KR102015354B1 - 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 - Google Patents

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Abstract

염소화 폴리염화비닐 수지; 및 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 수지 1 내지 10중량부, 아크릴계 수지 0.1 내지 5중량부, 실리카로 표면처리된 이산화티타늄 0.1 내지 5중량부 및 중량평균분자량 1,000 내지 20,000g/mol인 폴리에틸렌 1 내지 5중량부를 포함하는 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.

Description

염소화 폴리염화비닐 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품{CHLORINATED POLY VINYL CHLORIDE RESIN COMPOSITION AND MOLDED ARTICLE MANUFACTURED USING THE SAME}
본 발명은 우수한 인장강도 및 충격강도를 갖고, 내연성이 뛰어난 소방설비로 사용되는 배관용 또는 이음관용 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
종래의 소방용 배관 또는 이음관은 일반적인 하수관을 제조하는 폴리염화비닐(PVC)을 사용한다. 상기 PVC는 압출성형한 열가소성 수지로서 결정성이 높기 때문에 강도가 높고, 기계 가공성도 좋은 것으로 알려졌다, 그러나 화재에 노출되는 경우와 온수 또는 온천수 배관용으로 사용하는 경우 내압성과 기계적 강도 및 화학적 성능이 저하되므로 다양하게 사용할 수 없는 단점이 있었다.
이러한 단점을 해결하기 위하여, 최근에는 기존 PVC의 최대약점인 내열성, 내구성, 내식성을 향상시킨 염소화 폴리염화비닐(CPVC)로 성형한 소방용 합성수지 파이프가 제공되었다. 그러나 상기 CPVC로 제조된 파이프는 120℃까지의 열에 결딜 수 있는 내열성과 황산, 염산 질산 등 부식에 강한 특성과 자기 소화성 및 가공이 우수하여 소방용은 물론, 목욕탕의 온수배관용, 온천수 배관용 및 내약품성이 뛰어나 고온의 화학약품 배관용으로 사용하는데 적합하다.
그러나, CPVC 파이프는 단일 재질로 이루어져, 일반적으로 낮은 충격 특성 때문에, 외부 또는 내부 균열이 발생되어 소비자가 요구하는 규격과 내압에 대한 안정성을 제공하지 못하였다.
상기와 같이 충격강도를 높이기 위하여 많은 연구를 하였지만, 충격강도를 높아지면 인장강도가 낮아지는 반비례현상에 따른 취급 중 파손과 터짐 등의 문제가 계속적으로 발생되었다.
이에 내연성이 뛰어날 뿐만 아니라 인장강도와 충격강도를 동시에 높일 수 있는 파이프 제조용 수지 조성물에 대한 기술개발의 필요성이 대두되고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 인장강도와 충격강도가 동시에 향상된 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 높은 Vicat 연화점을 갖는 내연성이 우수한 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 연구한 결과, 본 발명에 따른 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물은 염소화 폴리염화비닐 수지; 및 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 수지 1 내지 10중량부, 아크릴계 수지 0.1 내지 5중량부, 실리카로 표면처리된 이산화티타늄 0.1 내지 5중량부 및 중량평균분자량 1,000 내지 20,000g/mol인 폴리에틸렌 1 내지 5중량부를 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물은 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, 유기주석화합물을 0.1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물은 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, C10 내지 C40인 알칸계 탄화수소를 0.1 내지 3중량부 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 염소화 폴리염화비닐 수지는 중량평균분자량이 70,000 내지 250,000g/mol일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 염소화 폴리염화비닐 수지는 염소화도가 50 내지 90몰%일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 아크릴게 수지는 메틸메타크릴레이트 100중량부에 대하여, C3 내지 C5 알킬메타크릴레이트 또는 C3 내지 C5 알킬아크릴레이트 100 내지 300중량부로 중합한 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 실리카로 표면처리된 이산화티타늄은 이산화티타늄 100중량부에 대하여, 2 내지 5중량부의 실리카로 표면처리된 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 실리카로 표면처리된 이산화티타늄은 평균입경이 0.05 내지 1㎛일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물은 산화방지제 및 안료에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물은 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레산 및 말레산에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 단량체를 구성성분으로 포함하는 폴리올레핀계 공중합체를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 성형품은 상술한 폴리염화비닐 수지 조성물을 압출성형한 것이다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 성형품은 ASTM D638에 의거하여 측정된 인장강도가 500 내지 600 ㎏/㎠이고, ASTM D256에 의거하여 측정된 충격강도가 25 내지 50인 ㎏-㎝/㎝일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 성형품은 ASTM D1525에 의거하여 측정된 Vicat 연화점이 105℃이상일 수 있다.
