KR102488846B1 - Coating composition for wire cable coating - Google Patents
Coating composition for wire cable coating Download PDFInfo
- Publication number
- KR102488846B1 KR102488846B1 KR1020220057884A KR20220057884A KR102488846B1 KR 102488846 B1 KR102488846 B1 KR 102488846B1 KR 1020220057884 A KR1020220057884 A KR 1020220057884A KR 20220057884 A KR20220057884 A KR 20220057884A KR 102488846 B1 KR102488846 B1 KR 102488846B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- composition
- weight
- coating
- cable
- expanded graphite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D123/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D123/02—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C09D123/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C09D123/08—Copolymers of ethene
- C09D123/0846—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons containing other atoms than carbon or hydrogen atoms
- C09D123/0853—Vinylacetate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
- C08K3/016—Flame-proofing or flame-retarding additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
- C08K3/36—Silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
- C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/18—Fireproof paints including high temperature resistant paints
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
- C08K2003/2241—Titanium dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
- C08K2003/321—Phosphates
- C08K2003/322—Ammonium phosphate
- C08K2003/323—Ammonium polyphosphate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Insulated Conductors (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 전선케이블 피복 재료로 이용될 수 있는 도료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수성 에틸렌비닐아세테이트 수지 50~70중량%, 팽창흑연-그래핀 복합체 10~25중량%, 이산화티타늄(TiO2) 5~15중량%, 증점제 1~30중량%, 증류수 1~20중량% 및 실란-APP 1~5중량%를 포함하는 전선케이블 피복용 도료 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a paint composition that can be used as a wire cable covering material, and more specifically, 50 to 70% by weight of an aqueous ethylene vinyl acetate resin, 10 to 25% by weight of an expanded graphite-graphene composite, titanium dioxide (TiO 2 ) 5 to 15% by weight, 1 to 30% by weight of a thickener, 1 to 20% by weight of distilled water, and 1 to 5% by weight of silane-APP.
전기전자부품에 사용되는 전선케이블은 난연성, 열노화 후의 물성, 저온 특성, 내열성, 내유성, 내후성 등의 여러가지 특성을 필요로 하고 있으며, 특히 북미국가들을 중심으로 높은 수준의 난연 등급을 요구하고 있다. 국내의 경우, 연소방지설비의 화재안전기준(NFSC 506)이 있으며, 제7조(연소방지도료의 도포) 각 호에 따르면 케이블 및 전선 등에는 상기 각 호 기준을 만족하는 연소방지용도료를 도포하여야 함을 명시하고 있다. Wire cables used in electrical and electronic components require various properties such as flame retardancy, physical properties after heat aging, low temperature properties, heat resistance, oil resistance, and weather resistance, and a high level of flame retardancy is required, especially in North American countries. In Korea, there are fire safety standards (NFSC 506) for combustion prevention facilities, and according to Article 7 (Coating of anti-combustion paint), anti-combustion paint that meets the standards of each subparagraph must be applied to cables and wires. It specifies that
그러나, 상기 안전기준에도 불구하고, 기존 연소방지제는 최소 기준치에만 충족되거나 기준치 미만으로 측정되는 것들이 대부분이다. 한편, 이러한 요구 조건들을 모두 만족시키면서도 경제성을 갖춘 재료도 있으나, 대부분 PVC 또는 할로겐 난연제를 포함하는 물질들이다. PVC의 경우, 화재 시 또는 사용 후 소각 처리 과정에서 염화수소, 다이옥신 등 인체 및 자연 환경을 위협할 수 있는 유독성 가스가 발생하기 때문에, 최근 유럽, 미국, 일본 등의 선진국을 중심으로 PVC 사용에 대한 규제가 논의되고 있다. 또한, 할로겐 난연제를 포함하는 다른 수지의 경우에도 인체 및 자연 환경에 유해한 할로겐화 수소가 발생하여 사용에 제약이 많다. However, despite the above safety standards, most of the existing combustion inhibitors meet only the minimum standards or are measured below the standards. On the other hand, there are materials that are economical while satisfying all of these requirements, but most of them are materials containing PVC or halogen flame retardants. In the case of PVC, toxic gases such as hydrogen chloride and dioxin that can threaten the human body and the natural environment are generated during fire or incineration after use. is being discussed. In addition, even in the case of other resins containing halogen flame retardants, there are many restrictions on their use because hydrogen halide, which is harmful to the human body and the natural environment, is generated.
최근, 이러한 문제점을 개선할 수 있는 대체 비할로겐 전선용 피복재료로서, 폴리올레핀계 수지를 기본으로 하면서 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄 등의 금속 수산화물을 투입한 조성물이 제안되고 있다. 하지만, 이러한 조성물의 경우, 난연 성능을 발현하기 위해서 금속 수산화물을 과량 투입해야 하기 때문에 전선의 유연성이나, 신율이 저하되는 등 물성 저하가 크다는 단점이 있다. 더욱이, 분말 상의 금속 수산화물과 여러 분말상의 난연제를 비롯한 첨가제들 간에 서로 엉겨 붙는 현상이 일어나 투입하는데 어려움이 따르고 있다. Recently, as a coating material for an alternative non-halogen wire that can improve these problems, a composition based on a polyolefin resin and adding a metal hydroxide such as magnesium hydroxide or aluminum hydroxide has been proposed. However, in the case of such a composition, since an excessive amount of metal hydroxide must be added in order to express flame retardant performance, there is a disadvantage in that physical properties such as flexibility and elongation of the wire are lowered. Moreover, it is difficult to inject due to the phenomenon of sticking to each other between additives including powdered metal hydroxide and various powdery flame retardants.
또 다른 방법으로, 폴리페닐렌옥사이드를 엘라스토머 및 인계 난연제와 함께 사용하여 난연성을 부여하는 방법이 제안되고 있으나, 이는 폴리페닐렌옥사이드가 탄화층을 형성하여 고체 차단막을 이루어 열 및 산소를 차단하는 시스템이므로, 엘라스토머 단독으로는 난연 성능을 발현할 수 없다. 특히, 상기 폴리페닐렌옥사이드가 유연한 특성을 갖는 수지가 아니기 때문에 난연도 달성을 위해 폴리페닐렌옥사이드의 함량을 높이면 유연성 등의 전선 피복용 수지가 가져야 할 여러 물성들이 저하되는 문제가 유발된다.As another method, a method of imparting flame retardancy by using polyphenylene oxide together with an elastomer and a phosphorus-based flame retardant has been proposed, but this is a system in which polyphenylene oxide forms a carbonized layer to form a solid barrier film to block heat and oxygen. Therefore, the flame retardant performance cannot be expressed with the elastomer alone. In particular, since the polyphenylene oxide is not a resin having flexible properties, increasing the content of polyphenylene oxide to achieve flame retardancy causes a problem in that various physical properties that a resin for covering wires should have, such as flexibility, are deteriorated.
또한, 전선 케이블 적용하기 위하여 필수적으로 요구되는 사항은 케이블 도체의 온도 상승으로 인한 케이블 성능 저하 및 피복의 손상으로 화재 위험 및 성능 저하를 방지하는 것이다. 따라서, 케이블 도체 내에서의 열 축적의 방지 및 열을 골고루 방출 분산시켜 획기적으로 온도를 낮추어 안정성 및 효율을 확보 하여야만 한다.In addition, essential requirements for the application of wire cables are to prevent fire risk and performance degradation due to degradation of cable performance and damage to sheath due to temperature rise of cable conductors. Therefore, it is necessary to secure stability and efficiency by preventing heat accumulation in the cable conductor and evenly distributing and distributing the heat to drastically lower the temperature.
이에, 본 발명자들은 전선케이블 피복용 도료로서 인계 난연계를 대신하여 무기계 난연계를 사용하고, 접착력 및 인장강도를 증진시키기 위한 실란-APP 및 케이블 도체 내에서의 열 방출을 위해 팽창흑연-그래핀 복합체를 첨가하는 경우, 우수한 난연성, 단열성, 유연성, 내구성, 친환경성 및 안정성이 확보될 수 있다는 점을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors use an inorganic flame retardant instead of a phosphorus flame retardant as a paint for wire cable coating, and silane-APP to enhance adhesion and tensile strength and expanded graphite-graphene for heat dissipation in the cable conductor. In the case of adding a composite, it was found that excellent flame retardancy, heat insulation, flexibility, durability, eco-friendliness and stability can be secured, thereby completing the present invention.
본 발명의 목적은 전선케이블 피복용으로서 요구되는 여러 물성들, 즉 난연성은 물론, 단열성, 유연성, 내구성 등의 물성이 우수하여, 전선케이블 피복용으로 적합한 도료 조성물을 제공하는데 있다. An object of the present invention is to provide a paint composition suitable for covering electric wires and cables, which has excellent properties such as flame retardancy, heat insulation, flexibility, durability, etc. required for covering electric wires and cables.
