KR20110079694A - 멀티모달 폴리에틸렌 조성물로 제조된 파이프용 층 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에틸렌 공중합체 (A)가 에틸렌 공중합체 (B)보다 더 낮은 중량 평균 분자량을 갖는, 에틸렌 공중합체 (A) 및 에틸렌 공중합체 (B)를 포함하는 폴리에틸렌 기본 수지 함유 멀티모달 폴리에틸렌 조성물로 제조된 층을 포함하는 파이프에 관한 것이다.
Description
본 발명은 멀티모달 폴리에틸렌 조성물로 제조된 층을 포함하는 파이프에 관한 것이다. 상기 층은 환경 응력 균열에 대하여 상기 파이프를 보호하기 위하여 상기 파이프의 최외부 층으로서 사용될 수 있다.
고분자 또는 금속 파이프일 수 있는, 파이프는 예를 들어 물, 가스, 오일 등의 가열 및/또는 냉각 물질을 수송하기 위해 주로 사용한다. 그러나, 이러한 파이프는, 외적인 힘이나 또는 동결시 응력으로 인한 기계적 응력, - 파이프의 내부 또는 외부의 - 다른 화학적 환경, 및/또는 다른 온도와 같은 복합적인 영향을 받는다. 이러한 영향은 균열의 형태로 파이프 재료의 너무 이른 결함을 초래할 수 있다. 따라서, 이러한 균열을 피하기 위하여, 예를 들어 재킷층이나 탑-코팅층과 같은 외부층이 파이프 적용에서 사용된다.
이러한 층을 위한 하나의 필수 조건은 우수한 냉간 굴곡 거동을 보일 뿐만 아니라, 강한 환경 응력 균열 저항성을 보이는 것이다. 또한, 파이프, 특히 최외부층이 예를 들어 압출성형이 용이한 것과 같은 가공하기 쉬운 것이 중요하다는 것은 주지의 사실이다. 압출성형 중에, 예를 들어 겔 형성, 산화된 입자 등에 의해 야기되는 균열 개시 지점들이 발생할 수 있다. 그러므로, 이러한 균열 개시 지점들을 막기 위하여 우수한 가공성을 보이는 파이프 재료를 제공하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 재료는 가공 도중 및 가공 이후 동결시 응력 발생을 감소시키기 위하여 낮은 수축율을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 우수한 내마모성도 균열 개시 지점을 막고 이에 따라 우수한 환경 응력 균열 저항성을 보이는 파이프를 얻기 위하여 중요하다.
폴리에틸렌 조성물은 예를 들면 기계적 강도, 내부식성 및 장기간의 안정성과 같은 양호한 물리적 및 화학적 특성 때문에 파이프의 제조에 자주 사용한다. 그러나, 상기에서 언급한 모든 특성들이 동시에 뛰어난 파이프용 조성물을 제공하는 것은 어렵다.
따라서, 본 발명의 목적은 우수한 가공성을 가지면서 이와 동시에, 환경 응력 균열에 대하여 파이프를 보호할 수 있는 폴리올레핀 재료로 제조된 파이프용 층을 제공하는 것이다.
본 발명은 두 개의 다른 에틸렌 공중합체를 포함하는 폴리에틸렌 기본 수지(base resin) 함유 멀티모달 폴리에틸렌 조성물로 상기 층을 제조하는 경우 상기 목적을 달성할 수 있다는 발견에 기초한다.
그러므로, 본 발명은 하기 a 및 b를 포함하는, 폴리에틸렌 기본 수지 함유 폴리에틸렌 조성물로 제조된 층을 포함하는 파이프를 제공한다.
a. 에틸렌 공중합체 (A) 및
b. 에틸렌 공중합체 (B),
여기에서, 에틸렌 공중합체 (A)는 에틸렌 공중합체 (B)보다 더 낮은 중량 평균 분자량을 갖고, 상기 폴리에틸렌 기본 수지는 0.1 내지 3.5 g/10min의 용융 흐름 속도 MFR2 (2.16 kg/190℃)와 적어도 0.915 g/㎤의 밀도를 갖는다.
하기에서 나타낸 바와 같이, 이러한 폴리에틸렌 기본 수지를 포함하는 상기 멀티모달 폴리에틸렌 조성물은 종래 유니모달(unimodal) 재료보다 더욱 우수한 냉간 굴곡 거동과 환경 응력 균열 저항성은 물론 내마모성도 나타낸다. 또한, 상기 재료는 압출성형시 더 용이한 가공성과 더 낮은 수축율을 나타낸다.
