KR100658447B1 - Polybutyleneterephthalate resin composition - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유리섬유 강화 난연 폴리부틸렌테레프탈레이트 조성물에 관한 것으로서, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지에 유리섬유와 난연제 등을 첨가하되 여기에 폴리에스테르 엘라스토머와 나노클레이를 첨가한 것으로, 이는 나노클레이 첨가로 인해 저비중, 고강성을 도모하고 폴리에스테르 엘라스토머의 첨가로써 나노클레이 첨가로 인한 충격특성 및 신율 저하를 방지하여 전기, 전자 용도의 커넥터, FBT 케이스, 보빈 등의 저비중, 소형박막화 부품으로 유용하게 적용할 수 있다.The present invention relates to a glass fiber reinforced flame retardant polybutylene terephthalate composition, wherein a glass fiber and a flame retardant are added to a polybutylene terephthalate resin, and a polyester elastomer and a nanoclay are added thereto. Due to the low specific gravity and high stiffness, the addition of polyester elastomer prevents the impact characteristics and elongation of the nano-clay from being added, making it useful for low specific gravity and small film thickness parts such as connectors, FBT cases and bobbins for electrical and electronic applications. Applicable
폴리부틸렌테레프탈레이트*몬모릴로나이트*폴리에스테르 엘라스토머 Polybutylene Terephthalate * Montmorillonite * Polyester Elastomer
Description
본 발명은 유리섬유 강화 난연 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지에 난연제와 유리섬유를 첨가하고 여기에 나노클레이 및 폴리에스테르 엘라스토머를 첨가함으로써 고강성, 저비중의 물성을 유지하고 신도, 충격특성의 저하를 방지하여 저비중, 소형박막화가 요구되는 전기, 전자 부품에 유용한 유리섬유 강화 난연 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a glass fiber reinforced flame retardant polybutylene terephthalate resin composition, and more particularly, to a polybutylene terephthalate resin by adding a flame retardant and glass fibers and adding nanoclays and polyester elastomers thereto, The present invention relates to a glass fiber reinforced flame retardant polybutylene terephthalate resin composition useful for electric and electronic parts requiring low specific gravity and thin film thickness by maintaining low specific properties and preventing deterioration in elongation and impact characteristics.
환경에 대한 규제가 점차 강화되고 있는 가운데, 기업들도 이에 대처하지 못하면 생존할 수 없는 상황으로 국제시장은 빠르게 변화하고 있다. 특히, 자동차 산업분야 뿐만 아니라 전기, 전자 분야도 많은 나라들이 대체 에너지 개발과 함께 소형박막화 및 경량화를 적극 추진하고 있는 실정이다. As environmental regulations are gradually tightening, the international market is changing rapidly as companies cannot survive unless they cope with it. In particular, many countries in the electric and electronic fields as well as the automotive industry are actively pursuing miniaturization and light weight along with alternative energy development.
최근 전기, 전자 제품들이 대형에서 보다 소형화를 추구해감에 따라 주변부품도 많은 부분이 더욱더 경량화를 요구하면서도 기존의 제품의 기능을 유지할 수 있는 소재를 개발하기 위해 각국은 연구력을 집중하고 있다.Recently, as electric and electronic products are pursuing miniaturization from large size, each country is concentrating its research power to develop materials capable of maintaining the functions of existing products while requiring much lighter parts.
이와같은 요구에 부응하기 위해 전기, 전자 부품의 플라스틱으로 대체 연구가 활발한 바, 그 방향은 경량화, 저렴한 제조원가, 설계자유도 향상, 제조공정의 간단화 측면에서 활발히 진행되어 왔다. In order to meet these demands, research into alternative plastics for electrical and electronic components has been actively conducted, and the direction has been actively pursued in terms of light weight, low manufacturing cost, improved design freedom, and simple manufacturing process.
