KR100599847B1 - Method for manufacturing expandable polystyrene particles with excellent thermal insulation capability - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흑연 입자를 포함하는 발포성 폴리스티렌 입자 제조 방법에 관한 것이다. 흑연입자를 포함하는 발포성 폴리스티렌 입자는 수성 현탁된 폴리스티렌 입자에 흑연, 발포제 및 C6 - C10 방향족 탄화수소를 투입하여 가열함으로써 얻어진다. 이러한 방법에 의해서 수득된 발포성 폴리스티렌 입자는 열전도도 개선효과가 양호하며, 발포시 미세한 기포를 형성하여 단열 특성이 우수한 발포성 폴리스티렌 입자를 제공하게 된다.The present invention relates to a method for producing expandable polystyrene particles comprising graphite particles. Expandable polystyrene particles including graphite particles are obtained by heating graphite, a blowing agent, and a C 6 -C 10 aromatic hydrocarbon into aqueous suspended polystyrene particles. The expandable polystyrene particles obtained by this method have a good thermal conductivity improvement effect, and form fine bubbles upon foaming to provide expandable polystyrene particles having excellent thermal insulation properties.

열전도도, 흑연, 기포, 단열, 발포성, 폴리스티렌, 입자Thermal Conductivity, Graphite, Bubbles, Heat Insulation, Foaming, Polystyrene, Particles

Description

단열 특성이 우수한 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법{Method for manufacturing expandable polystyrene particles with excellent thermal insulation capability}Method for manufacturing expandable polystyrene particles with excellent thermal insulation capability}

도 1은 스티렌과 흑연을 동시에 투입하여 제조한 발포성 폴리스티렌 입자를 발포, 성형하여 얻은 제품의 단면 사진(기포 직경 : 300 내지 500㎛)이다. 1 is a cross-sectional photograph (bubble diameter: 300 to 500 µm) of a product obtained by foaming and molding expandable polystyrene particles prepared by simultaneously adding styrene and graphite.

도 2는 본 발명에 따른 발포성 폴리스티렌 입자를 발포, 성형하여 얻은 제품의 단면 사진(기포 직경 : 80 내지 100㎛)이다2 is a cross-sectional photograph (bubble diameter: 80 to 100㎛) of the product obtained by foaming and molding the expandable polystyrene particles according to the present invention.

본 발명은 흑연을 함유하는 발포성 폴리스티렌 입자를 제조하는 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 수성 현탁된 폴리스티렌 입자에 흑연, 발포제 및 C6 - C10 방향족 탄화수소를 투입하여 가열하는 것을 포함하는 발포성 폴리스티렌 입자 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing expandable polystyrene particles containing graphite, and more particularly, expandable polystyrene particles comprising heating by adding graphite, a blowing agent and a C 6 -C 10 aromatic hydrocarbon to the aqueous suspended polystyrene particles. It relates to a manufacturing method.

폴리스티렌 발포체는 일반적으로 발포성 폴리스티렌 입자를 예비 발포하여 예비 발포립을 얻고, 이를 다수의 작은 구멍을 갖는 폐쇄 금형 속에 충진시킨 후, 가압 수증기 등으로 가열 발포시켜 발포립 사이의 공극을 메우는 동시에 발포립을 서로 융착 시킨 후, 이를 냉각하여 금형으로부터 이형 시킴으로써 제조된다.Polystyrene foam is generally pre-expanded foamed polystyrene particles to obtain pre-foamed granules, filled in a closed mold having a plurality of small holes, and then heat-foamed by pressurized steam or the like to fill the voids between the foam granules and at the same time After fusion to each other, it is produced by cooling and releasing from the mold.

이러한 폴리스티렌 발포체는 주로 단열재로 사용되는데, 패널 사이에 끼워 건물의 벽재 등에 사용하므로 저열전도도, 저흡수율, 높은 강도 등의 특성이 요구된다. 특히 단열재의 성능 개선은 동일한 단열 성능을 얻기 위해서, 발포성 폴리스티렌 입자의 사용량을 감소시켜 제조 원가를 감소시키거나, 단열재의 두께를 감소시킴으로써 외벽 슬림화(Slim)가 가능하여 거주 공간을 넓힐 수 있다는 이점이 있기 때문에, 그의 향상에 대한 요구가 계속되어 왔다. Such polystyrene foam is mainly used as a heat insulator, and is interposed between panels to be used for walls of buildings, and so on, such as low thermal conductivity, low water absorption, and high strength are required. In particular, in order to obtain the same thermal insulation performance, the improvement of the insulation material has the advantage of reducing the production cost by reducing the amount of expanded polystyrene particles or slimming the outer wall by reducing the thickness of the insulation material, thereby increasing the living space. As such, the demand for his improvement has continued.

단열재의 성능을 향상시키기 위한 한 방안으로서, 합성수지 발포체의 열전달 메커니즘을 파악하여, 이를 개선하는 방안이 제시되어 왔다. 일반적으로 합성수지 발포체의 열전도도는 이의 전도 메커니즘으로부터 (a) 고체 상의 전도, (b) 기체 상의 전도, (c) 기포 막 사이의 복사 및 (d) 기포 내 가스의 대류로 나눌 수 있다. 고발포체의 경우, 고발포화로 수지가 차지하는 체적은 매우 작으므로 (a)의 고체상(수지)의 전도가 열전도도에 차지하는 비율은 작다. (b)의 기체 상의 전도는 발포체에 분자량이 큰 프레온계 기체를 사용하는 경우에 열전도도를 감소시키는데 유리하지만 점차 발포체로부터 이 기체가 분산되어 공기와 치환되므로 열전도도에 미치는 영향이 경시적으로 저하된다. (d)의 기포 내 가스의 대류는 기포 직경이 4mm 이상인 경우 확인되며 통상적인 수지 발포체에서는 무시할 수 있다. 따라서 열전도도에 영향을 미치는 정도가 가장 높은 것은 (c)의 기포막 사이의 복사가 된다. 복사란 상이한 표면 온도에서 상대하는 2면 사이에 발생하는 열 전달을 의미하고 발포체에서 기포를 구성하는 고체(수지) 표면으로 인해 복사 전열이 감쇄되는 효과가 크다. 따라서 발포체의 기포 직경은 복사열의 차단과 밀접한 관계가 있으며 기포 직경이 작을수록 단위 두께 당 열 흐름 차단 회수가 증가하고 그 결과 열전도도는 낮아진다고 생각된다.As one method for improving the performance of the heat insulating material, a method of identifying and improving the heat transfer mechanism of the resin foam has been proposed. In general, the thermal conductivity of a resin foam can be divided from its conduction mechanism into (a) conduction in solid phase, (b) conduction in gas phase, (c) radiation between bubble membranes, and (d) convection of gas in bubbles. In the case of a high foaming body, the volume occupied by resin by high foaming is very small, and the ratio of conduction of the solid phase (resin) of (a) to thermal conductivity is small. The conduction of the gas phase in (b) is advantageous for reducing the thermal conductivity when using a high molecular weight freon-based gas in the foam, but gradually decreases the effect on the thermal conductivity as the gas is dispersed and replaced with air from the foam. do. Convection of the gas in the bubble of (d) is confirmed when the bubble diameter is 4 mm or more and can be ignored in a conventional resin foam. Therefore, the highest degree of influence on thermal conductivity is radiation between the bubble films of (c). Radiation refers to heat transfer that occurs between two opposing surfaces at different surface temperatures and has a great effect of attenuating radiant heat transfer due to the solid (resin) surface constituting the bubbles in the foam. Therefore, the bubble diameter of the foam is closely related to the blocking of radiant heat, and the smaller the bubble diameter, the more the number of heat flow blocks per unit thickness increases, and consequently, the thermal conductivity is lowered.

추가적으로 발포체의 기포 직경이 클수록 기포 내에 더 많은 수분을 흡수하게 되고, 이는 열전도도를 급격히 증가시키는 원인으로 작용하게 되며, 이것은 상온에서 공기의 열전도도는 약 0.02kcal/mhr℃ 인데 비하여 물은 약 0.5kcal/mhr℃ 인 점으로부터 기인한다. 그 뿐만 아니라 단열재 중의 수분은 심할 경우 단열재와 접촉되어 있는 내장 및 외장재의 표면을 부식시키고, 특히 유기질 단열재의 경우는 단열재 자체도 부식시킬 우려가 있기 때문에 발포체의 기포 직경의 미세화 기술은 단열재 용도에 있어서 매우 중요하다.In addition, the larger the bubble diameter of the foam, the more water is absorbed in the bubble, which causes a rapid increase in thermal conductivity, which is about 0.52 kcal / mhr ° C at room temperature, while water is about 0.5 It originates from the point which is kcal / mhr degreeC. In addition, since the moisture in the heat insulating material is severe, the surface of the interior and exterior materials that are in contact with the heat insulating material may be corroded, and in particular, the organic heat insulating material may corrode the heat insulating material itself. very important.

폴리스티렌 발포체의 열전도도를 개선하기 위한 또 다른 방안으로, 무기 무열 재료를 도입하는 방안이 제시되었다. 유럽 특허 공개 공보 제 620 246호에는 미립자상 무열 재료, 특히 카본 블랙과 흑연을 함유하는 팽창된 폴리스티렌 발포체의 성형물이 기재되어 있다. 미립자상의 무열 재료를 성형물에 혼입시키는 것은 바람직하게는 예비 발포화 된 폴리스티렌 발포립의 표면을 코팅하거나 또는 아직 발포화 되지 않은 폴리스티렌 입자에 매립시킴으로써 수행된다. 그러나 이와 같은 방법은 폴리스티렌 발포체에 흑연을 균일하게 분포시키는 것이 어렵고, 예비 발포화된 발포립의 접착을 대단히 손상시켜, 저품질의 발포체를 유발하며, 성형물의 표면에서 흑연 입자가 벗겨지는 문제를 야기하게 된다.As another way to improve the thermal conductivity of polystyrene foam, a method of introducing an inorganic heatless material has been proposed. EP-A-620 246 describes moldings of expanded polystyrene foams containing particulate heatless materials, in particular carbon black and graphite. The incorporation of the particulate heatless material into the molding is preferably carried out by coating the surface of the prefoamed polystyrene foam granules or by embedding them in polystyrene particles which have not yet been foamed. However, this method makes it difficult to distribute the graphite uniformly in the polystyrene foam, greatly impairs the adhesion of the prefoamed foam granules, causing a low quality foam, and causes the problem of the graphite particles peeling off the surface of the molding. do.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 스티렌 단량체를 흑연입자의 존재하에서 중합하여, 발포성 폴리스티렌 입자에 흑연을 도입하는 시도가 있으나, 이는 기포의 대립화 및 불균일성을 야기하여, 발포체의 흡수율 및 강도와 같은 중요한 물리적 특성이 저하되는 결과를 초래할 수 있게 된다.In order to solve this problem, attempts have been made to polymerize styrene monomers in the presence of graphite particles to introduce graphite into the expandable polystyrene particles, but this leads to bubble alleles and non-uniformities, which lead to important physical properties such as absorption and strength of the foam. This may result in a deterioration.

그러므로 흡수율 또는 강도와 같은 단열재의 특성의 저하가 없으면서, 무기 무열재료를 포함함으로써 낮은 열전도도를 가지는 단열재에 대한 요구가 계속되고 있다. Therefore, there is a continuing demand for a heat insulating material having a low thermal conductivity by including an inorganic heatless material without deteriorating the properties of the heat insulating material such as water absorption or strength.

본 발명의 목적은 흑연 입자를 함유하는 발포성 폴리스티렌 입자의 신규한 제조 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a novel process for producing expandable polystyrene particles containing graphite particles.

본 발명의 다른 목적은 흑연입자가 일부에 도입된 신규한 발포성 폴리스티렌 입자를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide novel expandable polystyrene particles in which graphite particles are introduced in part.

본 발명의 또 다른 목적은 저열전도도, 흡수율 및 강도와 같은 단열 특성이 우수한 흑연입자를 함유하는 발포성 폴리스티렌의 발포에 의해서 얻어지는 신규한 발포체를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a novel foam obtained by foaming of expandable polystyrene containing graphite particles having excellent thermal insulation properties such as low thermal conductivity, water absorption and strength.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은 The present invention for achieving the above object

수성 현탁된 폴리스티렌 입자에 흑연, 발포제 및 C6 - C10 방향족 탄화수소를 투입하여 가열하는 것을 포함하는 흑연 입자를 함유하는 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법으로 이루어진다.It consists of a process for producing expandable polystyrene particles containing graphite particles comprising heating by adding graphite, blowing agent and C 6 -C 10 aromatic hydrocarbons to the aqueous suspended polystyrene particles.

본 발명의 실시에 있어서, 중합된 폴리스티렌 입자는 스티렌; 알킬 스티렌, 일예로 에틸스티렌, 디메틸스티렌 및 파라-메틸스티렌; 알파-알킬스티렌, 일예로 알파-메틸스티렌, 알파-에틸스티렌, 알파-프로필스티렌 및 알파-부틸스티렌; 할로겐화 스티렌, 일예로 클로로스티렌, 및 브로모스티렌; 및 비닐 톨루엔으로 이루어진 스티렌계 단량체의 중합체 및/또는 공중합체이며, 상기 스티렌계 단량체와 공중합 가능한 단량체, 일예로 아크릴로니트릴, 부타디엔, 알킬아크릴레이트, 일예로 메틸아크릴레이트, 알킬메타아크릴레이트, 일예로 메틸메타아크릴레이트, 이소부틸렌, 염화비닐, 이소프렌 및 이들의 혼합물과의 공중합체이다.In the practice of the present invention, the polymerized polystyrene particles are styrene; Alkyl styrenes such as ethyl styrene, dimethyl styrene and para-methyl styrene; Alpha-alkylstyrenes such as alpha-methylstyrene, alpha-ethylstyrene, alpha-propylstyrene and alpha-butylstyrene; Halogenated styrenes such as chlorostyrene, and bromostyrene; And polymers and / or copolymers of styrene monomers composed of vinyl toluene, monomers copolymerizable with the styrene monomers, for example acrylonitrile, butadiene, alkyl acrylates, for example methyl acrylate, alkyl methacrylates, for example Copolymers with methyl methacrylate, isobutylene, vinyl chloride, isoprene and mixtures thereof.

본 발명에 있어서, 수성 현탁된 폴리스티렌 입자는 단량체의 중합이 적어도 80 % 이상 이루어져, 입자의 비중이 1 이상이거나 또는 겔효과가 나타난 입자를 의미한다. 본 발명의 실시에 있어서, 바람직하게는 수성 현탁된 폴리스티렌 입자의 안정성을 위해서, 수성 현탁된 폴리스티렌 입자는 단량체의 중합이 적어도 90 % 이상, 보다 바람직하게 95 %, 가장 바람직하게는 중합이 완료된 입자이다. In the present invention, the aqueous suspended polystyrene particles means particles in which the polymerization of the monomers is made at least 80% or more, and the specific gravity of the particles is 1 or more, or the gel effect is exhibited. In the practice of the present invention, preferably for the stability of the aqueous suspended polystyrene particles, the aqueous suspended polystyrene particles are particles having at least 90% or more, more preferably 95%, and most preferably polymerization of the monomers. .

발명의 일 실시예에 있어서, 중합이 완료된 폴리스티렌 입자를 수성 현탁시켜서 수성 현탁된 폴리스티렌 입자가 얻어진다. 현탁되는 폴리스티렌 입자는 당업계에서 공지된 유화중합법, 괴상 중합법, 분산 중합법 및 현탁 중합법에 의해서 얻어질 수 있다. 바람직하게는, 본원 발명이 단열재에 사용되는 발포성 폴리스티렌 입자를 제공한다는 것을 고려하면, 통상의 발포성 폴리스티렌 입자의 크기를 용이하게 제공하는 현탁중합에 의해서 중합된 폴리스티렌 입자를 수성 현탁시켜 사용하 는 것이 좋다.In one embodiment of the invention, the polymerized polystyrene particles are subjected to aqueous suspension to obtain aqueous suspended polystyrene particles. Suspended polystyrene particles can be obtained by emulsion polymerization, bulk polymerization, dispersion polymerization and suspension polymerization known in the art. Preferably, considering that the present invention provides expandable polystyrene particles for use in thermal insulation, it is preferable to use the aqueous suspension of the polystyrene particles polymerized by suspension polymerization which easily provides the size of conventional expandable polystyrene particles. .

발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 수성 현탁된 폴리스티렌 입자는 현탁 중합에 의해서 얻어진 1 차 폴리스티렌의 재현탁에 의해서 얻어진다. 먼저 순수에 현탁제를 투입 후 스티렌 단량체, 난연제를 투입하고 이후 개시제를 투입함으로써 진행된다. 현탁제의 종류는 제조된 입자의 입도 분포에 커다란 영향을 미치는데, 본 발명에서는 일반적으로 스티렌 발포체의 현탁 중합시 좁은 입도 분포 및 균일한 입자 성장에 효과가 있는 것으로 잘 알려진 바 있는 무기 현탁제인 트리칼슘 포스페이트 계를 사용하였다. 난연제는 일반적으로 많이 사용되는 헥사브로모시클로도데칸을 사용하였다. 개시제는 퍼옥사이드 개시제를 사용할 수 있다. 중합은 벤조일 퍼옥사이드를 개시제로 사용하여 온도를 80 - 90℃ 범위로 6 - 7 시간 유지하며, 이후 잔류 단량체를 충분히 반응시키기 위해 고온에서 분해되는 개시제인 터셔리부틸퍼옥사이드를 사용하여 120 - 130℃의 고온에서 30분 - 2 시간 반응시킨다. 상기 얻어지는 폴리스티렌 현탁물은 배출, 탈수, 및 건조한 후, 재현탁하여 사용할 수 있으며, 얻어지는 폴리스티렌 현탁물을 직접 사용할 수도 있다. In one preferred embodiment of the invention, the aqueous suspended polystyrene particles are obtained by resuspension of primary polystyrene obtained by suspension polymerization. First, a suspension agent is added to pure water, followed by styrene monomer and a flame retardant, followed by an initiator. The type of suspending agent has a great influence on the particle size distribution of the prepared particles. In the present invention, a tree which is an inorganic suspending agent, which is generally known to be effective in narrow particle size distribution and uniform particle growth during suspension polymerization of styrene foam, is used. Calcium phosphate system was used. The flame retardant used hexabromocyclododecane which is generally used. The initiator may use a peroxide initiator. The polymerization was carried out using benzoyl peroxide as an initiator to maintain the temperature in the range of 80-90 ° C. for 6-7 hours, followed by 120-130 using tertiary butylperoxide, an initiator that decomposed at high temperature to sufficiently react the residual monomers. The reaction is carried out for 30 minutes-2 hours at a high temperature of ℃. The obtained polystyrene suspension can be used after being discharged, dehydrated and dried, and then resuspended, or the obtained polystyrene suspension can be used directly.

발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 재현탁하여 사용할 경우, 배출, 탈수 및 건조한 폴리스티렌 입자를 현탁제가 투입된 물에 분산시켜 사용할 수 있다. 사용되는 현탁제는 폴리스티렌 현탁 중합에서 사용되는 통상의 현탁제를 사용할 수 있으며, 트리칼슘 포스페이트 계의 현탁제를 사용하는 것이 바람직하다.In one preferred embodiment of the invention, when used resuspended, the discharged, dehydrated and dried polystyrene particles can be used by dispersing in the water added suspension. The suspending agent used may be a conventional suspending agent used in polystyrene suspending polymerization, and it is preferable to use a tricalcium phosphate suspending agent.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 스티렌 단량체의 현탁 중합에 의해서 수성 현탁된 폴리스티렌 입자가 얻어진다. 이 경우 폴리스티렌 입자는 적어도 80 중량% 의 중합도를 가지는 폴리스티렌 입자로서, 폴리스티렌의 밀도가 1 이상이 되거나 또는 입자의 겔화가 나타난 입자를 의미하는 것이다. 바람직하게는 스티렌이 적어도 80 % 이상 현탁중합된 후에, 흑연, 발포제, C6-C10 방향족 탄화수소가 투입될 수 있으며, 보다 바람직하게는 적어도 99 % 이상 중합된 후, 가장 바람직하게는 중합이 완료된 후 투입하는 것이 가장 바람직하다. 스티렌 단량체의 중합이 이루어지지 않은 상태에서 투입시, 흑연이 입자의 내부에 완전히 침투하여, 발포된 입자의 물리적 성질이 저하되게 된다.In one embodiment of the present invention, aqueous suspended polystyrene particles are obtained by suspension polymerization of styrene monomer. In this case, the polystyrene particles are polystyrene particles having a polymerization degree of at least 80% by weight, and mean polystyrene particles having a density of 1 or more or gelation of the particles. Preferably, after styrene is at least 80% or more suspended polymerized, graphite, blowing agent, C 6 -C 10 aromatic hydrocarbons may be added, more preferably at least 99% or more after polymerization, and most preferably the polymerization is completed. It is most preferable to add after. In the state where the styrene monomer is not polymerized, graphite is completely penetrated into the particles, thereby degrading the physical properties of the foamed particles.

본 발명에 있어서, 열전도도의 감소를 위해 사용되는 흑연은 천연 흑연 또는 합성 흑연을 사용할 수 있으며, 입자 크기는 1 - 50 마이크론이 바람직하며, 2 - 10 마이크론이 특히 바람직하며, 벌크 밀도는 100 - 500 g/l 이며, 비표면적은 5 - 20 m2/g 이다. 본 발명에 있어서, 흑연 입자는 스티렌 중합체를 기준으로 0.05 - 25 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.5 - 10 중량 % 를 사용한다. In the present invention, the graphite used for reducing the thermal conductivity may use natural graphite or synthetic graphite, the particle size is preferably 1-50 microns, particularly preferably 2-10 microns, the bulk density is 100- 500 g / l and specific surface area of 5-20 m 2 / g. In the present invention, the graphite particles are preferably used 0.05 to 25 parts by weight, more preferably 0.5 to 10% by weight based on the styrene polymer.

본 발명에 있어서, 폴리스티렌 입자의 발포를 위해서 사용되는 발포제는 발포성 스티렌 중합체에 사용되는 통상의 발포제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 발포제는 스티렌 중합체를 기준으로 3 - 10 중량 % 로 첨가된다. 적합한 발포제로는 탄소 원자수 4 내지 6 의 지방족 탄화수소를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 펜탄이다. In the present invention, the blowing agent used for the foaming of the polystyrene particles may be a conventional blowing agent used for the expandable styrene polymer, and preferably the blowing agent is added in an amount of 3 to 10% by weight based on the styrene polymer. Suitable blowing agents may use aliphatic hydrocarbons having 4 to 6 carbon atoms, preferably pentane.

본 발명에 있어서, 흑연 입자의 투입 성능의 향상을 위해서 사용되는 C6-C10 방향족 탄화수소는 폴리스티렌 입자를 기준으로 0.1 - 1 중량 % 를 사용하는 것이 바람직하며, 방향족 탄화수소의 양이 적어지면, 흑연의 침투효율이 낮아지고, 방향족 탄화수소의 양이 너무 많을 경우 최종 성형품의 내열성이 저하를 야기할 수 있다. 상기 C6-C10 방향족 탄화수소에는 벤젠, 톨루엔, p-자일렌, o-자일렌, m-자일렌, 에틸벤젠, 프로필벤젠, 이소프로필벤젠 등을 포함하며, 바람직하게는 톨루엔, 에틸 벤젠이다. In the present invention, the C 6 -C 10 aromatic hydrocarbon used for improving the charging performance of the graphite particles is preferably used 0.1 to 1% by weight based on the polystyrene particles, when the amount of the aromatic hydrocarbon is less, the graphite The permeation efficiency of is lowered, and if the amount of aromatic hydrocarbon is too large, the heat resistance of the final molded product may be lowered. The C 6 -C 10 aromatic hydrocarbon includes benzene, toluene, p-xylene, o-xylene, m-xylene, ethylbenzene, propylbenzene, isopropylbenzene, and the like, preferably toluene, ethyl benzene .

본 발명에 있어서, 수성 현탁된 폴리스티렌 입자와 투입되는 흑연, 발포제 및 C6-C10 방향족 탄화수소는 폴리스티렌 입자가 연화될 수 있도록 폴리스티렌 입자의 유리전이온도 Tg 이상으로 가열하는 것이 바람직하다. 흑연의 침투성을 높이기 위해서, 현탁된 폴리스티렌 입자의 유리전이온도 보다 10 ℃ 이상의 고온에서 가열하는 것이 바람직하다. 발명의 일 실시예에 있어서, 가열 시간은 폴리스티렌 입자에 적절하게 흑연의 침투가 이루어지도록 조절될 수 있으며, 3 시간 이상 가열하는 것이 바람직하다. 장시간 가열 하거나, 지나치게 고온에서 가열할 경우, 미반응 단량체의 소진에 의해서 발포성 저하를 유발할 수 있게 된다. 발명의 일 실시예에 있어서, 폴리스티렌 호모폴리머의 경우, 110 - 130 ℃ 의 온도로 3 - 7 시간 정도 가열할 경우, 적절한 흑연 도입 효과를 얻을 수 있게 된다.In the present invention, it is preferable that the aqueous suspended polystyrene particles and the graphite, blowing agent and C 6 -C 10 aromatic hydrocarbons introduced are heated above the glass transition temperature Tg of the polystyrene particles so that the polystyrene particles can be softened. In order to improve the permeability of graphite, it is preferable to heat at a high temperature of 10 ° C. or higher than the glass transition temperature of the suspended polystyrene particles. In one embodiment of the invention, the heating time can be adjusted so that the graphite is properly penetrated into the polystyrene particles, it is preferable to heat more than 3 hours. When heated for a long time or heated at an excessively high temperature, it is possible to cause the foaming decrease by exhaustion of the unreacted monomer. In one embodiment of the invention, in the case of the polystyrene homopolymer, when heated to a temperature of 110-130 ℃ for about 3-7 hours it is possible to obtain an appropriate graphite introduction effect.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 언급된 흑연, 발포제, 및 C6-C10 방향족 탄화수소 외에 상기 가열 온도에서 용융될 수 있는 융점을 가지는 난연제가 도입될 수 있다. 가열 온도보다 융점이 높을 경우, 난연제가 가열 온도에서 녹지 않은 상 태로 진행되어 공정의 불안정성이 증가할 수 있다. 본 발명에 바람직한 일 실시예에 있어서, 폴리스티렌 호모폴리머를 110 - 130 ℃ 로 가열할 경우, 가열 온도에서 녹을 수 있는 융점을 가지는 난연제로는 테트라브로모 시클로옥탄, 테트라브로모 비닐시클로헥산, 2,2'-(4-알릴옥시-3,5-디브로모페닐)프로판, 트리브로모페닐 알릴 에테르를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 테트라브로모 시클로옥탄이며, 상기 난연제의 융점은 105 ℃ 이다. In the practice of the present invention, in addition to the above-mentioned graphite, blowing agent, and C 6 -C 10 aromatic hydrocarbon, a flame retardant having a melting point that can be melted at the heating temperature can be introduced. If the melting point is higher than the heating temperature, the flame retardant may proceed unmelted at the heating temperature, thereby increasing process instability. In one preferred embodiment of the present invention, when the polystyrene homopolymer is heated to 110-130 ℃, the flame retardant having a melting point that can be melted at the heating temperature is tetrabromo cyclooctane, tetrabromo vinylcyclohexane, 2, 2 '-(4-allyloxy-3,5-dibromophenyl) propane and tribromophenyl allyl ether may be used, preferably tetrabromo cyclooctane, and the melting point of the flame retardant is 105 ° C.

본 발명의 실시에 있어서, 사용되는 난연제는 최종 제품에 흑연의 침투 효율을 높여주기 위해서 사용될 수 있으며, 또한 난연성 강화의 효과를 나타내게 된다. 상기 투입되는 난연제의 양은 폴리스티렌 입자를 기준으로 0.1 - 2.0 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 투입되는 양이 적을 경우에는 흑연의 투입 효율이 낮아지게 되며, 상기 범위 이상의 난연제가 투입될 경우에는 최종 제품의 내열성이 낮아지는 문제가 발생하게 된다. In the practice of the present invention, the flame retardant used may be used to increase the penetration efficiency of graphite in the final product, and also exhibit the effect of strengthening the flame retardancy. The amount of the flame retardant to be added is preferably used 0.1 to 2.0% by weight based on the polystyrene particles. When the amount added is low, the efficiency of graphite is lowered, and when the flame retardant is added in the above range, there is a problem that the heat resistance of the final product is lowered.

본 발명에 있어서, 흑연입자가 도입된 신규한 발포성 폴리스티렌 입자는 수성 현탁된 폴리스티렌 입자에 흑연, 발포제 및 C6 - C10 방향족 탄화수소를 투입하여 가열함으로서 얻어진다. 본 발명에 의해서 얻어지는 발포성 폴리스티렌 입자는 반응이 완료되거나 또는 적어도 80 중량 % 이상의 단량체가 중합된 후에 투입되기 때문에, 흑연이 발포성 폴리스티렌 입자 내부에 균일하기 분포하지 않고, 표면층을 이루면서 표면에 가까운 부분에 대부분 존재하게 된다. 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 흑연은 발포성 폴리스티렌 입자의 표면에 도입 또는 침투되어 균 일하게 존재한다. In the present invention, novel expandable polystyrene particles into which graphite particles are introduced are obtained by heating graphite, a blowing agent, and a C 6 -C 10 aromatic hydrocarbon into aqueous suspended polystyrene particles. Since the expandable polystyrene particles obtained by the present invention are added after the reaction is completed or at least 80% by weight or more of the monomers are polymerized, the graphite is not uniformly distributed inside the expandable polystyrene particles, and is mostly in the portion close to the surface while forming a surface layer. It will exist. In a preferred embodiment of the invention, the graphite is uniformly present by introducing or penetrating the surface of the expandable polystyrene particles.

본 발명에 있어서, 저열전도도, 흡수율, 및 강도와 같은 단열 특성이 우수한 흑연입자를 함유하는 발포성 폴리스티렌의 발포체는 수성 현탁된 폴리스티렌 입자에 흑연, 발포제 및 C6-C10 방향족 탄화수소를 투입하여 가열하여 얻어진 발포성 폴리스티렌 입자를 발포함으로서 얻어진다. 발포 조건은 발포성 폴리스티렌의 발포에 사용되는 통상의 조건을 사용할 수 있으며, 특별한 제한은 없다. 발포된 흑연을 함유한 발포체는 당업자에 의해서 기포의 직경이 70 - 200 마이크론이 되도록 발포될 수 있으며, 열전도도를 비롯하여, 흡수율 및 강도와 같은 특성이 우수하다는 장점을 가진다. 도 2 에서는 본 발명에 의해서 얻어지는 흑연함유 발포성 폴리스티렌을 발포하여 얻은 단면을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 사진이다. In the present invention, the foamed polystyrene foam containing graphite particles having excellent thermal insulation properties such as low thermal conductivity, water absorption, and strength is heated by injecting graphite, a blowing agent, and a C 6 -C 10 aromatic hydrocarbon into the aqueous suspended polystyrene particles. The expandable polystyrene particles obtained by the above step are obtained by foaming. The foaming conditions may use the conventional conditions used for the foaming of the expandable polystyrene, there is no particular limitation. Foams containing foamed graphite can be foamed by those skilled in the art to have a diameter of 70-200 microns, and have the advantage of excellent properties such as absorption and strength, including thermal conductivity. In FIG. 2, the cross section obtained by foaming the graphite-containing expandable polystyrene obtained by the present invention is a photograph taken by a scanning electron microscope (SEM).

참고적으로 발포성 폴리스티렌 입자는 비중이 1.04이고 발포를 위해서 발포제가 고르게 함유된다. 입경은 직경이 약 0.5 - 1.2 mm 이며, 구형상 입자이다. 고온의 스팀에 의한 물리적인 발포을 통하여 예비 발포립 단계를 거쳐 최종품인 폴리스티렌 발포체를 완성하는데, 이의 단면 형상은 예비 발포립들의 경계면이 벌집 모양을 이루고, 각각의 발포립 내부는 무수히 많은 기포로 구성된다. 본 발명에 있어서, 발포성 폴리스티렌 입자 내부까지 흑연이 투입될 경우, 발포제가 폴리스티렌 입자 내부에 고르게 분포하지 못하고 흑연 입자 주위로 집중되어 최종품인 폴리스티렌 발포체의 기포가 커지고 불균일을 초래하므로, 물성 저하를 초래하지 않는 범위 내에서 흑연을 폴리스티렌 입자의 표면층에 존재시켜 기포 직경은 영향을 주지 않으면서 열전도도 개선을 이루게 된다. For reference, the expandable polystyrene particles have a specific gravity of 1.04 and evenly contain a blowing agent for foaming. The particle diameter is about 0.5-1.2 mm in diameter and is spherical particles. The polystyrene foam, which is the final product, is completed through physical foaming by high temperature steam, and its cross-sectional shape has a honeycomb-shaped interface between the preliminary foams, and each foam is composed of numerous bubbles. do. In the present invention, when graphite is introduced into the expandable polystyrene particles, the foaming agent is not evenly distributed within the polystyrene particles and is concentrated around the graphite particles, resulting in large bubbles and non-uniformity of the final polystyrene foam, resulting in a decrease in physical properties. Graphite is present in the surface layer of the polystyrene particles within a range that does not affect the thermal conductivity without affecting the bubble diameter.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the Examples.

<실시예 1><Example 1>

폴리스티렌 제조Polystyrene manufacturing

순수, 스티렌 단량체, 현탁제, 난연제를 100 kg 기준으로 하기와 같이 상온에서 반응기에 사입하고, 중합 온도인 88℃로 승온 중(60℃ 인근)에 개시제를 투입하였다.Pure water, styrene monomer, suspending agent, and flame retardant were injected into the reactor at room temperature as follows based on 100 kg, and the initiator was added to the polymerization temperature at 88 ° C (near 60 ° C).

88℃ 중합 온도를 유지하면서 6시간 반응시키고, 미반응 스티렌 단량체를 제거하기 위해 125℃에서 1시간 동안 반응 후 냉각시킨 다음, 배출, 탈수, 건조하여, 폴리스티렌 입자를 수득하였다. 얻어진 폴리스티렌 입자의 크기는 0.5 - 1.2 mm 범위였다.The mixture was reacted for 6 hours while maintaining the polymerization temperature at 88 ° C, cooled after reaction for 1 hour at 125 ° C to remove unreacted styrene monomer, and then discharged, dehydrated, and dried to obtain polystyrene particles. The size of the obtained polystyrene particles was in the range of 0.5-1.2 mm.

(폴리스티렌 입자의 중합처방)(Polymerization of Polystyrene Particles)

스티렌 단량체 49.59 중량%Styrene monomer 49.59 wt%

순수 49.59 중량%Pure 49.59 wt%

현탁제(트리칼슘 포스페이트, 주식회사 두본;DET-10) 0.25 중량%0.25 wt% of suspending agent (tricalcium phosphate, Dubon Co .; DET-10)

난연제(헥사브로모시클로도데칸, GLC;CD75PTM) 0.37 중량%0.37 wt% flame retardant (hexabromocyclododecane, GLC; CD75P TM )

개시제[벤조일 퍼옥사이드(한솔케미칼;PEROX-B75):Initiator [Benzoyl Peroxide (Hansol Chemical; PEROX-B75):

터셔리부틸퍼옥사이드(세기아토피나;Luperox P)=3:1] 0.20 중량%Tertiary butyl peroxide (Century Atopina; Luperox P) = 3: 1] 0.20 wt%

얻어진 스티렌 중합체를 하기와 같이 별도의 반응기에 순수, 현탁제, 폴리스티렌 입자, 흑연, 용제를 100 kg 기준으로 순차적으로 상온에서 투입하고, 120℃ 승온 완료 후 발포제를 투입하고 5 시간을 유지하였다.Pure water, suspending agent, polystyrene particles, graphite, and solvent were sequentially added to the obtained styrene polymer in a separate reactor as follows based on 100 kg, and after the completion of the temperature increase of 120 ° C., a blowing agent was added and maintained for 5 hours.

(흑연 투입 공정 처방)(Graphite injection process prescription)

순수 47.62 중량%Pure 47.62 wt%

폴리스티렌 입자 47.62 중량%47.62 wt% polystyrene particles

현탁제(트리칼슘 포스페이트, 주식회사 두본;DET-10) 0.24 중량%0.24 wt% of suspending agent (tricalcium phosphate, Dubon Co .; DET-10)

흑연(천연흑연;평균입자 5㎛, 한국코마산업;HCN-905) 0.48 중량%Graphite (natural graphite; average particle 5㎛, Korea Coma Industry; HCN-905) 0.48 wt%

용제(톨루엔, ㈜엠케미칼) 0.24 중량%Solvent (Toluene, M Chemical Co., Ltd.) 0.24 wt%

발포제(펜탄, SK) 3.80 중량%Foaming agent (pentane, SK) 3.80 wt%

이렇게 얻어진 흑연 투입품은 탈수, 건조 후 블랜딩제를 코팅하여 물성 평가를 진행하였고, 표1에 나타내었다.The graphite input product thus obtained was subjected to the physical property evaluation by coating the blending agent after dehydration and drying, and are shown in Table 1.

실시예 2Example 2

상기 <실시예 1>과 같이 동일한 스티렌 중합체를 이용하여, 동일한 방식으로 중합이 완료된 폴리스티렌 입자 내에 흑연을 투입하되, 적정 용제로 톨루엔을 대신하여 에틸벤젠(SK)을 투입한 것으로서, 얻어진 흑연 투입품을 발포, 성형한 제품의 물성은 표1에 나타내었다. Using the same styrene polymer as in <Example 1>, graphite was introduced into the polystyrene particles in which polymerization was completed in the same manner, but ethyl benzene (SK) was added instead of toluene as a suitable solvent. The physical properties of the foamed and molded products are shown in Table 1.

실시예 3Example 3

상기 <실시예 1>과 동일한 폴리스티렌을 사용하며, 또 흑연 투입 공정은 동일하고, 중합이 완료된 폴리스티렌 입자 내에 흑연을 투입하되, 난연제 몇 중량 % 를 추가 투입하였다. 상기 난연제의 융점은 105℃이다. The same polystyrene as in <Example 1> was used, and the graphite addition process was the same. Graphite was added to the polystyrene particles in which polymerization was completed, but a few weight% of a flame retardant was added. The melting point of the flame retardant is 105 ° C.

얻어진 흑연 투입품을 발포, 성형한 제품의 물성은 표1에 나타내었다.The physical properties of the product obtained by foaming and molding the obtained graphite input product are shown in Table 1.

(흑연 투입 공정 처방)(Graphite injection process prescription)

순수 47.39 중량%Pure 47.39 wt%

폴리스티렌 입자 47.39 중량%47.39 wt% polystyrene particles

현탁제(트리칼슘 포스페이트, 주식회사 두본;DET-10) 0.24 중량%0.24 wt% of suspending agent (tricalcium phosphate, Dubon Co .; DET-10)

흑연(천연흑연;평균입자 5㎛, 한국코마산업;HCN-905) 0.47 중량%Graphite (natural graphite; average particle 5㎛, Korea Coma Industry; HCN-905) 0.47 wt%

용제(톨루엔, ㈜엠케미칼) 0.24 중량%Solvent (Toluene, M Chemical Co., Ltd.) 0.24 wt%

발포제(펜탄, SK) 3.80 중량%Foaming agent (pentane, SK) 3.80 wt%

난연제(테트라브로모시클로옥탄, Albemarle;Saytex BC-48) 0.47 중량%Flame retardant (tetrabromocyclooctane, Albemarle; Saytex BC-48) 0.47 wt%

비교예 1Comparative Example 1

발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법은 기존의 스티렌계 현탁 중합과 동일하게 순수와 스티렌 단량체, 현탁제, 난연제를 상온에서 반응기에 사입하고, 중합 온도인 88℃로 승온 중(60℃ 인근)에 개시제를 투입하였다.In the manufacturing method of the expandable polystyrene particles, pure water, styrene monomer, suspending agent and flame retardant are introduced into the reactor at room temperature, and the initiator is added to the polymerization temperature at 88 ° C. (near 60 ° C.) as in the conventional styrene suspension polymerization. It was.

88℃ 중합 온도를 유지하면서 6시간 반응시키고, 발포제의 투입 후 미반응 스티렌 단량체의 제거와 발포성을 부여하기 위해 125℃에서 4시간 동안 반응 후 냉각시킨 다음, 배출, 탈수, 건조 후 블랜딩제를 코팅하였다.After the reaction was conducted for 6 hours while maintaining the polymerization temperature at 88 ° C, the reaction was cooled after cooling at 125 ° C for 4 hours in order to remove unreacted styrene monomer and give foamability after adding the blowing agent, and then coated with a blending agent after discharge, dehydration and drying. It was.

얻어진 발포성 폴리스티렌 입자를 발포, 성형한 제품의 물성은 표1에 나타내었다.The physical properties of the product obtained by foaming and molding the obtained expandable polystyrene particles are shown in Table 1.

(발포성 폴리스티렌 입자의 제조 처방)(Preparation of Preparation of Foamable Polystyrene Particles)

스티렌 단량체 47.70 중량%Styrene Monomer 47.70 wt%

순수 47.70 중량%Pure 47.70 wt%

현탁제(트리칼슘 포스페이트, 주식회사 두본;DET-10) 0.24 중량%0.24 wt% of suspending agent (tricalcium phosphate, Dubon Co .; DET-10)

난연제(헥사브로모시클로도데칸, GLC;CD75PTM) 0.36 중량%0.36 wt% flame retardant (hexabromocyclododecane, GLC; CD75P TM )

개시제[벤조일 퍼옥사이드(한솔케미칼;PEROX-B75):Initiator [Benzoyl Peroxide (Hansol Chemical; PEROX-B75):

터셔리부틸퍼옥사이드(세기아토피나;Luperox P) = 3 : 1] 0.19 중량%Tertiary butyl peroxide (Century Atopina; Luperox P) = 3: 1] 0.19 wt%

발포제(펜탄, SK) 3.81 중량%Foaming agent (pentane, SK) 3.81 wt%

비교예 2Comparative Example 2

본 <비교예 2>은 일반적인 발포성 폴리스티렌 입자를 발포하여 발포립에 분자량이 400인 폴리에틸렌글리콜과 같은 전착제를 입힌 후 흑연을 코팅하여 열전도도 효과와 물성을 관찰하였다. In Comparative Example 2, ordinary foamable polystyrene particles were foamed to apply an electrodeposition agent such as polyethylene glycol having a molecular weight of 400 to the foam granules, and then graphite was coated to observe thermal conductivity effects and physical properties.

발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법은 상기 <비교예 2>와 동일하고, 이렇게 얻어진 발포성 폴리스티렌 입자는 발포하여 발포립 중량 대비 10%의 폴리에틸렌글리콜(한국폴리올;PEG-400)을 혼입, 도포하고, 이어서 5%의 흑연(천연흑연;평균입자 5㎛, 한국코마산업;HCN-905)을 코팅시킨 후 성형하여 물성을 평가하였다.The manufacturing method of the expandable polystyrene particles is the same as in <Comparative Example 2>, and the expandable polystyrene particles thus obtained are foamed to incorporate and apply 10% polyethylene glycol (Korea Polyol; PEG-400) to the weight of the foam granules, followed by 5 % Of graphite (natural graphite; average particle 5㎛, Korea Coma Industry; HCN-905) was coated and molded to evaluate the physical properties.

얻어진 흑연 코팅품을 성형한 제품의 물성은 표1에 나타내었다.The physical properties of the molded product of the obtained graphite coated article are shown in Table 1.

비교예 3Comparative Example 3

본 <비교예 3>은 중합시 흑연을 투입하여 최종 성형품의 물성을 관찰하기 위한 것으로서, 발포성 폴리스티렌 입자의 중합 공정은 현탁액의 안정화도를 높이기 위해 일정량의 폴리스티렌 입자를 스티렌 단량체에 용해한 후 중합을 진행한다는 것을 제외하고는 동일하다.[Comparative Example 3] is to observe the physical properties of the final molded article by adding graphite during the polymerization, the polymerization process of the expandable polystyrene particles is dissolved in a certain amount of polystyrene particles in the styrene monomer in order to increase the stability of the suspension proceeds the polymerization The same is true except that

먼저 순수와 폴리스티렌 용액, 현탁제, 난연제, 흑연을 상온에서 반응기에 순차적으로 투입하고, 중합 온도인 88℃로 승온 중(60℃ 인근)에 개시제를 투입하였다.First, pure water, a polystyrene solution, a suspending agent, a flame retardant, and graphite were sequentially added to a reactor at room temperature, and an initiator was added to a polymerization temperature of 88 ° C. (near 60 ° C.).

88℃ 중합 온도를 유지하면서 6시간 반응시키고, 미반응 스티렌 단량체를 제거하고 발포성을 부여하기 위해 125℃에서 4시간 동안 반응 후 냉각시킨 다음, 배출, 탈수, 건조 후 블랜딩제를 코팅하였다.The mixture was reacted for 6 hours while maintaining the polymerization temperature at 88 ° C, cooled after reaction for 4 hours at 125 ° C to remove unreacted styrene monomer and giving foamability, and then coated with a blending agent after discharge, dehydration and drying.

이렇게 얻어진 중합시 흑연을 투입한 발포성 폴리스티렌 입자를 발포, 성형한 제품의 물성은 표1에 나타내었다.The physical properties of the product obtained by foaming and molding the expandable polystyrene particles into which graphite was added during polymerization thus obtained are shown in Table 1.

(중합시 흑연을 투입한 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 처방)(Preparation of Preparation of Expandable Polystyrene Particles Filled with Graphite During Polymerization)

순수 47.25 중량%Pure 47.25 wt%

스티렌 단량체 42.52 중량%Styrene monomer 42.52 wt%

폴리스티렌 입자 4.72 중량%4.72% by weight polystyrene particles

현탁제(Polyvinyl Alcohol, KURARAY;PVA-217) 0.24 중량%0.24% by weight of suspending agent (Polyvinyl Alcohol, KURARAY; PVA-217)

난연제(헥사브로모시클로도데칸, GLC;CD75PTM) 0.35 중량%0.35% by weight of flame retardant (hexabromocyclododecane, GLC; CD75P TM )

흑연(천연흑연;평균입자 5㎛, 한국코마산업;HCN-905) 0.95 중량%Graphite (natural graphite; average particle 5㎛, Korea Coma Industry; HCN-905) 0.95 wt%

개시제[벤조일 퍼옥사이드(한솔케미칼;PEROX-B75):Initiator [Benzoyl Peroxide (Hansol Chemical; PEROX-B75):

터셔리부틸퍼옥사이드(세기아토피나;Luperox P) = 3 : 1] 0.19 중량%Tertiary butyl peroxide (Century Atopina; Luperox P) = 3: 1] 0.19 wt%

발포제(펜탄, SK) 3.78 중량%Foaming agent (pentane, SK) 3.78 wt%

실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 밀도(g/㎤)Density (g / cm 3) 0.0200.020 0.0200.020 0.0210.021 0.0200.020 0.0210.021 0.0210.021 열전도도(kcal/mhr℃)Thermal conductivity (kcal / mhr ℃) 0.02760.0276 0.02750.0275 0.02660.0266 0.03240.0324 0.03120.0312 0.02680.0268 기포직경(㎛)Bubble diameter (㎛) 80-10080-100 80-10080-100 80-10080-100 80-10080-100 80-10080-100 300-500300-500 흡수율(g/100㎠)Absorption rate (g / 100㎠) 0.470.47 0.520.52 0.480.48 0.420.42 3.023.02 2.672.67 압축강도(kgf/㎠)Compressive strength (kgf / ㎠) 1.2051.205 1.1831.183 1.2021.202 1.2131.213 0.7240.724 0.3890.389 자소성(sec)Self-firing (sec) 1.01.0 1.11.1 0.70.7 1.31.3 1.11.1 0.90.9

상기 물성표 표 1에 있어서, 물성 평가는 구체적으로 다음과 같이 수행하였다.In Table 1, the physical property evaluation was specifically performed as follows.

1. 밀도 : 성형품의 질량(g) / 성형품의 부피(m3)1. Density: Mass of the molded article (g) / Volume of the molded article (m 3 )

2. 열전도도 : 한국산업규격 KS L 9016에 규정된 보온재의 열전도도 측정 방법의 종류 중에 평판 열류계법으로 측정한 수치임(kcal/mhr℃)2. Thermal conductivity: The value measured by the plate heat flow meter method among the thermal conductivity measurement methods of the thermal insulation material specified in KS L 9016 (Kcal / mhr ℃).

3. 기포 직경 : 기포 벽과 벽 사이의 평균 직경(㎛; 현미경으로 측정)3. Bubble diameter: Average diameter between bubble wall and wall (μm; measured under microscope)

4. 흡수율 : 한국공업규격 KS M 3808에 규정된 발포 폴리스티렌 보온재의 흡수량 측정 방법에 준하여 흡수된 물의 양을 표면적으로 나눈 수치임(g/100cm2)4. Absorption rate: It is the numerical value divided by the surface area of water absorbed according to the absorption method of expanded polystyrene insulation according to KS M 3808. (g / 100cm 2 )

5. 압축강도 : 한국공업규격 KS M 3808에 규정된 발포 폴리스티렌 보온재의 압축강도 측정 방법에 준함(kgf/cm2)5. Compressive strength: According to the method of measuring the compressive strength of expanded polystyrene insulation specified in Korean Industrial Standard KS M 3808 (kg f / cm 2 )

6. 자소성 : 한국공업규격 KS M 3808에 규정된 발포 폴리스티렌 보온재의 연 소성 시험 방법에 준함(sec)6. Self-firing: According to the soft plastic test method of expanded polystyrene insulation specified in Korean Industrial Standard KS M 3808 (sec)

상기 표 1의 결과로부터, 발포성 폴리스티렌 입자에 흑연의 도입은 발포립에 코팅시만 제외하고는 열전도도 개선 효과가 두드러짐을 확인할 수 있었고, 중합시 흑연을 투입한 경우는 기포 대립화로 인한 열전도도 개선 효과는 있으나 흡수율, 강도가 저하됨이 관찰되었다. From the results of Table 1, the introduction of graphite in the expandable polystyrene particles can be confirmed that the effect of improving the thermal conductivity except the coating on the foam granules, and when the graphite is added during polymerization, the thermal conductivity due to the bubble alleles improved Although there was an effect, it was observed that the water absorption and the strength decreased.

중합이 완료된 폴리스티렌 입자 내에 흑연을 효율적으로 투입하기 위해 고온 운전 및 적정 용제를 선정하고 투입한 경우, 기존 폴리스티렌 발포체의 기포 직경 및 흡수율, 강도를 유지하면서 열전도도 개선 효과가 있었으며, 특히 <실시예 3>에서는 테트라브로모시클로옥탄을 폴리스티렌 입자에 도입하여 입자 내 흑연 투입 효율을 증대시키고, 자소성 향상에도 효과가 있음이 확인되었다.When the high temperature operation and the proper solvent were selected and added in order to efficiently inject graphite into the polystyrene particles, the thermal conductivity was improved while maintaining the bubble diameter, absorption rate, and strength of the existing polystyrene foam, and in particular, <Example 3 In the present invention, it was confirmed that tetrabromocyclooctane was introduced into the polystyrene particles to increase the graphite-injection efficiency in the particles and to improve self-plasticity.

본 발명이 상기 실시예에 있어서, 상세하게 설명되었다 할지라도, 상기 실시예는 본 발명의 범위를 한정하기 위해서 기술된 것이 아니며, 단지 예시적인 목적으로 기술된 것이다.Although the present invention has been described in detail in the above embodiments, the above embodiments are not described to limit the scope of the present invention, but are described for illustrative purposes only.

당업자는 본원 발명의 범위와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 발명의 변형이 가능하다는 것을 인식할 것이다. Those skilled in the art will recognize that modifications of the invention are possible without departing from the scope and spirit of the invention.

본 발명에 의해서, 흑연을 함유하는 폴리스티렌 입자의 신규한 제조 방법이 제공되었으며, 흑연을 입자의 일부에 함유하는 발포성 폴리스티렌 입자가 또한 제공되었다. 이러한 폴리스티렌 입자를 발포함으로써, 기존 폴리스티렌 발포체의 기포 직경을 고수하여 흡수율, 강도 등의 물성은 유지하면서 열전도도를 획기적으로 낮추어 단열 특성이 우수한 발포체를 제조하게 되었다.

According to the present invention, a novel method for producing polystyrene particles containing graphite has been provided, and expandable polystyrene particles containing graphite in a part of the particles have also been provided. By foaming the polystyrene particles, it is possible to adhere to the bubble diameter of the existing polystyrene foam to significantly lower the thermal conductivity while maintaining the physical properties such as absorption rate, strength, thereby producing a foam having excellent thermal insulation properties.

Claims (14)

수성 현탁된 폴리스티렌 입자에 흑연, 발포제 및 C6 - C10 방향족 탄화수소를 투입하여 폴리스티렌 입자의 Tg 보다 고온에서 가열하는 것을 포함하는 흑연 입자를 함유하는 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법.A process for producing expandable polystyrene particles containing graphite particles, comprising heating graphite at higher temperature than the Tg of the polystyrene particles by adding graphite, a blowing agent, and a C 6 -C 10 aromatic hydrocarbon to the aqueous suspended polystyrene particles. 제 1 항에 있어서, 폴리스티렌 입자는 스티렌, 에틸스티렌, 디메틸스티렌, 파라-메틸스티렌, 알파-메틸스티렌, 알파-에틸스티렌, 알파-프로필스티렌, 알파-부틸스티렌, 클로로스티렌, 브로모스티렌 및 비닐 톨루엔의 단량체의 중합체 또는 공중합체, 단량체와 아크릴로니트릴, 부타디엔, 메틸아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, 이소부틸렌, 염화비닐, 이소포렌 및 이들의 혼합물과의 공중합체인 방법.The method of claim 1 wherein the polystyrene particles are styrene, ethylstyrene, dimethylstyrene, para-methylstyrene, alpha-methylstyrene, alpha-ethylstyrene, alpha-propylstyrene, alpha-butylstyrene, chlorostyrene, bromostyrene and vinyl. A polymer or copolymer of monomers of toluene, a copolymer of monomers with acrylonitrile, butadiene, methylacrylate, methylmethacrylate, isobutylene, vinyl chloride, isophorene and mixtures thereof. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 110 - 130 ℃ 의 온도로 3 - 7 시간 가열하는 방법.The method according to claim 1, which is heated to a temperature of 110 to 130 ° C. for 3 to 7 hours. 제 1 항에 있어서, 상기 수성 현탁된 폴리스티렌 입자는 폴리스티렌 입자의 현탁 또는 스티렌 단량체의 현탁 중합에 의해서 이루어지는 방법.The method of claim 1, wherein the aqueous suspended polystyrene particles are made by suspension of polystyrene particles or suspension polymerization of styrene monomers. 제 1 항에 있어서, 상기 수성 현탁된 폴리스티렌 입자는 적어도 80 % 이상 중합된 폴리스티렌 입자인 방법.The method of claim 1, wherein the aqueous suspended polystyrene particles are at least 80% polymerized polystyrene particles. 제 1 항에 있어서, 상기 흑연 입자의 크기는 1 - 50 마이크론인 방법.The method of claim 1 wherein the graphite particles are 1-50 microns in size. 제 1 항에 있어서, 상기 흑연은 폴리스티렌 입자를 기준으로 0.05 - 25 중량% 인 방법.The method of claim 1 wherein the graphite is 0.05-25% by weight based on the polystyrene particles. 제 1 항에 있어서, 상기 C6-C10 방향족 탄화수소는 톨루엔, 에틸벤젠 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 방법.The method of claim 1, wherein the C 6 -C 10 aromatic hydrocarbon is selected from the group consisting of toluene, ethylbenzene, and mixtures thereof. 제 1 항에 있어서, 상기 방향족 탄화수소는 폴리스티렌 입자를 기준으로 0.1 - 1 중량 % 를 사용하는 방법.The method of claim 1, wherein the aromatic hydrocarbon uses 0.1-1 wt% based on the polystyrene particles. 제 1 항에 있어서, 가열온도에서 용해되는 난연제를 폴리스티렌 입자를 기준으로 0.1 - 2 중량 % 더 투입하는 것을 포함하는 방법. The method according to claim 1, further comprising adding 0.1 to 2% by weight of a flame retardant dissolved at a heating temperature based on the polystyrene particles. 제 1 항에 있어서, 상기 난연제는 융점이 120 C 이하이며, 테트라브로모시클로옥탄, 테트라브로모 비닐시클로헥산, 2,2'-(4-알릴옥시-3,5-디브로모페닐)프로 판, 트리브로모페닐 알릴 에테르로 이루어진 그룹에서 선택되는 방법.The flame retardant according to claim 1, wherein the flame retardant has a melting point of 120 C or less, tetrabromocyclooctane, tetrabromo vinylcyclohexane, 2,2 '-(4-allyloxy-3,5-dibromophenyl) prop Plate, tribromophenyl allyl ether. 삭제delete 삭제delete
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