KR101616938B1 - 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체 - Google Patents

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Abstract

염화비닐계 중합체, 니트릴부타디엔 고무(NBR) 및 에틸렌프로필렌디엔 고무(EPDM)의 혼합물에 기초하여 내오존성 및 단열성을 개선하여 단열용 및 방음용으로 활용하기에 적합한 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체에 대하여 개시한다. 본 발명에 따른 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체는 시트 또는 관 형상을 갖는 고무 발포체로서, a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부를 기준으로, 상기 a) 폴리염화비닐, 염화비닐 공중합체 및 염화비닐 삼원 공중합체 중 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어진 염화비닐계 중합체 : 30 ~ 60 중량부; 상기 b) NBR(acrylonitrile butadiene rubber) : 60 ~ 30 중량부; 및 상기 c) EPDM(ethylene propylene diene rubber) : 3 ~ 20 중량부; 를 포함하고, 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 70nm 미만의 평균 직경을 갖는 카본 블랙 : 5 ~ 30 중량부와, 무기 충전제 : 50 ~ 400 중량부와, 가소제 : 10 ~ 150 중량부와, 난연제 : 5 ~ 30 중량부와, 안정화제 : 10 ~ 50 중량부와, 안료 : 3 ~ 15 중량부를 더 포함하되, 상기 무기 충전제는 180℃ 이상의 온도에서 물을 방출하며, 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 메타크릴산사이클로헥실 : 0.5 ~ 3 중량부 및 폴리에테르에스테르아미드 : 1 ~ 7 중량부 중 1종 이상을 더 포함하고, 상기 고무 발포체는 55kg/m3 미만의 밀도, 7 이하의 수증기 투습계수 및 20℃에서 0.035W/mㆍk 이하의 열전도율을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체{RUBBER FOAM WITH EXCELLENT OZONE RESISTANCE AND INSULATION}
본 발명은 고무 발포체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 염화비닐계 중합체, 니트릴부타디엔 고무(NBR) 및 에틸렌프로필렌디엔 고무(EPDM)의 혼합물에 기초하여 내오존성 및 단열성을 개선하여 단열용 및 방음용으로 활용하기에 적합한 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체에 관한 것이다.
고무 발포체는 단열 및 방음을 위하여 널리 사용된다. 이러한 고무 발포체는 2개의 상이한 고무, 즉 니트릴부타디엔 고무(nitrile butadiene rubber : NBR) 및 에틸렌프로필렌디엔 고무(ethylene propylene diene rubber : EPDM)에 기초한다.
EPDM은 주로 높은 온도, UV 및 오존 내성을 필요로 하는 애플리케이션, 예를 들어, 태양광 응용 예에 사용되지만, NBR 및 NBR/PVC계 고무 발포체는 표준 고무 발포체에 가장 널리 보급된 중합체이다.
EPDM 기반 고무 발포체는 단지 열악한 내유성 및 난연성을 이루며, 이는 산업 분야 및 공공 장소에서 그 재료를 사용하는 경우 명백한 단점이 된다. 이때, 열악한 난연성은 부상의 위험이 높은 것을 의미한다. 석유 및 관련제품은 EPDM 기반의 발포체에 대한 악영향을 미치며, 이들의 기술적 특성 및 기계적 특성에 대한 손실로 이어질 수 있다.
또한, 이러한 제품은 NBR/PVC 계 제품에 비해 열악한 수증기 투과 저항 및 더 높은 열 전도성을 갖는다. 이로 인하여, 높은 벽 두께가 필요하고 냉 배관 등에 사용할 때 보다 낮은 수증기 저항은 절연 상태 부식(CUI; corrosion under insulation)의 위험에 이르게 된다.
