KR101110087B1

KR101110087B1 - 압력 파이프, 당해 압력 파이프를 제조하기 위한 폴리프로필렌 조성물 및 다층 파이프

Info

Publication number: KR101110087B1
Application number: KR1020047007460A
Authority: KR
Inventors: 에브너칼; 에미히위르겐; 루이머프란츠
Original assignee: 보레알리스 테크놀로지 오와이
Priority date: 2001-11-14
Filing date: 2002-11-06
Publication date: 2012-02-17
Also published as: HUP0402369A3; RU2310789C2; RU2004117865A; PL371417A1; EP1448631A1; ES2258163T3; JP4208718B2; PT1448631E; EP1312623A1; JP2005509121A; ATE315592T1; US7799397B2; PL206543B1; CN1249110C; DE60208712D1; KR20040075865A; EP1448631B1; US20050053741A1; AU2002346828B2; WO2003042260A1

Abstract

본 발명은 폴리프로필렌 조성물을 포함하여 구성되는 장기 내압성이 증가된 압력 파이프에 관한 것이다. 폴리프로필렌 조성물은 β-변형에서 부분적으로 또는 전체적으로 결정화되는 폴리프로필렌 공중합체를 포함하여 구성된다.

압력 파이프, 장기 내압성, 폴리프로필렌 조성물, β-변형, 니 포인트.

Description

압력 파이프, 당해 압력 파이프를 제조하기 위한 폴리프로필렌 조성물 및 다층 파이프{Pressure pipe, a polypropylene composition for the production of the same and multi-layer pipe}

본 발명은 폴리프로필렌 조성물로 이루어진, 장기 내압성이 증가된 압력 파이프에 관한 것이다.

중합체 물질은 수송 중에 유체가 가압될 수 있는, 유체 수송, 즉 액체 또는 기체, 예를 들면 물이나 천연 가스의 수송과 같이 다양한 목적을 위한 파이프용으로 빈번하게 사용되고 있다. 더욱이, 수송된 유체는 통상적으로 약 0 내지 약 70℃의 온도 범위 내에서 온도가 다양할 수 있다. 그러한 파이프는 바람직하게는 폴리올레핀, 보통 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌으로 제조된다.

고온을 수반한다는 이유로, 중합체 물질의 온수 파이프는 특히 문제의 소지가 있는 유형의 중합체 파이프를 대표한다. 온수 중합체 파이프는 냉수 파이프와 같은 다른 통상의 중합체 파이프에 필요한 요구사항을 충족하여야 할 뿐만 아니라, 부가적으로 온수와 관련된 변형에도 견딜 수 있어야 한다. 배관 및 난방용으로 통상적으로 사용되고 있는, 온수 파이프 내의 온수의 온도는 30 내지 70℃의 범위인데, 이는 파이프가 안전한 장기 사용을 위한 온도보다 더 높은 온도에 견딜 수 있어야 함을 의미한다. 피크 온도는 100℃ 정도로 높을 수 있다.

드래프트 스탠더드 prEN 12202에 의거, 온수 폴리프로필렌 파이프는 랜덤 공중합체일 경우, 95℃ 및 3.5MPa 압력에서 파괴되기 전 1000시간 이상을 견뎌야 한다는 요건을 충족하여야 한다.

오스트리아 특허 제AT 404 294B호에는, 육방정계의 β형 폴리프로필렌으로 주로 이루어진 폴리프로필렌 단독중합체와 아미드계 핵생성제로 이루어진 압력 파이프가 기재되어 있다. 이들 파이프는 고속 균열 전파에 대해 개선된 내성을 보유한다.

일본 공개특허공보 제(평)05-170932호에는, 급수용 폴리프로필렌 파이프가 기재되어 있다. 상이한 종류의 폴리프로필렌에 특정의 항산화제를 첨가함으로써 이들 파이프의 내구성 기간을 증가시킬 수 있는 것으로 기재되어 있다.

이들 문헌 어디에도 장기 내압성이 증가된 폴리프로필렌 파이프는 개시되어 있지 않다.

발명의 목적

따라서, 본 발명의 목적은 폴리프로필렌 조성물로 이루어진 장기 내압성이 증가된 압력 파이프를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 프로필렌 73.0 내지 99.0중량%와 하나 이상의 C₄-C₈ α-올레핀 1 내지 20중량% 및/또는 에틸렌 7중량% 이하를 포함하는 프로필렌 공중합체로 이루어지고 프로필렌 공중합체가 β-변형에서 부분적으로 또는 전체적으로 결정화되는 폴리프로필렌 조성물에 의해 해결되었다.

본원에서 장기 내압성이란 파이프를 ISO 1167:1996(E)에 따라 시험하는 경우, 니 포인트(knee-point)가 늦게 발생함을 의미한다. 늦게 발생한다는 표현은 니 포인트의 발생이 통상적인 폴리프로필렌 파이프에 비해서 파괴시간이 상당히 더 뒤로 이동됨을 의미한다. 니 포인트의 늦은 발생은 또한, 로그-로그 다이어그램에서 연성 파괴점을 연결하는 회귀선의 기울기가 현행 기술과 비교하여 좀더 평탄하다는 것도 통상 포함한다.

연성 파괴, 취성 파괴 및 니 포인트 (소정의 온도에서)의 설명: 연성 파괴는 파이프의 기하도형적 외형의 가시적 변형, 예를 들면, 파열 기포로서 정의된다. 취성 파괴 또는 삼출성 파괴(양자 모두는 이하에서 비-연성(n.d.)으로 언급된다)는 파이프 기하도형적 외형의 가시적 변형, 예를 들면, 열극, 균열로 귀결되지 않는 파괴로서 정의된다. 삼출성 파괴에서는 전형적으로 그러한 작은 틈새가 있는데, 파이프 벽 밖으로 침투하는 물기를 보기 위해서는 가시적으로 검사할 필요가 있다. 취성 파괴는 파이프 가압 장비에서의 압력 손실에 의해 검출된다. 소정 온도에서의 니 포인트는 연성 파괴를 나타내는 회귀선과 비-연성 파괴를 나타내는 회귀선의 교점으로서 정의된다.

