KR101096798B1 - 발포성 폴리스티렌 비드 및 그 제조방법 - Google Patents

발포성 폴리스티렌 비드 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101096798B1
KR101096798B1 KR1020070103740A KR20070103740A KR101096798B1 KR 101096798 B1 KR101096798 B1 KR 101096798B1 KR 1020070103740 A KR1020070103740 A KR 1020070103740A KR 20070103740 A KR20070103740 A KR 20070103740A KR 101096798 B1 KR101096798 B1 KR 101096798B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
styrene
flame retardant
outer layer
suspension polymerization
inorganic filler
Prior art date
Application number
KR1020070103740A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090038314A (ko
Inventor
김윤철
최원경
이종환
주철하
Original Assignee
현대이피 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대이피 주식회사 filed Critical 현대이피 주식회사
Priority to KR1020070103740A priority Critical patent/KR101096798B1/ko
Publication of KR20090038314A publication Critical patent/KR20090038314A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101096798B1 publication Critical patent/KR101096798B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/16—Making expandable particles
    • C08J9/18—Making expandable particles by impregnating polymer particles with the blowing agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/12—Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/16—Aqueous medium
    • C08F2/18—Suspension polymerisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F257/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of aromatic monomers as defined in group C08F12/00
    • C08F257/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of aromatic monomers as defined in group C08F12/00 on to polymers of styrene or alkyl-substituted styrenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/16—Making expandable particles
    • C08J9/20—Making expandable particles by suspension polymerisation in the presence of the blowing agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L25/00—Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L25/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08L25/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2325/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
    • C08J2325/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08J2325/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

본 발명에서는, 향상된 난연성 및 우수한 단열성을 발휘하는 폴리스티렌 발포체 성형물을 얻을 수 있도록 할 뿐만 아니라, 폴리스티렌 비드를 미리 발포시켜서 얻은 폴리스티렌 발포립에 열경화성 난연 페놀수지 층을 코팅하는 것과 같은 번거로운 공정을 생략시킬 수 있도록 하는, 새로운 발포성 폴리스티렌 비드 및 그 제조방법을 제공하고자 한다. 본 발명에서 제공하는 발포성 폴리스티렌 비드는, 폴리스티렌으로 이루어진, 또는 스티렌과 적어도 하나의 코모노머의 중합체로 이루어진 스티렌계 폴리머 코어; 상기 스티렌계 폴리머 코어에 함침되어 있는 발포제; 및 상기 스티렌계 폴리머 코어를 둘러싸는 외곽층으로서, 난연제, 무기충진제 및 열가소성 수지를 포함하는 외곽층;을 포함한다.
폴리스티렌, 발포, 난연

Description

발포성 폴리스티렌 비드 및 그 제조방법 {EXPANDABLE POLYSTYRENE BEAD AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
본 발명은 "발포성 폴리스티렌 비드 (expandable polystyrene bead)" 및 그 제조방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 향상된 난연성을 갖는 발포성 폴리스티렌 비드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
"폴리스티렌 발포체 성형물 (moulded parts made of expanded polystyrene)"은, 그 우수한 단열성으로 인하여, 건축재료 등으로서 널리 사용되고 있다. 폴리스티렌 발포체 성형물은, 다수의 발포성 폴리스티렌 비드를 발포시킨 후 성형함으로써 얻을 수 있다.
전통적인 폴리스티렌 발포체 성형물은, 단열성 및 시공성은 우수하지만, 난연성이 취약하다는 단점을 가지고 있어서, 건축재료로서 광범위하게 사용되기에 많은 어려움이 있었다. 그리하여, 폴리스티렌 발포체 성형물의 난연성을 향상시키기 위한 다양한 방식의 노력이 시도되었는데, 그러한 노력 중의 하나가, 난연제가 함유된 발포성 폴리스티렌 비드를 제공하는 것이다.
난연제가 함유된 발포성 폴리스티렌 비드를 제공하기 위하여, 할로겐계 난연 제, 인계 난연제 뿐만아니라, 팽창 흑연 분말 등과 같은 다양한 난연성 물질의 사용이 제안된 바 있다.
예를 들면, 미국특허 제 6,444,714 호에는, 수현탁액 중에서, 선택적으로는 적어도 하나의 코모노머와 함께, 스티렌을 중합하므로써 발포성 스티렌 폴리머 비드형 입자를 제조하는 방법으로서, 상기 모노머를 기준으로 하여 5 내지 50 중량%의 "팽창된 흑연 (expanded graphite)"과 2 내지 20%의 인계 난연제의 존재 하에 상기 중합을 수행하는 단계와, 탄소수가 4 내지 6인 적어도 하나의 지방족 탄화수소 발포제를 상기 중합의 이전에, 동안에, 또는 후에 첨가하는 단계를 포함하며, 그에 따라, 평균직경이 0.2 내지 2.0 mm 인 발포성 스티렌 비드형 입자를 제공하는 방법이 개시되어 있다.
미국특허 제 6,444,714 호에는 또한, 스티렌 및 선택적으로 적어도 하나의 코모노머의 중합체; 균일하게 분산되어 있는 난연제로서 5 내지 50 중량%의 팽창된 흑연; 및 탄소수가 4 내지 6 인 적어도 하나의 지방족 탄화수소 발포제;를 포함하는 발포성 스티렌 폴리머 입자 분말로서, 상기 팽창된 흑연이 20 내지 100 ㎛의 평균입자크기를 가지고 있고, 상기 스티렌 폴리머 입자는 0.2 내지 2.0 mm 의 평균직경을 갖고 있는, 발포성 스티렌 폴리머 입자 분말이 개시되어 있다.
그러나, 이러한 발포성 스티렌 폴리머 입자를 사용하여 제조된 폴리스티렌 발포체 성형물은, 유럽의 난연규격인 DIN4102에 따른 화재등급 B1 및 B2의 요건을 충족시킬 수는 있으나, 한국 난연규격인 KS F 2271이나 ISO 5660-1에 따르는 난연등급은 만족시킬 수 없는 것으로 알려져 있다. 그 이유 중 가장 큰 것은 샌드위치 패널의 화재시험시의 심재 용융에 의한 변형 때문이다.
폴리스티렌 발포체 성형물의 난연성을 향상시키기 위한 다른 시도로서는, 폴리스티렌 비드를 발포시킨 후, 발포된 폴리스티렌 입자를 페놀수지로 코팅한 다음,이러한 폴리스티렌 발포립을 사용하여 성형물을 제조하는 방법이 제안된 바 있다[대한민국 공개특허공보 제 10-2006-0069721 호].