NBR 기반 제품은 높은 난연성을 얻을 수 있지만, 온도, 자외선 및 오존에 대한 내성이 적다. 저온 내성은 대부분의 애플리케이션에 대한 단점은 아니지만, NBR은 대략 85℃까지의 온도에 견딜 수 있으며, 이는 대부분의 애플리케이션에 충분하나, 제한된 UV 및 오존 내성은 사용 분야를 제한할 수 있다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1037383호(2011.05.26. 공고)가 있으며, 상기 문헌에는 고내열성 고무발포 단열재 및 그 제조 방법이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 내오전성 및 UV 내성과 함께 우수한 난연성 및 내유성을 확보할 수 있는 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체는 시트 또는 관 형상을 갖는 고무 발포체로서, a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부를 기준으로, 상기 a) 폴리염화비닐, 염화비닐 공중합체 및 염화비닐 삼원 공중합체 중 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어진 염화비닐계 중합체 : 30 ~ 60 중량부; 상기 b) NBR(acrylonitrile butadiene rubber) : 60 ~ 30 중량부; 및 상기 c) EPDM(ethylene propylene diene rubber) : 3 ~ 20 중량부; 를 포함하고, 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 70nm 미만의 평균 직경을 갖는 카본 블랙 : 5 ~ 30 중량부와, 무기 충전제 : 50 ~ 400 중량부와, 가소제 : 10 ~ 150 중량부와, 난연제 : 5 ~ 30 중량부와, 안정화제 : 10 ~ 50 중량부와, 안료 : 3 ~ 15 중량부를 더 포함하되, 상기 무기 충전제는 180℃ 이상의 온도에서 물을 방출하며, 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 메타크릴산사이클로헥실 : 0.5 ~ 3 중량부 및 폴리에테르에스테르아미드 : 1 ~ 7 중량부 중 1종 이상을 더 포함하고, 상기 고무 발포체는 55kg/m3 미만의 밀도, 7 이하의 수증기 투습계수 및 20℃에서 0.035W/mㆍk 이하의 열전도율을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체는 적어도 3개의 중합체인 염화비닐계 중합체, NBR 및 EPDM의 조합에 의해, 높은 내화성, 오일에 대한 내유성을 가질 뿐만 아니라, UV 방사선 및 오존으로부터 잘 보호될 수 있으므로, 내오전성 및 UV 내성과 함께 우수한 난연성 및 내유성을 확보할 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
고무 발포체
본 발명의 실시예에 따른 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체는 시트 또는 관 형상을 갖는다.
보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체는 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부를 기준으로, 상기 a) 폴리염화비닐, 염화비닐 공중합체 및 염화비닐 삼원 공중합체 중 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어진 염화비닐계 중합체 : 30 ~ 60 중량부; 상기 b) NBR(acrylonitrile butadiene rubber) : 60 ~ 30 중량부; 및 상기 c) EPDM(ethylene propylene diene rubber) : 3 ~ 20 중량부; 를 포함한다.
이때, 고무 발포체는 ACM/AEM, AU/EU, BR, BIIR, CIIR, (G)(E)CO, EPM/EPDM, EVM, SBR, (H)NBR, FKM/F(E)PM, GPO, IR, IIR, (V)MQ, NR, T, PE, PP, PET, PBT, PC, PS, PA, PU, PTFE, PMMA 등에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체는 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 70nm 미만의 평균 직경을 갖는 카본 블랙 : 5 ~ 30 중량부와, 무기 충전제 : 50 ~ 400 중량부와, 가소제 : 10 ~ 150 중량부와, 난연제 : 5 ~ 30 중량부와, 안정화제 : 10 ~ 50 중량부와, 안료 : 3 ~ 15 중량부를 더 포함할 수 있다.
염화비닐계 중합체는 고무 발포체의 주원료 사용된다. 이러한 염화비닐계 중합체는 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 30 ~ 60 중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 염화비닐계 중합체의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 30 중량부 미만일 경우에는 발포체의 단열성 및 탄성 특성이 저하되는 문제가 있다. 반대로, 염화비닐계 중합체의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 60 중량부를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 없이 제조 비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있다.
NBR(acrylonitrile butadiene rubber)은 염화비닐계 중합체와 함께 고무 발포체의 주원료로 사용된다. 이러한 NBR은 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 60 ~ 30 중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. NBR의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 60 중량부를 초과할 경우에는 제품 단가가 증가하는 단점이 있다. 반대로, NBR의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 30 중량부 미만일 경우에는 발포체의 단열성 및 탄성 특성이 저하되는 문제가 있다.
