KR20210105080A - 내수성이 우수한 이-클립 레일 체결장치용 폴리케톤 절연블록 - Google Patents

내수성이 우수한 이-클립 레일 체결장치용 폴리케톤 절연블록 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리케톤 단독 또는 폴리케톤과 유리섬유를 포함하는 폴리케톤 조성물을 사출성형하여 제조된 이-클립(e-clip) 레일 체결장치용 폴리케톤 절연블록에 관한 것으로, 수분에 다량 노출되는 외부 환경에서도 장시간 사용해도 전기 절연성이 저하되지 않고 성능을 유지할 수 있는 효과를 발휘한다.

Description

내수성이 우수한 이-클립 레일 체결장치용 폴리케톤 절연블록{Polyketone insulation block having excellent water resistance for e-clip rail fastening device}
본 발명은 내수성이 우수한 이-클립 레일 체결장치용 폴리케톤 절연블록에 관한 것으로, 구체적으로 절연블록은 폴리케톤 단독 수지 또는 폴리케톤과 유리섬유의 혼합된 조성물을 이용하여 수분에 침지 후에도 기계적 물성이 우수하고 체적 저항 감소 값이 적은 것을 특징으로 하는 폴리케톤 절연블록에 관한 것이다.
먼저, 도 1을 참고하면 일반적으로 철도레일용 절연블록은 침목상에 전개된 레일의 하부인 레일 패드와, 레일 패드를 가압하여 레일을 고정시키는 이-클립(체결 클립) 사이에 배치된다. 상기와 같은 레일용 절연블록은 레일과 이-클립 사이를 전기적으로 절연하는데 사용된다. 절연 블록은 내구성이 우수하면서도 전기 절연에 대한 충분한 성능 확보가 되어야하므로, 경질합성수지로 제조되며, 철도차량에 의하여 레일에 철도차량의 하중이 가하여질 때 레일이 철도차량의 진행방향으로 이동하게되어 레일과 절연블록 사이에 마찰이 일어나게된다.
종래에는 상기와 같은 절연 블록으로 나일론 66 소재를 사용하였으며, 주로 고점도 나일론 66이나 유리섬유가 30 내지 33% 혼합된 수지를 사용해왔다.
그러나 나일론 66 소재는 초기 강성은 높으나 수분 흡수율이 높으므로 외부에서 수분에 대해 장기간 노출되는 경우 수분을 흡수함으로 인하여 기계적 물성이 저하되면서 동시에 전기 절연성도 저하되는 문제가 발생하였다.
따라서, 종래 기술의 나일론 66을 베이스로 한 레일 체결장치용 절연블록은 그 사용수명이 짧아 자주 교체해 주어야하는 결점이 있었다.
한국공개특허공보 제 2017-0079611 호 한국공개특허공보 제 2012-0056949 호 한국공개특허공보 제 2016-0054961 호 미국등록특허 제 5274040 호
본 발명은 폴리케톤 소재를 이용함으로써 수분에 장기노출된 환경에서도 기계적 물성과 전기 절연성이 저하되지 않는 것을 특징으로 하는 내수성이 우수한 이-클립 레일 체결장치용 폴리케톤 절연블록을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이-클립(e-clip) 레일 체결장치용 폴리케톤 절연블록은 일산화탄소와 적어도 1종의 올레핀계 불포화 탄화수소로 이루어진 폴리케톤으로 구성된 시편을 사출성형하여 제조되고, 인장강력이 4.6kN이상이고 체적 저항이 1×1013 ohm·cm 이상인 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 폴리케톤은 240℃, 2.16kg 하중 기준으로 용융지수가 4 내지 70g/10min인 것을 특징으로 한다. 바람직하게 사용되는 폴리케톤의 용융지수는 10 내지 60g/min 인 것이 좋다.
또한, 상기 폴리케톤 절연블록의 90℃, 17시간 수분 침지 후 측정한 인장강력은 4.6kN 이상이고, 체적 저항은 1×1012 ohm·cm이상인 것을 특징으로 한다. 바람직하게 상기 인장강력은 7 내지 9 kN인 것이 좋고, 체적 저항은 5×1012 내지 1×1015 ohm·cm 인 것이 좋다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이-클립(e-clip) 레일 체결장치용 폴리케톤 절연블록은 일산화탄소와 적어도 1종의 올레핀계 불포화 탄화수소로 이루어진 폴리케톤 50 내지 99.9중량% 및 유리섬유 0.1 내지 50중량%를 포함하는 폴리케톤 조성물을 압출하여 펠렛을 제조한 뒤 이를 사출성형하여 제조되고, 인장강력이 4.6kN이상이고 체적 저항이 1×1013 ohm·cm 이상인 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 폴리케톤은 240℃, 2.16kg 하중 기준으로 용융지수가 4 내지 70g/10min인 것을 특징으로 한다.
