KR100953871B1 - Method on Silicon Compound Recovery from Silicon Waste - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실리콘 폐기물로부터 저분자 실리콘 화합물의 회수 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 광유를 사용하여 실리콘 폐기물을 처리하여 D3 내지 D7까지의 저분자 실리콘 화합물을 회수하여, 회수율을 높임과 동시에, 실리콘 폐기물에 포함되어 있던 충전물까지 동시에 회수할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for recovering a low molecular weight silicone compound from a silicon waste, and more particularly, to treat a silicon waste using mineral oil to recover a low molecular weight silicone compound from D3 to D7, thereby increasing the recovery rate and simultaneously included in the silicon waste. The present invention relates to a method capable of simultaneously recovering a filling.
본 발명의 실리콘 화합물 회수 방법을 실시하면, 실리콘 폐기물로부터의 실리콘 화합물의 회수 효율을 극대화시킬 수 있으며, 아울러 실리콘 폐기물 속에 포함되어 있던 충전물까지 회수할 수 있게 된다.By carrying out the method of recovering the silicon compound of the present invention, the recovery efficiency of the silicon compound from the silicon waste can be maximized, and the filler contained in the silicon waste can be recovered.
실리콘 폐기물, 광유, 저분자 실리콘 화합물, 실리콘 모노머, 회수, 충전물 Silicon Waste, Mineral Oil, Low Molecular Silicon Compound, Silicon Monomer, Recovery, Filling
Description
본 발명은 실리콘 폐기물로부터 저분자 실리콘 화합물의 회수 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 광유를 사용하여 실리콘 폐기물을 처리하여 D3 내지 D7까지의 저분자 실리콘 화합물을 회수하여, 회수율을 높임과 동시에, 실리콘 폐기물에 포함되어 있던 충전물까지 동시에 회수할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for recovering a low molecular weight silicone compound from a silicon waste, and more particularly, to treat a silicon waste using mineral oil to recover a low molecular weight silicone compound from D3 to D7, thereby increasing the recovery rate and simultaneously included in the silicon waste. The present invention relates to a method capable of simultaneously recovering a filling.
소비자가 사용 후 폐기되는 고분자물질들의 처리문제가 범세계적인 환경문제가 되고 있다. 주요 해법은 이들 고분자 폐기물을 모노머로 해중합 하여 재사용하는 것이다. 폐 유기실리콘 화합물들도 예외는 아니어서 재생하여 활용하는 것이 환경오염을 방지하는 방법이다. 따라서 이 목적을 위하여 본 발명은 폐기되고 있는 상기 출발 물질로부터 산업적으로 유용한 실리콘 함유 화합물을 회수하는 방법에 관한 것이다. The problem of disposal of polymer materials discarded by consumers after use has become a global environmental problem. The main solution is to depolymerize these polymer wastes into monomers for reuse. Waste organosilicon compounds are no exception, so recycling and using them is a way to prevent environmental pollution. For this purpose the present invention therefore relates to a process for recovering industrially useful silicone containing compounds from said starting materials which are being disposed of.
실리콘 고무 폐기물의 양이 최근 눈에 띄게 증가되고 있다. 또한, 실리콘 고무를 성형시킬 때 충전물보다 다른 불순물들이 비교적 적게 포함되어 있는 가황된 실리콘 고무의 잔류물이 생성된다. 실리콘 고무는 molding 을 만들거나 재생시키는 데 종종 사용되어 왔고, 그로부터 폐기물들이 증가되어 왔다. 특히, 실리콘 고무들 중에서, 건축용 밀봉재로 쓰이거나 산업용 접착제등으로 사용되는 수경성 액상 실리콘고무에서, 사용하지 않고 포장을 연 후에 경화되거나 마스킹 테이프에서 경화시켜 반출시키는 물질들이 있다. 또 한편으로는, 실리콘 고무들에 더하여, 가열 매개체 또는 절연유, 염에 의한 손상이나 먼지에 의한 대기오염을 막기 위한 실리콘 그리스, 전기 절연이나 코팅을 위한 실리콘 수지의 경화 생성물이나 반 경화 생성물 등으로 사용되어서 저질 실리콘 오일의 폐기물들이 발생되어 왔다. The amount of silicon rubber waste has increased significantly in recent years. In addition, the molding of silicone rubber produces residues of vulcanized silicone rubber which contain relatively few other impurities than the filler. Silicone rubber has often been used to make or recycle molding, from which waste has been increased. In particular, among the silicone rubbers, in hydraulic liquid silicone rubber, which is used as a sealing material for construction or as an industrial adhesive, there are materials that are cured after opening the package without use or cured by masking tape. On the other hand, in addition to silicone rubbers, it is used as a curing medium or semi-cured product of heating medium or insulating oil, silicone grease to prevent air damage by salt damage or dust, silicone resin for electrical insulation or coating, etc. Wastes of poor quality silicone oil have been generated.
이들 고무에는 고분자량의 선형 폴리유기실록산과, 이들의 가황, 가교물 등이 포함되고 실리카 등과 같은 충전물이 더 함유되어 있다. 종래에는 그것들 대부분이 산업 폐기물로 폐기되어 왔다. These rubbers include high molecular weight linear polyorganosiloxanes, vulcanizations thereof, crosslinked products, and the like, and further contain fillers such as silica. In the past, most of them have been disposed of as industrial waste.
실리콘 고무 폐기물의 양이 눈에 띄게 증가되고 있으며 이에 따른 환경오염이 폐 플라스틱 못지않게 사회문제가 되고 있다. 본 발명은 이 문제를 해결하기 위하여 사용 후 폐기되는 폐 유기실리콘 화합물들도 재생, 활용하여 환경오염 방지에 기여하는 기술이다. 이를 위하여 본 발명은 폐기되고 있는 상기 출발 물질로부터 산업적으로 유용한 실리콘 함유 화합물을 회수하는 방법에 관한 것이다. The amount of silicon rubber waste is increasing markedly, and environmental pollution is becoming a social problem as well as waste plastic. The present invention is a technology that contributes to the prevention of environmental pollution by recycling and utilizing the waste organosilicon compounds discarded after use to solve this problem. To this end, the present invention relates to a process for recovering industrially useful silicon-containing compounds from the starting materials that are being disposed of.
실리콘 고무 폐기물은 선형 폴리디메틸실록산 [poly(dimethylsiloxane) (PDMS)]이 가교된 형태로 이루어 졌으며 이들을 해중합하여 시클로실록산 모노머들 인 hexamethylcyclotrisiloxane (D3), octamethylcyclotetrasiloxane (D4)를 주로 회수하는 것이 본 발명의 기술이다. The silicone rubber waste is composed of a crosslinked form of linear polydimethylsiloxane [poly (dimethylsiloxane) (PDMS)] and depolymerization of these to recover mainly the cyclosiloxane monomers hexamethylcyclotrisiloxane (D3) and octamethylcyclotetrasiloxane (D4). to be.
종래의 기술로 미국 특허 제 2,673,843호에서는 대략 실온 가까이에서 무수산 등으로 처리를 하여 실리콘 고무를 부분적으로 분해시키는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 의해서는, 휘발성 폴리실록산 저분자량 화합물(올리고머)의 혼합물을 얻을 수 있다. 그러나 이를 재사용하기 전에, 산 및 충전물을 제거하기 위한 복잡한 단계가 요구된다. In the prior art, US Pat. No. 2,673,843 discloses a method of partially decomposing a silicone rubber by treating with anhydrous acid or the like at about room temperature. By this method, a mixture of volatile polysiloxane low molecular weight compounds (oligomers) can be obtained. However, before reusing it, a complicated step to remove the acid and the filling is required.
영국 특허 제 716,024호에는, 초고온의 증기를 이용하여 가황된 실리콘 고무를 부분적으로 가수분해해 가황된 실리콘 고무를 재생시키는 방법이 개시되어 있다. 그러나 이 방법에서는 상기 실리콘 고무에 있는 충전물을 분리할 수 없어, 단지 그것에 경화되지 않은 실리콘 고무를 혼합해준 실리콘 고무로 그것을 재활용할 수 있는 실용 가치만이 있다. British Patent 716,024 discloses a method of partially hydrolyzing vulcanized silicone rubber using ultra-high temperature steam to regenerate vulcanized silicone rubber. However, in this method, the filler in the silicone rubber cannot be separated and only practical value can be recycled with the silicone rubber mixed with the silicone rubber which is not cured therein.
서독 특허 제 875,046호에서는, 산소가 없는 조건 하에서 디알킬실록산 단위체와 모노 알킬실록산 단위체로 이루어지는 가수분해 된 혼합물을 가열하여 고리 폴리 디알킬실록산을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 그러나 가황된 실리콘 고무의 이용뿐만 아니라 이 경우에 생성물로부터 충전물을 분리시키는 방법은 기술되어 있지 않다. West German Patent 875,046 discloses a process for producing cyclic polydialkylsiloxanes by heating a hydrolyzed mixture of dialkylsiloxane units and monoalkylsiloxane units under oxygen free conditions. However, the use of vulcanized silicone rubber as well as the method of separating the packing from the product in this case is not described.
일본 특허 공개 공보 제 132590/1989호에서는, 테트라부틸 티타네이트와 같은 티타늄 화합물의 존재 하에서 폴리유기실록산을 알콕시실란과 반응시켜, 사용된 알콕시실란과는 다른 유기 알콕시실란을 얻을 수 있다고 개시되어 있다. 여기서도, 사용된 폴리유기실록산은 저분자량의 화합물이거나 폴리유기하드로젠 실록산이고, 분자 내에 Si-H 결합을 갖는 것 등과 같은 다양한 유기 알콕시실란을 임의대로 얻을 수 있다는 장점이 있다. 그러나 알콕시실란을 첨가하는 것이 비경제적이고 본 발명에서와 같이 고분자량의 폴리유기실록산의 사용하거나, 좀 더 나아가 그것으로부터 경화된 생성물이나 충전물을 함유한 것의 사용은 개시되어 있지 않다. Japanese Patent Laid-Open No. 132590/1989 discloses that polyorganosiloxanes can be reacted with an alkoxysilane in the presence of a titanium compound such as tetrabutyl titanate to obtain an organic alkoxysilane different from the alkoxysilane used. Here too, the polyorganosiloxanes used are low molecular weight compounds or polyorganohydrogen siloxanes, and there is an advantage in that various organic alkoxysilanes can be arbitrarily obtained, such as those having Si-H bonds in the molecule. However, it is not economical to add alkoxysilanes and the use of high molecular weight polyorganosiloxanes as in the present invention, or even those containing cured products or fillers therefrom, is not disclosed.
일본 특허 공개 공보 제 271416/1993호에는 실리콘 고무의 가황 생성물에 열을 가해 생성된 휘발성 실록산을 응축하는 열분해 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는 350℃ 이상의 고온으로 가열시킬 필요가 있으며, 오직 사이클릭 디알킬실록산만이 얻어질 뿐이다. Japanese Patent Laid-Open No. 271416/1993 discloses a pyrolysis method of condensing volatile siloxane produced by applying heat to a vulcanized product of silicone rubber. In this process, it is necessary to heat to a high temperature of 350 ° C. or higher, and only cyclic dialkylsiloxanes are obtained.
Huang등은 Polymer 43 (2002) pp7239-7300에서 실리콘 고무를 분해하기 위하여 diethylamine과 메탄올의 2중 용액을 사용하는 프로세스를 보고하고 있다. Huang et al. Reported a process using diethylamine and methanol in a double solution in Polymer 43 (2002) pp7239-7300 to decompose silicone rubber.
일본 다마 케미칼스 컴퍼니가 출원한 대한민국 공고특허 제10-0247162에 개시된 방법은 폐 고분자 실리콘 화합물을 분해하기 위하여 저분자 알콕시실란과 sodium 혹은 tetramethyl ammonium alcoholate등을 첨가하는 번거로움과 이로 인한 원가상승 등의 단점이 있고 충전물을 회수하는 확실한 방법이 기술되어 있지 않다. The method disclosed in Korean Patent Publication No. 10-0247162, filed by Japan Tama Chemicals Company, has the disadvantages of adding a low molecular weight alkoxysilane and sodium or tetramethyl ammonium alcoholate to decompose the waste polymer silicon compound and the resulting cost increase. There is no reliable way to recover the charge.
본 발명이 해결하고자 하는 첫번째 과제는 광유를 용제로 사용하여 실리콘 폐기물로부터 저분자 실리콘 화합물을 회수하여 회수 수율을 극대화하고, 아울러 실리콘 폐기물 속에 포함되어 있던 충전물까지 회수하는 방법에 관한 것이다.The first problem to be solved by the present invention relates to a method for recovering the low molecular weight silicon compound from the silicon waste using mineral oil as a solvent to maximize the recovery yield, and also recover the filler contained in the silicon waste.
본 발명이 해결하고자 하는 두번째 과제는 광유를 용제로 사용하여 황산 등과 같은 강산으로 실리콘 폐기물을 크래킹하여 진공 분위기 하에서 증류하여 저분자 실리콘 화합물을 1차적으로 회수하는 방법에 관한 것이다.The second problem to be solved by the present invention relates to a method for primary recovery of low molecular weight silicone compounds by cracking silicon waste with strong acids such as sulfuric acid using mineral oil as a solvent and distilling under vacuum atmosphere.
본 발명이 해결하고자 하는 세번째 과제는 광유를 용제로 사용하여 황산 등의 강산으로 실리콘 폐기물을 크래킹하여 진공 분위기 하에서 증류하여 1차적으로 저분자 실리콘 화합물을 회수하고 남은 잔유물에 KOH 등과 같은 강염기를 가하여 진공 분위기 하에서 2차적으로 저분자 실리콘 화합물을 회수하는 방법에 관한 것이다.The third problem to be solved by the present invention is to use a mineral oil as a solvent to crack the silicon waste with strong acid such as sulfuric acid, distilled under vacuum atmosphere to recover the low molecular weight silicon compound primarily and to add a strong base such as KOH to the remaining residue in a vacuum atmosphere The second method relates to a method for recovering a low molecular weight silicone compound.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위하여, 실리콘 폐기물로부터 실리콘 화합물을 회수하는 방법에 있어서, (a) 반응조에 절단하거나 분쇄된 실리콘 폐기물 및 광유를 투입하여 혼합하여 실리콘 폐기물과 광유의 혼합물을 생성한 다음, 상기 혼합물을 가열하는 단계; (b)상기 혼합물에 강산을 투입하고, 상기 혼합물을 교반하는 단계; (c) 상기 혼합물을 가열하면서 분해된 저분자 실리콘 화 합물을 진공 분위기 하에서 증류하여 상기 저분자 실리콘 화합물을 회수하는 단계;를 포함하며, 상기 광유는 아로마틱계, 나프탈렌계 및 파라핀계열 중에서 선택되는 어느 한가지 성분 이상이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 실리콘 폐기물로부터의 저분자 실리콘 화합물 회수 방법을 제공한다.In order to achieve the technical problem to be achieved by the present invention, in the method for recovering the silicon compound from the silicon waste, (a) a mixture of silicon waste and mineral oil is produced by mixing the silicon waste and mineral oil cut or crushed into the reaction vessel by mixing Then heating the mixture; (b) adding a strong acid to the mixture and stirring the mixture; (c) recovering the low molecular weight silicone compound by distilling the low molecular weight silicone compound decomposed while heating the mixture in a vacuum atmosphere, wherein the mineral oil is any one component selected from aromatic, naphthalene and paraffin based Provided is a method for recovering a low molecular silicon compound from a silicon waste, which comprises the above.
상기 광유는 인화점이 112℃ 내지 258℃인 것이 바람직하다.The mineral oil preferably has a flash point of 112 ° C to 258 ° C.
상기 광유는 점도가 2.25cSt. 내지 43.9cSt.인 것이 바람직하다.The mineral oil has a viscosity of 2.25 cSt. To 43.9 cSt.
상기 광유는 인화점과 점도가 다른 2 이상의 광유를 혼합한 것이 바람직하다.It is preferable that the said mineral oil mixed two or more mineral oils from which a flash point and a viscosity differ.
상기 광유는 광유 100중량부에 대하여, 나프탈렌계 0.1 내지 40중량 부, 아로마틱계 0.2 내지 8.2 중량부 및 그 잔부가 파라핀계인 것이 바람직하다. It is preferable that the said mineral oil is 0.1-40 weight part of naphthalene system, 0.2- 8.2 weight part of aromatics, and the remainder are paraffin type with respect to 100 weight part of mineral oils.
상기 광유는 광유 100중량부에 대하여, 나프탈렌계 0.1 내지 40중량부 및 그 잔부가 파라핀계인 것이 바람직하다.It is preferable that the said mineral oil is 0.1-40 weight part of naphthalene system, and the remainder are paraffin type with respect to 100 weight part of mineral oils.
상기 (a) 단계에서 상기 실리콘 폐기물과 상기 광유를 혼합하여 혼합물을 생성할 때, 상기 실리콘 폐기물과 광유의 중량비는 실리콘 폐기물 100 중량부에 대하여 광유 50 내지 500중량부인 것이 바람직하다.When the silicon waste and the mineral oil is mixed in the step (a) to produce a mixture, the weight ratio of the silicon waste and the mineral oil is preferably 50 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight of the silicon waste.
상기 강산은 황산인 것이 바람직하다.The strong acid is preferably sulfuric acid.
상기 황산의 함량은 상기 실리콘 폐기물 100 중량부에 대하여 0.5 내지 20중량부인 것이 바람직하다.The amount of sulfuric acid is preferably 0.5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the silicon waste.
상기 (a) 단계는 10mmHg 내지 100mmHg의 진공 분위기에서, 80 내지 150℃의 온도에서, 30분 내지 180분 동안 실시되는 것이며, 상기 (b) 단계는 상압 분위기에서, 80 내지 200℃의 온도에서, 30분 내지 120분 동안 실시되는 것이며, 상기 (c) 단계는 10mmHg 내지 100mmHg의 진공 분위기에서, 130 내지 200℃의 온도에서, 90분 내지 360분 동안 실시되는 것이 바람직하다.The step (a) is carried out in a vacuum atmosphere of 10mmHg to 100mmHg, at a temperature of 80 to 150 ℃, for 30 minutes to 180 minutes, the step (b) is a normal pressure atmosphere, at a temperature of 80 to 200 ℃, It is carried out for 30 to 120 minutes, the step (c) is preferably carried out for 90 minutes to 360 minutes, at a temperature of 130 to 200 ℃ in a vacuum atmosphere of 10mmHg to 100mmHg.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위하여, 실리콘 폐기물과 광유의 혼합물을 가열하고, 상기 가열된 혼합물에 강산을 투입하고 교반하며, 상기 교반된 혼합물을 진공 분위기 하에서 증류하여 저분자 실리콘 화합물을 회수하고 남은 상기 혼합물의 잔유물에 대하여, (d) 상기 잔유물에 강염기를 가하고, 가열하는 단계; 및 (e) 상기 잔유물을 증류하여 저분자 실리콘 화합물을 회수하는 단계;를 포함하며, 상기 광유는 아로마틱계, 나프탈렌계 및 파라핀계열 중에서 선택되는 어느 한가지 성분 이상이 포함되어 있는 것이 바람직하다.In order to achieve the technical problem to be achieved by the present invention, a mixture of silicon waste and mineral oil is heated, a strong acid is added and stirred to the heated mixture, the stirred mixture is distilled under a vacuum atmosphere to recover a low molecular silicon compound (D) adding a strong base to the residue and heating the remaining residue of the mixture; And (e) distilling the residue to recover a low molecular weight silicone compound, wherein the mineral oil preferably contains at least one component selected from aromatic, naphthalene and paraffin based.
상기 광유는 인화점이 112℃ 내지 258℃인 것이며, 상기 광유는 점도가 2.25cSt. 내지 43.9cSt.인 것인 것이며, 상기 광유는 인화점과 점도가 동일한 1개 종류의 광유이거나, 인화점과 점도가 다른 2 이상의 광유를 혼합한 것이 바람직하다.The mineral oil has a flash point of 112 ° C. to 258 ° C., and the mineral oil has a viscosity of 2.25 cSt. It is preferred that the mineral oil is one kind of mineral oil having the same viscosity as the flash point or a mixture of two or more mineral oils having different flash points and the viscosity.
상기 광유는 광유 100중량부에 대하여, 나프탈렌계 0.1 내지 40중량부, 아로마틱계 0.2 내지 8.2 중량부 및 그 잔부가 파라핀계인 것인 것이거나, 상기 광유는 광유 100중량부에 대하여, 나프탈렌계 0.1 내지 40중량부 및 그 잔부가 파라핀계인 것이 바람직하다.The mineral oil may be 0.1 to 40 parts by weight of naphthalene, 0.2 to 8.2 parts by weight of aromatic and paraffinic based on 100 parts by weight of mineral oil, or the mineral oil may be 0.1 to 40 parts by weight of naphthalene based on 100 parts by weight of mineral oil. It is preferable that 40 weight part and the remainder are paraffin type.
상기 (d) 단계와 상기 (e) 단계 사이에, (f) 상기 잔유물을 15℃ 내지 45℃으로 냉각하고 용제를 투입하여 교반하고, 상기 교반된 잔유물을 기설정된 시간 동안 유지하는 단계;를 포함하며, (g) 상기 잔유물을 여과하여 충전물을 회수하는 단계; (h) 상기 충전물이 회수된 여과된 잔유물에서 상기 광유를 회수하는 단계; 및 (i) 상기 충전물이 회수된 여과된 잔유물에서 상기 용제를 회수하는 단계; 중 어느 하나 이상을 더 포함하여, 충전물, 광유 및 용제 중 어느 하나 이상을 추가로 더 회수하는 것이 바람직하다.(F) between the step (d) and the step (e), (f) cooling the residue to 15 ℃ to 45 ℃ and agitated by adding a solvent, and maintaining the stirred residue for a predetermined time; includes (G) filtering the residue to recover a charge; (h) recovering the mineral oil from the filtered residue from which the charges have been recovered; And (i) recovering the solvent from the filtered residue from which the charge is recovered; It is preferable to further recover any one or more of the filler, mineral oil and solvent, further including any one or more of the above.
상기 용제 C5-C8의 알킬 용제, 벤젠 및 톨루엔 중 어느 하나 이상을 포함하는 방향족 용제 중에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.It is preferable that it is either selected from the aromatic solvent containing any one or more of the alkyl solvent of the said solvent C5-C8, benzene, and toluene.
상기 강염기는 수산화칼륨(KOH)인 것이며, 상기 수산화칼륨(KOH)의 함량은 상기 실리콘 폐기물 100 중량부에 대하여 1 내지 22중량부인 것이 바람직하다.The strong base is potassium hydroxide (KOH), the content of the potassium hydroxide (KOH) is preferably 1 to 22 parts by weight based on 100 parts by weight of the silicon waste.
상기 (d) 단계는 상압 분위기에서, 130 내지 200℃의 온도에서, 30분 내지 180분 동안 실시되는 것이며, 상기 (e) 단계는 10mmHg 내지 100mmHg의 진공 분위기에서, 130 내지 200℃의 온도에서, 90분 내지 360분 동안 실시되는 것이 바람직하다.The step (d) is carried out for 30 minutes to 180 minutes, at a temperature of 130 to 200 ℃ in the atmospheric pressure, the step (e) at a temperature of 130 to 200 ℃, in a vacuum atmosphere of 10mmHg to 100mmHg, It is preferably carried out for 90 to 360 minutes.
상기 (a) 내지 (e) 단계의 공정이 진행될 때, 상기 광유의 인화점은 상기 (a) 내지 (e) 단계가 실시되는 온도보다 높은 것인 것이 바람직하나, 밀폐된 공간에서 공정이 진행되거나, 냉각탑이 있는 공정이 진행되는 경우에는 광유의 인화점은 상기 (a) 내지 (e) 단계가 실시되는 온도보다 높지 않아도 무방할 수 있다.When the process of steps (a) to (e) proceeds, the flash point of the mineral oil is preferably higher than the temperature at which the steps (a) to (e) is carried out, but the process is carried out in a closed space, When the process with the cooling tower is in progress, the flash point of the mineral oil may not be higher than the temperature at which the steps (a) to (e) is carried out.
본 발명의 실리콘 화합물 회수 방법을 실시하면, 실리콘 폐기물로부터의 실리콘 화합물의 회수 효율을 극대화시킬 수 있으며, 아울러 실리콘 폐기물 속에 포함 되어 있던 충전물까지 회수할 수 있게 된다. 특히, 광유는 강산을 사용하는 실리콘 폐기물의 크랙킹 과정에서 안정적이며, 회수되는 저분자 실리콘 화합물과 끓는점의 차이가 크기 때문에, 증류 효율과 비용이 적게 투입된다.By carrying out the method of recovering the silicon compound of the present invention, it is possible to maximize the recovery efficiency of the silicon compound from the silicon waste, and also to recover the fillers contained in the silicon waste. In particular, mineral oil is stable during the cracking process of silicon waste using strong acid, and the difference between the low molecular weight silicon compound and the boiling point is high, and thus the distillation efficiency and cost are low.
한편, 사용된 광유나 C5-C8의 알킬 용제, 벤젠 및 톨루엔 중 어느 하나 이상을 포함하는 방향족 용제 등과 같은 솔벤트 등도 회수할 수 있어, 재사용이 가능하다.On the other hand, solvents such as used mineral oil, C5-C8 alkyl solvent, aromatic solvent containing any one or more of benzene and toluene and the like can also be recovered and reused.
아울러, 버려지는 실리콘 폐기물을 재처리함으로써 환경을 보호할 수 있으며, 회수된 저분자 실리콘 화합물 및 회수되는 충전물 등은 다양한 산업 분야에서 재활용될 수 있다.In addition, it is possible to protect the environment by reprocessing the discarded silicon waste, the recovered low-molecular silicon compound and recovered filler and the like can be recycled in various industries.
이하, 도면 참조하면서 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, it demonstrates in detail, referring drawings.
본 발명의 실리콘 화합물 회수 방법은 크게 1차 회수 단계와 2차 회수 단계로 이루어져 있다.The method for recovering the silicon compound of the present invention consists of a first recovery step and a second recovery step.
도 1을 참조하면서 1차 회수 단계를 설명한다. 1차 회수 단계는 크게 3단계로 이루어져 있다.A first recovery step will be described with reference to FIG. 1. The first recovery phase consists of three phases.
첫째 단계는 실리콘 폐기물과 광유를 혼합하여 혼합물을 형성하고, 상기 혼합물을 가열하여 수분을 제거하는 단계이다. The first step is to mix silicon waste and mineral oil to form a mixture, and heat the mixture to remove moisture.
실리콘 폐기물에는 고분자량의 폐 실리콘 제품 일체가 해당되는 것으로, 좀더 구체적으로는 실리콘 고무, 실리콘 레진, 실리콘 접착제, 실리콘 밀봉제, 실리콘 그리스, 폐 변압기의 유전체 냉각유 등이 있으며, 본 발명 사상의 실리콘 폐기물에 는 예시된 것들 이외의 기타 실리콘 폐기물이 포함되는 것은 당연하다 할 것이다. 상기 실리콘 폐기물은 절단되거나 분쇄된 것이 바람직하다. 절단 내지 분쇄의 크기는 작을수록 유리하지만, 크기를 작게 하는 데는 에너지 및 시간이 소모되므로, 적정 크기로 유지하는 것이 좋다. 본 발명에서 회수되는 저분자 실리콘 화합물은 DMC 또는 DMCS로 DMC/DMCS는 디메틸사이클로실록산(dimethyl cyclo siloxane)을 가리킨다. 본 발명에서 중요한 DMC/DMCS에는 D3, D4, D5, D6, D7이 있는데, 이들은 각각 D3(Trimer) : hexamethyl cyclotrisiloxane, D4(Tetramer) : octamethyl cyclotetrasiloxane, D5(Pentamer) : decamethyl cyclopentasiloxane, D6(hexamer) : dodecamethyl cyclohexasiloxane, D7(heptamer) : tetramethly cycloheptasiloxane이다. 이하, DMC라 한다.The silicon waste is a high-molecular weight waste silicon product, and more specifically, silicon rubber, silicone resin, silicone adhesive, silicone sealant, silicone grease, dielectric coolant of waste transformer, and the like. Naturally, the waste includes other silicon waste than those exemplified. The silicon waste is preferably cut or ground. The smaller the size of cutting or grinding is, the more advantageous it is, but it takes energy and time to reduce the size, so it is better to keep it at an appropriate size. The low molecular weight silicone compound recovered in the present invention is DMC or DMCS, and DMC / DMCS refers to dimethyl cyclosiloxane. Important DMC / DMCS in the present invention are D3, D4, D5, D6, D7, which are respectively D3 (Trimer): hexamethyl cyclotrisiloxane, D4 (Tetramer): octamethyl cyclotetrasiloxane, D5 (Pentamer): decamethyl cyclopentasiloxane, D6 (hexamer) : dodecamethyl cyclohexasiloxane, D7 (heptamer): tetramethly cycloheptasiloxane. Hereinafter, it is called DMC.
광유(mineral oil)은 원유를 정제하여 얻어지는 것으로, 직쇄상 탄화수소로 이루어진 구조를 가진다. 분쇄된 실리콘 폐기물을 잘 스웰링(swelling)시키며, 향후 실리콘 폐기물 회수 시에 DMC와의 끓는점 차이가 커서 분리가 용이하고, 특히 황산에 의해 잘 분해되지 않아, 회수 및 재사용성이 높다. 상기 광유는 수분함량이 낮을수록 유리하다. 광유를 대신하여 BDG, Dimethyl carbonate, ethylene glycol monobutyl ether 등도 고려될 수는 있지만, BDG의 경우에는 황산에 의해 분해되는 성질이 있어, 생성된 화합물과 DMC의 분리가 어렵고, 재사용성이 떨어진다. 특히, Dimethyl carbonate, ethylene glycol monobutyl ether 등은 반응 도중 분해되어, 반응 후 회수하여 재사용할 수 없으며, 수율이 낮은 문제점이 있었다. Mineral oil is obtained by refining crude oil, and has a structure composed of linear hydrocarbons. Swelling the pulverized silicon waste well (swelling), the separation of the boiling point with the DMC in the future recovery of the silicon waste is easy to be separated, especially because it is not easily decomposed by sulfuric acid, high recovery and reuse. The mineral oil is advantageous the lower the moisture content. BDG, dimethyl carbonate, ethylene glycol monobutyl ether, etc. may be considered instead of mineral oil. However, BDG is decomposed by sulfuric acid, which makes it difficult to separate the produced compound from DMC and reduces reusability. In particular, Dimethyl carbonate, ethylene glycol monobutyl ether, etc. are decomposed during the reaction, can not be recovered and reused after the reaction, there was a problem in low yield.
상기 실리콘 폐기물과 광유의 함량비는 실리콘 폐기물 100중량부에 대하여 광 유 50 내지 500중량부인 것이 좋으며, 70 내지 200중량부가 더욱 바람직하며, 100 내지 150중량부가 가장 바람직하다. 상기 실리콘 폐기물의 함량에 비하여 상기 광유의 함량이 50중량부 미만이면, 상기 혼합물의 흐름성이 적어 공정 간의 이송성이 악화되는 문제가 있으며, 실리콘 폐기물의 스웰링이 잘 안 되고, 실리콘 폐기물의 크래킹(cracking) 후 교반이 어려워지는 문제가 있다. 한편, 상기 실리콘 폐기물의 함량에 비하여 상기 광유의 함량이 500중량부를 초과하면 반응 스케일이 커지며, 광유 등의 회수 공정 시간 및 비용이 증가하게 된다. 상기 실리콘 폐기물의 구체적인 종류와 광유의 함량비는 무관한 것으로 실험결과 밝혀졌다. 즉, 어떤 종류의 실리콘 폐기물이든지, 상기 범위의 광유를 투입하여 혼합하면 좋은 수율을 보였다.The content ratio of the silicon waste and the mineral oil is preferably 50 to 500 parts by weight of mineral oil, more preferably 70 to 200 parts by weight, and most preferably 100 to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of silicon waste. If the content of the mineral oil is less than 50 parts by weight compared to the content of the silicon waste, there is a problem that the flowability of the mixture is poor, the transferability between processes, the swelling of the silicon waste is not good, the cracking of the silicon waste There is a problem in that stirring becomes difficult after cracking. On the other hand, when the content of the mineral oil exceeds 500 parts by weight compared to the content of the silicon waste, the reaction scale is increased, and the recovery process time and cost of mineral oil and the like increases. The specific ratio of the silicon waste and the mineral oil content ratio was found to be irrelevant. In other words, any kind of silicon waste, when mixed with the mineral oil in the above range showed a good yield.
본 발명에서 사용되는 광유는 점도가 2.25cSt. 내지 43.9 cSt. 이고, 인화점이 112℃ 내지 258℃이고, 유동점(pour point)이 -55℃ 내지 -7.5℃이며, 아로마틱(aromatic)계, 나프탈렌( naphthalene)계와 파라핀(paraffin)계 성분의 성분이 어느 하나 이상이 포함되어 있는 것이 바람직하다.The mineral oil used in the present invention has a viscosity of 2.25 cSt. To 43.9 cSt. Has a flash point of 112 ° C. to 258 ° C., a pour point of −55 ° C. to −7.5 ° C., and at least one component of an aromatic, naphthalene, and paraffin based components. It is preferable that this is included.
한편, 실험 결과 광유의 점도는 2.25cSt. 내지 43.9 cSt. 이고, 인화점이 112℃ 내지 258℃인 것이 바람직했다. 광유의 인화점이 너무 낮으면, 끓는점도 비례하여 낮은 경향이 있어, 크래킹 시 및 증류 시의 온도를 승온하는데 문제가 있으며, 저분자 DMC와 함께 증류되게 되는 문제가 있게 되어, 광유와 저분자 DMC를 다시 분리해야 하는 문제가 있다. 한편, 광유의 인화점이 너무 높으면 점도도 높은 경향이 크므로, 반응기 내의 반응물의 유동성이 떨어지는 문제가 있다. 그리고, 광유의 점도가 너무 낮으면 끓는점이나 인화점이 낮은 경향이 크므로, 이 경우 크래킹 시 및 증류 시 온도를 승온하는데 문제가 발생한다. 한편, 광유의 점도가 너무 높으면 반응기 내의 반응물의 유동성이 떨어지는 문제가 생길 수 있다. On the other hand, the experimental results showed that the viscosity of mineral oil was 2.25 cSt. To 43.9 cSt. It is preferable that it is a flash point of 112 degreeC-258 degreeC. If the flash point of the mineral oil is too low, the boiling point also tends to be proportionally low, there is a problem in raising the temperature at the time of cracking and distillation, there is a problem to be distilled together with the low molecular DMC, to separate the mineral oil and low molecular DMC again There is a problem that needs to be done. On the other hand, if the flash point of the mineral oil is too high, the viscosity tends to be high, and thus there is a problem that the fluidity of the reactants in the reactor is inferior. If the viscosity of the mineral oil is too low, the boiling point or flash point tends to be low. In this case, a problem arises in raising the temperature during cracking and distillation. On the other hand, if the viscosity of the mineral oil is too high may cause a problem of poor fluidity of the reactants in the reactor.
그리고, 광유의 구성은 아로마틱 계열이 포함되지 않거나, 8.2%, 나프탈렌 계열이 0.1 내지 40%, 그 잔부가 파라핀 계열로 구성되는 것이 바람직하다. 한편, 광유의 비중은 0.769 내지 0.883인 정도가 바람직하다. 한편, 2종 이상의 광유를 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.In addition, the mineral oil is preferably composed of no aromatics, 8.2%, naphthalene-based 0.1 to 40%, the balance is preferably composed of paraffinic. On the other hand, the specific gravity of mineral oil is preferably about 0.769 to 0.883. In addition, it is also possible to mix and use 2 or more types of mineral oil.
상기 첫번째 단계에서 가열 등을 통하여 수분이 제거되는데, 수분이 제거되지 않으면 반응 도중에 생성된 DMC가 수분과 결합하여 직쇄형으로 연장되어 고분자화가 진행되어 저분자 DMC의 회수 수율이 감소하는 문제가 있다.In the first step, the water is removed by heating. If the water is not removed, the DMC produced during the reaction is combined with water to extend linearly to polymerize to reduce the recovery yield of the low molecular weight DMC.
상기 첫번째 단계는 10mmHg 내지 100mmHg의 진공 분위기에서, 80 내지 150℃의 온도에서, 30분 내지 180분 동안 실시되는 것인 것이 바람직하다. 진공 분위기에서 실시되어야 하는 이유는 진공이 수분 제거에 도움이 되기 때문이며, 상기 진공의 정도가 10mmHg 미만이면, 고도의 진공 상태를 유지하는데 비용이 많이 들며, 상기 진공 정도가 100mmHg를 초과하면 수분 제거의 효율성이 떨어지는 문제가 있다. 상기 가열 온도는 수분 제거에 중요한데, 상기 온도가 80℃ 미만이면 수분 증발 효율이 떨어지며, 상기 온도가 150℃를 초과하면 수분 제거에는 도움이 되지만, 온도 증가에 따른 증가하는 수분 제거 효율에 비하여 고온 유지에 비용이 더 많이 드는 문제가 있다. 상기 가열 시간은 30분 내지 180분 정도가 바람직한데, 고도 진공과 고온에서는 적은 시간이 필요하고, 저도 진공과 저온에서는 상대적으로 긴 시간이 필요하다. 이때, 상기 가열 시간이 30분 미만이면 수분 제거가 충분치 못할 위험이 크고, 180분을 초과하면, 가열하더라도 추가적인 수분 제거 효과는 미미하다.The first step is preferably carried out for 30 to 180 minutes at a temperature of 80 to 150 ℃ in a vacuum atmosphere of 10mmHg to 100mmHg. The reason to be carried out in a vacuum atmosphere is that the vacuum helps to remove moisture, and if the degree of vacuum is less than 10 mmHg, it is expensive to maintain a high degree of vacuum, and if the degree of vacuum exceeds 100 mmHg, There is a problem of low efficiency. The heating temperature is important for water removal, but if the temperature is less than 80 ℃ water evaporation efficiency is reduced, if the temperature exceeds 150 ℃ to help the water removal, but maintaining a high temperature compared to the increased water removal efficiency with increasing temperature There is a problem that costs more. The heating time is preferably about 30 minutes to 180 minutes, but a small time is required at high vacuum and high temperature, and a relatively long time is required at low vacuum and low temperature. At this time, if the heating time is less than 30 minutes, there is a high risk that the moisture removal is not sufficient, and if it exceeds 180 minutes, the additional moisture removal effect is insignificant even if heated.
상기 첫째 단계 후에 상기 수분이 제거된 혼합물을 상압에서 100℃ 이하로 냉각한다. 상압은 대기압이 바람직하며, 700mmHg 내지 800mmHg 정도이면 무방하다.After the first step, the water-free mixture is cooled to 100 ° C. or lower at atmospheric pressure. Atmospheric pressure is preferably atmospheric pressure, and may be about 700 mmHg to about 800 mmHg.
둘째 단계는 상기 혼합물에 강산을 투입하고 교반하는 단계이다. 상기 강산은 황산인 것이 바람직하다. 공업용 염산(35%)은 다량은 수분이 포함되어서 불가능하며, 질산 등의 다른 강산은 본 발명의 실시에 사용될 수 있으나 경제성이 떨어지는 문제가 있다. 황산은 실리콘 폐기물을 크래킹(cracking)시킨다. 상기 혼합물에 황산 투입 후 크래킹 시 흐름성이 적을 경우에는 추가로 황산을 더 투입할 수도 있다. 본 발명에서는 황산은 실리콘 폐기물을 크래킹시키는 역할을 하므로, 특별한 부작용이 없는 한 본 역할을 수행하는 다른 강산의 활용도 배제되는 것은 아니다. 상기 황산의 투입량은 상기 실리콘 폐기물 100 중량부에 대하여 2 내지 15 중량부인 것이 바람직하며, 3 내지 10 중량부인 것이 더욱 바람직하며, 5 내지 10 중량부인 것이 더욱 바람직하다. 상기 황산의 함량이 2 중량부 미만이면 상기 황산의 함량이 적어 실리콘 폐기물의 크래킹이 과소하게 일어나는 문제가 있고, 상기 황산의 함량이 15 중량부를 초과하게 되면 크래킹 효율의 증가가 없으면서도 반응기의 부식이 일어날 가능성이 커지게 된다.The second step is to add a strong acid to the mixture and to stir. The strong acid is preferably sulfuric acid. Industrial hydrochloric acid (35%) is largely impossible because it contains water, other strong acids such as nitric acid can be used in the practice of the present invention, but there is a problem of low economic efficiency. Sulfuric acid cracks the silicon waste. In the case of cracking after adding sulfuric acid to the mixture, sulfuric acid may be further added. In the present invention, since sulfuric acid plays a role of cracking silicon waste, the use of other strong acids to perform this role is not excluded unless there is a special side effect. The amount of sulfuric acid added is preferably 2 to 15 parts by weight, more preferably 3 to 10 parts by weight, and more preferably 5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the silicon waste. If the sulfuric acid content is less than 2 parts by weight, the sulfuric acid content is low, so that cracking of silicon waste is insufficient. If the sulfuric acid content is more than 15 parts by weight, corrosion of the reactor is not increased without increasing the cracking efficiency. It is more likely to happen.
상기 둘째 단계에서 황산의 투입과 교반은 상압에서 실행되고, 130 내지 200℃의 온도에서, 30분 내지 120분 동안 실시되는 것인 것이 바람직하다. 상기 교반 단계에서는 상기 DMC의 회수가 없으므로, 굳이 진공을 유지할 필요가 없으며, 고분 자 화합물이 저분자로의 크래킹이 진행되기 위해서는 상대적으로 높은 온도가 필요하며, 크래킹 과정에 걸리는 충분한 시간이 필요하다. 다만, 과도하게 크래킹이 일어나면 추후 단계의 DMC의 회수 단계로의 이송이 문제되므로, 적정 수준에서 크래킹이 관리되어야 한다. 상기 온도가 130℃ 미만이면 상기 둘째 단계 수준에서의 크래킹이 충분하지 못하게 되는 문제점이 있고, 200℃를 초과하게 되면 둘째 단계 수준에서의 과도한 크래킹이 발생할 우려가 있다. 상기 가열 시간은 고온에서는 적은 시간이 필요하고, 저온에서는 상대적으로 긴 시간이 필요하다. 이때, 상기 가열 시간이 30분 미만이면 크래킹이 충분하지 못할 위험이 크고, 120분을 초과하면, 과도한 크래킹이 일어날 가능성이 크게 된다. 크래킹은 적절한 온도의 조절이 중요하다. 온도가 높으면 실리콘 폐기물의 크래킹이 잘 일어나나 크래킹과 동시에 DMC가 생성되는데, 이러한 DMC가 중합되어 직쇄상의 폴리실록산(레진 상태)가 된다. DMC와 직쇄상의 폴리실록산 사이에서는 가역 반응이 발생하며, 두 반응이 평형인 상태에서 DMC를 증류해 내게 된다. 이때, 온도가 일정 온도 이상이 되면 DMC의 생성보다는 직쇄상의 폴리실록산의 생성 속도가 빠르게 되어 DMC의 회수 효율의 저하를 가져오게 된다.The addition and stirring of sulfuric acid in the second step is carried out at atmospheric pressure, it is preferably carried out for 30 minutes to 120 minutes at a temperature of 130 to 200 ℃. Since there is no recovery of the DMC in the stirring step, it is not necessary to maintain a vacuum, and relatively high temperature is required for the cracking of the high molecular compound to a low molecule, and a sufficient time for the cracking process is required. However, if excessive cracking occurs, the transfer to the recovery step of the DMC in a later step is problematic, so the cracking should be managed at an appropriate level. If the temperature is less than 130 ℃ there is a problem that the cracking is not sufficient at the second stage level, if exceeding 200 ℃ there is a fear that excessive cracking at the second stage level occurs. The heating time requires a little time at high temperatures and a relatively long time at low temperatures. At this time, if the heating time is less than 30 minutes, the risk of not enough cracking is great, and if it exceeds 120 minutes, the possibility of excessive cracking is large. Cracking is important for proper temperature control. Higher temperatures tend to crack the silicon waste, but at the same time cracking produces DMCs, which polymerize to form linear polysiloxanes (resin states). A reversible reaction occurs between the DMC and the linear polysiloxane, and the DMC is distilled off while both reactions are in equilibrium. At this time, when the temperature is above a certain temperature, the production rate of the linear polysiloxane is faster than the production of DMC, resulting in a decrease in the recovery efficiency of the DMC.
크래킹의 정도는 별도로 측정하는 방법은 표준화된 것이 없으나, 외관상 사용한 실리콘 폐기물의 형태가 나타나지 않으면 크래킹이 정상적으로 진행되는 것으로 파악할 수 있다. 반응기 내부의 화합물의 색상(진회색이나 흑색 상태)로 크래킹의 정도를 파악할 수도 있다. 이때, 크래킹에 영향을 주는 요소는 사용한 실리콘 폐기물의 종류와 크기, 황산 등과 같은 강산의 양, 크래킹 온도, 사용하는 광유의 종류 등이다.There is no standardized method for measuring the degree of cracking, but if the appearance of the used silicon waste does not appear, it can be understood that cracking proceeds normally. The degree of cracking can also be determined by the color (dark gray or black) of the compound in the reactor. At this time, the factors influencing cracking are the type and size of silicon waste used, the amount of strong acid such as sulfuric acid, the cracking temperature, the type of mineral oil used, and the like.
셋째 단계는 상기 혼합물을 가열하면서 분해된 저분자 실리콘 화합물을 증류하여 상기 저분자 실리콘 화합물을 1차 회수하는 단계이다. 상기 1차 회수되는 실리콘 화합물을 증류 방식으로 회수되는 것이 바람직하며, D3, D4, D5, D6, 및 D7이 회수되어 나온다. D8 이상의 화합물은 거의 생성되지 않는다. 실리콘 폐기물의 종류마다 실리콘의 함량비가 다르며, 실리콘의 함량이 많을수록 DMC의 회수율은 높게 된다. 통상적으로 DMC의 품질 기준은 D4의 함량이며, 반응 변수로서 D3 ~D7의 함량비를 조절하는 것은 상당히 어려운 일이나, 분리된 DMC는 분별 증류탑을 이용하면 최종 제품의 D4의 함량을 높일 수도 있다.The third step is to recover the low molecular weight silicone compound by first distilling the decomposed low molecular weight silicone compound while heating the mixture. Preferably, the first recovered silicon compound is recovered by distillation, and D3, D4, D5, D6, and D7 are recovered. Almost no compound above D8 is produced. The content ratio of silicon is different for each type of silicon waste, and the higher the content of silicon, the higher the recovery rate of DMC. In general, the quality standard of DMC is the content of D4, and it is very difficult to control the content ratio of D3 to D7 as a reaction variable, but the separated DMC may increase the content of D4 in the final product by using a fractional distillation column.
상기 셋째 단계는 10mmHg 내지 100mmHg의 진공 분위기에서, 130 내지 200℃의 온도에서, 90분 내지 360분 동안 실시되는 것인 것이 바람직하다. 상기 셋째 단계가 진공 분위기에서 실시되어야 하는 이유는 상기 1차 증류 방식으로 회수되는 저분자 실리콘 화합물의 끓는점이 높아, 상압에서는 진공 상태보다 상당히 높은 온도와 공정 시간이 필요하게 되기 때문이다. 상기 진공의 정도가 10mmHg 미만의 고도 진공이면, 고도의 진공 상태를 유지하는데 비용이 많이 들며, 상기 진공 정도가 100mmHg를 초과하는 저도 진공이면 DMC가 증류되지 않거나, 증류 효율이 급격하게 떨어지는 문제가 있다. 상기 가열 온도는 상기 온도가 130℃ 미만이면 저분자 실리콘 화합물의 회수율이 떨어지며, 상기 온도가 200℃를 초과하면 저분자 실리콘 화합물의 회수율에는 도움이 되지만, 온도 증가에 따른 증가되는 저분자 실리콘 화합물의 회수율에 비하여 고온 유지에 비용이 더 많이 드는 문제가 있다. 상기 가열 시간은 90분 내지 360분 정도가 바람직한데, 고도 진공과 고온에서는 적은 시간이 필요하고, 저도 진공과 저온에서는 상대적으로 긴 시간이 필요하다. 이때, 상기 가열 시간이 90분 미만이면 저분자 실리콘 화합물의 회수율이 떨어질 위험이 크고, 360분을 초과하면, 가열하더라도 추가적인 회수 효율은 많이 증가하지는 않는다.The third step is preferably carried out in a vacuum atmosphere of 10mmHg to 100mmHg, at a temperature of 130 to 200 ℃, 90 minutes to 360 minutes. The third step should be carried out in a vacuum atmosphere, because the boiling point of the low molecular weight silicon compound recovered by the primary distillation method is high, and the atmospheric pressure requires a significantly higher temperature and process time than the vacuum state. If the degree of vacuum is less than 10mmHg high vacuum, it is expensive to maintain a high degree of vacuum, and if the degree of vacuum is less than 100mmHg low vacuum, the DMC is not distilled or the distillation efficiency drops rapidly. . The heating temperature is lower than the recovery temperature of the low molecular weight silicone compound when the temperature is less than 130 ℃, the temperature above 200 ℃ is helpful for the recovery of the low molecular weight silicone compound, but compared to the recovery rate of the low molecular weight silicone compound increases with increasing temperature There is a problem that costs more to maintain a high temperature. The heating time is preferably about 90 minutes to 360 minutes, a small time is required at high vacuum and high temperature, and a relatively long time is required at low vacuum and low temperature. At this time, if the heating time is less than 90 minutes, there is a high risk that the recovery rate of the low molecular weight silicone compound drops, and if it exceeds 360 minutes, the additional recovery efficiency does not increase much even when heated.
한편, 진공 분위기에서 증류 시 진공은 일시에 걸면 안 되고 아주 서서히 걸어야 한다. 진공을 일시에 강하게 걸면 반응물이 증류관까지 올라와 증류관을 막는 현상과 증류조가 범핑(bumping)하는 문제가 발생한다. 이때, 광유에 따라 거품이 발생할 수 있는데, 거품의 발생은 반응의 제어와 큰 관련은 없다. 한편, 진공 분위기에서 증류시 반응기 내의 전체 반응물이 부풀어 오르는 현상이 발생하는데, 이때 진공을 순간적으로 강하게 걸면 부풀어 오른 액상 반응물이 반응기 벽면에 레진 형태의 실록산으로 고착되는데, 이 경우 충진제와 같이 고착되어 2차 반응에 참여해야 할 물질들이 감소할 뿐만 아니라 반응기 내부의 청결 상태가 양호하지 못하게 되어 반응기 운용상의 문제가 있다.On the other hand, when distilling in a vacuum atmosphere, the vacuum should not be suspended at a time, but very slowly. If the vacuum is strongly applied at a time, the reactions may rise to the distillation tube and block the distillation tube, and the distillation tank may bump. At this time, bubbles may occur depending on the mineral oil, and the generation of bubbles does not have much relation with the control of the reaction. On the other hand, when distilling in a vacuum atmosphere, the entire reactant in the reactor swells. At this moment, if the vacuum is momentarily strongly applied, the swollen liquid reactant is fixed to the reactor wall as resin-type siloxane. Not only are the materials required to participate in the secondary reaction reduced, but the cleanliness inside the reactor is not good and there are problems in reactor operation.
이어, 도 2를 참조하면서 2차 회수 단계를 설명한다. 상기 2차 회수 단계는 크게 2단계로 이루어져 있다.Next, the secondary recovery step will be described with reference to FIG. 2. The secondary recovery step is largely composed of two steps.
2차 회수 단계의 첫번째 단계는 상기 1차 회수 단계 수행 후의 잔유물에 강염기를 가하고, 가열하는 단계이다. 상기 강염기는 KOH가 바람직하다. 상기 강염기 특히 KOH는 반응 후 생성된 직쇄형 실리콘 오일을 사이클릭 화합물로 저분자화시킨다. KOH이외에 NaOH 등과 같은 다른 강염기도 가능하나 반응 시간이 길어져 경제성이 떨어지는 문제가 있으며, 약염기의 경우 회수 수율이 극히 낮은 문제가 있다. 상기 수산화칼륨(KOH)의 함량은 상기 실리콘 폐기물 100 중량부에 대하여 1 내지 22중량부인 것이 바람직하며, 3 내지 15 중량부인 것이 더욱 바람직하며, 5 내지 8 중량부인 것이 더욱 바람직하다. 상기 KOH의 함량이 1 중량부 미만이면 상기 KOH의 함량이 적어 상기 잔유물의 실리콘 오일의 저분자화가 과소하게 일어나는 문제가 있고, 상기 KOH의 함량이 22 중량부를 초과하게 되면 초과하는 KOH가 추가적인 저분자화 효과를 발생시키지 못하는 문제가 있다. The first step of the second recovery step is to add a strong base to the residue after the first recovery step and to heat it. The strong base is preferably KOH. The strong base, in particular KOH, lowers the molecular weight of the linear silicone oil produced after the reaction with the cyclic compound. In addition to KOH, other strong bases such as NaOH may also be used, but the reaction time is long, so there is a problem of low economic feasibility, and the weak base has a problem of extremely low recovery yield. The content of the potassium hydroxide (KOH) is preferably 1 to 22 parts by weight, more preferably 3 to 15 parts by weight, and more preferably 5 to 8 parts by weight based on 100 parts by weight of the silicon waste. If the content of KOH is less than 1 part by weight, there is a problem that the low molecular weight of the silicone oil of the residue is low because the content of the KOH is less, and when the content of the KOH exceeds 22 parts by weight, the excess KOH is further lowered There is a problem that does not occur.
상기 2차 회수 단계의 첫번째 단계는 상압 분위기에서, 130 내지 200℃의 온도에서, 30분 내지 180분 동안 실시되는 것인 것이 바람직하다. 상기 2차 회수 단계의 첫번째 단계에서는 상기 DMC의 2차 회수가 없으므로, 굳이 진공을 유지할 필요가 없다. 직쇄형 실리콘 오일이 사이클릭 화합물로 저분자화가 진행되기 위해서는 상대적으로 높은 온도가 필요하며, 저분자화에는 충분한 시간이 필요하다. 상기 온도가 130℃ 미만이면 저분자화가 충분하지 못하게 되는 문제점이 있고, 200℃를 초과하게 되면 다음 단계에서 진행되는 2차 회수로의 이송 시간 조절에 문제가 있게 된다. 상기 가열 시간은 고온에서는 적은 시간이 필요하고, 저온에서는 상대적으로 긴 시간이 필요하다. 이때, 상기 가열 시간이 30분 미만이면 크래킹이 충분하지 못할 위험이 크고, 180분을 초과하면, 과도한 크래킹이 일어날 가능성이 크게 된다.It is preferable that the first step of the second recovery step is carried out for 30 minutes to 180 minutes at a temperature of 130 to 200 ℃ in an atmospheric pressure atmosphere. In the first stage of the secondary recovery step, there is no secondary recovery of the DMC, so there is no need to maintain a vacuum. The linear silicone oil requires a relatively high temperature in order for the low molecular weight to proceed with the cyclic compound, and a sufficient time is required for the low molecular weight. If the temperature is less than 130 ℃ there is a problem that the low molecular weight is not enough, if the temperature exceeds 200 ℃ there is a problem in controlling the transfer time to the secondary recovery in the next step. The heating time requires a little time at high temperatures and a relatively long time at low temperatures. At this time, if the heating time is less than 30 minutes, the risk of not enough cracking is large, and if it exceeds 180 minutes, the possibility of excessive cracking is large.
이어, 2차 회수 단계에서의 두번째 단계를 설명한다. Next, a second step in the second recovery step will be described.
상기 2차 회수 단계에서의 첫번째 단계를 거친 상기 잔유물을 15℃ 내지 45℃으로 냉각하고 C5-C8의 알킬 용제 및 벤젠, 톨루엔 등의 방향족 용제를 투입하여 교반하고, 상기 교반된 잔유물을 기설정된 시간 동안 유지하면, 상기 잔유물은 슬러리 상태가 된다. 상기 슬러리 상태의 잔유물에서 1) 충전물 회수, 2) 광유 회수, 3) 용제 회수, 4) 저분자 실리콘 화합물 2차 회수를 할 수 있다. 상기 C5-C8의 알킬 용제 및 벤젠, 톨루엔 등의 방향족 용제는 반응기 내에 잔류하는 DMC의 세척(washing) 및 고체 충전물(실리콘 폐기물에 포함되어 있는 각종 filler 등)의 분리를 용이하게 한다. 상기 C5-C8의 알킬 용제 및 벤젠, 톨루엔 등의 방향족 용제의 사용 함량은 실리콘 폐기물 100 중량부에 대하여 20 내지 40 중량부인 것이 바람직하다. 충전물의 회수는 상기 슬러리 상태의 잔유물을 백필터(bag filter)등의 여과장치를 사용하여 여과하여 실리카 등의 무기 충전물을 회수한다. 상기 여과액에서 광유를 회수하며, C5-C8의 알킬 용제 및 벤젠, 톨루엔 등의 방향족 용제를 회수한다. C5-C8의 알킬 용제 및 벤젠, 톨루엔 등의 방향족 용제의 회수시 증류하는 방법은 상압이나 진공상태에서 가능하나 경제적인 측면을 고려하여 실시하는 것이 바람직하다.After cooling the residue from the first step in the second recovery step to 15 ℃ to 45 ℃, stirring by adding an alkyl solvent of C5-C8 and an aromatic solvent such as benzene, toluene and stirred, the stirred residue is a predetermined time If maintained for a while, the residue becomes a slurry. 1) Filling recovery, 2) Mineral oil recovery, 3) Solvent recovery, 4) Low molecular silicon compound secondary recovery can be performed from the slurry residue. The C5-C8 alkyl solvent and aromatic solvents such as benzene and toluene facilitate the washing of DMC remaining in the reactor and separation of solid fillers (various fillers contained in silicon waste, etc.). The use amount of the C5-C8 alkyl solvent and aromatic solvent such as benzene and toluene is preferably 20 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of silicon waste. In order to recover the packing material, the slurry residue is filtered using a filtering device such as a bag filter to recover an inorganic packing such as silica. Mineral oil is recovered from the filtrate, and C5-C8 alkyl solvent and aromatic solvent such as benzene and toluene are recovered. The distillation method for the recovery of the C5-C8 alkyl solvent and aromatic solvents such as benzene and toluene can be carried out under normal pressure or vacuum, but is preferably carried out in consideration of economic aspects.
2차 회수 단계의 두번째 단계의 핵심은 상기 잔유물로부터 2차적으로 저분자 실리콘 화합물을 회수하는 것이다. 상기 2차 회수 단계에서 저분자 실리콘 화합물을 회수하는 것은 10mmHg 내지 100mmHg의 진공 분위기에서, 130 내지 200℃의 온도에서, 90분 내지 360분 동안 실시되는 것인 것이 바람직하다. 상기 2차 회수 단계의 저분자 실리콘 화합물을 회수 과정이 진공 분위기에서 실시되어야 하는 이유는 상기 2차 증류 방식으로 회수되는 저분자 실리콘 화합물의 끓는점이 높아, 상압의 경우 진공 상태보다 상당히 높은 온도와 공정 시간이 필요하게 되기 때문이다. 상 기 진공의 정도가 10mmHg 미만의 고도 진공이면, 고도의 진공 상태를 유지하는데 비용이 많이 들며, 상기 진공 정도가 100mmHg를 초과하는 저도 진공이면 DMC가 증류되지 않거나, 증류 효율이 급격하게 떨어지는 문제가 있다. 상기 가열 온도는 상기 온도가 130℃ 미만이면 저분자 실리콘 화합물의 회수율이 떨어지며, 상기 온도가 200℃를 초과하면 저분자 실리콘 화합물의 회수율에는 도움이 되지만, 온도 증가에 따른 증가되는 저분자 실리콘 화합물의 회수율에 비하여 고온 유지에 비용이 더 많이 드는 문제가 있다. 상기 가열 시간은 90분 내지 360분 정도가 바람직한데, 고도 진공과 고온에서는 적은 시간이 필요하고, 저도 진공과 저온에서는 상대적으로 긴 시간이 필요하다. 이때, 상기 가열 시간이 90분 미만이면 저분자 실리콘 화합물의 회수율이 떨어질 위험이 크고, 360분을 초과하면, 가열하더라도 추가적인 회수 효율은 많이 증가하지 않는다.The key to the second stage of the secondary recovery step is to recover the low molecular weight silicone compound secondary from the residue. Recovering the low molecular weight silicone compound in the secondary recovery step is preferably carried out for 90 minutes to 360 minutes at a temperature of 130 to 200 ℃ in a vacuum atmosphere of 10mmHg to 100mmHg. The reason why the process of recovering the low molecular weight silicon compound of the secondary recovery step should be performed in a vacuum atmosphere is that the boiling point of the low molecular weight silicon compound recovered by the secondary distillation method is high, and in the case of normal pressure, the temperature and the process time are considerably higher than those of the vacuum state. It is necessary. If the degree of vacuum is less than 10mmHg high vacuum, it is expensive to maintain a high degree of vacuum, and if the degree of vacuum is less than 100mmHg low vacuum, DMC does not distill, or distillation efficiency drops sharply. have. The heating temperature is lower than the recovery temperature of the low molecular weight silicone compound when the temperature is less than 130 ℃, the temperature above 200 ℃ is helpful for the recovery of the low molecular weight silicone compound, but compared to the recovery rate of the low molecular weight silicone compound increases with increasing temperature There is a problem that costs more to maintain a high temperature. The heating time is preferably about 90 minutes to 360 minutes, a small time is required at high vacuum and high temperature, and a relatively long time is required at low vacuum and low temperature. At this time, if the heating time is less than 90 minutes, there is a high risk that the recovery rate of the low molecular weight silicone compound is lowered, and if it exceeds 360 minutes, the additional recovery efficiency does not increase much even when heated.
상기에서 슬러리 상태의 잔유물을 여과하여 충전물을 먼저 회수하고, 여과액으로부터 C5-C8의 알킬 용제 및 벤젠, 톨루엔 등의 방향족 용제를 회수한다. 저분자 실리콘 화합물의 2차 회수는 증류 방식으로 회수하며 이후 잔류하는 광유는 반응기에서 드레인(drain)하여 바로 재사용한다. 이러한 재사용성이 광유의 장점 중의 하나이다.The residue in the form of a slurry is filtered above, and a packing material is collect | recovered first, and the C5-C8 alkyl solvent and aromatic solvent, such as benzene and toluene, are collect | recovered from a filtrate. Secondary recovery of the low molecular weight silicon compound is recovered by distillation and the remaining mineral oil is then drained from the reactor and reused immediately. This reusability is one of the advantages of mineral oil.
DMC 회수 공정에서 반응이 평형에 도달하면 더 이상의 반응이 진전되지 않으므로, DMC를 계속해서 증류해 내어 반응기 내에서 제거를 해 주어야, 저분자화 반응(직쇄형 실리콘 화합물이 고리형 실리콘 화합물보다 고분자형이다.)이 계속해서 진행된다. 한편, DMC를 증류해 내면 상대적으로 고분자형 직쇄형 실리콘 화합물이 더 남으므로, 점도가 높아지게 된다. 그러므로, 이때 용제를 사용하게 되는데, 용제의 경우, DMC가 증류되는 온도에서 함께 증류되지 않아야 한다.As the reaction reaches equilibrium in the DMC recovery process, no further reaction proceeds. Therefore, the DMC must be distilled out and removed in the reactor so that the low molecular weight reaction (the linear silicone compound is more polymeric than the cyclic silicone compound). .) Continues. On the other hand, when the DMC is distilled off, since the polymer-type linear silicone compound is further left, the viscosity becomes high. Therefore, a solvent is used at this time, in which case the DMC should not be distilled together at the temperature at which the DMC is distilled.
상기 각 단계의 공정이 진행될 때, 상기 광유의 끓는점은 각 단계가 실시되는 온도보다 높은 것인 것이 바람직하다. 하지만, 밀폐된 공간에서 공정이 진행되거나, 냉각탑이 있는 공정이 진행되는 경우에는 광유의 끓는점은 각 단계가 실시되는 온도보다 높지 않아도 무방할 수 있다. 왜냐하면, 밀폐된 공간에서는 광유가 끓더라도 공간이 밀폐되어 있으므로 광유의 손실이 없으며, 특히 냉각탑이 있는 경우, 끓은 광유가 냉각탑에 의해 다시 응결되어 반응기 속으로 회수될 수 있기 때문이다.When the process of each step is in progress, the boiling point of the mineral oil is preferably higher than the temperature at which each step is carried out. However, when the process is carried out in an enclosed space, or when the process with the cooling tower is in progress, the boiling point of the mineral oil may not be higher than the temperature at which each step is carried out. This is because, in a closed space, even if the mineral oil is boiled, the space is sealed, so there is no loss of mineral oil. In particular, when there is a cooling tower, the boiled mineral oil can be condensed by the cooling tower again and recovered into the reactor.
도 3는 본 발명의 저분자 실리콘 화합물 회수 장치에 대한 모식도이다.3 is a schematic diagram of a low molecular silicon compound recovery apparatus of the present invention.
저분자 실리콘 화합물을 1차로 회수하기 위한 첫째 단계로 광유를 저장조(100)로부터 계량하여 믹서 반응기(101)내에 투입한 후 또한 작은 크기로 절단 및 분쇄한 폐 고분자 실리콘제품들을 믹서 반응기(101)에 투입하고 가열하여 약한 압력에서 수분 증류조(102)로 수분을 제거한다. 둘째 단계로 진공을 제거하고 상압에서 100℃이하로 냉각한 후 강산을 이 믹서 반응기(101)투입하고 다시 약한 진공상태에서 이 혼합물을 빠르게 교반한다. 셋째 단계로 상압에서 이 혼합물을 서서히 170℃까지 가열하여 2시간 30분 동안 유지하며 분해된 저분자 실리콘화합물을 반응조(103)에서 DMC를 증류하여 저장조(109)에 회수, 저장한다. As a first step to recover the low molecular weight silicone compound, the mineral oil was metered from the
2차 회수 단계의 첫번째 단계로 대부분의 저분자 실리콘화합물이 증류, 회수된 반응조(103)에 KOH를 투입하고 170℃까지 가열하여 2시간 동안 유지한다. 2차 회수 단계의 두번째 단계로 이 혼합물을 상온으로 냉각하고 C5-C8의 알킬 용제 및 벤젠, 톨루엔 등의 방향족 용제를 투입하여 30분간 교반하고 2시간 동안 방치한다. 그리고, 이 슬러리 상태의 혼합물을 bag filter(104)로 여과하여 실리카 등의 무기충전물을 회수하고 여과액은 냉각하고 C5-C8의 알킬 용제 및 벤젠, 톨루엔 등의 방향족 용제, 증류조(107)로 옮기어 2차로 잉여 저분자 실리콘 화합물을 증류조(108)에서 증류하여 저장조(105)와 용제 저장조(106)에 회수, 저장한다.In the first stage of the secondary recovery step, KOH is added to the
이어, 본 발명의 실시예를 중심으로 다시 한번 더 설명한다.Next, it will be described once again with reference to the embodiment of the present invention.
[시험예 1][Test Example 1]
첫째 단계로, 단순 증류 장치가 부착된 three neck 1리터 반응기에 작은 크기로 절단 및 분쇄된 폐 고분자 실리콘 200g을 넣고 광유 300g을 첨가한 후 125℃로 가열하며 60mmHg 압력 하에서 1시간 동안 유지하여 수분을 제거하였다. 사용된 광유는 비중 0.8834, 점도 29.97, 인화점 214℃, 아로마틱계 0.6중량부, 나프탈렌계 34.0 중량부, 파라핀계 65.4 중량부의 물성을 가진 것이었다.In the first step, 200g of small-sized cut and pulverized waste polymer silicon was added to a three neck 1 liter reactor equipped with a simple distillation apparatus, 300g of mineral oil was added, and heated to 125 ° C and maintained at 60mmHg pressure for 1 hour. Removed. The mineral oil used had physical properties of specific gravity 0.8834, viscosity 29.97, flash point 214 ° C, 0.6 parts by weight of aromatic, 34.0 parts by weight of naphthalene, and 65.4 parts by weight of paraffin.
둘째 단계로, 다음 단계로 진공을 제거하고 상압에서 100℃이하로 냉각한 후 황산 12g을 투입하고 1시간 동안 교반하였다. 다시 약한 진공상태에서 이 혼합물을 빠르게 교반하였다. 이때 내용물의 bumping을 주의하여야 한다. 셋째 단계로, 이 혼합물을 60mmHg 압력 하에서 서서히 170℃까지 가열하여 2시간 30분 동안 유지하며 분해된 저분자 실리콘 화합물을 증류 회수하였다. 2차 회수 단계의 첫번째 단계로, 반응기에 남은 용액에 KOH 11g을 투입하고 상압에서 170℃까지 가열하여 2시간 동안 유지한 후 상온으로 냉각한 후 C5-C8의 알킬 용제 및 벤젠, 톨루엔 등의 방향 족 용제를 가하고 30분 동안 교반하고 2시간 동안 방치하였다. 2차 회수 단계의 두번째 단계로, 이 슬러리 상태의 혼합물을 여과하여 실리카 등의 무기충전물을 회수하고 여과액은 60mmHg 압력 하에서 170℃까지 가열하여 2시간 30분 동안 유지하는 방식으로 증류하여 2차로 잉여 저분자 실리콘 화합물을 회수하였다.In the second step, the vacuum was removed in the next step, cooled to 100 ° C. or less at normal pressure, and then 12 g of sulfuric acid was added and stirred for 1 hour. Again the mixture was stirred rapidly under mild vacuum. Be careful of bumping the contents. In a third step, the mixture was slowly heated to 170 ° C. under 60 mmHg pressure and maintained for 2 hours 30 minutes to distill off the degraded low molecular weight silicone compound. In the first step of the second recovery step, 11 g of KOH was added to the remaining solution in the reactor, and heated to 170 ° C. at atmospheric pressure, and maintained for 2 hours. After cooling to room temperature, the alkyl solvent of C5-C8 and the direction of benzene, toluene, etc. Foot solvent was added and stirred for 30 minutes and left for 2 hours. In the second step of the second recovery step, the slurry mixture is filtered to recover inorganic fillers such as silica, and the filtrate is distilled in a second way by heating to 170 ° C. under 60 mmHg pressure and maintaining for 2 hours and 30 minutes. The low molecular weight silicone compound was recovered.
이렇게 1차 회수된 실리콘 화합물은 77g이었으며, 2차로 회수한 실리콘 화합물을 22g이었다. 결과적으로 1차, 2차 회수한 실리콘의 총량은 99g으로 이는 사용한 실리콘 폐기물 무게의 49.5%에 해당하며 회수되어 재사용이 가능한 충전물의 양은 93g 이었으며 이는 실리콘 폐기물 무게의 46.5%에 해당한다. 회수한 실리콘 모노머들의 성분은 GC로 온도를 20℃/min으로 상승 프로그램하여 100℃에서 320℃까지 분석 하였으며 시판되는 D3, D4, D5, D6, D7를 표준물질로 사용하여 성분들을 확인하였다. GC는 휴렛 팻커드(HP)사에서 제작한 모델명 5890을 사용하였다.The first recovered silicon compound was 77 g, and the second recovered silicon compound was 22 g. As a result, the total amount of recovered silicon was 99g, corresponding to 49.5% of the weight of used silicon waste, and 93g of recovered and reusable fillers, corresponding to 46.5% of the weight of silicon waste. The recovered silicon monomers were analyzed by GC at a temperature of 20 ° C./min, and analyzed from 100 ° C. to 320 ° C., and the components were identified using commercially available D3, D4, D5, D6, and D7 as standard materials. GC used model name 5890 manufactured by Hewlett Packard (HP).
[시험예 2 내지 38][Test Examples 2 to 38]
상기 시험예 1과 투입 요소, 공정 변수 중 어느 하나씩을 조절해 가면서 시험예 2 내지 40을 실시하였고, 시험예 1과 비교되는 특징 및 회수된 실리콘량을 표1에 정리하였다.Test Examples 2 to 40 were carried out by adjusting any one of Test Example 1, input elements, and process variables, and the characteristics and amount of silicon recovered compared to Test Example 1 are summarized in Table 1.
(괄호 안의 수치는 최종 획득된 실리콘 화합물이 1차 회수와 2차 회수로 어떻게 구분될 수 있는지를 보여 주기 위한 참고용이다.) (The figures in parentheses are for reference only to show how the final obtained silicon compound can be divided into primary and secondary recovery.)
상기 시험예 2 내지 시험예 5는 황산의 함량과 관계되어 있다. 시험예 2와 같이 황산의 함량이 실리콘 폐기물 100 중량부(실험에 사용한 실리콘 폐기물은 200g임)에 대하여 0.25중량부인 경우에는 회수율이 5.5%에 그치는 문제가 있었다. 이 정도 수율은 경제성이 거의 없다. 황산이 0.5 중량부인 경우에는 수율이 12.5%정도 나왔다. 황산이 10중량부인 경우에는 48%의 회수율을 보이고 있으며, 이는 시험예 1과 비교할 때, 추측되는 오차 범위와 크게 다르지 않은 범위의 회수율이다. 이때, 시험예 4과 같이 황산의 함량을 시험예 3보다 50%를 더 증가시켜도 수율의 개선은 1%에 머물렀다. 그러므로, 황산을 10중량부를 초과하여 사용한다 하더라도 문제는 없지만 비용 대비 효율의 증대는 거의 미미한 것으로 보였다.Test Examples 2 to 5 relate to the content of sulfuric acid. As in Test Example 2, when the sulfuric acid content was 0.25 parts by weight relative to 100 parts by weight of silicon waste (the silicon waste used in the experiment was 200 g), the recovery was only 5.5%. This yield is of little economic value. If the sulfuric acid is 0.5 parts by weight, the yield was about 12.5%. In the case of 10 parts by weight of sulfuric acid shows a recovery of 48%, which is a recovery in the range not significantly different from the estimated error range when compared with Test Example 1. At this time, even if the content of sulfuric acid was increased by 50% more than in Test Example 3 as in Test Example 4, the improvement in yield remained at 1%. Therefore, there is no problem even if sulfuric acid is used in excess of 10 parts by weight, but the increase in efficiency compared to the cost seems to be insignificant.
상기 시험예 6 내지 시험예 10은 수산화칼륨의 함량과 관계되어 있다. 시험예 6와 같이 수산화칼륨의 함량이 실리콘 폐기물 100 중량부에 대하여 0.5중량부인 경우에는 회수율이 극히 낮은 문제가 있었다. 회수된 80g중에서 1차 회수에서 나온 것이 77g이므로, 2차 회수에서는 실질적으로 3g밖에 나오지 않았고, 이는 시험예1의 2차 회수 22g과 비교할 때, 약 13.6%정도 밖에 되지 않았으며, 이 정도 수율은 경제성이 거의 없다. 수산화칼륨이 1 중량부인 경우에는 6g이 회수되었는데, 이는 시험예 1과 비교할 때 27.2% 정도였다. 시험예 8과 같이 수산화칼륨이 5중량부인 경우에는 2차 회수에 18g이 회수되었고, 시험예 9와 같이 10중량부인 경우에는 2차 회수에서 약 21g으로 시험예 1과 근접하게 회수되었다. 한편, 시험예 10과 같이 수산화칼륨의 함량을 20중량부로 할 경우에도 시험예 1에 비하여 수율의 개선은 거의 없었다. 시험예 9와 시험예10은 시험예 1과 예상되는 오차 범위 내에 있는 수율이었다.Test Examples 6 to 10 relate to the content of potassium hydroxide. As in Example 6, when the content of potassium hydroxide was 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of silicon waste, the recovery rate was extremely low. Of the 80g recovered, 77g was obtained from the first recovery, so only 3g was obtained from the second recovery. There is little economy. When 1 part by weight of potassium hydroxide was recovered 6g, which was about 27.2% compared to Test Example 1. In the case of 5 parts by weight of potassium hydroxide as in Test Example 8, 18g was recovered in the second recovery, and in the case of 10 parts by weight as in Test Example 9, approximately 21g in the second recovery was recovered in close proximity to Test Example 1. On the other hand, even when the potassium hydroxide content was 20 parts by weight as in Test Example 10, there was almost no improvement in yield compared to Test Example 1. Test Example 9 and Test Example 10 were yields within Test Example 1 and the expected error range.
상기 시험예 11 내지 시험예 15는 광유의 함량과 관계되어 있다. 시험예 11과 같이 광유의 함량이 실리콘 폐기물 100 중량부에 대하여 25중량부인 경우에는 회수율 41%로 상대적으로 낮은 문제가 있었다. 이 정도 수율도 경제성은 있으나, 광유는 회수되는 것이므로, 효율을 희생하면서까지 너무 적게 투입할 필요가 없을 것이다. 시험예 12부터 시험예 15까지에서 광유의 함량에 따라서 수율은 큰 차이가 없었다. 그러므로 광유를 500중량부 이상을 투입하는 것은 수율에 비하여 반응 스케일이 너무 커지는 문제가 있게 된다.Test Examples 11 to 15 are related to the content of mineral oil. As in Test Example 11, when the content of mineral oil was 25 parts by weight based on 100 parts by weight of silicon waste, there was a relatively low recovery rate of 41%. This yield is economical, but mineral oil is recovered, so there will be no need to add too little at the expense of efficiency. In Test Example 12 to Test Example 15, the yield was not significantly different depending on the content of mineral oil. Therefore, injecting more than 500 parts by weight of mineral oil has a problem that the reaction scale is too large compared to the yield.
상기 시험예 16 내지 시험예 18은 공정 변수 중 진공 처리와 관계되어 있다. 시험예 16은 수분 제거 단계에서의 상압 처리한 경우로 수율은 16%가 나왔는데, 이 정도는 경제성이 상당히 떨어진다. 상압 처리의 경우 수분 제거가 원활하지 않아 수율이 낮게 나온 것으로 파악된다. 시험예 17의 경우 1차 회수 단계에서 상압 처리한 경우, 1차 회수 단계에서는 거의 회수가 되지 않았고, 2차 회수 단계에서 88g이 회수되었다. 이는 1차 회수 단계에서 회수되지 않았던 생성된 저분자 실리콘이 2차에서 증류에서 회수된 것으로 보인다. 시험예 18의 경우와 같이 진공 처리를 하지 않고 상압에서 처리할 경우 2차 증류 과정에서 회수되는 저분자 실리콘 화합물은 거의 없었다.Test Examples 16-18 are related to vacuum processing among the process variables. Test Example 16 was subjected to atmospheric pressure in the water removal step, yield was 16%, this degree is quite economical. In the case of atmospheric pressure treatment, water removal was not good and yield was low. In the case of Test Example 17, when the atmospheric pressure treatment in the first recovery step, almost no recovery in the first recovery step, 88g was recovered in the second recovery step. It seems that the resulting low molecular weight silicon, which was not recovered in the first recovery step, was recovered in distillation in the second. As in the case of Test Example 18, there was almost no low molecular weight silicone compound recovered in the secondary distillation process when the process was performed at atmospheric pressure without vacuum treatment.
시험예 19 내지 시험예 28은 공정 변수 중 온도 처리와 관계된 것이다. 시험예 19와 같이 수분 제거 단계에서의 온도를 60℃ 정도의 저온으로 할 경우, 수분 제거가 완전하지 않아 수율이 10%로 상당히 낮게 나왔다. 한편 시험예 20과 같이 200℃ 정도로 과도하게 높게 하더라도 추가적인 수율 향상은 거의 없었다. 시험예 21과 같이 황산 첨가 후 교반 단계의 온도를 100℃로 저온으로 할 경우에는 크래킹이 완전하지 않아, 수율이 42.5%로 상대적으로 낮게 나왔으며, 온도를 올리는 에너지 비용을 감안할 때, 비용 대비 수율을 올리는 방향을 선택하는 것이 더 바람직하다는 것을 보여 주었다. 한편 시험예 24와 같이 250℃로 할 경우에도 추가적인 수율 향상은 없었고, 에너지 소비만 늘어나는 문제가 있었다. 시험예 23과 같이 1차 회수 단계의 온도가 100℃와 같이 상대적으로 저온으로 할 경우에는 증류가 원활하지 않아 수율이 33.5%로 시험예 1에 비해서 약 32g이나 적게 회수되었다. 한편, 시험예 24와 같이 1차 회수 단계의 온도를 250℃로 높게 올려도 오차 범위 내에서의 수율만이 나왔다. 시험예 25와 같이 KOH 첨가 후 교반 단계의 온도를 100℃로 저온으로 유지할 경우에는 시험예 1에 비하여 10g이 적게 회수되었다. 한편, 시험예 26과 같이 250℃로 과도하게 높게 유지하더라도 수율에는 오차 범위 내에서 큰 변화가 없었다. 시험예 27과 같이 2차 회수 단계의 온도를 100℃로 할 경우에는 시험예 1에 비하여 너무 적은 4g만이 2차 회수 단계에서 회수되었다. 한편, 시험예 28과 같이 2차 회수 단계의 온도를 250℃와 같이 높게 가져가도 회수율에서는 거의 차이가 없었다.Test Examples 19-28 relate to temperature treatment among process variables. When the temperature in the water removal step as shown in Test Example 19 to a low temperature of about 60 ℃, the water removal is not complete, the yield was quite low as 10%. On the other hand, even if excessively high, such as 200 ℃ as in Test Example 20, almost no additional yield improvement. When the temperature of the stirring step after the addition of sulfuric acid to the low temperature as 100 ℃ as in Test Example 21, the cracking is not complete, the yield was relatively low as 42.5%, considering the energy cost of raising the temperature, yield compared to the cost It has been shown that it is more desirable to choose the direction in which to raise. On the other hand, even in the case of 250 ℃ as in Test Example 24, there was no additional yield improvement, there was a problem that only energy consumption increases. When the temperature of the first recovery step is relatively low, such as 100 ° C. as in Test Example 23, distillation is not smooth and the yield is 33.5%, which is about 32 g less than that in Test Example 1. On the other hand, even if the temperature of the 1st recovery step was raised to 250 degreeC like the test example 24, only the yield within the error range came out. As in Test Example 25, when the temperature of the stirring step was kept at 100 ° C. at low temperature after the addition of KOH, 10g was recovered less than in Test Example 1. On the other hand, even if maintained at an excessively high at 250 ℃ as in Test Example 26, the yield did not change significantly within the error range. When the temperature of the secondary recovery step was 100 ° C. as in Test Example 27, only 4 g which was too small as in Test Example 1 was recovered in the secondary recovery step. On the other hand, even if the temperature of the secondary recovery step was as high as 250 ° C as in Test Example 28, there was almost no difference in recovery.
시험예 29 내지는 시험예 38은 공정 변수 중 시간 변수를 조절하면서 저분자 실리콘의 회수 결과를 정리한 것이다. 시험예 29와 같이 수분 제거 단계의 수행 시간이 10분 정도로 과도하게 짧으면 수분 제거가 효율적으로 이루어지지 않아 회수율이 급격하게 떨어졌다. 시험예 30과 같이 수분 제거 시간이 360분과 같이 충분하게 많을 경우라도 수율 개선에는 변동이 없었다. 시험예 31과 같이 황산 첨가 후 교반 단계의 수행 시간이 10분으로 짧은 경우에는 수율이 상대적으로 굉장히 낮게 나왔다. 이는 교반 시간을 적정 수준에서 오래 가져가더라도 공정 유지에 비용이 크게 들지 않으므로, 충분히 교반하는 것이 바람직하다는 것을 암시한다. 한편, 시험예 32와 같이 교반 단계 수행 시간을 360분과 같이 충분하게 많이 가져가더라도 수율 개선에는 변동이 거의 없었다. 시험예 33과 같이 1차 회수 단계의 수행 시간을 45분 정도로 짧게 가져가면 시험예 1에서보다 상당히 적게 회수되는 문제가 있었다. 시험예 34와 같이 1차 회수 단계 수행 시간이 720분 정도로 충분하더라도 예측 가능한 오차 범위 내에서 수율의 변동의 거의 없었다. 시험예 35와 같이 KOH 첨가 후 교반 단계의 수행 시간을 10분 정도로 짧게 가져가면 시험예 1에서보다 2차 회수 단계에서 상당히 적게 회수되는 문제가 있었다. 시험예 36과 같이 1차 회수 단계 수행 시간이 240분 정도로 충분하더라도 예측 가능한 오차 범위 내에서 수율의 변동의 거의 없었다. 시험예 37과 같이 2차 회수 단계의 수행 시간을 45분 정도로 짧게 가져가면 시험예 1에서보다 상당히 적게 회수되는 문제가 있었다. 그러므로, 2차 회수 시간은 너무 짧게 하는 것은 바람직하지 않은 선택일 것이다. 시험예 38과 같이 2차 회수 단계 수행 시간이 720분 정도로 충분하더라도 예측 가능한 오차 범위 내에서 수율의 변동의 거의 없었다.Test Examples 29 to 38 summarize the recovery results of low molecular weight silicon while adjusting the time variable among the process variables. When the execution time of the water removal step is excessively short as 10 minutes as in Test Example 29, the water removal is not efficiently performed, the recovery rate is drastically decreased. As in Test Example 30, even when the water removal time was sufficiently large, such as 360 minutes, the yield improvement did not change. As shown in Test Example 31, when the execution time of the stirring step after adding sulfuric acid was short as 10 minutes, the yield was relatively very low. This suggests that even if the stirring time is kept long at an appropriate level, it is not expensive to maintain the process, and therefore, it is preferable to stir sufficiently. On the other hand, even if taking a sufficient amount of stirring step performance time, such as 360 minutes, as in Test Example 32, there was little change in yield improvement. As in Test Example 33, when the execution time of the first recovery step was taken as short as 45 minutes, there was a problem that the recovery was considerably less than in Test Example 1. As in Test Example 34, even if the first recovery step execution time was sufficient as about 720 minutes, there was little variation in the yield within the predictable error range. As in Test Example 35, if the execution time of the stirring step after adding KOH was shortened to about 10 minutes, there was a problem that the recovery was considerably less in the secondary recovery step than in Test Example 1. As in Test Example 36, even if the first recovery step execution time was sufficient as about 240 minutes, there was almost no change in yield within the predictable error range. As in Test Example 37, when the execution time of the second recovery step was shortened to about 45 minutes, there was a problem that the recovery was considerably less than in Test Example 1. Therefore, it would be an undesirable choice to make the second recovery time too short. As in Test Example 38, even if the execution time of the second recovery step was sufficient as about 720 minutes, there was almost no change in yield within the predictable error range.
상시 시험예 통해서 알 수 있듯이, 상기 황산의 함량이 너무 적은 경우 수율이 현격하게 떨어지는 문제점이 있었으며, KOH의 함량도 너무 적은 경우, 수율이 현격하게 떨어지는 문제점이 있었다. 한편, 황산의 함량이 과도하거나, KOH의 함량이 과도한 경우에도 수율의 증가에는 거의 영향이 없었다. 한편, 압력 변수에서 진공 처리가 바람직한 단계에서 상압 처리를 수행했을 때, 수분 제거가 효과적이지 못했던 공정도 수율이 낮았지만, 1차 및 2차 회수 단계에서 상압 처리는 회수율을 크게 떨어뜨렸다. 이는 회수되는 저분자 실리콘 화합물의 끓는점과 관련이 있을 것으로 생각된다. 그리고, 교반 단계의 온도, 회수 단계의 온도가 기준보다 낮은 경우에는 수율이 현격하게 떨어졌으며, 각 단계에서 온도가 과도하게 높은 경우에도 수율에는 큰 차이가 없었다. 한편, 시간이 기준 시간보다 과도하게 낮을 경우 수율에 영향이 있었으나, 과도하게 긴 시간을 실시하더라도 수율의 증가에는 큰 영향이 없었다.As can be seen from the test example at all times, when the content of sulfuric acid is too small, the yield was significantly lowered, and when the KOH content was too small, there was a problem that the yield was significantly lowered. On the other hand, even when the sulfuric acid content is excessive or the KOH content is excessive, there was little effect on the increase in yield. On the other hand, when the atmospheric pressure treatment was performed at the stage where vacuum treatment is preferred in the pressure variable, the process in which water removal was not effective also had a low yield, but the atmospheric pressure treatment in the first and second recovery stages significantly reduced the recovery rate. This is thought to be related to the boiling point of the recovered low molecular weight silicone compound. And, when the temperature of the stirring step, the temperature of the recovery step is lower than the reference, the yield was significantly reduced, even if the temperature is excessively high in each step, there was no significant difference in the yield. On the other hand, if the time is excessively lower than the reference time, there was an effect on the yield, even if the excessively long time did not significantly increase the yield.
[광유 종류별 실험예][Experimental Example by Type of Mineral Oil]
이어, 성분이 다른 광유를 교체해 가면서 실험하였다. 실험의 방법은 다음과 같았다. 단순증류 장치가 부착된 three neck 1리터 반응기에 작은 크기로 절단 및 분쇄된 폐 고분자 실리콘 100g을 넣고 광유1을 360g을 첨가한 후 125℃로 가열하며 60mmHg 압력 하에서 1시간 동안 유지하여 수분을 제거하였다. 다음 단계로 진공을 제거하고 상압에서 100℃이하로 냉각한 후 황산 10g을 투입하고 1시간 동안 교반하였다. 다시 약한 진공상태에서 이 혼합물을 빠르게 교반하였다. 이때 내용물의 범핑(bumping)을 주의하여야 한다. 이 혼합물을 서서히 150℃까지 가열하여 2시간 30분 동안 유지하며 분해된 저분자 실리콘화합물을 증류 회수하였다. 이렇게 1차 회수된 저분자 실리콘 화합물은 38.5g이었으며 이를 GC로 확인하였다. 저분자 실리콘 화합물의 2차 회수를 위하여, 반응기에 남은 용액에 KOH 22g을 투입하고 160℃까지 가열하여 2시간 동안 유지한 후 상온으로 냉각한 후 핵산을 가하고 30분 동안 교반하고 2시간 동안 방치하였다. 이 슬러리 상태의 혼합물을 여과하여 실리카 등의 무기충전물을 회수하고 여과액은 다시 증류하여 이차로 잉여 저분자 실리콘 화합물을 11g을 회수하였다. 결과적으로 1차, 2차 회수한 실리콘의 총량은 49.5g으로 이는 사용한 실리콘 폐기물 무게의 49.5%에 해당하며 회수되어 재사용이 가능한 필러(filler)의 양은 46.5g 이었으며 이는 실리콘 폐기물 무게의 46.5%에 해당한다. 본 실험에 사용한 폐 고분자 실리콘은 TGA 분석결과 휘발성분 51%, 잔류량 49% 인 것을 사용하였다. 또한 업체의 정보와 동일하게 ,filler등을 제외한 실리콘 원료는 51%라는 것을 재확인하여 사용하였다. 회수한 저분자 실리콘 화합물의 성분은 gas chromatography (기기 명)로 온도를 20℃/min으로 상승 프로그램하여 100℃에서 320℃까지 분석하였으며 시판되는 D3, D4, D5, D6, D7를 표준물질로 사용하여 성분들을 확인하였다.Subsequently, the experiment was carried out while replacing mineral oils with different components. The experimental method was as follows. Into a three neck 1 liter reactor equipped with a simple distillation apparatus, 100 g of cut and pulverized waste polymer silicon was put into a small size, and 360 g of mineral oil 1 was added thereto, heated to 125 ° C., and maintained at 60 ° C. for 1 hour to remove moisture. . The vacuum was removed in the next step, cooled to 100 ° C. or below at normal pressure, and then 10 g of sulfuric acid was added and stirred for 1 hour. Again the mixture was stirred rapidly under mild vacuum. At this time, care should be taken of the bumping of the contents. The mixture was slowly heated to 150 ° C. for 2 hours and 30 minutes to distill off the degraded low molecular weight silicone compound. This first recovered low molecular weight silicone compound was 38.5g and confirmed by GC. For secondary recovery of the low molecular weight silicone compound, 22 g of KOH was added to the remaining solution in the reactor, heated to 160 ° C., maintained for 2 hours, cooled to room temperature, added with nucleic acid, stirred for 30 minutes, and left for 2 hours. The slurry mixture was filtered to recover inorganic fillers such as silica, and the filtrate was distilled again to recover 11 g of a surplus low molecular weight silicone compound. As a result, the total amount of recovered silicon was 49.5g, which corresponds to 49.5% of the weight of used silicon waste, and the amount of recovered and reusable filler was 46.5g, which equals 46.5% of the weight of silicon waste. do. The waste polymer silicon used in this experiment was 51% volatile and 49% remaining as a result of TGA analysis. In the same way as the company's information, it reconfirmed that 51% of silicon raw materials except fillers were used. The recovered low molecular weight silicone compound was analyzed by gas chromatography (device name) to increase the temperature to 20 ℃ / min and analyzed from 100 ℃ to 320 ℃. Using commercially available D3, D4, D5, D6, and D7 as standard materials The ingredients were identified.
위와 같은 동일한 방법으로 물성이 다른 광유를 교체해 가면서 동일한 실험을 하였고, 그 결과를 정리하였다.The same experiment was carried out by replacing mineral oils with different physical properties in the same way as above, and summarized the results.
하기 표 2는 실험에 사용한 각 광유의 물성값과 그 광유를 사용한 후의 회수된 저분자 실리콘 화합물의 양에 관한 것이다. (이 실험에서는 실리콘 폐기물 100g을 대상으로 하였다.)Table 2 below relates to the physical property values of each mineral oil used in the experiment and the amount of the recovered low molecular silicon compound after using the mineral oil. (In this experiment, 100g of silicon waste was covered.)
주) 실리콘 폐기물(Scrap)은 100g을 모두 사용. 성분 A는 aromatic계, N은 naphthalene계, P는 paraffin계. Cracking 정도 와 진공 시 거품상태에서 ○은 양호, △는 보통, ×는 좋지 않음이다. Note) Use 100g of silicon scrap. Component A is aromatic, N is naphthalene and P is paraffin. 은 is good, △ is normal, and 는 is not good in the degree of cracking and foaming under vacuum.
위 실험에서 광유 1 내지 9, 및 광유 13은 양호한 실리콘 회수율을 보이고 있는 것을 알 수 있었다.In the above experiment, it was found that mineral oils 1 to 9 and mineral oil 13 showed good silicon recovery.
광유1 내지 광유3의 경우 1차 크래킹이 안 된 스크랩이 소량 존재하여 1차 회수율이 조금 낮은 편이었다. 진공 증류시 거품발생이 심한 경우 반응기 벽면에 레진 형태의 화합물들이 부착되어 크래킹 반응에 참여하지 못해 1차 회수율이 저하되는 경향이 있었다. In the case of mineral oil 1 to mineral oil 3, the first recovery rate was slightly lower due to the presence of a small amount of scrap without primary cracking. In the case of severe foaming during vacuum distillation, resin-type compounds adhered to the reactor wall, and thus, the first recovery rate tended to be lowered because they could not participate in the cracking reaction.
광유 6의 경우에도 거품이 상당히 자주 발생했으나, 회수율은 좋은 편이었다. 광유 7, 8이 광유 10과 차이가 나는 이유는 1차 진공증류 당시 거품이 발생하나 일정시간이 지나면 거품이 발생하지 않아 승온하여 증류할 수 있기 때문에 이 경우, 회수율이 좋았다.Foaming occurred quite often with mineral oil 6, but the recovery was good. The reason why mineral oil 7, 8 is different from mineral oil 10 is that foaming occurs during the first vacuum distillation, but after a certain time, foaming does not occur. Thus, the recovery rate is good.
광유 10 같은 경우 1차 진공 증류 시 110도 부근에서 거품발생이 계속되어 더 이상 승온하여 증류할 수가 없었다. 22g은 110도까지 진공 증류한 양이다. 그 후 연속적인 2차 반응에서도 같은 형태를 나타내어서 진공 증류를 실행할 수 없었다. 하지만, 22g 정도의 저분자 실리콘 화합물의 회수는 가능하였고, 거품 발생을 막는다면 더 높을 회수율도 보일 수 있을 것으로 보인다. In the case of mineral oil 10, foaming continued around 110 degrees during the first vacuum distillation, and thus it could no longer be heated up and distilled. 22 g is the amount vacuum-distilled to 110 degree | times. Thereafter, even in the subsequent secondary reaction, the same morphology was not able to carry out vacuum distillation. However, it was possible to recover the low molecular weight silicon compound of about 22g, and even higher recovery rates could be seen if bubble formation was prevented.
광유 11과 12의 경우에는 크래킹 속도가 아주 느렸다는 문제가 있었으나 회수율의 문제는 다른 곳에 있었다. 본 실험은 증류탑으로 통한 분별 증류를 하지 않았기 때문에, 진공 증류시 DMC와 광유의 끓는점의 차이가 크지 않아 증류된 혼합물에는 광유와 DMC가 혼합되어 있었기 때문에, DMC 회수량을 0으로 기록하였다. 즉, 광유 11과 12의 경우에는 증류탑을 세워 분별 증류를 해야 하는 문제가 있게 되어 실리콘 회수 비용이 상승하는 문제가 있다.In the case of mineral oils 11 and 12, the cracking rate was very slow, but the recovery rate was elsewhere. Since the experiment did not perform fractional distillation through a distillation column, the difference in boiling point between DMC and mineral oil was not large during vacuum distillation. Thus, the distilled mixture was mixed with mineral oil and DMC. That is, in the case of mineral oils 11 and 12, there is a problem in that a fractional distillation is performed by setting up a distillation column, thereby increasing the silicon recovery cost.
본 발명의 실리콘 폐기물 재생 산업에 활용될 수 있으며, 본 발명의 실리콘 폐기물 실리콘 화합물 회수 방법을 실시하면, 실리콘 폐기물로부터의 실리콘 화합물의 회수 효율을 극대화시킬 수 있으며, 아울러 실리콘 폐기물 속에 포함되어 있던 충전물까지 회수할 수 있게 된다.It can be utilized in the silicon waste regeneration industry of the present invention, by implementing the method for recovering the silicon waste silicon compound of the present invention, it is possible to maximize the recovery efficiency of the silicon compound from the silicon waste, and also to the filler contained in the silicon waste It can be recovered.
한편, 1차적으로 저분자 실리콘 화합물을 회수하고 남은 잔유물에 대해서도 재차 저분자 실리콘 화합물을 회수할 수 있게 된다.On the other hand, the low molecular weight silicone compound can be recovered again with respect to the residue remaining after recovering the low molecular weight silicone compound primarily.
아울러, 버려지는 실리콘 폐기물을 재처리함으로써 환경을 보호할 수 있어 환경 산업에 이용 가능성이 있다. 한편, 회수된 저분자 실리콘 화합물 및 회수되는 충전물 등은 다양한 산업 분야에서 재활용될 수 있어 본 발명의 산업상의 이용가능성은 다양하다.In addition, it is possible to protect the environment by reprocessing discarded silicon waste, which may be used in the environmental industry. On the other hand, the recovered low-molecular silicon compound and the recovered filler and the like can be recycled in a variety of industries, the industrial applicability of the present invention is various.
도 1은 본 발명에 따라 폐 실리콘제품으로부터 저분자 실리콘화합물을 1차 회수하기 위한 방법에 대한 순서도이다.1 is a flow chart of a method for primary recovery of low molecular weight silicon compounds from waste silicon products in accordance with the present invention.
도 2는 본 발명에 따라 폐 실리콘제품으로부터 저분자 실리콘화합물을 2차 회수하기 위한 방법에 대한 순서도이다.2 is a flow chart of a method for secondary recovery of low molecular weight silicone compounds from waste silicon products in accordance with the present invention.
도 3는 본 발명에 따라 폐 실리콘제품으로부터 저분자 실리콘화합물을 회수하기 위한 시스템의 구성 및 과정을 표현한 도면이다. 3 is a view showing the configuration and process of a system for recovering a low molecular weight silicon compound from waste silicon products according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100: 광유 저장조 100: mineral oil reservoir
101: 광유, 실리콘 폐기물, 황산이 섞인 믹서 반응기101: Mixer reactor with mineral oil, silicon waste and sulfuric acid
102: 수분 증류조 102: water distillation tank
103: 저분자실리콘화합물 회수 반응조 103: low molecular weight silicon compound recovery reactor
104: 백필터(Bag filter )104: Bag filter
105: DMC 저장조 105: DMC reservoir
106: 용제 C5-C8의 알킬 용제 및 벤젠, 톨루엔 등의 방향족 용제 저장조 106: Alkyl solvent of solvent C5-C8 and aromatic solvent storage tank, such as benzene and toluene
107: 용제 C5-C8의 알킬 용제 및 벤젠, 톨루엔 등의 방향족 용제, 실리콘 증류조107: Alkyl solvent of solvent C5-C8, aromatic solvent such as benzene, toluene, silicon distillation tank
108: 실리콘 화합물 증류조108: silicone compound distillation tank
109: 실리콘 저장조109: silicone reservoir
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JP2001081232A (en) | 1999-09-13 | 2001-03-27 | Yazaki Corp | Method for recycling silicone compound waste |
JP2002317073A (en) | 2001-04-19 | 2002-10-31 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Method for treating electroconductive silicone rubber molded product as waste |
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KR102261429B1 (en) | 2019-12-06 | 2021-06-08 | 주식회사 엠지이노베이션 | Method for manufacturing silicon oxides from waste silicon sludge using spray drying method |
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