KR20090029297A - 난연성 및 내스크래치성 열가소성 폴리카보네이트 조성물 - Google Patents

난연성 및 내스크래치성 열가소성 폴리카보네이트 조성물 Download PDF

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KR20090029297A
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Abstract

하기 구조를 갖는 반복 카보네이트 단위를 포함하는 디알킬 비스페놀 폴리카보네이트 호모폴리머 또는 코폴리머:
Figure 112009008462777-PCT00042
상기 식에서
R1 및 R2는 독립적으로 각 경우에 C1-C4 알킬이고, n 및 p는 각각 1 내지 4의 정수이고, T는 1 또는 2개의 탄소에서 아릴기에 결합된 C5-C10 시클로알칸, C1-C5 알킬기, C6-C13 아릴기 및 C7-C12 아릴알킬기로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
난연제; 및
적하방지제(anti-dripping agent)를 함께 포함하는 열가소성 조성물이 개시된다. 상기 조성물은 우수한 난연성을 유지하는 동시에 융융 흐름과 같은 물성의 개선된 밸런스 및 내스크래치성을 가진다.

Description

난연성 및 내스크래치성 열가소성 폴리카보네이트 조성물{Flame retardant and scratch resistant thermoplastic polycarbonate compositions}
본 발명은 폴리카보네이트를 포함하는 난연성 열가소성 조성물, 그 제조 방법, 그 사용 방법에 관한 것이고, 특히 개선된 내스크래치성을 갖는 열가소성 폴리카보네이트 조성물에 관한 것이다.
폴리카보네이트는 자동차 부품에서부터 전자 제품에 이르기까지 다양한 용도의 물품 및 부품(component)의 제조에 사용되어 왔다. 이러한 광범위한 용도, 특히 전자 제품에서의 광범위한 용도로 인하여 내스크래치성 및 난연성을 갖는 폴리카보네이트를 제공하는 것이 바람직하다. 폴리카보네이트와 함께 사용되는 다수의 공지된 난연제는 브롬 및/또는 염소를 함유한다. 브롬화 및/또는 염소화 난연제는 폴리카보네이트의 제조 및 사용과 관련된 장비를 부식시킬 수 있기 때문에 덜 바람직하다. 브롬화 및/또는 염소화 난연제는 또한 점차적으로 법적 규제를 받고 있다.
다양한 충전제, 인 함유 화합물 및 몇몇 염을 포함하여, 비브롬화 및 비염소화 난연제가 폴리카보네이트용으로 제안되어 왔다. 그러나 브롬화 및/또는 염소화 난연제 없이 특히 벽이 얇은(thin-walled) 샘플에서 전술한 난연제를 사용하여 가 장 엄격한 난연성 표준을 만족시키는 것은 어려움이 있어 왔다.
폴리카보네이트(PC) 수지는 그것의 강도와 투명도(clarity)로 인하여 상당히 중요한 상업적인 용도를 다수 가진다. 불행히도 폴리카보네이트 수지는 본질적으로 난연성이 좋지 않으므로 연소시 뜨거운 용융 물질을 떨어뜨려 근처에 있는 물질 또한 불이 붙도록 한다. 따라서 다양한 상업적 용도로 폴리카보네이트를 안전하게 이용하기 위하여 재료의 난연성을 더 보유하고/하거나 적하(dripping)를 감소시키는 첨가제를 포함할 필요가 있다.
난연성(FR) 및/또는 적하방지성 폴리카보네이트를 제조하는데 사용하기 위한 다양한 재료가 기술되어 왔다. 이러한 재료의 예는 미국특허 제3,971,756; 4,028,297; 4,110,299; 4,130,530; 4,303,575; 4,335,038; 4,552,911; 4,916,194; 5,218,027; 및 5,508,323호에 기재된 것들을 포함한다.
오늘날 사용되는 난연 첨가제는 주로 다양한 설폰산염, 인산 에스테르, 브롬화 및/또는 염소화 난연제 등을 포함한다. 그러나 비교적 높은 부하량(즉 유사한 UL94 V0 성능을 얻기 위해 5% 초과 및 10% 부근)으로 사용되는 인산염 첨가제는 전체 재료의 기계적 성능을 열화시킬 것이다. 또한 브롬화 및 염소화 첨가제는 다양한 비정부 단체(NGO) 및 블루엔젤(Blue Angel), TCO'99, DIN/VDE 등과 같은 환경 보호 규칙에 의해 금지된다. 결과적으로 설폰산염이 오늘날 난연 첨가제로 매우 널리 사용된다.
설폰산염 난연 첨가제의 예는 포타슘 퍼플루오로부탄 설포네이트("KPFBS", 또한 "리마염(Rimar salt)"로 알려짐)와 같은 퍼플루오로알칸 설포네이트를 포함한 다. 또다른 설폰산염 난연 첨가제는 예를 들어 포타슘 디페닐설폰 설포네이트("KSS")이다.
이런 점에서 폴리카보네이트 수지에 퍼플루오로알칸 설포네이트를 사용하는 것은 미국특허 제3,775,367호에 기재되어 있다. 또한 미국특허 제6,353,046호는 폴리카보네이트에 포타슘 퍼플루오로부탄 설포네이트 및 옥타페닐시클로테트라실록산과 같은 시클릭 실록산을 혼합함으로써 폴리카보네이트 수지 조성물에 개선된 난연성을 부여할 수 있다고 개시하고 있다. 미국특허 제6,790,899호는 난연성 폴리카보네이트 조성물에 있어서의 KPFBS와 톨루엔 설폰산의 나트륨염(NaTS) 간의 시너지 효과를 발견한 것을 명기하고 있다. 더우기 미국특허출원 제2005/0009968호는 투명한 난연성 카보네이트 조성물 중에서 KPFBS와 다수의 무기 나트륨염 간의 시너지 효과를 교시하고 있다. 그럼에도 불구하고 KPFBS는 불소를 함유하고 있고 따라서 블루엔젤(Blue Angel)에 부합하지 않는다.
더 얇은 벽의 난연성이 요구되는 경우, 플루오로 함유 적하방지 첨가제가 이용될 수 있다. 그러나 에코(Eco) 라벨 요건을 만족시키기 위하여 단지 제한된 부하량의 플루오로 함유 적하방지 첨가제가 사용될 수 있다. 예를 들어 DIN/VDE는 0.1%만의 플루오르 함량을 요구한다. 그러나 이러한 제한된 양의 플루오로 함유 적하방지 첨가제로는 적하방지 효과가 대체로 미약하다. 예를 들어 KSS/NaTS 조합을 난연제 패키지로, TSAN을 적하방지 첨가제로 DIN/VDE 요구 부하량으로 사용하는 경우 1.5mm에서 UL 94 V0 등급을 나타내는 폴리카보네이트 조성물을 얻을 수 없다.
더우기 KSS 만을 사용하는 경우 단지 제한된 난연성이 얻어질 수 있다. 투 명성을 유지하면서 난연성을 향상시키기 위한 종래의 수단은 KSS와 함께 가용성 유기 할로겐 첨가제를 사용하는 것을 통하여 이루어져 왔다. 예를 들어 몇몇 폴리카보네이트 수지 조성물에서 KSS는 0.3 내지 0.5 phr의 부하량으로 브롬화 폴리카보네이트와 함께 사용된다. 브롬없이는 이러한 조성물은, 만족시키도록 디자인된 3.0mm에서의 UL94 V0 난연성 테스트에서 불충분하고/하거나 신뢰할 수 없는 성능을 가진다.
전술한 난연제는 의도한 목적에 적당하지만 우수한 내스크래치성 제공 및 융융 흐름(melt flow) 및 HDT와 같은 다른 기계적 물성 유지도 제공하면서 난연성의 지속적인 개선에 대한 산업 분야에서의 계속되는 요구가 여전하다. 난연성 폴리카보네이트 블렌드는 컴퓨터와 비지니스 설비, 배터리 충전기, 산업용 하우징(industrial housing) 등과 같은 다양한 용도에 사용되어 왔다. 긴 흐름 길이(long flow length), 적당한 기계적 강도 및 난연성을 충전시키는 능력을 포함하여 관심있는 성질들의 조합을 제공하기 때문에, 평판 TV 베즐(bezel)과 같은 대형 하우징을 몰딩하기에 매력적인 높은 흐름 특성을 가진 충격 개질된 블렌드에 대한 요구가 있다. 이러한 충격 개질된 블렌드는 또한 염소 및 브롬 난연제가 없을 필요가 있지만, 비-브롬화 및/또는 비-염소화 난연제는 폴리카보네이트 조성물의 원하는 물리적 성질, 특히 충격 강도에 불리한 영향을 미칠 수 있다. 충격 개질된 블렌드로부터 만들어진 많은 부품들은 우수한 기계적 강도를 가지지만 이러한 블렌드로부터 만들어진 부품은 주로 충격개질제의 존재로 인한 열악한 내스크래치성을 가지게 된다. 용융 흐름과 같은 우수한 기계적 성질 및 우수한 난연성과 함께 우 수한 내스크래치성을 제공하는 난연성 블렌드가 필요하다.
따라서 용융 흐름 및 난연성을 포함한 우수한 물리적 성질뿐 아니라 내스크래치성 및 어떤 경우에는 투명성의 조합을 갖는 열가소성 폴리카보네이트 조성물에 대한 요구가 당해 기술 분야에서 끊임없이 있어 왔다.
한 구현예에서, 열가소성 조성물은 하기 구조의 반복 카보네이트 단위를 포함하는 디알킬 비스페놀 폴리카보네이트 호모폴리머 또는 코폴리머:
Figure 112009008462777-PCT00001
상기 식에서
R1 및 R2는 독립적으로 각 경우에 C1-C4 알킬이고, n 및 p는 각각 1 내지 4의 정수이고, T는 1 또는 2개의 탄소에서 아릴기에 결합된 C5-C10 시클로알칸, C1-C5 알킬기, C6-C13 아릴기 및 C7-C12 아릴알킬기로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
방향족 폴리카보네이트; 및
난연제를 함께 포함하고, 상기 조성물은 3.0mm의 두께에서 0.90 이상의 p(FTP)를 달성할 수 있다.
다른 구현예에서, 열가소성 조성물은 하기 구조로부터 유래한 반복 단위를 갖는 DMBPC 호모폴리머 또는 코폴리머:
Figure 112009008462777-PCT00002
;
방향족 폴리카보네이트; 및 난연제를 함께 포함하고, 3.0mm의 두께에서 0.90 이상의 p(FTP)를 달성할 수 있다.
또 다른 구현예에서, 열가소성 조성물은 하기 구조를 갖는 반복 카보네이트 단위를 포함하는 디알킬 비스페놀 폴리카보네이트 호모폴리머 또는 코폴리머:
Figure 112009008462777-PCT00003
상기 식에서
R1 및 R2는 독립적으로 각 경우에 C1-C4 알킬이고, n 및 p는 각각 1 내지 4의 정수이고, T는 1 또는 2개의 탄소에서 아릴기에 결합된 C5-C10 시클로알칸, C1-C5 알킬기, C6-C13 아릴기 및 C7-C12 아릴알킬기로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
난연제; 및 적하방지제를 포함하고, 상기 조성물은 2.0mm의 두께에서 0.90 이상의 p(FTP)를 달성할 수 있다.
또 다른 구현예에서, 열가소성 조성물은 하기 구조로부터 유래한 반복 단위를 갖는 DMBPC 호모폴리머 또는 코폴리머:
Figure 112009008462777-PCT00004
;
난연제; 및 적하방지제를 포함하고, 상기 조성물은 2.0mm의 두께에서 0.90 이상의 p(FTP)를 달성할 수 있다.
또 다른 구현예에서, 물품은 상기 열가소성 조성물을 포함한다.
또 다른 구현예에서, 물품의 제조 방법은 상기 열가소성 조성물을 몰딩, 압출 또는 성형(shaping)하는 것을 포함한다.
본 발명자들은 특정 구조를 가진 디알킬 비스페놀 폴리카보네이트 호모폴리머 또는 코폴리머, 난연제 및 임의로 적하방지제를 사용하면 폴리카보네이트를 함유한 열가소성 조성물에 융융 흐름 뿐 아니라 내스크래치성과 같은 물성의 크게 개선된 균형을 제공하는 동시에 적하방지제를 소량 사용하거나 또는 몇몇 경우에는 전혀 사용하지 않고 우수한 난연성을 유지한다는 것을 발견하였다. 디알킬 비스페놀 폴리카보네이트없이는 유사한 조성물의 난연성 및 물성이 상당히 나빠지기 때문에, 특히 조성물 중에 낮은 수준의 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 TeflonTM을 사용하고서도 난연성에 상당히 불리한 영향을 주지 않고 물성을 개선시킨다는 것은 특히 예상하지 못한 것이다.
몇몇 구현예에서 상기 조성물은 투명하고 2.0% 미만, 몇몇 경우에는 1.0% 미만의 탁도 수준을 가진다. 몇몇 경우에 상기 조성물은 20g/10분 이상의 용융 유속(melt flow rate; MFR)을 가진다. 상기 조성물은 조성물에 따라 3.0mm의 두께, 임의로 2.0mm의 두께, 임의로 1.5mm의 두께에서 0.90 이상, 임의로 0.95 이상의 p(FTP)로 표시되는 강한 UL 94 V0 성능을 달성할 수 있다.
한 구현예에서 열가소성 조성물은 하기 구조의 반복 카보네이트 단위를 포함하는 디알킬 비스페놀 폴리카보네이트 호모폴리머 또는 코폴리머:
Figure 112009008462777-PCT00005
0상기 식에서
R1 및 R2는 독립적으로 각 경우에 C1-C4 알킬이고, n 및 p는 각각 1 내지 4의 정수이고, T는 1 또는 2개의 탄소에서 아릴기에 결합된 C5-C10 시클로알칸, C1-C5 알킬기, C6-C13 아릴기 및 C7-C12 아릴알킬기로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
방향족 폴리카보네이트; 및
난연제를 함께 포함하고, 상기 조성물은 3.0mm의 두께에서 0.90 이상의 p(FTP), 임의로 2.0mm의 두께에서 0.90 이상의 p(FTP)를 달성할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 상기 식(17)의 반복 카보네이트 단위를 포함하는 폴리카보네이트 호모폴리머 또는 코폴리머는 하기 구조를 갖는 반복 카보네이트 단위를 포함하는 디알킬 비스페놀 폴리카보네이트 코폴리머를 포함한다:
Figure 112009008462777-PCT00006
상기 식에서 R1 및 R2는 독립적으로 C1 내지 C10 알킬로 이루어지는 군으로부터 선택되고; X는 CH2를 나타내고; m은 4 내지 7의 정수이고; n은 1 내지 4의 정수이고; p는 1 내지 4의 정수이고, 단 R1 또는 R2 중 적어도 하나는 3 또는 3' 위치에 있다. 다른 구현예에서 상기 디알킬 비스페놀 폴리카보네이트 코폴리머의 반복 단위는 하기 구조로부터 유래한다:
Figure 112009008462777-PCT00007
.
몇몇 구현예에서, 조성물 중 상기 식(17)의 반복 카보네이트 단위의 양은 5중량% 이상이다.
몇몇 구현예에서, 난연제는 C1 -16 알킬 설포네이트의 염, 특히 C1 -4 알킬 설포네이트의 염이다.
몇몇 구현예에서, 상기 열가소성 조성물로 이루어지는 성형품은 3.2mm 두께의 소판(plaque) 상에서 ASTM D1003-00에 따라 측정하였을 때 2.0% 이하, 임의로 1.0% 이하의 탁도값을 갖는다. 몇몇 구현예에서, 상기 열가소성 조성물로 이루어지는 성형품은 3.2mm 두께의 소판상에서 ASTM D1003-00에 따라 측정하였을 때 85.0% 이상의 투과도 값(trasmission value)을 갖는다.
다른 구현예에서, 열가소성 조성물은 하기 구조로부터 유래한 반복 단위를 갖는 DMBPC 호모폴리머 또는 코폴리머:
Figure 112009008462777-PCT00008
;
방향족 폴리카보네이트; 및
난연제를 함께 포함하고, 상기 조성물은 3.0mm 두께에서 0.90 이상의 p(FTP)를 달성할 수 있다.
