KR20220134206A - Manufacturing method of heat insulating polymer resin composite containing aerogel - Google Patents
Manufacturing method of heat insulating polymer resin composite containing aerogel Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220134206A KR20220134206A KR1020210039567A KR20210039567A KR20220134206A KR 20220134206 A KR20220134206 A KR 20220134206A KR 1020210039567 A KR1020210039567 A KR 1020210039567A KR 20210039567 A KR20210039567 A KR 20210039567A KR 20220134206 A KR20220134206 A KR 20220134206A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- polymer resin
- airgel
- heat insulating
- manufacturing
- raw material
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
- C08K7/24—Expanded, porous or hollow particles inorganic
- C08K7/26—Silicon- containing compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B11/00—Making preforms
- B29B11/14—Making preforms characterised by structure or composition
- B29B11/16—Making preforms characterised by structure or composition comprising fillers or reinforcement
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/002—Physical properties
- C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 에어로겔이 함유된 단열성 고분자 수지 복합체의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에어로겔이 고분자 수지와 고르게 혼합되며, 우수한 기계적 물성과 낮은 열전도도를 나타내어 다양한 산업분야에서 단열재로 활용할 수 있는 에어로겔이 함유된 단열성 고분자 수지 복합체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a heat insulating polymer resin composite containing an airgel, and more particularly, an airgel that is evenly mixed with a polymer resin and exhibits excellent mechanical properties and low thermal conductivity. It relates to a manufacturing method of the contained heat insulating polymer resin composite.
에어로겔(Aerogel)은 기공율이 90% 이상이고 비표면적이 100 내지 1000m2/g인 초경량 나노다공성 구조체로, 특유의 나노다공성 구조로 인해 전도 및 대류를 통한 열전달을 최소화하여 단열재로의 활용이 주목되어 왔다. 다만, 순수한 형태의 에어로겔은 일반적으로 초미세입자의 분말 또는 비드 형태로 제조될 뿐 아니라 낮은 기계적 강도로 인하여 그 자체로 단열재로의 응용이 매우 어렵다. 따라서 다양한 기지재료(Matrix)와 혼합, 복합화 하여 사용하는 기술이 시도되고 있으나, 기계적 강도가 낮은 에어로겔이 고점도의 기지재료 내에서 붕괴되어 균일한 단열 특성의 구현이 어렵고, 액상 기지재료가 에어로겔의 기공 내로 흡수되어 기공 특성을 저하시키는 문제점으로 인하여 단열 특성의 구현이 어려운 문제점이 있었다.Airgel is an ultra-light nanoporous structure with a porosity of 90% or more and a specific surface area of 100 to 1000 m 2 /g. come. However, the pure form of airgel is generally manufactured in the form of ultra-fine powder or beads, and its application as an insulating material itself is very difficult due to its low mechanical strength. Therefore, a technique of mixing and compounding with various matrix materials is being tried, but the airgel with low mechanical strength collapses in the high-viscosity matrix material, making it difficult to realize uniform thermal insulation properties, and the liquid matrix material is used in the airgel pores. There was a problem in that it was difficult to implement thermal insulation properties due to the problem of being absorbed into the interior and lowering the pore properties.