본 발명에 따른 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물을 압출성형하여 제조된 성형품은 높은 Vicat 연화점을 가짐에 따라, 내연성을 필요로 하는 소방설비 배관 또는 이음관 등에 적용할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물을 압출성형하여 제조된 성형품은 인장강도 및 충격강도를 동시에 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물을 압출성형하여 제조된 성형품은 내열성, 내압성, 자기소화성 등이 우수한 효과를 나타내는 장점이 있다.
이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 참조일 뿐 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현 될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
본 발명을 구체적으로 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 따른 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물은 염소화 폴리염화비닐 수지; 및 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 수지 1 내지 10중량부, 아크릴계 수지 0.1 내지 5중량부, 실리카로 표면처리된 이산화티타늄 0.1 내지 5중량부 및 중량평균분자량 100 내지 20,000g/mol인 폴리에틸렌 1 내지 5중량부를 포함하는 것이다.
본 발명에 따른 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물을 압출성형하여 성형품으로 제조하면, 충격강도와 인장강도가 동시에 향상될 수 있을 뿐만 아니라 높은 Vicat 연화점을 가짐으로써 내열성, 내압성, 자기소화성 등이 우수한 효과를 나타낼 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물은 냉온수관, 산업용 배관, 스프링클러용 배관 등 다양한 소방설비용 배관으로 적용될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 염소화 폴리염화비닐 수지는 폴리염화비닐 수지가 염소화된 것으로, 폴리염화비닐 수지의 주쇄에 염소기가 치환되어 염소 함량이 높아진 수지를 의미한다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 염소화 폴리염화비닐 수지는 염소화도가 60몰% 이상일 수 있다. 구체적으로는 60 내지 70몰%, 바람직하게는 60 내지 65몰%일 수 있다. 상기와 같은 염소화도를 가질 경우 내열성이 향상되고, 용융가공성이 우수하여 용융압출성형이 용이하다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 염소화 폴리염화비닐 수지는 중량평균분자량이 70,000 내지 250,000g/mol, 바람직하게는 100,000 내지 200,000g/mol일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기와 같은 중량평균분자량을 가질 경우 압출성형 후 성형품의 우수한 충격강도 및 인장강도를 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물은 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 수지 1 내지 10중량부, 바람직하게는 3 내지 10중량부 포함할 수 있다. 상기와 같은 함량으로 포함할 경우 충격강도를 향상될 뿐만 아니라 인장강도도 동시에 향상되고, 배관 등의 제품화 후, 취급 중 파손과 터짐 등의 문제를 방지할 수 있다.