본 발명에서 용어 "분자량"은 중량 평균 분자량 Mw을 의미한다. 이러한 특성은 직접적으로 사용될 수도 있고, 또는 이를 위한 측정 기준으로서 용융 흐름 속도 (MFR)가 사용될 수도 있다.
용어 "기본 수지"는 본 발명에 따른 폴리에틸렌 조성물 내 전체 고분자성 성분을 의미한다. 바람직하기로, 상기 기본 수지는 분획 (A) 및 (B)로 이루어지고, 선택적으로 전체 기본 수지의 20 중량%까지, 바람직하기로 10 중량%까지, 더욱 바람직하기로 5 중량%까지의 양으로 전-중합 분획을 추가로 포함한다.
상기 폴리에틸렌 기본 수지의 용융 흐름 속도 MFR2 (2.16 kg/190 ℃)는 바람직하기로 0.2 내지 3.0 g/10 min, 더욱 바람직하기로 0.3 내지 2.5 g/10 min, 가장 바람직하기로 0.3 내지 1.5 g/10 min이다.
부가적으로, 상기 폴리에틸렌 기본 수지의 흐름 속도 비 FRR21 /2.16은 바람직하기로 30 내지 135, 더욱 바람직하기로 35 내지 120, 더욱더 바람직하기로 40 내지 110, 가장 바람직하기로 50 내지 90이다.
상기 폴리에틸렌 기본 수지의 밀도는 적어도 0.915 g/㎤, 바람직하기로 0.915 내지 0.955 g/㎤의 범위, 더욱 바람직하기로 0.915 내지 0.940 g/㎤의 범위, 가장 바람직하기로 0.916 내지 0.930 g/㎤의 범위이다.
에틸렌 공중합체 (A)의 용융 흐름 속도 MFR2 .16 (2.16 kg/ 19O℃)은 바람직하기로 50 내지 3000 g/10 min의 범위, 더욱 바람직하기로 50 내지 1000 g/10 min의 범위, 가장 바람직하기로 200 내지 600 g/10 min의 범위이다.
또한 에틸렌 공중합체 (A)는 0.930 내지 0.975 g/㎤, 더욱 바람직하기로 0.935 내지 0.955 g/㎤의 밀도를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 폴리에틸렌 기본 수지는 에틸렌 공중합체 (B)를 추가로 포함한다.
본 발명에서 상기 폴리에틸렌 공중합체 (B)는 0.880 내지 0.930 g/㎤, 바람직하기로 0.895 내지 0.925 g/㎤의 밀도, 및 0.01 내지 0.8 g/ 10 min, 바람직하기로 0.05 내지 0.3 g/ 10 min의 용융 흐름 속도를 가져야 한다.
상기 두 에틸렌 공중합체의 사용된 공단량체는 동일하거나 다를 수 있다.
공단량체 변종(comonomer variation)으로서, C4-C20 탄소 원자를 가진 알파-올레핀이 사용될 수 있으나, 상기 공단량체는 바람직하기로 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센 및 1-이코센으로 이루어진 군으로부터 선택되는 C4-C20 알켄이며, 특히 상기 공단량체는 1-부텐 및/또는 1-헥센이다.
에틸렌 중합체 (A) 내에 사용된 공단량체의 양은 바람직하기로 0.1 내지 10, 더욱 바람직하기로 0.5 내지 6, 더욱더 바람직하기로 1 내지 6, 가장 바람직하기로 2 내지 6 몰%이다.
성분 (B) 내에 사용된 공단량체의 양은 바람직하기로 1 내지 25, 더욱 바람직하기로 5 내지 20, 가장 바람직하기로 10 내지 17 몰%이다.
본 발명의 폴리에틸렌 조성물의 폴리에틸렌 기본 수지는 두 개의 상이한 에틸렌 공중합체를 포함한다. 일반적으로, 상이한 중합 조건 하에서 제조되어 분획들이 상이한 (중량 평균) 분자량을 갖게 된, 적어도 두 개의 폴리에틸렌 분획을 포함하는 폴리에틸렌 조성물을 "멀티모달"이라고 부른다. 상기 접두사 "멀티"는 상기 조성물을 이루는 상이한 중합체 분획의 수와 관련된다. 따라서, 예를 들어, 두 개의 분획만으로 이루어진 조성물은 "바이모달"이라 부른다.
