KR101910414B1 - 향상된 내충격성을 갖는 폴리카보네이트 조성물 - Google Patents

향상된 내충격성을 갖는 폴리카보네이트 조성물 Download PDF

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Abstract

본 개시는 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 제1 폴리카보네이트 성분, 선택적인 제2 폴리카보네이트 성분, 및 1종 이상의 충격 개질제를 포함하는 열가소성 폴리카보네이트 조성물에 관한 것이다. 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물은 다른 특성들 중에서 향상된 노치형 아이조드 충격 강도, 인장 탄성률, 인장 강도, 및 다축 충격 강도를 가진다.

Description

향상된 내충격성을 갖는 폴리카보네이트 조성물{Polycarbonate compositions with improved impact resistance}
본 개시는 폴리카보네이트 조성물에 관한 것으로, 구체적으로 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하고, 향상된 연성, 강도, 및 탄성률을 갖는 충격 개질화된 폴리카보네이트 조성물에 관한 것이다.
예를 들어 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS)을 포함하는 폴리카보네이트 조성물을 포함하는 충격 개질화된 폴리카보네이트 조성물은 저온 연성을 갖는 그들의 비교적 가공 용이성 때문에 플라스틱 산업에 있어서 큰 관심의 대상이다. 이러한 폴리카보네이트 블렌드들은 그들의 고충격 및 내열성으로 또한 알려져 있다.
그러나, 많은 용도들에 있어서 이러한 블렌드들의 내충격성은 아직 충분하지 않다. 몇몇 경우에 있어서 요구되는 것은 종래의 충격 개질화된 폴리카보네이트 조성물 이상의 더욱 내충격성이 향상된 중합체 블렌드들이다. 이러한 요구 및 다른 요구들은 본 개시의 조성물들 및 방법들에 의해 만족된다.
일 측면에 있어서, 본 개시는 폴리카보네이트 조성물에 관한 것으로, 구체적으로 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하고 향상된 연성, 강도, 및 탄성률을 갖는 충격 개질화된 폴리카보네이트 조성물에 관한 것이다.
a) 이소소르바이드 모노머 단위, 비스페놀 A 모노머 단위, 및 레조르시놀 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 제1 폴리카보네이트 성분; b) 비스페놀 A 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 폴리머를 포함하는 선택적인 제2 폴리카보네이트 성분; 및 c) 1종 이상의 충격 개질제 성분을 포함하는 폴리카보네이트 조성물이 개시된다.
또한 폴리카보네이트 조성물로서, a) 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 폴리카보네이트 성분으로서, 상기 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머는 약 50(이소소르바이드)/25(레조르시놀)/25(비스페놀-A)의 각각의 몰비를 갖고, 상기 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머가 상기 폴리카보네이트 조성물의 35 중량% 초과 내지 약 60 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재하는 폴리카보네이트 성분; b) 0 중량% 초과 내지 20 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머; 및 c) 0 중량% 초과 내지 25 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재하는 폴리메틸메타크릴레이트를 포함하는 폴리카보네이트 조성물이 개시된다.
또한 폴리카보네이트 조성물로서, a) 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 폴리카보네이트 성분으로서, 상기 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머는 약 50(이소소르바이드)/25(레조르시놀)/25(비스페놀-A)의 각각의 몰비를 갖고, 상기 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머가 상기 폴리카보네이트 조성물의 35 중량% 초과 내지 약 60 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재하는 폴리카보네이트 성분; b) 0 중량% 초과 내지 20 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머; 및 c) 0 중량% 초과 내지 25 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재하는 폴리락트산을 포함하는 폴리카보네이트 조성물이 개시된다.
또한 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머 성분 및 상대적으로 고연성 폴리카보네이트 폴리머 성분을 포함하는 폴리카보네이트 조성물의 노치형 아이조드 충격 강도를 증가시키는 방법으로서, 상기 폴리카보네이트 조성물에서 상기 고연성 폴리카보네이트 폴리머 성분의 적어도 일부를 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머로 교체하는 단계를 포함하는 방법이 개시된다.
본 발명의 측면들은 특정한 법정 분류(statutory class), 예를 들어 시스템 법정 분류로 설명되고 주장될 수 있으나, 이는 오직 편의를 위한 것이고, 당해 기술분야의 통상의 기술자들은 본 발명의 각각의 측면이 임의의 법정 분류로 설명되고 주장될 수 있음을 이해할 것이다. 달리 명백하게 언급되지 않는 한, 본 명세서에서 기술된 임의의 방법 또는 측면은 그 단계들이 특정한 순서로 수행될 것을 요구하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구항에서 단계들이 특정한 순서로 제한되어야 함을 특허청구범위 또는 상세한 설명에서 구체적으로 언급하지 않는 한, 어떠한 측면에서도 순서가 추론되는 것이 의도되지 않는다. 이는 단계 또는 작업 흐름의 배열에 관한 논리의 문제, 문법 조직 또는 문장 구두점으로부터 유래된 보통의 의미, 또는 본 명세서에서 설명된 측면들의 수 또는 유형을 포함하는 것들의 해석을 위한 가능한 모든 비명시적 기준에 대해서도 적용된다.
본 발명의 추가적인 측면들은 후술하는 설명에서 부분적으로 명시될 것이고, 일부는 설명으로부터 자명하거나, 또는 본 발명의 실시에 의해 알 수 있게 될 것이다. 본 발명의 이점은 첨부된 특허청구범위에서 특히 지적된 요소 및 조합에 의해 실현되고 달성될 것이다. 전술한 일반적인 설명 및 후술할 상세한 설명은 모두 단지 예시적이고 설명적인 것이며, 청구된 본 발명을 제한하는 것이 아님이 이해되어야 한다.
본 발명은 후술하는 본 발명의 상세한 설명 및 본 명세서에 포함된 실시예를 참조하여 더욱 쉽게 이해될 수 있다.
본 화합물, 조성물, 물품, 시스템, 장치 및/또는 방법이 개시되고 설명되기 이전에, 이들은 달리 명시되지 않는 한 특정한 합성 방법 또는 달리 명시되지 않는 한 특정한 시약으로 제한되는 것이 아님이 이해되어야 하며, 이는 물론 그러한 것들이 달라질 수 있기 때문이다. 또한 본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 측면들을 설명하기 위한 목적으로, 제한하려는 의도가 아님이 이해되어야 한다. 본 명세서에서 설명된 것들과 유사하거나 균등한 임의의 방법들과 재료들이 본 발명의 실시 또는 실험에 사용될 수 있긴 하지만, 예시적인 방법들 및 재료들이 지금부터 설명된다.
본 명세서에서 언급된 모든 문헌들은 상기 문헌들이 인용된 것과 관련된 방법들 및/또는 재료들을 개시하고 설명하기 위하여 참조로서 본 명세서에 통합된다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적이고 과학적인 용어는 당해 기술분야의 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 지닌다. 본 명세서에서 설명된 것들과 유사하거나 동등한 임의의 방법들과 재료들이 본 발명의 실시 또는 실험에 사용될 수 있긴 하지만, 예시적인 방법들 및 재료들이 지금부터 설명된다.
본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용된 바와 같이, 단수 형태 및 "상기"는 문맥이 명백히 달리 언급하지 않으면 복수의 지시 대상(referent)을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "폴리카보네이트"에 대한 지칭은 2종 이상의 폴리카보네이트의 혼합물들을 포함한다. 용어 "또는"은 용어 "및/또는"을 의미한다. 상기 용어 "및/또는"은 1종 이상의 관련되고 열거된 항목들의 임의의 모든 조합들을 포함한다.
"약" 하나의 특정 값에서, 및/또는 "약" 다른 특정 값까지와 같은 범위가 본 명세서에 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현되는 경우, 다른 측면은 상기 하나의 특정 값에서 및/또는 상기 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 선행사 "약"의 사용에 의해 값이 근사치로 표현될 때, 상기 특정한 값이 다른 측면을 형성하는 것으로 이해될 것이다. 각각의 범위의 종점은 다른 종점과 관련하여, 그리고 다른 종점과 독립적으로 모두 의미가 있음이 더욱 이해될 것이다. 또한 본 명세서에는 많은 값들이 개시되어 있으며, 이러한 각각의 값은 그 값 자체에 더하여 그 특정 값에 "약"을 붙인 값으로 본 명세서에 개시되어 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 값 "10"이 개시되면, "약 10" 또한 개시된 것이다. 또한, 2개의 특정 단위 사이의 각각의 단위 또한 개시됨이 이해될 것이다. 예를 들어, 10 및 15가 개시된 경우, 11, 12, 13, 및 14 또한 개시된 것이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "선택적인" 또는 "선택적으로"는 이어서 기술된 사건 또는 상황이 발생할 수 있거나 발생하지 않을 수 있음을 의미하고, 이러한 설명은 상기 사건 또는 상황이 발생하는 예 및 그렇지 않은 예를 포함한다. 예를 들어, 문구 "선택적인 제2 폴리카보네이트 성분"은 상기 제2 폴리카보네이트 성분이 존재하거나 존재하지 않을 수 있음을 의미하고, 이러한 설명은 상기 제2 폴리카보네이트 성분이 존재하는 예 및 상기 제2 폴리카보네이트 성분이 존재하지 않은 예를 포함한다.
본 발명의 다양한 조성물들을 제조하는데 사용되는 다양한 성분 재료들이 개시된다. 또한 상기 조성물들 그 자체 및 개시된 조성물들의 제조 및 사용 방법이 개시된다. 이러한 재료들의 조합, 하위 집합(subset), 상호 작용, 그룹 등이 개시되는 경우에, 이러한 성분들 각각의 다양하고 개별적인 그리고 집합적인 조합 및 순열의 구체적인 언급은 명시적으로 개시될 수 없으나, 각각은 본 명세서에 구체적으로 고려되고 기술되는 것으로 이해된다. 예를 들어, 특정 화합물이 개시되고 논의되며, 상기 화합물을 포함하여 수많은 분자들이 만들어질 수 있는 수많은 변형물(modification)들이 논의되는 경우, 구체적으로 반대로 언급하지 않는 한, 상기 화합물 및 가능한 변형물 각각의 그리고 모든 조합과 순열이 구체적으로 고려된다. 따라서, 분자의 분류 A, B 및 C 뿐만 아니라 분자의 분류 D, E, 및 F가 개시되고, 조합 분자의 예인 A-D가 개시되는 경우, 각각이 개별적으로 언급되지 않더라도 각각은 개별적으로 그리고 집합적으로 고려된 것이며, 이는 A-E, A-F, B-D, B-E, B-F, C-D, C-E, 및 C-F가 개시된 것으로 간주됨을 의미한다. 마찬가지로, 이들의 임의의 하위 집합 또는 조합이 또한 개시된다. 따라서, 예를 들어, A-E, B-F, 및 C-E의 하위 그룹이 개시된 것으로 간주된다. 이러한 개념은, 이에 제한되는 것은 아니나, 본 발명의 조성물의 제조 및 사용 방법에서의 단계를 포함하는 본 출원의 모든 측면에 적용된다. 따라서, 수행될 수 있는 추가적인 단계들의 다양성이 있는 경우, 이들의 추가적인 단계들의 각각은 본 발명의 방법의 임의의 특정한 측면 또는 측면들의 조합과 함께 수행될 수 있음이 이해된다.
본 명세서 및 최종 특허청구범위에서, 조성물 또는 물품 중의 특정 요소 또는 성분의 중량부에 대한 언급은 중량부로 표현된 상기 조성물 또는 물품 중의 상기 요소 또는 성분과 임의의 다른 요소 또는 성분들 사이의 중량 관계를 나타낸다. 따라서, 2 중량부의 성분 X 및 5 중량부의 성분 Y를 포함하는 화합물에서, X 및 Y는 2:5의 중량비로 존재하며, 추가적인 성분이 상기 화합물에 포함되는지 여부와 관계없이 이러한 비율로 존재한다.
특별히 달리 언급하지 않는 한, 일 성분의 중량 퍼센트는 그 성분이 포함된 배합물 또는 조성물의 총중량을 기준으로 한다. 예를 들어 상기 조성물 또는 물품 중의 특정 요소 또는 성분이 8 중량%을 가진다고 하면, 이러한 백분율은 전체 조성의 백분율 100%와 관련된 것으로 이해된다.
본 명세서에서 사용된 용어 "알킬기"는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, t-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 데실, 테트라데실, 헥사데실, 에이코실, 테트라코실 등과 같은 1 내지 24개의 탄소 원자의 분지형 또는 비분지형 포화 탄화수소기이다. "저급 알킬(lower alkyl)"기는 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "알콕시"는 단일, 말단 에테르 결합을 통해 결합된 알킬기이다; 즉, "알콕시"기는 -OR로 정의될 수 있으며, R은 상기 정의된 알킬이다. "저급 알콕시(lower alkoxy)"기는 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 알콕시기이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "알케닐기"는 2 내지 24개의 탄소 원자를 가지며 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 구조식의 탄화수소기이다. (AB)C=C(CD)와 같은 비대칭 구조는 E 및 Z 이성질체를 모두 포함하는 것으로 의도된다. 이는 비대칭 알켄이 존재하는 본 명세서의 구조식에서 추정될 수 있으며, 또는 결합 기호 C로 명시적으로 표시될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "알키닐기"는 2 내지 24개의 탄소 원자를 가지며 하나 이상의 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 구조식의 탄화수소기이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "아릴기"는 임의의 탄소계 방향족기이며, 이에 제한되는 것은 아니나, 벤젠, 나프탈렌 등을 포함한다. 용어 "방향족"은 또한 "헤테로아릴기"를 포함하며, 이는 방향족기의 고리 내에 혼입된 하나 이상의 헤테로 원자를 갖는 방향족기로 정의된다. 헤테로원자의 예는, 이에 제한되는 것은 아니나, 질소, 산소, 황, 및 인을 포함한다. 아릴기는 치환되거나 또는 비치환될 수 있다. 아릴기는, 이에 제한되는 것은 아니나, 알킬, 알키닐, 알케닐, 아릴, 할라이드, 니트로, 아미노, 에스테르, 케톤, 알데히드, 하이드록시, 카르복시산, 또는 알콕시를 포함하는 하나 이상의 기로 치환될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "사이클로알킬기"는 3개 이상의 탄소 원자로 구성된 비방향족 탄소계 고리이다. 사이클로알킬기의 예는, 이에 제한되는 것은 아니나, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실 등을 포함한다. 용어 "헤테로사이클로알킬기"는 고리의 하나 이상의 탄소 원자가, 이에 제한되는 것은 아니나, 질소, 산소, 황, 또는 인과 같은 헤테로원자로 치환된 상기 정의된 사이클로알킬기이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "아랄킬"은 방향족기에 부착된 상기 정의한 알킬, 알키닐, 또는 알케닐기를 갖는 아릴기이다. 아랄킬기의 일 예는 벤질기이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "하이드록시알킬기"는 하나 이상의 수소 원자가 하이드록실기로 치환된 전술한 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아랄킬, 사이클로알킬, 할로겐화 알킬, 또는 헤테로사이클로알킬기이다.
용어 "알콕시알킬기"는 하나 이상의 수소 원자가 전술한 알콕시기로 치환된 전술한 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아랄킬, 사이클로알킬, 할로겐화 알킬, 또는 헤테로사이클로알킬기이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "에스테르"는 화학식 -C(O)OA로 표시되며, A는 전술한 알킬, 할로겐화 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 사이클로알킬, 사이클로알케닐, 헤테로사이클로알킬, 또는 헤테로사이클로알케닐기일 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "카보네이트기"는 화학식 -OC(O)OR로 표시되며, R은 수소, 전술한 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아랄킬, 사이클로알킬, 할로겐화 알킬, 또는 헤테로사이클로알킬기일 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "카르복시산"은 화학식 -C(O)OH로 표시낸다.
본 명세서에서 사용된 용어 "알데히드"는 화학식 -C(O)H로 표시된다.
본 명세서에서 사용된 용어 "케토기"는 화학식 -C(O)R로 표시되며, R은 전술한 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아랄킬, 사이클로알킬, 할로겐화 알킬, 또는 헤테로사이클로알킬기이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "카보닐기"는 화학식 C=O로 표시된다.
본 명세서에서 사용된 용어 "에테르"는 화학식 AOA1로 표시되며, A 및 A1은 독립적으로, 전술한 알킬, 할로겐화 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 사이클로알킬, 사이클로알케닐, 헤테로사이클로알킬, 또는 헤테로사이클로알케닐기일 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "설포-옥소기"는 화학식 -S(O)2R, -OS(O)2R 또는 -OS(O)2OR로 표시되며, R은 수소, 전술한 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아랄킬, 사이클로알킬, 할로겐화 알킬, 또는 헤테로사이클로알킬기일 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "이소소르바이드 모노머 단위, 비스페놀 A 모노머 단위, 및 레조르시놀 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 터폴리머"는 각각 이소소르바이드, 비스페놀 A, 및 레조르시놀로부터 유도된 반복 단위들을 포함하는 폴리카보네이트 터폴리머를 의미한다. 유사하게, "비스페놀 A 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 폴리머"는 비스페놀 A로부터 유도된 반복 단위들을 포함하는 폴리카보네이트 폴리머를 의미하며, 예를 들어 상기 폴리카보네이트 폴리머는 비스페놀 A 카보네이트 반복 단위들을 포함할 수 있다.
본 명세서에 개시된 재료들 각각은 상업적으로 입수 가능하거나 및/또는 그것의 제조 방법이 당해 기술분야의 통상의 기술자들에게 알려져 있다.
본 명세서에 개시된 조성물들은 특정한 기능들을 가진다는 것이 이해된다. 상기 개시된 기능들을 수행하기 위하여 특정한 구조적 요건이 본 명세서에 개시되며, 개시된 구조와 관련된 동일한 기능을 수행할 수 있는 다양한 구조들이 있고, 이러한 구조들이 일반적으로 동일한 결과를 달성할 것임이 이해된다.
간략하게 위에서 요약한 바와 같이, 본 개시의 일 측면은 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 충격 개질화된 폴리카보네이트 조성물을 제공한다. 이러한 폴리카보네이트 조성물은 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하지 않은 폴리카보네이트 폴리머에 대하여 향상된 연성, 충격, 인장 탄성률(tensile modulus), 및/또는 인장 강도를 나타낸다. 따라서, 다양한 측면들에 있어서, 본 발명의 폴리머 시스템은 향상된 연성, 향상된 인장 탄성률, 향상된 인장 강도, 또는 향상된 충격성 중 적어도 하나를 나타낸다. 일 측면에 있어서, 폴리카보네이트/ABS를 포함하는 폴리카보네이트 조성물이 개시되며, 상기 폴리카보네이트는 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀 A로 부분적으로 또는 전체적으로 대체된다. 추가적인 일 측면에 있어서, 폴리카보네이트/ABS를 포함하는 폴리카보네이트 조성물이 개시되며, 상기 폴리카보네이트는 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀 A 및 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA)로 부분적으로 또는 전체적으로 대체되고, 상기 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA)는 폴리락트산(PLA)으로 부분적으로 또는 전체적으로 대체된다.
또한, 일부 측면들에 있어서 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물들이 터폴리머를 포함하지 않은 종래의 폴리카보네이트 조성물에 대하여 향상된 연성, 충격, 인장 탄성률, 및/또는 인장 강도를 나타내기 때문에, 종래의 폴리카보네이트 조성물에 의해 제공되는 폴리카보네이트 조성물의 충격 특성을 향상시키는 방법이 본 명세서에 개시된다. 예를 들어, 고연성을 갖는 폴리카보네이트(예를 들어, 약 56.69 kJ/m2의 충격 값을 갖는 폴리카보네이트 폴리머)의 전부 또는 일부를 더욱 취성 터폴리머(즉, 노치형 아이조드 충격, "NII" 값이 상기 대체되는 폴리카보네이트의 충격 값보다 작은 값을 갖는 것), 예를 들어, 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머(예를 들어, 5.27 kJ/m2의 NII를 갖는 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 코폴리머)로 교체하는 단계를 포함하는 방법이 개시된다.
다양한 측면들에 있어서, 본 발명은
a. 이소소르바이드 모노머 단위, 비스페놀 A 모노머 단위, 및 레조르시놀 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 제1 폴리카보네이트 성분;
b. 비스페놀 A 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 폴리머를 포함하는 선택적인 제2 폴리카보네이트 성분; 및
c. 1종 이상의 충격 개질제 성분을 포함하는 폴리카보네이트 조성물을 제공한다.
