KR102644628B1

KR102644628B1 - 폴리아릴렌설파이드 수지 조성물

Info

Publication number: KR102644628B1
Application number: KR1020227028486A
Authority: KR
Inventors: 히데카즈 이데이
Original assignee: 포리프라스틱 가부시키가이샤
Priority date: 2020-02-14
Filing date: 2021-02-03
Publication date: 2024-03-08
Anticipated expiration: 2041-02-03
Also published as: JP2021127403A; CN115135722A; JP6976366B2; CN115135722B; KR20220141301A; WO2021161864A1

Abstract

온도 310℃ 및 전단 속도 1200sec^-1에서 측정한 용융 점도가 5 ~ 500Paㆍs인 폴리아릴렌설파이드 수지 100질량부에 대하여, 길이가 10000 nm 초과 500000 nm 이하이며, 아스펙트비가 2000 초과 3000000 이하인 카본나노튜브를 0.05 ~ 0.5 질량부를 포함하고, 또한 절연성을 갖는, 폴리아릴렌설파이드 수지 조성물이다.

Description

폴리아릴렌설파이드 수지 조성물

본 발명은, 폴리아릴렌설파이드 수지 조성물에 관한 것이다.

폴리페닐렌설파이드 수지(이하 「PPS 수지」라고 부르는 경우가 있음)로 대표되는 폴리아릴렌설파이드 수지(이하 「PAS 수지」라고 부르는 경우가 있음)는 높은 내열성, 기계적 물성, 내화학 약품성, 치수 안정성, 난연성을 갖고 있다. 그 때문에, 전기ㆍ전자기기 부품 재료, 자동차기기 부품 재료, 화학기기 부품 재료 등에 널리 사용되고 있다. 그러나, PAS 수지는 결정화 속도가 느리기 때문에 성형시의 사이클 시간이 길고, 또한, 성형시에 버(burr)의 발생이 많다는 문제가 있었다.

버의 발생을 저감하는 방법으로서는, 각종 알콕시실란 화합물을 첨가하는 것이 알려져 있다(특허문헌 1 ~ 2 참조). 각종 알콕시실란 화합물은 PAS 수지와의 반응성이 높고, 기계적 물성의 개량, 버 발생을 억제하는 효과 등이 인정되고 있다. 그러나, 버 발생의 억제 효과에는 한계가 있어, 시장의 요구를 충분히 만족시키기에는 이르지 못하고, 또한 결정화 속도를 빠르게 하는 효과를 겸비하고 있지 않다.

상기 문제의 해결을 도모하기 위해, 특정 PAS 수지에 특정 카본 나노튜브 및 필요에 따라 무기 충전제의 각각 특정량을 배합한 수지 조성물이 제안되어 있다(특허문헌 3 참조).

특허문헌 1: 일본공표특허 평6-21169호 공보 특허문헌 2: 일본공개특허 평1-146955호 공보 특허문헌 3: 일본공개특허 2006-143827호 공보

그러나, 특허문헌 3에 기재된 수지 조성물은, 버의 발생을 충분히 억제하기 위해서는, 카본 나노튜브를 비교적 다량으로 첨가할 필요가 있다. 그러면, 카본 나노튜브의 도전성에 의해, 수지 조성물이 도전성을 갖게 된다. 그리고, 이러한 수지 조성물은 절연성이 요구되는 성형품에 사용할 수 없었다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 과제는 절연성을 가지면서도 또한 버의 발생이 적은 폴리아릴렌설파이드 수지 조성물을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하는 본 발명의 일 태양은 이하와 같다.

(1) 온도 310℃ 및 전단 속도 1200sec^-1에서 측정한 용융 점도가 5 ~ 500Paㆍs인 폴리아릴렌설파이드 수지 100질량부에 대하여, 길이가 10000 nm 초과 3000000 nm 이하이며, 아스펙트비가 2000 초과 500000 이하인 카본나노튜브를 0.05 ~ 0.5 질량부를 포함하고, 또한 절연성을 갖는, 폴리아릴렌설파이드 수지 조성물.

(2) 상기 폴리아릴렌설파이드 수지 100질량부에 대하여, 비도전성 무기 충전제 5 ~ 250질량부를 더 포함하는, 상기 (1)에 기재된 폴리아릴렌설파이드 수지 조성물.

(3) 상기 비도전성 무기 충전제가, 유리섬유, 유리 비드, 유리 플레이크, 탄산칼슘 및 탤크로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인, 상기 (2)에 기재된 폴리아릴렌설파이드 수지 조성물.

본 발명에 의하면, 절연성을 가지면서, 또한, 버의 발생이 적은 폴리아릴렌설파이드 수지 조성물을 제공할 수 있다.

본 실시형태의 폴리아릴렌설파이드 수지 조성물(이하, 「PAS 수지 조성물」이라고도 부른다.)은, 온도 310℃ 및 전단 속도 1200sec^-1에서 측정한 용융 점도가 5 ~ 500Paㆍs인 폴리아릴렌설파이드 수지 100질량부에 대하여, 길이가 10000 nm 초과 3000000 nm 이하이며 아스펙트비가 2000 초과 500000 이하인 카본나노튜브(CNT)를 0.05 ~ 0.5 질량부를 포함하고, 또한 절연성을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 「절연성」이라는 것은, PAS 수지 조성물을 이용하여 제작한 성형품에 대하여, IEC60093에 준거하여 측정되는, 상온(23℃)에서의 체적고유저항이 10¹⁴Ω·cm 이상의 성질을 말한다.

본 실시형태의 PAS 수지 조성물은, 소정의 길이 및 소정의 아스펙트비를 갖는 카본나노튜브(이하, 「CNT」라고도 부른다.)를 포함하는 것에 의해, 버의 발생을 억제하고 있다. 또한, 해당 CNT의 함유량을 필요 최소한으로 억제함으로써 절연성을 확보하고 있다. 환언하면, 본 실시형태에 관한 CNT는, 도전성을 발현하지 않을 정도로 적은 함유량이라도 버의 발생을 억제할 수 있다. CNT의 첨가에 의해 버가 억제되는 메커니즘은 저(低) 전단속도 영역에서의 용융 점도의 증가나, 결정화 속도의 향상(핵제 효과에 의한 고화 속도 향상)이 기여하고 있다고 추정된다. 또한, 저 전단속도 영역에서의 융점점도의 증가에 의해, 이형저항의 저감을 도모할 수 있고, 결정화 속도의 향상에 의해, 성형 사이클의 단축화를 도모할 수 있다.

이하에, 본 실시형태의 PAS 수지 조성물의 각 성분에 대하여 설명한다.

[폴리아릴렌설파이드 수지]

PAS 수지는 기계적 성질, 전기적 성질, 내열성 및 기타 물리적ㆍ화학적 특성이 우수하고 또한 가공성이 양호하다는 특징을 갖는다.

PAS 수지는 주로 반복 단위로서 -(Ar-S)- (단, Ar은 아릴렌기)로 구성된 고분자 화합물이며, 본 실시형태에서는 일반적으로 알려져 있는 분자 구조의 PAS 수지를 사용할 수 있다.

상기 아릴렌기로서는, 예를 들면, p-페닐렌기, m-페닐렌기, o-페닐렌기, 치환 페닐렌기, p,p'-디페닐렌설폰기, p,p'-비페닐렌기, p,p'-디페닐렌에테르기, p,p'-디페닐렌카르보닐기, 나프탈렌기 등을 들 수 있다. PAS 수지는, 상기 반복 단위만으로 이루어지는 호모폴리머여도 좋고, 하기의 이종 반복 단위를 포함한 코폴리머가 가공성 등의 점에서 바람직한 경우도 있다.

호모 폴리머로서는, 아릴렌기로서 p-페닐렌기를 사용한, p-페닐렌설파이드기를 반복 단위로 하는 폴리페닐렌설파이드 수지가 바람직하게 사용된다. 또한, 코폴리머로서는, 상기의 아릴렌기로 이루어지는 아릴렌설파이드기 중에서, 상이한 2종 이상의 조합을 사용할 수 있지만, 그 중에서도 p-페닐렌설파이드기와 m-페닐렌설파이드기를 포함하는 조합이 특히 바람직하게 사용된다.

이 중에서, p-페닐렌설파이드기를 70몰% 이상, 바람직하게는 80몰% 이상 포함하는 것이, 내열성, 성형성, 기계적 특성 등의 물성상의 점에서 적당하다. 또한, 이들 PAS 수지 중에서, 2관능성 할로겐 방향족 화합물을 주체로 하는 모노머로부터 축중합에 의해 얻어지는 실질적으로 직쇄상 구조의 고분자량 폴리머를, 특히 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서 사용되는 PAS 수지는 상이한 2 종류 이상의 분자량의 PAS 수지를 혼합하여 사용해도 좋다.

또한, 직쇄상 구조의 PAS 수지 이외에도, 축중합시킬 때에, 3개 이상의 할로겐 치환기를 갖는 폴리할로 방향족 화합물 등의 모노머를 소량 사용하여, 부분적으로 분기 구조 또는 가교 구조를 형성시킨 폴리머를 들 수 있다. 또한, 저분자량의 직쇄상 구조 폴리머를 산소 등의 존재하, 고온에서 가열하여 산화 가교 또는 열 가교에 의해 용융 점도를 상승시켜, 성형 가공성을 개량한 폴리머도 들 수 있다.

본 실시형태에 사용하는 기체(基體) 수지로서의 PAS 수지의 용융 점도(310℃ㆍ전단 속도 1200sec^-1)는, 상기 혼합계의 경우도 포함하여, 기계적 물성과 유동성의 밸런스의 관점에서, 5 ~ 500Paㆍs의 것을 사용한다. PAS 수지의 용융 점도는 7 ~ 300Paㆍs가 바람직하고, 10 ~ 250Paㆍs가 보다 바람직하고, 13 ~ 200Paㆍs가 특히 바람직하다.

또한, 본 실시형태의 PAS 수지 조성물은, 그 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 수지 성분으로서, PAS 수지에 더하여, 그 밖의 수지 성분을 함유해도 좋다. 그 밖의 수지 성분으로서는, 특별히 한정은 없으며, 예를 들면, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아세탈 수지, 변성 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 액정 수지, 불소 수지, 환상 올레핀계 수지(환상 올레핀 폴리머, 환상 올레핀 코폴리머 등), 열가소성 엘라스토머, 실리콘계 폴리머, 각종 생분해성 수지 등을 들 수 있다. 또한, 2종류 이상의 수지 성분을 병용해도 좋다. 그 중에서도, 기계적 성질, 전기적 성질, 물리적ㆍ화학적 특성, 가공성 등의 관점에서, 폴리아미드 수지, 변성 폴리페닐렌 에테르 수지, 액정 수지 등이 바람직하게 사용된다.

[카본나노튜브]

본 실시형태에 있어서는, 길이가 10000 nm 초과 3000000 nm 이하이며, 아스펙트비가 2000 초과 500000 이하인 CNT를 사용한다. 해당 CNT를 사용함으로써, 비교적 소량의 첨가여도 버의 발생을 억제할 수 있다. 나아가서는, 버의 발생의 억제와 절연성의 부여를 양립할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서 사용하는 CNT는, 단층 카본나노튜브 및 다층 카본나노튜브 어느 것이어도 좋다.

여기에서, CNT의 아스펙트비는 CNT의 길이를 CNT의 직경으로 나눈 수치이며, 메이커값(제조업체가 카탈로그 등에서 공표하고 있는 수치)을 채용할 수 있다.

본 실시형태에 따른 CNT에 있어서는, 길이가 10000 nm 초과 3000000 nm 이하인 점과, 아스펙트비가 2000 초과 500000 이하인 점이 어울려 버의 발생을 억제할 수 있다. CNT의 길이는 11000 ~ 1500000 nm가 바람직하고, 12000 ~ 500000 nm가 보다 바람직하다. 또한, CNT의 아스펙트비는, 2010 ~ 250000이 바람직하고, 2030 ~ 100000이 보다 바람직하다. 또한, CNT의 직경은 5 ~ 100 nm가 바람직하고, 7 ~ 50 nm가 보다 바람직하다.

본 실시형태에 있어서는, PAS 수지 100질량부에 대하여, CNT를 0.05 ~ 0.5질량부 포함한다. CNT가 0.05질량부 미만이면, 버의 발생을 억제할 수 없다. 또한, CNT가 0.5질량부를 초과하면, 절연성을 확보할 수 없다. CNT의 함유량은 0.1 ~ 0.5질량부가 바람직하고, 0.2 ~ 0.5질량부가 보다 바람직하다.

본 실시형태에 따른 CNT는, 시판품으로서는 LG화학사 제품의 CP1002M, 고압가스공업(주) 제품의 NTF시리즈 등을 들 수 있다.

[비도전성 무기 충전제]

본 실시형태에 있어서는, 절연성을 확보하면서, 기계적 물성의 향상을 도모하는 관점에서, PAS 수지 조성물 중에 비도전성 무기 충전제를 포함하는 것이 바람직하다. 비도전성 무기 충전제로서는, 섬유상 무기 충전제, 판상 무기 충전제, 분립상 무기 충전제를 들 수 있고, 이들 중 1종을 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「무기 충전제」라고 기재한 경우, 도전성 충전제인 것을 명기하고 있지 않는 한, 비도전성 무기 충전제를 의미한다.

섬유상 무기 충전제로서는, 유리섬유, 위스커(whisker), 규회석(wollastonite), 산화아연 섬유, 산화티탄 섬유, 실리카 섬유, 실리카-알루미나 섬유, 질화붕소 섬유, 질화규소 섬유, 붕소 섬유, 티탄산칼륨 섬유 등의 광물 섬유, 티타늄 섬유 등의 금속 섬유상 물질을 들 수 있고, 이들을 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다. 그 중에서도 유리섬유가 바람직하다.

유리섬유의 시판품의 예로는, 니뽄덴끼가라스(주) 제, 촙트 유리섬유(ECS03T-790DE, 평균 섬유 직경: 6㎛), 오웬스 코닝 재팬 합동회사 제, 촙트 유리섬유(CS03DE 416A, 평균 섬유 직경: 6㎛), 니뽄덴끼가라스(주) 제, 촙트 유리섬유(ECS03T-747H, 평균 섬유 직경: 10.5㎛), 니뽄덴끼가라스(주) 제, 촙트 유리섬유(ECS03T-747, 평균 섬유 직경: 13㎛), 닛토 방적(주) 제, 이형 단면 촙트 스트랜드 CSG 3PA-830(장경 28㎛, 단경 7㎛), 닛토 방적(주) 제, 이형 단면 촙트 스트랜드 CSG 3PL-962(장경 20㎛, 단경 10㎛) 등을 들 수 있다.

섬유상 무기 충전제는, 일반적으로 알려져 있는 에폭시계 화합물, 이소시아네이트계 화합물, 실란계 화합물, 티타네이트계 화합물, 지방산 등의 각종 표면 처리제에 의해 표면 처리되어 있어도 좋다. 표면 처리에 의해, PAS 수지와의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 표면 처리제는, 재료 조제 전에 미리 섬유상 무기 충전제에 적용하여 표면 처리 또는 수속(收束) 처리를 실시해 두거나, 또는 재료 조제 시에 동시에 첨가해도 좋다.

섬유상 무기 충전제의 섬유 직경은 특별히 한정되지 않지만, 초기 형상(용융 혼련 전의 형상)에 있어서, 예를 들면 5㎛ 이상 30㎛ 이하로 할 수 있다. 여기에서, 섬유상 무기 충전제의 섬유 직경이란, 섬유상 무기 충전제의 섬유 단면의 장경을 말한다.

분립상 무기 충전제로서는, 탤크(입상), 실리카, 석영 분말, 유리 비드, 유리 분말, 규산칼슘, 규산알루미늄, 규조토 등의 규산염, 산화철, 산화아연, 알루미나(입상) 등의 도전성을 갖지 않는 금속 산화물, 탄산칼슘, 탄산마그네슘 등의 금속 탄산염, 황산칼슘, 황산바륨 등의 금속 황산염, 기타 탄화 규소, 질화 규소, 질화 붕소, 질화 알루미늄 등의 질화물, 불화 칼슘, 불화 바륨 등의 난용성 이온 결정 입자; 반도체 재료(Si, Ge, Se, Te 등의 원소 반도체; 산화물 반도체 등의 화합물 반도체 등)를 사용한 충전제 등을 들 수 있고, 이들을 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다. 그 중에서도 유리 비드, 탄산칼슘이 바람직하다.

탄산칼슘의 시판품의 예로서는, 토요 파인 케미컬(주) 제, 화이톤 P-30(평균 입자경(50%d): 5㎛) 등을 들 수 있다. 또한, 유리 비드의 시판품의 예로서는, 포터스ㆍ바로티니(주) 제, EGB731A(평균 입자경(50%d): 20㎛), 포터즈ㆍ발로티니(주) 제, EMB-10(평균 입자경(50%d): 5㎛) 등을 들 수 있다.

분립상 무기 충전제도 섬유상 무기 충전제와 마찬가지로 표면 처리되어 있어도 좋다.

판상 무기 충전제로서는, 예를 들면 유리 플레이크, 탤크(판상), 마이카, 카올린, 클레이, 알루미나(판상) 등을 들 수 있고, 이들을 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다. 그 중에서도 유리 플레이크, 탤크가 바람직하다.

유리 플레이크의 시판품의 예로서는, 니혼이타가라스(주) 제, REFG-108(평균 입자경(50%d): 623㎛), (니혼이타가라스(주) 제, 파인플레이크(평균 입자경(50%d): 169㎛), 니혼이타가라스(주) 제, REFG-301(평균 입자경(50%d): 155㎛), 니혼이타가라스(주) 제, REFG-401(평균 입자경(50%d): 310㎛) 등을 들 수 있다.

탤크의 시판품의 예로는 마쓰무라산교(주) 제 크라운 탤크 PP, 하야시카세이(주) 제 탈칸 파우더 PKNN 등을 들 수 있다.

판상 무기 충전제도, 섬유상 무기 충전제와 마찬가지로 표면 처리되어 있어도 좋다.

본 실시형태에 있어서는, 이상의 무기 충전제 중에서도, 유리섬유, 유리 비드, 유리 플레이크, 탄산칼슘 및 탤크로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다. 또한, 기계적 물성의 향상 관점에서, 무기 충전제는, PAS 수지 100질량부에 대하여 5 ~ 250질량부 포함하는 것이 바람직하고, 15 ~ 200질량부 포함하는 것이 보다 바람직하고, 25 ~ 150질량부 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 30 ~ 110질량부 포함하는 것이 특히 바람직하다.

이상과 같이, 본 실시형태의 PAS 수지 조성물은 비도전성 무기 충전제를 포함하는 것이 바람직하지만, 도전성 무기 충전제라도, 본 실시형태의 효과를 방해하지 않는 범위에서 포함하고 있어도 좋다. 본 실시형태의 PAS 수지 조성물이 도전성 무기 충전제를 포함하는 경우, 도전성 무기 충전제의 함유량은, 성형품이 전기 절연성을 나타낼 수 있는 양으로 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, IEC60093에 준거하여 측정되는 성형품의 상온(23℃)에 있어서의 체적고유저항을 1×10¹⁴ Ωㆍ㎝ 이상으로 유지할 수 있는 양이다. 또한, 「도전성 무기 충전제」의 용어는 당업자에게는 잘 알려져 있지만, 카본계 충전제(카본 블랙, 탄소 섬유, 흑연 등), 금속계 충전제(SUS 섬유 등의 도전성을 갖는 금속 섬유, 도전성을 갖는 금속 또는 금속 산화물 분말 등), 금속 표면 코팅 충전제 등의 도전성을 갖는 무기 충전제를 의미한다. 일 실시형태에서는, 이들 도전성 무기 충전제의 함유량이, 예를 들면, 본 실시형태의 PAS 수지 조성물 전체의 10질량％ 이하이며, 6질량％ 이하가 바람직하고, 4질량％ 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 도전성 무기 충전제가 도전성을 발현할 수 있는 함유량은, 도전성 무기 충전제의 종류ㆍ형상ㆍ도전성에 따라서도 다른 경우가 있기 때문에, 상기의 함유량 이상이어도 좋은 경우도 있다.

[기타 성분]

본 실시형태에서는, 그 효과를 해치지 않는 범위에서, 상기 각 성분 이외에, 그 목적에 따른 원하는 특성을 부여하기 위해, 일반적으로 열가소성 수지 및 열경화성 수지에 첨가되는 공지의 첨가제, 즉, 엘라스토머, 이형제, 윤활제, 가소제, 난연제, 염료나 안료 등의 착색제, 결정화 촉진제, 결정핵제, 각종 산화 방지제, 열안정제, 내후성 안정제, 부식 방지제 등을 배합해도 좋다. 또한, 본 실시형태의 PAS 수지 조성물에 의해 버의 발생을 억제할 수 있지만, 필요에 따라 알콕시실란 화합물 등의 버 억제제를 병용해도 좋다.

본 실시형태의 PAS 수지 조성물을 사용하여 성형품을 제작하는 방법으로서는 특별히 한정은 없고, 공지의 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 본 실시형태의 PAS 수지 조성물을 압출기에 투입하고 용융 혼련하여 펠릿화하고, 이 펠릿을 소정의 금형을 장비(裝備)한 사출 성형기에 투입하여, 사출 성형함으로써 제작할 수 있다.

본 실시형태의 PAS 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 성형품으로서는, 전기ㆍ전자기기 부품 재료, 자동차기기 부품 재료, 화학기기 부품 재료, 주방ㆍ욕실ㆍ화장실 관련 부품 재료 등을 들 수 있다. 구체적으로는 자동차의 각종 냉각계 부품, 이그니션 관련 부품, 디스트리뷰터 부품, 각종 센서 부품, 각종 액츄에이터 부품, 스로틀 부품, 파워 모듈 부품, ECU 부품, 각종 커넥터 부품, 배관 연결(관 연결), 조인트 등을 들 수 있다.

또한, 그 외의 용도로서, 예를 들면, LED, 센서, 소켓, 단자대, 프린트 기판, 모터 부품, ECU 케이스 등의 전기ㆍ전자 부품, 조명 부품, 텔레비전 부품, 밥솥 부품, 전자 레인지 부품, 다리미 부품, 복사기 관련 부품, 프린터 관련 부품, 팩시밀리 관련 부품, 히터, 에어컨용 부품 등의 가정ㆍ사무 전기 제품 부품에 사용할 수 있다.

실시예

이하에, 실시예에 의해 본 실시형태를 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 실시형태는 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 특별히 언급이 없는 한, 원료는 시판품을 사용하였다.

[실시예 1 ~ 6, 비교예 1 ~ 6] ~ 비도전성 무기 충전제 함유~

각 실시예ㆍ비교예에 있어서, 표 1 및 표 2에 나타내는 각 원료 성분을 건식 배합한 후, 실린더 온도 320℃의 2축 압출기에 투입하고(유리섬유는 압출기의 사이드 피드부로부터 별도 첨가), 용융 혼련하여 펠릿화하였다. 또한, 표 1 및 표 2에 있어서, 각 성분의 수치는 질량부를 나타낸다.

또한, 사용한 각 원료 성분의 상세를 이하에 나타낸다.

(1) PAS 수지

ㆍPSS 수지： (주)크레하 제, 포트론 KPS(용융 점도: 30Paㆍs(전단 속도: 1200sec^-1, 310℃))

(PPS 수지의 용융 점도의 측정)

상기 PPS 수지의 용융 점도는 이하와 같이 하여 측정하였다.

(주)토요세이키제작소 제 캐필로그래프를 사용하고, 모세관으로서 1mmφ×20mmL의 플랫 다이를 사용하여, 배럴 온도 310℃, 전단 속도 1200sec^-1에서의 용융 점도를 측정하였다.

(2) 카본나노튜브(CNT)

ㆍCNT1: LG화학사 제, CP1002M (평균 직경: 9nm, 평균 길이: 19000nm, 아스펙트비: 2111)

ㆍCNT2: NANOCYL사 제, NC7000 (평균 직경: 9.5nm, 평균 길이: 1500nm, 아스펙트비: 158)

ㆍCNT3: LG화학사 제, BT1003M (평균 직경: 13.1nm, 평균 길이: 12000nm, 아스펙트비: 916)

(3) 비도전성 무기 충전제

ㆍ유리섬유： 오웬스 코닝 재팬 합동회사 제, 촙트 스트랜드, 섬유 직경： 10.5㎛, 길이 3mm

[평가]

수득한 각 실시예ㆍ비교예의 펠릿을 사용하여 이하의 평가를 수행하였다.

(1) 버 길이

일부에 20㎛의 금형 간극을 가지는 버 측정부가 외주에 설치되어 있는 원반형 캐비티의 금형을 이용하여, 실린더 온도 320℃, 금형 온도 150℃에서 캐비티가 완전히 충전하는데 필요한 최소 압력으로 사출 성형하였다. 그리고, 그 부분에 발생하는 버 길이를 사상 투영기로 확대하여 측정하였다. 측정 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

(2) 수지 조성물의 용융 점도

(주)토요세이키제작소 제 캐필로그래프를 사용하여, 모세관으로서 1mmφ×20mmL의 플랫 다이를 사용하고, 배럴 온도 310℃, 전단 속도 1000sec^-1에서의 용융 점도(MV)를 측정하였다. 측정 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다. 용융 점도가 500Paㆍs 이하인 경우에 유동성이 우수하다고 할 수 있다.

(3) 절연성

사출 성형기(스미토모 중기계공업(주) 제, SE100D)에 의해, 실린더 온도 320℃, 금형 온도 150℃에서 세로 100mm, 가로 100mm, 두께 3mm의 시험편(평판)을 제작하고, IEC60093에 준거하여, 인가 압력 500V, 23℃에서 체적고유저항을 측정하였다. 체적고유저항이 10¹⁴Ω·cm 이상의 경우를 ○로 하고, 10¹⁴Ω·cm 미만인 경우를 ×로 하여 평가하였다. 평가 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

표 1로부터, CNT의 첨가량이 동일한 실시예 1과, 비교예 1 ~ 2를 비교하면, 실시예 1에 있어서는, 비교예 1 및 2과 비교하여 버 길이가 현저히 억제되어 있음을 알 수 있다.

또한, 실시예 1과 동일한 CNT를 사용하고 해당 CNT의 첨가량을 실시예 1 보다도 많이 한 실시예 3 ~ 5는, 실시예 1 보다도 버 길이가 억제되어 있다. 게다가, CNT의 첨가량이 많을수록 버 길이가 보다 억제되어 있다. 그 뿐 아니라, CNT의 첨가량에도 불구하고, 수지 조성물의 용융 점도에 큰 변화는 생기지 않는다. 이와 마찬가지로, 실시예 2 및 6을 비교하면, CNT의 첨가량이 많은 실시예 6의 경우가 실시예 2 보다도 버 길이가 억제되며, 수지 조성물의 용융 점도는 거의 동등하다. 이들로부터, 본 실시형태에 따른 소정의 CNT를 첨가함으로써, 수지 조성물의 용융 점도에 큰 변화를 동반함 없이 버 길이를 억제할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 실시예 1과 동일한 CNT를 사용하고 해당 CNT의 첨가량을 보다 많이 한 비교예 3은, 실시예 1 ~ 6 및 비교예 4 ~ 5와 비교하여 버 길이는 억제되어 있지만 절연성을 갖지 않는다.

이상으로부터, 소정의 길이 및 소정의 아스펙트비를 갖는 CNT를 포함함으로써, 버의 발생을 억제하면서 절연성을 확보할 수 있음을 알 수 있다.

Claims

온도 310℃ 및 전단 속도 1200sec^-1에서 측정한 용융 점도가 5 ~ 500Paㆍs인 폴리아릴렌설파이드 수지 100질량부에 대하여, 길이가 10000 nm 초과 3000000 nm 이하이며, 아스펙트비가 2000 초과 500000 이하인 카본나노튜브를 0.05 ~ 0.5 질량부를 포함하고, 또한 이하에 규정하는 절연성을 갖는, 폴리아릴렌설파이드 수지 조성물.
[절연성]
상기 폴리아릴렌설파이드 수지 조성물을 이용하여 제작한 성형품에 대하여, IEC60093에 준거하여 측정되는, 상온(23℃)에서의 체적고유저항이 10¹⁴Ω·cm 이상이다.
제1항에 있어서,
상기 폴리아릴렌설파이드 수지 100질량부에 대하여, 비도전성 무기 충전제 5 ~ 250질량부를 더 포함하는, 폴리아릴렌설파이드 수지 조성물.
제2항에 있어서,
상기 비도전성 무기 충전제가, 유리섬유, 유리 비드, 유리 플레이크, 탄산칼슘 및 탤크로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인, 폴리아릴렌설파이드 수지 조성물.