이러한 엔지니어링 플라스틱 중 PBT 강화난연 수지는 짧은 사출시간, 내약품성, 장기 내열성, 전기 절연성, 낮은 수분흡수율, 치수안정성 등이 우수한 반면, 기계적 물성 중 강성, 인성이 부족한 단점이 있다. Among these engineering plastics, PBT reinforced flame-retardant resin has excellent short injection time, chemical resistance, long-term heat resistance, electrical insulation, low moisture absorption rate, dimensional stability, etc., but lacks rigidity and toughness among mechanical properties.
이를 개선하여 PBT 강화난연 수지에 강성이나 인성을 보완하는 방법으로 유리섬유의 함량을 높이는 방법이 있으나, 이 방법은 기계적 물성은 보완할 수 있으나 비중이 높아져 경량화에는 바람직하지 못하다. There is a method of increasing the content of glass fiber as a method of supplementing the rigidity or toughness of the PBT reinforced flame retardant resin by improving this, but this method can compensate for the mechanical properties, but it is not preferable for light weight due to the high specific gravity.
경량화를 고려하여 나노복합재(nanocomposite)를 첨가하는 방법이 있으나, 이는 기계적 물성의 하락을 초래하여 적용부품의 기능성을 떨어뜨리는 단점이 있어 현재는 적용이 어렵다.There is a method of adding a nanocomposite in consideration of the weight reduction, but this is difficult to apply at present, because it has a disadvantage of reducing the mechanical properties of the application parts.
나노복합재를 첨가하는 기술에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, 나일론 수지조성물의 제조에 있어서 비중이 낮으면서 고강성을 유지시키기 위해 최근에는 분산성이 우수한 나노클레이를 이용한 나노복합재 제조기술이 많이 적용되고 있다. Looking at the technology of adding a nanocomposite in more detail, in order to maintain a high rigidity and low specific gravity in the production of nylon resin composition, nanocomposite manufacturing technology using nanoclay having excellent dispersibility has been applied in recent years.
나노클레이를 이용한 나노복합재 제조기술은, 실리케이트 층상구조의 점토광물을 나노 스케일의 쉬트상의 기본단위로 박리하여 고분자수지에 분산시킴으로써 범용성 고분자의 낮은 기계적 물성의 한계를 엔지니어링 플라스틱 수준까지 올리고자 하는 개념이 포함되어 있다. The nanocomposite manufacturing technology using nanoclay is to raise the limit of low mechanical properties of general-purpose polymers to the level of engineering plastics by separating the silicate layered clay mineral into the base unit of nano scale sheet and dispersing it in polymer resin. Included.
그런데, 점토광물의 기본단위인 판상 실리케이트는 강력한 반데르발스 인력으로 인하여 고분자수지에 박리시키기가 힘든데, 이를 위해 저분자량의 유기화제를 실리케이트 층상구조 사이에 삽입시킨 후 고분자 수지의 침투를 용이하게 해 줌으로써 박리, 분산시켜야 한다. 이와 관련된 기술로는 용액법, 중합법, 컴파운딩법 등이 있는데, 중합법과 컴파운딩법은 각각 80년대, 90년대 기초연구가 진행되어 현재 미국, 일본을 비롯한 서구 선진국에서는 상업화 단계까지 와 있는 공업기반 기술이다. However, plate silicates, the basic unit of clay minerals, are difficult to peel on polymer resins due to the strong van der Waals attraction. For this purpose, a low molecular weight organic agent is inserted between the silicate layered structures to facilitate the penetration of polymer resins. It should be peeled off and dispersed. Related technologies include solution method, polymerization method, and compounding method. Polymerization method and compounding method have been developed in the 80's and 90's, respectively. Based technology.
용액법은 유기화 클레이를 고분자 용액에 침지시켜 용매가 클레이의 층간을 침투하여 클레이 쉬트를 분산시키고 건조 과정 중에 고분자 수지에 클레이가 분산되도록 하는 방법이다. The solution method is a method in which an organic clay is immersed in a polymer solution so that a solvent penetrates the layers of clay to disperse the clay sheet and to disperse the clay in the polymer resin during the drying process.
