KR101731279B1 - 고난연성과 윤활성을 갖는 마스터배치와 이를 이용한 폴리올레핀 가요관과 그 제조방법 - Google Patents

고난연성과 윤활성을 갖는 마스터배치와 이를 이용한 폴리올레핀 가요관과 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101731279B1
KR101731279B1 KR1020160079930A KR20160079930A KR101731279B1 KR 101731279 B1 KR101731279 B1 KR 101731279B1 KR 1020160079930 A KR1020160079930 A KR 1020160079930A KR 20160079930 A KR20160079930 A KR 20160079930A KR 101731279 B1 KR101731279 B1 KR 101731279B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
parts
flame retardant
mixing
lubricant
Prior art date
Application number
KR1020160079930A
Other languages
English (en)
Inventor
정영섭
이무형
Original Assignee
(주)인테크놀로지
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)인테크놀로지 filed Critical (주)인테크놀로지
Priority to KR1020160079930A priority Critical patent/KR101731279B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101731279B1 publication Critical patent/KR101731279B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/04—Disintegrating plastics, e.g. by milling
    • B29B17/0404—Disintegrating plastics, e.g. by milling to powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00—Making preforms
    • B29B11/06—Making preforms by moulding the material
    • B29B11/10—Extrusion moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00—Making preforms
    • B29B11/14—Making preforms characterised by structure or composition
    • B29B11/16—Making preforms characterised by structure or composition comprising fillers or reinforcement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/88—Adding charges, i.e. additives
    • B29B7/90—Fillers or reinforcements, e.g. fibres
    • B29C47/0007—
    • B29C47/0026—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/022—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • B29C48/023—Extruding materials comprising incompatible ingredients
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/09—Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels
    • B29C48/10—Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels flexible, e.g. blown foils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/06—Insulating conductors or cables
    • H01B13/14—Insulating conductors or cables by extrusion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/04—Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2027/00—Use of polyvinylhalogenides or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2027/12—Use of polyvinylhalogenides or derivatives thereof as moulding material containing fluorine
    • B29K2027/18—PTFE, i.e. polytetrafluorethene, e.g. ePTFE, i.e. expanded polytetrafluorethene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/0005—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing compounding ingredients
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/52—Mechanical processing of waste for the recovery of materials, e.g. crushing, shredding, separation or disassembly
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

본 발명은 고난연성(high flame retardancy) 및 윤활성(lubricant property)을 갖는 가요관(flexible conduit) 제조용 마스터배치(master batch) 조성물의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리올레핀(polyolefin) 가요관 제조 시 윤활성, 고난연성, 산소지수(limiting oxygen index) 및 기계적 물성을 향상시켜 주고 폴리올레핀 가요관에 전선을 삽입 시 마찰에 의한 전선의 손실을 막아 현장의 작업성을 향상시켜 유실공수 낮추는 마스터배치 조성물 및 폴리올레핀 가요관을 용이하게 제조할 수 있다.

Description

고난연성과 윤활성을 갖는 마스터배치와 이를 이용한 폴리올레핀 가요관과 그 제조방법{Method of master batch compound manufacturing assigning high flame retardancy and lubricant property to flexible polyolefin conduit and a method of flexible polyolefin conduit manufacturing}
본 발명은 고난연성(high flame retardancy)과 윤활성(lubricant property)을 갖는 가요관(flexible conduit) 제조용 마스터배치(master batch) 조성물의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리올레핀(polyolefin) 가요관 제조 시 윤활성, 고난연성, 산소지수(limiting oxygen index) 및 기계적 물성을 향상시켜 주고, 폴리올레핀 가요관에 전선을 삽입 시 마찰에 의한 전선의 손실을 막아 현장의 작업성을 향상시켜 유실공수 낮추는 고난연성과 윤활성을 갖는 마스터배치와 이를 이용한 폴리올레핀 가요관과 그 제조방법에 관한 것이다.
각종 케이블(cable)을 보호하기 위하여 가요성 수지관이 사용되고 있다. 그 중 주택이나 건물, 전기공사에서 쓰이는 배관은 재질이 폴리에틸렌 (polyethyiene)인 주름관, 경질비닐전선관(Rigid polyvinyl chloride conduit) 및 금속가요전선관(flexible metal conduit) 등이 주로 사용되고 있다.
폴리에틸렌(polyethylene) 가요관은 값이 비교적 저렴하면서도 유연성이 좋아 쉽게 원하는 배관을 할 수도 있고, 가벼운데다 작업성이 좋은 점 등의 장점이 있으나, 난연성이 약해 화재에 치명적인 약점이 있었고, 이를 보완하기 위하여 고가의 난연제를 10~20중량부를 사용하기 때문에 제조원가의 상승은 물론 물성이 약해져 충격강도가 약한 단점은 물론 연소 시 유독가스가 분출되며, 다량의 납과 같은 중금속이 함유되어 있는 문제점이 있었다.
또한, 여름의 경우에는 간헐적으로 휨 전선관의 굴곡탄성률이 떨어지며, 겨울철에는 충격에 의해 깨지는 등의 취약점도 함께 가지고 있다.
이러한 폴리에틸렌관의 문제점으로 인하여 우리나라 기술표준원에서는 2005년 12월 29일 KSC 8454 합성수지제 휨(가요) 전선관 등 21종의 규격을 개정 (기술표준원 고시 제2005-1015호)하여 화재예방 강화와 제품의 품질향상을 유도하면서, 이중 KSC 8454 합성수지제 휨(가요) 전선관은 6 개월간 유예기간을 부여하여 2006년 7월 1일부터는 기존의 비난연성 주름관의 생산이나 판매를 중지함과 동시에 개정된 규격의 난연(내연)성을 갖는 주름관만 생산 및 판매하도록 규정하였다.
따라서 종래 생산하고 있던 폴리에틸렌관은 난연제를 첨가하더라도 국소적으로 비난연성이 나타나는 현상이 있어, KSC 8454 개정된 성능시험에 합격하려면 전체 원료 배합량 중 난연제를 30~40중량% 정도를 사용해야 KSC IEC 61358-22의 13에 적합한 수준을 유지할 수 있어 다량의 난연제를 사용함으로써 가요성이 떨어지며 제품의 생산원가가 상승하는 등의 문제점이 있었다.
또한 내식성, 내약품성 및 내유성이 우수하고 가볍고 충격강도가 강하며, 전기절연성 및 자기 소화성을 갖는 폴리염화비닐을 이용한 가요전선관의 개발이 활발하게 이루어지고 있으나, 이들 제품은 고온이나 저온에서 충격강도가 약하며, 열팽창률이 크고 직사광선을 받을 경우 노화가 빨리 일어나는 단점 및 압축복원력이 떨어질 뿐 아니라 폴리에틸렌 관에 비하여 가공성이 좋지 못한 문제점을 가진다.
상기와 같은 특성을 개선하기 위하여 지금까지 개발되어 특허 출원된 선행기술과 특허문헌을 살펴보면 다음과 같다.
