KR870000060B1 - 난연성 플리에스테르 섬유의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
본 발명은 난연성 폴라에스테르의 제조방법에 관한 것이다. 폴리에스테르는 기계적 성질, 열적성질, 성형성, 화학약품에 대한 저항성이 대단히 우수하여 섬유나 필름, 또는 플라스틱제품으로 많이 이용되고 있다.
그러나 폴리에스테르는 탄소, 수소, 산소의 3원소로만 이루어져 있기 때문에 연소하기가 용이하며, 특히 섬유로 사용하였을 때 화재에 의한 위험성이 대단히 크다.
최근 건물의 대형화, 밀집화 현상으로 인한 대형화재사고를 예방하기 위하여 난연성 폴리에스테르를 절실하게 요구하고 있으며 그 제조방법으로는 폴리에스테르 제조시 브렌드, 후가공, 공중합등의 방법에 의하여 폴리에스테르에 난연성을 부여하고 있다.
이중 브렌딩, 후가공등의 방법은 세탁에 의해 난연성이 떨어지게되고 초감이 나쁘며, 공중합에 의한 방법이 영구적 난연성면에서 뛰어나고 촉감이 좋은 것으로 알려져 왔으나 폴리에스테르의 경우 난연제의 반응성이 낮고, 분해와 그로 인한 착색등의 문제점으로 인하여 별로 실용화되지 못하였다.
지금까지 난연성 폴리에스테르를 제조하기 위한 방법으로 USP 4,104,259에서는,
등을 공중합시키고, USP 3.909,482에서는
등을 난연제로 이용하여 폴리에스테르를 제조하고 있다.
본 발명자들도 난연성 폴리에스테르의 제조방법에 대하여 오랫동안 연구한 결과 폴리에스테르에 취소를 함유하는 성분을 공중합시켜 폴리에스테르를 제조할 경우 우수한 난연성을 나타내는 것을 확인하였으나 이들 난연제는 아주 큰 취소원자를 치환기로 함유하고 있으며 또한 취소원자가 전자를 끄는 효과 때문에 난연제의 반응성이 낮기 때문에 폴리에스테르와 공중합시킬 때 반응성이 나빠서 공중합율이 떨어지고 저분자량이 난연제 올리고머가 생성되어 최종 섬유의 물성을 떨어뜨리고, 섬유가 공중탈락되어 백분생성이 심하였다.
또한 이들 반응성이 낮은 성분을 공중합시키기 위해서 높은 온도에서 중합하면 결합력이 약한 C-Br결합이 깨어져 고분자의 색상이 황변되어 건조, 방사, 연신, 가연 등 이후 열처리 공정시 다량의 취화수소를 비롯한 유독가스가 발생되어 공해의 원인이 될뿐만 아니라 작업자의 건강을 극심하게 해친다는 사실을 발견하였으며, 또한 장치부식이 심하여 생산공정에 투입하기 어려웠다.
그뿐만 아니라 위와 같은 문제점을 안고서라도 높은온도에서 중합을 할 경우 폴리머의 구조가 렌덤공중 합체가 되지 않고 먼저 반응성이 큰 에틸렌글리콜과 테레프탈산 또는 디메틸 테레프탈레이트가 반응하여 에틸렌글리콜이 모두 없어진 다은 난연제가 반응하여 거의 블록 공중합체의 형태를 갖게 된다.
이 결과 용융점도가 정상의 경우보다 상승을 하게되어 높은 온도, 높은 압력으로 방사해야 한다는 것을 알게 되었다.
본 발명자들은 이러한 문제점들이 모두 난연성 물질의 반응성이 낮기 때문이라는 것에 착안하여 난연성 물질의 반응성을 높이기 위하여 오랫동안 연구한 결과 본 발명에 도달하게 되었다.
본 발명에서는 난연성 물질의 반응성을 높이기 위해서 난연성 물질의 말단 "-OH"기를 초산, 무수초산, 아세틸 클로라이드등과 반응시켜 난연성물질의 말단에 아세틸기를 도입함으로써 폴리에스테르 반응중에 난연성 물질의 반응성이 높게되어 중합반응온도를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 렌덤 공중합체가 생성되어 가공이 용이하고 저분자량의 올리고머 생성이 적어 백분현상이 적고, 낮은온도에서 중합이 가능하기 때문에 분해에 의한 유독가스생성, 황변현상을 막을 수 있었다.
본 발명을 상세히 설명하면, 본 발명에서 사용할 수 있는 난연제로서는 다음과 같은 것들이 있다.
이들 난연제를 과잉의 초산, 무수초산. 아세틸 클로라이드등과 실온∼120℃사이의 온도에서 1시간 내지 2시간 반응시킨 다음 증류 또는 세척, 건조등으로 정제해서 말단기에 아세틸기가 도입된 난연제를 합성하였다.
위와 같은 방법으로 합성한 난연제를 폴리에스테르 중합시 임의의 단계에서 취소의 함량이 중량비 4-10%되게 첨가하여 초기반응온도 140-240℃에서 진공도 0.1mmHg에서 중합반응을 실시하였다.
실시예중 산가는 시료를 에틸알콜에 용해하고 페놀프탈레인을 지시약으로 이용 0.1규정 수산화 나트륨 수용액으로 적정해서 측정하였으며 비누화값은 시료를 0.5규정 수산화 나트륨/95% 에틸 알콜 용액으로 75℃에서 60분간 가열하여 비누화된 다음 페놀프탈레인을 지시약으로 사용하여 0.5규정 염산용액으로 적정해서 측정하였다.
고유점도는 30℃, 2-클로로페놀 용액중에서 측정한 값으로부터 구했으며 융점은 퍼킨엘머 시차 주사열량계를 이용해서 측정하였고, 용융점도는 레오메트릭스레오메터를 이용 온도 285℃, 응력변형 15%, 주파수 10rod/sec에서 측정하였다.
난연성은 폴리에스테르 중합체를 1280m/sec로 방사후 3.2배 연신하여 메리야스편물로 짠다음 KSK 0113-76마이크로 버너 45℃ 경사법으로 측정하였다.
[실시예 1]
이것으로부터 아세틸화율은 100%이다.
난연재 A
[실시예 2]
난연제 B의 산가는 0.00eq/kg, 비누화 값은 2.79eq/kg이었다.
이것으로부터 난연제 B의 아세틸화율은 100%이다.
난연제 B
[실시예 3]
난연제 C의 산가는 0.00eq/kg, 비누화값은 3.07eq/kg이였다.
이것으로 난연제 C의 아세틸화율은 100%이다.
난연제 C
[실시예 4]
4kg과 아세틸 클로라이드 8ℓ를 실온해서 2시간 반응시킨 후 증류한 물로 세척 건조해서 난연제 D를 합성하였다.
난연제 D의 산가는 0.00eq/kg이고 비누화 값은 2.17eq/kg이었다.
이것으로부터 난연제 C의 아세틸화율은 100%이다.
난연제 D
[실시예 5]
테레프탈산과 에틸렌 글리콜을 에스테르화 반응관에 넣고 위의 난연제 A, B, C, D를 각각 아래 표 1의 조성으로 첨가하여 실온에서 180℃까지 1시간 전환류시키고, 질소압을 충입하여 1.7kg/cm2의 압력을 유지하면서 180℃에서 230℃까지 1시간 30분만에 승온시키고 230℃에서 240℃까지 20분에 걸쳐서 승온하면서 방압시킨 후 삼산화안티몬 23g과 트리메틸포스파이트 23cc를 가하고 1시간만에 온도 285℃, 압력 0.1mmHg가 되게하고 1시간 30분간 중축합반응을 시켜 폴리머를 얻었다.
[표 1]
[비교 실시예 6]
실시예 5와 동일하게 하고 난연제만
로 바꾸어서 3.9kg을 첨가하여 반응시켰다.
[표 2]
Claims (1)
- 디카르복실산 또는 그의 에스테르와 디올을 처음에는 140℃-240℃ 온도에서 다음에는 240℃-290℃에서 반응시켜서 폴리에스테르를 제조할 때 반응의 임의의 단계에서 다음 일반식으로 표시되는 화합물을 전체 폴리머에 대하여 취소 함량이 중량비로 4-10%가 되도록 첨가시키는 난연성 폴리에스테르의 제조방법.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR20190058211A (ko) | 2017-11-21 | 2019-05-29 | 황학선 | 환자 이송 및 휴식용 구조물로 변신가능한 가변형 구조체 |
-
1984
- 1984-10-25 KR KR1019840006632A patent/KR870000060B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR20190058211A (ko) | 2017-11-21 | 2019-05-29 | 황학선 | 환자 이송 및 휴식용 구조물로 변신가능한 가변형 구조체 |
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