KR20050122739A - Flame retardant waste pastic resin composition - Google Patents

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Abstract

본 발명의 난연성 폐플라스틱 수지 조성물은 폐플라스틱 60-90 중량%; 및 패각분말 10-40 중량%로 이루어지며, 상기 패각분말은 CTAB (n-cetyltrimethylammonium bromide) 또는 폴리이민염(polyimine salt)에 의해 표면 개질된 것을 특징으로 한다.Flame retardant waste plastic resin composition of the present invention is 60-90% by weight of waste plastic; And it is made of shell powder 10-40% by weight, the shell powder is characterized in that the surface-modified by n-cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) or polyimine salt (polyimine salt).

Description

난연성 폐플라스틱 수지 조성물{Flame Retardant Waste Pastic Resin Composition} Flame Retardant Waste Pastic Resin Composition

발명의 분야Field of invention

본 발명은 난연성 폐플라스틱 수지 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 폐플라스틱과 패각분말로 이루어지며, 폐자원을 활용하여 환경을 개선하고, 기계적 강도 및 난연성이 동시에 우수할 뿐만 아니라, 유독가스의 발생이 없고 원가를 절감할 수 있는 난연성 폐플라스틱 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a flame retardant waste plastic resin composition. More specifically, the present invention is composed of waste plastic and shell powder, and improve the environment by using waste resources, not only excellent mechanical strength and flame retardancy at the same time, there is no generation of toxic gas and flame retardancy that can reduce the cost It relates to a waste plastic resin composition.

발명의 배경Background of the Invention

일반적으로 플라스틱 재료는 가공성, 내충격성, 기능성 등이 우수하여 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 플라스틱 재료는 낮은 가격에 대량으로 공급되어 현재 과다하게 사용되고 있으며, 그에 따른 폐플라스틱이 다량으로 발생되어 환경보호 및 자원 재활용 차원에서 폐플라스틱의 자원화 기술이 필요하다. In general, plastic materials are widely used because of their excellent workability, impact resistance, and functionality. These plastic materials are supplied in large quantities at low prices and are currently being used excessively. Accordingly, a large amount of waste plastics are generated, and thus, resources for recycling waste plastics are needed in order to protect the environment and recycle resources.

한편, 플라스틱 재료 자체는 화재에 대해 저항성이 없으며, 쉽게 연소가 일어날 수 있는 특성을 가지고 있기 때문에 일부 적용분야에서는 사용이 제한되어 왔다. 따라서, 난연성과 같은 기능성을 첨가시킬 수 있다면, 새로운 수요창출로 인한 매출증대, 플라스틱 제품의 내용물 보호, 화재 예방, 포장제품의 인지도 제고, 기능성 부여기술 개발 촉진 등 다양한 혜택을 사회전반에 제공할 수 있게 될 것이다. On the other hand, the plastic material itself is not fire resistant and has a limited use in some applications because of its easy burning properties. Therefore, if functionalities such as flame retardancy can be added, various benefits can be provided to the society, such as increased sales due to new demand creation, protection of plastic contents, fire prevention, awareness of packaging products, and promotion of development of functional grant technology. Will be.

난연성과 같은 기능성을 부가하기 위해서는 난연제를 첨가하는 것이 일반적이다. 난연성을 부여하는 방식으로는 첨가제에 의해 연소과정에서 유지되어야 하는 열에너지를 소비시킴으로서 연소를 억제시키는 방법(냉각방식), 가연성 물질이 기체와 접촉하지 못하도록 고체나 기체로 응축되어 방어막을 형성하는 방법(인화합물 사용), 수산화알루미늄 또는 삼산화알루미늄을 첨가하여 연소시 불연성 중질가스를 생성시켜 연소를 진행시키는 가스들의 반응을 억제시킴으로서 소화작용을 하는 방식(희석방식) 및 할로겐계 화합물을 첨가하여 연소반응에 첨가하는 H, OH 라디칼을 난연제가 흡수하여 연속반응을 억제하는 방식 등이 사용되어 왔다. To add functionality such as flame retardancy, it is common to add a flame retardant. The method of imparting flame retardancy is a method of suppressing combustion by consuming heat energy that must be maintained in the combustion process by an additive (cooling method), or a method of forming a protective film by condensing into a solid or gas to prevent the combustible material from contacting the gas ( Phosphorus compound), aluminum hydroxide or aluminum trioxide is added to produce a non-flammable heavy gas during combustion, thereby suppressing the reaction of the gases that proceed with combustion (dilution method) and halogen-based compounds to the combustion reaction The method of suppressing continuous reaction by absorbing H and OH radicals added by a flame retardant, etc. has been used.