대한민국 공개특허 제10-1997-0000515호에 의하면 폴리에틸렌관의 제조방법에 관한 것으로, 온돌파이프의 제조 공정에서, 특히 수가교에 의한 방법으로 온돌파이프를 제조할 경우 그 가공 공정을 단축하여 공정의 신속성과 편리성에 의해 제품의 단가를 낮추고 생산성을 높일 수 있도록 한 것으로, 그 공정은 폴리에틸렌과 가교제를 혼합하는 배합공정, 이를 압출하는 공정, 그리고 권취하는 공정으로 이루어져서 종래 별도의 숙성공정을 생략토록 한 것이다. 대한민국 공개특허 제10-1999-0081367호는 폴리에틸렌 10~90중량부와 염소화 폴리에틸렌 90~10중량부로 된 폴리에틸렌 혼합물(a) 100중량부, 금속수화물(b) 60~130중량부, 인계 난연제(c) 5~20 중량부, 저온 충격보완제(d) 5~30중량부 및 상용화제(compatibilizer)(e) 5~30중량부를 포함하는 전선 케이블 슬리브 및 전선관용 난연성 수지 조성물을 개발하였으며, 상기의 수지 조성물을 함유한 전선관은 가연성 재료의 전기 절연성, 장기 내후성 및 기계적 특성을 지니면서 저온 충격성, 압축 복원성이 우수하고, 실제 플라스틱 연소 조건에 해당하는 IEEE383에 적합한 난연성과 화재시 일반 폴리에틸렌 수지에 비해 연기 발생량이 적은 특성을 지닌다고 기재되어 있다. 대한민국 공개특허 제10-2009-0101038호에서는 난연성 휨(가요) 전선관의 제작이 어려운 폴리프로필렌 수지를 사용하여도 우수한 난연성을 갖는 난연성 휨 전선관을 제작할 수 있는 난연성 휨 전선관용 폴리프로필렌 조성물로서, 상기 난연성 휨 전선관용 폴리프로필렌 조성물은 폴리프로필렌 블록공중합체 100중량부에 대하여 BDDP난연제 0.5~7중량부, 삼산화안티몬(Sb2O3) 0.1~5중량부, 분산제 0.01~3중량부, 제1 산화방지제 0.02~6중량부, 제2 산화방지제 0.01~6중량부, 자외선 안정제 0.1~2중량부를 혼합한 것을 특징으로 한다. 대한민국 공개특허 제10-2009-73306호에서는 고밀도폴리에틸렌(high density polyethylene), 브롬(bromine)계 난연제, 삼산화안티몬(Sb2O3), 커플링제(coupling agent)로 구성하는 것과, 전체 중량을 100중량%로 하였을 때에 30~40중량%의 고밀도폴리에틸렌과 40~50중량%의 브롬계난연제 10~20중량%의 삼산화안티몬, 3~8중량%의 커플링제로 조성된 난연 전선관 수지 조성물이 개시되어 있다. 대한민국 등록특허 제10-0997052호에서는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 또는 고밀도 폴리에틸렌 중에서 선택된 어느 하나로 구성된 기본수지(base resin) 100중량부, tris(tribromoneopentyl) phosphate 또는 tetrabromobisphenol A bis(2,3-dibromopropyl ether) 중에서 선택된 어느 하나로 구성된 난연제 30~70중량부, 삼산화안티몬 5~30중량부, 산화방지제 0.5~5중량부 및 분산제 0.1~5중량부를 혼합한 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌(polypropylene) 용 난연 가요전선관 마스터배치 조성물의 제조방법을 제공한다. 대한민국 등록특허 제10-0936131호에서는 분산성 및 저온취성 면에서 우수한 고농축의 고기능 난연 마스터배치 조성물 및 그의 제조방법으로, 고농축 고기능 난연 마스터배치 조성물은 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 또는 고밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 폴리에틸렌 수지 100중량부, 주 난연제로서, 데카브로모디페닐 옥사이드 또는 데카브로모디페닐 에탄 150~180중량부, 또는 테트라브로모비스페놀 A 170중량부, 보조난연제로서 삼산화 안티몬 5~70중량부, 커플링제 1~10중량부, 분산제 1~5중량부, 폴리에틸렌 왁스 1~30중량부, 산화방지제 1~5중량부, 및 자외선 방지제 1~3중량부를 포함한다. 대한민국 등록특허 제10-0855041호에서는 (A)폴리프로필렌 100중량부에 (B)폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 100중량부에 테트라브로모비스페놀 A 비스(2,3-디브로모프로필 에테르)[tetrabromobisphenol A bis (2,3-dibromopropyl ether)] 난연제 10~80중량부, 이산화안티몬(Sb2O3) 난연제 10~50 중량부, 자외선 안정제(ultraviolet stabilizer) 1~10중량부, 제 1, 2 산화방지제(antioxidant) 1~10중량부를 혼합하여 제조된 난연 마스터배치 2~10중량부를 혼합한 것을 특징으로 하는 우수한 난연성을 갖는 난연성 휨 전선관을 제작할 수 있는 난연성 휨 전선관용 폴리프로필렌 조성물에 대해 개시한다. 7)대한민국 등록특허 제 10-101373호에서는 PVC 100중량부에 대하여 안정제 4~5중량부, 합성고무(synthetic rubber) 8~10중량부, 충격보강제 10~15중량부, 외부 활제 1~2중량부, 내부 활제 0.5~1중량부, 충진제 3~5중량부, 이산화티타늄(TiO2) 0.2~0.5중량부 및 캡사이신(capsaicin) 0.1~0.2중량부로 이루어져 있고 이들 수지 조성물을 사용하여 사출 또는 압출성형 가능한 가요성 전선관의 수지 조성물을 개시한다. 따라서 상기 발명에 따른 가요성 전선관은 우수한 난연성과 폴리에틸렌 대비 원료가 저렴하며 야외에서 장기간 보관하는 경우에도 부식이 전혀 나타나지 않으며, 특히 폴리염화비닐가요성 전선관의 단점인 가공성이 뛰어나면서 설치류들에 의한 관의 손상도 예방하는 효과가 있다. 대한민국 등록특허 제10-1494528호에서는 산업용재인 가요전선관용으로 적합하며, 하절기에도 높은 굴곡탄성율(bending modulus)을 유지하면서도 동절기에는 충격에 깨지는 문제를 개선한 임팩트 블록 코폴리머(impact block copolymer)수지 조성물 및 이로부터 제조되는 가요전선관으로, 상기 수지 조성물은 코폴리머 90~99중량% 및 고밀도 폴리에틸렌 1~10중량%로 이루어진 혼합물 100중량부에 대하여, 핵제 0.05~1중량부, 인계 산화방지제 0.01~0.5중량부, 페놀계(phenol type) 산화방지제 0.01~0.5중량부 및 중화제 0.01~0.5중량부를 포함하고, 아이조드(IZOD) 충격강도(-10℃) (ASTM 평가법 D256)가 6.0㎏㎝/㎝ 이상인 가요전선관용 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 가요전선관을 제공한다. 대한민국 등록특허 제10-0255483호에서는 화재발생 시 일정시간 충전이 가능한 능력(내화성)을 보유하면서도 전기 절연물로서 성능을 유지하는 내화용 열 경화성 고분자 수지 조성물과 이를 이용한 내화 전선 및 케이블의 제조방법으로, 내화용 열경화성 고분자(thermo setting polymer) 수지조성물을 실리콘 고무(silicone rubber)와 에틸렌 프로필렌(ethylene-propylene)을 주 폴리머(polymer) 로 하고, 이 주 폴리머는 보강제 및 내화용 난연제가 첨가되어 뛰어난 내화특성을 가진다. 이에 따른 내화용 열경화성 고분자 수지 조성물은 열에 의해 가열되더라도 일정한 기간 이상 일정한 수준의 기계적 강도를 유지하고, 절연체로써 내화특성과 장기간 보관이 가능하며 이러한 내화용 열경화성 고분자 수지 조성물을 절연체로 이용하는 내화 전선 및 케이블은 종래의 마이카/글라스 테이프(mica/glass tape)를 사용한 전선 및 케이블과는 달리 일정한 수준 이상의 내화특성을 유지하고, 제조비용을 최소화하고, 제조시간을 단축하고, 그리고 장기간 보관을 가능케 하는 이점을 가진다.
