KR20090052433A - 재생 스티렌계 수지를 이용한 발포성 폴리스티렌 및 이의제조방법 - Google Patents

재생 스티렌계 수지를 이용한 발포성 폴리스티렌 및 이의제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20090052433A
KR20090052433A KR1020070118929A KR20070118929A KR20090052433A KR 20090052433 A KR20090052433 A KR 20090052433A KR 1020070118929 A KR1020070118929 A KR 1020070118929A KR 20070118929 A KR20070118929 A KR 20070118929A KR 20090052433 A KR20090052433 A KR 20090052433A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
polystyrene
resin
styrene
blowing agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020070118929A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100902786B1 (ko
Inventor
김상혁
조사은
이계홍
이은택
이경재
민유선
Original Assignee
제일모직주식회사
삼성물산 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제일모직주식회사, 삼성물산 주식회사 filed Critical 제일모직주식회사
Priority to KR1020070118929A priority Critical patent/KR100902786B1/ko
Publication of KR20090052433A publication Critical patent/KR20090052433A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100902786B1 publication Critical patent/KR100902786B1/ko
Assigned to 삼성물산주식회사 reassignment 삼성물산주식회사 권리지분의 전부이전등록 Assignors: 삼성물산 주식회사
Assigned to 삼성에스디아이 주식회사 reassignment 삼성에스디아이 주식회사 권리지분의 전부이전등록 Assignors: 제일모직주식회사
Assigned to 롯데첨단소재(주) reassignment 롯데첨단소재(주) 권리지분의 전부이전등록 Assignors: 삼성에스디아이 주식회사
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/33Agglomerating foam fragments, e.g. waste foam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34Auxiliary operations
    • B29C44/3469Cell or pore nucleation
    • B29C44/348Cell or pore nucleation by regulating the temperature and/or the pressure, e.g. suppression of foaming until the pressure is rapidly decreased
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/16Making expandable particles
    • C08J9/18Making expandable particles by impregnating polymer particles with the blowing agent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L25/00Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L25/02Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08L25/04Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08L25/06Polystyrene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2300/00Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2300/30Polymeric waste or recycled polymer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2325/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
    • C08J2325/02Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08J2325/04Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08J2325/06Polystyrene
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

본 발명은 발포 폴리스티렌 감융 폐재, 발포제가 포함된 스티렌계 수지에 탄소입자를 혼합하여 혼합 조성물을 제조하고; 상기 혼합 조성물을 압출하고; 그리고 85 내지 100 ℃의 온도에서 상기 압출된 혼합 조성물을 발포제로 함침하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 재생 스티렌계 수지를 이용한 발포성 폴리스티렌 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
발포성 폴리스티렌 수지, 탄소 입자, 재생 폴리스티렌 수지, 내부 함수율, 균일한 셀 구조, 발포성, 강도, 단열성, 친환경성

Description

재생 스티렌계 수지를 이용한 발포성 폴리스티렌 및 이의 제조방법{Expandable Polystyrene Using Recycled Styrene Resin and Method of Preparing the Same}
발명의 분야
본 발명은 재생 스티렌계 수지를 이용한 발포성 폴리스티렌 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 폴리스티렌계 수지 감융 폐재 또는 발포성 폴리스티렌 현탁 중합 중 발생하는 발포제가 포함된 사용 불가능한 미립, 대립 수지를 다량으로 포함하고 있음에도 불구하고, 내부 함수율이 낮고, 균일한 셀(Cell) 구조, 발포성, 강도, 단열성이 우수하며, 재생 재료를 사용하지 않고 제조된 폴리스티렌 수지와 동등한 물성을 가지며, 재생 재료를 포함하여 친환경 인증을 받을 수 있는 발포성 폴리스티렌 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
발명의 배경
일반적으로 발포성 폴리스티렌의 발포 성형품은 높은 강도, 경량성, 완충성, 방수성, 보온성 및 단열성이 우수하여 가전제품의 포장재, 농수산물 상자, 부자, 주택 단열재 등으로 사용되고 있다. 그 중에서 특히 발포성 폴리스티렌의 경량성, 보온성, 단열성으로 인해 국내 수요의 70%가 주택 단열재로 이용되고 있다. 단열재의 성능은 동일한 단열 성능을 얻기 위해서, 단열재의 두께를 감소시킴으로써 외벽 슬림화가 가능하여 거주 공간을 넓힐 수 있다는 이점이 있기 때문에, 단열 성능 향상에 대한 요구가 계속되어 왔다.
발포 성형품은 발포성 폴리스티렌계 수지 입자를 스팀(Steam) 등에 의해 연화점 이상으로 가열하여 내부에 독립 기포를 갖는 예비 발포 입자를 제조한 후, 이를 몰드 내에서 스팀으로 가열하여 상호 융착시켜 제조된다.
스티렌계 발포체의 열전달 매커니즘은 일반적으로 고체상의 전도, 기체상의 전도, 기포 막 사이의 복사, 기포 내 가스의 대류로 나눌 수 있다. 이 중 통상적으로 기포 내 가스의 대류는 기포 지름 4 mm 이하의 경우에는 무시된다.
스티렌계 수지 발포체는 발포 배율이 낮을수록 열전도율이 작아지고, 단열성능은 향상된다.
이는 발포 배율이 커질수록 스티렌계 수지 비율이 낮아져서 단위 두께 당 열 흐름 차단 횟수가 감소하여, 즉 고체상의 전도에 의한 영향이 작아지므로 열전도율은 높아진다. 그러므로 단위 두께 당 열 흐름 차단 횟수를 증가시키기 위한 셀(Cell)의 크기를 조절하는 기술은 중요하다고 할 수 있다.
스티렌계 발포체의 열전도율을 개선하기 위한 또 다른 방안으로, 최근에는 발포성 폴리스티렌에 흑연을 함유시켜 열전도율을 저하시키는 방법이 개발되었다.
미국특허등록 제6,340,713호에서는 폴리스티렌에 흑연을 투입한 혼합물을 압출기로 압출, 냉각, 분쇄, 파티클화한 뒤 발포제를 주입하는 단계를 포함하는 흑연을 함유한 발포스티렌을 제조하는 방법을 개시하고 있다.
대한민국특허등록 제703823호에서는 스티렌계 수지가 포함된 제1 펠렛에 탄소입자를 혼합하여 혼합 조성물을 제조하고, 상기 혼합 조성물을 압출하여 제2 펠렛을 제조하고, 상기 제2 펠렛에 발포제를 주입하는 2 단법에 의한 발포성 폴리스티렌을 제조하는 방법을 개시하고 있다.
그러나, 이와 같은 방법으로 감융 폐재 또는 발포제가 포함된 스티렌계 수지를 다량으로 포함하는 발포성 폴리스티렌 수지를 제조하는 경우, 상기 발포성 폴리스티렌 수지는 오염되어 있고, 중량평균 분자량이 낮고, 가소제(Plasticiser)로써 발포제 및 블로킹 방지제가 포함되어 있어 유리전이온도(Tg)가 낮아져 압출의 난해함, 첨가제의 분산 효율 저하, 발포제의 셀(Cell) 불균일, 발포제 투입시 입자 붙음 현상(Deformation)을 초래하여, 재생 재료를 사용하지 않은 폴리스티렌 수지에 비해 내부 함수율 향상, 발포성 저하, 강도 저하, 단열성능 저하 등의 문제점이 발생하게 된다.
이에 본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 발포 폴리스티렌 감융 폐재, 발포제가 포함된 발포성 폴리스티렌(EPS) 수지 등과 같은 발포제가 포함된 스티렌계 수지에 탄소입자를 혼합하여 혼합 조성물을 제조하고, 상기 혼합 조성물을 압출하고, 그리고 85 내지 100℃의 온도에서 상기 압출된 혼합 조성물을 발포 제로 함침하는 단계를 포함하여 이루어지는 발포성 폴리스티렌의 제조방법을 사용하여 흡수율 또는 강도, 발포성, 단열성능의 저하가 없는 친환경적인 발포성 폴리스티렌을 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 탄소입자를 함유시켜 단열 성능이 우수한 친환경적인 발포성 폴리스티렌 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 재생 스티렌계 수지를 다량으로 포함하고 있음에도 불구하고, 재생 재료를 사용하지 않은 폴리스티렌 수지와 동등한 물성을 갖는, 재생 재료를 포함하여 친환경 인증을 받을 수 있는 발포성 폴리스티렌 수지 조성물 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 친환경 수지를 사용하지만, 통상의 셀(Cell) 조절제 사용 없이 건조 방법을 통한 균일한 셀(Cell) 구조를 가지는 발포성 폴리스티렌의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 발포제, 블로킹 방지제가 포함되어 유리전이온도(Tg)가 낮은 친환경적인 재생 수지를 사용함에 있어서, 발포제 주입 중에 발생하는 펠렛끼리 붙는 현상(Deformation)을 해결할 수 있는 발포성 폴리스티렌의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
발명의 요약
본 발명의 발포성 폴리스티렌의 제조방법은 발포제가 포함된 스티렌계 수지에 탄소입자를 혼합하여 혼합 조성물을 제조하고; 상기 혼합 조성물을 압출하고; 그리고 85 내지 100℃의 온도에서 상기 압출된 혼합 조성물을 발포제로 함침하는 단계로 이루어진다.
본 발명의 다른 구체예에서 상기 탄소입자는 상기 스티렌계 수지 100 중량부에 대하여 3 내지 10 중량부가 사용된다.
본 발명의 다른 구체예에서 상기 발포제는 상기 혼합 조성물 100 중량부에 대하여 3 내지 8 중량부가 사용된다.
상기 스티렌계 수지로는 감융 폐재 또는 발포제가 포함된 발포성 폴리스티렌(EPS) 수지; 또는 범용 폴리스티렌(GPPS), 고충격폴리스티렌(HIPS)수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS), 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN), 스티렌-메틸메타크릴레이트의 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트 또는 이들의 2종 이상 혼합물과 상기 발포성 폴리스티렌(EPS) 수지의 블렌드가 사용될 수 있다.
이하 본 발명의 구체적인 내용을 하기에 상세히 설명한다.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명
종래에는 범용 폴리스티렌(GPPS), 고충격폴리스티렌(HIPS) 수지에 흑연과 같은 탄소입자를 첨가하였으나, 본 발명은 발포 폴리스티렌 감융 폐재, 발포제가 포함된 발포성 폴리스티렌(EPS) 수지 등과 같은 발포제가 포함된 스티렌계 수지를 원료로 하며, 여기에 탄소입자를 혼합한다.
상기 발포 폴리스티렌 감융 폐재는 시중의 포장재로 사용되고 있는 발포 폴리스티렌(EPS)의 감융제품으로 펠렛화한 것이다.
상기 발포제가 포함된 발포성 폴리스티렌(EPS) 수지는 발포성 폴리스티렌의 현탁 중합 제조시 발생하는 상업적 가치가 낮은 미립, 대립의 수지 입자를 그대로 사용할 수 있다. 종래에는 발포성 폴리스티렌의 현탁 중합 과정중 발생하는 미립, 대립의 수지 입자는 발포 스티렌 제품으로 사용할 수 없고, 발포제를 포함하고 있기 때문에 다른 용도로 사용하기 어려웠다. 본 발명에서는 이와 같이 종래 폐기된 미립, 대립의 수지 입자를 원료로 사용함으로써, 친환경적이며, 경제성을 높일 수 있다.
상기 발포제가 포함된 스티렌계 수지로는 발포 폴리스티렌 감융 폐재, 발포제가 포함된 발포성 폴리스티렌(EPS) 수지 외에도 이들과 함께 범용 폴리스티렌(GPPS), 고충격폴리스티렌(HIPS) 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS), 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN), 스티렌-메틸메타크릴레이트의 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트 또는 이들의 2종 이상 혼합물이 블렌드된 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 원료가 되는 스티렌계 수지는 중량평균분자량 130,000∼ 300,000g/mol 인 것이 바람직하다.
또한 상기 스티렌계 수지는 필요에 따라, 난연제, 가소제, 안료, 대전방지제가 통상의 범위 내에서 첨가된 것을 사용할 수 있다.
상기 탄소 입자는 상기 스티렌계 수지 100 중량부에 대하여, 3 내지 10 중량부가 포함된다. 상기 탄소 입자는 흑연, 카본블랙 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
상기 발포제가 포함된 스티렌계 수지에 탄소입자를 혼합하여 혼합 조성물을 형성한다.
본 발명의 구체예에서는 상기 혼합 조성물에 블로킹 방지제, 난연제 및 이들의 혼합물로부터 선택된 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제가 포함될 경우, 본 발명의 하나의 구체예에서 상기 혼합 조성물은 상기 스티렌계 수지 84∼95 중량%, 블로킹 방지제 0.001∼3 중량%, 난연제 0.001∼3 중량% 및 탄소입자 3∼10 중량%를 포함하여 이루어진다.
