KR101489087B1 - 단열성 발포성 폴리스티렌 입자 및 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법 - Google Patents
단열성 발포성 폴리스티렌 입자 및 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법 및 단열성 발포성 폴리스티렌 입자에 관한 것으로, 발포성 폴리스티렌 입자와 단열성 물질을 혼합하여 발포성 폴리스티렌 입자와 단열성 물질의 혼합물을 준비하는 단계; 스티렌을 용해시키는 유기용매에 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상; 을 용해시켜 혼합 용액을 준비하는 단계; 및 상기 혼합물을 교반하면서 이에 상기 혼합 용액을 분사하여, 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 표면층을 연화시켜서, 상기 단열성 물질; 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상; 을 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 표면층에 침투시키는 단계를 포함하는 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법 및 이로 제조된 단열성 발포성 폴리스티렌 입자이다.
Description
본 발명은 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법 및 단열성 발포성 폴리스티렌 입자에 관한 것이다.
스티로폼은 생산성과 단열성, 경량성이 우수하고 가격이 저렴하여 건축물의 단열재로 널리 사용되고 있다. 그러나 에너지 절감과 저탄소 배출의 친환경 정책으로 국내는 물론 해외에서도 단열성과 난연성이 더 향상된 스티로폼을 요구하고 있다. 스티로폼의 단열성능이 향상되면 에너지 절감은 물론 밀도와 두께가 줄어들어 폴리스티렌사용량을 감소시켜 제조원가를 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 거주 공간을 넓힐 수 있다는 장점이 있다. 이러한 목적으로 스티로폼의 단열성을 향상시키기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있으며, 대표적으로, 1) 폴리스티렌 중합공정에서 흑연 또는 기타 단열성을 향상시키는 물질을 첨가하여 흑연 또는 단열성을 향상시키는 물질이 입자 내부에 분산된 발포성 폴리스티렌 입자를 제조하는 방법, 2) 폴리스티렌을 가열 용융하며 흑연 및 단열성을 향상시키는 물질과 발포제를 주입하고 압출하여 흑연 또는 단열성을 향상시키는 물질이 입자 내부에 분산된 발포성 폴리스티렌 입자를 제조하는 방법, 3) 발포성 폴리스티렌 입자 표면층에 단열성을 향상시키는 물질을 유기 용매로 침투 코팅하여 단열성능 향상 물질이 침투 코팅된 발포성 폴리스티렌 입자를 제조하는 방법 등이 있다.
하지만, 상기 방법들은 단열성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있으나, 제조공정이 복잡하고, 설비비 및 제조원가의 경제성이 낮아지는 문제점이 있고, 또는, 성형 과정에서 융착성, 압축 강도 및 굴곡 강도 등에 만족스러운 결과를 얻는데 어려움이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 우수한 단열 특성을 나타내면서 열전도율, 굴곡탄성율 및 압축 강도 등과 같은 물리적 특성이 개선되고, 경제적인 비용으로 단열성 발포성 폴리스티렌 입자를 제조할 수 있는, 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 단열성 발포성 폴리스티렌 입자를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 단열성 및 열전도율, 굴곡탄성율 및 압축 강도 등과 같은 물리적 특성이 우수한 단열성 발포성 폴리스티렌 입자를 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제1 측면에 따라, 본 발명은 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법에 관한 것으로, 상기 제조방법은 발포성 폴리스티렌 입자와 단열성 물질을 혼합하여 발포성 폴리스티렌 입자와 단열성 물질의 혼합물을 준비하는 단계; 폴리스티렌을 용해시키는 유기용매에 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상; 을 용해시켜 혼합 용액을 준비하는 단계; 및 상기 혼합물을 교반하면서 이에 상기 혼합 용액을 분사하여, 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 표면층을 연화시켜서, 상기 단열성 물질; 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상; 을 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 표면층에 침투시키는 단계; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 발포성 폴리스티렌 입자와 단열성 물질의 혼합물을 준비하는 단계는 발포성 폴리스티렌 입자와 단열성 물질을 혼합하여 상기 발포성 폴리스티렌 입자 외부에 상기 단열성 물질을 분산하는 것일 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 단열성 물질은 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 100 중량부에 대해 0.05 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 또한, 상기 단열성 물질의 입경이, 1 내지 70 ㎛일 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 단열성 물질은 흑연, 은, 구리, 주석, 알루미늄, 아연, 니켈, 티타늄, 마그네슘, 텅스텐, 규조토, 팽창질석, 제올라이트, 벤토라이트, 퍼라이트, 에어로겔, 탄소나노튜브 중 1종 이상일 수 있다. 또한, 상기 흑연은, 인상 흑연, 팽창 흑연, 카본 중 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 유기용매는 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 100 중량부에 대해 0.1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 유기용매는 톨루엔, 에틸벤젠, 메틸에틸케톤, 스티렌모노머아세톤, 디메틸카보네이트, 사이클로펜탄, 사이클로헥산, 노말헥산, 테트라하이드로퓨란 중 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 염화파라핀은 상기 발포성 폴리스티렌 입자 100 중량부에 대해 0.1 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상; 은, 상기 발포성 폴리스티렌 입자 100 중량부에 대해 0.05 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 염화파라핀 대 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상; 의 혼합비(w/w)는, 1:0.5 내지 1:2일 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 염화파라핀 대 유기용매의 혼합비(w/w)는, 1:1 내지 1:3일 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상; 대 유기용매의 혼합비(w/w)는, 1:1 내지 1:6일 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 고무계 수지는, 부틸고무계 수지, 아크릴고무계 수지, 염화고무계 수지 중 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 혼합 용액을 준비하는 단계는, 30 내지 50 ℃에서 20 내지 500 rpm으로 교반하여 혼합할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 침투시키는 단계는, 50 내지 200 rpm으로 교반할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 침투시키는 단계 이후에 블록킹방지제로 글리세릴모노스테아레이트, 글리세릴트리스테아레이트, 아연스테아레이트, 마그네슘스테아레이트 중 1종 이상을 투입하여, 침투 코팅된 발포성 폴리스티렌 입자의 표면을 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 블록킹방지제는 발포성 폴리스티렌 입자 100 중량부에 대해 0.05 내지 5 중량부로 투입될 수 있다.
본 발명의 제2 측면에 따라, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 단열성 발포성 폴리스티렌 입자에 관한 것이다.
본 발명의 제3 측면에 따라, 본 발명은 발포성 폴리스티렌 입자; 및 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 표면층에 분산된 단열성 물질; 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상; 을 포함하는 단열성 발포성 폴리스티렌 입자에 관한 것이다.
상기 발포성 폴리스티렌 입자의 표면층에 상기 단열성 물질이 분산되어 있고, 상기 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상은 상기 단열성 물질 분산층 상에 형성되어 있는 것일 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 단열성 물질; 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상이 분산된 표면층은 그 두께가 1 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 단열성 물질; 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상은, 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 표면층에 침투 코팅된 것일 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 표면층은, 블록킹방지제로 글리세릴모노스테아레이트, 글리세릴트리스테아레이트, 아연스테아레이트, 마그네슘스테아레이트 중 1종 이상으로 추가 코팅될 수 있다.
본 발명은 경제적인 비용으로 단열성이 우수한 단열성 발포성 폴리스티렌 입자를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 종래의 염화파라핀 단독으로 침투/코팅된 단열성 발포성 폴리스티렌 입자에 비하여 600kg Bag 포장하여 보관 시 단열성 발포성 폴리스티렌 입자간 덩어리 발생이 없으며 열전도율, 굴곡파괴하중, 압축강도 등과 같은 특성이 향상된 단열성 발포성 폴리스티렌 입자를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 관한 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법에 관한 것이다. 상기 제조방법은, 혼합물을 준비하는 단계; 혼합 용액을 준비하는 단계; 및 표면층에 침투시키는 단계를 포함할 수 있다.
혼합물을 준비하는 단계
상기 혼합물을 준비하는 단계는 발포성 폴리스티렌 입자와 단열성 물질을 혼합하여 발포성 폴리스티렌 입자와 단열성 물질의 혼합물을 준비하는 단계이며, 이는 발포성 폴리스티렌 입자와 단열성 물질을 혼합하여 상기 발포성 폴리스티렌 입자 표면층에 상기 단열성 물질을 분산시키는 것이다.
상기 단열성 물질은 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 100 중량부에 대해 0.05 내지 10 중량부로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.05 내지 5 중량부일 수 있다. 상기 단열성 물질이 0.05 중량부 미만이면 단열 효과를 얻을 수 없고, 10 중량부를 초과하면 코팅된 단열 물질의 탈착으로 인하여 분진 문제가 발생할 수 있고, 단열성 물질을 위한 바인더 사용량이 증가되어 원가 상승 또는 융착 저하로 인한 굴곡강도 등의 물성이 저하될 수 있어 바람직하지 않다.
상기 단열성 물질의 입경은 단열성 물질의 균일한 분산을 제공하기 위해서, 1 내지 70 ㎛일 수 있다.
상기 단열성 물질은 열전도성 물질 또는, 열 전달을 차단하여 단열 효과를 제공할 수 있는 다공성 물질 등일 수 있다. 예를 들어, 흑연, 은, 구리, 주석, 알루미늄, 아연, 니켈, 티타늄, 마그네슘, 텅스텐, 규조토, 팽창질석, 제올라이트, 벤토라이트, 퍼라이트, 에어로겔, 탄소나노튜브 중 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다. 바람직하게는 흑연, 규조토, 아연, 퍼라이트, 구리, 알루미늄일 수 있다. 상기 흑연은 인상 흑연, 팽창 흑연, 카본 등일 수 있다.
혼합 용액을 준비하는 단계
상기 혼합 용액을 준비하는 단계는 폴리스티렌을 용해시키는 유기용매에 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상; 을 용해시켜 혼합 용액을 준비하는 단계이다. 상기 혼합 용액을 준비하는 단계는, 30 내지 50 ℃에서 20 내지 500 rpm으로 교반하여 혼합할 수 있다.
상기 유기용매는 스티렌을 용해시키는 용매라면 특별히 제한하지 않으며, 예를 들어, 톨루엔, 에틸벤젠, 메틸에틸케톤, 스티렌모노머, 아세톤, 디메틸카보네이트, 사이클로펜탄, 사이클로헥산, 노말헥산, 테트라하이드로퓨란 중 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다. 바람직하게는 친수성 및 인체 독성을 고려해서 메틸에틸케톤을 이용할 수 있다.
상기 염화파라핀은 상기 발포성 폴리스티렌 입자 100 중량부에 대해 0.1 내지 5 중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.5 내지 2 중량부일 수 있다. 상기 염화파라핀이 0.1 중량부 미만이면, 단열물질의 분산 저하가 발생하고, 이로 인하여 단열성 및 난연성 향상 효과를 얻는데 어려움이 있고, 5 중량부를 초과하면 발포성 폴리스티렌 입자 표면에 염화파라핀을 균일하게 코팅하는 것이 어렵고, 입자들 간의 응집 등이 발생할 수 있어 바람직하지 않다. 또한, 상기 염화파라핀 대 유기용매의 혼합비(w/w)는, 염화파라핀의 용해성 및 폴리스티렌 입자의 표면층으로 균일한 침투 효과를 고려해서, 1:1 내지 1:3일 수 있다.
상기 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상; 은, 상기 발포성 폴리스티렌 입자 100 중량부에 대해 0.05 내지 5 중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.2 내지 2.0 중량부일 수 있다. 상기 파라핀계 오일 및 고무계 수지는 성형 가공시 융착특성을 향상시켜 굴곡강도, 흡수율 등을 개선시키고, 가공 생산 싸이클 타임(CYCLE TIME)을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제품 생산 및 포장시 입자가 엉겨붙는 덩어리(LUMP) 현상 발생을 억제할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
상기 함량이 0.05 중량부 미만이며, 상기 언급한 굴곡강도, 흡수율 등의 개선 효과를 얻을 수 없고, 5 중량부를 초과하면 과다 투입으로 인한 생산설비의 비대화로 제조원가의 상승 및 생산성 저하가 발생될 수 있어 바람직하지 않다.
상기 염화파라핀 대 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상; 의 혼합비(w/w)는, 1:0.5 내지 1:2일 수 있으며, 상기 혼합비가 상기 범위 내에 포함되면 열전도율, 굴곡강도, 흡수율, 난연성 등과 같은 단열재 물성의 개선 효과를 얻을 수 있다. 상기 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상; 대 유기용매의 혼합비(w/w)는, 파라핀계 오일 및 고무계 수지의 용해성을 고려해서, 1:1 내지 1:6일 수 있다.
상기 고무계 수지는, 부틸고무계, 아크릴고무계, 염화고무계 중 1종 이상일 수 있다.
표면층에 침투시키는 단계
상기 표면층에 침투시키는 단계는 상기 혼합물을 교반하면서 이에 상기 혼합 용액을 분사하여 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 표면층에 단열성 물질; 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상을 분산시키는 단계이다. 보다 구체적으로, 상기 표면층에 분산시키는 단계는 상기 혼합 용액에 의해서 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 표면층을 연화시키고, 이어서 상기 단열성 물질; 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상; 을 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 표면층에 침투시켜 코팅하는 단계이다. 즉, 상기 유기용매에 의해 발포성 폴리스티렌 입자의 표면이 용해되면, 상기 표면층에 분산된 단열성 물질이 침투 코팅되고, 다음으로, 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상이 코팅된다.
상기 발포성 폴리스티렌 입자를 중심입자로 하여, 단열성 물질, 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상이 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 표면 부근의 일정 두께 범위에 부작위로 분포할 수도 있고, 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 표면층에 단열성 물질이 분산되어 있는 일정 두께의 층이 형성되어 있고, 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상은 단열성 물질 분산층 상에 형성되어 있는 것, 즉 단열성 물질이 분포하는 층과 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상이 분포하는 층이 구별되는 형태일 수 있다.
상기 단열성 물질; 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상이 분산된 표면층의 두께는 1 ㎛이상, 바람직하게는 1 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있다.
상기 침투시키는 단계는, 폴리스티렌 입자의 표면층으로 균일한 침투 효과를 얻기 위해서, 상온에서 50 내지 200 rpm으로 교반하여 실시할 수 있다.
본 발명에 의한 제조방법은, 상기 침투시키는 단계 이후에 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 코팅하는 단계는 블록킹방지제를 투입하여 침투 코팅된 발포성 폴리스티렌 입자의 표면을 코팅하는 단계이다. 상기 블록킹방지제는 글리세릴모노스테아레이트, 글리세릴트리스테아레이트, 아연스테아레이트, 마그네슘스테아레이트 중 1종 이상일 수 있다.
상기 블록킹방지제는 발포성 폴리스티렌 입자 100 중량부에 대해 0.05 내지 5 중량부로 투입될 수 있으며, 바람직하게는 0.1 내지 1.0 중량부일 수 있다. 상기 블록킹방지제가 0.05 중량부 미만이면 블로킹 방지효과가 떨어질 수 있고, 5 중량부를 초과하면 발포성 폴리스티렌 입자에 미부착 블로킹 방지제 발생 및 가공 성형시 융착저하로 인한 굴곡강도의 저하가 발생할 수 있어 바람직하지 않다.
본 발명은 단열성 발포성 폴리스티렌 입자에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 발포성 폴리스티렌 입자; 및 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 표면층에 분산된 단열성 물질; 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상; 을 포함하는 단열성 발포성 폴리스티렌 입자에 관한 것이다. 보다 바람직하게는 상기 단열성 물질; 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상은, 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 표면층에 침투 코팅될 수 있다. 상기 단열성 발포성 폴리스티렌 입자는 본 발명에 의한 제조방법으로 제조될 수 있다.
상기 단열성 물질; 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상이 분산된 표면층은 그 두께가 1 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있다. 상기 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 표면은 블록킹방지제에 의해 추가 코팅될 수 있으며, 상기 블록킹방지제의 종류는 상기 언급한 바와 같다.
하기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
[실시예 1]
발포성 폴리스티렌 입자(SH에너지화학 SE2500) 300 kg에 입경 8 ㎛ 인상흑연 3 kg을 슈퍼믹서에 투입하고 교반하여 흑연을 발포성 폴리스티렌 입자에 점착시킨 후 온도를 50 ℃이하로 유지하며 50 ~ 200 rpm의 속도로 교반하며, 메틸에틸케톤 (Methyl-ehtyl-keton) 3.5 kg에 고무계수지인 클로로프렌 고무 1.0 kg, 염화파라핀(3.5 kg)과 파라핀계오일 3.0 kg를 용해한 용액 7.5 kg을 코팅기에 밀폐하고 분사하면서 5분간 교반하여 인상흑연과 클로로프렌 고무, 염화파라핀이 발포성 폴리스티렌 입자의 표면에 침투 코팅되도록 교반하면서 10분간 건조시킨 후 스테아린산계 분말(글리세롤 모노스테아레이트, 글리세롤트리스테아레이트, 징크스테아레이트, (1:1:1)비율로 제조한 스테아린산계분말)을 1 kg 투입 코팅하여 흑연이 침투, 코팅된 발포성 폴리스티렌 입자를 제조하였다. 제조된 발포성 폴리스티렌 입자를 600 kg bag에 포장하고 2단 적재하여 내부 온도 60 ℃가 유지되는 건조실에 넣어 보관하여 입자간 Lump(덩어리) 발생을 매일 60일 동안 관찰한 후 통상의 발포성 폴리스티렌수지 입자의 발포 및 성형방법을 이용하여 단열성이 우수한 성형폼(스티로폼)을 제조하였다. 성형체를 KSM 3808-비드법 2종 시험방법으로 물성을 측정하였다.
[실시예 2]
흑연을 팽창흑연으로 대체 적용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 진행하여 단열성이 우수한 성형폼(스티로폼)을 제조하였다. 성형체를 KSM 3808-비드법 2종 시험방법으로 물성을 측정하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일하게 시행하되, 인상흑연 3 kg 투입 대신 인상흑연 2.4 kg와 규조토 0.6 kg을 혼합하여 사용하였다. 제조된 발포성 폴리스티렌 입자를 600 kg bag에 포장하고 2단 적재하여 내부 온도 60 ℃가 유지되는 건조실에 넣어 보관하여 입자간 Lump(덩어리)발생을 매일 60일 동안 관찰한 후 통상의 발포성 폴리스티렌수지 입자의 발포 및 성형방법을 이용하여 단열성이 우수한 성형폼(스티로폼)을 제조하였다. 성형체를 KSM 3808-비드법 2종 시험방법으로 물성을 측정하였다.
[실시예 4]
규조토를 팽창질석으로 대체 적용한 것을 제외하고, 실시예 3과 동일하게 진행하여 단열성이 우수한 성형폼(스티로폼)을 제조하였다. 성형체를 KSM 3808-비드법 2종 시험방법으로 물성을 측정하였다.
[실시예 5]
규조토를 퍼라이트로 대체 적용한 것을 제외하고, 실시예 3과 동일하게 진행하여 단열성이 우수한 성형폼(스티로폼)을 제조하였다. 성형체를 KSM 3808-비드법 2종 시험방법으로 물성을 측정하였다.
[실시예 6]
규조토를 아연분말로 대체 적용한 것을 제외하고, 실시예 3과 동일하게 진행하여 단열성이 우수한 성형폼(스티로폼)을 제조하였다. 성형체를 KSM 3808-비드법 2종 시험방법으로 물성을 측정하였다.
[실시예 7]
규조토를 구리분말로 대체 적용한 것을 제외하고 실시예 3과 동일하게 진행하였다. 물성은 실시예 3과 유사하였다.
[실시예 8]
규조토를 알루미늄분말로 대체 적용한 것을 제외하고, 실시예 3과 동일하게 진행하여 단열성이 우수한 성형폼(스티로폼)을 제조하였다. 성형체를 KSM 3808-비드법 2종 시험방법으로 물성을 측정하였다.
