KR102414310B1 - Coating composition for expandable polystrene bead - Google Patents
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Abstract
본 발명의 발포성 폴리스티렌 입자용 코팅 조성물은 페놀 수지 60 내지 90 중량% 및 멜라민 수지 10 내지 40 중량%를 포함하는 열경화성 수지 100 중량부; 경화제 0.5 내지 2 중량부; 수산화 알루미늄 10 내지 50 중량부; 팽창 흑연 10 내지 30 중량부; 및 중공 무기 필러 6 내지 20 중량부;를 포함하며, 상기 팽창 흑연 및 상기 중공 무기 필러의 중량비는 1 : 0.2 내지 1 : 2인 것을 특징으로 한다. 상기 발포성 폴리스티렌 입자용 코팅 조성물은 발포성 폴리스티렌 입자 및 발포 성형체의 난연성, 단열성 등을 향상시킬 수 있다.The coating composition for expandable polystyrene particles of the present invention includes 100 parts by weight of a thermosetting resin comprising 60 to 90% by weight of a phenol resin and 10 to 40% by weight of a melamine resin; 0.5 to 2 parts by weight of a curing agent; 10 to 50 parts by weight of aluminum hydroxide; 10 to 30 parts by weight of expanded graphite; and 6 to 20 parts by weight of the hollow inorganic filler, wherein the weight ratio of the expanded graphite and the hollow inorganic filler is 1:0.2 to 1:2. The coating composition for expandable polystyrene particles may improve flame retardancy, heat insulation, and the like of expandable polystyrene particles and expanded molded articles.
Description
본 발명은 발포성 폴리스티렌 입자용 코팅 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 발포 성형체의 난연성, 단열성 등을 향상시킬 수 있는 발포성 폴리스티렌 입자용 코팅 조성물, 이를 코팅한 발포성 폴리스티렌 입자 및 이로부터 형성된 발포 성형체에 관한 것이다.The present invention relates to a coating composition for expandable polystyrene particles. More specifically, the present invention relates to a coating composition for expandable polystyrene particles capable of improving flame retardancy and heat insulation of an expanded molded article, expandable polystyrene particles coated therewith, and an expanded molded article formed therefrom.
발포성 폴리스티렌 입자는 수증기(steam) 등으로 가열 시, 발포제가 외기로 확산, 휘발되는 과정에서 발포되도록 제조된 수지 입자를 원하는 밀도로 예비 발포한 입자로써, 이를 금형에 충진하고, 가열 및 융착시켜 성형품(발포 성형체)으로 제조된다. 이렇게 제조된 성형품은 높은 강도, 경량성, 완충성, 방수성, 보온성, 단열성 등이 우수하여, 가전제품의 포장재, 농수산물 상자, 부자, 건재용 단열재 등 다양한 분야에 사용되고 있다.Expandable polystyrene particles are pre-expanded particles of resin particles prepared to foam at a desired density when the foaming agent is diffused and volatilized to the outside air when heated with steam, etc. (Expanded molded article). The molded article manufactured in this way has excellent high strength, lightness, buffering properties, waterproofness, heat retention, and heat insulation, and is used in various fields such as packaging materials for home appliances, boxes for agricultural and fishery products, and insulation materials for construction materials.
통상적으로, 발포성 폴리스티렌 입자는 현탁중합법에 의해, 반응기에 물, 스티렌 단량체, 중합 개시제 및 적당한 현탁 안정제를 투입하고 교반하여 분산시킨 다음 이를 승온시켜 구상의 폴리스티렌 입자를 제조하고, 여기에 발포제를 함침시켜 구상의 발포성 폴리스티렌 입자를 수득할 수 있으며, 이를 원하는 밀도로 예비 발포하여 사용할 수 있다.Generally, expandable polystyrene particles are prepared by suspension polymerization by adding water, a styrene monomer, a polymerization initiator, and a suitable suspension stabilizer to a reactor, stirring and dispersing, and then raising the temperature to prepare spherical polystyrene particles, and impregnated with a blowing agent. to obtain spherical expandable polystyrene particles, which can be pre-foamed to a desired density and used.
발포성 폴리스티렌 입자(발포 성형체)의 난연성 및 단열성 향상을 위해, 입자 중합 시 팽창 흑연, 카본블랙, 알루미나 등의 무기물을 적용하고 있으나, 성형성, 융착성 등이 저하될 수 있고, 과량 적용 시 오히려 난연성 및 단열성 등이 저하될 우려가 있다.In order to improve the flame retardancy and heat insulation of expandable polystyrene particles (expanded molded article), inorganic materials such as expanded graphite, carbon black, and alumina are applied during particle polymerization, but moldability and fusion properties may be deteriorated, and in case of excessive application, it is rather flame retardant. and thermal insulation properties, etc. may be deteriorated.
따라서, 성형성 등의 저하 없이, 난연성, 단열성 등이 우수한 발포 성형체를 제조할 수 있는 발포성 폴리스티렌 입자의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to develop expandable polystyrene particles capable of producing an expanded molded article having excellent flame retardancy and heat insulation without deterioration in moldability, etc.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 제2001-0080720호 등에 개시되어 있다.Background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 2001-0080720 or the like.
본 발명의 목적은 발포 성형체의 난연성, 단열성 등을 향상시킬 수 있는 발포성 폴리스티렌 입자용 코팅 조성물을 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide a coating composition for expandable polystyrene particles capable of improving flame retardancy, heat insulation, and the like of an expanded molded article.
본 발명의 다른 목적은 상기 코팅 조성물을 코팅한 발포성 폴리스티렌 입자 및 이로부터 형성된 발포 성형체를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide expandable polystyrene particles coated with the coating composition and an expanded molded article formed therefrom.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.The above and other objects of the present invention can all be achieved by the present invention described below.