본 발명의 다른 목적은 상기 도료 조성물을 도포함으로써, 우수한 난연 및 단열 효과와 더불어 내수성, 내후성 및 유연성을 가지며, 할로겐을 함유하지 않아 친환경적인 전선케이블을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an eco-friendly wire cable having excellent flame retardancy and heat insulation effect as well as water resistance, weather resistance and flexibility, and not containing halogen by applying the coating composition.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 구체예에 따르면, 수성 에틸렌비닐아세테이트 공중합체(Ethylene vinyl acetate copolymer) 50~70중량%; 팽창흑연-그래핀 복합체 10~25중량%; 이산화티타늄(TiO2) 5~15중량%; 암모늄 폴리포스페이트(Ammonium Polyphosphate, APP)를 코어 물질로 하고, 그 표면을 비닐트리메톡시실란(Vinyltrimethoxysilane)으로 코팅한 실란-APP 1~5중량%; 증점제 1~30중량%; 및 증류수 1~20중량%를 포함하는 전선케이블 피복용 도료 조성물이 제공된다. In order to achieve the above object, according to one embodiment of the present invention, an aqueous ethylene vinyl acetate copolymer (Ethylene vinyl acetate copolymer) 50 to 70% by weight; Expanded graphite-
본 발명의 바람직한 일 구체예에서, 상기 팽창흑연-그래핀 복합체는 입도가 50 내지 200 mesh인 층상형의 팽창흑연 및 두께가 0.1 내지 0.5 nm인 그래핀을 50:1 내지 200:1의 중량비로 혼합기에 넣고, 30분 동안 분산시켜 팽창흑연 층상의 공기층에 그래핀을 분산시켜 제조된다. 여기서, 상기 팽창흑연 입도는 80 mesh인 것이 더욱 바람직하며, 상기 그래핀의 두께는 0.3 nm인 것이 더욱 바람직하다. In a preferred embodiment of the present invention, the expanded graphite-graphene composite comprises layered expanded graphite having a particle size of 50 to 200 mesh and graphene having a thickness of 0.1 to 0.5 nm in a weight ratio of 50:1 to 200:1. It is prepared by dispersing graphene in the air layer on the expanded graphite layer by putting it in a mixer and dispersing for 30 minutes. Here, the particle size of the expanded graphite is more preferably 80 mesh, and the thickness of the graphene is more preferably 0.3 nm.
본 발명의 일 구체예에서, 본 발명의 전선케이블 피복용 도료 조성물은 티타늄 파이로포스페이트(TiP2O7) 1~5중량%를 추가로 포함한다. In one embodiment of the present invention, the coating composition for wire cable coating of the present invention is titanium pyrophosphate (TiP 2 O 7 ) It further includes 1 to 5% by weight.
본 발명의 일 구체예에서, 실란-APP는 암모늄 폴리포스페이트 100 중량부 당 비닐트리메톡시실란 0.002~0.02 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, silane-APP is preferably included in 0.002 to 0.02 parts by weight of vinyltrimethoxysilane per 100 parts by weight of ammonium polyphosphate.
본 발명의 일 구체예에서, 본 발명의 조성물에 사용되는 팽창흑연-그래핀 복합체와 이산화티타늄은 1:1 내지 2:1의 중량비로 포함되는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the expanded graphite-graphene composite and titanium dioxide used in the composition of the present invention are preferably included in a weight ratio of 1:1 to 2:1.
본 발명의 일 구체예에서, 본 발명의 조성물에 사용되는 증점제는 실리카인 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, it is preferred that the thickener used in the composition of the present invention is silica.
본 발명의 일 구체예에서, 본 발명의 조성물은 분산제, 소포제, 가소제, 안정화제, 유동화제 및 방부제로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the composition of the present invention may further include any one or more additives selected from the group consisting of a dispersing agent, an antifoaming agent, a plasticizer, a stabilizer, a fluidizing agent, and a preservative.
본 발명에 따른 전선케이블 피복용 도료 조성물은 인계 난연제를 대체하여 무기계 난연제를 첨가함으로써 할로겐과 중금속을 포함하지 않아 친환경적이고 경제적이며, 접착력 및 인장강도를 증진시키기 위한 실란-APP 및 케이블 도체 내에서의 열 방출을 위해 팽창흑연-그래핀 복합체를 첨가하여, 우수한 난연성, 단열성, 유연성, 내구성, 친환경성 및 안정성을 확보하여 전선케이블과 같이 움직임이 있는 재료에 도포하여 사용하기에 유용하다. The coating composition for electric wire and cable coating according to the present invention is eco-friendly and economical because it does not contain halogens and heavy metals by adding inorganic flame retardants instead of phosphorus-based flame retardants, and silane-APP for enhancing adhesion and tensile strength and By adding an expanded graphite-graphene composite for heat dissipation, excellent flame retardancy, insulation, flexibility, durability, eco-friendliness and stability are ensured, making it useful for application to moving materials such as electric wires and cables.
도 1은 본 발명의 제조예 1에서 제조된 실란-APP 분말의 구조를 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 제조된 도료 조성물의 난연 및 단열 특성을 평가하기 위해, 상기 조성물을 시트 위에 도포한 후 토치램프 직열 시험을 실시하는 과정을 나타낸 사진이다.
도 3a는 비교예 1에서 제조된 도료 조성물의 난연 및 단열 특성을 평가하기 위해, 상기 조성물을 케이블에 도포한 후 토치램프 직열 시험을 실시하는 과정을 나타낸 사진이다.
도 3b는 비교예 4에서 제조된 도료 조성물의 난연 및 단열 특성을 평가하기 위해, 상기 조성물을 케이블에 도포한 후 토치램프 직열 시험을 실시하는 과정을 나타낸 사진이다.
도 3c는 실시예 4에서 제조된 도료 조성물의 난연 및 단열 특성을 평가하기 위해, 상기 조성물을 케이블에 도포한 후 토치램프 직열 시험을 실시하는 과정을 나타낸 사진이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예 및 비교예에서 제조된 도료 조성물의 방열 특성을 평가하기 위해, 동판 위의 고무판에 난연도료를 도장하고 중앙에 구멍을 내어 동판의 온도를 측정하는 시험을 준비하는 사진이다.
도 4b는 동판 위의 고무판에 본 발명의 실시예 2에서 제조된 도료 조성물을 도장하고 가열한 후 동판의 온도를 측정하는 과정을 나타내는 사진이다.
도 4c는 동판 위의 고무판에 본 발명의 비교실시예 6에서 제조된 도료 조성물을 도장하고 가열한 후 동판의 온도를 측정하는 과정을 나타내는 사진이다.
도 4d는 동판 위의 고무판에 본 발명의 비교실시예 8에서 제조된 도료 조성물을 도장하고 가열한 후 동판의 온도를 측정하는 과정을 나타내는 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 조성물을 케이블에 도포한 후, 구조 및 외관을 시험한 결과이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 조성물을 경화시켜 가로 2.5 cm, 세로 5 cm 폭을 갖는 시편을 제작한 후, 상기 시편을 인장시험측정기(UTM)를 사용해 KS F 3211의 측정법으로 인장강도를 측정한 결과이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 조성물을 경화시켜 가로 2.5 cm, 세로 5 cm 폭을 갖는 시편을 제작한 후, 상기 시편을 박리시험기를 사용해 KS F 3211의 측정법으로 접착력을 측정한 결과이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 조성물의 유해물질 시험을 실시한 결과이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 및 비교예에 따라 제조된 조성물의 케이블 허용전류 저감율 특성을 평가하기 위해, 시험품을 도포한 케이블과 도포하지 않은 케이블을 연결하여 AC 60 Hz 전류를 통전시킨 후, 두 케이블 도체의 온도 비교한 결과이다.1 is a schematic diagram showing the structure of silane-APP powder prepared in Preparation Example 1 of the present invention.
Figure 2 is a photograph showing the process of conducting a torch lamp direct heat test after applying the composition on a sheet in order to evaluate the flame retardancy and heat insulation properties of the paint composition prepared in one embodiment of the present invention.
Figure 3a is a photograph showing the process of conducting a torch lamp direct heat test after applying the composition to a cable in order to evaluate the flame retardancy and heat insulation properties of the paint composition prepared in Comparative Example 1.
Figure 3b is a photograph showing the process of conducting a torch lamp direct heat test after applying the composition to a cable in order to evaluate the flame retardancy and heat insulation properties of the paint composition prepared in Comparative Example 4.
Figure 3c is a photograph showing the process of conducting a torch lamp direct heat test after applying the composition to a cable in order to evaluate the flame retardancy and heat insulation properties of the paint composition prepared in Example 4.
Figure 4a is to prepare a test for measuring the temperature of the copper plate by painting a flame retardant paint on a rubber plate on a copper plate and making a hole in the center in order to evaluate the heat dissipation characteristics of the paint composition prepared in one embodiment and comparative example of the present invention. It is a picture.
Figure 4b is a photograph showing the process of measuring the temperature of the copper plate after coating the coating composition prepared in Example 2 of the present invention on the rubber plate on the copper plate and heating it.
Figure 4c is a photograph showing the process of measuring the temperature of the copper plate after painting the coating composition prepared in Comparative Example 6 of the present invention on the rubber plate on the copper plate and heating it.
Figure 4d is a photograph showing the process of measuring the temperature of the copper plate after painting the coating composition prepared in Comparative Example 8 of the present invention on the rubber plate on the copper plate and heating it.
5 is a result of testing the structure and appearance after applying the composition prepared according to an embodiment of the present invention to a cable.
6 shows a specimen having a width of 2.5 cm and a length of 5 cm by curing the composition prepared according to an embodiment of the present invention, and then using a tensile tester (UTM) to measure the specimen according to KS F 3211 This is the result of measuring the tensile strength.
