KR20140014176A - 사출 성형품 및 이에 사용되는 폴리(아릴렌 에테르) 조성물 - Google Patents

사출 성형품 및 이에 사용되는 폴리(아릴렌 에테르) 조성물 Download PDF

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시호 사토
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사빅 이노베이티브 플라스틱스 아이피 비.브이.
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Abstract

자동차 헤드라이트 베젤 (automotive headlight bezel)과 같은 사출 성형품은, 폴리(아릴렌 에테르), 고무-개질화된 폴리스티렌, 수소화된 블록 공중합체, 및 지방족 탄화수소 수지를 특정량으로 포함하는 조성물로 제조된다. 상기 사출 성형품은 무기 충전된 폴리에스테르 조성물 및 미충전된 폴리에스테르 조성물 둘 다로부터 제조되는 해당 물품보다 현저하게 가벼우므로, 충격 강도, 내열성, 글로스, 및 용융 유동 특성을 손상시키지 않으면서 연료 효율에 기여한다.

Description

사출 성형품 및 이에 사용되는 폴리(아릴렌 에테르) 조성물{INJECTION MOLDED ARTICLE AND POLY(ARYLENE ETHER) COMPOSITION FOR USE THEREIN}
폴리(아릴렌 에테르)는 사출 성형에 적합한 열가소제이며, 이의 우수한 내수성 (water resistance), 치수 안정성 (dimensional stability), 및 자기소화성 (inherent flame retardancy)에 대해 알려져 있다. 강도, 강성, 내화학성, 및 내열성과 같은 다른 특성들은, 이를 여러 가지 다른 열가소제와 블렌딩함으로써, 배관 장치, 전기함, 전선 및 케이블용 절연체, 특히 자동차 부품과 같은 매우 다양한 소비자 제품의 요구사항을 충족하도록 조정될 수 있다.
자동차의 연료 효율의 개선을 돕기 위해, 자동차 부품의 하중 감량 (weight reduction)에 대한 관심이 증가하고 있다. 다른 조건들이 다 동일한 경우, 자동차의 중량이 더 가벼울수록, 연료 효율이 더 양호해진다. 이는 성형 플라스틱 부품 뿐만 아니라 금속 부품에도 적용된다. 자동차 헤드라이트 하우징 (automotive headlight housing) 또는 "베젤 (bezel)"은 현재, 1.30 이상의 비중을 가지는 미충전 또는 충전된 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT)계 또는 폴리카르보네이트 (PC)계 조성물로부터 제조된다. 아울러, 폴리카르보네이트/폴리(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 블렌드와 같은 일부 조성물은 자동차 헤드라이트 베젤에 사용할 정도로 충분히 높은 내열성을 가지지 않는다. 이러한 조성물이 적절하게 균형잡힌 기계적, 열적 및 용융 유동 특성을 가지더라도, 이들의 높은 비중으로 인해, 중량 및 연료 효율에 대한 중요성이 증가하는 자동차는 향후 사용하기 부적절하다.
자동차 부품의 무게를 줄여 연료의 효율성을 높이기 위해, 자동차 부품에 대한 엄격한 성능 기준을 모두 충족시키거나 또는 능가하면서도 비중은 감소된 사출 성형 조성물에 대한 필요성이 존재한다.
일 실시 양태는, 폴리(아릴렌 에테르) 약 76 중량% 내지 약 94 중량%; 부피 평균 입자 직경이 약 0.1 ㎛ 내지 약 2.0 ㎛인 고무 입자 (rubber particle)를 고무-개질화된 폴리스티렌의 중량을 기준으로 약 1 중량% 내지 약 30 중량%로 포함하는, 고무-개질화된 폴리스티렌 약 2 중량% 내지 약 8 중량%; 알케닐 방향족 화합물과 공액 디엔 (conjugated diene)의 수소화된 블록 공중합체 약 2 중량% 내지 약 8 중량% (상기 수소화된 블록 공중합체의 폴리(알케닐 방향족)의 함량은 수소화된 블록 공중합체의 중량을 기준으로 약 10 중량% 내지 약 45 중량%이며, 수소화된 블록 공중합체의 중량 평균 분자량은 약 200,000 원자 질량 단위 (atomic mass unit) 이상임); 및 탄화수소 수지 약 2 중량% 내지 약 8 중량%를 포함하는 조성물을 포함하는, 사출 성형품으로서, 다른 중량 기준이 명시되지 않은 한, 모든 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
다른 실시 양태는, 폴리(아릴렌 에테르) 약 76 중량% 내지 약 94 중량%; 부피 평균 입자 직경이 약 0.1 ㎛ 내지 약 2.0 ㎛인 고무 입자를 고무-개질화된 폴리스티렌의 중량을 기준으로 약 1 중량% 내지 약 30 중량%로 포함하는, 고무-개질화된 폴리스티렌 약 2 중량% 내지 약 8 중량%; 알케닐 방향족 화합물과 공액 디엔의 수소화된 블록 공중합체 약 2 중량% 내지 약 8 중량% (상기 수소화된 블록 공중합체의 폴리(알케닐 방향족)의 함량은 수소화된 블록 공중합체의 중량을 기준으로 약 10 중량% 내지 약 45 중량%이며, 수소화된 블록 공중합체의 중량 평균 분자량은 약 200,000 원자 질량 단위 이상임); 및 탄화수소 수지 약 2 중량% 내지 약 8 중량%를 포함하는 조성물로서, 다른 중량 기준이 명시되지 않은 한, 모든 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
이들 및 다른 실시 양태들은 더욱 상세히 후술한다.
하나의 도면은 금속화된, 사출 성형된 자동차 헤드라이트 베젤의 이미지를 나타낸 것이다.
본 발명자들은, 열적 및 기계적 특성의 균형이 양호하고 비중이 감소된 조성물이 폴리(아릴렌 에테르), 고무-개질화된 폴리스티렌, 수소화된 블록 공중합체, 및 탄화수소 수지를 특정량으로 조합함으로써 수득될 수 있음을 알게 되었다. 따라서, 이러한 조성물로부터 사출 성형된 자동차 헤드램프 베젤과 같은 물품은 종래의 조성물로부터 성형된 물품보다 더 가볍다. 상기 조성물로부터 성형된 물품의 중량 감소로 인해, 상기 조성물로부터 성형된 물품을 포함하는 차량의 경우 예를 들어, 연비가 증가할 것이다. 상기 조성물은 또한, 충격 강도, 열변형 온도 (heat distortion temperature), 및 60°글로스 (gloss)를 비롯하여, 자동차 부품에 대한 기타 성능 기준을 충족한다. 상기 조성물은 또한, 자동차 헤드램프 베젤과 같은 복합 물품의 사출 성형에 적합한 용융 유동 지수를 나타낸다.
실시예에서 나타내는 바와 같이, 고분자량의 수소화된 블록 공중합체 및 탄화수소 수지가 존재하면, 충격 강도는 증가한다. 탄화수소 수지의 존재는, 글로스 증가 및 적절한 용융 유동을 형성한다. 더욱이, 고무-개질화된 폴리스티렌 내 고무 입자의 평균 크기 및 양, 고무-개질화된 폴리스티렌의 겔 함량, 수소화된 블록 공중합체의 분자량, 및 탄화수소 수지의 연화점 (softening point)은 물리적 특성의 바람직한 조합을 수득하기 위한 중요한 파라미터들이다.
따라서, 일 실시 양태는, 폴리(아릴렌 에테르) 약 76 중량% 내지 약 94 중량%; 부피 평균 입자 직경이 약 0.1 ㎛ 내지 약 2.0 ㎛인 고무 입자를 고무-개질화된 폴리스티렌의 중량을 기준으로 약 1 중량% 내지 약 30 중량%로 포함하는, 고무-개질화된 폴리스티렌 약 2 중량% 내지 약 8 중량%; 알케닐 방향족 화합물과 공액 디엔의 수소화된 블록 공중합체 약 2 중량% 내지 약 8 중량% (상기 수소화된 블록 공중합체의 폴리(알케닐 방향족)의 함량은 수소화된 블록 공중합체의 중량을 기준으로 약 10 중량% 내지 약 45 중량%이며, 수소화된 블록 공중합체의 중량 평균 분자량은 약 200,000 원자 질량 단위 이상임); 및 탄화수소 수지 약 2 중량% 내지 약 8 중량%를 포함하는 조성물을 포함하는, 사출 성형품으로서, 다른 중량 기준이 명시되지 않은 한, 모든 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
다른 실시 양태는, 사출 성형물이 폴리(아릴렌 에테르) 약 80 중량% 내지 약 90 중량%; 고무-개질화된 폴리스티렌 약 3 중량% 내지 약 6 중량%; 수소화된 블록 공중합체 약 3 중량% 내지 약 6 중량%; 및 탄화수소 수지 약 3 중량% 내지 약 6 중량%를 포함하는 조성물을 포함하며; 상기 폴리(아릴렌 에테르)가, 클로로포름에서 25 ℃에서 측정 시, 약 0.35 ㎗/g 내지 약 0.50 ㎗/g의 고유 점도를 가진 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)이며; 상기 고무-개질화된 폴리스티렌이, 부피 평균 입자 직경이 약 0.4 ㎛ 내지 약 1 ㎛인 고무 입자를 고무-개질화된 폴리스티렌의 중량을 기준으로 약 10 중량% 내지 약 16 중량%로 포함하며; 상기 고무-개질화된 폴리스티렌의 겔 함량이 약 10 중량% 내지 약 16 중량%이고, 광유 함량이 약 0.5 중량% 미만이며; 상기 수소화된 블록 공중합체가 중량 평균 분자량이 약 240,000 원자 질량 단위 내지 약 400,000 원자 질량 단위인 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체이며; 및 상기 탄화수소 수지의 연화점이, ASTM E28-99에 따른 측정 시, 약 120 ℃ 내지 약 130 ℃인, 사출 성형품이다.
다른 실시 양태는, 폴리(아릴렌 에테르) 약 76 중량% 내지 약 94 중량%; 투과 전자 현미경에 의해 측정된 부피 평균 입자 직경이 약 0.1 ㎛ 내지 약 2.0 ㎛인 고무 입자를 고무-개질화된 폴리스티렌의 중량을 기준으로 약 1 중량% 내지 약 30 중량%로 포함하는, 고무-개질화된 폴리스티렌 약 2 중량% 내지 약 8 중량%; 알케닐 방향족 화합물과 공액 디엔의 수소화된 블록 공중합체 약 2 중량% 내지 약 8 중량% (상기 수소화된 블록 공중합체의 폴리(알케닐 방향족)의 함량은 수소화된 블록 공중합체의 중량을 기준으로 약 10 중량% 내지 약 45 중량%이며, 수소화된 블록 공중합체의 중량 평균 분자량은 약 200,000 원자 질량 단위 이상임); 및 탄화수소 수지 약 2 중량% 내지 약 8 중량%를 포함하는 조성물로서, 다른 중량 기준이 명시되지 않은 한, 모든 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
사출 성형 방법 및 장비는 당업계에 공지되어 있으며, 사출 성형 조건에 대한 구체적인 실시 양태는 하기 실시예에 기술되어 있다. 일부 실시 양태에서, 성형 방법은, 약 280 ℃ 내지 약 320 ℃, 특히 약 290 ℃ 내지 약 310 ℃, 보다 특히 약 295 ℃ 내지 약 305 ℃의 용융 온도를 이용하는 것을 포함한다. 이러한 문맥에서, 용어 "용융 온도"는 몰드 (mold) 내로 유입되는 용융물의 온도를 지칭한다. 일부 실시 양태에서, 성형 방법은 60 ℃ 내지 약 140 ℃, 특히 약 70 ℃ 내지 약 130 ℃, 보다 특히 약 80 중량% 내지 약 120 ℃의 몰드 온도를 이용하는 것을 포함한다.
조성물을 형성하는 데 사용되는 폴리(아릴렌 에테르)는 하기 화학식의 반복 구조 유닛을 포함한다:
Figure pct00001
(상기 식에서, Z1은 각각 독립적으로 할로겐, 비치환 또는 치환된 C1-C12 하이드로카르빌이되, 단, 하이드로카르빌기는 3차 하이드로카르빌, C1-C12 하이드로카르빌티오, C1-C12 하이드로카르빌옥시, 또는 2개 이상의 탄소 원자가 할로겐과 산소 원자를 분리하는 C2-C12 할로하이드로카르빌옥시가 아니며; Z2는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 비치환 또는 치환된 C1-C12 하이드로카르빌이되, 단, 하이드로카르빌기는 3차 하이드로카르빌, C1-C12 하이드로카르빌티오, C1-C12 하이드로카르빌옥시, 또는 2개 이상의 탄소 원자가 할로겐과 산소 원자를 분리하는 C2-C12 할로하이드로카르빌옥시가 아님). 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "하이드로카르빌"은 그 자체로 사용되거나 또는 접두사, 접미사, 또는 다른 용어의 일부로서 사용되든지 간에, 탄소와 수소만을 포함하는 잔기를 지칭한다. 상기 잔기는 지방족 또는 방향족, 직쇄, 환형, 이환형 (bicyclic), 분지형, 포화, 또는 불포화일 수 있다. 상기 잔기는 또한, 지방족, 방향족, 직쇄, 환형, 이환형, 분지형, 포화, 및 불포화된 탄화수소 모이어티들의 조합을 포함할 수 있다. 그러나, 하이드로카르빌 잔기가 치환된 것으로 기술되는 경우, 이는 선택적으로 치환기 잔기의 탄소 및 수소 구성원들 외에도 헤테로원자를 포함할 수 있다. 따라서, 구체적으로 치환된 것으로 기술되는 경우, 하이드로카르빌 잔기는 또한, 하나 이상의 카르보닐기, 아미노기, 하이드록실기 등을 포함할 수 있거나, 또는 하이드로카르빌 잔기의 백본에 헤테로원자를 포함할 수 있다. 일례로서, Z1은 산화 중합 촉매의 디-n-부틸아민 성분과 말단 3,5-디메틸-1,4-페닐기의 반응에 의해 형성되는 디-n-부틸아미노메틸기일 수 있다.