[비교예 1]
발포성 폴리스티렌 입자(SH에너지화학 SE2500) 300 kg에 입경 8 ㎛ 인상흑연 3 kg을 슈퍼믹서에 투입하고 교반하여 흑연을 발포성 폴리스티렌 입자에 점착시킨 후 온도를 50 ℃이하로 유지하며 50 ~ 200 rpm의 속도로 교반하며, 흑연을 발포성 폴리스티렌 입자에 점착시킨 후 온도를 50 ℃이하로 유지하며 50 ~ 200 rpm의 속도로 교반하며, 메틸에틸케톤(Methyl-ehtyl-keton) 4.5 kg에 염화파라핀 3.0 kg를 용해한 용액 7.5 kg을 코팅기를 밀폐하고, 교반하며, 10분간 건조시켜서 흑연이 침투, 코팅된 발포성 폴리스티렌 입자를 제조하였다. 제조된 발포성 폴리스티렌 입자를 600 kg bag에 포장하고 2단 적재하여 내부 온도 60 ℃가 유지되는 건조실에 넣어 보관하여 입자간 Lump(덩어리) 발생을 매일 60일 동안 관찰한 후 통상의 발포성 폴리스티렌수지 입자의 발포 및 성형방법을 이용하여 단열성이 우수한 성형폼(스티로폼)을 제조하였다. 성형체를 KSM 3808-비드법 2종 시험방법으로 물성을 측정하였다.
[비교예 2]
비교예 1과 동일하게 시행하되, 인상흑연 3 kg 투입 대신 인상흑연 2.4 kg와 규조토 0.6 kg을 혼합하여 사용하였다. 제조된 발포성 폴리스티렌 입자를 600 kg bag에 포장하고 2단적재하여 내부 온도 6 ℃가 유지되는 건조실에 넣어 보관하여 입자간 Lump(덩어리)발생을 매일 60일 동안 관찰한 후 통상의 발포성 폴리스티렌수지 입자의 발포 및 성형방법을 이용하여 단열성이 우수한 성형폼(스티로폼)을 제조하였다. 성형체를 KSM 3808-비드법 2종 시험방법으로 물성을 측정하였다.
[비교예 3]
비교예 1과 동일하게 시행하되, 인상흑연 3 kg 투입 대신 인상흑연 2.4 kg와 알루미늄분말 0.6 kg을 혼합하여 사용하였다. 제조된 발포성 폴리스티렌 입자를 600 kg bag에 포장하고 2단적재하여 내부 온도 60 ℃가 유지되는 건조실에 넣어 보관하여 입자간 Lump(덩어리)발생을 매일 60일 동안 관찰한 후 통상의 발포성 폴리스티렌수지 입자의 발포 및 성형방법을 이용하여 단열성이 우수한 성형폼(스티로폼)을 제조하였다. 성형체를 KSM 3808-비드법 2종 시험방법으로 물성을 측정하였다.
상기 표 1 및 2에서 알 수 있듯이 본 발명의 실시예 1 내지 8에 따라 제조된 단열성이 우수한 발포성 폴리스티렌 입자는, 비교예 1 내지 3과 같이, 종래의 염소화파라핀 단독으로 침투된 발포성 폴리스티렌 입자에 비하여 열전도율 및 굴곡파괴하중, 압축강도, 흡수율 등에서 우수한 결과를 나타낸 것을 확인할 수 있다. 특히 본 발명의 실시예 1 내지 8에 따라 제조된 발포성 폴리스티렌 입자를 600 kg bag 포장하여 60 ℃에서 2단 적재하여 보관시, 비교예 1 내지 3의 염소화파라핀이 침투된 발포성 폴리스티렌 입자에서 2일 경과후부터 나타나는 입자간 덩어리 현상이 전혀 없는 것을 확인할 수 있다.
