KR100969040B1

KR100969040B1 - 폐고무를 이용한 재활용 열가소성 탄성체 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100969040B1
Application number: KR20080070322A
Authority: KR
Inventors: 정경호; 양준호; 이동준; 유태욱
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-07-18
Filing date: 2008-07-18
Publication date: 2010-07-09
Also published as: KR20100009422A

Abstract

본 발명은 폐고무를 이용한 재활용 열가소성 탄성체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐고무 분말, 올레핀계 열가소성 수지 및 유기 가황제를 포함하는 혼합물을 압출기에 투입하여 혼련 반응시켜 성형하는 폐고무를 이용한 열가소성 탄성체에 있어서, 상기 폐고무 분말은 폐고무 재료의 고온전단 분쇄를 통해 제조된 10 ~ 400 μm 의 평균 입자크기의 미세 분말인 것을 특징으로 하고, 종래 있는 열가소성탄성체 대비 우수한 기계적 물성 및 가공성을 보유한 재활용 열가소성탄성체를 제공한다.

폐고무, 열가소성 탄성체, 고온전단 분쇄, 재활용

Description

폐고무를 이용한 재활용 열가소성 탄성체 및 그 제조방법{Recylcled thermoplastic elastomer using rubber waste and its preparation method}

본 발명은 폐고무를 이용한 재활용 열가소성 탄성체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

현재 자동차에서 사용되는 고무제품 중 상당수는 기존의 황에 의해 성형된 열경화성 고무 대신에 열가소성 탄성체로 대체되고 있는 실정이다. 이러한 열가소성탄성체는 열경화성 고무와는 달리 열에 의한 가소특성이 있어 성형 중에 발생한 스크랩에 대해서도 재성형이 가능할 뿐만 아니라, 재료의 취급이 용이하여 자동차 제품으로의 적용 확대가 가속화되고 있다. 이러한 열가소성 탄성체를 개발함에 있어 고무 폐기물을 적용하는 접근 방법은 여러 측면에서 유리하나, 폐 타이어의 재활용과 관련된 연구를 제외할 경우 고무 폐기물에 대한 연구는 매우 미흡한 상태이며 일부 진행되거나 진행 중인 연구 또한 기술적인 측면과 재료 자체의 물성 확보 측면에 있어서 만족스러운 결과를 얻지 못하고 있는 실정이다. 또한 고무 폐기물과 플라스틱 수지와의 블렌딩을 통해 열가소성 탄성체를 제조하는 연구 또한 국내외적으로 수행되었으나, 아직은 경제적이며 품질이 우수한 재료의 개발이 실현되지 않은 것이 현실이다.

특히, 자동차에서 발생하는 폐고무를 재활용하여 다시 자동차 부품을 개발하는 연구는 국내의 경우 상당히 미진한 상태에 있으며, 가장 큰 애로사항은 효과적인 탈황공정의 미수행 및 폴리프로필렌 등과 같은 고분자 수지와의 계면 접착력 저하로 인한 기존 신재료 대비 열세한 물성이라 할 수 있다.

본 발명은 폐고무를 재활용하여 기계적 물성이 우수한 열가소성 탄성체를 제조함으로써, 막대한 발생량으로 처리가 매우 어려운 폐고무의 활용방안을 제시하여 환경부하를 낮춤과 동시에 원가 경쟁력이 뛰어난 열가소성 탄성체를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 폐고무 분말, 올레핀계 열가소성 수지 및 유기 가황제를 포함하는 혼합물을 압출기에 투입하여 혼련 반응시켜 성형하는 폐고무를 이용한 열가소성 탄성체에 있어서, 상기 폐고무 분말은 폐고무 재료의 고온전단 분쇄를 통해 제조된 10 ~ 400 μm 의 평균 입자크기의 미세 분말인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 폐고무 분말의 고온전단 분쇄 과정에 표면 활성화제가 첨가된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 표면 활성화제는 디페닐 디설파이드인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 올레핀계 열가소성 수지는 폴리프로필렌인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 올레핀계 열가소성 수지에 무수 말렌산-그라프트-폴리프로필렌을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 폐고무를 이용한 열가소성 탄성체는 폐고무 분말 50 ~ 85 중 량부, 디페닐 디설파이드 0.5 ~ 6 중량부, 폴리프로필렌 10 ~ 40 중량부, 무수 말렌산-그라프트-폴리프로필렌 2 ~ 6 중량부 및 유기 가황제 2 ~ 8 중량부 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 폐고무 분말, 올레핀계 열가소성 수지 및 유기 가황제를 포함하는 혼합물에 테르펜을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 폐고무를 이용한 열가소성 탄성체는 폐고무 분말 50 ~ 85 중량부, 폴리프로필렌 10 ~ 40 중량부 및 테르펜 3 ~ 15 중량부 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 폐고무를 이용한 열가소성 탄성체의 제조방법은 폐고무 재료를 10 ~ 400 μm 의 평균 입자크기의 미세 분말로 고온전단 분쇄시키는 단계; 상기 고온전단 분쇄된 폐고무 분말, 올레핀계 열가소성 수지 및 유기 가황제를 혼합하는 단계; 및 상기 혼합물을 혼련하면서 동적 가교하여 성형하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 폐고무를 이용한 열가소성 탄성체의 제조방법은 상기 고온전단 분쇄 단계에 표면 활성화제를 첨가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 폐고무를 재활용하여 기계적 물성이 우수한 열가소성 탄성체를 제조할 수 있는 방법을 제공함으로써, 막대한 발생량으로 처리가 매우 어려운 폐고무의 활용방안을 제시하여 환경부하를 낮추고, 원가 경쟁력이 뛰어난 열가소성 탄성 체의 생산이 가능하게 한다.

본 발명에 이용되는 폐고무 재료는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나 예를 들어, 가장 일반적으로 사용하는 에틸렌 프로필렌 고무(EPDM), 천연 고무(NR), 스티렌 부티디엔 고무(SBR), 네오프렌 고무(CR), 및 니트릴 고무(NBR) 중에서 선택될 수 있고, 그 중에서도 현재 타 고무 재료와 비교하여 매우 범용으로 사용되고 있으면서 비교적 고가의 가격대를 형성하고 있는 에틸렌-프로필렌 고무(EPM;이원공중합체 또는 EPDM;삼원공중합체)가 사용될 수 있다. 이와 같은 에틸렌-프로필렌 고무는 폐타이어 고무 또는 자동차 웨더스트립 등으로부터 얻어질 수 있다.

상기 폐고무 재료에는 황(S) 또는 기타 첨가제가 포함되어 있을 수 있고, 그 포함된 비율은 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 황이 0.1 ~ 2 중량%, 기타 첨가제가 10 ~ 85 중량% 범위이다.　　　　 이때, 상기 첨가제로는 고무 배합에 있어 일반적으로 사용되는 가공조제, 연화제, 가황제, 가황촉진제, 충진제 등 중의 어느 하나 이상이다.

본 발명의 폐고무를 이용한 열가소성 탄성체는 상기 폐고무 재료를 고온전단 분쇄를 통해 10 ~ 400 μm 의 평균 입자크기로 분말화시킨 것을 포함한다.

본 발명의 고온전단 분쇄에 사용되는 분쇄기는, 등 간격으로 홈이 형성된 중공형 실린더와, 상기 실린더 내부에 구비되어 외면에는 헬리컬이 형성되어 회전하 고 투입구로부터 투입된 고무 재료를 압축 분쇄하며 배출구로 이송하는 이송 스크류와, 상기 이송 스크류에 축결합되어 회전력을 제공하는 회전력 제공수단을 구비하여 구성된다.　　　　 이때, 고온전단 분쇄기의 투입구에 투입된 폐고무는 고온, 고압 환경 하에서 가해진 특수 전단력으로 내부에너지 축적을 극대화시켜 임계점에 도달하게 되고, 폐고무의 황 결합이 절단되면서 탈황과 함께 분쇄된다.　　　　 따라서, 미세 분쇄 및 표면 활성에 의한 효율적인 표면 탈황이 동시에 구현되어 화학적으로 표면 활성화 상태의 폐고무 미세 분말을 얻을 수 있게 되는 것이다.

상기 고온전단 분쇄기를 통과한 폐고무 분말은 10 ~ 400 μm 범위의 평균 입자크기를 갖을 수 있으며, 보다 바람직하게는 20 ~ 300 μm 범위의 평균 입자크기, 가장 바람직하게는 100 ~ 300 μm 범위의 평균 입자크기이고, 또는 폐고무 분말의 입자크기가 상기 범위를 벗어날 경우에는 통상의 체사나 선별 방법을 통해 상기 범위의 폐고무 분말만을 선택 사용할 수 있다. 폐고무 분말의 평균 입자크기가 400 μm를 초과하는 경우에는 이축 압출기 내에서 열 및 전단력이 투입물 전체에 고르게 작용할 수 없어 균일한 탈황 처리 효과를 기대하기 힘든 문제점이 발생할 수 있고, 폐고무 분말의 평균 입자크기가 10 μm 미만인 경우에는 원하는 물성을 얻기 어려우므로 상기 범위 입자크기의 분말을 사용하는 것이 좋다.

본 발명은 폐고무 재료를 이축압출기를 사용하여 열적 및 기계적으로 탈황을 수행하면서 분말화 시키는 데 기술적인 특징이 있는 바, 이것은 5 ~ 10 mm 크기로 폐고무 재료를 분말화시키는 종래 기술과는 달리, 10 ~ 400 μm 범위 입경의 미세 분말 형태로 분쇄하여 투입하기 때문에 비표면적이 매우 넓어지고, 넓은 비표면적 에 의하여 반응도가 극대화된 폐고무 분말에 열 및 전단력을 가함으로써 폐고무 재료의 탈황이 용이하게 이루어져 가능해진 것이다.　　　　 한편, 대한민국특허공개 제2004-47888호에서는 미세 분쇄된 폐고무 분말을 이축압출기로 탈황 처리하는 방법을 공개하고 있다.　　　　 그러나, 상기 발명이 갖는 본 발명과의 큰 차이점은 극저온 냉각분쇄 방식으로 미세 고무분말을 생산한다는 점이다.　　　　 상기 발명의 극저온 냉각방식으로 분쇄를 할 경우, 고무 분말 입자가 장방형의 큐빅 형태로 매끈한 표면을 갖기 때문에 분말의 활성화도가 거의 없다는 문제점이 발생하게 된다.　　　　 이러한 이유로 가속화제와 활성화제 등의 보조물질을 첨가하여야만 탈황반응을 유도할 수 있다는 한계를 갖는 반면, 본 발명의 폐고무 분말은 분쇄 과정에서 발달된 다공성 표면에 의한 극대화된 표면적과 화학적으로 활성화된 관능기들을 보유한 미세입자이기 때문에 별도의 보조물질을 첨가하지 않더라도 목표로 하는 탈황 결과를 얻어낼 수 있다 점에서 상기 발명과는 완전히 다른 발명인 것이다.

본 발명의 폐고무 분말은 열가소성 탄성체 100 중량부에 대하여 50 ~ 85 중량부, 더욱 바람직하게는 60 ~ 80 중량부 포함된다. 50 중량부 미만일 경우에는 탄성체의 기계적 물성을 얻을 수 없으며, 85 중량부를 초과할 경우 열에 대한 가소화 특성이 미비해서 열가소성 탄성체의 제조가 어렵다.

또한 본 발명의 폐고무 재료를 고온전단 분쇄하는 과정에는 폐고무 재료에 표면 활성화제를 추가로 포함시켜, 물리적 탈황과 동시에 화학적 탈황을 유도할 수 있다. 본 발명의 표면 활성화제로는 디벤질 디설파이드, 디페닐 디설파이드 등이 사용될 수 있고, 가장 바람직하게는 디페닐 디설파이드를 사용하는 것이 활성화 유도를 위한 속도 및 효율성을 증대시킬 수 있다는 점에서 유리하다. 본 발명의 표면 활성화제는 열가소성 탄성체 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 6 중량부, 바람직하게는 1 ~ 3 중량부 사용할 수 있고, 0.5 중량부 미만일 경우에는 화학적 탈황 효과를 기대하기 어렵고, 6 중량부를 초과하더라도 임계수준 이상의 탈황 효과를 기대하기 어렵다.

본 발명의 올레핀계 열가소성 수지는 열가소성탄성체 제조시의 매트릭스 성분에 해당되는 성분으로 예를 들어 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리우레탄(PU) 또는 이들의 공중합체를 유용하게 사용할 수 있다. 그 중에서도 폴리프로필렌을 사용하는 것이 열가소성탄성체 의 물성을 보다 유리하게 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 향후 상업화를 위한 응용 분야 또한 폴리에틸렌 및 폴리우레탄에 비해 훨씬 광범위하며 부가가치 측면에서도 때문에서도 바람직하다. 또한, 폴리프로필렌(PP) 중에서도 이소타틱 폴리프로필렌(isotacic PP) 및 랜덤 공중합 폴리프로필렌(random coPP)이 바람직하다.

본 발명의 올레핀계 열가소성 수지는 열가소성 탄성체 100 중량부에 10 ~ 40 중량부, 바람직하게는 15 ~ 30 중량부 포함된다. 10 중량부 미만일 경우에는 열가소성탄성체의 매트릭스를 형성할 수 없으며, 40 중량부를 초과할 경우에는 열가소성 탄성체의 탄성 효과가 미비하게 된다.

본 발명의 올레핀계 열가소성 수지로 폴리프로필렌을 사용할 때, 무수 말렌산(maleic acid anhydride)이 그라프트 중합된 무수 말렌산-그라프트-폴리프로필렌(이하, MAH-g-PP라고도 한다)을 함께 사용하는 것이 폴리프로필렌의 반응성을 높 이기 위해 필요하다. 무수 말렌산-그라프트-폴리프로필렌이 사용될 경우의 첨가량은 열가소성 탄성체 100 중량부에 2 ~ 6 중량부 포함하는 것이 바람직하고, 2 중량부 미만일 경우에는 충분한 그라프트를 얻기 어렵고, 6 중량부를 초과할 경우에는 그라프트의 임계 수준을 넘어 열가소성 탄성체의 물성이 나빠질 수 있다.

본 발명의 열가소성 탄성체에는 가황제로는 폐고무가 이미 이전에 가교가 형성 되었던 고무재료이기 때문에 미세 분말화를 통하여 탈황공정을 수행한 후 열가소성탄성체 제조를 위해 다시 가교결합을 형성시킬 때, 황(sulfur)과 같은 무기 가황제에 의한 재가교결합의 형성은 어렵기 때문에, 유기 가황제를 도입하여 재가교 결합을 유도한다.

본 발명의 유기 가황제는 동적가교(Dynamic Vulcanization)를 위한 가교제로 사용되면서, 무수 말렌산-그라프트-폴리프로필렌을 함께 사용되어 폴리프로필렌의 활성화를 촉진하는 촉진제로서 작용한다. 본 발명의 유기 가황제로는 디설파이드계 황화합물, 금속 산화물, 기타 특수 관능기를 가진 화합물 등이 사용될 수 있고, 가장 바람직하게는 유기 과산화물인 디큐밀 퍼록사이드를 사용하는 것이 본 발명에 사용된 공정 방법의 적용 및 기타 충전제와의 배합 측면에서 가장 효과적이며 경제성을 고려할 경우에도 유리하다. 본 발명의 유기 가황제는 열가소성 탄성체 100 중량부에 대하여 2 ~ 8 중량부 사용하는 것이 바람직하고, 2 중량부 미만일 경우에는 동적가교 효과를 기대할 수 없으며, 8 중량부를 초과하는 경우에는 임계 수준 이상의 가교 효과를 기대할 수 없다.

본 발명의 유기 가황제는 폐고무 분말, 올레핀계 열가소성 수지와 함께 혼합 될 수도 있고, 올레핀계 열가소성 수지 중에서 폴리프로필렌과 무수 말렌산-그라프트-폴리프로필렌의 그라프트 효율을 높이기 위해 일부를 사용하고, 그 나머지를 폐고무 분말과 올레핀계 열가소성 수지의 동적가교를 위해 사용할 수도 있다. 이와 같이 유기 가황제를 나누어 투입할 경우 폴리프로필렌의 그라프트 효율을 높이기 위한 투입량과 동적가교를 위한 투입량의 중량비는 1:1 ~ 1:10, 바람직하게는 1:2~ 1:5이다.

본 발명의 바람직한 실시 태양의 하나는 폐고무 분말 50 ~ 85 중량부, 디페닐 디설파이드 0.5 ~ 6 중량부, 폴리프로필렌 10 ~ 40 중량부, 무수 말렌산-그라프트-폴리프로필렌 2 ~ 6 중량부 및 유기 가황제 2 ~ 8 중량부 포함하는 열가소성 탄성체이다.

본 발명의 열가소성 탄성체는 폐고무 분말, 올레핀계 열가소성 수지 및 유기 가황제를 포한하는 혼합물에 테르펜을 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 테르펜은 가연성의 불포화 탄화수소 유도체로서 (C₅H₈)n (n≥2)을 갖는 화합물이고, 보다 바람직하게는 n이 2 ~ 4인 화합물이다. 본 발명의 테르펜은 접착성 향상과 더불어 피착재와의 젖음 특성을 향상시키고, 열가소성 탄성체의 기계적 물성을 향상시킨다.

본 발명의 테르펜은 열가소성 탄성체 100 중량부에 대하여 3 ~ 15 중량부, 바람직하게는 5 ~ 10 중량부 포함되고, 3 중량부 미만일 경우에는 젖음 특성의 발현 효과가 미비하여 기계적 물성 향상에 미치는 영향이 미비하며, 15 중량부를 초 과할 경우에는 동적가교시 매트릭스에 대한 폐고무 분말의 임계 수준 이상의 분산 효과를 기대할 수 없다.

본 발명의 바람직한 실시 태양의 하나는 폐고무 분말 50 ~ 85 중량부, 폴리프로필렌 10 ~ 40 중량부 및 테르펜 3 ~ 10 중량부 포함하는 열가소성 탄성체이다.

본 발명의 폐고무를 이용한 열가소성 탄성체의 제조방법은 상기 폐고무 재료를 10 ~ 400 μm 의 평균 입자크기의 미세 분말로 고온전단 분쇄시키는 단계; 상기 고온전단 분쇄된 폐고무 분말, 올레핀계 열가소성 수지 및 유기 가황제를 혼합하는 단계; 및 상기 혼합물을 혼련하면서 동적 가교하여 성형하는 단계;를 포함하는 것이다.

이축 압출기에 본 발명의 미세분말화된 폐고무 분말, 올레핀계 열가소성 수지 및 유기 가황제를 투입하여 본 발명의 열가소성 탄성체를 제조하는 일 실시예를 도 1에 나타내었다.

이와 같은 본 발명을 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

본 발명에서는 ㈜화승R&A에서 제공한 자동차 웨더스트립용 EPDM 폐기물을 사용하였다. 상기 스크랩 형태로 수거된 폐 EPDM 고무재료는 EPDM 30 중량%, 황 및 가황촉진제 2.5 중량 %, 배합유 및 활제 등 유기 첨가제 17.5 중량%, 카본 블랙 33 중량% 및 기타 무기 첨가제 17 중량%를 함유하고 있는 것이었다.

상기 폐고무 재료를 고온전단 분쇄기(특허 제 10-0530609호에 명기된 전용 설비임)를 사용하여 65 ~ 75 rpm, 내부 분쇄온도 80 ~ 100 ℃ 조건으로 작동하여, 100 ~ 300 μm 평균 입자 크기의 폐고무 분말로 제조하였다.

상기 폐고무 분말과 폴리프로필렌, MAH-g-PP, 디페닐 디설파이드 및 디큐밀 퍼록사이드를 다음 [표 1]에 기재된 조성으로 이축 압출기에 투입하여 혼련하여 열가소성 탄성체를 성형하였다.

상기 이축 압출기는 일본 TOSHIBA社의 TEM-70B 모델로 길이 대 직경 비율(L/D)이 31.5이고, 압출 기능에 중점을 둔 사다리꼴(Trapezoidal) 형태가 아닌 혼련 기능에 중점을 둔 정현(Sinusoidal) 형태의 CSCO(동방향 밀착제거, Closely Self-wiping CO-rotation) 방식 스크류를 사용하였다.　　　　 이는 압출물에 의해 스크류에 가해지는 압력이 적어 높은 스크류 회전속도가 가능하고, 이로 인한 혼련 효과를 극대화시킬 수 있는 장점이 있는 방식이며, 두 곳의 혼련 구간(kneading zone)을 갖도록 구성하였다.　　　　 또한, 최종 토출구의 최고 온도가 300 ℃가 되도록 온도 구배를 설정하였고, 상기 폐고무 분말은 2,700 g/min의 속도로 투입하였으며, 이 때의 스크류 회전속도는 100 rpm 으로 설정하였다.　　　　

또한 이축 압출기 토출구에서 후속공정인 냉각용 일축 압출기의 투입구로 직접 투입되도록 하여 곧바로 냉각과정을 거치도록 하였다.　　　　 이 때, 냉각용 일축 압출기는 충분한 냉각효과를 얻기 위하여 압출기의 배럴과 스크류 중심축에 15 ℃ 의 냉각수가 흐르도록 하였다.　　　　

이 때 사용된 폴리프로필렌 수지는 용융지수 0.5g/10min, 밀도 0.91g/cm³, 경도 84 R-Scale, 연화점 154℃, 인장강도 270Kg_f/Cm²을 가지는 호남석유화학㈜ 제품이고, MAH-g-PP는 MAH(Maleic anhydride)를 베이스로 하고 광개시제로 benzophenone이용하여 광개시반응을 통해 직접 제조하였으며, 디페닐 디설파이드와 디큐밀 퍼록사이드는 Sigma Aldrich社의 제품을 사용하였다.

실시예 2

실시예 1과 동일한 폐고무 분말, 폴리프로필렌, 디페닐 설파이드를 사용하고, 테르펜(Sigma Aldrich社)을 추가 투입하여 [표 1]의 조성으로 혼합한 후, 실시예 1과 동일 조건에서 이축 압출기에 투입하여 혼련하여 열가소성 탄성체를 성형하였다.

실시예 3

실시예 1 및 2에 사용된 재료를 [표 1]의 조성으로 혼합한 후, 실시예 1과 동일 조건에서 이축 압출기에 투입하여 혼련하여 열가소성 탄성체를 성형하였다.

비교예 1

실시예 1과 동일한 폐고무 재료를 일반 저속 분쇄기를 사용하여 5 ~ 10 mm 크기의 칩 형태로 조분쇄 한 후 폐고무 분말로 이용한 것을 제외하고는 나머지 조건을 실시예 1과 동일하게 이축 압출기에 투입하여 혼련하여 열가소성 탄성체를 성형하였다.

비교예 2

실시예 1과 동일한 폐고무 재료를 -60 ~ -90 ℃에서 분쇄하여 200 ~ 300 μm 평균 입자 크기의 폐고무 분말로 제조한 것을 이용하는 것을 제외하고는 나머지 조건을 실시예 1과 동일하게 이축 압출기에 투입하여 혼련하여 열가소성 탄성체를 성형하였다.

비교예 3

재생재료와 신재원료와의 물성 차이의 비교를 위해 미국 AES社의 SANTOPRENE 제품을 비교예 3으로 이용하였다.

구분	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2
폐고무 분말	72.0	68.0	70.0	72.0	72.0
폴리프로필렌	18.0	21.0	18.0	18.0	18.0
MAH-g-PP	3.5	-	3.0	3.5	3.5
디페닐 디설파이드	1.5	-	1.0	1.5	1.5
디큐밀 퍼록사이드	5.0	6.0	4.0	5.0	5.0
테르펜	-	7.0	4.0	-	-

실험예

실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 인장강도, 신율 및 용융지수를 측정하여 그 결과를 [표 2]에 나타내었다.

KS M ISO 37에 따라 인장시험기를 이용하여 시험속도 50mm/min, 표점간의 거리 20mm, 시험편은 2호형을 사용하여 일정면적에 대한 최대하중 및 신율을 측정하였다.

또한 용융지수는 KS M ISO 1133에 따라 시험 온도 220℃, 공칭 하중 10kg으로 하여 각 실시예 및 비교예들의 용융 상태에서의 흐름도를 측정하였다.

구분	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2	비교예3
인장강도 (N/mm²)	9.12±0.12	9.14±0.11	9.27±0.04	4.38±0.25	4.90±0.18	5.27±0.06
신율 (%)	93±3	128±2	135±2	79±6	86±3	92±1
용융지수 (g/10min)	48.82	99.28	81.54	23.55	28.11	17.97

도 1은 폐고무 분말, 디페닐디설파이드, MAH-g-PP, 디큐밀퍼록사이드를 이축압출기에 투입하여 본 발명의 열가소성 탄성체를 제조하는 일 실시예를 도시한 것이다.

Claims

폐고무 분말, 올레핀계 열가소성 수지 및 유기 가황제를 포함하는 혼합물을 압출기에 투입하여 혼련 반응시켜 성형하는 폐고무를 이용한 열가소성 탄성체에 있어서,

상기 폐고무 분말은 폐고무 재료의 고온전단 분쇄를 통해 제조된 10 ~ 400 μm 의 평균 입자크기의 미세 분말이며, 상기 올레핀계 열가소성 수지에 무수 말렌산-그라프트-폴리프로필렌을 추가로 포함하고, 상기 유기 가황제는 디큐밀 퍼옥사이드인 것을 특징으로 하는 폐고무를 이용한 열가소성 탄성체.
제 1항에 있어서, 상기 폐고무 분말의 고온전단 분쇄 과정에 표면 활성화제가 첨가된 것을 특징으로 하는 폐고무를 이용한 열가소성 탄성체.
제 2항에 있어서, 상기 표면 활성화제는 디페닐 디설파이드인 것을 특징으로 하는 폐고무를 이용한 열가소성 탄성체.
제 1항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 올레핀계 열가소성 수지는 폴리프로필렌인 것을 특징으로 하는 폐고무를 이용한 열가소성 탄성체.
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제4항에 있어서, 폐고무 분말 50 ~ 85 중량부, 디페닐 디설파이드 0.5 ~ 6 중량부, 폴리프로필렌 10 ~ 40 중량부, 무수 말렌산-그라프트-폴리프로필렌 2 ~ 6중량부 및 디큐밀 퍼옥사이드 2 ~ 8 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 폐고무를 이용한 열가소성 탄성체.
제 1항에 있어서, 상기 혼합물에 테르펜을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 폐고무를 이용한 열가소성 탄성체.
제 7항에 있어서, 폐고무 분말 50 ~ 85 중량부, 폴리프로필렌 10 ~ 40 중량부 및 테르펜 3 ~ 15 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 폐고무를 이용한 열가소성 탄성체.
폐고무 재료를 10 ~ 400 μm 의 평균 입자크기의 미세 분말로 고온전단 분쇄시키는 단계;

상기 고온전단 분쇄된 폐고무 분말, 올레핀계 열가소성 수지 및 디큐밀 퍼옥사이드를 혼합하는 단계; 및

상기 혼합물을 혼련하면서 동적 가교하여 성형하는 단계;를 포함하는 폐고무를 이용한 열가소성 탄성체의 제조방법.
제 9항에 있어서, 상기 고온전단 분쇄 단계에 표면 활성화제를 첨가하는 것을 특징으로 하는 폐고무를 이용한 열가소성 탄성체의 제조방법.