일부 실시 양태에서, 폴리(아릴렌 에테르)는 25℃, 클로로포름에서 측정 시, 약 0.25 ㎗/g 내지 약 1 ㎗/g의 고유 점도를 가진다. 이 범위 내에서, 폴리(아릴렌 에테르) 고유 점도는 약 0.3 ㎗/g 내지 약 0.65 ㎗/g, 보다 특히 약 0.35 ㎗/g 내지 약 0.5 ㎗/g, 보다 더 특히 약 0.4 ㎗/g 내지 약 0.5 ㎗/g일 수 있다.
일부 실시 양태에서, 폴리(아릴렌 에테르)는, 중량 평균 분자량 : 피크 분자량 (peak molecular weight)의 비가 약 1.3 : 1 내지 약 4 : 1인, 중량 평균 분자량 및 피크 분자량을 특징으로 한다. 이 범위 내에서, 상기 비 (ratio)는 약 1.5 : 1 내지 약 3 : 1, 특히 약 1.5 : 1 내지 약 2.5 : 1, 보다 특히 약 1.6 : 1 내지 약 2.3 : 1, 보다 더 특히 1.7 : 1 내지 약 2.1 : 1일 수 있다. 폴리(아릴렌 에테르) 분자량 분포는 전형적으로 250 원자 질량 단위 내지 1,000,000 원자 질량 단위의 분자량 범위에서 분석된다. 본원에서, 용어 "피크 분자량"은 분자량 분포에서 가장 빈번하게 나타나는 분자량으로서 정의된다. 통계학적 용어에서, 피크 분자량은 분자량 분포의 모드 (mode)이다. 실제 용어에서, 분자량이 겔 투과 크로마토그래피와 같은 크로마토그래피 방법에 의해 측정되는 경우, 피크 분자량은 x-축 상의 분자량에 대한 y-축 상의 흡광도의 도표에서 가장 고점의 폴리(아릴렌 에테르)의 분자량이다. 겔 투과 크로마토그래피를 이용하여 분자량 분포를 측정하는 상세한 과정은 실시예에 나타나 있다.
일부 실시 양태에서, 폴리(아릴렌 에테르)는 모르폴린-함유 촉매를 이용해 제조된 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)로서, 톨루엔에서의 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)의 용해, 메탄올로부터의 침전, 재슬러리 (reslurry), 및 분리에 의해 제조되는 정제된 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르) 샘플은 250 원자 질량 단위 내지 1,000,000 원자 질량 단위의 분자량 범위에서 모노모달 (monomodal) 분자량 분포를 가지며, 총 정제된 샘플의 수 평균 분자량보다 15배 더 큰 분자량을 가진 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 2.2 중량% 이하로 포함한다. 일부 실시 양태에서, 분자량이 감소하는 6가지의 동등한 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르) 중량 분획으로 분리한 후의 정제된 샘플은, 말단 모르폴린-치환된 페녹시기를 포함하는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 10 몰% 이상으로 포함하는 제1의, 최고분자량 분획을 포함한다. 이들 실시 양태에 따른 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)는 Carrillo 등의 미국 특허 출원 공보 제US 2011/0003962 A1 호에 더 기술되어 있다.
일부 실시 양태에서, 폴리(아릴렌 에테르)는 혼입된 디페노퀴논 잔기를 본질적으로 포함하지 않는다. 상기 문맥에서, "본질적으로 ~을 포함하지 않는"은, 디페노퀴논 잔기가 폴리(아릴렌 에테르) 분자들 중 1 중량% 이하임을 의미한다. Hay의 미국 특허 제3,306,874 호에서 기술된 바와 같이, 1가 페놀의 산화 중합에 의한 폴리(아릴렌 에테르)의 합성은 원하는 폴리(아릴렌 에테르) 뿐만 아니라 부산물로서 디페노퀴논을 제공한다. 예를 들어, 1가 페놀이 2,6-디메틸페놀인 경우, 3,3',5,5'-테트라메틸디페노퀴논이 생성된다. 전형적으로, 디페노퀴논은 중합 반응 혼합물을 가열함으로써 폴리(아릴렌 에테르)로 "재평형화되어 (reequibilibrated)" (즉, 디페노퀴논이 폴리(아릴렌 에테르) 구조에 혼입됨), 말단 또는 내부 디페노퀴논 잔기를 포함하는 폴리(아릴렌 에테르)가 수득된다. 예를 들어, 도식 1에 나타낸 바와 같이, 폴리(아릴렌 에테르)가 2,6-디메틸페놀의 산화 중합에 의해 제조되어 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르) 및 3,3',5,5'-테트라메틸디페노퀴논이 수득되는 경우, 반응 혼합물의 재평형화를 통해, 혼입된 디페노퀴논의 말단 및 내부 잔기가 있는 폴리(아릴렌 에테르)가 생성될 수 있다.
Figure pct00002
그러나, 이러한 재평형화는 폴리(아릴렌 에테르)의 분자량을 감소시킨다 (예를 들어, p 및 q+r은 n 미만임). 따라서, 더 큰 분자량의 폴리(아릴렌 에테르)가 바람직한 경우, 디페노퀴논을 폴리(아릴렌 에테르) 사슬로 재평형화하기 보다는 폴리(아릴렌 에테르)로부터 디페노퀴논을 분리하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 분리는 예를 들어, 폴리(아릴렌 에테르)가 불용성이고 디페노퀴논이 용해성인 용매 또는 용매 혼합물에서 폴리(아릴렌 에테르)를 침전시킴으로써, 달성될 수 있다. 예를 들어, 폴리(아릴렌 에테르)가 톨루엔 중 2,6-디메틸페놀의 산화 중합에 의해 제조되어 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르) 및 3,3',5,5'-테트라메틸디페노퀴논을 포함하는 톨루엔 용액이 수득되는 경우, 디페노퀴논이 실질적으로 포함되지 않은 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)는, 톨루엔 용액 1 부피를 메탄올 또는 메탄올/물 혼합물 약 1 부피 내지 약 4 부피와 혼합함으로써 수득될 수 있다. 대안적으로는, 산화 중합 동안에 생성되는 디페노퀴논 부산물의 양은 (예를 들어, 1가 페놀 10 중량% 이하의 존재 하에 산화 중합을 개시하고, 50분 이상 동안 1가 페놀 95 중량% 이상을 첨가함으로써) 최소화될 수 있으며, 및/또는 폴리(아릴렌 에테르) 사슬로의 디페노퀴논의 재평형화는 (예를 들어, 산화 중합의 종료 후에 200분 이하 동안 폴리(아릴렌 에테르)를 분리함으로써) 최소화될 수 있다. 이들 방법은 Delsman 등의 국제 특허 출원 공보 제 WO2009/104107 A1 호에 기술되어 있다. 톨루엔에서의 디페노퀴논의 온도-의존성 용해도를 이용하는 대안적인 방법에서, 디페노퀴논 및 폴리(아릴렌 에테르)를 포함하는 톨루엔 용액을, 디페노퀴논은 난용성이지만 폴리(아릴렌 에테르)는 용해성인, 약 25 ℃의 온도로 조정하고, 불용성 디페노퀴논을 고체-액체 분리 (예를 들어, 여과)에 의해 제거할 수 있다.
일부 실시 양태에서, 폴리(아릴렌 에테르)는 2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르 유닛, 2,3,6-트리메틸-1,4-페닐렌 에테르 유닛, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시 양태에서, 폴리(아릴렌 에테르)는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)이다. 일부 실시 양태에서, 폴리(아릴렌 에테르)는, 클로로포름에서 25 ℃에서 측정 시, 약 0.35 ㎗/g 내지 약 0.5 ㎗/g, 특히 약 0.35 ㎗/g 내지 약 0.46 ㎗/g의 고유 점도를 가진 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)를 포함한다.
폴리(아릴렌 에테르)는 전형적으로 하이드록시기에 대해 오르토 자리에 위치하는 아미노알킬-함유 말단기(들)를 가진 분자들을 포함할 수 있다. 또한, 테트라메틸디페노퀴논 (TMDQ) 말단기가 흔히 존재하는데, 이는 전형적으로 테트라메틸디페노퀴논 부산물이 존재하는 2,6-디메틸페놀-함유 반응 혼합물로부터 수득된다. 폴리(아릴렌 에테르)는 단일중합체, 공중합체, 그래프트 공중합체, 아이오노머, 또는 블록 공중합체, 뿐만 아니라 전술한 것들 중 하나 이상을 포함하는 조합들의 형태일 수 있다.
조성물 내 폴리(아릴렌 에테르)의 양은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 76 중량% 내지 약 94 중량%이다. 이 범위 내에서, 폴리(아릴렌 에테르)의 양은 약 78 중량% 내지 약 92 중량%, 특히 약 80 중량% 내지 약 90 중량%, 보다 특히 약 82 중량% 내지 약 88 중량%, 보다 더 특히 약 83 중량% 내지 약 87 중량%, 더욱 더 특히 약 84 중량% 내지 약 86 중량%일 수 있다.
폴리(아릴렌 에테르) 외에도, 조성물은 고무-개질화된 폴리스티렌을 포함한다. 상기 고무-개질화된 폴리스티렌은 폴리스티렌 및 고무를 포함한다. 고무-개질화된 폴리스티렌은 종종 "고충격 폴리스티렌" 또는 "HIPS"로 지칭되기도 한다. 상기 고무는 폴리부타디엔, 에틸렌-프로필렌 고무 (EPM), 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체 고무 (EPDM), 스티렌-부타디엔 고무 (SBR), 폴리이소프렌, 또는 이들의 조합일 수 있다.
일부 실시 양태에서, 고무-개질화된 폴리스티렌 내 폴리스티렌의 양은 약 70 중량% 내지 약 99 중량%, 특히 약 75 중량% 내지 약 95 중량%, 보다 특히 약 80 중량% 내지 약 90 중량%, 보다 더 특히 약 85 중량% 내지 약 90 중량%이다. 고무-개질화된 폴리스티렌 내 고무 입자의 양은 약 1 중량% 내지 약 30 중량%, 특히 약 5 중량% 내지 약 25 중량%, 보다 특히 약 10 중량% 내지 약 20 중량%, 보다 더 특히 약 10 중량% 내지 약 16 중량%이다. 일부 실시 양태에서, 고무-개질화된 폴리스티렌의 유효 겔 함량 (effective gel content)은 약 10 중량% 내지 약 40 중량%, 특히 약 15 중량% 내지 약 35 중량%, 보다 특히 약 20 중량% 내지 약 30 중량%, 보다 더 특히 약 24 중량% 내지 약 28 중량%이다. 일부 실시 양태에서, 고무-개질화된 폴리스티렌의 광유 함량은 약 2.0 중량% 미만, 구체적으로는 약 1.5 중량% 미만, 보다 더 구체적으로는 약 1.0 중량% 미만이다.
고무-개질화된 폴리스티렌 내 고무는 폴리스티렌 매트릭스 전체를 통해 분포된 입자 형태로 존재한다. 상기 고무 입자의 부피 평균 입자 직경은 약 0.1 ㎛ 내지 약 2.0 ㎛, 특히 약 0.2 ㎛ 내지 약 1.5 ㎛, 보다 특히 약 0.4 ㎛ 내지 약 1.0 ㎛이다.
고무 입자의 부피 평균 입자 직경은 고무-개질화된 폴리스티렌의 초박막 슬라이스에서 투과 전자 현미경에 의해 약 500개 내지 약 700개의 고무 입자의 개별 입자 직경을 측정함으로써 수득된다 (= (더 긴 직경 + 더 짧은 직경)/2). 그 후, 부피 평균 입자 직경은 입자 크기 분포의 제4 모멘트를 입자 크기 분포의 제3 모멘트로 나누어서 계산한다:
부피 평균 입자 직경 = ∑ni·Di 4/∑ni·Di 3
(상기 식에서, ni는 Di의 입자 직경을 가진 고무 입자의 수를 나타냄). 대안적으로는, 고무 입자의 부피 평균 입자 직경은 레이저 회절 입자 분석기, 예를 들어 Beckman Coulter, Inc.사의 LS-230 입자 분석기를 사용해 측정될 수 있다. Otsuzuki 등의 미국 특허 제5,506,304 호, 및 Cantrill 등의 제5,550,186 호 및 Miyakawa 등의 제7,199,187 호는 고무-개질화된 폴리스티렌 내 고무 입자의 부피 평균 입자 직경을 측정하는 방법을 제공하고 있다.
부피 평균 입자 직경이 약 0.1 ㎛ 내지 약 2.0 ㎛인 고무-개질화된 폴리스티렌을 제조하는 방법은 예를 들어, Otsuzuki 등의 미국 특허 제5,506,304 호 및 Matsubara 등의 제5,210,132 호에 제공되어 있다. 적합한 고무-개질화된 폴리스티렌은 또한, 예를 들어, Toyo Styrene K.K 사에서 TOYO XL1로서 시판되고 있다.
상기 조성물 내 고무-개질화된 폴리스티렌의 양은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 2 중량% 내지 약 8 중량%이다. 이 범위 내에서, 고무-개질화된 폴리스티렌의 양은 약 2 중량% 내지 약 7 중량%, 특히 약 3 중량% 내지 약 6 중량%일 수 있다.
폴리(아릴렌 에테르) 및 고무-개질화된 폴리스티렌 외에도, 조성물은 알케닐 방향족 화합물과 공액 디엔의 수소화된 블록 공중합체를 포함한다. 편의를 위해, 이 성분을 "수소화된 블록 공중합체" 또는 "HBC"라고 지칭한다. 수소화된 블록 공중합체는 수소화된 블록 공중합체의 중량을 기준으로, 폴리(알케닐 방향족) 함량을 약 10 중량% 내지 약 90 중량%로, 수소화된 폴리(공액 디엔)의 함량을 약 90 중량% 내지 약 10 중량%로 포함할 수 있다. 일부 실시 양태에서, 폴리(알케닐 방향족) 함량은 약 10 중량% 내지 약 45 중량%, 특히 약 20 중량% 내지 약 40 중량%, 보다 특히 약 25 중량% 내지 약 35 중량%, 보다 더 특히 약 30 중량% 내지 약 35 중량%이다. 다른 실시 양태에서, 폴리(알케닐 방향족) 함량은 약 45 중량% 내지 약 90 중량%, 특히 약 45 중량% 내지 약 80 중량%이다. 수소화된 블록 공중합체는 약 40,000 원자 질량 단위 내지 약 400,000 원자 질량 단위의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 수 평균 분자량 및 중량 평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피에 의해, 그리고 폴리스티렌 표준물질과의 비교를 토대로 측정할 수 있다. 일부 실시 양태에서, 수소화된 블록 공중합체의 중량 평균 분자량은 약 200,000 원자 질량 단위 이상, 특히 약 220,000 원자 질량 단위 이상이다.
수소화된 블록 공중합체를 제조하는 데 사용되는 알케닐 방향족 단량체는 하기 구조를 가질 수 있다:
Figure pct00003
(상기 식에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, C1-C8 알킬기, 또는 C2-C8 알케닐기를 나타내며; R3 및 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, C1-C8 알킬기, 염소 원자, 또는 브롬 원자를 나타내고; R4, R5, 및 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, C1-C8 알킬기, 또는 C2-C8 알케닐기를 나타내거나, 또는 R4 및 R5는 중심 방향족 고리와 함께 나프틸기를 형성하거나, 또는 R5 및 R6은 중심 방향족 고리와 함께 나프틸기를 형성함). 구체적인 알케닐 방향족 단량체로는, 예를 들어, 스티렌, p-클로로스티렌과 같은 클로로스티렌, 및 알파-메틸스티렌 및 p-메틸스티렌과 같은 메틸스티렌이 포함된다. 일부 실시 양태에서, 알케닐 방향족 단량체는 스티렌이다.
수소화된 블록 공중합체를 제조하는 데 사용되는 공액 디엔은 C4-C20 공액 디엔일 수 있다. 적합한 공액 디엔으로는, 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 조합이 포함된다. 일부 실시 양태에서, 공액 디엔은 1,3-부타디엔, 2-메틸-1,3-부타디엔, 또는 이들의 조합이다. 일부 실시 양태에서, 공액 디엔은 1,3-부타디엔으로 이루어진다.
수소화된 블록 공중합체는 (A) 알케닐 방향족 화합물로부터 유래되는 하나 이상의 블록, 및 (B) 공액 디엔으로부터 유래되는 하나 이상의 블록을 포함하는 공중합체이며, 상기 블록 (B) 내의 지방족 불포화 기의 함량은 수소화에 의해 일정 부분 이상 감소한다. 일부 실시 양태에서, 상기 (B) 블록 내 지방족 불포화는 약 50% 이상, 구체적으로는 약 70% 이상 감소한다. 블록 (A) 및 (B)의 배열로는, 선형 구조, 그래프트 (grafted) 구조, 및 분지쇄를 포함하거나 포함하지 않는 방사형 텔레블록 (radial teleblock) 구조가 포함된다. 선형 블록 공중합체로는, 테이퍼드 (tapered) 선형 구조 및 비-테이퍼드 (non-tapered) 선형 구조가 포함된다. 일부 실시 양태에서, 수소화된 블록 공중합체는 테이퍼드 선형 구조를 가진다. 일부 실시 양태에서, 수소화된 블록 공중합체는 비-테이퍼드 선형 구조를 가진다. 일부 실시 양태에서, 수소화된 블록 공중합체는, 알케닐 방향족 단량체의 랜덤 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) 구조 뿐만 아니라, A 및 B의 총 합에서 6개 이상의 블록을 포함하는 선형 블록을 포함하며, 각각의 A 블록의 분자량은 다른 A 블록의 분자량과 동일 또는 상이할 수 있으며, 각각의 B 블록의 분자량은 다른 B 블록의 분자량과 동일 또는 상이할 수 있다. 일부 실시 양태에서, 수소화된 블록 공중합체는 디블록 공중합체, 트리블록 공중합체, 또는 이들의 조합이다.
일부 실시 양태에서, 수소화된 블록 공중합체는 알케닐 방향족 화합물 및 공액 디엔 이외의 단량체 잔기는 포함하지 않는다.
일부 실시 양태에서, 수소화된 블록 공중합체는 알케닐 방향족 화합물 및 공액 디엔으로부터 유래되는 블록으로 이루어진다. 이는 이들 또는 임의의 다른 단량체로부터 형성되는 그래프트 (graft)를 포함하지 않는다. 이는 또한, 탄소 및 수소 원자로 이루어져서, 헤테로원자를 포함하지 않는다.
일부 실시 양태에서, 수소화된 블록 공중합체는 말레산 무수물과 같이 하나 이상의 산 관능화제의 잔기를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 수소화된 블록 공중합체는 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 수소화된 블록 공중합체는 약 200,000 원자 질량 단위 내지 약 400,000 원자 질량 단위, 특히 약 240,000 원자 질량 단위 내지 약 350,000 원자 질량 단위, 보다 특히 약 240,000 원자 질량 단위 내지 약 300,000 원자 질량 단위의 중량 평균 분자량을 가진 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체를 포함한다.
수소화된 블록 공중합체를 제조하는 방법은 당업계에 공지되어 있으며, 많은 수소화된 블록 공중합체가 시판되고 있다. 시판되는 수소화된 블록 공중합체의 예시로는, KRATON G1701 및 G1702로서 Kraton Polymers 사에서 입수가능한 폴리스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌) 디블록 공중합체; KRATON G1641, G1650, G1651, G1654, G1657, G1726, G4609, G4610, GRP-6598, RP-6924, MD-6932M, MD-6933, 및 MD-6939로서 Kraton Polymers 사에서 입수가능한 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체; KRATON RP-6935 및 RP-6936로서 Kraton Polymers 사에서 입수가능한 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌-스티렌)-폴리스티렌 (S-EB/S-S) 트리블록 공중합체; KRATON G1730로서 Kraton Polymers 사에서 입수가능한 폴리스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체; KRATON G1901, G1924, 및 MD-6684로서 Kraton Polymers 사에서 입수가능한 말레산 무수물-그래프팅된 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체; KRATON MD-6670로서 Kraton Polymers 사에서 입수가능한 말레산 무수물-그래프팅된 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌-스티렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체; TUFTEC H1043로서 Asahi Kasei Elastomer에서 입수가능한, 폴리스티렌 67 중량%를 포함하는 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체; TUFTEC H1051로서 Asahi Kasei Elastomer에서 입수가능한, 폴리스티렌 42 중량%를 포함하는 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체; TUFTEC P1000 및 P2000로서 Asahi Kasei Elastomer에서 입수가능한 폴리스티렌-폴리(부타디엔-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체; S.O.E.-SS L601로서 Asahi Kasei Elastomer에서 입수가능한 폴리스티렌-폴리부타디엔-폴리(스티렌-부타디엔)-폴리스티렌 블록 공중합체; K-Resin KK38, KR01, KR03, 및 KR05로서 Chevron Phillips Chemical Company에서 입수가능한 수소화된 방사형 블록 공중합체; SEPTON S8104로서 Kuraray 사에서 입수가능한, 폴리스티렌 60 중량%를 포함하는 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체; SEPTON S4044, S4055, S4077, 및 S4099로서 Kuraray 사에서 입수가능한 폴리스티렌-폴리(에틸렌-에틸렌/프로필렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체; 및 SEPTON S2104로서 Kuraray 사에서 입수가능한, 폴리스티렌 65 중량%를 포함하는 폴리스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체가 포함된다. 2가지 이상의 수소화된 블록 공중합체의 혼합물이 사용될 수 있다.
조성물은 수소화된 블록 공중합체를 조성물의 총 중량을 기준으로 약 2 중량% 내지 약 8 중량%, 특히 약 2 중량% 내지 약 7 중량%, 보다 특히 약 3 중량% 내지 약 6 중량%의 양으로 포함한다.
폴리(아릴렌 에테르), 고무-개질화된 폴리스티렌, 및 수소화된 블록 공중합체에 더하여, 조성물은 탄화수소 수지를 포함한다. 탄화수소 수지의 예는 지방족 탄화수소 수지, 수소화된 지방족 탄화수소 수지, 지방족/방향족 탄화수소 수지, 수소화된 지방족/방향족 탄화수소 수지, 지환족 탄화수소 수지, 수소화된 지환족 수지, 지환족/방향족 탄화수소 수지, 수소화된 지환족/방향족 탄화수소 수지, 수소화된 방향족 탄화수소 수지, 폴리테르펜 수지, 테르펜-페놀 수지, 로진 (rosin) 및 로진 에스테르, 수소화된 로진 및 로진 에스테르, 및 이들의 2개 이상의 혼합물이다. 본원에서, 탄화수소 수지를 지칭할 때, "수소화된"은, 완전히, 실질적으로, 및 부분적으로 수소화된 수지를 포함한다. 적합한 방향족 수지는, 방향족 함량이 약 1 중량% 내지 약 30 중량%인, 방향족 개질화된 지방족 수지, 방향족 개질화된 지환족 수지, 및 수소화된 방향족 탄화수소 수지를 포함한다. 전술한 수지들 중 임의의 수지는 당업계에 공지된 방법을 이용해 불포화 에스테르 또는 무수물로 그래프팅될 수 있다. 이러한 그래프팅은 수지에 개선된 특성을 부여할 수 있다. 일 실시 양태에서, 탄화수소 수지는 수소화된 방향족 탄화수소 수지이다.
적합한 탄화수소 수지는 시판되고 있으며, 예를 들어, ExxonMobil Chemical Company에서 입수가능한 EMPR 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 116, 117, 및 118 수지, 및 OPPERA 수지; 일본의 Arakawa Chemical Company에서 입수가능한 ARKON P140, P125, P115, M115, 및 M135, 및 SUPER ESTER 로진 에스테르; Arizona Chemical Company에서 입수가능한 SYLVARES 폴리테르펜 수지, 스티렌화된 테르펜 수지 및 테르펜 페놀계 수지; Arizona Chemical Company에서 입수가능한 SYLVATAC 및 SYLVALITE 로진 에스테르; Cray Valley에서 입수가능한 NORSOLENE 지방족 방향족 수지; DRT Chemical Company에서 입수가능한 DERTOPHENE 테르펜 페놀계 수지 및 DERCOLYTE 폴리테르펜 수지; Eastman Chemical Company에서 입수가능한 EASTOTAC 수지, PICCOTAC 수지, REGALITE 및 REGALREZ 수소화된 지환족/방향족 수지, 및 PICCOLYTE 및 PERMALYN 폴리테르펜 수지, 로진, 및 로진 에스테르; Goodyear Chemical Company에서 입수가능한 WINGTACK 수지; Neville Chemical Company에서 입수가능한 쿠마론/인덴 수지; Nippon Zeon에서 입수가능한 QUINTONE 산 개질화된 C5 수지, C5/C9 수지, 및 산-개질화된 C5/C9 수지; 및 Yasuhara에서 입수가능한 CLEARON 수소화된 테르펜 수지가 포함된다.
일부 실시 양태에서, 탄화수소 수지의 연화점은 약 80 ℃ 내지 약 180 ℃, 특히 약 100 ℃ 내지 약 170 ℃, 보다 특히 약 110 ℃ 내지 약 150 ℃, 보다 더 특히 약 120 ℃ 내지 약 130 ℃이다. 연화점은 ASTM E28-99에 따라 링앤볼 (ring and ball) 연화점으로서 측정된다. 구체적인 탄화수소 수지는 연화점이 약 125 ℃인 ARKON P125이다.
조성물은 탄화수소 수지를 조성물의 총 중량을 기준으로 약 2 중량% 내지 약 8 중량%, 특히 약 2 중량% 내지 약 7 중량%, 보다 특히 약 3 중량% 내지 약 6 중량%의 양으로 포함한다.
조성물은 선택적으로는, 폴리스티렌을 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시 양태에서, 폴리스티렌은 혼성배열 (atactic) 폴리스티렌이다. 다른 실시 양태에서, 폴리스티렌은 교대배열 (syndiotactic) 폴리스티렌이다. 존재하는 경우, 폴리스티렌의 양은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.5 중량% 내지 약 6 중량%, 특히 약 1 중량% 내지 약 5 중량%이다. 폴리스티렌이 존재하는 경우, 폴리스티렌 및 고무-개질화된 폴리스티렌의 총량은 약 2 중량% 내지 약 8 중량%, 특히 약 2 중량% 내지 약 7 중량%, 보다 특히 약 3 중량% 내지 약 6 중량%이다.
조성물은 선택적으로는, 안정화제, 이형제, 가공 보조제, 드립 지연제, 핵화제, UV 차단제, 염료, 안료, 항산화제, 대전방지제, 광유, 금속 불활성화제, 블로킹 방지제, 나노클레이, 및 전기 전도성 제제와 같은 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 존재하는 경우, 모든 첨가제의 총량은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%, 특히 약 1 중량% 내지 약 4 중량%, 보다 특히 약 1.5 중량% 내지 약 3 중량%일 수 있다.
일부 실시 양태에서, 조성물은 폴리에스테르, 폴리아미드, 알케닐 방향족 화합물과 공액 디엔의 비수소화된 블록 공중합체, EPDM 고무, 열가소성 폴리올레핀, 및 열가소성 가황물로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체를 약 1 중량% 미만, 구체적으로는 약 0.5 중량% 미만, 보다 구체적으로는 약 0.1 중량% 미만으로 포함한다. 일부 실시 양태에서, 조성물은 알케닐 방향족 화합물의 폴리아미드, 폴리에스테르, 알케닐 방향족 화합물과 공액 디엔의 비수소화된 블록 공중합체, EPDM 고무, 열가소성 폴리올레핀, 및 열가소성 가황물을 포함하지 않는다.
EPDM 고무는 에틸렌, 알파-올레핀 및 디엔의 삼중합체 또는 인터폴리머 (interpolymer)이다. 구체적인 EPDM 고무는, 에틸렌, 3개 내지 16개의 탄소 원자를 포함하는 알파-올레핀, 및 5개 내지 20개의 탄소 원자를 가지는 비-공액 환형 또는 열린-사슬 (open-chain) 디엔의 삼중합체, 또는 인터폴리머를 포함한다.
EPDM 고무를 제조하는 데 사용되는 알파-올레핀은 화학식 CH2=CHR (상기 식에서, R 은 포화 알킬, 예를 들어, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필 등일 수 있음)을 가진 알파-올레핀이다. 구체적인 EPDM 고무는 알파-모노올레핀로서 폴리프로필렌을 포함한다.
사용될 수 있는 적합한 디엔의 예는, 1,4-헥사디엔; 1,6-옥타디엔; 2-메틸-1,5-헥사디엔; 6-메틸-1,5-헵타디엔; 7-메틸-1,6-옥타디엔; 11-에틸-1,11-트리데카디엔; 9-에틸-1,9-운데카디엔; 이소프렌; 1,4-펜타디엔; 1,3-펜타디엔; 1,4,9-데카트리엔; 미르센 (myrcene); 1-페닐-1,3-부타디엔; p-디알릴벤젠; p-브로모알릴벤젠; 비닐-1-시클로헥센; 1,3,5-트리비닐시클로헥산; trans-1,2-디비닐시클로부탄; 1,5-시클로옥타-디엔; 1,3,5-시클로헵타트리엔; 1,5,9-시클로데카트리엔; 1,4-시클로헵타디엔; 시클로펜타디엔; 2,2'-비시클로펜테닐; 1,4-비스(시클로펜텐-2-일)부탄; 4,7,8,9-테트라히드로인덴; 6-메틸-4,7,8,9-테트라히드로인덴; 비시클로(3,3,0)-옥타디엔-2,6-디시클로펜타디엔; 2-메틸-2,5-노르보르나디엔; 5-메틸렌-2-노르보르넨; 5-에틸리덴-2-노르보르넨; 5-이소프로필리덴-2-노르보르넨; 5-이소프로페닐-2-노르보르넨 등이다.
EPDM 고무를 제조하는 방법은 당업자에게 공지되어 있다. 이들은 지글러 촉매의 존재 하에, 승온에서 물질 용매 중 단량체의 혼합물의 중합 반응과, 뒤이어 저급 알코올의 투입에 의한 촉매의 불활성화에 의해 제조될 수 있다. Tarney의 미국 특허 제3,000,866 호, Fisher의 제3,000,867 호, 및 Gresham 등의 제2,933,480 호는 제조 방법을 제공한다.
EPDM 고무는 에틸렌 약 10 몰% 내지 약 90 몰%, 알파-올레핀 약 10 몰% 내지 약 90 몰%, 및 디엔 약 0.1 몰% 내지 약 15 몰%를 포함할 것이다. EPDM 고무의 구체적인 예는 에틸렌, 프로필렌 및 5-에틸리덴-2-노르보르넨의 고무성 (rubbery) 인터폴리머; 및 에틸렌, 프로필렌 및 디시클로펜타디엔의 고무성 인터폴리머이다.
본원에서 "열가소성 폴리올레핀"은 열가소성 결정질 및 준결정질 폴리올레핀 단일중합체 및 공중합체 또는 이들의 조합을 지칭한다. 열가소성 폴리올레핀의 구체적인 예는 에틸렌 또는 프로필렌의 단일중합체, 에틸렌 및 프로필렌의 공중합체, 에틸렌 및 탄소수 4 내지 12인 알파-올레핀의 공중합체, 및 프로필렌 및 탄소수 4 내지 12인 알파-올레핀의 공중합체이다.
본원에서 "열가소성 가황물 (thermoplastic vulcanizate)"은 열가소성 폴리올레핀 및 동력학적으로 부분적으로 가황된 고무를 포함하는 블렌드를 지칭한다. 열가소성 가황물 및 이들의 제조는, 예를 들어, S. Abdou-Sabet, R. C. Puydak, and C. P. Rader, Rubber Chemistry and Technology, Vol. 69, pp. 476-493, 1996에 기술되어 있다. 열가소성 가황물에 사용되는 적합한 열가소성 폴리올레핀의 예는 열가소성 결정질 및 준결정질 폴리올레핀 단일중합체 및 공중합체 또는 이들의 조합이다. 열가소성 폴리올레핀의 구체적인 예는 에틸렌 또는 프로필렌의 단일중합체, 에틸렌 및 프로필렌의 공중합체, 에틸렌 및 탄소수 4 내지 12인 알파-올레핀의 공중합체, 프로필렌 및 탄소수 4 내지 12인 알파-올레핀의 공중합체이다. 공중합체 내 에틸렌 또는 프로필렌 함량은 공중합체가 준결정질일 정도로 충분히 높은 것이 중요하다. 이는 보통, 약 70 몰% 이상의 에틸렌 또는 프로필렌 함량에서 달성된다. 특히, 열가소성 폴리올레핀은 폴리프로필렌이다.
열가소성 가황물에 사용될 수 있는 고무의 예는, 동력학적 가황 (dynamic vulcanization)에 적합한 고무이다. 이러한 고무의 예는 에틸렌-프로필렌 공중합체 (EPM), 에틸렌-프로필렌-디엔 삼중합체, (EPDM), 스티렌 부타디엔 고무, 니트릴 부타디엔 고무, 이소부텐-이소프렌 고무, 스티렌-(에틸렌-스티렌)-부타디엔 블록 공중합체, 부틸 고무, 이소부틸렌-p-메틸스티렌 공중합체, 브롬화된 이소부틸렌-p-메틸스티렌 공중합체, 천연 고무, 및 이들의 블렌드이다. 특히, 고무는 EPDM 또는 EPM이다. 가장 특히, 고무는 EPDM이다. EPDM은 바람직하게는, 에틸렌 단량체 단위 약 50 중량부 내지 약 70 중량부, 알파-올레핀으로부터 기원하는 단량체 단위 약 30 중량부 내지 약 48 중량부, 및 비-공액 디엔으로부터 기원하는 단량체 단위 약 2 중량부 내지 약 12 중량부를 포함한다. 구체적인 알파-올레핀은 프로필렌이다. 바람직한 비-공액 디엔은 디시클로펜타디엔 (DCPD), 5-에틸리덴-2-노르보르넨 (ENB), 및 비닐노르보르넨 (VNB)을 포함한다.
고무의 동력학적 가황은 황, 황 화합물, 산화금속, 말레이미드, 페놀 수지 또는 과산화물과 같은 적합한 가황제의 존재 하에 수행된다. 이들 가황제는 당업계에 공지되어 있으며, 예를 들어, Puydak 등의 미국 특허 제5,100,947 호에 기술되어 있다. 실록산 화합물을 가황제로서 사용할 수도 있다. 예로는, 하이드로실란 및 비닐알콕시실란이 포함된다. 가황도 (degree of vulcanization)는 겔 함량에 관하여 표현될 수 있다. 겔 함량의 측정은 Puydak 등의 미국 특허 제5,100,947 호에 기술되어 있다. 열가소성 가황물 내 고무는 적어도 부분적으로 가황되며, 겔 함량을 약 60% 내지 약 100%로 가질 수 있다. 구체적으로는, 고무의 겔 함량은 약 80% 내지 약 100%이다. 보다 구체적으로는, 고무는 완전히 가황되며, 약 95% 이상의 겔 함량을 가진다.
열가소성 가황물은 시판되고 있으며, 공개된 방법들에 의해 제조될 수 있다. 예시적인 열가소성 가황물로는, 여러 가지 등급의 Monsanto사에서 입수가능한 SANTOPRENE, DSM사에서 입수가능한 Kelprox 및 SARLINK, 및 ExxonMobil사에서 입수가능한 TREFSIN이 포함된다.
일부 실시 양태에서, 조성물은 폴리(아릴렌 에테르), 고무-개질화된 폴리스티렌, 수소화된 블록 공중합체, 및 탄화수소 수지 이외의 임의의 중합체를 약 1 중량% 미만, 특히 약 0.5 중량% 미만, 보다 특히 약 0.1 중량% 미만으로 포함한다. 일부 실시 양태에서, 조성물은 폴리(아릴렌 에테르), 고무-개질화된 폴리스티렌, 수소화된 블록 공중합체, 및 탄화수소 수지 이외의 임의의 중합체를 포함하지 않는다.
일부 실시 양태에서, 조성물은 충전제를 약 1 중량% 미만, 특히 약 0.5 중량% 미만, 보다 특히 약 0.1 중량% 미만으로 포함한다. 일부 실시 양태에서, 조성물은 충전제를 포함하지 않는다. 용어 "충전제"는 과립 충전제 (예를 들어, 탈크), 섬유성 충전제 (예를 들어, 유리 섬유), 및 전기 전도성 충전제 (예를 들어, 전도성 카본 블랙, 탄소 나노튜브)를 포함한다. 전기 전도성 충전제에 대한 제약은, 전기 전도성이 낮으며 주로 착색에 사용되는 카본 블랙과 같은 안료에 적용되지 않음을 이해할 것이다.
일부 실시 양태에서, 조성물은 본질적으로 폴리(아릴렌 에테르), 고무-개질화된 폴리스티렌, 수소화된 블록 공중합체, 지방족 탄화수소 수지, 및 선택적으로는 조성물의 총 중량을 기준으로 충전제, 안정화제, 이형제, 가공 보조제, 드립 지연제, 핵화제, UV 차단제, 염료, 안료, 항산화제, 대전방지제, 광유, 금속 불활성화제, 블로킹 방지제, 나노클레이, 및 전기 전도성 제제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%, 특히 약 1 중량% 내지 약 4 중량%, 보다 특히 약 1.5 중량% 내지 약 3 중량%로 이루어진다. 이러한 맥락에서, "본질적으로 ~으로 이루어지는"은, 언급하지 않은 임의의 성분을, 유의하게 비중을 증가시키거나, 아이조드 노치드 충격 강도를 감소시키거나, 열변형 온도를 감소시키거나, 60°글로스를 감소시키거나, 또는 용융 유동 지수를 감소시키는 양으로 포함하지 않는다.
구체적인 실시 양태에서, 조성물은, 폴리(아릴렌 에테르) 약 80 중량% 내지 약 90 중량%; 고무-개질화된 폴리스티렌 약 3 중량% 내지 약 6 중량%; 수소화된 블록 공중합체 약 3 중량% 내지 약 6 중량%; 및 탄화수소 수지 약 3 중량% 내지 약 6 중량%를 포함하며; 상기 폴리(아릴렌 에테르)는, 클로로포름에서 25 ℃에서 측정 시, 약 0.35 ㎗/g 내지 약 0.50 ㎗/g의 고유 점도를 가진 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)이며; 상기 고무-개질화된 폴리스티렌은, 부피 평균 입자 직경이 약 0.4 ㎛ 내지 약 1 ㎛인 고무 입자를 고무-개질화된 폴리스티렌의 중량을 기준으로 약 10 중량% 내지 약 16 중량%로 포함하며; 상기 고무-개질화된 폴리스티렌의 겔 함량은 약 10 중량% 내지 약 16 중량%이고, 광유 함량은 약 1.5 중량% 미만이며; 상기 수소화된 블록 공중합체는 중량 평균 분자량이 약 240,000 원자 질량 단위 내지 약 400,000 원자 질량 단위인 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체이며; 및 상기 탄화수소 수지의 연화점은, ASTM E28-99에 따른 측정 시, 약 120 ℃ 내지 약 130 ℃이다.
비중 감소 외에도, 조성물은 아이조드 노치드 충격 강도, 열변형 온도, 60°글로스, 및 용융 유동 지수를 비롯한 물리적 특성의 바람직한 균형을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 양태에서, 조성물은 ASTM D792-08에 따른 측정 시, 23 ℃에서 약 1.3 이하의 비중을 가진다. 비중은 약 1 내지 약 1.3, 특히 약 1 내지 약 1.2, 보다 특히 약 1 내지 약 1.1일 수 있다. 노치드 아이조드 충격 강도는 상기 조성물의 연성 (ductility)의 측정값이다. 일부 실시 양태에서, 조성물은 ASTM D256-10에 따른 23 ℃에서의 측정 시, 약 50 J/m 이상의 노치드 아이조드 충격 강도를 나타낸다. 상기 노치드 아이조드 충격 강도는 약 50 J/m 내지 약 150 J/m, 특히 약 60 J/m 내지 약 120 J/m, 보다 특히, 약 70 J/m 내지 약 110 J/m일 수 있다. 열변형 온도는 조성물의 내열성에 대한 측정값이다. 일부 실시 양태에서, 상기 조성물은 방법 B 및 치수가 80 ㎜×10 ㎜×4 ㎜인 샘플을 이용해 ASTM D648-07에 따라 약 160 ℃ 이상의 열변형 온도를 나타낼 수 있다. 상기 열변형 온도는 약 160 ℃ 내지 약 180 ℃, 특히 약 165 ℃ 내지 약 170 ℃일 수 있다. 글로스는 조성물의 표면 반사율에 대한 측정값이다. 일부 실시 양태에서, 조성물은 80 ℃의 몰드 온도에서 성형된 물품 상에서 ASTM D523-08에 따른 측정 시, 약 85 이상의 60°글로스를 나타낸다. 상기 60°글로스는 약 85 내지 약 95, 특히 약 90 내지 약 95일 수 있다. 일부 실시 양태에서, 조성물은 ASTM D1238-10, 과정 B에 따라 5 ㎏의 하중 하에 300 ℃에서 측정 시, 5 g/10분 이상의 용융 유동 지수를 나타낸다. 상기 용융 유동 지수는 약 5 g/10분 내지 약 30 g/10분, 특히 약 5 g/10분 내지 약 20 g/10분, 보다 특히 약 5 g/10분 내지 약 10 g/10분, 보다 더 특히 약 5 g/10분 내지 약 8 g/10분일 수 있다. 상기 조성물은 전술한 특성 값들 중 2개 이상의 조합, 전술한 특성 값들 중 3개 이상의 조합, 전술한 특성 값들 중 4개 이상의 조합, 또는 전술한 특성 값들 중 모두의 조합을 나타낼 수 있다.
조성물은 개별 성분들을 함께 용융-블렌딩 또는 용융-니딩 (melt-kneading)함으로써 제조될 수 있다. 블렌딩 또는 니딩은 리본 블렌더, Henschel 믹서, Banbury 믹서, 드럼 텀블러 (drum tumbler), 단축 압출기, 이축 압출기, 다축 압출기, 코-니더 (co-kneader) 등과 같은 보편적인 장비를 사용해 수행될 수 있다.
물품은 형상화 (shaping), 압출, 또는 성형 (molding)에 의해 조성물로부터 형성될 수 있다. 일 실시 양태에서, 물품은 성형에 의해 형성된다. 사출 성형, 사출 압출 성형, 가스 어시스트 사출 성형 (gas assist injection molding), 회전 성형 (rotary molding), 압축 성형 등과 같은 여러 가지 알려진 성형 방법이 사용될 수 있다.
일 실시 양태에서, 물품은 사출 성형에 의해 형성된다. 사출 성형에서, 블렌딩 또는 니딩에 의해 형성되고 펠렛 형태로 있는 조성물은 오거 (auger)에 의해 호퍼 (hopper)로부터 가열된 사출 배럴 (heated injection barrel)로 공급된다. 상기 사출 배럴은 조성물을 몰드에 공급하기 위한 스크루 (screw), 및 외장 가열기 (external heater)를 포함한다. 일단 사출 배럴 내에 존재하면, 조성물은 사출 배럴에 의해 외부에서 가열되어, 상기 조성물이 부드러워지고 용융되어 용융된 조성물 또는 용융물이 형성된다. 상기 조성물은 조성물을 전방향으로 이동시키는 스크루의 전단력에 의해 더 가열된다. 일 실시 양태에서, 표적 용융 온도는 약 200 ℃ 내지 약 400 ℃, 특히 약 250 ℃ 내지 약 350 ℃, 보다 특히 약 280 ℃ 내지 약 320 ℃이다.
몰드를 완전히 채우기에 충분한 용융된 조성물의 양을 로드 (load), 또는 샷 (shot)이라고 한다. 상기 샷은 압력 하에 사출 스크루로부터 가열된 몰드로 힘을 받으며, 이상적으로는 상기 몰드의 개방된 용적 내의 보이드 (void)를 모두 채우게 된다. 그 후, 상기 조성물은 충분히 경화되어, 단단한 피스 (firm piece)로서 상기 몰드로부터 이형된다. 일 실시 양태에서, 몰드 온도는 약 50 ℃ 내지 약 200 ℃, 구체적으로는 약 50 ℃ 내지 약 150 ℃, 보다 구체적으로는 약 50 ℃ 내지 약 140 ℃이다. 일 실시 양태에서, 물품은 압축 사출 성형에 의해 형성된다. 압축 사출 성형은, 조성물이 몰드 내에 머무르는 동안 추가의 압축이 조성물에 부가된다는 점을 제외하고는, 사출 성형과 동일하다. Weber의 미국 특허 제5,916,496 호의 개시내용은 사출 성형 및 압축 사출 성형에 대한 설명을 제공하고 있다.
일 실시 양태에서, 물품은 금속화된다. 예를 들어, 진공 금속화가 사용될 수 있다. 진공 금속화로는, 진공 침착 및 진공 스퍼터링 공정이 둘 다 포함된다. 진공 금속화에 사용되는 금속의 예로는, 크롬, 알루미늄, 니켈 등이다. 일 실시 양태에서, 물품은 알루미늄 진공 침착에 의해 금속화된다. 일 실시 양태에서, 금속화 전에, 베이스 코트 (base coat)가 물품의 표면에 적용된다. 상기 베이스 코트는 표면 거칠기 (surface roughness)를 부드럽게 하는 작용을 하여, 높은 글로스의 금속 표면이 수득되게 된다. 베이스 코트의 적용 또는 진공 금속화 전에 접착력을 증가시키기 위해, 물품의 표면은 세정 또는 기름기제거 (degrease)될 수 있다. Konduri의 미국 특허 공보 제2008/0132630 호 및 Onda 등의 제2007/0117897 호는, 열가소성 조성물로부터 형성된 물품을 미백시키기 위한 베이스 코트의 용도, 및 진공 금속화에 대한 개시내용을 제공하고 있다.
전술한 조성물의 모든 변형은, 조성물을 포함하는 사출 성형품 뿐만 아니라 조성물 자체에 적용된다. 매우 다양한 물품이 상기 조성물을 이용해 제작될 수 있다. 일 실시 양태에서, 물품은 자동차 헤드라이트, 헤드라이트 베젤, 헤드라이트 익스텐션 (headlight extension), 및 헤드라이트 리플렉터 (headlight reflector)를 비롯한 라이트닝 물품용 성분이다. 상기 물품은 또한, 내부 조명 및 차량 인테리어 조명에 사용될 수도 있다. 자동차 헤드라이트 베젤은 익스텐션 리플렉터 또는 서브 리플렉터일 수 있다. 일 실시 양태에서, 상기 물품은 자동차 헤드라이트 베젤이다. 예시적인 헤드라이트 리플렉터의 한 이미지는 도면에 제공되어 있다.
본 발명은 적어도 하기 실시 양태들을 적어도 포함한다.
실시 양태 1:
사출 성형품으로서,
폴리(아릴렌 에테르) 약 76 중량% 내지 약 94 중량%;
부피 평균 입자 직경이 약 0.1 ㎛ 내지 약 2.0 ㎛인 고무 입자 (rubber particle)를 고무-개질화된 폴리스티렌의 중량을 기준으로 약 1 중량% 내지 약 30 중량%로 포함하는, 고무-개질화된 폴리스티렌 약 2 중량% 내지 약 8 중량%;
알케닐 방향족 화합물과 공액 디엔 (conjugated diene)의 수소화된 블록 공중합체 약 2 중량% 내지 약 8 중량% (상기 수소화된 블록 공중합체의 폴리(알케닐 방향족)의 함량은 수소화된 블록 공중합체의 중량을 기준으로 약 10 중량% 내지 약 45 중량%이며, 수소화된 블록 공중합체의 중량 평균 분자량은 약 200,000 원자 질량 단위 (atomic mass unit) 이상임); 및
탄화수소 수지 약 2 중량% 내지 약 8 중량%를 포함하는 조성물을 포함하며,
다른 중량 기준이 명시되지 않은 한, 모든 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 하는, 사출 성형품.
실시 양태 2:
실시 양태 1에 있어서,
상기 폴리(아릴렌 에테르)가, 클로로포름에서 25 ℃에서 측정 시, 약 0.20 ㎗/g 내지 약 0.60 ㎗/g의 고유 점도를 가진 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)인 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
실시 양태 3:
실시 양태 1 또는 2에 있어서,
상기 고무-개질화된 폴리스티렌의 겔 함량 (gel content)이 약 10 중량% 내지 약 40 중량%이고, 광유 함량이 약 2 중량% 미만인 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
실시 양태 4:
실시 양태 3에 있어서,
상기 고무-개질화된 폴리스티렌이, 부피 평균 입자 직경이 약 0.4 ㎛ 내지 약 1 ㎛인 고무 입자를 고무-개질화된 폴리스티렌의 중량을 기준으로 약 10 중량% 내지 약 16 중량%로 포함하며; 및
상기 고무-개질화된 폴리스티렌의 겔 함량이 약 20 중량% 내지 약 30 중량%이고, 광유 함량이 약 1.5 중량% 미만인 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
실시 양태 5:
실시 양태 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서,
상기 수소화된 블록 공중합체가 선형 블록 공중합체인 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
실시 양태 6:
실시 양태 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서,
상기 수소화된 블록 공중합체가 알케닐 방향족 화합물 및 공액 디엔 이외의 단량체 잔기 (residue)를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
실시 양태 7:
실시 양태 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서,
상기 알케닐 방향족 화합물이 스티렌이고,
상기 공액 디엔이 부타디엔인 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
실시 양태 8:
실시 양태 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서,
상기 수소화된 블록 공중합체가 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체를 포함하며, 수소화된 블록 공중합체의 총 중량을 기준으로 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌) 디블록 공중합체를 약 20 중량% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
실시 양태 9:
실시 양태 8에 있어서,
상기 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체가 실질적으로 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌) 디블록 공중합체를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
실시 양태 10:
실시 양태 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서,
상기 탄화수소 수지의 연화점 (softening point)이 ASTM E28-99에 따른 측정 시, 약 80 ℃ 내지 약 180 ℃인 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
실시 양태 11:
실시 양태 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서,
상기 열가소성 조성물이 폴리스티렌을 약 0.5 중량% 내지 약 6 중량%로 더 포함하되, 폴리스티렌 및 고무-개질화된 폴리스티렌의 총 중량이 조성물의 총 중량을 기준으로 약 2 중량% 내지 약 8 중량%인 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
실시 양태 12:
실시 양태 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서,
상기 조성물이 안정화제, 이형제, 가공 보조제, 드립 지연제 (drip retardant), 핵화제 (nucleating agent), UV 차단제, 염료, 안료, 항산화제, 대전방지제, 광유, 금속 불활성화제 (metal deactivator), 블로킹 방지제 (antiblocking agents), 나노클레이 (nanoclay), 및 전기 전도성 제제 (electrically conductive agent)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 조성물의 총 중량을 기준으로 모두 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%로 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
실시 양태 13:
실시 양태 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서,
알케닐 방향족 화합물과 공액 디엔의 비수소화된 블록 공중합체, 폴리아미드, 폴리에스테르, EPDM 고무, 열가소성 폴리올레핀, 및 열가소성 가황물 (thermoplastic vulcanizate)이 모두 상기 조성물에 포함되지 않는 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
실시 양태 14:
실시 양태 1 내지 13 중 어느 하나에 있어서,
상기 조성물이 폴리(아릴렌 에테르), 고무-개질화된 폴리스티렌, 수소화된 블록 공중합체, 및 탄화수소 수지 이외의 임의의 중합체를 약 1 중량% 미만으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
실시 양태 15:
실시 양태 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서,
상기 조성물이 충전제를 약 1 중량% 미만으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
실시 양태 16:
실시 양태 1 내지 10 중 어느 하나 또는 실시 양태 12 내지 15 중 어느 하나에 있어서,
상기 조성물이 본질적으로, 폴리(아릴렌 에테르), 고무-개질화된 폴리스티렌, 수소화된 블록 공중합체, 지방족 탄화수소 수지, 및 선택적으로는 조성물의 총 중량을 기준으로 충전제, 안정화제, 이형제, 가공 보조제, 드립 지연제, 핵화제, UV 차단제, 염료, 안료, 항산화제, 대전방지제, 광유, 금속 불활성화제, 블로킹 방지제, 나노클레이, 및 전기 전도성 제제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제 총 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
실시 양태 17:
실시 양태 1에 있어서,
상기 조성물이,
폴리(아릴렌 에테르) 약 80 중량% 내지 약 90 중량%;
고무-개질화된 폴리스티렌 약 3 중량% 내지 약 6 중량%;
수소화된 블록 공중합체 약 3 중량% 내지 약 6 중량%; 및
탄화수소 수지 약 3 중량% 내지 약 6 중량%를 포함하며;
상기 폴리(아릴렌 에테르)가, 클로로포름에서 25 ℃에서 측정 시, 약 0.35 ㎗/g 내지 약 0.50 ㎗/g의 고유 점도를 가진 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)이며;
상기 고무-개질화된 폴리스티렌이, 부피 평균 입자 직경이 약 0.4 ㎛ 내지 약 1 ㎛인 고무 입자를 고무-개질화된 폴리스티렌의 중량을 기준으로 약 10 중량% 내지 약 16 중량%로 포함하며;
상기 고무-개질화된 폴리스티렌의 겔 함량이 약 10 중량% 내지 약 16 중량%이고, 광유 함량이 약 1.5 중량% 미만이며;
상기 수소화된 블록 공중합체가, 중량 평균 분자량이 약 240,000 원자 질량 단위 내지 약 400,000 원자 질량 단위인 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체이며; 및
상기 탄화수소 수지의 연화점이, ASTM E28-99에 따른 측정 시, 약 120 ℃ 내지 약 130 ℃인 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
실시 양태 18:
실시 양태 17에 있어서,
상기 조성물이 하기 특성들 중 2가지 이상을 나타내는 것을 특징으로 하는, 사출 성형품:
ASTM D792-08에 따른 23 ℃에서의 측정 시, 약 1.3 이하의 비중;
ASTM D256-10에 따른 23 ℃에서의 측정 시, 약 50 J/m 이상의 아이조드 노치드 충격 강도 (Izod notched impact strength);
ASTM D648-07에 따른 1.82 ㎫의 응력 하에서의 측정 시, 약 160 ℃ 이상의 열변형 온도 (heat deflection temperature);
80 ℃의 몰드 온도 (mold temperature)에서 성형된 물품 상에서 ASTM D523-08에 따른 측정 시, 약 85 이상의 60°글로스 (gloss); 및
ASTM D1238-10, 과정 B에 따라 5 ㎏ 하중 하에 300 ℃에서 측정 시, 약 5 g/10분 이상의 용융 유동 지수 (melt flow index).
실시 양태 19:
실시 양태 1 내지 18 중 어느 하나에 있어서,
상기 사출 성형품이 자동차 헤드라이트 베젤 (automotive headlight bezel)인 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
실시 양태 20:
조성물로서,
폴리(아릴렌 에테르) 약 76 중량% 내지 약 94 중량%;
부피 평균 입자 직경이 약 0.1 ㎛ 내지 약 2.0 ㎛인 고무 입자를 고무-개질화된 폴리스티렌의 중량을 기준으로 약 1 중량% 내지 약 30 중량%로 포함하는, 고무-개질화된 폴리스티렌 약 2 중량% 내지 약 8 중량%;
알케닐 방향족 화합물과 공액 디엔의 수소화된 블록 공중합체 약 2 중량% 내지 약 8 중량% (상기 수소화된 블록 공중합체의 폴리(알케닐 방향족)의 함량은 수소화된 블록 공중합체의 중량을 기준으로 약 10 중량% 내지 약 45 중량%이며, 수소화된 블록 공중합체의 중량 평균 분자량은 약 200,000 원자 질량 단위 이상임); 및
탄화수소 수지 약 2 중량% 내지 약 8 중량%를 포함하며,
다른 중량 기준이 명시되지 않은 한, 모든 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한 것인, 조성물.
실시 양태 21:
실시 양태 20에 있어서,
상기 폴리(아릴렌 에테르)가, 클로로포름에서 25 ℃에서 측정 시, 약 0.20 ㎗/g 내지 약 0.60 ㎗/g의 고유 점도를 가진 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)인 것을 특징으로 하는, 조성물.
실시 양태 22:
실시 양태 20 또는 21에 있어서,
상기 고무-개질화된 폴리스티렌의 겔 함량이 약 10 중량% 내지 약 40 중량%이고, 광유 함량이 약 2 중량% 미만인 것을 특징으로 하는, 조성물.
실시 양태 23:
실시 양태 22에 있어서,
상기 고무-개질화된 폴리스티렌이, 부피 평균 입자 직경이 약 0.4 ㎛ 내지 약 1 ㎛인 고무 입자를 고무-개질화된 폴리스티렌의 중량을 기준으로 약 10 중량% 내지 약 16 중량%로 포함하며; 및
상기 고무-개질화된 폴리스티렌의 겔 함량이 약 20 중량% 내지 약 30 중량%이고, 광유 함량이 약 1.5 중량% 미만인 것을 특징으로 하는, 조성물.
실시 양태 24:
실시 양태 20 내지 23 중 어느 하나에 있어서,
상기 수소화된 블록 공중합체가 선형 블록 공중합체인 것을 특징으로 하는, 조성물.
실시 양태 25:
실시 양태 20 내지 24 중 어느 하나에 있어서,
상기 수소화된 블록 공중합체가 알케닐 방향족 화합물 및 공액 디엔 이외의 단량체 잔기를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 조성물.
실시 양태 26:
실시 양태 20 내지 25 중 어느 하나에 있어서,
상기 알케닐 방향족 화합물이 스티렌이고,
상기 공액 디엔이 부타디엔인 것을 특징으로 하는, 조성물.
실시 양태 27:
실시 양태 20 내지 26 중 어느 하나에 있어서,
상기 수소화된 블록 공중합체가 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체를 포함하며, 수소화된 블록 공중합체의 총 중량을 기준으로 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌) 디블록 공중합체를 약 20 중량% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
실시 양태 28:
실시 양태 27에 있어서,
상기 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체가 실질적으로 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌) 디블록 공중합체를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 조성물.
실시 양태 29:
실시 양태 20 내지 28 중 어느 하나에 있어서,
상기 탄화수소 수지의 연화점이, ASTM E28-99에 따른 측정 시, 약 80 ℃ 내지 약 180 ℃인 것을 특징으로 하는, 조성물.
실시 양태 30:
실시 양태 20 내지 29 중 어느 하나에 있어서,
폴리스티렌을 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.5 중량% 내지 약 6 중량%로 더 포함하되, 폴리스티렌 및 고무-개질화된 폴리스티렌의 총 중량이 조성물의 총 중량을 기준으로 약 2 중량% 내지 약 8 중량%인 것을 특징으로 하는, 조성물.
실시 양태 31:
실시 양태 20 내지 30 중 어느 하나에 있어서,
알케닐 방향족 화합물과 공액 디엔의 비수소화된 블록 공중합체, 폴리아미드, 폴리에스테르, EPDM 고무, 열가소성 폴리올레핀, 및 열가소성 가황물이 모두 상기 조성물에 포함되지 않는 것을 특징으로 하는, 조성물.
실시 양태 32:
실시 양태 20 내지 31 중 어느 하나에 있어서,
폴리(아릴렌 에테르), 고무-개질화된 폴리스티렌, 수소화된 블록 공중합체, 및 탄화수소 수지 이외의 임의의 중합체를 약 1 중량% 미만으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
실시 양태 33:
실시 양태 20 내지 32 중 어느 하나에 있어서,
충전제를 약 1 중량% 미만으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
실시 양태 34:
실시 양태 20 내지 33 중 어느 하나에 있어서,
안정화제, 이형제, 가공 보조제, 드립 지연제, 핵화제, UV 차단제, 염료, 안료, 항산화제, 대전방지제, 광유, 금속 불활성화제, 블로킹 방지제, 나노클레이, 및 전기 전도성 제제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
실시 양태 35:
실시 양태 20 내지 29 중 어느 하나 또는 실시 양태 31 내지 34 중 어느 하나에 있어서,
본질적으로, 폴리(아릴렌 에테르), 고무-개질화된 폴리스티렌, 수소화된 블록 공중합체, 지방족 탄화수소 수지, 및 선택적으로는 조성물의 총 중량을 기준으로 충전제, 안정화제, 이형제, 가공 보조제, 드립 지연제, 핵화제, UV 차단제, 염료, 안료, 항산화제, 대전방지제, 광유, 금속 불활성화제, 블로킹 방지제, 나노클레이, 및 전기 전도성 제제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제 총 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 조성물.
실시 양태 36:
실시 양태 20에 있어서,
상기 열가소성 조성물이,
폴리(아릴렌 에테르) 약 80 중량% 내지 약 90 중량%;
고무-개질화된 폴리스티렌 약 3 중량% 내지 약 6 중량%;
수소화된 블록 공중합체 약 3 중량% 내지 약 6 중량%; 및
탄화수소 수지 약 3 중량% 내지 약 6 중량%를 포함하며;
상기 폴리(아릴렌 에테르)가, 클로로포름에서 25 ℃에서 측정 시, 약 0.35 ㎗/g 내지 약 0.50 ㎗/g의 고유 점도를 가진 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)이며;
상기 고무-개질화된 폴리스티렌이, 부피 평균 입자 직경이 약 0.4 ㎛ 내지 약 1 ㎛인 고무 입자를 고무-개질화된 폴리스티렌의 중량을 기준으로 약 10 중량% 내지 약 16 중량%로 포함하며;
상기 수소화된 블록 공중합체가, 중량 평균 분자량이 약 240,000 원자 질량 단위 내지 약 400,000 원자 질량 단위인 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체이며; 및
상기 탄화수소 수지의 연화점이, ASTM E28-99에 따른 측정 시, 약 120 ℃ 내지 약 130 ℃인 것을 특징으로 하는, 조성물.
실시 양태 37:
실시 양태 36에 있어서,
상기 조성물이 하기 특성들 중 2가지 이상을 나타내는 것을 특징으로 하는, 조성물:
ASTM D792-08에 따른 23 ℃에서의 측정 시, 약 1.3 이하의 비중;
ASTM D256-10에 따른 23 ℃에서의 측정 시, 약 50 J/m 이상의 아이조드 노치드 충격 강도;
ASTM D648-07에 따른 1.82 ㎫의 응력 하에서의 측정 시, 약 160 ℃ 이상의 열변형 온도;
80 ℃의 몰드 온도에서 성형된 물품 상에서 ASTM D523-08에 따른 측정 시, 약 85 이상의 60°글로스; 및
ASTM D1238-10, 과정 B에 따라 5 ㎏ 하중 하에 300 ℃에서 측정 시, 약 5 g/10분 이상의 용융 유동 지수.
본 발명은 하기 비-제한적 실시예로 더 설명된다.
실시예 1 내지 2, 및 비교예 1 내지 11
실시예에서 조성물을 제조하는 데 사용되는 개별 성분들은 하기 표 1에 요약되어 있다.
성분 설명
PPE 0.3 IV 클로로포름에서 25 ℃에서 측정 시, 0.3 ㎗/g의 고유 점도를 가진 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르), CAS Reg. No. 25134-01-4.
PPE 0.4 IV 클로로포름에서 25 ℃에서 측정 시, 0.4 ㎗/g의 고유 점도를 가진 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르), CAS Reg. No. 25134-01-4.
PPE 0.46 IV 클로로포름에서 25 ℃에서 측정 시, 0.46 ㎗/g의 고유 점도를 가진 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르), CAS Reg. No. 25134-01-4.
PS MFI 22 22 g/10분의 용융 유동 지수 및 4 중량%의 광유 함량을 가진 혼성배열 폴리스티렌.
PS MFI 2.4 2.4 g/10분의 용융 유동 지수를 가지며 광유를 포함하지 않는 혼성배열 폴리스티렌.
PS MFI 8 8 g/10분의 용융 유동 지수 및 2 중량% 미만의 광유 함량을 가진 혼성배열 폴리스티렌.
HIPS 0.6 ㎛의 부피 평균 입자 직경, 13.0 중량%의 고무 함량, 12.9 중량%의 겔 함량, 1.0 중량%의 광유 함량을 가진 고 충격 폴리스티렌, Toyo Styrene K.K.에서 TOYO XL1로서 입수가능함.
HC 탄화수소 수지, CAS Reg. No. 123465-34-9, Arakawa Chemical사에서ARKON P-125로서 입수가능함.
SEBS 고분자량 30.0-33.0 중량%의 폴리스티렌 함량 및 약 240,000-301,000의 중량 평균 분자량을 가진 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체, CAS Reg. No. 66070-58-4, Kraton Polymer Ltd.에서 KRATON G1651로서 입수가능함.
SEBS 저분자량 28.8-31.6 중량%의 폴리스티렌 함량 및 약 117,000의 중량 평균 분자량을 가진 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체, CAS Reg. No. 66070-58-4, Kraton Polymer Ltd.에서 KRATON G1650으로서 입수가능함.
폴리옥테니렌 190 ℃/2.16 ㎏s에서 0.91 g/㎤의 밀도 및 18 ㎤/10분의 MVR을 가진 폴리옥테니렌, CAS Reg. No. 25267-51-0, EVONIK사에서 VESTENAMER 8012로서 입수가능함.
PE 190 ℃/2.16 ㎏s에서 0.91 g/㎤의 밀도 및 25 ㎤/10분의 MVR을 가진 폴리에틸렌, CAS Reg. No. 9002-88-4, Nippon Unicar에서 NUC Polyethylene DNDJ0405로서 입수가능함.
PETS 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트, CAS Reg. No. 115-83-3.
포스파이트 168 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐) 포스파이트, CAS Reg. No. 31570-04-4.
MgO 산화마그네슘, CAS Reg. No. 1309-48-4, Kyowa Chemical Co. Ltd.에서 KYOWAMAG 150으로서 입수가능함.
ZnS 황화아연, CAS Reg. No. 1314-98-3, Sachtleben Chemie GmbH에서 Sachtolith HD로서 입수가능함.
카본 블랙 ASTM D1510에 따른 측정 시 약 142 mg/g의 요오드 수를 가지고 ASTM D1513에 따른 측정 시 352 ㎏s/㎥의 밀도를 가진 카본 블랙, Cabot Corporation에서 VULCAN 9A32로서 입수가능함.
TiO2 이산화티탄, CAS Reg. No. 13463-67-7.
조성물은 하기 표 2에 요약되어 있으며, 모든 성분의 양은 중량부로 표시되어 있다.
모든 조성물은, 280 회전수/분 및 40 ㎏s/시의 공급 속도에서 작동하는 Toshiba TEM 50 ㎜ 공-회전 이축 압출기 상에서 제조하였다. 마일드 스크루 디자인 (mild screw desing)을 이용해, 용융 온도를 635℉ (335 ℃) 이하로 유지하였다. 배럴 설정 온도는 공급 스로트 (feed throat)에서 다이 (die)까지 240-260-300-300-300-300-300 ℃였다. 수조를 통해 압출물을 냉각시키고 펠렛화한 후, 물리적 특성 시험 표본을, 572℉ (300 ℃)의 표적 용융 온도 및 176℉ (80 ℃)의 몰드 온도를 이용한 사출 성형에 의해 제조하였다. 글로스 측정 시험 표본은, 176℉ (80 ℃) 또는 248℉ (120 ℃)의 몰드 온도를 이용하는 점을 제외하고는, 동일한 조건 하에 성형하였다.
특성들을 또한, 하기 표 2에 요약한다. 노치드 아이조드 충격 강도 (J/m로 표현됨)를 ASTM D256-10에 따라 23 ℃에서 측정하였다. 항복 인장 강도 (tensile stength at yield) (㎫로 표현됨) 및 파단 신율 (%로 표현됨)을 ASTM D638-10에 따라 23 ℃에서 측정하였다. 굴곡 탄성률 및 굽힘 강도 (둘 다 ㎫로 표현됨)는 ASTM D790-10에 따라 23 ℃에서 측정하였다. 열변형 온도 (℃로 표현됨)는 방법 B 및 80 ㎜×10 ㎜×4 ㎜를 가진 샘플을 이용해, ASTM D648-07에 따라 0.455 ㎫ 또는 1.82 ㎫의 응력 하에 측정하였다. 용융 유동 지수 (g/10분으로 표현됨)는 ASTM D1238-10, 과정 B에 따라 5 ㎏s의 하중 하에 300 ℃에서 측정하였다. 비중은 ASTM D792-08에 따라 23 ℃에서 측정하였다. 글로스는 80 ℃ 또는 120 ℃의 몰드 툴 온도를 이용해 성형된 물품 상에서 ASTM D523에 따라 60°에서 측정하였다.
표 2의 실시예 1 및 2는 폴리(아릴렌 에테르), 고무-개질화된 폴리스티렌, 고분자량 수소화된 블록 공중합체, 및 지방족 탄화수소 수지를 포함한다. 실시예 1 및 2 모두에서, 비중, 충격 강도, 내열성, 용융 유동, 및 글로스의 우수한 균형이 달성된다.
고무-개질화된 폴리스티렌을 폴리스티렌으로 대체하고 고분자량 수소화된 블록 공중합체 및 지방족 탄화수소 수지를 생략한 비교예 1, 5, 7, 및 11은 실시예 1 및 2와 비교해, 노치드 아이조드 충격 강도가 크게 감소하였다.
고분자량 수소화된 블록 공중합체 및 지방족 탄화수소 수지를 생략한 비교예 2 및 8은 실시예 1 및 2와 비교해, 노치드 아이조드 충격 강도가 크게 감소하였다.
고무-개질화된 폴리스티렌을 폴리스티렌으로 대체하고 지방족 탄화수소 수지를 생략한 비교예 3 및 9는 실시예 1 및 2와 비교해, 노치드 아이조드 충격 강도가 크게 감소하였다.
탄화수소 수지를 생략한 비교예 4 및 10은 실시예 1 및 2와 비교해 불량한 글로스 값을 나타낸다.
이들 실시예에서 알 수 있듯이, 비중 및 물리적 특성의 개선된 균형을 제공하는 것은 폴리(아릴렌 에테르), 고무-개질화된 폴리스티렌, 수소화된 블록 공중합체, 및 탄화수소 수지의 구체적인 양의 조합이다. 따라서, 상기 조성물로부터 사출 성형된 물품은 종래의 사출 성형 조성물로부터 성형된 부품보다 더 가벼울 뿐만 아니라 자동차 부품에 대한 성능 표준들을 충족시킬 것이다.
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 실시예1
조성물 　 　 　 　 　 　
PPE 0.3 IV 88.7 88.7 84.7 84.7 0 0
PPE 0.4 IV 0 0 0 0 90 84.7
PPE 0.46 IV 0 0 0 0 0 0
PS MFI 22 0 0 0 0 0 0
PS MFI 2.4 0 0 0 0 10 0
PS MFI 8 10 0 10 0 0 0
HIPS 0 10 0 10 0 5
HC 0 0 0 0 0 5
SEBS, 고분자량 0 0 4 4 0 4
SEBS, 저분자량 0 0 0 0 0 0
폴리옥테니렌 0 0 0 0 0 0
PE 0 0 0 0 0 0
PETS 0.7 0.7 0.7 0.7 0 0.7
포스파이트 168 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
MgO 0.15 0.15 0.15 0.15 0 0.15
ZnS 0.15 0.15 0.15 0.15 0 0.15
카본 블랙 0.5 0.5 0.5 0.5 0.2 0.5
TiO2 0 0 0 0 0 0
총 100.5 100.0 100.0 100.0 100.3 100.0
특성
아이조드 노치드 충격 (J/m) 25 37 45 104 23 105
인장 강도, 항복 (MPa) 83 80 78 73 84 73
파단 신율 (%) 12 17 15 17 16 17
굽힘 강도 (MPa) 120 115 111 105 120 105
굴곡 탄성률 (MPa) 2696 2594 2533 2410 2663 2415
0.455 MPa에서의 HDT ( ℃) 182 182 179 182 184 180
1.82 MPa에서의 HDT ( ℃) 169 169 166 168 174 166
300 ℃, 5 kg에서의 MFI (g/10분) 8.1 7.2 8.2 5.6 8.6 7.8
비중 (g/㎤) 1.08 1.07 1.07 1.07 1.07 1.06
60°글로스, 80 ℃에서 몰드 툴 95 92 92 84 -- 94
60°글로스, 120 ℃에서 몰드 툴 -- -- -- -- 100 --
비교예 7 비교예 8 비교예 9 비교예 10 비교예 11 실시예 2
조성물 　 　 　 　 　 　
PPE 0.3 IV 0 0 0 0 90 0
PPE 0.4 IV 0
PPE 0.46 IV 88.7 88.7 84.7 84.7 0 84.7
PS MFI 22 　0 0 0 0 10 0
PS MFI 2.4 0 0 0 0 0 0
PS MFI 8 10 0 10 0 0 0
HIPS 0 10 0 10 0 5
HC 0 0 0 0 0 5
SEBS, 고분자량 0 0 4 4 0 4
SEBS, 저분자량 0 0 0 0 0 0
폴리옥테니렌 　0 　0 0 0 0 0
PE 　0 0 0 0 0 0
PETS 0.7 0.7 0.7 0.7 　0 0.7
포스파이트 168 0.3 0.3 0.3 0.3 　0 0.3
MgO 0.15 0.15 0.15 0.15 　0 0.15
ZnS 0.15 0.15 0.15 0.15 　0 0.15
카본 블랙 0.5 0.5 0.5 0.5 　0 0.5
TiO2 　0 　0 0 0 0 0
총 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
특성
아이조드 노치드 충격 (J/m) 26 42 40 91 9.2 77
인장 강도, 항복 (MPa) 84 80 78 75 72 75
파단 신율 (%) 28 26 18 19 5 15
굽힘 강도 (MPa) 121 117 112 106 114 107
굴곡 탄성률 (MPa) 2687 2610 2562 2451 2639 2440
0.455 MPa에서의 HDT ( ℃) 181 181 179 180 187 181
1.82 MPa에서의 HDT ( ℃) 169 169 165 166 175 167
300 ℃, 5 kg에서의 MFI (g/10분) 5.3 4.3 5.3 4.4 26.1 5.3
비중 1.08 1.07 1.07 1.07 1.07 1.06
60°글로스, 몰드 온도 80 ℃ 96 77 88 74 112 91
60°글로스, 몰드 온도 120 ℃ -- -- -- -- -- --
이러한 기술된 설명은 실시예를 이용하여 최상의 모드를 포함한 본 발명을 개시하며, 당해 기술분야의 당업자가 본 발명을 제조 및 이용할 수 있게 한다. 본 발명의 특허가능한 범위는 청구항에 의해 규정되며, 당해 기술분야의 당업자에 의해 시행되는 다른 실시예를 포함할 수 있다. 이러한 다른 실시예는, 이들이 청구항의 내용과 상이하지 않은 구조적 요소들을 가지거나, 또는 이들이 청구항의 내용과 약간의 차이를 가진 등가의 구조적 요소들을 포함하는 경우, 청구항의 범위에 포함된다.
모든 언급한 특허, 특허 출원, 및 다른 참조문헌들은 원용에 의해 본 명세서에 포함된다. 그러나, 본 출원의 용어가, 포함된 참조문헌의 용어와 대비 또는 상충하는 경우, 본 출원의 용어가 포함된 참조문헌의 상충하는 용어에 우선한다.
본원에서 개시된 모든 범위는 종점을 포함하는 것이며, 이들 종점은 독립적으로 서로 조합가능하다.
용어 "단수형" 및 본 발명을 기술하는 문맥 (특히, 하기 청구항의 문맥)에서의 유사한 표현들은, 본원에서 다르게 명시되지 않거나 문맥상 명확하게 대조되지 않은 한, 단수형 및 복수형 둘 다를 포함하고자 하는 것이다. 아울러, 용어 "제1," "제2" 등은 임의의 순서, 양 또는 중요도를 언급하는 것이 아니며 그보다는 하나의 요소를 다른 요소와 구별하는 데 사용되는 것임을 추가로 인지해야 한다. 양과 관련하여 사용되는 표현 "약"은 언급한 값을 포함하며, 문맥상 나타낸 의미를 가진다 (예를 들어, 이는 특정 양의 측정과 관련된 오차의 정도를 포함함).

Claims (37)

  1. 사출 성형품으로서,
    폴리(아릴렌 에테르) 약 76 중량% 내지 약 94 중량%;
    부피 평균 입자 직경이 약 0.1 ㎛ 내지 약 2.0 ㎛인 고무 입자 (rubber particle)를 고무-개질화된 폴리스티렌의 중량을 기준으로 약 1 중량% 내지 약 30 중량%로 포함하는, 고무-개질화된 폴리스티렌 약 2 중량% 내지 약 8 중량%;
    알케닐 방향족 화합물과 공액 디엔 (conjugated diene)의 수소화된 블록 공중합체 약 2 중량% 내지 약 8 중량% (상기 수소화된 블록 공중합체의 폴리(알케닐 방향족)의 함량은 수소화된 블록 공중합체의 중량을 기준으로 약 10 중량% 내지 약 45 중량%이며, 수소화된 블록 공중합체의 중량 평균 분자량은 약 200,000 원자 질량 단위 (atomic mass unit) 이상임); 및
    탄화수소 수지 약 2 중량% 내지 약 8 중량%를 포함하는 조성물을 포함하며,
    다른 중량 기준이 명시되지 않은 한, 모든 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 하는, 사출 성형품.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 폴리(아릴렌 에테르)가, 클로로포름에서 25 ℃에서 측정 시, 약 0.20 ㎗/g 내지 약 0.60 ㎗/g의 고유 점도를 가진 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)인 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 고무-개질화된 폴리스티렌의 겔 함량 (gel content)이 약 10 중량% 내지 약 40 중량%이고, 광유 함량이 약 2 중량% 미만인 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 고무-개질화된 폴리스티렌이, 부피 평균 입자 직경이 약 0.4 ㎛ 내지 약 1 ㎛인 고무 입자를 고무-개질화된 폴리스티렌의 중량을 기준으로 약 10 중량% 내지 약 16 중량%로 포함하며; 및
    상기 고무-개질화된 폴리스티렌의 겔 함량이 약 20 중량% 내지 약 30 중량%이고, 광유 함량이 약 1.5 중량% 미만인 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수소화된 블록 공중합체가 선형 블록 공중합체인 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수소화된 블록 공중합체가 알케닐 방향족 화합물 및 공액 디엔 이외의 단량체 잔기 (residue)를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알케닐 방향족 화합물이 스티렌이고,
    상기 공액 디엔이 부타디엔인 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수소화된 블록 공중합체가 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체를 포함하며, 수소화된 블록 공중합체의 총 중량을 기준으로 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌) 디블록 공중합체를 약 20 중량% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체가 실질적으로 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌) 디블록 공중합체를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄화수소 수지의 연화점 (softening point)이, ASTM E28-99에 따른 측정 시, 약 80 ℃ 내지 약 180 ℃인 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물이 폴리스티렌을 약 0.5 중량% 내지 약 6 중량%로 더 포함하되, 폴리스티렌 및 고무-개질화된 폴리스티렌의 총 중량이 조성물의 총 중량을 기준으로 약 2 중량% 내지 약 8 중량%인 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물이 안정화제, 이형제, 가공 보조제, 드립 지연제 (drip retardant), 핵화제 (nucleating agent), UV 차단제, 염료, 안료, 항산화제, 대전방지제, 광유, 금속 불활성화제 (metal deactivator), 블로킹 방지제 (antiblocking agents), 나노클레이 (nanoclay), 및 전기 전도성 제제 (electrically conductive agent)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 조성물의 총 중량을 기준으로 모두 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%로 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
  13. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    알케닐 방향족 화합물과 공액 디엔의 비수소화된 블록 공중합체, 폴리아미드, 폴리에스테르, EPDM 고무, 열가소성 폴리올레핀, 및 열가소성 가황물 (thermoplastic vulcanizate)이 모두 상기 조성물에 포함되지 않는 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
  14. 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물이 폴리(아릴렌 에테르), 고무-개질화된 폴리스티렌, 수소화된 블록 공중합체, 및 탄화수소 수지 이외의 임의의 중합체를 약 1 중량% 미만으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
  15. 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물이 충전제를 약 1 중량% 미만으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
  16. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항 또는 제 12 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물이 본질적으로, 폴리(아릴렌 에테르), 고무-개질화된 폴리스티렌, 수소화된 블록 공중합체, 지방족 탄화수소 수지, 및 선택적으로는 조성물의 총 중량을 기준으로 충전제, 안정화제, 이형제, 가공 보조제, 드립 지연제, 핵화제, UV 차단제, 염료, 안료, 항산화제, 대전방지제, 광유, 금속 불활성화제, 블로킹 방지제, 나노클레이, 및 전기 전도성 제제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제 총 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 조성물이,
    폴리(아릴렌 에테르) 약 80 중량% 내지 약 90 중량%;
    고무-개질화된 폴리스티렌 약 3 중량% 내지 약 6 중량%;
    수소화된 블록 공중합체 약 3 중량% 내지 약 6 중량%; 및
    탄화수소 수지 약 3 중량% 내지 약 6 중량%를 포함하며;
    상기 폴리(아릴렌 에테르)가, 클로로포름에서 25 ℃에서 측정 시, 약 0.35 ㎗/g 내지 약 0.50 ㎗/g의 고유 점도를 가진 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)이며;
    상기 고무-개질화된 폴리스티렌이, 부피 평균 입자 직경이 약 0.4 ㎛ 내지 약 1 ㎛인 고무 입자를 고무-개질화된 폴리스티렌의 중량을 기준으로 약 10 중량% 내지 약 16 중량%로 포함하며;
    상기 고무-개질화된 폴리스티렌의 겔 함량이 약 10 중량% 내지 약 16 중량%이고, 광유 함량이 약 1.5 중량% 미만이며;
    상기 수소화된 블록 공중합체가, 중량 평균 분자량이 약 240,000 원자 질량 단위 내지 약 400,000 원자 질량 단위인 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체이며; 및
    상기 탄화수소 수지의 연화점이, ASTM E28-99에 따른 측정 시, 약 120 ℃ 내지 약 130 ℃인 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 조성물이 하기 특성들 중 2가지 이상을 나타내는 것을 특징으로 하는, 사출 성형품:
    ASTM D792-08에 따른 23 ℃에서의 측정 시, 약 1.3 이하의 비중;
    ASTM D256-10에 따른 23 ℃에서의 측정 시, 약 50 J/m 이상의 아이조드 노치드 충격 강도 (Izod notched impact strength);
    ASTM D648-07에 따른 1.82 ㎫의 응력 하에서의 측정 시, 약 160 ℃ 이상의 열변형 온도 (heat deflection temperature);
    80 ℃의 몰드 온도 (mold temperature)에서 성형된 물품 상에서 ASTM D523-08에 따른 측정 시, 약 85 이상의 60°글로스 (gloss); 및
    ASTM D1238-10, 과정 B에 따라 5 ㎏ 하중 하에 300 ℃에서 측정 시, 약 5 g/10분 이상의 용융 유동 지수 (melt flow index).
  19. 제1 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사출 성형품이 자동차 헤드라이트 베젤 (automotive headlight bezel)인 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
  20. 조성물로서,
    폴리(아릴렌 에테르) 약 76 중량% 내지 약 94 중량%;
    부피 평균 입자 직경이 약 0.1 ㎛ 내지 약 2.0 ㎛인 고무 입자를 고무-개질화된 폴리스티렌의 중량을 기준으로 약 1 중량% 내지 약 30 중량%로 포함하는, 고무-개질화된 폴리스티렌 약 2 중량% 내지 약 8 중량%;
    알케닐 방향족 화합물과 공액 디엔의 수소화된 블록 공중합체 약 2 중량% 내지 약 8 중량% (상기 수소화된 블록 공중합체의 폴리(알케닐 방향족)의 함량은 수소화된 블록 공중합체의 중량을 기준으로 약 10 중량% 내지 약 45 중량%이며, 수소화된 블록 공중합체의 중량 평균 분자량은 약 200,000 원자 질량 단위 이상임); 및
    탄화수소 수지 약 2 중량% 내지 약 8 중량%를 포함하며,
    다른 중량 기준이 명시되지 않은 한, 모든 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한 것인, 조성물.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 폴리(아릴렌 에테르)가, 클로로포름에서 25 ℃에서 측정 시, 약 0.20 ㎗/g 내지 약 0.60 ㎗/g의 고유 점도를 가진 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)인 것을 특징으로 하는, 조성물.
  22. 제20 항 또는 제21 항에 있어서,
    상기 고무-개질화된 폴리스티렌의 겔 함량이 약 10 중량% 내지 약 40 중량%이고, 광유 함량이 약 2 중량% 미만인 것을 특징으로 하는, 조성물.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 고무-개질화된 폴리스티렌이, 부피 평균 입자 직경이 약 0.4 ㎛ 내지 약 1 ㎛인 고무 입자를 고무-개질화된 폴리스티렌의 중량을 기준으로 약 10 중량% 내지 약 16 중량%로 포함하며; 및
    상기 고무-개질화된 폴리스티렌의 겔 함량이 약 20 중량% 내지 약 30 중량%이고, 광유 함량이 약 1.5 중량% 미만인 것을 특징으로 하는, 조성물.
  24. 제20 항 내지 제23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수소화된 블록 공중합체가 선형 블록 공중합체인 것을 특징으로 하는, 조성물.
  25. 제20 항 내지 제24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수소화된 블록 공중합체가 알케닐 방향족 화합물 및 공액 디엔 이외의 단량체 잔기를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 조성물.
  26. 제20 항 내지 제25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알케닐 방향족 화합물이 스티렌이고,
    상기 공액 디엔이 부타디엔인 것을 특징으로 하는, 조성물.
  27. 제20 항 내지 제26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수소화된 블록 공중합체가 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체를 포함하며, 수소화된 블록 공중합체의 총 중량을 기준으로 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌) 디블록 공중합체를 약 20 중량% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
  28. 제27 항에 있어서,
    상기 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체가 실질적으로 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌) 디블록 공중합체를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 조성물.
  29. 제20 항 내지 제28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄화수소 수지의 연화점이, ASTM E28-99에 따른 측정 시, 약 80 ℃ 내지 약 180 ℃인 것을 특징으로 하는, 조성물.
  30. 제20 항 내지 제29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리스티렌을 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.5 중량% 내지 약 6 중량%로 더 포함하되, 폴리스티렌 및 고무-개질화된 폴리스티렌의 총 중량이 조성물의 총 중량을 기준으로 약 2 중량% 내지 약 8 중량%인 것을 특징으로 하는, 조성물.
  31. 제20 항 내지 제30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    알케닐 방향족 화합물과 공액 디엔의 비수소화된 블록 공중합체, 폴리아미드, 폴리에스테르, EPDM 고무, 열가소성 폴리올레핀, 및 열가소성 가황물이 모두 상기 조성물에 포함되지 않는 것을 특징으로 하는, 조성물.
  32. 제20 항 내지 제31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리(아릴렌 에테르), 고무-개질화된 폴리스티렌, 수소화된 블록 공중합체, 및 탄화수소 수지 이외의 임의의 중합체를 약 1 중량% 미만으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
  33. 제20 항 내지 제32 항 중 어느 한 항에 있어서,
    충전제를 약 1 중량% 미만으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
  34. 제20 항 내지 제33 항 중 어느 한 항에 있어서,
    안정화제, 이형제, 가공 보조제, 드립 지연제, 핵화제, UV 차단제, 염료, 안료, 항산화제, 대전방지제, 광유, 금속 불활성화제, 블로킹 방지제, 나노클레이, 및 전기 전도성 제제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
  35. 제20 항 내지 제29 항 중 어느 한 항 또는 제 31 항 내지 제34 항 중 어느 한 항에 있어서,
    본질적으로, 폴리(아릴렌 에테르), 고무-개질화된 폴리스티렌, 수소화된 블록 공중합체, 지방족 탄화수소 수지, 및 선택적으로는 조성물의 총 중량을 기준으로 충전제, 안정화제, 이형제, 가공 보조제, 드립 지연제, 핵화제, UV 차단제, 염료, 안료, 항산화제, 대전방지제, 광유, 금속 불활성화제, 블로킹 방지제, 나노클레이, 및 전기 전도성 제제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제 총 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 조성물.
  36. 제20 항에 있어서,
    상기 열가소성 조성물이,
    폴리(아릴렌 에테르) 약 80 중량% 내지 약 90 중량%;
    고무-개질화된 폴리스티렌 약 3 중량% 내지 약 6 중량%;
    수소화된 블록 공중합체 약 3 중량% 내지 약 6 중량%; 및
    탄화수소 수지 약 3 중량% 내지 약 6 중량%를 포함하며;
    상기 폴리(아릴렌 에테르)가, 클로로포름에서 25 ℃에서 측정 시, 약 0.35 ㎗/g 내지 약 0.50 ㎗/g의 고유 점도를 가진 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)이며;
    상기 고무-개질화된 폴리스티렌이, 부피 평균 입자 직경이 약 0.4 ㎛ 내지 약 1 ㎛인 고무 입자를 고무-개질화된 폴리스티렌의 중량을 기준으로 약 10 중량% 내지 약 16 중량%로 포함하며;
    상기 수소화된 블록 공중합체가, 중량 평균 분자량이 약 240,000 원자 질량 단위 내지 약 400,000 원자 질량 단위인 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 트리블록 공중합체이며; 및
    상기 탄화수소 수지의 연화점이, ASTM E28-99에 따른 측정 시, 약 120 ℃ 내지 약 130 ℃인 것을 특징으로 하는, 조성물.
  37. 제36 항에 있어서,
    상기 조성물이 하기 특성들 중 2가지 이상을 나타내는 것을 특징으로 하는, 조성물:
    ASTM D792-08에 따른 23 ℃에서의 측정 시, 약 1.3 이하의 비중;
    ASTM D256-10에 따른 23 ℃에서의 측정 시, 약 50 J/m 이상의 아이조드 노치드 충격 강도;
    ASTM D648-07에 따른 1.82 ㎫의 응력 하에서의 측정 시, 약 160 ℃ 이상의 열변형 온도;
    80 ℃의 몰드 온도에서 성형된 물품 상에서 ASTM D523-08에 따른 측정 시, 약 85 이상의 60°글로스; 및
    ASTM D1238-10, 과정 B에 따라 5 ㎏ 하중 하에 300 ℃에서 측정 시, 약 5 g/10분 이상의 용융 유동 지수.
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