KR102390520B1 - Thermosetting Resin Cooling Tower Exterior Recycled Composite Material, the Cooling Tower Exterior Product Manufactured Thereby, and Method for Manufacturing Thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수지 소재 냉각탑 외장을 재활용하여 복합소재를 형성하고, 상기 형성된 복합소재로 제조된 복합소재 냉각탑 외장 제품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수지 소재 냉각탑 외장을 분쇄하고, 상기 분쇄된 수지 소재 냉각탑 외장에 수지 및 기타 첨가제를 투입하여 복합소재를 형성한 다음, 상기 형성된 복합소재를 성형하여 제조된 복합소재 냉각탑 외장 제품 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composite material cooling tower exterior product by recycling a resin material cooling tower exterior to form a composite material, and to a composite material cooling tower exterior product manufactured from the formed composite material, and more particularly, to a resin material cooling tower exterior grinding, and the pulverized resin material cooling tower To a composite material cooling tower exterior product manufactured by adding resin and other additives to the exterior to form a composite material, and then molding the formed composite material, and a method for manufacturing the same.
냉각탑은, 냉동장치를 구성하는 응축설비에 사용되는 냉각수가 냉각이 요망되는 물질과의 열교환으로 인해 상기 장치가 의도하는 수준의 열교환을 제공하지 못하게 되는 경우, 상기 냉각수를 냉각하여 상기 장치에서 의도하는 수준의 열교환을 재차 제공하기 위하여 사용되는 열교환 장치의 일종으로, 열교환 방식을 기준으로 직교류 냉각탑과 대향류 냉각탑 등으로 구분되며, 냉각의 방식을 기준으로 공랭식과 수랭식 등으로 구분되고, 냉각탑의 외관의 형상을 기준으로 사각 냉각탑과 원형 냉각탑 등으로 구분되며, 냉각탑의 외장에 사용되는 재료를 기준으로 목제, 철제, 수지제, 및 복합소재 냉각탑 등으로 구분된다.The cooling tower cools the cooling water when the cooling water used in the condensing equipment constituting the refrigerating device cannot provide the intended level of heat exchange by the device due to heat exchange with the material to be cooled. It is a type of heat exchange device used to provide heat exchange at the same level again. It is divided into a cross-flow cooling tower and a counter-flow cooling tower based on the heat exchange method, and is divided into an air cooling type and a water cooling type based on the cooling method. Based on the shape of the cooling tower, it is divided into a square cooling tower and a circular cooling tower, and based on the materials used for the exterior of the cooling tower, it is divided into wooden, iron, resin, and composite cooling towers.
이처럼, 열교환이 요망되는 산업시설을 조성 및 운영함에 있어 필수적으로 요구되는 냉각탑은, 그 외장 소재의 선정과 관련하여 대표적으로 공정환경과 외부환경 및 경제성 등이 고려되고 있다. 특히, 냉각설비가 요구되는 산업시설이 구축됨에 있어서, 냉각탑이 상기 시설의 일부로서 설치되는 경우, 일단 설치된 냉각탑은 그 기능의 현저한 저하가 발생하거나 중대한 공정의 변경이 이루어지지 않는 이상, 철거, 폐기 또는 재배치가 잘 이루어지지 않으며, 따라서 사용기간 동안의 기능적 신뢰성을 확보하기 위한 내구성이 냉각탑의 설계 및 제작에 있어 중요하게 고려되고 있다.As such, the cooling tower, which is essential for the creation and operation of industrial facilities requiring heat exchange, is typically considered in terms of process environment, external environment, and economic feasibility in relation to the selection of the exterior material. In particular, in the construction of industrial facilities requiring cooling facilities, if the cooling tower is installed as a part of the facility, the cooling tower once installed will be demolished or disposed of unless a significant decrease in its function occurs or a significant process change is made. Alternatively, the relocation is not performed well, and therefore durability to secure functional reliability during the period of use is considered important in the design and manufacture of the cooling tower.
상기와 같은 분류의 냉각탑 중, 공랭식 냉각탑은 공랭에 제공되는 유체가 외기(外氣)인 경우, 상대적으로 저온인 외기의 용이한 유입과 열교환으로 인해 상대적으로 고온으로 된 외기의 용이한 유출을 위하여 외부에 직접적으로 노출된 환경에 설치되는 것이 일반적이다. 상기와 같은 요건에 의해, 냉각탑은 외부의 환경적 영향을 최소화하는 것이 요망되며, 특히 기상현상 등에 의한 수분의 접촉에 따른 외장재의 부식 방지가 요구되고, 냉각탑의 내부에 충전되는 열교환 장치 내지는 충전재료의 손실에 따른 냉각효율의 저하를 방지하기 위해 강한 물성이 또한 요구되는 실정이다.Among the cooling towers of the above classification, the air-cooled cooling tower is used for easy inflow of relatively low-temperature outside air and easy outflow of relatively high-temperature outside air due to heat exchange when the fluid provided for air cooling is outside air. It is common to be installed in an environment directly exposed to the outside. Due to the above requirements, the cooling tower is desired to minimize external environmental influences, and in particular, corrosion protection of the exterior material due to contact with moisture due to a weather phenomenon is required, and a heat exchange device or filling material charged inside the cooling tower Strong physical properties are also required to prevent a decrease in cooling efficiency due to the loss of
상기와 같은 요구를 충족하기 위하여, 냉각탑 외장에 사용되는 재료는 일반적으로 금속, 특히 철과 수지의 두 가지가 존재한다. 상기 재료 중 금속, 특히 철은, 수지와 비교하여 상대적으로 강한 물성을 가진다는 장점이 있으나, 동일한 부피의 수지 재료와 비교하여 상대적으로 고중량이고, 외부 기상변화에 의한 수분의 접촉에 의한 부식을 방지하기 위하여 추가적인 방청처리 및 스테인리스 스틸과 같은 상대적으로 더욱 고가의 재료가 요구되어, 일부의 경우를 제외하고는 일반적으로 수지 재료에 비해 실용성 및 경제성이 낮은 실정이다.In order to meet the above requirements, there are generally two types of materials used for the cooling tower exterior: metal, in particular, iron and resin. Among the materials, metal, particularly iron, has the advantage of having relatively strong physical properties compared to resin, but has a relatively high weight compared to a resin material of the same volume, and prevents corrosion due to contact with moisture due to external weather change In order to do this, a relatively more expensive material such as an additional anti-rust treatment and stainless steel is required, and, except for some cases, it is generally less practical and economical than a resin material.
한편, 상기 재료 중 수지로 제조된 냉각탑 외장은, 동일한 부피의 금속 재료와 비교하여 상대적으로 저중량이고, 금속재료에 비해 상대적으로 강한 내부식성 및 내화학성을 가짐에 따라 추가적인 방청처리가 일반적으로 요구되지 않으므로 종합적으로 금속재료에 비해 경제성을 가진다. 그러나, 고분자화합물인 수지의 상대적으로 낮은 강성 및 탄성에 의해, 냉각탑이 사용되는 환경에 따라 외장에 요구되는 충분한 강성이 확보되지 않는다는 과제가 발생할 수 있고, 특히, 이에 따라 냉각탑의 외장에 의해 외부 환경에의 직접적 노출이 방지되는 내부의 열교환 설비의 성능 및 내구성에 악영향을 줄 수 있으므로, 보다 높은 강성을 가지면서도 보다 높은 탄성을 가지는 수지 냉각탑 외장에 대한 당업계의 요구가 존재하였다.On the other hand, the cooling tower exterior made of resin among the above materials has relatively low weight compared to metal materials of the same volume, and has relatively strong corrosion and chemical resistance compared to metal materials, so additional rust prevention treatment is generally not required. Therefore, overall, it has economical efficiency compared to metal materials. However, due to the relatively low rigidity and elasticity of the high molecular compound resin, there may be a problem that sufficient rigidity required for the exterior is not secured depending on the environment in which the cooling tower is used. Since direct exposure to heat can adversely affect the performance and durability of the heat exchange facility inside, there has been a need in the art for a resin cooling tower exterior having higher rigidity and higher elasticity.
상기와 같은 요구에 따라, 냉각탑 외장에 복합소재가 사용된 냉각탑 외장이 당업계에 널리 공지되어 있고, 특히, 섬유강화수지인 복합소재가 널리 사용되고 있다. 복합소재는 두 가지 이상의 재료가 혼합되어 상이한 상을 형성하는 것을 바탕으로 각 재료가 가지는 장점이 조화되고 단점이 보완되는 기능을 가지는 소재로, 모재(매트릭스)와 보강재가 혼합되어 구성되는 것이 일반적이다.In response to the above requirements, a cooling tower exterior using a composite material for the cooling tower exterior is well known in the art, and in particular, a fiber-reinforced resin composite material is widely used. Composite material is a material that has the function of harmonizing the advantages of each material and complementing the disadvantages based on the fact that two or more materials are mixed to form different phases. .
섬유강화수지는, 모재로 열가소성 또는 열경화성 수지가 사용되고, 보강재로 섬유, 예를 들면 유리섬유가 사용되는 복합소재를 일반적으로 일컫는 용어로, 모재인 수지가 가지는 경량성과 우수한 물성 및 내화학성의 장점을 가지면서도, 상기 수지가 가지는 상대적인 단점인 상대적으로 낮은 강성, 연성 및 인장강도를 보강재와의 복합을 통해 보완하는 재료로 알려져 있다. 섬유강화수지의 모재, 즉 매트릭스로 사용되는 수지는, 일반적으로, 열경화성 수지가 사용되며, 예를 들어 불포화 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리에폭시, 폴리아미드, 페놀 수지 등이 사용된다.Fiber-reinforced resin is a general term for a composite material in which a thermoplastic or thermosetting resin is used as a base material and fiber, for example, glass fiber, is used as a reinforcing material. It is known as a material that complements the relatively low rigidity, ductility and tensile strength of the resin, which are relatively disadvantages of the resin, through a composite with a reinforcing material. As the base material of the fiber-reinforced resin, that is, the resin used as the matrix, a thermosetting resin is generally used, for example, unsaturated polyester, polyacrylate, polyepoxy, polyamide, phenol resin, etc. are used.
수지는, 열과 압력에 의해 용이하게 형상의 변환이 가능한 소재를 총칭하는 용어로, 석유화학산업의 발전과 함께 통상적으로 석유를 정류하여 수득한 원료물질을 바탕으로 제조되는 고분자화합물을 일컫는다. 특히, 수지는 수지의 대표적인 특성인 열과 압력에 의한 용이한 형상변환성의 측면에서, 열에 의한 변형이 용이한지 여부에 따라 열가소성 수지와 열경화성 수지로 구분된다.Resin is a generic term for materials that can be easily transformed by heat and pressure, and refers to high molecular weight compounds manufactured based on raw materials obtained by rectifying petroleum with the development of the petrochemical industry. In particular, resins are classified into thermoplastic resins and thermosetting resins depending on whether deformation by heat is easy in terms of easy shape changeability by heat and pressure, which are typical properties of resins.
유리전이온도는, 화학적 또는 물리적 힘으로 결합된, 고분자화합물을 이루는 분자들이 열에 의해 상기 결합력을 극복하고 유동성이 부여되는 온도를 의미한다. 유리전이온도는 대표적으로 고분자화합물을 구성하는 기본 단위 분자의 분자량에 의존하며, 상기 분자의 형태 및 결합특성에 따라 달라지는 요소이고, 열가소성 수지는 통상적으로 열경화성 수지에 비해 낮은 온도에서 유리전이온도를 가지며, 열경화성 수지는 열가소성 수지에 비해 높은 온도에서 유리전이온도를 가지거나, 유리전이온도가 관찰되지 않는 특성을 지닌다.The glass transition temperature refers to a temperature at which molecules constituting a high molecular compound bonded by chemical or physical force overcome the bonding force by heat and give fluidity. The glass transition temperature typically depends on the molecular weight of the basic unit molecules constituting the polymer compound, and is a factor that varies depending on the shape and bonding properties of the molecule, and thermoplastic resins typically have a glass transition temperature at a lower temperature than thermosetting resins. , the thermosetting resin has a glass transition temperature at a higher temperature than that of the thermoplastic resin, or has a characteristic that the glass transition temperature is not observed.