본 발명의 측면들에 따라서, 상기 제1 폴리카보네이트 성분이 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 0 중량% 초과 내지 약 60 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재할 수 있다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 폴리카보네이트 성분이 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 35 중량% 내지 약 60 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 폴리카보네이트 성분이 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 45 중량% 내지 약 60 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 폴리카보네이트 성분이 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 30 중량% 내지 약 40 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 폴리카보네이트 성분이 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 37 중량% 내지 약 40 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 폴리카보네이트 성분이 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 50 중량% 내지 약 60 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 폴리카보네이트 성분이 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 55 중량% 내지 약 60 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 폴리카보네이트 성분이 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 55 중량% 내지 약 57 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 폴리카보네이트 성분이 약 38 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 폴리카보네이트 성분이 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 49.6 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 폴리카보네이트 성분이 약 56.7 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재한다.
상기 폴리카보네이트 터폴리머는 이소소르바이드 반복 모노머 단위, 비스페놀 A 반복 모노머 단위, 및 레조르시놀의 반복 모노머 단위를 포함한다. 일부 측면들에 따르면, 상기 터폴리머는 이소소르바이드 모노머 단위 약 25 mol% 내지 약 75 mol%; 레조르시놀 모노머 단위 약 10 mol% 내지 약 50 mol%; 및 비스페놀 A 모노머 단위 약 10 mol% 내지 약 50 mol%의 각각의 몰중량비(molar weight ratio)를 가지는 것으로 특징 지울 수 있고, 상기 이소소르바이드 모노머 단위, 레조르시놀 모노머 단위, 및 비스페놀 A 모노머 단위의 총합 mol%는 100 mol%이다.
대안적인 측면들에 있어서, 상기 터폴리머는 이소소르바이드 모노머 단위 약 40 mol% 내지 약 60 mol%; 레조르시놀 모노머 단위 약 15 mol% 내지 약 35 mol%; 및 비스페놀 A 모노머 단위 약 15 mol% 내지 약 35 mol%의 각각의 몰중량비를 가지는 것으로 특징 지울 수 있고, 상기 이소소르바이드 모노머 단위, 레조르시놀 모노머 단위, 및 비스페놀 A 모노머 단위의 총합 mol%는 100 mol%이다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 터폴리머는 이소소르바이드 모노머 단위 약 45 mol% 내지 약 55 mol%; 레조르시놀 모노머 단위 약 20 mol% 내지 약 30 mol%; 및 비스페놀 A 모노머 단위 약 20 mol% 내지 약 30 mol%의 각각의 몰중량비를 가지는 것으로 특징 지울 수 있고, 상기 이소소르바이드 모노머 단위, 레조르시놀 모노머 단위, 및 비스페놀 A 모노머 단위의 총합 mol%는 100 mol%이다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 터폴리머는 이소소르바이드 모노머 단위 약 47 mol% 내지 약 52 mol%; 레조르시놀 모노머 단위 약 22 mol% 내지 약 27 mol%; 및 비스페놀 A 모노머 단위 약 22 mol% 내지 약 27 mol%의 각각의 몰중량비를 가지는 것으로 특징 지울 수 있고, 상기 이소소르바이드 모노머 단위, 레조르시놀 모노머 단위, 및 비스페놀 A 모노머 단위의 총합 mol%는 100 mol%이다.
또 다른 일 측면에 있어서, 상기 터폴리머는 이소소르바이드 모노머 단위 약 50 mol%; 레조르시놀 모노머 단위 약 25 mol%; 및 비스페놀 A 모노머 단위 약 25 mol%의 각각의 몰중량비를 가지는 것으로 특징 지울 수 있고, 상기 이소소르바이드 모노머 단위, 레조르시놀 모노머 단위, 및 비스페놀 A 모노머 단위의 총합 mol%는 100 mol%이다.
본 발명의 측면들에 따라서, 상기 선택적인 제2 폴리카보네이트 성분이 상기 폴리카보네이트 조성물의 0 중량% 초과 내지 약 20 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재할 수 있다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제2 폴리카보네이트 성분은 상기 폴리카보네이트 조성물의 0 중량% 초과 내지 약 10 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제2 폴리카보네이트 성분은 상기 폴리카보네이트 조성물의 0 중량% 초과 내지 약 8 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제2 폴리카보네이트 성분은 존재하지 않는다.
일부 구현예들에 있어서, 상기 선택적인 제2 카보네이트 성분은 비스페놀 A 카보네이트 반복 단위를 포함하는 고유동성 폴리카보네이트 폴리머일 수 있다. 상기 선택적인 제2 폴리카보네이트는 약 20 g/10min 내지 32 g/10min의 용융 체적 유량("MVR")을 가질 수 있고, 구체적으로 약 22 g/10min 내지 30 g/10min, 더욱 구체적으로 약 23 g/10min 내지 약 29 g/10min을 가질 수 있고, 여기서 MVR은 300℃에서 1.2 kg의 하중(load) 하에서 측정된다.
또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 제3 폴리카보네이트 성분을 더욱 포함한다. 상기 제3 폴리카보네이트 성분은 비스페놀 A의 폴리카보네이트 호모폴리머를 포함할 수 있다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제3 폴리카보네이트 성분은 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 0 중량% 초과 내지 약 20 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제3 폴리카보네이트 성분은 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 0 중량% 초과 내지 10 중량%의 양으로 존재한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 제3 폴리카보네이트 성분은 저유동성 폴리카보네이트 폴리머이다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제3 폴리카보네이트 성분은 약 5.0 g/10min 내지 약 10 g/10min의 용융 체적 유량("MVR")을 가지며, MVR은 300℃에서 1.2 kg의 하중(load) 하에서 측정된다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제3 폴리카보네이트 성분은 약 5.1 g/10min 내지 약 6.9 g/10min의 MVR을 가진다.
또 다른 일 측면에 있어서, 상기 1종 이상의 충격 개질제 성분은 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌("ABS") 코폴리머를 포함한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 ABS 코폴리머는 약 40 중량% 내지 약 80 중량%의 폴리부타디엔 함량을 가진다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 ABS 코폴리머는 약 40 중량% 내지 약 60 중량%의 폴리부타디엔 함량을 가진다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 ABS 코폴리머는 약 45 중량% 내지 약 55 중량%의 폴리부타디엔 함량을 가진다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 ABS 코폴리머는 약 48 중량% 내지 약 52 중량%의 폴리부타디엔 함량을 가진다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 ABS 코폴리머는 약 52 중량%의 폴리부타디엔 함량을 가진다.
또 다른 일 측면에 있어서, 상기 ABS 코폴리머는 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 5 중량% 내지 약 20 중량%를 차지한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 ABS 코폴리머는 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 10 중량% 내지 약 17 중량%를 차지한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 ABS 코폴리머는 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 12 중량% 내지 약 15 중량%를 차지한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 ABS 코폴리머는 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 14 중량%를 차지한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 폴리아크릴레이트를 더욱 포함한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리아크릴레이트는 폴리메틸메타크릴레이트("PMMA")이다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 PMMA는 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 10 중량% 내지 약 30 중량%를 차지한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 PMMA는 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 15 중량% 내지 약 25 중량%를 차지한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 PMMA는 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 17 중량% 내지 약 23 중량%를 차지한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 PMMA는 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 21 중량%를 차지한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 폴리락트산("PLA")를 더욱 포함한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 PLA는 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 10 중량% 내지 약 30 중량%를 차지한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 PLA는 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 15 중량% 내지 약 25 중량%를 차지한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 PLA는 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 17 중량% 내지 약 23 중량%를 차지한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 PLA는 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 21 중량%를 차지한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 폴리락트산("PLA") 및 폴리아크릴레이트를 더욱 포함한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 폴리락트산("PLA") 및 폴리아크릴레이트를 더욱 포함하고, 상기 폴리아크릴레이트는 폴리메틸메타크릴레이트("PMMA")이다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 PLA 및 PMMA는 함께 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 10 중량% 내지 약 30 중량%를 차지한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 PLA 및 PMMA는 함께 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 15 중량% 내지 약 25 중량%를 차지한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 PLA 및 PMMA는 함께 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 17 중량% 내지 약 23 중량%를 차지한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 PLA 및 PMMA는 함께 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 21 중량%를 차지한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머를 더욱 포함한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머는 비스페놀 A로부터 유도된 모노머 단위를 포함한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머는 디메틸실록산으로부터 유도된 모노머 단위를 포함한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머는 비스페놀 A 및 디메틸실록산으로부터 유도된 모노머 단위를 포함한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머는 약 1 중량% 내지 약 20 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머는 약 5 중량% 내지 약 15 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머는 약 5 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머는 약 6 중량% 내지 약 8 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머는 약 7.5 중량%의 양으로 존재한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 유동 촉진제, 가소제 또는 몰드 이형제, 제1 산화방지제, 및 제2 산화방지제로부터 선택된 1종 이상의 추가적인 성분을 더욱 포함한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 제1 산화방지제를 더욱 포함한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 산화방지제는 입체 장애성(hindered) 페놀이다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 산화방지제는 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피온산 스테아릴 에스테르이다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 제1 산화방지제는 약 0.05 중량% 내지 약 0.7 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 산화방지제는 약 0.05 중량% 내지 약 0.5 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 산화방지제는 약 0.1 중량% 내지 약 0.5 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 산화방지제는 약 0.1 중량% 내지 약 0.4 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 산화방지제는 약 0.09 중량% 내지 약 0.11 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 산화방지제는 약 0.08 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 산화방지제는 약 0.09 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 산화방지제는 약 0.10 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 산화방지제는 약 0.11 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 산화방지제는 약 0.12 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 산화방지제는 약 0.2 중량% 내지 약 0.5 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 산화방지제는 약 0.34 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 산화방지제는 약 0.36 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 산화방지제는 약 0.38 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 산화방지제는 약 0.40 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제1 산화방지제는 약 0.42 중량%의 양으로 존재한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피온산 스테아릴 에스테르는 약 0.05 중량% 내지 약 0.7 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피온산 스테아릴 에스테르는 약 0.05 중량% 내지 약 0.5 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피온산 스테아릴 에스테르는 약 0.1 중량% 내지 약 0.5 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피온산 스테아릴 에스테르는 약 0.1 중량% 내지 약 0.4 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피온산 스테아릴 에스테르는 약 0.09 중량% 내지 약 0.11 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피온산 스테아릴 에스테르는 약 0.08 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피온산 스테아릴 에스테르는 약 0.09 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피온산 스테아릴 에스테르는 약 0.10 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피온산 스테아릴 에스테르는 약 0.11 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피온산 스테아릴 에스테르는 약 0.12 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피온산 스테아릴 에스테르는 약 0.2 중량% 내지 약 0.5 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피온산 스테아릴 에스테르는 약 0.34 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피온산 스테아릴 에스테르는 약 0.36 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피온산 스테아릴 에스테르는 약 0.38 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피온산 스테아릴 에스테르는 약 0.40 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피온산 스테아릴 에스테르는 약 0.42 중량%의 양으로 존재한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 제2 산화방지제를 포함한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제2 산화방지제는 트리스아릴포스파이트이다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제2 산화방지제는 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트이다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 제2 산화방지제는 약 0.01 중량% 내지 약 0.2 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제2 산화방지제는 약 0.05 중량% 내지 약 0.2 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제2 산화방지제는 약 0.05 중량% 내지 약 0.15 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제2 산화방지제는 약 0.07 중량% 내지 약 0.12 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제2 산화방지제는 약 0.09 중량% 내지 약 0.11 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제2 산화방지제는 약 0.08 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제2 산화방지제는 약 0.09 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제2 산화방지제는 약 0.10 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제2 산화방지제는 약 0.11 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 제2 산화방지제는 약 0.12 중량%의 양으로 존재한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트는 약 0.01 중량% 내지 약 0.2 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트는 약 0.05 중량% 내지 약 0.2 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트는 약 0.05 중량% 내지 약 0.15 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트는 약 0.07 중량% 내지 약 0.12 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트는 약 0.09 중량% 내지 약 0.11 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트는 약 0.08 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트는 약 0.09 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트는 약 0.10 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트는 약 0.11 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트는 약 0.12 중량%의 양으로 존재한다.
추가적인 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 유동 촉진제를 포함한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 유동 촉진제는 C5-C9 석유 공급원료로부터 제조된 저분자량 탄화수소 수지이다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 유동 촉진제는 C5-C9 석유 공급원료로부터 제조되고 완전히 수소화된 저분자량 탄화수소 수지이다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 유동 촉진제는 약 0 중량% 내지 약 7 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 유동 촉진제는 약 1 중량% 내지 약 6 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 유동 촉진제는 약 2 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 유동 촉진제는 약 2 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 유동 촉진제는 약 3 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 유동 촉진제는 약 4 중량%의 양으로 존재한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 가소제 또는 몰드 이형제를 포함한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 가소제 또는 몰드 이형제는 스테아르산, 하이드록시스테아르산, 및 다른 고급 지방산, 하이드록시지방산, 및 다른 지방산 몰드 이형제; 스테아르산 아미드, 에틸렌비스스테아라미드, 및 다른 지방산 아미드, 알킬렌비스지방산 아미드, 및 다른 지방산 아미드 몰드 이형제; 스테아릴 알코올, 세틸 알코올, 및 다른 지방족 알코올, 다가 알코올, 폴리글리콜, 폴리글리세롤 및 다른 알코올성 몰드 이형제; 부틸스테아레이트, 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트, 및 다른 지방산의 저급 알코올 에스테르, 지방산의 다가 알코올 에스테르, 및 지방산의 폴리글리콜 에스테르, 및 다른 지방산 에스테르 몰드 이형제로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 또 다른 일 측면에 있어서 상기 가소제 또는 몰드 이형제는 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트이다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 가소제 또는 몰드 이형제는 약 0.05 중량% 내지 약 0.7 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 가소제 또는 몰드 이형제는 약 0.05 중량% 내지 약 0.5 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 가소제 또는 몰드 이형제는 약 0.1 중량% 내지 약 0.5 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 가소제 또는 몰드 이형제는 약 0.2 중량% 내지 약 0.4 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 가소제 또는 몰드 이형제는 약 0.2 중량% 내지 약 0.5 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 가소제 또는 몰드 이형제는 약 0.24 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 가소제 또는 몰드 이형제는 약 0.26 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 가소제 또는 몰드 이형제는 약 0.28 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 가소제 또는 몰드 이형제는 약 0.30 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 가소제 또는 몰드 이형제는 약 0.32 중량%의 양으로 존재한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트는 약 0.05 중량% 내지 약 0.7 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트는 약 0.05 중량% 내지 약 0.5 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트는 약 0.1 중량% 내지 약 0.5 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트는 약 0.2 중량% 내지 약 0.4 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트는 약 0.2 중량% 내지 약 0.5 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트는 약 0.24 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트는 약 0.26 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트는 약 0.28 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트는 약 0.30 중량%의 양으로 존재한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트는 약 0.32 중량%의 양으로 존재한다.
다양한 측면들에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 제1 카보네이트가 제2 카보네이트 성분으로서 대체된 것을 제외하고는 본질적으로 유사한 조성을 갖는 참조(reference) 조성물에 비하여 향상된 노치형 아이조드 충격 강도를 가진다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 약 45 kJ/m2 이상의 노치형 아이조드 충격 강도를 가진다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 약 60 kJ/m2 이상의 노치형 아이조드 충격 강도를 가진다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 약 80 kJ/m2 이상의 노치형 아이조드 충격 강도를 가진다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 약 45 kJ/m2, 50 kJ/m2, 55 kJ/m2, 60 kJ/m2, 65 kJ/m2, 70 kJ/m2, 75 kJ/m2, 또는 80 kJ/m2 이상의 노치형 아이조드 충격 강도를 가진다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 약 2100 MPa 이상의 인장 탄성률을 가진다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 약 2150 MPa 이상의 인장 탄성률을 가진다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 약 2200 MPa 이상의 인장 탄성률을 가진다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 약 2250 MPa 이상의 인장 탄성률을 가진다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 약 2300 MPa 이상의 인장 탄성률을 가진다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 약 2350 MPa 이상의 인장 탄성률을 가진다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 약 2400 MPa 이상의 인장 탄성률을 가진다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 약 51 MPa 이상의 인장 강도를 가진다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 약 52 MPa 이상의 인장 강도를 가진다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 약 53 MPa 이상의 인장 강도를 가진다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 약 54 MPa 이상의 인장 강도를 가진다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 약 55 MPa 이상의 인장 강도를 가진다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 약 56 MPa 이상의 인장 강도를 가진다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 약 57 MPa 이상의 인장 강도를 가진다.
추가적인 일 측면에 있어서, 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물은 a) 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머인 제1 폴리카보네이트 성분 약 49.6 중량%; b) 비스페놀 A 모노머 단위를 포함하는 저유동성 폴리카보네이트인 제3 폴리카보네이트 성분 약 3.1 중량%; c) ABS 코폴리머 약 14 중량%; 및 d) PMMA 코폴리머 약 21 중량%를 포함한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물은 a) 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머인 제1 폴리카보네이트 성분 약 38 중량%; b) 선택적인 제2 폴리카보네이트 성분 약 8 중량%; c) 비스페놀 A 모노머 단위를 포함하는 저유동성 폴리카보네이트인 제3 폴리카보네이트 성분 약 6.7 중량%; d) ABS 코폴리머 약 14 중량%; 및 e) PMMA 코폴리머 약 21 중량%를 포함한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물은 a) 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머인 제1 폴리카보네이트 성분 약 56.7 중량%; b) ABS 코폴리머 약 14 중량%; 및 c) PMMA 코폴리머 약 21 중량%를 포함한다..
추가적인 일 측면에 있어서, 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물은 a) 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머인 제1 폴리카보네이트 성분 약 56.7 중량%; b) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 약 14 중량%; 및 c) 폴리락트산 약 21 중량%를 포함한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물은 a) 이소소르바이드 모노머 단위, 비스페놀 A 모노머 단위, 및 레조르시놀 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 터폴리머인 제1 폴리카보네이트 성분; b) 비스페놀 A 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 폴리머인 선택적인 제2 폴리카보네이트 성분; c) 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머인 제3 폴리카보네이트 성분; d) 1종 이상의 충격 개질제 성분; 및 e) 폴리아크릴레이트 폴리머 성분을 포함한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물은 a) 이소소르바이드 모노머 단위, 비스페놀 A 모노머 단위, 및 레조르시놀 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 터폴리머인 제1 폴리카보네이트 성분; b) 비스페놀 A 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 폴리머인 선택적인 제2 폴리카보네이트 성분; c) 1종 이상의 충격 개질제 성분; 및 d) 폴리아크릴레이트 폴리머 성분을 포함한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물은 a) 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 폴리카보네이트 성분으로서, 상기 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머는 약 50(이소소르바이드)/25(레조르시놀)/25(비스페놀-A)의 각각의 몰비를 갖고, 상기 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머가 상기 폴리카보네이트 조성물의 35 중량% 초과 내지 약 60 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재하는 폴리카보네이트 성분; b) 0 중량% 초과 내지 20 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머; 및 c) 0 중량% 초과 내지 25 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재하는 폴리메틸메타크릴레이트를 포함한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물은 a) 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 폴리카보네이트 성분으로서, 상기 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머는 약 50(이소소르바이드)/25(레조르시놀)/25(비스페놀-A)의 각각의 몰비를 갖고, 상기 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머가 상기 폴리카보네이트 조성물의 35 중량% 초과 내지 약 60 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재하는 폴리카보네이트 성분; b) 0 중량% 초과 내지 20 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머; 및 c) 0 중량% 초과 내지 25 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재하는 폴리락트산을 포함한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물은 a) 이소소르바이드 모노머 단위, 비스페놀 A 모노머 단위, 및 레조르시놀 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 터폴리머인 제1 폴리카보네이트 성분으로서; 상기 이소소르바이드 모노머 단위가 약 25 mol% 내지 약 75 mol%로 존재하고; 상기 레조르시놀 모노머 단위가 약 15 mol% 내지 약 50 mol%로 존재하고; 상기 비스페놀 A 모노머 단위가 약 15 mol% 내지 약 50 mol%로 존재하고; 상기 제1 폴리카보네이트 성분이 약 10 중량% 내지 약 75 중량%의 양으로 존재하는 제1 폴리카보네이트 성분; b) 비스페놀 A 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 폴리머인 선택적인 제2 폴리카보네이트 성분으로서; 상기 제2 폴리카보네이트 성분은 약 0 중량% 내지 약 60 중량%의 양으로 존재하는 선택적인 제2 폴리카보네이트 성분; c) 약 5 중량% 내지 약 30 중량%의 양으로 존재하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌("ABS") 코폴리머 성분; d) 약 5 중량% 내지 약 40 중량%의 양으로 존재하는 폴리아크릴레이트 성분; 및 e) 나머지 중량%의 1종 이상의 첨가제를 포함한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물은 a) 이소소르바이드 모노머 단위, 비스페놀 A 모노머 단위, 및 레조르시놀 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 터폴리머인 제1 폴리카보네이트 성분으로서; 상기 이소소르바이드 모노머 단위가 약 25 mol% 내지 약 75 mol%로 존재하고; 상기 레조르시놀 모노머 단위가 약 15 mol% 내지 약 50 mol%로 존재하고; 상기 비스페놀 A 모노머 단위가 약 15 mol% 내지 약 50 mol%로 존재하고; 상기 제1 폴리카보네이트 성분이 약 10 중량% 내지 약 75 중량%의 양으로 존재하는 제1 폴리카보네이트 성분; b) 비스페놀 A 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 폴리머인 선택적인 제2 폴리카보네이트 성분으로서; 상기 제2 폴리카보네이트 성분은 약 0 중량% 내지 약 60 중량%의 양으로 존재하는 선택적인 제2 폴리카보네이트 성분; c) 약 5 중량% 내지 약 30 중량%의 양으로 존재하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌("ABS") 코폴리머 성분; d) 약 5 중량% 내지 약 40 중량%의 양으로 존재하는 폴리아크릴레이트 성분; 및 e) 나머지 중량%의 1종 이상의 첨가제를 포함하고; 상기 폴리카보네이트 조성물이 참조 조성물의 노치형 아이조드 충격 강도보다 25 % 초과의 노치형 아이조드 충격 강도를 나타내고, 상기 참조 조성물은 상기 제1 폴리카보네이트 성분은 존재하지 않고, 동일한 비율의 상기 동일한 ABS 코폴리머 성분, 상기 동일한 폴리아크릴레이트 성분, 상기 동일한 나머지 중량%의 1종 이상의 첨가제로 본질적으로 구성되고, 상기 제2 폴리카보네이트 성분은 상기 참조 조성물에서 상기 폴리카보네이트 조성물의 상기 제1 및 제2 폴리카보네이트 성분의 합계량과 본질적으로 동일한 양으로 존재한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물은 a) 이소소르바이드 모노머 단위, 비스페놀 A 모노머 단위, 및 레조르시놀 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 터폴리머인 제1 폴리카보네이트 성분으로서; 상기 이소소르바이드 모노머 단위가 약 25 mol% 내지 약 75 mol%로 존재하고; 상기 레조르시놀 모노머 단위가 약 15 mol% 내지 약 50 mol%로 존재하고; 상기 비스페놀 A 모노머 단위가 약 15 mol% 내지 약 50 mol%로 존재하고; 상기 제1 폴리카보네이트 성분이 약 10 중량% 내지 약 75 중량%의 양으로 존재하는 제1 폴리카보네이트 성분; b) 비스페놀 A 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 폴리머인 선택적인 제2 폴리카보네이트 성분으로서; 상기 제2 폴리카보네이트 성분은 약 0 중량% 내지 약 60 중량%의 양으로 존재하는 선택적인 제2 폴리카보네이트 성분; c) 약 5 중량% 내지 약 30 중량%의 양으로 존재하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌("ABS") 코폴리머 성분; d) 약 5 중량% 내지 약 40 중량%의 양으로 존재하는 폴리락트산("PLA") 성분; 및 e) 나머지 중량%의 1종 이상의 첨가제를 포함한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물은 a) 이소소르바이드 모노머 단위, 비스페놀 A 모노머 단위, 및 레조르시놀 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 터폴리머인 제1 폴리카보네이트 성분으로서; 상기 이소소르바이드 모노머 단위가 약 25 mol% 내지 약 75 mol%로 존재하고; 상기 레조르시놀 모노머 단위가 약 15 mol% 내지 약 50 mol%로 존재하고; 상기 비스페놀 A 모노머 단위가 약 15 mol% 내지 약 50 mol%로 존재하고; 상기 제1 폴리카보네이트 성분이 약 10 중량% 내지 약 75 중량%의 양으로 존재하는 제1 폴리카보네이트 성분; b) 비스페놀 A 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 폴리머인 선택적인 제2 폴리카보네이트 성분으로서; 상기 제2 폴리카보네이트 성분은 약 0 중량% 내지 약 60 중량%의 양으로 존재하는 선택적인 제2 폴리카보네이트 성분; c) 약 5 중량% 내지 약 30 중량%의 양으로 존재하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌("ABS") 코폴리머 성분; d) 약 5 중량% 내지 약 40 중량%의 양으로 존재하는 폴리락트산("PLA") 성분; 및 e) 나머지 중량%의 1종 이상의 첨가제를 포함한다. 상기 측면에 따르면, 상기 폴리카보네이트 조성물이 참조 조성물의 노치형 아이조드 충격 강도보다 25 % 초과의 노치형 아이조드 충격 강도를 나타내고, 상기 참조 조성물은 상기 제1 폴리카보네이트 성분은 존재하지 않고, 동일한 비율의 상기 동일한 ABS 코폴리머 성분, 상기 동일한 PLA 성분, 상기 동일한 나머지 중량%의 1종 이상의 첨가제로 본질적으로 구성되고, 상기 제2 폴리카보네이트 성분은 상기 참조 조성물에서 상기 폴리카보네이트 조성물의 상기 제1 및 제2 폴리카보네이트 성분의 합계량과 본질적으로 동일한 양으로 존재한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물은 a) 이소소르바이드 모노머 단위, 비스페놀 A 모노머 단위, 및 레조르시놀 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 터폴리머인 제1 폴리카보네이트 성분; b) 비스페놀 A 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 폴리머로서, 고유동성 폴리카보네이트 폴리머인 선택적인 제2 폴리카보네이트 성분; c) 비스페놀 A 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 폴리머로서, 저유동성 폴리카보네이트 폴리머인 선택적인 제3 폴리카보네이트 성분; d) 1종 이상의 충격 개질제 성분; 및 e) 폴리아크릴레이트 성분을 포함한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물은 a) 이소소르바이드 모노머 단위, 비스페놀 A 모노머 단위, 및 레조르시놀 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 터폴리머인 제1 폴리카보네이트 성분; b) 비스페놀 A 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 폴리머로서, 고유동성 폴리카보네이트 폴리머인 선택적인 제2 폴리카보네이트 성분; c) 비스페놀 A 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 폴리머로서, 저유동성 폴리카보네이트 폴리머인 선택적인 제3 폴리카보네이트 성분; d) 1종 이상의 충격 개질제 성분; 및 e) 폴리락트산 성분을 포함한다.
일 측면에 있어서, 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물은 종래의 폴리카보네이트 조성물의 내충격성을 개선한다. 종래의 폴리카보네이트 조성물의 내충격성은 연성 폴리카보네이트의 전부 또는 일부를 제거하고, 취성 폴리카보네이트, 예를 들어 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머를 도입함으로써 개선될 수 있다. 상기 폴리카보네이트 조성물에서 터폴리머의 양은 약 2 중량% 내지 약 60 중량%에서 상기 전체 폴리카보네이트 조성물의 임의의 적합한 양의 중량 백분율을 포함할 수 있다. 따라서, 일 측면에 있어서, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머 및 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 폴리카보네이트 조성물이 본 명세서에 개시되고, 상기 터폴리머는 상기 총 폴리카보네이트 조성물의 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 또는 60 중량%를 차지한다. 다른 일 측면에 있어서, 본 개시의 상기 터폴리머는 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 10 중량% 내지 60 중량%를 차지할 수 있고, 예를 들어, 본 발명의 폴리카보네이트 조성물의 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60 중량%를 차지할 수 있다. 또 다른 측면에 있어서, 본 개시의 상기 터폴리머는 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 30 중량% 내지 60 중량%를 차지할 수 있고, 예를 들어, 30, 32, 34 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60, 또는 60 중량%를 차지할 수 있고; 또는 30 중량% 이상, 예를 들어 상기 전체 본 발명의 폴리카보네이트 조성물의 30, 31, 32, 33, 34, 35 ,36, 37, 38, 39, 40,41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 또는 60 중량%를 차지할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 38 중량%를 차지하는 터폴리머의 측면들이 구체적으로 개시된다. 또한 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 49.6 중량%를 차지하는 터폴리머의 측면들이 개시된다. 또한 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 56.7 중량%를 차지하는 터폴리머의 측면들이 개시된다.
일 측면에 있어서, 본 개시는 이소소르바이드 모노머를 포함하는 터폴리머를 포함하는 폴리카보네이트 조성물을 제공한다. 이를 위해, 전술한 바와 같이, 터폴리머를 포함하는 상기 이소소르바이드는 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함할 수 있다. 상기 예시된 바와 같이, 상기 터폴리머는 상기 각각의 모노머 단위의 변화하는 상대적인 몰중량비를 또한 가질 수 있다. 예들 들어, 일부 측면들에 있어서, 상기 터폴리머 성분은 약 50 중량% 이소소르바이드; 약 25 중량% 레조르시놀, 및 약 25 중량% 비스페놀 A(즉,(50/25/25)) 또는 2:1:1 중량비를 포함한다. 이러한 터폴리머는 미국 특허 번호 제7,138,479호에 설명된 바와 같이 제조될 수 있고, 그 전체 개시 내용은 참조로서 본 명세서에 통합된다. 다른 측면들에 있어서, 본 명세서에 기재된 상기 폴리카보네이트 조성물 및 방법은 다른 이소소르바이드계 폴리카보네이트 재료와 관련될 수 있고, 본 발명이 Iso ter PC 재료에 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 또 다른 측면들에 있어서, 본 명세서에 설명된 상기 폴리카보네이트 조성물은 Iso ter PC와 같은 이소소르바이드계 폴리카보네이트 재료 및 1종 이상의 다른 폴리카보네이트 재료를 포함할 수 있으며, 상기 1종 이상의 다른 폴리카보네이트 재료는 바이오소스(bio-sourced) 유래, 비 바이오소스(non bio-sourced) 유래, 또는 이들의 조합이 될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어 "Iso ter PC"는 이소소르바이드, 비스페놀 A 폴리카보네이트, 및 레조르시놀을 포함하고/포함하거나 이로부터 준비되는 터폴리머를 일반적으로 나타내는 것으로 의도된다.
일 측면에 있어서, 본 명세서에 개시된 터폴리머를 포함하는 폴리카보네이트 조성물은 터폴리머를 포함하지 않은 폴리카보네이트 재료에 대하여 향상된 충격 강도를 가진다. 예를 들어, 터폴리머를 포함하는 유사하게 구성된 폴리카보네이트는 상기 터폴리머 대신에 폴리카보네이트를 포함하는 유사한 폴리카보네이트에 비하여 증가된 충격을 가진다. 일 측면에 있어서, 예를 들어 터폴리머를 포함하지 않은 폴리카보네이트가 블렌딩된 조성물에 대하여 향상된 내충격성을 갖는 폴리카보네이트 중합체 블렌드, 예를 들어, 터폴리머를 포함하지 않은 36.4 kJ/m2 충격 값 폴리카보네이트 블렌드에 대하여 60 kJ/m2의 충격 값의 상기 터폴리머 조성물과 같은 폴리카보네이트 조성물이 본 명세서에 개시된다. 또한 약 47.6 kJ/m2, 61.7 kJ/m2, 65.9 kJ/m2, 또는 84.2 kJ/m2 이상의 충격을 갖는 터폴리머를 포함하는 폴리카보네이트 조성물이 개시된다.
다른 측면에 있어서, 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 블렌드에서의 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머로의 폴리카보네이트 대체는 내충격성의 증가에 더하여 인장 강도, 및 탄성률의 상당한 증가를 야기할 수 있다. 따라서, 일 측면에 있어서, 예를 들어 터폴리머를 포함하지 않은 폴리카보네이트 조성물에 대하여 증가된 노치형 인장 탄성률, 예를 들어, 약 2100 MPa 이상의 노치형 인장 탄성률을 갖는 폴리카보네이트 블렌드와 같은 폴리카보네이트 조성물이 본 명세서에 개시된다. 예들 들어, 약 2140 MPa 이상의 노치형 인장 탄성률을 갖는 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 폴리카보네이트 조성물이 본 명세서에 개시된다. 또한 약 2200 MPa, 2300 MPa, 2350 MPa 또는 2400 MPa 이상의 노치형 인장 탄성률을 갖는 터폴리머를 포함하는 폴리카보네이트 조성물이 개시된다.
유사하게, 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물은 터폴리머를 포함하지 않은 폴리카보네이트 조성물에 대하여 향상된 인장 강도를 가질 수 있다. 구체적으로 약 51 MPa 이상의 인장 강도를 갖는 폴리카보네이트 조성물이 본 명세서에 개시된다. 예를 들어, 약 51.7 MPa 이상의 인장 강도를 갖는 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 폴리카보네이트 조성물이 본 명세서에 개시된다. 또한 약 52.9 MPa, 53.2 MPa, 57 MPa, 또는 57.5 MPa 이상의 인장 강도를 갖는 터폴리머를 포함하는 폴리카보네이트 조성물이 개시된다.
다양한 측면들에 있어서, 본 발명은 고연성 폴리카보네이트 폴리머 성분의 전부 또는 일부를 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물로 교체하는 단계를 포함하는, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머 성분 및 고연성 폴리카보네이트 폴리머 성분을 포함하는 블렌드의 노치형 아이조드 충격 강도를 증가시키는 방법에 관한 것이다.
다양한 측면들에 있어서, 본 발명은 고연성 폴리카보네이트 폴리머 성분의 전부 또는 일부를 취성 폴리카보네이트 폴리머로 교체하는 단계를 포함하는, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머 성분 및 고연성 폴리카보네이트 폴리머 성분을 포함하는 폴리카보네이트 조성물의 노치형 아이조드 충격 강도를 증가시키는 방법에 관한 것이다.
다양한 측면들에 있어서, 본 발명은 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머 성분 및 상대적으로 고연성 폴리카보네이트 폴리머 성분을 포함하는 폴리카보네이트 조성물의 노치형 아이조드 충격 강도를 증가시키는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 상기 폴리카보네이트 조성물에서 고연성 폴리카보네이트 폴리머 성분의 전부 또는 일부를 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머로 교체하는 단계를 포함한다.
다양한 측면들에 있어서, 본 발명은 폴리아크릴레이트 성분, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머 성분, 및 상대적으로 고연성 폴리카보네이트 폴리머 성분을 포함하는 폴리카보네이트 조성물의 노치형 아이조드 충격 강도를 증가시키는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 상기 폴리카보네이트 조성물에서 고연성 폴리카보네이트 폴리머 성분의 전부 또는 일부를 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머로 교체하는 단계를 포함한다.
다양한 측면들에 있어서, 본 발명은 폴리락트산 성분, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머 성분, 및 상대적으로 고연성 폴리카보네이트 폴리머 성분을 포함하는 폴리카보네이트 조성물의 노치형 아이조드 충격 강도를 증가시키는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 상기 폴리카보네이트 조성물에서 고연성 폴리카보네이트 폴리머 성분의 전부 또는 일부를 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머로 교체하는 단계를 포함한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 방법의 폴리카보네이트 터폴리머는 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머이다. 또 다른 일 측면에 있어서, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머 및 폴리카보네이트 블렌드는 PMMA를 더욱 포함한다. 또 다른 일 측면에 있어서, PMMA의 전부 또는 일부는 폴리락트산으로 교체된다.
일 측면에 있어서, 본 개시는 폴리카보네이트 폴리머 블렌드를 제공한다. 다양한 측면들에 있어서, 중합체 블렌딩된 조성물은 충격 강도, 인장 강도, 인장 탄성률, 및 연성과 같은 유용한 기계적 특성을 가질 수 있다. 다른 측면들에 있어서, 상기 이소소르바이드계 폴리카보네이트는 선택적으로 낮은 바탕색(low background color), 양호한 UV 안정성, 및 양호한 분자량(Mw) 안정성을 가질 수 있다. 상기 블렌드는 폴리카보네이트 화합물을 포함할 수 있음이 본 명세서에서 상정된다.
본 명세서에서 사용된 용어 "폴리카보네이트 성분", "폴리카보네이트", 및 "폴리카보네이트 폴리머"는 상호 교환적으로 사용될 수 있고, 카보네이트 반복 구조 단위를 갖는 호모폴리카보네이트 및 코폴리카보네이트를 포함한다. 일 측면에 있어서, 폴리카보네이트는 미국 특허 번호 제7,786,246호에서 언급된 임의의 폴리카보네이트 재료 또는 재료들의 혼합물을 포함할 수 있으며, 이는 다양한 폴리카보네이트 조성물 및 방법을 개시하기 위한 특정 목적을 위해 그 전문이 본 명세서에 통합된다.
일 측면에 있어서, 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트는 지방족 디올계 폴라카보네이트일 수 있다. 다른 측면에 있어서, 폴리카보네이트는 디하이드록시 화합물, 예를 들어 지방족 디올과는 상이한 비스페놀로부터 유도된 카보네이트 단위를 포함할 수 있다.
다양한 측면들에 있어서, 폴리카보네이트는 화학식 (1)의 반복 구조 카보네이트 단위를 포함하는 조성물이다:
Figure 112014128581891-pct00001
여기서 R1기는 지방족, 지환족, 방향족, 또는 이들 기의 조합일 수 있는 디하이드록시 화합물로부터 유도된다. 추가적인 일 측면에 있어서, 상기 R1기의 총 수의 약 60 퍼센트 이상이 방향족 유기 라디칼이고, 그 나머지는 지방족, 지환족, 또는 방향족 라디칼이다.
추가적인 일 측면에 있어서, 각각의 R1은 방향족 유기 라디칼이고, 더욱 구체적으로, 화학식 (2)의 라디칼이다:
Figure 112014128581891-pct00002
여기서 각각의 A1 및 A2는 단일 고리 2가 아릴 라디칼이고, Y1은 A1을 A2로부터 분리하는 하나 또는 두 개의 원자를 갖는 연결(bridging) 라디칼이다. 대안적으로, 또 다른 측면에 있어서, Y1은 단일 결합 또는 A1을 A2로부터 분리하는 하나 또는 두 개의 원자를 갖는 연결기이다. 또 다른 일 측면에 있어서, 하나의 원자가 A1을 A2로부터 분리한다. 예를 들어, 이러한 유형의 라디칼은, 이에 제한되는 것은 아니나, -O-, -S-, -S(O)-, -S(O2)-, -C(O)-, 메틸렌, 사이클로헥실메틸렌, 2-[2.2.1]-비사이클로헵틸리덴, 에틸리덴, 이소프로필리덴, 네오펜틸리덴, 사이클로헥실리덴, 사이클로펜타데실리덴, 사이클로도데실리덴, 및 아다만틸리덴을 포함한다. 상기 연결 라디칼 Y1은 메틸렌, 사이클로헥실리덴, 또는 이소프로필리덴과 같은 탄화수소기 또는 포화 탄화수소기일 수 있다.
추가적인 일 측면에 있어서, 폴리카보네이트는 화학식 HO-R1-OH를 가지는 디하이드록시 화합물의 계면 반응에 의해 제조될 수 있으며, 화학식 (3)의 디하이드록시 화합물을 포함한다.
Figure 112014128581891-pct00003
여기서 Y1, A1, 및 A2는 전술한 바와 같다. 또한 일반식 (4)의 비스페놀 화합물이 포함된다:
Figure 112014128581891-pct00004
여기서 Ra 및 Rb는 각각 할로겐 원자, 또는 1가 탄화수소기를 나타내며, 동일하거나 상이할 수 있고; p와 q는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이며; Xa는 화학식 (5)의 기 중 하나를 나타낸다:
Figure 112014128581891-pct00005
여기서 Rc 및 Rd는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1가 선형 또는 고리형 탄화수소기를 나타내며, Re는 2가 탄화수소기이다. 대안적으로, Rc 및 Rd는 각각 독립적으로, 수소, C1 -12 알킬, C1 -12 사이클로알킬, C7 -12 아릴알킬, C1 -12 헤테로알킬, 또는 고리형 C7 -12 헤테로아릴알킬이고, Re는 2가 C1 -12 탄화수소기이다. 특히, Rc 및 Rd는 각각 동일한 수소, 또는 C1 -4 알킬기이고, 구체적으로 동일한 C1 -3 알킬기이고, 더욱 구체적으로 메틸이다.
다양한 측면들에 있어서, Rc 및 Rd는 함께 취해져서 C3 -20 사이클릭 알킬렌기 또는 탄소 원자 및 2 이상의 원자가를 갖는 헤테로원자를 포함하는 헤테로원자 함유 C3 -20 사이클릭 알킬렌기를 나타낸다. 이들 기는 포화 또는 불포화 단일 고리, 또는 접합된 폴리사이클릭 고리 시스템의 형태일 수 있으며, 접합된 고리는 포화, 불포화, 또는 방향족이다. 구체적인 헤테로원자 함유 사이클릭 알킬렌기는 2 이상의 원자가를 갖는 하나 이상의 헤테로원자, 및 2 이상의 탄소 원자를 포함한다. 헤테로원자 함유 사이클릭 알킬렌기에서 예시적인 헤테로원자는 -O-, -S-, 및 -N(Z)-를 포함하며, 여기서 Z는 수소, 하이드록시, C1 -12 알킬, C1 -12 알콕시, 또는 C1 -12 아실로부터 선택되는 치환기이다.
추가적인 일 측면에 있어서, 적합한 디하이드록시 화합물의 비제한적인 예들은 다음을 포함한다: 레조르시놀, 4-브로모레조르시놀, 하이드로퀴논, 4,4'-디하이드록시비페닐, 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-알릴-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)술파이드, 비스(4-하이드록시페닐)술폭사이드, 비스(4-하이드록시페닐)술폰, 9,9-비스(4-하이드록시페닐)플루오린, 2,7-디하이드록시피렌, 6,6'-디하이드록시-3,3,3',3'-테트라메틸스피로(비스)인단 ("스피로비인단 비스페놀"), 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, 및 2,7-디하이드록시카바졸 등, 뿐만 아니라 상기 디하이드록시 화합물 중 1종 이상을 포함하는 조합.
다양한 측면들에 있어서, 적합한 비스페놀 화합물의 비제한적인 예들은 다음을 포함한다: 4,4'-디하이드록시비페닐, 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-하이드록시-3 메틸페닐)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-알릴-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)술파이드, 비스(4-하이드록시페닐)술폭사이드, 비스(4-하이드록시페닐)술폰, 9,9-비스(4-하이드록시페닐)플루오렌, 2,7-디하이드록시피렌, 6,6'-디하이드록시-3,3,3',3'-테트라메틸스피로(비스)인단 ("스피로비인단 비스페놀"), 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, 및 2,7-디하이드록시카바졸 등, 뿐만 아니라 상기 디하이드록시 방향족 화합물 중 1종 이상을 포함하는 조합.
추가적인 일 측면에 있어서, 예시적인 비스페놀 화합물들은 1,1-비스(4-하이드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판 (이후 "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, 1,1-비스(4-하이드록시-t-부틸페닐)프로판, 3,3-비스(4-하이드록시페닐)프탈이미딘, 2-페닐-3,3-비스(4-하이드록시페닐)프탈이미딘("PPPBP"), 및 9,9-비스(4-하이드록시페닐)플루오렌을 포함할 수 있다. 상기 디하이드록시 방향족 화합물의 1종 이상을 포함하는 조합도 또한 사용될 수 있다. 다른 측면에 있어서, 다른 유형의 디올이 이소소르바이드계 폴리카보네이트 내에 존재할 수 있다.
추가적인 일 측면에 있어서, 분지기를 갖는 폴리카보네이트가 유용할 수 있으며, 단 이러한 분지(branching)가 상기 폴리카보네이트의 바람직한 특성에 상당한 악영향을 주지 않아야 한다. 분지형 폴리카보네이트 블록은 중합 동안 분지제(branching agent)를 첨가하여 제조될 수 있다. 이러한 분지제는 하이드록실, 카르복실, 카르복시산 무수물, 할로포르밀, 및 상기 관능기들의 혼합물로부터 선택되는 3개 이상의 관능기를 함유하는 다관능성 유기 화합물을 포함한다. 구체적인 예는 트리멜리트산, 트리멜리트산 무수물, 트리멜리트산 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-디메틸벤질)페놀), 4-클로로포르밀 프탈산 무수물, 트리메스산, 및 벤조페논 테트라카르복시산을 포함한다. 일 측면에 있어서, 분지제는 약 0.05 내지 약 2.0 중량% 수준으로 첨가될 수 있다. 또 다른 측면에 있어서, 선형 폴리카보네이트 및 분지형 폴리카보네이트를 포함하는 혼합물이 사용될 수 있다.
이소소르바이드계 폴리에스테르-폴리카보네이트를 포함하는 폴리카보네이트는 카보네이트 단위 및 에스테르 단위를 포함하는 다른 유형의 폴리머 단위를 포함하는 코폴리머, 및 호모폴리카보네이트 및 코폴리카보네이트 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 이러한 유형의 예시적인 폴리카보네이트 코폴리머는 폴리에스테르 카보네이트이고, 또한 폴리에스테르-폴리카보네이트로도 알려져 있다. 이러한 코폴리머는 올리고머성 에스테르 함유 디하이드록시 화합물 (본 명세서에서 하이드록시 말단 캡핑된 올리고머성 아크릴레이트 에스테르로 또한 언급됨)로부터 유도된 카보네이트 단위를 더욱 포함한다. 예를 들어, 이러한 코폴리머는 화학식 (1)의 반복 카보네이트 사슬 단위에 더하여, 화학식 (6)의 반복 단위를 더욱 포함한다.
Figure 112014128581891-pct00006
여기서 E는 디하이드록시 화합물로부터 유도된 2가 라디칼이고, 예를 들어, C2-10 알킬렌 라디칼, C6 -20 지환족 라디칼, C6 -20 방향족 라디칼 또는 알킬렌기가 2 내지 약 6개의 탄소 원자, 구체적으로 2, 3, 또는 4개의 탄소 원자를 포함하는 폴리옥시알킬렌 라디칼일 수 있으며; T는 디카르복시산으로부터 유도된 2가 라디칼이며, 예를 들어, C2 -10 알킬렌 라디칼, C6 -20 지환족 라디칼, C6 -20 알킬 방향족 라디칼, 또는 C6 -20 방향족 라디칼일 수 있다.
추가적인 일 측면에 있어서, E는 C2 -6 알킬렌 라디칼이다. 다른 구현예에 있어서, E는 화학식 (7)의 방향족 디하이드록시 화합물로부터 유도된다:
Figure 112014128581891-pct00007
여기서 각각의 Rf는 독립적으로 할로겐 원자, C1 -10 탄화수소기이고, 또는 C1 -10 할로겐으로 치환된 탄화수소기이며, n은 0 내지 4이다. 상기 할로겐은 바람직하게는 브롬이다. 화학식 (7)로 표시될 수 있는 화합물의 예는, 레조르시놀, 치환된 레조르시놀 화합물, 예를 들어, 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,-테트라플루오로 레조르시놀, 2,4,5,6,-테트라브로모 레조르시놀 등; 카테콜; 하이드로퀴논; 치환된 하이드로퀴논, 예를 들어, 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, 2,3,5,6,-테트라브로모 하이드로퀴논 등; 또는 상기 화합물 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다.
상기 폴리에스테르를 제조하는 데 사용될 수 있는 방향족 디카르복시산의 비제한적인 예는 이소프탈산 또는 테레프탈산, 1,2-디(p-카르복시페닐)에탄, 4,4'-디카르복시디페닐 에테르, 4,4'-비스벤조산, 및 상기 산들 중 1종 이상을 포함하는 혼합물을 포함한다. 1,4-, 1,5-, 또는 2,6-나프탈렌디카르복시산과 같이 접합 고리를 함유하는 산이 또한 존재할 수 있다. 구체적인 디카르복시산은 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌 디카르복시산, 사이클로헥산 디카르복시산, 또는 이들의 혼합물이다. 구체적인 디카르복시산은 이소프탈산과 테레프탈산의 혼합물을 포함하며, 테레프탈산 대 이소프탈산의 중량비는 약 10:1 내지 약 0.2:9.8이다. 다른 구체적인 구현예에 있어서, E는 C2 -6 알킬렌 라디칼이고, T는 p-페닐렌, m-페닐렌, 나프탈렌, 2가 지환족 라디칼, 또는 이들의 혼합물이다. 이러한 종류의 폴리에스테르는 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)를 포함한다.
다양한 측면들에 있어서, 종래 폴리머 블렌드의 내충격성을 개선하는 것이 폴리카보네이트를 제거하고 터폴리머로 교체함으로써 발생함이 본 명세서에서 이해되고 상정된다. 따라서, 상기 터폴리머의 모든 중량 퍼센트의 증가에 대하여, 예를 들어 폴리카보네이트를 포함하는 상기 블렌드의 1종 이상의 성분의 상응하는 감소가 있어야 한다. 일 측면에 있어서, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머 및 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 폴리카보네이트 조성물이 구체적으로 개시되며, 폴리카보네이트는 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 3 중량% 내지 55 중량%를 차지한다. 따라서, 일 측면에 있어서, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머 및 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 폴리카보네이트 조성물이 개시되며, 폴리카보네이트는 상기 총 폴리카보네이트 조성물의 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 또는 55 중량%를 차지한다. 다른 측면에 있어서, 본 개시의 상기 터폴리머는 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 3 중량% 내지 20 중량%를 차지할 수 있으며, 예를 들어, 상기 폴리카보네이트 조성물의 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 또는 20 중량%를 차지할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 3.1 중량%를 차지하는 터폴리머의 측면들이 구체적으로 개시된다. 또한 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 8 중량%를 차지하는 터폴리머의 측면들이 구체적으로 개시된다. 또한 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 14.7 중량%를 차지하는 터폴리머의 측면들이 개시된다.
일 측면에 있어서, 폴리카보네이트는 계면 상전이 공정 또는 용융 중합에 의해 제조될 수 있다. 계면 중합을 위한 반응 조건은 다양할 수 있으나, 예시적인 일 공정은 일반적으로 2가 페놀 반응물을 수성 가성 소다(caustic soda) 또는 포타쉬(potash)에 용해 또는 분산시키는 단계, 생성 혼합물을 예를 들어 메틸렌 클로라이드 같은 수불혼화성 용매 매체에 첨가하는 단계, 및 예를 들어 트리에틸아민 또는 상전이 촉매 염과 같은 촉매 존재 하에, 예를 들어 약 8 내지 약 10의 제어된 pH 조건 하에서 반응물을 카보네이트 전구체(예를 들어 포스겐)와 접촉시키는 단계를 포함한다.
본 명세서에 개시된 폴리카보네이트는, 다양한 측면들에 있어서, 용중 중합 공정에 의해 제조될 수 있다. 일반적으로, 용융 중합 공정에서, 폴리카보네이트는 에스테르교환 촉매 존재 하에서, 상기 디하이드록시 반응물(들)(즉, 이소소르바이드, 지방족 디올 및/또는 지방족 이산, 및 임의의 추가적인 디하이드록시 화합물) 및 디페닐 카보네이트와 같은 디아릴 카보네이트 에스테르, 또는 더욱 구체적인 일 측면에 있어서, 비스(메틸 살리실)카보네이트와 같은 활성화 카보네이트를 용융 상태에서 공반응시켜 제조된다. 상기 반응은 1종 이상의 연속 교반 반응기(CSRTs), 플러그 흐름 반응기, 와이어 습윤 낙하식 중합기(wire wetting fall polymerizers), 자유 낙하식 중합기(free fall polymerizers), 박막 중합기(wiped film polymerizers), BANBURY® 혼합기, 일축 또는 이축 압출기, 또는 이들의 조합과 같은 전형적인 중합 장비로 수행될 수 있다. 일 측면에 있어서, 휘발성 1가(monohydric) 페놀은 증류에 의해 용융된 반응물로부터 제거될 수 있고, 상기 폴리머는 용융 잔류물로서 분리된다. 다른 측면에 있어서, 폴리카보네이트를 제조하기 위한 유용한 용융 공정은 아릴상에 전자 끄는 치환기(electron-withdrawing substituent)를 갖는 디아릴 카보네이트 에스테르를 이용한다. 전자 끄는 치환기를 갖는 구체적으로 유용한 디아릴 카보네이트 에스테르의 예는 비스(4-니트로페닐)카보네이트, 비스(2-클로로페닐)카보네이트, 비스(4-클로로페닐)카보네이트, 비스(메틸 살리실)카보네이트, 비스(4-메틸카르복실페닐)카보네이트, 비스(2-아세틸페닐)카르복실레이트, 비스(4-아세틸페닐)카르복실레이트, 또는 상기한 것 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다.
용융 중합은 제1 촉매를 포함하는 에스테르교환 촉매를 포함할 수 있으며, 상기 제1 촉매는 본 명세서에서 알파 촉매로도 또한 지칭되고, 상기 제1 촉매는 금속 양이온 및 음이온을 포함한다. 일 측면에 있어서, 상기 양이온은 Li, Na, K, Cs, Rb, Mg, Ca, Ba, Sr 또는 상기한 것 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함하는 알칼리 또는 알칼리 토금속이다. 상기 음이온은 하이드록사이드(OH-), 슈퍼옥사이드(O2 -), 티올레이트(HS-), 술파이드(S2 -), C1 -20 알콕사이드, C6 -20 아릴옥사이드, C1 -20 카르복실레이트, 비포스페이트(biphosphate)를 포함하는 포스페이트, C1 -20 포스페이트, 비술페이트(bisulfate)를 포함하는 술페이트, 비술파이트(bisulfite) 및 메타비술파이트(metabisulfite)를 포함하는 술파이트, C1 -20 술포네이트, 비카보네이트를 포함하는 카보네이트, 또는 상기한 것 중 1종 이상을 포함하는 조합이다. 다른 측면에 있어서, 알칼리 토금속 이온 및 알칼리 금속 이온을 모두 포함하는 유기산의 염이 또한 사용될 수 있다. 촉매로서 유용한 유기산의 염은 포름산, 아세트산, 스테아르산 및 에틸렌디아민 테트라아세트산의 알칼리 금속염 및 알칼리 토금속염으로 예시된다. 상기 촉매는 또한 비휘발성 무기산의 염을 포함할 수 있다. "비휘발성"이란, 언급된 화합물이 주위 온도 및 압력에서 상당한(appreciable) 증기압을 갖지 않음을 의미한다. 특히, 이러한 화합물은 폴리카보네이트의 용융 공정이 통상적으로 수행되는 온도에서 비휘발성이다. 상기 비휘발성 산의 염은 포스파이트의 알칼리 금속염; 포스파이트의 알칼리 토금속염; 포스페이트의 알칼리 금속염; 및 포스페이트의 알칼리 토금속염이다. 예시적인 에스테르교환 촉매는 수산화 리튬, 수산화 소듐, 수산화 포타슘, 수산화 세슘, 수산화 마그네슘, 수산화 칼슘, 수산화 바륨, 포름산 리튬, 포름산 소듐, 포름산 포타슘, 포름산 세슘, 아세트산 리튬, 아세트산 소듐, 아세트산 포타슘, 탄산 리튬, 탄산 소듐, 탄산 포타슘, 리튬 메톡사이드, 소듐 메톡사이드, 포타슘 메톡사이드, 리튬 에톡사이드, 소듐 에톡사이드, 포타슘 에톡사이드, 리튬 페녹사이드, 소듐 페녹사이드, 포타슘 페녹사이드, 황산 소듐, 황산 포타슘, NaH2PO3, NaH2PO4, Na2H2PO3, KH2PO4, CsH2PO4, Cs2H2PO4, Na2SO3, Na2S2O5, 소듐 메실레이트, 포타슘 메실레이트, 소듐 토실레이트, 포타슘 토실레이트, 마그네슘 디소듐 에틸렌디아민 테트라아세테이트(EDTA 마그네슘 디소듐염), 또는 상기한 것 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 상기한 리스트는 예시적이며, 이들에 의해 제한되는 것으로 간주되지 않음이 이해될 것이다. 일 측면에 있어서, 상기 에스테르교환 촉매는 알칼리염 또는 알칼리 토금속염을 포함하는 알파 촉매이다. 일 예시적인 측면에 있어서, 상기 에스테르교환 촉매는 수산화 소듐, 수산화 포타슘, 탄산 소듐, 탄산 포타슘, 소듐 메톡사이드, 포타슘 메톡사이드, NaH2PO4, 또는 상기한 것 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다.
상기 알파 촉매의 양은 용융 중합의 조건에 따라 광범위하게 달라질 수 있으며, 약 0.001 내지 약 500 마이크로몰(μmol)일 수 있다. 일 측면에 있어서, 상기 알파 촉매의 양은 용융 중합 중에 존재하는 지방족 디올 및 임의의 다른 디하이드록시 화합물의 1 몰당 약 0.01 내지 약 20 μmol, 구체적으로 약 0.1 내지 약 10 μmol, 더욱 구체적으로 약 0.5 내지 약 9 μmol, 더더욱 구체적으로 약 1 내지 약 7 μmol일 수 있다.
다른 측면에 있어서, 본 명세서에서 베타 촉매로도 또한 지칭되는 제2 에스테르교환 촉매가 용융 중합 공정 중에 선택적으로 포함될 수 있으며, 단 이러한 제2 에스테르교환 촉매의 포함이 상기 이소소르바이드계 폴리카보네이트의 바람직한 특성에 상당한 악영향을 주지 않아야 한다. 예시적인 에스테르교환 촉매는 위의 식 (R3)4Q+X의 상전이 촉매의 조합을 더욱 포함할 수 있고, 여기서 각각의 R3은 동일하거나 또는 상이하며, C1 -10 알킬기이고; Q는 질소 또는 인 원자이고; X는 할로겐 원자 또는 C1 -8 알콕시기 또는 C6 -18 아릴옥시기이다. 예시적인 상전이 촉매염은, 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]3NX, 및 CH3[CH3(CH2)2]3NX를 포함하며, 여기서 X는 Cl-, Br-, C1 -8 알콕시기 또는 C6 -18 아릴옥시기이다. 이러한 에스테르교환 촉매의 예들은 테트라부틸암모늄 하이드록사이드, 메틸트리부틸암모늄 하이드록사이드, 테트라부틸암모늄 아세테이트, 테트라부틸포스포늄 하이드록사이드, 테트라부틸포스포늄 아세테이트, 테트라부틸포스포늄 페놀레이트, 또는 상기한 것 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 다른 용융 에스테르교환 촉매는 알칼리 토금속염 또는 알칼리 금속염을 포함한다. 다양한 측면들에 있어서, 베타 촉매가 요구되는 경우, 상기 베타 촉매는 상기 알파 촉매 대비 10 이하, 구체적으로 5 이하, 더욱 구체적으로 1 이하, 더더욱 구체적으로 0.5 이하의 몰 비로 존재할 수 있다. 다른 측면들에 있어서, 본 명세서에 개시된 상기 용융 중합 반응은 오직 전술한 바와 같은 알파 촉매만을 사용하며, 베타 촉매는 실질적으로 없다. 본 명세서에서 정의된 바와 같이, "실질적으로 없는"이란 용융 공정 반응으로부터 상기 베타 촉매가 배제되었음을 의미할 수 있다. 일 측면에 있어서, 상기 베타 촉매는 용융 중합 반응에 사용된 모든 성분의 총중량을 기준으로 약 10 ppm 미만, 구체적으로 1 ppm 미만, 더욱 구체적으로 약 0.1 ppm 미만, 더욱 구체적으로 약 0.01 ppm 이하, 더욱 구체적으로 약 0.001 ppm 이하의 양으로 존재한다.
일 측면에 있어서, 활성화 카보네이트를 이용한 용융 공정이 사용된다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 상기 용어 "활성화 카보네이트"는 에스테르교환 반응에서 디페닐카보네이트보다 더 반응성인 디아릴카보네이트로 정의된다. 활성화 카보네이트의 구체적인 비제한적인 예는 비스(o-메톡시카보닐페닐)카보네이트, 비스(o-클로로페닐)카보네이트, 비스(o-니트로페닐)카보네이트, 비스(o-아세틸페닐)카보네이트, 비스(o-페닐케톤페닐)카보네이트, 비스(o-포르밀페닐)카보네이트를 포함한다.
구체적인 에스테르 치환된 디아릴카보네이트의 비제한적인 예는, 비스(메틸살리실)카보네이트 (CAS Registry No. 82091-12-1)(BMSC 또는 비스(o-메톡시카보닐페닐)카보네이트로도 또한 알려져 있음), 비스(에틸살리실)카보네이트, 비스(프로필살리실)카보네이트, 비스(부틸살리실)카보네이트, 비스(벤질살리실)카보네이트, 비스(메틸-4-클로로살리실)카보네이트 등을 포함한다. 일 측면에 있어서, 비스(메틸살리실)카보네이트는 낮은 분자량 및 높은 증기 압력 때문에 용융 폴리카보네이트 합성에서 활성화 카보네이트로서 사용된다.
오쏘 위치에 존재하는 경우, 활성화 카보네이트를 낳을 것으로 기대되지 않는 비활성화기의 일부 비제한적인 예는 알킬, 사이클로알킬, 또는 시아노기이다. 비활성화 카보네이트의 일부 구체적이고 비제한적인 예는 비스(o-메틸페닐)카보네이트, 비스(p-쿠밀페닐)카보네이트, 비스(p-(1,1,3,3-테트라메틸)부틸페닐)카보네이트 및 비스(o-시아노페닐)카보네이트이다. 이러한 구조의 비대칭적 조합은 비활성화 카보네이트로서 또한 사용될 수 있다.
일 측면에 있어서, 말단 캡핑제 (사슬 정지제로도 또한 지칭됨)가 분자량 성장 속도를 제한하기 위해 선택적으로 사용될 수 있고, 따라서 상기 폴리카보네이트 중의 분자량을 제어할 수 있다. 예시적인 사슬 정지제는 특정한 모노페놀성 화합물(즉, 하나의 자유 하이드록시기를 갖는 페닐 화합물), 모노카르복시산 클로라이드, 및/또는 모노클로로포르메이트를 포함한다. 페놀성 사슬 정지제는 페놀, 및 C1-C22 알킬 치환된 페놀, 예를 들어, p-쿠밀-페놀, 레조르시놀 모노벤조에이트, 및 p- 및 t-부틸 페놀, 크레졸, 및 디페놀의 모노에테르, 예를 들어, p-메톡시페놀로 예시화된다. 8 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 분지형 사슬 알킬 치환기가 있는 알킬 치환된 페놀이 구체적으로 언급될 수 있다. 특정한 모노페놀성 UV 흡수제가 캡핑제로서 또한 사용될 수 있으며, 예를 들어, 4-치환된-2-하이드록시벤조페논 및 이들의 유도체, 아릴 살리실레이트, 디페놀의 모노에스테르, 예를 들어, 레조르시놀 모노벤조에이트, 2-(2-하이드록시아릴)-벤조트리아졸 및 이들의 유도체, 2-(2-하이드록시아릴)-1,3,5-트리아진 및 이들의 유도체 등이 사용될 수 있다.
다른 측면에 있어서, 말단기는 임의의 첨가되는 말단 캡핑기로부터 유도될 수 있을 뿐만 아니라, 카보닐 공급원(즉, 디아릴 카보네이트), 모노머 비율의 선택, 불완전 중합, 사슬 절단(scission) 등으로부터 유도될 수 있고, 이는 하이드록시기, 카르복시산기 등과 같은 유도체화 가능한(derivatizable) 관능기를 포함할 수 있다. 일 측면에 있어서, 본 명세서에서 정의된 이소소르바이드계 폴리카보네이트 폴리머를 포함하는 폴리카보네이트의 말단기는 디아릴 카보네이트로부터 유도된 구조 단위를 포함할 수 있으며, 상기 구조 단위는 말단기일 수 있다. 추가적인 일 측면에 있어서, 상기 말단기는 활성화 카보네이트로부터 유도된다. 이러한 말단기는 적합하게 치환되고 활성화 카보네이트의 알킬 에스테르와 폴리카보네이트 폴리머 사슬 말단의 하이드록시기와의 에스테르교환 반응으로부터 유도될 수 있으며, 이는 상기 하이드록시기가 상기 활성화 카보네이트의 카보네이트 카보닐과 반응하는 대신, 상기 활성화 카보네이트의 에스테르 카보닐과 반응하는 조건 하에서 이루어진다. 이러한 방식으로, 에스테르 함유 화합물로부터 유도된 구조 단위 또는 활성화 카보네이트로부터 유도되며 용융 중합 공정 중에 존재하는 하위 구조는 에스테르 말단기를 형성할 수 있다. 일 측면에 있어서, 살리실릭 에스테르로부터 유도된 에스테르 말단기는 BMSC의 잔기 또는 비스(에틸 살리실)카보네이트, 비스(프로필 살리실)카보네이트, 비스(페닐 살리실)카보네이트, 비스(벤질 살리실)카보네이트 등과 같은 다른 치환된 또는 비치환된 비스(알킬 살리실)카보네이트가 될 수 있다.
일 측면에 있어서, 알파 및 베타 촉매의 조합이 용융 중합에서 사용되는 경우, 활성화 카보네이트로부터 제조된 이소소르바이드계 폴리카보네이트 폴리머가 상기 폴리카보네이트의 중량을 기준으로, 2,000 ppm 미만, 1,500 ppm 미만, 또는 1,000 ppm 미만의 양의 말단기를 포함할 수 있다. 다른 측면에 있어서, 알파 촉매만이 용융 중합에서 사용되는 경우, 활성화 카보네이트로부터 제조된 이소소르바이드계 폴리카보네이트 폴리머가 상기 폴리카보네이트의 중량을 기준으로, 500 ppm 이하, 400 ppm 이하, 300 ppm 이하, 또는 200 ppm 이하의 양의 말단기를 포함할 수 있다.
일 측면에 있어서, 활성화 방향족 카보네이트를 이용한 중합 반응을 위한 반응물들이 고체 형태 또는 용융 형태 중 어느 하나의 형태로 반응기에 충전될 수 있다. 반응기로의 반응물들의 초기 충전 및 중합을 위한 반응 조건 하에서 이러한 재료들의 후속 혼합은 질소 분위기와 같은 비활성 기체 분위기에서 수행될 수 있다. 1종 이상의 반응물들의 충전은 중합 반응의 후반 단계에서도 또한 행해질 수 있다. 반응 혼합물의 혼합은 교반과 같은 당해 기술분야에서 알려진 임의의 방법에 의해 달성된다. 반응 조건은 시간, 온도, 압력 및 상기 반응물의 중합에 영향을 미치는 다른 요소들을 포함한다. 일반적으로 활성화 방향족 카보네이트는 모노머 단위 화합물의 총 몰에 대하여 0.8 내지 1.3, 및 더욱 바람직하게는 0.9 내지 1.3, 및 그 사이의 모든 부분 범위(subrange)의 몰 비로 첨가된다. 구체적인 일 측면에 있어서, 모노머 단위 화합물에 대한 활성화 방향족 카보네이트의 몰 비는 1.013 내지 1.29, 구체적으로 1.015 내지 1.028이다. 다른 구체적인 측면에 있어서, 활성화 방향족 카보네이트는 BMSC이다.
일 측면에 있어서, 용융 중합 반응은 반응 혼합물을 일련의 온도-압력-시간 프로토콜에 가함으로써 수행될 수 있다. 일부 측면들에 있어서, 이는 단계적으로 압력을 점차적으로 낮추면서 단계적으로 반응 온도를 점차적으로 증가시키는 것을 포함한다. 일 측면에 있어서, 압력은 반응 출발시 대략 대기압에서부터 약 1 밀리바(100 파스칼(Pa)) 이하까지, 또는 다른 측면에 있어서, 반응이 완료에 가까워짐에 따라 몇몇 단계로 0.1 밀리바(10 Pa) 이하까지 감소된다. 온도는 반응 혼합물의 대략 용융 온도의 온도에서 시작하여 단계적으로 달라질 수 있고, 이후 최종 온도까지 증가될 수 있다. 일 측면에 있어서, 반응 혼합물은 실온에서부터 약 150℃까지 가열된다. 이러한 일 측면에 있어서, 중합 반응은 약 150℃ 내지 약 220℃의 온도에서 시작한다. 다른 측면에 있어서, 중합 온도는 약 220℃ 이하 일 수 있다. 다른 측면들에 있어서, 중합 반응은 약 250℃까지 증가될 수 있고, 선택적으로 약 320℃의 온도까지 더욱 증가될 수 있으며, 이들 사이의 모든 부분 범위(subrange)까지 증가될 수 있다. 일 측면에 있어서, 전체 반응 시간은 약 30분 내지 약 200분일 수 있으며, 이들 사이의 모든 부분 범위일 수 있다. 이 절차는 일반적으로 반응물이 반응하여 바람직한 분자량, 유리전이온도 및 물리적 특성을 갖는 폴리카보네이트를 제공하는 것을 보장할 것이다. 상기 반응은 메틸 살리실레이트와 같은 에스테르 치환된 알코올 부산물의 생성과 함께 폴리카보네이트 사슬의 형성을 진행시킨다. 일 측면에 있어서, 부산물의 효과적인 제거는 압력을 감소시키는 것과 같은 다양한 기술들에 의해 달성될 수 있다. 일반적으로, 압력은 반응 초기에 비교적 높게 시작하고, 반응 내내 계속해서 낮아지며, 온도는 반응 내내 증가한다.
일 측면에 있어서, 반응의 진행은 반응 혼합물의 용융 점도 또는 겔투과 크로마토그래피와 같은 당해 기술 분야에서 알려진 기술들을 사용하여 반응 혼합물의 중량 평균 분자량을 측정함으로써 모니터링될 수 있다. 이들 특성은 개별 샘플을 취함으로써 측정될 수 있거나 또는 온라인으로 측정될 수 있다. 바람직한 용융 점도 및/또는 분자량에 이른 이후에, 최종 폴리카보네이트 생성물은 고체 또는 용융 형태로 반응기로부터 분리될 수 있다. 앞의 부분에서 설명된 바와 같은 지방족 호모폴리카보네이트 및 지방족-방향족 코폴리카보네이트를 제조하는 방법은 배치 또는 연속 공정으로 이루어질 수 있으며, 본 명세서에서 개시된 공정은 바람직하게는 무용매 모드에서 수행될 수 있는 것이 당해 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 것이다. 선택된 반응기는 이상적으로는 자동 세척(self-cleaning) 되어야 하고, 임의의 "핫 스팟(hot spot)"을 최소화해야 한다. 그러나, 상업적으로 입수할 수 있는 것과 유사한 배기 압출기(vented extruder)가 사용될 수 있다.
일 측면에 있어서, 지방족 호모폴리카보네이트 및 지방족-방향족 코폴리카보네이트가 1종 이상의 촉매의 존재하에서 압출기 내에서 제조될 수 있고, 여기서 카보네이트화제(carbonating agent)는 활성화 방향족 카보네이트이다. 일 측면에 있어서, 중합 반응을 위한 반응물들은 분말 또는 용융 형태로 압출기에 공급될 수 있다. 다른 측면에 있어서, 반응물들은 건조 블렌딩된 후에 압출기에 첨가된다. 압출기는 압력 감소 장치(예를 들어, 통풍구(vent))를 구비할 수 있으며, 이는 활성화 페놀 부산물을 제거하는 역할을 하고, 따라서 완성을 향해 중합 반응을 이끈다. 다양한 측면들에 있어서, 폴리카보네이트의 생성물의 분자량은, 다른 요소들 중에서도, 반응물의 공급 속도, 압출기의 유형, 압출기 스크류 디자인 및 구조(configuration), 압출기에서의 체류 시간, 반응 온도 및 압출기에 존재하는 압력 감소 기술을 제어함으로써 조작될 수 있다. 폴리카보네이트 생성물의 분자량은 반응물의 구조, 예를 들어, 활성화 방향족 카보네이트, 지방족 디올, 디하이드록시 방향족 화합물, 및 사용된 촉매에 또한 의존할 수 있다. 일축, 이축, 통풍구, 백 플라이트 및 포워드 플라이트 존, 시일(seal), 및 사이드스트림을 사용하는 많은 다른 스크류 디자인 및 압출기 구조가 상업적으로 입수 가능하다. 당해 기술분야 분야의 통상의 기술자는 상업적인 압출기 디자인의 일반적으로 알려진 것을 이용하여 최고의 디자인을 찾을 수 있다. 디아릴카보네이트/디올, 구체적으로 BMSC/디올의 비율을 제어하는 것은 활성화 카보네이트를 사용할 때 Mw에 영향을 미칠 수 있다. 낮은 비율은 일반적으로 높은 분자량을 제공할 수 있다.
일 측면에 있어서, 낮은 분자량을 갖는 반응의 분해 부산물은, 예를 들어, 이러한 휘발성 화합물의 양을 줄이기 위해 반응 및/또는 압출 동안 탈휘발(devolatilization) 됨으로써 제거될 수 있다. 전형적으로 제거된 휘발물은 반응하지 않은 디올 출발 재료, 카보네이트 전구체 재료들을 포함할 수 있으나, 더욱 구체적으로 이는 용융 중합 반응의 분해 생성물이다.
전술한 이소소르바이드계 폴리카보네이트에 더하여, 이소소르바이드계 폴리카보네이트 및 이소소르바이드계 카보네이트 단위를 포함하지 않은 다른 열가소성 폴리머의 조합을 포함하는 열가소성 조성물이, 예를 들어 호모폴리카보네이트 및 다른 폴리카보네이트 코폴리머(즉, 코폴리카보네이트)를 포함하는 다른 폴리카보네이트를 이용하여 제조될 수 있다. 이러한 조합은 1 내지 99 중량%, 구체적으로 10 내지 90 중량%, 더욱 구체적으로 20 내지 80 중량%의 이소소르바이드계 폴리카보네이트를 포함할 수 있으며, 조성물의 나머지는 전술한 추가적인 폴리머의 다른 것들, 및/또는 아래에 개시하는 첨가제이다. 일 측면에 있어서, 상기 열가소성 조성물은 이소소르바이드계 폴리카보네이트, 추가적인 폴리머, 및/또는 첨가제를 포함한다.
상기 조성물은 폴리카보네이트 블록 및 폴리디오가노실록산 블록을 포함하는 폴리카보네이트-폴리살록산 코폴리머를 더욱 포함한다. 상기 코폴리머에서 폴리카보네이트 블록은 전술한 화학식 (1)의 반복 구조 단위를 포함하며, 예를 들어 여기서 R1이 전술한 화학식 (2)이다. 이러한 단위는 전술한 화학식 (3)의 디하이드록시 화합물의 반응에서 유도될 수 있다. 추가적인 일 측면에 있어서, 디하이드록시 화합물은 비스페놀 A 이고, A1 및 A2는 각각 p-페닐렌이고, Y1은 이소프로필리덴이다.
상기 폴리디오가노실록산 블록은 화학식 (8) (때때로 본 명세서에서 '실록산'으로 언급됨)의 반복 구조 단위를 포함한다:
Figure 112014128581891-pct00008
여기서 각각의 R은 동일하거나 또는 상이하고, C1 -13 1가 유기 라디칼이다. 예를 들어, R은 C1-C13 알킬기, C1-C13 알콕시기, C2-C13 알케닐기, C2-C13 알케닐옥시기, C3-C6 사이클로알킬기, C3-C6 사이클로알콕시기, C6-C10 아릴기, C6-C10 아릴옥시기, C7-C13 아랄킬기, C7-C13 아랄콕시기, C7-C13 알카릴기, 또는 C7-C13 알카릴옥시기일 수 있다. 상기 R기의 조합이 동일한 코폴리머에서 사용될 수 있다.
상기 화학식 (8)에서 D 값은 열가소성 조성물에서 각각 성분의 유형 및 상대적인 양, 조성물의 요구되는 특성, 및 유사 고려 사항에 따라 크게 달라질 수 있다. 일반적으로, D는 2 내지 약 1000, 구체적으로 약 2 내지 약 500, 더욱 구체적으로 약 5 내지 약 100의 평균값을 가질 수 있다. 일 구현예에 있어서, D는 약 10 내지 약 75의 평균값을 가지며, 또 다른 구현예에 있어서, D는 약 40 내지 약 60의 평균값을 가진다. D가 보다 작은 값, 예를 들어 약 40 미만일 때, 상대적으로 더 많은 양의 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 반대로, D가 보다 큰 값, 예를 들어 약 40을 초과할 때, 상대적으로 적은 양의 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머를 사용할 필요가 있을 수 있다.
제1 및 제 2 (또는 그 이상)의 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머의 조합이 사용될 수 있으며, 상기 제1 코폴리머의 D의 평균값은 제2 코폴리머의 D의 평균값보다 작다.
일 구현예에 있어서, 폴리디오가노실록산 블록은 화학식 (9)의 반복 구조 단위로 제공된다:
Figure 112014128581891-pct00009
여기서 D는 앞에서 정의된 바와 같고; 각각의 R은 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 앞에서 정의된 바와 같고; Ar은 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 치환되거나 비치환된 C6-C30 아릴렌 라디칼이고, 상기 결합들은 방향족 모이어티에 직접 연결된다. 화학식 (9)에서 적합한 Ar기는 C6-C30 디하이드록시아릴렌 화합물, 예를 들어, 상기 화학식 (3), (4) 또는 (7)의 디하이드록시아릴렌 화합물로부터 유도될 수 있다. 전술한 디하이드록시아릴렌 화합물 중 1종 이상을 포함하는 조합이 또한 사용될 수 있다. 적합한 디하이드록시아릴렌 화합물의 구체적인 예는 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 술파이드), 및 1,1-비스(4-하이드록시-t-부틸페닐) 프로판이다. 전술한 디하이드록시 화합물 중 1종 이상을 포함하는 조합이 또한 사용될 수 있다.
이러한 단위들은 대응하는 하기 화학식의 디하이드록시 화합물로부터 유도될 수 있다:
Figure 112014128581891-pct00010
여기서 Ar 및 D는 전술한 바와 같다. 이러한 화합물은 Kress 등의 미국 특허 번호 제4,746,701호에 더욱 기술되어 있다. 이러한 화학식의 화합물은 디하이드록시아릴렌 화합물과 예를 들어, 상전이 조건 하에서 알파,오메가-비스아세톡시폴리디오가노실록산의 반응에 의하여 얻어질 수 있다.
다른 구현예에 있어서 폴리디오가노실록산 블록은 화학식 (10)의 반복 구조 단위를 포함한다.
Figure 112014128581891-pct00011
여기서, R 및 D는 앞에서 정의된 바와 같다. 화학식 (10)에서 R2는 2가 C2-C8 지방족기이다. 화학식 (10)에서 각각의 M은 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 할로겐, 시아노, 니트로, C1-C8 알킬티오, C1-C8 알킬, C1-C8 알콕시, C2-C8 알케닐, C2-C8 알케닐옥시기, 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 있으며, 각각의 n은 독립적으로 0, 1, 2, 3, 또는 4이다.
일 구현예에 있어서, M은 브로모 또는 클로로; 메틸, 에틸, 또는 프로필 같은 알킬기; 메톡시, 에톡시, 또는 프로폭시 같은 알콕시기; 또는 페닐, 클로로페닐, 또는 톨릴 같은 아릴기이고; R2는 디메틸렌기, 트리메틸렌기 또는 테트라메틸렌기이고; R은 C1 -8 알킬, 트리플루오로프로필과 같은 할로알킬, 시아노알킬, 또는 페닐, 클로로페닐, 또는 톨릴과 같은 아릴이다. 다른 구현예에 있어서, R은 메틸, 또는 메틸 및 트리플루오로프로필의 혼합물, 또는 메틸 및 페닐의 혼합물이다. 또 다른 구현예에 있어서, M은 메톡시이고, n은 1이고, R2는 2가 C1-C3 지방족기이며, R은 메틸이다.
이러한 단위는 대응하는 디하이드록시 폴리디오가노실록산(11)으로부터 유도될 수 있다:
Figure 112014128581891-pct00012
여기서 R, D, M, R2, 및 n은 앞에서 정의된 바와 같다.
이러한 디하이드록시 폴리실록산은 화학식 (12)의 실록산 하이드라이드 간의 백금 촉매 첨가를 수행함으로써 제조될 수 있다:
Figure 112014128581891-pct00013
여기서, R 및 D는 앞에서 정의된 바와 같고, 지방족성 불포화 1가 페놀이다. 적합한 지방족성 불포화 1가 페놀은 예를 들어, 유게놀(eugenol), 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. 전술한 것 중 1종 이상을 포함하는 혼합물이 또한 사용될 수 있다.
상기 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머는, 선택적으로 전술한 상전이 촉매의 존재 하에서, 카보네이트 공급원을 갖는 디페놀성(diphenolic) 폴리실록산 (11) 및 화학식 (3)의 디하이드록시 방향족 화합물과의 반응에 의해 제조될 수 있다. 적합한 조건은 폴리카보네이트 형성에 유용한 조건과 유사하다. 예를 들어, 상기 코폴리머는 0℃ 미만 내지 약 100℃, 바람직하게는 약 25℃ 내지 약 50℃의 온도에서 포스겐화에 의해 제조된다. 상기 반응이 발열이기 때문에, 포스겐의 첨가 속도는 반응 온도를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 요구되는 포스겐의 양은 일반적으로 2가 반응물의 양에 의존할 것이다. 대안적으로, 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머는 전술한 바와 같이 에스테르교환 촉매의 존재 하에서, 용융된 상태에서 상기 디하이드록시 모노머 및 디페닐 카보네이트와 같은 디아릴 카보네이트 에스테르를 공반응시킴으로써 제조될 수 있다.
폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머의 제조에 있어서, 디하이드록시 폴리디오가노실록산의 양은 상기 코폴리머에서 요구되는 양의 폴리디오가노실록산 단위를 제공하도록 선택된다. 폴리디오가노실록산 단위의 양은 광범위하게 달라질 수 있으며, 즉, 약 1 중량% 내지 약 99 중량%의 폴리디메틸실록산 또는 동등한 몰량의 다른 폴리오가노실록산이고, 그 나머지는 카보네이트 단위일 수 있다. 따라서, 사용되는 특정 양은 열가소성 조성물의 요구되는 물리적 특성, D 값 (2 내지 약 1,000의 범위 이내), 및 열가소성 조성물에서의 각 성분의 유형 및 상대적인 양, 예를 들어 폴리카보네이트의 유형 및 양, 충격 개질제의 유형 및 양, 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머의 유형 및 양, 및 기타 다른 첨가제들의 유형 및 양에 따라 결정될 것이다. 디하이드록시 폴리디오가노실록산의 적합한 양은 당해 기술분야 분야의 통상의 기술자에 의해 과도한 실험 없이, 본 명세서에 교시된 가이드라인을 사용하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 디하이드록시 폴리디오가노실록산의 양은 약 1 중량% 내지 약 75 중량%, 또는 약 1 중량% 내지 약 50 중량% 폴리디메틸실록산, 또는 동등한 몰량의 다른 폴리디오가노실록산을 포함하는 코폴리머를 제조하도록 선택될 수 있다. 일 구현예에 있어서, 상기 코폴리머는 약 5 중량% 내지 약 40 중량%, 선택적으로 약 5 중량% 내지 약 25 중량% 폴리디메틸실록산 또는 동등한 몰량의 다른 폴리디오가노실록산을 포함하며, 그 나머지는 폴리카보네이트이다. 특정한 일 구현예에 있어서, 상기 코폴리머는 약 20 중량%의 실록산을 포함할 수 있다.
상기 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머는 약 10,000 g/mol 내지 200,000 g/mol, 구체적으로 약 20,000 g/mol 내지 약 100,000 g/mol의 중량 평균 분자량 (MW, 예를 들어 겔 투과 크로마토그래피, 초원심분리법, 또는 광산란법으로 측정됨)을 가진다.
하기 실시예에서 실증된 뛰어난 연성 특성을 낳는 것으로 여겨지는 것은 상기 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머의 실록산 성분이다. 따라서, 상기 조성물에서 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머의 양은 상기 조성물에서 목적하는 실록산 함량을 제공하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 20 중량% 실록산을 함유하는 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머를 이용하여 상기 조성물에서 적어도 1 중량% 실록산을 달성하기 위해서는, 상기 조성물은 적어도 5 중량%의 상기 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머를 포함할 수 있으며, 또는 상기 코폴리머에서 단지 10 중량% 실록산을 함유하는 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머 적어도 10 중량% 등을 포함할 수 있다. 다양한 구현예들에 있어서, 저온(예를 들어, -30℃ 또는 -40℃) 연성을 제공하기 위하여 상기 조성물은 적어도 약 1 중량% 실록산, 선택적으로는 적어도 1.3 중량% 실록산을 포함할 수 있다. 다른 구현예들에 있어서, 저온 연성을 위해 상기 조성물은 적어도 약 2 중량% 실록산, 선택적으로는 적어도 2.5 중량% 실록산, 또는 선택적으로 약 5 중량% 실록산 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 또 다른 구현예들에 있어서, 상기 조성물은 1 내지 15 중량%, 또는 2 내지 9 중량%, 또는 선택적으로 1 내지 5 중량% 폴리디메틸 실록산 단위 또는 상기 총 조성물의 중량에 대하여 계산된 다른 폴리디오가노실록산 단위("실록산")의 동등한 몰량을 포함할 수 있다.
상기 조성물에서 폴리카보네이트의 양은 다른 성분, 특별히 상기 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머의 양에 따라 달라질 수 있으며, 따라서 더 많은 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머가 사용된 경우 더 적은 폴리카보네이트가 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물에서 선택된 실록산 함량을 제공하기 위하여, 높은 실록산 함량을 갖는 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머는 적은 실록산 함량을 갖는 코폴리머 보다 적게 필요로 하며, 따라서 다른 성분이 선택적으로 변경되지 않으면 폴리카보네이트가 후자에 비해 전자의 경우에 더 큰 비율로 구성될 것이다. 예를 들어, 조성물이 75 중량% 폴리카보네이트 수지 및 코폴리머 중에 약 20 중량% 실록산과 80 중량% 폴리카보네이트기를 포함하는 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머 10 중량%를 포함할 수 있으며, 상기 조성물에 2 중량%의 실록산, 및 상기 조성물에 8 중량% 폴리카보네이트기와 78 중량% 폴리카보네이트를 합하여 총 83 중량% 폴리카보네이트 성분이 제공된다. 83 중량% 폴리카보네이트 성분 및 2 중량% 실록산을 포함하는 또 다른 조성물이 65 중량% 폴리카보네이트 수지, 및 코폴리머 중에 10 중량% 실록산과 90 중량% 폴리카보네이트기를 포함하는 20 중량% 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머를 포함할 수 있다.
본 발명의 폴리카보네이트는 1종 이상의 충격 개질화제 또는 충격 개질제를 포함한다. 일 측면에 있어서, 적합한 충격 개질제는 공액 디엔 뿐만 아니라 올레핀, 모노비닐 방향족 모노머, 아크릴산 및 메타크릴산 및 이들의 에스테르 유도체로부터 유도된 고분자량의 엘라스토머 재료일 수 있다. 공액 디엔으로부터 형성된 폴리머는 완전히 또는 부분적으로 수소화될 수 있다. 상기 엘라스토머 재료는 호모 폴리머 또는 랜덤, 블록, 방사성(radial) 블록, 그라프트 및 코어-쉘 코폴리머를 포함하는 코폴리머의 형태일 수 있다. 다른 측면에 있어서, 2종 이상의 개별적인 충격 개질제의 조합이 사용될 수 있다.
예시적인 유형의 충격 개질제는 약 10℃ 미만의 Tg, 약 -10℃ 미만의 Tg, 또는 약 -40℃ 내지 -80℃의 Tg를 갖는 엘라스토머(즉, 고무) 폴리머 줄기(substrate), 및 상기 엘라스토머 폴리머 줄기에 그라프트된 경질 고분자성 가지(superstrate)를 포함하는 엘라스토머 개질화된 그라프트 코폴리머이다. 엘라스토머 상(phase)으로 사용하기에 적합한 재료는, 예를 들어, 폴리부타디엔 및 폴리이소프렌 같은 공액 디엔 고무; 예를 들어, 스티렌, 아크릴로니트릴, n-부틸 아크릴레이트, 또는 에틸 아크릴레이트 같은 모노비닐 화합물과 같은 공중합 가능한 모노머를 약 50 중량% 미만으로 갖는 공액 디엔의 코폴리머; 에틸렌 프로필렌 코폴리머(EPR) 또는 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머 고무(EPDM)와 같은 올레핀 고무; 에틸렌-비닐 아세테이트 고무; 실리콘 고무; 엘라스토머 C1 -8 알킬(메트)아크릴레이트; 부타디엔 및/또는 스티렌을 갖는 C1 -8 알킬(메트)아크릴레이트의 엘라스토머 코폴리머; 또는 상기 엘라스토머 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 경질 상으로서 사용하기에 적합한 재료는, 예를 들어, 스티렌 및 알파-메틸 스티렌과 같은 모노비닐 방향족 모노머, 및 아크릴로니트릴, 아크릴산, 메타크릴산, 및 아크릴산 및 메타크릴산의 C1 -6 에스테르같은 모노비닐 모노머, 구체적으로 폴리 메틸 메타크릴레이트(PMMA)를 포함한다.
예시적인 엘라스토머 개질화된 그라프트 코폴리머는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS), ABS(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌), 아크릴로니트릴-에틸렌-프로필렌-디엔-스티렌(AES), 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS), 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌(MBS), 및 스티렌-아크릴로니트릴(SAN)로부터 형성된 것들을 포함한다.
일 측면에 있어서, 본 발명의 폴리카보네이트 조성물은 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS) 엘라스토머를 포함한다. 일 측면에 있어서, SEBS 충격 개질제는 약 13 중량%의 스티렌을 포함하며, 예를 들어, Kraton Polymers로부터 입수가능한 KRATON® G 1657M이다. 다른 측면에 있어서, SEBS 충격 개질제는 약 33 중량%의 스티렌을 포함하며, 예를 들어, Kraton Polymers로부터 입수가능한 KRATON® G 1651H이다. 또 다른 측면에 있어서, SEBS 충격 개질제는 약 67 중량%의 스티렌을 포함하며, 예를 들어, Asahi Kasei Chemicals사로부터 입수가능한 TUFTEC® H1043이다. 다른 측면들에 있어서, 다양한 양의 스티렌을 포함하는 다른 SEBS 충격 개질제가 사용될 수 있다. 이러한 충격 개질제는 상업적으로 입수 가능하며, 본 개시 내용을 갖는 당해 기술분야의 통상의 기술자들은 적합한 SEBS 충격 개질제를 쉽게 선택할 수 있다.
일 측면에 있어서, 본 발명의 폴리카보네이트 조성물은 상기 폴리카보네이트 조성물에서 상기 이소소르바이드계 폴리카보네이트 및 충격 개질제를 포함하는 임의의 추가적인 폴리머의 총중량을 기준으로, 약 1 중량% 내지 30 중량%, 예를 들어, 약 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 또는 30 중량%의 충격 개질제를 포함할 수 있다. 다른 측면에 있어서, 본 발명의 폴리카보네이트 조성물은 약 1 중량% 내지 약 25 중량%, 예를 들어, 약 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 또는 25 중량%, 예를 들어, 약 21 중량%의 충격 개질제를 포함할 수 있다. 구체적인 일 측면에 있어서, 본 발명의 폴리카보네이트 조성물은 약 21 중량%의 PMMA를 포함한다. 다른 측면들에 있어서, 임의의 1종 이상의 충격 개질제의 구체적인 양은, 계(system) 내의 나머지 성분 및 생성된 폴리머의 목적하는 특성에 따라 달라질 수 있다. 본 개시 내용을 갖는 당해 기술분야의 통상의 기술자들은 폴리머 조성물에 사용하는 임의의 1종 이상의 충격 개질제의 적합한 양을 쉽게 선택할 수 있다.
일 측면에 있어서, 추가적인 충격 개질제를 갖지 않은 폴리카보네이트는 낮은 노치형 아이조드 충격(NII) 등급, 예를 들어 약 5 미만(즉, 이것은 취성이다, 예를 들어 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A는 5.27의 충격을 갖고, 폴리락트산은 훨씬 더 낮다)을 가질 수 있다. 대안적으로, 폴리카보네이트는 연성(예를 들어, PC172X는 56.69 kJ/m2의 충격 값을 가진다)을 나타내는 충격 값을 가질 수 있다. 일 측면에 있어서, 충격 개질제가 폴리카보네이트 블렌드와 블렌딩될 때, NII 강도가 충격 개질제를 포함하지 않은 종래의 폴리카보네이트 블렌드에 비하여 향상될 수 있다. 일 측면에 있어서, 본 명세서에서 개시된 폴리카보네이트 조성물은 예를 들어 폴리(메틸메타크릴레이트)(PMMA)와 같은 충격 개질제를 더욱 포함한다. 일 측면에 있어서, a) 약 14 중량% 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌; b) 약 8 중량% 선택적인 제2 폴리카보네이트 성분, 예를 들어 300℃/1.2 kg에서 약 23.5 내지 약 28.5 g/10min의 MVR을 갖는 비스페놀 A 폴리카보네이트("PC172"); c) 비스페놀 A의 모노머 단위를 포함하는 저유동성 폴리카보네이트인 약 6.7 중량% 제3 폴리카보네이트 성분, 예를 들어 300℃/1.2 kg에서 약 5.1 내지 약 6.9 g/10min의 MVR을 갖는 비스페놀 A 폴리카보네이트("PC105"); d) 약 21 중량% 폴리메틸 메타크릴레이트; 및 e) 약 38 중량% 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 폴리카보네이트 조성물이 본 명세서에 개시된다. 또한 a) 약 14 중량% 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌; b) 비스페놀 A의 모노머 단위를 포함하는 저유동성 폴리카보네이트인 약 3.1 중량% 제3 폴리카보네이트 성분, 예를 들어 300℃/1.2 kg에서 약 5.1 내지 약 6.9 g/10min의 MVR을 갖는 비스페놀 A 폴리카보네이트("PC105"); c) 약 21 중량% 폴리 메틸 메타크릴레이트; 및 d) 약 49.6 중량% 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 폴리카보네이트 조성물이 개시된다. 또한 a) 약 14 중량% 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌; b) 약 21 중량% 폴리 메틸 메타크릴레이트; 및 c) 약 56.7 중량% 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 폴리카보네이트 조성물이 개시된다.
다른 측면에 있어서, 폴리머 블렌드 조성물의 NII 강도는 충격 개질제를 갖지 않은 조성물보다 더욱 연성인 것보다는 더욱 취성인 충격 개질제를 첨가함으로써 개선될 수 있다. 예를 들어 일 측면에 있어서, 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물은 예를 들어 폴리락트산(PLA)과 같은 충격 개질제를 더욱 포함한다. 고충격(즉, 고연성)을 갖는 충격 개질제가 취성 충격 개질제로 교체되는 경우 충격이 향상될 것이라는 사실이 본 명세서에서 상정된다. 따라서, 충격 강도를 증가시키는 하나의 방법은 연성 충격 개질제(예를 들어, PMMA)의 전부 또는 일부를 더욱 취성 충격 개질제(예를 들어, PLA)로 교체하는 것이다. 따라서, 일 측면에 있어서 a) 약 14 중량% 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌; b) 약 21 중량% 폴리락트산; 및 c) 약 56.7 중량% 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 폴리카보네이트 조성물이 개시된다.
본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물에서 충격 개질제를 더욱 취성 충격 개질제로 대체하는 것은 충격을 향상시키므로, 고연성 폴리카보네이트의 전부 또는 일부를 취성 터폴리머로 교체하는 단계를 포함하는, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머 및 폴리카보네이트 블렌드를 포함하는 폴리카보네이트 조성물의 충격을 증가시키는 방법이 본 명세서에 개시되며, 출발 폴리카보네이트 조성물은 PMMA를 더욱 포함하고, 상기 방법은 PMMA의 전부 또는 일부를 폴리락트산으로 교체하는 단계를 더욱 포함한다.
제1 폴리카보네이트 성분, 제2 폴리카보네이트 성분, 및 충격 개질제에 더하여, 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물은 생성 물질의 다양한 특성을 유지 및/또는 증가시킬 수 있고, 이러한 유형의 수지 조성물에 일반적으로 혼입되는 1종 이상의 물질 또는 첨가제를 더욱 포함할 수 있으며, 다만 상기 첨가제는 폴리카보네이트 조성물의 바람직한 특성에 상당한 악영향을 주지 않도록 선택되어야 한다. 첨가제들의 조합이 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물은 1종 이상의 산화방지제, 난연제, 열 안정화제, 광 안정화제, UV 흡수 첨가제, 가소제, 윤활제, 몰드 이형제, 대전 방지제, 착색제(예를 들어, 안료 및/또는 염료), 또는 이들의 조합을 더욱 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 조성물을 형성하기 위해 성분들을 혼합하는 동한 적합한 시간에 혼합될 수 있다.
첨가제는, 이에 제한되는 것은 아니나, 충전제, 산화방지제, 윤활제, 난연제, 조핵제(nucleating agent), 커플링제, 자외선 흡수제, 자외선 안정화제, 안료, 염료, 가소제, 가공 보조제, 점도 제어제, 점착제(tackifier), 블로킹 방지제, 계면 활성제, 신전유(extender oil), 금속 비활성화제, 전압 안정화제, 부스터(booster), 촉매, 스모크 억제제 등, 또는 상기한 것 중 1종 이상을 포함하는 조합을, 최종적으로 선택된 상기 조성물의 특성에 따라 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 첨가제, 충전제 등의 예는, 이에 제한되는 것은 아니나, 산화방지제, 무기 충전제 등, 또는 상기한 것 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 예를 들어, 본 발명의 개시된 폴리카보네이트 조성물은, 이에 제한되는 것은 아니나, 몰드 이형제, 윤활제, 난연제, 스모크 억제제 및 적하 방지제, 예를 들어, 플루오로폴리머에 기초한 적하 방지제뿐만 아니라, 이산화 티타늄, 황화 아연 및 카본 블랙과 같은 착색제, 입체 장애성 페놀, 포스파이트, 포스포나이트, 티오에스테르 및 이들의 혼합물과 같은 안정화제 또는 산화방지제를 포함하는 다양한 첨가제들과 함께 조합될 수 있다.
다양한 측면들에 있어서, 상기 조성물 첨가제는 1종 이상의 착색제, 산화방지제, 몰드 이형제, 윤활제, 난연제, 스모크 억제제, 및 적하 방지제를 포함한다.
추가적인 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 약 0.001 pph 내지 약 0.500 pph 양으로 산화방지제를 더욱 포함할 수 있다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 산화방지제는 입체 장애성 페놀, 포스파이트, 포스포나이트, 티오에스테르 및 이들의 임의의 혼합물에서 선택된다.
추가적인 일 측면에 있어서, 본 발명의 폴리카보네이트 조성물은 약 0.001 pph 내지 약 5.000 pph의 양으로 착색제를 더욱 포함한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 착색제는 카본 블랙 및 이산화 티타늄으로 구성된 그룹에서 선택된다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 착색제는 카본 블랙이다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 착색제는 이산화 티타늄이다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 이산화 티타늄은 규소 함유 화합물로 부동태화된 실리카 알루미노층으로 캡슐화된다. 이에 제한되는 것은 아니나 안료 크기의 이산화 티타늄을 처리하는데 사용되는 습식 처리법을 포함한 당해 기술분야 분야에서 잘 알려진 임의의 몇몇 방법으로 상기 이산화 티타늄이 실리카 및/또는 알루미나로 처리됨으로써 부동태화될 수 있다.
본 발명의 조성물은, 이에 제한되는 것은 아니나, 몰드 이형제, 윤활제, 난연제, 스모크 억제제 및 적하 방지제, 예를 들어, 플루오로폴리머에 기초한 적하 방지제뿐만 아니라, 이산화 티타늄, 황화 아연 및 카본 블랙과 같은 착색제; 입체 장애성 페놀, 포스파이트, 포스포나이트, 티오에스테르 및 이들의 혼합물과 같은 안정화제를 포함하는 다양한 첨가제들과 함께 또한 조합될 수 있다. 일부 경우에는, 포스포네이트 또는 포스파이트 화합물 또는 이들의 혼합물의 사용은 색상 및 산화 안정성을 향상시키는데 바람직할 수 있다. 다른 예들에 있어서, 트리아릴 포스포네이트, 포스파이트 화합물 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 첨가제의 유효량은 광범위하게 다르지만, 이들은 통상적으로 전체 조성물의 중량을 기준으로 약 0.01-20 중량% 또는 그 이상의 양으로 존재한다. 퍼플루오로 알킬 금속 술폰산염, 아릴 술폰산염 또는 이들의 혼합물과 같은 술폰산염, 아릴 인산염 및 할로겐화 방향족 화합물에 기초한 난연제가 유용할 수 있다. 또한, 상기 조성물에 유효량의 자외선 광 안정화제가 첨가될 수 있다. 바람직한 몰드 이형제는 알킬 카르복시산 에스테르, 예를 들어, 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트, 글리세린 트리스테아레이트 및 에틸렌 글리콜 디스테아레이트이다. 몰드 이형제는 통상적으로 상기 배합물 중량의 0.01 - 0.5%로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재한다. 몰드 이형제의 다른 예들은 또한 알파 올레핀 또는 저분자량의 폴리 알파 올레핀, 또는 이들의 블렌드이다.
산화방지제의 예는, 이에 제한되는 것은 아니나, 테트라키스[메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시하이드로신나메이트)]-메탄, 4,4'-티오비스(2-메틸-6-t-부틸페놀), 및 티오디에틸렌 비스(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시)하이드로신나메이트, 옥타데실-3(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 펜타에리스리톨 테트라키스(3(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트)와 같은 입체 장애성 페놀; 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트와 같은 포스파이트 및 포스포나이트; 및 디라우릴 티오디프로피오네이트, 디미리스틸 티오디프로피오네이트, 및 디스테아릴 티오디프로피오네이트와 같은 티오 화합물; 요오드화 칼륨; 요오드화제1구리; 다양한 실록산; 및 중합된 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린 같은 아민 등, 또는 상기한 것 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다.
난연제의 예는, 이에 제한되는 것은 아니나, BC58 및 BC52와 같은 테트라브로모 비스페놀 A 올리고머, 브롬화 폴리스티렌 또는 폴리(디브로모-스티렌), 브롬화 에폭시, 펜타브로모벤질 아크릴레이트 폴리머, 에틸렌-비스(테트라브로모프탈이미드), 비스(펜타브로모벤질)에탄과 같은 할로겐화 난연제, Al(OH)3, 적인(red phosphorus)과 같은 인계 난연제("FR") 시스템, 금속 포스피네이트, 팽창성 흑연, 소듐 또는 포타슘 퍼플루오로부탄 술페이트, 소듐 또는 포타슘 퍼플루오로옥탄 술페이트, 소듐 또는 포타슘 디페닐술폰 술포네이트 및 소듐- 또는 포타슘-2,4,6-트리클로로벤조에이트, 또는 상기한 것 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다.
다른 측면에 있어서, 본 발명의 폴리카보네이트 조성물은 예를 들어, 무기 충전제 또는 강화제와 같은 충전제를 포함할 수 있다. 존재하는 경우, 충전제의 구체적인 조성은 달라질 수 있으나, 단 충전제는 상기 폴리카보네이트 조성물의 나머지 성분과 화학적으로 상용성(compatible)이 있어야 한다. 일 측면에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물은 예를 들어, 탈크와 같은 충전제를 포함한다. 존재하는 경우, 충전제의 양은 폴리카보네이트 조성물의 바람직한 특성에 악영향을 주지 않는 적합한 임의의 양을 포함할 수 있다. 일 측면에 있어서, 본 발명의 폴리카보네이트는 약 1 중량% 내지 약 10 중량%의 충전제를 포함한다.
다른 측면에 있어서, 충전제는 알루미늄 실리케이트(멀라이트(mullite)), 합성 칼슘 실리케이트, 지르코늄 실리케이트, 용융 실리카(fused silica), 결정성 실리카 그라파이트, 천연 규사(natural silica sand) 등과 같은 실리케이트 및 실리카 분말; 질화붕소 분말, 규산 붕소 분말 등과 같은 붕소 분말; TiO2, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘 등과 같은 산화물; 황산 칼슘 (이의 무수물, 이수화물, 삼수화물을 포함) 등; 섬유상, 모듈상(modular), 침상, 라멜라 탈크 등을 포함하는 탈크; 규회석(wollastonite); 표면 처리된 규회석; 중공(hollow) 및 중실(solid) 유리구, 실리케이트 구, 알루미노실리케이트 등과 같은 유리구; 경질 카올린(hard kaolin), 연질 카올린(soft kaolin), 소성된 카올린, 중합성 매트릭스 수지와의 상용성을 촉진하기 위한 당해 기술분야에 알려진 다양한 코팅을 포함하는 카올린 등을 포함하는 카올린; 실리콘 카바이드, 알루미나, 보론 카바이드, 철, 니켈, 구리 등과 같은 단결정 섬유(single crystal fiber) 또는 "휘스커(whisker)"; 섬유 (연속 섬유 및 절단된 섬유를 포함함), 탄소 섬유, E, A, C, ECR, R, S, D 또는 NE 유리와 같은 유리 섬유 등; 황화 몰리브덴, 황화 아연 등과 같은 황화물; 바륨 티타네이트, 바륨 페라이트(ferrite), 바륨 설페이트, 중정석(heavy spar) 등과 같은 바륨 화합물; 입자상 또는 섬유상 알루미늄, 청동(bronze), 아연, 구리 및 니켈 등과 같은 금속 및 금속 산화물; 유리 박편(flake), 박편화된 실리콘 카바이드, 알루미늄 디보라이드(aluminum diboride), 알루미늄 박편, 강철 박편 등과 같은 박편화된 충전제; 섬유상 충전제, 예를 들어, 알루미늄 실리케이트, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘 및 황산 칼슘 반수화물(hemihydrate) 등 중 1종 이상을 포함하는 블렌드로부터 유도된 것과 같은 무기 단섬유; 목재 분쇄로 얻어진 목분(wood flour), 셀룰로오스, 면(cotton) 등과 같은 섬유상 제품과 같은 천연 충전제 및 보강제; 폴리테트라플루오로에틸렌과 같은 유기 충전제; 폴리(에테르 케톤), 폴리이미드, 폴리벤즈옥사졸, 폴리(페닐렌 술파이드), 방향족 폴리아미드, 방향족 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌 등과 같은 섬유 형성이 가능한 유기 폴리머로부터 형성된 보강용 유기 섬유상 충전제; 뿐만 아니라 운모(mica), 점토(clay), 장석(feldspar), 연도 분진(flue dust), 필라이트(fillite), 석영(quartz), 규암(quartzite), 펄라이트(perlite), 트리폴리(tripoli), 규조토(diatomaceous earth), 카본 블랙 등과 같은 추가적인 충전제 및 보강제, 또는 상기 충전제 또는 보강제 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다.
일 측면에 있어서, 충전제는, 존재하는 경우, 전도성을 촉진하기 위해 금속 재료층으로 코팅되거나 또는 중합성 매트릭스 수지와의 접착성 및 분산성을 향상시키기 위해 실란으로 처리될 수 있다. 추가적으로, 보강용 충전제는 모노필라멘트 섬유 또는 멀티필라멘트 섬유의 형태로 제공될 수 있고, 단독으로 사용되거나 또는 예를 들어, 공직조(co-weaving) 또는 코어/시스(core/sheath), 병행(side-by-side), 오렌지-타입 또는 매트릭스 및 피브릴(fibril) 구조를 통하여, 또는 섬유 제조 분야의 통상의 기술자에 알려진 다른 방법에 의하여, 다른 유형의 섬유와 조합하여 사용될 수 있다. 예시적인 공직조 구조는 예를 들어, 유리 섬유-탄소 섬유, 탄소 섬유-방향족 폴리이미드(아라미드) 섬유, 및 방향족 폴리이미드 섬유-유리 섬유 등을 포함한다. 섬유상 충전제는 예를 들어, 조방사(roving), 0-90도 직물 등과 같은 직조 섬유상 보강제(woven fibrous reinforcements); 연속 스트랜드 매트(continuous strand mat), 절단된 스트랜드 매트(chopped strand mat), 티슈, 종이 및 펠트 등과 같은 부직조 섬유상 보강제(non-woven fibrous reinforcement); 또는 브레이드(braid)와 같은 3차원 보강제의 형태로 공급될 수 있다.
다양한 측면들에 있어서, 본 발명의 블렌딩된 폴리카보네이트 조성물은 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다. 본 발명의 조성물은 배합물에 바람직한 임의의 추가적인 첨가제들과 함께 상기 재료들의 밀접한 혼합을 포함하는 다양한 방법에 의해 전술한 성분들과 블렌딩될 수 있다. 상업적인 폴리머 가공 시설에서의 용융 블렌딩 장치의 입수용이성 때문에, 용융 가공 방법이 사용될 수 있다. 다양한 다른 측면들에 있어서, 이러한 용융 가공 방법에서 사용되는 장치는 공회전 및 반회전(counter-rotating) 압출기, 일축 압출기, 공혼련기, 디스크-팩 가공기 및 기타 다양한 유형의 압출 장치를 포함한다. 추가적인 일 측면에 있어서, 상기 압출기는 이축 압출기이다. 다양한 다른 측면들에 있어서, 용융 가공된 조성물은 다이의 작은 출구공(exit holes)을 통하여 압출기와 같은 가공 장치를 나온다. 생성된 용융된 수지의 스트랜드는 스트랜드를 수조에 통과시킴으로써 냉각된다. 냉각된 스트랜드는 포장 및 이후의 취급을 위해 작은 펠렛으로 절단될 수 있다.
수지의 과도한 열화를 방지하기 위해 용융의 온도는 최소화된다. 예를 들어, 상기 용융의 온도를 용융된 수지 조성물에서 약 230℃ 내지 약 350℃로 유지하는 것이 바람직할 수 있으며, 다만 가공 장치에서의 수지의 체류 시간이 짧게 유지되는 경우 더 높은 온도가 사용될 수 있다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 압출기는 통상적으로 약 180℃ 내지 약 385℃의 온도에서 작동된다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 압출기는 통상적으로 약 200℃ 내지 약 330℃의 온도에서 작동된다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 압출기는 약 220℃ 내지 약 300℃의 온도에서 작동된다.
다양한 측면들에 있어서, 본 발명의 상기 블렌딩된 폴리카보네이트 조성물은 상기 폴리카보네이트 폴리머 조성물, 상기 충격 개질제 성분, 및 상기 SAN 코폴리머 성분을 혼합기, 예를 들어 HENSCHEL-Mixer® 고속 혼합기 또는 다른 적당한 혼합기/블렌더에서 블렌딩함으로써 제조될 수 있다. 또한, 핸드 믹싱을 포함하나 이에 제한되지 않는 다른 저전단 공정으로도 이러한 블렌딩을 수행할 수 있다. 그 다음, 상기 혼합물은 호퍼를 통하여 이축 압출기의 입구로 공급될 수 있다. 대안적으로, 1종 이상의 성분들이 입구에서 압출기로 직접 공급되거나 및/또는 측면 스터퍼를 통해 하류에서 공급됨으로써 상기 조성물로 혼입될 수 있다. 첨가제는 또한 원하는 폴리머 수지와 함께 마스터배치로 컴파운딩되어 압출기 내로 공급될 수 있다. 압출기는 일반적으로 조성물을 흐르게 하는데 필요한 온도보다 높은 온도에서 작동된다. 압출물은 수조에서 급냉되어 펠렛화된다. 그렇게 제조된 펠렛은 절단시 원하는 대로 1/4 인치의 길이 또는 그 미만일 수 있다. 이러한 펠렛은 이후 성형(molding), 또는 형상화(shaping), 또는 형성(forming)에 사용될 수 있다.
개시된 블렌딩된 폴리카보네이트 조성물은 사출 성형, 압출, 회전 성형, 압축 성형, 블로우 성형, 시트 또는 필름 압출, 프로파일 압출, 가스 보조 성형(gas assist molding), 구조 발포 성형(structural foam molding) 및 열성형(thermoforming)과 같은 다양한 수단에 의해 유용한 형상의 물품으로 형성될 수 있다. 본 명세서에서 기술된 블렌딩된 폴리카보네이트 조성물은 또한 필름 및 시트로 제조될 수 있을 뿐만 아니라, 라미네이트 시스템의 부품으로도 제조될 수 있다. 추가적인 일 측면에 있어서, 일 구현예에 있어서, 물품의 제조 방법은 상기 폴리카보네이트 폴리머 조성물, 상기 충격 개질제 조성물, 및 상기 SAN 코폴리머 성분을 용융 블렌딩하는 단계; 및 상기 압출된 조성물을 물품으로 성형하는 단계를 포함한다. 또 다른 일 측면에 있어서, 상기 압출하는 단계는 이축 압출기로 수행된다.
형성된 물품은, 예를 들어, 컴퓨터 및 사무기계 하우징, 가전기기, 트레이, 플레이트, 핸들, 헬멧, 계기판과 같은 자동차 부품, 컵홀더, 글러브 박스, 인테리어 커버링 등을 포함한다. 다양한 추가적인 측면들에 있어서, 형성된 물품은, 이에 제한되는 것은 아니나, 식품 제공 아이템, 의료 장비, 동물 우리(animal cage), 전기 커넥터, 전기 장치용 인클로져, 전기 모터 부품, 배전 장치, 통신 장치, 컴퓨터 등을 포함하고, 스냅핏 커넥터(snap fit connector)로 성형된 장치를 포함한다. 추가적인 일 측면에 있어서, 본 발명의 물품은 자동차를 포함하는 장치 및 야외 차량용 외부 차체 패널 및 부품, 표지판과 같은 보호 그래픽(protected graphic), 통신 및 전기 연결 박스와 같은 옥외 인클로져, 및 지붕재(roof section), 벽 패널 및 창유리(glazing)과 같은 건축 응용품을 포함한다. 본 명세서에서 개시된 폴리카보네이트로 제조된 다층 물품은 특히 사용수명 동안 자연적이든 또는 인공적이든 UV광에 노출될 물품 및 더욱 특히 옥외용 물품, 즉, 옥외용으로 의도된 물품을 포함한다. 적합한 물품은 인클로져, 하우징, 패널 및 야외 차량 및 장치용 부품; 전기 및 통신 장치용 인클로져; 옥외 가구; 항공기 부품; 트림, 인클로져 및 하우징을 포함하는 보트 및 해양 장비; 선외 발동기(outboard motor) 하우징; 수심측정기 하우징, 개인용 선박; 제트 스키; 수영장(pools); 스파; 온수 욕조; 계단; 계단 커버; 창유리(glazing), 지붕, 창문, 바닥, 장식용 창문 설비 또는 처리품과 같은 빌딩 및 건축 응용품; 사진, 그림, 포스터 및 유사한 디스플레이 물품용의 처리된 유리 커버; 벽 패널 및 문; 보호 그래픽; 옥외 및 옥내 표지판; 현금자동입출기(ATM)용 인클로저, 하우징, 패널 및 부품; 잔디 및 정원 트랙터, 잔디깍기 기계, 잔디 및 정원 도구를 포함하는 도구용 인클로저, 하우징, 패널 및 부품; 창문 및 도어 트림; 스포츠 장비 및 완구; 설상차(snowmobile)용 인클로저, 하우징, 패널 및 부품; 레저용 차량의 패널 및 부품; 놀이터 장비; 플라스틱-목재 조합으로부터 만들어진 물품; 골프 코스 마커; 공익설비물 구멍 덮개(utility pit cover); 컴퓨터 하우징; 데스크탑 컴퓨터 하우징; 휴대용 컴퓨터 하우징; 랩탑 컴퓨터 하우징; 손에 쥘 수 있는 컴퓨터 하우징; 모니터 하우징; 프린터 하우징; 키보드; 팩시밀리 하우징; 복사기 하우징; 전화 하우징; 휴대전화 하우징; 라디오 발신기 하우징; 라디오 수신기 하우징; 전등 설비; 조명 제품; 네트워크 인터페이스 장치 하우징; 변압기 하우징; 에어컨 하우징; 대중교통수단용 클래딩(cladding) 또는 좌석재(seating) 제품; 기차, 지하철 또는 버스용의 클래딩 또는 좌석재; 계량기 하우징; 안테나 하우징; 위성 접시용 클래딩; 코팅된 헬멧 및 개인보호 장비; 코팅된 합성 또는 천연 텍스타일; 코팅된 사진 필름 및 사진 프린트; 코팅된 도장 물품(coated painted articles); 코팅된 염색 물품; 코팅된 형광 물품; 코팅된 발포(foam) 물품; 및 유사한 응용품으로 예시된다.
일 측면에 있어서, 본 발명은 본 명세서에 개시된 폴리카보네이트 조성물을 포함하는 물품과 관련된다. 추가적인 일 측면에 있어서, 본 명세서에 개시된 블렌딩된 폴리카보네이트 조성물을 포함하는 상기 물품은 자동차 응용분야에서 사용된다. 또 다른 일 측면에 있어서, 자동차 응용분야에서 사용되는 상기 물품은 계기판(instrument panel), 오버헤드 콘솔, 인테리어 트림, 센터 콘솔, 패널, 쿼터 패널(quarter panel), 락커 패널(rocker panel), 트림(trim), 펜더(fender), 도어(door), 데크 덮개(deck lid), 트렁크 덮개(trunk lid), 후드(hood), 본네트(bonnet), 지붕(roof), 범퍼, 페시아(fascia), 그릴(grill), 마이너 하우징(minor housing), 필라 아플리케(pillar applique), 클래딩(cladding), 바디 사이드 몰딩(body side molding), 휠 커버(wheel cover), 허브캡(hubcap), 도어 핸들(door handle), 스포일러(spoiler), 창문 프레임, 전조등 베젤(headlamp bezel), 전조등, 미등(tail lamp), 미등 하우징, 미등 베젤, 차량번호판 인클로져(enclosure), 지붕 선반(roof rack) 및 발판(running board)으로부터 선택된다.
더 공들이지 않고도, 당해 기술분야의 통상의 기술자들은 본 명세서를 통하여 본 발명을 이용할 수 있다고 믿어진다. 하기 실시예들은 청구된 발명을 실시하는 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 추가 지침을 제공하기 위해 포함된다. 제공된 실시예들은 단지 대표적인 실시이며 본 발명의 교시에 기여한다. 따라서, 이러한 실시예들은 어떠한 방식으로도 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
본 발명의 측면들은 특정한 법정 분류(statutory class), 예를 들어 시스템 법정 분류로 설명되고 주장될 수 있으나, 이는 오직 편의를 위한 것이며, 당해 기술분야의 기술자들은 본 발명의 각각의 측면이 임의의 법적 분류로 설명되고 주장될 수 있음을 이해할 것이다. 달리 명백하게 언급되지 않는 한, 본 명세서에서 기술된 어떠한 방법 또는 측면은 그 단계들이 특정한 순서로 수행될 것을 요구하는 것으로 해석되는 것이 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구항에서 단계들이 특정한 순서로 제한되어야 함을 특허청구범위 또는 상세한 설명에서 구체적으로 진술하지 않는 한, 어떠한 관점에서도 순서가 추론되는 것으로 의도되지 않는다. 이는 단계 또는 작업 흐름의 배열에 관한 논리의 문제, 문법 조직 또는 문장 구두점으로부터 유래된 보통의 의미, 또는 본 명세서에서 설명된 측면들의 수 또는 유형을 포함하는 것들의 해석을 위한 가능한 모든 비명시적 기준에 대해서도 적용된다.
본 명세서 전체에서, 다양한 문헌들이 참조된다. 이들 문헌들의 개시는 본 발명이 속하는 당해 기술분야 분야의 상태를 더욱 완전하게 설명하기 위하여 그 전문이 참조에 의해 본 명세서에 통합된다. 또한, 참조에 의존하는 문장에서 논의되고 인용문헌에 포함된 내용(material)에 대하여, 개시된 인용문헌은 개별적으로 그리고 구체적으로 참조에 의해 본 명세서에 통합된다. 본 명세서에서는 어떠한 것도 본 발명이 선행 발명 때문에 이러한 문헌들에 선행할 자격이 없음을 시인하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 제공된 공개일은 실제 공개일과는 다를 수 있으며, 독립적인 확인을 요구할 수 있다.
실시예
이하의 실시예들은 당해 분야에서 통상의 기술을 가진 자에게 본 명세서에서 주장된 상기 화합물, 조성물, 물품, 장치 및/또는 방법이 어떻게 제조되고 평가되는지에 대한 완전한 개시 또는 설명을 제공하기 위하여 제안되고, 본 발명의 순수한 예시로서 의도되는 것이며, 발명자가 그들의 발명으로서 간주하는 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 수치(예를 들어, 양, 온도 등)에 대한 정확성을 보장하기 위해 노력하였으나, 약간의 오차 및 편차가 고려되어야 한다. 달리 표시되지 않는 한, 부는 중량부이고, 온도는 ℃ 또는 주위 온도(ambient temperature)이며, 압력은 대기압 또는 대기압 근처이다.
표 1에 나타낸 재료가 본 명세서에 개시된 상기 조성물들을 제조하는데 이용되었다. 참조 블렌드와 샘플 블렌드들의 배치(batches)가 표 2에 보이는 바와 같이 제조되었다. 표 2에 보이는 성분들 (폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로, 중량 퍼센트로 표현된 양들)은 건식 혼합되고, D25 이축 압출기로 공급되고, 260℃의 공칭 용융 온도로 진공 하에서 300 회전/분(rpm)의 축 회전 속도로 혼합되었다.
약어 설명 공급처
PC1 300℃/1.2 kg에서 약 23.5 내지 28.5 g/10min의 용융 체적 유량(MVR)을 갖고 용융 공정에 의해 제조된 BPA 폴리카보네이트 수지 SABIC
PC2 300℃/1.2 kg에서 약 5.1 내지 6.9 g/10min의 용융 체적 유량(MVR)을 갖고 계면 공정에 의해 제조된 BPA 폴리카보네이트 수지 SABIC
PMMA 폴리메틸메타크릴레이트
ABS ABS 333; 약 52%의 폴리부타디엔 함량을 갖는 고 그라프트 고무 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 SABIC
PC/PDMS 비스페놀 A, 및 Mn은 메톡시, R은 메틸, R2는 프로필렌, 및 D는 약 45 내지 50의 평균 값을 갖는 화학식 10으로부터 유도된 단위를 포함하는 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머. 상기 코폴리머는 약 30,000 Da의 절대 중량 평균 분자량 및 약 20 중량%의 디메틸실록산 함량을 가졌다. SABIC
FP 유동 촉진제; Arkon® P125; C5-C9 석유 공급원료로부터 제조되고 완전히 수소화된 저분자량 탄화수소 수지 Arakawa Chemical, Inc.
MR 가소제/몰드 이형제: PETS 또는 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트
AO1 제1 산화방지제(입체 장애성 페놀); 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피온산 스테아릴 에스테르 (CAS 2082-79-3; 예를 들어, IRGANOXTM 1076) CIBA
AO2 제2 산화방지제: IRGAFOSTM 168 (아릴 포스파이트) CIBA
PLA 폴리락트산 폴리머 SABIC
Iso ter PC 각각 50:25:25 비율의 이소소르바이드-비스페놀 A 폴리카보네이트-레조르시놀 터폴리머 SABIC
노치형 아이조드 충격("NII")은 80x10x4 mm (길이x너비x두께)의 충격 바(bar)를 23℃에서 ISO 180에 따라 5.5 줄(J) 추를 이용하여 측정되었으며, 단위 제곱 미터당 킬로줄(kJ/m2)로 보고된다.
열변형온도(HDT)는 ISO 75에 따라 80x10x4 mm (길이x너비x두께)의 사출 성형된 바(bar)로 측정되었다.
인장 특성은 ISO 527에 따라 150x10x4 mm (길이x너비x두께)의 사출 성형된 바(bar)로 23℃에서 5 mm/min의 크로스헤드(crosshead) 속도로 측정되었다.
다축(multiaxial) 충격은 사출 성형된 3.2 mm의 충격 디스크(disk)로 측정되었다. 충격 값은 파괴 최대 에너지로서 줄(J) 및 % 연성으로 보고된다. 충격 속도는 4.40 m/s이었고, 측정은 23℃에서 수행되었다. ISO 6603 테스트 프로토콜을 따랐다. 상기 충격 값은 연성의 좋은 대리지표(proxy)이다.
다양한 폴리카보네이트 블렌드들은 전술한 절차에 따라서 충격 강도, 인장 강도, 및 탄성률에 대해 테스트 되었다. 참조 블렌드는 폴리카보네이트 PC1 및 PC2를 포함하는 표준 폴리카보네이트 블렌드를 나타낸다 (블렌드 성분들의 설명은 위의 표 1 참조). 샘플 블렌드 1-3은 상기 폴리카보네이트 성분들의 전부 또는 일부가 Iso ter PC로 교체된 블렌드들을 포함한다. 샘플 블렌드 4는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 폴리락트산(PLA)로 더욱 대체한다. 표 1은 조성물 블렌드의 총 중량을 기준으로 각각의 성분의 중량%를 나타낸다(즉, 상기 총 조성물의 중량%는 100%이다).
숫자 성분 참조 블렌드 샘플 블렌드 1 샘플 블렌드 2 샘플 블렌드 3 샘플 블렌드 4
1 PC1 46.3 8
2 PC2 6.7 6.7 3.1
3 PMMA 21 21 21 21
4 ABS 14 14 14 14 14
5 PC/PDMS 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5
6 FR 4 4 4
7 MR 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
8 AO1 0.1 0.4 0.4 0.4 0.4
9 AO2 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
10 PLA 21
11 Iso ter PC 38 49.6 56.7 56.7
TOTAL 100 38 49.6 56.7 78.5
상기 PC1 폴리카보네이트 수지는 연성(예를 들어, 56.69 kJ/m2의 노치형 아이조드 충격 또는 "NII" 값)인 반면 PLA 및 Iso ter PC는 모두 취성(예를 들어, Iso ter PC 단독의 NII 값은 5.27 kJ/m2이다)이다. 표 3의 데이터는 참조 블렌드 대 다양한 양의 Iso ter PC로의 PC1 대체물을 포함하는 샘플 블렌드들(샘플 블렌드 1-3)의 특성을 비교한다. 놀랍게도, Iso ter PC와 같은 더욱 취성 폴리카보네이트로의 연성 PC1의 대체는 충격 에너지, 탄성률, 및 인장 강도를 증가시켰다. 상온에서, NII 값은 참조 블렌드의 36.4 kJ/m2에서 샘플 블렌드 2, 3, 및 4의 84.2 kJ/m2, 65.9 kJ/m2, 및 47.6 kJ/m2로 각각 증가하였다. NII의 증가는 낮은 온도에서도 유지되었다. 또한, 인장 탄성률이 비교 샘플 블렌드의 2054 MPa에서 샘플 블렌드 1, 2, 및 3의 2147 MPa, 2194 MPa, 및 2365 MPa로 각각 증가하였다. 유사하게, 인장 강도가 증가를 보였다. 예를 들어, 상기 데이터는 48.0 MPa의 인장 강도를 갖는 참조 블렌드 샘플에서 각각 51.7 MPa, 52.9 MPa, 및 57.5 MPa의 인장 강도를 갖는 샘플 1, 2, 및 3으로 바뀔 때 적어도 3 MPa의 증가를 보인다. 유사한 증가는 다축 충격 강도("MAI")에서도 관찰되었다. 예를 들어, MAI 값은 각각의 샘플 블렌드 1, 2, 및 3의 83.0 J, 96.5 J, 및 101.0 J에 비하여 상기 비교 블렌드(참조 블렌드)에서 67.8 J이었다.
또한, 더욱 취성 PLA로 PMMA를 추가적으로 대체하는 것 (샘플 블렌드 4)은 충격 에너지 및 탄성률에서의 기대하지 못한 놀라운 증가를 또한 제공하였다(예를 들어, 샘플 블렌드 3 및 4를 비교함). 상기 데이터는 샘플 블렌드 3에서 PMMA를 샘플 블렌드 4에서 PLA로 교체하는 것이 47.6 kJ/m2에서 61.7 kJ/m2로의 상온에서의 NII 증가 결과를 낳았음을 보이며, 인장 탄성률이 2365 MPa에서 2407 MPa로 증가하였다. MAI에서 이러한 변화는 샘플 블렌드 4의 102.2 J에 비해 샘플 블렌드 3은 101.0 J의 MAI로 보다 적었다.
성분 참조 블렌드 샘플 블렌드 1 샘플 블렌드 2 샘플 블렌드 3 샘플 블렌드 4
NII RT(kJ/m2) 36.4 84.2 65.9 47.6 61.7
NII 0℃(kJ/m2) 28.7 64.2 51.3 39 59.1
HDT(C) 95.9 97.1 97.3 100.9 92.3
인장 탄성률(MPa) 2054 2147 2194 2365 2407
인장 강도(MPa) 48.0 51.7 52.9 57.5 53.2
MAI 4.4 m/s(J) 67.8 83.0 96.5 101.0 102.2
따라서, 더욱 취성 터폴리머로의 폴리카보네이트 교체 및/또는 더욱 취성 PLA로 PMMA를 교체하는 것은 더욱 취성 폴리카보네이트 블렌드 자기보다는 향상된 연성을 갖는 폴리카보네이트 블렌드를 제공하는 놀라운 효과를 가졌다.
요약하면, 일부 구현예들에 있어서, 폴리카보네이트 조성물은 이소소르바이드, 비스페놀 A 및 레조르시놀의 모노머 단위들을 포함하는 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 제1 폴리카보네이트 성분; 비스페놀 A의 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 폴리머를 포함하는 선택적인 제2 폴리카보네이트 성분; 1종 이상의 충격 개질제 성분; 및 제3 폴리카보네이트 성분, 폴리아크릴레이트, 폴리락트산("PLA"), 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머, 유동 촉진제, 가소제 또는 몰드 이형제, 제1 산화방지제, 제2 산화방지제, 및 상기한 것 중 1종 이상을 포함하는 조합에서 선택되는 선택적인 성분을 포함한다.
구체적인 구현예들에 있어서, 상기 제1 폴리카보네이트 성분은 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 35 중량% 내지 약 60 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재한다. 상기 제1 폴리카보네이트 성분은 a. 이소소르바이드 모노머 단위 약 50 mol%; b. 레조르시놀 모노머 단위 약 25 mol%; 및 c. 비스페놀 A 모노머 단위 약 25 mol%; 상기 이소소르바이드 모노머 단위, 레조르시놀 모노머 단위, 및 비스페놀 A 모노머 단위의 총합 mol%가 100 mol%인 것을 포함할 수 있다.
상기 제2 폴리카보네이트 성분은 상기 폴리카보네이트 조성물의 0 중량% 초과 내지 약 8 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 일부 구현예들에 있어서, 상기 제2 폴리카보네이트 성분은 존재하지 않는다.
상기 제3 폴리카보네이트 성분은 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 0 중량% 초과 내지 약 10 중량%의 양으로 존재한다. 그것은 비스페놀 A의 폴리카보네이트 호모폴리머를 포함할 수 있다. 일부 구현예들에 있어서, 상기 제3 폴리카보네이트 성분은 저유동성 폴리카보네이트 폴리머이다.
상기 1종 이상의 충격 개질제 성분은 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌("ABS") 코폴리머를 포함할 수 있다. 상기 ABS 코폴리머는 약 40 중량% 내지 약 80 중량%의 폴리부타디엔 함량을 가진다. 상기 ABS 코폴리머는 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 10 중량% 내지 약 17 중량%를 차지한다.
상기 선택적인 폴리아크릴레이트는 폴리메틸메타크릴레이트("PMMA")일 수 있다. 상기 PMMA는, 만일 존재한다면, 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 15 중량% 내지 약 25 중량%를 차지할 수 있다.
상기 선택적인 PLA는, 만일 존재한다면, 상기 폴리카보네이트 조성물의 약 15 중량% 내지 약 25 중량%를 차지할 수 있다.
상기 선택적인 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머는 약 5 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
다른 선택적인 성분들과 관련하여, 상기 제1 산화방지제는 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피온산 스테아릴 에스테르일 수 있고, 상기 제2 산화방지제는 트리스(2,4,-디-t-부틸페닐)포스파이트일 수 있고, 상기 유동 촉진제는 C5-C9 석유 공급원료로부터 제조되고 완전히 수소화된 저분자량 탄화수소 수지일 수 있고, 상기 가소제 또는 몰드 이형제는 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트일 수 있다.
다른 구체적인 구현예들에 있어서, 폴리카보네이트 조성물은 a. 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머인 상기 제1 폴리카보네이트 성분 약 38 중량%; b. 상기 선택적인 제2 폴리카보네이트 성분 약 8 중량%; c. 비스페놀 A의 모노머 단위를 포함하는 저유동성 폴리카보네이트인 제3 폴리카보네이트 성분 약 6.7 중량%; d. ABS 코폴리머 약 14 중량%; 및 e. PMMA 코폴리머 약 21 중량%를 포함한다.
상기 폴리카보네이트 조성물은 a. 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머인 상기 제1 폴리카보네이트 성분 약 49.6 중량%; b. 비스페놀 A의 모노머 단위를 포함하는 저유동성 폴리카보네이트인 제3 폴리카보네이트 성분 약 3.1 중량%; c. ABS 코폴리머 약 14 중량%; 및 d. PMMA 코폴리머 약 21 중량%를 포함할 수 있다.
상기 폴리카보네이트 조성물은 a. 상기 제1 폴리카보네이트 성분 약 56.7 중량%; b. ABS 코폴리머 약 14 중량%; 및 c. PMMA 코폴리머 약 21 중량%를 포함할 수 있다.
상기 폴리카보네이트 조성물은 a. 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머인 상기 제1 폴리카보네이트 성분 약 56.7 중량%; b. 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 약 14 중량%; 및 c. 폴리락트산 약 21 중량%를 포함할 수 있다.
또 다른 구체적인 구현예들에 있어서, 폴리카보네이트 조성물은 a. 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 폴리카보네이트 성분으로서, 상기 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머는 약 50(이소소르바이드)/25(레조르시놀)/25(비스페놀-A )의 각각의 몰비를 갖고, 상기 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머가 상기 폴리카보네이트 조성물의 35 중량% 초과 내지 약 60 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재하는 폴리카보네이트 성분; b. 0 중량% 초과 내기 20 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머; 및 c. 0 중량% 초과 내지 25 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재하는 폴리메틸메타크릴레이트를 포함할 수 있다.
폴리카보네이트 조성물은 또한 a. 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 폴리카보네이트 성분으로서, 상기 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머는 약 50(이소소르바이드)/25(레조르시놀)/25(비스페놀-A)의 각각의 몰비를 갖고, 상기 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머가 상기 폴리카보네이트 조성물의 35 중량% 초과 내지 약 60 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재하는 폴리카보네이트 성분; b. 0 중량% 초과 내지 20 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머; 및 c. 0 중량% 초과 내지 25 중량%의 양으로 상기 조성물에 존재하는 폴리락트산을 포함할 수 있다.
전술한 다양한 폴리카보네이트 조성물들은 약 60 kJ/m2 이상의 노치형 아이조드 충격 강도를 가질 수 있다.
다른 구현예들에 있어서, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머 성분 및 상대적으로 고연성 폴리카보네이트 폴리머 성분을 포함하는 폴리카보네이트 조성물의 노치형 아이조드 충격 강도를 증가시키는 방법으로서, 상기 폴리카보네이트 조성물에서 상기 고연성 폴리카보네이트 폴리머 성분의 적어도 일부를 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머로 교체하는 단계를 포함한다. 상기 폴리카보네이트 터폴리머는 약 50(이소소르바이드)/25(레조르시놀)/25(비스페놀-A)의 각각의 몰비를 가질 수 있다. 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머 및 폴리카보네이트 블렌드는 PMMA를 더욱 포함한다. 일부 구현예들에 있어서, 상기 PMMA의 전부 또는 일부가 폴리락트산으로 교체된다.
본 발명의 범위 또는 사상에서 벗어나지 않고 본 발명의 다양한 변경 및 변형이 가능함이 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 발명의 다른 구현예들은 본 명세서에 개시된 본 발명의 상세한 설명의 고려 및 실시로부터 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 상세한 설명 및 실시예들은 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 진정한 범위 및 사상은 다음의 특허청구범위로 표시되는 것으로 간주 되도록 의도된다.
본 발명의 특허가능한 범위는 특허청구범위에 의해 정해지며, 당해 기술분야의 기술자에게 발생할 수 있는 다른 예들을 포함할 수 있다. 다른 예들이 특허청구범위 문자 그대로의 언어와 상이하지 않은 구조적 요소를 가지는 경우, 또는 특허청구범위의 문자 그대로의 언어와 큰 차이가 없는 균등한 구조적 요소를 포함하는 경우, 이러한 다른 예들은 특허청구범위의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (35)

  1. a. 이소소르바이드 모노머 단위, 비스페놀 A 모노머 단위, 및 레조르시놀 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 제1 폴리카보네이트 성분 35 중량% 내지 60 중량%;
    b. 비스페놀 A 모노머 단위를 포함하고, 300℃에서 1.2 kg의 하중하에서 측정되었을 때 20 g/10min 내지 32 g/10min의 용융 체적 유량을 갖는 폴리카보네이트 폴리머를 포함하는 제2 폴리카보네이트 성분 0 중량% 초과 내지 20 중량%; 및
    c. 비스페놀 A의 폴리카보네이트 호모폴리머를 포함하고, 300℃에서 1.2 kg의 하중하에서 측정되었을 때 5.0 g/10min 내지 10 g/10min의 용융 체적 유량을 갖는 제3 폴리카보네이트 성분 0 중량% 초과 내지 10 중량%;
    d. 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머 10 중량% 내지 17 중량%; 및
    e. 폴리메틸메타크릴레이트 또는 폴리락트산 15 중량% 내지 25 중량%를 포함하는 폴리카보네이트 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 폴리카보네이트 성분이
    a. 이소소르바이드 모노머 단위 50 mol%;
    b. 레조르시놀 모노머 단위 25 mol%;
    c. 비스페놀 A 모노머 단위 25 mol%; 및
    d. 상기 이소소르바이드 모노머 단위, 레조르시놀 모노머 단위, 및 비스페놀 A 모노머 단위의 총합 mol%가 100 mol%인 것을 포함하는 폴리카보네이트 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 폴리카보네이트 성분이 상기 폴리카보네이트 조성물의 0 중량% 초과 내지 8 중량%의 양으로 존재하는 폴리카보네이트 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머가 40 중량% 내지 80 중량%의 폴리부타디엔 함량을 갖는 폴리카보네이트 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 폴리메틸메타크릴레이트를 포함하는 폴리카보네이트 조성물이 폴리락트산을 더 포함하는 폴리카보네이트 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머를 더 포함하는 폴리카보네이트 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머가 5 중량% 내지 10 중량%의 양으로 존재하는 폴리카보네이트 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 유동 촉진제, 가소제 또는 몰드 이형제, 제1 산화방지제, 및 제2 산화방지제로부터 선택된 1종 이상의 추가적인 성분을 더 포함하는 폴리카보네이트 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 산화방지제가 3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피온산 스테아릴 에스테르인 폴리카보네이트 조성물.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제2 산화방지제가 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트인 폴리카보네이트 조성물.
  11. 제8항에 있어서, 상기 유동 촉진제가 C5-C9 석유 공급원료로부터 제조되고 완전히 수소화된 저분자량 탄화수소 수지인 폴리카보네이트 조성물.
  12. 제8항에 있어서, 상기 가소제 또는 몰드 이형제가 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트(pentaerythritol tetrastearate)인 폴리카보네이트 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물이 60 kJ/m2 이상의 노치형 아이조드 충격 강도를 갖는 폴리카보네이트 조성물.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    a. 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머인 상기 제1 폴리카보네이트 성분 38 중량%;
    b. 상기 제2 폴리카보네이트 성분 8 중량%;
    c. 비스페놀 A의 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 호모폴리머이고, 300℃에서 1.2 kg의 하중하에서 측정되었을 때 5.0 g/10min 내지 10 g/10min의 용융 체적 유량을 갖는 제3 폴리카보네이트 성분 6.7 중량%;
    d. 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머 14 중량%; 및
    e. 폴리메틸메타크릴레이트 21 중량%를 포함하는 폴리카보네이트 조성물.
  15. a. 이소소르바이드-레조르시놀-비스페놀 A 폴리카보네이트 터폴리머인 제1 폴리카보네이트 성분 49.6 중량%;
    c. 비스페놀 A의 모노머 단위를 포함하는 폴리카보네이트 호모폴리머이고, 300℃에서 1.2 kg의 하중하에서 측정되었을 때 5.0 g/10min 내지 10 g/10min의 용융 체적 유량을 갖는 제3 폴리카보네이트 성분 3.1 중량%;
    d. 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머 14 중량%; 및
    e. 폴리메틸메타크릴레이트 21 중량%를 포함하는 폴리카보네이트 조성물.
  16. 폴리카보네이트 조성물로서,
    a. 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 제1 폴리카보네이트 성분으로서, 상기 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머는 이소소르바이드 50/레조르시놀 25/비스페놀-A 25의 각각의 몰비를 갖고, 상기 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머가 상기 폴리카보네이트 조성물의 35 중량% 초과 내지 60 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재하는 제1 폴리카보네이트 성분;
    b. 비스페놀 A 모노머 단위를 포함하고, 300℃에서 1.2 kg의 하중하에서 측정되었을 때 20 g/10min 내지 32 g/10min의 용융 체적 유량을 갖는 폴리카보네이트 폴리머를 포함하는 제2 폴리카보네이트 성분 0 중량% 초과 내지 20 중량%; 및
    c. 비스페놀 A의 폴리카보네이트 호모폴리머를 포함하고, 300℃에서 1.2 kg의 하중하에서 측정되었을 때 5.0 g/10min 내지 10 g/10min의 용융 체적 유량을 갖는 제3 폴리카보네이트 성분 0 중량% 초과 내지 10 중량%;
    d. 상기 폴리카보네이트 조성물 중에 10 중량% 내지 17 중량%의 양으로 존재하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머; 및
    e. 상기 폴리카보네이트 조성물 중에 15 중량% 내지 25 중량%의 양으로 존재하는 폴리메틸메타크릴레이트를 포함하는 폴리카보네이트 조성물.
  17. 폴리카보네이트 조성물로서,
    a. 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머를 포함하는 제1 폴리카보네이트 성분으로서, 상기 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머는 이소소르바이드 50/레조르시놀 25/비스페놀-A 25의 각각의 몰비를 갖고, 상기 이소소르바이드/레조르시놀/비스페놀-A 폴리카보네이트 터폴리머가 상기 폴리카보네이트 조성물의 35 중량% 초과 내지 60 중량%의 양으로 상기 폴리카보네이트 조성물에 존재하는 제1 폴리카보네이트 성분;
    b. 비스페놀 A 모노머 단위를 포함하고, 300℃에서 1.2 kg의 하중하에서 측정되었을 때 20 g/10min 내지 32 g/10min의 용융 체적 유량을 갖는 폴리카보네이트 폴리머를 포함하는 제2 폴리카보네이트 성분 0 중량% 초과 내지 20 중량%; 및
    c. 비스페놀 A의 폴리카보네이트 호모폴리머를 포함하고, 300℃에서 1.2 kg의 하중하에서 측정되었을 때 5.0 g/10min 내지 10 g/10min의 용융 체적 유량을 갖는 제3 폴리카보네이트 성분 0 중량% 초과 내지 10 중량%;
    d. 상기 폴리카보네이트 조성물 중에 10 중량% 내지 17 중량%의 양으로 존재하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머; 및
    e. 상기 폴리카보네이트 조성물 중에 15 중량% 내지 25 중량%의 양으로 존재하는 폴리락트산을 포함하는 폴리카보네이트 조성물.
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