KR100846861B1 - 폴리에스테르 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표면광택 및 가공성이 우수한 폴리에스테르 수지 조성물에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 (A) 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(PBT) 33~75중량%, (B) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(PET) 10~40중량%, (C) 주난연제로 브롬계 난연제 8~15중량%, (D) 안티몬계 보조 난연제 2~10중량%, 및 (E) 내열형지방산 에스테르 0.1~2중량%로 이루어진 수지 혼합물 100중량부에 대하여 (F) 무기필러 10~60 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 상기 폴리에스테르 수지 조성물은 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 혼합 수지, 난연성을 부여하는 난연제 및 난연조제, 가공성을 향상시킬 수 있는 내열형지방산 에스테르를 포함하고, 아울러 강도, 내열성 및 치수 안정성을 부여하는 무기필러를 포함함으로써, 기계적 강도 및 내열성뿐만 아니라 표면광택과 가공성도 동시에 향상시켜 자동차 및 전기·전자 부품의 케이스로 적합하게 사용할 수 있으며, 전자레인지, TV 등의 마이크로스위치 하우징으로도 사용될 수 있다.
표면광택, 가공성, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 브롬계 난연제, 내열형지방산 에스테르, 무기필러, 폴리에스테르.

Description

폴리에스테르 수지 조성물{Composition Of Polyester resin}
본 발명은 표면광택 및 가공성이 우수한 폴리에스테르 수지 조성물에 관한 것으로, 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 혼합 수지, 난연성을 부여하는 난연제 및 난연조제, 가공성을 향상시킬 수 있는 내열형지방산 에스테르를 포함하고, 아울러 강도, 내열성 및 치수 안정성을 부여하는 무기필러를 포함함으로써, 기계적 강도 및 내열성 뿐만 아니라 표면광택과 가공성도 동시에 향상시켜 자동차 및 전기·전자 부품의 케이스로 적합하게 사용할 수 있으며, 전자레인지, TV 등의 마이크로스위치 하우징으로도 사용될 수 있는 폴리에스테르 수지 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(이하, PBT라 칭함)는 내열성, 내약품성, 전기적 특성, 기계적 강도 및 성형 가공성이 우수하여 자동차, 전기전자 부품 등으로 널리 사용되고 있다. PBT는 다른 결정성 수지와 마찬가지로, 유리섬유, 탈크, 마이카, 층상 실리케이트 등의 무기필러를 첨가하면, 인장강도, 굴곡강도와 같은 기계적 물성 및 내열성이 크게 향상되는 효과가 있다. 그러나 유리섬유, 탈크, 마이카, 층상 실리케이트 등의 무기필러를 다량 첨가할 경우 최종 성형품의 표면에 무기필러들이 돌출되어 외관이 매우 불량하여 미려한 성형품 표면을 요구하는 성형품에는 적용이 어려웠다.
반면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(이하, PET라 칭함)는 상대적으로 이형성이 떨어지고 결정화 속도가 느려, 이를 개선하기 위해 결정핵제 및 결정화 촉진제를 도입하여야 하므로 단독사용이 제한되고 있다.
일반적으로 무기필러 강화된 PBT의 성형품 표면을 개선하기 위해서는 결정화 속도가 상대적으로 느린 PET를 혼용하여 PBT/PET 얼로이(Alloy)를 시키는 기술이 사용되었다. 이러한 PBT/PET 얼로이는 균형잡힌 물성, 결정화 속도 조절 등에 따른 표면 특성을 향상시켜, 다량으로 제품화되어 있다.
또한, 화재에 대한 안정성이 요구되는 부품에 있어서는 난연성이 강하게 요구되고 있는데, PBT 및 PET를 포함한 폴리에스테르는 일반적으로 화재에 노출되었을 때, 쉽게 연소하는 특성이 있기 때문에, 난연제를 배합한 조성물이 적용되고 있다. 이와 같은 PBT는 전기 및 전자 소자를 포함하는 난연성이 요구되는 분야에서 데카브롬디페틸에테르, 브롬화 폴리카보네이트 올리고머, 브롬화 에폭시 올리고머, 또는 브롬화 폴리아크릴레이트 유기 할로겐 함유 난연제에, 삼산화 안티몬 같은 무기 난연조제를 혼합하여 만들어진 난연성 조성물로 사용되어 왔었다. 하지만, 난연특성을 위해서 사용되는 주난연제 및 보조난연제의 함량이 10~30중량%까지 되기 때문에 주수지의 함량이 줄어들어 가공성이 현저하게 저하되어 우수한 외관을 지닌 성형품을 얻기 어려운 문제점이 있다.
