KR102567461B1 - 조성물, 이의 제조 방법 및 이로부터 제조된 물품 - Google Patents

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Abstract

조성물은 특정한 양의 폴리(페닐렌 에테르); 폴리(알킬렌 테레프탈레이트); 알케닐 방향족 단량체 및 공액 디엔의 수소화된 블록 공중합체; 상용화제; 질소-함유 화합물, 인-함유 화합물 또는 이들의 조합을 포함하는 아크 억제제; 유리 섬유; 미네랄 충전제; 및 폴리(테트라플루오로에틸렌)을 포함한다. 상기 조성물은 몰딩된 회로 차단기에 사용하기에 특히 유용할 수 있다.

Description

조성물, 이의 제조 방법 및 이로부터 제조된 물품
폴리(페닐렌 에테르) 조성물은, 예를 들어 고온 내성, 치수 및 가수분해 안정성, 저밀도, 난연성 및 유전 성질을 포함하는 성질의 고유한 조합으로 인하여 상업적으로 매력적인 재료이다. 폴리(페닐렌 에테르) 및 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)를 포함하는 조성물은 자동차 부품에서 전자 기기에 이르기까지 광범위한 적용을 위한 물품 및 성분의 제조에 유용하다. 폴리(페닐렌 에테르) 및 폴리에스테르의 알려져 있는 혼합물은 일반적으로 이들을 다수의 적용에 상업적으로 매력적이도록 하기 위한 성질의 충분한 균형을 제공하지 않는다. 따라서, 상기 언급된 어려움 중 적어도 하나를 극복하는 개선된 폴리에스테르-폴리(페닐렌 에테르) 조성물에 대한 필요성이 존재함은 명백하다. 또한, 특히 소형 회로 차단기에서 이들의 광범위한 사용으로 인하여, 효과적인 소호(arc-extinguishing) 및 높은 내트래킹성(tracking resistance) 성질을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 UL 489에 의해 설정된 표준을 충족할 수 있는 조성물을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
따라서, 특히 회로 차단기 적용에 사용하기 위한 기계적 및 전기적 성질의 목적하는 조합을 나타내는 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)-폴리(페닐렌 에테르) 조성물에 대한 필요성이 당업계에 남아 있다.
조성물은 폴리(페닐렌 에테르) 5 내지 25 중량%; 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 20 내지 40 중량%; 알케닐 방향족 단량체 및 공액 디엔의 수소화된 블록 공중합체 5 내지 15 중량%; 상용화제 0.01 내지 2 중량%; 질소-함유 화합물, 인-함유 화합물 또는 이들의 조합을 포함하는 아크 억제제(arc suppressant) 5 초과 내지 20 중량%; 유리 섬유 5 내지 25 중량%; 미네랄 충전제, 바람직하게는 활석 5 내지 20 중량%; 및 폴리(테트라플루오로에틸렌) 0.1 내지 5 중량%를 포함하며; 여기서 각각의 성분의 중량%는 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하고; 상기 조성물은 4 중량% 미만의 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트를 포함한다.
조성물의 제조 방법은 조성물의 성분을 용융 블렌딩하는 단계를 포함한다.
조성물을 포함하는 물품이 또한 개시된다.
상술한 특징 및 다른 특징은 하기의 상세한 설명에 의해 예시된다.
본 발명자는, 특정 양의 폴리(페닐렌 에테르), 폴리(알킬렌 테레프탈레이트), 알케닐 방향족 단량체 및 공액 디엔의 수소화된 블록 공중합체, 상용화제, 아크 억제제, 유리 섬유, 미네랄 충전제 및 폴리(테트라플루오로에틸렌)이 성질의 바람직한 조합을 제공할 수 있다는 것을 예상치 못하게 발견하였다. 목적하는 성질을 얻기 위해, 조성물은 본원에 추가로 논의될 바와 같이, 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트를 최소화하거나 또는 제외한다.
따라서, 본 개시의 조성물은 폴리(페닐렌 에테르)를 포함한다. 폴리(페닐렌 에테르)는 하기 화학식을 갖는 반복 구조 단위를 포함하는 것을 포함한다:
상기 식에서, Z1의 각각의 경우는 독립적으로 할로겐, 비치환 또는 치환된 C1-12 히드로카빌이되, 단 히드로카빌 기는 3차 히드로카빌, C1-12 히드로카빌티오, C1-12 히드로카빌옥시 또는 C2-12 할로히드로카빌옥시 (여기서, 적어도 2개의 탄소 원자가 할로겐 및 산소 원자를 분리함)가 아니며; Z2의 각각의 경우는 독립적으로 수소, 할로겐, 비치환 또는 치환된 C1-12 히드로카빌이되, 단 히드로카빌 기는 3차 히드로카빌, C1-12 히드로카빌티오, C1-12 히드로카빌옥시 또는 C2-12 할로히드로카빌옥시 (여기서, 적어도 2개의 탄소 원자가 할로겐 및 산소 원자를 분리함)가 아니다. 하나의 예로서, Z1은, 말단 3,5-디메틸-1,4-페닐 기와 산화 중합 촉매의 디-n-부틸아민 성분의 반응에 의해 형성된 디-n-부틸아미노메틸 기일 수 있다.
폴리(페닐렌 에테르)는, 전형적으로 히드록시 기에 대해 오르토 위치에 위치한 아미노알킬-함유 말단기(들)를 갖는 분자를 포함할 수 있다. 또한, 테트라메틸디페노퀴논 (TMDQ) 부산물이 존재하는 2,6-디메틸페놀-함유 반응 혼합물로부터 전형적으로 얻어지는 테트라메틸디페노퀴논 말단기가 빈번하게 존재한다. 폴리(페닐렌 에테르)는 단독중합체, 공중합체, 그라프트 공중합체, 이오노머(ionomer) 또는 블록 공중합체, 뿐만 아니라 이들의 조합의 형태일 수 있다.
일 측면에서, 폴리(페닐렌 에테르)는 클로로포름 중 25℃에서 우벨로데 점도계(Ubbelohde viscometer)에 의해 측정 시 그램당 0.1 내지 1 데시리터의 고유 점도를 갖는다. 이 범위 내에서, 폴리(페닐렌 에테르) 고유 점도는 그램당 0.1 내지 0.8 데시리터, 또는 그램당 0.2 내지 0.8 데시리터, 또는 그램당 0.1 내지 0.6 데시리터, 또는 그램당 0.25 내지 0.65 데시리터, 또는 그램당 0.25 내지 0.5 데시리터, 또는 그램당 0.25 내지 0.4 데시리터일 수 있다.
일 측면에서, 폴리(페닐렌 에테르)는 2,6-디메틸페놀, 2,3,6-트리메틸페놀 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 단량체의 단독중합체 또는 공중합체를 포함한다. 일 측면에서, 폴리(페닐렌 에테르)는 클로로포름 중 25℃에서 우벨로데 점도계에 의해 결정 시 그램당 0.25 내지 0.4 데시리터의 고유 점도를 갖는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함한다. 예시적인 폴리(페닐렌 에테르) 단독중합체는, 예를 들어 SABIC으로부터 PPOTM 630, 640 및 646, 및 Asahi Kasei Chemicals Corporation으로부터 XYRONTM S201A 및 S202A로서 상업적으로 입수가능하다.
조성물은 각각 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 25 중량%, 또는 5 내지 20 중량%, 또는 5 내지 15 중량%, 또는 5 내지 12 중량%, 또는 8 내지 12 중량%의 양으로 폴리(페닐렌 에테르)를 포함한다.
폴리(페닐렌 에테르)에 더하여, 조성물은 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)를 포함한다. 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는 폴리(C2-18알킬렌 테레프탈레이트) 또는 폴리((C1-8 알킬렌)테레프탈레이트)일 수 있다. 예를 들어, 적합한 알킬렌 기는 3-프로필렌, 1,4-부틸렌, 1,5-펜틸렌, 1,6-헥실렌, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥산디메틸렌 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일 측면에서, 알킬렌 기는 에틸렌, 1,4-부틸렌 또는 이들의 조합, 바람직하게는 1,4-부틸렌이다. 따라서, 예시적인 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트) (PBT) 및 폴리(n-프로필렌 테레프탈레이트) (PPT)를 포함할 수 있다. 일 측면에서, 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트) (PBT)이다. 상기 폴리에스테르 중 적어도 하나를 포함하는 조합이 또한 사용될 수 있다.
폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는 테레프탈산 (또는 테레프탈산 및 최대 10 몰% (mol%)의 이소프탈산의 조합), 및 선형 C2-6 지방족 디올, 예컨대 에틸렌 글리콜 또는 1,4-부틸렌 글리콜) 및 C6-12 지환족 디올, 예컨대 1,4-시클로헥산 디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 디메탄올 데칼린, 디메탄올 비시클로옥탄, 1,10-데칸 디올 또는 이들의 조합을 포함하는 혼합물로부터 유도될 수 있다. 2종 이상의 유형의 디올을 포함하는 에스테르 단위는 중합체 사슬에 무작위 개별 단위로서 또는 동일한 유형의 단위의 블록으로서 존재할 수 있다.
폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는 최대 10 중량%, 바람직하게는 최대 5 중량%의, 알킬렌 디올 및 테레프탈산 이외의 단량체 잔기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는 이소프탈산의 잔기, 또는 지방족 산, 예컨대 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 1,4-시클로헥산디카복실산 또는 이들의 조합으로부터 유도된 단위를 포함할 수 있다.
일 측면에서, 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는, 적어도 70 몰%, 바람직하게는 적어도 80 몰%의 테트라메틸렌 글리콜 (1,4-부탄디올)을 포함하는 글리콜 성분, 및 적어도 70 몰%, 바람직하게는 적어도 80 몰%의 테레프탈산 또는 이의 폴리에스테르-형성 유도체를 포함하는 산 성분을 중합함으로써 얻어진 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트) (PBT)일 수 있다. PBT의 상업적 예는 SABIC으로부터 입수가능한 VALOXTM 315 및 VALOXTM 195 수지를 포함한다.
폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는, 재활용된 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) PET, 예를 들어 사용된 청량 음료 병으로부터 부분적으로 유도되는 개질된 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)를 포함할 수 있다. PET-유도된 PBT 폴리에스테르 ("개질된 PBT")는, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 성분, 예컨대 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 공중합체 또는 이들의 조합으로부터 유도될 수 있다. 개질된 PBT는 바이오매스-유도된 1,4-부탄디올, 예를 들어 옥수수-유도된 1,4-부탄디올 또는 셀룰로오스 재료로부터 유도된 1,4-부탄디올로부터 추가로 유도될 수 있다. 미가공(virgin) PBT (1,4-부탄디올 및 테레프탈산 단량체로부터 유도된 PBT)를 함유하는 종래 몰딩(molding) 조성물과 달리, 개질된 PBT는 에틸렌 글리콜 및 이소프탈산으로부터 유도된 단위를 함유한다. 개질된 PBT의 사용은, PBT 몰딩 조성물에서 활용도가 낮은 스크랩(scrap) PET (소비자 후(post-consumer) 또는 산업화 후 스트림으로부터)를 효과적으로 사용하여, 재생불가능한 자원을 보존하고 온실 가스, 예를 들어 이산화탄소의 형성을 감소시킬 수 있는 가치 있는 방법을 제공할 수 있다.
개질된 PBT 수지의 상업적 예는 SABIC으로부터 입수가능한, 상표명 VALOX iQ Resin 하에 입수가능한 것을 포함한다. 개질된 PBT는, 개질된 PBT를 제공하기 위해 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 성분의 해중합 및 해중합된 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 성분과 1,4-부탄디올의 중합에 의해, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 성분으로부터 유도될 수 있다.
조성물은 선택적으로, 미가공 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 및 개질된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)의 조합, 예컨대 미가공 및 개질된 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트)의 조합을 포함할 수 있으며, 후자는 재활용된 PET로부터 얻어진다.
폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는 조성물의 총 중량을 기준으로 20 내지 40 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 이 범위 내에서, 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는 25 내지 35 중량%, 또는 27 내지 32 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
폴리(페닐렌 에테르) 및 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)에 더하여, 조성물은 알케닐 방향족 단량체 및 공액 디엔의 수소화된 블록 공중합체를 포함한다. 편의상, 이 성분은 "수소화된 블록 공중합체"로서 지칭된다. 수소화된 블록 공중합체는 수소화된 블록 공중합체의 중량을 기준으로 10 내지 90 중량%의 폴리(알케닐 방향족) 함량 및 90 내지 10 중량%의 수소화된 폴리(공액 디엔) 함량을 포함할 수 있다. 일 측면에서, 수소화된 블록 공중합체는, 폴리(알케닐 방향족) 함량이 모두 낮은 폴리(알케닐 방향족) 함량의 수소화된 블록 공중합체의 중량을 기준으로 10 미만 내지 40 중량%, 또는 20 내지 35 중량%, 또는 30 내지 35 중량%인 낮은 폴리(알케닐 방향족) 함량의 수소화된 블록 공중합체이다. 일 측면에서, 수소화된 블록 공중합체는, 폴리(알케닐 방향족) 함량이 모두 높은 폴리(알케닐 방향족) 함량의 수소화된 블록 공중합체의 중량을 기준으로 40 내지 90 중량%, 또는 50 내지 80 중량%, 또는 60 내지 70 중량%인 높은 폴리(알케닐 방향족) 함량의 수소화된 블록 공중합체이다.
일 측면에서, 수소화된 블록 공중합체는 40,000 내지 400,000 그램/몰의 중량 평균 분자량을 갖는다. 수 평균 분자량 및 중량 평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피에 의해 그리고 폴리스티렌 표준물에 대한 비교를 기반으로 결정될 수 있다. 일 측면에서, 수소화된 블록 공중합체는 200,000 내지 400,000 그램/몰, 또는 220,000 내지 350,000 그램/몰의 중량 평균 분자량을 갖는다. 일 측면에서, 수소화된 블록 공중합체는 40,000 내지 200,000 그램/몰, 또는 40,000 내지 180,000 그램/몰, 또는 40,000 내지 150,000 그램/몰의 중량 평균 분자량을 갖는다.
수소화된 블록 공중합체를 제조하는 데 사용되는 알케닐 방향족 단량체는 하기 구조를 가질 수 있다:
상기 식에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, C1-8 알킬 기 또는 C2-8 알케닐 기를 나타내고; R3 및 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, C1-8 알킬 기, 클로린 원자 또는 브로민 원자를 나타내고; R4, R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, C1-8 알킬 기 또는 C2-8 알케닐 기를 나타내거나, 또는 R4 및 R5는 중심 방향족 고리와 함께 나프틸 기를 형성하거나, 또는 R5 및 R6은 중심 방향족 고리와 함께 나프틸 기를 형성한다. 특정 알케닐 방향족 단량체는, 예를 들어 스티렌, 클로로스티렌, 예컨대 p-클로로스티렌, 메틸스티렌, 예컨대 알파-메틸스티렌 및 p-메틸스티렌, 및 t-부틸스티렌, 예컨대 3-t-부틸스티렌 및 4-t-부틸스티렌을 포함한다. 일 측면에서, 알케닐 방향족 단량체는 스티렌이다.
수소화된 블록 공중합체를 제조하는 데 사용되는 공액 디엔은 C4-20 공액 디엔일 수 있다. 적합한 공액 디엔은, 예를 들어 1,3-부타디엔, 2-메틸-1,3-부타디엔, 2-클로로-1,3-부타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔, 1,3-헥사디엔 등 및 이들의 조합을 포함한다. 일 측면에서, 공액 디엔은 1,3-부타디엔, 2-메틸-1,3-부타디엔 또는 이들의 조합이다. 일 측면에서, 공액 디엔은 1,3-부타디엔이다.
수소화된 블록 공중합체는, (A) 알케닐 방향족 화합물로부터 유도된 적어도 하나의 블록 및 (B) 공액 디엔으로부터 유도된 적어도 하나의 블록을 포함하는 공중합체이며, 여기서 블록 (B) 내의 지방족 불포화 기 함량은 수소화에 의해 적어도 부분적으로 감소된다. 일 측면에서, (B) 블록 내의 지방족 불포화는 적어도 50% 또는 적어도 70%만큼 감소된다. 블록 (A) 및 (B)의 배열은 선형 구조, 그라프팅된 구조, 및 분지 사슬이 있거나 또는 없는 방사형 텔레블록(radial teleblock) 구조를 포함한다. 선형 블록 공중합체는 테이퍼링된(tapered) 선형 구조 및 테이퍼링되지 않은 선형 구조를 포함한다. 일 측면에서, 수소화된 블록 공중합체는 테이퍼링된 선형 구조를 갖는다. 일 측면에서, 수소화된 블록 공중합체는 테이퍼링되지 않은 선형 구조를 갖는다. 일 측면에서, 수소화된 블록 공중합체는 알케닐 방향족 단량체의 무작위 혼입을 포함하는 (B) 블록을 포함한다. 선형 블록 공중합체 구조는 디블록 (A-B 블록), 트리블록 (A-B-A 블록 또는 B-A-B 블록), 테트라블록 (A-B-A-B 블록) 및 펜타블록 (A-B-A-B-A 블록 또는 B-A-B-A-B 블록) 구조뿐만 아니라 (A) 및 (B)를 총합하여 6개 이상의 블록을 함유하는 선형 구조를 포함하며, 여기서 각각의 (A) 블록의 분자량은 다른 (A) 블록의 분자량과 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 각각의 (B) 블록의 분자량은 다른 (B) 블록의 분자량과 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 일 측면에서, 수소화된 블록 공중합체는 디블록 공중합체, 트리블록 공중합체 또는 이들의 조합이다.
일 측면에서, 수소화된 블록 공중합체는, 알케닐 방향족 화합물 및 공액 디엔 이외의 단량체의 잔기를 제외한다. 일 측면에서, 수소화된 블록 공중합체는, 알케닐 방향족 화합물 및 공액 디엔으로부터 유도된 블록으로 이루어진다. 이는 이들 또는 임의의 다른 단량체로부터 형성된 그라프트를 포함하지 않는다. 이는 또한 탄소 및 수소 원자로 이루어지며, 따라서 헤테로원자를 제외한다. 일 측면에서, 수소화된 블록 공중합체는 말레산 무수물과 같은 하나 이상의 산 관능화제의 잔기를 포함한다. 일 측면에서, 수소화된 블록 공중합체는 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체를 포함한다.
일 측면에서, 수소화된 블록 공중합체는 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체의 중량을 기준으로 10 내지 50 중량%, 또는 20 내지 40 중량%, 또는 20 내지 35 중량%, 또는 25 내지 35 중량%의 폴리스티렌 함량을 갖는 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체이다. 이들 측면에서, 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체는 선택적으로, 폴리스티렌 표준물을 사용하여 크기 제외 크로마토그래피에 의해 결정 시 200,000 내지 400,000 그램/몰, 또는 250,000 내지 350,000 그램/몰의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다.
수소화된 블록 공중합체의 제조 방법은 당업계에 알려져 있고, 다수의 수소화된 블록 공중합체가 상업적으로 입수가능하다. 상업적으로 입수가능한 예시적인 수소화된 블록 공중합체는, KRATONTM G1701 (37 중량%의 폴리스티렌을 가짐) 및 G1702 (28 중량%의 폴리스티렌을 가짐)로서 Kraton Performance Polymers Inc.로부터 입수가능한 폴리스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌) 디블록 공중합체; KRATONTM G1641 (33 중량%의 폴리스티렌을 가짐), G1650 (30 중량%의 폴리스티렌을 가짐), G1651 (33 중량%의 폴리스티렌을 가짐) 및 G1654 (31 중량%의 폴리스티렌을 가짐)로서 Kraton Performance Polymers Inc.로부터 입수가능한 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체; 및 SEPTONTM S4044, S4055, S4077 및 S4099로서 Kuraray로부터 입수가능한 폴리스티렌-폴리(에틸렌-에틸렌/프로필렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체를 포함한다. 추가적인 상업적으로 입수가능한 수소화된 블록 공중합체는 CALPRENETM H6140 (31 중량%의 폴리스티렌을 가짐), H6170 (33 중량%의 폴리스티렌을 가짐), H6171 (33 중량%의 폴리스티렌을 가짐) 및 H6174 (33 중량%의 폴리스티렌을 가짐)로서 Dynasol로부터; 및 SEPTONTM 8006 (33 중량%의 폴리스티렌을 가짐) 및 8007 (30 중량%의 폴리스티렌을 가짐)로서 Kuraray로부터 입수가능한 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 (SEBS) 트리블록 공중합체; SEPTONTM 2006 (35 중량%의 폴리스티렌을 가짐) 및 2007 (30 중량%의 폴리스티렌을 가짐)로서 Kuraray로부터 입수가능한 폴리스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)-폴리스티렌 (SEPS) 공중합체; 및 KRATONTM G4609 (45%의 미네랄 오일을 함유하고, SEBS는 33 중량%의 폴리스티렌을 가짐) 및 G4610 (31%의 미네랄 오일을 함유하고, SEBS는 33 중량%의 폴리스티렌을 가짐)으로서 Kraton Performance Polymers Inc.로부터; 및 TUFTECTM H1272 (36%의 오일을 함유하고, SEBS는 35 중량%의 폴리스티렌을 가짐)로서 Asahi로부터 입수가능한 이들 수소화된 블록 공중합체의 오일-확장된 화합물(oil-extended compound)을 포함한다. 2종 이상의 수소화된 블록 공중합체의 혼합물이 사용될 수 있다. 일 측면에서, 수소화된 블록 공중합체는 적어도 100,000 그램/몰, 또는 200,000 내지 400,000 그램/몰의 중량 평균 분자량을 갖는 폴리스티렌 폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체를 포함한다.