이러한 멀티모달 폴리에틸렌의 분자량 분포 곡선의 형태, 즉 이의 분자량 함수로서 중합체 중량 분율 그래프의 모양은 두 개 이상의 최대값을 보이거나 또는 적어도 개별적인 분획의 곡선과 비교해 볼 때 뚜렷하게 넓어진다.
예를 들어, 중합체가 연속적으로 결합된 반응기를 이용하고 각 반응기마다 상이한 조건을 이용하여 순차적인 다단계 공정에서 제조되는 경우, 상기 상이한 반응기에서 제조된 중량체 분획들은 각각 자체적인 분자량 분포 및 중량 평균 분자량을 가질 것이다. 이러한 중합체의 분자량 분포 곡선을 측정하는 경우에는, 이들 분획들로부터 얻은 개별적인 곡선을 전체 생성된 중합체 생성물에 대한 분자량 분포 곡선으로 합쳐서, 일반적으로 두 개 이상의 뚜렷한 최대값을 갖는 곡선을 얻는다.
본 발명의 폴리에틸렌 기본 수지는 예를 들어 에틸렌 중합체 (A) 및 (B)를 순차적인 단계로 제조하는, 다단계 공정으로 제조할 수 있으며 바람직하기로는 다단계 공정으로 제조한다. 이러한 경우, 다단계 공정의 두 번째 및 세 번째 단계(또는 그 이상의 단계)에서 제조되는 상기 두 중합체의 특성은, 상기 공중합체가 제조되는 다단계 공정의 상기 단계에 관하여 동일한 중합 조건(예를 들어, 동일한 온도, 반응물/희석제의 부분압, 현탁 매질, 반응 시간)을 적용하고, 이전에 제조된 중합체가 존재하지 않는 조건에서 촉매를 사용함으로써 단일 단계로 개별적으로 제조된, 중합체들로부터 추측할 수 있다. 또는, 다단계 공정의 고등 단계에서 제조된 분획의 특성은 예를 들어 B. Hagstrom, Conference on Polymer Processing (The Polymer Processing Society), Extended Abstracts and Final Programme, Gothenburg, August 19 to 21, 1997, 4:13에 따라 계산할 수도 있다.
따라서, 비록 다단계 공정 생성물에 대해 직접적으로 측정할 수 없을지라도, 이러한 다단계 공정의 고등 단계에서 제조된 공중합체의 특성은 상기 방법들 중 어느 하나 또는 둘 다를 적용함으로써 측정할 수 있다. 당업자라면 적절한 방법을 선택할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 폴리에틸렌 조성물은 바람직하기로 에틸렌 공중합체 (A) 및 (B) 중 적어도 하나, 바람직하기로 (B)가 가스-상 반응으로 제조되도록 제조한다.
더욱 바람직하기로, 상기 폴리에틸렌 기본 수지의 에틸렌 공중합체 (A) 및 (B) 중 어느 하나, 바람직하기로 (A)는 슬러리 반응으로, 바람직하기로 루프 반응기 내에서 제조하고, 에틸렌 공중합체 (A) 및 (B) 중 어느 하나, 바람직하기로 (B)는 가스-상 반응으로 제조한다.
또한, 상기 폴리에틸렌 기본 수지는 바람직하기로 "인-시츄"-블렌드(in-situ blend)이다. 이러한 블렌드는 바람직하기로 다단계 공정으로 제조한다. 그러나, "인-시츄"-블렌드는 또한 두 개 이상의 상이한 종류의 촉매를 사용함으로써 단일 반응 단계로 제조될 수도 있다.
따라서, 상기 폴리에틸렌 기본 수지의 에틸렌 공중합체 (A) 및 (B)는 다단계 공정의 다른 단계 중에서 제조되는 것이 바람직하다.
바람직하기로, 상기 다단계 공정은, 바람직하기로 에틸렌 공중합체 (B)가 제조되는, 적어도 하나의 가스 상 단계를 포함한다.
더욱 바람직하기로, 에틸렌 공중합체 (B)는, 이전 단계에서 제조되어진 에틸렌 공중합체 (A)의 존재 중에 수반하는 단계에서 제조한다.
