KR20120046715A - 폴리페닐술폰-폴리테트라플루오로에틸렌 조성물 및 그의 용도 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 두 플라스틱 재료 PPSU 및 PTFE를 압출기 내 340℃ 내지 385℃의 온도에서 서로 혼합하고, 생성된 배합물을 과립화하고, 과립을 370℃ 내지 390℃의 스크류 온도에서 플라스틱 성형체로 압출하는 것을 특징으로 하는, 플라스틱 성형체의 제조 방법에 관한 것이다. 수득된 플라스틱 성형체는 송유 파이프 내 마모 방지 테이프로서 사용된다.
Description
본 발명은 유연성 유체 파이프라인용 마찰-저감 인터레이 (interlay), 예를 들어 송유 파이프라인 (마모 방지 테이프)으로 사용되는 마찰-저감 테이프를 제조하기 위한 폴리페닐 술폰 (PPSU) 및 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)으로 제조된 혼합물에 관한 것이다.
제GB 2 441 066호 (테크닙 프랑스 (Technip France))에는 탄화수소를 수송하기 위한 다중층 구조의 유연성 튜브가 기재되어 있다. 적어도 어느 정도는 서로에 대해 움직여지는 금속 스트립 사이에, 배열은 마찰-저감 플라스틱 스트립을 가지며, 상기 플라스틱 스트립은 유리 전이 온도가 175℃ 내지 255℃인 무정형 중합체로 이루어진다. 스트립은 폴리페닐 술폰 (PPSU) 및 퍼플루오르화 중합체 및 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)으로 이루어진다. 상기 발명의 한 특정 실시양태에서, 혼합물은 85%의 폴리페닐 술폰 (PPSU)과 15%의 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)이 혼합되어 이루어지며, 압출되어 두께가 1.5mm이고, 너비가 약 1m인 스트립으로 제공된다. 사용되는 플라스틱의 분자량에 대해서는 어떠한 언급도 되어 있지 않다.
제US 2005/0229991호에는 상기 제GB '066호와 배열은 유사하나, 이 경우에는 중간 층의 재료가 엘라스토머 열가소성 중합체, 예를 들어 스티렌-부타디엔-스티렌 고무 (SBS), 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 공중합체 (SEBS) 또는 EPDM (에틸렌-프로필렌-디엔) 공중합체, 또는 달리 폴리부타디엔, 폴리이소프렌 또는 폴리에틸렌-부틸렌 공중합체인 것이 기재되어 있다.
목적
논의된 선행 기술을 고려했을 때, 송유 파이프라인에서 마찰-저감 테이프로 사용할 수 있고 그 상황에서 지배적인 조건 (약 130℃의 온도, 300 내지 400bar의 압력)에 있어서 선행 기술의 재료보다 우수한 적합성을 갖는 재료 및/또는 재료의 혼합물을 찾는 것이 본 발명의 목적이었다.
목적의 달성
본 발명에 따른 목적은 특히 큰 분자량 및 작은 알갱이 크기 및 좁은 알갱이 크기 분포를 갖는 폴리페닐 술폰 (PPSU) 및 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)으로 이루어진 균질 혼합물을 제공함으로써 달성된다. 사용되는 PTFE의 분자량은 특히 크다. 그러나, 매우 높은 용융 온도에서 가공되는 공정 중의 플라스틱 안으로 도입하는 것이 특히 적합하다.
본 발명에 따른 용액의 개발 전체에 있어서 결정적 인자는, 단지 PPSU 매트릭스 내의 전체 단면에 걸쳐 매우 미세한 입자의 PTFE가 매우 균일하게 분산된다는 것이며, 이는 테이프의 두께가 감소하는 사용 기간에 걸쳐 목적하는 효과를 제공하며, 압출 방향뿐만 아니라 그에 수직인 방향으로도 특히 균형잡힌 기계적 특성을 제공한다.
폴리페닐
술폰
(
PPSU
)
사용되는 PPSU는 솔베이 어드밴스드 폴리머스 (Solvay Advanced Polymers)에서 시판되는 상표명이 라델 (RADEL)® R인 폴리페닐 술폰을 포함한다.
중합체의 반복 단위는 하기 화학식을 가진다.
본원에 포함되는 재료는, 심지어 열-노화 이후에도 극히 높은 응력-균열 저항성 및 극히 높은 노치 충격 저항성을 가지며, 우수한 화학 저항성을 갖는 투명한 고성능 플라스틱이다. 사용되는 라델 R 5000 nt는 모든 항공 요구사항을 만족시키지는 않는 비-난연성 PPSU이다.
이는 의학 기술, 화학 산업 및 배관 설비에서의 부품을 제조하는데 사용된다. 중합체의 밀도는 ISO 1183에 따라 측정시 1.29g/cm3이고, 항복 응력은 ISO 527에 따라 측정시 70MPa이고, 파단시 인장 변형은 ISO 527에 따라 측정시 60%이고, 인장 탄성률은 ISO 527에 따라 측정시 2340MPa이고, 23℃에서의 아이조드 (Izod) 노치 충격 저항성은 ISO 180/1A에 따라 측정시 49.4kJ/m2이고, 23℃에서의 샤르피 (Charpy) 노치 충격 저항성은 ISO 179/1eA에 따라 측정시 58.3kJ/m2이다.
50Hz에서의 유전 상수는 IEC 60250에 따라 측정시 3.4이고, 1MHz에서의 유전 상수는 IEC 60250에 따라 측정시 3.5이고, 50Hz에서의 유전 손실 인자는 IEC 60250에 따라 측정시 6 1e-4이다. 1MHz에서의 유전 손실 인자는 IEC 60250에 따라 측정시 76 1e-4이고, 유전 강도는 ASTM에 따라, IEC 60243-1에 따라 측정시 15kV/mm이다. 유전 강도에 있어서 두께는 3.2 mm이고, IEC 60093에 따른 비체적 저항은 9e15 ohm m이다.
흐름 방향에서의/흐름 방향에 수직인 세로 팽창은 ISO 11359에 따라 측정시 55×10-6/K이고, ISO 11357에 따라 측정한 용융점 또는 유리 전이 온도는 215℃이고, 열-변형 온도 A는 ISO 75 HDT/A (1.8MPa)에 따라 측정시 207℃이고, 열-변형 온도 B는 ISO 75 HDT/A (0.45MPa)에 따라 측정시 214℃이고, 최고 온도 (단기간)는 180℃이고, 최고 온도 (장기간)는 160℃이다 (UL 746 (RTI) Mechanical W/O Imp.,에 따른 40,000시간 동안의 열-노화). 최저 사용 온도는 -100℃이다.
폴리테트라플루오로에틸렌
(
PTFE
)
사용되는 고분자량 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)은 매우 미세한 알갱이 조닐 (Zonyl)®MP 1300 폴리테트라-플루오로에틸렌이다. 이러한 PTFE는 HT 열가소성 재료를 기재로 하는 중합체 혼합물에서 첨가제로서 특히 적합하다.
실시예
배합예
95 중량% 내지 60 중량%의 PPSU 및 40 중량% 내지 5 중량%의 PTFE로 제조된 혼합물을 하기 방식으로 배합했다.
PPSU를 2-스크류 압출기 (제조자 및 유형: 베르너 앤드 플라이데러 (Werner & Pfleiderer) ZSK25 WLE (K4)) 내 345℃ 내지 380℃의 스크류 온도 및 250rpm에서 용융시키고 탈휘발화하고; PTFE를 측면 공급 어퍼쳐 (aperture)를 통해 도입했다.
수득된 배합된 재료를 펠릿화했다.
본 발명에 따른 시트를, 제1 단계에서 수득된 펠릿의 압출을 통해 공지된 방식대로 제조할 수 있다.
이를 위해, 단순 압출 공정의 경우 하나의 압출기를 통해, 또는 공압출 공정의 경우 복수개의 압출기를 통해 열 가소화된 용융물을 제조하고, 이를 압출 다이 안으로 공급했다. 부가적 장치, 예를 들어 압출기와 압출 다이 사이에 공지된 방식대로 배열된 용융물 펌프 및/또는 용융물 필터가 있을 수 있다. 그 후 압출된 웹을 폴리싱 스택 안으로 또는 캘리브레이터 안으로 도입할 수 있다.
펠릿을 재용융시키고 압출하여 하기 치수를 갖는 테이프를 수득한다: 길이 1,000 mm, 너비 150 mm 및 두께 1.5 mm. 용융 온도는 약 385℃였다.
압출
실시예
실시예 6은 실시예 1에 따른 구성을 갖는 테이프에 관한 것이며, 펠릿은 347℃의 용융물 온도에서 압출하여 테이프를 수득했다.
실시예 7은 실시예 1에 따른 구성을 갖는 테이프에 관한 것이며, 펠릿은 379℃의 용융물 온도에서 압출하여 테이프를 수득했다.
실시예 8은 실시예 1에 따른 구성을 갖는 테이프에 관한 것이며, 펠릿은 380℃의 용융물 온도에서 압출하여 테이프를 수득했다.
실시예 9는 실시예 2에 따른 구성을 갖는 테이프에 관한 것이며, 펠릿은 347℃의 용융물 온도에서 압출하여 테이프를 수득했다.
실시예 10은 실시예 2에 따른 구성을 갖는 테이프에 관한 것이며, 펠릿은 358℃의 용융물 온도에서 압출하여 테이프를 수득했다.
실시예 11은 실시예 1에 따른 구성을 갖는 테이프에 관한 것이며, 펠릿은 350℃의 용융물 온도에서 압출하여 테이프를 수득했다.
실시예 12는 실시예 4 또는 5에 따른 구성을 갖는 테이프에 관한 것이며, 펠릿은 352℃의 용융물 온도에서 압출하여 테이프를 수득했다.
생성된 테이프에 대한 기계적 데이터는 다음과 같다.
방법
탄성률은 ISO 527-2/1BA/0.5에 따라 측정했고, 샤르피 충격 저항성은 ISO 179-1/1eA에 따라 측정했고, 가드너 시험은 ASTM D5420에 따라 측정했고, 마찰 계수는 ISO 8295에 따라 측정했다.
생성된 혼합물은 유체용 파이프라인, 예를 들어 유연성 송유 파이프라인의 제조에 사용되는 마모 방지 테이프를 제조하는데 적합하다.
Claims (10)
- 혼합물의 PTFE 함량이 1 중량% 내지 15 중량%이고,
혼합물의 PPSU 함량이 99 중량% 내지 85 중량%인
것을 특징으로 하는, 부품을 제조하기 위한 폴리페닐 술폰 및 폴리테트라플루오로에틸렌으로 제조된 혼합물. - 제1항에 있어서,
혼합물의 PTFE 함량이 2 중량% 내지 10 중량%이고,
혼합물의 PPSU 함량이 98 중량% 내지 90 중량%인
것을 특징으로 하는 혼합물. - 제1항에 있어서,
혼합물의 PTFE 함량이 5 중량% 내지 10 중량%이고,
혼합물의 PPSU 함량이 95 중량% 내지 90 중량%인
것을 특징으로 하는 혼합물. - 두 플라스틱 PPSU 및 PTFE를 서로 혼합하고 압출하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 몰딩의 제조 방법.
- 두 플라스틱 PPSU 및 PTFE를 압출기 내 340℃ 내지 385℃의 온도에서 서로 혼합하고, 생성된 배합 재료를 펠릿화하고, 펠릿을 370℃ 내지 390℃의 스크류 온도에서 압출하여 플라스틱 몰딩을 제공하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 몰딩의 제조 방법.
- 두 플라스틱 PPSU 및 PTFE를 압출기 내 345℃ 내지 385℃의 온도에서 서로 혼합하고, 생성된 배합 재료를 펠릿화하고, 펠릿을 375℃ 내지 390℃의 스크류 온도에서 압출하여 플라스틱 몰딩을 제공하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 몰딩의 제조 방법.
- 두 플라스틱 PPSU 및 PTFE를 압출기 내 345℃ 내지 385℃의 온도에서 서로 혼합하고, 생성된 배합 재료를 펠릿화하고, 펠릿을 375℃ 내지 390℃의 스크류 온도에서 압출하여 플라스틱 몰딩을 제공하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 몰딩의 제조 방법.
- 마모 방지 테이프를 제조하기 위한 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 혼합물의 용도.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 혼합물의 압출에 의해 수득가능한 마모 방지 테이프.
- 제9항에 따른 하나 이상의 마모 방지 테이프를 장착한 것을 특징으로 하는 유체용 파이프라인.
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