KR102540597B1 - 발포제의 친환경적 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 친환경 발포제의 제조방법에 관한 것으로써, 본 발명에 따른 친환경 발포제의 제조방법에 따라 친환경 발포제를 제조하면, 기존 제조방법을 통해 제조한 발포제에 비하여 암모니아성 질소 배출이 훨씬 저감되거나 배출되지 않을 수 있으므로 친환경적이다. 뿐만 아니라, 암모니아성 질소로 인해 생기는 부산물이 발생하지 않으므로 순도 높은 친환경 발포제를 생산할 수 있다.

Description

발포제의 친환경적 제조방법{Eco-friendly manufacturing method of foaming agent}
본 발명은 발포제의 친환경적 제조방법, 및 이에 따라 제조된 친환경 발포제에 관한 것이다.
종래에는 발포제 제조를 위해 발생하는 산을 제거하기 위해 추가적으로 환원제를 반응량보다 초과하여 투입하였으나, 환원제는 고가로서 제조비용이 상승하는 문제점이 있다.
이에, 상기 환원제의 투입량을 줄이기 위해, 환원제 대신 암모니아를 투입하여 발포제를 제조하였으나, 부산물로 암모니움클로라이드 등의 암모니아성 질소 함유 폐수를 발생시켜 환경오염의 원인일 뿐 아니라, 최종 산물인 발포제의 순도가 저하되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 10-1347853
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 구체적인 목적은 다음과 같다.
본 발명은 암모니아성 질소 발생을 저감시키는 친환경 발포제의 제조방법, 및 이에 따라 제조된 친환경 발포제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해 질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 발포제의 제조방법은 제1 용매에 탄산염을 포함하는 물질과 환원제를 혼합하여 제1 용액을 제조하는 단계; 제2 용매에 P,P'-옥시비스(벤젠술포닐클로라이드)(OBSC)를 용해시켜 제2 용액을 제조하는 단계; 상기 제2 용액을 제1 용액으로 적가시켜 제3 용액으로 제조하는 단계; 및 상기 제3 용액으로부터 발포제를 여과하는 단계를 포함한다.
상기 탄산염을 포함하는 물질은 탄산나트륨, 및 탄산칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 환원제는 하이드라진 하이드레이트(N2H4), 하이드라진 염산염, 및 하이드라진 황산염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 제1 용매 또는 제2 용매는 각각 증류수, 및 탈 이온수로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 탄산염을 포함하는 물질 : OBSC의 몰비는 1.00~1.20 : 1일 수 있다.
상기 제1 용액을 30~35 °C의 온도로 유지시킬 수 있다.
상기 적가시켜 제3 용액으로 제조하는 단계에서, 상기 적가는 45 °C 이하의 온도로 30분 ~ 90분 동안 수행될 수 있다.
상기 적가 수행 시 냉각 순환수를 사용하여 45°C 이하의 온도로 유지시켜 수행될 수 있다.
상기 적가 수행 이후, 적가 수행 이후의 온도로 3~5시간 동안 유지시키는 단계를 포함하여 제3 용액으로 제조할 수 있다.
상기 제조방법에서 발생되는 암모니아성 질소의 양이 300~400ppm일 수 있다.
상기 암모니아성 질소는 폭기(Aeration)를 이용하여 배출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 발포제는 친환경 발포제의 제조방법으로 제조되고, 입자 크기가 15~16μm일 수 있다.