대한민국 공개특허공보 제 10-2006-0069721 호에는, 폴리스티렌 발포체 입자에 폴리스티렌 발포체 입자 대비 2 내지 30 중량%의 팽창흑연을 함유하는 열경화성 난연 페놀수지를 코팅함으로써, 난연성 폴리스티렌 발포체 수지입자를 제공하는 방법이 개시되어 있다. 상기 특허문헌에서는, 이러한 난연성 폴리스티렌 발포체 수지입자를 사용하므로써, KS F 2271의 난연규격을 만족시키는 폴리스티렌 발포체 성형물을 얻을 수 있다고 보고하고 있다.
그러나, 이러한 방법에 있어서는, 폴리스티렌 비드를 발포시켜 얻은 폴리스티렌 발포립을 코팅한 후 선별 및 건조하는 공정과, 이렇게 얻어진 코팅된 발포립을 성형하고 경화시키는 공정이 추가되기 때문에, 폴리스티렌 발포체 성형물 생산 공정의 생산성이 매우 저하될 뿐만 아니라, 폴리스티렌에 비하여 상대적으로 고가인 열경화성 페놀수지가 다량 사용되어야 한다는 문제점이 발생한다.
본 발명에서는, 예를 들어, KS F 2271의 난연3급과 같은 향상된 난연성 및 우수한 단열성을 발휘하는 폴리스티렌 발포체 성형물을 얻을 수 있도록 할 뿐만 아니라, 폴리스티렌 비드를 미리 발포시켜서 얻은 폴리스티렌 발포립에 열경화성 난연 페놀수지 층을 코팅하는 것과 같은 번거로운 공정을 생략시킬 수 있도록 하는, 새로운 발포성 폴리스티렌 비드 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명에서 제공하는 발포성 폴리스티렌 비드는,
폴리스티렌으로 이루어진, 또는 스티렌과 적어도 하나의 코모노머의 중합체로 이루어진 스티렌계 폴리머 코어;
상기 스티렌계 폴리머 코어에 함침되어 있는 발포제; 및
상기 스티렌계 폴리머 코어를 둘러싸는 외곽층으로서, 난연제, 무기충진제 및 열가소성 수지를 포함하는 외곽층;을 포함한다.
본 발명의 발포성 폴리스티렌 비드 제1제조방법은,
수계 반응매질 상에서, 스티렌계 폴리머 코어입자, 난연제 및 무기충진제의 존재하에서, 스티렌 모노머를, 선택적으로는 적어도 하나의 코모노머와 함께, 현탁중합시키므로써, 상기 스티렌계 폴리머 코어입자의 표면에, 난연제 및 무기충진제를 함유하는 스티렌계 폴리머 외곽층을 형성시키는 단계; 및
상기 현탁중합의 개시 이전에, 상기 현탁중합 중에, 또는 상기 현탁중합 이 후에 발포제를 첨가하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 발포성 폴리스티렌 비드 제2제조방법은,
수계 반응매질 상에서, 스티렌 모노머의, 또는 스티렌 모노머와 적어도 하나의 코모노머의 현탁중합이 진행되는 도중에, 난연제 및 무기충진제를 투입하는 단계; 및
상기 현탁중합의 개시 이전에, 상기 현탁중합 중에, 또는 상기 현탁중합 이후에 발포제를 첨가하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 발포성 폴리스티렌 비드를 발포시키면, 난연제 및 무기충진제를 함유하지 않는 (또는, 난연제 및 무기충진제의 함량이 상대적으로 현저히 작은) 스티렌계 폴리머 코어는 발포제에 의하여 용이하게 발포되어, 예를 들면, 약 5 g/ℓ 내지 약 20 g/ℓ 의 범위와 같은 저밀도 상태가 된다(난연제 또는 무기충진제는 스티렌계 폴리머의 발포성능을 저하시킨다). 이와 같이 발포된 스티렌계 폴리머 코어는 매우 우수한 단열효과를 발휘하게 된다.
반면에, 외곽층은 무기충진제로 인하여 발포가 극도로 억제된다. 물론 외곽층에도 발포제가 함침되어 있을 수 있으나, 무기충진제에 의하여 외곽층 자체에 미세홀이 형성되기 때문에, 외곽층은 잘 발포되지 않는다. 그리하여, 본 발명의 발포성 폴리스티렌 비드의 발포 후에도, 외곽층은, 예를 들면, 약 50 g/ℓ 내지 약 1,000 g/ℓ 의 범위와 같은 고밀도 상태를 유지하게 된다.
또한, 외곽층에서 난연제 및 무기충진제를 고정하는 매트릭스 역할을 하는 열가소성 수지는, 열경화성 수지와는 달리, 발포 공정 중에 가해지는 열에 의하여 용이하게 연신될 수 있으므로, 발포 및 성형 공정 후에도 외곽층이 파열되지 않고 연속성 및 치밀성을 유지할 수 있게 해준다.
이와 같이, 본 발명의 발포성 폴리스티렌 비드에 있어서는, 난연제를 함유하는 외곽층이 발포 및 성형 후에도 견고하게 유지되므로, 폴리스티렌 비드를 미리 발포시켜서 얻은 폴리스티렌 발포립에 열경화성 난연 페놀수지 층을 코팅하고 건조시키는 것과 같은 종래기술에서 사용되던 번거로운 공정이 필요하지 않게 된다. 즉, 본 발명의 발포성 폴리스티렌 비드를 사용하므로써, 전통적인 발포 및 성형 공정 만으로도, 난연피막을 갖는 폴리스티렌 발포체 성형물을 용이하게 제조할 수 있다.
한편, 외곽층에 있어서는 발포성능을 고려할 필요가 없기 때문에, 외곽층에는 매우 높은 함량의 난연제를 함유시킬 수 있다. 따라서, 외곽층은, 화재 발생시에, 난연제의 탄화피막 형성작용에 의하여 탄화피막으로 효과적으로 전환된다. 이때, 외곽층이 높은 비중을 가지고 있었기 때문에, 이로부터 형성되는 탄화피막은 충분히 두껍고 단단하게 되어 높은 온도에서도 형태를 유지할 수 있게 된다. 그리하여, KS F 2271의 연소시험에서 요구하는 불연성의 단단한 탄화피막을 형성시키는 것이 가능하게 된다.
이러한 탄화피막으로 인하여 샌드위치 패널의 화재시험시에 나타날 수 있는 심재 용융에 의한 변형 현상 등이 방지될 수 있기 때문에, 본 발명의 발포성 폴리스티렌 비드를 사용하여 제조된 폴리스티렌 발포체 성형물은, 예를 들어, KS F 2271의 난연3급과 같은 향상된 난연등급을 획득할 수 있다.