1. 본 발명의 하나의 관점은 발포성 폴리스티렌 입자용 코팅 조성물에 관한 것이다. 상기 코팅 조성물은 페놀 수지 60 내지 90 중량% 및 멜라민 수지 10 내지 40 중량%를 포함하는 열경화성 수지 100 중량부; 경화제 0.5 내지 2 중량부; 수산화 알루미늄 10 내지 50 중량부; 팽창 흑연 10 내지 30 중량부; 및 중공 무기 필러 6 내지 20 중량부;를 포함하며, 상기 팽창 흑연 및 상기 중공 무기 필러의 중량비는 1 : 0.2 내지 1 : 2인 것을 특징으로 한다.1. One aspect of the present invention relates to a coating composition for expandable polystyrene particles. The coating composition may include: 100 parts by weight of a thermosetting resin comprising 60 to 90% by weight of a phenol resin and 10 to 40% by weight of a melamine resin; 0.5 to 2 parts by weight of a curing agent; 10 to 50 parts by weight of aluminum hydroxide; 10 to 30 parts by weight of expanded graphite; and 6 to 20 parts by weight of the hollow inorganic filler, wherein the weight ratio of the expanded graphite and the hollow inorganic filler is 1:0.2 to 1:2.
2. 상기 1 구체예에서, 상기 발포성 폴리스티렌 입자용 코팅 조성물은 상기 열경화성 수지 100 중량부에 대하여, 용매 40 내지 100 중량부를 포함할 수 있다.2. In the first embodiment, the coating composition for expandable polystyrene particles may include 40 to 100 parts by weight of a solvent based on 100 parts by weight of the thermosetting resin.
3. 상기 1 또는 2 구체예에서, 상기 페놀 수지는 레졸형 페놀 수지일 수 있다.3. In the above 1 or 2 embodiments, the phenolic resin may be a resol-type phenolic resin.
4. 상기 1 내지 3 구체예에서, 상기 경화제는 도데실벤젠술폰산, 황산, 인산, 벤젠술폰산, 에틸벤젠술폰산, 파라톨루엔술폰산, 자일렌술폰산 및 나프톨술폰산 중 1종 이상을 포함할 수 있다.4. In the above 1 to 3 embodiments, the curing agent may include at least one of dodecylbenzenesulfonic acid, sulfuric acid, phosphoric acid, benzenesulfonic acid, ethylbenzenesulfonic acid, paratoluenesulfonic acid, xylenesulfonic acid, and naphtholsulfonic acid.
5. 상기 1 내지 4 구체예에서, 상기 중공 무기 필러는 구형의 중공 유리 입자일 수 있다.5. In embodiments 1 to 4, the hollow inorganic filler may be a spherical hollow glass particle.
6. 본 발명의 다른 관점은 발포성 폴리스티렌 입자에 관한 것이다. 상기 발포성 폴리스티렌 입자는 입자 표면에 상기 1 내지 5 중 어느 하나에 따른 발포성 폴리스티렌 입자용 코팅 조성물이 코팅된 것을 특징으로 한다.6. Another aspect of the present invention relates to expandable polystyrene particles. The expandable polystyrene particles are characterized in that the coating composition for expandable polystyrene particles according to any one of 1 to 5 is coated on the particle surface.
7. 상기 6 구체예에서, 상기 입자는 발포성 수지 조성물을 10 내지 35 kg/m3의 밀도로 예비 발포한 것일 수 있다.7. In the 6th embodiment, the particles may be pre-foamed with a density of 10 to 35 kg/m 3 of the foamable resin composition.
8. 상기 7 구체예에서, 상기 발포성 수지 조성물은 스티렌계 수지 및 발포제를 포함할 수 있다.8. In the 7th embodiment, the foamable resin composition may include a styrene-based resin and a foaming agent.
9. 본 발명의 또 다른 관점은 발포 성형체에 관한 것이다. 상기 발포 성형체는 상기 6 내지 8 중 어느 하나에 따른 발포성 폴리스티렌 입자를 금형에 충진하고, 가열 및 융착시켜 형성하는 것을 특징으로 한다.9. Another aspect of the present invention relates to an expanded molded article. The expanded molded article is characterized in that it is formed by filling a mold with the expandable polystyrene particles according to any one of 6 to 8, heating and fusion bonding.
10. 상기 9 구체예에서, 상기 발포 성형체는 ASTM C518에 의거하여 측정한 열전도율이 0.03 내지 0.038 W/m·K일 수 있다.10. In the 9th embodiment, the expanded molded article may have a thermal conductivity of 0.03 to 0.038 W/m·K measured according to ASTM C518.
11. 상기 9 구체예에서, 상기 발포 성형체는 KS F ISO 5660-1에 의거하여 측정한 총 방출 열량이 2 내지 8 MJ/m2일 수 있다.11. In the 9th embodiment, the foamed molded body may have a total amount of emitted heat measured in accordance with KS F ISO 5660-1 of 2 to 8 MJ/m 2 .
본 발명은 발포 성형체의 난연성, 단열성 등을 향상시킬 수 있는 발포성 폴리스티렌 입자용 코팅 조성물, 이를 코팅한 발포성 폴리스티렌 입자 및 이로부터 형성된 발포 성형체를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.The present invention has the effect of providing a coating composition for expandable polystyrene particles capable of improving flame retardancy, heat insulation, etc. of an expanded molded article, expandable polystyrene particles coated therewith, and an expanded molded article formed therefrom.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail as follows.
본 발명에 따른 발포성 폴리스티렌 입자용 코팅 조성물은 (A) 페놀 수지 및 멜라민 수지를 포함하는 열경화성 수지; (B) 경화제; (C) 수산화 알루미늄; (D) 팽창 흑연; 및 (E) 중공 무기 필러;를 포함한다.The coating composition for expandable polystyrene particles according to the present invention includes (A) a thermosetting resin comprising a phenol resin and a melamine resin; (B) a curing agent; (C) aluminum hydroxide; (D) expanded graphite; and (E) a hollow inorganic filler.
