KR101772004B1 - Polyethylene pipes for waterworks manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수도용 폴리에틸렌 강관 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 개질 폴리에틸렌을 사용함으로써 화학적, 물리적으로 안정되고 내수성, 내식성이 우수하며, 녹 발생 및 스케일 부착이 없어 극히 위생적일 뿐만 아니라, 인장 강도와 접착력 등 물성을 극대화할 수 있는 수도용 폴리에틸렌 강관 및 그 제조방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a polyethylene pipe for a water pipe and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a polyethylene pipe for a water pipe and, more particularly, And more particularly, to a polyethylene pipe for a water pipe capable of maximizing properties such as strength and adhesive force, and a method for manufacturing the same.
가장 일반적으로 적용되는 방식 공법은 도장(Coating and Lining) 공법으로서 강관의 안전과 수명에 직접적인 영향을 미치므로 도장에 직접 사용되는 도장재료의 품질과 그 도장재료를 강관에 도장하는 도장 기술은 매우 중요하다.Coating and lining method is the most commonly applied method, which directly affects the safety and lifespan of steel pipes. Therefore, the quality of the coating material used directly for the coating and the coating technique for coating the coating material on the steel pipe are very important Do.
특히, 상수도용 강관의 경우 강관 내부를 흐르는 수돗물의 수질은 국민 건강에 직접적인 영향이 있으므로 국내는 물론 해외 모두 일정 품질 기준 이상의 도장 재료와 도장 기술을 만족하도록 규정하고 있다. 우리나라의 경우 상수도용 강관의 대부분을 차지하는 '상수도용 도복장 강관'에 대한 국가 규격(KS D3565)에서는 내면 도장재료를 '액상 에폭시' 단일 품목만 규정하고 있는데, 동 재료는 도막의 접착력이 약해 도막이 박리되는 사례가 있고 벤젠과 톨루엔 같은 성분이 함유된 용제를 사용하므로 용출 우려 등이 있음에도 불구하고 마땅한 대체 도장재료와 기술이 개발되지 않은 까닭에 현재도 수도용으로 사용되고 있다.In particular, in the case of water pipes for tap water, the quality of tap water flowing in the steel pipe directly affects the public health. In Korea, the national standard (KS D3565) for 'waterproof coating steel pipe', which occupies most of the water pipe for the water supply, specifies only a single liquid epoxy material for the inner surface coating material. There is a case of exfoliating, and because of using solvents containing components such as benzene and toluene, there is still a possibility of elution, but alternative coating materials and techniques are not developed.
이러한, 문제를 해결하기 위한 기술의 일 예로서 2006.03.06 공개된 대한민국 공개특허 공보 2006-0020076호에 개시되어 있다. 상기 종래기술에 개시된 기술은 고분자 플라스틱 수지인 속건성 무용제형의 이액형 폴리우레탄 수지를 강관의 내면에 도장하고, 강관의 외면은 기존의 방식 기술(콜타르 에나멜도복장, 아스팔트 도복장, 폴리에틸렌 피복 등)을 적용하거나 또는 내면과 마찬가지로 폴리우레탄 수지 도장재료를 도장하는 방법과 그러한 방법으로 제조하는 제품에 대한 것이다.An example of such a technique for solving the problem is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2006-0020076 published on Mar. 03, 2006. The technique disclosed in the above-mentioned prior art is applied to the inner surface of a steel pipe by coating a liquid type polyurethane resin of a fast drying type non-solvent type of a polymer plastic resin, and the outer surface of the steel pipe is coated with a conventional technique (such as a coal tar enamel, an asphalt coating, Or a method of coating a polyurethane resin coating material like the inner surface, and a product manufactured by such a method.
일반적으로 이소시아네이트와 폴리올을 화학적으로 결합하면 폴리우레탄 수지가 얻어지고, 이소시아네이트와 아민을 결합하면 폴리우레아 수지가 얻어지는데 이러한 고분자 플라스틱 수지는 사용 원료의 배합비와 합성 및 반응 방법의 차이에 따라 여러 가지 물성을 갖게 된다.In general, a polyurethane resin is obtained by combining isocyanate with a polyol, and a polyurea resin is obtained by combining an isocyanate and an amine. Such a polymer plastic resin may have various properties depending on the blending ratio of raw materials used, .
또한, 폴리우레탄 수지는 수분에 민감하므로 강관과 같은 철강 소재의 방식용으로는 사용되지 않고, 발포 단열소재용과 같은 건축용이나 공업용 소재로 사용되는 반면 폴리우레아 수지는 수분과 잘 반응하지 않는 특성이 있으므로, 방식 공사에 사용되는 것이 보통이다.Since polyurethane resin is sensitive to moisture, it is not used for a steel material such as a steel pipe, but is used as a construction or industrial material such as a foam insulation material. On the other hand, a polyurea resin does not react well with moisture , It is usually used for construction work.
상기 폴리우레아 수지 도장재료는 점도가 높으므로 강관에 도장할 경우 고압 분사(보통 2,500psi 이상) 하여야 하며, 도료를 매우 높은 온도(보통 70℃ 이상)로 가열 및 보온하여야 한다.Since the polyurea resin coating material has a high viscosity, it is necessary to spray at a high pressure (usually 2,500 psi or more) when coating the steel pipe, and the paint should be heated and kept at a very high temperature (usually 70 ° C or more).
또한, 접착력이 낮으므로 도장하기 이전에 접착력을 보완하기 위한 프라이머를 도포하여야 하고, 강관을 배관 현장에서 용접 접합할 경우 용접 열 영향에 의한 도막의 손상을 막기 위해서는 강관의 끝 부분에서 약 70㎝ 정도를 도장하지 않고 미 도장부로 남겨 두어야 한다.In addition, since the adhesive strength is low, it is necessary to apply a primer to compensate the adhesive strength before painting. In order to prevent the damage of the coating film due to the welding heat effect when the steel pipe is welded at the piping site, Should be left uncoated and not painted.
또, 강관의 표면을 보호하고자 표면에 보호코팅을 수행하는 피복방법은 한국산업규격 KSD3607 및 KSD3589에 제시되어 있다.In addition, a coating method of performing a protective coating on the surface in order to protect the surface of the steel pipe is disclosed in Korean Industrial Standards KSD3607 and KSD3589.
