KR100428558B1 - A method for preparing a modified polyethyene with good adhesion and low viscosity for thermal spray - Google Patents
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Abstract
열용사작업에 사용가능한 접착성 및 저점성을 갖는 말레산 그라프트된 폴리에틸렌 제조방법 및 이에 따라 제조된 개질된 폴리에틸렌에 관한 것으로,A method for preparing maleic acid grafted polyethylene having an adhesive and low viscosity usable for thermal spraying, and a modified polyethylene prepared accordingly,
100∼140℃로 온도설정된 이축압출기에 폴리에틸렌을 도입하고, 그 후, 유기용매에 폴리에틸렌 100중량부당 말레산무수물 0.1-2phr, 벤조일퍼옥사이드 개시제 0.01-1phr 및 디메틸포름아마이드 0.05-1phr이 되도록 각 성분이 용해된 반응용액을 별도로 이축압출기에 도입하여 용융혼합함으로써 말레산을 폴리에틸렌에 그라프트하여 열용사작업에 사용가능한 접착성 및 저점성을 갖는 말레산 그라프트된 폴리에틸렌을 제조하는 방법이 제공되며, 상기 방법에 의해 제도된 말레산 그라프트된 폴리에틸렌은 점도가 감소되고 열용사에의한 코팅 작업시 도막의 성형성 및 접착력이 개선된 것이다.Polyethylene was introduced into a twin-screw extruder set at a temperature of 100 to 140 ° C., and then each component was added to an organic solvent such that 0.1-2 phr maleic anhydride, 0.01-1 phr benzoyl peroxide initiator and 0.05-1 phr dimethylformamide per 100 parts by weight of polyethylene. There is provided a method for preparing maleic acid grafted polyethylene having adhesiveness and low viscosity which can be used for thermal spraying operations by grafting maleic acid onto polyethylene by introducing the dissolved reaction solution into a twin screw extruder separately. Maleic acid grafted polyethylenes drawn by this method have reduced viscosity and improved moldability and adhesion of coatings during thermal spray coating operations.
Description
본 발명은 고유동 접착성 개질된 폴리에틸렌의 제조방법 및 이에 따라 제조된 폴리에틸렌에 관한 것이며, 보다 상세하게는 열용사작업에 사용가능한 접착성 및 저점성을 갖는 말레산 그라프트된 폴리에틸렌 제조방법 및 이에 따라 제조된 개질된 폴리에틸렌에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a high flow adhesive modified polyethylene and to a polyethylene produced accordingly, and more particularly, to a method for preparing maleic acid grafted polyethylene having adhesiveness and low viscosity that can be used for thermal spraying operations. To modified polyethylenes prepared accordingly.
폴리에틸렌은 우수한 내식성과 유연성을 가지고 있으며, 용융점도가 낮아서 철강, 세라믹등의 보호용 코팅 재료로 널리 이용되고 있다. 그러나 폴리에틸렌은 접착력이 거의 없어 적당한 개질을 거쳐서 접착력을 부여하지 않으면 코팅재료로 이용하는데 적합하지 않다.Polyethylene has excellent corrosion resistance and flexibility, and has a low melt viscosity and is widely used as a protective coating material for steel and ceramics. However, polyethylene has little adhesive strength and is not suitable for use as a coating material unless the adhesive strength is given through proper modification.
폴리에틸렌의 접착력을 증가시키는 방법으로는 아크릴산이나 말레산 무수물등과 같은 단량체를 에틸렌과 함께 중합시켜 에틸렌-아크릴산 또는 에틸렌-말레산 무수물의 공중합체를 제조하는 방법이 사용되어 왔다. 그러나 이 방법은 에틸렌을 중합시킬 때 높은 압력과 온도가 필요하다는 단점이 있다.As a method of increasing the adhesion of polyethylene, a method of preparing a copolymer of ethylene-acrylic acid or ethylene-maleic anhydride by polymerizing monomers such as acrylic acid and maleic anhydride together with ethylene has been used. However, this method has the disadvantage of requiring high pressure and temperature when polymerizing ethylene.
또 다른 방법으로 피도물과의 접착성이 높고 폴리에틸렌과의 상용성을 갖는 고분자를 혼합하여 사용하는 방법 또는 아크릴산 또는 말레산 무수물을 폴리에틸렌에 그라프트시킨 공중합체를 제조하는 방법등이 이용되고 있다. 그러나 상기 그라프트공중합체를 제조하는 방법은 간단한 설비로 짧은 시간내에 개질된 폴리에틸렌을 제조하는 방법일 뿐이며 폴리에틸렌에 고유동성을 부여하는 바에 대하여는 가르치고 있지않다. 폴리에틸렌에 아크릴산을 그라프트시키는 방법으로는 일본 특허공개 제7-3103645호, 제8-1123859호, 독일특허 제281403호등이 있고, 폴리에틸렌에 말레산무수물을 그라프트시키는 방법으로는 독일특허 제2658547호, 제2849980호, 일본 특허공개 제7-793495호, 제7-863492호, 제7-999193호, 제8-430841호, 제8-7167371호, 제9-3277435호가 있다.As another method, a method of mixing and using a polymer having high adhesion to the coating material and having compatibility with polyethylene or a method of preparing a copolymer in which acrylic acid or maleic anhydride is grafted to polyethylene is used. However, the method for preparing the graft copolymer is only a method for preparing modified polyethylene in a short time by a simple facility, and does not teach about providing high flexibility to polyethylene. As a method of grafting acrylic acid to polyethylene, there are Japanese Patent Laid-Open Nos. 7-3103645, 8-1123859, and German Patent No. 281403. German Patent No. 2658547 is a method of grafting maleic anhydride on polyethylene. No. 2849980, Japanese Patent Laid-Open Nos. 7-793495, 7-863492, 7-999193, 8-430841, 8-7167371, and 9-3277435.
상기 그라프트 공중합체는 폴리에틸렌 폴리머분자와 아크릴산 또는 말레산 무수물의 혼합물에 라디칼 개시제로서 퍼옥사이드를 첨가한 다음 폴리에틸렌의 용융온도 이상에서 그라프트 반응시켜 제조한다. 폴리머 분자에 그라프트된 상기 극성기들은 금속-폴리머의 접촉계면에서 접착력을 부여한다. 그러나 퍼옥사이드로 말레산무수물을 그라프트하는 과정에서 그라프트 반응외에 폴리에틸렌 분자간에 가교되는 부반응이 일어나며, 가교된 부분이 많으면 개질된 폴리에틸렌의 용융점도가 높아진다.The graft copolymer is prepared by adding a peroxide as a radical initiator to a mixture of polyethylene polymer molecules and acrylic acid or maleic anhydride, and then graft reacting at a melting temperature of polyethylene or higher. The polar groups grafted onto the polymer molecule impart adhesion at the contact interface of the metal-polymer. However, in the process of grafting maleic anhydride with peroxide, in addition to the graft reaction, side reactions crosslinked between polyethylene molecules occur, and the crosslinked portion increases the melt viscosity of the modified polyethylene.
일반적으로 고분자 분말을 가열하여 액상화하면서 고압으로 피도물에 충돌시켜 코팅하는 열용사 분체 코팅의 경우 일반 분체 코팅에 비하여 피도물의 가열상태가 충분하지 못하므로 용융점도가 높으면(즉 용융지수(MI)가 낮으면)도막성형성이 저하된다. 열용사 코팅에 적합한 폴리에틸렌은 용융점도지수가 20이상으로 조절되면서 접착력을 갖도록 가공할 필요가 있다.In general, the thermal spray powder coating, in which the polymer powder is heated and liquefied while colliding with the coating material at high pressure, has a high melt viscosity (ie, a low melt index (MI)) because the heating state of the coating is not sufficient compared to that of the general powder coating. Film formability is reduced. Polyethylene suitable for thermal spray coating needs to be processed to have an adhesive force with a melt viscosity index of 20 or more.