멀티모달 폴리에틸렌과 같은, 멀티모달, 특히 바이모달, 올레핀 중합체를 일련으로 연결된 두 개 이상의 반응기를 포함하는 다단계 공정으로 제조하는 것은 이미 공지되어 있다. 이러한 종래 기술의 일례로서, EP 517 868을 언급할 수 있으며, 이는 본 발명에 따른 폴리에틸렌 조성물의 제조를 위한 바람직한 다단계 공정으로서, 여기에 기술된 바와 같은 모든 바람직한 구현예들을 포함하여, 그 전체로서 참고문헌으로 본원에 포함된다.
바람직하기로, 상기 다단계 공정의 주요 중합 단계는 EP 517 868에 기술된 것과 같은바, 즉 에틸렌 공중합체 (A) 및 (B)의 제조는 에틸렌 공중합체 (A)에 대한 슬러리 중합/ 에틸렌 공중합체 (B)에 대한 가스-상 중합의 조합으로 수행한다. 상기 슬러리 중합은 바람직하기로 소위 루프 반응기 내에서 수행한다. 더욱 바람직하기로, 상기 슬러리 중합 단계는 가스 상 단계보다 먼저 수행한다. 그러나, 상기 단계들의 순서는 또한 바뀔 수도 있다.
선택적으로 및 유리하기로는, 상기 주요 중합 단계에 앞서, 전체 기본 수지의 20 중량%까지, 바람직하기로 1 내지 10 중량%, 더욱 바람직하기로 1 내지 5 중량%가 제조되는, 전-중합을 수행할 수 있다. 상기 전-중합체는 바람직하기로 에틸렌 중합체 (HDPE)이다. 상기 전-중합시, 바람직하기로 모든 촉매들을 루프 반응기 내로 투입하고, 상기 전-중합은 슬러리 중합으로 수행한다. 이러한 전-중합은 다음 반응기 내에서 미세한 입자들이 덜 생성되도록 하여 결국 보다 더 균질한 생성물을 얻게 한다.
상기 중합 촉매로는 지글러-나타 (ZN), 메탈로센, 비-메탈로센, Cr-촉매 등과 같은, 전이 금속의 배위 촉매를 포함한다. 상기 촉매는 예를 들어, 실리카, Al-함유 지지체 및 마그네슘 디클로라이드 기본의 지지체를 포함하는 종래 지지체로 지지될 수 있다. 바람직하기로 상기 촉매는 ZN 촉매이다. 생성되는 최종 생성물은, 중합체들의 다른 분자량 분포 곡선들이 광범위한 최대값 또는 두 개의 최대값을 가지는 분자량 분포 곡선을 함께 형성하는, 두 개의 반응기로부터 얻은 중합체들의 밀접하게 결합한 혼합물로 이루어진다. 즉 상기 최종 생성물은 바이모달 중합체 혼합물이다.
본 발명에 따른 폴리에틸렌 조성물의 멀티모달 기본 수지는 에틸렌 공중합체 (A) 및 (B)로 이루어지고, 선택적으로 상기에서 기술한 바와 같은 양으로 소량의 전-중합 분획을 추가로 포함하는 바이모달 폴리에틸렌 혼합물인 것이 바람직하다. 또한 이러한 멀티모달 중합체 혼합물은 일련으로 연결된 두 개 이상의 중합 반응기 내에서 다른 중합 조건 하에 상기에서 기술한 바와 같은 중합으로 제조하는 것이 바람직하다. 이와 같이 얻어진 반응 조건에 대한 유연성 때문에, 상기 중합은 루프 반응기/가스-상 반응기 조합으로 수행하는 것이 가장 바람직하다.
바람직하기로, 상기 바람직한 두-단계 방법에서의 중합 조건은, 비교적 낮은 분자량의 중합체가 사슬이동제(수소 가스)의 높은 함량 때문에 어느 하나의 단계, 바람직하기로 첫 번째 단계에서 제조되는 반면, 공단량체 성분을 갖는 높은 분자량의 중합체는 다른 단계, 바람직하기로 두 번째 단계에서 제조되도록 선택한다. 그러나, 이러한 단계의 순서는 바뀔 수도 있다.
루프 반응기에 이어 가스-상 반응기에서의 상기 중합의 바람직한 구현예에서, 상기 루프 반응기 내 중합 온도는 바람직하기로 75 내지 110 ℃이고, 더욱 바람직하기로 80 내지 105 ℃이며, 가장 바람직하기로 82 내지 100 ℃이고, 상기 가스-상 반응기 내 온도는 바람직하기로 65 내지 105 ℃이며, 더욱 바람직하기로 70 내지 100 ℃이고, 가장 바람직하기로 72 내지 97 ℃이다.
상기 조성물은 바람직하기로는, 전형적으로 반응기로부터 기본 수지 분말로서 얻어지는, 기본 수지의 조성물, 즉 블렌드를 당업계에 알려진 방식으로 압출기 내에서 압출 성형한 다음 중합체 펠렛으로 펠렛화하는, 배합 단계(compounding step)를 포함하는 공정으로 제조한다.
상기 압출기는 예를 들어 임의의 종래 사용되는 배합 또는 압출기 장치일 수 있으며, 바람직하기로는 동방향 또는 이방향 이축 스크류 압출기, 또는 밴버리(Banburry) 타입 믹서와 같은 밀폐식 믹서 또는 부스 코-니더(Buss co-kneader) 또는 종래 단축 스크류 압출기와 같은 단축 스크류 압출기이다. 또한 케닉스(Kenics), 코크(Koch) 등과 같은 고정식 믹서가 사용될 수 있다.
본 발명에서 폴리에틸렌 기본 수지 내 에틸렌 공중합체 (A) 및 (B) 간의 중량비는 바람직하기로 0.50 : 1 내지 약 1.5 : 1이다.
또한, 본 발명의 폴리에틸렌 조성물은 가공제 점착제, 항산화제, 안료, 충전제, 난연제 등과 같은 첨가제를 포함할 수도 있다. 또한 더욱 우수한 UV 저항성을 위하여 6 %까지의 카본 블랙 또는 다른 UV 안정화제를 포함할 수 있고, 본래의 색을 띠거나 또는 가공 도중이나 이전에 착색할 수도 있다.
바람직하기로, 이러한 압출 단계에서 상기 첨가제 또는 다른 중합체 성분들을 바람직한 양으로 상기 조성물에 첨가할 수 있다.
본 발명의 폴리에틸렌 조성물은 바람직하기로 ISO 527에 따라 측정된 적어도 28 MPa, 더욱 바람직하기로 적어도 30 MPa, 가장 바람직하기로 적어도 35 MPa의 인장 강도를 갖는다. 일반적으로, 상기 인장 강도의 측정된 상한은 80 MPa이다.
상기 폴리에틸렌 조성물의 파단 시 연신율은 ISO 527에 따라 측정된 경우 바람직하기로 500 내지 1200 %, 더욱 바람직하기로 550 내지 1000 %, 가장 바람직하기로 600 내지 900 %이다.
또한, 상기 폴리에틸렌 조성물은 바람직하기로 ISO 178에 따라 측정된 적어도 280 MPa, 더욱 바람직하기로 적어도 350 MPa의 굴곡 탄성율을 갖는다. 그러나, 상기 굴곡 탄성율은 ISO 178에 따라 500 이하, 더욱 바람직하기로는 450 이하, 가장 바람직하기로 420 이하인 것이 바람직하다.
마모 중량 손실은 ASTM D 4060에 따라 바람직하기로 17.5 mg/1000 cycle 이하, 더욱 바람직하기로 17.0 mg/1000 cycle 이하이고 24 시간 이후 수축율은 바람직하기로 AEIC C S5-94에 따라 측정된 경우 0.3 % 이하, 더욱 바람직하기로 0.2% 이하이다.
부가적으로, 상기 폴리에틸렌 조성물의 저속 균열 전파 저항성은 바람직하기로 ISO 6252-1992 (e)에 따라 측정된 경우 4 MPa에서 적어도 80 h, 더욱 바람직하기로 적어도 200 h, 더욱더 바람직하기로 적어도 50Oh, 가장 바람직하기로 적어도 1000 h이고, 열 변형율은 EN-60811-3-1에 따라 측정된 경우 바람직하기로 50% 이하, 더욱 바람직하기로 30% 이하, 가장 바람직하기로 20% 이하이다. 일반적으로, 측정 방법의 기술적 요건들 때문에, 상기 폴리에틸렌 조성물의 저속 균열 저항성은 ISO 6252-1992(e)에 따라 4 MPa에서 8000 h 이하이고 상기 열 변형율은 EN-60811-3-1에 따라 0.5% 이상이다.