그러나, 할로겐 화합물을 첨가하는 방식은 소각시 다이옥신 발생가능성으로 인하여 사용이 억제되고 있으며, 기타 다른 난연제를 사용할 경우 수지 자체의 물성을 저하시키거나 또는 난연제 첨가로 인해 재료 원가가 높아지는 문제점이 있다. However, the method of adding a halogen compound is suppressed due to the possibility of generating dioxin during incineration, and when using other flame retardants, there is a problem of lowering the physical properties of the resin itself or increasing the material cost due to the addition of the flame retardant.

한편, 우리나라에서는 세계적인 굴 생산국으로 굴양식장은 전국 475개로 면적 기준으로는 3,600 ha에 달하고 있으며, 따라서 필연적으로 패각(굴 및 조개껍데기)의 발생량도 급증하고 있다. 이중에서 재활용(채묘용, 비료용)이 되는 양은 약 100,000톤 정도에 불과하고 나머지 150,000톤은 비처리(해안야적, 매립 등) 되어서 버려지고 있어, 이로 인해 많은 환경문제를 야기시키고 있다. 이러한 현실을 감안하면 유효자원의 이용 및 환경문제의 해소라는 측면에서 패각의 효율적 이용에 대한 기술 개발이 절실히 요구된다. On the other hand, Korea is one of the world's leading producers of oysters, with 475 oyster farms nationwide, reaching 3,600 ha by area. Therefore, the incidence of shells (oysters and shells) is inevitably increasing. Among them, recycling (harvesting, fertilizer) is only about 100,000 tons, and the remaining 150,000 tons are discarded because they are not treated (coastal, landfill, etc.), which causes many environmental problems. Considering this reality, there is an urgent need to develop technologies for the efficient use of shells in terms of the use of effective resources and the resolution of environmental problems.

따라서, 본 발명자는 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 버려지는 폐자원인 패각을 폐플라스틱 수지의 난연제로 사용함으로써 폐자원을 활용하여 환경을 개선하고, 기계적 강도 및 난연성이 동시에 우수할 뿐만 아니라, 유독가스의 발생이 없고 원가를 절감할 수 있는 난연성 폐플라스틱 수지 조성물을 개발하기에 이른 것이다. Therefore, in order to solve the above problems, the present inventors use waste materials, which are discarded waste resources, as flame retardants of waste plastic resins to improve the environment by utilizing waste resources, and at the same time excellent in mechanical strength and flame retardancy, and also toxic. It is to develop a flame-retardant waste plastic resin composition that can reduce the cost without the generation of gas.

본 발명의 목적은 난연성이 우수한 난연성 폐플라스틱 수지조성물을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a flame retardant waste plastic resin composition excellent in flame retardancy.

본 발명의 다른 목적은 다이옥신과 같은 유독가스의 발생이 없는 난연성 폐플라스틱 수지조성물을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a flame-retardant waste plastic resin composition without the generation of toxic gases such as dioxins.

본 발명의 또 다른 목적은 환경오염의 주범으로 간주되고 있는 플라스틱 폐기물과 패각분말의 새로운 재활용 기술을 개발하여 환경오염을 줄일 수 있는 난연성 폐플라스틱 수지조성물을 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide a flame retardant waste plastic resin composition which can reduce environmental pollution by developing new recycling technology of plastic waste and shell powder which are considered as the main causes of environmental pollution.

본 발명의 또 다른 목적은 제조원가를 절감할 수 있는 난연성 폐플라스틱 수지조성물을 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide a flame retardant waste plastic resin composition which can reduce manufacturing costs.

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 be achieved by the present invention described below.