7 shows a specimen having a width of 2.5 cm and a length of 5 cm by curing the composition prepared according to an embodiment of the present invention, and then measuring the adhesive strength of the specimen by the
8 is a result of conducting a harmful substance test of a composition prepared according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is in order to evaluate the cable allowable current reduction rate characteristics of the composition prepared according to an embodiment of the present invention and a comparative example, after connecting a test article coated cable and an uncoated cable to conduct
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이때, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail to aid understanding of the present invention. At this time, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor appropriately defines the concept of terms in order to explain his/her invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be done.
본 발명은 신규한 도료 조성물을 제공하는 것으로, 난연성의 강화는 물론, 탄성 및 유연성이 있어, 전선케이블 피복용으로 사용 가능하도록 연구 완성된 것이다. The present invention provides a novel paint composition, which has been studied and completed so that it can be used for wire and cable coatings, as it has elasticity and flexibility as well as enhanced flame retardancy.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에서는, 수성 에틸렌비닐아세테이트 수지 50~70중량%, 팽창흑연-그래핀 복합체 10~25중량%, 이산화티타늄(TiO2) 5~15중량%, 증점제 1~30중량%, 증류수 1~20중량% 및 실란-APP 1~5중량%를 포함하는 전선케이블 피복용 도료 조성물을 제공한다. To this end, in one embodiment of the present invention, 50 to 70% by weight of an aqueous ethylene vinyl acetate resin, 10 to 25% by weight of an expanded graphite-graphene composite, 5 to 15% by weight of titanium dioxide (TiO 2 ), 1 to 30% by weight of a thickener A coating composition for covering wire and cable comprising 1 to 20% by weight of distilled water and 1 to 5% by weight of silane-APP is provided.
본 발명의 도료 조성물은, 전선케이블의 적용하기 위하여 필수적으로 요구되는 유연성을 충족하기 위하여, 유연성이 탁월하고 어느 정도의 난연성을 구비한 수지를 포함한다. 또한, 다양한 단열 소재 및 난연 요구 부위에 우수한 접착력을 가지고 있어 방염 및 난연 성능과 더불어 작업성이 우수한 에틸렌비닐아세테이트 수지(Ethylene vinyl acetate copolymer, EVA)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 독성이 없어 보다 친환경적인 수성 EVA 수지일 수 있다. 상기 EVA 수지는 전체 조성물에 50~70중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 만약, 상기 EVA 수지가 50중량% 미만으로 포함될 경우 조성물의 유연성이 저하될 수 있으며, 70중량%를 초과하여 포함될 경우 조성물의 강도 등과 같은 기계적 물성 및 내구성이 저하될 우려가 있다.The paint composition of the present invention includes a resin having excellent flexibility and a certain degree of flame retardancy in order to satisfy the flexibility required for the application of wire cables. In addition, it is characterized in that it contains ethylene vinyl acetate copolymer (EVA), which has excellent adhesion to various insulating materials and flame retardant required parts, and thus has excellent workability as well as flame retardant and flame retardant performance. Preferably, it may be a more environmentally friendly water-based EVA resin because it is non-toxic. The EVA resin is preferably included in 50 to 70% by weight of the total composition. If the EVA resin is included in less than 50% by weight, the flexibility of the composition may be reduced, and if included in more than 70% by weight, mechanical properties such as strength and durability of the composition may be reduced.
본 발명의 도료 조성물은, 기존의 주로 사용되는 난연제, 예컨대, 인계 난연제, 금속수화물계 난연제, 할로겐계 난연제, 브롬계 난연제, 난연조제 등을 포함하는 조성물이 갖는 한계점을 극복하기 위하여, 상기 난연제들을 대신하여 무기계 난연제를 포함함으로써, 우수한 난연성, 유연성, 내구성 및 친환경성을 확보하는 것을 특징으로 한다. 상기 무기계 난연제는 난연제의 역할뿐 아니라 보강제로서의 역할을 수행할 수 있어, 이를 포함하는 조성물의 난연성, 기계적 물성, 내마모성을 개선할 수 있다. The coating composition of the present invention, in order to overcome the limitations of conventional flame retardants, such as phosphorus-based flame retardants, metal hydrate-based flame retardants, halogen-based flame retardants, bromine-based flame retardants, and flame retardant aids, the flame retardants Instead, by including an inorganic flame retardant, it is characterized by securing excellent flame retardancy, flexibility, durability and eco-friendliness. The inorganic flame retardant can perform a role as a reinforcing agent as well as a flame retardant, and can improve flame retardancy, mechanical properties, and abrasion resistance of a composition including the inorganic flame retardant.
상기 무기계 난연제는 약 200℃ 이상의 분해온도를 가진다. 상기 무기계 난연제의 분해온도가 상기 범위일 때, 수지와의 용융 혼합 과정에서 물성이 저해되지 않을 수 있다. 구체적으로, 상기 무기 난연제는 약 200 내지 약 900℃, 더욱 구체적으로는 약 250 내지 약 350℃의 분해온도를 갖는 것이 바람직하다. 상기 무기 난연제로 예를 들면, 산화 마그네슘(magnesium oxide), 수산화 마그네슘(magnesium hydroxide), 수산화 칼슘(calcium hydroxide), 하이드로 마그네사이트(Mg5(CO3)4(OH)2, hydromagnesite), 탄산칼슘(calcium carbonate), 티탄산칼륨(potassium titanate), 규산마그네슘(magnesium silicate) 및 이들의 조합에서 선택되는 하나인 것이 일반적이다. 그러나, 기존의 무기계 난연제는 인계 난연제 또는 할로겐계 난연제에 비하여 친환경적이지만, 저난연성이라는 문제점을 가지고 있다. The inorganic flame retardant has a decomposition temperature of about 200° C. or higher. When the decomposition temperature of the inorganic flame retardant is within the above range, physical properties may not be impaired during melt mixing with the resin. Specifically, the inorganic flame retardant preferably has a decomposition temperature of about 200°C to about 900°C, more specifically about 250°C to about 350°C. Examples of the inorganic flame retardant include magnesium oxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, hydromagnesite (Mg5(CO3)4(OH)2, hydromagnesite), calcium carbonate ), potassium titanate, magnesium silicate, and a combination thereof. However, conventional inorganic flame retardants are more environmentally friendly than phosphorus-based flame retardants or halogen-based flame retardants, but have low flame retardancy.
한편, 본 발명의 도료 조성물은, 상기 무기계 난연제들 가운데 팽창흑연-그래핀 복합체와 이산화티타늄을 포함함으로써 조성물의 난연성, 유연성, 방열성 및 내구성이 확보된 조성물을 얻을 수 있다. Meanwhile, the coating composition of the present invention includes an expanded graphite-graphene composite and titanium dioxide among the inorganic flame retardants, thereby obtaining a composition having flame retardancy, flexibility, heat dissipation and durability.
상기 팽창흑연-그래핀 복합체는 독성이 없고, 가벼우며, 할로겐 성분을 함유하지 않고, 물에 불용성이며, 유독가스를 발생하지 않는 등의 장점을 가지고 있다. 또한 상기 이산화티타늄은 역시 할로겐 성분을 함유하지 않아 친환경적이며, 열을 축열해서 단열성능을 향상시키는 장점이 있다. The expanded graphite-graphene composite has advantages such as being non-toxic, light, not containing halogen components, insoluble in water, and not generating toxic gas. In addition, the titanium dioxide is also eco-friendly because it does not contain a halogen component, and has the advantage of improving insulation performance by storing heat.
본 발명의 도료 조성물은, 상기 팽창흑연-그래핀 복합체와 이산화티타늄을 포함하고 이들의 함량 및 배합비를 조절함으로써, 기존의 무기계 난연제가 가진 저난연성 문제를 개선할 수 있으며, 조성물의 유연성 및 내구성을 향상시킬 수 있다. The coating composition of the present invention includes the expanded graphite-graphene composite and titanium dioxide, and by adjusting the content and mixing ratio thereof, the low flame retardancy problem of existing inorganic flame retardants can be improved, and the flexibility and durability of the composition can be improved. can improve
본 발명의 도료 조성물은, 특히 화재로 인한 발연 차단을 위해 무기 난연제로서 팽창흑연-그래핀 복합체를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 복합체에서 팽창흑연은 200℃ 이상의 열이 닿으면 흑연이 팽창함으로써, 화염이 전선케이블 전체에 전달되지 않게 보호할 수 있다. 한편 그래핀은 흑연으로부터 얻은 조각 형태의 물질로, 뛰어난 방열 특성과 함께 경제성까지 확보 가능한 소재로서 기존의 금속 방열소재를 대체할 수 있는 소재로 여겨지고 있다. 본 발명에서는 이러한 그래핀을 상기 팽창흑연의 내부 공간층에 주입하여 분산시킴으로써, 케이블 내에서 열 축적의 방지 및 열의 방출을 도모하고자 하였다. The paint composition of the present invention is characterized in that it includes an expanded graphite-graphene composite as an inorganic flame retardant to block fumes caused by fire. In the composite, the expanded graphite expands when exposed to heat of 200° C. or higher, so that the flame can be protected from being transmitted to the entire wire cable. On the other hand, graphene is a material in the form of pieces obtained from graphite, and as a material that can secure economic feasibility as well as excellent heat dissipation properties, it is considered as a material that can replace existing metal heat dissipation materials. In the present invention, by injecting and dispersing such graphene in the internal space layer of the expanded graphite, it is intended to prevent heat accumulation and release heat in the cable.