결국, 발포가 용이한 스티렌계 폴리머 코어와 단단한 불연성 피막으로 전환될 수 있는 외곽층을 가지고 있는 본 발명의 발포성 폴리스티렌 비드를 사용하면, 우수한 단열성과 향상된 난연성을 동시에 발휘하는 폴리스티렌 발포체 성형물을 매우 용이하게 얻을 수 있다.
이하에서는 본 발명의 발포성 폴리스티렌 비드의 구성을 상세하게 설명한다.
본 발명의 발포성 폴리스티렌 비드는,
폴리스티렌, 또는 스티렌과 적어도 하나의 코모노머의 중합체를 포함하는 스티렌계 폴리머 코어;
상기 스티렌계 폴리머 코어에 함침되어 있는 발포제; 및
상기 스티렌계 폴리머 코어를 둘러싸는 외곽층으로서, 난연제, 무기충진제 및 열가소성 수지를 포함하는 외곽층;을 포함한다.
스티렌계 폴리머 코어는 폴리스티렌으로 이루어질 수 있다. 또는, 스티렌계 폴리머 코어는 스티렌과 적어도 하나의 코모노머의 중합체로 이루어질 수도 있다. 상기 코모노머로서는, 예를 들면, "에틸렌계 불포화 모노머 (ethylenically unsaturated monomers)", 알킬스티렌(alkylstyrenes), 디비닐벤젠(divinylbenzene), 아크릴로니트릴(acrylonitrile), 알파메틸스티렌(α-methylstyrene), 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate) 및 비닐아크릴레이트 모노머 중에서 선택되는 적어도 하나의 화합물이 사용될 수 있다.
스티렌계 폴리머 코어는, 예를 들면, 난연제, 무기충진제, 또는 이들의 조합과 같은 첨가제를 소량 더 포함할 수도 있다.
스티렌계 폴리머 코어는, 발포후에 코어 전체의 밀도가 약 5 g/ℓ 내지 약 20 g/ℓ 의 범위가 될 수 있는 물성을 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 발포된 스티렌계 폴리머 코어는 더욱 우수한 단열성을 발휘할 수 있다. 발포후에 코어 전체의 밀도가 약 5 g/ℓ 내지 약 20 g/ℓ 의 범위가 될 수 있는 물성을 갖는 스티렌계 폴리머로서는, 구체적인 예를 들면, 중량평균분자량이 약 100,000 내지 약 400,000 인 폴리스티렌이 사용될 수 있다.
스티렌계 폴리머 코어의 형태나 크기는 특별히 제한되지 않는다. 통상적으로는, 스티렌계 폴리머 코어의 평균입자크기는 약 0.2 내지 약 2.0 mm 일 수 있다. 스티렌계 폴리머 입자는 통상적으로 구형 또는 타원형 입자의 형태일 수 있다.
발포제는 주로 스티렌계 폴리머 코어에 함침되어 있는데, 추후 발포공정에서, 스티렌계 폴리머 코어의 발포를 촉진시키는 역할을 한다. 발포제가 외곽층에 함유되어 있더라도, 추후 발포공정에서, 외곽층은 잘 발포되지 않기 때문에, 발포제가 스티렌계 폴리머 코어 뿐만아니라 외곽층에 함침되어 있어도 무방하다.
발포제로서는, 예를 들면, 탄소수 4 내지 6의 지방족 탄화수소 화합물이 사용될 수 있다. 발포제의 함량은, 통상적인 예를 들면, 스티렌계 폴리머 코어 100 중량부를 기준으로 하여, 약 3 내지 약 8 중량부일 수 있다. 바람직하게는, 발포제 의 함량은, 발포된 스티렌계 폴리머 코어가 약 5 g/ℓ 내지 약 20 g/ℓ 의 범위의 밀도를 가지도록 조절될 수 있다.
외곽층은 스티렌계 폴리머 코어를 둘러싸는 역할을 한다. 외곽층은 스티렌계 폴리머 코어의 겉표면 전체를 실질적으로 둘러싸는 것이 바람직하다.
외곽층의 재질은 난연제, 무기충진제 및 열가소성 수지를 포함한다. 열가소성 수지는 외곽층의 형상을 이루는 매트릭스를 형성하고 있으며, 난연제 및 무기충진제를 고정시키는 역할을 한다. 무기충진제는, 추후 발포공정에서, 외곽층의 발포를 억제시켜서 외곽층의 고비중을 유지시키키는 역할을 하며, 또한, 그 존재 자체로써 외곽층의 비중을 더욱 상승시키는 역할을 한다. 난연제는, 화염과 접촉하였을 때, 외곽층을 탄화피막으로 전환시키는 역할을 한다. 외곽층은, 스티렌계 폴리머 코어의 발포후에도, 발포된 스티렌계 폴리머 코어를 둘러싸는 고비중의 외곽층으로서 여전히 남게 된다.
외곽층의 열가소성 수지로서는 통상적인 열가소성 수지가 사용될 수 있다. 구체적인 예를 들면, 외곽층의 열가소성 수지로서, 스티렌계 폴리머, 스티렌계 코폴리머, 아크릴레이트계 폴리머, 아크릴레이트계 코폴리머, 초산비닐계 폴리머 또는 초산비닐계 코폴리머가 사용될 수 있다. 아크릴레이트계 (코)폴리머 또는 초산비닐계 (코)폴리머는 비교적 낮은 연화점을 가지고 있어서, 외곽층의 비중, 난연제 함량 및 무기충진제 함량이 높더라도, 폴리스티렌 발포체 성형품의 성형시에 비드간의 융착을 향상시킬 수 있다. 스티렌계 (코)폴리머의 경우, 중량평균분자량이 약 70,000 내지 약 170,000 인 것이 바람직하다. 이 경우, 외곽층의 비중, 난연제 함량 및 무기충진제 함량이 높더라도, 폴리스티렌 발포체 성형품의 성형시에, 비드간의 융착이 향상될 수 있다. 비드 간의 융착이 향상되면, 성형품의 굴곡강도가 향상되며, 또한, 융착면의 외곽층 두께가 미융착면에 비해 훨씬 증가하게 되므로 화재시 산소의 침투가 더욱 어려워지고, 형성된 탄화피막의 강도 역시 더욱 향상될 수 있다.
