KR920009689B1 - A flexibility and proof against impact thermopolyester block copolymer and process for preparing thereof - Google Patents

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Abstract

Polyester blockcopolymer comprises 35-95 wt.% of polyester as a crystal component and 5-65 wt.% of polybutadiene or butadiene-acrylonitrile copolymer as a rubber component. The obtd. polyester blockcopolymer has the repeating units of formula (I) and (II), has molecular weight of 15,000-90,000, and has excellent flexibility and impact resistance. In the formulas, R is ester formable dicarboxylic acid or lower alkylester cpd. selected from terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalene dicarboxylic acid, adipic acid, etc; D is ester formable glycol component selected from ethylene glycol, 1,4-butane diol, 1,2- or 1,3-propane diol, 1,6-hexane diol.

Description

유연성 및 내충격성이 우수한 열가소성 폴리에스테르 블록공중합체와 그의 제조방법Thermoplastic polyester block copolymer having excellent flexibility and impact resistance and its manufacturing method

본 발명은 다음 구조식(I)과 (II)의 랜덤 블록형의 공중합체로 이루어진 유연성 및 내충격성이 우수한 폴리에스테르 블록공중합체와 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polyester block copolymer having excellent flexibility and impact resistance consisting of a random block copolymer of the following structural formulas (I) and (II) and a method for producing the same.

Figure kpo00001
Figure kpo00001

상기 구조식에서, R은 에스테르형성성의 디카르복실산 또는 저급알킬에스테르화물로서, 주로 테레프탈산, 이소프탈산등이 사용되어지며, 여기에 나프탈렌디카르복실산, 아디프산, 수베르산, 세바스산, 데칸디카르복실산, 도데칸디카르복실산, 사이클로헥산디카르복실산등을 혼합사용할 수 있고, D는 에스테르 형성성의 글리콜성분으로서 주로 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올을 사용하며, 여기에 1,2- 또는 1,3-프로판디올, 1,6-헥산디올 1,4-사이클로헥산티메탄올등을 혼합사용할 수 있으며, B는 카르복실 말단을 가지는 폴리부타디엔 또는 부타디엔과 아크릴로니트릴 공중합체이다.In the above structural formula, R is an ester-forming dicarboxylic acid or lower alkyl esterified product, mainly terephthalic acid, isophthalic acid, and the like, and naphthalenedicarboxylic acid, adipic acid, suberic acid, sebacic acid, Decanedicarboxylic acid, dodecanedicarboxylic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, etc. can be mixed and used, D mainly uses ethylene glycol, 1, 4- butanediol as an ester formation glycol component, and 1, 2- or 1,3-propanediol, 1,6-hexanediol 1,4-cyclohexane dimethanol, etc. can be mixed and used, B is a polybutadiene or a butadiene which has a carboxyl terminal, and an acrylonitrile copolymer.

종래에, 유연성과 내충격성을 갖는 블록공중합체는 주로 폴리에틸렌테레프탈레이트와와 폴리부틸렌테레프탈레이트등을 기본수지로 하고 여기에 유연성 및 내충격성을 증진시킬 수 있는 성분을 혼합시켜 제조하였는데, 이에대한 예로는, 미국특허 제 4,141,863호, 제 4,327,199호, 제 4,327,198호가 있는 바, 미국특허 제 4,141,863호는 유연성 및 내충격성을 증진시킬 수 있는 고무성분으로서, 니트릴고무, 에틸렌-프로필렌-디엔고무, 부타티엔고무, 스틸렌-부타디엔고무등을 사용하였으며, 미국특허 제 4,327,199호에서는 아크릴고무, 미국특허 제 4,327,198호에서는 폴리에틸렌을 사용하였다.In the related art, block copolymers having flexibility and impact resistance are mainly made of polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate as a base resin, and mixed with ingredients capable of improving flexibility and impact resistance. Examples include U.S. Patent Nos. 4,141,863, 4,327,199 and 4,327,198, and U.S. Patent No. 4,141,863 is a rubber component capable of enhancing flexibility and impact resistance, and includes nitrile rubber, ethylene-propylene-diene rubber, and butadiene. Rubber, styrene-butadiene rubber, etc. were used, and acrylic rubber was used in US Pat. No. 4,327,199 and polyethylene was used in US Pat. No. 4,327,198.

그러나 상기와 같은 기술에 의해 제조된 수지들은 기본수지와 고무성분을 별도로 제조한 다음, 이들을 스크류형태등의 열용융혼합기를 이용하여 재가공해야 하는데, 이렇게 제조된 수지는 가공조건에 따라 물성의 변화가 매우 심하였고, 장시간 사용에 따라 물성의 변화가 발생되는등 여러 가지 문제점이 있었다. 따라서, 최근에 폴리에스테르 블록공중합체는 폴리부틸렌테레프탈레이트를 결정성 세그멘트로 하고, 여기에 고무성질을 부여할 수 있는 폴리에테르세그멘트를 블록형태로 공중합시켜, 열가소성 일래스토머로 제조하므로서 1970년대 초부터 기존의 가황고무의 용도를 대체시켜왔다.However, the resins prepared by the above technique must be prepared separately from the basic resin and rubber components, and then reprocessed using a heat melting mixer such as a screw type. It was very severe, and there were various problems such as changes in physical properties with prolonged use. Therefore, in recent years, polyester block copolymers have made polybutylene terephthalate a crystalline segment, copolymerized polyether segments in the form of blocks to give a rubbery property, and produced them in thermoplastic elastomers in the early 1970s. Has replaced the existing use of vulcanized rubber.