상기한 한국산업규격 KSD3607의 경우, 원관에 부착되어 있는 기름 끼, 녹 기타의 이물질을 기계적 또는 화학적으로 제거하는 전처리 공정을 수행하고, 전처리를 끝낸 강관을 일정한 온도로 가열한 후 분말 상태의 폴리에틸렌이 녹아 붙게 하는 피복방식을 채택하고 있다.In the case of KSD3607, the pretreatment process for mechanically or chemically removing oil, grease, and other foreign matter adhered to the pipe is performed, and after the pre-treated steel pipe is heated to a predetermined temperature, It adopts the coating method which melts and sticks.
또한, KSD3589의 경우엔 전처리 후에 강관의 바깥면을 미리 가열하여 접착제를 도포하고 압출법으로 폴리에틸렌을 피복하는 방식을 채택하고 있다.In the case of KSD3589, after the pre-treatment, the outer surface of the steel pipe is preheated and an adhesive is applied and polyethylene is coated by an extrusion method.
즉, 상기한 종래의 코팅방식은 강관의 바깥 표면에 한 층 또는 두 층의 보호코팅을 행하되, 코팅방식은 분말 용착식 또는 압출식으로 구분하고 있다.That is, in the conventional coating method, one or two layers of protective coating are applied to the outer surface of the steel pipe, and the coating method is classified into a powder welding method or an extrusion method.
최근에 각광을 받고 있는 피복강관으로서 표면의 보호 피복층을 에폭시 접착제(FBE;Fusion Bonded Epoxy)층, 폴리에틸렌 접착제(PE Adhesive)층 및 폴리에틸렌(PE) 수지층의 세 개의 층으로 이루어지는 3층 코팅층이 형성된 강관이 개발되어 활용되고 있다.Recently, as a coated steel pipe that has recently been spotlighted, a protective coating layer on the surface is formed by forming a three-layer coating layer composed of three layers of an epoxy adhesive (FBE; Fusion Bonded Epoxy) layer, a polyethylene adhesive (PE Adhesive) layer and a polyethylene Steel pipes have been developed and utilized.
다만, 상수도용이라는 특성상 국민 건강 보호 측면에서 내부식성과 접착력을 극대화하여 장기간 사용에도 보다 안전하고 위생적인 수도관용 강관 제조방법의 개발이 필요한 실정이다.However, due to the nature of water supply, it is necessary to develop a safe and hygienic method of manufacturing steel pipes for long term use by maximizing corrosion resistance and adhesion in terms of public health protection.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서,본 발명의 목적은 개질 폴리에틸렌을 사용함으로써 화학적, 물리적으로 안정되고 내수성, 내식성이 우수하며, 녹 발생 및 스케일 부착이 없어 극히 위생적일 뿐만 아니라, 인장 강도와 접착력 등 물성이 향상된 수도용 폴리에틸렌 강관 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to overcome the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a method for producing a modified polyolefin which is chemically and physically stable, excellent in water resistance and corrosion resistance, In addition, the present invention provides a water-use polyethylene steel pipe having improved properties such as tensile strength and adhesive force, and a method for producing the same.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수도용 폴리에틸렌 강관 제조방법은 강관 내면과 외면에 각각 내면코팅 및 외면코팅을 하는 수도용 폴리에틸렌 강관 제조방법에 관한 것으로서, 강관을 마련하는 단계와; 상기 강관을 탈지, 수세, 산세, 화성피막처리 및 프라이머처리를 통해 전처리하는 단계와; 상기 전처리된 강관을 가열한 상태에서 폴리에틸렌 분말을 상기 강관 내면에 열융착시켜 내면 폴리에틸렌층을 형성하여 내면코팅하는 단계와; 내면 코팅이 완료된 상기 강관을 가열한 상태에서 강관 외면에 에폭지 접착제(FBE;Fusion Bonded Epoxy)층, 폴리에틸렌 접착제(PE Adhesive)층, 폴리에틸렌(PE) 수지층을 순차적으로 형성하여 외면코팅하는 단계;를 포함하되, 상기 강관의 전처리 중 화성피막처리는 인산염계 수용액으로 처리하여 상기 강관의 내면에 인산염피막을 형성하는 것이고, 상기 프라이머처리는 에폭시 프라이머를 도포하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a method of manufacturing a polyethylene pipe for a water pipe for inner surface coating and outer surface coating on an inner surface and an outer surface of a steel pipe, comprising the steps of: providing a steel pipe; Treating the steel pipe by degreasing, washing, pickling, chemical conversion coating and primer treatment; Forming a polyethylene layer on the inner surface of the steel pipe by thermally fusing the polyethylene powder to the inner surface of the steel pipe while heating the pretreated steel pipe; Forming a foamed epoxy (FBE) layer, a PE adhesive layer, and a polyethylene (PE) resin layer on the outer surface of the steel pipe in a state where the inner coating is completed; Wherein the chemical conversion coating process during the pretreatment of the steel pipe is performed with a phosphate aqueous solution to form a phosphate coating on the inner surface of the steel pipe, and the primer treatment is performed by applying an epoxy primer.
또한, 본 발명에 따른 수도용 폴리에틸렌 강관 제조방법에 있어서, 내면 폴리에틸렌층은 에틸아크릴레이트모노머(Ethyl acrylate monomer, EAM), 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA), 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA)로 이루어지는 아크릴 화합물 중에서 선택된 1종이 그라프트된 개질폴리에틸렌 분말로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Also, in the method for manufacturing a polyethylene pipe for a water pipe according to the present invention, the inner polyethylene layer may be formed of an ethyl acrylate monomer (EAM), n-butyl acrylate (BA), methyl methacrylate, MMA) having a weight-average molecular weight of 1,000 or less.