현재까지 알려진 폴리에스테르 수지의 표면특성을 개선한 종래 기술로는, PBT와 PET의 블렌드에 유리섬유를 보강하여 성형품의 왜곡을 억제하는 수지 조성물<미국특허 제4,460,731>, PBT와 PET 블렌드에 강도, 굳기, 유리섬유, 난연제(할로겐계 화합물, 안티몬계 난연보조제)를 부가한 에스테르 교환반응을 억제하는 수지 조성물<미국특허 제4,370,438>, 및 PBT, PET, 폴리카보네이트(PC), 및 스티렌-아크릴로니트릴(SAN)에 대하여 무기필러를 포함하는 수지조성물<대한민국특허 등록번호 제10-0431025호>등이 있다.
그러나, 이러한 종래의 기술로는 표면 광택 및 가공성을 동시에 충족할 수 없으며, 미려한 외관 품질을 위해서는 성형제품 표면에 코팅, 도장, 증착 등의 후공정을 진행해야만 한다. 따라서 이러한 후공정의 필요로 인한 비용증가, 화학처리에 의한 물성저하, 전기적 특성 저하 등의 문제점이 있다.
이에, 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과, 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 혼합 수지, 난연성을 부여하는 난연제 및 난연조제, 가공성을 향상시킬 수 있는 내열형지방산 에스테르를 포함하고, 아울러 강도, 내열성 및 치수 안정성을 부여하는 무기필러를 포함시킴으로써, 기계적 강도 및 내열성 뿐만 아니라 표면광택과 가공성이 우수한 폴리에스테르 수지 조성물을 제조할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 폴리에틸렌 테레프 탈레이트의 혼합 수지, 난연제, 난연조제 및 내열형지방산 에스테르를 포함하고, 아울러 무기필러를 포함하여 표면광택 및 가공성이 우수한 폴리에스테르 수지 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 상기 폴리에스테르 수지 조성물을 이용하여 제조되는 성형품을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 폴리에스테르 수지 조성물은, (A) 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(PBT) 33~75중량%, (B) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(PET) 10~40중량%, (C) 주난연제로 브롬계 난연제 8~15중량%, (D) 안티몬계 보조 난연제 2~10중량%, 및 (E) 하기 화학식 1로 표시되는 내열형지방산 에스테르 0.1~2중량%로 이루어진 수지 혼합물 100중량부에 대하여, (F) 무기필러 10~60 중량부를 포함한다.
Figure 112005068189876-pat00001
(상기 화학식 1에서, R은 8~18개의 탄소수를 갖는 직선형 지방족 알킬기이다)
본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지는 부탄-1,4-디올과 테레프탈산 또는 디메틸테레프탈레이트의 중합체이다.
본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지는 변성 폴리부틸렌 테레프탈레이트로서, 부탄-1,4-디올과 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 또는 폴리프로필렌글리콜(PPG)의 공중합체이다.
본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지는 디카르복실산과 디올 화합물의 중합에 의하여 제조된 것이다.
본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 상기 브롬계 난연제는 하기 화학식 2로 표시되는 (C1) 브롬화 폴리카보네이트 올리고머, 하기 화학식 3으로 표시되는 (C2) 브롬화 에폭시 화합물, 및 하기 화학식 4로 표시되는 (C3) 브롬화 폴리아크릴레이트로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상이다.
Figure 112005068189876-pat00002
(상기 화학식 2에서, X는 브롬원자, i 및 j는 각각 1~4의 양의 정수, n은 2~30의 평균 중합도, Y 및 Z는 말단기이며,
상기 Y는,
Figure 112005068189876-pat00003
또는
Figure 112005068189876-pat00004
,
상기 Z는,
Figure 112005068189876-pat00005
또는
Figure 112005068189876-pat00006
이다)
Figure 112005068189876-pat00007
(상기 화학식 3에서, n은 11~50의 평균 중합도이다)
Figure 112005068189876-pat00008
(상기 화학식 4에서, p는 1 내지 5이고, n은 10~160의 평균 중합도이다)
본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 상기 안티몬계 보조 난연제는 삼산화안티몬이다.