EPDM(ethylene propylene diene rubber)은 합성고무로써, 내열성, 내오존성, 내구성이 우수하므로 단열재로 사용하기에 우수한 특징이 있다. 이러한 EPDM의 내열성은 지속적인 상태에서는 125℃ 조건에서 사용가능하고, 간헐적인 상태에서는 150℃조건에서 사용할 수 있다. 그러나 단열재로써 우수한 내열성을 갖도록 하기 위해서는 지속적인 상태에서도 150℃ 이상이 되어야 하며, 이러한 물성을 만족시키기 위해 염화비닐계 중합체 및 NBR와 함께 첨가하게 된다.
이러한 EPDM은 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 3 ~ 20 중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. EPDM의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 3 중량부 미만일 경우에는 상기의 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, EPDM의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 20 중량부를 초과할 경우에는 내화 성능에 부정적인 영향을 주는 파라핀계 또는 지방족 가소제를 다량으로 사용해야 할 필요가 있으므로, 바람직하지 못하다.
카본 블랙은 UV 저항성을 증가시키기 위한 목적으로 첨가되며, 이를 위해 70nm 미만의 평균 직경을 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 카본 블랙은 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 5 ~ 30 중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 카본 블랙의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 5 중량부 미만일 경우에는 UV 흡수제로서의 기능을 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 카본 블랙의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 30 중량부를 초과할 경우에는 단열성을 저하시키는 문제가 있다.
무기 충전제는 금속 및 반금속(semi-metal) 칼코겐 특성을 갖는 충전제가 이용될 수 있다. 이러한 무기 충전제는 알루미늄 실리케이트, 산화물, 수산화물 및 수산화 알루미늄(ATH)을 포함하는 알루미늄 화합물, 실리케이트, 석영 및 제올라이트를 포함하는 실리콘계 화합물, 석고, 클레이, 헌타이트(huntite), 하이드로마그네사이트, 펄라이트, 버미큘라이트(vermiculite), 초크(chalk), 슬레이트, 흑연, 활석 및 운모를 포함하는 미네랄계 화합물 및 이들의 혼합물이 이용될 수 있다. 이때, 무기 충전제는 180℃ 이상의 온도에서 물을 방출하게 된다.
이러한 무기 충전제는 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 50 ~ 400 중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 무기 충전제의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 50 중량부 미만일 경우에는 그 첨가 효과가 미미할 수 있다. 반대로, 무기 충전제의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 400 중량부를 초과할 경우에는 탄성의 고유 성질을 상실할 수 있다.
가소제는 내화성을 향상시키기 위한 목적으로 첨가된다. 이러한 가소제로는 인산 가소제, 염화 가소제 및 이들의 혼합물이 이용될 수 있다. 이때, 염화 가소제는 염화 파라핀, 염화 지방산 치환된 글리세린(glycerines) 및 염화 알파-올레핀 중 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다. 그리고, 인산 가소제는 지방족, 클로로지방족(chloroaliphatic) 및 방향족 인산 에스테르 중 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다.
이때, 가소제는 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 10 ~ 150 중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 가소제의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 10 중량부 미만일 경우에는 내화성 향상 효과가 불충분할 수 있다. 반대로, 가소제의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 150 중량부를 초과할 경우에는 원가 상승의 요인이 된다.
난연제는 난연성을 향상시키기 위한 목적으로 첨가된다. 이러한 난연제로는 할로겐화 난연제, 바람직하게는 브롬화 난연제를 이용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 폴리브롬화 디페닐 에테르, 폴리브롬화 비페닐 등과 같은 유기 브롬 화합물이 적합하다.
이때, 난연제는 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 5 ~ 30 중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 난연제의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 5 중량부 미만일 경우에는 그 효과가 미미하여 산소지수가 기준 값을 만족하지 못할 우려가 크다. 반대로, 난연제의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 30 중량부를 초과할 경우에는 밀도 상승으로 인하여 단열성을 저하시키는 요인으로 작용할 수 있다.
안정화제는 열, UV, 오존 및 복귀(reversion) 등의 안정화를 위해 첨가된다. 이러한 안정화제는 금속 산화물(일 예로, 산화철) 및 수산화물(일 예로, 수산화 마그네슘), 금속 유기 착체, 라디칼 제거제(radical scavengers)(일 예로, 토코페롤 유도체 및 에폭시화 대두유) 및 복합 실리케이트(일 예로, 펄라이트, 버미큘라이트) 중 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다.