구체적으로, 본 발명에 따른 상기 팽창흑연-그래핀 복합체는 입도가 50 내지 200 mesh인 층상형의 팽창흑연과 두께가 0.1 내지 0.5 nm인 그래핀을 50:1 내지 200:1의 중량비로 혼합기에 넣고, 30분 동안 분산시켜 팽창흑연 층에 그래핀이 분산된 팽창흑연-그래핀 복합체를 얻을 수 있다.Specifically, the expanded graphite-graphene composite according to the present invention contains layered expanded graphite having a particle size of 50 to 200 mesh and graphene having a thickness of 0.1 to 0.5 nm in a weight ratio of 50:1 to 200:1 in a mixer. and dispersed for 30 minutes to obtain an expanded graphite-graphene composite in which graphene is dispersed in an expanded graphite layer.
상기 팽창흑연은 층상의 그라파이트의 구조 특성으로 인해 층상 사이에 원자나 분자를 주입시킬 수 있는 특성을 이용하였다. 이때, 그래핀은 GNP-UC 제품으로 탄소 순도가 99% 이상의 고순도 제품으로 결정성이 우수한 제품을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이에 따라 제조된 팽창흑연-그래핀 복합체는 혼합 분산이 잘 이루어진 경우, 그래핀의 날림 현상이나 미세 입자의 탈리가 없게 된다. 보다 구체적으로 상기 팽창흑연-그래핀 복합체의 제조에 사용되는 팽창흑연 입도는 80 mesh인 것이 더욱 바람직하며, 상기 그래핀의 두께는 0.3 nm인 것이 더욱 바람직하다. The expanded graphite used the property of being able to inject atoms or molecules between layers due to the structural characteristics of layered graphite. At this time, the graphene is a GNP-UC product, and it is preferable to use a high-purity product with a carbon purity of 99% or more and excellent crystallinity, but is not limited thereto. Accordingly, when the prepared expanded graphite-graphene composite is well mixed and dispersed, there is no scattering of graphene or detachment of fine particles. More specifically, the particle size of the expanded graphite used in the preparation of the expanded graphite-graphene composite is more preferably 80 mesh, and the thickness of the graphene is more preferably 0.3 nm.
한편, 상기 팽창흑연과 그래핀의 혼합 첨가량은 50:1 내지 200:1의 중량비인 것이 바람직하다. 만약, 그래핀의 함량이 상기 범위보다 낮은 경우, 열의 방출 효율이 떨어져 그 효과가 미미하며, 그래핀의 함량이 상기 범위보다 높은 경우, 케이블 내 전기전도도가 과도하게 높아져 전기 스파크를 발생시킬 수 있다. 따라서, 상기 팽창흑연과 그래핀을 50:1 내지 200:1의 중량비로 혼합함으로써, 케이블 내 온도를 적절히 낮추는 고방열 효과와 더불어 이로 인한 피복 안전성을 도모할 수 있다. Meanwhile, the weight ratio of the expanded graphite and graphene is preferably 50:1 to 200:1. If the content of graphene is lower than the above range, the heat dissipation efficiency is reduced and the effect is insignificant, and if the content of graphene is higher than the above range, the electrical conductivity in the cable is excessively increased, causing an electric spark. . Therefore, by mixing the expanded graphite and graphene at a weight ratio of 50:1 to 200:1, it is possible to achieve a high heat dissipation effect that appropriately lowers the temperature in the cable and the resulting safety of the coating.
한편, 상기 팽창흑연-그래핀 복합체는 전체 조성물의 중량을 기준으로 10~25중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 만약, 상기 복합체가 10중량% 미만으로 포함될 경우 화염 전파 방지 효과가 떨어질 수 있으며, 25중량%를 초과하여 포함될 경우 필요 이상으로 배합되어 오히려 조성물의 유연성 및 접착력을 저하시킬 수 있다. On the other hand, the expanded graphite-graphene composite is preferably included in 10 to 25% by weight based on the weight of the total composition. If the composite is included in less than 10% by weight, the flame propagation prevention effect may be reduced, and if included in more than 25% by weight, it may be mixed more than necessary and rather reduce the flexibility and adhesiveness of the composition.
본 발명의 도료 조성물은, 상기 EVA 수지의 난연성, 유연성 및 내구성을 향상시키기 위해 무기 난연제로서 이산화티타늄(TiO2)을 포함하는 것을 특징으로 한다. TiO2는 피복 방향으로 확산된 열을 차단하는 단열성 및 난연성을 향상시켜 피복의 손상을 현저히 줄여준다. 여기서, 이산화티타늄은 전체 조성물의 중량을 기준으로 5~15중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 만약 이산화티타늄이 5중량% 미만으로 포함될 경우 내연소성이 저하될 수 있고, 15중량%를 초과하여 포함될 경우 신장율, 인열강도 및 유연성을 저하시키는 문제를 야기할 수 있다. The coating composition of the present invention is characterized by including titanium dioxide (TiO 2 ) as an inorganic flame retardant to improve flame retardancy, flexibility and durability of the EVA resin. TiO 2 significantly reduces damage to the coating by improving insulation and flame retardancy to block heat diffused in the direction of the coating. Here, titanium dioxide is preferably included in 5 to 15% by weight based on the weight of the total composition. If titanium dioxide is included in less than 5% by weight, combustion resistance may be lowered, and if included in more than 15% by weight, elongation, tear strength and flexibility may be reduced.
본 발명의 도료 조성물은, 조성물의 접착력 및 인장강도를 향상시키기 위해 실란-APP를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서 실란-APP란, 암모늄 폴리포스페이트를 코어 물질로 하고, 그 표면을 비닐트리메톡시실란으로 코팅하여 제조한 분말을 의미한다. The coating composition of the present invention is characterized in that it contains silane-APP to improve the adhesive strength and tensile strength of the composition. Here, silane-APP means a powder prepared by using ammonium polyphosphate as a core material and coating the surface with vinyltrimethoxysilane.
원료로 사용되는 상기 APP는 인-질소 난연제로서, 열 분해에 의해 인산과 폴리인산을 생성한다. 이때, 생성된 인산과 폴리인산은 에스테르화 및 탄소화 반응에 의해 탄화층(char)을 형성함으로써 난연 효과를 발휘한다. 상기 APP의 코팅재로 사용되는 비닐트리메톡시실란은 반응성 메톡시기를 가진 비닐 작용성 실란이다. 주로 도료, 실란트 및 플라스틱 화합물 내에서 가교제 및 접착 촉진제로 사용되곤 한다. 이들에 따라 제조된 실란-APP는 파우더 형태를 띠고 있으며, 무독성, 무취의 제품이라 용기용액에서는 용해되지 않으며, 수분용해도는 0.25 이하로서 뛰어난 방수력을 지니고 있다.The APP used as a raw material is a phosphorus-nitrogen flame retardant, and generates phosphoric acid and polyphosphoric acid by thermal decomposition. At this time, the produced phosphoric acid and polyphosphoric acid exhibit a flame retardant effect by forming a carbonized layer (char) through esterification and carbonization. Vinyltrimethoxysilane used as a coating material for the APP is a vinyl functional silane having a reactive methoxy group. It is mainly used as a crosslinking agent and adhesion promoter in paints, sealants and plastic compounds. The silane-APP prepared according to them is in the form of a powder, is non-toxic and odorless, does not dissolve in container solutions, and has a water solubility of 0.25 or less and has excellent waterproofing power.
이러한 실란-APP의 구체적인 구조를 도 1에 도시하였다. 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 이러한 형태의 실란-APP는 외부에 위치해 있는 비닐트리메톡시실란이 열에 의해 먼저 용해되는데, 이 성분이 조성물 내 유기질 성분과 무기질 성분을 결합시킴으로써, 발포 보호막의 입자들이 뭉쳐져 인장강도와 접착력을 향상시키는 작용을 한다. 즉, 열과 만나 향상된 인장강도와 접착력은 도료가 도포된 피막의 비산 및 탈리를 방지시켜 결과적으로 도료의 난연성 및 단열성을 크게 향상시키는데 기여한다.The specific structure of this silane-APP is shown in FIG. As can be seen in FIG. 1, in this type of silane-APP, vinyltrimethoxysilane located on the outside is first dissolved by heat, and this component binds the organic and inorganic components in the composition, thereby forming the particles of the foamed protective film. They work together to improve tensile strength and adhesion. That is, the improved tensile strength and adhesive strength in contact with heat prevent scattering and detachment of the coating film applied with the paint, and as a result, contribute to greatly improving the flame retardancy and heat insulating properties of the paint.
뿐만 아니라, 상기 실란-APP는 팽창 효율이 높으며, 조성물의 내열성과 방수성을 향상시키고, 수지의 분산성과 혼용성 및 침전 방지를 향상시키는 작용도 하게 된다. 한편, 상기 실란-APP 표면의 비닐트리메톡시실란이 열에 의해 분해되고 나면, 실란-APP 내부에 존재하던 APP는 그대로 남아 난연제로서 작용한다. In addition, the silane-APP has high expansion efficiency, improves the heat resistance and waterproofness of the composition, and also acts to improve the dispersibility, miscibility and precipitation prevention of the resin. Meanwhile, after the vinyltrimethoxysilane on the surface of the silane-APP is decomposed by heat, the APP existing inside the silane-APP remains and acts as a flame retardant.
