KR100842134B1 - 철의 함량이 감소된 폴리카르보네이트 조성물 - Google Patents
철의 함량이 감소된 폴리카르보네이트 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 이방성 입자 형태를 갖는 무기물을 함유하고 철의 함량이 약 100 ppm 미만인 폴리카르보네이트 조성물 및 이를 함유하는 성형품에 관한 것이다. 본 발명의 조성물 및 성형품의 특징은 주위 온도 및 저온 범위에서 개선된 기계적 특성을 갖는 것이다.
폴리카르보네이트, 무기물, 성형품, 조성물, 이방성, 철의 함량, 기계적 특성
Description
본 발명은 기계적 성질이 개선된, 무기물을 함유하는 폴리카르보네이트 조성물 (성형 조성물) 및 이 조성물로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
무기물을 함유하는 폴리카르보네이트 조성물은 공지되어 있다. 무기물은 강성 및 인장 강도를 증가시키고, 온도 변동하에 치수 안정성을 증가시키고, 표면의 특성을 개선시키기 위해서 보강제로서 사용하거나, 또는 내화 재료에 있어서 내열 협력제로서 상기 조성물에서 사용한다. 적용 면적 및 목적하는 용도에 따라, 무기물은 전형적으로 0.5 내지 30 중량%의 농도로 사용할 수 있다. 무기물 및 인공적으로 얻은 재료 모두를 사용할 수 있다.
WO98/51737에서는 활석 또는 규회석과 같은 미네랄 충전제 1 내지 15 중량%를 함유하는 폴리카르보네이트/ABS 조성물 (PC/ABS)를 개시하고 있다. 상기 문헌은 문헌에 기재된 유형의 충전제 및 농도를 사용함으로써, 철의 함량이 조성물 중에서 100 ppm을 현저하게 초과함을 지적하고 있다.
US-A 5 091 461에 개시된 PC/ABS 조성물은 무기 충전제로서 활석 및 비하소된 점토 물질을 함유한다. 사용된 유형의 활석은 철의 함량이 비교적 높다는 것을 특징으로 한다.
US-A 5 162 419 및 EP-A 0 758 003의 폴리카르보네이트 조성물은 함유된 무기 충전제의 철의 함량에 대한 어떠한 지적도 없다. US-A 5 961 915는 인산 에스테르를 사용하여 내화성을 갖게하고, 무기 충전제로서 유리 칩 또는 운모를 함유하는 비결정성 열가소성 조성물을 개시하고 있다. 상기 충전제 또는 보강제는 종종 비교적 높은 철의 함량을 갖는다.
JP-A 11/199768은 상이한 유형이 사용된 활석 및 인산 에스테르를 함유하는 내화성 PC/ABS 조성물을 개시하고 있다. 상기 문헌은 그로부터 생성된 블렌드의 특성 스펙트럼에 대한 상이한 유형의 활석의 효과에 대한 어떠한 지적도 없다.
PC/ABS 블렌드에 무기물을 첨가하는 것은 모든 경우에서 기대되는 바와 같이, 조성물로부터 제조된 성형품의 인성에 현저한 열화를 야기한다. 따라서, 종종 무기물의 첨가에 따라 달성되는 인성은 특수 용도에는 불충분하거나, 또는 그의 사용에 의해 관찰되는 만족스러운 정도의 특성의 장점을 달성할 수 있게 하기 위하여 사용된 무기물의 양이 너무 작은 것이다.
따라서, 하나 이상의 물질의 특성을 개선하기 위하여 비등방성 입자 형태를 갖는 보강제와 같은 무기물이 공지된 방식으로 첨가되고, 또한 선행 기술과 비교하여 개선된 인성 및(또는) 저온 인성 거동을 특징으로 하는 폴리카르보네이트 조성물을 제공할 수 있는 것이 바람직하다.
상기 목적은 비등방성 입자 형태를 갖는 무기물을 함유하고, 철의 함량이 약 100 ppm 미만, 바람직하게는 약 70 ppm 미만, 가장 바람직하게는 약 50 ppm 미만인 폴리카르보네이트 조성물 (블렌드)에 의해 달성한다.
또한, 본 발명은 상기 조성물로 이루어지거나 상기 조성물을 함유하는 성형품을 제공한다.
놀랍게도, 본 발명에 이르러 비등방성 무기물을 함유하는 폴리카르보네이트 조성물 또는 중합체 블렌드 중에서 철의 함량이 감소할 경우 이로부터 얻는 성형품의 기계적 특성이 현저하게 개선됨을 밝혀냈다. 이는 무기물을 함유하는 중합체 조성물의 기계적 특성이 무기물의 입도 및 입자 형상에 의해 현저하게 큰 정도로 영향을 받는다고 추정되어 왔기 때문에 더욱더 놀라운 것이다.
철은 전형적으로 중합체, 충전제 또는 보강제 및 다른 첨가제를 통해 중합 조성물에 도입된다.
예를 들면, 사실상 모든 무기물은 다소 높은 농도의 철을 함유한다. 또한, 철 염은 특정한 중합체 제조 공정에서 공정 화학물질로서, 예를 들면 산화환원 개시제 또는 유화 중합 공정 중 항유화제로서 사용한다. 중합체로부터 철을 완전히 제거하는 것은 종종 마무리 처리의 범위 내에서 수행되는 것이 아니다.
본 발명에 따라서, 비등방성 입자 형태를 갖는 입자는 그의 소위 평균 종횡비 (최대 및 최소 입자 측정비)가 1을 초과, 바람직하게는 2를 초과, 특히 바람직하게는 약 5를 초과하는 입자로 인식된다. 이러한 입자는 가장 넓은 의미로서 적어도 평면형 또는 섬유형이다. 이러한 물질에는 예를 들면 활석, 층상 또는 섬유 형태를 갖는 다른 (알루미노)실리케이트, 예를 들면 벤토나이트, 규회석, 운모, 카올린, 히드로탈사이트, 헥토라이트, 몬모릴로나이트 및 유리 섬유, 유리 칩, 탄소 섬유 및 흑연이 포함된다.
본 발명에 따른 조성물은 폴리카르보네이트 또는 폴리에스테르 카르보네이트 외에도 중합체 구성성분 및 통상의 첨가제를 함유할 수 있다. 가능한 중합체 구성성분은, 예를 들면 하나 이상의 그래프트 주쇄 상에 하나 이상의 비닐 단량체가 존재하는 그래프트 중합체, 열가소성 비닐 (공)중합체, 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 폴리아미드 및 열가소성 수지이다. 가능한 중합체 첨가제는 이형제, 안정화제, 항산화제, 내화제, 염료 및 안료, 대전방지제, 핵형성제, 적하방지제 및 유기 및 또한 무기 충전제 및 보강제이다.
본 발명에 따른 조성물 중에 함유되는 폴리카르보네이트/폴리에스테르 카르보네이트 및 추가의 가능한 구성성분을 실시예를 통해 예시한다.
성분 A
본 발명에 따른 성분 A의 적합한 방향족 폴리카르보네이트 및(또는) 방향족 폴리에스테르 카르보네이트는 문헌에 공지되어 있거나, 문헌에 공지된 방법에 의해서 제조할 수 있다 (방향족 폴리카르보네이트의 제조에 관하여, 슈넬 (Schnell)의 문헌 ["Chemistry and Physics of Polycarbonates", Interscience Publishers, 1964] 및 DE-AS 1 495 626, DE-A 2 232 877, DE-A 2 703 376, DE-A 2 714 544, DE-A 3 000 610 및 DE-A 3 832 396을 참조; 방향족 폴리에스테르 카르보네이트의 제조에 관하여 DE-A 3 077 934를 참조).
방향족 폴리카르보네이트는 예를 들어, 상계면법에 의해 디페놀과 카본산 할라이드, 바람직하게는 포스겐, 및(또는) 방향족 디카르복실산 디할라이드, 바람직하게는 벤젠디카르복실산 디할라이드를, 임의로 연쇄정지제, 예를 들어 모노페놀 및 임의로 삼관능성 이상의 분지화제, 예를 들어 트리페놀 또는 테트라페놀을 사용하여 반응시킴으로써 제조한다.
방향족 폴리카르보네이트 및(또는) 방향족 폴리에스테르 카르보네이트의 제조를 위한 디페놀은 바람직하게는 하기 화학식 I의 화합물이다.
식 중,
A는 단일결합, C1-C5 알킬렌, C2-C5 알킬리덴, C5-C
6 시클로알킬리덴, -O-, -SO-, -CO-, -S-, -SO2-, C6-C12-아릴렌 (헤테로 원자를 함유할 수 있는 추가의 방향족 고리가 융합될 수 있음)을 의미하거나, 또는 하기 화학식 II 또는 III의 라디칼이고,
B는 각 경우 C1-C12 알킬, 바람직하게는 메틸, 또는 할로겐, 바람직하게는 염소 및(또는) 브롬이고,
x는 서로 독립적으로 0, 1 또는 2이며,
p는 1 또는 0이고,
R5 및 R6은 각각의 X1에 대해 개별적으로 선택될 수 있으며, 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C6 알킬, 바람직하게는 수소, 메틸 또는 에틸이고,
X1은 탄소이며,
m은 4 내지 7의 정수, 바람직하게는 4 또는 5이되, 단, 하나 이상의 원자 X1 상에 있는 R5 및 R6이 동시에 알킬이다.
바람직한 디페놀은 히드로퀴논, 레소르시놀, 디히드록시디페놀, 비스-(히드록시페닐)-C1-C5-알칸, 비스-(히드록시페닐)-C5-C6-시클로알칸, 비스-(히드록시페닐)에테르, 비스-(히드록시페닐)술폭시드, 비스-(히드록시페닐)케톤, 비스-(히드록시페닐)술폰 및 α,α-비스-(히드록시페닐)디이소프로필벤젠, 및 핵이 브롬화되고(되거나) 염소화된 이들의 유도체이다.
특히 바람직한 디페놀은 4,4'-디히드록시디페닐, 비스페놀 A, 2,4-비스-(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-시클로헥산, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 4,4'-디히드록시디페닐 술파이드, 4,4'-디히드록시디페닐 술폰 및 이들의 2- 및 4-브롬화 또는 염소화 유도체, 예를 들어 2,2-비스-(3-클로로-4-히드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)-프로판 또는 2,2-비스-(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)-프로판이다. 2,2-비스-(4-히드록시페닐)프로판 (비스페놀 A)이 특히 바람직하다.
디페놀은 단독으로 또는 임의의 혼합물로 사용될 수 있다. 디페놀은 문헌에 공지되어 있거나, 문헌에 공지된 방법에 의해 수득할 수 있다.
열가소성 방향족 폴리카르보네이트의 제조에 적합한 연쇄정지제는, 예를 들어 페놀, p-클로로페놀, p-tert-부틸페놀 또는 2,4,6-트리브로모페놀, 및 DE-A 2 842 005에 따르는 4-(1,3-테트라메틸부틸)페놀과 같은 장쇄 알킬페놀, 또는 3,5-디-tert-부틸페놀, p-이소-옥틸페놀, p-tert-옥틸페놀, p-도데실페놀 및 2-(3,5-디메틸헵틸)-페놀 및 4-(3,5-디메틸헵틸)-페놀과 같이 알킬 치환체 중 탄소수가 총 8 내지 20인 모노알킬페놀 또는 디알킬페놀이다. 사용되는 연쇄정지제의 양은 각 경우에 사용된 디페놀의 총몰량을 기준으로 통상적으로 0.5 몰% 내지 10 몰%이다.
열가소성 방향족 폴리카르보네이트는 10,000 내지 200,000, 바람직하게는 15,000 내지 80,000의 중량 평균 분자량 (Mw, 예를 들어 초원심분리 또는 광산란에 의해 측정됨)을 갖는다.
열가소성 방향족 폴리카르보네이트는 공지의 방식 그 자체로, 특히 바람직하게는 사용된 디페놀의 총량을 기준으로 삼관능성 이상의 화합물, 예를 들어 3개 또는 그 이상의 페놀성기를 갖는 화합물 0.05 내지 2.0 몰%를 혼입시킴으로써 분지될 수 있다.
호모폴리카르보네이트 및 코폴리카르보네이트가 모두 적합하다. 본 발명에 따르는 코폴리카르보네이트의 제조를 위해서, 또한 성분 A로서 히드록시-아릴옥시 말단기를 갖는 폴리디오르가노실록산 1 내지 25 중량%, 바람직하게는 2.5 내지 25 중량% (사용된 디페놀의 총량을 기준으로 함)를 사용할 수도 있다. 이들은 공지되어 있거나 (예를 들면, US 3 419 634), 문헌으로부터 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다. 폴리디오르가노실록산-함유 코폴리카르보네이트의 제조는, 예를 들어 DE-A 3 334 782에 기술되어 있다.
바람직한 폴리카르보네이트는 비스페놀 A 호모폴리카르보네이트 이외에도, 바람직하고(하거나) 특히 바람직한 것으로 언급된 디페놀, 특히 2,2-비스-(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)프로판을 디페놀의 총몰을 기준으로 15 몰% 이하를 함유하는 비스페놀 A의 코폴리카르보네이트이다.
방향족 폴리에스테르 카르보네이트 제조를 위한 방향족 디카르복실산 디할라이드는 바람직하게는 이소프탈산, 테레프탈산, 디페닐에테르-4,4'-디카르복실산 및 나프탈렌-2,6-디카르복실산의 이산 (diacid) 디클로라이드이다.
이소프탈산과 테레프탈산의 이산 디클로라이드의 1:20 내지 20:1의 비의 혼 합물이 특히 바람직하다.
카본산 할라이드, 바람직하게는 포스겐이 폴리에스테르 카르보네이트의 제조시에 이관능성 산 유도체로서 공동 사용된다.
방향족 폴리에스테르 카르보네이트의 제조를 위해 적합한 연쇄정지제는 이미 언급된 모노페놀 이외에, 또한 그의 클로로카본산 에스테르, 및 C1-C22-알킬기에 의해 또는 할로겐 원자에 의해 임의로 치환될 수 있는 방향족 모노카르복실산의 산클로라이드, 및 지방족 C2-C22-모노카르복실산 클로라이드이다.
연쇄정지제의 양은 페놀성 연쇄정지제의 경우에는 디페놀의 몰량에 비례하여, 그리고 모노카르복실산 클로라이드 연쇄정지제의 경우에는 디카르복실산 디클로라이드의 몰량에 비례하여 각 경우에 0.1 내지 10 몰%이다.
또한, 방향족 폴리에스테르 카르보네이트는 혼입된 방향족 히드록시카르복실산을 함유할 수 있다.
방향족 폴리에스테르 카르보네이트는 직쇄이거나 공지의 방식으로 분지될 수 있다 (이와 관련하여, DE-A 2 940 024 및 DE-A 3 007 934를 참조).
사용될 수 있는 분지화제는, 예를 들어 사용된 디카르복실산 디클로라이드를 기준으로 트리메스산 트리클로라이드, 시아누르산 트리클로라이드, 3,3',4,4'-벤조페논-테트라카르복실산 테트라클로라이드, 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르복실산 테트라클로라이드 또는 피로멜리트산 테트라클로라이드와 같은 삼관능성 이상의 카르복실산 클로라이드 0.01 내지 1.0 몰%, 또는 사용된 디페놀을 기준으로 플로로글루시 놀, 4,6-디메틸-2,4,6-트리-(4-히드록시페닐)-2-헵텐, 4,4-디메틸-2,4,6-트리-(4-히드록시페닐)헵탄, 1,3,5-트리-(4-히드록시페닐)벤젠, 1,1,1-트리-(4-히드록시페닐)에탄, 트리-(4-히드록시페닐)페닐메탄, 2,2-비스-[4,4-비스-(4-히드록시페닐)-시클로헥실]프로판, 2,4-비스-(4-히드록시페닐-이소프로필)페놀, 테트라-(4-히드록시페닐)메탄, 2,6-비스-(2-히드록시-5-메틸벤질)-4-메틸페놀, 2-(4-히드록시-페닐)-2-(2,4-디히드록시페닐)프로판, 테트라-(4-[4-히드록시-페닐이소프로필]-페녹시)메탄 또는 1,4-비스-[4,4'-디히드록시트리페닐)-메틸]벤젠과 같은 삼관능성 이상의 페놀 0.01 내지 1.0 몰%이다. 페놀성 분지화제는 디페놀과 함께 도입할 수 있으나, 산 클로라이드 분지화제는 산 디클로라이드와 함께 도입할 수 있다.
열가소성 방향족 폴리에스테르 카르보네이트 내의 카르보네이트 구조 단위의 비는 목적하는 바에 따라 변화될 수 있다. 카르보네이트 기의 비는 에스테르 기와 카르보네이트 기의 총량에 비례하여 바람직하게는 100 몰% 이하, 특히는 80 몰% 이하, 특히 바람직하게는 50 몰% 이하이다. 방향족 폴리에스테르 카르보네이트의 에스테르 분획과 카르보네이트 분획은 모두 블럭의 형태로 존재할 수 있거나 중축합물에 통계적으로 분배될 수 있다.
방향족 폴리카르보네이트 및 폴리에스테르 카르보네이트의 상대 용액 점도 (ηrel)는 1.18 내지 1.4, 바람직하게는 1.22 내지 1.3의 범위이다 (25℃에서 메틸렌클로라이드 용액 100 ㎖ 중의 폴리에스테르 카르보네이트 0.5 g의 용액에 대하여 측정).
열가소성 방향족 폴리카르보네이트 및 폴리에스테르 카르보네이트는 단독으로 또는 서로 임의의 혼합물로 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 조성물은 바람직하게는 성분 A 5 내지 95 중량부, 특히 바람직하게는 10 내지 90 중량부, 가장 바람직하게는 20 내지 80 중량부, 특히 바람직하게는 45 내지 80 중량부를 함유할 수 있다.
성분 B
성분 B는
B.1) 하나 이상의 비닐 단량체 5 내지 95, 바람직하게는 30 내지 90 중량%를
B.2) 유리 전이 온도가 10℃ 미만, 바람직하게는 0℃ 미만, 특히 바람직하게는 -20℃ 미만인 하나 이상의 그래프트 주쇄 95 내지 5, 바람직하게는 20 내지 70 중량%상에 그래프트한 하나 이상의 그래프트 중합체를 포함한다.
그래프트 주쇄 B.2는 통상적으로 0.05 내지 10 ㎛, 바람직하게는 0.1 내지 5 ㎛, 특히 바람직하게는 0.2 내지 0.1 ㎛의 평균입도 (d50 값)를 갖는다.
단량체 B.1은 바람직하게는
B.1.1) 비닐 방향족 화합물 및(또는) 핵-치환된 비닐 방향족 화합물 (예를 들어, 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌 및 p-클로로스티렌) 및(또는) 메타크릴산 (C1-C8) 알킬 에스테르 (예를 들어, 메틸 메타크릴레이트 및 에틸메타크릴레이트) 50 내지 99 중량부, 및
B.1.2) 비닐 시아니드 (아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴과 같은 불포화된 니트릴) 및(또는) (메트)아크릴산 (C1-C8) 알킬 에스테르 (예를 들어, 메틸 메타크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트 및 t-부틸 아크릴레이트) 및(또는) 불포화 카르복실산의 유도체 (예를 들어, 무수물 및 이미드) (예를 들어, 말레산 무수물 및 N-페닐말레이미드) 1 내지 50 중량부의 혼합물이다.
바람직한 단량체 B.1.1은 스티렌, α-메틸스티렌 및 메틸메타크릴레이트 단량체 중에서 하나 이상이 선택되고, 바람직한 단량체 B.1.2는 아크릴로니트릴, 말레산 무수물 및 메틸 메타크릴레이트 단량체 중에서 하나 이상이 선택된다.
특히 바람직한 단량체는 B.1.1의 경우 스티렌이고 B.1.2은 아크릴로니트릴이다.
그래프트 중합체 B에 적합한 그래프트 주쇄 B.2는, 예를 들면 디엔 고무, EP(D)M 고무, 즉 에틸렌/프로필렌 및 임의로는 디엔, 아크릴레이트, 폴리우레탄, 실리콘, 클로로프렌 및 에틸렌/비닐 아세테이트 고무 기재의 것이다.
바람직한 그래프트 주쇄 B.2는 디엔 고무 (예를 들면, 부타디엔, 이소프렌 등을 기재로 함) 또는 디엔 고무의 혼합물 또는 디엔 고무 또는 이들의 혼합물과 추가로 공중합가능한 단량체와의 공중합체 (예를 들면, B.1.1 및 B.1.2에 따른 것들임)이되, 단 성분 B.2의 유리 전이 온도는 10℃ 미만, 바람직하게는 0℃ 미만, 특히 바람직하게는 -10℃ 미만이다.
순수한 폴리부타디엔 고무가 특히 바람직하다.
특히 바람직한 중합체 B로는, 예를 들면 DE-A 2 035 390 (= US-PS 3 644 574) 또는 DE-A 2 248 242 (= GB-PS 1 409 275) 또는 울만 (Ullmann)의 문헌 [Enzyklopaedie der Technischen Chemie, Vol. 19 (1980), p. 280 ff.]에 기재된 바와 같이 ABS 중합체 (유화, 벌크 및 현탁 ABS)가 있다. 그래프트 주쇄 B.2의 겔 함량은 30 중량% 이상, 바람직하게는 40 중량% 이상 (톨루엔 중에서 측정함)이다.
그래프트 공중합체 B는 자유-라디칼 중합, 예를 들면 유화, 현탁, 용액 또는 벌크 중합에 의해, 바람직하게는 유화 중합에 의해 제조한다.
특히 적합한 그래프트 고무는 US-P 4 937 285에 따른 유기 히드로퍼옥시드 및 아스코르브산을 포함하는 개시제 계를 사용하는 산화환원 개시에 의해 제조되는 ABS 중합체이다.
공지된 바와 같이, 그래프트 단량체는 그래프트 반응 중 그래프트 주쇄에 완전하게 그래프트될 필요는 없기 때문에, 그래프트 중합체 B는 본 발명에 따라서 그래프트 주쇄의 존재하에 그래프트 단량체의 (공)중합에 의해 얻어지고, 마무리 처리 중에 그와 함께 발생하는 생성물을 포함하는 것으로 인식한다.
중합체 B의 B.2에 따른 적합한 아크릴레이트 고무는, 바람직하게는 B.2를 기준으로 임의로 40 중량% 이하의 다른 중합가능한 에틸렌계 불포화 단량체를 갖는 아크릴산 알킬 에스테르의 중합체이다. 바람직한 중합가능한 아크릴산 에스테르에는 C1-C8 알킬 에스테르, 예를 들어 메틸, 에틸, 부틸, n-옥틸 및 2-에틸헥실 에스테르; 할로겐화 알킬 에스테르, 바람직하게는 클로로에틸 아크릴레이트와 같은 할로 겐화 C1-C8 알킬 에스테르, 및 이들 단량체의 혼합물이 포함된다.
가교결합을 위해서 하나 이상의 중합가능한 이중결합을 갖는 단량체를 공중합시킬 수 있다. 가교결합 단량체의 바람직한 예는 탄소수 3 내지 8의 불포화 모노카르복실산과 탄소수 3 내지 12의 불포화 일가 알콜 또는 OH기 2 내지 4 및 탄소수 2 내지 20의 포화 폴리올의 에스테르, 예를 들어 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 및 알릴 메타크릴레이트; 다중불포화 헤테로시클릭 화합물, 예를 들어 트리비닐 및 트리알릴 시아누레이트; 다관능성 비닐 화합물, 예를 들어 디- 및 트리비닐벤젠; 및 트리알릴 포스페이트 및 디알릴 프탈레이트가 있다.
바람직한 가교결합 단량체는 알릴 메타크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 디알릴 프탈레이트 및 3개 이상의 에틸렌계 불포화 기를 함유하는 헤테로시클릭 화합물이다.
특히 바람직한 가교결합 단량체는 시클릭 단량체인 트리알릴 시아누레이트, 트리알릴 이소시아누레이트, 트리아크릴로일헥사히드로-s-트리아진, 트리알릴벤젠이다. 가교결합 단량체의 양은 그래프트 주쇄 B.2를 기준으로 바람직하게는 0.02 내지 5 중량%, 특히 0.05 내지 2 중량%이다.
3개 이상의 에틸렌계 불포화 기를 함유하는 시클릭 가교결합 단량체의 경우, 그 양을 그래프트 주쇄 B.2의 1 중량% 미만으로 제한하는 것이 유리하다.
아크릴산 에스테르 이외에 그래프트 주쇄 B.2를 제조하는데 임의로 사용될 수 있는 바람직한 "다른" 중합가능한 에틸렌계 불포화 단량체는 예를 들어 아크릴 로니트릴, 스티렌, α-메틸스티렌, 아크릴아미드, 비닐 C1-C6 알킬 에테르, 메틸 메타크릴레이트 및 부타디엔이다. 그래프트 주쇄 B.2로서 바람직한 아크릴레이트 고무는 겔 함량이 60 중량% 이상인 유화 중합체이다.
B.2에 따른 적합한 그래프트 주쇄는 DE-A 3 704 657, DE-A 3 704 655, DE-A 3 631 540 및 DE-A 3 631 539에 기술된 바와 같이 그래프트 활성 위치를 갖는 실리콘 고무이다.
그래프트 주쇄 B.2의 겔 함량은 25℃의 적합한 용매 중에서 측정한다 (호프만 (M. Hoffmann), 크뢰머 (H. Kroemer), 쿤 (R. Kuhn)의 문헌 [Polymeranalysis I & II, Georg Thieme-Verlag, Stuttgart 1977]).
평균입경 d50은 그 이상 및 이하에서 입자의 50 중량%가 존재하는 직경이며, 이는 초원심분리 측정을 이용하여 측정될 수 있다 (쇼틀란 (W. Scholtan), 랑게 (H. Lange)의 문헌 [Kolloid. Z. und Z. Polymere 250 (1972), 782-1796]).
본 발명에 따른 조성물은 바람직하게는 성분 B 1 내지 60 중량부, 특히 바람직하게는 1 내지 40 중량부, 가장 바람직하게는 2 내지 30 중량부를 함유할 수 있다.
성분 C
성분 C는 하나 이상의 열가소성 비닐 (공)중합체 C.1 및(또는) 폴리알킬렌 테레프탈레이트 C.2를 포함한다.
적합한 비닐 (공)중합체 C.1은 비닐 방향족 화합물, 비닐 시아니드 (불포화 니트릴), (메트)아크릴산 (C1-C8) 알킬 에스테르, 불포화 카르복실산 및 불포화 카르복실산의 유도체 (예를 들어, 무수물 및 이미드)를 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 단량체의 중합체이다.
C.1.1) 비닐 방향족 화합물 및(또는) 고리-치환 비닐 방향족 화합물 (예를 들어, 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌 및 p-클로로스티렌) 및(또는) 메타크릴산 (C1-C8)-알킬 에스테르 (예를 들어, 메틸 메타크릴레이트 및 에틸 메타크릴레이트) 50 내지 99 중량부, 바람직하게는 60 내지 80 중량부, 및
C.1.2) 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴과 같은 비닐 시아니드 (불포화 니트릴) 및(또는) (메트)아크릴산 (C1-C8) 알킬 에스테르 (예를 들어, 메틸 메타크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트 및 t-부틸 아크릴레이트) 및(또는) 불포화된 카르복실산 (예를 들어, 말레산) 및(또는) 불포화된 카르복실산의 유도체 (예를 들어, 무수물 및 이미드) (예를 들어, 말레산 무수물 및 N-페닐말레이미드) 1 내지 50 중량부, 바람직하게는 20 내지 40 중량부
의 (공)중합체가 특히 적합하다.
(공)중합체 C.1은 수지상이며, 열가소성이고 고무를 함유하지 않는다.
C.1.1 스티렌과 C.1.2 아크릴로니트릴의 공중합체가 특히 바람직하다.
C.1에 따른 (공)중합체는 공지되어 있으며, 자유-라디칼 중합에 의해, 특히 유화, 현탁, 용액 또는 벌크 중합에 의해 제조할 수 있다. (공)중합체의 평균 분자량 Mw (중량-평균, 광산란 또는 침강에 의해 측정됨)는 바람직하게는 15,000 내 지 200,000이다.
성분 C.2의 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 방향족 디카르복실산, 또는 디메틸 에스테르 또는 무수물과 같은 이들의 반응성 유도체와 지방족, 지환족 또는 방향지방족 디올의 반응 생성물, 및 이들 반응 생성물의 혼합물이다.
바람직한 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 디카르복실산 성분을 기준으로 80 중량% 이상, 바람직하게는 90 중량% 이상의 테레프탈산 라디칼 및 디올 성분을 기준으로 80 중량% 이상, 바람직하게는 90 몰% 이상의 에틸렌글리콜 및(또는) 1,4-부탄디올 라디칼을 함유한다.
테레프탈산 라디칼 이외에, 바람직한 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 탄소수 8 내지 14의 다른 방향족 또는 지환족 디카르복실산 또는 탄소수 4 내지 12의 지방족 디카르복실산의 라디칼, 예를 들어 프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌-2,6-디카르복실산, 4,4'-디페닐디카르복실산, 숙신산, 아디프산, 세바크산, 아젤라산, 시클로헥산디아세트산의 라디칼을 20 몰% 이하, 바람직하게는 10 몰% 이하로 함유할 수 있다.
에틸렌 글리콜 또는 1,4-부탄디올 라디칼 이외에, 바람직한 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 탄소수 3 내지 12의 다른 지방족 디올 또는 탄소수 6 내지 21의 지환족 디올, 예를 들어, 1,3-프로판디올, 2-에틸-1,3-프로판디올, 네오펜틸글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 3-에틸-2,4-펜탄디올, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 2,2-디에틸-1,3-프로판디올, 2,5-헥산디올, 1,4-디-(β-히드록시에톡시)벤젠, 2,2-비스-(4-히드록시시클로헥실)프로판, 2,4-디히드록시-1,1,3,3-테트라메틸-시클로부 탄, 2,2-비스-(4-β-히드록시에톡시-페닐)프로판 및 2,2-비스-(4-히드록시프로폭시페닐)프로판을 20 몰% 이하, 바람직하게는 10 몰% 이하로 함유할 수 있다 (DE-A 2 407 674, 동 2 407 776 및 동 2 715 932).
폴리알킬렌 테레프탈레이트는, 예를 들어 DE-A 1 900 270 및 US-PS 3 692 744에 따라, 비교적 소량의 3 또는 4가 알콜 또는 3 또는 4염기성 카르복실산을 혼입시킴으로써 분지시킬 수 있다. 바람직한 분지화제의 예로는 트리메스산, 트리멜리트산, 트리메틸올에탄 및 트리메틸올프로판 및 펜타에리스리톨이 있다.
테레프탈산 및 그의 반응성 유도체 (예를 들어, 디알킬 에스테르) 및 에틸렌글리콜 및(또는) 1,4-부탄디올로부터 간단하게 제조되는 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 및 이들 폴리알킬렌 테레프탈레이트의 혼합물이 특히 바람직하다.
폴리알킬렌 테레프탈레이트의 혼합물은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 1 내지 30 중량%, 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 50 내지 99 중량%, 바람직하게는 70 내지 99 중량%를 함유한다.
통상적으로 바람직하게 사용되는 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 우벨로드 (Ubbelohde) 점도계로 25℃에서 페놀/o-디클로로벤젠 (1:1 중량부) 중에서 측정된 0.4 내지 1.5 ㎗/g, 바람직하게는 0.5 내지 1.2 ㎗/g의 고유 점도를 갖는다.
폴리알킬렌 테레프탈레이트는 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다 (예를 들면, 문헌 [Kunststoff-Handbuch, Vol. VIII, p. 695 ff., Carl-Hanser-Verlag, Munich 1973]참조).
본 발명에 따른 조성물은 바람직하게는 성분 C 0 내지 50 중량부, 특히 바람 직하게는 30 중량부 이하, 가장 바람직하게는 20 중량부 이하를 함유할 수 있다.
성분 D
조성물은 적합한 첨가제를 첨가함으로써 내화성을 가질 수 있다. 내화제의 예로는 할로겐 화합물, 구체적으로 염소 및 브롬을 기재로 하는 화합물 및 인 함유 화합물이 있다.
바람직하게는 조성물은 단량체 및 올리고머성 인산 에스테르 및 포스폰산 에스테르, 포스포네이트 아민 및 포스파젠을 포함하는 기들에서 선택된 인 함유 내화제를 함유하며, 여기서 상기 기들 중 하나 또는 다양한 것으로부터 선택된 다수의 성분의 혼합물도 내화제로서 사용할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 구체적으로 언급하지 않는 다른 인 화합물도 단독으로 또는 다른 내화제와의 임의의 배합물로 사용할 수 있다.
바람직한 단량체 및 올리고성 인산 에스테르 및 포스폰산 에스테르는 하기 화학식 IV의 인 화합물이다.
식 중,
R1, R2, R3 및 R4는 각각의 경우 서로 독립적으로 임의로 알킬, 바람직하게는 C1-C4 알킬 및(또는) 할로겐, 바람직하게는 염소 또는 브롬으로 치환되는, 임의로 할로겐화된 C1-C8 알킬, C5-C6 시클로알킬, C6-C
20 아릴 또는 C7-C12 아랄킬이고,
n은 서로 독립적으로 0 또는 1이고,
q는 0 내지 30의 수이고,
X는 OH로 치환될 수 있고, 8개 이하의 에테르 결합을 함유할 수 있는, 탄소수 6 내지 30의 단핵 또는 다핵 방향족 라디칼이거나, 탄소수 2 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄 지방족 라디칼이다.
바람직하게는 R1, R2, R3 및 R4는 서로 독립적으로 C1
-C4 알킬, 페닐, 나프틸 또는 페닐-C1-C4 알킬이다. 방향족 R1, R2, R3 및 R4는 이어서 할로겐 및(또는) 알킬기, 바람직하게는 염소, 브롬 및(또는) C1-C4 알킬으로 치환될 수 있다. 특히 바람직한 아릴 라디칼은 크레실, 페닐, 크실레닐, 프로필페닐 또는 부틸페닐, 및 이들의 상응하는 브롬화 및 염소화 유도체이다.
화학식 IV에서 X는 바람직하게는 탄소수 6 내지 30의 단핵 또는 다핵 방향족 라디칼이다. 이는 바람직하게는 화학식 I의 디페놀로부터 유도된다.
화학식 IV에서 n은 서로 독립적으로 0 또는 1이고, n은 바람직하게는 1이다.
q는 0 내지 30의 값이다. 화학식 IV의 다양한 성분의 혼합물을 사용할 경우, 수평균 q값이 바람직하게는 0.3 내지 20, 특히 바람직하게는 0.5 내지 10, 특히 0.5 내지 6인 혼합물이 사용될 수 있다.
X는 특히 바람직하게는
이거나, 이들의 염소화 또는 브롬화 유도체이고, X는 구체적으로 레소르시놀, 히드로퀴논, 비스페놀 A 또는 디페닐페놀로부터 유도된다. 특히 바람직하게는 X는 비스페놀 A로부터 유도된다.
비스페놀 A로부터 유도된 화학식 IV의 올리고머성 인산 에스테르를 사용할 경우, 상기 인 화합물을 함유하는 조성물은 응력 균열 내성 및 가수분해 내성이 특히 높을 뿐만 아니라 사출 성형 가공시 코팅을 형성하는 경향이 특히 낮기 때문에 특히 유리하다. 또한, 상기 내화제를 사용하여 특히 높은 내열성을 달성할 수 있다.
보다 바람직한 인 함유 화합물은 하기 화학식 IVa의 화합물이다.
식 중,
R1, R2, R3 및 R4는 각각의 경우 서로 독립적으로 임의로 알킬로 치환되는 C1- C8 알킬 및(또는) C5-C6 시클로알킬, C6-C10 아릴 또는 C7-C12 아랄킬이고,
n은 서로 독립적으로 0 또는 1이고,
m은 서로 독립적으로 0, 1, 2, 3 또는 4이고,
q는 0 내지 30의 수이고,
R5 및 R6는 서로 독립적으로 C1-C4 알킬이고,
Y는 C1-C7 알킬리덴, C1-C7 알킬렌, C5-C12
시클로알킬렌, C5-C12 시클로알킬리덴, -O-, -S-, -SO-, SO2 또는 -CO-이다.
본 발명에 따른 성분 D로서, 모노포스페이트 (q=0), 올리고포스페이트 (q=1-30) 또는 모노포스페이트와 올리고포스페이트의 혼합물을 사용할 수 있다.
화학식 IV의 모노포스페이트 화합물은 구체적으로 트리부틸 포스페이트, 트리스-(2-클로로에틸)포스페이트, 트리스-(2,3-디브로모프로필)-포스페이트, 트리페닐 포스페이트, 트리크레실 포스페이트, 디페닐크레실 포스페이트, 디페닐옥틸 포스페이트, 디페닐-2-에틸크레실 포스페이트, 트리-(이소프로필페닐)-포스페이트, 할로겐 치환된 아릴 포스페이트, 메틸 포스폰산 디메틸 에스테르, 메틸 포스펜산 디페닐 에스테르, 페닐 포스폰산 디에틸 에스테르, 트리페닐포스핀 옥시드 또는 트리크레실포스핀 옥시드가 있다.
화학식 IV의 성분 D에 따른 인 화합물은 공지되어 있거나 (예를 들면, EP-A 0 363 608, EP-A 0 640 655 참조) 공지된 방법에 의해 유사한 방식으로 제조할 수 있다 (예를 들면, 울만의 문헌 [Enzyklopaedie der Technischen Chemie, Vol.18 (1980), p.301 ff.], 후벤-베일 (Houben-Weyl)의 문헌 [Methoden der Organischen Chemie, Vol.12/1, p.43] 및 [Beilstein Vol.6, p.177]).
평균 q값은 적합한 방법 (가스 크로마토그래피 (GC), 고압 액체 크로마토그래피 (HPLC), 겔 침투 크로마토그래피 (GPC))에 의해 포스페이트 혼합물의 조성 (분자량 분포)을 측정하고, 이어서 평균 q값을 계산함으로써 얻을 수 있다.
포스포네이트 아민은 바람직하게는 하기 화학식 V의 화합물이다.
식 중,
A는 하기 화학식 Va 또는 Vb의 라디칼이고,
R11 및 R12는 서로 독립적으로 비치환되거나 치환된 C1-C10 알킬 또는 비치환 되거나 치환된 C6-C10 아릴이고,
R13 및 R14는 서로 독립적으로 비치환되거나 치환된 C1-C10 알킬 또는 비치환되거나 치환된 C6-C10 아릴이거나, 또는
R13 및 R14는 함께 비치환되거나 치환된 C3 내지 C10 알킬렌이고,
y는 0, 1 또는 2의 수이고,
B1은 독립적으로 수소, 임의로 할로겐화된 C2-C8 알킬, 비치환되거나 치환된 C6-C10 아릴이다.
B1은 바람직하게는 독립적으로 수소, 할로겐으로 치환될 수 있는 에틸, n-프로필 또는 이소-프로필이고, 비치환되거나 C1-C4 알킬 및(또는) 할로겐으로 치환되는 C6-C10 아릴, 구체적으로 페닐 또는 나프틸이다.
R11, R12, R13 및 R14 중 알킬은 독립적으로 바람직하게는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-, 이소-, 2급- 또는 3급-부틸, 펜틸 또는 헥실이다.
R11, R12, R13 및 R14 중 치환된 알킬은 독립적으로 바람직하게는 할로겐으로 치환된 C1-C10 알킬, 구체적으로 1 또는 2치환된 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-, 이소-, 2급- 또는 3급-부틸, 펜틸 또는 헥실이다.
R11, R12, R13 및 R14 중 C6-C10 아릴은 독립적으로 바람직하게는 페닐, 나프틸 또는 비나프틸, 구체적으로 할로겐으로 치환될 수 있는 o-페닐, o-나프틸, o-비나프틸 (일반적으로 1, 2 또는 3치환됨)이다.
R13 및 R14는 직접 결합된 산소 원자 및 인 원자와 함께 고리 구조를 형성할 수 있다.
하기 화합물을 일례로서 언급할 수 있고, 바람직하게는 하기 화학식 Va-1의 5,5,5',5',5",5"-헥사메틸트리스(1,3,2-디옥사포스포리난-메탄)아미노-2,2',2"-트리옥시드
(실험 생성물 XPM 1000, Solutia Inc., St. Louis, USA) 1,3,2-디옥사포스포리난-2-메탄아민, N-부틸-N[(5,5-디메틸-1,3,2-디옥사포스포리난-2-일)메틸]-5,5-디메틸-, P,2-디옥시드; 1,3,2-디옥사포스포리난-2-메탄아민, N-[(5,5-디메틸-1,3,2-디옥사포스포리난-2-일)메틸]-5,5-디메틸-N-페닐-, P,2-디옥시드; 1,3,2-디옥사포스포리난-2-메탄아민, N,N-디부틸-5,5,-디메틸-2-옥시드, 1,3,2-디옥사포스포리난-2-메탄이민, N-[(5,5-디메틸-1,3,2-디옥사포스포리난-2-일)메틸]-N-에틸-5,5-디메틸-, P,2-디옥시드, 1,3,2-디옥사포스포리난-2-메탄아민, N-부틸-N-[(5,5-디클로로메틸-1,3,2-디옥 사포스포리난-2-일)-메틸]-5,5-디-클로로메틸-, P,2-디옥시드, 1,3,2-디옥사포스포리난-2-메탄아민, N-[(5,5-디클로로메틸-1,3,2-디옥사포스포리난-2-일)메틸]-5,5-디-클로로메틸-N-페닐-, P,2-디옥시드; 1,3,2-디옥사포스포리난-2-메탄아민, N,N-디-(4-클로로부틸)-5,5-디메틸-2-옥시드; 1,3,2-디옥사포스포리난-2-메탄아민, N-[(5,5-디메틸-1,3,2-디옥사포스포리난-2-일)-메탄]-N-(2-클로로에틸)-5,5-디(클로로메틸)-, P,2-디옥시드이다.
또한, 하기 화학식 Va-2 또는 Va-3의 화합물이 바람직하다.
식 중, R11, R12, R13 및 R14는 상기한 의미를 갖는다.
화학식 Va-2 및 Va-1의 화합물이 특히 바람직하다.
포스포네이트 아민의 제법은 US-A 5 844 028에 기술되어 있다.
하기 화학식 VIa 및 VIb의 화합물은 포스파젠이다.
식 중,
R은 각각의 경우에 동일하거나 상이하며, 아미노, 각각의 경우 임의로 할로겐화, 바람직하게는 불소화되는 C1-C8 알킬 또는 C1-C8 알콕시, 각각 임의로 알킬, 바람직하게는 C1-C4 알킬, 및(또는) 할로겐, 바람직하게는 염소 및(또는) 브롬에 의해 치환되는 C5-C6 시클로알킬, C6-C20 아릴, 바람직하게는 페닐 또는 나프틸, C6-C20 아릴옥시, 바람직하게는 페녹시 또는 나프틸옥시, 또는 C7-C12 아랄킬, 바람직하게는 페닐 C1-C4 알킬이고;
k는 0 또는 1 내지 15의 수, 바람직하게는 1 내지 10의 수이다.
언급될 수 있는 예는 프로폭시포스파젠, 페녹시포스파젠, 메틸페녹시포스파젠, 아미노포스파젠 및 플루오로알킬포스파젠이다. 페녹시포스파젠이 특히 바람직 하다.
포스파젠은 단독으로 또는 혼합물로 사용할 수 있다. 라디칼 R은 항상 동일할 수 있거나, 화학식 Ia 및 Ib 중 둘 이상의 라디칼은 상이할 수 있다.
포스파젠 및 그의 제법은 예를 들면 EP-A 0 728 811, DE-A 1961668 및 WO 97/40092에 기술되어 있다.
내화제는 단독으로 또는 서로 임의의 혼합물로 또는 다른 내화제와 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 바람직하게는 성분 D 0.5 내지 20 중량부, 특히 바람직하게는 1 내지 18 중량부, 가장 바람직하게는 2 내지 15 중량부를 함유할 수 있다.
성분 E
폴리카르보네이트 조성물은 비등방성 입자 형태를 갖는 상기 무기물을 함유한다.
플레이크형 또는 판형 특징을 갖는 무기물, 예를 들면 활석, 운모/점토 뱅크 미네랄, 이온 교환에 의해 개질된 친유기성 형태일 수도 있는 몬모릴로나이트, 뿐만 아니라 카올린 및 질석을 사용하는 것이 바람직하다. 무기물은 보다 양호한 중합체 상용성을 얻기 위하여 표면 처리, 예를 들면 실란화될 수 있다.
활석이 특히 바람직하다. 활석에는 천연 활석 및 합성 제조된 활석 모두가 포함된다. 순수한 활석의 화학 조성은 3MgO·4SiO2·H2O이므로, MgO 함량은 31.9 중량%이고, SiO2의 함량은 63.4 중량%이며, 화학적 결합수(水)의 함량은 4.8 중량%이다. 활석은 층상 구조를 갖는 실리케이트이다.
일반적으로 천연 활석 물질은 마그네슘이 다른 원소에 의해 부분적으로 치환되고, 실리콘이 예를 들면 알루미늄에 의해 부분적으로 치환되고(되거나), 다른 미네랄, 예를 들면 돌로마이트, 마그네사이트 및 클로라이트로 연정됨으로써 오염되기 때문에 상기 특정한 이상적인 조성을 갖지 못한다. 상기 천연 활석 분말이 본 발명에 따른 조성물 중에 사용될 수 있음에도 불구하고 순도가 높은 활석의 형태가 바람직하다. 이들은 예를 들면 MgO의 함량이 28 내지 35 중량%, 바람직하게는 30 내지 33 중량%, 특히 바람직하게는 30.5 내지 32 중량%이고, SiO2 함량이 55 내지 65 중량%, 바람직하게는 58 내지 64 중량%, 특히 바람직하게는 60 내지 62.5 중량%이다. 바람직한 유형의 활석은 또한 Al2O3의 함량이 5 중량% 미만, 특히 바람직하게는 1 중량% 미만, 특히 0.7 중량% 미만인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 활석의 철의 함량은 가능한 한 낮아야 하며, 예를 들면 0.5 중량% 미만, 특히 0.3 중량% 미만, 특히 바람직하게는 0.2 중량% 미만이다.
또한, 평균 최대 입도 d50이 10 ㎛ 미만, 바람직하게는 5 ㎛ 미만, 특히 바람직하게는 2.5 ㎛ 미만, 가장 바람직하게는 1.5 ㎛ 이하인 미세하게 분쇄된 유형의 활석을 사용하는 것이 특히 유리하다.
본 발명에 따른 조성물은 바람직하게는 성분 E 0.1 내지 30 중량부, 특히 바람직하게는 0.2 내지 20 중량부, 가장 바람직하게는 0.5 내지 15 중량부를 함유할 수 있다.
성분 F
성분 D에 따른 내화제는 종종 물질이 화재 발생시 버닝 드랍플릿 (burning droplet)을 형성하는 경향을 감소시키는 소위 적하방지제와 배합하여 사용한다. 실시예를 통해, 본 명세서에서는 불소화 폴리올레핀, 실리콘 및 아라미드 섬유를 포함하는 물질 종류의 화합물을 언급할 수 있다. 이들은 또한 본 발명에 따른 조성물에서 사용할 수 있다. 바람직하게는 적하방지제로서 불소화 폴리올레핀을 사용한다.
불소화 폴리올레핀은 공지되어 있고, 예를 들면 EP-A 0 640 655에 기재되어 있다. 이들은 상표명 테프론 (Teflon, 등록상표) 30N으로 듀폰사에서 시판하고 있다.
불소화 폴리올레핀은 순수한 형태로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 불소화 폴리올레핀의 유화액과 그래프트 중합체 (성분 B)의 유화액, 또는 공중합체, 바람직하게는 스티렌-아크릴로니트릴 기재의 공중합체의 유화액의 응고 혼합물의 형태로 사용할 수 있으며, 불소화 폴리올레핀은 유화액으로 그래프트 중합체 또는 공중합체의 유화액과 혼합된 후, 응고된다.
또한, 불소화 폴리올레핀을 그래프트 중합체 (성분 B) 또는 공중합체, 바람직하게는 스티렌-아크릴로니트릴 기재의 공중합체와의 예비-화합물로서 사용할 수 있다. 불소화 폴리올레핀을 분말로서 그래프트 중합체 또는 공중합체의 분말 또는 과립과 혼합하고, 일반적으로 200 내지 330℃의 온도에서 통상적인 장치, 예를 들 면 내부 혼련기, 압출기 또는 이축 스크류 압출기로 용융 배합한다.
또한, 불소화 폴리올레핀은 불소화 폴리올레핀의 수성 분산액의 존재하에 하나 이상의 모노에틸렌계 불포화 단량체를 유화 중합시킴으로써 제조된 마스터 배치의 형태로 사용할 수 있다. 바람직한 단량체 성분은 스티렌, 아크릴로니트릴 및 이들의 혼합물이다. 중합체는 산으로 침전시키고 이어서 건조시킨 후, 자유 유동 분말로서 사용한다.
응고체, 예비 화합물 또는 마스터 배치는, 일반적으로 불소화 폴리올레핀의 고형분 함량이 5 내지 95 중량%, 바람직하게는 7 내지 60 중량%이다.
본 발명에 따른 조성물은 바람직하게는 성분 F 0.05 내지 5 중량부, 특히 바람직하게는 0.1 내지 1 중량부, 가장 바람직하게는 0.1 내지 0.5 중량부를 함유할 수 있다.
모든 성분의 중량부의 총합은 100이다.
G. 추가 첨가제
본 발명에 따른 성형 조성물은 또한 하나 이상의 통상적인 첨가제, 예를 들면 윤활제, 이형제, 예를 들면 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트, 핵형성제, 대전방지제, 안정화제를 함유할 수 있고, 선택된 종횡비를 갖는 무기물 이외에 상이한 형태를 갖는 무기물, 예를 들면 충전제, 보강제, 염료 및 안료를 추가로 함유할 수 있다.
본 발명에 따른 성형 조성물은 성형 조성물의 총량을 기준으로 임의로 상승작용을 나타내는 추가의 내화제 35 중량% 이하를 함유할 수 있다. 언급할 수 있는 추가의 내화제의 예로는 유기 할로겐화 화합물, 예를 들면 데카브로모비스페닐 에테르, 테트라브로모비스페놀, 무기 할로겐화 화합물, 예를 들면 암모늄 브로마이드, 질소 화합물, 예를 들면 멜라민, 멜라민-포름알데히드 수지, 무기 수산화물, 예를 들면 마그네슘 히드록시드 또는 알루미늄 히드록시드, 무기 화합물, 예를 들면 안티몬 옥시드, 바륨 메타보레이트, 헥사히드록소안티모네이트, 지르코늄 옥시드, 지르코늄 히드록시드, 몰리브덴 옥시드, 암모늄 몰리브데이트, 붕산 아연, 암모늄 보레이트, 바륨 메타보레이트, 활석, 실리케이트, 이산화 규소 및 산화 주석 및 실록산 화합물이 포함된다.
본 발명에 따른 성형 조성물은 개별 구성성분을 공지된 방식으로 혼합하고, 용융 배합하고, 이를 200 내지 300℃의 온도에서 통상적인 장치, 예를 들면 내부 혼련기, 압출기 또는 이축 스크류 압출기로 용융 압출함으로써 제조한다.
개별 구성성분의 혼합은 연속적으로 그리고 동시에 수행할 수 있고, 보다 구체적으로 약 20℃ (실온) 및 보다 높은 온도에서 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 성형 조성물은 모든 유형의 성형품을 제조하는데 사용할 수 있다. 이러한 성형품은 사출 성형, 압출 및 취입 성형법에 의해 제조할 수 있다. 또다른 유형의 가공은 미리 제조된 시트 또는 필름을 열성형함으로써 성형품을 제조하는 것이다.
상기 성형품의 예로는 필름, 프로파일드 섹션 (profiled section), 모든 유형의 하우징 부품, 예를 들면 가사 용구용, 예를 들면 쥬스 압착기, 커피 메이커, 믹서; 사무실 장비용, 예를 들면 모니터, 프린터, 복사기; 시트, 파이프, 전기 절 연 덕트, 창문, 문 및 빌딩 및 건설 부분 (내외장 용도) 및 전기 및 전자 부품, 예를 들면 스위치 및 플러그가 있다.
또한, 본 발명에 따른 성형 조성물은 예를 들면 하기 성형품 또는 성형 부품을 제조하는데 사용할 수 있다.
1. 궤도 차량, 선박, 항공기, 버스 및 기타 차량용 내부 구조 부품.
2. 휠캡.
3. 소형 변압기를 함유하는 전기 장비용 하우징.
4. 정보 처리 및 전달을 위한 장비용 하우징.
5. 의료용 하우징 및 포장재.
6. 마사지 장비 및 그의 하우징.
7. 아동용 완구.
8. 2차원 벽 소자.
9. 안전 장치용 하우징.
10. 후부 스포일러, 자동차 동체 부품.
11. 열 절연된 수송 용기.
12. 소형 동물 보유 또는 보호용 장치.
13. 위생도기 및 욕실 비품용 성형 부품.
14. 환기구용 커버 격자 뚜껑.
15. 정원 창고 및 도구 창고용 성형 부품.
16. 정원 도구용 하우징.
하기 실시예는 본 발명을 보다 상세하게 예시한다.
표 1에 나열되고 이하 간략하게 기술되는 성분은 약 240℃의 용량이 3 ℓ인 내부 혼련기 또는 ZSK-25 장치 중에서 배합하였다. 성형품은 240/260℃의 아르부르그 (Arburg) 270 E형 사출 성형기에서 제조하였다.
성분 A1
용매로서 CH2Cl2 중에서 25℃, 0.5 g/100 ㎖ 농도하에 측정한 상대 용액 점도가 1.24인 비스페놀 A 기재의 직쇄 폴리카르보네이트.
성분 A2
용매로서 CH2Cl2 중에서 25℃, 0.5 g/100 ㎖ 농도하에 측정한 상대 용액 점도가 1.28인 비스페놀 A 기재의 직쇄 폴리카르보네이트.
성분 B
유화 중합에 의해 제조된 미세 가교화된 폴리부타디엔 고무 (평균 입경 d50 = 0.3 ㎛) 60 중량부 상에 존재하는 스티렌과 아크릴로니트릴의 비가 73:27인, 스티렌과 아크릴로니트릴의공중합체 40 중량부의 그래프트 중합체.
성분 C
스티렌/아크릴로니트릴의 중량비가 72:28이고, 고유 점도가 0.55 dl/g (20℃, 디메틸포름아미드 중에서 측정됨)인 스티렌/아크릴로니트릴 공중합체.
성분 D
올리고포스페이트 기재의 비스페놀 A
성분 E1
제조사의 설명서에 따른 평균 입경 (d50)이 0.9 ㎛이고, 철의 총함량이 0.14 중량%이고, 산가용성 철의 함량의 0.11 중량%인 활석.
성분 E2
제조사의 설명서에 따른 평균 입경 (d50)이 1.0 ㎛이고, 철의 총함량이 1.30 중량%이고, 산가용성 철의 함량의 0.14 중량%인 활석.
성분 E3
제조사의 설명서에 따른 평균 입경 (d50)이 1.2 ㎛이고, 철의 총함량이 0.06 중량%이고, 산가용성 철의 함량의 0.01 중량%인 활석.
성분 E4
제조사의 설명서에 따른 평균 입경 (d50)이 1.2 ㎛이고, 철의 총함량이 0.98 중량%이고, 산가용성 철의 함량의 0.03 중량%인 활석.
성분 E5
제조사의 설명서에 따른 평균 입경 (d50)이 1.3 ㎛이고, 철의 총함량이 0.99 중량%이고, 산가용성 철의 함량의 0.03 중량%인 활석.
성분 E6
제조사의 설명서에 따른 평균 입경 (d50)이 1.3 ㎛이고, 철의 총함량이 1.05 중량%이고, 산가용성 철의 함량의 0.03 중량%인 활석.
성분 E7
제조사의 설명서에 따른 평균 입경 (d50)이 1.2 ㎛이고, 철의 총함량이 1.00 중량%이고, 산가용성 철의 함량의 0.05 중량%인 활석.
성분 E8
제조사의 설명서에 따른 평균 입경 (d50)이 2.1 ㎛이고, 철의 총함량이 0.07 중량%이고, 산가용성 철의 함량의 0.04 중량%인 활석.
성분 E9
제조사의 설명서에 따른 평균 입경 (d50)이 1.8 ㎛이고, 철의 총함량이 0.42 중량%이고, 산가용성 철의 함량의 0.03 중량%인 활석.
성분 E10
제조사의 설명서에 따른 평균 입경 (d50)이 1.9 ㎛이고, 철의 총함량이 0.96 중량%이고, 산가용성 철의 함량의 0.02 중량%인 활석.
성분 E11
제조사의 설명서에 따른 평균 입경 (d50)이 2.0 ㎛이고, 철의 총함량이 1.79 중량%이고, 산가용성 철의 함량의 0.11 중량%인 활석.
성분 E12
제조사의 설명서에 따른 평균 입경 (d50)이 2.5 ㎛이고, 철의 총함량이 0.70 중량%이고, 산가용성 철의 함량의 0.05 중량%인 활석.
E1 내지 E12의 모든 성분은 활석 함량이 96 중량% 이상인 분쇄된 천연 미네랄이었다. 모든 유형의 Al2O3의 함량은 제조사의 설명서에 따라서 1 중량% 이하였다.
성분 F
물 중 상기 성분 B 및 물 중 테트라플루오로에틸렌 중합체 유화액에 따른 SAN 그래프트 중합체 유화액의 응고 혼합물로서 테트라플루오로에틸렌 중합체. 혼합물 중 그래프트 중합체 B 대 테트라플루오로에틸렌 중합체의 중량비는 90 중량% 내지 10 중량%였다. 테트라플루오로에틸렌 중합체의 유화액의 고형분 함량은 60 중량%이고, 평균 입경은 0.05 내지 0.5 ㎛였다. SAN 그래프트 중합체 유화액의 고형분 함량은 34 중량%이고 평균 라텍스 입경 d50은 0.3 ㎛였다.
테트라플루오로에틸렌 중합체 (테플론 (등록상표) 30 N, 듀폰사)의 유화액을 SAN 그래프트 중합체 B의 유화액과 혼합하고, 중합체 고형분을 기준으로 1.8 중량%의 페놀계 항산화제로 안정화시켰다. 혼합물을 85 내지 95℃에서 pH 4 내지 5의 MgSO4 (엡솜 (Epsom) 염) 및 아세트산의 수용액으로 응고시키고, 실질적으로 전해질이 존재하지 않을 때까지 여과하고 세척한 후, 원심분리에 의해 대부분의 물을 제 거하고, 최종적으로 100℃에서 건조하여 분말을 형성하였다.
성분 G1
포스파이트 안정화제.
성분 G2
이형제로서 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트 (PETS).
철 분석
무기물 및 무기물을 함유하는 성형 조성물 중 철의 함량을 측정하는 것은 유도 결합 플라스마 광학 발광 분석법 (ICP-OES)에 의해 수행하였다.
철의 총함량을 측정하기 위해, 융제로서 리튬 메타보레이트재료를 사용하여 물질을 용융 융해시키고, 융제 1.5 내지 2.5 g와 함께 조사된 물질 0.1 내지 1 g을 정확하게 칭량하여 백금 도가니에서 혼합하고, 1000℃에서 30분 동안 융해하였다. 용융 케이크를 냉각시키고, 질산 5 ㎖로 취하고, 교반하며 용해시켰다. 유도 결합 플라스마 광학 발광 분석법으로 조사하기 위하여 용액 100 ㎖를 만들었다.
무기 충전제 중 산가용성 철의 함량을 측정하기 위해, 충전제 약 100 mg을 유리 용기에 정확하게 칭량하고, 농도 1.0 몰/dm3의 염산 용액 10 ㎖를 첨가하였다. 염산 용액 중 무기물의 분산액을 24시간 동안 실온에서 교반한 후, 상청액의 철 농도를 유도 결합 플라스마 광학 발광 분석법으로 측정하였다.
노치 충격 강도 및 인성/취성 변화
노치 충격 강도 ak의 측정을 ISO 180/1 A에 따라 수행하였다. 인성/취성 변 화의 온도를 측정하기 위해, 노치 충격 강도 ak를 상이한 온도에서 측정하여 평가하였다. 용이하게 파쇄되는 것이 관찰될 때까지 열시험 온도를 실온에서 시작하여 5℃씩 단계적으로 감소시켰다.
<실시예 1 내지 7 및 비교예 V1 내지 V10>
칼럼 1 내지 V7의 실시예는 비교적 소량의 무기물을 함유하는 샘플이고, 칼럼 5 및 V8의 실시예는 비교적 대량의 무기물을 함유하는 샘플이나, 칼럼 6 내지 V10의 실시예는 내화제 및 테플론 마스터배치가 없는 폴리카르보네이트 블렌드에 관한 것이다.
상기 결과는 철의 함량이 감소된 샘플의 기계적 특성이 개선되었음을 명백하게 나타내고 있다. 놀랍게도, 무기물을 함유하는 폴리카르보네이트 성형품의 노치 충격 강도는 무기물의 평균 입경을 감소시키는 것보다는 철의 함량을 감소시킴으로써 보다 현저하게 개선할 수 있었다.
Claims (16)
- 이방성 입자 형태를 갖는 무기물을 함유하고 철의 총함량이 100 ppm 미만인 폴리카르보네이트 조성물.
- 제1항에 있어서, 조성물 중 철의 총함량이 70 ppm 미만인 폴리카르보네이트 조성물.
- 제1항에 있어서, 조성물 중 철의 총함량이 50 ppm 미만인 폴리카르보네이트 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 무기물의 종횡비가 2를 초과하는 폴리카르보네이트 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 무기물의 종횡비가 5를 초과하는 폴리카르보네이트 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 무기물이 층 모양인 폴리카르보네이트 조성물.
- 제6항에 있어서, 무기물이 활석인 폴리카르보네이트 조성물.
- 제1항에 있어서, 조성물의 중량을 기준으로 유리 전이 온도가 10℃ 미만인 하나 이상의 그래프트 주쇄 95 내지 5 중량% 상에 하나 이상의 비닐 단량체 5 내지 95 중량%를 그래프트한 그래프트 중합체 0 중량% 초과 50 중량% 이하를 함유하는 폴리카르보네이트 조성물.
- 제8항에 있어서, 그래프트 중합체가 디엔, EP(D)M, 아크릴레이트 또는 실리콘 고무 기재인 폴리카르보네이트 조성물.
- 제8항에 있어서, 유화액 또는 벌크 ABS 또는 이들의 혼합물을 함유하는 폴리카르보네이트 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 내화제를 함유하는 폴리카르보네이트 조성물.
- 제11항에 있어서, 인 함유 내화제를 함유하는 폴리카르보네이트 조성물.
- 제12항에 있어서, 내화제로서 하기 화학식 IV의 인 함유 화합물을 함유하는 폴리카르보네이트 조성물.<화학식 IV>
식 중,R1, R2, R3 및 R4는 각각의 경우 서로 독립적으로 임의로 알킬 및(또는) 할로겐으로 치환되는, 임의로 할로겐화된 C1-C8 알킬, C5-C6 시클로알킬, C6-C20 아릴 또는 C7-C12 아랄킬이고,n은 서로 독립적으로 0 또는 1이고,q는 0 내지 30의 수이고,X는 OH로 치환될 수 있고, 8개 이하의 에테르 결합을 함유할 수 있는, 탄소수 6 내지 30의 단핵 또는 다핵 방향족 라디칼이거나, 탄소수 2 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄 지방족 라디칼이다. - 제12항에 있어서, 하기 화학식 IVa의 인 함유 화합물을 함유하는 폴리카르보네이트 조성물.<화학식 IVa>
식 중,R1, R2, R3 및 R4는 각각의 경우 서로 독립적으로 임의로 알킬로 치환되는 C1-C8 알킬 및(또는) C5-C6 시클로알킬, C6-C10 아릴 또는 C7-C12 아랄킬이고,n은 서로 독립적으로 0 또는 1이고,m은 서로 독립적으로 0, 1, 2, 3 또는 4이고,q는 0 내지 30의 수이고,R5 및 R6는 서로 독립적으로 C1-C4 알킬이고,Y는 C1-C7 알킬리덴, C1-C7 알킬렌, C5-C12 시클로알킬렌, C5-C12 시클로알킬리덴, -O-, -S-, -SO-, SO2 또는 -CO-이다. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 폴리카르보네이트 조성물을 함유하는 성형품.
- 제15항에 있어서, 필름, 프로파일드 섹션 (profiled section), 또는 궤도 차량, 선박, 항공기 또는 자동차용 내부 구조 부품, 자동차용 동체 부품, 소형 변압기를 함유하는 전기 장비용 하우징 (housing), 정보 처리 및 전달 장치용 하우징, 의료 장비용 하우징 또는 포장재, 아동용 완구, 2차원 벽 소자, 안전 장치용 하우징, 열 절연된 수송 용기, 작은 동물의 보유 또는 보호용 장치, 위생도기 및 욕실 비품용 성형 부품, 환기구용 커버 격자 뚜껑, 시트, 파이프, 내외장용 전기 절연 덕트, 정원 창고 및 장비 하우징용 성형 부품, 또는 정원 도구용 하우징인 것을 특징으로 하는 성형품.
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