파이프의 장기 수명을 산정하기 위해서, 파이프는 ISO 1167에 따라 상이한 온도에서 압력 시험을 받을 필요가 있다. 좀더 고온, 예를 들면 110℃ 또는 95℃에서의 압력 시험 결과는 파이프의 수명을 더 낮은 온도로 외삽하게(extrapolate) 한다. 외삽 절차는 표준외삽법(SEM)으로 통칭되고 있는 ISO TR 9080 (1992) 스탠더드에 상세히 기재되어 있다. 플라스틱 파이프에 대해 정의되어 있는 이러한 산정 방법은 소정의 시험 온도에 대한 모든 연성 파괴에서의 회귀선과 상기 소정 온도의 비-연성 파괴에서의 제2 회귀선에 적합하다. 비-연성 라인은 연성 라인보다 항상 더 급경사이다. 산정 방법은 파괴 데이터 세트의 조합에 기초하며, 소정의 온도에서 파이프는 상이한 파괴시간을 획득하도록 상이한 응력 수준에서 시험된다. 또한, 여전히 "진행중인(in progress)", 즉, 어떠한 파이프 파괴도 관찰되지 않고 소정의 시간과 응력에서 시험하에 있는 시간을 알고 있는 파이프 역시도 데이터 세트에 부가시킬 수 있다. 이러한 사항은 장기 시험 시간에서 여전히 시험 상태에 있는 파이프의 경우에 특히 유효하다. 외삽시간 한계 또한 상기 스탠더드에 정의되어 있으며, 예를 들면, 시험 결과가 95℃에서 1년까지 이용 가능할 때, 이들 시험 결과는 50년에서 55℃(즉, 95 빼기 45)로 외삽되도록 허용된다. 50년의 외삽은 빌딩 파이프용으로 적당하지만, 아울러 10 내지 20년의 외삽과 같은 비교적 짧은 기간도 예를 들면, 공업용 파이프용으로 적당하다. (동일 로그(파괴시간) 대 로그(후프 응력(hoop stress)) 다이어그램이 도 1에 주어진 바와 같이 사용되는 경우) 비-연성 파괴의 선 기울기는 연성 파괴의 것보다 급경사이다(즉, 더 네거티브하다). 니 포인트가 발생하는 시점은, 소정 온도에서의 외삽된 응력(전형적으로 30 내지 70℃에서 선택되고, 외삽 수명은 10년 내지 50년이다)에 막대한 영향을 주므로, 니 포인트가 장시간에 있는 것이 바람직하다. 본 발명은 신제품의 소정 온도에서의 니 포인트가 현행 기술에 비해 좀더 장시간으로 이동됨을 청구한다.

95℃와 같은 비교적 더 높은 온도에서 파이프를 시험하는 경우에, 조사기간 1년 안에 니 포인트가 관찰되지 않는 것이 또한 가능하며, 이는 사실상 특히 바람직한 양상이다. 이러한 경우에, 좀더 장시간의 외삽을 위해 연성 파괴만을 사용하는 것이 가능하다.

연성 파괴점의 회귀선 기울기는 외삽된 수명에 막대한 영향을 미친다. 따라서, 소정의 온도에 대한 이러한 기울기는 가능하면 큰 것이 바람직하며, 즉 회귀선은 가능한 한 "평탄"해야 한다(도 1의 표시 형태에서 기울기가 음의 값이기 때문에 "막대한(large)"이란 용어 사용). 소정의 온도에 대한 연성 파괴점을 연결하는 외삽선은 현행 기술보다 더 평탄하다는 것도 본 발명의 일부이다.

놀랍게도, 상기 조성물로 이루어진 압력 파이프가 장기 내압성과 관련하여 현격히 향상된 양상을 보임이 밝혀졌다.

본 발명의 폴리프로필렌 조성물은 프로필렌과 에틸렌 및/또는 α-올레핀의 공중합체 조성물이다.

이러한 폴리프로필렌 공중합체는 프로필렌 73.0 내지 99.0중량%, 바람직하게는 83.0 내지 99.0중량%, 더욱 바람직하게는 85.5 내지 97.0중량%와 하나 이상의 C₄-C₈ α-올레핀 1 내지 20중량%, 바람직하게는 1.0 내지 12.0중량%, 더욱 바람직하게는 3.0 내지 10.0중량% 및/또는 에틸렌 7.0중량% 이하, 바람직하게는 5.0중량% 이하, 더욱 바람직하게는 4.5중량% 이하를 함유하는 공중합체이다.

C₄-C₈ α-올레핀은 바람직하게는 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐 및 1-옥텐 중에서 선택된다. 특히 바람직한 것은 1-부텐이다.

폴리프로필렌 공중합체의 제조를 위한 중합 공정은 공지의 방법을 사용하고 임의로는 불활성 희석제의 존재하에 액상에서, 또는 기체상에서 작업하는 연속식 공정 또는 배치식 공정일 수 있거나, 또는 혼합된 액체-기체 기술에 의해 수행될 수 있다. 공정은 바람직하게는 입체특이성 지글러-나타- 또는 메탈로센-촉매 시스템의 존재하에 수행된다. 공중합체로는 단봉 분자량 분포의 폴리프로필렌 공중합체 및 이봉 또는 다봉 분자량 분포의 폴리프로필렌 공중합체가 포함된다.

중합체의 "형태(modality)"란 중합체의 분자량 분포 곡선의 형태, 즉 중합체의 분자량 함수로서 중합체 중량 분획의 그래프의 외관을 말한다. 중합체가 직렬로 커플링된 반응기를 이용하고 각각의 반응기에서 상이한 조건을 사용하여 순차적 단계 공정으로 제조되는 경우, 상이한 반응기에서 제조된 상이한 분획은 각각이 중합체의 분자량 분포를 띠게 된다. 이들 분획으로부터의 분자량 분포 곡선을 생성되는 전체 중합체 생성물에 대한 분자량 분포 곡선으로 중첩시키는 경우, 그 곡선은 둘 이상의 최대치를 보이거나 또는 최소한 개개의 분획에 대한 곡선과 비교하여 확연하게 넓어지게 된다. 둘 이상의 일련의 단계로 제조된 그러한 중합체 생성물의 분자량 분포는 단계의 수에 따라 이봉형 또는 다봉형이라고 불린다.

추가의 양태에 따라, 본 발명의 파이프는 프로필렌 83.0 내지 99.0중량%와 하나 이상의 C₄-C₈ α-올레핀 1 내지 12중량% 및/또는 에틸렌 5.0중량% 이하로 이루어진 프로필렌 공중합체로 이루어진다.

이들 폴리프로필렌 조성물로부터의 파이프는 좀더 양호한 장기 내압성을 보인다.

본 발명에 따라, 폴리프로필렌 조성물의 MFR은 230℃/2.16kg에서 0.1 내지 10g/10분이다. MFR 값은 바람직하게는 230℃/2.16kg에서 0.1 내지 5, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 2, 가장 바람직하게는 1g/10분 이하이다.

본 발명의 또 다른 양태에 따라, 프로필렌 공중합체는 랜덤 중합체이다.

폴리프로필렌 공중합체의 β-결정화도의 양(2차 가열을 이용하여 DSC에 의해 측정)이 50% 이상, 바람직하게는 60% 이상, 더욱 바람직하게는 70% 이상, 가장 바람직하게는 80% 이상인 경우, 본 발명에 따르는 파이프에 유리하다.

유리한 양태에 따라, 프로필렌 공중합체는 β-핵생성제를 포함하며, 5,12-디하이드로퀴노(2,3-b)아크리딘-7,14-디온과 퀴노(2,3-b)아크리딘-6,7,13,14(5H,12H)-테트론의 혼합 결정, N,N'-디사이클로헥실-2,6-나프탈렌 디카복스아미드 및 탄소수가 7 이상인 디카복실산과 원소 주기율표 II족 금속과의 염 중의 하나 또는 이들의 혼합물이 바람직하다.

바람직한 조성물은 프로필렌 89.0 내지 96.0중량%, 부텐 3 내지 10중량% 및 에틸렌 1.0중량% 이하로 이루어진 프로필렌 공중합체로 이루어진다.

본 발명의 추가 목적은 인가된 후프 응력에 대해 측정되는 파괴시간의 민감성이 감소된 폴리프로필렌 압력 파이프의 새로운 제조 방식을 제공하는 것이다.

