KR102072520B1 - 폴리(페닐렌 에테르) 조성물 및 이를 포함하는 물품 - Google Patents

폴리(페닐렌 에테르) 조성물 및 이를 포함하는 물품 Download PDF

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Abstract

조성물은 폴리(페닐렌 에테르), 고무-개질된 폴리스티렌, 유기포스페이트 에스테르, 및 중합된 아크릴로니트릴 잔기를 특정한 양으로 포함한다. 조성물이 공기 중에서 연소되는 경우, 특정한 양의 회분(ash)이 생성된다. 조성물은, 조성물의 연소 시 잔존하는 아크릴로니트릴 코폴리머 및 금속 옥사이드 안료를 불순물로서 포함하는 소비-후(post-consumer) 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌을 사용해 제조될 수 있다. 조성물은 평면 스크린 텔레비젼용 백 패널(back panel)과 같은 크고 편평한 부품(part)의 성형에 유용하다.

Description

폴리(페닐렌 에테르) 조성물 및 이를 포함하는 물품{POLY(PHENYLENE ETHER) COMPOSITION AND ARTICLE}
본 발명은 폴리(페닐렌 에테르) 조성물 및 이를 포함하는 물품에 관한 것이다.
폴리(페닐렌 에테르)는 내수성, 치수 안정성, 및 고유 난연성이 우수할 뿐만 아니라 산소 투과성 및 산소/질소 선택성이 높은 것으로 알려져 있는 플라스틱의 한 종류이다. 강도, 강성도(stiffness), 내화학성 및 내열성과 같은 특성들은, 예를 들어 배관 고정 기구, 전기 박스, 자동차 부품, 및 와이어와 케이블용 절연재와 같은 매우 다양한 소비자 제품의 요건에 부합하기 위해 폴리(페닐렌 에테르)를 매우 다양한 플라스틱과 블렌딩함으로써 조절할 수 있다.
폴리(페닐렌 에테르)와 고무-개질된 폴리스티렌의 블렌드는 상업적으로 입수가능하며, 가정용 기기 및 소비자 전자제품과 같은 내충격성 물품의 사출 성형에 사용된다. 예를 들어, Jang 등의 미국 특허 출원 공개 US 2005/0228131 A1은 일반적으로, 폴리페닐렌 에테르 및 2가지 유형의 고무-개질된 폴리스티렌을 포함하는 열가소성 수지 조성물을 개시하고 있다. Levasalmi의 미국 특허 출원 공개 US 2009/0269659 A1은 얇고 큰 구획을 가진 물품을 사출 성형하기 위한, 폴리(아릴렌 에테르) 및 고무-개질된 폴리스티렌을 포함하는 조성물을 개시하고 있다. Ebisawa 등의 미국 특허 출원 공개 US 2003/0119953 A1은 고무 성분에 의해 변성되는 고 충격 폴리스티렌일 수 있는 회복된 폴리스티렌기 수지, 난연제 및 폴리페닐렌 에테르를 포함하는 조성물을 개시하고 있다. Ohzeki의 유럽 특허 출원 0 359 469 A2는 일반적으로, 폴리페닐렌 에테르를 포함하는 수지, 및 아크릴로니트릴 단위 및 비닐 방향족 화합물 단위로 구성된 그래프트 성분이 그래프팅된 탄성 고무를 포함하는 그래프팅된 고무 상(rubber phase)과, 아크릴로니트릴 단위 및 비닐 방향족 화합물 단위를 포함하는 폴리머 또는 폴리머 혼합물의 수지 상(resin phase)을 포함하는 고무-개질된 수지를 개시하고 있다. Hoshida 등의 미국 특허 6,262,166 B1은 불포화 카르복실산으로 개질된 폴리페닐렌 에테르 수지, 폴리스티렌과 고무-개질된 폴리스티렌 중 하나 이상, 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머, 인산 에스테르, 및 무기 충전제를 포함하는 조성물을 개시하고 있다. Trementozzi 등의 미국 특허 4,360,618은 폴리페닐렌 옥사이드 및 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 또는 아크릴로니트릴-부타다이엔-스티렌 터폴리머(terpolymer)를 포함하는 조성물을 개시하고 있다. 폐기물을 줄이고 에너지를 절약하기 위해서는, 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌을 사용하여 폴리(페닐렌 에테르)와 고무-개질된 폴리스티렌의 블렌드를 제조하는 것이 유용할 것이다. Scobbo 등의 미국 특허 5,264,487은, 폴리(페닐렌 에테르) 및 폴리스티렌을 포함하며, 아크릴로니트릴-부타다이엔-스티렌 코폴리머 및 에틸렌과 같은 올레핀과 글리시딜 메타크릴레이트와 같은 에폭시 화합물의 코폴리머를 추가로 포함하는 플라스틱 조성물을 개시하고 있다. 폴리(페닐렌 에테르), 폴리스티렌 및 아크릴로니트릴-부타다이엔-스티렌 코폴리머는 혼합된 재순환성 스트림 형태로 제공될 수 있다. 그러나, 아크릴로니트릴-부타다이엔-스티렌 코폴리머는 폴리(페닐렌 에테르) 및 폴리스티렌과의 상용성이 불량하기 때문에, 올레핀-에폭시 코폴리머를 상용화제로서 사용하여야 한다. 이러한 상용화제의 사용과 관련된 복잡성 및 비용을 방지하는 것이 바람직할 것이다.
Ko 등의 미국 특허 7,964,675는, 재순환된 폴리(페닐렌 에테르), 및 특히, 아크릴로니트릴-부타다이엔-스티렌 코폴리머일 수 있는 또 다른 재순환된 플라스틱을 포함하는 플라스틱 조성물을 개시하고 있다. 조성물은, 플라스틱 조성물을 제조하는 동안 분해되어 휘발성 성분을 발생시킬 수 있는 임의의 재순환된 플라스틱을 최소화하거나 또는 제거한다. Ko 조성물은 재순환된 공급원료(feedstock)의 사용을 최대화하지만, 이의 물리적 특성 및 난연성이 일부 사출 성형 용도로는 충분하지 않다. 따라서, 버진(virgin) 수지로부터 제조되는 블렌드에서 나타나는 물리적 특성 및 난연성을 대체로 보존하면서도 재순환된 플라스틱 원료를 이용하는, 폴리(페닐렌 에테르)와 고무-개질된 폴리스티렌의 블렌드가 여전히 요구되고 있다.
일 구현예는, 클로로포름에서 25℃에서 측정 시, 고유 점도가 0.2 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g인 폴리(페닐렌 에테르) 32 중량% 내지 46 중량%; 고무-개질된 폴리스티렌 30 중량% 내지 49 중량%; 유기포스페이트 에스테르 13 중량% 내지 19 중량%; 및 중합된 아크릴로니트릴 잔기(residue) 0.2 중량% 내지 1.5 중량%를 포함하는, 조성물로서; 조성물 100 중량부가 공기 중에 연소되면 회분(ash)이 0.1 중량부 내지 3 중량부로 생성된다.
또 다른 구현예는, 클로로포름에서 25℃에서 측정 시, 고유 점도가 0.2 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g인 폴리(페닐렌 에테르) 32 중량% 내지 46 중량%; 고무-개질된 폴리스티렌 30 중량% 내지 49 중량%; 유기포스페이트 에스테르 13 중량% 내지 19 중량%; 및 중합된 아크릴로니트릴 잔기 0.2 중량% 내지 1.5 중량%를 포함하는, 조성물을 포함하는 물품으로서; 조성물 100 중량부가 공기 중에 연소되면 회분이 0.1 중량부 내지 3 중량부로 생성된다.
이들 및 다른 구현예는 상세히 후술된다.
본 발명자들은, 폴리(페닐렌 에테르)와 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌의 블렌드가, 버진 수지로부터 제조되는 블렌드에서 나타나는 물리적 특성 및 난연성을 거의 대부분 유지한다는 것을 알게 되었다. 구체적으로는, 블렌드는, 클로로포름에서 25℃에서 측정 시, 고유 점도가 0.2 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g인 폴리(페닐렌 에테르) 32 중량% 내지 46 중량%; 고무-개질된 폴리스티렌 30 중량% 내지 49 중량%; 유기포스페이트 에스테르 13 중량% 내지 19 중량%; 및 중합된 아크릴로니트릴 잔기 0.2 중량% 내지 1.5 중량%를 포함하는 조성물로서; 조성물 100 중량부가 공기 중에 연소되면 회분이 0.1 중량부 내지 3 중량부로 생성된다. 중합된 아크릴로니트릴 잔기는, 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌에서 오염원으로 존재하는 아크릴로니트릴 코폴리머로부터 유래될 수 있다. 마찬가지로, 조성물의 연소 시 발생되는 회분은 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌에서 오염원으로서 존재하는 티타늄 다이옥사이드로부터 유래될 수 있다.
조성물은 내열성 및 내충격성인 얇고 큰 부품(part)을 성형하는 데 유용한 특성을 나타낸다. 따라서, 일부 구현예에서, 조성물은, 282℃ 및 1,500 second-1의 전단 속도(shear rate)에서 ISO 11443에 따라 측정 시, 75 파스칼-세컨드(pascal-second) 이하, 구체적으로는 50 내지 75 파스칼-세컨드의 용융 점도; 1.8 MPa의 하중(load)에서 ISO 75/f에 따라 측정 시, 75℃ 이상, 구체적으로는 75℃ 내지 85℃의 열 변형 온도; 및 23℃에서 ISO 180/1A에 따라 측정 시, 3.5 kJ/m2 이상, 구체적으로는 3.5 kJ/m2 내지 5.5 kJ/m2의 노치드 아이조드 충격 강도(Notched Izod impact strength)를 나타낸다.
일부 구현예에서, 조성물은 추가적으로, 280℃에서 2.16 kg의 하중을 이용해 ISO 1133:2005에 따라 측정 시, 35 cm3/10분 이상, 구체적으로는 35 cm3/10분 내지 50 cm3/10분의 용융 부피 유속; 방법 B/120을 이용해 ISO 306:2004에 따라 측정 시, 95℃ 이상, 구체적으로는 95℃ 내지 107℃의 Vicat 연화점(Vicat softening temperature); 및 1.5 mm의 샘플 두께에서 UL 94 20 mm 버티컬 번 테스트(Vertical Burn Test)에서 V-0 또는 V-1의 등급 중 한가지 이상을 나타낸다.
일부 구현예에서, 조성물은, 280℃에서 2.16 kg의 하중을 이용해 ISO 1133:2005에 따라 측정 시, 30 cm3/10분 이상의 용융 부피 유속; 23℃에서 ISO 180/1A에 따라 측정 시, 5 kJ/m2 이상의 노치드 아이조드 충격 강도; 및 1.5 mm의 샘플 두께에서 UL 94 20 mm 버티컬 번 테스트에서 V-0 또는 V-1의 등급을 나타낸다.
본 조성물은 폴리(페닐렌 에테르)를 포함한다. 적절한 폴리(페닐렌 에테르)는 하기의 화학식을 가진 반복 구조 단위를 포함하는 것들을 포함한다:
Figure 112019051905251-pat00001
상기 식에서, Z1은 각각 독립적으로 할로겐, 비치환 또는 치환되되 하이드로카르빌기가 3차 하이드로카르빌은 아닌 C1-C12 하이드로카르빌, C1-C12 하이드로카르빌티오, C1-C12 하이드로카르빌옥시, 또는 C2-C12 할로하이드로카르빌옥시이며, 여기서, 적어도 2개의 탄소 원자가 할로겐과 산소 원자를 분리시키며; Z2는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 비치환 또는 치환되되 하이드로카르빌기가 3차 하이드로카르빌은 아닌 C1-C12 하이드로카르빌, C1-C12 하이드로카르빌티오, C1-C12 하이드로카르빌옥시, 또는 C2-C12 할로하이드로카르빌옥시이며, 여기서, 적어도 2개의 탄소 원자가 할로겐과 산소 원자를 분리시킨다. 본원에서, 용어 "하이드로카르빌"은 그 자체로 사용되거나, 또는 접두어, 접미어 또는 다른 용어의 일부로서 사용되든지 간에, 탄소와 수소만을 포함하는 잔기를 지칭한다. 이 잔기는 지방족 또는 방향족, 직쇄, 고리형, 이중고리형, 분지형, 포화 또는 불포화된 것일 수 있다. 이는 또한 지방족, 방향족, 직쇄, 고리형, 이중고리형, 분지형, 포화 및 불포화된 탄화수소 모이어티들의 조합을 포함할 수 있다. 그러나, 하이드로카르빌 잔기가 "치환된" 것으로 기술되는 경우, 이는 선택적으로 치환 잔기의 탄소 및 수소 구성원 위로 헤테로 원자를 포함할 수 있다. 따라서, 구체적으로 치환된 것으로 기술되는 경우, 하이드로카르빌 잔기는 또한 하나 이상의 카르보닐기, 아미노기, 하이드록실기 등을 포함할 수 있거나, 또는 하이드로카르빌 잔기의 골격 내에 헤테로 원자를 포함할 수 있다. 일례로서, Z1은 3,5-다이메틸-1,4-페닐기와 산화 중합 촉매의 다이-n-부틸아민 성분의 반응에 의해 형성되는 다이-n-부틸아미노메틸기일 수 있다.
폴리(페닐렌 에테르)는 25℃, 클로로포름에서 측정 시, 0.2 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g의 고유 점도를 가진다. 고유 점도는 Ubbelohde 점도계를 사용해 측정될 수 있다. 0.2 내지 0.35의 범위 내에서, 폴리(페닐렌 에테르)의 고유 점도는 0.25 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g일 수 있다. 일부 구현예에서, 폴리(페닐렌 에테르)는 중량 평균 분자량이 55,000 원자 질량 단위 이하이다.
일부 구현예에서, 조성물을 제조하는 데 사용되는 폴리(페닐렌 에테르)는 "버진(virgin)" 폴리(페닐렌 에테르)를 포함하거나 또는 이로 구성되는데, 이는 상기 폴리(페닐렌 에테르)가, 재순환된 폴리(페닐렌 에테르) 또는 유의한 열적 가공처리된 폴리(페닐렌 에테르)와는 대조적으로, 제조된 상태의 폴리(페닐렌 에테르)라는 것을 의미한다. 재순환된 폴리(페닐렌 에테르)와 비교해, 버진 폴리(페닐렌 에테르)는 가교 생성물 및 분지형 생성물과 같은 폴리(페닐렌 에테르)의 재배열 생성물을 일반적으로 보다 낮은 농도로 가질 것이다. 예를 들어, 버진 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르)는 일반적으로 하기의 가교 분해물(bridging fragment)을 100 ppmw 미만으로 포함할 것이다:
Figure 112019051905251-pat00002
또 다른 예로서, 버진 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르)는 일반적으로 하기의 분지형 분해물을 100 ppmw 미만으로 포함할 것이다:
Figure 112019051905251-pat00003
이들 분해물은 탄소 핵 자기 공명 분광법에 의해 확인 및 정량화될 수 있다.
일부 구현예에서, 폴리(페닐렌 에테르)는 다이페노퀴논 잔기를 필수적으로 포함하지 않는다. 이러한 맥락에서, "~을 필수적으로 포함하지 않는"은, 폴리(페닐렌 에테르) 분자의 1 중량% 미만이 다이페노퀴논 잔기를 포함한다는 것을 의미한다. Hay의 미국 특허 3,306,874에 기술된 바와 같이, 1가 페놀의 산화 중합에 의한 폴리(페닐렌 에테르)의 합성에 의해, 원하는 폴리(페닐렌 에테르)뿐만 아니라 부산물로서 다이페노퀴논도 수득된다. 예를 들어, 1가 페놀이 2,6-다이메틸페놀인 경우, 3,3',5,5'-테트라메틸다이페노퀴논이 생성된다. 전형적으로, 다이페노퀴논은, 중합 반응 혼합물의 가열에 의해 폴리(페닐렌 에테르)로 "재평형화" (즉, 다이페노퀴논이 폴리(페닐렌 에테르) 구조에 포함됨)됨으로써, 말단 다이페노퀴논 잔기 또는 내부 다이페노퀴논 잔기를 포함하는 폴리(페닐렌 에테르)를 제공한다. 예를 들어, 폴리(페닐렌 에테르)를 2,6-다이메틸페놀의 산화 중합에 의해 제조하여, 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르) 및 3,3',5,5'-테트라메틸다이페노퀴논이 생성되는 경우, 반응 혼합물의 재평형화를 통해 다이페노퀴논이 병합된 말단 및 내부 잔기를 갖는 폴리(페닐렌 에테르)가 생성될 수 있다. 그러나, 이러한 재평형화는, 폴리(페닐렌 에테르)의 분자량을 감소시킨다. 따라서, 더 높은 분자량의 폴리(페닐렌 에테르)를 원하는 경우, 다이페노퀴논을 폴리(페닐렌 에테르) 사슬로 재평형화하기보다 폴리(페닐렌 에테르)로부터 다이페노퀴논을 분리하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 분리는 예를 들어, 폴리(페닐렌 에테르)는 불용성이고 다이페노퀴논은 가용성인 용매 또는 용매 혼합물에서 폴리(페닐렌 에테르)를 석출시킴으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 폴리(페닐렌 에테르)를 톨루엔 중에서의 2,6-다이메틸페놀의 산화 중합에 의해 제조하여, 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르) 및 3,3',5,5'-테트라메틸다이페노퀴논을 포함하는 톨루엔 용액이 형성되는 경우, 다이페노퀴논을 필수적으로 포함하지 않는 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르)는 1 부피의 톨루엔 용액을 1 내지 4 부피의 메탄올 또는 메탄올/물 혼합물과 혼합함으로써 수득할 수 있다. 또는, 산화 중합 중에 생성되는 다이페노퀴논 부산물의 양을 (예를 들어, 10 중량% 미만의 1가 페놀의 존재하에 산화 중합을 개시하고 95 중량% 이상의 1가 페놀을 50분 이상 동안 첨가함으로써) 최소화하거나, 및/또는 (예를 들어, 산화 중합 종료 후 200분 이내에 폴리(페닐렌 에테르)를 분리함으로써) 다이페노퀴논의 폴리(페닐렌 에테르) 사슬로의 재평형화를 최소화할 수 있다. 이러한 방식들은 Delsman 등의 미국 특허 8,025,158 B2에 기술되어 있다. 다이페노퀴논의 온도-의존적인 톨루엔에서의 용해성을 이용하는 다른 방식으로, 다이페노퀴논 및 폴리(페닐렌 에테르)를 포함하는 톨루엔 용액을 25℃의 온도로 적정할 수 있으며, 이 온도에서 다이페노퀴논은 난용성이지만 폴리(페닐렌 에테르)는 용해성이므로, 불용성 다이페노퀴논을 고체-액체 분리 (예를 들어, 여과)에 의해 제거할 수 있다.
일부 구현예에서, 폴리(페닐렌 에테르)는 2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르 단위, 2,3,6-트리메틸-1,4-페닐렌 에테르 단위 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 구현예에서, 폴리(페닐렌 에테르)는 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함한다. 일부 구현예에서, 폴리(페닐렌 에테르)는 25℃ 클로로포름에서 측정 시, 0.25 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g의 고유 점도를 가진 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함한다.
폴리(페닐렌 에테르)는, 전형적으로 하이드록실기에 대해 오르토의 위치에 위치하는 아미노알킬-함유 말단기(들)를 가진 분자를 포함할 수 있다. 폴리(페닐렌 에테르)는 호모폴리머, 코폴리머, 그래프트 코폴리머, 이오노머, 또는 블록 코폴리머, 뿐만 아니라 상기 중 하나 이상을 포함하는 조합의 형태일 수 있다.