오히려, 상술한 범위를 벗어날 경우 충격강도는 더욱 향상되지만 급격하게 인장강도가 감소하는 문제점이 발생한다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 수지는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 구체적인 예를 들어, LG화학의 MB838, MB838A, MB872, MB870, MB885 및 MB802 등, 미쓰비시 케미칼의 METABLEN™ C-223A, C-215A, C-201A 및 C-140A 등, 덴카의 Denka TH polymer TH-11, TH-21 및 TH23 등, 다우의 PARALOID EXL 시리즈, 2600J, 2609, 2618J, 2620, 2650J, 2655, 2668 SGP, 2690, 2691J, 3600J, 3650J, 3691J 및 PARALOID BTA시리즈 707, 730, 751등, 카네카의 Ace™ B564, Ace™ B28A, Ace™ B382, Ace™ B521, Ace™ B58A, Ace™ B580, Ace™ B611 및 Ace™ B660 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물은 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, 아크릴계 수지 0.1 내지 5중량부, 바람직하게는 0.5 내지 3중량부 포함할 수 있다. 상기와 같은 함량으로 포함할 경우 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물 간의 혼화성이 우수하여 압출성형 시 기계적 물성 부족, 뭉침 현상, 이물감, 성형불량 및 품질불량 등의 문제를 방지할 수 있다. 또한, 상술한 범위를 벗어날 경우 성형품 내에 공극 또는 간극 등이 발생되어 작은 충격에도 파손 및 손상이 발생된다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 아크릴게 수지는 메틸메타크릴레이트 100중량부에 대하여, C3 내지 C5 알킬메타크릴레이트 또는 C3 내지 C5 알킬아크릴레이트 100 내지 300중량부로 중합한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기과 같은 아크릴계 수지는 인장강도의 저하를 방지하여 충격강도 및 인장강도를 동시에 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물은 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, 실리카로 표면처리된 이산화티타늄 0.1 내지 5중량부, 바람직하게는 0.5 내지 5중량부 포함할 수 있다. 상기와 같은 함량으로 포함할 경우 표면 반사효율이 우수하여 자외선에 의한 성형품의 부식을 방지할 수 있다. 또한, 상기 범위를 벗어날 경우 초기 충격강도는 높더라도 장기안정성이 떨어질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 실리카로 표면처리된 이산화티타늄은 이산화티타늄 100중량부에 대하여, 2 내지 5중량부의 실리카로 표면처리된 것일 수 있다. 상기와 같은 함량으로 포함할 경우 표면 반사효율이 높아 내후성이 우수하다.
표면처리되지 않은 이산화티타늄을 사용할 경우 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 구성성분과의 혼화성이 저감되어 압출성형 시 탈리될 뿐만 아니라 충격강도 및 인장강도가 감소되는 문제점이 있다. 이 뿐만 아니라 이산화티타늄 간의 뭉침 현상이 발생되어 낮은 분산성에 따라 표면 반사효율을 균질하게 발현하기 어렵다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 실리카로 표면처리된 이산화티타늄은 평균입경이 0.05 내지 1㎛, 0.05 내지 500㎚일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기와 같은 평균입경을 가질 경우 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물의 구성성분과의 우수한 혼화성을 가지고, 충격강도 및 인장강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물은 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, 중량평균분자량 1,000 내지 20,000g/mol인 폴리에틸렌 1 내지 5중량부, 바람직하게는 1 내지 3중량부 포함할 수 있다. 상기와 같은 함량으로 포함할 경우 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물 간의 마찰발생을 억제하여 압출성형 시 가공성형성이 더욱 향상되고, 내부의 급격한 온도상승을 방지하는 내열성을 가질 수 있다. 또한, 상기 범위를 벗어날 경우 내열성이 저감되어 바람직하지 않다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 폴리에틸렌은 중량평균분자량이 1,000 내지 20,000g/mol일 수 있다. 상기와 같은 저분자량의 폴리에틸렌을 포함함으로써, 압출 성형 시 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물 간의 더욱 마찰을 감소시켜 더욱 향상된 내열성을 가질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물은 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, 유기주석화합물을 0.1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다. 바람직하게는 유기주석화합물을 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다. 상기와 같이 유기주석화합물을 더 포함할 경우 압출성형 시 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물의 구성성분 등의 탄화를 방지하고, 고온에서 염소화 폴리염화비닐 수지의 염소탈리를 방지하여 안정적으로 압출성형될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 유기주석화합물은 염화수소를 불활성 상태로 포집할 수 있고, 이중 결합의 발생을 억제하거나 산화 등을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물은 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, C10 내지 C40인 알칸계 탄화수소를 0.1 내지 3중량부 더 포함할 수 있다. 바람직하게는 C10 내지 C40인 알칸계 탄화수소를 0.1 내지 2중량부 더 포함할 수 있다. 상기와 같은 함량으로 알칸계 탄화수소를 더 포함할 경우 마찰발생을 억제하여 압출성형 시 가공성형성이 더욱 향상되고, 내부의 급격한 온도상승을 방지하는 내열성을 가질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 C10 내지 C40인 알칸계 탄화수소는 조성물간의 높은 혼화성을 위하여 바람직하게는 C10 내지 C40인 파라핀계 탄화수소일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물은 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레산 및 말레산에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 단량체를 구성성분으로 포함하는 폴리올레핀계 공중합체를 더 포함할 수 있다. 상기와 같은 폴리올레핀계 공중합체를 더 포함할 경우 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물의 구성성분 간의 결착성을 향상시켜 분리 및 탈리현상을 방지하고, 더욱 충격강도 및 인장강도를 향상시킬 수 있다.