조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 15 중량%의 양으로 수소화된 블록 공중합체를 포함한다. 이 범위 내에서, 수소화된 블록 공중합체의 양은 5 내지 12 중량%, 또는 5 내지 10 중량%일 수 있다.
폴리(페닐렌 에테르), 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 및 수소화된 블록 공중합체에 더하여, 조성물은 상용화제를 포함한다. 본원에 사용된 용어 "상용화제"는, (적어도) 폴리(페닐렌 에테르) 및 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)와 상호작용하는 다관능성 화합물을 지칭한다. 이 상호작용은 화학적 (예를 들어, 그라프팅) 또는 물리적 (예를 들어, 분산 상(phase)의 표면 특성에 영향을 미침)일 수 있다. 어느 경우든, 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 및 폴리(페닐렌 에테르)의 생성된 블렌드는, 특히 예를 들어 향상된 충격 강도, 몰드 니트 라인 강도(mold knit line strength) 또는 인장 신율에 의해 입증되는 바와 같이 개선된 상용성을 나타낼 수 있다.
이용될 수 있는 상용화제의 예는 액체 디엔 중합체, 에폭시 화합물, 산화된 폴리올레핀 왁스, 퀴논, 유기실란 화합물, 다관능성 화합물, 관능화된 폴리(페닐렌 에테르) 또는 이들의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 상용화제는 미국 특허 번호 5,132,365 (Gallucci), 및 6,593,411 및 7,226,963 (Koevoets et al.)에 추가로 기술되어 있다.
일 측면에서, 상용화제는 다관능성 화합물을 포함한다. 일 측면에서, 이용될 수 있는 다관능성 화합물은, 분자 내에 (a) 탄소-탄소 이중 결합 또는 탄소-탄소 삼중 결합뿐만 아니라 (b) 적어도 하나의 카복실산, 무수물, 아미드, 에스테르, 이미드, 아미노, 에폭시, 오르토에스테르 또는 히드록시 기를 포함한다. 이러한 다관능성 화합물의 예는 말레산; 말레산 무수물; 푸마르산; 글리시딜 아크릴레이트, 이타콘산; 아코니트산; 말레이미드; 말레산 히드라지드; 디아민 및 말레산 무수물, 말레산, 푸마르산 등으로부터 생성된 반응 생성물; 디클로로 말레산 무수물; 말레산 아미드; 불포화 디카복실산 (예를 들어, 아크릴산, 부텐산, 메타크릴산, 에타크릴산, 펜텐산, 데센산, 운데센산, 도데센산, 리놀레산 등); 상기 불포화 카복실산의 에스테르, 산 아미드 또는 무수물; 불포화 알콜 (예를 들어, 알칸올, 크로틸 알콜, 메틸 비닐 카르비놀, 4-펜텐-1-올, 1,4-헥사디엔-3-올, 3-부텐-1,4-디올, 2,5-디메틸-3-헥센-2,5-디올, 및 화학식 CnH2n-5OH, CnH2n-7OH 및 CnH2n-9OH의 알콜 (여기서, n은 10 내지 30의 양의 정수임)); 상기 불포화 알콜의 -OH 기(들)를 -NH2 기(들)로 대체하는 것으로부터 생성되는 불포화 아민; 및 상기 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 일 측면에서, 상용화제는 말레산 무수물, 푸마르산, 시트르산 또는 이들의 조합을 포함한다.
다관능성 상용화제는 또한, (a) R이 수소 또는 알킬, 아릴, 아실 또는 카보닐 디옥시 기인 화학식 (OR)에 의해 표시되는 기뿐만 아니라 (b) 각각이 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 카복실산, 산 할라이드, 무수물, 산 할라이드 무수물, 에스테르, 오르토에스테르, 아미드, 이미도, 아미노 및 이들의 다양한 염일 수 있는 적어도 2개의 기를 가질 수 있다. 이 그룹의 상용화제의 전형적인 것은 하기 화학식에 의해 표시되는 지방족 폴리카복실산, 산 에스테르 및 산 아미드이다:
(RIO)mR'(COORII)n(CONRIIIRIV)s
상기 식에서, R'는 선형 또는 분지형 사슬, 2 내지 20개, 또는 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 포화 지방족 탄화수소이고; RI는 수소, 또는 1 내지 10개, 또는 1 내지 6개, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 아릴, 아실 또는 카보닐 디옥시 기이고; 각각의 RII는 독립적으로 수소, 또는 1 내지 20개, 또는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 아릴 기이고; 각각의 RIII 및 RIV는 독립적으로 수소, 또는 1 내지 10개, 또는 1 내지 6개, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 아릴 기이고; m은 1이고, (n + s)는 2 이상, 또는 2 또는 3이고, n 및 s는 각각 0 이상이고, (ORI)는 카보닐에 대해 알파 또는 베타이고, 적어도 2개의 카보닐 기는 2 내지 6개의 탄소 원자에 의해 분리된다. RI, RII, RIII 및 RIV는 각각의 치환기가 6개 미만의 탄소 원자를 갖는 경우 아릴일 수 없다.
예시적인 폴리카복실산은, 예를 들어 시트르산, 말산 및 아가리신산(agaricic acid) (예를 들어, 무수 및 수화된 산과 같은 이의 다양한 상업적 형태를 포함함); 및 상기 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 일 측면에서, 상용화제는 시트르산을 포함한다. 본원에서 유용한 에스테르의 예는, 예를 들어 아세틸 시트레이트, 모노스테아릴 또는 디스테아릴 시트레이트 등을 포함한다. 예시적인 아미드는, 예를 들어 N,N'-디에틸 시트르산 아미드; N-페닐 시트르산 아미드; N-도데실 시트르산 아미드; N,N'-디도데실 시트르산 아미드; 및 N-도데실 말산을 포함한다. 유도체는 아민과의 염 및 알칼리 및 알칼리 금속 염을 포함하는 이의 염을 포함한다. 예시적인 염은 칼슘 말레이트, 칼슘 시트레이트, 포타슘 말레이트 및 포타슘 시트레이트를 포함한다.
다관능성 상용화제는 또한 분자 내에 (a) 산 할라이드 기뿐만 아니라 (b) 적어도 하나의 카복실산, 무수물, 에스테르, 에폭시, 오르토에스테르 또는 아미드 기, 바람직하게는 카복실산 또는 무수물 기를 가질 수 있다. 이 그룹 내의 상용화제의 예는 트리멜리트산 무수물 산 클로라이드, 클로로포르밀 숙신산 무수물, 클로로포밀 숙신산, 클로로포밀 글루타르산 무수물, 클로로포르밀글루타르산, 클로로아세틸숙신산 무수물, 클로로아세틸숙신산, 트리멜리트산 클로라이드 및 클로로아세틸글루타르산을 포함한다. 일부 측면에서, 상용화제는 트리멜리트산 무수물 산 클로라이드를 포함한다.
일 측면에서, 상용화제는 다관능성 중합체 또는 올리고머 상용화제를 포함할 수 있다. 일 측면에서, 상용화제는 적어도 2개의 에폭시 기를 포함하는 에폭시-함유 중합체 상용화제를 포함할 수 있다. 다중 에폭시 기를 갖는 예시적인 재료는 측쇄로서 혼입된 글리시딜 기를 함유하는 스티렌-아크릴 공중합체 및 올리고머이다. 이러한 재료의 여러 예는 본원에 인용으로 통합된 국제 특허 출원 WO 2003/066704 (Johnson Polymer, LLC에 양도됨)에서 찾아볼 수 있다. 이들 재료는 측쇄로서 혼입된 목적하는 글리시딜 기를 갖는 스티렌 및 (메트)아크릴레이트 반복 단위를 갖는 중합체 또는 올리고머를 기반으로 한다. 중합체 또는 올리고머 사슬당 많은 수의 에폭시 기, 예를 들어 중합체 또는 올리고머 사슬당 적어도 10개, 적어도 15개 또는 적어도 20개의 에폭시 기가 특히 바람직할 수 있다. 이들 상용화제는 3,000 그램/몰 이상, 또는 4,000 그램/몰 이상, 또는 6,000 그램/몰 이상의 분자량을 가질 수 있다. 이러한 중합체 또는 올리고머 상용화제는, 예를 들어 Johnson Polymer, LLC로부터 상표명 JONCRYLTM, 예를 들어 JONCRYLTM 4368 하에 얻어질 수 있다.
상기 상용화제는 용융 블렌드에 직접 첨가되거나 또는 폴리(페닐렌 에테르) 및 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 중 하나 또는 둘 모두와 사전 반응할 수 있다.
일 측면에서, 상용화제는 푸마르산, 말레산, 말레산 무수물, 시트르산 또는 이들의 조합을 포함한다. 일 측면에서, 상용화제는 다관능성 중합체 또는 올리고머 상용화제, 바람직하게는 에폭시-함유 중합체 상용화제, 보다 바람직하게는 스티렌 및 글리시딜 (메트)아크릴레이트로부터 유도된 반복 단위를 포함하는 공중합체를 포함한다. 일 측면에서, 상용화제는 푸마르산, 말레산, 말레산 무수물 및 시트르산 중 임의의 하나 이상 및 다관능성 중합체 또는 올리고머 상용화제의 조합을 포함할 수 있다. 특정 측면에서, 상용화제는 시트르산, 및 스티렌 및 글리시딜 (메트)아크릴레이트로부터 유도된 반복 단위를 포함하는 공중합체인 다관능성 중합체 또는 올리고머 상용화제를 포함한다.