이때, 안정화제는 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 10 ~ 50 중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 안정화제의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 10 중량부 미만일 경우에는 안정화 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 안정화제의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 50 중량부를 초과할 경우에는 원가 상승 요인으로 작용하므로, 바람직하지 못하다.
안료는 적색, 녹색, 회색 등의 유색 안료가 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 다양한 색상의 안료가 적용될 수 있다. 안료는 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 3 ~ 15 중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 안료의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 3 중량부 미만일 경우에는 원하는 색상 발현이 불충분할 수 있다. 반대로, 안료의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 15 중량부를 초과할 경우에는 단열성 등의 물성이 저하될 수 있다.
난연 보강제는 화재 반응 난연제의 유효성을 증가시키기 위한 목적으로 첨가된다. 특히, 난연 보강제는 가소제 및 할로겐화 난연제(만일 존재하는 경우)를 함유하는 할로겐을 위해 첨가된다. 이때, 원하는 난연성의 정도에 따라, 난연 보강제와 방염제의 조합만으로 원하는 결과를 달성할 수 있다.
이러한 난연 보강제는 안티몬(Sb), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn), 텅스텐(W), 비스무트(Bi), 비소(As), 바나듐(V) 및 지르코늄(Zr) 등의 기반 물질이 이용될 수 있다. 구체적으로, 상승제는 삼산화 안티몬, 오산화 안티몬, 주석산 아연, 하이드록시주석산(hydroxystannate) 아연, 붕산 아연, 하이드록시붕산(hydroxyborate) 아연, 몰리브덴산 아연, 몰리브덴(molybdenueum) 산화물, 옥타몰리브덴산(octamolybdate) 암모늄, 산화 주석, 산화 텅스텐, 산화 비스무트, 옥시염화 비스무트, 삼산화 비소, 오산화비소, 산화 바나듐 및 산화 지르코늄 중 1종 이상이 이용될 수 있고, 이 중 가장 바람직한 물질은 안티몬 트리옥사이드이다. 이때, 난연 보강제는 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 5 ~ 30 중량부의 함량비로 첨가될 수 있다.
가교제는 가교성을 향상시키기 위한 목적으로 첨가된다. 이러한 가교제로는 퍼옥사이드(peroxides), 트리알릴시아누르산염(triallylcyanurate), 트리알릴이소시아누르산염(triallylisocyanurate), 페닐말레이미드(phenylmaleimide), 티아디아졸(thiadiazoles), 지방산 아미드, 하이드로 실릴화제(hydrosilylation agents), 방사선 활성제(방사 또는 UV 경화 용), 황시스템, 비스페놀수지(bisphenolics) 및 금속 산화물 중 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다. 이때, 가교제는 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 10 ~ 60 중량부의 함량비로 첨가될 수 있다.
발포제는 유기 발포제 및 무기 발포제의 종류 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 화학적 발포제, 예를 들어 방출 이산화 탄소, 질소 및 산소 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 이러한 발포제는 니트로조계(nitroso type), 아조계(azo type) 및 방향족 히드라지드계(hydrazide type) 유기 발포제가 바람직하며, 이 중 아조계 발포제인 아조디카본아미드(ADC)가 보다 바람직하다.
이때, 발포제는 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 10 ~ 80 중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 발포제의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 10 중량부 미만일 경우에는 저 발포되어 밀도가 높아 단열성이 저하되는 문제가 있다. 반대로, 발포제의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 80 중량부를 초과할 경우에는 가스 발생량이 증가하여 고무 발포체의 단위면적당 셀의 수가 감소하여 단열성이 저하되는 문제가 있다.
첨가제로는 제조, 응용 및 성능을 향상시키기 위한 목적으로 첨가되며, 구체적으로는 억제제, 지연제, 촉진제 등에서 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다. 이러한 첨가제는 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 5 ~ 40 중량부의 함량비로 첨가될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체는 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 메타크릴산사이클로헥실 : 0.5 ~ 3 중량부 및 폴리에테르에스테르아미드 : 1 ~ 7 중량부 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
메타크릴산사이클로헥실은 강도 및 단열성 향상을 위해 첨가된다. 이러한 메타크릴산사이클로헥실은 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 0.5 ~ 3 중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 메타크릴산사이클로헥실의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 미만일 경우에는 상기의 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 메타크릴산사이클로헥실의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 3 중량부를 초과할 경우에는 제조 원가를 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 바람직하지 못하다.
폴리에테르에스테르아미드는 열전도율을 낮추는 역할을 한다. 이러한 폴리에테르에스테르아미드는 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 1 ~ 7 중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 폴리에테르에스테르아미드의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 1 중량부 미만으로 첨가될 경우에는 그 첨가량이 미미한 관계로 그 효과를 제대로 발휘하지 못하는 것을 실험을 통해 확인하였다. 반대로, 폴리에테르에스테르아미드의 첨가량이 상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 7 중량부를 초과할 경우에는 탄성 고유의 물성을 저해하는 요인으로 작용할 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체는 적어도 3개의 중합체인 염화비닐계 중합체, NBR 및 EPDM의 조합에 의해, 높은 내화성, 오일에 대한 내유성을 가질 뿐만 아니라, UV 방사선 및 오존으로부터 잘 보호될 수 있으므로, 내오존성 및 UV 내성과 함께 우수한 난연성 및 내유성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체는 인체에 무해하므로 병원, 연구소, 제약회사 등과 같이 천장 없이 노출되어 있는 배관 덕트 등의 클린이 요구되는 곳에 사용하기에 적합한 장점이 있다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체의 성분 원료들은 고무 산업에서 광범위하게 사용되는 표준 방법, 예를 들면 믹서, 단일 압출기, 이축 압출기 및 압착기 중 어느 하나에 의해 혼합될 수 있다.
따라서, 본 발명의 고무 발포체의 성분 원료들의 성형은 압출기, 프레스, 캘린더(calanders) 등에서 수행되어, 시트, 튜브 등의 형상으로 쉽게 형성할 수 있으나, 그 시트 및 튜브를 열기(hot air) 오븐, 마이크로웨이브 오븐, 염욕 등의 내에서 계속해서 가황하고 팽창할 가능성으로 인해 압출기가 보다 바람직하다.
이때, 추가 세척 단계가 필요하지 않기 때문에 열기 및 마이크로웨이브오븐이 바람직하다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체는 KS M ISO 845에 따라 80 kg/m3 미만, 바람직하게는 55 kg/m3 미만의 밀도로 팽창되고 가교될 수 있다. 이때, 80 kg/m3 미만, 바람직하게는 55 kg/m3 미만의 밀도는 낮은 열전도도를 이루기 때문에 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체는 단열용 및 방음용 재료로의 우수한 적합성에 있으며, KS L 9016에 따라 20℃에서 0.035W/mㆍk 이하의 열전도율을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체는 KS M ISO 1663에 따라 7 이하, 보다 바람직하게는 5 이하의 낮은 수증기 투습계수(WVT : water vapor transmission)를 제공한다. 이러한 이유로, 절연될 대상이 습기의 응결을 통한 절연 상태 부식(CUI)으로부터 보호되기 때문에, 10℃ 미만의 저온에서의 응용이 가능하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체는 낮은 화염 확산이 요구되는 애플리케이션에 적합하며, BS 476에 따라 신뢰성 있는 클래스 1 및 클래스 0의 분류를 달성할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체는 NBR/PVC 또는 EPDM 기반의 FEF에 비하여 큰 장점은 3개의 중합체인 염화비닐계 중합체, NBR 및 EPDM의 조합에 있으며, 이를 통해 높은 내화성, 오일에 대한 내유성을 가질 뿐만 아니라, UV 방사선 및 오존으로부터 잘 보호될 수 있다.
이에 더불어, 본 발명의 실시예에 따른 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체는 생산 설비에 관한 다양성에 있다. 이는 연속 공정, 예를 들면 압출, 동시 적층(co-lamination) 또는 직접 공 압출(co- extrusion)에 의해 경제적인 방법으로 제조할 수 있다는 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체는 직접 단층 또는 다층 시스템으로서 적층, 성형, 공동 성형, 과성형(overmoulded) 또는 용접 등으로 될 수 있고, 이에 따라 자동차, 교통, 항공, 건설(building and construction), 해양(marine and offshore), 가구, 기계 공학, 심지어 열 성형 또는 다른 성형 방법으로 다른 많은 산업에, 각종 표면 상에 무제한 성형(unrestricted shaping)으로 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체는 다양한 벽 두께 및 내경의 연속 공정으로 튜브와 시트 형태로 제조될 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 고무 발포체 제조
표 1 및 표 2의 조성을 갖는 원료를 혼합, 압출 및 팽창/가교의 3단계 공정으로 실시예 1 ~ 8 및 비교예 1 ~ 2에 따른 고무 발포체를 제조하였다.
이때, 실시예 1 ~ 8 및 비교예 1 ~ 2의 경우, 원료를 10 분의 평균 혼합 시간, 150℃의 평균 덤핑 온도로 내부 배치 믹서(Banbury® 믹서)로 혼합하였다. 이때, 원료는 롤러 밀에서 추가로 균질화하였고, 발포제 및 가교제가 70℃ 미만으로 원료를 냉각시킨 후, 롤러 밀에 추가되었다.
압출이 미팽창 및 미가황 시트(unexpanded and unvulcanized sheets)를 제공하는 스트립 공급 단일 스크류 진공 압출기(strip fed single screw vacuum extruder)에서 수행되었다.
이때, 실시예 1 ~ 8 및 비교예 1 ~ 2의 경우, 25mm 벽 두께의 시트로 열풍 오븐 캐스케이드에서 가교 및 팽창되었다.
[표 1]
Figure 112015063382530-pat00001

[표 2] (단위 : 중량부)
Figure 112015063382530-pat00002

2. 물성 평가
표 3은 실시예 1 ~ 8 및 비교예 1 ~ 2에 따라 제조된 고물 발포체에 대한 KS M ISO 845에 따르는 밀도 KS L 9016에 따르는 열전도율, 및 KS M ISO 1663에 따른 수증기 투과값(WVT)의 측정 결과를 나타낸 것이고, 표 4는 실시예 1 ~ 8 및 비교예 1 ~ 2에 따라 제조된 고무 발포체에 대한 BS 476에 의한 연소 거동, KS M ISO 1431에 의한 오존균열 저항 및 KS M ISO 4892-1에 따른 폭로 후의 내성변화 측정한 결과를 나타낸 것이다.
[표 3]
Figure 112015063382530-pat00003

[표 4]
Figure 112015063382530-pat00004
표 1 내지 표 4에 도시된 바와 같이, 실시예 1 ~ 8에 따라 제조된 고무 발포체는 밀도 : 55Kg/㎥ 이하, 열전도율 : 0.035W/mㆍk 이하 및 수증기 투습계수 : 7이하 모두 만족하는 것을 알 수 있다.
특히, 메타크릴산사이클로헥실 및 폴리에테르에스테르아미드가 첨가된 실시예 6에 따라 제조된 고무 발포체의 경우, 열전도율이 가장 낮은 값을 나타내면서 수증기 투과값은 가장 높은 값을 나타내는 것을 확인하였다.
또한, 실시예 1 ~ 8에 따라 제조된 고무 발포체는 BS 476에 의한 연소 거동, KS M ISO 1431에 의한 오존균열 저항 및 KS M ISO 4892-1에 따른 폭로 후의 내성이 모두 좋다는 것을 확인할 수 있다.
반면, 비교예 1에 따라 제조된 고무 발포체는 열전도율이 0.042W/mㆍk로 측정되어 단열성이 좋지 않았으며, 수증기 투습계수 역시 10 정도로 좋지 않은 결과를 보여주었다.
또한, 비교예 1에 따라 제조된 고무 발포체는 내오존성 및 UV 내성 면에서는 양호하였으나, 연소 거동 면에서 클래스 3으로 측정되어 좋지 않다는 것을 확인하였다.