또한, 본 발명에 따른 수도용 폴리에틸렌 강관 제조방법에 있어서, 내면 폴리에틸렌층을 형성하는 상기 개질폴리에틸렌 분말은 광개시제와, 에틸아크릴레이트모노머(Ethyl acrylate monomer, EAM), 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA), 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA)로 이루어지는 아크릴 화합물 중에서 선택된 1종과, 아크릴산(Acrylic acid, AA)을 용매와 함께 환류냉각기가 장치된 반응기에 투입하고 60~80℃로 30분 내지 2시간 동안 교반하여 용해하는 단계와; 상기 용해된 혼합물 100중량부 대비 폴리에틸렌 분말 10~20중량부와, 첨가제 0.1~1중량부를 혼합 교반하는 단계와; 상기 폴리에틸렌 분말이 혼합된 혼합물에 UV를 조사시켜 폴리에틸렌 분말 표면에서 개시반응과 그라프팅이 진행되도록 하는 단계와; 그라프팅 반응이 완료된 후 에탄올로 10~15시간 동안 soxhlet 추출하여 미반응 광개시제를 제거한 다음, 이어서 증류수로 20~30시간 동안 soxhlet추출하여 잔류하는 미반응 아크릴 화합물을 제거한 다음, 60~80℃로 열풍 건조하여 아크릴 화합물 중 1종이 그라프트된 개질폴리에틸렌 분말을 수득하는 단계;를 순차적으로 수행하여 제조되는 것을 특징으로 한다.Further, in the method for manufacturing a polyethylene pipe for a water pipe according to the present invention, the modified polyethylene powder forming the inner polyethylene layer may contain a photoinitiator, an ethyl acrylate monomer (EAM), butyl acrylate (n-Butyl Acrylate, BA And acrylic acid (AA) are added to a reactor equipped with a reflux condenser and heated at 60 to 80 ° C for 30 minutes or more, Stirring for 2 hours to dissolve; 10 to 20 parts by weight of a polyethylene powder and 0.1 to 1 part by weight of an additive are mixed and stirred with respect to 100 parts by weight of the dissolved mixture; Irradiating the mixed mixture of the polyethylene powder with UV to cause the initiation reaction and the grafting to proceed on the surface of the polyethylene powder; After completion of the grafting reaction, the unreacted photoinitiator was removed by extraction with ethanol for 10 to 15 hours to remove the unreacted photoinitiator. Then, the remaining unreacted acrylic compound was removed by distilled water for 20 to 30 hours to remove residual unreacted acrylic compound. And drying to obtain a modified polyethylene powder grafted with one kind of acrylic compound.
또한, 본 발명에 따른 수도용 폴리에틸렌 강관 제조방법에 있어서, 첨가제는 그래핀 입자 또는 PCL(poly capro lactone)로 표면 개질된 나노실리카 입자인 것을 특징으로 한다.Further, in the method for manufacturing a polyethylene pipe for a water pipe according to the present invention, the additive is characterized by being graphene particles or nanosilica particles surface-modified with PCL (poly caprolactone).
또한, 본 발명에 따른 수도용 폴리에틸렌 강관 제조방법에 있어서, 강관 외면에 형성되는 폴리에틸렌 접착제(PE Adhesive)층은 아크릴 화합물이 그라프트된 개질폴리에틸렌 분말 100중량부와, 수지 복합체와, 가교제를 포함하는 혼합 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Further, in the method for producing a polyethylene pipe for a water pipe according to the present invention, the polyethylene adhesive (PE Adhesive) layer formed on the outer surface of the steel pipe comprises 100 parts by weight of the modified polyethylene powder in which the acrylic compound is grafted, And a composition.
또한, 본 발명에 따른 수도용 폴리에틸렌 강관 제조방법에 있어서, 아크릴 화합물이 그라프트된 개질폴리에틸렌 분말은,Further, in the method for producing a polyethylene pipe for a water pipe according to the present invention, the modified polyethylene powder in which an acrylic compound is grafted,
광개시제와, 에틸아크릴레이트모노머(Ethyl acrylate monomer, EAM), 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA), 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA)로 이루어지는 아크릴 화합물 중에서 선택된 1종과, 아크릴산(Acrylic acid, AA)을 용매와 함께 환류냉각기가 장치된 반응기에 투입하고 60~80℃로 30분 내지 2시간 동안 교반하여 용해하는 단계와;A photoinitiator and an acrylic compound composed of an ethyl acrylate monomer (EAM), n-butyl acrylate (BA), and methyl methacrylate (MMA) acid, AA) is added to a reactor equipped with a reflux condenser together with a solvent and stirred at 60 to 80 ° C for 30 minutes to 2 hours to dissolve;
상기 용해된 혼합물 100중량부 대비 폴리에틸렌 분말 10~20중량부를 혼합 교반하는 단계와;Mixing and stirring 10 to 20 parts by weight of a polyethylene powder with respect to 100 parts by weight of the dissolved mixture;
상기 폴리에틸렌 분말이 혼합된 혼합물에 UV를 조사시켜 폴리에틸렌 분말 표면에서 개시반응과 그라프팅이 진행되도록 하는 단계와;Irradiating the mixed mixture of the polyethylene powder with UV to cause the initiation reaction and the grafting to proceed on the surface of the polyethylene powder;
그라프팅 반응이 완료된 후 에탄올로 10~15시간 동안 soxhlet 추출하여 미반응 광개시제를 제거한 다음, 이어서 증류수로 20~30시간 동안 soxhlet추출하여 잔류하는 미반응 아크릴 화합물을 제거한 다음, 60~80℃로 열풍 건조하여 아크릴 화합물 중 1종이 그라프트된 개질폴리에틸렌 분말을 수득하는 단계;를 순차적으로 수행하여 제조되며, 상기 수지 복합체는 메틸메타크릴레이트(Methylmetacrylate,MMA)수지 100중량부와, Tetraethylorthosilicate(TEOS) 30~50중량부를 반응기에 넣고 50~70℃에서 적어도 30분 동안 교반하는 단계와; 상기 반응기에 유기용매인 이소프로판올(isopropanol) 또는 톨루엔(toluene) 1~3중량부와, 촉매(H2PtCl6)를 첨가하여 적어도 50~70℃에서 2~4시간 동안 교반하면서 반응이 이루어지는 단계와; 상기 반응기 완료된 후 반응기에 클로로포름(chloroform) 1~10중량부를 첨가한 후 적어도 30분 동안 교반하여 제조되고, 상기 가교제는 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디메타아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨디메타크릴레이트, 펜타에리쓰리톨트리메타크릴레이트 중에서 적어도 하나가 선택되는 것을 특징으로 한다.After completion of the grafting reaction, the unreacted photoinitiator was removed by extraction with ethanol for 10 to 15 hours to remove the unreacted photoinitiator. Then, the remaining unreacted acrylic compound was removed by distilled water for 20 to 30 hours to remove residual unreacted acrylic compound. (MMA) resin, 100 parts by weight of Tetraethylorthosilicate (TEOS) 30 (methyl methacrylate) resin, 30 parts by weight of a polypropylene resin, To 50 parts by weight of the compound of formula (I) into the reactor and stirring at 50 to 70 DEG C for at least 30 minutes; 1 to 3 parts by weight of isopropanol or toluene as an organic solvent and 1 to 3 parts by weight of a catalyst (H 2 PtCl 6 ) are added to the reactor and the mixture is stirred at 50 to 70 ° C for 2 to 4 hours. ; After the reactor is completed, 1 to 10 parts by weight of chloroform is added to the reactor, and the mixture is stirred for at least 30 minutes. The crosslinking agent is selected from the group consisting of ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, Diethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, dipropylene glycol diacrylate, dipropylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, Wherein at least one of acrylate, polyethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, pentaerythritol dimethacrylate, and pentaerythritol trimethacrylate is selected.