상기의 목적은, ISO 1167:1996(E)에 따라 수행된 시험에서, 니 포인트(knee-point)에 도달하기 전 95℃에서의 파괴시간 대 후프 응력 관계가 수학식 1에 따르는 압력 파이프를 제조하기 위한, 프로필렌 73.0 내지 99.0중량%와 하나 이상의 C₄-C₈ α-올레핀 1 내지 20중량% 및/또는 에틸렌 7중량% 이하를 포함하는 프로필렌 공중합체(상기 프로필렌 공중합체는 β-변형에서 부분적으로 또는 전체적으로 결정화된다)로 이루어진 폴리프로필렌 조성물을 사용함으로써 달성된다.

LOG(후프 응력) = (기울기)*LOG (파괴시간)+(상수)

위의 수학식 1에서,

파괴가 연성인 경우, (기울기)는 -0.030 이상이다.

최신 기술의 모든 공지의 폴리프로필렌 파이프는 이들이 상기 조건에 따라 시험될 때 연성 파괴 영역에서, 현저하게 더 가파른 기울기, 즉 보다 큰 음의 (기울기) 값을 보인다.

수학식 1에서, (상수) 항목은 시험된 중합체의 화학적 조성, 예를 들면 단독중합체냐 공중합체에 따라 좌우된다. (상수) 값만으로는 파이프의 내압성에 관한 어떠한 표시도 부여하지 못한다.

본 발명의 또 다른 목적은 장기 내압성이 증가된, 즉 파괴시간 대 후프 응력 관계에 있어서 니 포인트의 발생이 지연된 폴리프로필렌 압력 파이프를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 니 포인트에 도달하기 전 95℃에서의 파괴시간 대 후프 응력 관계가 수학식 1에 따르고 니 포인트가 ISO 1167:1996(E)에 따른 시험 1500시간 이전에는 발생하지 않는 압력 파이프를 제조하기 위한, 프로필렌 73.0 내지 99.0중량%와 하나 이상의 C₄-C₈ α-올레핀 1 내지 20중량% 및/또는 에틸렌 7중량% 이하를 포함하는 프로필렌 공중합체(상기 프로필렌 공중합체는 β-변형에서 부분적으로 또는 전체적으로 결정화된다)로 이루어진 폴리프로필렌 조성물을 사용함으로써 해결된다.

수학식 1

LOG(후프 응력) = (기울기)*LOG (파괴시간)+(상수)

최신 기술의 모든 공지의 폴리프로필렌 랜덤 공중합체 파이프는 ISO 1167:1996(E)에 따라 95℃에서 압력 시험하는 경우, 니 포인트가 1500시간 이하이다. 본건 출원일 당시에(2001년 11월), 본 발명에 따르는 파이프로는 95℃ 및 70℃에서 연성 파괴만 보였을 뿐 비-연성 파괴는 관찰되지 않았으며, 일부 파이프는 10,000시간 이상 동안 이미 시험되어 왔다. 결과적으로, 니 포인트가 전혀 관찰되지 않았다.

본 발명의 양태에 따라, 프로필렌 공중합체는 90.0 내지 94.0중량%의 프로필렌과 6 내지 10중량%의 1-부텐을 포함하며, (기울기)는 -0.0250 이상이다.

프로필렌/1-부텐 공중합체의 상기 조성물로부터의 압력 파이프는 이들의 연성 파괴 영역에서 매우 평탄한 기울기를 나타낸다.

본 발명의 추가 양태에 따라, 프로필렌 공중합체는 89.4 내지 95.9중량%의 프로필렌, 4 내지 10중량%의 1-부텐 및 0.1 내지 0.6중량%의 에틸렌을 포함하며, (기울기)는 -0.0250 이상이다.

프로필렌, 1-부텐 및 소량의 에틸렌의 삼원공중합체를 포함하는 조성물로부터의 압력 파이프는 또한 이들의 연성 파괴 영역에서 매우 바람직한 평탄성 기울기를 나타낸다.

본 발명의 또 다른 양태에 따라, 프로필렌 공중합체는 95 내지 97중량%의 프로필렌과 3 내지 5중량%의 에틸렌을 포함하며, (기울기)는 -0.0220 이상이다.

프로필렌/에틸렌 공중합체를 포함하는 상기 조성물로부터의 압력 파이프도 역시 이들의 연성 파괴 영역에서 매우 바람직한 평탄성 기울기를 나타낸다.

β-핵생성제의 정의

β-핵생성제로는 육방정계 또는 가육방정계(pseudohexagonal) 변형에서 폴리프로필렌 단독중합체 및 공중합체의 결정화를 유도하는 데 적합한 임의의 핵생성제가 사용될 수 있다. 이러한 핵생성제의 혼합물 또한 사용될 수 있다.

β-핵생성제의 적합한 유형은 다음과 같다:

C₅-C₈-사이클로알킬 모노아민 또는 C₆-C₁₂-방향족 모노아민 및 C₅-C₈-지방족, C₅-C₈-지환족 또는 C₆-C₁₂-방향족 디카복실산으로부터의 디카복실산 유도체형 디아미드 화합물, 예를 들면,

ㆍ N,N'-디-C₅-C₈-사이클로알킬-2,6-나프탈렌 디카복스아미드 화합물(예: N,N'-디사이클로헥실-2,6-나프탈렌 디카복스아미드 및 N,N'-디사이클로옥틸-2,6-나프탈렌 디카복스아미드),

ㆍ N,N'-디-C₅-C₈-사이클로알킬-4,4-비페닐디카복스아미드 화합물(예: N,N'-디사이클로헥실-4,4-비페닐디카복스아미드 및 N,N'-디사이클로펜틸-4,4-비페닐디카복스아미드),

ㆍ N,N'-디-C₅-C₈-사이클로알킬-테레프탈아미드 화합물(예: N,N'-디사이클로헥실테레프탈아미드 및 N,N'-디사이클로펜틸테레프탈아미드),

ㆍ N,N'-디-C₅-C₈-사이클로알킬-1,4-사이클로헥산디카복스아미드 화합물(예: N,N'-디사이클로-헥실-1,4-사이클로헥산디카복스아미드 및 N,N'-디사이클로헥실-1,4-사이클로펜탄디카복스아미드);

C₅-C₈-사이클로알킬 모노카복실산 또는 C₆-C₁₂-방향족 모노카복실산 및 C₅-C₈-지환족 또는 C₆-C₁₂-방향족 디아민으로부터의 디아민 유도체형 디아미드 화합물, 예를 들면,

ㆍ N,N'-C₆-C₁₂-아릴렌-비스-벤즈아미드 화합물(예: N,N'-p-페닐렌-비스-벤즈아미드 및 N,N'-1,5-나프탈렌-비스-벤즈아미드),

ㆍ N,N'-C₅-C₈-사이클로알킬-비스-벤즈아미드 화합물(예: N,N'-1,4-사이클로펜탄-비스-벤즈아미드 및 N,N'-1,4-사이클로헥산-비스-벤즈아미드),

ㆍ N,N'-p-C₆-C₁₂-아릴렌-비스-C₅-C₈-사이클로알킬카복스아미드 화합물(예: N,N'-1,5-나프탈렌-비스-사이클로헥산카복스아미드 및 N,N'-1,4-페닐렌-비스-사이클로헥산카복스아미드), 및

ㆍ N,N'-C₅-C₈-사이클로알킬-비스-사이클로헥산카복스아미드 화합물(예: N,N'-1,4-사이클로펜탄-비스-사이클로헥산카복스아미드 및 N,N'-1,4-사이클로헥산-비스-사이클로헥산카복스아미드);

C₅-C₈-알킬, C₅-C₈-사이클로알킬- 또는 C₆-C₁₂-아릴아미노산, C₅-C₈-알킬-, C₅-C₈-사이클로알킬- 또는 C₆-C₁₂-방향족 모노카복실산 클로라이드와 C₅-C₈-알킬-, C₅-C₈-사이클로알킬- 또는 C₆-C₁₂-방향족 모노-아민의 아미드화 반응으로부터의 아미노산 유도체형 디아미드, 예를 들면,

ㆍ N-페닐-5-(N-벤조일아미노)펜탄아미드 및

N-사이클로헥실-4-(N-사이클로헥실-카보닐아미노)벤즈아미드.

