KR101789704B1 - 재생 폴리스티렌계 재료를 이용한 열전도율이 낮은 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법 - Google Patents

재생 폴리스티렌계 재료를 이용한 열전도율이 낮은 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 EPS 및 GPPS의 재생 펠렛을 이용하고, 흑연을 도입하여 단열 성능이 향상된 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법에 관한 것이다. EPS 및 GPPS 재생 펠렛을 압출하는 과정에서 흑연을 투입하여 마이크로 펠렛을 얻는 단계; 흑연이 포함된 마이크로 펠렛을 물에 현탁시키고 스티렌계 단량체, 지용성 개시제, 난연제, 난연보조제, Cell 조절제 등을 추가 투입하면서 시드 중합을 실시하고, 이후에 발포제(Pentane)를 투입하여 함침하는 단계를 통해서 이루어진다.
이러한 방법에 의해서 얻어진 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자는 일반적인 발포성 폴리스티렌 입자와 비교하여 열전도율이 낮고, 또한 재생 폴리스티렌 재료를 이용함으로써 친환경 재료로 인증을 받을 수 있으며, 일반 재료를 이용한 제품과 비교해도 동등한 물성을 가지는 것을 특징으로 하는 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법에 관한 것이다.

Description

재생 폴리스티렌계 재료를 이용한 열전도율이 낮은 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법{Preparing Method of Expandable Polystyrene Beads Having Thermal Insulation Property, Using Recycled Styrene Resin}
본 발명은 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 재생 폴리스티렌계 재료를 재활용함으로 인해서 환경 친화적인 제품의 제조 방법이며, 또한 흑연을 포함함으로 인해서 낮은 열전도율은 가지는 발포성 폴리스티렌의 제조 방법에 관한 것이다.
흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌은 낮은 열전도율을 나타내기 때문에 단열성이 일반 발포성 폴리스티렌보다 훨씬 우수하다. 그러나 발포성 폴리스티렌을 성형품은 블럭으로 제조한 후 성형품을 열선으로 재단하여 판매되고 있으며, 이런 재단 과정에서 규격에 맞지 않는 잔량의 성형품 조각들이 다량 남게 된다.
이런 조각들은 기존에 용융 후 재압출을 통해 저가용 폴리머로 판매된다. 이에 해당 재생 폴리머를 이용해 신규의 발포성 폴리스티렌 입자를 제조함으로 인해서 친환경 제품으로 인증을 받을 수 있으며, 또한 저가로 판매되는 재생 폴리머를 이용하여 고가의 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자를 제조할 수 있다.
재생 폴리머를 사용하여 발포성 폴리스티렌의 제조 방법으로, 대한민국 공개특허 10-2009-0052433호는 재생 폴리머를 이용하여 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌의 제조할 수 있다. 그러나 이와 같은 방법으로 제조된 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌은 제품의 중량평균 분자량(g/mol)이 아주 낮고, 이로 인하여 성형품의 품질에서 중요한 융착 등이 떨어질 수 있으며, 이로 인하여 성형품 블록의 수분 흡수율이 높을 수 있다.
또한, 중량평균 분자량이 낮아 성형품을 제조하는 과정에서 스팀 열에 의해 성형품의 수축이 발생할 수 있는 문제점을 가지고 있다.
그리고, 제품을 생산하는 공정에서 흑연이 포함된 펠렛(Pellet)을 고온에서 발포제를 투입하여 함침하는 과정에서 최종 생산된 제품은 구형화도가 저하되고, 비드의 변형(Deform) 발생이 많이 외관상 떨어지는 단점이 있다
한국 특허공개 10-2009-0049678 호 한국 특허공개 10-2009-0052433호 한국 특허등록 10-0902786호
따라서, 본 발명의 목적은 재생 폴리머를 이용하여, 중량평균 분자량을 조절함으로 인해서 제품 물성을 향상시킬 수 있고, 또한 시드(Seed) 중합 공정으로 제조함으로 인해서 비드의 구형화도 향상, 변형입자(Deform) 발생율을 감소시킬 수 있는 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자의 신규 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 흑연을 포함함으로 인해서 열전도율을 감소키실 수 있는 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자의 신규 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서는 재생 폴리머 펠렛(Pellets)을 흑연을 첨가하여 마이크로 펠렛(Micro Pellets)을 압출하고, 이를 시드 중합 공정을 도입하여 중합 및 함침을 완료하였다.
시드 중합 공정이란 펠렛에 추가적으로 스티렌 단량체를 첨가하면서, 중합을 실시하고, 이후 발포제를 투입하여 함침을 완료하는 공법이다.
이 과정에서 개시제의 투입량, 시드 펠렛의 투입량에 따른 다양한 물성을 발현할 수 있는 제품을 제조할 수 있으며, 또한 이 과정에서 중량평균 분자량을 조절함으로써, 성형품 융착 향상, 성형품 수축률이 감소되는 특성을 가지는 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자를 제조할 수 있다.
또한, 시드 중합을 통해 비드의 구형화도 향상, 변형입자 발생량이 감소된 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자를 제조할 수 있다.
이러한 방법에 의해서 얻어진 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자는 재생 폴리스티렌를 사용하여, 재생 재료를 사용하지 않은 제품과 동등한 물성을 갖는 제품을 제조할 수 있으며, 또한 친환경적인 제품을 제공하기 위한 것이다.
재생 폴리스티렌은 EPS(Expandable Polystyrene), GPPS(General Purpose Polystyrene) 등 폴리스티렌 제품이면 모두 가능하며, 여기서 사용되는 무기물은 흑연뿐만 아니라 카본블랙, 무기안료, 팽창흑연 등등의 무기물과 금, 은, 구리, 알루미늄 등등의 금속 물질 도입 등 다양하게 활용될 수 있다.
특히 재생 폴리머를 사용함으로써 친환경적이며, 또한 시드 중합 공정을 거치면서 중량 평균 분자량을 상승시킴으로 인해서, 저분자량 제품(선행 기술)에서 볼 수 있는 성형품 수축 현상을 상당히 개선할 수 있다.
또한, 비드의 구형화 향상 및 변형입자 발생량이 현저히 적은 제품을 생산할 수 있는 장점이 있다
본 발명은 재생 폴리머 펠렛을 사용하고, 흑연을 도입하여 단열 성능이 우수하고, 또한 성형품 융착 향상 및 성형품 수축률이 감소되는 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법에 관한 것이다. 재생 폴리머 펠렛에 흑연을 투입하여 흑연이 포함된 마이크로 펠렛을 제조하는 단계; 마이크로 펠렛을 물에 현탁시키고, 스티렌 단량체, 지용성 개시제, 난연제 등 기타 첨가제를 투입하여 시드 중합을 진행하고, 발포제를 투입하여 함침하는 단계를 통해서 이루어진다.
본 발명의 실시에 있어서, 재생 폴리스티렌 펠렛은 시중에서 구할 수 있으며, 직접 제조할 수도 있다. 이는 EPS 및 GPPS의 Off Grade를 사용할 수 있으며, 또한 성형업체에서 재단 후 발생하는 폐 재료를 이용하여 재 압출을 함으로써 펠렛화 하여 생산될 수 있다.
이런 재생 폴리머 펠렛은 EPS, GPPS, HIPS, ABS, SAN, 등과 상기 EPS, GPPS 수지의 혼합물로도 제조될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 재생 폴리스티렌 펠렛은 폐 재료료 또는 EPS Off Grade를 재압출하여 팰렛화한 것으로 중량 평균 분자량이 100,000~300,000g/mol이다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 흑연이 포함된 마이크로 펠렛 입자를 물에 현탁시키기 위해 사용하는 분산제는 통상의 발포성 폴리스티렌 입자의 제조에 사용되는 모든 분산제를 사용하여 제조할 수 있으며, 일 예로 무기분산제; 트리칼슘 포스페이트, 마그네슘 피로포스페이트, 테트라소듐 피로포스페이트와 마크네슘 클로라이드의 반응물, 유기분산제; 폴리 비닐 알코올, 메틸 셀롤로오스, 폴리 비닐 피롤리돈 등을 사용할 수 있으며, 계면 활성제로는 음이온 계면활성제를 사용할 수 있다. 이에 본 발명에 있어서, 초순수 100 중량%에 대하여 테트라소듐 피로포스페이트와 마크네슘 클로라이드의 반응물 0.5~3.0중량%를 사용하고, 음이온 계면활성제를 0.1~0.3중량% 사용하는 것이다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 스티렌계 단량체는 스티렌, 알킬스티렌, 에틸스티렌, 디메틸스틸렌, 파라-메틸스티렌, 알파-알킬스티렌, 알파-메틸스티렌, 알파-프로필스티렌 및 알파-부틸스티렌을 사용할 수 있으며, 단량체의 사용량은 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자 100 중량%에 대하여 10~90중량% 범위가 바람직하며, 종류와 함량에 따라 고기능성 및 물리적 특성이 다양한 제품을 제조할 수 있다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 지용성 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 100중량%에 대하여 0.1~0.5중량%를 사용하는 것이다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 흑연은 입자의 크기가 0.1~20㎛이며, 흑연이 포함된 폴리스티렌 입자 100중량%에 대하여, 0.1~25중량%를 사용한다.
본 발명의 실시에 있어서, 발포제는 일반 발포성 폴리스티렌 제조에 사용되는 발포제 C4~C6 를 사용할 수 있으며, 일 예로 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 4~15중량% 사용하는 것이다.
본 발명의 실시에 있어서, 발포성 폴리스티렌 입자의 다양한 특성을 부여하기 위하여 첨가제를 투입할 수 있으며, 셀 조절제, 난연제, 난연 보조제, 정전기 방지제, 블로킹 방지제, 성형 사이클(Cycle) 단축제 등을 사용할 수 있다.
상기 셀 조절제는 폴리 에틸렌 왁스 및 에틸렌 비스 스테아르아마이드 (Ethylene Bis Stearamide), 탄산칼슘, 활석, 점토, 실리카, 규조토, 시트르산과 중탄산 나트륨을 사용할 수 있으며, 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자 100중량%에 대하여 0.01~2.0중량%를 사용하는 것이 바람직하며, 이것은 기포의 크기를 작게하여 단열성 및 성형품 물성을 향상시킬 수 있다.
상기 난연제로는 헥사브로모 시클로도데칸, 테트라브로모 시클로옥탄, 테트라브로모 비닐시클로헥산, 2,2'(4-알릴옥시-3,5-디브로모페닐)프로판, 트리브로모페닐 알릴 에테르 등의 브롬계 난연제와 통상적인 염소계, 인계 난연제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 헥사브로모 시클로도데칸이다. 상기 난연제는 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자 100중량%에 대하여 0.1~3.0중량%를 사용하는 것이다.
상기 난연 보조제로는 디큐밀 퍼옥사이드를 사용할 수 있으며, 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자 100중량%에 대하여 0.5~5.0중량%를 사용하는 것이다.
상기 정전기 방지제로는 양이온 4차 암모늄 염, 글리세린 모노스티어레이트를 사용할 수 있으며, 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자 100중량%에 대하여 0.01~0.1중량%를 사용하는 것이다.
상기 블로킹 방지제로는 징크 스티어레이드, 칼슘 카보네이트를 사용할 수 있으며, 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자 100중량%에 대하여 0.1~0.3중량%를 사용하는 것이다.
상기 성형 Cycle 단축제로는 글리세린 트리 스티어레이트를 사용할 수 있으며, 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자 100중량%에 대하여 0.1~0.3중량%를 사용하는 것이다.
본 발명에 실시에 있어서, 상기 흑연을 포함하고 단열 성능 및 융착 향상, 성형품 수축 감소 등의 특성을 향상시킨 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자의 제조를 실시하는 과정은 다음과 같다.
먼저, 흑연이 포함된 마이크로 펠렛(Micro pellets)을 얻는 단계는 재생 폴리스티렌 펠렛을 이용하며, 압출 과정에서 흑연을 투입하고 흑연이 포함된 마이크로 펠렛을 제조한다. 이 과정에서 압출기의 온도는 200~250℃로 운전하는 것이 바람직하고, 또한 펠렛화 하는 방법은 Under Water Cutting 설비에 의해 제조되는 것이 바람직하다.
다음으로, 흑연이 포함된 마이크로 펠렛, 초순수, 분산제를 반응기에 투입하여 분산을 유지시킨다. 이 과정이 완료되면, 반응기의 온도를 60℃~90℃ 사이로 상승 후 유지시킨다 그리고 일부 스티렌계 단량체, 지용성 개시제, 난연제, 난연보조제, 기타 첨가제 등을 60℃~90℃ 온도에서 2~3시간 이상 유지하면서 서서히 투입한다. 이후 반응기의 맨홀을 닫고 온도를 60℃~90℃에서 100℃~130℃까지 3~6시간 동안 승온하면서 나머지 스티렌 단량체를 서서히 투입을 하면서 중합을 완료한다. 이렇게 중합이 완료되면, 곧바로 발포제를 투입하여 100℃~130℃에서 3~6시간 동안 유지하면서 함침을 종결하여 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자를 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서, 재생 폴리스티렌 펠렛에 흑연을 투입하여 마이크로 펠렛을 얻는 단계; 흑연이 포함된 마이크로 펠렛에 스티렌계 단량체, 지용성 개시제, 난연제, 난연보조제, 기타 첨가제등을 첨가하여 시드 중합 및 함침하는 단계를 통해서 이루어진다. 이렇게 얻어진 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자를 발포하는 단계는 통상의 발포 조건을 사용할 수 있으며, 특별한 제한은 없다. 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자는 당업자에 의해서 기포의 직경이 50~300 마이크론이 되도록 발포될 수 있으며, 고단열 성능 및 융착 특성, 성형품 수축률 감소 등을 비롯한 기계적 물성이 우수하다는 장점을 가진다. 그리고 시드 중합을 통해 제조되기 때문에 비드의 구형화 정도가 우수하고, 변형입자(Deform) 발생이 아주 적은 장점 또한 가지고 있다. 또한, 재생 폴리머를 사용함으로 인해서 친환경적이고, 경제성이 향상된 제품을 제조할 수 있다는 것이다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자의 제조(시드 중합 공정)
100L 반응기에 초순수 38kg에 분산제(초순수 4kg + 테트라소듐 피로포스페이트 150g + 마크네슘 클로라이드 600g의 반응물; 영진화학)를 투입하고, 음이온 계면활성제 50g을 투입하여 교반하고, 여기에 흑연이 포함된 Micro Pellets(재생 폴리스티렌 92중량% + 흑연 8중량%의 압출품) 18kg을 반응기에 투입한다. 이후 65℃까지 반응기 온도를 승온, 유지시키고, 스티렌 단량체 5kg에 난연제(HBCD;알바마르 코리아) 400g, 난연조보제(디규밀 퍼옥사이드;명진폴리켐) 400g, 개시제(벤조일 퍼옥사이드;한솔케미탈) 60g, 고온개시제( t-부틸 퍼옥시 벤조네에트; 호성케멕스) 50g을 투입하여 용해 후 반응기에 2시간 동안 천천히 투입한다. 이후 반응기 맨홀을 닫고 65℃에서 120℃까지 4시간 동안 승온 시키면서 스티렌 단량체 14.5kg을 천천히 투입하여 중합을 진행시킨 후, 120℃에서 도달하자마자 발포제(펜탄 ; SK) 3kg을 질소 압력으로 반응기에 투입하고 최종 반응기 압력을 12kgf/cm2 를 유지하면서 5시간 동안 함침을 실시하였다. 이후 30℃ 이하로 냉각시키고 제품을 배출 후 수세, 건조시키고, 통상적인 발포성 폴리스티렌에서 사용하는 블랜딩제를 도포하여 물성 평가를 하였다. 결과를 표 2에 게시하였다.
<비교예 1> 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자의 제조(함침 공정)
100L 반응기에 초순수 50.5kg에 분산제(초순수 4kg + 테트라소듐 피로포스페이트 150g + 마크네슘 클로라이드 600g의 반응물; 영진화학)를 투입하고, 음이온 계면활성제 50g을 투입하여 교반하고, 여기에 흑연이 포함된 Micro Pellets (재생 폴리스티렌 96중량% + 흑연 4중량% + 난연제 4중량%, 난연 보조제 4중량%의 압출품) 25kg을 반응기에 투입한다. 반응기 맨홀을 닫고 100℃까지 반응기 온도를 승온하고, 곧바로 발포제(펜탄 ; SK) 2kg을 질소 압력으로 반응기에 투입하고 최종 반응기 압력을 12kgf/cm2 를 유지하면서 5시간 동안 함침을 실시하였다. 이후 30℃ 이하로 냉각시키고 제품을 배출 후 수세, 건조시키고 통상적인 발포성 폴리스티렌에서 사용하는 블랜딩제를 도포하여 물성 평가를 하였다. 결과를 표 2에 게시하였다.
<비교예 2> 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자의 제조(함침 공정, 분산제 증량)
100L 반응기에 초순수 50.5kg에 분산제(초순수 4kg + 테트라소듐 피로포스페이트 300g + 마크네슘 클로라이드 1,200g의 반응물; 영진화학)를 투입하고, 음이온 계면활성제 100g을 투입하여 교반하고, 여기에 흑연이 포함된 Micro Pellets (재생 폴리스티렌 96 중량% + 흑연 4중량% + 난연제 4중량%, 난연 보조제 4중량%의 압출품) 25kg을 반응기에 투입한다. 반응기 맨홀을 닫고 100℃까지 반응기 온도를 승온하고, 곧바로 발포제(펜탄 ; SK) 2kg을 질소 압력으로 반응기에 투입하고 최종 반응기 압력을 12kgf/cm2 를 유지하면서 5시간 동안 함침을 실시하였다. 이후 30℃ 이하로 냉각시키고 제품을 배출 후 수세, 건조시키고 통상적인 발포성 폴리스티렌에서 사용하는 블랜딩제를 도포하여 물성 평가를 하였다. 결과를 표 2에 게시하였다.
하기 표 1에 평가를 위한 폴리스티렌 발포체 시편의 밀도는 모두 20kg/m3 이고, 물성평가는 구체적으로 다음과 같이 수행하였다.
1) Mw : GPC 분석
2) RTVM : GC 분석
3) 5분 발포성 : 0.3K의 스팀압으로 5분간 발포했을 때 발포 배수(배)
4) 비드 구형화 : 비드의 L/D 측정
5) Deform : 10g당 변형된 입자의 wt%
6) 성형품 길이 수축률 : {(금형 길이 - 성형품 길이)/금형 길이}*100
7) 융착 : 성형품의 발포립간 서로 밀착된 상태를 나타내고, 성형품 파단면
중 발포립자 내부가 파단된 비율(%)
8) 흡수량 : 한국공업규격 KS M 3808에 규정된 발포 폴리스티렌 보온재의
흡수량 측정 방법에 준하여 흡수된 물의 양을 표면적으로 나눈
수치임(g/100cm2)
9) 열전도율: Netzsch사의 열전도율 기기를 이용한 측정치(HFM 436/3/1)
표 1에 제품 조성분석 결과를 표 2에 물성 분석결과를 나타내었다.
항 목 실시 예 1 비교 예 1 비교 예 2
Mw
(만)		 33.1 18.2 18.5
D 2.78 2.39 2.41
RTVM
(ppm)		 2,500 810 850
5분 발포성
(배)		 65 70 70
비드 구형화도
(L/D)		 0.9~1.0 0.5~0.8 0.5~0.8
Deform
(%)		 0.5 15.8 5.1
항 목 실시 예 1 비교 예 1 비교 예 2
성형품
길이 수축률
(%)		 0.7 1.4 1.4
융착
(%)		 80 50 50
흡수량
(g/100cm2)		 0.7 0.9 0.9
초기 열전도율
(W/mk)		 0.031 0.031 0.031
상기 표 1의 결과로부터, Seed 중합에 의해 얻어진 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자(실시예 1)는 압출 후 함침 공정에 의해 얻어진 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자(비교예 1, 2)와 비교하여 Mw를 증가시킬 수 있으며 또한 비드 구형화도 향상, Deform 발생을 현저히 줄일 수 있는 장점이 있음을 확인하였다.
또, 표 2의 결과에서는 3*6자 성형 평가 후 성형품 길이 수축률을 측정하였을 경우 Seed 중합에 의해 얻어진 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자(실시예 1)의 성형품 수축률이 감소하는 현상을 확인할 수 있는데, 압출 후 함침 공정에 의해 얻어진 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자(비교 예 1, 2)의 경우 Mw가 낮아 성형시 고온 고압의 스팀에 의해 수축이 발생할 수 있는 경향성이 증가하기 때문이다.
본 발명은 재생 폴리머를 이용하여 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자를 제조함에 있어서, 재생 폴리머를 사용하지 않는 제품과 동등한 물성을 갖는 특징을 가지고 있으며, 또한 시드 중합을 통해 제품을 생산함으로 인해 제품 외관 및 성형품 수축률을 감소시킬 수 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 재생 폴리머를 사용함으로써, 친환경적인 제품을 생산하고 제공하는 효과를 갖는다.
본 발명이 상기 실시 예에 있어서, 상세하게 설명되었다 할지라도, 상기 실시 예는 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.

Claims (11)

  1. EPS의 Off Grade 펠렛으로 중량평균분자량은 100,000~300,000g/mol인 폴리스티렌계 재생 펠렛을 사용하여, 압출하는 과정에서 흑연을 투입하여 마이크로 펠렛을 얻는 단계; 흑연이 포함된 마이크로 펠렛을 물에 현탁시키고 스티렌계 단량체, 지용성 개시제를 추가 투입하면서 시드 중합을 실시하고, 이후 발포제(Pentane)를 투입하여 함침하는 단계를 포함하는 흑연이 포함된 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시드 중합 및 함침 단계에서 난연제, 난연보조제 및 셀(Cell) 조절제로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 흑연은 입자 크기가 0.1~20㎛이며, 0.1~25중량%의 양으로 투입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 흑연과 함께 카본블랙을 투입하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 시드 중합 실시에 있어 스티렌계 단량체는 발포성 폴리스티렌 입자 100중량% 중 10~90중량%의 범위로 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 스티렌계 단량체는 스티렌, 알킬스티렌, 에틸스티렌, 디메틸스틸렌, 파라-메틸스티렌, 알파-알킬스티렌, 알파-메틸스티렌, 알파-프로필스티렌 및 알파-부틸스티렌으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 단량체인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 지용성 개시제는 벤조일 퍼옥사이드(BPO) 및 t-부틸 퍼옥시 벤조에이트(TBPB)로부터 선택된 하나 이상을 0.1~0.5중량%의 양으로 부가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제2항에 있어서, 난연제는 헥사브로모 시클로도데칸을 0.1~3.0중량%, 난연보조제는 디규밀 퍼옥사이드를 0.5~5.0중량%, 셀 조절제로는 폴리 에틸렌 왁스 및 에틸렌 비스 스테아르아마이드로부터 선택된 하나 이상을 0.01%~2.0중량% 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 발포제는 4~15중량%의 양으로 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100801275B1 (ko) * 2006-03-31 2008-02-04 금호석유화학 주식회사 단열 특성이 우수한 발포성 폴리스티렌 입자의 2단계 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024008914A1 (de) 2022-07-08 2024-01-11 Ineos Styrolution Group Gmbh Expandierte, thermoplastische polymerpartikel mit rezyklat-anteil und verfahren zu deren herstellung
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