KR20010044030A - A manufacturing process of a plastics for construction materials - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 건축자재로 사용되는 합성수지에 관한 것으로, 특히 건축물의 폐자재와 멜라민 및 요소 등을 이용하여 고강도의 건축자재를 성형함으로써 저비용으로 기능이 향상된 건축자재를 생산할 수 있도록 한 건축자재용 합성수지 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a synthetic resin used as a building material, in particular to manufacture a synthetic resin for building materials that can be produced at a low cost by building a high-strength building material using the building materials, melamine and urea, etc. It is about a method.
일반적으로 토목 및 건축구조물에 사용되는 자재의 경우 그 대부분을 자연에서 채취하여 공급하고 있는 바, 특히 콘크리트 구조물의 경우에는 많은 양의 골재가 필요하고, 이에 따라 하천 등지에서 자갈을 채취하거나 돌을 파쇄하여 사용하고 있는 실정이다.In general, most of the materials used for civil engineering and building structures are collected and supplied from nature. In the case of concrete structures, a large amount of aggregates are required, and accordingly, gravel is collected from rivers, etc. It is being used.
그러므로, 상기와 같이 자연 골재를 채취하는 과정에서 환경이 파괴됨과 더불어 하천이 오염되는 폐단이 일어나고, 또한 자연 골재가 부족하기 때문에 콘크리트 양생시 적정한 양의 골재가 공급되지 않아 콘크리트의 경량화에 따른 각종 부실공사의 원인이 되는 문제가 생기는 것이다.Therefore, in the process of collecting the natural aggregates as described above, the destruction of the environment and pollution of the river occurs, and also because the lack of natural aggregates, the appropriate amount of aggregates is not supplied when curing concrete, and various insolvency due to the weight reduction of concrete. Problem that causes construction occurs.
따라서, 최근에 들어 합성수지를 이용하여 자연 골재를 대체하고자 하는 연구가 진행중이지만 건축자재용으로 사용되는 합성수지는 내열성, 내노화성, 난연성, 압축강도, 재료의 경도 및, 인장강도 등이 콘크리트를 이루는 시멘트와 동일성을 가지면서 서로에 대해 강한 접착력을 가져야 되는 것이다.Therefore, in recent years, research is being conducted to replace natural aggregates using synthetic resins, but synthetic resins used for construction materials are cements having concrete properties such as heat resistance, aging resistance, flame retardancy, compressive strength, material hardness, and tensile strength. Having the same identity as and should have a strong adhesion to each other.
그러나, 대부분의 합성수지는 시멘트와 같은 미네랄과의 접착력이 약하기 때문에 인공적인 골재로 사용하기에는 부적합하고, 특히 호르마린과의 축합에 의해 제조된 아미노 수지의 경우에는 미네랄과의 접착력이 미약하여 미네랄을 충전제로 사용할 수 없기 때문에 건축자재로 성형하기 어렵다는 단점이 있었다.However, most synthetic resins are not suitable for use in artificial aggregates because of their poor adhesion to minerals such as cement. Especially, in the case of amino resins produced by condensation with hormarins, they have a weak adhesion to minerals. Because it can not be used as a building material was difficult to mold.
