KR101117377B1 - 난연성의 열가소성 폴리카르보네이트 성형 조성물 - Google Patents

난연성의 열가소성 폴리카르보네이트 성형 조성물 Download PDF

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Abstract

난연성의 열가소성 성형 조성물을 개시하고 있다. 조성물은 방향족 폴리카르보네이트 수지 및 충분한 양의 폴리(테트라플루오로에틸렌) 및 술포-개질된 폴리에스테르를 함유하고, 이는 UL-94 표준에 따라 1/16" 두께 시험편에서 V-0로 평가되는 내연성을 조성물에 부여하는 효과가 있다.
난연성의 열가소성 성형 조성물, 난연성, 방향족 폴리카르보네이트 수지, 폴리(테트라플루오로에틸렌), 술포-개질된 폴리에스테르

Description

난연성의 열가소성 폴리카르보네이트 성형 조성물 {FLAME RETARDANT, THERMOPLASTIC POLYCARBONATE MOLDING COMPOSITIONS}
본 발명은 열가소성 성형 조성물, 특히 난연성 폴리카르보네이트 조성물에 관한 것이다.
<발명의 개요>
본 발명에 따라 난연성의 열가소성 성형 조성물이 개시된다. 상기 조성물은 방향족 폴리카르보네이트 수지, 및 UL-94 표준에 따라 1/16" 두께 시험편에서 V-O 등급의 내연성을 조성물에 부여하기에 유효한 충분한 양의 폴리(테트라플루오로에틸렌) 및 술포-개질된 폴리에스테르를 함유한다.
1962년 4월에 미국 특허 제3,028,365호가 허여된 이후, 방향족 폴리카르보네이트는 널리 공지되었고, 사출 성형, 압출 및 필름 형성을 비롯한 다양한 용도에 적합한 열가소성 수지로 인정되고 있다. 이들 폴리카르보네이트의 화학, 합성, 특성 및 적용이 문헌 [Chemistry and Physics of Polycarbonates, Schnell, Interscience, 1964; 및 Polycarbonates, Christopher 및 Fox, Reinhold, 1962]에 광범위하게 논의되어 있다. 폴리카르보네이트가 고유한 내연성을 일부 가지고 있을지라도, 자기 소화성(self-extinguishing)이고 보다 더 내연성인 것에 대한 요구 조건으로 인해 이러한 특성을 증가시키려는 수많은 시도가 있어왔다. 두 가지 일반적인 접근법이 있다.
한가지 접근법은 상당량의 할로겐, 특히 브롬 또는 염소를 폴리카르보네이트 조성물에 첨가하는 것이다. 할로겐은 미국 특허 제3,751,400호 및 동 제3,334,154호에서와 같이 폴리카르보네이트 중합체 사슬에 의해, 또는 미국 특허 제3,382,207호에서와 같이 단량체 화합물에 의해 보유될 수 있다.
그러나, 상당량의 할로겐의 존재가 폴리카르보네이트의 특성에 불리하다는 것이 발견되었고, 이들의 불리한 영향을 극복하기 위해 미국 특허 제3,647,747호 및 동 제3,733,295호에 제안된 것들과 같은 수많은 첨가제가 제안되고 있다.
폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 함유하는 난연성 폴리카르보네이트 조성물은 당업계에 공지되어 있다. 미국 특허 제4,391,935호는 특정 염을 또한 포함하는 이러한 조성물을 개시하고 있다. 미국 특허 제3,294,871호는 열가소성 중합체를 PTFE의 라텍스와 블렌딩하여 PTFE 및 열가소성 중합체의 분산된, 실질적으로 균일한 혼합물을 생성하고 이로부터 휘발성 물질을 제거함으로써 조성물을 회수하는 것을 포함하는 PTFE 및 열가소성 중합체를 함유하는 성형 조성물의 제조 방법을 개시하고 있다. 중합체 중에서 폴리카르보네이트는 3 컬럼, 6 내지 8 행에 나열되어 있다. 개시된 조성물은 충격 강도, 용융 지수, 마찰 계수, 낮은 물 투과성 및 증가된 HDT에 이점을 제공하는 것으로 기재되어 있다.