추가로 적합한 β-핵생성제는 다음과 같다:

퀴나크리돈형 화합물, 예를 들면, 퀴나크리돈, 디메틸퀴나크리돈 및 디메톡시퀴나크리돈,

퀴나크리돈퀴논형 화합물, 예를 들면, 퀴나크리돈퀴논, 5,12-디하이드로(2,3b)아크리딘-7,14-디온과 퀴노(2,3b)아크리딘-6,7,13,14-(5H,12H)-테트론의 혼합 결정 및 디메톡시퀴나크리돈퀴논, 및

디하이드로퀴나크리돈형 화합물, 예를 들면, 디하이드로퀴나크리돈, 디메톡시디하이드로퀴나크리돈 및 디벤조디하이드로퀴나크리돈.

추가로 적합한 β-핵생성제는 다음과 같다:

원소 주기율표의 IIa족 금속의 디카복실산 염, 예를 들면

피멜산 칼슘 염 및 수베르산 칼슘 염; 및

디카복실산과 원소 주기율표 IIa족 금속의 염의 혼합물이 있다.

추가로 적합한 β-핵생성제는 다음과 같다:

원소 주기율표의 IIa족 금속과 화학식 1의 이미도 산의 염, 예를 들면, 프탈로일글리신, 헥사하이드로프탈로일글리신, N-프탈로일알라닌 및/또는 N-4-메틸프탈로일글리신의 칼슘 염이 있다.

위의 화학식 1에서,

x는 1 내지 4이고,

R은 H, -COOH, C₁-C₁₂-알킬, C₅-C₈-사이클로알킬 또는 C₆-C₁₂-아릴이며,

Y는 C₁-C₁₂-알킬, C₅-C₈-사이클로알킬 또는 C₆-C₁₂-아릴-치환된 2가의 C₆-C₁₂-방향족 잔기이다.

바람직한 β-핵생성제는 N,N'-디사이클로헥실-2,6-나프탈렌 디카복스아미드, EP 제170889호의 β-핵생성제 및 EP 제682066호의 핵생성제 중의 하나 또는 이들의 혼합물이다.

β-변형에서 부분적으로 또는 전체적으로 결정화되는 프로필렌 공중합체는 바람직하게는, 프로필렌 공중합체 기재 수지를, 사용되는 프로필렌 공중합체를 기준으로 하여 0.0001 내지 2.0중량%의 β-핵생성제와 175 내지 250℃의 온도에서 용융 혼합한 다음 용융물을 최신 기술의 절차에 따라 냉각 및 결정화함으로써 생성된다.

파이프의 정의

본원에서 사용되는 용어 "파이프"는 협의의 파이프 뿐만 아니라, 및 부속품, 밸브 및 예를 들면, 온수 배관 시스템에 통상적으로 필요한 모든 부품 같이 보조 부품을 포함함을 의미한다.

본 발명에 따르는 파이프는 또한 단층 파이프와, 예를 들면, 층 중 하나 이상이 금속층이고 접착제층을 포함할 수 있는 다층 파이프도 포함한다. 파이프의 다른 구조물, 예를 들면 골 파이프도 가능하다.

본 발명에 따르는 파이프용으로 사용되는 프로필렌 조성물은 각각의 경우, 사용된 프로필렌 조성물을 기준으로 하여, 통상의 보조 물질, 예를 들면 40중량% 이하의 충전제 및/또는 0.01 내지 2.5중량%의 안정화제 및/또는 0.01 내지 1중량%의 가공 보조제 및/또는 0.1 내지 1중량%의 대전방지제 및/또는 0.2 내지 3중량%의 안료 및/또는 보강제, 예를 들면 유리 섬유를 함유할 수 있다.

본 발명에서 프로필렌 조성물의 착색은 대체로 문제가 되지 않지만, 특정 안료, 예를 들면 고활성 α-핵생성제인 안료는 사용될 수 없다.

파이프의 생산

본 발명에 따르는 파이프는 먼저 프로필렌 중합체를 압출기 내 200 내지 250℃ 범위의 온도에서 가소화시킨 다음 이를 환상 다이를 통해 압출시키고 냉각시킴으로써 제조되었다.

파이프 제조용 압출기는 L/D가 20 내지 40인 일축 스크류 압출기, 이축 스크류 압출기 또는 균질화 압출기(단일 스크류 또는 트윈 스크류)의 압출기 캐스케이드일 수 있다. 임의로, 용융 펌프 및/또는 고정 믹서가 압출기와 링 다이 헤드 사이에 부가적으로 사용될 수 있다. 직경이 대략 16 내지 2000mm 범위이거나 그보다 큰 직경의 환형 다이도 가능하다.

압출기로부터 도착하는 용융물을 우선 원추상으로 배치된 홀을 통해 환상 단면 위에 분배한 다음 코일 분배기 또는 스크린을 통해 코어/다이 컴비네이션에 공급한다. 필요에 따라, 균질한 용융물 유동을 보장하기 위한 리스트릭터(restrictor) 링 또는 다른 구조적 요소가 다이 배출구 전방에 추가적으로 설치될 수 있다.

환상 다이를 떠난 후, 파이프는 캘리브레이팅 맨드릴(calibrating mandrel) 위에서 인취되고, 보통은 공랭식 및/또는 수냉식, 임의로는 또한 내부 수냉식 냉각에 의한 파이프 냉각이 수반된다.

실험부 - 중합체 조성물의 제조

기재 수지 I

연속 작업 중합 시스템에서 프로펜, 1-부텐, 촉매 화합물 C 및 조촉매(트리에틸알루미늄(TEAl), 전자 공여체(CMDMS))를 사용하여 프로펜-1-부텐-공중합체를 중합시켰다.

촉매 화합물 C

촉매 화합물 C로는 단량체 현탁액 중에서의 폴리프로필렌-공중합체의 제조에 적합한 시판 지글러/나타 촉매(MgCl₂ 상에 지지된 티타늄클로라이드 촉매)가 사용된다.

중합

중합은 예비중합 반응기와 주 중합 반응기에서 연속적으로 수행된다. 별도의 중합 단계에서의 온도, 압력, 촉매 공급, 단량체 공급, 수소 공급 및 주 반응기에서의 중합체 농도는 일정하게 유지된다. 공중합체의 몰 질량은 수소 가스를 첨가함으로써 조절된다. 액상 단량체의 혼합물내 수소 농도는 가스 크로마토그래피로 연속적으로 측정된다. 관련 공정처리 파라미터 및 생성되는 중합체의 분석 결 과를 표 1에 수록하였다.

제1 중합 단계는 소형 반응기(교반기와 냉각 시스템 구비)에서 수행되며, 여기에서 단량체인 프로펜과 1-부텐의 과량의 액상 혼합물이 20℃에서 9분간 예비중합된다. 따라서, 촉매 화합물 C는 외부 전자 공여체로서 조촉매 화합물 트리에틸알루미늄(TEAl) 및 사이클로헥실-메틸-디메톡시실란(CMDMS)과 혼합하여 예비중합 장치 속으로 연속적으로 투입한다.