발명의 요약Summary of the Invention

본 발명의 난연성 폐플라스틱 수지 조성물은 폐플라스틱 60-90 중량%; 및 패각분말 10-40 중량%로 이루어지며, 상기 패각분말은 n-세틸트리메틸암모늄 브로마이드 (n-cetyltrimethylammonium bromide) 또는 폴리이민염(polyimine salt)에 의해 표면 개질된 것을 특징으로 한다. 이하, 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.Flame retardant waste plastic resin composition of the present invention is 60-90% by weight of waste plastic; And it is made of shell powder 10-40% by weight, the shell powder is characterized in that the surface-modified by n-cetyltrimethylammonium bromide or polyimine salt (polyimine salt). Hereinafter, the content of the present invention will be described in detail below.

발명의 구체예에 대한 상세한 설명Detailed Description of the Invention

(1) 폐플라스틱(1) waste plastic

본 발명에서 사용될 수 있는 기초수지로는 폐플라스틱을 사용한다. 플라스틱 재료는 우수한 특성, 즉 가공성, 내충격성, 기능성 등이 우수함에도 불구하고 치명적인 단점인 인화성으로 인하여 일부 적용분야에서는 사용이 제한되어 왔다. 또한 플라스틱 재료를 다량으로 사용함에 따라 페플라스틱의 발생이 급증하고 있으며 이에 대한 환경보호 및 자원 재활용 차원에서 폐플라스틱의 자원화 기술이 필요하지만, 폐플라스틱을 재활용하는 비율이 높지 않아 문제점이 되고 있다. As the base resin that can be used in the present invention, waste plastic is used. Plastic materials have been limited in some applications due to their flammability, which is a fatal drawback despite their excellent properties, ie processability, impact resistance, functionality, and the like. In addition, the use of plastic materials in a large amount is increasing the generation of plastics, and in order to protect the environment and recycling resources, the recycling technology of waste plastics is required, but the recycling rate of waste plastics is not high problem is a problem.

본 발명에서는 이러한 버려지고 있는 폐플라스틱에 패각분말을 난연제로 사용함으로써 폐플라스틱 수지 자체의 난연성을 향상시킬 뿐 아니라, 플라스틱 폐기물의 새로운 재활용 기술을 개발하고, 환경오염을 줄일 수 있는 수지 조성물을 개발한 것이다. In the present invention, by using the shell powder as a flame retardant in the discarded waste plastics, not only improves the flame retardancy of the waste plastic resin itself, but also develops a new recycling technology of plastic waste, and has developed a resin composition that can reduce environmental pollution. will be.

본 발명에서 상기 폐플라스틱 수지는 전체 수지 조성물중 60-90 중량% 로 사용한다. In the present invention, the waste plastic resin is used in 60-90% by weight of the total resin composition.

(2) 패각 분말(2) shell powder

본 발명에서 사용되는 패각은 굴양식장에서 대량으로 발생하는 폐자원이므로, 이를 난연제로 사용할 경우 새로운 난연제 개발뿐만 아니라, 유효자원의 이용 및 환경문제의 해소라는 측면에서도 획기적인 효과를 거둘 수 있다.The shell used in the present invention is a waste resource generated in large quantities in the oyster farm, so when used as a flame retardant can not only develop a new flame retardant, but also have a significant effect in terms of the use of effective resources and the elimination of environmental problems.

패각분말을 원소분석에 의해 성분분석을 해본 결과, 산소 26.79 %, 탄소 9.991 %, 수소 0.599 %, 황 0.589 % 및 질소 0.180 %로 분석되었으며, 또한 패각의 TGA 분석결과 약 700 ℃에서 40 %의 급격한 무게감소 현상이 관찰되어 패각의 주성분은 탄산칼슘인 것을 알 수 있었다. 한편 패각을 0.1 M의 염산과 반응시킨 결과 바로 탄산가스가 대량 발생되었으며, 역시 패각의 주성분은 탄산칼슘인 것을 확인할 수 있었다. Elemental analysis of shell powder showed that 26.79% oxygen, 9.991% carbon, 0.599% hydrogen, 0.589% sulfur, and 0.180% nitrogen were used. Weight loss was observed, indicating that the main component of the shell was calcium carbonate. On the other hand, as a result of reacting the shell with 0.1 M hydrochloric acid, a large amount of carbon dioxide was immediately generated, and the main component of the shell was calcium carbonate.

이처럼, 패각분말은 탄산칼슘 (CaCO3)이 주성분이므로 이러한 탄산칼슘이 고온(약 750℃)에서 자체 분해하여 소석회(CaO)와 탄산가스(CO2)로 분해되고, 여기서 나오는 탄산가스가 바로 플라스틱 연소를 억제하는 기능을 갖도록 하는 것이다. 또한 본 발명은 폐자원인 패각을 활용한다는 점에서 타 방식에 비해 우월한 것이다.As such, the shell powder is calcium carbonate (CaCO 3 ) as the main component, such calcium carbonate decomposes itself at high temperature (about 750 ° C.) to dehydrated lime (CaO) and carbon dioxide (CO 2 ). It is to have a function to suppress combustion. In addition, the present invention is superior to other methods in that it uses the shell, a waste resource.

도 1은 본 발명에 따른 폐플라스틱 수지조성물이 난연성을 갖게 되는 원리를 나타내는 모형도이다. 즉, 패각의 주성분인 탄산칼슘이 약 750-800 ℃에서 자체 분해하여 탄산가스가 발산되고, 상기 탄산가스가 산소공급을 차단하여 연소를 억제하도록 한다. 1 is a model showing the principle that the waste plastic resin composition according to the present invention has flame retardancy. That is, calcium carbonate, which is a major component of the shell, decomposes itself at about 750-800 ° C. to emit carbon dioxide, and the carbon dioxide blocks the oxygen supply to suppress combustion.

상기 패각분말은 패각의 성능을 높이기 위하여 패각분말을 세척 및 건조하여 전처리하여 사용한다. 구체적으로 패각을 자연상태에서 세척, 건조한 다음, 다시 추가적으로 세척하고, 약 700 ℃ 에서 고온 건조하여 염분, 조류, 미생물 등을 제거한다. 다음에 통상의 방법으로 살균한 다음 2-5 ㎛로 미분하여 얻을 수 있다. 패각분말의 정제는 수회 세척 및 건조를 반복하여 잔여 염분 및 냄새를 완전히 제거하고, 세척된 용액의 pH가 중성을 유지하도록 한다. The shell powder is used by washing and drying the shell powder in order to increase the performance of the shell. Specifically, the shell is washed in natural state, dried, and further washed again, and dried at high temperature at about 700 ℃ to remove salts, algae, microorganisms and the like. It can then be sterilized by conventional methods and then finely divided to 2-5 탆. Purification of shell powder is repeated several times of washing and drying to completely remove residual salts and odors and to keep the pH of the washed solution neutral.

특히, 패각의 표면을 계면활성제 등으로 개질하게 되면 황화수소, 암모니아, 멜캅탄류, 아민류 등의 악취분자, VOC 등이 패각표면에 흡착하게 되므로 휘발성 분자의 발산 억제기능을 갖게 된다. 본 발명에서 사용될 수 있는 계면활성제로는 n-세틸트리메틸암모늄 브로마이드(CTAB, n-cetyltrimethylammonium bromide) 또는 폴리이민염(polyimine salt)이 바람직하다. In particular, when the surface of the shell is modified with a surfactant or the like, odor molecules such as hydrogen sulfide, ammonia, melcaptans, and amines, VOC, and the like are adsorbed on the shell surface, thereby having a function of inhibiting the emission of volatile molecules. As the surfactant that can be used in the present invention, n-cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) or polyimine salt is preferable.

그러나, 패각분말을 과량으로 첨가할 경우, 수지 자체의 물성을 저하시키므로 적절한 함량으로 첨가하는 것이 중요하다. However, when the shell powder is added in an excessive amount, it is important to add it in an appropriate content because the physical properties of the resin itself are lowered.

본 발명에서는 상기 패각분말을 전체 수지조성물 중에서 10-40 중량%로 포함하는 것이 바람직하다. 패각분말이 40 중량%를 초과할 경우, 난연성은 우수하나 파단신율, 충격강도 등의 기계적 물성이 저하되며, 10 중량% 미만으로 포함할 경우, 난연성 향성효과가 미미하다. In the present invention, the shell powder is preferably contained in 10-40% by weight of the total resin composition. When the shell powder exceeds 40% by weight, the flame retardancy is excellent, but mechanical properties such as elongation at break and impact strength are lowered, and when it contains less than 10% by weight, the flame retardant fragrance effect is insignificant.