이에 본 발명은 상기한 바의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 미네랄과의 접착력이 극대화된 멜라민 및 요소수지를 이용하여 고강도의 건축자재를 성형함으로써 저비용으로 기능이 향상된 건축자재를 생산함과 더불어 폐자재의 재활용에 의한 환경오염과 환경파괴를 막아줄 수 있도록 한 건축자재용 합성수지 제조방법을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems described above, by producing a high-strength building material by using a melamine and urea resin maximized adhesion to minerals to produce a building material with improved functionality at low cost and In addition, its purpose is to provide a method of manufacturing synthetic resin for building materials that can prevent environmental pollution and environmental destruction by recycling waste materials.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 멜라민 또는 요소에 호르마린, 트리에타놀 아민, 핵사민, 개미산 등이 첨가되어 반응함으로써 수지용액을 이루게 되는 수지용액 제조공정;과, 상기 수지용액에 알릴 알콜과 메틸실란을 투입하는 1차 첨가물 투입공정;과, 이 상태에서 에피클로로 히드린을 첨가하게 되는 2차 첨가물 투입공정;과, 이렇게 제조된 합성수지에 트리부틸 포스페이트, 페닐 포스페이트, 수산, 소다회, 수용성 실리콘 등이 첨가되는 3차 첨가물 투입공정;과, 이렇게 제조된 합성수지 용액에 광물질, 펄프, 스테아린산 아연 등을 혼합하는 혼련공정;과, 상기와 같이 혼합된 함침물을 건조기에서 일정시간과 온도로 건조시키게 되는 건조공정;과, 이와 같이 건조된 합성수지를 냉풍기로 냉각시켜 상온을 유지하도록 하는 냉각공정; 및, 상기와 같이 고형화된 합성수지를 분쇄기를 통해 분쇄시켜 건축자재의 원료로 성형하는 분쇄공정;으로 진행되는 것이다.The present invention for achieving the above object is a resin solution manufacturing step of forming a resin solution by reacting with melamine or urea, addition of hormones, triethanol amine, nucleosamine, formic acid and the like; and to the resin solution Primary additive addition step of injecting allyl alcohol and methylsilane; and secondary additive addition step of adding epichlorohydrin in this state; and tributyl phosphate, phenyl phosphate, hydroxide, soda ash to the synthetic resin thus prepared , Tertiary additives in which water-soluble silicone, etc. are added; and kneading step of mixing minerals, pulp, zinc stearate, and the like with the synthetic resin solution thus prepared; and the impregnated mixture as described above in a dryer for a predetermined time and temperature. Drying step to be dried with; and, Cooling step to maintain the room temperature by cooling the synthetic resin thus dried with a cold air; And a pulverizing process of pulverizing the synthetic resin solidified as described above through a crusher to form a raw material for building materials.
즉, 상기와 같이 제조되는 합성수지는 멜라닌 또는 요소수지에 각종 첨가물을 투입하여 미네랄과 접착력이 강력해진 수지액을 제조하고, 상기 수지액과 분쇄된 건축폐자재 가루를 혼합하여 합성수지재를 제조하며, 이렇게 제조된 합성수지재로 콘크리트에 사용되는 골재를 압축성형할 수 있도록 된 것이다.In other words, the synthetic resin prepared as described above is prepared by adding various additives to the melanin or urea resin to produce a resin solution with strong adhesion to minerals, and to produce a synthetic resin material by mixing the resin solution and the ground construction waste material powder. It is a synthetic resin manufactured to be able to compress the aggregate used in concrete.
따라서, 상기와 같이 접착력과 강도가 우수한 합성수지를 폐건축자재로 성형할 수 있게 됨으로써 환경오염과 환경파괴를 방지할 수 있고, 저비용으로 고강도의 골재를 생산할 수 있기 때문에 생산성 향상을 도모할 수 있으며, 상기 합성수지로 골재 뿐만아니라 다른 건축자재도 생산해냄으로써 시공되는 건축물을 보다 견고하게 건조할 수 있는 것이다.Therefore, the synthetic resin having excellent adhesion and strength as described above can be molded into waste building materials, thereby preventing environmental pollution and environmental destruction, and producing high-intensity aggregates at low cost, thereby improving productivity. By producing not only aggregates but also other building materials from the synthetic resin, the building to be constructed can be more firmly dried.
도 1은 본 발명에 따른 합성수지의 제조공정을 나타낸 흐름도,1 is a flow chart showing a manufacturing process of a synthetic resin according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 건축자재용 합성수지를 이용하여 제작된 인조골재를 나타낸 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing an artificial aggregate produced using a synthetic resin for building materials according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 인조골재1: artificial aggregate
이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 합성수지의 제조공정을 도시한 흐름도이고, 도 2는 본 발명에 따른 건축자재용 합성수지를 이용하여 제작된 인조골재를 도시한 사시도이다.1 is a flowchart illustrating a manufacturing process of a synthetic resin according to the present invention, Figure 2 is a perspective view showing an artificial aggregate produced using a synthetic resin for building materials according to the present invention.
상기한 도면들에 의해 본 발명을 나타내면, 건축자재의 성형에 이용될 수 있는 아미노계 합성수지를 제조하되, 상기 합성수지는 멜라민에 호르마린, 트리에타놀 아민, 핵사민, 개미산 등이 첨가되어 반응함으로써 수지용액을 이루게 되는 수지용액 제조공정;과, 상기 수지용액에 알릴 알콜과 메틸실란을 투입하는 1차 첨가물 투입공정;과, 이 상태에서 에피클로로 히드린을 첨가하게 되는 2차 첨가물 투입공정;과, 이렇게 제조된 합성수지에 트리부틸 포스페이트, 페닐 포스페이트, 수산, 소다회, 수용성 실리콘 등이 첨가되는 3차 첨가물 투입공정;과, 이렇게 제조된 합성수지 용액에 광물질, 펄프, 스테아린산 아연 등을 혼합하는 혼련공정;과, 상기와 같이 혼합된 함침물을 건조기에서 일정시간과 온도로 건조시키게 되는 건조공정;과, 이와 같이 건조된 합성수지를 냉풍기로 냉각시켜 상온을 유지하도록 하는 냉각공정; 및, 상기와 같이 고형화된 합성수지를 분쇄기를 통해 분쇄시켜 건축자재의 원료로 성형하는 분쇄공정;을 거치면서 제조되는 것이다.According to the present invention by the above drawings, to prepare an amino-based synthetic resin that can be used in the molding of building materials, the synthetic resin is resin by adding the reaction of melamine, such as hormones, triethanol amine, nucleosamine, formic acid A resin solution manufacturing step of forming a solution; and a primary additive input step of injecting allyl alcohol and methylsilane into the resin solution; and a secondary additive input step of adding epichlorohydrin in this state; and Tertiary phosphate incorporating tributyl phosphate, phenyl phosphate, oxalic acid, soda ash, water-soluble silicone, etc. into the synthetic resin thus prepared; and a kneading process of mixing minerals, pulp, zinc stearate, etc., with the synthetic resin solution thus prepared; , A drying step of drying the impregnated mixture as described above in a dryer at a predetermined time and temperature; and dried as described above. Cooled if naengpunggi holy water as the cooling step of maintaining the room temperature; And a pulverizing process of pulverizing the synthetic resin solidified as described above through a crusher to form a raw material for building materials.
여기서, 상기와 같이 제조되는 합성수지재의 특징은 멜라민 수지 분자내의 에폭시기와 디알릴푸탈레이트기 및 규소 수지기를 결합시켜줌으로써 기존 멜라민 합성수지의 단점을 보완하고, 이에 따라 상기 멜라민 합성수지와 토분, 석분, 비철금속, 금속, 펄프 등의 다양한 충전재가 강한 접착력을 가지면서 합성수지재를 이룰 수 있도록 된 것이다.Here, the characteristics of the synthetic resin prepared as described above by combining the epoxy group in the melamine resin molecule, diallyl phthalate group and silicon resin group to compensate for the disadvantages of the existing melamine synthetic resin, according to the melamine synthetic resin and earth powder, stone powder, non-ferrous metal Various fillers, such as metals and pulp, have a strong adhesive force and are able to form a synthetic resin material.
즉, 상기 멜라닌 수지에 각종 첨가물을 투입하여 미네랄과 접착력이 강력해진 수지액을 제조하고, 상기 수지액과 분쇄된 건축폐자재 가루를 혼합하여 합성수지재를 제조하며, 이렇게 제조된 합성수지재로 콘크리트에 사용되는 골재를 압축성형할 수 있도록 된 것이다.In other words, by adding a variety of additives to the melanin resin to prepare a resin liquid with strong adhesion to the minerals, and mixing the resin liquid and the pulverized building waste powder to produce a synthetic resin material, used in concrete as a synthetic resin material thus prepared It is to be able to compress the aggregate.
그리고, 상기 멜라민을 대신하여 요소를 사용할 수 있는 바, 상기 요소는 반응온도만이 멜라민과 다를 뿐 여타 조건이 동일하기 때문에 수지용액 제조시 반응온도를 달리 설정하여 이용할 수 있는 것이다.In addition, the urea may be used in place of the melamine. The urea may be used by differently setting the reaction temperature when preparing the resin solution because only the reaction temperature is different from the melamine, and other conditions are the same.
그러므로, 본 발명에 따른 합성수지는 멜라민을 이용하거나 요소를 이용하여도 동일한 성분의 합성수지를 얻을 수 있고, 각종 충전재와의 결합력 또한 견고해지는 것이다.Therefore, the synthetic resin according to the present invention can obtain a synthetic resin of the same component even by using melamine or urea, and the bonding strength with various fillers is also strengthened.
한편, 상기와 같이 제조되는 합성수지재의 공정을 단계별로 상세히 설명하면 다음과 같다.On the other hand, it will be described in detail step by step the synthetic resin material prepared as described above.
수지용액 제조공정; 멜라민 250㎏, 호르마린 400㎏, 트리에타놀 아민 8.5㎏, 핵사민 2㎏, 개미산 230㎏을 첨가 혼합하여 90℃에서 1시간 동안 반응시키고, 이 수지용액을 60℃로 냉각시킨다.Resin solution manufacturing process; 250 kg of melamine, 400 kg of homomarine, 8.5 kg of triethanol amine, 2 kg of nucleosamine, and 230 kg of formic acid were added and mixed to react at 90 ° C for 1 hour, and the resin solution was cooled to 60 ° C.
요소의 경우에는 반응온도를 60℃로 설정함과 더불어 냉각온도는 30℃로 설정해 주면 멜라민과 동일한 조건으로 반응하게 된다.In the case of urea, if the reaction temperature is set to 60 ° C and the cooling temperature is set to 30 ° C, it will react under the same conditions as melamine.
1차 첨가물 투입공정; 상기 수지용액에 알릴 알콜 6㎏과 메틸실란(아미노 프로필 트리 메톡시실란) 6㎏을 첨가하여 30분 정도 반응시킨다.Primary additive addition process; 6 kg of allyl alcohol and 6 kg of methylsilane (amino propyl trimethoxysilane) are added to the resin solution and reacted for about 30 minutes.
2차 첨가물 투입공정; 1차 첨가물 투입공정 후 에피클로로 히드린(에폭시기) 3㎏을 첨가하여 반응시킨다.Secondary additive input process; After adding the primary additive process, 3 kg of epichlorohydrin (epoxy group) is added and reacted.
상기 반응에 의해 멜라민 수지 모너머 분자내에 디알릴프탈레이트기, 에폭시기, 메틸실란기(규소 수지기)가 모너머 상태로 분자결합되면서 합성되어, 멜라민수지가 미네랄과의 접착력이 증대되는 상태로 변성되는 것이다.By the reaction, the diallyl phthalate group, the epoxy group, and the methylsilane group (silicon resin) are synthesized in the melamine resin monomer molecule in a monomeric state, and the melamine resin is denatured to increase the adhesion to the mineral. will be.
3차 첨가물 투입공정; 상기 반응이 끝난 합성수지에 트리부틸 포스페이트(Tributyl.Phosphate) 1㎏, 페닐 포스페이트(Phenyl.Phosphate) 0.5㎏, 수산 0.4㎏, 소다회 0.2㎏, 수용성 실리콘 0.7㎏을 반응기에서 10분 정도 완전 혼합한다.Third additive addition process; 1 kg of tributyl phosphate (Tributyl.Phosphate), 0.5 kg of phenyl phosphate (Phenyl.Phosphate), 0.4 kg of hydroxide, 0.2 kg of soda ash, and 0.7 kg of water-soluble silicone were completely mixed in the reactor for about 10 minutes.
혼련공정; 상기 합성수지 용액 678.53 ㎏에 광물질 950㎏, 펄프 119㎏, 스테아린산 아연 1.5㎏을 골고루 혼합하여 약 1시간 정도 혼련한다.Kneading process; To 678.53 kg of the synthetic resin solution, 950 kg of mineral, 119 kg of pulp, and 1.5 kg of zinc stearate are evenly mixed and kneaded for about 1 hour.
건조공정; 상기와 같이 혼합된 합성수지재를 간접가열 방식을 택하여 약 60-100℃ 정도의 가열공기를 이용하여 건조기에서 건조하게 되는 것이다.Drying process; The synthetic resin material mixed as described above is dried in a drier using about 60-100 ° C. heating air by using an indirect heating method.
냉각공정; 상기와 같이 건조된 합성수지재를 냉풍기로 냉각시켜 그 온도를 상온으로 유지시킨다.Cooling process; The synthetic resin material dried as described above is cooled by a cold fan to maintain the temperature at room temperature.
분쇄공정; 냉각된 합성수지재를 햄머밀 분쇄기로 중쇄한 후, 진동밀 분쇄기로 미분한 다음 볼밀 분쇄기에 투입하여 염료, 안료, 이형제, 경화제 등을 적정 비율로 혼합하고, 이 상태에서 미분쇄기로 다시 미분하면서 혼합하도록 된 것이다.Grinding process; After the cooled synthetic resin material is heavy-pulverized by a hammer mill grinder, finely divided into a vibratory mill grinder and then put into a ball mill grinder to mix dyes, pigments, mold releasing agents and curing agents at an appropriate ratio, and in this state is finely mixed with a fine grinder again. It is to be done.
그리고, 상기 볼밀 분쇄기의 내부에 자기제 벽돌을 내장시킴으로써 오염을 방지하고, 외부에는 자켓을 만들어 냉각수를 통과시킴으로써 연속적으로 냉각시키게 되는 것이다.And, by embedding a magnetic brick inside the ball mill grinder to prevent contamination, and by making a jacket on the outside to continuously cool by passing the cooling water.
그러므로, 소재의 마찰과 충격에서 발생하는 열을 냉각시켜줌으로써 분쇄중의 합성수지에 축합반응이 진행되는 것을 막아줌과 더불어 합성수지의 유동성이 저하되는 것 또한 막아줄 수 있고, 이와 같이 분쇄와 혼합이 모두 끝난 제품을 체가름하여 포장하는 것이다.Therefore, by cooling the heat generated from the friction and impact of the material, it prevents the condensation reaction from proceeding to the synthetic resin during grinding, and also prevents the deterioration of the fluidity of the synthetic resin. The finished product is sifted and packed.
따라서, 상기의 과정을 거쳐 분말로 성형된 합성수지재를 고압으로 압축하여 건축자재로 성형하는 것이다.Therefore, by compressing the synthetic resin material molded into a powder through the above process at high pressure to form a building material.
여기서, 상기 합성수지재를 제조하는 과정에서 특히 건조공정이 중요한 바, 상기 멜라민 수지용액 또는 요소 수지용액과 충전재를 혼합한 습윤상태의 함침물을 건조기에 옮겨 건조하게 되는데 펄프의 투입에 따라 두가지 방식으로 나뉘어지게 되는 것이다.Here, the drying process is particularly important in the process of manufacturing the synthetic resin material, the wet impregnated water mixed with the melamine resin solution or urea resin solution and the filler is transferred to a dryer and dried in two ways depending on the pulp input. It will be divided.