예비중합체(생성물 A)를 예비중합 장치로부터 연속 제거하여 주 반응기 시스템(교반기와 냉각 시스템 구비)으로 넘기면, 거기에서 단량체인 프로펜과 1-부텐의 과량의 액상 혼합물하에서 최종 공중합체(B)가 형성된다. 또한, 단량체 (프로펜/1-부텐)의 혼합물과 수소(몰 질량 조절용)를 주 반응기 중으로 연속적으로 공급한다. 중합체 농도는 517g/l에서 일정하게 유지된다. 반응기 내용물(중합체/단량체 과량)의 일부가 반응기로부터 탈기 장치 중으로 연속적으로 제거되어 형성된 공중합체(B)가 증발에 의해 미반응 단량체 혼합물로부터 분리된다.

분리된 공중합체(B), 즉, 기재 수지 I을 증기 처리에 투입하여 미반응 단량체와 휘발성 물질을 제거한 다음 건조시켰다.

기재 수지 II

프로펜, 1-부텐, 촉매 화합물 F 및 조촉매(트리에틸알루미늄(TEAl), 전자 공여체(DCPDMS))를 사용하여 연속 작업 중합 시스템에서 프로펜-1-부텐-공중합체를 중합시켰다.

촉매 화합물 F

촉매 화합물 F로는 단량체 현탁액 중에서의 폴리프로필렌-공중합체의 제조에 적합한 시판 지글러/나타 촉매(MgCl₂ 상에 지지된 티타늄클로라이드 촉매)가 사용된다.

중합

중합은 예비중합 반응기와 주 중합 반응기에서 연속적으로 수행된다. 별도의 중합 단계에서의 온도, 압력, 촉매 공급, 단량체 공급, 수소 공급 및 주 반응기에서의 중합체 농도는 일정하게 유지된다. 공중합체의 몰 질량은 수소 가스를 첨가함으로써 조절된다. 액상 단량체의 혼합물내 수소 농도는 가스 크로마토그래피로 연속적으로 측정된다. 관련 공정처리 파라미터 및 생성되는 중합체의 분석 결과를 표 1에 수록하였다.

제1 중합 단계는 소형 반응기(교반기와 냉각 시스템 구비)에서 수행되며, 여기에서 과량의 프로펜과 1-부텐이 20℃에서 9분간 예비중합된다. 촉매 화합물 F는 외부 전자 공여체로서 조촉매 화합물 트리에틸알루미늄 (TEAl) 및 디사이클로펜틸-디메톡시실란 (DCPDMS)과 혼합하여 예비중합 장치 중으로 연속적으로 주입된다.

예비중합체(생성물 D)를 예비중합 장치로부터 연속 제거하여 주 반응기 시스템(교반기와 냉각 시스템 구비)으로 넘기면, 거기에서 과량의 프로펜과 1-부텐 단량체의 액상 혼합물하에서 최종 공중합체(E)가 형성된다. 또한, 단량체 (프로펜/에텐)의 혼합물과 수소(몰 분자 조절용)를 주 반응기 중으로 연속적으로 공급한다. 중합체 농도는 513 g/l에서 일정하게 유지된다. 반응기 내용물(중합체/단량체 과량)의 일부가 반응기로부터 탈기 장치 중으로 연속적으로 제거되어 형성된 공중합체(E)가 증발에 의해 미반응 단량체 혼합물로부터 분리된다.

분리된 공중합체(E), 즉 기재 수지 II을 증기 처리에 투입하여 미반응 단량체와 휘발성 물질을 제거한 다음 건조시켰다.

기재 수지 III

프로펜, 에텐, 1-부텐, 촉매 화합물 J 및 조촉매 (트리에틸알루미늄(TEAl), 전자 공여체(CMDMS))를 사용하여 연속 작업 중합 시스템에서 프로펜-에텐-1-부텐-삼원공중합체를 중합시켰다.

촉매 화합물 J

촉매 화합물 J로는 단량체 현탁액 중에서의 폴리프로필렌 삼원공중합체의 제조에 적합한 시판 지글러/나타 촉매(MgCl₂ 상에 지지된 티타늄클로라이드 촉매)가 사용된다.

중합

중합은 예비중합 반응기와 주 중합 반응기에서 연속적으로 수행된다. 별도의 중합 단계에서의 온도, 압력, 촉매-, 단량체- 및 수소 공급 및 주 반응기에서의 중합체 농도는 일정하게 유지된다. 삼원공중합체의 몰 질량은 수소 가스를 첨가함으로써 조절된다. 액상 단량체의 혼합물내 수소 농도는 가스 크로마토그래피로 연속적으로 측정된다. 관련 공정처리 파라미터 및 생성되는 중합체의 분석 결과를 표 1과 2에 수록하였다.

제1 중합 단계는 소형 반응기(교반기와 냉각 시스템 구비)에서 수행되며, 여기에서 과량의 프로펜과 1-부텐 단량체의 액상 혼합물이 9분간 20℃에서 예비중합된다. 따라서, 촉매 화합물 J는 외부 전자 공여체로서 조촉매 화합물 트리에틸알루미늄(TEAl) 및 사이클로헥실-메틸-디메톡시실란(CMDMS)과 혼합하여 예비중합 장치 중으로 연속적으로 주입된다.

예비중합체(생성물 K)를 예비중합 장치로부터 연속 제거하여 주 반응기 시스템(교반기와 냉각 시스템 구비)으로 넘기면, 거기에서 과량의 프로펜과 1-부텐 단량체의 액상 혼합물하에서, 에텐의 첨가하에, 최종 삼원공중합체(L)가 형성된다. 또한, 단량체(프로펜/1-부텐/에텐)의 혼합물과 수소(몰 분자 조절용)를 주 반응기 중으로 연속적으로 공급한다. 중합체 농도는 542 g/l에서 일정하게 유지된다. 반응기 내용물(중합체/단량체 과량)의 일부가 반응기로부터 탈기 장치 중으로 연속적으로 제거되어 형성된 삼원공중합체(L)가 증발에 의해 미반응 단량체 혼합물로부터 분리된다.

분리된 삼원공중합체(L), 즉 기재 수지 III을 증기 처리에 투입하여 미반응 단량체와 휘발성 물질을 제거한 다음 건조시켰다.

실시예 1 (본 발명)

프로펜-1-부텐-공중합체 분말(기재 수지 I)을 0.07% 스테아르산칼슘, 0.25% 펜타에리트리톨-테트라키스(3,5-디-3급-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 0.1% 트리스(2,4-디-3급-부틸페닐)포스파이트, 0.25% 3,3',3',5,5',5'-헥사-3급-부틸-a,a',a'-(메시틸렌-2,4,6-트리일)트리-p-크레졸 및 2% 마스터뱃치 A와 혼합하고 통상적인 배합 라인에서 펠렛화하였다.

실시예 2 (본 발명)

프로펜-1-부텐-공중합체 분말(기재 수지 II)을 0.07% 스테아르산칼슘, 0.25% 펜타에리트리톨-테트라키스(3,5-디-3급-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 0.1% 트리스(2,4-디-3급-부틸페닐)포스파이트, 0.25% 3,3',3',5,5',5'-헥사-3급-부틸-a,a',a'-(메시틸렌-2,4,6-트리일)트리-p-크레졸 및 2% 마스터뱃치 A와 혼합하고 통상적인 배합 라인에서 펠렛화하였다.

실시예 3 (본 발명)

프로펜-에텐-1-부텐-삼원공중합체 분말(기재 수지 III)을 0.07% 스테아르산칼슘, 0.25% 펜타에리트리톨-테트라키스(3,5-디-3급-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 0.1% 트리스(2,4-디-3급-부틸페닐)포스파이트, 0.25% 3,3',3',5,5',5'-헥사-3급-부틸-a,a',a'-(메시틸렌-2,4,6-트리일)트리-p-크레졸 및 2% 마스터뱃치 A와 혼합하고 통상적인 배합 라인에서 펠렛화하였다.

실시예 4 (본 발명)

프로펜-에텐-1-부텐-삼원공중합체 분말(기재 수지 III)을 0.07% 스테아르산칼슘, 0.25% 펜타에리트리톨-테트라키스(3,5-디-3급-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 0.1% 트리스(2,4-디-3급-부틸페닐)포스파이트, 0.25% 3,3',3',5,5',5'-헥사-3급-부틸-a,a',a'-(메시틸렌-2,4,6-트리일)트리-p-크레졸 및 0.1% 피멜산칼슘과 혼합하고 통상적인 배합 라인에서 펠렛화하였다.

실시예 5 (본 발명)

시판 프로펜-에텐-공중합체 보레알리스(Borealis) RA130E를 0.5% 디옥타데실 3,3'-티오디프로피오네이트 및 2% 마스터뱃치 A와 혼합하고 통상적인 배합 라인에서 펠렛화하였다.

비교 실시예 1

프로펜-1-부텐-공중합체 분말(기재 수지 I)을 0.07% 스테아르산칼슘, 0.25% 펜타에리트리톨-테트라키스(3,5-디-3급-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 0.1% 트리스(2,4-디-3급-부틸페닐)포스파이트, 0.25% 3,3',3',5,5',5'-헥사-3급-부틸-a,a',a'-(메시틸렌-2,4,6-트리일)트리-p-크레졸과 혼합하고 통상적인 배합 라인에서 펠렛화하였다.

비교 실시예 2

프로펜-1-부텐-공중합체 분말(기재 수지 II)을 0.07% 스테아르산칼슘, 0.25% 펜타에리트리톨-테트라키스(3,5-디-3급-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 0.1% 트리스(2,4-디-3급-부틸페닐)포스파이트, 0.25% 3,3',3',5,5',5'-헥사-3급-부틸-a,a',a'-(메시틸렌-2,4,6-트리일)트리-p-크레졸과 혼합하고 통상적인 배합 라인에서 펠렛화하였다.

비교 실시예 3
프로펜-에텐-1-부텐-삼원공중합체 분말(기재 수지 III)을 0.07% 스테아르산칼슘, 0.25% 펜타에리트리톨-테트라키스(3,5-디-3급-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 0.1% 트리스(2,4-디-3급-부틸페닐)포스파이트, 0.25% 3,3',3',5,5',5'-헥사-3급-부틸-a,a',a'-(메시틸렌-2,4,6-트리일)트리-p-크레졸과 혼합하고 통상적인 배합 라인에서 펠렛화하였다.

삭제

비교 실시예 4

비교 실시예 4로서 시판 프로펜-에텐-공중합체 등급(Borealis RA130E)을 사용하였다.

비교 실시예 5

비교 실시예 5로서 시판 프로펜-단독중합체 등급(Borealis BE60-7032)을 사용하였다.

마스터뱃치 A

마스터뱃치 A는 β-핵생성제로서 퀴나크리돈 안료 "친쿼지아 골드(Chinquasia gold)"를 함유하는, 폴리프로필렌계 시판 제품이다.

마스터뱃치 A의 조성

49.75% 폴리프로필렌

0.25% 퀴나크리돈 피그먼트 오렌지 48

2% 카본 블랙 피그먼트 블랙 7

4% Cr/Sb/Ti 옥사이드 피그먼트 브라운 24

1% 크롬 옥사이드 피그먼트 그린 17

1% Ni/Sb/Ti 옥사이드 피그먼트 옐로우 53

42% TiO₂ 피그먼트 화이트 6

피멜산칼슘

피멜산 1mol을 에탄올과 물의 혼합물 중에서 60 내지 80℃에서 칼슘카보네이트 1mol과 반응시켰다. 생성된 피멜산칼슘을 여과하여 건조시켰다.

측정 방법의 설명

β-결정화도의 측정

β-결정화도를 시차주사열량법(DSC)에 의해 측정하였다. DSC는 10℃/분의 주사속도로 ISO 3146/ 파트 3/ 방법 C2에 따라 시행하였다. β-변형의 양은 수학식 β-면적/(α-면적 + β-면적)에 의해 2차 가열로부터 산정되었다.

열역학적 불안정성 β-변형이 150℃ 이상의 온도에서 좀더 안정한 α-변형으로 변화되기 시작하므로, β-변형의 일부가 DSC-측정의 가열 과정 내에 전사된다. 따라서, DSC로 측정한 β-PP의 양은 WAXS에 의한 터너-존스의 방법(A. Turner-Jones et al., Makromol. Chem 75 (1964) 134)에 따라 측정하였을 때 보다 더 낮다. "2차 가열"이란, 샘플을 ISO 3146/파트 3/방법 C2에 따라 처음으로 가열한 다음 20℃/분의 속도로 실온으로 냉각시키고, 이어서 샘플을 역시 ISO 3146/파트 3/방법 C2에 따라 두번째로 가열시킴을 의미한다. 이러한 2차 가열은 측정 및 산정에 관련된다.

"1차 가열" 동안, 통상적으로 상이한 처리 조건 및/방법으로 인한 상이한 결정 구조를 생성하는 샘플의 모든 열 이력은 파괴된다. β-결정화도 측정을 위한 2차 가열을 이용하여, 샘플이 최초로 제조되었던 방식과 관계없이 샘플을 비교하는 것이 가능하다.

삭제

XCS

크실렌 가용물을 ISO 6427에 따라 23℃에서 측정하였다. 크실렌 가용물은 중합체 샘플을 고온의 크실렌에 용해시키고 용액을 23℃로 방냉시킨 후 용액에 체류하는 중량%로서 정의된다.

MFR

용융 유량은 230℃에서 2.16kg의 하중으로 측정되었다. 용융 유량은 DIN 53 735으로 표준화한 시험 장치가 2.16kg의 중량하에 230℃의 온도에서 10분 안에 밀어내는 중합체의 양(g)이다.

굴곡 시험

굴곡 시험은 EN ISO 1873-2에 기재된 바와 같이 사출 성형된 시험 시편(80 x 10 x 4 mm)을 사용하여 ISO 178의 방법에 따라 수행하였다.

챠피 충격 강도

노칭된 챠피 충격 강도는 EN ISO 1873-2에 기재된 바와 같이 사출 성형된 시험 시편(80 x 10 x 4 mm)을 사용하여 23℃에서 ISO 179/1eA에 따라 수행하였다.

후프 응력 시험

후프 응력 시험은 ISO 1167:1996(E)에 따라 수행하였다. 좀더 양호한 비교성 및 아울러 실용적인 이유로(데이터의 입수 가능성), 95℃에서의 데이터만이 본원에 사용된다.

파괴 모드:

D ... 연성 파괴

nD ... 비-연성 파괴

ip ... 시험 진행중, 규정시간까지 파괴 없음

비교 실시예 CE4 및 CE5는 95℃에서의 연성 및 비-연성 파괴 모두를 나타낸다. 비-연성 파괴점을 통한 회귀선을 앞서 설명한 바의 로그/로그 다이어그램으로 표현하였을 때, 연성 파괴점을 통한 회귀선을 로그/로그 다이어그램으로 표현하였을 때 보다 가파르다. 따라서, 비교 실시예 CE4 및 CE5 모두는 니 포인트를 보인다. 한편, 본 발명에 따르는 실시예 E1 내지 E4는 직선으로 놓인 "진행중(i.p. ; in progress)" 파이프를 포함하여, 어떠한 비-연성 파괴점도, 즉 모든 파괴점을 보이지 않는다. 시험은 1년 이상 진행되며(즉, 12000 및 13000시간) 50℃에서의 외삽된 수명을 획득하기 위하여 외삽의 연성 파괴점만이 이용될 수 있다.

현행 기술에 대한 95℃에서의 최장기 니 포인트는 다음의 기간이다: CE1 ＜ 1151시간(nD); CE2 ＜ 866시간(nD); CE3 ＜ 1022시간(nD); CE4: 220시간(D)와 684 h 사이 (nD); CE5: 726시간(D)와 1939 h 사이 (nD).

본 발명에 따르는 실시예 (E1 내지 E4)는 E1의 경우, ＞ 5885시간(D); E2의 경우, ＞ 10558시간(D); E3의 경우, ＞ 5269시간(D) 및 E4의 경우, ＞ 5217시간(D)의 시간에서 니 포인트를 보이지 않으며, ＞ 12000시간 및 ＞ 13000시간에서는 모든 파이프가 여전히 진행중이다. 하나의 직선만이 E1 내지 E4에 대해 존재하며, 따라서 좀더 낮은 온도로 10 내지 50년까지 외삽될 때 좀더 높은 응력 수준이 달성될 것이다.

CE1 내지 CE5의 기울기를 비교하면, 이들이 자신의 연성 영역에서의 E1 내지 E4의 기울기보다 가파름이 자명하다.

두 베타-핵생성 에텐-프로펜-부텐 삼원공중합체인 E3 및 E4는 동일한 기재 수지의 비 베타-핵생성 삼원공중합체인 CE3와 비교하였을 때, 니 포인트가 많이 연장되거나 존재하지 않고 연성 라인이 좀 더 평탄한 것과 같은 동일한 현상이 에텐-프로펜-부텐 삼원공중합체에 대해서도 유지됨을 보여준다.

두 베타-핵생성 프로펜-부텐 공중합체인 E1 및 E2는 동일한 기재 수지의 비 베타-핵생성 프로펜-부텐 공중합체인 CE1 및 CE2와 비교하였을 때, 니 포인트가 많이 연장되거나 존재하지 않고 연성 라인이 좀 더 평탄한 것과 같은 동일한 현상이 프로펜-부텐 공중합체에 대해서도 유지됨을 보여준다.

베타-핵생성 에텐-프로펜 공중합체인 E5는 동일한 기재 수지의 비 베타-핵생성 에텐-프로펜 공중합체인 CE4와 비교하였을 때, 니 포인트가 많이 연장되거나 존재하지 않고 연성 라인이 좀 더 평탄한 것과 같은 동일한 현상이 에텐-프로펜-공중합체에 대해서도 유지됨을 보여준다.

도 1의 다이어그램은 비교 실시예 CE4와 CE5 및 본 발명 실시예 E2의 로그/로그 표시도이다. CE4 및 CE5의 데이터 포인트를 통해 그려진 선은 손으로 그린다. 그러나, 데이터의 각 세트에 대해 - E2는 제외- 확연한 니 포인트가 각각의 연성 및 비-연성 회귀선의 교점에 존재함을 명백하게 볼 수 있다. 또한, 자신의 연성 영역에서 CE4 및 CE5의 회귀선의 기울기가 E2의 회귀선의 기울기보다 더 가파름을 분명하게 볼 수 있다. CE4 및 CE5의 비-연성 영역내 데이터 포인트의 수는 표 2에 제시된 데이터의 수와 상이하다. 그러나, 이는 니 포인트의 발생시간 또는 연성 영역내 회귀선의 기울기를 변경하지 않는다.

E2의 연성 파괴의 데이터 포인트를 통한 회귀선이 정확하게 계산되고 회귀선의 등식(실질적으로 다항식 회귀 곡선이고, 이중 로그 표현에서 직선으로 나타난다)이 도 1에 포함되어 있다. 등식 중의 지수는 본원에서 (기울기)로 언급되는 것이다.
파이프가 여전히 시험 중에 있음을 의미하는 E2 (i.p.)로 표시되는 단일 데이터 포인트는 회귀 분석에 포함시키지 않는다. 이러한 데이터 포인트는 시간이 진행됨에 따라 다이어그램의 우측으로 서서히 계속 이동하게될 것이고 이는 이러한 데이터 시리즈의 제1 비-연성 파괴점(13000시간 이상 경과 후) 또는 추가의 연성 파괴점이 될 것이다.

Claims

폴리프로필렌 조성물로 이루어진 장기 내압성 압력 파이프로서, 상기 폴리프로필렌 조성물이 프로필렌 73.0 내지 98.9중량%, 하나 이상의 C₄-C₈ α-올레핀 1 내지 20중량% 및 에틸렌 0.1 내지 7.0중량%를 포함하는 프로필렌 랜덤 공중합체로 이루어지고, 상기 프로필렌 랜덤 공중합체가 β-변형에서 부분적으로 또는 전체적으로 결정화됨을 특징으로 하는, 장기 내압성 압력 파이프.
폴리프로필렌 조성물로 이루어진 장기 내압성 압력 파이프로서, 상기 폴리프로필렌 조성물이 프로필렌 80.0 내지 99.0중량%와 하나 이상의 C₄-C₈ α-올레핀 1 내지 20중량%를 포함하는 프로필렌 랜덤 공중합체로 이루어지고, 상기 프로필렌 랜덤 공중합체가 β-변형에서 부분적으로 또는 전체적으로 결정화됨을 특징으로 하는, 장기 내압성 압력 파이프.
폴리프로필렌 조성물로 이루어진 장기 내압성 압력 파이프로서, 상기 폴리프로필렌 조성물이 프로필렌 93.0 내지 99.0중량%와 에틸렌 1 내지 7.0중량%를 포함하는 프로필렌 랜덤 공중합체로 이루어지고, 상기 프로필렌 랜덤 공중합체가 β-변형에서 부분적으로 또는 전체적으로 결정화됨을 특징으로 하는, 장기 내압성 압력 파이프.
제1항에 있어서, 상기 프로필렌 랜덤 공중합체가 프로필렌 83.0 내지 98.9중량%, 하나 이상의 C₄-C₈ α-올레핀 1 내지 12중량% 및 에틸렌 0.1 내지 5.0중량%를 포함함을 특징으로 하는, 장기 내압성 압력 파이프.
제2항에 있어서, 상기 프로필렌 랜덤 공중합체가 프로필렌 88.0 내지 99.0중량%와 하나 이상의 C₄-C₈ α-올레핀 1 내지 12중량%를 포함함을 특징으로 하는, 장기 내압성 압력 파이프.
제3항에 있어서, 상기 프로필렌 랜덤 공중합체가 프로필렌 95.0 내지 99.0중량%와 에틸렌 1 내지 5.0중량%를 포함함을 특징으로 하는, 장기 내압성 압력 파이프.
제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 조성물의 MFR(Melt Flow Rate; 용융유량)이 230℃/2.16kg에서 0.1 내지 10g/10분임을 특징으로 하는, 장기 내압성 압력 파이프.
제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 랜덤 공중합체의 β-결정화도의 양(2차 가열을 이용하여 DSC로 측정)이 50% 이상임을 특징으로 하는, 장기 내압성 압력 파이프.
제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 프로필렌 랜덤 공중합체가 β-핵생성제를 포함함을 특징으로 하는, 장기 내압성 압력 파이프.
제9항에 있어서, 상기 β-핵생성제가 5,12-디하이드로-퀴노(2,3-b)아크리딘-7,14-디온과 퀴노(2,3-b)아크리딘-6,7,13,14(5H,12H)-테트론의 혼합 결정; N,N'-디사이클로헥실-2,6-나프탈렌 디카복스아미드; 및 탄소수 7 이상의 디카복실산과 원소 주기율표 II족 금속과의 염 중의 하나 또는 이들의 혼합물을 포함함을 특징으로 하는, 장기 내압성 압력 파이프.
ISO 1167:1996(E)에 따라 수행된 시험에서, 니 포인트(knee-point)에 도달하기 전 95℃에서의 파괴시간 대 후프 응력 관계가 수학식 1에 따르는 압력 파이프를 제조하기 위한, 프로필렌 73.0 내지 98.9중량%, 하나 이상의 C₄-C₈ α-올레핀 1 내지 20중량% 및 에틸렌 0.1 내지 7.0중량%를 포함하고, β-변형에서 부분적으로 또는 전체적으로 결정화된 프로필렌 랜덤 공중합체로 이루어진 폴리프로필렌 조성물.