외곽층의 무기충진제로서는, 예를 들면, 탈크, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 그라파이트, 팽창질석, 금속분말(예를 들면, 구형 또는 판상 알루미늄 분말), 금속산화물분말(예를 들면, 산화규소), 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다. 외곽층의 무기충진제는 외곽층의 난연제, 특히 인계 난연제의 난연효과를 상승시킬 수 있다. 외곽층의 무기충진제의 함량이 너무 작으면 외곽층의 효과적인 발포억제를 달성하기가 어려울 수 있으며, 무기충진제에 의한 난연성 상승효과를 기대하기가 어려울 수도 있다. 한편, 외곽층의 무기충진제의 함량이 너무 크면, 상대적으로 외곽층의 열가소성 수지의 함량이 너무 작아지게 되므로, 외곽층의 형성 및 유지에 필요한 열가소성 수지 매트릭스의 강도가 과도하게 저하될 수 있다. 따라서, 외곽층의 무기충진제의 함량은, 외곽층의 열가소성 수지 100 중량부를 기준으로 하여, 약 10 내지 약 80 중량부인 것이 바람직하다.
외곽층의 난연제로서는, 예를 들면, 인계 난연제, 브롬계 난연제, 팽창흑연, 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다. 인계 난연제로서는, 예를 들면, 무기 또는 유기 포스페이트, 포스파이트 또는 포스포네이트, 또는 적린, 또는 이들의 조합이 사 용될 수 있다. 구체적인 예를 들면, 인계 난연제로서, 디페닐 포스페이트, 트리페닐 포스페이트, 디페닐 크레실 포스페이트, 암모늄 폴리포스페이트, 레조시놀 디페닐 포스페이트, 멜라민 포스페이트, 디메틸 페닐 포스포네이트 및 디메틸 메틸포스포네이트 중에서 선택되는 하나 이상의 화합물이 사용될 수 있다. 브롬계 난연제로서는, 예를 들면, HBCD(hexabromocyclododecane), DBDPO(decabromodiphenyloxide), 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다. 외곽층의 난연제의 함량이 너무 작으면, 화재발생시 외곽층의 탄화피막으로의 전환 과정이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다. 한편, 외곽층의 난연제의 함량이 너무 크면, 상대적으로 외곽층의 열가소성 수지 및 무기충진제의 함량이 너무 작아지게 되므로, 외곽층의 형성 및 유지에 필요한 열가소성 수지 매트릭스의 강도 및 외곽층 발포억제 효과를 달성하기가 어려울 수 있다. 따라서, 외곽층의 난연제의 함량은, 외곽층의 열가소성 수지 100 중량부를 기준으로 하여, 약 5 내지 약 40 중량부일 수 있다.
외곽층이 차지하는 무게가 클 수록, 발포성형품의 난연성은 향상되지만 단열성은 저하될 수 있다. 따라서, 외곽층이 차지하는 무게는, 스티렌계 폴리머 코어 100 중량부를 기준으로 하여, 약 40 내지 약 60 중량부인 것이 바람직하다. 이 경우, 외곽층의 두께는, 추후 발포공정 후 전체 발포립자 직경 대비 약 5 내지 약 25% 정도가 될 수 있다. 또한, 외곽층의 무게는 외곽층의 두께와 비례관계에 있다.
외곽층의 두께 역시 클 수록, 발포성형품의 난연성은 향상되지만 단열성은 저하될 수 있다. 따라서, 외곽층이 차지하는 두께는, 예를 들면, 추후 발포공정 후 전체 발포립자 직경 대비 약 5 내지 약 50 % 정도가 될 수 있도록 조절되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 성형품에서의 외곽층은 전체 성형품 입자 직경의 약 1 내지 약 10% 이하의 두께에 불과하게 된다. 그러나, 성형품에서의 외곽층 두께가 이 정도의 수준을 유지하더라도, 성형품은 KS F 2271의 난연3급과 같은 매우 향상된 난연성을 충분히 얻을 수 있고, 뿐만아니라, 성형품의 단열효과에 악영향을 미치지 않게 되어 성형품의 단열성이 매우 우수하게 유지될 수 있다.
이러한 본 발명의 외곽층은, 발포공정 후에도, 예를 들면, 약 50 g/l 내지 약 1,000 g/l 의 범위의 고비중을 유지할 수 있다. 또한, 대체적으로 이 외곽층에, 본 발명의 발포성 폴리스티렌 비드가 갖는 난연제의 대부분(예를 들면, 약 70 중량% 이상)이 집중되어 함유된다. 이러한 고비중과 높은 함량의 난연제의 존재로 인하여, 본 발명의 외곽층은 화염과 접촉시에 매우 단단한 탄화피막을 형성하게 된다.
난연제나 무기물 충진제의 함량은 TGA 분석을 통하여 쉽게 측정이 가능하다. 또한, 고비중 고난연성 외곽층은, 발포공정 후 발포된 코어와는 달리, 셀의 형태가 확연히 달라지므로 육안으로 쉽게 판별이 가능하며, 특히, 적인처럼 유색의 난연제가 주로 사용될 경우 색상의 차이가 뚜렷하게 되므로 역시 육안이나 광학현미경으로 쉽게 판별이 가능하다. 또한, 고비중 고난연성 외곽층은 높은 비중과 높은 난연제 함량 때문에 발포립자의 단면을 칼로 자르는 데 상당한 저항을 받기 때문에 촉감으로도 쉽게 판별이 가능하다.
발포된 저비중 코어는, 발포셀 벽두께가 얇아져서 강도가 약하고, 고온에 의해 수지의 용융 및 낙하(drip)현상이 발생하기 쉽기 때문에, KS F 2271이나 ISO 5660-1에서 가하는 700℃이상의 고온에서 열에 의한 변형을 겪게 된다. 그러나, 고비중 고난연성 외곽층이 단단한 탄화피막을 형성하게 되므로, 발포성형품은 그 골격을 유지하게 된다. 그리하여, 본 발명의 발포성 폴리스티렌 비드로부터 발포성형된 성형품은 매우 높은 난연등급을 얻을 수 있다.
본 발명의 발포성 폴리스티렌 비드는 본 발명에서 제공하는 발포성 폴리스티렌 비드 제조방법에 의하여 매우 용이하게 제조될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 발포성 폴리스티렌 비드 제조방법을 상세히 설명한다.
본 발명의 발포성 폴리스티렌 비드 제1제조방법은,
수계 반응매질 상에서, 스티렌계 폴리머 코어입자, 난연제 및 무기충진제의 존재하에서, 스티렌 모노머를, 선택적으로는 적어도 하나의 코모노머와 함께, 현탁중합시키므로써, 상기 스티렌계 폴리머 코어입자의 표면에, 난연제 및 무기충진제를 함유하는 스티렌계 폴리머 외곽층을 형성시키는 단계; 및
상기 현탁중합의 개시 이전에, 상기 현탁중합 중에, 또는 상기 현탁중합 이후에 발포제를 첨가하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 제1제조방법에 있어서, 스티렌 모노머의 현탁중합을 통하여 생성되는 스티렌계 폴리머는, 스티렌계 폴리머 코어입자에 달라붙어서, 스티렌계 폴리 머 코어입자의 표면을 둘러싸는 외곽층 매트릭스를 형성시킨다. 이러한 외곽층 매트릭스의 형성과정에서, 난연제 및 무기충진제가 외곽층으로 혼입된다. 그리하여, 현탁중합과정을 통하여 형성된 스티렌계 폴리머 외곽층은 난연제 및 무기충진제를 함유하게 된다.