상기 친환경 발포제는 P, P'-옥시비스(벤젠술포닐히드라지드)(OBSH)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 발포제의 제조방법에 따라 친환경 발포제를 제조하면, 기존 제조방법을 통해 제조한 발포제에 비하여 암모니아성 질소 배출이 훨씬 저감되거나 배출되지 않을 수 있으므로 친환경적이다. 뿐만 아니라, 암모니아성 질소로 인해 생기는 부산물이 발생하지 않으므로 순도 높은 친환경 발포제를 생산할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 발포제 제조방법을 간략하게 나타낸 흐름도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 성분, 반응 조건, 폴리머 조성물 및 배합물의 양을 표현하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은, 이러한 숫자들이 본질적으로 다른 것들 중에서 이러한 값을 얻는 데 발생하는 측정의 다양한 불확실성이 반영된 근사치들이므로, 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기재에서 수치범위가 개시되는 경우, 이러한 범위는 연속적이며, 달리 지적되지 않는 한 이러한 범 위의 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지의 모든 값을 포함한다. 더 나아가, 이러한 범위가 정수를 지칭하는 경우, 달리 지적되지 않는 한 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지를 포함하는 모든 정수가 포함된다.
본 명세서에 있어서, 범위가 변수에 대해 기재되는 경우, 상기 변수는 상기 범위의 기재된 종료점들을 포함하는 기재된 범위 내의 모든 값들을 포함하는 것으로 이해될 것이다. 예를 들면, "5 내지 10"의 범위는 5, 6, 7, 8, 9, 및 10의 값들뿐만 아니라 6 내지 10, 7 내지 10, 6 내지 9, 7 내지 9 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 내지 8.5 및 6.5 내지 9 등과 같은 기재된 범위의 범주에 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다. 또한 예를 들면, "10% 내지 30%"의 범위는 10%, 11%, 12%, 13% 등의 값들과 30%까지를 포함하는 모든 정수들뿐만 아니라 10% 내지 15%, 12% 내지 18%, 20% 내지 30% 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 10.5%, 15.5%, 25.5% 등과 같이 기재된 범위의 범주 내의 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 발포제 제조방법을 간략하게 나타낸 흐름도이다. 이를 참조하면, 제1 용매에 탄산염을 포함하는 물질과 환원제를 혼합하여 제1 용액을 제조하는 단계(S10), 제2 용매에 P,P'-옥시비스(벤젠술포닐클로라이드)(OBSC)를 용해시켜 제2 용액을 제조하는 단계(S20); 상기 제2 용액을 제1 용액으로 적가시켜 제3 용액으로 제조하는 단계(S30), 상기 제3 용액으로부터 발포제를 여과하는 단계(S40)를 포함한다.
상기 제1 용액을 제조하는 단계(S10)는 제1 용매에 탄산염을 포함하는 물질과 환원제를 혼합하여 제1 용액을 제조하는 단계이다.
상기 '제1 용매'는 탄산염을 포함하는 물질과 환원제를 쉽게 용해할 수 있는 용매, 예를 들어, 증류수, 및 탈 이온수로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 특정 종류를 포함하는 것으로 제한되지 아니하나, 소량의 중금속이온이 원료인 하이드라진 하이드레이트(N2H4)를 분해시킬 수 있기 때문에 이를 제거 할 경우, 수율이 높아질 수 있으므로, 바람직하게는, 탈 이온수를 포함할 수 있다.
상기 '탄산염을 포함하는 물질'은 종전 발포제 제조방법에 비해 제조과정에서 발생할 수 있는 암모니아성 질소를 97~99% 이상 저감시키거나 거의 발생시키지 않는 물질, 예를 들어, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산칼슘, 및 탄산마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 특정 성분을 포함하는 것으로 제한되지 아니하나, 바람직하게는 제1 용매 및 하기 후술할 제2 용매에 잘녹으면서도 가치있는 친환경 발포제를 생산할 수 있는 탄산나트륨, 및 탄산칼륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 '환원제'는 후술할 제2 용액에 포함된 P,P'-옥시비스(벤젠술포닐클로라이드)(OBSC)와 반응하여 발포제를 생산할 수 있는 것, 예를 들어, 환원제는 하이드라진 하이드레이트(N2H4), 하이드라진 염산염, 및 하이드라진 황산염로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 특정 성분을 포함하는 것으로 제한되지 않으나, 바람직하게는 하이드라진 하이드레이트(N2H4)를 포함할 수 있다. 더 바람직하게는, 상기 하이드라진 하이드레이트는 증류수와 반응하여 하이드라진 수화물의 형태로 제1 용액에 포함할 수 있다.