상기 문제점을 해결하기 위한 방법으로 가교반응이나 동종중합반응(homopolymerization)을 최소화하기 위하여 아크릴산이나 말레산무수물을 적은 양으로 사용하는 방법이 사용되고 있으나 접착력이 부족한 단점이 있다.In order to solve the problem, a method of using acrylic acid or maleic anhydride in a small amount is used in order to minimize crosslinking reaction or homopolymerization, but it has a disadvantage of insufficient adhesive strength.
이와 같이 종래의 폴리에틸렌 개질방법에서는 열용사 분체 코팅공정에 필요한 충분히 낮은 용융점도, 즉 고유동성과 우수한 접착력을 동시에 부여하는 방법은 제공되고 있지 않는 것이다.As described above, the conventional polyethylene reforming method does not provide a method for simultaneously providing a sufficiently low melt viscosity, i.e., high fluidity and excellent adhesion, required for the thermal spray powder coating process.
본 발명의 목적은 고유동성(저점성) 및 접착성을 갖는 말레산 그라프트된 폴리에틸렌을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a process for producing maleic acid grafted polyethylene having high flowability (low viscosity) and adhesion.
본 발명의 다른 목적은 열용사에 적용가능한 고유동성 및 접착성을 갖는 말레산 그라프트된 폴리에틸렌을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a maleic acid grafted polyethylene having high flowability and adhesion applicable to thermal spraying.
본 발명의 일견지에 의하면,According to one aspect of the invention,
100∼140℃로 온도설정된 이축압출기에 폴리에틸렌을 도입하고, 그 후, 유기용매에 폴리에틸렌 100중량부당 말레산무수물 0.1-2phr, 벤조일퍼옥사이드 개시제 0.01-1phr 및 디메틸포름아마이드 0.05-1phr이 되도록 각 성분이 용해된 반응용액을 별도로 이축압출기에 도입하여 용융혼합함으로써 말레산을 폴리에틸렌에 그라프트시킴을 포함하여 이루어지는 열용사작업에 사용가능한 접착성 및 저점성을 갖는 말레산 그라프트된 폴리에틸렌 제조방법이 제공된다.Polyethylene was introduced into a twin-screw extruder set at a temperature of 100 to 140 ° C., and then each component was added to an organic solvent such that 0.1-2 phr maleic anhydride, 0.01-1 phr benzoyl peroxide initiator and 0.05-1 phr dimethylformamide per 100 parts by weight of polyethylene. Provided is a method for producing maleic acid grafted polyethylene having adhesiveness and low viscosity, which can be used for thermal spraying operations comprising introducing the dissolved reaction solution into a twin-screw extruder and melt-mixing the maleic acid to polyethylene. do.
본 발명의 다른 견지에 의하면,According to another aspect of the present invention,
본 발명의 방법으로 제조된 열용사작업에 사용가능한 접착성 및 저점성을 갖는 말레산 그라프트된 폴리에틸렌이 제공된다.There is provided an adhesive and low viscosity maleic acid grafted polyethylene that can be used in the thermal spraying operations produced by the process of the invention.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.
본 발명의 방법에서는 고유동성을 갖는 저밀도 폴리에틸렌을 비교적 저온에서 분해되어 반응을 개시하는 반응개시제를 사용하여 비교적 저온에서 말레산 무수물을 폴리에틸렌에 그라프트시킴으로써 폴리에틸렌 사슬간의 가교반응을 최소화하고 따라서 용융점도의 증가를 억제함으로써 열용사 코팅공정에 적합한 저점도, 즉 고유동성 및 접착성이 우수한 개질된 폴리에틸렌을 제조하게 되는 것이다.In the method of the present invention, the crosslinking reaction between polyethylene chains is minimized by grafting maleic anhydride to polyethylene at a relatively low temperature by using a low-density polyethylene having high fluidity, at which it is decomposed at a relatively low temperature to initiate a reaction. By suppressing the increase, a modified polyethylene having low viscosity, i.e. high flowability and adhesion, suitable for the thermal spray coating process is produced.