본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 상기 무기필러는 유리섬유, 탄소섬유, 유리비드, 유리 프레이크, 클레이, 카올린, 탈크, 마이카, 탄산 칼슘, 및 황산바륨으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상이다.
또한, 본 발명의 하나의 구현예에 따르면 상기 폴리에스테르 수지 조성물을 이용하여 제조되는 성형품이 제공된다.
이하, 본 발명의 구현예에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 구현예에 기재된 특정 성분으로 한정되는 것은 아니다.
(A) 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 수지
본 발명에서 성분 (A)의 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(PBT)는 부탄-1,4-디올과 테레프탈산 또는 디메틸테레프탈레이트를 단량체로 하여 직접 에스테르화 반응 또는 에스테르 교환반응을 통하여 중축합한 중합체로, 용융온도는 215~235℃이고, 0.75~1.5dl/g의 고유점도(IV)를 가진 중합체를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지의 내충격성을 높이기 위해 상기 수지를 변성시킨 변성 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지를 사용할 수도 있다.
변성 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지의 제조방법으로는, 중합시 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 또는 폴리프로필렌글리콜(PPG)을 공중합하는 방법이 있다.
상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지의 함량은 전체 수지 혼합물 중33~75중량%인 것이 바람직하다. 이는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지의 함량이 33중량% 미만일 경우에는 무기필러 첨가에 따른 내열도의 향상을 기대하기 어렵고, 상기 수지의 함량이 75%를 초과하는 경우에는 표면 광택이 크게 저하되기 때문이다.
(B) 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지
본 발명에서 성분(B)의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지는 디카르복실산(dicarboxyl acid)과 디올(diol) 화합물의 중합에 의하여 제조된다.
상기 다카르복실산 화합물의 예를 들면, 테레프탈산, 이소프탈산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 1,3-시클로헥산디카르복실산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 세바스산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 2,3-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 2,7-나프탈렌디카르복실산, 4,4'-바이페닐 디카르복실산, 4,4'-디벤질다카르복실산 등이 있다.
본 발명의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지의 제조를 위한 디카르복실산 화합물로는 테레프탈산, 이소프탈산 또는 그의 혼합물이 바람직하다.
상기 디올 성분의 예를 들면, 에틸렌 글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,2-시클로헥산디올, 1,2-시클로헥산디메탄올, 1,3-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 네오펜틸 글리콜, 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-시클로부탄디올 등이 있다.
본 발명의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지의 제조를 위한 디올 성분으로는 에틸렌 글리콜이 바람직하다.
상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지의 함량은 전체 수지 혼합물 중10~40중량%의 양으로 사용된다. 이는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지의 함량이 10중량% 미만일 경우에는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지의 결정화 속도를 낮추는 효과가 미미하여 표면 광택 향상의 효과가 없고, 상기 수지의 함량이 40중량%를 초과하는 경우에는 결정화 속도가 지연되어 이형성이 불량해지기 때문이다.
(C) 주난연제
주난연제로서 브롬계 난연제를 소정 성분으로 사용한다. 이하에서 사용 가능한 브롬계 난연제의 하나의 구현예에 대하여 설명하지만, 본 발명의 브롬계 난연제가 하기하는 특정 브롬계 난연제로 제한되는 것은 아니다.
(C1) 브롬화 폴리카보네이트 올리고머
본 발명에서 성분(C)의 주난연제인 브롬계 난연제 중 (C1) 브롬화 폴리카보네이트 올리고머는 하기 화학식 2로 표시되며, 약 20중량% 이상의 브롬 함량을 갖는 화합물이 바람직하다. 이는 브롬 함량이 20중량% 미만이면 만족할 만한 난연효 과를 얻기 어렵기 때문이다.
[화학식 2]
Figure 112005068189876-pat00009
(상기 화학식 2에서, X는 브롬원자, i 및 j는 각각 1~4의 양의 정수, n은 2~30의 평균 중합도, Y 및 Z는 말단기이며,
상기 Y는,
Figure 112005068189876-pat00010
또는
Figure 112005068189876-pat00011
,
상기 Z는,
Figure 112005068189876-pat00012
또는
Figure 112005068189876-pat00013
이다)
상기 브롬화 폴리카보네이트 올리고머 난연제는 상기 전체 수지 혼합물 중 8~15중량%를 첨가하는 것이 바람직하다. 이는 상기 브롬화 폴리카보네이트 올리고 머 난연제의 함량이 8중량% 미만일 경우에는 난연효과를 기대하기 어려우며, 상기 난연제의 함량이 15중량%를 초과할 경우에는 분해가 되거나 성형 제품의 불량을 유발하기 쉽기 때문이다.