상기 폴리올레핀계 공중합체는 폴리올레핀을 주쇄로 하고, 불포화 카르복실산 단량체가 그라프트된 중합체인 변성폴리올레핀; 또는 불포화 카르복실산 단량체와 올레핀계 단량체의 공중합체;일 수 있다.
구체적으로는 상기 불포화 카르복실산 단량체는 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레산 및 말레산에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 단량체일 수 있다. 상기 올레핀계 단량체는 에틸렌, 프로필렌 및 부틸렌 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 단량체일 수 있다. 또한, 상기 폴리올레핀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌과 C3 이상의 알파올레핀과의 공중합체, 프로필렌과 C4 이상의 알파올레핀의 공중합체 및 에틸렌과 프로필렌에서 선택되는 어느 하나 이상과 디엔계 단량체의 공중합체 등에서 선택되는 것일 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 폴리올레핀계 공중합체는 무수 말레산 변성폴리에틸렌, 무수 말레산 변성폴리프로필렌, 무수 말레산 변성에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 프로필렌-메타크릴산 공중합체, 프로필렌-아크릴산 공중합체 및 부틸렌-아크릴산 공중합체 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다. 본 발명의 목적 달성을 위하여 바람직하게는 무수 말레산 변성폴리에틸렌, 무수 말레산 변성폴리프로필렌 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체 및 프로필렌-메타크릴산 공중합체 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물은 산화방지제 및 안료 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 성형품은 상술한 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물을 압출성형한 것이다.
본 발명에 따른 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물은 150 내지 200℃, 바람직하게는 160 내지 180℃의 온도의 압출기 내에서 용융혼련하여 분말화하여 제공될 수 있다. 상기와 같이 분말화된 조성물은 압출 또는 사출성형을 통하여 다양한 분야의 목적에 맞는 성형품으로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 성형품은 ASTM D638에 의거하여 측정된 인장강도가 500 내지 600 ㎏/㎠이고, ASTM D256에 의거하여 측정된 충격강도가 25 내지 50 ㎏-㎝/㎝일 수 있다. 바람직하게는 ASTM D638에 의거하여 측정된 인장강도가 510 내지 600 ㎏/㎠이고, ASTM D256에 의거하여 측정된 충격강도가 30 내지 50 ㎏-㎝/㎝일 수 있다. 상기와 같이 본 발명에 따른 성형품은 인장강도 및 충격강도가 동시에 우수한 물성을 가질 수 있다.
이로 인하여 외부 또는 내부 균열 발생을 방지하고, 소비자가 요구하는 규격과 내압의 안정성에 부합되는 성형품을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 성형품은 ASTM D1525에 의거하여 측정된 Vicat 연화점이 105℃이상일 수 있다. 바람직하게는 Vicat 연화점이 110℃이상일 수 있다. 구체적으로는 ASTM D1525에 의거하여 측정된 Vicat 연화점이 105 내지 120℃일 수 있다. 바람직하게는 Vicat 연화점이 107 내지 120℃일 수 있다. 상기와 같이 본 발명에 따른 성형품은 높은 Vicat 연화점을 가짐에 따라, 내연성을 필요로 하는 소방설비 배관 또는 이음관 등에 적용할 수 있다.
이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.
[물성측정방법]
1.충격강도
ASTM D256 측정방법에 의거하여 1/8" 아이조드 시편에 노치(Notch)를 만들어 측정하였다. 이 때, 상온에서 60kgf 추를 사용하였다.
2.인장강도
ASTM D638 측정방법에 의거하여 Type I 규격의 시편을 Universal Testing Machine(UTM)을 이용하여 상온에서 크로스헤드 속도 10㎜/min으로 측정하였다.