상기 블로킹 방지제는 발포시 입자끼리 달라붙거나, 단열재 제조시 융착이 쉽게 될 수 있도록 선택적으로 사용할 수 있는 물질로서 ZINC STEARATE 및 HYDROXY CASTOR OIL이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 난연제로는 헥사브로모사이클로도데칸, 트리브로모페닐 알릴에테르와 같은 할로겐계 난연제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 헥사브로모사이클로도데칸이 사용될 수 있다.
상기 혼합 조성물은 압출되어 펠렛화된다. 본 발명에 사용되는 압출기는 특 별한 제한은 없으나, 압출 온도는 150∼200℃로 조절하는 것이 바람직하다.
상기 압출된 혼합 조성물은 발포제로 함침한다.
종래에는 발포제를 펠렛의 유리전이온도(Tg)보다 높은 100∼135℃에서 주입하였으나, 본 발명에서는 펠렛의 유리전이온도보다 낮은 85∼100℃에서 주입한다. 특히 발포제 주입 시 초기 발포제를 소량 주입하면서 점차적으로 증량시켜 반응기 내부 압력이 균일한 속도로 상승하도록 함으로써 펠렛 붙음 현상(Deformation)을 방지할 수 있다. 통상적인 방법인 일정한 속도로 발포제를 주입하게 되면 초기의 급격한 반응기 내부 압력의 상승으로 펠렛 붙음 현상(Deformation)이 다량 발생하게 된다. 또 100℃ 이상의 고온이 필요하지 않아 에너지 절약도 가능하다. 상기와 같이 혼합 조성물에 발포제를 소량 주입한 후 점차적으로 증량시키면서 반응기에 투입하는 것은 본 발명에 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있다.
상기 발포제 투입량은 상기 압출된 혼합 조성물 100 중량부에 대하여 발포제 3 내지 8 중량부가 사용될 수 있다.
상기 발포제는 본 발명이 속하는 기술분야에 잘 알려져 있으며, C4∼C6의 탄화수소, 예컨대 부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, 네오펜탄, 헥산 등과 같은 할로겐화 탄화수소 등이 사용될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 하나의 구체예에서는 상기 압출된 혼합 조성물에 분산액 및 유화제를 투입한 후, 85∼100℃의 온도로 상승시킨 다음 발포제를 투입한다.
상기 분산액은 초순수 100 중량부에 피로인산나트륨·10수염 Na4P2O7·10H2O 0.1 내지 2 중량부 및 염화마그네슘·6수염 0.1 내지 2 중량부를 화학양론적으로 계산, 투입하여 피로인산마그네슘을 제조할 수 있다. 상기 유화제는 통상의 공지된 유화제가 사용될 수 있다.
상기 발포제가 투입된 발포성 폴리스티렌은 2∼6 시간을 유지한 후, 탈수 및 건조된다.
본 발명에서는 일반적으로 사용되는 셀(Cell) 조절제인 폴리에틸렌 왁스를 사용하지 않고, 건조과정에서 건조조건을 온도 40∼50℃에서 2∼5 시간 유지함으로써, 숙성에 따른 균일한 셀(Cell) 구조를 가질 수 있다.
상기의 방법으로 제조된 발포성 폴리스티렌은 균일한 셀 구조를 가지며, 셀 크기가 0.01 내지 0.05 mm이다. 셀 크기가 0.01 내지 0.05 mm의 균일한 구조를 가질 때 발포성, 강도, 열전도율이 우수한 발포성 폴리스티렌을 수득할 수 있다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1
중량평균분자량이 140,000 g/mol인 재생 GPPS 펠렛(가전포장용 EPS 감융제품) 100 중량부에, 평균입도가 6㎛인 흑연(TIMCAL 사 S-249) 5 중량부를 혼합하여 혼합 조성물을 제조하고, 이축압출기로 압출하여 가로×세로 1.3mm×1.5mm의 크기 로 200℃온도에서 펠렛화하였다. 반응기에 초순수 100 중량부에 피로인산나트륨(10수염) Na4P2O7·10H2O 0.8 중량부 및 염화마그네슘(6수염) 0.9 중량부를 교반하여 제조한 후, 상기 압출 한 펠렛 100 중량부와 칼슘스테아레이트 0.1 중량부를 투입하고, 95℃의 온도 범위까지 상승시켰다. 여기에 펜탄 혼합가스 7.5 중량부를 반응기 내부 압력이 일정하게 상승하도록 투입한 후 5시간 유지하였다. 이렇게 얻어진 흑연을 함유한 발포성 폴리스티렌 입자를 탈수, 40℃에서 4시간 건조시킨 후 블로킹 방지제를 코팅하여 발포성 폴리스티렌을 제조한 후, 물성 평가를 진행하여 그에 대한 결과를 측정하여 표 1에 나타내었다.
실시예 2
중량평균분자량이 140,000 g/mol인 재생 GPPS 펠렛(가전포장용 EPS 감융제품) 50 중량부와 중량평균분자량이 240,000 g/mol인 발포스티렌 수지(OFF SIZE EPS) 50 중량부에, 평균입도가 6㎛인 흑연(TIMCAL 사 S-249) 5 중량부를 혼합하여 혼합 조성물을 제조하고, 이축압출기로 압출하여 가로×세로 1.3mm×1.5mm의 크기로 200℃온도에서 펠렛화하였다. 반응기에 초순수 100 중량부에 피로인산나트륨(10수염) Na4P2O7·10H2O 0.8 중량부 및 염화마그네슘(6수염) 0.9 중량부를 교반하여 제조한 후, 상기 압출 한 펠렛 100 중량부와 칼슘스테아레이트 0.1 중량부를 투입하고, 95℃의 온도 범위까지 상승시켰다. 여기에 펜탄 혼합가스를 7.5 중량부를 반응기 내부 압력이 일정하게 상승하도록 투입한 후, 95℃의 온도에서 5시간 유지하였다. 이렇게 얻어진 흑연을 함유한 발포성 폴리스티렌 입자를 탈수, 40℃에서 4시 간 건조시킨 후 블로킹 방지제를 코팅하여 발포성 폴리스티렌을 제조한 후, 물성 평가를 진행하여 그에 대한 결과를 측정하여 표 1에 나타내었다.
비교실시예 1
중량평균분자량이 140,000 g/mol인 재생 GPPS 펠렛(가전포장용 EPS 감융제품) 50 중량부와 중량평균분자량이 240,000 g/mol인 발포스티렌 수지(OFF SIZE EPS) 50 중량부에, 평균입도가 6㎛인 흑연(TIMCAL 사 S-249) 5 중량부를 혼합하여 혼합 조성물을 제조하고, 이축압출기로 압출하여 가로×세로 1.3mm×1.5mm의 크기로 200℃온도에서 펠렛화하였다. 반응기에 초순수 100 중량부에 피로인산나트륨(10수염) Na4P2O7·10H2O 0.8 중량부 및 염화마그네슘(6수염) 0.9 중량부를 교반하여 제조한 후, 상기 압출 한 펠렛 100 중량부와 칼슘스테아레이트 0.1 중량부를 투입하고, 125℃의 온도 범위까지 상승시켰다. 여기에 펜탄 혼합가스를 7.5 중량부를 일정한 속도로 투입한 후, 125℃의 온도에서 5시간 유지하였다. 이렇게 얻어진 흑연을 함유한 발포성 폴리스티렌 입자를 탈수, 진공으로 건조시킨 후 블로킹 방지제를 코팅하여 발포성 폴리스티렌을 제조한 후, 물성 평가를 진행하여 그에 대한 결과를 측정하여 표 1에 나타내었다.
비교실시예 2
중량평균분자량이 270,000 g/mol인 GPPS 펠렛(제일모직 GP HR-2390P00) 100 중량부에 평균입도가 6㎛인 흑연(TIMCAL 사 S-249) 5 중량부를 혼합하여 혼합 조성 물을 제조하고, 다이 플레이트 홀 직경이 1.5 mm인 이축압출기로 재압출하여 가로×세로 1.3mm×1.5mm의 크기로 200℃온도에서 펠렛화하였다. 반응기에 초순수 100 중량부에 피로인산나트륨(10수염) Na4P2O7·10H2O 0.8 중량부 및 염화마그네슘 0.9 중량부를 교반하여 제조한 후, 상기 재압출한 펠렛 100 중량부와 칼슘스테아레이트 0.1 중량부를 투입하고, 125℃의 온도 범위까지 상승시켰다. 여기에 펜탄 혼합가스 8 중량부를 일정한 속도로 투입한 후, 125℃의 온도에서 5시간 유지하였다. 이렇게 얻어진 흑연을 함유한 발포성 폴리스티렌 입자를 탈수, 진공으로 건조시킨 후 블로킹 방지제를 코팅하여 발포성 폴리스티렌을 제조한 후, 물성 평가를 진행하여 그에 대한 결과를 측정하여 표 1에 나타내었다.
상기에서 제조된 발포성 폴리스티렌에 대해 하기의 방법으로 물성을 평가하였으며, 평가 결과는 표 1에 나타내었다.
1) 중량평균분자량(g/mol) : Gel Permeation Chromatography로 측정하였다.
2) 3분 발포성 (배) : 0.3K 스팀압으로 3분간 발포한 배율을 측정하였다.
3) 입자 붙음(Deformation)(wt%) : 100g 당 Deformation 입자를 선별하여 무게를 측정하여 wt%로 나타내었다.
4) 발포체 밀도(kg/m3) : 성형품의 질량/성형품의 부피로 나타내었다.
5) 열전도율(W/m·K) : 한국산업규격 KS L 9016에 규정된 보온재의 열전도율 측정 방법으로 측정하였다.
6) 흡수율(g/100 cm2) : 한국공업규격 KS M 3808에 규정된 발포 폴리스티렌 보온재의 흡수율 측정 방법에 준하여 측정하였다.
7) Cell 크기(mm) : Cell의 평균 직경을 측정하였다.
8) 압축강도(kgf/cm2) : 한국공업규격 KS M 3808에 규정된 발포 폴리스티렌 보온재의 압축강도 측정 방법에 준하여 측정하였다.
[표 1]
Figure 112007083584414-PAT00001
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제조방법으로 제조된 실시예 1 및 2의 발포성 폴리스티렌의 발포성, 입자 붙음, 열전도율 및 상기 물성들은 범용 폴리스티렌 수지(GPPS)를 사용한 비교예 2의 발포성 폴리스티렌 수지와 동등한 수준임을 알 수 있었다. 또한 실시예 2에서 사용한 것과 동일한 재생 폴리스티렌 수지를 사용한 비교예 1의 발포성 폴리스티렌은 실시예 2의 발포성 폴리스티렌과 달리 유리전이온도 이상에서 함침한 펠렛을 건조시켜 제조되어 셀(Cell) 크기가 커져 발포배율 및 열전도율이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 실시예 1 및 2에서 제조된 본 발명의 발포성 폴리스티렌은 범용 폴리스티렌 수지를 사용하여 제조된 비교예 2의 발포성 폴리스티렌보다 중량평균분자량은 작지만 압축강도는 비교예 2의 발포성 폴리스티렌과 동일한 수준을 나타내는 것을 알 수 있었다.
본 발명은 내부 함수율이 낮고, 균일한 셀(Cell) 구조를 갖고, 발포성, 강도 및 단열성이 우수하며, 재생 재료를 사용하지 않은 폴리스티렌 수지와 동등한 물성을 갖는, 재생 스티렌 수지를 포함하여 친환경 인증을 받을 수 있는 발포성 폴리스티렌 수지 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 효과를 갖는다.

Claims (10)

  1. 발포제가 포함된 스티렌계 수지에 탄소입자를 혼합하여 혼합 조성물을 제조하고;
    상기 혼합 조성물을 압출하고; 그리고
    85 내지 100 ℃의 온도에서 상기 압출된 혼합 조성물을 발포제로 함침하는;
    단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 재생 스티렌계 수지를 이용한 발포성 폴리스티렌의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스티렌계 수지는 발포 폴리스티렌 감융 폐재, 발포제가 포함된 발포성 폴리스티렌(EPS) 수지; 또는 범용 폴리스티렌(GPPS), 고충격폴리스티렌(HIPS) 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS), 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN), 스티렌-메틸메타크릴레이트의 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트 또는 이들의 2종 이상 혼합물과 상기 발포성 폴리스티렌(EPS) 수지의 블렌드인 것을 특징으로 하는 발포성 폴리스티렌의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스티렌계 수지는 중량평균분자량 130,000∼300,000 g/mol 인 것을 특징으로 하는 발포성 폴리스티렌의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 탄소입자는 흑연, 카본블랙 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 발포성 폴리스티렌의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 탄소입자는 스티렌계 수지 100 중량부에 대하여 3 내지 10 중량부로 사용하는 것을 특징으로 하는 발포성 폴리스티렌의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 혼합 조성물은 블로킹 방지제, 난연제 또는 이들의 조합을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발포성 폴리스티렌의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 혼합 조성물은 감융 폐재 또는 발포제가 포함된 스티렌계 수지 84∼95 중량%, 블로킹 방지제 0.001∼3 중량%, 난연제 0.001∼3 중량% 및 탄소입자 3∼10 중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발포성 폴리스티렌의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 압출된 혼합 조성물에 분산제 및 유화제를 투입한 후, 85 내지 100 ℃의 온도로 상승시킨 다음 발포제를 함침하는 것을 특징으로 하는 발포성 폴리스티렌의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 발포제는 상기 혼합 조성물 100 중량부에 대하여 3 내지 8 중량부가 사용되는 것을 특징으로 하는 발포성 폴리스티렌의 제조방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되고, 셀 크기가 0.01 내지 0.05 mm인 재생 스티렌계 수지를 이용한 발포성 폴리스티렌.
KR1020070118929A 2007-11-21 2007-11-21 재생 스티렌계 수지를 이용한 발포성 폴리스티렌 및 이의제조방법 Expired - Fee Related KR100902786B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070118929A KR100902786B1 (ko) 2007-11-21 2007-11-21 재생 스티렌계 수지를 이용한 발포성 폴리스티렌 및 이의제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070118929A KR100902786B1 (ko) 2007-11-21 2007-11-21 재생 스티렌계 수지를 이용한 발포성 폴리스티렌 및 이의제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090052433A true KR20090052433A (ko) 2009-05-26
KR100902786B1 KR100902786B1 (ko) 2009-06-12

Family

ID=40860165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070118929A Expired - Fee Related KR100902786B1 (ko) 2007-11-21 2007-11-21 재생 스티렌계 수지를 이용한 발포성 폴리스티렌 및 이의제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100902786B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024008914A1 (de) * 2022-07-08 2024-01-11 Ineos Styrolution Group Gmbh Expandierte, thermoplastische polymerpartikel mit rezyklat-anteil und verfahren zu deren herstellung
WO2024008911A1 (de) * 2022-07-08 2024-01-11 Ineos Styrolution Group Gmbh Expandierbare, thermoplastische polymerpartikel mit rezyklat-anteil und verfahren zu deren herstellung
KR20240020065A (ko) * 2022-08-05 2024-02-14 우정 난연성 재생 폴리스티렌 수지 조성물 및 이의 제조방법
EP4345123A1 (en) 2022-09-29 2024-04-03 Unipol Holland B.V. Method for preparing expandable polystyrene beads

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102268495B1 (ko) 2020-02-28 2021-06-23 군산대학교산학협력단 기계적 물성 및 내수성이 우수한 재생 수지 복합 조성물 및 이로 형성된 성형품

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8568632B2 (en) * 2003-11-26 2013-10-29 Owens Corning Intellectual Capital, Llc Method of forming thermoplastic foams using nano-particles to control cell morphology

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024008914A1 (de) * 2022-07-08 2024-01-11 Ineos Styrolution Group Gmbh Expandierte, thermoplastische polymerpartikel mit rezyklat-anteil und verfahren zu deren herstellung
WO2024008911A1 (de) * 2022-07-08 2024-01-11 Ineos Styrolution Group Gmbh Expandierbare, thermoplastische polymerpartikel mit rezyklat-anteil und verfahren zu deren herstellung
KR20240020065A (ko) * 2022-08-05 2024-02-14 우정 난연성 재생 폴리스티렌 수지 조성물 및 이의 제조방법
EP4345123A1 (en) 2022-09-29 2024-04-03 Unipol Holland B.V. Method for preparing expandable polystyrene beads
NL2033188B1 (en) * 2022-09-29 2024-04-08 Unipol Holland B V Method for preparing expandable polystyrene beads.

Also Published As

Publication number Publication date
KR100902786B1 (ko) 2009-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2092002B1 (en) Expandable vinyl aromatic polymers with enhanced heat insulation and process for the preparation thereof
KR20120107114A (ko) 난연성 중합체 발포체
MX2012008758A (es) Copolimero de oxido de poliestireno/polietileno para mejorar la permeabilidad de vapor de agua en espumas termoplasticas.
JP7727707B2 (ja) 発泡性塩素化塩化ビニル系樹脂粒子、その発泡粒子、およびこれを用いた塩素化塩化ビニル系樹脂発泡成形体
KR100902786B1 (ko) 재생 스티렌계 수지를 이용한 발포성 폴리스티렌 및 이의제조방법
JP2024015416A (ja) 発泡性塩素化塩化ビニル系樹脂粒子、その発泡粒子、およびこれを用いた塩素化塩化ビニル系樹脂発泡成形体
KR101281577B1 (ko) 난연성이 우수한 발포성 폴리스티렌 수지 조성물, 난연 폴리스티렌 발포체 및 그 제조방법
US6521672B1 (en) Open-cell particulate foams
KR100782311B1 (ko) 단열 특성이 우수한 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법
TWI515207B (zh) 用於熱絕緣的能膨脹的乙烯基芳族聚合物
EP2591044B1 (en) Improved expandable vinyl aromatic polymers
KR20160072411A (ko) 성형성이 우수하고 단열성능과 난연성능이 우수한 발포성 폴리스티렌 입자 및 이의 제조방법
KR101789704B1 (ko) 재생 폴리스티렌계 재료를 이용한 열전도율이 낮은 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법
KR101584133B1 (ko) 이종 발포입자를 이용한 복합발포성형물 및 그 제조방법
KR20140085261A (ko) 발포성 수지 조성물, 그 제조방법 및 이를 이용한 발포체
KR20090044686A (ko) 난연 특성이 우수한 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법
JP7565181B2 (ja) 発泡性塩化ビニル系樹脂粒子、その発泡粒子、及びこれを用いた塩化ビニル系樹脂発泡成形体
KR20130052484A (ko) 단열성 및 작업성이 우수한 발포성 폴리스티렌, 그 제조방법 및 그로부터 형성된 발포체
JPS5858372B2 (ja) 発泡可能な自消性熱可塑性樹脂粒子の製造方法
KR102119032B1 (ko) 발포성 수지 조성물, 이를 이용한 발포체 및 제조방법
KR100703823B1 (ko) 발포성 폴리스티렌의 제조방법
KR101582712B1 (ko) 발포성 수지 조성물, 그 제조방법 및 이를 이용한 발포체
JP7572825B2 (ja) 発泡性塩化ビニル系樹脂粒子の製造方法
KR100792129B1 (ko) 숯을 포함하는 발포성 스티렌계 수지 입자의 제조방법
KR100876211B1 (ko) 레진으로 코팅된 판상형 활석을 포함하는 발포성폴리스티렌 비드 및 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130320

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 5

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140421

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150608

Year of fee payment: 7

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 7

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R14-asn-PN2301

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160603

Year of fee payment: 8

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 8

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R14-asn-PN2301

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R14-asn-PN2301

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170608

Year of fee payment: 9

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180329

Year of fee payment: 10

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 10

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190417

Year of fee payment: 11

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 11

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 12

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 13

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 14

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903

Not in force date: 20230609

Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903

Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

Not in force date: 20230609