(C2) 브롬화 에폭시 화합물
본 발명에서 성분(C)의 주난연제인 브롬계 난연제 중 (C2) 브롬화 에폭시 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 폴리테트라브롬 비스페놀 A형 에폭시 화합물이다.
[화학식 3]
Figure 112005068189876-pat00014
(상기 화학식 3에서, n은 11~50의 평균 중합도이다)
상기 브롬화 에폭시 화합물은, 테트라브롬비스페놀 A와 에피클로로하이드린을 반응시켜 수득한 테트라브롬비스페놀 A 디글리시딜에테르에, 추가로 이의 에폭시기 1당량에 대하여 테트라브롬비스페놀 A를 이의 수산기가 0내지 0.96당량이 되도록 혼합하고, 염기성 촉매, 수산화나트륨, 수산화리튬, 트리부틸아민 등의 존재 하에 100~250℃로 가열함으로써 얻을 수 있다.
이러한 브롬화 에폭시 화합물의 평균 중합도(n)는 11~50이다. 이는 상기 브롬화 에폭시 화합물의 평균 중합도가 11 미만인 경우에는 브롬화 에폭시 화합물의 에폭시 당량이 커져 폴리에스테르와의 반응에 따른 성형가공성의 저하를 억제하는 것이 곤란해지고, 상기 화합물의 평균 중합도가 50을 초과하는 경우에는 폴리에스테르의 유동성이 저하되기 때문이다.
(C3) 브롬화 폴리아크릴레이트
본 발명에서 성분(C)의 주난연제인 브롬계 난연제 중 (C3) 브롬화 폴리아크릴레이트는 하기 화학식 4로 표시되는 것으로, 브롬화 벤질아크릴레이트 또는 브롬화 벤질메타크릴레이트의 중합체이다.
[화학식 4]
Figure 112005068189876-pat00015
(상기 화학식 4에서, p는 1 내지 5이고, n은 10~160의 평균 중합도이다)
이러한 브롬화 폴리아크릴레이트의 구체적인 예를 들면, 폴리펜타브롬벤질아크릴레이트, 폴리테트라브롬벤질아크릴레이트, 폴리트리브롬벤질아크릴레이트, 폴 리펜타브롬벤질메타크릴레이트 등이 있으며, 이중 본 발명의 브롬화 폴리아크릴레이트로는 폴리펜타브롬벤질아크릴레이트가 바람직하다.
이러한 브롬화 폴리아크릴레이트는 소량의 다른 비닐계 단량체와 공중합시켜도 무관하며, 이들의 공중합 비율은 10몰%이하가 바람직하다.
브롬화 폴리아크릴레이트의 평균 중합도(n)는 10~160이다. 이는 브롬화 폴리아크릴레이트의 평균 중합도가 10 미만인 경우에는 폴리에스테르의 내열성 저하 등을 일으키며, 평균 중합도가 160 초과인 경우에는 폴리에스테르의 유동성을 저하시키기 때문이다.
주난연제는 (C1) 브롬화 폴리카보네이트 올리고머, (C2) 브롬화 에폭시 화합물, 및 (C3) 브롬화 폴리아크릴레이트로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 난연제를 사용할 수 있다.
(D) 안티몬계 보조 난연제
본 발명에서 성분(D)의 안티몬계 보조 난연제는 난연조제로서, 그 함량은 전체 수지 혼합물 중 2~10중량%를 사용하며, 삼산화안티몬이 바람직하다. 이는 상기 안티몬계 보조 난연제의 함량이 2중량% 미만일 경우에는 보조 난연제로서의 효과가 충분히 나타나지 않고, 10중량%를 초과하는 경우에는 수지 조성물의 기계적 물성이 저하되는 문제가 나타난다.
상기 삼산화안티몬은 순도 98%이상이고, 입자 직경이 0.1~5㎛인 것, 더 바람직하게는 입자 직경이 0.5~3㎛인 것을 사용할 수 있다.
(E) 내열형지방산 에스테르
본 발명에서 성분(E)의 내열형지방산 에스테르는 폴리에스테르 수지 조성물에 고도의 유동성 및 표면 특성을 부여하기 위해 사용되는 것이다.