3.Vicat 연화점
ASTM D1525 측정방법에 의거하여, 두께 3 내지 6.4mm 및 면적 10mm × 10mm 이상의 시험편에 바늘을 놓고 5 kgf 추로 하중을 가하면서 바늘이 1mm 깊이 만큼 시험편에 있을 때의 온도를 측정하였다.
[실시예 1]
염소화 폴리염화비닐 수지(염소화도 62몰%, 중량평균분자량 130,000g/mol) 100중량부에 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 수지(Denka사 TH polymer TH-11) 6중량부, 아크릴계 수지(중량평균분자량 6,000g/mol, PMMA) 1.2중량부, 실리카로 표면처리된 이산화티타늄(TI-PURE R-105) 3중량부, 폴리에틸렌(중량평균분자량 10,000g/mol) 1.2중량부, 유기주석화합물(MT-800) 4중량부, 파라핀계 탄화수소(중량평균분자량 500g/mol) 0.8중량부, 산화방지제(IrganoxTM 1010) 0.3중량부 및 안료(PANAX ORANGE 940) 0.1중량부로 배합하여 염소화 폴리비닐 수지 조성물을 제조하였다. 상기 염소화 폴리비닐 수지 조성물을 용융 혼합기에 넣고, 130℃의 온도에서 30분정도 혼합하여 분말화시켰다.
상기 분말화된 조성물을 60mmΦ 트윈 코니칼 스크류에 투입하여 170℃에서 과정을 거쳐 샘플을 확보하였다. 제조된 샘플을 압출을 실시하여 배관을 제조하고, 분석 결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서 유기주석화합물과 파라핀계 탄화수소를 사용하지 않은 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 1에서 말레산 무수물 그래프트 폴리에틸렌(190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수 : 1.4 g/10min, 밀도 : 0.92 g/㎝3 NF308T)을 0.1중량부 더 포함하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 4]
상기 실시예 1에서 내경 25㎜인 배관을 성형한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 5]
상기 실시예 1에서 내경 32㎜인 배관을 성형한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 6]
상기 실시예 1에서 내경 50㎜인 배관을 성형한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1에서 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 수지를 사용하지 않은 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[비교예 2]
상기 실시예 1에서 아크릴계 수지를 사용하지 않은 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[비교예 3]
상기 실시예 1에서 실리카로 표면처리된 이산화티타늄을 사용하지 않은 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[비교예 4]
상기 실시예 1에서 폴리에틸렌을 사용하지 않은 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[비교예 5]
상기 실시예 1에서 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 수지를 20중량부 투입한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[비교예 6]
상기 실시예 1에서 아크릴계 수지를 7중량부 투입한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[비교예 7]
상기 실시예 1에서 실리카로 표면처리된 이산화티타늄 7중량부 투입한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[비교예 8]
상기 실시예 1에서 폴리에틸렌 7중량부 투입한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[비교예 9]
상기 실시예 1에서 실리카로 표면처리된 이산화티타늄을 대신하여 표면처리되지 않은 이산화티타늄을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
충격강도
(㎏-㎝/㎝)		 인장강도
(㎏/㎠)		 Vicat 연화점
(℃)
실시예 1 36.2 576 115.6
실시예 2 34.2 566 112.7
실시예 3 39.1 582 115.8
실시예 4 38.8 510 110.2
실시예 5 38.5 527 110.8
실시예 6 30.1 555 110.8
비교예 1 21.2 511 111.1
비교예 2 30.0 480 110.2
비교예 3 31.1 502 105.9
비교예 4 27.8 481 103.2
비교예 5 38.9 453 109.1
비교예 6 34.3 444 106.3
비교예 7 31.5 488 105.9
비교예 8 32.2 501 102.1
비교예 9 29.8 494 104.8
상기 표 1에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물은 높은 Vicat연화점을 가지고, 충격강도가 향상됨과 동시에 인장강도도 우수한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 유기주석화합물과 알칸계 탄화수소를 더 포함하면 더욱 우수한 물성을 구현할 수 있음을 확인하였다. 또한, 실시예 2에서 일부 탄화가 발생되는 것을 발견할 수 있었다.