그러나, 상기 난연성 수지 조성물로 제조된 난연전선관은 난연성능이 그다지 좋지 못할 뿐 아니라 가공성이 뛰어나지 못한 단점이 있었고, 여기서 발전한 조성물 역시 난연성은 뛰어나지만 압출된 전선관의 내충격성이 낮을 뿐 아니라 생산원가가 높고 가공성이 뛰어나지 못한 것이 단점으로 지적되고 있다.
또한, 통상의 폴리에틸렌관 및 폴리염화비닐관은 쥐와 같은 설치류에 의한 갉음으로 인하여 관을 손상시킬 뿐 아니라 관내에 각종 전선들을 손상시켜 합선이나 누전 등으로 인하여 정전이나 화재가 발생되는 경우가 종종 일어나고 있다.
따라서 대부분의 전선 가요관 제조업체에서는 최종 고객의 요구사양인 난연성은 물론 전선 삽입의 편리성, 기계적 물성을 충족시킬 수가 없는 실정이다.
난연조성물을 제조하기 위하여 종래에는 각 제품 용도에 맞게 난연제가 포함된 난연 컴파운드를 사용하거나, 생산 공정에서 직접 난연제를 배합하여 사용한다. 그에 따라, 난연조성물을 사용하는 경우나 직접 난연제를 배합하여 사용하는 경우에 공정상 복잡하고 여러 공정이 혼합되어 경제성 및 생산성이 매우 취약하다.
특히 공정에서 발생하는 미세 난연제 먼지가 호흡기 장애와 각종 피부질환을 유발하기도 하여 산업재해로 나타나는 경우도 있어 난연조성물이나 난연제를 직접 배합하는 대신 난연 마스터배치를 제조하여 사용한다.
그러나, 난연 마스터배치를 제조할 때, 고농축 하는 방법 면에서는 기술력의 문제가 있고, 고농축 된 제품의 품질 특성에서도 최종제품에 적용할 경우 난연제의 분산성이 떨어지는 경우가 종종 있다.
이에 따라 최종제품의 물리적 성질이 열화 되고 난연도가 낮아지는 취약성이 있어 난연조성물에 사용될 수 있는 고농축의 마스터배치에 대한 기술개발이 요구되고 있는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 본 발명 폴리올레핀 가요관 제조 시 고 난연성 및 윤활성을 부여하는 마스터배치 조성물 및 폴리올레핀 가요관 제조방법은 폴리올레핀 가요관 제조 시 윤활성, 고난연성, 산소지수 및 기계적 물성을 향상시켜주는 고난연성과 윤활성을 갖는 마스터배치 조성물의 제조방법을 제공하는 데 제1의 목적이 있다.
또한 폴리올레핀 가요관에 전선을 삽입 시 마찰에 의한 전선의 손실을 막고 현장의 작업성을 향상시켜 유실공수 낮추는 고난연성과 윤활성을 갖는 마스터배치를 이용한 폴리올레핀 가요관 제조방법을 제공하는 데 제2의 목적이 있다
그 외에도 공정에서 작업자의 호흡기 장애와 각종 피부질환을 유발시키는 미세 난연제의 비산을 줄여 산업재해는 물론 환경오염을 줄일 수 있도록 함에 또 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 폴리테트라프로로에틸렌(polytetrafluoroethylene) 재활용수지(recycled resin) 50~150중량부를 나이프식 절단기(knife type cutter)나, 입방체절단기, 슬릿절단기(slit cutter)로 절단하고 죠크러셔(Jaw Crusher)나 선동파쇄기 등으로 파쇄 한 다음 보울밀(bowl mill), 롤러 밀(roller mill) 이나 햄머밀(hammer mill)과 같은 분쇄기에 투입하여 입자크기를 3~10mm로 분쇄하고 전자선(electron beam) 이나 감마선(gamma ray)과 같은 방사선 조사장비(irradiation device)를 이용하여 400~1200kGy로 조사한 다음 볼밀(ball mill), 제트 밀(jet mill) 같은 분쇄기를 이용하여 입자크기 0.01~50μm 크기로 분쇄하여 폴리테트라프로로에틸렌 미분말을 제조하는 폴리테트라프로로에틸렌 미분화단계와;
입자크기가 0.05~10㎛인 다공성 제올라이트(porous zeolite), 다공성 탄소(porous carbon), 다공성 알루미나(porous alumina), 다공성 세라믹(porous ceramic)과 같은 다공성 충진제(porous filler) 25~75중량부를 헨셀믹서(henschel mixer), 슈퍼믹서(super mixer), 리본 브랜더(ribbon blender)나 더블 혼합기(double mixer) 등과 같은 혼합기(mixer)에 투여하고, 혼합기 상에서 500~1200rpm으로 5~30분간 다공성 충진제를 교반하면서 실리콘오일(silicone oil)이나, 미네랄 오일(mineral oil), 파라핀 오일(paraffin oil), 세틸알콜(cetyl alcohol)과 같은 고점도 윤활제 5~25중량부를 분사한 다음 1500~2500rpm의 속도로 5~30분간 혼합하여 윤활제가 담지 된 다공성 충진제 30~100중량부를 제조하는 윤활제 담지단계와;
니더믹서(Kneader mixer)나 밴버리믹서(banbury mixer) 등의 혼합믹서에 에틸렌비닐아세테이트 공중합체(ethylene-vinyl acetate copolymer)나 에틸렌-프로필렌다이엔 공중합체(ethylene-propylene diene copolymer), 스티렌-부타디엔 공중합체(styrene-butadiene copolymer)와 같은 일레스토머(elastomer) 24~70중량부에 고점도 실리콘오일 6~20중량부를 투입하고 60~80℃에서 5~30분 동안 혼합한 조성물을 일축압출기(single screw extruder)를 이용한 압출 성형과정을 통해 2~3mm 정도 크기의 실리콘오일함유 일레스토머 펠렛(pellet)을 제조하는 실리콘오일함유 일레스토머 펠렛 제조단계와;
교반기가 장착된 통상의 반응기에 메탄올(methanol)이나 에탄올(ethanol)과 같은 알코올(alcohol) 95중량부, 증류수 5중량부, 실란 10~50중량부를 첨가하고 염산 또는 아세트산과 같은 산촉매를 5~20중량부를 가하여 pH 3~5를 유지시키면서 50~300RPM 속도로 20~60분간 교반시킨 용액에 평균입경이 0.01~20㎛를 갖는 헥사브로모시클로데칸(hexabromocyclodecane), 데카브로모디페닐 옥사이드(decabromodiphenyl oxide), 테트라브로모비스페놀-A(tetrabromobisphenol-A), 테트라브로모비스페놀 A 비스 (2,3-디브로모프로필 에테르)[tetrabromobisphenol A bis (2,3-dibromopropyl ether)], 트리스(2-디클로로에틸)포스페이트[tris(2-chloroethyl)phosphate], 데카브로모디페닐에탄(decabromodiphenyl ethane), 트리스(1-클로로-2-프로필)포스페이트[tris(1-chloro-2-propyl)phosphate] 등의 난연제 190~450중량부를 가하여 50~300RPM 속도로 20~120분간 교반한 다음 여과한 후 60~120℃에서 건조하여 실란표면처리 된 난연제 200~500중량부를 제조하는 실란 표면처리된 난연제 제조단계와;