미국 특허 제3,005,795호는 PTFE 수지를 미분된 마이크로섬유 및 준마이크로섬유(submicrofibrous) 입자의 형태로 함유하는 조성물을 개시하고 있다. 폴리카 르보네이트는 3 컬럼, 18 내지 19 행에 적합한 매트릭스로서 개시되어 있다.
폴리카르보네이트에 대한 난연제로서 PTFE와 함께, 또는 PTFE 없이 임의의 각종 염, 그 중에서 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 퍼플루오로알칸 술포네이트 염을 사용하는 것이 미국 특허 제3,775,367호; 동 제4,469,833호; 동 제4,626,563호; 동 제4,626,563호; 및 동 제4,649,168호에 개시되어 있다. 미국 특허 제4,469,833호의 티오디페놀로부터 유래된 구조 단위를 함유하는 폴리카르보네이트 조성물에 대한 문맥에서 술폰산의 알칼리 금속 염이 난연 첨가제로서 개시되어 있다.
미국 특허 제4,220,583호는 부분적으로 플루오르화된 폴리올레핀 및 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 유기 염을 함유하는 난연성 폴리카르보네이트 조성물을 개시하고 있다. 염은 하기 특허 문헌에 개시된 것들을 포함한다:
방향족 폴리카르보네이트 및 단량체 또는 중합체 방향족 술폰산의 금속염, 또는 그의 혼합물일 수 있는 난연 첨가제의 혼합물을 포함하는 난연성 폴리카르보네이트 조성물을 개시하고 있는 미국 특허 제3,933,734호. 방향족 폴리카르보네이트 및 단량체 또는 중합체 방향족 술폰술폰산의 금속 염, 또는 그의 혼합물일 수 있는 난연 첨가제의 혼합물을 포함하는 난연성 폴리카르보네이트 조성물을 개시하고 있는 미국 특허 제3,948,851호.
방향족 폴리카르보네이트 및 방향족 케톤의 술폰산의 금속염, 또는 그의 혼합물일 수 있는 난연 첨가제의 혼합물을 포함하는 난연성 폴리카르보네이트 조성물을 개시하는 미국 특허 제3,926,908호. 방향족 폴리카르보네이트 및 헤테로시클릭 술폰산의 금속 염, 또는 그의 혼합물일 수 있는 난연 첨가제의 혼합물을 포함하는 난연성 폴리카르보네이트 조성물을 개시하고 있는 미국 특허 제3,919,167호. 방향족 폴리카르보네이트 및 할로겐화 비방향족 카르복실산의 금속 염 또는 그의 혼합물일 수 있는 난연 첨가제의 혼합물을 포함하는 난연성 폴리카르보네이트 조성물을 개시하고 있는 미국 특허 제4,066,618호. 방향족 폴리카르보네이트 및 방향족 술파이드의 술폰산의 금속 염, 또는 그의 혼합물일 수 있는 난연 첨가제의 혼합물을 포함하는 난연성 폴리카르보네이트 조성물을 개시하고 있는 미국 특허 제3,909,490호. 방향족 폴리카르보네이트 및 단량체 또는 중합체 방향족 에테르 술폰산의 금속염, 또는 그의 혼합물일 수 있는 난연 첨가제의 혼합물을 포함하는 난연성 폴리카르보네이트 조성물을 개시하고 있는 미국 특허 제3,953,396호. 방향족 폴리카르보네이트 및 지방족 및 올레핀계 술폰산의 금속염, 및 그의 혼합물일 수 있는 난연 첨가제의 혼합물을 포함하는 난연성 폴리카르보네이트 조성물을 개시하고 있는 미국 특허 제3,931,100호. 방향족 폴리카르보네이트 및 단량체 또는 중합체 페놀 에스테르 술폰산의 금속 염, 또는 그의 혼합물일 수 있는 난연 첨가제의 혼합물을 포함하는 난연성 폴리카르보네이트 조성물을 개시하고 있는 미국 특허 제3,978,024호. 방향족 폴리카르보네이트 및 미치환 또는 할로겐화 옥소카본산의 금속 염, 또는 그의 혼합물일 수 있는 난연 첨가제의 혼합물을 포함하는 난연성 폴리카르보네이트 조성물을 개시하고 있는 미국 특허 제4,069,201호. 방향족 폴리카르보네이트 및 단량체 및 중합체 방향족 카르복실산 및 에스테르의 술폰산의 금속 염, 및 그의 혼합물일 수 있는 난연 첨가제의 혼합물을 포함하는 난연성 폴리카르보네이트 조성 물을 개시하고 있는 미국 특허 제3,953,399호. 방향족 폴리카르보네이트 및 할로지환족 방향족 술폰산의 금속 염일 수 있는 난연 첨가제의 혼합물을 포함하는 난연성 폴리카르보네이트 조성물을 개시하고 있는 미국 특허 제3,917,559호. 방향족 폴리카르보네이트 및 단량체 또는 중합체 방향족 아미드 술폰산의 금속 염, 또는 그의 혼합물일 수 있는 난연 첨가제의 혼합물을 포함하는 난연성 폴리카르보네이트 조성물을 개시하고 있는 미국 특허 제3,951,910호. 방향족 폴리카르보네이트 및 단량체 또는 중합체 방향족 술폰산의 금속 염, 또는 그의 혼합물일 수 있는 난연 첨가제의 혼합물을 포함하는 난연성 폴리카르보네이트 조성물을 개시하고 있는 미국 특허 제3,940,366호.
독일 출원 제DE-OS 33 22 260호는 PTFE를 ABS로 공침시켜 폴리카르보네이트에 첨가하는 것을 개시하고 있다. 관련 기술은 ABS 및 PTFE를 포함하는 시스템을 개시하는 유럽 특허 제EP-OS 0,154,138호, 폴리아미드 및 PTFE의 시스템을 개시하는 독일 특허 제DE-OS 34 17 476호 및 PTFE로 공침된 ABS의 시스템에 관한 독일 특허 제DE-OS 34 18 750호에 개시되어 있다. 또한, 관련 특허는 독일 특허 제DE-OS 34 20 002호, 동 제DE-OS 34 22 862호, 동 제DE-OS 35 12 638호(유럽 특허 EP-OS 0,174,493호에 대응), 동 제DE-OS 29,48 439호 및 미국 특허 제4,208,489호이다.
또한, 본 발명의 관련 특허는 폴리카르보네이트 및 플루오로중합체의 공침물을 함유하는 난연성 폴리카르보네이트 조성물을 개시하는 미국 특허 제4,753,994호이다. 또한, 관련 특허는 열가소성 SAN 공중합체로 캡슐화된 플루오로중합체 수지 입자를 함유하는 난연성 폴리카르보네이트 조성물을 개시하는 유럽 특허 제EP 899 303호이다. 미국 특허 제5,773,493호는 본원에서 열가소성 중합체 중에 PTFE와 같은 첨가제를 분산시키는 방법 및 성형 조성물의 제조시 발명의 방법의 생성물의 사용에 관한 개시에 대해 참조한다.
폴리카르보네이트, 부분적으로 플루오르화된 폴리올레핀, 및 유기 알칼리 (또는 알칼리 토)금속 염을 함유하는 반투명의 난연성 폴리카르보네이트 조성물이 미국 특허 제4,220,583호에 개시되어 있다.
유럽 특허 제EP-A-0,166,187호는 PTFE를 함유하는 분말 조성물을 기술하고 있다. 상기 분말은 그래프트 중합체, 예를 들면 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그래프트 중합체의 라텍스와 PTFE의 분산물을 혼합하고, 분말을 얻기 위해 여과하고 건조하여 수득한다.
미국 특허 제5,804,654호는 PTFE 함유 분말 및 중합체 또는 공중합체에 의해 적어도 부분적으로 캡슐화된 자유 흐름 PTFE를 개시하고 있다. PTFE 및 임의의 여러 난연 첨가제를 함유하는 폴리카르보네이트 조성물이 개시되었다.
본 발명에 따라 난연성의 열가소성 성형 조성물이 개시된다. 상기 조성물은 방향족 폴리카르보네이트 수지, 및 UL-94 표준에 따라 1/16" 두께 시험편에서 V-O 등급의 내연성을 조성물에 부여하기에 유효한 충분한 양의 폴리(테트라플루오로에틸렌) 및 술포-개질된 폴리에스테르를 함유한다. PTFE의 양은 0.25％ 이상, 바람직하게는 0.25 내지 2.0％, 가장 바람직하게는 0.3 내지 1.0％이고, 술포-개질된 폴리에스테르의 양은 0.01％ 이상, 바람직하게는 0.05 내지 1.0％, 가장 바람직하게는 0.1 내지 0.8％(백분율은 조성물의 중량에 대한 것임)이다.
본 발명의 조성물을 제조하기에 적합한 폴리카르보네이트 수지는 호모폴리카르보네이트 및 코폴리카르보네이트이고, 선형 또는 분지형 수지 모두 및 이들의 혼합물이다.
일반적으로, 폴리카르보네이트의 중량 평균 분자량은 10,000 내지 200,000, 바람직하게는 20,000 내지 80,000이고 300℃에서 ASTM D-1238에 따른 이들의 용융 유량은 약 1 내지 약 65 g/10분, 바람직하게는 약 2 내지 15 g/10분이다. 이들은 카본산 유도체, 예를 들면 포스겐 및 디히드록시 화합물로부터 중축합에 의해 공지된 2상 계면 방법으로 제조할 수 있다(독일 특허 제2,063,050호; 동 제2,063,052호; 동 제1,570,703호; 동 제2,211,956호; 동 제2,211,957호 및 동 제2,248,817호; 프랑스 특허 제1,561,518호; 및 문헌 [H. Schnell의 논문, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Interscience Publishers, New York, New York, 1964] 참고; 모두 참고 문헌으로서 본원에 포함됨).
본 발명에서, 본 발명의 폴리카르보네이트의 제조에 적합한 디히드록시 화합물은 하기 화학식 1 또는 2를 따른다.
Figure 112007020140154-pct00001
Figure 112007020140154-pct00002
상기 식 중, A는 탄소수 1 내지 8의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 8의 알킬리덴기, 탄소수 5 내지 15의 시클로알킬렌기, 탄소수 5 내지 15의 시클로알킬리덴기, 카르보닐기, 산소 원자, 황 원자, -SO- 또는 -SO2 또는
Figure 112007020140154-pct00003
로 표시되는 라디칼을 나타내고,
e 및 g는 둘 다 0 내지 1의 수를 나타내고;
Z는 F, Cl, Br 또는 C1-C4-알킬을 나타내고, 수 개의 Z 라디칼이 하나의 아릴 라디칼 중의 치환체인 경우, 이들은 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있고;
d는 0 내지 4의 정수를 나타내며;
f는 0 내지 3의 정수를 나타낸다.
디히드록시 화합물 중 본 발명의 실시에 유용한 것은 히드로퀴논, 레소르시놀, 비스-(히드록시페닐)-알칸, 비스-(히드록시페닐)-에테르, 비스-(히드록시페닐)-케톤, 비스-(히드록시페닐)-술폭시드, 비스-(히드록시페닐)술파이드, 비스-(히드록시페닐)-술폰, 및 α,α-비스-(히드록시페닐)-디이소프로필벤젠뿐만 아니라 이들의 핵(nuclear)-알킬화 화합물이다. 이들 및 추가의 적합한 방향족 디히드록시 화 합물은, 예를 들면 미국 특허 제5,401,826호, 동 제5,105,004호; 동 제5,126,428호; 동 제5,109,076호; 동 제5,104,723호; 동 제5,086,157호; 동 제3,028,356호; 동 제2,999,835호; 동 제3,148,172호; 동 제2,991,273호; 동 제3,271,367호; 및 동 제2,999,846호(모두 본원에 참고 문헌으로 포함됨)에 기술되어 있다.
적합한 비스페놀의 추가의 예는 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판(비스페놀 A), 2,4-비스-(4-히드록시페닐)-2-메틸-부탄, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-시클로헥산, α,α'-비스-(4-히드록시페닐)-p-디이소프로필벤젠, 2,2-비스-(3-메틸-4-히드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3-클로로-4-히드록시페닐)-프로판, 4,4'-디히드록시-디페닐, 비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-메탄, 2,2-비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-프로판, 비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-술파이드, 비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-술폭시드, 비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-술폰, 디히드록시-벤조페논, 2,4-비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-시클로헥산, α,α'-비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-p-디이소프로필벤젠 및 4,4'-술포닐 디페놀이다.
특히 바람직한 방향족 비스페놀의 예는 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-프로판, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-시클로헥산 및 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산이다.
가장 바람직한 비스페놀은 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판(비스페놀 A)이다.
본 발명의 폴리카르보네이트는 그의 구조 내에 하나 이상의 적합한 비스페놀로부터 유래된 단위를 포함할 수 있다.
수지 중 본 발명의 실시에 적합한 것은 미국 특허 제3,036,036호 및 동 제4,210,741호(모두 본원에 참고 문헌으로 포함됨)에 기재된 바와 같은 페놀프탈레인 기재 폴리카르보네이트, 코폴리카르보네이트 및 터폴리카르보네이트이다.
또한, 본 발명의 폴리카르보네이트는 이들에 소량, 예를 들면 0.05 내지 2.0 몰％(비스페놀에 대해)의 폴리히드록실 화합물을 축합시킴으로써 분지시킬 수 있다.
상기 종류의 폴리카르보네이트는, 예를 들면 독일 특허 제1,570,533호; 동 제2,116,974호 및 동 제2,113,374호; 영국 특허 제885,442호 및 동 제1,079,821호 및 미국 특허 제3,544,514호(본원에 참고 문헌으로 포함됨)에 기술되어 있다. 하기는 이러한 목적을 위해 사용되는 폴리히드록실 화합물의 일부 예이다. 플로로글루시놀; 4,6-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)-페닐-메탄; 2,2-비스-[4,4-(4,4'-디히드록시디페닐)]-시클로헥실-프로판; 2,4-비스-(4-히드록시-1-이소프로필리딘)-페놀; 2,6-비스-(2'-디히드록시-5'-메틸벤질)-4-메틸-페놀; 2,4-디히드록시벤조산; 2-(4-히드록시페닐)-2-(2,4-디히드록시-페닐)-프로판 및 1,4-비스-(4,4'-디히드록시트리-페닐메틸)-벤젠. 기타 다관능성 화합물 중 일부는 2,4-디히드록시-벤조산, 트리메식산, 시아누릭 클로라이드 및 3,3-비스-(4-히드록시페닐)-2-옥소-2,3-디히드로인돌이다.
상기 언급한 중축합 방법에 추가로, 본 발명의 폴리카르보네이트의 다른 제조 방법은 균일한 상 중에서의 중축합 및 트랜스에스테르화이다. 적합한 방법은 미국 특허 제3,028,365호; 동 제2,999,846호; 동 제3,153,008호; 및 동 제2,991,273호(본원에 참고 문헌으로 포함됨)에 개시되어 있다.
폴리카르보네이트의 제조에 바람직한 방법은 계면 중축합 방법이다.
본 발명의 폴리카르보네이트 형성시 미국 특허 제3,912,688호(본원에 참고 문헌으로 포함됨)에 개시된 바와 같은 다른 합성 방법이 사용될 수 있다.
적합한 폴리카르보네이트 수지는 시판중이고, 예를 들면 마크롤론(Makrolon) FCR, 마크롤론 2600, 마크롤론 2800 및 마크롤론 3100이고, 이들 모두는 비스페놀 기재 호모폴리카르보네이트 수지이고, 그들은 각각 분자량이 상이하고 ASTM D-1238에 따른 그들의 용융 유량(MFR)은 각각 약 16.5 내지 24, 13 내지 16, 7.5 내지 13.0 및 3.5 내지 6.5 g/10분이다. 이들은 바이엘 코포레이션(미국 펜실베니아주 피츠버그 소재)의 제품이다.
본 발명의 실시에 적합한 폴리카르보네이트 수지가 공지되어 있고 이의 구조 및 제조 방법은, 예를 들면 미국 특허 제3,030,331호; 동 제3,169,121호; 동 제3,395,119호; 동 제3,729,447호; 동 제4,255,556호; 동 제4,260,731호; 동 제4,369,303호, 및 동 제4,714,746호(모두 본원에 참고 문헌으로 포함됨)에 개시되어 있다. 본원에서 바람직한 폴리카르보네이트 수지는 그의 분자 구조 내에 할로겐 또는 티오디페놀로부터 유래된 단위를 함유하지 않는다.
적하방지제로서의 PTFE의 용도가 공지되어 있다(예를 들면, 미국 특허 제4,391,935호 및 동 제5,102,696호(모두 본원에 참고 문헌으로 포함됨) 참고). 적합한 PTFE는 성형품에 소섬유화된(fibrillated) 형상이 있어 물품의 연소(burning) 동안 용융 강도를 제공하는 것을 특징으로 한다. 적합한 PTFE는 듀폰(DuPont)으로부터 상품명 테플론(Teflon)하에 및 3M의 자회사인 디네온(Dyneon)으로부터 디네온 PTFE로 시판중이다.
독일 특허 제DE-OS 33 22 260호(ABS와 공침된 PTFE) 및 미국 특허 제5,804,654호(본원에 참고 문헌으로 포함됨)에 개시된 바와 같은 PTFE 및 중합체 캐리어를 함유하는 블렌드는 폴리스티렌, 폴리-α-알킬스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, α-알킬스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 중합체 또는 공중합체, 및 이들의 혼합물로 적어도 부분적으로 캡슐화되어 자유 흐름 미립자 물질을 형성한다. 캡슐화 중합체 또는 공중합체는 PTFE 라텍스의 존재하에서 1종 이상의 단량체의 에멀전 중합에 의해 얻는다. 바람직한 실시양태는 폴리스티렌, 폴리(α-알킬스티렌), 특히 폴리(α-메틸스티렌), 비닐 중합체, 특히 폴리(비닐 클로라이드), 폴리(비닐 아세테이트), 폴리(메틸 메타크릴레이트), 스티렌-아크릴로니트릴, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 공중합체, 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 및 이들의 혼합물을 포함한다. 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN)가 가장 바람직하다. PTFE의 비율은 블렌드 중 중합체의 총 중량에 대해 일반적으로 0.01 내지 80 중량％, 바람직하게는 5 내지 70 중량％이다. 중합체 블렌드는 PTFE 라텍스의 존재하에서 단량체 또는 단량체의 혼합물의 에멀전 중합에 의해, 바람직하게는 라디칼 경로에 의해 간단히 제조할 수 있다. 각종 에멀전-중합 방법이 사용되어 캡슐화 중합체, 예를 들면 불연속, 반연속 또는 연속 에멀전을 제조할 수 있다. 본 발명에 사용되는 용어 "에멀전"은 에멀전 단독 또는 에멀전-서스펜전을 나타낸다. 적합한 이러한 블렌드는 블렌덱스(Blendex) 449로서 GE 플라스틱스(GE Plastics)로부터 시판중이다.
본 발명에 적합한 술포-개질된 폴리에스테르는 소디오술포 치환체를 함유하는 선형, 무정형 및 수분산성의 코폴리이소프탈레이트이다. 치환체는 5-(소디오술포)-이소프탈산으로부터 유래된다. 이들 폴리에스테르는 미국 특허 제4,499,262호 및 동 제5,646,237호(모두 참고 문헌으로 포함됨)에 개시된 절차에 따라 제조될 수 있다.
적합한 술포-개질된 폴리에스테르는 AQ 중합체 등급 38S 및 55S로 이스트만(Eastman)으로부터 얻을 수 있다. 38S 및 55S는 각각 39 몰％ 및 41.3 몰％의 이소프탈산, 5.1 및 2.9 몰％의 5-(소디오술포)-이소프탈산, 26.2 및 16.5 몰％의 1,4-시클로헥산-디메탄올, 및 29.7 및 39.3 몰％의 디에틸렌글리콜을 기재로 한다. 38S 및 55S의 5-(소디오술포)-이소프탈산 단량체로부터 유래된 나트륨 함량은 각각 1.1 및 2 중량％이다. 38S의 유리 전이 온도(Tg)는 35 내지 38℃이며, 55S의 Tg는 51 내지 55℃이다.
본 발명에 따른 조성물은 그들의 기능 및 용도에 따라 강화제, 충전제, 안정화제, 염료, 안료, 가소제 및 이형제를 비롯한 폴리카르보네이트 업계에 공지된 추가의 첨가제를 함유할 수 있다. 조성물의 제조는 당업계에 널리 공지된 전형적인 절차를 따른다.
본 발명을 하기 실시예에 의해 추가로 설명하나, 이에 제한되지는 않으며, 달리 지시되지 않는 경우 모든 부 및 백분율은 중량 기준이다.
본 발명에 따른 조성물을 제조하고 그들의 특성을 평가하였다. 예시된 조성물의 제조 및 그들의 특성을 하기 표에 나타내었다.
조성물의 제조시 하기 성분을 사용하였다.
폴리카르보네이트(이하에 PC로 지칭함): 마크롤론 2608, 비스페놀-A 기재 호모폴리카르보네이트, 바이엘 폴리머즈(Bayer Polymers)의 제품, ASTM D1238에 따라 300 ℃/1.2 kG 부하에서 측정한 용융 유량은 10 g/10분임.
PTFE는 약 50 중량％의 스티렌-아크릴로니트릴(SAN) 및 50 중량％의 PTFE를 함유하는 블렌덱스 449(지이 스페셜티 케미칼즈(GE Specialty Chemicals)의 제품)를 분말 PTFE/SAN 블렌드 형태로 조성물에 도입하였다.
술포-개질된 폴리에스테르(이하에 SMP로 지칭함): 명칭 AQ 38S 하에 얻을 수 있는 이스트만의 제품.
조성물은 당업자에게 널리 공지된 전형적인 수단 및 통상의 절차로 제조하였다.
1 2 3 4 4A 4B
PC, 중량％ 100 99.4 99.3 99.2 99.1 99.0
PTFE, 중량％ 0 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5
SMP, 중량％ 0 0 0 0 0 0
MFR, g/10분 11.17 12.2 10.2 12.5 9.4 12.4
충격 강도, 아이조드 노치, 1/8", ft-lb./in. 16.4 17.5 18 17 19 17.1
난연성
1/16"에서의 UL 94-V		 V2 V2 V2 VO/F* V1 V1/V0
* F는 실패를 나타냄
PC에 증가한 양의 PTFE의 첨가는 충분히 높은 난연성을 성형품에 부여하였다. 폴리카르보네이트에 PTFE를 0.35 중량％ 이하로 첨가하는 것은 두께가 1/16"인 시험편에 대한 UL-94 시험에서 개선을 나타내지 않았으며, 더 많은 양의 경우 일관되지 않은 성능을 나타내었다. 4A 및 4B로 지시된 조성물의 가연성 평가는 나머지 조성물에 대해서는 향상되었으나, 성능은 일치되지 않는 것으로 나타났다.
5 6 6A 6B 6C 7 7A
PC, 중량％ 99.8 99.6 99.5 99.0 98.5 99.2 99.0
PTFE, 중량％ 0 0 0 0 0 0.2 0.2
SMP, 중량％ 0.2 0.4 0.5 1.0 1.5 0.4 0.6
MFR, g/10분 11.8 13.6 11.8 14.1 17.3 11.7 11.7
충격 강도, 아이조드 노치, 1/8", ft-lb./in. 18.3 18.6 17.0 17.6 14.1 17.1 17.3
난연성
1/16"에서의 UL 94-V		 V2 V2 V2 V2 V2 V1 V2
상기 표 2는 SMP를 단독으로 또는 0.2％의 PTFE와 함께 혼입할 때 PC의 난연성이 실질적으로 변하지 않음을 나타내었다.
8 9 10 11
PC, 중량％ 99.3 99.2 99.0 98.8
PTFE, 중량％ 0.3 0.3 0.3 0.3
SMP, 중량％ 0.1 0.2 0.4 0.6
MFR, g/10분 11.0 12.1 12.0 12.1
충격 강도, 아이조드 노치, 1/8", ft-lb./in. 16.4 17.0 17.3 17.5
난연성
1/16"에서의 UL 94-V		 V-0 V-0 V-0 V-0
상기 표 3에서 보는 바와 같이, 0.1 내지 0.6％의 SMP를 0.3％의 PTFE를 함유하는 PC에 첨가하는 것은 조성물에 훨씬 향상된 난연성을 부여하였다.
12 13 14
PC, 중량％ 99.1 98.9 98.7
PTFE, 중량％ 0.35 0.35 0.35
SMP, 중량％ 0.2 0.4 0.6
MFR, g/10분 10.4 10.8 11.3
충격 강도, 아이조드 노치, 1/8", ft-lb./in. 19.0 18.0 13.5
난연성
1/16"에서의 UL 94-V		 V-0 V-0 V-0
상기 표 4에 나타난 결과는 본 발명의 조성물을 특징짓는 향상된 난연성을 나타내었다.
15 16 17 18
PC, 중량％ 99.1 99.0 98.8 98.6
PTFE, 중량％ 0.4 0.4 0.4 0.4
SMP, 중량％ 0.1 0.2 0.4 0.6
MFR, g/10분 11.1 12.5 11.7 12.5
충격 강도, 아이조드 노치, 1/8", ft-lb./in. 16.3 17.3 17.7 16.9
난연성
1/16"에서의 UL 94-V		 V-0 V-0 V-0 V-0
상기 표 5에 나타난 결과는 본 발명의 조성물을 특징짓는 향상된 난연성을 나타내었다.
19 20 21
PC, 중량％ 98.9 98.7 98.5
PTFE, 중량％ 0.45 0.45 0.45
SMP, 중량％ 0.2 0.4 0.6
MFR, g/10분 10.1 9.9 10.5
충격 강도, 아이조드 노치, 1/8", ft-lb./in. 16.0 13.0 12.0
난연성
1/16"에서의 UL 94-V		 V-0 V-0 V-0
상기 표 6에 나타난 결과는 본 발명의 조성물을 특징짓는 향상된 난연성을 나타내었다.
22 23 24
PC, 중량％ 98.8 98.6 98.4
PTFE, 중량％ 0.5 0.5 0.5
SMP, 중량％ 0.2 0.4 0.6
MFR, g/10분 10.7 10.3 10.1
충격 강도, 아이조드 노치, 1/8", ft-lb./in. 11.1 17.0 9.1
난연성
1/16"에서의 UL 94-V		 V-0 V-0 V-0
상기 표 3 내지 7에 나타난 결과는 본 발명의 조성물을 특징짓는 일관되고 향상된 난연성을 나타내었다.
설명의 목적을 위해 본 발명을 상기에 상세하게 기술하고 있으나, 이러한 설명은 그 목적만을 위한 것이며 특허청구범위에 의해 제한될 수 있는 것을 제외하고 본 발명의 개념 및 범위를 벗어나지 않으면서 당업자에 의한 그의 변형이 있을 수 있음을 인지해야 한다.

Claims (11)

1/16" 두께의 시험편에서 V-O 등급의 UL-94 내연성을 갖고, 하기를 포함하는 난연성의 열가소성 성형 조성물:
방향족 폴리카르보네이트 수지,
폴리(테트라플루오로에틸렌) 0.25％ 이상, 및
산-유래 구조 단위가 이소프탈산 단위 및 5-(소디오술포)-이소프탈산 단위로 이루어진 선형, 무정형 및 수분산성 코폴리에스테르 0.01％ 내지 0.8％
(백분율은 조성물의 중량에 대한 것임).
제1항에 있어서, 폴리(테트라플루오로에틸렌)의 양이 조성물의 중량을 기준으로 0.25 내지 2.0％인 조성물.
제1항에 있어서, 폴리(테트라플루오로에틸렌)의 양이 조성물의 중량을 기준으로 0.3 내지 1.0％인 조성물.
제1항에 있어서, 코폴리에스테르의 양이 조성물의 중량을 기준으로 0.05 내지 0.8％인 조성물.
제1항에 있어서, 코폴리에스테르의 양이 조성물의 중량을 기준으로 0.1 내지 0.8％인 조성물.
제1항에 있어서, 폴리(테트라플루오로에틸렌)이 폴리스티렌, 폴리-α-알킬스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, α-알킬스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 스티렌, 알킬 아크릴레이트, 및 알킬 메타크릴레이트의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 구성 요소에 의해 적어도 부분적으로 캡슐화된 테트라플루오로에틸렌 중합체를 함유하는 자유 흐름 분말 블렌드인 조성물.
제6항에 있어서, 상기 구성 요소가 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체인 조성물.
제6항에 있어서, 블렌드가 50 중량％의 폴리(테트라플루오로에틸렌) 및 50 중량％의 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체를 함유하는 조성물.
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