이때, 상기 실란-APP는 실란-APP는 암모늄 폴리포스페이트 100 중량부 당 비닐트리메톡시실란 0.002~0.02 중량부를 배합하여 제조될 수 있다. 만약, 상기 비닐트리메톡시실란이 0.002 중량부 미만으로 포함하게 되면, 접착력 및 인장강도의 향상 효과가 미미하여 화염이 발생하였을 때, 도료 피막의 비산 및 탈리를 방지하는 효과가 거의 나타나지 않으며, 0.02 중량부를 초과하여 배합하게 되면 오히려 작업성을 저하시킬 수 있다. In this case, the silane-APP may be prepared by blending 0.002 to 0.02 parts by weight of vinyltrimethoxysilane per 100 parts by weight of ammonium polyphosphate. If the vinyltrimethoxysilane is included in an amount of less than 0.002 parts by weight, the effect of improving adhesion and tensile strength is insignificant, and when a flame occurs, the effect of preventing scattering and detachment of the paint film is hardly shown, and 0.02 weight Mixing in excess of parts may rather deteriorate workability.
한편, 본 발명의 도료 조성물은, 조성물의 내화 특성을 더욱 향상시키기 위하여 티타늄 파이로포스페이트(TiP2O7) 1~5중량%를 추가로 포함할 수 있다. 상기 TiP2O7는 TiO2를 실란-APP 및 오산화인(P2O5)과 반응시켜 제조한 것으로, 화염 침식에 잘 견디고, 생성된 발포 차르층을 보호하는 작용을 한다. 더불어, 조성물의 건조성을 향상시켜 작업성을 용이하게 한다. 이에 따라, 상기 TiP2O7 본 발명의 조성물에 1~5중량%로 포함되어 발연 농도를 저하시킴으로써 내화 특성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 작업성에도 영향을 미칠 수 있다. On the other hand, the coating composition of the present invention, in order to further improve the fire resistance of the composition, titanium pyrophosphate (TiP 2 O 7 ) It may further include 1 to 5% by weight. The TiP 2 O 7 is prepared by reacting TiO 2 with silane-APP and phosphorus pentoxide (P 2 O 5 ), and serves to withstand flame erosion and protect the resulting foamed char layer. In addition, the dryness of the composition is improved to facilitate workability. Accordingly, TiP 2 O 7 is included in the composition of the present invention in an amount of 1 to 5% by weight to reduce smoke concentration, thereby improving fire resistance and affecting workability.
본 발명의 도료 조성물은, 상기 팽창흑연-그래핀 복합체와 이산화티타늄을 1:1 내지 2:1의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기의 범위를 만족할 때, 전선케이블에 피복하기에 가장 적합한 난연성, 유연성 및 내구성을 확보할 수 있다. The coating composition of the present invention is characterized by including the expanded graphite-graphene composite and titanium dioxide in a weight ratio of 1:1 to 2:1. When the above ranges are satisfied, it is possible to secure flame retardancy, flexibility, and durability that are most suitable for coating wire cables.
본 발명의 도료 조성물은, 상기 수지에 점성을 부여하기 위하여, 증점제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 증점제의 종류로는 잔탄 등과 같은 폴리사카라이드계 증점제, 카르복시메틸셀룰로오즈 등과 같은 셀룰로오즈계 증점제, 아크릴레이트 증점제, 폴리에테르변성폴리우레탄 증점제, 벤토나이트 등과 같은 벤톤계 증점제, 티타네이트, 지르코네이트와 같은 금속 오르가닐계 증점제, 유기점토계, 실리카, 왁스 등일 수 있으나, 증점 시 발생하는 난연성 저하를 최소화하기 위하여 실리카를 사용하는 것이 바람직하다. The coating composition of the present invention is characterized in that it further comprises a thickener in order to impart viscosity to the resin. Examples of the thickener include polysaccharide-based thickeners such as xanthan, cellulose-based thickeners such as carboxymethylcellulose, acrylate thickeners, polyether-modified polyurethane thickeners, bentone-based thickeners such as bentonite, titanate, and zirconate. It may be a metal organyl-based thickener, an organic clay-based thickener, silica, wax, etc., but it is preferable to use silica in order to minimize the decrease in flame retardancy occurring during thickening.
본 발명에 따른 조성물은, 난연성, 유연성, 내구성 및 친환경성 등 상기 특성들을 해치지 않는 범위 내에서 필요에 따라 분산제, 소포제, 가소제, 안정화제, 유동화제 및 방부제로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다. The composition according to the present invention, if necessary within the range that does not impair the above properties such as flame retardancy, flexibility, durability and eco-friendliness, any one or more selected from the group consisting of a dispersing agent, an antifoaming agent, a plasticizer, a stabilizer, a fluidizing agent and a preservative It is characterized in that it further comprises an additive.
이에 따라 제조된 본 발명에 따른 조성물은 난연성, 유연성 및 친환경성이 우수하므로, 전선케이블 피복용 재료로 적용하기에 적합하다. The composition according to the present invention thus prepared is excellent in flame retardancy, flexibility and eco-friendliness, so it is suitable for application as a material for covering electric wires and cables.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하지만, 이는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following examples, but these are merely illustrative of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
제조예 1. 팽창흑연-그래핀 복합체의 제조Preparation Example 1. Preparation of expanded graphite-graphene composite
입도가 80 Mesh인 팽창흑연과 두께가 0.3nm(나노미터)인 고순도의 그래핀을 50:1의 중량비로 혼합기에 각각 주입하고, 30분간 분산시켜 층상의 팽창흑연에 그래핀이 분산된 팽창흑연-그래핀 복합체를 제조하였다.Expanded graphite with a particle size of 80 mesh and high-purity graphene with a thickness of 0.3 nm (nanometers) were injected into a mixer at a weight ratio of 50:1, respectively, and dispersed for 30 minutes to expand graphite in which graphene was dispersed in layered expanded graphite. - A graphene composite was prepared.
제조예 2. 실란-APP의 제조Preparation Example 2. Preparation of silane-APP
암모늄 폴리포스페이트 100 중량부 당 비닐트리메톡시실란 0.002~0.02 중량부를 사용하여 암모늄 폴리포스페이트 표면을 비닐트리메톡시실란으로 코팅한 분말 형태의 실란-APP를 제조하였다. 제조된 실란-APP의 구조를 도 1에 도시하였다. Silane-APP in powder form was prepared by coating the surface of ammonium polyphosphate with vinyltrimethoxysilane using 0.002 to 0.02 parts by weight of vinyltrimethoxysilane per 100 parts by weight of ammonium polyphosphate. The structure of the prepared silane-APP is shown in FIG. 1 .
제조예 3. 티타늄 파이로포스페이트(TiPPreparation Example 3. Titanium pyrophosphate (TiP 22 OO 77 )의 제조) manufacture of
22.55 중량%의 TiO2에 29.5 중량%의 실란-APP 및 33.96중량%의 P2O5를 주입하여 반응 혼합물을 제조하였다. 상기 혼합물을 200 내지 230 ℃에서 20분 동안 가열하여 반응시킨 후, 상온으로 냉각시켰다. 그리고, 여기에 NH4OH 13.99중량%를 주입하여 pH를 7로 조정함으로써, TiP2O7을 제조하였다. A reaction mixture was prepared by injecting 22.55 wt% TiO 2 with 29.5 wt% silane-APP and 33.96 wt% P 2 O 5 . The mixture was reacted by heating at 200 to 230 °C for 20 minutes, and then cooled to room temperature. Then, TiP 2 O 7 was prepared by injecting 13.99% by weight of NH 4 OH to adjust the pH to 7.
실시예 1 내지 5. 도료 조성물의 제조 Examples 1 to 5. Preparation of paint composition
하기 표 1에 나타낸 함량으로, 수성 EVA 수지와 이산화티타늄을 고속 교반기에서 넣고, 30분 동안 교반하여 균일하게 혼합하였다. 이어, 상기 교반된 혼합물에 팽창흑연-그래핀 복합체를 투입하고 고속 교반기에서 혼합하였다. 마지막으로, 실리카와 증류수 및 실란-APP를 투입하고, 고점도용 고속 교반기에서 30분 이상 교반하여, 본 발명에 따른 도료 조성물을 제조하였다. In the contents shown in Table 1 below, the aqueous EVA resin and titanium dioxide were put in a high-speed stirrer, and stirred for 30 minutes to uniformly mix. Subsequently, the expanded graphite-graphene composite was added to the stirred mixture and mixed in a high-speed stirrer. Finally, silica, distilled water, and silane-APP were added, and stirred for 30 minutes or more in a high-speed stirrer for high viscosity, to prepare a coating composition according to the present invention.
(중량%)ingredient
(weight%)
비교예 1 내지 5Comparative Examples 1 to 5
비교예로서 실란-APP를 첨가하지 않은 경우와, 실란-APP 대신 실란-APP의 원료인 APP 및 비닐트리메톡시실란 각 물질을 첨가한 경우를, 하기 표 2에 나타낸 함량으로 배합하여 실시예 1 내지 5의 도료 조성물을 제조하였다. As a comparative example, the case where silane-APP was not added and the case where APP and vinyltrimethoxysilane, which are raw materials for silane-APP, were added instead of silane-APP, were mixed in the contents shown in Table 2 below to obtain Example 1 The coating compositions of 5 to 5 were prepared.