상기 내열형지방산 에스테르는 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 폴리에틸렌 테레프탈레이트 성분간의 상용성을 향상시키고, 주난연제, 난연조제 및 하기에서 설명될 무기필러가 균일하게 분산되도록 하여, 유동성을 크게 향상시켜 무기필러의 표면돌출을 억제하는 역할을 한다.
본 발명에 적합한 내열형지방산 에스테르는 하기 화학식 1로 표시되는, 비스페놀 A로 부터 유도된 지방산 에스테르이다.
[화학식 1]
Figure 112005068189876-pat00016
(상기 화학식 1에서, R은 8~18개의 탄소수를 갖는 직선형 지방족 알킬기이다)
상기 내열형지방산 에스테르는 전체 수지 혼합물 중 0.1~2중량%로 첨가하는 것이 바람직하다. 이는 내열형지방산 에스테르의 함량이 0.1중량% 미만이면 유동성 향상에 대한 효과가 거의 없고, 그 함량이 2중량%를 초과하는 경우에는 기계적 물 성 저하 및 성형 중에 가스발생이 일어나기 쉽기 때문이다.
(F) 무기필러
본 발명에서 성분 (F)의 무기필러는 내열도의 향상 및 치수 안정성을 위하여 사용되며, 이러한 무기필러로는 유리섬유가 대표적이며, 유리섬유로는 통상의 단섬유 길이의 유리섬유(chopped strand)가 사용될 수 있으며, 수지와의 접착력을 높이기 위해 커플링 에이전트(coupling agent)를 사용할 수도 있다.
기타 사용할 수 있는 무기필러로는 탄소섬유, 유리 비드, 유리 플레이크, 클레이, 카올린, 탈크, 마이카, 탄산 칼슘, 및 황산바륨으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상이다.
상기 무기필러는 전체 수지 혼합물 100중량부에 대하여 10~60중량부로 이루어진다. 이는 무기필러의 함량이 10중량부 미만이면, 무기필러 첨가에 따른 내열성 및 기계적 물성 향상 등에 대한 효과가 미미하고, 60중량부를 초과하는 경우에는 표면광택이 크게 저하되기 때문이다.
한편 본 발명의 상기 수지 조성물은 여러 가지 목적으로 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 그 종류 및 함량은 본 발명에 관하여 통상적인 지식을 가진 자에 따른다. 예들 들면, 기계적 물성을 개선하기 위한 보강제 및 핵제, 표면 물성을 개선하기 위한 윤활제 및 층 분리 방지제, 화학적 물성을 개선하기 위한 난연제, 미학적 물성을 개선하기 위한 염료, 탈취제 및 소취제, 가공 물성을 개선하기 위한 유동화 제, 이형제 등을 추가로 포함할 수 있다.
즉, 본 발명의 수지 조성물은 윤활제, 산화방지제, 광안정제, 가수분해 안정제, 이형제, 안료, 염료, 대전 방지제, 전도성 부여제, 자성부여제, 가교제, 항균제, 가공조제, 내마찰제, 보강제, 핵제, 층 분리 방지제, 탈취제, 소취제, 유동화제, 이형제, 내마모제 및 커플링제로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 수지 조성물의 제조 방법은 통상적으로 사용되는 블렌딩 방법에 의하여 240~280℃의 온도에서 이축 용융 혼련압출기로 혼련압출하여 성형용 펠렛을 제조하고, 이 펠렛을 100~120℃에서 4시간 이상 열풍건조한 다음, 사출성형기로 성형함으로써 제조된다.
이와 같이 본 발명에 따른 상기 수지 조성물 및 이를 이용하는 성형품은 유동성 및 표면 광택이 우수하여, 자동차 및 전기전자 용도의 커넥터, 소켓 및 퓨즈 케이스 등의 부품에 적합하게 사용될 수 있으며, 전자레인지, TV 등의 마이크로스위치 하우징으로도 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들 및 이와 대비하기 위한 비교예들과 실험예를 설명함으로써 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니며 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예들이 구현될 수 있고, 단지 하기 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 동시에 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 실시를 용이하게 하고 자 하는 것이다.