본 발명의 고유동 접착성 개질된 폴리에틸렌은 말레산무수물을 폴리에틸렌분자에 그라프트반응시킴으로써 제조된다.The high flow adhesive modified polyethylene of the present invention is prepared by graft reaction of maleic anhydride to polyethylene molecules.
본 발명의 개질된 폴리에틸렌은 100-140℃의 온도에서 폴리에틸렌과 용매에 용해된 그라프트 단량체, 개시제 및 교차결합방지제로된 반응용액을 융용혼합하여 그라프트 단량체를 폴리에틸렌 수지에 그라프트시킴으로써 제조된다.The modified polyethylene of the present invention is prepared by melt-mixing polyethylene and a reaction solution of a graft monomer, an initiator and a crosslinking agent dissolved in a solvent at a temperature of 100-140 ° C. to graf the graft monomer to a polyethylene resin.
수지로는 폴리에틸렌이 사용되며, 특히 고유동성의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)등이 사용될 수 있다. 이중에서 고유동성 저밀도 폴리에틸렌이 가장 바람직하다. 원료 폴리에틸렌의 용융점은 개질 폴리에틸렌의 물성에 큰 영향을 미친다. 개질후의 폴리에틸렌의 용융지수가 10보다 낮은 경우 유동성이 적어 열용사에 의한 도막의 형성에 바람직하지 못하며 균일한 도막을 형성할 수 없으므로 개질 후 폴리에틸렌의 용융지수가 20이상이 되도록 하는 폴리에틸렌을 사용하는 것이 바람직하다.Polyethylene is used as the resin, and in particular, high fluidity low density polyethylene (LDPE), high density polyethylene (HDPE), linear low density polyethylene (LLDPE), and the like may be used. Most preferred are high flow, low density polyethylene. The melting point of the raw polyethylene has a great influence on the physical properties of the modified polyethylene. If the melt index of polyethylene after reforming is lower than 10, it is not preferable to form a coating film by thermal spraying because of low fluidity, and it is not possible to form a uniform coating film. Therefore, it is recommended to use polyethylene having a melt index of 20 or more after modification. desirable.
폴리에틸렌에 그라프트되는 단량체로는 말레산 무수물이 폴리에틸렌 100 중량부당 0.1-2phr, 바람직하게는 0.1-1phr로 사용되며, 말레산 무수물 단량체는 도막의 접착력을 향상시킨다.As the monomer grafted to polyethylene, maleic anhydride is used at 0.1-2 phr, preferably 0.1-1 phr per 100 parts by weight of polyethylene, and the maleic anhydride monomer improves the adhesion of the coating film.
말레산무수물이 0.1phr이하로 사용되는 경우에는 폴리에틸렌에 그라프트되는 말레산 무수물의 함량이 적어 접착력이 효과적으로 부여되지 않으며, 2phr 이상 사용되는 경우에는 그라프트되지 못한 말레산 무수물이 과도하게 폴리에틸렌 내부에 잔류하게 되어 접착력 저하나 폴리에틸렌의 물성을 저하시키는 원인이 된다.When maleic anhydride is used at 0.1 phr or less, the amount of maleic anhydride grafted to polyethylene is low so that the adhesive strength is not effectively given. When 2 phr or more is used, ungrafted maleic anhydride is excessively contained inside the polyethylene. It will remain and will cause a fall of adhesive force and a fall of the physical property of polyethylene.
