KR102011912B1 - High impact polyketone alloy resin composition with improved flexibility and heat resistance - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일산화탄소와 적어도 1종의 올레핀계 불포화 탄화수소로 이루어진 선상 교대 폴리케톤 및 열가소성 폴리우레탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 향상된 유연성을 갖는 고충격 내열 폴리케톤 조성물을 제공한다.
본 발명의 유연성이 향상된 고충격 내열 폴리케톤 조성물은 내충격 및 내압특성이 요구되는 특수 부품에 적용 시 제품의 물성 및 가공 공정의 안정성 향상에 도움이 될 수 있고, 자동차, 전기/전자 분야 등 각종 산업용 소재로 적용 시 제품의 품질이 향상될 수 있다.The present invention provides a high impact heat resistant polyketone composition with improved flexibility, comprising linear alternating polyketones and thermoplastic polyurethanes consisting of carbon monoxide and at least one olefinically unsaturated hydrocarbon.
The high-impact heat-resistant polyketone composition with improved flexibility of the present invention can help to improve the physical properties of the product and the stability of the processing process when applied to special parts requiring impact resistance and pressure resistance characteristics, and various industries such as automotive, electrical / electronics, etc. When applied as a material, the quality of the product can be improved.
Description
본 발명은 유연성이 향상된 고충격 내열 폴리케톤 얼로이 수지 조성물에 관한 것으로, 상세하게는 폴리케톤에 열가소성 폴리우레탄(TPU; Themoplastic Polyurethane)을 첨가하여, 기존 고충격 내열 폴리케톤 수지의 장점은 유지하면서 부족했던 유연성을 향상시킨 폴리케톤 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a high-impact heat-resistant polyketone alloy resin composition with improved flexibility, in detail by adding a thermoplastic polyurethane (TPU; Themoplastic Polyurethane) to the polyketone, while maintaining the advantages of the existing high-impact heat-resistant polyketone resin The present invention relates to a polyketone composition having improved flexibility.
폴리케톤(Polyketone, PK)은 폴리아미드, 폴리에스터 및 폴리카보네이트 등의 일반 엔지니어링 플라스틱 소재 대비 원료 및 중합 공정비가 저렴하면서도, 내열성, 내화학성, 내연료투과성 및 내마모성 등의 물성이 우수하여 각종 산업에 폭넓게 적용되고 있다. Polyketone (PK) has a lower raw material and polymerization process cost than general engineering plastic materials such as polyamide, polyester, and polycarbonate, and has excellent properties such as heat resistance, chemical resistance, fuel permeability, and abrasion resistance. It is widely applied.
상기와 같은 특성을 지닌 폴리케톤은 일산화탄소(CO)와 에틸렌(ethylene) 및 프로필렌(propylene) 과 같은 올레핀(olefin)을 촉매로 팔라듐(Pd)이나 니켈(Ni) 등과 같은 전이 금속 착체(complex)를 이용하여 중합시킴으로써 일산화탄소와 올레핀이 서로 번갈아 결합함으로써 얻어진다는 것은 이미 공지되어 있다(공업 재료, 12월호, 5페이지, 1997년).Polyketone having the above characteristics is a catalyst based on carbon monoxide (CO) and olefins such as ethylene and propylene to form transition metal complexes such as palladium (Pd) and nickel (Ni). It is already known that carbon monoxide and olefins are obtained by alternating bonding with one another by polymerization by means of polymerization (Industrial Materials, December issue, page 5, 1997).
한편, 폴리케톤 또는 폴리케톤 폴리머로 알려져 있는, 일산화탄소와 적어도 1종의 에틸렌계 불포화 탄화수소로 되는 한 무리의 선상 교대 폴리머에 대한 관심이 높아지고 있다. 미국특허 제4,880,903호는 일산화탄소와 에틸렌과 타 올레핀계 불포화 탄화수소, 예를 들면 프로필렌(propylene)으로 이루어진 선상 교대 폴리케톤 터폴리머(polyketone terpolymer)를 개시하고 있다. On the other hand, there is a growing interest in a group of linear alternating polymers consisting of carbon monoxide and at least one ethylenically unsaturated hydrocarbon, known as polyketones or polyketone polymers. U. S. Patent No. 4,880, 903 discloses a linear alternating polyketone terpolymer consisting of carbon monoxide and ethylene and other olefinically unsaturated hydrocarbons such as propylene.
폴리케톤 폴리머의 제조 방법은 통상 팔라듐(palladium), 코발트(cobalt) 또는 니켈(nikel)중으로부터 선택된 제VIII족 금속의 화합물과, 비하이드로 할로겐(hydro halogen) 강산(strongon-hydrohalogentic acid)의 음이온과, 인, 비소 또는 안티몬(Antimon)의 2좌 배위자로부터 생성되는 촉매 조성물을 사용한다. The process for preparing polyketone polymers is usually a compound of Group VIII metal selected from palladium, cobalt or nickel, and anions of non-hydro halogen strong-hydrohalogentic acid. Catalyst compositions produced from bidentate ligands of phosphorus, arsenic or antimones are used.
미국 특허 제4,843,144호는 팔라튬 화합물과, pKa가 6 미만의 비하이드로할로겐산의 음이온과, 인의 2좌 배위자로 되는 촉매를 사용하여 일산화탄소와 적어도 1개의 에틸렌계 불포화 탄화수소와의 폴리머를 제조하는 방법을 개시하고 있다. US Pat. No. 4,843,144 describes a process for preparing polymers of carbon monoxide and at least one ethylenically unsaturated hydrocarbon using a palladium compound, an anion of a nonhydrohalogenic acid having a pKa of less than 6, and a catalyst that is a bidentate ligand of phosphorus. Is starting.
기존의 고충격 내열 폴리케톤 얼로이 수지는 내열성이 우수하여 자동차 부품과 같이 고온의 내열성이 요구되는 부품에 적용할 수 있었다. 그러나 완제품의 제조 공정 중 부품 삽입 과정에서 내압 공정이 포함되는 경우 제품의 손상을 방지하기 위해 각 부품에 높은 유연성이 요구되는데, 기존의 고충격 내열 폴리케톤 소재만으로는 유연성이 부족하다는 단점을 가지고 있다.The existing high-impact heat-resistant polyketone alloy resin is excellent in heat resistance and can be applied to parts requiring high temperature heat resistance such as automobile parts. However, if the pressure-resistant process is included in the insert part of the manufacturing process of the finished product, high flexibility is required for each component to prevent damage to the product, and the conventional high-impact heat-resistant polyketone material alone has a disadvantage of lack of flexibility.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 폴리케톤에 유동성 및 유연성이 우수한 열가소성 폴리우레탄(TPU; Themoplastic Polyurethane)을 첨가하여 기존 고충격 내열 폴리케톤 수지의 장점을 유지하면서 부족했던 유연성을 향상시킨 폴리케톤 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems by adding a thermoplastic polyurethane (TPU; Themoplastic Polyurethane) excellent in fluidity and flexibility to the polyketone to improve the flexibility that was lacking while maintaining the advantages of the existing high-impact heat-resistant polyketone resin It is an object to provide a polyketone composition.
상기한 기술적 과제를 달성하고자, 본 발명은 일산화탄소와 적어도 1종의 올레핀계 불포화 탄화수소로 이루어진 선상 교대 폴리케톤 60 내지 70 중량부 및 열가소성 폴리우레탄 1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리케톤 조성물을 상기 과제 해결을 위한 수단으로 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention is a polyketone composition comprising 60 to 70 parts by weight of linear alternating polyketone consisting of carbon monoxide and at least one olefinically unsaturated hydrocarbon and 1 to 5 parts by weight of thermoplastic polyurethane. To provide a means for solving the above problems.
상기 폴리케톤 조성물은 상기 폴리케톤 및 열가소성 폴리우레탄에 추가로 폴리아미드(PA6) 15 내지 20 중량부 및 에틸렌옥텐 고무(EOR; Ethylene-Octene Rubber) 10 내지 15 중량부를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 폴리케톤 조성물은 상기 폴리케톤 및 열가소성 폴리우레탄에 추가로 산화구리(CuO) 0.1 내지 0.5 중량부 및 실리콘 오일 0.2 내지 1 중량부를 더 포함할 수 있다.The polyketone composition may further include 15 to 20 parts by weight of polyamide (PA6) and 10 to 15 parts by weight of ethylene octene rubber (EOR) in addition to the polyketone and the thermoplastic polyurethane. In addition, the polyketone composition may further comprise 0.1 to 0.5 parts by weight of copper oxide (CuO) and 0.2 to 1 parts by weight of silicone oil in addition to the polyketone and thermoplastic polyurethane.
본 발명의 폴리케톤 조성물은 초기 인장강도 대비 145℃로 유지되는 오븐에서 6주 동안 노화를 진행한 후 측정한 인장강도의 유지율은 85 내지 95%이며, 충격강도의 유지율은 18 내지 25%인 것을 특징으로 한다. In the polyketone composition of the present invention, the retention rate of tensile strength measured after aging for 6 weeks in an oven maintained at 145 ° C relative to the initial tensile strength is 85 to 95%, and the retention of impact strength is 18 to 25%. It features.
아울러, 본 발명은 상기 폴리케톤 조성물을 이용하여 제조된 폴리케톤 자동차용 하네스 커넥터(harness connector)를 제공한다.In addition, the present invention provides a harness connector for a polyketone automobile manufactured using the polyketone composition.
본 발명의 유연성이 향상된 고충격 내열 폴리케톤 조성물은 자동차, 전기/전자 분야 등 각종 산업용 소재로 적용 가능하며 특히 내충격 및 내압특성이 요구되는 특수 부품에도 적용하여 제품의 물성 향상 및 가공 공정의 안정성 향상에 도움이 될 수 있다.The high-impact heat-resistant polyketone composition with improved flexibility of the present invention can be applied to various industrial materials such as automobiles, electrical / electronics fields, and especially to special parts requiring impact resistance and pressure resistance characteristics to improve product properties and stability of processing processes. Can be helpful.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것이 아니다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, although the best form for implementing this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these.
본 발명은 폴리케톤에 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 첨가함으로써 유연성이 향상된 고충격 내열 폴리케톤 조성물을 제공하는 것을 그 특징으로 하고 있다. The present invention is characterized by providing a high-impact heat-resistant polyketone composition having improved flexibility by adding thermoplastic polyurethane (TPU) to the polyketone.