저밀도폴리에틸렌(low density polyethylene)이나, 중밀도폴리에틸렌(medium density polyethylene), 선상저밀도폴리에틸렌(linear low density polyethylene)과 같은 폴리에틸렌 수지 1000중량부에 폴리테트라프로로에틸렌 미분화단계에서 제조된 폴리테트라프로로에틸렌 미분말 50~150중량부, 산화방지제 1~10중량부, 분산제 1~5중량부, 삼산화안티몬(antimony trioxide)나 오산화안티몬(antimony pentoxide)과 같은 산화안티몬 50~200중량부, 상기 실리콘오일함유 일레스토머 펠렛 제조단계에서 제조된 실리콘오일함유 일레스토머 펠렛 30~90중량부 및 카본블랙(carbon black), 이산화티탄(titanium oxide), 산화철(iron oxide)와 같은 안료 1~10중량부를 니더믹서(Kneader mixer)나 밴버리믹서(banbury mixer) 등의 혼합믹서에 순차적으로 투입하여 120~185℃의 온도에서 10~30분 동안 용융혼련 하는 용융혼련단계와;
상기 용융혼련단계가 끝난 후에 상기 혼합믹서에 상기 윤활제 담지단계에서 제조된 윤활제가 담지된 다공성 충진제 30~100중량부와 상기 실란 표면처리된 난연제 제조단계에서 제조된 실란 표면처리 된 난연제 150~350중량부를 순차적으로 투입하여 120~185℃의 온도에서 1~30분 동안 혼합하는 난연제 혼합단계와;
상기 난연제 혼합단계 끝난 후에 상기 혼합믹서에 상기 실란 표면처리된 난연제 제조단계에서 제조된 실란 표면처리 된 난연제 50~150중량부를 투입하여 120~185℃의 온도에서 1~30분 동안 혼합하여 마스터배치 조성물을 제조하는 숙성단계와;
상기 숙성단계에서 제조된 마스터배치 조성물을 일축압출기(single screw extruder) 또는 이축 압출기(twin screw extruder)를 이용한 용융압출 성형과정을 통해 2~3mm 정도 크기를 갖는 마스터배치로 만드는 마스터배치 제조단계를 거쳐;
폴리에틸렌 수지 1000중량부, 표면처리 된 난연제 200~500중량부, 산화안티몬 50~200중량부, 폴리테트라프로로에틸렌 미분말 50~150중량부, 산화방지제 1~10중량부, 분산제 1~5중량부, 윤활제가 담지된 다공성 충진제 30~100중량부, 안료 1~10중량부, 실리콘오일함유 일레스토머 펠렛 30~90중량부로 구성되는 폴리올레핀 가요관 제조 시 고 난연성 및 윤활성을 부여하는 마스터배치 제조단계를 완료한 다음;
상기 마스터배치 제조단계에서 제조된 마스터배치 1363~2065중량부와 폴리에틸렌이나, 폴리프로필렌, 폴리부텐-1, 폴리메틸펜텐과 같은 폴리올레핀 수지 10,000~20,000중량부를 혼합하는 마스터배치 혼합단계와;
상기 마스터배치 혼합단계의 혼합물 12,065~21363중량부를 일축압출기 호퍼에 투입한 다음, 실린더1: 160~230℃, 실리더2: 170~240℃, 실리더3: 180~240℃, 다이: 175~245℃의 온도 조건으로 10~40㎏/시간의 압출속도로 폴리올레핀 가요관을 압출하는 가요관 압출단계를 거쳐 폴리올레핀 가요관 제조 시 윤활성, 고난연성, 산소지수 및 기계적 물성을 향상시켜 주고, 폴리올레핀 가요관에 전선을 삽입 시 마찰에 의한 전선의 손실을 막아 현장의 작업성을 향상시켜 유실공수 낮추는 폴리올레핀 가요관 제조할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 폴리올레핀 가요관 제조 시 윤활성, 고난연성, 산소지수 및 기계적 물성을 향상시켜 주고 폴리올레핀 가요관에 전선을 삽입 시 마찰에 의한 전선의 손실을 막아 현장의 작업성을 향상시켜 유실공수를 낮추고, 제조경비 절감 및 생산이 용이하며, 최종적으로 장기적 수명이 우수한 폴리올레핀 가요관을 용이하게 제조하는 효과를 가지고 있다.
도 1은 본 발명의 실시 방법을 예시한 공정흐름도.
상기 목적과 특징에 최상의 형태로 부합할 수 있는 본 발명을 실시예를 도 1에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
폴리테트라프로로에틸렌 재활용수지 50~150중량부를 나이프식 절단기나, 입방체절단기, 슬릿절단기로 절단하고 죠 크러셔나 선동파쇄기 등으로 파쇄 한 다음 보울밀(bowl mill), 롤러 밀이나 햄머밀과 같은 분쇄기에 투입하여 입자크기를 3~10mm로 분쇄하고 전자선이나 감마선과 같은 방사선 조사장비를 이용하여 400~1200kGy로 조사한 다음 볼 밀, 제트 밀 같은 분쇄기를 이용하여 입자크기 0.01~50μm 크기로 분쇄하여 폴리테트라프로로에틸렌 미분말을 제조하는 폴리테트라프로로에틸렌 미분화단계와;
입자크기가 0.05~10㎛인 다공성 제올라이트, 다공성 탄소, 다공성 알루미나, 다공성 세라믹과 같은 다공성 충진제 25~75중량부를 헨셀믹서, 슈퍼믹서, 리본 브랜더나 더블 혼합기 등과 같은 혼합기에 투여하고, 혼합기 상에서 500~1200rpm으로 5~30분간 다공성 충진제를 교반하면서 실리콘오일이나, 미네랄 오일, 파라핀 오일, 세틸알콜과 같은 고점도 윤활제 5~25중량부를 분사한 다음 1500~2500rpm의 속도로 5~30분간 혼합하여 윤활제가 담지된 다공성 충진제 30~100중량부를 제조하는 윤활제 담지단계와;
니더믹서나 밴버리믹서 등의 혼합믹서에 에틸렌비닐아세테이트 공중합체나 에틸렌-프로필렌다이엔 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체와 같은 일레스토머 24~70중량부에 고점도 실리콘오일 6~20중량부를 투입하고 60~80℃에서 5~30분 동안 혼합한 조성물을 일축압출기를 이용한 압출 성형과정을 통해 2~3mm 정도 크기의 실리콘오일함유 일레스토머 펠렛을 제조하는 실리콘오일함유 일레스토머 펠렛 제조단계와;
교반기가 장착된 통상의 반응기에 메탄올이나 에탄올과 같은 알코올 95중량부, 증류수 5중량부, 실란 10~50중량부를 첨가하고, 염산 또는 아세트산과 같은 산촉매를 5~20중량부를 가하여 pH 3~5를 유지시키면서 50~300RPM 속도로 20~60 분간 교반시킨 용액에 평균입경이 0.01~20㎛를 갖는 헥사브로모시클로데칸, 데카브로모디페닐 옥사이드, 테트라브로모비스페놀-A, 테트라브로모비스페놀 A 비스(2,3-디브로모프로필 에테르), 트리스(2-디클로로에틸)포스페이트, 데카브로모디페닐에탄, 트리스(1-클로로-2-프로필)포스페이트 등의 난연제 190~450중량부를 가하여 50~300RPM 속도로 20분 내지 120 분간 교반한 다음 여과한 후 60~120℃에서 건조하여 실란 표면처리 된 난연제를 1회에 200~500중량부 제조하는 실란 표면처리 된 난연제 제조단계와;
