을 이 시이트들로부터 시험편을 채취하였다.
채취된 시험편들에 대하여 사출성형성 등을 측정하고, 그 측정결과를 하기 테이블 7에 나타내었다.
Ex = 실시예,
CEx = 비교예

Claims (7)

  1. 하기식(1)의 고용체인 합성금속 수산화물(composite metal hydroxide).
    상기 식(1)에서 M2는 Mn2, Fe2, Co2, Ni2, Cu2및 Zn2로 구성된 그룹중에서 선택된 적어도 하나의 2가 금속이온이고, x는 0.001 f x f 0.9 의 범위를 갖는 것임.
  2. 활성성분으로서 제1항의 합성금속수산화물을 함유하는 수지 및/또는 고무용 방염제(flame retardant).
  3. 제2항에 있어서, 식 (1)의 합성금속수산화물이 하기 식(2)의 합성금속수산화물인 방염제.
    Mgl-X(Ni2+및/또는 Zn2+)(OH)2....(2)
    상기 식 (2)에서 x는 상기 식(1)에서 한정된 것과 동일한 것임.
  4. 제2항에 있어서, 상기 식(1)의 합성금속수산화물이 고급지방산들, 음이온성 계면활성제들, 인산에스테르들, -실란-티탄산염, 알루미늄 함유 결합제 및 다가 알코올 및 지방산들의 에스테르들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 표면처리제로 표면처리된 방염제.
  5. 제2항에 있어서, 상기 식(2)의 합성금속 수산화물이 1-20/g의 BET 비표면적 및 0.2-0.4의 평균 제2입자직경(마이크로트랙법에 의해 측정된 것임)을 갖는 방염제.
  6. 100중량부의 수지 및/또는 고무와 제1항에 제시된 20-250 중량부의 합성금속수산화물을 함유하는 방염 수지 및/또는 고무조성물(flame-retardant resin and/or rubber composition).
  7. 제6항에 있어서, 탄소분말, 적인, 아크릴섬유 및 산화니켈로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 추가로 함유하는 방염 수지 및/또는 고무조성물.
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