한편, 비교예 2에 따라 제조된 고무 발포체는 밀도, 열전도율 및 수증기 투과값은 목표값을 만족하기는 하였으나, 내오존성 및 UV 내성 평가 결과 크랙이 다수 발생한 것을 확인하였다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 시트 또는 관 형상을 갖는 고무 발포체로서,
    a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부를 기준으로,
    상기 a) 폴리염화비닐, 염화비닐 공중합체 및 염화비닐 삼원 공중합체 중 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어진 염화비닐계 중합체 : 30 ~ 60 중량부;
    상기 b) NBR(acrylonitrile butadiene rubber) : 60 ~ 30 중량부; 및
    상기 c) EPDM(ethylene propylene diene rubber) : 3 ~ 20 중량부; 를 포함하고,
    상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 70nm 미만의 평균 직경을 갖는 카본 블랙 : 5 ~ 30 중량부와, 무기 충전제 : 50 ~ 400 중량부와, 가소제 : 10 ~ 150 중량부와, 난연제 : 5 ~ 30 중량부와, 안정화제 : 10 ~ 50 중량부와, 안료 : 3 ~ 15 중량부를 더 포함하되, 상기 무기 충전제는 180℃ 이상의 온도에서 물을 방출하며,
    상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여, 메타크릴산사이클로헥실 : 0.5 ~ 3 중량부 및 폴리에테르에스테르아미드 : 1 ~ 7 중량부 중 1종 이상을 더 포함하고,
    상기 고무 발포체는 55kg/m3 미만의 밀도, 7 이하의 수증기 투습계수 및 20℃에서 0.035W/mㆍk 이하의 열전도율을 갖는 것을 특징으로 하는 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 안정화제는
    금속 산화물 및 수산화물, 금속 유기 착체, 라디칼 제거제 및 복합 실리케이트 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가소제는
    염화 파라핀, 염화 지방산 치환된 글리세린 및 염화 알파-올레핀 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 난연제는
    폴리브롬화 디페닐 에테르 및 폴리브롬화 비페닐을 포함하는 유기 브롬 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 a), b) 및 c) 성분 총합 100 중량부에 대하여,
    난연 보강제 : 5 ~ 30 중량부와, 가교제 : 10 ~ 60 중량부와, 발포제 : 10 ~ 80 중량부 중 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내오존성 및 단열성이 우수한 고무 발포체.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106496862A (zh) * 2016-10-28 2017-03-15 杜肯(武汉)绝热材料有限公司 橡塑发泡保温材料母料及制备橡塑发泡保温材料的方法
CN107383477A (zh) * 2017-08-15 2017-11-24 浙江中泰绝热材料有限公司 一种降噪型橡塑发泡保温材料及其制备方法
EP3372631A1 (en) * 2017-03-08 2018-09-12 Armacell Enterprise GmbH & Co. KG Flexible foam with improved insulation properties

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001055461A (ja) * 1999-08-17 2001-02-27 Mitsubishi Rayon Co Ltd 発泡成形用塩化ビニル系樹脂組成物
JP2013136698A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Sekisui Plastics Co Ltd ポリスチレン系樹脂粒子、予備発泡粒子、及び、ビーズ発泡成形体

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001055461A (ja) * 1999-08-17 2001-02-27 Mitsubishi Rayon Co Ltd 発泡成形用塩化ビニル系樹脂組成物
JP2013136698A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Sekisui Plastics Co Ltd ポリスチレン系樹脂粒子、予備発泡粒子、及び、ビーズ発泡成形体

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106496862A (zh) * 2016-10-28 2017-03-15 杜肯(武汉)绝热材料有限公司 橡塑发泡保温材料母料及制备橡塑发泡保温材料的方法
CN106496862B (zh) * 2016-10-28 2021-08-10 杜肯新材料（武汉）集团股份有限公司 橡塑发泡保温材料母料及制备橡塑发泡保温材料的方法
EP3372631A1 (en) * 2017-03-08 2018-09-12 Armacell Enterprise GmbH & Co. KG Flexible foam with improved insulation properties
KR20180102997A (ko) * 2017-03-08 2018-09-18 알마셀 엔터프라이즈 게엠바하 운트 코. 카게 향상된 절연 특성을 갖는 연질 폼
CN108570169A (zh) * 2017-03-08 2018-09-25 阿乐斯企业有限两合公司 具有改进的隔绝性能的柔性泡沫
CN108570169B (zh) * 2017-03-08 2021-11-12 阿乐斯企业有限两合公司 具有改进的隔绝性能的柔性泡沫
KR102487967B1 (ko) 2017-03-08 2023-01-12 알마셀 엔터프라이즈 게엠바하 운트 코. 카게 향상된 절연 특성을 갖는 연질 폼
CN107383477A (zh) * 2017-08-15 2017-11-24 浙江中泰绝热材料有限公司 一种降噪型橡塑发泡保温材料及其制备方法

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