저밀도폴리에틸렌이나, 중밀도폴리에틸렌, 선상저밀도폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌 수지 1000중량부에 폴리테트라프로로에틸렌 미분화단계에서 제조된 폴리테트라프로로에틸렌 미분말 50~150중량부, 산화방지제 1~10중량부, 분산제 1~5중량부, 삼산화안티몬나 오산화안티몬과 같은 산화안티몬 50~200중량부, 상기 실리콘오일함유 일레스토머 펠렛 제조단계에서 제조된 실리콘오일함유 일레스토머 펠렛 30~90중량부 및 카본블랙, 이산화티탄, 산화철와 같은 안료 1~10중량부를 니더믹서나 밴버리믹서 등의 혼합믹서에 순차적으로 투입하여 120~185℃의 온도에서 10~30분 동안 용융혼련 하는 용융혼련단계와;
상기 용융혼련단계가 끝난 후에 상기 혼합믹서에 상기 윤활제 담지단계에서 제조된 윤활제가 담지된 다공성 충진제 30~100중량부와 상기 실란 표면처리 된 난연제 제조단계에서 제조된 실란 표면처리된 난연제 150~350중량부를 순차적으로 투입하여 120~185℃의 온도에서 1~30분 동안 혼합하는 난연제 혼합단계와;
상기 난연제 혼합단계가 끝난 후에 상기 혼합믹서에 실란 표면처리 된 난연제 제조단계에서 제조된 실란표면처리 된 난연제 50~150중량부를 투입하여 120~185℃의 온도에서 1~30분 동안 혼합하여 마스터배치 조성물을 제조하는 숙성단계와;
상기 숙성단계에서 제조된 마스터배치 조성물을 일축압출기 또는 이축 압출기를 이용한 용융압출 성형과정을 통해 2~3mm 정도 크기를 갖는 마스터배치로 만드는 마스터배치 제조단계를 거쳐;
폴리에틸렌 수지 1000중량부, 표면처리된 난연제 200~500중량부, 산화안티몬 50~200중량부, 폴리테트라프로로에틸렌 미분말 50~150중량부, 산화방지제 1~10중량부, 분산제 1~5중량부, 윤활제가 담지된 다공성 충진제 30~100중량부, 안료 1~10중량부, 실리콘오일함유 일레스토머 펠렛 30~90중량부로 구성되는 폴리올레핀 가요관 제조 시 고난연성 및 윤활성을 부여하는 마스터배치 조성물의 제조를 완료한 다음;
상기 마스터배치 제조단계에서 제조된 마스터배치 1363~2065중량부와 폴리에틸렌이나, 폴리프로필렌, 폴리부텐-1, 폴리메틸펜텐과 같은 폴리올레핀 수지 10,000~20,000중량부를 혼합하는 마스터배치 혼합단계와;
상기 마스터배치 혼합단계의 혼합물 12,065 ~21,363 중량부를 일축압출기 호퍼에 투입한 다음, 실린더1: 160~230℃, 실리더2: 170~240℃, 실리더3: 180~240℃, 다이: 175~245℃의 온도 조건으로 10~40㎏/시간의 압출속도로 폴리올레핀 가요관을 압출하는 가요관 압출단계를 거쳐 폴리올레핀 가요관 제조 시 윤활성, 고난연성, 산소지수 및 기계적 물성을 향상시켜 주고, 폴리올레핀 가요관에 전선을 삽입 시 마찰에 의한 전선의 손실을 막아 현장의 작업성을 향상시켜 유실공수 낮추는 고난연성 및 윤활성을 부여하는 마스터배치 조성물 및 폴리올레핀 가요관을 제조 완료하였다.
실란 표면처리된 난연제 제조단계에서 사용되는 실란은 테트라에톡시실란(tetraethoxy silane), 메틸트리에톡시실란(methyltriethoxysilane), 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane), 메틸트리(2-메톡시에톡시)실란, 3-메타크릴로일옥시프로필-트리메톡시실란(3-methacryloyloxypropyl-trimethoxysilane), 3-메르캅토프로필-트리메톡시실란(3-mercaptopropyl-trimethoxysilane), 3-아미노프로필-트리메톡시실란(3-aminopropyl-trimethoxysilane), 등이 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용될 수 있으며, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다.
상기 실란 표면처리된 난연제 제조단계 사용되는 난연제는 평균 입경이 0.01~20㎛인 헥사브로모시클로데칸, 데카브로모디페닐 옥사이드, 테트라브로모비스페놀-A, 테트라브로모비스페놀 A 비스(2,3-디브로모프로필 에테르), 트리스(2-디클로로에틸)포스페이트, 데카브로모디페닐에탄, 트리스(1-클로로-2-프로필)포스페이트 등이 바람직하며 그 외에도 탄산칼슘, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄도 사용가능하고, 이들 난연제가 단독 또는 2종 이상 조합되어 사용될 수 있으며, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다.
이때 난연제의 평균입도가 0.01㎛ 미만인 경우 분산성이 떨어지고, 20㎛ 이상인 경우 난연성이 떨어진다.
상기 용융혼련단계의 폴리에틸렌은 저밀도폴리에틸렌이나, 중밀도폴리에틸렌, 선상저밀도폴리에틸렌이 바람직하며, 고밀도폴리에틸렌(high density polyethylene) 이나 에틸렌 비닐아세테이트, 에틸렌 부틸아크릴레이트(ethylene butylacrylate), 에틸렌 메틸아크릴레이트(ethylene methylacrylate), 에틸렌 부텐 공중합체(ethylene butene copolymer), 에틸렌 옥텐 공중합체(ethylene octene coplymer)와 같은 에틸렌 공중합체(ethylene copolymer) 등도 사용가능하다.
상기 용융혼련단계에서 사용되는 산화방지제로는 폴리(1,2-디히드로-2,2,4-트리메틸퀴놀린)[poly(1,2-dihydro-2,2,4-trimethyl quinoline)], 2,6-디-터트-부틸-4‘-메틸페놀(2,6-di-tert-butyl-4-methyl phenol), 테트라키스[메틸렌-3-(3‘,5’-디-터트-부틸-4-히드로옥시페닐-프로피오네이트)메탄[tetrakis[methylene-3-(3‘,5’-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl-propionate)]methane]이나 트리스(2,4-디-터트-부틸-페닐)포스파이트[tris(2,4-di-tert-butyl-phenyl) phosphite], 테트라키스메틸렌(3,5-di-t-부틸-4-히드록시히드로신나메이트)[tetrakismethylene(3,5-di-t-butyl-4-hydroxy hydrocinamate)]가 1~10중량부가 사용된다.
상기 용융혼련단계에서 사용되는 분산제는 칼슘 스테아레이트(calcium stearate), 징크 스테아레이트(zinc stearate), 마그네슘 스테아레이트(magnesium stearate)의 금속염 스테아레이트가 바람직하나 그 외에도 라울릭 액시드(lauric acid), 미리스틱 액시드(myristic acid), 활미트 액시드(palmitic acid)와 같은 지방산이나(fatty acid)도 사용가능하며 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다.