이러한, 폴리에스테르 블록공중합체는 에스테르 단위와 에테르단위를 블록형태로 공중합시킴으로서, 에테르단위에 의한 뛰어난 고무유연성과 에스테르단위의 결정성으로 인한 우수한 가공성을 동시에 만족시킬 수 있게 됨에 따라 종래 고무들을 가공시킬 때 고무성분과 가교제, 안정제등의 각종 첨가제를 혼합시킨 후, 금형에 주입하고, 여기에 열을 가해 가황시키는등의 복잡한 공정을 생략하고, 결정성 플라스틱의 성형방법인 한번의 사출, 압출등과 같은 성형공정으로 단순화시킬 수 있었다. 뿐만아니라 폴리에스테르 블록공중합체는 한번 성형한 제품을 다시 재사용할 수 있는 스크랩 사용이 용이하여, 종래 고무의 용도를 꾸준히 대체시켜 왔으며, 자동차부품, 각종 튜브, 유연성이 필요한 호스, 쉬트 및 각종 전선 코팅등과 저온 유연성이 필요한 용도에 주로 사용되어 왔다.The polyester block copolymer copolymerizes the ester unit and the ether unit in the form of a block, so that excellent rubber flexibility due to the ether unit and excellent processability due to the crystallinity of the ester unit can be simultaneously satisfied. When mixing various components such as rubber components, crosslinking agents, stabilizers, etc., and then injecting them into a mold and vulcanizing them by applying heat to them, it eliminates complicated processes such as single injection, extrusion, and the like. The same molding process could be simplified. In addition, polyester block copolymers are easy to use scraps that can be reused once molded products, has been consistently replacing the use of conventional rubber, automotive parts, various tubes, hoses, sheets and wire coatings that require flexibility It has been mainly used for applications requiring low temperature flexibility.

한편, 폴리에스테르 블록공중합체에는 유연성을 부여하는 에테르단위로서 폴리(알킬렌옥사이드)글리콜을 투입하는 것이 통상의 방법이었는바, 이러한 폴리(알킬렌옥사이드)클리콜은 결합주위의 회전이 자유로와 체인의 유연성을 부여할 수 있는 -O-와 같은 에테르결합으로 형성되어 있어서, 고무 유연성의 부여에 매우 큰 효과가 있는 것으로 알려져 있었다.On the other hand, in the polyester block copolymer, poly (alkylene oxide) glycol was commonly added as an ether unit to give flexibility, and such a poly (alkylene oxide) glycol has a free rotation around the bond and a chain. Since it is formed of ether bonds such as -O- which can impart flexibility, it has been known to have a very large effect on the provision of rubber flexibility.

그러나, 상기 폴리(알킬렌옥사이드)글리콜과 같은 폴리에테르는 에테르결합에 인접한 탄소에 결합되어진 수소의 활성이 매우 크므로 외부로 부터의 열이나 힘에 의해 쉽게 에너지를 흡수하게 되고 라디칼로 분리되기가 용이하여, 열적안정성이 불량한 수소가 폴리에스테르단위 중에서 가장 열적안정성이 불량한 에스테르기의 인접위치에 놓이게 되는 결과로 인해, 폴리(알킬렌옥사이드)글리콜을 포함하는 폴리에스테르 블록공중합체는 열에 대한 안정성이 저하되 있었다.However, polyethers such as poly (alkylene oxide) glycols have a very high activity of hydrogen bonded to the carbon adjacent to the ether bonds, so they are easily absorbed by heat or force from the outside and separated from radicals. The polyester block copolymer containing poly (alkylene oxide) glycol has a high thermal stability, as a result of the fact that hydrogen having poor thermal stability is placed adjacent to the ester group having the poorest thermal stability among the polyester units. Had been degraded.

이러한 단점을 해결하기 위해 본 발명에서는 고무 유연성을 부여하는 성분으로, 종래의 폴리(알킬렌옥사이드)글리콜 대신 카르복실 말단을 가지는 폴리부디엔 또는 부타디엔과 아크릴로니트릴 공중합체를 사용하여, 에테르 단위의 존재에 의한 열적안정성 저하문제를 해결하는 열가소성 폴리에스테르 일래스토머로서 사용이 가능한 폴리에스테르 블록공중합체를 제조하는데 그 목적이 있다.In order to solve this disadvantage, in the present invention, as a component to give rubber flexibility, by using a polybutadiene having a carboxyl end or a butadiene and an acrylonitrile copolymer instead of a conventional poly (alkylene oxide) glycol, It is an object of the present invention to prepare a polyester block copolymer that can be used as a thermoplastic polyester elastomer that solves the problem of lowering the thermal stability due to the presence.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 결정성 폴리에스테르 단위와 고무성분의 폴리에테르 단위가 블록형태로 공중합된 폴리에스테르 블록공중합체에 있어서, 결정성 폴리에스테르성분 35~95중량%에 대하여 고무성분으로서 폴리부타디엔 또는 부타디엔과 아크릴로니트릴공중합체 5~65중량%가 블록형태로 공중합되어 있으면서 다음 구조식(I)과 (II)를 반복단위로 갖는 분자량이 15,000~90,000인 유연성 및 내충격성이 우수한 폴리에스테르 블록공중합체를 특징으로 한다.The present invention relates to a polyester block copolymer in which a crystalline polyester unit and a polyether unit of a rubber component are copolymerized in a block form, wherein a polybutadiene or butadiene and acryl are used as rubber components based on 35 to 95% by weight of the crystalline polyester component. 5 to 65% by weight of ronitrile copolymer is copolymerized in the form of a block, and has a flexible and impact resistant polyester block copolymer having a molecular weight of 15,000 to 90,000 having the following structural formulas (I) and (II) as repeating units. do.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