조성물은 폴리(페닐렌 에테르)를 이 조성물의 총 중량을 기준으로 32 중량% 내지 46 중량%로 포함한다. 일부 구현예에서, 폴리(페닐렌 에테르)의 양은 36 중량% 내지 46 중량%, 구체적으로는 40 중량% 내지 46 중량%이다. 다른 구현예에서, 폴리(페닐렌 에테르)의 양은 32 중량% 내지 42 중량%, 구체적으로는 34 중량% 내지 40 중량%이다.
폴리(페닐렌 에테르) 외에도, 조성물은 고무-개질된 폴리스티렌을 포함한다. 고무-개질된 폴리스티렌은 종종 "고충격 폴리스티렌" 또는 "HIPS"로 지칭된다. 고무-개질된 폴리스티렌은 폴리스티렌 및 폴리부타다이엔을 포함한다. 일부 구현예에서, 고무-개질된 폴리스티렌은, 고무-개질된 폴리스티렌의 중량을 기준으로, 폴리스티렌 80 중량% 내지 96 중량%, 구체적으로는 폴리스티렌 88 중량% 내지 94 중량%; 및 폴리부타다이엔 4 중량% 내지 20 중량%, 구체적으로는 폴리부타다이엔 6 중량% 내지 12 중량% 폴리부타다이엔을 포함한다. 일부 구현예에서, 고무-개질된 폴리스티렌의 유효 젤 함량은 10% 내지 35%이다.
보다 후술되는 바와 같이, 일부 구현예에서, 고무-개질된 폴리스티렌 중 일부 이상은 소비-후(post-consumer) 재순환된 물질로서 제공된다. 이러한 소비-후 재순환된 물질은 예를 들어, Axion Polymers사로부터 PS01 3028로서 상업적으로 입수가능하다. 고무-개질된 폴리스티렌이 소비-후 재순환된 물질로서 제공되는 경우, 조성물 내 고무-개질된 폴리스티렌의 함량은 재순환된 물질의 순도에 영향을 미칠 것이다. 예를 들어, 조성물이 순도 90%의 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌을 40 중량%로 포함하는 경우, 이 조성물은 고무-개질된 폴리스티렌을 36% 포함하게 된다.
일부 구현예에서, 버진형 고무-개질된 폴리스티렌은 단독으로 사용되거나, 또는 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌과 조합해서 사용된다. 적절한 버진형 고무-개질된 폴리스티렌은 예를 들어, SABIC Innovative Plastics사로부터 HIPS3190, 및 Total Petrochemicals사로부터 PS3450으로서 상업적으로 입수가능하다.
조성물은 고무-개질된 폴리스티렌을 조성물의 총 중량을 기준으로, 30 중량% 내지 49 중량%의 양으로 포함한다. 일부 구현예에서, 고무-개질된 폴리스티렌의 함량은 39 중량% 내지 49 중량%, 구체적으로는 40 중량% 내지 47 중량%, 보다 구체적으로는 41 중량% 내지 47 중량%이다. 다른 구현예에서, 고무-개질된 폴리스티렌의 함량은 30 중량% 내지 40 중량%, 구체적으로는 30 중량% 내지 36 중량%이다.
일부 구현예에서, 조성물은 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌을 조성물의 총 중량을 기준으로, 30 중량% 이상 포함한다.
폴리(페닐렌 에테르) 및 고무-개질화된 폴리스티렌 외에도, 조성물은 유기포스페이트 에스테르를 포함한다. 예시적인 유기포스페이트 에스테르 난연제로는 페닐기, 치환된 페닐기 또는 페닐기와 치환된 페닐기의 조합을 포함하는 포스페이트 에스테르, 레조르시놀 비스(다이페닐 포스페이트)와 같은 레조르시놀을 기재로 하는 비스-아릴 포스페이트 에스테르, 뿐만 아니라 비스페놀 A 비스(다이페닐 포스페이트)와 같은 비스페놀을 기재로 하는 것들을 포함한다. 일부 구현예에서, 유기포스페이트 에스테르는 트리스(알킬페닐) 포스페이트 (예를 들어, CAS Reg. No. 89492-23-9 또는 CAS Reg. No. 78-33-1), 레조르시놀 비스(다이페닐 포스페이트) (CAS Reg. No. 57583-54-7), 비스페놀 A 비스(다이페닐 포스페이트) (CAS Reg. No. 181028-79-5), 트리페닐 포스페이트 (CAS Reg. No. 115-86-6), 트리스(이소프로필페닐) 포스페이트 (예를 들어, CAS Reg. No. 68937-41-7) 및 이들의 조합으로부터 선택된다.
일부 구현예에서, 유기포스페이트 에스테르는 하기 화학식을 가진 비스-아릴 포스페이트를 포함한다:
Figure 112019051905251-pat00004
상기 식에서, 각각의 R은 독립적으로 C1-C12 알킬렌기이며; 각각의 R5 및 R6은 독립적으로 C1-C5 알킬기이며; R1, R2 및 R4는 독립적으로 C1-C12 하이드로카르빌기이며; 각각의 R3은 독립적으로 C1-C12 하이드로카르빌기이며; n은 1 내지 25이고; s1 및 s2는 독립적으로 0, 1 또는 2의 정수이다. 일부 구현예에서 OR1, OR2, OR3 및 OR4는 독립적으로 페놀, 모노알킬페놀, 다이알킬페놀 또는 트리알킬페놀로부터 유래된다.
당해 기술분야의 당업자가 쉽게 이해하듯이, 비스-아릴 포스페이트는 비스페놀로부터 유래된다. 예시적인 비스페놀은 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판 (비스페놀 A), 2,2-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)프로판, 비스(4-하이드록시페닐)메탄, 비스(4-하이드록시-3,5-다이메틸페닐)메탄 및 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에탄을 포함한다. 일부 구현예에서, 비스페놀은 비스페놀 A를 포함한다.
조성물은 유기포스페이트 에스테르를 조성물의 총 중량을 기준으로, 13 중량% 내지 19 중량%, 구체적으로는 15 중량% 내지 19 중량%로 포함한다.
일부 구현예에서, 조성물은, 금속 다이알킬포스피네이트 (예를 들어, 알루미늄 트리스(다이에틸포스피네이트), 질소-함유 난연제 (예를 들어, 멜라민 포스페이트, 멜라민 파이로포스페이트, 멜라민, 폴리포스페이트, 멜라민 시아누레이트), 금속 하이드록사이드 (예를 들어, 마그네슘 하이드록사이드) 및 이들의 조합을 비롯한 1종 이상의 부가적인 난연제를 추가로 포함한다. 이러한 부가적인 난연제가 존재하는 경우, 이는 조성물의 총 중량을 기준으로 10 중량% 이하, 구체적으로는 5 중량% 이하의 양으로 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 난연제는 유기포스페이트 에스테르로 구성된다.
폴리(페닐렌 에테르), 고무-개질된 폴리스티렌 및 유기포스페이트 에스테르 외에도, 조성물은 중합된 아크릴로니트릴 잔기를 포함한다. 본원에서, 용어 "중합된 아크릴로니트릴 잔기"는 아크릴로니트릴 호모폴리머 및 코폴리머 형태의 중합된 아크릴로니트릴 잔기를 지칭한다. 즉, 중합된 아크릴로니트릴 잔기는 하기의 구조를 가진 폴리머 반복 단위의 총 합을 지칭한다:
Figure 112019051905251-pat00005
일부 구현예에서, 고무-개질된 폴리스티렌 및 중합된 아크릴로니트릴 잔기는, 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머, 아크릴로니트릴-부타다이엔-스티렌 코폴리머 또는 이들의 조합을 불순물로서 포함하는, 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌 형태로 제공된다. 이들 구현예에서, 중합된 아크릴로니트릴 잔기는 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머, 아크릴로니트릴-부타다이엔-스티렌 코폴리머 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 아크릴로니트릴 코폴리머의 형태이다. 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머가 존재하는 경우, 이는, 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌 내의 불순물로부터 유래될 수 있을 뿐만 아니라, 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머로 캡슐화된 폴리테트라플루오로에틸렌인 의도적으로 첨가된 드립 지연제(drip retardant)로부터 유래될 수 있다.
조성물 내의 중합된 아크릴로니트릴 잔기의 중량%는 13C 핵 자기 공명 분광법 (13C NMR) 또는 적외선 분광법에 의해 측정될 수 있다. 중합된 아크릴로니트릴의 중량%를 13C NMR에 의해 측정하는 예시적인 절차는 하기와 같다. 폴리머 블렌드 조성물 400 mg을, 스핀-격자 이완제(spin-lattice relaxation agent)로서 크롬 트리스(아세틸아세토네이트) ml 당 15 mg을 포함하는 중수소화된(deuterated) 클로로포름 4 ml에 용해시킨다. 13C NMR 스펙트럼은 100.6 MHz의 관찰된 진동수(frequency)에서 작동되는 Varian Mercury Plus 400 장비에서 수득된다. 이 장비에는 10 mm 광역 프로브(broadband probe)가 장착되어 있다. 모든 샘플들에 대한 스펙트럼은 정량적 조건 하에 수집된다. WALTZ-16 펄스 시퀀스(pulse sequence)를 사용한 게이팅된 디커플링(gated decoupling)이 적용되었다. 디커플러(decoupler)는, 핵 오버하우저 효과(nuclear Overhauser effect; NOE)를 배제하고, 스캔 간의 탄소 핵의 완전한 이완(relaxation)을 보장하기 위해, 펄스 딜레이(pulse delay) 동안 게이팅 오프(gated off)된다. 획득 파라미터(acquisition parameter)는 5초의 펄스 딜레이 및 45°의 플립 각(flip angle)을 포함한다. 또한, 30.2 kHz 스펙트럼 폭 및 30,000 (30K) 데이터 포인트는 1.00 초의 획득 시간을 제공한다. 데이터 처리는 2 Hz 라인 보르드닝(line broadening) 및 폴리노미얼 베이스라인 보정 루틴(polynomial baseline correction routine)을 가진 NetNMRO 소프트웨어를 사용해 수행된다. 중수소화된 클로로포름의 경우 77.0 ppm의 탄소 화학적 이동과 비교해, 폴리아크릴로니트릴의 니트릴 탄소에 대한 화학적 이동은 117.40 ppm 내지 122.15 ppm 범위이다. 순수한 폴리아크릴로니트릴의 첨가량을 다양하게 하는 실험을 반복함으로써, 폴리머 블렌드의 폴리아크릴로니트릴 함량이 측정될 수 있다.
조성물은 중합된 아크릴로니트릴 잔기를 조성물의 총 중량을 기준으로, 0.2 중량% 내지 1.5 중량%로 포함한다. 이 범위 내에서, 중합된 아크릴로니트릴 잔기의 함량은 0.25 중량% 내지 1 중량%, 구체적으로는 0.3 중량% 내지 0.8 중량%일 수 있다. 0.2 중량%보다 적은 중합된 아크릴로니트릴 잔기 함량은 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌을 사용하는 경우 수득하기가 어려운데, 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머, 아크릴로니트릴-부타다이엔-스티렌 코폴리머 및 이들의 혼합물이 고무-개질된 폴리스티렌과 동일한 다수의 소비자 제품에 사용되기 때문이다. 또한, 1.5 중량%보다 많은 중합된 아크릴로니트릴 잔기 함량은 일반적으로, 조성물의 물리적 특성 및/또는 난연성에 유해한 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 및/또는 아크릴로니트릴-부타다이엔-스티렌 코폴리머의 함량과 관련이 있다.
조성물 100 중량부가 공기 중에서 연소되면, 회분 0.1 중량부 내지 3 중량부, 구체적으로는 회분 0.2 중량부 내지 2.5 중량부, 보다 구체적으로는 회분 0.5 중량부 내지 2.3 중량부가 생성된다. 회분의 함량은 예를 들어, 공지된 중량의 조성물을 오븐에서 공기 중에서 600℃로 2시간 동안 처리함으로써, 측정될 수 있다. 연소된 조성물의 회분 함량은 일반적으로, 무기 충전제 또는 안료와 관련이 있다. 예를 들어, 티타늄 다이옥사이드는 소비자 제품에 사용되는 플라스틱용 안료로서 보편적으로 사용되며, 따라서, 티타늄 다이옥사이드는 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌에서 보편적인 오염원이 된다. 일부 구현예에서, 조성물은 티타늄을 0.06 중량% 내지 1.5 중량%, 구체적으로는 0.12 중량% 내지 1.2 중량%로 포함하며, 티타늄은 조성물에서 임의의 화학적인 형태로 존재할 수 있지만, 티타늄의 함량은 티타늄 원소의 중량%로서 표현된다. 조성물 100 중량부가 공기 중에서 연소되어 회분이 3 중량부 넘게 생성되는 경우, 조성물의 내충격성은 악영향을 받을 수 있다.
일부 구현예에서, 조성물은 폴리스티렌-폴리부타다이엔-폴리스티렌 트리블록 코폴리머를 조성물의 총 중량을 기준으로, 0.5 중량% 내지 5 중량%, 구체적으로는 1 중량% 내지 3 중량%로 추가로 포함한다. 상업적인 폴리스티렌-폴리부타다이엔-폴리스티렌 트리블록 코폴리머의 예로는, Kraton Performance Polymers Inc.사로부터 제품명 KRATON D1101 및 KRATON D1102 하에 입수가능한 것들이 포함된다.
일부 구현예에서, 조성물은 폴리프로필렌을 조성물의 총 중량을 기준으로, 0.1 중량% 내지 1 중량%로 추가로 포함한다. 폴리프로필렌은 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌에서 오염원일 수 있다. 폴리(페닐렌 에테르) 및 고무-개질된 폴리스티렌의 폴리스티렌 성분과의 상용성이 불량하기 때문에, 1 중량%가 넘는 폴리프로필렌의 함량은 조성물의 내충격성에 악영향을 미칠 수 있다.
일부 구현예에서, 조성물은 무기 오일을 0.5 중량% 내지 5 중량%로 추가로 포함한다. 무기 오일은 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌의 의도적으로 첨가된 성분이거나 또는 오염원일 수 있다. 무기 오일이 5 중량% 넘게 존재하는 경우, 조성물의 내열성에 악영향을 미칠 수 있다.
조성물은 선택적으로, 열가소성 분야에 공지된 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 조성물은 선택적으로, 폴리(페닐렌 에테르) 마스터배치에 포함될 수 있었던 첨가제 외에도 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리아미드 조성물은 선택적으로, 열가소성 분야에 공지된 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 조성물은 선택적으로, 안정화제, 이형제, 윤활제, 유동 촉진제, 가공 보조제, 드립 지연제, 핵화제, UV 차단제, 염료, 안료, 항산화제, 대전방지제, 블로잉제(blowing agent), 무기 오일, 금속 탈활성제, 안티블로킹제 등 및 이들의 조합으로부터 선택되는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 첨가제가 존재하는 경우, 이는 전형적으로, 조성물의 총 중량을 기준으로 5 중량% 이하, 구체적으로는 4 중량% 이하, 보다 구체적으로는 3 중량% 이하의 총 양으로 사용된다. 특히 유용한 첨가제는 블랙 안료를 포함하며, 이는 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 1 중량%의 양으로 사용될 수 있다.
본 조성물에는, Scobbo 등의 미국 특허 5,264,487에서 언급되는 상용성 올레핀-에폭시 코폴리머가 필요 없다. 그 결과, 조성물은, Scobbo 상용화 코폴리머의 에폭시기의 반응 시 형성되는 2차 지방족 하이드록실기를 포함할 필요 없다. 구체적으로는, 일부 구현예에서, 조성물은 2차 지방족 하이드록실기를 0 ppmw 내지 120 ppmw, 구체적으로는 0 ppmw 내지 100 ppmw로 포함한다. 일부 구현예에서, 조성물은 2차 지방족 하이드록실기를 포함하지 않는다. 2차 지방족 하이드록실기의 함량은 탄소 핵 자기 공명 분광법에 의해 측정될 수 있다.
조성물은 선택적으로, 본원에 기술되지 않는 폴리머를 필요한 경우 또는 선택적으로 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 조성물은 폴리아미드를 0 중량% 내지 1 중량%로 포함한다. 폴리아미드의 함량은 0.5 중량% 이하, 구체적으로는 0.1 중량% 이하일 수 있다. 일부 구현예에서, 조성물은 폴리아미드를 포함하지 않는다. 일부 구현예에서, 조성물은 폴리올레핀을 0 중량% 내지 2 중량%로 포함한다. 폴리올레핀의 함량은 1 중량% 이하, 구체적으로는 0.5 중량% 이하일 수 있다. 일부 구현예에서, 조성물은 폴리올레핀을 포함하지 않는다. 일부 구현예에서, 조성물은 폴리에스테르를 0 중량% 내지 1 중량%로 포함한다. 폴리에스테르의 함량은 0.5 중량% 이하, 구체적으로는 0.1 중량% 이하일 수 있다. 일부 구현예에서, 조성물은 폴리에스테르를 포함하지 않는다.
일부 구현예에서, 조성물은 유리 섬유와 같은 강화 충전제를 최소로 포함하거나 또는 포함하지 않는다. 예를 들어, 조성물은 강화 충전제를 조성물의 총 중량을 기준으로, 0 중량% 내지 1 중량%, 구체적으로는 0 중량% 내지 0.1 중량%의 양으로 포함할 수 있다. 이 맥락에서, 티타늄 다이옥사이드는 강화 충전제가 아닌 것으로 이해될 것이다.
일부 구현예에서, 조성물은 할로겐을 최소로 포함하거나 또는 포함하지 않는다. 예를 들어, 조성물은 할로겐을 조성물의 총 중량을 기준으로, 0 중량% 내지 0.1 중량%, 구체적으로는 0 중량% 내지 0.01 중량%의 양으로 포함할 수 있다.
조성물에 대한 매우 구체적인 구현예에서, 폴리(페닐렌 에테르)는 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함하며; 조성물은 폴리(페닐렌 에테르)를 34 중량% 내지 40 중량%로 포함하며; 폴리(페닐렌 에테르)는 클로로포름에서 25℃에서 측정 시, 고유 점도가 0.25 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g이며; 고무-개질된 폴리스티렌은, 고무-개질된 폴리스티렌의 총 중량을 기준으로, 폴리스티렌 80 중량% 내지 96 중량% 및 폴리부타다이엔 4 중량% 내지 20 중량%를 포함하며; 조성물은 고무-개질된 폴리스티렌을 40 중량% 내지 47 중량%로 포함하며; 조성물은 유기포스페이트 에스테르를 14 중량% 내지 19 중량%로 포함하며; 조성물은 티타늄을 0.06 중량% 내지 3 중량%로 포함하고; 고무-개질된 폴리스티렌 및 중합된 아크릴로니트릴 잔기 중 일정 부분 이상과 티타늄은 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌의 형태로 제공된다. 일부 구현예에서, 고무-개질된 폴리스티렌은 버진형 고무-개질된 폴리스티렌 9 중량% 내지 17 중량% 및 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌 25 중량% 내지 34 중량%를 포함한다.
조성물에 대한 또 다른 매우 구체적인 구현예에서, 폴리(페닐렌 에테르)는 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함하며; 조성물은 폴리(페닐렌 에테르)를 40 중량% 내지 46 중량%로 포함하며; 폴리(페닐렌 에테르)는 클로로포름에서 25℃에서 측정 시, 고유 점도가 0.25 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g이며; 고무-개질된 폴리스티렌은, 고무-개질된 폴리스티렌의 총 중량을 기준으로, 폴리스티렌 80 중량% 내지 96 중량% 및 폴리부타다이엔 4 중량% 내지 20 중량%를 포함하며; 조성물은 고무-개질된 폴리스티렌을 30 중량% 내지 36 중량%로 포함하며; 조성물은 유기포스페이트 에스테르를 16 중량% 내지 20 중량%로 포함하며; 조성물은 티타늄을 0.06 중량% 내지 3 중량%로 포함하며; 조성물은 폴리스티렌-폴리부타다이엔-폴리스티렌 트리블록 코폴리머를 0.5 중량% 내지 4 중량%로 추가로 포함하고; 고무-개질된 폴리스티렌 및 중합된 아크릴로니트릴 잔기 중 일정 부분 이상과 티타늄은 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌의 형태로 제공된다. 일부 구현예에서, 고무-개질된 폴리스티렌은 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌으로 구성된다.
조성물은 성분들을 용융 블렌딩함으로써 제조될 수 있다. 용융 블렌딩은 리본 블렌더(ribbon blender), 헨쉘 믹서(Henschel mixer), 밴버리 믹서(Banbury mixer), 드럼 텀블러(drum tumbler), 단축 압출기, 이축 압출기, 다축 압출기, 코-니더(co-kneader) 등과 같은 보편적인 장비를 사용해 수행될 수 있다. 예를 들어, 본 조성물은 약 270℃ 내지 약 310℃, 구체적으로는 약 280℃ 내지 약 300℃에서 이축 압출기에서 성분들을 용융 블렌딩함으로써 제조될 수 있다.
조성물은 물품의 성형에 유용하다. 이러한 물품의 적절한 제조 방법은, 단일층 및 다층 시트 압출, 사출 성형, 취입 성형(blow molding), 필름 압출, 프로파일 압출, 펄트루젼(pultrusion), 압축 성형, 열성형, 압력 성형(pressure forming), 하이드로포밍(hydroforming), 진공 성형 등을 포함한다. 상기 물품 제조 방법들의 조합이 이용될 수 있다. 조성물은 특히 평면 스크린 텔레비젼의 백 패널(back panel) 및 인쇄 회로 기판(printed circuit board)용 트레이(tray)와 같은 얇고 큰 물품의 사출 성형에 유용하다. 예를 들어, 성형된 물품은 제1 치수가 50 cm 이상, 제2 치수가 50 cm 이상이며 제3 치수가 5 mm 이하일 수 있다. 일부 구현예에서, 사출 성형 조건으로는, 250℃ 내지 350℃, 구체적으로는 270℃ 내지 310℃의 배럴 온도, 및 50℃ 내지 100℃, 구체적으로는 55℃ 내지 90℃의 몰드 온도가 포함된다. 예시적인 사출 성형 조건은 하기의 작업 실시예에 기술되어 있다.
물품에 대한 매우 구체적인 구현예에서, 폴리(페닐렌 에테르)는 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함하며; 조성물은 폴리(페닐렌 에테르)를 34 중량% 내지 40 중량%로 포함하며; 폴리(페닐렌 에테르)는 클로로포름에서 25℃에서 측정 시, 고유 점도가 0.25 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g이며; 고무-개질된 폴리스티렌은, 고무-개질된 폴리스티렌의 총 중량을 기준으로, 폴리스티렌 80 중량% 내지 96 중량% 및 폴리부타다이엔 4 중량% 내지 20 중량%를 포함하며; 조성물은 고무-개질된 폴리스티렌을 40 중량% 내지 47 중량%로 포함하며; 조성물은 유기포스페이트 에스테르를 14 중량% 내지 19 중량%로 포함하며; 조성물은 티타늄을 0.06 중량% 내지 3 중량%로 포함하고; 고무-개질된 폴리스티렌 및 중합된 아크릴로니트릴 잔기 중 일정 부분 이상과 티타늄은 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌의 형태로 제공된다. 일부 구현예에서, 고무-개질된 폴리스티렌은 버진형 고무-개질된 폴리스티렌 9 중량% 내지 17 중량% 및 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌 25 중량% 내지 34 중량%를 포함한다.
물품에 대한 또 다른 매우 구체적인 구현예에서, 폴리(페닐렌 에테르)는 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함하며; 조성물은 폴리(페닐렌 에테르)를 40 중량% 내지 46 중량%로 포함하며; 폴리(페닐렌 에테르)는 클로로포름에서 25℃에서 측정 시, 고유 점도가 0.25 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g이며; 고무-개질된 폴리스티렌은, 고무-개질된 폴리스티렌의 총 중량을 기준으로, 폴리스티렌 80 중량% 내지 96 중량% 및 폴리부타다이엔 4 중량% 내지 20 중량%를 포함하며; 조성물은 고무-개질된 폴리스티렌을 30 중량% 내지 36 중량%로 포함하며; 조성물은 유기포스페이트 에스테르를 16 중량% 내지 20 중량%로 포함하며; 조성물은 티타늄을 0.06 중량% 내지 3 중량%로 포함하며; 조성물은 폴리스티렌-폴리부타다이엔-폴리스티렌 트리블록 코폴리머를 0.5 중량% 내지 4 중량%로 추가로 포함하고; 고무-개질된 폴리스티렌 및 중합된 아크릴로니트릴 잔기 중 일정 부분 이상과 티타늄은 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌의 형태로 제공된다. 일부 구현예에서, 고무-개질된 폴리스티렌은 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌으로 구성된다.
본 발명은 적어도 하기의 구현예를 포함한다.
구현예 1: 조성물로서,
클로로포름에서 25℃에서 측정 시, 고유 점도가 0.2 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g인 폴리(페닐렌 에테르) 32 중량% 내지 46 중량%;
고무-개질된 폴리스티렌 30 중량% 내지 49 중량%;
유기포스페이트 에스테르 13 중량% 내지 19 중량%; 및
중합된 아크릴로니트릴 잔기(residue) 0.2 중량% 내지 1.5 중량%
를 포함하며,
상기 조성물 100 중량부의 공기 중 연소시 회분(ash)이 0.1 중량부 내지 3 중량부로 생성되는 것을 특징으로 하는, 조성물.
구현예 2: 구현예 1에 있어서,
282℃ 및 1,500 second-1 이상의 전단 속도(shear rate)에서 ISO 11443에 따라 측정 시, 75 파스칼-세컨드(pascal-second) 이하의 용융 점도;
1.8 MPa의 하중(load)에서 ISO 75/f에 따라 측정 시, 75℃ 이상의 열 변형 온도; 및
23℃에서 ISO 180/1A에 따라 측정 시, 3.5 kJ/m2 이상의 노치드 아이조드 충격 강도(Izod notched impact strength)를 나타내는 것을 특징으로 하는, 조성물.
구현예 3: 구현예 1 또는 2에 있어서,
상기 고무-개질된 폴리스티렌 및 상기 중합된 아크릴로니트릴 잔기가, 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머, 아크릴로니트릴-부타다이엔-스티렌 코폴리머 또는 이들의 혼합물을 포함하는 소비-후(post-consumer) 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는, 조성물.
구현예 4: 구현예 3에 있어서,
상기 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌을 30 중량% 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
구현예 5: 구현예 1 내지 4 중 어느 한 구현예에 있어서,
상기 고무-개질된 폴리스티렌이, 고무-개질된 폴리스티렌의 중량을 기준으로, 폴리스티렌 80 중량% 내지 96 중량% 및 폴리부타다이엔 4 중량% 내지 20 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
구현예 6: 구현예 1 내지 5 중 어느 한 구현예에 있어서,
상기 폴리(페닐렌 에테르)가 버진(virgin) 폴리(페닐렌 에테르)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
구현예 7: 구현예 1 내지 6 중 어느 한 구현예에 있어서,
상기 폴리(페닐렌 에테르)는 중량 평균 분자량이 55,000 원자 질량 단위 이하인 것을 특징으로 하는, 조성물.
구현예 8: 구현예 1 내지 7 중 어느 한 구현예에 있어서,
티타늄을 0.06 중량% 내지 1.5 중량%로 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
구현예 9: 구현예 1 내지 8 중 어느 한 구현예에 있어서,
폴리프로필렌을 0.1 중량% 내지 1 중량%로 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
구현예 10: 구현예 1 내지 9 중 어느 한 구현예에 있어서,
폴리스티렌-폴리부타다이엔-폴리스티렌 트리블록 코폴리머를 0.5 중량% 내지 5 중량%로 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
구현예 11: 구현예 1 내지 10 중 어느 한 구현예에 있어서,
블랙 안료를 0.1 중량% 내지 1 중량%로 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
구현예 12: 구현예 1 내지 11 중 어느 한 구현예에 있어서,
2차 지방족 하이드록실기를 0 ppmw(parts per million by weight) 내지 120 ppmw로 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
구현예 13: 구현예 1 내지 12 중 어느 한 구현예에 있어서,
할로겐을 0 중량% 내지 0.1 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
구현예 14: 구현예 1에 있어서,
상기 폴리(페닐렌 에테르)는 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함하며;
상기 조성물은 상기 폴리(페닐렌 에테르)를 34 중량% 내지 40 중량%로 포함하며;
상기 폴리(페닐렌 에테르)는 클로로포름에서 25℃에서 측정 시, 고유 점도가 0.25 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g이며;
상기 고무-개질된 폴리스티렌은, 고무-개질된 폴리스티렌의 총 중량을 기준으로, 폴리스티렌 80 중량% 내지 96 중량% 및 폴리부타다이엔 4 중량% 내지 20 중량%를 포함하며;
상기 조성물은 상기 고무-개질된 폴리스티렌을 40 중량% 내지 47 중량%로 포함하며;
상기 조성물은 상기 유기포스페이트 에스테르를 14 중량% 내지 19 중량%로 포함하며;
상기 조성물은 티타늄을 0.06 중량% 내지 3 중량%로 포함하고;
상기 고무-개질된 폴리스티렌 및 상기 중합된 아크릴로니트릴 잔기 중 일정 부분 이상과 상기 티타늄은 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌의 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는, 조성물.
구현예 15: 구현예 1에 있어서,
상기 폴리(페닐렌 에테르)는 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함하며;
상기 조성물은 상기 폴리(페닐렌 에테르)를 40 중량% 내지 46 중량%로 포함하며;
상기 폴리(페닐렌 에테르)는 클로로포름에서 25℃에서 측정 시, 고유 점도가 0.25 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g이며;
상기 고무-개질된 폴리스티렌은, 고무-개질된 폴리스티렌의 총 중량을 기준으로, 폴리스티렌 80 중량% 내지 96 중량% 및 폴리부타다이엔 4 중량% 내지 20 중량%를 포함하며;
상기 조성물은 상기 고무-개질된 폴리스티렌을 30 중량% 내지 36 중량%로 포함하며;
상기 조성물은 상기 유기포스페이트 에스테르를 15 중량% 내지 19 중량%로 포함하며;
상기 조성물은 티타늄을 0.06 중량% 내지 3 중량%로 포함하며;
상기 조성물은 폴리스티렌-폴리부타다이엔-폴리스티렌 트리블록 코폴리머를 0.5 중량% 내지 4 중량%로 추가로 포함하고;
상기 고무-개질된 폴리스티렌 및 상기 중합된 아크릴로니트릴 잔기 중 일정 부분 이상과 상기 티타늄은 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌의 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는, 조성물.
구현예 16:
조성물을 포함하는 물품으로서,
상기 조성물은,
클로로포름에서 25℃에서 측정 시, 고유 점도가 0.2 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g인 폴리(페닐렌 에테르) 32 중량% 내지 46 중량%;
고무-개질된 폴리스티렌 30 중량% 내지 49 중량%;
유기포스페이트 에스테르 13 중량% 내지 19 중량%; 및
중합된 아크릴로니트릴 잔기 0.2 중량% 내지 1.5 중량%
를 포함하며;
상기 조성물 100 중량부의 공기 중 연소시 회분이 0.1 중량부 내지 3 중량부로 생성되는 것을 특징으로 하는, 물품.
구현예 17: 구현예 16에 있어서,
제1 치수가 50 cm 이상,
제2 치수가 50 cm 이상이며,
제3 치수가 5 mm 이하인 것을 특징으로 하는, 물품.
구현예 18: 구현예 16 또는 17에 있어서,
상기 물품이 평면 스크린 텔레비젼의 백 패널(back panel)인 것을 특징으로 하는, 물품.
구현예 19: 구현예 16 내지 18 중 어느 한 구현예에 있어서,
상기 폴리(페닐렌 에테르)는 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함하며;
상기 조성물은 상기 폴리(페닐렌 에테르)를 34 중량% 내지 40 중량%로 포함하며;
상기 폴리(페닐렌 에테르)는 클로로포름에서 25℃에서 측정 시, 고유 점도가 0.25 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g이며;
상기 고무-개질된 폴리스티렌은, 고무-개질된 폴리스티렌의 총 중량을 기준으로, 폴리스티렌 80 중량% 내지 96 중량% 및 폴리부타다이엔 4 중량% 내지 20 중량%를 포함하며;
상기 조성물은 상기 고무-개질된 폴리스티렌을 40 중량% 내지 47 중량%로 포함하며;
상기 조성물은 상기 유기포스페이트 에스테르를 14 중량% 내지 19 중량%로 포함하며;
상기 조성물은 티타늄을 0.06 중량% 내지 3 중량%로 포함하고;
상기 고무-개질된 폴리스티렌 및 상기 중합된 아크릴로니트릴 잔기 중 일정 부분 이상과 상기 티타늄은 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌의 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는, 물품.
구현예 20: 구현예 16 내지 18 중 어느 한 구현예에 있어서,
상기 폴리(페닐렌 에테르)는 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함하며;
상기 조성물은 상기 폴리(페닐렌 에테르)를 40 중량% 내지 46 중량%로 포함하며;
상기 폴리(페닐렌 에테르)는 클로로포름에서 25℃에서 측정 시, 고유 점도가 0.25 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g이며;
상기 고무-개질된 폴리스티렌은, 고무-개질된 폴리스티렌의 총 중량을 기준으로, 폴리스티렌 80 중량% 내지 96 중량% 및 폴리부타다이엔 4 중량% 내지 20 중량%를 포함하며;
상기 조성물은 상기 고무-개질된 폴리스티렌을 30 중량% 내지 36 중량%로 포함하며;
상기 조성물은 상기 유기포스페이트 에스테르를 15 중량% 내지 19 중량%로 포함하며;
상기 조성물은 티타늄을 0.06 중량% 내지 3 중량%로 포함하며;
상기 조성물은 폴리스티렌-폴리부타다이엔-폴리스티렌 트리블록 코폴리머를 0.5 중량% 내지 4 중량%로 추가로 포함하고;
상기 고무-개질된 폴리스티렌 및 상기 중합된 아크릴로니트릴 잔기 중 일정 부분 이상과 상기 티타늄은 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌의 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는, 물품.
본원에서 개시하는 모든 범위는 종점을 포함하며, 상기 종점은 독립적으로는 서로 조합가능하다. 본원에서 개시되는 각각의 범위는 상기 개시된 범위에 포함되는 임의의 점(point) 또는 서브-범위의 개시내용을 구성한다.
본 발명은 하기의 비-제한적인 실시예에 의해 추가로 예시된다.
실시예 1 내지 14, 비교예 1 내지 3
조성물은 표 1에 요약한 성분들을 사용해 제조하였다.
성분 설명
PPE 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르), CAS Reg. No. 24938-67-8, 클로로포름에서 25℃에서 측정 시, 고유 점도가 약 0.3 ㎗/g임; SABIC Innovative Plastics사로부터 PPOTM 808으로서 버진 물질로서 입수됨.
HIPS 고충격 폴리스티렌 (고무-개질된 폴리스티렌); CAS Reg. No. 9003-55-8, 부피 평균 입자 직경이 2.4 ㎛, 고무 함량이 10 중량%이며, 무기 오일 함량이 1 중량%보다 적음; Total Petrochemicals사로부터 PS3450로서 버진 물질로서 입수됨.
PCR HIPS 소비-후 재순환으로부터 유래되는 고충격 폴리스티렌, 고무-개질된 폴리스티렌 약 96-97 중량%, 아크릴로니트릴-부타다이엔-스티렌 코폴리머 약 1.5-2.5 중량%, 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 약 0.7-1.5 중량%, 및 폴리프로필렌 약 0.2-0.5 중량%를 포함함; 물질 100 중량부가 공기 중 600℃에서 2시간 동안 연소되면 회분 2.1 중량부가 생성됨; Axion Polymers사로부터 PS01 3028로서 입수됨.
SBS 폴리스티렌-폴리부타다이엔-폴리스티렌 트리블록 코폴리머, CAS Reg. No. 9003-55-8, 폴리스티렌 함량이 29-33 중량%이며, 톨루엔 중 25 중량% 용액에서 25℃에서 측정 시 용액 점도가 약 4 파스칼-초(파스칼-세컨드)임; Kraton Performance Polymers, Inc.사로부터 KRATON D1101로서 입수됨.
FP 포화된 폴리지환족 수지, CAS Reg. No. 69430-35-9, 연화점이 120-130℃임, Eastman Chemical사로부터 REGALITE R1125로서 입수됨.
TSAN 폴리(스티렌-아크릴로니트릴)-캡슐화된 폴리테트라플루오로에틸렌, 50 중량%의 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함함; SABIC Innovative Plastics사로부터 449 Encapsulated PTFE로서 버진 물질로서 입수됨.
MgO 마그네슘 옥사이드, CAS Reg. No. 1309-48-4; Kyowa Chemical Co. Ltd사로부터 KYOWAMAG 150 또는 Spaeter C. GmBH사로부터 REMAG AC로서 입수됨.
ZnS 아연 설파이드, CAS Reg. No. 1314-98-3; Sachtleben Chemie GmbH사로부터 SACHTOLITH HD-S로서 입수됨.
LLDPE 선형 저 밀도 폴리에틸렌, CAS Reg. No. 25087-34-7, 밀도가 0.925 g/cm3이며 190℃ 및 2.16 kg 하중에서 용융 부피 유동 속도가 20 cm3/10분임; ExxonMobil사로부터 ESCORENE LL5100.09로서 입수됨.
포스파이트 트리스(2,4-다이-tert-부틸페닐) 포스파이트, CAS Reg. No. 31570-04-4; Ciba사로부터 IRGAFOS 168로서 입수됨.
BPADP 비스페놀 A 비스(다이페닐 포스페이트), CAS Reg. No. 181028-79-5; Chemtura Manufacturing UK Ltd사로부터 REOFOS BAPP로서 입수됨.
안료 블랙 7 안료 블랙 7, CAS Reg. No. 97793-37-8; Cabot B.V.사로부터 MONARCH 800로서 입수됨.
조성물은 표 2에 요약하며, 성분들의 양은 조성물의 총 중량을 기준으로 한 중량%이다.
조성물은, 내경이 28 mm인 Werner & Pfleiderer ZSK 이축 압출기 상에서 컴파운딩(compounding)하였다. 압출기는 300 rpm 및 20 kg/hr의 처리량에서 작동시켰다. 압출기는 피드 스로트(feed throat)부터 다이(die)까지 180℃ / 210℃ / 220℃ / 260℃ / 260℃ / 260℃ / 240℃ / 240℃의 온도를 가진 8개의 구역을 이용하였다. 압출물을 수조에서 냉각시키고, 펠렛화하고, 70℃에서 2시간 동안 건조한 후, 사출 성형에 사용하였다. 물리적 특성을 시험하기 위한 테스트 샘플을 250℃의 배럴 온도 및 50℃의 몰드 온도를 이용하는 Engel ES500 80톤 사출 성형 기계에서 사출 성형하였다.
물리적 특성은 표 2에 요약되어 있으며, 하기와 같이 평가하였다. 용융 점도 값은 파스칼-세컨드 단위로 표현하며, 282℃ 및 1,500 second-1의 전단 속도에서 ISO 11443에 따라 측정하였다. 용융 부피 유속 값은 cm3/10분 단위로 표현하며, 280℃에서 2.16 kg 하중을 이용해 ISO 1133:2005에 따라 측정하였다. 열 변형 온도 값은 ℃ 단위로 표현하며, 4 mm x 10 mm의 단면 치수를 가진 바(bar), 플랫-방향 테스트 방향(flat-wise test direction), 64 mm 서포트 스팬(support span), 1.82 MPa의 하중, 2℃/분의 가열 속도, 및 0.34 mm의 판독 시 변형(deflection at reading)을 이용해 ISO 75/f에 따라 측정하였으며; 기록된 값은 조성물 당 2개의 표본에 대한 평균을 나타낸다. Vicat 연화점 값은 ℃ 단위로 표현하며, 방법 B/120을 이용하고 조성물 당 2개의 표본을 이용해 ISO 306:2004에 따라 측정하였다. 노치드 아이조드 충격 강도 값은 kJ/m2 단위로 표현하며, 5.5 J의 해머 에너지(hammer energy), 4.0 mm x 10.0 mm의 바 단면 치수, 45°의 노치 각, 0.25 mm의 노치 반경, 노치 하 물질 깊이 8 mm를 이용해 23℃에서 ISO 180/1A에 따라 측정하되, 조성물 당 5개의 표본을 측정하였다.
사출 성형된 불꽃 바(flame bar)의 난연성은 Underwriter's Laboratory Bulletin 94 "Tests for Flammability of Plastic Materials, UL 94", 20 mm 버티컬 버닝 불꽃 테스트에 따라 측정하였다. 테스트 전에, 두께가 1.5 mm인 불꽃 바를 23℃ 및 상대 습도 50%에서 48시간 이상 조건화하였다. UL 94 20 mm 버티컬 버닝 불꽃 테스트에서, 5개의 불꽃 바로 구성된 세트를 테스트하였다. 각각의 바에 대해, 불꽃을 바에 적용한 다음 제거하고, 바가 자가-소화되는 데까지 걸리는 시간 (제1 불꽃후(afterflame) 시간, t1)을 기록하였다. 그런 다음, 불꽃을 재적용한 다음 제거하고, 바가 자가-소화되는 데까지 걸리는 시간 (제2 불꽃후 시간, t2) 및 불꽃후 글로잉(post-flame glowing) 시간 (글로우후(afterglow) 시간, t3)을 기록하였다. V-0의 등급을 달성하기 위해, 각각의 개별 표본에 대한 불꽃후 시간 t1 및 t2는 10초 이하여야 하며; 모든 5개의 표본에 대한 총 불꽃후 시간 (모든 5개의 표본에 대한 t1 + t2)은 50초 이하여야 하고; 각각의 개별 표본에 대한 제2 불꽃후 시간 + 글로우후 시간 (t2 + t3)은 30초 이하여야 하고; 어떠한 표본도 홀딩 클램프까지 불꽃을 내거나 또는 글로우할 수 없으며; 코튼 인디케이터는 불꽃을 내는 입자 또는 드롭에 의해 점화될 수 없다. V-1의 등급을 달성하기 위해, 각각의 개별 표본에 대한 불꽃후 시간 t1 및 t2는 30초 이하여야 하며; 모든 5개의 표본에 대한 총 불꽃후 시간 (모든 5개의 표본에 대한 t1 + t2)은 250초 이하여야 하고; 각각의 개별 표본에 대한 제2 불꽃후 시간 + 글로우후 시간 (t2 + t3)은 60초 이하여야 하고; 어떠한 표본도 홀딩 클램프까지 불꽃을 내거나 또는 글로우할 수 없으며; 코튼 인디케이터는 불꽃을 내는 입자 또는 드롭에 의해 점화될 수 없다. V-2의 등급을 달성하기 위해, 각각의 개별 표본에 대한 불꽃후 시간 t1 및 t2는 30초 이하여야 하며; 모든 5개의 표본에 대한 총 불꽃후 시간 (모든 5개의 표본에 대한 t1 + t2)은 250초 이하여야 하고; 각각의 개별 표본에 대한 제2 불꽃후 시간 + 글로우후 시간 (t2 + t3)은 60초 이하여야 하고; 어떠한 표본도 홀딩 클램프까지 불꽃을 내거나 또는 글로우할 수 없으며; 코튼 인디케이터는 불꽃을 내는 입자 또는 드롭에 의해 점화될 수 없다.
실시예 14 조성물 100 중량부를 공기 중 600℃에서 2시간 동안 연소하면, 회분 1.9 중량부가 생성되었다.
특성 시험 결과는, 본 발명의 실시예 각각이 75 파스칼-세컨드 이하의 용융 점도, 75℃ 이상의 열 변형 온도, 95℃ 이상의 Vicat 연화점, 및 3.5 kJ/m2 이상의 노치드 아이조드 충격 강도를 나타냄을 보여준다. 13개의 본 발명의 실시예 중 11개의 실시예 또한, 1.5 mm 두께에서 V-1의 UL 94 등급을 나타낸다. 본 발명의 실시예는, 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌보다는 버진형 고무-개질된 폴리스티렌을 사용하는 비교예의 성능과 유사하다(approach).
비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2
조성
PPE 40.06 40.06 40.06 37.38
HIPS 42.74 42.74 11.43 14.12
PCR HIPS 　0.00 　0.00 31.31 31.31
BPADP 14.91 14.91 14.91 14.91
SBS 　0.00 　0.00 　0.00 　0.00
FP 　0.00 　0.00 　0.00 　0.00
TSAN 0.30 0.30 0.30 0.30
LLDPE 1.21 1.21 1.21 1.21
MgO 0.10 0.10 0.10 0.10
ZnS 0.10 0.10 0.10 0.10
포스파이트 0.08 0.08 0.08 0.08
안료 블랙 7 0.50 0.50 0.50 0.50
특성
MV (Pa-sec) 63.1 64.3 66.4 60.7
MVR (cc/10min) 40.1 39.8 35.5 38.2
HDT (℃) 81.7 85.6 84.9 78.8
Vicat (℃) 105.9 107.6 106.2 102.9
노치드 아이조드 (kJ/m2) 5.3 5.2 5.1 5.1
UL-94 등급 @ 1.5 mm V-1 V-1 Fail V-1
실시예 3 비교예 3 실시예 4 실시예 5
조성
PPE 34.29 40.06 37.57 39.56
HIPS 15.71 42.74 12.43 8.95
PCR HIPS 31.31 　0.00 31.31 31.31
BPADP 16.40 14.91 14.91 16.40
SBS 0.00 0.00 1.49 1.49
FP 0.00 0.00 0.00 0.00
TSAN 0.30 0.30 0.30 0.30
LLDPE 1.21 1.21 1.21 1.21
MgO 0.10 0.10 0.10 0.10
ZnS 0.10 0.10 0.10 0.10
포스파이트 0.08 0.08 0.08 0.08
안료 블랙 7 0.50 0.50 0.50 0.50
특성
MV (Pa-sec) 50.4 62.6 71.1 64.5
MVR (cc/10min) 49.2 41.2 23.0 30.6
HDT (℃) 76.9 82.4 81.2 79.7
Vicat (℃) 95.8 105.2 103.7 100.6
노치드 아이조드 (kJ/m2) 4.7 5.0 5.2 5.2
UL-94 등급 @ 1.5 mm V-1 V-1 V-1 V-1
표 2 계속
실시예 6 실시예 7 실시예 8 실시예 9
조성
PPE 34.19 37.57 35.98 43.54
HIPS 14.31 10.93 12.52 0.00　
PCR HIPS 31.31 31.31 31.31 34.79
BPADP 16.40 16.40 16.40 17.89
SBS 1.49 1.49 1.49 1.49
FP 　0.00 　0.00 　0.00 　0.00
TSAN 0.30 0.30 0.30 0.30
LLDPE 1.21 1.21 1.21 1.21
MgO 0.10 0.10 0.10 0.10
ZnS 0.10 0.10 0.10 0.10
포스파이트 0.08 0.08 0.08 0.08
안료 블랙 7 0.50 0.50 0.50 0.50
특성
MV (Pa-sec) 62.8 66.8 62.2 65.3
MVR (cc/10min) 27.1 27.0 30.8 37.5
HDT (℃) 76.9 77.5 79.7 82.9
Vicat (℃) 97.2 100.6 98.6 103.6
노치드 아이조드 (kJ/m2) 5.3 5.3 5.1 5.5
UL-94 등급 @ 1.5 mm Fail V-1 V-1 V-1
실시예 10 실시예 11 실시예 12 실시예 13
조성
PPE 43.54 37.67 34.49 36.08
HIPS 　0.00 9.34 12.52 10.93
PCR HIPS 31.81 31.31 31.31 31.31
BPADP 17.89 17.89 17.89 17.89
SBS 1.49 1.49 1.49 1.49
FP 2.98 0.00 0.00 0.00
TSAN 0.30 0.30 0.30 0.30
LLDPE 1.21 1.21 1.21 1.21
MgO 0.10 0.10 0.10 0.10
ZnS 0.10 0.10 0.10 0.10
포스파이트 0.08 0.08 0.08 0.08
안료 블랙 7 0.50 0.50 0.50 0.50
특성
MV (Pa-sec) 58.2 61.2 59.0 58.7
MVR (cc/10min) 44.2 31.0 32.0 32.9
HDT (℃) 80.3 78.8 77.2 76.0
Vicat (℃) 101.7 99.0 95.7 96.9
노치드 아이조드 (kJ/m2) 5.2 5.1 5.0 3.9
UL-94 등급 @ 1.5 mm V-1 V-1 V-1 V-1
표 2 계속
실시예 14
조성
PPE 37.29
HIPS 12.71
PCR HIPS 31.31
BPADP 16.40
SBS 0.00
FP 0.00
TSAN 0.30
LLDPE 1.21
MgO 0.10
ZnS 0.10
포스파이트 0.08
안료 블랙 7 0.50
특성
MV (Pa-sec) 58
MVR (cc/10min) 40
HDT (℃) 78
Vicat (℃) 102
노치드 아이조드 (kJ/m2) 5.0
UL-94 등급 @ 1.5 mm V-1

Claims (20)

  1. 조성물로서,
    클로로포름에서 25℃에서 측정 시, 고유 점도가 0.2 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g인 폴리(페닐렌 에테르) 32 중량% 내지 46 중량%;
    고무-개질된 폴리스티렌 30 중량% 내지 49 중량%;
    유기포스페이트 에스테르 13 중량% 내지 19 중량%;
    중합된 아크릴로니트릴 잔기(residue) 0.2 중량% 내지 1.5 중량%; 및
    티타늄 0.06 중량% 내지 1.5 중량%
    를 포함하며;
    상기 고무-개질된 폴리스티렌 및 상기 중합된 아크릴로니트릴 잔기는, 소비-후(post-consumer) 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌 형태로 제공되며;
    상기 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌은 고무-개질된 폴리스티렌 96 중량% 내지 97 중량%, 아크릴로니트릴-부타다이엔-스티렌 코폴리머 1.5 중량% 내지 2.5 중량%, 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 0.7 중량% 내지 1.5 중량%, 및 폴리프로필렌 0.2 중량% 내지 0.5 중량%를 포함하고,
    상기 조성물 100 중량부의 공기 중 연소시 회분(ash)이 0.1 중량부 내지 3 중량부로 생성되는 것을 특징으로 하는, 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌을 30.2 중량% 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리(페닐렌 에테르)는 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함하며;
    상기 조성물은 상기 폴리(페닐렌 에테르)를 34 중량% 내지 40 중량%로 포함하며;
    상기 폴리(페닐렌 에테르)는 클로로포름에서 25℃에서 측정 시, 고유 점도가 0.25 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g이며;
    상기 고무-개질된 폴리스티렌은, 고무-개질된 폴리스티렌의 총 중량을 기준으로, 폴리스티렌 80 중량% 내지 96 중량% 및 폴리부타다이엔 4 중량% 내지 20 중량%를 포함하며;
    상기 조성물은 상기 고무-개질된 폴리스티렌을 40 중량% 내지 47 중량%로 포함하며;
    상기 조성물은 상기 유기포스페이트 에스테르를 14 중량% 내지 19 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 폴리(페닐렌 에테르)는 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함하며;
    상기 조성물은 상기 폴리(페닐렌 에테르)를 40 중량% 내지 46 중량%로 포함하며;
    상기 폴리(페닐렌 에테르)는 클로로포름에서 25℃에서 측정 시, 고유 점도가 0.25 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g이며;
    상기 고무-개질된 폴리스티렌은, 고무-개질된 폴리스티렌의 총 중량을 기준으로, 폴리스티렌 80 중량% 내지 96 중량% 및 폴리부타다이엔 4 중량% 내지 20 중량%를 포함하며;
    상기 조성물은 상기 고무-개질된 폴리스티렌을 30 중량% 내지 36 중량%로 포함하며;
    상기 조성물은 상기 유기포스페이트 에스테르를 15 중량% 내지 19 중량%로 포함하며;
    상기 조성물은 폴리스티렌-폴리부타다이엔-폴리스티렌 트리블록 코폴리머를 0.5 중량% 내지 4 중량%로 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
  5. 조성물을 포함하는 물품으로서,
    상기 조성물은,
    클로로포름에서 25℃에서 측정 시, 고유 점도가 0.2 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g인 폴리(페닐렌 에테르) 32 중량% 내지 46 중량%;
    고무-개질된 폴리스티렌 30 중량% 내지 49 중량%;
    유기포스페이트 에스테르 13 중량% 내지 19 중량%;
    중합된 아크릴로니트릴 잔기 0.2 중량% 내지 1.5 중량%; 및
    티타늄 0.06 중량% 내지 1.5 중량%
    를 포함하며;
    상기 고무-개질된 폴리스티렌 및 상기 중합된 아크릴로니트릴 잔기는, 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌 형태로 제공되며;
    상기 소비-후 재순환된 고무-개질된 폴리스티렌은 고무-개질된 폴리스티렌 96 중량% 내지 97 중량%, 아크릴로니트릴-부타다이엔-스티렌 코폴리머 1.5 중량% 내지 2.5 중량%, 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 0.7 중량% 내지 1.5 중량%, 및 폴리프로필렌 0.2 중량% 내지 0.5 중량%를 포함하고,
    상기 조성물 100 중량부의 공기 중 연소시 회분이 0.1 중량부 내지 3 중량부로 생성되는 것을 특징으로 하는, 물품.
  6. 제5항에 있어서,
    제1 치수가 50 cm 이상,
    제2 치수가 50 cm 이상이며,
    제3 치수가 5 mm 이하인 것을 특징으로 하는, 물품.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 물품이 평면 스크린 텔레비젼의 백 패널(back panel)인 것을 특징으로 하는, 물품.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리(페닐렌 에테르)는 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함하며;
    상기 조성물은 상기 폴리(페닐렌 에테르)를 34 중량% 내지 40 중량%로 포함하며;
    상기 폴리(페닐렌 에테르)는 클로로포름에서 25℃에서 측정 시, 고유 점도가 0.25 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g이며;
    상기 고무-개질된 폴리스티렌은, 고무-개질된 폴리스티렌의 총 중량을 기준으로, 폴리스티렌 80 중량% 내지 96 중량% 및 폴리부타다이엔 4 중량% 내지 20 중량%를 포함하며;
    상기 조성물은 상기 고무-개질된 폴리스티렌을 40 중량% 내지 47 중량%로 포함하며;
    상기 조성물은 상기 유기포스페이트 에스테르를 14 중량% 내지 19 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는, 물품.
  9. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리(페닐렌 에테르)는 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함하며;
    상기 조성물은 상기 폴리(페닐렌 에테르)를 40 중량% 내지 46 중량%로 포함하며;
    상기 폴리(페닐렌 에테르)는 클로로포름에서 25℃에서 측정 시, 고유 점도가 0.25 ㎗/g 내지 0.35 ㎗/g이며;
    상기 고무-개질된 폴리스티렌은, 고무-개질된 폴리스티렌의 총 중량을 기준으로, 폴리스티렌 80 중량% 내지 96 중량% 및 폴리부타다이엔 4 중량% 내지 20 중량%를 포함하며;
    상기 조성물은 상기 고무-개질된 폴리스티렌을 30 중량% 내지 36 중량%로 포함하며;
    상기 조성물은 상기 유기포스페이트 에스테르를 15 중량% 내지 19 중량%로 포함하며;
    상기 조성물은 폴리스티렌-폴리부타다이엔-폴리스티렌 트리블록 코폴리머를 0.5 중량% 내지 4 중량%로 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 물품.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140088236A1 (en) * 2012-09-24 2014-03-27 Christopher Ziegler Poly(phenylene ether) composition and article
KR102459767B1 (ko) 2016-12-28 2022-10-26 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 폴리페닐렌 및 아릴 살리실레이트를 포함하는 시트, 및 이의 제조 방법
CN110114216B (zh) 2016-12-28 2021-09-14 沙特基础工业全球技术有限公司 包含聚亚苯基化物和聚丙烯的多层片材及其制造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003049065A (ja) 2001-08-07 2003-02-21 Ge Plastics Japan Ltd ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物
JP2011522904A (ja) 2008-04-28 2011-08-04 サビック・イノベーティブ・プラスチックス・アイピー・ベスローテン・フェンノートシャップ 射出成形品およびその製造法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE635349A (ko) 1962-07-24
US4360618A (en) * 1981-11-19 1982-11-23 Monsanto Company Low acrylonitrile content styrene-acrylonitrile polymers blended with polyphenylene oxide
CA1334695C (en) * 1988-09-07 1995-03-07 Jurou Ohzeki Electroless plating-susceptive, fire retardant polyphenylene ether resin
US5264487A (en) 1991-06-17 1993-11-23 General Electric Company Compositions derived from recycled polymers
DE19835248B4 (de) * 1997-08-08 2004-12-30 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Polyphenylenetherharz-Zusammensetzung
EP1497365B1 (en) * 2002-04-16 2011-06-08 Cheil Industries Inc. Thermoplastic flame retardant resin compositions
JP2005523969A (ja) * 2002-04-26 2005-08-11 チェイル インダストリーズ インコーポレイテッド 熱可塑性難燃性樹脂組成物
US7964675B2 (en) 2004-04-08 2011-06-21 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Recycled thermoplastic compositions
US8025158B2 (en) 2008-02-21 2011-09-27 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. High molecular weight poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether) and process therefor
US8722789B2 (en) * 2011-08-18 2014-05-13 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Poly(arylene ether) composition, method, and article
US8530552B1 (en) * 2012-04-18 2013-09-10 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Poly(phenylene ether) composition, article, and method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003049065A (ja) 2001-08-07 2003-02-21 Ge Plastics Japan Ltd ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物
JP2011522904A (ja) 2008-04-28 2011-08-04 サビック・イノベーティブ・プラスチックス・アイピー・ベスローテン・フェンノートシャップ 射出成形品およびその製造法

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