KR910007335B1 - 열가소성 수지 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

열가소성 수지 조성물

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 슬라이딩 부품에 관한 것으로서, 상기 부품이 슬라이딩할때에 저마찰 소음 특성이 우수한 슬라이딩 부품, 특히 열가소성 폴리에스테르 수지 또는 폴리아세탈 수지와, 점성이 150,000cst인 실리콘 오일을 혼합하여 만든 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.

폴리부틸렌 테레프탈레이트와 폴리에틸렌 테리프탈레이트 등의 열가소성 에스테르 수지, 또는 폴리아세탈수지를 엔지니어링 수지로서 널리 사용하고 있는데, 이는 이들 수지들이 기계적 성질, 전기적 성질, 내열성, 내약품성 및 가공성 등이 뛰어나기 때문이다. 그리고 그들 수지를 사용하려는 분야가 중가함에 따라 그 들의 사용조건도 매우 엄격해지고 대부분의 경우 고도의 성질들을 갈망하고 하다. 차량, 전기 전자 제품등의 분야에서 요구하는 상기 성질중에 하나가 마찰 특성의 장기간 내구성, 저마찰 소음등이다.

예를들면, (1)이황화 몰리브덴 및 그래파이트(흑연)등의 고체 윤활유를 첨가하는 방법, (2)분말 및 섬유 폴리 테트라플루오로 에틸렌 수지를 첨가하는 방법, (3) 중유 윤활유, 합성 윤활유, 지방족 알콜 또는 그들의 에스텔 등의 액체 또는 반고체 윤활유를 첨가하는 방법등의 상기 방법들은 열가소성 수지의 마찰, 마모 특성을 개선시키는 것으로서 공지되어 있다. 말하지 아니하여도 이들 공지 방법들로 마찰·마모 특성을 충분히 개선할 수 있고, 특히 저속·저부하로 단기간에 걸쳐 슬라이딩하는 경우에는 이들 요구를 충분하게 만족시켜 줄 수 있으나, 고속·고부하 상태로 슬라이딩하는 경우에는 마찰 특성이 양호하지 못하고, 또 한 저속·저부하 상태로 슬라이딩하더라도 장기간 사용하는 경우에도 마찰 특성이 현저하게 저하되므로, 여기에는 내구성 및 충실도(fidelity)가 필요하다. 더욱이 연성 수지에다 폴리에틸렌, 폴리테트라플루오로 에틸렌 등을 첨가하는 방법은 슬라이딩 부품이 슬라이딩하는 경우에 마찰 소음을 개선시키기 위한 방법이지만, 이러한 방법으로는 상기 요건을 만족시키는 사이런싱(silencing)성질(저소음성)을 향상 얻을 수 없고 기계적 강성 등의 물리적 성질이 낮다는 문제가 있다.

상술한 바와같이, 종래의 공지방법으로서는 더욱 엄격하게 제한하여 왔었던 요건들, 즉 마찰 마모 특성, 특히 고속·고부하로서의 슬라이딩 상태하의 특성, 슬라이딩하는 경우의 장기간 특성 또는 사이런싱 특성을 만족시킬 수 없으므로, 상기 성질의 개선을 희구하여 왔었다.

언급했던 점성을 지닌 실리콘 오일의 첨가로서 현저하게 효과를 나타내는 열가소성 폴리에스텔 수지들 및 폴리아세탈 수지들에 부수적으로 수반되는 파손 성질이 없이 슬라이딩할 때 마찰·마모의 장기간 내구성 및 마찰 소음을 개선하기 위하여 상기 문제점들을 해결하는 방법을 찾아 반복 연구함으로써 본 발명자들은 본발명을 달성하였다.

따라서 , 본 발명의 목적은 열가소성 폴리아세탈 수지 99.9-80.0 중량부와 점성이 150,000cst인 실리콘 오일0.1-20 중량부를 혼합하여 만든 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명에서 사용된 열가소성 폴리에스테르는 디카복실 화합물 및 디히드록시 화합물의 중축합, 옥시카복실 화합물의 중축합, 상기 세성분의 혼합물의 중축합에 의하여 얻어진 폴리에스테르이다. 포모폴리에스테르와 코폴리에서테르도 본 발명에 효과적으로 사용된다.

본 발명에 사용되는 디카르복실산 화합물로서는 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌 디카르복실산, 디페닐디카르복실산, 디페닐에테르 디카르복실산, 디페닐에탄 카르복실산, 사이클로헥산 디카르복실산, 지방산, 세바신산 등의 공지의 디카복실산 화합물과 그들의 알킬-, 알콕시-, 또는 할로겐 치환 화합물이다. 또한 이들 디카복실산 화합물을 저급 알콜 에스테르, 예를들면 디메틸 에스테르 등의 에스텔 형성 유도체형으로 사용할 수 있다. 본 발명에서 상술한 화합물들을 단독으로 사용하거나, 또는 둘이상 혼합하여 사용할 수 있다.