또한, 본 발명에 따른 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물에 폴리올레핀계 공중합체를 더 포함할 경우 더욱 우수한 물성을 구현할 수 있음을 확인하였다.
또한, 실시예 대비, 비교예 1과 같이 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 수지를 포함하지 않을 경우 충격강도가 현저히 감소하고, 비교예 2와 같이 아크릴계 수지를 포함하지 않을 경우 인장강도가 현저히 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 비교예 3, 7 및 9와 같이 실리카로 표면처리된 이산화티타늄을 포함하지 않거나 고함량으로 포함되거나 표면처리를 하지 않은 이산화티타늄을 포함할 경우, 초기 충격강도는 조금 높게 측정되었지만 장기안정성이 낮아 추후 충격강도가 급격히 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 비교예 4와 같이 폴리에틸렌을 포함하지 않을 경우 성형 시 고온에서의 마찰열이 급격하게 발생하여 충격강도 및 인장강도가 감소할 뿐만 아니라 연화점도 낮아진 것을 확인할 수 있었다. 또한, 비교예 5와 같이 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 수지의 함량이 본 발명에 벗어났을 때, 충격강도는 현저히 상승되었지만 인장강도는 급격하게 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 비교예 6과 같이 아크릴계 수지의 함량이 본 발명에 벗어났을 때, 인장강도가 현저히 감소하면서, 성형불량으로 배관으로 적용되는데 어려움이 있었다. 또한, 비교예 8과 같이 폴리에틸렌의 함량이 본 발명에 벗어났을 때, 오히려 폴리에틸렌의 응집이 발생되면서 연화점이 저하되는 것을 확인할 수 있었다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품이 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (13)

  1. 염소화 폴리염화비닐 수지; 및
    상기 염소화 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여,
    메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 수지 1 내지 10중량부, 아크릴계 수지 0.1 내지 5중량부, 실리카로 표면처리된 이산화티타늄 0.1 내지 5중량부 및 중량평균분자량 100 내지 20,000g/mol인 폴리에틸렌 1 내지 5중량부를 포함하고, 상기 실리카로 표면처리된 이산화티타늄은 이산화티타늄 100중량부에 대하여, 2 내지 5중량부의 실리카로 표면처리된 것인 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물로서, 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물로 제조된 성형품은 ASTM D638에 의거하여 측정된 인장강도가 510 내지 600 kg/cm2이며, ASTM D256에 의거하여 측정된 충격강도가 30 내지 50 ㎏-㎝/㎝인 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물은 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, 유기주석화합물을 0.1 내지 5중량부 더 포함하는 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물은 상기 염소화 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, C10 내지 C40인 알칸계 탄화수소를 0.1 내지 3중량부 더 포함하는 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 염소화 폴리염화비닐 수지는 중량평균분자량이 70,000 내지 250,000g/mol인 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 염소화 폴리염화비닐 수지는 염소화도가 50 내지 90몰%인 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 아크릴계 수지는 메틸메타크릴레이트 100중량부에 대하여, C3 내지 C5 알킬메타크릴레이트 또는 C3 내지 C5 알킬아크릴레이트 100 내지 300중량부로 중합한 것인 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 실리카로 표면처리된 이산화티타늄은 평균입경이 0.05 내지 1㎛인 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물은 산화방지제 및 안료에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 더 포함하는 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물은 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레산 및 말레산에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 단량체를 구성성분으로 포함하는 폴리올레핀계 공중합체를 더 포함하는 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물.
  11. 제 1항 내지 제6항 및 제8항 내지 제 10항에서 선택되는 어느 한 항의 염소화 폴리염화비닐 수지 조성물을 압출성형한 성형품.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 성형품은 ASTM D638에 의거하여 측정된 인장강도가 510 내지 600 ㎏/㎠이고, ASTM D256에 의거하여 측정된 충격강도가 30 내지 50인 ㎏-㎝/㎝인 성형품.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 성형품은 ASTM D1525에 의거하여 측정된 Vicat 연화점이 110℃이상인 성형품.
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