상기 그라프트반응에 개시제로는 비교적 저온에서 분해되는 라디칼 개시제가 사용되며, 그 예로는 숙신산 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시-2-에틸 헥사노에이트, p-클로로벤조일 퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시 이소부티레이트, t-부틸퍼옥시 이소프로필 카보네이트, t-부틸퍼옥시라우레이트, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산, t-부틸퍼옥시 아세테이트, 디-t-부틸 디퍼옥시 프탈레이트, t-부틸퍼옥시 말레산, 사이클로헥사논 퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시 벤조에이트, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, t-부틸큐밀 퍼옥사이드, t-부틸 하이드로퍼옥사이드, 디-t-부틸 퍼옥사이드 또는 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산-3, α,α-비스-t-부틸퍼옥시-1,4-이소프로필벤젠을 들 수 있으며, 벤조일 퍼옥사이드가 특히 바람직한 것이다. 상기 개시제는 폴리에틸렌 100중량부당 0.01-1phr의 양으로 사용된다. 개시제가 0.01phr이하로 사용되는 경우에는 말레산 무수물을 폴리에틸렌 사슬에 그파프트반응시키기에 충분하지 않아서 접착력이 확보되지 않으며, 말레산 무수물 사용량과의 상관관계에 따라 과량의 미반응 말레산 무수물을 폴리에틸렌 수지내부에 잔존시킬 수 있다. 또한 1phr이상으로 사용하는 경우에는 본 발명의 그라프트 반응물의 조성비 및 반응온도 조건에서 용융점도의 급격한 상승으로 인하여 폴리에틸렌의 유동특성이 적합하지 않게된다.In the graft reaction, a radical initiator which is decomposed at a relatively low temperature is used, and examples thereof include succinic peroxide, benzoyl peroxide, t-butylperoxy-2-ethyl hexanoate, p-chlorobenzoyl peroxide, t-butylperoxy isobutyrate, t-butylperoxy isopropyl carbonate, t-butylperoxylaurate, 2,5-dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexane, t-butylperoxy acetate, Di-t-butyl diperoxy phthalate, t-butylperoxy maleic acid, cyclohexanone peroxide, t-butylperoxy benzoate, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane , t-butylcumyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, di-t-butyl peroxide or 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane-3, α, α-bis -t-butylperoxy-1,4-isopropylbenzene, with benzoyl peroxide being particularly preferred. The initiator is used in an amount of 0.01-1 phr per 100 parts by weight of polyethylene. When the initiator is used in an amount of 0.01 phr or less, the adhesive force is not secured because it is not sufficient for the graft reaction of maleic anhydride to the polyethylene chain, and an excessive amount of unreacted maleic anhydride is polyethylene depending on the amount of maleic anhydride used. It can remain in resin. In addition, when used in more than 1 phr of the graft reactant of the present invention due to the rapid increase in the melt viscosity at the composition ratio and reaction temperature conditions, the flow characteristics of the polyethylene is not suitable.
또한, 본 발명에서는 말레산 그라프트된 폴리에틸렌의 점도를 조절하기위해 교차결합방지제로서 디메틸포름아마이드가 사용된다. 즉, 디메틸포름아마이드는 말레산 무수물의 그라프팅 과정에서 발생하는 말레산 무수물에 의한 폴리에틸렌 분자의 가교반응을 억제하여 결과적으로 개질된 폴리에틸렌의 용융점도의 상승을 억제하는 역할을 하게 된다. 그리고 디메틸포름아마이드는 높은 기화온도(153℃)의 영향으로 개질된 폴리에틸렌 내부에 잔류하게 되고 잔류된 디메틸포름아마이드는 폴리에틸렌이 용융되어 금속표면에 부착될때 계면에서의 접착력을 저하시킨다. 이러한 디메틸포름아마이드는 그래프팅 공정에서 가교반응을 억제할 수 있는 적정한 양으로 사용되어야 한다. 