KR101733198B1

KR101733198B1 - 고유동성 폴리에스테르 조성물

Info

Publication number: KR101733198B1
Application number: KR1020150153968A
Authority: KR
Inventors: 김원중; 장도훈
Original assignee: 에스케이씨 주식회사
Priority date: 2015-11-03
Filing date: 2015-11-03
Publication date: 2017-05-08

Abstract

본 발명은 고유동성 폴리에스테르 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 조성물은 (1) 고유점도 0.8~1.2 dl/g의 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 60 내지 90 중량부와 고유점도 0.4~0.8 dl/g의 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 10 내지 40 중량부로 이루어진 수지 혼합물 100 중량부; (2) BET 비표면적이 120 내지 170 m²/g인 무기필러 0.3 내지 1.4 중량부; 및 (3) 유리섬유 10 내지 39 중량부를 포함함으로써, 유동성이 높으면서도 성형 후 높은 인장강도와 낮은 헤이즈 특성(낮은 올리고머 용출특성)을 나타낼 수 있다.

Description

고유동성 폴리에스테르 조성물 {POLYESTER COMPOSITION HAVING HIGH FLUIDITY}

본 발명은 고유동성을 가질 뿐만 아니라 성형 후 올리고머 저용출특성 및 높은 기계적 강도를 제공하는 폴리에스테르 조성물, 및 이로부터 유도된 성형제품에 관한 것이다.

폴리에스테르계 수지는 비교적 높은 결정화도를 가지고, 기계적 성질과 내열성이 비교적 뛰어나며, 온도의 변화에 대해 뛰어난 치수안정성을 가져 엔지니어링 플라스틱으로 이용되고 있다. 폴리에스테르계 수지 중 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)는 특히 결정화 속도가 빨라 사이클 타임(cycle time)을 줄일 수 있어 생산성이 뛰어나고, 유동성이 우수하기 때문에 복잡한 모양의 제품이나 소형제품의 사출에 용이한 장점을 가지고 있다.

반면 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)는 기계적, 열적 성질이 우수하고 가격이 저렴한 장점에도 불구하고, 결정화 속도가 느려 성형성이 미흡하여 단독으로 사출재료로 사용하기에는 어려움이 있다.

이에, PBT의 뛰어난 사출성형성과 PET의 낮은 가격 및 뛰어난 기계적, 열적 특성의 장점을 살려 두 수지를 얼로이하여 사용하는 방법이 널리 시도되었다. 그러나, 단순한 두 수지의 얼로이 만으로는 유동성이 다소 낮아 제품의 외관이 거칠게 나타나는 문제가 있었다.

따라서, 종래에는 고유동성의 폴리에스테르 조성물의 제조를 위해 분자량이 작은 폴리에스테르를 사용하였다. 그러나, 분자량이 작은 고분자를 사용하여 얻어진 성형제품의 경우, 고온에 노출시 분자량이 작은 올리고머가 표면으로 이동하여 용출되는 현상이 발생할 뿐만 아니라, 기계적 물성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 고유동성을 가질 뿐만 아니라 성형 후 올리고머 저용출특성 및 높은 기계적 강도를 가질 수 있는 폴리에스테르 조성물, 및 이로부터 유도된 성형제품을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은,

(1) 고유점도 0.8~1.2 dl/g의 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 60 내지 90 중량부와 고유점도 0.4~0.8 dl/g의 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 10 내지 40 중량부로 이루어진 수지 혼합물 100 중량부;

(2) BET 비표면적이 120 내지 170 m²/g인 무기필러 0.3 내지 1.4 중량부; 및

(3) 유리섬유 10 내지 39 중량부

를 포함하는 폴리에스테르 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은,

상기 폴리에스테르 조성물로부터 얻어진 성형제품을 제공한다.

