KR102292854B1 - 섬유 복합재, 그에 대한 용도 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열가소성 플라스틱을 기재로 하는 매트릭스(8, 18)에 매립된, 섬유 물질로 구성된 적어도 1개의 섬유 층(4, 14, 16)을 포함하는 섬유 복합재(42)이며, 여기서 매트릭스(8, 18)의 조성물이 방향족 폴리카르보네이트 및/또는 방향족 폴리에스테르 카르보네이트 60 - 95 중량부; 시클릭 포스파젠, 포스핀산의 염 또는 올리고머 포스페이트로 구성된 구성성분; 및 추가의 첨가제를 함유하는 것인 섬유 복합재(42)에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 철도 차량, 특히 탑승객용 철도 차량을 위한 구성요소를 위한 이러한 섬유 복합재의 용도에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 섬유 물질로 구성된 적어도 1개의 섬유 층(4, 14, 16), 및 섬유 층(4, 14, 16)의 양측 상에 배열되고 적어도 1개의 중합체 필름(30)으로 구성된 플라스틱 층으로부터, 서로 위아래로 배열된 층의 층 구조체(36)를 형성하고, 층 구조체(36)를 압력 및 열의 영향 하에 섬유 복합재(42)로 가압하며, 여기서 중합체 필름(30)은 상기 언급된 섬유 복합재의 매트릭스에 상응하는 조성을 갖는 것인 섬유 복합재를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

섬유 복합재, 그에 대한 용도 및 그의 제조 방법 {FIBER COMPOSITE MATERIAL, USE THEREFOR, AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 열가소성 물질을 기재로 하는 매트릭스에 매립된 섬유 물질의 적어도 1개의 섬유 층을 포함하는 섬유 복합재에 관한 것이다. 게다가, 본 발명은 이러한 섬유 복합재에 대한 용도 및 또한 섬유 복합재의 제조 방법에 관한 것이다.
섬유 복합재는 오랫동안 선행 기술에서, 예를 들어 섬유 복합재 시트로서의 시트 형태로 공지되어 왔다. 열가소성 물질을 기재로 하는 매트릭스를 갖는 섬유 복합재 시트는 또한 선행 기술에서 "복합재 시트"로 지칭된다. 섬유 강화 없이 압출된 중합체 시트에 비해, 이들 복합재 시트는 더 큰 강도 및 강성을 가지며, 심지어 금속성 시트의 강도 및 강성에 접근하거나 또는 심지어 이들을 초과할 수 있다.
복합재 시트는 비슷한 기계적 특성을 갖는 금속성 시트에 비해 상당히 더 낮은 중량을 갖기 때문에, 복합재 시트는 선행 기술에서, 기계적 특성 악화 없이 중량 절감을 달성하기 위해 특히 자동차 및 항공기 구축에 사용된다.
복합재 시트의 제조 방법은, 예를 들어 선행 기술 (예를 들어, DE 29 48 235 C2)로부터 공지되어 있다.
복합재 시트 및 섬유 복합재의 사용에서 일반적으로, 중량 및 기계적 특성 뿐만 아니라 안전성 측면이 특히 화재 방지에 대해 큰 역할을 한다.
우수한 화재 방지 특성을 갖고, 이에 따라 ≤ 2 mm의 두께에서 V-1의 또는 더 우수한 UL 94 분류를 갖는 섬유-강화된 복합재가 선행 기술로부터 공지되어 있다. 따라서, JP 2005239939 A는 열가소성 중합체 매트릭스를 갖고 난연제로서 인 화합물, 예를 들어 적린을 함유하는 섬유-강화된 복합재를 기재하고 있다.
각각의 사용 분야에 따라, 물질은 화재의 경우에 그의 거동에 대한 다양한 법적 요건을 충족시켜야 한다. 화재의 경우에 안전성을 개선시키기 위해, 이들 법적 요건은 특히 철도 차량 분야에 대한 표준 EN 45545에 의해, 점점 더 요구되어 왔다. 덜 요구되는 화재 방지 요건을 여전히 충족시키는 선행 기술로부터 공지된 일부 복합재 시트는 더 요구되는 요건을 더 이상 만족스럽게 충족시킬 수 없는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 이들 복합재 시트는 특히 철도 교통 분야에서의 적용에 사용되도록 허용되지 않는다.
열경화성 물질을 기재로 하는 내연성 섬유 복합재는, 예를 들어 DE 10 2007 016698 A1의 선행 기술로부터 공지되어 있다.
이러한 선행 기술을 고려하여, 본 발명의 목적은 우수한 기계적 특성 및 표준 EN 45545-2의 화재 방지 요건에 대한 매우 우수한 연기 발생을 갖는 섬유 복합재를 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 열가소성 물질을 기재로 하는 매트릭스에 매립된 섬유 물질의 적어도 1개의 섬유 층을 갖는 섬유 복합재이며, 여기서 매트릭스의 조성물은
A) 방향족 폴리카르보네이트 및/또는 방향족 폴리에스테르 카르보네이트 60-95 중량부, 바람직하게는 65-90 중량부, 특히 바람직하게는 70-86 중량부,
B) 고무-개질된 그라프트 중합체 0 내지 15 중량부, 바람직하게는 1 내지 13 중량부, 특히 1 내지 7 중량부,
C) 각 경우에 하기에 제시된 조성 및 양을 갖는 하기 성분 C.1, C.2 또는 C.3 중 1종, 바람직하게는 C.3:
C.1) 하기 구조 (X)의 적어도 1종의 시클릭 포스파젠 1.0-14.5 중량부, 바람직하게는 1.5-9.0 중량부, 보다 바람직하게는 2.0-8.0 중량부,
<화학식 X>
Figure 112016042662359-pct00001
(상기 식에서,
라디칼
R은 동일하거나 상이하고, 각각 아민 라디칼, 각 경우에 임의로 할로겐화된, 바람직하게는 플루오린화된, C1- 내지 C8-알킬, 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸, C1- 내지 C8-알콕시, 바람직하게는 메톡시, 에톡시, 프로폭시 또는 부톡시, 각 경우에 알킬, 바람직하게는 C1- 내지 C4-알킬, 및/또는 할로겐, 바람직하게는 염소 및/또는 브로민에 의해 임의로 치환된 C5- 내지 C6-시클로알킬, 각 경우에 알킬, 바람직하게는 C1- 내지 C4-알킬, 및/또는 할로겐, 바람직하게는 염소, 브로민, 및/또는 히드록시에 의해 임의로 치환된 C6- 내지 C20-아릴옥시, 바람직하게는 페녹시, 나프틸옥시, 각 경우에 알킬, 바람직하게는 C1- 내지 C4-알킬, 및/또는 할로겐, 바람직하게는 염소 및/또는 브로민에 의해 임의로 치환된 C7- 내지 C12-아르알킬, 바람직하게는 페닐-C1- 내지 C4-알킬, 또는 할로겐 라디칼, 바람직하게는 염소, 또는 OH 라디칼이고;
k는 1 또는 1 내지 10의 정수, 바람직하게는 1 내지 8, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 수이고;
삼량체 (k = 1)의 비율은 성분 C.1을 기준으로 하여 50 내지 98 mol%, 바람직하게는 60 내지 98 mol%, 보다 바람직하게는 65 내지 95 mol%, 훨씬 더 바람직하게는 70-95 mol%, 특히 바람직하게는 70 내지 90 mol%, 매우 특히 바람직하게는 70-85 mol%임),
C.2) 포스핀산의 염 0.1 내지 30.0 중량부, 바람직하게는 1.0 내지 15.0 중량부, 특히 바람직하게는 7.0 내지 12.0 중량부,
C.3) 올리고머 포스페이트, 특히 비스페놀 A 비스(디페닐포스페이트) 0 내지 25.0 중량부, 바람직하게는 7.0 내지 25.0 중량부, 특히 바람직하게는 11 내지 20.0 중량부,
D) 0.1 내지 20 μm의 평균 입자 크기 d50을 갖는 활석 0 내지 30.0 중량부, 바람직하게는 0 내지 15.0 중량부, 특히 0 내지 5.0 중량부,
E) 점적방지제 0.05 내지 5.00 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 3 중량부, 특히 바람직하게는 0.1 내지 1.5 중량부, 특히 0.1 내지 1 중량부
를 함유하고, 여기서 본원에 제시된 모든 중량부는 조성물 중 모든 성분 A+B+C+D+E의 중량부의 합계가 100이도록 바람직하게 정규화된 것인 경우에
섬유 복합재에 의해 적어도 부분적으로 달성된다.
일반적으로, 매트릭스의 조성물은 전체 조성물을 기준으로 하여 15 중량% 이하, 보다 바람직하게는 10 중량% 이하의 그라프트 중합체 B)를 함유한다. 성분 B)의 함량이 전체 조성물을 기준으로 하여 10 중량% 이하인 경우에, 매트릭스의 조성물은 바람직하게는 전체 조성물을 기준으로 하여 11 중량% 이상의 난연제 C.3을 함유한다. 매트릭스의 조성물은 바람직하게는 전체 조성물을 기준으로 하여 최대 20 중량%, 특히 바람직하게는 최대 17 중량%, 특히 최대 15 중량%의 성분 C.3에 따른 난연제를 함유한다.
특히 바람직한 실시양태에서, 조성물은 성분 A 내지 E로 전적으로 이루어지며, 조성물은 추가적으로 통상적인 첨가제를 함유할 수 있다.
따라서, 바람직한 섬유 복합재는 매트릭스 물질로서, 어떠한 폴리에스테르도 함유하지 않는 조성물을 함유한다.
바람직한 실시양태에서, 조성물은 추가적으로 하기 구성성분:
F) 비닐 (공)중합체 또는 폴리알킬렌 테레프탈레이트 0-15.0 중량부, 바람직하게는 2.0-12.5 중량부, 보다 바람직하게는 3.0-9.0 중량부, 특히 바람직하게는 3.0-6.0 중량부,
G) 첨가제 0-15.0 중량부, 바람직하게는 0.05-15.00 중량부, 바람직하게는 0.2-10.0 중량부, 특히 바람직하게는 0.4-5.0 중량부
를 함유할 수 있고, 여기서 제시된 모든 중량부는 조성물 중 모든 성분 A+B+C+D+E+F+G의 중량부의 합계가 100이도록 바람직하게 정규화된 것이다.
바람직한 실시양태에서, 조성물은 무기 난연제 및 난연성 상승작용제, 특히 수산화알루미늄, 산화수산화알루미늄 및 또한 산화비소 및 산화안티모니를 함유하지 않는다.
바람직한 실시양태는 개별적으로 사용되거나 또는 서로 연결될 수 있다.
성분 A
본 발명의 목적에 적합한 성분 A에 따른 방향족 폴리카르보네이트 및/또는 방향족 폴리에스테르 카르보네이트는 문헌으로부터 공지되어 있거나, 또는 문헌으로부터 공지된 공정에 의해 제조될 수 있다 (방향족 폴리카르보네이트의 제조에 대해, 예를 들어 문헌 [Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Interscience Publishers, 1964] 및 또한 DE-B 1 495 626, DE-A 2 232 877, DE-A 2 703 376, DE-A 2 714 544, DE-A 3 000 610, DE-A 3 832 396; 방향족 폴리에스테르 카르보네이트의 제조에 대해, 예를 들어 DE-A 3 007 934 참조).
방향족 폴리카르보네이트의 제조는, 예를 들어 임의로 사슬 종결제, 예를 들어 모노페놀을 사용하고 임의로 삼관능성 또는 삼관능성 초과의 분지화제, 예를 들어 트리페놀 또는 테트라페놀을 사용하는 상계면 공정에 의해, 디페놀을 탄산 할라이드, 바람직하게는 포스겐, 및/또는 방향족 디카르복실산 디할라이드, 바람직하게는 벤젠디카르복실산 디할라이드와 반응시킴으로써 수행된다. 디페놀을 예를 들어 디페닐 카르보네이트와 반응시킴으로써 용융 중합 공정을 통해 제조하는 것이 마찬가지로 가능하다.
방향족 폴리카르보네이트 및/또는 방향족 폴리에스테르 카르보네이트를 제조하기 위한 디페놀은 바람직하게는 하기 화학식 I의 것이다.
<화학식 I>
Figure 112016042662359-pct00002
상기 식에서,
A는 단일 결합, C1- 내지 C5-알킬렌, C2- 내지 C5-알킬리덴, C5- 내지 C6-시클로알킬리덴, -O-, -SO-, -CO-, -S-, -SO2-, C6- 내지 C12-아릴렌 (이에는 임의로 헤테로원자를 함유하는 추가의 방향족 고리가 융합될 수 있음),
또는 하기 화학식 II 또는 III의 라디칼이고,
<화학식 II>
Figure 112016042662359-pct00003
<화학식 III>
Figure 112016042662359-pct00004
B는 각 경우에 C1- 내지 C12-알킬, 바람직하게는 메틸, 할로겐, 바람직하게는 염소 및/또는 브로민이고,
지수
x는 각각 서로 독립적으로 0, 1 또는 2이고,
p는 1 또는 0이고,
R5 및 R6은 각각의 X1에 대해 개별적으로 선택될 수 있고, 각각 서로 독립적으로 수소 또는 C1- 내지 C6-알킬, 바람직하게는 수소, 메틸 또는 에틸이고,
X1은 탄소이고,
m은 4 내지 7, 바람직하게는 4 또는 5의 정수이며, 단 R5 및 R6은 둘 다 적어도 1개의 원자 X1 상의 알킬이다.
바람직한 디페놀은 히드로퀴논, 레조르시놀, 디히드록시디페놀, 비스(히드록시페닐)-C1- 내지 C5-알칸, 비스(히드록시페닐)-C5- 내지 C6-시클로알칸, 비스(히드록시페닐) 에테르, 비스(히드록실페닐) 술폭시드, 비스(히드록시페닐) 케톤, 비스(히드록시페닐) 술폰 및 α,α-비스(히드록시페닐)디이소프로필벤젠 및 또한 고리-브로민화 및/또는 고리-염소화 유도체이다.
특히 바람직한 디페놀은 4,4'-디히드록시비페닐, 비스페놀 A, 2,4-비스(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 비스(4-히드록시페닐) 술피드, 비스(4-히드록시페닐) 술폰 및 또한 그의 이브로민화 및 사브로민화 또는 염소화 유도체, 예를 들어 2,2-비스(3-클로로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)프로판 또는 2,2-비스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)프로판이다. 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 (비스페놀 A)이 특히 바람직하다.
디페놀은 개별적으로 또는 임의의 혼합물로서 사용될 수 있다. 디페놀은 문헌으로부터 공지되어 있거나, 또는 문헌으로부터 공지된 공정에 의해 수득될 수 있다.
열가소성 방향족 폴리카르보네이트의 제조에 적합한 사슬 종결제는, 예를 들어 페놀, p-클로로페놀, p-tert-부틸페놀 또는 2,4,6-트리브로모페놀, 및 또한 장쇄 알킬페놀, 예컨대 4-[2-(2,4,4-트리메틸펜틸)]페놀, DE-A 2 842 005에 기재된 바와 같은 4-(1,3-테트라메틸부틸)페놀, 또는 알킬 치환기 내에 총 8 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 모노알킬페놀 또는 디알킬페놀, 예를 들어 3,5-디-tert-부틸페놀, p-이소옥틸페놀, p-tert-옥틸페놀, p-도데실페놀 및 2-(3,5-디메틸헵틸)페놀 및 4-(3,5-디메틸헵틸)페놀이다. 사용되는 사슬 종결제의 양은 일반적으로, 사용되는 각각의 디페놀의 총 mol 수를 기준으로 하여 0.5 mol% 내지 10 mol% 범위이다.
열가소성 방향족 폴리카르보네이트는 15,000 내지 80,000 g/mol, 바람직하게는 19,000 내지 32,000 g/mol, 특히 바람직하게는 22,000 내지 30,000 g/mol의 평균 분자량 (중량 평균 Mw, 폴리카르보네이트 표준물을 사용하여 GPC (겔 투과 크로마토그래피)에 의해 측정됨)을 갖는다.
열가소성 방향족 폴리카르보네이트는 공지된 방식으로, 바람직하게는 삼관능성 또는 삼관능성 초과의 화합물, 예를 들어 3개 이상의 페놀 기를 갖는 것을, 사용되는 디페놀의 합계를 기준으로 하여 0.05 내지 2.0 mol%로 혼입함으로써 분지화될 수 있다. 선형 폴리카르보네이트, 보다 바람직하게는 비스페놀 A를 기재로 하는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
호모폴리카르보네이트 및 코폴리카르보네이트 둘 다가 적합하다. 본 발명에 따른 성분 A에 따른 코폴리카르보네이트를 제조하기 위해, 사용되는 디페놀의 총량을 기준으로 하여 1 내지 25 중량%, 바람직하게는 2.5 내지 25 중량%의 히드록시아릴옥시 말단 기를 갖는 폴리디오르가노실록산을 사용하는 것이 또한 가능하다. 이들은 공지되어 있으며 (US 3 419 634 A), 문헌으로부터 공지된 공정에 의해 제조될 수 있다. 폴리디오르가노실록산-함유 코폴리카르보네이트가 마찬가지로 적합하며; 폴리디오르가노실록산-함유 코폴리카르보네이트의 제조는, 예를 들어 DE-A 3 334 782에 기재되어 있다.
방향족 폴리에스테르 카르보네이트를 제조하기 위한 방향족 디카르복실산 디할라이드는 바람직하게는 이소프탈산, 테레프탈산, 비스(4-카르복실페닐) 에테르 및 나프탈렌-2,6-디카르복실산의 이산 디클로라이드이다.
1:20 내지 20:1 비의 이소프탈산 및 테레프탈산의 이산 디클로라이드의 혼합물이 특히 바람직하다.
폴리에스테르 카르보네이트의 제조에서, 탄산 할라이드, 바람직하게는 포스겐이 이관능성 산 유도체로서 추가적으로 병행 사용된다.
상기 언급된 모노페놀 이외의 방향족 폴리에스테르 카르보네이트의 제조를 위한 가능한 사슬 종결제는 그의 클로로탄산 에스테르, 및 C1- 내지 C22-알킬 기 또는 할로겐 원자에 의해 임의로 치환될 수 있는 방향족 모노카르복실산의 산 클로라이드, 및 또한 지방족 C2- 내지 C22-모노카르복실산 클로라이드이다.
사슬 종결제의 양은 페놀계 사슬 종결제의 경우에 디페놀의 mol을 기준으로 하고 모노카르복실산 클로라이드 사슬 종결제의 경우에 디카르복실산 디클로라이드의 mol을 기준으로 하여 각 경우에 0.1 내지 10 mol%이다.
방향족 폴리에스테르 카르보네이트의 제조에서, 1종 이상의 방향족 히드록시카르복실산이 추가적으로 사용될 수 있다.
방향족 폴리에스테르 카르보네이트는 공지된 방식의 선형 또는 분지형일 수 있으며 (대상에 대해, DE-A 2 940 024 및 DE-A 3 007 934 참조), 선형 폴리에스테르 카르보네이트가 바람직하다.
분지화제로서, 예를 들어 삼관능성 또는 보다 고관능가 카르복실산 클로라이드, 예컨대 트리메스산 트리클로라이드, 시아누르산 트리클로라이드, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산 테트라클로라이드, 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르복실산 테트라클로라이드 또는 피로멜리트산 테트라클로라이드를 0.01 내지 1.0 mol% (사용되는 디카르복실산 디클로라이드를 기준으로 함)의 양으로 사용하거나, 또는 삼관능성 또는 보다 고관능가 페놀, 예컨대 플로로글루시놀, 4,6-디메틸-2,4,6-트리(4-히드록시페닐)헵트-2-엔, 4,6-디메틸-2,4,6-트리(4-히드록시페닐)헵탄, 1,3,5-트리(4-히드록시페닐)벤젠, 1,1,1-트리(4-히드록시페닐)에탄, 트리(4-히드록시페닐)페닐메탄, 2,2-비스[4,4-비스(4-히드록시페닐)시클로헥실]프로판, 2,4-비스(4-히드록시페닐이소프로필)페놀, 테트라(4-히드록시페닐)메탄, 2,6-비스(2-히드록시-5-메틸벤질)-4-메틸페놀, 2-(4-히드록시페닐)-2-(2,4-디히드록시페닐)프로판, 테트라(4-[4-히드록시페닐이소프로필]페녹시)메탄, 1,4-비스[4,4'-디히드록시트리페닐)메틸]벤젠을, 사용되는 디페놀을 기준으로 하여 0.01 내지 1.0 mol%의 양으로 사용하는 것이 가능하다. 페놀계 분지화제는 처음에 디페놀과 함께 충전될 수 있고; 산 클로라이드 분지화제는 산 디클로라이드와 함께 도입될 수 있다.
열가소성 방향족 폴리에스테르 카르보네이트 중에서, 카르보네이트 구조 단위의 비율은 임의의 바람직한 방식으로 달라질 수 있다. 카르보네이트 기의 비율은 에스테르 기 및 카르보네이트 기의 합계를 기준으로 하여 바람직하게는 최대 100 mol%, 특히 최대 80 mol%, 특히 바람직하게는 최대 50 mol%이다. 방향족 폴리에스테르 카르보네이트의 에스테르 기 및 카르보네이트 기 둘 다는 중축합물 중에 블록 형태로 존재하거나 또는 랜덤 분포할 수 있다.
열가소성 방향족 폴리카르보네이트 및 폴리에스테르 카르보네이트는 단독으로 또는 임의의 혼합물로 사용될 수 있다.
성분 B
그라프트 중합체 B는, 예를 들어 고무-탄성 특성을 갖고, 본질적으로 하기 단량체: 클로로프렌, 1,3-부타디엔, 이소프렌, 스티렌, 아크릴로니트릴, 에틸렌, 프로필렌, 비닐 아세테이트 및 알콜 성분 내에 1 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르 중 적어도 2종으로부터 수득가능한 그라프트 중합체; 즉 예를 들어 문헌 ["Methoden der Organischen Chemie" (Houben-Weyl), Vol. 14/1, Georg Thieme-Verlag, Stuttgart 1961, pp. 393-406 및 C.B. Bucknall, "Toughened Plastics", Appl. Science Publishers, London 1977]에 기재된 바와 같은 중합체를 포함한다.
예를 들어, 특히 바람직한 중합체 B는, 예를 들어 DE-A 2 035 390 (= 미국 특허 3 644 574) 또는 DE-A 2 248 242 (= 영국 특허 1 409 275) 또는 문헌 [Ullmanns, Enzyklopaedie der Technischen Chemie, Vol. 19 (1980), p. 280 ff]에 기재된 바와 같은 ABS 중합체 (유화 ABS, 괴상 ABS 및 현탁 ABS)이다.
그라프트 공중합체 B는, 자유-라디칼 중합, 예를 들어 유화, 현탁, 용액 또는 괴상 중합, 바람직하게는 유화 또는 괴상 중합에 의해 제조된다.
바람직한 중합체 B는 부분 가교되고, 20 중량% 초과, 바람직하게는 40 중량% 초과, 특히 60 중량% 초과의 겔 함량 (톨루엔 중에서 측정됨)을 갖는다.
겔 함량은 적합한 용매 중에서 25℃에서 결정된다 (M. Hoffmann, H. Kroemer, R. Kuhn, Polymeranalytik I and II, Georg Thieme-Verlag, Stuttgart 1977).
바람직한 그라프트 중합체 B는
B.1) B.1.1) 스티렌, α-메틸스티렌, 메틸-고리-치환된 스티렌, C1- 내지 C8-알킬 메타크릴레이트, 특히 메틸 메타크릴레이트, C1- 내지 C8-알킬 아크릴레이트, 특히 메틸 아크릴레이트, 또는 이들 화합물의 혼합물 50 내지 95 중량부, 및
B.1.2) 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, C1- 내지 C8-알킬 메타크릴레이트, 특히 메틸 메타크릴레이트, C1- 내지 C8-알킬 아크릴레이트, 특히 메틸 아크릴레이트, 말레산 무수물, C1- 내지 C4-알킬- 또는 -페닐-N-치환된 말레이미드, 또는 이들 화합물의 혼합물 5 내지 50 중량부
의 혼합물 5 내지 95 중량부, 바람직하게는 30 내지 80 중량부로,
B.2) 고무-함유 그라프트 기재 5 내지 95 중량부, 바람직하게는 20 내지 70 중량부 상에
구성된 그라프트 중합체를 포함한다.
그라프트 기재는 바람직하게는 -10℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는다.
유리 전이 온도는 본 발명에서 달리 나타내지 않는 한, 중간점 온도 (탄젠트 방법)로서의 Tg의 정의 및 보호 가스로서의 질소를 사용하여, 10 K/min의 가열 속도에서 표준 DIN EN 61006에 따라 동적 시차 열량측정 (DSC)에 의해 결정된다.
폴리부타디엔 고무를 기재로 하는 그라프트 기재가 특히 바람직하다.
바람직한 그라프트 중합체 B는, 예를 들어, 스티렌 및/또는 아크릴로니트릴 및/또는 알킬 (메트)아크릴레이트가 그라프팅된 폴리부타디엔, 부타디엔-스티렌 공중합체 및 아크릴레이트 고무; 즉 DE-A 1 694 173 (= 미국 특허 3 564 077)에 기재된 유형의 공중합체; 예를 들어 DE-A 2 348 377 (= 미국 특허 3 919 353)에 기재된 바와 같은 알킬 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 비닐 아세테이트, 아크릴로니트릴, 스티렌 및/또는 알킬 스티렌이 그라프팅된 폴리부타디엔, 부타디엔-스티렌 또는 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리이소부텐 또는 폴리이소프렌이다.
특히 바람직한 그라프트 중합체 B는
I. 그라프트 생성물을 기준으로 하여 10 내지 70 중량%, 바람직하게는 15 내지 50 중량%, 특히 20 내지 40 중량%의 적어도 1종의 (메트)아크릴산 에스테르; 또는 10 내지 70 중량%, 바람직하게는 15 내지 50 중량%, 특히 20 내지 40 중량%의, 혼합물을 기준으로 하여 10 내지 50 중량%, 바람직하게는 20 내지 35 중량%의 아크릴로니트릴 또는 (메트)아크릴산 에스테르 및 혼합물을 기준으로 하여 50 내지 90 중량%, 바람직하게는 65 내지 80 중량%의 스티렌의 혼합물의,
II. 그라프트 생성물을 기준으로 하여 30 내지 90 중량%, 바람직하게는 40 내지 85 중량%, 특히 50 내지 80 중량%의, II를 기준으로 하여 적어도 50 중량%의 부타디엔 라디칼을 갖는 그라프트 기재로서의 부타디엔 중합체 상의
그라프팅 반응에 의해 수득가능한 그라프트 중합체이다.
본 발명에 따르면, ABS (아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌)를 그라프트 중합체로서 사용하는 것이 매우 특히 바람직하다.
이러한 그라프트 기재 II의 겔 함량은 바람직하게는 적어도 70 중량% (톨루엔 중에서 측정됨)이고, 그라프팅도 G는 0.15 내지 0.55이고, 그라프트 중합체 B의 평균 입자 직경 d50은 0.05 내지 2 μm, 바람직하게는 0.1 내지 0.6 μm이다.
(메트)아크릴산 에스테르 I은 아크릴산 또는 메타크릴산 및 1 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 1가 알콜의 에스테르이다. 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트 및 프로필 메타크릴레이트가 특히 바람직하다.
그라프트 기재 II는, 부타디엔 라디칼 이외에도, II를 기준으로 하여 최대 50 중량%의 다른 에틸렌계 불포화 단량체, 예컨대 스티렌, 아크릴로니트릴, 알콜 성분 내에 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 아크릴산 또는 메타크릴산의 에스테르 (예를 들어, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트), 비닐 에스테르 및/또는 비닐 에테르의 라디칼을 포함할 수 있다. 바람직한 그라프트 기재 II는 순수한 폴리부타디엔으로 이루어진다.
그라프트 단량체는 그라프팅 반응에서 그라프트 기재 상에 반드시 완전 그라프팅되지는 않는 것으로 공지되어 있기 때문에, 그라프트 중합체 B는 본 발명의 목적을 위해, 그라프트 기재의 존재 하에 그라프트 단량체의 중합에 의해 수득되는 생성물을 또한 포함한다.
그라프팅도 G는 그라프팅되는 그라프트 단량체 대 그라프트 기재의 중량비이고, 무차원이다.
평균 입자 크기 d50은 각 경우에 입자의 50 중량%가 그 초과 및 미만에 있는 직경이다. 이는 초원심분리 측정에 의해 결정될 수 있다 (W. Scholtan, H. Lange, Kolloid, Z. und Z. Polymere 250 (1972), 782-796).
추가의 바람직한 그라프트 중합체 B는, 예를 들어 또한
(a) B를 기준으로 하여 20 내지 90 중량%의 그라프트 기재로서의 아크릴레이트 고무, 및
(b) B를 기준으로 하여 10 내지 80 중량%의, a)의 부재 하에 형성된 그의 단독중합체 또는 공중합체가 25℃ 초과의 유리 전이 온도를 갖게 되는 그라프트 단량체로서의 적어도 1종의 중합성 에틸렌계 불포화 단량체
로 구성된 그라프트 중합체이다.
아크릴레이트 고무로 구성된 그라프트 기재는 바람직하게는 -20℃ 미만, 바람직하게는 -30℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는다.
중합체 B의 아크릴레이트 고무 (a)는 바람직하게는, 임의로 (a)를 기준으로 하여 최대 40 중량의 다른 중합성 에틸렌계 불포화 단량체와의, 알킬 아크릴레이트의 중합체이다. 바람직한 중합성 아크릴산 에스테르는 C1- 내지 C8-알킬 에스테르, 예를 들어 메틸, 에틸, n-부틸, n-옥틸 및 2-에틸헥실 에스테르 및 이들 단량체의 혼합물을 포함한다.
가교를 실시하기 위해, 1개 초과의 중합성 이중 결합을 갖는 단량체를 공중합시킬 수 있다. 가교 단량체의 바람직한 예는 3 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 불포화 모노카르복실산 및 3 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 불포화 1가 알콜 또는 2 내지 4개의 OH 기 및 2 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 포화 폴리올의 에스테르, 예를 들어 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 멀티플라이 불포화 헤테로시클릭 화합물, 예를 들어 트리비닐 시아누레이트 및 트리알릴 시아누레이트, 다관능성 비닐 화합물, 예를 들어 디비닐벤젠 및 트리비닐벤젠, 및 또한 트리알릴 포스페이트 및 디알릴 프탈레이트이다. 바람직한 가교 단량체는 시클릭 단량체 트리알릴 시아누레이트, 트리알릴 이소시아누레이트, 트리비닐 시아누레이트, 트리아크릴로일헥사히드로-s-트리아진, 트리알릴벤젠이다.
가교 단량체의 양은 그라프트 기재 (a)를 기준으로 하여 바람직하게는 0.02 내지 5 중량%, 특히 0.05 내지 2 중량%이다.
적어도 3개의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 시클릭 가교 단량체의 경우에는, 그 양을 그라프트 기재 (a)의 1 중량% 미만으로 제한하는 것이 유리하다.
아크릴산 에스테르 이외에도, 임의로 그라프트 기재 (a)를 제조하기 위해 사용될 수 있는 바람직한 "다른" 중합성 에틸렌계 불포화 단량체는, 예를 들어 아크릴로니트릴, 스티렌, α-메틸스티렌, 아크릴아미드, 비닐 C1- 내지 C6-알킬 에테르, 메틸 메타크릴레이트, 부타디엔이다. 그라프트 기재 (a)로서의 바람직한 아크릴레이트 고무는 적어도 60 중량%의 겔 함량을 갖는 유화 중합체이다.
추가의 적합한 그라프트 기재는, 먼저 특허 공개 DE 37 04 657, DE 37 04 655, DE 36 31 540 및 DE 36 31 539에 기재된 바와 같은 그라프팅-활성 위치 및 적어도 40 중량%의 겔 함량 (디메틸포름아미드 중에서 측정됨)을 갖는 실리콘 고무, 및 또한 실리콘-아크릴레이트 복합 고무이다.
성분 C.1
본 발명에 따라 사용되는 성분 C.1로서의 포스파젠은 하기 화학식 X의 시클릭 포스파젠이다.
<화학식 X>
Figure 112016042662359-pct00005
상기 식에서,
라디칼
R은 동일하거나 상이하고, 각각
- 아민 라디칼,
- 각 경우에 임의로 할로겐화된, 바람직하게는 플루오린화된, 보다 바람직하게는 모노할로겐화된, C1-C8-알킬, 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸,
- C1- 내지 C8-알콕시, 바람직하게는 메톡시, 에톡시, 프로폭시 또는 부톡시,
- 각 경우에 알킬, 바람직하게는 C1- 내지 C4-알킬, 및/또는 할로겐, 바람직하게는 염소 및/또는 브로민에 의해 임의로 치환된 C5- 내지 C6-시클로알킬,
- 각 경우에 알킬, 바람직하게는 C1- 내지 C4-알킬, 및/또는 할로겐, 바람직하게는 염소, 브로민, 및/또는 히드록시에 의해 임의로 치환된 C6- 내지 C20-아릴옥시, 바람직하게는 페녹시, 나프틸옥시,
- 각 경우에 알킬, 바람직하게는 C1- 내지 C4-알킬, 및/또는 할로겐, 바람직하게는 염소 및/또는 브로민에 의해 임의로 치환된 C7- 내지 C12-아르알킬, 바람직하게는 페닐-C1- 내지 C4-알킬, 또는
- 할로겐 라디칼, 바람직하게는 염소 또는 플루오린, 또는
- OH 라디칼이고,
k는 1 또는 1 내지 10의 정수, 바람직하게는 1 내지 8, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 수이다.
하기가 바람직하다:
프로폭시포스파젠, 페녹시포스파젠, 메틸페녹시포스파젠, 아미노포스파젠 및 플루오로알킬포스파젠 및 또한 하기 구조를 갖는 포스파젠.
Figure 112016042662359-pct00006
상기 화합물에서, k = 1, 2 또는 3이다.
k = 1을 갖는 올리고머 (C.1-1)의 비율이 50 내지 98 mol%인 페녹시포스파젠 (모든 라디칼 R = 페녹시임)이 특히 바람직하다.
<화학식 XI>
Figure 112016042662359-pct00007
예를 들어 불완전 반응한 출발 물질로부터의, 인 상에서 할로겐-치환된 포스파젠의 비율은 바람직하게는 1000 ppm 미만, 보다 바람직하게는 500 ppm 미만이다.
포스파젠은 단독으로 또는 혼합물로서 사용될 수 있다. 라디칼 R은 항상 동일할 수 있거나, 또는 화학식 Ia 및 Ib에서의 2개 이상의 라디칼은 상이할 수 있다. 포스파젠의 라디칼 R은 바람직하게는 동일하다.
추가의 바람직한 실시양태에서, 동일한 라디칼 R을 갖는 포스파젠만이 사용된다.
바람직한 실시양태에서, 사량체 (k = 2) (C.1-2)의 비율은 성분 C.1을 기준으로 하여 2 내지 50 mol%, 보다 바람직하게는 5 내지 40 mol%, 훨씬 더 바람직하게는 10 내지 30 mol%, 특히 바람직하게는 10 내지 20 mol%이다.
바람직한 실시양태에서, 보다 고급 올리고머 포스파젠 (k = 3, 4, 5, 6 및 7) (C.1-3)의 비율은 성분 C를 기준으로 하여 0 내지 30 mol%, 보다 바람직하게는 2.5 내지 25 mol%, 훨씬 더 바람직하게는 5 내지 20 mol%, 특히 바람직하게는 6-15 mol%이다.
바람직한 실시양태에서, k ≥ 8을 갖는 올리고머 (C.1-4)의 비율은 성분 C.1을 기준으로 하여 0 내지 2.0 mol%, 바람직하게는 0.10 내지 1.00 mol%이다.
추가의 바람직한 실시양태에서, 성분 C.1의 포스파젠은 비율에 대해 모든 3가지 상기 언급된 조건 (C.1-2 - C.1-4)을 충족시킨다.
성분 C.1은 바람직하게는 성분 C.1을 기준으로 하여 삼량체 (k = 1)의 비율이 70 내지 85 mol%이고, 사량체 (k = 2)의 비율이 10 내지 20 mol%이고, 보다 고급 올리고머 포스파젠 (k = 3, 4, 5, 6 및 7)의 비율이 6 내지 15 mol%이고, k ≥ 8을 갖는 포스파젠 올리고머가 0.1 내지 1 mol%인 페녹시포스파젠이다.
대안적 실시양태에서, k의 가중 산술 값으로서 정의되는 n은 1.10 내지 1.75, 바람직하게는 1.15 내지 1.50, 보다 바람직하게는 1.20 내지 1.45, 특히 바람직하게는 1.20 내지 1.40 범위 (범위 경계치 포함)이다.
Figure 112016042662359-pct00008
포스파젠 및 그의 제조는, 예를 들어 EP-A 728 811, DE-A 1 961668 및 WO 97/40092 A1에 기재되어 있다.
각각의 블렌드 샘플에서의 올리고머 조성은, 배합 후에도, 31P-NMR에 의해 검출 및 정량화될 수 있다 (화학적 이동; 삼량체에 대한 δ: 6.5 내지 10.0 ppm; 사량체에 대한 δ: -10 내지 -13.5 ppm; 보다 고급 올리고머에 대한 δ: -16.5 내지 -25.0 ppm).
성분 C.2
본 발명의 목적을 위해, 포스핀산의 염 (성분 C.2)은 포스핀산과 임의의 금속 양이온과의 염이다. 금속 양이온이 서로 다른 염의 혼합물을 사용하는 것이 또한 가능하다. 금속 양이온은 주기율표의 제1 주족 (알칼리 금속, 바람직하게는 Li+, Na+, K+), 제2 주족 (알칼리 토금속; 바람직하게는 Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, 특히 바람직하게는 Ca2+) 또는 제3 주족 (붕소족의 원소; 바람직하게는 Al3+) 및/또는 제2, 제7 또는 제8 전이족 (바람직하게는 Zn2+, Mn2+, Fe2+, Fe3+)의 금속의 양이온이다.
하기 화학식 IV의 포스핀산의 염 또는 염의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
<화학식 IV>
Figure 112016042662359-pct00009
상기 식에서, Mm+는 주기율표의 제1 주족 (알칼리 금속; m = 1), 제2 주족 (알칼리 토금속; m = 2) 또는 제3 주족 (m = 3) 또는 제2, 제7 또는 제8 전이족 (여기서, m은 1 내지 6, 바람직하게는 1 내지 3의 정수, 특히 바람직하게는 2 또는 3임)의 금속 양이온이다.
화학식 IV에서,
m = 1인 경우, 금속 양이온 M+ = Li+, Na+, K+이고,
m = 2인 경우, 금속 양이온 M2+ = Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+이고,
m = 3인 경우, 금속 양이온 M3+ = Al3+인 것이 바람직하며,
Ca2+ (m = 2) 및 Al3+ (m = 3)가 가장 바람직하다.
바람직한 실시양태에서, 포스핀산 염 (성분 C.2)의 평균 입자 크기 d50은 80 μm 미만, 바람직하게는 60 μm 미만이며, d50이 10 μm 내지 55 μm 범위인 것이 특히 바람직하다. 평균 입자 크기 d50은 각 경우에 입자의 50 중량%가 그 초과 및 미만에 있는 직경이다. 평균 입자 크기 d50이 서로 다른 염의 혼합물을 사용하는 것이 또한 가능하다.
포스핀산 염의 입자 크기 d50에 대해 부여된 이들 요건은 각각 포스핀산 염의 난연 효율이 증가되는 기술적 효과와 연관되어 있다.
포스핀산 염은 단독으로 또는 다른 인-함유 난연제와 조합되어 사용될 수 있다. 단량체 및 올리고머 인산 및 포스폰산 에스테르, 포스포네이트아민 및 포스파젠으로 이루어진 군으로부터 선택된 인-함유 난연제를 함유하지 않는 포스핀산 염-함유 조성물이 바람직하다. 이들 다른 인-함유 난연제, 예를 들어 단량체 및 올리고머 인산 및 포스폰산 에스테르는 포스핀산 염에 비해, 이들이 성형 조성물의 열적 형상 안정성을 감소시킨다는 단점을 갖는다.
성분 C.3
성분 C.3의 난연제로서, 하기 화학식 VIII의 올리고머 인산 또는 포스폰산 에스테르가 사용된다.
<화학식 VIII>
Figure 112016042662359-pct00010
상기 식에서,
R1, R2, R3 및 R4는 각각 서로 독립적으로 임의로 할로겐화된 C1- 내지 C8-알킬, 또는 각 경우에 알킬, 바람직하게는 C1- 내지 C4-알킬, 및/또는 할로겐, 바람직하게는 염소, 브로민에 의해 임의로 치환된 C5- 내지 C6-시클로알킬, C6- 내지 C20-아릴 또는 C7- 내지 C12-아르알킬이고,
지수
n은 서로 독립적으로 0 또는 1이고,
q는 0 내지 30이고,
X는 6 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 모노시클릭 또는 폴리시클릭 방향족 라디칼 또는 2 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 지방족 라디칼이고, 이들은 OH-치환될 수 있고 최대 8개의 에테르 결합을 함유할 수 있다.
R1, R2, R3 및 R4는 서로 독립적으로 바람직하게는 C1- 내지 C4-알킬, 페닐, 나프틸 또는 페닐-C1- 내지 C4-알킬이다. 방향족 기 R1, R2, R3 및 R4는 할로겐 및/또는 알킬 기, 바람직하게는 염소, 브로민 및/또는 C1- 내지 C4-알킬에 의해 치환될 수 있다. 특히 바람직한 아릴 라디칼은 크레실, 페닐, 크실레닐, 프로필페닐 또는 부틸페닐 및 또한 그의 상응하는 브로민화 및 염소화 유도체이다.
X는 화학식 VIII에서 바람직하게는 6 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 모노시클릭 또는 폴리시클릭 방향족 라디칼이다. 이는 바람직하게는 화학식 I의 디페놀로부터 유도된다.
지수
n은 화학식 VIII에서 서로 독립적으로 각각 0 또는 1일 수 있으며, n이 1인 것이 바람직하다.
q는 0 내지 30, 바람직하게는 0.3 내지 20, 특히 바람직하게는 0.5 내지 10, 특히 0.5 내지 6, 훨씬 더 바람직하게는 1.01 내지 1.6, 매우 특히 바람직하게는 1.05 내지 1.6, 가장 바람직하게는 1.05 내지 1.2 범위이다.
X는 특히 바람직하게는
Figure 112016042662359-pct00011
또는 그의 염소화 또는 브로민화 유도체이다. 특히, X는 레조르시놀, 히드로퀴논, 비스페놀 A 또는 디페닐페놀로부터 유도된다. X는 특히 바람직하게는 비스페놀 A로부터 유도된다.
본 발명에 따른 성분 C.3으로서, 다양한 포스페이트의 혼합물을 사용하는 것이 또한 가능하다.
화학식 VIII의 인 화합물은 특히 레조르시놀-가교된 올리고포스페이트 및 비스페놀 A-가교된 올리고포스페이트이다. 비스페놀 A로부터 유도되는 화학식 VIII의 올리고머 인산 에스테르를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
성분 C.3으로서, 하기 화학식 VIIIa의 비스페놀 A-기재 올리고포스페이트가 가장 바람직하다.
<화학식 VIIIa>
Figure 112016042662359-pct00012
여기서, q는 상기 화학식 VIIIa에서 1.05 내지 1.2이다.
성분 C.3의 인 화합물은 공지되어 있거나 (예를 들어, EP-A 0 363 608, EP-A 0 640 655 참조), 또는 공지된 방법에 의해 유사한 방식으로 제조될 수 있다 (예를 들어, 문헌 [Ullmanns Enzyklopaedie der technischen Chemie, Vol. 18, p. 301 ff. 1979; Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Vol. 12/1, p. 43; Beilstein Vol. 6, p. 177]).
다양한 인 화합물의 혼합물이 사용되는 경우 및 올리고머 인 화합물의 경우에, 제시된 q 값은 평균 q 값이다. 평균 q 값은 적합한 방법 (기체 크로마토그래피 (GC), 고압 액체 크로마토그래피 (HPLC), 겔 투과 크로마토그래피 (GPC))에 의해 인 화합물의 조성 (분자량 분포)을 결정하고, 그로부터 q의 평균 값을 계산함으로써 결정될 수 있다.
난연제는 단독으로 또는 서로 간의 임의의 혼합물로 또는 다른 난연제와 혼합되어 사용될 수 있다. 그러나, 사용되는 군 C.1, C.2 및/또는 C.3의 난연제 이외의 추가의 난연제가 없는 것이 바람직하다.
성분 D
본 발명의 목적을 위해, 활석은 자연 발생 또는 합성 제조 활석이다.
순수한 활석은 화학적 조성 3 MgO · 4 SiO2 · H2O 및 따라서 31.9 중량%의 MgO 함량, 63.4 중량%의 SiO2 함량 및 4.8 중량%의 화학적으로 결합된 물의 함량을 갖는다. 이는 시트 구조를 갖는 실리케이트이다.
자연 발생 활석 물질은 다른 원소에 의한 마그네슘의 부분 치환에 의해, 예를 들어 알루미늄에 의한 규소의 부분 치환에 의해, 및/또는 다른 미네랄, 예를 들어 돌로마이트, 마그네사이트 및 클로라이트와 함께 성장시키는 것에 의해 오염되기 때문에, 일반적으로 상기 기재된 이상적인 조성을 갖지 않는다.
본 발명의 목적을 위한 특정한 유형의 활석은 28 내지 35 중량%, 바람직하게는 30 내지 33 중량%, 특히 바람직하게는 30.5 내지 32 중량%의 MgO 함량, 및 55 내지 65 중량%, 바람직하게는 58 내지 64 중량%, 특히 바람직하게는 60 내지 62.5 중량%의 SiO2 함량을 특징으로 하는 특히 높은 순도를 갖는다. 게다가, 바람직한 유형의 활석은 5 중량% 미만, 특히 바람직하게는 1 중량% 미만, 특히 0.7 중량% 미만의 Al2O3 함량을 갖는다.
이러한 정의에 상응하는 상업적으로 입수가능한 유형의 활석은, 예를 들어 루제낙 나인취 미네랄베르케 게엠베하(Luzenac Naintsch Mineralwerke GmbH) (오스트리아 그라츠)로부터의 루제낙(Luzenac)® A3이다.
본 발명에 따르지 않는 유형의 활석은, 예를 들어 루제낙 SE-스탠다드, 루제낙 SE-수퍼, 루제낙 SE-마이크로 및 또한 루제낙 ST 10, 15, 20, 30 및 60이며, 이들은 모두 루제낙 나인취 미네랄베르케 게엠베하에 의해 시판된다.
본 발명에 따른 활석을 0.1 내지 20 μm, 바람직하게는 0.2 내지 10 μm, 특히 바람직하게는 1.1 내지 5 μm, 매우 특히 바람직하게는 1.15 내지 2.5 μm의 평균 입자 크기 d50을 갖는 미세하게 밀링된 유형의 형태로 사용하는 것이 특히 유리하다.
활석은 중합체와의 더 우수한 상용성을 제공하기 위해 표면-처리, 예를 들어 실란화되어 왔다. 성형 조성물의 가공 및 제조를 고려하여, 압축된 활석을 사용하는 것이 또한 유리하다.
성분 E
특히, 점적방지제로서, 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 또는 PTFE-함유 조성물, 예를 들어 PTFE와 스티렌 또는 메틸 메타크릴레이트-함유 중합체 또는 공중합체와의 마스터배치가, 분말 또는 응고된 혼합물로서, 예를 들어 성분 B와 함께 사용된다.
점적방지제로서 사용되는 플루오린화 폴리올레핀은 높은 분자량 및 -30℃ 초과, 일반적으로 100℃ 초과의 유리 전이 온도, 바람직하게는 65 내지 76 중량%, 특히 70 내지 76 중량%의 플루오린 함량, 0.05 내지 1000 μm, 바람직하게는 0.08 내지 20 μm의 평균 입자 직경 d50을 갖는다. 일반적으로, 플루오린화 폴리올레핀은 1.2 내지 2.3 g/cm3의 밀도를 갖는다. 바람직한 플루오린화 폴리올레핀은 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 및 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체이다. 플루오린화 폴리올레핀은 공지되어 있다 (문헌 ["Vinyl and Related Polymers" by Schildknecht, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1962, pages 484-494; "Fluoropolymers" by Wall, Wiley-Interscience, John Wiley & Sons, Inc., New York, Volume 13, 1970, pages 623-654; "Modern Plastics Encyclopedia", 1970-1971, Volume 47, No. 10 A, October 1970, McGraw-Hill, Inc., New York, pages 134 and 774; "Modern Plastics Encyclopedia", 1975-1976, October 1975, Volume 52, No. 10 A, McGraw-Hill, Inc., New York, pages 27, 28 and 472] 및 미국 특허 3 671 487, 3 723 373 및 3 838 092 참조).
이들은 공지된 방법에 의해, 예를 들어 수성 매질 중에서 자유-라디칼-형성 촉매, 예를 들어 소듐, 포타슘 또는 암모늄 퍼옥소디술페이트를 사용하여 7 내지 71 kg/cm2의 압력 및 0 내지 200℃의 온도, 바람직하게는 20 내지 100℃의 온도에서 테트라플루오로에틸렌을 중합시키는 것에 의해 제조될 수 있다. (추가의 세부사항에 대해, 예를 들어 US-A 2 393 967 참조). 사용되는 형태에 따라, 이들 물질의 밀도는 1.2 내지 2.3 g/cm3 범위일 수 있고, 평균 입자 크기는 0.05 내지 1000 μm 범위일 수 있다.
본 발명에 따라 바람직한 플루오린화 폴리올레핀은 0.05 내지 20 μm, 바람직하게는 0.08 내지 10 μm의 평균 입자 직경, 및 1.2 내지 1.9 g/cm3의 밀도를 갖는다.
분말 형태로 사용될 수 있는 적합한 플루오린화 폴리올레핀 E는 100 내지 1000 μm의 평균 입자 직경 및 2.0 g/cm3 내지 2.3 g/cm3의 밀도를 갖는 테트라플루오로에틸렌 중합체이다. 적합한 테트라플루오로에틸렌 중합체 분말은 상업적 제품이며, 예를 들어 듀폰(DuPont)에 의해 상표명 테플론(Teflon)® 하에 판매된다.
특히 바람직한 난연 조성물은, 임의적인 추가의 첨가제 이외에도, 성분 E로서, 플루오린화 폴리올레핀을 0.05 내지 5.0 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 2.0 중량부, 특히 바람직하게는 0.3 내지 1.0 중량부의 양으로 함유한다.
성분 F
성분 F는 1종 이상의 열가소성 비닐 (공)중합체 또는 폴리알킬렌 테레프탈레이트를 포함한다.
적합한 비닐 (공)중합체 F는 비닐방향족, 비닐 시아나이드 (불포화 니트릴), (C1- 내지 C8)-알킬 (메트)아크릴레이트, 불포화 카르복실산 및 불포화 카르복실산의 유도체 (예를 들어, 무수물 및 이미드)로 이루어진 군으로부터의 적어도 1종의 단량체의 중합체이다. 특히 적합한 중합체는
F.1 비닐방향족 및/또는 고리-치환된 비닐방향족, 예를 들어 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-클로로스티렌 및/또는 (C1- 내지 C8)-알킬 (메트)아크릴레이트, 예컨대 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트 50 내지 99 중량부, 바람직하게는 60 내지 80 중량부, 및
F.2 비닐 시아나이드 (불포화 니트릴), 예컨대 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴 및/또는 (C1- 내지 C8)-알킬 (메트)아크릴레이트, 예컨대 메틸 메타크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, 및/또는 불포화 카르복실산, 예컨대 말레산 및/또는 유도체, 예컨대 무수물 및 이미드, 불포화 카르복실산, 예를 들어 말레산 무수물 및 N-페닐말레이미드 1 내지 50 중량부, 바람직하게는 20 내지 40 중량부
의 (공)중합체이다.
비닐 (공)중합체 F는 수지-유사, 열가소성 및 고무-무함유이다. F.1 스티렌 및 F.2 아크릴로니트릴의 공중합체가 특히 바람직하다.
F에 따른 (공)중합체는 공지되어 있으며, 자유-라디칼 중합에 의해, 특히 유화, 현탁, 용액 또는 괴상 중합에 의해 제조될 수 있다. (공)중합체는 바람직하게는 15,000 내지 200,000 g/mol, 특히 바람직하게는 100,000 내지 150,000 g/mol 범위의 평균 분자량 Mw (중량 평균, 광 산란 또는 침강에 의해 결정됨)를 갖는다.
특히 바람직한 실시양태에서, F는 130,000 g/mol의 중량 평균 분자량 Mw를 갖는 77 중량%의 스티렌 및 23 중량%의 아크릴로니트릴의 공중합체이다.
마찬가지로, 조성물은 본 발명에 따르면 적합한 성분 F로서, 폴리알킬렌 테레프탈레이트 또는 2종 이상의 상이한 폴리알킬렌 테레프탈레이트의 혼합물을 함유할 수 있다.
본 발명의 목적을 위해, 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 테레프탈산 (또는 그의 반응성 유도체, 예를 들어 디메틸 에스테르 또는 무수물) 및 예를 들어 프로필렌 글리콜, 부탄디올, 펜탄디올, 헥산디올, 1,2-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디올, 1,3-시클로헥산디올 및 시클로헥실디메탄올을 기재로 하는 알칸디올, 시클로지방족 또는 아르지방족 디올 및 그의 혼합물로부터 유도되는 폴리알킬렌 테레프탈레이트이며, 본 발명에 따른 디올 성분은 2개 초과의 탄소 원자를 갖는다. 이에 따라, 성분 F로서, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및/또는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트, 가장 바람직하게는 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 이산의 단량체로서 최대 5 중량%의 이소프탈산을 또한 함유할 수 있다.
바람직한 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 공지된 방법에 의해 테레프탈산 (또는 그의 반응성 유도체) 및 3 내지 21개의 탄소 원자를 갖는 지방족 또는 시클로지방족 디올로부터 제조될 수 있다 (Kunststoff-Handbuch, Vol. VIII, p. 695 ff, Karl-Hanser-Verlag, Munich 1973).
바람직한 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 디올 성분을 기준으로 하여 적어도 80 mol%, 바람직하게는 적어도 90 mol%의 1,3-프로판디올 및/또는 1,4-부탄디올 라디칼을 함유한다.
바람직한 폴리알킬렌 테레프탈레이트는, 테레프탈산 라디칼 이외에도, 최대 20 mol%의 8 내지 14개의 탄소 원자를 갖는 다른 방향족 디카르복실산 또는 4 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 지방족 디카르복실산의 라디칼, 예를 들어 프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌-2,6-디카르복실산, 비페닐-4,4'-디카르복실산, 숙신산, 아디프산, 세바스산, 아젤라산, 시클로헥산디아세트산, 시클로헥산디카르복실산의 라디칼을 함유할 수 있다.
바람직한 폴리알킬렌 테레프탈레이트는, 1,3-프로판디올 또는 1,4-부탄디올 라디칼 이외에도, 최대 20 mol%의 3 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 다른 지방족 디올 또는 6 내지 21개의 탄소 원자를 갖는 시클로지방족 디올, 예를 들어 1,3-프로판디올, 2-에틸-1,3-프로판디올, 네오펜틸 글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 시클로헥산-1,4-디메탄올, 3-메틸-2,4-펜탄디올, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 및 2-에틸-1,6-헥산디올, 2,2-디에틸-1,3-프로판디올, 2,5-헥산디올, 1,4-디(β-히드록시에톡시)벤젠, 2,2-비스(4-히드록시시클로헥실)프로판, 2,4-디히드록시-1,1,3,3-테트라메틸시클로부탄, 2,2-비스(3-β-히드록시에톡시페닐)프로판 및 2,2-비스(4-히드록시프로폭시페닐)프로판의 라디칼을 함유할 수 있다 (DE-A 24 07 674, 24 07 776, 27 15 932).
폴리알킬렌 테레프탈레이트는 DE-A 19 00 270 및 US-A 3 692 744에 기재된 바와 같이 비교적 소량의 3가 또는 4가 알콜 또는 3염기성 또는 4염기성 카르복실산을 혼입함으로써 분지화될 수 있다. 바람직한 분지화제의 예는 트리메스산, 트리멜리트산, 트리메틸올에탄 및 트리메틸올프로판 및 펜타에리트리톨이다.
산 성분을 기준으로 하여 1 mol% 이하의 분지화제를 사용하는 것이 권장된다.
테레프탈산 또는 그의 반응성 유도체 (예를 들어, 그의 디알킬 에스테르, 예컨대 디메틸 테레프탈레이트) 및 1,3-프로판디올 및/또는 1,4-부탄디올만으로부터 제조된 폴리알킬렌 테레프탈레이트 (폴리프로필렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트), 및 이들 폴리알킬렌 테레프탈레이트의 혼합물이 특히 바람직하다.
바람직한 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 상기 언급된 산 성분 중 2종 및/또는 상기 언급된 알콜 성분 중 적어도 2종으로부터 제조된 코폴리에스테르를 또한 포함하고; 특히 바람직한 코폴리에스테르는 폴리(1,3-프로필렌 글리콜/1,4-부탄디올) 테레프탈레이트이다.
폴리알킬렌 테레프탈레이트는 일반적으로 각 경우에 25℃에서 페놀/o-디클로로벤젠 (1:1 중량부) 중에서 측정된 약 0.4 내지 1.5 dl/g, 바람직하게는 0.5 내지 1.3 dl/g의 고유 점도를 갖는다.
대안적 실시양태에서, 본 발명에 따라 제조된 폴리에스테르는 또한 다른 폴리에스테르 및/또는 추가의 중합체와 혼합되어 사용될 수 있으며, 폴리알킬렌 테레프탈레이트와 다른 폴리에스테르와의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
추가의 첨가제 G
조성물은 통상의 중합체 첨가제, 예컨대 난연성 상승작용제, 윤활제 및 이형제 (예를 들어, 펜타에리트리틸 테트라스테아레이트), 핵형성제, 안정화제 (예를 들어, UV/광 안정화제, 열 안정화제, 산화방지제, 에스테르교환 억제제, 가수분해 억제제), 대전방지제 (예를 들어, 전도성 카본 블랙, 탄소 섬유, 탄소 나노튜브 및 유기 대전방지제, 예컨대 폴리알킬렌 에테르, 알킬술포네이트 또는 폴리아미드-함유 중합체) 및 또한 염료, 안료, 충전제 및 강화 물질, 특히 유리 섬유, 미네랄 강화 물질 및 탄소 섬유를 추가로 함유할 수 있다. 게다가, 조성물은 무기 붕소 화합물, 바람직하게는 붕산의 금속 염, 특히 붕산아연을 포함할 수 있다.
안정화제로서, 입체 장애 페놀 및 포스파이트 또는 그의 혼합물, 예를 들어 이르가녹스(Irganox)ⓒ B900 (시바 스페셜티 케미칼스(Ciba Speciality Chemicals))를 사용하는 것이 바람직하다. 이형제로서 펜타에리트리틸 테트라스테아레이트가 바람직하게 사용된다. 게다가, 바람직하게는 카본 블랙이 흑색 안료로서 첨가된다 (예를 들어, 블랙 펄).
특히 바람직한 성형 조성물은 성분 G로서, 임의적인 추가의 첨가제 이외에도, 0.1 내지 1.5 중량부, 바람직하게는 0.2 내지 1.0 중량부, 특히 바람직하게는 0.3 내지 0.8 중량부의 이형제, 특히 바람직하게는 펜타에리트리틸 테트라스테아레이트를 포함한다.
특히 바람직한 성형 조성물은 성분 G로서, 임의적인 추가의 첨가제 이외에도, 예를 들어 입체 장애 페놀, 포스파이트 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 안정화제, 특히 바람직하게는 이르가녹스® B900을 0.01 내지 0.5 중량부, 바람직하게는 0.03 내지 0.4 중량부, 특히 바람직하게는 0.06 내지 0.3 중량부의 양으로 함유한다.
게다가, PTFE (성분 E), 펜타에리트리틸 테트라스테아레이트 및 이르가녹스 B900과, 성분 C)로서의 인-기재 난연제와의 조합이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 섬유 복합재를 위한 매우 특히 바람직한 조성물은 성분 A 내지 E 및 임의로 적어도 1종의 이형제, 특히 펜타에리트리틸 테트라스테아레이트, 및 임의로 적어도 1종의 안정화제, 특히 페놀, 포스파이트 또는 그의 혼합물로 전적으로 이루어진다.
섬유에 함침시키기 위한 매트릭스 물질로서 사용되는 본 발명에 따른 조성물은 강도 및 강성에 대해 우수한 기계적 특성을 가질 뿐만 아니라 철도 차량에서의 화재 방지에 대한 EN 45545-2에 따른 연기 발생 (Ds(4), VOF 4 및 Ds(max))의 측면에서 엄격한 화재 방지 요건을 충족시키는 섬유 복합재를 제공하는 것을 가능하게 하는 것으로 밝혀졌다.
따라서, 본 발명의 개념은 연기 발생에 대한 EN 45545-2의 요건을 충족시키는 섬유 복합재를 제조하기 위한, 특히 철도 차량을 위한 구성요소의 제조를 위한, 상기 기재된 조성물의 용도를 또한 포함한다.
게다가, 본 발명에 따른 섬유 복합재로부터 제조된 구성요소는 EN 45545의 요건에 따른 화염 확산 (CFE) 및 열 방출 (MARHE)에 대해 우수한 특성을 갖는다.
섬유 복합재는 섬유 물질로 구성된 적어도 1개의 섬유 층을 갖는다. 본 발명의 목적을 위해, 이러한 섬유 층은 본질적으로 평면으로 배열된 섬유에 의해 형성되는 시트-유사 층이다. 섬유는, 예를 들어 섬유의 직조-유사 배열에 의해 그의 위치를 통해 서로 접합될 수 있다. 게다가, 섬유 층은 섬유를 서로 접합시키기 위한 비율의 수지 또는 또 다른 접착제를 또한 포함할 수 있다. 대안적으로, 섬유는 또한 서로 접합되지 않을 수 있다. 이는 섬유가 인식가능한 힘의 인가 없이 서로 탈착될 수 있는 것을 의미한다. 섬유 층은 또한 서로 접합된 섬유 및 서로 접합되지 않은 섬유의 조합을 가질 수 있다.
적어도 1개의 섬유 층은 열가소성 물질을 기재로 하는 매트릭스에 매립된다. 이는 섬유 층이 적어도 한측, 바람직하게는 양측 상에서 열가소성에 의해 둘러싸인 것을 의미한다. 열가소성 물질로 구성된 매트릭스의 주연부는, 특히 섬유 복합재로 이루어진 구성요소 또는 반완성 부품의 외부 표면을 형성한다.
섬유 복합재 내 섬유 층의 수는 원칙적으로 어떠한 제한도 받지 않는다. 따라서, 2개 이상의 섬유 층을 서로 위아래로 배열하는 것이 또한 가능하다. 2개의 중첩된 섬유 층은, 이들 각각이 양측 상에서 매트릭스에 의해 둘러싸이도록 각 경우에 개별적으로 매트릭스에 매립될 수 있다. 게다가, 2개 이상의 섬유 층은 또한, 그 전체가 매트릭스에 의해 둘러싸이도록 직접 서로 위아래로 놓여있을 수 있다. 이러한 경우에, 이들 2개 이상의 섬유 층은 또한 1개의 두꺼운 섬유 층으로서 간주될 수 있다.
섬유 복합재의 한 실시양태에서, 섬유 층은 단방향성 섬유 층으로서, 직조 층 또는 레이드 웹으로서, 편성 직물, 크로셰 직물 또는 편조물로서, 또는 얽힌 섬유 매트 또는 부직물 형태의 장섬유로서 또는 그의 조합으로서 구성된다. 실험에서, 섬유 복합재의 가장 우수한 특성은 단방향성 섬유 층, 직조 층 및 레이드 웹을 사용하여 달성되었다.
섬유 물질의 섬유 (강화 섬유)의 화학 구조는 다양한 유형의 것일 수 있다. 강화 섬유는 바람직하게는 존재하는 각각의 열가소성 매트릭스보다 더 높은 연화점 또는 융점을 갖는다. 섬유 물질의 예는 무기 물질, 예컨대 다양한 유형의 규산질 및 비규산질 유리, 탄소, 현무암, 붕소, 탄화규소, 금속, 금속 합금, 금속 산화물, 금속 질소화물, 금속 탄화물 및 규산염, 및 또한 유기 물질, 예컨대 천연 및 합성 중합체, 예를 들어 폴리아크릴로니트릴, 폴리에스테르, 초고도 배향 폴리올레핀 섬유, 폴리아미드, 폴리이미드, 아라미드, 액정 중합체, 폴리페닐렌 술피드, 폴리에테르 케톤, 폴리에테르 에테르 케톤, 폴리에테르이미드, 면 및 셀룰로스이다. 고융점 물질, 예를 들어 유리, 탄소, 아라미드, 현무암, 액정 중합체, 폴리페닐렌 술피드, 폴리에테르 케톤, 폴리에테르 에테르 케톤 및 폴리에테르이미드가 바람직하다. 특히 바람직한 강화 섬유는 유리 섬유 및 탄소 섬유이다.
섬유 복합재의 한 실시양태에서, 섬유 복합재의 총 부피를 기준으로 한 섬유 물질의 부피 함량은 30 내지 60 부피% 범위, 바람직하게는 40 내지 55 부피% 범위이다.
섬유 복합재의 한 실시양태에서, 섬유 복합재는 섬유 복합재 시트 형태이다. 이에 따라, 본 개시내용은 특히 상기 기재된 섬유 복합재로 본질적으로 이루어진 섬유 복합재 시트를 또한 제공한다.
섬유 복합재의 한 실시양태에서, 섬유 복합재 시트는 0.5 내지 3 mm, 바람직하게는 1 내지 2 mm 범위의 두께를 갖는다. 특히 우수한 화재 특성은 이들 두께에서 발견되었다.
섬유 복합재의 한 실시양태에서, 특히 섬유 복합재가 섬유 복합재 시트 형태인 경우에, 섬유 복합재는 하기 특성:
ISO 5659-2에 따른 Ds(4): < 300,
ISO 5659-2에 따른 VOF 4: < 600 및
ISO 5659-2에 따른 Ds(max): < 600
을 갖는다.
ISO 5659-2에 따른 연기 발생에 대한 값 Ds(4), VOF 4, Ds(max)는 50 kW/m2의 방사선조사 강도에서 및 발화 화염 없이 결정될 것이다 (실시예 참조).
연속 섬유 (복합재 시트)로 강화된 열가소성 반완성 부품을 제조하기 위해, 다양한 제조 방법이 사용될 수 있다. 여기서, 근본적으로 구별은 일차적으로 복합재 시트가, 예를 들어 단방향성 섬유 층, 직조 층, 얽힌 섬유 층 또는 그의 조합을 이루는지의 여부의 측면에서 이루어질 수 있으며, 단방향성 섬유는 반완성 부품 (예를 들어, 레이드 웹) 형태로 또는 직접적으로 순수한 섬유 로빙으로서 복합재 시트에 도입될 수 있다. 후자의 접근법의 경우에, 섬유 로빙에 일반적으로 먼저 단일 층에서 열가소성 수지를 함침시키고, 후속적으로 가압하여 다층 시스템 (라미네이트)을 형성하며, 다양한 함침 방법이 존재한다. 복합재 시트가 반완성 부품 (직조 층, 레이드 웹, 얽힌 섬유 등)으로부터 제조되는 경우에, 선행 기술은 마찬가지로 섬유 및 매트릭스를 합하기 위한 다양한 가능성을 개시하고 있다. 통상의 방법은, 예를 들어 분말 프리프레그를 사용하는 공정 또는 필름 적층 공정이다. 필름 적층 공정이 상기 기재된 섬유 복합재를 제조하기 위해 바람직하게 사용될 수 있다. 여기서, 필름 및 직조 층은 서로 교대로 배치되며, 직조 층의 단위 면적당 중량 및 필름의 두께는, 예를 들어 완성된 복합재 시트에서 예를 들어 50 부피%의 섬유 부피 함량이 생성되도록 매칭될 수 있다.
상기 기재된 목적은 또한 본 발명에 따라, 철도 차량, 특히 탑승객용 철도 차량을 위한 구성요소를 위한, 상기 기재된 섬유 복합재 중 1종의 용도에 의해 적어도 부분적으로 달성된다.
상기 기재된 섬유 복합재는 철도 차량을 위해 중요한 화재의 경우에 특성에 대해 우수한 결과를 나타내는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 이들 섬유 복합재는 철도 차량에 사용하기에 특히 적합하다. 특히, 이들 섬유 복합재는 화재 방지가 탑승객의 안전성을 위해 특히 중요하고 이러한 철도 차량에 사용되는 물질이 충족시켜야 하는 요구가 상응하게 높기 때문에, 탑승객용 철도 차량에 사용하기에 적합하다. EN 45545-2에 따른 철도 표준에서 설정된 연기 발생은 열가소성 물질에 대한 실질적인 장애물이다.
상기 기재된 섬유 복합재는 매우 낮은 연기 발생을 나타내고, EN 45545-2의 연기 발생 요건을 충족시키는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 섬유 복합재는 또한 이들 요건을 충족시켜야 하는 구성요소, 예를 들어 차량 내부의 구조적 및 라이닝 부재 (벽, 천장 라이닝, 도어, 윈도우 등), 수하물 랙, 운전자석, 테이블, 음향 및 열 절연 물질, 차량 외피의 수직 표면, 하위구조의 외부 표면, 라이트 커버, 광 확산기 등에 특히 적합하다. 본 발명의 섬유 복합재는 또한, 사용되는 물질이 노치 충격 인성, 접합선 강도, 내연성 및 표면 품질의 측면에서 특히 요구되는 요건을 충족시켜야 하는 박벽 성형물 (예를 들어, 데이터 기술 하우징 부품, TV 하우징, 노트북)을 제조하기 위해, 또한 예를 들어 가전 제품, 사무실 기계, 예컨대 모니터 또는 프린터를 위한 하우징 부품, 또는 건축 부문을 위한 커버링 플레이트, 및 자동차 부문을 위한 부품 또는 전기 부문을 위한 부품을 제조하기 위해 사용될 수 있다.
상기 기재된 목적은 또한, 섬유 물질의 적어도 1개의 섬유 층, 및 섬유 층의 양측 상에 배열된 적어도 1개의 중합체 필름으로 구성된 중합체 층으로부터, 중첩된 층으로 구성된 층 구조체를 형성하고, 층 구조체를 인가된 압력 및 열의 작용 하에 가압하여 섬유 복합재를 형성하며, 여기서 중합체 필름은 상기 기재된 섬유 복합재의 매트릭스에 상응하는 조성을 갖는 것인 상기 기재된 섬유 복합재를 제조하는 방법에 의해 적어도 부분적으로 달성된다. 이러한 방법은 또한 "필름 적층" 공정으로서 지칭될 수 있다.
"필름 적층 공정"에서, 섬유 물질로 구성된 적어도 1개의 섬유 층, 및 적어도 1개의 중합체 필름으로 구성되고 섬유 층의 양측 상에 배열된 중합체 층으로부터, 중첩된 층의 층 구조체를 형성한다. 이러한 목적을 위해, 예를 들어 1개 이상의 밴드-유사 섬유 층 및 또한 밴드-유사 중합체 필름을 롤링-오프 스테이션의 릴로부터 권출하고, 의도된 배열에 따라 함께 배치하여 층 구조체를 형성할 수 있다. 예를 들어, 2개의 섬유 층 및 3개의 중합체 층을 갖는 층 구조체를 제조할 수 있으며, 다양한 층은 교대로 서로 위아래로 배열된다.
이러한 공정에서, 층 구조체를 인가된 압력 및 열의 작용 하에 가압하여 섬유 복합재를 형성한다. 이러한 공정 단계는 연속적, 반연속적 또는 불연속적으로 수행할 수 있다. 예를 들어, 연속 공정의 경우에, 가열가능한 벨트 프레스를 사용하는 것이 가능하거나, 반연속 공정의 경우에, 구간식 가열 프레스를 사용하는 것이 가능하거나, 또는 불연속 공정의 경우에, 단순 가열 프레스를 사용하는 것이 가능하다. 연속 또는 반연속 작업 모드는 불연속 공정에 비해 더 높은 처리량을 달성하는 것을 가능하게 한다.
상기 기재된 섬유 복합재를 제조하는 추가의 공정은 하기에 기재되어 있다:
프리프레그 기술을 기반으로 하여 상기 기재된 섬유 복합재 (복합재 시트)를 제조하기 위해, 하기 공정 단계를 갖는 다단계 공정을 사용하는 것이 가능하다:
- 매트릭스의 원하는 조성을 갖는 1종 이상의 과립 물질(들)을 분말로 밀링하는 공정 단계,
- 분말을 체질하는 공정 단계,
- 분말 프리프레그를 제조하는 공정 단계,
- 분말 프리프레그를 가압하여 복합재 시트를 제공하는 공정 단계.
복합재 시트에 대한 용어 프리프레그는 열가소성 매트릭스 물질을 예비 함침한 것이며 드레이핑될 수 있는 반완성 섬유 부품 (예를 들어, 직조 층, 레이드 웹, 부직물 등)을 지칭한다.
과립 물질을 분말로 밀링하는 것은 적합한 밀을 사용하여 수행된다. 예를 들어 핀 밀 또는 진동 밀이 이러한 목적을 위해 빈번하게 사용된다. 밀의 유형에 따라, 다양한 분쇄 메카니즘이 공정을 지배할 수 있으며, 중합체는 통상적으로 마찰 또는 충격 응력에 의해 부서진다. 기술적 열가소성 물질이 섬유-강화된 반완성 부품 (복합재 시트)를 제조하기 위해 일반적으로 사용된다. 다수의 이들 기술적 열가소성 물질 (예를 들어, PA, PP, PC, PET, PEEK, PPS)은 심지어 충격 응력 하에 매우 연성인 거동을 나타내며, 이는 물질이 밀링 공정에서 부서지는 대신에 굴곡되거나 또는 심지어 열의 발생으로 인해 용융될 수 있도록 유발한다. 이러한 중합체는 때때로 밀링 동안 취성 파괴를 겪도록 밀링 동안 액체 질소 또는 CO2에 의해 -196℃ 미만의 온도로 냉각되어야 한다. 이러한 추가의 냉각 단계는 전체 공정에서 높은 (에너지) 비용과 연관되어 있어, 경제성을 엄청나게 손상시킨다.
선행 기술에 따라 복합재 시트를 위한 분말 프리프레그를 제조하기 위해, 특정한 입자 크기 범위를 갖는 분말이 사용되어야 한다. 이러한 목적을 위해, 제조된 분말을 밀링 후의 단계에서 다양한 체에 의해 분급한다. 공정 수율 관점 및 또한 가공에 대한 적합성 측면 둘 다에서 바람직한 범위는 200 μm 내지 500 μm이다.
열가소성 물질을 후속적으로 분말 형태로 직조 섬유 층, 섬유 레이드 웹, 섬유 부직물 등에 적용하고, 열의 공급에 의해 용융시킨다. 후속 냉각은 섬유에 대한 중합체의 접착을 유발하며, 복합재 ("프리프레그")를 감고, 나중에 추가로 가공할 수 있다.
직조 섬유 층 상에 분사된 분말의 양은 계량 장치에 의해 결정된다. 이는 궁극적으로 미래의 복합재 시트에서의 섬유 대 매트릭스의 비를 결정한다. 계량을 위한 전형적인 장치는, 예를 들어 쉴링-노벨 게엠베하(Schilling-Knobel GmbH)로부터의 산란 기계이다. 기판 또는 기판 형상 또는 크기에 따라, 상이한 유형의 기계가 적합하다.
본 발명의 복합재 시트를 제조하는 추가의 가능한 방식은 "UD 테이프 기술"에 의해 제공된다 (DE 102011005462 B3 참조). 이러한 공정에서, 섬유 물질은 반완성 섬유 부품 (직조 층, 레이드 웹 등) 형태로 사용되지 않고, 직접적으로 섬유 로빙으로서 사용된다. 이러한 공정을 위해, 로빙을 일반적으로 복수의 로빙 릴로부터 평행하게 취출하고, 함께 구동하도록 하여, 편평한 넓은 섬유 테이프를 제공한다. 더 많은 로빙 릴이 사용될수록, 이러한 섬유 테이프가 더 넓어진다. 폭은 이론적으로 의도된 대로 설정될 수 있다. 섬유 테이프를 합하고 펼친 후, 열가소성 물질을 적용한다. 이는 극미세 분말 형태로, 필름으로서 또는 용융물로부터 직접적으로 섬유 테이프 상에 적용될 수 있다. 공정의 목적은 궁극적으로 모든 경우에 섬유 테이프에 완전히 열가소성 물질을 함침시키는 것이다. 생성된 반완성 부품은 일반적으로 "UD 테이프"로 지칭된다.
후속 단계에서, 이들 "UD 테이프"를 예로서 DE 10 2011 090143 A1에 기재된 바와 같이, 합하여 훨씬 더 넓은 테이프를 제공할 수 있다. 여기서, 개별 "UD 테이프"를, 가열/압력 구역을 통해 평행하게 운반하고, 서로 융합시킨다. 후속적으로, 이들 테이프를 임의의 배열 및 수로 중첩시키고, 가압하여 두꺼운 단방향성 복합재 시트를 제공한다.
본 발명에 따른 섬유 복합재는, 특히 열가소성 물질을 기재로 하는 매트릭스에 매립된 섬유 물질로 구성된 적어도 1개의 단방향성 섬유 층을 갖는 복합재이며, 여기서 매트릭스의 조성물은
A) 방향족 폴리카르보네이트 60 - 95 중량부,
B) 고무-개질된 그라프트 중합체 0 내지 15 중량부,
C.3) 비스페놀 A 비스(디페닐포스페이트) 1 내지 25 중량부,
D) 0.1 내지 20 μm의 평균 입자 크기 d50을 갖는 활석 0 내지 30 중량부,
E) 점적방지제 0.05 내지 5.00 중량부,
성분 G)로서의
G.1) 열 안정화제 0.01 내지 0.5 중량부 및/또는
G.2) 이형제 0.1 내지 1.5 중량부
를 함유하고, 여기서 제시된 모든 중량부는 조성물 중 모든 성분 A+B+C+D+E+G의 중량부의 합계가 100이도록 바람직하게 정규화된 것이다.
매트릭스의 조성물은 바람직하게는 어떠한 추가의 성분도 함유하지 않는다.
본 발명에 따른 섬유 복합재는 EN 45545-2의 연기 발생 요건을 충족시키는 철도 차량을 위한 구성요소를 제조하기 위해 사용된다.
섬유 복합재, 그의 용도 및 섬유 복합재의 제조 방법에 대한 추가의 특색 및 이점은 하기 다수의 실시예의 기재로부터 유도될 수 있으며, 첨부 도면을 참조한다.
도면은 하기를 나타낸다:
도 1은 본 발명에 따른 복합재의 제1 예로서의 복합재 시트를 나타내고,
도 2는 본 발명에 따른 복합재의 제2 예로서의 추가의 복합재 시트를 나타내고,
도 3은 섬유 복합재를 제조하는 본 발명의 방법의 예를 나타낸다.
도 1은 측단면도로, 본 발명에 따른 복합재의 제1 예로서의 복합재 시트를 나타낸다. 복합재 시트(2)는 열가소성 물질로 구성된 매트릭스(8)에 매립된 직조 유리 섬유 직물로 구성된 1개 이상의 중첩된 섬유 층(4)을 포함한다.
도 2는 측단면도로, 본 발명에 따른 복합재의 제2 예로서의 추가의 복합재 시트를 나타낸다. 복합재 시트(12)는 매트릭스에 매립된 1개 이상의 중첩된 제1 섬유 층(14) 및 1개 이상의 중첩된 제2 섬유 층(16)을 포함하며, 제1 및 제2 섬유 층(14, 16)은 매트릭스 물질의 층에 의해 서로 분리되어 있다.
도 3은 섬유 복합재를 제조하는 본 발명의 방법의 예를 개략적으로 나타낸다. 이러한 방법에서, 테이프-유사 섬유 층(24)을 제1 릴(22)로부터 취출하고, 테이프-유사 중합체 필름(30, 32)를 각 경우에 제2 및 제3 릴(26, 28)로부터 취출한다. 섬유 층(24) 및 중합체 필름(30, 32)을 가이드 롤러(34)에 의해 중첩시켜 층 구조체(36)를 형성하고, 가열 부재(38)에 의해 가열되는 이중 벨트 프레스(40)로 공급한다. 이중 벨트 프레스 대신에, 구간식 가열 프레스를 사용하는 것이 또한 가능하다. 이중 벨트 프레스(40)에서, 층 구조체(36)를 인가된 압력 및 열의 작용에 의해 가압하여 섬유 복합재(42)를 형성한다. 이중 벨트 프레스(40)에서의 온도는 층 구조체(36)의 중합체 필름(30, 32)을 적어도 부분적으로 액화시키고 섬유 층(24)이 매립되어 있는 매트릭스를 형성하기에 충분히 높다. 연속 테이프(44)로서 이중 벨트 프레스(40)를 떠난 섬유 복합재(42)를 후속적으로 테이프(44)를, 예를 들어 절단하여 복합재 시트(48)을 제공하기 위한 마감 장치(46)에 통과시킬 수 있다.
복합재 시트는 또한 정적 프레스에 의해 제조될 수 있다. 여기서, 필름 및 직조 층을 교대로 서로 위아래로 배치하여, 여기서 복합재 시트의 상측 및 하측은 각 경우에 필름 층에 의해 마감된다.
실시예:
하기 실시예는 매트릭스의 조성물에 대해 본 발명을 예시하도록 기능한다:
성분 A1
비스페놀 A를 기재로 하며 25℃ 및 0.5 g/100 ml의 농도에서 용매로서의 CH2Cl2 중에서 측정된 ηrel = 1.28의 상대 용액 점도를 갖는 선형 폴리카르보네이트, 또는 비스페놀 A를 기재로 하며 27,500 g/mol의 중량 평균 분자량 Mw (표준물로서 폴리카르보네이트를 사용하여 디클로로메탄 중에서 GPC에 의해 측정됨)를 갖는 선형 폴리카르보네이트.
성분 A2
비스페놀 A를 기재로 하며 25℃ 및 0.5 g/100 ml의 농도에서 용매로서의 CH2Cl2 중에서 측정된 ηrel = 1.20의 상대 용액 점도를 갖는 선형 폴리카르보네이트, 또는 비스페놀 A를 기재로 하며 20,000 g/mol의 중량 평균 분자량 Mw (표준물로서 폴리카르보네이트를 사용하여 디클로로메탄 중에서 GPC에 의해 측정됨)를 갖는 선형 폴리카르보네이트.
성분 B.1
코어-쉘 구조를 가지며, ABS 중합체를 기준으로 하여 57 중량%의 미립자 가교 폴리부타디엔 고무 (평균 입자 직경 d50 = 0.35 μm)의 존재 하에, ABS 중합체를 기준으로 하여 43 중량%의 아크릴로니트릴 27 중량% 및 스티렌 73 중량%의 혼합물을 유화 중합시키는 것에 의해 제조된 ABS 그라프트 중합체.
성분 C.3
성분 C.3-1
8.9 중량%의 인 함량을 갖는 비스페놀 A-기재 올리고포스페이트.
Figure 112016042662359-pct00013
성분 D1
활석인, 32 중량%의 MgO 함량, 61 중량%의 SiO2 함량 및 0.3 중량%의 Al2O3 함량 및 평균 입자 크기 d50 = 1.0 μm을 갖는 루제낙/리오 틴토(Rio Tinto)로부터의 제트파인(Jetfine) 3CA.
성분 E1:
플루오린화 폴리올레핀의 유화액과 스티렌-아크릴로니트릴을 기재로 하는 공중합체의 유화액과의 응고된 혼합물 (사빅(Sabic)으로부터의 시콜락(Cycolac) INP 449).
성분 G1
윤활제/이형제로서의 펜타에리트리틸 테트라스테아레이트.
성분 G2
열 안정화제인, 이르가녹스® B900 (이르가포스(Irgafos)® 168 80% 및 이르가녹스® 1076 20%의 혼합물; 바스프 아게(BASF AG); 루드빅샤펜/이르가포스® 168 (트리스(2,4-디-tert-부틸페닐) 포스파이트)/이르가녹스® 1076 (2,6-디-tert-부틸-4-(옥타데칸옥시카르보닐에틸)페놀)
사출-성형 시험 시편의 제조 및 시험:
표 2에 제시된 출발 물질을 이축-스크류 압출기 (TSE-25) (베르너 운트 플라이데러(Werner und Pfleiderer)) 상에서 225 rpm의 회전 속도 및 20 kg/h의 처리량 및 260℃의 기계 온도에서 배합하고, 펠릿화하였다. 완성된 펠릿을 사출-성형 기계 상에서 가공하여 적절한 시험 시편을 제공하였다 (용융 온도 240℃, 도구 온도 80℃, 사출 속도 40 mm/s).
복합재 시트의 제조는 하기에 기재되어 있다:
표 2에 제시된 출발 물질을 이축-스크류 압출기 (TSE-25) (베르너 운트 플라이데러) 상에서 225 rpm의 회전 속도 및 20 kg/h의 처리량 및 260℃의 기계 온도에서 배합하고, 과립화하였다. 이어서, 추가의 공정 단계에서, 펠릿을 슬릿 다이를 갖는 단일-스크류 압출기에 의해 가공하여 필름을 제공하였다. 후속적으로, 이들 필름을 서비텍(Servitec)으로부터의 정적 프레스 모델 폴리스타트(Polystat) 200T 상에서 표 1에서의 공정 파라미터를 사용하여 필름 적층 공정에 의해 추가로 가공하여 복합재 시트를 제공하였다.
복합재 시트를 제조하기 위해, 슐뢰서 운트 크라머 카게(Schloesser & Cramer KG) (독일 하안)로부터의 유형 스타일(Style) 3107의 직조 유리 섬유 직물과 K506 피니시(Finish)를 사용하였다. 직조 직물은 2/2 능직으로 390 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖는다. 여기서, 필름 및 직조 층을 교대로 서로 위아래로 배치하며, 복합재 시트의 상측 및 하측은 각 경우에 필름 층에 의해 마감되었다.
<표 1>
Figure 112016042662359-pct00014
연기 발생 Ds(4), VOF 4, Ds(max)는 ISO 5659-2 (방사선조사 강도: 50 kW/m2, 발화 화염 없음)에 따라 측정되었다.
연소 거동은 치수 127 x 12.7 x X mm (X = 시험 시편의 두께, 즉, 1 또는 2 mm임)를 갖는 막대 상에서 UL94 V에 따라 측정하였다.
조성물 및 또한 측정 결과는 하기 표 2에 제시되어 있다:
<표 2>
Figure 112016042662359-pct00015
시험 시편은 치수 75 mm x 75 mm를 갖는다.
n.p.: 통과되지 않음
표 2로부터, 난연제 (C3-1)가 없는 실시예 B1 내지 B4의 조성물로부터 제조된 사출-성형 시험 시편은 활석 및/또는 성분 B1의 존재와 상관없이, 연기 발생 요건을 충족시키지 않는 것을 알 수 있다. 게다가, 어떠한 난연제 C3-1도 함유하지 않는 실시예 B1 내지 B4의 조성물로 제조된 복합재 시트는 마찬가지로 활석 및/또는 성분 B1의 첨가와 상관없이, EN 45545-2의 연기 발생 요건, 즉 하기:
ISO 5659-2에 따른 Ds(4): < 300,
ISO 5659-2에 따른 VOF 4: < 600 및
ISO 5659-2에 따른 Ds(max): < 600
을 충족시키지 않았다.
심지어, 난연제로서 성분 C3-1을 함유하는 조성물 (B5 내지 B8)로부터 제조된 사출-성형체는 어떠한 난연제도 함유하지 않는 조성물 (B1 내지 B4)로부터 제조된 사출-성형체보다 현저하게 더 불량한 연기 발생을 갖는 것을 알 수 있다.
그러나, 놀랍게도 조성물 B5 내지 B8로부터 제조된 복합재 시트는 연기 발생 요건을 충족시킨다. 이는 연기 발생을 연소 거동으로부터 결론지을 수 없기 때문에 모두 더 놀라운 것이다. 따라서, 조성물 B8로부터 제조된 사출-성형체는 심지어 1 mm의 시험 시편 두께에서도 UL 94 -V0의 요건을 충족시키지만, 상응하는 복합재 시트 시험 시편은 심지어 2 mm의 두께에서도 UL 94 시험을 통과하지 않았다.

Claims (12)

  1. 열가소성 물질을 기재로 하는 매트릭스(8, 18)에 매립된 섬유 물질의 적어도 1개의 섬유 층(4, 14, 16)을 갖는 섬유 복합재(42)이며,
    여기서 매트릭스(8, 18)의 조성물은
    A) 방향족 폴리카르보네이트 및/또는 방향족 폴리에스테르 카르보네이트 60-95 중량부,
    B) 고무-개질된 그라프트 중합체 0 내지 15 중량부,
    C) 각 경우에 하기에 제시된 조성 및 양을 갖는 하기 성분 C.1 또는 C.3 중 1종:
    C.1) 하기 화학식 X의 적어도 1종의 시클릭 포스파젠 1.0-14.5 중량부,
    <화학식 X>
    Figure 112021029235008-pct00016

    (상기 식에서,
    라디칼 R은 동일하거나 상이하고, 각각 아민 라디칼; 각 경우에 임의로 할로겐화된, 또는 플루오린화된, C1 내지 C8-알킬, 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸; C1 내지 C8-알콕시, 메톡시, 에톡시, 프로폭시 또는 부톡시; 각 경우에 알킬, C1 내지 C4-알킬, 할로겐, 염소 및 브로민 중 하나 이상에 의해 임의로 치환된 C5 내지 C6-시클로알킬; 각 경우에 알킬, C1 내지 C4-알킬, 할로겐, 염소, 브로민, 및 히드록시 중 하나 이상에 의해 임의로 치환된 C6 내지 C20-아릴옥시, 페녹시, 또는 나프틸옥시; 각 경우에 알킬, C1 내지 C4-알킬, 할로겐, 염소 및 브로민 중 하나 이상에 의해 임의로 치환된 C7 내지 C12-아르알킬, 또는 페닐-C1 내지 C4-알킬; 또는 할로겐 라디칼, 또는 염소; 또는 OH 라디칼이고;
    k는 1 또는 1 내지 10의 정수, 1 내지 8, 또는 1 내지 5의 수이고,
    여기서 삼량체 (k = 1)의 비율은 성분 C.1을 기준으로 하여 50 내지 98 mol%임)
    C.3) 올리고머 포스페이트, 또는 비스페놀 A 비스(디페닐포스페이트) 1 내지 25 중량부,
    D) 0.1 내지 20 μm의 평균 입자 크기 d50을 갖는 활석 0 내지 30 중량부,
    E) 점적방지제 0.05 내지 5.00 중량부
    를 함유하고, 여기서 제시된 모든 중량부는 조성물 중 모든 성분 A+B+C+D+E의 중량부의 합계가 100이도록 정규화된 것인
    섬유 복합재(42).
  2. 제1항에 있어서, 매트릭스의 조성물이
    F) 비닐 (공)중합체 또는 폴리알킬렌 테레프탈레이트 0 내지 15.0 중량부,
    G) 첨가제 0 내지 15.0 중량부
    를 추가적으로 함유하고, 여기서 제시된 모든 중량부는 조성물 중 모든 성분 A+B+C+D+E+F+G의 중량부의 합계가 100이도록 정규화된 것인 섬유 복합재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 매트릭스의 조성물이
    C.3) 올리고머 포스페이트 7.0 내지 16.0 중량부
    를 함유하는 것인 섬유 복합재.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 그라프트 중합체 B가
    B.1)
    B.1.1) 스티렌, α-메틸스티렌, 메틸-고리-치환된 스티렌, C1 내지 C8-알킬 메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, C1 내지 C8-알킬 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 또는 이들 화합물의 혼합물 50 내지 95 중량부, 및
    B.1.2) 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, C1 내지 C8-알킬 메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, C1 내지 C8-알킬 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 말레산 무수물, C1 내지 C4-알킬- 또는 -페닐-N-치환된 말레이미드, 또는 이들 화합물의 혼합물 5 내지 50 중량부
    의 혼합물 5 내지 95 중량부, 또는 30 내지 80 중량부로,
    B.2) 부타디엔 고무, 아크릴레이트 고무 및 실리콘-아크릴레이트 고무 중으로부터 선택된 고무-함유 그라프트 기재 5 내지 95 중량부, 또는 20 내지 70 중량부 상에
    구성된 그라프트 중합체를 포함하는 것인 섬유 복합재.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 섬유 층(4, 14, 16)이 단방향성 섬유 층으로서, 직조 층 또는 레이드 웹으로서, 편성 직물, 크로셰 직물 또는 편조물로서, 또는 얽힌 섬유 매트 또는 부직물 형태의 장섬유로서 또는 그의 조합으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 섬유 복합재.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 섬유 물질이 하기 유형의 섬유 중 1종 이상의 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 복합재: 유리 섬유, 탄소 섬유, 현무암 섬유, 아라미드 섬유, 액정 중합체 섬유, 폴리페닐렌 술피드 섬유, 폴리에테르 케톤 섬유, 폴리에테르 에테르 케톤 섬유, 폴리에테르이미드 섬유.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 섬유 복합재의 총 부피를 기준으로 섬유 물질의 부피 함량이 30 내지 60 부피% 범위, 또는 40 내지 55 부피% 범위인 것을 특징으로 하는 섬유 복합재.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 섬유 복합재 시트(2, 12, 48) 형태인 것을 특징으로 하는 섬유 복합재.
  9. 제8항에 있어서, 섬유 복합재 시트(2, 12, 48)가 0.5 내지 3 mm, 또는 1 내지 2 mm 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 섬유 복합재.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하기 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 섬유 복합재:
    ISO 5659-2에 따른 Ds(4): < 300,
    ISO 5659-2에 따른 VOF 4: < 600 및
    ISO 5659-2에 따른 Ds(max): < 600.
  11. 제1항 또는 제2항에 따른 섬유 복합재를 철도 차량, 또는 탑승객용 철도 차량을 위한 구성요소로서 사용하는 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 따른 섬유 복합재를 제조하는 방법이며,
    - 섬유 물질의 적어도 1개의 섬유 층(4, 14, 16), 및 섬유 층(4, 14, 16)의 양측 상에 배열된 적어도 1개의 중합체 필름(30)으로 구성된 중합체 층으로부터, 중첩된 층으로 구성된 층 구조체(36)를 형성하고,
    - 층 구조체(36)를, 인가된 압력 및 열의 작용 하에 가압하여 섬유 복합재(42)를 형성하며,
    - 여기서 중합체 필름(30)은 제1항 또는 제2항에 따른 섬유 복합재의 매트릭스에 상응하는 조성을 갖는 것인
    방법.
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