KR102526553B1 - 좋은 난연성, 높은 열 특성 및 좋은 연성을 갖는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물 및 그로부터 제조된 성형품 - Google Patents

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Abstract

열가소성 조성물은 폴리아릴렌 에테르 성분, 난연성 첨가제, 충격 개질제 및 레이저 직접 구조화 첨가제를 포함한다. 레이저 도금가능한 열가소성 조성물은 레이저를 사용하여 활성화된 후 도금될 수 있고, X-선 형광을 사용하여 시험할 때 0.8 초과의 도금 지수를 나타내며, ASTM D648에 따라 시험할 때 0.45 MPa/3.2mm에서 150 ℃ 초과의 열 변형 온도를 나타낸다. 추가 양태에서, 열가소성 조성물은 폴리실록산, 폴리실란 또는 실란을 포함하는 레이저 직접 구조화 첨가제 상승제를 추가로 포함할 수 있다.

Description

좋은 난연성, 높은 열 특성 및 좋은 연성을 갖는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물 및 그로부터 제조된 성형품
본 개시물은 특정 기계적 및 열적 특성을 나타내는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물에 관한 것이다.
레이저 직접 구조화(LDS)는 대표적으로 사출 성형 열가소성 부품이 전자 회로 트레이스와 통합되는 성형 상호연결 장치(Molded Interconnect Device)(MID) 기술 유형이다. LDS는 비전도성 물질 표면에 전도성 경로 구조를 제공하는 데 사용되어 왔으며 안테나 또는 회로와 같은 전자 응용에서 널리 사용되었다. LDS 기술은 이 제조 분야에서 공격적인 공간 감소 뿐만 아니라 초미세 정밀도 및 높은 신뢰성을 가능하게 하였다. 핫 스탬핑 및 2-샷 성형과 같은 통상적인 방법에 비해 LDS는 장치의 설계 능력, 사이클 시간 및 비용 효율성, 소형화, 다양화 및 기능에서 이점을 제공할 수 있다.
그러나 폴리카르보네이트 및 폴리아미드를 기재로 하는 기존 LDS 수지는 특정 특성과 관련하여 더 열등한 성능을 나타낸다. 미국 공개 특허 번호 2013/0289178은 15 내지 85 중량%의 폴리(아릴렌 에테르), 폴리(아릴렌 에테르)/폴리스티렌 블렌드 또는 전술한 수지 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하는 열가소성 수지; b) 0.1 내지 30 중량%의 레이저 직접 구조화 첨가제; 및 c) 20 중량% 이하의 난연제를 포함하는 난연성 레이저 직접 구조화 물질을 기술한다. 이 조성물은 1.6 mm (± 10 %) 두께에서 UL94 V0 등급을 달성한다.
이들 단점 및 다른 단점들이 본 개시물의 양태에 의해 다뤄진다.
요약
본 개시물의 양태는 성분 폴리아릴렌 에테르 성분, 난연성 첨가제, 충격 개질제 및 레이저 직접 구조화 첨가제를 포함하는 열가소성 조성물에 관한 것이다. 레이저 도금가능한 열가소성 조성물은 레이저를 사용하여 활성화된 후 도금될 수 있으며, X-선 형광을 사용하여 시험할 때 0.8 초과의 도금 지수를 나타내고, ASTM D648에 따라 시험할 때 0.45 메가파스칼(MPa)/3.2 밀리미터(mm)에서 섭씨 150도(℃) 초과의 열 변형 온도를 나타낸다. 추가 양태에서, 열가소성 조성물은 레이저 직접 구조화 첨가제 상승제를 추가로 포함할 수 있다.
본 개시물의 추가 양태는 중합체 베이스 수지, 유리 섬유 성분 및 레이저 직접 구조화 첨가제를 혼합하여 블렌드를 형성하고; 블렌드를 사출 성형, 압출, 회전 성형, 송풍 성형 또는 써모포밍(thermoforming)하여 열가소성 조성물 및/또는 물품을 형성하는 것을 포함하는 열가소성 조성물 및/또는 열가소성 물품 제조 방법에 관한 것이다. 레이저 직접 구조화 첨가제는 구리 크로마이트 블랙 또는 수산화구리 인산염을 포함할 수 있다.
상세한 설명
일반적으로 LDS 기술에서는, 열가소성 물질이 금속-플라스틱 첨가제로 도핑되고, 레이저가 금속-플라스틱 첨가제를 활성화하여 열가소성 물질에 미세 회로 트레이스를 형성하는 데 사용될 수 있다. LDS 기술은 안테나 제조에서 큰 성공을 거두었다. 그러나, 예를 들어 특정 조리기구와 같은 일부 응용의 경우, 주로 폴리카르보네이트(PC) 및 폴리아민(PA)을 기재로 하는 현재의 LDS 솔루션은 특정 기계적 및 물리적 성능을 충족하지 못한다. 일반적으로, 이러한 새로운 영역에는 좋은 난연성(FR), 높은 열 특성, 및 좋은 연성을 갖는 LDS 제품이 필요하였다. 예를 들어, PC-기재 LDS 물질은 상대적으로 낮은 열 성능을 나타낼 수 있고(예를 들어 US 8492464 참조); PA-기재 LDS 제품은 종종 부서지기 쉬울 수 있다(예를 들어 WO2014096153A1 참조). 따라서 단일 열가소성 조성물에서 LDS, FR, 열 및 기계적 성능의 균형을 맞추는 것이 어려울 수 있다. 좋은 FR, 높은 열 및 좋은 연성을 가진 LDS 제품의 개발은 이러한 제품의 유용한 응용을 확장할 수 있다. 본 개시물의 조성물은 좋은 난연성, 좋은 기계적 성능(특히, 연성) 및 좋은 열 안정성을 나타내는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물을 제공할 수 있다.
한 양태에서, 본 개시물은 폴리아릴렌 에테르 성분, 레이저 직접 구조화 첨가제, 난연성 첨가제 및 충격 개질제를 포함하는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물에 관한 것이다. 레이저 도금가능한 열가소성 조성물은 레이저를 사용하여 활성화된 후에 도금될 수 있다. 레이저 도금가능한 열가소성 조성물은 X-선 형광을 사용하여 측정할 때 0.8 초과의 도금 지수를 나타낼 수 있다. 레이저 도금가능한 열가소성 조성물은 ASTM D 648에 따라 시험할 때 0.45 메가파스칼(MPa)/3.2 밀리미터(mm)에서 섭씨 150도(℃) 초과의 열 변형 온도를 나타낼 수 있다.
본 화합물, 조성물, 물품, 시스템, 장치 및/또는 방법을 개시하고 기술하기 전에, 이들이 달리 명시되지 않는 한 특정 합성 방법 또는 달리 명시되지 않는 한 특별한 시약으로 제한되지 않으며 물론 그러한 것이 달라질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 본원에서 사용된 용어는 특별한 양태만을 기술하기 위한 것이며 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다.
본 개시물의 요소의 다양한 조합, 예를 들어 동일한 독립 청구항에 의존하는 종속 청구항들로부터의 요소들의 조합이 본 개시물에 포함된다.
더욱이, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 본원에서 제시된 임의의 방법은 그의 단계들이 특정한 순서로 수행될 것을 요구하는 것으로 해석되는 것이 결코 의도되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 방법 청구항이 실제로 그의 단계들이 따르는 순서를 열거하지 않거나 또는 청구범위 또는 설명에서 단계들이 특정한 순서로 제한되어야 한다는 것이 달리 구체적으로 언급되지 않은 경우, 어느 면에서나 순서가 유추되는 것이 결코 의도되지 않는다. 이것은 단계의 배열 또는 운영 흐름에 관한 논리의 문제; 문법적 구성 또는 구두점에서 파생된 일반 의미; 및 본 명세서에 기술된 양태의 수 또는 유형을 포함해서 해석을 위한 어떠한 가능한 비명시적 근거에 해당된다.
본원에서 언급된 모든 발행물은 그 발행물이 인용하고 있는 방법 및/또는 물질을 개시하고 기술하기 위해 본원에 참고로 포함된다.
따라서, 다양한 양태에서, 본 개시물은 폴리아릴렌 에테르와 같은 중합체 베이스 수지, 레이저 직접 구조화 첨가제, 난연성 첨가제 및 충격 개질제를 포함하는 열가소성 조성물에 관한 것이다. 열가소성 조성물은 레이저 활성화 후에 도금될 수 있다. 레이저 도금가능한 열가소성 조성물은 X-선 형광을 사용하여 측정할 때 0.8 초과의 도금 지수를 나타낼 수 있으며, ASTM D648에 따라 시험할 때 0.45 MPa/3.2 mm에서 150℃ 초과의 열 변형 온도를 나타낼 수 있다. 추가 양태에서, 레이저 도금가능한 조성물은 가공에 바람직한 연성, 즉 ASTM D256에 따라 시험할 때 23 ℃에서 최대 378 줄/미터(J/m)의 노치 아이조드(Notched Izod) 값을 나타낸다.
중합체 성분
다양한 양태에서, 개시된 열가소성 조성물은 중합체 베이스 수지를 포함한다. 중합체 베이스 수지는 폴리아릴렌 에테르 성분을 포함할 수 있다.
적합한 폴리(아릴렌 에테르)는 하기 화학식
Figure 112020105994824-pct00001
을 가지는 반복 구조 단위를 포함하는 것을 포함하며,
여기서 Z1의 각각의 경우는 독립적으로 할로겐, 3차 히드로카르빌이 아닌 비치환된 또는 치환된 C1-C12 히드로카르빌, C1-C12 히드로카르빌티오, C1-C12 히드로카르빌옥시 또는 적어도 2 개의 탄소 원자가 할로겐 원자와 산소 원자를 분리하는 C2-C12 할로히드로카르빌옥시이고; Z2의 각각의 경우는 독립적으로 수소, 할로겐, 3차 히드로카르빌이 아닌 비치환된 또는 치환된 C1-C12 히드로카르빌, C1-C12 히드로카르빌티오, C1-C12 히드로카르빌옥시 또는 적어도 2 개의 탄소 원자가 할로겐 원자와 산소 원자를 분리하는 C2-C12 할로히드로카르빌옥시이다.
본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "히드로카르빌"은 그 자체로 사용되거나 또는 다른 용어의 접두사, 접미사 또는 단편으로 사용되는지 여부에 관계없이 탄소 및 수소만 함유하는 잔기를 지칭한다. 이 잔기는 지방족 또는 방향족, 직쇄, 환형, 이중환형(bicyclic), 분지형, 포화 또는 불포화일 수 있다. 또한 그것은 지방족, 방향족, 직쇄, 환형, 이중환형, 분지형, 포화 및 불포화 탄화수소 모이어티의 조합을 함유할 수 있다. 그러나, 히드로카르빌 잔기가 치환된 것으로 기술되는 경우, 이는 임의로 치환기 잔기의 탄소 및 수소 구성원에 덧붙여 헤테로 원자를 함유할 수 있다. 따라서, 치환된 것으로 구체적으로 기술될 때, 히드로카르빌 잔기는 또한 하나 이상의 카르보닐기, 아미노기, 히드록실기 등을 함유할 수 있거나, 또는 히드로카르빌 잔기의 백본 내에 헤테로 원자를 함유할 수 있다. 일례로서, 폴리페닐 옥사이드에서와 같이, Z1은 메틸일 수 있고, Z2는 수소일 수 있다.
폴리(아릴렌 에테르)는 단독중합체, 공중합체, 그래프트 공중합체, 이오노머, 또는 블록 공중합체의 형태일 수 있을 뿐만 아니라 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합일 수 있다. 일부 예에서, 폴리(아릴렌 에테르) 성분은 PPE 또는 PPO라고 칭하는 폴리(페닐 에테르) 또는 폴리페닐렌 에테르를 포함한다.
폴리(아릴렌 에테르)는 겔 투과 크로마토그래피에 의해 결정되는 3,000 내지 40,000 원자 질량 단위(amu)의 수 평균 분자량 및 5,000 내지 80,000 amu의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 폴리(아릴렌 에테르)는 25 ℃에서 클로로포름에서 측정할 때 0.10 내지 0.60 데시리터/그램(dl/g), 또한 보다 구체적으로는 0.29 내지 0.48 dl/g의 고유 점도를 가질 수 있다. 높은 고유 점도의 폴리(아릴렌 에테르) 및 낮은 고유 점도의 폴리(아릴렌 에테르)의 조합을 이용하는 것이 가능하다. 두 가지 고유 점도를 사용할 때 정확한 비율을 결정하는 것은 사용된 폴리(아릴렌 에테르)의 정확한 고유 점도 및 선택한 궁극적인 물리적 특성에 다소 의존할 것이다.