본 발명에 따른 폴리에틸렌 조성물은 파이프의 층의 제조를 위해 사용한다.
본 발명의 층은 바람직하기로 파이프의 최외부층으로서 사용되며, 바람직하기로 0.05 mm 내지 20 mm의 두께를 갖는다.
본 발명의 파이프는 상기에 기술된 폴리에틸렌 조성물로 제조된 하나 이상의 층을 포함하고, 또한 강철 파이프 또는 고분자 파이프일 수 있다.
도 1은 CTL-테스트를 도시적으로 나타낸 것이다. A: 총 길이; B: 말단 너비, C: 홀더 간 중심 거리, D: 평행 길이; E: 좁은 평행 부분의 너비; F: 홀 직경; G: 메인 노치; H: 측면 홈; I: 플라그의 두께
방법
a. 용융 흐름 속도
용융 흐름 속도(melt flow rate)는 ISO 1133에 따라 측정하고 g/10min으로 표시한다. MFR은 중합체의 유동성의 지표이고 이에 따라 중합체의 가공성의 지표이다. 용융 흐름 속도가 더 높을수록, 중합체의 점도는 더 낮아진다. 에틸렌 중합체의 MFR은 190 ℃에서 2.16 kg의 하중으로 측정된다.
b. 밀도
밀도는 ISO 1183에 따라 측정되고, 시료 준비는 ISO 187222B에 따라 한다.
c. 인장 테스트
인장 테스트는 EN ISO 1873-2에 기술된 바와 같은 사출 성형된 시편(개 뼈다귀 모양, 3 mm 두께)을 사용하여 ISO 527-3에 따라 수행한다.
인장 탄성율(E-모듈러스)은 또한 ISO 527-3에 따라 측정하고 상기 인장 테스트 결과의 선형 부분으로부터 계산한다.
d. 굴곡 탄성율
굴곡 탄성율은 압축 성형된 시료 시편 상에서 ISO 178에 따라 측정한다.
e. 마모 저항성
테이버 마모성(Taber abrasion)을 ASTM D 4060에 따라 측정한다.
시편은 중심에 6.3 mm 직경의 홀을 갖는 2 mm 두께의 100 × 100 ㎟ 압축 성형된 플라그이다. 상기 시편을 23 ℃의 온도 및 50 %의 상대 습도에서 적어도 24 시간 동안 서모스탯시켰다. 테스트는 CS-17 마모 휠을 사용하여 수행한다. 상기 휠을 장치 내에 시편이 배치되도록 조정하고 상기 휠을 50 사이클로 작동시킨다. 이어서 상기 시편을 조심스럽게 세척하고, 상기 시편을 상기 테스트 장치 내에 배치한 이후에 무게를 잰 다음 테스트를 시작한다. 마모 지수(wear index)(I)는 하기와 같이 계산한다:
A: 마모 전 시편의 중량,
B: 마모 후 시편의 중량, 및
C: 마모 사이클의 횟수.
상기 휠의 조정을 각 테스트의 시작 시와 500 사이클 후에 수행한다.
f.
냉간
굴곡 테스트
냉간 굴곡 테스트는 EN 60811-1-4에 따라 수행한다.
g. 열 변형
열 변형은 EN 60811-3-1에 따라 측정한다.
h.
수축율
수축율은 AEIC C S5-94에 따라 측정한다.
i.
CTL
저속 균열 성장 저항성은 ISO 6252-1992 (E)에 따라 측정한다.
CTL 테스트는 60 ℃의 상승된 온도에 의하여 가속화가 유지되는, 가속화된 저속 균열 성장에 대한 테스트이다. 상기 테스트는 계면 활성 용액 내에서 수행하고 노치가 새겨 넣어짐에 따라 파단 시간이 가속화되고 시료 내 명백한 변형을 강화한다. 이러한 시료 내 응력은 4.0 MPa 내지 7.0 MPa(노치가 새겨진 영역 내 실제 응력)로 변형시킨다. 이러한 테스트에 사용하는 계면활성제는 IGEPAL CO-730이었다. 테스트 조각의 면적에 대한 일례는 하기에 나타낸 바와 같을 수 있다.
