KR960009698B1 - 내마찰 마모특성이 우수한 폴리에스테르 수지조성물 - Google Patents

내마찰 마모특성이 우수한 폴리에스테르 수지조성물 Download PDF

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Abstract

요약 없음

Description

내마찰 마모특성이 우수한 폴리에스테르 수지조성물
본 발명은 내마찰 마모특성이 우수한 폴리에스테르 수지조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 핵제가 첨가된 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트의 각각 또는 그 혼합물에 티탄산칼륨과 불소수지 및 저밀도 폴리에틸렌-그라프트-폴리스타이렌아크릴로나이트릴(이하 LDPE-g-PSAN라 한다)을 첨가하여 내마찰 마모특성을 개선시킨 폴리에스테르 수지조성물에 관한 것이다.
일반적으로 폴리부틸렌테레프탈레이트(이하 PBT라 함), 폴리프로필렌테레프탈레이트(이하 PPT라함), 핵제가 첨가된 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하 PET라함), 및 폴리사이클로헥산디메틸렌테레프탈레이트(이하 PCT라함)와 같이 열가소성 폴리에스테르 수지는 이들의 우수한 기계적, 열적 및 전기적 특성으로 인하여 엔지니어링 플라스틱으로서 널리 사용되고 있다.
또한, 열가소성 폴리에스테르 수지는 요구 물성에 따라 유리섬유, 탄소섬유, 보론섬유, 아라미드섬유와 같은 섬유상 강화물질과 탄산칼슘, 산화알루미늄, 활석과 같은 무기충전제, 난연성은 부여하기 위한 난연제, 충격특성을 개선하기 위한 내충격성 기능부여제 등을 첨가함으로써 이들의 특성을 개량시켜 사용해 오고 있다.
이러한 기능 이외에도 엔지니어링 플라스틱으로서 다양한 용도전개에 따라, 여러 새로운 물성이 요구되고 있으며, 최근들어 경량화, 생산성 향상등의 이유로하여 기어부품 및 슬라이딩 부품들이 열가소성 엔지니어링 플라스틱으로 교체되고 있는 바, 이에따라 엔지니어링 플라스틱의 내마찰 마모특성의 개선이 요구되며 중요시 되고 있다.
이러한 내마찰 마모특성을 개선하기 위해서 많은 연구가 진행되어 왔으며, 이를 향상시키는 방법으로 유럽특허 제291,056호에서는 PBT 수지에 티탄산칼륨과 고밀도 폴리에틸렌을 혼합 사용하는 방법이 개시되어 있고, 일본특허공개 소59-207,050호에는 PET 수지에 티탄산칼륨 및 폴리에틸렌을 혼합 사용하는 방법이 개시되어 있으나, 이들 방법들은 저마찰 상태에서 그 특성이 나타나는 제한된 범위에서만 사용가능한 특성을 나타내는 단점이 있다.
또한, 유럽특허 제290,230호, 일본특허공개 소63-277,263호 및 일본특허공개 소63-29745호에는 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지에 실리콘 오일을 첨가하는 방법이 개시되어 있는데, 이는 슬라이딩 부분의 마찰을 감소시키는 기능이 있으나, 마모효과를 감소시키는 기능은 떨어지며, 성형시 적합한 성형조건의 범위가 좁기 때문에 생산에 어려움이 있고, 성형품내부에 실리콘 오일이 몰려 수지표면이 분리되는 현상이 발생하는 문제점을 가지고 있다.
또한, 일본특허공개 소62-184,272호에는 PBT 수지에 티탄산칼륨과 탄소섬유를 혼합사용한 수지조성물이 제안되어 있으나, 이 경우 마찰, 마모강도는 개선이 되나, 상대재질을 마모시키는 성질, 즉 비마모 특성면에서는 바람직하지 못한 문제가 있다.
또한, 일본특허공개 소59-140,253호에는 PBT 수지에 티탄산칼륨, 폴리테트라플루오르에틸렌 및 실리콘 오일을 혼합 사용한 수지조성물이 개시되어 있으며 이 경우 상당히 개선된 물성을 나타내나 이 방법만으로는 충분한 내마찰 마모효과를 거둘 수 없으며, 보다 개선된 특성이 요구되어 진다.
따라서, 본 발명자들은 이러한 종래 기술의 여러 문제점을 개선하면서 우수한 내마찰 마모특성을 갖게 하기 위해서 기본 수지인 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지에 티탄산칼륨과 폴리테트라플루오르에틸렌 및 LDPE-t-PSAN을 첨가하여 제조하면, 기존에 개발된 폴리에스테르 수지조성물에 비하여, 내마찰 마모특성을 향상시킨 폴리에스테르 수지조성물을 제조할 수 있다는 사실을 알게되어 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 내마찰 마모특성이 우수한 폴리에스테르 수지조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
이하, 본 발명은 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 수지성분에 첨가제로서 티탄산칼륨과 폴리테트라플루오르에틸렌이 함유되어 있는 폴리에스테르 수지조성물에 있어서, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 액제가 첨가된 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트 중에서 선택된 어느하나 또는 2이상이 혼합물 100중량부에 티탄산칼륨 0.5∼50중량부, 폴릴테트라플루오르에틸렌 0.5∼50중량부, LDPE-g-PSAN 0.5∼50중량부 및 폴리실록산 0∼30중량부가 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
이와같은 본 발명은 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 내마찰 마모특성 폴리에스테르 수지조성물에 관한 것으로서, 본 발명에 사용되는 기본 수지인 PBT, 헥제가 첨가된 PET 및 PCT 등의 폴리알킬렌테레프탈레이트는 35℃의 온도에서 0-클로로페놀 용액에서 측정한 고유점도가 0.6∼1.5dl/g인 것을 사용하는데 그 이유는 저점도의 경우 수지조성물 자체의 기본물성을 유지하기 힘들고 고점도의 경우 중합자체가 어려우며, 성형유동성이 극히 불량하기 때문이다.
본 발명에 사용하는 티탄산칼륨은 K2O·6TiO2로 평균길이가 5∼50㎛, 지름이 1㎛ 이하인 것을 기본수지 100중량부에 대해 0.5∼50중량부 사용한다. 여기서 티탄칼륨의 평균길이가 5㎛ 미만이면 내마찰 마모특성을 개선하는 효과가 극히 떨어지는 문제가 있고 50㎛를 초과하면 분산이 어렵게 되고, 얇고 가는 부분에 대한 유동저항이 크게되어 효과적인 물성개선이 이루어지지 않는 문제가 있으며, 지름 1㎛이 초과하면 분산효과가 떨어지는 문제가 있어 좋지 않다.
그리고 만일 티탄산칼륨 첨가량이 0.5중량부 미만이면 내마찰 마모특성을 나타내기에는 부족한 문제가 있고 50중량부를 초과하면 티탄산칼륨에 의한 마모 특성의 개선이 더이상 이루어지지 않기 때문에 필요량 이상의 사용이 의미가 없게된다.
또한 본 발명에 있어서 폴리테트라플루오르에틸렌은 비중이 2.0∼3.5사이고 입자크기가 입자크기가 50㎛ 이하인 백색분말상으로 기본수지 100중량부에 대하여 0.5∼50중량부 사용한다. 여기서 폴리테트라플루오르에틸렌의 비중이 상기 범위를 벗어나면 제품의 무게가 증가하는 문제가 있고 입자크기가 50㎛를 초과하면 분산이 어려워지고, 전체적인 특성이 고르게 나타나지 않고, 부분적으로 특성차이가 발생하는 문제가 있어 바람직하지 않다.
그리고 폴리테트라플루오르에틸렌 사용량이 0.5중량부 미만이면 내마찰 마모특성을 개선하는 효과가 극히 떨어지는 문제가 있고 50중량부를 초과하면 마모특성이 크게 개선되지 않으면서 기계적 강도가 현저하게 떨어지는 문제가 있다. 또한 내마찰마모성 기능개선제인 LDPE-g-PSAN은 본 발명에서 저밀도 폴리에틸렌과 폴리스타이렌아크릴로나이트릴의 중량 비율이 50/50인 것을 기본수지 100중량부에 대해 1∼50중량부 사용하는데 사용량이 1중량부 미만이면 내마찰 마모성의 기능개선이 크게 이루어지지 않는 문제가 있고 50중량부 초과하면 더이상이 기능개선이 이루어지지 않는 문제가 있다.
또한, 내마찰 마모특성의 개선을 위해 사용되는 폴리디메틸실록산은 평균 키네마틱 점도가 5,000∼50,000cSt인 것을 0∼30중량부 사용하는데 평균 키네마틱 점도가 5,000미만이면 공정중 열에 의해 분해가 쉽게되는 문제가 있고 50,000을 초과하면 유동성이 떨어져 분산에 문제가 있다. 그리고 이 폴리디메틸실록산의 사용량은 0∼30중량부로서 사용하지 않을 수도 있으며 30중량부를 초과하면 표면분리 등의 불균일의 문제가 있어 좋지 않다.
한편, 본 발명에 다른 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지조성물은 요구되는 특성에 따라 종래에 사용되던 안정제, 강화제 또는 충전제 및 기타 기능성 첨가제 등을 첨가할 수 있다.
이와같이 본 발명에 의해 제조되는 폴리에스테르 수지조성물은 내마찰 마모특성이 우수하여 기어나, 슬라이딩 부품등의 부품 용도전개에 아주 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1∼6, 비교예 1∼4
폴리부틸렌테레프탈레이트 기본수지에 티탄산칼륨, 폴릴테트라플루오르에틸렌, LDPE-g-PSAN 및 폴리실록산을 다음 표 1과 같은 조성으로 220∼260℃ 온도 조건에서 부스니더를 이용 컴파운딩하여 폴리에스테르 수지조성물을 제조하였다.
실험예
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 폴리에스테르 수지조성물을 다음과 같은 방법으로 시편으로 만들어 다음과 같은 방법으로 물성을 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
내마찰 마모특성은 ASTM D1044에 준하여 하중 1,000g, CS-17 마모휠을 사용하여 1,000사이클 후의 마모량(테이퍼 마모)을 mg으로 측정하였으며, 비마모량은 외경 25.6mm, 내경 20mm, 두께 15mm인 원형 시편을 하중 10kgf/㎠의 트러스트 마찰마모 시험기를 사용하여 ㎟/kgf km×10-2으로 측정하였다.
[표 1]
(주) (1) : 폴리부틸렌테레프탈레이트
(2) : 폴리테트라플루오르에틸렌

Claims (1)

  1. 수지성분에 첨가제로서 티탄산칼륨과 폴리테트라플루오르에틸렌이 함유되어 있는 폴리에스테르 수지조성물에 있어서, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 핵제가 첨가된 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트 중에서 선택된 어느하나 또는 2이상이 혼합물 100중량부에 티탄산칼륨 0.5∼30중량부, 폴리테트라플루오르에틸렌 0.5∼30중량부, 저밀도 폴리에틸렌-그라프트-폴리스타이렌아크릴로나이트릴(LDPE-g-PSAN) 0.5∼50중량부 및 폴리실록산 0∼30중량부가 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 내마찰 마모특성이 우수한 폴리에스테르 수지조성물.
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WO2019054665A1 (ko) * 2017-09-14 2019-03-21 에스케이케미칼 주식회사 폴리에스터 수지 조성물

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