이때 분산제는 1~5중량부가 사용되며 1중량부 미만일 경우 가공성이 떨어지고, 5.0중량부 이상을 첨가할 경우 용융혼련성이 떨어진다.
상기 용융혼련단계의 산화안티몬은 보조난연제로 50~150중량부의 삼산화안티몬과 오산화안티몬이 사용된다.
이때 산화안티몬이 50중량부 미만인 경우 최종 가용관의 난연성이 떨어지고 150중량부 이상인 경우 기계적물성이 떨어진다.
상기 용융혼련단계에서 사용되는 안료는 산화티탄, 산화철, 탄산칼슘, 크롬옥사이드 및 카본블랙 등이 사용되며 조성물의 색상을 부여하기 위해 1.0~10중량부가 사용된다.
상기 가요관 압출단계에서의 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐-1, 폴리메틸펜텐 수지가 바람직하나 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다.
본 발명에 따른 폴리올레핀 가요관 제조 시 고난연성 및 윤활성을 부여하는 마스터배치 조성물은 자외선 방지제를 3~10중량부 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리올레핀 가요관 제조 시 고난연성 및 윤활성을 부여하는 마스터배치 조성물 및 폴리올레핀 가요관 제조방법을 보다 상세하게 살펴보고, 그에 따른 실시예를 서술하면 다음과 같다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
단 본 발명의 범위가 예시한 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.
<표 1>에 기재된 성분을 각각의 배합비로 혼합기를 이용하여 아래와 같은 공정의 제조방법으로 혼합하여 폴리올레핀 가요관 제조 시 고난연성 및 윤활성을 부여하는 마스터배치 조성물 및 폴리올레핀 가요관을 압출하였다.
<표 1> 폴리올레핀 가요관 제조 시 고난연성 및 윤활성을 부여하는 마스터배치 조성물 및 폴리올레핀 가요관 제조방법의 실시예
원 료 (중량부) 실시예1 실시예2 실시예3 비교예
폴리에틸렌수지 선상저밀도폴리에틸렌 1000 1000 1000 1000
고분자 윤활제 폴리테트라프로로에틸렌 미분말 100 100 100 -
산화방지제 테트라키스[메틸렌-3-(3‘,5’-디-터트-부틸-4-히드로옥시페닐-프로피오네이트)메탄 5 5 5 5
분산제 칼슘 스테아레이트 2 2 2 2
보조난연제 삼산화안티몬 120 120 120 120
일레스토머 펠렛 실리콘오일함유 에틸렌-프로필렌 다이엔 공중합체 60 60 60 -
에틸렌-프로필렌 다이엔 공중합체 - - - 60
안료 카본블랙 5 5 5 5
충진제 실리콘오일 담지 실리카 50 50 50 -
실리카 - - - 50
난연제 테트라에톡시 실란 표면 처리 테트라브로모비스페놀 A 비스 (2,3-디브로모프로필 에테르) 370 370 370 -
실란 미처리 테트라브로모비스페놀 A 비스 (2,3-디브로모프로필 에테르) - - - 370
마스터배치 조성물 합계 1,712 1,712 1,712 1,612
폴리올레핀 수지 고밀도 폴리에틸렌 19000 - - 19000
폴리프로필렌 - 19000 - -
폴리-4-메틸펜텐-1 - - 19000 -
폴리올레핀 가요관 혼합물 합계 20,712 20,712 20,712 20,612
실시예 및 비교예의 난연 실란가교 조성물의 제조방법
20L 니더믹서에 [표 1]의 배합비에 의해 순차적으로 폴리에틸렌 수지, 폴리테트라프로로에틸렌 미분말, 산화방지제, 분산제, 산화안티몬, 실리콘오일함유 일레스토머 펠렛, 안료, 윤활제가 담지된 다공성 충진제, 실란 표면처리 된 난연제를 투입하여 120~185℃의 온도로 유지하면서 용융혼련 한 덩어리 반죽 형태의 용융 혼합물을 이축압출기로 이송하여 120~185℃의 온도에서 용융압출성형과정을 통해 2~3mm 정도 크기를 갖는 마스터배치를 제조하였다.
실시예 1
이렇게 제조된 마스터배치와 고밀도폴리에틸렌 수지를 혼합하여 호퍼에 투여한 다음 40mm 압출성형용 다이가 부착되어 있는 일축압출기(스큐류: 60Φ)에서 실린더1: 160℃, 실리더2: 170℃, 실리더3: 180℃, 다이: 175℃은 온도 조건으로 20㎏/hr의 속도로 2.5mm 두께와, 40mm 지름의 고밀도폴리에틸렌 가요관을 성형하였다.
실시예 2
마스터배치와 폴리프로필렌 수지를 혼합하여 호퍼에 투여한 다음 40mm 압출성형용 다이가 부착되어 있는 일축압출기(스큐류: 60Φ)에서 실린더1: 200℃, 실리더2: 210℃, 실리더3: 220℃, 다이: 215℃은 온도 조건으로 20㎏/hr의 속도로 2.5mm 두께와, 40mm 지름의 폴리프로필렌 가요관을 성형하였다.
실시예 3
마스터배치와 폴리메틸펜텐 수지를 혼합하여 호퍼에 투여한 다음 40mm 압출성형용 다이가 부착되어 있는 일축압출기(스큐류: 60Φ)에서 실린더1: 220℃, 실리더2: 230℃, 실리더3: 240℃, 다이: 235℃은 온도 조건으로 20㎏/hr의 속도로 2.5mm 두께와 40mm 지름의 폴리메틸펜텐 가요관을 성형하였다.
이렇게 제조된 절연피복을 가지고 시편을 제작하여, 산소지수, 인장강도, 신장율, 인장특성을 평가하여 그 결과를 <표 2>에 나타내었다.
<표 2> 실시예에 따른 각 실험의 측정결과
시 험 항 목 실시예1 실시예2 실시예3 비교예
산소지수 45 45 45 36
자기소화성 우수 우수 우수 양호
전선 삽입 시 윤활성 우수 우수 우수 없음
마모성 0.7% 0.3% 0.5% 2.8%
<표 2>에서와 같이 본 발명에 따른 실시예의 폴리올레핀 가요관 제조 시 고난연성 및 윤활성을 부여하는 마스터배치 조성물 및 폴리올레핀 가요관 제조방법의 가요관은 산소지수, 자기소화성, 전선 삽입 시 윤활성 및 내마모성이 우수한 것을 확인 할 수 있다.
본 발명의 폴리올레핀 가요관 제조 시 고난연성 및 윤활성을 부여하는 마스터배치 조성물 및 폴리올레핀 가요관 제조방법은 폴리올레핀 가요관 제조 시 윤활성, 고난연성, 산소지수 및 기계적 물성을 향상시켜 주고 폴리올레핀 가요관에 전선을 삽입 시 마찰에 의한 전선의 손실을 막아 현장의 작업성을 향상시켜 유실공수를 낮추고, 제조경비 절감 및 생산이 용이하며, 최종적으로 장기적 수명이 우수하여 그 산업상 이용가치가 대단하다 할 것이다.

