KR101419253B1 - 고무발포단열재 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내후성, 내열성, 내한성이 우수하고, 고무발포단열재 폐기물 및 폐타이어 분말을 재활용한 친환경 고무발포단열재에 관한 것이다.

Description

고무발포단열재 및 이의 제조방법{RUBBER FOAM ADIABATIC MATERIAL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 내후성, 내열성, 내한성이 우수하고, 고무발포단열재 폐기물 및 폐타이어 분말을 재활용한 친환경 고무발포단열재에 관한 것이다.
고무발포단열재는 합성고무를 고발포 시킨 단열재로 높은 단열성과 난연성이 우수한 장점이 있으며, 내투습성이 우수하여 장기간 단열성능이 지속된다. 고무발포단열재는 냉온수 배관, 공조분야, 산업플랜트, 차량, 선박 등 다양한 분야에서 활용되고 있는 차세대 단열재로 주목받고 있으며, 미국, 유럽 등 선진국에서는 오래전부터 표준 단열재로써 사용되어온 우수한 단열재이다. 또한, 폴리에틸렌 단열재의 취약한 난연성과 단열성, 유리섬유 단열재의 유해성 때문에 최근 친환경 건축자재인 고무발포단열재의 사용량이 증대되고 있다.
고무발포단열재는 주원료인 합성고무의 종류에 따라 크게 NBR(아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체) 고무발포단열재, EPDM(에틸렌 프로필렌 디엔 삼원 중합체) 고무발포단열재로 구분된다. NBR 고무발포단열재는 내유성이 우수하고 고발포가 가능하여 단열성능이 우수하다. 그러나 주원료인 NBR 합성고무의 특성상 단열재의 내후성이 취약하여 단열재 표면에 자외선 노출 시 표면 갈라짐 및 탈색현상이 발생하고, -50℃ 이하의 대상물이나 100℃ 이상의 대상물에 적용할 수 없다. EPDM 고무발포단열재는 내후성이 우수하고, NBR 고무발포단열재 대비 내한성 및 내열성이 우수하나 NBR 고무발포단열재 대비 단열성 및 난연성이 떨어지는 단점이 있다.
따라서 종래 고무발포단열재보다 단열성능이 향상되고, UV에 안정하여 내후성이 우수한 고무발포단열재에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이러한 요구에 부응하기 위하여 우리나라 등록특허 제1300289(2013.08.21)에서 적층형 고무발포 단열재를 출원한 바 있다.
그러나 내층인 NBR 합성고무와 외층인 EPDM 합성고무의 발포율이 다르므로 최종 제품의 박리 등의 불량이 발생할 수 있으므로 물성제어가 필요하며, 적층형으로 제조하기 위하여 두 대의 압출기를 사용해야 함에 따라 제조비용 상승 및 불량 발생률이 상승하는 문제가 있었다.
또한, 최근 고무발포단열재의 재활용 기술이 부족하여 대부분 업체에서 고무발포단열재 생산 시 발생하는 불량품을 폐기물 처리하는 실정이며, 이러한 폐기물을 재활용할 수 있는 방안에 대한 요구가 있다.
우리나라 등록특허 제1300289(2013.08.21)
따라서 종래 NBR, EPDM 단독 고무발포단열재의 장점을 모두 유지하면서 폐자원의 재활용이 가능한 고무발포단열재가 요구된다.
본 발명은 기존 NBR 고무발포단열재의 장점인 우수한 난연성, 단열성, 내유성을 그대로 유지하면서 EPDM 고무발포단열재의 장점인 내후성, 내열성, 내한성을 결합시킨 고무발포단열재를 제공하고자 한다. 구체적으로 본 발명은 NBR과 EPDM을 혼합하여 마스터배치를 제조함으로써 박리가 발생하는 등의 문제점을 해결하고, 한 대의 압출기를 이용하여 발포체를 제조할 수 있으므로 제조비용 절감 및 불량률을 낮출 수 있는 제조방법 및 고무발포단열재를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 상기와 같이 제조하기 위하여 서로 상용성이 좋지 않은 NBR과 EPDM을 용이하게 혼합하기 위한 조성물 및 고무발포단열재의 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 고무발포단열재 생산 시 발생하는 고무발포단열재 폐기물을 재활용 원료로 가공 후, 폐타이어 분말과 함께 충전제로 사용하여 가격 경쟁력을 향상시킨 고무발포단열재를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
본 발명은 NBR과 EPDM 두 종류 합성고무를 특정 비율로 믹싱 후 압출 발포함으로써, NBR 고무발포단열재의 장점을 그대로 유지하면서 단점인 내후성, 내열성, 내한성을 향상시켰다.
또한, 고무발포단열재 폐기물 재활용 분말과 폐타이어 분말 등 재활용 충전제를 사용하여 환경보호 및 제조원가를 절감하였다. 일반적으로 재활용 충전제를 사용 시 주원료인 합성고무와 이형성이 강하여 발포 시 첨가된 재활용 충전제가 표면에 석출되는 문제점이 발생하며, 이를 해결하기 위해 폐기물의 특정 가공법 및 결합제를 활용하여 상기 문제점을 해결하였다.
두 종류 합성고무(NBR, EPDM)의 혼합은 각 원료의 이형성이 강하기 때문에 두 폴리머간 상용성을 향상시키는 균질배합제를 사용하고, 두 종류 폐기물 재활용 충전제(고무발포단열재 폐기물, 폐타이어 분말)와 합성고무의 결합력을 강화시켜주는 결합제를 첨가 및 특정 조건에서 믹싱을 통하여 원료간의 이형성을 극복할 수 있다.
상기와 같은 방법을 통해 생산된 고무발포단열재는 기존 NBR 고무발포단열재의 장점인 단열성, 난연성을 그대로 유지하면서 단점인 자외선 노출 시 표면 갈라짐이 개선되며, 동시에 최대 사용온도 100℃(기존 80℃), 최저 사용온도 -60℃(기존 -40℃)로 향상된 내열성과 내한성을 가진다. 또한, 고무발포단열재 폐기물 재활용 분말과 폐타이어 분말을 충전제로 사용하여 원재료의 가격을 절감할 수 있는 고무발포단열재 제조방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로 본 발명은 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR) 20 ~ 40 중량%, 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 중합체(EPDM) 10 ~ 15 중량%, 충전제 10 ~ 30 중량%, 윤활제 5 ~ 15 중량%, 난연제 10 ~ 20 중량%, 고무발포단열재 폐기물 분말, 폐타이어 분말 및 이들의 혼합분말에서 선택되는 재활용 충전제 10 ~ 15 중량%를 포함하는 제 1 마스터배치(CMB) 조성물을 숙성시킨 후, 황 0.1 ~ 2 중량%, 가황촉진제 0.1 ~ 3중량%, 발포제 10 ~ 20 중량%를 첨가하여 제 2차 마스터배치로(FMB) 제조한 후, 압출, 발포시킨 고무발포단열재에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 고무발포단열재의 제조방법은
a) 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR) 20 ~ 40 중량%, 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 중합체(EPDM) 10 ~ 15 중량%, 충전제 10 ~ 30 중량%, 윤활제 5 ~ 15 중량%, 난연제 10 ~ 20 중량%, 고무발포단열재 폐기물 분말, 폐타이어 분말 및 이들의 혼합분말에서 선택되는 재활용 충전제 10 ~ 15 중량%를 포함하는 제 1 마스터배치(CMB) 조성물을 혼합한 후, 숙성시키는 단계;
b) 상기 숙성된 제 1 마스터배치 조성물에 황 0.1 ~ 2 중량%, 가황촉진제 0.1 ~ 3중량%, 발포제 10 ~ 20 중량%를 첨가하여 제 2차 마스터배치로(FMB) 제조한 후, 숙성시키는 단계;
c) 상기 숙성된 제 2 마스터배치를 압출기에 투입하는 단계;
d) 상기 압출된 압출물을 발포시키는 단계;
를 포함한다.
본 발명에 따른 고무발포단열재는 기존 NBR 고무발포단열재의 단열성, 난연성을 유지하면서 동시에 내후성, 내열성, 내한성이 우수하다. 또한 두 가지 종류의 재활용 원료를 사용함으로써 단열재의 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있으며, 폐기물을 재활용함으로써 환경오염을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 3의 고무발포단열재의 내후성을 측정한 사진으로 크랙이 발생하지 않은 것이다.
도 2는 본 발명의 비교예 1의 고무발포단열재의 내후성을 측정한 사진으로, 크랙이 발생한 것을 나타낸 사진이다.
이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일 실시예를 들어 설명을 한다.
본 발명의 일 양태는 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR) 20 ~ 40 중량%, 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 중합체(EPDM) 10 ~ 15 중량%, 충전제 10 ~ 30 중량%, 윤활제 5 ~ 15 중량%, 난연제 10 ~ 20 중량%, 고무발포단열재 폐기물 분말, 폐타이어 분말 및 이들의 혼합분말에서 선택되는 재활용 충전제 10 ~ 15 중량%를 포함하는 제 1차 마스터배치(CMB) 조성물을 숙성시킨 후, 황 0.1 ~ 2 중량%, 가황촉진제 0.1 ~ 3중량%, 발포제 10 ~ 20 중량%를 첨가하여 제 2차 마스터배치로(FMB) 제조한 후, 압출, 발포시킨 고무발포단열재이다.
또한 본 발명의 또 다른 양태는 상기 제 1차 마스터배치 조성물에 두 가지 종류의 합성고무와 재활용 충전제의 원활한 배합을 위하여 균질 배합재 2 ~ 4 중량%, 결합제 1 ~ 2 중량%을 더 포함하는 것일 수 있다.
이하는 본 발명의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명에서 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR)는 단열재의 주원료이며 니트릴 함량이 30 ~ 40 중량%이고, 점도(무니점도, ML 1+4,100℃) 50 ~ 60, 중량평균분자량이 400000 ~ 500000g/mole 인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로 예를 들면, 금호석유화학의 35LM, 35M, 25M 등의 시리즈가 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 NBR의 함량은 20 ~ 40 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 20 중량% 미만으로 사용하는 경우는 단열재의 단열성 및 탄성이 저하되며 40 중량%를 초과하여 사용하는 경우는 재품의 단가가 증가하는 단점이 있다.
본 발명에서 상기 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체(EPDM)는 단열재의 내후성,내열성, 내한성을 향상시키기 위해 사용하며, 에틸렌 함량이 40 ~ 60 중량%이고, 5-에틸렌노보넨(ENB) 함량이 8 ~ 20 중량%, 무니점도(ML1+4, 125℃)가 20 ~ 30, 중량평균분자량이 50000 ~ 60000인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 무니점도가 30 초과인 경우 단열재의 경도가 높아 시공이 어려우며 NBR 고무와 결합성이 떨어진다. 또한 무늬점도가 20 미만일 경우는 제품의 복원력이 현저하게 저하된다. 구체적으로 예를 들면 금호폴리켐의 KEP-330이나, KEP-2480 등의 시리즈가 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 EPDM의 함량은 10 ~ 15 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 10 중량% 미만으로 사용하는 경우는 단열재의 내한성, 내후성, 내열성의 향상이 없으며, 발포 후 균열이 발생할 수 있으며, 15 중량%를 초과하여 사용하는 경우는 단열재의 발포배율 저하 및 기포발생의 원인이 된다.
상기 충전제는 원가절감을 하기 위하여 사용되는 것으로 탈크, 카본블랙, 산화아연에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 이들을 모두 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 상기 충전제의 함량은 단독 또는 혼합 시 총 함량이 10 ~ 30 중량% 범위로 사용하는 것이 바람직하며, 10 중량% 미만으로 사용하는 경우 그 효과가 미미하며, 30 중량%를 초과하여 사용하는 경우는 탄성체의 고유성질을 잃을 수 있으며 발포율 감소 및 단열력 감소의 원인이된다. 상기 충전제 중 탈크는 원가절감을 하기 위하여 사용될 수 있으며, 평균입경 1 ~ 5㎛, 수분함량 0.2 ~ 0.5%인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 충전제 중 카본블랙은 원가절감 및 탄성을 향상하기 위하여 사용될 수 있으며, 요오드 흡착량 30 ~ 50g/kg, DBP흡유량 100 ~ 130cm3/100g, 착색도 60 ~ 70%, 비중 350 ~ 370kg/㎥인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 충전제 중 산화아연은 촉진 메커니즘으로써 발포 조건을 만드는데 기여하며, 고무 내열성 향상에 도움이 된다. 평균입경이 0.3~0.6㎛, 비중 5.5~6.5 g/㎤ 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 윤활제는 각종 원료의 배합을 용이하게 하며, 챔버의 감압효과를 위하여 사용하는 것으로, 화이트오일, 칼슘 스테아레이트, 아연 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 알루미늄 스테아레이트, 글리세린 스테아레이트, 부틸스테아레이트, 고체 파라핀, 유동파라핀에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 그 함량은 5 ~ 15 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 5 중량% 미만으로 사용하는 경우는 그 효과가 미미하며, 15 중량%를 초과하여 사용하는 경우는 배합 원료의 저점도의 원인이 되며, 단열재의 복원력 저하에 원인이 된다.
상기 난연제는 난연성을 더욱 향상시키기 위하여 사용되는 것으로, 알루미늄 하이드록사이드, 수산화마그네슘에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 그 함량은 10 ~ 20 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 10 중량% 미만으로 사용하는 경우 그 효과가 미미하며, KS 기준인 산소지수 28%를 만족할 수 없으며, 20 중량%를 초과하여 사용하는 경우 제품의 원가가 상승하며, 밀도 상승으로 인한 단열력 저하의 원인이 된다.
상기 재활용 충전제는 자원의 재활용에 의한 환경오염 문제를 개선하고, 원가절감을 위해 사용하는 것으로 10 ~ 15 중량% 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 10 중량% 미만으로 사용하는 경우 원가절감 효과가 미미하며, 15 중량%를 초과하여 사용하는 경우 합성고무와 완전한 결합이 이루어지지 않아 단열재 표면에 석출되며 단열력 저하의 원인이 된다.
이때, 상기 제 1 마스터배치 조성물에 사용되는 고무발포단열재 폐기물과 폐타이어 분말를 고무발포단열재 충전제로 사용하기 위한 가공방법에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
고무발포단열재는 외부 환경에 매우 민감하여 급격한 온도 및 습도변화에 의해 기포발생, 치수불안정 등 불량품이 발생하며 통상 3 ~ 7% 발생한다. 이렇게 발생한 고무발포단열재 폐기물을 자외선이 노출되지 않는 곳에 보관한다. 고무발포단열재 폐기물을 자외선에 장시간 노출 시 표면 경화가 발생하여 재활용 원료로 사용할 수 없다. 재활용 가능한 고무발포단열재는 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR), 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 중합체(EPDM), 이소프렌 고무(IR), 유화중합 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 단독 및 한 가지 이상 혼합된 물질로 혼합되어도 사용할 수 있다.
고무발포단열재는 비중이 낮아 일반적인 분쇄시설 및 방법으로 원하는 크기의 분쇄가 이루어 지지 않으며, 분쇄 시 단열재의 전단변형에 의한 매우 높은 열이 발생하여 분쇄시설 손상의 원인이 된다. 상기 문제점을 해결하기 위해 3단계의 분쇄과정을 거친다. 1차 분쇄는 칼날 파쇄기를 활용하여 고무발포단열재 폐기물을 30 ~ 50mm 크기로 분쇄한다. 이때 분쇄기 칼날의 속도는 50 ~ 100RPM 으로 하여 발열을 최대한 억제하고 분쇄된 분쇄물은 컨베이어를 통해 이송되며 이송과정 중 휀을 통하여 공냉처리 후 보관한다. 1차 분쇄물은 지속적인 발열현상이 발생하기 때문에 상온에서 24시간 안정을 시킨다. 안정된 1차 분쇄물은 미분분쇄기에 구멍의 직경이 5 ~ 7mm인 필터를 설치하여 3 ~ 6mm의 크기로 2차 분쇄한다. 3차 분쇄는 2차 분쇄물을 직경이 2mm인 필터가 설치된 미분분쇄기를 이용하여 500㎛ ~ 1mm의 크기의 입도를 갖도록 미세 분쇄한다.
이렇게 3단계의 분쇄과정을 거친 고무발포단열재 폐기물 분쇄물은 탈황과정을 거쳐 사용함으로써 표면으로 석출되는 문제를 해결할 수 있다.
탈황과정 시 탈황 챔버의 온도는 180 ~ 200℃가 적당하며 적정온도 이상일 경우 탄화가 발생하여 재생원료로 사용할 수 없으며 적정온도 이하일 경우 탈황의 속도가 느려지는 단점이 있다. 상기 탈황 과정에서 열풍 등을 이용할 수 있으나, 보다 바람직하게는 마이크로웨이브를 조사하는 것이 바람직하며, 마이크로웨이브는 분말의 내부까지 고르게 침투하여 고무의 분자 구조를 짧은 시간에 분쇄 할 수 있기 때문이다. 상기 마이크로웨이브는 40 ~ 60kW의 강도로 30 ~ 60분간 가열하는 것이 바람직하다. 상기와 같이, 마이크로웨이브를 이용하여 탈황과정을 거치는 경우 평균입경이 30 ~ 100㎛ 크기를 갖는 재활용 탈황 분말이 가공된다. 상기와 같은 재활용 원료 가공방법을 생략할 경우 첨가된 재활용 충전제가 표면에 석출되는 문제점이 발생하여 단열재 성능저하에 원인이 된다.
본 발명에서 폐타이어 분말은 평균입경이 500㎛ ~ 1mm인 것이 바람직하다.
또한, 상기 폐타이어 분말 역시 탈황과정을 거쳐 사용함으로써 표면으로 석출되는 문제를 해결할 수 있다. 탈황과정은 상기 고무발포단열재 폐기물과 동일한 방법으로 처리되는 것일 수 있다. 즉, 탈황과정 시 탈황 챔버의 온도는 180 ~ 200℃가 적당하며 적정온도 이상일 경우 탄화가 발생하여 재생원료로 사용할 수 없으며 적정온도 이하일 경우 탈황의 속도가 느려지는 단점이 있다. 상기 탈황 과정에서 열풍 등을 이용할 수 있으나, 보다 바람직하게는 마이크로웨이브를 조사하는 것이 바람직하며, 마이크로웨이브는 분말의 내부까지 고르게 침투하여 고무의 분자 구조를 짧은 시간에 분쇄 할 수 있기 때문이다. 상기와 같이, 마이크로웨이브를 이용하여 탈황과정을 거치는 경우 평균입경이 50 ~ 200㎛ 크기를 갖는 재활용 탈황 분말이 가공된다. 상기와 같은 재활용 원료 가공방법을 생략할 경우 첨가된 재활용 충전제가 표면에 석출되는 문제점이 발생하여 단열재 성능저하에 원인이 된다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 재활용 충전제로 고무발포단열재 폐기물 분말과 폐타이어 분말을 혼합하여 사용하는 것도 가능하며, 혼합하여 사용하는 경우에는 고무발포단열재 폐기물 분말 : 폐타이어 분말을 1 ~ 99 : 99 ~ 1 중량비로 혼합한 후, 탈황처리를 수행한 것을 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는 60 ~ 70 : 40 ~ 30 중량비인 범위에서 사용하는 것이 바람직하며 폐타이어 분말의 중량비가 고무발포단열재 폐기물 분말보다 높을 경우 단열재의 밀도 상승 및 발포율 저하의 원인이 될 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 황은 가류제 역할을 하여 고무를 특정 형상으로 유지시키는 역할을 한다. 또한, 단열재에 적합한 셀의 강도 및 탄성력을 결정하며, 그 함량은 0.1 ~ 2 중량%를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 가황촉진제는 가교를 하기위한 가교컨트롤 역할을 하며, 발포체의 스킨형성에 도움을 주는 것으로, 2-머켑토 벤조티아졸(2-mercapto benzothiazole), 테트라메틸 티우람 디설파이드(tetramethyl thiuram disulide), 디펜타 메틸렌 티우람 테트라설파이트(dipenta methylene thiuram tertrasulfide)에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 그 함량은 0.1 ~ 3중량%를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 발포제는 아조디카본아마이드(Azodicarbonamide, ADCA), 아조디이소부틸로니트릴(ABBN), 디니트로소펜타메틸테트라아민(DNPT), 파라톨루엔설포닐하이드라지드(TSH) 및 옥시비스벤젠설포닐하이드라지드(OBSH)로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 그 함량은 10 ~ 20 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 범위에서 고발포 배율을 얻을 수 있으며, 10 중량% 이하의 경우 저발포 되어 밀도가 높아 단열력이 저하되며, 20 중량%를 초과하는 경우는 가스 발생량이 증가하여 단열재의 단위면적당 셀의 수가 적어져 단열력이 저하된다.
본 발명은 필요에 따라 상기 제 1 마스터배치 조성물에 균질 배합재 2 ~ 4 중량%, 결합제 1 ~ 2 중량%을 포함할 수 있다.
상기 균질배합제는 NBR와 EPDM이 서로 다른 극성과 점도를 가지고 있기 때문에 혼합 시 균질성을 향상시키는 목적으로 사용되며, 연화점 85 ~ 110℃인 방향족 하이드로카본 수지를 사용할 수 있다. 상업화된 예로는 STRUKTOLT社의 40 MSF, 60NSF등이 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 균질배합제는 2 ~ 4 중량%를 사용하는 것이 바람직하며 2 중량% 이하 사용 시 효과가 미미하며, 4 중량%이상 사용 시 원가상승의 원인이 된다.
상기 결합제는 두 폴리머와 상기 재활용 충전제간 결합력을 강화시켜주는 목적으로 사용된다. 상기 결합제는 두 기능기를 가진 폴리설피딕 오가노실란계(bi-functional polysulfidic organosilane) 실란 커플링제를 사용하는 것이 바람직하다. 상업화된 예로는 STRUKTOLT社의 SCA98PL, SCA985PL 등이 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 균질배합제는 1 ~ 2 중량%를 사용하는 것이 바람직하며 1 중량% 이하 사용 시 효과가 미미하며, 2 중량%이상 사용 시 원가상승의 원인이 된다.
또한, 필요에 따라 두 폴리머와 상기 재활용 충전제간의 혼화성을 더욱 향상시켜 분산성이 향상되도록 하기 위하여, 부틸 벤질 프탈레이트 1 ~ 2 중량%를 사용하여 재활용 충전제의 분산성을 더욱 향상시킬 수 있다. 상기 함량범위에서 충분한 혼화성을 달성할 수 있다.
또한, 본 발명은 필요에 따라 다양한 색상의 안료를 더 첨가할 수 있으며, 이러한 안료는 단열재의 물성에 영향을 주지 않는 함량 범위 내에서 통상적으로 이 분야에서 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용할 수 있다.
본 발명의 고무발포단열재를 제조하는 방법은 1차 원료 배합 및 숙성공정, 2차 원료 배합공정 및 숙성공정, 압출공정 및 발포공정으로 이루어진다.
보다 구체적으로 본 발명의 고무발포 단열재를 제조하는 방법에 대하여 설명하면, a) 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR) 20 ~ 40 중량%, 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 중합체(EPDM) 10 ~ 15 중량%, 충전제 10 ~ 30 중량%, 윤활제 5 ~ 15 중량%, 난연제 10 ~ 20 중량%, 고무발포단열재 폐기물 분말, 폐타이어 분말 및 이들의 혼합분말에서 선택되는 재활용 충전제 10 ~ 15 중량%를 포함하는 제 1 마스터배치(CMB) 조성물을 혼합한 후, 숙성시키는 단계;
b) 상기 숙성된 제 1 마스터배치 조성물에 황 0.1 ~ 2 중량%, 가황촉진제 0.1 ~ 3중량%, 발포제 10 ~ 20 중량%를 첨가하여 제 2차 마스터배치로(FMB) 제조한 후, 숙성시키는 단계;
c) 상기 숙성된 제 2 마스터배치를 압출기에 투입하는 단계;
d) 상기 압출된 압출물을 발포시키는 단계;
를 포함한다.
본 발명에서 상기 a)단계는 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR)와 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 중합체(EPDM) 및 고무발포단열재 폐기물 분말 및 폐타이어 파우더 혼합 재활용 충전제의 혼화성을 향상시키기 위한 공정으로, 원료 혼합 시 범버리 믹서를 사용하여 수행하는 것이 바람직하며, 기존 단열재의 조건대비 고온 고압에서 짧은 시간 가공하는 것이 바람직하다. 범버리 스크류 온도는 170 ~ 190℃, 챔버 램가압을 10 ~ 15k/㎤으로 하여, 5 ~ 6분간 배합하는 것이 바람직하다. 가압챔버의 온도가 170℃ 미만, 챔버내 압력이 10k/㎤ 미만인 경우는 원료의 원활한 혼합이 이루어지지 않으며, 가압챔버의 온도 및 챔버의 압력이 각각 190℃, 15k/㎤ 를 초과한 경우는 원료의 온도상승 및 압력증가에 따른 고무자체 발열온도에 의한 탄화 현상이 발생하여 발포공정시 불량 제품이 나오기 쉽다. 또한 배합시간은 5 ~ 6분간 수행하는 것이 바람직하며 6분 미만으로 하는 경우는 원료가 완전히 혼합되지 않는다.
상기 배합 시 기존 단열재 가공조건 대비 많은 압력과 열이 발생하며 이에 따른 원료의 피로도가 높기 때문에 이를 해결하기 위해서는 2차 원료 배합 공정까지 24시간 이상, 보다 바람직하게는 48시간 동안 숙성기간을 거치는 것이 바람직하다. 상기 숙성은 온도 24℃ 습도 60%의 항온항습 시설에서 수행하는 것이 바람직 하나 실온에서도 48 ~ 72시간 수행할 수 있다.
본 발명은 필요에 따라 상기 a)단계에서, 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR)와 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 중합체(EPDM) 간의 혼화성을 더욱 향상시키기 위하여, 균질 배합재를 2 ~ 4 중량% 더 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로 연화점 85 ~ 110℃인 방향족 하이드로카본 수지를 사용한다. 이는 두 종류의 폴리머에 빠르게 흡수되어 배합 첨가제들이 쉽게 분산되게 도와주며, 서로 다른 극성과 점도를 갖는 탄성체들의 혼합 시 균질성을 개선시켜 준다.
또한, 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR) 및 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 중합체(EPDM)와 상기 재활용 충전제간의 혼화성을 더욱 향상시키기 위하여 결합제를 1 ~ 2 중량% 더 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로 두 기능기를 가진 폴리설피딕 오가노실란계(bi-functional polysulfidic organosilane) 실란 커플링제를 사용하는 것일 수 있다. 실란 커플링제는 무기 필러와 유기 고분자인 고무와의 상용성을 증가시켜 가교성을 향상시키며, 가황 후 물성증가 및 내마모성 증가 효과를 얻을 수 있다.
또한, 필요에 따라 두 폴리머와 상기 재활용 충전제간의 혼화성을 더욱 향상시켜 분산성이 향상되도록 하기 위하여, 제 1 마스터배치 조성물에 부틸 벤질 프탈레이트 1 ~ 2 중량%를 사용하여 재활용 충전제의 분산성을 더욱 향상시킬 수 있다.
다음으로, 상기 b)단계는 숙성된 제 1 마스터배치 조성물에 황, 가황촉진제, 발포제를 첨가하여 제 2차 마스터배치로(FMB) 제조한 후, 숙성시키는 단이다.
제 2차 마스터배치(FMB)의 혼합은 니더기와, 오픈밀을 사용하여 수행하는 것이 바람직하며, 스크류 온도는 90 ~ 110℃에서 2 ~ 3분간 배합하는 것이 바람직하다. 스크류 온도가 110℃ 이상일 경우 투입된 가황촉진제에 의해 가류가 발생하여 불량품이 발생하며, 90℃이하일 경우 원료 간 분산이 원활하지 못하여 최종제품의 물성이 저하될 수 있다. 본 발명은 상기 제 2차 마스터배치(FMB)로 제조함으로써, 숙성 시 보관이 용이하고 압출기에 투입이 용이하다.
상기 숙성은 온도 24℃ 습도 60%의 항온항습 시설에서 6 ~ 12시간 유지시킨다. 숙성 시간이 6시간 미만일 경우 충분한 숙성이 이루어 지지 않아 발포조건이 변경되며 이로 인해 기포발생의 원인이 된다.
다음으로, 상기 c)단계는 압출기에 투입하는 단계로, 원하는 크기 및 형상으로 압출할 수 있다. 압출기의 출구 온도는 80℃ ~ 100℃를 유지하는 것이 바람직하다. 압출기의 온도가 상기 범위를 유지하지 못할 경우 가류시간이 변경되어 제품 밀도의 변화에 큰 영향을 미친다.
다음으로, 상기 d)단계는 압출물을 발포하는 공정으로, 발포공정은 가류단계, 예비발포단계, 발포단계, 발포숙성단계로 이루어진다. 가류단계에서 발포숙성단계로 갈수록 가열온도를 점차 상승하며, 발포숙성단계는 발포단계보다 낮은 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 상기 가류단계에서 가류되며, 상기 예비발포단계에서는 가류단계에서 미처 가류되지 못한 원료가 추가로 가류되고, 가류된 원료의 일부는 발포되기 시작한다. 그리고 상기 발포단계에서 압출물이 발포되며, 발포숙성단계에서 미발포된 부분이 발포된다. 고내열성 단열재는 고온에서 사용되기 때문에 표면층이 견고하게 형성되는 것이 중요하므로 발포공정에서 발포이전단계인 가류 및 예비발포단계 시간을 길게 하여 표면층 형성시간을 충분히 하여 견고한 표면층을 형성하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로 발포공정은 90 ~ 120℃로 가열하는 가류단계; 130 ~ 180℃로 가열하는 예비발포단계; 180 ~ 190℃로 가열하는 발포단계; 및 150 ~ 170℃로 온도를 낮추는 발포숙성단계로 이루어질 수 있다. 상기 발포단계의 온도는 발포제의 종류에 따라 조절될 수 있다.
상기 본 발명의 제조방법에 따라 제조되는 고무발포단열재는 Close Cell 구조로 되어 내투습성 및 단열력이 우수할 뿐 아니라 기존 고무발포단열재 대비 내후성이 우수하여 장기간 자외선 노출에 단열재표면이 균열이 발생하지 않으며 내열성 및 내한성이 우수하다.
이하는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 일 예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
이하 제품의 성능은 다음의 방법으로 측정하였다.
1) 난연성(산소지수(%)) : KS M ISO 4589-2
2) 내열성(치수변화율 100℃ 48시간(%)) : KS M 6962
3) 열전도율(W/mK) : KS M 6962
4) 내후성 : 시편을 제논아크 램프로 63℃ 480h 노출시킨 후 전자 현미경을 통하여(100배율) 표면의 크랙을 확인한다.
균열발생 : 전자현미경(100배율)으로 표면 관찰시 표면에 균열이 발생
균열없음 : 전자현미경(100배율)으로 표면 관찰시 표면에 균열이 미발생
5) 내한성 : 2차 마스터배치를 DSC(Differential Scanning Calorimeter) 분석기를 통하여 유리 전이 온도(Tg)를 분석하여 내한성을 측정한다.
이하 실시예에 사용된 재활용 충전제인 고무발포단열재 폐기물 분말, 폐타이어 분말 및 이들의 혼합분말을 제조하는 방법을 제조예로 설명한다.
[제조예 1]
고무발포단열재 폐기물 분말의 제조
칼날 파쇄기를 활용하여 고무발포단열재 폐기물의 크기를 30 ~ 50mm 크기로 1차 분쇄한다. 이때 분쇄기 칼날의 속도는 70RPM 으로 하여 발열을 최대한 억제하고, 분쇄된 분쇄물은 컨베이어를 통해 이송되며 이송과정 중 휀을 통하여 공냉처리 한다. 1차 분쇄물은 지속적인 발열현상이 발생하기 때문에 상온에서 24시간 안정을 시킨다. 안정된 1차 분쇄물은 미분분쇄기에 구멍의 직경이 5mm인 필터를 설치하여 3 ~ 6mm의 크기로 2차 분쇄한다. 3차 분쇄는 2차 분쇄물을 직경이 2mm인 필터가 설치된 미분분쇄기를 이용하여 500㎛ ~ 1mm의 크기의 입도를 갖도록 미세 분쇄한다.
이렇게 3단계의 분쇄과정을 거친 고무발포단열재 폐기물 분쇄물은 탈황과정을 거친다. 탈황과정 시 탈황 챔버는 마이크로 웨이브를 이용하여 가열하였으며 탈황챔버의 온도는 190℃로 유지하였다. 이때 마이크로웨이브는 50kW의 강도로 50분간 조사한다. 상기와 같이, 마이크로웨이브를 이용하여 탈황과정을 거치는 경우 평균입경이 70㎛ 크기를 갖는 재활용 탈황 분말이 가공된다.
[제조예 2]
폐타이어 분말의 제조
폐타이어 분말은 평균입경이 500㎛ ~ 1mm인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 별도의 분쇄과정 없이 탈황공정을 실시한다. 폐타이어 분말의 탈황은 마이크로웨이브를 사용하였으며, 탈황 챔버의 온도는 190℃로 유지하였다.
이때 마이크로웨이브는 60kW의 강도로 50분간 조사한다. 마이크로웨이브는 분말의 내부까지 고르게 침투하여 고무의 분자 구조를 짧은 시간에 분쇄 할 수 있기 때문이다. 상기와 같이, 마이크로웨이브를 이용하여 탈황과정을 거치는 경우 평균입경이 100㎛ 크기를 갖는 재활용 탈황 분말이 가공된다.
[제조예 3]
고무발포단열재 폐기물 분말과 폐타이어 분말의 혼합분말의 제조
칼날 파쇄기를 활용하여 고무발포단열재 폐기물의 크기를 30 ~ 50mm 크기로 1차 분쇄한다. 이때 분쇄기 칼날의 속도는 70RPM 으로 하여 발열을 최대한 억제하고, 분쇄된 분쇄물은 컨베이어를 통해 이송되며 이송과정 중 휀을 통하여 공냉처리 한다. 1차 분쇄물은 지속적인 발열현상이 발생하기 때문에 상온에서 24시간 안정을 시킨다. 안정된 1차 분쇄물은 미분분쇄기에 구멍의 직경이 5mm인 필터를 설치하여 3 ~ 6mm의 크기로 2차 분쇄한다. 3차 분쇄는 2차 분쇄물을 직경이 2mm인 필터가 설치된 미분분쇄기를 이용하여 500㎛ ~ 1mm의 크기의 입도를 갖도록 미세 분쇄한다.
상기 500㎛ ~ 1mm의 크기의 고무발포단열재 분쇄물과 : 500㎛ ~ 1mm인 폐타이어 분말을 60 : 40 중량비로 혼합한다. 이렇게 두 종류의 혼합된 분쇄물은 탈황공정을 거친다. 탈황 시 탈황 챔버는 마이크로웨이브를 이용하여 가열하고, 탈황챔버의 온도는 190℃로 유지하였다. 이때 마이크로웨이브는 50kW의 강도로 50분간 조사한다. 상기와 같이, 마이크로웨이브를 이용하여 탈황과정을 거치는 경우 평균입경이 100㎛ 크기를 갖는 재활용 탈황 분말이 가공된다.
[제조예 4]
고무발포단열재 폐기물 분말과 폐타이어 분말의 혼합분말의 제조
500㎛ ~ 1mm의 크기의 입도를 갖는 고무발포단열재 분쇄물과 500㎛ ~ 1mm인 폐타이어 분말의 비율을 30 : 70 중량비로 혼합하는 것을 제외하고는 제조예 3과 동일한 방법으로 가공한다.
[제조예 5]
탈황처리되지 않은 고무발포단열재 폐기물 분말과 폐타이어 분말의 혼합분말의 제조
마이크로웨이브를 통한 탈황과정을 생략하는 것을 제외하고는 제조예 3과 동일하다.
[실시예 1]
1) 제 1 마스터배치 제조
아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR) (35M, 금호석유화학) 30 중량%, 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 중합체(EPDM) (KEP330, 금호폴리켐) 10 중량%, 충전제로 탈크(Mistron Vapor Talc, 루제낙) 10중량%, 카본블랙(Fast Extruding Furnace)(N-774, 동양제철화학) 5 중량%, 윤활제(White Oil, 미창오일) 5 중량%, 난연제(Al(OH)3, 한국화학) 10 중량%, 제조예 1의 재활용 충전제 14 중량%, 균질배합제(60NSF, STRUKTOLT) 3 중량%, 결합제(SCA985PL, STRUKTOLT)2 중량%를 가압챔버에 넣고, 190℃에서 챔버램가압을 12k/㎤로 하여 6분간 배합하였다.
배합된 원료의 피로도를 낮추기 위하여 항온항습 시설(24℃ 습도60%)에서 24시간동안 숙성하였다.
2) 제 2 마스터배치 제조
상기 숙성된 NBR 조성물에 황(S, 미원상사) 0.5 중량%, 가황촉진제(M, 링크웰) 0.5 중량%, 발포제(Azodicarbonamide, 금양) 10 중량%를 첨가하여 니더기에 넣고, 60℃에서 3분간 배합하였다. 오픈밀기에서 압출기에 투입하기 원활한 크기로 60℃에서 5분간 작업 후 Batch Out하였다. 혼합된 원료는 피로도를 해결하기 위해서 항온시설(24℃ 습도 60%)에서 6시간 숙성하였다.
3) 압출
상기 제 2 마스터배치 조성물을 압출기(실린더(Cylinder):150 Press Gage:500bar, 150kW)에 넣고 50℃에서 10분간 용융혼련하고 시트 및 튜브형태로 130bar 압력 하에서 압출하였다.
4) 발포
압출된 조성물은 hot air tunnel을 통하여 가류, 예비발포, 발포, 발포숙성 단계로 가열이 되며, 보다 구체적으로 가류단계는 100℃에서 25초간, 예비발포단계는 160℃에서 20초간, 발포단계는 185℃에서 15초간, 발포숙성단계는 160℃에서 10초간 가열하여 내후성, 내열성, 내한성이 우수하고 고무발포단열재 폐재 및 폐타이어 파우더를 재활용한 고무발포단열재를 얻었다.
제조된 고무발포단열재의 성능을 측정하여 하기 표에 나타내었다.
[실시예 2]
제조예 2의 재활용 충전제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고무발포단열재를 제조하였다.
제조된 고무발포단열재의 성능을 측정하여 하기 표에 나타내었다.
[실시예 3]
제조예 3의 재활용 충전제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고무발포단열재를 제조하였다.
제조된 고무발포단열재의 성능을 측정하여 하기 표에 나타내었다.
[실시예 4]
제조예 4의 재활용 충전제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고무발포단열재를 제조하였다.
제조된 고무발포단열재의 성능을 측정하여 하기 표에 나타내었다.
[실시예 5]
상기 실시예 1에서 제 1 마스터배치 제조시 충전제로 탈크(Mistron Vapor Talc, 루제낙) 12중량%, 카본블랙(Fast Extruding Furnace)(N-774, 동양제철화학) 7 중량%로 함량을 변경시키고, 제조예 1의 재활용 충전제의 함량을 하기 표 1과 같이 달리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고무발포단열재를 제조하였다.
제조된 고무발포단열재의 성능을 측정하여 하기 표에 나타내었다.
[실시예 6]
상기 실시예 1에서 제 1 마스터배치 제조시 충전제로 탈크(Mistron Vapor Talc, 루제낙) 9중량%, 카본블랙(Fast Extruding Furnace)(N-774, 동양제철화학) 5 중량%를 사용하고, 부틸 벤질 프탈레이트 1 중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고무발포단열재를 제조하였다.
[실시예 7]
상기 실시예 1에서 제 1 마스터배치 제조시 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR) (35M, 금호석유화학) 25 중량%, 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 중합체(EPDM) (KEP330, 금호폴리켐) 15 중량%로 함량을 변경시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고무발포단열재를 제조하였다.
[비교예 1]
1) 제 1 마스터배치 제조
아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR) (35M, 금호석유화학) 40 중량%, 충전제로 탈크(Mistron Vapor Talc, 루제낙) 20중량%, 카본블랙(Fast Extruding Furnace)(N-774, 동양제철화학) 7 중량%, 윤활제(White Oil, 미창오일) 7 중량%, 난연제(Al(OH)3, 한국화학) 10 중량%를 가압챔버에 넣고, 160℃에서 챔버램가압을 7k/㎤로 하여 8분간 배합하였다.
배합된 원료의 피로도를 낮추기 위하여 항온항습 시설(24℃ 습도60%)에서 24시간동안 숙성하였다.
2) 제 2 마스터배치 제조
상기 숙성된 NBR 조성물에 황(S, 미원상사) 0.5 중량%, 가황촉진제(M, 링크웰) 0.5 중량%, 발포제(Azodicarbonamide, 금양) 15 중량%를 첨가하여 니더기에 넣고, 60℃에서 3분간 배합하였다. 오픈밀기에서 압출기에 투입하기 원활한 크기로 60℃에서 5분간 작업 후 Batch Out하였다. 혼합된 원료는 피로도를 해결하기 위해서 항온시설(24℃ 습도 60%)에서 6시간 숙성하였다.
3) 압출
상기 제 2 마스터배치 조성물을 압출기(실린더(Cylinder):150 Press Gage:500bar, 150kW)에 넣고 50℃에서 10분간 용융혼련하고 시트 및 튜브형태로 110bar 압력 하에서 압출하였다.
4) 발포
압출된 조성물은 hot air tunnel을 통하여 가류, 예비발포, 발포, 발포숙성 단계로 가열이 되며, 보다 구체적으로 가류단계는 90℃에서 25초간, 예비발포단계는 150℃에서 20초간, 발포단계는 175℃에서 15초간, 발포숙성단계는 150℃에서 10초간 가열하였다.
제조된 고무발포단열재의 성능을 측정하여 하기 표에 나타내었다.
[비교예 2]
상기 실시예 1에서 제 1 마스터배치 제조시 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR) (35M, 금호석유화학) 20 중량%, 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 중합체(EPDM) (KEP330, 금호폴리켐) 20 중량%로 함량을 변경시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고무발포단열재를 제조하였다.
[비교예 3]
상기 실시예 1에서 제 1 마스터배치 제조시 충전제로 탈크(Mistron Vapor Talc, 루제낙) 15중량%, 카본블랙(Fast Extruding Furnace)(N-774, 동양제철화학) 5 중량%로 함량을 변경시키고, 균질배합제(60NSF, STRUKTOLT), 결합제(SCA985PL, STRUKTOLT)를 제외시켜 실시예 1과 동일한 방법으로 고무발포단열재를 제조하였다.
[비교예 4]
제조예 5의 재활용 충전제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고무발포단열재를 제조하였다.
제조된 고무발포단열재의 성능을 측정하여 하기 표에 나타내었다.
[비교예 5]
상기 실시예 1에서 제 1 마스터배치 제조시 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR) (35M, 금호석유화학) 35 중량%, 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 중합체(EPDM) (KEP330, 금호폴리켐) 5 중량%로 함량을 변경시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고무발포단열재를 제조하였다.
제조된 고무발포단열재의 성능을 측정하여 하기 표에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112013105478812-pat00001
[표 2]
Figure 112013105478812-pat00002
[표 3]
Figure 112013105478812-pat00003
상기 표 2 및 3에서 보이는 바와 같이, 본원발명에 따른 고무발포단열재는 자외선 480h 노출에도 표면크랙 등의 변화가 발생하지 않아 기존 고무발포단열재 대비 수명이 길고, 내한성 및 내열성이 우수하여 저온, 고온 환경에 적용 가능하다. 또한 기존 고무발포단열재의 장점인 단열성과 난연성은 동일 수준으로 나타났다.
비교예 4의 경우, 탈황처리되지 않은 재활용 충전재를 사용함으로써 실시예 1과 비교 시 단열성 및 내열성이 나쁘고, 표면에 재활용 충전제가 석출되어 고무발포단열재로 사용이 불가능함을 알 수 있었다.

Claims (21)

  1. 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR) 20 ~ 40 중량%, 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 중합체(EPDM) 10 ~ 15 중량%, 탈크, 카본블랙, 산화아연에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 충전제 10 ~ 30 중량%, 윤활제 5 ~ 15 중량%, 난연제 10 ~ 20 중량%, 고무발포단열재 폐기물 분말, 폐타이어 분말 및 이들의 혼합분말에서 선택되는 재활용 충전제 10 ~ 15 중량%, 연화점 85 ~ 110℃인 방향족 하이드로카본 수지인 균질 배합재 2 ~ 4 중량% 및 두 기능기를 가진 폴리설피딕 오가노실란계(bi-functional polysulfidic organosilane) 실란 커플링제인 결합제 1 ~ 2 중량%을 포함하는 제 1 마스터배치(CMB) 조성물을 숙성시킨 후, 황 0.1 ~ 2 중량%, 가황촉진제 0.1 ~ 3중량%, 발포제 10 ~ 20 중량%를 첨가하여 제 2차 마스터배치로(FMB) 제조한 후, 압출, 발포시킨 고무발포단열재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 마스터배치(CMB) 조성물은 부틸 벤질 프탈레이트 1 ~ 2 중량%를 더 포함하는 것인 고무발포단열재.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR)는 니트릴 함량이 30 ~ 40 중량%이고, 점도(무니점도, ML1+4, 100℃) 50 ~ 60, 중량평균분자량이 400000 ~ 500000g/mole인 것인 고무발포단열재.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체(EPDM)는 에틸렌 함량이 40 ~ 60 중량%이고, 5-에틸렌노보넨(ENB) 함량이 8 ~ 20 중량%, 무니점도(ML1+4, 125℃)가 20 ~ 30, 중량평균분자량이 50000 ~ 60000g/mole인 것인 고무발포단열재.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 윤활제는 화이트오일, 칼슘 스테아레이트, 아연 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 알루미늄 스테아레이트, 글리세린 스테아레이트, 부틸스테아레이트, 고체 파라핀, 유동파라핀에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 고무발포단열재.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 난연제는 알루미늄 하이드록사이드, 수산화마그네슘에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 고무발포단열재.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 고무발포단열재 폐기물 분말은 30 ~ 50mm 크기로 1차 분쇄한 후, 발열이 발생하지 않도록 상온에서 안정화하고, 3 ~ 6mm의 크기로 2차 분쇄한 후, 500㎛ ~ 1mm 크기의 입도를 갖도록 3차 미세 분쇄한 후, 탈황 처리하여 제조된 것이고,
    상기 폐타이어 분말은 평균입경이 500㎛ ~ 1mm이 되도록 분쇄한 후, 탈황 처리하여 제조된 것인 고무발포단열재.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 재활용 충전제는 고무발포단열재 폐기물 분말 : 폐타이어 분말을 1 ~ 99 : 99 ~ 1 중량비로 혼합한 것인 고무발포단열재.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 탈황처리는 180 ~ 200℃로 가열한 것인 고무발포단열재.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 가열은 마이크로웨이브를 조사한 것인 고무발포단열재.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 가황촉진제는 2-머켑토 벤조티아졸(2-mercapto benzothiazole), 테트라메틸 티우람 디설파이드(tetramethyl thiuram disulide), 디펜타 메틸렌 티우람 테트라설파이트(dipenta methylene thiuram tertrasulfide)에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 고무발포단열재.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 발포제는 아조디카본아마이드(Azodicarbonamide, ADCA), 아조디이소부틸로니트릴(ABBN), 디니트로소펜타메틸테트라아민(DNPT), 파라톨루엔설포닐하이드라지드(TSH) 및 옥시비스벤젠설포닐하이드라지드(OBSH)로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 고무발포단열재.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. a) 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR) 20 ~ 40 중량%, 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 중합체(EPDM) 10 ~ 15 중량%, 탈크, 카본블랙, 산화아연에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 충전제 10 ~ 30 중량%, 윤활제 5 ~ 15 중량%, 난연제 10 ~ 20 중량%, 고무발포단열재 폐기물 분말, 폐타이어 분말 및 이들의 혼합분말에서 선택되는 재활용 충전제 10 ~ 15 중량%, 연화점 85 ~ 110℃인 방향족 하이드로카본 수지인 균질 배합재 2 ~ 4 중량% 및 두 기능기를 가진 폴리설피딕 오가노실란계(bi-functional polysulfidic organosilane) 실란 커플링제인 결합제 1 ~ 2 중량%을 포함하는 제 1 마스터배치(CMB) 조성물을 혼합한 후, 숙성시키는 단계;
    b) 상기 숙성된 제 1 마스터배치 조성물에 황 0.1 ~ 2 중량%, 가황촉진제 0.1 ~ 3중량%, 발포제 10 ~ 20 중량%를 첨가하여 제 2차 마스터배치로(FMB) 제조한 후, 숙성시키는 단계;
    c) 상기 숙성된 제 2 마스터배치를 압출기에 투입하는 단계;
    d) 상기 압출된 압출물을 발포시키는 단계;
    를 포함하는 고무발포단열재의 제조방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 a)단계에서 혼합은 범버리 믹서를 이용하며, 범버리 스크류 온도는 170 ~ 190℃, 챔버 램가압을 10 ~ 15k/㎤으로 하여, 5 ~ 6분간 배합하는 것인 고무발포단열재의 제조방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 a)단계 및 b)단계에서 숙성은 온도 24℃ 습도 60%의 항온항습 또는 실온에서 48 ~ 72시간 수행하는 것인 고무발포단열재의 제조방법.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 c)단계에서 상기 압출기의 출구 온도는 80℃ ~ 100℃를 유지하는 것인 고무발포단열재의 제조방법.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 d)단계에서 발포는 90 ~ 120℃로 가열하는 가류단계; 130 ~ 180℃로 가열하는 예비발포단계; 180 ~ 190℃로 가열하는 발포단계; 및 150 ~ 170℃로 온도를 낮추는 발포숙성단계;로 이루어지는 고무발포단열재의 제조방법.
  21. 제 16항에 있어서,
    상기 a)단계에서 제 1 마스터배치(CMB) 조성물은 부틸 벤질 프탈레이트 1 ~ 2 중량%를 더 포함하는 것인 고무발포단열재의 제조방법.
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