본 발명에서는 필요에 따라 난연제, 충격보강제, 무기물 첨가제, 열안정제, 산화방지제, 안료 및/또는 염료 등의 첨가제가 통상의 방법으로 부가될 수 있다. In the present invention, additives such as flame retardants, impact modifiers, inorganic additives, heat stabilizers, antioxidants, pigments and / or dyes may be added in a conventional manner as necessary.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. The invention can be better understood by the following examples, which are intended for the purpose of illustration of the invention and are not intended to limit the scope of protection defined by the appended claims.

실시예 1∼5: 패각 첨가 비율에 따른 물성 시험Examples 1 to 5: Physical property test according to shell addition rate

실시예 1Example 1

20 ㎛의 크기를 갖는 비료용 패각 분말((주)해성에서 구입) 10 중량%와 폐플라스틱(자원재생공사에서 구입) 90 중량%를 220 ℃에서 이축 압출기(twin screw extruder)를 이용하여 펠렛형의 마스터배치(M/B)를 제조하였다. 상기 제조된 마스터배치를 사출하여 물성 시편을 제조하고, 제조된 시편에 대하여 기계적 강도 및 UL 94 VB 난연규격에 따른 난연도를 측정하였다. 10% by weight of shell powder for fertilizers (purchased from Haesung) and 90% by weight of waste plastics (purchased from the resource recycling work) having a size of 20 μm was pelletized using a twin screw extruder at 220 ° C. To prepare a master batch (M / B). The prepared master batch was injected to prepare a physical specimen, and the mechanical strength and the flame retardance according to the UL 94 VB flame retardant standard were measured for the prepared specimen.

실시예 2Example 2

패각 분말 20 중량% 및 폐플라스틱 80 중량%를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다. The same procedure as in Example 1 was carried out except that 20 wt% shell powder and 80 wt% waste plastic were used.

실시예 3Example 3

패각 분말 30 중량% 및 폐플라스틱 70 중량%를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다. The same procedure as in Example 1 was carried out except that 30 wt% shell powder and 70 wt% waste plastic were used.

실시예 4Example 4

패각 분말 40 중량% 및 폐플라스틱 60 중량%를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다. The same procedure as in Example 1 was carried out except that 40 wt% shell powder and 60 wt% waste plastic were used.

실시예 5Example 5

50 mM의 CTAB (n-cetyltrimethylammonium bromide) 수용액 1 리터에 정제된 패각분말을 넣고, 3 일 동안 서서히 교반하여 표면에 계면활성제가 치환되도록 하였다. 이를 여과하여 패각분말을 회수한 다음, 150 ℃ 에서 건조시켜 개질된 패각분말을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다. Purified shell powder was added to 1 liter of 50 mM CTAB (n-cetyltrimethylammonium bromide) aqueous solution, and the mixture was slowly stirred for 3 days to replace the surfactant on the surface. This was carried out in the same manner as in Example 1 except that the shell powder was recovered by filtration and then dried at 150 ° C. to use the modified shell powder.

비교실시예 1Comparative Example 1

패각분말을 사용하지 않고 순수 LDPE 100 중량%를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.Except for using the shell powder 100% by weight of pure LDPE was carried out in the same manner as in Example 1.

비교실시예 2Comparative Example 2

패각분말을 사용하지 않고 폐플라스틱 100 중량%를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.Except for using the shell powder 100% by weight of waste plastics were carried out in the same manner as in Example 1.

비교실시예 3Comparative Example 3

패각 분말 50 중량% 및 폐플라스틱 50 중량%를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다. Except for using 50% by weight of shell powder and 50% by weight of waste plastic was carried out in the same manner as in Example 1.

상기 실시예 1-5 및 비교실시예 1-3로부터 제조된 필름에 대한 난연평가는 표 1에 나타내었다. 난연평가는 점화한 후 불이 붙을 때까지의 시간(T1), 불이 붙은 후 소화할 때까지 시간(T2), 및 25mm 지점을 지난후 소화할 때까지의 시간(T3)을 각각 측정하였다.Flame retardant evaluation of the film prepared from Example 1-5 and Comparative Example 1-3 is shown in Table 1. The flame retardant assessment is based on the time from ignition to fire (T 1 ), the time from fire to fire (T 2 ), and the time from fire after 25 mm (T 3 ), respectively. Measured.

난연성 평가Flame Retardant Rating T1 T 1 T2 T 2 T3 T 3 실시예Example 1One 12"12 " 2'41"2'41 " 0"0" 22 15"15 " 2'41"2'41 " 0"0" 33 0"0" 0"0" 0"0" 44 0"0" 0"0" 0"0" 55 0"0" 0"0" 0"0" 비교예Comparative example 1One 10"10 " 7'42"7'42 " 4'43"4'43 " 22 12"12 " 6'13"6'13 " 3'28"3'28 " 33 0"0" 0"0" 0"0"

표 1에 나타난 바와 같이, 패각의 함량이 증가할수록 전반적으로 난연성이 향상하는 것을 알 수 있었다. 또한 패각이 30 중량%이상에서는 연소가 되지 않는다는 것을 확인하였다. 그러나, 순수 LDPE나 순수 폐플라스틱을 사용한 비교실시예 1-2에서는 완전히 연소되었다. 제2도는 실시예에서 제작된 시편의 연소시험 결과를 나타낸 사진이다. 도 2에서 a, b는 각각 비교실시예 1, 2의 난연시편을 나타낸 것이고, c∼f는 각각 실시예 1-4의 난연시편을 순서대로 나타낸 것이다. As shown in Table 1, it was found that the overall flame retardancy improved as the shell content increased. It was also confirmed that the shell was not burned at 30 wt% or more. However, it burned completely in Comparative Example 1-2 using pure LDPE or pure waste plastic. 2 is a photograph showing the combustion test results of the specimen prepared in Example. In FIG. 2, a and b show the flame retardant specimens of Comparative Examples 1 and 2, respectively, and c to f show the flame retardant specimens of Examples 1-4, respectively.

인장강도(MPa)Tensile Strength (MPa) 파단신율(%)Elongation at Break (%) 충격강도(J/M)Impact Strength (J / M) 굴곡강도(MPa)Flexural Strength (MPa) 압축강도(MPa)Compressive strength (MPa) 열변형온도(℃)Heat Deflection Temperature (℃) 실시 예 Example 1One 16.216.2 114.2114.2 465465 0.60.6 28.528.5 100.1100.1 22 15.915.9 87.287.2 453453 0.70.7 35.535.5 105.2105.2 33 17.217.2 64.364.3 327327 0.80.8 40.440.4 107.4107.4 44 17.117.1 37.937.9 212212 1.11.1 42.542.5 112.4112.4 55 17.317.3 121.4121.4 473473 0.80.8 32.332.3 103.8103.8 비교예Comparative example 1One 17.517.5 73.173.1 392392 0.50.5 18.518.5 88.088.0 22 17.517.5 175.1175.1 438438 0.60.6 18.818.8 96.896.8 33 16.316.3 22.422.4 184184 1.21.2 42.342.3 112.9112.9

표 2에서는 패각이 함유된 폐플라스틱 수지를 이용하여 기계적 물성을 측정한 결과 인장강도는 패각의 함량에 큰 변화없이 일정한 값을 보였고, 파단신율은 패각 10 중량% 이상에서 감소하는 것을 알 수 있었다. 충격강도는 패각 20 중량% 이상에서 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 한편 굴곡강도, 압축강도, 열변형온도는 패각의 함량이 증가할수록 향상된 것을 알 수 있다.In Table 2, as a result of measuring the mechanical properties using the shell plastic waste containing the shell, the tensile strength showed a constant value without significant change in the shell content, the elongation at break was found to decrease at more than 10% by weight shell. Impact strength was observed to decrease at more than 20% by weight shell. On the other hand, it can be seen that the flexural strength, compressive strength, and heat deflection temperature improved with increasing shell content.

실시예 6∼7: 패각 크기에 따른 물성 시험Examples 6 to 7: Physical property test according to shell size

실시예 6Example 6

20-30 ㎛의 크기를 갖는 비료용 패각을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 수행하였으며, 총 6회 반복실시하여 평균값을 산출하였다. Except for using a fertilizer shell having a size of 20-30 ㎛ was carried out in the same manner as in Example 2, was carried out a total of six times to calculate the average value.

실시예 7Example 7

2-3 ㎛의 크기를 갖는 패각을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 수행하였으며, 총 6회 반복실시하여 평균값을 산출하였다. Except for using a shell having a size of 2-3 ㎛ was carried out in the same manner as in Example 2, was carried out a total of six times to calculate the average value.

상기 실시예 6-7에서 제조된 필름에 대한 물성평가 및 난연평가 결과를 각각 표 3 및 4에 나타내었다. Physical property evaluation and flame retardant evaluation results for the film prepared in Example 6-7 are shown in Tables 3 and 4, respectively.

최대응력(MPa)Stress (MPa) 파단신율(%)Elongation at Break (%) 충격강도(J/M)Impact Strength (J / M) 굴곡강도(MPa)Flexural Strength (MPa) 실시예 6Example 6 aa 17.2317.23 75.7175.71 429.407429.407 0.64300.6430 bb 15.3215.32 88.0088.00 445.857445.857 0.57620.5762 cc 14.7214.72 72.1372.13 447.277447.277 0.61010.6101 dd 15.1815.18 94.0594.05 472.326472.326 0.64180.6418 ee 16.0416.04 98.3898.38 439.945439.945 0.64540.6454 ff 17.2817.28 94.9394.93 486.503486.503 0.58080.5808 평균Average 15.9615.96 87.2087.20 453.552453.552 0.60970.6097 실시예 7Example 7 aa 18.2718.27 58.2558.25 580.581580.581 0.69130.6913 bb 18.8918.89 70.4270.42 529.030529.030 0.65100.6510 cc 17.4517.45 83.8783.87 658.715658.715 0.64520.6452 dd 20.1420.14 83.3083.30 543.256543.256 0.62630.6263 ee 16.4916.49 105.20105.20 612.689612.689 0.63540.6354 ff 16.8516.85 117.70117.70 423.916423.916 0.36490.3649 평균Average 18.0218.02 86.4686.46 558.030558.030 0.60000.6000

T1 T 1 T2 T 2 T3 T 3 실시예 6Example 6 15"15 " 2'41"2'41 " 0"0" 실시예 7Example 7 0"0" 0"0" 0"0"

상기 표 3 및 4에 나타난 바와 같이 패각의 입자크기를 작게할수록 기계적 물성 및 난연성이 더 우수한 것을 확인할 수 있었다. As shown in Tables 3 and 4, the smaller the particle size of the shell was, the better the mechanical properties and the flame retardancy were confirmed.

비교실시예 4∼9Comparative Examples 4-9

난연제로서 패각대신 통상적으로 사용되고 있는 난연제롤 20 중량% 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 수행하였다. 난연결과를 표 5에 나타내었다. It was carried out in the same manner as in Example 2, except that 20 wt% of a flame retardant roll, which is commonly used instead of shell, was used as the flame retardant. The eggs are shown in Table 5.

난연제Flame retardant T1 T 1 T2 T 2 T3 T 3 실시예 6Example 6 패각Shell 15"15 " 2' 41"2 '41 " 0"0" 비교실시예Comparative Example 44 삼산화안티몬Antimony trioxide 0"0" 0"0" 0"0" 55 MgOH2 MgOH 2 10"10 " 5' 19"5 '19 " 4' 36"4 '36 " 66 붕산나트륨Sodium borate 8"8" 4' 55"4 '55 " 3' 37"3 '37 " 77 수산화알루미늄Aluminum hydroxide 18"18 " 5' 09"5 '09 " 4' 18"4 '18 " 88 붕산Boric acid 22"22 " 5' 53"5 '53 " 4' 02"4 '02 " 99 산화알루미늄Aluminum oxide 10"10 " 4' 03"4 '03 " 3' 27"3 '27 "

상기 표 5에 나타난 바와 같이 난연제로 패각을 사용할 경우, 수산화마그네슘, 붕산나트륨, 붕산나트륨, 수산화알루미늄, 붕산, 산화알루미늄을 사용하는 경우에 비해 난연성이 오히려 더 우수한 것으로 나타났다. 다만 난연제로 삼산화안티몬을 사용할 경우 난연성은 우수하였으나, 할로겐을 포함하여 연소시 다이옥산과 같은 유해물질이 배출되어 난연제로 적절치 않았다. As shown in Table 5, when using the shell as a flame retardant, it was shown that the flame retardancy rather excellent than when using magnesium hydroxide, sodium borate, sodium borate, aluminum hydroxide, boric acid, aluminum oxide. However, when antimony trioxide was used as a flame retardant, the flame retardancy was excellent, but it was not suitable as a flame retardant because harmful substances such as dioxane were emitted during combustion including halogen.

비교실시예 10Comparative Example 10

난연제로서 패각대신 순수 CaCO3를 20 중량% 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 수행하였으며, 총 6회 반복실시하여 물성 평균값을 산출하였다. 난연결과 및 물성평가 결과를 각각 표 6 및 표 7에 나타내었다.Except for using 20% by weight of pure CaCO 3 instead of shell as a flame retardant was carried out in the same manner as in Example 2, was carried out a total of six times to calculate the average physical properties. The results of egg coupling and physical property evaluation are shown in Table 6 and Table 7, respectively.

T1 T 1 T2 T 2 T3 T 3 비교예 10Comparative Example 10 4"4" 7'24"7'24 " 3'08"3'08 "

최대응력(MPa)Stress (MPa) 파단신율(%)Elongation at Break (%) 충격강도(J/M)Impact Strength (J / M) 굴곡강도(MPa)Flexural Strength (MPa) 비교예 10Comparative Example 10 aa 13.2013.20 172.0172.0 437.991437.991 0.56830.5683 bb 14.5414.54 134.2134.2 627.227627.227 0.56900.5690 cc 13.8013.80 148.3148.3 685.096685.096 0.55480.5548 dd 16.3216.32 167.9167.9 530.219530.219 0.58090.5809 ee 13.9113.91 160.9160.9 552.987552.987 0.58780.5878 ff 13.2013.20 149.2149.2 467.441467.441 0.57890.5789 평균Average 0.000.00 0.000.00 0.0000.000 0.000.00

상기 표 6 및 7에 나타난 바와 같이, 난연제로서 순수 CaCO3를 사용할 경우, 물성 및 난연성 면에서 패각을 사용한 경우보다 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.As shown in Tables 6 and 7, when using pure CaCO 3 as a flame retardant, it was confirmed that inferior in the case of using a shell in terms of physical properties and flame retardancy.

본 발명은 폐기물로 버려지고 있는 폐플라스틱에 패각분말을 난연제로 활용함으로써, 기계적 물성이 우수할 뿐만 아니라, 난연성이 우수하고, 다이옥신과 같은 유독가스의 발생이 없으며, 제조원가를 절감할 뿐만 아니라, 환경 친화적인 난연성 폐플라스틱 수지조성물을 제공하는 발명의 효과를 갖는다. The present invention utilizes a shell powder as a flame retardant in waste plastics that are discarded as wastes, thereby providing excellent mechanical properties, flame retardancy, no generation of toxic gases such as dioxins, and reducing manufacturing costs. Has the effect of the invention to provide a friendly flame retardant waste plastic resin composition.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.Simple modifications and variations of the present invention can be readily used by those skilled in the art, and all such variations or modifications can be considered to be included within the scope of the present invention.

제1도는 본 발명에 따른 폐플라스틱 수지 조성물이 난연성을 갖게 되는 원리를 나타내는 모형도이다. 1 is a model diagram showing the principle that the waste plastic resin composition according to the present invention has flame retardancy.

제2도는 실시예에서 제작된 시편의 연소시험 결과를 나타낸 사진이다. 2 is a photograph showing the combustion test results of the specimen prepared in Example.

Claims (2)

폐플라스틱 60-90 중량%; 및 Waste plastic 60-90% by weight; And 패각분말 10-40 중량%;Shell powder 10-40% by weight; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 난연성 폐플라스틱 수지 조성물.Flame retardant waste plastic resin composition, characterized in that consisting of. 제1항에 있어서, 상기 패각분말은 n-세틸트리메틸암모늄 브로마이드(CTAB, n-cetyltrimethylammonium bromide) 또는 폴리이민염(polyimine salt)에 의해 표면 개질된 것을 특징으로 하는 난연성 폐플라스틱 수지 조성물.The flame retardant waste plastic resin composition according to claim 1, wherein the shell powder is surface-modified by n-cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) or polyimine salt.
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KR102179322B1 (en) * 2019-09-26 2020-11-17 조기환 Powder for Incombustible Board using Waste Styrofoam Buoy, Waste Shell and Waste Wood, Incombustible Board using thereof and Manufacturing Method of thereof

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