상기 유리섬유의 함량은 바람직하게 0.1 내지 40중량%이며, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 37중량%인 것이 좋다.
또한, 상기 폴리케톤 절연블록의 90℃, 17시간 수분 침지 후 측정한 인장강력은 5.0kN 이상이고, 체적 저항은 1×1012 ohm·cm이상인 것을 특징으로 한다. 바람직하게 상기 인장강력은 5 내지 8 kN인 것이 좋고, 체적 저항은 1×1012 ohm·cm 내지 1×1014 ohm·cm 인 것이 좋다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 이-클립 레일 체결장치용 폴리케톤 절연블록은 종래 이용되던 나일론 66보다 신율 및 인성이 우수할 뿐만 아니라, 수분 흡수율이 낮으므로 수분에 장기 노출되어 물성이 저하되는 레일 체결장치용 절연블록으로 사용하기에 적합하다. 이로 인해 물성 저하를 방지하고 전기저항성을 유지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 철도레일용 절연블록을 나타내는 그림이다.
도 2는 본 발명에서의 일 실시예의 물성 중 터프니스(인성)를 계산하기 위한 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
먼저, 본 발명의 [발명의 배경이 되는 기술]에서 언급한 바와 같이 종래의 절연블록으로 이용되었던 나일론 66 소재는 초기 강성은 높으나 수분 흡수율이 높으므로 외부에서 수분에 대해 장기간 노출되는 경우 수분을 흡수함으로 인하여 기계적 물성이 저하되면서 동시에 전기 절연성도 저하되는 문제가 있었다.
구체적으로, 하기 표 1에서는 나일론 66 과 폴리케톤 소재의 물성을 비교한 것이다.
항목 단위 나일론 66 폴리케톤
인장강도 MPa 82-85 57-62
파단신율 % <80 >150
인성(toughness) kJ/m3 3000-6000 4000-9000
상온 평형 수분율 wt% 7.5~8.0 1.3~1.5
체적 저항(dry) Ohm·cm ~1013 ~1013
체적 저항(conditioned) Ohm·cm ~1012 ~1013
(1) 인장강도 : ASTM D638에 의거하여 실시
(2) 파단신율 : ASTM D638에 의거하여 실시
(3) 터프니스(인성) : ASTM D638에 의거하여 실시
(4) 상온 평형 수분율 : ASTM D6980에 의거하여 실시
(5) 체적 저항 : ASTM D 237-93에 의거하여 실시
절연블록 design: UIC 60 고속 철도용 절연블록
측정항목: 절연블록 수분 침지 전/후 인장강력(kN), 체적 저항
침지 조건: 90℃, 17hr(PA66이 상온 포화 수분율에 도달하는 가속 처리 조건)
상기 표 1에 의하면 나일론 66 소재는 폴리케톤 소재 대비하여 인장강도가 우수하지만, 파단신율 및 인성은 더 낮은 소재로 나타났다. 또한 나일론 66 소재는 폴리케톤 소재에 비하여 상온에서의 평형 수분율이 높을 뿐만 아니라, 침지 조건에서의 체적 저항 값이 저하되는 특징이 있다.
상기와 같은 나일론 66 소재의 특징으로 인하여 절연블록으로 사용하기에는 장기간 수분에 노출되는 환경에서 내구성이 낮은 문제가 있었다.
이에, 본 발명에서는 나일론 66 소재를 파단 신율 및 인성이 우위에 있는 폴리케톤 소재를 사용함으로써 수분 침지 후에도 전기 절연성 저하가 적으므로 내수성이 우수한 절연블록을 제공하는 데 목적이 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리케톤 절연블록은 폴리케톤 단독 수지를 이용하여 제조될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 폴리케톤 절연블록은 폴리케톤 수지와 유리섬유를 포함하는 폴리케톤 조성물을 이용하여 제조될 수 있다.