본 발명에 따르면, 분자량이 작은 폴리에스테르를 사용하는 대신 첨가제로서 특정 비표면적을 갖는 무기필러를 사용함으로써, 성형 후 올리고머 용출 현상을 최소화면서도 높은 기계적 강도를 발휘할 수 있는 고유동성의 폴리에스테르 조성물을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 폴리에스테르 조성물은 우수한 성형성, 기계적특성 및 열적특성이 필요로 되는 성형제품의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명의 폴리에스테르 조성물은

(1) 고유점도 0.8~1.2 dl/g의 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 수지 60 내지 90 중량부와 고유점도 0.4~0.8 dl/g의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지 10 내지 40 중량부로 이루어진 수지 혼합물 100 중량부;

(3) 유리섬유 10 내지 39 중량부

를 포함하는 것을 기술구성상 특징으로 한다.

본 발명에 사용되는 PBT 수지는 0.8~1.2 dl/g, 바람직하게는 0.9~1.1 dl/g의 고유점도를, PET 수지는 0.4~0.8 dl/g, 바람직하게는 0.5~0.7 dl/g의 고유점도를 가질 수 있다. 고유점도가 상이한 PBT 및 PET 수지를 상술한 함량 범위 내에서 혼합하여 수지 혼합물을 제조한다.

본 발명에 사용되는 무기필러는 120 내지 170 m²/g, 바람직하게는 140 내지 160 m²/g의 BET 비표면적을 가질 수 있다. 무기필러는 산화마그네슘, 티타니아, 실리카 및 마이카로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 재질로 이루어질 수 있다.

상기 무기필러는 본 발명의 조성물에 사용되어 유동성을 향상시키고 추후 성형시 기계적 특성을 향상시키는 역할을 하며, 분자량이 작은 폴리에스테르의 사용량을 저감시킴으로써 성형 후 올리고머 용출 현상 또한 최소화하는 효과를 제공한다.

폴리에스테르 조성물은 수지 혼합물 100 중량부를 기준으로 무기필러를 0.3 내지 1.4 중량부, 바람직하게는 0.3 내지 0.7 중량부의 양으로 포함할 수 있다.

본 발명에 사용되는 유리섬유는 충전재로서 조성물에 첨가되어 추후 성형시 기계적 특성을 향상시키는 역할을 한다(강화기능). 유리섬유는 1 내지 100 ㎛, 바람직하게는 5 내지 50 ㎛의 직경, 및 1 내지 10 mm, 바람직하게는 2 내지 6 mm의 길이를 가질 수 있다.

폴리에스테르 조성물은 수지 혼합물 100 중량부를 기준으로 유리섬유를 10 내지 39 중량부, 바람직하게는 20 내지 35 중량부, 더욱 바람직하게는 25 내지 30 중량부의 양으로 포함할 수 있다.

본 발명의 폴리에스테르 조성물은 상기 구성성분들 이외에도, 본 발명에 따른 목적을 손상시키지 않는 범위 내에서, 각종 첨가제, 예컨대 산화방지제, 카본블랙, 대전방지제, 열안정제, 가소제, 핵제 등을 적정량 포함할 수 있다.

본 발명에서, 폴리에스테르 조성물은 통상의 이축 압출기를 이용하여 구성성분들을 혼련함으로써 제조될 수 있다.

본 발명의 폴리에스테르 조성물은 사출 성형시 유동성이 중요시되는 제품에 적용될 수 있도록 85 g/10분 이상의 유동성(유동지수)을 가질 수 있다.

이러한 폴리에스테르 조성물을 사출 성형하여 목적하는 성형제품을 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 성형제품은 1250 kgf/cm² 이상의 인장강도를 가질 수 있으며(기계적 특성), 130℃에서 5시간 동안 열처리할 경우 5% 이하의 헤이즈값을 나타낼 수 있다(올리고머 저용출특성).

이와 같이, 본 발명에 따르면, 분자량이 작은 폴리에스테르를 사용하는 대신 첨가제로서 특정 비표면적을 갖는 무기필러를 사용함으로써, 성형 후 올리고머 용출 현상을 최소화면서도 높은 기계적 강도를 발휘할 수 있는 고유동성의 폴리에스테르 조성물을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 폴리에스테르 조성물은 우수한 성형성, 기계적특성 및 열적특성이 필요로 되는 성형제품의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다. 단 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5

하기 표 1에 기재된 구성성분 및 구성비(중량부)에 따라, 해당 구성성분들을 25 mm 이축 압출기를 이용하여 250℃에서 혼련함으로써 실시예 및 비교예 각각의 조성물을 제조하였다.

시험예

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 조성물 각각을 100톤급 사출 성형기에 적용하여 5cm×5cm×0.75mm(가로×세로×높이)의 시편을 제작하였다.

상기 얻어진 조성물의 유동성 및 상기 조성물로부터 제조된 시편의 인장강도와 헤이즈를 하기 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

유동성(유동지수, g/10분): ASTM D1238 (250℃, 2.16kg) 방법에 따라 측정.

인장강도(kgf/cm ² ): ASTM D638 방법에 따라 UTM 장비를 이용하여 측정.

헤이즈(%, 올리고머 용출특성): 시편을 130℃에서 5시간 동안 유지한 후 헤이즈미터를 이용하여 측정.

구분	실시예					비교예
구분	1	2	3	4	5	1	2	3	4	5
수지 1	80	60	90	80	80		80	80	80	80
수지 2	20	40	10	20	20	20	20	20	20	20
수지 3						80
무기필러	0.5	0.5	0.5	0.3	0.7		0.1	1.5	0.5	0.5
유리섬유	30	30	30	30	30	30	30	30	5	40
유동성 (g/10분)	90	88	93	85	95	90	50	150	95	70
인장강도 (kgf/cm²)	1300	1350	1270	1350	1250	1100	1350	1100	1000	1500
헤이즈 (%)	0.5	0.5	0.5	0.4	0.6	10	0.4	2.5	0.5	0.8

* 수지 1: 고유점도 1.0 dl/g의 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지

* 수지 2: 고유점도 0.6 dl/g의 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지

* 수지 3: 고유점도 0.6 dl/g의 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지

* 무기필러: BET 비표면적 150 m²/g의 산화마그네슘

* 유리섬유: 직경 10 ㎛ 및 길이 4mm

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 실시예 1 내지 5의 조성물은 유동성이 높으면서도 성형 후 높은 인장강도와 낮은 헤이즈 특성(낮은 올리고머 용출특성)을 나타내어, 우수한 성형성, 기계적특성 및 열적특성이 필요로 되는 성형제품의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.

Claims

(1) 고유점도 0.8~1.2 dl/g의 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 60 내지 90 중량부와 고유점도 0.4~0.8 dl/g의 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 10 내지 40 중량부로 이루어진 수지 혼합물 100 중량부;
(2) BET 비표면적이 120 내지 170 m²/g인 무기필러 0.3 내지 1.4 중량부; 및
(3) 유리섬유 10 내지 39 중량부를 포함하는 폴리에스테르 조성물에 있어서,
상기 폴리에스테르 조성물이 85 g/10분 이상의 유동성(유동지수)을 갖는, 폴리에스테르 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 무기필러가 140 내지 160 m²/g의 BET 비표면적을 갖는, 폴리에스테르 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 무기필러가 산화마그네슘, 티타니아, 실리카 및 마이카로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 재질로 이루어지는, 폴리에스테르 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 유리섬유가 5 내지 50 ㎛의 직경 및 2 내지 6 mm의 길이를 갖는, 폴리에스테르 조성물.
삭제
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 폴리에스테르 조성물로부터 얻어진 성형제품.
제 6 항에 있어서,
상기 성형제품이 1250 kgf/cm² 이상의 인장강도를 갖는, 성형제품.
제 6 항에 있어서,
상기 성형제품이 130℃에서 5시간 동안 열처리된 경우 5% 이하의 헤이즈값을 나타내는, 성형제품.