열가소성 수지는, 유리전이온도에 도달하게 되면 그 형상의 변형이 용이해지는 특성을 가지므로, 열경화성 수지에 비해 소재로서의 내열성 측면에서 불리한 특성을 가진다. 일반적으로, 가소성 또는 경화성이 고분자화합물의 분자적 특성에 의해 결정된다는 점이 고려되어, 열경화성 수지는 열가소성 수지에 비해 뛰어난 물성을 가지는 것이 일반적이다.Since the thermoplastic resin has a property of being easily deformed when the glass transition temperature is reached, it has disadvantageous properties in terms of heat resistance as a material compared to a thermosetting resin. In general, it is considered that plasticity or curability is determined by the molecular properties of a high molecular compound, and thermosetting resins generally have superior physical properties compared to thermoplastic resins.
열경화성 수지는, 고분자 사슬 간 형성되는 가교결합에 의해 우수한 물성과 내화학성을 가지지만, 동일한 이유로, 재활용을 위한 열분해 및 화학적 분해가 어렵다는 특징을 가진다. 따라서, 열경화성 수지는 대부분 매립 또는 소각되고, 이에 따라 환경에 부정적인 영향을 미치므로, 상대적으로 열분해 및 화학적 분해에 따른 재활용이 용이한 열가소성 수지에 비해, 생산에서부터 사용의 종료 이후 폐기에 이르기까지 환경에 미치는 부정적인 영향이 상대적으로 크다는 문제점이 있다.The thermosetting resin has excellent physical properties and chemical resistance due to cross-linking formed between polymer chains, but for the same reason, thermal decomposition and chemical decomposition for recycling are difficult. Therefore, thermosetting resins are mostly landfilled or incinerated, and thus have a negative impact on the environment, so compared to thermoplastic resins that are relatively easy to recycle due to thermal decomposition and chemical decomposition, they are environmentally friendly from production to disposal after the end of use. There is a problem that the negative impact is relatively large.
따라서, 열경화성 수지의 재활용에 대한 환경적 요구 및, 나아가, 경제적인 요구가 존재하는 실정에서, 수지 냉각탑 외장에 사용된 열경화성 수지 재료에 대한 재활용에 대한 요구 또한 존재하는 실정이다. 특히, 상기 열경화성 수지 재료에 대한 다양한 재활용 방안이 연구 및 제안되고 있으나, 출발물질로부터 열경화성 수지 제품을 생산하는 과정에서만 그 적용이 가능하거나 적용되어야 하는 방안들이 대부분 주지한 바, 기 생산된 열경화성 수지는 상기의 기술을 적용하여 재활용하는 것이 자연법칙적으로 곤란하거나, 또는 가능하더라도 경제성이 현저히 떨어지므로, 일반 산업환경에서 직접적으로 적용되기 어려운 실정이다.Accordingly, in a situation where there are environmental and, furthermore, economic demands for recycling of thermosetting resins, there is also a demand for recycling of thermosetting resin materials used in the exterior of the resin cooling tower. In particular, various recycling methods for the thermosetting resin material have been studied and proposed, but most of the methods that can or should be applied only in the process of producing a thermosetting resin product from a starting material are well known. Recycling by applying the above technology is difficult in nature, or even if possible, the economic feasibility is significantly lowered, so it is difficult to directly apply it in a general industrial environment.
본 발명의 발명자들은, 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 열경화성 수지로 제작된 냉각탑의 외장을 잘게 분쇄한 조성물을 수득한 다음, 상기 조성물에 추가의 열경화성 수지를 부가한 조성물을 수득하고, 상기 조성물을 성형 및 경화하여 의도되는 수지 제품을 생산하는 전통적인 냉각탑 폐기 및 냉각탑의 재활용 공정을 개선하였다.The inventors of the present invention, in order to solve the above technical problems, to obtain a composition obtained by finely pulverizing the exterior of a cooling tower made of a thermosetting resin, and then to obtain a composition in which an additional thermosetting resin is added to the composition, The traditional cooling tower disposal and cooling tower recycling process was improved by molding and curing the composition to produce the intended resin product.
보다 구체적으로는, 본 발명의 발명자들은, 수지 소재 냉각탑 외장을 해체 및 분쇄하고, 상기 분쇄된 수지 소재 냉각탑 외장에 수지, 글래스 버블, 액상 규산나트륨 조성물 및 기타 첨가제를 투입하여 복합소재를 형성한 다음, 상기 형성된 복합소재를 성형하여 복합소재 냉각탑 외장 제품을 제공하였다.More specifically, the inventors of the present invention dismantle and pulverize the exterior of the resin material cooling tower, and form a composite material by adding resin, glass bubbles, liquid sodium silicate composition and other additives to the crushed resin material cooling tower exterior, and then , to provide a composite cooling tower exterior product by molding the formed composite material.
더욱 구체적으로는, 본 발명의 발명자들은, 열경화성 수지 소재 냉각탑 외장에서 불필요한 부분을 제거한 다음 해체하고, 해체된 열경화성 수지 소재 냉각탑 외장을 물리적인 수단으로 조분쇄 및 미분쇄한 플레이크를 각각 제공한 다음, 상기 플레이크에 경화되지 않은 열경화성 수지를 투입하고, 동시에, 또는 이후에, 글래스 버블, 액상 규산나트륨 조성물, 실란 커플링제 및 기타 첨가제를 투입하여 복합소재를 형성한 다음, 상기 형성된 복합소재를 요망되는 공정조건 하에서 성형하여 복합소재 냉각탑 외장 제품을 제공하였다.More specifically, the inventors of the present invention remove unnecessary parts from the cooling tower exterior of the thermosetting resin material and then dismantle the disassembled thermosetting resin material cooling tower exterior by physical means to provide coarsely pulverized and finely pulverized flakes, respectively, An uncured thermosetting resin is added to the flakes, and at the same time or after, glass bubbles, a liquid sodium silicate composition, a silane coupling agent and other additives are added to form a composite material, and then the formed composite material is subjected to a desired process It was molded under the conditions to provide a composite cooling tower exterior product.
본 발명의 발명자들은, 놀랍게도, 상기의 방법에 따라 제공된 복합소재 냉각탑 외장 제품은, 동일한 물성과 공정수치를 가지는 수지 냉각탑 외장과 비교하였을 때, 동등하거나 오히려 더 우수한 물성 및 내화학성을 가지는 것을 발견하였다. 또한, 본 발명의 발명자들은, 상기 제공된 복합소재 냉각탑 외장 제품은, 수지 냉각탑 외장을 재활용하는 것을 통하여, 열경화성 수지 냉각탑 외장을 제공하는 것에 비하여 동등하거나 오히려 더 낮은 비용으로 제공될 수 있음을 발견하였다.The inventors of the present invention have surprisingly found that the composite cooling tower exterior product provided according to the above method has equivalent or better physical properties and chemical resistance compared to the resin cooling tower exterior having the same physical properties and process values. . In addition, the inventors of the present invention have discovered that the provided composite cooling tower sheathing product can be provided at an equivalent or rather lower cost than providing a thermosetting resin cooling tower sheathing through recycling the resin cooling tower sheathing.
특히, 본 발명의 발명자들은, 상기 복합소재 냉각탑 외장 제품을 제공하는 과정에서 글래스 버블을 일정 수준으로 첨가하는 경우, 최종 수득되는 제품에 종래의 동종제품에 비하여 훨씬 개선된 수준의 경량성이 제공된다는 점을 발견하였다.In particular, the inventors of the present invention found that, when glass bubbles are added at a certain level in the process of providing the composite cooling tower exterior product, a much improved level of lightness is provided to the final product compared to conventional similar products. point was found.
또한, 본 발명의 발명자들은 상기 복합소재 냉각탑 외장 제품을 제공하는 과정에서 액상 규산나트륨 및/또는 실란 커플링제를 일정 수준으로 첨가하는 경우, 최종 수득되는 제품에 종래의 동종제품에 비하여 훨씬 개선된 수준의 강도가 제공된다는 점을 발견하였다.In addition, the inventors of the present invention found that when liquid sodium silicate and/or a silane coupling agent are added at a certain level in the process of providing the composite cooling tower exterior product, the final product obtained is a much improved level compared to conventional similar products It was found that the strength of
본 발명은 열경화성 수지 냉각탑 외장의 폐기 과정에서 발생하는 열경화성 수지 냉각탑 외장을 이용하여 복합소재 냉각탑 외장 제품을 제조함으로써, 자원의 재활용 및 폐기물질의 매립 또는 소각에 따른 환경오염을 방지하고 처리비용을 절감하며, 폐기된 열경화성 수지 냉각탑 외장에 비하여 경량성 및 강도가 개선된 복합소재 냉각탑 외장 제품을 경제적으로 제공하는 기술적 과제를 해결하는 목적을 가진다.The present invention uses a thermosetting resin cooling tower exterior generated in the process of disposing of a thermosetting resin cooling tower exterior to manufacture a composite cooling tower exterior product, thereby preventing environmental pollution due to recycling of resources and landfilling or incineration of waste, and reducing processing costs. , has an object to solve the technical problem of economically providing a composite cooling tower exterior product with improved lightness and strength compared to the discarded thermosetting resin cooling tower exterior.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급된 과제에 국한되는 것은 아니고, 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 본 개시를 통해 자명하게 인식할 수 있는 기술적 과제를 또한 해결할 수 있음이 하기로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and the present invention can also solve technical problems that can be clearly recognized by those skilled in the art through the present disclosure It will be clearly understood from the following.
본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 열경화성 수지 냉각탑 외장을 잘게 분쇄하여 수득한 제1 조성물에 추가의 열경화성 수지, 글래스 버블, 액상 규산나트륨 조성물, 실란 커플링제 및 기타 수지 첨가제를 부가하여 제2 조성물을 수득하고, 상기 제2 조성물을 모재로 하여 RTM(Resin Transfer Molding) 공법을 통하여 유리섬유를 사용하여 제조된 FRP(Fiber Reinforced Plastic, 섬유강화수지) 복합소재 및 상기 복합소재로 제조된 냉각탑 외장 제품을 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention is made by adding additional thermosetting resin, glass bubble, liquid sodium silicate composition, silane coupling agent and other resin additives to the first composition obtained by finely pulverizing the exterior of a thermosetting resin cooling tower. 2 To obtain a composition, a FRP (Fiber Reinforced Plastic) composite material manufactured using glass fibers through a resin transfer molding (RTM) method using the second composition as a base material, and a cooling tower made of the composite material Provides exterior products.
본 발명의 용어 "복합소재 냉각탑 외장 제품"은 냉각탑 외장을 재활용하여 제조된 제품을 의미한다.As used herein, the term "composite cooling tower exterior product" refers to a product manufactured by recycling the cooling tower exterior.