[실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3]
하기 표 1(실시예 1 내지 6) 및 표 2(비교예 1 내지 3)에 나타낸 조성 성분과 함유량으로 원료물질을 헨셀믹서로 잘 혼합하여 균일하게 분산시킨 다음, L/D=40, f=25mm인 이축 용융 혼련압출기로 240~280℃의 온도에서 압출하여 펠렛 형태로 제조하고, 100~120℃에서 4시간 열풍 건조한 후, 240~280℃의 온도로 사출성형 하여 시편을 성형하여 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3의 수지 조성물을 제조하였다. 유리섬유는 압출기 중간 지점을 통해 투입(side feeding) 하였다.
조성 성분(함유량) 실시예
1 2 3 4 5 6
PBT (중량%) 67 67 67 67.7 45 65
PET (중량%) 17 17 17 17 39 14
브롬화 폴리카보네이트 올리고머 (C1) (중량%) 10 4 - 10 10 -
브롬화 에폭시 올리고머 (C2) (중량%) - - 10 - - -
브롬화 폴리아크릴레이트 (C3) (중량%) - 6 - - - 13
삼산화 안티몬 (중량%) 5 5 5 5 5 7
내열형 지방산 에스테르 (중량%) 1 1 1 0.3 1 1
유리섬유 (중량부) 40 40 40 40 40 20
조성 성분(함유량) 비교예
1 2 3
PBT (중량%) 67 84 35
PET (중량%) 18 - 50
브롬화 폴리카보네이트 올리고머 (C1) (중량%) 10 10 -
브롬화 에폭시 올리고머 (C2) (중량%) - - 10
브롬화 폴리아크릴레이트 (C3) (중량%) - - -
삼산화 안티몬 (중량%) 5 5 5
내열형 지방산 에스테르 (중량%) - 1 -
유리섬유 (중량부) 40 40 40
본 실시예 및 비교예에서 사용한 물질은 하기와 같았다.
(A) 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(PBT) : 부탄-1,4-디올과 디메틸테레프탈레이트를 사용하여 중합된 것으로, 고유점도는 1.2dl/g (25℃, 페놀/테트라클로로에탄 50/50 용액 중)이었다.
(B) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(PET) : 테레프탈산과 에틸렌 글리콜로 중합된 것으로, 고유점도는 0.80 dl/g (25℃, 페놀/테트라클로로에탄 50/50 용액 중)이었다.
(C) 주난연제 :
(C1) 브롬화 폴리카보네이트 올리고머 : 그레이트 레이크(Great Lakes)사의 BC-58, (C2) 브롬화 에폭시 화합물 : 데드씨브로민그룹(DSBG)사의 F2300H, (C3) 브롬화 폴리아크릴레이트 : 데드씨브로민그룹(DSBG)사의 FR1025.
(D) 안티몬계 보조난연제 : 삼산화안티몬으로 ㈜일성안티몬의 ANTIW-W.
(E) 내열형지방산 에스테르 : 다케모토 오일 앤 팻(TAKEMOTO OIL & FAT)사의 MKP-407A.
(F) 무기필러 : 니토보(NITTOBO)사의 183F
<실험예 1>
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 각 시편의 물성은 하기의 방법에 의해 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
(1) 인장강도 및 인장신율 : ASTM D638에 의거하여 평가하였다.
(2) 열변형온도(HDT) : ASTM D648에 의거하여 18.6kgf/cm2의 하중으로 평가하였다.
(3) 충격강도 : ASTM D256(1/8인치 두께, 노치아이조드)에 의거하여 평가하였다.
(4) 난연성 : UL94 시험방법에 의거하여, 1.6mm의 두께에서 평가하였다.
(5) 유동성(유동길이) : 폭 1cm, 두께 1mm의 시험편으로 유동길이를 측정하기 위하여 하기의 조건에서 사출성형기에서 성형되고 조성물의 유동도를 평가하였다. 실린더 온도: 260℃, 사출압력 : 750kg/cm2, 금형온도 : 60℃
(6) 표면 광택도(Gloss) : ASTM D523에 의거하여 글로스미터(60도)로 광택도를 측정하였다.
(7) 외관 : 3mm 두께의 시편을 사출 성형하여, 유리섬유가 표면에 돌출되었는지를 육안으로 판단하였다.
(8) 이형성 : 연속 사출성형시의 이형성을 판단하였다.