그리고 디히드록시 화합물로서는 에틸렌글리콜, 프로필렌 글리콜, 부탄디올, 네오펜틸 글리콜, 히드로퀴논, 레졸신, 디히드록시펜닐, 나프탈렌 디올, 디히드록시디펜닐 에스텔, 시클로헥산 디올 및 2.2′-비스(4-히드록시펜닐)프로판등의 화합물과 그들의 알킬-, 알콕시- 또는 할로겐 치환 화합물 등이다. 그들을 단독으로, 혹은 둘이상 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 옥시카복실 산들로서는 옥시벤조산, 옥시 나프토에산 및 디펜닐렌 옥시카복실산 등의 옥시카복실산들과 그들의 알킬-, 알콕시-, 또는 할로겐 치환 화합물등이고, 이들 화합물들의 에스테르 형성유도체도 역시 옥시카복실산으로 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서는 상기 화합물들을 단독으로, 혹은 둘이상 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명에 의하면, 상술한 화합물을 단량체로서 증축합하여 만든 모든 열가소성 폴리에스테르를 단독으로, 혹은 둘이상 혼합하여 사용할 수 있다. 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 좋게는 폴리부틸렌 테리프탈레이트를 사용하면 좋다. 이 경우에 본 발명의 효과들이 괄목할 만하다.

거기에다 공지의 방법, 예를들면 가교(cross-linkage) 및 그래프트(graft)중합 방법으로 열가소성 폴리에스테르들을 변성시킬 수 있다.

본 발명에 쓰이는 폴리아세탈 수지들로서는 주사슬의 대부분 이 옥시메틸렌 사슬로된 폴리아세탈 호모폴리머 및 폴리아세탈 코폴리머 등이다. 그리고 비록 폴리아세탈이 공지의 방법, 가교 또는 그래프트 공중합 방법에 의하여 변성되더라도, 그들은 기본 수지로서 사용할 수 있고, 본 발명의 효과를 나타낼수도 있다.

또한, 디메틸-폴리실록산에서 메틸기의 일부를 수소, 펜닐기, 할로겐화 페닐기, 할로겐화 알킬, 플로 오로에스테르기 등에서 선택한 한 종이상의 기로 치환하여 디메틸-폴리실록산 또는 디메틸 화합물을 얻고, 상기 기들의 점성은 150,000cst(25℃)이고 그 점성은 ASTM D-445에 따라 측정했으며 본 발명에서 상술한 열가소성 수지에다 실리콘 오일을 첨가하여서 사용된다.

150,000cst, 특히 100,000cst 또는 그 이하의 점성을 지닌 실리콘 오일을 혼합했다면 고유마찰·마모 특성이 개선되나, 본 발명에 유용한 슬라이딩 부품이 슬라이딩할 때 마찰·마모특성의 내구성 또는 마찰 소음이 충분히 개선되지 아니한다. 만약 고중합도를 지난 고무 실리콘 수지들을 사용한다면 수지들에 그들을 분산시키기는 어렵고 마찰·마모 특성을 개선할 수 없을뿐더러 환경에 따라 기계적 성질이 저하된다. 점성이 200,000-1,000,000cst인 실리콘 오일을 사용하면 좋다.

더구나, 본 발명에서는 열가소성 수지 99.9-80.0 중량부에 의거하여 그런 실리콘 오일0.1-20중량부를 첨가시킨다. 만약 실리콘 오일을 상기 비율이하로 한다면 마찰·마모 특성을 충분히 개선시키지 못하는 반면에, 그 이상으로 첨가하였다면 환경에 따라 가공성, 기계적 성질 등이 현저하게 저하된다.

따라서, 장 단기간 마찰·마모특성, 가공성, 이외의 성질들이 골고루 있게 하기 위하여서는 실리콘 오일을 0.3내지 10중량부로 첨가한다.

그리고 본 발명에서는 실리콘 오일을 용매로 희석하거나 첨가할 무기고체 또는 유기고체로 흡수할 수 있다. 이것은 가공성의 견지로 보아 많은 경우에 실리콘 오일을 첨가하고 분산시키를 바란다. 더욱이 수지에서 실리콘 오일의 분산성을 개선하기 위하여 분산제를 사용하였다.

비록 고점성 실리콘 오일을 사용함으로써 장기간 마찰·마모 특성이 뛰어나다는 이유가 항상 뚜렷하지 아니하지만, 본 발명자들이 추측하기에는 그러한 고점성 실리콘 오일이 쉽게 분리될 수 없는 안정한 필름을, 수지 표면 또는 수지의 상기 표면 근처에 형성하므로 효과가 지속되고, 그와 반대로는 저점성 실리콘 오일이 수지의 표면으로 흘러나오기 쉽게 고유점성 특성이 뛰어나지만 점성이 낮아지므로 (중합정도가 낮음), 필름의 분리·제거가 쉽고, 그 결과로 장시간 슬라이딩으로 마찰특성이 저하된다.

슬라이딩 특성을 더 개선시키기 위하여 그래파이트, 이황화 몰리브텐등의 고체 윤활유와 윤활성을 뛰어나게 하는 폴리에틸렌 수지 및 폴리테트라플루오로 에틸렌 수지등의 폴리머들을 본 발명의 조성물에 첨가할 수 있고, 또한 본 발명의 목적에 맞는 물리적 성질을 개선시키기 위하여, 여러 가지 종류의 공지의 첨가제를 더 첨가할 수 있다.

첨가제로서는 산화방지제, 내후제 및 내광제, 열안정제, 활제, 이형제, 핵제, 실리콘 오일 분산제, 정전방지제, 난연제, 착색제 등이다.

또한 , 목적에 맞게 본 발명의 조성물에다 섬유 무기충전재, 판형무기 충전재, 분말무기 충전재들을 첨가시킬 수 있다. 그리고 말하지 아니하여도 이외의 다른 수지 또는 고분자 물질을 보통으로 첨가할 수 있다.

본 발명의 조성물을, 종래의 수지 조성물들을 만들던 방법으로 쉽게 형성할 수 있는데, 그 방법들은 예를 들면, 성분 요소들을 혼합하여서 그 혼합물을 단축 또는 양축 압출기안에 넣어 반죽하여 사출시켜서 펠렛을 준비하고자 몰딩하는 방법. 이종 조성물로 만든 펠렛들을 제조하여 몰딩에 필요한 양만큼 혼합한 다음에 원하는 조성물로된 성형 제품을 얻는 방법, 적어도 하나의 성분을 성형기에 직접 넣는 방법등이다.

[바람직한 실시예들]

이하 본 발명을 바람직한 실시예들과 관련시켜서 구체적으로 서술하지만, 실시예들에 꼭 제한하자는 것은 아니다.

[실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 8]

폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지[ 폴리플라스틱스 가부시끼가이샤 제인 "DURANEX 2000"]또는 폴리아세탈 수지[폴리플라스틱스 가부시까가이샤 제인"DURACON 90"]와 점성이 150,000cst 이상인 다종의 실리콘 오일을 표 1에 도시한 바와같은 비율로 혼합하고서 그 혼합물을 양축 압출기안에 넣어 용융 혼합하여 펠렛형 조성물을 제조한다. 그리고 이들 펠렛들을 사출성형하여 시험편을 만들어 평가했다. 더구나, 실리콘 오일이 함유되어 있지 아니한 시험편과, 점성이 본 발명의 범위 밖에 있는 실리콘 오일이 함유되어 있는 시험편을, 상술한 시험편과 동일 방법으로 비교 평가했다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.

또한, 슬라이딩 특성들에 대한 평가는 하기 서술 방법으로 인장특성들에 대한 평가는 ASTM의 방법에 따라 행하였다.

[운동 마찰특성]

슬라이딩을 시작하여 압력 0.75Kg/㎠, 선형 속도 180mm/sec, 접촉영역 2.0㎠조건하에 반대물질인 ABS 수지를 가지고서 60분간 슬라이딩한 후에, 즉시 스즈끼형 마찰·마모 시험기로 측정했다. 또한, 안정계수의 기준치를 얻기 위하여 동적 마찰계수(μd)가 0.2일때까지 측정했다.

[마찰 소음 특성]

동종 물질을 10시간 동안 서로 문지르는 동안에 마찰 소음 상태를 압력 3.5Kg/㎠, 선형속도 50mm/sec, 접촉영역 2.0㎠조건하에서 상술한 시험기로 측정했다.

상기 서술 및 실시예들로부터 명백해진바, 슬라이딩 부픔과 관련있는 다중특성, 즉 장기간 마찰·마모 특성이 향상되고 문제를 일으키던 범위내에서 상기 이외의 특성들이 저하되는 단점을, 점성이 150,000cst이상인 실리콘 오일을 열가소성 폴리에스텔 수지 또는 폴리아세탈 수지에다 첨가시켜 이를 커버할 수도 있다.

상술한 바와같이, 본 발명에 따른 조성물을 여러 가지 성질을 골고루 갖추고 있으며, 차량, 전기전자 장치, 사무기기 잡화등의 분야에서 슬라이딩 부품, 즉 기어, 베어링, 키이보오드 부품으로서 매우 적합하다.

Claims (1)

1. 폴리아세탈 수지 99.9-80.0 중량부와 점성이 150,000cst 이상인 실리콘 오일 0.1-20중량부를 혼합하여 만든 열가소성 수지 조성물.