본 발명에 따른 수지 냉각탑 외장 재활용 복합소재로 제조된 복합소재 냉각탑 외장 제품은, 열경화성 수지 냉각탑 외장을 잘게 분쇄하여 제1 조성물을 수득하는 제1 단계; 상기 제1 조성물에 제1 공정온도에서 추가의 열경화성 수지를 부가하여 제2 조성물을 수득하는 제2 단계; 상기 제2 조성물에 제2 공정온도에서 글래스 버블, 액상 규산나트륨 조성물, 및 기타 수지 첨가제를 부가하여 제3 조성물을 수득하는 제3 단계; 상기 제3 조성물에 제3 공정온도에서 황산을 부가하여 제4 조성물을 수득하는 제4 단계; 및 상기 제4 조성물을 모재로 하고, 유리섬유를 보강재로 하여, RTM 공법을 통해 최종 제품을 수득하는 제5 단계를 포함하는 제조 방법에 따라 제조될 수 있다.A composite cooling tower exterior product made of a resin cooling tower exterior recycling composite material according to the present invention includes: a first step of finely pulverizing a thermosetting resin cooling tower exterior to obtain a first composition; a second step of obtaining a second composition by adding an additional thermosetting resin to the first composition at a first process temperature; a third step of adding glass bubbles, a liquid sodium silicate composition, and other resin additives to the second composition at a second process temperature to obtain a third composition; a fourth step of obtaining a fourth composition by adding sulfuric acid to the third composition at a third process temperature; And using the fourth composition as a base material and glass fiber as a reinforcing material, it may be prepared according to a manufacturing method comprising a fifth step of obtaining a final product through the RTM method.
본 발명에 따른 수지 냉각탑 외장 재활용 복합소재로 제조된 복합소재 냉각탑 외장 제품은, 열경화성 수지 냉각탑 외장을 잘게 분쇄하여 제1 조성물을 수득하는 제1 단계; 상기 제1 조성물에 제1 공정온도에서 추가의 열경화성 수지를 부가하여 제2 조성물을 수득하는 제2 단계; 상기 제2 조성물에 제2 공정온도에서 글래스 버블, 액상 규산나트륨 조성물, 실란 커플링제, 및 기타 수지 첨가제를 부가하여 제3 조성물을 수득하는 제3 단계; 상기 제3 조성물에 제3 공정온도에서 황산을 부가하여 제4 조성물을 수득하는 제4 단계; 및 상기 제4 조성물을 모재로 하고, 유리섬유를 보강재로 하여, RTM 공법을 통해 최종 제품을 수득하는 제5 단계를 포함하는 제조 방법에 따라 제조될 수 있다. A composite cooling tower exterior product made of a resin cooling tower exterior recycling composite material according to the present invention includes: a first step of finely pulverizing a thermosetting resin cooling tower exterior to obtain a first composition; a second step of obtaining a second composition by adding an additional thermosetting resin to the first composition at a first process temperature; a third step of adding glass bubbles, a liquid sodium silicate composition, a silane coupling agent, and other resin additives to the second composition at a second process temperature to obtain a third composition; a fourth step of obtaining a fourth composition by adding sulfuric acid to the third composition at a third process temperature; And using the fourth composition as a base material and glass fiber as a reinforcing material, it may be prepared according to a manufacturing method comprising a fifth step of obtaining a final product through the RTM method.
본 발명의 발명자들은, 놀랍게도, 상기의 방법에 따라 제공된 복합소재 냉각탑 외장 제품은, 종래의 방식으로 제조된 재활용 수지 냉각탑 외장 제품 및 재활용 FRP 냉각탑 외장 제품과 비교하였을 때 훨씬 우수한 물성, 예를 들면 경량성과 강도, 및 내화학성을 가지는 것을 발견하였다. 또한, 본 발명의 발명자들은, 본 발명에 의해 제공된 복합소재 냉각탑 외장 제품은, 매립 또는 소각되는 방식으로 처리되오던 열경화성 수지 냉각탑 외장을 재활용하는 것을 통하여, 열경화성 수지 냉각탑 외장을 새로이 제작하여 제공하는 것에 비하여 동등하거나 오히려 더 낮은 비용으로 제공할 수 있음을 발견하였다.The inventors of the present invention have surprisingly found that the composite cooling tower sheathing product provided according to the above method has significantly superior physical properties, such as light weight, when compared to recycled resin cooling tower sheathing products and recycled FRP cooling tower sheathing products manufactured in a conventional manner. It was found to have performance, strength, and chemical resistance. In addition, the inventors of the present invention, the composite material cooling tower exterior product provided by the present invention, through recycling the thermosetting resin cooling tower exterior that has been processed in a way that is buried or incinerated, to provide a new thermosetting resin cooling tower exterior It has been found that it can be provided at an equivalent or rather lower cost compared to that.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합소재 냉각탑 외장 제품의 제조 방법을 개념적으로 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합소재 냉각탑 외장 제품의 일 예시적 도이다.1 is a flowchart conceptually illustrating a method of manufacturing a composite material cooling tower exterior product according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view of a composite cooling tower exterior product according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 사용하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail using the following examples.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 하기의 실시예를 설명하기 위해 사용된 것에 불과하고, 본 발명의 범위를 상기 기술적 용어를 통하여 한정하고자 하는 의도가 아니고, 상기 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 별도의 의미를 정의하고 있지 않은 한, 통상의 기술자가 일반적으로 이해하고 또 사용하는 의미를 전달하는 것으로 이해되어야 할 것이다.The technical terms used in the present invention are only used to describe the following examples, and are not intended to limit the scope of the present invention through the technical terms, and the technical terms are specially separated in the present invention. Unless a meaning is defined, it should be understood as conveying a meaning commonly understood and used by one of ordinary skill in the art.
본 발명에 따른 제조 방법에 있어서, 달리 명시되지 않은 경우, 본 발명에 의한 제조방법은 상온(25℃)에서 진행되며, 각 단계에서 명시된 공정온도는 각 단계에서 사용되는 재료 내지는 조성물의 물성에 따라 당업계에서 자명하게 인식되는 온도에서 수행되는 것으로 이해되어야 할 것이고, 각 단계는 통상의 기술자가 별다른 어려움 없이 도출할 수 있는 수단 및 도구에 의해 수행되는 것으로 이해되어야 할 것이며, 각 단계에는 통상의 기술자가 별다른 어려움 없이 부가하거나 제거할 수 있는 공정단계 또는 재료에 대한 개선이 자명하게 내재되어 있음이 이해되어야 할 것이다.In the manufacturing method according to the present invention, unless otherwise specified, the manufacturing method according to the present invention is carried out at room temperature (25° C.), and the process temperature specified in each step depends on the physical properties of the material or composition used in each step. It should be understood to be carried out at a temperature clearly recognized in the art, and each step should be understood to be performed by means and tools that a person skilled in the art can derive without much difficulty, and each step includes those of ordinary skill in the art. It should be understood that there are obviously inherent improvements in process steps or materials that can be added or removed without much difficulty.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 수지 냉각탑 외장 재활용 복합소재로 제조된 복합소재 냉각탑 외장 제품을 제조하는 방법은, 열경화성 수지 냉각탑 외장을 조분쇄 또는 미분쇄하여 평균 직경 500 내지 1,000㎛의 제1 조성물을 수득하는 제1 단계; 상기 제1 조성물에 제1 공정온도에서 추가의 열경화성 수지를 부가하여 제2 조성물을 수득하는 제2 단계; 상기 제2 조성물에 제2 공정온도에서 글래스 버블, 액상 규산나트륨 조성물, 및 기타 수지 첨가제를 부가하여 제3 조성물을 수득하는 제3 단계; 상기 제3 조성물에 제3 공정온도에서 황산을 부가하여 제4 조성물을 수득하는 제4 단계; 및 상기 제4 조성물을 모재로 하고, 유리섬유를 보강재로 하여, RTM 공법을 통해 최종 제품을 수득하는 제5 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the method for manufacturing a composite cooling tower exterior product made of a composite material for recycling a resin cooling tower exterior according to the present invention includes coarsely pulverizing or finely pulverizing a thermosetting resin cooling tower exterior to have an average diameter of 500 to 1,000 μm A first step of obtaining a first composition of; a second step of obtaining a second composition by adding an additional thermosetting resin to the first composition at a first process temperature; a third step of adding glass bubbles, a liquid sodium silicate composition, and other resin additives to the second composition at a second process temperature to obtain a third composition; a fourth step of obtaining a fourth composition by adding sulfuric acid to the third composition at a third process temperature; and a fifth step of obtaining a final product through the RTM method using the fourth composition as a base material and glass fiber as a reinforcing material.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 수지 냉각탑 외장 재활용 복합소재로 제조된 복합소재 냉각탑 외장 제품을 제조하는 방법은, 열경화성 수지 냉각탑 외장을 조분쇄 또는 미분쇄하여 제1 조성물을 수득하는 제1 단계; 상기 제1 조성물에 제1 공정온도에서 제1 조성물 1000중량부를 기준으로 100 내지 400중량부의 추가의 열경화성 수지를 부가하여 제2 조성물을 수득하는 제2 단계; 상기 제2 조성물에 제2 공정온도에서 제1 조성물 1000중량부를 기준으로 35 내지 65중량부의 글래스 버블, 35 내지 65중량부의 액상 규산나트륨 조성물, 및 기타 수지 첨가제를 부가하여 제3 조성물을 수득하는 제3 단계; 상기 제3 조성물에 제3 공정온도에서 제1 조성물 1000중량부를 기준으로 2 내지 8중량부의 황산을 부가하여 제4 조성물을 수득하는 제4 단계; 및 상기 제4 조성물을 모재로 하고, 유리섬유를 보강재로 하여, RTM 공법을 통해 최종 제품을 수득하는 제5 단계를 포함할 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, in the method for manufacturing a composite cooling tower exterior product made of a composite resin cooling tower exterior recycling composite material according to the present invention, the thermosetting resin cooling tower exterior is coarsely pulverized or finely pulverized to obtain a first composition a first step; a second step of adding 100 to 400 parts by weight of an additional thermosetting resin to the first composition based on 1000 parts by weight of the first composition at a first process temperature to obtain a second composition; A third composition obtained by adding 35 to 65 parts by weight of glass bubbles, 35 to 65 parts by weight of a liquid sodium silicate composition, and other resin additives to the second composition at a second process temperature based on 1000 parts by weight of the first composition Step 3; a fourth step of adding 2 to 8 parts by weight of sulfuric acid to the third composition at a third process temperature based on 1000 parts by weight of the first composition to obtain a fourth composition; and a fifth step of obtaining a final product through the RTM method using the fourth composition as a base material and glass fiber as a reinforcing material.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 수지 냉각탑 외장 재활용 복합소재로 제조된 복합소재 냉각탑 외장 제품을 제조하는 방법은, 열경화성 수지 냉각탑 외장을 조분쇄 또는 미분쇄하여 평균 직경 600 내지 900㎛의 제1 조성물을 수득하는 제1 단계; 상기 제1 조성물을 제1 공정온도에서 제1 조성물 1000중량부를 기준으로 150 내지 350중량부의 추가의 열경화성 수지를 부가하여 제2 조성물을 수득하는 제2 단계; 상기 제2 조성물을 제2 공정온도에서 제1 조성물 1000중량부를 기준으로 40 내지 60중량부의 글래스 버블, 40 내지 60중량부의 액상 규산나트륨 조성물, 및 기타 수지 첨가제 를 부가하여 제3 조성물을 수득하는 제3 단계; 상기 제3 조성물에 제3 공정온도에서 제1 조성물 1000중량부를 기준으로 3 내지 7중량부의 황산을 부가하여 제4 조성물을 수득하는 제4 단계; 및 상기 제4 조성물을 모재로 하고, 유리섬유를 보강재로 하여, RTM 공법을 통해 최종 제품을 수득하는 제5 단계를 포함할 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, the method for manufacturing a composite cooling tower exterior product made of a resin cooling tower exterior recycling composite material according to the present invention includes coarsely or finely pulverizing a thermosetting resin cooling tower exterior to have an average diameter of 600 to 900 a first step of obtaining a first composition in μm; a second step of adding 150 to 350 parts by weight of an additional thermosetting resin based on 1000 parts by weight of the first composition to the first composition at a first process temperature to obtain a second composition; 40 to 60 parts by weight of glass bubbles, 40 to 60 parts by weight of a liquid sodium silicate composition, and other resin additives to obtain a third composition by adding the second composition to 1000 parts by weight of the first composition at a second process temperature Step 3; a fourth step of adding 3 to 7 parts by weight of sulfuric acid to the third composition at a third process temperature based on 1000 parts by weight of the first composition to obtain a fourth composition; and a fifth step of obtaining a final product through the RTM method using the fourth composition as a base material and glass fiber as a reinforcing material.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 수지 냉각탑 외장 재활용 복합소재로 제조된 복합소재 냉각탑 외장 제품을 제조하는 방법은, 열경화성 수지 냉각탑 외장을 조분쇄 또는 미분쇄하여 평균 직경 700 내지 800㎛의 제1 조성물을 수득하는 제1 단계; 상기 제1 조성물을 제1 공정온도에서 제1 조성물 1000중량부를 기준으로 200 내지 300중량부의 추가의 열경화성 수지를 부가하여 제2 조성물을 수득하는 제2 단계; 상기 제2 조성물을 제2 공정온도에서 제1 조성물 1000중량부를 기준으로 45 내지 55중량부의 글래스 버블, 45 내지 55중량부의 액상 규산나트륨 조성물, 및 기타 수지 첨가제를 부가하여 제3 조성물을 수득하는 제3 단계; 상기 제3 조성물에 제3 공정온도에서 제1 조성물 1000중량부를 기준으로 4 내지 6중량부의 황산을 부가하여 제4 조성물을 수득하는 제4 단계; 및 상기 제4 조성물을 모재로 하고, 유리섬유를 보강재로 하여, RTM 공법을 통해 최종 제품을 수득하는 제5 단계를 포함할 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, the method for manufacturing a composite cooling tower exterior product made of a resin cooling tower exterior recycling composite material according to the present invention includes coarsely pulverizing or finely pulverizing a thermosetting resin cooling tower exterior to have an average diameter of 700 to 800 a first step of obtaining a first composition in μm; a second step of adding 200 to 300 parts by weight of an additional thermosetting resin based on 1000 parts by weight of the first composition to the first composition at a first process temperature to obtain a second composition; A third composition is obtained by adding 45 to 55 parts by weight of glass bubbles, 45 to 55 parts by weight of a liquid sodium silicate composition, and other resin additives to the second composition at a second process temperature based on 1000 parts by weight of the first composition. Step 3; a fourth step of adding 4 to 6 parts by weight of sulfuric acid to the third composition at a third process temperature based on 1000 parts by weight of the first composition to obtain a fourth composition; and a fifth step of obtaining a final product through the RTM method using the fourth composition as a base material and glass fiber as a reinforcing material.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 수지 냉각탑 외장 재활용 복합소재로 제조된 복합소재 냉각탑 외장 제품을 제조하는 방법은, 열경화성 수지 냉각탑 외장을 조분쇄 또는 미분쇄하여 평균 직경 780㎛의 제1 조성물을 수득하는 제1 단계; 상기 제1 조성물을 제1 공정온도에서 제1 조성물 1000중량부를 기준으로 250중량부의 추가의 열경화성 수지를 부가하여 제2 조성물을 수득하는 제2 단계; 상기 제2 조성물을 제2 공정온도에서 제1 조성물 1000중량부를 기준으로 50중량부의 글래스 버블, 50중량부의 액상 규산나트륨 조성물, 및 기타 수지 첨가제를 부가하여 제3 조성물을 수득하는 제3 단계; 상기 제3 조성물에 제3 공정온도에서 제1 조성물 1000중량부를 기준으로 5중량부의 황산을 부가하여 제4 조성물을 수득하는 제4 단계; 및 상기 제4 조성물을 모재로 하고, 유리섬유를 보강재로 하여, RTM 공법을 통해 최종 제품을 수득하는 제5 단계를 포함할 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, the method for manufacturing a composite cooling tower exterior product made of a resin cooling tower exterior recycling composite material according to the present invention comprises coarsely pulverizing or finely pulverizing a thermosetting resin cooling tower exterior to have an average diameter of 780 μm. a first step of obtaining a first composition; a second step of adding 250 parts by weight of an additional thermosetting resin based on 1000 parts by weight of the first composition to the first composition at a first process temperature to obtain a second composition; a third step of obtaining a third composition by adding 50 parts by weight of glass bubbles, 50 parts by weight of a liquid sodium silicate composition, and other resin additives to the second composition at a second process temperature based on 1000 parts by weight of the first composition; a fourth step of adding 5 parts by weight of sulfuric acid to the third composition at a third process temperature based on 1000 parts by weight of the first composition to obtain a fourth composition; and a fifth step of obtaining a final product through the RTM method using the fourth composition as a base material and glass fiber as a reinforcing material.
수지로 제조된 냉각탑 외장은, 동일한 부피의 금속 재료와 비교하여 상대적으로 저중량이고, 금속재료에 비해 상대적으로 강한 내부식성 및 내화학성을 가짐에 따라 추가적인 방청처리가 일반적으로 요구되지 않으므로 종합적으로 금속재료에 비해 경제성을 가진다. 그러나, 고분자화합물인 수지의 상대적으로 낮은 강성 및 탄성에 의해, 냉각탑이 사용되는 환경에 따라 외장에 요구되는 충분한 강성이 확보되지 않는다는 과제가 발생할 수 있고, 특히, 이에 따라 냉각탑의 외장에 의해 외부 환경에의 직접적 노출이 방지되는 내부의 열교환 설비의 성능 및 내구성에 악영향을 줄 수 있으므로, 보다 높은 강성을 가지면서도 보다 높은 탄성을 가지는 수지 냉각탑 외장에 대한 당업계의 요구가 존재하였다.The cooling tower exterior made of resin is relatively light in weight compared to metal materials of the same volume, and has relatively strong corrosion and chemical resistance compared to metal materials. economical compared to However, due to the relatively low rigidity and elasticity of the high molecular compound resin, there may be a problem that sufficient rigidity required for the exterior is not secured depending on the environment in which the cooling tower is used. Since direct exposure to heat can adversely affect the performance and durability of the heat exchange facility inside, there has been a need in the art for a resin cooling tower exterior having higher rigidity and higher elasticity.
상기와 같은 요구에 따라, 냉각탑 외장에 복합소재가 사용된 냉각탑 외장이 당업계에 널리 공지되어 있고, 특히, 섬유강화수지인 복합소재가 널리 사용되고 있다. 복합소재는 두 가지 이상의 재료가 혼합되어 상이한 상을 형성하는 것을 바탕으로 각 재료가 가지는 장점이 조화되고 단점이 보완되는 기능을 가지는 소재로, 모재(매트릭스)와 보강재가 혼합되어 구성되는 것이 일반적이다.In response to the above requirements, a cooling tower exterior using a composite material for the cooling tower exterior is well known in the art, and in particular, a fiber-reinforced resin composite material is widely used. Composite material is a material that has the function of harmonizing the advantages of each material and complementing the disadvantages based on the fact that two or more materials are mixed to form different phases. .
섬유강화수지는, 모재로 열가소성 또는 열경화성 수지가 사용되고, 보강재로 섬유, 예를 들면 유리섬유가 사용되는 복합소재를 일반적으로 일컫는 용어로, 모재인 수지가 가지는 경량성과 우수한 물성 및 내화학성의 장점을 가지면서도, 상기 수지가 가지는 상대적인 단점인 상대적으로 낮은 강성, 연성 및 인장강도를 보강재와의 복합을 통해 보완하는 재료로 알려져 있다. 섬유강화수지의 모재, 즉 매트릭스로 사용되는 수지는, 일반적으로, 열경화성 수지가 사용되며, 예를 들어 불포화 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리에폭시, 폴리아미드, 페놀 수지 등이 사용된다.Fiber-reinforced resin is a general term for a composite material in which a thermoplastic or thermosetting resin is used as a base material and fiber, for example, glass fiber, is used as a reinforcing material. It is known as a material that complements the relatively low rigidity, ductility and tensile strength of the resin, which are relatively disadvantages of the resin, through a composite with a reinforcing material. As the base material of the fiber-reinforced resin, that is, the resin used as the matrix, a thermosetting resin is generally used, for example, unsaturated polyester, polyacrylate, polyepoxy, polyamide, phenol resin, etc. are used.
수지는, 열과 압력에 의해 용이하게 형상의 변환이 가능한 소재를 총칭하는 용어로, 석유화학산업의 발전과 함께 통상적으로 석유를 정류하여 수득한 원료물질을 바탕으로 제조되는 고분자화합물을 일컫는다. 특히, 수지는 수지의 대표적인 특성인 열과 압력에 의한 용이한 형상변환성의 측면에서, 열에 의한 변형이 용이한지 여부에 따라 열가소성 수지와 열경화성 수지로 구분된다.Resin is a generic term for materials that can be easily transformed by heat and pressure, and refers to high molecular weight compounds manufactured based on raw materials obtained by rectifying petroleum with the development of the petrochemical industry. In particular, resins are classified into thermoplastic resins and thermosetting resins depending on whether deformation by heat is easy in terms of easy shape changeability by heat and pressure, which are typical properties of resins.
유리전이온도는, 화학적 또는 물리적 힘으로 결합된, 고분자화합물을 이루는 분자들이 열에 의해 상기 결합력을 극복하고 유동성이 부여되는 온도를 의미한다. 유리전이온도는 대표적으로 고분자화합물을 구성하는 기본 단위 분자의 분자량에 의존하며, 상기 분자의 형태 및 결합특성에 따라 달라지는 요소이고, 열가소성 수지는 통상적으로 열경화성 수지에 비해 낮은 온도에서 유리전이온도를 가지며, 열경화성 수지는 열가소성 수지에 비해 높은 온도에서 유리전이온도를 가지거나, 유리전이온도가 관찰되지 않는 특성을 지닌다.The glass transition temperature refers to a temperature at which molecules constituting a high molecular compound bonded by chemical or physical force overcome the bonding force by heat and give fluidity. The glass transition temperature typically depends on the molecular weight of the basic unit molecules constituting the polymer compound, and is a factor that varies depending on the shape and bonding properties of the molecule, and thermoplastic resins typically have a glass transition temperature at a lower temperature than thermosetting resins. , the thermosetting resin has a glass transition temperature at a higher temperature than that of the thermoplastic resin, or has a characteristic that the glass transition temperature is not observed.
열가소성 수지는, 유리전이온도에 도달하게 되면 그 형상의 변형이 용이해지는 특성을 가지므로, 열경화성 수지에 비해 소재로서의 내열성 측면에서 불리한 특성을 가진다. 일반적으로, 가소성 또는 경화성이 고분자화합물의 분자적 특성에 의해 결정된다는 점이 고려되어, 열경화성 수지는 열가소성 수지에 비해 뛰어난 물성을 가지는 것이 일반적이다.Since the thermoplastic resin has a property of being easily deformed when the glass transition temperature is reached, it has disadvantageous properties in terms of heat resistance as a material compared to a thermosetting resin. In general, it is considered that plasticity or curability is determined by the molecular properties of a high molecular compound, and thermosetting resins generally have superior physical properties compared to thermoplastic resins.
열경화성 수지는, 고분자 사슬 간 형성되는 가교결합에 의해 우수한 물성과 내화학성을 가지지만, 동일한 이유로, 재활용을 위한 열분해 및 화학적 분해가 어렵다는 특징을 가진다. 따라서, 열경화성 수지는 대부분 매립 또는 소각되고, 이에 따라 환경에 부정적인 영향을 미치므로, 상대적으로 열분해 및 화학적 분해에 따른 재활용이 용이한 열가소성 수지에 비해, 생산에서부터 사용의 종료 이후 폐기에 이르기까지 환경에 미치는 부정적인 영향이 상대적으로 크다는 문제점이 있다.The thermosetting resin has excellent physical properties and chemical resistance due to cross-linking formed between polymer chains, but for the same reason, thermal decomposition and chemical decomposition for recycling are difficult. Therefore, thermosetting resins are mostly landfilled or incinerated, and thus have a negative impact on the environment, so compared to thermoplastic resins that are relatively easy to recycle due to thermal decomposition and chemical decomposition, they are environmentally friendly from production to disposal after the end of use. There is a problem that the negative impact is relatively large.
따라서, 열경화성 수지의 재활용에 대한 환경적 요구 및, 나아가, 경제적인 요구가 존재하는 실정에서, 수지 냉각탑 외장에 사용된 열경화성 수지 재료에 대한 재활용에 대한 요구 또한 존재하는 실정이다. 특히, 상기 열경화성 수지 재료에 대한 다양한 재활용 방안이 연구 및 제안되고 있으나, 출발물질로부터 열경화성 수지 제품을 생산하는 과정에서만 그 적용이 가능하거나 적용되어야 하는 방안들이 대부분 주지한 바, 기 생산된 열경화성 수지는 상기의 기술을 적용하여 재활용하는 것이 자연법칙적으로 곤란하거나, 또는 가능하더라도 경제성이 현저히 떨어지므로, 일반 산업환경에서 직접적으로 적용되기 어려운 실정이다.Accordingly, in a situation where there are environmental and, furthermore, economic demands for recycling of thermosetting resins, there is also a demand for recycling of thermosetting resin materials used in the exterior of the resin cooling tower. In particular, various recycling methods for the thermosetting resin material have been studied and proposed, but most of the methods that can or should be applied only in the process of producing a thermosetting resin product from a starting material are well known. Recycling by applying the above technology is difficult in nature, or even if possible, the economic feasibility is significantly lowered, so it is difficult to directly apply it in a general industrial environment.
본 발명의 발명자들은, 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 열경화성 수지로 제작된 냉각탑의 외장을 잘게 분쇄한 조성물을 수득한 다음, 상기 조성물에 추가의 열경화성 수지를 부가한 조성물을 수득하고, 상기 조성물을 성형 및 경화하여 의도되는 수지 제품을 생산하는 전통적인 냉각탑 폐기 및 냉각탑의 재활용 공정을 개선하였다.The inventors of the present invention, in order to solve the above technical problems, to obtain a composition obtained by finely pulverizing the exterior of a cooling tower made of a thermosetting resin, and then to obtain a composition in which an additional thermosetting resin is added to the composition, The traditional cooling tower disposal and cooling tower recycling process was improved by molding and curing the composition to produce the intended resin product.
보다 구체적으로는, 본 발명의 발명자들은, 수지 소재 냉각탑 외장을 해체 및 분쇄하고, 상기 분쇄된 수지 소재 냉각탑 외장에 수지, 글래스 버블, 액상 규산나트륨 조성물 및 기타 첨가제를 투입하여 복합소재를 형성한 다음, 상기 형성된 복합소재를 성형하여 복합소재 냉각탑 외장 제품을 제공하였다.More specifically, the inventors of the present invention dismantle and pulverize the exterior of the resin material cooling tower, and form a composite material by adding resin, glass bubbles, liquid sodium silicate composition and other additives to the crushed resin material cooling tower exterior, and then , to provide a composite cooling tower exterior product by molding the formed composite material.
더욱 구체적으로는, 본 발명의 발명자들은, 열경화성 수지 소재 냉각탑 외장에서 불필요한 부분을 제거한 다음 해체하고, 해체된 열경화성 수지 소재 냉각탑 외장을 물리적인 수단으로 조분쇄 및 미분쇄한 플레이크를 각각 제공한 다음, 상기 플레이크에 경화되지 않은 열경화성 수지를 투입하고, 동시에, 또는 이후에, 글래스 버블, 액상 규산나트륨 조성물, 실란 커플링제 및 기타 첨가제를 투입하여 복합소재를 형성한 다음, 상기 형성된 복합소재를 요망되는 공정조건 하에서 성형하여 복합소재 냉각탑 외장 제품을 제공하였다.More specifically, the inventors of the present invention remove unnecessary parts from the cooling tower exterior of the thermosetting resin material and then dismantle the disassembled thermosetting resin material cooling tower exterior by physical means to provide coarsely pulverized and finely pulverized flakes, respectively, An uncured thermosetting resin is added to the flakes, and at the same time or after, glass bubbles, a liquid sodium silicate composition, a silane coupling agent and other additives are added to form a composite material, and then the formed composite material is subjected to a desired process It was molded under the conditions to provide a composite cooling tower exterior product.
본 발명의 발명자들은, 놀랍게도, 상기의 방법에 따라 제공된 복합소재 냉각탑 외장 제품은, 동일한 물성과 공정수치를 가지는 수지 냉각탑 외장과 비교하였을 때, 동등하거나 오히려 더 우수한 물성 및 내화학성을 가지는 것을 발견하였다. 또한, 본 발명의 발명자들은, 상기 제공된 복합소재 냉각탑 외장 제품은, 수지 냉각탑 외장을 재활용하는 것을 통하여, 열경화성 수지 냉각탑 외장을 제공하는 것에 비하여 동등하거나 오히려 더 낮은 비용으로 제공될 수 있음을 발견하였다.The inventors of the present invention have surprisingly found that the composite cooling tower exterior product provided according to the above method has equivalent or better physical properties and chemical resistance compared to the resin cooling tower exterior having the same physical properties and process values. . In addition, the inventors of the present invention have discovered that the provided composite cooling tower sheathing product can be provided at an equivalent or rather lower cost than providing a thermosetting resin cooling tower sheathing through recycling the resin cooling tower sheathing.
특히, 본 발명의 발명자들은, 상기 복합소재 냉각탑 외장 제품을 제공하는 과정에서 글래스 버블을 일정 수준으로 첨가하는 경우, 최종 수득되는 제품에 종래의 동종제품에 비하여 훨씬 개선된 수준의 경량성이 제공된다는 점을 발견하였다.In particular, the inventors of the present invention found that, when glass bubbles are added at a certain level in the process of providing the composite cooling tower exterior product, a much improved level of lightness is provided to the final product compared to conventional similar products. point was found.
또한, 본 발명의 발명자들은 상기 복합소재 냉각탑 외장 제품을 제공하는 과정에서 액상 규산나트륨 및/또는 실란 커플링제를 일정 수준으로 첨가하는 경우, 최종 수득되는 제품에 종래의 동종제품에 비하여 훨씬 개선된 수준의 강도가 제공된다는 점을 발견하였다.In addition, the inventors of the present invention found that when liquid sodium silicate and/or a silane coupling agent are added at a certain level in the process of providing the composite cooling tower exterior product, the final product obtained is a much improved level compared to conventional similar products It was found that the strength of
본 발명의 일 실시예에 있어서, 열경화성 수지는, 에폭시 수지, 아미노 수지, 페놀 수지, 불포화 폴리에스터 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 열경화성 수지고, 바람직하게는 불포화 폴리에스터이고, 상기 열경화성 수지가 불포화 폴리에스터 수지인 경우, 상기 불포화 폴리에스터 수지의 단량체는 스티렌, 비닐 톨루엔, 클로로스티렌, t-부틸스티렌, 메틸 메타크릴레이트로부터 선택되는 단량체인, 열경화성 수지다. In one embodiment of the present invention, the thermosetting resin is a thermosetting resin selected from the group consisting of an epoxy resin, an amino resin, a phenol resin, and an unsaturated polyester resin, preferably an unsaturated polyester, and the thermosetting resin is an unsaturated poly In the case of an ester resin, the monomer of the unsaturated polyester resin is a thermosetting resin, which is a monomer selected from styrene, vinyl toluene, chlorostyrene, t-butylstyrene, and methyl methacrylate.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 조성물은 열경화성 수지 냉각탑 외장을 제립기, 해머 밀(Hammer Mill) 또는 기타 관용되는 분쇄장치를 사용하여 조분쇄 또는 미분쇄하여 수득되는 분말 형태의 조성물이다.In one embodiment of the present invention, the first composition is a composition in the form of a powder obtained by coarsely pulverizing or fine pulverizing the exterior of a thermosetting resin cooling tower using a granulator, a hammer mill, or other commonly used pulverizing device.
상기 제1 조성물은, 입자 크기가 1,000㎛ 초과인 경우, 후행되는 공정 단계에서의 혼련이 용이하게 진행되지 않으므로, 상기 제1 조성물의 입자 크기의 상한은 1,000㎛인 것이 적당하고, 입자 크기가 500㎛ 미만인 경우, 충전재 내지는 보강재로서의 역할을 수행하기 위한 충분한 입자 강도가 제공되지 않으므로, 상기 제1 조성물의 입자 크기의 하한은 500㎛인 것이 적당하다. When the particle size of the first composition is greater than 1,000 μm, kneading does not easily proceed in the subsequent process step, so the upper limit of the particle size of the first composition is suitably 1,000 μm, and the particle size is 500 If it is less than ㎛, since sufficient particle strength to serve as a filler or reinforcing material is not provided, it is appropriate that the lower limit of the particle size of the first composition is 500 ㎛.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 조성물의 입자 크기는 500 내지 1,000㎛, 600 내지 900㎛, 700 내지 800㎛, 720 내지 780㎛일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the particle size of the first composition may be 500 to 1,000㎛, 600 to 900㎛, 700 to 800㎛, 720 to 780㎛.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 유리섬유는, 당업자가 별다른 어려움 없이 상업적으로 입수할 수 있는 유리섬유로, RTM 공법의 적용에 적합한 유리섬유 재료가 적당하다. 상기 유리섬유 재료는 촙 스트랜드 매트(Chopped Strand Mat), 우븐 로빙 크로스(Woven Roving Cross Fabric), 싱글-엔드 로빙 사(Single-end Roving Strand), 및 얀-크로스 직물(Yarn-Cross Cloth) 등의 형상일 수 있으며, 이에 제한되지 않는 상업적으로 입수할 수 있는 모든 형태일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the glass fiber is a glass fiber that can be obtained commercially without any difficulty by those skilled in the art, and a glass fiber material suitable for application of the RTM method is suitable. The glass fiber material is a chopped strand mat (Chopped Strand Mat), woven roving cross (Woven Roving Cross Fabric), single-end roving yarn (Single-end Roving Strand), and yarn-cross fabric (Yarn-Cross Cloth), etc. shape, and may be in any commercially available form, but not limited thereto.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 경화제는 당업자가 별다른 어려움 없이 상업적으로 입수할 수 있는 경화제로, 열경화성 수지가 폴리에스터인 경우, MEKPO(메틸에틸케톤퍼옥사이드, Methyethylketone peroxide), BPO(과산화벤조일, Benzoyl Peroxide), TBPB(t-부틸퍼옥시벤조에이트, Tert-butylperoxybenzoate) 등이 사용될 수 있으며, 그 양은 통상적으로 불포화 폴리에스터 100중량부를 기준으로 1중량부가 적당하다.In one embodiment of the present invention, the curing agent is a curing agent that can be obtained commercially without any difficulty by those skilled in the art, and when the thermosetting resin is polyester, MEKPO (methyl ethyl ketone peroxide, Methyethylketone peroxide), BPO (benzoyl peroxide, Benzoyl Peroxide), TBPB (t-butylperoxybenzoate, Tert-butylperoxybenzoate), etc. may be used, and the amount is usually suitable in an amount of 1 part by weight based on 100 parts by weight of the unsaturated polyester.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 글래스 버블은, 당업자에 의해 상업적으로 입수 가능한 글래스 버블, 바람직하게는 3MTM사에서 입수 가능한 3MTM Glass Bubbles S4630, 3MTM Glass Bubbles iM30K, 3MTM Glass Bubbles S60HS, 3MTM Glass Bubbles S3240-VS, 및 3MTM Glass Bubbles iM16K로 이루어지는 그룹에서 선택된 제품이 적합하고, 특히 바람직하게는 Glass Bubbles iM30K 제품이 적합하다.In one embodiment of the present invention, the glass bubbles include glass bubbles commercially available by those skilled in the art, preferably 3M TM Glass Bubbles S4630 available from 3M TM, 3M TM Glass Bubbles iM30K, 3M TM Glass Bubbles S60HS, A product selected from the group consisting of 3M TM Glass Bubbles S3240-VS, and 3M TM Glass Bubbles iM16K is suitable, particularly preferably the product Glass Bubbles iM30K.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 액상 규산나트륨 조성물은, 물 중 산화나트륨 및 이산화규산을 포함하는 조성물이고, 물 중 상기 산화나트륨과 이산화규소의 중량%가 각각 14 내지 15, 및 34 내지 36인 것이 바람직하고, 한국산업표준 KS M 1415:2017에 기재된 제2종 “액상규산소듐(규산소다)”인 것이 특히 바람직하다. 물 중 상기 이산화규소의 중량%가 36을 초과하는 경우, 액상 규산나트륨 조성물의 점도가 필요 이상으로 증가하여 후행되는 공정 단계에서의 혼련이 용이하게 진행되지 않는 것으로 관찰되어, 상기 액상 규산나트륨 조성물의 이산화규소의 중량%의 상한은 36인 것이 적당하고, 물 중 상기 이산화규소의 중량%가 34 미만인 경우, 최종 제품을 구성하는 복합재료에 충분한 강성이 확보되지 않는 것으로 관찰되어, 상기 액상 규산나트륨 조성물의 이산화규소의 중량%의 하한은 34인 것이 적당하다.In one embodiment of the present invention, the liquid sodium silicate composition is a composition comprising sodium oxide and silicic acid in water, and the weight % of the sodium oxide and silicon dioxide in water is 14 to 15, and 34 to 36, respectively. It is preferable, and it is particularly preferable that it is "liquid sodium silicate (sodium silicate)" described in Korean Industrial Standard KS M 1415:2017. When the weight % of the silicon dioxide in water exceeds 36, it is observed that the viscosity of the liquid sodium silicate composition increases more than necessary, so that kneading in the subsequent process step does not proceed easily, so that the liquid sodium silicate composition It is appropriate that the upper limit of the weight% of silicon dioxide is 36, and when the weight% of the silicon dioxide in water is less than 34, it is observed that sufficient rigidity is not ensured in the composite material constituting the final product, and the liquid sodium silicate composition It is suitable that the lower limit of the weight % of silicon dioxide is 34.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 황산은, 액상 규산나트륨 조성물의 점도를 향상시키고 겔(gel)화를 진행시키기 위한 실록산 결합을 진행시키기에 용이한, 당업자에 의해 별다른 어려움 없이 상업적으로 입수 가능한 모든 고농도 공업용 황산일 수 있다.In one embodiment of the present invention, sulfuric acid is used for improving the viscosity of the liquid sodium silicate composition and for promoting siloxane bonding for gelation, all commercially available without difficulty by those skilled in the art It may be high concentration industrial sulfuric acid.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 기타 수지 첨가제는, 가소제, 산화방지제, 열안정제, 자외선안정제, 난연제, 대전방지제, 충격보강제, 착색제, 무적제, 핵제, 및 커플링제로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상인, 당업자에게 자명한 수지 제조 공정에서 널리 사용되는 첨가제이다.In one embodiment of the present invention, the other resin additive is at least one selected from the group consisting of plasticizers, antioxidants, heat stabilizers, ultraviolet stabilizers, flame retardants, antistatic agents, impact modifiers, colorants, anti-fouling agents, nucleating agents, and coupling agents. , is an additive widely used in the resin manufacturing process, which is apparent to those skilled in the art.
상기 기타 수지 첨가제 중 커플링제는, 실란 커플링제인 것이 바람직하고, 비닐 트리메톡시실란, 비닐 트리에톡시실란, 2-(3,4 에폭시시클로헥실)-에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필 트리메톡시, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)3-아미노프로필메톡시디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-머캅토프로필 트리메톡시실란을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 실란 커플링제일 수 있고, 바람직하게는 3-글리시독시프로필 트리메톡시, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 실란 커플링제일 수 있다. The coupling agent among the other resin additives is preferably a silane coupling agent, vinyl trimethoxysilane, vinyl triethoxysilane, 2-(3,4 epoxycyclohexyl)-ethyltrimethoxysilane, 3-glycy Doxypropyl trimethoxy, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxy, 3 -Methacryloxypropyltriethoxysilane, N-(2-aminoethyl)3-aminopropylmethoxydimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)3-aminopropyltrimethoxysilane, N-(2- A silane coupling agent selected from the group comprising aminoethyl) 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyl trimethoxysilane and preferably 3-glycidoxypropyl trimethoxy, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3 It may be a silane coupling agent selected from the group consisting of -methacryloxypropylmethyldiethoxy and 3-methacryloxypropyltriethoxysilane.
실시예 1: 제1 조성물의 제조Example 1: Preparation of the first composition
스크랩 처리된 불포화성 폴리에스터로 제조된 열경화성 수지 냉각탑 외장을 입수하였다. 상기 외장에 부속된 이물질 및 금속물질을 제거하고, 동력기구를 사용하여 인력으로 이를 1차 분해한 다음, 분쇄기를 이용하여 분쇄하고, 해머 밀로 조분쇄하여 1차 분쇄물을 평균 직경 40,000㎛로 수득하였다. 상기 조분쇄된 냉각탑 외장에서 금속 이물질을 제거한 다음, 제립기에 투입하여 백색 내지 미색의 제1 조성물을 수득하였다. 상기 수득된 제1 조성물의 직경은 평균 750㎛로 측정되었다.A thermosetting resin cooling tower sheath made of scrap treated unsaturated polyester was obtained. Remove foreign substances and metal materials attached to the exterior, and first disassemble it by manpower using a power tool, then pulverize it using a grinder, and coarsely pulverize it with a hammer mill to obtain a primary pulverized product with an average diameter of 40,000 μm did After removing metal foreign substances from the coarsely pulverized cooling tower exterior, it was put into a granulator to obtain a white to off-white first composition. The obtained first composition had an average diameter of 750 μm.
실시예 2: 제2 조성물의 제조Example 2: Preparation of the second composition
상기 제1 조성물 100kg을 준비하였다. 상기 제1 조성물 100kg에 추가의 불포화 폴리에스터 수지 25kg(제품명 PT-100KC, 토탈C&G로부터 입수)를 부가하고 질소 분위기 하에서 250rpm으로 혼합하며 175℃로 승온하였다. 미색의 액상 혼합 조성물을 제2 조성물로서 수득하였다.100 kg of the first composition was prepared. An additional 25 kg of an unsaturated polyester resin (product name PT-100KC, obtained from Total C&G) was added to 100 kg of the first composition, and the mixture was heated to 175° C. at 250 rpm under a nitrogen atmosphere. An off-white liquid mixed composition was obtained as the second composition.
실시예 3: 제3 조성물의 제조Example 3: Preparation of the third composition
상기 제2 조성물 100kg을 250rpm으로 175℃에서 지속 혼합하면서, 글래스 버블(제품명 Glass Bubbles iM30K, 3MTM으로부터 입수) 5kg 및 한국산업표준 KS M 1415:2017의 제2종 액상 규산나트륨 조성물 5kg을 투입하고 동일한 온도에서 지속 교반하였다. 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(제품명 KBM-503, 신지유통으로부터 입수) 3kg을 첨가하였다. 백색의 액상 혼합 조성물을 제3 조성물로서 수득하였다. While continuously mixing 100 kg of the second composition at 175° C. at 250 rpm, 5 kg of glass bubbles (product name: Glass Bubbles iM30K, obtained from 3M TM ) and 5 kg of the second type liquid sodium silicate composition of Korean Industrial Standard KS M 1415:2017 were added, Stirring was continued at the same temperature. 3 kg of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (product name: KBM-503, obtained from Shinji Distribution) was added. A white liquid mixture composition was obtained as the third composition.
실시예 4: 제4 조성물의 제조Example 4: Preparation of the fourth composition
상기 제3 조성물 100kg을 250rpm으로 혼합하면서 70℃로 냉각하였다. 상기 제3 조성물을 교반하면서 천천히 진한 황산(96%)을 0.5kg을 적가하였다. 백색의 액상 혼합 조성물을 제4 조성물로서 수득하였다.100 kg of the third composition was cooled to 70° C. while mixing at 250 rpm. While stirring the third composition, 0.5 kg of concentrated sulfuric acid (96%) was slowly added dropwise. A white liquid mixture composition was obtained as the fourth composition.
실시예 5: 최종 제품의 제조Example 5: Preparation of the final product
상기 제4 조성물을 30℃로 냉각하였다. 상기 제4 조성물을 모재로 준비하였다. 우븐 로빙 크로스 패브릭 형태의 유리섬유를 보강재로 하여 최종 제품의 형상을 결정하였다. 추가의 불포화 폴리에스터 수지를 기준으로 MEKPO를 1phr 첨가하였다. 보강재를 프레스기에 유지하고 상기 제4 조성물을 주입한 다음 경화하여 RTM 공법으로 최종 제품을 수득하였다. 시험을 위해 시편을 준비하였다. The fourth composition was cooled to 30°C. The fourth composition was prepared as a base material. The shape of the final product was determined by using glass fiber in the form of a woven roving cross fabric as a reinforcing material. 1 phr of MEKPO was added based on additional unsaturated polyester resin. The reinforcing material was maintained in a press machine, the fourth composition was injected, and then cured to obtain a final product by the RTM method. Specimens were prepared for testing.
비교 실시예 1: 제1 비교 제품의 제조Comparative Example 1: Preparation of first comparative product
상기 제2 조성물을 30℃로 냉각하였다. 상기 제2 조성물을 모재로 준비하였다. 우븐 로빙 크로스 패브릭 형태의 유리섬유를 보강재로 하여 최종 제품의 형상을 결정하였다. 추가의 불포화 폴리에스터 수지를 기준으로 MEKPO를 1phr 첨가하였다. 보강재를 프레스기에 유지하고 상기 제2 조성물을 주입한 다음 경화하여 RTM 공법으로 제1 비교 제품을 수득하였다. 시험을 위해 시편을 준비하였다.The second composition was cooled to 30°C. The second composition was prepared as a base material. The shape of the final product was determined by using glass fiber in the form of a woven roving cross fabric as a reinforcing material. 1 phr of MEKPO was added based on additional unsaturated polyester resin. The reinforcing material was maintained in a press machine, the second composition was injected, and then cured to obtain a first comparative product by the RTM method. Specimens were prepared for testing.
비교 실시예 2: 제2 비교 제품의 제조Comparative Example 2: Preparation of a second comparative product
상기 제2 조성물을 250rpm으로 175℃에서 지속 혼합하면서, 글래스 버블(제품명 Glass Bubbles iM30K, 3MTM으로부터 입수) 5kg 및 한국산업표준 KS M 1415:2017의 제2종 액상 규산나트륨 조성물 5kg을 투입하고 동일한 온도에서 지속 교반하였다. 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(제품명 KBM-503, 신지유통으로부터 입수) 3kg을 첨가하였다. 백색의 액상 혼합 조성물을 수득하였다. While continuously mixing the second composition at 175° C. at 250 rpm, 5 kg of glass bubbles (product name Glass Bubbles iM30K, obtained from 3M TM ) and 5 kg of the second type liquid sodium silicate composition of Korean Industrial Standard KS M 1415:2017 were added and the same constant stirring at temperature. 3 kg of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (product name: KBM-503, obtained from Shinji Distribution) was added. A white liquid mixture composition was obtained.
수득된 백색의 액상 혼합 조성물을 30℃로 냉각하고 모재로 준비하였다. 우븐 로빙 크로스 패브릭 형태의 유리섬유를 보강재로 하여 최종 제품의 형상을 결정하였다. 추가의 불포화 폴리에스터 수지를 기준으로 MEKPO를 1phr 첨가하였다. 보강재를 프레스기에 유지하고 상기 조성물을 주입한 다음 경화하여 RTM 공법으로 제2 비교 제품을 수득하였다. 시험을 위해 시편을 준비하였다. The obtained white liquid mixture composition was cooled to 30° C. and prepared as a base material. The shape of the final product was determined by using glass fiber in the form of a woven roving cross fabric as a reinforcing material. 1 phr of MEKPO was added based on additional unsaturated polyester resin. The reinforcing material was maintained in a press machine, the composition was injected, and then cured to obtain a second comparative product by the RTM method. Specimens were prepared for testing.
비교 실시예 3: 제3 비교 제품의 제조Comparative Example 3: Preparation of Third Comparative Product
상기 제2 조성물을 250rpm으로 175℃에서 지속 혼합하면서, 한국산업표준 KS M 1415:2017의 제2종 액상 규산나트륨 조성물 5kg을 투입하고 동일한 온도에서 지속 교반하였다. 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(제품명 KBM-503, 신지유통으로부터 입수) 3kg을 첨가하였다. 수득된 백색의 액상 혼합 조성물을 250rpm으로 혼합하면서 70℃로 냉각한 다음, 교반하면서 천천히 진한 황산(96%)을 0.5kg을 적가하였다. 백색의 액상 혼합 조성물을 제4 조성물로서 수득하였다. While continuously mixing the second composition at 175° C. at 250 rpm, 5 kg of a second type liquid sodium silicate composition of Korean Industrial Standard KS M 1415:2017 was added and stirred continuously at the same temperature. 3 kg of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (product name: KBM-503, obtained from Shinji Distribution) was added. The obtained white liquid mixture composition was cooled to 70° C. while mixing at 250 rpm, and then 0.5 kg of concentrated sulfuric acid (96%) was slowly added dropwise while stirring. A white liquid mixture composition was obtained as the fourth composition.
수득된 백색의 액상 혼합 조성물을 30℃로 냉각하고 모재로 준비하였다. 우븐 로빙 크로스 패브릭 형태의 유리섬유를 보강재로 하여 최종 제품의 형상을 결정하였다. 추가의 불포화 폴리에스터 수지를 기준으로 MEKPO를 1phr 첨가하였다. 보강재를 프레스기에 유지하고 상기 조성물을 주입한 다음 경화하여 RTM 공법으로 제3 비교 제품을 수득하였다. 시험을 위해 시편을 준비하였다. The obtained white liquid mixture composition was cooled to 30° C. and prepared as a base material. The shape of the final product was determined by using glass fiber in the form of a woven roving cross fabric as a reinforcing material. 1 phr of MEKPO was added based on additional unsaturated polyester resin. The reinforcing material was maintained in a press machine, the composition was injected, and then cured to obtain a third comparative product by the RTM method. Specimens were prepared for testing.
비교 실시예 4: 제4 비교 제품의 제조Comparative Example 4: Preparation of Fourth Comparative Product
상기 1차 분쇄물을 평균 직경 40,000㎛로 수득하였다. 상기 조분쇄된 냉각탑 외장에서 금속 이물질을 제거한 다음, 제립기에 투입하여 백색 내지 미색의 제1 비교 조성물을 수득하였다. 상기 수득된 제1 비교 조성물의 직경은 평균 5,000㎛로 측정되었다. The first pulverized product was obtained with an average diameter of 40,000 μm. After removing metal foreign substances from the coarsely pulverized cooling tower exterior, it was put into a granulator to obtain a white to off-white first comparative composition. The obtained first comparative composition had an average diameter of 5,000 μm.
상기 제1 비교 조성물 100kg을 준비하였다. 상기 제1 비교 조성물 100kg에 추가의 불포화 폴리에스터 수지 25kg(제품명 PT-100KC, 토탈C&G로부터 입수)를 부가하고 질소 분위기 하에서 250rpm으로 혼합하며 175℃로 승온하였다. 미색의 액상 혼합 조성물을 제2 비교 조성물로서 수득하였다.100 kg of the first comparative composition was prepared. An additional 25 kg of an unsaturated polyester resin (product name PT-100KC, obtained from Total C&G) was added to 100 kg of the first comparative composition, and the mixture was heated to 175° C. under a nitrogen atmosphere at 250 rpm. An off-white liquid mixture composition was obtained as a second comparative composition.
상기 제2 비교 조성물을 250rpm으로 175℃에서 지속 혼합하면서, 글래스 버블(제품명 Glass Bubbles iM30K, 3MTM으로부터 입수) 5kg 및 한국산업표준 KS M 1415:2017의 제2종 액상 규산나트륨 조성물 5kg을 투입하고 동일한 온도에서 지속 교반하였다. 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(제품명 KBM-503, 신지유통으로부터 입수) 3kg을 첨가하였다. 백색의 액상 혼합 조성물을 제3 비교 조성물로서 수득하였다. While continuously mixing the second comparative composition at 250 rpm at 175 ° C., 5 kg of glass bubbles (product name: Glass Bubbles iM30K, obtained from 3M TM ) and 5 kg of the second type liquid sodium silicate composition of Korean Industrial Standard KS M 1415:2017 were added, Stirring was continued at the same temperature. 3 kg of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (product name: KBM-503, obtained from Shinji Distribution) was added. A white liquid mixture composition was obtained as a third comparative composition.
상기 제3 비교 조성물을 250rpm으로 혼합하면서 70℃로 냉각하였다. 상기 제3 비교 조성물을 교반하면서 천천히 진한 황산(96%)을 0.5kg을 적가하였다. 백색의 액상 혼합 조성물을 제4 비교 조성물로서 수득하였다.The third comparative composition was cooled to 70° C. while mixing at 250 rpm. While stirring the third comparative composition, 0.5 kg of concentrated sulfuric acid (96%) was slowly added dropwise. A white liquid mixture composition was obtained as the fourth comparative composition.
수득된 백색의 액상 혼합 조성물을 30℃로 냉각하고 모재로 준비하였다. 우븐 로빙 크로스 패브릭 형태의 유리섬유를 보강재로 하여 최종 제품의 형상을 결정하였다. 추가의 불포화 폴리에스터 수지를 기준으로 MEKPO를 1phr 첨가하였다. 보강재를 프레스기에 유지하고 상기 조성물을 주입한 다음 경화하여 RTM 공법으로 제4 비교 제품을 수득하였다. 시험을 위해 시편을 준비하였다. The obtained white liquid mixture composition was cooled to 30° C. and prepared as a base material. The shape of the final product was determined by using glass fiber in the form of a woven roving cross fabric as a reinforcing material. 1 phr of MEKPO was added based on additional unsaturated polyester resin. The reinforcing material was maintained in a press machine, the composition was injected, and then cured to obtain a fourth comparative product by the RTM method. Specimens were prepared for testing.
비교 실시예 5: 제5 비교 제품의 제조Comparative Example 5: Preparation of the fifth comparative product
상기 1차 분쇄물을 평균 직경 40,000㎛로 수득하였다. 상기 조분쇄된 냉각탑 외장에서 금속 이물질을 제거한 다음, 제립기에 투입하여 백색 내지 미색의 제5 비교 조성물을 수득하였다. 상기 수득된 제5 비교 조성물의 직경은 평균 780㎛로 측정되었다. The first pulverized product was obtained with an average diameter of 40,000 μm. After removing metal foreign substances from the coarsely pulverized cooling tower exterior, it was put into a granulator to obtain a white to off-white fifth comparative composition. The obtained fifth comparative composition had an average diameter of 780 μm.
상기 제1 비교 조성물 100kg을 준비하였다. 상기 제5 비교 조성물 100kg에 추가의 불포화 폴리에스터 수지 25kg(제품명 PT-100KC, 토탈C&G로부터 입수)를 부가하고 질소 분위기 하에서 250rpm으로 혼합하며 175℃로 승온하였다. 미색의 액상 혼합 조성물을 제6 비교 조성물로서 수득하였다.100 kg of the first comparative composition was prepared. An additional 25 kg of an unsaturated polyester resin (product name PT-100KC, obtained from Total C&G) was added to 100 kg of the fifth comparative composition, and the mixture was heated to 175° C. at 250 rpm under a nitrogen atmosphere. An off-white liquid mixed composition was obtained as the sixth comparative composition.
상기 제6 비교 조성물을 250rpm으로 175℃에서 지속 혼합하면서, 글래스 버블(제품명 Glass Bubbles iM30K, 3MTM으로부터 입수) 5kg 및 한국산업표준 KS M 1415:2017의 제2종 액상 규산나트륨 조성물 5kg을 투입하고 동일한 온도에서 지속 교반하였다. 백색의 액상 혼합 조성물을 제7 비교 조성물로서 수득하였다. While continuously mixing the sixth comparative composition at 250 rpm at 175 ° C., 5 kg of glass bubbles (product name: Glass Bubbles iM30K, obtained from 3M TM ) and 5 kg of the second type liquid sodium silicate composition of Korean Industrial Standard KS M 1415:2017 were added Stirring was continued at the same temperature. A white liquid mixture composition was obtained as the seventh comparative composition.
상기 제7 비교 조성물을 250rpm으로 혼합하면서 70℃로 냉각하였다. 상기 제7 비교 조성물을 교반하면서 천천히 진한 황산(96%)을 0.5kg을 적가하였다. 백색의 액상 혼합 조성물을 제8 비교 조성물로서 수득하였다.The seventh comparative composition was cooled to 70° C. while mixing at 250 rpm. While stirring the seventh comparative composition, 0.5 kg of concentrated sulfuric acid (96%) was slowly added dropwise. A white liquid mixture composition was obtained as the eighth comparative composition.
수득된 백색의 액상 혼합 조성물을 30℃로 냉각하고 모재로 준비하였다. 우븐 로빙 크로스 패브릭 형태의 유리섬유를 보강재로 하여 최종 제품의 형상을 결정하였다. 추가의 불포화 폴리에스터 수지를 기준으로 MEKPO를 1phr 첨가하였다. 보강재를 프레스기에 유지하고 상기 조성물을 주입한 다음 경화하여 RTM 공법으로 제5 비교 제품을 수득하였다. 시험을 위해 시편을 준비하였다.The obtained white liquid mixture composition was cooled to 30° C. and prepared as a base material. The shape of the final product was determined by using glass fiber in the form of a woven roving cross fabric as a reinforcing material. 1 phr of MEKPO was added based on additional unsaturated polyester resin. The reinforcing material was maintained in a press machine, the composition was injected, and then cured to obtain a fifth comparative product by the RTM method. Specimens were prepared for testing.
비교 실험예: 물성평가Comparative Experimental Example: Physical Property Evaluation
시험을 위한 시편은 모두 경화가 완료된 제품을 길이 80mm, 너비 25mm, 두께 4mm의 규격으로 각각 5개씩 준비하였다. 육안으로 시편을 검사하여 시편에 비틀림 및 기타 손상이 없음을 확인하였고, 평행표면이 상호 수직함을 확인하였다.For the test specimens, all cured products were prepared 5 each with a length of 80 mm, a width of 25 mm, and a thickness of 4 mm. By visually inspecting the specimen, it was confirmed that there was no torsion or other damage to the specimen, and the parallel surfaces were confirmed to be perpendicular to each other.
각각의 실시예 및 비교 실시예에 따라 수득된 시편 각각 5개를 기준으로 25℃에서 비중을 측정한 결과의 평균값을 하기 표 1에 나타내었다.The average value of the results of measuring specific gravity at 25° C. based on 5 specimens obtained according to each Example and Comparative Example is shown in Table 1 below.
각각의 실시예 및 비교 실시예에 따라 수득된 시편 각각 5개를 기준으로 인장 강도를 시험속도 5mm/min 으로 평가한 결과의 평균값을 하기 표 1에 나타내었다. The average values of the results of evaluation of tensile strength at a test speed of 5 mm/min based on 5 specimens obtained according to each Example and Comparative Example are shown in Table 1 below.
각각의 실시예 및 비교 실시예에 따라 수득된 시편 각각 5개를 기준으로 휨 강도를 3점법, 지지간 거리 60mm, 시험속도 1.7mm/min 으로 평가한 결과의 평균값을 하기 표 1에 나타내었다.The average values of the results of evaluation of the flexural strength using a three-point method, a distance between supports of 60 mm, and a test speed of 1.7 mm/min, based on 5 specimens obtained according to each Example and Comparative Example, are shown in Table 1 below.
상기 [표 1]의 물성평가 결과에 의하면, 실시예 5에 따른 제품과 비교하여 글래스 버블과 액상 규산나트륨 조성물이 부재한 비교 실시예 1에 따른 제품은 상대적으로 높은 비중을 가지고, 상대적으로 낮은 인장 강도와 휨 강도를 가짐을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 5에 따른 제품과 비교하여 액상 규산나트륨 조성물이 부재한 비교 실시예 2에 따른 제품은 상대적으로 높은 비중을 가지고, 상대적으로 낮은 인장 강도와 휨 강도를 가짐을 확인할 수 있고, 비교 실시예 1에 따른 제품과 비교하여도 상대적으로 낮은 휨 강도를 가짐을 확인할 수 있다.According to the results of the physical property evaluation in [Table 1], compared to the product according to Example 5, the product according to Comparative Example 1 without glass bubbles and liquid sodium silicate composition had a relatively high specific gravity and relatively low tensile strength. It can be confirmed that it has strength and flexural strength. In addition, compared to the product according to Example 5, it can be confirmed that the product according to Comparative Example 2 without the liquid sodium silicate composition has a relatively high specific gravity, and has relatively low tensile strength and flexural strength. It can be confirmed that even compared to the product according to Example 1 has a relatively low flexural strength.
또한, 실시예 5에 따른 제품과 비교하여 글래스 버블이 부재한 비교 실시예 3에 따른 제품은 상대적으로 높은 비중을 가지고, 상대적으로 낮은 인장 강도와 휨 강도를 가짐을 확인할 수 있고, 비교 실시예 1에 따른 제품과 비교하였을 때, 상대적으로 낮은 비중을 가지고, 상대적으로 높은 인장 강도 및 휨 강도를 가짐을 확인할 수 있다. In addition, compared to the product according to Example 5, it can be seen that the product according to Comparative Example 3 without glass bubbles has a relatively high specific gravity and has relatively low tensile strength and flexural strength, and Comparative Example 1 It can be confirmed that it has a relatively low specific gravity and has relatively high tensile strength and flexural strength when compared with the product according to .
또한, 실시예 5에 따른 제품과 비교하여 제1 조성물의 입자 직경이 평균 5,000마이크로미터인 비교 실시예 4에 따른 제품은 비중 면에서는 상기 실시예 5에 따른 제품과 유사한 수준의 비중을 가지나, 상대적으로 낮은 인장 강도 및 휨 강도를 가짐을 확인할 수 있다.In addition, compared with the product according to Example 5, the product according to Comparative Example 4, in which the average particle diameter of the first composition is 5,000 micrometers, has a specific gravity similar to that of the product according to Example 5 in terms of specific gravity, but relatively It can be confirmed that it has low tensile strength and flexural strength.
또한, 실시예 5에 따른 제품과 비교하여, 실란 커플링제가 부재한 비교 실시예 5에 따른 제품은 비중 면에서는 상기 실시예 5에 따른 제품과 유사한 수준의 비중을 가지나, 상대적으로 낮은 수준의 인장 강도와 휨 강도를 가짐을 확인할 수 있다.In addition, compared to the product according to Example 5, the product according to Comparative Example 5 without the silane coupling agent had a specific gravity similar to that of the product according to Example 5 in terms of specific gravity, but had a relatively low level of tension It can be confirmed that it has strength and flexural strength.
Claims (10)
열경화성 불포화 폴리에스터 수지 냉각탑 외장을 조분쇄 또는 미분쇄하여 제1 조성물을 수득하는 제1 단계;
상기 제1 조성물에 제1 공정온도에서 불포화 폴리에스터 수지를 부가하여 제2 조성물을 수득하는 제2 단계;
상기 제2 조성물에 제2 공정온도에서 글래스 버블, 액상 규산나트륨 조성물, 및 실란 커플링제를 부가하여 제3 조성물을 수득하는 제3 단계;
상기 제3 조성물에 제3 공정온도에서 황산을 부가하여 제4 조성물을 수득하는 제4 단계; 및
상기 제4 조성물을 모재로 하고, 유리섬유를 보강재로 하여, 복합소재 냉각탑 외장 제품을 수득하는 제5 단계;를 포함하고,
상기 액상 규산나트륨 조성물은 KSM 1415:2017에 따른 제2종 액상규산소듐인, 복합소재 냉각탑 외장 제품의 제조 방법.
A method for manufacturing a composite cooling tower exterior product, comprising:
A first step of coarsely or finely pulverizing the thermosetting unsaturated polyester resin cooling tower exterior to obtain a first composition;
a second step of obtaining a second composition by adding an unsaturated polyester resin to the first composition at a first process temperature;
a third step of obtaining a third composition by adding glass bubbles, a liquid sodium silicate composition, and a silane coupling agent to the second composition at a second process temperature;
a fourth step of obtaining a fourth composition by adding sulfuric acid to the third composition at a third process temperature; and
A fifth step of obtaining a composite cooling tower exterior product using the fourth composition as a base material and glass fiber as a reinforcing material;
The liquid sodium silicate composition is a second type liquid sodium silicate according to KSM 1415:2017, a method for manufacturing a composite cooling tower exterior product.
열경화성 에폭시 수지 냉각탑 외장을 조분쇄 또는 미분쇄하여 제1 조성물을 수득하는 제1 단계;
상기 제1 조성물에 제1 공정온도에서 에폭시 수지를 부가하여 제2 조성물을 수득하는 제2 단계;
상기 제2 조성물에 제2 공정온도에서 글래스 버블, 액상 규산나트륨 조성물, 및 실란 커플링제를 부가하여 제3 조성물을 수득하는 제3 단계;
상기 제3 조성물에 제3 공정온도에서 황산을 부가하여 제4 조성물을 수득하는 제4 단계; 및
상기 제4 조성물을 모재로 하고, 유리섬유를 보강재로 하여, 복합소재 냉각탑 외장 제품을 수득하는 제5 단계;를 포함하고,
상기 액상 규산나트륨 조성물은 KSM 1415:2017에 따른 제2종 액상규산소듐인, 복합소재 냉각탑 외장 제품의 제조 방법.
A method for manufacturing a composite cooling tower exterior product, comprising:
A first step of coarsely pulverizing or fine pulverizing the thermosetting epoxy resin cooling tower exterior to obtain a first composition;
a second step of obtaining a second composition by adding an epoxy resin to the first composition at a first process temperature;
a third step of obtaining a third composition by adding glass bubbles, a liquid sodium silicate composition, and a silane coupling agent to the second composition at a second process temperature;
a fourth step of obtaining a fourth composition by adding sulfuric acid to the third composition at a third process temperature; and
A fifth step of obtaining a composite cooling tower exterior product using the fourth composition as a base material and glass fiber as a reinforcing material;
The liquid sodium silicate composition is a second type liquid sodium silicate according to KSM 1415:2017, a method for manufacturing a composite cooling tower exterior product.
열경화성 아미노 수지 냉각탑 외장을 조분쇄 또는 미분쇄하여 제1 조성물을 수득하는 제1 단계;
상기 제1 조성물에 제1 공정온도에서 아미노 수지를 부가하여 제2 조성물을 수득하는 제2 단계;
상기 제2 조성물에 제2 공정온도에서 글래스 버블, 액상 규산나트륨 조성물, 및 실란 커플링제를 부가하여 제3 조성물을 수득하는 제3 단계;
상기 제3 조성물에 제3 공정온도에서 황산을 부가하여 제4 조성물을 수득하는 제4 단계; 및
상기 제4 조성물을 모재로 하고, 유리섬유를 보강재로 하여, 복합소재 냉각탑 외장 제품을 수득하는 제5 단계;를 포함하고,
상기 액상 규산나트륨 조성물은 KSM 1415:2017에 따른 제2종 액상규산소듐인, 복합소재 냉각탑 외장 제품의 제조 방법.
A method for manufacturing a composite cooling tower exterior product, comprising:
A first step of coarsely or finely pulverizing the thermosetting amino resin cooling tower exterior to obtain a first composition;
a second step of obtaining a second composition by adding an amino resin to the first composition at a first process temperature;
a third step of obtaining a third composition by adding glass bubbles, a liquid sodium silicate composition, and a silane coupling agent to the second composition at a second process temperature;
a fourth step of obtaining a fourth composition by adding sulfuric acid to the third composition at a third process temperature; and
A fifth step of obtaining a composite cooling tower exterior product using the fourth composition as a base material and glass fiber as a reinforcing material;
The liquid sodium silicate composition is a second type liquid sodium silicate according to KSM 1415:2017, a method for manufacturing a composite cooling tower exterior product.
The method for manufacturing a composite cooling tower exterior product according to any one of claims 1 to 3, wherein the glass bubble is added in an amount of 35 to 65 parts by weight based on 1,000 parts by weight of the first composition.
The method of claim 4, wherein the glass bubble is added in an amount of 40 to 60 parts by weight based on 1,000 parts by weight of the first composition.
The method for manufacturing a composite cooling tower exterior product according to any one of claims 1 to 3, wherein the liquid sodium silicate composition is added in an amount of 35 to 65 parts by weight based on 1,000 parts by weight of the first composition.
The method of claim 6, wherein the liquid sodium silicate composition is added in an amount of 40 to 60 parts by weight based on 1,000 parts by weight of the first composition.
The method of claim 1, wherein the silane coupling agent is 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyl A method for manufacturing a composite cooling tower exterior product, selected from the group consisting of methyldiethoxy, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane.
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