KR19980061619A - Polytrimethylene Terephthalate Resin Composition - Google Patents
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본 발명은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트-나트륨염, 무기섬유 또는 무기충전재 및 폴리에틸렌 왁스로 이루어져 있어서, 금형온도 80∼110℃의 범위에서 싸이클 타임이 단축됨으로써 내열성, 고결정성, 성형성 및 각종 기계적 물성이 우수한 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 수지조성물에 관한 것이다.The present invention is composed of polytrimethylene terephthalate resin, polytrimethylene terephthalate-sodium salt, inorganic fiber or inorganic filler and polyethylene wax, and the cycle time is shortened in the mold temperature range of 80 to 110 ° C, resulting in high heat resistance, high crystallinity, The present invention relates to a polytrimethylene terephthalate resin composition having excellent moldability and various mechanical properties.
Description
본 발명은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트-나트륨염, 무기섬유 또는 무기충전재 및 폴리에틸렌 왁스로 이루어져 있어서, 금형온도 80∼110℃의 범위에서 싸이클 타임이 단축됨으로써 내열성, 고결정성, 성형성 및 각종 기계적 물성이 우수한 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 수지조성물에 관한 것이다.The present invention is composed of polytrimethylene terephthalate resin, polytrimethylene terephthalate-sodium salt, inorganic fiber or inorganic filler and polyethylene wax, and the cycle time is shortened in the mold temperature range of 80 to 110 ° C, resulting in high heat resistance, high crystallinity, The present invention relates to a polytrimethylene terephthalate resin composition having excellent moldability and various mechanical properties.
폴리트리메틸렌테레프탈레이트(이하, PTT 라고 함)는 기계적 성질, 내약품성, 탄성, 전기특성 및 내열성 등이 우수하여 전기절연부품, 자동차부품 및 일상용품 등의 용도로 사용할 수 있으며 앞으로 보다 폭넓은 응용분야에 적용될 것으로 기대되는 폴리머이다.Polytrimethylene terephthalate (hereinafter referred to as PTT) has excellent mechanical properties, chemical resistance, elasticity, electrical properties, and heat resistance, so it can be used for electric insulation parts, automobile parts, and daily necessities. It is a polymer that is expected to be applied in the field.
그러나 PTT 수지는 사출성형시 금형온도 80∼110℃에서의 결정화 속도가 빠르기는 하나 충분하지 않으므로 성형사이클의 단축이나 성형품의 표면특성 개선 및 이형성 향상 등을 도모하고 PTT 수지의 고유한 특성을 살리기 의해서는 결정화 속도를 향상시키는 것이 필요하다.However, since PTT resin is not fast enough to crystallize at 80 ~ 110 ℃ of mold temperature during injection molding, it is possible to shorten the molding cycle, improve the surface characteristics of molded products and improve releasability, and make use of the unique characteristics of PTT resin. It is necessary to improve the crystallization rate.
기존의 폴리에스터 수지의 결정화속도를 향상시키기 위한 대표적인 방법으로는 결정핵생성제 및 성장제 등을 이용하여 결정화속도를 단축시키는 방법이 있다. 예를들어 USP 3,368,975호에는 탈크, 규산칼숨, 마그네슘옥사이드 등의 무기충전재를 이용하거나 폴리옥시알킬렌 사슬과 에폭시기를 갖는 유기결정화 촉진제를 이용하여 결정화속도를 향상시키거나 불포화 카르복실산염 또는 비스아미드계 화합물을 이용하여 결정화속도를 향상시키는 방법 등이 소개되어 있다.Representative methods for improving the crystallization rate of the existing polyester resin is a method for reducing the crystallization rate using a crystal nucleation agent and a growth agent. For example, US Pat. No. 3,368,975 uses an inorganic filler such as talc, calcium silicate, magnesium oxide, or an organic crystallization accelerator having a polyoxyalkylene chain and an epoxy group to improve the crystallization rate or to unsaturated carboxylate or bisamide type. The method of improving the crystallization rate using a compound, etc. are introduced.
그러나, 이러한 방법만으로는 첨가제의 분포도 의존 및 핵성장의 한계성이 있어서 기계적 물성 및 성형성이 저하되고 성형시간이 길어지게 되는 단점이 있다.However, this method alone has a disadvantage in that the distribution of additives and the limitations of nuclear growth are deteriorated, resulting in deterioration of mechanical properties and formability and lengthening of molding time.
따라서 본 발명은, 성형시 금형온도 80∼110℃ 의 범위에서 성형사이클이 약 20초 이내로 단축되고, 내열성, 성형성, 고결정성을 가질 뿐만 아니라 인장강도, 굴곡강도, 충격강도가 우수한 새로운 PTT 수지 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides a new PTT resin which shortens the molding cycle within about 20 seconds in the mold temperature range of 80 to 110 ° C, has not only heat resistance, moldability, and high crystallinity, but also excellent tensile strength, flexural strength, and impact strength. The purpose is to provide a composition.
본 발명은 고유점도가 0.4∼1.0 인 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 수지 30∼85 중량부에 하기 구조식 (1)로 표시되는 PTT-나트륨염 1∼10 중량부와, 무기섬유 또는 무기충전재 1∼55 중량부, 분자량이 1,000∼5,000 인 폴리에틸렌 왁스 1∼10 중량부가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 수지조성물이다.The present invention is 1 to 10 parts by weight of PTT sodium salt represented by the following structural formula (1) to 30 to 85 parts by weight of polytrimethylene terephthalate resin having an intrinsic viscosity of 0.4 to 1.0, and 1 to 55 parts by weight of inorganic fibers or inorganic fillers. It is a polytrimethylene terephthalate resin composition characterized by containing 1-10 weight part of polyethylene wax of the molecular weight 1,000-5,000.
상기식에서, n은 2∼50 의 정수이다.Wherein n is an integer of 2-50.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 PTT 수지 조성물은 기본성분인 PTT 수지와, 제 1 핵성장제로 사용된 PTT-나트륨염 및 제 2 핵성장제로 사용된 무기섬유 또는 무기충전재, 그리고 사출성형시의 공정성 및 이형성을 향상시키기 위한 왁스로 이루어진다.PTT resin composition of the present invention is to improve the processability and mold release property of the PTT resin, the basic component, the PTT-sodium salt used as the first nuclear growth agent and the inorganic fiber or inorganic filler used as the second nuclear growth agent, and injection molding Made of wax.
본 발명에서 사용되는 PTT 수지는 고유점도가 0.4∼1.0 인 것인데, PTT 수지의 고유점도가 0.4 미만인 경우에는 기계적 물성 및 내열성, 이형성이 악화되고 1.0을 넘는 경우에는 성형물의 표면이 거칠어지거나 광택이 저하되며, 또한 결정화 속도가 늦어지는 단점이 있다.The PTT resin used in the present invention has an intrinsic viscosity of 0.4 to 1.0, but if the intrinsic viscosity of the PTT resin is less than 0.4, mechanical properties, heat resistance, and releasability deteriorate. In addition, there is a disadvantage that the crystallization rate is slow.
본 발명에서 제 1핵성장제로 사용한 상기 구조식 (1)의 PTT-나트륨염은 결정화 촉진제로서, PTT 와 동일한 반복 에스터 분자구조를 갖기 때문에 PTT 수지와의 상용성이 우수하고 결정의 생성 및 성장에 매우 유용하며 특히 결정의 크기가 너무 크지 않고 분포가 균일하게 되어 PTT 수지 조성물의 기계적 물성 및 열적 특성을 크게 향상시키게 된다.The PTT-sodium salt of Structural Formula (1) used as the first nucleus growth agent in the present invention is a crystallization accelerator, and has the same repeating ester molecular structure as PTT, so it has excellent compatibility with PTT resins and is very good for crystal formation and growth. It is useful and especially the crystal size is not too large and the distribution is uniform, which greatly improves the mechanical and thermal properties of the PTT resin composition.
이러한 PTT-나트륨염은 그 분자량이 1,000∼10,000 인 것을 사용하는 것이 바람직하며, PTT 수지 30∼85 중량부에 대해 1∼10 중량부를 사용한다.It is preferable to use the PTT-sodium salt whose molecular weight is 1,000-10,000, and uses 1-10 weight part with respect to 30-85 weight part of PTT resin.
PTT-나트륨염의 사용량이 1 중량부 미만인 경우에는 제반 물성의 개선효과가 거의 나타나지 않고, 10 중량부를 넘는 경우에는 경제성 및 작업성이 떨어지게 된다.When the amount of PTT-sodium salt is less than 1 part by weight, almost no improvement of physical properties is observed, and when the amount of PTT-sodium salt is more than 10 parts by weight, economic efficiency and workability are deteriorated.
본 발명에서 제 2핵성장제로 사용한 무기섬유나 무기충전재는 상기 PTT 수지 30∼85 중량부에 대해 1∼55 중량부를 사용한다. 무기섬유나 무기충전재의 사용량이 1 중량부 미만인 경우에는 인장강도, 굴곡강도, 충격강도 등이 저하되는 문제가 있다.In the present invention, the inorganic fiber or the inorganic filler used as the second nuclear growth agent is used in an amount of 1 to 55 parts by weight based on 30 to 85 parts by weight of the PTT resin. When the amount of the inorganic fiber or the inorganic filler is less than 1 part by weight, there is a problem that the tensile strength, the flexural strength, the impact strength, and the like decrease.
본 발명에서 무기섬유로는 유리섬유, 탄소섬유, 보론섬유 및 폴리(파라페닐렌설파이드)섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용가능하고, 무기충전재로는 탈크, 마이카, 지당, 탄산칼슘, 카올린 및 실리카 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용가능하다.In the present invention, any one or more selected from glass fiber, carbon fiber, boron fiber and poly (paraphenylene sulfide) fiber may be used as the inorganic fiber, and the inorganic filler may be talc, mica, fat sugar, calcium carbonate, kaolin and silica. Any one or more selected from among them may be used.
본 발명에서 공정성 및 이형성을 높이고 결정화 촉진을 도모하기 의해 사용한 폴리에틸렌 왁스는 그 분자량이 1,000∼5,000 인 것으로, 상기 PTT 수지 30∼85 중량부에 대해 1∼10 중량부를 사용하는데, 1 중량부 미만을 사용하는 경우에는 적합한 이형성을 나타내지 못하고 결정화 촉진 효과도 얻기 어려우며, 10 중량부를 넘는 경우에는 작업성 및 성형성이 저하되는 단점이 있다.Polyethylene wax used in the present invention to increase the processability and releasability and to promote crystallization has a molecular weight of 1,000 to 5,000, using 1 to 10 parts by weight based on 30 to 85 parts by weight of the PTT resin, less than 1 part by weight When used, it does not exhibit suitable release property and it is difficult to obtain a crystallization promoting effect, and when it exceeds 10 parts by weight, workability and moldability are deteriorated.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 실시예로 인하여 본발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the Examples.
<실시예 1∼5><Examples 1-5>
고유점도 0.78의 PTT 수지를 150℃에서 6시간 건조 후 3.2mm 유리섬유, 무기충전재, 분자량 2,200인 폴리에틸렌 왁스 및 벤조산나트륨이 3중량부이며 분자량이 5,000 인 PTT-나트륨염을 다음 표 1에 주어진 조성비율로 균일하게 혼합한다.After drying PTT resin having an intrinsic viscosity of 0.78 for 6 hours at 150 ° C., 3.2 mm glass fiber, an inorganic filler, polyethylene wax having a molecular weight of 2,200, and sodium benzoate 3 parts by weight, and a PTT-sodium salt having a molecular weight of 5,000 were given in Table 1 below. Mix evenly in proportions.
이어서, 배럴온도 255℃, 직경 46㎜ 압출기 내에서 상기 혼합믈을 용융 혼련시킨 다음 냉각하여 펠렛을 제조하고, 이 펠렛을 130℃에서 4시간 열풍건조한 후 실린더온도 255℃, 금형온도 80℃, 사출압 150 bar, 냉각시간 10초, 싸이클타임 20초의 상태에서 사출성형하여 규격시편을 제작한다.Subsequently, the mixture was melt-kneaded and cooled in a barrel temperature of 255 ° C. and a 46 mm diameter extruder, followed by cooling to prepare pellets. The pellets were hot-air dried at 130 ° C. for 4 hours, followed by cylinder temperature of 255 ° C., mold temperature of 80 ° C., and injection. A standard specimen is prepared by injection molding at a pressure of 150 bar, a cooling time of 10 seconds, and a cycle time of 20 seconds.
<실시예 6∼8><Examples 6-8>
고유점도가 0.88 인 PTT수지를 사용하는 것 이외에는 상기 실시예 1∼5 와 동일하게 실시한다.The same procedure as in Examples 1 to 5 was carried out except that a PTT resin having an intrinsic viscosity of 0.88 was used.
<비교예 1∼7><Comparative Examples 1-7>
각 성분의 종류 및 함량을 다음 표 2와 같이 하는 것 이외에는 상기 실시예 1∼5와 동일하게 실시한다.Except for the type and content of each component as shown in Table 2, it is carried out in the same manner as in Examples 1 to 5.
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 PTT 수지 조성물의 펠렛을 배럴온도 250℃∼270℃ 의 38㎜ 사출기에서 ASTM 규격의 시편으로 제작하여 물성을 측정하고 그 결과를 다음 표 3에 나타내었다.The pellets of the PTT resin compositions prepared according to the above Examples and Comparative Examples were manufactured as specimens of ASTM standards in a 38 mm injection machine having a barrel temperature of 250 ° C. to 270 ° C., and the physical properties thereof were shown in Table 3 below.
인장강도는 ASTM 638, 굴곡강도는 ASTM 790, 충격강도는 ASTM D 256 (노치), 열변형온도는 ASTM D 648 (18.6 ㎏/㎠) 방법으로 측정하였으며, 이형성은 이젝트핀에 의해 이형되지 않고 금형 내에 들러붙어 있는 상태를 ×, 금형에 들러붙지는 않지만 이젝트핀에 의한 자동 이탈이 되지 않는 상태를 △, 이젝트핀에 의해 자동 이탈되며 이형성이 우수한 상태를 ○ 으로 나타내었고, 표면상태는 표면에 물결무늬가 발생하거나 무기물질이 돌출된 상태를 ×, 물결 무늬가 없고 광택이 우수하며 표면이 매끄러운 상태를 ○ 으로 나타내었다.Tensile strength was measured by ASTM 638, flexural strength was ASTM 790, impact strength was ASTM D 256 (notch), and heat deformation temperature was measured by ASTM D 648 (18.6 ㎏ / ㎠) method. △, the state that does not adhere to the mold but does not adhere automatically by the eject pin, △, the state that is automatically released by the eject pin and exhibits excellent release property as ○, and the surface state is rippled on the surface. The state where the pattern occurs or the inorganic material protrudes is indicated by ×, without the wave pattern, the gloss is excellent, and the surface is smooth.
본 발명에 의한 PTT 수지조성물은 낮은 금형온도에서 빠른 사이클 시간으로 성형되기 때문에 본 발명에 따르지 않는 PTT 수지조성물보다 공정성 및 성형성이 우수하고, 기계적, 열적, 전기적 성질이 우수한 열가소성 성형재료로서 열경화성에 필적하는 우수한 내열성을 갖고 있어서 전자부품, 자동차 전장부품, 열기구 하우징 등의 용도에 다양하게 적용될 수 있다.PTT resin composition according to the present invention is a thermoplastic molding material excellent in processability and formability, and excellent in mechanical, thermal, and electrical properties than PTT resin composition according to the present invention because it is molded at a low cycle temperature at a fast cycle time. Comparable excellent heat resistance can be applied to a variety of applications, such as electronic components, automotive electronic parts, hot air balloon housing.
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