KR20220162294A - Eco-friendly biodegracable resin based dust reducing agent and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 친환경 비산먼지 저감용 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내수성 및 가수분해성이 우수하고 유해성이 없는 친환경 비산먼지 저감용 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an eco-friendly composition for reducing fugitive dust and a method for producing the same, and more particularly, to an eco-friendly composition for reducing fugitive dust having excellent water resistance and hydrolysis and no harmfulness, and a method for producing the same.
현재까지 알려진 생분해성 고분자 수지 조성물은 여러 종류가 있으나, 각각의 분자량 및 기타 물성 등이 서로 상이하여 성형성, 기계적 강도 또는 내열성 등이 불량하고 생분해성의 정도가 달라 제품에 적용 시 용도에 있어 한계점이 존재하므로 사용이 제한되는 문제점이 있다.There are several types of biodegradable polymeric resin compositions known to date, but each molecular weight and other physical properties are different from each other, resulting in poor moldability, mechanical strength or heat resistance, and different degrees of biodegradability, so there are limitations in their use when applied to products. Because it exists, there is a problem that limits its use.
예를 들어, 생분해성 고분자 수지 조성물로 알려진 기존의 지방족 폴리에스테르는 용융 시 낮은 열안정성으로 인해 열분해가 쉬워 성형할 수 있는 작업 조건의 범위가 좁고, 제품 형태에 변형이 일어나 불량률이 높으며, 용융흐름지수가 높아 가공성이 낮을 뿐 아니라, 인장강도, 인열강도 등의 기계적 물성이 떨어져 용도가 제한되는 문제점이 있다. 따라서, 반응 온도 및 촉매 조건의 적절한 조절 및 새로운 용도의 발견이 필요한 시점이다.For example, conventional aliphatic polyesters known as biodegradable polymeric resin compositions are easily thermally decomposed due to low thermal stability when melted, so the range of molding conditions is narrow, the product shape is deformed, resulting in a high defect rate, and melt flow In addition to low workability due to a high index, there is a problem in that mechanical properties such as tensile strength and tear strength are poor, limiting their use. Therefore, it is time to properly control the reaction temperature and catalytic conditions and to discover new uses.
이러한 문제점을 해결하기 위한 하나의 방법으로 다가 알코올 또는 3가 이상의 다가 카르복실산의 단량체를 폴리에스테르 제조 시 첨가함으로써 반응 시간을 단축하고 성형성을 향상시킨 지방족 폴리에스테르를 제조할 수 있는 방법이 알려져 있으나, 저분자량의 폴리에스테르가 증가하므로 인장강도가 저하되고 겔화 될 우려가 있어 실용화가 어렵고 반응성을 조절하기 어렵다는 문제점이 있다.As one method for solving these problems, a method for preparing aliphatic polyester having reduced reaction time and improved moldability by adding a polyhydric alcohol or a monomer of a trivalent or higher polyhydric carboxylic acid during polyester production is known. However, since the low molecular weight polyester increases, there is a problem in that the tensile strength is lowered and there is a concern that gelation is difficult, and it is difficult to control the reactivity.
한편, 대한민국 공개특허공보 제10-1995-0025072호는 지방족 폴리에스테르의 수평균분자량을 증가시키는 방법이 개시하고 있다. 상기 공개특허를 참조하면 (1)지방족(환상 지방족을 포함)글리콜과 (2)지방족(환상 지방족을 포함) 디카르복실산(또는 그 산 무수물)을 주성분으로 하고, 소량의 (3)3가 이상의 다가 알코올 또는 3가 이상의 다가 카르복실산(또는 그의 산 무수물) 단량체의 존재 또는 비존재 하에 탈수반응 및 탈글리콜 반응시켜 수평균분자량 15,000 ~ 20,000 정도의 폴리에스테르를 얻은 후, 커플링제인 폴리이소시아네이트를 추가적으로 반응시켜 수평균분자량 20,000 ~ 70,000 정도의 지방족 폴리에스테르 수지를 얻을 수 있다. 그러나, 상기 방법에 의하면 반응 시간이 증가하여 생산성이 떨어지고, 분자량 증가를 위해 사용되는 폴리이소시아네이트 커플링제가 인체에 극히 유해하다는 문제점이 있다.Meanwhile, Korean Patent Publication No. 10-1995-0025072 discloses a method for increasing the number average molecular weight of an aliphatic polyester. Referring to the above published patent, (1) aliphatic (including cyclic aliphatic) glycol and (2) aliphatic (including cyclic aliphatic) dicarboxylic acid (or its acid anhydride) as main components, and a small amount of (3) trivalent After obtaining a polyester having a number average molecular weight of about 15,000 to 20,000 by dehydration and deglycolization in the presence or absence of a polyhydric alcohol or a trihydric or higher polyhydric carboxylic acid (or an acid anhydride thereof) monomer, polyisocyanate as a coupling agent It is possible to obtain an aliphatic polyester resin having a number average molecular weight of about 20,000 to 70,000 by additionally reacting. However, according to the above method, there is a problem that the reaction time is increased and the productivity is lowered, and the polyisocyanate coupling agent used for molecular weight increase is extremely harmful to the human body.
이에 상기 문제점을 갖지 않으면서도 개발 용도에 적합한 물성을 갖는 생분해성 지방족 폴리에스테르 수지를 제조할 수 있는 방법이 제공되는 경우 관련 분야에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.Therefore, it is expected that if a method for producing a biodegradable aliphatic polyester resin having physical properties suitable for development use without having the above problems is provided, it can be usefully used in the related field.
본 발명의 한 측면은 내수성 및 가수분해성이 우수할 뿐만 아니라 유해성이 없는 친환경 비산먼지 저감용 조성물 제조 방법을 제공하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a method for manufacturing an eco-friendly composition for reducing scattering dust, which has excellent water resistance and hydrolysis properties and is not harmful.
본 발명의 다른 측면은 내수성 및 가수분해성이 우수할 뿐만 아니라 유해성이 없는 친환경 비산먼지 저감용 조성물을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide an eco-friendly composition for reducing scattering dust, which is not only excellent in water resistance and hydrolysis, but also has no harmful properties.
본 발명의 일 견지에 의하면, 지방족 디카르복실산 또는 그의 무수물 및 술폰산염을 99.9:0.1 내지 60:40의 몰 비로 포함하는 혼합물에 상기 혼합물 1몰에 대하여 1.1 내지 1.5몰 비의 지방족 글리콜을 첨가하여 에스테르화 반응 또는 에스테르 교환 반응하는 단계; 상기 반응 생성물을 축중합하는 단계; 및 상기 혼합물 및 지방족 글리콜의 전체 중량 100중량부를 기준으로 하여 5 내지 50중량부의 변성 알콕시실란 화합물을 첨가하는 단계를 포함하는, 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 제조방법이 제공된다.According to one aspect of the present invention, to a mixture containing an aliphatic dicarboxylic acid or an anhydride thereof and a sulfonic acid salt in a molar ratio of 99.9: 0.1 to 60:40, an aliphatic glycol is added in a molar ratio of 1.1 to 1.5 to 1 mole of the mixture. esterification reaction or transesterification reaction; condensation polymerization of the reaction product; and adding 5 to 50 parts by weight of a modified alkoxysilane compound based on 100 parts by weight of the total weight of the mixture and aliphatic glycol.
본 발명의 또 다른 일 견지에 의하면, 지방족 폴리에스테르를 함유하는 친환경 비산먼지 저감용 조성물로, 상기 지방족 폴리에스테르는 지방족 디카르복실산 또는 그의 무수물 및 지방족 글리콜을 단위체의 주성분으로 포함하고, 술폰산염 및 변성 알콕시실란 화합물이 분자 구조 내 도입된 것으로, 수평균 분자량이 1,000 내지 10,000이고, 중량평균분자량이 5,000 내지 30,000이며 융점이 80 내지 130℃인, 친환경 비산먼지 저감용 조성물이 제공된다.According to another aspect of the present invention, an eco-friendly composition for reducing fugitive dust containing an aliphatic polyester, wherein the aliphatic polyester includes an aliphatic dicarboxylic acid or an anhydride thereof and an aliphatic glycol as a main component of a unit, and a sulfonic acid salt And a modified alkoxysilane compound is introduced into the molecular structure, a number average molecular weight of 1,000 to 10,000, a weight average molecular weight of 5,000 to 30,000, and a melting point of 80 to 130 ° C., an environmentally friendly composition for reducing fugitive dust is provided.
본 발명에 의하면, 분자 구조 내에 술폰산염 및 알콕시실란 화합물이 도입된 생분해성 지방족 폴리에스테르를 이용하여 내수성 및 가수분해성이 우수하고 유해성이 없는 친환경 비산먼지 저감용 조성물을 제조할 수 있으며, 상기 조성물로부터 친환경 비산먼지 저감제를 제조할 수 있다.According to the present invention, by using biodegradable aliphatic polyester into which sulfonate and alkoxysilane compounds are introduced into the molecular structure, it is possible to prepare an eco-friendly composition for reducing fugitive dust with excellent water resistance and hydrolysis and no harmfulness, from the composition An eco-friendly scattering dust reducing agent can be manufactured.
도 1은 본 발명의 친환경 비산먼지 저감용 조성물로 제조한 친환경 비산먼지 저감제의 성능 평가를 정량화하기 위한 실험 장치 및 구성의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 제조방법의 예시로 상기 조성물에 함유된 폴리에스테르의 분자 구조를 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 제조방법의 예시를 간략히 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 친환경 비산먼지 저감용 조성물이 산소 비율 20 내지 22%, 습도 50 내지 60%의 대기 중에서 대기 중의 미생물에 의해 자연분해 되는 과정을 나타낸 것이다.
도 5(a)는 PM10 먼지 55g에 대조군으로 물을 분사한 시료를 나타낸 것이고, 도 5(b)는 PM10 먼지 55g에 실시예 1의 친환경 비산먼지 저감용 조성물로 제조한 친환경 비산먼지 저감제를 분사한 시료를 나타낸 것이다.
도 6은 실험예 1 및 2에 따라, 풍속 5m/s 및 10m/s에서 비산먼지 손실률을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 실험예 1에 따라, 풍속 5m/s에서 시간에 따 른 먼지 농도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 실험예 2에 따라, 풍속 10m/s에서 시간에 따른 먼지 농도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.1 is a schematic diagram of an experimental device and configuration for quantifying the performance evaluation of an eco-friendly scattering dust reducing agent prepared from the composition for reducing scattering dust of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing the molecular structure of polyester contained in the composition as an example of the manufacturing method of the composition for reducing fugitive dust of the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram briefly showing an example of a method for manufacturing an environmentally friendly scattering dust reduction composition of the present invention.
Figure 4 shows the process in which the composition for reducing fugitive dust of the present invention is naturally decomposed by microorganisms in the air in the air with an oxygen ratio of 20 to 22% and a humidity of 50 to 60%.
5 (a) shows a sample in which water is sprayed on 55 g of PM10 dust as a control, and FIG. It shows the sprayed sample.
Figure 6 shows the results of measuring the scattering dust loss rate at wind speeds of 5 m / s and 10 m / s according to Experimental Examples 1 and 2.
7 shows the results of measuring the dust concentration over time at a wind speed of 5 m/s according to Experimental Example 1.
8 shows the results of measuring the dust concentration over time at a wind speed of 10 m/s according to Experimental Example 2.
이하, 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. 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 발명에 의하면, 친환경 비산먼지 저감용 조성물을 제조할 수 있는 방법이 제공된다. 즉, 본 발명에 의하면 분자 구조 내에 술폰산염 및 알콕시실란 화합물이 도입된 생분해성 지방족 폴리에스테르를 이용하여 내수성 및 가수분해성이 우수할 뿐만 아니라 유해성이 없는 친환경 비산먼지 저감용 조성물을 제조할 수 있으며, 이로부터 친환경 비산먼지 저감제를 제조할 수 있다.According to the present invention, there is provided a method for producing an environmentally friendly composition for reducing scattering dust. That is, according to the present invention, an eco-friendly composition for reducing scattering dust having excellent water resistance and hydrolysis property and no harmfulness can be prepared using biodegradable aliphatic polyester into which sulfonate and alkoxysilane compounds are introduced into the molecular structure, From this, it is possible to manufacture an eco-friendly scattering dust reducing agent.
보다 상세하게, 본 발명은 지방족 디카르복실산 또는 그의 무수물 및 술폰산염을 99.9:0.1 내지 60:40의 몰 비로 포함하는 혼합물에 상기 혼합물 1몰에 대하여 1.0 내지 1.5 몰 비의 지방족 글리콜을 첨가하여 에스테르화 반응 또는 에스테르 교환 반응하는 반응 단계; 상기 반응 단계의 반응 생성물을 축중합하는 단계; 및 상기 혼합물 및 지방족 글리콜의 전체 중량 100중량부를 기준으로 하여 5 내지 50중량부의 변성 알콕시실란 화합물을 상기 축중합하는 단계로부터 획득되는 축중합물과 혼합하는 단계를 포함하는, 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 제조방법을 제공한다.More specifically, the present invention relates to a mixture containing an aliphatic dicarboxylic acid or an anhydride thereof and a sulfonic acid salt in a molar ratio of 99.9:0.1 to 60:40 by adding an aliphatic glycol in a molar ratio of 1.0 to 1.5 to 1 mole of the mixture. A reaction step of esterification reaction or transesterification reaction; condensation polymerization of the reaction product of the reaction step; And mixing 5 to 50 parts by weight of a modified alkoxysilane compound based on 100 parts by weight of the mixture and the aliphatic glycol with the polycondensate obtained from the condensation polymerization step. Of a composition for reducing dust scattering A manufacturing method is provided.
예를 들어, 본 발명의 제조방법은 지방족 디카르복실산 또는 그의 무수물 및 술폰산염을 99.9:0.1 내지 70:30의 몰 비로 포함하는 혼합물에 상기 혼합물 1몰에 대하여 1.1 내지 1.3 몰 비의 지방족 글리콜을 첨가하여 에스테르화 반응 또는 에스테르 교환 반응하는 반응 단계; 상기 반응 단계의 반응 생성물을 축중합하는 단계; 및 상기 혼합물 및 지방족 글리콜의 전체 중량 100중량부를 기준으로 하여 5 내지 20 중량부의 변성 알콕시실란 화합물을 상기 축중합하는 단계로부터 획득되는 축중합물과 혼합하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.For example, the production method of the present invention is a mixture containing an aliphatic dicarboxylic acid or an anhydride thereof and a sulfonic acid salt in a molar ratio of 99.9:0.1 to 70:30, and an aliphatic glycol in a molar ratio of 1.1 to 1.3 with respect to 1 mole of the mixture. A reaction step of adding an esterification reaction or a transesterification reaction; condensation polymerization of the reaction product of the reaction step; and mixing 5 to 20 parts by weight of a modified alkoxysilane compound with the polycondensate obtained from the polycondensation step based on 100 parts by weight of the mixture and the aliphatic glycol.
본 발명의 상기 지방족 디카르복실산 또는 그의 무수물은 탄소수가 2 내지 14인 것이 바람직하고, 예를 들어, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 세바식산, 아젤라산, 노난디카르복실산, 디메틸숙시네이트, 디메틸아디페이트, 1,4-시클로헥산디카르복실산 및 이의 무수물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.The aliphatic dicarboxylic acid or its anhydride of the present invention preferably has 2 to 14 carbon atoms, and examples thereof include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, sebacic acid, and azelaic acid. , It may be at least one selected from the group consisting of nonane dicarboxylic acid, dimethyl succinate, dimethyl adipate, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, and anhydrides thereof.
상기 술폰산염은 예를 들어, 디메틸-5-술포이소프탈레이트나트륨염의 단량체 또는 그의 중합체일 수 있다.The sulfonic acid salt may be, for example, a monomer of dimethyl-5-sulfoisophthalate sodium salt or a polymer thereof.
상기 지방족 디카르복실산 또는 그의 무수물 및 술폰산염은 99.9:0.1 내지 60:40의 몰 비로 혼합될 수 있고, 바람직하게는 99.9:0.1 내지 70:30의 몰 비로 혼합될 수 있다. 상기 술폰산염의 몰 비가 0.1 미만인 경우 생성되는 고분자 내로 술폰산염이 도입되지 못해 효과가 미비한 문제가 있고, 몰 비가 40 초과인 경우 비경제적인 문제가 있다.The aliphatic dicarboxylic acid or its anhydride and its sulfonic acid salt may be mixed in a molar ratio of 99.9:0.1 to 60:40, preferably 99.9:0.1 to 70:30. When the molar ratio of the sulfonic acid salt is less than 0.1, the sulfonic acid salt cannot be introduced into the resulting polymer, resulting in insufficient effect, and when the molar ratio exceeds 40, there is an uneconomical problem.
본 발명의 상기 지방족 글리콜은 탄소수가 2 내지 20일 수 있고, 예를 들어, 에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 네오펜틸글리콜, 프로필렌글리콜, 1,2-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올 및 1,2-시클로헥산디메탄올로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.The aliphatic glycol of the present invention may have 2 to 20 carbon atoms, and for example, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, neopentyl glycol, propylene glycol, 1,2-butanediol, It may be at least one selected from the group consisting of 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, and 1,2-cyclohexanedimethanol.
상기 지방족 글리콜은 지방족 디카르복실산 또는 그의 무수물 및 술폰산염의 혼합물 1몰에 대하여 1.0 내지 1.5 몰 비, 바람직하게는 1.1 내지 1.3 몰 비로 첨가될 수 있다. 1.0 몰 비 미만인 경우 반응이 느리고, 변색이 발생하는 문제가 있고, 1.5 몰 비 초과인 경우 비경제적인 문제가 있다.The aliphatic glycol may be added in an amount of 1.0 to 1.5 moles, preferably 1.1 to 1.3 moles, based on 1 mole of the mixture of the aliphatic dicarboxylic acid or its anhydride and its sulfonic acid salt. When the molar ratio is less than 1.0, the reaction is slow and discoloration occurs, and when the molar ratio is greater than 1.5, there is an uneconomical problem.
본 발명에서, 지방족 디카르복실산 및 지방족 글리콜은 지방족 폴리에스테르의 주성분을 이루는 것으로, 상기 지방족 폴리에스테르는 지방족 디카르복실산과 지방족 글리콜이 탈수, 축합하여 에스테르 결합을 형성함으로써 사슬 모양 중합체가 형성된 것일 수 있고, 이에 술폰산염이 도입된 것일 수 있다.In the present invention, an aliphatic dicarboxylic acid and an aliphatic glycol constitute the main components of an aliphatic polyester, and the aliphatic polyester is a chain polymer formed by dehydration and condensation of an aliphatic dicarboxylic acid and an aliphatic glycol to form an ester bond. It may be, and a sulfonic acid salt may be introduced thereto.
구체적으로, 본 발명은 지방족 디카르복실산 또는 그의 무수물 및 술폰산염의 혼합물에 지방족 글리콜을 첨가하여 에스테르화 반응 또는 에스테르 교환 반응 후 반응 생성물을 축중합함으로써 상기 지방족 폴리에스테르를 제조할 수 있다.Specifically, the present invention may prepare the aliphatic polyester by adding an aliphatic glycol to a mixture of an aliphatic dicarboxylic acid or an anhydride thereof and a sulfonic acid salt, followed by esterification or transesterification, followed by polycondensation of the reaction product.
상기 에스테르화 반응은 상기 지방족 디카르복실산 및 지방족 글리콜이 탈수축합되어 에스테르를 생성하는 반응일 수 있고, 상기 에스테르 교환 반응은 에스테르에 알코올, 산 또는 다른 에스테르를 작용시켜 산기 또는 알킬기를 교환하는 반응일 수 있다.The esterification reaction may be a reaction in which the aliphatic dicarboxylic acid and the aliphatic glycol are subjected to dehydration condensation to produce an ester, and the transesterification reaction is a reaction in which an acid group or an alkyl group is exchanged by reacting an ester with an alcohol, an acid, or another ester. can be
본 발명에 있어서, 상기 반응 단계는 상기 혼합물 및 지방족 글리콜의 전체 중량 100중량부를 기준으로 하여 0.001 내지 1중량부의 반응 촉매, 0.001 내지 2중량부의 안정제 또는 이들의 혼합을 첨가하여 수행될 수 있고, 바람직하게는 0.005 내지 1중량부의 반응 촉매, 0.005 내지 2중량부의 안정제 또는 이들의 혼합을 첨가하여 수행될 수 있다.In the present invention, the reaction step may be performed by adding 0.001 to 1 part by weight of a reaction catalyst, 0.001 to 2 parts by weight of a stabilizer, or a mixture thereof based on 100 parts by weight of the total weight of the mixture and the aliphatic glycol, preferably. Preferably, it may be performed by adding 0.005 to 1 part by weight of a reaction catalyst, 0.005 to 2 parts by weight of a stabilizer, or a mixture thereof.
상기 반응 촉매의 첨가량이 0.001중량부 미만인 경우 반응 속도가 저하되는 문제가 있고, 1중량부 초과인 경우 반응 속도는 증가하나 색상의 변색이 발생하는 문제가 있다. When the addition amount of the reaction catalyst is less than 0.001 parts by weight, there is a problem that the reaction rate is lowered, and when it is more than 1 part by weight, the reaction rate is increased but there is a problem that discoloration occurs.
상기 안정제의 첨가량이 0.001중량부 미만인 경우 반응 생성물의 가수분해성을 저해하는 요인을 제거하지 못하는 문제가 있고, 2중량부 초과인 경우 반응 속도가 저하되는 문제가 있다.When the added amount of the stabilizer is less than 0.001 parts by weight, there is a problem that factors that inhibit the hydrolysis of the reaction product cannot be removed, and when it is greater than 2 parts by weight, the reaction rate is lowered.
상기 반응 촉매는 디부딜틴옥사이드, 테트라부틸티타네이트 및 안티몬 아세테이트으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있고, 상기 안정제는 트리페닐포스페이트, 트리메틸포스페이트 또는 이들의 혼합물일 수 있다.The reaction catalyst may be at least one selected from the group consisting of dibutiltin oxide, tetrabutyl titanate, and antimony acetate, and the stabilizer may be triphenyl phosphate, trimethyl phosphate, or a mixture thereof.
본 발명에 의하면 상기 반응 단계는 반응 온도 150 내지 300℃, 바람직하게는 190 내지 250℃에서, 반응 시간 60 내지 180분, 바람직하게는 100 내지 150분간 수행될 수 있다. 온도가 150℃ 미만인 경우 탈수 반응이 효과적으로 수행되지 못하므로 품질이 저하되는 문제가 있고, 300℃ 초과인 경우 반응물 및 생성물이 열분해되는 문제가 있다. 또한 반응 시간이 60분 미만인 경우 미반응물이 많이 발생하는 문제가 있고, 180분 초과인 경우 고분자 사슬이 잘 형성되지 않고, 탄화물이 많이 발생하는 문제가 있다.According to the present invention, the reaction step may be performed at a reaction temperature of 150 to 300 °C, preferably 190 to 250 °C, and a reaction time of 60 to 180 minutes, preferably 100 to 150 minutes. When the temperature is less than 150 ° C., the dehydration reaction is not effectively performed, so there is a problem of deterioration in quality, and when the temperature exceeds 300 ° C., there is a problem of thermal decomposition of reactants and products. In addition, when the reaction time is less than 60 minutes, there is a problem in that a lot of unreacted substances are generated, and when the reaction time is more than 180 minutes, a polymer chain is not formed well and a lot of carbides are generated.
상기 반응 단계 이후, 반응 단계의 반응 생성물을 축중합(condensation polymerization)하는 단계가 이어서 수행될 수 있다. 상기 축중합하는 단계를 통해 축합을 반복하여 고분자 화합물을 생성할 수 있다.After the reaction step, a step of condensation polymerization of the reaction product of the reaction step may be performed subsequently. A polymer compound may be produced by repeating condensation through the condensation polymerization step.
상기 축중합하는 단계는 상기 혼합물 및 지방족 글리콜의 전체 중량 100중량부를 기준으로 하여 0.01 내지 3중량부의 축중합 촉매, 0.001 내지 1중량부의 안정제 또는 이들의 혼합을 첨가하여 수행될 수 있고, 바람직하게는 0.05 내지 2중량부의 축중합 촉매, 0.005 내지 0.5중량부의 안정제 또는 이들의 혼합을 첨가하여 수행될 수 있다.The polycondensation may be performed by adding 0.01 to 3 parts by weight of a polycondensation catalyst, 0.001 to 1 part by weight of a stabilizer, or a mixture thereof based on 100 parts by weight of the mixture and the aliphatic glycol, preferably. It may be performed by adding 0.05 to 2 parts by weight of a polycondensation catalyst, 0.005 to 0.5 parts by weight of a stabilizer, or a mixture thereof.
상기 축중합 촉매 첨가량이 0.01중량부 미만인 경우 일정 시간 경과 후 촉매로서의 활성이 사라지므로 생성물의 분자량 조절에 영향을 미치고 중합도를 높이기 어려운 문제점이 있고, 3중량부 초과인 경우 반응 속도는 증가하나 색상의 변색이 발생하는 문제점이 있다.When the amount of the condensation polymerization catalyst is less than 0.01 parts by weight, the activity as a catalyst disappears after a certain period of time, which affects the molecular weight control of the product and makes it difficult to increase the degree of polymerization. There is a problem that discoloration occurs.
상기 안정제가 0.001중량부 미만인 경우 반응 생성물의 가수분해성을 저해하는 요인을 제거하지 못하는 등 안정제로서의 역할을 수행하지 못하는 문제점이 있고, 1중량부 초과인 경우 반응 속도가 저하되는 문제점이 있다.If the stabilizer is less than 0.001 parts by weight, there is a problem in that it does not play a role as a stabilizer, such as not removing factors that inhibit the hydrolysis of the reaction product, and if it exceeds 1 part by weight, there is a problem in that the reaction rate is lowered.
상기 축중합하는 단계는 반응 온도 200 내지 300℃, 바람직하게는 230 내지 270℃에서, 반응 시간 60 내지 240분, 바람직하게는 100 내지 200분간 수행될 수 있다. 온도가 200℃ 미만인 경우 반응 시간이 지나치게 증가하는 문제가 있고, 300℃ 초과인 경우 반응 생성물이 열분해될 수 있는 문제가 있다. 또한 반응 시간은 촉매 및 안정제의 첨가량에 따라 차이가 있을 수 있고, 60분 미만인 경우 반응이 충분히 진행되지 못하는 문제가 있고, 240분 초과인 경우 비경제적인 문제가 있다.The condensation polymerization may be performed at a reaction temperature of 200 to 300 °C, preferably 230 to 270 °C, and a reaction time of 60 to 240 minutes, preferably 100 to 200 minutes. When the temperature is less than 200 ° C., there is a problem that the reaction time is excessively increased, and when the temperature is higher than 300 ° C., there is a problem that the reaction product may be thermally decomposed. In addition, the reaction time may vary depending on the amount of catalyst and stabilizer added, and if it is less than 60 minutes, there is a problem that the reaction does not sufficiently proceed, and if it exceeds 240 minutes, there is an uneconomical problem.
또한, 축중합하는 단계는 고분자로 합성하는 단계, 즉, 분자량 증가를 조절하는 단계이므로 진공에 가까운 0.01 내지 3.0 Torr 하에서 수행될 수 있고, 바람직하게는 1.0 내지 2.0 Torr 하에서 수행될 수 있다. 0.01 Torr 미만인 경우 낮은 압력을 설정하기 위해 지나친 비용이 소모되는 문제가 있고, 3.0 Torr 초과인 경우 분자량을 충분히 증가시킬 수 없다는 문제가 있다.In addition, since the condensation polymerization step is a step of synthesizing a polymer, that is, a step of controlling the increase in molecular weight, it may be performed under a vacuum of 0.01 to 3.0 Torr, preferably 1.0 to 2.0 Torr. If it is less than 0.01 Torr, there is a problem that excessive cost is consumed to set a low pressure, and if it is more than 3.0 Torr, there is a problem that the molecular weight cannot be sufficiently increased.
마지막으로, 축중합하는 단계 후 상기 혼합물 및 지방족 글리콜의 전체 중량 100중량부를 기준으로 하여 5 내지 50중량부, 바람직하게는 5 내지 20중량부의 변성 알콕시실란 화합물을 상기 축중합하는 단계로부터 획득되는 축중합물과 혼합하는 단계가 수행될 수 있다.Finally, after the condensation polymerization step, 5 to 50 parts by weight, preferably 5 to 20 parts by weight of a modified alkoxysilane compound based on 100 parts by weight of the total weight of the mixture and the aliphatic glycol. An axis obtained from the step of condensation polymerization A step of mixing with the polymer may be performed.
상기 혼합하는 단계는 반응 온도 70 내지 90℃, 바람직하게는 75 내지 85℃에서 반응 시간 3 내지 5시간 동안, 바람직하게는 3 내지 4시간 동안 수행될 수 있다. 온도가 70℃ 미만인 경우 물성이 저하되는 문제가 있고, 90℃ 초과인 경우 물성이 변형되는 문제가 있다. 또한 반응 시간이 3시간 미만인 경우 반응이 충분히 진행되지 못하는 문제가 있고, 5시간 초과인 경우 조성물의 이중결합이 파괴되고, 제품 불량이 발생할 수 있는 문제가 있다.The mixing may be performed at a reaction temperature of 70 to 90° C., preferably 75 to 85° C., for a reaction time of 3 to 5 hours, preferably for 3 to 4 hours. When the temperature is less than 70 ° C., there is a problem in that physical properties deteriorate, and when the temperature exceeds 90 ° C., there is a problem in that the physical properties are deformed. In addition, when the reaction time is less than 3 hours, there is a problem that the reaction does not sufficiently proceed, and when it exceeds 5 hours, the double bond of the composition is destroyed, and there is a problem that product defects may occur.
한편, 상기 변성 알콕시실란 화합물은 알콕시실란 수지에 액상 콜로이드 실리카, 촉매제 및 증류수를 첨가하여 제조한 것일 수 있고, 구체적으로, 알콕시실란 수지에 알콕시실란 수지 100중량부를 기준으로 하여 액상 콜로이드 실리카 30 내지 70중량부, 촉매제 0.01 내지 1중량부 및 증류수 10내지 50중량부를 첨가하여 70 내지 80℃에서 3 내지 4시간 동안 혼합하여 제조한 것일 수 있다.On the other hand, the modified alkoxysilane compound may be prepared by adding liquid colloidal silica, a catalyst and distilled water to an alkoxysilane resin, specifically, 30 to 70 liquid colloidal silica based on 100 parts by weight of the alkoxysilane resin to the alkoxysilane resin It may be prepared by adding 0.01 to 1 part by weight of a catalyst and 10 to 50 parts by weight of distilled water and mixing at 70 to 80 ° C. for 3 to 4 hours.
따라서, 변성 알콕시실란 화합물을 혼합하는 단계는 상기 알콕시실란 수지, 액상 콜로이드 실리카, 촉매제 및 증류수를 혼합하여 제조한 화합물을 첨가하고 상기 혼합하는 단계의 반응 온도 및 반응 시간을 유지하는 것으로 대체될 수 있다.Therefore, the step of mixing the modified alkoxysilane compound may be replaced by adding a compound prepared by mixing the alkoxysilane resin, liquid colloidal silica, catalyst, and distilled water, and maintaining the reaction temperature and reaction time of the mixing step. .
상기 알콕시실란 수지는 에폭시실란, 비닐실란, 아크릴실란 및 아미노실란으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있고, 상기 액상 콜로이드 실리카는 실리카 입자가 물 또는 유기용제와 같은 액체에 안정하게 분산되어 있는 것으로 고순도 실리콘을 직접 산화시키는 방법으로 제조된 것일 수 있고, 상기 촉매제는 염산, 황산 및 초산 중 적어도 하나일 수 있다.The alkoxysilane resin may be at least one selected from the group consisting of epoxysilane, vinylsilane, acrylsilane, and aminosilane, and the liquid colloidal silica is silica particles stably dispersed in a liquid such as water or an organic solvent. It may be prepared by directly oxidizing high-purity silicon, and the catalyst may be at least one of hydrochloric acid, sulfuric acid, and acetic acid.
변성 알콕시실란 화합물은 무기계 수지로 이를 첨가함으로써 조성물에 내수성을 부여할 수 있고, 조성물의 경화 속도 조절이 용이해진다.The modified alkoxysilane compound is an inorganic resin, and by adding it, water resistance can be imparted to the composition, and the curing rate of the composition can be easily controlled.
나아가, 본 발명의 제조방법은 가수분해 되어 저분자화 될 수 있고, 이산화탄소 및 물로 최종 분해될 수 있는 성분을 첨가하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있고, 상기 성분은 예를 들어, 전분(starch), 셸락(shellac), PLA(polylactic acid), PVA (poly vinyl alcohol), PGA(polyglycolic acid) 및 PEU(polyester urethane)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.Furthermore, the manufacturing method of the present invention may further include a step of adding a component that can be hydrolyzed to low molecular weight and finally decomposed into carbon dioxide and water, and the component is, for example, starch, shellac (shellac), polylactic acid (PLA), polyvinyl alcohol (PVA), polyglycolic acid (PGA), and polyester urethane (PEU).
상기 제조방법에 의해 제조된 본 발명의 친환경 비산먼지 저감용 조성물에 함유된 지방족 폴리에스테르는 수평균분자량이 1,000 내지 10,000이고, 중량평균분자량이 5,000 내지 30,000이며 융점이 80 내지 130℃일 수 있다.The aliphatic polyester contained in the composition for reducing fugitive dust of the present invention prepared by the above manufacturing method may have a number average molecular weight of 1,000 to 10,000, a weight average molecular weight of 5,000 to 30,000, and a melting point of 80 to 130 ° C.
나아가, 상기 조성물은 가수분해될 수 있고, 박테리아, 곰팡이 및 조류와 같은 미생물에 의해서도 분해될 수 있는 생분해성 수지이다. 따라서, 토양 매립 시 1차적으로 가수분해된 후, 토양 미생물에 의한 2차적인 분해가 가능하며 이 때 물과 이산화탄소를 이용하여 분해 속도를 조절할 수 있다.Furthermore, the composition is a biodegradable resin that can be hydrolyzed and also degraded by microorganisms such as bacteria, fungi and algae. Therefore, after being primarily hydrolyzed during landfilling, secondary decomposition by soil microorganisms is possible, and at this time, the decomposition rate can be controlled using water and carbon dioxide.
또한, 본 발명의 친환경 비산먼지 저감용 조성물은 계면활성제를 전혀 포함하지 않으므로 친환경적인 장점이 있고, 생물 유해성이 없다.In addition, the composition for reducing fugitive dust of the present invention has an eco-friendly advantage and no biohazard because it does not contain a surfactant at all.
한편, 상기 친환경 비산먼지 저감용 조성물을 사용하여 친환경 비산먼지 저감제를 제조할 수 있고, 상기 저감제는 바람직하게는 코팅제일 수 있다. 구체적으로, 지름이 10μm 보다 작은 미세먼지(PM10 먼지)에 상기 코팅제를 분사함으로써 비산먼지를 코팅할 수 있고, 먼지가 비산 또는 재비산되는 것을 저감시킬 수 있다.Meanwhile, an eco-friendly scattering dust reducing agent may be prepared using the composition for reducing scattering dust, and the reducing agent may preferably be a coating agent. Specifically, scattering dust can be coated by spraying the coating agent on fine dust (PM10 dust) having a diameter smaller than 10 μm, and scattering or re-dispersion of dust can be reduced.
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
친환경 비산먼지 저감용 조성물의 제조Manufacturing of eco-friendly composition for reducing scattering dust
실시예 1Example 1
500ml의 둥근바닥 플라스크 중의 공기를 질소로 치환하고, 숙신산 94.4g, 디메틸-5-술포이소프탈레이트나트륨염 59.4g 및 1.4-부탄디올 117.2g을 넣고 230℃에서 2시간 동안 에스테르화 반응을 수행하였다. 이 때, 촉매로 안티몬 아세테이트 0.01g, 디부틸틴옥사이드 0.5g 및 테트라부틸티타네이트 1g의 혼합물을 첨가하고, 안정제로 트리메틸포스페이트 2g을 첨가하였다. 물 34g이 유출된 후, 250℃에서 2.0 Torr 이하로 감압하고 150분 동안 축중합 반응을 수행하였다. 그 후, 에폭시실란 및 에폭시실란 100중량부를 기준으로 하여 액상 콜로이드 실리카((주)영일화성, YGS-30) 30중량부, 염산 0.05중량부 및 증류수 70중량부 혼합하여 제조한 변성 알콕시실란 화합물 30g을 첨가하고 80℃에서 4시간 동안 반응을 수행하여 친환경 비산먼지 저감용 조성물을 제조하였다.The air in a 500 ml round bottom flask was substituted with nitrogen, and 94.4 g of succinic acid, 59.4 g of dimethyl-5-sulfoisophthalate sodium salt, and 117.2 g of 1.4-butanediol were added, and an esterification reaction was performed at 230° C. for 2 hours. At this time, a mixture of 0.01 g of antimony acetate, 0.5 g of dibutyl tin oxide and 1 g of tetrabutyl titanate was added as a catalyst, and 2 g of trimethyl phosphate was added as a stabilizer. After 34g of water flowed out, the pressure was reduced to 2.0 Torr or less at 250°C, and polycondensation was performed for 150 minutes. Then, 30 g of a modified alkoxysilane compound prepared by mixing 30 parts by weight of epoxysilane and liquid colloidal silica (YGS-30, YGS-30), 0.05 part by weight of hydrochloric acid and 70 parts by weight of distilled water based on 100 parts by weight of epoxysilane and epoxysilane was added and reacted at 80 ° C. for 4 hours to prepare an eco-friendly composition for reducing scattering dust.
실시예 2Example 2
500ml의 둥근바닥 플라스크 중의 공기를 질소로 치환하고, 숙신산 82.6g, 아디프산 14.6g, 디메틸-5-술포이소프탈레이트나트륨염 89.1g 및 1,4-부탄디올 117.2g을 넣고 230℃에서 2시간 동안 에스테르화 반응을 수행하였다. 이 때, 촉매로 안티몬 아세테이트 0.01g, 디부틸틴옥사이드 0.5g, 테트라부틸티타네이트 0.5g 및 테트라메틸티타네이트 1g의 혼합물을 첨가하고, 안정제로 트리메틸포스페이트 2g을 첨가하였다. 물 34g이 유출된 후, 250℃에서 2.0 Torr 이하로 감압하고 150분 동안 축중합 반응을 수행하였다. 그 후, 에폭시실란 및 에폭시실란 100중량부를 기준으로 하여 액상 콜로이드 실리카((주)영일화성, YGS-30) 30중량부, 염산 0.05중량부 및 증류수 70중량부 혼합하여 제조한 변성 알콕시실란 화합물 30g을 첨가하고 80℃에서 4시간 동안 반응을 수행하여 친환경 비산먼지 저감용 조성물을 제조하였다.The air in a 500 ml round bottom flask was replaced with nitrogen, 82.6 g of succinic acid, 14.6 g of adipic acid, 89.1 g of dimethyl-5-sulfoisophthalate sodium salt, and 117.2 g of 1,4-butanediol were added and maintained at 230° C. for 2 hours. During the esterification reaction was carried out. At this time, a mixture of 0.01 g of antimony acetate, 0.5 g of dibutyl tin oxide, 0.5 g of tetrabutyl titanate, and 1 g of tetramethyl titanate was added as a catalyst, and 2 g of trimethyl phosphate was added as a stabilizer. After 34g of water flowed out, the pressure was reduced to 2.0 Torr or less at 250°C, and polycondensation was performed for 150 minutes. Then, 30 g of a modified alkoxysilane compound prepared by mixing 30 parts by weight of epoxysilane and liquid colloidal silica (YGS-30, YGS-30), 0.05 part by weight of hydrochloric acid and 70 parts by weight of distilled water based on 100 parts by weight of epoxysilane and epoxysilane was added and reacted at 80 ° C. for 4 hours to prepare an eco-friendly composition for reducing scattering dust.
실시예 3Example 3
500ml의 둥근바닥 플라스크 중의 공기를 질소로 치환하고, 숙신산 94.4g, 디메틸-5-술포이소프탈레이트나트륨염 59.4g 및 1,4-부탄디올 117.2g을 넣고 230℃에서 2시간 동안 에스테르화 반응을 수행하였다. 이 때, 촉매로 안티몬 아세테이트 0.01g, 디부틸틴옥사이드 0.5g, 테트라부틸티타네이트 0.5g 및 테트라메틸티타네이트 1g의 혼합물을 첨가하고, 안정제로 트리메틸포스페이트 2g을 첨가하였다. 물 34g이 유출된 후, 250℃에서 2.0 Torr 이하로 감압하고 120분 동안 축중합 반응을 수행하였다. 그 후, 에폭시실란 및 에폭시실란 100중량부를 기준으로 하여 액상 콜로이드 실리카((주)영일화성, YGS-30) 30중량부, 염산 0.05중량부 및 증류수 70중량부 혼합하여 제조한 변성 알콕시실란 화합물 30g을 첨가하고 80℃에서 4시간 동안 반응을 수행하여 친환경 비산먼지 저감용 조성물을 제조하였다.The air in a 500ml round-bottom flask was replaced with nitrogen, 94.4g of succinic acid, 59.4g of dimethyl-5-sulfoisophthalate sodium salt, and 117.2g of 1,4-butanediol were added, followed by an esterification reaction at 230°C for 2 hours. did At this time, a mixture of 0.01 g of antimony acetate, 0.5 g of dibutyl tin oxide, 0.5 g of tetrabutyl titanate, and 1 g of tetramethyl titanate was added as a catalyst, and 2 g of trimethyl phosphate was added as a stabilizer. After 34g of water flowed out, the pressure was reduced to 2.0 Torr or less at 250°C, and polycondensation was performed for 120 minutes. Then, 30 g of a modified alkoxysilane compound prepared by mixing 30 parts by weight of epoxysilane and liquid colloidal silica (YGS-30, YGS-30), 0.05 part by weight of hydrochloric acid and 70 parts by weight of distilled water based on 100 parts by weight of epoxysilane and epoxysilane was added and reacted at 80 ° C. for 4 hours to prepare an eco-friendly composition for reducing scattering dust.
친환경 비산먼지 저감용 조성물의 성능 평가Performance evaluation of eco-friendly fugitive dust reduction composition
실험예 1Experimental Example 1
PM10의 미세먼지를 시료로 하여 정밀저울 상에 올려놓고, 본 발명의 실시예 1의 조성물로 제조한 친환경 비산먼지 저감제를 100g 분사한 후 풍속 발생기 산업용 선풍기((주)엘케이마끼다총판, MT 410)를 사용하여 시료를 향해 풍속 5m/s의 바람이 30초간 불도록 하였다. 대조군으로 친환경 비산먼지 저감제 대신 물 100g를 분사하여 동일하게 실험을 수행하였다. 실험 전후로 미세먼지의 무게(g)를 측정하고, 시간에 따른 먼지 농도(μm/m3)를 미세먼지 측정기(라비센 LVAI-502, 인증번호 제KTR-2019-21호)로 측정하여 그 결과를 도 6 및 도 7에 나타내었다.PM10 fine dust was placed on a precision scale as a sample, and after spraying 100 g of the eco-friendly scattering dust reducer prepared from the composition of Example 1 of the present invention, a wind speed generator industrial electric fan (LK Makita General Co., Ltd., MT 410) was used to blow the wind at a wind speed of 5 m/s toward the sample for 30 seconds. As a control, the same experiment was performed by spraying 100 g of water instead of the eco-friendly scattering dust reducer. The weight (g) of fine dust was measured before and after the experiment, and the dust concentration (μm/m3) over time was measured with a fine dust meter (Lavisen LVAI-502, Certification No. KTR-2019-21), and the
도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 친환경 비산먼지 저감제를 분사한 실험군의 경우 손실률이 0.3019%였고, 먼지 농도에 변화가 없었으나, 대조군의 경우 손실률이 62.6182%였고, 약 30초 경과 후 먼지 농도가 약 1000μm/m3까지 증가하였다.As shown in FIGS. 6 and 7, in the case of the experimental group spraying the eco-friendly scattering dust reducing agent of the present invention, the loss rate was 0.3019%, and there was no change in dust concentration, but in the case of the control group, the loss rate was 62.6182%, about 30 seconds After the passage of time, the dust concentration increased to about 1000 μm/m 3 .
실험예 2Experimental Example 2
풍속 10m/s의 바람이 불도록 한 것을 제외하면 실험예 1과 동일하게 실험을 수행하고 그 결과를 도 6 및 도 8에 나타내었다.The experiment was performed in the same manner as in Experimental Example 1 except that the wind at a wind speed of 10 m/s was blown, and the results are shown in FIGS. 6 and 8.
도 6 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 친환경 비산먼지 저감제를 분사한 실험군의 경우 손실률이 0%였고, 먼지 농도에 변화가 없었으나, 대조군의 경우 손실률이 100%였고, 약 15초 경과 후 먼지 농도가 약 1000μm/m3까지 증가하였다. 도 8에서 약 26초 후 먼지 농도가 다시 감소하는 것은 먼지가 계속 확산되어 측정기의 측정 영역을 벗어났기 때문인 것으로 볼 수 있다.As shown in FIGS. 6 and 8, in the case of the experimental group spraying the eco-friendly scattering dust reducing agent of the present invention, the loss rate was 0% and there was no change in dust concentration, but in the case of the control group, the loss rate was 100%, and about 15 seconds After the passage of time, the dust concentration increased to about 1000 μm/m 3 . The fact that the dust concentration decreases again after about 26 seconds in FIG. 8 can be considered to be because the dust continues to diffuse and escapes the measurement area of the measuring device.
친환경 비산먼지 저감용 조성물의 환경 분야 시험·검사Environmental field test and inspection of eco-friendly fugitive dust reduction composition
수질오염 시험water pollution test
2021년 2월 23일 한국화학융합시험연구원에 의뢰하여 국립환경과학원고시 제2020-18호의 시험방법에 따라 본 발명의 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 수질오염 시험을 수행하였다. 그 결과, 크롬, 구리, 카드뮴 등이 불검출되고 수질 오염이 없는 것을 확인하였다(2021년 3월 16일, 성적서번호 TAK-2021-030336).On February 23, 2021, a water pollution test of the composition for reducing fugitive dust of the present invention was performed according to the test method of the National Institute of Environmental Sciences Notice No. 2020-18 by requesting the Korea Testing & Research Institute. As a result, it was confirmed that chromium, copper, cadmium, etc. were not detected and there was no water pollution (March 16, 2021, report number TAK-2021-030336).
물벼룩(Daphnia magna) 급성독성 시험Daphnia magna acute toxicity test
2021년 2월 23일 한국화학융합시험연구원에 의뢰하여 수질오염공정시험기준에 따라 본 발명의 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 물벼룩(Daphnia magna) 급성독성 시험을 수행하였다. 그 결과, 물벼룩에 대한 독성이 없어 생물 유해성이 없는 것을 확인하였다(2021년 4월 8일, 성적서번호 TAK-2021-030337).On February 23, 2021, a Daphnia magna acute toxicity test of the eco-friendly scattering dust reduction composition of the present invention was performed according to the water pollution process test standard by requesting the Korea Testing & Research Institute. As a result, it was confirmed that there was no toxicity to daphnia and no biohazard (April 8, 2021, report number TAK-2021-030337).
토양오염 시험soil contamination test
2021년 2월 23일 한국화학융합시험연구원에 의뢰하여 국립환경과학원고시 제2018-53호의 시험방법에 따라 본 발명의 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 토양오염 시험을 수행하였다. 그 결과, 카드뮴, 구리, 납 등이 불검출되고 토양 오염이 없는 것을 확인하였다(2021년 3월 9일, 성적서번호 TAK-2021-030338).On February 23, 2021, a soil contamination test of the composition for reducing fugitive dust of the present invention was performed according to the test method of the National Institute of Environmental Sciences Notice No. 2018-53 requested by the Korea Testing & Research Institute. As a result, it was confirmed that cadmium, copper, lead, etc. were not detected and there was no soil contamination (March 9, 2021, report number TAK-2021-030338).
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 (18)
상기 반응 단계의 반응 생성물을 축중합하는 단계; 및
상기 혼합물 및 지방족 글리콜의 전체 중량 100중량부를 기준으로 하여 5 내지 50중량부의 변성 알콕시실란 화합물을 상기 축중합하는 단계로부터 획득되는 축중합물과 혼합하는 단계
를 포함하는, 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 제조방법.
An esterification reaction or a transesterification reaction by adding an aliphatic glycol in a molar ratio of 1.0 to 1.5 per mole of the mixture to a mixture containing an aliphatic dicarboxylic acid or an anhydride thereof and a sulfonic acid salt in a molar ratio of 99.9:0.1 to 60:40 a reaction step;
condensation polymerization of the reaction product of the reaction step; and
Mixing 5 to 50 parts by weight of a modified alkoxysilane compound with the condensation polymer obtained from the condensation polymerization step based on 100 parts by weight of the mixture and the aliphatic glycol total
Containing, a method for producing an environmentally friendly composition for reducing scattering dust.
상기 지방족 디카르복실산 또는 그의 무수물은 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 세바식산, 아젤라산, 노난디카르복실산, 디메틸숙시네이트, 디메틸아디페이트, 1,4-시클로헥산디카르복실산 및 이의 무수물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인, 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 제조방법.
According to claim 1,
The aliphatic dicarboxylic acid or its anhydride is oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, sebacic acid, azelaic acid, nonanedicarboxylic acid, dimethylsuccinate, dimethyladipate, 1, 4-Cyclohexanedicarboxylic acid and at least one selected from the group consisting of its anhydride, a method for producing an eco-friendly composition for reducing fugitive dust.
상기 술폰산염은 디메틸-5-술포이소프탈레이트나트륨염의 단량체 또는 그의 중합체인, 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 제조방법.
According to claim 1,
The sulfonic acid salt is a monomer of dimethyl-5-sulfoisophthalate sodium salt or a polymer thereof, a method for producing an eco-friendly composition for reducing fugitive dust.
상기 지방족 글리콜은 에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 네오펜틸글리콜, 프로필렌글리콜, 1,2-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올 및 1,2-시클로헥산디메탄올로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나이거나 또는 둘 이상의 혼합물인, 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 제조방법.
According to claim 1,
The aliphatic glycols include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, neopentyl glycol, propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol and 1,2 - At least one or a mixture of two or more selected from the group consisting of cyclohexanedimethanol, a method for producing an environmentally friendly composition for reducing fugitive dust.
상기 반응 단계는 상기 혼합물 및 지방족 글리콜의 전체 중량 100중량부를 기준으로 하여 0.001 내지 1중량부의 반응 촉매, 0.001 내지 2중량부의 안정제 또는 이들의 혼합을 첨가하여 수행되는 것인, 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 제조방법.
According to claim 1,
The reaction step is carried out by adding 0.001 to 1 part by weight of a reaction catalyst, 0.001 to 2 parts by weight of a stabilizer or a mixture thereof based on 100 parts by weight of the total weight of the mixture and aliphatic glycol. Manufacturing method of.
상기 반응 촉매는 디부딜틴옥사이드, 테트라부틸티타네이트, 안티몬 아세테이트 또는 이들의 혼합물인, 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 제조방법.
According to claim 5,
The reaction catalyst is a method for producing an eco-friendly scattering dust reduction composition of dibutiltin oxide, tetrabutyl titanate, antimony acetate or a mixture thereof.
상기 안정제는 트리페닐포스페이트, 트리메틸포스페이트 또는 이들의 혼합물인, 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 제조방법.
According to claim 5,
The stabilizer is triphenyl phosphate, trimethyl phosphate, or a mixture thereof, a method for producing an environmentally friendly composition for reducing scattering dust.
상기 반응 단계는 150 내지 300℃에서 60 내지 180분간 수행되는 것인, 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 제조방법.
According to claim 1,
The reaction step is to be carried out at 150 to 300 ℃ for 60 to 180 minutes, a method for producing an environmentally friendly scattering dust reduction composition.
상기 축중합하는 단계는 상기 혼합물 및 지방족 글리콜의 전체 중량 100중량부를 기준으로 하여 0.01 내지 3 중량부의 축중합 촉매 및 0.001 내지 1 중량부의 안정제를 첨가하여 수행되는 것인, 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 제조방법.
According to claim 1,
The polycondensation step is carried out by adding 0.01 to 3 parts by weight of a polycondensation catalyst and 0.001 to 1 part by weight of a stabilizer based on 100 parts by weight of the mixture and the aliphatic glycol, of an eco-friendly composition for reducing scattering dust manufacturing method.
상기 축중합 촉매는 마그네슘아세테이트, 테트라프로필티타네이트, 징크아세테이트, 테트라부틸티타네이트, 디부틸틴옥사이드, 테트라프로필티타네이트, 칼슘아세테이트 및 테트라이소프로필타티네이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인, 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 제조방법.
According to claim 9,
The polycondensation catalyst is at least one selected from the group consisting of magnesium acetate, tetrapropyl titanate, zinc acetate, tetrabutyl titanate, dibutyl tin oxide, tetrapropyl titanate, calcium acetate and tetraisopropyl titanate, and is environmentally friendly. Method for producing a composition for reducing scattering dust.
상기 안정제는 트리메틸포스페이트, 트리메틸포스핀, 트리페닐포스페이트 및 포스페이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인, 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 제조방법.
According to claim 9,
The stabilizer is at least one selected from the group consisting of trimethyl phosphate, trimethylphosphine, triphenyl phosphate and phosphate.
상기 축중합하는 단계는 200 내지 300℃에서 60 내지 240분간 수행되는 것인, 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 제조방법.
According to claim 1,
The condensation polymerization step is performed at 200 to 300 ° C. for 60 to 240 minutes, a method for producing an environmentally friendly composition for reducing scattering dust.
상기 변성 알콕시실란 화합물을 첨가하는 단계는 상기 혼합물 및 지방족 글리콜의 전체 중량 100중량부를 기준으로 하여 5 내지 50중량부의 변성 알콕시실란 화합물을 첨가하여 수행되는 것인, 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 제조방법.
According to claim 1,
The step of adding the modified alkoxysilane compound is carried out by adding 5 to 50 parts by weight of the modified alkoxysilane compound based on 100 parts by weight of the mixture and the aliphatic glycol. Method for producing a composition for reducing dust scattering .
상기 변성 알콕시실란 화합물을 첨가하는 단계는 70 내지 90℃에서 3 내지 5시간 수행되는 것인, 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 제조방법.
According to claim 1,
The step of adding the modified alkoxysilane compound is carried out at 70 to 90 ° C. for 3 to 5 hours, a method for producing an environmentally friendly scattering dust reduction composition.
상기 변성 알콕시실란 화합물은 에폭시실란, 비닐실란, 아크릴실란 및 아미노실란으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인 알콕시실란 수지에 알콕시실란 수지 100중량부를 기준으로 하여 액상 콜로이드 실리카 30 내지 70중량부, 촉매제 0.01 내지 1중량부 및 증류수 10내지 50중량부를 첨가하여 70 내지 80℃에서 3 내지 4시간 동안 혼합하여 제조되는 것인, 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 제조방법.
According to claim 1,
The modified alkoxysilane compound is at least one alkoxysilane resin selected from the group consisting of epoxysilane, vinylsilane, acrylsilane and aminosilane, based on 100 parts by weight of the alkoxysilane resin, 30 to 70 parts by weight of liquid colloidal silica, 0.01 part by weight of catalyst to 1 part by weight and 10 to 50 parts by weight of distilled water, which is prepared by mixing at 70 to 80 ° C. for 3 to 4 hours.
전분, 셸락(shellac), PLA(polylactic acid), PVA (poly vinyl alcohol), PGA(polyglycolic acid) 및 PEU(polyester urethane)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나를 첨가하는 단계를 추가적으로 포함하는, 친환경 비산먼지 저감용 조성물의 제조방법.
According to claim 1,
Eco-friendly scattering, further comprising adding at least one selected from the group consisting of starch, shellac, polylactic acid (PLA), poly vinyl alcohol (PVA), polyglycolic acid (PGA), and polyester urethane (PEU) A method for preparing a composition for reducing dust.
상기 지방족 폴리에스테르는 지방족 디카르복실산 또는 그의 무수물 및 지방족 글리콜을 단위체의 주성분으로 포함하고, 술폰산염 및 변성 알콕시실란 화합물이 분자 구조 내 도입된 것으로, 수평균 분자량이 1,000 내지 10,000이고, 중량평균분자량이 5,000 내지 30,000이며 융점이 80 내지 130℃인,
친환경 비산먼지 저감용 조성물.
An eco-friendly composition for reducing scattering dust containing aliphatic polyester,
The aliphatic polyester includes an aliphatic dicarboxylic acid or an anhydride thereof and an aliphatic glycol as main components of a unit, and a sulfonate and a modified alkoxysilane compound are introduced into the molecular structure, and has a number average molecular weight of 1,000 to 10,000, and a weight average A molecular weight of 5,000 to 30,000 and a melting point of 80 to 130 ° C.
Eco-friendly composition for reducing scattering dust.
상기 친환경 비산먼지 저감용 조성물은 코팅제 조성물인, 친환경 비산먼지 저감용 조성물.According to claim 17,
The eco-friendly scattering dust reduction composition is a coating composition, eco-friendly scattering dust reduction composition.
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