수학식 1

LOG(후프 응력) = (기울기)*LOG (파괴시간)+(상수)

위의 수학식 1에서,

파괴가 연성인 경우, (기울기)는 -0.0300 이상이다.
ISO 1167:1996(E)에 따라 수행된 시험에서, 니 포인트(knee-point)에 도달하기 전 95℃에서의 파괴시간 대 후프 응력 관계가 수학식 1에 따르는 압력 파이프를 제조하기 위한, 프로필렌 80.0 내지 99.0중량%와 하나 이상의 C₄-C₈ α-올레핀 1 내지 20중량%를 포함하고, β-변형에서 부분적으로 또는 전체적으로 결정화된 프로필렌 랜덤 공중합체로 이루어진 폴리프로필렌 조성물.

수학식 1

LOG(후프 응력) = (기울기)*LOG (파괴시간)+(상수)

위의 수학식 1에서,

파괴가 연성인 경우, (기울기)는 -0.0300 이상이다.
ISO 1167:1996(E)에 따라 수행된 시험에서, 니 포인트(knee-point)에 도달하기 전 95℃에서의 파괴시간 대 후프 응력 관계가 수학식 1에 따르는 압력 파이프를 제조하기 위한, 프로필렌 93.0 내지 99.0중량%와 에틸렌 1 내지 7.0중량%를 포함하고, β-변형에서 부분적으로 또는 전체적으로 결정화된 프로필렌 랜덤 공중합체로 이루어진 폴리프로필렌 조성물.

수학식 1

LOG(후프 응력) = (기울기)*LOG (파괴시간)+(상수)

위의 수학식 1에서,

파괴가 연성인 경우, (기울기)는 -0.0300 이상이다.
니 포인트에 도달하기 전 95℃에서의 파괴시간 대 후프 응력 관계가 수학식 1에 따르고 니 포인트가 ISO 1167:1996(E)에 따른 시험 1500시간 이전에는 발생하지 않는 압력 파이프를 제조하기 위한, 프로필렌 73.0 내지 98.9중량%, 하나 이상의 C₄-C₈ α-올레핀 1 내지 20중량% 및 에틸렌 0.1 내지 7.0중량%를 포함하고, β-변형에서 부분적으로 또는 전체적으로 결정화되는 프로필렌 랜덤 공중합체로 이루어진 폴리프로필렌 조성물.

수학식 1

LOG(후프 응력) = (기울기)*LOG (파괴시간)+(상수)
니 포인트에 도달하기 전 95℃에서의 파괴시간 대 후프 응력 관계가 수학식 1에 따르고 니 포인트가 ISO 1167:1996(E)에 따른 시험 1500시간 이전에는 발생하지 않는 압력 파이프를 제조하기 위한, 프로필렌 80.0 내지 99.0중량%와 하나 이상의 C₄-C₈ α-올레핀 1 내지 20중량%를 포함하고, β-변형에서 부분적으로 또는 전체적으로 결정화되는 프로필렌 랜덤 공중합체로 이루어진 폴리프로필렌 조성물.

수학식 1

LOG(후프 응력) = (기울기)*LOG (파괴시간)+(상수)
니 포인트에 도달하기 전 95℃에서의 파괴시간 대 후프 응력 관계가 수학식 1에 따르고 니 포인트가 ISO 1167:1996(E)에 따른 시험 1500시간 이전에는 발생하지 않는 압력 파이프를 제조하기 위한, 프로필렌 93.0 내지 99.0중량%와 에틸렌 1 내지 7.0중량%를 포함하고, β-변형에서 부분적으로 또는 전체적으로 결정화되는 프로필렌 랜덤 공중합체로 이루어진 폴리프로필렌 조성물.

수학식 1

LOG(후프 응력) = (기울기)*LOG (파괴시간)+(상수)
제12항 또는 제15항에 있어서, 상기 프로필렌 랜덤 공중합체가 프로필렌 90.0 내지 94.0중량%와 1-부텐 6 내지 10중량%를 포함하고, (기울기)가 -0.0250 이상임을 특징으로 하는, 폴리프로필렌 조성물.
제11항 또는 제14항에 있어서, 상기 프로필렌 랜덤 공중합체가 프로필렌 89.4 내지 95.9중량%, 1-부텐 4 내지 10중량% 및 에틸렌 0.1 내지 0.6중량%를 포함하고, (기울기)가 -0.0250 이상임을 특징으로 하는, 폴리프로필렌 조성물.
제13항 또는 제16항에 있어서, 상기 프로필렌 랜덤 공중합체가 프로필렌 95 내지 97중량%와 에틸렌 3 내지 5중량%를 포함하고, (기울기)가 -0.0220 이상임을 특징으로 하는, 폴리프로필렌 조성물.
하나 이상의 층이 제1항 내지 제6항 및 제11항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 기재된 프로필렌 랜덤 공중합체로 이루어진 다층 파이프.
제7항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 랜덤 공중합체의 β-결정화도의 양(2차 가열을 이용하여 DSC로 측정)이 50% 이상임을 특징으로 하는, 장기 내압성 압력 파이프.
제7항에 있어서, 상기 프로필렌 랜덤 공중합체가 β-핵생성제를 포함함을 특징으로 하는, 장기 내압성 압력 파이프.
제8항에 있어서, 상기 프로필렌 랜덤 공중합체가 β-핵생성제를 포함함을 특징으로 하는, 장기 내압성 압력 파이프.