디메틸포름아마이드는 폴리에틸렌 100중량부당 0.05∼1phr로 사용된다. 0.05phr보다 사용량이 적을 때에는 가교반응에 의해 용융점도가 상승되어 열용사에 의한 코팅에 적합하지 못하게 되며, 1phr 보다 사용량이 많을 때에는 디메틸포름아마이드의 과도한 사용으로 인하여 열용사 공정중의 가열공정에 의한 제거가 효과적이지 못하며, 용사를 위한 분말 가공중 입도의 선별과정등의 작업에서 작업효율을 저하시키게 된다.In the present invention, dimethylformamide is used as a crosslinking inhibitor to control the viscosity of maleic acid grafted polyethylene. That is, dimethylformamide inhibits the crosslinking reaction of polyethylene molecules by maleic anhydride generated in the grafting process of maleic anhydride, and consequently plays a role of suppressing an increase in melt viscosity of the modified polyethylene. Dimethylformamide remains in the modified polyethylene under the influence of high vaporization temperature (153 ° C), and the remaining dimethylformamide degrades the adhesion at the interface when the polyethylene melts and adheres to the metal surface. Such dimethylformamide should be used in an appropriate amount to inhibit the crosslinking reaction in the grafting process. Dimethylformamide is used at 0.05 to 1 phr per 100 parts by weight of polyethylene. When the amount is less than 0.05 phr, the melt viscosity is increased by crosslinking reaction, making it unsuitable for coating by thermal spraying. When the amount is more than 1 phr, it is caused by the heating process during the thermal spraying process due to excessive use of dimethylformamide. Removal is not effective, and work efficiency is reduced in the process of sorting the particle size during powder processing for thermal spraying.
상기 폴리에틸렌과 유기용매에 말레산무수물, 개시제 및 교차결합방지제가 용해된 반응용액을 반응시킴으로써 말레산 그라프트된 폴리에틸렌이 제조된다. 유기용매로는 아세톤이 사용되며, 아세톤은 가능한한 소량으로 사용하는 것이 바람직하며, 특히 말레산 무수물 사용량의 25∼50wt%의 양으로 사용하는 것이 좋다. 25wt%이하에서는 말레산 무수물을 용해시켜 용액으로 제조하기 어려우며, 50wt%이상의 경우에는 그라프트공정도중 아세톤이 기체상으로 과도하게 발생시키고 미반응 말레산 무수물의 기체상 발생을 촉진하여 작업조건을 악화시키는 원인이 될 수 있다.Maleic acid grafted polyethylene is prepared by reacting the polyethylene and an organic solvent with a reaction solution in which maleic anhydride, an initiator, and a crosslinking inhibitor are dissolved. Acetone is used as the organic solvent, and acetone is preferably used in a small amount as much as possible, and it is particularly preferable to use acetone in an amount of 25 to 50 wt% based on the amount of maleic anhydride used. Below 25wt%, it is difficult to dissolve maleic anhydride into solution.In the case of 50wt% and above, acetone is excessively generated in the gas phase during the graft process, and the gas phase of unreacted maleic anhydride is promoted to worsen the working conditions. It can be cause.
그라프트공정은 온도설정된 이축압출기에 먼저 폴리에틸렌을 도입하고, 그 후, 상기 용매에 용해된 말레산무수물, 개시제 및 교차결합방지제로된 반응용액을 이축압출기에 별도로 점적하여 용융혼합하는 연속공정으로 행하여진다. 압출기의 설정온도가 100℃보다 낮을 경우에는 폴리에틸렌의 용융이 원활하지 못하게 되고 그라프트반응이 원활하지 못하게되며, 140℃보다 높을 경우에는 가교반응의 정도가 커져서 생성된 개질 폴리에틸렌의 용융점도가 상승되는 요인이 됨으로, 100∼140℃의 온도에서 그라프트반응시키는 것이 바람직하다.The graft process is carried out in a continuous process in which polyethylene is first introduced into a temperature-set biaxial extruder, and then a reaction solution made of maleic anhydride, an initiator and a crosslinking inhibitor dissolved in the solvent is separately added to the twin screw extruder and melt mixed. Lose. If the set temperature of the extruder is lower than 100 ° C, the melting of polyethylene is not smooth and the graft reaction is not smooth. If the temperature is higher than 140 ° C, the degree of crosslinking reaction is increased to increase the melt viscosity of the modified polyethylene. Since it becomes a factor, it is preferable to carry out graft reaction at the temperature of 100-140 degreeC.
상기 본 발명의 방법으로 제조된 말레산 그라프트된 폴리에틸렌은 높은 유동성 및 접착성을 갖는 것으로 열용사작업에 적용가능한 것이다.The maleic acid grafted polyethylene prepared by the method of the present invention has high flowability and adhesiveness and is applicable to thermal spraying operations.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위해 제공되는 것일뿐 본 발명을 하기 실시예로 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. The examples are provided only to more easily understand the present invention and do not limit the present invention to the following examples.
실시예 1Example 1
선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)을 100∼135℃의 온도로 설정되고, 스크류 회전속도 200rpm으로 회전하는 이축압출기에 넣어 폴리에틸렌의 토출량이 70g/min일 때 말렌산 무수물 1.1phr, 벤조일 퍼옥사이드 0.15phr 및 디메틸포름아미드 0.6phr이 되도록 아세톤에 녹인 용액을 점적하고 압출하여 폴리에틸렌 개질공정을 완성하였다. 상기 개질된 폴리에틸렌 압출물을 분쇄하고 용사하여 코팅시험편을 가공하였다. 용사작업에서 원료의 공급, 코팅 도막의 필름 성형성, 접착성이 양호한 결과를 나타내었다. 특히 이 결과의 접착력은 흑피를 제거하지 않은 2㎜두께의 열연강판에 성형한 코팅에서 90°필(peel)테스트로 접착력을 측정한 결과 100g/㎜의 접착력을 나타내었다.Linear low density polyethylene (LLDPE) was set at a temperature of 100 to 135 ° C., and was placed in a twin screw extruder rotating at a screw rotation speed of 200 rpm. The solution dissolved in acetone was dropped and extruded to form 0.6 phr of formamide to complete the polyethylene reforming process. The modified polyethylene extrudate was pulverized and sprayed to process a coating test piece. In the thermal spraying operation, the raw material supply, the film formability of the coated coating film, and the adhesion were excellent. In particular, the adhesive strength of this result was 100g / mm as a result of measuring the adhesive force by the 90 ° peel test on the coating formed on a 2mm thick hot rolled steel sheet without removing the black skin.
실시예 2Example 2
선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)을 100∼120℃의 온도로 설정되고, 스크류 회전속도 250rpm으로 회전하는 이축압출기에 넣어 폴리에틸렌의 토출량이 4kg/min일 때 말렌산 무수물 0.2phr, 벤조일 퍼옥사이드 0.015phr 및 디메틸포름아미드 0.1phr이 되도록 아세톤에 녹인 용액을 점적하고 압출하여 폴리에틸렌 개질공정을 완성하였다. 상기 개질된 폴리에틸렌 압출물을 분쇄하고 용사하여 코팅시험편을 가공하였다. 용사작업에서 원료의 공급, 코팅 도막의 필름 성형성, 접착성이 양호한 결과를 나타내었다. 특히 이 결과의 접착력은 흑피를 제거하지 않은 2㎜두께의 열연강판에 성형한 코팅에서 90°필(peel)테스트로 접착력을 측정한 결과 150g/㎜의 접착력을 나타내었다.Linear low density polyethylene (LLDPE) was set at a temperature of 100 to 120 ° C. and placed in a twin screw extruder rotating at a screw rotation speed of 250 rpm. A solution of acetone dissolved in 0.1 phr of formamide was dropped and extruded to complete the polyethylene reforming process. The modified polyethylene extrudate was pulverized and sprayed to process a coating test piece. In the thermal spraying operation, the raw material supply, the film formability of the coated coating film, and the adhesion were excellent. In particular, the adhesive strength of this result was 150g / mm when the adhesive force was measured by a 90 ° peel test on a coating formed on a 2mm thick hot rolled steel sheet without black skin.
