KR20100065130A - Pet hybrid nano-composite comprising poss - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A POSS-containing PET(polyethylene terephthalate) hybrid nano composite is provided to secure the dispersibility of a POSS particle and a PET resin, and to improve the matter property of a modulus. CONSTITUTION: A POSS-containing PET(polyethylene terephthalate) hybrid nano composite contains a PET resin, a PSS particle dispersed to the PET resin, and a nano composite including a reformed PET produced by grafting the PET resin and a silane compound as a compatibilizer, and the POSS disperse to the reformed PET. The PSS included to the nano composite is marked with chemical formula 2. In the chemical formula 2, R3 is either an alkyl group with the carbon number of 1~10, an alkene group, an aryl group, an alkoxy group, or a cycloalkene group.

Description

ＰＯＳＳ를 포함하는 ＰＥＴ 하이브리드 나노복합체{PET HYBRID NANO-COMPOSITE COMPRISING POSS}PET hybrid nanocomposite including POSS {PET HYBRID NANO-COMPOSITE COMPRISING POSS}

본 발명은 고분자 나노복합체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차 내·외장재 등으로 사용할 수 있는 POSS를 포함하는 PET 하이브리드 나노복합체에 대한 것이다.
The present invention relates to a polymer nanocomposite, and more particularly, to a PET hybrid nanocomposite including POSS that can be used in automobile interior and exterior materials.

PET 수지는 20세기 중반부터 고강도, 고내열성, 투명성 등의 우수한 물성, 가공특성, 및 가격경쟁력으로 인하여 섬유분야 비섬유 분야에서 다양하게 활용되어 왔으며, 최근에는 PET 수지를 이용한 나노복합체를 제조하여 더욱 우수한 성능의 PET 수지를 제조하려는 노력이 계속되고 있다.PET resins have been utilized in various fields in the non-fiber field of textiles since the middle of the 20th century due to their excellent properties such as high strength, high heat resistance and transparency, processing characteristics, and price competitiveness. Efforts are being made to produce PET resins with good performance.

나노복합체는 고분자 수지에 1 내지 100 나노미터 크기의 고분자, 무기물 또는 금속입자가 분산되어 있는 복합체로서, 나노 입자의 표면적, 즉 계면적이 매우 크고, 입자 사이의 거리도 크게 감소한다. 이로 인해 고분자의 내충격성, 인성 및 투명성의 손상이 없이도 강도와 강성도, 기체나 액체에 대한 차단성, 내마모성, 고온안정성이 대폭 향상되는 특성이 있으며, 성능/원가 면에서도 매우 유리한 신소재이다.Nanocomposites are composites in which polymer, inorganic or metal particles having a size of 1 to 100 nanometers are dispersed in a polymer resin. The nanocomposite has a large surface area, that is, an interfacial area, and greatly reduces the distance between particles. As a result, strength and stiffness, barrier properties, abrasion resistance, and high temperature stability are greatly improved without damaging the impact resistance, toughness, and transparency of the polymer, and are very advantageous in terms of performance and cost.

PET를 이용한 나노복합체로서 종래에는 점토를 포함하는 PET/점토 나노복합체를 제조하려는 시도가 있었다. PET/점토 나노복합체는 실리케이트의 층상구조를 갖는 점토광물의 층 사이로 고분자 수지를 침투시켜 제조되는 것을 특징으로 하고 있다. 그러나 점토광물의 기본단위인 판상 실리케이트는 판과 판 사이의 강력한 인력으로 인해 고분자 수지에 의해 박리, 분산시키기 매우 힘들다. 또한 이러한 문제점을 해결하기 위해 점토를 알킬기가 8개 이상을 가진 유기물로 처리한 PET/점토 나노복합체가 개발되었으나 PET의 중합온도가 280℃ 내지 290℃정도로 높기 때문에 고온에서 유기화 처리된 부분이 대부분 분해되어 고분자와 반응하기 어려운 문제점이 있었다.As a nanocomposite using PET, there has been an attempt to manufacture a PET / clay nanocomposite including clay. PET / clay nanocomposites are characterized in that the polymer resin is made to penetrate between layers of clay mineral having a layered structure of silicates. However, plate silicates, which are the basic units of clay minerals, are very difficult to peel and disperse by polymer resin due to the strong attraction between the plates. In order to solve this problem, PET / clay nanocomposites have been developed in which clays are treated with organic substances having 8 or more alkyl groups. There was a problem difficult to react with the polymer.

최근에는 POSS를 이용한 나노복합체의 개발이 주목을 받고 있다. POSS는 고온에서도 말단의 유기 반응성기가 유지되고 크기가 100nm이하의 균일한 분포를 이루기 때문에 PET 등 고분자 수지와 나노복합체를 형성하였을 경우, 고분자 수지의 물성을 향상시킬 있을 것으로 예상된다.Recently, the development of nanocomposites using POSS has attracted attention. POSS is expected to improve the physical properties of the polymer resin when a nanocomposite is formed with a polymer resin such as PET because the organic reactive group at the terminal is maintained at a high temperature and has a uniform distribution of 100 nm or less.

그러나 나노복합체는 이종의 재료를 조합하여 제조되는 복합재료이기 때문에 이질성분으로 인한 상분리 현상이 일어나서 한계 물성치에 쉽게 도달해 버리는 문제점이 있다. 따라서 안정한 복합계를 형성하기 위해서는 두 상의 친화력을 증가시켜 양상간의 계면장력을 극도로 낮추는 것이 매우 중요하며, 계를 안정화하고 응집 혹은 분리를 일으키지 않도록 하는 것이 매우 중요하다.However, since the nanocomposite is a composite material manufactured by combining heterogeneous materials, there is a problem in that phase separation due to heterogeneous components occurs and easily reaches the limit physical properties. Therefore, in order to form a stable composite system, it is very important to increase the affinity of two phases to extremely lower the interfacial tension between the phases, and to stabilize the system and not to cause aggregation or separation.

따라서 나노복합체에서 나타날 수 있는 상분리의 문제점과 이로 인한 물성 저하의 단점을 극복하기 위하여 PET를 개질하여 사용하거나 상용화제 등 첨가제를 사용하여 상용성을 향상시킨 나노복합체의 개발이 시급하다.
Therefore, in order to overcome the problems of phase separation that may appear in the nanocomposites and the disadvantages of deterioration of the physical properties, there is an urgent need to develop nanocomposites having improved compatibility by using modified PET or additives such as compatibilizers.

상기 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 PET 수지와 POSS의 분산성이 양호하고 내열성 및 모듈러스 등 물성이 우수한 PET 하이브리드 나노복합체를 제공하는데 목적이 있다.
In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a PET hybrid nanocomposite having excellent dispersibility of PET resin and POSS and excellent physical properties such as heat resistance and modulus.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해서 본 발명은 PET(Polyethyleneterephthalate, 폴리에틸렌테레프탈레이트) 수지와 실란화합물의 그라프트 중합반응에 의해 형성된 개질형 PET 수지 및 개질형 PET 수지에 분산된 POSS(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane, 다면체 올리고머 실세스퀴옥산)를 포함하는 PET 하이브리드 나노복합체를 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention provides a modified PET resin formed by graft polymerization of a polyethylene terephthalate (PET) resin and a silane compound and a polyhedral oligomeric silsesquioxane (Polyhedral Oligomer) dispersed in a modified PET resin. It provides a PET hybrid nanocomposite containing silsesquioxane).

상기 개질형 PET 수지의 형성에 사용되는 실란화합물은 하기 화학식 1과 같이 표시되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.As the silane compound used to form the modified PET resin, it is preferable to use one represented by the following Chemical Formula 1.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 내지 10인 알킬기, 탄소수 1 내지 10인 알콕시기, 할로겐원자 또는 아릴기이다. R2는 말단에 비닐기 또는 아크릴기를 포함하는 탄소수가 1 내지 10인 작용기이다.In Formula 1, R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen atom or an aryl group. R <2> is a C1-C10 functional group containing a vinyl group or an acryl group at the terminal.

상기 실란화합물로는 대표적으로 비닐트리메톡시실란, 비닐트리메틸실란, 비닐트리페닐실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리에틸실란, 아크릴트리메톡시실란 및 아크릴트리에톡시실란이 있으나, 본 발명에서 사용되는 실란화합물이 이에 한정되는 것은 아니다. Typical silane compounds include vinyltrimethoxysilane, vinyltrimethylsilane, vinyltriphenylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriethylsilane, acryltrimethoxysilane, and acryltriethoxysilane. The silane compound used is not limited thereto.

상기 실란화합물의 양은 상기 PET 수지 100 중량부 대비 1 중량부 내지 10 중량부인 것이 바람직하다.The amount of the silane compound is preferably 1 part by weight to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the PET resin.

또한, 상기 개질형 PET에 분산되는 POSS는 하기 화학식 2와 같이 표시되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the POSS dispersed in the modified PET is preferably used as shown in the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 2에서, R3은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 알켄기, 아릴기, 알콕시기 또는 사이클로알케인기이고, R4는 탄소수 1 내지 10의 옥사이드기, 글리시딜기, 알콜기 또는 카르복실기이다.In Formula 2, R 3 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkene group, an aryl group, an alkoxy group or a cycloalkaine group, and R 4 is an oxide group having 1 to 10 carbon atoms, glycidyl group, alcohol group or carboxyl group.

상기 개질형 PET에 분산되는 POSS는 글리시딜사이클로헥실-POSS, 글리시딜사이클로펜틸-POSS, 글리시딜아이소부틸-POSS, 글리시딜아이소옥틸-POSS 및 글리시딜페닐-POSS이 대표적이나 이에 한정되는 것은 아니다. POSS dispersed in the modified PET are glycidylcyclohexyl-POSS, glycidylcyclopentyl-POSS, glycidylisobutyl-POSS, glycidylisooctyl-POSS and glycidylphenyl-POSS. However, it is not limited thereto.

상기 POSS의 양은 상기 개질형 PET 수지 100 중량부 대비 1 중량부 내지 10 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.
The amount of POSS is preferably used 1 part by weight to 10 parts by weight relative to 100 parts by weight of the modified PET resin.

또한 본 발명은 나노복합체를 상용화제로 사용하여 제조된 PET 하이브리드 나노복합체를 제공한다. 본 발명의 PET 하이브리드 나노복합체는 PET 수지, PET 수지에 분산된 POSS, 상용화제인 PET 나노복합체를 포함한다.The present invention also provides a PET hybrid nanocomposite prepared using the nanocomposite as a compatibilizer. The PET hybrid nanocomposite of the present invention includes a PET resin, a POSS dispersed in a PET resin, and a PET nanocomposite which is a compatibilizer.

상기 PET 하이브리드 나노복합체에 포함되는 POSS는 하기 화학식 2와 같이 표시되는 것을 사용하는 것이 바람직하다. POSS included in the PET hybrid nanocomposite is preferably used as shown in the formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식 2에서, R3은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 알켄기, 아릴기, 알콕시기 또는 사이클로알케인기이고, R4는 탄소수 1 내지 10의 옥사이드기, 글리시딜기, 알콜기 또는 카르복실기이다.In Formula 2, R 3 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkene group, an aryl group, an alkoxy group or a cycloalkaine group, and R 4 is an oxide group having 1 to 10 carbon atoms, glycidyl group, alcohol group or carboxyl group.

상기 POSS 중에서 글리시딜사이클로헥실-POSS, 글리시딜사이클로펜틸-POSS, 글리시딜아이소부틸-POSS, 글리시딜아이소옥틸-POSS 및 글리시딜페닐-POSS이 대표적으로 사용될 수 있다.Among the POSS, glycidylcyclohexyl-POSS, glycidylcyclopentyl-POSS, glycidylisobutyl-POSS, glycidylisooctyl-POSS and glycidylphenyl-POSS may be representatively used.

상기 POSS의 함량은 PET 수지 100 중량부 대비 1 중량부 내지 10 중량부인 것이 바람직하다.The content of the POSS is preferably 1 part by weight to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of PET resin.

상기 PET 하이브리드 나노복합체는 상용화제로서 PET 나노복합체를 포함한다. 상기 상용화제로 사용되는 나노복합체의 함량은 PET 100 중량부 대비 0.1 중량부 내지 1 중량부인 것이 바람직하다.The PET hybrid nanocomposite includes a PET nanocomposite as a compatibilizer. The content of the nanocomposite used as the compatibilizer is preferably 0.1 parts by weight to 1 part by weight based on 100 parts by weight of PET.

본 발명의 PET 하이브리드 나노복합체에 포함되는 상용화제는 PET 수지와 실란화합물의 그라프트 중합반응에 의해 형성된 개질형 PET와 POSS를 포함하는 나노복합체인 것이 바람직하다. The compatibilizer included in the PET hybrid nanocomposite of the present invention is preferably a nanocomposite comprising modified PET and POSS formed by graft polymerization of a PET resin and a silane compound.

상기 개질형 PET를 형성하는데 사용되는 실란화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 사용하는 것이 바람직하다. The silane compound used to form the modified PET is preferably one represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 내지 10인 알킬기, 탄소수 1 내지 10인 알콕시기, 할로겐원자 또는 아릴기이다. R2는 말단에 비닐기 또는 아크릴기를 포함하는 탄소수가 1 내지 10인 작용기이다.In Formula 1, R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen atom or an aryl group. R <2> is a C1-C10 functional group containing a vinyl group or an acryl group at the terminal.

상기 실란화합물로는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리메틸실란, 비닐트리페닐실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리에틸실란, 아크릴트리메톡시실란 및 아크릴트리에톡시실란이 대표적이나 이에 한정되는 것은 아니다. As the silane compound, vinyltrimethoxysilane, vinyltrimethylsilane, vinyltriphenylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriethylsilane, acryltrimethoxysilane and acryltriethoxysilane are typical, but not limited thereto. .

상기 실란화합물의 함량은 개질형 PET를 제조하는데 사용하는 PET 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부인 것이 바람직하다.The content of the silane compound is preferably 1 to 10 parts by weight relative to 100 parts by weight of PET used to prepare the modified PET.

또한 상기 상용화제로 사용되는 나노복합체 제조시 개질형 PET에 분산되는 POSS는 하기 화학식 2로 표시되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the POSS dispersed in the modified PET when preparing the nanocomposite used as the compatibilizer is preferably used as represented by the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 화학식 2에서, R3은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 알켄기, 아릴기, 알콕시기 또는 사이클로알케인기이고, R4는 탄소수 1 내지 10의 옥사이드기, 글리시딜기, 알콜기 또는 카르복실기이다.In Formula 2, R 3 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkene group, an aryl group, an alkoxy group or a cycloalkaine group, and R 4 is an oxide group having 1 to 10 carbon atoms, glycidyl group, alcohol group or carboxyl group.

상기 POSS는 글리시딜사이클로헥실-POSS, 글리시딜사이클로펜틸-POSS, 글리시딜아이소부틸-POSS, 글리시딜아이소옥틸-POSS 및 글리시딜페닐-POSS가 대표적으로 사용되나 이에 한정되는 것은 아니다. The POSS is typically represented by, but not limited to, glycidylcyclohexyl-POSS, glycidylcyclopentyl-POSS, glycidylisobutyl-POSS, glycidylisooctyl-POSS, and glycidylphenyl-POSS. It is not.

상기 개질형 PET에 분산되는 POSS의 양은 개질형 PET 100 중량부 대비 1 중량부 내지 10 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.
The amount of POSS dispersed in the modified PET is preferably 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the modified PET.

아울러 본 발명은 PET 수지, PET 수지에 분산된 POSS 및 상용화제로서 PET 수지 및 실란화합물을 그라프트 중합하여 제조되는 개질형 PET 수지를 포함하는 PET 하이브리드 나노복합체를 제공한다.In addition, the present invention provides a PET hybrid nanocomposite comprising a PET resin, POSS dispersed in the PET resin and a modified PET resin prepared by graft polymerization of the PET resin and the silane compound as a compatibilizer.

상기 PET 수지에 분산되는 POSS는 하기 화학식 2로 표시되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.POSS dispersed in the PET resin, it is preferable to use those represented by the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00006
Figure pat00006

상기 화학식 2에서, R3은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 알켄기, 아릴기, 알콕시기 또는 사이클로알케인기이고, R4는 탄소수 1 내지 10의 옥사이드기, 글리시딜기, 알콜기 또는 카르복실기이다.In Formula 2, R 3 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkene group, an aryl group, an alkoxy group or a cycloalkaine group, and R 4 is an oxide group having 1 to 10 carbon atoms, glycidyl group, alcohol group or carboxyl group.

상기 POSS는 글리시딜사이클로헥실-POSS, 글리시딜사이클로펜틸-POSS, 글리시딜아이소부틸-POSS, 글리시딜아이소옥틸-POSS 및 글리시딜페닐-POSS가 사용되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.The POSS is preferably glycidylcyclohexyl-POSS, glycidylcyclopentyl-POSS, glycidylisobutyl-POSS, glycidylisooctyl-POSS, and glycidylphenyl-POSS. It doesn't happen.

상기 POSS의 함량은 상기 PET 수지 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부인 것이 바람직하다.The content of the POSS is preferably 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the PET resin.

상기 상용화제로 사용되는 개질형 PET 수지의 함량은 상기 PET 수지 100 중량부 대비 0.1 중량부 내지 1 중량부인 것이 바람직하다.The content of the modified PET resin used as the compatibilizer is preferably 0.1 part by weight to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the PET resin.

상기 개질형 PET 수지는 PET 수지 100 중량부와 실란화합물 1 내지 10 중량부를 그라프트 중합하여 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직하다.The modified PET resin is preferably used by graft polymerization of 100 parts by weight of the PET resin and 1 to 10 parts by weight of the silane compound.

상기 실란화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable to use what is represented by following formula (1) as the said silane compound.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00007
Figure pat00007

상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 내지 10인 알킬기, 탄소수 1 내지 10인 알콕시기, 할로겐원자 또는 아릴기이다. R2는 말단에 비닐기 또는 아크릴기를 포함하는 탄소수가 1 내지 10인 작용기이다.In Formula 1, R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen atom or an aryl group. R <2> is a C1-C10 functional group containing a vinyl group or an acryl group at the terminal.

상기 실란화합물로는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리메틸실란, 비닐트리페닐실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리에틸실란, 아크릴트리메톡시실란 및 아크릴트리에톡시실란이 대표적으로 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
As the silane compound, vinyltrimethoxysilane, vinyltrimethylsilane, vinyltriphenylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriethylsilane, acryltrimethoxysilane and acryltriethoxysilane may be representatively used. It doesn't happen.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

나노복합체는 이종의 재료를 조합하여 제조되는 복합재료이기 때문에 이질성분으로 인한 상분리 현상이 일어나서 한계 물성치에 쉽게 도달해 버리는 문제점이 있다. 따라서 안정한 복합계를 형성하려면 두 상의 친화력을 증가시켜 양상간의 계면장력을 극도로 낮추는 것이 매우 중요하며, 계를 안정화하고 응집 혹은 분리를 일으키지 않도록 하는 것이 매우 중요하다.Since nanocomposites are composite materials manufactured by combining different materials, there is a problem in that phase separation due to heterogeneous components occurs and easily reaches limit physical properties. Therefore, in order to form a stable composite system, it is very important to increase the affinity of two phases to extremely lower the interfacial tension between the phases, and to stabilize the system and not to cause aggregation or separation.

상기 문제점을 해결하기 위해서 본 발명에서는 In order to solve the above problems in the present invention

1) PET 수지와 실란화합물을 그라프트 중합하여 이루어진 개질형 PET 수지에 POSS를 분산시켜 제조된 PET 하이브리드 나노복합체, 1) PET hybrid nanocomposite prepared by dispersing POSS in a modified PET resin formed by graft polymerization of a PET resin and a silane compound,

2) PET 나노복합체가 상용화제로 사용되어 제조된 PET 하이브리드 나노복합체및2) PET hybrid nanocomposite prepared using PET nanocomposite as a compatibilizer;

3) PET 수지와 실란화합물을 그라프트 중합하여 이루어진 개질형 PET 수지가 상용화제로 사용되어 제조된 PET 하이브리드 나노복합체를 제공한다.
3) The present invention provides a PET hybrid nanocomposite prepared by using a modified PET resin obtained by graft polymerization of a PET resin and a silane compound as a compatibilizer.

우선, 본 발명의 나노복합체 중 PET 수지와 실란화합물로 그라프트 중합하여 이루어진 개질형 PET에 POSS를 분산시킨 PET 하이브리드 나노복합체에 대해서 상세히 설명한다. First, the PET hybrid nanocomposite in which POSS is dispersed in modified PET formed by graft polymerization of a PET resin and a silane compound in the nanocomposite of the present invention will be described in detail.

본 발명의 PET 하이브리드 나노복합체는 개질형 PET 수지 및 이에 분산된 POSS를 포함한다. 상기 개질형 PET 수지는 PET 수지와 실란화합물의 그라프트 중합반응에 의해 제조된다.PET hybrid nanocomposites of the present invention include a modified PET resin and POSS dispersed therein. The modified PET resin is prepared by graft polymerization of a PET resin and a silane compound.

상기 개질형 PET의 제조에 사용되는 실란화합물은 하기 화학식 1로 표현되는 것을 사용하는 것이 바람직하다. As the silane compound used to prepare the modified PET, it is preferable to use one represented by the following Chemical Formula 1.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00008
Figure pat00008

상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 내지 10인 알킬기, 탄소수 1 내지 10인 알콕시기, 할로겐원자 또는 아릴기이다. R2는 말단에 비닐기 또는 아크릴기를 포함하는 탄소수가 1 내지 10인 작용기이다.
In Formula 1, R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen atom or an aryl group. R <2> is a C1-C10 functional group containing a vinyl group or an acryl group at the terminal.

*상기 실란화합물의 알콕시기는 무기질 재료인 POSS와 효과적으로 결합하며, 비닐기, 아크릴기는 유기질 재료인 PET 수지와 결합하여 무기 나노입자와 유기 고분자 수지의 상용성을 개선하는 역할을 한다.* The alkoxy group of the silane compound effectively combines with POSS, which is an inorganic material, and the vinyl group, acrylic group, which combines with PET resin, which is an organic material, serves to improve compatibility of inorganic nanoparticles and organic polymer resin.

이와 같은 실란화합물로는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리메틸실란, 비닐트리페닐실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리에틸실란, 아크릴트리메톡시실란, 아크릴트리에톡시실란을 사용할 수 있으며, 그 중에서 비닐트리메톡시실란 및 비닐트리에톡시실란이 대표적이다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.As such a silane compound, vinyltrimethoxysilane, vinyltrimethylsilane, vinyltriphenylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriethylsilane, acryltrimethoxysilane, and acryltriethoxysilane can be used. Vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane are representative. However, it is not limited thereto.

상기 실란화합물의 양은 PET 수지 100 중량부 대비 1 중량부 내지 10 중량부, 바람직하게는 5 중량부 내지 10 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.The amount of the silane compound is preferably used 1 part by weight to 10 parts by weight, preferably 5 parts by weight to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of PET resin.

실란화합물이 1 중량부 미만인 경우에는 분산성이 향상되지 않고, 10 중량부를 초과하는 경우에는 실란화합물의 양이 많아져 오히려 분산성이 저하되고 이로 인하여 물성이 떨어지는 단점이 발생한다.If the silane compound is less than 1 part by weight, dispersibility is not improved. If the silane compound is more than 10 parts by weight, the amount of the silane compound is increased, so that the dispersibility is lowered.

상기 PET 수지와 실란화합물을 그라프트 중합시키는 방법으로는 용융법, 용액법, 중합법 등이 이용될 수 있다. 용융법은 실란화합물과 같은 유기물질을 직접 고분자 수지와 용융상태에서 혼합하는 것으로서 상업적으로 가장 바람직하다.
As a method for graft polymerization of the PET resin and the silane compound, a melting method, a solution method, a polymerization method, or the like may be used. Melting is a commercially preferred method of mixing an organic material such as a silane compound directly in a molten state with a polymer resin.

*상기 개질형 PET에 분산되는 POSS는 하기 화학식 2로 표시되는 것을 사용하는 것이 바람직하다. * POSS dispersed in the modified PET is preferably used to the formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00009
Figure pat00009

상기 화학식 2에서, R3은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 알켄기, 아릴기, 알콕시기 또는 사이클로알케인기이고, R4는 탄소수 1 내지 10의 옥사이드기, 글리시딜기, 알콜기 또는 카르복실기이다.In Formula 2, R 3 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkene group, an aryl group, an alkoxy group or a cycloalkaine group, and R 4 is an oxide group having 1 to 10 carbon atoms, glycidyl group, alcohol group or carboxyl group.

상기 POSS는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지에 도입되어 열적 안정성, 내마모성 및 기계적인 강도를 증가시키는데 사용된다. 일반적으로 POSS는 열적 안정성이 우수하고 입자크기가 100nm 이하이며, 유기 및 무기 작용기를 가지고 있어 다양한 반응성을 가질 수 있는 장점이 있다.The POSS is incorporated into polyethylene terephthalate resins and used to increase thermal stability, wear resistance and mechanical strength. In general, POSS has excellent thermal stability, particle size of 100 nm or less, and has organic and inorganic functional groups, which may have various reactivity.

상기 POSS로는 대표적으로 글시딜사이클로헥실-POSS, 글리시딜사이클로펜틸-POSS, 글리시딜에틸-POSS, 글리시딜아이소부틸-POSS, 글리시딜아이소옥틸-POSS, 글리시딜페닐-POSS이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 하기 화학식 3은 글리시딜아이소부틸-POSS를 도시한 것이다.Representative examples of the POSS include glycidylcyclohexyl-POSS, glycidylcyclopentyl-POSS, glycidylethyl-POSS, glycidylisobutyl-POSS, glycidylisooctyl-POSS, and glycidylphenyl-POSS. May be used, but is not limited thereto. Formula 3 below shows glycidylisobutyl-POSS.

[화학식 3](3)

Figure pat00010
Figure pat00010

상기 POSS의 양은 PET 수지와 실란화합물의 그라프트 중합 반응을 통해 얻어진 개질형 PET 수지 100 중량부 대비 1 중량부 내지 10 중량부인 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 5 중량부 내지 10 중량부가 사용된다. POSS의 양이 1 중량부 미만인 경우에는 POSS의 함량이 적어 본 발명의 나노복합체의 제조 목적인 열적안정성, 내마모성 등의 효과가 미미하며, 10 중량부를 초과하는 경우에는 POSS의 함량이 증대되어 오히려 분산성을 저하시키고 기계적 강도가 저하되는 등의 단점이 발생된다.The amount of POSS is preferably 1 part by weight to 10 parts by weight, and most preferably 5 parts by weight to 10 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the modified PET resin obtained through the graft polymerization reaction between the PET resin and the silane compound. When the amount of POSS is less than 1 part by weight, the content of POSS is small, so that the effects of thermal stability, abrasion resistance, and the like, which are intended for the production of the nanocomposite of the present invention, are insignificant. Disadvantages such as lowering the mechanical strength and lowering the mechanical strength.

상기 PET 수지에 POSS를 분산시키는 방법으로는 중합법, 용액법, 용융법 등이 사용될 수 있으나, 중합법은 제조공정이 다소 복잡하고, 용액법은 최종제품을 얻기 위해서는 고형분을 용제와 분리시켜야 하는 단점이 있다. 따라서 블렌드하려고 하는 물질을 용융온도 이상으로 열을 가해 녹인 후 새로운 물질을 합성하는 용융법을 사용하는 것이 가장 바람직하다.As a method of dispersing POSS in the PET resin, a polymerization method, a solution method, a melting method, and the like may be used, but the polymerization method is a complicated manufacturing process, and the solution method requires separating solids from a solvent in order to obtain a final product. There are disadvantages. Therefore, it is most preferable to use a melting method in which a material to be blended is melted by applying heat above the melting temperature to synthesize new material.

한편, 나노복합체의 제조시 고분자 수지와 나노 입자 사이의 분산성을 개선하기 위해 고분자 수지를 직접적으로 개질하는 방법 이외에도 무기 나노 입자와 함께 상용화제를 사용하는 방법을 고려할 수 있다.Meanwhile, in the preparation of the nanocomposite, a method of using a compatibilizer together with the inorganic nanoparticles may be considered in addition to a method of directly modifying the polymer resin to improve dispersibility between the polymer resin and the nanoparticles.