즉, 펄프가 혼합된 습윤상태에서는 연속식 터널 통기건조기로 건조를 행하게 되고, 반면에 펄프를 제거한 습윤상태의 혼합물은 분무 건조기로 건조하게 되는 바, 어느 방식이든지 피건조물을 균일하게 건조하여야 하는데, 그 이유는 건조온도 및 건조시간에 따라 수지용액의 점도와 경화시간이 달라지고, 이에 따라 건조제의 특성이 변화하는 것이다.That is, in the wet state in which the pulp is mixed, the drying is performed by a continuous tunnel aeration dryer, while the wet state in which the pulp is removed is dried by the spray dryer, and the dry matter must be uniformly dried in any way. The reason is that the viscosity and curing time of the resin solution vary depending on the drying temperature and drying time, and thus the characteristics of the drying agent change.
그리고, 본 발명에 따른 합성수지의 건조조건 선택이 중요한 이유는 건조가 단순히 탈수만을 위한 것이 아니고, 이 과정에서 합성수지의 변성 및 고도의 축합반응이 일어나기 때문이다.In addition, the reason why the selection of the drying conditions of the synthetic resin according to the present invention is important is that drying is not merely for dehydration, but in this process, modification and high condensation reaction of the synthetic resin occurs.
그러므로, 건조조건인 건조온도, 건조시간, 순환공기의 습도 등에 따라 합성수지의 변성과 축합도 및 유동성이 달라지게 되는 것이다.Therefore, the denaturation, condensation degree, and fluidity of the synthetic resin will vary according to drying conditions, such as drying temperature, drying time, and humidity of circulating air.
한편, 상기와 같은 여러 공정을 거쳐 생산되는 합성수지재는 고압의 압축에 의해 건축자재로 성형되는 바, 이는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 합성수지재를 대략 1000ton 정도의 압축력을 이용하여 인조골재(1)를 성형하여 시멘트와 함께 혼합함으로써 토목 및 건축공사에 사용하는 콘크리트로 이용할 수 있는 것이다.On the other hand, the synthetic resin produced through the various processes as described above is molded into a building material by high pressure compression, which is artificial aggregate (1) using a compression force of about 1000 tons of the synthetic resin material as shown in FIG. It can be used as concrete for civil engineering and building construction by molding and mixing with cement.
따라서, 강력한 접착력을 갖는 멜라민 수지용액 또는 요소 수지용액에 각종 건축 폐자재를 분쇄한 충전재를 혼합함으로써 강도 높은 합성수지를 제조할 수 있게 되어, 상기 합성수지로 각종 건축자재를 제작함으로써 적은 비용으로 고품질의 인조 자재를 생산할 수 있고, 자연에서 채취되는 골재를 대체함으로써 환경보존에 기여할 수 있는 것이다.Therefore, by mixing a melamine resin solution or a urea resin solution with strong adhesive strength and pulverizing various building waste materials, it is possible to manufacture a high-strength synthetic resin, and to produce a variety of construction materials from the synthetic resin, high-quality artificial It can produce materials and contribute to environmental conservation by replacing aggregates from nature.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 건축자재용 합성수지 제조방법에 의하면, 접착력과 강도가 우수한 합성수지를 폐건축자재로 성형할 수 있게 됨으로써 환경오염과 환경파괴를 방지할 수 있고, 저비용으로 고강도의 골재를 생산할 수 있기 때문에 생산성 향상을 도모할 수 있으며, 상기 합성수지로 골재 뿐만아니라 다른 건축자재도 생산해냄으로써 시공되는 건축물을 보다 견고하게 건조할 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, according to the method of manufacturing synthetic resin for building materials according to the present invention, synthetic resin having excellent adhesive strength and strength can be molded into waste building materials, thereby preventing environmental pollution and environmental destruction, and having high strength aggregate at low cost. Since it can be produced to improve the productivity, by producing not only aggregates but also other construction materials as the synthetic resin is to have an effect that can be more firmly dried building construction.
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