비교예 6 내지 8Comparative Examples 6 to 8
비교예로서 팽창흑연-그래핀 복합체를 대신하여 팽창흑연과 그래핀 각각을 첨가한 경우와 팽창흑연만을 첨가한 경우를, 하기 표 2에 나타낸 함량으로 배합하여 비교예 6 내지 8의 도료 조성물을 제조하였다. As a comparative example, coating compositions of Comparative Examples 6 to 8 were prepared by mixing expanded graphite and graphene in place of the expanded graphite-graphene composite and expanded graphite alone in the contents shown in Table 2 below. did
(중량%)ingredient
(weight%)
실험예 1 내지 5. 한국전력표준규격 ES-8030-0001에 따른 특성 평가 Experimental Examples 1 to 5. Characteristic evaluation according to Korea Electric Power Standard ES-8030-0001
상기 실시예에 따라 제조된 조성물이 전선케이블 피복용(케이블 연소방지재)으로 적용 가능한지 적합성 여부를 평가하기 위하여, 한국전기연구원(KERI)에서 한국전력표준규격 ES-8030-0001에 따라 시험하고, 시험성적서로 얻은 결과를 하기 실험예 1 내지 5에 기술하였다. In order to evaluate whether the composition prepared according to the above embodiment can be applied as a wire cable coating (cable burn prevention material), the Korea Electric Research Institute (KERI) tested it according to ES-8030-0001, The results obtained with the test report were described in Experimental Examples 1 to 5 below.
적용규격 ES-8030-0001의 구체적인 시험 항목은 하기 표 3에 나열하였다. Specific test items of the application standard ES-8030-0001 are listed in Table 3 below.
표 3의 항목들을 시험하기 위하여, 상기 실시예 1에서 제조된 조성물을 케이블에 도포하여 준비하였다.In order to test the items of Table 3, the composition prepared in Example 1 was prepared by applying it to a cable.
1. 구조 및 외관1. Structure and Appearance
* 시험조건* Exam conditions
- 석면분석 : 편관현미경을 이용한 석면분석법- Asbestos analysis: Asbestos analysis method using a one-tube microscope
- 적용 케이블 : 22.9 kV CNCV-W 325 mm2 대신전선㈜ (제조연월: 2019-02)- Applicable cable: 22.9 kV CNCV-W 325 mm 2 Daishin Electric Wire Co., Ltd. (Manufacturing date: 2019-02)
- 도포방법 : 붓칠- Application method: Brush
* 시험결과 : 도 5* Test result: Figure 5
2. 수직불꽃시험2. Vertical flame test
* 시험조건* Exam conditions
- 시험방법 : IEC 60332-3-24:2009- Test method: IEC 60332-3-24:2009
- 사용 케이블 수 : 2 ea- Number of cables used: 2 ea
- 케이블 설치방법 : Spaced- Cable installation method: Spaced
- 케이블 적층 수 : 1 layer- Number of cable layers: 1 layer
- 점화원 : 리본가스버너- Ignition source: ribbon gas burner
- 화염 인가시간 : 20 min- Flame application time: 20 min
- 버너(burner) 수 : 1 ea- Number of burners: 1 ea
* 시험기준* Test standard
- 자기소화성: 연소한 후 화염을 제거하였을 때 자기소화성을 나타낼 것- Self-extinguishing: Must show self-extinguishing when the flame is removed after burning
- 전소: 전소되지 않을 것- Burned down: Will not burn down
* 시험결과 : 표 4 * Test results: Table 4
3. 산소지수시험3. Oxygen index test
* 시험조건* Exam conditions
- 시험방법 : KSMISO4589-2:1996- Test method: KSMISO4589-2:1996
- 시험편 형상 : IV형 (길이: 150mm, 나비: 6.5mm, 두께: 2.0mm)- Test piece shape: IV type (length: 150mm, width: 6.5mm, thickness: 2.0mm)
- 시험편 전처리 조건 : (23±2) ℃, (50±50) % R.H에서 88 h- Specimen pre-treatment conditions: 88 h at (23±2) ℃, (50±50) % R.H
- 시험편 점화 : 방법 A- 상부면 점화- Specimen Ignition: Method A- Ignition of the top surface
- 산소지수 결정법 : 딕슨의 상승 및 하강법 4- Oxygen index determination method: Dixon's ascending and descending
* 시험기준* Test standard
- 산소지수가 30 이상일 것- The oxygen index must be over 30
* 시험결과 : 50.9* Test result: 50.9
4. 저염소시험(할로겐화수소)4. Low chlorine test (hydrogen halide)
* 시험조건* Exam conditions
- 시험방법 : ES-6145-0018:2003-09-30, 5.2.5(3)항- Test method: ES-6145-0018:2003-09-30, Section 5.2.5(3)
- 시험편 전처리 조건 : (23±2) ℃, (50±5) % R.H에서 16 h 이상- Specimen pre-treatment conditions: (23±2) ℃, (50±5) % R.H at least 16 h
- 등가 승온속도 : (800±10) ℃, 40 min- Equivalent heating rate: (800±10) ℃, 40 min
- 유지온도 및 시간 : (800±10) ℃, 20 min- Maintaining temperature and time: (800±10) ℃, 20 min
*시험기준*Test standard
- 할로겐화수소(불화수소 제외)가 350 mg/g 이하일 것- Hydrogen halide (excluding hydrogen fluoride) should be less than 350 mg/g
*시험결과 : 0.0 mg/g*Test result: 0.0 mg/g
5. 발연농도시험5. Smoke concentration test
* 시험조건* Exam conditions
- 시험방법 : ASTM E 662:2013, NIST/F-mode법- Test method: ASTM E 662:2013, NIST/F-mode method
*시험기준*Test standard
- 발연농도 400 이하- Smoke concentration less than 400
* 시험결과 : 표 5* Test results: Table 5
이상에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서 제조된 도료 조성물은 케이블의 연소방지재로서 한국전력표준규격 ES-8030-0001에서 요구하는 특성들을 모두 만족함에 따라, 케이블 피복 용도로 적합함을 확인할 수 있다. As can be seen from the above, the coating composition prepared in one embodiment of the present invention is a cable combustion prevention material required by Korea Electric Power Standards ES-8030-0001 As all of the characteristics are satisfied, it can be confirmed that it is suitable for cable sheathing.
실험예 6. 난연성 및 단열성 평가Experimental Example 6. Evaluation of flame retardancy and thermal insulation
상기 일 실시예에 따라 제조된 조성물의 난연 및 단열 특성을 평가하기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이 토치램프 직열 시험을 실시하였다. In order to evaluate the flame retardancy and heat insulation properties of the composition prepared according to one embodiment, a torch lamp direct heat test was conducted as shown in FIG. 2 .
실험은 난연 도료 조성물을 두께 1.0mm로 도포한 시트에 토치램프로 표면을 직열하였으며, 직열하는 중에 적외선 온도계로 후면의 온도를 측정하여 평가하였다.In the experiment, the surface was directly heated with a torch lamp on a sheet coated with a flame retardant paint composition to a thickness of 1.0 mm, and the temperature of the rear surface was measured and evaluated with an infrared thermometer during direct heating.
그 결과, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1의 조성물이 도포된 시트는 토치 직열에도 불구하고 화염을 발생시키지 않았으며, 2분 18초 동안 직열하는 중에 불꽃이 접촉한 시트의 후면 온도는 204 ℃로 측정되었다. As a result, as can be seen in Figure 2, the sheet coated with the composition of Example 1 according to the present invention did not generate a flame despite the direct heating of the torch, and the flame during direct heating for 2 minutes and 18 seconds The temperature of the back side of the contacted sheet was measured at 204 °C.
이와 같은 결과는, 팽창 흑연이 부풀어 올라 최적의 발포 보호막을 형성함으로써, 불꽃과 열이 후면으로 확산하는 것을 방지 가능함을 보여준다. 즉, 본 발명에 따른 조성물은 단열성이 아주 우수함을 확인할 수 있다.These results show that diffusion of flame and heat to the rear surface can be prevented by swelling the expanded graphite to form an optimal foam protective film. That is, it can be confirmed that the composition according to the present invention has excellent heat insulation properties.
실험예 7. 인장강도 및 접착력 평가Experimental Example 7. Evaluation of tensile strength and adhesion
상기 일 실시예에 따라 제조된 조성물을 경화시켜 가로 2.5 cm, 세로 5 cm 폭을 갖는 시편을 제작하였다. 상기 시편을 인장시험측정기(UTM) 및 박리시험기를 사용해 KS F 3211의 측정법으로 인장강도 및 접착력을 측정하고, 그 결과를 하기 도 6 및 도 7에 나타내었다. A specimen having a width of 2.5 cm in width and 5 cm in length was prepared by curing the composition prepared according to the above example. Tensile strength and adhesive strength of the specimen were measured by the
도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 인장강도는 시중에 출시된 무발포 난연 도료에 비해 약 340% 향상된 결과를 보였으며, 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 접착력 역시 시중에 출시된 무발포 난연도료에 비해 약 120% 향상된 결과를 보였다. As can be seen in Figure 6, the tensile strength was improved by about 340% compared to commercially available non-foaming flame retardant paints, and as can be seen in Figure 7, the adhesive strength was also commercially available non-foaming flame retardant paints. showed an improvement of about 120% compared to
실험예 8. 유해물질 시험Experimental Example 8. Harmful substance test
상기 일 실시예에 따라 제조된 조성물의 유해물질 시험을 실시하고, 그 결과를 하기 도 8에 나타내었다. A harmful substance test was performed on the composition prepared according to the above example, and the results are shown in FIG. 8 below.