먼저, 본 발명에서 사용되는 폴리케톤(poly ketone) 수지는 엔지니어링 플라스틱이며 근래 개발된 새로운 수지로서, 충격강도 등과 같은 기계적 물성 및 성형 특성이 탁월하여 각종 성형품이나 부품의 소재로 유용하게 적용되고 있는 열가소성 합성 수지이다. 폴리케톤 수지의 기계적 물성은 고성능 플라스틱의 범주에 속하며, 일산화탄소를 원료로 합성하는 고분자 물질인 바, 친환경 소재로서도 크게 주목받고 있다.First, the poly ketone resin used in the present invention is an engineering plastic and a recently developed new resin, which has excellent mechanical properties and molding properties such as impact strength, and is usefully applied as a material for various molded products or parts. It is a synthetic resin. Mechanical properties of the polyketone resin belongs to the category of high performance plastics, and is a polymer material that synthesizes carbon monoxide as a raw material.
폴리케톤 수지는 폴리아미드 재질에 비하여 수분 흡습도가 낮아 수분 흡습에 따른 치수 및 물성 변화가 적고 다양한 제품 설계가 가능한 소재이고, 폴리케톤 수지는 알루미늄 재질에 비하여 밀도가 낮아 제품 경량화에도 매우 적합하다. 특히, 폴리케톤은 폴리에틸렌에 비하여 강한 분자 결합을 갖는 물질로서, 용융 온도가 폴리에틸렌에 비하여 약 100℃ 정도 높아, 폴리에틸렌에 비하여 강도가 뛰어나고 내열 안정성이 우수한 소재이다.Polyketone resin has a low moisture hygroscopicity compared to polyamide material, so it is possible to design various products with little change in dimensions and physical properties due to moisture absorption, and polyketone resin has a low density compared to aluminum material, which is suitable for product weight reduction. In particular, polyketone is a material having a stronger molecular bond than polyethylene, and the melting temperature is about 100 ° C. higher than that of polyethylene, and is a material having superior strength and heat resistance stability to polyethylene.
이하, 상기 폴리케톤의 제조공정을 설명한다.Hereinafter, the manufacturing process of the said polyketone is demonstrated.
폴리케톤의 제조공정은 (a) 제 9족, 제 10족 또는 제 11족 전이금속 화합물, (b) 제 15족의 원소를 가지는 리간드로 이루어지는 유기금속 착체 촉매의 존재 하에, 액상 매체 중에서 일산화탄소와 에틸렌성 및 프로필렌성 불포화 화합물을 삼원공중합시켜 폴리케톤을 제조하는 방법에 있어서, 상기 일산화탄소, 에틸렌 및 프로필렌은 알코올(예컨대, 메탄올)과 물의 혼합용매에서 액상 중합되어 선상 터폴리머를 생성하는데, 상기 혼합용매의 일례로 메탄올 100 중량부 및 물 2~10 중량부의 혼합물을 사용할 수 있다. 혼합용매에서 물의 함량이 2 중량부 미만이면 케탈이 형성되어 공정시 내열안정성이 저하될 수 있으며, 10 중량부를 초과하면 제품의 기계적 물성이 저하될 수 있다. 상기 혼합용매의 바람직한 예로는, 액상 매체로서 70~90용량%의 초산과 10~30용량%의 물로 이루어지는 혼합 용매를 사용하고, 중합시 벤조페논을 첨가하여 제조할 수 있다. 여기서 액상 매체로서 종래 폴리케톤의 제조에 주로 사용되어 오던 메탄올, 디클로로메탄 또는 니트로메탄 등을 사용하지 않고, 초산과 물로 이루어지는 혼합 용매를 사용하는 경우, 폴리케톤의 제조 비용을 절감시키면서 촉매 활성도 향상시킬 수 있는 우수한 효과가 있다. 액상 매체로서 초산과 물의 혼합 용매를 사용 시, 물의 농도가 10용량% 미만으로 적을 때는 촉매 활성에 영향을 덜 미치지만, 10용량% 이상의 농도가 되면 촉매 활성이 급격히 증가한다. 반면, 물의 농도가 30용량%를 초과하면 촉매 활성은 감소하는 경향을 보인다. 따라서, 액상 매체로서 70~90용량%의 초산과 10~30용량%의 물로 이루어지는 혼합 용매를 사용하는 것이 바람직하다.The process for preparing polyketones is characterized by the presence of carbon monoxide in a liquid medium in the presence of an organometallic complex catalyst comprising a ligand having an element of group (a) Group 9, Group 10 or Group 11, and group (b) Group 15. In the method for preparing polyketone by terpolymerization of ethylenic and propylene unsaturated compounds, the carbon monoxide, ethylene and propylene are liquid-polymerized in a mixed solvent of alcohol (eg, methanol) and water to produce a linear terpolymer. As an example of the solvent, a mixture of 100 parts by weight of methanol and 2 to 10 parts by weight of water may be used. If the content of the water in the mixed solvent is less than 2 parts by weight of ketal may be formed, the heat stability during the process may be lowered, if more than 10 parts by weight may lower the mechanical properties of the product. As a preferable example of the mixed solvent, a mixed solvent consisting of 70 to 90% by volume acetic acid and 10 to 30% by volume of water can be used as a liquid medium, and can be prepared by adding benzophenone during polymerization. In the case where a mixed solvent consisting of acetic acid and water is used without using methanol, dichloromethane, or nitromethane, which have been used mainly for the production of polyketone as a liquid medium, it is possible to improve the catalytic activity while reducing the production cost of polyketone. It has an excellent effect. When a mixed solvent of acetic acid and water is used as the liquid medium, when the concentration of water is less than 10% by volume, the catalyst activity is less affected. However, when the concentration is more than 10% by volume, the catalytic activity increases rapidly. On the other hand, when the concentration of water exceeds 30% by volume, the catalytic activity tends to decrease. Therefore, it is preferable to use the mixed solvent which consists of 70-90 volume% acetic acid and 10-30 volume% water as a liquid medium.
여기서 촉매는, 주기율표(IUPAC 무기화학 명명법 개정판, 1989)의 (a) 제 9족, 제 10족 또는 제 11족 전이금속 화합물, (b) 제 15족의 원소를 가지는 리간드로 이루어지는 것이다.The catalyst is composed of a ligand having an element of (a) Group 9, Group 10 or Group 11 transition metal compound (b) Group 15 of the Periodic Table (IUPAC Inorganic Chemistry Nomenclature, 1989).
제 9족, 제 10족 또는 제 11족 전이금속 화합물(a) 중 제 9족 전이금속 화합물의 예로서는, 코발트 또는 루테늄의 착체, 카본산염, 인산염, 카바민산염, 술폰산염 등을 들 수 있고, 그 구체예로서는 초산 코발트, 코발트 아세틸아세테이트, 초산 루테늄, 트리플루오로 초산 루테늄, 루테늄 아세틸아세테이트, 트리플루오로메탄 술폰산루테늄 등을 들 수 있다.Examples of the Group 9 transition metal compound in the Group 9, 10 or 11 transition metal compound (a) include complexes of cobalt or ruthenium, carbonates, phosphates, carbamate salts, sulfonates, and the like. Specific examples thereof include cobalt acetate, cobalt acetylacetate, ruthenium acetate, trifluoro ruthenium acetate, ruthenium acetylacetate, and trifluoromethane sulfonate ruthenium.
제 10족 전이금속 화합물의 예로서는, 니켈 또는 팔라듐의 착체, 카본산염, 인산염, 카바민산염, 술폰산염 등을 들 수 있고, 그 구체예로서는 초산 니켈, 니켈 아세틸아세테이트, 초산 팔라듐, 트리플루오로 초산 팔라듐, 팔라듐 아세틸아세테이트, 염화 팔라듐, 비스(N, N-디에틸카바메이트)비스(디에틸아민)팔라듐, 황산 팔라듐 등을 들 수 있다.Examples of the Group 10 transition metal compound include a complex of nickel or palladium, carbonate, phosphate, carbamate, sulfonate, and the like, and specific examples thereof include nickel acetate, nickel acetylacetate, palladium acetate, and palladium trifluoroacetate. And palladium acetylacetate, palladium chloride, bis (N, N-diethylcarbamate) bis (diethylamine) palladium, palladium sulfate and the like.
제 11족 전이금속 화합물의 예로서는, 구리 또는 은의 착체, 카본산염, 인산염, 카바민산염, 술폰산염 등을 들수 있고, 그 구체예로서는 초산 구리, 트리플루오로 초산 구리, 구리 아세틸아세테이트, 초산 은, 트리플루오로초산 은, 은 아세틸아세테이트, 트리플루오로메탄 술폰산 은 등을 들 수 있다.Examples of the Group 11 transition metal compound include copper or silver complexes, carbonates, phosphates, carbamates, sulfonates, and the like, and specific examples thereof include copper acetate, trifluoro copper acetate, copper acetylacetate, silver acetate, tri Silver fluoroacetic acid, silver acetyl acetate, silver trifluoromethane sulfonic acid, etc. are mentioned.
이들 중에서 값싸고 경제적으로 바람직한 전이 금속 화합물(a)은 니켈 및 구리 화합물이고, 폴리케톤의 수득량 및 분자량의 면에서 바람직한 전이 금속 화합물(a)은 팔라듐 화합물이며, 촉매 활성 및 고유 점도 향상의 면에서 초산 팔라듐을 사용하는 것이 가장 바람직하다.Among these, inexpensive and economically preferable transition metal compounds (a) are nickel and copper compounds, and preferred transition metal compounds (a) in terms of yield and molecular weight of polyketone are palladium compounds, and in terms of catalytic activity and intrinsic viscosity improvement. Most preferably, palladium acetate is used in the process.
제 15족의 원자를 가지는 리간드(b)의 예로서는, 2,2'-비피리딜, 4,4'-디메틸-2,2'-비피리딜, 2,2'-비-4-피콜린, 2,2'-비키놀린 등의 질소 리간드, 1,2-비스(디페닐포스피노)에탄, 1,3-비스(디페닐포스피노)프로판, 1,4-비스(디페닐포스피노)부탄, 1,3-비스[디(2-메틸)포스피노]프로판, 1,3-비스[디(2-이소프로필)포스피노]프로판, 1,3-비스[디(2-메톡시페닐)포스피노]프로판, 1,3-비스[디(2-메톡시-4-술폰산나트륨-페닐)포스피노]프로판, 1,2-비스(디페닐포스피노)시클로헥산, 1,2-비스(디페닐포스피노)벤젠, 1,2-비스[(디페닐포스피노)메틸]벤젠, 1,2-비스[[디(2-메톡시페닐)포스피노]메틸]벤젠, 1,2-비스[[디(2-메톡시-4-술폰산나트륨-페닐)포스피노]메틸]벤젠, 1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센, 2-히드록시-1,3-비스[디(2-메톡시페닐)포스피노]프로판, 2,2-디메틸-1,3-비스[디(2-메톡시페닐)포스피노]프로판 등의 인 리간드 등을 들 수 있다.Examples of the ligand (b) having a group 15 atom include 2,2'-bipyridyl, 4,4'-dimethyl-2,2'-bipyridyl, 2,2'-bi-4-picolin , Nitrogen ligands such as 2,2'-bikinolin, 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane, 1,3-bis (diphenylphosphino) propane, 1,4-bis (diphenylphosphino) Butane, 1,3-bis [di (2-methyl) phosphino] propane, 1,3-bis [di (2-isopropyl) phosphino] propane, 1,3-bis [di (2-methoxyphenyl ) Pinospino] propane, 1,3-bis [di (2-methoxy-4-sulfonic acid-phenyl) phosphino] propane, 1,2-bis (diphenylphosphino) cyclohexane, 1,2-bis (Diphenylphosphino) benzene, 1,2-bis [(diphenylphosphino) methyl] benzene, 1,2-bis [[di (2-methoxyphenyl) phosphino] methyl] benzene, 1,2- Bis [[di (2-methoxy-4-sulfonate-phenyl) phosphino] methyl] benzene, 1,1'-bis (diphenylphosphino) ferrocene, 2-hydroxy-1,3-bis [di (2-methoxyphenyl) phosphino] propane, 2,2-dimethyl-1,3-bis [di (2-methoxyphenyl) Spinosyns; there may be mentioned a ligand, such as propane.
이들 중에서 바람직한 제 15족의 원소를 가지는 리간드(b)는, 제 15족의 원자를 가지는 인 리간드이고, 특히 폴리케톤의 수득량의 면에서 바람직한 인 리간드는 1,3-비스[디(2-메톡시페닐)포스피노]프로판, 1,2-비스[[디(2-메톡시페닐)포스피노]메틸]벤젠이고, 폴리케톤의 분자량의 측면에서는 2-히드록시-1,3-비스[디(2-메톡시페닐)포스피노]프로판, 2,2-디메틸-1,3-비스[디(2-메톡시페닐)포스피노]프로판이고, 유기용제를 필요로 하지 않고 안전하다는 면에서는 수용성의 1,3-비스[디(2-메톡시-4-술폰산나트륨-페닐)포스피노]프로판, 1,2-비스[[디(2-메톡시-4-술폰산나트륨-페닐)포스피노]메틸]벤젠이고, 합성이 용이하고 대량으로 입수가 가능하고 경제면에 있어서 바람직한 것은 1,3-비스(디페닐포스피노)프로판, 1,4-비스(디페닐포스피노)부탄이다. 바람직한 제 15족의 원자를 가지는 리간드(b)는 1,3-비스[디(2-메톡시페닐)포스피노]프로판 또는 1,3-비스(디페닐포스피노)프로판이고, 가장 바람직하게는 1,3-비스[디(2-메톡시페닐)포스피노]프로판 또는 ((2,2-디메틸-1,3-디옥산-5,5-디일)비스(메틸렌))비스(비스(2-메톡시페닐)포스핀)이다.Among them, the ligand (b) having an element of Group 15 is a phosphorus ligand having an atom of Group 15, and particularly, in view of the yield of polyketone, a phosphorus ligand is preferably 1,3-bis [di (2- Methoxyphenyl) phosphino] propane, 1,2-bis [[di (2-methoxyphenyl) phosphino] methyl] benzene, and 2-hydroxy-1,3-bis [in terms of molecular weight of the polyketone. Di (2-methoxyphenyl) phosphino] propane, 2,2-dimethyl-1,3-bis [di (2-methoxyphenyl) phosphino] propane, and do not require an organic solvent in terms of safety Water-soluble 1,3-bis [di (2-methoxy-4-sulfonate-phenyl) phosphino] propane, 1,2-bis [[di (2-methoxy-4-sulfonate-phenyl) phosphino ] Methyl] benzene, the synthesis | combination is easy, it is available in large quantities, and economically preferable is 1, 3-bis (diphenyl phosphino) propane and 1, 4-bis (diphenyl phosphino) butane. Preferred ligand (b) having an atom of group 15 is 1,3-bis [di (2-methoxyphenyl) phosphino] propane or 1,3-bis (diphenylphosphino) propane, most preferably 1,3-bis [di (2-methoxyphenyl) phosphino] propane or ((2,2-dimethyl-1,3-dioxane-5,5-diyl) bis (methylene)) bis (bis (2 Methoxyphenyl) phosphine).
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1의 ((2,2-디메틸-1,3-디옥산-5,5-디일)비스(메틸렌))비스(비스(2-메톡시페닐)포스핀)은 현재까지 소개된 폴리케톤 중합 촉매 중 최고 활성을 보이는 것으로 알려진 3,3-비스-[비스-(2-메톡시페닐)포스파닐메틸]-1,5-디옥사-스파이로[5,5]운데칸과 동등한 활성 발현을 보이되 그 구조는 더욱 단순하고 분자량 또한 더욱 낮은 물질이다. 그 결과, 본 발명은 당 분야의 폴리케톤 중합 촉매로서 최고 활성을 확보하면서도 그 제조 비용 및 원가는 더욱 절감된 신규한 폴리케톤 중합 촉매를 제공할 수 있게 되었다. 폴리케톤 중합 촉매용 리간드의 제조 방법은 다음과 같다. 비스(2-메톡시페닐)포스핀, 5,5-비스(브로모메틸)-2,2-디메틸-1,3-디옥산 및 수소화나트륨(NaH)을 사용하여 ((2,2-디메틸-1,3-디옥산-5,5-디일)비스(메틸렌))비스(비스(2-메톡시페닐)포스핀)을 얻는 것을 특징으로 하는 폴리케톤 중합 촉매용 리간드의 제조 방법이 제공된다. 본 발명의 폴리케톤 중합 촉매용 리간드 제조 방법은 종래 3,3-비스-[비스-(2-메톡시페닐)포스파닐메틸]-1,5-디옥사-스파이로[5,5]운데칸의 합성법과는 달리 리튬이 사용되지 않는 안전한 환경 하에서 용이한 프로세스를 통해 ((2,2-디메틸-1,3-디옥산-5,5-디일)비스(메틸렌))비스(비스(2-메톡시페닐)포스핀)을 상업적으로 대량 합성할 수 있다.((2,2-dimethyl-1,3-dioxane-5,5-diyl) bis (methylene)) bis (bis (2-methoxyphenyl) phosphine) of Formula 1 is a polyketone introduced to date Activity expression equivalent to 3,3-bis- [bis- (2-methoxyphenyl) phosphanylmethyl] -1,5-dioxa-spiro [5,5] undecane, known to have the highest activity in the polymerization catalyst The structure is simpler and has a lower molecular weight. As a result, the present invention can provide a novel polyketone polymerization catalyst having the highest activity as a polyketone polymerization catalyst in the art while further reducing the production cost and cost thereof. The method for producing a ligand for a polyketone polymerization catalyst is as follows. Using bis (2-methoxyphenyl) phosphine, 5,5-bis (bromomethyl) -2,2-dimethyl-1,3-dioxane and sodium hydride (NaH) ((2,2-dimethyl Provided is a method for producing a ligand for a polyketone polymerization catalyst, characterized by obtaining -1,3-dioxane-5,5-diyl) bis (methylene)) bis (bis (2-methoxyphenyl) phosphine). . The ligand preparation method for the polyketone polymerization catalyst of the present invention is conventionally 3,3-bis- [bis- (2-methoxyphenyl) phosphanylmethyl] -1,5-dioxa-spiro [5,5] undecane Unlike the synthesis method of ((2,2-dimethyl-1,3-dioxane-5,5-diyl) bis (methylene)) bis (bis (2- Methoxyphenyl) phosphine) can be commercially synthesized in bulk.
바람직한 일 구체예에서, 상기 폴리케톤 중합 촉매용 리간드 제조방법은 (a) 질소 대기 하에서 비스(2-메톡시페닐)포스핀 및 디메틸설폭시드(DMSO)를 반응 용기에 투입하고 상온에서 수소화나트륨을 가한 뒤 교반하는 단계; (b) 얻어진 혼합액에 5,5-비스(브로모메틸)-2,2-디메틸-1,3-디옥산 및 디메틸설폭시드를 가한 뒤 교반하여 반응시키는 단계; (c) 반응 완료 후 메탄올을 투입하고 교반하는 단계; (d) 톨루엔 및 물을 투입하고 층 분리 후 유층을 물로 세척한 다음 무수황산나트륨으로 건조 후 감압 여과를 하고 감압 농축하는 단계; 및 (e) 잔류물을 메탄올 하에서 재결정하여 ((2,2-디메틸-1,3-디옥산-5,5-디일)비스(메틸렌))비스(비스(2-메톡시페닐)포스핀)를 얻는 단계를 거쳐 수행될 수 있다.In a preferred embodiment, the method for preparing a ligand for a polyketone polymerization catalyst is (a) adding bis (2-methoxyphenyl) phosphine and dimethylsulfoxide (DMSO) to a reaction vessel under a nitrogen atmosphere and sodium hydride at room temperature. Adding and stirring; (b) adding 5,5-bis (bromomethyl) -2,2-dimethyl-1,3-dioxane and dimethylsulfoxide to the obtained mixture, followed by stirring to react; (c) adding and stirring methanol after completion of the reaction; (d) adding toluene and water, separating the layers, washing the oil layer with water, drying with anhydrous sodium sulfate, filtering under reduced pressure, and concentrating under reduced pressure; And (e) the residue is recrystallized under methanol ((2,2-dimethyl-1,3-dioxane-5,5-diyl) bis (methylene)) bis (bis (2-methoxyphenyl) phosphine) It can be carried out by obtaining a step.
한편, 중합 촉매에 사용되는 리간드로 (사이클로헥세인-1,1-디일비스(메틸렌))비스(비스(2-메톡시페닐)포스핀을 사용하는 것도 바람직하다. 상기 리간드를 합성하는 방법은 다음과 같다. 상기 (사이클로헥세인-1,1-디일비스(메틸렌))비스(비스(2-메톡시페닐)포스핀 리간드는 다음과 같은 4단계를 거쳐서 합성이 가능하다. 먼저 다이에틸말로네이트와 1,5-다이브로모펜테인을 소듐 에톡사이드와 에탄올 하에서 끓인 후, 리튬 알루미늄 하이드라이드와 테트라하이드로퓨란 하에서 환원을 시켜 1,1-사이클로헥세인다이메탄올을 합성한다. 그리고 토실 클로라이드와 피리딘하에서 반응시켜 이탈기를 갖도록 할 수 있다. 이를 2-메톡시페닐포스핀과 소듐 하이드라이드와 다이메틸 설폭시드 하에서 반응시키면 상기 리간드를 얻을 수 있다. 각 단계는 컬럼 크로마토그래피와 재결정과 같은 정제 단계를 거치며 각 단계의 순도는 핵자기공명 분석을 통해 확인이 가능하다.On the other hand, it is also preferable to use (cyclohexane-1,1-diylbis (methylene)) bis (bis (2-methoxyphenyl) phosphine as the ligand used in the polymerization catalyst. The (cyclohexane-1,1-diylbis (methylene)) bis (bis (2-methoxyphenyl) phosphine ligand can be synthesized through the following four steps. Nate and 1,5-dibromopentane are boiled under sodium ethoxide and ethanol, and then reduced under lithium aluminum hydride and tetrahydrofuran to synthesize 1,1-cyclohexanedimethanol, and tosyl chloride and pyridine. It can be reacted under to give a leaving group, which is reacted under 2-methoxyphenylphosphine, sodium hydride and dimethyl sulfoxide to obtain the ligand. Purification steps such as graphy and recrystallization, and purity of each step can be confirmed by nuclear magnetic resonance analysis.
제 9족, 제 10족 또는 제 11족 전이금속 화합물(a)의 사용량은, 선택되는 에틸렌성 및 프로필렌성 불포화 화합물의 종류나 다른 중합 조건에 따라 그 적합한 값이 달라지기 때문에, 일률적으로 그 범위를 한정할 수는 없으나, 통상 반응 대역의 용량 1리터당 0.01~100밀리몰, 바람직하게는 0.01~10밀리몰이다. 반응 대역의 용량이라는 것은, 반응기의 액상의 용량을 말한다. 리간드(b)의 사용량도 특별히 제한되지는 않으나, 전이금속 화합물 (a) 1몰당, 통상 0.1~3몰, 바람직하게는 1~3몰이다.The amount of the Group 9, Group 10 or Group 11 transition metal compound (a) used is generally in the range thereof because the appropriate value varies depending on the type of the ethylenic and propylene unsaturated compounds selected or other polymerization conditions. Although not limited, it is usually from 0.01 to 100 mmol, preferably from 0.01 to 10 mmol, per liter of capacity of the reaction zone. The capacity of the reaction zone means the capacity of the liquid phase of the reactor. The amount of the ligand (b) to be used is not particularly limited, but is usually 0.1 to 3 mol, preferably 1 to 3 mol, per mol of the transition metal compound (a).
또한, 폴리케톤의 중합 시 벤조페논을 첨가할 수 있다. 폴리케톤의 중합 시 벤조페논을 첨가함으로써 폴리케톤의 고유 점도가 향상되는 효과를 달성할 수 있다. 상기 (a) 제 9족, 제 10족 또는 제 11족 전이 금속 화합물과 벤조페논의 몰비는 1 : 5~100, 바람직하게는 1 : 40~60 이다. 전이 금속과 벤조페논의 몰비가 1 : 5 미만이면 제조되는 폴리케톤의 고유점도 향상의 효과가 만족스럽지 못하고, 전이 금속과 벤조페논의 몰비가 1 : 100을 초과하면 제조되는 폴리케톤 촉매 활성이 오히려 감소하는 경향이 있으므로 바람직하지 않다.In addition, benzophenone may be added during the polymerization of the polyketone. By adding benzophenone during the polymerization of the polyketone, the effect of improving the intrinsic viscosity of the polyketone can be achieved. The molar ratio of the (a) Group 9, Group 10 or Group 11 transition metal compound and benzophenone is 1: 5 to 100, preferably 1:40 to 60. If the molar ratio of the transition metal and benzophenone is less than 1: 5, the effect of improving the intrinsic viscosity of the polyketone produced is not satisfactory. If the molar ratio of the transition metal and benzophenone is greater than 1: 100, the polyketone catalytic activity produced is rather It is not desirable because it tends to decrease.
일산화탄소와 공중합하는 에틸렌성 불포화 화합물의 예로서는, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 비닐시클로헥산 등의 α-올레핀; 스티렌, α-메틸스티렌 등의 알케닐 방향족 화합물; 시클로펜텐, 노르보르넨, 5-메틸노르보르넨, 5-페닐노르보르넨, 테트라시클로도데센, 트리시클로도데센, 트리시클로운데센, 펜타시클로펜타데센, 펜타시클로헥사데센, 8-에틸테트라시클로도데센 등의 환상 올레핀; 염화비닐 등의 할로겐화 비닐; 에틸아크릴레이트, 메틸아크릴레이트 등의 아크릴산 에스테르 등을 들 수 있다. 이들 중에서 바람직한 에틸렌성 불포화 화합물은 α-올레핀이고, 더욱 바람직하게는 탄소수가 2~4인 α-올레핀, 가장 바람직하게는 에틸렌이며 삼원 공중합 폴리케톤 제조에 있어서는 120mol% 프로필렌을 투입하는 것이다.Examples of ethylenically unsaturated compounds copolymerized with carbon monoxide include ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1 Α-olefins such as hexadecene and vinylcyclohexane; Alkenyl aromatic compounds such as styrene and α-methylstyrene; Cyclopentene, norbornene, 5-methylnorbornene, 5-phenylnorbornene, tetracyclododecene, tricyclododecene, tricycloundecene, pentacyclopentadecene, pentacyclohexadecene, 8-ethyltetra Cyclic olefins such as cyclododecene; Vinyl halides such as vinyl chloride; Acrylic esters, such as ethyl acrylate and methyl acrylate, etc. are mentioned. Among these, preferred ethylenically unsaturated compounds are α-olefins, more preferably α-olefins having 2 to 4 carbon atoms, most preferably ethylene, and 120 mol% propylene is added in the production of terpolymer copolyketones.
여기에서 일산화탄소와 에틸렌성 불포화 화합물의 투입비를 1 : 1~2(몰비)로 조절하고 프로필렌을 전체 혼합가스 대비 1~20mol%로 조절하는 것이 바람직하다. 폴리케톤의 제조 시, 일산화탄소와 에틸렌성 불포화 화합물의 투입비를 1 : 1로 하는 것이 일반적이지만, 액상 매체로서 초산과 물의 혼합 용매를 사용하고, 중합시 벤조페논을 첨가하는 경우 일산화탄소와 에틸렌성 불포화 화합물의 투입비를 1 : 1~2로 하고 프로필렌을 전체 혼합 가스 대비 1~20mol%로 조절하는 경우 가공성이 향상될 뿐 아니라 촉매활성 및 고유 점도 향상을 동시에 달성할 수 있다. 프로필렌의 투입량이 1mol% 미만일 경우 용융 온도를 낮추고자 하는 삼원 공중합의 효과를 얻을 수 없고 20mol%를 초과하는 경우에는 고유점도 및 촉매 활성 향상을 저해하는 문제점이 생기게 되므로 투입비를 1~20mol%로 조절하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable to adjust the input ratio of carbon monoxide and ethylenically unsaturated compound to 1 to 2 (molar ratio) and to adjust the propylene to 1 to 20 mol% relative to the total mixed gas. In the production of polyketone, the ratio of carbon monoxide and ethylenically unsaturated compound is generally 1: 1. However, when a mixed solvent of acetic acid and water is used as a liquid medium and benzophenone is added during polymerization, carbon monoxide and ethylenically unsaturated compound are used. When the ratio of 1 to 1 to 2 and propylene is adjusted to 1 to 20 mol% relative to the total mixed gas, not only the workability is improved but also the catalytic activity and the intrinsic viscosity can be simultaneously achieved. If the amount of propylene is less than 1 mol%, the effect of terpolymerization to lower the melting temperature cannot be obtained. If it exceeds 20 mol%, there is a problem of inhibiting the intrinsic viscosity and the improvement of catalyst activity. It is desirable to.
또한, 공정에서는 액상 매체로서 초산과 물의 혼합 용매를 사용하고, 중합시 벤조페논을 첨가하며 일산화탄소와 에틸렌성 불포화 화합물 및 하나 또는 그 이상의 올레핀성 불포화 화합물을 투입함으로써 폴리케톤의 촉매 활성 및 고유 점도가 향상되는 것뿐 아니라, 종래 기술에서는 고유점도 향상을 위해 중합 시간을 최소한 10시간 이상으로 해야 했던 것과는 달리, 중합 시간을 12시간 정도로만 해도 높은 고유 점도를 가진 삼원 공중합 폴리케톤의 제조가 가능하다.In addition, in the process, a mixed solvent of acetic acid and water is used as a liquid medium, benzophenone is added during polymerization, and carbon monoxide, an ethylenically unsaturated compound, and one or more olefinically unsaturated compounds are added to increase the catalytic activity and intrinsic viscosity of the polyketone. In addition to being improved, in the prior art, the polymerization time should be at least 10 hours to improve the intrinsic viscosity, but it is possible to prepare a terpolymer copolymer polyketone having a high intrinsic viscosity even if the polymerization time is about 12 hours.
일산화탄소와 상기 에틸렌성 불포화 화합물 및 프로필렌성 불포화 화합물 삼원 공중합은 상기 제 9족, 제 10족 또는 제 11족 전이금속 화합물(a), 제 15족의 원소를 가지는 리간드(b) 로 이루어지는 유기금속 착체 촉매에 의해 일어나는 것으로, 상기 촉매는 상기 2성분을 접촉시킴으로써 생성된다. 접촉시키는 방법으로서는 임의의 방법을 채용할 수 있다. 즉, 적당한 용매 중에서 2성분을 미리 혼합한 용액으로 만들어 사용해도 좋고, 중합계에 2성분을 각각 따로따로 공급하여 중합계 내에서 접촉시켜도 좋다.Ternary copolymerization of carbon monoxide, the ethylenically unsaturated compound and the propylene unsaturated compound is an organometallic complex comprising a Group 9, Group 10 or Group 11 transition metal compound (a) and a ligand (b) having an element of Group 15 As a result of the catalyst, the catalyst is produced by contacting the two components. Arbitrary methods can be employ | adopted as a method of making it contact. That is, you may make and use the solution which mixed two components previously in a suitable solvent, and may respectively supply two components separately to a polymerization system, and may contact them in a polymerization system.
본 발명에서는 폴리머의 가공성이나 물성을 개선하기 위하여 종래 알려져 있는 첨가제, 예를 들면 산화방지제, 안정제, 충전제, 내화재료, 이형제, 착색제 및 기타재료를 추가적으로 포함할 수 있다. The present invention may further include conventionally known additives such as antioxidants, stabilizers, fillers, refractory materials, mold release agents, colorants, and other materials to improve processability and physical properties of the polymer.
중합법으로서는 액상 매체를 사용하는 용액중합법, 현탁중합법, 소량의 중합체에 고농도의 촉매 용액을 함침시키는 기상중합법 등이 사용된다. 중합은 배치식 또는 연속식 중 어느 것이어도 좋다. 중합에 사용하는 반응기는, 공지의 것을 그대로, 또는 가공하여 사용할 수 있다. 중합 온도에 대해서는 특별히 제한은 없고, 일반적으로 40~180℃, 바람직하게는 50~120℃가 채용된다. 중합 시의 압력에 대해서도 제한은 없으나, 일반적으로 상압~20MPa, 바람직하게는 4~15MPa이다.As the polymerization method, a solution polymerization method using a liquid medium, a suspension polymerization method, a gas phase polymerization method in which a small amount of a polymer is impregnated with a high concentration of a catalyst solution are used. The polymerization may be either batchwise or continuous. The reactor used for superposition | polymerization can use a well-known thing as it is or processing it. There is no restriction | limiting in particular about polymerization temperature, Generally 40-180 degreeC, Preferably 50-120 degreeC is employ | adopted. There is no restriction | limiting also about the pressure at the time of superposition | polymerization, Usually, it is normal pressure-20 MPa, Preferably it is 4-15 MPa.
이상, 상기와 같은 제조 공정을 따라 폴리케톤이 제조된다.As mentioned above, polyketone is manufactured according to the above manufacturing process.
한편, 본 발명의 폴리케톤 폴리머는 선상 교대 구조체이고, 또 불포화 탄화수소 1분자 마다 실질적으로 일산화탄소를 포함하고 있다. 폴리케톤 폴리머의 전구체로서 사용하는데 적당한 에틸렌계 불포화 탄화수소는 20개 이하의 탄소원자, 바람직하게는 10개 이하의 탄소원자를 지닌 에텐, α-올레핀(예컨대, 프로펜(propene), 1-부텐(butene), 아이소부텐(isobutene), 1-헥센(hexene) 및 1-옥텐(octene))과 같은 지방족 탄화수소, 또는 지방족 분자 상에 아릴(aryl) 치환기가 형성된 아릴지방족 탄화수소, 특히 에틸렌계 불포화 탄소원자 상에 아릴 치환기가 형성된 아릴지방족 탄화수소이다. 에틸렌계 불포화 탄화수소 중 아릴지방족 탄화수소로는 스티렌(styrene), p-메틸스티렌(methyl styrene), p-에틸스티렌(ethyl styrene) 및 m-이소프로필 스티렌(isopropyl styrene) 등을 들 수 있다. 본 발명에서 바람직하게 사용되는 폴리머는 일산화탄소와 에텐과 적어도 3개의 탄소원자를 가지는 제2의 에틸렌계 불포화 탄화수소(특별히, 프로펜(propene))와 같은 α-올레핀과의 선상 터폴리머(terpolymer)이다.On the other hand, the polyketone polymer of the present invention is a linear alternating structure, and substantially contains carbon monoxide for each molecule of unsaturated hydrocarbon. Ethylenically unsaturated hydrocarbons suitable for use as precursors of polyketone polymers are ethene, α-olefins (e.g. propene, 1-butene) having up to 20 carbon atoms, preferably up to 10 carbon atoms. ), Aliphatic hydrocarbons such as isobutene, 1-hexene and 1-octene), or arylaliphatic hydrocarbons having aryl substituents on aliphatic molecules, in particular ethylenically unsaturated carbon atoms Arylaliphatic hydrocarbon with an aryl substituent on the phase. Examples of the arylaliphatic hydrocarbons among the ethylenically unsaturated hydrocarbons include styrene, p-methyl styrene, p-ethyl styrene, m-isopropyl styrene, and the like. Polymers preferably used in the present invention are linear terpolymers of carbon monoxide with ethene and α-olefins such as second ethylenically unsaturated hydrocarbons having at least three carbon atoms (especially propene).
상기 폴리케톤 터폴리머를 본 발명의 조성물의 주요 폴리머 성분으로서 사용할 때에, 터폴리머내의 제2의 탄화수소 부분을 포함하고 있는 각 단위에 대하여, 에틸렌 부분을 포함하고 있는 단위가 적어도 2개 이상이고, 제2의 탄화수소 부분을 포함하고 있는 단위가 10~100개 있는 것이 바람직하다.When the polyketone terpolymer is used as the main polymer component of the composition of the present invention, for each unit containing the second hydrocarbon moiety in the terpolymer, there are at least two or more units containing the ethylene moiety, and It is preferable that there are 10-100 units containing the hydrocarbon part of 2.
일 구체예로, 상기 폴리케톤 폴리머는 하기 화학식 2로 나타낸 단위를 반복 단위로 포함하는 것일 수 있다. In one embodiment, the polyketone polymer may include a unit represented by the following formula (2) as a repeating unit.
[화학식 2][Formula 2]
-[CO-(-CH2-CH2-)-]x-[CO-(G)]y--[CO-(-CH2-CH2-)-] x- [CO- (G)] y-
상기 화학식 2 중, G는 에틸렌계 불포화 탄화수소로서, 특히 적어도 3개의 탄소 원자를 가지는 에틸렌계 불포화탄화수소로부터 얻어지는 부분이고, x:y는 적어도 1:0.01인 것이 바람직하다.In the formula (2), G is an ethylenically unsaturated hydrocarbon, in particular, a part obtained from ethylenically unsaturated hydrocarbon having at least three carbon atoms, and x: y is preferably at least 1: 0.01.
다른 구체예로, 상기 폴리케톤 폴리머는 하기 일반식 (1)과 (2)로 표시되는 반복 단위로 이루어진 공중합체로서, y/x가 0.03~0.3 인 것이 바람직하다. 상기 y/x값의 수치가 0.03 미만인 경우, 용융성 및 가공성이 떨어지는 한계가 있고, 0.3을 초과하는 경우는 기계적 물성이 떨어진다. 또한 y/x는 더욱 바람직하게 0.03 내지 0.1이다.In another embodiment, the polyketone polymer is a copolymer composed of repeating units represented by the following General Formulas (1) and (2), and it is preferable that y / x is 0.03 to 0.3. When the value of the y / x value is less than 0.03, there is a limit inferior in meltability and workability, and when it exceeds 0.3, mechanical properties are inferior. And y / x is more preferably 0.03 to 0.1.
-[-CH2CH2-CO]x- (1)-[-CH2CH2-CO] x- (1)
-[-CH2-CH(CH3)-CO]y- (2)-[-CH2-CH (CH3) -CO] y- (2)
또한, 폴리케톤 폴리머의 에틸렌과 프로필렌의 비를 조절하여 폴리머의 융점을 조절할 수 있다. 일례로, 에틸렌 : 프로필렌 : 일산화탄소의 몰비를 46 : 4 : 50으로 조절하는 경우 융점은 약 220℃이나, 몰비를 47.3 : 2.7 : 50 으로 조절하는 경우의 융점은 235℃로 조절된다. In addition, the melting point of the polymer may be controlled by controlling the ratio of ethylene and propylene of the polyketone polymer. In one example, the melting point is about 220 ° C. when the molar ratio of ethylene: propylene: carbon monoxide is adjusted to 46: 4: 50, but the melting point is adjusted to 235 ° C. when the molar ratio is adjusted to 47.3: 2.7: 50.
겔 투과 크로마토그래피(chromatography)에 의하여 측정한 수평균 분자량이 100~200,000, 특별히 20,000~90,000의 폴리케톤 폴리머가 특히 바람직하다. 폴리머의 물리적 특성은 분자량에 따라서, 폴리머가 코폴리머인지 또는 터폴리머인지에 따라서, 또 터폴리머의 경우에는 존재하는 제2의 탄화수소 부분의 성질에 따라서 정해진다. 본 발명에서 사용하는 폴리머의 통산의 융점은 175~300℃이고, 또한 일반적으로는 210~270℃이다. 표준 세관점도 측정장치를 사용하고 HFIP(Hexafluoroisopropanol)로 25℃에서 측정한 폴리머의 극한 점도 수(LVN)는 0.5dl/g~10dl/g, 바람직하게는 0.8dl/g~4dl/g이며, 더욱 바람직하게는 1.0dl/g~2.0dl/g 일 수 있다. 이때, 극한 점도 수가 0.5dl/g 미만이면 기계적 물성이 떨어지고, 10dl/g 을 초과하면 가공성이 떨어지는 문제점이 발생한다. 본 발명에서는 극한 점도 수가 1.0dl/g~2.0dl/g인 폴리케톤을 사용하는 것이 기계적 물성 및 가공성 측면에서 가장 바람직하다.Particularly preferred are polyketone polymers having a number average molecular weight of 100 to 200,000, particularly 20,000 to 90,000, as measured by gel permeation chromatography. The physical properties of the polymer depend on the molecular weight, whether the polymer is copolymer or terpolymer, and in the case of the terpolymer, the properties of the second hydrocarbon moiety present. Melting | fusing point of the conversion of the polymer used by this invention is 175-300 degreeC, and is 210-270 degreeC generally. The ultimate viscosity number (LVN) of the polymer measured at 25 ° C. using a standard tubular viscosity measuring device and HFIP (Hexafluoroisopropanol) is 0.5 dl / g to 10 dl / g, preferably 0.8 dl / g to 4 dl / g. Preferably it may be 1.0dl / g ~ 2.0dl / g. At this time, when the limiting viscosity number is less than 0.5dl / g, the mechanical properties are inferior, when it exceeds 10dl / g, there is a problem that the workability is inferior. In the present invention, polyketone having an intrinsic viscosity number of 1.0 dl / g to 2.0 dl / g is most preferable in terms of mechanical properties and processability.
한편, 폴리케톤의 분자량 분포는 1.5 내지 2.5일 수 있고, 보다 바람직하게는 1.8 내지 2.2이 좋다. 분자량 분포가 1.5 미만이면 중합 수율이 떨어지며, 2.5를 초과하면 성형성이 떨어지는 문제점이 있다. 상기 분자량 분포를 조절하기 위해서는 팔라듐 촉매의 양 및/또는 중합 온도에 따라 조절이 가능하다. 즉, 팔라듐 촉매의 양이 많아지거나, 중합 온도가 100℃ 이상이면 분자량 분포가 커지는 양상을 보인다.Meanwhile, the molecular weight distribution of the polyketone may be 1.5 to 2.5, more preferably 1.8 to 2.2. If the molecular weight distribution is less than 1.5, the polymerization yield falls, and if it exceeds 2.5, there is a problem in inferior moldability. In order to control the molecular weight distribution, it is possible to adjust according to the amount of the palladium catalyst and / or polymerization temperature. That is, when the amount of the palladium catalyst increases or the polymerization temperature is 100 ° C. or more, the molecular weight distribution is increased.
본 발명의 폴리케톤은 팔라듐 원소의 함유량이 50ppm 이하인 것이 바람직하다. 팔라듐 원소의 함유량이 50ppm을 초과하면 잔존 팔라듐 원소에서 기인하는 열 변성, 화학 변성이 발생되기 쉽고, 용융 성형 시에는 용융 점성의 상승, 용제에 용해할 때 도핑물 점성의 상승 등의 현상을 야기하고, 가공성이 불량해진다. 또한 성형 후에 얻어지는 폴리케톤 성형체 내에도 다량의 팔라듐 원소가 잔존하기 때문에 성형체의 내열성이 나빠진다. 폴리케톤 중의 팔라듐 원소의 함유량은 공정 통과성, 성형체의 내열성의 관점에서 적으면 적을수록 바람직하고, 보다 바람직하게는 10ppm이하, 더욱 바람직하게는 5ppm 이하, 가장 바람직하게는 0ppm이다.The polyketone of the present invention preferably has a content of palladium element of 50 ppm or less. When the content of the palladium element exceeds 50 ppm, thermal denaturation and chemical denaturation due to the remaining palladium element are likely to occur, and during melt molding, a phenomenon such as an increase in melt viscosity and an increase in dopant viscosity when dissolved in a solvent occurs. , Workability becomes poor. In addition, since a large amount of palladium elements remain in the polyketone molded body obtained after molding, the heat resistance of the molded body is deteriorated. The smaller the content of the palladium element in the polyketone from the viewpoint of process passability and the heat resistance of the molded product, the more preferable. The content is more preferably 10 ppm or less, still more preferably 5 ppm or less, and most preferably 0 ppm.
구체적으로 본 발명의 실시예들에 따른 폴리케톤 조성물은 폴리케톤 및 열가소성 폴리우레탄(TPU)의 조합을 포함하는 얼로이로 구성되는 것으로서, 기존 고충격 내열 폴리케톤 수지의 장점은 유지하면서 부족했던 유연성을 개선하는 것을 특징으로 한다.Specifically, the polyketone composition according to the embodiments of the present invention is composed of an alloy including a combination of polyketone and thermoplastic polyurethane (TPU), and maintains the advantages of the existing high-impact heat-resistant polyketone resin while maintaining flexibility. It is characterized by improving.
열가소성 폴리우레탄은 분자 내에 우레탄 결합(-NH-COO)을 가지고 있는 고분자 화합물을 총칭하며 일반적으로 폴리이소시아네이트(Polyisocyanate)와 폴리올(Polyol)을 주원료로 하여 부가반응을 통해 제조된다. 폴리우레탄은 원료의 종류가 다양하고 풍부하기 때문에 그들의 조합 방법에 따라서 다양한 분자구조와 물성을 가진 폴리우레탄 재료의 합성이 가능하며, 대표적으로 폴리에스터 계열(polyester type)과 폴리에터 계열(polyether type)로 나누어 진다. 폴리에스터 계열 및 폴리에터 계열은 모두 폴리머 체인 내에 우레탄 기를 포함하므로 본 발명에서 사용할 수 있는 폴리에스터 및 폴리에터는 제한되지 않으나, 유연성 측면에서 볼 때, 분자사슬 간 자유부피를 더 증가시킬 수 있는 폴리에스터 계열의 폴리우레탄 수지를 사용하는 것이 더욱 유리할 수 있다.Thermoplastic polyurethane is a generic term for high molecular compounds having a urethane bond (-NH-COO) in the molecule, and is generally produced by addition reaction using polyisocyanate and polyol as main ingredients. Polyurethane has a wide variety of raw materials, and according to their combination method, it is possible to synthesize polyurethane materials with various molecular structures and physical properties. Typically, polyester type and polyether type Divided by) Both polyester series and polyether series include urethane groups in the polymer chain, so that the polyesters and polyethers that can be used in the present invention are not limited, but in terms of flexibility, the free volume between molecular chains can be further increased. It may be more advantageous to use polyester series polyurethane resins.
열가소성 폴리우레탄은 폴리케톤과의 상용성이 우수하고, 유동성 및 유연성이 우수한 소재로, 본 발명의 폴리케톤 조성물은 폴리케톤 60 내지 70 중량부에 대하여 열가소성 TPU는 1 내지 5 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. TPU의 함량이 1 중량부 미만인 경우에는 유연성 개선 효과가 미미하고, 5 중량부를 초과하는 경우에는 인장강도가 낮아지는 등 기계적 물성의 감소가 발생될 수 있다.The thermoplastic polyurethane is a material having excellent compatibility with polyketones and excellent fluidity and flexibility. The polyketone composition of the present invention preferably contains 1 to 5 parts by weight of thermoplastic TPU based on 60 to 70 parts by weight of polyketone. Do. When the content of the TPU is less than 1 part by weight, the effect of improving flexibility is insignificant, and when the content of the TPU is more than 5 parts by weight, a decrease in mechanical properties may occur, such as a decrease in tensile strength.
아울러, 상기 폴리케톤 조성물은 폴리케톤 60 내지 70 중량부 및 열가소성 폴리우레탄 1 내지 5 중량부에 대하여 추가적으로 폴리아미드(PA6)를 15 내지 20 중량부, 바람직하게는 17 내지 18 중량부 및 에틸렌옥텐 고무(EOR; Ethylene-Octene Rubber)를 10 내지 15 중량부, 바람직하게는 12 내지 13 중량부 더 포함할 수 있다.In addition, the polyketone composition is 15 to 20 parts by weight of polyamide (PA6), preferably 17 to 18 parts by weight and ethylene octene rubber, based on 60 to 70 parts by weight of polyketone and 1 to 5 parts by weight of thermoplastic polyurethane. (EOR; Ethylene-Octene Rubber) may further include 10 to 15 parts by weight, preferably 12 to 13 parts by weight.
폴리아미드는 폴리케톤과 혼합 시, 폴리아미드 사슬 내의 -NH기와 폴리케톤내의 -CO기 사이에서 수소결합이 가능하기 때문에, 폴리아미드는 폴리케톤과의 상용성이 우수한 소재이다. 또한, 변성고무와 혼합 시, 폴리아미드 사슬 말단의 -NH2기가 변성고무의 말레산 무수물 부분과 결합이 가능하기 때문에, 변성고무와의 상용성 역시 우수하다. 따라서, 폴리아미드를 본 발명의 폴리케톤 조성물에 혼합함으로써 폴리케톤과 고무의 상용성이 증진되고, 이를 통해 폴리케톤의 충격강도가 월등히 향상될 수 있다. 폴리아미드의 함량이 15 중량부 미만이면 상용성 향상 효과가 미미할 수 있고, 20 중량부를 초과하면 기계적 물성이 저하될 수 있다.Since polyamide is capable of hydrogen bonding between -NH in a polyamide chain and -CO group in a polyketone when mixed with polyketone, polyamide is a material having excellent compatibility with polyketone. In addition, when mixed with the modified rubber, the -NH 2 group at the end of the polyamide chain can be combined with the maleic anhydride portion of the modified rubber, so that the compatibility with the modified rubber is also excellent. Thus, by mixing the polyamide in the polyketone composition of the present invention, the compatibility of the polyketone and rubber is enhanced, through which the impact strength of the polyketone can be significantly improved. If the content of the polyamide is less than 15 parts by weight, the compatibility improvement effect may be insignificant, and if it exceeds 20 parts by weight, mechanical properties may be reduced.
에틸렌옥텐 고무는 충격 보강용 고무로서, 에틸렌옥텐 고무를 본 발명의 폴리케톤 조성물에 혼합함으로써 충격 강도가 향상될 뿐만 아니라 장기간 열에 노출 시 물성 유지율이 향상될 수 있다. 에틸렌옥텐 고무는 폴리케톤 수지 및 폴리아미드보다 강성(stress)이 상당히 작은 일라스토머로, 에틸렌옥텐 고무의 함량이 10 중량부 미만이면 충격 강도 향상 및 장기 열 안정성 향상 효과가 미미할 수 있고, 15 중량부를 초과하면 기계적 물성이 저하될 수 있다.Ethylene octene rubber is a rubber for impact reinforcement, by mixing the ethylene octene rubber in the polyketone composition of the present invention, not only the impact strength is improved but also the physical property retention rate when exposed to heat for a long time. Ethylene octene rubber is a elastomer that is considerably smaller in stress than polyketone resin and polyamide. When the content of ethylene octene rubber is less than 10 parts by weight, the effect of improving impact strength and long-term thermal stability may be insignificant. If exceeded, mechanical properties may be reduced.
폴리아미드와 에틸렌옥텐 고무의 함량이 상기 범위 내에 있을 때 전반적인 기계적 물성이 대체로 크게 저하되지 않는 상태에서 상기 폴리케톤 조성물의 충격강도가 유지된다.When the content of the polyamide and the ethylene octene rubber is within the above range, the impact strength of the polyketone composition is maintained in the state where the overall mechanical properties are not largely reduced.
또한, 상기 폴리케톤 조성물은 폴리케톤 60 내지 70 중량부 및 열가소성 폴리우레탄 1 내지 5 중량부에 대하여 추가적으로 산화 구리(CuO) 0.1 내지 0.5 중량부 및 실리콘 오일 0.2 내지 1 중량부를 더 포함할 수 있다.In addition, the polyketone composition may further include 0.1 to 0.5 parts by weight of copper oxide (CuO) and 0.2 to 1 parts by weight of silicone oil based on 60 to 70 parts by weight of polyketone and 1 to 5 parts by weight of thermoplastic polyurethane.
CuO는 금속내열제로 작용하는 것으로, 그 함량이 0.1 중량부 미만이면 내열성 향상 효과가 미미하고, 0.5 중량부를 초과하면 점성이 상승되어 가공안정성이 저하되고 제조원가가 상승하며 표면 특성이 저하될 수 있다.CuO acts as a metal heat-resistant agent, if the content is less than 0.1 parts by weight, the effect of improving heat resistance is insignificant, and if it exceeds 0.5 parts by weight, the viscosity is increased, the processing stability is lowered, the manufacturing cost is increased and the surface properties may be reduced.
실리콘 오일은 충격보강재로 작용하는 것으로, 그 함량이 0.2 중량부 미만이면 충분한 충격보강의 효과를 얻을 수 없으며, 1 중량부를 초과하면 기계적 물성에 이득 없이 제조원가만 상승될 수 있어 바람직하지 않다.Silicone oil acts as an impact reinforcing material, if the content is less than 0.2 parts by weight it is not possible to obtain the effect of sufficient impact reinforcement, if it exceeds 1 part by weight it is not preferable because only the manufacturing cost can be increased without gain in mechanical properties.
이하, 상기의 폴리케톤 조성물을 제조하기 위한 제조방법은 다음과 같다.Hereinafter, a manufacturing method for producing the polyketone composition is as follows.
본 발명의 폴리케톤 조성물 제조방법은 팔라듐 화합물, pKa값이 6 이하인 산, 및 인의 2배위자 화합물을 포함하는 촉매 조성물을 준비하는 단계; 혼합 용매(중합 용매)를 준비하는 단계; 상기 촉매 조성물 및 혼합 용매의 존재 하에서 중합을 진행하여 일산화탄소, 에틸렌 및 프로필렌의 선상 터폴리머를 제조하는 단계; 상기 선상 터폴리머에서 남은 촉매 조성물을 용매(예컨대, 알코올 및 아세톤)로 제거하여 폴리케톤 수지를 수득하는 단계; 및 상기 폴리케톤 수지 60 내지 70 중량부 및 열가소성 폴리우레탄 1 내지 5 중량부를 혼합하여 폴리케톤 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 조성물을 압출/사출하여 펠릿을 제조하는 단계를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 추가적으로, 상기 폴리케톤 수지 및 열가소성 폴리우레탄에 폴리아미드(PA6) 15 내지 20 중량부 및 에틸렌옥텐 고무 10 내지 15 중량부를 더 혼합할 수 있고, 산화구리(CuO) 0.1 내지 0.5 중량부 및 실리콘 오일 0.2 내지 1 중량부를 더 혼합하여 제조할 수 있다.Method for producing a polyketone composition of the present invention comprises the steps of preparing a catalyst composition comprising a palladium compound, an acid having a pKa value of 6 or less, and a double ligand compound of phosphorus; Preparing a mixed solvent (polymerization solvent); Preparing a linear terpolymer of carbon monoxide, ethylene and propylene by polymerizing in the presence of the catalyst composition and a mixed solvent; Removing the remaining catalyst composition from the linear terpolymer with a solvent (eg, alcohol and acetone) to obtain a polyketone resin; Preparing a polyketone composition by mixing 60 to 70 parts by weight of the polyketone resin and 1 to 5 parts by weight of the thermoplastic polyurethane; And extruding / injecting the composition to prepare pellets, but is not limited thereto. Additionally, the polyketone resin and the thermoplastic polyurethane may be mixed with 15 to 20 parts by weight of polyamide (PA6) and 10 to 15 parts by weight of ethylene octene rubber, and 0.1 to 0.5 parts by weight of copper oxide (CuO) and 0.2 parts by weight of silicone oil. To 1 part by weight may be prepared by further mixing.
상기 촉매 조성물을 구성하는 상기 팔라듐 화합물로는 초산 팔라듐을 사용할 수 있으며, 그 사용량은 10-3~10-1 몰이 적절하나, 이에 한정되는 것은 아니다.Palladium acetate may be used as the palladium compound constituting the catalyst composition, and the amount of palladium acetate is preferably 10 −3 to 10 −1 moles, but is not limited thereto.
촉매 조성물을 구성하는 상기 pKa값이 6 이하인 산으로는 트리플루오르 초산, p-톨루엔술폰산, 황산 및 술폰산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상, 바람직하게는 트리플루오르 초산을 사용할 수 있으며, 그 사용량은 팔라듐 화합물 대비 6~20 (몰)당량이 적절하다.As the acid having a pKa value of 6 or less constituting the catalyst composition, one or more selected from the group consisting of trifluoroacetic acid, p-toluenesulfonic acid, sulfuric acid, and sulfonic acid may be used, and preferably trifluoroacetic acid is used. 6-20 (mole) equivalent weight of the compound is appropriate.
촉매 조성물을 구성하는 상기 인의 2배위자 화합물로는 1,3-비스[다이페닐포스피노]프로판(예컨대, 1,3-비스[다이(2-메톡시페닐포스피노)프로판), 1,3-비스[비스[아니실]포스피노메틸]-1,5-디옥사스피로[5,5]운데칸, ((2,2-디메틸-1,3-디옥산-5,5-디일)비스(메틸렌))비스(비스(2-메톡시페닐)포스핀) 및 (사이클로헥세인-1,1-디일비스(메틸렌))비스(비스(2-메톡시페닐)포스핀으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 그 사용량은 팔라듐 화합물 대비 1~1.2 (몰)당량이 적절하다.Examples of the ligand ligands constituting the catalyst composition include 1,3-bis [diphenylphosphino] propane (e.g., 1,3-bis [di (2-methoxyphenylphosphino) propane), 1,3- Bis [bis [anisyl] phosphinomethyl] -1,5-dioxaspiro [5,5] undecane, ((2,2-dimethyl-1,3-dioxane-5,5-diyl) bis ( 1 selected from the group consisting of methylene)) bis (bis (2-methoxyphenyl) phosphine) and (cyclohexane-1,1-diylbis (methylene)) bis (bis (2-methoxyphenyl) phosphine It is possible to use more than one species, and the amount of use thereof is 1 to 1.2 (mole) equivalents relative to the palladium compound.
상기 일산화탄소, 에틸렌 및 프로필렌은 혼합 용매에서 액상 중합되어 선상 터폴리머를 생성하는데, 상기 혼합 용매의 일 실시예로는 메탄올 100 중량부 및 물 2~10 중량부의 혼합물을 사용할 수 있다. 혼합 용매에서 물의 함량이 2 중량부 미만이면 케탈이 형성되어 공정시 내열 안정성이 저하될 수 있으며, 10 중량부를 초과하면 제품의 기계적 물성이 저하될 수 있다.The carbon monoxide, ethylene and propylene are liquid-phase polymerized in a mixed solvent to produce a linear terpolymer. As one embodiment of the mixed solvent, a mixture of 100 parts by weight of methanol and 2 to 10 parts by weight of water may be used. If the content of the water in the mixed solvent is less than 2 parts by weight of the ketal may be formed to reduce the heat resistance during the process, if more than 10 parts by weight may lower the mechanical properties of the product.
또한, 상기 중합 시 반응 온도는 50~100℃, 반응 압력은 40~60bar의 범위가 적절하다. 생성된 폴리머는 중합 후 여과, 정제 공정을 통해 회수하며, 남은 촉매 조성물은 알코올 또는 아세톤 등의 용매로 제거한다.In addition, the reaction temperature is 50 ~ 100 ℃ during the polymerization, the reaction pressure is in the range of 40 ~ 60bar is appropriate. The resulting polymer is recovered through polymerization and filtration and purification, and the remaining catalyst composition is removed with a solvent such as alcohol or acetone.
