KR940003873B1 - Forming method of noninflammable polyester ester block copolymers - Google Patents

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KR940003873B1
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최종현
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주식회사 코오롱
하기주
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule

Abstract

This new flame retardant polyetherester keeps the essential characters as elastomer and at the same time it has good flame retardant and thermal stability. This one comprises: halogenated polyol 5-20 wt.parts, polypentabromobenzyl acrylate 5-20 wt.parts, antimony trioxide 2-10 wt.parts and silica 1-10 wt.parts in the basis of polyetherester block copolymer 100 wt.parts. The above halogenated polyol gives flame retardant to the chain itself so copolymer doesn't lose its rubber-like properties and mechanical properties.

Description

난연성 폴리에테르에스테르 블록공중합체의 제조방법Method for producing flame retardant polyether ester block copolymer

본 발명은 난연성 폴리에테르에스테르 블록공중합체의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 폴리펜타브로모밴질 아크릴레이트와 삼산화 안티몬을 함유시키므로써 탄성체 본래의 특성을 그대로 유지하는 동시에 난연성이 우수하고, 열적으로 안정하며 고온다습한 조건중에서 장시간 사용해도 블루밍 현상이 발생되지 않는 난연성 폴리에테르에스테르 블록공중합체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a flame retardant polyether ester block copolymer, and more particularly, by containing polypentabromobanyl acrylate and antimony trioxide, it is excellent in flame retardancy while maintaining the original properties of the elastic body as it is, The present invention relates to a method for producing a flame-retardant polyether ester block copolymer that is thermally stable and does not generate blooming even when used for a long time in high temperature and high humidity conditions.

일반적으로, 폴리에테르에스테르 블록공중합체는 다음 구조식(I)로 나타낼 수 있는 바, 이는 구조식(I-1)의 폴리에스테르 부분과 구조식(I-2)의 폴리에테르 부분이 블록형태로 불규칙하게 공중합 된 형태이고, 여기서 폴리에스테르 부분은 결정성의 특성을 나타내고, 폴리에테르 부분은 고무상의 특성을 나타내게 된다.In general, the polyether ester block copolymer may be represented by the following structural formula (I), which is an irregular copolymer of the polyester portion of the structural formula (I-1) and the polyether portion of the structural formula (I-2) in the form of a block. Wherein the polyester portion exhibits crystalline properties and the polyether portion exhibits rubbery properties.

윗 식에서, D는 탄소원자수가 3 내지 8개인 지방족 또는 환형글리콜단독 또는 혼합형태의 성분으로서, 예컨대, 에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1.,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올 등이고, R은 방향족, 지방족, 환형의 디카르복실산 단독 또는 혼합형태의 성분으로서, 예컨대, 테레프탈산, 이소프탈산, 올드프탈산, 아디픽산, 서베릭산, 아제라익산, 세바식산, 1,4-사이클로헥산디카르복실산 또는 이들의 저알킬 에스테르생성물 등이며, G는 분자량이 약 400 내지 4000인 폴리(알킬렌 옥사이드)글리콜 단독 또는 혼합물의 성분으로서, 예컨대, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글릴콜 등이 사용될 수 있다.Wherein D is an aliphatic or cyclic glycol single or mixed component having 3 to 8 carbon atoms, such as ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1., 4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, and the like, and R is an aromatic, aliphatic or cyclic dicarboxylic acid alone or as a mixed component, for example terephthalic acid and isophthalic acid. , Old phthalic acid, adipic acid, suberic acid, azeraic acid, sebacic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, or a low alkyl ester product thereof, G is a poly (alkylene oxide) having a molecular weight of about 400 to 4000 As a component of the glycol alone or a mixture, for example, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, and the like can be used.

또한, 상기 구조식(I-1)과 같은 하드세그멘트는 폴리에테르에스테르 공중합체중 15 내지 95중량%까지 포함될 수 있는 바, 하드세그멘트의 함량이 낮을수록 플라스틱 보다는 고무에 가까운 물성을 나타내게 된다. 또한, 폴리(알킬렌옥사이드)글리콜 성분에 따라서 최종 폴리머의 물성이 크게 좌우되게 되는데, 폴리에틸렌글리콜은 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜에 비해 상대적으로 친수성이 강하기 때문에 내수성은 저하되지만, 내유성면에서 유리하고, 폴리프로필렌글리콜과 폴리테트라메틸렌글리콜은 소수성을 띠기 때문에 내수성과 내가수분해성이 우수하다. 또한 폴리에테르에스테르 공중합체는 폴에테르성분이 비결정성의 사슬길이가 긴 소프트세그멘트로서 탄성을 나타내는 성분이고, 폴리에스테르 성분이 결정성의 사슬길이가 짧은 하드세그멘트로서 열을 받을 경우 결정성이 파괴되었다가, 열이 제거되면 다시 결정성을 나타내는 우수한 열가소성을 가진 성분이다. 이러한 소프트세그멘트와 하드세그멘트는 그 비율을 조절함에 따라 고무와 플라스틱의 중간 성질을 띠게 된다.In addition, the hard segment, such as the structural formula (I-1) may be included in the polyether ester copolymer up to 15 to 95% by weight, the lower the content of the hard segment shows a physical property closer to rubber than plastic. In addition, the physical properties of the final polymer largely depends on the poly (alkylene oxide) glycol component. Polyethylene glycol has a relatively high hydrophilicity compared to polypropylene glycol and polytetramethylene glycol. Since polypropylene glycol and polytetramethylene glycol are hydrophobic, they are excellent in water resistance and hydrolysis resistance. In addition, the polyether ester copolymer is a soft segment of which the polyether component has a long amorphous chain length and exhibits elasticity, and when the polyester component receives heat as a hard segment having a short crystalline chain length, the crystallinity is broken. When the heat is removed, it is a component having excellent thermoplasticity which shows crystallinity again. These soft and hard segments have an intermediate property between rubber and plastic as their ratio is controlled.

이러한 폴리에테르에스테르 블록공중합체는 통상의 에스테르교환반응과 축합반응에 의해 제조될 수 있는데, 그 상세한 내용은 미국특허 제3,023,192호, 3,651,014호, 3,763,109호 및 제3,766,146호 등에 기술되어 있다. 폴리에테르에스테르 블록공중합체는 유연성 및 탄성회복력이 우수하여 호스, 벨트, 타이어 및 전선피복 등에 폭넓게 이용되고 있으나, 그 자체의 가연성으로 인해 난연성이 필수적으로 요구되는 전기전자분야, 전선코팅분야 등에서는 제한되어 왔다. 따라서, 이러한 단점을 해결하기 위해 통상의 수지난연화 방법과 같이 통상의 난연제로서 할로겐화 디페닐옥사이드를 난연제로 사용하는 방법이 있는데, 이 방법에서는 난연성은 우수하나 가공중 또는 성형중에 난연제가 석출되거나 사용중 블루밍현상이 발생되게 되며, 이에 따른 기계적 물성의 저하가 심한 단점이 있다. 또한 유럽특허 제0149190호에서는 N,N'-에틸렌비스(테트라브로모프탈이미드)를 사용하여 난연화시키는 방법을 제안하고 있고, 한국특허출원 제 87-3600호에서는 폴리펜타브로모벤질아크릴레이트와 삼산화안티몬을 사용하여 난연성을 부여하는 방법을 제안하고 있으나, 이 방법들은 난연제의 함량이 매우 높으므로 폴리에테르에스테르 블록공중합체의 유연성과 탄성회복력, 내충격성등과 같은 고무성질과 기계적 강도를 심하게 저하시키는 단점이 있었다.Such polyetherester block copolymers can be prepared by conventional transesterification and condensation reactions, the details of which are described in US Pat. Nos. 3,023,192, 3,651,014, 3,763,109 and 3,766,146. Polyetherester block copolymers are widely used in hoses, belts, tires, and wire coatings because of their excellent flexibility and elastic recovery ability, but they are limited in the electrical and electronic fields and wire coating fields, where flame retardancy is essential due to their flammability. Has been. Therefore, in order to solve these disadvantages, there is a method of using a halogenated diphenyl oxide as a flame retardant as a conventional flame retardant, as in the conventional resin flame retardant method, in this method is excellent in flame retardancy, but the flame retardant is deposited or in use during processing or molding Blooming phenomenon is generated, there is a severe disadvantage that the mechanical properties are deteriorated accordingly. In addition, European Patent No. 0149190 proposes a method of flame retardant using N, N'-ethylenebis (tetrabromophthalimide), and in Korean Patent Application No. 87-3600, polypentabromobenzyl acrylate and The method of imparting flame retardancy using antimony trioxide has been proposed. However, since these methods have a very high flame retardant content, the rubber properties and mechanical strength such as flexibility, elastic recovery and impact resistance of the polyether ester block copolymer are severely degraded. There was a downside.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위해 난연화제로서 폴리펜타브로모벤질아크릴레이트와 삼산화안티몬 등을 첨가시키므로써, 폴리에테르에스테르 블록공중합체의 고무특성을 최대로 살리는 동시에 난연성이 우수한 폴리에테르에스테르 블록공중합체를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention adds polypentabromobenzyl acrylate, antimony trioxide, and the like as a flame retardant to solve the conventional problems as described above, thereby maximizing the rubber properties of the polyether ester block copolymer and at the same time excellent in flame retardancy. It is an object to provide a method for producing a polyether ester block copolymer.

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

본 발명은 난연성 폴리에테르에스테르 블록공중합체를 제조하는데 있어서, 폴리에테르에스테르 블록공중합체 100중량부에 대해 할로겐화 폴리올 5 내지 20중량부, 폴리펜타브로모벤질아크릴레이트 5 내지 20중량부, 삼산화안티몬 2 내지 10중량부 및 실리카 1 내지 10중량부를 첨가시켜서 되는 것임을 특징으로 하는 난연성 폴리에테르에스테르 블록공중합체의 제조방법인 것이다.In the present invention, in preparing a flame-retardant polyether ester block copolymer, 5 to 20 parts by weight of a halogenated polyol, 5 to 20 parts by weight of polypentabromobenzyl acrylate, and antimony trioxide 2 with respect to 100 parts by weight of a polyether ester block copolymer It is a method for producing a flame-retardant polyether ester block copolymer, characterized in that by adding to 10 to 10 parts by weight and 1 to 10 parts by weight of silica.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in more detail as follows.

본 발명은 난연성 폴리에테르에스테르 블록공중합체를 제조하는데 있어서, 폴리에테르에스테르 블록공중합체 100중량부에대해 할로겐화 폴리올 5 내지 20중량부, 폴리펜타브로모벤질아크릴레이트 5내지 20중량부, 삼산화안티몬 2 내지 10중량부 및 실리카 1 내지 10중량부를 첨가시켜서 되는 난연성 폴리에테르에스테르 블록공중합체의 제조방법인 것으로서, 분자쇄자체에 난연성을 부여할 수 있는 고무성분인 할로겐화된 폴리올을 공중합시키므로써 난연성을 얻는 것이다. 즉, 종래에는 난연제를 외부로부터 투입시키므로 다량의 난연제가 필요하기 때문에 폴리에테르에스테르 블록 공중합체의 고무물성과 기계적 물성을 저해할 우려가 있었는데 반해, 본 발명에서는 사슬구조 내부에 고무성분을 공중합시켜 난연성을 부여하는 것으로서, 이때 공중합시킬 수 있는 난연성분으로는 인 성분이 함유되거나 할로겐화된 글리콜, 카르복실산, 하이드록시카르복실산 및 폴리올 등이 있는데, 폴리에테르에스테르 블록공중합체의 특성을 유지하기 위해서는 폴리올 성분을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 인 성분을 함유한 폴리올로는 인산, 아인산 또는 유기인산에 알킬렌옥사이드를 반응시켜 제조하며, 난연효과는 탄화촉진, 연소시 보호막형성으로 연소를 정지시키는 방법이 있으나, 가수분해에 대해 취약한 단점을 가지고 있기 때문에 실제 사용시 많은 문제점을 유발시킬 수 있다. 이에 반해 할로겐화된 폴리올성분은 구조중에 할로겐 원소가 치환된 형태로서, 연소시 라디칼 반응을 억제하고 가연성기체의 발생을 억제하여 난연효과를 발휘하게 되므로, 본 발명에서는 치소 함량이 35%, 염소 함량이 45%인 에피클로로하이드린계의 할로겐화 폴리올인 솔베이[SOLVAY]사의 익솔[IXOL] M-125 또는 염소 함량이 60%이고 트리클로로부틸렌옥사이드 중합체인 아사히가라스사의 테르몰린[THERMOLIN]RF-230 등을 사용할 수 있으며, 이러한 할로겐화된 폴리올 성분에서 연소시라디칼반응을 억제하고 할로겐원소로 치환되는 양이 최소한 5%이상이어야 한다.The present invention provides a flame retardant polyether ester block copolymer, 5 to 20 parts by weight of a halogenated polyol, 5 to 20 parts by weight of polypentabromobenzyl acrylate, and antimony trioxide, based on 100 parts by weight of a polyether ester block copolymer. Flame retardancy is obtained by copolymerizing a halogenated polyol, which is a rubber component which can impart flame retardancy to a molecular chain itself, by producing a flame retardant polyether ester block copolymer by adding 10 to 10 parts by weight and 1 to 10 parts by weight of silica. will be. In other words, conventionally, since a flame retardant is introduced from the outside, a large amount of flame retardant is required, and thus there is a possibility that the rubber and mechanical properties of the polyether ester block copolymer may be impaired. The flame retardant component that can be copolymerized includes glycols, carboxylic acids, hydroxycarboxylic acids, and polyols containing phosphorus or halogenated components. In order to maintain the properties of the polyether ester block copolymer, Preference is given to using the polyol component. In addition, the polyol containing phosphorus component is prepared by reacting phosphoric acid, phosphorous acid or organic phosphoric acid with alkylene oxide, and the flame retardant effect has a method of stopping combustion by promoting carbonization and forming a protective film during combustion, but it is weak to hydrolysis. Because of this, it can cause many problems in actual use. In contrast, the halogenated polyol component is a form in which a halogen element is substituted in the structure, thereby suppressing radical reaction during combustion and suppressing the generation of flammable gas, thereby exhibiting a flame retardant effect. Ixol [IXOL] M-125 from Solvay [SOLVAY], a 45% epichlorohydrin halogenated polyol, or a termoline [THERMOLIN] RF-230 from Asahigarasu, a trichlorobutylene oxide polymer containing 60% chlorine The halogenated polyol component may be used to inhibit the radical reaction of combustion and to be substituted with halogen element of at least 5%.

이러한 난연화 폴리올을 폴리에테르에스테르 블록공중합체 구조내에 도입시키기 위해서는 폴리에테르에스테르 블록공중합체 중합반응 중에 투입시킬 수도 있으나, 이때에는 다량의 할로겐 성분으로 인해 중합 반응속도가 저하되기 때문에 도리어 폴리에테르에스테르 블록공중합체 기본수지의 물성을 저하시킬 우려가 있다. 따라서, 반응 후 열용융혼합 단계에서 할로겐화된 폴리올을 투입해도 폴리에테르에스테르 블록공중합체의 카르복실 말단과의 에스테르화 반응으로 인해 분자구조 내에 도입시킬 수 있고, 더욱이, 미반응 성분이 남더라도 그 자체의 높은 분자량 때문에 석출현상은 발생되지 않는다.In order to introduce such a flame-retardant polyol into the polyether ester block copolymer structure, it may be added during the polyether ester block copolymer polymerization reaction, but at this time, the polymerization reaction rate is lowered due to a large amount of halogen components. There exists a possibility of reducing the physical property of a copolymer base resin. Therefore, even if the halogenated polyol is introduced in the heat-melting mixing step after the reaction, it can be introduced into the molecular structure due to the esterification reaction with the carboxyl terminus of the polyether ester block copolymer. Due to the high molecular weight, no precipitation occurs.

본 발명의 난연성 폴리에테르에스테르 블록공중합체의 제조방법은 다음과 같은 바, 즉, 통상의 폴리에스테르 반응관에 폴리에테르에스테르 블록공중합체를 구성하는 성분과 촉매 및 각종 안정제를 투입시키고, 상압에서 반응관의 온도를 2시간 동안에 걸쳐서 200 내지 230℃로 상승시키면서, 메탄올이나 물 등과 같은 저분자 축합부산물을 제거해내면서 에스테르 반응을 진행시킨다. 저분자 축합물이 완전히 제거되면 반응관의 압력을 0.5 내지 1.5시간 동안에 걸쳐서 서서히 1mmHg 이하로 감압시킴과 동시에 반응관의 온도를 250 내지 280℃로 서서히 상승시키면서 여분의 글리콜 성분을 제거하면서 중합도를 상승시키다가 적당한 교반부하에서 반응을 중단시키고, 질소를 주입시켜 반응관내 압력을 상압으로 환원시키고, 폴리머를 토출하게되면, 폴리에테르에스테르 블록공중합체를 얻을 수 있다. 이때 사용한 반응촉매는 테트라알킬티타네이트 단독 또는 마그네슘이나 칼슘아세테이트 혼합물이며, 알카리 토금속의 알콕사이드 화합물과 티타네이트의 에스테르화합물에서 생성된 Mg[HTi(OR)6]2(R은 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 비스-2-에틸헥실 등의 알킬기)와 같은 티타네이트의 착화합물, 탄타늄 티타네이트와 같은 무기티타네이트 화합물, 칼슘아세테이트와 안티모니트리옥사이드의 혼합물, 리튬이나 마그네슘 아세테이트, 유기주석화합물 또는 유기주석화합물과 유기티타늄화합물의 혼합물 등도 우수한 촉매 성능을 나타낸다.The method for producing a flame-retardant polyether ester block copolymer of the present invention is as follows, i.e., a component, a catalyst, and various stabilizers constituting the polyether ester block copolymer are added to a conventional polyester reaction tube, and reacted at normal pressure. The ester reaction is carried out while raising the temperature of the tube to 200 to 230 ° C. over 2 hours while removing the low molecular condensation by-products such as methanol and water. When the low-molecular condensate is completely removed, the pressure of the reaction tube is gradually reduced to 1 mmHg or less over 0.5 to 1.5 hours, while the temperature of the reaction tube is gradually raised to 250 to 280 ° C. while the excess glycol component is removed to increase the degree of polymerization. When the reaction is stopped at a suitable stirring load, nitrogen is injected to reduce the pressure in the reaction tube to atmospheric pressure, and the polymer is discharged, a polyether ester block copolymer can be obtained. The reaction catalyst used here is tetraalkyl titanate alone or a mixture of magnesium or calcium acetate, and Mg [HTi (OR) 6 ] 2 (R is methyl, ethyl, propyl, produced from an alkoxide compound of an alkaline earth metal and an ester compound of titanate). Complex compounds of titanates, such as isopropyl, butyl, bis-2-ethylhexyl, and the like, inorganic titanate compounds such as titanium titanate, mixtures of calcium acetate and antimony trioxide, lithium or magnesium acetate, organotin Compounds or mixtures of organotin compounds and organotitanium compounds also exhibit excellent catalytic performance.

또한, 폴리에테르에스테르 블록공중합체의 열 또는 광에 대한 안정성을 더욱 향상시키기 위해 폴리알킬렌옥사이드글리콜의 일부분을 이량체산으로 대치시킬 수도 있는데, 본 발명에서 사용될 수 있는 이량체산은 올레인산, 리놀레인산, 리놀레닌산 등과 같은 불포화 이중결합을 포함하고 탄소원수 18개의 선형 지방족산의 이량체화에 의해 제조되어지는데, 이러한 방법은 USP 제 2,347,562호에 기술되어 있으며 세계적으로 시판되고 있는 제품으로는 앰머리[EMERY]사의 엠폴[EMPOL] 1010과 1014, 헨켈[HENKEL], 유니케미칼[UNICHEMICAL] 등이 있다. 또한 선형 지방족산의 이량화에 의해 제조되어지는 이량체산은 이량체뿐만 아니라 단량체와 삼량체도 함유하게 되는데, 단량체와 삼량체의 함량은 5중량% 이하인 것이 좋다. 그리고 본 발명에서 최종 폴리머의 용융강도를 향상시키기 위해 카르복실기, 하이드록실기, 1차 또는 2차 아민기, 이소시아네이트기, 글리시딜에테르기 등으로 이루어지는 다관능성분 및 아크릴화합물 등을 투입하여 시슬 내에 미량의 화학결합을 유도해도 좋으며, 이량체산 내의 삼량체가 화학적 가교결합을 유도하여 용융강도를 향상시키는 효과도 있으며, 아민계, 페놀계, 인계, 황계, 금속착물 형태의 산화방지제제, 히이드록시벤조페논, 하이드록시벤조트리아졸, 아클릴레이트치환제, 힌들드아민[HINDERED AMINE] 형태의 자외선안정제, 대전방지제, 내마모성, 충진제, 안료 등과 같은 각종 첨가제를 중합중에 투입시키거나, 성형전에 드라이블렌딩시켜도 그 성능이 유지될 수 있다.In addition, in order to further improve the heat or light stability of the polyether ester block copolymer, a part of the polyalkylene oxide glycol may be replaced with a dimer acid. The dimer acid which may be used in the present invention may be oleic acid or linoleic acid. It is prepared by dimerization of 18 linear aliphatic acids containing 18 unsaturated carbon atoms, including unsaturated double bonds such as linolenic acid and the like. This method is described in US Pat. No. 2,347,562, which is commercially available. EMERY Corporation's EMPOL 1010 and 1014, HENKEL and UNIICHEMICAL. In addition, the dimer acid produced by dimerization of linear aliphatic acid contains not only dimers but also monomers and trimers, and the content of monomers and trimers is preferably 5% by weight or less. In the present invention, in order to improve the melt strength of the final polymer, a polyfunctional component and an acrylic compound composed of a carboxyl group, a hydroxyl group, a primary or secondary amine group, an isocyanate group, a glycidyl ether group, and the like are added to the thistle. It is also possible to induce a small amount of chemical bonds, trimer in the dimer acid to induce chemical cross-linking to improve the melt strength, amine-based, phenolic, phosphorus, sulfur-based, antioxidants in the form of metal complexes, hydroxy Various additives such as benzophenone, hydroxybenzotriazole, acrylate substituent, HINDDERED AMINE type UV stabilizer, antistatic agent, abrasion resistance, filler, pigment, etc. are added during polymerization or dry blended before molding. The performance can be maintained even if

상기와 같은 방법에 의해서 제조된 폴리에테르에스테르 블록공중합체 100중량부에 대해 할로겐화 폴리올 5 내지 20중량부, 다음 일반식(III)으로 표시되는 폴리펜타브로모벤질아크릴레이트 5 내지 20중량부 삼산화안티몬 2 내지 10중량부, 실리카 1 내지 10중량부를 투입시켜 우수한 난연성 폴리에테르에스테르 불록공중합체 조성물을 얻을 수 있는데, 이때 폴리펜타브로모벤질아크릴레이트의 브롬함량은 60 내지 75%이고 용융 범위는 200 내지 230℃, 분자량은 5,000 내지 150,000 정도인 것이 사용되었다. 이 성분은 저급알콜이나 에테르, 염소화탄화수소, 케톤 등과 같은 일반 유기용매에 녹지 않는 고형분의 난연제이고, 삼산화안티몬은 공지의 화합물로서 할로겐화합물과 같이 사용하여 플라스틱을 난연화하는데 있어서는 상승효과를 나타내는 것으로 알려져 있으며, 실리카는 플라스틱 연소시 적하물 생성억제제로서 우수한 효과를 나타내게 된다.5 to 20 parts by weight of a halogenated polyol and 5 to 20 parts by weight of polypentabromobenzyl acrylate represented by the following general formula (III) based on 100 parts by weight of the polyetherester block copolymer prepared by the above method 2 to 10 parts by weight, 1 to 10 parts by weight of silica can be obtained to obtain an excellent flame retardant polyether ester block copolymer composition, wherein the bromine content of polypentabromobenzyl acrylate is 60 to 75% and the melting range is 200 to The thing of about 5,000-150,000 was used for 230 degreeC and molecular weight. This component is a solid flame retardant that is insoluble in ordinary organic solvents such as lower alcohols, ethers, chlorinated hydrocarbons, ketones, and the like. Antimony trioxide is a known compound that is used as a halogen compound and has a synergistic effect in flame retarding plastics. In addition, silica exhibits an excellent effect as a load generation inhibitor during plastic combustion.

폴리에테르에스테르 블록공중합체의 난연화에 요구되는 난연제의 함량은 난연수준에 따라 변할 수 있으며, 난연제의 함량이 많을수록 고도의 난연효과를 얻을 수 있으나, 상기 투입량 범위를 초과하여 과량이 투입될 경우에는 UL94 규격의 VO급 이상의 난연성은 필요치 않고, 수지 이외의 타물질의 과량투입으로 인한 폴리에테르에스테르 블록공중합체의 유연성 및 고무특성을 저하시킬 확율이 높은 반면에, 규정범위 미만의 양을 사용하면 난연성이 미비하다. 또한, 입경 0.1 내지 0.5μ의 실리카를 사용한 경우에는 화염을 동반한 적하물 생성이 억제되며, 동시에 상대적으로 적은 난연재로도 충분한 난연화 효과를 얻게 된다. 그러나 폴리브로모벤질아크릴레이트와 삼산화안티몬 및 실리카를 많이 사용되면 될수록 폴리에테르에스테르 블록공중합체의 고유특성인 탄성회복율이나 유연성을 저하시키게 되므로, 상기 난연제는 요구되는 난연수준에 맞게 최소량을 사용하는 것이 가장 바람직하다.The content of the flame retardant required for flame retardation of the polyether ester block copolymer may vary depending on the flame retardant level, and the higher the content of the flame retardant, the higher the flame retardant effect can be obtained. The flame retardancy above VO grade of UL94 standard is not required and the probability of lowering the flexibility and rubber characteristics of the polyether ester block copolymer due to the excessive injection of other materials other than resin is high. This is incomplete. In addition, when silica having a particle diameter of 0.1 to 0.5 mu is used, the formation of a drop with a flame is suppressed, and at the same time, a sufficient flame retardant effect is obtained even with a relatively small flame retardant. However, the more polybromobenzyl acrylate, antimony trioxide and silica is used, the lower the elastic recovery rate or flexibility, which is inherent to the polyether ester block copolymer, is required. Most preferred.

난연성 폴리에테르에스테르 블록공중합체의 제조시 본 발명에서는 중합공정에서 폴리에테르에스테르 블록공중합체 기본 수지를 제조하고, 여기에 분말상태의 상기 4종의 난연첨가제를 첨가 분산시키는 방법을 사용하게 되는데, 이러한 방법으로는 수지와 첨가제를 직접 혼합하여 가공하는 스크류형태의 열용융혼합공정으로 난연성 폴리에테르에스테르 블록공중합체를 제조한다.In the production of flame retardant polyether ester block copolymer, in the present invention, a method of preparing a polyether ester block copolymer base resin in a polymerization process and adding and dispersing the four flame retardant additives in powder form is used. As a method, a flame-retardant polyether ester block copolymer is prepared by a screw-type hot melt mixing process in which a resin and an additive are directly mixed and processed.

또한, 본 발명의 조성물중에는 필요에 따라서, 내열제나 내후성제를 사용하는 것도 바람직한 바, 내열제로는 입체장해된 페놀이나 아릴아민이 효과적이며 티오디프로피온산 에스테르나 황화합물의 인산에스테르 등과 혼합사용하는 것도 유용하다. 내후성제로는 자외선흡수제나 입체장해된 아민류가 광안정제로 사용될 수 있다. 이외에도 안료, 강화제, 충진재, 내열제, 가소제 및 이형제 등 통상적으로 사용되는 첨가제를 사용할 수도 있다.In the composition of the present invention, it is also preferable to use a heat-resistant or weather-resistant agent as necessary. As the heat-resistant agent, a sterically hindered phenol or an arylamine is effective, and it is also useful to mix and use a thiodipropionic acid ester or a phosphate ester of a sulfur compound. Do. As the weather resistance agent, ultraviolet absorbers or steric amines that are steric hindrance may be used as the light stabilizer. In addition, additives commonly used, such as pigments, reinforcing agents, fillers, heat resistant agents, plasticizers and mold release agents, may be used.

본 발명의 조성물의 가공방법은 다양하며 사출성형, 압출성형 및 압출성형 등이 가능하며, 우수한 난연성, 성형가공성 및 율이 요구되는 전선피복물, 호오스, 벨트, 타이어 및 스포츠용품 등에 용이하게 이용될 수가 있다.The processing method of the composition of the present invention is various and can be injection molding, extrusion molding and extrusion molding, and can be easily used for wire coatings, hoses, belts, tires and sports articles that require excellent flame retardancy, molding processability and rate. have.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

[실시예 1]Example 1

스테인레스 스틸로 된 통상의 폴리에스테르 반응관 내에 평균분자량이 1,000인 폴리(테트라메틸렌옥사이드)글리콜 42.0중량%, 디메틸테레프탈레이트 34.0%, 1,4-부탄디올 23.65중량%, 테트라부틸티타네이트 0.2중량%, 내열제혼합물, 즉, 3,7-디옥틸페노티아진 20g, 디라우릴티오디프로피오네이트 40g 및 1,1,3-트리스(2-메틸-4-하이드록시-5-터셔리-부틸페닐) 부탄 24g으로 이루어진 내열제 혼합물 0.15중량%를 투입시키고, 상온에서 가열하여 90분 동안에 210℃로 상승시킨 다음, 30분간 반응시키면서 메탄올을 유출시켰다.42.0% by weight of poly (tetramethylene oxide) glycol having an average molecular weight of 1,000 in a conventional polyester reaction tube made of stainless steel, 34.0% of dimethyl terephthalate, 23.65% by weight of 1,4-butanediol, 0.2% by weight of tetrabutyl titanate, Heat-resistant mixture, ie 20 g of 3,7-dioctylphenothiazine, 40 g of dilaurylthiodipropionate and 1,1,3-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl) 0.15% by weight of a heat-resistant mixture consisting of 24 g of butane was added thereto, heated at room temperature, raised to 210 ° C. for 90 minutes, and methanol was allowed to flow while reacting for 30 minutes.

메탄올이 완전히 유출되고 난 후, 60분 동안에 걸쳐 반응관 온도를 250℃로, 반응관 압력은 0.5mmHg까지 감압시키고, 과잉투입된 1,4-부탄디올 성분을 반응계 외로 유출시키면서, 50분 동안 축중합시키고 교반을 중단하여 질소로 진공조건을 파괴함으로써, 폴리에테르에스테르 블록공중합체를 얻었다.After the methanol was completely discharged, the reaction tube temperature was reduced to 250 ° C. and the reaction tube pressure was reduced to 0.5 mmHg over 60 minutes, and the condensation polymerization was carried out for 50 minutes while the excess 1,4-butanediol component was discharged out of the reaction system. The stirring was stopped to break the vacuum condition with nitrogen to obtain a polyether ester block copolymer.

[실시예 2 내지 4(비교예 1 내지 7)][Examples 2 to 4 (Comparative Examples 1 to 7)]

난연제의 조성을 다음 표 1과 같이 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하였다.The composition was carried out in the same manner as in Example 1, except that the composition of the flame retardant was as shown in Table 1 below.

[시험예 1][Test Example 1]

상기 실시예와 비교예에서 제조된 폴리에테르에스테르 블록공중합체를 100℃에서 6시간 동안 진공건조시키고, 30℃에서 오르토클로로페놀에 용해시켜 고유점도를 측정하고, 시차열량분석기로 20℃/분의 상온속도로 결정융점을 측정한 결과, 고유점도 2.43dl, 결정융점 173℃였다.The polyether ester block copolymers prepared in Examples and Comparative Examples were vacuum dried at 100 ° C. for 6 hours, dissolved in orthochlorophenol at 30 ° C. to measure the intrinsic viscosity, and the differential calorimetry was performed at 20 ° C./min. The crystal melting point was measured at room temperature, and the inherent viscosity was 2.43 dl and the crystal melting point was 173 ° C.

상기 폴리에테르에스테르 블록공중합체에 다음 표 1에 따르는 조사성의 난연첨가제를 투입하고 스크류형태의 열융용혼합기를 이용하여 난연성 펠렛을 제조한 다음, 100℃에서 6시간 동안 건조시킨 후 사출기로 다음과 같은 물성측정용 시편을 제작, 평가하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.The flame retardant additive according to the following Table 1 was added to the polyether ester block copolymer, and flame retardant pellets were prepared using a screw-type heat melting mixer, followed by drying at 100 ° C. for 6 hours. Test specimens for physical properties were prepared and evaluated, and the results are shown in Table 1 below.

1) 난연성1) Flame retardant

UL 94의 규격에 준하여, 두께 3.2mm와 1.6mm인 시편을 제작하여 연소시험 및 평가하였다.In accordance with the UL 94 standards, specimens of 3.2 mm thickness and 1.6 mm thickness were fabricated and subjected to combustion testing and evaluation.

2) 난연제의 석출 여부2) Precipitation of Flame Retardant

사출성형시 금형의 내면부를 육안으로 관찰하여 난연제의 석출을 판정하였다.During injection molding, the inner surface of the mold was visually observed to determine precipitation of the flame retardant.

3) 블루밍현상의 발생 여부3) Blooming phenomenon

두께가 3.2mm이고 직경이 102mm인 원판시편을 이용하여, 150℃의 열풍오븐에서 100시간, 상대습도 90%이고 온도 95℃인 향온항습기에서 200시간 연속처리한 후, 시편의 표면상태를 육안으로 관찰하여 판별하였다.Using disc specimens 3.2 mm thick and 102 mm in diameter, 100 hours in a hot air oven at 150 ° C, 200 hours in a humidity chamber with a relative humidity of 90% and a temperature of 95 ° C for 200 hours, and then the surface state of the specimen was visually observed. Observation was made.

4) 기계적 물성4) Mechanical Properties

ASTM D-638에 준해 인장강신 측정용 시편을 제조하여 신장강신도를 측정하였고, ASTM D-790에 준해 굴곡강도용 시편을 제조하여 굴곡탄성율을 측정하였다.Tensile strength was measured by preparing tensile strength test specimens in accordance with ASTM D-638, and flexural modulus was measured by preparing specimens for bending strength in accordance with ASTM D-790.

[표 1]TABLE 1

PEEBCP : 폴리에테르에스테르 블록공중합체PEEBCP: Polyetherester Block Copolymer

M-125 : 익솔 M-125M-125: Ixol M-125

RF230 : 테르몰린 RF230RF230: Thermoline RF230

PPBBA : 폴리펜타브로모벤질아크릴레이트PPBBA: Polypentabromobenzyl acrylate

ATOX : 삼산화안티몬ATOX: antimony trioxide

SILI : 실리카SILI: Silica

인장강도 단위 : ㎏/㎠Tensile Strength Unit: ㎏ / ㎠

신도 단위 : %Elongation Unit:%

굴곡탄성율 단위 : ㎏/㎠Flexural modulus unit: ㎏ / ㎠

난연성 측정(UL-94) 결과 표시는 다음 표 2에 의거한 것이다.The results of flame retardant measurement (UL-94) are based on the following table 2.

[표 2]TABLE 2

총 시편수는 5개이고, 1개 시편에 대해 2회 점화했으며, 시편 밑에는 면을 깔아 놓고, 떨어지는 불똥에 의해 발화가 되는지 여부를 관찰했음.The total number of specimens was five, ignited twice for one specimen, laid underneath the specimen, and observed to be ignited by falling sparks.

UL-94 HB 요구사항UL-94 HB Requirements

수평 연소시험시 불꽃점화 후, 불꽃의 연소 속도가 2.5"/min 이내이고(1/8"기준), 연소가 4" 이내에서 중단되어야 함.After spark ignition in the horizontal combustion test, the combustion speed of the flame should be within 2.5 "/ min (1/8" standard) and the combustion should stop within 4 ".

[실시예 5 내지 8(비교예 8 내지 14)][Examples 5 to 8 (Comparative Examples 8 to 14)]

상시 실시예 1에서 폴리에테르에스테르 블록공중합체의 제조시, 투입조성을 다음 표 3과 같이 변경하여 실시한 결과, 결정융점은 208℃, 고유점도 1.37dl/g의 기본수지를 얻었다. 상기 실시예와 비교예에서 얻어진 기본수지를 이용하여 다음 표 4에 표시된 조성대로 난연첨가제를 투입하여 평가한 결과를 다음 표 4에 나타내었다.In the preparation of the polyether ester block copolymer in Example 1, the preparation composition was changed as in Table 3 below. As a result, the crystal melting point was 208 ° C., and the basic resin having an intrinsic viscosity of 1.37 dl / g was obtained. Table 4 shows the results of evaluating the addition of the flame retardant additive according to the composition shown in Table 4 using the basic resins obtained in Examples and Comparative Examples.

[표 3]TABLE 3

[표 4]TABLE 4

Claims (2)

난연성 폴리에테르에스테르 블록공중합체를 제조하는데 있어서, 폴리에테르에스테르 블록공중합체 100중량부에 대해 할로겐화 폴리올 5 내지 20중량부, 폴리펜타브로모벤질아크릴레이트 5 내지 20중량부, 삼산화안티몬 2 내지 10중량부 및 실리카 1 내지 10중량부를 첨가시켜서 되는 것임을 특징으로 하는 난연성 폴리에테르에스테르 블록공중합체의 제조방법.In preparing a flame retardant polyether ester block copolymer, 5 to 20 parts by weight of a halogenated polyol, 5 to 20 parts by weight of polypentabromobenzyl acrylate, and 2 to 10 parts by weight of antimony trioxide based on 100 parts by weight of a polyetherester block copolymer A method for producing a flame retardant polyether ester block copolymer characterized by adding 1 to 10 parts by weight of silica and silica. 제1항에 있어서, 상기 할로겐화 폴리올 성분은 할로겐 성분 45중량% 이상을 포함하고, 연소시 발생되는 할로겐 성분이 5중량% 이상임을 특징으로 하는 난연성 폴리에테르에스테르 블록공중합체의 제조방법.The method according to claim 1, wherein the halogenated polyol component comprises at least 45% by weight of a halogen component, and the halogen component generated during combustion is at least 5% by weight.
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