중합법은 유기화 클레이 쉬트 층간에 단량체를 삽입시키고 층간중합을 거쳐 클레이 쉬트를 분산시키는 기술이다. 1987년 일본 토요다 연구진들에 의해 적절한 방법으로 나일론 단량체를 실리케이트층 사이에 삽입시키고 이를 층간중합을 유도함으로써 층간거리가 100Å 가까이 증가하는 박리현상이 보고된 이래 이에 대한 연구가 일본, 미국 등 선진국에서 활발히 진행 중이다. 그러나, 중합법은 주로 양이온 중합이 가능한 경우만 이용될 수 있기 때문에 제한적이라 할 수 있다. 이에 비해 컴파운딩법은 용융상태의 고분자쇄를 클레이 실리케이트층 사이에 삽입시키고 이를 기계적 혼합에 의하여 클레이 시트를 분산시키는 기술이다. 1993년 코넬대 연구팀이 폴리스티렌 용융체를 직접 삽입시켜 층간복합재를 제조하였고, 1997년 일본 토요다 중앙연구소에서 컴파운딩법에 의해 박리형 폴리프로필렌 나노복합재료의 개발성공을 발표함으로써 이에 대한 연구가 전 세계적으로 진행되고 있는 최신 기술이다. 이러한 나노복합재를 이용한 나일론 수지조성물과 관련된 기술들로는 유럽특허 제0008703호, 일본특허공개 소 60-108463호, 소60-47061호 등이 있으나, PBT 수지에 대한 나노복합재의 기술에 대한 자료는 없는 실정이다.The polymerization method is a technique of dispersing the clay sheet through intercalation of monomers and intercalating monomers between the organic clay sheet layers. In 1987, researchers from Japan's Toyota and Japan reported that peeling phenomena, which increase the distance between layers by nearly 100Å, were reported by inserting nylon monomers between silicate layers in an appropriate manner and inducing interlayer polymerization. Is in progress. However, the polymerization method can be said to be limited because it can mainly be used only when the cationic polymerization is possible. In contrast, the compounding method is a technique of inserting a polymer chain in a molten state between clay silicate layers and dispersing the clay sheet by mechanical mixing. In 1993, Cornell's research team produced interlayer composites by directly inserting polystyrene melts.In 1997, the Toyoda Central Research Institute announced the successful development of peelable polypropylene nanocomposites by the compounding method. It is the latest technology becoming. Techniques related to nylon resin compositions using such nanocomposites include European Patent No. 0008703, Japanese Patent Publication Nos. 60-108463, and 60-47061, but there is no data on the technology of nanocomposites for PBT resins. to be.
이상과 같이 비중이 낮으면서도 고강성을 발현하는 나일론 수지조성물 제조기술은 많이 있으나, PBT 수지조성물에 관한 제조방법은 아직까지 없다. 그러나 종래에 개발된 나일론계 나노복합재를 PBT 수지조성물에 그대로 적용할 경우 가장 큰 문제점은 충격특성 및 신도특성이 극히 미흡하다는 것이다. As described above, there are many techniques for producing a nylon resin composition having low specific gravity and expressing high rigidity, but there is no manufacturing method for a PBT resin composition. However, when the conventionally developed nylon-based nanocomposite is applied as it is to the PBT resin composition, the biggest problem is that the impact characteristics and elongation characteristics are extremely poor.
이러한 충격강도의 저하는 저비중, 고강성 수지조성물 제조시 필수적으로 첨가되는 나노클레이가 매트릭스 수지와의 결합력이 약하여 발생되는 것으로, 이를 개선하기 위해서 나노클레이 표면을 에폭시 성분으로 표면처리하여 매트릭스 수지와의 접착력을 향상시키는 제조기술이 있으나, 이는 그 방법이 어렵고 제조단가가 매우 상승하여 적용하기가 어렵다. This decrease in impact strength is caused by a weak binding force of the nanoclay, which is essentially added in the preparation of low specific gravity and high rigid resin compositions, and the surface of the nanoclay is treated with an epoxy component in order to improve this. There is a manufacturing technology to improve the adhesion of the, but this method is difficult and the manufacturing cost is very difficult to apply.