한국 공개특허 제10-2013-0101902호에는 복합 조성물로 폴리비닐알코올, 물, 소수성 에어로겔을 1:2 내지 30:0.2 내지 5 중량비로 포함하며, 점도가 50cp 내지 50,000cp인 복합 조성물 및 폴리비닐알코올과 50℃ 내지 100℃의 물을 1:2 내지 1:30의 중량비로 혼합하여, 점도가 50cp 내지 50,000cp인 폴리비닐알코올 수용액을 제조하는 단계 및 상기 폴리비닐알코올 수용액에 소수성 에어로겔을 1:0.2 내지 1:5의 폴리비닐알코올:에어로겔의 중량비로 첨가하고 400 내지 10,000rpm으로 혼합하여 제조하는 방법이 기재되어 있으며, 한국 공개특허 제10-2009-0030635호에는 에어로겔과 고분자 물질을 건조상태에서 혼합하여 에어로겔 표면에 고분자 미립자를 흡착시킨 후 열처리하여 고분자층을 형성하는 것을 특징으로 하는 고분자 코팅된 에어로겔의 제조방법, 그에 의해 제조되는 에어로겔 및 그를 포함하는 단열재에 관한 내용이 기재되어 있다.Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2013-0101902 discloses a composite composition comprising polyvinyl alcohol, water, and hydrophobic airgel in a weight ratio of 1:2 to 30:0.2 to 5 as a composite composition, and having a viscosity of 50cp to 50,000cp and polyvinyl alcohol and water at 50° C. to 100° C. are mixed in a weight ratio of 1:2 to 1:30 to prepare an aqueous polyvinyl alcohol solution having a viscosity of 50cp to 50,000cp, and a hydrophobic airgel to the aqueous polyvinyl alcohol solution is 1:0.2 To 1:5 polyvinyl alcohol: a method for preparing by adding a weight ratio of airgel and mixing at 400 to 10,000 rpm is described. A method for producing a polymer-coated airgel, characterized in that a polymer layer is formed by adsorbing polymer particles on the surface of the airgel, and then heat-treating, the airgel produced by the method and the heat insulating material including the same are described.
그러나 상기이 종래기술 들은 이미 제조된 에어로겔을 기지재료와 빠른 속도로 교반하거나, 볼밀링과 같은 기계적인 방법을 통하여 고분자와 혼합하거나 코팅하여, 기계적 강도가 낮은 에어로겔이 혼합 과정에서 붕괴되어 기공특성을 상실하는 문제점을 여전히 해소하지 못하고 있다.However, in these prior technologies, the airgel with low mechanical strength collapses during the mixing process and loses pore properties by mixing or coating the already prepared airgel with a matrix material at high speed, or by mixing or coating it with a polymer through a mechanical method such as ball milling. still not solved the problem.
본 발명의 목적은 에어로겔이 고분자 수지와 고르게 혼합되며, 우수한 기계적 물성과 낮은 열전도도를 나타내어 다양한 산업분야에서 단열재로 활용할 수 있는 에어로겔이 함유된 단열성 고분자 수지 복합체의 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a heat insulating polymer resin composite containing airgel, in which the airgel is evenly mixed with the polymer resin, and exhibits excellent mechanical properties and low thermal conductivity, which can be used as a heat insulator in various industrial fields.
본 발명의 목적은 고분자 수지, 에어로겔 및 첨가제를 니더에 공급하는 원료공급단계, 상기 원료공급단계를 통해 공급된 원료를 니딩하여 혼합물을 제조하는 혼합물제조단계 및 상기 혼합물제조단계를 통해 제조된 혼합물을 압출기로 공급하여 압출하는 압출단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어로겔이 함유된 단열성 고분자 수지 복합체의 제조방법에 관한 것이다.An object of the present invention is a raw material supply step of supplying a polymer resin, an airgel and an additive to a kneader, a mixture production step of preparing a mixture by kneading the raw material supplied through the raw material supply step, and a mixture prepared through the mixture production step It relates to a method for manufacturing a heat insulating polymer resin composite containing airgel, characterized in that it comprises an extrusion step of supplying to an extruder and extruding.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 원료공급단계는 고분자 수지 100 중량부, 에어로겔 1 내지 45 중량부 및 첨가제 0.1 내지 10 중량부를 니더에 공급하여 이루어지는 것으로 한다.According to a preferred feature of the present invention, the raw material supply step is made by supplying 100 parts by weight of polymer resin, 1 to 45 parts by weight of airgel, and 0.1 to 10 parts by weight of additives to the kneader.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 고분자 수지는 폴리에스터, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리이미드, 아크릴 및 나일론으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.According to a more preferred feature of the present invention, the polymer resin is made of at least one selected from the group consisting of polyester, polypropylene, polyethylene, polyimide, acryl and nylon.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 에어로겔은 이산화규소가 함유되며, 기공율이 80 내지 99%이고, 평균입경이 50nm 내지 100㎛인 것으로 한다.According to a more preferred feature of the present invention, the airgel contains silicon dioxide, has a porosity of 80 to 99%, and has an average particle diameter of 50 nm to 100 μm.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 에어로겔은 밀도가 0.001 내지 0.5g/cm3이고, 내부 표면적인 200 내지 2000m2/g이며 기공직경이 1 내지 100nm인 것으로 한다.According to an even more preferred feature of the present invention, the airgel has a density of 0.001 to 0.5 g/cm 3 , an internal surface area of 200 to 2000 m 2 /g, and a pore diameter of 1 to 100 nm.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 니더는 블레이드가 장착된 샤프트가 구비된 것으로 한다.According to an even more preferred feature of the present invention, the kneader is provided with a shaft equipped with a blade.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 혼합물제조단계는 상기 원료공급단계를 통해 공급된 원료를 5 내지 60분 동안 니딩하여 이루어지되, 상기 니딩은 배치당 상기 샤프트의 최대 토크에 대한 상기 원료의 중량비가 5 내지 10kgf·cm/kg인 것으로 한다.According to an even more preferred feature of the present invention, the mixture manufacturing step is performed by kneading the raw material supplied through the raw material supply step for 5 to 60 minutes, wherein the kneading is the raw material for the maximum torque of the shaft per batch. Let the weight ratio be 5 to 10 kgf·cm/kg.
본 발명에 따른 에어로겔이 함유된 단열성 고분자 수지 복합체의 제조방법은 에어로겔이 고분자 수지와 고르게 혼합되며, 우수한 기계적 물성과 낮은 열전도도를 나타내어 다양한 산업분야에서 단열재로 활용할 수 있는 고분자 수지 복합체를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.The method for producing a heat insulating polymer resin composite containing airgel according to the present invention is excellent in providing a polymer resin composite that can be used as a heat insulator in various industrial fields because the airgel is evenly mixed with the polymer resin, and exhibits excellent mechanical properties and low thermal conductivity show the effect.
도 1은 본 발명에 따른 에어로겔이 함유된 단열성 고분자 수지 복합체의 제조방법을 나타낸 순서도이다.1 is a flowchart showing a method of manufacturing an airgel-containing insulating polymer resin composite according to the present invention.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention and the physical properties of each component will be described in detail, which is intended to describe in detail enough that a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily carry out the invention, This does not mean that the technical spirit and scope of the present invention is limited.
본 발명에 따른 에어로겔이 함유된 단열성 고분자 수지 복합체의 제조방법은 고분자 수지, 에어로겔 및 첨가제를 니더에 공급하는 원료공급단계(S101), 상기 원료공급단계(S101)를 통해 공급된 원료를 니딩하여 혼합물을 제조하는 혼합물제조단계(S103) 및 상기 혼합물제조단계(S103)를 통해 제조된 혼합물을 압출기로 공급하여 압출하는 압출단계(S105)로 이루어진다.The method for manufacturing a heat insulating polymer resin composite containing an airgel according to the present invention is a raw material supply step (S101) of supplying a polymer resin, airgel and additives to a kneader, and the raw material supplied through the raw material supply step (S101) is kneaded to a mixture It consists of an extrusion step (S105) of supplying the mixture prepared through the mixture manufacturing step (S103) and the mixture manufacturing step (S103) to an extruder and extruding the mixture.
상기 원료공급단계(S101)는 고분자 수지, 에어로겔 및 첨가제를 니더에 공급하는 단계로, 고분자 수지 100 중량부, 에어로겔 1 내지 45 중량부 및 첨가제 0.1 내지 10 중량부를 블레이드가 장착된 샤프트가 구비된 니더에 공급하여 이루어진다.The raw material supply step (S101) is a step of supplying a polymer resin, airgel and additives to the kneader, 100 parts by weight of polymer resin, 1 to 45 parts by weight of airgel, and 0.1 to 10 parts by weight of additives. This is done by supplying
상기 고분자 수지는 상기 에어로겔을 보호하는 기지재료의 역할을 하는데, 폴리에스터, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리이미드, 아크릴 및 나일론으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다.The polymer resin serves as a base material for protecting the airgel, and is preferably made of at least one selected from the group consisting of polyester, polypropylene, polyethylene, polyimide, acryl and nylon.
또한, 상기 에어로겔은 이산화규소(SiO2)가 함유되며, 내부에 공기가 90% 이상 함유되어 있는데, 기공율이 80 내지 99%이고, 평균입경이 50nm 내지 100㎛를 나타내는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 에어로겔은 밀도가 0.001 내지 0.5g/cm3이고, 내부 표면적인 200 내지 2000m2/g이며 기공직경이 1 내지 100nm이고 기공 부피가 1 내지 10cm3인 것을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the airgel contains silicon dioxide (SiO 2 ) and contains 90% or more of air therein. It is preferable to use a porosity of 80 to 99% and an average particle diameter of 50 nm to 100 μm. In addition, the airgel has a density of 0.001 to 0.5 g/cm 3 , an internal surface area of 200 to 2000 m 2 /g, a pore diameter of 1 to 100 nm, and a pore volume of 1 to 10 cm 3 .
상기와 같은 물성을 나타내는 에어로겔은 상기의 고분자 수지와 잘 혼합될 뿐만 아니라, 혼합과정에서 기공층이 손상되거나 기공층으로 기지재료의 유입 빈도가 낮아 단열효과를 유지할 수 있다.The airgel exhibiting the above properties is well mixed with the polymer resin, and the porous layer is damaged during the mixing process or the frequency of inflow of the matrix material into the porous layer is low, thereby maintaining the thermal insulation effect.
또한, 첨가제는 활제, 가소제 및 분산제로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는데, 상기 활제, 가소제 및 분산제는 해당 기술분야에서 사용되는 성분이면 특별히 한정되지 않고 어떠한 것이든 사용가능하다.In addition, the additive is made of one or more selected from the group consisting of a lubricant, a plasticizer and a dispersant. The lubricant, the plasticizer and the dispersant are not particularly limited as long as they are used in the art, and any one may be used.
이때, 상기 니더(kneader)는 고점성 물질을 혼합할 수 있는 혼합 장치로서 블레이드가 장착된 샤프트가 구비되는데, 더욱 상세하게는 동방향 또는 역방향으로 회전하는 두 개의 샤프트를 구비한 이축-샤프트 혼합 니더(twin-shaft mixing kneader)를 사용하는 것이 바람직하다.At this time, the kneader is a mixing device capable of mixing high-viscosity materials, and is provided with a shaft equipped with a blade. (a twin-shaft mixing kneader) is preferably used.
상기 혼합물제조단계(S103)는 상기 원료공급단계(S101)를 통해 공급된 원료를 니딩하여 혼합물을 제조하는 단계로, 상기 원료공급단계(S101)를 통해 공급된 원료를 5 내지 60분 동안 니딩하여 이루어지되, 상기 니딩은 배치당 상기 샤프트의 최대 토크에 대한 상기 원료의 중량비가 5 내지 10kgf·cm/kg을 나타내는 조건에서 이루어지는 것이 바람직한데, 더욱 상세하게는 고분자 수지, 에어로겔 및 및 첨가제로 이루어진 혼합물 내에서 고분자 수지와 에어로겔이 잘 혼합되도록 니딩 시간은 5분 이상으로 유지해야 하며, 바람직하게는 5 내지 60분 동안 진행되어야 한다.The mixture manufacturing step (S103) is a step of kneading the raw material supplied through the raw material supply step (S101) to prepare a mixture, and the raw material supplied through the raw material supply step (S101) is kneaded for 5 to 60 minutes. However, the kneading is preferably made under the condition that the weight ratio of the raw material to the maximum torque of the shaft per batch is 5 to 10 kgf·cm/kg, more specifically, a mixture consisting of a polymer resin, an airgel and an additive The kneading time should be maintained at 5 minutes or more so that the polymer resin and the airgel are well mixed in the inside, and preferably it should be carried out for 5 to 60 minutes.
이때, 배치당 상기 샤프트의 최대 토크에 대한 상기 원료의 중량비는 5 내지 10kgf·cm/kg을 나타내는데, 배치당 상기 샤프트의 최대 토크에 대한 상기 원료의 중량비는 배치당 샤프트 최대 토크/상기 혼합물의 중량을 나타낸 것이다.At this time, the weight ratio of the raw material to the maximum torque of the shaft per batch is 5 to 10 kgf·cm/kg, and the weight ratio of the raw material to the maximum torque of the shaft per batch is the maximum shaft torque per batch/weight of the mixture is shown.
상기의 조건으로 니딩이 진행되면, 상기 고분자 수지와 상기 에어로겔의 혼합도가 증가하여 균일한 물성을 나타내는 단열재를 제공할 수 있으며, 니딩 과정에서 상기 에어로겔의 기공층이 손상되거나 기공층으로 기지재료인 고분자 수지의 유입 빈도가 낮아 우수한 단열효과를 나타내는 단열재를 제공할 수 있다.When the kneading is performed under the above conditions, the degree of mixing of the polymer resin and the airgel increases to provide an insulating material exhibiting uniform physical properties, and the pore layer of the airgel is damaged during the kneading process or as a pore layer as a base material It is possible to provide an insulating material exhibiting an excellent thermal insulation effect due to the low frequency of inflow of the polymer resin.
상기 압출단계(S105)는 상기 혼합물제조단계(S103)를 통해 제조된 혼합물을 압출기로 공급하여 압출하는 단계로, 상기 혼합물제조단계(S103)를 통해 제조된 혼합물을 일반적인 펠릿 제조에 사용되는 단축 또는 이축 압출기(single or twin screw extruder)로 압출하는 과정으로 이루어진다.The extruding step (S105) is a step of supplying the mixture prepared through the mixture manufacturing step (S103) to an extruder and extruding, and the mixture prepared through the mixture manufacturing step (S103) is shortened or used for general pellet production. It consists of a process of extruding with a single or twin screw extruder.
이하에서는, 본 발명에 따른 에어로겔이 함유된 단열성 고분자 수지 복합체의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 단열성 고분자 수지 복합체의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.Hereinafter, the method for manufacturing the heat insulating polymer resin composite containing the airgel according to the present invention and the physical properties of the heat insulating polymer resin composite prepared through the manufacturing method will be described with reference to examples.
<실시예 1><Example 1>
폴리에틸렌테레프탈레이트 100 중량부, 에어로겔(이산화규소가 함유되며, 내부에 공기가 90% 이상 함유, 기공율 80 내지 99%, 평균입경이 75㎛, 밀도가 0.25g/cm3, 내부 표면적 1000m2/g, 기공직경이 50nm, 기공 부피 5cm3) 15 중량부 및 첨가제(활제, PurgexTM 3057 Plus) 1 중량부를 블레이드가 장착된 샤프트가 구비된 니더에 투입하고 배치당 상기 샤프트의 최대 토크에 대한 상기 원료의 중량비가 7 kgf·cm/kg인 조건에서 10분 동안 니딩하고, 이축 압출기로 압출하여 에어로겔이 함유된 단열성 고분자 수지 복합체를 제조하였다.100 parts by weight of polyethylene terephthalate, airgel (contains silicon dioxide, contains 90% or more of air inside, porosity 80 to 99%, average particle size 75㎛, density 0.25g/cm 3 , inner surface area 1000m 2 /g , pore diameter 50 nm, pore volume 5 cm 3 ) 15 parts by weight and 1 part by weight of additives (lubricant, PurgexTM 3057 Plus) were put into a kneader equipped with a shaft equipped with a blade, and the amount of the raw material for the maximum torque of the shaft per batch A heat insulating polymer resin composite containing airgel was prepared by kneading for 10 minutes under conditions of a weight ratio of 7 kgf·cm/kg and extruding with a twin screw extruder.
<실시예 2><Example 2>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 에어로겔 30중량부를 혼합하여 에어로겔이 함유된 단열성 고분자 수지 복합체를 제조하였다.In the same manner as in Example 1, 30 parts by weight of airgel was mixed to prepare a heat insulating polymer resin composite containing airgel.
<실시예 3><Example 3>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 폴리에틸렌테레프탈레이트 대신 저밀도폴리에틸렌을 사용하여 에어로겔이 함유된 단열성 고분자 수지 복합체를 제조하였다.In the same manner as in Example 1, a heat insulating polymer resin composite containing airgel was prepared by using low-density polyethylene instead of polyethylene terephthalate.
<비교예 1><Comparative Example 1>
폴리에틸렌테레프탈레이트.Polyethylene terephthalate.
<비교예 2><Comparative Example 2>
저밀도폴리에틸렌.low density polyethylene.
상기 실시예 1 내지 2를 통해 제조된 단열성 고분자 수지 복합체와 비교예 1의 폴리에틸렌테레프탈레이트의 단열효과를 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.The heat insulating effect of the heat insulating polymer resin composite prepared in Examples 1 and 2 and the polyethylene terephthalate of Comparative Example 1 was measured and shown in Table 1 below.
{이때, 상기 단열효과는 LFA 467을 이용하여 25℃의 온도조건에서 열전도도와 열확산도를 3회 측정한 후에 평균값으로 나타내는 방법을 이용하였다.}{At this time, the thermal conductivity and thermal diffusivity were measured three times using LFA 467 at a temperature condition of 25° C.
<표 1><Table 1>
상기 표 1에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 2를 통해 제조된 단열성 고분자 수지 복합체는 비교예 1의 일반 폴리에틸렌테레프탈레이트와 비교했을 때, 열전도도와 열확산도가 월등하게 개선되어 우수한 단열성능을 나타내는 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, the heat insulating polymer resin composite prepared in Examples 1 to 2 of the present invention has excellent thermal conductivity and thermal diffusivity, which is significantly improved, when compared to the general polyethylene terephthalate of Comparative Example 1, resulting in excellent thermal insulation performance. can be seen to indicate
또한, 상기 실시예을 통해 제조된 단열성 고분자 수지 복합체와 비교예 2의 저밀도폴리에틸렌의 단열효과를 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.In addition, the heat insulating effect of the low-density polyethylene of Comparative Example 2 and the heat insulating polymer resin composite prepared in the above Example was measured and shown in Table 2 below.
{이때, 상기 단열효과는 LFA 467을 이용하여 25℃의 온도조건에서 열전도도와 확산도를 3회 측정한 후에 평균값으로 나타내는 방법을 이용하였다.}{At this time, the thermal conductivity and diffusivity were measured three times under the temperature condition of 25°C using LFA 467 for the thermal insulation effect and expressed as an average value.}
<표 2><Table 2>
상기 표 2에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 3을 통해 제조된 단열성 고분자 수지 복합체는 비교예 2의 일반 저밀도폴리에틸렌과 비교했을 때, 열전도도와 열확산도가 월등하게 개선되어 우수한 단열성능을 나타내는 것을 알 수 있다.As shown in Table 2, it was found that the heat insulating polymer resin composite prepared in Example 3 of the present invention exhibits excellent thermal insulation performance by significantly improving thermal conductivity and thermal diffusivity when compared to the general low-density polyethylene of Comparative Example 2 can
따라서, 본 발명에 따른 에어로겔이 함유된 단열성 고분자 수지 복합체의 제조방법은 에어로겔이 고분자 수지와 고르게 혼합되며, 우수한 기계적 물성과 낮은 열전도도를 나타내어 다양한 산업분야에서 단열재로 활용할 수 있는 고분자 수지 복합체를 제공한다.Therefore, in the method for manufacturing a heat insulating polymer resin composite containing airgel according to the present invention, the airgel is evenly mixed with the polymer resin, and exhibits excellent mechanical properties and low thermal conductivity. do.
S101 ; 원료공급단계
S103 ; 혼합물제조단계
S105 ; 압출단계S101; Raw material supply stage
S103; Mixture manufacturing step
S105 ; Extrusion step
Claims (7)
상기 원료공급단계를 통해 공급된 원료를 니딩하여 혼합물을 제조하는 혼합물제조단계; 및
상기 혼합물제조단계를 통해 제조된 혼합물을 압출기로 공급하여 압출하는 압출단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어로겔이 함유된 단열성 고분자 수지 복합체의 제조방법.
A raw material supply step of supplying a polymer resin, airgel, and additives to the kneader;
a mixture preparation step of kneading the raw material supplied through the raw material supply step to prepare a mixture; and
Extrusion step of supplying the mixture prepared through the mixture manufacturing step to an extruder and extruding;
상기 원료공급단계는 고분자 수지 100 중량부, 에어로겔 1 내지 45 중량부 및 첨가제 0.1 내지 10 중량부를 니더에 공급하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어로겔이 함유된 단열성 고분자 수지 복합체의 제조방법.
According to claim 1,
The raw material supply step is a method of manufacturing a heat insulating polymer resin composite containing airgel, characterized in that by supplying 100 parts by weight of the polymer resin, 1 to 45 parts by weight of the airgel, and 0.1 to 10 parts by weight of the additive to the kneader.
상기 고분자 수지는 폴리에스터, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리이미드, 아크릴 및 나일론으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어로겔이 함유된 단열성 고분자 수지 복합체의 제조방법.
3. The method of claim 1 or 2,
The polymer resin is polyester, polypropylene, polyethylene, polyimide, a method of manufacturing a heat insulating polymer resin composite containing airgel, characterized in that consisting of at least one selected from the group consisting of acrylic and nylon.
상기 에어로겔은 이산화규소가 함유되며, 기공율이 80 내지 99%이고, 평균입경이 50nm 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 에어로겔이 함유된 단열성 고분자 수지 복합체의 제조방법.
3. The method of claim 1 or 2,
The airgel contains silicon dioxide, has a porosity of 80 to 99%, and an average particle diameter of 50nm to 100㎛ A method of manufacturing a heat insulating polymer resin composite containing airgel, characterized in that.
상기 에어로겔은 밀도가 0.001 내지 0.5g/cm3이고, 내부 표면적인 200 내지 2000m2/g이며 기공직경이 1 내지 100nm인 것을 특징으로 하는 에어로겔이 함유된 단열성 고분자 수지 복합체의 제조방법.
3. The method of claim 1 or 2,
The airgel has a density of 0.001 to 0.5 g/cm 3 , an internal surface area of 200 to 2000 m 2 /g, and a pore diameter of 1 to 100 nm.
상기 니더는 블레이드가 장착된 샤프트가 구비된 것을 특징으로 하는 에어로겔이 함유된 단열성 고분자 수지 복합체의 제조방법.
According to claim 1,
The kneader is a method of manufacturing a heat insulating polymer resin composite containing airgel, characterized in that provided with a shaft equipped with a blade.
상기 혼합물제조단계는 상기 원료공급단계를 통해 공급된 원료를 5 내지 60분 동안 니딩하여 이루어지되,
상기 니딩은 배치당 상기 샤프트의 최대 토크에 대한 상기 원료의 중량비가 5 내지 10kgf·cm/kg인 것을 특징으로 하는 에어로겔이 함유된 단열성 고분자 수지 복합체의 제조방법.7. The method of claim 6,
The mixture preparation step is made by kneading the raw material supplied through the raw material supply step for 5 to 60 minutes,
The kneading is a method of manufacturing a heat insulating polymer resin composite containing airgel, characterized in that the weight ratio of the raw material to the maximum torque of the shaft per batch is 5 to 10 kgf · cm / kg.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210039567A KR20220134206A (en) | 2021-03-26 | 2021-03-26 | Manufacturing method of heat insulating polymer resin composite containing aerogel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210039567A KR20220134206A (en) | 2021-03-26 | 2021-03-26 | Manufacturing method of heat insulating polymer resin composite containing aerogel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220134206A true KR20220134206A (en) | 2022-10-05 |
Family
ID=83596470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210039567A KR20220134206A (en) | 2021-03-26 | 2021-03-26 | Manufacturing method of heat insulating polymer resin composite containing aerogel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20220134206A (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090030635A (en) | 2007-09-20 | 2009-03-25 | 삼성전자주식회사 | Method for preparing polymer coated aerogel, polymer coated aerogel prepared thereby and insulation material comprising the same |
| KR20130101902A (en) | 2012-03-06 | 2013-09-16 | 알이엠텍 주식회사 | Composite composition comprising aerogel and method for preparing the same |
-
2021
- 2021-03-26 KR KR1020210039567A patent/KR20220134206A/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090030635A (en) | 2007-09-20 | 2009-03-25 | 삼성전자주식회사 | Method for preparing polymer coated aerogel, polymer coated aerogel prepared thereby and insulation material comprising the same |
| KR20130101902A (en) | 2012-03-06 | 2013-09-16 | 알이엠텍 주식회사 | Composite composition comprising aerogel and method for preparing the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4999128B2 (en) | Method for producing porous body | |
| CN101053778A (en) | Method for making poly-meta-fluoethylene hollow fibre porous membrane and products thereof | |
| AU8037198A (en) | Porous polyvinylidene fluoride resin membrane and process for preparing the same | |
| CN104558780A (en) | High-density polyethylene microporous foamed tube and preparation method thereof | |
| JP2008045013A (en) | Light-transmitting flexible heat insulating material and method for producing the same | |
| CN103923332A (en) | Method for preparing nano SiO2 hollow ball composite materials based on polyimide base body | |
| CN112029173A (en) | Polyethylene breathable film and preparation method thereof | |
| CN111154336B (en) | Porous polyimide ink, preparation method thereof and method for preparing porous polyimide through direct writing 3D printing | |
| CN105385070A (en) | Wire and cable sheath processing technology based on nano calcium carbonate | |
| CN106117741A (en) | A kind of polyethylene composite foam material and preparation method thereof | |
| CN105670255A (en) | Preparation method of multifunctional 3D printing wire | |
| KR20220134206A (en) | Manufacturing method of heat insulating polymer resin composite containing aerogel | |
| JP4883790B2 (en) | Inorganic material-polymer resin composite granulated product and method for producing the same | |
| WO2010138472A1 (en) | Particle-loaded fiber and methods for making | |
| CN109467806A (en) | A kind of preparation method of compound micro-foaming material | |
| CN111138707B (en) | Polycarbonate microporous foam with coral reef-like structure and preparation method and application thereof | |
| CN112500655A (en) | Preparation process of low-particle-size narrow rare earth heat stabilizer for PVC (polyvinyl chloride) | |
| CN106587646B (en) | Preparation method of nanoporous glass and nanoporous glass | |
| KR20160063537A (en) | Expanded graphite, method for preparing the same and thermal conductive resin composition comprising the same | |
| EP3168258B1 (en) | Method for preparing polyolefin resin composition and polyolefin resin composition | |
| CN108752877A (en) | A kind of the graphene microchip biological plastics enhancing masterbatch and preparation method of three dimensional stress | |
| KR20170106925A (en) | Carbonaceous carrier for catalyst | |
| KR102526779B1 (en) | Composition of high temperature ceramic thermal insulators with multiple thermal resistance induced extremely low thermal conductivity, thermal insulators and manufacturing method of the same | |
| JPH11124458A (en) | Production of polytetrafluoroethylene porous material | |
| CN117304601A (en) | Polyolefin microporous breathable film and preparation method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X601 | Decision of rejection after re-examination |