도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 유해물질이 불검출되거나, 기준보다 현저히 낮은 수치로 검출되어 환경부 허용 기준을 만족하는 것을 확인할 수 있다. As can be seen in Figure 8, it can be confirmed that the harmful substances are not detected or detected at a significantly lower level than the standard, thereby satisfying the Ministry of Environment's acceptance criteria.
실험예 9. 난연성 및 단열성 평가Experimental Example 9. Evaluation of flame retardancy and insulation
상기 일 실시예에 및 비교예에 따라 제조된 조성물의 난연 및 단열 특성을 평가하기 위해, 케이블 피복 위에 1 mm 이상의 두께로 도포한 후, 도 3에 도시된 바와 같이 토치램프 직열 시험을 실시하였다. In order to evaluate the flame retardancy and heat insulation properties of the compositions prepared according to the above examples and comparative examples, a torch lamp direct heat test was conducted as shown in FIG. 3 after applying the composition to a thickness of 1 mm or more on the cable sheath.
그 결과, 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예 4의 조성물을 도포한 케이블의 경우, 토치 불꽃에 접촉하였을 때, 비교예 1 및 4의 조성물을 도포한 경우에 비하여, 도료 피막의 비산 및 탈리 현상이 관찰되지 않으며, 화염이 확산되지 않고 그 자리에 머무는 것을 볼 수 있다.As a result, as shown in FIG. 3, in the case of the cable coated with the composition of Example 4 of the present invention, when contacted with a torch flame, compared to the case where the composition of Comparative Examples 1 and 4 was applied, the coating film was scattered. And no detachment phenomenon is observed, and it can be seen that the flame stays in place without spreading.
이러한 이유는 상기 일 실시예의 조성물은 열에 접촉하였을 때, 발포층과 발포층을 보호 및 유지하기 위한 보호막이 형성되고, 도료의 피막을 형성하고 있는 비닐트리메톡시실란이 열에 의해 먼저 녹아 나오게 되는데, 이 성분이 조성물 내 유기질 성분과 무기질 성분을 결합시킴으로써, 발포 보호막의 입자들이 뭉쳐져 인장강도와 접착력을 보다 향상시키게 된다. 이처럼 향상된 인장강도 및 접착력에 의하여 피막의 비산 및 탈리가 방지되며, 화염의 확산을 막는 것으로 볼 수 있다. For this reason, when the composition of one embodiment is in contact with heat, a foam layer and a protective film for protecting and maintaining the foam layer are formed, and vinyltrimethoxysilane forming the coating of the paint is first melted by heat, When this component combines organic and inorganic components in the composition, the particles of the foamed protective film are aggregated to further improve tensile strength and adhesive strength. Such improved tensile strength and adhesion prevent scattering and detachment of the film, and can be seen as preventing the spread of flame.
반면, 비교예 1의 조성물을 도포한 케이블의 경우, 열에 접촉하였을 때 팽창흑연-그래핀 복합체가 계속적으로 발포하여 발포층을 형성하지만, 실란-APP를 포함하고 있지 않으므로 접착력 및 인장강도에 한계가 있다. 이 경우에는 토치램프의 불꽃 압력에 의해 도료 피막이 비산 및 탈리되어 분화구처럼 파이게 되고, 화염이 전달되어 결과적으로 케이블의 난연성 및 단열성의 저하를 유발하게 된다. On the other hand, in the case of the cable coated with the composition of Comparative Example 1, when contacted with heat, the expanded graphite-graphene composite continuously foams to form a foam layer, but since it does not contain silane-APP, there are limitations in adhesive strength and tensile strength. there is. In this case, the paint film is scattered and detached by the flame pressure of the torch lamp, and is dug like a crater, and the flame is transmitted, resulting in deterioration of flame retardancy and insulation properties of the cable.
또한, 비교예 4의 조성물을 도포한 케이블의 경우, 실란-APP 대신 APP, 비닐트리메톡시실란, 그리고 실란을 각각 첨가한 것으로, 비닐트리메톡시실란과 실란의 일부 영향으로 피막의 파손 정도가 비교예 1 대비 약간 감소한 것으로 보여지긴 하나, 여전히 비산 및 탈리 현상이 관찰되며, 화염이 일부 확산된 것을 볼 수 있다. In addition, in the case of the cable coated with the composition of Comparative Example 4, APP, vinyltrimethoxysilane, and silane were added instead of silane-APP, respectively, and the degree of damage to the coating was reduced due to the partial influence of vinyltrimethoxysilane and silane. Although it is seen to be slightly reduced compared to Comparative Example 1, scattering and detachment phenomena are still observed, and it can be seen that some of the flames have spread.
따라서, 실란-APP 대신 APP와 비닐트리메톡시실란을 각각 첨가한 비교예 4의 조성물보다, 본 발명의 제조예와 같이, APP를 비닐트리메톡시실란으로 코팅한 실란-APP를 첨가한 실시예 1 내지 5의 조성물이 난연 및 단열 특성 면에서 현저히 우수한 것을 확인할 수 있다.Therefore, rather than the composition of Comparative Example 4 in which APP and vinyltrimethoxysilane were added instead of silane-APP, silane-APP in which APP was coated with vinyltrimethoxysilane was added, as in the preparation example of the present invention. It can be seen that the compositions of 1 to 5 are remarkably excellent in terms of flame retardancy and heat insulation properties.
실험예 10. 방열성 평가Experimental Example 10. Heat dissipation evaluation
상기 일 실시예에 및 비교예에 따라 제조된 조성물의 방열 특성을 평가하기 위해, 동판 위 고무판에 본 발명에 따라 제조된 조성물을 도장하고, 중앙에 구멍을 만들어 도 4에 도시된 바와 같이, 동판의 온도를 측정하는 시험을 실시하였다. In order to evaluate the heat dissipation characteristics of the compositions prepared according to the above examples and comparative examples, the rubber plate on the copper plate was coated with the composition prepared according to the present invention, and a hole was made in the center, as shown in FIG. 4, the copper plate A test was conducted to measure the temperature of
그 결과, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 팽창흑연-그래핀 복합체를 포함하는 조성물인 도 4의 (b)의 경우, 열화상 온도가 최고 77.3℃로 상대적으로 낮았고, 전체 열분포도도 낮은 것으로 관찰되었다. 이는 팽창흑연의 공기층에 갇힌 열이 분산된 그래핀을 통해 밖으로 빠르게 발산시킴으로써, 방열 효과가 나타난 것으로 판단된다. As a result, as can be seen in FIG. 4, in the case of (b) of FIG. 4, which is a composition including an expanded graphite-graphene composite, the thermal image temperature was relatively low at a maximum of 77.3 ° C, and the overall thermal distribution was also low. Observed. It is judged that the heat dissipation effect was shown by rapidly dissipating the heat trapped in the air layer of the expanded graphite to the outside through the dispersed graphene.
반면, 팽창흑연과 그래핀을 각각 첨가하여 제조한 조성물인 도 4의 (c)의 경우, 열화상 온도가 최고 82.8℃로 방열효과가 상대적으로 높았으며, 전체 열분포도도 상대적으로 높게 관찰되었다. On the other hand, in the case of (c) of FIG. 4, which is a composition prepared by adding expanded graphite and graphene, respectively, the thermal imaging temperature was relatively high with a maximum thermal imaging temperature of 82.8 ° C., and the overall thermal distribution was also relatively high.
또한, 그래핀을 첨가하지 않고, 팽창흑연만을 첨가하여 제조한 조성물인 도 4의 (d)의 경우, 열화상 온도가 최고 86℃로 가장 높게 관찰되었다. In addition, in the case of (d) of FIG. 4, which is a composition prepared by adding only expanded graphite without adding graphene, the highest thermal imaging temperature was observed at 86 °C.
이를 통해, 그래핀을 첨가하는 것 자체로서, 방열 효과가 일부 있을 수 있지만 그 효과가 매우 미미한 정도였으며, 전체 열분포도에 거의 영향을 미치지 않는 것을 볼 수 있다. 따라서, 본 발명에 따라 제조된 팽창흑연-그래핀 복합체를 첨가한 조성물의 경우, 방열효과 면에서 더욱 우수한 것을 확인할 수 있다.Through this, it can be seen that the addition of graphene itself may have some heat dissipation effect, but the effect is very insignificant and has little effect on the overall thermal distribution. Therefore, in the case of the composition to which the expanded graphite-graphene composite prepared according to the present invention is added, it can be confirmed that the heat dissipation effect is more excellent.
실험예 11. 케이블 허용전류 저감률 평가 Experimental Example 11. Evaluation of cable allowable current reduction rate
상기 일 실시예에 및 비교예에 따라 제조된 조성물의 케이블 허용전류 저감율 특성을 평가하기 위해, 한국전기연구원에 시험을 의뢰하였다.In order to evaluate the cable allowable current reduction rate characteristics of the composition prepared according to the above example and the comparative example, a test was requested to the Korea Electric Research Institute.