상기 제1 용매에 탄산염을 포함하는 물질과 환원제를 혼합하여 제1 용액을 제조한 후, 상기 제1 용액의 온도를 30~35 °C의 온도로 유지시킬 수 있다. 상기 온도 유지를 통해 적정 반응 속도를 유지하기 위함이다. 상기 온도 범위를 넘어, 상기 유지 온도가 너무 낮으면 반응속도가 느려, 적가된 원료가 미반응 상태로 있다가 온도가 서서히 상승시 갑자기 빠른 속도로 반응을 시작하는 단점이 있고, 상기 유지 온도가 너무 높으면 초기 반응 속도가 빨라, 생성되는 제품의 입자가 미세해지는 단점이 있다.
상기 제2 용액을 제조하는 단계(S20)은 P,P'-옥시비스(벤젠술포닐클로라이드)(OBSC)를 용해시킨 현탁된 슬러리 용액으로써 제2 용액을 제조하는 단계이다.
상기 '제2 용액'은 상기 기술한 '제1 용액'과 동일하거나 다를 수 있다.
상기 'P,P'-옥시비스(벤젠술포닐클로라이드)(OBSC)'는 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 발포제 제조에 필요한 전구체로써, 디페닐옥사이드와 황산과 옥시 염화인 또는 삼염화 인에서 합성된 것, 또는 디페닐옥사이드와 클로로 설폰산에서 합성된 것일 수 있고, 또한, 반응성을 잘 하기 때문에 분쇄한 것일 수 있다. 구체적인 화학식은 하기 화학식 1과 같다.
[화학식 1]
Figure 112020117311808-pat00001
상기 제3 용액으로 제조하는 단계(S30)는 상기 제2 용액을 제1 용액으로 적가시켜 제3 용액으로 제조함으로써, 본 발명의 일 실시에 따른 친환경 발포제를 합성시킴과 동시에 부산물로 발생하는 산 부산물들을 탄산염을 포함하는 물질로 중화시키는 단계이다.
상기 적가 방법은 OBSC가 제2 용매와 혼합된 제2 용액에 포함되어 현탁된 슬러리로써 제1 용액에 투입할 수 있다. 상기 슬러리 농도는 작업성 향상을 위해20~30%로 유지하는 것이 바람직하다. 상기 슬러리 농도가 너무 낮으면 반응속도가 느려지는 단점이 있고, 상기 슬러리 농도가 너무 높으면 슬러리를 펌프로 이송하기 어려운 단점이 있다.
상기 적가는 45 °C 이하의 온도로 30분 ~ 90분 동안 수행될 수 있다.
상기 적가 온도는 바람직하게는 45°C 이하의 온도일 수 있고, 더 바람직하게는 38~42°C일 수 있다. 적가 온도가 너무 높으면 수율이 줄어드는 단점이 있다. 이때, 상기 적가 수행 시 45°C 이하의 온도로 유지하기 위해 시 냉각 순환수를 사용하여 유지시킬 수 있다.
상기 적가 속도는 하이드라진 수화물 1몰에 대하여 OBSC 0.5몰을 30~90분의 속도로 적가시켜 수행할 수 있다. 상기 적가 속도가 너무 낮으면 제품의 순도가 떨어지는 단점이 있고, 상기 적가 속도가 너무 높으면 생산성이 감소하는 단점이 있다.
상기 적가 반응으로 생산되는 산성 부산물, 바람직하게는, 염산은 탄산염을 포함하는 물질, 하이드라진 수화물, 수산화나트륨, 및 암모니아로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 특정 성분을 포함하는 것으로 제한되지 아니하나, 바람직하게는, 제조과정에서 발생할 수 있는 암모니아성 질소를 97~99% 이상 저감시키거나 거의 발생시키지 않는 물질인 탄산염을 포함하는 물질을 포함하는 것이 바람직하게고, 더 바람직하게는, 제1 용매 및 하기 후술할 제2 용매에 잘녹으면서도 가치있는 친환경 발포제를 생산할 수 있는 탄산나트륨, 및 탄산칼륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 제1 용액에 포함되어 있는 탄산염을 포함하는 물질과 제2 용액에 포함되어 있는 OBSC를 적가할 때의 몰비는 1.00~1.20 : 1일 수 있다. 상기 탄산염을 포함하는 물질의 비율이 너무 낮으면 제품의 순도가 떨어지는 단점이 있고, 상기 탄산염을 포함하는 물질의 비율이 너무 높으면 제품 순도와는 무관하나 원료를 낭비하게 되는 단점이 있다.
상기 적가 수행 이후, 적가 수행 이후의 온도로 3~5시간 동안 유지시키는 단계를 포함하여 제3 용액으로 제조할 수 있다. 상기 적가 수행 이후의 온도로 3~5시간동안 유지시키는 이유는 반응을 완전히 진행시키기 위함이다. 상기 유지 시간이 너무 낮으면 미반응 원료가 남아 제품의 분해온도가 낮아지는 단점이 있고, 상기 유지 시간이 너무 높으면 생성된 제품이 장 시간 교반으로 인하여 분쇄되어 미세입자가 생성되는 단점이 있다.
상기 친환경 발포제 제조 시, 필요에 따라 소포제, 계면활성제 등의 첨가제를 첨가할 수 있다.
상기 제3 용액으로부터 발포제를 여과하는 단계(S40)는 제3 용액에 포함된 친환경 발포제를 기타 포함된 부산물과 불순물로부터 분리하여 여과하고 건조하여 최종적으로 본 발명에 따른 친환경 발포제를 제조하는 단계이다.
구체적으로, 상기 제3 용액에 포함된 친환경 발포제는 반응 종료 후, 원심 분리기, 또는 필터 프레스 등으로 분리해 물로 세척하고 기류 건조기 또는 유동 건조기 등으로 건조하고 그 후에 기류 분쇄기 등으로 분쇄, 기계식 분급기 등으로 분급해 입도 조정을 할 수 있다.
이에 따라 최종적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 발포제가 제조되면서, 발생되는 부산물인 암모니아성 질소는 거의 발생되지 않거나, 발생되더라도 암모니아성 질소의 양이 극히 소량으로 발생할 수 있고, 이에 따라 발생한 암모니아성 질소는 폭기(Aeration)를 이용하여 배출할 수 있다. 상기 폭기(Aeration)를 이용하여 암모니아성 질소를 배출하면 극 소량의 암모니아성 질소만 반응액에 남게되는 장점이 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 발포제의 제조방법에 따라 친환경 발포제를 제조하면 그에 따라 발생하는 암모니아성 질소는 발생하지 않거나 거의 미량인 300~400ppm만을 배출하는 바, 기존 발포제 제조방법으로 발생되었던 암모니아성 질소의 양에 비하여, 97~99% 저감되는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 친환경 발포제의 제조방법에 따라 제조된 친환경 발포제는 하기 화학식 2로 표시되는 P, P'-옥시비스(벤젠술포닐히드라지드)(OBSH)를 포함할 수 있고, 입자크기는 15~16μm일 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112020117311808-pat00002
이에 따라, 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 발포제의 제조방법에 따라 친환경 발포제를 제조하면 그에 따라 발생하는 암모니아성 질소는 발생하지 않거나 거의 미량인 300~400ppm만을 배출하는 바, 기존 발포제 제조방법으로 발생되었던 암모니아성 질소의 양에 비하여, 97~99% 저감되는 효과가 있어 친환경적인 방법일 뿐만 아니라, 이에 따라 제조된 친환경 발포제의 순도도 높은 장점이 있다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : 친환경 발포제 제조
(S10) 교반기, 온도계, 원료 투입관이 설치된 유리재질의 4구 반응기에, 제1 용매로써 물 100g, 탄산염을 포함한 물질로써 탄산나트륨 30g(0.283 몰), 및 환원제로써 80% 하이드라진 하이드레이트 39.6g(0.634 몰)를 투입하여 제1 용액을 제조하고, 온도를 30~35도로 맞춘다.
(S20) OBSC 101.4g(0.276 몰)과 물 200g을 혼합하여 현탁된 슬러리인 제2 용액을 제조한다.
(S30) 제2 용액은 슬러리 펌프를 이용하여 제1 용액에 1시간동안 적가시키면서 반응 온도가 38도~42도가 되도록 조정한다. 상기 적가 수행 후, 적가 수행 이후의 온도로 4시간 동안 지속시켜 제3 용액을 제조한다.
(S40) 제3 용액에 포함되어 있는 친환경 발포제를 여과하고 건조하여 약 90(0.251 몰)~95g(0.265 몰)의 친환경 발포제가 얻어졌으며, Malvern 입도 측정기로 분석 시 15~16μm의 입자 크기였으며, 분해온도는 164°C이다.
실시예 2 : 친환경 발포제의 제조
실시예 1과 비교했을 때, S10 단계에서 탄산염을 포함한 물질로써 탄산나트륨 30g(0.283 몰) 대신 탄산칼륨 39g(0.283 몰)을 투입하여 제1 용액을 제조한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 친환경 발포제(91(0.254 몰)~96g(0.268 몰)의 친환경 발포제를 얻었으며, Malvern 입도 측정기로 분석시 15~16μm의 입자 크기였고, 분해온도는 165°C)를 제조한다.
비교예 1 : 발포제의 제조
종래 기술의 방법으로 발포제를 제조하였다.
구체적으로, 교반기, 온도계, 원료 투입관이 설치된 유리재질의 4구 반응기에, OBSC 101.4g(0.276 몰)과 물 200g을 투입하고, 온도를 30~35도로 맞춘다. 80% 하이드라진 하이드레이트 39.6g(0.634 몰)를 한 방울씩 투입하며 반응온도가 38~42도 정도가 되도록 조정을 한다. 하이드라진 하이드레이트의 투입이 완료된 후, 20% 암모니아수 50g(0.588 몰)을 한 방울씩 투입하면서 온도를 38~42도로 맞춘다. 적가 시 반응 온도가 45도를 넘지 않도록 조정한다. 좋기로는 38도~42도가 되도록 조정을 한다. 온도가 높을 경우 부 반응물의 생성이 증가하고, 50도가 넘어서면 수율이 급격히 감소하므로 조심한다. 적가 완료 후, 같은 온도로 4시간 정도 지속 후, 반응을 종료한다. 제품을 여과하고 건조 시 약 90(0.251 몰)~95g(0.265 몰)의 발포제를 얻었으며, Malvern 입도 측정기로 분석시 13~16 μm의 입자 크기였으며, 분해온도는 158°C이다.
비교예 2 : 발포제의 제조
실시예 1과 비교했을 때, S10 단계에서 탄산염을 포함한 물질로써 탄산나트륨 30g(0.283 몰) 대신 탄산칼슘 28.3g(0.283 몰)을 투입하여 제1 용액을 제조한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 발포제(85(0.237 몰)~87g(0.243 몰)의 발포제를 얻었으며, Malvern 입도 측정기로 분석시 10~12μm의 입자 크기였으며, 분해온도는 148°C)를 제조한다.
비교예 3 : 발포제의 제조
실시예 1과 비교했을 때, S10 단계에서 탄산염을 포함한 물질로써 탄산나트륨 30g(0.283 몰) 대신 탄산마그네슘 23.9g(0.283 몰)을 투입하여 제1 용액을 제조한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 발포제(85(0.237 몰)~87g(0.243 몰)의 발포제를 얻었으며, Malvern 입도 측정기로 분석시 10~12μm의 입자 크기였으며, 분해온도는 146°C)를 제조한다.
비교예 3 : 발포제의 제조
실시예 1과 비교했을 때, S10 단계에서 탄산염을 포함한 물질로써 탄산나트륨 함량을 30g(0.283 몰) 대신 58.5g(0.552 몰)을 투입하여 제1 용액을 제조한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 발포제(90(0.251 몰)~95g(0.265 몰)의 친환경 발포제를 얻었으며, Malvern 입도 측정기로 분석시 10~12μm의 입자 크기였으며, 분해온도는 145°C)를 제조한다.
실험예 1 : 종래 제조방법과 본 발명의 제조방법에 따른 암모니아성 질소 발생량 비교
본 발명의 제조방법에 따른 실시예 1와 실시예 2에 따라 발생되는 암모니아성 질소와, 종래 제조방법에 따른 비교예 1에 따라 발생되는 암모니아성 질소를 분광광도계를 통해 측정하였다. 그 결과, 실시예 1와 실시예 2에 따른 제조방법에서 발생되는 암모니아성 질소는 각각 300ppm~400ppm와 350ppm~450ppm였으나, 비교예 1에 따른 제조방법에서 발생되는 암모니아성 질소는 35000ppm~37000ppm인 것을 확인할 수 있었다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 발포제의 제조방법에 따라 친환경 발포제를 제조할 경우, 기존 제조방법을 통해 제조한 발포제에 비하여 암모니아성 질소 배출이 배출되지 않거나, 배출되더라도 기존에 비해 97~099%만큼 비약적으로 저감될 수 있으므로 친환경적이다. 뿐만 아니라, 암모니아성 질소로 인해 생기는 부산물이 발생하지 않으므로 순도 높은 친환경 발포제를 생산할 수 있는 장점이 있다.
실험예 2 : 탄산염을 포함하는 물질 종류 및 양에 따른 친환경 발포제 비교
본 발명의 제조방법에 따른 실시예 1와 실시예 2에 따라 제조된 친환경 발포제와 탄산염을 포함하는 물질과, 탄산나트륨 또는 탄산칼륨이 아닌 탄산칼슘 또는 탄산마그네슘으로 제조한 비교예 2 및 비교예 3에 따른 친환경 발포제의 암모니아성 질소 배출량과 친환경 발포제를 비교하였다.
그 결과, 비교예 2 및 비교에 3에 따른 제조과정에서 발생하는 암모니아성 질소 배출량은 300ppm~400ppm으로 실시예 1 및 실시예 2와 별차이가 없었으나, 탄산칼슘 및 탄산마그네슘은 제1 용매 또는 제2 용매에 녹지 않아, 분리되지 않으므로 실제로 사용될만한 친환경 발포제로 제조할 수 없었다.
한편, 비교예 4에 따른 제조과정으로 제조한 친환경 발포제는 실시예 1에 따른 친환경 발포제와 별차이가 없었으므로 탄산염을 포함하는 물질 : OBSC의 몰비는 1.00~1.20 : 1로 맞춰 진행하는 것이 효율적인 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명에 따른 탄산염을 포함하는 물질은 탄산나트륨 또는 탄산칼륨를 포함하는 것이 바람직하고, 그 함량은 탄산염을 포함하는 물질 : OBSC의 몰비는 1.00~1.20 : 1 인 것이 경제적이면서도 효율적으로 친환경 발포제를 제조할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (13)

  1. 제1 용매에 탄산염을 포함하는 물질과 환원제를 혼합하여 제1 용액을 제조하는 단계;
    제2 용매에 P,P'-옥시비스(벤젠술포닐클로라이드)(OBSC)를 용해시켜 제2 용액을 제조하는 단계;
    상기 제2 용액을 제1 용액으로 적가시켜 제3 용액을 제조하는 단계; 및
    상기 제3 용액으로부터 발포제를 여과하는 단계를 포함하고,
    상기 제3 용액을 제조하는 단계는, 상기 제2 용액을 30~35℃의 온도로 유지되고 있는 상기 제1 용액에 적가하는 것이고,
    상기 제2 용액은 상기 P,P'-옥시비스(벤젠술포닐클로라이드)(OBSC)의 질량 퍼센트 농도가 20% 내지 30%인 것이고,
    상기 제3 용액을 제조하는 단계는, 상기 제1 용액의 환원제 1몰을 기준으로 상기 P,P'-옥시비스(벤젠술포닐클로라이드)(OBSC)가 0.5몰/90분 내지 0.5몰/30분의 속도로 첨가되도록 상기 제2 용액을 상기 제1 용액으로 적가하는 것인 친환경 발포제의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄산염을 포함하는 물질은 탄산나트륨, 및 탄산칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 친환경 발포제의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 환원제는 하이드라진 하이드레이트(N2H4), 하이드라진 염산염, 및 하이드라진 황산염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 친환경 발포제의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 용매 또는 제2 용매는 각각 증류수, 및 탈 이온수로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 친환경 발포제의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탄산염을 포함하는 물질 : OBSC의 몰비는 1.00~1.20 : 1인 것인 친환경 발포제의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적가시켜 제3 용액으로 제조하는 단계에서,
    상기 적가는 45 °C 이하의 온도로 30분 ~ 90분 동안 수행되는 것인 친환경 발포제의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 적가 수행 시 냉각 순환수를 사용하여 45°C 이하의 온도로 유지시켜 수행되는 것인 친환경 발포제의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 적가를 완료한 뒤, 상기 제3 용액의 온도를 45℃ 이하의 온도로 3~5시간 동안 유지시키는 단계를 더 포함하는 친환경 발포제의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제조방법에서 발생되는 암모니아성 질소의 양이 300~400ppm인 것인 친환경 발포제의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 암모니아성 질소는 폭기(Aeration)를 이용하여 배출하는 것인 친환경 발포제의 제조방법.
  12. 제1항의 친환경 발포제의 제조방법으로 제조되고,
    입자 크기가 15~16μm인 것인 친환경 발포제.
  13. 제12항에 있어서,
    P, P'-옥시비스(벤젠술포닐히드라지드)(OBSH)를 포함하는 것인 친환경 발포제.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102659647A (zh) * 2012-04-24 2012-09-12 杭州海虹精细化工有限公司 一种用烧碱代替氨水生产obsh的方法
KR101518698B1 (ko) 2012-11-20 2015-05-08 부산대학교 산학협력단 슬포니 하이드라이즈(Sulfonyl Hydrazide)를 포함하는 고분자 발포제의 제조방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2552065A (en) * 1950-08-01 1951-05-08 Us Rubber Co Oxybisphenylsulfonhydrazide
US4096100A (en) * 1976-05-24 1978-06-20 Uniroyal, Inc. Blowing agents-bis(hydrocarbylsulfonyl) carbohydrazides
JPH1121364A (ja) * 1997-07-04 1999-01-26 Pooren Kagaku Sangyo Kk 発泡剤組成物及び発泡性熱可塑性重合体組成物
JP4887070B2 (ja) * 2006-03-27 2012-02-29 永和化成工業株式会社 Ｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）の製造方法
CN101838224B (zh) * 2009-03-19 2013-01-09 华东理工大学 一种降低ac发泡剂粒径的方法
KR101873019B1 (ko) * 2011-12-26 2018-07-03 주식회사 동진쎄미켐 발포제 조성물 및 이를 포함하는 발포성 고분자 조성물
KR101347853B1 (ko) 2013-11-29 2014-01-03 부산대학교 산학협력단 나노입자 발포제의 제조방법
CN105802143A (zh) * 2015-01-01 2016-07-27 晋江凯基高分子材料有限公司 一种pbat发泡体及其制备方法与应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102659647A (zh) * 2012-04-24 2012-09-12 杭州海虹精细化工有限公司 一种用烧碱代替氨水生产obsh的方法
KR101518698B1 (ko) 2012-11-20 2015-05-08 부산대학교 산학협력단 슬포니 하이드라이즈(Sulfonyl Hydrazide)를 포함하는 고분자 발포제의 제조방법

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