Elastomers and Composites

The Rubber Society of Korea (한국고무학회)
권호 표지

A Study on the Flame Retardant Properties of EPDM Rubber Mixed with Phosphorus and Halogen Compound

인 및 할로겐 함유 EPDM 고무 혼합물의 난연 특성에 관한 연구

  • Choi, Seong Su (Departmant of Chemistry, Sangmyung University) ;
  • Im, Wan-Bin (Polymer and Textiles Division, Agency for Technology and Standards) ;
  • Kim, Jin Hong (Polymer and Textiles Division, Agency for Technology and Standards) ;
  • Park, Young-ae W. (Departmant of Chemistry, Sangmyung University) ;
  • Woo, Je-Wan (Departmant of Industrial Chemistry, Sangmyung University)
  • 최성수 (상명대학교 자연과학대학 화학과) ;
  • 임완빈 (산업자원부 기술표준원 고분자 섬유과) ;
  • 김진홍 (산업자원부 기술표준원 고분자 섬유과) ;
  • 황영애 (상명대학교 자연과학대학 화학과) ;
  • 우제완 (상명대학교 자연과학대학 공업화학과)
  • Received : 2002.05.22
  • Accepted : 2002.06.30
  • Published : 2002.12.31
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Abstract

This study has investigated the flame retardant properties of EPDM rubber with the addition of various flame retardants. Carbon black, stearic acid, zinc oxide cross-linking agent were mixed with EPDM rubber to produce the base rubber E0 without the addition of flame retardants. Phosphorus flame retardant Tricrecyl phosphate(TCP) was added to E0 in 0.5, 1, 1.5, 2 phr to make E1~E4 samples and red phosphorus was added in 3, 6, 9, 12 phr to make E5~E8 samples. A flame retardant of the bromine family Decabromodiphenyloxide(DBDPO), and a chlorinated paraffin retardant of the chlorine family was added to E0 in 3, 6, 9, 12 phr to make E9~E12 and E13~E16 samples, repectively. Basic physical properties such as tensile strength, tear strength and hardness were measured for all the rubber samples with various flame retardant additions. There was no substantial differences. On the other hand, Oxygen index and UL94 were measured to study flame retardant properties. From oxygen index measurements E0 sample showed a value of 23.5%, indicating the improvement of flame retardant properties. Also from UL94 measurements, it was found that addition of red phosphorus resulted in maximum flame retardant effect. It was found that increasing the amount of addition resulted in decreasing combustion rate and improving flame retardant effect regardless of the kind of flame retardant.

본 연구에서는 EPDM 고무를 기지재로 사용하여 유기 난연제에 따른 난연 특성을 살펴보았다. EPDM 원료 고무에 카아본블랙, 스테아르산, 산화아연 가교제 등을 배합하여, 난연제가 첨가되지 않은 EPDM 고무 혼합물인 E0를 제조하였다. E0에 인계 난연제인 Tricresyl phosphate(TCP)를 인 함량이 0.5, 1, 1.5, 2 phr로 변량 첨가하여 E1~E4를 제조하였고, 적인을 인 함량이 3, 6, 9, 15 phr로 변량 첨가하여 E5~E8를 제조하였다. 또한 브롬계 난연제인 데카브로모디페닐옥사이드(DBDPO)와 염소계 난연제인 염화파라핀은 각각 브롬과 염소 함량을 3, 6, 9, 15 phr로 변량 첨가하여 E9~E12와 E13~E16을 각각 제조하였다. 난연제의 종류에 따라 제조된 고무시료의 인장 및 인열, 경도 등의 기본 물성을 시험하였으나, 난연제 함량에 의한 이들 변화는 커다란 차이를 보이지 않았다. 또한 난연 특성을 알아보기 위한 산소지수 시험에서는 E0의 산소지수가 23.5%를 나타내었으며, 난연제를 첨가한 고무의 산소지수는 23.7~28.5%를 나타내어서 난연 특성이 향상됨을 알 수 있었다. 또한 UL94의 수평법에 의한 시험에서 난연제로 적인을 사용한 EPDM 고무 혼합물의 난연 효과가 가장 우수함을 확인 할 수 있었고 반면 TCP를 첨가한 고무 혼합물의 경우, 블리딩(Bleeding)현상이 심하여 시험 결과의 재현성을 얻지 못하였다. 전반적으로 난연제의 종류에 관계없이 함량 증가에 따라 연소율이 감소하였고 난연 효과가 향상됨을 확인하였다.

Keywords