또한, 본 발명에 따른 수도용 폴리에틸렌 강관은 강관 내면에는 인산염피막과, 에폭시 프라이머층과, 개질폴리에틸렌층이 형성되고, 강관 외면에는 에폭시층과, 개질폴리에틸렌 접착제층과, 폴리에틸렌(PE) 수지층이 형성되는 것을 특징으로 한다.The polyethylene pipe for water use according to the present invention is characterized in that a phosphate film, an epoxy primer layer and a modified polyethylene layer are formed on the inner surface of a steel pipe, and an epoxy layer, a modified polyethylene adhesive layer and a polyethylene (PE) resin layer are formed on the outer surface of the steel pipe .
본 발명에 따른 수도용 폴리에틸렌 강관 및 그 제조방법에 의하면, 개질 폴리에틸렌을 사용함으로써 화학적, 물리적으로 안정되고 내수성, 내식성이 우수하며, 녹 발생 및 스케일 부착이 없어 극히 위생적일 뿐만 아니라, 인장 강도와 접착력 등 물성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.According to the polyethylene pipe for water use and the method for producing the same according to the present invention, by using modified polyethylene, it is chemically and physically stable, has excellent water resistance and corrosion resistance, and is free from rust generation and scale adhesion, and is extremely hygienic. It is possible to maximize physical properties.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명에 따른 수도용 폴리에틸렌 강관의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수도용 폴리에틸렌 강관을 촬영한 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 수도용 폴리에틸렌 강관 제조방법의 전체 공정을 순차적으로 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 내면 코팅이 이루어지는 과정을 순차적으로 설명한 흐름도이다.
도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 외면 코팅이 이루어지는 과정을 순차적으로 설명한 흐름도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a structure of a polyethylene pipe for use in water according to the present invention.
2 is a photograph of a polyethylene pipe for a water pipe according to the present invention.
3 is a conceptual diagram sequentially showing the entire process of the method for producing a polyethylene pipe for a water pipe according to the present invention.
FIG. 4 is a flowchart sequentially illustrating the process of coating the inner surface of the present invention.
5 and 6 are flowcharts sequentially illustrating the process of coating the outer surface of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, and these may vary depending on the intention of the user, the operator, or the precedent. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.
도 1은 본 발명에 따른 수도용 폴리에틸렌 강관의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 수도용 폴리에틸렌 강관을 촬영한 사진이다.Fig. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a polyethylene pipe for a water pipe according to the present invention, and Fig. 2 is a photograph of a polyethylene pipe for a water pipe according to the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 수도용 폴리에틸렌 강관은 내면에는 인산염피막과, 에폭시 프라이머층과, 개질폴리에틸렌층이 형성되고, 외면에는 에폭시층과, 개질폴리에틸렌 접착제층과, 폴리에틸렌(PE) 수지층이 형성되는 것을 기술적 특징으로 하는 것으로서, 그 제조방법에 대해서는 이하에서 상세히 설명한다.1 and 2, a polyethylene pipe for a water pipe according to the present invention has a phosphate coating, an epoxy primer layer, and a modified polyethylene layer on the inner surface, an epoxy layer, a modified polyethylene adhesive layer, and a polyethylene (PE ) Resin layer is formed, and its manufacturing method will be described in detail below.
도 3은 본 발명에 따른 수도용 폴리에틸렌 강관 제조방법의 전체 공정을 순차적으로 도시한 개념도이고, 도 4는 본 발명의 내면 코팅이 이루어지는 과정을 순차적으로 설명한 흐름도이며, 도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 외면 코팅이 이루어지는 과정을 순차적으로 설명한 흐름도이다.FIG. 3 is a conceptual diagram sequentially showing the entire process of the polyethylene pipe manufacturing method according to the present invention, FIG. 4 is a flowchart sequentially illustrating the process of the inner surface coating of the present invention, and FIGS. In which the outer surface coating is performed.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 수도용 폴리에틸렌 강관 제조방법은 크게 강관을 탈지, 수세, 산세, 화성피막처리 및 프라이머처리를 통해 전처리하는 S1단계와, 상기 전처리된 강관을 가열한 상태에서 폴리에틸렌 분말을 상기 강관 내면에 열융착시켜 내면 폴리에틸렌층을 형성하여 내면코팅하는 S2단계와, 내면 코팅이 완료된 상기 강관을 가열한 상태에서 강관 외면에 에폭지 접착제(FBE;Fusion Bonded Epoxy)층, 폴리에틸렌 접착제(PE Adhesive)층, 폴리에틸렌(PE) 수지층을 순차적으로 형성하여 외면코팅하는 S3단계를 포함하여 이루어진다.3 to 6, a method for manufacturing a polyethylene pipe for a water pipe according to the present invention includes a step S1 of preliminarily treating a steel pipe by degreasing, washing, pickling, chemical conversion coating and primer treatment, A step S2 of forming a polyethylene layer by thermally fusing a polyethylene powder on the inner surface of the steel pipe and coating the inner surface with a polyethylene layer on the inner surface of the steel pipe, a step of finishing the inner surface of the steel pipe with a Fusion Bonded Epoxy (FBE) A polyethylene adhesive (PE Adhesive) layer, and a polyethylene (PE) resin layer sequentially on the outer surface of the substrate.
본 발명의 S1단계에서 탈지는 강관 표면에 부착되어 있는 기름, 니스, 페인트류의 오염물질을 제거하는 공정으로서 알카리 세정법이 사용되고, 알카리 종류로는 가성소다, 규산소다 등에 계면활성제를 첨가하여 사용할 수 있다.In step S1 of the present invention, degreasing is an alkaline cleaning method for removing contaminants such as oil, varnish, and paint adhering to the surface of a steel pipe. Examples of the alkaline cleaning agent include caustic soda, sodium silicate, have.
탈지 후 물로 세척하는 수세 처리한 다음, 녹, 스케일을 제거하면 강관소지를 노출시키기 위해 황산 또는 염산으로 산세 처리하고, 다시 산기를 물로 세척하는 수세 처리를 한다.After degreasing and washing with water, rust and scale are removed. Then, to expose the steel pipe, pickling treatment is carried out with sulfuric acid or hydrochloric acid, followed by washing with acid.
상기 화성피막처리는 강관 내면을 아연을 포함하는 인산염계 용액으로 처리하여 인산염피막을 형성하는 것이다.In the above chemical conversion coating treatment, the inner surface of the steel pipe is treated with a phosphate-based solution containing zinc to form a phosphate coating.
상기 프라이머처리는 에폭시 프라이머를 도포한 다음 가열하여 이루어지는 것을 예시할 수 있다.The primer treatment can be exemplified by applying an epoxy primer followed by heating.
이러한 전처리를 통해 개질 폴리에틸렌 분체가 열융착을 통해 강력한 접착력을 발휘할 수 있게 된다.Through such pretreatment, the modified polyethylene powder can exert a strong adhesive force through thermal fusion.
본 발명의 S2단계는 상기 전처리된 강관을 가열한 상태에서 폴리에틸렌 분말을 상기 강관 내면에 열융착시켜 내면 폴리에틸렌층을 형성하여 내면코팅하는 것으로서, 상기 내면 폴리에틸렌층은 에틸아크릴레이트모노머(Ethyl acrylate monomer, EAM), 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA), 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA)로 이루어지는 아크릴 화합물 중에서 선택된 1종이 그라프트된 개질폴리에틸렌 분말로 이루어지는 것을 예시할 수 있다.In step S2 of the present invention, the pre-treated steel pipe is thermally fused to the inner surface of the steel pipe while heating the inner surface of the steel pipe to form a polyethylene layer on the inner surface. The inner polyethylene layer is formed of an ethyl acrylate monomer, Acrylate compound selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid (EMA), n-butylacrylate (BA), and methyl methacrylate (MMA).
이러한 개질 폴리에틸렌은 화학적, 물리적으로 안정되고 내수성, 내식성이 우수하고, 녹 발생 및 스케일 부착이 없어 극히 위생적이다.Such modified polyethylene is chemically and physically stable, is excellent in water resistance and corrosion resistance, and is extremely hygienic because it does not have rust generation and scale attachment.
보다 구체적으로, 본 발명의 S2단계에서 사용되는 개질폴리에틸렌 분말은 광개시제와, 에틸아크릴레이트모노머(Ethyl acrylate monomer, EAM), 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA), 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA)로 이루어지는 아크릴 화합물 중에서 선택된 1종과, 아크릴산(Acrylic acid, AA)을 용매와 함께 환류냉각기가 장치된 반응기에 투입하고 60~80℃로 30분 내지 2시간 동안 교반하여 용해하는 S2-1단계와, 상기 용해된 혼합물 100중량부 대비 폴리에틸렌 분말 10~20중량부와, 첨가제 0.1~1중량부를 혼합 교반하는 S2-2단계와, 상기 폴리에틸렌 분말이 혼합된 혼합물에 UV를 조사시켜 폴리에틸렌 분말 표면에서 개시반응과 그라프팅이 진행되도록 하는 S2-3단계와, 그라프팅 반응이 완료된 후 에탄올로 10~15시간 동안 soxhlet 추출하여 미반응 광개시제를 제거한 다음, 이어서 증류수로 20~30시간 동안 soxhlet 추출하여 잔류하는 미반응 아크릴 화합물을 제거한 다음, 60~80℃로 열풍 건조하여 아크릴 화합물 중 1종이 그라프트된 개질폴리에틸렌 분말을 수득하는 S2-4단계를 순차적으로 수행하여 제조되는 것을 예시할 수 있다.More specifically, the modified polyethylene powder used in step S2 of the present invention may contain a photoinitiator, an ethyl acrylate monomer (EAM), n-butyl acrylate (BA), methyl methacrylate , MMA) and acrylic acid (AA) are added to a reactor equipped with a reflux condenser, and the resulting mixture is stirred at 60 to 80 ° C for 30 minutes to 2 hours to dissolve S2- 1 to 10 parts by weight of a polyethylene powder and 0.1 to 1 part by weight of an additive are mixed and stirred with respect to 100 parts by weight of the melted mixture and a mixture of the polyethylene powder and the polyethylene powder Step S2-3 for allowing the initiation reaction and grafting to proceed on the surface, and the unreacted photoinitiator is removed by soxhlet extraction with ethanol for 10 to 15 hours after completion of the grafting reaction , Followed by soxhlet extraction with distilled water for 20 to 30 hours to remove the remaining unreacted acrylic compound and then drying with hot air at 60 to 80 ° C. to obtain modified polyethylene powder grafted with one of the acrylic compounds, And the like.
여기서, 상기 첨가제는 접착력과 인장 강도를 향상시킬 뿐만 아니라, 소수성 특성을 부여하는 것으로서, 그래핀 입자 또는 PCL(poly capro lactone)로 표면 개질된 나노실리카 입자인 것을 예시할 수 있다.Here, the additive not only improves the adhesive strength and the tensile strength but also imparts hydrophobic properties, for example, graphene particles or nanosilica particles surface-modified with PCL (poly caprolactone).
나노 사이즈의 상기 그래핀 입자를 얻는 방법에는 안드레 가임의 스카치 방법과 같이 흑연에서 인발해서 얻는 기계적 방법, 기재에 화학적으로 증착하여 얻는 화학증착법, 흑연에 산화제 및/또는 환원제를 부가하고 열충격 또는 화학적 반응에 의한 박리에 의하여 얻는 화학적박리법(Chemical Exfoliation) 등을 예시할 수 있고, 다른 방법으로는 대한민국 등록특허 제10-1337969호를 참조할 수 있다.The nano-sized graphene grains can be obtained by a mechanical method such as the scraping method of Andrew Gym, a mechanical method obtained by drawing from graphite, a chemical vapor deposition method obtained by chemical vapor deposition on a substrate, an oxidizing agent and / or a reducing agent to graphite, (Chemical Exfoliation) obtained by peeling by the above-mentioned method, and as another method, Korean Patent Registration No. 10-1337969 can be referred to.
개질된 나노실리카 입자는 1~500nm의 입경을 가지는 나노실리카 100중량부와, PCL(poly capro lactone) 1~10중량부와, Ethylene diamine(EDA) 10~30중량부와, 스테아린산 10~30중량부와, 실란 화합물로서 aminopropyl methyldimethoxy silane 또는 aminoethyl aminopropyl methyltriethoxy silane 10~30중량부와, 유기용매로서 이소프로판올(isopropanol) 300~500중량부를 혼합한 다음, 건조하여 이루어질 수 있다.The modified nanosilica particles are prepared by mixing 100 parts by weight of nanosilica having a particle diameter of 1 to 500 nm, 1 to 10 parts by weight of PCL (poly caprolactone), 10 to 30 parts by weight of ethylene diamine (EDA), 10 to 30 parts by weight of stearic acid 10 to 30 parts by weight of aminopropyl methyldimethoxy silane or aminoethyl aminopropyl methyltriethoxy silane as a silane compound, and 300 to 500 parts by weight of isopropanol as an organic solvent, followed by drying.
개질된 나노실리카 입자는 인장 강도와 접착력 향상에 큰 도움이 되고, 그래핀 입자는 소수성 특성이 우수하기 때문에 두 가지 입자를 함께 사용하는 것이 더욱 바람직하다.Modified nanosilica particles are very useful for improving tensile strength and adhesion, and graphene particles are more preferable because they have excellent hydrophobic properties.
이와 같은 방법으로 제조된 개질폴리에틸렌 분말의 특성을 아래 표 1에 기재하였다.Properties of the modified polyethylene powder prepared by this method are shown in Table 1 below.
본 발명의 S3단계는 강관 외면을 숏 블라스트 처리한 다음, 예열하고, 예열된 강관 표면에 에폭시 분말을 도포하여 에폭지 접착제(FBE;Fusion Bonded Epoxy)층을 형성한다. 상기 에폭지 접착제(FBE;Fusion Bonded Epoxy)층은 부식 방지를 하는 역할을 한다.In step S3 of the present invention, the outer surface of the steel pipe is shot-blasted, then pre-heated, and epoxy powder is applied to the surface of the preheated steel pipe to form a Fusion Bonded Epoxy (FBE) layer. The Fusion Bonded Epoxy (FBE) layer serves to prevent corrosion.
그리고 상기 폴리에틸렌 접착제(PE Adhesive)층과, 폴리에틸렌(PE) 수지층은 압출 방식을 이용하여 순차적으로 형성하게 되는데, 상기 폴리에틸렌 접착제(PE Adhesive)층은 상기 폴리에틸렌(PE) 수지층을 접착시키는 역할을 하고, 폴리에틸렌(PE) 수지층은 강관 최외각에 배치되어 강관을 보호하고 부식을 방지하는 역할을 한다.The polyethylene adhesive layer and the polyethylene resin layer are sequentially formed by using an extrusion method. The polyethylene adhesive layer has a role of bonding the polyethylene resin layer And a polyethylene (PE) resin layer is disposed at the outermost periphery of the steel pipe to protect the steel pipe and prevent corrosion.
상기 강관 외면에 형성되는 폴리에틸렌 접착제(PE Adhesive)층은 접착력과 인장 강도를 극대화할 수 있도록 아크릴 화합물이 그라프트된 개질폴리에틸렌 분말 100중량부와, 수지 복합체 5~15중량부와, 가교제 1~5중량부를 포함하는 혼합 조성물로 이루어지는 것이 바람직하다.The polyethylene adhesive (PE Adhesive) layer formed on the outer surface of the steel pipe is composed of 100 parts by weight of modified polyethylene powder grafted with an acryl compound, 5 to 15 parts by weight of a resin composite, By weight based on the total weight of the composition.
여기서, 아크릴 화합물이 그라프트된 개질폴리에틸렌 분말은 앞서 설명한 S2-1단계 내지 S2-4단계를 통해 제조될 수 있다.Here, the modified polyethylene powder in which the acrylic compound is grafted can be produced through steps S2-1 to S2-4 described above.
상기 수지 복합체는 메틸메타크릴레이트(Methylmetacrylate,MMA)수지 100중량부와, Tetraethylorthosilicate(TEOS) 30~50중량부를 반응기에 넣고 50~70℃에서 적어도 30분 동안 교반하는 S3-1단계와, 상기 반응기에 유기용매인 이소프로판올(isopropanol) 또는 톨루엔(toluene) 1~3중량부와, 촉매(H2PtCl6)를 첨가하여 적어도 50~70℃에서 2~4시간 동안 교반하면서 반응이 이루어지는 S3-2단계와, 상기 반응기 완료된 후 반응기에 클로로포름(chloroform) 1~10중량부를 첨가한 후 적어도 30분 동안 교반하여 제조되는 것을 예시할 수 있다.The resin composite is prepared by mixing 100 parts by weight of methyl methacrylate (MMA) resin and 30 to 50 parts by weight of tetraethylorthosilicate (TEOS) in a reactor and stirring the mixture at 50 to 70 ° C. for at least 30 minutes, 1 to 3 parts by weight of isopropanol or toluene as an organic solvent and 3-2 parts by weight of a catalyst (H 2 PtCl 6 ) and stirring is carried out at 50 to 70 ° C for 2 to 4 hours, And 1 to 10 parts by weight of chloroform is added to the reactor after completion of the reactor, followed by stirring for at least 30 minutes.
상기 가교제는 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디메타아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨디메타크릴레이트, 펜타에리쓰리톨트리메타크릴레이트 중에서 적어도 하나가 선택되는 것을 예시할 수 있다.The crosslinking agent may be at least one selected from the group consisting of ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, dipropylene glycol diacrylate, dipropylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol di Acrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, pentaerythritol dimethacrylate, pentaerythritol dimethacrylate, And at least one of ritolitol trimethacrylate is selected.
이러한 방법으로 제조된 폴리에틸렌 접착제(PE Adhesive)층의 물성은 아래 표 2에 기재하였다.The physical properties of the polyethylene adhesive (PE Adhesive) layer produced by this method are shown in Table 2 below.
이하에서는 상술한 강관 제조방법을 이용하여 강관 내면에는 인산염피막과, 에폭시 프라이머층과, 개질폴리에틸렌층이 형성하고, 강관 외면에는 에폭시층과, 개질폴리에틸렌 접착제층과, 폴리에틸렌(PE) 수지층을 형성하였으며, 그 물성을 아래와 같이 테스트하였다.Hereinafter, a phosphate coating, an epoxy primer layer, and a modified polyethylene layer are formed on the inner surface of the steel pipe using the above-mentioned steel pipe manufacturing method, and an epoxy layer, a modified polyethylene adhesive layer, and a polyethylene (PE) resin layer are formed on the outer surface of the steel pipe And the properties thereof were tested as follows.
1. 내면 밀착력 시험1. Internal Adhesion Test
* 위 표 3에서 150A는 외경 165.2mm, 두께 4.85mm이며, 300A는 외경 318.5mm, 두께 7mm이고, 600A는 외경 609.6mm, 두께 6mm이다. 그리고 내면 피복 두께는 각 강관 모두 1.0 이상이고, 외면 피복 두께의 경우 150A는 1.8이상, 300A는 2.0이상, 600A는 2.2 이상이다.* In Table 3, 150A has an outer diameter of 165.2 mm and a thickness of 4.85 mm. A 300A has an outer diameter of 318.5 mm and a thickness of 7 mm. A 600A has an outer diameter of 609.6 mm and a thickness of 6 mm. The inner surface coating thickness is 1.0 or more for each steel pipe, and 150A for the outer surface coating thickness is 1.8 or more, 300A is 2.0 or more, and 600A is 2.2 or more.
2. 냉열반복시험2. Cold repeat test
상온 18시간, 50℃ 2시간, 상온 2시간, -30℃을 1사이클로 하여 10회 냉열반복 시험 후, 2/3D(D:외경)로 편평시험한 결과, 피막에 홈, 균열 등의 이상이 없었다.When the film was subjected to a flat test with 2 / 3D (D: outer diameter) after 10 cycles of repeated heating and cooling with 1 cycle of room temperature for 18 hours, 50 ° C for 2 hours, room temperature for 2 hours and -30 ° C, There was no.
3. 내수충격시험3. Water impact test
상수도 배관에 발생하는 수격현상을 예상하여 약 70m의 배관장치를 제작하여 아래 표 4과 같은 조건하에서 수충격 시험을 한 결과, 전혀 이상이 발견되지 않았다.A piping device of about 70 m was prepared in anticipation of the water hammer occurring in the water pipe, and a water impact test was conducted under the conditions shown in Table 4 below. As a result, no abnormality was found.
4. 장기통수시험4. Long-term water test
통수시험을 실시하여 1년이 경과된 후, 아래 표 5와 같은 물성시험을 실시한 결과 전혀 이상이 없었다.After one year passed after carrying out the water test, there was no abnormality as a result of the physical property test as shown in Table 5 below.
5. 장기통수시험5. Long-term water test
동결 및 해빙 반복시험을 20회 실시한 결과, 피막의 박리, 균열 등에 전혀 이상이 없었다.As a result of repeating the freezing and thawing repeatedly 20 times, there was no abnormality in peeling or cracking of the film.
이상에서 설명된 본 발명은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Therefore, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims. It is also to be understood that the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (7)
강관을 탈지, 수세, 산세, 화성피막처리 및 프라이머처리를 통해 전처리하는 단계와;
상기 전처리된 강관을 가열한 상태에서 폴리에틸렌 분말을 상기 강관 내면에 열융착시켜 내면 폴리에틸렌층을 형성하여 내면코팅하는 단계와;
내면 코팅이 완료된 상기 강관을 가열한 상태에서 강관 외면에 에폭지 접착제(FBE;Fusion Bonded Epoxy)층, 폴리에틸렌 접착제(PE Adhesive)층, 폴리에틸렌(PE) 수지층을 순차적으로 형성하여 외면코팅하는 단계;를 포함하며,
상기 강관의 전처리 중 화성피막처리는 인산염계 수용액으로 처리하여 상기 강관의 내면에 인산염피막을 형성하는 것이고, 상기 프라이머처리는 에폭시 프라이머를 도포하여 이루어지되,
상기 내면 폴리에틸렌층은 에틸아크릴레이트모노머(Ethyl acrylate monomer, EAM), 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA), 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA)로 이루어지는 아크릴 화합물 중에서 선택된 1종이 그라프트된 개질폴리에틸렌 분말로 이루어지며,
상기 강관 외면에 형성되는 폴리에틸렌 접착제(PE Adhesive)층은,
아크릴 화합물이 그라프트된 개질폴리에틸렌 분말 100중량부와, 수지 복합체 5~15중량부와, 가교제 1~5중량부를 포함하는 혼합 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수도용 폴리에틸렌 강관 제조방법.
1. A method of manufacturing a polyethylene pipe for a water pipe for inner surface coating and outer surface coating on an inner surface and an outer surface of a steel pipe,
Treating the steel pipe by degreasing, washing, pickling, chemical conversion coating and primer treatment;
Forming a polyethylene layer on the inner surface of the steel pipe by thermally fusing the polyethylene powder to the inner surface of the steel pipe while heating the pretreated steel pipe;
Forming a foamed epoxy (FBE) layer, a PE adhesive layer, and a polyethylene (PE) resin layer on the outer surface of the steel pipe in a state where the inner coating is completed; / RTI >
Wherein the chemical treatment during the pretreatment of the steel tube is performed by treating with a phosphate aqueous solution to form a phosphate coating on the inner surface of the steel pipe and the primer treatment is performed by applying an epoxy primer,
The inner polyethylene layer is formed by grafting one kind of acrylic compound selected from ethyl acrylate monomer (EAM), n-butyl acrylate (BA), and methyl methacrylate (MMA) Modified polyethylene powder,
The polyethylene adhesive (PE Adhesive) layer formed on the outer surface of the steel pipe,
A mixture of 100 parts by weight of modified polyethylene powder grafted with an acrylic compound, 5 to 15 parts by weight of a resin composite, and 1 to 5 parts by weight of a crosslinking agent.
상기 내면 폴리에틸렌층을 형성하는 상기 개질폴리에틸렌 분말은,
광개시제와, 에틸아크릴레이트모노머(Ethyl acrylate monomer, EAM), 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA), 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA)로 이루어지는 아크릴 화합물 중에서 선택된 1종과, 아크릴산(Acrylic acid, AA)을 용매와 함께 환류냉각기가 장치된 반응기에 투입하고 60~80℃로 30분 내지 2시간 동안 교반하여 용해하는 단계와;
상기 용해된 혼합물 100중량부 대비 폴리에틸렌 분말 10~20중량부와, 첨가제 0.1~1중량부를 혼합 교반하는 단계와;
상기 폴리에틸렌 분말이 혼합된 혼합물에 UV를 조사시켜 폴리에틸렌 분말 표면에서 개시반응과 그라프팅이 진행되도록 하는 단계와;
그라프팅 반응이 완료된 후 에탄올로 10~15시간 동안 추출하여 미반응 광개시제를 제거한 다음, 이어서 증류수로 20~30시간 동안 추출하여 잔류하는 미반응 아크릴 화합물을 제거한 다음, 60~80℃로 열풍 건조하여 아크릴 화합물 중 1종이 그라프트된 개질폴리에틸렌 분말을 수득하는 단계;를 순차적으로 수행하여 제조되는 것을 특징으로 하는 수도용 폴리에틸렌 강관 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the modified polyethylene powder forming the inner surface polyethylene layer comprises:
A photoinitiator and an acrylic compound composed of an ethyl acrylate monomer (EAM), n-butyl acrylate (BA), and methyl methacrylate (MMA) acid, AA) is added to a reactor equipped with a reflux condenser together with a solvent and stirred at 60 to 80 ° C for 30 minutes to 2 hours to dissolve;
10 to 20 parts by weight of a polyethylene powder and 0.1 to 1 part by weight of an additive are mixed and stirred with respect to 100 parts by weight of the dissolved mixture;
Irradiating the mixed mixture of the polyethylene powder with UV to cause the initiation reaction and the grafting to proceed on the surface of the polyethylene powder;
After completion of the grafting reaction, the unreacted photoinitiator was removed by extraction with ethanol for 10 to 15 hours, followed by extraction with distilled water for 20 to 30 hours to remove remaining unreacted acrylic compound, followed by hot air drying at 60 to 80 ° C And a step of obtaining a modified polyethylene powder grafted with one of the acrylic compounds.
상기 첨가제는,
그래핀 입자 또는 PCL(poly capro lactone)로 표면 개질된 나노실리카 입자인 것을 특징으로 하는 수도용 폴리에틸렌 강관 제조방법.
The method of claim 3,
Preferably,
Wherein the particles are nanosilica particles surface-modified with graphene particles or PCL (poly caprolactone).
상기 아크릴 화합물이 그라프트된 개질폴리에틸렌 분말은,
광개시제와, 에틸아크릴레이트모노머(Ethyl acrylate monomer, EAM), 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA), 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA)로 이루어지는 아크릴 화합물 중에서 선택된 1종과, 아크릴산(Acrylic acid, AA)을 용매와 함께 환류냉각기가 장치된 반응기에 투입하고 60~80℃로 30분 내지 2시간 동안 교반하여 용해하는 단계와;
상기 용해된 혼합물 100중량부 대비 폴리에틸렌 분말 10~20중량부를 혼합 교반하는 단계와;
상기 폴리에틸렌 분말이 혼합된 혼합물에 UV를 조사시켜 폴리에틸렌 분말 표면에서 개시반응과 그라프팅이 진행되도록 하는 단계와;
그라프팅 반응이 완료된 후 에탄올로 10~15시간 동안 soxhlet 추출하여 미반응 광개시제를 제거한 다음, 이어서 증류수로 20~30시간 동안 soxhlet추출하여 잔류하는 미반응 아크릴 화합물을 제거한 다음, 60~80℃로 열풍 건조하여 아크릴 화합물 중 1종이 그라프트된 개질폴리에틸렌 분말을 수득하는 단계;를 순차적으로 수행하여 제조되며,
상기 수지 복합체는,
메틸메타크릴레이트(Methylmetacrylate,MMA)수지 100중량부와, Tetraethylorthosilicate(TEOS) 30~50중량부를 반응기에 넣고 50~70℃에서 적어도 30분 동안 교반하는 단계와;
상기 반응기에 유기용매인 이소프로판올(isopropanol) 또는 톨루엔(toluene) 1~3중량부와, 촉매(H2PtCl6)를 첨가하여 적어도 50~70℃에서 2~4시간 동안 교반하면서 반응이 이루어지는 단계와;
상기 반응이 완료된 후 반응기에 클로로포름(chloroform) 1~10중량부를 첨가한 후 적어도 30분 동안 교반하여 제조되고,
상기 가교제는,
에틸렌글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디메타아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨디메타크릴레이트, 펜타에리쓰리톨트리메타크릴레이트 중에서 적어도 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 수도용 폴리에틸렌 강관 제조방법.
The method according to claim 1,
The modified polyethylene powder in which the acrylic compound is grafted,
A photoinitiator and an acrylic compound composed of an ethyl acrylate monomer (EAM), n-butyl acrylate (BA), and methyl methacrylate (MMA) acid, AA) is added to a reactor equipped with a reflux condenser together with a solvent and stirred at 60 to 80 ° C for 30 minutes to 2 hours to dissolve;
Mixing and stirring 10 to 20 parts by weight of a polyethylene powder with respect to 100 parts by weight of the dissolved mixture;
Irradiating the mixed mixture of the polyethylene powder with UV to cause the initiation reaction and the grafting to proceed on the surface of the polyethylene powder;
After completion of the grafting reaction, the unreacted photoinitiator was removed by extraction with ethanol for 10 to 15 hours to remove the unreacted photoinitiator. Then, the remaining unreacted acrylic compound was removed by distilled water for 20 to 30 hours to remove residual unreacted acrylic compound. And drying to obtain a modified polyethylene powder grafted with one kind of acrylic compound,
In the resin composite,
100 parts by weight of methyl methacrylate (MMA) resin and 30 to 50 parts by weight of tetraethylorthosilicate (TEOS) are stirred in a reactor at 50 to 70 DEG C for at least 30 minutes;
1 to 3 parts by weight of isopropanol or toluene as an organic solvent and 1 to 3 parts by weight of a catalyst (H 2 PtCl 6 ) are added to the reactor and the mixture is stirred at 50 to 70 ° C for 2 to 4 hours. ;
After completion of the reaction, 1 to 10 parts by weight of chloroform is added to the reactor, and the mixture is stirred for at least 30 minutes.
The cross-
Ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, dipropylene glycol diacrylate, dipropylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol diacrylate, But are not limited to, ethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, pentaerythritol dimethacrylate, Methacrylate, and methacrylate is selected.
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