KR101113948B1 - 불용성을 지니는 기능성 첨가제의 도포 효율을 높이는 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법 - Google Patents

불용성을 지니는 기능성 첨가제의 도포 효율을 높이는 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시드 중합시 불용성을 지니는 기능성 첨가제의 도포 효율을 높이는 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법에 관한 것이다. 폴리스티렌계 시드를 분산제와 함께 물에 현탁시키는 단계, 불용성을 지니는 기능성 첨가제를 투입하고, 개시제 및 스티렌 단량체를 투입하여 시드를 팽윤시키고 기능성 첨가제를 도포하는 단계, 추가 스티렌 단량체를 투입하고 중합을 완료하는 단계, 고온에서 발포제를 투입하는 단계를 통해서 이루어진다. 상세하게는 시드 중합시 중합율이 낮은 팽윤 단계에서 첨가되는 스티렌 단량체의 투입 비율을 높이거나, 팽윤 단계를 연장함으로써 스티렌계 수지 입자가 더욱 연화되어 기능성 첨가제의 도포효율을 높일 수 있다. 또한 시드 중합시 투입되는 폴리티렌계 시드의 입자 크기를 작게 하여 기능성 첨가제가 도포될 수 있는 표면적을 넓히거나, 반응기 내 pH를 낮게 유지함으로써 기능성 첨가제의 함량이 높은 발포성 폴리스티렌 입자를 제조할 수 있다.
이러한 발포성 폴리스티렌 입자는 기능성 첨가제의 선택에 따라 단열 성능, 불연성, 대전방지성 등 다양한 특성을 발현할 수 있다.
시드 중합, 불용성, 기능성 첨가제, 도포효율, 발포성, 폴리스티렌, 현탁, 스티렌, 단량체, 중합율, 팽윤

Description

불용성을 지니는 기능성 첨가제의 도포 효율을 높이는 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법{Method for increasing coating efficiency of functional additives with insolubility when producing expandable polystyrene beads}
본 발명은 시드 중합시 불용성을 지니는 기능성 첨가제의 도포 효율을 높이는 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법에 관한 것이다. 폴리스티렌계 시드를 분산제와 함께 물에 현탁시키는 단계, 불용성을 지니는 기능성 첨가제를 투입하고, 개시제 및 스티렌 단량체을 투입하여 시드 팽윤 단계 및 기능성 첨가제의 도포 단계, 추가 스티렌 단량체를 투입하고 중합을 완료하는 단계, 고온에서 발포제를 투입하는 단계를 통해서 이루어진다.
폴리스티렌 발포체의 단열성을 개선하기 위해 흑연이 도포된 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법으로, 대한민국 등록 특허 제 10-0599847 호에는 중합이 완료된 폴리스티렌 입자를 흑연과 함께 물에 현탁시켜 고온에서 함침시킴으로써, 흑연입자가 도포된 폴리스티렌 입자를 제조하는 기술이 제시되어 있다. 이러한 발포성 폴리스티렌 입자의 경우 많은 양의 흑연을 도포할 수 없으며, 도포 효율이 저하되는 이유로 입자에 도포되지 않은 잔여 흑연이 중합 후 폐수로 흘러나와 환경오염의 원인이 된다.
대한민국 등록 특허 제 10-0602205 호에는 발포성 폴리스티렌에 난연성을 향상시키기 위해 무기물, 열경화성수지, 난연제를 발포성 폴리스티렌을 발포시킨 발포립에 코팅한 후, 건조, 성형한 기술이 제시되어 있다. 이러한 발포 폴리스티렌 제조 방법은 100배 수준의 고발포 되어진 발포립을 가공해야 하고, 첨가제의 코팅, 건조, 해립을 위한 추가 공정이 복잡하기 때문에 생산성이 저하되는 문제점이 있고, 융착을 비롯한 기계적 물성 유지를 위하여 발포립에 첨가제의 고른 도포 기술이 요구된다.