물성 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 1 2 3
인장강도 (kgf/cm2) 1,320 1,300 1,330 1,320 1,330 1,320 1,330 1,280 1,320
인장신율(%) 2.3 2.5 2.5 2.4 2.7 2.4 2.5 2.7 2.4
충격강도(1/8", kgf cm/cm) 8.6 8.8 9.1 8.4 9.3 8.2 8.4 8.2 8.2
열변형온도 (℃) 203 202 203 202 205 196 202 200 206
난연성(UL94, 1.6mm) V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0
유동성(유동길이) (cm) 16 20 12 12 18 24 8 7 6
표면 광택도(%) 87 90 88 86 87 88 64 58 83
외관 양호 양호 양호 양호 양호 양호 불량 불량 양호
이형성 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 불량
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 폴리에스테르 조성물은, 내열형지방산 에스테르를 포함하지 않는 비교예 1이나 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)를 단독으로 사용한 비교예 2에 비교하여 인장강도, 충격강도, 열변형 온도 등의 물성은 유지하면서, 표면광택 및 유동성이 우수함을 알 수 있다. 또한, 실시예 4에서 내열형지방산 에스테르는 소량 첨가되어도 그 효과가 충분히 나타남을 알 수 있다.
한편, 폴리에틸펜 테레프탈레이트(PET) 함량이 50중량%인 비교예 3은 표면광택은 양호하나 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 함량이 지나치게 많아 이형성이 불량하여 연속사출성형이 어려웠다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 폴리에스테르 수지 조성물은 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 혼합 수지, 난연성 을 부여하는 난연제 및 난연조제를 포함하면서, 가공성을 향상시킬 수 있는 내열형 지방산 에스테르를 포함하고, 아울러 강도, 내열성 및 치수 안정성을 부여하는 무기필러를 포함함으로써, 기계적 강도 및 내열성 뿐만 아니라 표면광택과 가공성도 동시에 향상시켜 자동차 및 전기·전자 부품의 케이스로 적합하게 사용할 수 있으며, 전자레인지, TV 등의 마이크로스위치 하우징으로도 사용될 수 있다.

Claims (8)

  1. (A) 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(PBT) 33~75중량%, (B) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(PET) 10~40중량%, (C) 주난연제로 브롬계 난연제 8~15중량%, (D) 안티몬계 보조 난연제 2~10중량%, 및 (E) 하기 화학식 1로 표시되는 내열형지방산 에스테르 0.1~2중량%로 이루어진 수지 혼합물 100중량부에 대하여, (F) 무기필러 10~60 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 수지 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112005068189876-pat00017
    (상기 화학식 1에서, R은 8~18개의 탄소수를 갖는 직선형 지방족 알킬기이다)
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지는 부탄-1,4-디올과 테레프탈산 또는 디메틸테레프탈레이트의 중합체인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지는 변성 폴리부틸렌 테레프탈레이트로서, 부탄-1,4-디올과 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 또는 폴리프로필렌글리콜(PPG)의 공중합체인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지는 디카르복실산과 디올 화합물의 중합에 의하여 제조된 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 브롬계 난연제는 하기 화학식 2로 표시되는 (C1) 브롬화 폴리카보네이트 올리고머, 하기 화학식 3으로 표시되는 (C2) 브롬화 에폭시 화합물, 및 하기 화학식 4로 표시되는 (C3) 브롬화 폴리아크릴레이트로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 수지 조성물.
    [화학식 2]
    Figure 112005068189876-pat00018
    (상기 화학식 2에서, X는 브롬원자, i 및 j는 각각 1~4의 양의 정수, n은 2~30의 평균 중합도, Y 및 Z는 말단기이며,
    상기 Y는,
    Figure 112005068189876-pat00019
    또는
    Figure 112005068189876-pat00020
    ,
    상기 Z는,
    Figure 112005068189876-pat00021
    또는
    Figure 112005068189876-pat00022
    이다)
    [화학식 3]
    Figure 112005068189876-pat00023
    (상기 화학식 3에서, n은 11~50의 평균 중합도이다)
    [화학식 4]
    Figure 112005068189876-pat00024
    (상기 화학식 4에서, p는 1 내지 5이고, n은 10~160의 평균 중합도이다)
  6. 제1항에 있어서, 상기 안티몬계 보조 난연제는 삼산화안티몬인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 무기필러는 유리섬유, 탄소섬유, 유리비드, 유리 프레이크, 클레이, 카올린, 탈크, 마이카, 탄산 칼슘, 및 황산바륨으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 수지 조성물.
  8. 상기 제 1항에 기재된 폴리에스테르 수지 조성물을 이용하여 제조되는 성형품.
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