또 다른 구현예에서, 열가소성 조성물은 하기 구조의 반복 카보네이트 단위를 포함하는 디알킬 비스페놀 폴리카보네이트 호모폴리머 또는 코폴리머:
Figure 112009008462777-PCT00009
상기 식에서
R1 및 R2는 독립적으로 각 경우에 C1-C4 알킬이고, n 및 p는 각각 1 내지 4의 정수이고, T는 1 또는 2개의 탄소에서 아릴기에 결합된 C5-C10 시클로알칸, C1-C5 알킬기, C6-C13 아릴기 및 C7-C12 아릴알킬기로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
난연제; 및
적하방지제를 함께 포함하고, 상기 조성물은 2.0mm의 두께에서 0.90 이상의 p(FTP)를 달성할 수 있다. 상기 조성물은 임의로 제 2의 폴리카보네이트를 포함한다.
몇몇 구현예에서, 상기 조성물은 1.5mm의 두께에서 0.90 이상의 p(FTP)를 달성할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 물품은 상기 조성물로부터 형성된다. 몇몇 구현예에서 상기 물품은 ASTM D3363-92a 연필 경도 테스트에 따라 측정하였을 때 HB 이상의 내스크래치성을 갖는다.
다른 구현예에서, 열가소성 조성물은 하기 구조로부터 유래한 반복 단위를 갖는 DMBPC 호모폴리머 또는 코폴리머:
Figure 112009008462777-PCT00010
;
난연제; 및
적하방지제를 함께 포함하고, 상기 조성물은 2.0mm 두께에서 0.90 이상의 p(FTP)를 달성할 수 있다.
본 명세서에 사용될 때 "폴리카보네이트"란 용어는 동일 또는 상이한 카보네이트 단위를 포함하는 폴리머, 또는 동일 또는 상이한 카보네이트 단위 및 카보네이트와는 다른 하나 이상의 단위를 포함하는 코폴리머(즉 코폴리카보네이트)를 의미하며; "지방족"이란 용어는 시클릭이 아닌 직쇄 또는 분지쇄 배열의 탄소 원자를 포함하는 1 이상의 원자가를 갖는 탄화수소 라디칼을 의미하며; "방향족"은 적어도 하나의 방향족 기를 포함하는 적어도 1 이상의 원자가를 갖는 라디칼을 의미하며; "시클로지방족"은 시클릭이지만 방향족은 아닌 탄소 원자의 배열을 포함하는 1 이상의 원자가를 갖는 라디칼을 의미하며; "알킬"은 직쇄 또는 분지쇄 1가 탄화수소 라디칼을 의미하며; "알킬렌"은 직쇄 또는 분지쇄 2가 탄화수소 라디칼을 의미하며; "알킬리덴"은 직쇄 또는 분지쇄 2가 탄화수소 라디칼을 의미하며 양 원자가는 하나의 공동된 탄소 원자에 있고; "알케닐"은 탄소-탄소 이중결합에 의해 2개 이상의 탄소가 결합되어 있는 직쇄 또는 분지쇄 1가 탄화수소 라디칼을 의미하며; "시클로알킬"은 적어도 1개의 불포화도를 갖는 3개 이상의 탄소원자를 가진 비방향족 지환족 1가 탄화수소 라디칼을 의미하고; "시클로알킬렌"은 적어도 하나의 불포화도를 갖는 3개 이상의 탄소 원자를 가진 비방향족 지환족 2가 탄화수소 라디칼을 의미하고; "아릴"은 1가의 방향족 벤젠 고리 라디칼, 또는 적어도 하나의 임의로 치환된 벤젠 고리에 융합된 임의로 치환된 벤젠고리 시스템 라디칼을 의미하고; "방향족 라디칼"은 적어도 하나의 방향족 기를 포함하는 1 이상의 원자가를 갖는 라디칼을 의미하고; 방향족 라디칼의 예는 페닐, 피리딜, 푸라닐, 티에닐(thienyl), 나프틸 등을 포함하고; "아릴렌"은 벤젠 고리 2 라디칼 또는 하나 이상의 임의로 치환된 벤젠 고리에 융합된 벤젠 고리 시스템 2 라디칼을 의미하고; "알킬아릴"은 상기한 것과 같은 아릴에 치환된 상기한 것과 같은 알킬기를 의미하고; "아릴알킬"은 상기한 것과 같은 알킬에 치환된 상기한 것과 같은 아릴기를 의미하고; "알콕시"는 인접한 기에 산소 라디칼을 통해 연결된 상기한 것과 같은 알킬기를 의미하고; "아릴옥시"는 인접한 기에 산소 라디칼을 통해 연결된 상기한 것과 같은 아릴기를 의미하고; 및 "직접 결합"은 구조적으로 가변적인 명세의 일부인 경우에, "직접 결합"으로 취해지는 가변적인 부분에 앞서거나 후속하는 치환체의 직접 결합을 의미한다.
화합물들은 본 명세서에 표준 명명법으로 기재되어 있다. 예를 들어 임의의 표시된 기로 치환되지 않은 임의의 위치는 표시한 결합 또는 수소 원자에 의해 그 원자가가 채워지는 것으로 이해되어야 한다. 두 문자 또는 기호 사이에 있지 않는 대시(dash; "-")은 치환체가 결합하는 지점을 나타내기 위해 사용된다. 예를 들어 -CHO는 카보닐(C=O)기의 탄소를 통해 결합된다.
본 명세서에 사용될 때 "폴리카보네이트"와 "폴리카보네이트 수지"란 용어는 하기 식(1)의 반복 구조의 카보네이트 단위를 가지는 조성물을 의미한다:
Figure 112009008462777-PCT00011
상기 식에서 R1 기 총 수의 약 60% 이상은 방향족 유기 라디칼이고, 그 나머지는 지방족, 지환족 또는 방향족 라디칼이다. 한 구현예에서, 각 R1은 방향족 유기 라디칼이고, 더욱 구체적으로는 하기 식(2)의 라디칼이다:
Figure 112009008462777-PCT00012
상기 식에서 각 A1 및 A2는 모노시클릭 2가 아릴 라디칼이고, Y1 은 A1을 A2로부터 분리시키는 1 또는 2개의 원자를 갖는 가교 라디칼이다. 예시적인 구현예에서, 1개의 원자가 A1을 A2로부터 분리시킨다. 이러한 유형의 라디칼의 예시적이고 비제한적인 예는 -O-, -S-, -S(O)-, -S(O2)-, -C(O)-, 메틸렌, 시클로헥실메틸렌, 2-[2.2.1]-비시클로헵틸리덴, 에틸리덴, 이소프로필리덴, 네오펜틸리덴, 시클로헥실리덴, 시클로펜타데실리덴, 시클로도데실리덴 및 아다만틸리덴이다. 가교 라디칼 Y1은 탄화수소기 또는 메틸렌, 시클로헥실리덴 또는 이소프로필리덴과 같은 포화 탄화수소 기일 수 있다.
폴리카보네이트는 식 HO-R1-OH를 갖는 디히드록시 화합물의 계면 반응으로 제조될 수 있으며, 상기 화합물은 하기 식(3)의 디히드록시 화합물을 포함한다:
Figure 112009008462777-PCT00013
상기 식에서 Y1, A1 및 A2는 상기한 것과 같다. 또한 하기 식 (4)의 비스페놀 화합물도 포함된다:
Figure 112009008462777-PCT00014
상기 식에서 Ra 및 Rb는 각각 할로겐 원자 또는 1가 탄화수소기를 나타내고 동일하거나 다를 수 있으며; p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수를 나타내고; Xa는 하기 식(5)의 기들 중 하나를 나타낸다:
Figure 112009008462777-PCT00015
상기 식에서 Rc 및 Rd는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1가의 직쇄 또는 시클릭 탄화수소기를 나타내고 Re는 2가 탄화수소기이다.
적당한 디히드록시 화합물의 몇몇 예시적이고 비제한적인 예는 하기한 것들을 포함한다: 레조르시놀, 4-브로모레조르시놀, 히드로퀴논, 4,4'-디히드록시비페닐, 1,6-디히드록시나프탈렌, 2,6-디히드록시나프탈렌, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(4-히드록시페닐)디페닐메탄, 비스(4-히드록시페닐)-1-나프틸메탄, 1,2-비스(4-히드록시페닐)에탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-1-페닐에탄, 2-(4-히드록시페닐)-2-(3-히드록시페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)페닐메탄, 2,2-비스(4-히드록시-3-브로모페닐)프로판, 1,1-비스(히드록시페닐)시클로펜탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)이소부텐, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로도데칸, trans-2,3-비스(4-히드록시페닐)-2-부텐, 2,2-비스(4-히드록시페닐)아다만틴, (α, α'-비스(4-히드록시페닐)톨루엔, 비스(4-히드록시페닐)아세토니트릴, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-에틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-n-프로필-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-이소프로필-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-sec-부틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-t-부틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-시클로헥실-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-알릴-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-메톡시-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시페닐)헥사플루오로프로판, 1,1-디클로로-2,2-비스(4-히드록시페닐)에틸렌, 1,1-디브로모-2,2-비스(4-히드록시페닐)에틸렌, 1,1-디클로로-2,2-비스(5-페녹시-4-히드록시페닐)에틸렌, 4,4'-디히드록시벤조페논, 3,3-비스(4-히드록시페닐)-2-부탄온, 1,6-비스(4-히드록시페닐)-1,6-헥산디온, 에틸렌글리콜, 비스(4-히드록시페닐)에테르, 비스(4-히드록시페닐)에테르, 비스(4-히드록시페닐)설파이드, 비스(4-히드록시페닐)설폭사이드, 비스(4-히드록시페닐)설폰, 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오린, 2,7-디히드록시피렌, 6,6'-디히드록시-3,3,3',3'-테트라메틸스피로(비스)인단("스피로비인단비스페놀"), 3,3-비스(4-히드록시페닐)프탈리드, 2,6-디히드록시디벤조-p-디옥신, 2,6-디히드록시티안트렌, 2,7-디히드록시페녹사틴, 2,7-디히드록시-9,10-디메틸페나진, 3,6-디히드록시디벤조푸란, 3,6-디히드록시디벤조티오펜 및 2,7-디히드록시카바졸 등. 전술한 디히드록시 화합물 중 하나 이상을 포함하는 조합도 사용할 수 있다.
식 (3)으로 나타낼 수 있는 비스페놀 화합물 유형의 구체적인 예의 비배타적인 목록은 1,1-비스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판(이하 "비스페놀 A" 또는 "BPA"), 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)옥탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐) n-부탄, 2,2-비스(4-히드록시-1-메틸페닐)프로판 및 1,1-비스(4-히드록시-t-부틸페닐)프로판을 포함한다. 상기한 비스페놀 화합물 중 하나 이상을 포함하는 조합도 사용될 수 있다.
분지쇄 폴리카보네이트 뿐 아니라 직쇄 폴리카보네이트와 분지쇄 폴리카보네이트를 포함하는 블렌드도 유용하다. 분지쇄 폴리카보네이트는 중합동안 분지제(branching agent), 예를 들어 히드록실, 카복실, 무수 카복실(carboxyl anhydride), 할로포밀 및 상기한 작용기의 혼합물로부터 선택된 3개 이상의 작용기를 함유한 다관능성 유기 화합물을 첨가함으로써 제조될 수 있다. 구체적인 예는 트리멜리트산, 트리멜리트산 무수물, 트리멜리틱 트리클로라이드, tris-p-히드록시페닐에탄, 이사틴-비스-페놀, tris-페놀 TC (1,3,5-tris((p-히드록시페닐)이소프로필)벤젠), tris-페놀 PA (4(4(1,1-비스(p-히드록시페닐)-에틸) α,α-디메틸 벤질)페놀), 4-클로로포밀 프탈산 무수물, 트리메스산, 및 벤조페논 테트라카복실산을 포함한다. 분지제는 약 0.05 내지 2.0중량%의 양으로 첨가될 수 있다. 모든 유형의 폴리카보네이트 말단기는 이러한 말단기가 열가소성 조성물의 원하는 성질에 중대한 영향을 미치지 않는다면 폴리카보네이트 조성물에 유용한 것으로 예상된다.
적당한 폴리카보네이트는 계면 중합 및 용융 중합과 같은 공정으로 제조될 수 있다. 계면 중합을 위한 반응 조건은 다양할 수 있지만, 예시적인 공정은 일반적으로 2가 페놀(dihydric phenol) 반응물질을 수성 가성 소다 또는 가성 칼륨에 용해 또는 분산시키고, 생성된 혼합물을 적당한 수-불혼화성 용매 매질에 첨가하고, 상기 반응물을 트리에틸아민과 같은 적당한 촉매 또는 상 전이 촉매의 존재하에 제어된 pH 조건, 예를 들면 약 8 내지 약 10에서 카보네이트 전구체와 접촉시키는 단계를 포함한다. 가장 흔히 사용되는 수-불혼화성 용매는 메틸렌 클로라이드, 1,2-디클로로에탄, 클로로벤젠, 톨루엔 등을 포함한다. 적당한 카보네이트 전구체는 예를 들면 카보닐 브로마이드 또는 카보닐 클로라이드와 같은 카보닐 할라이드, 또는 2가 페놀의 비스할로포메이트(예를 들면 비스페놀 A, 히드로퀴논 등의 비스클로로포메이트) 또는 글리콜의 비스할로포메이트(예를 들면 에틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 등의 비스할로포메이트)와 같은 할로포메이트를 포함한다. 상기한 카보네이트 전구체 유형 중 하나 이상을 포함하는 조합도 사용될 수 있다.
사용될 수 있는 예시적인 상 전이 촉매 중에서 식(R3)4Q+X의 촉매가 있으며, 여기서 각 R3는 동일하거나 상이하며, C1 -10 알킬기이고; Q는 질소 원자 또는 인 원자이고; X는 할로겐 원자 또는 C1 -8 알콕시기 또는 C6 -188 아릴옥시기이다. 적당한 상전이 촉매는 예를 들어 [CH3(CH2)3]4NX, [CH3(CH2)3]4PX, [CH3(CH2)5]4NX, [CH3(CH2)6]4NX, [CH3(CH2)4]4NX, CH3[CH3(CH2)3]3NX 및 CH3[CH3(CH2)2]3NX를 포함하고, 여기서 X는 Cl-, Br-, C1 -8 알콕시기 또는 C6 -18 아릴옥시기이다. 상전이 촉매의 효과적인 양은 포스겐화 혼합물 중 비스페놀 중량 기준으로 약 0.1 내지 약 10중량%일 수 있다. 다른 구현예에서, 상전이 촉매의 효과적인 양은 포스겐화 혼합물 중 비스페놀 중량 기준으로 약 0.5 내지 약 2중량%이다.
다르게는, 용융 공정도 사용될 수 있다. 일반적으로 용융 중합 공정에서 폴리카보네이트는 용융 상태에서 에스테르 교환 반응 촉매 존재하에 디히드록시 반응물과 디페닐 카보네이트와 같은 디아릴 카보네이트 에스테르의 공반응으로 제조될 수 있다. 휘발성 1가 페놀(monohydric phenol)은 증류에 의해 용융 반응물로부터 제거되고, 폴리머는 용융 잔류물로 분리된다.
한 구현예에서, 폴리카보네이트는 비스페놀 A로부터 유래한 직쇄 호모폴리머이고, 여기서 A1 및 A2 각각은 p-페닐렌이고 Y1은 이소프로필리덴이다. 폴리카보네이트는 25℃에서 클로로포름 중에서 측정하였을 때 약 0.3 내지 약 1.5dl/g의 고유 점도를 가질 수 있다. 폴리카보네이트는 겔투과크로마토그래피로 측정하였을 때 약 10,000 내지 약 200,000, 구체적으로는 약 20,000 내지 약 100,000의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다.
본 명세서에 사용될 때 "폴리카보네이트" 및 "폴리카보네이트 수지"는 다른 유형의 쇄 단위와 함께 카보네이트 쇄 단위를 포함하는 코폴리머를 더 포함한다. 이러한 코폴리머는 랜덤 코폴리머, 블록 코폴리머, 덴드리머 등일 수 있다. 사용될 수 있는 코폴리머의 한가지 구체적인 유형은 코폴리에스테르-폴리카보네이트로도 알려져 있는 폴리에스테르 카보네이트이다. 이러한 코폴리머는 식 (1)의 반복되는 카보네이트 쇄 단위 외에 하기 식(6)의 반복 단위를 더 함유한다:
Figure 112009008462777-PCT00016
상기 식에서 E는 디히드록시 화합물로부터 유래한 2가 라디칼이고, 예를 들어 C2 -10 알킬렌 라디칼, C6-C20 지환족 라디칼, C6 -20 방향족 라디칼, 또는 알킬렌기가 2 내지 6개의 탄소 원자, 구체적으로는 2, 3 또는 4개의 탄소 원자를 함유한 폴리옥시알킬렌 라디칼일 수 있고; T는 디카복실산으로부터 유래한 2가 라디칼이고, 예를 들어 C2 -10 알킬렌 라디칼, C6 -20 지환족 라디칼, C6 -20 알킬 방향족 라디칼 또는 C6 -20 방향족 라디칼일 수 있다.
한 구현예에서 E는 C2 -6 알킬렌 라디칼이다. 다른 구현예에서 E는 하기 식(7)의 방향족 디히드록시 화합물로부터 유래한다:
Figure 112009008462777-PCT00017
(7)
여기서 각 Rf는 독립적으로 할로겐 원자, C1 -10 탄화수소기, 또는 C1 -10 할로겐 치환된 탄화수소기이고, n은 0 내지 4이다. 할로겐은 바람직하게는 브롬이다. 식 (7)로 나타낼 수 있는 화합물의 예는 레조르시놀, 5-메틸 레조르시놀, 5-에틸 레조르시놀, 5-프로필 레조르시놀, 5-부틸 레조르시놀, 5-t-부틸 레조르시놀, 5-페닐 레조르시놀, 5-쿠밀 레조르시놀, 2,4,5,6-테트라플루오로레조르시놀, 2,4,5,6-테트라브로모레조르시놀 등과 같은 치환된 레조르시놀; 카테콜; 히드로퀴논; 2-메틸 히드로퀴논, 2-에틸 히드로퀴논, 2-프로필 히드로퀴논, 2-부틸 히드로퀴논, 2-t-부틸 히드로퀴논, 2-페닐 히드로퀴논, 2-큐밀 히드로퀴논, 2,3,5,6-테트라메틸 히드로퀴논, 2,3,5,6-테트라-t-부틸 히드로퀴논, 2,3,5,6-테트라플루오로히드로퀴논, 2,3,5,6-테트라브로모 히드로퀴논 등과 같은 치환된 히드로퀴논; 또는 상기한 화합물 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다.
폴리에스테르를 제조하는 데 사용될 수 있는 방향족 디카복실산의 예는 이소프탈산 또는 테레프탈산, 1,2-디(p-카복시페닐)에탄, 4,4'-디카복시디페닐에테르, 4,4'-비스벤조산, 및 상기한 산 중 하나 이상을 포함하는 혼합물을 포함한다. 1,4-, 1,5-, 또는 2,6-나프탈렌디카복실산과 같은 융합 고리를 함유한 산도 존재할 수 있다. 구체적인 디카복실산은 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌 디카복실산, 시클로헥산 디카복실산, 또는 그 혼합물이다. 구체적인 디카복실산은 테레프탈산 대 이소프탈산의 중량비 약 10:1 내지 약 0.2:9.8의 이소프탈산과 테레프탈산의 혼합물을 포함한다. 다른 구체적인 구현예에서, E는 C2 -6 알킬렌 라디칼이고, T는 p-페닐렌, m-페닐렌, 나프탈렌, 2가 시클로지방족 라디칼, 또는 그 혼합물이다. 이러한 폴리에스테르 계열은 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)를 포함한다.
코폴리에스테르-폴리카보네이트 수지는 25℃, 클로로포름 중에서 측정하였을 때 약 0.3 내지 약 1.5dl/g, 구체적으로는 약 0.45 내지 약 1.0dl/g의 고유점도를 가질 수 있다. 코폴리에스테르-폴리카보네이트 수지는 겔투과크로마토그래피로 측정하였을 때 약 10,000 내지 약 200,000, 구체적으로는 약 20,000 내지 약 100,000의 중량평균분자량을 가질 수 있다.
폴리카보네이트 성분은 상기한 폴리카보네이트 외에, 폴리카보네이트와 다른 열가소성 폴리머의 조합, 예를 들어 폴리카보네이트 호모폴리머 및/또는 코폴리머와 폴리에스테르 등과의 조합을 더 포함할 수 있다. 여기서 사용될 때 "조합"은 모든 혼합물, 블렌드, 알로이(alloy) 등을 포함한다. 적당한 폴리에스테르는 식 (6)의 반복단위를 포함하며, 예를 들어 폴리(알킬렌 디카복실레이트), 액정 폴리에스테르, 및 폴리에스테르 코폴리머일 수 있다. 분지제, 예를 들어 3개 이상의 히드록시기를 갖는 글리콜 또는 3관능성 또는 다관능성 카복실산이 포함된 분지쇄 폴리에스테르를 사용할 수도 있다. 더욱이 최종 조성물의 목적으로 하는 용도에 따라 폴리에스테르 상에 다양한 농도의 산 및 히드록시 말단기를 갖는 것이 때로는 바람직하다.
적당한 폴리에스테르의 예는 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)를 포함한다. 적당한 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)의 구체적인 예는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트)(PBT), 폴리(에틸렌 나프타노에이트)(PEN), 폴리(부틸렌 나프타노에이트)(PBN), (폴리프로필렌 테레프탈레이트)(PPT), 폴리시클로헥산디메탄올 테레프탈레이트(PCT) 및 상기한 폴리에스테르 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 또한 소량의 즉, 약 0.5 내지 약 10중량%의 지방족 이염기산(diacid) 및/또는 지방족 폴리올로부터 유래한 단위를 상기 폴리에스테르와 함께 사용하여 코폴리에스테르를 제조하는 것도 여기에서 고려된다.
폴리카보네이트와 폴리에스테르의 블렌드는 약 10 내지 약 99중량%의 폴리카보네이트 및 따라서 약 1 내지 약 99중량%의 폴리에스테르, 구체적으로는 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)를 포함할 수 있다. 한 구현예에서, 상기 블렌드는 약 30 내지 약 70중량%의 폴리카보네이트 및 따라서 약 30 내지 약 70중량%이 폴리에스테르를 포함한다. 전술한 양은 폴리카보네이트와 폴리에스테르를 합한 중량에 기초한 것이다.
폴리카보네이트와 다른 폴리머의 블렌드도 고려되지만, 한 구현예에서 폴리카보네이트 성분은 본질적으로 폴리카보네이트로 이루어지는데, 즉, 폴리카보네이트 성분은 폴리카보네이트 호모폴리머 및/또는 폴리카보네이트 코폴리머를 포함하며, 열가소성 조성물의 충격 강도에 상당히 불리한 손상을 미칠 수 있는 다른 수지는 포함하지 않는다. 다른 구현예에서, 폴리카보네이트 성분은 폴리카보네이트로 이루어지며, 즉 폴리카보네이트 호모폴리머 및/또는 폴리카보네이트 코폴리머만으로 이루어진다.
상기 열가소성 조성물은 하기 구조 (17)을 갖는 반복 카보네이트 단위를 포함하는 폴리카보네이트 호모폴리머 또는 코폴리머를 더 포함한다:
Figure 112009008462777-PCT00018
상기 식에서
R1 및 R2는 독립적으로 각 경우에 C1-C4 알킬이고, n 및 p는 각각 1 내지 4의 정수이고, T는 1 또는 2개의 탄소에서 아릴기에 결합된 C5-C10 시클로알칸, C1-C5 알킬기, C6-C13 아릴기 및 C7-C12 아릴알킬기로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
한 구현예에서, 식 (17)의 구조는 하기 구조 (18)의 디알킬 비스페놀 반복 카보네이트 단위를 포함한다:
Figure 112009008462777-PCT00019
상기 식에서 R1 및 R2는 독립적으로 C1 내지 C6 알킬로 이루어지는 군으로부터 선택되고; X는 CH2를 나타내고; m은 4 내지 7의 정수이고; n은 1 내지 4의 정수이고; p는 1 내지 4의 정수이고, 단 R1 또는 R2 중 적어도 하나는 3 또는 3' 위치에 있다. 몇몇 구현예에서 R1 및 R2는 C1-C3 알킬, 구체적으로는 CH3이다.
한 구현예에서, 디알킬 비스페놀 폴리카보네이트는 DMBPC(디메틸 비스페놀 시클로헥산 또는 1,1-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)시클로헥산) 호모폴리머 또는 코폴리머의 반복 단위를 포함한다. 상기 호모폴리머 또는 코폴리머는 하기 구조(19)의 DMBPC 반복 단위를 포함한다:
Figure 112009008462777-PCT00020
.
코폴리머가 필요한 경우 DMBPC는 폴리카보네이트 중에서 중합(또는 공중합)될 수 있다. 한 구현예에서, DMBPC가 5 내지 95몰%, 임의로 20 내지 80몰%, 임의로 25 내지 75몰% DMBPC와 95 내지 5몰%, 임의로 80 내지 20몰%, 및 임의로 75 내지 25몰% 비스페놀 A를 포함하는 DMBPC 폴리카보네이트가 사용된다.
DMBPC 폴리카보네이트를 제조하는 방법은 특별히 제한되지는 않는다. 포스겐을 사용하는 공지의 계면 공정 및/또는 카보네이트 공급원으로 디페닐 카보네이트 또는 비스(o-메톡시카보닐페닐)카보네이트(비스메틸 살리실 카보네이트 또는 BMSC로도 알려짐)와 같은 디아릴 카보네이트를 사용한 용융 공정을 포함하는 임의의 공지된 폴리카보네이트 제조 방법으로 제조될 수 있다.
상기한 것처럼 다른 모노머를 폴리머 쇄에 혼입하여 구조 (17), (18) 또는 (19)로부터 유래한 것과는 다른 모노머 단위를 포함하는 코폴리머를 만들 수 있다. 다른 모노머는 제한되지 않으며, 상기 구조 (17), (18) 또는 (19)의 것과는 다른 디히드록시 조성물로부터 적당히 유래한 것이다. 다른 모노머의 예는 비스페놀과 같은 방향족 디히드록시 화합물, 히드로퀴논, 레조르시놀, 메틸히드로퀴논, 부틸히드로퀴논, 페닐히드로퀴논, 4-페닐레조르시놀 및 4-메틸레조르시놀과 같은 디히드록시 벤젠, 및 지방족 디올 및/또는 산을 포함하는 디히드록시 화합물을 포함하지만 이들에 제한되는 것은 아니다. 전술한 것처럼 이염기산클로라이드, 디카복실산 또는 디에스테르 모노머도 폴리에스테르카보네이트를 제공하기 위해 DMBPC 호모폴리머 또는 DMPBC-PC 코폴리머에 포함될 수 있다.
한 구현예에서, 디알킬 비스페놀 폴리카보네이트 성분의 양은 폴리카보네이트 성분 총 중량 기준으로 5중량% 이상, 구체적으로는 5 내지 100중량% 이다.
상기 열가소성 조성물은 임의로 충격개질제 및/또는 비그래프트 경질 코폴리머를 포함하는데, 단 충격개질제 및/또는 비그래프트 경질 코폴리머는 조성물의 원하는 물성을 손상시키지 않아야 한다. 적당한 충격개질제는 대표적으로 올레핀, 모노비닐 방향족 모노머, 아크릴산 및 메타크릴산 및 그것의 에스테르 유도체 및 공액 디엔으로부터 유래한 고분자량 엘라스토머 물질이다. 공액 디엔으로부터 형성된 폴리머는 완전히 또는 부분적으로 수소화될 수 있다. 엘라스토머 재료는 호모폴리머, 또는 랜덤, 블록, 라디칼 블록, 그래프트 및 코어-쉘 코폴리머를 포함하여 코폴리머 형태일 수 있다. 충격개질제의 조합도 사용될 수 있다.
구체적인 유형의 충격개질제는 (i) Tg가 10℃ 미만, 더욱 구체적으로는 -10℃ 미만, 또는 더욱 구체적으로는 -40 내지 -80℃인 탄성(즉 고무질) 폴리머 기재 및 (ii)상기 탄성 폴리머 기재에 그래프트된 경질 폴리머 가지(superstrate)를 포함하는 엘라스토머로 개질된 그래프트 코폴리머이다. 엘라스토머 상으로 사용하기에 적합한 재료는 예를 들어 공액 디엔 고무, 예를 들어 폴리부타디엔과 폴리이소프렌; 50중량% 미만의 공중합성 모노머, 예를 들어 스티렌, 아크릴로니트릴, n-부틸 아크릴레이트 또는 에틸 아크릴레이트와 같은 모노비닐 화합물과 공액 디엔의 코폴리머; 에틸렌 프로필렌 코폴리머(EPR) 또는 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머 고무(EPDM)와 같은 올레핀 고무; 에틸렌-비닐 아세테이트 고무; 실리콘 고무; 탄성 C1-8 알킬(메트)아크릴레이트; C1 -8 알킬(메트)아크릴레이트)와 부타디엔 및/또는 스티렌의 탄성 코폴리머; 또는 상기한 엘라스토머 중 하나 이상의 조합을 포함한다. 경질 상으로 사용하기에 적당한 재료는 예를 들어 스티렌과 α-메틸스티렌과 같은 모노비닐 방향족 모노머 및 아크릴로니트릴, 아크릴산 및 메타크릴산과 같은 모노비닐 모노머 및 아크릴산 및 메타크릴산의 C1-C6 에스테르, 구체적으로는 메틸 메타크릴레이트를 포함한다.
구체적인 엘라스토머로 개질된 그래프트 코폴리머의 예는 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)으로부터 형성된 것들을 포함한다. 충격개질제는 일반적으로 조성물 총 중량 기준으로 1 내지 30중량%의 양으로 존재한다.
적당한 충격개질제의 또 다른 예는 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머이다. 상기 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머는 폴리카보네이트 블록과 폴리디오가노실록산 블록을 포함한다. 코폴리머 중의 폴리카보네이트 블록은 예를 들어 R1이 상기한 것처럼 식(2)의 것인 식(1)의 반복 구조 단위를 포함한다. 이러한 단위는 상기한 것처럼 식(3)의 디히드록시 화합물의 반응으로부터 유래할 수 있다. 한 구현예에서, 디히드록시 화합물은 비스페놀 A이고, 여기서 A1과 A2 각각은 p-페닐렌이고 Y1은 이소프로필리덴이다.
폴리디오가노실록산 블록은 하기 식(11)의 반복 구조 단위(때로는 여기서 '실록산'으로 언급됨)를 포함한다:
Figure 112009008462777-PCT00021
상기 식에서 각 경우에 R은 동일 또는 상이하며, C1 -13 1가 유기 라디칼이다. 예를 들어 R은 C1-C13 알킬기, C1-C13 알콕시기, C2-C13 알케닐기, C2-C13 알케닐옥시기, C3-C6 시클로알킬기, C3-C6 시클로알콕시기, C6-C10 아릴기, C6-C10 아릴옥시기, C7-C13 아랄킬기, C7-C13 아랄콕시기, C7-C13 알카릴기 또는 C7-C13 알카릴옥시기일 수 있다. 상기한 R기의 조합도 동일 코폴리머에 사용될 수 있다.
상기 식(11)에서 D 값은 열가소성 조성물의 각 성분의 유형 및 상대적인 양, 조성물의 원하는 성질 등의 고려 사항에 따라 매우 다양해질 수 있다. 일반적으로 D는 약 2 내지 약 1000, 구체적으로는 약 2 내지 약 500, 더욱 구체적으로는 약 5 내지 약 100의 평균값을 가질 수 있다. 한 구현예에서, D는 약 10 내지 약 75, 또 다른 구현예에서 D는 약 40 내지 약 60의 평균값을 갖는다. D가 더 낮은 값, 예를 들어 약 40 미만인 경우, 상대적으로 더 많은 양의 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 반대로 D값이 더 큰 값인 경우 예를 들어 약 40보다 큰 경우, 상대적으로 더 적은 양의 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머를 사용할 필요가 있을 수 있다.
제 1 및 제 2 (또는 그 이상의) 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머의 조합이 사용될 수 있고, 여기서 제 1 코폴리머의 D의 평균값은 제 2 코폴리머의 D의 평균값 미만이다.
한 구현예에서, 폴리디오가노실록산 블록은 하기 식(12)의 반복 구조 단위로 제공된다:
Figure 112009008462777-PCT00022
상기 식에서 D는 앞에서 정의한 것과 같고; 각 R은 동일 또는 상이할 수 있으며, 앞에서 정의한 것과 같고; Ar은 동일 또는 상이할 수 있으며, 치환 또는 비치환 C6-C30 아릴렌 라디칼이고, 여기서 결합은 방향족 모이어티에 직접 연결된다. 상기 식(12)에서 적당한 Ar기는 C6-C30 디히드록시아릴렌 화합물, 예를 들어 상기한 식 (3), (4), 또는 (7)의 디히드록시아릴렌 화합물로부터 유래할 수 있다. 상기한 디히드록시아릴렌 화합물 중 하나 이상을 포함하는 조합도 사용될 수 있다.
적당한 디히드록시아릴렌 화합물의 구체적인 예는 1,1-비스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)옥탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐) n-부탄, 2,2-비스(4-히드록시-1-메틸페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 비스(4-히드록시페닐 설파이드) 및 1,1-비스(4-히드록시-t-부틸페닐)프로판이다. 상기한 디히드록시 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 조합도 사용될 수 있다.이러한 단위는 하기 식의 상응하는 디히드록시 화합물로부터 유래할 수 있다:
Figure 112009008462777-PCT00023
상기 식에서 Ar 및 D는 상기한 것과 같다. 이러한 화합물은 크레스(Kress) 등의 미국특허 제 4,746,701호에 더 기술되어 있다. 이러한 식의 화합물은 디히드록시아릴렌 화합물과 예를 들어 α, ω-비스아세톡시폴리디오가노실록산을 상 전이 조건하에 반응시켜 얻어질 수 있다.
다른 구현예에서, 폴리디오가노실록산 블록은 하기 식(13)의 반복 구조 단위를 포함한다:
Figure 112009008462777-PCT00024
상기 식에서 R 및 D 는 앞에서 정의한 것과 같다. 상기 식(13)의 R2는 2가 C2-C8 지방족기이다. 식 (13)에서 각 M은 동일 또는 상이할 수 있으며, 할로겐, 시아노, 니트로, C1-C8 알킬티오, C1-C8 알킬, C1-C8 알콕시, C2-C8 알케닐, C2-C8 알케닐옥시기, C3-C8 시클로알킬, C3-C8 시클로알콕시, C6-C10 아릴, C6-C10 아릴옥시, C7-C12 아랄킬, C7-C12 아랄콕시, C7-C12 알카릴 또는 C7-C12 알카릴옥시일 수 있으며, 여기서 n은 독립적으로 0, 1, 2, 3, 또는 4이다.
한 구현예에서, M은 브로모 또는 클로로, 메틸, 에틸 또는 프로필과 같은 알킬기, 메톡시, 에톡시 또는 프로폭시와 같은 알콕시기, 또는 페닐, 클로로페닐 또는 톨릴과 같은 아릴기이고; R2는 디메틸렌, 트리메틸렌, 또는 테트라메틸렌기이고; R은 C1 -8 알킬, 트리플루오로프로필과 같은 할로알킬, 시아노알킬 또는 페닐, 클로로페닐 또는 톨릴과 같은 아릴이다. 다른 구현예에서, R은 메틸 또는 메틸과 트리플루오로프로필의 혼합물, 또는 메틸과 페닐의 혼합물이다. 또 다른 구현예에서, M은 메톡시이고, n은 1이고 R2는 2가의 C1-C3 지방족기이고, R은 메틸이다.
이러한 단위는 상응하는 디히드록시 폴리디오가노실록산(14)으로부터 유래할 수 있다:
Figure 112009008462777-PCT00025
상기 식에서 R, D, M, R2 및 n은 앞에서 정의한 것과 같다.
이러한 디히드록시 폴리실록산은 하기 식(15)의 실록산 하이드라이드와 지방족 불포화 1가 페놀간의 백금 촉매를 이용한 부가 반응에 의해 만들어질 수 있다:
Figure 112009008462777-PCT00026
상기 식에서 R 및 D는 앞에서 정의한 것과 같다. 적당한 지방족 불포화 1가 페놀은 예를 들어 유게놀(eugenol), 2-알킬페놀, 4-알릴-2-메틸페놀, 4-알릴-2-페닐페놀, 4-알릴-2-브로모페놀, 4-알릴-2-t-부톡시페놀, 4-페닐-2-페닐페놀, 2-메틸-4-프로필페놀, 2-알릴-4,6-디메틸페놀, 2-알릴-4-브로모-6-메틸페놀, 2-알릴-6-메톡시-4-메틸페놀 및 2-알릴-4,6-디메틸페놀을 포함한다. 상기한 것중 적어도 하나를 포함하는 혼합물도 사용가능하다.
폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머는 임의로 상기한 것과 같은 상전이 촉매 존재하에, 디페놀 폴리실록산(14)과 카보네이트 공급원 및 식 (3)의 디히드록시 방향족 화합물의 반응으로 제조될 수 있다. 적당한 조건은 폴리카보네이트를 제조하는데 유용한 조건과 유사하다. 예를 들어 코폴리머는 0℃ 내지 약 100℃, 구체적으로는 약 25℃ 내지 약 50℃의 온도에서 포스겐화로 제조된다. 반응은 발열반응이므로 포스겐의 부가속도는 반응 온도를 조절하는데 사용될 수 있다. 필요한 포스겐의 양은 일반적으로 디히드릭(dihydric) 반응물의 양에 좌우된다. 다르게는, 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머는 용융 상태에서 디히드록시 모노머와 디페닐 카보네이트와 같은 디아릴 카보네이트 에스테르를 상기한 것과 같은 에스테르 교환 반응 촉매 존재하에 공반응시켜 제조될 수 있다.
폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머 제조시에 디히드록시 폴리디오가노실록산의 양은 코폴리머내 원하는 양의 폴리디오가노실록산 단위의 양을 제공하도록 선택된다. 폴리디오가노실록산 단위의 양은 아주 다양할 수 있으며, 예를 들어 약 1중량% 내지 약 99중량%의 폴리디메틸실록산 또는 등몰량의 다른 폴리디오가노실록산과 나머지는 카보네이트 단위일 수 있다. 사용되는 구체적인 양은 따라서 열가소성 조성물의 원하는 물성, D 값(2 내지 약 1000) 및 폴리카보네이트의 유형 및 양, 충격개질제의 유형 및 양, 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머의 유형 및 양, 및 임의의 다른 첨가제의 유형 및 양을 포함하여 열가소성 조성물 중 각 성분의 유형 및 상대적인 양에 따라 결정될 것이다. 적당한 디히드록시 폴리오가노실록산의 양은 여기에 교시된 가이드라인을 사용하여 과도한 실험없이도 당해 기술 분야 전문가들에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어 디히드록시 폴리디오가노실록산의 양은 약 1중량% 내지 약 75중량%, 또는 약 1중량% 내지 약 50중량%의 폴리디메틸실록산 또는 등몰량의 다른 폴리디오가노실록산을 포함하는 코폴리머를 제조하기 위해 선택될 수 있다. 한 구현예에서, 코폴리머는 약 5중량% 내지 약 40중량%, 임의로 약 5중량% 내지 약 25중량%의 폴리디메틸실록산 또는 등몰량의 다른 폴리디오가노실록산을 포함하고, 나머지는 폴리카보네이트이다. 특정 구현예에서 코폴리머는 약 20중량%의 실록산을 포함할 수 있다.
폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머는 예를 들어 겔투과크로마토그래피, 초원심분리 또는 광산란에 의해 측정한 약 10,000g/mol 내지 약 200,000g/mol, 구체적으로는 약 20,000g/mol 내지 약 100,000g/mol의 중량평균분자량(MW)을 갖는다.
상기 조성물은 임의로 비그래프트 경질 코폴리머를 더 포함한다. 경질 코폴리머는 충격개질제에 존재하는 임의의 경질 코폴리머에 부가적이다. 엘라스토머에 의한 개질없이 상기한 임의의 경질 코폴리머와 동일할 수 있다. 경질 코폴리머는 일반적으로 약 15℃보다 큰, 구체적으로는 약 20℃보다 큰 Tg를 가지고, 예를 들어 비닐 나프탈렌, 비닐 안트라센 등과 같은 축합 방향족 고리 구조를 함유한 모노비닐방향족 모노머, 또는 앞에서 넓게 기재한 것처럼 식 (9)의 모노머, 예를 들면 스티렌 및 알파-메틸스티렌; 이타콘산, 아크릴 아미드, N-치환 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드, 말레산 무수물, 말레이미드, N-알킬, 아릴 또는 할로아릴 치환 말레이미드, 글리시딜 (메트)아크릴레이트와 같은 모노비닐 모노머; 및 앞에서 넓게 기재한 것처럼 식(10)의 모노머, 예를 들어 아크릴로니트릴, 메틸 아크릴레이트 및 메틸 메타크릴레이트로부터 유래한 폴리머; 및 전술한 것들의 코폴리머, 예를 들어 스티렌-아크릴로니트릴(SAN), 스티렌-알파-메틸스티렌-아크릴로니트릴, 메틸 메타크릴레이트-아크릴로니트릴-스티렌, 및 메틸 메타크릴레이트-스티렌의 코폴리머를 포함한다.
전술한 성분들 외에 폴리카보네이트 조성물은 난연제, 예를 들어 설폰산염과 같은 무기 난연제, 유기 포스페이트 및/또는 인-질소 결합을 함유한 유기 화합물을 더 포함한다.
한 구현예에서, 무기 난연제, 예를 들어 포타슘 퍼플루오로메탄 설포네이트, 포타슘 퍼플루오로부탄 설포네이트(Rimar 염), 포타슘 퍼플루오로옥탄 설포네이트, 테트라에틸암모늄 퍼플루오로헥산 설포네이트 및 포타슘 디페닐설폰 설포네이트와 같은 C1 -16 알킬 설폰산염; CaCO3, BaCO3와 같은 염; Li3AlF6, BaSiF6, KBF4, K3AlF6, KAlF4, K2SiF6, 및 Na3AlF6와 같은 플루오로-음이온 착체의 염 등이 사용될 수 있다. 존재하는 경우 무기 난연제 염은 일반적으로 폴리카보네이트 성분 100중량부 기준으로 약 0.01 내지 약 25중량부, 더욱 구체적으로는 약 0.1 내지 약 10중량부, 더욱 구체적으로는 약 0.1 내지 약 5중량부의 양으로 존재한다.
유기 인산염도 사용될 수 있다. 예시적인 유기 인산염의 한가지 유형은 식 (GO)3P=O의 방향족 인산염이며, 여기서 각 G는 독립적으로 알킬, 시클로알킬, 아릴, 알카릴 또는 아랄킬기이며, 단 G중 적어도 하나는 방향족 기이다. G기 2개는 함께 결합하여 시클릭기, 예를 들어 디페닐 펜타에리트리톨 디포스페이트를 제공할 수 있으며, 이것은 악셀로드(Axelrod)의 미국특허 제 4,154,775호에 기재되어 있다. 다른 적당한 방향족 인산염은 예를 들어 페닐 비스(도데실)포스페이트, 페닐 비스(네오펜틸)포스페이트, 페닐 비스(3,5,5'-트리메틸헥실)포스페이트, 에틸 디페닐 포스페이트, 2-에틸헥실 디(p-톨릴)포스페이트, 비스(2-에틸헥실) p-톨릴 포스페이트, 트리톨릴 포스페이트, 비스(2-에틸헥실)페닐 포스페이트, 트리(노닐페닐)포스페이트, 비스(도데실) p-톨릴 포스페이트, 디부틸 페닐 포스페이트, 2-클로로에틸 디페닐 포스페이트, p-톨릴 비스(2,5,5'-트리메틸헥실)포스페이트, 2-에틸헥실 디페닐 포스페이트 등일 수 있다. 구체적인 방향족 포스페이트는 각 G가 방향족인 것, 예를 들어 트리페닐 포스페이트, 트리크레실 포스페이트, 이소프로필레이티드 트리페닐 포스페이트 등이다.
이관능성 또는 다관능성 방향족 인-함유 화합물 또한 유용하며, 예를 들어 하기 식의 화합물이다:
Figure 112009008462777-PCT00027
상기 식들에서 각 G1은 독립적으로 1 내지 30의 탄소수를 갖는 탄화수소이고; 각 G2는 독립적으로 1 내지 30의 탄소수를 갖는 탄화수소 또는 하이드로카본옥시이고; 각 X는 독립적으로 브롬 또는 염소이고; m은 0 내지 4이고, n은 1 내지 약 30이다. 적당한 2관능성 또는 다관능성 방향족 인-함유 화합물은 각각 레조르시놀 테트라페닐 디포스페이트(RDP), 히드로퀴논의 비스(디페닐)포스페이트 및 비스페놀 A의 비스(디페닐)포스페이트, 이들의 올리고머 및 폴리고머 대응물 등을 포함한다. 상기한 2관능성 또는 다관능성 방향족 화합물의 제조 방법은 영국 특허 제 2,043,083호에 기재되어 있다.
인-질소 결합을 함유한 예시적으로 적당한 난연제 화합물은 포스포니트릴 클로라이드, 포스포러스 에스테르 아미드, 인산 아미드, 포스폰산 아미드, 포스핀산 아미드, 트리스(아지리디닐)포스핀 옥사이드를 포함한다. 유기 인-함유 난연제는 일반적으로 임의의 충전제를 제외하고 총 조성물 100중량부 기준으로 약 0.5 내지 약 20중량부의 양으로 존재한다.
열가소성 조성물은 본질적으로 염소 및 브롬, 특히 염소 및 브롬 난연제가 없을 수 있다. "본질적으로 염소 및 브롬이 없는"이란 여기서 사용될 때 의도적으로 염소, 브롬 및/또는 염소 또는 브롬 함유 화합물을 추가하지 않고 제조되는 물질을 의미한다. 그러나 다수의 제품을 제조하는 시설물에서 일정량의 교차 오염이 일어나 중량 스케일로 주로 ppm의 브롬 및/또는 염소 수준이 초래될 수 있음을 이해할 것이다. 이러한 이해로써 본질적으로 브롬 및 염소가 없다는 것은 약 100ppm(중량기준) 이하, 약 75ppm 이하 또는 약 50ppm 이하의 브롬 및/또는 염소 함량을 갖는 것으로 정의될 수 있다. 이러한 정의가 난연제에 적용되는 경우 그것은 난연제의 총 중량 기준이다. 이러한 정의가 열가소성 조성물에 적용되는 경우, 그것은 폴리카보네이트, 임의의 충격개질제 및 난연제 총 중량 기준이다.
인-질소 결합을 함유한 예시적으로 적당한 난연제 화합물은 포스포니트릴 클로라이드 및 트리스(아지리디닐)포스핀 옥사이드를 포함한다. 존재하는 경우, 인-함유 난연제는 일반적으로 폴리카보네이트 성분 및 임의의 충격개질제 조성물 100중량부 기준으로 약 1 내지 약 20중량부의 양으로 존재한다.
할로겐화 재료도 필요하다면 난연제로 사용될 수 있다. 적당한 할로겐화 난연제의 예는 비스(2,6-디브로모페닐)메탄; 1,1-비스(4-요오도페닐)에탄; 2,6-비스(4,6-디클로로나프틸)프로판; 2,2-비스(2,6-디클로로페닐)펜탄; 비스(4-히드록시-2,6-디클로로-3-메톡시페닐)메탄; 및 2,2-비스(3-브로모-4-히드록시페닐)프로판을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기한 구조식 내에 1,3-디클로로벤젠, 1,4-디브로모벤젠 및 2,2'-디클로로비페닐, 폴리브롬화 1,4-디페녹시벤젠, 2,4'-디브로모비페닐 및 2,4'-디클로로비페닐과 같은 비페닐 및 데카브로모 디페닐 옥사이드 등도 포함된다. 비스페놀 A와 테트라브로모비스페놀 A 및 카보네이트 전구체 예를 들면 포스겐의 코폴리카보네이트와 같은 올리고머 및 폴리머 할로겐화 방향족 화합물이 유용하다. 금속 상승작용제(synergist), 예를 들면 산화안티몬도 난연제와 함께 사용될 수 있다. 존재하는 경우 할로겐 함유 난연제는 일반적으로 폴리카보네이트 성분 100중량부 기준으로 약 1 내지 약 50중량부의 양으로 사용된다.
몇몇 구현예에서 조성물은 적하방지제를 더 포함한다. 한 구현예에서, 플루오로 함유 적하방지제가 사용되는 경우 그것은 폴리카보네이트의 용융 강도를 증가시켜 융점 가까이로 가열될 때 수지의 적하 경향을 감소시킨다. 적당한 플루오로 함유 적하방지제의 예는 플루오로폴리머계 적하방지제를 포함한다. 적당한 플루오로폴리머 및 이의 제조 방법은 예를 들어 미국특허 제 3,671,487호 및 제3,723,373호에 알려져 있다. 적당한 플루오로폴리머는 하나 이상의 플루오르화 알파-올레핀 모노머로부터 유래한 구조 단위를 포함하는 호모폴리머 및 코폴리머를 포함한다. "플루오르화 알파-올레핀 모노머"란 용어는 적어도 하나의 플루오르 원자 치환체를 포함하는 알파-올레핀 모노머를 의미한다. 적당한 플루오르화 알파-올레핀 모노머는 예를 들어 테트라플루오로에틸렌, 트리플루오로에틸렌, 1,1-디플루오로에틸렌, 플루오로에틸렌, 1,1-디플루오로-2-클로로에틸렌, 1,1-디플루오로-1,1-디클로로에틸렌, 1,2-디플루오로-1,2-디클로로에틸렌, 1-플루오로-2,2-디클로로에틸렌, 1-클로로-1-플루오로에틸렌 및 1,1,2-트리클로로-2-플루오로에틸렌과 같은 플루오로에틸렌; 헥사플루오로프로필렌, 1,1,1,3-테트라플루오로프로필렌, 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로필렌 및 1,1,1,2-테트라플루오로프로필렌과 같은 플루오로프로필렌을 포함한다. 다른 구현예에서, 적당한 플루오르화 알파-올레핀 코폴리머는 예를 들어 폴리(테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌)과 같은 2 이상의 플루오르화 알파-올레핀 코폴리머 및 하나 이상의 플루오르화 모노머 및 상기 플루오르화 모노머와 공중합할수 있는 하나 이상의 비-플루오르화 모노에틸렌성 불포화 모노머로부터 유래한 구조 단위를 포함한 코폴리머, 예를 들어 폴리(테트라플루오로에틸렌-에틸렌-프로필렌) 코폴리머를 포함하는 코폴리머를 포함한다. 적당한 비-플루오르화 모노에틸렌성 불포화 모노머는 예를 들어 에틸렌, 프로필렌, 부텐과 같은 알파-올레핀 모노머, 예를 들어 메틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트와 같은 아크릴레이트 모노머, 예를 들어 시클로헥실 비닐 에테르, 에틸 비닐 에테르, n-부틸 비닐 에테르와 같은 비닐 에테르, 예를 들어 비닐 아세테이트와 비닐 베르사테이트(versatate)와 같은 비닐 에스테르를 포함한다. 플루오로폴리머는 미국특허 제6,613,824호에 개시된 것들과 같은 당해 기술분야에 공지된 임의의 방법에 의한 조성물에 혼합될 수 있다.
또 다른 구현예에서, 플루오로 폴리머는 캡슐화된 플루오로 폴리머 형태로 소량으로 사용된다. 구체적인 캡슐화 플루오로폴리머는 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 캡슐화 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 TeflonTM 그래프트 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머(TSAN)이다. TSAN은 스티렌과 아크릴로니트릴을 부분적으로 SAN-캡슐화 TeflonTM 입자를 제조하기 위해 TeflonTM의 수성 분산액/에멀젼의 존재하여 공중합하여 제조될 수 있다. TSAN은 예를 들어 캡슐화 플루오로폴리머 총 중량기준으로 약 50중량%의 PTFE와 약 50중량%의 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머를 포함한다. 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머는 예를 들어 코폴리머 총 중량 기준으로 약 75중량%의 스티렌과 약 25중량%의 아크릴로니트릴로부터 이루어질 수 있다. TSAN은 폴리테트라플루오로에틸렌에 대해 상당한 이점을 제공하는데, 즉 TSAN은 조성물에 더욱 용이하게 분산된다. TSAN 입자는 주로 약 35 내지 약 70 마이크로미터, 구체적으로는 약 40 내지 약 65 마이크로미터의 입경을 갖는다.
열가소성 조성물의 각 성분의 상대적인 양은 사용되는 폴리카보네이트의 구체적인 유형, 임의의 다른 수지의 존재, 및 원하는 조성물의 성질에 좌우될 것이다. 구체적인 양은 본 명세서에 제공된 가이드라인을 사용하여 당해 기술분야 전문가들에 의해 용이하게 선택될 수 있다.
폴리카보네이트 코폴리머, 난연제 및 몇몇 구현예에서는 적하방지제 외에 열가소성 조성물은 충전제, 강화제, 안정제 등과 같은 다양한 첨가제를 함유할 수 있으며, 단 상기 첨가제는 열가소성 조성물의 원하는 성질에 불리한 영향을 끼치지 않아야 한다. 첨가제의 혼합물도 사용될 수 있다. 이러한 첨가제는 조성물을 형성하기 위한 성분들을 혼합하는 동안 적당한 시간에 혼합될 수 있다.
적당한 충전제 또는 보강제는 예를 들어 알루미늄 실리케이트(뮬라이트), 합성 칼슘 실리케이트, 지르코늄 실리케이트, 용융 실리카, 결정 실리카 그래파이트, 천연 실리카 샌드 등과 같은 실리케이트 및 실리카 분말; 보론-나이트라이드 파우더, 보론-실리케이트 파우더 등과 같은 보론 파우더; TiO2, 알루미늄 옥사이드, 마그네슘 옥사이드와 같은 산화물; 황산칼슘(무수물, 2수화물 또는 3수화물로서); 백악(chalk), 석회암, 대리석, 합성 침전 탄산칼슘과 같은 탄산칼슘; 섬유상, 모듈상, 침상, 층상(lamella) 활석 등을 포함한 활석; 월라스토나이트; 표면 처리된 월라스토나이트; 중공구 및 솔리드 유리구, 실리케이트 구, 세노스피어(cenosphere), 알루미노실리케이트(아모스피어; amosphere)등과 같은 유리구; 경질 카올린, 연질 카올린, 하소 카올린, 폴리머 매트릭스 수지와의 상용성을 촉진하기 위해 당해 기술분야에 공지된 다양한 코팅을 포함하는 카올린 등을 포함한 카올린; 실리콘 카바이드, 알루미나, 보론 카바이드, 철, 니켈 구리 등과 같은 단결정 섬유 또는 "휘스커(whisker)"; 아스베스토(asbesto), 카본 섬유, E, A, C, ECR, R, S, D, 또는 NE 유리와 같은 유리 섬유를 포함한 섬유(연속 및 단섬유(chopped fiber) 포함); 몰리브데늄 설파이드, 아연 설파이드 등과 같은 설파이드류; 바륨 티타네이트, 바륨 페라이트, 바륨 설페이트, 중정석(heavy spar) 등과 같은 바륨 종; 입자상 또는 섬유상 알루미늄, 청동, 아연, 구리 및 니켈 등과 같은 금속 및 금속 산화물; 유리 플레이크, 플레이크 실리콘 카바이드, 알루미늄 디보라이드, 알루미늄 플레이크, 스틸 플레이크 등과 같은 플레이크 충전제; 섬유상 충전제, 예를 들면 적어도 하나의 알루미늄 실리케이트, 알루미늄 옥사이드, 마그네슘 옥사이드 및 칼슘 설페이트 헤미하이드레이트 중 적어도 하나를 포함하는 블렌드로부터 유래한 것 등과 같은 짧은 무기 섬유; 나무를 분쇄하여 얻어지는 목분, 셀룰로스, 면, 사이잘 삼, 황마, 전분, 코르크 분말, 리그닌, 분쇄 너트쉘, 옥수수, 쌀알 허스크 등과 같은 섬유상 생성물과 같은 천연 충전제 및 보강제; 폴리테트라플루오로에틸렌(TeflonTM) 등과 같은 유기 충전제; 폴리(에테르 케톤), 폴리이미드, 폴리벤즈옥사졸, 폴리(페닐렌설파이드), 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 방향족 폴리아미드, 방향족 폴리이미드, 폴리에테르 이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 아크릴 수지, 폴리(비닐알코올) 등과 같은 섬유를 형성할 수 있는 유기 폴리머로부터 형성된 보강 유기 섬유상 충전제; 및 운모, 클레이, 장석, 연진(flue dust), 필라이트(fillite), 석영, 규암, 진주암, 트리폴리암(tripoli), 규조토, 카본블랙 등과 같은 추가의 충전제 및 보강제 및 상기 충전제와 보강제 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다. 충전제/보강제는 매트릭스와의 반응을 방지하기 위해 코팅되거나, 가수분해 또는 열 분해를 촉진할 수도 있는 촉매적 분해 부위를 무력화하기 위해 화학적으로 부동태화될 수 있다.
충전제 및 보강제는 전도도를 촉진하기 위해 금속 재료층으로 코팅되거나 폴리머 매트릭스 수지와의 부착성 및 분산성을 개선시키기 위해 실란으로 표면처리될 수도 있다. 또한 보강충전제는 모노필라멘트 또는 멀티필라멘트 섬유 형태로 제공될 수 있고, 단독으로, 또는 공동 직조 또는 코어/시스(core/sheath), 사이드-바이-사이드, 오렌지 타입(orange type) 또는 매트릭스 및 피브릴 구축에 의하거나 섬유 제조분야의 전문가들에게 알려진 다른 방법에 의해 다른 유형의 섬유와 조합하여 사용될 수 있다. 적당한 공동직조된 구조는 예를 들어 유리 섬유-카본 섬유, 카본 섬유-방향족 폴리이미드(아라미드) 섬유, 및 방향족 폴리이미드 화이버 글래스 섬유 등을 포함한다. 섬유상 충전제는 예를 들어 로빙, 0-90 도 직물 등과 같은 직조 섬유상 보강제; 연속 스트랜드 매트, 촙드 스트랜드 매트(chopped strand mat), 티슈, 페이퍼 및 펠트 등과 같은 부직 섬유상 보강제 또는 브레이드(braid)와 같은 3차원 보강제 형태로 공급될 수 있다. 충전제는 일반적으로 총 조성물 100중량부 기준으로 약 0 내지 약 100중량부의 양으로 사용된다.
적당한 산화방지제 첨가제는 예를 들어 알킬화 모노페놀 또는 폴리페놀; 테트라키스[메틸렌(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시히드로신나메이트)]메탄 등과 같은 폴리페놀과 디엔의 알킬화 반응생성물; 파라-크레솔 또는 디시클로펜타디엔의 부틸화 반응 생성물; 알킬화 히드로퀴논; 히드록실화 티오디페닐 에테르; 알킬리덴-비스페놀; 벤질 종(species); 베타-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)-프로피온산과 1가 또는 다가 알코올의 에스테르; 베타-(5-tert-부틸-4-히드록시-3-메틸페닐)-프로피온산과 1가 또는 다가 알코올의 에스테르; 등; 및 상기 산화방지제 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다. 산화방지제는 일반적으로 총 조성물 100중량부 기준으로 약 0.01 내지 약 1, 구체적으로는 약 0.1 내지 약 0.5중량부의 양으로 사용된다.
적당한 열 및 색 안정제 첨가제는 예를 들어 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트와 같은 오가노포스파이트를 포함한다. 열 및 색 안정제는 일반적으로 총 조성물 100중량부 기준으로 약 0.01 내지 약 5, 구체적으로는 약 0.05 내지 약 0.3중량부의 양으로 사용된다.
적당한 제 2 열안정제 첨가제는 예를 들어 펜타에리트리톨 테트라키스 (3-(도데실티오)프로피오네이트), 펜타에리트리톨 테트라키스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 디라우릴 티오디프로피오네이트, 디스테아릴 티오디프로피오네이트, 디미리스틸 티오디프로피오네이트, 디트리데실 티오디프로피오네이트, 펜타에리트리톨 옥틸티오프로피오네이트, 디옥타데실 디설파이드 등과 같은 티오에테르와 티오에스테르 및 상기 열안정제중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다. 제 2 안정제는 일반적으로 총 조성물 100중량부 기준으로 약 0.01 내지 약 5중량부, 구체적으로는 약 0.03 내지 약 0.3중량부의 양으로 사용된다.
자외광(UV) 흡수 첨가제를 포함하여 광안정제가 사용될 수 있다. 이러한 유형의 적당한 안정화 첨가제는 예를 들어 2-(2-히드록시-5-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2-히드록시-5-tert-옥틸페닐)-벤조트리아졸, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-페놀(Cytec제 CYASORBTM) 및 시바 스페셜티 케미칼즈(Ciba Specialty Chemicals)제 TINUVINTM 234와 같은 벤조트리아졸 및 히드록시벤조트리아졸; 히드록시벤조트리아진; TINUVINTM 1577(Ciba) 및2-[4,6-비스(2,4-디메틸페닐)-1,3,5-트리아진-2-일]-5-(옥틸옥시)-페놀(Cytec제 CYASORBTM 1164)와 같은 히드록시페닐-트리아진 또는 피리미딘 UV 흡수제; 치환 피페리딘 모이어티 및 그 올리고머, 예를 들어 TINUVINTM 622(Ciba), GR-3034, TINUVINTM 123 및 TINUVINTM 440과 같은 4-피페리디놀 유도체를 포함하는 비염기성 힌더드 아민 광안정제(이하 "HALS"); 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤즈옥사진-4-온)(CYASORBTM UV-3638)과 같은 벤즈옥사진온; 2-히드록시-4-n-옥틸옥시벤조페논(CYASORBTM 531)과 같은 히드록시벤조페논; 옥사닐리드(oxanilide); 1,3-비스[(2-시아노-3,3-디페닐아크릴로일)옥시]-2,2-비스[[(2-시아노-3,3-디페닐아크릴로일)옥시]메틸]프로판(UVINULTM 3030) 및 1,3-비스[(2-시아노-3,3-디페닐아크릴로일)옥시]-2,2-비스[[(2-시아노-3,3-디페닐아크릴로일)옥시]메틸]프로판과 같은 시아노아크릴레이트; 티타늄 옥사이드, 세륨 옥사이드 및 아연 옥사이드와 같은 모두 입경이 약 100 나노미터 미만인 나노 사이즈 무기 재료; 등 및 상기한 안정제 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다. 광안정제는 폴리카보네이트 성분과 충격개질제 조성물 100중량부 기준으로 약 0.01 내지 약 10, 구체적으로는 약 0.1 내지 약 1중량부의 양으로 사용될 수 있다. UV 흡수제는 일반적으로 총 조성물 100중량부 기준으로 약 0.1 내지 약 5중량부의 양으로 사용된다.
가소제, 윤활제 및/또는 이형제 첨가제도 사용될 수 있다. 예를 들어 디옥틸-4,5-에폭시-헥사히드로프탈레이트와 같은 프탈산에스테르; 트리스-(옥톡시카보닐에틸)이소시아누레이트; 트리스테아린; 레조르시놀 테트라페닐 디포스페이트(RDP), 히드로퀴논의 비스(디페닐)포스페이트 및 비스페놀-A의 비스(디페닐)포스페이트와 같은 2관능성 또는 다관능성 방향족 포스페이트; 폴리-알파-올레핀; 에폭시화 소이빈 오일; 실리콘 오일을 포함한 실리콘; 에스테르, 예를 들어 알킬 스테아릴 에스테르, 예를 들어 메틸 스테아레이트와 같은 지방산 에스테르; 스테아릴 스테아레이트, 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트 등; 메틸 스테아레이트 및 폴리에틸렌 글리콜 폴리머, 폴리프로필렌 글리콜 폴리머 및 그 코폴리머, 예를 들면 적당한 용매 중의 메틸 스테아레이트 및 폴리에틸렌-폴피프로필렌 글리콜 코폴리머의 혼합물; 비왁스(beewax), 몬탄 왁스, 파라핀 왁스 등과 같은 왁스; 및 EthylfloTM 164, 166, 168 및170과 같은 폴리알파 올레핀을 포함하여 이러한 유형의 재료들 간에는 상당히 중첩된다. 이러한 재료는 일반적으로 총 조성물 100중량부 기준으로 약 0.1 내지 약 20중량부, 구체적으로는 약 1 내지 약 10중량부의 양으로 사용된다.
안료 및/또는 염료 첨가제와 같은 착색제도 존재할 수 있다. 적당한 안료는 예를 들어 산화아연, 이산화티탄, 산화철 등과 같은 금속 산화물, 혼합 금속 산화물; 황화아연 등과 같은 황화물; 알루미네이트; 소디움 설포-실리케이트 설페이트, 크로메이트 등; 카본 블랙; 아연 페라이트; 울트라마린 블루; Pigment Brown 24; Pigment Red 101; Pigment Yellow 119와 같은 무기 안료; 아조, 디-아조, 퀴나크리돈, 페릴렌, 나프탈렌 테트라카복실산, 플라반트론(flavantrone), 이소인돌리논, 테트라클로로이소인돌리논, 안트라퀴논, 안탄트론(anthantrone), 디옥사진, 프탈로시아닌 및 아조 레이크; Pigment Blue 60, Pigment Red 122, Pigment Red 149, Pigment Red 177, Pigment Red 179, Pigment Red 202, Pigment Violet 29, Pigment Blue 15, Pigment Green 7, Pigment Yellow 147 and Pigment Yellow 150과 같은 유기 안료; 및 상기한 안료 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다. 안료는 매트릭스와의 반응을 방지하기 위해 코팅되거나, 가수 분해 또는 열분해를 촉진할 수도 있는 촉매적 분해 부위를 무력화하기 위해 화학적으로 부동태화될 수 있다. 안료는 일반적으로 총 조성물 100중량부 기준으로 약 0.01 내지 약 10중량부의 양으로 사용된다.
적당한 염료는 일반적으로 유기 재료이고, 예를 들어 쿠마린 460(블루), 쿠마린 6(그린), 닐 레드(nile red) 등과 같은 쿠마린; 란타나이드 착체; 탄화수소 및 치환된 탄화수소 염료; 폴리시클릭 방향족 탄화수소 염료; 옥사졸 또는 옥사디아졸 염료와 같은 신틸레이션(scintillation) 염료; 아릴- 또는 헤테로아릴-치환된 폴리(C2 -8) 올레핀 염료; 카보시아닌 염료; 인단트론(indanthrone) 염료; 프탈로시아닌 염료; 옥사진 염료; 카보스티릴 염료; 나프탈렌테트라카복실산 염료; 포피린 염료; 비스(스티릴)비페닐 염료; 아크리딘 염료; 안트라퀴논 염료; 시아닌 염료; 메틴 염료; 아릴메탄 염료; 아조 염료; 인디고이드 염료; 티오인디고이드 염료, 디아조늄 염료; 니트로 염료; 퀴논 이민 염료; 아미노케톤 염료; 테트라졸륨 염료; 티아졸 염료; 페릴렌 염료, 페리논 염료; 비스-벤즈옥사졸릴티오펜 (BBOT); 트리아릴메탄 염료; 크산텐 염료; 티오크산텐 염료; 나프탈이미드 염료; 락톤 염료; 근적외선 파장에서 흡수하고 가시광 파장에서 방출하는 안티-스토크(anti-stoke) 쉬프트 염료와 같은 플루오로포어(fluorophore); 5-아미노-9-디에틸이미노벤조(아)페녹사조늄 퍼클로레이트와 같은 발광 염료; 7-아미노-4-메틸카보스티릴; 7-아미노-4-메틸쿠마린; 7-아미노-4-트리플루오로메틸쿠마린; 3-(2'-벤즈이미다졸릴)-7-N,N-디에틸아미노쿠마린; 3-(2'-벤조티아졸릴)-7-디에틸아미노쿠마린; 2-(4-비페닐릴)-5-(4-t-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸; 2-(4-비페닐릴)-5-페닐-1,3,4-옥사디아졸; 2-(4-비페닐)-6-페닐벤즈옥사졸-1,3; 2,5-비스-(4-비페닐릴)-1,3,4-옥사디아졸; 2,5-비스-(4-비페닐릴)-옥사졸; 4,4'-비스-(2-부틸옥틸옥시)-p-쿼터페닐; p-비스(o-메틸스티릴)-벤젠; 5,9-디아미노벤조(아)페녹사조늄 퍼클로레이트; 4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-(p-디메틸아미노스티릴)-4H-피란; 1,1'-디에틸-2,2'-카보시아닌 요오다이드; 1,1'-디에틸-4,4'-카보시아닌 요오다이드; 3,3'-디에틸-4,4',5,5'-디벤조티아트리카보시아닌 요오다이드; 1,1'-디에틸-4,4'-디카보시아닌 요오다이드; 1,1'-디에틸-2,2'-디카보시아닌 요오다이드; 3,3'-디에틸-9,11-네오펜틸렌티아트리카보시아닌 요오다이드; 1,3'-디에틸-4,2'-퀴놀릴옥사카보시아닌 요오다이드; 1,3'-디에틸-4,2'-퀴놀릴티아카보시아닌 요오다이드; 3-디에틸아미노-7-디에틸이미노페녹사조늄 퍼클로레이트; 7-디에틸아미노-4-메틸쿠마린; 7-디에틸아미노-4-트리플루오로메틸쿠마린; 7-디에틸아미노쿠마린; 3,3'-디에틸옥사디카보시아닌 요오다이드; 3,3'-디에틸티아카보시아닌 요오다이드; 3,3'-디에틸티아디카보시아닌 요오다이드; 3,3'-디에틸티아트리카보시아닌 요오다이드; 4,6-디메틸-7-에틸아미노쿠마린; 2,2'-디메틸-p-쿼터페닐; 2,2-디메틸-p-터페닐; 7-디메틸아미노-1-메틸-4-메톡시-8-아자퀴놀론-2; 7-디메틸아미노-4-메틸퀴놀론-2; 7-디메틸아미노-4-트리플루오로메틸쿠마린; 2-(4-(4-디메틸아미노페닐)-1,3-부타디에닐)-3-에틸벤조티아졸륨 퍼클로레이트; 2-(6-(p-디메틸아미노페닐)-2,4-네오펜틸렌-1,3,5-헥사트리에닐)-3-메틸벤조티아졸륨 퍼클로레이트; 2-(4-(p-디메틸아미노페닐)-1,3-부타디에닐)-1,3,3-트리메틸-3H-인돌륨 퍼클로레이트; 3,3'-디메틸옥사트리카보시아닌 요오다이드; 2,5-디페닐푸란; 2,5-디페닐옥사졸; 4,4'-디페닐스틸벤; 1-에틸-4-(4-(p-디메틸아미노페닐)-1,3-부타디에닐)-피리디늄 퍼클로레이트; 1-에틸-2-(4-(p-디메틸아미노페닐)-1,3-부타디에닐)-피리디늄 퍼클로레이트; 1-에틸-4-(4-(p-디메틸아미노페닐)-1,3-부타디에닐)-퀴놀륨 퍼클로레이트; 3-에틸아미노-7-에틸이미노-2,8-디메틸페녹사진-5-이움 퍼클로레이트; 9-에틸아미노-5-에틸아미노-10-메틸-5H-벤조(아) 페녹사조늄 퍼클로레이트; 7-에틸아미노-6-메틸-4-트리플루오로메틸쿠마린; 7-에틸아미노-4-트리플루오로메틸쿠마린; 1,1,',3,3,3',3'-헥사메틸-4,4',5,5'-디벤조-2,2'-인도트리카보시아닌 요오다이드; 1,1',3,3,3',3'-헥사메틸인도디카보시아닌 요오다이드; 1,1',3,3,3',3'-헥사메틸인도트리카보시아닌 요오다이드; 2-메틸-5-t-부틸-p-쿼터페닐; N-메틸-4-트리플루오로메틸피레리디노-<3,2-g>쿠마린; 3-(2'-N-메틸벤즈이미다졸릴)-7-N,N-디에틸아미노쿠마린; 2-(1-나프틸)-5-페닐옥사졸; 2,2'-p-페닐렌-비스(5-페닐옥사졸); 3,5,3"",5""-테트라-t-부틸-p-섹시페닐; 3,5,3"",5""-테트라-t-부틸-p-퀸퀘페닐; 2,3,5,6-1H,4H-테트라히드로-9-아세틸퀴놀리지노-<9,9a, 1-gh>쿠마린; 2,3,5,6-1H, 4H-테트라히드로-9-카보에톡시퀴놀리지노-<9,9a, 1-gh>쿠마린; 2,3,5,6-1H, 4H-테트라히드로-8-메틸퀴놀리지노-<9,9a, 1-gh>쿠미린; 2,3,5,6-1H, 4H-테트라히드로-9-(3-피리딜)-퀴놀리지노-<9,9a, 1-gh>쿠마린; 2,3,5,6-1H,4H-테트라히드로-8-트리플루오로메틸퀴놀리지노- <9,9a, 1-gh>쿠마린; 2,3,5,6-1H,4H-테트라히드로-퀴놀리지노- <9,9a, 1-gh> 쿠마린; 3,3',2",3"'-테트라메틸-p-쿼터페닐; 2,5,2"",5"'-테트라메틸-p-퀸퀘페닐; p-터페닐; p-쿼터페닐; 닐 레드; 로다민 700; 옥사진 750; 로다민 800; IR 125; IR 144; IR 140; IR 132; IR 26; IR5; 디페닐 헥사트리엔; 디페닐부타디엔; 테트라페닐부타디엔; 나프탈렌; 안트라센; 9,10-디페닐안트라센; 피렌; 크리센(chrysen); 루브렌(rubrene); 코로넨(coronene); 페난트렌 등 및 상기한 염료 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다. 염료는 일반적으로 총 조성물 100중량부 기준으로 약 0.1 ppm 내지 약 10중량부의 양으로 사용된다.
물품에 분사되거나 열가소성 조성물내에 처리될 수 있는 모노머, 올리고머 또는 폴리머 대전방지 첨가제는 유리하게 사용될 수 있다. 모노머 대전방지제의 예는 글리세롤 모노스테아레이트, 글리세롤 디스테아레이트, 글리세롤 트리스테아레이트 등과 같은 장쇄 에스테르, 소르비탄 에스테르 및 에톡시화 알코올, 알킬 설페이트, 알킬아릴 설페이트, 알킬 포스페이트, 알킬아민 설페이트, 소디움 스테아릴 설포네이트, 소디움 도데실벤젠설포네이트 등과 같은 알킬 설포네이트 염, 플루오르화 알킬 설포네이트 염, 베타인 등을 포함한다. 상기한 대전방지제의 조합도 사용될 수 있다. 예시적인 폴리머 대전방지제는 몇몇 폴리에테르에스테르를 포함하고, 각각은 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리테트라메틸렌 글리콜 등과 같은 폴리알킬렌 글리콜 모이어티를 포함한다. 이러한 폴리머 대전방지제는 시판중이며, 예를 들어 PELESTATTM 6321(Sanyo), PEBAXTM MH1657(Atofina) 및 IRGASTATTM P18 및 P22(Ciba-Geigy)를 포함한다. 대전방지제로 사용될 수 있는 다른 폴리머 재료는 폴리티오펜(Bayer제)과 같은 본질적으로 도전성인 폴리머이며, 이것은 고온에서 용융 처리 후 그것의 고유 전도도를 유지한다. 한 구현예에서, 카본 섬유, 카본 나노섬유, 카본 나노튜브, 카본 블랙 또는 임의의 이들의 조합도 조성물이 정전기적으로 소산성이 되도록 하기 위한 화학적 대전방지제를 함유한 폴리머 수지에 사용될 수 있다. 대전방지제는 일반적으로 총 조성물 100중량부 기준으로 약 0.1 내지 약 10중량부의 양으로 사용된다.
발포체가 요구되는 경우, 적당한 발포제(blowing agent)는 예를 들어 저비점 할로탄화수소 및 이산화탄소를 발생시키는 것들을 포함하며; 실온에서 고체이고 그것의 분해온도보다 높은 온도로 가열되면 질소, 이산화탄소, 암모니아 가스와 같은 가스를 발생시키는 아조디카본아미드, 아조디카본아미드의 금속염, 4,4'-옥시비스(벤젠설포닐히드라지드), 소디움 바이카보네이트, 암모늄 카보네이트 등과 같은 발포제, 또는 상기한 발포제 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 발포제는 일반적으로 총 조성물 100중량부 기준으로 약 0.5 내지 약 20중량부의 양으로 사용된다.
열가소성 조성물은 예를 들어 한 구현예에서, 한가지 진행 방법으로, 분말 폴리카보네이트 또는 폴리카보네이트, 충격개질제 및/또는 다른 임의의 성분들을, 임의로 충전제와 함께 HenschelTM 고속 믹서로 먼저 블렌딩하는, 당해 기술분야에서 일반적으로 이용할 수 있는 방법으로 제조될 수 있다. 핸드 믹싱을 포함하지만 그것에 제한되지는 않는 다른 저전단 공정도 이러한 블렌딩을 달성할 수 있다. 그런 다음 블렌드는 호퍼를 경유해 압출기의 목 부분으로 공급된다. 다르게는, 하나 이상의 성분들은 목부 및/또는 측면 스터퍼(side stuffer)를 통해 하류로 압출기에 직접 공급하여 조성물에 혼입될 수 있다. 이러한 첨가제들은 필요로 하는 폴리머 수지가 있는 마스터 뱃지로 배합되어 압출기로 공급될 수도 있다. 첨가제는 폴리카보네이트 베이스 재료나 충격개질제 베이스 재료에 첨가되어 농축물을 만들 수 있는데, 이것은 이후에 최종 생성물에 가해진다. 압출기는 일반적으로 조성물이 흐르도록 하는데 필요한 것보다 더 높은 온도, 주로 500°F(260℃) 내지 650°F(343℃)에서 작동된다. 압출물은 즉시 수(water) 뱃지에서 급냉되고 펠릿화된다. 압출물을 절단하여 제조되는 펠렛은 필요한 대로 1/4 인치 이하일 수 있다. 이러한 펠렛은 후속 몰딩, 성형, 압출 또는 포밍(forming)에 사용될 수 있다.
열가소성 조성물을 포함하는 성형, 포밍 또는 몰딩된 물품도 제공된다. 열가소성 조성물은 사출 성형, 압출, 회전 성형, 취입 성형 및 열포밍과 같은 여러 수단에 의해, 예를 들어 모니터용 하우징과 같은 컴퓨터 및 비지니스 머신 하우징, 휴대폰, 뱃터리 팩, 전기 커넥터용 하우징과 같은 초소형 전자장치 하우징, 조명 픽스쳐, 텔레비젼, 장식품, 가전제품, 루프(roof), 온실, 일광욕실, 수영풀 인클로져(enclosure) 등의 부품과 같은 유용한 성형품으로 몰딩될 수 있다.
상기 조성물은 텔레비젼, 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 휴대폰, 뱃터리 팩, PDA, 프린터, 복사기, 프로젝터, 팩시밀리기, 무선 장치, 디지털 카메라 및 카메라 하우징, 텔레비전 베즐과 같은 전자제품, 비지니스 장비 및 장비 하우징 및 및 당해 기술 분야의 공지된 다른 장비 및 장치에 특히 유용하다.
열 변형 온도(HDT; Heat Deflection Temperature)는 하중(load)을 지탱하면서 고온에서 단시간동안 수행하는 재료의 능력을 상대적으로 측정하는 것이다. 이 테스트는 강성(stiffness)에 대한 온도의 효과를 측정한다: 표준 시편에 소정 표면 응력을 가하고 온도를 균일한 속도로 올린다. 열변형 온도(HDT)는 평평하고 1/8 인치 두께의 바(bar)인 성형된 인장 바를 사용하여 264psi에서 ASTM D648에 따라 측정하였다.
노치드 아이조드 충격강도(NII)는 ASTM D256에 따라 1/8 인치(3.12mm) 바에 대해 측정하였다. 아이조드 충격 강도 ASTM D256은 플라스틱 재료의 내충격성을 비교하는데 사용된다. 결과는 시편을 파손하는데 사용된 충격 에너지를 노치에 있는 시편 면적으로 나눈 것으로 정의된다. 결과는 lb.f/in로 기록된다.
융용 유속(MFR) 또는 용융 체적 속도(MVR)는 ASTM 1238-4에 따라 6분에 걸쳐 1,2kg 추를 사용하여 300℃에서 측정하였다. 결과는 cm3/10분으로 기록된다.
인장 모듈러스는 타입 I의 3.2mm 두께의 몰딩된 인장 바를 사용하여 1% 변형(strain)까지는 1 mm/min, 이어서 샘플이 파괴될 때까지는 50mm/min의 인장 속도로 ASTM D638에 따라 시험하였다. 구체적인 적용에 필요하다면 5mm/min으로 측정하는 것도 가능하지만 이 실험에서 측정된 샘플은 50mm/min에서 측정하였다. 인장 모듈러스 결과는 MPa로 기록되고 파단점에서의 인장 신율은 퍼센트로 기록된다.
탁도(%)는 3.2밀리미터 두께의 성형된 소판에서 가드너 헤이즈 가드 듀얼(Gardener Haze Guard Dual)을 사용하여 ASTM D1003-00에 따라 측정하였다.
투과도(%)는 3.2mm 두께의 성형된 소판상에서 가드너 헤이즈 가드 듀얼을 사용하여 ASTM D1003-00에 따라 측정하였다.
스크래치 테스트는 ASTM D3363-92a에 따라 연필 경도 테스트를 사용하여 측정하였는데, 이는 6B, 5B, 4B, 3B, 2B, B, HB, F, H, 2H, 3H, 4H, 5H, 6H의 가장 무른 것에서부터 가장 단단한 것의 순서에 이르는 공지의 경도를 갖는 회화용 심 또는 연필 심으로 기재상의 유기 코팅의 필름 경도를 신속하고 저렴하게 측정하는 과정을 기술하고 있다. 이 방법에서 코팅된 패널(또는 다른 테스트 기재)은 단단한 수평면에 놓여 진다. 연필을 필름 또는 기재에 대해 (작동자로부터 떨어진 지점과)45도 각도로 단단히 유지하고, 작동자로부터 6.5mm 길이의 일격(single stroke)으로 민다. 이 과정을 가장 단단한 연필로부터 시작하여 2개의 종점 중 어느 하나의 경도 스케일까지 계속해서 내려간다; 하나는 필름을 절단하거나 홈을 내지 않는 연필의 경우(연필 경도), 또는 둘은 필름을 스크래칭하지 않는 연필의 경우(스크래치 경도)이다. 연필 경도가 높을수록 스크래치가 더 얕을 수록(더 낮은 스크래치 깊이) 더 나은 내스크래치성을 나타낸다.
인화성 테스트는 문헌["Test for Flammability of Plastic Materials, UL94"란 명칭의 Underwriter's Laboratory Bulletin 94]의 과정에 따라 수행하였다. 이 과정에 따르면 재료는 5개의 샘플에 대해 구체적인 샘플 두께에서 얻은 시험 결과에 기초하여 HB, V0, V1, V2, 5VA 및/또는 5VB로 분류된다. 샘플은 표준 ASTM 몰딩 기준을 사용하여 UL94 테스트에 따라 만들었다. 시험된 각각의 인화성 분류에 대한 기준은 이하 기술한다.
V0: 장축이 불꽃에 대해 180도가 되도록 놓여진 샘플에서 점화 불꽃을 제거한 후 타오름(flaming) 및/또는 그을음(smolding) 평균 기간이 5초를 넘지 않고, 수직으로 놓여진 샘플 중 어느 것도 흡수성 면(cotton)을 점화시키는 연소 입자 적하를 만들지 않고, 불꽃(flame) 또는 섬광(glow) 후 어느 시편도 지지 클램프까지 타오르지 않는다. 5개의 바의 불꽃 소멸 시간(flame out time; FOT)은 5개의 바에 대한 불꽃 소멸 시간의 합이고, 각각은 50초의 최대 불꽃 소멸 시간을 위해 10초동안 2번 불붙여진다. FOT1은 첫번째 점화 후 평균 불꽃 소멸 시간이다. FOT2는 두번째 점화 후 평균 불꽃 소멸 시간이다.
V1, V2, FOT: 장축이 불꽃에 대해 180도가 되도록 놓여진 샘플에서 점화 불꽃을 제거한 후 타오름 및/또는 그을음 평균 기간이 25초를 넘지 않고, V1 등급에 대해서는 수직으로 놓은 샘플 중 어느 것도 흡수성 면을 점화시키는 연소 입자의 적하를 만들지 않는다. V2 표준은 V1과 동일하나, 단 적하가 허용된다. 5개의 바의 불꽃 소멸 시간(FOT)는 5개의 바에 대한 불꽃 소멸 시간의 합이고, 각각은 250초의 최대 불꽃 소멸 시간을 위해 각각 10초씩 2번 불붙여진다.
평균 불꽃 소멸 시간, 불꽃 소멸 시간과 총 적하 수의 표준 편차를 계산하고, 5개의 바의 종래의 UL94 V0 또는 V1 시험에서 특정 샘플 조성물이 "통과" 등급을 달성하는 1회째 통과 확률의 예상값 즉, "p(FTP)"로 데이타를 변환하는 통계 방법을 사용하여 데이타를 분석하였다. 첫번째 실시(submission)에서 첫번째에 통과할 확률(pFTP)은 하기 식에 따라 측정하였다:
pFTP= (Pt1 > mbt , n=0 x Pt2 > mbt , n=0 x Ptotal<= mtbt x Pdrip , n=0)
상기 식에서 Pt1 > mbt , n=0은 제 1 연소 시간이 최대 연소시간 값을 초과하지 않을 확률, Pt2 > mbt , n= 0는 제 2 연소 시간이 최대 연소 시간 값을 초과하지 않을 확률, Ptotal<=mtbt은 연소 시간의 합이 최대 총 연소 시간 값 이하일 확률 및 Pdrip , n=0은 불꽃 테스트 동안 어느 시편도 적하를 나타내지 않을 확률이다. 제 1 및 제 2 연소 시간은 각각 불꽃을 첫번째 및 두번째 가한 후 연소시간을 의미한다.
제 1 연소 시간이 최대 연소 시간값을 초과하지 않을 확률, Pt1 > mbt , n=0은 하기 식으로 측정할 수 있다:
Pt1 > mbt , n=0 = (1-Pt1 > mbt)5
상기 식에서 Pt1 > mbt는 t1>mbt에 대한 로그(log)정규 분포 곡선하의 면적이고, 지수 "5"는 시험된 바의 수를 의미한다.
제 2 연소 시간이 최대 연소 시간값을 초과하지 않을 확률, Pt2 > mbt , n=0은 하기 식으로 측정할 수 있다:
Pt2 > mbt , n=0 = (1-Pt2 > mbt)5
상기 식에서 Pt2 > mbt는 t2>mbt에 대한 정규 분포 곡선하의 면적이다. 상기한 것처럼 연소시간 데이타 세트의 평균 및 표준 편차는 정규 분포곡선을 계산하는데 사용된다. UL-94 V0 등급에 있어, 최대 연소 시간은 10초이다. V1 또는 V2 등급에 있어 최대 연소시간은 30초이다.
어느 시편도 불꽃 시험동안 적하를 나타내지 않을 확률 Pdrip , n=0은 하기 식으로 평가된 특성 함수(attribute function)이다:
(1-Pdrip)5
여기서 Pdrip = ( 적하되는 바의 수/시험된 바의 수)
연소시간의 합이 최대 총 연소시간 값 이하인 확률 Ptotal < mtbt은 시뮬레이션된 5개의 바의 총 연소시간의 정규 분포 곡선으로부터 결정될 수 있다. 분포는 앞에서 측정한 연소 시간 데이타에 대한 분포를 사용하여 5개의 바로 이루어진 1000개 세트를 몬테 카를로(Monte Carlo) 시뮬레이션으로부터 산출될 수 있다. 몬테 카를로 시뮬레이션을 위한 기법은 당해 기술분야에서 잘 알려져 있다. 5개의 바의 총 연소 시간의 정규 분포 곡선은 시뮬레이션된 1000개 세트의 평균 및 표준 편차를 사용하여 산출될 수 있다. 따라서 Ptotal< mtbt는 5개의 바의 총 연소 시간<=최대 총 연소 시간에 대하여 1000개의 몬테 카를로 시뮬레이션된 5개 바의 총 연소 시간 세트의 로그 정규 분포 곡선하의 면적으로부터 결정될 수 있다. UL-94 V-0 등급에 있어 최대 총 연소 시간은 50초이다. V1 또는 V2 등급에 있어 최대 총 연소 시간은 250초이다.
바람직하게는 p(FTP)는 UL 시험에서 최대 난연성에 대하여 가능한 한 1에 가깝게 예를 들어 약 0.7 이상, 임의로 약 0.85 이상, 임의로 약 0.9 이상, 더욱 구체적으로는 약 0.95 이상이다. p(FTP)≥ 0.7, 구체적으로는 p(FTP) ≥0.85는 기준으로 된 V0 또는 V1 테스트에 순응하는 것을 조건으로 하는 것보다 더 엄격한 기준이다.
도 1은 점도 급변 온도(viscosity takeoff temperature) 대 조성물 중의 DMBPC 코폴리머 백분율을 그린 도면이다.
본 발명은 하기 비제한적인 실시예를 통해 더 구체적으로 설명된다.
260 내지 275℃의 공칭 용융 온도, 25인치(635mm)의 수은 진공 및 400rpm을 사용하여 Werner & Pfleiderer 25mm 2축 압출기에서 용융 압출에 의해 샘플을 제조하였다. 압출물을 펠릿화하고 약 120 ℃에서 약 4시간동안 건조시켰다.
시편을 제조하기 위해 건조된 펠릿을 245 내지 270℃의 공칭 온도에서 Van Dorn 85톤 사출 성형기에서 사출 성형하여 대부분의 이하 테스트용 시편을 형성하였다. 불꽃 시험을 위한 시험 바는 허스키(Husky) 사출 성형기에서 245 내지 270℃의 공칭 온도에서 사출 성형하여 제조하였다. 시편은 상기한 것처럼 ASTM 또는 ISO 표준에 따라 시험하였다. 하기 성분들이 사용되었다:
성분 유형 공급원
PC-1 약 22,000의 분자량(폴리카보네이트 표준에 대하여 측정)을 가진 계면공정으로 제조된 고 흐름 BPA 폴리카보네이트 수지 GE 플라스틱스
PC-2 약 29,500의 분자량(폴리카보네이트 표준에 대하여 측정)을 가진 계면공정으로 제조된 BPA 폴리카보네이트 수지 GE 플라스틱스
PC-3 약 37,700의 분자량(폴리카보네이트 표준에 대하여 측정)을 가진 계면공정으로 제조된 분지쇄 PC GE 플라스틱스
PC-4 약 23,500의 분자량(폴리카보네이트 표준에 대하여 측정)을 가진 50몰% DMBPC와 50몰% BPA 폴리카보네이트를 포함하는 DMBPC 코폴리머 GE 플라스틱스
PC-5 약 18,900의 분자량(폴리카보네이트 표준에 대하여 측정)을 가진 25몰% DMBPC와 75몰%의 BPA 폴리카보네이트를 포함하는 DMBPC 코폴리머 GE 플라스틱스
PC-6 약 23,300의 분자량(폴리카보네이트 표준에 대하여 측정)을 가진 계면공정으로 제조된 BPA 폴리카보네이트 수지 GE 플라스틱스
PC-Si 80중량%의 BPA로부터 유래한 단위와 6중량%의 디메틸실록산으로부터 유래한 단위를 포함하는 투명한 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머 GE 플라스틱스
PC-7 31,000의 분자량(폴리카보네이트 표준에 대하여 측정)을 가진 20중량%의 레조르시놀계 폴리아릴 에스테르로부터 유래한 단위와 80중량%의 BPA로부터 유래한 단위를 포함하는 레조르시놀계 폴리아릴 에스테르 코폴리머 GE 플라스틱스
PC-8 23,000의 분자량(폴리카보네이트 표준에 대하여 측정)을 가진 브롬화 BPA 폴리카보네이트 GE 플라스틱스
FR-1 포타슘 퍼플루오로부탄 설포네이트(C4K Rimar Salt 또는 KPFBS) 베이어(Bayer), 3M
FR-2 포타슘 디페닐설폰 설포네이트(KSS) 실 샌즈(Seal Sands), 슬로스(Sloss), 메트로폴리탄(Metropolitan)
FR-3 포타슘 퍼플루오로메탄 설포네이트(C1K Rimar Salt) 3M
TSAN SAN중에 캡슐화된 PTFE(50중량% PTFE, 50중량% SAN) GE 플라스틱스
표 1의 재료를 사용하여 상기한 방법에 따라 샘플을 제조하고, 전술한 테스트 방법에 따라 테스트하였다. 샘플 조성은 표 2에 나타내었으며, 테스트 결과는 표 3에 나타내었다.
Figure 112009008462777-PCT00028
* 0.05중량% 산화방지제(IrgaphosTM 168) 및 0.35중량%의 이형제(총 조성물 100중량% 기준)를 포함하는 첨가제 패키지도 모든 샘플에 첨가하였다.
Figure 112009008462777-PCT00029
*NA-해당 사항 없음
상기한 결과는 고 흐름(high flow) 폴리카보네이트(난연제가 있거나 없는 실시예 1 및 2)를 갖는 조성물은 열악한 용융 강도로 인하여 적하 거동을 나타낸다는 것을 보여준다. 마찬가지로 DMBPC 코폴리머를 함유한 실시예 3(난연제 없음)은 적하 거동을 나타내지만, 실시예 4(난연제 있음)는 상당히 높은 흐름에서 적하 거동을 나타내지 않고, 0.69의 허용가능한 p(FTP)를 가졌다. 실시예 5 및 6은 저 용융 흐름 폴리카보네이트를 DMBPC 코폴리머와 블렌딩하여 만들어져 다양한 용융 흐름을 달성하였다. 이러한 블렌드는 0.90보다 큰 p(FTP) 및 적하 없음으로 나타나는 것처럼 3.0mm에서 강한 불꽃 성능을 나타내었다. 실시예 7 내지 10은 20 내지 25의 용융 흐름 범위를 얻기 위해 DMBPC 코폴리머 없이 다양한 폴리카보네이트의 블렌드로 배합되었다. 실시예 7 내지 10중 어느 것도 표 3에 나타낸 것처럼 우수한 불꽃 성능을 나타내었다. 최고 용융 강도, 최고 분자량 및 최저 용융 흐름을 갖는 분지쇄 폴리카보네이트를 함유한 블렌드는 강한 FR 성능을 나타내지 않는 반면 DMBPC 코폴리머(최저 분자량 및 최고 용융 흐름을 가짐) 및 난연제(실시예4 내지 6)를 함유한 실시예는 우수한 FR 성능을 나타내었다. 이것은 DMBPC 코폴리머의 사용으로 높은 용융 강도 성능이 부여된 것으로 해석된다.
용융 강도(melt strength) 및 점도 급변 온도를 측정하였다. 용융 강도 평가는 펠릿 샘플을 지지하는 25mm의 평행한 플레이트를 구비한 레오미터(rheometer) Ares 상에서 고온 형태 측정을 통해 수행하였다. 분지화 반응(점도 구축(viscosity build-up)) 온도는 300 내지 430℃에서 10℃/분으로 뜨거운 공기에 의해 온도 스윕(sweep)을 수행하여 측정하였다. 높은 흐름 PC를 가지고 난연제 첨가제가 없는 실시예 1은 390℃ 주위에서 점도 구축을 나타내었다. 높음 흐름 PC를 가지만 난연 첨가제를 갖는 실시예 2는 더 낮은 온도(378 ℃ 부근)에서 점도 구축을 나타내었다. 이것은 FR 첨가제 존재로 인하여 더 낮은 온도에서 점도 구축이 있는 것이고, 이는 더 낮은 용융 흐름 PC 조성물에서 UL94 V0 성능을 달성하는 것을 도와준다. 상대적으로, DMBPC 코폴리머를 가지고 난연제가 없는 실시예 3은 350 ℃에서 점도 구축을 가지고 이것은 실시예 1에서 보다 40℃ 빠르다. 마찬가지로 DMBPC 코폴리머를 가지고 난연제를 갖는 실시예 4는 338℃ 부근에서 점도 구축을 가지는데 이는 DMBPC가 없는 실시예 2보다 40℃ 빠르다. 이것은 초기 용융 흐름이 높고 흐름 PC의 용융 흐름에 견줄만함에도 불구하고, 난연성 시험 온도에서의 DMBPC 코폴리머의 우수한 용융 강도 성능을 나타낸다. 또한 실시예 4는 적하 거동을 나타내지 않았으며 우수한 불꽃 성능을 나타내었다.
표 1의 성분들을 사용하여 추가 샘플을 제조하였으며, 전술한 테스트 방법에 따라 테스트하였다. 샘플 조성은 표 4 및 6에 나타내었고 테스트 결과는 표 5 및 7에 나타내었다.
Figure 112009008462777-PCT00030
* 0.05중량% 산화방지제(IrgaphosTM 168) 및 0.35 중량%의 이형제(총 조성물 100중량% 기준)를 포함하는 첨가제 패키지도 모든 샘플에 첨가하였다.
Figure 112009008462777-PCT00031
* NA -해당 사항 없음
Figure 112009008462777-PCT00032
* 0.05중량% 산화방지제(IrgaphosTM 168) 및 0.35 중량%의 이형제(총 조성물 100중량% 기준)를 포함하는 첨가제 패키지도 모든 샘플에 첨가하였다.
Figure 112009008462777-PCT00033
* NA -해당 사항 없음
상기한 결과는 다른 난연제로 만들어진 조성물도 우수한 용융 강도를 나타냄을 보여준다. 고 흐름 폴리카보네이트 및 적하방지제와 혼합된 DMBPC 코폴리머로 만들어진 실시예(실시예 20)는 우수한 용융 강도를 나타내고, 비-DMBPC 블렌드와 비교했을 때 1.13mm의 두께에서 강한 V0 등급을 나타내었다. DMBPC 코폴리머와 다른 유형의 폴리카보네이트 코폴리머로 추가의 샘플을 만들었다. 실시예 21은 투명한 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머이고, 실시예 22는 투명한 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머와 DMBPC 코폴리머의 블렌드이다. 실시예 22는 실시예 21보다 더 나은 융융 강도를 나타낸다. 실시예 23은 레조르시놀 폴리에스테르-폴리카보네이트이고, 실시예 24는 DMBPC 코폴리머와 레조르시놀 폴리에스테르-폴리카보네이트의 블렌드이다. 실시예 24는 실시예 23보다 더 우수한 용융 강도를 나타낸다.
도 1은 점도 급변 온도 대 조성물 내 DMBPC 코폴리머 백분율을 나타낸다. 레올로지 테스트에서 온도가 증가함에 따라 점도는 최소값에 이를 때까지 감소한다. 최소값에서의 재료의 온도는 점도 급변 온도로 언급된다. 최소 온도를 통과한 후 점도는 급격히 증가하기 시작한다. 최소 온도는 조성물 내 DMBPC 코폴리머의 양에 좌우된다. 0% DMBPC 코폴리머(100% 방향족 폴리카보네이트)에서 점도 급변 온도는 약 380 내지 385℃이다. DMBPC 백분율이 증가함에 따라 급변 온도는 25% DMBPC(또는 100% PC-5, 25%DMBPC 코폴리머)에 대해 약 338℃까지 감소한다. 이것은 급변 온도가 가교 결합 온도와 관련이 있기 때문에 중요하다. 더 낮은 온도에서 가교 반응은 더 빨리 시작되어 점도가 증가하고 용융 강도가 개선된다. 개선된 용융 강도로 조성물(및 성형품)은 더 적은 양의 적하 또는 무적하와 같은 더 나은 난연성을 가지며, 이것은 UL94 V0 등급이 벽이 얇은 샘플에서 달성될 수 있음을 의미한다.
표 1의 성분을 사용하여 추가의 샘플을 제조하였고, 전술한 테스트 방법에 따라 시험하였다. 샘플 조성은 표 8에 나타내었으며 시험결과는 표 9에 나타내었다.
성분 단위 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
PC-4 % 100 100 100 100 100 100 0 0 0 0 0
PC-6 % 0 0 0 0 0 0 100 100 100 100 100
FR-1 % 0.08 0.08 0.08 0.12 0.12 0.10 0.08 0.08 0.12 0.12 0.10
TSAN % 0.5 0.4 0.2 0.4 0.2 0.3 0.5 0.4 0.4 0.2 0.3
기타* % 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32
* 0.05중량% 산화방지제(IrgaphosTM 168) 및 0.27 중량%의 이형제(총 조성물 100중량% 기준)를 포함하는 첨가제 패키지도 모든 샘플에 첨가하였다.
물성 25 26 27 28 29 30 31 32** 33** 34** 35**
연필 경도 - H H H H H H 2B 2B 2B 2B 2B
용융 흐름 cm3/10min 14.2 14.5 14.1 14.1 14.4 14.2 19.7 20.4 20.6 20.6 20.5
2.0mm에서의 p(FTP) - NA 0.644 0.258 0.989 0.997 0.992 0.999 0.999 0.03 0.988 0.978
타오름 적하 sec NA 0 10중 2 0 0 0 0 0 10중 4 0 0
1.5mm에서의 p(FTP) - NA 0.857 0 0.983 0.03 0.984 0.998 0.489 0 0.131 0.1
1.5mm에서의 FOT1* sec NA 0 10중 9 0 10중 4 0 0 10중 1 10중 6 10중 1 10중 3
NA -해당 사항 없음
*10중 5로 열거하였을 때, 이것은 10개 바 중 5개 적하를 의미하고, 10중 2는 10개 바중 2개 적하 등을 의미한다.
**DMBPC 코폴리머가 없는 모든 샘플(32 내지 35)은 1.5mm에서 적하하는 몇 개의 바를 가졌다.
상기한 결과는 DMBPC 코폴리머, 난연제 및 적하방지제로 만들어진 조성물은 DMBPC 코폴리머가 없는 조성물에 비해 더 나은 내스크래치성 및 난연성을 나타낸다는 것을 보여준다. 또한 DMBPC 코폴리머가 없는 모든 샘플은 1.5mm 인화성 테스트에서 V0 동안 적하되는 몇 개의 시험 바를 가졌고, 조성물이 0.5중량% 미만의 적하방지제를 가질 때 적하물이 면을 점화시켰다. 1.5mm에서 강한 UL94 V0 등급은 여전히 0.3중량%보다 낮은 수준의 적하방지제와 조합된 DMBPC 코폴리머를 갖는 조성물에서 달성될 수 있었다.
본 명세서에 사용될 때 "제 1", "제 2" 등의 용어는 어떤 순서 또는 중요도를 의미하지 않고 오히려 하나의 요소를 다른 요소와 구별하기 위해 사용된다. 동일한 성질 또는 양에 대해 본 명세서에 개시된 모든 범위는 종점을 포함하며, 종점 각각은 독립적으로 조합될 수 있다. 모든 인용된 특허, 특허출원, 및 다른 문헌은 본 명세서에 전체가 참조문헌으로 통합되어 있다.
양과 관련되어 사용된 수식어 "약"은 언급한 값을 포함하고, 문맥에 의해 표시된 의미를 가진다(즉 특정 양의 측정과 관련된 오차 정도를 포함한다).
"임의의" 또는 "임의로"는 후속 기재한 사건 또는 환경이 일어날 수도 일어나지 않을 수도 있거나, 또는 후속하여 표시된 재료가 존재하거나 존재하지 않을 수 있다는 것을 의미하며, 상세한 설명은 사건 또는 환경이 일어나는 예 또는 재료가 존재하는 예 및 사건 또는 환경이 일어나지 않는 예 또는 재료가 존재하지 않는 예를 포함한다.
발명은 바람직한 구현예를 참고로 하여 기술되었지만 당해 기술분야 전문가들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 다양한 변경을 할 수 있고, 동등물이 그 요소를 위해 치환될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않고 특정 상황 또는 재료를 발명의 교시에 적용하기 위해 다양한 수정이 가능할 수 있다. 따라서 발명은, 본 발명을 수행하기 위한 최적 모드로 개시된 특정 구현예에 제한되지 않으며, 첨부 청구범위의 범위 내에 드는 모든 구현예를 포함할 것이다.

Claims (25)

  1. 하기 구조를 갖는 반복 카보네이트 단위를 포함하는 디알킬 비스페놀 폴리카보네이트 호모폴리머 또는 코폴리머:
    Figure 112009008462777-PCT00034
    상기 식에서
    R1 및 R2는 독립적으로 각 경우에 C1-C4 알킬이고, n 및 p는 각각 1 내지 4의 정수이고, T는 1 또는 2개의 탄소에서 아릴기에 결합된 C5-C10 시클로알칸, C1-C5 알킬기, C6-C13 아릴기 및 C7-C12 아릴알킬기로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
    방향족 폴리카보네이트; 및
    난연제를 함께 포함하고, 3.0mm의 두께에서 0.90 이상의 p(FTP)를 달성할 수 있는 열가소성 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 식 (17)의 반복 카보네이트 단위를 포함하는 폴리카보네이트 호모폴리머 또는 코폴리머는 하기 구조를 갖는 반복 카보네이트 단위를 포함하는 디알킬 비스페놀 폴리카보네이트 코폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물:
    Figure 112009008462777-PCT00035
    상기 식에서
    R1 및 R2는 독립적으로 C1 내지 C6 알킬로 이루어지는 군으로부터 선택되고; X는 CH2를 나타내고; m은 4 내지 7의 정수이고; n은 1 내지 4의 정수이고; p는 1 내지 4의 정수이고, 단 R1 또는 R2 중 적어도 하나는 3 또는 3' 위치에 있다.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 조성물 중의 상기 식(17)의 반복 카보네이트 단위의 양은 5중량% 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 디알킬 비스페놀 폴리카보네이트 코폴리머의 반복 단위는 하기 구조로부터 유래한 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물:
    Figure 112009008462777-PCT00036
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 난연제는 C1 -16 알킬 설포네이트의 염인 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 조성물은 2.0mm의 두께에서 0.90 이상의 p(FTP)를 달성할 수 있는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 열가소성 조성물로 이루어지는 성형품은 3.2mm 두께의 소판(plaque)상에서 ASTM D1003-00에 따라 측정하였을 때 2.0% 이하의 탁도값(haze value)을 갖는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 열가소성 조성물로 이루어지는 성형품은 3.2mm 두께의 소판상에서 ASTM D1003-00에 따라 측정하였을 때 1.0% 이하의 탁도값을 갖는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 열가소성 조성물로 이루어지는 성형품은 3.2mm 두께의 소판상에서 ASTM D1003-00에 따라 측정하였을 때 85.0% 이상의 투과도값(transmission value)를 갖는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
  10. 제 1항에 따른 열가소성 조성물을 포함하는 물품.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 물품은 ASTM D3363-92a 연필 경도 테스트에 따라 측정하였을 때 HB 이상의 경도의 내스크래치성을 갖는 것을 특징으로 하는 물품.
  12. 하기 구조로부터 유래한 반복 단위를 갖는 DMBPC 호모폴리머 또는 코폴리머:
    Figure 112009008462777-PCT00037
    ;
    방향족 폴리카보네이트; 및
    난연제를 함께 포함하고, 3.0mm 두께에서 0.90 이상의 p(FTP)를 달성할 수 있는 열가소성 조성물.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 열가소성 조성물로 이루어지는 성형품은 3.2mm 두께의 소판상에서 ASTM D1003-00에 따라 측정하였을 때 2.0% 이하의 탁도값을 갖는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
  14. 하기 구조를 갖는 반복 카보네이트 단위를 포함하는 디알킬 비스페놀 폴리카보네이트 호모폴리머 또는 코폴리머:
    Figure 112009008462777-PCT00038
    상기 식에서
    R1 및 R2는 독립적으로 각 경우에 C1-C4 알킬이고, n 및 p는 각각 1 내지 4의 정수이고, T는 1 또는 2개의 탄소에서 아릴기에 결합된 C5-C10 시클로알칸, C1-C5 알킬기, C6-C13 아릴기 및 C7-C12 아릴알킬기로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
    난연제; 및
    적하방지제(anti-dripping agent)를 함께 포함하고, 2.0mm의 두께에서 0.90 이상의 p(FTP)를 달성할 수 있는 열가소성 조성물.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 식(17)의 반복 카보네이트 단위를 포함하는 폴리카보네이트 호모폴리머 또는 코폴리머는 하기 구조를 갖는 반복 카보네이트 단위를 포함하는 디알킬 비스페놀 폴리카보네이트 코폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물:
    Figure 112009008462777-PCT00039
    상기 식에서
    R1 및 R2는 독립적으로 C1 내지 C6 알킬로 이루어지는 군으로부터 선택되고; X는 CH2를 나타내고; m은 4 내지 7의 정수이고; n은 1 내지 4의 정수이고; p는 1 내지 4의 정수이고, 단 R1 또는 R2 중 적어도 하나는 3 또는 3' 위치에 있다.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 조성물 중의 상기 식(17)의 반복 카보네이트 단위의 양은 5중량% 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 디알킬 비스페놀 폴리카보네이트 코폴리머의 반복 단위는 하기 구조로부터 유래한 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물:
    Figure 112009008462777-PCT00040
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 난연제는 C1 -16 알킬 설포네이트의 염인 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
  19. 제 14항에 있어서,
    상기 조성물은 1.5mm의 두께에서 0.90 이상의 p(FTP)를 달성할 수 있는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
  20. 제 14항에 있어서,
    제 2 폴리카보네이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
  21. 제 14항에 따른 열가소성 조성물을 포함하는 물품.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 물품은 ASTM D3363-92a 연필 경도 테스트에 따라 측정하였을 때 HB 이 상의 경도의 내스크래치성을 갖는 것을 특징으로 하는 물품.
  23. 하기 구조로부터 유래한 반복 단위를 갖는 DMBPC 호모폴리머 또는 코폴리머:
    Figure 112009008462777-PCT00041
    ;
    난연제; 및
    적하방지제를 함께 포함하고, 2.0mm 두께에서 0.90 이상의 p(FTP)를 달성할 수 있는 열가소성 조성물.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 조성물은 1.5mm 두께에서 0.90 이상의 p(FTP)를 달성할 수 있는 열가소성 조성물.
  25. 제 20항에 있어서,
    제 2 폴리카보네이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 조성물.
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