상용화제는 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 2 중량%의 양으로 사용된다. 이 범위 내에서, 상용화제의 양은 0.01 내지 1.5 중량%, 또는 0.01 내지 1 중량%, 0.1 내지 2 중량%, 0.1 내지 1.5 중량%, 0.1 내지 1 중량%, 또는 0.1 내지 0.75 중량%일 수 있다.
본 개시의 조성물은 아크 억제제를 추가로 포함한다. 본 개시에서 유용한 아크 억제제는 난연 성질을 나타내는 것으로 알려져 있는 화합물을 포함할 수 있다. 따라서, 본 개시의 아크 억제제 첨가제는 소호 효과뿐만 아니라 난연성을 조성물에 제공할 수 있다. 아크 억제제는 질소-함유 화합물 (예를 들어, 질소-함유 난연제), 인-함유 화합물 (예를 들어, 인-함유 난연제) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일 측면에서, 아크 억제제는 질소-함유 화합물이다. 질소-함유 화합물은, 질소-함유 헤테로시클릭 염기 및 포스페이트 또는 피로포스페이트 또는 폴리포스페이트산(polyphosphate acid)을 포함하는 것을 포함할 수 있다. 일 측면에서, 질소-함유 화합물은 하기 화학식을 갖는다:
상기 식에서, g는 1 내지 10,000이고, f 대 g의 비는 0.5:1 내지 1.7:1, 또는 0.7:1 내지 1.3:1, 또는 0.9:1 내지 1.1:1이다. 이 화학식은 하나 이상의 양성자가 포스페이트 기(들)로부터 멜라민 기(들)로 이동되는 종(species)을 포함하는 것으로 이해될 것이다. g가 1인 경우, 질소-함유 화합물은 멜라민 포스페이트이다 (CAS 등록 번호 20208-95-1). g가 2인 경우, 질소-함유 화합물은 멜라민 피로포스페이트 (CAS 등록 번호 15541 60-3)이다. g가 평균적으로 2 초과인 경우, 질소-함유 화합물은 멜라민 폴리포스페이트 (CAS 등록 번호 56386-64-2)이다. 일 측면에서, 질소-함유 화합물은 멜라민 피로포스페이트, 멜라민 폴리포스페이트 또는 이들의 혼합물이다. 질소-함유 화합물이 멜라민 폴리포스페이트인 측면에서, g는 2 초과 내지 10,000, 또는 5 내지 1,000, 또는 10 내지 500의 평균 값을 갖는다. 질소-함유 화합물이 멜라민 폴리포스페이트인 측면에서, g는 2 초과 내지 500의 평균 값을 갖는다. 멜라민 포스페이트, 멜라민 피로포스페이트 및 멜라민 폴리포스페이트의 제조 방법은 당업계에 알려져 있으며, 모두 상업적으로 입수가능하다. 예를 들어, 멜라민 폴리포스페이트는, 예를 들어 미국 특허 번호 6,025,419 (Kasowski et al.)에 기술된 바와 같이 폴리인산 및 멜라민을 반응시킴으로써, 또는 미국 특허 번호 6,015,510 (Jacobson et al.)에 기술된 바와 같이 290℃에서 질소 하에 멜라민 피로포스페이트를 가열함으로써 제조될 수 있다. 일 측면에서, 질소-함유 화합물은 멜라민 시아누레이트를 포함한다.
질소-함유 화합물은 낮은 휘발성을 가질 수 있다. 예를 들어, 일 측면에서, 질소-함유 화합물은 25 내지 280℃, 또는 25 내지 300℃, 또는 25 내지 320℃에서 분당 20℃의 속도에서 가열되는 경우 열중량 분석에 의해 1% 미만의 중량 손실을 나타낸다.
일 측면에서, 아크 억제제는 멜라민 폴리포스페이트, 멜라민 시아누레이트 또는 이들의 조합을 포함한다. 일 측면에서, 아크 억제제는 멜라민 폴리포스페이트 및 멜라민 시아누레이트를 포함한다.
일 측면에서, 아크 억제제는 유기 인-함유 화합물 (예를 들어, 유기 인-함유 난연제)일 수 있다. 예시적인 유기 인-함유 화합물은 유기포스페이트 에스테르, 비스(페녹시)포스파젠 등 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
예시적인 유기포스페이트 에스테르 화합물은, 페닐 기, 치환된 페닐 기, 또는 페닐 기 및 치환된 페닐 기의 조합을 포함하는 포스페이트 에스테르, 레조르시놀 기반 비스-아릴 포스페이트 에스테르, 예컨대 예를 들어 레조르시놀 비스(디페닐 포스페이트), 뿐만 아니라 비스페놀을 기반으로 하는 것, 예컨대 예를 들어 비스페놀 A 비스(디페닐 포스페이트)를 포함한다. 일 측면에서, 유기포스페이트 에스테르는 트리스(알킬페닐) 포스페이트 (예를 들어, CAS 등록 번호 89492-23-9 또는 CAS 등록 번호 78-33-1), 레조르시놀 비스(디페닐 포스페이트) (CAS 등록 번호 57583-54-7), 비스페놀 A 비스(디페닐 포스페이트) (CAS 등록 번호 181028-79-5), 트리페닐 포스페이트 (CAS 등록 번호 115-86-6), 트리스(이소프로필페닐) 포스페이트 (예를 들어, CAS 등록 번호 68937-41-7), t-부틸페닐 디페닐 포스페이트 (CAS 등록 번호 56803-37-3), 비스(t-부틸페닐) 페닐 포스페이트 (CAS 등록 번호 65652-41-7), 트리스(t-부틸페닐) 포스페이트 (CAS 등록 번호 78-33-1) 및 이들의 조합으로부터 선택된다.
일 측면에서, 유기포스페이트 에스테르는 하기 화학식을 갖는 비스-아릴 포스페이트를 포함한다:
상기 식에서, R은 각각의 경우에 독립적으로 C1-12 알킬렌 기이고; R5 및 R6은 각각의 경우에 독립적으로 C1-5 알킬 기이고; R1, R2 및 R4는 독립적으로 C1-12 히드로카빌 기이고; R3은 각각의 경우에 독립적으로 C1-12 히드로카빌 기이고; n은 1 내지 25이고; s1 및 s2는 독립적으로 0, 1 또는 2와 같은 정수이다. 일 측면에서, OR1, OR2, OR3 및 OR4는 페놀, 모노알킬페놀, 디알킬페놀 또는 트리알킬페놀로부터 독립적으로 유도된다.
당업계의 통상의 기술자에 의해 용이하게 이해되는 바와 같이, 비스-아릴 포스페이트는 비스페놀로부터 유도된다. 예시적인 비스페놀은 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 (비스페놀 A), 2,2-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)메탄 및 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄을 포함한다. 일 측면에서, 비스페놀은 비스페놀 A를 포함한다.
예시적인 비스(페녹시)포스파젠은 올리고머 또는 중합체일 수 있고, 이는 시클릭 또는 선형일 수 있다. 일 측면에서, 비스(페녹시)포스파젠은 시클릭이고, 하기 구조를 갖는다:
상기 식에서, m은 3 내지 25의 정수이고; x 및 y는 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이고; R4 및 R5의 각각의 경우는 할로겐, C1-12 알킬 또는 C1-12 알콕실이다.
일 측면에서, 비스(페녹시)포스파젠은 선형이고, 하기 구조를 갖는다:
상기 식에서, n은 3 내지 10,000의 정수이고; X1은 -N-P(OPh)3 기 또는 -N-P(O)(OPh) 기를 나타내며, 여기서 Ph는 페닐 기를 나타내고; Y1은 -P(OPh)4 기 또는 -P(O)(OPh)2 기를 나타내고; x 및 y는 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이고; R4 및 R5의 각각의 경우는 할로겐, C1-12 알킬 또는 C1-12 알콕실이다.
아크 억제제는 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 25 중량%의 양으로 조성물 중에 존재한다. 이 범위 내에서, 아크 억제제는 5 초과 내지 25 중량%, 또는 5 초과 내지 20 중량%, 또는 7 내지 20 중량%, 또는 8 내지 20 중량%, 또는 10 내지 20 중량%, 또는 12 내지 20 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 본 발명의 조성물에 유용한 아크 억제제는 또한 난연제로서 작용할 수 있다. 조성물은 선택적으로, 본원에 구체적으로 기술되지 않은 난연제를 제외할 수 있다. 예를 들어, 조성물은 무기 난연제 (예를 들어, 금속 수산화물, 금속 산화물, 폴리포스페이트, 보론 염, 예컨대 금속 보레이트, 무기 안티몬, 주석, 아연, 몰리브덴 화합물, 적린(red phosphorous)), 단량체 방향족 포스페이트 (예를 들어, 화학식 (GO)3P=O의 것 (여기서, 각각의 G는 독립적으로 최대 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 시클로알킬, 아릴, 알킬아릴렌 또는 아릴알킬렌 기이되, 단 적어도 하나의 G는 방향족 기임)) 및 포스파젠과 같은 난연제의 존재를 최소화하거나 또는 제외할 수 있다.
본 발명자는, 조성물로부터 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트를 최소화하거나 또는 제외하는 것이 특히 유리할 수 있음을 발견하였다. 따라서, 본 개시의 조성물은 4 중량% 미만, 또는 3 중량% 미만, 또는 2 중량% 미만, 또는 1 중량% 미만의 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트를 포함한다. 예를 들어, 조성물은 0.1 내지 4 중량% 미만, 또는 0.1 내지 3.5 중량%, 또는 0.1 내지 3 중량%, 또는 0.1 내지 2.5 중량%, 또는 0.1 내지 2 중량%, 또는 0.1 내지 1.5 중량%, 또는 0.1 내지 1 중량%의 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트를 포함할 수 있다. 일 측면에서, 조성물은 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트를 제외한다 (즉, 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트가 조성물에 첨가되지 않는다).
