KR-102960810-B1 - RECYCLED POLYMER WASTE COMPOSITION

Abstract

본 발명은 폐고분자; 무기물을 포함하는 충진제; 및 말레인산계 단량체 단위를 함유하는 아크릴계 중합체를 포함하는 상용화제를 포함하고, 상기 폐고분자와 충진제의 합 100 중량부에 대하여, 상기 상용화제 1 내지 7 중량부를 포함하는 재생 폐고분자 조성물을 제공한다.

Inventors

• 김태희
• 윤정훈
• 오승원
• 차예원

Assignees

• 주식회사 엘지화학

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20201126

Claims (8)

1. 폐고분자; 무기물을 포함하는 충진제; 및 말레인산계 단량체 단위를 함유하는 아크릴계 중합체를 포함하는 상용화제를 포함하고, 상기 폐고분자와 충진제의 합 100 중량부에 대하여, 상기 상용화제 1 내지 7 중량부를 포함하고, 상기 무기물은 석고 및 탄산칼슘으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 재생 폐고분자 조성물.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 폐고분자는 폐비닐, 폐복합 필름 및 폐플라스틱으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인 재생 폐고분자 조성물.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 폐고분자는 펠렛 형태인 것인 재생 폐고분자 조성물.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서, 상기 아크릴계 중합체는 올레핀계 단량체 단위 및 아크릴레이트계 단량체 단위를 포함하는 중합체인 것인 재생 폐고분자 조성물.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 아크릴계 중합체는 에틸렌/부틸 아크릴레이트 공중합체인 것인 재생 폐고분자 조성물.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 폐고분자와 충진제의 중량비는 50:50 내지 80:20인 것인 재생 폐고분자 조성물.
8. 청구항 1에 따른 재생 폐고분자 조성물을 포함하는 방파제 골조.

Description

재생 폐고분자 조성물{RECYCLED POLYMER WASTE COMPOSITION} 본 발명은 재생 폐고분자 조성물에 관한 것으로서, 상세하게는 폐고분자를 재활용할 수 있으면서, 기계적 물성이 우수하고, 비중이 물보다 높은 재생 폐고분자 조성물에 관한 것이다. 고분자로 제조된 플라스틱, 비닐 및 복합 필름은 성형이 쉽고 가볍고 썩지 않는다는 장점 때문에, 각종 포장재, 일상용품, 부품 충진재 및 포장용으로 널리 사용되고 있다. 이러한 플라스틱, 비닐 및 복합 필름은 다양한 가공 방법으로 제품 생산이 가능하며, 첨가제 및 이종 소재와 배합할 수 있고, 생산 방법을 변화시켜 물성을 조절하여 제품 생산이 가능하다. 한편, 플라스틱, 비닐 및 복합 필름은 다양한 물질로 구성된다. 플라스틱, 비닐 및 복합 필름이 순수한 물질(단일 물질)로 이루어지면서 깨끗할 경우 손쉽게 재활용될 수 있으나, 이종 소재가 혼합되어 제조되거나 첨가제 등의 이물질이 포함된 경우 재활용이 어려워 매립이나 소각되고 있다. 하지만, 현재 폐플라스틱 등의 폐고분자가 매립될 토지가 부족하고, 이들의 외국 수출도 여의찮고, 매립이나 소각으로 인해 환경 오염 문제가 발생하고, 자원이 낭비되고 있으므로, 이들을 재활용하는 연구가 필요한 실정이다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재생 폐고분자 조성물을 포함하는 테트라포드의 보강 구조체 구조 및 테트라포드 내부에 삽입된 상태에서의 배치 관계를 나타내는 도면이다. 도 2는 보강 구조체와 거푸집간 연결 과정을 나타내는 도면이다. 도 3은 콘크리트 양생 완료 후 제조된 테트라포드로부터 거푸집을 분리하는 과정을 나타내는 도면이다. 이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 용어의 정의 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 ‘조성물’이란 용어는, 해당 조성물의 재료로부터 형성된 반응 생성물 및 분해 생성물뿐만 아니라 해당 조성물을 포함하는 재료들의 혼합물을 포함한다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 ‘중합체’란 용어는, 동일 혹은 상이한 종류이든지 간에, 단량체들을 중합함으로써 제조된 중합체 화합물을 지칭한다. 이와 같이 해서 일반 용어 중합체는, 1종의 단량체로부터 제조된 중합체를 지칭하는데 통상 이용되는 단독중합체(homopolymer)란 용어와, 이하에 규정된 바와 같은 공중합체(copolymer)란 용어를 망라한다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 ‘공중합체’란 용어는, 적어도 2종의 상이한 단량체의 중합에 의해 제조된 중합체를 지칭한다. 이와 같이 해서, 일반 용어 공중합체는, 2종의 상이한 단량체로부터 제조된 중합체를 지칭하는데 통상 이용되는 2원 공중합체와 2종 이상의 상이한 단량체로부터 제조된 공중합체를 포함한다. 본 발명에서 이용된 바와 같은 ‘단량체 단위’라는 용어는 단량체로부터 유래된 단위를 의미한다. ‘포함하는’, ‘가지는’이란 용어 및 이들의 파생어는, 이들이 구체적으로 기재되어 있든지 그렇지 않든지 간에, 임의의 추가의 성분, 단계 혹은 절차의 존재를 배제하도록 의도된 것은 아니다. 어떠한 불확실함도 피하기 위하여, ‘포함하는’이란 용어의 사용을 통해 청구된 모든 조성물은, 반대로 기술되지 않는 한, 중합체든지 혹은 그 밖의 다른 것이든지 간에, 임의의 추가의 첨가제, 보조제, 혹은 화합물을 포함할 수 있다. 이와 대조적으로, ‘로 본질적으로 구성되는’이란 용어는, 조작성에 필수적이지 않은 것을 제외하고, 임의의 기타 성분, 단계 혹은 절차를 임의의 연속하는 설명의 범위로부터 배제한다. ‘로 구성되는’이란 용어는 구체적으로 기술되거나 열거되지 않은 임의의 성분, 단계 혹은 절차를 배제한다. 1. 재생 폐고분자 조성물 본 발명의 일 실시예에 따른 재생 폐고분자 조성물은 폐고분자; 무기물을 포함하는 충진제; 및 말레인산계 단량체 단위를 함유하는 아크릴계 중합체를 포함하는 상용화제를 포함하고, 상기 폐고분자와 충진제의 합 100 중량부에 대하여, 상기 상용화제 1 내지 7 중량부를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 재생 폐고분자 조성물은 폐고분자를 주성분으로 한다. 상기 폐고분자는 생활계 폐기물에 섞여서 배출되어 재질 별로 선별 또는 분리되기 어렵거나, 오염으로 인해 물성이 저하되었거나, 분쇄가 어렵거나, 이종 소재를 혼합하여 제조되어 물리적 재활용 또는 화학적 재활용이 어려운 물질일 수 있다. 하지만, 상기 폐고분자를 분쇄하여 일정한 크기로 제조한 후, 압출하여 펠렛 형태로 제조한다면, 우수한 기계적 물성, 구체적으로는 우수한 인장강도 및 신율을 구현할 수 있어, 방파제의 골조로 사용될 수 있다. 그리고, 분쇄 전에 이물질을 최대한 제거하기 위하여 세척을 추가로 수행할 수 있고, 부피를 줄이기 위하여, 분쇄와 압출 사이에 압축을 추가로 수행할 수 있다. 상기 폐고분자는 폐비닐, 폐복합 필름 및 폐플라스틱으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 재활용할 수 있는 폐고분자라면, 특별히 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 폐고분자는 폴리아미드, 폴리비닐클로라드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 고강도 폴리스티렌(HIPS), 스티렌/아크릴로니트릴 중합체, 메틸메타크릴레이트/스티렌/아크릴로니트릴 중합체, 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌 그라프트 중합체, 아크릴로니트릴/스티렌/부틸 아크릴레이트 그라프트 중합체, 메틸메타크릴레이트/부타디엔/스티렌 그라프트 중합체 등이 적용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 재생 폐고분자 조성물은 폐고분자와 함께 충진제를 포함한다. 상기 충진제는 조성물의 비중을 높이기 위하여, 상세하게는 물보다 비중을 높이기 위하여 포함되는 것으로서, 무기물을 포함한다. 그리고, 상기 무기물은 석고 및 탄산칼슘으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 상기 무기물은 폐무기물을 재활용하는 것일 수 있으며, 상기 폐무기물은 예컨대, 폐석고, 폐탄산칼슘 등이 있을 수 있고, 상기 폐무기물을 적절한 가공을 통해 본 발명에 따른 조성물에 적용할 수 있다. 상기 폐고분자와 충진제의 중량비는 50:50 내지 80:20, 바람직하게는 60:40 내지 75:25, 보다 바람직하게는 65:35 내지 70:30일 수 있다. 상술한 조건을 만족하면, 기계적 물성의 저하를 최소화하면서 비중을 물보다 높일 수 있다. 또한, 폐고분자를 활용하였음에도 불구하고, 우수한 기계적 물성을 갖는 재생 폐고분자 조성물을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 재생 폐고분자 조성물은 상용화제를 포함하되, 상기 상용화제가 말레인산계 단량체 단위를 함유하는 아크릴계 중합체를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 상용화제는 말레인산계 단량체 단위가 그라프트된 아크릴계 중합체일 수 있으며, 상기 폐고분자와 충진제의 혼합 과정에서 발생하는 상분리 및 결합력 저하를 방지할 수 있다. 구체적으로, 상기 상용화제의 말레인산계 단량체 단위는 폐고분자 및 충진제와 반응할 수 있고, 구체적으로는 폐고분자와, 충진제에 포함된 무기물의 수산화기와 화학 반응할 수 있어, 폐고분자와 충진제의 상용성을 증가시킬 수 있다. 또한, 아크릴계 중합체가 가지는 극성기 때문에, 미지의 플라스틱이 주요 구성성분으로 이루어진 폐고분자와 충진제의 상용성을 증가시킬 수 있다. 한편, 말레인산계 단량체 단위를 함유하는 올레핀계 중합체는 같은 종류의 올레핀계 중합체, 예를 들어 무극성인 폴리에틸렌과 무기계 충진제의 상용성, 무극성인 폴리프로필렌과, 무기물을 포함하는 충진제의 상용성을 개선시킬 수 있다. 하지만, 본 발명에서 사용되는 상용화제는 폴리아미드, 폴리비닐클로라이드 등과 같은 극성 고분자뿐만 아니라 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 무극성 고분자와, 무기물을 포함하는 충진제의 상용성을 개선시킬 수 있다. 따라서, 미지의 고분자를 포함하는 폐고분자를 이용하는 본 발명의 재생 폐고분자 조성물에 특히 적합할 수 있다. 상기 아크릴계 중합체는 올레핀계 단량체 단위 및 아크릴레이트계 단량체 단위를 포함하는 중합체일 수 있다. 상기 올레핀계 단량체는 에틸렌, 프로필렌, 부텐 및 펜틸렌으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 상기 아크릴레이트계 단량체는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트 및 부틸 아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 그리고, 상기 아크릴계 중합체는 에틸렌/부틸 아크릴레이트 공중합체인 것이 바람직하다. 한편, 상기 말레인산계 단량체는 무수 말레인산(maleic anhydride), 말레인산(maleic acid), 및 말레인산 모노에틸 에스터(maleic acid, monoethyl ester)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 이 중 무수 말레인산이 바람직하다. 상기 재생 폐고분자 조성물은 상기 폐고분자와 충진제의 합 100 중량부에 대하여, 상기 상용화제를 1 내지 7 중량부, 바람직하게는 5 내지 6.5 중량부로 포함할 수 있다. 상술한 범위를 만족하면, 기계적 물성의 저하를 방지할 수 있다. 하지만, 상술한 범위 미만이면, 기계적 물성, 특히 신율이 저하될 수 있다. 상술한 범위를 초과하면, 기계적 물성, 특히 인장강도가 현저하게 저하될 수 있다. 2. 방파제 골조 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 방파제 골조는 본 발명의 일 실시예에 따른 재생 폐고분자 조성물을 포함한다. 상기 조성물을 압출한 후 프레스하여 방파제 골조의 형상으로 제조할 수 있다. 상기 방파제 골조는 테트라포드의 보강 구조체일 수 있다. 그리고, 테트라포드의 보강 구조체가 적용된 테트라포드의 제조방법은 도 1 내지 도 3을 참조로 하여 설명할 수 있다. 여기서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재생 폐고분자 조성물을 포함하는 테트라포드의 보강 구조체 구조 및 테트라포드 내부에 삽입된 상태에