* 시험조건* Exam conditions
- 시험방법 : 시험품을 도포한 케이블과 도포하지 않은 케이블을 연결하여 AC 60 Hz 전류를 통전시킨 후, 두 케이블 도체의 온도 비교- Test method: After connecting the cable with the test product coated and the uncoated cable and passing
- 시험결과 : 도 9- Test result: Figure 9
도 9를 보면, 본 발명에 따라 제조된 조성물을 도포한 케이블이 도포하지 않은 케이블 보다 케이블 허용전류 저감률이 -3.8%로 낮게 나타났다. 이를 통해 본 발명에 따라 제조된 조성물은 케이블 피복에 발생하는 부하를 줄일 수 있어, 화재 안전성 면에서도 매우 적합한 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 9, the cable allowable current reduction rate of the cable coated with the composition prepared according to the present invention was lower than that of the uncoated cable by -3.8%. Through this, it can be confirmed that the composition prepared according to the present invention is very suitable in terms of fire safety as it can reduce the load generated on the cable sheath.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.So far, the present invention has been looked at with respect to its preferred embodiments. Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention.
삭제delete
삭제delete
삭제delete
Claims (11)
팽창흑연-그래핀 복합체 10~25중량%;
이산화티타늄(TiO2) 5~15중량%;
암모늄 폴리포스페이트(Ammonium Polyphosphate, APP)를 코어 물질로 하고, 그 표면을 비닐트리메톡시실란(Vinyltrimethoxysilane)으로 코팅한 실란-APP 1~5중량%;
증점제 1~30중량%; 및
증류수 1~20중량%를 포함하는 전선케이블 피복용 도료 조성물. 50 to 70% by weight of an aqueous ethylene vinyl acetate copolymer;
Expanded graphite-graphene composite 10 to 25% by weight;
Titanium dioxide (TiO 2 ) 5 to 15% by weight;
Ammonium polyphosphate (APP) as a core material, 1 to 5% by weight of silane-APP coated with vinyltrimethoxysilane on its surface;
1 to 30% by weight of a thickener; and
A paint composition for covering electric wires and cables containing 1 to 20% by weight of distilled water.
상기 팽창흑연-그래핀 복합체는 입도가 50 내지 200 mesh인 층상형의 팽창흑연 및 두께가 0.1 내지 0.5 nm인 그래핀을 50:1 내지 200:1의 중량비로 혼합기에 넣고, 30분 동안 분산시켜 팽창흑연 층상의 공기층에 그래핀을 분산시킨 것인 전선케이블 피복용 도료 조성물. According to claim 1,
The expanded graphite-graphene composite is prepared by putting layered expanded graphite having a particle size of 50 to 200 mesh and graphene having a thickness of 0.1 to 0.5 nm in a mixer at a weight ratio of 50:1 to 200:1, and dispersing for 30 minutes. A paint composition for covering wire and cable, wherein graphene is dispersed in an air layer on an expanded graphite layer.
상기 팽창흑연 입도가 80 mesh인 전선케이블 피복용 도료 조성물. According to claim 2,
The expanded graphite particle size is 80 mesh coating composition for wire and cable coating.
상기 그래핀의 두께가 0.3 nm인 전선케이블 피복용 도료 조성물. According to claim 2,
A paint composition for coating wire and cable wherein the graphene has a thickness of 0.3 nm.
상기 조성물은 티타늄 파이로포스페이트(TiP2O7) 1~5중량%를 추가로 포함하는 전선케이블 피복용 도료 조성물. According to claim 1,
The composition is titanium pyrophosphate (TiP 2 O 7 ) A paint composition for coating wire and cable further comprising 1 to 5% by weight.
상기 실란-APP는 암모늄 폴리포스페이트 100 중량부 당 비닐트리메톡시실란 0.002~0.02 중량부로 포함된 것인 전선케이블 피복용 도료 조성물.According to claim 1,
The silane-APP is a coating composition for wire and cable coating that is included in 0.002 to 0.02 parts by weight of vinyltrimethoxysilane per 100 parts by weight of ammonium polyphosphate.
상기 증점제는 폴리사카라이드계 증점제, 셀룰로오즈계 증점제, 아크릴레이트 증점제, 폴리에테르변성폴리우레탄 증점제, 벤톤계 증점제, 티타네이트, 금속 오르가닐계 증점제, 유기점토계, 실리카 및 왁스로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 전선케이블 피복용 도료 조성물. According to claim 1,
The thickener is 1 selected from the group consisting of polysaccharide-based thickeners, cellulose-based thickeners, acrylate thickeners, polyether-modified polyurethane thickeners, bentone-based thickeners, titanates, metal organyl-based thickeners, organic clay-based thickeners, silica, and waxes. A coating composition for covering electric wires and cables of more than one species.
상기 증점제는 실리카인 전선케이블 피복용 도료 조성물. According to claim 9,
The thickener is a coating composition for wire and cable coating of silica.
상기 조성물은 분산제, 소포제, 가소제, 안정화제, 유동화제 및 방부제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 전선케이블 피복용 도료 조성물.
According to claim 1,
The composition further comprises at least one additive selected from the group consisting of a dispersing agent, a defoamer, a plasticizer, a stabilizer, a glidant and an antiseptic.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20210111442 | 2021-08-24 | ||
KR1020210111442 | 2021-08-24 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102488846B1 true KR102488846B1 (en) | 2023-01-18 |
Family
ID=85106687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220057884A Active KR102488846B1 (en) | 2021-08-24 | 2022-05-11 | Coating composition for wire cable coating |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102488846B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102582950B1 (en) * | 2023-01-09 | 2023-09-27 | 김면호 | Aqueous foamed flame retardant composition and fire spread prevention insulation mat using the same |
KR102824362B1 (en) * | 2024-05-14 | 2025-06-26 | 주식회사 셀리온 | Heated wire manufacturing method that can enhance tensile strenghth and heat generation performance |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170011705A (en) * | 2015-07-24 | 2017-02-02 | 이연수 | Cnt |
CN110592692A (en) * | 2019-09-27 | 2019-12-20 | 什邡市长丰化工有限公司 | Flame-retardant material for textiles and preparation method thereof |
KR102176985B1 (en) | 2020-04-22 | 2020-11-10 | (주)화인테크 | Coating composition for wire cable coating |
-
2022
- 2022-05-11 KR KR1020220057884A patent/KR102488846B1/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170011705A (en) * | 2015-07-24 | 2017-02-02 | 이연수 | Cnt |
CN110592692A (en) * | 2019-09-27 | 2019-12-20 | 什邡市长丰化工有限公司 | Flame-retardant material for textiles and preparation method thereof |
KR102176985B1 (en) | 2020-04-22 | 2020-11-10 | (주)화인테크 | Coating composition for wire cable coating |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102582950B1 (en) * | 2023-01-09 | 2023-09-27 | 김면호 | Aqueous foamed flame retardant composition and fire spread prevention insulation mat using the same |
KR102824362B1 (en) * | 2024-05-14 | 2025-06-26 | 주식회사 셀리온 | Heated wire manufacturing method that can enhance tensile strenghth and heat generation performance |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103571027B (en) | Halogen-free flame-retardant polymer composition, insulated electric wire, and cable | |
KR102488846B1 (en) | Coating composition for wire cable coating | |
JP5652452B2 (en) | Non-halogen flame retardant insulated wire | |
GB2163167A (en) | Flame-retardant composition and flame-retardant cable using same | |
CN103694499A (en) | Migration resistant and high flame retardant halogen-free flame retardant system used for thermoplastic elastomers | |
CN101220191B (en) | Grease-proof, heat-resistant expansion type flame-proof rubber | |
ITMI961948A1 (en) | FLAME RETARDANT COMPOSITION FOR POLYMERIC COMPOUNDS | |
KR102582950B1 (en) | Aqueous foamed flame retardant composition and fire spread prevention insulation mat using the same | |
US4327001A (en) | Low smoke polyolefin jacket composition for electrical wire | |
KR101202473B1 (en) | Halogen free flame-retardant composition for elevator transfer cable with electric insulation | |
KR102176985B1 (en) | Coating composition for wire cable coating | |
KR20180081252A (en) | Halogen-free resin composition having high flame retardancy and low emitting smoke and UTP cable comprising a sheath formed from the same | |
CN112625331B (en) | Flame-retardant PE cable material and preparation method and application thereof | |
CN110066450B (en) | Low-smoke halogen-free flame-retardant material and preparation method thereof | |
JP2000191844A (en) | Non-halogen flame-retardant resin composition | |
JP2000178386A (en) | Non-halogen flame-retardant resin composition | |
JP2001002840A (en) | Non-halogen flame-retarded resin composition, and inclusion and flame-retarded wire and cable using the same | |
JP2006028305A (en) | Flame-retardant resin coating composition and method for producing the same | |
JP2000290438A (en) | Nonhalogen flame retardant resin composition and flame retardant electric wire and cable using the same | |
KR100944119B1 (en) | Volume expandable non-toxic flame retardant resin composition | |
KR20120050096A (en) | Polypropylene resin composition containing non-halogen frame retardant for electric cable | |
JPH06234889A (en) | Abrasion resistant composition and electric wire using the same | |
JP2001110236A (en) | Non-halogen flame retardant resin composition and flame retardant wire and cable | |
JP2001210151A (en) | Heat degradation resistant flame-retardant insulated wire and cable | |
JP2003277633A (en) | Nonhalogen flame-retardant resin composition and flame-retardant power source cord |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20220511 |
|
PA0201 | Request for examination | ||
PA0302 | Request for accelerated examination |
Patent event date: 20220518 Patent event code: PA03022R01D Comment text: Request for Accelerated Examination Patent event date: 20220511 Patent event code: PA03021R01I Comment text: Patent Application |
|
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20220809 Patent event code: PE09021S01D |
|
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20221014 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20230111 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20230112 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration |