KR20080059893A

KR20080059893A - 내열성 및 내충격성이 개선된 폴리에틸렌테레프탈레이트수지 조성물

Info

Publication number: KR20080059893A
Application number: KR1020060133807A
Authority: KR
Inventors: 안태진; 구명술; 송지영; 이준희; 오정은
Original assignee: 주식회사 삼양사
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2008-07-01

Abstract

본 발명은 폴리에텔렌테레프탈레이트 수지 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 폴리에텔렌테레프탈레이트 수지 조성물은 폴리에틸렌테레프탈레이트(A)와 폴리카보네이트(B)가 6~8 : 2~4 중량비(A : B)로 이루어진 베이스 수지 100 중량부; 및 하기 화학식 1로 표시되는 싸이클릭 포스페이트 화합물 0.1 내지 1 중량부를 함유한다. 본 발명에 따르면, 첨가된 싸이클릭 포스페이트 화합물이 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리카보네이트의 에스테르 교환반응을 저지하므로서, 가공성을 유지하면서도 폴리카보네이트를 블렌드함에 따른 내열성과 내충격성 향상의 목적을 효과적으로 달성할 수 있다.

상기 화학식 1에서, R은 서로 독립적으로 2,6-디-t-부틸-p-메틸페닐(2,6-di-t-Butyl-p-methyl phenyl) 또는 2,4-디-t-부틸페닐(2,4-di-t-Butyl phenyl)임.

폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 싸이클릭 포스페이트 (phosphate), 폴리카보네이트(polycarbonate)

Description

내열성 및 내충격성이 개선된 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 조성물{POLYETHYLENETEREPHTHALATE RESIN COMPOSITION DEVELOPING HEAT RESISTANCE AND IMPACT RESISTANCE}

본 발명은 폴리에텔렌테레프탈레이트 수지 조성물에 관한 것이다.

폴리에틸렌테레프탈레이트는 내화학성, 고온에서도 양호한 기계적 성질을 유지하는 내열 노화성, 기계적 물성, 전기절연성 등이 우수한 수지로 잘 알려져 있으며, 전기, 전자부품, 자동차 부품 등 다양한 분야의 재료로서 사용되고 있다. 그러나, 고온에서는 결정화가 진행됨에 따라 후변형이 발생하여 치수 안정성이 떨어지는 등 내열성이 좋지 않고, 사출 후 결정화 진행에 따라 내충격성이 불량하다는 문제점이 있다. 이에 따라 내열성 또는 내충격성이 특히 요구되는 전자부품이나 자동차 부품에는 그 사용이 제한적이다.

이러한 폴리에틸렌테레프탈레이트의 문제점을 개선하기 위하여, 내충격성과 내열성이 우수한 폴리카보네이트를 블렌딩하는 방법이 제안되었다. 그러나, 단순히 고온 및 고압 하에서 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리카보네이트를 블렌딩하는 경우, 양 수지가 에스테르 교환반응하여 공중합체가 생성되는 문제점이 있다. 즉, 생 성된 공중합체는 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리카보네이트의 계면 사이에 존재하면서 폴리에틸렌테레프탈레이트의 결정화도를 저하시키고, 이에 따라 폴리에틸렌테레프탈레이트 고유의 성질인 내화학성, 전기절연성, 기계적 물성 등의 발현을 저해한다.

한편, 미국특허 제3,864,428호는 25~85 중량%의 방향족 폴리에스테르, 10~75 중량%의 방향족 폴리카보네이트 및 2~35 중량% 부타디엔 폴리머-비닐 단량체의 그라프트 공중합체(graft copolymer)로 이루어진 수지 조성물을 개시하고 있다. 이러한 수지 조성물은 내충격성이 개선되나, 사출물의 크기가 큰 소재를 사출할 때 흐름성이 결여되어 가공온도가 올라간다. 가공온도가 상승하면 수지의 내충격성이 저하되는 문제가 수반된다.

또한, 미국특허 제3,435,093호, 제3,516,975호, 제4,380,621호 등은 결정핵 생성제와 결정 성장제를 사용하여 수지의 사출성을 개선한 기술을 제안하고 있다. 그러나, 이와 같은 방법은 금형 내 사출물의 결정이 성장함에 따라 내충격성과 치수 안정성이 저하되는 문제를 수반한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전술한 문제점들을 해결하여, 폴리에텔렌테레프탈레이트 수지 조성물로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지의 고유 물성과 가공성을 유지하면서도 내열성 및 내충격성이 개선된 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 조성물을 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 폴리에텔렌테레프탈레이트 수지 조성물은 폴리에틸렌테레프탈레이트(A)와 폴리카보네이트(B)가 6~8 : 2~4 중량비(A : B)로 이루어진 베이스 수지 100 중량부; 및 하기 화학식 1로 표시되는 싸이클릭 포스페이트 화합물 0.1 내지 1 중량부를 함유한다.