조성물은 유리 섬유를 추가로 포함한다. 예시적인 유리 섬유는, E, A, C, ECR, R, S, D 및 NE 유리뿐만 아니라 석영을 기반으로 하는 섬유를 포함한다. 일 측면에서, 유리 섬유는 2 내지 30 마이크로미터 (μm), 또는 5 내지 25 μm, 또는 10 내지 15 μm의 직경을 가질 수 있다. 일 측면에서, 배합 전 유리 섬유의 길이는 2 내지 7 밀리미터 (mm), 또는 3 내지 5 mm일 수 있다. 유리 섬유는 조성물과의 상용성을 개선하기 위해 소위 접착 촉진제를 선택적으로 포함할 수 있다. 접착 촉진제는, 예를 들어 크롬 착물, 실란, 티타네이트, 지르코-알루미네이트, 프로필렌 말레산 무수물 공중합체, 반응성 셀룰로스 에스테르 등을 포함할 수 있다. 예시적인 유리 섬유는, 예를 들어 Owens Corning, Nippon Electric Glass, PPG 및 Johns Manville을 포함하는 공급업체로부터 상업적으로 입수가능하다.
유리 섬유는 5 내지 25 중량%의 양으로 조성물 중에 존재한다. 이 범위 내에서, 유리 섬유는 각각 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 20 중량%, 5 내지 15 중량%, 5 내지 10 중량%, 10 내지 25 중량%, 10 내지 20 중량%, 10 내지 15 중량%, 15 내지 25 중량%, 15 내지 20 중량%, 또는 20 내지 25 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
본 개시의 조성물은 미네랄 충전제를 추가로 포함한다. 적합한 미네랄 충전제는 운모, 점토 (카올린), 활석, 규회석, 칼슘 카보네이트 (예컨대, 백악(chalk), 석회석, 대리석 및 합성 침강 칼슘 카보네이트), 바륨 페라이트, 중철석 등과 같은 재료를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 강화 미네랄 충전제의 조합이 사용될 수 있다. 미네랄 충전제는, 예를 들어 20 내지 200의 종횡비 (플레이트의 면과 동일한 면적의 원의 평균 직경 대 평균 두께)를 갖는 플레이트 또는 플레이크; 또는 예를 들어 5 내지 500의 종횡비 (평균 길이 대 평균 직경)를 갖는 바늘 또는 섬유의 형태일 수 있다. 각각의 입자의 최대 치수 (예를 들어, 평판 형태의 입자 직경)는 0.1 내지 10 μm, 또는 0.5 내지 5 μm일 수 있다. 미네랄 충전제는 0.1 내지 5 μm, 또는 0.01 내지 3 μm의 등가 구형 직경 (부피 기준)을 가질 수 있다. 일 측면에서, 미네랄 충전제는 바람직하게는 활석이다.
미네랄 충전제는 각각 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 20 중량%, 5 내지 15 중량%, 또는 5 내지 10 중량%의 양으로 조성물 중에 존재할 수 있다.
일 측면에서, 광물 충전제 (예를 들어, 활석)는 마스터배치(masterbatch)의 일부일 수 있다. 예시적인 측면에서, 마스터배치는 활석 및 폴리아미드를 포함한다. 사용되는 경우, 마스터배치는 미네랄 충전제 성분을 각각 마스터배치의 총 중량을 기준으로 10 내지 60 중량%, 또는 20 내지 60 중량%, 또는 30 내지 50 중량%, 또는 40 내지 50 중량%의 양으로 포함할 수 있다.
조성물은 폴리(테트라플루오로에틸렌)을 추가로 포함한다. 폴리(테트라플루오로에틸렌)은 각각 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 5 중량%, 또는 0.1 내지 4 중량%, 또는 0.5 내지 5 중량%, 또는 0.5 내지 4 중량%, 또는 0.5 내지 3 중량%, 또는 0.5 내지 2.5 중량%, 또는 1 내지 3 중량%의 양으로 조성물 중에 존재한다.
일 측면에서, 조성물은 선택적으로 폴리아미드를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 미네랄 충전제는 폴리아미드를 갖는 마스터배치의 형태로 제공될 수 있고, 따라서 생성된 조성물은 폴리아미드를 포함할 수 있다. 나일론으로서 또한 알려져 있는 폴리아미드는 복수의 아미드 (-C(O)NH-) 기의 존재를 특징으로 하며, 미국 특허 번호 4,970,272 (Gallucci)에 기술되어 있다. 예시적인 폴리아미드는 폴리아미드-6, 폴리아미드-6,6, 폴리아미드-4,6, 폴리아미드-11, 폴리아미드-12, 폴리아미드-6,10, 폴리아미드-6,12, 폴리아미드 6/6,6, 폴리아미드-6/6,12, 폴리아미드 MXD,6 (여기서, MXD는 m-자일릴렌 디아민임), 폴리아미드-6,T, 폴리아미드-6,I, 폴리아미드-6/6,T, 폴리아미드-6/6,I, 폴리아미드-6,6/6,T, 폴리아미드-6,6/6,I, 폴리아미드-6/6,T/6,I, 폴리아미드-6,6/6,T/6,I, 폴리아미드-6/12/6,T, 폴리아미드-6,6/12/6,T, 폴리아미드-6/12/6,I, 폴리아미드-6,6/12/6,I 또는 이들의 조합을 포함한다. 일 측면에서, 폴리아미드는 폴리아미드-6을 포함한다. 일 측면에서, 폴리아미드는, 예를 들어 시차 주사 열량계 (DSC)를 사용하여 결정 시 171℃ 이상의 융점 (Tm)을 가질 수 있다.
ISO 307에 따라 96 중량% 황산 중 0.5 중량% 용액 중에서 측정 시 최대 400 밀리리터/그램 (mL/g)의 고유 점도를 갖거나, 또는 90 내지 350 mL/g의 점도를 갖거나, 또는 110 내지 240 mL/g의 점도를 갖는 폴리아미드가 사용될 수 있다. 폴리아미드는 최대 6의 상대 점도, 또는 1.89 내지 5.43의 상대 점도, 또는 2.16 내지 3.93의 상대 점도를 가질 수 있다. 상대 점도는 96 중량% 황산 중 1 중량% 용액 중에서 ISO 307에 따라 결정된다.
폴리아미드는 HCl을 사용한 적정에 의해 결정 시 폴리아미드 그램당 35 마이크로당량 아민 말단기 (μeq/g) 이상의 아민 말단기 농도를 가질 수 있다. 아민 말단기 농도는 40 μeq/g 이상 또는 45 μeq/g 이상일 수 있다. 아민 말단기 함량은, 선택적으로 열과 함께 용매 중에 폴리아미드를 용해시킴으로써 결정될 수 있다. 폴리아미드 용액은 지시법을 사용하여 0.01 N(Normal) 염산 (HCl) 용액을 사용하여 적정된다. 아민 말단기의 양은 샘플에 첨가된 HCl 용액의 부피, 블랭크(blank)에 사용된 HCl의 부피, HCl 용액의 몰농도 및 폴리아미드 샘플의 중량을 기준으로 계산된다.
존재하는 경우, 폴리아미드는 0 내지 25 중량%의 양으로 조성물 중에 포함될 수 있다. 이 범위 내에서, 폴리아미드는 각각 조성물의 총 중량을 기준으로 0 초과 내지 25 중량%, 또는 0 초과 내지 20 중량%, 0 초과 내지 15 중량%, 또는 1 내지 15 중량%, 또는 5 내지 15 중량%, 또는 7 내지 15 중량%, 또는 10 내지 15 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
조성물은 선택적으로 첨가제 조성물을 추가로 포함할 수 있다. 첨가제 조성물은 하나 이상의 첨가제를 포함한다. 첨가제는, 예를 들어 안정화제, 몰드 이형제, 윤활제, 가공 보조제, 적하 지연제, 핵형성제(nucleating agent), UV 차단제, 염료, 안료, 산화방지제, 정전기 방지제, 발포제, 미네랄 오일, 금속 비활성화제, 블로킹 방지제(antiblocking agent) 또는 이들의 조합일 수 있다. 일 측면에서, 첨가제 조성물은 산화방지제, 윤활제, 열 안정화제, 자외선 흡수 첨가제, 가소제, 적하 방지제, 몰드 이형제, 정전기 방지제, 염료, 안료, 레이저 마킹(laser marking) 첨가제, 방사선 안정화제 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 존재하는 경우, 이러한 첨가제는 전형적으로 조성물의 총 중량을 기준으로 5 중량% 이하, 또는 3 중량% 이하, 또는 2 중량% 이하의 총량으로 사용된다.
일 측면에서, 조성물은 본원에 구체적으로 기술되지 않은 다른 중합체를 최소화하거나 또는 제외할 수 있다. 예를 들어, 조성물은 폴리(페닐렌 에테르) 또는 폴리(알킬렌) 테레프탈레이트, 수소화된 블록 공중합체, 본원에 기술된 바와 같은 중합체 상용화제, 폴리(테트라플루오로에틸렌) 및 폴리아미드 (존재하는 경우) 이외의 임의의 열가소성 중합체를 2 중량% 미만, 또는 1 중량% 미만, 또는 0.5 중량% 미만, 또는 0.1 중량% 미만으로 포함할 수 있다. 일 측면에서, 조성물은 본 발명의 조성물의 상기 중합체 이외의 임의의 열가소성 중합체를 제외할 수 있다.
일 측면에서, 조성물은 폴리(페닐렌 에테르) 5 내지 15 중량%; 폴리(부틸렌 테레프탈레이트) 25 내지 35 중량%; 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌 트리블록 공중합체 5 내지 15 중량%; 상용화제 0.1 내지 1.5 중량%; 멜라민 폴리포스페이트 4 내지 10 중량%; 멜라민 시아누레이트 4 내지 10 중량%; 유리 섬유 5 내지 20 중량%; 활석 5 내지 20 중량%; 폴리아미드 7 내지 25 중량%; 폴리테트라플루오로에틸렌 1 내지 3 중량%를 포함할 수 있고; 여기서 상기 조성물은 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트를 제외한다. 폴리(페닐렌 에테르)는 클로로포름 중 25℃에서 우벨로데 점도계에 의해 결정 시 그램당 0.25 내지 0.35 데시리터의 고유 점도를 갖는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함할 수 있다. 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)를 포함할 수 있다. 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌 트리블록 공중합체는 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체의 중량을 기준으로 20 내지 35 중량%의 폴리스티렌 함량을 가질 수 있다. 상용화제는 시트르산, 및 스티렌 및 글리시딜 (메트)아크릴레이트로부터 유도된 반복 단위를 포함하는 공중합체를 포함할 수 있다. 폴리아미드는 폴리아미드-6을 포함할 수 있다.
본 개시의 조성물은 폴리(페닐렌 에테르) 5 내지 25 중량%; 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 20 내지 40 중량%; 알케닐 방향족 단량체 및 공액 디엔의 수소화된 블록 공중합체 5 내지 15 중량%; 상용화제 0.01 내지 2 중량%; 질소-함유 화합물, 인-함유 화합물 또는 이들의 조합을 포함하는 아크 억제제 5 초과 내지 20 중량%; 유리 섬유 5 내지 25 중량%; 미네랄 충전제, 바람직하게는 활석 5 내지 20 중량%; 및 폴리(테트라플루오로에틸렌) 0.1 내지 5 중량%를 포함하며; 여기서 각각의 성분의 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 하고; 상기 조성물은 4 중량% 미만의 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트를 포함한다. 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트는 조성물로부터 제외될 수 있다. 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는 폴리((C1-8 알킬렌) 테레프탈레이트), 바람직하게는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트) 또는 이들의 조합, 보다 바람직하게는 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)를 포함할 수 있다. 폴리(페닐렌 에테르)는, 바람직하게는 클로로포름 중 25℃에서 우벨로데 점도계에 의해 결정 시 그램당 0.1 내지 0.6 데시리터의 고유 점도를 갖는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함할 수 있다. 수소화된 블록 공중합체는, 바람직하게는 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체의 중량을 기준으로 20 내지 35 중량%의 폴리스티렌 함량을 갖는 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌 트리블록 공중합체를 포함할 수 있다. 상용화제는 푸마르산, 말레산, 말레산 무수물, 시트르산 또는 이들의 조합, 바람직하게는 시트르산; 다관능성 중합체 또는 올리고머 상용화제, 바람직하게는 에폭시-함유 중합체 상용화제, 보다 바람직하게는 스티렌 및 글리시딜 (메트)아크릴레이트로부터 유도된 반복 단위를 포함하는 공중합체; 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 조성물은 선택적으로, 산화방지제, 윤활제, 열 안정화제, 자외선 흡수 첨가제, 가소제, 적하 방지제, 몰드 이형제, 정전기 방지제, 염료, 안료, 레이저 마킹 첨가제, 방사선 안정화제 또는 이들의 조합을 포함하는 첨가제 조성물을 추가로 포함할 수 있다. 조성물은 0 내지 25 중량%의 폴리아미드를 포함할 수 있다. 아크 억제제는 멜라민 폴리포스페이트 및 멜라민 시아누레이트의 조합을 포함할 수 있다.
각각의 성분의 상대적인 양은 성질의 목적하는 조합을 제공하도록 조정될 수 있다. 당업계의 통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 각각의 성분의 양은 이들이 총 100 중량%가 되도록 선택된다.
본 개시의 조성물은 물리적 성질의 바람직한 조합을 나타낼 수 있다. 유리하게는, 조성물은 하기 작업 실시예에 추가로 기술되는 바와 같이 UL 489 Z-시퀀스 시험(Z-sequence test), 특히 UL 489 유전체 시험(dielectric test)을 통과할 수 있다. 일 측면에서, 조성물로부터 몰딩된 회로 차단기 하우징은 하기 작업 실시예에 추가로 기술되는 바와 같이 UL 489 Z-시퀀스 시험, 특히 UL 489 유전체 시험을 통과할 수 있다. 조성물 또는 조성물의 몰딩된 샘플은 UL 746A에 따라 결정 시 250 내지 399 볼트 (PLC=2), 바람직하게는 400 내지 599 볼트 (PLC=1), 보다 바람직하게는 600 볼트 이상 (PLC=0)의 CTI를 가질 수 있다. 조성물 또는 조성물의 몰딩된 샘플은 ASTM D495에 따라 결정 시 180 내지 239초 (PLC=4) 또는 120 내지 179초 (PLC=5)의 아크 저항 (HVAR)의 평균 시간을 가질 수 있다. 조성물 또는 조성물의 몰딩된 샘플은 ISO 178에 따라 결정 시 600 MPa 초과, 또는 640 MPa 초과, 또는 650 MPa 초과의 굴곡 모듈러스(flexural modulus)를 가질 수 있다. 조성물 또는 조성물의 몰딩된 샘플은 ISO 527에 따라 결정 시 50 MPa 초과, 또는 55 MPa 초과, 또는 60 MPa 초과의 파단 인장 응력(tensile stress at break)을 가질 수 있다. 조성물 또는 조성물의 몰딩된 샘플은 ASTM D792-10에 따라 결정 시 1.48 미만, 또는 1.45 미만, 또는 1.44 미만, 또는 1.35 내지 1.45 미만의 비중(specific gravity)을 가질 수 있다.
본 개시의 조성물은, 예를 들어 조성물의 성분을 용융 블렌딩함으로써 제조될 수 있다. 조성물의 성분은 통상적인 장비, 예컨대 리본 블렌더(ribbon blender), HENSCHELTM 혼합기, BANBURYTM 혼합기, 드럼 텀블러(drum tumbler) 등을 사용하여 혼합 또는 블렌딩될 수 있고, 블렌딩된 조성물은 후속적으로 용융 블렌딩 또는 용융 혼련될 수 있다. 용융 블렌딩 또는 용융 혼련은 통상적인 장비, 예컨대 단축 압출기, 이축 압출기, 다축 압출기, 공혼련기(co-kneader) 등을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 조성물은 270 내지 310℃, 또는 280 내지 300℃의 온도에서 성분을 이축 압출기에서 용융 블렌딩함으로써 제조될 수 있다. 압출물은 수조에서 즉시 켄칭 및 펠릿화될 수 있다. 이와 같이 제조된 펠릿은 목적하는 바와 같이 길이가 1/4인치 이하일 수 있다. 이러한 펠릿은 후속 몰딩, 형상화 또는 성형에 사용될 수 있다.
조성물을 포함하는 형상화되거나, 성형되거나 또는 몰딩된 물품은 본 개시의 또 다른 측면을 나타낸다. 조성물은 다양한 방법, 예컨대 사출 성형, 압출, 회전 성형, 블로우 성형 및 열성형에 의해 유용한 성형 물품으로 몰딩될 수 있다. 물품의 일부 예는 컴퓨터 및 비즈니스 기계 하우징, 예컨대 모니터용 하우징, 휴대용 전자 장치 하우징, 예컨대 휴대전화용 하우징, 전기 커넥터, 및 조명 기구, 장식품, 가전 제품, 지붕, 온실, 일광욕실(sunroom), 수영장 인클로저(enclosure) 등의 성분을 포함한다. 일 측면에서, 물품은 압출된 물품, 몰딩된 물품, 인발성형된(pultruded) 물품, 열성형된 물품, 발포된 물품, 다층 물품의 층, 코팅된 물품용 기재, 또는 금속화된 물품용 기재이다. 일 측면에서, 조성물은 전기 성분, 예컨대 몰딩된 회로 차단기 또는 몰딩된 회로 차단기 하우징에서 특히 유용할 수 있다. 일 측면에서, 조성물은 몰딩된 소형 회로 차단기 또는 몰딩된 소형 회로 차단기 하우징에 사용될 수 있다.
본원에 기술된 바와 같이, 본 발명자는, 특정 양의 폴리(페닐렌 에테르), 폴리(알킬렌 테레프탈레이트), 수소화된 블록 공중합체, 상용화제, 아크 억제제, 유리 섬유, 미네랄 충전제 및 폴리(테트라플루오로에틸렌)을 포함하는 조성물이 특정의 유리한 성질을 제공할 수 있다는 것을 예상치 못하게 발견하였다. 특히, 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트가 조성물로부터 최소화되거나 또는 제외되는 경우, 성질의 바람직한 조합이 얻어진다. 따라서, 특히 몰딩된 회로 차단기 (몰딩된 소형 회로 차단기를 포함함) 및 이의 하우징에 관한 본 개시에 의해 상당한 개선이 제공된다.
본 개시는 비제한적인 하기 실시예에 의해 추가로 예시된다.
실시예
하기 실시예에 사용된 재료는 하기 표 1에 기술되어 있다.
<표 1>
실시예 각각의 조성물은, PBT, 유리 섬유 및 활석을 제외한 모든 성분을 블렌딩함으로써 제조하였다. 블렌드를 Werner-Pfleiderer 30 mm 동방향 회전 압출기 상에서 배합하였으며, 여기서 PBT, 유리 섬유 및 활석은 블렌드의 하류에 별도로 공급하였다. 압출기 온도 설정 (상류에서 하류로)은 240-290-290-270-270-270-270-270-280℃였다. 나사 회전 속도는 분당 280 회전 (rpm)이었다.
265-265-265-265℃ (쓰로트(throat)에서 노즐(nozzle)로)의 온도 설정 및 80℃의 몰드 온도로 85 Van Dorn 사출 성형기를 사용하여 부품을 몰딩하였다. 펠릿을 몰딩하기 전에, 2 내지 4시간 동안 110℃에서 사전건조시켰다.
몰딩된 부품의 성질을 하기 표준에 따라 시험하였다. 굴곡 모듈러스 및 굴곡 강도는 다목적 ISO 3167 유형 A 시편을 사용하여 ISO 178에 따라 결정하였다. 열 변형 온도 (HDT)는 4 mm 두께의 ISO 막대(bar)의 편평한 측 및 1.8 MPa (A/f)의 하중을 사용하여 ISO-75 표준에 따라 결정하였다. 인장 모듈러스는 다목적 ISO 3167 유형 A 시편을 사용하여 ISO 527에 따라 결정하였다. 인장 응력 및 파단 변형률(strain at break)은 다목적 ISO 3167 유형 A 시편 및 5 밀리미터/분의 시험 속도를 사용하여 ISO 527에 따라 결정하였다. 비중은 ASTM D792-10에 따라 결정하였다. 용융 부피 유량 (MVR)은 5 킬로그램 하중을 사용하여 250℃ 및 280℃에서 ISO 1133에 따라 결정하였다.
고전압 아크 저항 (HVAR)은 ASTM D495에 따라 결정하였으며, 성능 수준 카테고리 (performance level category; PLC)에 관하여 보고된다. ASTM D-495에 따라, 성능은, 고전압, 저전류 특성의 간헐적으로 발생하는 아크에 가해지는 경우 재료가 표면 전도 경로의 형성에 저항하는 시간 (초)으로서 표현된다. 공칭 3 mm 두께를 시험하는 결과는 임의의 두께에서 재료의 성능을 나타내는 것으로 간주된다. 420초 이상의 아크 저항의 평균 시간은 0의 PLC가 할당되고; 360 내지 419초의 아크 저항의 평균 시간은 1의 PLC가 할당되고; 300 내지 359초의 아크 저항의 평균 시간은 2의 PLC가 할당되고; 240 내지 299초의 아크 저항의 평균 시간은 3의 PLC가 할당되고; 180 내지 239초의 아크 저항의 평균 시간은 4의 PLC가 할당되고; 120 내지 179초의 아크 저항의 평균 시간은 5의 PLC가 할당되고; 60 내지 119초의 아크 저항의 평균 시간은 6의 PLC가 할당되고; 60초 미만의 아크 저항의 평균 시간은 7의 PLC가 할당된다. 특히 유용한 제형은 5 이하의 PLC를 가질 수 있다.
비교 트래킹 지수 (comparative tracking index; CTI)는 UL 746A에 따라 결정하였으며, PLC에 관하여 보고된다. 성능은, 50 방울의 0.1% 암모늄 클로라이드 용액을 재료 상에 떨어뜨린 후 트래킹을 일으키는 전압으로서 표현된다. 공칭 3 mm 두께를 시험하는 결과는 임의의 두께에서 재료의 성능을 나타내는 것으로 간주된다. 600 볼트 이상의 CTI는 0의 PLC가 할당되고; 400 내지 599 볼트의 CTI는 1의 PLC가 할당되고; 250 내지 399 볼트의 CTI는 2의 PLC 할당되고; 174 내지 249 볼트의 CTI는 3의 PLC가 할당되고; 100 내지 174 볼트의 CTI는 4의 PLC가 할당되고; 100 볼트 미만의 CTI는 5의 PLC가 할당된다. 특히 유용한 제형은 2 이하의 PLC를 가질 수 있다.
유전 무결성(integrity) 및 차단 능력(interrupting ability)은 조성물로부터 몰딩된 회로 차단기 하우징을 사용하여 Underwriters Laboratory (UL) 489 표준에 따라 시험하였다. 차단 능력 시험을 위해, 회로 차단기는 3회의 단락 작동 후 최소 5,000 amp 및 0.4 내지 0.5의 역률(power factor)에서 200%로 작동해야 한다. 차단 능력 시험 후, 동일한 회로 차단기 상에서 유전체 내성 시험(dielectric withstand test)을 수행하였다. 유전체 시험을 통과하기 위해, 회로 차단기는 1분 동안 1,000 V의 전압에 차단기의 정격(rating)의 2배를 더한 전압에서 1분을 견뎌야 한다. UL 489 표준은, 회로 차단기가 1) 회로 차단기가 개방, 트립(tripped) 및 부동작(off) 위치에 있는 상태로 라인(line) 및 하중 단자 사이에서; 2) 회로 차단기가 폐쇄된 상태로 반대 극성의 단자 사이에서; 3) 회로 차단기가 개방 및 폐쇄된 상태로 충전부(live part) 및 전체 인클로저 사이에서, 1분 동안 1000 볼트에 차단기의 정격의 2배를 더한 전압 수준에서 유전체 시험을 견디는 것을 요구한다. 차단 능력 및 유전체 내성 시험을 통과한 조성물은 허용가능한 "A"로서 표시되는 반면, 차단 능력 및 유전체 내성 시험을 통과하지 못한 조성물은 허용불가능한 "U"로서 표시된다.
예시적인 조성물은 하기 표 2에 기술되어 있다. 각각의 성분의 양은 조성물의 총 중량을 기준으로 중량 퍼센트로 제공된다. 굴곡 모듈러스 및 강도에 대한 단위는 MPa이다. HDT는 ℃로 제공된다. 인장 모듈러스 및 응력은 MPa 단위로 제공된다. 파단 인장 변형률은 퍼센트 (%)로 주어진다. MVR은 cm3/10분 단위로 주어진다. 상술한 바와 같은 PLC 정격은 HVAR 및 CTI에 대해 주어진다. UL489-Z 시퀀스 시험 결과는 상술한 바와 같이 "허용가능" ("A") 또는 "허용불가" ("U")로서 주어진다.
<표 2>
표 2의 데이터는, PPE/PBT 강화 조성물이 금속 디알킬포스피네이트 난연제 (예를 들어, "DEPAL")가 조성물로부터 최소화되거나 또는 제외되는 (즉, 4 중량% 미만의 양으로 존재하는) 경우 물리적 성질의 바람직한 조합을 제공할 뿐만 아니라 UL489 유전체 시험의 시험 요구사항을 충족할 수 있음을 나타낸다. 표 2는 또한, PTFE 성분이 조성물 중에 포함되는 경우 UL489 유전체 시험 요구사항이 충족됨을 나타낸다.
본 개시는 하기 측면을 추가로 포함한다.
측면 1: 조성물로서, 폴리(페닐렌 에테르) 5 내지 25 중량%; 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 20 내지 40 중량%; 알케닐 방향족 단량체 및 공액 디엔의 수소화된 블록 공중합체 5 내지 15 중량%; 상용화제 0.01 내지 2 중량%; 질소-함유 화합물, 인-함유 화합물 또는 이들의 조합을 포함하는 아크 억제제 5 내지 25 중량%; 유리 섬유 5 내지 25 중량%; 미네랄 충전제, 바람직하게는 활석 5 내지 20 중량%; 및 폴리(테트라플루오로에틸렌) 0.1 내지 5 중량%를 포함하며; 여기서 각각의 성분의 중량%는 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하고; 상기 조성물은 4 중량% 미만의 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트를 포함하는, 조성물.
측면 2: 측면 1에 있어서, 상기 조성물로부터 몰딩된 회로 차단기 하우징이 UL 489 Z-시퀀스 시험을 통과하는, 조성물.
측면 3: 측면 1 또는 2에 있어서, 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트가 상기 조성물로부터 제외되는, 조성물.
측면 4: 측면 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)가 폴리((C1-8 알킬렌) 테레프탈레이트), 바람직하게는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트) 또는 이들의 조합, 보다 바람직하게는 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)를 포함하는, 조성물.
측면 5: 측면 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리(페닐렌 에테르)가, 바람직하게는 클로로포름 중 25℃에서 우벨로데 점도계에 의해 결정 시 그램당 0.1 내지 0.6 데시리터의 고유 점도를 갖는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함하는, 조성물.
측면 6: 측면 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 수소화된 블록 공중합체가, 바람직하게는 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체의 중량을 기준으로 20 내지 35 중량%의 폴리스티렌 함량을 갖는 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌 트리블록 공중합체를 포함하는, 조성물.
측면 7: 측면 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 상기 상용화제가 푸마르산, 말레산, 말레산 무수물, 시트르산 또는 이들의 조합, 바람직하게는 시트르산; 다관능성 중합체 또는 올리고머 상용화제, 바람직하게는 에폭시-함유 중합체 상용화제, 보다 바람직하게는 스티렌 및 글리시딜 (메트)아크릴레이트로부터 유도된 반복 단위를 포함하는 공중합체; 또는 둘 모두를 포함하는, 조성물.
측면 8: 측면 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 산화방지제, 윤활제, 열 안정화제, 자외선 흡수 첨가제, 가소제, 적하 방지제, 몰드 이형제, 정전기 방지제, 염료, 안료, 레이저 마킹 첨가제, 방사선 안정화제 또는 이들의 조합을 포함하는 첨가제 조성물을 추가로 포함하는 조성물.
측면 9: 측면 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 0 내지 25 중량%의 폴리아미드를 포함하는 조성물.
측면 10: 측면 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 상기 아크 억제제가 멜라민 폴리포스페이트, 멜라민 시아누레이트 또는 이들의 조합, 바람직하게는 멜라민 폴리포스페이트 및 멜라민 시아누레이트를 포함하는, 조성물.
측면 11: 측면 1에 있어서, 상기 조성물이 상기 폴리(페닐렌 에테르) 5 내지 15 중량%; 상기 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 25 내지 35 중량%; 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌 트리블록 공중합체 5 내지 15 중량%; 상기 상용화제 0.1 내지 1.5 중량%; 멜라민 폴리포스페이트 4 내지 10 중량%; 멜라민 시아누레이트 4 내지 10 중량%; 유리 섬유 5 내지 20 중량%; 활석 5 내지 20 중량%; 폴리아미드 7 내지 25 중량%; 폴리테트라플루오로에틸렌 1 내지 3 중량%를 포함하며; 상기 조성물은 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트를 제외하는, 조성물.
측면 12: 측면 11 에 있어서, 상기 폴리(페닐렌 에테르)가 클로로포름 중 25℃에서 우벨로데 점도계에 의해 결정 시 그램당 0.25 내지 0.35 데시리터의 고유 점도를 갖는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함하고; 상기 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)가 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)를 포함하고; 상기 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌 트리블록 공중합체가 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체의 중량을 기준으로 20 내지 35 중량%의 폴리스티렌 함량을 갖고; 상기 상용화제가 시트르산, 및 스티렌 및 글리시딜 (메트)아크릴레이트로부터 유도된 반복 단위를 포함하는 공중합체를 포함하고; 상기 폴리아미드가 폴리아미드-6을 포함하는, 조성물.
측면 13: 측면 1 내지 12 중 어느 하나의 조성물의 제조 방법으로서, 상기 조성물의 성분을 용융 블렌딩하는 단계를 포함하는 제조 방법.
측면 14: 측면 1 내지 12 중 어느 하나의 조성물을 포함하는 물품.
측면 15: 측면 14에 있어서, 상기 물품이 몰딩된 회로 차단기 또는 몰딩된 회로 차단기 하우징인, 물품.
상기 조성물, 방법 및 물품은 대안적으로 본원에 개시된 임의의 적합한 재료, 단계 또는 성분을 포함하거나, 이로 이루어지거나 또는 본질적으로 이로 이루어질 수 있다. 상기 조성물, 방법 및 물품은 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 조성물, 방법 및 물품의 작용 또는 목적의 달성에 달리 필요하지 않은 임의의 재료 (또는 종), 단계 또는 성분이 없거나 또는 이를 실질적으로 함유하지 않도록 제제화될 수 있다.
본원에 개시된 모든 범위는 종점들을 포함하며, 종점들은 서로 독립적으로 조합가능하다. "조합"은 블렌드, 혼합물, 합금, 반응 생성물 등을 포함한다. 용어 "제1", "제2" 등은 임의의 순서, 수량 또는 중요도를 나타내기보다는, 하나의 요소를 또 다른 요소로부터 구별하기 위해 사용된다. 단수 용어 및 "상기"는 수량의 제한을 나타내지 않으며, 본원에 달리 명시되거나 또는 문맥에 의해 명백히 모순되지 않는 한 단수형 및 복수형 둘 모두를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. "또는"은 달리 명백히 언급되지 않는 한 "및/또는"을 의미한다. 본 명세서 전체에 걸쳐 "일부 측면", "일 측면" 등에 대한 지칭은, 해당 구현예에 관련되어 기술된 특정한 요소가 본원에 기술된 적어도 하나의 측면에 포함되며, 다른 측면에 존재할 수 있거나 또는 존재하지 않을 수 있음을 의미한다. 본원에 사용된 용어 "이들의 조합"은 열거된 요소 중 하나 이상을 포함하고, 명명되지 않은 하나 이상의 유사한 요소의 존재를 허용하는 개방형이다. 또한, 기술된 요소들이 다양한 측면에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
본원에서 반대로 명시되지 않는 한, 모든 시험 표준은 본 출원의 출원일로서 유효한 가장 최근의 표준이거나, 또는 우선권이 주장되는 경우, 시험 표준이 나타나는 가장 빠른 우선권 출원의 출원일이다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 기술 및 과학 용어는 본 출원이 속하는 당업계의 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 모든 인용된 특허, 특허 출원 및 다른 참고문헌은 그 전문이 본원에 참조로 통합된다. 그러나, 본원에서의 용어가 상기 통합된 참고문헌에서의 용어에 모순되거나 또는 상충하는 경우, 본원으로부터의 용어가 상기 통합된 참고문헌으로부터의 상충하는 용어보다 우선순위를 갖는다.
화합물은 표준 명명법을 사용하여 기술된다. 예를 들어, 임의의 명시된 기에 의해 치환되지 않은 임의의 위치는 명시된 바와 같은 결합 또는 수소 원자에 의해 채워진 이의 원자가를 갖는 것으로 이해된다. 2개의 문자 또는 기호 사이에 있지 않은 대시(dash) ("-")는 치환기를 위한 부착 지점을 나타내기 위해 사용된다. 예를 들어, -CHO는 카보닐 기의 탄소를 통해 부착된다.
본원에 사용된 용어 "히드로카빌"은, 그 자체로, 또는 접두사, 접미사로서, 또는 또 다른 용어의 단편으로서 사용되는지에 관계 없이, 오직 탄소 및 수소를 함유하는 잔기를 지칭한다. 잔기는 지방족 또는 방향족, 직쇄, 시클릭, 비시클릭, 분지형, 포화 또는 불포화일 수 있다. 이는 또한 지방족, 방향족, 직쇄, 시클릭, 비시클릭, 분지형, 포화 및 불포화 탄화수소 모이어티의 조합을 함유할 수 있다. 그러나, 히드로카빌 잔기가 치환된 것으로서 기술되는 경우, 이는 선택적으로, 치환기 잔기의 탄소 및 수소 구성원에 더하여 헤테로원자를 함유할 수 있다. 따라서, 치환된 것으로서 구체적으로 기술되는 경우, 히드로카빌 잔기는 또한 하나 이상의 카보닐 기, 아미노 기, 히드록실 기 등을 함유할 수 있거나, 또는 이는 히드로카빌 잔기의 주쇄 내에 헤테로원자를 함유할 수 있다. 용어 "알킬"은 분지쇄 또는 직쇄 포화 지방족 탄화수소 기, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, s-부틸, t-부틸, n-펜틸, s-펜틸, 및 n- 및 s-헥실을 의미한다. "알케닐"은 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 직쇄 또는 분지쇄 1가 탄화수소 기 (예를 들어, 에테닐 (-HC=CH2))를 의미한다. "알콕시"는 산소를 통해 연결된 알킬 기 (즉, 알킬-O-), 예를 들어 메톡시, 에톡시 및 sec-부틸옥시 기를 의미한다. "알킬렌"은 직쇄 또는 분지쇄 포화 2가 지방족 탄화수소 기 (예를 들어, 메틸렌 (-CH2-) 또는 프로필렌 (-(CH2)3-))를 의미한다. "시클로알킬렌"은 2가 시클릭 알킬렌 기 -CnH2n-x (여기서, x는 고리화(들)에 의해 대체된 수소의 수임)를 의미한다. "시클로알케닐"은 1개 이상의 고리 및 고리 내에 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 1가 기를 의미하며, 여기서 모든 고리원은 탄소이다 (예를 들어, 시클로펜틸 및 시클로헥실). "아릴"은 명시된 수의 탄소 원자를 함유하는 방향족 탄화수소 기, 예컨대 페닐, 트로폰, 인다닐 또는 나프틸을 의미한다. "아릴렌"은 2가 아릴 기를 의미한다. "알킬아릴렌"은 알킬 기로 치환된 아릴렌 기를 의미한다. "아릴알킬렌"은 아릴 기 (예를 들어, 벤질)로 치환된 알킬렌 기를 의미한다. 접두사 "할로"는 플루오로, 클로로, 브로모 또는 아이오도 치환기 중 하나 이상을 포함하는 기 또는 화합물을 의미한다. 상이한 할로 기 (예를 들어, 브로모 및 플루오로)의 조합, 또는 오직 클로로 기가 존재할 수 있다. 접두사 "헤테로"는, 화합물 또는 기가 헤테로원자 (예를 들어, 1, 2 또는 3개의 헤테로원자(들))인 적어도 1개의 고리원을 포함하며, 여기서 헤테로원자(들)는 각각 독립적으로 N, O, S, Si 또는 P인 것을 의미한다. "치환된"은, 화합물 또는 기가 수소 대신에, 각각 독립적으로 C1-9 알콕시, C1-9 할로알콕시, 니트로 (-NO2), 시아노 (-CN), C1-6 알킬 술포닐 (-S(=O)2-알킬), C6-12 아릴 술포닐 (-S(=O)2-아릴), 티올 (-SH), 티오시아노 (-SCN), 토실 (CH3C6H4SO2-), C3-12 시클로알킬, C2-12 알케닐, C5-12 시클로알케닐, C6-12 아릴, C7-13 아릴알킬렌, C4-12 헤테로시클로알킬 및 C3-12 헤테로아릴일 수 있는 적어도 1종 (예를 들어, 1, 2, 3 또는 4종)의 치환기로 치환되되, 단 치환된 원자의 정상 원자가는 초과하지 않음을 의미한다. 기에 명시된 탄소 원자의 수는 임의의 치환기를 제외한다. 예를 들어, -CH2CH2CN은 니트릴로 치환된 C2 알킬 기이다.
특정한 측면이 기술되었지만, 현재 예상되지 않거나 예상되지 않을 수 있는 대안, 수정, 변경, 개선 및 실질적인 균등물이 출원인 또는 다른 통상의 기술자에게 떠오를 수 있다. 따라서, 출원되고 보정될 수 있는 첨부된 청구범위는 이러한 모든 대안, 수정, 변경, 개선 및 실질적인 균등물을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (15)

  1. 조성물로서,
    폴리(페닐렌 에테르) 5 내지 25 중량%;
    폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 20 내지 40 중량%;
    알케닐 방향족 단량체 및 공액 디엔의 수소화된 블록 공중합체 5 내지 15 중량%;
    상용화제 0.01 내지 2 중량%;
    질소-함유 화합물, 인-함유 화합물 또는 이들의 조합을 포함하는 아크 억제제(arc suppressant) 5 내지 25 중량%;
    유리 섬유 5 내지 25 중량%;
    미네랄 충전제 5 내지 20 중량%; 및
    폴리(테트라플루오로에틸렌) 0.1 내지 5 중량%를 포함하며;
    여기서 각각의 성분의 중량%는 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하고;
    상기 조성물은 4 중량% 미만의 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트를 포함하는, 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조성물로부터 몰딩된 회로 차단기 하우징이 UL 489 Z-시퀀스 시험(Z-sequence test)을 통과하는, 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트가 상기 조성물로부터 제외되는, 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)가 폴리((C1-8 알킬렌) 테레프탈레이트)를 포함하는, 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 폴리(페닐렌 에테르)가 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함하는, 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 수소화된 블록 공중합체가 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌 트리블록 공중합체를 포함하는, 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 상용화제가 하기를 포함하는, 조성물:
    푸마르산, 말레산, 말레산 무수물, 시트르산 또는 이들의 조합;
    다관능성 중합체 또는 올리고머 상용화제;
    또는 둘 모두.
  8. 제1항에 있어서, 산화방지제, 윤활제, 열 안정화제, 자외선 흡수 첨가제, 가소제, 적하 방지제, 몰드 이형제, 정전기 방지제, 염료, 안료, 레이저 마킹(laser marking) 첨가제, 방사선 안정화제 또는 이들의 조합을 포함하는 첨가제 조성물을 추가로 포함하는 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 조성물이 0 내지 25 중량%의 폴리아미드를 포함하는, 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 아크 억제제가 멜라민 폴리포스페이트, 멜라민 시아누레이트 또는 이들의 조합을 포함하는, 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 폴리(페닐렌 에테르) 5 내지 15 중량%;
    상기 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 25 내지 35 중량%;
    스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌 트리블록 공중합체 5 내지 15 중량%;
    상기 상용화제 0.1 내지 1.5 중량%;
    멜라민 폴리포스페이트 4 내지 9 중량%;
    멜라민 시아누레이트 4 내지 9 중량%;
    유리 섬유 5 내지 20 중량%;
    활석 5 내지 15 중량%;
    폴리아미드 7 내지 25 중량%;
    폴리테트라플루오로에틸렌 1 내지 3 중량%를 포함하며;
    상기 조성물은 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트를 제외하는, 조성물.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 폴리(페닐렌 에테르)가 클로로포름 중 25℃에서 우벨로데 점도계에 의해 결정 시 그램당 0.25 내지 0.35 데시리터의 고유 점도를 갖는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함하고;
    상기 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)가 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)를 포함하고;
    상기 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌 트리블록 공중합체가 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체의 중량을 기준으로 20 내지 35 중량%의 폴리스티렌 함량을 갖고;
    상기 상용화제가 시트르산, 및 스티렌 및 글리시딜 (메트)아크릴레이트로부터 유도된 반복 단위를 포함하는 공중합체를 포함하고;
    상기 폴리아미드가 폴리아미드-6을 포함하는, 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 조성물의 제조 방법으로서, 상기 조성물의 성분을 용융 블렌딩하는 단계를 포함하는 제조 방법.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 물품.
  15. 제14항에 있어서, 상기 물품이 몰딩된 회로 차단기 또는 몰딩된 회로 차단기 하우징인, 물품.
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