이러한 흑연과 같은 불용성의 첨가제의 도포량 증대, 생산성 증대 및 물성 유지를 위하여 대한민국 등록 특허 제 10-0884817 호에는 일차적으로 흑연 도포량 증대할 수 있는 시드 중합 공정을 채택하여 흑연이 도포된 폴리스티렌을 얻고, 추가적으로 흑연이 도포된 폴리스티렌 입자를 시드로 이용한 2차 시드 중합을 실시하여 흑연 층 위에 수지 보호막을 형성함으로써 단열 성능을 향상시키고, 융착 특성이 우수한 발포성 폴리스티렌 입자를 제조하는 기술이 제시되어 있다. 그러나, 2차 시드 중합시는 흑연을 미투입함으로써 전체적으로는 흑연 감량의 효과와 동일하고, 따라서 1차 시드 중합시 흑연의 도포량 증대가 더욱 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 시드 중합시 불용성을 지니는 기능성 첨가제의 도포 효율을 높이는 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 선택되어진 기능성 첨가제를 도입하여 단열성능, 불연성, 대전방지성 등 다양한 특성을 발현하는 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서는 상기 선행 기술인 중합이 완료된 폴리스티렌 입자에 스티렌 단량체를 추가투입하여 폴리스티렌 입자의 점도를 낮춤으로써 흑연 도포량 증대를 실시한 시드 중합 방법을 개선하여 추가적인 도포 효율 및 도포량 증대를 실현하였다. 상세하게는 시드 중합시 중합율이 낮은 팽윤 단계에서 첨가되는 스티렌 단량체의 투입 비율을 높히거나, 팽윤 단계를 연장함으로써 스티렌계 수지 입자가 더욱 연화되어 기능성 첨가제의 도포효율을 높일 수 있다. 또한 시드 중합시 투입되는 폴리티렌계 시드의 입자 크기를 작게 하여 기능성 첨가제가 도포될 수 있는 표면적을 넓히거나, 반응기 내 pH를 낮게 유지함으로써 기능성 첨가제의 함량이 높은 발포성 폴리스티렌 입자를 제조할 수 있다.
이러한 방법은 기존의 불용성을 지니는 기능성 첨가제를 도입하는 폴리스티렌 발포체의 제조 방법에 비해 도포 함량 및 도포 효율을 높일 수 있다.
또한 흑연뿐만 아니라 카본블랙, 팽창흑연, 무기 안료, CNT, 수산화알루미늄 등의 무기물과 금, 은, 구리, 알루미늄과 같은 금속 물질 도입 등 다양하게 활용 될 수 있다.
본 발명은 시드 중합시 불용성을 지니는 기능성 첨가제의 도포 효율을 높이는 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법에 관한 것이다. 폴리스티렌계 시드를 분산제와 함께 물에 현탁시키는 단계, 불용성을 지니는 기능성 첨가제를 투입하고, 개시제 및 스티렌 단량체을 투입하여 시드를 팽윤시키고 기능성 첨가제를 도포하는 단계, 추가 스티렌 단량체를 투입하고 중합을 완료하는 단계, 고온에서 발포제를 투입하는 단계를 통해서 이루어진다.
상세하게는 시드 중합시 중합율이 낮은 팽윤 단계에서 첨가되는 스티렌 단량체의 투입 비율을 높이거나, 팽윤 단계를 연장함으로써 스티렌계 수지 입자가 더욱 연화되어 기능성 첨가제의 도포효율을 높일 수 있다. 또한 시드중합시 투입되는 폴리티렌계 시드의 입자 크기를 작게 하여 기능성 첨가제가 도포될 수 있는 표면적을 넓히거나, 반응기 내 pH를 낮게 유지함으로써 기능성 첨가제의 함량이 높은 발포성 폴리스티렌 입자를 제조할 수 있다.
본 발명의 실시에 있어서, 폴리스티렌계 시드는 스티렌; 알킬 스티렌, 일예 로 에틸스티렌, 디메틸스티렌 및 파라-메틸스티렌; 알파-알킬스티렌, 일예로 알파-메틸스티렌, 알파-에틸스티렌, 알파-프로필스티렌 및 알파-부틸스티렌; 할로겐화 스티렌, 일예로 클로로스티렌, 및 브로모스티렌; 및 비닐 톨루엔으로 이루어진 스티렌계 단량체의 중합체 및 공중합체이며, 상기 스티렌계 단량체와 공중합 가능한 단량체, 일예로 아크릴로니트릴, 부타디엔, 알킬아크릴레이트, 일예로 메틸아크릴레이트, 알킬메타아크릴레이트, 일예로 메틸메타아크릴레이트, 이소부틸렌, 염화비닐, 이소프렌 및 이들의 혼합물과의 공중합체이다.
본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 폴리스티렌계 시드는 폴리스티렌 수지로 중량 평균 분자량이 100,000~400,000g/mol이다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 폴리스티렌계 시드를 물에 현탁시키기 위해 사용하는 분산제는 통상의 발포성 폴리스티렌 중합에 사용되는 모든 분산제를 사용하여 제조할 수 있으며, 일예로 무기분산제; 트리칼슘 포스페이트, 마그네슘 피로포스페이트, 유기분산제; 폴리 비닐 알코올, 메틸 셀롤로오스, 폴리 비닐 피롤리돈 등을 사용할 수 있으며, 본 발명에 있어서, 발포성 폴리스티렌 소립자 100 중량%에 대하여 트리칼슘 포스페이트 0.3 ~ 1.0 중량%를 사용하는 것이다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 스티렌계 단량체는 스티렌, 알킬스티렌, 에틸스티렌, 디메틸스틸렌, 파라-메틸스티렌, 알파-알킬스티렌, 알파-메킬스티렌, 알파-프로필스티렌 및 알파-부틸스티렌을 사용할 수 있으며, 단량체의 사용량은 발포성 폴리스티렌 입자 100 중량%에 대하여 30 ~ 70 중량% 범위가 바람직하다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 개시제는 통상 발포성 폴리스티렌 중합에서 사용되는 모든 개시제를 사용할 수 있으며, 본 발명의 실시에 있어서는 벤조일 퍼옥사이드(BPO), t-부틸 퍼옥시 벤조에이트(TBPB)와 같은 두 종류의 개시제를 투입된 스티렌계 단량체 100 중량%에 대하여 0.1~0.5 중량%를 사용하는 것이다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 기능성 첨가제는 스티렌 단량체와 같은 용제에 녹지 않는 불용성 물질로서 흑연, 카본 블랙, 전도성 카본, 탄소나노튜브, 탄소나노섬유, 팽창흑연, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등의 무기물과 금, 은, 구리, 알루미늄과 같은 금속 분말을 사용할 수 있으며, 발포성 폴리스티렌 입자 100 중량%에 대하여 0.1~25 중량%를 사용하는 것이다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 발포제는 일반 발포성 폴리스티렌 제조에 사용되는 발포제 C4~C6 를 사용할 수 있으며, 일예로 부탄, i-부탄, n-펜탄, i-펜탄, 네오-펜탄, 시클로펜탄 및 할로겐화 탄화수소를 사용할 수 있으며, 본 발명에 있어서 바람직한 발포제는 n-펜탄, i-펜탄을 발포성 폴리스티렌 소입자 100 중량%에 대하여 4~15 중량% 사용하는 것이다.
본 발명에 실시에 있어서, 기능성 첨가제의 도포효율을 높이는 발포성 폴리스티렌 입자을 제조하는 방법은 다음과 같다. 초순수, 폴리스티렌 시드 및 분산제를 반응기에 투입하여 분산을 유지시킨다. 이 분산계 형성 과정이 완료되면 반응기의 온도를 60℃~80℃ 사이로 상승 후 유지시키고, 기능성 첨가제를 초기 전량 투입하고, 개시제가 용해되어진 스티렌계 단량체를 2~3시간에 걸쳐 서서히 투입하거나, 투입완료 후 현 온도를 유지하면서 1~2시간 팽윤 단계를 실시한다. 이 때 투입되는 전체 스티렌 단량체 대비 팽윤 단계에 투입되는 스티렌 단량체의 비율이 높을수록 기능성 첨가제의 도포 효율을 높일 수 있다. 바람직하게는 투입된 스티렌 단량체 100 중량%에 대하여 35~60 중량%를 사용하는 것이다. 이때 팽윤 단계에 투입되는 스티렌 단량체의 비율이 60 중량%를 초과하는 경우, 분산 안정성을 저해할 수 있다. 이 후 반응기의 맨홀을 닫고 온도를 60℃~80℃에서 100℃~130℃까지 3~6시간동안 승온하면서 나머지 스티렌 단량체를 서서히 투입 하여 중합을 완료한다. 이렇게 중합이 완료되면 100℃~130℃로 3~6시간 동안 유지하면서 발포제를 투입하여, 기능성 첨가제가 도입된 발포성 폴리스티렌 입자를 얻을 수 있다.
도 1에는 본 발명의 기능성 첨가제가 도포된 발포성 폴리스티렌 입자를 제조하는 중합 기술의 주요 단계 및 온도프로그램의 개략도가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기능성 첨가제와 일정 비율 이상의 단량체를 팽윤단계에서 도입하는 것으로 기능성 첨가제의 도포량을 늘일 수 있다. 특히, 팽윤 단계를 연장함으로써 도포량을 더욱 증대시킬 수 있다.
추가적으로 본 발명의 실시에 있어서, 최종 제품의 상품 가치를 유지하는 범위 내에서 폴리스티렌 시드의 입자 크기를 작게 하여 기능성 첨가제가 도포될 수 있는 표면적을 넓혀 줌으로써 도포 효율을 향상시킬 수 있고, 염산과 같은 첨가제를 도입하여 시드 중합 동안 반응기 내 pH를 낮게 유지함으로써 기능성 첨가제의 도포 함량이 높은 발포성 폴리스티렌 입자를 제조 할 수 있었다. 도포 효율이 개선됨을 확인하였다. 바람직하게는 pH를 3~4 범위가 적절하고, 3 이하에서는 변형 입자 발생 등 분산 불안정을 초래할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예1> 시드 중합시 흑연의 도포 효율을 높인 발포성 폴리스티렌 입자의 제조(팽윤 단계의 스티렌 단량체 투입 비율을 높힘)
100L 반응기에 초순수 40kg 및 분산제(트리칼슘 포스페이트; 듀본유화) 0.2kg을 투입하여 교반하고, 폴리스티렌 입자(FS30' 금호석유화학) 20kg을 투입하였다. 이 후 60℃까지 반응기 온도를 승온, 유지시키고, 흑연 2kg(GRAPHITE; 하은테크; WF99-5)을 투입하였다. 그리고 스티렌 단량체(Styrene Monomer; SK) 10kg에 저온 개시제(벤조일 퍼옥사이드; 한솔케미칼) 0.1kg, 고온 개시제(t-부틸 퍼옥시 벤조네에트; 호성케멕스) 0.03kg을 용해시켜 3시간 동안 투입하였다. 이후 반응기 맨홀을 닫고, 60℃에서 125℃까지 4시간 동안 승온시키면서 스티렌 단량체 10kg을 천천히 투입하여 중합을 진행시킨 후, 125℃에서 발포제(펜탄; SK) 3kg을 질소 압력으로 반응기에 투입하고, 최종 반응기 압력을 13kgf/㎠를 유지하면서 5시간 동안 함침을 실시하였다. 이후 30°C이하로 냉각시키고 제품을 배출 후 수세, 건조시키고 통상적인 발포성 폴리스티렌에서 사용하는 블랜딩제를 도포하여 물성 평가를 하였다. 결과를 하기 표 1에 게시하였다.
<실시예2> 시드 중합시 흑연의 도포 효율을 높인 발포성 폴리스티렌 입자의 제조(팽윤 단계의 스티렌 단량체 투입 비율을 높이고, 1시간 추가 팽윤시킴)
100L 반응기에 초순수 40kg 및 분산제(트리칼슘 포스페이트; 듀본유화) 0.2kg을 투입하여 교반하고, 폴리스티렌 입자(FS30' 금호석유화학) 20kg을 투입하였다. 이 후 60℃까지 반응기 온도를 승온, 유지시키고, 흑연 2.4kg(GRAPHITE; 하은테크; WF99-5)을 투입하였다. 그리고 스티렌 단량체(Styrene Monomer; SK) 10kg에 저온 개시제(벤조일 퍼옥사이드; 한솔케미칼) 0.1kg, 고온 개시제(t-부틸 퍼옥시 벤조네에트; 호성케멕스) 0.03kg을 용해시켜 3시간 동안 투입하였다. 이어 팽윤 단계를 1시간 연장 후 반응기 맨홀을 닫고, 60℃에서 125℃까지 4시간 동안 승온시키면서 스티렌 단량체 10kg을 천천히 투입하여 중합을 진행시킨 후, 125℃에서 발포제(펜탄; SK) 3kg을 질소 압력으로 반응기에 투입하고, 최종 반응기 압력을 13kgf/㎠를 유지하면서 5시간 동안 함침을 실시하였다. 이후 30°C이하로 냉각시키고 제품을 배출 후 수세, 건조시키고 통상적인 발포성 폴리스티렌에서 사용하는 블랜딩제를 도포하여 물성 평가를 하였다. 결과를 하기 표 1에 게시하였다.
<실시예3> 시드 중합시 흑연의 도포 효율을 높인 발포성 폴리스티렌 입자의 제조(팽윤 단계의 스티렌 단량체 투입 비율을 높이고, 입경이 작은 시드 사용)
100L 반응기에 초순수 40kg 및 분산제(트리칼슘 포스페이트; 듀본유화) 0.2kg을 투입하여 교반하고, 입경이 작은 폴리스티렌 시드(FS40' 금호석유화학) 20kg을 투입하였다. 이 후 공정은 <실시예1>과 동일하게 실시하였고 결과를 하기 표1에 게시하였다.
<실시예4> 시드 중합시 흑연의 도포 효율을 높인 발포성 폴리스티렌 입자의 제조(팽윤 단계의 스티렌 단량체 투입 비율을 높이고, 반응기 내 pH 감소)
100L 반응기에 초순수 40kg 및 분산제(트리칼슘 포스페이트; 듀본유화) 0.2kg을 투입하여 교반하고, 폴리스티렌 입자 20kg을 투입하였다. 이 후 60℃까지 반응기 온도를 승온, 유지시키고, 흑연 2kg(GRAPHITE; 하은테크; WF99-5)을 투입하였다. 산성용액(염산; 한국물산)을 소분 첨가하여 반응기내 pH가 3.5수준이 되도록 하고, 스티렌 단량체(Styrene Monomer; SK) 10kg에 저온 개시제(벤조일 퍼옥사이드; 한솔케미칼) 0.1kg, 고온 재시제(t-부틸 퍼옥시 벤조네에트; 호성케멕스) 0.03kg을 용해시켜 3시간 동안 투입하였다. 이후 반응기 맨홀을 닫고, 60℃에서 125℃까지 4시간 동안 승온시키면서 스티렌 단량체 10kg을 천천히 투입하여 중합을 진행시킨 후, 125℃에서 발포제(펜탄; SK) 3kg을 질소 압력으로 반응기에 투입하고, 최종 반응기 압력을 13kgf/㎠를 유지하면서 5시간 동안 함침을 실시하였다. 이후 30°C이하로 냉각시키고 제품을 배출 후 수세, 건조시키고, 통상적인 발포성 폴리스티렌에서 사용하는 블랜딩제를 도포하여 물성 평가를 하였다. 결과를 하기 표 1에 게시하였다.
<비교예 1> 고온 함침시 흑연을 도입한 발포성 폴리스티렌 입자의 제조
100L 반응기에 초순수 40kg 및 분산제(트리칼슘 포스페이트; 듀본유화) 0.2kg을 투입하여 교반하고, 폴리스티렌 입자(FS30' 금호석유화학) 40kg과 흑연 (GRAPHITE; 하은테크; WF99-95) 2kg을 투입하였다. 이후 125℃까지 반응기의 온도 를 승온시키고, 발포제(펜탄; SK) 3kg을 질소 압력으로 반응기에 투입하고, 최종 반응기 압력을 13kgf/㎠를 유지하면서 5시간 동안 함침을 실시하였다. 이후 30°C이하로 냉각시키고, 제품을 배출 후 수세, 건조시키고 통상적인 발포성 폴리스티렌에서 사용하는 블랜딩제를 도포하여 물성 평가를 하였다. 결과를 하기 표 1에 게시하였다.
<비교예 2> 시드 중합을 이용한 흑연이 도입된 발포성 폴리스티렌 입자의 제조
100L 반응기에 초순수 40kg 및 분산제(트리칼슘 포스페이트; 듀본유화) 0.2kg을 투입하여 교반하고, 폴리스티렌 시드(FS30' 금호석유화학) 20kg을 투입하였다. 이 후 60℃까지 반응기 온도를 승온, 유지시키고, 흑연 2kg(GRAPHITE; 하은테크; WF99-5)을 투입하였다. 그리고 스티렌 단량체(Styrene Monomer; SK) 6kg에 저온 개시제(벤조일 퍼옥사이드; 한솔케미칼) 0.1kg, 고온 개시제(t-부틸 퍼옥시 벤조네에트; 호성케멕스) 0.03kg을 용해시켜 3시간 동안 투입하였다. 이후 반응기 맨홀을 닫고, 60℃에서 125℃까지 4시간 동안 승온시키면서 스티렌 단량체 14kg을 천천히 투입하여 중합을 진행시킨 후, 125℃에서 발포제(펜탄; SK) 3kg을 질소 압력으로 반응기에 투입하고, 최종 반응기 압력을 13kgf/㎠를 유지하면서 5시간 동안 함침을 실시하였다. 이후 30°C이하로 냉각시키고, 제품을 배출 후 수세, 건조시키고 통상적인 발포성 폴리스티렌에서 사용하는 블랜딩제를 도포하여 물성 평가를 하였다. 결과를 하기 표 1에 게시하였다.
하기 표 1의 물성평가는 구체적으로 다음과 같이 수행하였다.
1) 중합 배출물 pH : 시드 중합후 배출물의 pH 측정
2) 입자 크기 측정 : 표준체 이용
3) 흑연함량 : 발포성 폴리스티렌 입자 100 중량%에 대하여 발포성 폴리스티렌 입자에 도포된 흑연 중량%(습식법으로 측정)
4) 도포효율 : (발포성 폴리스티렌 입자에 도포된 흑연 함량/흑연 투입량)ⅹ100
물성표
비교예1 비교예2 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
시드 종류 FS30 FS30 FS30 FS30 FS40 FS30
시드 입자 직경
(mm)		 0.5~0.7 0.5~0.7 0.5~0.7 0.5~0.7 0.3~0.5 0.5~0.7
중합 후
배출물의 pH		 5.3 4.2 4.3 4.3 4.3 3.6
입자에 도포된 흑연 함량(%) 1.9 3.6 4.5 4.7 4.7 4.9
도포 효율
(%)		 38 72 90 94 94 98
상기 표1의 결과로부터, 선행기술에 공지된 폴리스티렌 입자에 대한 흑연의 도포 효율을 나타내는 <비교예1>과 <비교예2> 대비 <실시예1>과 <실시예2>를 살펴보면, 시드 중합시 중합율이 낮은 팽윤 단계에서 첨가되는 스티렌 단량체의 투입 비율을 높히거나, 팽윤 단계를 연장함으로써 폴리스티렌 시드가 더욱 연화되어 흑연의 도포효율을 높일 수 있음을 알 수 있다.
또한 <실시예3>과 <실시예4>의 결과로부터, 시드중합시 투입되는 폴리티렌계 시드의 입자 크기를 작게 하여 기능성 첨가제가 도포될 수 있는 표면적을 넓히거나, 반응기 내 pH를 낮게 유지함으로써 기능성 첨가제의 함량이 높은 발포성 폴리스티렌 입자를 제조할 수 있다.
본 발명이 상기 실시예에 있어서, 상세하게 설명되었다 할지라도, 상기 실시예는 본 발명의 범위를 한정하기 위해서 기술된 것이 아니며, 단지 예시적인 목적으로 기술된 것이다.
당업자는 본원 발명의 범위와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 발명의 변형이 가능하다는 것을 인식할 것이며, 본원 발명의 범위는 하기 특허 청구범위에 의해서 결정된다.
본 발명에 의해서, 기능성 첨가제가 도입된 발포성 폴리스티렌 입자는 선택되어진 기능성 첨가제에 따라 단열 성능이 요구되는 건축용 단열재, 불연성이 요구되는 샌드위치 패널을 포함하는 건축용 자재, 대전 방지성이 요구되는 포장재 등 다양한 분야에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 기능성 첨가제가 도포된 발포성 폴리스티렌 입자를 제조하는 중합 기술의 주요 단계 및 온도프로그램의 개략도이다.

Claims (8)

  1. 폴리스티렌계 시드를 분산제와 함께 물에 현탁시키는 단계, 흑연, 카본 블랙, 전도성 카본, 탄소나노튜브, 탄소나노섬유, 팽창흑연, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 및 금속 분말로 구성된 그룹으로부터 선택된 첨가제를 투입하고, 반응기내 pH를 3~4로 유지하며 개시제 및 전체 단량체 중 35~60 중량%의 스티렌 단량체를 먼저 투입하여 시드를 팽윤시키고 기능성 첨가제를 도포하는 단계, 잔량의 스티렌 단량체를 투입하고 중합을 하는 단계, 100℃~130℃에서 발포제를 투입하는 단계를 포함하는 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리스티렌 시드는 중량 평균 분자량이 100,000~400,000g/mol 인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리스티렌 시드의 입경이 0.3~0.7mm인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 시드 팽윤 단계의 스티렌 단량체를 투입 완료 후, 팽윤 시간을 연장하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 팽윤시간의 연장은 1시간 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 폴리스티렌 시드와 스티렌 단량체의 중량비가 30~70 : 70~30인 것을 특징으로 하는 방법.
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