상기 얻어진 폴리케톤에 열가소성 폴리우레탄을 블렌딩하여 조성물을 제조한다. 이때 조성물의 바람직한 조성비는 폴리케톤 60 내지 70 중량부, 열가소성 폴리우레탄 1 내지 5 중량부이다. 여기에 추가적으로 폴리아미드(PA6) 15 내지 20 중량부 및 에틸렌옥텐 고무 10 내지 15 중량부를 더 혼합할 수 있고, 산화구리(CuO) 0.1 내지 0.5 중량부 및 실리콘 오일 0.2 내지 1 중량부를 더 혼합할 수 있다. 상기 조성물은 2축 압출기에 투입하여 용융혼련 및 압출함으로써 제조될 수 있다. 이때, 압출온도는 230~260℃, 스크류 회전속도는 100~300rpm의 범위가 바람직하다. 압출온도가 230℃ 미만이면 혼련이 적절히 일어나지 않을 수 있으며, 260℃를 초과하면 수지의 내열성 관련 문제가 발생할 수 있다. 또한 스크류 회전속도가 100rpm 미만이면 원활한 혼련이 일어나지 않을 수 있다.A thermoplastic polyurethane is blended with the obtained polyketone to prepare a composition. At this time, the preferred composition ratio of the polyketone is 60 to 70 parts by weight, and 1 to 5 parts by weight of the thermoplastic polyurethane. 15 to 20 parts by weight of polyamide (PA6) and 10 to 15 parts by weight of ethylene octene rubber may be additionally mixed, and 0.1 to 0.5 parts by weight of copper oxide (CuO) and 0.2 to 1 part by weight of silicone oil may be further mixed. have. The composition may be prepared by melt kneading and extruding by feeding into a twin screw extruder. At this time, the extrusion temperature is 230 ~ 260 ℃, screw rotation speed is preferably in the range of 100 ~ 300rpm. If the extrusion temperature is less than 230 ℃ kneading may not occur properly, if it exceeds 260 ℃ may cause problems with the heat resistance of the resin. In addition, if the screw rotational speed is less than 100rpm it may not occur smooth kneading.
본 발명은 상기와 같은 조성 및 제조 방법을 통하여 폴리케톤 조성물의 초기 인장강도 대비 145℃로 유지되는 오븐에서 6주 동안 노화를 진행한 후 측정한 인장강도의 유지율이 85 내지 95%이며, 충격강도의 유지율이 18 내지 25%으로 장기 내열 안정성이 우수한 효과를 나타낼 수 있다.The present invention is a retention rate of the tensile strength measured after aging for 6 weeks in an oven maintained at 145 ℃ compared to the initial tensile strength of the polyketone composition through the composition and manufacturing method as described above is 85 to 95%, impact strength The retention rate of 18 to 25% may exhibit an excellent long-term heat stability.
일반적으로, 차량에는 램프 및 제어장치로의 전력 공급 및 신호 전달을 위한 전기 배선들이 많이 존재하며, 이에 하네스(harness)는 이러한 차량 내의 전기전자 장치들을 위한 배선들을 통칭하는 용어로서 배선의 작업공간이 비교적 작은 자동차 등에서는 거의 필수적으로 사용되며 차내 환경에서 오래 사용될 수 있기 위해서는 장기 내열 특성이 요구된다. 이에 본 발명에 의하여 제조되는 장기 내열안정성이 우수한 폴리케톤 조성물은 자동차용 하네스 커넥터에 적용될 수 있다.Generally, there are many electric wires for power supply and signal transmission to a lamp and a control device in a vehicle, and harness is a general term for wires for electric and electronic devices in such a vehicle. It is almost essential in a relatively small car, etc., and long-term heat resistance is required in order to be able to use it for a long time in an in-car environment. Therefore, the polyketone composition excellent in long-term heat stability produced by the present invention can be applied to the harness connector for automobiles.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. However, these examples are only for the understanding of the present invention, and the scope of the present invention in any sense is not limited to these examples.
[실시예 1]Example 1
일산화탄소와 에틸렌과 프로펜으로 이루어진 선상 교대 폴리케톤은 초산 팔라듐, 트리 플루오르 초산 및 (사이클로헥세인-1,1-디일비스(메틸렌))비스(비스(2-메톡시페닐)포스핀으로부터 생성한 촉매 조성물의 존재 하에서 제조했다. 상기에서 팔라듐 대비 트리 플루오르 초산의 함량은 10배의 몰비이고, 중합온도 78℃의 1단계와 84℃의 2단계를 거친다. 상기에서 제조된 폴리케톤에서 일산화탄소는 50mol%이고, 에틸렌은 46mol%이며, 프로필렌은 4mol%이었다. 또한, 상기 폴리케톤의 융점은 220℃이고, 240℃, 2.16kg 하중 하에서 측정한 용융지수(melt index)는 50~80g/10min이었다.Linear alternating polyketones consisting of carbon monoxide, ethylene and propene were produced from palladium acetate, trifluoroacetic acid and (cyclohexane-1,1-diylbis (methylene)) bis (bis (2-methoxyphenyl) phosphine In the presence of the catalyst composition, the content of trifluoroacetic acid to palladium is 10-fold molar ratio, and is subjected to one step of polymerization temperature of 78 ° C. and two steps of 84 ° C. In the polyketone prepared above, carbon monoxide is 50 mol. %, Ethylene was 46 mol%, propylene was 4 mol%, and the melting point of the polyketone was 220 ° C., and the melt index measured under a load of 240 ° C. and 2.16 kg was 50 to 80 g / 10 min.
상기 제조된 폴리케톤 터폴리머 68.25 중량%, 폴리아미드(PA6, 효성 社 1011BRT) 17 중량%, 에틸렌옥텐 고무(Dupont 社 N493D) 13 중량%, 산화구리(CuO) 0.25 중량%, 실리콘 오일 0.5 중량% 및 열가소성 폴리우레탄(BASF 社 785A 제품) 1 중량%를 투입하여 조성물을 제조하고, 제조된 조성물을 250rpm으로 작동하는 L/D=32인 2축 스크류를 이용하여 압출기 상에 펠렛(pellet) 상으로 제조하였다.68.25% by weight of the prepared polyketone terpolymer, 17% by weight of polyamide (PA6, Hyosung 1011BRT), 13% by weight of ethylene octene rubber (N493D, Dupont), 0.25% by weight of copper oxide (CuO), 0.5% by weight of silicone oil And 1 wt% thermoplastic polyurethane (product of BASF 785A) to prepare a composition, and the prepared composition was pelleted onto an extruder on a extruder using a biaxial screw with L / D = 32 operating at 250 rpm. Prepared.
[실시예 2]Example 2
폴리케톤 터폴리머 67.25 중량% 및 열가소성 폴리우레탄 2 중량%를 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.Specimens were prepared in the same manner as in Example 1, except that 67.25 wt% of polyketone terpolymer and 2 wt% of thermoplastic polyurethane were added thereto.
[실시예 3] Example 3
폴리케톤 터폴리머 64.25 중량% 및 열가소성 폴리우레탄 5 중량%를 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.A specimen was prepared in the same manner as in Example 1, except that 64.25% by weight of polyketone terpolymer and 5% by weight of thermoplastic polyurethane were added.
[비교예 1] Comparative Example 1
폴리케톤 터폴리머 69.25 중량%를 투입하였고, 열가소성 폴리우레탄를 투입하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.69.25% by weight of polyketone terpolymer was added, and the specimen was prepared in the same manner as in Example 1 except that thermoplastic polyurethane was not added.
물성평가Property evaluation
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 각각 제조된 시편으로 145℃ 컨벡션 오븐(convection oven)에서 6주 동안 노화(aging)를 진행 전/후의 물성을 하기의 방법에 따라 측정하였으며, 초기 굴곡강도 및 굴곡 모듈러스를 표 1에, 인장강도 및 그 유지율을 표 2에, 충격강도 및 그 유지율을 표 3에 나타내었다.Physical properties of the specimens prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 before and after aging for 6 weeks in a 145 ° C convection oven were measured according to the following method, and initial flexural strength. The flexural modulus is shown in Table 1, the tensile strength and its retention rate in Table 2, and the impact strength and its retention rate in Table 3.
1. 인장강도: ISO 527에 의거하여 실시하였다. 1. Tensile strength: It was conducted according to ISO 527.
2. 충격강도(Notched Charpy): ISO 179에 의거하여 실시하였다.2. Notched Charpy: Implemented according to ISO 179.
3. 굴곡강도: ISO 178에 의거하여 실시하였다.3. Flexural strength: conducted according to ISO 178.
(MPa)Flexural strength
(MPa)
(MPa)Flexural modulus
(MPa)
(%)Retention rate
(%)
Impact Strength (kJ / m 2 )
(%)Retention rate
(%)
상기 표 1, 2에서 보듯이, 본 발명의 실시예의 경우 비교예에 비하여 145℃ 오븐에서 6주 동안 노화를 진행했을 때의 인장강도 유지율이 우수한 것으로 나타났고, 굴곡 모듈러스(Modulus)가 감소하여 유연성(flexibility)이 개선된 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예를 통해 제조된 유연성이 향상된 고충격 내열 폴리케톤 조성물은 자동차, 전기/전자 분야 등 각종 산업용 소재로 적합하며, 특히 내충격 및 내압특성이 요구되는 특수 부품으로 적용 시 제품의 물성 및 가공공정의 안정성을 향상시킬 수 있다.As shown in Table 1 and 2, in the case of the embodiment of the present invention it was shown that the tensile strength retention is excellent when the aging for 6 weeks in the 145 ℃ oven, compared to the comparative example, the flexural modulus (Modulus) is reduced flexibility It can be seen that the (flexibility) is improved. Therefore, the high-impact and heat-resistant polyketone composition with improved flexibility manufactured through the embodiment of the present invention is suitable for various industrial materials such as automobiles, electrical / electronics fields, and especially when applied as a special component requiring impact resistance and pressure resistance characteristics. It can improve the physical properties and processing stability.
Claims (5)
열가소성 폴리우레탄 1 내지 5 중량부;
폴리아미드(PA6) 15 내지 20 중량부;
에틸렌옥텐 고무 10 내지 15 중량부;
산화구리(CuO) 0.1 내지 0.5 중량부; 및
실리콘 오일 0.2 내지 1 중량부를 포함하며,
초기 인장강도 대비 145℃로 유지되는 오븐에서 6주 동안 노화를 진행한 후 측정한 인장강도의 유지율은 85 내지 95%이며, 충격강도의 유지율은 18 내지 25%인 것을 특징으로 하는 폴리케톤 조성물.
60 to 70 parts by weight of linear alternating polyketones consisting of carbon monoxide and at least one olefinically unsaturated hydrocarbon;
1 to 5 parts by weight of thermoplastic polyurethane;
15 to 20 parts by weight of polyamide (PA6);
10 to 15 parts by weight of ethylene octene rubber;
0.1 to 0.5 parts by weight of copper oxide (CuO); And
It contains 0.2 to 1 parts by weight of silicone oil,
Polyketone composition, characterized in that the retention of tensile strength measured after aging for 6 weeks in an oven maintained at 145 ℃ relative to the initial tensile strength is 85 to 95%, the retention of impact strength is 18 to 25%.
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