실시예 3Example 3
선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)을 100∼135℃의 온도로 설정되고, 스크류 회전속도 200rpm으로 회전하는 이축압출기에 넣어 폴리에틸렌의 토출량이 70g/min일 때 말렌산 무수물 1.1phr, 벤조일 퍼옥사이드 0.15phr 및 디메틸포름아미드 0.3phr이 되도록 아세톤에 녹인 용액을 점적하고 압출하여 폴리에틸렌 개질공정을 완성하였다. 상기 개질된 폴리에틸렌 압출물을 분쇄하고 용사하여 코팅시험편을 가공하였다. 용사작업에서 원료의 공급, 코팅 도막의 필름 성형성, 접착성이 양호한 결과를 나타내었다. 특히 이 결과의 접착력은 흑피를 제거하지 않은 2㎜두께의 열연강판에 성형한 코팅에서 90°필(peel)테스트로 접착력을 측정한 결과 150g/㎜의 접착력을 나타내었다.Linear low density polyethylene (LLDPE) was set at a temperature of 100 to 135 ° C., and was placed in a twin screw extruder rotating at a screw rotation speed of 200 rpm. The solution dissolved in acetone was dropped and extruded to form 0.3 phr of formamide to complete the polyethylene reforming process. The modified polyethylene extrudate was pulverized and sprayed to process a coating test piece. In the thermal spraying operation, the raw material supply, the film formability of the coated coating film, and the adhesion were excellent. In particular, the adhesive strength of this result was 150g / mm when the adhesive force was measured by a 90 ° peel test on a coating formed on a 2mm thick hot rolled steel sheet without black skin.
실시예 4Example 4
선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)을 140∼150℃의 온도로 설정되고, 스크류 회전속도 200rpm으로 회전하는 이축압출기에 넣어 폴리에틸렌의 토출량이 70g/min일 때 말렌산 무수물 1.1phr, 벤조일 퍼옥사이드 0.15phr 및 디메틸포름아미드 0.6phr이 되도록 아세톤에 녹인 용액을 점적하고 압출하여 폴리에틸렌 개질공정을 완성하였다. 상기 개질된 폴리에틸렌 압출물을 분쇄하고 용사하여 코팅시험편을 가공하였다. 용사작업에서 용융점도의 급격한 상승으로 코팅 도막의 필름성형성이 불량하여 코팅의 형성이 불량하였다.Linear low density polyethylene (LLDPE) was set at a temperature of 140 to 150 ° C., and was placed in a twin screw extruder rotating at a screw rotation speed of 200 rpm. The solution dissolved in acetone was dropped and extruded to form 0.6 phr of formamide to complete the polyethylene reforming process. The modified polyethylene extrudate was pulverized and sprayed to process a coating test piece. The rapid formation of the melt viscosity during the spraying operation resulted in poor film formation of the coating film, resulting in poor coating formation.
본 발명의 방법에 따라 제조된 개질 폴리에틸렌은 비교적 저온에서 분해되어 반응을 개시하는 반응개시제를 사용함으로써 비교적 낮은 온도인 폴리에틸렌의 용융온도 부근에서 말레산을 폴리에틸렌에 그라프트반응시킴으로써 가교반응에 의한 용융점도의 증가를 억제하고 이에 따라 폴리에틸렌의 점도가 감소되며 열용사에의한 코팅 작업시 도막의 성형성 및 접착력이 효과적으로 개선된다.The modified polyethylene prepared according to the method of the present invention is melt viscosity by crosslinking reaction by graft reaction of maleic acid to polyethylene near the melting temperature of polyethylene, which is a relatively low temperature by using a reaction initiator that decomposes at a relatively low temperature to initiate a reaction. This suppresses the increase in the viscosity of the polyethylene, thereby effectively reducing the formability and adhesion of the coating film during the thermal spray coating operation.
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