시료는 플라그를 압축함으로써 제조한다(도 1 참조). 이후에 상기 플라그는 양 측면 상의 고정구 내에서 정확한 면적으로 밀링한다. 그 다음 2.5 mm 깊이의 앞 부분 노치를 노칭 기계(N. BROWN design) 내에 끼워진 레이저 블레이드로 상기 시료 내에 커팅하며, 노칭 속도는 0.2 mm/min이다. 두 개의 나머지 측면 상에, 0.8 mm의 측면 홈을 커팅한다. 노치를 만든 후에, 상기 시료를 적어도 48 시간 동안 23 ± 1 ℃ 및 50 % 상대 습도 하에 조절한다. 그 다음 상기 시료를 활성 용액이 보유되어 있는 테스트 챔버 내로 넣는다. 상기 활성 용액은 IGEPAL CO-730(화학 물질: 노닐 페닐 폴리에틸렌 글리콜 에테르)의 10 % 수용액이다.
상기 시료에 하중을 인가한다. 파단 순간에 자동 타이머가 정지된다.
A : 총 길이 125 내지 130 mm
B : 말단 너비 21 ± 0.5 mm
C : 홀더 간 중심 거리 90 mm
D : 평행 길이 30 ± 0.5 mm
E : 좁은 평행 부분의 너비 9 ± 0.5 mm
F : 홀 직경 10 mm
G : 메인 노치 2.5 ± 0.02 mm
H : 측면 홈 0.8mm
I : 플라그의 두께 6 ± 0.2mm
실시예
1
촉매로서 표준 실리카 기초의 지글러-나타 (ZN) 촉매를 사용하였다. 선택적으로, MgCl2 기본의 ZN 촉매를 사용할 수 있다. 상기 촉매를 EP 688794의 실시예 3에 따라 제조하였다.
중합 조건:
비교예
1
비교예 1에 사용된 조성물은 85 중량%의 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 15 중량%의 저밀도 폴리에틸렌의 기계적 블렌드이다.
펠렛화
펠렛화는 21-25 t/h의 공급 속도 및 280 rpm을 이용하여 JSW 압출기로 수행하였으며, SEI = 175 kWh/t 및 235 ℃의 용융 온도이었다. 첨가제: AO502 3000 ppm, AS100 1000 ppm 및 블랙 마스터배치 6.6 중량%.
Claims (8)
- 하기 a 및 b를 포함하는, 폴리에틸렌 기본 수지 함유 폴리에틸렌 조성물로 제조된 층을 포함하는 파이프:
a. 에틸렌 공중합체 (A) 및
b. 에틸렌 공중합체 (B),
상기에서, 에틸렌 공중합체 (A)는 에틸렌 공중합체 (B)보다 더 낮은 중량 평균 분자량을 갖고, 상기 에틸렌 공중합체 (A)는 0.935 내지 0.955 g/㎤의 밀도를 가지며, 상기 에틸렌 공중합체 (B)는 0.880 내지 0.930 g/㎤의 밀도를 갖고, 상기 폴리에틸렌 기본 수지는 0.1 내지 3.5 g/10min의 용융 흐름 속도 MFR2 (2.16 kg/190℃)와 적어도 0.915 g/㎤의 밀도를 갖는다.
- 제1항에 있어서, 상기 에틸렌 공중합체 (A)가 촉매 지지 중합으로 제조되는, 파이프.
- 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌 조성물은 ISO 6252-1992 (E)에 따라 4 MPa에서 적어도 80 시간의 저속 균열 전파 저항성을 갖는, 파이프.
- 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌 조성물은 ASTM D 4060에 따라 17.5 mg/1000 cycle 미만의 마모 중량 손실을 갖는, 파이프.
- 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌 조성물은 ISO 527에 따라 적어도 30 MPa의 인장 강도를 갖는, 파이프.
- 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 층은 파이프의 최외부층인, 파이프.
- 파이프 층의 제조를 위한 하기 a 및 b를 포함하는 폴리에틸렌 기본 수지 함유 폴리에틸렌 조성물의 사용:
a. 에틸렌 공중합체 (A) 및
b. 에틸렌 공중합체 (B),
여기에서, 에틸렌 공중합체 (A)는 에틸렌 공중합체 (B)보다 더 낮은 중량 평균 분자량을 갖고, 상기 폴리에틸렌 기본 수지는 0.2 내지 3.5 g/10min의 용융 흐름 속도 MFR2 (2.16 kg/190℃)와 적어도 0.915 g/㎤의 밀도를 갖는다.
- 제9항에 있어서, 상기 층은 파이프의 최외부층인, 폴리에틸렌 조성물의 사용.
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