KR20040060386A

KR20040060386A - 증착성이 개선된 폴리에스테르 수지조성물

Info

Publication number: KR20040060386A
Application number: KR1020020087176A
Authority: KR
Inventors: 강문수; 이시춘
Original assignee: 제일모직주식회사
Priority date: 2002-12-30
Filing date: 2002-12-30
Publication date: 2004-07-06
Also published as: KR100523477B1

Abstract

본 발명에 따른 증착성이 개선된 폴리에스테르 수지조성물은 (A) PBT 수지 40∼90 중량%; (B) PET 수지 5∼30 중량%; (C) 에폭시와 PBT 카르복실말단기 반응촉매 0.1∼5 중량%; (D) 에폭시기가 2개 이상인 에폭시화합물 0.1∼10 중량%; 그리고 (E) 상기 (A), (B), (C), 및 (D) 전체에 대하여 2∼30 중량%의 유리섬유 및 무기충전제로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

증착성이 개선된 폴리에스테르 수지조성물{Polymer Composition of Polyester for Metal Deposition}

발명의 분야

본 발명은 폴리에스테르 수지 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 표면에 알루미늄이 증착되어 장기간 동안 고열의 환경에 놓여지더라도 알루미늄의 접착력이 상실되지 않고 우수한 반사율을 발현함으로써 표면특성과 내충격성이 우수하여 금속증착 외장용 재료로 매우 유용한 증착성이 개선된 폴리에스테르 수지 조성물에 관한 것이다.

발명의 배경

일반적으로 표면에 알루미늄이 증착되는 성형물, 예를 들어 자동차 헤드램프용 반사경은 자동차의 엔진룸에 배치되어 전구에서 발생하는 열뿐만 아니라 엔진으로부터 방출되는 많은 열에 영향을 받기 때문에 반사경의 재질은 200℃ 이상의 내열성이 요구된다. 종래, 이러한 성형물은 내열성이 뛰어난 열경화성 수지인 불포화폴리에스테르를 이용한 벌크 몰딩 컴파운드(BMC: Bulk Molding Compound)를 사용하여 제조되어 왔다. BMC는 높은 내열성과 우수한 표면조도, 치수안정성 등으로 인하여 헤드램프용 소재로는 적당하지만 열경화성 수지라는 단점으로 인해 재활용이 불가능하기 때문에 성형중 발생하는 불량품과 사용후 제품을 재활용할 수 없기 때문에 폐기처분 때에 많은 문제점을 발생시켰다.

이러한 재활용의 문제를 해결하는 방법으로는 최근에 고내열성의 열가소성 수지를 이용한 헤드램프 반사경에 채용하려는 시도가 활발히 이루어지고 있다. 열가소성 수지를 사용하는 것은, 재활용을 할 수 있다는 이점뿐 아니라 사출성형의 용이성도 중요한 채용의 이유이다. 최근 이러한 성형물의 제조에 적용이 시도되는 재료로는 폴리아미드, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 등이 있다. 그 중에서도 폴리부틸렌테레프탈레이트는 수지 자체의 우수한 내열성, 내화학성과 더불어 알루미늄 증착 용이성으로 그 수요가 확대되고 있는 실정이다.

앞에서도 언급한 바와 같이 헤드램프 반사경의 재료로 사용되기 위해서는 내열성과 도장성, 표면평활도, 치수안정성, 내진동성, 성형성 등의 까다로운 조건을 충족하여야 한다. 이중 특히 중요한 것은 내열성과 표면평활성으로 내열성의 경우 헤드램프 반사경이 장기간 동안 계속해서 헤드램프전구와 엔진으로부터 발생하는 열을 받는 관계로 이 수지특성들이 수지의 중요한 사항이라고 할 수 있다. 이러한 장시간 동안의 높은 온도 환경에서의 물성 저하를 측정하는 척도로는 UL(Underwriters Laboratory)에서 인증한 RTI(Relative Temperature Index, 장기사용온도)를 이용할 수 있다. 헤드램프 반사경의 경우, 엔진룸의 환경을 감안할 때 이러한 장기사용온도가 약 180℃ 이상은 되어야 안심하고 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 그러나, 상기한 열가소성 수지들은 하기 표1에 제시되는 바와 같이 RTI가 이에 못미치는 것이어서 헤드램프 반사경과 같은 알루미늄을 증착하여 고온의 환경에 노출되는 성형물의 제조에는 부적합한 것이 많다.

열가소성수지	RTI(℃)
폴리아미드 66	105∼130
폴리아미드 46	140
폴리부틸렌테레프탈레이트	120∼150
폴리카보네이트	110∼125

이에 본 발명자는 표면에 알루미늄이 증착되어 장기간 동안 고열의 환경에 놓여지더라도 알루미늄의 접착력이 상실되지 않는 알루미늄 증착성이 좋은 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 조성물을 개발하기에 이르렀다.

본 발명의 목적은 표면에 알루미늄이 증착되어 장기간 동안 고열의 환경에 놓여지더라도 알루미늄의 접착력이 상실되지 않는 알루미늄 증착성이 좋은 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기에 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명에 사용되는 수지 조성물은 (A) PBT 수지 40∼90 중량%; (B) PET 수지 5∼30 중량%; (C) 에폭시와 PBT 카르복실말단기 반응촉매 0.1∼5 중량%; (D) 에폭시기가 2개 이상인 에폭시화합물 0.1∼10 중량%; 그리고 (E) 상기 (A), (B), (C), 및 (D) 전체에 대하여 2∼30 중량%의 유리섬유 및 무기충전제로 이루어진다.

충전제의 함량이 20 중량% 미만일 경우에는 내열성 및 강도가 상대적으로 부족할 뿐 아니라 수축이 크며, 반면에 70 중량%를 초과하여 사용될 경우 유동성이 저하되기 때문에 성형성이 떨어지고, 충전재의 표면돌출로 인한 표면평활성 불량으로 반사경의 반사효과저하 등의 문제가 발생한다. 혼합충전재를 사용하는 경우에는 총조성물 대비 섬유상 충전재 3∼40 중량%, 무기충전재 2∼60 중량%로 하는 것이 적합하다. 섬유상 충전재는 우수한 기계적 강도와 내열성을 부여하기 위하여 첨가하는바, 본 발명에서는 유리섬유, 탄소섬유, 탈크, 칼슘메타실리케이트 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.

상기의 PBT수지는 I.V.(Intrinsic Viscosity) 0.85±0.02 수준의 저점도 PBT와 I.V. 1.10±0.02 수준의 고점도 PBT를 20:80에서 80:20까지 혼용한 중점도 PBT을 사용한다.

상기 PET수지는 I.V. 0.77±0.04 수준의 저점도 PET이다.

상기 에폭시기가 2개 이상인 에폭시화합물의 구체적인 예로는 3,4-에폭시 사이클로헥실 메틸-3,4-에폭시 사이클로헥산(3,4-epoxy cyclohexyl methyl-3,4-epoxy cyclohexane) 이다.

상기 수지조성물로 알루미늄 증착 성형물을 제조하는 방법을 설명하면, 우선 상기한 조성으로 제조된 수지조성물로 원하는 성형품을 성형하고, 얻어진 성형물의 소정 부위를 실란커플링제로 처리한 후 처리표면 위에 알루미늄을 증착하는 공정을 시행한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 제시된 수지조성으로 제조되는 폴리부틸렌테레프탈레이트수지의 알루미늄 증착 성형물, 특히 자동차 헤드램프용 반사경은 장기간 동안 고열의 환경에 놓여지더라도 알루미늄의 접착력이 상실되지 않는 등의 장점이 있다.

이상과 같은 본 발명의 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지조성의 특징 및 기타 장점은 후술되는 실시예로부터 보다 명백해질 것이다. 단, 본 말명은 실시예로 한정되지 않는다.

실시예 1∼4 및 비교실시예 1∼2

폴리부틸렌테레프탈레이트와 유리섬유(Owens-corning GF 183F), 무기충전제(Sakamoto Yakuhin UPN HS-T 0.5)를 하기 표 2에 기재된 함량으로 실린더온도 260∼270 ℃의 이축혼련 압출기에 투입하여 용융혼합시킨 후에 펠렛화 하였다. 이와 같이 제작된 펠렛을 이용하여 유동성과 열변형 온도를 다음과 같은 방법으로 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

유동성

120 ℃의 건조기에서 4시간 정도 건조시킨 후 ASTM에 규정된 시험방법에 따라 온도 260℃, 하중 2.16 kg의 조건으로 용융지수를 측정.

열변형온도

금형온도 800∼120 ℃, 실린더온도 250∼300 ℃ 성형기를 이용하여 ASTM 시험법에 규정된 일반적인 방법에 따라 열변형온도를 측정.

	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	비교예1	비교예2
폴리부틸렌 테레프탈레이트	75	75	65	65	65	75
폴리에틸렌 테레프탈레이트	-	-	10	10	10	-
유리섬유	5	15	5	15	-	-
무기충전제	20	10	20	10	25	25
에폭시(1)	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
활제	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
제1인산소다	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
열변형온도	215	220	210	220	205	200
유동성	68	56	72	56	44	53

에폭시(1) : Cyclohexyl Methyl-3,4-Epoxy Cyclohexane CA(UNION CARBIDE社, ERL-4221)

활제 : Ethylene Bis Stearoamide,

제1인산소다 : Hydrogen Phosphate Anhydrous, Sodium Phosphate

실시예 5∼6

상기 실시예 3, 4에서 제조된 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지를 금형온도 80∼120 ℃, 실린더온도 250∼300 ℃의 성형기를 이용하여 두께 3 mm의 평판시편을 제조하였다. 여기서 얻어진 시편을 아세톤으로 세정후 플라즈마 처리장치를 이용하여 약 5 분간 처리한 후, 1 중량%의 실란커플링제에 10 분간 함침시킨 후 진공 하에서 건조하였다. 그 후, 증착기를 이용하여 알루미늄 도막을 입힌 후 테이프로 성형시편과 접착력을 평가하였다. 알루미늄 증착 시편을 ASTM D3359에 의거한 tape 시험법에 따라 알루미늄 피막이 형성된 소재표면에 격자모양의 홈을 낸 후 tape를 붙였다 떼어냄으로써 알루미늄 피막의 유지상태로부터 접착력을 평가하였다. 즉, 면도날을 이용하여 1 mm 간격으로 10 ×10의 격자를 새겨 넣은 후 tape를 90초간 유지시킨 후 뜯어내었을 때 떨어진 알루미늄 피막의 상태에 따라 하기 표3과 같이 6등급으로 분류하였다. 접착력 평가결과는 하기 표4에 제시된다.

등급	5	4	3	2	1	0
피막이 떨어진 정도	0%	0∼5%	5∼15%	15∼35%	35∼65%	〉65%

실시예 7∼8

비교실시예 1 ,2의 조성으로 제조된 펠렛을 실시예 5, 6과 같은 방법으로 시편을 제작하여 상기에 제시된 방법으로 알루미늄 증착의 접착성을 평가하였다.

구분	실시예5	실시예6	실시예7	실시예8
시편조성	실시예3	실시예4	비교예1	비교예2
유리섬유	5%	15%	-	-
무기충전제	20%	10%	25%	25%
접착력	3	2	5	5

본 발명은 표면에 알루미늄이 증착되어 장기간 동안 고열의 환경에 놓여지더라도 알루미늄의 접착력이 상실되지 않는 알루미늄 증착성이 좋은 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 조성물을 제공하는 효과를 가진다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims

(A) PBT 수지 40∼90 중량%;

(B) PET 수지 5∼30 중량%;

(C) 에폭시와 PBT 카르복실말단기 반응촉매 0.1∼5 중량%;

(D) 에폭시기가 2개 이상인 에폭시화합물 0.1∼10 중량%; 그리고

(E) 상기 (A), (B), (C) 및 (D) 전체에 대하여 2∼30 중량%의 유리섬유 및 무기충전제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 증착성이 개선된 폴리에스테르 수지조성물.
제1항에 있어서, 상기 에폭시기가 2개 이상인 에폭시 화합물(D)은 폴리그리시딜 에테르 화합물, 폴리그리시딜아민에폭시 화합물, 비스페놀 A형 에폭시 화합물, 비스페놀 F형 에폭시화합물, 레조시뇰형 에폭시화합물, 테트라히드록시 비스페놀 F형 에폭시화합물, 크레졸노볼락형 에폭시화합물, 페놀노볼락형의 에폭시화합물, 사이클로아리파틱 에폭시 화합물로 구성되는 군으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 증착성이 개선된 폴리에스테르 수지조성물.
제1항에 있어서, 상기 에폭시와 PBT 카르복실 말단기 반응촉매는 인산, 아인산, 포스핀산, 포스폰산 등의 저급 알킬에스테르, 포스포늄 화합물, 이미다졸 화합물, 3가 아민, 4가 암모늄염으로 구성되는 군으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 증착성이 개선된 폴리에스테르 수지조성물.