본 개시물에 적합한 폴리페닐렌 에테르 중합체는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르; 폴리(2,3,6-트리메틸-1,4-페닐렌)에테르; 폴리(2,6-디에틸-1,4-페닐렌)에테르; 폴리(2-메틸-6-프로필-1,4-페닐렌)에테르; 폴리(2,6-디프로필-1,4-페닐렌)에테르; 폴리(2-에틸-6-프로필-1,4-페닐렌)에테르; 폴리(2,6-디라우릴-1,4-페닐렌)에테르; 폴리(2,6-디페닐-1,4-페닐렌)에테르; 폴리(2,6-디메톡시-1,4-페닐렌)에테르; 폴리(2,6-디에톡시-1,4-페닐렌)에테르; 폴리(2-메톡시-6-에톡시-1,4-페닐렌)에테르; 폴리(2-에틸-6-스테아릴옥시-1,4-페닐렌)에테르; 폴리(2,6-디클로로-1,4-페닐렌)에테르; 폴리(2-메틸-6-페닐-1,4-페닐렌)에테르; 폴리(2,6-디벤질-1,4-페닐렌)에테르; 폴리(2-에톡시-1,4-페닐렌)에테르; 폴리(2-클로로-1,4-페닐렌)에테르; 폴리(2,6-디브로모-1,4-페닐렌)에테르; 폴리(3-브로모-2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르, 이들의 공중합체 및 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 선택된 양태에서, 본 개시물의 조성물에 사용하기 위한 폴리페닐렌 에테르 중합체는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2,3,6-트리메틸-1,4-페닐렌)에테르, 이들 중합체 및 2,3,6-트리메틸-1,4-페닐렌 에테르의 단위 및 2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르의 단위를 포함하는 공중합체의 블렌드를 포함한다. 이러한 중합체 및 공중합체의 예는 또한 미국 특허 번호 4,806,297 에 제시되어 있다.
추가 예에서, 폴리(아릴렌 에테르) 성분은 폴리(아릴렌 에테르)폴리실록산 블록 공중합체를 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 폴리(아릴렌 에테르)-폴리실록산 블록 공중합체는 폴리(아릴렌 에테르) 블록 및 폴리실록산 블록을 포함할 수 있다. 조성물은 폴리(아릴렌 에테르) 단독중합체를 포함하는 폴리(아릴렌 에테르)-폴리실록산 블록 공중합체 반응 생성물, 및 폴리(아릴렌 에테르) 블록 및 평균 약 20 내지 약 80 개의 실록산 반복 단위를 포함하는 폴리실록산 블록을 포함하는 폴리(아릴렌 에테르)-폴리실록산 블록 공중합체일 수 있고; 여기서 폴리(아릴렌 에테르) 블록은 아릴렌 에테르 반복 단위를 포함한다. 폴리(아릴렌 에테르) 블록은 1가 페놀의 중합의 잔기일 수 있다. 일부 예에서, 폴리(아릴렌 에테르) 블록은 구조(위에 나타낸 바와 같음)
Figure 112020105994824-pct00002
를 가지는 아릴렌 에테르 반복 단위를 포함하며,
여기서 각 반복 단위에서, 각각의 Z1은 독립적으로 할로겐, 3차 히드로카르빌이 아닌 비치환된 또는 치환된 C1-C12 히드로카르빌, C1-C12 히드로카르빌티오, C1-C12 히드로카르빌옥시, 또는 적어도 2개의 탄소 원자가 할로겐 원자와 산소 원자를 분리하는 C2-C12 할로히드로카르빌옥시이고; 각각의 Z2는 독립적으로 수소, 할로겐, 3차 히드로카르빌이 아닌 비치환된 또는 치환된 C1-C12 히드로카르빌, C1-C12 히드로카르빌티오, C1-C12 히드로카르빌옥시, 또는 적어도 2개의 탄소 원자가 할로겐 원자와 산소 원자를 분리하는 C2-C12 할로히드로카르빌옥시이다. 특정 예에서, 폴리(아릴렌 에테르) 블록은 2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르 반복 단위, 즉, 구조
Figure 112020105994824-pct00003
를 갖는 반복 단위, 2,3,6-트리메틸-1,4-페닐렌 에테르 반복 단위, 또는 이들의 조합을 포함한다.
폴리실록산 블록은 히드록시아릴-말단 폴리실록산의 잔기일 수 있다. 일부 양태에서, 폴리실록산 블록은 구조
Figure 112020105994824-pct00004
를 가지는 반복 단위를 포함하며,
여기서 R1 및 R2의 각각의 경우는 독립적으로 수소, C1-C12 히드로카르빌 또는 C1-C12 할로히드로카르빌이고; 폴리실록산 블록은 구조
Figure 112020105994824-pct00005
를 가지는 말단 단위를 추가로 포함하며,
여기서 Y는 수소, C1-C12 히드로카르빌, C1-C12 히드로카르빌옥시 또는 할로겐이고, R3 및 R4의 각각의 경우는 독립적으로 수소, C1-C12 히드로카르빌 또는 C1-C12 할로히드로카르빌이다. 일부 예에서, 폴리실록산 반복 단위는 디메틸실록산(-Si(CH3)2O-) 단위를 포함한다. 추가 예에서, 폴리실록산 블록은 구조
Figure 112020105994824-pct00006
를 가지고, 여기서 n은 20 내지 80이다.
히드록시아릴-말단 폴리실록산은 적어도 하나의 히드록시아릴 말단기를 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 히드록시아릴-말단 폴리실록산은 단일 히드록시아릴 말단기를 가지며, 이 경우 폴리(아릴렌 에테르)-폴리실록산 이블록 공중합체가 형성된다. 다른 양태에서, 히드록시아릴-말단 폴리실록산은 2 개의 히드록시아릴 말단기를 가지며, 이 경우 폴리(아릴렌 에테르)-폴리실록산 이블록 및/또는 삼블록 공중합체가 형성된다. 또한 히드록시아릴-말단 폴리실록산이 3 개 이상의 히드록시아릴 말단기 및 상응하는 분지형 공중합체의 형성을 허용하는 분지형 구조를 갖는 것도 가능하다.
위에서 언급한 바와 같이, 폴리실록산 블록은 평균 35 내지 80 개의 실록산 반복 단위일 수 있다. 이 범위 내에서 실록산 반복 단위의 수는 35 내지 60 개, 더 구체적으로 40 내지 50 개일 수 있다. 폴리실록산 블록의 실록산 반복 단위의 수는 본질적으로 공중합 및 단리 조건의 영향을 받지 않고, 따라서 그것은 히드록시아릴-말단 폴리실록산 출발 물질의 실록산 반복 단위의 수와 동일하다. 한 예에서, PPO-실록산 블록 공중합체는 D45 공중합체이고, 이것은 폴리실록산이 대략 45 개의 실록산 반복 단위를 가진다는 것을 나타낸다.
달리 알려지지 않은 경우, 히드록시아릴-말단 폴리실록산 분자 당 실록산 반복 단위의 평균 수는 실록산 반복 단위와 연관된 신호의 강도와 히드록시아릴 말단기와 연관된 신호의 강도를 비교하는 NMR 방법에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 히드록시아릴-말단 폴리실록산이 유게놀-캡핑된 폴리디메틸실록산인 경우, 양성자 핵 자기 공명(1HNMR) 방법에 의해 실록산 반복 단위의 평균 수를 결정하는 것이 가능하고, 여기서는 디메틸실록산 공명의 양성자 및 유게놀 메톡시기의 양성자의 적분을 비교한다.
특정 예에서, 개시된 조성물에서 폴리실록산 공중합체의 존재는 특정 물리적 특성을 개선할 수 있다. 폴리실록산 공중합체와 같은 규소 성분은 본 명세서에 개시된 바와 같이 개시된 조성물의 도금 성능을 상승적으로 개선할 수 있다. 즉, 폴리실록산 공중합체 및 폴리아릴렌 에테르 수지는 레이저 직접 구조화 첨가제로 개선된 도금 성능을 제공할 수 있다.
열가소성 조성물은 열가소성 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 8 중량 % (wt.%)의 실록산 반복 단위 및 12 내지 99 wt.%의 아릴렌 에테르 반복 단위를 포함할 수 있다. 이 범위 내에서, 실록산 반복 단위의 wt.%는 2 내지 7 wt.%, 구체적으로 3 내지 6 wt.%, 더 구체적으로 4 내지 5 wt.%일 수 있고; 아릴렌 에테르 반복 단위의 wt.%는 50 내지 98 wt.%, 구체적으로 70 내지 97 wt.%, 더 구체적으로 90 내지 96 wt.%일 수 있다.
추가 양태에서, 중합체 베이스 수지는 약 30,000 내지 약 150,000 달톤 또는 원자 질량 단위의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 열가소성 조성물은 겔 투과 크로마토그래피에 의해 결정된 3,000 내지 40,000 amu의 중량 평균 분자량 및 5,000 내지 80,000 amu의 중량 평균 분자량을 갖는 폴리(아릴렌 에테르)를 포함할 수 있다.　
일부 양태에서, 중합체 베이스 수지는 열가소성 조성물에 약 20 wt.% 내지 약 90 wt.%의 양으로 존재할 수 있다. 다른 양태에서, 중합체 베이스 수지는 약 30 wt.% 내지 약 80 wt.%, 또는 약 40 wt.% 내지 약 70 wt.%, 또는 약 50 wt.% 내지 약 70 wt.%, 또는 약 55 wt.% 내지 약 65 wt.%의 양으로 존재할 수 있다. 열가소성 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 50 wt.% 내지 약 90 wt.%의 폴리(아릴렌 에테르)를 포함할 수 있다. 폴리아릴렌 에테르는 끝점 사이의 임의의 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 조성물은 약 70 wt.%의 폴리아릴렌 에테르를 포함할 수 있다.
일부 양태에서, 중합체 베이스 수지는 열가소성 조성물에 약 20 wt.% 내지 약 90 wt.%의 양으로 존재할 수 있다. 다른 양태에서, 중합체 베이스 수지는 약 30 wt.% 내지 약 80 wt.%, 또는 약 40 wt.% 내지 약 70 wt.%, 또는 약 50 wt.% 내지 약 70 wt.%, 또는 약 55 wt.% 내지 약 65 wt.%의 양으로 존재할 수 있다.
충격 개질제
본 개시물의 다양한 양태에 따르면, 레이저 도금가능한 열가소성 조성물은 충격 개질제를 포함할 수 있다. 특정 유형의 충격 개질제는 (i) 약 10 ℃ 미만, 약 0 ℃ 미만, 약 -10 ℃ 미만, 또는 약 -40 ℃ 내지 -80 ℃의 Tg를 갖는 엘라스토머성(즉, 고무질) 중합체 기질; 및 (ii) 엘라스토머성 중합체 기질에 그래프트된 경질 중합체를 포함하는 엘라스토머-개질된 그라프트 공중합체일 수 있다. 엘라스토머성 상으로 사용하기에 적합한 물질은 예를 들어 공액 디엔 고무, 예를 들어 폴리부타디엔 및 폴리이소프렌; 공액 디엔과 약 50 wt.% 미만의 공중합가능한 단량체, 예를 들어 스티렌, 아크릴로니트릴, n-부틸 아크릴레이트 또는 에틸 아크릴레이트와 같은 모노비닐 화합물의 공중합체; 에틸렌 프로필렌 공중합체(EPR) 또는 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체 고무(EPDM)와 같은 올레핀 고무; 에틸렌-비닐 아세테이트 고무; 실리콘 고무; 엘라스토머성 C1-8 알킬(메트)아크릴레이트; C1-8 알킬(메트)아크릴레이트와 부타디엔 및/또는 스티렌의 엘라스토머성 공중합체; 또는 전술한 엘라스토머 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다. 경질 상으로서 사용하기에 적합한 물질은 예를 들어 모노비닐 방향족 단량체, 예컨대 스티렌 및 알파-메틸 스티렌, 및 모노비닐 단량체, 예컨대 아크릴로니트릴, 아크릴산, 메타크릴산, 및 아크릴산 및 메타크릴산의 C1-C6 에스테르, 특히 메틸 메타크릴레이트를 포함한다.
특정한 충격 개질제는 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)을 포함한다. 예시적인 엘라스토머 개질 그래프트 공중합체는 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 것을 포함한다. 특정 양태에서, 충격 개질제는 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌 공중합체(SEBS), 스티렌 부타디엔 스티렌(SBS), 스티렌 에틸렌 프로필렌 스티렌(SEPS) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 스티렌-기재 공중합체를 포함할 수 있다.
한 양태에서, 충격 개질제는 SEBS를 포함한다. SEBS는 스티렌 및 에틸렌/부틸렌을 기재로 하는 선형 삼블록 공중합체일 수 있다. 각 공중합체 사슬은 3 개의 블록: 두 개의 폴리스티렌 블록으로 둘러싸인 랜덤 에틸렌/부틸렌 공중합체인 중간 블록으로 이루어질 수 있다. SEBS는 스티렌-b-(에틸렌-코-부틸렌)-b-스티렌 중합체일 수 있다.
충격 개질제는 특정 용융 지수를 가질 수 있다. 예를 들어, 충격 개질제는 ASTM D1238에 따라 시험할 때 230 ℃/5 킬로그램(kg)에서 3 g/10min (그램/10분) 미만의 용융 지수를 가질 수 있다. 특정 예에서, 충격 개질제는 ASTM D1238에 따라 시험할 때 230 ℃/5 kg에서 3 g/10min 보다 낮은 용융 지수를 갖는 SEBS를 포함할 수 있다.
충격 개질제는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물에 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 wt.% 내지 약 20 wt.%의 양으로 존재할 수 있다. 충격 개질제의 조합이 사용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 일부 양태에서, 충격 개질제는 약 0.01 wt.% 초과 내지 약 10 wt.%의 양으로 존재할 수 있다. 추가 양태에서, 충격 개질제는 약 0.01 wt.% 내지 약 18 wt.%, 약 0.01 wt.% 내지 약 15 wt.%, 약 0.01 wt.% 내지 약 12 wt.%, 약 0.01 wt.% 내지 약 8 wt.%, 또는 약 0.01 wt.% 내지 약 7 wt.%, 또는 약 0.01 wt.% 내지 약 6 wt.%, 또는 약 2 wt.% 내지 약 8 wt.%, 또는 약 3 wt.% 내지 약 7 wt.%의 양으로 존재한다.
레이저 직접 구조화 첨가제
열가소성 조성물의 양태는 레이저 직접 구조화(LDS) 첨가제를 포함한다. 특정 양태에서, LDS 첨가제는 구리 크로마이트 블랙, 수산화구리 인산염, 주석-안티모니 카사이트라이트 그레이 또는 이들의 조합을 포함한다. 예시적인 구리 크로마이트 블랙 LDS 첨가제는 The Shepherd ColorCompany로부터 입수가능한 Black 1G이다. 예시적인 수산화구리 인산염은 Merck에서 입수가능한 Iriotec™ 8840 및 Budenheim에서 입수가능한 Fabulase™ 364이다. 대표적인 주석-안티모니 카사이트라이트 그레이는 Ferro에서 입수가능한 S-5000이다.
일부 양태에서, LDS 첨가제는 열가소성 조성물에 약 0.01 wt.% 내지 약 20 wt.%의 양으로 존재할 수 있다. 추가 양태에서, LDS 첨가제는 열가소성 조성물에 약 0.5 wt.% 내지 약 15 wt.%, 또는 약 1 wt.% 내지 약 12 wt.%, 또는 약 1 wt.% 내지 약 10 wt.%, 또는 약 2 wt.% 내지 약 10 wt.%, 또는 약 2 wt.% 내지 약 8 wt.%, 또는 약 3 wt.% 내지 약 6 wt.%의 양으로 존재할 수 있다.
일부 양태에서, 레이저 도금가능한 열가소성 조성물은 레이저 직접 구조화 상승제를 포함할 수 있다. 다양한 예에서 충전제가 이러한 상승제 역할을 할 수 있다. 상승제는 상승제를 제외하고 동일한 양의 모든 동일한 성분을 함유하는 비교 조성물에 비해 레이저 도금가능한 조성물에 첨가될 때 도금 지수 특성의 개선을 촉진할 수 있다. 상승제 역할을 할 수 있는 광물 충전제의 예는 운모, 활석, 탄산칼슘, 백운석, 규회석, 황산바륨, 실리카, 카올린, 장석, 중석 등, 또는 전술한 광물 충전제 중 하나 이상을 포함하는 조합이다. 다른 LDS 상승제는 폴리실록산과 같은 중합체를 포함할 수 있다. 일 예에서, 상승제는 점토와 같은 광물 충전제를 포함할 수 있다. 광물 충전제는 약 0.1 내지 약 20 마이크로미터(㎛), 구체적으로 약 0.5 내지 약 10 ㎛, 더 구체적으로 약 1 내지 약 3 ㎛의 평균 입자 크기를 가질 수 있다.
상승제는 실록산을 포함할 수 있다. 본 명세서에 제공된 바와 같이, 개시된 조성물에서 규소의 존재는 특정 물리적 특성을 개선할 수 있다. 실록산 레이저 직접 구조화 첨가제 상승제와 같은 규소 성분은 본원에 개시된 조성물의 도금 성능을 개선하는 데 기여할 수 있다. 일 예로서, 상승제는 폴리실록산, 실란, 폴리실란 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일 예에서, LDS 상승제는 폴리실록산 혼합물을 포함할 수 있다. 특정 예는 디메틸/디페닐폴리실록산의 조합, 특히 60-70 % 히드록실-말단 실록산 및 실리콘 및 30-40 % 실리콘 수지의 혼합물을 포함할 수 있다.
LDS 상승제는 약 0.01 wt.% 내지 약 10 wt.%, 약 0.01 wt.% 내지 약 5 wt.%, 또는 0.01 wt.% 내지 약 3 wt.%, 또는 약 0.01 wt.% 내지 2 wt.%의 양으로 존재할 수 있다. 일 예에서, LDS 상승제는 레이저 도금가능한 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1 wt.%의 양으로 존재한다. 상승 성능은 중합체 베이스 수지의 폴리실록산 공중합체의 존재에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 5 ± 0.5 중량 %의 실록산 함량을 갖는 폴리아릴렌 에테르 실록산 공중합체는 도금 성능에 대한 상승 효과를 제공하여 본 실록산이 LDS 상승제로서 작용할 수 있다.
도금 지수는 LPKF Laser & Electronics에서 정한 "LPKF 방법"에 따라 45 분 동안 레이저 에칭과 구리 화학 증착의 2 단계 공정으로 결정될 수 있다. 첫 번째 단계에서는, 평가할 물질(예를 들어 열가소성 조성물)의 성형된 플라크가 LPKF 패턴으로 레이저 에칭/구조화되며, 여기서 레이저 변수는 출력, 주파수 및 속도이다. 이 단계 후, 레이저 구조화된 플라크 및 하나의 기준 스틱(물질: Pocan DP 7102)을 기준 스틱이 거의 5μm의 구리 두께를 가질 때까지 구리 욕조에 넣는다. 그 다음에 플라크 및 기준 스틱을 제거하고, 헹구고, 건조하고, 기준 스틱의 구리 두께를 X-선 형광(XRF) 방법 (ASTM B568 (2014)에 따름)으로 각 면에서 두 번 측정하고, 네 점 모두의 평균을 낸다. 이것은 Xref으로 언급된다. 그 다음에 각 매개변수 필드에 대해 두 개의 점을 측정하고, 각 필드에 대해 평균을 계산한다. 공식:
Figure 112020105994824-pct00007
에 따라 도금 지수를 계산할 수 있다.
일부 양태에서, 열가소성 조성물은 약 0.8 이상의 도금 지수를 갖는다. LDS 첨가제는 LDS 첨가제가 없는 열가소성 조성물과 비교하여 개선된 도금 지수를 갖는 열가소성 조성물에 기여하는 것으로 믿어진다. LDS 상승제는 도금 성능을 더욱 증가시킬 수 있다.
난연성 첨가제
적합한 난연제는 BC58 및 BC52와 같은 테트라브로모 비스페놀 A 올리고머, 브로민화 폴리스티렌 또는 폴리(디브로모-스티렌), 브로민화 에폭시, 데카브로모디페닐렌옥사이드, 펜타브롬벤질 아크릴레이트 단량체, 펜타브로모벤질 아크릴레이트 중합체, 에틸렌-비스(테트라브로모프탈이미드, 비스(펜타브로모벤질)에탄 같은 할로겐화 난연제, Mg(OH)2 및 Al(OH)3 같은 금속 수산화물, 멜라민 시아누레이트, 적인, 멜라민 폴리포스페이트, 포스페이트 에스테르, 금속 포스피네이트, 암모늄 폴리포스페이트 같은 인광체-기재 난연성 시스템, 팽창성 흑연, 소듐 또는 포타슘 퍼플루오로부탄 설페이트, 소듐 또는 포타슘 퍼플루오로옥탄 설페이트, 소듐 또는 포타슘 디페닐설폰 설포네이트 및 소듐- 또는 포타슘-2,4,6-트리클로로벤조에이트 및 N-(p-톨릴설포닐)-p-톨루엔설피미드 포타슘 염, N-(N'-벤질아미노카르보닐) 술파닐이미드 포타슘염, 또는 전술한 것 중 적어도 하나를 함유하는 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 난연제는 일반적으로 수지 복합재의 약 1.0 wt.% 내지 약 40 wt.%의 양으로 사용되지만, 다른 양으로도 사용될 수 있다.
다양한 유형의 난연제를 첨가제로 사용할 수 있다. 일 양태에서, 난연성 첨가제는 예를 들어 난연성 염, 예컨대 퍼플루오린화 C1-C16 알킬 설포네이트의 알칼리 금속 염, 예컨대 포타슘 퍼플루오로부탄 설포네이트(리마르 염), 포타슘 퍼플루오르옥탄 설포네이트, 테트라에틸암모늄 퍼플루오로헥산 설포네이트, 포타슘 디페닐 설폰 설포네이트(KSS) 등, 소듐 벤젠 설포네이트, 소듐 톨루엔 설포네이트(NATS) 등; 및 예를 들어 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속(예를 들어 리튬, 소듐, 포타슘, 마그네슘, 칼슘 및 바륨 염) 및 무기 산 착염, 예를 들어 옥소-음이온, 예컨대 탄산의 알칼리 금속 및 알칼리토 금속 염, 예컨대 Na2CO3, K2CO3, MgCO3, CaCO3, 및 BaCO3 또는 플루오로-음이온 착물, 예컨대 Li3ALF6, BaSiF6, KBF4, K3AlF6, KAlF4 , K2SiF6, 및/또는 Na3AlF6 등을 반응시킴으로써 형성되는 염을 포함한다. 리마르 염 및 KSS 및 NATS는 단독으로 또는 다른 난연제와 함께 본원에 개시된 조성물에서 특히 유용하다. 특정 양태에서, 난연제는 브로민 또는 염소를 함유하지 않는다.
난연성 첨가제는 인, 브로민 및/또는 염소를 포함하는 유기 화합물을 포함할 수 있다. 특정 양태에서, 난연제는 브로민 또는 염소 함유 조성물이 아니다. 비 브로민화 및 비염소화 인 함유 난연제는 예를 들어 유기 포스페이트 및 인-질소 결합을 함유하는 유기 화합물을 포함할 수 있다. 예시적인 이작용성 또는 다작용성 방향족 인 함유 화합물은 각각 레조르시놀 테트라페닐 디포스페이트 (RDP), 하이드로퀴논의 비스(디페닐)포스페이트 및 비스페놀-A의 비스(디페닐)포스페이트, 이들의 올리고머 및 중합체 대응물 등을 포함한다. 다른 예시적인 인 함유 난연성 첨가제는 포스포니트릴 클로라이드, 인 에스테르 아미드, 인산 아미드, 포스폰산 아미드, 포스핀산 아미드, 트리스(아지리디닐)포스핀 옥사이드, 폴리오르가노포스파젠 및 폴리오르가노포스포네이트를 포함한다.
일부 적합한 중합체 또는 올리고머 난연제는 2,2-비스-(3,5-디클로로페닐)-프로판; 비스-(2-클로로페닐)-메탄; 비스(2,6-디브로모페닐)-메탄; 1,1-비스-(4-아이오도페닐)-에탄; 1,2-비스-(2,6-디클로로페닐)-에탄; 1,1-비스-(2-클로로-4-아이오도페닐)에탄; 1,1-비스-(2-클로로-4-메틸페닐)-에탄; 1,1-비스-(3,5-디클로로페닐)-에탄; 2,2-비스-(3-페닐-4-브로모페닐)-에탄; 2,6-비스-(4,6-디클로로나프 틸)-프로판; 2,2-비스-(2,6-디클로로페닐)-펜탄; 2,2-비스-(3,5-디브로모페닐)-헥산; 비스-(4-클로로페닐)-페닐-메탄; 비스-(3,5-디클로로페닐)-시클로헥실메탄; 비스-(3-니트로-4-브로모페닐)-메탄; 비스-(4-히드록시-2,6-디클로로-3-메톡시페닐)-메탄; 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)-프로판; 및 2,2-비스-(3-브로모-4-히드록시페닐)-프로판을 포함한다. 다른 난연제는 1,3-디클로로벤젠, 1,4-디브로모벤젠, 1,3-디클로로-4-히드록시벤젠, 및 비페닐, 예컨대 2,2'-디클로로비페닐, 폴리브로민화 1,4-디페녹시벤젠, 2,4'-디브로모비페닐, 및 2,4'-디클로로비페닐 뿐만 아니라 데카브로모 디페닐 옥사이드 등을 포함한다.
난연제는 임의적으로 예를 들어 단량체 또는 중합체 방향족 설포네이트 또는 이들의 혼합물의 비-할로겐-기재 금속 염이다. 금속염은 예를 들어 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속 염 또는 혼합 금속 염이다. 이 족의 금속은 소듐, 리튬, 포타슘, 루비듐, 세슘, 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 프랑슘 및 바륨을 포함한다. 난연제의 예는 세슘 벤젠설포네이트 및 세슘 p-톨루엔설포네이트를 포함한다. 예를 들어, US 3,933,734, EP 2103654, 및 US2010/0069543A1을 참조하고, 이들의 개시물은 이들의 전체가 본원에 참고로 포함된다.
또 다른 유용한 부류의 난연제는 일반식 [(R)2SiO]y를 갖는 환형 실록산 부류이며, 여기서 R은 1 내지 18 개의 탄소 원자를 갖는 1가 탄화수소 또는 플루오린화 탄화수소이고, y는 3 내지 12의 수이다. 플루오린화 탄화수소의 예는 3-플루오로프로필, 3,3,3-트리플루오로프로필, 5,5,5,4,4,3,3-헵타플루오로펜틸, 플루오로페닐, 디플루오로페닐 및 트리플루오로톨릴을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 적합한 환형 실록산의 예는 옥타메틸시클로테트라실록산, 1,2,3,4-테트라메틸-1,2,3,4-테트라비닐시클로테트라실록산, 1,2,3,4-테트라메틸-1,2,3,4-테트라페닐시클로테트라실록산, 옥타에틸시클로테트라실록산, 옥타프로필시클로테트라실록산, 옥타부틸시클로테트라실록산, 데카메틸시클로펜타실록산, 도데카메틸시클로헥사실록산, 테트라데카메틸시클로헵타실록산, 헥사데카메틸시클로옥타실록산, 에이코사 메틸시클로데카실록산, 옥타페닐시클로테트라실록산 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 특히 유용한 환형 실록산은 옥타페닐시클로테트라실록산이다.
일부 양태에서, 중합체 조성물은 상승제를 포함할 수 있다. 다양한 예에서 충전제는 난연성 상승제 역할을 할 수 있다. 상승제는 상승제를 제외하고 동일한 양의 모든 동일한 성분을 함유하는 비교 조성물에 비해 난연성 조성물에 첨가될 때 난연 특성의 개선을 촉진한다. 상승제 역할을 할 수 있는 광물 충전제의 예는 운모, 활석, 탄산칼슘, 백운석, 규회석, 황산바륨, 실리카, 카올린, 장석, 중석 등, 또는 전술한 광물 충전제 중 하나 이상을 포함하는 조합이다. 광물 충전제는 약 0.1 내지 약 20 ㎛, 구체적으로 약 0.5 내지 약 10 ㎛, 더 구체적으로 약 1 내지 약 3 ㎛의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 금속 상승제, 예를 들어 산화안티모니도 난연제와 함께 사용될 수 있다.
임의적 조성물 첨가제
전술한 성분에 더하여, 개시된 열가소성 조성물은 잔량의 이러한 유형의 열가소성 조성물에 통상적으로 혼입되는 하나 이상의 첨가제 물질을 임의적으로 포함할 수 있으며, 단, 첨가제는 조성물의 원하는 특성에 유의미하게 악영향을 미치지 않도록 선택된다. 첨가제의 조합을 사용할 수 있다. 이러한 첨가제는 조성물을 형성하기 위한 성분의 혼합 동안 적절한 시점에 혼합될 수 있다. 개시된 열가소성 조성물에 존재할 수 있는 첨가제 물질의 예시적이고 비제한적인 예는 강화 충전제, 증강제, 산 제거제, 적하 방지제, 항산화제, 정전기 방지제, 사슬 연장제, 착색제(예: 안료 및/또는 염료), 탈형제, 유동 촉진제, 유동 조절제, 윤활제, 이형제, 가소제, 퀀칭제, 난연제(예를 들어 열 안정화제, 가수분해 안정화제 또는 광 안정화제 포함), UV 흡수 첨가제, UV 반사 첨가제 및 UV 안정화제 중 하나 이상을 포함한다.
한 양태에서, 개시된 열가소성 조성물은 유리 섬유 성분을 포함할 수 있다. 추가 양태에서, 유리 섬유 성분에 포함되는 유리 섬유는 E-유리, S-유리, AR-유리, T-유리, D-유리 및 R-유리로부터 선택된다. 추가 양태에서, 유리 섬유는 E-유리, S-유리 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 추가 양태에서, 유리 섬유는 하나 이상의 S-유리 물질이다. 고강도 유리는 일반적으로 미국에서는 S-형 유리, 유럽에서는 R-유리, 일본에서는 T-유리로 알려져 있다. S-유리는 원래 1960 년대에 군사용으로 개발되었으며, 저가 버전인 S-2 유리가 나중에 상업용으로 개발되었다. 고강도 유리는 E-유리보다 인식할 수 있을 정도로 더 많은 양의 실리카 옥사이드, 알루미늄 옥사이드 및 마그네슘 옥사이드를 가진다. S-2 유리는 E-유리보다 대략 40-70 % 더 강하다. 유리 섬유는 표준 공정, 예를 들어 증기 또는 공기 송풍, 화염 송풍 및 기계적 당김에 의해 만들 수 있다. 본 개시물의 열가소성 조성물을 위한 예시적인 유리 섬유는 기계적 당김에 의해 제조될 수 있다.
유리 섬유는 사이징될 수 있거나 또는 비사이징될 수 있다. 사이징된 유리 섬유는 중합체 베이스 수지와의 상용성을 위해 선택된 사이징 조성물로 표면에 코팅된다. 사이징 조성물은 섬유 스트랜드에 대한 중합체 베이스 수지의 웨트-아웃(wet-out) 및 웨트-쓰루(wet-through)를 용이하게 하고, 열가소성 조성물에서 원하는 물리적 특성을 얻는 것을 돕는다.
다양한 추가 양태에서, 유리 섬유는 코팅제로 사이징된다. 추가 양태에서, 코팅제는 유리 섬유의 중량을 기준으로 약 0.1 wt.% 내지 약 5 wt.%의 양으로 존재한다. 추가 양태에서, 코팅제는 유리 섬유의 중량을 기준으로 약 0.1 wt.% 내지 약 2 wt.%의 양으로 존재한다.
유리 섬유를 제조할 때, 많은 필라멘트를 동시에 형성하고, 코팅제로 사이징한 다음에 스트랜드라고 불리는 것으로 다발화할 수 있다. 대안적으로, 먼저 필라멘트로 스트랜드 자체를 형성한 다음에 사이징할 수 있다. 사용되는 사이징의 양은 일반적으로 유리 필라멘트를 연속 스트랜드로 결합하기에 충분한 양이며, 유리 섬유의 중량을 기준으로 약 0.1 내지 약 5 wt.%, 약 0.1 내지 2 wt.%의 범위이다. 일반적으로, 이것은 유리 필라멘트의 중량을 기준으로 약 1.0 wt.%일 수 있다.
추가 양태에서, 유리 섬유는 연속적일 수 있거나 또는 절단될(chopped) 수 있다. 추가 양태에서, 유리 섬유는 연속적이다. 추가 양태에서, 유리 섬유는 절단된다. 절단된 스트랜드 형태의 유리 섬유는 약 0.3 밀리미터(mm) 내지 약 10 센티미터(cm), 구체적으로 약 0.5 mm 내지 약 5 cm, 더 구체적으로 약 1.0 mm 내지 약 2.5 cm의 길이를 가질 수 있다. 다양한 추가 양태에서, 유리 섬유는 약 0.2 mm 내지 약 20 mm의 길이를 갖는다. 추가 양태에서, 유리 섬유는 약 0.2 mm 내지 약 10 mm의 길이를 갖는다. 추가 양태에서, 유리 섬유는 약 0.7 mm 내지 약 7 mm의 길이를 갖는다. 이 영역에서 열가소성 수지가 복합재 형태로 유리 섬유로 강화되는 경우, 약 0.4 mm의 길이를 갖는 섬유는 일반적으로 장섬유라고 부르고, 짧은 섬유는 단섬유라고 부른다. 추가 양태에서, 유리 섬유는 1 mm 이상의 길이를 가질 수 있다. 추가 양태에서, 유리 섬유는 2 mm 이상의 길이를 가질 수 있다.
다양한 추가 양태에서, 유리 섬유는 둥근(또는 원형), 편평한, 또는 불규칙한 단면을 갖는다. 따라서 둥글지 않은 섬유 단면의 사용이 가능하다. 추가 양태에서, 유리 섬유는 원형 단면을 갖는다. 추가 양태에서, 유리 섬유의 직경은 약 1 내지 약 15 ㎛이다. 추가 양태에서, 유리 섬유의 직경은 약 4 내지 약 10 ㎛이다. 추가 양태에서, 유리 섬유의 직경은 약 1 내지 약 10 ㎛이다. 추가 양태에서, 유리 섬유는 약 7 ㎛ 내지 약 10 ㎛의 직경을 갖는다.
일부 양태에서, 유리 섬유 성분은 약 0 wt.% 초과 내지 약 60 wt.%의 양으로 존재한다. 추가 양태에서, 유리 섬유 성분은 약 10 wt. % 내지 약 60 wt.%, 또는 약 20 wt.% 내지 약 60 wt.%, 또는 약 20 wt.% 내지 약 50 wt.%, 또는 약 20 wt.% 내지 약 40 wt.%의 양으로 존재한다.
본 개시물의 한 양태에서 유리 섬유 성분에 사용하기에 적합한 하나의 단지 예시적인 유리 섬유는 Chongqing Polycomp International Corp.로부터 입수가능한 E-유리 섬유 ECS303H이다.
추가 양태에서, 개시된 열가소성 조성물은 항산화제 또는 "안정화제"를 추가로 포함할 수 있다. 많은 안정화제가 알려져 있고, 사용될 수 있고; 한 양태에서 안정화제는 BASF로부터 입수가능한 IRGANOX® 1010과 같은 힌더드 페놀이다. 일부 양태에서, 안정화제는 약 0 wt.% 초과 내지 약 5 wt.%의 양으로 존재할 수 있다. 추가 양태에서, 안정화제는 약 0.01 wt.% 내지 약 3 wt.%, 또는 약 0.01 wt.% 내지 약 2 wt.%, 또는 약 0.01 wt.% 내지 약 1 wt.%, 또는 약 0.01 wt.% 내지 약 .05 wt.%, 또는 약 0.01 wt.% 내지 약 .02 wt.%의 양으로 존재한다.
특정 양태에서, 조성물은 조성물의 NMT 결합 강도 및/또는 용융 강도를 개선할 수 있는 증강제를 포함할 수 있다. 적합한 증강제는 중합체 또는 비중합체 물질을 포함할 수 있다. 예시적이지만 결코 제한적이지 않은 증강제는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에스테르-폴리에테르 공중합체(예를 들어, 하나 이상의 DuPont의 Hytrel™ 폴리에스테르 엘라스토머), 고분자량 폴리아크릴레이트(예: 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 폴리(메타크릴레이트)(PMA), 및 폴리(히드록시에틸 메타크릴레이트)), 플루오로중합체 및 이들의 조합을 포함한다. 특정 양태에서, 증강제는 0 wt.% 초과 내지 약 5 wt.%의 양으로 존재한다. 다른 양태에서, 증강제는 0 wt.% 초과 내지 약 4 wt.% 또는 0 wt.% 초과 내지 약 3 wt.%, 또는 약 1 wt.% 내지 약 4 wt.%, 또는 약 2 wt.% 내지 약 3 wt.%의 양으로 존재한다.
제조 방법
본 개시물의 열가소성 조성물은 제제에서 원하는 임의의 추가 첨가제와 물질의 친밀한 혼합을 포함하는 다양한 방법에 의해 전술한 성분과 블렌딩될 수 있다. 상업용 중합체 가공 시설에서 용융 블렌딩 장비를 사용할 수 있기 때문에, 일반적으로 용융 가공 방법이 선호된다. 이러한 용융 가공 방법에 사용되는 장비의 예시적인 예는 동회전 및 역회전 압출기, 단일 스크류 압출기, 공동 혼련기, 디스크-팩 프로세서 및 다양한 다른 유형의 압출 장비를 포함한다. 본 공정에서 용융물의 온도는 바람직하게는 수지의 과도한 열화를 피하기 위해 최소화된다. 용융 수지 조성물에서 용융 온도를 약 230 ℃ 내지 약 350 ℃로 유지하는 것이 종종 바람직하지만, 가공 장비에서 수지의 체류 시간이 짧게 유지된다면 더 높은 온도가 사용될 수 있다. 일부 양태에서 용융 가공된 조성물은 다이의 작은 출구 구멍을 통해 압출기와 같은 가공 장비를 빠져 나간다. 생성된 용융 수지 스트랜드는 스트랜드를 수조를 통해 통과시킴으로써 냉각된다. 냉각된 스트랜드는 포장 및 추가 취급을 위해 작은 펠릿으로 절단될 수 있다.
조성물은 다양한 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 먼저 중합체 베이스 수지, 유리 섬유 성분, 레이저 직접 구조화 첨가제 및/또는 다른 임의적 성분을 HENSCHEL-Mixer® 고속 믹서에서 블렌딩한다. 손을 사용한 혼합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 저전단 공정도 이 블렌딩을 성취할 수 있다. 그 다음에 블렌드를 호퍼를 통해 이축-스크류 압출기의 쓰로트(throat)에 공급한다. 대안적으로, 성분들 중 적어도 하나는 쓰로트에서 및/또는 하류에서 사이드스터퍼(sidestuffer)를 통해 압출기에 직접 공급함으로써 조성물에 혼입될 수 있다. 또한 첨가제는 원하는 중합체 수지와 함께 마스터배치로 배합되어 압출기에 공급될 수도 있다. 압출기는 일반적으로 조성물이 유동하게 하는 데 필요한 온도보다 높은 온도에서 작동된다. 압출물은 물 배치에서 즉시 퀀칭되고 펠릿화된다. 이렇게 제조된 펠릿은 압출물을 컷팅할 때 원하는 대로 길이가 1/4 인치 이하일 수 있다. 이러한 펠릿은 후속 성형, 쉐이핑(shaping) 또는 포밍(forming)에 사용될 수 있다.
제조품 및 특성
한 양태에서, 본 개시물은 열가소성 조성물을 포함하는 쉐이핑된, 포밍된, 또는 성형된 물품에 관한 것이다. 열가소성 조성물은 사출 성형, 압출, 회전 성형, 블로우 성형 및 써모포밍과 같은 다양한 수단에 의해 유용한 성형품으로 성형되어 예를 들어 핸드폰, 태블릿 컴퓨터, 개인용 컴퓨터, 노트북 및 휴대용 컴퓨터 및 다른 그러한 장비 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 개인용 또는 상업용 소비자 전자장치, 의료용 응용물, RFID 응용물, 자동차 응용물의 물품 및 구조적 구성품을 형성할 수 있다. 추가 양태에서, 물품은 압출 성형된다. 추가 양태에서, 물품은 사출 성형된다.
추가 양태에서, 결과적으로 얻는 개시된 조성물은 임의의 원하는 쉐이핑된, 포밍된 또는 성형된 물품을 제공하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 개시된 조성물은 사출 성형, 압출, 회전 성형, 송풍 성형 및 써모포밍 같은 다양한 수단에 의해 유용한 성형품으로 성형될 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 개시된 조성물은 전자 구성품 및 장치의 제조에 사용하기에 특히 매우 적합하다.
특정 양태에서, 레이저 도금가능한 물품이 형성될 수 있다. 물품의 형성은 본원에 개시된 레이저 도금가능한 조성물로부터 물품을 성형하는 것을 포함할 수 있다. 이어서, 물품을 레이저에 노출시켜 활성화된 영역을 형성할 수 있고, 활성화된 영역 상에 금속 층을 도금할 수 있다.
PPO, SEBS, 인 FR 첨가제 및 레이저 활성화가능한 금속 화합물의 빌딩 블록을 기재로 하여 좋은 난연성, 높은 열 특성 및 좋은 연성을 갖는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물이 개발되었다. 폴리실록산 및 무기 충전제가 제제에 사용되었고, 조성물의 도금 성능을 개선하였다. 본원에서 제공된 바와 같이, 개시된 열가소성 조성물은 금속 레이저 도금을 특징으로 하고 높은 열 및 연성과 같은 특정 물리적 및 기계적 특성을 요구하는 응용에 유용할 수 있다. 보다 구체적으로, 개시된 열가소성 조성물은 더 높은 도금 성능(예를 들어 X-선 형광을 사용하여 시험할 때 0.8 초과의 도금 지수, 좋은 난연성(예를 들어 UL94에 따라 최고 V0 1.0 mm의 화염 등급), 높은 열 성능(예를 들어 ASTM D648에 따라 0.45 MPa에서 150 ℃ 초과의 높은 열 변형 온도) 및 좋은 연성(예를 들어 ASTM D256에 따라 23 ℃에서 최고 378 J/m의 노치 아이조드 값)을 나타낼 수 있다. 더 높은 점도(더 낮은 용융 지수)의 충격 개질제를 갖는 폴리아릴렌 에테르 (및/또는 폴리아릴렌 에테르 실록산 공중합체)를 포함하는 실질적으로 유사한 열가소성 조성물은 높은 도금 지수를 나타내지 않을 수 있다.
본원에 개시된 중합체 조성물의 유리한 특징은 이들을 일련의 용도에 적합하게 할 수 있다. 물품은 컴퓨터 및 비지니스 기계 하우징, 예컨대 랩톱 개인용 컴퓨터용 하우징, 모니터, 로보틱스(robotics), 휴대용 전자 장치 하우징(예컨대 스마트 폰, 태블릿, 음악 장치용 하우징 또는 플래시 홀더), 전기 커넥터, LED 방열판, 및 조명기구, 웨어러블, 장식품, 가전 제품 등의 성분으로서 적당할 수 있다. 특별한 예에서, 중합체 조성물은 모바일 장치용 하우징과 같은 모바일 장치에서 또는 안테나를 형성하는 중합체로서 유용할 수 있다. 추가 예에서, 열가소성 조성물은 조리 기구에 유용할 수 있다. 구체적인 예로서, 이러한 조리 기구는 LDS 성능 뿐만 아니라 높은 열, 좋은 난연성 및 좋은 연성 특성을 가진 물질을 필요로 하는 유도 가열 밥솥을 포함할 수 있다. 본 개시물의 조성물은 이러한 특성을 제공하고, 따라서 이러한 응용에 매우 적합하다.
추가 양태에서, 열가소성 조성물이 사용될 수 있는 분야의 비제한적인 예는 전기, 전기-기계, 무선 주파수 (RF) 기술, 통신, 자동차, 항공, 의료, 센서, 군사 및 보안을 포함할 수 있다. 추가 양태에서, 열가소성 조성물은 또한 예를 들어 자동차 또는 의료 공학에 사용될 수 있는 기계적 및 전기적 특성을 통합하는 메카트로닉 시스템과 같은 오버랩핑 분야에 존재할 수 있다. 추가 양태에서, 적합한 물품은 전자 장치, 자동차 장치, 통신 장치, 의료 장치, 보안 장치 또는 메카 트로닉 장치일 수 있다. 추가 양태에서, 물품은 컴퓨터 장치, 전자기 간섭 장치, 인쇄 회로, Wi-Fi 장치, 블루투스 장치, GPS 장치, 셀룰러 안테나 장치, 스마트폰 장치, 자동차 장치, 의료 장치, 센서 장치, 보안 장치, 차폐 장치, RF 안테나 장치, LED 장치 및 RFID 장치로부터 선택될 수 있다. 추가 양태에서, 물품은 컴퓨터 장치, 센서 장치, 보안 장치, RF 안테나 장치, LED 장치 및 RFID 장치로부터 선택될 수 있다.
추가 양태에서, 성형된 물품은 자동차 분야에서 장치를 제조하는 데 사용될 수 있다. 추가 양태에서, 차량의 내부에 개시된 블렌딩된 열가소성 조성물을 사용할 수 있는 자동차 분야에서 이러한 장치의 비제한적인 예는 적응형 크루즈 컨트롤, 헤드라이트 센서, 윈드실드 와이퍼 센서 및 도어/윈도우 스위치를 포함한다. 추가 양태에서, 차량의 외부에 개시된 블렌딩된 열가소성 조성물일 수 있는 자동차 분야의 장치의 비제한적인 예는 엔진 관리, 에어컨, 충돌 감지 및 외부 조명 기구를 위한 압력 및 흐름 센서를 포함한다.
본 개시물의 요소의 다양한 조합, 예를 들어 동일한 독립 청구항에 의존하는 종속 청구항들로부터의 요소들의 조합이 본 개시물에 포함된다.
더욱이, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 본원에서 제시된 임의의 방법은 그의 단계가 특정한 순서로 수행될 것을 요구하는 것으로 해석되는 것이 의도되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 방법 청구항이 그의 단계들이 따르는 순서를 실제로 열거하지 않거나 또는 다른 방식으로 청구범위 또는 설명에서 단계들이 특정한 순서로 제한되어야 한다는 것이 구체적으로 언급되지 않은 경우, 어느 면에서도 순서가 유추되는 것이 결코 의도되지 않는다. 이것은 단계의 배열 또는 운영 흐름에 관한 논리의 문제; 문법적 구성 또는 구두점에서 파생된 분명한 의미; 및 본 명세서에 기술된 양태의 수 또는 유형을 포함해서 해석을 위한 임의의 가능한 비명시적 근거에 해당된다.
본원에서 언급된 모든 발행물은 그 발행물이 인용하고 있는 방법 및/또는 물질을 개시하고 기술하기 위해 본원에 참고로 포함된다.
정의
또한, 본원에서 사용된 용어는 특정 양태만을 기술하기 위한 것이며 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다. 명세서 및 청구 범위에 사용된 바와 같이, 용어 "포함하는"은 양태 "이루어지는" 및 "주로 이루어지는"을 포함할 수 있다. 달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 개시물이 속하는 분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서 및 뒤따르는 청구범위에서는, 본원에서 정의되는 많은 용어가 언급될 것이다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태 "a". "an", 및 "the"는 문맥상 명백하게 다르게 지시되지 않는 한 복수의 지시대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "중합체 베이스 수지"의 언급은 둘 이상의 중합체 베이스 수지의 혼합물을 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "조합"은 블렌드, 혼합물, 합금, 반응 생성물 등을 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "폴리실란"은 화학식 (R2Si)n을 갖는 유기 규소 중합체 화합물을 지칭한다. 중합체 백본은 각 규소 원자에 부착된 두 개의 치환체(R)가 있는 규소-규소 결합으로 구성된다.
범위는 본원에서는 하나의 값(제1 값) 내지 다른 값(제2 값)으로 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현될 때, 그 범위는 일부 양태에서는 제1 값과 제2 값 중 하나 또는 둘 모두를 포함한다. 마찬가지로, 값이 '약'을 앞에 사용하여 근사치로서 표현될 때는, 특별한 값이 또 다른 양태를 형성한다는 것을 이해할 것이다. 각 범위의 끝점은 다른 끝점과 관련해서 뿐만 아니라 다른 끝점과 독립적으로도 유의미하다는 것을 추가로 이해할 것이다. 또한, 본원에는 개시된 많은 값이 있고, 각 값이 또한 본원에서는 그 값 자체 외에 "약"이 앞에 있는 그 특별한 값으로서 개시된다는 것을 이해한다. 예를 들어, 값 "10"이 개시되면, "약 10"도 또한 개시된다. 또한, 두 특별한 단위 사이의 각 단위도 또한 개시되는 것으로 이해한다. 예를 들어, 10 및 15가 개시되면, 11, 12, 13 및 14도 또한 개시된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "약" 및 "에서 또는 약"은 문제의 양 또는 값이 지정된 값, 대략의 지정된 값, 또는 지정된 값과 거의 동일한 값일 수 있음을 의미한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 달리 지시되지 않거나 또는 유추되지 않는 한, 이것은 ±10% 변동을 나타내는 공칭값이라는 점을 일반적으로 이해한다. 이 용어가 유사한 값이 청구범위에 열거된 등가의 결과 또는 효과를 촉진한다는 것을 전달한다는 것이 의도된다. 즉, 양, 크기, 제제, 매개변수, 및 다른 수량 및 특징이 정확하지 않아도 되고 정확할 필요는 없지만, 원하는 대로 공차, 환산 계수, 반올림, 측정 오차 등 및 관련 분야 숙련자에게 공지된 다른 인자를 반영한 근사치일 수 있고/거나 더 크거나 또는 더 작을 수 있다는 것을 이해한다. 일반적으로, 양, 크기, 제제, 매개변수 또는 다른 수량 또는 특징은 명시적으로 언급되어 있는지 여부와 관계없이 "약" 또는 "대략"이다. "약"이 정량적 값 앞에 사용되는 경우, 매개변수가 또한 구체적으로 달리 언급되지 않는 한 특정한 정량적 값 그 자체를 포함한다는 것을 이해한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "임의적" 또는 "임의적으로"는 이후에 기술된 사건 또는 상황이 발생할 수 있거나 그렇지 않을 수 있고, 그 기술은 상기 사건 또는 상황이 발생하는 경우 및 그렇지 않은 경우를 포함한다는 것을 의미한다. 예를 들어, "임의적 첨가제 물질"이라는 문구는 첨가제 물질이 포함될 수 있거나 또는 포함될 수 없다는 것을 의미하고, 그 기술이 첨가제 물질을 포함하는 열가소성 조성물 및 첨가제 물질을 포함하지 않는 열가소성 조성물을 포함한다는 것을 의미한다.
본 개시물의 조성물을 제조하는 데 사용되는 성분 및 본원에 개시된 방법에서 사용되는 조성물 그 자체가 개시된다. 이들 물질 및 다른 물질이 본원에 개시되어 있고, 이들 물질의 조합, 하위세트, 상호작용, 그룹 등이 개시될 때는, 이들 화합물의 각각의 다양한 개별적 및 집합적 조합 및 치환에 대한 특정한 언급이 명시적으로 개시될 수는 없지만, 각각이 본원에서 구체적으로 고려되고 기술되는 것임을 이해한다. 예를 들어, 특별한 화합물이 개시되고 논의되고 화합물을 포함하는 많은 분자에 수행될 수 있는 많은 개질이 논의되는 경우, 구체적으로 반대로 지시되지 않는 한, 그 화합물 및 가능한 개질의 각각의 및 모든 조합 및 치환이 구체적으로 고려된다. 따라서, 한 부류의 분자 A, B, 및 C가 개시될 뿐 아니라 한 부류의 분자 D, E, 및 F, 및 조합 분자의 예 A-D가 개시되는 경우, 비록 각각이 개별적으로 열거되지 않을지라도, 각각이 개별적으로 및 집합적으로 고려되고, 조합 A-E, A-F, B-D, B-E, B-F, C-D, C-E, 및 C-F가 개시된 것으로 간주된다는 것을 의미한다. 마찬가지로, 이들의 임의의 하위세트 또는 조합도 또한 개시된다. 따라서, 예를 들어, A-E, B-F, 및 C-E의 하위-그룹이 개시된 것으로 간주될 것이다. 이 개념은 본 개시물의 조성물을 제조하는 방법 및 사용하는 방법에서의 단계를 포함하지만 이에 제한되지는 않는 본 출원의 모든 양태에 적용된다. 따라서, 수행될 수 있는 다양한 추가적인 단계가 있는 경우, 이들 추가적인 단계 각각이 본 개시물의 방법의 임의의 특정한 양태 또는 양태의 조합으로 수행될 수 있다는 것을 이해한다.
명세서 및 결론짓는 청구범위에서 조성물 또는 물품 내 특별한 요소 또는 성분의 중량부의 언급은 중량부가 표현되는 조성물 또는 물품 내 요소 또는 성분과 임의의 다른 요소 또는 성분 사이의 중량 관계를 나타낸다. 따라서, 2 중량부의 성분 X 및 5 중량부의 성분 Y를 함유하는 화합물에서, X 및 Y는 2:5의 중량비로 존재하며, 추가 성분이 그 화합물에 함유되는지 여부와는 무관하게 이러한 비율로 존재한다.
성분의 중량 퍼센트는 구체적으로 반대로 언급되지 않는 한, 그 성분이 포함된 제제 또는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 호환가능하게 사용될 수 있는 용어 "중량 퍼센트", "wt.%" 및 "wt.%"는 달리 명시되지 않는 한 조성물의 총 중량을 기준으로 주어진 성분의 중량 기준 퍼센트를 나타낸다. 즉, 달리 명시되지 않는 한, 모든 wt.% 값은 조성물의 총 중량을 기준으로 한다. 개시된 조성물 또는 제제에서 모든 성분의 wt.% 값의 합계는 100이라는 것을 이해해야 한다.
특정 약어는 다음과 같이 정의된다: "g"는 그램이고, "kg"은 킬로그램이고, "℃"는 섭씨 온도이고, "min"은 분이고, "mm"은 밀리미터이고, "mPa"는 메가파스칼이고, "WiFi"는 원격 기계에서 인터넷에 액세스하는 시스템이고, "GPS"는 글로벌 포지셔닝 시스템 - 위치 및 속도 데이터를 제공하는 미국 항법 위성의 글로벌 시스템이다. "LED"는 발광 다이오드이고, "RF"는 무선 주파수이고, "RFID"는 무선 주파수 식별이다.
달리 반대로 본원에서 언급되지 않는 한, 모든 시험 표준은 본 출원을 출원할 때 시행 중인 최신 표준이다.
본원에 개시된 각 물질은 상업적으로 입수가능하고/거나 이들의 제조 방법은 관련 분야 숙련자에게 공지되어 있다.
본원에 개시된 조성물이 특정 기능을 갖는다는 것을 이해한다. 개시된 기능을 수행하기 위한 특정 구조적 요건이 본원에 개시되어 있으며, 개시된 구조와 관련된 동일한 기능을 수행할 수 있는 다양한 구조가 있고, 이들 구조가 대표적으로 동일한 결과를 달성할 것임을 이해한다.
본 개시물의 양태
다양한 양태에서, 본 개시물은 적어도 다음 양태들에 관련되고 이를 포함한다.
양태 1. 폴리아릴렌 에테르 성분; 레이저 직접 구조화 첨가제; 난연성 첨가제; 및 충격 개질제를 포함하거나, 이것들로 이루어지거나, 또는 이것들로 주로 이루어지고, 레이저를 사용하여 활성화된 후에 도금될 수 있고, X-선 형광을 사용하여 시험할 때 0.8 초과의 도금 지수를 나타내고, ASTM D648에 따라 시험할 때 0.45 MPa/3.2 mm에서 150 ℃ 초과의 열 변형 온도를 나타내는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 2. 청구항 1에 있어서, 규소 성분을 추가로 포함하는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 3. 청구항 1에 있어서, 폴리실록산, 폴리실란 또는 실란으로부터 선택되는 규소 성분을 추가로 포함하는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 4. 청구항 1에 있어서, 레이저 직접 구조화 상승제를 추가로 포함하는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 5. 청구항 2에 있어서, 레이저 직접 구조화 상승제가 무기 충전제 또는 실록산 기재 중합체를 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 6. 청구항 1-5 중 어느 한 청구항에 있어서, 폴리아릴렌 에테르 성분이 폴리페닐렌 에테르를 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 7. 청구항 1-5 중 어느 한 청구항에 있어서, 폴리아릴렌 에테르 성분이 폴리아릴렌 에테르, 폴리아릴렌 에테르 공중합체 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 8. 청구항 1-5 중 어느 한 청구항에 있어서, 폴리아릴렌 에테르 성분이 폴리페닐 에테르 실록산 공중합체를 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 9. 청구항 1-8 중 어느 한 청구항에 있어서, 충격 개질제가 ASTM 1238에 따라 시험할 때 230 ℃/5kg에서 3 g/10min 미만의 용융 지수를 갖는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 10. 청구항 1-8 중 어느 한 청구항에 있어서, 충격 개질제가 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌 공중합체(SEBS), 스티렌 부타디엔 스티렌(SBS), 스티렌 에틸렌 프로필렌 스티렌(SEPS) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 스티렌-기재 공중합체를 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 11. 청구항 1-8 중 어느 한 청구항에 있어서, 충격 개질제가 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌 공중합체(SEBS)인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 12. 청구항 1-8 중 어느 한 청구항에 있어서, 충격 개질제가 ASTM 1238에 따라 시험할 때 230 ℃/5kg에서 3 g/10min 미만의 용융 지수를 갖는 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌 공중합체인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 13. 청구항 1-12 중 어느 한 청구항에 있어서, 레이저 직접 구조화 첨가제가 중금속 혼합 산화물 스피넬, 구리 염 또는 이들의 조합을 포함하는 금속 화합물인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 14. 청구항 13에 있어서, 중금속 혼합 산화물 스피넬이 구리 크로마이트 블랙 스피넬인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 15. 청구항 13에 있어서, 구리 염이 수산화구리 인산염인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 16. 청구항 1-13 중 어느 한 청구항에 있어서, 난연제가 인을 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 17. 청구항 1-16 중 어느 한 청구항에 있어서, 난연제가 비스페놀 A 비스(디페닐 포스페이트)(BPADP) 또는 페녹시포스파젠(PPZ)을 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 18. 청구항 1-17 중 어느 한 청구항에 있어서, 산화마그네슘, 황화아연, 포스파이트 및 이들의 조합으로부터 선택된 안정화제를 추가로 포함하는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 19. 청구항 2-18 중 어느 한 청구항에 있어서, 레이저 직접 구조화 상승제가 폴리실록산, 실란, 폴리실란 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 20. 청구항 1-19 중 어느 한 청구항에 있어서, 조성물이 약 50 wt.% 내지 90 wt.%의 폴리아릴렌 에테르 성분; 약 0.01 wt.% 내지 약 20 wt.%의 레이저 직접 구조화 첨가제; 약 0.01 wt.% 내지 약 15 wt.%의 난연제; 및 약 0.01 wt.% 내지 약 20 wt.%의 충격 개질제를 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 21. 청구항 1-20 중 어느 한 청구항에 있어서, 충격 개질제가 약 3 wt.% 내지 약 25 wt.%의 양으로 존재하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 22. 청구항 1-20 중 어느 한 청구항에 있어서, 충격 개질제가 조성물의 총 종량에 대해 약 5 wt.% 내지 약 15 wt.%의 양으로 존재하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 23. 청구항 1-22 중 어느 한 청구항에 있어서, 무기 충전제를 추가로 포함하고, 여기서 무기 충전제가 조성물의 총 중량에 대해 0.1-10 중량 %, 바람직하게는 0.1-8 중량 %, 더 바람직하게는 0.5-5 중량 %의 양으로 존재하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 24. 청구항 1-23 중 어느 한 청구항에 있어서, 난연제가 조성물의 총 중량에 대해 5 wt.% 내지 15 wt.%의 양으로 존재하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 25. 청구항 1-24 중 어느 한 청구항에 있어서, 폴리아릴렌 에테르 성분이 50 wt.% 내지 90 wt.%의 양으로 존재하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 26. 청구항 1-25 중 어느 한 청구항에 있어서, 폴리아릴렌 에테르 성분이 조성물의 총 중량을 기준으로 60 wt.% 내지 85 wt.%의 양으로 존재하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 27. 청구항 4-26 중 어느 한 청구항에 있어서, 레이저 직접 구조화 상승제가 0.1 wt.% 내지 약 10 wt.%의 양으로 존재하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 28. 청구항 1-27 중 어느 한 청구항의 레이저 도금가능한 조성물로부터 물품을 성형하고, 이 물품을 레이저에 노출시켜 활성화된 영역을 형성하고, 이 활성화된 영역 상에 금속층을 도금하는 것을 포함하는 물품 제조 방법.
양태 28. 약 50 wt.% 내지 90 wt.%의 폴리아릴렌 에테르, 폴리아릴렌 에테르 공중합체, 또는 이들의 조합; 약 0.01 wt.% 내지 약 20 wt.%의 레이저 직접 구조화 첨가제; 약 0.01 wt.% 내지 약 15 wt.%의 난연제; 약 0.01 wt.% 내지 약 5 wt.%의 폴리실록산, 실란, 폴리실란 또는 이들의 조합을 포함하는 레이저 직접 구조화 첨가제 상승제; 및 약 0.01 wt.% 내지 약 20 wt.%의 충격 개질제를 포함하거나, 이것들로 이루어지거나, 또는 이것들로 주로 이루어지고, 레이저를 사용하여 활성화된 후 도금될 수 있고, X-선 형광을 사용하여 시험할 때 0.8 초과의 도금 지수를 나타내고, ASTM D648에 따라 시험할 때 0.45 MPa/3.2 mm에서 150 ℃ 초과의 열 변형 온도를 나타내는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 29. 폴리아릴렌 에테르, 폴리아릴렌 에테르 공중합체 또는 이들의 조합; 레이저 직접 구조화 첨가제; 난연제; 및 충격 개질제; 활석, 점토, 운모, 규회석, 이산화티타늄 및 이들의 혼합물로부터 선택된 무기 충전제를 조합하는 것을 포함하거나, 이것으로 이루어지거나, 또는 이것으로 주로 이루어지는, 레이저를 사용하여 활성화된 후에 도금될 수 있는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물 형성 방법.
양태 30. 폴리아릴렌 에테르 실록산 공중합체를 포함하는 폴리아릴렌 에테르 성분; 레이저 직접 구조화 첨가제; 및 난연성 첨가제를 포함하거나, 이것들로 이루어지거나, 또는 이것들로 주로 이루어지고, 레이저를 사용하여 활성화된 후 도금될 수 있고, X-선 형광을 사용하여 시험할 때 0.8 초과의 도금 지수를 나타내고, ASTM D648에 따라 시험할 때 0.45 MPa/3.2 mm에서 150℃ 초과의 열 변형 온도를 나타내는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 31. 폴리아릴렌 에테르 실록산 공중합체를 포함하는 폴리아릴렌 에테르 성분; 레이저 직접 구조화 첨가제; 난연성 첨가제; 및 충격 개질제를 포함하거나, 이것들로 이루어지거나, 또는 이것들로 주로 이루어지고, 레이저를 사용하여 활성화된 후에 도금될 수 있고, X-선 형광을 사용하여 시험할 때 0.8 초과의 도금 지수를 나타내고, ASTM D648에 따라 시험할 때 0.45 MPa/3.2 mm에서 150 ℃ 초과의 열 변형 온도를 나타내는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 32. 청구항 30-31 중 어느 한 청구항에 있어서, 레이저 직접 구조화 상승제를 추가로 포함하는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 33. 청구항 30-32 중 어느 한 청구항에 있어서, 폴리아릴렌 에테르 성분이 폴리페닐 에테르 실록산 공중합체를 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 34. 청구항 31-33 중 어느 한 청구항에 있어서, 충격 개질제가 ASTM D1238에 따라 시험할 때 230 ℃/5kg에서 3 g/10min 미만의 용융 지수를 갖는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 35. 청구항 31-33 중 어느 한 청구항에 있어서, 충격 개질제가 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌 공중합체(SEBS), 스티렌 부타디엔 스티렌(SBS), 스티렌 에틸렌 프로필렌 스티렌(SEPS) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 스티렌-기재 공중합체를 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 36. 청구항 31-33 중 어느 한 청구항에 있어서, 충격 개질제가 ASTM D1238에 따라 시험할 때 230 ℃/5kg에서 3 g/10min 미만의 용융 지수를 갖는 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌 공중합체인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 37. 청구항 30-36 중 어느 한 청구항에 있어서, 레이저 직접 구조화 첨가제가 중금속 혼합 산화물 스피넬, 구리 염 또는 이들의 조합을 포함하는 금속 화합물인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 38. 청구항 37에 있어서, 중금속 혼합 산화물 스피넬이 구리 크로마이트 블랙 스피넬인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 39. 청구항 37에 있어서, 구리 염이 수산화구리 인산염인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 40. 청구항 30-39 중 어느 한 청구항에 있어서, 난연제가 인을 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 41. 청구항 30-40 중 어느 한 청구항에 있어, 난연제가 비스페놀 A 비스(디페닐 포스페이트)(BPADP) 또는 페녹시포스파젠(PPZ)을 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 42. 청구항 30-41 중 어느 한 청구항에 있어서, 산화마그네슘, 황화아연, 포스파이트 및 이들의 조합으로부터 선택된 안정화제를 추가로 포함하는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 43. 청구항 30-42 중 어느 한 청구항에 있어서, 레이저 직접 구조화 상승제가 폴리실록산, 실란, 폴리실란 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 44. 청구항 31-43 중 어느 한 청구항에 있어서, 조성물이 50 wt.% 내지 90 wt.%의 폴리아릴렌 에테르 성분; 0.01 wt.% 내지 20 wt.%의 레이저 직접 구조화 첨가제; 0.01 wt.% 내지 15 wt.%의 난연제; 0.1 wt.% 내지 10 wt.%의 규소 성분 및 0.01 wt.% 내지 20 wt.%의 충격 개질제를 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 45. 청구항 31-44 중 어느 한 청구항에 있어서, 충격 개질제가 조성물의 총 중량에 대해 5 wt.% 내지 15 wt.%의 양으로 존재하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 46. 50 wt.% 내지 90 wt.%의 폴리아릴렌 에테르, 폴리아릴렌 에테르 공중합체, 또는 이들의 조합; 0.01 wt.% 내지 20 wt.%의 레이저 직접 구조화 첨가제; 0.01 wt.% 내지 15 wt.%의 난연제; 0.1 wt.% 내지 10 wt.%의 폴리실록산, 실란, 폴리실란 또는 이들의 조합을 포함하는 레이저 직접 구조화 첨가제 상승제; 및 0.01 wt.% 내지 20 wt.%의 충격 개질제를 포함하거나, 이것들로 이루어지거나, 또는 이것들로 주로 이루어지고, 레이저를 사용하여 활성화된 후 도금될 수 있고, X-선 형광을 사용하여 시험할 때 0.8 초과의 도금 지수를 나타내고, ASTM D648에 따라 시험할 때 0.45 MPa/3.2 mm에서 150 ℃ 초과의 열 변형 온도를 나타내는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 47. 폴리아릴렌 에테르, 폴리아릴렌 에테르 공중합체 또는 이들의 조합; 레이저 직접 구조화 첨가제; 난연제; 및 충격 개질제; 활석, 점토, 운모, 규회석, 이산화티타늄 및 이들의 혼합물로부터 선택된 무기 충전제를 조합하는 것을 포함하거나, 이것으로 이루어지거나, 또는 이것으로 주로 이루어지는, 레이저를 사용하여 활성화된 후에 도금될 수 있는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물 형성 방법.
양태 48. 폴리아릴렌 에테르 성분; 레이저 직접 구조화 첨가제; 난연성 첨가제; 규소 성분; 및 충격 개질제를 포함하거나, 이것들로 이루어지거나, 또는 이것들로 주로 이루어지고, 레이저를 사용하여 활성화된 후에 도금될 수 있고, X-선 형광을 사용하여 시험할 때 0.8 초과의 도금 지수를 나타내고, ASTM D648에 따라 시험할 때 0.45 MPa/3.2 mm에서 150 ℃ 초과의 열 변형 온도를 나타내는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 49. 청구항 48에 있어서, 규소 성분이 폴리아릴렌 에테르의 폴리실록산 공중합체를 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 50. 청구항 48에 있어서, 규소 성분이 폴리실록산, 실란, 폴리실란 또는 이들의 조합을 포함하는 레이저 직접 구조화 첨가제 상승제를 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 51. 폴리아릴렌 에테르 성분; 레이저 직접 구조화 첨가제; 비스페놀 A 비스(디페닐포스페이트)(BPADP) 또는 페녹시포스파젠(PPZ)을 포함하는 난연성 첨가제; 및 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌 공중합체(SEBS), 스티렌 부타디엔 스티렌(SBS), 스티렌 에틸렌 프로필렌 스티렌(SEPS) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 스티렌-기재 공중합체를 포함하는 충격 개질제를 포함하거나, 이것들로 이루어지거나, 또는 이것들로 주로 이루어지고; 레이저를 사용하여 활성화된 후에 도금될 수 있고, X-선 형광을 사용하여 시험할 때 0.8 초과의 도금 지수를 나타내고, ASTM D648에 따라 시험할 때 0.45 MPa/3.2 mm에서 150 ℃ 초과의 열 변형 온도를 나타내는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 52. 양태 51에 있어서, 레이저 직접 구조화 상승제를 추가로 포함하는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 53. 양태 52에 있어서, 레이저 직접 구조화 상승제가 무기 충전제 또는 실록산-기재 중합체를 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 54. 양태 51-53 중 어느 한 양태에 있어서, 폴리아릴렌 에테르 성분이 폴리아릴렌 에테르, 폴리아릴렌 에테르 공중합체 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 55. 양태 51-53 중 어느 한 양태에 있어서, 폴리아릴렌 에테르 성분이 폴리아릴렌 에테르 실록산 공중합체를 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 56. 양태 51-53 중 어느 한 양태에 있어서, 폴리아릴렌 에테르 성분이 폴리페닐 에테르 실록산 공중합체를 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 57. 양태 51-56 중 어느 한 양태에 있어서, 충격 개질제가 ASTM D1238에 따라 시험할 때 230 ℃/5kg에서 3 g/10min 미만의 용융 지수를 갖는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 58. 양태 51-57 중 어느 한 양태에 있어서, 충격 개질제가 ASTM D1238에 따라 시험할 때 230 ℃/5kg에서 3 g/10min 미만의 용융 지수를 갖는 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌 공중합체인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 59. 양태 51-58 중 어느 한 양태에 있어서, 레이저 직접 구조화 첨가제가 중금속 혼합 산화물 스피넬, 구리 염 또는 이들의 조합을 포함하는 금속 화합물 인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 60. 양태 59에 있어서, 중금속 혼합 산화물 스피넬이 구리 크로마이트 블랙 스피넬인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 61. 양태 59에 있어서, 구리 염이 수산화구리 인산염인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 62. 양태 51-61 중 어느 한 양태에 있어서, 산화마그네슘, 황화아연, 포스파이트 및 이들의 조합으로부터 선택된 안정화제를 추가로 포함하는 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 63. 양태 51-62 중 어느 한 양태에 있어서, 레이저 직접 구조화 상승제가 폴리실록산, 실란, 폴리실란 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 64. 양태 51-63 중 어느 한 양태에 있어서, 조성물이 50 wt.% 내지 90 wt.%의 폴리아릴렌 에테르 성분; 0.01 wt.% 내지 20 wt.%의 레이저 직접 구조화 첨가제; 0.01 wt.% 내지 15 wt.%의 난연제; 및 0.01 wt.% 내지 20 wt.%의 충격 개질제를 포함하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
양태 65. 양태 51-64 중 어느 한 양태에 있어서, 충격 개질제가 조성물의 총 중량에 대해 5 wt.% 내지 15 wt.%의 양으로 존재하는 것인 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
실시예
하기 실시예는 관련 분야의 통상의 기술을 가진 자에게 본원에서 청구된 화합물, 조성물, 물품, 장치 및/또는 방법이 어떻게 제조되고 평가되는지에 대한 완전한 개시 및 기술을 제공하기 위해 제시되며, 단지 예시적인 것으로 의도되고 본 개시물을 제한하려는 것이 아니다. 숫자(예를 들어 양, 온도 등)와 관련하여 정확성을 보장하기 위해 노력했지만, 일부 오류 및 편차를 고려해야 한다. 달리 지시되지 않는 한, 부는 중량부이고, 온도는 ℃이거나 또는 주위 온도이고, 압력은 대기압이거나 또는 대기압에 가깝다. 달리 지시되지 않는 한, 조성물에 관한 백분율은 wt%로 표시된다.
반응 조건, 예를 들어 성분 농도, 원하는 용매, 용매 혼합물, 온도, 압력, 및 기술된 공정으로부터 수득된 생성물 순도 및 수율을 최적화하는 데 사용될 수 있는 다른 반응 범위 및 조건의 많은 변형 및 조합이 있다. 합리적이고 일상적인 실험만이 이러한 공정 조건을 최적화하는 데 요구될 것이다.
하기 실시예에 제시된 조성물을 표 1에 제시된 성분으로부터 제조하였다.
표 1
Figure 112020105994824-pct00008
이축 압출기를 사용하여 사전불렌딩된 성분을 압출하여 제제를 제조하였다. 먼저 중합체 베이스 수지, 열전도성 충전제, 백색 안료, 광학 증백제 및 임의의 추가 첨가제를 함께 건식 블렌딩한 다음에 공급하였다. 압출물을 펠릿화하기 전에 수조를 사용하여 냉각시켰다. 표 2에 제시된 압출 설정으로 40.5 Toshiba® TEM-37BS Twin Screw Extruder 동회전 이축 스크류 압출기에서 L/D를 사용하여 성분들을 배합하였다.
표 2. 압출 조건
Figure 112020105994824-pct00009
그 다음에 압출에서 얻은 펠릿을 용융 온도 280 ℃ 및 금형 온도 80 ℃에서 150 T 사출 성형기를 사용하여 사출 성형하였다. 사출 성형 프로파일을 표 3에 제시한다.
표 3. 사출 성형 프로파일
Figure 112020105994824-pct00010
제조된 레이저 도금가능한 조성물의 제제 및 성형된 샘플 성능 시험을 표 4에 제시한다. 비교 예 C1.1
표 4. 레이저 도금가능한 조성물의 특성
Figure 112020105994824-pct00011
* 주: FOT는 FR 시험을 할 때 화염소멸(Flameout) 시간을 의미한다. 10 UL bars의 총 FOT를 표 4에 나타내었다.
또한 레이저 도금가능한 조성물의 도금 성능도 결정하였다. 도금 지수는 시험 샘플의 특정한 레이저 매개변수에서 얻은 평균 구리 두께와 기준 샘플의 평균 구리 두께 사이의 비율로 정의된다. 기준 샘플은 Pocan DP 7102로 상업적으로 입수가능한 PBT-기재 LDS 제제였다. 보통, 적격 LDS 성능의 도금 지수는 0.7 초과이어야 한다.
레이저 처리는 LPKF Microline 3D 레이저 시스템을 사용하였고, 도금 처리는 Macdermaid 구리 도금 솔루션을 사용하였다. 도금 지수(PI)는 X-선 형광 측정 (Fischer XDL230 사용)에 의해 측정하였고, 위에서 기술된 공식 A에 따라 계산하였다. 표 5는 도금 성능의 결과를 요약한다.
표 5.
Figure 112020105994824-pct00012
또한, 도금 성능을 개선하기 위해 폴리실록산 또는 무기 충전제를 포함하는 제제도 제조하였다. 조성물의 유동, FR, 열 및 충격 성능의 균형을 맞추기 위해 제제에 BPADP 및 PPZ의 조합을 사용하였다(E2.4, 표 6). 제제 E2.1 내지 E2.4를 표 6에 제시한다.
표 6. 폴리실록산 또는 점토 충전제를 갖는 제제
Figure 112023013166613-pct00016
표 6에서는 샘플 E2.2 내지 E2.4가 개선된 도금 성능, 좋은 난연성, 높은 열 특성 및 좋은 연성을 나타내었다는 것을 보여준다. 개선된 도금 성능 및 균형잡힌 전체 특성을 갖는 개발된 레이저 도금가능한 조성물의 물리적, 기계적, FR, 및 상세한 도금 성능을 각각 표 7 및 표 8에 나타낸다.
표 7. 점토 및/또는 폴리실록산을 갖는 레이저 도금가능한 조성물의 기계적 특성
Figure 112020105994824-pct00014
표 8. 점토 및/또는 폴리실록산을 갖는 레이저 도금가능한 조성물의 도금 성능
Figure 112020105994824-pct00015
폴리실록산을 첨가한 경우(E2.1에서와 같이), 조성물은 여전히 바람직한 충격 강도(23℃에서 258 J/m의 NII), 높은 열(0.45 MPa에서 152 ℃의 HDT), 및 좋은 FR(1.5 mm에서 V1) 성능을 나타내었다. 더 흥미롭게는, 1.14의 평균 PI 값(E2.1, 표 8)이 폴리실록산이 없는 시료(E1.1, 표 5)의 평균 PI 값보다 30 % 넘게 높았기 때문에 폴리실록산으로 인해 조성물의 도금 성능이 크게 개선되었다. 폴리실록산의 존재로 인해, 원하는 도금 성능을 얻기 위해 더 적은 양의 LDS 첨가제가 필요한 것으로 보인다. 구리 크로마이트 블랙 스피넬(LDS 첨가제)의 로딩이 8 %에서 6 %로 감소했지만(E2.1과 E2.2 비교), 조성물의 도금 성능은 여전히 0.83의 평균 PI 값(E2. 2)으로 만족스러웠다.
또한 무기 충전제 점토도 레이저 도금가능한 조성물의 성분과 함께 상승 효과를 나타내는 것으로 보였다. E2.3, 표 6 및 표 8에 나타낸 바와 같이, 3 % 점토 충전제를 도입하고 LDS 첨가제의 로딩을 6 %로 감소하는 것(E1.2와 E2.3 비교)은 일관된 도금 성능을 초래하였고, 0.95의 평균 PI 값을 가졌다. 조성물의 화염 성능 및 열 성능도 좋았고, V0 1.5mm의 FR 등급 및 0.45MPa에서 173 ℃의 HDT를 나타내었다(E2.3, 표 7). 점토 첨가로 인해 조성물의 연성이 감소했지만, 연성은 여전히 바람직한 수준(NII 259 J/m)이었다.
조성물의 유동, FR, 열 및 충격 성능의 균형을 맞추기 위해 FR 첨가제로서 인 화합물을 사용하였다. E2.4, 표 6 및 표 7에 나타낸 바와 같이, BPADP 및 PPZ의 조합이 제제에 사용되었을 때, 조성물은 또한 좋은 FR(V0 1.5mm), 높은 열 (0.45MPa에서 161 ℃의 HDT), 및 좋은 충격 (23 ℃에서 265 J/m의 NII) 성능을 가질 수 있었다. 한편, 조성물의 도금 성능은 평균 PI 값 0.89로 좋았다(E2.4, 표 8).
입증된 바와 같이, 폴리실록산 및 무기 충전제를 제제에 사용하여 조성물의 도금 성능을 개선할 수 있었다. 인 FR 첨가제의 조합을 적용하여 조성물의 전체 성능의 균형을 맞출 수 있었다. 조성물의 도금 지수(PI)는 항상 0.8 초과일 수 있으며, 이는 개발된 조성물이 좋은 도금 성능을 가졌다는 것을 나타낸다. 조성물의 FR 등급은 최고 V0 1.0mm일 수 있고; HDT는 0.45MPa에서 항상 150 ℃ 초과일 수 있으며; 노치 아이조드는 100 % 연성으로 23 ℃에서 200 J/m 초과일 수 있다. 본원에서 개발된 조성물은 높은 열 성능을 가진 난연성 LDS 등급을 필요로 하는 응용 분야에 적합할 수 있다.
본원에 기술된 예는 적어도 부분적으로 기계 또는 컴퓨터로 구현될 수 있다. 일부 예는 상기 예에서 기술된 바와 같은 방법을 수행하도록 전자 장치를 구성하도록 작동가능한 명령어로 인코딩된 컴퓨터 판독가능 매체 또는 기계 판독가능 매체를 포함할 수 있다. 이러한 방법의 구현은 코드, 예컨대 마이크로코드, 어셈블리 언어 코드, 고급 언어 코드 등을 포함할 수 있다. 이러한 코드는 다양한 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 판독가능 명령어를 포함할 수 있다. 코드는 컴퓨터 프로그램 제품의 일부를 형성할 수 있다. 게다가, 일 예에서, 코드는 하나 이상의 휘발성, 비일시적 또는 비휘발성 감지가능한 컴퓨터-판독가능 매체에 예컨대 실행 동안에 또는 다른 시점에서 감지가능하게 저장될 수 있다. 이들 감지가능한 컴퓨터-판독가능 매체의 예는 하드 디스크, 이동식 자기 디스크, 이동식 광학 디스크 (예, 콤팩트 디스크 및 디지털 비디오 디스크), 자기 카세트, 메모리 카드 또는 스틱, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 읽기 전용 메모리(ROM) 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
상기 설명이 예시적인 것이고 제한적이지 않은 것임을 의도한다. 예를 들어, 위에 기술된 예 (또는 이의 하나 이상의 양태)는 서로 조합하여 사용될 수 있다. 상기 설명을 검토할 때 예컨대 관련 분야의 통상의 기술을 가진 자에 의해 다른 양태가 사용될 수 있다. 37 C.F.R. §1.72(b)를 준수하기 위해 요약서가 제공되어 독자가 기술 개시물의 본질을 신속하게 확인할 수 있게 한다. 이것은 청구범위의 범위 또는 의미를 해석하거나 제한하는 데 사용되지 않을 것이라는 이해와 함께 제출된다. 또한, 상기 상세한 설명에서, 다양한 특징들을 함께 그룹화하여 본 개시물을 간소화할 수 있다. 이것은 청구되지 않은 개시된 특징이 임의의 청구항에 필수적임을 의도하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 오히려, 본 발명의 주제는 특별한 개시된 양태의 모든 특징보다 적을 수 있다. 따라서, 다음의 청구범위는 본원에 예 또는 양태로서 상세한 설명에 포함되며, 각 청구항은 그 자체가 별개의 양태이고, 이러한 양태는 다양한 조합 또는 치환으로 서로 조합될 수 있는 것으로 고려된다. 본 개시물의 범위는 첨부된 청구범위를 참조하여 그러한 청구범위의 자격이 부여되는 등가물의 전체 범위와 함께 결정되어야 한다.

Claims (15)

  1. 레이저 도금가능한 열가소성 조성물로서,
    폴리아릴렌 에테르 성분 50 wt% 내지 90 wt%;
    레이저 직접 구조화 첨가제 0.01 wt% 내지 20 wt%;
    비스페놀 A 비스(디페닐 포스페이트)(BPADP) 또는 페녹시포스파젠(PPZ)을 포함하는 난연성 첨가제 0.01 wt% 내지 15 wt%;
    스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌 공중합체(SEBS), 스티렌 부타디엔 스티렌(SBS), 스티렌 에틸렌 프로필렌 스티렌(SEPS) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 스티렌-기재 공중합체를 포함하는 충격 개질제 0.01 wt% 내지 20 wt%; 및
    레이저 직접 구조화 상승제 0.01 wt% 내지 10 wt%를 포함하며;
    상기 레이저 직접 구조화 상승제는 무기 충전제 또는 실록산-기재 중합체를 포함하고,
    상기 레이저 도금가능한 열가소성 조성물은 레이저를 사용하여 활성화된 후에 도금될 수 있고,
    상기 레이저 도금가능한 열가소성 조성물은 X-선 형광을 사용하여 시험할 때 0.8 초과의 도금 지수를 나타내고,
    상기 레이저 도금가능한 열가소성 조성물은 ASTM D648에 따라 시험할 때 0.45 MPa/3.2 mm에서 150 ℃ 초과의 열 변형 온도를 나타내는,
    레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 레이저 직접 구조화 상승제가 실록산-기재 중합체를 포함하는, 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 폴리아릴렌 에테르 성분이 폴리아릴렌 에테르 단독중합체, 폴리아릴렌 에테르 공중합체, 또는 이들의 조합을 포함하는, 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
  5. 제1항 있어서, 상기 폴리아릴렌 에테르 성분이 폴리아릴렌 에테르 실록산 공중합체를 포함하는, 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 폴리아릴렌 에테르 성분이 폴리페닐렌 에테르 실록산 공중합체를 포함하는, 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 충격 개질제가 ASTM D1238에 따라 시험할 때 230 ℃/5kg에서 3 g/10min 미만의 용융 지수를 갖는, 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 충격 개질제가 ASTM D1238에 따라 시험할 때 230 ℃/5kg에서 3 g/10min 미만의 용융 지수를 갖는 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌 공중합체인, 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 레이저 직접 구조화 첨가제가 중금속 혼합 산화물 스피넬, 구리 염 또는 이들의 조합을 포함하는 금속 화합물인, 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 상기 중금속 혼합 산화물 스피넬이 구리 크로마이트 블랙 스피넬인, 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
  11. 제9항에 있어서, 상기 구리 염이 수산화구리 인산염(copper hydroxide phosphate)인, 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 상기 조성물이 산화마그네슘, 황화아연, 포스파이트 및 이들의 조합으로부터 선택된 안정화제를 추가로 포함하는, 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 상기 레이저 직접 구조화 상승제가 폴리실록산, 실란, 폴리실란 또는 이들의 조합을 포함하는, 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
  14. 삭제
  15. 제1항 및 제3항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충격 개질제가 조성물의 총 중량에 대해 5 wt.% 내지 15 wt.%의 양으로 존재하는, 레이저 도금가능한 열가소성 조성물.
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