Claims (24)
- 발포성 폴리스티렌 입자와 단열성 물질을 혼합하여 발포성 폴리스티렌 입자와 단열성 물질의 혼합물을 준비하는 단계;
스티렌을 용해시키는 유기용매에 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상;을 용해시켜 혼합 용액을 준비하는 단계; 및
상기 혼합물을 교반하면서 이에 상기 혼합 용액을 분사하여, 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 표면층을 연화시켜서, 상기 단열성 물질; 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상; 을 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 연화된 표면층에 분산되어 침투되도록 하는 단계; 및
글리세릴모노스테아레이트, 글리세릴트리스테아레이트, 아연스테아레이트, 마그네슘스테아레이트 중 1종 이상의 블록킹방지제를 투입하여 침투 코팅된 발포성 폴리스티렌 입자의 표면을 코팅하는 단계;
를 포함하는 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 발포성 폴리스티렌 입자와 단열성 물질의 혼합물을 준비하는 단계는, 발포성 폴리스티렌 입자와 단열성 물질을 혼합하여 상기 발포성 폴리스티렌 입자 표면층에 상기 단열성 물질을 분산하는 것인, 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 단열성 물질은, 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 100 중량부에 대해 0.05 내지 10 중량부로 포함되는 것인, 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 단열성 물질의 입경이, 1 내지 70 ㎛인 것인, 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 단열성 물질은, 흑연, 은, 구리, 주석, 알루미늄, 아연, 니켈, 티타늄, 마그네슘, 텅스텐, 규조토, 팽창질석, 제올라이트, 벤토라이트, 퍼라이트, 에어로겔, 탄소나노튜브 중 1종 이상인 것인, 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법.
- 제5항에 있어서,
상기 흑연은, 인상 흑연, 팽창 흑연, 카본 중 1종 이상인 것인, 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 유기용매는, 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 100 중량부에 대해 0.1 내지 10 중량부로 포함되는 것인, 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 유기용매는 톨루엔, 에틸벤젠, 메틸에틸케톤, 스티렌모노머, 아세톤, 디메틸카보네이트, 사이클로펜탄, 사이클로헥산, 노말헥산, 테트라하이드로퓨란 중 1종 이상인 것인, 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 염화파라핀은, 상기 발포성 폴리스티렌 입자 100 중량부에 대해 0.1 내지 5 중량부로 포함되는 것인, 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상; 은, 상기 발포성 폴리스티렌 입자 100 중량부에 대해 0.05 내지 5 중량부로 포함되는 것인, 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 염화파라핀 대 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상; 의 혼합비(w/w)는, 1:0.5 내지 1:2인 것인, 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 염화파라핀 대 유기용매의 혼합비(w/w)는, 1:1 내지 1:3인 것인, 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상; 대 유기용매의 혼합비(w/w)는, 1:1 내지 1:6인 것인, 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 고무계 수지는, 부틸고무계, 아크릴고무계, 염화고무계중 1종 이상인 것인, 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 혼합 용액을 준비하는 단계는, 30 내지 50 ℃에서 20 내지 500 rpm으로 교반하여 혼합하는 것인, 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 침투시키는 단계는, 50 내지 200 rpm으로 교반하는 것인, 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 블록킹방지제는 발포성 폴리스티렌 입자 100 중량부에 대해 0.05 내지 5 중량부로 투입되는 것인, 단열성 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법.
- 제1항 내지 제16항 및 제18항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된, 단열성 발포성 폴리스티렌 입자.
- 발포성 폴리스티렌 입자; 및
상기 발포성 폴리스티렌 입자의 연화된 표면층에 분산되어 침투 코팅된 단열성 물질; 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상;
을 포함하고,
상기 발포성 폴리스티렌 입자는 글리세릴모노스테아레이트, 글리세릴트리스테아레이트, 아연스테아레이트, 마그네슘스테아레이트 중 1종 이상의 블로킹방지제로 코팅된 것인,
단열성 발포성 폴리스티렌 입자.
- 제20항에 있어서,
상기 발포성 폴리스티렌 입자의 표면층에 상기 단열성 물질이 분산되어 있고,
상기 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상; 은 상기 단열성 물질 분산층 상에 형성되어 있는 것인, 단열성 발포성 폴리스티렌 입자.
- 제20항에 있어서,
상기 단열성 물질; 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상이 분산된 표면층은 그 두께가 1 ㎛ 내지 100 ㎛인 것인, 단열성 발포성 폴리스티렌 입자.
- 제20항에 있어서,
상기 단열성 물질; 염화파라핀; 및 파라핀계 오일, 고무계 수지 중 1종 이상은, 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 표면층에 침투 코팅된 것인, 단열성 발포성 폴리스티렌 입자.
- 삭제
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