KR101527182B1 - 장섬유계 필러를 함유하는 폐플라스틱의 재활용 방법 - Google Patents

장섬유계 필러를 함유하는 폐플라스틱의 재활용 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101527182B1
KR101527182B1 KR1020130128845A KR20130128845A KR101527182B1 KR 101527182 B1 KR101527182 B1 KR 101527182B1 KR 1020130128845 A KR1020130128845 A KR 1020130128845A KR 20130128845 A KR20130128845 A KR 20130128845A KR 101527182 B1 KR101527182 B1 KR 101527182B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
zinc
polymer
recycled
waste plastic
long fiber
Prior art date
Application number
KR1020130128845A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150048592A (ko
Inventor
옥성현
류태현
가원순
정의윤
윤호규
Original Assignee
(주)대웅
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 (주)대웅 filed Critical (주)대웅
Priority to KR1020130128845A priority Critical patent/KR101527182B1/ko
Publication of KR20150048592A publication Critical patent/KR20150048592A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101527182B1 publication Critical patent/KR101527182B1/ko

Links

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
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/04—Disintegrating plastics, e.g. by milling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/02—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/06—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/10—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/88—Adding charges, i.e. additives
    • 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
    • C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/06—Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions
    • C08J11/08—Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions using selective solvents for polymer components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/20—Recycled plastic
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Abstract

본 발명은 장섬유계 필러를 함유하는 폐플라스틱의 재활용 방법에 관한 것으로서, 특히 장섬유계 필러의 하나인 마 섬유를 함유하는 폐플라스틱을 분쇄한 후 세척, 건조하는 단계, 평균 입자 직경이 2~20㎚이며 환원형 아연 결정상의 함량이 50중량% 이상인 아연 나노입자를 CTBN에 분산하여 아연-폴리머 나노복합체를 준비하는 단계, 및 상기 각 단계의 물질들을 포함하는 혼합물을 용융, 압출하는 단계를 포함하는 재생 폴리머 조성물의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 의하면 상기 아연-폴리머 나노복합체의 혼입에 의해, 폐플라스틱을 재생하여 제조되는 폴리머 조성물의 물성을 안정화시킬 수 있게 됨으로써, 그동안 대부분 폐기처분되던 장섬유계 필러-함유 폐플라스틱을 재활용할 수 있다.

Description

장섬유계 필러를 함유하는 폐플라스틱의 재활용 방법{METHOD OF RECYCLING WASTE PLASTICS CONTAINING LONG FIBER FILLER}
본 발명은 장섬유계 필러를 함유하는 폐플라스틱의 재활용 방법에 관한 것으로서, 특히 장섬유계 필러의 하나인 마 섬유를 함유하는 폐플라스틱을 분쇄하여 세척, 건조한 후 아연-폴리머 나노복합체와 함께 혼합하여 용융, 압출함으로써 비교적 균질한 물성을 보유한 재생 폴리머 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근 자동차 부품에의 플라스틱 재료의 사용이 늘고 있다. 특히 폴리프로필렌(PP) 수지는 가격이 저렴하고 비중이 낮으면서도 가공이 용이한 장점 때문에 종래에 자동차 부품용 소재로서 많이 사용되던 ABS 또는 나일론 수지를 대체하고 있는 추세이다. 그 예로서, 자동차 내장부품 용도로서 사용되는 PP 복합재료를 들 수 있다. 일반적으로 자동차 내장부품 소재로는 PP 수지에 여러 종류의 필러가 첨가되어 내충격성 및 강도를 보강한 것이 주로 사용된다. 최근에는 내충격성 및 인장강도를 모두 향상시키기 위해 복합재료 내에서 섬유 길이가 3㎜ 이상으로 존재하는 장섬유계 필러를 함유한 열가소성 폴리머 복합재료로 성형된 부품의 사용이 증가하고 있다. 상기 장섬유계 필러의 예로는 유리섬유, 합성섬유, 및 천연섬유 등을 들 수 있다.
이에 따라 장섬유계 필러를 함유하는 폴리머 복합재료를 재활용할 수 있는 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 종래 플라스틱 재료의 재활용기술을 적용할 경우 장섬유계 필러가 함유된 폴리머 복합재료는 재활용되기 어렵다. 그 이유는, 재활용을 위한 세척공정에서 폐플라스틱의 장섬유계 필러와 매트릭스 수지와의 계면을 따라 페플라스틱 내부로 세척용 물이 침투, 흡수됨으로써 그 다음 공정인 압출 및 냉각공정을 거쳐 제조된 재생 폴리머재료의 물성이 전반적으로 저하되는 현상이 나타나기 때문이다. 이에 따라 현재의 플라스틱 재활용 업계에서는 기존 재활용기술이 적용 가능한 폴리머 복합재료만 따로 분리하여 재활용하고, 장섬유계 필러를 일정 수준 이상으로 함유한 폴리머 복합재료는 폐기물로 분류되어 매립이나 소각으로 전량 폐기 처리되고 있는 실정이다.
따라서 장섬유계 필러를 함유한 폐플라스틱의 재생을 위하여, 사용과정에서의 수지 재료의 열화, 재생과정에서의 이물질 혼입으로 인한 오염 및 이종재료 수지의 혼입, 그리고 수분흡수 및 물리화학적 변성 등에 의해 야기되는 물성의 저하를 보완할 수 있는 폐플라스틱의 재활용방법이 요구되고 있다.
이에, 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과, 장섬유계 필러를 함유한 폐플라스틱의 재활용이 가능할 수 있는 조건을 설정하였다. 이에 따르면 장섬유계 필러를 함유한 재활용 폴리머를 사용함에 따른 물성의 저하를 보완할 수 있는 폐플라스틱 기반의 재생 폴리머 조성물의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 장섬유계 필러를 함유하는 폐플라스틱의 재활용 방법에 관한 것으로서, 특히 폐플라스틱의 열화 및 이물질 혼입으로 인하여 분쇄물을 세척, 건조하여 용융 압출한 후 나타나는 물성의 저하를 보완하기 위하여 상기 분쇄물에 아연-폴리머 나노복합체를 혼합하는 것을 포함하는 폐플라스틱 기반의 재생 폴리머 조성물의 제조방법을 제공하는 것을 그 특징으로 한다.
상기 아연-폴리머 나노복합체는 평균 입자 직경이 2~20㎚이며 환원형 아연 결정상의 함량이 50중량% 이상인 아연 나노입자를 카르복실기-말단 합성고무(에 분산함으로써 준비될 수 있으며, 바람직하게는 카르복실기-말단 합성고무 100 중량부 당 1~30 중량부의 아연 나노입자가 분산된 것을 준비한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 장섬유계 필러를 함유한 폐플라스틱의 재생과정에서 아연-폴리머 나노복합체를 혼입하여 용융, 압출함으로써 재생 폴리머 조성물을 제공할 수 있다. 그 결과, 폐플라스틱 재생과정에서의 수분흡수 및 물리화학적 변성 등에 의해 야기되는 물성 저하를 보완함과 동시에, 폐플라스틱 로트별에 따른 물성의 변화를 최소화할 수 있게 되었다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 마 섬유를 함유하는 폐플라스틱을 분쇄한 후 세척, 건조하여 재생 플라스틱을 준비하는 단계; 평균크기 2~20㎚이며 환원형 아연 결정상의 함량이 50중량% 이상인 아연 나노입자를 CTBN(Carboxyl Terminated Butadiene Acrylonitrile)에 분산하여 아연-폴리머 나노복합체를 준비하는 단계; 및 상기 각 단계별로 준비된 물질들을 포함하는 혼합물을 용융 압출하는 단계를 포함하는 재생 폴리머 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 발명에서 사용하는 마 섬유를 함유한 폐플라스틱은 자동차 내장 부품이나 생활용품, 산업용 부품 등의 다양한 수집원으로부터 수집될 수 있다. 폐플라스틱에 사용된 매트릭스 폴리머로는 주로 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, PVC, ABS, 나일론, PET. 또는 이들이 조합된 폴리머 얼로이 등을 들 수 있다. 본 발명에 따르면, 수집된 폐플라스틱을 기계적인 방법을 사용하여 1~15 mm 크기로 분쇄하고, 상기 분쇄물을 수조에서 과량의 물과 혼합하여 도막 파편 등을 함유하는 불순물을 제거한 후 건조시켜 재생 플라스틱을 준비할 수 있다.
본 발명에서의 아연-폴리머 나노복합체는 평균 입자 직경이 2~20㎚이며 환원형 아연 결정상의 함량이 50중량% 이상인 아연 나노입자를 CTBN에 분산하는 방법으로 준비될 수 있다. 본 발명에서의 아연 나노입자는 환원성의 분산매에서 아연 전극 사이에 고전압을 가하여 제조될 수 있으며, 분말상태, 슬러리상태 또는 콜로이드 용액상태로 제공되는 제품을 사용할 수 있다.
상기 아연 나노입자의 평균 입자 직경을 2 nm 이하의 작은 크기로 조절하려면 그 합성 비용이 높아져 경제성이 낮아진다. 반면, 아연 나노입자의 평균크기가 20㎚ 이상이 될 경우 단위 중량당 표면적이 큰 폭으로 감소하므로 재생 폴리머 조성물의 물성 보완을 위해서는 아연 나노입자의 사용량을 늘려야 하므로 재생 폴리머 조성물의 용융가공성이 저하되며, 또한 그 제조비용이 증가하여 경제성을 갖추기 어려워진다. 아연 나노입자는 환원형 아연 결정상과 산화형 아연 결정상의 복합결정상을 가질 수 있다. 본 발명에서는 환원형 아연 결정상의 분율이 50% 이상인 것이 바람직한데, 이 경우 상기 CTBN의 말단 카르복실기가 상기 아연 나노입자 표면의 환원형 아연 원소와 착물을 형성함으로써 상기 아연-폴리머 나노복합체에서의 아연 나노입자의 분산안정성을 비약적으로 향상시켜준다. 또한 상기 아연-폴리머 나노복합체가 재생 플라스틱과 혼합되어 용융압출될 때 상기 CTBN은 아연 나노입자의 캐리어로 작용함으로써 상기 아연 나노입자가 재생 플라스틱 내의 장섬유의 표면에 균일하게 분산될 수 있도록 한다.
상기 CTBN(Carboxyl Terminated Butadiene Acrylonitrile)은 폴리머 사슬의 기본구조가 아크릴로니트릴과 부타디엔의 공중합체이며, 양 말단에 카르복실기가 부착된 형태이다.
마 섬유를 함유하는 재생 플라스틱에 분산된 아연 나노입자는 주로 장섬유의 표면에 잔존하는 수분과 결합하여 수화물을 형성함으로써 잔존하는 수분에 의한 용융압출시의 문제점들, 예컨대 기포의 발생에 의한 불량한 용융혼합 상태를 개선해주거나 수분에 의한 폴리머의 퇴화를 방지해줄 수 있다.
이에 더하여, 마 섬유를 함유한 폐플라스틱으로부터 준비된 재생 플라스틱에 상기 아연 나노복합체를 혼입하여 압출장치에서 용융 압출할 경우, 평균 입자 직경이 2~20 nm인 아연 나노입자는 용융된 폴리머 체인에 작용하여 폴리머의 용융상태를 비-뉴토니안 유체로부터 뉴토니안 유체에 가까운 거동 상태로 변형시켜 줄 수 있는바, 이에 따라 매트릭스 폴리머와 섬유상 분쇄물 사이의 상용성을 증가시켜주는 작용을 할 수 있다. 또한 상기 아연 나노복합체의 주성분인 아연 나노입자의 상당량이 표면에 흡착된 CTBN 사슬과 함께 상기 재생 폴리머 조성물 내의 혼입된 이물질이나 섬유상 필러의 표면에 흡착된 상태로 존재함으로써 섬유상 필러와 매트릭스 폴리머 사이의 친화성을 증가시키므로 섬유상 필러의 보강효과를 증진시킬 수 있다. 이에 더하여, 평균 입자 직경이 2~20㎚인 아연 나노입자는 매트릭스 폴리머 내에 분산되어 결정핵제의 기능을 할 수 있는바, 용융압출 후 냉각공정 중에 매트릭스 폴리머의 나노 수준 결정화를 유발시킴으로써 재생 폴리머 조성물의 열적 및 기계적 성질을 개선시키는 역할을 할 수 있다.
상기 아연-폴리머 나노복합체는 CTBN 100 중량부 당 1~30 중량부의 아연 나노입자를 분산시킴으로써 제조될 수 있다. 아연 나노입자를 1 중량%보다 적게 혼입시킬 경우 최종적으로 제조되는 재생 폴리머 조성물 내의 아연 나노입자 함량이 너무 낮아져 수분흡수 효과 및 용융가공특성의 개선을 포함한 물성 개선효과 등이 미미할 수 있으며, 30 중량% 이상일 경우 CTBN과의 착물 형성의 효율이 낮아짐으로써 아연 나노입자의 분산효과가 감소할 수 있다.
본 발명에 따른 폐플라스틱에 포함된 마 섬유의 함량은 수집원에 따라 매우 다양한바, 본 발명에 적용될 수 있는 폐플라스틱은 마 섬유의 함량이 5~60 중량%인 것이 바람직하다. 예컨대, 마 섬유의 함량이 5 중량% 이하일 경우 종래의 일반적인 재활용기술을 적용하더라도 물성의 저하가 크지 않아 본 발명 기술에 따른 재활용의 경제성이 상대적으로 낮아진다. 반면 마 섬유의 함량이 60 중량%를 초과하는 경우 용융 압출 등의 가공공정 중에 섬유가 변성될 가능성이 커지며, 사출성형성이 현저히 저하되고, 압출물의 냉각 및 가공 공정상에서의 수분흡수에 따른 물성의 저하를 보완하기가 어려워지는 문제점이 있다.
본 발명에 따라 제조되는 재생 폴리머 조성물은 마 섬유를 함유한 폐플라스틱에 별도의 섬유계 필러를 더 첨가하는 방법으로도 제조될 수 있다. 한편 더욱 저렴한 재생 폴리머 조성물을 제조하기 위하여, 폐 자동차 내장 부품, 폐생활용품, 폐 의류, 또는 폐기된 산업용 부품 중 섬유상 물질만을 따로 분리, 재생하여 섬유상 분쇄물로서 폐플라스틱과 혼합할 수도 있다. 상기 섬유계 필러 또는 섬유상 분쇄물을 페플라스틱에 혼합시키는 중량비는 상기 폐플라스틱에 포함된 마 섬유의 함량에 따라, 그리고 재생 폴리머 조성물의 용도에 따라 요구되는 물성 수치에 맞추어 임의 조정될 수 있다. 예컨대 폐플라스틱의 마섬유의 함량이 낮을수록, 또는 재생 폴리머 조성물의 물성치가 섬유 필러 함량이 높은 수준으로 요구될수록 폐플라스틱의 단위중량 대비 섬유계 필러 또는 섬유상 분쇄물의 혼합비를 임의적으로 증가시킬 수 있음은 당연하다.
상기의 방법에 따라 준비되는 상기 재생 플라스틱 및 상기 아연-폴리머 나노복합체를 헨셀 믹서에서 혼합한 후 통상적인 압출장치를 통해 스트랜드로서 용융 압출하여 재생 폴리머 조성물을 제조할 수 있다. 본 발명에 따른 상기 재생 폴리머 조성물은 재생 플라스틱과 아연-폴리머 나노복합체만을 혼합, 용융 압출하여 제조할 수도 있으나, 재생 플라스틱 내의 마 섬유의 함량이 그 수집원에 따라 큰 편차를 보일 수 있음을 감안하면 상기 혼합물에 섬유계 필러 또는 섬유상 분쇄물을 임의적으로 추가함으로써 재생 폴리머 조성물의 물성을 일정 수준으로 안정화시키는 것이 유리하다.
본 발명의 용융 압출 단계에서의 압출장치의 작동 온도는 180~240℃가 바람직하다. 180℃ 미만에서는 폴리프로필렌 등의 매트릭스 폴리머가 충분히 용융되지 않아 섬유계 필러가 매트릭스 폴리머와 균일하게 섞이지 않을 수 있으며, 240℃를 초과할 경우에는 섬유계 필러 또는 매트릭스 폴리머가 고온에 의해 탄화되거나 변성되어 재생 폴리머 조성물의 물성이 현격히 저하될 수 있다.
본 발명에서, 마 섬유를 함유하는 폐플라스틱으로부터 준비된 재생 플라스틱에 더하여, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌과 같은 저렴한 플라스틱 원료를 임의적인 비율로 첨가하여 용융 압출함으로써 재생 폴리머 조성물 중 매트릭스 폴리머의 함량을 증가시킬 수 있음은 당연하다. 이에 더하여, 폐플라스틱의 수집원 각각에 따라 서로 상용성이 좋지 않은 매트릭스 폴리머들이 혼재되어 존재할 수 있는바, 이들 사이의 상용성을 개선하기 위한 목적으로 통상적인 상용화제를 추가적으로 첨가할 수 있다. 본 발명에 적합한 상용화제의 예를 들면 말레인산 변형 폴리프로필렌, 실란계 화합물, 에폭시변성 폴리비닐 화합물 등을 들 수 있다. 또한 본 발명에 따른 재생 폴리머 조성물은 산화방지제, 착색제, 이형제, 윤활제, 광안정제, 고무와 같은 다양한 첨가제를 추가로 함유할 수 있으며, 이들 첨가제의 사용량은 원하는 최종 용도 및 특성을 포함한 다양한 요인에 따라 적절히 조정되어 적용될 수 있다.
이하, 본 발명은 실시예를 통하여 더욱 구체적으로 설명되나, 본 발명이 이러한 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.
재생 플라스틱의 준비
폐자동차의 내장재 부품중 폴리프로필렌 재질의 부품을 회수하여 평균 입자 직경 5~20 mm로 분쇄하고 물로 세정한 후 열풍건조기에서 건조하여 재생 플라스틱을 준비하였다. 상기 재생 플라스틱의 섬유상 물질의 성분은 천연 마 섬유로서 그 함량은 재생 플라스틱의 전체 중량 대비 25 중량%임을 알 수 있었다.
아연-폴리머 나노복합체의 준비
환원성 아연 결정상의 분율이 70 부피%, 산화성 아연 결정상의 분율이 30 부피%로 구성되어 있으며, 평균 입자 직경이 7㎚인 아연 나노입자를 에틸렌글리콜과 함께 1: 1 중량비로 혼합시킨 나노아연 슬러리를 나노리더(주)로부터 입수하였다. 상기 슬러리를 Mw(평균분자량) 3600 g/㏖, Tg -66℃, acrylonitrile 함량이 8~12 중량%인 CTBN(Carboxyl Terminated Butadiene Acrylonitrile)과 함께 브라벤더 믹서에서 충분한 시간을 들여 분산시킨 후 압출하며 평균직경이 약 3㎜인 상태로 커팅하는 방법으로 아연-폴리머 나노복합체를 제조하였다. 상기 나노복합체 중 아연 나노입자 함량은 5.0 중량%로 조정하였다.
재생 폴리머 조성물의 제조
헨셀믹서에 실시예 1에서 얻어진 재생 플라스틱 2㎏, 폴리프로필렌 1㎏, 실시예 2에서 얻어진 아연-폴리머 나노복합체 300g, 말레인산 변형 폴리프로필렌 100g, 및 스테아린산 아연 60g을 넣어 혼합한 후 일반 압출장치를 사용하여 200~220℃의 온도에서 직경 20~30㎜ 굵기로 용융 압출하였다. 상기 압출물을 냉각 롤을 통하여 냉각 시키고 50~70㎜ 길이로 절단하여 냉각수조에 약 5~30초 동안 침적한 후 공기를 통한 냉각 공정을 거친 다음 2~3 mm 크기로 분쇄하여 재생 폴리머 조성물을 제조하였다.
[비교예 1]
아연-폴리머 나노복합체를 사용하지 않은 재생 폴리머 조성물의 제조
헨셀믹서에 실시예 1에서 얻은 재생 플라스틱 2㎏, 폴리프로필렌 1㎏, 말레인산 변형 폴리프로필렌 100g, 및 스테아린산 아연 60g을 넣어 혼합한 후 실시예 3과 동일한 방법을 사용하여, 아연-폴리머 나노복합체를 사용하지 않은 재생 폴리머 조성물을 제조하였다.
[시험예 1]
재생 폴리머 조성물의 기계적 성질 측정
실시예 3 및 비교예 1에 따라 제조된 재생 폴리머 조성물의 분쇄물을 사출성형하여 만들어진 시편을 사용하여 비중, 아이조드(Izod) 충격강도, 인장강도, 파단신율(elongation at break), 굴곡강도, 및 경도를 측정하였다. 기계적 물성은 각 종류 당 7개의 시편에 대하여 측정하여 평균값을 취하였으며, 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
재생 폴리머 조성물의 비중 및 기계적 특성
충격강도
(KJ/m2)		 인장강도
(MPa, N/m2)		 파단신율(%) 굴곡강도
(MPa, N/m2)		 굴곡탄성률
(MPa, N/m2)
비교예 1 13.3 66.9 16.6% 87.1 1860
실시예 3 24.6 62.4 24.7% 84.0 1752
표 1을 참조하면, 아연-폴리머 나노복합체를 사용하여 제조된 실시예 3의 재생 폴리머 조성물은 아연-폴리머 나노복합체를 사용하지 않고 제조된 비교예 1에 비하여 인장강도 및 굴곡강도는 다소 감소하는 경향을 보이나, 파단신율 및 충격강도는 큰 폭으로 증가하는 것으로 나타났다.

Claims (3)

  1. 마 섬유가 함유되어 있는 폐플라스틱을 분쇄한 후 세척, 건조하여 재생 플라스틱을 준비하는 단계;
    평균 입자 직경이 2~20㎚이며 환원형 아연 결정상의 함량이 50중량% 이상인 아연 나노입자를 CTBN(Carboxyl Terminated Butadiene Acrylonitrile)에 분산하여 아연-폴리머 나노복합체를 준비하는 단계; 그리고
    상기 각 단계별로 준비된 물질들을 기계적으로 혼합한 후 용융, 압출하는 단계를 포함하는 재생 폴리머 조성물의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 아연-폴리머 나노복합체는 상기 CTBN 100 중량부 당 1~30 중량부의 아연 나노입자가 분산된 것을 특징으로 하는 재생 폴리머 조성물의 제조방법.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 재생 폴리머 조성물은 상기 재생 플라스틱 100 중량부 당 1~20 중량부의 아연-폴리머 나노복합체가 혼합된 것을 특징으로 하는 재생 폴리머 조성물의 제조방법.
KR1020130128845A 2013-10-28 2013-10-28 장섬유계 필러를 함유하는 폐플라스틱의 재활용 방법 KR101527182B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130128845A KR101527182B1 (ko) 2013-10-28 2013-10-28 장섬유계 필러를 함유하는 폐플라스틱의 재활용 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130128845A KR101527182B1 (ko) 2013-10-28 2013-10-28 장섬유계 필러를 함유하는 폐플라스틱의 재활용 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150048592A KR20150048592A (ko) 2015-05-07
KR101527182B1 true KR101527182B1 (ko) 2015-06-09

Family

ID=53387055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130128845A KR101527182B1 (ko) 2013-10-28 2013-10-28 장섬유계 필러를 함유하는 폐플라스틱의 재활용 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101527182B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR102015028216B1 (pt) * 2015-11-09 2022-01-18 Madeplast Indústria E Comércio De Madeira Plástica Ltda - Epp Formulação de compósito de resíduos de madeira e termoplástico reciclado com aditivos nanométricos e produto resultante

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120128480A (ko) * 2011-05-17 2012-11-27 웅진케미칼 주식회사 폐폴리에스테르를 이용한 재생 폴리에스테르 및 그 제조방법
KR20130032101A (ko) * 2011-09-22 2013-04-01 (주)대웅 자동차 내,외장재용 경량 강성화 재활용 복합 폴리프로필렌
CN101880464B (zh) * 2010-07-12 2013-04-17 安徽农业大学 一种竹基/热塑性塑料纳米复合材料
CN103387717A (zh) * 2012-05-07 2013-11-13 中国石油化工股份有限公司 一种有机/无机复合中空微球及其制备方法和应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101880464B (zh) * 2010-07-12 2013-04-17 安徽农业大学 一种竹基/热塑性塑料纳米复合材料
KR20120128480A (ko) * 2011-05-17 2012-11-27 웅진케미칼 주식회사 폐폴리에스테르를 이용한 재생 폴리에스테르 및 그 제조방법
KR20130032101A (ko) * 2011-09-22 2013-04-01 (주)대웅 자동차 내,외장재용 경량 강성화 재활용 복합 폴리프로필렌
CN103387717A (zh) * 2012-05-07 2013-11-13 中国石油化工股份有限公司 一种有机/无机复合中空微球及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150048592A (ko) 2015-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Satapathy et al. Thermoplastic elastomers from waste polyethylene and reclaim rubber blends and their composites with fly ash
EP1394197B1 (de) Hochviskose Formmassen mit nanoskaligen Füllstoffen
CN103254500B (zh) 一种以回收聚丙烯为基体改性的复合材料及其制备方法
CA2642075C (en) Composite plastics material
TWI379858B (en) Polyarylene sulfide resin composition and molded article therefrom
KR20180132763A (ko) 목재 펄프를 포함하는 셀룰로오스 합성물
Jogi et al. Study of mechanical and crystalline behavior of polyamide 6/hytrel/carbon nanotubes (CNT) based polymer composites
CN104212037A (zh) 一种再生hdpe颗粒及其制备方法
CN106751804A (zh) 一种由回收废旧地毯pa66材料所制备的高性能复合材料及其制备方法
KR101308153B1 (ko) 천연섬유계 필러를 함유하는 폐플라스틱의 재활용 방법
KR101527182B1 (ko) 장섬유계 필러를 함유하는 폐플라스틱의 재활용 방법
KR101187193B1 (ko) 내충격성이 향상된 재활용 폴리프로필렌 고분자 복합체 및 이를 포함하는 열가소성 성형품
Agabekov et al. Effect of nanodisperse carbon fillers and isocyanate chain extender on structure and properties of poly (ethylene terephthalate)
CN112759925A (zh) 一种耐光热老化扁平长玻纤增强聚酰胺组合物及其制备方法和应用
Almazrouei et al. Producing Particulate Composite Using 3D Printing Plastics Waste
KR101543124B1 (ko) 충격강도가 우수한 재활용 열가소성 소재
KR20170112980A (ko) 충격강도가 우수한 전기전도성 고분자 복합체, 전기전도성 수지 조성물 및 그 제조방법
JP2007119702A5 (ko)
CN107540935B (zh) 一种聚丙烯回收料组合物及其制备方法
CN111748154A (zh) 一种高性能增强聚丙烯复合材料
KR20120005254A (ko) 재생 폴리아미드66 수지의 제조방법
KR20180092571A (ko) 폐플라스틱의 재활용 방법
MXPA05004599A (es) Composicion de resina de poliolefina y metodo para producirla.
CN107540938B (zh) 一种改性聚丙烯回收料及其制备方法
KR20160033331A (ko) 목분을 함유하는 폴리머 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
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: 20180420

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190328

Year of fee payment: 5