외곽층을 형성시키는 현탁중합과정에서는, 스티렌 모노머만을 투입하므로써, 스티렌 모노머 만의 중합을 진행시킬 수 있다. 이 경우, 외곽층 매트릭스의 주요 재질은 폴리스티렌이 된다. 또는, 스티렌 모노머와 적어도 하나의 코모노머를 함께 투입하므로써, 스티렌 모노머와 코모노머의 공중합을 진행시킬 수도 있다. 이 경우, 외곽층 매트릭스의 주요 재질은 스티렌계 공중합체가 된다.
발포제는, 현탁중합의 개시 이전에, 현탁중합 중에, 또는 현탁중합 이후에 첨가될 수 있다. 현탁중합의 개시 이전의 경우에, 발포제는 외곽층이 형성되기 전의 스티렌계 폴리머 코어입자에 함침될 수 있다. 현탁중합 중에, 또는 현탁중합 이후의 경우에, 스티렌계 폴리머 코어입자 뿐만아니라 외곽층에도 함침될 수 있다.
이러한 과정을 통하여, 발포제가 함침되어 있는 스티렌계 폴리머 코어입자; 및, 난연제 및 무기충진제를 함유하는 스티렌계 폴리머 외곽층;을 포함하는 발포성 폴리스티렌 비드가 제조된다.
본 발명의 발포성 폴리스티렌 비드 제2제조방법은,
수계 반응매질 상에서, 스티렌 모노머의, 또는 스티렌 모노머와 적어도 하나의 코모노머의 현탁중합이 진행되는 도중에, 난연제 및 무기충진제를 투입하는 단 계; 및
상기 현탁중합의 개시 이전에, 상기 현탁중합 중에, 또는 상기 현탁중합 이후에 발포제를 첨가하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 제2제조방법에 있어서는, 별도의 스티렌계 폴리머 코어입자를 투입할 필요가 없다. 이는, 난연제 및 무기충진제를 투입하기 전에, 현탁중합을 통하여 형성된 스티렌계 폴리머 입자가 코어입자의 역할을 하기 때문이다. 난연제 및 무기충진제를 투입한 후의 현탁중합을 통하여 형성되는 스티렌계 폴리머는 자연스럽게 외곽층을 형성하게 된다.
본 발명의 제2제조방법에 있어서, 난연제 및 무기충진제의 투입시점은, 원하는 코어입자의 크기 및 외곽층의 두께를 고려하여, 적절하게 선택될 수 있다. 구체적인 예를 들면, 초기 투입된 모노머를 기준으로 하여, 반응전환율이 약 60 내지 약 80 % 에 도달한 시점에, 난연제 및 무기충진제를 투입할 수 있다. 이 경우, 현탁중합 완료 후, 외곽층은, 코어입자 직경 대비 약 5 내지 약 50 %의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 제1제조방법 및 제2제조방법에 있어서, 스티렌계 폴리머 코어입자, 난연제, 무기충진제, 발포제 등의 구체적인 예와 사용량은 앞에서 설명한 바와 같다.
본 발명의 제1제조방법 및 제2제조방법의 현탁중합에 있어서는, 예를 들면, 과산화물 개시제, 현탁 안정제, 쇄전달제, 성핵제, 가소제, 또는 이들의 조합과 같 은 통상적인 첨가제가 사용될 수 있다. 과산화물 개시제로서는, 예를 들면, BPO(benzoylperoxide), TBP(t-butylperoxide), 등이 사용될 수 있다. 현탁 안정제로서는, 예를 들면, 피로인산마그네슘, 인산칼슘 등이 사용될 수 있다. 쇄전달제로서는, 예를 들면, 톨루엔, 에틸벤젠, 알파메틸스티렌 다이머, 등이 사용될 수 있다. 성핵제로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌 왁스, 피셔트로쉬왁스(Fisher Trosch wax), EBS(ethylene-bis-stearic amide), 등이 사용될 수 있다. 가소제로서는, 예를 들면, 에틸벤젠, 톨루엔, 미네랄오일, 파라핀오일, 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 제1제조방법 및 제2제조방법에 있어서, 상기 난연제 또는 상기 무기충진제는, 씰란 커플링제, 인계 표면처리제, 또는 열가소성수지 용액(예를 들면, 스티렌계 폴리머, (메타)아크릴레이트계 폴리머, 초산비닐수지, 폴리비닐클로라이드, 등)으로 표면처리된 후 투입될 수 있다. 이와 같이, 난연제 또는 무기충진제가 표면처리되면, 현탁중합 도중 물층으로 분리되지 않고 비드에 달라붙을 수 있게 된다.
본 발명의 발포성 폴리스티렌 비드 제3제조방법은,
스티렌계 폴리머 코어입자를, 난연제, 무기충진제 및 열가소성수지 용액을 포함하는 외곽층 형성용 조성물로 코팅하는 단계; 및
상기 코팅 단계의 이전에, 동안에, 또는 이후에 발포제를 첨가하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 제3제조방법에 있어서, 스티렌계 폴리머 코어입자, 난연제, 무기 충진제, 열가소성수지, 발포제와 관련된 자세한 사항은, 본 발명의 제1 및 제2 제조방법에서 설명한 바와 같다. 또한, 본 발명의 제3제조방법은 공지된 통상적인 입자 코팅 공정에 의하여 용이하게 수행될 수 있다.
본 발명의 제3제조방법에서 사용되는 열가소성수지 용액에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 상기 열가소성수지 용액으로서는, 예를 들면, 스티렌계 폴리머, 스티렌계 코폴리머, 아크릴레이트계 폴리머, 아크릴레이트계 코폴리머, 초산비닐계 폴리머 또는 초산비닐계 코폴리머의 용액을 사용하는 것이 바람직하다. 스티렌계 (코)폴리머 용액을 위한 용매로서는, 예를 들면, 스티렌 모노머, 에틸벤젠, 톨루엔, MEK(methyl ethyl ketone), 등이 사용될 수 있다. 아크릴레이트계 (코)폴리머 용액을 위한 용매로서는, 예를 들면, 스티렌 모노머, 에틸벤젠, 톨루엔, MEK(methyl ethyl ketone), 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 다가알콜, 등이 사용될 수 있다. 초산비닐계 코폴리머 용액을 위한 용매로서는, 예를 들면, 물, 알코올화합물, 등이 사용될 수 있다. 이러한 용매 들은, 외곽층 코팅 후, 예를 들면, 건조와 같은 통상적인 용매제거방법에 의하여 용이하게 제거될 수 있다.
<실시예>
실시예 1
본 실시예에서는, 외곽층 난연제로서 적인(입자크기 7~20 ㎛), HBCD, 팽창흑 연(밀도 2.2 g/cm3, 입자크기 20~100 ㎛, 팽창율 50~80 배)을 사용하였으며, 무기충진제로서 탈크(입자크기 1~3 ㎛), 씰란으로 표면처리된 수산화알루미늄(입자크기 1~3 ㎛), 탄산칼슘(입자크기 1~10 ㎛)을 사용하였다.
먼저, 사용되는 난연제 및 무기충진제를 폴리스티렌 용액으로 표면처리하였다. 표면처리 과정은 다음과 같다. 스티렌 모노머 15 kg 에 폴리스티렌 비드(동부하이텍 F551) 3 kg 을 용해시켜 얻은 폴리스티렌 용액에, 적인 1.2 kg, HBCD 750 g, 팽창흑연 1.4 kg 을 투입한 후 교반하므로써 균질화시킨 다음, 탈크 3 kg, 수산화알루미늄 1 kg, 탄산칼슘 1 kg 을 추가로 투입한 후 교반하므로써 균질화하였다.
이렇게 하여, 폴리스티렌으로 표면처리된 난연제 및 무기충진제를 함유하는 "난연조성물"을 얻었다. 그리고, 이 난연조성물에, 외곽층 형성단계에서 사용될 추가 중합개시제로서 BPO 100 g 및 TBP 30 g 을 미리 투입하고 균질화시켰다.
그 다음, 폴리스티렌 코어 입자를 형성시키기 위하여, 100 리터 용량의 CSTR 반응기에 탈이온수 45 kg, TCP(tricalcium phosphate) 137 g 을 투입하고 200 rpm 으로 교반하면서, 스티렌 모노머 15 kg, 중합개시제로서 BPO 120 g 및 TBP 20 g 을 투입한 후, 90 ℃ 에서 5 시간 동안 현탁중합을 진행시켰다.
그 다음, 외곽층을 형성시키기 위하여, 상기 CSTR 반응기에, 앞에서 얻은 난연조성물을 투입한 후, 90 ℃ 에서 1 시간 동안 현탁중합을 진행시킨 다음, 100 ℃ 로 승온시켜 1 시간 동안 발포제로서 노말 펜탄 2.5 kg 을 투입하였다. 이어서, 120 ℃ 로 승온하여 2 시간 동안 현탁중합을 더 진행시킨 후 30 ℃ 로 냉각한 다음 탈수시켜서, 0.3 mm 에서 3.0 mm 에 이르는 입자크기분포를 보이는 발포성 폴리스티렌 비드를 얻었다.
실시예 1에서 얻은 발포성 폴리스티렌 비드를 발포시켜서 얻은 발포입자의 단면사진을 도 1에 나타내었다. 도 1의 발포입자를 보면, 중심부의 폴리스티렌 코어에서는 뚜렷한 발포셀을 관찰할 수 있는 반면, 외곽층에서는 발포셀의 형성이 매우 억제되어 있음을 알 수 있다. 즉, 도 1의 사진은, 잘 발포된 코어는 비중이 매우 낮을 것이고, 발포가 억제된 외곽층은 비중이 매우 높을 것이라는 것을 명약관화하게 보여주고 있다. 난연제 입자(검은색의 작은 점들)는 외곽층에 집중되어 있으며, 외곽층에 고르게 분산되어 있다.
도 2는, 종래의 통상적인 폴리스티렌 비드를 발포시켜 얻은 발포입자의 단면사진이다. 도 2의 발포입자를 보면, 입자내부의 전체 영역에서 뚜렷한 발포셀이 형성되어 있고, 입자의 표면에는 매우 얇은 스킨층 만이 형성되어 있다. 도 2의 발포입자에 있어서, 얇은 스킨층은 화염에 취약하기 때문에, 화염은 스킨층을 뚫고 매우 용이하게 입자 내부로 전파된다.
그러나, 도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 발포성 폴리스티렌 비드를 발포시켜서 얻은 발포입자의 경우에는, 난연제 및 무기충진제가 집중되어 있고 비중이 높은 외곽층이 단단한 탄화피막으로 전환되기 때문에, 화염이 외곽층을 뚫고 들어가기가 매우 어렵게 된다.
향상된 난연성을 확인하기 위하여, 실시예 1에서 얻은 발포성 폴리스티렌 비드를 23 g/l 로 발포하고, 25 g/l 로 성형하여 얻은 폴리스티렌 발포성형 블록에 대한 난연성을 평가하였으며, 그 결과, 상기 폴리스티렌 발포성형 블록은 KS F 2271의 난연3급에 합격하였다. 상기 폴리스티렌 발포성형 블록에 있어서, 각 발포입자의 직경은 5.0 mm 에서 8.0 mm 에 이르는 분포를 보였고, 각 발포입자의 외곽층의 두께는 0.2 mm 내지 0.7 mm 의 분포를 보였다.
실시예 2
본 실시예에서는, 외곽층 난연제로서 적인(평균입자크기 10 ㎛), HBCD, 팽창흑연(밀도 2.2 g/cm3, 입자크기 20~100 ㎛, 팽창율 250~350 배)을 사용하였으며, 무기충진제로서 탈크(평균입자크기 1 ㎛), 씰란으로 표면처리된 수산화알루미늄(평균입자크기 1 ㎛), 질석분말(입자크기 1~30 ㎛)을 사용하였다.
먼저, 사용되는 난연제 및 무기충진제를 폴리스티렌 용액으로 표면처리하였다. 표면처리 과정은 다음과 같다. 스티렌 모노머 10 kg 에 폴리스티렌 비드(동부하이텍 F551) 2 kg 을 용해시켜 얻은 폴리스티렌 용액에, 적인 0.9 kg, HBCD 600 g, 팽창흑연 1.5 kg 을 투입한 후 교반하므로써 균질화시킨 다음, 탈크 3 kg, 수산화알루미늄 1.5 kg, 질석분말 1.5 kg 을 추가로 투입한 후 교반하므로써 균질화하였다.
이렇게 하여, 폴리스티렌으로 표면처리된 난연제 및 무기충진제를 함유하는 "난연조성물"을 얻었다. 그리고, 이 난연조성물에, 외곽층 형성단계에서 사용될 추가 중합개시제로서 BPO 100 g 및 TBP 45 g 을 미리 투입하고 균질화시켰다. 또한, 이 난연조성물에, 외곽층 형성단계에서 사용될 코모노머로서 메틸메타크릴레이트 5 kg 을 미리 투입하고 균질화시켰다.
그 다음, 폴리스티렌 코어 입자를 형성시키기 위하여, 100 리터 용량의 CSTR 반응기에 탈이온수 45 kg, TCP 68 g 을 투입하고 200 rpm 으로 교반하면서, 스티렌 모노머 13 kg, 중합개시제로서 BPO 100 g 및 TBP 20 g 을 투입한 후, 85 ℃ 에서 5 시간 동안 현탁중합을 진행시켰다.
그 다음, 스티렌과 메틸메타크릴레이트의 공중합체로 이루어지는 외곽층을 형성시키기 위하여, 상기 CSTR 반응기에, 앞에서 얻은 난연조성물을 투입한 후, 85 ℃ 에서 2 시간 동안 현탁중합을 진행시킨 다음, 1 시간 동안 발포제로서 노말 펜탄 2.2 kg 을 투입하였다. 이어서, 125 ℃ 로 승온하여 2 시간 동안 현탁중합을 더 진행시킨 후 30 ℃ 로 냉각한 다음 탈수시켜서, 0.3 mm 에서 3.0 mm 에 이르는 입자크기분포를 보이는 발포성 폴리스티렌 비드를 얻었다.
실시예 2에서 얻은 발포성 폴리스티렌 비드를 25 g/l 로 발포하고, 27 g/l 로 성형하여 얻은 폴리스티렌 발포성형 블록에 대한 난연성을 평가하였으며, 그 결과, 상기 폴리스티렌 발포성형 블록은 KS F 2271의 난연3급에 합격하였다. 상기 폴리스티렌 발포성형 블록에 있어서, 각 발포입자의 직경은 5.0 mm 에서 8.0 mm 에 이르는 분포를 보였고, 각 발포입자의 외곽층의 두께는 0.2 mm 내지 0.7 mm 의 분 포를 보였다.
비교예 1
본 비교예에서는, 난연제로서 적인(평균입자크기 10 ㎛), HBCD, 팽창흑연(밀도 2.2 g/cm3, 입자크기 20~100 ㎛, 팽창율 250~350 배)이 폴리스티렌 비드 내부에 고르게 분산되어 있는 발포성 폴리스티렌 비드를 제조하였다.
먼저, 스티렌 모노머 21 kg 에 폴리스티렌 비드(동부하이텍 F551) 9 kg 을 용해시켜 얻은 폴리스티렌 용액에, 적인 1.2 kg, HBCD 600 g, 팽창흑연 5 kg 을 투입한 후 교반하므로써 균질화시켰다.
이렇게 하여, 폴리스티렌으로 표면처리된 난연제를 함유하는 "유기상"을 얻었다. 그리고, 이 유기상에, 다음의 현탁중합 단계에서 사용될 중합개시제로서 BPO 150 g 및 TBP 50 g 을 미리 투입하고 균질화시켰다.
그 다음, 난연제를 입자 내부에 고르게 함유하는 폴리스티렌 비드를 형성시키기 위하여, 100 리터 용량의 CSTR 반응기에 탈이온수 45 kg, PVA 0.3 kg 을 투입하고 200 rpm 으로 교반하면서, 앞에서 얻은 유기상을 투입한 후, 90 ℃ 에서 3 시간 동안 현탁중합을 진행시켰다. 그 다음, 1 시간 동안 발포제로서 노말 펜탄 2.5 kg 을 투입하였다. 이어서, 120 ℃ 로 승온하여 2 시간 동안 현탁중합을 더 진행시킨 후 30 ℃ 로 냉각한 다음 탈수시켜서, 0.3 mm 에서 3.0 mm 에 이르는 입자크기분포를 보이는 발포성 폴리스티렌 비드를 얻었다.
비교예 1에서 얻은 발포성 폴리스티렌 비드를 28 g/l 로 발포하고, 31 g/l 로 성형하여 얻은 폴리스티렌 발포성형 블록에 대한 난연성을 평가하였으며, 그 결과, 상기 폴리스티렌 발포성형 블록은 KS F 2271의 난연3급에 합격하지 못하였다.
이는, 비교예 1의 발포성 폴리스티렌 비드 전체적으로는 상당히 많은 양의 난연제를 함유하고 있지만, 비교예 1의 발포성 폴리스티렌 비드로부터 얻은 발포입자 전체가 단단한 불연성 탄화체로 전환되지는 못하였다. 즉, 비교예 1의 발포성 폴리스티렌 비드를 사용하여 제조한 폴리스티렌 발포성형 블록에 있어서는, 심재 용융에 의한 변형 현상이 여전히 발생하였다.
그러나, 본 발명의 발포성 폴리스티렌 비드에 있어서는, 난연제가 집중되어 있는 외곽층이 단단한 탄화피막을 형성하기 때문에, 발포성 폴리스티렌 비드 전체를 기준으로하여 비교예 1과 동일하거나 적은 양의 난연제를 사용하더라도, 심재 용융에 의한 변형 현상을 일으키지 않는 것이다.
도 1은, 본 발명의 실시예에서 얻은 발포성 폴리스티렌 비드를 발포시켜서 얻은 발포입자의 단면사진이다.
도 2는, 종래의 통상적인 폴리스티렌 비드를 발포시켜 얻은 발포입자의 단면사진이다.

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 수계 반응매질 상에서, 스티렌계 폴리머 코어입자, 난연제 및 무기충진제의 존재하에서, 스티렌 모노머를 현탁중합시키거나, 또는, 에틸렌계 불포화 모노머, 알킬스티렌, 디비닐벤젠, 아크릴로니트릴, 알파메틸스티렌, 메틸메타크릴레이트 및 비닐아크릴레이트 모노머 중에서 선택되는 적어도 하나의 코모노머와 함께 스티렌 모노머를 현탁중합시키므로써, 상기 스티렌계 폴리머 코어입자의 표면에, 난연제 및 무기충진제를 함유하는 스티렌계 폴리머 외곽층을 형성시키는 단계; 및
    상기 현탁중합의 개시 이전에, 상기 현탁중합 중에, 또는 상기 현탁중합 이후에 발포제를 첨가하는 단계;를 포함하며,
    상기 난연제 또는 상기 무기충진제를 스티렌계 폴리머 용액으로 표면처리한 후 투입하는 것을 특징으로 하는 발포성 폴리스티렌 비드 제조방법.
  10. 수계 반응매질 상에서, 스티렌 모노머의 현탁중합이 진행되는 도중에, 또는, 에틸렌계 불포화 모노머, 알킬스티렌, 디비닐벤젠, 아크릴로니트릴, 알파메틸스티렌, 메틸메타크릴레이트 및 비닐아크릴레이트 모노머 중에서 선택되는 적어도 하나의 코모노머와 스티렌 모노머의 현탁중합이 진행되는 도중에, 난연제 및 무기충진제를 투입하는 단계; 및
    상기 현탁중합의 개시 이전에, 상기 현탁중합 중에, 또는 상기 현탁중합 이후에 발포제를 첨가하는 단계;를 포함하며,
    상기 난연제 또는 상기 무기충진제를 스티렌계 폴리머 용액으로 표면처리한 후 투입하는 것을 특징으로 하는 발포성 폴리스티렌 비드 제조방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
KR1020070103740A 2007-10-15 2007-10-15 발포성 폴리스티렌 비드 및 그 제조방법 KR101096798B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070103740A KR101096798B1 (ko) 2007-10-15 2007-10-15 발포성 폴리스티렌 비드 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070103740A KR101096798B1 (ko) 2007-10-15 2007-10-15 발포성 폴리스티렌 비드 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090038314A KR20090038314A (ko) 2009-04-20
KR101096798B1 true KR101096798B1 (ko) 2011-12-22

Family

ID=40762569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070103740A KR101096798B1 (ko) 2007-10-15 2007-10-15 발포성 폴리스티렌 비드 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101096798B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102357703B1 (ko) 2021-04-15 2022-02-08 재단법인대구경북과학기술원 풍화가속시험법 적용을 위한 미세플라스틱 제조 장치

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101385030B1 (ko) * 2010-12-30 2014-04-21 제일모직주식회사 불연성 발포 폴리스티렌계 비드 및 그 제조방법
KR101332440B1 (ko) * 2010-12-30 2013-11-25 제일모직주식회사 불연성 발포 폴리스티렌계 중합형 비드 및 그 제조방법
WO2012091381A2 (ko) * 2010-12-30 2012-07-05 제일모직 주식회사 발포 폴리스티렌계 비드 및 그 제조방법
JP5947711B2 (ja) * 2012-12-28 2016-07-06 積水化成品工業株式会社 スチレン系樹脂粒子、発泡性樹脂粒子、発泡粒子、及び発泡成形体
WO2014111629A1 (en) 2013-01-18 2014-07-24 Styrochem Finland Oy Method of producing polystyrene beads containing athermanous particles
KR101676742B1 (ko) 2014-09-29 2016-11-18 주식회사 벽산 이산화탄소를 포함하는 발포제를 사용한 단열성이 우수한 압출 스티렌 폼 및 그 제조방법
KR102464200B1 (ko) 2021-05-13 2022-11-07 주식회사 에스에이치에너지화학 유,무기 하이브리드 준불연성 단열성 발포 폴리스티렌 입자 및 그 제조방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002020527A (ja) 2000-07-05 2002-01-23 Mitsubishi Kagaku Form Plastic Kk 自己消火性発泡性ポリスチレン系樹脂粒子
KR100599847B1 (ko) 2004-10-05 2006-07-12 금호석유화학 주식회사 단열 특성이 우수한 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법
KR100822579B1 (ko) 2001-01-13 2008-04-16 바스프 에스이 탄소 입자를 함유하는 발포성 스티렌 중합체

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002020527A (ja) 2000-07-05 2002-01-23 Mitsubishi Kagaku Form Plastic Kk 自己消火性発泡性ポリスチレン系樹脂粒子
KR100822579B1 (ko) 2001-01-13 2008-04-16 바스프 에스이 탄소 입자를 함유하는 발포성 스티렌 중합체
KR100599847B1 (ko) 2004-10-05 2006-07-12 금호석유화학 주식회사 단열 특성이 우수한 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102357703B1 (ko) 2021-04-15 2022-02-08 재단법인대구경북과학기술원 풍화가속시험법 적용을 위한 미세플라스틱 제조 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090038314A (ko) 2009-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101096798B1 (ko) 발포성 폴리스티렌 비드 및 그 제조방법
EP2152789B1 (en) Fire retardant polystyrene
KR100601233B1 (ko) 발포 폴리스티렌 입자의 제조 방법
EP1608698B1 (en) Expandable vinylaromatic polymers and process for their preparation
JP5570501B2 (ja) 改善された断熱性能を備えた発泡性ビニル芳香族ポリマー組成物、その調製方法及びその組成物から得られる発泡物品
ITMI20082278A1 (it) Composizioni di polimeri vinilaromatici espansibili a migliorata capacita&#39; di isolamento termico, procedimento per la loro preparazione ed articoli espansi da loro ottenuti
US20100204350A1 (en) Expandable polystyrene bead with superior adiabatic and flameproof effects and method of producing the same
EP2702119B1 (en) Fire retardant polystyrene
KR20080100763A (ko) 단열성과 난연성이 향상된 발포성 폴리스티렌 입자 및 그제조방법
KR101096797B1 (ko) 발포성 폴리스티렌 비드 및 그 제조방법
KR101636091B1 (ko) 금속 함량이 낮은 ｐｓ 발포체
US20130289146A1 (en) Foam Polystyrene-Based Bead and Method for Manufacturing the Same
KR20060069721A (ko) 팽창흑연을 함유한 불연성 난연 폴리스티렌 발포체수지입자의 제조방법
EP1997849A1 (en) Fire retardant polystyrene
CN105175918A (zh) 一种聚苯乙烯组合物及其制得的隔热复合板
KR101339390B1 (ko) 실리콘 및 팽창 질석을 포함하는 발포성 폴리스티렌 비드 및 이의 제조방법
KR101099027B1 (ko) 난연성이 우수한 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법
CN111278900B (zh) 发泡聚苯乙烯颗粒的制备方法和发泡聚苯乙烯颗粒
KR20180019361A (ko) 친환경 난연제를 사용한 흑연을 포함한 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법
KR20160072411A (ko) 성형성이 우수하고 단열성능과 난연성능이 우수한 발포성 폴리스티렌 입자 및 이의 제조방법
CN110684294A (zh) 一种具有层状金属网的阻燃型发泡聚苯乙烯板及其制备方法
KR101064177B1 (ko) 발포성 스티렌계 수지 입자
EP1514895A2 (en) Activated graphite-containing particulate, expandable polystyrene
KR101654845B1 (ko) 내화재용 팽창 폴리에틸렌수지 조성물
JP2003138053A (ja) スチレン系樹脂発泡体およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141128

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151118

Year of fee payment: 5