KR20150023441A - 난연성 열가소성 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 물품 - Google Patents

Abstract

10 내지 75 중량%의 폴리카보네이트; 10 내지 30 중량%의 폴리에스테르; 10 내지 35 중량%의 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머; 및 포스파젠 난연제를 포함하는 난연성 조성물이 본 명세서에 개시되며, 모든 중량%는 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 한다. 또한, 30 내지 50 중량%의 폴리카보네이트; 10 내지 30 중량%의 폴리에스테르; 10 내지 35 중량%의 폴리실록산-폴리카보네이트; 및 포스파젠 난연제를 블렌딩하는 단계를 포함하는 난연성 조성물의 제조 방법이 본 명세서에 개시되며, 모든 중량%는 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 한다.

Description

난연성 열가소성 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 물품{Flame retardant thermoplastic compositions, methods of manufacture thereof and articles comprising the same}

관련된 상호 참조 출원

본 출원은 2012년 5월 24일 출원된 미국 임시 출원 제61/651,487호 및 2013년 1월 4일 출원된 미국 임시 출원 제61/748,795호에 대하여 우선권을 주장하고, 그 전체 내용이 참조에 의해 본 명세서에 통합된다.

본 개시는 난연성 열가소성 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 물품에 관한 것이다. 특히, 본 개시는 난연성 폴리에스테르 및 난연성 폴리에스테르 블렌드에 관한 것이다. 또한, 특히, 본 개시는 난연성 폴리페닐렌 에테르 및 난연성 폴리페닐렌 에테르 블렌드에 관한 것이다.

노트북 개인용 컴퓨터, 전자책 및 태블릿 개인용 컴퓨터와 같은 전자 및 전기 장치에서, 금속 몸체 패널은 중량이 더 가볍고 기계적 특성의 강력한 조합을 제공하는 재료에 의하여 대체되고 있다. 이러한 경량 재료들은 중량 절감, 비용 절감을 가져오며 복잡한 설계의 제조를 가능하게 한다.

이러한 경량 재료들이 더 얇은 단면 두께를 갖는 패널을 제조하는데 사용될 수 있으나, 뒤틀림(warping)을 방지하고, 동시에 내충격성을 향상시키기 위하여, 재료의 강성(stiffness)를 증가시키는 것이 바람직하다. 또한, 화재 관련 위험을 감소시키기 위해 재료의 난연성을 향상시키는 것이 바람직하다.

본 명세서에 개시된 난연성 조성물은, 10 내지 75 중량%의 폴리카보네이트; 10 내지 30 중량%의 폴리에스테르; 10 내지 35 중량%의 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머; 및 포스파젠(phosphazene) 난연제;를 포함하고, 모든 중량%는 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 한다.

또한, 본 명세서에 개시된 난연성 조성물의 제조 방법은, 10 내지 75 중량%의 폴리카보네이트; 10 내지 30 중량%의 폴리에스테르; 10 내지 35 중량%의 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머; 및 포스파젠 난연제;를 블렌딩하는 단계를 포함하고, 모든 중량%는 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 한다.

또한, 상기한 조성물로부터 제조된 물품이 본 명세서에 개시된다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태 및 "상기"는 복수의 지시대상을 포함한다. 용어 "조합"은 블렌드, 혼합물, 알로이(alloy), 반응 생성물 등을 포함한다. 달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 기술적 및 과학적 용어들은 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 화합물들은 표준 명명법을 사용하여 설명된다. 용어 "및 이들의 조합"은 명명된 성분 및/또는 구체적으로 명명되지는 않았으나 본질적으로 동일한 기능을 갖는 다른 성분을 포함한다.

실시예(operating examples) 이외에, 또는 달리 표시되지 않는 한, 본 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 성분의 양, 반응 조건 등을 지칭하는 모든 숫자 또는 표현은 모든 경우에 용어 "약"에 의해 변경되는 것으로 이해되어야 한다. 다양한 수치 범위가 본 특허 출원에 개시된다. 이러한 범위들은 연속적이기 때문에, 이들은 최소값과 최대값 사이에 있는 모든 값들을 포함한다. 동일한 특성 또는 성분에 관한 모든 범위의 종점(endpoint)들은 독립적으로 조합 가능하고 언급된 종점을 포함한다. 명백히 달리 표시되지 않는 한, 본 출원에서 명시된 다양한 수치 범위는 근사값이다. 용어 "0 초과 내지"의 양은 명명된 성분이 0 초과 및 명명된 더 높은 양 이하의 양 및 이를 포함하는 양으로 존재함을 의미한다.

전이어(transition term) "~을 포함하는"은 전이어 "~으로 이루어진" 및 "~으로 본질적으로 이루어진"을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "및/또는"은 "및" 뿐만 아니라 "또는"을 의미한다. 예를 들어, "A 및/또는 B"는 A, B 또는 A 및 B를 의미하는 것으로 해석된다.

모든 범위는 종점 및 종점들 사이의 모든 숫자를 포함한다. 명시된 범위에 존재하는 다양한 숫자는 조합 가능하다.

모든 ASTM 테스트 및 데이타는, 달리 언급되지 않는 한, 2003판 Annual Book of ASTM Standards로부터 얻는다. 인용된 참고 문헌 모두가 참조에 의해 본 명세서에 통합된다.

본 명세서에 개시된 난연성 조성물은, 폴리에스테르 및/또는 폴리에스테르 블렌드, 폴리카보네이트, 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머 및 포스파젠 난연성 화합물을 포함한다. 일 구현예에 있어서, 상기 폴리에스테르 블렌드는 폴리에스테르 및 폴리에스테르와 폴리카보네이트의 코폴리머(이후 상세하게 설명될 코폴리에스테르 카보네이트임)의 블렌드를 포함할 수 있다. 상기 난연성 조성물은 이를 쉽게 가공할 수 있게 하는 낮은 용융 점도뿐만 아니라 강성 및 연성의 적절한 조합을 나타낸다. 상기 난연성 조성물은 노트북 개인용 컴퓨터, 전자책, 태블릿 개인용 컴퓨터 등과 같은 전자 제품에 사용될 수 있다. 상기 난연성 조성물은 가시 파장 영역의 전자기적 진동수에서 투명하다. 대안적으로, 상기 난연성 조성물은 가시 파장 영역의 전자기적 진동수에서 광학적으로 불투명할 수 있다.

상기 난연성 조성물에서 사용되는 폴리에스테르는 하기 화학식 (1)의 반복 구조 단위를 갖는다:

(1)

여기서, 각각의 T는 독립적으로 동일하거나 또는 상이하고, 디카르복시산 또는 이들의 화학적 동등물로부터 유도된 C_{6 -10} 방향족 2가기이고, 각각의 D는 독립적으로, 디하이드록시 화합물 또는 이들의 화학적 동등물로부터 유도된 C_{2 -4} 알킬렌 2가기이다. 상이한 T 및/또는 D기의 조합을 함유하는 코폴리에스테르가 사용될 수 있다. 이산(diacid)의 화학적 동등물은 대응 에스테르, 알킬 에스테르(예를 들어, C_1-3 디알킬 에스테르), 디아릴 에스테르, 무수물, 염, 산 염화물, 산 브롬화물 등을 포함한다. 디하이드록시 화합물의 화학적 동등물은 대응 에스테르(예를 들어, C_1-3 디알킬 에스테르), 디아릴 에스테르 등을 포함한다. 상기 폴리에스테르는 분지형 또는 선형일 수 있다.

예시적인 폴리에스테르는 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) ("PAT"), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트 ("PBT"), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) ("PET"), 폴리(에틸렌 나프탈레이트) ("PEN"), 폴리(부틸렌 나프탈레이트) ("PBN"), 폴리(프로필렌 테레프탈레이트) ("PPT"), 폴리(사이클로헥산 디메탄올 테레프탈레이트) ("PCT"), 폴리(사이클로헥산-1,4-디메틸렌 사이클로헥산-1,4-디카르복실레이트)(폴리(1,4-사이클로헥산디메탄올 1,4-디카르복실레이트)로도 알려짐) ("PCCD"), 폴리(사이클로헥산디메탄올 테레프탈레이트), 폴리(사이클로헥실렌디메틸렌-코-에틸렌 테레프탈레이트), 사이클로헥산디메탄올-테레프탈산-이소프탈산 코폴리머 및 사이클로헥산디메탄올-테레프탈산-에틸렌 글리콜("PCTG" 또는 "PETG") 코폴리머를 포함한다. 사이클로헥산디메탄올의 몰비율이 에틸렌 글리콜의 몰비율보다 높은 경우, 상기 폴리에스테르는 PCTG로 지칭된다. 에틸렌 글리콜의 몰비율이 사이클로헥산 디메탄올의 몰비율보다 높은 경우, 상기 폴리에스테르는 PETG로 지칭된다.

예를 들어, 계면 중합, 용융 공정 축합, 용액상 축합, 및 에스테르교환 중합을 포함하는 당해 기술의 기술자에게 잘 알려진 방법에 의해 상기 폴리에스테르를 얻을 수 있다. 이러한 폴리에스테르 수지는 디올 또는 디올 동등물 성분과 이산 또는 이산의 화학적 동등물 성분과 축합 또는 에스테르 교환 중합을 통하여 전형적으로 얻어진다. 폴리에스테르의 제조 방법 및 열가소성 성형 조성물 중의 폴리에스테르의 사용은 당해 기술분야에 알려져 있다. 종래의 축중합 절차는 하기에서 설명되며, 일반적으로 미국 특허 번호 제2,465,319호, 제5,367,011호 및 제5,411,999를 참조한다. 축합 반응은 촉매의 사용에 의해 용이하게 될 수 있으며, 촉매의 선택은 반응물의 성질에 의해 결정된다. 다양한 촉매가 당해 기술에 알려져 있다. 예를 들어, 산 촉매작용을 사용하여, 디메틸 테레프탈레이트와 같은 디알킬 에스테르가 부틸렌 글리콜과 에스테르교환 반응하여 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)를 생성할 수 있다. 분지제, 예를 들어, 3개 이상의 히드록실기를 갖는 글리콜 또는 3관능성 또는 다관능성 카르복시산이 혼입된 분지형 폴리에스테르를 사용하는 것이 가능하다.

상업적인 PBT의 예는 SABIC에서 제조된 상표명 VALOX 315 및 VALOX 195로 입수가능한 PBT를 포함한다.

폴리에스테르의 조합, 예를 들어, 버진(virgin) 폴리에스테르(재활용된 폴리머 대신 버진 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트)를 포함하는 모노머로부터 유도된 폴리에스테르)의 조합이 사용될 수 있다. 또한, 코폴리에스테르를 형성하기 위해, 지방족 산 및/또는 지방족 폴리올로부터 유도된 단위, 소량, 예를 들어, 0.5 내지 30 중량%를 포함하는 제2 폴리에스테르가 본 명세서에서 상정된다. 상기 지방족 폴리올은 폴리(에틸렌 글리콜)과 같은 글리콜을 포함한다. 이러한 폴리에스테르는, 예를 들어, 미국 특허 번호 제2,465,319호(Whinfield et al.) 및 제3,047,539호(Pengilly)의 교시를 따라 제조될 수 있다. 블록 코폴리에스테르 수지 성분을 포함하는 제2 폴리에스테르가 또한 상정되며, 이는 (a) 직쇄 또는 분지쇄 폴리(알킬렌 테레프탈레이트); 및 (b) 직선형 지방족 디카르복시산 및 선택적으로, 테레프탈산 또는 이소프탈산과 같은 방향족 이염기(dibasic) 산과 1종 이상의 직쇄 또는 분지쇄 이가(dihydric) 지방족 글리콜의 코폴리에스테르;의 에스테르교환에 의해 제조될 수 있다. 높은 용융 강도가 중요한 경우에, 분지형 고 용융 점도 수지가 특히 유용하며, 상기 수지는 3개 이상의 에스테르 형성기를 함유하는 분지성 성분의 산 단위를 기준으로 소량, 예를 들어, 5 몰% 이하로 포함한다. 상기 분지성 성분은 폴리에스테르의 산 단위 부분, 글리콜 단위 부분에 분지를 제공하는 것이거나 또는 산 및 알코올 관능성을 모두 포함하는 하이브리드 분지제일 수 있다. 이러한 분지성 성분의 예는 트리메스산과 같은 트리카르복시산 및 이들의 저급 알킬 에스테르 등; 피로멜리트산과 같은 테트라카르복시산 및 이들의 저급 알킬 에스테르 등; 또는 바람직하게는, 폴리올 및 특히 바람직하게는, 펜타에리트리톨과 같은 테트롤; 트리메틸올프로판과 같은 트리올; 디하이드록시 카르복시산; 및 하이드록시디카르복시산 및 디메틸하이드록시테레프탈레이트와 같은 유도체 등이 있다. 분지된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 수지 및 이들의 제조는, 예를 들어, 미국 특허 번호 제3,953,404호(Borman)에 설명되어 있다. 테레프탈산 단위 이외에, 소량의, 예를 들어, 0.5 내지 15 몰%의 다른 방향족 디카르복시산, 예를 들어, 이소프탈산 또는 나프탈렌 디카르복시산, 또는 지방족 디카르복시산, 예를 들어, 아디프산이 또한 존재할 수 있으며, 1,4-부탄디올로부터 유도된 디올 성분 이외에, 소량의 디올 성분, 예를 들어, 에틸렌 글리콜 또는 사이클로헥산 디메탄올 등이 존재할 수 있으며, 또한 소량의 3관능성, 또는 그 이상의 분지성 성분, 예를 들어, 펜타에리트리톨, 트리메틸 트리메세이트 등이 존재할 수 있다.

일 구현예에 있어서, PBT는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(에틸렌 나프탈레이트), 폴리(1,4-부틸렌 나프탈레이트), 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,4-사이클로헥산디메틸렌 1,4-사이클로헥산디카르복실레이트), 폴리(1,4-사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,4-부틸렌-코-1,4-부트-엔 디올 테레프탈레이트), 폴리(사이클로헥산디메틸렌-코-에틸렌 테레프탈레이트) 또는 이들의 조합과 조합하여 사용된다. PBT 대 다른 폴리에스테르의 중량비는 50:50 내지 99:1, 구체적으로 80:20 내지 99:1로 달라질 수 있다.

