[go: up one dir, main page]

KR20110101434A - 난연성 경량 플라스틱 및 이의 제조방법 - Google Patents

난연성 경량 플라스틱 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110101434A
KR20110101434A KR1020100020428A KR20100020428A KR20110101434A KR 20110101434 A KR20110101434 A KR 20110101434A KR 1020100020428 A KR1020100020428 A KR 1020100020428A KR 20100020428 A KR20100020428 A KR 20100020428A KR 20110101434 A KR20110101434 A KR 20110101434A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
styrene
parts
wooden plastic
lightweight wooden
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
KR1020100020428A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101269050B1 (ko
Inventor
김진국
Original Assignee
경상대학교산학협력단
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 경상대학교산학협력단 filed Critical 경상대학교산학협력단
Priority to KR1020100020428A priority Critical patent/KR101269050B1/ko
Priority to PCT/KR2011/000576 priority patent/WO2011096670A2/ko
Publication of KR20110101434A publication Critical patent/KR20110101434A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101269050B1 publication Critical patent/KR101269050B1/ko
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • C08J9/04Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/122Hydrogen, oxygen, CO2, nitrogen or noble gases
    • 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
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/001Combinations of extrusion moulding with other shaping operations
    • B29C48/0012Combinations of extrusion moulding with other shaping operations combined with shaping by internal pressure generated in the material, e.g. foaming
    • 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
    • C08J9/22After-treatment of expandable particles; Forming foamed products
    • C08J9/224Surface treatment
    • 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
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/36Silica
    • 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
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/5399Phosphorus bound to nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/006Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to block copolymers containing at least one sequence of polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00Compositions of lignin-containing materials
    • C08L97/02Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • 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
    • C08J2351/00Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers
    • 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
    • C08J2497/00Characterised by the use of lignin-containing materials
    • C08J2497/02Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/02Flame or fire retardant/resistant

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 난연성 경량 나무플라스틱 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초임계 유체를 이용한 발포 공정을 이용하여 난연성, 경량성 및 기계적 강도가 우수한 발포체를 포함하는 난연성 경량 나무플라스틱에 관한 것으로, 상기 난연성 경량 나무플라스틱은 초임계 유체의 물리적인 동작만으로 다공구조를 형성할 수 있어 난영ㄴ성 경량 나무플라스틱의 제조단가를 절감할 수 있는 장점이 있으며, 난연성 및 경량성과 함께 향상된 치수안정성 및 기계적 강도를 가지고 있어 다공성 건축 자재 등의 적용에 크게 기여할 것이다.

Description

난연성 경량 플라스틱 및 이의 제조방법{Non-flammable light wood plastic compound and preparing thereof}
본 발명은 난연성 경량 플라스틱 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적인 플라스틱 사출 성형 기술은 대부분 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 등의 합성수지로 만들어진 알갱이, 즉 펠릿(pellet)을 전기열과 기계적 마찰 등을 이용하여 녹인 후 힘을 가하여, 원하는 형상으로 만들어진 금형 내로 밀어냄으로써 일정한 형상을 가진 여러 가지 플라스틱 제품을 제조하는 것으로서, 제품 제조비용 중에서 재료가 차지하는 비율이 매우 높기 때문에, 재료비의 절감과 더불어 플라스틱 제품의 무게를 더욱 줄일 수 있도록 하는 노력에 의해 발포기술이 개발, 개선되고 있다.
상기 발포기술이란 플라스틱 제품 안에 미세한 크기를 갖는 많은 기포들이 생기도록 하는 기술로서, 대부분이 화학적 발포제를 펠릿과 함께 잘 섞은 후 외부에서 열을 가하여 발포 물질들이 기화되도록 함으로써 제품 내부에 기포가 형성되도록 한다. 기포가 형성되면 제품의 많은 부분들은 기포가 차지하므로, 재료비를 대폭 절감할 수 있고, 제품의 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 기포로 인한 단열 성능을 얻을 수 있는 장점이 있다. 이와 같은 사출발포 방법의 제품의 경우 플라스틱 성형품 전체에 기포가 동일하게 분포되고, 고밀도 발포체의 특성을 가져 기계적 강도가 요구되는 분야에 용이하게 적용될 수 있다.
이에 본 발명자들은 내부에 미세한 공기주머니와 공기통로가 형성되어 가볍고, 건물의 단열성과 방음성을 크게 향상시킬 수 있게 하는 다공성 건축자재로서 자연 친화적인 생분해성 플라스틱에 대한 지속적인 연구를 한 결과, 물리적인 방법으로 우수한 인장강도 및 충격강도를 나타내는 난연성의 경량 발포체를 제조하고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 물리적인 방법으로 우수한 인장강도 및 충격강도를 나타내는 난연성의 경량 발포체를 포함하는 난연성 경량 나무플라스틱을 제공하고자 한다.
본 발명은 상기 난연성 경량 나무플라스틱의 제조방법을 제공하고자 한다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 제조방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이며 과장되어 도시될 수 있다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명은 난연성 경량 플라스틱 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초임계 유체를 이용한 발포 공정을 이용하여 난연성, 경량성 및 기계적 강도가 우수한 발포체를 포함하는 난연성 경량 나무플라스틱 및 이의 제조방법을 제공한다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 목분 20 내지 50 중량%, 수지 40 내지 70 중량%, 및 암모늄 포스페이트 0.1 내지 40 중량%를 포함하는 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 말레인산 무수물을 그라프트시킨 폴리올레핀계 블록 공중합체, 스틸렌-에틸렌/부틸렌-스틸렌 블록 공중합체, 말레인산 무수물을 그라프트시킨 스틸렌-에틸렌/부틸렌-스틸렌 블록 공중합체로부터 선택되는 1종 이상의 블록 공중합체 3 내지 15 중량부를 첨가한 수지 혼합물 내에 초임계 상태의 이산화탄소가 침투되고 배출됨으로써 형성된 다공구조를 갖는 수지 발포체를 포함하는 난연성 경량 나무플라스틱을 제공한다.
본 발명의 난연성 경량 나무플라스틱은 다공성 구조를 갖는 수지 발포체를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 다공성 구조는 초임계 상태의 유체인 이산화탄소가 수지 조성물 내에 침투되고 다시 배출됨으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 경량 나무플라스틱은 밀도비율이 0.5 내지 0.8 g/㎠이고, 평규 셀의 크기가 4 내지 18 ㎛인 다공성 구조를 가지며, 단위 부피당 셀의 개수가 0.1×109 내지 5.5×109 cell/㎤인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 난연성 경량 나무플라스틱은 하기 제조방법에 의하여 제조될 수 있다.
본 발명에 있어서, 난연성 경량 나무플라스틱의 제조방법은
a) 목섬유 또는 목분 20 내지 50 중량%, 수지 50 내지 70 중량% 및 암모늄 포스페이트 0.1 내지 40 중량%를 포함하는 수지 조성물 100 중량부에 대하여 말레인산 무수물을 그라프트시킨 폴리올레핀계 블록 공중합체, 스틸렌-에틸렌/부틸렌-스틸렌 블록 공중합체, 말레인산 무수물을 그라프트시킨 스틸렌-에틸렌/부틸렌-스틸렌 블록 공중합체로부터 선택되는 1종 이상의 블록 공중합체 3 내지 15 중량부를 첨가한 수지 혼합물을 펠릿상으로 제조하는 단계;
b) 초임계 상태의 이산화탄소를 5 내지 25 Mpa의 압력에서 상기 펠릿 내부로 침투시키는 단계; 및
c) 상기 초임계 상태의 이산화탄소가 침투된 펠릿으로부터 이산화탄소를 외부로 배출시킴으로써 다공성 구조를 형성하는 단계; 를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
상기 난연성 경량 나무플라스틱은 다공 구조를 갖는 수지를 포함하고 있어 인장강도 및 충격강도이 매우 우수하다. 상기 다공 구조는 초임계 상태의 유체(Super Critical Fluid; SCF)를 상기 수지 조성물 내에 침투시키고 다시 수지 조성물 외부로 배출시킴으로서 형성된다. 상기 유체로는 이산화탄소를 사용하고, 이는 우수한 침투력과 용해성을 가지고 있어 온도 및 압력을 조절함으로써 용해도, 점도, 확산계수, 열전도도 등의 물성들의 조절이 용이한 장점이 있다. 또한 이산화탄소에 의한 공정은 인체에 무해하고 환경오염이 적어 환경 친화적이다. 상기 초임계 이산화탄소는 고분자 분자들의 공극 사이로 침투하므로 나무플라스틱의 외관을 변화시키지 않는 장점으로 본 발명에서는 아주 중요한 구성요소이다.
본 발명의 다공구조는 4 내지 18 ㎛ 평균 셀 크기를 가지는 것을 특징으로 한다. 만약 상기 셀 크기가 4 ㎛ 미만인 경우는 경량성이 저하되어 바람직하지 않고, 18 ㎛를 초과할 경우 기계적 강도가 현저히 떨어져 본 발명에 따른 목적을 달성할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 발포체의 밀도는 0.5 내지 0.8 g/㎠인 것을 특징으로 한다. 상기 밀도가 0.5 g/㎠ 미만인 경우는 기계적 강도가 현저히 떨어지고, 0.8 g/㎠을 초과할 경우는 경량성이 저하되어 바람직하지 않다.
또한, 본 발명에 따른 발포체의 단위 부피당 셀의 개수는 0.1×109 내지 5.5×109 cell/㎤인 것을 특징으로 한다. 상기 셀의 밀도가 너무 크면 경량성이 저하될 수 있으며, 셀의 밀도가 너무 작으면 기계적 강도가 떨어질 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 수지 혼합물은 목섬유 또는 목분 20 내지 50 중량%, 수지 50 내지 70 중량% 및 암모늄 포스페이트 0.1 내지 40 중량%를 포함하는 수지 조성물 100 중량부에 대하여 말레인산 무수물을 그라프트시킨 폴리올레핀계 블록 공중합체, 스틸렌-에틸렌/부틸렌-스틸렌 블록 공중합체, 말레인산 무수물을 그라프트시킨 스틸렌-에틸렌/부틸렌-스틸렌 블록 공중합체로부터 선택되는 1종 이상의 블록 공중합체 3 내지 15 중량부를 첨가한 수지 혼합물것을 특징으로 하고, 상기 수지 혼합물은 수지 조성물 100중량부에 대하여 실리카 0.1 내지 15 중량부를 더 포함하여 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 경량 나무플라스틱은 화학적인 발포체를 사용하지 않는 방법으로서, 수지 조성물을 이축압출기내에서 반응하여 펠릿상으로 제조한 후, 초임계 상태의 유체 존재하에 다공구조를 갖는 수지 발포체를 제조하는 방법으로 제조된다.
보다 상세하게는 a) 목섬유 또는 목분 20 내지 50 중량%, 수지 50 내지 70 중량% 및 암모늄 포스페이트 0.1 내지 40 중량%를 포함하는 수지 조성물 100 중량부에 대하여 말레인산 무수물을 그라프트시킨 폴리올레핀계 블록 공중합체, 스틸렌-에틸렌/부틸렌-스틸렌 블록 공중합체, 말레인산 무수물을 그라프트시킨 스틸렌-에틸렌/부틸렌-스틸렌 블록 공중합체로부터 선택되는 1종 이상의 블록 공중합체 3 내지 15 중량부를 첨가한 수지 혼합물을 펠릿상으로 제조하는 단계;
b) 초임계 상태의 이산화탄소를 5 내지 25 Mpa의 압력에서 상기 펠릿 내부로 침투시키는 단계; 및
c) 상기 초임계 상태의 이산화탄소가 침투된 펠릿으로부터 이산화탄소를 외부로 배출시킴으로써 다공성 구조를 형성하는 단계; 를 포함하는 제조방법으로 제조된다.
상기 수지는 폴리염화비닐(PVC), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리스티렌(PS), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌테레프탈레이트-글리콜(PETG) 및 이들의 공중합체 등으로부터 선택된 하나 이상이 사용될 수 있다. 상기 공중합체는 에틸렌-프로필렌 공중합체 및 프로필렌-스티렌 공중합체 등을 예로 들 수 있다. 상기 수지는 바람직하게는 폴리프로필렌(PP)을 유용하게 사용할 수 있다.
상기 수지 조성물은 본 발명에 따른 경량 나무플라스틱의 내충격성 향상을 위해 첨가제로서 수지 조성물 100중량부에 대하여 실리카 0.1 내지 15 중량부를 더 포함하여 제조될 수 있다. 상기 실리카는 암모늄 포스페이트와의 혼합에 의하여 본 발명의 나무플라스틱에 있어서, 나무플라스틱의 연소시 열방출 속도의 증가를 억제하고 연소의 급격한 섬락현상(flashover)을 억제하는 난연성을 더욱 증가하는 것으로 중요한 의미를 가진다.
또한, 상기 첨가제는 상기 0.1 중량부 미만으로 첨가될 경우 요구하는 충격당도를 얻을 수 없으며, 상기 15 중량부를 초과할 경우 발포체의 기포가 불균일해지는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 난연성 경량 나무플라스틱은 이축압출기내 온도가 130 내지 200℃로 제조된다.
상기 본 발명의 제조방법에 따르면 난연성 경량 나무플라스틱은 이산화탄소를 통하여 고분자 분자들의 공극 사이에 나무플라스틱의 외관을 변화시키지 않는 다공 구조를 갖는 수지 발포체를 포함하고 있어, 인장강도 및 충격강도를 만족하는 난연성 경량 나무플라스틱을 제조할 수 있다.
본 발명에 의한 난연성 경량 나무플라스틱의 제조방법은 이산화탄소를 통하여 고분자 분자들의 공극 사이에 나무플라스틱의 외관을 변화시키지 않고 안정적이고 균일한 다공성을 갖는 수지 발포체를 제조할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의한 난연성 경량 나무플라스틱은 초임계 유체의 물리적인 동작만으로 다공구조를 형성할 수 있어 경량 나무플라스틱의 제조단가를 절감할 수 있는 장점이 있으며, 난연성 및 경량성과 함께 향상된 치수안정성 및 기계적 강도를 가지고 있어 다공성 건축 자재 등의 적용에 크게 기여할 것이다.
도 1은 본 발명의 조성 혼합물에 있어서, 블록 공중합체의 첨가에 따른 수지 혼합물의 결정화 온도를 조사한 결과이며,
도 2는 본 발명의 조성 혼합물에 있어서, 블록 공중합체의 첨가에 따른 강도의 변화를 조사한 결과이고,
(A: 비교예 1, B: 제조예 1, C: 제조예 2, D: 제조예 3)
도 3은 본 발명의 조성 혼합물에 대한 화학적 반응을 모식화 하여 보여주는 도면이며,
도 4는 본 발명의 조성 혼합물에 있어서, 블록 공중합체의 첨가에 따른 최종압출물의 모폴로지 변화를 SEM 사진으로 확인한 결과이며,
(A: 비교예 1, B: 제조예 1, C: 제조예 2, D: 제조예 3)
도 5는 본 발명 조성 혼합물에 있어서, 블록 공중합체의 첨가에 따른 최종압출물의 셀 형태를 SEM 사진으로 확인한 결과이고,
(A: 비교예 1, B: 제조예 1, C: 제조예 2, D: 제조예 3)
도 6은 본 발명 조성 혼합물에 있어서, 블록 공중합체의 첨가에 따른 최종압출물의 셀 크기 및 단위 부피당 셀의 개수를 조사한 결과이며,
도 7은 본 발명 조성 혼합물에 있어서, 블록 공중합체의 첨가에 따른 최종압출물의 밀도비율을 조사한 결과이고,
도 8은 암모늄 포스페이트 농도에 따른 본 발명의 최종압출물의 열중량 분석(A) 및 미분 열중량 분석(B) 결과를 보여주는 것이며,
도 9는 일정량의 암모늄 포스페이트에 대하여, 실리카 농도에 따른 본 발명의 최종압출물의 열중량 분석(A) 및 미분 열중량 분석(B) 결과를 보여주는 것이고,
도 10은 암모늄 포스페이트 농도에 따른 본 발명의 최종압출물의 열방출율(㎾/㎡)을 조사한 결과를 보여주는 것이며,
도 11은 일정량의 암모늄 포스페이트에 대하여, 실리카 첨가량에 따른 본 발명의 최종압축물의 연소특성을 확인한 사진이고,
(A: 제조예 4, B: 제조예 9, C: 제조예 10)
도 12는 일정량의 암모늄 포스페이트에 대하여, 실리카 첨가량에 따른 본 발명의 난연성 경량 나무플라스틱의 셀 형태를 SEM 사진으로 확인한 결과이며,
(A: 제조예 4, B: 제조예 9, C: 제조예 10)
도 13은 본 발명에 따른 난연성 경량 나무플라스틱의 제조방법에 있어서, 발포 압력(A) 및 온도(B)에 따른 영향을 조사한 결과이다.
이하 본 발명을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1] 블록 공중합체에 따른 결정화 온도의 변화조사
하기 표 1에 제시된 바와 같이, 수지 조성물 100 중량부에 대하여 목섬유 30 phr, 폴리프로필렌(PP) 70 phr, 암모늄 포스페이트(APP) 10 phr 및 말레인산 무수물을 그라프트시킨 폴리올레핀계 블록 공중합체(PP-g-MA), 스틸렌-에틸렌/부틸렌-스틸렌 블록 공중합체(SEBS), 말레인산 무수물을 그라프트시킨 스틸렌-에틸렌/부틸렌-스틸렌 블록 공중합체(SEBS-g-MA)로부터 선택되는 1종 이상의 블록 공중합체 각각을 10 phr로 배합한 수지 혼합물에 대한 결정화 온도 및 점도를 조사하였다.
Figure pat00001
그 결과 하기 표 2에서도 확인할 수 있듯이, 수지 혼합물은 결정화 온도에는 변화가 없었으며, 단지 대조구인 폴리프로필렌(PP)의 결정화 온도 보다는 7 내지 15℃ 정도 낮은 온도에서 결정화가 이루어짐을 확인할 수 있었다.
Figure pat00002
또한, 수지 혼합물의 180℃ 혼련온도에서 반응에서의 점도를 조사한 결과 도 1의 도면에서도 확인할 수 있듯이 블록 공중합체의 첨가에 따른 점도의 변화는 차이가 없음을 확인할 수 있었다. 이는 블록 공중합체의 첨가는 가공성에 전혀 지장을 주지 않음을 확인한 결과이기도 하다.
[ 실시예 2] 블록 공중합체에 따른 최종압축물의 충격강도의 변화조사
상기 표 1의 비교예 1 및 제조예 1 내지 3의 조성으로 제조되어진 수지 혼합물을 이축압출기에 각각 넣고 150℃ 혼련온도에서 반응하여 최종압출물을 제조하였다.
상기 제조된 최종압출물의 블록 공중합체의 첨가에 따른 물성을 조사한 결과 도 2의 도면에서도 확인할 수 있듯이 블록 공중합체의 첨가는 최종압출물의 강도를 증가시킴을 확인하였고, 말레인산 무수물을 그라프트시킨 스틸렌-에틸렌/부틸렌-스틸렌 블록 공중합체(SEBS-g-MA)을 첨가한 수지 혼합물의 경우에 고강도의 최종압출물을 제조함을 확인할 수 있었다.
[ 실시예 3] 블록 공중합체에 따른 최종압축물의 셀 형태조사
상기 표 1의 비교예 1 및 제조예 1 내지 3의 조성으로 제조되어진 수지 혼합물을 이축압출기에 각각 넣고 150℃ 혼련온도에서 반응하여 최종압출물을 제조한 후, 16 MPa 압력하에서 블록 공중합체의 혼합에 따른 난연성 경량 나무플라스틱의 셀의 형태를 조사하였다.
그 결과 도 6 및 7의 도면에서도 확인할 수 있듯이, 경량성과 함께 우수한 기계적 강도를 가지는 발포체는 밀도비율이 0.5 내지 0.8 g/㎠, 평균 셀 크기는 4 내지 18 ㎛, 및 단위 부피당 셀의 개수가 0.1×109 내지 5.5×109 cell/㎤를 가지는 것을 확인할 수 있었다.
[ 실시예 4] 암모늄 포스페이트 첨가량에 따른 최종압축물의 열중량 분석 및 미분 열중량 분석 조사
하기 표 3의 수지 혼합물(비교예 2 및 제조예 3 내지 6)을 이용하여 수지 혼합물을 이축압출기에 각각 넣고 150℃ 혼련온도에서 반응하여 최종압출물을 제조하였다.
상기 수득된 최종압출물에 대하여, 열에 대한 특성을 조사하기 위하여 열중량 분석(%) 및 미분 열중량 분석(%/min)을 조사하였다.
Figure pat00003
그 결과 도 8의 도면에서도 확인할 수 있듯이, 암모늄 포스페이트의 첨가량이 증가함에 따라 열적 안정성 개선되는 것을 확인할 수 있었고, 암모늄 포스페이트의 첨가량이 20 phr일 때 열적 안전성이 가장 우수한 것을 확인하였다.
[실시예 5] 실리카 첨가량에 따른 최종압축물의 연소특성 조사
상기 제조예 4의 결과를 바탕으로 암모늄 포스페이트의 첨가량이 20 phr일 때 실리카 첨가량에 따른 연소특성을 조사하였다.
비교예로는 비교예 2, 제조예로는 제조예 4 및 하기 표 4의 수지 혼합물(제조예 7 내지 9)을 이축압출기에 각각 넣고 150℃ 혼련온도에서 반응하여 최종압출물을 제조하였다.
Figure pat00004
그 결과 도 9의 도면에서도 확인할 수 있듯이, 실리카의 함량이 증가함에 따라 연소성이 저하되는 것을 확인하였다.
상기 결과에 대한 보다 상세한 연소특성을 조사하기 위하여, 상기 제조예 4, 제조예 9 및 하기 표 5의 수지 혼합물(제조예 10)을 이용하여 점화시간(sec), 최대 열방출 속도(㎾/㎡), 평균 열방출 속도(㎾/㎡) 및 무게 감소율(g/sec)을 측정하였다.
Figure pat00005
그 결과 하기 표 6의 결과를 확인할 수 있듯이, 암모늄 포스페이트의 첨가량이 증가할수록 열방출 속도가 지연되는 것을 확인하였고, 암모늄 포스페이트 및 실리카의 혼합물이 가장 연소를 지연시키는 것을 확인할 수 있다. 이는 연소시 열방출 속도의 증가를 억제하여 연소의 급격한 섬락현상(flashover)을 억제하는 난연성을 증가하는 것을 확인한 결과이기도 하다.
Figure pat00006
[ 실시예 6] 난연성 경량 나무플라스틱의 발포 압력 및 온도에 따른 영향
(1) 발포하는 압력에 따른 영향
상기 제조예 10의 수지 혼합물을 이용하여 제조된 펠릿을 150℃ 온도하에서 발포 압력에 따른 난연성 경량 나무플라스틱의 변화를 조사하였다.
상기 발포 압력은 8, 12, 16, 20 및 24 MPa으로 처리하였다.
그 결과 도 13의 A의 결과에서도 확인할 수 있듯이 150℃의 온도하에서 발포 압력이 증가됨에 따라 밀도비율(g/㎠)이 감소하는 것을 확인하였다.
(2) 발포하는 온도에 따른 영향
상기 제조예 10의 수지 혼합물을 이용하여 제조된 펠릿을 20 MPa 압력하에서 발포 온도에 따른 난연성 경량 나무플라스틱의 변화를 조사하였다.
상기 발포 온도는 135, 140, 145, 150 및 155℃의 조건으로 처리하였다.
그 결과 도 13의 B의 결과에서도 확인할 수 있듯이, 20 MPa의 압력하에서 발포 온도가 증가됨에 따라 밀도비율(g/㎠)이 감소하는 것을 확인하였다.
본 발명에 따른 난연성 경량 나무플라스틱의 제조방법에 있어서, 발포 압력 및 발포 온도는 제조되는 발포체의 난연서으 경량성 및 발포체 자체의 기계적 강도를 위해 고려해야 하는 중요한 조건으로, 상기의 결과를 통하여 최적의 발포 압력 및 온도는 150℃ 온도 및 16 MPa의 압력의 조건인 것을 확인하였다.

Claims (8)

  1. 목분 20 내지 50 중량%, 수지 40 내지 70 중량%, 및 암모늄 포스페이트 0.1 내지 40 중량%를 포함하는 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 말레인산 무수물을 그라프트시킨 폴리올레핀계 블록 공중합체, 스틸렌-에틸렌/부틸렌-스틸렌 블록 공중합체, 말레인산 무수물을 그라프트시킨 스틸렌-에틸렌/부틸렌-스틸렌 블록 공중합체로부터 선택되는 1종 이상의 블록 공중합체 3 내지 15 중량부를 첨가한 수지 혼합물 내에 초임계 상태의 이산화탄소가 침투되고 배출됨으로써 형성된 다공구조를 갖는 수지 발포체를 포함하는 난연성 경량 나무플라스틱.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수지 조성물은 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 실리카 0.1 내지 15 중량부를 더 포함하는 난연성 경량 나무플라스틱.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 발포체는 밀도비율이 0.5 내지 0.8 g/㎠인 난연성 경량 나무플라스틱.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 발포체는 4 내지 18 ㎛ 평균 셀 크기의 다공성 구조를 가지는 난연성 경량 나무플라스틱.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 발포체는 단위 부피당 셀의 개수가 0.1×109 내지 5.5×109 cell/㎤인 난연성 경량 나무플라스틱.
  6. a) 목섬유 또는 목분 20 내지 50 중량%, 수지 50 내지 70 중량% 및 암모늄 포스페이트 0.1 내지 40 중량%를 포함하는 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 말레인산 무수물을 그라프트시킨 폴리올레핀계 블록 공중합체, 스틸렌-에틸렌/부틸렌-스틸렌 블록 공중합체, 말레인산 무수물을 그라프트시킨 스틸렌-에틸렌/부틸렌-스틸렌 블록 공중합체로부터 선택되는 1종 이상의 블록 공중합체 3 내지 15 중량부를 첨가한 수지 혼합물을 펠릿상으로 제조하는 단계;
    b) 초임계 상태의 이산화탄소를 5 내지 25 Mpa의 압력에서 상기 펠릿 내부로 침투시키는 단계; 및
    c) 상기 초임계 상태의 이산화탄소가 침투된 펠릿으로부터 이산화탄소를 외부로 배출시킴으로써 다공성 구조를 형성하는 단계;
    를 포함하는 난연성 경량 나무플라스틱의 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 수지 조성물은 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 실리카 0.1 내지 15 중량부를 더 포함하는 난연성 경량 나무플라스틱의 제조방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 이축압출기는 이축압출기내 온도는 130 내지 200℃로 설정하는 난연성 경량 나무플라스틱의 제조방법.
KR1020100020428A 2010-02-05 2010-03-08 난연성 경량 플라스틱 및 이의 제조방법 Expired - Fee Related KR101269050B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100020428A KR101269050B1 (ko) 2010-03-08 2010-03-08 난연성 경량 플라스틱 및 이의 제조방법
PCT/KR2011/000576 WO2011096670A2 (ko) 2010-02-05 2011-01-27 난연성 경량 플라스틱 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100020428A KR101269050B1 (ko) 2010-03-08 2010-03-08 난연성 경량 플라스틱 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110101434A true KR20110101434A (ko) 2011-09-16
KR101269050B1 KR101269050B1 (ko) 2013-05-29

Family

ID=44953450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100020428A Expired - Fee Related KR101269050B1 (ko) 2010-02-05 2010-03-08 난연성 경량 플라스틱 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101269050B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103436043A (zh) * 2013-08-20 2013-12-11 中国科学院过程工程研究所 一种木塑复合材料及其制备方法
CN110204916A (zh) * 2019-06-10 2019-09-06 重庆市久三建材有限公司 一种户外用共挤木塑地板的加工方法
CN115160721A (zh) * 2022-08-15 2022-10-11 浙江贝玛教育科技有限公司 复合材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006199970A (ja) 1999-04-01 2006-08-03 Sekisui Chem Co Ltd 複合発泡体及びその成形品並びにその製造方法
JP3915555B2 (ja) 2002-03-08 2007-05-16 凸版印刷株式会社 木質樹脂発泡成形体及び化粧材

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103436043A (zh) * 2013-08-20 2013-12-11 中国科学院过程工程研究所 一种木塑复合材料及其制备方法
WO2015024286A1 (zh) * 2013-08-20 2015-02-26 中国科学院过程工程研究所 一种木塑复合材料及其制备方法
CN110204916A (zh) * 2019-06-10 2019-09-06 重庆市久三建材有限公司 一种户外用共挤木塑地板的加工方法
CN115160721A (zh) * 2022-08-15 2022-10-11 浙江贝玛教育科技有限公司 复合材料及其制备方法和应用
CN115160721B (zh) * 2022-08-15 2023-08-29 浙江贝玛教育科技有限公司 复合材料及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
KR101269050B1 (ko) 2013-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100798204B1 (ko) 폴리올레핀 수지 발포체용 조성물, 폴리올레핀 수지발포체, 및 이의 제조방법
KR100997565B1 (ko) 폴리올레핀 수지 발포체용 조성물과 그의 발포체, 및 발포체의 제조방법
KR20170017611A (ko) 발포성 마스터배치 및 이를 포함하는 발포성과 무도장 특성이 우수한 폴리올레핀 수지 조성물
CA2738158C (en) Cellular polyester made of post-consumer flakes and the use of products made thereof
JP2004269583A (ja) 発泡用熱可塑性樹脂組成物及びその発泡体
JP2003253032A (ja) 発泡用熱可塑性樹脂組成物及びその発泡体
CN107674406A (zh) 一种超临界co2发泡材料用生物基多孔碳材料
CN107057303A (zh) 一种共混改性芳香族聚酯微孔发泡材料及其制备方法
KR101269050B1 (ko) 난연성 경량 플라스틱 및 이의 제조방법
KR20200087778A (ko) 발포체의 기초로서의 pes-ppsu 블렌드
CN101687361A (zh) 聚烯烃类树脂的发泡板及其制造方法
KR20170038252A (ko) 셀 균일도와 난연성이 향상된 발포폴리스틸렌의 난연 마스터배치 및 그 제조방법
CN115368680A (zh) 一种聚丙烯微发泡材料及其制备方法和应用
KR20150139114A (ko) 폴리유산계 수지 발포체 및 그 제조방법
CN110128741B (zh) 聚烯烃发泡材料及其制备方法
WO2011096670A2 (ko) 난연성 경량 플라스틱 및 이의 제조방법
WO2005023918A1 (ja) 発泡用熱可塑性樹脂組成物及びその発泡体
CN109265825B (zh) 一种聚丙烯或聚丙烯复合物发泡制品及其制备方法
KR20180133607A (ko) 내충격성이 우수한 에틸렌 비닐 아세테이트 발포입자
Wang et al. Study of preparation and properties of fire-retardant melamine formaldehyde resin foam
KR101389099B1 (ko) 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법 및 이를 이용한 발포체
KR101282820B1 (ko) 경량 목재-플라스틱 복합재 및 이를 제조하는 방법
JP6955745B2 (ja) ポリアミド樹脂組成物およびそれからなる発泡成形体
KR101183959B1 (ko) 경량 나무플라스틱 및 이의 제조방법
KR101200679B1 (ko) 폴리프로필렌 복합수지를 이용한 자동차 내장재용 경질발포 기재

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20100308

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20110909

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20120517

Patent event code: PE09021S01D

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

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20121031

Patent event code: PE09021S01D

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

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20130516

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20130523

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20130524

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160516

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20160516

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180409

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20180409

Start annual number: 6

End annual number: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190523

Year of fee payment: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20190523

Start annual number: 7

End annual number: 7

PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20210303