따라서, 현재까지는 충격 및 신도특성이 유지되면서 저비중, 고강성의 PBT 수지조성물, 특히 유리섬유 강화 PBT 수지조성물의 제조방법에 관한 기술은 없는 실정이다.Therefore, until now, there is no description of a method for producing a low specific gravity and high rigidity PBT resin composition, in particular, glass fiber reinforced PBT resin composition while maintaining impact and elongation characteristics.
이에 본 발명자들은 유리섬유 강화 난연 PBT 수지에 있어서 경량이면서도 높은 강성을 발현하면서도 충격강도나 신율의 저하가 없는 조성물을 연구개발하던 중, 유리섬유 및 난연제가 첨가된 유리섬유 강화 난연 PBT 수지조성물에 나노클레이를 첨가하고 여기에 폴리에스테르 엘라스토머를 첨가한 결과, 이를 만족시킴을 알게되어 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the inventors of the present invention, while developing a light weight and high stiffness in the glass fiber reinforced flame retardant PBT resin, but the impact strength and elongation is not reduced, while the glass fiber reinforced flame retardant PBT resin composition is added to the nano The addition of clay and the addition of polyester elastomer to it resulted in the satisfaction of this, thus completing the present invention.
따라서, 본 발명의 목적은 고강성이면서도 충격특성 및 신율특성이 우수하고 저비중의 유리섬유 강화 난연 PBT 수지조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a glass fiber reinforced flame retardant PBT resin composition having high rigidity, excellent impact characteristics and elongation characteristics, and low specific gravity.
이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유리섬유 강화 난연 PBT 수지조성물은 PBT 수지 100중량부, 폴리에스테르 엘라스토머 5.0∼18.0중량부, 나노클레이 4.5∼12.0중량부, 유리섬유 23∼92중량부, 난연제 25∼50중량부, 이형제 0.2∼1.1중량부, 내열제 0.2∼1.6중량부를 포함하는 것임을 그 특징으로 한다.Glass fiber reinforced flame retardant PBT resin composition of the present invention for achieving the above object is 100 parts by weight of PBT resin, 5.0-18.0 parts by weight of polyester elastomer, 4.5-12.0 parts by weight of nanoclay, 23 to 92 parts by weight of glass fiber, flame retardant It is characterized by including 25-50 weight part, a mold release agent 0.2-1.1 weight part, and a heat resistant agent 0.2-1.6 weight part.
이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in more detail as follows.
(1)PBT 수지(1) PBT resin
본 발명에 따른 PBT 수지는 다음 화학식 1로 표시되는 것이다.PBT resin according to the present invention is represented by the following formula (1).
상기 식에서, n은 120∼200의 정수이다.Wherein n is an integer of 120 to 200.
이와같은 구조식의 PBT 수지는 용융온도가 215∼225℃이고 고유점도 0.80∼1.0인 제품이 바람직하다. 이때, 고유점도가 0.80미만이면 강성의 저하를 초 래하며, 1.0보다 크면 유동성의 불량으로 유리섬유의 표면표출현상이 발생되고, 성형이 어렵다.The PBT resin having such a structural formula is preferably a product having a melting temperature of 215 to 225 캜 and an intrinsic viscosity of 0.80 to 1.0. At this time, when the intrinsic viscosity is less than 0.80, the rigidity is lowered, and when the intrinsic viscosity is greater than 1.0, the surface display phenomenon of the glass fiber occurs due to poor fluidity, and molding is difficult.
(2)폴리에스테르 엘라스토머(PEL)(2) Polyester elastomer (PEL)
본 발명에서는 나노클레이 첨가에 따른 충격성 저하를 방지하기 위해 내충격제로서 폴리에스테르 엘라스토머를 첨가하는 바, 구체적으로는 경도(ASTM D2240, D SCALE) 40∼55D이고, 용융온도가 170∼200℃이며 고유점도 2.0∼3.2인 폴리에스테르 엘라스토머가 바람직하다.In the present invention, in order to prevent the impact degradation due to the addition of nanoclay, polyester elastomer is added as an impact resistant agent, specifically, the hardness (ASTM D2240, D SCALE) 40 to 55D, the melting temperature is 170 to 200 ℃ and inherent Preference is given to polyester elastomers having a viscosity of 2.0 to 3.2.
이와같은 폴리에스테르 엘라스토머는 다음 화학식 2로 표시된다.Such polyester elastomer is represented by the following formula (2).
상기 식에서, m은 70∼150의 정수이다.Wherein m is an integer of 70 to 150.
폴리에스테르 엘라스토머의 첨가량은 상기 PBT 수지 100중량부에 대하여 5∼18.0중량부이다. 만일 5.0중량부 미만으로 첨가되면 충격강도 및 신도향상이 미흡하며 18.0중량부 초과면 굴곡탄성율과 같은 강성을 유지하기 어렵고 내열성이 떨어지며 조성물의 비용이 증가하는 단점이 있다. The addition amount of polyester elastomer is 5-18.0 weight part with respect to 100 weight part of said PBT resins. If it is added below 5.0 parts by weight, the impact strength and elongation improvement is insufficient, and if it exceeds 18.0 parts by weight, it is difficult to maintain rigidity such as flexural modulus, heat resistance is poor, and the cost of the composition is increased.
본 발명에서는 폴리에스테르 엘라스토머로서 코오롱사의 KP3340을 사용하였다.In the present invention, Kolon KP3340 was used as the polyester elastomer.
(3)유리섬유(3) glass fiber
본 발명에서 사용되는 유리섬유는 통상적으로 사용되는 유리섬유로서, 흔히 "G" 또는 "K"그라스(Glass)로 통용되는 촙(chop) 형태의 유리섬유에서 단순히 길이만 2.5∼5mm인 것으로서, 주성분은 CaO·SiO2·Al2O3이다. 보다 바람직하기로는 최종 조성물과의 계면접착력을 위해 유리섬유 표면에 실란(silane)으로 커플링처리한 것으로 직경이 10∼13㎛인 것이다. 구체적으로 본 발명에서 유리섬유는 금강사의 "CS321"을 사용하였다. The glass fiber used in the present invention is a glass fiber commonly used, and is merely 2.5 to 5 mm in length in a chopped glass fiber commonly used as "G" or "K" glass. Is CaO.SiO 2 .Al 2 O 3 . More preferably, the silane is coupled to the surface of the glass fiber for interfacial adhesion with the final composition, and the diameter is 10 to 13 μm. Specifically, in the present invention, the glass fiber used "CS321" of Geumgang.
유리섬유의 첨가량은 상기 PBT 수지 100중량부에 대하여 23∼92중량부인 바, 만일 그 함량이 23중량부 미만이면 강성이 떨어지며 이를 보완하기 위해 나노클레이의 첨가량을 증가시키면 충격특성이 급격히 저하된다. 반면에 92중량부를 초과하면 굴곡탄성율과 같은 강성은 증가하나 비중이 증가하고 수지조성물의 유동성이 떨어지며 PBT 수지의 함량이 감소함으로 인해 컴파운딩시 펠렛의 형성이 어려워진다.The amount of the glass fiber added is 23 to 92 parts by weight based on 100 parts by weight of the PBT resin. If the content is less than 23 parts by weight, the rigidity is decreased. When the amount of the nanoclay is increased to compensate for this, the impact property rapidly decreases. On the other hand, if it exceeds 92 parts by weight, the rigidity such as flexural modulus increases, but the specific gravity increases, the flowability of the resin composition decreases, and the content of PBT resin decreases, making the formation of pellets difficult during compounding.
(4)나노클레이(nanoclay)(4) nanoclay
다음으로 본 발명에서 사용되는 나노클레이는 순도가 97.5% 이상이며, 축비(aspect ratio)가 300∼1,500이고, 평균 비표면적은 700㎡/g이며 PBT 수지와의 친화성을 증진시키기 위해 나노클레이 표면을 실란계 커플링제로 처리한 몬모릴로나이트(Montmorillonite)를 사용하는 것이 바람직하다. Next, the nanoclay used in the present invention has a purity of 97.5% or more, an aspect ratio of 300 to 1,500, an average specific surface area of 700 m 2 / g, and a surface of the nanoclay to enhance affinity with PBT resin. It is preferable to use Montmorillonite treated with a silane coupling agent.
본 발명에서는 몬모릴로나이트는 나노코(Nanocor)사의 "I.30TC"를 사용하였다.In the present invention, montmorillonite was used as Nanocor's "I.30TC".
나노클레이의 첨가량은 PBT 수지 100중량부에 대하여 4.5∼12.0중량부이다. 만일, 그 첨가량이 4.5중량부 미만이면 굴곡탄성과 같은 강도가 떨어지며 이를 보 완하기 위해서는 유리섬유 함량을 증가시켜야 하는데 이 경우에는 본 발명 조성물의 비중이 증가하는 단점이 있다. 반면, 몬모릴로나이트의 첨가량이 PBT 수지 100중량부에 대하여 12.0중량부 초과면 충격강도 및 신도가 급격히 저하되는 단점이 발생된다.The addition amount of nanoclay is 4.5-12.0 weight part with respect to 100 weight part of PBT resin. If the amount is less than 4.5 parts by weight, the strength, such as flexural elasticity is lowered to increase the glass fiber content in order to compensate for this, there is a disadvantage in that the specific gravity of the composition of the present invention increases. On the other hand, when the addition amount of montmorillonite is more than 12.0 parts by weight based on 100 parts by weight of PBT resin, the impact strength and elongation rapidly decreases.
(5)기타(5) Other
그밖에 본 발명에서는 내열제로 아미드기를 보유하는 트리스-(2,4-디-t-부틸페닐)-포스페이트와 N,N'-헥사메틸렌비스(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시-하이드로시나마이드)의 1:1 혼합물인 IRGANOX B1171(씨바가이기사 제품)을 PBT 수지 100중량부에 대하여 0.2∼1.6중량부를 첨가할 수 있다.
또한 통상의 난연제를 PBT 수지 100중량부에 대해 25~50중량부로 첨가할 수 있다. In addition, in the present invention, tris- (2,4-di-t-butylphenyl) -phosphate and N, N'-hexamethylenebis (3,5-di-t-butyl-4-hydroxy) having an amide group as a heat resistant agent 0.2 to 1.6 parts by weight of IRGANOX B1171 (Ciba-Geigy Co., Ltd.), which is a 1: 1 mixture of -hydrocinamide, may be added to 100 parts by weight of the PBT resin.
In addition, a conventional flame retardant may be added at 25 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the PBT resin.
이형제로는 스테아린산을 사용하며 그 첨가량은 PBT 수지 100중량부에 대하여 0.2∼1.1중량부이다.Stearic acid is used as a mold release agent, and the addition amount is 0.2-1.1 weight part with respect to 100 weight part of PBT resin.
이와같이 구성된 수지조성물을 용융혼련용 압출기에 넣으면 기존의 강성을 유지하면서 충격특성 및 인장특성이 우수하며 저비중인 유리섬유 강화 난연 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지를 얻을 수 있으며, 이는 전기, 전자 용도의 커넥터, FBT 케이스, 보빈 등의 저비중, 소형박막화 부품으로 적용할 수 있다.Putting the resin composition configured in this way into the melt kneading extruder, it is possible to obtain a low-cost glass fiber reinforced flame-retardant polybutylene terephthalate resin while maintaining the existing rigidity, excellent impact properties and tensile properties, it is a connector for electrical and electronic applications It can be applied to low specific gravity and small thin film parts such as FBT case and bobbin.
이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the Examples.
실시예Example
본 발명의 유리섬유 강화 난연 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지조성물을 제조하는 데 있어서 사용되는 압출기로는 이축 스크류 압출기를 사용하여 실린더 배럴의 온도 245∼270℃에서 제조될 수 있는데, 수지 조성물의 물성을 최대화하기 위해 투입구가 3개인 압출기를 사용하여 1차 투입구에는 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에스테르 엘라스토머, 이형제, 내열제, 나노클레이를 투입하고, 2차 투입구에는 난연제를 투입하며, 3차 투입구에는 유리섬유를 투입하는 것이 바람직한데, 3차 투입구는 가능한한 토출부에 가까이 설치하는 것이 좋다. 이는 압출기 내에서 스크류의 쉐어(shear)에 의한 유리섬유의 파손을 최대한 줄이기 위함이다. 아울러 용융 혼련시 조성물의 물성을 최대화시키기 위해 체류 시간을 최소화하는 것이 바람직하며, 3차 투입구 및 토출부 근처에 벤트(vent)라 불리우는 진공장치가 설치되어 있어 650mmHg 이상의 진공을 걸어주는 것이 효과적이다.The extruder used to prepare the glass fiber reinforced flame retardant polybutylene terephthalate resin composition of the present invention may be manufactured at a temperature of 245 to 270 ° C. of a cylinder barrel using a twin screw extruder, maximizing the physical properties of the resin composition. In order to use an extruder with three inlets, polybutylene terephthalate resin, polyester elastomer, mold release agent, heat-resistant agent, and nanoclay are added to the first inlet, flame retardant to the second inlet, and glass to the third inlet. It is preferable to inject the fiber, and the third inlet should be installed as close to the discharge part as possible. This is to minimize the breakage of the glass fiber due to shear of the screw in the extruder. In addition, it is desirable to minimize the residence time in order to maximize the physical properties of the composition during melt kneading, and it is effective to apply a vacuum of 650 mmHg or more because a vacuum device called a vent is installed near the tertiary inlet and outlet.
한편, 실시예 및 비교예에서 얻어진 수지조성물에 대하여 다음과 같은 평가기준에 의거하여 각각의 물성을 평가하였다.On the other hand, the physical properties of the resin compositions obtained in Examples and Comparative Examples were evaluated based on the following evaluation criteria.
1)굴곡탄성율: ASTM D790에 의거하여 1/8'' 시편을 제작한 후 상대습도 50±5%, 실내온도 23±2℃ 조건인 실내에서 데시케이트에 24시간 동안 방치한 후 인스트롱(Instron)사의 측정기계에서 측정하였다.1) Flexural modulus: After making 1/8 '' specimens in accordance with ASTM D790, instron (Instron) is allowed to stand in a desiccator for 24 hours in a room with relative humidity of 50 ± 5% and room temperature of 23 ± 2 ℃. It was measured on the measuring machine of the company.
2)신도: ASTM D63에 의거하여 덤벨형 시편을 제작한 후 상대습도 50±5%, 실내온도 23±2℃인 조건인 실내에서 데시케이트에 24시간 방치한 후 인스트롱의 측정기계에서 측정하였다.2) Elongation: Dumbbell-type specimens were prepared in accordance with ASTM D63, and left in a desiccator for 24 hours in a room with a relative humidity of 50 ± 5% and a room temperature of 23 ± 2 ° C. .
3)충격강도: ASTM D256에 의거하여 1/4'' 시편을 제작한 후 상대습도 50±5%, 실내온도 23±2℃ 조건인 실내에서 데시케이트에 24시간 방치한 후 키스트의 측정기계에서 아이조드 노치드(Izod Notched) 충격강도를 측정하였다.3) Impact strength: According to ASTM D256, after making 1/4 '' test specimen, let it stand in a desiccator for 24 hours in a room with relative humidity of 50 ± 5% and room temperature of 23 ± 2 ℃. Izod Notched impact strength was measured.
4)비중: ASTM D792에 의거하여 수지조성물로 1/4'' 시편을 제조하여 일본의 토요세키(Toyoseiki)사가 제작한 비중계인 "DENSI METER"로 비중을 측정하였다.4) Specific Gravity: A 1/4 '' specimen was prepared from a resin composition according to ASTM D792, and the specific gravity was measured with a denier meter "DENSI METER" manufactured by Toyoseiki of Japan.
실시예 1∼8 및 비교예 1∼7Examples 1-8 and Comparative Examples 1-7
다음 표 1의 조성 및 함량으로 260℃로 가열된 이축 압출기내에서 용융 혼련한 후 칩(chip) 상태로 만들어 80℃, 4시간 제습형 건조기를 이용하여 건조한 후 역시 가열된 스크류식 사출기를 이용하여 용융 혼련때와 동일한 온도로 각각의 시편을 제작하여 상기와 같은 평가방법으로 평가를 실시하였으며, 그 결과는 다음 표 2와 같다.Next melted and kneaded in a twin screw extruder heated to 260 ℃ according to the composition and content of Table 1 and made into a chip state and dried using a dehumidifying dryer at 80 ℃ for 4 hours and then using a heated screw injection machine Each specimen was prepared at the same temperature as that of melt kneading, and the evaluation was carried out by the evaluation method described above. The results are shown in Table 2 below.
상기 표 2의 결과로부터, 본 발명에 따른 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지조성물은 나노클레이를 첨가함으로 인해 비중이 작아졌음에도 불구하고 기존의 강성을 유지하면서 폴리에스테르 엘라스토머를 첨가함으로써 충격특성 및 인장특성은 향상되었음을 알 수 있다.From the results of Table 2, the polybutylene terephthalate resin composition according to the present invention, although the specific gravity is reduced by adding the nanoclay, the impact properties and tensile properties by adding a polyester elastomer while maintaining the existing rigidity It can be seen that the improvement.
그러나, 나노클레이를 첨가하지 않고 폴리에스테르 엘라스토머를 과량으로 첨가하는 경우에는 충격강도나 신도는 유지되나 굴곡탄성율이 떨어지고, 나노클레이만을 첨가한 경우에는 충격강도가 현저히 낮아진다. 그리고, 나노클레이와 폴리에스테르 엘라스토머를 모두 첨가하지 않는 경우 비중이 커지는 문제가 있음을 알 수 있다.However, when an excessive amount of polyester elastomer is added without adding nanoclay, the impact strength and elongation are maintained, but the flexural modulus is lowered. When only nanoclay is added, the impact strength is significantly lowered. And, it can be seen that there is a problem that the specific gravity increases when not adding both the nanoclay and polyester elastomer.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 유리섬유 강화 난연 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 조성물에 나노클레이와 폴리에스테르 엘라스토머를 첨가한 경우 나노클레이 첨가로 인해 저비중, 고강성을 도모하고 폴리에스테르 엘라스토머의 첨가로써 나노클레이 첨가로 인한 충격특성 및 신율 저하를 방지하여 전기, 전자 용도의 커넥터, FBT 케이스, 보빈 등의 저비중, 소형박막화 부품으로 유용하게 적용할 수 있다.
As described in detail above, in the case where the nanoclay and the polyester elastomer are added to the glass fiber reinforced flame retardant polybutylene terephthalate resin composition according to the present invention, due to the addition of the nanoclay, the specific gravity and high stiffness of the polyester elastomer Addition prevents the impact characteristics and elongation decrease due to nanoclay addition, so it can be usefully applied to low specific gravity, small thin film parts such as connectors, FBT cases, bobbins for electrical and electronic applications.
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