다음으로, 본 발명은 PET 하이브리드 나노복합체의 제조시 무기 나노입자인 POSS와 PET 수지의 분산성을 향상시키기 위해, 상용화제로서 POSS를 포함하는 나노복합체를 사용하여 제조한 PET 하이브리드 나노복합체를 설명한다.Next, the present invention describes a PET hybrid nanocomposite prepared using a nanocomposite containing POSS as a compatibilizer, in order to improve the dispersibility of the inorganic nanoparticles POSS and PET resin in the production of the PET hybrid nanocomposite. .

상기 PET 하이브리드 나노복합체는 PET 수지, PET 수지에 분산된 POSS 및 상용화제로서 POSS를 포함한 나노복합체를 포함한다.The PET hybrid nanocomposite includes a PET resin, a POSS dispersed in the PET resin, and a nanocomposite including POSS as a compatibilizer.

우선, 상기 PET 수지에 분산되는 POSS는 하기 화학식 2로 표시되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.First, the POSS dispersed in the PET resin is preferably used as represented by the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00011
Figure pat00011

상기 화학식 2에서, R3은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 알켄기, 아릴기, 알콕시기 또는 사이클로알케인기이고, R4는 탄소수 1 내지 10의 옥사이드기, 글리시딜기, 알콜기 또는 카르복실기이다.In Formula 2, R 3 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkene group, an aryl group, an alkoxy group or a cycloalkaine group, and R 4 is an oxide group having 1 to 10 carbon atoms, glycidyl group, alcohol group or carboxyl group.

이와 같은 POSS로는 글리시딜사이클헥실-POSS, 글리시딜사이클로펜틸-POSS, 글리시딜에틸-POSS, 글리시딜아이소부틸-POSS, 글리시딜아이소옥틸-POSS, 글리시딜페닐-POSS가 대표적이나 이에 한정되는 것은 아니다.Such POSS includes glycidyl cyclic hexyl-POSS, glycidyl cyclopentyl-POSS, glycidyl ethyl-POSS, glycidyl isobutyl-POSS, glycidyl isooctyl-POSS, glycidylphenyl-POSS Is representative but not limited to.

상기 POSS는 PET 수지 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부를 사용하는 것이 바람직하며 더욱 바람직하게는 5 내지 10 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. POSS의 양이 1 중량부 미만인 경우에는 POSS의 함량이 적어 본 발명의 나노복합체 제조 목적인 열적 안정성, 내마모성, 등의 효과가 미미하며, 10 중량부를 초과하는 경우에는 POSS의 함량이 증가되어 오히려 분산성을 저하시키고 기계적 강도가 저하되는 등 단점이 발생하게 된다.The POSS is preferably used 1 to 10 parts by weight relative to 100 parts by weight of PET resin, more preferably 5 to 10 parts by weight. When the amount of POSS is less than 1 part by weight, the content of POSS is small, so that the effects of thermal stability, abrasion resistance, and the like, which are intended for the production of the nanocomposite of the present invention, are insignificant. Disadvantages such as lowering the mechanical strength and lowering.

다음으로 본 발명의 PET 하이브리드 나노복합체 제조시 상용화제로 사용되는 나노복합체에 대해서 상세히 설명한다. Next, the nanocomposite used as a compatibilizer in the production of the PET hybrid nanocomposite of the present invention will be described in detail.

상기 상용화제로 사용되는 나노복합체는 PET 수지 100 중량부 대비 0.1 중량부 내지 1 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 0.5 내지 1 중량부를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 상용화제로 사용되는 나노복합체의 양이 0.1 중량부 미만인 경우에는 분산성 개선의 효과가 미미하며, 1 중량부를 초과하는 경우에는 분자간 응집이 일어나 오히려 분산성을 저하시키는 부작용이 발생하게 된다.The nanocomposite used as the compatibilizer is preferably used in an amount of 0.1 parts by weight to 1 part by weight, and most preferably 0.5 to 1 part by weight, based on 100 parts by weight of PET resin. When the amount of the nanocomposite used as the compatibilizer is less than 0.1 part by weight, the effect of improving dispersibility is insignificant. When the amount of the nanocomposite is greater than 1 part by weight, intermolecular agglomeration occurs, which results in a side effect of lowering dispersibility.

상기 상용화제로 사용되는 나노복합체는 PET 수지와 실란화합물을 그라프트 중합하여 이루어진 개질형 PET 수지에 POSS를 분산시켜 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 발명의 PET 하이브리드 나노복합체는 상용화제에 포함된 POSS와 PET 수지에 분산된 POSS 사이의 가교도를 높여 POSS와 PET 수지 사이의 분산성을 더욱 효과적으로 개선할 수 있다.The nanocomposite used as the compatibilizer is characterized in that the POSS is dispersed in a modified PET resin formed by graft polymerization of a PET resin and a silane compound. The PET hybrid nanocomposite of the present invention can more effectively improve the dispersibility between POSS and the PET resin by increasing the degree of crosslinking between the POSS contained in the compatibilizer and the POSS dispersed in the PET resin.

상기 실란화합물은 하기 화학식 1로 표현되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable to use the silane compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00012
Figure pat00012

상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 내지 10인 알킬기, 탄소수 1 내지 10인 알콕시기, 할로겐원자 또는 아릴기이다. R2는 말단에 비닐기 또는 아크릴기를 포함하는 탄소수가 1 내지 10인 작용기이다.In Formula 1, R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen atom or an aryl group. R <2> is a C1-C10 functional group containing a vinyl group or an acryl group at the terminal.

상기 실란화합물로는 대표적으로 비닐트리메톡시실란, 비닐트리메틸실란, 비닐트리페닐실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리에틸실란, 아크릴트리메톡시실란 및 아크릴트리에톡시실란이 있으나, 본 발명에서 사용되는 실란화합물이 이에 한정되는 것은 아니다. Typical silane compounds include vinyltrimethoxysilane, vinyltrimethylsilane, vinyltriphenylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriethylsilane, acryltrimethoxysilane, and acryltriethoxysilane. The silane compound used is not limited thereto.

상기 실란화합물은 상기 PET 수지 100 중량부 대비 1 중량부 내지 10 중량부를 사용하는 것이 좋으며, 5 내지 10 중량부를 사용하는 것이 가장 바람직하다.The silane compound is preferably used 1 part by weight to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the PET resin, it is most preferably used 5 to 10 parts by weight.

또한 상기 개질형 PET 수지에 분산되는 POSS는 하기 화학식 2로 표시되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the POSS dispersed in the modified PET resin is preferably used as represented by the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00013
Figure pat00013

상기 화학식 2에서, R3은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 알켄기, 아릴기, 알콕시기 또는 사이클로알케인기이고, R4는 탄소수 1 내지 10의 옥사이드기, 글리시딜기, 알콜기 또는 카르복실기이다.In Formula 2, R 3 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkene group, an aryl group, an alkoxy group or a cycloalkaine group, and R 4 is an oxide group having 1 to 10 carbon atoms, glycidyl group, alcohol group or carboxyl group.

상기 개질형 PET에 분산되는 POSS는 글리시딜사이클로헥실-POSS, 글리시딜사이클로펜틸-POSS, 글리시딜아이소부틸-POSS, 글리시딜아이소옥틸-POSS 및 글리시딜페닐-POSS이 대표적이나 이에 한정되는 것은 아니다. POSS dispersed in the modified PET are glycidylcyclohexyl-POSS, glycidylcyclopentyl-POSS, glycidylisobutyl-POSS, glycidylisooctyl-POSS and glycidylphenyl-POSS. However, it is not limited thereto.

상기 PET 하이브리드 나노복합체에서 PET 수지에 분산되는 POSS는 하기 화학식 2로 표시되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.In the PET hybrid nanocomposite, POSS dispersed in a PET resin is preferably used as represented by the following Chemical Formula 2.

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00014
Figure pat00014

상기 화학식 2에서, R3은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 알켄기, 아릴기, 알콕시기 또는 사이클로알케인기이고, R4는 탄소수 1 내지 10의 옥사이드기, 글리시딜기, 알콜기 또는 카르복실기이다.In Formula 2, R 3 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkene group, an aryl group, an alkoxy group or a cycloalkaine group, and R 4 is an oxide group having 1 to 10 carbon atoms, glycidyl group, alcohol group or carboxyl group.

이와 같은 POSS로는 글리시딜사이클헥실-POSS, 글리시딜사이클로펜틸-POSS, 글리시딜에틸-POSS, 글리시딜아이소부틸-POSS, 글리시딜아이소옥틸-POSS, 글리시딜페닐-POSS가 대표적이나 이에 한정되는 것은 아니다.Such POSS includes glycidyl cyclic hexyl-POSS, glycidyl cyclopentyl-POSS, glycidyl ethyl-POSS, glycidyl isobutyl-POSS, glycidyl isooctyl-POSS, glycidylphenyl-POSS Is representative but not limited to.

상기 상용화제에 포함되는 POSS는 상용화제 제조시 사용되는 PET 수지 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부를 사용하는 것이 바람직하며 더욱 바람직하게는 5 내지 10 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. POSS의 양이 1 중량부 미만인 경우에는 POSS의 함량이 적어 본 발명의 나노복합체 제조 목적인 열적 안정성, 내마모성, 등의 효과가 미미하며, 10 중량부를 초과하는 경우에는 POSS의 함량이 증가되어 오히려 분산성을 저하시키고 기계적 강도가 저하되는 등 단점이 발생하게 된다.The POSS included in the compatibilizer is preferably used in an amount of 1 to 10 parts by weight, and more preferably 5 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the PET resin used in preparing the compatibilizer. When the amount of POSS is less than 1 part by weight, the content of POSS is small, so that the effects of thermal stability, abrasion resistance, and the like, which are intended for the production of the nanocomposite of the present invention, are insignificant. Disadvantages such as lowering the mechanical strength and lowering.

상기 PET 수지에 상용화제로 사용되는 나노복합체와 POSS를 분산시키는 방법으로는 블렌드하려고 하는 물질을 용융온도 이상으로 열을 가해 녹인 후 새로운 물질을 합성하는 용융법을 사용하는 것이 가장 바람직하다.
As a method of dispersing the nanocomposite and POSS used as a compatibilizer in the PET resin, it is most preferable to use a melting method of synthesizing a new material after dissolving the material to be blended by applying heat above the melting temperature.

다음으로, PET 수지와 실란화합물을 그라프트 중합하여 이루어진 개질형 PET를 상용화제로 사용하여 제조된 PET 하이브리드 나노복합체를 설명한다. 상기 PET 하이브리드 나노복합체는 PET 수지, PET 수지에 분산된 POSS 및 상용화제로서 PET 수지와 실란화합물을 그라프트 중합하여 이루어진 개질형 PET를 포함한다.Next, a PET hybrid nanocomposite prepared using a modified PET made by graft polymerization of a PET resin and a silane compound as a compatibilizer will be described. The PET hybrid nanocomposite includes PET resin, POSS dispersed in PET resin, and modified PET formed by graft polymerization of a PET resin and a silane compound as a compatibilizer.

상기 PET 수지에 분산되는 POSS는 하기 화학식 2로 표시되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.POSS dispersed in the PET resin, it is preferable to use those represented by the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00015
Figure pat00015

상기 화학식 2에서, R3은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 알켄기, 아릴기, 알콕시기 또는 사이클로알케인기이고, R4는 탄소수 1 내지 10의 옥사이드기, 글리시딜기, 알콜기 또는 카르복실기이다.In Formula 2, R 3 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkene group, an aryl group, an alkoxy group or a cycloalkaine group, and R 4 is an oxide group having 1 to 10 carbon atoms, glycidyl group, alcohol group or carboxyl group.

상기 개질형 PET에 분산되는 POSS는 글리시딜사이클로헥실-POSS, 글리시딜사이클로펜틸-POSS, 글리시딜아이소부틸-POSS, 글리시딜아이소옥틸-POSS 및 글리시딜페닐-POSS이 대표적이나 이에 한정되는 것은 아니다.POSS dispersed in the modified PET are glycidylcyclohexyl-POSS, glycidylcyclopentyl-POSS, glycidylisobutyl-POSS, glycidylisooctyl-POSS and glycidylphenyl-POSS. However, it is not limited thereto.

상기 POSS의 양은 상기 개질형 PET 수지 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부인 것이 바람직하며 가장 바람직하게는 5 중량부 내지 10 중량부를 사용하는 것이 좋다. POSS의 양이 1 중량부 미만인 경우에는 POSS의 함량이 적어 본 발명의 나노복합체 제조 목적인 열적 안정성, 내마모성, 등의 효과가 미미하며, 10 중량부를 초과하는 경우에는 POSS의 함량이 증가되어 오히려 분산성을 저하시키고 기계적 강도가 저하되는 등 단점이 발생하게 된다. The amount of POSS is preferably 1 to 10 parts by weight relative to 100 parts by weight of the modified PET resin, and most preferably 5 to 10 parts by weight. When the amount of POSS is less than 1 part by weight, the content of POSS is small, so that the effects of thermal stability, abrasion resistance, and the like, which are intended for the production of the nanocomposite of the present invention, are insignificant. Disadvantages such as lowering the mechanical strength and lowering.

상기 PET 수지에 상기 POSS를 분산시키는 경우 PET 수지와 POSS의 분산성을 개선하기 위해 본 발명에서는 PET 수지와 실란화합물을 그라프트 중합시켜 제조된 개질형 PET 수지를 상용화제로 사용한다. When dispersing the POSS in the PET resin, in order to improve the dispersibility of the PET resin and the POSS, the modified PET resin prepared by graft polymerization of the PET resin and the silane compound is used as a compatibilizer.

일반적으로 고분자 블렌드의 혼합 공정시 상용화제를 도입하는 방법에 따라 프리매이드형(pre-made type) 블록 공중합체 또는 프리매이드형(pre-made type) 그라프트 공중합체를 사용하거나 인-시츄형(in-situ type) 반응형 상용화제르 사용하는 등의 방법이 있다. 본 발명의 나노복합체는 프리매이드형 그라프트 공중합체로서 PET 수지를 실란화합물로 그라프트 중합시켜 제조되는 개질형 PET 수지를 상용화제로 사용하여 나노복합체를 제조한다.Generally, pre-made type block copolymers or pre-made type graft copolymers are used or in-situ depending on the method of introducing a compatibilizer during the mixing process of the polymer blend. There is a method such as using an in-situ type reactive compatibilizer. The nanocomposite of the present invention is prepared as a compatibilizer by using a modified PET resin prepared by graft polymerization of a PET resin as a silane compound as a compatibilizing graft copolymer.

상기 상용화제로 사용되는 개질형 PET 수지의 함량은 상기 PET 수지 100 중량부 대비 0.1 중량부 내지 1 중량부 인 것이 바람직하며, 0.5 중량부 내지 1 중량부인 것이 더욱 바람직하다. 상기 개질형 PET 수지의 함량이 0.1 중량부 미만인 경우에는 상용화제로서의 역할이 미미하며, 1 중량부를 초과하는 경우에는 오히려 입자의 응집이 일어나 분산성이 저하되는 단점이 발생하게 된다.The content of the modified PET resin used as the compatibilizer is preferably 0.1 part by weight to 1 part by weight, and more preferably 0.5 part by weight to 1 part by weight, based on 100 parts by weight of the PET resin. When the content of the modified PET resin is less than 0.1 part by weight, the role as a compatibilizer is insignificant, and when it exceeds 1 part by weight, agglomeration of particles occurs, resulting in a disadvantage in that dispersibility is lowered.

상기 개질형 PET 수지를 제조하는데 사용되는 실란화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 사용하는 것이 바람직하다. As the silane compound used to prepare the modified PET resin, it is preferable to use one represented by the following Chemical Formula 1.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00016
Figure pat00016

상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 내지 10인 알킬기, 탄소수 1 내지 10인 알콕시기, 할로겐원자 또는 아릴기이다. R2는 말단에 비닐기 또는 아크릴기를 포함하는 탄소수가 1 내지 10인 작용기이다.In Formula 1, R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen atom or an aryl group. R <2> is a C1-C10 functional group containing a vinyl group or an acryl group at the terminal.

상기 실란화합물로는 대표적으로 비닐트리메톡시실란, 비닐트리메틸실란, 비닐트리페닐실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리에틸실란, 아크릴트리메톡시실란 및 아크릴트리에톡시실란이 있으나, 본 발명에서 사용되는 실란화합물이 이에 한정되는 것은 아니다. Typical silane compounds include vinyltrimethoxysilane, vinyltrimethylsilane, vinyltriphenylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriethylsilane, acryltrimethoxysilane, and acryltriethoxysilane. The silane compound used is not limited thereto.

개질형 PET 수지의 제조시 상기 실란화합물의 함량은 PET 수지 100 중량부 대비 1 중량부 내지 10 중량부인 것이 바람직하며, 5 중량부 내지 10 중량부를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 실란화합물이 1 중량부 미만인 경우에는 분산성 개선의 효과가 나타나지 않고, 10 중량부를 초과하는 경우에는 실란화합물의 함량이 많아져 오히려 분산성이 저하되고 이로 인하여 물성이 떨어지는 단점이 발생한다.In the preparation of the modified PET resin, the content of the silane compound is preferably 1 part by weight to 10 parts by weight, more preferably 5 parts by weight to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the PET resin. When the silane compound is less than 1 part by weight, the effect of improving dispersibility does not appear. When the silane compound is more than 10 parts by weight, the content of the silane compound is increased so that the dispersibility is deteriorated, which results in a disadvantage in that the physical properties are deteriorated.

상기 PET 수지에 개질형 PET 수지와 POSS를 분산시키는 방법으로는 중합법, 용액법, 용융법 등이 사용될 수 있으나, 중합법은 제조공정이 다소 복잡하고, 용액법은 최종제품을 얻기 위해서는 고형분을 용제와 분리시켜야 하는 단점이 있다. 따라서 블렌드하려고 하는 물질을 용융온도 이상으로 열을 가해 녹인 후 새로운 물질을 합성하는 용융법을 사용하는 것이 가장 바람직하다.
As a method of dispersing the modified PET resin and the POSS in the PET resin, a polymerization method, a solution method, a melting method, and the like may be used. There is a disadvantage to be separated from the solvent. Therefore, it is most preferable to use a melting method in which a material to be blended is melted by applying heat above the melting temperature to synthesize new material.

본 발명의 POSS를 함유하는 PET 하이브리드 나노복합체는 PET 수지와 POSS 입자의 분산성이 개선되어 POSS의 응집이 적고 분산성이 높아 내열성 및 모듈러스 등 물성이 우수하며, 난연성분과 혼합하여 난연제로 사용할 경우 매우 우수한 난연성을 나타낸다.
The PET hybrid nanocomposite containing POSS of the present invention is improved in dispersibility of PET resin and POSS particles, and has low agglomeration and high dispersibility of POSS, and is excellent in physical properties such as heat resistance and modulus. Excellent flame retardancy.

도 1은 IR을 이용하여 실시예 2 및 실시예 6에 따라 제조된 PET 하이브리드 나노복합체의 구조를 분석하여 그 결과를 도시한 그래프이다.
도 2는 실시예 10에 따라 제조된 나노복합체의 SEM 사진이다.
도 3은 비교예 2에 따라 제조된 나노복합체의 SEM 사진이다.
도 4는 실시예 2, 실시예 6, 실시예 10, 실시예 14, 비교예 1, 비교예 5에 따라 제조된 나노복합체와 PET의 모듈러스를 분석하여 그래프로 나타낸 것이다.1 is a graph showing the results of analyzing the structure of the PET hybrid nanocomposite prepared according to Example 2 and Example 6 using IR.
2 is a SEM photograph of the nanocomposite prepared according to Example 10.
Figure 3 is a SEM photograph of the nanocomposite prepared according to Comparative Example 2.
Figure 4 is a graph showing the analysis of the modulus of the nanocomposite and PET prepared according to Example 2, Example 6, Example 10, Example 14, Comparative Example 1, Comparative Example 5.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 하기의 실시예들은 단지 발명에 대한 설명을 목적으로 하는 것으로서, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the following Examples are merely for the purpose of explanation and should not be construed as limiting the present invention.

실시예Example 1 One

PET(고유점도 0.1~1.0dl/g) 100중량부와 비닐트리메톡시실란 10 중량부, 개시제 0.5 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 개질형 PET를 제조하였다.
100 parts by weight of PET (intrinsic viscosity 0.1 to 1.0 dl / g), 10 parts by weight of vinyltrimethoxysilane, and 0.5 parts by weight of an initiator were melt mixed at 270 ° C. for 10 minutes to prepare a modified PET.

실시예Example 2 2

상기 실시예 1에 의해서 제조된 개질형 PET 100 중량부와 글리시딜아이소부틸-POSS 1 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다.100 parts by weight of the modified PET prepared in Example 1 and 1 part by weight of glycidyl isobutyl-POSS were melt mixed at 270 ° C. for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

실시예Example 3 3

상기 실시예 1에 의해서 제조된 개질형 PET 100 중량부와 글리시딜아이소부틸-POSS 3 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다.
100 parts by weight of the modified PET prepared by Example 1 and 3 parts by weight of glycidyl isobutyl-POSS were melt mixed at 270 ° C. for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

실시예Example 4 4

상기 실시예 1에 의해서 제조된 개질형 PET 100 중량부와 글리시딜아이소부틸-POSS 5 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다.
100 parts by weight of the modified PET prepared in Example 1 and 5 parts by weight of glycidyl isobutyl-POSS were melt mixed at 270 ° C. for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

실시예Example 5 5

상기 실시예 1에 의해서 제조된 개질형 PET 100 중량부와 글리시딜아이소부틸-POSS 10 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다.
100 parts by weight of the modified PET prepared in Example 1 and 10 parts by weight of glycidyl isobutyl-POSS were melt mixed at 270 ° C. for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

실시예Example 6 6

상기 실시예 1에 의해서 제조된 개질형 PET 100 중량부와 1,2프로판다이올아이소부틸-POSS 1 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다.
100 parts by weight of the modified PET prepared in Example 1 and 1 part by weight of 1,2 propanediol isobutyl-POSS were melt mixed at 270 ° C. for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

실시예Example 7 7

상기 실시예 1에 의해서 제조된 개질형 PET 100 중량부와 1,2프로판다이올아이소부틸-POSS 3 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다.
100 parts by weight of the modified PET prepared in Example 1 and 1,2 propanediol isobutyl-POSS 3 parts by weight were melt mixed at 270 ° C. for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

실시예Example 8 8

상기 실시예 1에 의해서 제조된 개질형 PET 100 중량부와 1,2프로판다이올아이소부틸-POSS 5 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다.
Using 100 parts by weight of the modified PET prepared by Example 1 and 5 parts by weight of 1,2 propanediol isobutyl-POSS by melt mixing at 270 ℃ for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

실시예Example 9 9

상기 실시예 1에 의해서 제조된 개질형 PET 100 중량부와 1,2프로판다이올아이소부틸-POSS 10 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다.
100 parts by weight of the modified PET prepared in Example 1 and 10 parts by weight of 1,2-propanediol isobutyl-POSS were melt mixed at 270 ° C. for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

실시예Example 10 10

PET 100중량부와 상기 실시예 2에 의해서 제조된 나노복합체 0.1 중량부, 글리시딜아이소부틸-POSS 1 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 PET 나노복합체를 제조하였다.
PET nanocomposite was prepared by melt mixing at 270 ° C. for 10 minutes using 100 parts by weight of PET, 0.1 part by weight of nanocomposite prepared according to Example 2, and 1 part by weight of glycidylisobutyl-POSS.

실시예Example 11 11

PET 100중량부와 상기 실시예 2에 의해서 제조된 나노복합체 0.3 중량부, 글리시딜아이소부틸-POSS 1 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 PET 나노복합체를 제조하였다.
PET nanocomposite was prepared by melt mixing at 270 ° C. for 10 minutes using 100 parts by weight of PET, 0.3 parts by weight of the nanocomposite prepared according to Example 2, and 1 part by weight of glycidylisobutyl-POSS.

실시예Example 12 12

PET 100중량부와 상기 실시예 2에 의해서 제조된 나노복합체 0.5 중량부, 글리시딜아이소부틸-POSS 1 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 PET 나노복합체를 제조하였다.
100 parts by weight of PET and 0.5 parts by weight of the nanocomposite prepared according to Example 2, 1 part by weight of glycidyl isobutyl-POSS was melt-mixed at 270 ° C. for 10 minutes to prepare a PET nanocomposite.

실시예Example 13 13

PET 100중량부와 상기 실시예 2에 의해서 제조된 나노복합체 1 중량부, 글리시딜아이소부틸-POSS 1 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다.
100 parts by weight of PET, 1 part by weight of the nanocomposite prepared according to Example 2, 1 part by weight of glycidyl isobutyl-POSS was melt mixed at 270 ° C. for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

실시예Example 14 14

PET 100 중량부와 상기 실시예 6에 의해서 제조된 나노복합체 0.1 중량부, 1,2프로판다이올아이소부틸-POSS 1 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다.
100 parts by weight of PET, 0.1 parts by weight of the nanocomposite prepared according to Example 6, and 1 part by weight of 1,2 propanediol isobutyl-POSS were melt mixed at 270 ° C. for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

실시예Example 15 15

PET 100 중량부와 상기 실시예 6에 의해서 제조된 나노복합체 0.3 중량부, 1,2프로판다이올아이소부틸-POSS 1 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다.
100 parts by weight of PET, 0.3 parts by weight of the nanocomposite prepared according to Example 6, 1 part by weight of 1,2 propanediol isobutyl-POSS was melt-mixed at 270 ° C. for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

실시예Example 16 16

PET 100 중량부와 상기 실시예 6에 의해서 제조된 나노복합체 0.5 중량부, 1,2프로판다이올아이소부틸-POSS 1 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다.
100 parts by weight of PET, 0.5 parts by weight of the nanocomposite prepared according to Example 6, and 1 part by weight of 1,2 propanediol isobutyl-POSS were melt mixed at 270 ° C. for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

실시예Example 17 17

PET 100 중량부와 상기 실시예 6에 의해서 제조된 나노복합체 1 중량부, 1,2프로판다이올아이소부틸-POSS 1 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다.
100 parts by weight of PET, 1 part by weight of the nanocomposite prepared in Example 6, 1 part by weight of 1,2 propanediol isobutyl-POSS was melt mixed at 270 ° C. for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

실시예Example 18 18

PET 100 중량부와 상기 실시예 1에 의해서 제조된 개질형 PET 10 중량부, 글리시딜아이소부틸-POSS 10 중량부, 그리고 무기계 난연제인 수산화 마그네슘(입자 사이즈 0.6~1인 KISUMA 5B사용) 100 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 PET 나노복합체를 이용한 난연제를 제조하였다.
100 parts by weight of PET, 10 parts by weight of modified PET prepared according to Example 1, 10 parts by weight of glycidyl isobutyl-POSS, and 100 parts by weight of magnesium hydroxide (using KISUMA 5B having a particle size of 0.6 to 1) as an inorganic flame retardant Melting and mixing at 270 ° C for 10 minutes using parts to prepare a flame retardant using PET nanocomposites.

실시예Example 19 19

PET 100 중량부와 상기 실시예 2에 의해서 제조된 나노복합체 10 중량부, 글리시딜아이소부틸-POSS 10 중량부, 그리고 무기계 난연제인 수산화 마그네슘 100중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 이용한 난연제를 제조하였다.
100 parts by weight of PET, 10 parts by weight of the nanocomposite prepared according to Example 2, 10 parts by weight of glycidyl isobutyl-POSS, and 100 parts by weight of magnesium hydroxide, an inorganic flame retardant, were melt mixed at 270 ° C. for 10 minutes to form nanoparticles. Flame retardants were prepared using the composite.

실시예Example 20 20

PET 100 중량부와 상기 실시예 2에 의해서 제조된 나노복합체 20 중량부, 글리시딜아이소부틸-POSS 10 중량부, 그리고 무기계 난연제인 수산화 마그네슘 100 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 이용한 난연제를 제조하였다.
100 parts by weight of PET, 20 parts by weight of the nanocomposite prepared according to Example 2, 10 parts by weight of glycidyl isobutyl-POSS, and 100 parts by weight of magnesium hydroxide, an inorganic flame retardant, were melt mixed at 270 ° C. for 10 minutes to form nanoparticles. Flame retardants were prepared using the composite.

비교예Comparative example 1 One

PET 100 중량부와 글리시딜아이소부틸-POSS 1 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다. 100 parts by weight of PET and 1 part by weight of glycidyl isobutyl-POSS were melt mixed at 270 ° C. for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

비교예Comparative example 2 2

PET 100 중량부와 글리시딜아이소부틸-POSS 3 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다.
Using 100 parts by weight of PET and 3 parts by weight of glycidyl isobutyl-POSS melt mixed at 270 ℃ for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

비교예Comparative example 3 3

PET 100 중량부와 글리시딜아이소부틸-POSS 5 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다.
100 parts by weight of PET and 5 parts by weight of glycidyl isobutyl-POSS were melt mixed at 270 ° C. for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

비교예4Comparative Example 4

PET 100 중량부와 글리시딜아이소부틸-POSS 10 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다.
Using 100 parts by weight of PET and 10 parts by weight of glycidyl isobutyl-POSS melt mixed at 270 ℃ for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

비교예Comparative example 5 5

PET 100 중량부와 1,2프로판다이올아이소부틸-POSS 1 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다.
100 parts by weight of PET and 1 part by weight of 1,2 propanediol isobutyl-POSS were melt mixed at 270 ° C. for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

비교예Comparative example 6 6

PET 100 중량부와 1,2프로판다이올아이소부틸-POSS 3 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다.
100 parts by weight of PET and 1,2 parts of propanediol isobutyl-POSS were melt mixed at 270 ° C. for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

비교예Comparative example 7 7

PET 100 중량부와 1,2프로판다이올아이소부틸-POSS 5 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다.
Using 100 parts by weight of PET and 5 parts by weight of 1,2-propanediol isobutyl-POSS melt mixed at 270 ℃ for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

비교예Comparative example 8 8

PET 100 중량부와 1,2프로판다이올아이소부틸-POSS 10 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다.
100 parts by weight of PET and 1,2 parts of 1,2-propanediol isobutyl-POSS were melt mixed at 270 ° C. for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

비교예Comparative example 9 9

PET 100 중량부와 글리시딜아이소부틸-POSS 10 중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 제조하였다.
Using 100 parts by weight of PET and 10 parts by weight of glycidyl isobutyl-POSS melt mixed at 270 ℃ for 10 minutes to prepare a nanocomposite.

비교예Comparative example 10 10

PET 100 중량부와 난연성 무기물인 수산화 마그네슘 100중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 난연성 PET를 제조하였다.
Using 100 parts by weight of PET and 100 parts by weight of magnesium hydroxide, which is a flame retardant inorganic material, the mixture was melt mixed at 270 ° C. for 10 minutes to prepare a flame retardant PET.

비교예Comparative example 11 11

PET 100 중량부와 글리시딜아이소부틸-POSS 10 중량부, 난연성 무기물인 수산화 마그네슘 100중량부를 사용하여 270℃로 10분간 용융 혼합하여 나노복합체를 이용한 난연제를 제조하였다.
100 parts by weight of PET, 10 parts by weight of glycidyl isobutyl-POSS, and 100 parts by weight of magnesium hydroxide, a flame retardant inorganic material, were melt mixed at 270 ° C. for 10 minutes to prepare a flame retardant using a nanocomposite.

물성평가Property evaluation

IR을 이용하여 웨이브넘버 4000-400Cm-1 범위에서 PET와 실란화합물이 그라프트 중합되었는지에 대하여 구조분석을 하였다. 하기 도 1은 실시예 2와 실시예 6의 나노복합체의 IR 스펙트럼으로, 1080Cm-1에서 Si-O-C, 1108cm-1에서 Si-O-Si의 피크가 나타나 PET와 실란이 그래프트 중합된 것을 확인할 수 있었다.Structural analyzes were carried out on the graft polymerization of PET and silane compounds in the wave number 4000-400Cm -1 using IR. To Figure 1 Example 2 Example IR spectrum of the nano-composite of 6, confirmed that the peak of the Si-OC, Si-O- Si at 1108cm -1 in 1080Cm -1 shows a PET and a silane grafted polymerization there was.

모폴로지 분석은 용융 믹싱한 샘플을 사출기를 이용하여 270℃에서 시편을 제작하여 파단 하여 파단면을 SEM을 이용하여 확인하였다. 도 2는 실시예 10에 따라 제조된 나노복합체의 SEM 사진이며, 도 3은 비교예 2에 따라 제조된 나노복합체의 SEM 사진이다. 실시예 10의 나노복합체는 POSS가 응집됨 없이 분산이 잘 된 것을 볼 수 있는 반면 비교예 2의 나노복합체는 POSS가 응집 되어 있는 모습을 볼 수 있다. 도 3은 POSS가 PET에 대한 분산성이 불량하여 PET의 물성이 떨어지는 요인이 될 수 있다는 것을 보여주는 것이다.In the morphology analysis, the melt-mixed sample was made by breaking the specimen at 270 ° C. using an injection machine, and the fracture surface was confirmed by SEM. 2 is a SEM photograph of the nanocomposite prepared according to Example 10, and FIG. 3 is a SEM photograph of the nanocomposite prepared according to Comparative Example 2. In the nanocomposite of Example 10, it can be seen that the dispersion is well without the aggregation of POSS, whereas the nanocomposite of Comparative Example 2 can be seen that the POSS is aggregated. 3 shows that the POSS may be a factor in which the physical properties of the PET is poor due to poor dispersibility of the PET.

모듈러스는 용융 믹싱한 샘플을 사출기를 이용하여 270℃에서 시편을 제작하고 KS M ISO 6721-4:2003방법으로 DMA(Dynamic Mechanical Analysis, 동역학적 분석기)를 이용하여 측정하였다. 도 4의 모듈러스 그래프를 보면 실시예 2, 실시예 6, 실시예 10, 실시예 14에 따라 제조된 나노복합체의 모듈러스가 PET 수지, 비교예 1, 비교예 5에 따라 제조된 나노복합체에 비해 높은 것을 볼 수 있다. 이는 도 2및 도 3의 SEM 사진으로 확인하였듯이, 실시예 2, 실시예 6, 실시예 10, 실시예 14에 따라 제조된 나노복합체에서 POSS가 PET 매트릭스에 고루 분산되어 PET와 POSS의 우수한 블랜딩 효과를 나타내었기 때문이다.
The modulus of the melt-mixed sample was prepared at 270 ° C. using an injection molding machine, and measured by DMA (Dynamic Mechanical Analysis) using the KS M ISO 6721-4: 2003 method. Referring to the modulus graph of FIG. 4, the modulus of the nanocomposites prepared according to Examples 2, 6, 10, and 14 is higher than that of the nanocomposites prepared according to PET resin, Comparative Example 1, and Comparative Example 5. You can see that. This is confirmed by the SEM photographs of FIGS. 2 and 3, in the nanocomposites prepared according to Examples 2, 6, 10, and 14, the POSS is uniformly dispersed in the PET matrix, and the blending effect of PET and POSS is excellent. Because it represents.

난연성 평가Flame Retardant Rating

실시예18Example 18 실시예19Example 19 실시예20Example 20 비교예9Comparative Example 9 비교예10Comparative Example 10 비교예11 Comparative Example 11 PETPET 100100 100100 100100 100100 100100 100100 수산화마그네슘Magnesium hydroxide 100100 100100 100100 100100 100100 POSSPOSS 1010 1010 1010 1010 1010 실시예 1Example 1 1010 실시예 2Example 2 1010 2020 난연성등급Flame Retardant Grade V1V1 V1V1 V0V0 -- -- -- (단위 : 중량부)(Unit: parts by weight)

상기 표 1은 PET 하이브리드 나노복합체의 조성비 및 난연성 평가 결과를 나타낸 표이다. 난연성 시험은 실시예 18, 실시예 19, 실시예 20, 비교예 9, 비교예 10, 비교예 11에 따라 제조된 나노복합체를 용융 혼합한 샘플을 사출기를 이용하여 270℃에서 시편을 제작하고 UL94를 이용하여 측정하였다. 사용된 시험편의 두께는 1.6mm이다. 하기 도 5는 난연성 시험에 사용된 실시예 18, 실시예 19, 실시예 20, 비교예 9, 비교예 10, 비교예 11의 조성비 및 UL 94에 따른 난연성 실험결과를 나타낸 것이다. 도 5에서 볼 수 있듯이, 실시예 18, 실시예 19, 실시예 20의 나노복합체의 경우에는 V1, V0 등급의 난연성을 갖추고 있는 반면, 비교예 9, 비교예 10 비교예 11의 경우에는 난연성이 개선되지 않은 것을 확인할 수 있었다.
Table 1 is a table showing the composition ratio and the flame retardancy evaluation results of the PET hybrid nanocomposite. Flame retardancy test is a sample prepared by melt-mixing the nanocomposites prepared according to Examples 18, 19, 20, Comparative Example 9, Comparative Example 10, Comparative Example 11 at 270 ℃ using an injection machine and UL94 Measured using. The specimen used was 1.6 mm thick. 5 shows the composition ratios of Example 18, Example 19, Example 20, Comparative Example 9, Comparative Example 10, and Comparative Example 11 used in the flame retardancy test and the results of flame retardancy according to UL 94. As shown in FIG. 5, the nanocomposites of Examples 18, 19, and 20 had flame retardances of V1 and V0 grades, while those of Comparative Example 9 and Comparative Example 10 and Comparative Example 11 were flame retardant. It was confirmed that no improvement.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 기초로 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 해당분야 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위 내에서 기재된 범주 내에서 변경할 수 있다.As described above, the present invention has been described based on the preferred embodiments, but the present invention is not limited to the specific embodiments, and those skilled in the art can change the scope within the scope of the claims. have.

Claims (19)

PET 수지;
상기 PET 수지에 분산된 POSS; 및
상용화제로서, PET 수지와 실란화합물을 그라프르 중합하여 제조한 개질형 PET와 개질형 PET에 분산된 POSS를 포함하는 나노복합체;
를 포함하는 PET 하이브리드 나노복합체.
PET resin;
POSS dispersed in the PET resin; And
As a compatibilizer, a nanocomposite comprising a modified PET prepared by graph-polymerizing a PET resin and a silane compound and a POSS dispersed in the modified PET;
PET hybrid nanocomposite comprising a.
제1항에 있어서,
상기 상용화제로서 사용되는 나노복합체에 포함되는 POSS는 하기 화학식 2와 같이 표시되는 것인 PET 하이브리드 나노복합체.
[화학식 2]
Figure pat00017

여기에서, R3은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 알켄기, 아릴기, 알콕시기 또는 사이클로알케인기이고, R4는 탄소수 1 내지 10의 옥사이드기, 글리시딜기, 알콜기 또는 카르복실기이다.The method of claim 1,
The POSS contained in the nanocomposite used as the compatibilizer is represented by the following formula (2) PET hybrid nanocomposite.
(2)
Figure pat00017

Here, R 3 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkene group, an aryl group, an alkoxy group or a cycloalkaine group, and R 4 is an oxide group having 1 to 10 carbon atoms, glycidyl group, alcohol group or carboxyl group. 제2항에 있어서,
상기 PET 수지에 분산된 POSS는 글리시딜사이클로헥실-POSS, 글리시딜사이클로펜틸-POSS, 글리시딜아이소부틸-POSS, 글리시딜아이소옥틸-POSS 및 글리시딜페닐-POSS로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 PET 하이브리드 나노복합체.
The method of claim 2,
POSS dispersed in the PET resin is a group consisting of glycidylcyclohexyl-POSS, glycidylcyclopentyl-POSS, glycidylisobutyl-POSS, glycidylisooctyl-POSS and glycidylphenyl-POSS PET hybrid nanocomposite is selected from.
제1항에 있어서,
상기 PET 수지에 분산된 POSS의 양은 PET 수지 100 중량부 대비 1 중량부 내지 10 중량부인 것인 PET 하이브리드 나노복합체.
The method of claim 1,
The amount of POSS dispersed in the PET resin is 1 to 10 parts by weight relative to 100 parts by weight of the PET resin PET hybrid nanocomposite.
제1항에 있어서,
상기 개질형 PET를 제조하는데 사용되는 실란화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것인 PET 하이브리드 나노복합체.
[화학식 1]
Figure pat00018

여기에서, R1은 탄소수 1 내지 10인 알킬기, 탄소수 1 내지 10인 알콕시기, 할로겐원자 또는 아릴기이다. R2는 말단에 비닐기 또는 아크릴기를 포함하는 탄소수가 1 내지 10인 작용기이다.
The method of claim 1,
The silane compound used to prepare the modified PET is a hybrid PET nanocomposite represented by the following formula (1).
[Formula 1]
Figure pat00018

R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen atom or an aryl group. R <2> is a C1-C10 functional group containing a vinyl group or an acryl group at the terminal.
제5항에 있어서,
상기 실란화합물은 비닐트리메톡시실란, 비닐트리메틸실란, 비닐트리페닐실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리에틸실란, 아크릴트리메톡시실란 및 아크릴트리에톡시실란으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 PET 하이브리드 나노복합체.
The method of claim 5,
The silane compound is selected from the group consisting of vinyltrimethoxysilane, vinyltrimethylsilane, vinyltriphenylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriethylsilane, acryltrimethoxysilane and acryltriethoxysilane. Hybrid Nanocomposites.
제1항에 있어서,
상기 개질형 PET를 제조하는데 사용되는 실란화합물의 양은 개질형 PET를 제조하는데 사용되는 PET 수지 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부인 것인 PET 하이브리드 나노복합체.
The method of claim 1,
PET hybrid nanocomposite is the amount of the silane compound used to prepare the modified PET is 1 to 10 parts by weight relative to 100 parts by weight of the PET resin used to produce the modified PET.
제1항에 있어서,
상기 개질형 PET에 분산되는 POSS는 하기 화학식 2로 표시되는 것인 PET 하이브리드 나노복합체.
[화학식 2]
Figure pat00019

여기에서, R3은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 알켄기, 아릴기, 알콕시기 또는 사이클로알케인기이고, R4는 탄소수 1 내지 10의 옥사이드기, 글리시딜기, 알콜기 또는 카르복실기이다.
The method of claim 1,
POSS dispersed in the modified PET is a PET hybrid nanocomposite represented by the following formula (2).
(2)
Figure pat00019

Here, R 3 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkene group, an aryl group, an alkoxy group or a cycloalkaine group, and R 4 is an oxide group having 1 to 10 carbon atoms, glycidyl group, alcohol group or carboxyl group.
제8항에 있어서,
상기 개질형 PET에 분산되는 POSS는 글리시딜사이클로헥실-POSS, 글리시딜사이클로펜틸-POSS, 글리시딜아이소부틸-POSS, 글리시딜아이소옥틸-POSS 및 글리시딜페닐-POSS로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 PET 하이브리드 나노복합체.
The method of claim 8,
POSS dispersed in the modified PET consists of glycidylcyclohexyl-POSS, glycidylcyclopentyl-POSS, glycidylisobutyl-POSS, glycidylisooctyl-POSS and glycidylphenyl-POSS PET hybrid nanocomposite selected from the group.
제1항에 있어서,
상기 개질형 PET에 분산되는 POSS의 양은 개질형 PET 100 중량부 대비 1 중량부 내지 10 중량부인 PET 하이브리드 나노복합체.
The method of claim 1,
The amount of POSS dispersed in the modified PET is 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of modified PET PET hybrid nanocomposite.
제1항에 있어서,
상기 상용화제로 사용되는 나노복합체의 양은 PET 100 중량부 대비 0.1 중량부 내지 1 중량부인 PET 하이브리드 나노복합체.
The method of claim 1,
The amount of the nanocomposite used as the compatibilizer is 0.1 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of PET hybrid nanocomposite.
PET 수지;
상기 PET 수지에 분산된 POSS; 및
상용화제로서 PET 수지와 실란화합물을 그라프트 중합하여 제조되는 개질형 PET 수지;
를 포함하는 PET 하이브리드 나노복합체 .
PET resin;
POSS dispersed in the PET resin; And
Modified PET resin prepared by graft polymerization of a PET resin and a silane compound as a compatibilizer;
PET hybrid nanocomposite comprising.
제12항에 있어서,
상기 POSS는 하기 화학식 2로 표시되는 것인 PET 하이브리드 나노복합체.
[화학식 2]
Figure pat00020

여기에서, R3은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 알켄기, 아릴기, 알콕시기 또는 사이클로알케인기이고, R4는 탄소수 1 내지 10의 옥사이드기, 글리시딜기, 알콜기 또는 카르복실기이다.
The method of claim 12,
The POSS is a PET hybrid nanocomposite represented by the following formula (2).
(2)
Figure pat00020

Here, R 3 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkene group, an aryl group, an alkoxy group or a cycloalkaine group, and R 4 is an oxide group having 1 to 10 carbon atoms, glycidyl group, alcohol group or carboxyl group.
제13항에 있어서,
상기 POSS는 글리시딜사이클로헥실-POSS, 글리시딜사이클로펜틸-POSS, 글리시딜아이소부틸-POSS, 글리시딜아이소옥틸-POSS 및 글리시딜페닐-POSS로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 PET 하이브리드 나노복합체.
The method of claim 13,
The POSS is selected from the group consisting of glycidylcyclohexyl-POSS, glycidylcyclopentyl-POSS, glycidylisobutyl-POSS, glycidylisooctyl-POSS and glycidylphenyl-POSS PET hybrid nanocomposite.
제12항에 있어서,
상기 POSS의 함량은 상기 PET 수지 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부인 PET 하이브리드 나노복합체.The method of claim 12,
The content of the POSS is 1 to 10 parts by weight of the PET hybrid nanocomposite with respect to 100 parts by weight of the PET resin. 제12항에 있어서,
상기 개질형 PET 수지는 상기 PET 수지 100 중량부와 상기 실란화합물 1 내지 10 중량부를 그라프트 중합하여 이루어진 것인 PET 하이브리드 나노복합체.
The method of claim 12,
The modified PET resin is a PET hybrid nanocomposite that is made by graft polymerization of 100 parts by weight of the PET resin and 1 to 10 parts by weight of the silane compound.
제12항에 있어서,
상기 실란화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것인 PET 하이브리드 나노복합체.
[화학식 1]
Figure pat00021

여기에서, R1은 탄소수 1 내지 10인 알킬기, 탄소수 1 내지 10인 알콕시기, 할로겐원자 또는 아릴기이다. R2는 말단에 비닐기 또는 아크릴기를 포함하는 탄소수가 1 내지 10인 작용기이다.
The method of claim 12,
The silane compound is a PET hybrid nanocomposite represented by the following formula (1).
[Formula 1]
Figure pat00021

R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen atom or an aryl group. R <2> is a C1-C10 functional group containing a vinyl group or an acryl group at the terminal.
제17항에 있어서,
상기 실란화합물은 비닐트리메톡시실란, 비닐트리메틸실란, 비닐트리페닐실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리에틸실란, 아크릴트리메톡시실란 및 아크릴트리에톡시실란으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 PET 하이브리드 나노복합체.
The method of claim 17,
The silane compound is selected from the group consisting of vinyltrimethoxysilane, vinyltrimethylsilane, vinyltriphenylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriethylsilane, acryltrimethoxysilane and acryltriethoxysilane. Hybrid Nanocomposites.
제12항에 있어서,
상기 상용화제로 사용되는 개질형 PET 수지의 함량은 상기 PET 수지 100 중량부 대비 0.1 중량부 내지 1 중량부인 PET 하이브리드 나노복합체.The method of claim 12,
The content of the modified PET resin used as the compatibilizer is 0.1 to 1 parts by weight of the PET hybrid nanocomposite with respect to 100 parts by weight of the PET resin.
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