본 명세서에서, 수치범위를 나타내는 "a 내지 b"는 "≥a 이고 ≤b"으로 정의한다.In the present specification, "a to b" representing a numerical range is defined as "≥a and ≤b".
(A) 열경화성 수지(A) thermosetting resin
본 발명의 일 구체예에 따른 열경화성 수지는 발포성 폴리스티렌 입자의 표면에 코팅되어, 발포 성형체의 난연성, 성형성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 페놀 수지 및 멜라민 수지를 포함한다.The thermosetting resin according to an embodiment of the present invention is coated on the surface of expandable polystyrene particles to improve flame retardancy and moldability of the expanded molded article, and includes a phenol resin and a melamine resin.
구체예에서, 상기 페놀 수지로는 통상의 페놀 수지를 적용할 수 있으며, 예를 들면 레졸형 페놀 수지를 사용할 수 있다. 상기 페놀 수지는 25℃ 점도 측정값이 1,000 내지 2,000 cPs, 예를 들면 1,200 내지 1,700 cPs일 수 있다. 상기 범위에서 발포성 폴리스티렌 입자(발포 성형체)의 난연성, 단열성, 성형성 등이 우수할 수 있다.In an embodiment, as the phenol resin, a conventional phenol resin may be applied, for example, a resol-type phenol resin may be used. The phenolic resin may have a viscosity measurement value of 1,000 to 2,000 cPs at 25° C., for example 1,200 to 1,700 cPs. In the above range, the expandable polystyrene particles (expanded molded body) may have excellent flame retardancy, heat insulation, moldability, and the like.
구체예에서, 상기 페놀 수지의 함량은 전체 열경화성 수지 100 중량% 중 60 내지 90 중량%, 예를 들면 70 내지 80 중량%일 수 있다. 상기 페놀 수지의 함량이 60 중량% 미만일 경우, 발포성 폴리스티렌 입자(발포 성형체)의 난연성, 단열성 등이 저하될 우려가 있고, 90 중량%를 초과할 경우, 발포성 폴리스티렌 입자(발포 성형체)의 성형성, 강도 등이 저하될 우려가 있다.In an embodiment, the content of the phenol resin may be 60 to 90% by weight, for example, 70 to 80% by weight based on 100% by weight of the total thermosetting resin. When the content of the phenol resin is less than 60% by weight, there is a risk that the flame retardancy and heat insulation of the expandable polystyrene particles (expanded molded article) may be lowered, and when it exceeds 90% by weight, the moldability of the expandable polystyrene particles (expanded molded article), There is a possibility that strength and the like may decrease.
구체예에서, 상기 멜라민 수지로는 통상의 멜라민 수지를 적용할 수 있으며, 예를 들면 25℃ 점도 측정값이 500 내지 1,500 cPs, 예를 들면 800 내지 1,200 cPs 일 수 있다 상기 범위에서 발포성 폴리스티렌 입자(발포 성형체)의 단열성, 성형성 등이 우수할 수 있다.In an embodiment, as the melamine resin, a conventional melamine resin may be applied, for example, a viscosity measurement value of 25°C may be 500 to 1,500 cPs, for example 800 to 1,200 cPs Expandable polystyrene particles ( The heat insulation, moldability, etc. of the expanded molded article) may be excellent.
구체예에서, 상기 멜라민 수지의 함량은 전체 열경화성 수지 100 중량% 중 10 내지 40 중량%, 예를 들면 20 내지 30 중량%일 수 있다. 상기 멜라민 수지의 함량이 10 중량% 미만일 경우, 발포성 폴리스티렌 입자(발포 성형체)의 성형성, 강도 등이 저하될 우려가 있고, 40 중량%를 초과할 경우, 발포성 폴리스티렌 입자(발포 성형체)의 난연성, 단열성 등이 저하될 우려가 있다.In an embodiment, the content of the melamine resin may be 10 to 40% by weight, for example, 20 to 30% by weight of 100% by weight of the total thermosetting resin. If the content of the melamine resin is less than 10% by weight, there is a fear that the moldability, strength, etc. of the expandable polystyrene particles (expanded molded article) may be reduced, and if it exceeds 40 wt%, the flame retardancy of the expandable polystyrene particles (expanded molded article), There exists a possibility that heat insulation etc. may fall.
(B) 경화제(B) curing agent
본 발명의 일 구체예에 따른 경화제는 열경화성 수지의 경화에 사용되는 통상의 경화제를 제한 없이 사용할 수 있다.A curing agent according to an embodiment of the present invention may be used without limitation, a conventional curing agent used for curing the thermosetting resin.
구체예에서, 상기 경화제는 도데실벤젠술폰산, 황산, 인산, 벤젠술폰산, 에틸벤젠술폰산, 파라톨루엔술폰산, 자일렌술폰산 및 나프톨술폰산 중 1종 이상을 포함할 수 있다.In an embodiment, the curing agent may include one or more of dodecylbenzenesulfonic acid, sulfuric acid, phosphoric acid, benzenesulfonic acid, ethylbenzenesulfonic acid, paratoluenesulfonic acid, xylenesulfonic acid, and naphtholsulfonic acid.
구체예에서, 상기 경화제는 상기 열경화성 수지 100 중량부에 대하여, 0.5 내지 2 중량부, 예를 들면 0.7 내지 1.5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 경화제의 함량이 0.5 중량부 미만일 경우, 경화 시간이 증가할 우려가 있고, 2 중량부를 초과할 경우, 코팅 조성물의 발포성 폴리스티렌 입자 코팅이 불균일해질 우려가 있다.In an embodiment, the curing agent may be included in an amount of 0.5 to 2 parts by weight, for example, 0.7 to 1.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the thermosetting resin. When the content of the curing agent is less than 0.5 parts by weight, there is a fear that the curing time increases, and when it exceeds 2 parts by weight, there is a fear that the coating composition of the expandable polystyrene particles may be non-uniform.