상기 구조식에서, R은 에스테르형성의 디카르복실산 또는 저급알킬에스테르화물로서, 테레프탈산, 이소프탈 또는 여기에 나프탈렌디카르복실산, 아디프산, 수베르산, 세바신산, 데칸디카르복실산, 더데칸디카르복실산, 사이클로헥산디카르복실산등이 혼합된 것이고, D는 에스테르 형성성의 글리콜성분으로서, 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,2-또는 1,3-프로판디올, 1,6-헥산디올, 1,4-사이클로헥산티메탄올이며, B는 카르복실 말단을 가지는 폴리부타디엔 또는 부타디엔과 아크릴로니트릴 공중합체이다.In the above formula, R is dicarboxylic acid or lower alkyl esterified product of ester formation, terephthalic acid, isophthal or naphthalenedicarboxylic acid, adipic acid, suberic acid, sebacic acid, decandicarboxylic acid, Dodecanedicarboxylic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, etc. are mixed, and D is an ester-forming glycol component, which is ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,2- or 1,3-propanediol, 1, 6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, and B is a polybutadiene having a carboxyl end or an acrylonitrile copolymer with butadiene.

또한, 본 발명은 결정성의 폴리에스테르단위에 고무성분의 폴리에테르 단위를 공중합시켜서 하드세그멘트와 소프트세그멘트로 이루어지는 폴리에스테르 블록공중합체를 제조 하는데 있어서, 결정성 폴리에스테르성분 35내지 95중량%에 대하여 소프트세그멘트를 구성하는 고무성분인 폴리부타티엔 또는 부타티엔과 아크릴로니트릴 공중합체 5내지 65중량%와 글리콜성분을 1.5내지 2.0kg/Cm2의 가압하에서 50내지 200℃로 먼저 반응시킨 다음, 하드세그멘트를 구성하는 산성분과 각종 반응조제를 투입하고 반응시켜서 됨을 특징으로 하는 상기 일반식(I)과 (II)를 반복단위로 갖는 폴리에스테르 블록공중합체를 제조하는 방법에도 특징이 있다.In addition, the present invention is to produce a polyester block copolymer consisting of a hard segment and a soft segment by copolymerizing a polyether unit of a rubber component to a crystalline polyester unit, it is soft with respect to 35 to 95% by weight of the crystalline polyester component 5 to 65% by weight of the polybutadiene or butadiene and acrylonitrile copolymer and the glycol component constituting the segment are first reacted at 50 to 200 ° C. under a pressure of 1.5 to 2.0 kg / Cm 2 , and then the hard segment There is also a method for producing a polyester block copolymer having the above general formulas (I) and (II) as repeating units, characterized by adding and reacting the acid component constituting the reaction mixture with various reaction aids.

이와같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention in more detail as follows.

본 발명의 상기 구조식(I)은 겨정성의 선상 폴리에스테르로서 본 발명의 블록공중합체내에서 하드세그멘트의 역할을 수행하며, 여기서 R은 에스테르 형성성의 디카르복실산 또는 저급알킬에스텔화물로서, 주로 테레프탈산이 사용되어지며, 여기에 이소프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 아디프산, 수베르산, 세바스산, 데칸디카르복실산, 도데칸디카르복실산, 사이클로헥산디카르복실산등을 혼합사용할 수 있으며, D는 에스테르 형성성의 글리콜성분으로서 주로 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올이 상용되어지며, 여기에 1,2-또는 1,3-프로판디올, 1,6-헥산디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올등을 혼합사용할 수 있으며, 구조식(II)는 긴 체인의 고무상의 폴리에스테르 성분으로서 소프트세그멘트의 역할을 수행하며 여기서, D는 상기에서 언급한 것과 동일하며, B는 카르복실말단을 가지는 폴리부타디엔 또는 부타디엔과 아클릴로니트릴의 공중합체로서, 굳리치[GOODRICH]사이에서제조되는 반응성 액상 폴리머로서 “하이카 씨티비엔[HYCARRCTBN]”이라는 상품명의 제품으로, 다음과 같은 구조로 표시되어진다.Structural formula (I) of the present invention acts as a hard segment in the block copolymer of the present invention as a oriented linear polyester, wherein R is an ester-forming dicarboxylic acid or lower alkyl ester compound, mainly terephthalic acid. Isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, adipic acid, suberic acid, sebacic acid, decandicarboxylic acid, dodecanedicarboxylic acid, cyclohexanedicarboxylic acid and the like can be used here. D is an ester-forming glycol component, and mainly ethylene glycol and 1,4-butanediol are commonly used, and 1,2- or 1,3-propanediol, 1,6-hexanediol, and 1,4-cyclo Hexane dimethanol and the like may be mixed, and the structural formula (II) serves as a soft segment as a rubbery polyester component of a long chain, where D is the same as mentioned above, and B is a A copolymer of polybutadiene or butadiene and ahkeul reel nitrile with acid terminal, Good Rich [GOODRICH] as a reactive liquid polymer is produced between the product of the trade name "hayika City Wien [HYCAR R CTBN]", the following structure: Is displayed.

Figure kpo00003
Figure kpo00003

상기 구조식에서 a는 1~10이고, b는 7~13의 상수이다.In the structural formula a is 1 to 10, b is a constant of 7 to 13.

이“하이카 씨티비엔”은 아크릴로니트릴 1몰에 대해 부타디엔을 1내지 10몰을 공중합시키고, 산화공정을 통해 제조되는데, 바람직하기로는, 아크릴로니트릴 1몰당 부타디엔을 3내지 7몰 정도의 비유로 공중합시킨 것이 좋다.The “Hica Citibiene” is prepared by copolymerizing 1 to 10 moles of butadiene with respect to 1 mole of acrylonitrile, and is preferably prepared by an oxidation process. Preferably, 3 to 7 moles of butadiene per mole of acrylonitrile is used. It is good to copolymerize.

상기와 같은 폴리에스테르 블록공중합체는 고무성질을 부여하는 성분으로, 폴리(알킬렌옥사이드)글리콜을 사용한 종래의 폴리에테르에스테르 블록공중합체와 비교하여 일래스토머로서의 기능을 동일한 메카니즘을 통하여 유발시킬 수 있으면서도, 기존의 폴리에테르에스테르 블록공중합체내의 폴리에테르성분의 기능을 카르복실말단을 가지는 폴리부타디엔 또는 부타디엔과 아크릴로니트릴 공중합체가 대신함으로서, 폴리에테르가 구조적으로 가지던 내열성과 흐름성의 문제점을 해결할 수 있었다.The polyester block copolymer is a component that imparts rubber properties, and can induce a function as an elastomer through the same mechanism as compared with a conventional polyether ester block copolymer using poly (alkylene oxide) glycol. While replacing the function of the polyether component in the existing polyether ester block copolymer, the polybutadiene having a carboxyl end or the butadiene and acrylonitrile copolymer solve the problems of heat resistance and flowability that the polyether has structurally. Could.

본 발명에서 폴리에스테르 블록공중합체내의 소프트 세그멘트는 외부응력에 대해 엔트로피변형을 하면서, 전체 체인의 유연성과 내충격성의 주요요소가 되는데 그 함량은 5내지 65중량%이면 된다. 만약 소프트세그멘트의 함량을 5중량% 이하로 하게되면, 그 함량이 너무 적어 일래스토머의 특성을 발휘하기가 어렵게 되고, 65중량% 이상으로 할 경우에는 반응과정이 어렵게 될 뿐아니라, 하드세그멘트이 함량이 53중량% 이하로 감소되게 되므로, 외력에 대한 저항력이 약해 쉽게 변형이 발생하고, 결정융점이 저하되어 열적안정성이 불량해지게 되는 단점이 있게된다. 그리고 본 발명의 폴리에스테르 블록공중합체는 분자량이 15,000~90,000 정도가 적당한데, 분자량이 15,000 이하이면 수지로 사용하기에는 중합도가 낮을 뿐 아니라, 내열성, 내피로성, 내크립성등과 같은 장기적인 안정성도 불량하게 되고, 90,000 이상의 분자량은 장기적인 물성은 향상되나, 50,000 정도의 분자량 부터는 분자량의 상승에 따른 물성의 향상 폭이 급격히 감소되므로 물성의 향상을 분자량 상스에 비례하여 기대하기가 어렵고, 제조공정상 90,000 이상의 분자량을 얻기 위해서는 반응관의 재설계 및 장치적인 보완이 없이는 거의 불가능하여, 경제적으로 손실을 초래하게된다.In the present invention, the soft segment in the polyester block copolymer is a major factor in the flexibility and impact resistance of the entire chain, while entropy deformation of the external stress, the content is 5 to 65% by weight. If the content of the soft segment is less than 5% by weight, the content is so small that it is difficult to exhibit the properties of the elastomer, and if it is more than 65% by weight, the reaction process becomes difficult, and the content of the hard segment Since it is reduced to less than 53% by weight, the resistance to external force is weak and easy deformation occurs, the crystal melting point is lowered, there is a disadvantage that the thermal stability is poor. In addition, the polyester block copolymer of the present invention has a molecular weight of about 15,000 to 90,000, but a molecular weight of 15,000 or less is not only low in polymerization degree but also poor in long-term stability such as heat resistance, fatigue resistance, creep resistance, etc. The molecular weight of 90,000 or more improves long-term physical properties, but from the molecular weight of about 50,000, the extent of improvement of physical properties is drastically reduced due to the increase in molecular weight. Therefore, it is difficult to expect the improvement of physical properties in proportion to the molecular weight phase. It is almost impossible to achieve without the redesign of the reaction tube and complementary equipment, resulting in economic loss.

이러한 폴리에스테르 블록공중합체는 일반적으로 다음과 같은 방법으로 제조할 수 있는데, 우선 통상의 폴리에스테르 반응관내에 중합에 필요한 모든 방응물과 촉매, 안정제등의 반응조제를 투입하고 반응관온도를 200내지 23℃까지 상승시키면서 교반 반응시켜, 전체 산성분의 동일 당량에 해당하는 물이나 메탄올드의 저분자량물질을 유출시킨다.In general, the polyester block copolymer can be prepared by the following method. First, all the reactants, catalysts, and stabilizers necessary for the polymerization are introduced into a conventional polyester reaction tube, and the reaction tube temperature is 200 to. The mixture is stirred while rising to 23 ° C, and water or a low molecular weight substance of methanol corresponding to the same equivalent of all acid components is allowed to flow out.

상기와 같이 에스테르화 반응이나, 에스테르교환 반응을 종료시킨 다음에는, 약 60분 동안에 진공을 서서히 0.5mmHg이하까지 걸면서, 반응관 온도를 250내지 280℃로 가열하여 적당한 아지테이터 부하에서 반응을 중단시키고, 토출하여 폴리에테르에스테르 공중합체를 제조할 수 있다.After the esterification reaction or the transesterification reaction is completed as described above, the reaction tube temperature is heated to 250 to 280 ° C. while the vacuum is slowly applied to about 0.5 mmHg or less for about 60 minutes to stop the reaction at a suitable agitator load. The polyether ester copolymer can be manufactured by discharging the same and discharging the same.

그러나, 본 발명에서는 상기와 같은 통상의 폴리에스테르 중합방법으로도 폴리에스테르 블록공중합체를 제조할 수 있으나, 다음과 같은 제조방법을 사용하면 더욱 우수한 유연성 및 탄성특성을 발현시킬 수 있는 바, 먼저 상기 방법에서 사용한 반응관내에 카르복실 말단을 가진 폴리부타디엔 또는 부타디엔과 아크릴로니트릴 공중합체와 글리콜성분을 투입하고, 반응관을 밀폐시키고, 1.5내지 2.0kg/㎠의 가압하에서 50내지 200℃로 약 30분간 반응시킨 다음 나머지 하드세그멘트의 산성분과 각종 반응조제를 투입하고, 200내지 230℃에서 에스테르화 또는 에스테르교환 반응을 시키고 난 후, 과잉의 글리콜성분을 제거시키면서 축중합 반응을 상기 방법과 동일하게 실시한다. 이때 카르복실 말단을 가지는 폴리부타디엔 또는 부타디엔과 아클릴로니트릴 공중합체와 글리콜성분의 반응온도를 50℃ 이하로 하게 되면 각 말단의 반응이 잘 진행되지 않게되며, 에스테르반응 말기 온도보다 높은 200℃ 이상의 고온에서는 반응시킬 필요가 없다.However, in the present invention, the polyester block copolymer may be prepared by the conventional polyester polymerization method as described above, but by using the following production method, more excellent flexibility and elastic properties may be expressed. In the reaction tube used in the method, polybutadiene having a carboxyl end or butadiene, acrylonitrile copolymer and glycol component were added, the reaction tube was sealed, and the reaction tube was sealed at 50 to 200 ° C. under a pressure of 1.5 to 2.0 kg / cm 2. After reacting for a minute, the acid component of the remaining hard segment and various reaction aids were added, followed by esterification or transesterification at 200 to 230 ° C., and then condensation polymerization was carried out in the same manner as the above method while removing excess glycol components. do. At this time, if the reaction temperature of polybutadiene or butadiene, acrylonitrile copolymer and glycol component having a carboxyl terminal is 50 ° C. or less, the reaction of each terminal does not proceed well, and a high temperature of 200 ° C. or higher than the end temperature of the ester reaction There is no need to react.

이때, 사용한 반응촉매는 테트라알킬 티타네이트 단독이나 마그네슘 또는 칼슘아세테이트 혼합물을 사용해도 좋으며, 알카리토금속의 알콕사이드 화합물과 티타네이트의 에스테르화합물에서 생성된 Mg[HTi(OR)6]2와 같은 티타네이트의 착화합물이나 탄타늄티타네이트와 같은 무기티타네이트화합물, 칼슘아세테이트와 안티모니트리옥사이드의 혼합물, 리듐이나 마그네슘아세테이트, 유기주석화합물 또는 유기주석 화합물과 유기티타늄화합물의 혼합물등도 우수한 중합촉매 성능을 나타낸다. 상기 촉매식에서 R은 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 비스-2-에틸헥실등의 알킬기가 가능하다.At this time, the reaction catalyst used may be tetraalkyl titanate alone or a mixture of magnesium or calcium acetate, and a titanate such as Mg [HTi (OR) 6 ] 2 produced from an alkoxide compound of alkaline earth metal and an ester compound of titanate. Inorganic titanate compounds such as complex compounds and titanium titanates, mixtures of calcium acetate and antimony trioxide, lithium or magnesium acetate, organotin compounds or mixtures of organotin compounds and organotitanium compounds also exhibit excellent polymerization catalyst performance. In the above catalyst formula, R may be an alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, bis-2-ethylhexyl and the like.

그리고, 본 발명에서 최종 폴리머의 용융강도르 향상시키기 위해 가르복실시, 하이드록실기, 1차 또는 2차 아민기, 이소시아네이트기, 글리시딜에테르기 등으로 이루어지는 다관능성분 및 아클리화합물등을 투입하여 체인내에 미량의 화학결합을 유도하여도 좋다.And, in the present invention, to improve the melt strength of the final polymer, the carboxyl, polyfunctional component and acryl compound composed of hydroxyl group, primary or secondary amine group, isocyanate group, glycidyl ether group and the like It may be introduced to induce a small amount of chemical bonds in the chain.

상기와 같은 방법으로 제도되어지는 폴리에스테르 블록 공중합체는 고무성질을 부여하는 성분으로 카르복실 말단을 가지는 폴리부타디엔 또는 부타디엔과 아크로니트릴과의 공중합체를 사용함으로서, 폴리(알킬렌옥사이드)글리콜을 사용한 종래의 폴리에테르에스테르 블록공중합체와 비교해, 폴리(알킬렌옥사이드)글리콜의 부재로, 에테르결합이 존재하지 않아, 최종제품의 내열성이 저하되는 것을 방지할 수 있어서, 유연성 및 각종 탄성특성은 유사하면서도, 내열성이 우수한 열가소성 폴리에스테르 일래스토머를 제조할 수 있다.The polyester block copolymer to be drawn in the above manner uses poly (alkylene oxide) glycol by using a polybutadiene having a carboxyl end or a copolymer of butadiene and acrylonitrile as a component to impart rubber properties. Compared with the conventional polyether ester block copolymer, there is no ether linkage due to the absence of poly (alkylene oxide) glycol, so that the heat resistance of the final product can be prevented from being lowered, so that the flexibility and various elastic properties are similar. The thermoplastic polyester elastomer excellent in heat resistance can be manufactured.

본 발명의 실시예에서 사용한 촉매와 첨가제는다음과 같은 방법으로 슬러리를 제조하여 사용하였다.Catalysts and additives used in the examples of the present invention were used to prepare a slurry in the following manner.

촉매 : 1,4-부탄디올 90중량%와 테트라부틸티타네이트 10중량%를 섞어 50℃에서 3시간동안 교반하여 촉매 슬러리를 제조하였다.Catalyst: A catalyst slurry was prepared by mixing 90% by weight of 1,4-butanediol and 10% by weight of tetrabutyl titanate at 50 ° C. for 3 hours.

첨가제 : 3,7-디옥틸페노티아진 20g, 디라우릴티오프로피오네이트 40g, 1,1,3-트리스(2-메틸-4-하이드록시-5터셔리-부틸페닐)부탄 24g을 1,4-부탄디올과 혼합하여 1Kg이 되게 슬러리를 제조하였다.Additives: 20 g of 3,7-dioctylphenothiazine, 40 g of dilaurylthiopropionate, 24 g of 1,1,3-tris (2-methyl-4-hydroxy-5 tert-butylphenyl) butane 1,4 Slurry was prepared to mix to butanediol to 1 Kg.

본 발명을 실시예에의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

[실시예 1]Example 1

스테인레스 스틸로 된 통상의 폴리에스테르 반응관내에 카르복실말단을 가지는 고무성분으로 굳리치사의 제푸민 “씨티비엔”130X31을 700g, 1,4-부티올 800g을 투입하고, 반응관의 온도는 140℃, 압력은 1.7kg/㎠로 유지시키면서, 30분간 반응시킨 후 물을 유출시켰다. 여기에 디메틸테레프탈레이트 1000g과 슬러리 15g, 첨가제슬러리 18g을 투입하고, 상압에서 반응관온도를 200℃로 상승시키면서 메탄올을 유출시켰다.A rubber component having a carboxyl end in a conventional polyester reaction tube made of stainless steel was charged with 700 g of 1,4-butyol and 700 g of Zephyr's "Citibiene" 130X31 from Goodrich Inc., and the temperature of the reaction tube was 140 ° C. The pressure was maintained at 1.7 kg / cm 2, and after 30 minutes of reaction, water was allowed to flow out. 1000 g of dimethyl terephthalate, 15 g of slurry, and 18 g of additive slurry were added thereto, and methanol was distilled out while raising the reaction tube temperature to 200 ° C. at normal pressure.

메탄올이 완전히 유출된 후, 0.5시간 동안에 관내 압력을 0.5mmHg까지 감압시킴과 동시에, 관내 온도를 255℃로 상승시켜 45분간 반응시키고, 교반을 중단하고 관내로 질소를 투입해 폴리머를 토출시켜 폴리에테르에스테르 공중합체를 얻었다.After the methanol was completely discharged, the pressure in the tube was reduced to 0.5 mmHg for 0.5 hour, the temperature was raised to 255 ° C for 45 minutes, the stirring was stopped and nitrogen was introduced into the tube to discharge the polymer. An ester copolymer was obtained.

이렇게 제조한 수지는 120℃에 6시간동안 감압건조한 다음, 30℃에서 오르토클로로페놀에 녹여 모세관점도계로 고유점도를 측정하고, 시차열량분석기로서 결정 융점을 측정하고, 2온즈짜리 사출성형기로 ASTM 물성측정용 시편을 제조하여, 각종 기계적물성을 측정하고, 그 결과를 다음 표 1에 표시하였다.The resin thus prepared was dried under reduced pressure at 120 ° C. for 6 hours, dissolved in orthochlorophenol at 30 ° C., and the intrinsic viscosity was measured using a capillary viscometer. The crystal melting point was measured using a differential calorimeter, and the ASTM properties were measured using a 2-oz injection molding machine. Test specimens were prepared, various mechanical properties were measured, and the results are shown in Table 1 below.

[실시예 2~5 (비교실시예 1~2)][Examples 2 to 5 (Comparative Examples 1 to 2)]

상기 실시예 1에서, 주성분의 조성을 다음 표 1에 표시된 함량으로 투입하고, 촉매첨가제, 각종 조건등은 실시예 1과 동일하게 실시하여, 그 결과를 다음 표 1에 표시하였다.In Example 1, the composition of the main component was added to the amounts shown in Table 1, and the catalyst additives, various conditions, and the like were carried out in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1 below.

[비교 실시예 3~4][Comparative Examples 3-4]

다음 표 1에 표시된 조성의 성부과 촉매 및 첨가제 슬러리를 각각 15g과 18g을 투입하고, 200℃에서 1.5시간 동안 반응시키면서 메탄올을 유출시켰다. 메탄올이 유출된 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여, 그 결과를 다음 표 1에 표시하였다.Next, 15 g and 18 g of the composition, the catalyst, and the additive slurry of the composition shown in Table 1 were added thereto, and methanol was discharged while reacting at 200 ° C. for 1.5 hours. After methanol was distilled off, it carried out in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1 below.

[비교 실시예 5]Comparative Example 5

상기 실시예 1에서 모든 투입반응물을 반응 초기에 투입하고, 반응관온도를 200℃로 상승시켜 바로 메탄올을 유출시키고, 이하 모든 방법을 실시예 1과 동일하게 실시하여 그 결과를 다음 표 1에 표시하였다.In Example 1, all the reactants were added at the beginning of the reaction, the reaction tube temperature was raised to 200 ° C., and methanol was immediately discharged. The following methods were carried out in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1 below. It was.

[비교 실시예 6]Comparative Example 6

상기 실시예 1에서 고무성분과 글리콜성분을 투입하고 반응시킬 때, 반응관압력을 상승시키지 않고, 대기압에서 170℃로 45분간 반응시키고, 이하 모든 방법을 실시예 1과 동일하게 실시하여 그 결과를 다음 표 1에 표시하였다.When the rubber component and the glycol component were added and reacted in Example 1, the reaction tube pressure was reacted at 170 ° C. for 45 minutes without raising the reaction tube pressure, and all the methods were performed in the same manner as in Example 1 below. It is shown in Table 1 below.

[비교실시예 7]Comparative Example 7

상기 실시예 1에서 고무성분과 글리콜성분을 투입하고 반응시킬 때, 반응관 온도를 80℃로 30분간 반응시키고, 이하 모든 방법을 실시예 1과 동일하게 실시하여 그 결과를 다음 표 1에 표시하였다.When the rubber component and the glycol component were added and reacted in Example 1, the reaction tube temperature was reacted at 80 ° C. for 30 minutes, and all the following methods were performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1 below. .

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00004
Figure kpo00004

DMT : 디메틸테르프탈레이트DMT: Dimethyl Terphthalate

DMI : 디메틸이소프탈에이트DMI: Dimethylisophthalate

AA : 아디프산AA: adipic acid

PAOG : 폴리(알킬렌옥사이드)글리콜PAOG: Poly (alkylene oxide) glycol

PTGB : 폴리(테트라메틸렌옥사이드) 글리콜(평균분자량 1,000)PTGB: Poly (tetramethylene oxide) glycol (average molecular weight 1,000)

SA : 수베르산SA: Subersan

BD : 1,4-부탄디올BD: 1,4-butanediol

EG : 에틸렌글리콜EG: ethylene glycol

HD : 1,6-헥산디올HD: 1,6-hexanediol

CHDM : 1,4-사이클로 헥산디메탄올CHDM: 1,4-cyclohexanedimethanol

경 도 : 쇼-어 경도 D-TYPEHardness: Shore hardness D-TYPE

융 점 : 단위℃Melting Point: Unit ℃

고유점도 : 단위dl/gIntrinsic viscosity: unit dl / g

인장강도 : ASTM D-412에 준해 측정(단위kg/㎠)Tensile strength: measured according to ASTM D-412 (unit kg / ㎠)

파단신도 : ASTM D-412에 준해측정(단위%)Elongation at Break: Measured according to ASTM D-412 (Unit%)

반발탄성율 : ASTM D-1058에 준해 측정(단위%)Resilience modulus: measured according to ASTM D-1058 (unit%)

내 열 성 : 150℃의 오븐에서 100시간 열처리 후, 측정 한 파단 신도값을 초기의 신도 값으로 나눈 값(단위 : %)Heat resistance: The value of elongation at break measured by the initial elongation after 100 hours heat treatment in an oven at 150 ℃ (unit:%)

Claims (5)

결정성 폴리에스테르 단위와 고무성분의 폴리에테르 단위가 블록형태로 공중합된 폴리에스테르 블록공중합체에 있어서, 결정성폴리에스테르성분 35내지 95중량%에 대하여 고무성분으로서 폴리부타디엔 또는 부타디엔과 아크릴로니트릴공중합체 5내지 65중량%가 블록형태로 공중합되어 있으면서 다음 구조식(I)과 (II)를 반복단위로 갖는 분자량이 15,000내지 90,000인 것을 특징으로 하는 유연성 및 내충격성이 우수한 폴리에스테르 블록공중합체.In a polyester block copolymer in which a crystalline polyester unit and a polyether unit of a rubber component are copolymerized in the form of a block, the polybutadiene or butadiene or acrylonitrile is used as a rubber component with respect to 35 to 95% by weight of the crystalline polyester component. A polyester block copolymer having excellent flexibility and impact resistance, wherein 5 to 65% by weight of the copolymer is copolymerized in the form of a block and has a molecular weight of 15,000 to 90,000 having the following structural formulas (I) and (II) as repeating units.
Figure kpo00005
Figure kpo00005
상기 구조식에서, R은 에스테르 형성성의 디카르복실산 또는 저급알킬에스테르화물로서, 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 아디프산, 수베르산, 세바스산, 데칸디카르복실산, 도데칸디카르복실산, 사이클로헥산디카르복실산을 나타내며, D는 에스테르 형성성의 글리콜 성분으로서 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,2 또는 1,3-프로판디올, 1,6-헥산디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올을 나타내고, B는 카르복실말단을 가지는 폴리부타디엔 또는 부타디엔과 아크릴로니트릴의 공중합체를 나타낸다.In the above structural formula, R is an ester-forming dicarboxylic acid or lower alkyl esterified product, terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, adipic acid, suberic acid, sebacic acid, decandicarboxylic acid, dodecanedi Carboxylic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, D denotes ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,2 or 1,3-propanediol, 1,6-hexanediol, 1, 4-cyclohexane dimethanol, B represents a polybutadiene having a carboxyl end or a copolymer of butadiene and acrylonitrile.
제1항에 있어서, B성분은 다음 일반식(III)로 표시되는 화합물인 것을 특징으로하는 폴리에스테르블록공중합체.The polyester block copolymer according to claim 1, wherein the component B is a compound represented by the following general formula (III).
Figure kpo00006
Figure kpo00006
상기 구조식에서, a는 1~10이고, b는 7~13의 정수이다.In the above structural formula, a is 1-10, b is an integer of 7-13.
결정성의 폴리에스테르단위에 고무성분의 폴리에테르단위를 공중합시켜서 하드세그멘트와 소프트세그멘트로 이루어지는 폴리에스테르 블록공중합체를 제조하는데 있어서, 소프트 세그멘트를 구성하는 고무성분과 글리콜성분을 1.5 내지 2.0kg/㎠의 가압하에서 50 내지 200℃로 먼저 반응시킨 다음 여기에다 하드세그멘트를 구성하는 산성분과 각종 반응조제를 투입하고 반응시킴을 특징으로 하는 다음 일반식(I)과 (II)를 반복단위로 갖는 폴리에스테르 블록공중합체의 제조방법.In preparing a polyester block copolymer comprising a hard segment and a soft segment by copolymerizing a polyether unit of a rubber component with a crystalline polyester unit, the rubber component and the glycol component constituting the soft segment are 1.5 to 2.0 kg / cm 2. Under the pressurization, the reaction is first carried out at 50 to 200 ° C., and then the acid component constituting the hard segment and various reaction aids are added thereto, followed by reaction of the polyester block having the following general formulas (I) and (II) as repeating units. Process for the preparation of coalescing.
Figure kpo00007
Figure kpo00007
상기 구조식에서 R은 에스테르 형성성의 디카르복실산 또는 저급알킬에스테르화물로서, 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 아디프산, 수베르산 세바스산, 데칸디카르복실산, 도데칸디카르복실산, 사이클로헥산디카르복실산을 나타내며, D는 에스테르 형성성의 글리콜성분으로서 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,2 또는 1,3-프로판디올, 1,6-헥산디올 1,4-사이클헤산디메탄올을 나타내며, B는 카르복실말단을 가지는 폴리부타디엔 또는 부타디엔과 아크릴로니트릴의 공중합체를 나타낸다.In the above structural formula, R is an ester-forming dicarboxylic acid or lower alkyl esterified product, terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, adipic acid, suberic acid sebacic acid, decandicarboxylic acid, dodecanedicarboxylic acid Acid, cyclohexanedicarboxylic acid, D is an ester-forming glycol component, ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,2 or 1,3-propanediol, 1,6-hexanediol 1,4-cycle Heximethanethanol, B represents polybutadiene having a carboxyl end or a copolymer of butadiene and acrylonitrile.
제3항에 있어서, 소프트세그멘트를 구성하는 고무성분으로는 폴리부타디엔 또는 부타디엔과 아크릴로니트릴 공중합체를 사용하여 됨을 특징으로하는 폴리에스테르 블록공중합체의 제조방법.The method for producing a polyester block copolymer according to claim 3, wherein as the rubber component constituting the soft segment, polybutadiene or butadiene and acrylonitrile copolymer are used. 제4항에 있어서, 폴리부타디엔 또는 부타디엔과 아크릴로니트릴 공중합체는 결정성 폴리에스테르성분 35내지 95중량%에 대하여 5 내지 65중량%로 투입 사용하여서 됨을 특징으로 하는 폴리에스테르 블록공중합체의 제조방법.The method for producing a polyester block copolymer according to claim 4, wherein the polybutadiene or butadiene and acrylonitrile copolymer are used in an amount of 5 to 65% by weight based on 35 to 95% by weight of the crystalline polyester component. .
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