상기한 모든 제1 및 선택적인 제2 폴리에스테르는 23℃에서 60:40의 중량비의 페놀/1,1,2,2-테트라클로로에탄 혼합물 중에서 측정될 때, 0.4 내지 2.0 dL/g(그램 당 데시리터)의 고유 점도를 가질 수 있다. PBT는 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정될 때, 10,000 내지 200,000 달톤, 구체적으로, 50,000 내지 150,000 달톤의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 또한, 상이한 고유 점도 및/또는 중량 평균 분자량을 달성하기 위해, 상기 폴리에스테르 성분은 상이한 공정 조건 하에서 제조된 상이한 PBT 배치의 혼합물을 포함할 수 있다. 일 구현예에 있어서, 상이한 점도를 갖는 폴리에스테르의 조합, 예를 들어, 0.5 내지 1.0 dL/g의 점도를 갖는 제1 폴리에스테르 및 1.1 내지 1.4 dL/g의 범위의 고유 점도를 갖는 제2 폴리에스테르의 조합이 사용될 수 있다. 상기 폴리에스테르 중 하나 또는 둘 모두가 PBT일 수 있다. 상이한 점도의 두 폴리에스테르의 중량비는 원하는 특성을 달성하기 위해 조절될 수 있으며, 일반적으로, 20:80 내지 80:20의 범위, 더욱 구체적으로, 40:60 내지 60:40의 범위 내에 있을 수 있다.

상기 조성물 중 상기 폴리에스테르의 양은 본 명세서에 설명된 한계 내에서 바람직한 특성을 제공하도록 조절될 수 있으며, 이는 구체적인 응용분야에 따라 달라진다. 따라서, 상기 난연성 조성물은, 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로, 10 내지 60 중량%, 구체적으로, 18 내지 55 중량%, 더욱 구체적으로 20 내지 40 중량%의 상기 폴리에스테르를 포함할 수 있다. 예시적인 폴리에스테르는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트이다. 예시적인 일 구현예에 있어서, 상기 폴리에스테르는 상기 조성물의 총중량을 기준으로 10 내지 30 중량%의 양으로 존재한다.

일 구현예에 있어서, "폴리카보네이트"는 하기 화학식 (2)의 카보네이트 반복 구조 단위를 갖는 조성물을 의미한다:

(2)

여기서, R¹기의 총 수의 60% 이상은 방향족 모이어티를 함유하며, 그 나머지는 지방족, 지환족 또는 방향족이다. 일 구현예에 있어서, 각각의 R¹은 C_{6 -20} 방향족기이며, 즉, 적어도 하나의 방향족 모이어티를 함유한다. R¹은 화학식 HO-R₁-OH, 특히, 하기 화학식 (3)의 디하이드록시 화합물로부터 유도될 수 있다:

(3)

여기서, 각각의 A¹ 및 A²는 단일고리 2가 방향족기이며, Y¹은 단일 결합이거나 또는 A¹을 A²로부터 분리하는 하나 이상의 원자를 갖는 연결기이다. 일 구현예에 있어서, 하나의 원자가 A¹을 A²로부터 분리한다. 구체적으로, 각각의 R¹은 하기 화학식 (4)의 디하이드록시 방향족 화합물로부터 유도될 수 있다:

(4)

여기서, R^a 및 R^b는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C_{1 -12} 알콕시 또는 C_{1 -12} 알킬이고; p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다. p가 0인 경우 R^a는 수소이며, 마찬가지로, q가 0인 경우 R^b는 수소인 것으로 이해될 것이다. 또한, 화학식 (3) 중, X^a는 2개의 하이드록시 치환된 방향족기를 연결하는 연결기로서, 이 연결기와 각각의 C₆ 아릴렌기의 하이드록시 치환기는 상기 C₆ 아릴렌기 상에서 서로에 대하여 오쏘, 메타 또는 파라(구체적으로, 파라)의 위치에 배치된다. 일 구현예에 있어서, 연결기 X^a는 단일 결합, -O-, -S-, -S(O)-, -S(O)₂-, -C(O)- 또는 C_{1 -18} 유기기이다. C_{1 -18} 유기 연결기는 고리형 또는 비고리형, 방향족 또는 비방향족일 수 있으며, 할로겐, 산소, 질소, 황, 규소 또는 인과 같은 헤테로원자를 더 포함할 수 있다. C_{1 -18} 유기기는 이에 연결된 C₆ 아릴렌기가 공통 알킬리덴 탄소 또는 C_{1 -18} 유기연결기의 상이한 탄소에 각각 연결되도록 배치될 수 있다. 일 구현예에 있어서, p 및 q는 각각 1이고, R^a 및 R^b는 각각 C_{1 -3} 알킬기, 구체적으로 메틸기이고, 각각의 아릴렌기 상에서 하이드록시기에 대하여 메타 위치에 배치된다.

일 구현예에 있어서, X^a는 치환 또는 비치환된 C_{3 -18} 사이클로알킬리덴, 화학식 -C(R^c)(R^d)-의 C_{1 -25} 알킬리덴(여기서, R^c 및 R^d는 각각 독립적으로, 수소, C_{1 -12} 알킬, C_{1 -12} 사이클로알킬, C_{7 -12} 아릴알킬, C_{1 -12} 헤테로알킬 또는 고리형 C_{7 -12} 헤테로아릴알킬임), 또는 화학식 -C(=R^e)-의 기(여기서, R^e는 2가 C_{1 -12} 탄화수소기임)이다. 이러한 유형의 기는 메틸렌, 사이클로헥실메틸렌, 에틸리덴, 네오펜틸리덴 및 이소프로필리덴 뿐만 아니라, 2-[2.2.1]-비사이클로헵틸리덴, 사이클로헥실리덴, 사이클로펜틸리덴, 사이클로도데실리덴 및 아다만틸리덴을 포함한다.

다른 구현예에 있어서, X^a는 C_{1 -18} 알킬렌기, C_{3 -18} 사이클로알킬렌기, 접합된 C_6-18 사이클로알킬렌기 또는 화학식 -B¹-G-B²-(여기서, B¹ 및 B²는 동일하거나 또는 상이한 C_{1 -6} 알킬렌기이고, G는 C_{3 -12} 사이클로알킬리덴기 또는 C_{6 -16} 아릴렌기임)의 기이다. 예를 들어, X^a는 하기 화학식 (5)의 치환된 C_{3 -18} 사이클로알킬리덴일 수 있다:

(5)

R^r, R^p, R^q 및 R^t은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 산소 또는 C_{1 -12} 탄화수소기이고; Q는 직접 결합, 탄소 또는 2가 산소, 황 또는 -N(Z)-(여기서, Z는 수소, 할로겐, 하이드록시, C_{1 -12} 알킬, C_{1 -12} 알콕시 또는 C_{1 -12} 아실임)이고; r은 0 내지 2이고, t는 1 또는 2이고, q는 0 또는 1이고, k는 0 내지 3이고, 단 R^r, R^p, R^q 및 R^t 중 적어도 2개는 함께 취해져서 접합된 지환족, 방향족 또는 헤테로방향족 고리이다. 접합 고리가 방향족인 경우, 화학식 (4)에 나타난 고리는 고리가 접합된 곳에 불포화 탄소-탄소 연결을 가질 것으로 이해될 것이다. k가 1이고, i가 0인 경우, 화학식 (5)에 나타난 고리는 4개의 탄소 원자를 함유하고, k가 2인 경우, 화학식 (5)에 나타난 고리는 5개의 탄소 원자를 함유하고, k가 3인 경우, 상기 고리는 6개의 탄소 원자를 함유한다. 일 구현예에 있어서, 2개의 인접기(예를 들어, R^q 및 R^t가 함께 취해짐)는 방향족기를 형성하고, 다른 구현예에 있어서, R^q 및 R^t는 함께 취해져서 하나의 방향족기를 형성하고, R^r 및 R^p는 함께 취해져서 두 번째 방향족기를 형성한다. R^q 및 R^t가 함께 취해져서 방향족기를 형성하는 경우, R^p는 이중 결합된 산소 원자, 즉, 케톤일 수 있다.

비스페놀(5)은 하기 화학식 (5a)의 프탈이미딘 카보네이트 단위를 함유하는 폴리카보네이트의 제조에 사용될 수 있다:

(5a)

여기서, R^a, R^b, p 및 q는 화학식 (5)에서와 동일하고, R³는 각각 독립적으로 C_1-6 알킬기이고, j는 0 내지 4이고, R⁴는 C_{1 -6} 알킬, 페닐 또는 5개 이하의 C_{1 -6} 알킬기로 치환된 페닐이다. 특히, 상기 프탈이미딘 카보네이트 단위는 하기 화학식 (5b)의 것이다:

(5b)

여기서, R⁵는 수소 또는 C_{1 -6} 알킬이다. 일 구현예에 있어서, R⁵는 수소이다. R⁵가 수소인 카보네이트 단위(5a)는 2-페닐-3,3'-비스(4-하이드록시페닐)프탈이미딘(또한, N-페닐 페놀프탈레인 비스페놀 또는 "PPPBP"로 알려짐)(또한, 3,3-비스(4-하이드록시페닐)-2-페닐이소인돌린-1-온으로 알려짐)으로부터 유도될 수 있다.

이러한 유형의 다른 비스페놀 카보네이트 반복 단위는 하기 화학식 (5c) 및 (5d)의 이사틴 카보네이트 단위이다:

(5c)

(5d)

여기서, R^a 및 R^b는 각각 독립적으로 C_{1 -12} 알킬이고, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4이고, Rⁱ는 C_{1 -12} 알킬, 선택적으로 1개 내지 5개의 C_{1 -10} 알킬로 치환된 페닐, 선택적으로 1개 내지 5개의 C_{1 -10} 알킬로 치환된 벤질이다. 일 구현예에 있어서, R^a 및 R^b는 각각 메틸이고, p 및 q는 각각 독립적으로 0 또는 1이고, Rⁱ는 C_{1 -4} 알킬 또는 페닐이다.

X^b가 치환 또는 비치환된 C_{3 -18} 사이클로알킬리덴인 비스페놀 (5)로부터 유도된 비스페놀 카보네이트 단위의 예는 사이클로헥실리덴으로 연결된, 알킬치환된 하기 화학식 (5e)의 비스페놀이다:

(5e)

여기서, R^a 및 R^b는 각각 독립적으로 C_{1 -12} 알킬이고, R^g는 C_{1 -12} 알킬이고, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4이고, t는 0 내지 10이다. 구체적인 일 구현예에 있어서, 각각의 R^a 및 R^b 중 적어도 하나는 사이클로헥실리덴 연결기에 대하여 메타 위치에 배치된다. 일 구현예에 있어서, R^a 및 R^b는 각각 독립적으로 C_{1 -4} 알킬이고, R^g는 C_{1 -4} 알킬이고, p 및 q는 각각 0 또는 1이고, t는 0 내지 5이다. 다른 구체적인 구현예에 있어서, R^a, R^b 및 R^g는 각각 메틸이고, r 및 s는 각각 0 또는 1이고, t는 0 내지 3, 구체적으로 0이다.

X^b가 치환 또는 비치환된 C_{3 -18} 사이클로알킬리덴인 화학식 (4)로부터 유도된 다른 비스페놀 카보네이트 단위의 예는 하기 아다만틸 단위 (5f) 및 단위 (5g)를 포함한다:

(5f)

(5g)

여기서, R^a 및 R^b는 각각 독립적으로 C_{1 -12} 알킬이고, p 및 q 는 각각 독립적으로 1 내지 4이다. 구체적인 일 구현예에 있어서, R^a 및 R^b 중 적어도 하나는 사이클로알킬리덴 연결기에 대하여 메타 위치에 배치된다. 일 구현예에 있어서, R^a 및 R^b는 각각 독립적으로 C_{1 -3} 알킬이고, p 및 q는 각각 0 또는 1이다. 다른 구체적인 구현예에 있어서, R^a 및 R^b는 각각 메틸이고, p 및 q는 각각 0 또는 1이다. 단위 (5a) 내지 (5g)를 함유하는 카보네이트는 높은 유리 전이 온도 (T_g) 및 높은 열 변형 온도를 갖는 폴리카보네이트의 제조에 유용하다.

화학식 HO-R¹-OH의 다른 유용한 방향족 디하이드록시 화합물은 하기 화학식 (6)의 화합물을 포함한다:

(6)

각각의 R^h는 독립적으로 할로겐 원자, C_{1 -10} 알킬기와 같은 C_{1 -10} 하이드로카빌기, 할로겐 치환된 C_{1 -10} 알킬기, C_{6 -10} 아릴기 또는 할로겐 치환된 C_{6 -10} 아릴기이고, n은 0 내지 4이다. 할로겐은 통상적으로 브롬이다.

구체적인 디하이드록시 화합물의 몇몇 예시적인 예는 다음을 포함한다: 4,4'-디하이드록시비페닐, 1,6-디하이드록시나프탈렌, 2,6-디하이드록시나프탈렌, 비스(4-하이드록시페닐)메탄, 비스(4-하이드록시페닐)디페닐메탄, 비스(4-하이드록시페닐)-1-나프틸메탄, 1,2-비스(4-하이드록시페닐)에탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-1-페닐에탄, 2-(4-하이드록시페닐)-2-(3-하이드록시페닐)프로판, 비스(4-하이드록시페닐)페닐메탄, 2,2-비스(4-하이드록시-3-브로모페닐)프로판, 1,1-비스(하이드록시페닐)사이클로펜탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥산, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)이소부텐, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로도데칸, 트랜스-2,3-비스(4-하이드록시페닐)-2-부텐, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)아다만탄, 알파, 알파'-비스(4-하이드록시페닐)톨루엔, 비스(4-하이드록시페닐)아세토니트릴, 2,2-비스(3-메틸-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-에틸-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-n-프로필-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-이소프로필-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-sec-부틸-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-사이클로헥실-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-알릴-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-메톡시-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)헥사플루오로프로판, 1,1-디클로로-2,2-비스(4-하이드록시페닐)에틸렌, 1,1-디브로모-2,2-비스(4-하이드록시페닐)에틸렌, 1,1-디클로로-2,2-비스(5-페녹시-4-하이드록시페닐)에틸렌, 4,4'-디하이드록시벤조페논, 3,3-비스(4-하이드록시페닐)-2-부탄온, 1,6-비스(4-하이드록시페닐)-1,6-헥산디온, 에틸렌 글리콜 비스(4-하이드록시페닐)에테르, 비스(4-하이드록시페닐)에테르, 비스(4-하이드록시페닐)설파이드, 비스(4-하이드록시페닐)설폭사이드, 비스(4-하이드록시페닐)설폰, 9,9-비스(4-하이드록시페닐)플루오린, 2,7-디하이드록시피렌, 6,6'-디하이드록시-3,3,3',3'-테트라메틸스피로(비스)인단("스피로비인단 비스페놀"), 3,3-비스(4-하이드록시페닐)프탈이미드, 2,6-디하이드록시디벤조-p-디옥신, 2,6-디하이드록시티안트렌, 2,7-디하이드록시페녹사틴, 2,7-디하이드록시-9,10-디메틸페나진, 3,6-디하이드록시디벤조퓨란, 3,6-디하이드록시디벤조티오펜, 및 2,7-디하이드록시카바졸, 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-테트라플루오로 레조르시놀, 2,4,5,6-테트라브로모 레조르시놀, 등과 같은 치환된 레조르시놀 화합물; 카테콜; 하이드로퀴논; 및 2-메틸 하이드로퀴논, 2-에틸 하이드로퀴논, 2-프로필 하이드로퀴논, 2-부틸 하이드로퀴논, 2-t-부틸 하이드로퀴논, 2-페닐 하이드로퀴논, 2-쿠밀 하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라메틸 하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라-t-부틸 하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라플루오로 하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라브로모 하이드로퀴논, 등과 같은 치환된 하이드로퀴논, 또는 상기한 디하이드록시 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 조합.