(C) 수산화 알루미늄(C) aluminum hydroxide
본 발명의 일 구체예에 따른 수산화 알루미늄은 발포성 폴리스티렌 입자의 표면에 코팅되어, 흡열을 통해 발포 성형체의 총 발열량 감소시키고, 가연 가스 희석을 통해 발포 성형체의 난연성 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 발포성 폴리스티렌 입자에 적용되는 수산화 알루미늄을 사용할 수 있다.Aluminum hydroxide according to an embodiment of the present invention is coated on the surface of expandable polystyrene particles to reduce the total calorific value of the expanded molded article through endothermic heat, and to improve the flame retardancy of the expanded molded article through dilution of combustible gas. Conventional expandable polystyrene Aluminum hydroxide applied to the particles can be used.
구체예에서, 상기 수산화 알루미늄은 상기 열경화성 수지 100 중량부에 대하여, 10 내지 50 중량부, 예를 들면 20 내지 40 중량부로 포함될 수 있다. 상기 수산화 알루미늄의 함량이 10 중량부 미만일 경우, 발포 성형체의 총 방출 열량이 증가하여 단열성 등이 저하될 우려가 있고, 50 중량부를 초과할 경우, 발포성 폴리스티렌 입자의 성형성 등이 저하될 우려가 있다.In an embodiment, the aluminum hydroxide may be included in an amount of 10 to 50 parts by weight, for example, 20 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the thermosetting resin. When the content of the aluminum hydroxide is less than 10 parts by weight, the total amount of heat emitted from the expanded molded body increases, and there is a risk of deterioration of thermal insulation properties, etc. .
(D) 팽창 흑연(D) expanded graphite
본 발명의 일 구체예에 따른 팽창 흑연은 상기 열경화성 수지에 중공 무기 필러와 함께 적용되어, 적은 함량으로도 발포성 폴리스티렌 입자(발포 성형체)의 난연성, 단열성 등을 향상시킬 수 있는 것이다.Expanded graphite according to an embodiment of the present invention is applied to the thermosetting resin together with a hollow inorganic filler, and can improve flame retardancy, heat insulation, etc. of expandable polystyrene particles (expanded molded body) even with a small content.
구체예에서, 상기 팽창 흑연은 LS 13 320 (Beckman Coulter 社)으로 측정한 평균 입경이 100 내지 300 ㎛, 예를 들면 150 내지 250 ㎛ 일 수 있다.In an embodiment, the expanded graphite may have an average particle diameter of 100 to 300 μm, for example, 150 to 250 μm, measured by LS 13 320 (Beckman Coulter).
구체예에서, 상기 팽창 흑연은 상기 열경화성 수지 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부, 예를 들면 15 내지 25 중량부로 포함될 수 있다. 상기 팽창 흑연의 함량이 10 중량부 미만일 경우, 발포성 폴리스티렌 입자(발포 성형체)의 난연성 등이 저하될 우려가 있고, 30 중량부를 초과할 경우, 발포성 폴리스티렌 입자의 성형성 등이 저하될 우려가 있다.In an embodiment, the expanded graphite may be included in an amount of 10 to 30 parts by weight, for example, 15 to 25 parts by weight, based on 100 parts by weight of the thermosetting resin. When the content of the expanded graphite is less than 10 parts by weight, there is a fear that the flame retardancy of the expandable polystyrene particles (expanded molded article) may decrease, and if it exceeds 30 parts by weight, the moldability of the expandable polystyrene particles may decrease.
(E) 중공 무기 필러(E) hollow inorganic filler
본 발명의 일 구체예 따른 중공 무기 필러는 상기 열경화성 수지에 팽창 흑연과 함께 적용되어, 적은 함량으로도 발포성 폴리스티렌 입자(발포 성형체)의 난연성, 단열성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 수지 조성물에 통상적으로 사용되는 중공 무기 필러를 사용할 수 있다.The hollow inorganic filler according to an embodiment of the present invention is applied to the thermosetting resin together with expanded graphite to improve the flame retardancy and heat insulation of expandable polystyrene particles (expanded molded body) even with a small content, and is generally used in resin compositions. Any hollow inorganic filler used may be used.
구체예에서, 상기 중공 무기 필러는 구형의 중공 유리 입자(글라스 버블(glass bubble))일 수 있다. 중공 유리 입자를 구성하는 유리로는 이산화규소(SiO2), 산화붕소(B2O3), 산화 나트륨(Na2O), 산화칼슘(CaO) 등을 포함하는 소다석회 붕규산 유리(soda-lime borosilicate glass)가 사용될 수 있으며, 1종 또는 2종 이상의 유리가 사용될 수 있다.In an embodiment, the hollow inorganic filler may be a spherical hollow glass particle (glass bubble). Glass constituting the hollow glass particles includes silicon dioxide (SiO 2 ), boron oxide (B 2 O 3 ), sodium oxide (Na 2 O), calcium oxide (CaO), and the like soda-lime borosilicate glass (soda-lime). borosilicate glass) may be used, and one or two or more types of glass may be used.
구체예에서, 상기 중공 무기 필러는 비중이 0.1 내지 0.6일 수 있고, LS 13 320 (Beckman Coulter 社)으로 측정한 평균 입경이 10 내지 60 ㎛일 수 있다. 또한, 상기 중공 무기 필러로는 커플링제 등으로 표면 처리된 것을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In an embodiment, the hollow inorganic filler may have a specific gravity of 0.1 to 0.6, measured by LS 13 320 (Beckman Coulter) The average particle diameter may be 10 to 60 μm. In addition, the hollow inorganic filler may be surface-treated with a coupling agent or the like, but is not limited thereto.
구체예에서, 상기 중공 무기 필러는 상기 열경화성 수지 100 중량부에 대하여, 6 내지 20 중량부, 예를 들면 8 내지 16 중량부로 포함될 수 있다. 상기 중공 무기 필러의 함량이 6 중량부 미만일 경우, 발포성 폴리스티렌 입자(발포 성형체)의 난연성, 단열성 등이 저하될 우려가 있고, 20 중량부를 초과할 경우, 발포성 폴리스티렌 입자의 성형성 등이 저하될 우려가 있다.In an embodiment, the hollow inorganic filler may be included in an amount of 6 to 20 parts by weight, for example, 8 to 16 parts by weight, based on 100 parts by weight of the thermosetting resin. When the content of the hollow inorganic filler is less than 6 parts by weight, there is a risk that the flame retardancy and thermal insulation properties of the expandable polystyrene particles (expanded molded article) may decrease, and if it exceeds 20 parts by weight, the moldability of the expandable polystyrene particles may decrease. there is
구체예에서, 상기 팽창 흑연(D) 및 상기 중공 무기 필러(E)의 중량비(D:E)는 1 : 0.2 내지 1 : 2, 예를 들면 1 : 0.5 내지 1 : 1.5일 수 있다. 상기 팽창 흑연 및 상기 중공 무기 필러의 중량비가 1 : 0.2 미만일 경우, 발포성 폴리스티렌 입자(발포 성형체)의 단열성 등이 저하될 우려가 있고, 1 : 2를 초과할 경우, 발포성 폴리스티렌 입자의 성형성 등이 저하될 우려가 있다.In an embodiment, the weight ratio (D:E) of the expanded graphite (D) and the hollow inorganic filler (E) may be 1:0.2 to 1:2, for example, 1:0.5 to 1:1.5. When the weight ratio of the expanded graphite and the hollow inorganic filler is less than 1:0.2, there is a risk that the thermal insulation properties of the expandable polystyrene particles (expanded molded article) may decrease, and when it exceeds 1:2, the moldability of the expandable polystyrene particles, etc. There is a risk of deterioration.
본 발명의 일 구체예에 따른 발포성 폴리스티렌 입자용 코팅 조성물은 코팅 조성물을 입자 표면에 코팅하기 위하여, 상기 열경화성 수지 100 중량부에 대하여, 용매 40 내지 100 중량부, 예를 들면 50 내지 80 중량부를 포함하는 형태일 수 있다. 상기 범위에서, 원하는 두께의 코팅층을 형성할 수 있다.The coating composition for expandable polystyrene particles according to an embodiment of the present invention contains 40 to 100 parts by weight of a solvent, for example 50 to 80 parts by weight, based on 100 parts by weight of the thermosetting resin, in order to coat the coating composition on the particle surface. may be in the form of In the above range, it is possible to form a coating layer of a desired thickness.
구체예에서, 상기 용매는 열경화성 수지 코팅 조성물에 사용되는 통상의 유기 용매일 수 있으며, 예를 들면, 이소프로판올, 에탄올, 톨루엔, 메틸에틸케톤 등을 사용할 수 있다.In an embodiment, the solvent may be a conventional organic solvent used in the thermosetting resin coating composition, for example, isopropanol, ethanol, toluene, methyl ethyl ketone, etc. may be used.
구체예에서, 상기 발포성 폴리스티렌 입자용 코팅 조성물은 용매에 열경화성 수지 및 경화제를 넣고 교반한 후, 수산화 알루미늄, 팽창 흑연 및 중공 무기 필러를 넣고 교반하여 제조할 수 있다.In an embodiment, the coating composition for expandable polystyrene particles may be prepared by adding a thermosetting resin and a curing agent to a solvent and stirring, then adding aluminum hydroxide, expanded graphite and a hollow inorganic filler and stirring.
본 발명에 따른 발포성 폴리스티렌 입자는 입자 표면에 상기 발포성 폴리스티렌 입자용 코팅 조성물이 코팅된 것을 특징으로 한다.The expandable polystyrene particles according to the present invention are characterized in that the coating composition for expandable polystyrene particles is coated on the particle surface.
구체예에서, 상기 입자는 통상의 발포성 수지 조성물을 예비 발포(연화점 이상으로 가열)하여 제조된 예비 발포 입자일 수 있다. 예를 들면, 상기 예비 발포는 수증기(steam) 등의 가열 매체를 이용하여, 80 내지 120℃, 예를 들면 90 내지 110℃로 가열하여, 소정의 부피밀도, 예를 들면, 10 내지 35 kg/m3, 구체적으로 15 내지 30 kg/m3로 발포하는 것일 수 있다. 상기 범위에서 발포성과 강도의 발란스를 잘 유지할 수 있다. 상기 (예비 발포) 입자는 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 제조될 수 있다.In an embodiment, the particles may be pre-expanded particles prepared by pre-foaming (heating to a softening point or higher) a conventional foamable resin composition. For example, the pre-foaming is performed by heating to 80 to 120° C., for example 90 to 110° C., using a heating medium such as steam, and a predetermined bulk density, for example, 10 to 35 kg/ m 3 , specifically 15 to 30 kg/m 3 may be foaming. In the above range, the balance of foamability and strength can be well maintained. The (pre-expanded) particles can be easily prepared by a person skilled in the art to which the present invention pertains.
구체예에서, 상기 발포성 수지 조성물은 통상의 발포성 수지 조성물일 수 있으며, 예를 들면, 스티렌계 수지 및 발포제를 포함할 수 있다.In an embodiment, the foamable resin composition may be a conventional foamable resin composition, and may include, for example, a styrene-based resin and a foaming agent.
구체예에서, 상기 발포성 폴리스티렌 입자용 코팅 조성물은 상기 입자 100 중량부에 대하여, 100 내지 300 중량부, 예를 들면 150 내지 250 중량부로 코팅될 수 있다. 상기 범위에서, 발포성 폴리스티렌 입자(발포 성형체)의 난연성, 단열성, 성형성, 강도 등이 우수할 수 있다.In an embodiment, the coating composition for expandable polystyrene particles may be coated in an amount of 100 to 300 parts by weight, for example, 150 to 250 parts by weight, based on 100 parts by weight of the particles. Within the above range, the expandable polystyrene particles (expanded molded article) may have excellent flame retardancy, heat insulation, moldability, strength, and the like.
구체예에서, 상기 발포성 폴리스티렌 입자의 코팅은 상기 발포성 폴리스티렌 입자용 코팅 조성물에 상기 (예비 발포) 입자를 넣고 20 내지 50℃, 예를 들면 25 내지 40℃에서, 5 내지 10분, 예를 들면 6 내지 8분 동안 교반시킨 후, 이를 건조하여 얻을 수 있다.In an embodiment, the coating of the expandable polystyrene particles is performed by adding the (pre-expanded) particles to the coating composition for expandable polystyrene particles and at 20 to 50° C., for example 25 to 40° C., for 5 to 10 minutes, for example 6 After stirring for 8 to 8 minutes, it can be obtained by drying.
본 발명에 따른 발포 성형체는 상기 발포성 폴리스티렌 입자를 발포하여 형성하는 것으로서, 예를 들면, 상기 발포성 폴리스티렌 입자를 금형에 충진하고, 가열 및 융착시켜 형성할 수 있다.The expanded molded article according to the present invention is formed by foaming the expandable polystyrene particles, and may be formed by, for example, filling a mold with the expandable polystyrene particles, heating and fusion bonding.
구체예에서, 상기 발포 성형체는 상기 발포성 폴리스티렌 입자를 비-기밀 금형 내에 충전(도입)하고, 예를 들면, 0.1 내지 0.5 g/cm2의 압력 조건에서, 110 내지 120℃의 고온 공기 또는 수증기를 이용하여 상기 발포성 폴리스티렌 입자를 금형 내에 융합시킴으로써 제조할 수 있다.In an embodiment, the expanded molded article is formed by filling (introducing) the expandable polystyrene particles into a non-airtight mold, for example, under a pressure condition of 0.1 to 0.5 g/cm 2 , hot air or water vapor at 110 to 120° C. It can be prepared by fusing the expandable polystyrene particles into a mold using
상기 발포 성형체는 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 제조될 수 있다.The expanded molded article may be easily manufactured by a person skilled in the art to which the present invention pertains.
구체예에서, 상기 발포 성형체는 ASTM C518에 의거하여 측정한 열전도율이 0.03 내지 0.038 W/m·K, 예를 들면 0.033 내지 0.036 W/m·K일 수 있다.In an embodiment, the expanded molded article may have a thermal conductivity of 0.03 to 0.038 W/m·K, for example, 0.033 to 0.036 W/m·K, measured according to ASTM C518.
구체예에서, 상기 발포 성형체는 KS F ISO 5660-1에 의거하여 측정한 총방출 열량은 2 내지 8 MJ/m2, 예를 들면 3 내지 6 MJ/m2일 수 있다.In an embodiment, the foamed molded article may have a total amount of heat released according to KS F ISO 5660-1 of 2 to 8 MJ/m 2 , for example 3 to 6 MJ/m 2 .
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples, but these examples are for illustrative purposes only and should not be construed as limiting the present invention.
실시예Example
이하, 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.Hereinafter, the specifications of each component used in Examples and Comparative Examples are as follows.
(A) 열경화성 수지(A) thermosetting resin
(A1) 레졸형 페놀 수지(제조사: 태양합성, 제품명: PA-400)를 사용하였다.(A1) A resol-type phenol resin (manufacturer: Sun Synthesis, product name: PA-400) was used.
(A2) 멜라민 수지(제조사: 태양합성, 제품명: M80S)를 사용하였다.(A2) Melamine resin (manufacturer: Sun Synthesis, product name: M80S) was used.
(A3) 에폭시 수지(제조사: Struder, 제품명: EpoFix Resin)를 사용하였다.(A3) An epoxy resin (manufacturer: Struder, product name: EpoFix Resin) was used.
(B) 경화제(B) curing agent
도데실벤젤술폰산(제조사: Aldrich)을 사용하였다.Dodecyl benzyl sulfonic acid (manufacturer: Aldrich) was used.
(C) 난연제(C) flame retardant
(C1) 수산화 알루미늄(제조사: 대정화금)을 사용하였다.(C1) Aluminum hydroxide (manufacturer: Daejung Chemical) was used.
(C2) 수산화 칼슘(제조사: 대정화금)(C2) Calcium hydroxide (Manufacturer: Daejung Hwageum)
(D) 단열제(D) insulation
(D1) 팽창 흑연(제조사: 수경화학, 제품명: ADT-802B)를 사용하였다.(D1) Expanded graphite (manufacturer: hydraulic chemical, product name: ADT-802B) was used.
(D2) 규조토(제조사: HAYASHI KASEI, 제품명: Radiolite N200)를 사용하였다. (D2) Diatomaceous earth (manufacturer: HAYASHI KASEI, product name: Radiolite N200) was used.
(E) 중공 무기 필러(E) hollow inorganic filler
중공 유리 입자(제조사: 3M, 제품명: K1)를 사용하였다.Hollow glass particles (manufacturer: 3M, product name: K1) were used.
실시예Example 1 내지 5 및 1 to 5 and 비교예comparative example 1 내지 12 1 to 12
하기 표 2, 3 및 4의 함량에 따라, 이소프로판올에 (A) 열경화성 수지 및 (B) 경화제를 넣고 교반한 후, 여기에 (C) 난연제, (D) 단열제 및/또는 (E) 중공 무기 필러를 넣고 교반하여 코팅 조성물을 제조하였다.According to the contents of Tables 2, 3 and 4 below, (A) thermosetting resin and (B) curing agent are added to isopropanol and stirred, and then (C) flame retardant, (D) heat insulating agent and/or (E) hollow inorganic Filler was added and stirred to prepare a coating composition.
다음으로, 제조된 코팅 조성물에 발포성 폴리스티렌 (예비 발포) 입자(제조사: 롯데첨단소재, 제품명: Starex SG201)를 넣고, 25℃에서 6분 동안 교반시킨 후 이를 건조하여, 코팅 조성물이 코팅된 발포성 폴리스티렌 입자(입자 100 중량부에 대하여, 코팅 조성물 150 내지 250 중량부 코팅됨)를 제조하였다.Next, expandable polystyrene (pre-expanded) particles (manufacturer: Lotte Advanced Materials, product name: Starex SG201) were added to the prepared coating composition, stirred at 25° C. for 6 minutes, and dried, the coating composition coated expandable polystyrene Particles (based on 100 parts by weight of the particles, coated with 150 to 250 parts by weight of the coating composition) were prepared.
제조된 발포성 폴리스티렌 입자를 비-기밀 금형 내에 충전(도입)하고, 스팀 성형기에 넣어, 0.4 g/cm2의 압력 및 120℃ 온도 조건에서 15분 동안 발포성 폴리스티렌 입자를 금형 내에 융합시킴으로써 발포 성형체를 제조한 다음, 이를 60℃에서 12시간 동안 건조하고, 열선으로 커팅하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여, 하기 물성 측정 방법으로 열전도율 및 난연성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 2, 3 및 4에 기재하였다.The prepared expandable polystyrene particles are filled (introduced) into a non-airtight mold, put into a steam molding machine, and the expandable polystyrene particles are fuse in the mold at a pressure of 0.4 g/cm 2 and a temperature of 120° C. for 15 minutes to produce an expanded molded article Then, it was dried at 60° C. for 12 hours, and cut with a hot wire to prepare a specimen. For the prepared specimen, thermal conductivity and flame retardancy were evaluated by the following physical property measurement method, and the results are shown in Tables 2, 3 and 4 below.
물성 측정 방법How to measure physical properties
(1) 열전도율(단위: W/m·K): ASTM C518에 의거하여, 열 유량계(제조사: NETZSCH, 장치명: HFM 436 Lambda)로 12 cm × 12 cm × 3 cm 크기의 발포 성형체 시편의 열전도율(단위: W/m·K)을 측정하였다.(1) Thermal conductivity (unit: W/m·K): According to ASTM C518, thermal conductivity ( Unit: W/m·K) was measured.
(2) 난연성 평가: KS F ISO 5660-1에 의거하여, 10 cm × 10 cm × 3 cm 크기의 발포 성형체 시편의 총 방출 열량(단위: MJ/m2)을 측정하였다(2) Flame-retardant evaluation: In accordance with KS F ISO 5660-1, the total amount of heat released (unit: MJ/m 2 ) of the expanded molded article having a size of 10 cm × 10 cm × 3 cm was measured.
(3) 성형성 평가: 각 실시예 및 비교예에서, 스팀 성형 후, 60℃에서 12시간 동안 건조한 후, 25℃, 습도 50% 조건에서, (1) 입자 간 틈이 보이는 정도, (2) 각 입자의 모양이 구형의 형태를 유지하는 정도, 및 (3) 융착성이 좋지 않아 입자가 깨지지 않고 분리되는 정도를 육안으로 확인하여 평가하였다. 평가 기준은 하기 표 1과 같다.(3) Formability evaluation: In each Example and Comparative Example, after steam forming, after drying at 60° C. for 12 hours, at 25° C. and 50% humidity conditions, (1) the degree of visible gaps between particles, (2) The degree to which the shape of each particle maintains the spherical shape, and (3) the degree of separation without breaking the particles due to poor adhesion properties were evaluated by visually checking. The evaluation criteria are shown in Table 1 below.
입자 간 접착성이 우수No deformation or cracks,
Excellent adhesion between particles
입자 간 접착성이 부족There is no deformation or cracking,
Lack of adhesion between particles
상기 결과로부터, 본 발명의 코팅 조성물을 적용한 발포성 폴리스티렌 입자로부터 형성된 발포 성형체는 난연성(총 방출 열량), 단열성(열전도율) 등이 모두 우수함을 알 수 있다.From the above results, it can be seen that the expanded molded article formed from expandable polystyrene particles to which the coating composition of the present invention is applied has excellent flame retardancy (total heat released), heat insulation (thermal conductivity), and the like.
반면, 페놀 수지를 소량 적용하고, 멜라민 수지를 과량 적용한 비교예 1의 경우, 난연성 등이 저하됨을 알 수 있고, 페놀 수지를 과량 적용하고, 멜라민 수지를 소량 적용한 비교예 2의 경우, 성형성 등이 저하됨을 알 수 있다. 멜라민 수지 대신에 에폭시 수지(A3)를 적용한 비교예 3의 경우, 난연성, 성형성 등이 저하됨을 알 수 있고, 페놀 수지 대신에 에폭시 수지(A3)를 적용한 비교예 4의 경우, 단열성, 난연성, 성형성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 수산화 알루미늄 대신에 수산화 칼슘(C2)를 적용한 비교예 5의 경우, 단열성, 성형성 등이 저하됨을 알 수 있다. 팽창 흑연을 소량 적용한 비교예 6의 경우, 난연성 등이 저하됨을 알 수 있고, 팽창 흑연을 과량 적용한 비교예 7의 경우, 단열성, 성형성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 팽창 흑연 대신에 규조토(D2)를 적용한 비교예 8의 경우, 단열성, 난연성, 성형성 등이 저하됨을 알 수 있다. 중공 무기 필러를 소량 적용한 비교예 9의 경우, 단열성, 난연성, 성형성 등이 저하됨을 알 수 있고, 중공 무기 필러를 과량 적용한 비교예 10의 경우, 성형성 등이 저하됨을 알 수 있다. 또한, 팽창 흑연 및/또는 중공 무기 필러의 함량이 본 발명의 범위에 포함되더라도, 중량비가 본 발명의 범위 미만일 경우(비교예 11), 단열성, 난연성 등이 저하됨을 알 수 있고, 중량비가 본 발명의 범위를 초과할 경우(비교예 12), 성형성 등이 저하됨을 알 수 있다. On the other hand, in the case of Comparative Example 1 in which a small amount of a phenol resin is applied and an excessive amount of melamine resin is applied, it can be seen that the flame retardancy is lowered, and in the case of Comparative Example 2 in which an excessive amount of the phenol resin is applied and a small amount of the melamine resin is applied, moldability, etc. It can be seen that this decreases. In the case of Comparative Example 3 in which an epoxy resin (A3) is applied instead of a melamine resin, it can be seen that flame retardancy, moldability, etc. are lowered, and in Comparative Example 4 in which an epoxy resin (A3) is applied instead of a phenol resin, heat insulation, flame retardancy, It can be seen that the formability is deteriorated, and in the case of Comparative Example 5 in which calcium hydroxide (C2) is applied instead of aluminum hydroxide, it can be seen that the thermal insulation properties, the formability, etc. are reduced. In the case of Comparative Example 6 in which a small amount of expanded graphite is applied, it can be seen that the flame retardancy is lowered, and in the case of Comparative Example 7 in which an excessive amount of expanded graphite is applied, it can be seen that thermal insulation properties, formability, etc. are reduced, and diatomaceous earth (D2) instead of expanded graphite ), in the case of Comparative Example 8, it can be seen that the heat insulation, flame retardancy, moldability, etc. are lowered. In the case of Comparative Example 9 in which a small amount of the hollow inorganic filler was applied, it can be seen that heat insulation, flame retardancy, moldability, etc. are reduced, and in Comparative Example 10 in which an excessive amount of the hollow inorganic filler is applied, it can be seen that the moldability is reduced. In addition, even if the content of expanded graphite and/or hollow inorganic filler is included in the scope of the present invention, when the weight ratio is less than the scope of the present invention (Comparative Example 11), it can be seen that heat insulation, flame retardancy, etc. are lowered, and the weight ratio is the present invention If it exceeds the range of (Comparative Example 12), it can be seen that the moldability and the like are lowered.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.Simple modifications or changes of the present invention can be easily carried out by those of ordinary skill in the art, and all such modifications or changes can be considered to be included in the scope of the present invention.
Claims (11)
경화제 0.5 내지 2 중량부;
수산화 알루미늄 10 내지 50 중량부;
팽창 흑연 10 내지 30 중량부; 및
중공 무기 필러 6 내지 20 중량부;를 포함하며,
상기 경화제는 도데실벤젠술폰산, 황산, 인산, 벤젠술폰산, 에틸벤젠술폰산, 파라톨루엔술폰산, 자일렌술폰산 및 나프톨술폰산 중 1종 이상을 포함하고,
상기 팽창 흑연 및 상기 중공 무기 필러의 중량비는 1 : 0.2 내지 1 : 2인 것을 특징으로 하는 발포성 폴리스티렌 입자용 코팅 조성물.
100 parts by weight of a thermosetting resin comprising 60 to 90% by weight of a phenol resin and 10 to 40% by weight of a melamine resin;
0.5 to 2 parts by weight of a curing agent;
10 to 50 parts by weight of aluminum hydroxide;
10 to 30 parts by weight of expanded graphite; and
6 to 20 parts by weight of the hollow inorganic filler;
The curing agent includes at least one of dodecylbenzenesulfonic acid, sulfuric acid, phosphoric acid, benzenesulfonic acid, ethylbenzenesulfonic acid, paratoluenesulfonic acid, xylenesulfonic acid, and naphtholsulfonic acid,
The coating composition for expandable polystyrene particles, characterized in that the weight ratio of the expanded graphite and the hollow inorganic filler is 1:0.2 to 1:2.
The coating composition for expandable polystyrene particles according to claim 1, wherein the coating composition for expandable polystyrene particles comprises 40 to 100 parts by weight of a solvent based on 100 parts by weight of the thermosetting resin.
The coating composition for expandable polystyrene particles according to claim 1, wherein the phenol resin is a resol-type phenol resin.
The coating composition for expandable polystyrene particles according to claim 1, wherein the hollow inorganic filler is a spherical hollow glass particle.
[Claim 6] Expandable polystyrene particles, characterized in that the coating composition for expandable polystyrene particles according to any one of claims 1 to 3 and 5 is coated on the particle surface.
The expandable polystyrene particles according to claim 6, wherein the particles are pre-foamed with a foamable resin composition to a density of 10 to 35 kg/m 3 .
The expandable polystyrene particles according to claim 7, wherein the expandable resin composition comprises a styrene-based resin and a foaming agent.
An expanded molded article, characterized in that it is formed by filling a mold with the expandable polystyrene particles according to claim 6, heating, and fusion.
10. The foamed molded article according to claim 9, wherein the expanded molded article has a thermal conductivity of 0.03 to 0.038 W/m·K, measured in accordance with ASTM C518.
Priority Applications (2)
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