KR101506432B1 - 열가소성 폴리카보네이트 조성물 - Google Patents

Abstract

열가소성 조성물로서, 조성물 전체 중량을 기준으로, 30 내지 89.5 중량%의 방향족 폴리카보네이트, 0.5 내지 20 중량%의 충격 보강제, 0 내지 25 중량%의 방향족 비닐 공중합체, 6 내지 35 중량%의 미네랄 충진제, 및 4 내지 20 중량%의 티타늄 디옥사이드를 포함하며, 상기 티타늄 디옥사이드는 실리콘 또는 실록산으로 코팅되어 있는 열가소성 조성물은, 코팅된 티타늄 디옥사이드 입자를 포함하지 않는 충진된 열가소성 조성물에 비하여 감퇴없이, 향상된 기계적 특성들과 다른 특징들을 나타내는 것으로 확인된다. 상기 조성물은 선택적으로 산 또는 산 염을 포함한다. 이러한 조성물을 성형, 압출, 가공 또는 형성함으로써 형성되는 물품을 제공한다.

Description

열가소성 폴리카보네이트 조성물{THERMOPLASTIC POLYCARBONATE COMPOSITIONS}

본 발명은 방향족 폴리카보네이트를 포함하는 열가소성 조성물, 특히 향상된 기계적 특성을 갖는 충진된 열가소성 폴리카보네이트 조성물에 관한 것이다.

폴리카보네이트는, 자동차 분야에서 전자제품까지, 넓은 범위의 응용분야에서 물품 또는 성분의 제조에 유용하다. 이러한 폭넓은 사용으로 인해, 특히 자동차 분야의 응용과 같은 금속 대체 응용분야에서, 우수한 연성 및 유동성은 유지하면서도, 향상된 강성(stiffness) 및 감소된 열 팽창 계수에 대한 요구가 있다.

폴리카보네이트에서 강성을 증가시키기 위한 알려진 한 가지 방법은, 탈크 및 미카와 같은, 미네랄 충진제를 첨가하는 것이다. 미네랄 충진된 폴리카보네이트 조성물 및 폴리카보네이트 조성물의 블렌드의 문제점은, 미네랄 충진된, 특히 탈크 및/또는 미카로 충진된, 폴리카보네이트 또는 폴리카보네이트 블렌드가 공정과정에서 감퇴되는 것이다. 여기에서 사용된, 폴리카보네이트 또는 폴리카보네이트 블렌드의 “감퇴하다” 및 “감퇴”는 당해 기술분야의 당업자에게 알려진 것이며, 일반적으로 분자량의 감소 및/또는 기계적 또는 물리적 특성에 있어서 좋지 못한 변화를 말한다.

충진된 폴리메릭 물질들에서 나타나는 감퇴의 양을 감소 또는 조절하기 위한 요구가 있으며, 또한 충진된 물질들이 충진되지 않은 폴리카보네이트 및 폴리카보네이트 블렌드와 유사한 정도의 향상된 기계적 특성들을 갖도록 하기 위한 필요성이 요구된다.

본 발명에 따른 열가소성 조성물은, 조성물 전체 중량을 기준으로, 30 내지 89.5 중량%의 방향족 폴리카보네이트, 0.5 내지 20 중량%의 충격 보강제, 0 내지 25 중량%의 방향족 비닐 공중합체, 6 내지 35 중량%의 미네랄 충진제; 및 4 내지 20 중량%의 티타늄 디옥사이드를 포함하며, 상기 티타늄 디옥사이드는 실리콘 또는 실록산으로 코팅되어 있다. 상기 조성물은 선택적으로 산(acid) 또는 산 염(acid salt)을 더 포함한다. 본 발명에 따른 상기 열가소성 조성물은 향상된 기계적 특성을 갖는다.

또 다른 일실시예에서, 열가소성 조성물은 조성물 전체 중량을 기준으로, 30 내지 89.5 중량%의 방향족 폴리카보네이트 수지, 0.5 내지 20 중량%의 충격 보강제, 0 내지 25 중량%의 방향족 비닐 공중합체, 6 내지 35 중량%의 탈크; 및 4 내지 20 중량%의 티타늄 디옥사이드를 포함하며, 상기 티타늄 디옥사이드는 실리콘 또는 실록산으로 코팅되어 있다.

이러한 조성물을 성형, 압출, 가공 또는 형성함으로써, 물품을 형성할 수 있다.

또 다른 일실시예에서, 열가소성 조성물은, 조성물 전체 중량을 기준으로, 50 내지 85 중량%의 방향족 폴리카보네이트 수지, 1 내지 20 중량%의 충격 보강제, 2 내지 25 중량%의 비닐 방향족 공중합체, 8 내지 25 중량%의 탈크, 0.01 내지 5 중량%의 산 또는 산 염, 4 내지 20 중량%의 티타늄 디옥사이드, 상기 티타늄 디옥사이드는 실리콘 또는 실록산으로 코팅되어 있으며, 및 0.01 내지 7 중량%의 첨가제로 구성되고, 상기 첨가제는 충진제, 적하 방지제(antidrip agent), 열 안정제, 광 안정제, 항산화제, 가소제, 대전 방지제, 성형 지연제, UV 흡수제, 윤활제, 안료, 염료, 착색제, 또는 이들의 둘 또는 그 이상의 조합을 포함한다.

위에서 설명된, 그리고 다른 특징들이, 아래의 상세한 설명에 의해 예시될 수 있다.

열가소성 조성물은, 조성물 전체 중량을 기준으로, 30 내지 89.5 중량%의 방향족 폴리카보네이트, 0.5 내지 20 중량%의 충격 보강제, 0 내지 25 중량%의 방향족 비닐 공중합체, 6 내지 35 중량%의 미네랄 충진제, 및 4 내지 20 중량%의 티타늄 디옥사이드를 포함하며, 상기 티타늄 디옥사이드는 실리콘 또는 실록산으로 코팅되어 있다. 상기 조성물은 선택적으로 산(acid) 또는 산 염(acid salt)을 더 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 조성물은 뛰어난 분자량 보유 뿐만 아니라 향상된 충격 및 연성을 나타낸다.

본 발명에서 사용된 “뛰어난 분자량 보유”란, 일부 형태의 공정을 거친 이후에 측정된 폴리카보네이트의 분자량이 상기 공정 이전의 폴리카보네이트의 분자량과 유사하거나 현저한 차이를 보이지 않은 경우를 의미한다. 다시 말해, 분자량의 감퇴로 인해 기계적 특성에 실질적으로 부정적인 영향을 미치지 않는 경우를 말한다. 일실시예에서, 분자량 보유는 80% 이상, 선택적으로는 85% 이상이고, 일부 실시예에서는 90%이상이다. 일실시예에서, 폴리카보네이트의 분자량은, 폴리스티렌 측정 표준을 기준으로, 46,000 g/mol 이상, 선택적으로는 48,000 g/mol 이상, 선택적으로는 50,000 g/mol 이상이다. 상기 공정은, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 기술 수준에 비추어 알려진, 예를 들어, 컴파운딩, 성형, 압출 및 다른 형태의 공정들을 포함한다.

일부 실시예에서, 상기 산 또는 산 염은 인을 포함한다. 상기 산 또는 산 염은, 존재한다면, 0.01 내지 5 중량%의 양, 또는 산 대 충진제의 중량비율을 기준으로 적어도 0.0035:1 이상 존재한다.

일부 실시예에서, 상기 충격 보강제는 ABS, MBS, Bulk ABS, AES, ASA, MABS, 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 및 그들의 조합을 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 방향족 비닐 공중합체는 SAN을 포함한다.

또 다른 일실시예에서, 상기 미네랄 충진제는 탈크이다. 적절한 탈크가 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 입자 크기 분포 D50이 3 마이크론 또는 그 이하인 미세 입자 탈크가 선택된다.

또 다른 일실시예에서, 열가소성 조성물은, 조성물 전체 중량을 기준으로, 30 내지 89.5 중량%의 방향족 폴리카보네이트 수지, 0.5 내지 20 중량%의 충격 보강제, 0 내지 25 중량%의 비닐 방향족 공중합체, 6 내지 35 중량%의 탈크, 및 4 내지 20 중량%의 티타늄 디옥사이드를 포함하며, 상기 티타늄 디옥사이드는 실리콘 또는 실록산으로 코팅되어 있다.

또 다른 일실시예에서, 열가소성 조성물은, 조성물 전체 중량을 기준으로, 50 내지 85 중량%의 방향족 폴리카보네이트 수지, 1 내지 20 중량%의 충격 보강제, 2 내지 25 중량%의 비닐 방향족 공중합체, 8 내지 25 중량%의 탈크, 0.01 내지 5 중량%의 산 또는 산염, 4 내지 20 중량%의 티타늄 디옥사이드 및 0.01 내지 7 중량%의 첨가제로 구성되고, 상기 티타늄 디옥사이드는 실리콘 또는 실록산으로 코팅되어 있으며, 상기 첨가제는 충진제, 적하 방지제(antidrip agent), 열 안정제, 광 안정제, 항산화제, 가소제, 대전 방지제, 성형 지연제, UV 흡수제, 윤활제, 안료, 염료, 착색제 또는 이들의 둘 또는 그 이상의 조합을 포함한다.

물품은 상기 열가소성 조성물들의 어느 하나로부터 형성될 수 있다.

불필요한 성분을 담금질(quenching), 비활성화 또는 불활성화시키기 위한 목적으로, 그리고 폴리카보네이트 또는 폴리카보네이트 블렌드를 안정화시키기 위하여, 폴리카보네이트 또는 폴리카보네이트 블렌드에 산 또는 산 염을 매우 소량으로 첨가하는 것은 당업계에 알려진 것이다. 상기 산의 첨가는, 종종 트랜스-에스테르화 촉매, 폴리카보네이트 합성 또는 응축 촉매를 불활성화시킨다. 불필요한 요소들을 불활성화 또는 비활성화하기 위하여 산을 포함하는 인과 산을 포함하는 인의 에스테르의 조합을 포함하는 조성물을 사용하는 것은 또한 알려진 것이다. 예를 들어, 크로스비(Crosby) 등의 미국 특허 제5,608,207호는 그 전체가 참조로써 여기에 통합된다. 상기 산, 산 염 및 산의 에스테르는, 담금질 또는 비활성화하기 위하여 매우 적은 수준으로 사용되며, 그러나 더 많은 수준으로 사용될 경우에는 폴리카보네이트 감퇴가 일어난다는 것이 알려져 있다.

본 발명에서 사용된 “폴리카보네이트”라는 용어는, 동일하거나 상이한 카보네이트 유닛들을 포함하는 중합체, 또는 동일하거나 상이한 카보네이트 유닛들을 포함하는 공중합체, 뿐만 아니라 카보네이트 이외의 하나 또는 그 이상의 유닛들을 포함하는 것(즉, 코폴리카보네이트)를 의미하고; “지방족(aliphatic)”이라는 용어는, 고리형이 아닌, 탄소 원자들의 선형 또는 가지형 배열을 포함하는 하나 이상의 원자가를 갖는 탄화수소 라디칼을 의미하고; “방향족(aromatic)”이란, 하나 이상의 방향족 그룹을 포함하는 하나 이상의 원자가를 갖는 라디칼을 의미하고; “지환족(cycloaliphatic)”이란, 고리형이나 방향족은 아닌, 탄소 원자들의 배열을 포함하는 하나 이상의 원자가를 갖는 라디칼을 의미하고; “알킬(alkyl)”은 직선 또는 가지형 체인의 일가의 탄화수소 라디칼을 의미하고; “알킬렌(alkylene)”은 직선 또는 가지형 체인의 이가의 탄화수소 라디칼을 의미하고; “알킬리덴(alkylidene)”은 단일 공통 탄소 원자에 대하여 양쪽의 원자가를 가진, 직선 또는 가지형 체인의 이가의 탄화수소 라디칼을 의미하고; “알케닐(alkenyl)”은 탄소-탄소 이중 결합에 의해 결합된 둘 이상의 탄소를 가진, 직선 또는 가지형 체인의 일가의 탄화수소 라디칼을 의미하고; “사이클로알킬(cycloalkyl)”은 셋 이상의 탄소 원자들을 가진 비-방향족 지환족의 일가의 탄화수소 라디칼로서, 하나 이상의 불포화도를 갖는 것을 의미하고; “사이클로알킬렌(cycloalkylene)”은 셋 이상의 탄소 원자들을 가진 비-방향족 지환족의 이가의 탄화수소 라디칼로서, 하나 이상의 불포화도를 갖는 것을 의미하고; “아릴(aryl)”은 일가의 방향족 벤진 고리 라디칼, 또는 하나 이상의 선택적으로 치환된 벤젠 고리들에 융합된 선택적으로 치환된 벤젠 고리 시스템 라디칼 시스템을 의미하고; “방향족 라디칼(aromatic radical)”은 하나 이상의 방향족 그룹을 포함하는 하나 이상의 원자가를 갖는 라디칼을 의미하고; 방향족 라디칼의 예로는 페닐, 피리딜, 푸라닐, 티에닐 및 나프틸 등이 포함되고; “아릴렌(arylene)”은 벤젠 고리 디라디칼 또는 하나 이상의 선택적으로 치환된 벤젠 고리에 융합된 벤젠 고리 시스템을 의미하고; “아킬아릴(alkylaryl)”은 위에서 정의된 아릴에 치환된 위에서 정의된 알킬 그룹을 의미하고; “아릴알킬(arylalkyl)”은 위에서 정의된 아킬에 치환된 위에서 정의된 아릴 그룹을 의미하고; “알콕시(alkoxy)”는 인접한 그룹에 산소 라디칼을 통해 연결된 위에서 정의된 알킬 그룹을 의미하고; “아릴옥시(aryloxy)”는 인접한 그룹에 산소 라디칼을 통해 연결된 위에서 정의된 아릴 그룹을 의미하고; 양과 관련되어 사용된“약”이라는 수식어는, 언급된 수치와 문맥적으로 지칭되는 의미를 포괄하는 것이며(예를 들어, 특정 함량의 측정과 관련된 오차 범위를 포함한다); “선택적” 또는 “선택적으로”는 이후에 설명되는 일이나 상황이 일어나거나 일어나지 않는 것을 의미하고, 또는 상기 이후에 관계된 물질이 존재하거나 존재하지 않는 경우를 의미하고, 상기 설명은 일 또는 상황이 일어나거나 물질이 존재하는 경우, 그리고 일 또는 상황이 일어나지 않거나 물질이 존재하지 않는 경우를 포함하고; “직접 결합”은 구조의 변수 설명의 일부로서, “직접 결합”으로 지칭된 변수의 선행 및 후행하는 치환체의 직접 결합을 의미한다.

화합물은 표준 명칭을 사용하여 설명된다. 예를 들어, 어떠한 지칭된 그룹에 의해 치환되지 않은 위치는, 지칭된 결합에 의해 충진된 원자가, 또는 수소 원자를 갖는 것으로 이해된다. 두 개의 문자 또는 심볼 사이가 아닌 대쉬(“-”)는 치환체의 부착 지점을 지칭하기 위해 사용된다. 예를 들어, -CHO는 카보닐(C=O) 그룹의 탄소를 통해 부착된다. “하나의”, “한”, “그” 또는 “상기”와 같은 단수 형태는, 만약 문맥상 명확하게 다른 것을 지칭하는 것이 아니라면, 복수의 대상을 포함할 수 있다. 동일한 특징 또는 성분을 언급하는 모든 범위의 경계치는 독립적으로 상기 언급된 경계치를 결합 및 포함할 수 있다. “첫번째(제 1)”, “두번째(제 2)” 등과 같은 용어는, 어떠한 순서, 양 또는 중요성을 나타내는 것은 아니며, 오히려 하나의 요소를 다른 것과 구별하기 위해 사용된다. 양과 관련되어 사용된“약”이라는 수식어는, 언급된 수치와 문맥적으로 지칭되는 의미를 포괄한다(예를 들어, 특정 함량의 측정과 관련된 오차 범위를 포함한다).

본 발명에서 사용된, “폴리카보네이트” 및 “폴리카보네이트 수지”라는 용어는, 하기 화학식 1의 카보네이트 유닛들의 반복되는 구조를 갖는 조성물을 포함한다:

상기 R¹ 그룹의 전체 수의 약 60% 이상은 방향족 유기 라디칼이고, 그 나머지는 지방족, 지환족 또는 방향족 라디칼이다. 일실시예에서, 각 R¹은 방향족 유기 라디칼, 예를 들어 화학식 2의 라디칼이고:

상기 식에서, 각 A¹ 및 A²는 단일고리형 이가의 아릴 라디칼이고, Y¹은 A¹ 및 A²를 분리하는 하나 또는 두 개의 원자를 갖는 가교 라디칼이다. 일실시예에서, 하나의 원자는 각 A¹과 A²를 분리한다. 이러한 형태의 라디칼에 대한 비제한적인 예로는 -O-, -S-, -S(O)-, -S(O₂)-, -C(O)-, 메틸렌, 사이클로헥실메틸렌, 2-[2.2.1]-바이사이클로헵틸리덴, 에틸리덴, 이소프로필리덴, 네오펜틸리덴, 사이클로헥실리덴, 사이클로펜타데실리덴, 사이클로도데실리덴, 및 아다만틸리덴이 있다. 상기 가교 라디칼 Y¹은 메틸렌, 사이클로헥실리덴 또는 이소프로필리덴과 같은 하이드로카본 그룹, 또는 포화된 하이드로카본 그룹일 수 있다.

폴리카보네이트는, 하기 화학식 3의 디하이드록시 화합물을 포함하는, 화학식 HO-R¹-OH를 갖는 디하이드록시 화합물의 계면 반응(interfacial reaction)에 의해 생성될 수 있으며:

여기서, Y¹, A¹ 및 A²는 위에서 설명된 바와 같다. 또한, 일반적 화학식 4의 비스페놀 화합물을 포함하고:

여기서 R^a 및 R^b는 각각 할로겐 원자 또는 일가의 하이드로카본 그룹을 나타내며, 동일 또는 상이할 수 있고; p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이며; X^a는 화학식 5의 그룹 중에서 하나이고:

상기 식에서, R^c 및 R^d는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 일가의 직선형 또는 고리형 하이드로카본 그룹을 나타내고, R^e는 이가의 하이드로카본 그룹이다.

일부 예로서, 적절한 디하이드록시 화합물의 비제한적인 예로는: 레조르시놀, 4-브로모레조르시놀, 하이드로퀴논, 4,4'-디하이드록시바이페닐, 1,6-디하이드록시나프탈렌, 2,6-디하이드록시나프탈렌, 비스(4-하이드록시페닐)메탄, 비스(4-하이드록시페닐)디페닐메탄, 비스(4-하이드록시페닐)-1-나프틸메탄, 1,2-비스(4-하이드록시페닐)에탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-1-페닐에탄, 2-(4-하이드록시페닐)-2-(3-하이드록시페닐)프로판, 비스(4-하이드록시페닐)페닐메탄, 2,2-비스(4-하이드록시-3-브로모페닐)프로판, 1,1-비스(하이드록시페닐)사이클로펜탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥산, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)이소부텐, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로도데칸, 트랜스-2,3-비스(4-하이드록시페닐)-2-부텐, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)아다만틴, (알파,알파'-비스(4-하이드록시페닐)톨루엔, 비스(4-하이드록시페닐)아세토니트릴, 2,2-비스(3-메틸-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-에틸-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-n-프로필-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-이소프로필-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-sec-부틸-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-사이클로헥실-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-아릴-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-메톡시-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)헥사플루오로프로판, 1,1-디클로로-2,2-비스(4-하이드록시페닐)에틸렌, 1,1-디브로모-2,2-비스(4-하이드록시페닐)에틸렌, 1,1-디클로로-2,2-비스(5-페녹시-4-하이드록시페닐)에틸렌, 4,4'-디하이드록시벤조페논, 3,3-비스(4-하이드록시페닐)-2-부타논, 1,6-비스(4-하이드록시페닐)-1,6-헥산디온, 에틸렌 글리콜 비스(4-하이드록시페닐)에테르, 비스(4-하이드록시페닐)에테르, 비스(4-하이드록시페닐)설파이드, 비스(4-하이드록시페닐)설폭사이드, 비스(4-하이드록시페닐)설폰, 9,9-비스(4-하이드록시페닐)플로린, 2,7-디하이드록시피렌, 6,6'-디하이드록시-3,3,3',3'-테트라메틸스피로(비스)인단 (“스피로바이인단 비스페놀(spirobiindane bisphenol)”), 3,3-비스(4-하이드록시페닐)프탈라이드, 2,6-디하이드록시디벤조-p-디옥신, 2,6-디하이드록시티안트렌, 2,7-디하이드록시페녹사틴, 2,7-디하이드록시-9,10-디메틸페나진, 3,6-디하이드록시디벤조푸란, 3,6-디하이드록시디벤조티오펜, 2,7-디하이드록시카르바졸, 3,3-비스(4-하이드록시페닐) 프탈이미딘, 및 2-페닐-3,3-비스-(4-하이드록시페닐)프탈이미딘 (PPPBP) 등, 뿐만 아니라 상기 디하이드록시 화합물들 중에서 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다.

화학식 3에 의해 표현될 수 있는 비스페놀 화합물 형태의 구체적인 예로는, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판 (이하에서는 “비스페놀 A” 또는 “BPA”라 함), 2,2-비스(4-하이드록시페닐)부탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)옥탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)n-부탄, 2,2-비스(4-하이드록시-1-메틸페닐)프로판 및 1,1-비스(4-하이드록시-t-부틸페닐)프로판을 포함한다. 상기 디하이드록시 화합물들 중에서 하나 이상을 포함하는 조합 역시 사용될 수 있다.

가지형 폴리카보네이트 역시 유용하며, 뿐만 아니라 선형 폴리카보네이트 및 가지형 폴리카보네이트의 블렌드도 사용될 수 있다. 상기 가지형 폴리카보네이트는 중합화 과정에서 가지화제(branching agent)를 첨가함으로써 제조될 수 있다. 이러한 가지화제는, 하이드록실, 카르복실, 카르복실릭 언하이드라이드, 할로포르밀 및 상기 기능기의 혼합물로부터 선택되는 셋 이상의 기능기들을 함유하는 다중기능성 유기 화합물을 포함한다. 구체적인 예로는, 트리멜리트산, 트리멜리틱 언하이드라이드, 트리멜리틱 트리클로라이드, 트리스-p-하이드록시 페닐 에탄, 이사틴-비스-페놀, 트리스-페놀 TC (1,3,5-트리스((p-하이드록시페닐)이소프로필)벤젠), 트리스-페놀 PA (4(4(1,1-비스(p-하이드록시페닐)-에틸) 알파, 알파-디메틸 벤질)페놀), 4-클로로포르밀 프탈릭 언하이드라이드, 트리메스산, 및 벤조페논 테트라카르복실산을 포함한다. 상기 가지화제는 약 0.05 중량% 내지 약 2.0 중량%의 수준으로 첨가될 수 있다. 폴리카르보네이트 말단기들의 모든 형태는, 폴리카르보네이트 조성물에 유용한 것으로 고려되며, 그러한 말단기들은 열가소성 조성물의 원하는 특성들에 현저한 영향을 미치지는 않는다.

본 발명에서 사용된 “폴리카보네이트” 및 “폴리카보네이트 수지”는, 폴리카보네이트와, 카보네이트 체인 유닛들을 포함하는 다른 공중합체의 블렌드를 더 포함한다. 구체적인 적절한 공중합체는, 코폴리에스테르-폴리카보네이트로도 알려진, 폴리에스테르 카보네이트이다. 그러한 공중합체는, 화학식 1의 반복되는 카보네이트 체인 유닛에 더하여, 화학식 6의 반복 유닛을 더 포함한다.

여기서 D는 디하이드록시 화합물로부터 유도된 이가의 라디칼이고, 예를 들어, C_{2 -10} 알킬렌 라디칼, C_{6 -20} 지환족 라디칼, C_{6 -20} 방향족 라디칼 또는 폴리옥시알킬렌 라디칼로서, 상기 알킬렌 그룹은 2 내지 약 6 탄소 원자, 구체적으로는 2, 3 또는 4 탄소 원자를 함유하고, T는 디카르복실산으로부터 유도된 이가 라디칼이고, 예를 들어, C_{2 -10} 알킬렌 라디칼, C_{6 -20} 지환족 라디칼, C_{6 -20} 알킬 방향족 라디칼 또는 C_6-20 방향족 라디칼일 수 있다.

일실시예에서, D는 C_{2 -6} 알킬렌 라디칼이다. 또 다른 일실시예에서, D는 화학식 7의 방향족 디하이드록시 화합물로부터 유도된다:

여기서 각 R^f는 독립적으로 할로겐 원자, C_{1 -10} 하이드로카본 그룹 또는 C_{1 -10} 할로겐 치환된 하이드로카본 그룹이고, n은 0 내지 4이다. 상기 할로겐은 항상 브롬이다. 화학식 7에 표현될 수 있는 화합물의 예로는, 레조르시놀, 5-메틸 레조르시놀, 5-에틸 레조르시놀, 5-프로필 레조르시놀, 5-부틸 레조르시놀, 5-t-부틸 레조르시놀, 5-페닐 레조르시놀, 5-쿠밀 레조르시놀, 2,4,5,6-테트라플루오르 레조르시놀 또는 2,4,5,6-테트라브로모 레조르시놀 등과 같은 치환된 레조르시놀 화합물; 카테콜; 하이드로퀴논; 2-메틸 하이드로퀴논, 2-에틸 하이드로퀴논, 2-프로필 하이드로퀴논, 2-부틸 하이드로퀴논, 2-t-부틸 하이드로퀴논, 2-페닐 하이드로퀴논, 2-쿠밀 하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라메틸 하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라-t-부틸 하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라플루오로 하이드로퀴논, 또는 2,3,5,6-테트라브로모 하이드로퀴논 등가 같은 치환된 하이드로퀴논; 또는 상기 화합물들 중에서 하나 이상을 포함하는 조합 등을 포함한다.

폴리에스테르를 제조하기 위하여 사용될 수 있는 방향족 디카르복실산의 예로는, 이소프탈 또는 테레프탈산, 1,2-디(p-카르복시페닐)에탄, 4,4'-디카르복시디페닐 에테르, 4,4'-비스벤조산 및 상기 산들의 하나 이상을 포함하는 혼합물을 포함한다. 1,4-, 1,5- 또는 2,6-나프탈렌디카르복실산들과 같은, 접합 고리(fused ring)를 함유하는 산들이 또한 존재할 수 있다. 구체적인 디카르복실산으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌 디카르복실산, 사이클로헥산 디카르복실산 또는 그들의 혼합물들이 있다. 구체적인 디카르복실산은 이소프탈산과 테레프탈산의 혼합물을 포함하고, 테레프탈산의 이소프탈산에 대한 중량비는 약 10:1 내지 약 0.2:9.8이다. 또 다른 구체적인 일실시예에서, D는 C_{2 -6} 알킬렌 라디칼이고 T는 p-페닐렌, m-페닐렌, 나프탈렌, 이가의 지환족 라디칼 또는 그들의 혼합물이다. 이러한 종류의 폴리에스테르는 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)를 포함한다.

구체적인 일실시예에서, 상기 폴리카보네이트는 비스페놀 A로부터 유도된 선형의 단일중합체이며, A¹과 A²는 각각 p-페닐렌이고 Y¹은 이소프로필리덴이다.

적절한 폴리카보네이트는 계면 중합 및 용융 중합과 같은 공정에 의해서 제조될 수 있다. 계면 중합에 대한 반응 조건은 다양할 수 있으며, 예시적인 공정으로는 일반적으로, 수용성 가성소다(caustic soda) 또는 가성칼륨(potash) 하에서 디하이드릭 페놀 반응물을 용해 또는 분산시키는 공정, 적절한 수-불용성 용매 배지에 반응 혼합물을 첨가하는 공정, 및 예를 들어, 약 8 내지 약 10과 같은 조절된 pH 조건에서, 트리에틸아민 또는 상 전이 촉매와 같은 적절한 촉매의 존재하에서 반응물을 카보네이트 전구체와 접촉시키는 공정을 포함한다. 가장 통상적으로 사용되는 수 불용성 용매로는, 메틸렌 클로라이드, 1,2-디클로로에탄, 클로로벤젠 및 톨루엔 등을 포함한다. 적절한 카보네이트 전구체로는, 예를 들어, 카보닐 브로마이드 또는 카보닐 클로라이드와 같은 카보닐 할라이드, 또는 디하이드릭 페놀의 비스할로포르메이트(예, 비스페놀 A의 비스클로로포르메이트 또는 하이드로퀴논 등) 또는 글리콜(예, 에틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜 또는 폴리에틸렌 글리콜 등)과 같은 할로포르메이트를 포함한다. 상기 형태의 카보네이트 전구체들 중에서 하나 이상을 포함하는 조합들도 역시 사용될 수 있다.

사용가능한 상 전이 촉매들 중에는 화학식 (R³)₄Q⁺X의 촉매가 있으며, 각 R³는 동일하거나 상이하며, C_{1 -10} 알킬 그룹이고; Q는 질소 또는 인 원자이고; X는 할로겐 원자 또는 C_{1 -8} 알콕시 그룹 또는 C_{6 -188} 아릴옥시 그룹이다. 적절한 상 전이 촉매로는, 예를 들어, [CH₃(CH₂)₃]₄NX, [CH₃(CH₂)₃]₄PX, [CH₃(CH₂)₅]₄NX, [CH₃(CH₂)₆]₄NX, [CH₃(CH₂)₄]₄NX, CH₃[CH₃(CH₂)₃]₄NX 및 CH₃[CH₃(CH₂)₂]₃NX를 포함하며, X는 Cl^-, Br^-, C_{1 -8} 알콕시 그룹 또는 C_{6 -188} 아릴옥시 그룹이다. 상 전이 촉매의 효과적인 함량은, 포스겐화(phosgenation) 혼합물에서 비스페놀의 중량을 기준으로, 약 0.1 내지 약 10 중량%일 수 있다. 또 다른 일실시예에서, 상 전이 촉매의 효과적인 함량은, 포스겐화(phosgenation) 혼합물에서 비스페놀의 중량을 기준으로, 약 0.5 내지 약 2 중량%일 수 있다.

다른 방법으로, 용융 공정이 상기 폴리카보네이트를 제조하기 위하여 사용될 수 있다. 일반적으로, 용융 중합 공정에서, 폴리카보네이트는, 용융 상태에서, 단일 분산을 형성하기 위한 벤버리® 믹서 또는 이중 스크류 압출기 등에서 에스테르 교환(transesterification) 촉매의 존재하에서, 디하이드록시 반응물과 디페닐 카보네이트와 같은 디아릴 카보네이트 에스테르의 공-반응에 의해 제조될 수 있다. 휘발성 모노히드릭 페놀은 증류에 의해 용융된 반응물로부터 제거되고, 중합체는 용융 잔기로서 분리된다.

상기 폴리카보네이트 수지는 계면 중합에 의해 또한 제조될 수 있다. 디카르복실산을 그 자체로 이용하는 것보다는, 그것도 가능하며, 때로는 보다 바람직하게는, 산 할라이드에 대응되는, 구체적으로는 산 디클로라이드 및 산 디브로마이드 등의, 산의 반응 유도체를 사용할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 이소프탈산, 테레프탈산 또는 그들의 혼합물을 사용하는 대신, 이소프탈로일 디클로라이드, 테레프탈로일 디클로라이드 및 그들의 혼합물을 이용하는 것이 가능하다.

위에서 언급된 폴리카보네이트에 추가하여, 상기 폴리카보네이트와 다른 열가소성 중합체들과의 조합, 예를 들어, 폴리카보네이트 및/또는 폴리카보네이트 공중합체와 폴리에스테르의 조합을 사용하는 것이 또한 가능하다. 본 발명에서 사용된 “조합”은 모든 혼합물, 블렌드 및 합금 등을 포함한다. 적절한 폴리에스테르는 화학식 6의 반복 유닛을 포함하고, 예를 들어, 폴리(알킬렌 디카르복실레이트), 액상 결정질 폴리에스테르 및 폴리에스테르 공중합체일 수 있다. 예를 들어, 셋 또는 그 이상의 하이드록실 그룹을 갖는 글리콜 또는 3기능 또는 다중기능 카르복시산의, 가지화제가 혼입된, 가지형 폴리에스테르를 사용하는 것이 또한 가능하다. 나아가, 상기 조성물의 최종 용도에 따라서는, 때로는 폴리에스테르 상에서 다양한 농도의 산 및 하이드록실 말단기들을 갖는 것이 바람직하다.

일실시예에서, 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)가 사용된다. 적절한 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)의 구체적인 예로는, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트) (PBT), 폴리(에틸렌 나프타노에티트) (PEN), 폴리(부틸렌 나프타노에이트) (PBN), (폴리프로필렌 테레트탈레이트) (PPT), 폴리사이클로헥산디메탄올 테레프탈레이트 (PCT) 및 상기 폴리에스테르들 중에서 하나 이상을 포함하는 조합이 있다. 또한, 코폴리에스테르를 제조하기 위해서, 위의 폴리에스테르들과 지방족 이염기산(diacid) 및/또는 지방족 폴리올로부터 유도된 유닛의, 예로서 약 0.5 내지 약 10 중량%의, 소량을 고려할 수 있다.

하나 또는 그 이상의 폴리카보네이트 블렌드 및/또는 혼합물이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 고 유동성 및 저 유동성 폴리카보네이트가 함께 블렌드될 수 있다.

상기 열가소성 물질은, 상기 열가소성 조성물의 충격 저항성을 증가시키기 위하여, 하나 또는 그 이상의 충격 보강제 조성물을 더 포함한다. 이러한 충격 보강제는, (i) 약 10℃ 미만, 보다 구체적으로는 약 -10℃ 미만, 또는 보다 구체적으로는 약 -40℃ 내지 -80℃의 Tg를 갖는 탄성중합성 (즉, 고무 같은) 중합체 기질, 및 (ii) 탄성중합성 중합체 기질로 그라프트된 경질 중합성 수퍼스트레이트(superstrate)를 포함하는 탄성중합체(elastomer)-보강된 그라프트 공중합체를 포함할 수 있다. 알려진 바와 같이, 탄성중합체-보강된 그라프트 공중합체들은 먼저 탄성중합성(elastomic) 중합체를 제공하고, 그런 다음 상기 그라프트 공중합체를 얻기 위하여 탄성중합체의 존재하에서 경질상의 구성 단량체(들)을 중합함으로써 제조될 수 있다. 그라프트는 그라프트 가지 또는 탄성중합체 코어에 대한 쉘로서 부착될 수 있다. 상기 쉘은 단지 물리적으로 코어를 캡슐화하거나, 또는 상기 쉘은 부분적으로 또는 본질적으로 완전히 코어에 그라프트될 수 있다.

상기 탄성중합체 상으로 사용하기 위한 적절한 물질로는, 예를 들어, 콘주케이트된 디엔 고무; 콘주게이트된 디엔과 약 50 중량% 미만의 공중합될 수 있는 단량체의 공중합체; 에틸렌 프로필렌 공중합체 (EPR) 또는 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체 고무 (EPDM)와 같은 올레핀 고무; 에틸렌-비닐 아세테이트 고무; 실리콘 고무; 탄성중합성 C_{1 -8} 알킬 (메트)아크릴레이트; C_{1 -8} 알킬 (메트)아크릴레이트와 부타디엔 및/또는 스티렌의 탄성중합성 공중합체; 또는 상기 탄성중합체들의 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다.

상기 탄성중합체 상을 제조하기 위한 적절한 콘주게이트된 디엔 단량체는 화학식 8과 같다:

여기서 각각의 X^b는 독립적으로 수소 또는 C₁-C₅ 알킬 등이다. 사용될 수 있는 콘주게이트된 디엔 단량체의 예로는, 부타디엔, 이소프렌, 1,3-헵타디엔, 메틸-1,3-펜타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 2-에틸-1,3-펜타디엔; 1,3- 및 2,4-헥사디엔 등 뿐만 아니라, 상기 콘주게이트된 디엔 단량체들 중에서 하나 이상을 포함하는 혼합물이 있다. 구체적인 콘주게이트된 디엔 단일중합체는 폴리부타디엔 및 폴리이소프렌을 포함한다.

콘주게이트된 디엔 고무의 공중합체가 또한 사용될 수 있으며, 예를 들어 콘주게이트된 디엔 및 그것과 함께 공중합될 수 있는 하나 또는 그 이상의 단량체들의 수용성 라디칼 에멀젼 중합에 의해 생산된다. 콘주게이트된 디엔과의 공중합을 위해 적절한 단량체로는, 비닐 나프탈렌 및 비닐 안트라센 등과 같은, 응축된 방향족 고리 구조를 함유하는 모노비닐방향족 단량체, 또는 화학식 9의 단량체를 포함한다:

여기서 각각의 X^c는 독립적으로 수소, C₁-C₁₂ 알킬, C₃-C₁₂ 사이클로알킬, C₆-C₁₂ 아릴, C₇-C₁₂ 아랄킬, C₇-C₁₂ 알카릴, C₁-C₁₂ 알콕시, C₃-C₁₂ 사이클로알콕시, C₆-C₁₂ 아릴옥시, 클로로, 브로모 또는 하이드록시이고, R은 수소, C₁-C₅ 알킬, 브로모 또는 클로로이다. 사용될 수 있는 적절한 모노비닐방향족 단량체의 예로는, 스티렌, 3-메틸스테렌, 3,5-디에틸스티렌, 4-n-프로필스티렌, 알파-메틸스테린, 알파-메틸 비닐톨루엔, 알파-클로로스티렌, 알파-브로모스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 테트라-클로로스티렌 등 및 상기 화합물들 중에서 하나 이상을 포함하는 조합이 있다. 스티렌 및/또는 알파-메틸스티렌은 콘주게이트된 디엔 단량체와 공중합될 수 있는 단량체로서 사용될 수 있다.

콘주게이트된 디엔과 공중합될 수 있는 다른 단량체로는, 모노비닐 단량체로서 이타콘산, 아크릴아미드, N-치환된 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드, 말레익 언하이드라이스, 말레이미드, N-알킬-, 아릴-, 또는 할로아릴-치환된 말레이미드, 글리시딜 (메트)아크릴레이트, 및 일반적인 화학식 10의 단량체가 있다:

여기서 R은 수소, C₁-C₅ 알킬, 브로모 또는 클로로이고, X^d는 시아노, C₁-C₁₂ 알콕시카르보닐, C₁-C₁₂ 아릴옥시카르보닐 또는 하이드록시 카르보닐 등이다. 화학식 10의 단량체의 예로는, 아크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 알파-클로로아크릴로니트릴, 베타-클로로아크릴로니트릴, 알파-브로모아크릴로니트릴, 아크릴산, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, t-부틸 (메트)아크릴레이트, n-프로필 (메트)아크릴레이트, 이소프로필 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트 등과 상기 단량체들 중에서 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. n-부틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 및 2-에틸헥실 아크릴레이트와 같은 단량체들은 콘주게이트된 디엔 단량체와 공중합될 수 있는 단량체로 공통적으로 사용된다. 상기 모노비닐 단량체들과 모노비닐방향족 단량체들의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.

탄성중합성 상으로 사용하기에 적절한 적절한 (메트)아크릴레이트 단량체는, C_1-8 알킬 (메트)아크릴레이트, 구체적으로는 C_{4 -6} 알킬 아크릴레이트, 예를 들어 n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트 등 및 상기 단량체들 중에서 하나 이상을 포함하는 조합의, 교차-결합된 미립자의 에멀전 단일 중합체 또는 공중합체일 수 있다. 상기 C_{1 -8} 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체는, 화학식 8, 9 또는 10의 공단량체 15 중량% 이하인 혼합물에서 선택적으로 중합될 수 있다. 예시적인 공단량체는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 부타디엔, 이소프렌, 스티렌, 메틸 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 펜에틸메타크릴레이트, N-사이클로헥실아크릴아미드, 비닐 메틸 에테르 또는 아크릴로니트릴 및 상기 공단량체들 중에서 하나 이상을 포함하는 혼합물을 포함한다. 선택적으로, 다기능성의 가교 공단량체는 5 중량% 이하로 존재할 수 있으며, 예를 들어 디비닐벤젠, 글리콜 비스아크릴레이트와 같은 알킬렌디올 디(메트)아크릴레이트, 알킬렌트리올 트리(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르 디(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르 디(메트)아크릴레이트, 비스아크릴아미드, 트리알릴 시아누레이트, 트리알릴 이소시아누레이트, 알릴 (메트)아크릴레이트, 디알릴 말레이트, 디알릴 푸마레이트, 디알릴 아디페이트, 시트르산의 트리알릴 에스테르, 인산의 트리알릴 에스테르 등, 뿐만 아니라 상기 가교제들 중에서 하나 이상을 포함하는 조합이 있다.

상기 탄성중합체 상은, 연속적인, 세미배치 또는 배치 공정을 이용하여, 메스(mass), 에멀전, 서스펜션, 솔루션 또는 벌크-서스펜션, 에멀젼-서스펜션, 벌크-솔루션 또는 다른 기술들과 같이 조합된 공정에 의해 중합될 수 있다. 탄성중합체 기질의 입자 크기는 결정적인 것은 아니다. 예를 들어, 약 0.001 내지 약 25 마이크로미터, 구체적으로는 약 0.01 내지 약 15 마이크로미터, 또는 더욱 구체적으로는 약 0.1 내지 약 8 마이크로미터의 평균 입자 크기가, 에멀젼 기반 중합된 고무 격자로 사용될 수 있다. 약 0.5 내지 약 10 마이크로미터, 구체적으로는 약 0.6 내지 약 1.5 마이크로미터의 입자 크기가, 벌크 중합된 고무 기질로 사용될 수 있다. 입자 크기는 단일 광투과법(simple light transmission methods) 또는 CHDF(capillary hydrodynamic chromatography)에 의해 측정될 수 있다. 상기 탄성중합체 상은, 미립자, 적절하게 교차-결합된 코주게이트된 부타디엔 또는 C_{4 -6} 알킬 아크릴레이트 고무일 수 있으며, 바람직하게는 70% 이상의 겔 함량을 갖는다. 또한 부타디엔과 스티렌 및/또는 C_{4 -6} 알킬 아크릴레이트 고무의 혼합물이 적절하다.

상기 탄성중합체 상은, 전체 그라프트 공중합체의 약 5 중량% 내지 약 95 중량%, 구체적으로는 약 20 중량% 내지 약 90 중량%, 보다 구체적으로는 약 40 중량% 내지 약 85 중량%의 탄성중합체-개질된 그라프트 공중합체, 경질 그라프트 상인 잔기를 제공할 수 있다.

상기 탄성중합체-개질된 그라프트 공중합체의 경질 상은, 하나 또는 그 이상의 탄성중합성 중합체 기질의 존재하에서, 모노비닐방향족 단량체 및 선택적으로 하나 또는 그 이상의 공단량체를 포함하는 혼합물의 그라프트 중합에 의해 형성될 수 있다. 상기 언급된 화학식 9의 모노비닐방향족 단량체는 경질 그라프트 상에서 사용될 수 있으며, 스티렌, 알파-메틸 스티렌, 디브로모스티렌, 비닐톨루엔, 비닐자일렌, 부틸스티렌, 파라-하이드록시스티렌 또는 메톡시스티렌 등과 같은 할로스티렌 또는 상기 모노비닐방향족 단량체들 중에서 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 적절한 공단량체로는, 예를 들어, 위에서 언급된 모노비닐 단량체 및/또는 화학식 10의 단량체를 포함한다. 일실시예에서, R은 수소 또는 C₁-C₂ 알킬이고, X^d는 시아노 또는 C₁-C₁₂ 알콕시카보닐이다. 상기 경질 상에서 사용하기 위한 적절한 공단량체의 구체적인 예로는, 아크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, n-프로필 (메트)아크릴레이트, 이소프로필 (메트)아크릴레이트 등 및 상기 공단량체들 중에서 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다.

경질 상에서 모노비닐방향족 단량체 및 공단량체의 상대적인 비율은, 탄성중합체 기질의 유형, 모노비닐방향족 단량체(들)의 유형, 공단량체(들)의 유형 및 충격 보강제의 희망하는 특성에 따라서 매우 다양할 수 있다. 상기 경질 상은 일반적으로, 공단량체(들)과의 비율에 따라, 100 중량% 이하의 모노비닐 방향족 단량체, 구체적으로는 약 30 내지 약 100 중량%, 보다 구체적으로는 약 50 내지 약 90 중량%의 모노비닐 방향족 단량체를 포함할 수 있다.

탄성중합체-개질된 중합체의 양에 따라, 그라프트되지 않은 경질 중합체 또는 공중합체의 분리 매트릭스 또는 연속 상은, 탄성중합체-개질된 그라프트 공중합체와 함께 동시에 얻어질 수 있다. 전형적으로, 그러한 충격 보강제는, 충격 보강제의 전체 중량을 기준으로, 약 40 중량% 내지 약 95 중량% 탄성중합체-개질된 그라프트 공중합체 및 약 5 중량% 내지 약 65 중량% 그라프트 (공)중합체를 포함한다. 또 다른 일실시예에서, 이러한 충격 보강제는, 충격 보강제 전체 중량을 기준으로, 약 15 중량% 내지 약 50 중량%, 보다 구체적으로는 약 15 중량% 내지 약 25 중량% 그라프트 (공)중합체와 함께, 약 50 중량% 내지 약 85 중량%, 보다 구체적으로는 약 75 중량% 내지 약 85 중량% 고무-개질된 그라프트 공중합체를 포함한다.

탄성중합체-개질된 충격 보강제의 또 다른 구체적인 유형은, 하나 이상의 실리콘 고무 단량체, H₂C=C(R^g)C(O)OCH₂CH₂R^h의 화학식을 갖는 가지형 아크릴레이트 고무 단량체로부터 유도된 구조 유닛들을 포함하며, 여기서 R^g는 수소 또는 C₁-C₈ 선형 또는 가지형 하이드로카르빌 그룹이고 R^h는 가지형 C₃-C₁₆ 하이드로카르빌 그룹; 제 1 그라프트 링크 단량체; 중합가능한 알케닐-함유 유기 물질; 및 제 2 그라프트 링크 단량체이다. 상기 실리콘 고무 단량체는, 예를 들어, 사이클릭 실록산, 테트라알콕시실란, 트리알콕시실란, (아크릴옥시)알콕시실란, (멜캅토알킬)알콕시실란, 비닐알콕시실란 또는 알릴알콕시실란의 단독 또는 조합된 형태로 포함할 수 있으며, 예로는, 데카메틸사이클로펜타실록산, 도데카메틸사이클로헥사실록산, 트리메틸트리페닐사이클로트리실록산, 테트라메틸테트라페닐사이클로테트라실록산, 테트라메틸테트라비닐사이클로테트라실록산, 옥타페닐사이클로테트라실록산, 옥타메틸사이클로테트라실록산 및/또는 테트라에톡시실란이 있다.

예시적인 가지형 아크릴레이트 고무 단량체는, 이소-옥틸 아크릴레이트, 6-메틸옥틸 아크릴레이트, 7-메틸옥틸 아크릴레이트 및 6-메틸헵틸 아크릴레이트 등을 단독 또는 조합된 형태로 포함한다. 중합가능한 알케닐-함유 유기 물질은, 예를 들어, 화학식 9 또는 10의 단량체, 예로서, 스티렌, 알파-메틸스티렌, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 또는 메틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 또는 n-프로필 아크릴레이트 등과 같은 비가지형(메트) 아크릴레이트, 단독 또는 조합된 형태로 포함한다.

하나 이상의 제 1 그라프트 링크 단량체는, (아크릴옥시)알콕시실란, (멜캅토알킬)알콕시실란, 비닐알콕시실란 또는 알릴알콕시실란, 단독 또는 조합된 형태일 수 있으며, 예로서, (감마-메타크릴옥시프로필)(디메톡시)메틸실란 및/또는 (3-멜캅토프로필)트리메톡시실란이다. 하나 이상의 제 2 크라프트 링크 단량체는, 알릴 메타크릴레이트, 트리알릴 시아누레이트 또는 트리알릴 이소사아누레이트의 단독 또는 조합의 형태와 같은, 하나 이상의 알릴 그룹을 갖는 폴리에틸렌성의 불포화된 화합물이다.

실리콘-아크릴레이트 충격 보강제 조성물은 에멀젼 중합에 의해 제조될 수 있으며, 예를 들어, 하나 이상의 실리콘 고무 단량체가, 약 30℃ 내지 약 110℃의 온도에서, 하나 이상의 제 1 그라프트 링크 단량체와 반응하여, 도데실벤젠설폰산과 같은 계면활성제의 존재하에서, 실리콘 고무 라텍스를 형성하게 된다. 다른 방안으로는, 사이클로옥타메틸테트라실록산과 같은 사이클릭 실록산 및 테트라에톡시오르토실리케이트는, (감마-메타아크릴옥시프로필)메틸디메톡시실란과 같은 제 1 그라프트 링크 단량체와 반응하여, 약 100 나노미터 내지 약 2 마이크로미터의 평균 입자 크기를 갖는 실리콘 고무를 제공할 수 있다. 하나 이상의 가지형 아크릴레이트 고무 조성물은, 그런 다음, 선택적으로 알릴메타크릴레이트와 같은 교차 결합 단량체의 존재하에서, 벤졸 퍼옥사이드와 같은 중합 촉매를 발생시키는 자유 라디칼의 존재하에서, 실리콘 고무 입자와 중합된다. 이러한 라텍스는 그런다음 중합가능한 알케닐-함유 유기 물질 및 제 2 그라프트 링크 단량체와 반응한다. 상기 그라프트 실리콘-아크릴레이트 고무 하이브리드의 라텍스 입자는 응고(응고제를 처리함으로써)를 통해 수상에서 분산될 수 있고, 미세 분말로 건조되어 실리콘-아크릴레이트 고무 충격 보강 조성물을 생성하게 된다. 이러한 방법은, 일반적으로 약 100 나노미터 내지 약 2 마이크로미터의 입자 크기를 갖는 실리콘-아크릴레이트 충격 보강제를 생산하기 위해 사용될 수 있다.

상기 탄성중합체-보강된 그라프트 공중합체의 형성을 위해 알려진 공정들은, 연속적인, 세미배치 또는 배치 공정들을 이용하여, 매스(mass), 에멀젼, 서스펜션, 및 솔루션 공정, 또는 벌크-서스펜션, 에멀젼-벌크, 벌크-솔루션 또는 다른 기술들과 같은 조합된 공정들을 포함한다.

바람직하게는, 상기 유형의 충격 보강제들은, C_{6 -30} 지방산의 알칼리 금속 염, 예를 들어 소듐 스테아레이트, 리튬 스테아레이트, 소듐 올레이트 및 포타슘 올레이트 등, 알칼리 금속 카보네이트, 도데실 디메틸 아민 및 도데실 아민 등과 같은 아민, 및 아민의 암모늄 염과 같은 염기 물질들을 유리시키는 에멀젼 중합화 공정에 의해 제조될 수 있다. 그러한 물질들은 에멀젼 중합화에서 계면활성제로 통상적으로 사용되며, 폴리카보네이트의 트랜스에스테르화 및/또는 감퇴를 촉진할 수 있다. 대신에, 이온 설페이트, 설포네이트 또는 포스페이트 계면활성제들은 충격 보강제, 특히 충격 보강제의 탄성중합성 기질 부분를 제조하는데 사용될 수 있다. 적절한 계면활성제는, 예를 들어, C_{1 -22} 알킬 또는 C_{7 -22} 알킬아릴 설포네이트, C_1-22 알킬 또는 C_{7 -25} 알킬아릴 설페이트, C_{1 -22} 알킬 또는 C_{7 -25} 알킬아릴 포스페이트, 치환된 실리케이트, 및 그들의 혼합물을 포함한다. 구체적인 계면활성제는 C_{6 -16}, 보다 구체적으로는 C_{8 -12} 알킬 설포네이트이다. 이러한 에멀젼 중합화 공정은 Rohm & Haas 및 General Electric Company와 같은 회사들의 다양한 특허 및 문헌들에 설명 및 개시되어 있다. 실제로, 상기 언급된 충격 보강제들은 지방산의 알칼리 금속염, 알칼리 금속 카보네이트 및 다른 염기 물질들을 유리시키도록 사용될 수 있다.

이러한 형태의 구체적인 충격 보강제는 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌(MBS) 충격 보강제이고, 상기 부타디엔 기질은 위에서 설명된 설포네이트, 설페이트 또는 포스페이트를 계면활성제로 사용하여 제조된다. ABS 및 MBS 이외에 탄성중합체-보강된 그라프트 공중합체의 다른 예로는, 특별히 제한되는 것은 아니나, 아크릴로니트릴-스티렌-부틸 아크릴레이트 (ASA), 메틸 메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 (MABS), 및 아크릴로니트릴-에틸렌-프로필렌-디엔-스티렌 (AES)를 포함한다.

일부 실시예에서, 상기 충격 보강제는 높은 고무 함량, 즉, 그라프트 중합체의 중량에 대하여 약 50 중량% 또는 그 초과, 선택적으로 약 60 중량% 또는 그 초과의 함량을 갖는 그라프트 중합체이다. 상기 고무는, 상기 그라프트 중합체에 대하여, 바람직하게는 약 95 중량% 또는 그 미만, 선택적으로 약 90 중량% 또는 그 미만의 양으로 존재한다.

상기 고무는 그라프트 공중합체의 골격을 형성하고, 바람직하게는 화학식 11의 구조를 갖는 콘주게이트된 디엔의 중합체이다:

상기 식에서, X^e는 수소, C₁-C₅ 알킬, 염소 또는 브롬이다. 사용될 수 있는 디엔의 예로는, 부타디엔, 이소프렌, 1,3-헵타-디엔, 메틸-1,3-펜타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 2-에틸-1,3-펜타디엔; 1,3- 및 2,4-헥사디엔, 클로로 및 브로모 치환된 부타디엔으로 디클로로부타디엔, 브로모부타디엔, 디브로모부타디엔, 상기 디엔들 중에서 하나 이상을 포함하는 혼합물 등이 있다. 바람직하게는 콘주게이트된 디엔은 부타디엔이다. 다른 단량체들과 콘주게이트된 디엔의 공중합체들이 또한 사용될 수 있으며, 예를 들어 부타디엔-스티렌, 및 부타디엔-아크릴로니트릴 등의 공중합체이다. 다른 방안으로, 상기 골격은, n-부틸 아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 위에서 하나 이상을 포함하는 혼합물에 기반한 것과 같은, 아크릴레이트 고무일 수 있다. 추가적으로, 소량의 디엔은 아크릴레이트 고무 골격에 공중합되어 그라프팅을 향상시킬 수 있다.

골격 중합체의 형성 이후에, 그라프팅 단량체는 골격 중합체의 존재하에서 중합된다. 그라프팅 단량체의 하나의 바람직한 예는, 화학식 12의 구조를 갖는 모노비닐방향족 하이드로카본이다:

상기 식에서, X^b는 위에서 정의된 바와 같고, X^f는 수소, C₁-C₁₀ 알킬, C₁-C₁₀ 사이클로알킬, C₁-C₁₀ 알콕시, C₆-C₁₈ 아킬, C₆-C₁₈ 아랄킬, C₆-C₁₈ 아릴옥시, 염소, 및 브롬 등이다. 예로는, 스티렌, 3-메틸스티렌, 3,5-디에틸스티렌, 4-n-프로필스티렌, 알파-메틸스티렌, 알파-메틸 비닐톨루엔, 알파-클로로스티렌, 알파-브로모스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 테트라-클로로스티렌 및 상기 화합물들 중에서 하나 이상을 포함하는 혼합물 등이 있다.

상기 중합체 골격의 존재하에서 중합될 수 있는 그라프팅 단량체의 두번째 형태는 화학식 13의 구조를 갖는 아크릴 단량체이다:

상기 식에서, X^b는 위에서 정의된 바와 같고, Y²는 시아노 또는 C₁-C₁₂ 알콕시카보닐 등이다. 그러한 아크릴 단량체들의 예로는, 아크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴, 메타크릴로니크릴, 알파-클로로아크릴로니트릴, 베타-클로로아크릴로니트릴, 알파-브로모아크릴로니트릴, 베타-브로모아크릴로니트릴, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 및 상기 단량체들 중에서 하나 이상을 포함하는 혼합물 등을 포함한다.

그라프팅 단량체들의 혼합물이 또한 사용될 수 있으며, 그라프트 공중합체를 제공하게 된다. 바람직한 혼합물로는, 모노비닐방향족 하이드로카본 및 아크릴 단량체를 포함한다. 바람직한 그라프트 공중합체는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 (ABS) 및 메타크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 (MBS) 수지를 포함한다. 적절한 높은-고무 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지는 General Electric Company의 BLENDEX® 등급 131, 336, 338, 360 및 415가 사용될 수 있다.

상기 조성물은 또한 방향족 비닐 공중합체, 예를 들어, 스티렌 공중합체(또는 “폴리스티렌 공중합체”라고도 함)를 포함할 수 있다. 여기에서 사용된 상기 “방향족 비닐 공중합체” 및 “폴리스티렌 공중합체” 및 “스티렌 공중합체”라는 용어는, 하나 이상의 모노비닐 방향족 하이드로카본을 사용하는 벌크, 서스펜션 및 에멀젼 중합을 포함하는 당업계에서 알려진 방법에 의해 제조된 중합체들을 포함한다. 상기 폴리스티렌 공중합체는 랜덤, 블록, 또는 그라프트 공중합체일 수 있다. 모노비닐 방향족 하이드로카본의 예로는, 알킬-, 사이클로알킬-, 아릴-, 알킬아릴-, 아랄킬-, 알콕시-, 아릴옥시-, 및 다른 치환된 비닐 방향족 화합물을 그것의 조합으로서 포함한다. 구체적인 예로는: 스티렌, 4-메틸스티렌, 3,5-디에틸스티렌, 4-n-프로필스티렌, 알파-메틸스티렌, 알파-메틸비닐톨루엔, 알파-클로로스티렌, 알파-브로모스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 테트라클로로스티렌 등 및 그들의 조합을 포함한다. 사용된 바람직한 모노비닐 방향족 하이드로카본은 스티렌 및 알파-메틸스티렌이다.

상기 조성물은 또한 방향족 비닐 공중합체를 포함한다. 상기 방향족 비닐 공중합체는, 비닐 단량체, 아크릴 단량체, 말레 무수물 및 유도체 등과 같은 공단량체와 그들의 조합을 함유한다. 여기에 정의된 바와 같이, 비닐 단량체들은, 하나 이상의 중합가능한 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 지방족 화합물이다. 둘 또는 그 이상의 탄소-탄소 이중 결합이 존재하면, 그들은 상호 같에 콘주게이트되거나 또는 그렇지 않을 수 있다. 적절한 비닐 단량체로는, 예를 들어, 에틸렌, 프로필렌, 부텐 (1-부텐, 2-부텐, 및 이소부텐을 포함), 펜텐 및 헥센 등; 1,3-부타디엔, 2-메틸-1,3-부타디엔 (이소프렌), 1,4-펜타디엔, 및 1,5-헥사디엔 등; 및 그들의 조합을 포함한다.

아크릴 단량체로는, 예를 들어, 아크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 알파-클로로아릴로니트릴, 베타-클로로아크릴로니트릴, 알파-브로모아크릴로니트릴, 및 베타-브로모아크릴로니트릴, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트 등과 그들의 혼합물을 포함한다.

말레 무수물과 그들의 유도체는, 예를 들어, 말레 무수물, 말레이미드, N-알킬 말레이미드, N-아릴 말레이미드 또는 알킬- 또는 할로- 치환된 N-아릴말레이미드 등과 그들의 조합을 포함한다.

방향족 비닐 공중합체에 존재하는 공단량체(들)의 양은 다양할 수 있다. 그러나, 그 수준은 일반적으로 약 2% 내지 약 75%의 몰 퍼센트로 존재한다. 상기 범위 내에서, 공단량체의 몰 퍼센트는 구체적으로 최소 4%, 보다 구체적으로는 최소 6% 이상일 수 있다. 또한 상기 범위 내에서, 공단량체의 몰 퍼센트는 구체적으로는 약 50% 이하, 보다 구체적으로는 약 25% 이하, 보다 구체적으로는 약 15% 이하일 수 있다. 구체적인 폴리스티렌 공단량체 수지는, 통상적으로 “SMA”라고 불리는 폴리(스티렌 말레 무수물), 및 통상적으로 “SAN”이라고 불리는 폴리(스티렌 아크릴로니트릴)을 포함한다.

일실시예에서, 상기 방향족 비닐 공중합체는 (a) 방향족 비닐 단량체 성분과 (b) 시아나이드 비닐 단량체 성분을 포함한다. (a) 방향족 비닐 단량체 성분의 예로는, a-메틸스티렌, o-, m-, 또는 p-메틸스티렌, 비닐 자일렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 모노브로모스티렌, 디브로모스티렌, 플루오로스티렌, p-tert-부틸스티렌, 에틸스티렌, 및 비닐 나프탈렌을 포함하며, 이러한 기질들은 독립적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. (b) 시아나이드 비닐 단량체 성분의 예로는, 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴을 포함하며, 이들은 독립적으로 또는 둘 또는 그 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 상기 방향족 비닐 공중합체에서 (a)의 (b)에 대한 조성비에는 특별한 제한은 없으며, 이러한 비율은 적용되는 용도에 따라 결정되어야 한다. 선택적으로, 상기 방향족 비닐 공중합체는, 방향족 비닐 공중합체에서 (a)+(b)의 중량을 기준으로, 약 95 중량% 내지 약 50 중량%의 (a), 선택적으로는 약 92 중량% 내지 약 65 중량%의 (a)를 포함할 수 있으며, 대응하여, 방향족 비닐 공중합체에서 (a)+(b)의 중량을 기준으로, 약 5 중량% 내지 약 50 중량%의 (b), 선택적으로는 약 8 중량% 내지 약 35 중량%의 (b)를 포함할 수 있다.

상기 방향족 비닐 공중합체의 중량평균 분자량(Mw)는, 겔 삼투 크로마토그래피로 측정시, 30,000 내지 200,000, 선택적으로는 30,000 내지 110,000일 수 있다.

상기 방향족 비닐 공중합체를 제조하는 방법으로는, 벌크 중합, 솔루션 중합, 서스펜션 중합, 벌크 서스펜션 중합 및 에멀젼 중합을 포함한다. 게다가, 상기 개별적으로 공중합된 수지들은 또한 블렌드될 수 있다. 방향족 비닐 공중합체의 알칼리 금속 함량은, 방향족 비닐 공중합체의 중량을 기준으로, 약 1 ppm 또는 그 미만, 선택적으로 약 0.5 ppm 또는 그 미만, 예를 들어, 약 0.1 ppm 또는 그 미만일 수 있다. 게다가, 알칼리 금속들 중에서, 성분 (b)에서 소듐과 포타슘의 함량은 약 1 ppm 또는 그 미만, 선택적으로 약 0.5 ppm 또는 그 미만, 예를 들어, 약 0.1 ppm 또는 그 미만일 수 있다.

일실시예에서, 상기 방향족 비닐 공중합체는 “유리(free)” 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 (SAN), 즉, 다른 중합체 체인상에서 그라프트되지 않은 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체를 포함한다. 특정 예에서, 상기 유리 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체는, 폴리스티렌 표준 분자량 규모로, 50,000 내지 약 200,000의 분자량을 가질 수 있으며, 스티렌의 아크릴로니트릴에 대한 다양한 비율을 포함할 수 있다. 예를 들어, 유리 SAN은, 유리 SAN 공중합체의 전체 중량을 기준으로, 약 75 중량% 스티렌 및 약 25 중량% 아크릴로니트릴을 포함할 수 있다. 유리 SAN은 선택적으로, 유리 SAN을 함유하는 조성물에서, 그라프트된 충격 보강제의 첨가에 의해서 존재할 수 있으며, 및/또는 유리 SAN은 조성물 내에서 충격 보강제에 독립적으로 존재할 수 있다.

상기 조성물은, 여기에서 예로서 나타낸 조성물의 중량을 기준으로, 약 2 중량% 내지 약 25 중량% 유리 SAN, 선택적으로 약 2 중량% 내지 약 20 중량% 유리 SAN, 예를 들어, 약 5 중량% 내지 약 15 중량% SAN, 또는 선택적으로 약 7.5 중량% 내지 약 10 중량% 유리 SAN을 포함할 수 있다.

상기 조성물은 또한 하나 이상의 미네랄 충진제를 포함한다. 조성물에 사용하기에 적절한 미네랄 충진제의 비-제한적인 예로는, 이에 제한되는 것은 아니며, 탈크, 미카, 규회석(wollastonite) 및 클레이 등을 포함한다. 충진제들의 조합이 또한 사용될 수 있다. 여기에서 사용된 “미네랄 충진제”라는 용어는, 균형잡힌 물리적 특성을 산출하고 폴리카보네이트 또는 폴리카보네이트 블렌드를 감퇴시키지 않는 상승효과를 위해서 산 또는 산 염과 조합될 수 있는, 폴리카보네이트 및 폴리카보네이트 블렌드에 대한 어떠한 합성 및 천연적으로 생성되는 강화제를 포함한다.

일실시예에서, 상기 미네랄 충진제는 탈크이다. 적절한 탈크가 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 탈크는 10 마이크론 이하, 선택적으로 5 마이크론 이하 또는 3 마이크론 이하의 입자 크기 분포 D50을 갖는 미세 탈크이다. 탈크는 상업적으로 입수 가능하며 당업계에 알려진 것이다. 적절한 탈크의 하나의 예는, Luzenac 사의 상표명 Jetfine 3CA인 탈크로서, 약 1.1 마이크론의 입자 크기 분포 D50을 갖는다.

상기 조성물은 티타늄 디옥사이드(TiO₂)를 더 포함한다. 상기 TiO₂는, 실리카 또는 실록산을 포함하는 특정 형태의 코팅이 되어 있는, 코팅된 TiO₂이다. 여기에서 사용된 “코팅된”은, 상기 티타늄 옥사이드가 유기 실록산과 같이 실리콘 또는 실록산 중에서 하나 이상을 함유하는 코팅 또는 표면 처리된 것을 의미한다. 상기 표면 코팅 또는 처리는 유기 또는 무기 또는 둘 다에 의해 이루어질 수 있다. 알루미나와 같은, 다른 코팅 또는 처리가 또한 있을 수 있다. 여기에서 사용된 “코팅되지 않은”은, 비록 알루미나와 같은 다른 코팅 또는 처리가 있더라도, 상기 티타늄 디옥사이드가 실리콘 또는 실록산에 의해 코팅되지 않은 것을 의미한다. 티타늄 디옥사이드는 E.I. du Pont de Nemours, Inc., Kronos Worldwide International, Inc. 및 Millennium Chemicals와 같은 다양한 공급처들로부터, 매우 다양한 등급으로, 상업적으로 입수 가능하다. 사용하기에 적절한 상업적으로 입수 가능한 티타늄 디옥사이드의 예로는, 특별히 제한되는 것은 아니나, Kronos® 2233, Kronos® 2450 (둘 다 Krons Worldwide, Inc.로부터 입수 가능함) 및 Tiona® RL-91(Millennium Chemicals)가 있다.

상기 조성물은 또한 선택적으로 유기-하이드로실록산을 포함한다. 상기 오르가노-하이드로실록산은 하기 화학식의 구조를 갖는다:

R₃-SiO-[RH-SiO]_n-Si-R₃

상기 식에서, 각각의 R은 독립적으로 수소, C₁ 내지 C₈ 알킬 또는 C₆ 내지 C₁₂ 아릴이고, n은 1 내지 약 50이다. 일실시예에서, 각각의 R은 메틸이고, n은 약 15 내지 25, 선택적으로는 약 20이다. 상업적으로 입수가능한 오르가노-하이드로실록산의 예로는 GE Bayer Silicones 사의 DF1040를 포함한다.

상기 오르가노-하이드로실록산은 또한 오르가노-하이드로실록산 및 폴리실록산을 포함하는 공중합체일 수 있다. 일부 실시예에서, 오로가노-하이드로실록산 및 폴리실록산을 포함하는 공중합체는, 10 중량% 이상의 오르가노-하이드로실록산, 선택적으로 50 중량% 이상의 오르가노-하이드로실록산을 포함한다.

상기 공중합체에 있어서 폴리실록산은 폴리알킬실록산, 폴리아릴실록산 및 폴리오르가노실록산 등일 수 있다. 상기 폴리실록산의 화학식은 다음과 같다:

R₃-SiO-[R₂-SiO]_m-Si-R₃

상기 식에서, 각각의 R은 독립적으로 수소, C₁ 내지 C₈ 알킬 또는 C₆ 내지 C₁₂ 아릴이고, m은 1 내지 약 200이다. 일실시예에서, 상기 폴리실록산은 폴리디메틸실록산 (PDMS)이고, 각각의 R은 메틸이다. 상업적으로 입수 가능한 폴리메틸실록산의 예로는, GE Bayer Silicones 사의 SF96-1000 및 SF18-350을 포함한다.

오르가노-하이드로실록산 및 폴리실록산을 포함하는 공중합체가 사용된다면, 상기 공중합체는, 예를 들어, 폴리 메틸 하이드로젠 실록산 (PMHS) 및 폴리디메틸실록산 (PDMS)를 포함하는 공중합체일 수 있다.

상기 조성물은 선택적으로 산 또는 산 염을 더 포함한다. 일실시예에서, 상기 산 또는 산 염은 무기산 또는 무기산 염이다. 일실시예에서, 상기 산은 옥시-산을 함유하는 인를 포함하는 산이다.

일실시예에서, 옥시-산을 함유하는 인은, 일반적인 화학식 14의 구조를 갖는 옥시-산을 함유하는 멀티-프로틱 인이다:

상기 식에서 m과 n은 각각 2 또는 그 이상이며, t는 1 또는 그 이상이다.

화학식 14의 산들의 예로는, 특별히 제한되는 것은 아니나, 다음의 식으로 표현되는 산들을 포함한다: H₃PO₄, H₃PO₃, 및 H₃PO₂. 일부 실시예에서, 상기 산은 다음의 산들 중에서 어느 하나를 포함한다: 인산, 아인산, 차아인산, 차인산, 포스핀산, 포스폰산, 메타인산, 헥사메타인산, 티오인산, 플루오로인산, 디플루오로인산, 플루오로아인산, 디플루오로아인산, 플루오로아인산 또는 플루오로차인산. 다른 방안으로는, 예를 들어, 황산, 설파이트, 모노 아연 포스페이트, 모노 칼슘 포스페이트 및 모노 나트륨 포스페이트 등과 같은 산 또는 산 염이 사용될 수 있다. 상기 산 또는 산 염은 바람직하게는 미네랄 충진제, 또는 미네랄 충진제 및 오르가노-하이드로실록산과 효과적으로 조합될 수 있도록 선택되고, 폴리카보네이트 또는 폴리카보네이트 블렌드에서, 상승 효과, 및 유동성 및 충격강도와 같은, 특성들의 균형을 산출해 내게 된다.

상기 열가소성 조성물은, 첨가제들이 바람직하게는 상기 열가소성 조성물의 원하는 특성들에 대하여 역효과를 현저하게 나타내지 않도록 선택된다는 조건하에서, 통상적으로 수지 조성물 또는 이러한 형태의 블렌드에 혼입된, 다양한 첨가제들을 포함할 수 있다. 첨가제들의 혼합물이 사용될 수도 있다. 그러한 첨가제들은, 상기 조성물을 형성하기 위한 성분들을 혼합하는 동안, 적절한 시간에 혼합될 수 있다.

조성물을 더 이상 감퇴시키지 않는 한도에서, 필요하다면 다른 충진제 및/또는 보강제들이 사용될 수 있다. 적절한 충진제 또는 보강제로는 이러한 용도로 알려진 물질들을 포함한다. 예를 들어, 적절한 충진제 및 강화제로는, 알루미늄 실리케이트 (멀라이트), 합성 칼슘 실리케이트, 지르코늄 실리케이트, 퓨즈된 실리카, 결정질 실리카 그라파이트 또는 천연 실리카 모래 등과 같은 실리케이트 및 실리카 파우더; 보론-니트라이드 파우더 또는 보론-실리케이트 파우더 등과 같은 보론 파우더; TiO₂, 알루미늄 옥사이드 또는 마그네슘 옥사이드 등과 같은 옥사이드; 칼슘 설페이트 (그것의 무수물, 이수화물 또는 삼수화물); 초크, 라임스톤, 마블 또는 합성 침전된 칼슘 카보네이트 등과 같은 칼슘 카보네이트; 섬유질, 모듈, 바늘 형상 또는 라멜라 탈크 등을 포함하는 탈크; 규회석; 표면-처리된 규회석; 중공 및 고체 유리구와 같은 유리구, 실리케이트 구, 세노스피어, 알루미노실리케이트 (아르모스피어); 경질 고령토, 연질 고령토, 하소된(calcined) 고령토, 또는 중합체 매트릭스 수지와 융화를 촉진하는 것으로 당업계에 알려진 다양한 코팅층을 초함하는 고령토 등을 포함하는 고령토; 실리콘 카바이드, 알루미나, 보론 카바이드, 철, 니켈 또는 구리 등과 같은 단일 크리스탈 섬유 또는 “휘스커(whiskers)”; 석면, 탄소 섬유, E, A, C, ECR, R, S, D 또는 NE 글래스와 같은 유리 섬유 등과 같은 섬유 (연속상 또는 잘게 짤려진 섬유를 포함); 몰리브덴 설파이드 또는 아연 설파이드 등과 같은 설파이드; 바륨 티타네이트, 바륨 페라이트, 바륨 설페이트 또는 헤비 스파 등과 같은 바륨 화합물; 미립자 또는 섬유질 알루미늄, 브론즈, 아연, 구리와 니켈 등과 같은 금속 및 금속 산화물; 유리 플레이크, 플레이크된 실리콘 카바이드, 알루미늄 디보라이드, 알루미늄 플레이크 또는 스틸 플레이크 등과 같은 플레이크 충진제; 섬유질 충진제, 예를 들어, 알루미늄 실리케이트, 알루미늄 옥사이드, 마그네슘 옥사이드, 및 칼슘 설페이트 헤미하이드레이트 등 중에서 하나 이상을 포함하는 블렌드로부터 유도된 것과 같은 짧은 무기 섬유; 목재를 분쇄함으로써 얻어지는 목재 분말과 같은 천연 충진제 및 강화제, 셀룰로오스, 코튼, 시살, 주트, 스타치, 코르크 분말, 리그닌, 그라운드 넛 껍질, 콘, 쌀겨(rice grain husks) 등과 같은 섬유질 생성물; 폴리테트라플로오로에틸렌과 같은 유기 충진제; 폴리(에테르 케톤), 폴리이미드, 폴리벤조아졸, 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 방향족 폴리아미드, 방향족 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 아크릴 수지 또는 폴리(비닐 알코올) 등과 같은, 섬유를 형성할 수 있는 유기 중합체로부터 형성된 강화 유기 섬유 충진제; 뿐만 아니라 미카, 클레이, 장석(feldspar), 그을음(flue dust), 필라이트, 쿼츠, 규암(quartzite), 펄라이트, 트리폴리, 규조토 또는 카본 블랙 등과 같은 부가적인 충진제 및 보강제, 또는 상기 충진제 또는 강화제들 중에서 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다.

상기 충진제 및 강화제는 전도성을 높이기 위해서 금속 물질층으로 코팅되거나, 또는 중합체 매트릭스 수지와의 응착 및 분산을 향상시키기 위하여 실란으로 표면 처리될 수 있다. 추가로, 상기 강화 충진제는 모노필라멘트 또는 멀티필라멘트 섬유의 형태로 제공될 수 있고, 단독으로 사용되거나 또는 예를 들어, 코-웨이빙 또는 코어/쉬스, 사이드 바이 사이드, 오랜지-타입 또는 매트릭스 및 피브릴 구조, 또는 섬유 제조 분야에 있어서 당업자에게 알려진 다른 방법에 의한 다른 형태의 섬유들과 조합되어 사용될 수 있다. 적절한 코우븐 구조는, 예를 들어, 유리 섬유-탄소 섬유, 탄소 섬유-방향족 폴리이미드 (아라미드) 섬유, 및 방향족 폴리이미드 섬유-유리 섬유 등을 포함한다. 섬유질 충진제는, 예를 들어, 로빙(rovings), 0-90 도 페브릭 등과 같은 우븐 섬유질 보강재; 연속 스트랜드 매트, 촙드 스트랜드(chopped strand) 매트, 티슈, 페이퍼 및 펠트 등과 같은 비-우븐 섬유질 보강재; 또는 브레이드(braids)와 같은 삼-차원 강화재의 형태로 공급될 수 있다. 충진제는, 미네랄 충진제에 추가적으로, 전체 조성물 100 중량부를 기준으로, 일반적으로 약 0 내지 약 50 중량부, 선택적으로는 약 1 내지 약 20 중량부, 및 일부 실시예에서 약 4 내지 약 15 중량부의 양으로 사용된다.

상기 조성물은 선택적으로, 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체, 및 에스테르 등과 같은, 다른 폴리카보네이트 블렌드 및 공중합체를 포함할 수 있다.

상기 열가소성 조성물은 선택적으로 지환족 폴리에스에르 수지를 포함할 수 있다. 상기 지환족 폴리에스테르 수지는 화학식 15의 반복 유닛을 갖는 폴리에스테르를 포함한다:

상기 식에서, 하나 이상의 R¹⁵ 또는 R¹⁶은 라디칼을 함유하는 사이클로알킬이다.

상기 폴리에스테르는 축합 생성물이고, R¹⁵ 또는 R¹⁶ 중에서 하나 이상은 지환족이라는 조건하에서, R¹⁵는 6 내지 20 개의 탄소 원자들을 갖는 디올 또는 그것의 화학적 등가를 함유하는 아릴, 알칸 또는 사이클로알칸의 잔기이며, R¹⁶은 6 내지 20 개의 탄소 원자들을 갖는 이염기산 또는 그것의 화학적 등가를 함유하는 아릴, 지방족 또는 사이클로알칸으로부터 유도된 카르복시기가 제거된 잔기이다. 일부 실시예에서, R¹⁵ 및 R¹⁶은 둘 다 지환족이다.

지환족 폴리에스테르는 지방족 이염기산, 또는 화학적 등가 및 지방족 디올, 또는 화학적 등가의 축합 생성물이다. 지환족 폴리에스테르는 지방족 이염기산 및 지방족 디올의 혼합물로부터 형성될 수 있으나, 50 몰% 이상의 고리형 이염기산 및/또는 고리형 디올 성분을 함유하여야 하고, 그 나머지는, 존재한다면, 선형 지방족 이염기산 및/또는 디올이다.

상기 폴리에스테르 수지는, 전형적으로 디올 또는 디올 등가 성분과 이염기산 또는 이염기산 화학적 등가 성분의 축합 또는 에스테르 인터체인지 중합을 통해 얻어진다.

R¹⁵ 및 R¹⁶은 바람직하게는 아래의 화학식으로부터 독립적으로 선택된 사이클로알킬 라디칼이다:

바람직한 지환족 라디칼 R¹⁶은 1,4-사이클로헥실 이염기산으로부터 유도되고, 보다 바람직하게는 그것의 70 몰% 이상이 트랜스 이성질체의 형태이다. 바람직한 지환족 라디칼 R¹⁵은 1,4-사이클로헥실 디메탄올과 같은 1,4-사이클로헥실 일차 디올로부터 유도되고, 보다 바람직하게는 그것의 70 몰% 이상이 트랜스 이성질체의 형태이다.

본 발명의 폴리에스테르의 제조에 유용한 다른 디올로는, 직선형 체인, 가지형, 또는 지환족 알칸 디올이 있으며, 2 내지 12 개의 탄소 원자들을 함유할 수 있다. 그러한 디올의 예로는, 특별히 제한되는 것은 아니며, 에틸렌 글리콜; 프로필렌 글리콜, 즉, 1,2- 및 1,3-프로필렌 글리콜; 2,2-디메틸-1,3-프로판 디올; 2-에틸, 2-메틸, 1,3-프로판 디올; 1,3- 및 1,5-펜탄 디올; 디프로필렌 글리콜; 2-메틸-1,5-펜탄 디올; 1,6-헥산 디올; 디메탄올 데카린, 디메탄올 바이사이클로 옥탄; 1,4-사이클로헥산 디메탄올 및 특히 그것의 시스- 및 트랜스-이성질체; 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올 (TMCBD), 트리에틸렌 글리콜; 1,10-데칸 디올; 및 상기 하나 이상의 혼합물을 포함한다. 구체적으로는 지환족 디올 또는 그것의 화학적 등가물 및 특히 1,4-사이클로헥산 디메탄올 또는 그것의 화학적 등가는 디올 성분으로 사용된다.

상기 디올의 화학적 등가는 디알킬에스테르 및 디아릴 에스테르 등과 같은 에스테르를 포함한다.

본 발명에서 지방족 폴리에스테르 수지의 제조에 유용한 이염기산은 바람직하게는 지환족 이염기산이다. 이것은 각각 포화된 탄소에 부착된 두 개의 카르복실 그룹을 갖는 카르복시산을 포함하는 것을 의미한다. 바람직한 이염기산은 사이클로 또는 바이사이클로 지방족 산, 예를 들어, 데카하이드로 나프탈렌 디카르복시산, 노보넨 디카르복시산, 바이사이클로 옥탄 디카르복시산, 1,4-사이클로헥산디카르복시산 또는 화학적 등가이고, 보다 바람직하게는 트랜스-1,4-사이클로헥산디카르복시산 또는 화학적 등가이다. 아디프산, 아젤라산, 디카르복실 도데칸산 및 숙신산과 같은 선형 디카르복시산들이 또한 유용할 수 있다.

사이클로헥산 디카르록시산 및 그들의 화학적 등가는, 예를 들어, 고리형방향족 이염기산 및 이소프탈산, 테레프탈산 또는 나프타렌산과 같은 대응되는 유도체들의 수소화 반응에 의해, 탄소 또는 알루미나와 같은 캐리어에 의해 공급된 로듐과 같은 적절한 촉매를 사용하여, 물 또는 아세트산과 같은 적절한 용매 내에서, 제조될 수 있다. 그들은 또한, 반응 조건하에서 프탈산이 최소한 부분적으로 용해될 수 있고, 탄소 또는 실리카 상에서 팔라듐 또는 루테늄의 촉매화 함께, 비활성 액체 배지를 사용하여 제조될 수 있다.

전형적으로, 수소화 반응에서, 카르복시산 그룹이 시스- 도는 트랜스-위치에 있는, 두 개의 이성질제가 얻어진다. 상기 시스- 및 트랜스-이성질체는, 예를 들어, n-헵탄과 같은 용매와 함께 또는 용매 없이 결정화에 의해, 또는 증류에 의해 분리될 수 있다. 상기 시스-이성질체는 블렌드가 더 잘되나; 상기 트랜스-이성질체는 더 높은 용융 및 결정화 온도를 가지며, 선호될 수 있다. 상기 시스- 및 트랜스-이성질체의 혼합물이 또한 여기에 유용하다.

이성질체 또는 하나 이상의 이염기산 또는 디올의 혼합물이 사용되면, 코폴리에스테르 또는 두 개의 폴리에스테르의 혼합물이 지환족 폴리에스테르 수지로 사용될 수 있다.

이러한 이염기산의 화학적 등가는, 에스테르, 알킬 에스티르, 예로서, 디알킬 에스테르, 디아릴 에스테르, 무수물, 염, 산 클로라이트 및 산 브로마이드 등을 포함한다. 바람직한 화학적 등가는 지환족 이염기산의 디알킬 에스테르를 포함하고, 보다 바람직하게는 화학적 등가는 상기 산의 디메틸 에스테르, 특히 디메틸-1,4-사이클로헥산-디카르복시레이트를 포함한다.

바람직한 지환족 폴리에스테르는, 화학식 16의 반복 유닛을 갖는 폴리(1,4-사이클로헥산-디메탄올-1,4-디카르복시레이트) (PCCD)로도 불리는, 폴리(사이클로헥산-1,4-디메틸렌 사이클로헥산-1,4-디카르복시레이트)이다:

PCCD에 대한 위의 일반적 화학식을 참조하면, R¹⁵는 1,4 사이클로헥산 디메탄올로부터 유도되고; R¹⁶은 사이클로헥산디카르복시레이트 또는 그것의 화학적 등가로부터 유도된 사이클로헥산 고리이다. 바람직한 PCCD는 시스/트랜스 구조를 갖는다.

상기 폴리에스테르 중합화 반응은 일반적으로, 테트라키스 (2-에틸 헥실) 티타네이트와 같은 적절한 촉매의 존재하에서, 적절한 양으로, 전형적으로는 최종 생성물을 기준으로 티타늄 약 50 내지 200 ppm, 용융 상태로 진행된다.

지방족 폴리에스테르는, 바람직하게는 50℃ 이상, 보다 바람직하게는 80℃ 이상, 가장 바람직하게는 100℃ 이상의 유리 전이 온도 (Tg)를 갖는다.

또한 상기 폴리에스테르는, 폴리메릭 지방족 산 및/또는 폴리메릭 지방족 폴리올로부터 유도된 유닛들의, 약 1 내지 약 50 중량%와 함께 코폴리에스테르를 형성한다. 상기 지방족 폴리올은, 폴리(에틸렌 글리콜) 또는 폴리(부틸렌 글리콜)과 같은 글리콜을 포함한다. 그러한 폴리에스테르는, 예를 들어, 미국특허 제2,465,319호 및 제3,047,539호의 기술에 따라서 만들어질 수 있다.

상기 조성물은, 폴리카보네이트 블록 및 폴리디오르가노실록산 블록을 포함하는 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체를 더 포함할 수 있다. 상기 공중합체에 서 폴리카보네이트 블록은, 위에서 설명된 화학식 1의 반복 구조 유닛을 포함하며, 예를 들어 R¹은 위에서 설명된 화학식 2이다. 이러한 유닛은 위에서 설명된 화학식 3의 디하이드록시 화합물의 반응으로부터 유도될 수 있다. 일실시예에서, 상기 디하이드록시 화합물은 비스페놀 A이고, 각각의 A¹ 및 A²는 p-페닐렌이고 Y¹은 이소프로필리덴이다.

상기 폴리디오르가노실록산 블록은 화학식 17의 반복 구조 유닛을 포함한다 (때때로 ‘실록산’으로 언급됨):

상기 식에서, 각각의 R은, 동일하거나 상이하며, C_{1 -13} 일가 유기 라디칼이다. 예를 들어, R은 C₁-C₁₃ 알킬 그룹, C₁-C₁₃ 알콕시 그룹, C₂-C₁₃ 알케닐 그룹, C₂-C₁₃ 알케닐옥시 그룹, C₃-C₆ 사이클로알킬 그룹, C₃-C₆ 사이클로알콕시 그룹, C₆-C₁₀ 아릴 그룹, C₆-C₁₀ 아릴옥시 그룹, C₇-C₁₃ 아랄킬 그룹, C₇-C₁₃ 아랄콕시 그룹, C₇-C₁₃ 알카릴 그룹 또는 C₇-C₁₃ 알카릴옥시 그룹일 수 있다. 상기 R 그룹의 조합이 동일한 공중합체에 사용될 수 있다.

화학식 17에서 D의 값은 열가소성 조성물에서 각 성분의 형태 및 상대적인 량, 상기 조성물의 희망하는 특성, 및 고려할 점 등에 따라서 매우 다양할 수 있다. 일반적으로, D는 약 2 내지 약 1000, 구체적으로는 약 2 내지 약 500, 보다 구체적으로는 약 5 내지 약 100의 평균값을 가질 수 있다. 일실시예에서, D는 약 10 내지 약 75의 평균값을 갖고, 또 다른 일실시예에서 D는 약 40 내지 약 60의 평균값을 갖는다. D가 더 낮은 값, 예로는 약 40 이하, 라면, 상대적으로 더 많은 양의 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 반대로, D가 더 높은 값, 예로는 약 40 이상, 이라면, 상대적으로 더 적은 양의 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체를 사용하는 것이 필요할 수 있다.

제 1 및 제 2 (또는 그 이상) 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체의 조합이 사용될 수 있으며, 제 1 공중합체의 D의 평균값은 제 2 공중합체의 평균값 보다 작다.

일실시예에서, 상기 폴리디오르가노실록산 블록은 화학식 18의 반복 구조 유닛에 의해 제공된다:

상기 식에서, D는 위에서 정의된 바와 같고; 각 R은 같거나 다를 수 있고, 위에서 정의된 바와 같으며; Ar은 같거나 다를 수 있고, 치환된 또는 치환되지 않은 C₆-C₃₀ 아릴렌 라디칼이고, 상기 결합은 방향족 잔기(moiety)에 직접 연결된다. 화학식 9에서 적절한 Ar 그룹은 C₆-C₃₀ 디하이드록시아릴렌 화합물, 예를 들어 위의 화학식 3, 4 또는 7의 디하이드록시아릴렌 화합물,으로부터 유도될 수 있다. 상기 디하이드록시아릴렌 화합물의 하나 이상을 포함하는 조합이 또한 사용될 수 있다. 적절한 디하이드록시아릴렌 화합물의 구체적인 예로는, 1,1-비스(4-하이드록시페닐) 메탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐) 에탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐) 프로판, 2,2-비스(4-하이드록시페닐) 부탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐) 옥탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐) 프로판, 1,1-비스(4-하이드록시페닐) n-부탄, 2,2-비스(4-하이드록시-1-메틸페닐) 프로판, 1,1-비스(4-하이드록시페닐) 사이클로헥산, 비스(4-하이드록시페닐 설파이드), 및 1,1-비스(4-하이드록시-t-부틸페닐) 프로판이다. 상기 디하이드록시 화합물의 하나 이상을 포함하는 조합이 또한 사용될 수 있다.

적절한 유닛은 아래의 화학식 19의 대응되는 디하이드록시 화합물로부터 유도될 수 있다:

상기 식에서 Ar 및 D는 위에서 설명된 바와 같다. 그러한 화합물들은 Kress 등의 미국 특허 제4,746,701호에 더 설명되어 있다. 이러한 화학식의 화합물들은 디하이드록시아릴렌 화합물과, 예를 들어, 알파, 오메가-비스아세톡시폴리디오르가노실록산과의 반응에 의해, 상 전이 조건 하에서, 얻어질 수 있다.

또 다른 일실시예에서, 폴리디오르가노실록산 블록은 화학식 20의 반복 구조 유닛을 포함한다:

상기 식에서, R 및 D는 위에서 정의된 바가 같다. 화학식 20에서 R²는 이가의 C₂-C₈ 지방족 그룹이다. 화학식 20에서 각 M은 같거나 다를수 있으며, 할로겐, 시아노, 니트로, C₁-C₈ 알킬티오, C₁-C₈ 알킬, C₁-C₈ 알콕시, C₂-C₈ 알케닐, C₂-C₈ 알케닐옥시 그룹, C₃-C₈ 사이클로알킬, C₃-C₈ 사이클로알콕시, C₆-C₁₀ 아릴, C₆-C₁₀ 아릴옥시, C₇-C₁₂ 아랄킬, C₇-C₁₂ 아랄콕시, C₇-C₁₂ 알카릴, 또는 C₇-C₁₂ 알카릴옥시일 수 있고, 각 n은 독립적으로 0, 1, 2, 3 또는 4이다.

일실시예에서, M은 브로모 또는 클로로, 메틸, 에틸 또는 프로필과 같은 알킬 그룹, 메톡시, 에톡시 또는 프로폭시와 같은 알콕시 그룹, 또는 페닐, 클로로페닐 또는 톨릴과 같은 아릴 그룹이고; R²는 디메틸렌, 트리메틸렌 또는 테트라메틸렌 그룹이고; R은 C_{1 -8} 알킬, 트리플루오로프로필과 같은 할로알킬, 시아노알킬, 또는 페닐, 클로로페닐 또는 톨릴과 같은 아릴이다. 또 다른 일실시예에서, R은 메틸, 또는 메틸 및 트리플루오로프로필의 혼합물, 또는 메틸 및 페닐의 혼합물이다. 또 다른 일실시예에서, M은 메톡시, n은 1, R²는 이가의 C₁-C₃ 지방족 그룹, 그리고 R은 메틸이다.

이러한 유닛들은 디하이드록시 폴리디오르가노실록산 (화학식 21)에 대응되는 것으로부터 유도될 수 있다:

상기 식에서, R, D, M, R² 및 n은 위에서 설명한 바와 같다.

그러한 디하이드록시 폴리실록산은, 화학식 22의 실록산 하이드라이드 사이에, 백금 촉매 첨가의 영향에 의해 만들어질 수 있다:

상기 식에서, R 및 D는 앞서 정의된 바와 같고, 지방족의 불포화된 모노하이드릭 페놀이다. 적절한 지방족의 불포화된 모노하이드릭 페놀은, 예를 들어, 유게놀, 2-알킬페놀, 4-알릴-2-메틸페놀, 4-알릴-2-페닐페놀, 4-알릴-2-브로모페놀, 4-알릴-2-t-부톡시페놀, 4-페닐-2-페닐페놀, 2-메틸-4-프로필페놀, 2-알릴-4,6-디메틸페놀, 2-알릴-4-브로모-6-메틸페놀, 2-알릴-6-메톡시-4-메틸페놀 및 2-알릴-4,6-디메틸페놀을 포함한다. 상기의 하나 이상을 포함하는 혼합물도 사용될 수 있다.

상기 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체는, 디페놀릭 폴리실록산 (화학식 21)과, 카보네이트 소스 및 화학식 3의 디하이드록시 방향족 화합물의 반응에 의해, 선택적으로 위에서 설명된 상 전이 촉매의 존재하에서, 제조될 수 있다. 적절한 조건은 폴리카보네이트를 형성하는 데 유용한 경우와 비슷하다. 예를 들어, 상기 공중합체는, 0℃ 이하 내지 약 100℃, 바람직하게는 약 25℃ 내지 약 50℃의 온도에서, 포스겐화에 의해 제조된다. 상기 반응은 발열반응이기 때문에, 포스겐 첨가의 비율은 반응 온도를 조절하기 위해 사용될 수 있다. 요구되는 포스겐의 양은 일반적으로 디하이드릭 반응물의 양에 따라 달라질 것이다. 다른 방안으로는, 상기 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체는, 디하이드록시 단량체 및, 디페닐 카보네이트와 같은 디아릴 카보네이트 에스테르를, 위에서 언급된 에스테르교환 촉매의 존재하에서, 용융상태에서, 동시-반응시켜 제조될 수 있다.

폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체의 생산에 있어서, 디하이드록시 폴리디오르가노실록산의 양은, 공중합체 내의 원하는 양의 폴리디오르가노실록산을 제공하기 위하여, 선택될 수 있다. 폴리디오르가노실록산 유닛의 양은 매우 다양할 수 있으며, 즉, 카보네이트 유닛과의 균형을 맞추어, 약 1 중량% 내지 약 99 중량% 폴리디메틸실록산, 또는 다른 폴리디오르가노실록산의 등가 몰 양일 수 있다. 그러므로, 사용되는 구체적인 양은, 열가소성 조성물의 희망하는 물리적 특성, D 값(2 내지 약 1000 범위내에서), 및 폴리카보네이트의 형태와 양, 충격 보강제의 형태와 양, 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체의 형태와 양 그리고 다른 첨가제들의 형태와 양을 포함하는, 열가소성 수지의 각 성분의 형태 및 상대적인 양에 따라 결정될 것이다. 디하이드록시 폴리디오르가노실록산의 적절한 양은, 여기에서 설명된 가이드라인을 이용하여, 해당분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 과도한 실험없이 결정될 수 있다. 예를 들어, 디하이드록시 폴리디오르가노실록산의 양은 약 1 중량% 내지 약 75 중량%, 또는 약 1 중량% 내지 약 50 중량% 폴리디메틸실록산, 또는 다른 폴리디오르가노실록산의 등가 몰 양을 포함하는 공중합체를 생산하기 위하여 선택될 수 있다. 일실시예에서, 상기 공중합체는, 폴리카보네이트와 균형을 맞추어, 약 5 중량% 내지 약 40 중량%, 선택적으로는 약 5 중량% 내지 약 25 중량% 폴리디메틸실록산, 또는 다른 폴리디오르가노실록산의 등가 몰 양을 포함한다. 특정 일실시예에서, 상기 공중합체는 약 20 중량% 실록산을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에서, 상기 열가소성 조성물은 약 30 중량% 내지 약 89.5 중량% 폴리카보네이트 수지; 선택적으로 약 40 중량% 내지 약 89.5 중량% 폴리카보네이트; 선택적으로 약 50 중량% 내지 약 85 중량% 폴리카보네이트를 포함한다. 상기 열가소성 조성물은 약 0.5 중량% 내지 약 20 중량% 충격 보강제, 선택적으로 약 1 중량% 내지 약 20 중량% 충격 보강제; 선택적으로 약 1 중량% 내지 약 12 중량% 충격 보강제를 포함한다. 상기 조성물은 약 6 중량% 내지 35 중량% 미네랄 충진제, 선택적으로 약 6 중량% 내지 약 25 중량% 미네랄 충진제를 포함하며, 일부 실시예에서, 약 8 중량% 내지 약 25 중량% 미네랄 충진제를 포함한다. 상기 조성물은 또한 실리콘 또는 실록산 코팅층이 형성된 티타늄 디옥사이드 약 4 내지 20 중량%, 선택적으로는 약 6 내지 약 16 중량%를 포함하고, 일부 실시예에서 실리콘 또는 실록산 코팅층이 형성된 티타늄 디옥사이드 약 8 내지 16 중량%를 포함한다. 상기 조성물은 선택적으로 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%의 산을 더 포함하고, 선택적으로는 약 0.05 중량% 내지 약 2 중량%, 그리고 일부 실시예에서는 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량%의 산을 포함한다. 상기 열가소성 조성물은 약 0 중량% 내지 약 25 중량% 방향족 비닐 공중합체를 포함한다. 상기 조성물에서 산의 충진제에 대한 중량비는, 존재한다면, 원하는 특성들과의 균형을 맞추어, 0.0035:1 이상; 선택적으로는 0.005:1 이상; 선택적으로는 0.0075:1 이상; 선택적으로는 0.015:1 이상; 선택적으로는 0.03:1; 선택적으로는 0.06:1 이상;선택적으로는 0.12:1 이상이다. 상기 조성물은 또한 선택적으로 약 0.01 내지 7 중량%의 첨가제들을 포함한다. 일실시예에서, 상기 폴리카보네이트의 분자량은, 폴리스티렌 측정 표준을 기준으로, 46,000 g/mol 이상, 선택적으로는 48,000 g/mol 이상, 선택적으로는 50,000 g/mol 이상이다. 상기 모든 중량% 수치들은, 전체 조성물의 조합된 중량을 기준으로 한다.

여기서 설명된 조성물은, 일차 항산화제 또는 “안정화제” (예, 저해된 페놀 및/또는 이차 아릴 아민) 및, 선택적으로, 이차 항산화제 (예, 포스페이트 및/또는 티오에스테르)를 포함할 수 있다. 적절한 항산화 첨가제들로는, 예를 들어, 트리스(노닐 페닐)포스파이트, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트, 비스(2,4-디-t-부틸페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트 또는 디스테아릴 펜타에리트리톨 디포스파이트 등과 같은 오르가노포스파이트; 알킬화 모노페놀 또는 폴리페놀; 테트라키스[메틸렌(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시하이드로시네마이트)]메탄 등과 같은 디엔과 폴리페놀의 알킬화 반응 생성물; 파라-크레솔 또는 디사이클로펜타디엔의 부틸화 반응 생성물; 알킬화된 하이드로퀴논; 하이드록시화된 티오디페닐 에테르; 알킬리덴-비스페놀; 벤질 화합물; 베타-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피온산과 모노하이드릭 또는 폴리하이드릭 알코올의 에스테르; 베타-(5-tert-부틸-4-하이드록시-3-메틸페닐)-프로피온산과 모노하이드릭 또는 폴리하이드릭 알코올의 에스테르; 디스테아릴티오프로피오네이트, 디라우리티오프로피오네이트, 디트리데실티오디프로피오네이트, 옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트 또는 펜타에리트리틸-테트라키스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트 등과 같은 티오알킬 또는 티오아릴 화합물의 에스테르; 베타-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피온산 등의 아미드, 또는 상기 항산화제들 중에서 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 항산화제는 일반적으로, 전체 조성물의 100 중량부를 기준으로, 약 0.01 내지 약 1 중량부, 선택적으로 약 0.05 내지 약 0.5 중량부의 양으로 사용될 수 있다.

적절한 열 안정제 첨가제로는, 예를 들어, 트리페닐 포스파이트, 트리스-(2,6-디메틸페닐)포스파이트 또는 트리스-(혼합된 모노- 및 디-노닐페닐)포스파이트 등과 같은 오르가노포스파이트; 디메틸벤젠 포스포네이트 등과 같은 포스포네이트, 트리메틸 포스페이트 등과 같은 포스페이트, 또는 상기 열 안정제들 중에서 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 열안정제는 일반적으로, 전체 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 0.01 내지 약 5 중량부의 양, 선택적으로 약 0.05 내지 약 0.3 중량부의 양으로 사용된다.

광 안정제 및/또는 자외선(UV) 흡수 첨가제가 또한 사용될 수 있다. 적절한 광 안정제 첨가제로는, 예를 들어, 2-(2-하이드록시-5-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2-하이드록시-5-tert-옥틸페닐)-벤조트리아졸 및 2-하이드록시-4-n-옥톡시 벤조페논 등과 같은 벤조트리아졸, 또는 상기 광 안정제들 중에서 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 광 안정제는 일반적으로, 전체 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 0.01 내지 약 10 중량부, 선택적으로는 약 0.1 내지 약 1 중량부의 양으로 사용된다.

적절한 UV 흡수 첨가제로는, 예를 들어, 하이드록시벤조페논; 하이드록시벤조트리아졸; 하이드록시벤조트리아진; 시아노아크릴레이트; 옥사닐라이드; 벤조옥사진; 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-페놀 (CYASORB^TM 5411); 2-하이드록시-4-n-옥틸옥시벤조페논 (CYASORB^TM 531); 2-[4,6-비스(2,4-디메틸페닐)-1,3,5-트리아진-2-일]-5-(옥틸옥시)-페놀 (CYASORB^TM1164); 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온) (CYASORB^TM UV-3638); 1,3-비스[(2-시아노-3,3-디페닐아크릴로일)옥시]-2,2-비스[[(2-시아노-3,3-디페닐아크릴로일)옥시]메틸]프로판 (UVINUL^TM 3030); 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온); 1,3-비스(2-시아노-3,3-디페닐아크릴로일)옥시]-2,2-비스[[(2-시아노-3,3-디페닐아크릴로일)옥시]메틸]프로판; 티타늄 옥사이드, 세륨 옥사이드, 및 아연 옥사이드와 같은, 약 100 나노미터 미만의 입자 크기를 갖는, 나노-크기 무기물질 등; 또는 상기 UV 흡수제들 중에서 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. UV 흡수제들은 일반적으로, 전체 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 0.1 내지 약 5 중량부의 양으로 사용된다.

가소제, 윤활제 및/또는 성형 지연제 첨가제들이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 디옥틸-4,5-에폭시-헥사하이드로프탈레이트과같은 프탈산 에스테르; 트리스-(옥톡시카보닐에틸)이소시아누레이트; 트리스테아린; 레소르시놀 테트라페닐 디포스페이트 (RDP), 하이드로퀴논의 비스(디페닐)포스페이트 및 비스페놀-A의 비스(디페닐)포스페이트와 같은 디- 또는 다중기능성 방향족 포스페이트; 폴리-알파-올레핀; 에폭시화된 대두유; 실리콘 오일을 포함하는 실리콘; 에스테르, 예를 들어, 알킬 스테아릴 에스테르, 예, 메틸 스테아레이트와 같은 지방산 에스테르; 스테아릴 스테아레이트, 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트 등; 메틸 스테아레이트 및, 폴리에틸렌 글리콜 중합체, 폴리프로필렌 글리콜 중합체, 및 그것의 공중합체, 즉, 적절한 용매에서 메틸 스테아레이트와 폴리에틸렌-폴리프로필렌 글리콜 공중합체,를 포함하는 친수성 및 소수성 미이온성 계면활성제의 혼합물; 밀랍(beeswax), 몬탄 왁스 또는 파라핀 왁스 등과 같은 왁스를 포함하는 형태의 물질들과 부분적으로 중복된다. 적절한 물질들은 일반적으로, 전체 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 0.1 내지 약 20 중량부, 선택적으로 약 1 내지 약 10 중량부의 양으로 사용된다.

“대전방지제”라는 용어는, 전도성 및 전체적인 물리적 성능을 향상시키기 위해, 중합체 수지 내로 가공 및/또는 물질 또는 제품 상에 분사될 수 있는, 모노메릭, 올리고메릭, 또는 폴리메릭 물질을 지칭한다. 모노메릭 대전방지제제의 예로는, 글리세롤 모노스테아레이트, 글리세롤 디스테아레이트, 글리세롤 트리스테아레이트, 에톡시화된 아민, 일차, 이차 및 삼차 아민, 에톡시화된 알코올, 알킬 설페이트, 알킬아릴설페이트, 알킬포스페이트, 알킬아민설페이트, 소듐 스테아릴 설포네이트, 소듐 도데실벤젠설포네이트 등과 같은 알킬 설포네이트 염, 사차 암모늄 염, 사차 암모늄 수지, 이미다졸린 유도체, 소르비탄 에스테르, 에탄올아미드 또는 베타인 등, 또는 상기 모노메릭 대전방지제들 중에서 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다.

폴리메릭 대전방지제의 예로는 어떤 폴리에스테르아미드, 폴리에테르-폴리아미드 (폴리에테르아미드) 블록 공중합체, 폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체, 폴리에테르에스테르, 또는 폴리우레탄을 포함하며, 각각은 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜 및 폴리테트라메틸렌 글리콜 등과 같은 폴리알킬렌 글리콜 잔기(moieties)를 함유한다. 그러한 폴리메릭 대전방지제들은, 예를 들어, Pelestat^TM 6321 (Sanyo), Pebax^TM MH1657 (Atofina), 및 Irgastat^TM P18 및 P22 (Ciba-Geigy)와 같이 상업적으로 입수 가능하다. 대전방지제로 사용될 수 있는 다른 폴리메릭 물질들은, 폴리아닐린 (Panipol 사의 PANIPOL®EB와 같이 상업적으로 입수가능), 폴리피롤 및 폴리티오펜 (Bayer 사로부터 상업적으로 입수가능) 기본적으로 전도성 중합체이며, 상승된 온도에서 용융 공정 이후에 그들의 고유한 전도성의 일부가 남아있게 된다. 일실시예에서, 탄소 섬유, 탄소 나노섬유, 탄소 나노튜브, 카본 블랙, 또는 상기의 어떠한 조합은, 상기 조성물이 정전기적으로 소산되도록 하기 위해서, 화학적 대전방지제를 함유하는 폴리메릭 수지에 사용될 수 있다. 대전방지제는 일반적으로, 전체 조성물의 100 중량부를 기준으로, 약 0.1 내지 약 10 중량부의 양으로 사용될 수 있다.

안료(pigment) 및/또는 염료(dye) 첨가제와 같은 착색제(colorant)가 또한 존재할 수 있다. 적절한 안료로는, 예를 들어, 아연 옥사이드, 티타늄 디옥사이드 또는 철 옥사이드 등과 같은 금속 산화물 및 혼합 금속 산화물과 같은 무기 안료; 아연 설파이드 등과 같은 설파이드; 알루미네이트; 소듐 설포-실리케이트 설페이트 또는 크로메이트 등; 카본 블랙; 아연 페라이트; 울트라마린 블루; 피그먼트 브라운 24; 피그먼트 레드 101; 피그먼트 엘로우 119; 아조, 디-아조, 퀴나크리돈, 페릴렌, 나프탈렌 테트라카르복실산, 플라반트론, 이소인돌리논, 테트라클로로이소인돌리논, 안트라퀴논, 안탄트론, 디옥사진, 프탈시아닌 및 아조 레이트와 같은 유기 안료; 피그먼트 블로 60, 피그먼트 레드 122, 피그먼트 레드 149, 피그먼트 레드 177, 피그먼트 레드 179, 피그먼트 레드 202, 피그먼트 바이올렛 29, 피그먼트 블로 15, 피그먼트 그린 7, 피그먼트 옐로우 147 및 피그먼트 옐로우 150, 또는 상기 안료들 중에서 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 안료들은 일반적으로, 전체 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 0.01 내지 약 10 중량부의 양으로 사용된다.

적절한 염료는 일반적으로 유기물질이며, 예를 들어, 쿠마린 460 (블루), 쿠마린 6 (그린) 또는 나일 레드 등과 같은 쿠마린 염료; 란타니드 복합체; 하이드로카본 및 치환된 하이드로카본 염료; 폴리사이클릭 방향족 하이드로카본 염료; 옥사졸 또는 옥사디아졸 염료와 같은 신틸레이션 염료; 아릴- 또는 헤테로아릴-치환된 폴리 (C_{2 -8}) 올레핀 염료; 카르보시아닌 염료; 인단트론 염료; 프탈로시아닌 염료; 옥사진 염료; 카르보스티릴 염료; 나프탈렌테트라카르복실산 염료; 포르피린 염료; 비스(스티릴)바이페닐 염료; 아크리딘 염료; 안트라퀴논 염료; 시아닌 염료; 메틴 염료; 아릴메탄 염료; 아조 염료; 인디고이드 염료, 트로인디고이드 염료, 디아조늄 염료; 니트로 염료; 퀴논 이민 염료; 아미노케톤 염료; 테트라졸리움 염료; 티아졸 염료; 페릴렌 염료, 페리논 염료; 비스-벤조옥사졸릴티오펜 (BBOT); 트리아릴메탄 염료; 크산텐 염료; 티오크산텐 염료; 나프탈이미드 염료; 락톤 염료; 적외선 파장 근처에서 흡수하고 가시광선 파장 근처에서 방사하는 항- 스토크스 시프트 염료 등과 같은 플루오로포르; 7-아미노-4-메틸코마린과 같은 발광 염료; 3-(2'-벤조티아졸릴)-7-디에틸아미노코마린; 2-(4-바이페닐릴)-5-(4-t-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸; 2,5-비스-(4-바이페닐릴)-옥사졸; 2,2'-디메틸-p-쿼터페닐; 2,2-디메틸-p-터페닐; 3,5,3””,5””-테트라-t-부틸-p-퀸쿼페닐; 2,5-디페닐푸란; 2,5-디페닐옥사졸; 4,4’-디페닐스틸벤; 4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-(p-디메틸아미노스티릴)-4H-피란; 1,1’-디에틸-2,2’-카르보시아닌 아이오다이드; 3,3’-디에틸-4,4’,5,5’-디벤조티아트리카르보시아닌 아이오다이드; 7-디메틸아미노-1-메틸-4-메톡시-8-아자퀴놀론-2; 7-디메틸아미노-4-메틸퀴놀론-2; 2-(4-(4-디메틸아미노페닐)-1,3-부타디에닐)-3-에틸벤조티아졸리움 퍼클로레이트; 3-디에틸아미노-7-디에틸이미노페녹사조니움 퍼클로레이트; 2-(1-나프틸)-5-페닐옥사졸; 2,2’-p-페닐렌-비스(5-페닐옥사졸); 로다민 700; 로다민 800; 피렌; 크리센; 루브렌; 코로넨 등, 또는 상기 염료들 중에서 하나 이상을 포함하는 조합을 포한한다. 염료들은 일반적으로, 전체 조성물의 중량을 기준으로, 약 0.1 내지 약 10 ppm의 양으로 사용된다.

첨가될 수 있는 적절한 내연제는, 인, 브롬, 및/또는 염소를 포함하는 유기 화합물일 수 있다. 비-브롬화된 그리고 비-염소화된 인-함유 난연제는 규제상의 이유로 특정 응용분야, 예를 들어 유기 포스페이트 및 인-질소 결합을 함유하는 유기 화합물에서, 선호될 수 있다.

예시적인 유기 포스페이트의 한가지 형태는 화학식 (GO)₃P=O의 방향족 포스페이트이며, 각 G는 독립적으로 알킬, 사이클로알킬, 아릴, 알카릴 또는 아랄킬 그룹이며, 하나 이상의 G는 방향족 그룹이다. 상기 G 그룹의 둘은 상호 결합되어 사이클릭 그룹을 제공할 수 있으며, 예를 들어, 디페닐 펜타에리트리톨 디포스페이트이고, Axelrod의 미국 특허 제 4,154,775호에 개시되어 있다. 다른 적절한 방향족 포스페이트는, 예를 들어, 페닐 비스(도데실) 포스페이트, 페닐 비스(네오펜틸) 포스페이트, 페닐 비스(3,5,5'-트리메틸헥실) 포스페이트, 에틸 디페닐 포스페이트, 2-에틸헥실 디(p-톨릴)포스페이트, 비스(2-에틸헥실) p-톨릴 포스페이트, 트리톨릴 포스페이트, 비스(2-에틸헥실) 페닐 포스페이트, 트리(노닐페닐) 포스페이트, 비스(도데실) p-톨릴 포스페이트, 디부틸 페닐 포스페이트, 2-클로로에틸 디페닐 포스페이트, p-톨릴 비스(2,5,5'-트리메틸헥실)포스페이트 또는 2-에틸헥실 디페닐 포스페이트 등 일 수 있다. 구체적인 방향족 포스페이트는, 각 G가 방향족, 예를 들어, 트리페닐 포스페이트, 트리크레실 포스페이트 및 이소프로필화된 트리페닐 포스페이트 등인 것 중에서 하나이다.

디- 또는 다기능 방향족 인-함유 화합물이 또한 유용하며, 예를 들어, 아래의 화학식의 화합물들이다:

상기 식에서, 각 G¹은 독립적으로 1 내지 약 30 개의 탄소 원자들을 갖는 하이드로카본이고; 각 G²는 독립적으로 1 내지 약 30 개의 탄소 원자들을 갖는 하이드로카본 또는 하이드로카르보녹시이며; 각 X^a는 위에서 정의된 바와 같고; 각 X는 독립적으로 브롬 또는 염소이며; m은 0 내지 4이고, n은 1 내지 약 30이다. 적절한 디- 또는 다기능 방향족 인-함유 화합물은 레소르시놀 테트라페닐 디포스페이트 (RDP), 하이드로퀴논의 비스(디페닐) 포스페이트 및 비스페놀-A의 비스(디페닐) 포스페이트, 각각에 대해서, 그들의 올리고메릭 및 폴리메릭 대응물 등을 포함한다.

인-질소 결합을 함유하는 적절한 내연제의 예로는, 포스포니트릴릭 클로라이드, 포스포러스 에스테르 아미드, 포스포르산 아미드, 포스폰산 아미드, 포스핀산 아미드, 트리스(아지리디닐) 포스핀 옥사이드를 포함한다.

할로겐화 물질은 또한 내연제로 사용될 수 있으며, 예를 들어 화학식 23의 할로겐화 화합물 및 수지이다:

상기 식에서, R은 알킬렌, 알킬리덴 또는 지환족 결합, 예로는, 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 이소프로필렌, 이소프로필리덴, 부틸렌, 이소부틸렌, 아밀렌, 사이클로헥실렌 또는 사이클로펜틸리덴 등; 또는 옥시젠 에테르, 카르보닐, 아민 또는 황 함유 결합, 예, 설파이드, 설폭사이드 또는 설폰 등이다. R은 또한, 방향족, 아미노, 에테르, 카르보닐, 설파이드, 설폭사이드 또는 설폰과 같은 그룹에 의해 연결된 둘 또는 그 이상의 알킬렌 또는 알킬리덴 결합으로 구성될 수 있다.

화학식 23에서 Ar 또는 Ar'는 각각 독립적으로, 페닐렌, 바이페닐렌, 터페닐렌 또는 나프틸렌 등과 같은, 모노- 또는 폴리카르보사이클릭 방향족 그룹이다.

Y는 유기, 무기, 또는 오르가노메탈릭 라디칼이며, 예를 들어, (1) 할로겐, 예로는, 염소, 브롬, 요오드, 플로린 또는 (2) 일반적 화학식 OE의 에테르 그룹, 여기서 E는 X와 유사한 일가의 하이드로카본 라디칼 또는 (3) R에 의해 표현되는 형태의 일가의 하이드로카본 그룹 또는 (4) 다른 치환체, 예, 니트로, 시아노 등, 상기 치환체 아릴 핵 당 하나 이상 및 선택적으로 두 개의 할로겐 원자들이 존재하는 것으로 제공된 본질적으로 불활성인 상기 체환체들이다.

존재한다면, 각 X는 독립적으로 일가의 하이드로카본 그룹, 예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸 또는 데실 등과 같은 알킬 그룹; 페닐, 나프틸, 바이페닐, 크실릴 또는 톨릴 등과 같은 아릴 그룹; 및 벤질 또는 에틸페닐 등과 같은 아랄킬 그룹; 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실 등과 같은 지환족 그룹이다. 상기 일가의 하이드로카본은 그 자체가 불활성 치환체를 보유할 수 있다.

각각의 d는 독립적으로 1 내지 Ar 또는 Ar'를 포함하는 방향족 고리 상에 치환된 대체가능한 수소의 수에 대한 최대 등가이다. 각 e는 독립적으로 0 내지 R 상에 대체가능한 수소의 수에 대한 최대 등가이다. 각 a, b 및 c는 독립적으로 0을 포함하는 자연수이다. b가 0이 아닐 때, a와 c는 둘 다 0이 될 수 없다. 그렇지 않으면, a 또는 c가, 둘 다는 아니며, 0이 될 수 있다. b가 0이면, 방항족 그룹은 직접 탄소-탄소 결합에 의해 결합된다.

상기 방향족 그룹 상의 하이드록실 및 Y 치환체, Ar 및 Ar'는, 방향족 고리상의 오르토, 메타 또는 파라 위치에서 다양화될 수 있으며, 상기 그룹은 상호간에 가능한 기하이성질체 관계일 수 있다.

상기 화학식의 범주 내에는, 다음에 열거된 비스페놀들: 2,2-비스-(3,5-디클로로페닐)-프로판; 비스-(2-클로로페닐)-메탄; 비스(2,6-디브로모페닐)-메탄; 1,1-비스-(4-아이오도페닐)-에탄; 1,2-비스-(2,6-디클로로페닐)-에탄; 1,1-비스-(2-클로로-4-아이오도페닐)에탄; 1,1-비스-(2-클로로-4-메틸페닐)-에탄; 1,1-비스-(3,5-디클로로페닐)-에탄; 2,2-비스-(3-페닐-4-브로모페닐)-에탄; 2,6-비스-(4,6-디클로로나프틸)-프로판; 2,2-비스-(2,6-디클로로페닐)-펜탄; 2,2-비스-(3,5-디브로모페닐)-헥산; 비스-(4-클로로페닐)-페닐-메탄; 비스-(3,5-디클로로페닐)-사이클로헥실메탄; 비스-(3-니트로-4-브로모페닐)-메탄; 비스-(4-하이드록시-2,6-디클로로-3-메톡시페닐)-메탄; 및 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-하이드록시페닐)-프로판 2,2 비스-(3-브로모-4-하이드록시페닐)-프로판을 포함한다. 또한 상기 구조의 화학식 내에는: 1,3-디클로로벤젠, 1,4-디브로모벤젠, 1,3-디클로로-4-하이드록시벤젠, 및 2,2'-디클로로바이페닐, 폴리브롬화 1,4-디페녹시벤젠, 2,4'-디브로모바이페닐, 및 2,4'-디클로로바이페닐 뿐만 아니라 데카브로모 디페닐 옥사이드 등과 같은 바이페닐을 포함한다.

또한 비스페놀 A 및 테트라브로모비스페놀 A의 코폴리카보네이트 및 카보네이트 전구체, 예로는, 포스겐과 같은, 올리고메릭 및 폴리메릭 할로겐화 방향족 화합물이 유용한다. 금속 상승제(metal synergists), 예로는, 안티몬 옥사이드가 또한 내연제로 사용될 수 있다.

무기 난연제가 또한 사용될 수 있으며, 예를 들어, 포타슘 퍼플루오로부탄 설포네이트 (리마 염), 포타슘 퍼플루오로옥탄 설포네이트, 테트라에틸암모늄 퍼플루오로헥산 설포네이트 및 포타슘 디페닐설폰 설포네이트 등과 같은 C_{2 -16} 알킬 설포네이트 염; 예를 들어 알칼리 금속 또는 알카라인 히토류 금속 (예를 들어, 리튬, 소듐, 포타슘, 마그네슘, 칼슘 및 바륨 염)과 무기산 복합체 염, 예를 들어, Na₂CO₃, K₂CO₃, MgCO₃, CaCO₃ 및 BaCO₃와 같은 탄산의 알칼리 금속 및 알카라인-희토류 금속염과 같은 옥소-음이온, 또는 Li₃AlF₆, BaSiF₆, KBF₄, K₃AlF₆, KAlF₄, K₂SiF₆ 및/또는 Na₃AlF₆ 등의 플루오로-음이온 복합체 등과의 반응에 의해 형성된 염 등이 사용될 수 있다.

또 다른 유용한 형태의 내연제는, 위에서 설명된, 화학식 20의 반복 구조 유닛을 포함하는 폴리디오르가노실록산 블록을 가진 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체이다.

적하방지제(anti-drip agents)가 또한 사용될 수 있으며, 예들 들어 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)와 같은 피브릴 포밍 또는 비-피브릴 포밍 플루오로폴리머가 있다. 상기 적하방지제는 위에서 설명된 바와 같이 경질 공중합체, 예를 들어 SAN에 의해 캡슐화될 수 있다. SAN에 캡슐화된 PTEE는 TSAN으로 알려져 있다. 캡슐화된 플루오로폴리머는, 예를 들어 수성 분산 상태에서, 플루오로폴리머의 존재하에서 폴리머를 캡슐화하는 중합화에 의해 제조될 수 있다. TSAN은 PTFE에 대하여 현저한 장점을 제공할 수 있으며, 즉 TSAN은 조성물 내에서 보다 용이하게 분산될 수 있다. 적절한 TSAN은, 예를 들어, 캡슐화된 플루오로폴리머의 전체 중량을 기준으로, 약 50 중량% PTEE 및 약 50 중량% SAN을 포함할 수 있다. 상기 SAN은 예를 들어, 공중합체의 전체 중량을 기준으로, 약 75 중량% 스티렌 및 약 25 중량% 아크릴로니트릴을 포함할 수 있다. 다른 방안으로는, 상기 플로오로폴리머는 제 2 폴리머와 몇몇 방법으로 예비-블렌드될 수 있으며, 예를 들어, 방향족 폴리카보네이트 수지 또는 SAN을 응집된 물질로 형성하여 적하방지제로 사용할 수 있다. 어느 하나의 방식이 캡슐화된 플루오로폴리머를 생산하기 위해 사용될 수 있다.

거품이 필요하다면, 적절한 블로잉 시약으로는, 예를 들어, 끓는 점이 낮은 할로하이드로카본 및 카본 다이옥사이드를 발생시키는 것; 아조디카르본아미드, 아조디카르본아미드의 금속염, 4,4'옥시비스(벤젠설포닐하이드라자이드), 소듐 바이카보네이트 또는 암모늄 카보네이트 등과 같은, 상온에서 고체이고 그들의 분해온도 보다 더 높은 온도로 가열되면, 질소, 카본 다이옥사이드 또는 암모니아 가스를 발생시키는 블로잉 시약; 또는 상기 블로잉 시약들 중에서 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다.

열가소성 조성물은 당업계에서 일반적으로 이용가능한 방법들에 의해 제조될 수 있으며, 예를 들어, 일실시예에서, 진행 공정의 하나로, 분말화된 폴리카보네이트 수지, 미네랄 충진제, 산 또는 산 염, 선택적 충격 보강제, 선택적 방향족 비닐 공중합체 및 어떠한 다른 선택된 성분들을, 선택적으로 다른 충진제들과 Henschel^TM 고속 믹서 또는 다른 적절한 믹서/블렌드에서 일차 블렌드한다. 특별히 제한되는 것은 아니나, 핸드 믹싱을 포함하는 다른 저 전단 공정들이 또한 이러한 블렌딩과 함께 수행될 수 있다. 상기 블렌드는 그런 다음 호퍼를 통해 트윈-스크류 압출기의 투입구에 공급된다. 다른 방안으로는, 하나 또는 그 이상의 성분들이, 투입구에서 압출기로 직접 공급되거나 및/또는 사이드스터퍼를 통해 다운스트림에 공급됨으로써, 상기 조성물에 혼입될 수 있다. 그러한 첨가제들은 또한, 원하는 폴리메릭 수지와 함께 마스터배치에 컴파운드되어, 압출기로 공급될 수 있다. 상기 압출기는 일반적으로 상기 조성물이 유동하기에 필요한 것보다 높은 온도에서 작동한다. 상기 압축물은 즉시 수조에서 식히고 펠렛화된다. 상기 압출물이 절단되어 제조된, 펠렛은 1/4 인치 길이 또는 원하면 더 짧을 수 있다. 그러한 펠렛은 후속의 몰딩, 쉐이핑 또는 포밍에 사용될 수 있다.

상기 폴리카보네이트 조성물을 포함하는 쉐이핑, 포밍 또는 몰딩된 물품을 또한 제공한다. 상기 폴리카보네이트 조성물은, 예를 들어, 모니터용 하우징과 같은 컴퓨터 및 사무용 기기 하우징, 휴대폰과 같은 소형 전기 디바이스 하우징, 전기적 커넥터, 및 조명 기구, 장식, 가정용 어플리케이션, 지붕, 온실, 썬룸, 수영장 엔클로저, 전기 디바이스 캐싱 및 사인 등의 성분 등과 같은 물품을 형성하기 위해서, 인젝션 몰딩, 압출, 로테이션 몰딩, 블로우 몰딩 및 열성형과 같은 다양한 수단에 의해서 유용한 형태의 물품으로 몰딩될 수 있다. 추가로, 상기 폴리카보네이트 조성물은, 패널 및 트림, 스포일러, 러기지 도어, 바디 패널 뿐만 아니라 벽을 포함하는 자동차 부분 및 레크리에이션 기구의 구조 부분과 같은 응용분야에 사용될 수 있다.

[실시예]

상기 조성물은, 표 1에서 설명된 성분들로부터 제조되는, 아래의 비-제한적인 예들을 통해 더 설명한다.

물질	설명	구입처
폴리카보네이트 (PC-1)	BPA 폴리카보네이트 수지는, 300℃/1.2 kg, 5.1-6.9 g/10 min에서, MVR과의 계면 공정에 의해 제조된다. (전형적인 범위 60,000-64,000 g/mol)	GE Plastics
폴리카보네이트 (PC-2)	BPA 폴리카보네이트 수지는, 300℃/1.2 kg, 23.5-28.5 g/10 min에서, MVR과의 계면 공정에 의해 제조된다. (전형적인 범위 40,000-44,000 g/mol)	GE Plastics
폴리카보네이트 블렌드 (PC 블렌드)	PC-1 및 PC-2의 블렌드는 75% PC-1에 대해 25% PC-2의 비율 (전형적인 범위 52,000-56,000 g/mol)	GE Plastics
MBS	MBS는 공칭 75-82 중량% 부타디엔 코어와 그에 균형을 맞춘 스티렌-메틸 메타크릴레이트 쉘이다. 상표명 EXL-2691A	Rohn & Haas
충진제	탈크(상표명 Jetfine 3CA)	Luzenac
TiO2-1	알루미나 코팅 및 폴리실록산 표면 처리된 티타늄 디옥사이드 (Kronos® 2233 Titanium Dioxide)	Kronos Worldwide, Inc.
TiO2-2	알루미나 코팅 및 유기 처리된 티타늄 디옥사이드 (Ti-Pure® R103 Titanium Dioxide)	E.I. du Pont de Nemours and Co.
TiO2-3	알루미나 코팅 및 폴리실록산 표면 처리된 티타늄 디옥사이드 (Kronos® 2450 Titanium Dioxide)	Kronos Worldwide, Inc.
TiO2-4	알루미나 코팅 및 유기 표면 처리된 실리카로 코팅된 티타늄 디옥사이드 (Tiona® RL-91)	Millennium Chemicals
산	아인산 (H3PO3) 수용액 상에서 45% 산	Quaron
SAN	190℃/2.16 kg, 5.2-7.2 g/10 min의 용융 흐름에서, 15-35 중량% 아크릴로니트릴을 함유하는 고유량 벌크 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체	GE Plastics
PMHS	폴리 메틸 하이드로젠 실록산 (상표명 DF1040)	GE Bayer Silicones

샘플 조성물을, 표 1의 물질을 이용하여 표 2의 함량에 따라, 다양한 티타늄 디옥사이드를 스크린하기 위해 제조하였다. 모든 함량은 중량%이다. 모든 샘플은 동일한 함량의 성분들을 가지며 (전체적으로 100 중량부), 그리고 다른 형태 및 함량의 티타늄 디옥사이드를 상기 조성물에 첨가하였다. 제 1 샘플은 대조군이다. 각 실시예들에 있어서, 샘플들은, 약 280℃의 공칭 용융 온도, 약 0.7 bar의 진공, 및 약 450 rpm에서 Werner & Pfleiderer^TM 25 mm 트윈 스크류 압출기상에서 용융 압출에 의해 제조되었다. 상기 압출물은 펠렛화되고 약 100℃에서 약 2 시간 동안 건조되었다. 테스트 표본을 만들기 위해서, 상기 건조된 펠렛은, 대략 5 내지 10℃ 더 높은 용융 온도로, 300℃의 공칭 용융 온도에서, 110-톤 인젝션 몰딩 머신 상에서 인젝션 몰딩되었다.

성분	단위	대조군	실시예 A-1	실시예 A-2	실시예 A-3	실시예 A-4	실시예 A-5	실시예 A-6	실시예 A-7	실시예 A-8
PC 블렌드	%	77.13	77.13	77.13	77.13	77.13	77.13	77.13	77.13	77.13
SAN	%	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5
MBS	%	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4
충진제	%	8	8	8	8	8	8	8	8	8
산	%	0.12	0.12	0.12	0.12	0.12	0.12	0.12	0.12	0.12
TiO2-1	%	0	1.0	2.5	0	0	0	0	0	0
TiO2-2	%	0	0	0	1.0	2.5	0	0	0	0
TiO2-3	%	0	0	0	0	0	1.0	2.5	0	0
TiO2-4	%	0	0	0	0	0	0	0	1.0	2.5
첨가제*	%	0.85	0.85	0.85	0.85	0.85	8.5	0.85	0.85	0.85
물리적 특성	단위
톱니형 아이조드 충격, 23℃	kJ/m2	40.0	40.4	42.6	34.4	16.0	34.9	29.1	36.1	35.5
인장 계수	MPa	3100	3142	3175	3137	3175	3138	3176	3156	3199
MW 보유	%	100	99	97	99	98	98	96	95	99

0.25 중량% 항산화제, 0.1 중량% 트리스(디-t-부틸페닐)포스파이트, 0.25 중량% 펜타에리트리톨 테트라키스(3-라우릴티오프로피오네이트), 및 0.25 중량% 성형 지연제를 포함하는 안정화 패키지 (안정화 패키지를 포함하는 조성물의 100 중량부를 기준으로)가 함유된 첨가제들이 또한 상기 조성물에 첨가된다.

표 2를 참조하면, 4 가지 다른 타입의 TiO₂를 포함하는 샘플들의 특성은 대조군과 다르다. 실시예 A-3 및 A-4는 충격 성능이 현저히 감소되고, 코팅된 TiO₂를 함유하는, 실시예 A-1, A-2, A-5, A-6, A-7 및 A-8은, 예상외로 특성에서 현저하지 않은 증가 또는 감소, 또는 충격 성능의 근소한 향상을 보인다. 충격 성능의 감소는, TiO₂가 항상 기계적 특성을 향상시키지 않기 때문인 것으로 예상된다. 특히, 코팅된 TiO₂가 특성을 유지 또는 향상시키는 것을 놀라운 것이다.

추가적인 샘플은 표 1의 물질 및 앞서 설명된 공정을 이용하여 생산하였다. 상기 TiO₂-1은 함량을 증가시켜 첨가하였다. 성분 및 결과는 아래 표 3에 나타내었다. 표 3의 모든 함량은, 별도로 표시하지 않은 경우에는, 중량%이다.

성분	단위	실시예 B-1	실시예 B-2	실시예 B-3	실시예 B-4	실시예 B-5
PC-1	%	53.36	51.76	48.56	45.76	39.76
PC-2	%	13.35	12.95	12.15	15.25	13.25
SAN	%	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5
MBS	%	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4
충진제	%	18	18	18	16	16
산	%	0.54	0.54	0.54	0.24	0.24
TiO2-1	%	0	2.0	6.0	8.0	16.0
첨가제*	%	0.85	0.85	0.85	0.85	0.85
물리적 특성	단위
톱니형 아이조드 충격, 23℃	kJ/m2	9.9	10.0	13.8	15.7	18.3
23℃에서, 플렉스 플레이트 충격 연성	%	100	100	100	100	100
0℃에서, 플렉스 플레이트 충격 연성	%	100	0	0	100	0
인장	MPa	4346	4547	4772	4544	5031
Vicat B/50	℃	139.1	139.3	139.1	139.4	138.6
MVR 260℃ 5 kg	cm3/10 min	5.2	4.6	5.5	6.0	5.8
PC MW 보유	%	97	99	98	98	98

0.25 중량% 항산화제, 0.1 중량% 트리스(디-t-부틸페닐)포스파이트, 0.25 중량% 펜타에리트리톨 테트라키스(3-라우릴티오프로피오네이트), 및 0.25 중량% 성형 지연제를 포함하는 안정화 패키지 (안정화 패키지를 포함하는 조성물의 100 중량부를 기준으로)가 함유된 첨가제들이 또한 상기 조성물에 첨가된다.

실시예 B-1, B-2 및 B-3는 TiO₂ 첨가 효과를 보여준다. 톱니형 아이조드 충격 및 인장 계수 둘 다는 TiO₂의 첨가로 극적으로 증가되며, 반면에 Vicat 및 MVR은 눈에 띄는 변화가 없다. 0℃에서 연성은 18% 탈크 수준에서 유지될 수 있었으나, 16% 탈크 및 8% TiO₂ (실시예 B-3에 비해 TiO₂가 또한 2% 이상인, 실시예 B-4)에서, 더 높은 톱니형 아이조드 충격 및 더 높은 유량 (MVR)과 함께, 0℃에서의 연성이 향상되었다. 실시예 B-4 및 B-2를 비교하면, 더 높은 수준의 TiO₂ 및 근소하게 더 낮은 탈크 함량과 함께, 모든 물리적 특성들이 향상되었음을 보여준다. 추가적으로, 실시예 B-4 및 B-1을 비교하면, 실시예 B-4는 더 적은 탈크 충진제 및 더 많은 코팅된 TiO₂를 갖는데 반해, 강성도에 있어서 작은 증가가 있으나, 유량 (MVR)에서의 증가 뿐만 아니라 톱니형 아이조드 충격에서 현저한 증가가 있다. 이것은 전체 충진제 수준(탈크 + TiO₂)으로는 기대하지 않은 것으로, 실시예 B-1이 18%인 것과 비교하여 실시예 B-4가 24%이다. 특성들의 우수한 균형은, 높은 톱니형 아이조드 충격 및 우수항 유동성과 함께 매우 높은 인장 계수 (강성도)를 갖는, 실시예 B-5와 같은, 더 높은 수준에서 얻어졌다.

추가적인 샘플들은 표 1의 물질들 및 위에서 설명된 과정을 이용하여 생산되었다. 상기 추가적인 샘플들은, 다른 수준의 탈크와 함께, 다양한 수준에서, 두 개의 다른 코팅된 TiO₂ 샘플(TiO₂-1 및 TiO₂-3)의 추가를 연구하였다. 일부 실시예에서, PMHS가 효과를 연구하기 위해 조성물에 또한 첨가하였다. 상기 샘플들의 조성물은 표 4에 나타내었고, 테스트 결과는 표 5에 나타내었다.

성분	단위	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21
PC-1	%	82.25	77.01	68.77	60.53	81.25	73.01	64.77	56.53	77.25	69.01	69.25	61.01	77.15	72.91	68.91	77.25	73.25	69.25	61.25	73.01	69.01
SAN	%	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5	9.5
MBS	%	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4	4.4
충진제	%	0	8	16	24	0	8	16	24	0	8	0	8	0	8	8	8	8	8	8	8	8
TiO2-1	%	0	0	0	0	4	4	4	4	8	8	16	16	0	0	0	0	4	8	16	0	0
TiO2-3	%	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	8	4	8	0	0	0	0	4	8
PMHS	%	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0.1	0.1	0.1	0	0	0	0	0	0
산	%	0	0.24	0.48	0.72	0	0.24	0.48	0.72	0	0.24	0	0.24	0	0.24	0.24	0	0	0	0	0.24	0.24
기타*	%	0.85	0.85	0.85	0.85	0.85	0.85	0.85	0.85	0.85	0.85	0.85	0.85	0.85	0.85	0.85	0.85	0.85	0.85	0.85	0.85	0.85

0.25 중량% 항산화제, 0.1 중량% 트리스(디-t-부틸페닐)포스파이트, 0.25 중량% 펜타에리트리톨 테트라키스(3-라우리티오프로피오네이트), 및 0.25 중량% 성형 지연제를 포함하는 안정화 패키지 (안정화 패키지를 포함하는 조성물의 100 중량부를 기준으로)가 또한 모든 조성물에 첨가되었다.

[표 5]

표 2, 3 및 4의 조성물은 PC 분자량 보유, 용융 부피 비율, 아이조드 톱니형 충격 강도, 플렉스 플레이트 충격(FPI) 연성, 인장 계수 및 신장, 및 Vicat B/50에 대하여 테스트하였다. 상기 샘플들에 적용된 테스트들의 구체적인 내용은 해당 기술분야의 당업자에게 알려져 있으며, 아래와 같이 요약될 수 있다:

분자량은 메틸렌 클로라이드 용매에서 겔 침투 크로마토그래피 (GPC)에 의해 측정된다. 폴리스티렌 측정 표준은 상대적인 분자량을 결정하고 보고하는 데 사용된다(보고된 수치는 폴리스티렌에 대한 상대적인 폴리카보네이트 분자량이며, 절대적인 폴리카보네이트 분자량 수가 아님). 중량평균 분자량의 변화는 전형적으로 사용된다. 이는, 노출 공정의 결과로 열가소성 물질의 감퇴 범위를 결정하는 데 사용될 수 있는, 폴리메릭 물질의 체인 길이에 있어서 측정 변화의 수단을 제공한다. 감퇴된 물질은 일반적으로 가모된 분자량을 보여주며, 감소된 물리적 특성들을 나타낼 수 있다. 전형적으로, 분자량은 공정 전 및 후에 측정되며, 상기 분자량 보유는 공정 전의 분자량의 퍼센트로서 공정 이후의 분자량이다.

용융 부피 비율(MVR)은, ISO 1133에 따라서, 10 분 동안, 5-킬로그램 중량을 이용하여, 표시된 대로, 260℃ 또는 300℃에서 결정된다.

아이조드 충격 강도 ISO 180 (‘NII’)는 플라스틱 물질의 충격 저항을 비교하기 위해 사용된다. 아이조드 충격은 4 mm 두께, 성형된 아이조드 톱니형 충격 (NII) 바를 이용하여 측정된다. 이는 ISO 180/1A를 통해서 측정된다. 상기 ISO 명칭은 표본의 형태 및 톱니의 형태를 반영하며: ISO 180/1A는 표본 형태 1 및 톱니 형태 A를 의미한다. ISO 180/1U는 같은 형태의 표본 1을 의미하나, 역방향으로 클램프된다(비톱니형을 지칭). 상기 ISO 결과는, 테스트 표본을 파괴하기 위해 사용된, 톱니에서 표본 영역에 의해 분할된, 줄(joules) 단위의 충격 에너지로 정의된다. 결과는 kJ/m² 단위로 보고된다.

Vicat 연화 온도 (ISO 306)는, 플라스틱이 빠르게 연화되기 시작하는 측정 온도이다. 1 mm² 단면적의 둥글고 끝이 평평한 바늘이 미리 결정된 하중에서 플라스틱 테스트 표본의 표면을 관통하고, 온도는 일정한 비율로 상승된다. Vicat 연화 온도, 또는 VST는, 상기 관통이 1 mm에 달하는 온도이다. ISO 306은 두가지 방법으로 설명된다: 방법 A-10 뉴톤(N)의 하중, 및 방법 B-50 N의 하중, 온도 상승의 두 가지 가능한 비율: 50℃/시간 (℃/h) 또는 120℃/h. ISO 수치에 있어서 이러한 결과들은 A/50, A/120, B/50 또는 B/120으로 인용된다. 상기 테스트 조합은 23℃의 출발 온도에서 가열 배스에 담그게 된다. 5 분(min) 후에, 하중이 가해진다: 10 N 또는 50 N. 인덴팅 팁이 1±0.01 mm까지 관통되는 배스의 온도는, 선택된 중량 및 온도 상승에서, 물질의 VST로 보고된다.

파단에 대한 신장 강도 및 신장 연장과 같은 신장 특성들은, 5 mm/min에서 ISO 527을 통해 테스트된 4 mm 두께로 형성된 신장 바를 이용하여 측정되었다. 또한 50 mm/min에서 측정하는 것도 가능하다. 구체적인 적용을 위해 필요하면, 그러나 상기 실험에서 측정된 샘플들은 5 mm/min에서 측정된다. 신장 계수는 항상 1 mm/min의 초기 비율로 테스트를 시작하여 측정되며, 이후에 상기 테스트는 5 mm/min 또는 50 mm/min에서 계속된다.

플렉스 플레이트 충격 (FPI)는 ISO 6603을 통해서, 그리고 2.25 m/s의 충격 속도로 상기 설명된 실험에서 측정된다. FPI % 연성 (0 또는 23℃와 같은, 특정 온도에서)은, 경질 파괴 보다는 연성 파괴로 나타난, 충격 테스트에서 파괴된, 다섯 개의 샘플들의 퍼센트로 보고되며, 상기 경질 파괴는 크래킹 및 파편들이 형성되는 특징이 있다.

표 5는 블렌드에 코팅된 TiO₂ 첨가의 추가는 23℃ 및 0℃에서 톱니형 아이조드 충격을 감소시키고 반면에 -30℃에서는 향상시키는 것을 보여준다. 실시예 1은 TiO₂가 없는 대조군이고, 실시예 5, 9 및 11은 충진제 없이 증가된 코팅된 TiO₂의 양을 갖는다. 상기 블렌드 안정성 (PC MW 보유)는, 코팅된 TiO₂의 첨가에 의해 현저하게 향상되지 않는다. 실시예 9 및 13을 비교하면, PMHS와 함께 코팅되지 않은 TiO₂의 첨가는, 실시예 9에서 나타난, -30℃ 톱니형 아이조드 충격 향상을 보이지 않으며, 실시예 13은 또한 실시예 9와 비교하여 감소된 안정성을 갖는다는 것을 보여준다. 충진되지 않는 블렌드에 4% 코팅된 TiO₂의 첨가는, 블렌드 안정성을 감소시키고(실시예 5를 실시예 1과 비교하여), 그러나 놀랍게도, 탈크 충진된 블렌드에 4% 코팅된 TiO₂의 동일한 양의 첨가는(실시예 6을 실시예 2와 비교, 실시예 7을 실시예 3과 비교, 및 실시예 8을 실시예 4와 비교), 블렌드 안정성을 유지 또는 향상시킨다. PMHS가 TiO₂와 함께 첨가하였을 때, 상기 블렌드 특성은 추가적인 PMHS 없이 코팅된 TiO₂를 갖는 블렌드 만큼 좋지 못하다. 물리적 특성들은 코팅된 TiO₂와 함께 탈크 충진된, 그러나, 산 추가는 없는, 블렌드에서 극적으로 향상된다. 실시예 16을 19와 비교하면, 충진된 폴리카보네이트 블렌드에 코팅된 TiO₂의 첨가는 23℃에서 톱니형 아이조드 충격 및 PC MW 보유을 현저하게 향상시킨다는 것을 보여준다. 이와 동일한 효과는 충진되지 않은 블렌드에서는 나타나지 않으며, 상기 효과는 단지 탈크 충진된 또한 소량의 산을 갖는 블렌드에 대한 한계 효과이다. 이는 탈크와 코팅된 TiO₂ 사이의 상승효과를 분명하게 보여주는 것이다.

설명의 목적을 위해서 전형적인 실시예들을 나열하였으나, 상기 설명들로 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않는 범위에서 당해 기술분야의 당업자에 의해 다양한 변형, 개조 및 대안들이 있을 수 있다.

Claims (16)

1. 열가소성 수지 조성물로서, 조성물 전체 중량을 기준으로,
   30 내지 89.5 중량%의 방향족 폴리카보네이트;
   0.5 내지 20 중량%의 충격 보강제;
   0 내지 25 중량%의 방향족 비닐 공중합체;
   6 내지 35 중량%의 미네랄 충진제; 및
   4 내지 20 중량%의 티타늄 디옥사이드를 포함하며,
   상기 티타늄 디옥사이드는 알루미나 및 폴리실록산으로 구성된 표면 처리제로 코팅된 것인, 열가소성 수지 조성물.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 조성물은
   30 내지 89.5 중량%의 방향족 폴리카보네이트;
   0.5 내지 20 중량%의 충격 보강제;
   0 내지 25 중량%의 방향족 비닐 공중합체;
   6 내지 35 중량%의 탈크;및
   4 내지 20 중량%의 티타늄 디옥사이드를 포함하는, 열가소성 수지 조성물.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 조성물은 0 중량% 이상의 산 또는 산 염을 더 포함하는, 열가소성 수지 조성물.
5. 제4항에 있어서,
   상기 산 또는 산 염은 인을 포함하는, 열가소성 수지 조성물.
6. 제4항에 있어서,
   상기 방향족 폴리카보네이트의 함량은 30 내지 89.479 중량%이고,
   상기 산 또는 산 염은, 산(acid)의 충진제에 대한 중량비율을 기준으로, 0.0035:1 이상으로 존재하는, 열가소성 수지 조성물.
7. 제1항에 있어서,
   상기 충격 보강제는 ABS, MBS, Bulk ABS, AES, ASA, MABS, 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 또는 그들의 조합을 포함하는, 열가소성 수지 조성물.
8. 제1항에 있어서,
   상기 방향족 비닐 공중합체는 SAN을 포함하는, 열가소성 수지 조성물.
9. 제2항에 있어서,
   상기 탈크의 입자 크기 분포 D50은 3 마이크론 또는 그 미만인, 열가소성 수지 조성물.
10. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 50 내지 85 중량%의 방향족 폴리카보네이트, 1 내지 12 중량%의 충격 보강제, 6 내지 25 중량%의 탈크, 6 내지 16 중량%의 티타늄 디옥사이드, 및 2 내지 15 중량%의 방향족 비닐 공중합체를 포함하는 열가소성 수지 조성물.
11. 열가소성 조성물로서, 조성물 전체 중량을 기준으로,
    50 내지 84.98 중량%의 방향족 폴리카보네이트;
    1 내지 20 중량%의 충격 보강제;
    2 내지 25 중량%의 방향족 비닐 공중합체;
    8 내지 25 중량%의 탈크;
    0.01 내지 5 중량%의 산 또는 산 염;
    4 내지 20 중량%의 티타늄 디옥사이드; 및
    0.01 내지 7 중량%의 첨가제로 구성되고,
    상기 티타늄 디옥사이드는 알루미나 및 폴리실록산으로 구성된 표면 처리제로 코팅되어 있으며, 상기 첨가제는 충진제, 적하 방지제(antidrip agent), 열 안정제, 광 안정제, 항산화제, 가소제, 대전 방지제, 성형 지연제, UV 흡수제, 윤활제, 안료, 염료, 착색제 또는 상기의 둘 또는 그 이상의 조합을 포함하는 열가소성 조성물.
12. 제11항에 있어서,
    상기 방향족 폴리카보네이트의 함량은 50 내지 82.98 중량%이고,
    상기 티타늄 디옥사이드의 함량은 6 내지 16 중량%인 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
13. 제11항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트의 중량 평균 분자량은, 폴리스티렌 측정 표준을 기초로, 46,000 g/mol 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
14. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트의 중량 평균 분자량은, 폴리스티렌 측정 표준을 기초로, 46,000 g/mol 이상인, 열가소성 수지 조성물.
15. 제1항에 있어서,
    상기 티타늄 디옥사이드의 함량은 4 내지 16 중량%인, 열가소성 수지 조성물.
16. 제1항, 제2항 및 제4항 내지 제15항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 물품.