먼저, 본 발명의 폴리케톤은 선상 교대 구조체로, 불포화 탄화 수소 1분자 마다 실질적으로 일산화탄소를 포함하고 있다. 폴리케톤 폴리머의 전구체로서 사용하는데 적당한 에틸렌계 불포화 탄화수소는 20개까지, 바람직한 것은 10개까지의 탄소 원자를 가진다. 또한, 에틸렌계 불포화 탄화수소는 에텐 및 α-올레핀, 예를 들면 프로펜(propene), 1-부텐(butene), 아이소부텐(iso-butene), 1-헥센(hexene), 1-옥텐(octene)과 같은 지방족이거나 또는 다른 지방족 분자상에 아릴(aryl) 치환기를 포함하고, 특히 에틸렌계 불포화 탄소 원자상에 아릴 치환기를 포함하고 있는 아릴 지방족이다. 에틸렌계 불포화 탄화 수소 중 아릴 지방족 탄화 수소의 예로서는 스틸렌(styrene), p-메틸스틸렌(methyl styrene), p-에틸스틸렌(ethyl styrene) 및 m-이소프로필 스틸렌(isopropyl styrene)을 들 수 있다. 본 발명에서 바람직하게 사용되는 폴리케톤 폴리머는 일산화탄소와 에텐(ethene)과의 코폴리머 또는 일산화탄소와 에텐과 적어도 3개의 탄소원자를 가지는 제2의 에틸렌계 불포화 탄화수소, 특히 프로펜(propene) 같은 α-올레핀과의 터폴리머(terpolymer)이다.
상기 폴리케톤 터폴리머를 본 발명에 따른 조성물의 주요 폴리머 성분으로서 사용할 때에, 터폴리머 내의 제2의 탄화수소 부분을 포함하고 있는 각단위에 대하여, 에틸렌 부분을 포함하고 있는 단위가 적어도 2개 있다. 제2의 탄화수소 부분을 포함하고 있는 단위가 10~100개 있는 것이 바람직하다.
본 발명에서 바람직한 폴리케톤 폴리머의 폴리머 고리는 하기 구조식 1로 나타낼 수 있다.
[구조식 1]
-[CO-(-CH2-CH2-)-]x-[CO-(G)]y-
상기 구조식 1 중, G는 에틸렌계 불포화 탄화수소로서, 특히 적어도 3개의 탄소 원자를 가지는 에틸렌계 불포화탄화수소로부터 얻어지는 부분이고, x:y는 적어도 1:0.01인 것이 바람직하다.
다른 구체예로, 상기 폴리케톤 폴리머는 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.
-[-CH2CH2-CO]x- (1)
-[-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.
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 코폴리머인, 또는 터폴리머인 것에 따라서, 또 터폴리머의 경우에는 존재하는 제2의 탄화 수소부분의 성질에 따라서 정해진다. 본 발명에서 사용하는 폴리머의 통산의 융점은 175℃~300℃이고, 또한 일반적으로는 210℃~270℃ 이다. 표준 세관점도 측정장치를 사용하고 HFIP(Hexafluoroisopropylalcohol)로 60℃에 측정한 폴리머의 고유점도(I.V)는0.5dl/g~10dl/g, 또한 바람직하게는 0.8dl/g~4dl/g이며, 더욱 바람직하게는, 1.0dl/g~1.4dl/g 이다. 이 때 극한 점도 수가 1.0dl/g 미만이면 기계적 물성이 떨어지고, 1.4dl/g 을 초과하면 가공성이 떨어지는 문제점이 발생한다.
한편, 폴리케톤의 분자량 분포는 1.5 내지 2.5인 것이 좋고, 보다 바람직하게는 1.8~2.2이 좋다. 1.5 미만은 중합수율이 떨어지며, 2.5 이상은 성형성이 떨어지는 문제점이 있었다. 상기 분자량 분포를 조절하기 위해서는 팔라듐 촉매의 양과 중합온도에 따라 비례하여 조절이 가능하다. 즉, 팔라듐 촉매의 양이 많아지거나, 중합온도가 100℃이상이면 분자량 분포가 커지는 양상을 보인다.
폴리케톤 폴리머의 제조법으로는 일산화탄소와 올레핀을 팔라듐 화합물, PKa가 6이하인 산, 인의 이배위자 화합물로 이루어진 촉매 조성물을 통해 알코올 용매하에 실시되는 액상 중합을 채용할 수 있다. 중합 반응 온도는 50~100℃가 바람직하며 반응 압력은 40~60bar이다. 폴리머는 중합 후 여과, 정제 공정을 통해 회수하며 남은 촉매 조성물은 알코올이나 아세톤 등의 용매로 제거한다.
여기에서 팔라듐 화합물로서는 초산 팔라듐이 바람직하며 사용량은 10-3~10-1mole이 바람직하다. pKa값이 6이하인 산의 구체적인 예로서, 트리플루오르초산, p-톨리엔술폰산, 황산, 술폰산 등을 들 수 있다. 본 발명에서는 트리플루오르초산을 사용하였으며 사용량은 팔라듐 대비 6~20당량이 바람직하다. 또 인의 이좌배위좌 화합물로는 1,3-비스[다이(2-메톡시 페닐포스피노)]프로판이 바람직하며, 사용량은 팔라듐 대비 1~1.2당량이 바람직하다.
이하, 상기 폴리케톤 폴리머의 중합 공정을 상세히 설명한다.
일산화탄소, 에틸렌성 불포화 화합물 및 하나 또는 그 이상의 올레핀성 불포화 탄화수소 화합물, 삼 또는 그 이상의 공중합체, 특히 일산화탄소 유래의 반복단위 및 에틸렌성 불포화 화합물 유래의 반복단위와 프로필렌성 불포화 화합물 유래의 반복단위가 실질적으로 교대로 연결된 구조의 폴리케톤은 기계적 성질 및 열적 성질이 우수하고, 가공성이 뛰어나며 내마모성, 내약품성, 가스배리어성이 높아서, 여러 가지 용도에 유용한 재료이다. 이 삼원 또는 그 이상의 공중합 폴리케톤의 고분자량체는 더욱 높은 가공성 및 열적 성질을 가지고, 경제성이 우수한 엔지니어링 플라스틱재로서 유용하다고 여겨진다. 특히, 내수성이 우수하여 장기간 수분에 노출되는 용도에 적용하기에 적합하다. 또한, 고유점도가 2 이상의 초고분자량 폴리케톤을 섬유에 이용한 경우, 고배율의 연신이 가능해지고, 연신방향으로 배향된 고강도 및 고탄성율을 가지는 섬유로서, 벨트, 고무호스의 보강재나 타이어 코드, 콘크리트 보강재등 건축재료나 산업자재 용도에 매우 적합한 재료가 된다.
폴리케톤의 제조방법은 (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 삼원 공중합시켜 폴리케톤을 제조하는 방법에 있어서, 상기 일산화탄소, 에틸렌 및 프로필렌은 알코올(예컨대, 메탄올)과 물의 혼합용매에서 액상 중합되어 선상 터폴리머를 생성하는데, 상기 혼합용매로는 메탄올 100 중량부 및 물 2~10 중량부의 혼합물을 사용할 수 있다. 혼합용매에서 물의 함량이 2 중량부 미만이면 케탈이 형성되어 공정 시 내열안정성이 저하될 수 있으며, 10 중량부를 초과하면 제품의 기계적 물성이 저하될 수 있다.
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.
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.
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.
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.
이들 중에서 값싸고 경제적으로 바람직한 전이금속 화합물(a)은 니켈 및 구리 화합물이고, 폴리케톤의 수득량 및 분자량의 면에서 바람직한 전이금속 화합물(a)은 팔라듐 화합물이며, 촉매활성 및 고유점도 향상의 면에서 초산 팔라듐을 사용하는 것이 가장 바람직하다.
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, ((2,2-디메틸-1,3-디옥산-5,5-디일)비스(메틸렌))비스(비스(2-메톡시페닐)포스핀) 등의 인 리간드, (사이클로헥세인-1,1-디일비스(메틸렌))비스(비스(2-메톡시페닐)포스핀 등을 들 수 있다.
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, ((2,2-디메틸-1,3-디옥산-5,5-디일)비스(메틸렌))비스(비스(2-메톡시페닐)포스핀) 또는 (사이클로헥세인-1,1-디일비스(메틸렌))비스(비스(2-메톡시페닐)포스핀 이다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1의 ((2,2-디메틸-1,3-디옥산-5,5-디일)비스(메틸렌))비스(비스(2-메톡시페닐)포스핀)은 현재까지 소개된 폴리케톤 중합촉매 중 최고활성을 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 당분야의 폴리케톤 중합촉매로서 최고활성을 확보하면서도 그 제조비용 및 원가는 더욱 절감된 신규한 폴리케톤 중합촉매를 제공할 수 있게 되었다. 폴리케톤 중합촉매용 리간드의 제조방법은은 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 중합촉매용 리간드의 제조방법이 제공된다. 본 발명의 폴리케톤 중합촉매용 리간드 제조방법은 종래 3,3-비스-[비스-(2-메톡시페닐)포스파닐메틸]-1,5-디옥사-스파이로[5,5]운데칸의 합성법과는 달리 리튬이 사용되지 않는 안전한 환경하에서 용이한 프로세스를 통해 ((2,2-디메틸-1,3-디옥산-5,5-디일)비스(메틸렌))비스(비스(2-메톡시페닐)포스핀)을 상업적으로 대량합성할 수 있다.
한편 중합촉매에 사용되는 리간드로 (사이클로헥세인-1,1-디일비스(메틸렌))비스(비스(2-메톡시페닐)포스핀을 사용하는것도 바람직하다. 상기 리간드를 합성하는 방법은 하기 반응식과 같다.
[반응식]
Figure pat00002
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.
한편, 상기 리간드는 single site로 단독 이용되는 것이 바람직하나, multi-site를 갖는 것도 바람직하다.
[화학식 2]
Figure pat00003
상기 화학식 2는 multi-site 중합촉매의 모델로서, 바람직하게 사용되는 리간드로는 1,3-비스[비(2-메톡시페닐)포스피노]프로판, (2,2-디메틸-1,3-디옥산-5,5-디일)비스(메틸렌))비스(비스(2-메톡시페닐)포스핀으로 구성된 군에서 선택된 1종 또는 2종 구조의 Multi-Site를 갖는 리간드를 포함하는 폴리케톤 중합촉매를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 multi-site 중합촉매의 모델의 구체적인 예는 하기 화학식 3으로 나타낼 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, Single-site인 리간드를 이용했을 때 보다 Multi-site를 갖는 리간드를 사용하는 경우 폴리케톤 중합시 반응기 내벽에 부착후 성장하는 파울링(fouling)의 발생이 감소되는 효과가 있다.
[화학식 3]
Figure pat00004
바람직한 일 구체예에서, 본 발명의 폴리케톤 중합촉매용 리간드 제조방법은 (a) 질소 대기하에서 비스(2-메톡시페닐)포스핀 및 디메틸설폭시드(DMSO)를 반응용기에 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 층분리 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 단계;를 거쳐 수행될 수 있다.
제 9족, 제 10족 또는 제 11족 전이금속 화합물(a)의 사용량은, 선택되는 에틸렌성 및 프로필렌성 불포화 화합물의 종류나 다른 중합조건에 따라 그 적합한 값이 달라지기 때문에, 일률적으로 그 범위를 한정할 수는 없으나, 통상 반응대역의 용량 1리터당 0.01~100밀리몰, 바람직하게는 0.01~10밀리몰이다. 반응대역의 용량이라는 것은, 반응기의 액상의 용량을 말한다. 리간드(b)의 사용량도 특별히 제한되지는 않으나, 전이금속 화합물 (a) 1몰당, 통상 0.1~3몰, 바람직하게는 1~3몰이다.
또한, 폴리케톤의 중합시 벤조페논을 첨가하는 것을 또 다른 특징으로 한다. 본 발명에서는 폴리케톤의 중합시 벤조페논을 첨가함으로써 폴리케톤의 고유점도가 향상되는 효과를 달성할 수 있다. 상기 (a) 제 9족, 제 10족 또는 제 11족 전이금속 화합물과 벤조페논의 몰비는 1 : 5~100, 바람직하게는 1 : 40～60 이다. 전이금속과 벤조페논의 몰비가 1 : 5 미만이면 제조되는 폴리케톤의 고유점도 향상의 효과가 만족스럽지 못하고, 전이금속과 벤조페논의 몰비가 1 : 100을 초과하면 제조되는 폴리케톤 촉매활성이 오히려 감소하는 경향이 있으므로 바람직하지 않다
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 에틸렌이다.
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.
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.
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. 중합온도에 대해서는 특별히 제한은 없고, 일반적으로 40~180℃, 바람직하게는 50~120℃가 채용된다. 중합시의 압력에 대해서도 제한은 없으나, 일반적으로 상압~20MPa, 바람직하게는 4~15MPa이다.
상기와 같은 중합법에 의하여 선상 교대 폴리케톤이 형성된다. 한편, 중합물의 용융지수는 중합온도/압력을 조절하여 원하는 수준으로 조절이 가능하다.
본 발명에서 사용되는 폴리케톤의 용융지수는 240℃, 2.16kg의 하중을 기준으로 했을 때 4 내지 70g/10min인 것을 특징으로 한다. 바람직하게 10 내지 60g/10min 인 것이 좋다. 상기 폴리케톤의 용융지수가 4g/10min 미만인 경우 유리섬유와 컴파운딩 시 작업이 제대로 진행되지 않는 문제가 발생하고, 70g/10min 초과인 경우 소재의 인성이 현저히 낮아져 절연블록의 인장강력이 4.6kN 이하로 낮아지는 문제가 발생한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 블록은 폴리케톤 100중량%인 베이스 수지를 이용하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 절연 블록은 폴리케톤과 유리섬유를 필수 구성요소로 하는 폴리케톤 조성물을 이용하여 제조될 수 있다.
상기 폴리케톤 조성물은 폴리케톤 50 내지 99.9중량%, 유리섬유를 0.1 내지 50 중량% 포함할 수 있다. 본 발명에서 상기 유리섬유의 함량은 바람직하게 0.1 내지 40 중량%이며, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 37중량%인 것이 좋다. 여기서, 유리섬유가 50 중량%를 초과하는 경우에는 컴파운딩 작업이 어렵고 소재의 인성(toughness)이 현저히 낮아져 절연블록의 인장강력이 4.6kN 이하로 떨어지는 문제가 있다.
일반적으로 유리섬유는 대표적은 강화제로 규산염을 주성분으로 하는 유리를 용융 및 가공하여 섬유 모양으로 가공한 것으로 직경이 작을수록, 길이가 길수록 물성을 향상시킬 수 있다.
상기와 같은 유리섬유는 강화 플라스틱용으로 흔히 쓰이는 강화섬유로서, 유리섬유와 플라스틱 폴리머를 혼합하여 사용하는 경우 우수한 기계적, 화학적, 전기적 특성을 가질 수 있으며 비용 경쟁력을 가지다. 이 유리섬유들에 의해 주로 향상되는 물리적 특성으로는 인장강도, 압축 강도이며, 열적 치수 안정성도 개선할 수 있다.
또한 상기 폴리케톤 조성물은 폴리머의 가공성이나 물성을 개선하기 위하여 종래 알려져 있는 첨가제, 예를 들면 산화방지제, 안정제, 충전제, 내화재료, 이형제, 착색제 및 기타재료를 추가로 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 폴리케톤 조성물의 제조방법은 하기와 같다.
본 발명의 폴리케톤 조성물의 제조방법은 팔라듐 화합물, pKa값이 6 이하인 산, 및 인의 2배위자 화합물을 포함하는 촉매 조성물을 준비하는 단계; 알코올(예컨대, 메탄올)과 물을 포함하는 혼합용매(중합용매)를 준비하는 단계; 상기 촉매 조성물 및 혼합용매의 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 50 내지 99.9중량% 및 유리섬유 0.1 내지 50중량%를 혼합하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 일산화탄소, 에틸렌 및 프로필렌은 알코올(예컨대, 메탄올)과 물의 혼합용매에서 액상 중합되어 선상 터폴리머를 생성하는데, 상기 혼합용매로는 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.
또한, 상기 중합시 반응온도는 50 ~ 100℃, 반응압력은 40 ~ 60bar의 범위가 적절하다. 생성된 폴리머는 중합후 여과, 정제 공정을 통해 회수하며, 남은 촉매 조성물은 알코올 또는 아세톤 등의 용매로 제거한다.
본 발명에서는 상기 얻어진 폴리케톤 단독 수지 또는, 폴리케톤과 유리섬유가 혼합된 폴리케톤 조성물을 압출기로 압출하여 최종적으로 폴리케톤 수지 또는 폴리케톤 조성물을 수득한다. 상기 폴리케톤 수지 또는 폴리케톤 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 있으며, 300rpm을 초과하면 기계적 물성이 저하될 수 있다.
상기와 같은 방법으로 단독 수지 또는 조성물을 제조하고 이를 압출 성형 또는 사출 성형함으로써 시트(sheet), 필름(film), 플레이트(plate) 및 성형품을 제조할 수 있다. 이와 같은 적용 예로서는 내수성이 요구되는 부품, 예를 들어 레일 체결장치용 폴리케톤 절연블록 등에 유용하게 적용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
일산화탄소와 에틸렌과 프로펜으로 이루어진 선상 교대 폴리케톤은 초산 팔라듐, 트리 플루오르 초산 및 ((2,2-디메틸-1,3-디옥산-5,5-디일)비스(메틸렌))비스(비스(2-메톡시페닐)포스핀)으로부터 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, HFIP(hexa-fluoroisopropano)로 25℃에 측정한 점도(I.V)가 2.27dl/g이었다.
상기 폴리케톤은 240℃, 2.16KG 하중 기준으로 용융지수가 4g/10min이었다.
상기와 같이 제조된 폴리케톤을 사출 성형하여 이-클립 레일체결용 절연블록용 시편을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 공정을 통해 제조하되 240℃, 2.16KG 하중 기준으로 용융지수가 50g/10min인 폴리케톤 65중량%과 유리섬유 35중량%를 혼합한 폴리케톤 조성물을 250rpm으로 작동하는 직경 40cm이며, L/D=32인 2축 스크류를 이용하여 유리 섬유와 혼련한 뒤, 압출기 상에서 펠렛(pellet)으로 제조한 후, 이를 사출성형하여 이-클립 레일체결용 절연블록용 시편을 제조하였다.
[실시예 3]
용융지수가 50g/min인 폴리케톤을 이용하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 공정으로 제조하였다.
[실시예 4]
용융지수가 70g/min인 폴리케톤을 이용하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 공정으로 제조하였다.
[실시예 5]
용융지수가 4g/min인 폴리케톤을 이용하는 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 공정으로 제조하였다.
[실시예 6]
용융지수가 70g/min인 폴리케톤을 이용하는 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 공정으로 제조하였다.
[실시예 7]
폴리케톤 50중량%과 유리섬유 50중량%를 혼합한 폴리케톤 조성물을 이용하는 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 공정으로 제조하였다.
[비교예 1]
폴리케톤 대신에 나일론 66을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 이-클립 레일체결용 절연블록용 시편을 제조하였다.
[비교예 2]
폴리케톤 대신에 나일론 66 65중량%와 유리섬유 35중량%를 혼합한 조성물을 압출하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 이-클립 레일체결용 절연블록용 시편을 제조하였다.
[비교예 3]
용융지수가 2g/min인 폴리케톤을 이용하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 공정으로 제조하였다.
[비교예 4]
용융지수가 80g/min인 폴리케톤을 이용하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 공정으로 제조하였다.
[비교예 5]
용융지수가 2g/min인 폴리케톤을 이용하는 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 공정으로 제조하였다.
[비교예 6]
용융지수가 80g/min인 폴리케톤을 이용하는 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 공정으로 제조하였다.
[비교예 7]
폴리케톤 40중량%과 유리섬유 60중량%를 혼합한 폴리케톤 조성물을 이용하는 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 공정으로 제조하였다.
[실험예]
실시예 및 비교예에서 각각 제조된 시편 및 이를 이용하여 제조한 절연블록의 물성은 하기와 같은 방법을 이용하여 평가하였으며, 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
<시편의 물성 평가>
(1) 인장강도 : ASTM D638에 의거하여 실시하였다.
(2) 파단신율 : ASTM D638에 의거하여 실시하였다.
(3) 터프니스(인성) : ASTM D638에 의거하여 실시하되 하기 도 2에서와 같이 raw data graph의 적분값을 계산하여 적용하였다
<절연블록의 물성 평가>
절연블록 design: UIC 60 고속 철도용 절연블록
측정항목: 절연블록 수분 침지 전/후 인장강력(kN), 체적 저항
침지조건: 90℃, 17hr(PA66이 상온 포화 수분율에 도달하는 가속 처리 조건)
(4) 인장 강력 : ASTM D 638에 의거하여 실시하였다.
(5) 체적 저항 : ASTM D 237-93에 의거하여 실시하였다.
항목 ISO 시편
(Dry)		 절연블록
인장강력(kN)		 체적저항(Ohm·cm)
인장강도
(MPa)		 파단신율
(%)		 Toughness
(kJ/m3)		 침지 전 침지 후 침지 전 침지 후
요구spec - - - 4.6↑ 4.6↑ 1013↑ 1012↑
실시예1 57 200 8497 8.3 7.7 2×1014 9×1012
실시예2 147 3.5 3371 7.9 7.3 5×1014 5×1012
실시예3 60 180 8004 7.0 6.5 2×1014 9×1012
실시예4 60 180 7582 6.8 6.1 2×1014 9×1012
실시예5 138 4.0 4041 5.5 5.2 5×1014 5×1012
실시예6 148 3.4 3028 5.3 5.1 5×1014 5×1012
실시예7 177 2.8 2881 5.2 5.0 9×1014 9×1012
비교예1 82 50 11027 11.3 7.0 5×1015 9×1011
비교예2 210 3.0 2904 8.2 5.9 6×1015 7×1011
비교예3 57 200 9504 8.3 4.2 2×1014 9×1011
비교예4 60 180 7201 6.5 4.0 2×1014 9×1011
비교예5 N/A (작업불량) 　 　 　 　 　
비교예6 148 3.2 3001 4.9 4.5 5×1014 5×1012
비교예7 158 3.0 2997 4.8 4.8 9×1014 9×1012
표 1을 참조하면, 실시예 1, 실시예 3 및 실시예 4에 의해 제조된 절연블록의 인장강력은 비교예 1, 비교예 3 및 비교예 4와 각각 비교했을 때,
실시예1,3,4에서 침지 후 측정한 절연블록의 인장강력이 비교예1,3,4에서의 침지 후 인장강력보다 우수한 것으로 나타났다. 이는 종래 나일론 소재보다 폴리케톤 소재의 우수성을 나타내는 것이며, 동시에 폴리케톤 수지의 용융지수에 따라서도 침지 후 인장강력이 다르며 실시예에 의한 용융지수를 갖는 폴리케톤 수지를 이용하는 경우 본 발명을 완성할 수 있음을 보여준다.
더불어, 침지 후의 절연블록의 체적저항 값에 있어도, 실시예 1,3,4는 비교예1,3,4 대비 더 높은 것으로 나타났다. 이를 통해 본 발명의 실시예에 의해 제조된 절연 블록은 내수성이 우수한 것으로 나타났다.
한편, 실시예 2, 실시예5 내지 7에 의해 제조된 절연블록의 인장강력은 마찬가지로, 비교예2, 비교예5 내지 7 대비 침지 후 인장강력과 체적 저항이 높은 것을 알 수 있다. 이는, 실시예에서 침지 후의 체적 저항의 감소가 적으므로 비교예 대비 수분에 의한 외부 장기 노출 시의 전기 절연성 유지가 보다 용이한 이점이 있다.
본 발명의 실시예에 의해 제조된 절연 블록은 비교예로 제조된 절연 블록 대비 침지 후 강도가 더 우수하고, 전기 절연성 유지가 용이한 것으로 나타났다.
결과적으로, 실시예에 따라 제조된 폴리케톤 절연블록은 비교예 보다 낮은 수분 흡수율로 인하여 수분에 의한 전기 저항의 감소가 적으므로 수분에 장기 노출되어도 전기 절연성 유지가 더욱 우수하므로 레일 체결장치용 절연블록으로 적용하기에 용이한 것을 알 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (6)

  1. 일산화탄소와 적어도 1종의 올레핀계 불포화 탄화수소로 이루어진 폴리케톤으로 구성된 시편을 사출성형하여 제조되고,
    인장강력이 4.6kN이상이고 체적 저항이 1×1013 ohm·cm 이상인 것을 특징으로 하는 이-클립(e-clip) 레일 체결장치용 폴리케톤 절연블록.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리케톤은 240℃, 2.16kg 하중 기준으로 용융지수가 4 내지 70g/10min인 것을 특징으로 하는 이-클립(e-clip) 레일 체결장치용 폴리케톤 절연블록.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리케톤 절연블록의 90℃, 17시간 수분 침지 후 측정한 인장강력은 4.6kN 이상이고, 체적 저항은 1×1012 ohm·cm이상인 것을 특징으로 하는 이-클립(e-clip) 레일 체결장치용 폴리케톤 절연블록.
  4. 일산화탄소와 적어도 1종의 올레핀계 불포화 탄화수소로 이루어진 폴리케톤 50 내지 99.9중량% 및
    유리섬유 0.1 내지 50중량%를 포함하는 폴리케톤 조성물을 압출하여 펠렛을 제조한 뒤 이를 사출성형하여 제조되고,
    인장강력이 4.6kN이상이고 체적 저항이 1×1013 ohm·cm 이상인 것을 특징으로 하는 이-클립(e-clip) 레일 체결장치용 폴리케톤 절연블록.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 폴리케톤은 240℃, 2.16kg 하중 기준으로 용융지수가 4 내지 70g/10min인 것을 특징으로 하는 이-클립(e-clip) 레일 체결장치용 폴리케톤 절연블록.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 폴리케톤 절연블록의 90℃, 17시간 수분 침지 후 측정한 인장강력은 5.0kN 이상이고, 체적 저항은 1×1012 ohm·cm이상인 것을 특징으로 하는 이-클립(e-clip) 레일 체결장치용 폴리케톤 절연블록.
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