PVC 드라이블렌드에서 발포제 사용 – 어떤 것을 선택해야 하고 그 이유는?

PVC 드라이블렌드 제조업체는 종종 재료 특성에 대한 특정 고객 요청을 받습니다. 일반적인 요청 중 하나는 발포제 추가로 PVC의 밀도를 줄이고 파이프 생산에 사용되는 원자재의 양을 줄이는 것입니다.

그러나 올바른 발포제를 추가하는 것은 정확한 선택이 필요합니다. 이는 PVC 가공성, 발포 품질 및 기계적 특성에 영향을 미치기 때문입니다. 이 기사는 시장에서 이용 가능한 최상의 옵션과 올바른 발포제를 선택하는 데 있어 주요 요소에 대해 논의합니다.

1️⃣ PVC 드라이블렌드에 발포제를 추가하는 이유는?

발포제는 화학 첨가제로, 열적으로 분해되어 가스를 방출하는 가스 (예: CO₂ 또는 질소)를 방출하여 폴리머 내에 다공성 구조를 생성합니다. 이점은 다음과 같습니다:

✔️ 재료 밀도 감소 – 동일한 부피의 파이프를 생산하는 데 필요한 원자재의 양을 줄입니다.
✔️ PVC 소비 감소 – 발포 PVC는 구조적 무결성을 손상시키지 않으면서 원자재를 절약합니다.
✔️ 개선된 열 단열 – 다공성 구조가 단열 성능을 향상시킵니다.

주요 사항: 발포 PVC 는 파이프의 부피를 변경하지 않습니다, 따라서 운송 비용에 직접적인 영향을 미치지 않습니다. 주요 절감 효과는 소재 소비를 줄이는 것에서 발생하여 생산을 더 비용 효율적으로 만듭니다.

2️⃣ PVC 드라이블렌드에서 발포제 사용의 도전 과제

'재활용 PVC 드라이블렌드에 발포제를 추가하는 것은 여러 기술적 도전 과제를 포함합니다:'

• 혼합물의 균질화 – 발포제가 재료 전체에 고르게 분포되어야 합니다.
• PVC 열 안정성에 미치는 영향 – 일부 발포제가 폴리머 분해를 가속화할 수 있습니다.
• 최적 활성화 온도 – 각 발포제는 서로 다른 온도 범위에서 분해됩니다.

PVC용 3️⃣ 가지 발포제 – 어떤 것을 선택해야 할까요?

PVC 드라이블렌드를 위한 다양한 발포제가 시장에 나와 있으며, 화학적 및 물리적 제제로 분류됩니다.

화학 발포제

🔹 아조디카르보나마이드 (ADC)

• PVC에 가장 일반적으로 사용되는 발포제.
• 190–210°C에서 분해되며, 질소와 CO₂를 방출합니다.
• 중간 크기의 모공을 생성 – 무게 감소와 강도 사이의 균형.
• 활성화는 활성제(예: 금속 산화물)를 사용하여 조정할 수 있습니다.

🔹 옥소비스벤젠설폰일하이드라지드 (OBS)

• 낮은 온도(150–180°C)에서 활성화됩니다, 이는 열 저항이 낮은 PVC에 적합합니다.
  
• ADC보다 더 작은 모공을 생성하여 표면 품질을 개선합니다.
  
• ADC보다 열 분해가 적다.

🔹 탄산염 및 중탄산염 (예: 중탄산나트륨, NaHCO₃)

• CO₂와 물로 분해하여 발포합니다.
• ADC보다 덜 공격적이지만 더 높은 활성화 온도가 필요할 수 있습니다.
•  덜 까다로운 애플리케이션에 적합.

🔬 물리적 발포제

PVC 드라이블렌드에서 덜 일반적으로 사용됨 그러나 압출 공정에 적용됨.

🔹 질소 (N₂), 이산화탄소 (CO₂) – 용융 PVC에 가스를 주입하기 위해 고압 시스템이 필요합니다.
🔹 플루오르화 탄화수소 (예: 펜탄, 이소부탄) – 주로 폴리올레핀 발포에 사용됩니다.

4️⃣ 최고의 발포제 선택 방법은?

올바른 발포제를 선택하는 것은 여러 가지 주요 요소에 따라 다릅니다:

활성화 온도

✔️ 경질 PVC (파이프, 프로파일): ADC (190–210°C) 또는 OBS (150–180°C).
✔️ 발포 PVC (예: 패널, 시트): OBS 또는 중탄산나트륨.

PVC 열 안정성에 미치는 영향

✔️ 재활용 PVC의 경우, 높은 ADC 함량을 피하는 것이 바람직합니다 – OBS가 더 나은 선택일 수 있습니다.

기공 크기 및 분포

✔️ ADC – 중간 기공 → 무게와 강도 사이의 좋은 균형.
✔️ OBS – 더 작은 모공 → 매끄러운 표면, 기계적 약화 감소.
✔️ 중탄산나트륨 – 더 큰 모공 → 덜 까다로운 용도를 위해.

드라이블렌드와의 혼합 용이성

✔️ ADC 및 OBS는 집중적인 혼합이 필요합니다, 바람직하게는 고속 믹서(예: Henschel)에서.

5️⃣ 건조 혼합물의 효과적인 균질화를 보장하는 방법은?

처리 문제를 피하기 위해:

✔️ 고성능 고속 믹서를 사용하세요 (예: Henschel) 거품제의 고른 분포를 위해.
✔️ 혼합 시간과 온도 최적화 – 과도한 가열은 발포제를 너무 일찍 활성화할 수 있습니다.
✔️ 호환 가능한 열 안정제를 적용하여 가공 중 PVC 열화를 방지합니다.

요약 – PVC 드라이블렌드를 위한 어떤 발포제를 선택해야 할까요?

✔️ ADC는 가장 일반적으로 사용되는 발포제이지만, 신중한 열 안정성 제어가 필요합니다.
✔️ OBS는 낮은 활성화 온도로 인해 재활용 PVC에 더 적합합니다.
✔️ 중탄산나트륨은 덜 까다로운 용도를 위한 간단한 대안입니다.
✔️ 적절한 혼합 및 활성화 온도 조절은 효과적인 발포를 위해 매우 중요합니다.

PVC 드라이블렌드를 제조하고 있으며 발포제를 고려하고 있다면, 고객의 공정에 적합한 첨가제를 선택하는 것이 중요합니다.

PVC의 가공 및 분해 온도

처리 온도에 대해 이야기한다면, 다음을 고려할 가치가 있습니다:

PVC 가공 온도:

• 강성 PVC(uPVC): 160~200°C
• 가소화 PVC (연질 PVC): 140~180°C

PVC 분해 온도:

• PVC는 약 200–220°C에서 열적으로 분해되기 시작합니다, 그러나 250°C 이상에서 상당한 분해가 발생합니다.
• 분해 과정에서 염화수소 (HCl)가 방출되어 분해를 가속화하고 재료의 황변을 유발합니다.

열 안정제 (예: 칼슘-아연, 유기주석 화합물)은 PVC를 더 높은 온도에서 가공할 수 있게 하여 분해를 지연시킵니다.

산업 응용 분야에서 적절한 가공 창을 유지하는 것은 압출 또는 성형 중 PVC 손상을 방지하는 데 매우 중요합니다.