<화학식 1>

상기 화학식 1에서, R은 서로 독립적으로 2,6-디-t-부틸-p-메틸페닐(2,6-di-t-Butyl-p-methyl phenyl) 또는 2,4-디-t-부틸페닐(2,4-di-t-Butyl phenyl)이다.

본 발명의 폴리에텔렌테레프탈레이트 수지 조성물은 첨가된 싸이클릭 포스페이트 화합물이 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리카보네이트의 에스테르 교환반응을 저지하므로서, 가공성을 유지하면서도 폴리에틸렌테레프탈레이트를 주성분으로 한 수지 조성물의 내열성과 내충격성이 개선된다.

본 발명의 폴리에텔렌테레프탈레이트 수지 조성물은 충격보강제로서 실리콘 아크릴계 충격보강제 3~10중량부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 폴리에텔렌테레프탈레이트 수지 조성물에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명자들은 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리카보네이트를 적정 비율로 혼합한 후 전술한 구조의 싸이클릭 포스페이트계 화합물을 적량 첨가하면, 폴리에 틸렌테레프탈레이트 수지의 고유의 물성을 유지하면서 내열성 및 내충격성을 향상시킬 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 폴리에텔렌테레프탈레이트 수지 조성물은 폴리에틸렌테레프탈레이트(A)와 폴리카보네이트(B)를 소정 비율로 혼합한 베이스 수지를 포함한다.

폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지는 통상적으로 에틸렌글리콜과 디메틸테레프탈레이트의 축합반응으로 생성되는 수지이다. 본 발명의 폴리에텔렌테레프탈레이트 수지 조성물에 있어서, 폴리에틸렌테레프탈레이트는 고유점도가 0.60~0.67 dl/g(용매: 테트라클로로에탄/페놀의 1:1 혼합용매, 온도 35 °C)인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 폴리에틸렌테레프탈레이트의 고유점도가 0.6 dl/g 미만이면 내충격성이 저하될 수 있고 사출가공시 고화되기가 어렵다. 고유점도가 0.67 dl/g를 초과하면, 흐름성이 저하되어 압출 생산성이 낮아질 수 있다.

폴리카보네이트(PC)는 통상적으로 분자량 조절제 및 촉매의 존재 하에서 디히드록시페놀(dihydroxy phenol)과 포스겐(phosgen)을 반응시켜 제조하거나, 디히드록시페놀(dihydroxy phenol)과 디페닐카보네이트(diphenyl carbonate)에 의해 얻어지는 전구체의 에스테르 상호 교환반응을 이용하여 제조할 수 있다.

본 발명의 폴리에텔렌테레프탈레이트 수지 조성물에 있어서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(A)와 폴리카보네이트(B)는 중량비(A : B)로 6~8 : 2~4이며, 더욱 바람직하게는 6.5~7.5 : 2.5~3.5이다. 폴리에틸렌테레프탈레이트(A)와 폴리카보네이트(B)의 중량비(A:B)가 8 : 2 이하이면 폴리카보네이트의 상대적 함량이 감소됨에 다라 수지 조성물의 내충격성 및 내열성이 불량해지고, 그 중량비(A : B)가 6 : 4 를 초과하면 폴리카보네이트의 상대적 함량이 지나치게 커져 폴리에틸렌테레프탈레이트 고유의 물성 발현이 어려워진다.

본 발명의 수지 조성물에는 전술한 2성분의 베이스 수지 외에, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한도 내에서 다른 수지를 더 혼합할 수 있다.

또한, 본 발명의 폴리에텔렌테레프탈레이트 수지 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 싸이클릭 포스페이트계 화합물을 포함한다.

<화학식 1>

화학식 1의 싸이클릭 포스페이트계 화합물은 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리카보네이트 사이의 에스터 교환반응을 저지하여, 수지 조성물의 물성저하를 방지한다. 싸이클릭 포스페이트계 화합물의 함량은 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리카보네이트로 된 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 0.1~1 중량부이며, 더욱 바람직한 함량은 0.2~0.5 중량부이다. 화학식 1의 싸이클릭 포스페이트계 화합물을 0.1 중량부 미만으로 함유시 첨가에 따른 효과가 미미하고, 그 함량이 1 중량부를 초과하면 혼련 중의 점도 상승을 초래하여 성형성 불량의 원인이 되기도 하며, 가격 부담이 발생한다.

본 발명의 폴리에텔렌테레프탈레이트 수지 조성물은 실리콘 아크릴계 충격보 강제를 더 포함하는 것이 바람직하다. 실리콘 아크릴계 충격보강제는 특히 고온 내구성이 우수한 충격보강제로서, 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 3~10 중량부 함유된다. 그 함량이 3 중량부 미만이면 수지 조성물의 내충격성을 높이는 효과가 미흡하고 10 중량부를 초과하면 내열성, 강성, 유동성이 저하된다.

본 발명의 폴리에텔렌테레프탈레이트 수지 조성물은 용융혼련시 열분해를 방지하기 위해 체류 시간을 최소화하는 것이 좋으며, 본 발명의 목적에 손상되지 않는 범위 내에서 열안정제, 이형제, 대전방지제, 난연제 등을 더 첨가할 수 있다. 그 첨가향은 일반적으로 사용되는 범위이다.

본 발명은 하기의 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명된다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떤 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 ~ 7, 비교예 1 ~ 4

하기 표 1에 나타낸 조성 비율에 따른 성분들을 260 °C로 가열된 이축압출기를 이용하여 칩 상태로 제조하였다. 제조된 칩을 110 °C에서 4시간 건조한 후 시편 제작용 몰드를 사용하여 사출 성형하였다.

	실시예(단위 : 중량부)							비교예(단위 : 중량부)
	1	2	3	4	5	6	7	1	2	3	4
PET⁽¹⁾	70	70	70	70	70	60	80	100	90	80	70
PC⁽²⁾	30	30	30	30	30	40	20	0	10	20	30
싸이클릭 포스페이트 화합물⁽³⁾	0.1	0.2	0.5	0.2	0.2	0.2	0.2	0	0	0	0
충격보강제⁽⁴⁾ (중량%)	0	0	0	3	5	3	3	0	0	0	0

상기 표 1에 사용된 성분의 구체적인 구입처는 다음과 같다.

PET⁽¹⁾ : ㈜휴비스의 SB CHIP (IV=0.64dl/g)

PC⁽²⁾ : ㈜삼양사의 TRIREX

싸이클릭 포스페이트 화합물⁽³⁾ : Asihi Denka Kyoko社의 포스페이트 계열 안정제로서, 화학식 1의 R이 2,6-디-t-부틸-p-메틸페닐(2,6-di-t-Butyl-p-methyl phenyl)임.

충격보강제⁽⁴⁾ : LG화학의 SIM100

전술한 실시예 및 비교예에 따라 제조된 시편의 물성을 아래 방법에 의거 평가하였고, 그 결과를 표 2에 나타냈다.

* 굴곡탄성율 : ASTM D790에 의거하여, 1/4” 시편을 사용, 평가했으며 단위는 kg/cm²이다.

* 열변형온도 : ASTM D648에 의거하여, 1/4” 시편을 18.6kg의 하중으로 눌러 시험했으며 단위는 ?이다.

* MI : ASTM D1238에 의거하여, 칩 상태로 110 °C에서 4시간 건조한 후 250 °C, 2.16 kg 하중에서 10분간 흐른 양을 평가했으며, 단위는 g/10분이다.

* 충격강도 : ASTM D256에 의거하여, 아이조드 노치드 (IZOD NOTCHED) 타입 (TYPE)으로 1/8" 시편을 이용하여 평가했으며, 단위는 kgcm/cm이다.

	실시예							비교예
	1	2	3	4	5	6	7	1	2	3	4
굴곡 탄성율	22000	22000	22000	21000	20000	22000	21000	22000	21500	21500	22000
열변형 온도	120	124	124	122	119	126	115	100	100	105	113
MI	25	26	26	22	20	18	22	22	22	22	21
충격 강도	8	7	8	12	14	27	9	5	5	5	5

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 ~ 7의 시편은 비교예 1 ~ 4의 시편에 비해 열변형 온도와 내충격성이 우수하게 나타났다. 또한, 고온 내구성 실험결과에서 기존의 PET와 동등한 물성을 나타냈고 가공성을 가늠하는 척도인 MI값에서도 동등 이상의 물성을 발현하였다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 첨가된 싸이클릭 포스페이트 화합물이 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리카보네이트의 에스테르 교환반응을 저지하므로서, 가공성을 유지하면서도 폴리카보네이트를 블렌드함에 따른 내열성과 내충격성 향상의 목적을 효과적으로 달성할 수 있었다.

따라서, 본 발명의 폴리에텔렌테레프탈레이트 수지 조성물은 고내열성 및 고충격강도가 필요한 전자제품의 내부부품 및 커넥터 등과 자동차 내장재, 기타 커넥터 등에 특히 유용하게 적용될 수 있다.

Claims

폴리에틸렌테레프탈레이트(A)와 폴리카보네이트(B)가 6~8:2~4 중량비(A:B)로 이루어진 베이스 수지 100중량부; 및

하기 화학식 1로 표시되는 싸이클릭 포스페이트 화합물 0.1 내지 1 중량부를 함유하는 폴리에텔렌테레프탈레이트 수지 조성물.

<화학식 1>

상기 화학식 1에서, R은 서로 독립적으로 2,6-디-t-부틸-p-메틸페닐(2,6-di-t-Butyl-p-methyl phenyl) 또는 2,4-디-t-부틸페닐(2,4-di-t-Butyl phenyl)임.
제1항에 있어서, 실리콘 아크릴계 충격보강제 3~10 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에텔렌테레프탈레이트 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트의 고유점도가 0.6~0.67dl/g인 것을 특징으로 하는 폴리에텔렌테레프탈레이트 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 싸이클릭 포스페이트 화합물의 함량이 0.2 ~ 0.5중량부 인 것을 특징으로 하는 폴리에텔렌테레프탈레이트 수지 조성물.