Claims (8)

  1. 폴리테트라프로로에틸렌 재활용수지를 절단기로 절단하고 파쇄기로 파쇄 한 다음 분쇄기에 투입하여 방사선을 조사한 다음, 다시 분쇄하여 입자크기 0.01~50μm 크기로 폴리테트라프로로에틸렌 미분말을 제조하는 폴리테트라프로로에틸렌 미분화단계와;
    입자크기가 0.05~10㎛인 다공성 충진제를 혼합기에 투여하고, 교반하면서 윤활제를 분사한 다음 혼합하여 윤활제가 담지된 다공성 충진제를 제조하는 윤활제 담지단계와;
    혼합믹서에서 일레스토머에 실리콘오일을 투입하고 혼합한 조성물을 일축압출기를 이용한 압출 성형과정을 통해 실리콘오일함유 일레스토머 펠렛을 제조하는 실리콘오일함유 일레스토머 펠렛 제조단계와;
    교반기가 장착된 통상의 반응기에 알코올, 증류수, 실란을 첨가하고 산촉매를 가하여 pH 3~5를 유지시키면서 교반시킨 용액에 난연제를 가하여 교반한 다음 여과한 후 건조하여 실란 표면처리된 난연제를 제조하는 실란 표면처리된 난연제 제조단계와;
    폴리에틸렌 수지에 폴리테트라프로로에틸렌 미분화단계에서 제조된 폴리테트라프로로에틸렌 미분말과, 산화방지제, 분산제, 산화안티몬, 상기 실리콘오일함유 일레스토머 펠렛 제조단계에서 제조된 실리콘오일함유 일레스토머 펠렛 및 안료를 혼합믹서에 순차적으로 투입하여 용융혼련하는 용융혼련단계와;
    상기 용융혼련단계가 끝난 후에 상기 혼합믹서에 상기 윤활제 담지 단계에서 제조된 윤활제가 담지된 다공성 충진제와 상기 실란 표면처리된 난연제 제조단계에서 제조된 실란 표면처리된 난연제를 순차적으로 투입하여 혼합하는 난연제혼합단계와;
    상기 난연제혼합단계를 끝낸 혼합믹서에 상기 실란 표면처리된 난연제 제조단계에서 제조된 실란 표면처리 된 난연제를 더 혼합하여 얻어진 마스터배치조성물을 숙성시키는 숙성단계와;
    상기 숙성단계에서 숙성된 마스터배치 조성물을 압출기를 이용한 용융압출 성형과정을 통해 2~3mm 크기를 갖는 마스터배치로 만드는 마스터배치 제조단계로 이루어짐을 특징으로 하는 고난연성과 윤활성을 갖는 마스터배치제조방법.
  2. 상기 제1항의 폴리테트라프로로에틸렌 미분화단계와; 윤활제 담지단계와; 실리콘오일함유 일레스토머 펠렛 제조단계와; 실란 표면처리된 난연제 제조단계와; 용융혼련단계와; 난연제혼합단계와; 숙성단계와; 마스터배치 제조단계를 실시하여 얻어진 마스터배치와 폴리올레핀수지를 혼합하는 마스터배치 혼합단계와;
    상기 마스터배치 혼합단계에서 혼합한 혼합물을 일축압출기에서 폴리올레핀 가요관을 압출하는 가요관 압출단계로 이루어짐을 특징으로 하는 고난연성과 윤활성을 갖는 폴리올레핀 가요관 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 윤활제 담지단계는, 입자크기가 0.05~10㎛인 다공성 제올라이트, 다공성 탄소, 다공성 알루미나, 다공성 세라믹중 어느 하나의 다공성 충진제 25~75중량부를 혼합기에 투여하고, 혼합기 상에서 500~1200rpm으로 5~30분간 다공성 충진제를 교반하면서 실리콘오일이나, 미네랄 오일, 파라핀 오일, 세틸알콜중 어느 하나인 윤활제 5~25중량부를 분사한 다음 1500~2500rpm의 속도로 5~30분간 혼합하여 윤활제가 담지된 다공성 충진제 30~100중량부를 제조하는 것을 특징으로 하는 고난연성과 윤활성을 갖는 마스터배치 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘오일함유 일레스토머 펠렛 제조단계는, 혼합믹서에서 에틸렌비닐아세테이트 공중합체나 에틸렌-프로필렌다이엔 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체 중 어느 하나인 일레스토머 24~70중량부에 실리콘오일 6~20중량부를 투입하고 60~80℃에서 5~30분 동안 혼합한 조성물을 일축압출기를 이용한 압출 성형과정을 통해 2~3mm 크기의 실리콘오일함유 일레스토머 펠렛을 제조함을 특징으로 하는 고난연성과 윤활성을 갖는 마스터배치 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 실란 표면처리된 난연제 제조단계는, 교반기가 장착된 통상의 반응기에 메탄올이나 에탄올로 된 알코올 95중량부, 증류수5 중량부, 실란 10~50중량부를 첨가하고 염산 또는 아세트산인 산촉매를 5~20중량부를 가하여 pH 3~5를 유지시키면서 50~300RPM 속도로 20~60분간 교반시킨 용액에 평균입경이 0.01~20㎛를 갖는 헥사브로모시클로데칸, 데카브로모디페닐 옥사이드, 테트라브로모비스페놀-A, 테트라브로모비스페놀 A 비스 (2,3-디브로모프로필 에테르), 트리스(2-디클로로에틸)포스페이트, 데카브로모디페닐에탄, 트리스(1-클로로-2-프로필)포스페이트 등의 난연제 190~450중량부를 가하여 50~300RPM 속도로 20분~120분간 교반한 다음 여과한 후 60~120℃에서 건조하여 실란 표면처리된 난연제 200~500중량부를 제조함을 특징으로 하는 고난연성과 윤활성을 갖는 마스터배치 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 폴리테트라프로로에틸렌 미분화단계는, 폴리테트라프로로에틸렌 재활용수지 50~150중량부를 절단기로 절단하여 파쇄기로 파쇄 하여서 분쇄기에 투입하여 입자크기를 3~10mm로 분쇄하고, 방사선 조사장비를 이용하여 400~1200kGy로 조사한 다음, 다시 분쇄기를 이용하여 입자크기 0.01~50μm 크기로 분쇄하여 폴리테트라프로로에틸렌 미분말을 제조하는 것과;
    상기 용융혼련단계는, 저밀도폴리에틸렌이나, 중밀도폴리에틸렌, 선상저밀도폴리에틸렌중 어느 하나의 폴리에틸렌 수지 1000중량부에 상기 폴리테트라프로로에틸렌 미분화단계에서 제조된 폴리테트라프로로에틸렌 미분말 50~150중량부, 산화방지제 1~10중량부, 분산제 1~5중량부, 삼산화안티몬나 오산화안티몬인 산화안티몬 50~200중량부, 상기 실리콘오일함유 일레스토머 펠렛 제조단계에서 제조된 실리콘오일함유 일레스토머 펠렛 30~90중량부 및 카본블랙, 이산화티탄, 산화철로 된 안료 1~10중량부를 혼합믹서에 순차적으로 투입하여 120~185℃의 온도에서 10~30분 동안 용융혼련 하는 것과;
    상기 난연제 혼합단계는, 용융혼련단계가 끝난 후에 윤활제 담지단계에서 제조된 윤활제가 담지된 다공성 충진제 30~100중량부와 실란 표면처리된 난연제 제조단계에서 제조된 실란 표면처리된 난연제 150~350중량부를 순차적으로 투입하여 120~185℃의 온도에서 1~30분 동안 혼합한것과;
    상기 숙성단계는, 난연제 혼합단계 끝난 후에 다시 혼합믹서에 실란 표면처리된 난연제 50~150중량부를 투입하여 120~185℃의 온도에서 1~30분 동안 혼합하여 숙성하는 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 고난연성과 윤활성을 갖는 마스터배치제조방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 마스터배치 혼합단계는, 마스터배치 제조단계에서 제조된 마스터배치 1363~2065중량부와 폴리에틸렌이나, 폴리프로필렌, 폴리부텐-1, 폴리메틸펜텐 중 하나의 폴리올레핀 수지 10000~20000중량부를 혼합하는 것과;
    상기 가요관 압출단계는, 마스터배치 혼합단계의 혼합물을 일축압출기 호퍼에 투입한 다음, 실린더1: 160~230℃, 실리더2: 170~240℃, 실리더3: 180~240℃, 다이: 175~245℃의 온도 조건으로 10~40㎏/시간의 압출속도로 폴리올레핀 가요관을 압출하는 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 고난연성과 윤활성을 갖는 폴리올레핀 가요관 제조방법.
  8. 폴리에틸렌 수지 1000중량부, 표면처리 된 난연제 200~500중량부, 산화안티몬 50~200중량부, 폴리테트라프로로에틸렌 미분말 50~150중량부, 산화방지제 1~10중량부, 분산제 1~5중량부, 윤활제가 담지된 다공성 충진제 30~100중량부, 안료 1~10중량부, 실리콘오일함유 일레스토머 펠렛 30~90중량부로 조성되는 마스터배치 1363~2065중량부에 폴리올레핀 수지 10000~20000중량부를 혼합하여 압출 구성함을 특징으로 하는 고난연성과 윤활성을 갖는 폴리올레핀 가요관.
KR1020160079930A 2016-06-27 2016-06-27 고난연성과 윤활성을 갖는 마스터배치와 이를 이용한 폴리올레핀 가요관과 그 제조방법 KR101731279B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160079930A KR101731279B1 (ko) 2016-06-27 2016-06-27 고난연성과 윤활성을 갖는 마스터배치와 이를 이용한 폴리올레핀 가요관과 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160079930A KR101731279B1 (ko) 2016-06-27 2016-06-27 고난연성과 윤활성을 갖는 마스터배치와 이를 이용한 폴리올레핀 가요관과 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101731279B1 true KR101731279B1 (ko) 2017-04-28

Family

ID=58702127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160079930A KR101731279B1 (ko) 2016-06-27 2016-06-27 고난연성과 윤활성을 갖는 마스터배치와 이를 이용한 폴리올레핀 가요관과 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101731279B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102129411B1 (ko) 2019-07-26 2020-07-03 (주)몰리테크 합성수지와 오일을 포함하는 펠렛
KR102452638B1 (ko) * 2021-11-12 2022-10-12 주식회사 성현테크 재활용 복합소재를 활용한 거더 바닥거푸집 제조방법 및 이를 이용한 거더 바닥 거푸집
WO2023090538A1 (ko) * 2021-11-16 2023-05-25 엘에스전선 주식회사 고난연 utp 케이블

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100270136B1 (ko) 1995-11-09 2000-10-16 이노우에 노리유끼 폴리테트라플루오로에틸렌 미세분말 그 제조방법 및 그 용도
US6576691B2 (en) 1999-03-02 2003-06-10 Jsr Corporation Flame resistant polymer composition
US20070078211A1 (en) 2005-09-30 2007-04-05 Chang Do-Hoon Flame retardant resin composition with improved whitening resistance in bending deformation
KR100936131B1 (ko) 2009-06-05 2010-01-12 (주)폴리원테크놀로지 가요전선관용 고농축 고기능 난연 마스터벳치 조성물 및 그 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100270136B1 (ko) 1995-11-09 2000-10-16 이노우에 노리유끼 폴리테트라플루오로에틸렌 미세분말 그 제조방법 및 그 용도
US6576691B2 (en) 1999-03-02 2003-06-10 Jsr Corporation Flame resistant polymer composition
US20070078211A1 (en) 2005-09-30 2007-04-05 Chang Do-Hoon Flame retardant resin composition with improved whitening resistance in bending deformation
KR100936131B1 (ko) 2009-06-05 2010-01-12 (주)폴리원테크놀로지 가요전선관용 고농축 고기능 난연 마스터벳치 조성물 및 그 제조방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102129411B1 (ko) 2019-07-26 2020-07-03 (주)몰리테크 합성수지와 오일을 포함하는 펠렛
KR102452638B1 (ko) * 2021-11-12 2022-10-12 주식회사 성현테크 재활용 복합소재를 활용한 거더 바닥거푸집 제조방법 및 이를 이용한 거더 바닥 거푸집
WO2023090538A1 (ko) * 2021-11-16 2023-05-25 엘에스전선 주식회사 고난연 utp 케이블

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2704902C (en) Compositions, additives, and compounds for melt processable, foamable, and cellular fluoropolymers
US20100086268A1 (en) Fire Resistant Thermoplastic or Thermoset Compositions Containing an Intumescent Specialty Chemical
US8173255B2 (en) Clean flame retardant insulation composition to enhance mechanical properties and flame retardancy for wire and cable
CN103172918B (zh) 一种低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法
KR101845532B1 (ko) 옥내 절연전선의 압출피복용 친환경 무독성 난연 실란가교 조성물 및 절연전선의 제조방법
EP2551296B1 (en) Eco friendly crosslinked flame retardant composition for wire and cable
CN103890865A (zh) 电线成形体的制造方法
WO2022068140A1 (zh) 一种高阻燃等级低烟无卤材料及其制备方法和应用
KR101731279B1 (ko) 고난연성과 윤활성을 갖는 마스터배치와 이를 이용한 폴리올레핀 가요관과 그 제조방법
CN105348630A (zh) 一种电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料及其制备方法
CN114213850B (zh) 一种高导热硅橡胶电缆材料及其制备方法和应用
CN103554639A (zh) 一种环保型无卤阻燃电线电缆的生产方法
JP4953421B2 (ja) 複合水酸化マグネシウム粒子の製造方法
CN113956588A (zh) 抗老化阻燃pvc材料及用于电线或电缆制备方法、用途
KR100997052B1 (ko) 폴리프로필렌용 난연 가요전선관 마스터벳치 조성물
JP5128143B2 (ja) ポリオレフィン系難燃発泡組成物およびオレフィン系難燃発泡体
JP3955765B2 (ja) カラーマスターバッチ組成物、それを用いた着色難燃性エチレン系樹脂組成物及び成形品
CN111100398B (zh) 改性pvc材料以及电缆
KR100936131B1 (ko) 가요전선관용 고농축 고기능 난연 마스터벳치 조성물 및 그 제조방법
KR100688643B1 (ko) 난연성 비할로겐계 절연재 제조용 조성물
KR20200007105A (ko) 말레산무수물 그래프트 poe 케이블 재료 및 그 제조 방법
CN104650524A (zh) 无卤阻燃tpe线缆专用材料及其制备方法
JP5433993B2 (ja) 難燃剤、難燃性組成物、絶縁電線ならびにワイヤーハーネス
KR100874538B1 (ko) 내 컷스루 특성을 갖는 난연성이 개선된 절연재 제조용조성물, 절연전선, 전선용 절연재 및 절연재 제조방법
CN114133680B (zh) 一种pvc材料及其用于电线或电缆的制备方法、用途

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant