KR102475551B1 - Composite composition comprising livestock excretions, composite using the same and method for preparing the same - Google Patents

Composite composition comprising livestock excretions, composite using the same and method for preparing the same Download PDF

Info

Publication number
KR102475551B1
KR102475551B1 KR1020210022778A KR20210022778A KR102475551B1 KR 102475551 B1 KR102475551 B1 KR 102475551B1 KR 1020210022778 A KR1020210022778 A KR 1020210022778A KR 20210022778 A KR20210022778 A KR 20210022778A KR 102475551 B1 KR102475551 B1 KR 102475551B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
composite material
composition
preparing
weight
livestock manure
Prior art date
Application number
KR1020210022778A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220119240A (en
Inventor
정성린
박종석
강필현
Original Assignee
한국원자력연구원
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 한국원자력연구원 filed Critical 한국원자력연구원
Priority to KR1020210022778A priority Critical patent/KR102475551B1/en
Publication of KR20220119240A publication Critical patent/KR20220119240A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102475551B1 publication Critical patent/KR102475551B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K11/00Use of ingredients of unknown constitution, e.g. undefined reaction products
    • C08K11/005Waste materials, e.g. treated or untreated sewage sludge
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/44Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/46Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • C08F2/48Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141Feedstock
    • Y02P20/145Feedstock the feedstock being materials of biological origin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

본 발명은 가축 분뇨 퇴비를 포함하는 복합재 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가축 분뇨 퇴비; 열가소성 수지; 및 소수성 아크릴계 단량체, 카다놀 및 가교제를 포함하는 첨가제 조성물을 포함하는, 복합재 제조용 조성물; 이를 이용하여 제조된 복합재; 및 상기 복합재 제조용 조성물을 제공하는 단계, 상기 복합재 제조용 조성물을 가열압출하여 성형하는 단계 및 성형된 압출물에 전자선을 조사하는 단계를 포함하는 복합재의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composite material comprising livestock manure compost and a method for manufacturing the same, and more particularly to livestock manure compost; thermoplastic resin; and an additive composition comprising a hydrophobic acrylic monomer, cardanol, and a crosslinking agent; Composites manufactured using this; and a method for producing a composite material comprising the steps of providing the composition for preparing a composite material, forming the composition by heating and extruding the composite material, and irradiating the molded extrudate with an electron beam.

Description

가축 분뇨 퇴비를 포함하는 복합재 제조용 조성물, 이를 이용한 복합재 및 이의 제조 방법{COMPOSITE COMPOSITION COMPRISING LIVESTOCK EXCRETIONS, COMPOSITE USING THE SAME AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}Composition for preparing a composite material containing livestock manure compost, a composite material using the same, and a method for manufacturing the same

본 발명은 가축 분뇨 퇴비를 포함하는 복합재 제조용 조성물, 이를 이용한 복합재 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 가축 분뇨 퇴비를 포함하여 열 안정성, 인장강도 등의 물성이 향상된 복합재 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a composition for preparing a composite material including livestock manure compost, a composite material using the same, and a method for manufacturing the same, and relates to a composite material including livestock manure compost with improved physical properties such as thermal stability and tensile strength, and a method for manufacturing the same.

최근 가축의 밀집 사육 등으로 인하여 사육되는 가축의 수는 전세계적으로 증가하고 있으며, 이러한 수적 증가에 의해 가축 분뇨가 대량 발생하여 공해를 비롯한 여러 가지 문제가 발생되고 있다. 한편, 가축 분뇨에는 각종 유기화합물과 질소인산칼륨 등의 비료 성분이 많이 함유되어 있어 이를 이용한 퇴비를 제조하여 농작물이나 과수에 거름으로 이용되기도 하지만 밀집 사육 등에 의해 가축 분뇨의 배출량이 증가함에 따라 가축 분뇨 및 가축 분뇨 퇴비의 적용처에 대한 요구가 발생한다. Recently, the number of livestock raised due to dense breeding of livestock is increasing worldwide, and due to such an increase in numbers, a large amount of livestock manure is generated, resulting in various problems including pollution. On the other hand, livestock manure contains a lot of fertilizer components such as various organic compounds and nitrogen phosphate, so it is used as manure for crops or fruit trees by manufacturing compost using it. and the application of livestock manure compost.

한편, 목재 복합재 중 WPC(Wood-Plastic-Combination, Wood-Polymer-Composite 등의 약칭)는 목재에 액상 경화성 수지나 중합성 모노머를 함침시킨 후 경화시킴으로써 얻어진 것으로, 목재가 가지는 특징을 살려 기본 성능을 향상시킬 수 있어 건축재 등에 넓게 이용되고 있다. 이와 같은 친환경 저탄소 신소재인 목분 플라스틱은 천연소재인 목분(wood flour)과 인체에 무해한 올레핀 계열의 열가소성 고분자수지를 특수 혼련가공으로 결합하여 압출 및 사출 성형이 용이하며, 바이오베이스 플라스틱 원료로 이산화탄소 저감과 100% 재활용이 가능하고 목재의 고급스러운 천연질감과 고분자 수지의 내구성, 내수성, 성형가공성 등 장점을 갖는 친환경 소재이다. On the other hand, among wood composites, WPC (Wood-Plastic-Combination, Wood-Polymer-Composite, etc.) is obtained by impregnating wood with a liquid curable resin or polymerizable monomer and then curing it. It can be improved and is widely used in building materials. Wood flour plastic, an eco-friendly low-carbon new material, combines wood flour, which is a natural material, and olefin-based thermoplastic polymer resin, which is harmless to the human body, through special kneading and processing, and extrusion and injection molding are easy. It is an eco-friendly material that can be recycled 100% and has advantages such as luxurious natural texture of wood, durability of polymer resin, water resistance, and molding processability.

하지만, 압출 및 사출 성형 가공 시 열 안정성이 낮은 목분의 탄화 발생, 성형 제품의 냉각 공정 시 플라스틱과 목분의 계면접착력 약화로 기계적 물성 발생, 친수성으로 인한 목분의 함수율 증가로 인한 방부성 감소되는 문제점이 한계점이 있다. 이런 문제점을 극복하고자 독성이 강한 난연제, 방부제, 방염제 등과 같은 화학첨가제를 사용함으로 인해 환경호르몬 문제와 같은 문제점이 발생되고 있다.However, limitations include carbonization of wood powder with low thermal stability during extrusion and injection molding processing, mechanical properties due to weakening of the interfacial adhesion between plastic and wood powder during the cooling process of molded products, and reduced preservative properties due to increased moisture content of wood powder due to hydrophilicity. there is In order to overcome this problem, chemical additives such as highly toxic flame retardants, preservatives, and flame retardants are used, resulting in problems such as environmental hormones.

예를 들어, 한국공개특허 제10-2008-0103734호는 생분해성 고분자, 셀룰로오스 기반의 천연재료로 이루어진 주재료 및 가수분해 방지제가 포함된 기계적 강도가 개선된 바이오 복합재료를 개시하고 있으나, 디이소프로필-페닐이소시아네이트와 같은 가수분해 방지제의 포함이 요구되는 기술이다. 또한, 일반적으로 강도가 확보되는 경우 연성이 불충분하지만, 강도뿐만 아니라 우수한 연성이 요구되는 적용처에 대한 요구가 있다.For example, Korean Patent Publication No. 10-2008-0103734 discloses a biocomposite material with improved mechanical strength containing a biodegradable polymer, a main material made of a cellulose-based natural material, and a hydrolysis inhibitor, but diisopropyl -It is a technique that requires the inclusion of a hydrolysis inhibitor such as phenyl isocyanate. In addition, in general, when strength is secured, ductility is insufficient, but there is a demand for applications requiring not only strength but also excellent ductility.

따라서, 가축 분뇨 퇴비를 이용함으로써 이와 같은 유해한 화합물이 요구되지 않으면서도 열 안정성과 함께 기계적 물성이 향상된 복합재가 개발되는 경우 관련 다양에서 다양하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.Therefore, when a composite material with improved thermal stability and mechanical properties is developed without requiring such harmful compounds by using livestock manure compost, it is expected that it can be applied in a variety of related fields.

본 발명의 한 측면은 기계적 물성 및 열 안정성이 향상된 복합재가 획득될 수 있는 복합재 제조용 조성물을 제공하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a composition for preparing a composite material from which a composite material having improved mechanical properties and thermal stability can be obtained.

본 발명의 다른 측면은 기계적 물성 및 열 안정성이 향상된 복합재를 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a composite with improved mechanical properties and thermal stability.

본 발명의 또 다른 측면은 상술한 본 발명의 복합재를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a method for manufacturing the composite material of the present invention described above.

본 발명의 일 견지에 의하면, 가축 분뇨 퇴비; 열가소성 수지; 및 소수성 아크릴계 단량체, 카다놀 및 가교제를 포함하는 첨가제 조성물을 포함하는, 복합재 제조용 조성물이 제공된다.According to one aspect of the present invention, livestock manure compost; thermoplastic resin; and an additive composition comprising a hydrophobic acrylic monomer, cardanol, and a crosslinking agent.

본 발명의 다른 견지에 의하면, 상기 본 발명의 복합재 제조용 조성물을 이용하여 제조된 복합재가 제공된다.According to another aspect of the present invention, a composite material prepared using the composition for preparing a composite material of the present invention is provided.

본 발명의 또 다른 견지에 의하면, 상기 본 발명의 복합재 제조용 조성물을 제공하는 단계; 상기 복합재 제조용 조성물을 가열압출하여 성형하는 단계; 및 성형된 압출물에 전자선을 조사하는 단계를 포함하는 복합재의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, providing a composition for preparing a composite material of the present invention; Molding by heat-extruding the composition for preparing a composite material; And there is provided a method for producing a composite material comprising the step of irradiating an electron beam to the molded extrudate.

본 발명에 의하면 방사선 기술을 이용하여, 가축 분뇨 퇴비를 포함하는 복합재료를 제조함으로써 기계적 물성과 함께 열안정성이 향상된 복합재가 제공될 수 있다. According to the present invention, a composite material with improved mechanical properties and thermal stability can be provided by manufacturing a composite material including livestock manure compost using radiation technology.

도 1은 입자 분리기(sieve)를 이용하여 분리된 가축 분뇨 퇴비 입자 크기 별 형태학적 분석(a) 및 평균 입자 크기 분석(b) 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 EDX를 이용하여 분석한 가축 분뇨 퇴비 입자 크기 별 원소 분석 결과 그래프(a) 및 성분 분석표(b)를 나타낸 것이다.
도 3은 TGA 를 이용하여 분석한 가축 분뇨 퇴비 입자 크기 별 열분해 분석 결과 그래프를 나타낸 것이다.
도 4(a)는 점도계를 이용하여 첨가제 조성물의 함량비에 따른 점도 측정 결과를 나타낸 것이고, 도 4(b)는 전자선 조사 선량에 따른 겔 분율(Gel fraction, %) 측정을 통해 가교도를 확인할 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 비교예 및 실시예의 각 조성에 기초하여 획득된 복합재에 대한 인장강도 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 비교예 및 실시예의 각 조성에 기초하여 획득된 복합재에 대한 굴곡강도 분석 결과를 나타낸 것이다.
1 shows the results of morphological analysis (a) and average particle size analysis (b) for each particle size of livestock manure compost separated using a particle separator (sieve).
2 shows a graph (a) and a component analysis table (b) of elemental analysis results for each particle size of livestock manure compost analyzed using EDX.
3 is a graph showing the results of pyrolysis analysis by particle size of livestock manure compost analyzed using TGA.
Figure 4 (a) shows the viscosity measurement result according to the content ratio of the additive composition using a viscometer, Figure 4 (b) is the result of confirming the degree of crosslinking through the measurement of the gel fraction (%) according to the electron beam irradiation dose is shown.
Figure 5 shows the results of tensile strength analysis of composite materials obtained on the basis of each composition of Comparative Examples and Examples.
Figure 6 shows the results of analysis of the flexural strength of composites obtained on the basis of each composition of Comparative Examples and Examples.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

본 발명의 일 견지에 의하면, 가축 분뇨 퇴비를 포함하는 복합재 제조용 조성물, 및 이를 이용한 복합재가 제공된다. 본 발명의 복합재는 목재를 이용한 플라스틱 복합재(WPC, Wood-Plastic-Combination, Wood-Polymer-Composite)의 열 성형 가공 시 목재의 탄화로 인한 기계적 강도 감소의 문제를 해소할 수 있으며, 나아가 우수한 물성을 갖는다. According to one aspect of the present invention, a composition for preparing a composite material containing livestock manure compost, and a composite material using the same are provided. The composite of the present invention can solve the problem of mechanical strength reduction due to carbonization of wood during thermoforming processing of plastic composites (WPC, Wood-Plastic-Combination, Wood-Polymer-Composite) using wood, and furthermore, has excellent physical properties have

보다 상세하게, 이와 같은 복합재 제조를 위한 본 발명의 복합재 제조용 조성물은 가축 분뇨 퇴비; 열가소성 수지; 및 소수성 아크릴계 단량체, 카다놀 및 가교제를 포함하는 첨가제 조성물을 포함하는 것이다. More specifically, the composition for preparing a composite material of the present invention for manufacturing such a composite material is livestock manure compost; thermoplastic resin; and an additive composition including a hydrophobic acrylic monomer, cardanol, and a crosslinking agent.

본 발명에 사용될 수 있는 가축 분뇨 퇴비는 가축 분뇨를 발효시켜 만든 비료 성분이 있는 물질로써, 질소, 인산, 칼리 등의 주요 영양소와 각종 미량 영양소를 함유하는 것이라면 특히 제한되지 않으며, 유기물인 가축 분뇨는 공기가 공급되는 조건에서 호기성 미생물 호기성 미생물에 의해 분해되며, 그 결과 비료성분인 질소, 인산, 칼리 등의 주요 영양소와 각종 미량영양소로 전환된다. Livestock manure compost that can be used in the present invention is a material with a fertilizer component made by fermenting livestock manure, and is not particularly limited as long as it contains major nutrients such as nitrogen, phosphoric acid, and potassium and various micronutrients. It is decomposed by aerobic microorganisms under the condition that air is supplied, and as a result, it is converted into major nutrients such as nitrogen, phosphoric acid, and potassium, which are fertilizer components, and various micronutrients.

상기 가축 분뇨 퇴비는 상업적으로 구입하거나 또는 가축 분뇨를 이용하여 제조할 수 있다. The livestock manure compost may be purchased commercially or prepared using livestock manure.

예를 들어 가축분뇨 퇴비 제조 시에는 퇴비화 할 때 적정 수분 함량(약 75%)을 준수하고, 퇴비 더미 내 공기(퇴비 더미 1㎥ 당, 1분 150리터)를 공급하며, 젖소, 한우 농가의 경우 대부분 퇴비사를 사용하고 있으므로 수거된 가축 분뇨를 퇴비화 할 때 뭉쳐진 분뇨를 잘게 부숴주고, 퇴비더미의 뒤집기를 해주어 공기공급을 원활하게 하는 것이 질 좋은 퇴비의 생산에 바람직하다. 한편, 돼지분뇨는 수분 함량이 높기 때문에 퇴비화 전 수분의 분리 과정이 수행될 수 있으며, 수분 조절제를 사용할 수 있고, 소화율이 낮은 계분은 분뇨 내 영양물질 높아 축사에 쌓일 경우 쉽게 부패하므로 배출 즉시 퇴비화 처리를 할 수 있으며, 예를 들어 농촌진흥청에서 제공하는 가축분뇨 퇴비화 기술소개 등의 자료를 참고할 수 있다.For example, when manufacturing livestock manure compost, observe the appropriate moisture content (about 75%) when composting, supply air in the compost heap (150 liters per 1 cubic meter per 1 m3), and in the case of dairy cow and Korean cattle farms. Since most of them use composting sand, it is desirable to produce good quality compost by crushing the aggregated manure into small pieces and turning the compost heap over to facilitate air supply when composting the collected livestock manure. On the other hand, since pig manure has a high water content, a water separation process can be performed before composting, and a water regulator can be used. Chicken manure with a low digestibility has high nutrients in the manure, so it easily decays when accumulated in the barn, so it is composted immediately after discharge. For example, you can refer to materials such as the introduction of livestock manure composting technology provided by the Rural Development Administration.

한편, 본 발명에 사용되는 상기 가축 분뇨 퇴비는 100 μm 이하의 입경을 갖는 분말인 것이 바람직하며, 예를 들어 90 μm 이하의 입경을 갖는 분말인 것일 수 있다. 상기 가축 분뇨 퇴비는 100 μm 이하의 입경을 갖는 경우 도 2 및 3에서 확인할 수 있는 바와 같이 가축 분뇨 퇴비 분말 내의 Si 등의 무기물 함량이 상대적으로 증가하며, 이에 따라 열 안정성이 증가될 수 있다. 이때, 상기 가축 분뇨 퇴비는 80 내지 140 μm의 평균 입경을 갖는 분말일 수 있으며, 예를 들어 90 내지 130 μm의 평균 입경을 갖는 분말일 수 있다. Meanwhile, the livestock manure compost used in the present invention is preferably a powder having a particle size of 100 μm or less, and for example, it may be a powder having a particle size of 90 μm or less. When the livestock manure compost has a particle diameter of 100 μm or less, as can be seen in FIGS. 2 and 3, the content of inorganic substances such as Si in the livestock manure compost powder is relatively increased, and thus thermal stability can be increased. In this case, the livestock manure compost may be a powder having an average particle diameter of 80 to 140 μm, for example, a powder having an average particle diameter of 90 to 130 μm.

상기와 같은 범위의 가축 분뇨 퇴비를 획득하는 방법은 특히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 체(sieve) 등을 이용할 수 있다. A method of obtaining livestock manure compost in the above range is not particularly limited, and for example, a sieve or the like may be used.

본 발명에 사용될 수 있는 상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리스티렌, 및 폴리프로필렌으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 일종 이상인 것일 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌을 사용한다. The thermoplastic resin that can be used in the present invention may be at least one selected from the group consisting of polyethylene, polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, and polypropylene, preferably polyethylene.

한편, 본 발명에 사용될 수 있는 상기 소수성 아크릴계 단량체는 1 작용성 내지 3 작용성 아크릴계 단량체일 수 있으며, 바람직하게는 1 작용성 아크릴 단량체일 수 있다. Meanwhile, the hydrophobic acrylic monomer used in the present invention may be a monofunctional to trifunctional acrylic monomer, preferably a monofunctional acrylic monomer.

예를 들어, 상기 1 작용성(monofunctional) 아크릴계 단량체는 TMPMA(3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate), DMEMA(2-(Dimethylamino)ethyl methacrylate) 및 DPEHA(dipentaerythritol hexaacrylate)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것을 아니며, 바람직하게는 TMPMA(3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate)인 것이다. For example, the monofunctional acrylic monomer may be at least one selected from the group consisting of 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (TMPMA), 2-(Dimethylamino)ethyl methacrylate (DMEMA), and dipentaerythritol hexaacrylate (DPEHA). However, it is not limited thereto, and is preferably TMPMA (3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate).

상기 2작용성 아크릴계 단량체는 1-(아크릴로일옥시)-3-(메타크릴로일옥시)-2-프로판올, 1,3-부탄디올 디메타크릴레이트, 비스(4-메타크릴로일티오페닐)설파이드, 1,9-비스(아크릴로일옥시)노네인, 1,4-비스(아크릴로일옥시)부테인, 1,6-비스(아크릴로일옥시)헥세인, 1,10-비스(아크릴로일옥시)데케인, 글리세롤 디메타크릴레이트, 1,6-비스(아크릴로일옥시)-2,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로헥세인, 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 1,12-도데케인디올 디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트 및 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.The difunctional acrylic monomer is 1-(acryloyloxy)-3-(methacryloyloxy)-2-propanol, 1,3-butanediol dimethacrylate, bis(4-methacryloylthiophenyl) ) Sulfide, 1,9-bis (acryloyloxy) nonane, 1,4-bis (acryloyloxy) butane, 1,6-bis (acryloyloxy) hexane, 1,10-bis (acryloyloxy)decane, glycerol dimethacrylate, 1,6-bis(acryloyloxy)-2,2,3,3,4,4,5,5-octafluorohexane, di Group consisting of ethylene glycol dimethacrylate, dipropylene glycol diacrylate, 1,12-dodecanediol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate and ethylene glycol dimethacrylate It may be one or more selected from.

한편, 상기 3작용성 아크릴계 단량체는 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트, 4,4'-이소프로필리데네디페놀 디메타크릴레이트, 네오펜틸클리콜 디메타크릴레이트, 네오펜틸클리콜 디아크릴레이트, 노나메틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리스(2-아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 및 테트라메틸렌글리콜 디메타크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. On the other hand, the trifunctional acrylic monomer is 1,6-hexanediol dimethacrylate, 4,4'-isopropylidenediphenol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, neopentyl glycol diacryl Rate, nonamethylene glycol dimethacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, polyethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane triacryl from the group consisting of tetraethylene glycol diacrylate, tris(2-acryloyloxyethyl) isocyanurate, tripropylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate and tetramethylene glycol dimethacrylate There may be one or more selected.

한편, 본 발명에 사용될 수 있는 상기 가교제는 트리알릴 이소시누아누레이트(triallyl isocyanurate,TAIC), 트리메틸로프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate,TMPTA), 헥산디올 디아크릴레이트(hexandiol diacrylate,HDDA), 트리아릴시아누레이트(triallyl cynurate,TAC), 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(tripropylene glycol diacry late,TPGDA)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인 것일 수 있으며, 바람직하게는 트리알릴 이소시누아누레이트일 수 있다.Meanwhile, the crosslinking agent that can be used in the present invention is triallyl isocyanurate (TAIC), trimethylolpropane triacrylate (TMPTA), hexandiol diacrylate (HDDA), tri It may be at least one selected from the group consisting of triallyl cynurate (TAC) and tripropylene glycol diacrylate (TPGDA), preferably triallyl isocynurate. .

본 발명에 사용되는 첨가제 조성물은 소수성 아크릴계 단량체, 카다놀 및 가교제를 포함하는 것으로, 상기 첨가제 조성물은 전체 첨가제 조성물의 중량을 기준으로, 소수성 아크릴계 단량체 45 내지 80 중량%, 카다놀 1 내지 15 중량% 및 가교제 10 내지 45중량%을 포함하는 것일 수 있으며, 예를 들어 소수성 아크릴계 단량체 50 내지 80 중량%, 카다놀 5 내지 15 중량% 및 가교제 10 내지 40중량%을 포함하는 것일 수 있다.The additive composition used in the present invention includes a hydrophobic acrylic monomer, cardanol, and a crosslinking agent, and the additive composition contains 45 to 80% by weight of a hydrophobic acrylic monomer and 1 to 15% by weight of cardanol, based on the total weight of the additive composition. and 10 to 45% by weight of a crosslinking agent, for example, 50 to 80% by weight of a hydrophobic acrylic monomer, 5 to 15% by weight of cardanol, and 10 to 40% by weight of a crosslinking agent.

첨가제 조성물에 있어서 소수성 아크릴계 단량체가 45 중량% 미만인 경우에는 복합재 제조를 위한 전자선 조사 시 가교가 불충분하고 복합재의 인장강도가 저하될 수 있으며, 80 중량%를 초과하는 경우에는 고밀도 가교로 인한 열 용융이 이루어지지 않아 재활용 되지 못하는 문제가 있다. If the amount of the hydrophobic acrylic monomer in the additive composition is less than 45% by weight, crosslinking may be insufficient and the tensile strength of the composite material may be lowered when irradiated with electron beams for preparing a composite material, and if it exceeds 80% by weight, thermal melting due to high-density crosslinking may occur. There is a problem that cannot be recycled because it is not done.

첨가제 조성물에 있어서 상기 카다놀이 1 중량% 미만인 경우에는 소수성 표면처리측면에서 불충분하여 물성 향상에 문제가 있으며, 15 중량%를 초과하는 경우에는 미가교된 카다놀 성분에 의해 복합재의 인장강도가 저하 될 수 있다. In the additive composition, if the cardanol is less than 1% by weight, it is insufficient in terms of hydrophobic surface treatment and there is a problem in improving physical properties. can

한편, 첨가제 조성물에 있어서 가교제가 10 중량% 미만인 경우에는 복합재 제조 시가교가 불충분할 수 있으며, 45 중량%을 초과하는 경우에는 인장강도 등의 복합재 물성이 오히려 저하될 수 있다. On the other hand, if the crosslinking agent in the additive composition is less than 10% by weight, crosslinking may be insufficient during manufacture of the composite material, and if it exceeds 45% by weight, physical properties of the composite material such as tensile strength may be rather deteriorated.

한편, 본 발명의 상기 복합재 제조용 조성물은 가축 분뇨 퇴비 10 내지 45 중량%, 열가소성 수지 50 내지 80 중량% 및 첨가제 조성물 0.1 내지 10 중량%을 포함하는 것이 바람직하며, 예를 들어 가축 분뇨 퇴비 30 내지 45 중량%, 열가소성 수지 50 내지 70 중량% 및 첨가제 조성물 0.5 내지 5 중량%를 포함하는 것이다.Meanwhile, the composition for preparing the composite material of the present invention preferably includes 10 to 45% by weight of livestock manure compost, 50 to 80% by weight of a thermoplastic resin, and 0.1 to 10% by weight of an additive composition, for example, 30 to 45% by weight of livestock manure compost. % by weight, 50 to 70% by weight of the thermoplastic resin and 0.5 to 5% by weight of the additive composition.

본 발명의 상기 복합재 제조용 조성물에 있어서 복합재 제조용 조성물의 중량을 기준으로 가축 분뇨 퇴비가 10 중량% 미만인 경우에는 복합재의 열 안정성 증가가 불충분한 문제가 있으며, 45중량%를 초과하는 경우에는 고분자와 혼합 시 물성이 저하되는 문제가 있다. In the composition for preparing the composite material of the present invention, when the livestock manure compost is less than 10% by weight based on the weight of the composition for preparing the composite material, there is a problem in that the increase in thermal stability of the composite material is insufficient, and when it exceeds 45% by weight, it is mixed with a polymer There is a problem of deterioration of physical properties.

또한, 열가소성 수지가 복합재 제조용 조성물의 중량을 기준으로 50 중량% 미만인 경우에는 기계적 물성이 불충분한 문제가 있으며, 80 중량%를 초과하는 경우에는 열안정성이 떨어지는 문제가 있으며 또는 상대적으로 가축 분뇨 퇴비의 함량이 감소하여 복합재의 열 안정성 증가가 불충분한 문제가 있다. In addition, when the thermoplastic resin is less than 50% by weight based on the weight of the composition for preparing a composite material, there is a problem of insufficient mechanical properties, and when it exceeds 80% by weight, there is a problem of poor thermal stability or relatively low livestock manure compost. There is a problem that the increase in thermal stability of the composite is insufficient due to the decrease in the content.

한편, 상기 첨가제 조성물이 복합재 제조용 조성물의 중량을 기준으로 0.1 중량% 미만인 경우에는 전자선 조사 시 가교가 불충분한 문제가 있으며, 10 중량%를 초과하는 경우에는 가교도 증가로 인해 고분자의 재용융 시 문제가 있다. On the other hand, if the additive composition is less than 0.1% by weight based on the weight of the composition for preparing a composite material, there is a problem of insufficient crosslinking during electron beam irradiation, and if it exceeds 10% by weight, problems in remelting the polymer due to increased crosslinking degree there is

나아가, 본 발명에 의하면, 상술한 본 발명의 복합재 제조용 조성물을 이용하여 제조된 복합재가 제공되며, 본 발명의 복합재는 기계적 물성과 열 안정성이 향상된 것이다. Furthermore, according to the present invention, a composite material prepared using the above-described composition for preparing a composite material of the present invention is provided, and the composite material of the present invention has improved mechanical properties and thermal stability.

보다 상세하게 본 발명의 복합재는 상술한 본 발명의 복합재 제조용 조성물을 제공하는 단계; 상기 복합재 제조용 조성물을 가열압출하여 성형하는 단계; 및 성형된 압출물에 전자선을 조사하는 단계를 포함하는 복합재의 제조방법에 의해 제조될 수 있다. In more detail, the composite material of the present invention comprises the steps of providing the composition for preparing the composite material of the present invention described above; Molding by heat-extruding the composition for preparing a composite material; And it can be produced by a method for producing a composite material comprising the step of irradiating the molded extrudate with an electron beam.

상기 성형하는 단계는 170 내지 250℃의 온도 범위에서 수행되는 것이 바람직하며, 예를 들어 190 내지 230 ℃의 온도 범위에서 수행되는 것이 보다 바람직하다. 성형하는 단계의 온도가 상기 범위 170 ℃ 미만인 경우에는 성형이 원활하게 수행되지 않을 수 있으며, 상기 250 ℃ 범위를 초과하는 경우에는 열가소설 수지의 열분해로 인해 복합재의 기계적 물성이 저하되는 문제가 있을 수 있다. The molding step is preferably performed at a temperature range of 170 to 250 °C, and more preferably, for example, performed at a temperature range of 190 to 230 °C. If the temperature in the molding step is less than the above range of 170 ° C, molding may not be performed smoothly, and if it exceeds the above 250 ° C range, mechanical properties of the composite material may deteriorate due to thermal decomposition of the thermoplastic resin. have.

한편, 성형 후 절삭 단계는 냉각 후에 수행될 수 있으며, 예를 들어 40 내지 80℃의 온도로 냉각한 후 절삭 등을 수행할 수 있다.Meanwhile, the cutting step after molding may be performed after cooling, for example, cutting may be performed after cooling to a temperature of 40 to 80° C.

상기 전자선을 조사하는 단계는 1 kGy 내지 50 kGy의 선량으로 수행될 수 있으며, 바람직하게 상기 전자선을 조사하는 단계는 10 kGy 내지 40 kGy의 선량으로 수행되며, 예를 들어 10 kGy 내지 30 kGy의 선량으로 수행된다. 선량이 상기 범위 미만인 경우에는 복합재의 가교 불충분으로, 복합재의 물성 향상이 불충분 할 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 복합재의 분해가 발생하여 복합재의 물성이 오히려 저감될 수 있다.The step of irradiating the electron beam may be performed at a dose of 1 kGy to 50 kGy, preferably the step of irradiating the electron beam is performed at a dose of 10 kGy to 40 kGy, for example, a dose of 10 kGy to 30 kGy. is performed with If the dose is less than the above range, the physical properties of the composite material may be insufficiently improved due to insufficient crosslinking of the composite material, and if the dose exceeds the above range, the composite material may be decomposed and the physical properties of the composite material may be reduced.

나아가, 상기 전자선을 조사하는 단계는 5 내지 15 MeV의 전자선 에너지로 수행되는 것이 바람직하며, 예를 들어 5 내지 13 MeV, 보다 바람직하게는 5 내지 10 MeV의 전자선 에너지로 수행되는 것이다. 상기 범위 미만인 경우에는 복합재의 물성 향상이 불충분 할 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 복합재의 분해가 발생하여 굴곡 강도 등의 물성이 오히려 저감될 수 있다.Furthermore, the step of irradiating the electron beam is preferably performed with an electron beam energy of 5 to 15 MeV, for example, 5 to 13 MeV, more preferably 5 to 10 MeV. If it is less than the above range, physical properties of the composite material may be insufficiently improved, and if it exceeds the above range, the composite material may be decomposed and physical properties such as flexural strength may be rather reduced.

이와 같이 본 발명에 의하면 방사선 기술을 이용하여, 가축 분뇨 퇴비를 포함하는 복합재료를 제조함으로써 기계적 물성과 함께 열안정성이 향상된 복합재가 제공될 수 있어서 종래 바이오매스 기반의 복합재료의 문제점을 해소할 수 있다.As described above, according to the present invention, by manufacturing a composite material containing livestock manure compost using radiation technology, a composite material with improved mechanical properties and thermal stability can be provided, thereby solving the problems of conventional biomass-based composite materials. have.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples. The following examples are merely examples to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예Example

1. 가축 분뇨 퇴비를 포함하는 복합재 제조용 조성물의 제조1. Preparation of Composition for Manufacturing Composites Containing Livestock Manure Compost

(1) 가축 분뇨 퇴비의 준비 및 특성 확인(1) Preparation and characterization of livestock manure compost

당진세계영농조합으로부터 획득(구입)한 축산분퇴비를 입자 분리기(sieve) 이용하여 입경 150 μm 이하(1 그룹), 100 μm 이하(2 그룹) 및 90 μm 이하(2 그룹)의 입자 크기 그룹으로 분리하였다. The livestock manure obtained (purchased) from the Dangjin World Agricultural Cooperative was classified into particle size groups of 150 μm or less (group 1), 100 μm or less (group 2), and 90 μm or less (group 2) using a particle separator (sieve). separated.

상기 각 그룹의 분말을 전자주사현미경을 이용하여 50 배율로 확인한 결과를 도 1(a)에 나타내었으며, 각 그룹의 평균 입자 크기를 분석하여 도 1(b)의 그래프로 나타내었다. The result of confirming the powder of each group at 50 magnification using a scanning electron microscope is shown in FIG. 1 (a), and the average particle size of each group is analyzed and shown as a graph in FIG. 1 (b).

한편, EDS(Energy Dispersive X-ray spectrometer, Ultim Max)를 이용하여 가축 분뇨 퇴비 입자 크기 별 원소 분석을 수행하여 도 2에 결과 그래프(a) 및 성분 분석표(b)를 나타내었다. On the other hand, element analysis was performed for each particle size of livestock manure compost using EDS (Energy Dispersive X-ray spectrometer, Ultim Max), and the result graph (a) and component analysis table (b) are shown in FIG. 2.

도 3은 TGA(Thermogravimetric analysis, Mettler-Toledo)를 이용하여 분석한 가축 분뇨 퇴비 입자 크기 별 열분해 분석 결과 그래프를 나타낸 것으로, 비교를 위해 100 μm 입경의 목분(지바이오텍, 목분)을 함께 분석하였다.3 is a graph showing the results of pyrolysis analysis by particle size of livestock manure compost analyzed using TGA (Thermogravimetric analysis, Mettler-Toledo), and for comparison, wood flour (Gbiotech, wood flour) with a particle diameter of 100 μm was analyzed together.

이와 같은 실험에 의해 가축 분뇨 퇴비 입자 크기 별 상이한 특성을 확인하였으며, 100 μm 이하의 입경의 가축 분뇨 퇴비, 특히 90 μm 이하의 입경의 가축 분뇨 퇴비의 경우 Si와 같은 무기물 성분의 함량이 증가하며, 따라서 열정 안정성이 높아지는 것을 확인하였다. In this experiment, different characteristics for each particle size of livestock manure compost were confirmed, and in the case of livestock manure compost with a particle size of 100 μm or less, in particular, livestock manure compost with a particle diameter of 90 μm or less, the content of inorganic components such as Si increases, Therefore, it was confirmed that the passion stability was increased.

(2) 가축 분뇨 퇴비를 포함하는 복합재 제조용 조성물(2) Composition for preparing a composite material containing livestock manure compost

1) 첨가제 조성물의 제조 및 이의 물성 확인1) Preparation of additive composition and confirmation of its physical properties

트리알릴시아누레이트(Triallyl cyanurate, TAIC), 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(Dipentaerythriol hexaacrylate, DPEHA) 및 카다놀(Cardanol, 금강그린㈜)을 80:10:10(제조예 1), 45:45:10(제조예 2), 45:50:10(제조예 3) 및 10:80:10(제조예 4)의 중량비로 각각 혼합하여 첨가제 조성물을 제조하였다. Triallyl cyanurate (TAIC), dipentaerythriol hexaacrylate (DPEHA) and cardanol (Cardanol, Keumgang Green Co., Ltd.) 80:10:10 (Preparation Example 1), 45:45: Additive compositions were prepared by mixing at weight ratios of 10 (Preparation Example 2), 45:50:10 (Preparation Example 3) and 10:80:10 (Preparation Example 4).

상기 각 제조예의 첨가제 조성물을 혼합 과정에 의해 점도계을 이용하여 300 내지 600 rmp에서의 점도를 측정하였으며, 그 결과를 도 4(a)에 나타내었다.The viscosity of the additive composition of each preparation example was measured at 300 to 600 rmp using a viscometer through a mixing process, and the results are shown in FIG. 4 (a).

한편, 도 4(b)는 제조예 1, 2 및 4의 각 첨가제 조성물에 전자선을 이용하여 가교한 고분자 복합소재의 가교율을 측정하기 위해 Soxhlet 추출법을 통해 가교율을 측정하였다. 각각의 샘플 (0.5 cm × 0.5 cm, n=5)의 무게를 측정한 후 자일렌(xylene)에 담지하여 140℃에서 8시간 동안 가열하여 미반응된 물질을 제거하였다. 진공 오븐을 이용하여 12시간 동안 건조한 후 4시간 동안 자연 건조를 통해 얻어진 샘플의 무게를 측정하였다. 각각의 무게를 이용하여 가교율을 측정하였다. On the other hand, Figure 4 (b) was measured by Soxhlet extraction method to measure the crosslinking rate of the polymer composite material crosslinked using an electron beam in each additive composition of Preparation Examples 1, 2 and 4. After measuring the weight of each sample (0.5 cm × 0.5 cm, n = 5), it was supported in xylene and heated at 140 ° C. for 8 hours to remove unreacted substances. After drying for 12 hours using a vacuum oven, the weight of the sample obtained through natural drying for 4 hours was measured. The crosslinking rate was measured using each weight.

2) 복합재 제조용 조성물의 제조2) Preparation of Composition for Manufacturing Composites

폴리에틸렌과 상기 100 μm 이하의 입경을 갖는 2 그룹의 가축 분뇨 퇴비를 60:40의 중량비로 혼합하여 혼합물을 획득한 후, 이들 혼합물 100 중량부 당 1중량부의 상기 첨가제 조성물을 혼합하여 복합재 제조용 조성물을 제조하였다. 이때 상기 첨가제 조성물은 상기 제조예 1 내지 4에서 획득한 첨가제 조성물을 각각 사용하여, 제조예 1의 첨가제 조성물을 사용한 경우를 비교예 1, 제조예 2의 첨가제 조성물을 사용한 경우를 실시예 1, 제조예 3의 첨가제 조성물을 사용한 경우를 실시예 2, 그리고 제조예 4의 첨가제 조성물을 사용한 경우를 실시예 3의 복합재 제조용 조성물이라 각각 지칭한다. After mixing polyethylene and two groups of livestock manure compost having a particle diameter of 100 μm or less in a weight ratio of 60:40 to obtain a mixture, 1 part by weight of the additive composition per 100 parts by weight of the mixture was mixed to obtain a composition for preparing a composite material. manufactured. At this time, the additive composition was obtained by using the additive compositions obtained in Preparation Examples 1 to 4, respectively, Comparative Example 1 for the case of using the additive composition of Preparation Example 1, Example 1 for the case of using the additive composition of Preparation Example 2, and Preparation The case of using the additive composition of Example 3 is referred to as Example 2, and the case of using the additive composition of Preparation Example 4 is referred to as the composition for preparing a composite material of Example 3, respectively.

2. 가축 분뇨 퇴비를 포함하는 복합재의 제조2. Manufacture of Composites Containing Livestock Manure Compost

상기 1.2)에서 획득한 비교예 1, 실시예 1 내지 3의 복합재 제조용 조성물과, 실시예 2의 복합재 제조용 조성물에 있어서 사용된 가축 분뇨 퇴비를 150 μm 이하의 입경을 갖는 1 그룹으로 대체한 실시예 4 및 90 μm 이하의 입경을 갖는 3 그룹의 가축 분뇨 퇴비로 대체한 실시예 5의 복합재 제조용 조성물을 마련하였다.An example in which the composition for preparing a composite material of Comparative Example 1 and Examples 1 to 3 obtained in 1.2) and the livestock manure compost used in the composition for preparing a composite material of Example 2 were replaced with one group having a particle diameter of 150 μm or less. A composition for preparing a composite material of Example 5, which was replaced with 3 groups of livestock manure compost having a particle diameter of 4 and 90 μm or less, was prepared.

상기 각각의 복합재 제조용 조성물을 배합기(Brabender, Lab-station) 의 온도가 180 내지 230℃를 유지하면서 폴리에틸렌과 가축분뇨 퇴비 및 첨가제 조성물과 함께 180℃, 스크류 피드(screw speed) 170, 토크(torque) 43, 20 분 동안 블랜딩한 후, 핫프레스(Hot press)를 이용하여 시료를 충분히 녹이기 위해 약 10분간 녹인 후 5분에 걸쳐 압력을 30MPa로 압력을 올려주고 5분 뒤 상온에서 몰드 쿨링 프레스(mold cooling press)를 사용하여 7MPa의 압력 하에 냉각하여 시트를 제작하였다. The composition for preparing each of the composites was mixed with polyethylene, livestock manure compost and additive composition at 180 ° C., screw speed 170, torque while maintaining the temperature of the blender (Brabender, Lab-station) at 180 to 230 ° C. 43, After blending for 20 minutes, use a hot press to melt the sample sufficiently for about 10 minutes, then increase the pressure to 30 MPa over 5 minutes, and after 5 minutes, mold cooling press (mold) at room temperature A sheet was prepared by cooling under a pressure of 7 MPa using a cooling press).

상기 각 복합재에 대하여 전자선 가속기(10 MeV)를 이용하여 10 내지 30 kGy 선량의 전자선을 조사하여 전자선이 조사된 가교된 복합재를 획득하였다.For each composite material, an electron beam of 10 to 30 kGy was irradiated using an electron beam accelerator (10 MeV) to obtain a crosslinked composite material irradiated with electron beam.

3. 가축 분뇨 퇴비를 포함하는 가교 복합재의 물성 확인3. Confirmation of physical properties of cross-linked composites containing livestock manure compost

(1) 인장강도(1) Tensile strength

가교된 복합재의 기계적 물성을 확인하기 위해 만능시험기 (UTM, Instron 5982, Norfolk, MA, USA)를 이용하여 측정하였다. 시료는 ASTM D638 규격에 따라 제작하였으며, 100 kN의 로드범위와 50 mm/min의 조건으로 측정하였다. To confirm the mechanical properties of the cross-linked composite, they were measured using a universal testing machine (UTM, Instron 5982, Norfolk, MA, USA). The sample was manufactured according to the ASTM D638 standard, and was measured under the conditions of a load range of 100 kN and 50 mm/min.

도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이 본 발명의 실시예 1 내지 3의 조성에 기초한 복합재의 경우 인장 강도가 증가한 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in FIG. 5 , it was confirmed that the tensile strength increased in the case of composites based on the compositions of Examples 1 to 3 of the present invention.

(2) 굴곡 강도(2) Flexural strength

상기 각각의 제조예 및 비교예에서 획득한 복합재 조성물을 이용하여 가교된 복합재를 45mm x 45mm x 2.4mm 의 시트 형태 샘플로 제조하고, ASTM D790의 굴곡강도 시험 과정에 의하여 시편에 수직 방향으로 2 mm/min 속도로 힘(부하)을 부여하여 파괴점에서의 힘을 기록하고, 그 결과를 도 6의 그래프로 나타내었다. Using the composite material compositions obtained in each of the Preparation Examples and Comparative Examples, a cross-linked composite material was prepared as a sheet sample of 45 mm x 45 mm x 2.4 mm, and 2 mm in a direction perpendicular to the specimen according to the flexural strength test procedure of ASTM D790. The force (load) was applied at a rate of /min to record the force at the breaking point, and the results are shown in the graph of FIG. 6 .

도 6의 결과를 참고하면 본 발명의 실시예 1 내지 5의 복합재 조성물이 가교된 복합재에서 굴곡강도 향상이 획득되는 것을 확인할 수 있었다.Referring to the results of FIG. 6 , it was confirmed that improvement in flexural strength was obtained in the composites in which the composite compositions of Examples 1 to 5 of the present invention were crosslinked.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be obvious to those skilled in the art.

Claims (13)

80 내지 100 μm의 평균 입경을 갖는 가축 분뇨 퇴비 분말;
열가소성 수지; 및
소수성 아크릴계 단량체 45 내지 80 중량%, 카다놀 1 내지 15 중량% 및 가교제 10 내지 45중량%를 포함하는 첨가제 조성물을 포함하고,
복합재 제조용 조성물의 중량을 기준으로 가축 분뇨 퇴비 10 내지 45 중량%, 열가소성 수지 50 내지 80 중량% 및 첨가제 조성물 0.1 내지 10 중량%을 포함하며,
상기 소수성 아크릴계 단량체는 TMPMA(3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate), DMEMA(2-(Dimethylamino)ethyl methacrylate) 및 DPEHA(dipentaerythritol hexaacrylate)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 아크릴계 단량체이고,
상기 가교제는 트리알릴 이소시누아누레이트(triallyl isocyanurate,TAIC), 트리메틸로프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate,TMPTA), 헥산디올 디아크릴레이트(hexandiol diacrylate,HDDA), 트리아릴시아누레이트(triallyl cynurate,TAC), 및 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(tripropylene glycol diacry late,TPGDA)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인, 복합재 제조용 조성물.
livestock manure compost powder having an average particle diameter of 80 to 100 μm;
thermoplastic resin; and
An additive composition comprising 45 to 80% by weight of a hydrophobic acrylic monomer, 1 to 15% by weight of cardanol, and 10 to 45% by weight of a crosslinking agent,
10 to 45% by weight of livestock manure compost, 50 to 80% by weight of a thermoplastic resin, and 0.1 to 10% by weight of an additive composition based on the weight of the composition for preparing a composite material,
The hydrophobic acrylic monomer is at least one acrylic monomer selected from the group consisting of TMPMA (3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate), DMEMA (2-(Dimethylamino)ethyl methacrylate) and DPEHA (dipentaerythritol hexaacrylate),
The crosslinking agent is triallyl isocyanurate (TAIC), trimethylolpropane triacrylate (TMPTA), hexandiol diacrylate (HDDA), triallyl cyanurate (triallyl cynurate, TAC), and at least one selected from the group consisting of tripropylene glycol diacrylate (TPGDA), a composition for preparing a composite material.
제1항에 있어서, 상기 가축 분뇨 퇴비는 100 μm 이하의 입경을 갖는 분말인, 복합재 제조용 조성물.
The composition for preparing a composite material according to claim 1, wherein the livestock manure compost is a powder having a particle size of 100 μm or less.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리스티렌, 및 폴리프로필렌으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 일종 이상인, 복합재 제조용 조성물.
According to claim 1, wherein the thermoplastic resin is at least one selected from the group consisting of polyethylene, polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, and polypropylene, the composition for preparing a composite material.
삭제delete 삭제delete 제1항, 제2항 및 제6항 중 어느 한 항의 복합재 제조용 조성물을 이용하여 제조된 복합재.
A composite material manufactured using the composition for preparing a composite material according to any one of claims 1, 2 and 6.
제1항, 제2항 및 제6항 중 어느 한 항의 복합재 제조용 조성물을 제공하는 단계;
상기 복합재 제조용 조성물을 가열압출하여 성형하는 단계; 및
성형된 압출물에 전자선을 조사하는 단계
를 포함하는 복합재의 제조방법.
Providing a composition for preparing a composite material according to any one of claims 1, 2 and 6;
Molding by heat-extruding the composition for preparing a composite material; and
Step of irradiating the molded extrudate with an electron beam
Method for producing a composite material comprising a.
제10항에 있어서, 상기 성형하는 단계는 170 내지 250 ℃의 온도 범위에서 수행되는, 복합재의 제조방법.
11. The method of claim 10, wherein the forming step is performed at a temperature range of 170 to 250 °C.
제10항에 있어서, 상기 전자선을 조사하는 단계는 1 kGy 내지 50 kGy의 선량으로 수행되는, 복합재의 제조방법.
11. The method of claim 10, wherein the step of irradiating the electron beam is performed at a dose of 1 kGy to 50 kGy.
제10항에 있어서, 상기 전자선을 조사하는 단계는 5 내지 15 MeV의 전자선 에너지로수행되는, 복합재의 제조방법. 11. The method of claim 10, wherein the step of irradiating the electron beam is performed with an electron beam energy of 5 to 15 MeV.
KR1020210022778A 2021-02-19 2021-02-19 Composite composition comprising livestock excretions, composite using the same and method for preparing the same KR102475551B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210022778A KR102475551B1 (en) 2021-02-19 2021-02-19 Composite composition comprising livestock excretions, composite using the same and method for preparing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210022778A KR102475551B1 (en) 2021-02-19 2021-02-19 Composite composition comprising livestock excretions, composite using the same and method for preparing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220119240A KR20220119240A (en) 2022-08-29
KR102475551B1 true KR102475551B1 (en) 2022-12-12

Family

ID=83113828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210022778A KR102475551B1 (en) 2021-02-19 2021-02-19 Composite composition comprising livestock excretions, composite using the same and method for preparing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102475551B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101992602B1 (en) * 2018-03-30 2019-06-25 주식회사 동성폴리텍 Manufacturing method of synthetic wood containing bamboo powder
KR101976562B1 (en) * 2018-11-30 2019-07-15 당진자연세계영농조합 Environment friendly green resolvability antibacterial materials and thereof manufacturing method
KR102138626B1 (en) 2018-10-26 2020-07-28 주식회사 현대케피코 Method for manufacturing radiation cross linked plastic composite and radiation cross linked plastic composite manufactured thereby
KR102187897B1 (en) 2020-08-13 2020-12-08 당진자연세계영농조합 Manufacturing Method of Bioplast Pellet using Livestock Manure
KR102211036B1 (en) * 2019-09-06 2021-02-04 한국원자력연구원 Composition for preparing wood composite, wood composite and preparing the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101992602B1 (en) * 2018-03-30 2019-06-25 주식회사 동성폴리텍 Manufacturing method of synthetic wood containing bamboo powder
KR102138626B1 (en) 2018-10-26 2020-07-28 주식회사 현대케피코 Method for manufacturing radiation cross linked plastic composite and radiation cross linked plastic composite manufactured thereby
KR101976562B1 (en) * 2018-11-30 2019-07-15 당진자연세계영농조합 Environment friendly green resolvability antibacterial materials and thereof manufacturing method
KR102211036B1 (en) * 2019-09-06 2021-02-04 한국원자력연구원 Composition for preparing wood composite, wood composite and preparing the same
KR102187897B1 (en) 2020-08-13 2020-12-08 당진자연세계영농조합 Manufacturing Method of Bioplast Pellet using Livestock Manure

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220119240A (en) 2022-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106221165B (en) A kind of whole life cycle design of high-barrier and preparation method thereof
US9914256B2 (en) Composite material and method of preparing the same from substantially unsorted waste
CN110330773A (en) A kind of controllable full-biodegradable mulch and preparation method thereof
CN106046725A (en) High-barrier-property biodegradable mulching film and preparation method thereof
WO2007073039A1 (en) Natural binder for binding natural powder and manufacturing method thereof
Akos et al. Preparation, characterization, and mechanical properties of poly (ε‐caprolactone)/polylactic acid blend composites
US20150267054A1 (en) Melt processed polymer composition derived from leaf sheaths of trees of the genus arecaceae
Viretto et al. Urban parks and gardens green waste: A valuable resource for the production of fillers for biocomposites applications
KR101542604B1 (en) Biodegradable film comprising biomass and manufacturing method thereof
KR102475551B1 (en) Composite composition comprising livestock excretions, composite using the same and method for preparing the same
CN104945926B (en) A kind of biomass green board capable of replacing wood board material
CN107057390A (en) A kind of flame-retardant wood fiber composite polyethylene board of fibre reinforced and preparation method thereof
CN102643503B (en) Method for manufacturing polymerized wood by irradiation grafting
CN107722449B (en) Degradable composite material, production technology and mulch
KR20130051840A (en) Eco-friendly bio based pellet with plant biomass and method of the same
Dundar et al. Utilization of waste pine cone in manufacture of wood/plastic composite
Ahmad Saffian et al. Characterization, morphology, and biodegradation of bioplastic fertilizer (B p F) composites made of poly (Butylene succinate) blended with oil palm biomass and fertilizer
CN114854215B (en) Biodegradable agricultural mulching film modified material and preparation method thereof
Ramírez-Chan et al. Effect of accelerated weathering and Phanerochaete chrysosporium on the mechanical properties of a plastic composite prepared with discarded coir and recycled HDPE
CN108948630A (en) A kind of reactive extrursion method improved polyalkene-lignin composite material and preparation method
Badritala et al. Morphology and Mechanical Properties of Zinc Borate-Pretreated Poplar Wood Flour/Plastic Composite.
Yue et al. Glandless cottonseed protein for environmentally friendly bioplastics
CN106867066A (en) A kind of Antistatic type wood rubber and plastic trielement composite material containing conductive black and preparation method thereof
CN107814995A (en) The composition of crosslinkable polyethylene and carbon fiber, crosslinked polyethylene carbon fiber composite material article and preparation method thereof and product
KR102574443B1 (en) Radiation curable antibacterial polymer composition and antibacterial cured polymer material

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant