KR970010472B1 - 고강도 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 조성물 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

고강도 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 조성물

본 발명은 고강도 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리부틸렌테레프탈레이트에 열경화성 수지로 코팅시키고 커플링제로 처리한 케블라섬유를 보강시켜서 된 고강도의 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 조성물에 관한 것이다.

폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 수지의 강도를 높이기 위하여, 종래에는 PBT에 커플링제로 처리시킨 유리섬유를 보강하거나, PBT에 케블라섬유를 보강하는 방법이 사용되어 왔다.

그러나, PBT에 커플링제로 처리시킨 유리섬유를 보강할 경우 그 보강효과가 약하여 고강도를 필요로 하는 용도에는 사용할 수가 없었다. 그리고, PBT에 케블라섬유를 보강시킨 경우에는, 그러한 보강수지의 제조시에 높은 전단력을 부여하여야만 하여 케블라섬유의 좌굴현상이 발생하게 되므로 보강된 케블라섬유가 수지내에서 직선적으로 배열되지 못하게 되어 강도가 불량한 문제점이 있었다.

상기 케블라섬유의 좌굴현상으로 인한 문제점을 해결하기 위한 기술으로서 케블라섬유를 열경화성 수지로 코팅하여 이를 PBT와 보강에 이용하는 방법이 사용되기도 하였으나, 이로서 케블라섬유의 좌굴현상은 극복할 수 있었던 반면, PBT의 보강섬유와의 접착력이 약하여 고강도의 용도에 사용되기에는 적합치 않은 문제점이 여전히 남아 있었다.

이에 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하고자 예의 연구한 결과, PBT를 케블라섬유로 보강시키되 이때 케블라섬유를 열경화성 수지로 코팅시킨 후, 커플링제로 처리하여 사용하게 되면, 케블라섬유의 좌굴현상을 극복할 수 있음은 물론 PBT와 보강섬유간의 접착력을 증대시킬 수 있어서, 강도가 매우 우수한 PBT 수지 조성물을 얻을 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명의 목적은 강도가 매우 우수한 폴리부틸렌테레프탈레이트를 제공하는데 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 케블라섬유가 보강된 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 조성물에 있어서, (가) 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 100중량부와 (나) 100중량부의 케블라섬유에 10 내지 120중량부의 열경화성 수지를 코팅시키고 0.5 내지 5중량부의 커플링제를 처리시켜서 된 보강섬유 5 내지 100중량부로 이루어진 것임을 특징으로 하는 고강도 폴리부틸렌테레프탈레이트 조성물을 제공한다.

이와 같은 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 폴리부틸테레프탈레이트(PBT) 수지를 보강시키기 위한 것으로서, 본 발명에서 PBT 수지로는 용융온도가 220 내지 230℃이고 고유점도가 0.65 내지 0.95(페놀/TCR법)인 것을 사용한다.

한편, 상기 PBT 수지를 보강시키기 위한 본 발명의 보강섬유는 케블라섬유를 열경화성수지로 코팅시키고 커플링제로 처리시킨 것인 바, 상기 케블라섬유는 다음의 일반식(Ⅰ)로 표시되는 중합체로 된 섬유로서,

[일반식 1]

여기서, n은 1 내지 1500사이의 정수이다.

본 발명에서는 케블라섬유를 그 직경이 0.2 내지 14㎛가 되고 그 길이가 3 내지 8㎛가 되게 하여 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 열경화성 수지로는 페놀수지, 알키드수지 및 에폭시수지 중에서 선택하여 사용하는 것이 바람직하며, 본 발명에서 이러한 열경화성 수지는 상기 케블라섬유 100중량부에 대해 10 내지 120중량부 사용한다. 만약 열경화성 수지를 상기 범위미만으로 사용하게 되면 케블라섬유가 수지내에서 직선적으로 배열되지 못하게 되고, 상기 범위보다 많이 사용하면 보강재로서의 특징을 기대하기가 어렵게 된다.

본 발명의 커플링제로는 PBT 수지와 상용성이 좋은 것을 사용하는 바, 실란계 커플링제를 사용하는 것이 바람직하고, 특히 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란 및 비닐트리스(2-부톡시메톡시)실란이 바람직하게 사용될 수 있다.

본 발명에서는 이러한 커플링제는 상기 케블라섬유 100중량부에 대해 0.5 내지 5중량부 사용하는 바, 만약 상기 범위보다 적게 사용하면 수지와의 상용성이 불량하고, 상기 범위보다 많이 사용하면 최종생성된 수지의 내열성 및 기계적 강도가 저하되게 된다.

본 발명에 따른 상기 케블라가 섬유에 상기 열경화성 수지를 코팅시키고 상기 커플링제를 처리시켜서 된 보강섬유는 PBT 수지 100중량부에 대해 5 내지 100중량부 사용한다.

본 발명에 따른 고강도 PBT 수지 조성물을 다음과 같이 제조될 수 있는 바, 즉 상기 케블라 섬유에 상기 열경화성 수지를 코팅시키고 상기 커플링제로 처리한 후에, 수분이 제거된 PBT 수지와 혼합하고, 이 수지 혼합물을 230 내지 250℃에서 용융혼련 및 압출시키면 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 열경화성 수지를 사용함으로 인해 케블라섬유의 유연성을 제거시키게 되므로 케블라섬유가 수지내에 보강될 때 배향이 잘 이루어지도록 하게 되고, 또한 커플링제를 사용함으로써 PBT와 케블라섬유 사이의 접착력을 향상시키게 되는 바, 본 발명의 PBT 수지 조성물을 매우 우수한 강도를 갖게 되었다. 따라서, 본 발명의 고강도 PBT 수지 조성물은 높은 강도를 요구하는 용도, 예컨대 자동차부품의 디스크브레이크, 록크, 클러치, 드라이버하우징, 전기전자부품의 콘넥터나 코일보빈 등에 유용하다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

먼저, 용융온도가 225℃이고 고유점도가 0.90인 PBT 수지를 열풍건조기로 120℃에서 4시간 동안 건조시켰다.

한편, 직경이 10.5㎛이고 길이가 3.13mm인 케블라섬유 100중량부에 25중량부의 페놀(노블락)수지를 코팅시키고 0.5중량부의 비닐트리스(3-메톡시에톡시)실란을 처리하여 보강섬유를 얻었다.

상기 건조된 PBT 수지 100중량부와 상기 보강섬유 10중량부를 혼합한 다음, 250℃를 유지하는 실린더에서 용융혼련시키고, 압출기에서 펠렛상으로 성형하여 펠렛상의 PBT 수지 조성물을 제조하였다.

이렇게 하여 얻어진 PBT 수지 조성물 펠렛을 열풍건조기로 120℃에서 4시간 동안 건조시킨 후, 250℃를 유지하는 스크류식 사출성형기 사용하여 덤벨형 1/8시편, 막대형 1/8시편 및 막대형 1/4시편으로 제작하여 물성을 측정하였다.

그 결과를 다음의 표 1에서 나타내었다.

[실시예 2]

먼저, 용융온도가 225℃이고 고유점도가 0.90인 PBT 수지를 열풍건조기로 120℃에서 4시간 동안 건조시켰다.

한편, 직경이 10.5㎛이고 길이가 3.13mm인 케블라섬유 100중량부에 25중량부의 페놀(노블락)수지를 코팅시키고 1중량부의 비닐트리스(3-메톡시에톡시)실란을 처리하여 보강섬유를 얻었다.

상기 건조된 PBT수지 100중량부와 상기 보강섬유 20중량부를 혼합한 다음, 250℃를 유지하는 실린더에서 용융혼련시키고, 압출기에서 펠렛상으로 성형하여 펠렛상의 PBT 수지 조성물을 제조하였다.

이렇게 하여 얻어진 PBT 수지 조성물 펠렛을 상기 실시예 1의 방법에 따라 시편으로 제작하여 물성을 측정하였다.

그 결과를 다음의 표 1에 나타내었다.

[실시예 3]

먼저, 용융온도가 225℃이고 고유점도가 0.90인 PBT 수지를 열풍건조기로 120℃에서 4시간 동안 건조시켰다.

한편, 직경이 10.5㎛이고 길이가 3.13mm인 케블라섬유 100중량부에 25중량부에 페놀(노블락)수지를 코팅시키고 1.5중량부의 비닐트리스(3-메톡시에톡시)실란을 처리하여 보강섬유를 얻었다.

상기 건조된 PBT 수지 100중량부와 상기 보강섬유 30중량부를 혼합한 다음, 250℃를 유지하는 실린더에서 용융혼련시키고, 압출기에서 펠렛상으로 성형하여 펠렛상의 PBT 수지 조성물을 제조하였다.

이렇게 하여 얻어진 PBT 수지 조성물 펠렛을 상기 실시예 1의 방법에 따라 시편으로 제작하여 물성을 측정하였다.

그 결과를 다음의 표 1에 나타내었다.

[실시예 4]

먼저, 용융온도가 225℃이고 고유점도가 0.90인 PBT 수지를 열풍건조기로 120℃에서 4시간 동안 건조시켰다.

한편, 직경이 10.5㎛이고 길이가 33.1mm인 케블라섬유 100중량부에 25중량부의 페놀(노블락)수지를 코팅시키고 3중량부의 비닐트리스(3-부톡시메톡시)실란을 처리하여 보강섬유를 얻었다.

상기 건조된 PBT 수지 100중량부와 상기 보강섬유 50중량부를 혼합한 다음, 250℃를 유지하는 실린더에서 용융혼련시키고, 압출기에서 펠렛상으로 성형하여 펠렛상의 PBT 수지 조성물을 제조하였다.

이렇게 하여 얻어진 PBT 수지 조성물 펠렛을 상기 실시예 1의 방법에 따라 시편으로 제작하여 물성을 측정하였다.

그 결과를 다음의 표 1에 나타내었다.

[실시예 5]

먼저, 용융온도가 225℃이고 고유점도가 0.90인 PBT 수지를 열풍건조기로 120℃에서 4시간 동안 건조시켰다.

한편, 직경이 10.5㎛이고 길이가 3.13mm인 케블라섬유 100중량부에 25중량부의 페놀(노블락)수지를 코팅시키고 5중량부의 비닐트리스(3-부톡시메톡시)실란을 처리하여 보강섬유를 얻었다.

상기 건조된 PBT 수지 100중량부와 상기 보강섬유 70중량부를 혼합한 다음, 250℃를 유지하는 실린더에서 용융혼련시키고, 압출기에서 펠렛상으로 성형하여 펠렛상의 PBT 수지 조성물을 제조하였다.

이렇게 하여 얻어진 PBT 수지 조성물 펠렛을 상기 실시예 1의 방법에 따라 시편으로 제작하여 물성을 측정하였다.

그 결과를 다음의 표 1에 나타내었다.

[비교예 1]

보강섬유로서 유리섬유를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 PBT 수지 조성물을 제조하였다.

이렇게 하여 제조된 PBT 수지 조성물의 물성을 상기 실시예 1에서와 동일한 방법을 측정하여, 그 결과를 다음의 표 1에 나타내었다.

[비교예 2]

보강섬유로서 유리섬유를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2과 동일한 방법으로 PBT 수지 조성물을 제조하였다.

이렇게 하여 제조된 PBT 수지 조성물의 물성을 상기 실시예 1에서와 동일한 방법을 측정하여, 그 결과를 다음의 표 1에 나타내었다.

[비교예 3]

보강섬유로서 유리섬유를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 PBT 수지 조성물을 제조하였다.

이렇게 하여 제조된 PBT 수지 조성물의 물성을 상기 실시예 1에서와 동일한 방법을 측정하여, 그 결과를 다음의 표 1에 나타내었다.

[비교예 4]

보강섬유로서 유리섬유를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 4과 동일한 방법으로 PBT 수지 조성물을 제조하였다.

이렇게 하여 제조된 PBT 수지 조성물의 물성을 상기 실시예 1에서와 같이 동일한 방법을 측정하여, 그 결과를 다음의 표 1에 나타내었다.

[비교예 5]

보강섬유로서 유리섬유를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 5과 동일한 방법으로 PBT 수지 조성물을 제조하였다.

이렇게 하여 제조된 PBT 수지 조성물의 물성을 상기 실시예 1에서와 동일한 방법을 측정하여, 그 결과를 다음의 표 1에 나타내었다.

주 *상기 값은 각각 15회 측정한 값의 평균값이다.

Claims (3)

1. 케블라섬유가 보강된 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 조성물에 있어서, (가) 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 100중량부와 (나) 100중량부의 케블라섬유에 10 내지 120중량부의 열경화성수지를 코팅시키고 0.5 내지 5중량부의 커플링제를 처리시켜서 된 보강섬유 5 내지 100중량부로 이루어진 것임을 특징으로 하는 고강도 폴리부틸렌테레프탈레이트 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 열경화성수지는 페놀수지, 알키드수지 및 에폭시수지 중에서 선택된 것임을 특징으로하는 고강도 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 조성물.
3. 제1항에 있어서, 상기 커플링제는 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란 및 비닐트리스(2-부톡시메톡시)실란 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 고강도 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 조성물.