화학식 (4)의 비스페놀 화합물의 구체적인 예는 1,1-비스(4-하이드록시페닐) 메탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐) 에탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐) 프로판(이하, "비스페놀 A" 또는 "BPA"), 2,2-비스(4-하이드록시페닐) 부탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐) 옥탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐) 프로판, 1,1-비스(4-하이드록시페닐) n-부탄, 2,2-비스(4-하이드록시-1-메틸페닐) 프로판, 1,1-비스(4-하이드록시-t-부틸페닐) 프로판, 3,3-비스(4-하이드록시페닐)프탈이미딘, 2-페닐-3,3-비스(4-하이드록시페닐)프탈이미딘 (PPPBP), 및 1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)사이클로헥산 (DMBPC)을 포함한다. 상기한 디하이드록시 화합물 중 1종 이상을 포함하는 조합이 또한 사용될 수 있다. 구체적인 일 구현예에 있어서, 상기 폴리카보네이트는 비스페놀 A로부터 유도된 선형 호모폴리머이고, 이때 화학식 (3) 중 각각의 A¹ 및 A²는 p-페닐렌이고, Y¹은 이소프로필리덴이다.

상기 폴리카보네이트는 25℃에서 클로로포름 중에서 측정될 때, 0.3 내지 1.5 dl/gm(그램 당 데시리터), 구체적으로 0.45 내지 1.0 dl/gm의 고유 점도를 가질 수 있다. 상기 폴리카보네이트는 가교 결합된 스티렌-디비닐벤젠 컬럼을 사용하고 폴리카보네이트 표준으로 검량된(calibrated) 겔 투과 크로마토그래피 (GPC)에 의해 측정될 때, 10,000 내지 200,000 달톤, 구체적으로, 20,000 내지 100,000 달톤의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. GPC 샘플은 ml 당 1mg의 농도로 제조되고, 분당 1.5 ml의 흐름 속도로 용출된다. 예시적인 폴리카보네이트는 가교 결합된 스티렌-디비닐벤젠 컬럼을 사용하고 폴리카보네이트 표준으로 검량된 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정될 때, 28,000 내지 30,000 달톤의 중량 평균 분자량을 갖는다.

"폴리카보네이트"는 호모폴리카보네이트(상기 폴리머 중 각각의 R¹은 동일함), 상기 카보네이트 중 상이한 R¹ 모이어티를 포함하는 코폴리머("코폴리카보네이트), 카보네이트 단위 및 다른 유형의 폴리머 단위, 예를 들어, 에스테르 단위를 포함하는 코폴리머 및 호모폴리카보네이트 및/또는 코폴리카보네이트 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다.

구체적인 유형의 코폴리머는 폴리에스테르 카보네이트로서, 폴리에스테르-폴리카보네이트로도 알려져 있다. 이러한 코폴리머는 상기 화학식 (2)의 카보네이트 반복 사슬 단위 이외에 하기 화학식 (7)의 반복 단위를 더 함유한다:

(7)

여기서, J는 디하이드록시 화합물로부터 유도된 2가기이고, 예를 들어, C_{2 -10} 알킬렌기, C_{6 -20} 사이클로알킬렌기, C_{6 -20} 아릴렌기 또는 폴리옥시알킬렌기(이때, 알킬렌기는 2개 내지 6개의 탄소 원자, 구체적으로, 2개, 3개 또는 4개의 탄소 원자를 함유함)일 수 있고, T는 디카르복시산으로부터 유도된 2가기이고, 예를 들어, C_2-10 알킬렌, C_{6 -20} 사이클로알킬렌 또는 C_{6 -20} 아릴렌일 수 있다. 상이한 T기 및/또는 J기의 조합을 함유하는 코폴리에스테르가 사용될 수 있다. 상기 폴리에스테르는 분지형 또는 선형일 수 있다.

일 구현예에 있어서, J는 직쇄, 분지쇄 또는 고리(다중고리 포함) 구조를 갖는 C_{2 -30} 알킬렌기이다. 다른 구현예에 있어서, J는 상기 화학식 (7)의 방향족 디하이드록시 화합물로부터 유도된다. 다른 구현예에 있어서, J는 상기 화학식 (4)의 방향족 디하이드록시 화합물로부터 유도된다. 다른 구현예에 있어서, J는 상기 화학식 (6)의 방향족 디하이드록시 화합물로부터 유도된다.

상기 폴리에스테르 단위를 제조하는데 사용될 수 있는 방향족 디카르복시산은 이소프탈산 또는 테레프탈산, 1,2-디(p-카르복시페닐)에탄, 4,4'-디카르복시디페닐 에테르, 4,4'-비스벤조산, 또는 상기한 산 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다. 1,4-, 1,5-, 또는 2,6-나프탈렌디카르복시산과 같이 접합 고리를 함유하는 산이 또한 존재할 수 있다. 구체적인 디카르복시산은 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌 디카르복시산, 사이클로헥산 디카르복시산, 또는 상기한 산 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다. 구체적인 디카르복시산은 이소프탈산 및 테레프탈산의 조합을 포함하며, 이소프탈산 대 테레프탈산의 중량비는 91:9 내지 2:98이다. 다른 구체적인 구현예에 있어서, J는 C_{2 -6} 알킬렌기이고, T는 p-페닐렌, m-페닐렌, 나프탈렌, 2가 지환족기 또는 이들의 조합이다. 이러한 종류의 폴리에스테르는 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)를 포함한다.

상기 코폴리머 중 에스테르 단위 대 카보네이트의 몰비는 1:99 내지 99:1, 구체적으로 10:90 내지 90:10, 더욱 구체적으로 25:75 내지 75:25로 최종 조성물의 원하는 특성에 따라 광범위하게 달라질 수 있다.

구체적인 일 구현예에 따르면, 상기 폴리에스테르-폴리카보네이트 중 폴리에스테르 단위는 이소프탈 이산과 테레프탈이산(또는 이들의 유도체)의 조합과 레조르시놀의 반응으로부터 유도된다. 다른 구체적인 구현예에 있어서, 폴리에스테르-폴리카보네이트 중 폴리에스테르 단위는 이소프탈산과 테레프탈산의 조합과 비스페놀 A의 반응으로부터 유도된다. 구체적인 일 구현예에 있어서, 상기 폴리카보네이트 단위는 비스페놀 A로부터 유도된다. 다른 구체적인 구현예에 있어서, 상기 폴리카보네이트 단위는 레조르시놀 및 비스페놀 A로부터 유도되며, 이때 레조르시놀 카보네이트 단위 대 비스페놀 A 카보네이트 단위의 몰비율은 1:99 내지 99:1이다.

폴리카보네이트는 계면 중합 및 용융 중합과 같은 공정에 의해 제조될 수 있다. 계면 중합의 반응 조건은 달라질 수 있으나, 이 공정은 일반적으로 수성 가성 소다 또는 포타쉬 중에 2가 페놀 반응물을 용해 또는 분산시키는 단계, 생성된 혼합물을 수불혼화성 용매 매체에 첨가하는 단계, 및 예를 들어, 트리에틸아민과 같은 촉매 및/또는 상전이 촉매의 존재 하에서, 제어된 PH 조건, 예를 들어 8 내지 12의 조건 하에서 상기 반응물과 카보네이트 전구체를 접촉시키는 단계를 포함한다. 가장 통상적으로 사용되는 수불혼화성 용매는 메틸렌 클로라이드, 1,2-디클로로에탄, 클로로벤젠, 톨루엔 등을 포함한다.

카보네이트 전구체는, 예를 들어, 카보닐 브로마이드 또는 카보닐 클로라이드와 같은 카보닐 할라이드, 또는 2가 페놀의 비스할로포르메이트(예를 들어, 비스페놀 A, 하이드로퀴논 등의 비스클로로포르메이트), 또는 글리콜의 비스할로포르메이트(예를 들어, 에틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 등의 비스할로포르메이트)와 같은 할로포르메이트를 포함한다. 상기한 유형의 카보네이트 전구체 중 적어도 1종을 포함하는 조합이 또한 사용될 수 있다. 일 구현예에 있어서, 카보네이트 연결을 형성하기 위한 계면 중합 반응은 카보네이트 전구체로서 포스겐을 사용하며, 이는 포스겐화 반응으로 지칭된다.

사용될 수 있는 상전이 촉매 중에서, 화학식 (R³)₄Q⁺X의 촉매가 있으며, 여기서 각각의 R³은 동일하거나 또는 상이하며, C_{1 -10} 알킬기이고; Q는 질소 또는 인 원자이고; X는 할로겐 원자 또는 C_{1 -8} 알콕시기 또는 C_{6 -18} 아릴옥시기이다. 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 포함하며, X는 Cl^-, Br^-, C_1-8 알콕시기 또는 C_{6 -18} 아릴옥시기이다. 상전이 촉매의 효과적인 양은 포스겐화 혼합물 중의 비스페놀의 중량을 기준으로 약 0.1 내지 약 10 중량%일 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 상전이 촉매의 효과적인 양은 포스겐화 혼합물 중 비스페놀의 중량을 기준으로 약 0.5 내지 약 2 중량%일 수 있다.

대안적으로, 폴리카보네이트를 제조하기 위하여 용융 공정이 사용될 수 있다. 용융 중합은 배치 공정 또는 연속 공정으로서 수행될 수 있다. 어떤 경우이든, 사용되는 용융 중합 조건은 2개 이상의 별개의 반응 단계, 예를 들어, 출발 디하이드록시 방향족 화합물 및 디아릴 카보네이트가 올리고머 폴리카보네이트로 전환되는 제1 반응 단계; 및 상기 제1 반응 단계에서 형성된 상기 올리고머 폴리카보네이트가 고분자량의 폴리카보네이트로 전환되는 제2 반응 단계;를 포함할 수 있다. 이러한 "단계" 중합 반응 조건은, 제1 반응에서 출발 모노머들이 올리고머화되고, 여기서 형성된 올리고머 폴리카보네이트가 연속적으로 하나 이상의 하류 반응기로 이송되어, 상기 올리고머 폴리카보네이트가 고분자량의 폴리카보네이트로 전환되는 연속 중합 시스템에서 사용하는 경우에 특히 적절하다. 전형적으로, 올리고머화 단계에서, 생성된 상기 올리고머 폴리카보네이트는 약 1,000 내지 약 7,500 달톤의 수평균 분자량을 갖는다. 하나 이상의 후속 중합 단계에서, 상기 폴리카보네이트의 수평균 분자량(Mn)은 약 8,000 내지 약 25,000 달톤까지 증가한다(폴리카보네이트 표준을 사용함).

용어 "용융 중합 조건"은 에스테르교환 촉매의 존재 하에서 디하이드록시 방향족 화합물과 디아릴 카보네이트 사이의 반응을 일으키기에 필요한 조건을 의미하는 것으로 이해된다. 전형적으로, 상기 공정 중에 용매가 사용되지 않으며, 반응물인 디하이드록시 방향족 화합물과 디아릴 카보네이트는 용융 상태로 존재한다. 반응 온도는 약 100℃ 내지 약 350℃, 구체적으로 약 180℃ 내지 약 310℃일 수 있다. 압력은 반응의 초기 단계에서 대기압, 대기압 초과, 또는 대기압 내지 약 15 torr의 압력 범위일 수 있으며, 이후 단계에서는 감소된 압력, 예를 들어, 약 0.2 내지 약 15 torr일 수 있다. 반응 시간은 일반적으로 약 0.1 시간 내지 약 10 시간이다.

디아릴 카보네이트 에스테르는 디페닐 카보네이트, 또는 아릴기 상에 전자 끌게 치환체를 갖는 활성화된 디페닐 카보네이트일 수 있으며, 예를 들어, 비스(4-니트로페닐)카보네이트, 비스(2-클로로페닐)카보네이트, 비스(4-클로로페닐)카보네이트, 비스(메틸 살리실)카보네이트, 비스(4-메틸카르복실페닐) 카보네이트, 비스(2-아세틸페닐)카르복실레이트, 비스(4-아세틸페닐) 카르복실레이트 또는 상기한 것 중 적어도 1종을 포함하는 조합일 수 있다.

폴리카보네이트의 용융 중합에 사용되는 촉매는 알파 또는 베타 촉매를 포함할 수 있다. 베타 촉매는 전형적으로 휘발성이고, 승온에서 열화된다. 따라서, 베타 촉매는 초기의 저온 중합 단계에서 사용하는 것이 바람직하다. 알파 촉매는 전형적으로 베타 촉매보다 열적으로 더욱 안정하며, 휘발성이 낮다.

알파 촉매는 알칼리 또는 알칼리 토금속 이온의 공급원을 포함할 수 있다. 이들 이온의 공급원들은 수산화리튬, 수산화나트륨 및 수산화칼륨과 같은 알칼리 금속 수산화물뿐만 아니라, 수산화마그네슘 및 수산화칼슘과 같은 알칼리 토금속 수산화물을 포함한다. 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 이온의 기타 가능한 공급원은 카르복시산의 대응염(예를 들어, 소듐 아세테이트) 및 에틸렌 디아민 테트라아세트산(EDTA)의 유도체(예를 들어, EDTA 테트라소듐염, 및 EDTA 마그네슘 디소듐염)를 포함한다. 기타 알파 에스테르교환 촉매는, NaH₂PO₃, NaH₂PO₄, Na₂HPO₃, KH₂PO₄, CsH₂PO₄, Cs₂HPO₄ 등과 같은 비휘발성 무기산의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염, 또는 NaKHPO₄, CsNaHPO₄, CsKHPO₄ 등과 같은 인산의 혼합 염을 포함한다. 상기한 촉매 중 적어도 1종을 포함하는 조합이 사용될 수 있다.

가능한 베타 촉매는 4차 암모늄 화합물, 4차 포스포늄 화합물 또는 상기한 것 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 상기 4차 암모늄 화합물은 (R⁴)₄N⁺X^- 구조의 화합물일 수 있고, 여기서, 각각의 R⁴는 동일하거나 상이하고, C_{1 -20} 알킬기, C_{4 -20} 사이클로알킬기 또는 C_{4 -20} 아릴기이고; X^-는 유기 또는 무기 음이온, 예를 들어, 하이드록사이드, 할라이드, 카복실레이트, 설포네이트, 설페이트, 포르메이트, 카보네이트 또는 비카보네이트이다. 유기 4차 암모늄 화합물의 예는 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드, 테트라부틸 암모늄 하이드록사이드, 테트라메틸 암모늄 아세테이트, 테트라메틸 암모늄 포르메이트, 테트라부틸 암모늄 아세테이트, 및 상기한 것 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다. 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드가 종종 사용된다. 상기 4차 포스포늄 화합물은 (R⁵)₄P⁺X^- 구조의 화합물일 수 있고, 여기서, 각각의 R⁵은 동일하거나 상이하고, C_{1 -20} 알킬기, C_{4 -20} 사이클로알킬기 또는 C_{4 -20} 아릴기이고; X^-는 유기 또는 무기 음이온, 예를 들어, 하이드록사이드, 할라이드, 카복실레이트, 설포네이트, 설페이트, 포르메이트, 카보네이트, 또는 비카보네이트이다. X^-가 다가 음이온, 예를 들어, 카보네이트 또는 설페이트인 경우, 상기 4차 암모늄 및 포스포늄 구조에서 양전하 및 음전하는 적절히 균형이 맞춰지는 것으로 이해된다. 예를 들어, R²⁰ 내지 R²³이 각각 메틸기이고 X^-가 카보네이트인 경우, X^-는 2(CO₃ ^-2)인 것으로 이해한다. 유기 4차 포스포늄 화합물의 예는 테트라메틸 포스포늄 하이드록사이드, 테트라메틸 포스포늄 아세테이트, 테트라메틸 포스포늄 포르메이트, 테트라부틸 포스포늄 하이드록사이드, 테트라부틸 포스포늄 아세테이트(TBPA), 테트라페닐 포스포늄 아세테이트, 테트라페닐 포스포늄 페녹사이드, 및 상기한 것 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다. TBPA가 종종 사용된다.

사용되는 알파 및 베타 촉매의 양은 중합 반응에 사용되는 디하이드록시 화합물의 총 몰 수를 기준으로 할 수 있다. 중합 반응에 사용되는 모든 디하이드록시 화합물에 대하여 베타 촉매, 예를 들어, 포스포늄 염의 비율을 지칭하는 경우, 상기 디하이드록시 화합물의 1몰 당 포스포늄 염의 몰수를 지칭하는 것이 편리하며, 이는 포스포늄 염의 몰 수를 반응 혼합물에 존재하는 각각의 개별적 디하이드록시 화합물 몰의 총합으로 나눈 것을 의미한다. 상기 알파 촉매는 사용된 상기 디하이드록시 화합물의 1몰 당 금속 1 x10^-2 내지 1 x 10^-8 몰, 구체적으로, 1 x 10^-4 내지 1 x 10^-7 몰을 제공하기에 충분한 양으로 사용될 수 있다. 사용되는 베타 촉매(예를 들어, 유기 암모늄 또는 포스포늄 염)의 양은 반응 혼합물 중 디하이드록시 화합물의 총 몰 당 1 x 10^-2 내지 1 x 10^-5, 구체적으로, 1 x 10^-3 내지 1 x 10^-4 몰일 수 있다.

모든 유형의 폴리카보네이트 말단기가 폴리카보네이트 조성물 중에 유용한 것으로 상정되나, 단 이러한 말단기가 상기 조성물의 바람직한 특성에 상당한 악영향을 주지 않아야 한다.

분지형 폴리카보네이트 블록은 중합 동안 분지제를 첨가함으로써 제조될 수 있다. 이러한 분지제는 하이드록실, 카르복실, 카르복시산 무수물, 할로포르밀, 및 상기한 관능기들의 혼합물로부터 선택되는 3개 이상의 관능기를 함유하는 다관능성 유기 화합물을 포함한다. 구체적인 예는 트리멜리트산, 트리멜리트산 무수물, 트리멜리트산 트리클로라이드, 트리스-p-하이드록시 페닐 에탄, 이사틴-비스-페놀, 트리스-페놀 TC(1,3,5-트리스((p-하이드록시페닐)이소프로필)벤젠), 트리스-페놀 PA(4(4(1,1-비스(p-하이드록시페닐)-에틸)알파, 알파-디메틸 벤질)페놀), 4-클로로포르밀 프탈산 무수물, 트리메스산, 및 벤조페논 테트라카르복시산을 포함한다. 분지제는 0.05 내지 2.0 중량% 수준으로 첨가될 수 있다. 선형 폴리카보네이트 및 분지형 폴리카보네이트를 포함하는 혼합물이 사용될 수 있다.

일 구현예에 있어서, 상기 폴리카보네이트는, 전술한 바와 같은 단위; 상기 폴리카보네이트의 전체 몰수를 기준으로 3몰% 이상의 분지제로부터 유도된 모이어티; 및 약 8.3 내지 약 11의 pKa를 갖는 말단 캡핑제로부터 유도된 말단 캡핑기;를 포함하는 분지형 폴리카보네이트이다. 상기 분지제는 트리멜리트산 트리클로라이드, 1,1,1-트리스(4-하이드록시페닐)에탄 또는 트리멜리트산 트리클로라이드 및 1,1,1-트리스(4-하이드록시페닐)에탄의 조합을 포함할 수 있고, 상기 말단 캡핑제는 페놀; 또는 시아노기, 지방족기, 올레핀기, 방향족기, 할로겐, 에스테르기, 에테르기 또는 상기한 것 중 적어도 1종을 포함하는 조합의 치환체를 함유하는 페놀이다. 구체적인 일 구현예에 있어서, 상기 말단 캡핑제는 페놀, p-t-부틸페놀, p-메톡시페놀, p-시아노페놀, p-쿠밀페놀 또는 상기한 것 중 적어도 1종을 포함하는 조합이다.

중합 동안 사슬 정지제(chain stopper)(캡핑제로도 지칭됨)가 포함될 수 있다. 사슬 정지제는 분자량 성장 속도를 제한하여 폴리카보네이트의 분자량을 제어한다. 사슬 정지제는 특정 모노 페놀성 화합물, 모노 카르복시산 클로라이드, 및/또는 모노 클로로포르메이트를 포함한다. 모노 페놀성 사슬 정지제는 페놀과 같은 단일 고리 페놀; p-쿠밀-페놀, 레조르시놀 모노벤조에이트, 및 p- 및 t-부틸 페놀과 같은 C₁-C₂₂ 알킬 치환 페놀; 및 p-메톡시페놀과 같은 디페놀의 모노에테르로 예시화된다. 8 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 분지쇄 알킬 치환체를 갖는 알킬 치환된 페놀이 구체적으로 언급될 수 있다. 특정한 모노 페놀성 UV 흡수제가 또한 캡핑제로서 사용될 수 있는데, 예를 들어, 4-치환된-2-하이드록시벤조페논 및 이들의 유도체, 아릴 살리실레이트, 레조르시놀 모노벤조에이트와 같은 디페놀의 모노에스테르, 2-(2-하이드록시아릴)-벤조트리아졸 및 이들의 유도체, 2-(2-하이드록시아릴)-1,3,5-트리아진 및 이들의 유도체 등이 있다.

또한, 모노 카르복시산 클로라이드가 또한 사슬 정지제로 사용될 수 있다. 이들은 벤조일 클로라이드, C₁-C₂₂ 알킬 치환 벤조일 클로라이드, 톨루오일 클로라이드, 할로겐 치환 벤조일 클로라이드, 브로모벤조일 클로라이드, 신나모일 클로라이드, 4-나디미도벤조일 클로라이드, 및 이들의 조합과 같은 단일 고리 모노 카르복시산 클로라이드; 트리멜리트산 무수물 클로라이드 및 나프토일 클로라이드와 같은 다중 고리 모노 카르복시산 클로라이드; 및 상기 단일 고리와 다중 고리 모노 카르복시산 클로라이드의 조합을 포함한다. 22개 이하의 탄소 원자를 갖는 지방족 모노카르복시산의 클로라이드가 유용하다.

아크릴로일 클로라이드 및 메타크릴로일 클로라이드와 같이 관능화된 지방족 모노카르복시산의 클로라이드도 또한 유용하다. 또한, 모노 클로로포르메이트도 유용한데, 이는 페닐 클로로포르메이트, 알킬 치환된 페닐 클로로포르메이트, p-쿠밀 페닐 클로로포르메이트, 톨루엔 클로로포르메이트, 및 이들의 조합과 같은 단일고리 모노 클로로포르메이트를 포함한다.

대안적으로, 상기 폴리카보네이트를 제조하기 위해 용융 공정이 사용될 수 있다. 일반적으로, 용융 중합 공정에서, 폴리카보네이트는, 균일한 분산물을 형성하기 위한 BANBURY^TM 믹서, 이축 압출기 등에서, 에스테르 교환 촉매의 존재 하에서, 용융 상태에서, 디하이드록시 반응물(들)과 디페닐 카보네이트와 같은 디아릴 카보네이트 에스테르를 공반응시킴으로써 제조될 수 있다. 휘발성 1가 페놀이 증류에 의해 용융된 반응물로부터 제거되고 폴리머는 용융된 잔류물로서 분리된다. 폴리카보네이트의 제조에 특히 유용한 용융 공정은 아릴기 상에 전자 끌게 치환체를 갖는 디아릴 카보네이트 에스테르를 사용한다. 전자 끌게 치환체를 갖는 구체적으로 유용한 디아릴 카보네이트 에스테르의 예는 비스(4-니트로페닐)카보네이트, 비스(2-클로로페닐)카보네이트, 비스(4-클로로페닐)카보네이트, 비스(메틸 살리실)카보네이트, 비스(4-메틸카르복시페닐) 카보네이트, 비스(2-아세틸페닐) 카르복실레이트, 비스(4-아세틸페닐) 카르복실레이트, 또는 상기한 에스테르 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다. 또한, 유용한 에스테르교환 촉매는 상기 화학식 (R³)₄Q⁺X의 상전이 촉매를 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 R³, Q, 및 X는 상기 정의된 바와 같다. 에스테르교환 촉매는 테트라부틸암모늄 하이드록사이드, 메틸트리부틸암모늄 하이드록사이드, 테트라부틸암모늄 아세테이트, 테트라부틸포스포늄 하이드록사이드, 테트라부틸포스포늄 아세테이트, 테트라부틸포스포늄 페놀레이트, 또는 상기한 것 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다.

상기 폴리에스테르-폴리카보네이트는 또한 계면 중합에 의해 제조될 수 있다. 디카르복시산 또는 디올을 그 자체로서 사용하기보다는, 대응하는 산 할라이드, 특히 산 디클로라이드 및 산 디브로마이드 같은 산 또는 디올의 반응성 유도체가 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 이소프탈산, 테레프탈산, 또는 상기한 산 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 사용하는 대신, 이소프탈로일 디클로라이드, 테레프탈로일 디클로라이드, 또는 상기한 디클로라이드 중 적어도 1종을 포함하는 조합이 사용될 수 있다.

전술한 폴리카보네이트 이외에, 폴리카보네이트와 다른 열가소성 폴리머의 조합, 예를 들어, 호모폴리카보네이트 및/또는 폴리카보네이트 코폴리머와 폴리에스테르의 조합이 사용될 수 있다. 유용한 폴리에스테르는, 예를 들어, 화학식 (7)의 반복 단위를 갖는 폴리에스테르를 포함할 수 있으며, 이는 폴리(알킬렌 디카르복실레이트), 액정 폴리에스테르 및 폴리에스테르 코폴리머를 포함한다. 본 명세서에서 설명된 폴리에스테르는 폴리카보네이트와 블렌딩될 때 일반적으로 완전히 혼화성이 있다.

폴리에스테르는 전술한 계면 중합 또는 용융 공정 축합에 의해, 용액상 축합에 의해, 또는 에스테르교환 중합에 의해 얻어질 수 있으며, 예를 들어, 디메틸 테레프탈레이트와 같은 디알킬 에스테르가 산촉매 반응을 사용하여 에틸렌 글리콜과 에스테르교환되어, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 3개 이상의 하이드록실기를 갖는 글리콜 또는 3관능성 또는 다관능성 카르복시산과 같은 분지제가 혼입된 분지형 폴리에스테르가 사용될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 조성물의 궁극적인 최종 용도에 따라 폴리에스테르 상에 다양한 농도의 산 및 하이드록실 말단기를 가지는 것이 바람직할 수 있다.

유용한 폴리에스테르는 방향족 폴리에스테르, 폴리(알킬렌 아릴레이트)를 포함하는 폴리(알킬렌 에스테르), 및 폴리(사이클로알킬렌 디에스테르)를 포함할 수 있다. 방향족 폴리에스테르는 화학식 (7)에 따른 폴리에스테르 구조를 가질 수 있으며, 이때 J 및 T는 각각 전술한 방향족기이다. 일 구현예에 있어서, 유용한 방향족 폴리에스테르는, 예를 들어, 폴리(이소프탈레이트-테레프탈레이트-레조르시놀) 에스테르, 폴리(이소프탈레이트-테레프탈레이트-비스페놀 A) 에스테르, 폴리[(이소프탈레이트-테레프탈레이트-레조르시놀) 에스테르-코-(이소프탈레이트-테레프탈레이트-비스페놀 A)] 에스테르, 또는 이들 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 또한, 코폴리에스테르를 제조하기 위해 지방족 이산 및/또는 지방족 폴리올로부터 유도된 단위를 상기 폴리에스테르의 총중량을 기준으로 소량, 예를 들어, 0.5 내지 10 중량%로 갖는 방향족 폴리에스테르가 상정된다. 폴리(알킬렌 아릴레이트)는 화학식 (7)에 따른 폴리에스테르 구조를 가질 수 있으며, 이때 T는 방향족 디카르복실레이트, 지환족 디카르복시산, 또는 이들의 유도체로부터 유도된 기를 포함한다. 구체적으로 유용한 T기의 예는 1,2-, 1,3-, 및 1,4-페닐렌; 1,4- 및 1,5- 나프틸렌; 시스- 또는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 등을 포함한다.

구체적으로, T가 1,4-페닐렌인 경우, 폴리(알킬렌 아릴레이트)는 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)이다. 뿐만 아니라, 폴리(알킬렌 아릴레이트)의 경우, 구체적으로 유용한 알킬렌기 J는 예를 들어, 에틸렌, 1,4-부틸렌, 및 시스- 및/또는 트랜스-1,4-(사이클로헥실렌)디메틸렌을 포함하는 비스-(알킬렌 이치환된 사이클로헥산)을 포함한다. 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)의 예는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트)(PBT), 및 폴리(프로필렌 테레프탈레이트)(PPT)를 포함한다. 또한, 폴리(에틸렌 나프타노에이트)(PEN) 및 폴리(부틸렌 나프타노에이트)(PBN)와 같은 폴리(알킬렌 나프토에이트)가 유용하다. 구체적으로 유용한 폴리(사이클로알킬렌 디에스테르)는 폴리(사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트)(PCT)이다. 상기한 폴리에스테르 중 적어도 1종을 포함하는 조합이 또한 사용될 수 있다.

알킬렌 테레프탈레이트 반복 에스테르 단위와 다른 에스테르기를 포함하는 코폴리머가 또한 유용할 수 있다. 구체적으로 유용한 에스테르 단위는 상이한 알킬렌 테레프탈레이트 단위를 포함할 수 있으며, 이는 상기 폴리머 사슬 중 개별적인 단위로, 또는 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)의 블록으로서 존재할 수 있다. 이러한 유형의 코폴리머는 폴리(사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트)-코-폴리(에틸렌 테레프탈레이트)를 포함하며, 상기 폴리머가 50 몰% 이상의 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)를 포함하는 경우 PETG로 약칭되며, 상기 폴리머가 50 몰% 초과의 폴리(1,4-사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트)를 포함하는 경우 PCTG로 약칭된다.

폴리(사이클로알킬렌 디에스테르)는 또한 폴리(알킬렌 사이클로헥산디카르복실레이트)를 포함할 수 있다. 물론, 구체적인 일 예는 폴리(1,4-사이클로헥산-디메탄올-1,4-사이클로헥산디카르복실레이트)(PCCD)이며, 화학식 (9)의 반복 단위를 갖는다:

(9)

여기서, 화학식 (7)을 사용하여 설명된 바와 같이, J는 1,4-사이클로헥산디메탄올로부터 유도된 1,4-사이클로헥산디메틸렌기이며, T는 사이클로헥산디카르복실레이트 또는 이의 화학적 동등물로부터 유도된 사이클로헥산 고리이며, 시스-이성질체, 트랜스-이성질체, 또는 상기한 이성질체 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함할 수 있다.

상기 폴리카보네이트 및 폴리에스테르는 원하는 기능 및 특성에 따라, 1:99 내지 99:1, 구체적으로 10:90 내지 90:10, 더욱 구체적으로 30:70 내지 70:30의 중량비로 사용될 수 있다. 이러한 폴리에스테르 및 폴리카보네이트 블렌드가 ASTM D1238-04에 따라 300℃ 및 1.2 킬로그램의 하중에서 측정될 때, 5 내지 150 cc/10 분, 구체적으로 7 내지 125 cc/10 분, 더욱 구체적으로 9 내지 110 cc/10 분, 더더욱 구체적으로 10 내지 100 cc/10 분의 MVR을 갖는 것이 바람직하다.

이러한 폴리에스테르 및 폴리카보네이트 블렌드가 ASTM D1238-04에 따라 300℃ 및 1.2 킬로그램의 하중에서 측정될 때, 5 내지 150 cc/10 분, 구체적으로 7 내지 125 cc/10 분, 더욱 구체적으로 9 내지 110 cc/10 분, 더더욱 구체적으로 10 내지 100 cc/10 분의 MVR을 갖는 것이 바람직하다.

상기 폴리카보네이트 또는 코폴리에스테르 카보네이트는 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 10 내지 75 중량%, 20 내지 60 중량%, 구체적으로, 25 내지 55 중량% 및 더욱 구체적으로, 30 내지 50 중량%의 양으로 사용될 수 있다.

상기 난연성 조성물은 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머(폴리실록산-카보네이트로도 지칭됨)를 더 포함할 수 있다. 상기 코폴리머의 폴리실록산(본 명세서에서 "실록산"으로도 지칭됨) 블록은 하기 화학식 (10)과 같은 디오가노실록산 반복 단위를 포함한다:

(10)

여기서, 각각의 R은 독립적으로 C_{1 -13} 1가 유기기이다. 예를 들어, R은 C₁-C₁₃ 알킬기, C₁-C₁₃ 알콕시기, C₂-C₁₃ 알케닐기, C₂-C₁₃ 알케닐옥시기, C₃-C₆ 사이클로알킬기, C₃-C₆ 사이클로알콕시기, C₆-C₁₄ 아릴기, C₆-C₁₀ 아릴옥시기, C₇-C₁₃ 아릴알킬기, C₇-C₁₃ 아랄콕시기, C₇-C₁₃ 알킬아릴기, 또는 C₇-C₁₃ 알킬아릴옥시기일 수 있다. 상기한 기는 불소, 염소, 브롬, 또는 요오드, 또는 이들의 조합에 의해 완전히 또는 부분적으로 할로겐화될 수 있다. 상기한 R 기의 조합이 동일한 코폴리머에서 사용될 수 있다.

상기 화학식 (10)에서 E의 값은 상기 난연성 조성물 중 각 성분의 유형 및 상대적인 양, 상기 조성물의 원하는 특성 및 유사한 고려 사항에 따라 매우 다양할 수 있다. 일반적으로, E는 2 내지 1,000, 구체적으로 2 내지 500, 또는 더욱 구체적으로 5 내지 100의 평균값을 가진다. 일 구현예에 있어서, E는 10 내지 75의 평균값을 가지고, 또 다른 구현예에 있어서, E는 40 내지 60의 평균값을 가진다. E이 낮은 값, 예를 들어, 40 미만인 경우, 상대적으로 많은 양의 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 반대로, E가 높은 값, 예를 들어, 40 초과인 경우, 상대적으로 적은 양의 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머가 사용될 수 있다.

일 구현예에 있어서, 제1 및 제2(또는 그 이상)의 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머가 사용될 수 있으며, 이때, 제1 코폴리머의 E의 평균값은 제2 코폴리머의 E의 평균값보다 작다.

일 구현예에 있어서, 상기 폴리실록산 블록은 하기 화학식 (11)의 것이다:

(11)

여기서 E는 위에서 정의한 바와 같고; 각각의 R은 동일하거나 상이하고, 위에서 정의한 바와 같고; Ar은 동일하거나 상이할 수 있고, 치환 또는 비치환된 C_{6 -}C₃₀ 아릴렌기이고, 여기서 결합은 직접 방향족 모이어티에 연결된다. 화학식 (11)에서 Ar기는 C₆-C₃₀ 디하이드록시 아릴렌 화합물, 예를 들어, 상기 화학식 (3) 또는 (6)의 디하이드록시아릴렌 화합물로부터 유도될 수 있다. 예시적인 디하이드록시아릴렌 화합물은 1,1-비스(4-하이드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)부탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)옥탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-하이드록시페닐) n-부탄, 2,2-비스(4-하이드록시-1-메틸페닐)프로판, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥산, 비스(4-하이드록시페닐 설파이드), 및 1,1,-비스(4-하이드록시-t-부틸페닐)프로판이다. 또한, 상기한 디하이드록시 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 조합이 사용될 수 있다.

다른 구현예에 있어서, 폴리실록산 블록은 하기 화학식 (12)의 것이다:

(12)

여기서, R 및 E는 위에서 정의한 바와 같고, 각각의 R⁵는 독립적으로 2가 C_{1 -}C₃₀ 유기기이고, 상기 중합된 폴리실록산 단위는 대응하는 디하이드록시 화합물의 반응 잔기이다. 구체적인 일 구현예에 있어서, 상기 폴리실록산 블록은 하기 화학식 (13)의 것이다:

(13)

여기서, R 및 E는 위에서 정의한 바와 같다. 화학식 (13) 중 R⁶은 2가 C_{2 -}C₈ 지방족기이다. 화학식 (13) 중 각각의 M은 동일하거나 상이할 수 있고, 할로겐, 시아노, 니트로, C_{1 -}C₈ 알킬티오, C_{1 -}C₈ 알킬, C_{1 -}C₈ 알콕시, C_{2 -}C₈ 알케닐, C_{2 -}C₈ 알케닐옥시기, C_{3 -}C₈ 사이클로알킬, C_{3 -}C₈ 사이클로알콕시, C_{6 -}C₁₀ 아릴, C_{6 -}C₁₀ 아릴옥시, C_7-C₁₂ 아랄킬, C_{7 -}C₁₂ 아랄콕시, C_{7 -}C₁₂ 알킬아릴, 또는 C_{7 -}C₁₂ 알킬아릴옥시일 수 있고, 각각의 n은 독립적으로 0, 1, 2, 3, 또는 4이다.

일 구현예에 있어서, M은 브로모 또는 클로로, 알킬기(예를 들어, 메틸, 에틸 또는 프로필), 알콕시기(예를 들어, 메톡시, 에톡시, 또는 프로폭시), 또는 아릴기(예를 들어, 페닐, 클로로페닐, 또는 톨릴)이고; R²는 디메틸렌, 트리메틸렌 또는 테트라메틸렌기이고; R은 C_{1 -8} 알킬, 할로알킬(예를 들어, 트리플루오로프로필), 시아노알킬, 또는 아릴(예를 들어, 페닐, 클로로페닐 또는 톨릴)이다. 다른 구현예에서, R은 메틸, 또는 메틸과 트리플루오로프로필의 조합, 또는 메틸과 페닐의 조합이다. 또 다른 구현예에 있어서, M은 메톡시이고, n은 1이고, R²는 2가 C_{1 -}C₃ 지방족기이고, R은 메틸이다. 다른 구현예에 있어서, 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머는 비스페놀 A 카보네이트 단위 및 하기 화학식의 실록산 단위,

또는 상기한 것 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함하고, 이때, E는 2 내지 200, 구체적으로, 2 내지 100, 2 내지 60 또는 2 내지 50의 평균값을 갖는다.

상기 화학식 (11)의 블록은 하기 화학식 (14)의 대응하는 디하이드록시 폴리실록산으로부터 유도될 수 있다:

(14)

여기서, R, E, M, R⁶ 및 n은 전술한 바와 같다. 이러한 디하이드록시 폴리실록산은 하기 화학식 (15)의 실록산 하이드라이드와 지방족성 불포화 1가 페놀 사이의 백금 촉매 첨가를 수행함으로써 제조될 수 있다:

(15)

여기서, R 및 E는 이전에 정의된 바와 동일하다. 예시적인 지방족성 불포화 1가 페놀은 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 것 중 1종 이상을 포함하는 조합이 또한 사용될 수 있다.

상기 폴리실록산-폴리카보네이트는 50 내지 99 중량%의 카보네이트 단위 및 1 내지 50 중량%의 실록산 단위를 포함할 수 있다. 이러한 범위 내에서, 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머는 70 내지 98 중량%, 더욱 구체적으로 75 내지 97 중량%의 카보네이트 단위 및 2 내지 30 중량%, 더욱 구체적으로 3 내지 25 중량%의 실록산 단위를 포함할 수 있다. 예시적인 일 구현예에 있어서, 상기 폴리실록산-폴리카보네이트는 파라-쿠밀 페놀로 말단 캡핑된다.

일 구현예에 있어서, 예시적인 폴리실록산-폴리카보네이트 블록 코폴리머는 하기 화학식 (16)에 나타나는 구조를 갖는 것이다:

(16)

여기서, 상기 폴리실록산 블록은 유게놀로 말단 캡핑되며, x는 1 내지 100, 구체적으로 5 내지 85, 구체적으로 10 내지 70, 구체적으로 15 내지 65, 더욱 구체적으로 40 내지 60이다. 일 구현예에 있어서, y는 1 내지 90이고, z는 1 내지 600이다. 상기 폴리실록산 블록은 상기 폴리카보네이트 블록들 사이에 무작위로 분포되거나 또는 제어되어 분포될 수 있다. 일 구현예에 있어서, x는 30 내지 50이고, y는 10 내지 30이고, z는 450 내지 600이다.

상기 폴리실록산 폴리카보네이트 코폴리머가 유게놀 말단 캡핑된 폴리실록산을 포함하는 경우, 상기 난연성 조성물은 0 내지 25 중량%의 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머를 포함한다. 상기 폴리실록산의 함량은 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머의 총중량을 기준으로, 1 내지 20 중량%, 구체적으로, 1 내지 16 중량%, 구체적으로 2 내지 14 중량%, 더욱 구체적으로 3 내지 6 중량%이다. 일 구현예에 있어서, 상기 폴리실록산 블록의 수평균 분자량은 29,000 내지 30,000 달톤이며, 이는 비스페놀 A 폴리카보네이트 절대 분자량 표준을 사용한 것이다.

일 구현예에 있어서, 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머는 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머의 총중량을 기준으로, 10 중량% 이하, 구체적으로, 6 중량% 이하, 더욱 구체적으로 4 중량% 이하의 폴리실록산을 포함한다. 10 중량% 이하로 함유하는 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머는 일반적으로 광학적으로 투명하며, 이는 SABIC으로부터 상업적으로 입수가능한 것으로서 때때로 EXL-T로 지칭된다. 투명한 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머는 미국 특허 출원 번호 제2004/0039145호 A1에 설명된 튜브 반응기 공정 중 하나 또는 둘 모두를 사용하여 제조될 수 있으며, 또는 미국 특허 번호 제6,723,864호에 설명된 공정이 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머를 합성하는데 사용될 수 있다.

일 구현예에 있어서, 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머는 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머의 총중량을 기준으로 10 중량% 이상, 구체적으로 12 중량% 이상, 더욱 구체적으로 14 중량% 이상의 상기 폴리실록산 코폴리머를 포함한다. 10 중량% 이상으로 함유하는 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머는 일반적으로 광학적으로 불투명하며, 이는 SABIC으로부터 상업적으로 입수가능한 것으로서, 때때로 EXL-P로 지칭된다. 이러한 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머는 미국 특허 제6,072,011호(Hoover)에 개시된 방법에 의해 제조될 수 있다.

상기 폴리실록산-폴리카보네이트는 가교결합된 스티렌-디비닐벤젠 컬럼을 사용하고, 밀리리터 당 1 밀리그램의 샘플 농도에서, 폴리카보네이트 표준으로 검량된, 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정될 때, 2,000 내지 100,000 달톤, 구체적으로, 5,000 내지 50,000 달톤의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다.

상기 폴리실록산-폴리카보네이트는, 300℃/1.2 kg에서 측정될 때, 1 내지 50 cc/10분 (10분 당 세제곱센티미터), 구체적으로 2 내지 30 cc/10분의 용융 부피 유량을 가질 수 있다. 전체적으로 원하는 흐름 특성을 달성하기 위하여 상이한 흐름 특성을 갖는 폴리실록산-폴리카보네이트의 혼합물이 사용될 수 있다.

상기 폴리실록산-폴리카보네이트는 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 상기 난연성 조성물 중에 10 내지 40 중량%, 구체적으로 15 내지 38 중량%, 구체적으로 16 내지 36 중량%, 더욱 구체적으로 25 내지 35 중량%의 양으로 존재한다.

상기 난연성 조성물은 충격 개질제(들)을 더 포함할 수 있다. 이러한 충격 개질제는, (i) 10℃ 이하의 Tg, 더욱 구체적으로, -10℃ 이하의 Tg, 또는 더욱 구체적으로, -40℃ 내지 -80℃의 Tg를 갖는 엘라스토머(즉, 고무) 폴리머 줄기(substrate), 및 (ii) 상기 엘라스토머 폴리머 줄기에 그라프트된 경질 폴리머 가지(superstrate)를 포함하는 엘라스토머 개질된 그라프트 코폴리머를 포함한다. 알려진 바와 같이, 엘라스토머 개질된 그라프트 코폴리머는, 먼저 상기 엘라스토머 폴리머를 제공하고, 이후 상기 엘라스토머의 존재 하에서 경질 상의 구성 모노머(들)을 중합하여 그라프트 폴리머를 얻음으로써 제조될 수 있다. 상기 그라프트는 그라프트 가지로서 또는 쉘로서 엘라스토머 코어에 부착될 수 있다. 상기 쉘이 단지 물리적으로 상기 코어를 캡슐화하거나, 또는 상기 쉘이 부분적으로 또는 본질적으로 완전히 상기 코어에 그라프트될 수 있다.

엘라스토머 상으로 사용되는 재료는, 예를 들어, 공액 디엔 고무; 50 중량% 이하의 공중합 가능한 모노머를 갖는 공액 디엔의 코폴리머; 에틸렌 프로필렌 코폴리머(EPR) 또는 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머 고무(EPDM)와 같은 올레핀 고무; 에틸렌-비닐 아세테이트 고무; 실리콘 고무; 엘라스토머 C_{1 -8} 알킬(메트)아크릴레이트; C_1-8 알킬(메트)아크릴레이트와 부타디엔 및/또는 스티렌의 엘라스토머 코폴리머; 또는 상기한 엘라스토머 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다.

상기 엘라스토머 상의 제조를 위한 공액 디엔 모노머는 하기 화학식 (21)의 것을 포함한다:

(21)

여기서, 각각의 X^b는 독립적으로 수소, C₁-C₅ 알킬 등이다. 사용될 수 있는 공액 디엔 모노머의 예는 부타디엔, 이소프렌, 1,3-헵타디엔, 메틸-1,3-펜타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 2-에틸-1,3-펜타디엔; 1,3- 및 2,4-헥사디엔 등, 뿐만 아니라 상기한 공액 디엔 모노머 중 적어도 1종을 포함하는 조합이다. 구체적인 공액 디엔 호모폴리머는 폴리부타디엔 및 폴리이소프렌을 포함한다.

공액 디엔 고무의 코폴리머가 또한 사용될 수 있으며, 예를 들어, 공액 디엔및 이들과 공중합 가능한 적어도 1종의 모노머의 수성 라디칼 유화 중합에 의하여 제조되는 것들이다. 공액 디엔과의 공중합에 유용한 모노머는 비닐 나프탈렌, 비닐 안트라센 등과 같은 축합된 방향족 고리 구조를 함유하는 모노비닐방향족 모노머, 또는 화학식 (22)의 모노머를 포함한다:

(22)

여기서, 각각의 X^C는 독립적으로 수소, C₁-C₁₂ 알킬, C₃-C₁₂ 사이클로알킬, C₆-C₁₂ 아릴, C₇-C₁₂ 아랄킬, C₇-C₁₂ 알킬아릴, C₁-C₁₂ 알콕시, C₃-C₁₂ 사이클로알콕시, C₆-C₁₂ 아릴옥시, 클로로, 브로모 또는 하이드록시이고; R은 수소, C₁-C₅ 알킬, 브로모, 또는 클로로이다. 사용될 수 있는 모노비닐방향족 모노머는 스티렌, 3-메틸스티렌, 3,5-디에틸스티렌, 4-n-프로필스티렌, 알파-메틸스티렌, 알파-메틸 비닐톨루엔, 알파-클로로스티렌, 알파-브로모스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 테트라-클로로스티렌 등, 및 상기한 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다. 스티렌 및/또는 알파-메틸스티렌이 상기 공액 디엔 모노머와 공중합가능한 모노머로서 사용될 수 있다.

상기 공액 디엔과 공중합될 수 있는 다른 모노머는 이타콘산, 아크릴아미드, N-치환된 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드, 말레산 무수물, 말레이미드, N-알킬-, 아릴-, 또는 할로아릴-치환된 말레이미드, 글리시딜 (메트)아크릴레이트와 같은 모노비닐 모노머, 및 일반식 (23)의 모노머이다:

(23)

여기서, R은 수소, C₁-C₅ 알킬, 브로모 또는 클로로이고, X^c는 시아노, C₁-C₁₂ 알콕시카보닐, C₁-C₁₂ 아릴옥시카보닐, 하이드록시 카보닐 등이다. 화학식 (21a)의 모노머의 예는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 알파-클로로아크릴로니트릴, 베타-클로로아크릴로니트릴, 알파-브로모아크릴로니트릴, 아크릴산, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, t-부틸 (메트)아크릴레이트, n-프로필 (메트)아크릴레이트, 이소프로필 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트 등 및 상기한 모노머 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다. n-부틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 및 2-에틸헥실 아크릴레이트와 같은 모노머가 통상적으로 공액 디엔 모노머와 공중합가능한 모노머로 사용된다. 상기한 모노비닐 모노머와 모노비닐방향족 모노머의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.

일 구현예에 있어서, 상기 난연성 조성물은 고무 개질된 폴리스티렌을 포함한다. 상기 고무 개질된 폴리스티렌은 폴리스티렌 및 폴리부타디엔을 포함한다. 고무 개질된 폴리스티렌은 때때로 "고충격 폴리스티렌" 또는 "HIPS(high-impact polystyrene)"으로 지칭된다. 몇몇 구현예들에 있어서, 상기 고무 개질된 폴리스티렌은, 상기 고무 개질된 폴리스티렌의 중량을 기준으로, 80 내지 96 중량%의 폴리스티렌, 구체적으로 88 내지 94 중량%의 폴리스티렌; 및 4 내지 20 중량%의 폴리부타디엔, 구체적으로 6 내지 12 중량%의 폴리부타디엔을 포함한다. 몇몇 구현예들에 있어서, 상기 고무 개질된 폴리스티렌은 10 내지 35%의 유효 겔 함량을 갖는다. 적합한 고무 개질된 폴리스티렌은, 예를 들어, SABIC의 HIPS3190로부터 상업적으로 입수가능하다.

상기 난연성 조성물은 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 3 내지 40 중량%, 구체적으로 5 내지 30 중량%, 더욱 구체적으로 7 내지 35 중량%의 양의 고무 개질된 폴리스티렌을 포함한다.

엘라스토머 상으로서 사용하는 (메트)아크릴레이트 모노머는 C_{1 -8} 알킬 (메트)아크릴레이트, 특히 C_{4 -6} 알킬 아크릴레이트, 예를 들면, n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 등 및 상기한 모노머 중 적어도 1종을 포함하는 조합의 가교된, 입자상 유화 호모폴리머 또는 코폴리머일 수 있다. C_{1 -8} 알킬 (메트)아크릴레이트 모노머는, 선택적으로, 모노머의 총중량을 기준으로 15 중량% 이하의 화학식 (21), (22), 또는 (23)의 코모노머와 혼합하여 중합될 수 있다. 코모노머는, 이에 제한되는 것은 아니나, 부타디엔, 이소프렌, 스티렌, 메틸 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 펜에틸메타크릴레이트, N-사이클로헥실아크릴아미드, 비닐 메틸 에테르 또는 아크릴로니트릴 및 상기한 코모노머 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다. 선택적으로, 모노머의 총중량을 기준으로 5 중량% 이하의 다관능성 가교 코모노머가 존재할 수 있다. 이러한 다관능성 가교 코모노머는, 예를 들면, 디비닐벤젠, 글리콜 비스아크릴레이트와 같은 알킬렌디올 디(메트)아크릴레이트, 알킬렌트리올 트리(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르 디(메트)아크릴레이트, 비스아크릴아미드, 트리알릴 시아누레이트, 트리알릴 이소시아누레이트, 알릴 (메트)아크릴레이트, 디알릴 말레에이트, 디알릴 퓨마레이트, 디알릴 아디페이트, 시트르산의 트리알릴 에스테르, 인산의 트리알릴 에스테르 등 뿐만 아니라, 상기한 가교제 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함할 수 있다.

엘라스토머 상은, 연속, 반배치(semibatch), 또는 배치 공정을 사용하여, 괴상(mass), 유화, 현탁, 용액 공정, 또는 벌크-현탁, 유화-벌크, 벌크-용액 또는 다른 기술과 같은 조합된 공정에 의하여 중합될 수 있다. 엘라스토머 줄기(substrate)의 입자 크기는 중요하지 않다. 예를 들어, 유화 중합된 고무 격자의 경우 0.001 내지 25 마이크로미터, 구체적으로 0.01 내지 15 마이크로미터, 또는 더더욱 구체적으로 0.1 내지 8 마이크로미터의 평균 입자 크기가 사용될 수 있다. 벌크 중합된 고무 줄기의 경우, 0.5 내지 10 마이크로미터, 구체적으로 0.6 내지 1.5 마이크로미터의 입자 크기가 사용될 수 있다. 입자 크기는 단순한 광투과법 또는 모세관 유체역학 크로마토그래피(capillary hydrodynamic chromatography)(CHDF)에 의해 측정될 수 있다. 엘라스토머 상은 입자상일 수 있으며, 적절하게 가교된 공액 부타디엔 또는 C_4-6 알킬 아크릴레이트 고무일 수 있고, 구체적으로 70% 초과의 겔 함량을 갖는다. 부타디엔과 스티렌 및/또는 C_{4 -6} 알킬 아크릴레이트 고무의 조합이 또한 유용하다.

상기 엘라스토머 상은 총 그라프트 코폴리머의 5 내지 95 중량%, 더욱 구체적으로 20 내지 90 중량%, 더더욱 구체적으로 40 내지 85 중량%의 엘라스토머 개질된 그라프트 코폴리머를 포함하며, 그 나머지는 경질 그라프트 상이다.

엘라스토머 개질된 그라프트 코폴리머의 경질상은, 1종 이상의 엘라스토머 폴리머 줄기의 존재 하에서 모노비닐방향족 모노머 및 선택적으로 1종 이상의 코모노머를 포함하는 조합의 그라프트 중합에 의해 형성될 수 있다. 전술한 화학식 (22)의 모노비닐방향족 모노머가 경질 그라프트 상으로 사용될 수 있고, 이는 스티렌, 알파-메틸 스티렌, 디브로모스티렌과 같은 할로스티렌, 비닐톨루엔, 비닐자일렌, 부틸스티렌, 파라-하이드록시스티렌, 메톡시스티렌 등 또는 상기한 모노비닐방향족 모노머 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 유용한 코모노머는, 예를 들면, 전술한 모노비닐 모노머 및/또는 일반식 (19)의 모노머를 포함한다. 일 구현예에서, R은 수소 또는 C₁-C₂ 알킬이고, X^c는 시아노 또는 C₁-C₁₂ 알콕시카보닐이다. 경질 상으로 사용되는 코모노머는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, n-프로필 (메트)아크릴레이트, 이소프로필 (메트)아크릴레이트 등 및 상기한 코모노머 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다.

경질 그래프트 상에서 모노비닐방향족 모노머 대 코모노머의 상대적인 비율은 엘라스토머 줄기의 유형, 모노비닐방향족 모노머(들)의 유형, 코모노머(들)의 유형, 및 충격 개질제의 원하는 특성에 따라 광범위하게 달라질 수 있다. 경질상은 일반적으로 100 중량% 이하의 모노비닐 방향족 모노머, 구체적으로 30 내지 100 중량%, 더욱 구체적으로 50 내지 90 중량%의 모노비닐 방향족 모노머를 포함할 수 있으며, 나머지 경질 상은 코모노머(들)이다.

존재하는 엘라스토머 개질된 폴리머의 양에 따라, 비그라프트된 경질 폴리머(rigid polymer) 또는 코폴리머의 분리된 매트릭스 또는 연속상(continuous phase)은 엘라스토머 개질된 그라프트 코폴리머와 함께 동시에 얻어질 수 있다. 전형적으로, 이러한 충격 개질제는, 상기 충격 개질제의 총중량을 기준으로, 40 내지 95 중량%의 엘라스토머 개질된 그라프트 코폴리머 및 5 내지 65 중량%의 그라프트 코폴리머를 포함한다. 다른 구현예에 있어서, 이러한 충격 개질제는, 상기 충격 개질제의 총중량을 기준으로, 15 내지 50 중량%, 더욱 구체적으로 15 내지 25 중량%의 그라프트 코폴리머와 함께, 50 내지 85중량%, 더욱 구체적으로 75 내지 85 중량%의 고무 개질된 그라프트 코폴리머를 포함한다.

일 구현예에 있어서, 상기 방향족 비닐 코폴리머는 "자유" 스티렌-아크릴로니크릴 코폴리머(styrene-acrylonitrile copolymer: SAN), 즉, 다른 폴리머 사슬에 그라프트되지 않은 스티렌-아크릴로니크릴 코폴리머를 포함한다. 특정 일 구현예에 있어서, 자유 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머는 폴리스티렌 표준 분자량 스케일에서 50,000 내지 200,000 달톤의 분자량을 가질 수 있고, 스티렌 대 아크릴로니트릴의 다양한 비율을 포함할 수 있다. 예를 들어, 자유 SAN은 자유 SAN 코폴리머의 총중량을 기준으로 75 중량%의 스티렌 및 25 중량%의 아크릴로니트릴을 포함할 수 있다. 자유 SAN은 자유 SAN을 함유하는 상기 조성물 중에 그라프트 고무 충격 개질제를 첨가함으로써 선택적으로 존재할 수 있거나, 및/또는 자유 SAN은 상기 조성물 중에 다른 충격 개질제와 독립적으로 존재할 수 있다.

다른 구체적인 유형의 엘라스토머 개질된 충격 개질제는 적어도 1종의 실리콘 고무 모노머, 화학식 H₂C＝C(R^d)C(O)OCH₂CH₂R^e(R^d는 수소 또는 C₁-C₈ 선형 또는 분지형 알킬기이고, R^e는 분지형 C₃-C₁₆ 알킬기임)를 갖는 분지형 아크릴레이트 고무 모노머; 제1 그라프트 연결 모노머; 중합성 알케닐 함유 유기 재료; 및 제2 그라프트 연결 모노머로부터 유도되는 구조 단위를 포함한다. 실리콘 고무 모노머는, 예를 들어, 단독으로 또는 조합하여, 고리 실록산, 테트라알콕시실란, 트리알콕시실란, (아크릴옥시)알콕시실란, (머캅토알킬)알콕시실란, 비닐알콕시실란, 또는 알릴알콕시실란을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 데카메틸사이클로펜타실록산, 도데카메틸사이클로헥사실록산, 트리메틸트리페닐사이클로트리실록산, 테트라메틸테트라페닐사이클로테트라실록산, 테트라메틸테트라비닐사이클로테트라실록산, 옥타페닐사이클로테트라실록산, 옥타메틸사이클로테트라실록산 및/또는 테트라에톡시실란을 포함할 수 있다.

분지형 아크릴레이트 고무 모노머는 이소-옥틸 아크릴레이트, 6-메틸옥틸 아크릴레이트, 7-메틸옥틸 아크릴레이트, 6-메틸헵틸 아크릴레이트 등 또는 상기한 것 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다. 중합성 알케닐 함유 유기 재료는, 단독으로 또는 조합하여, 예를 들면, 화학식 (22) 또는 (23)의 모노머, 예를 들면, 스티렌, 알파-메틸스티렌, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 또는 비분지된 (메트)아크릴레이트, 예를 들면, 메틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트 등일 수 있다.

제1 그라프트 연결 모노머는, 단독으로 또는 조합하여, (아크릴옥시)알콕시실란, (머캅토알킬)알콕시실란, 비닐알콕시실란, 또는 알릴알콕시실란일 수 있고, 예를 들어, (감마-메타크릴옥시프로필)(디메톡시)메틸실란 및/또는 (3-머캅토프로필)트리메톡시실란일 수 있다. 제2 그라프트 연결 모노머는 적어도 1종의 알릴기를 갖는 폴리에틸렌성 불포화 화합물, 예를 들어, 알릴 메타크릴레이트, 트리알릴 시아누레이트, 트리알릴 이소시아누레이트 등 또는 상기한 것 중 적어도 1종을 포함하는 조합이다.

실리콘-아크릴레이트 충격 개질제는 유화 중합에 의하여 제조될 수 있는데, 이 때, 예를 들어, 실리콘 고무 모노머는, 도데실벤젠설폰산과 같은 계면 활성제의 존재 하에서, 30 내지 110℃의 온도에서 제1 그라프트 연결 모노머와 반응하여 실리콘 고무 라텍스를 형성한다. 대안적으로, 사이클로옥타메틸테트라실록산과 같은 고리형 실록산 및 테트라에톡시오르소실리케이트가 (감마-메타크릴옥시프로필)메틸디메톡시실란과 같은 제1 그라프트 연결 모노머와 반응될 수 있다. 이후, 분지형 아크릴레이트 고무 모노머는, 선택적으로 알릴 메타크릴레이트와 같은 가교 결합 모노머의 존재 하에서, 벤조일 퍼옥사이드와 같은 자유 라디칼 생성 중합 촉매의 존재 하에서, 상기 실리콘 고무 입자와 중합된다. 그 다음, 이 라텍스는 중합성 알케닐 함유 유기 재료 및 제2 그라프트 연결 모노머와 반응한다. 그라프트 실리콘 아크릴레이트 고무 혼성체(hybrid)의 라텍스 입자를 (응집제(coagulant) 처리에 의한) 응집을 통하여 수성 상으로부터 분리시켜 미세 분말로 건조하여 실리콘 아크릴레이트 고무 충격 개질제를 생성할 수 있다. 이 방법은 일반적으로 100 나노미터 내지 2 마이크로미터의 입자 크기를 갖는 실리콘 아크릴레이트 충격 개질제를 생성하는데 사용될 수 있다.

상기한 엘라스토머 개질된 그라프트 코폴리머의 형성에 대해 알려진 공정은 연속식, 반배치 또는 배치 공정을 이용하여, 괴상, 유화, 현탁 및 용액 공정, 또는 벌크-현탁, 유화-벌크, 벌크-용액 또는 다른 기술과 같은 조합된 공정을 포함한다.

일 구현예에 있어서, 상기한 유형의 충격 개질제는 염기성 물질, 예를 들어, C_6-30 지방산의 알칼리 금속염(예를 들어, 소듐 스테아레이트, 리튬 스테아레이트, 소듐 올레에이트, 포타슘 올레에이트 등); 알칼리 금속 카보네이트, 아민(예를 들어, 도데실 디메틸 아민, 도데실 아민 등); 및 아민의 암모늄 염;이 없는 유화 중합 공정에 의해 제조된다. 이러한 물질들은 통상적으로 유화 중합에서 계면 활성제로 사용되며, 폴리카보네이트의 에스테르교환 및/또는 폴리카보네이트의 열화를 촉매화할 수 있다. 그 대신, 이온 설페이트, 설포네이트 또는 포스페이트 계면활성제가 충격 개질제, 특히 충격 개질제의 엘라스토머 줄기 부분을 제조하는데 사용될 수 있다. 유용한 계면활성제는, 예를 들어, C_{1 -22} 알킬 또는 C_{7 -25} 알킬아릴 설포네이트, C_{1 -22} 알킬 또는 C_{7 -25} 알킬아릴 설페이트, C_{1 -22} 알킬 또는 C_{7 -25} 알킬아릴 포스페이트, 치환된 실리케이트 또는 상기한 것 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다. 구체적인 계면 활성제는 C_{6 -16}, 구체적으로 C_{8 -12} 알킬 설포네이트이다. 이 유화 중합 공정은 Rohm & Haas 및 General Electric Company와 같은 회사의 다양한 특허 및 문헌에 기술되고 개시되어 있다. 실제로, 지방산의 알칼리 금속염, 알칼리 금속 카보네이트 및 다른 염기성 물질이 존재하지 않는다면, 상기 기술된 모든 충격 개질제가 사용될 수 있다.

이러한 유형의 구체적인 충격 개질제는 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 (MBS) 충격 개질제이며, 상기 부타디엔 줄기는 계면활성제로서 전술한 술포네이트, 술페이트, 또는 포스페이트를 사용하여 제조된다. ABS 및 MBS 이외의 엘라스토머 개질된 그라프트 코폴리머의 다른 예는, 이에 제한되는 것은 아니나, 아크릴로니트릴-스티렌-부틸 아크릴레이트(ASA), 메틸 메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(MABS), 및 아크릴로니트릴-에틸렌-프로필렌-디엔-스티렌(AES)을 포함한다. 존재하는 경우, 충격 개질제는 상기 난연성 조성물 중 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 5 내지 30 중량%의 양으로 존재할 수 있다.

일 구현예에 있어서, 상기 난연성 조성물은 보강 충전제를 함유할 수 있다. 보강 충전제의 예는 유리 섬유, 탄소 섬유, 금속 섬유 등이다.

유리 섬유는 편평하거나 또는 둥근 섬유일 수 있다. 편평한 유리 섬유는 타원형의 단면적을 가지는 반면, 둥근 섬유는 원형의 단면적을 가지며, 이때, 단면적은 섬유의 길이방향 축에 대하여 수직으로 측정된다. 유리 섬유는 "E-유리", "A-유리", "C-유리", "D-유리", "R-유리", "S-유리" 뿐만 아니라, 불소가 없는 및/또는 붕소가 없는 E-유리 유도체로부터 제조될 수 있다. 유리 섬유는 직조 또는 부직조일 수 있다. 유리 섬유는 3 마이크로미터 내지 25 마이크로미터, 구체적으로, 4 마이크로미터 내지 20 마이크로미터, 더욱 구체적으로, 8 마이크로미터 내지 15 마이크로미터의 직경을 가질 수 있다.

탄소 섬유는 탄소 나노튜브 또는 피치(pitch) 또는 폴리아크릴로니트릴로부터 유도된 탄소 섬유일 수 있다. 탄소 나노튜브는 단일벽 탄소 나노튜브 또는 다중벽 탄소 나노튜브일 수 있다. 탄소 나노튜브는 2.7 나노미터 내지 100 나노미터의 직경을 가질 수 있고, 5 내지 100의 종횡비(aspect ratio)를 가질 수 있다. 종횡비는 길이 대 직경의 비로 정의된다.

피치 및 폴리아크릴로니트릴로부터 유도된 탄소 섬유는 탄소 나노튜브와 상이한 미세 구조를 갖는다. 탄소 섬유는 3 마이크로미터 내지 25 마이크로미터, 구체적으로 4 마이크로미터 내지 20 마이크로미터, 더욱 구체적으로 8 마이크로미터 내지 15 마이크로미터의 직경을 가질 수 있고, 0.5 내지 100의 종횡비를 가질 수 있다.

금속 섬유는 휘스커(whisker)(100 나노미터 미만의 직경을 가짐)일 수 있거나 또는 마이크로미터 영역의 직경을 가질 수 있다. 마이크로미터 영역의 금속 섬유는 3 내지 30 마이크로미터의 직경을 가질 수 있다. 예시적인 금속 섬유는 스테인레스 스틸, 알루미늄, 철, 니켈, 구리 등 또는 상기한 금속 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다.

상기 난연성 조성물은 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 15 내지 45 중량%, 구체적으로 20 내지 40 중량%, 더욱 구체적으로 28 내지 33 중량%의 양의 보강 섬유를 포함한다.

상기 난연성 조성물은 또한 미네랄 충전제를 포함할 수 있다. 일 구현예에 있어서, 미네랄 섬유는 상승제(synergist) 역할을 한다. 상승제는, 상기 난연성 조성물에 첨가되는 경우, 상승제가 없는 것을 제외하고 동일한 양으로 동일한 성분을 모두 함유하는 비교 조성물에 비하여, 난연 특성의 향상을 용이하게 한다. 미네랄 충전제의 예는 마이카, 탈크, 칼슘 카보네이트, 백운석(dolomite), 규회석(wollastonite), 바륨 설페이트, 실리카, 카올린, 장석(feldspar), 중정석(barytes) 등 또는 상기한 미네랄 충전제 중 적어도 1종을 포함하는 조합이다. 미네랄 충전제는 0.1 내지 20 마이크로미터, 구체적으로 0.5 내지 10 마이크로미터, 더욱 구체적으로 1 내지 3 마이크로미터의 평균 입자 크기를 가질 수 있다.

미네랄 충전제는 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 0.1 내지 20 중량%, 구체적으로 0.5 내지 15 중량%, 더욱 구체적으로 1 내지 5 중량%의 양으로 존재한다. 예시적인 미네랄 충전제는 탈크이다.

또한, 상기 난연성 조성물은, 선택적으로, 산화 방지제, 항오존제(antiozonant), 안정화제, 열안정화제, 주형 이형제, 염료, 착색제, 안료, 흐름 개질제 등 또는 상기한 첨가제 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 함유할 수 있다.

언급한 바와 같이, 상기 난연성 조성물은 난연제를 포함한다. 난연제는 포스파젠 화합물이다. 일 구현예에 있어서, 난연제는 페녹시포스파젠 올리고머이다.

상기 난연성 조성물에 사용되는 포스파젠 화합물은 분자내 -P=N 결합을 갖는 유기 화합물이다. 일 구현예에 있어서, 포스파젠 화합물은, 하기 화학식 (24)로 표시되는 고리형 페녹시포스파젠; 하기 화학식 (25)로 표시되는 사슬형 페녹시포스파젠; 및 하기 화학식 (24) 및 (25)로 표시되는 것으로부터 선택되는 적어도 1종의 페녹시포스파젠과 하기 화학식 (26)으로 표시되는 가교결합기를 가교결합함으로써 얻어지는 가교결합된 페녹시포스파젠 화합물;로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함한다:

(24)

상기 화학식 (24) 중, m은 3 내지 25의 정수이고, R₁ 및 R₂는 동일하거나 또는 상이하고, 독립적으로, 수소, 할로겐, C_{1 -12} 알콕시 또는 C_{1 -12} 알킬이다. 상기 화학식 (24)의 구조를 갖는 상업적으로 입수가능한 페녹시포스파젠은 Fushimi Pharmaceutical Co., Ltd에 의해 제조되고 배포되는 FP-110^®이다.

사슬형 페녹시포스파젠은 하기 화학식 (25)로 표시된다:

(25)

상기 화학식 (25) 중, X¹는 -N=P(OPh)₃기 또는 -N=P(O)OPh기를 나타내고, Y¹은 -P(OPh)₄기 또는 -P(O)(OPh)₂기를 나타내고, n은 3 내지 10000의 정수를 나타내고, Ph는 페닐기를 나타내고, R₁ 및 R₂는 동일하거나 또는 상이하고, 독립적으로, 수소, 할로겐, C_{1 -12} 알콕시 또는 C_{1 -12} 알킬이다. 상기 화학식 (25)의 구조를 갖는 상업적으로 입수가능한 페녹시포스파젠은 Otsuka Chemical Co., Ltd에 의해 제조되고 배포되는 SPB-100^®이다.

또한, 페녹시포스파젠은 하기 화학식 (26)으로 표시되는 가교결합기를 가질 수 있다:

(26)

상기 화학식 (26) 중, A는 -C(CH₃)₂-, -SO₂-, -S- 또는 -O-를 나타내고, q는 0 또는 1이다.

일 구현예에 있어서, 페녹시포스파젠 화합물은 하기 화학식 (27)로 표시되는 구조를 갖는다:

(27)

여기서, R₁ 내지 R₆은 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 아릴기, 접합된 아릴기, 아랄킬기, C_{1 -12} 알콕시, C_{1 -12} 알킬 또는 이들의 조합일 수 있다.

일 구현예에 있어서, 페녹시포스파젠 화합물은 하기 화학식 (28)로 표시되는 구조를 갖는다:

(28)

상기 화학식 (28)의 구조를 갖는 상업적으로 입수가능한 페녹시포스파젠은 Lanyin Chemical Co., Ltd에 의해 제조되고 유통되는 LY202^®이다. 화학식 (11)로 표시되는 고리형 페녹시포스파젠 화합물은 페녹시 사이클로트리포스파젠, 옥타페녹시 사이클로테트라포스파젠 및 데카페녹시 사이클로펜타포스파젠과 같은 화합물에 의해 예시될 수 있으며, 이는 암모늄 클로라이드 및 오염화인을 120 내지 130℃에서 반응시켜 고리형 및 직쇄 클로로포스파젠을 함유하는 혼합물을 얻고, 헥사클로로 사이클로트리포스파젠, 옥타클로로 사이클로테트라포스파젠 및 데카클로로 사이클로펜타포스파젠과 같은 고리형 클로로포스파젠을 추출한 다음, 이를 페녹시기로 치환함으로써 얻어진다. 고리형 페녹시포스파젠 화합물은 화학식 (11) 중 m이 3 내지 8의 정수를 나타내는 화합물일 수 있다.

상기 화학식 (25)로 표시되는 사슬형 페녹시포스파젠 화합물은, 전술한 방법에 의해 얻어진 헥사클로로 사이클로트리포스파젠을 220 내지 250℃에서 고리 열림 중합을 수행하고, 이에 따라 얻어진 3 내지 10000의 중합도를 갖는 사슬형 디클로로포스파젠을 페녹시기로 치환함으로써 얻어진 화합물로 예시된다. 사슬형 페녹시포스파젠 화합물은 화학식 (25) 중 n 값이 3 내지 1000, 구체적으로 5 내지 100, 더욱 구체적으로 6 내지 25이다.

가교결합된 페녹시포스파젠 화합물은, 4,4'-디페닐렌기의 가교결합된 구조를 갖는 화합물, 예를 들어, 4,4'-설포닐디페닐렌(비스페놀 S 잔기)의 가교결합된 구조를 갖는 화합물, 2,2-(4,4'-디페닐렌) 이소프로필리덴기의 가교결합된 구조를 갖는 화합물, 4,4'-옥시디페닐렌기의 가교결합된 구조를 갖는 화합물 및 4,4'-티오디페닐렌기의 가교결합된 구조를 갖는 화합물로 예시될 수 있다. 가교결합된 페녹시포스파젠 화합물의 페닐렌기 함량은, 일반적으로, 화학식 (24)로 표시되는 고리형 포스파젠 화합물 및/또는 화학식 (25)로 표시되는 사슬형 페녹시포스파젠 화합물 중에 함유된 페닐기 및 페닐렌기의 총수를 기준으로, 50 내지 99.9 중량%, 구체적으로 70 내지 90 중량%이다. 가교결합된 페녹시포스파젠 화합물은 이들의 분자내에 자유 하이드록실기를 갖지 않는 경우 특히 바람직할 수 있다. 예시적인 일 구현예에 있어서, 포스파젠 화합물은 고리형 포스파젠을 포함한다.

상기 난연성 조성물이 상기 포스파젠 화합물을 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로, 1 내지 20 중량%, 구체적으로 2 내지 16 중량%, 더욱 구체적으로 2.5 중량% 내지 14 중량%의 양으로 포함하는 것이 바람직하다.

일 구현예에 있어서, 상기 난연성 조성물은 적하 방지제를 포함할 수 있다. 플루오르화 폴리올레핀 및/또는 폴리테트라플루오로에틸렌이 적하 방지제로서 사용될 수 있다. 또한, 적하 방지제, 예를 들어, 피브릴 형성 또는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)와 같은 피브릴 비형성 플루오로폴리머가 사용될 수 있다. 적하 방지제는 예를 들어, 스티렌 아크릴로니트릴 (SAN)과 같은 경질 코폴리머에 의해 캡슐화될 수 있다. SAN으로 캡슐화된 PTFE는 TSAN으로 알려져 있다. 캡슐화된 플루오로폴리머는 플루오로폴리머의 존재 하에서, 예를 들어, 수성 분산액 중에서, 캡슐화 폴리머를 중합함으로써 제조될 수 있다. TSAN은 상기 조성물 중에 더욱 쉽게 분산될 수 있다는 점에서, TSAN은 PTFE보다 상당한 이점을 제공할 수 있다. 적절한 TSAN은, 예를 들어, 캡슐화된 플루오로폴리머의 총중량을 기준으로, 50 중량%의 PTFE 및 50 중량%의 SAN을 포함할 수 있다. SAN은, 예를 들어, 상기 코폴리머의 총중량을 기준으로 75 중량%의 스티렌 및 25 중량%의 아크릴로니트릴을 포함할 수 있다. 대안적으로, 플루오로폴리머는 적하 방지제로서 사용되기 위해, 몇몇 방식으로, 제2 폴리머, 예를 들어, 방향족 폴리카보네이트 수지 또는 SAN과 예비 블렌딩되어 응집된 재료를 형성할 수 있다. 어떠한 방법이든 캡슐화된 플루오로폴리머를 생성하는데 사용될 수 있다.

적하 방지제는 0.3 내지 0.7 mm, 구체적으로 0.4 내지 0.6 밀리미터의 수평균 입자 크기를 갖는 비교적 큰 입자의 형태로 첨가될 수 있다. 적하 방지제는 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로, 0.01 중량% 내지 5.0 중량%의 양으로 사용될 수 있다.

또한, 상기 난연성 조성물은 미네랄 충전제를 포함할 수 있다. 일 구현예에 있어서, 미네랄 충전제는 상승제의 역할을 한다. 일 구현예에 있어서, 상승제 이외에, 다른 미네랄 충전제일 수 있는 작은 부분의 미네랄 충전제가 상기 난연성 조성물에 첨가될 수 있다. 상승제는, 상기 난연성 조성물에 첨가되는 경우, 상승제가 없는 것을 제외하고 동일한 양으로 동일한 성분을 모두 함유하는 비교 조성물에 비하여, 난연 특성의 향상을 용이하게 한다. 미네랄 충전제의 예는 마이카, 탈크, 칼슘 카보네이트, 백운석, 규회석, 바륨 설페이트, 실리카, 카올린, 장석, 중정석 등 또는 상기한 미네랄 충전제 중 적어도 1종을 포함하는 조합이다. 미네랄 충전제는 0.1 내지 20 마이크로미터, 구체적으로 0.5 내지 10 마이크로미터, 더욱 구체적으로 1 내지 3 마이크로미터의 평균 입자 크기를 가질 수 있다.

적하 방지제, 항오존제, 주형 이형제, 열안정화제, 평탄화제(leveler), 점도 개질제, 자유 라디칼 퀀칭제, 충격 개질제와 같은 기타 폴리머 또는 코폴리머 등과 같은 다른 첨가제가 더 첨가될 수 있다.

상기 난연성 조성물의 제조는 균질(intimate) 블렌드를 생성하는 조건 하에서 성분들을 블렌딩함으로써 달성될 수 있다. 모든 성분들이 가공 시스템에 초기에 첨가될 수 있거나, 또는 특정 첨가제가 1종 이상의 주요 성분과 함께 예비 컴파운딩될 수 있다.

일 구현예에 있어서, 상기 난연성 조성물은 폴리카보네이트 코폴리머와 포스파젠 화합물을 블렌딩함으로써 제조된다. 이러한 블렌딩은 건조 블렌딩, 용융 블렌딩, 용액 블렌딩 또는 상기한 블렌딩 형태 중 적어도 하나를 포함하는 조합일 수 있다.

일 구현예에 있어서, 상기 난연성 조성물은 건조 블렌딩되어 Henschel 믹서또는 Waring 블렌더와 같은 장치에서 혼합물을 형성할 수 있고, 이를 압출기에 공급하여, 상기 혼합물이 용융 블렌딩된다. 다른 구현예에 있어서, 폴리카보네이트 코폴리머 중 일부가 포스파젠 화합물과 예비혼합되어 건조 예비블렌드를 형성할 수 있다. 이후, 상기 건조 예비블렌드는 여분의 폴리아미드 조성물과 함께 압출기에서 용융 블렌딩된다. 일 구현예에 있어서, 상기 난연성 조성물의 일부는 압출기의 입구(mouth)에서 초기에 공급될 수 있고, 상기 난연성 조성물의 나머지 부분은 입구의 포트 하류를 통하여 공급된다.

상기 난연성 조성물의 블렌딩은 전단력, 신장력, 압축력, 초음파 에너지, 전자기 에너지, 열에너지 또는 상기한 형태의 힘 또는 에너지 중 적어도 하나를 포함하는 조합의 사용을 포함하고, 이는 가공 장치에서 수행되며, 상기 가공 장치에서 일축, 다축, 맞물림 공회전 축 또는 역회전 축, 왕복 축(reciprocating screw), 핀을 갖는 축, 핀을 갖는 배럴, 롤(roll), 램(ram), 나선형 회전자 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합에 의해 전술한 힘이 가해진다.

전술한 힘이 관여하는 블렌딩은 일축 또는 다축 압출기, Buss 혼련기(kneader), Henschel, 헬리콘(helicone), Ross 혼합기, Banbury, 롤 밀(roll mill)과 같은 기계; 사출 성형 기계, 진공 성형 기계, 블로우 성형 기계 등; 또는 상기한 기계들 중 적어도 하나를 포함하는 조합에서 수행될 수 있다.

상기 난연성 조성물은 마스터배치의 형태로 용융 블렌딩 기계에 도입될 수 있다. 이러한 공정에서, 잔량의 상기 난연성 조성물이 도입되는 지점의 하류에서마스터배치가 블렌딩 장치(예를 들어, 압출기) 하류로 도입될 수 있으며, 이 지점에서 .

일 구현예에 있어서, 본 명세서에 개시된 상기 난연성 조성물은, 예를 들어, 내구성 물품, 전기 및 전자 부품, 자동차 부품 등과 같은 성형품을 제조하는데 사용된다. 상기 조성물은 통상적인 열가소성 공정, 예를 들어, 필름 및 시트 압출, 사출 성형, 기체 보조 사출 성형, 압출 성형, 압축 성형 및 블루우 성형을 사용하여 물품으로 전환될 수 있다.

다음 중 하나 이상에 대하여 상기 조성물을 테스트하였다: UL 94 난연성, 아이조드 충격 강도(Izod impact strength), 용융 점도 및 열변형 온도. 실시예에서 사용된 이러한 테스트에 대한 상세 사항은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 알려져 있으며, 다음과 같이 요약될 수 있다:

"플라스틱 재료의 인화성 테스트, UL 94(Test for Flammability of Plastic Material, UL 94)"라는 이름의 Underwriter's Laboratory Bulletin 94의 절차에 따라 인화성 테스트를 수행하였다.

연소 속도, 소화(extinguish)하는데 걸리는 시간, 적하 방지 능력 및 적하 연소 여부를 기준으로 몇 가지 등급이 적용될 수 있다. 테스트용 샘플은 125 mm 길이 x 13 mm 폭 x 13 mm 이하의 두께의 크기를 갖는 막대이다. 막대 두께는 0.6 mm 또는 0.8 mm였다. 재료들은 5개의 샘플에 대하여 얻어진 테스트 결과를 기초로 이러한 절차에 따라 UL 94 HB(수평 연소), V0, V1, V2, 5VA 및/또는 5VB로 분류될 수 있다; 그러나, 본 명세서의 조성물은 오직 V0, V1 및 V2로 테스트 및 분류하였고, 이들 각각의 기준은 하기에서 설명된다:

V0: 샘플의 장축이 불꽃에 대하여 180˚가 되도록 놓여진 샘플에서 점화 불꽃을 제거한 후 타오름(flaming) 및/또는 그을음(smolding) 기간이 10초를 넘지 않고, 수직으로 놓여진 샘플 중 어느 것도 흡수성 면(absorbent cotton)을 점화시키는 연소 입자 적하를 생성하지 않는다. 5개 막대 불꽃 정지 시간(flame out time)은 각각 2회 점화시 5개 막대의 불꽃 정지 시간이며, 1차 점화 불꽃 정지 시간(t₁) 및 2차 점화 불꽃 정지 시간(t₂)의 합은 50초의 최대 불꽃 정지 시간(t₁+t₂) 이하이다.

V1: 샘플의 장축이 불꽃에 대하여 180˚가 되도록 놓여진 샘플에서 점화 불꽃을 제거한 후 타오름 및/또는 그을음 기간이 30초를 넘지 않고, 수직으로 놓여진 샘플 중 어느 것도 흡수성 면을 점화시키는 연소 입자 적하를 생성하지 않는다. 5개 막대 불꽃 정지 시간은 각각 2회 점화시 5개 막대의 불꽃 정지 시간이며, 1차 점화 불꽃 정지 시간(t₁) 및 2차 점화 불꽃 정지 시간(t₂)의 합은 250초의 최대 불꽃 정지 시간(t₁+t₂) 이하이다.

V2: 샘플의 장축이 불꽃에 대하여 180˚가 되도록 놓여진 샘플에서 점화 불꽃을 제거한 후 타오름 및/또는 그을음의 평균 기간이 30초를 넘지 않으나, 수직으로 놓여진 샘플이 상기 면을 점화시키는 연소 입자 적하를 생성한다. 5개 막대 불꽃 정지 시간은 각각 2회 점화시 5개 막대의 불꽃 정지 시간이며, 1차 점화 불꽃 정지 시간(t₁) 및 2차 점화 불꽃 정지 시간(t₂)의 합은 250초의 최대 불꽃 정지 시간(t₁+t₂) 이하이다.

일 구현예에 있어서, 상기 난연성 조성물은 UL94 수직 연소 테스트, 특히 UL94 5VB 표준을 합격하는 난연성 물품을 제조하는데 특히 유용하다. UL94 수직 연소 테스트에서, 면 울 패드(cotton wool pad) 상에 놓여 지고 수직으로 고정된 테스트 시편에 불꽃이 가해진다. 5VB 등급을 달성하기 위하여, 테스트 막대에 5회의 불꽃을 인가한 이후에 60초 이내에 연소가 멈춰야하고, 이 경우 상기 패드를 점화하는 어떠한 적하도 없을 수 있다. 본 명세서에 설명된 상기 조성물의 다양한 구현예들은 UL94 5VB 표준을 충족한다.

플라스틱 재료의 내충격성을 비교하기 위해 아이조드 충격 강도를 사용하였다. 3.2 mm 두께의 성형된 노치드 아이조드 충격 막대를 사용하여, 23℃ 및 0℃에서 모두 노치드 아이조드 충격 강도를 측정하였다. 이를 ASTM D256에 따라 측정하였다. 그 결과를 줄/미터로 기록하였다.

열변형 온도(HDT)는 짧은 시간 동안 증가된 온도에서 하중을 지지하는 재료의 능력의 상대적인 척도이다. 이 테스트는 강성에 대한 온도의 영향을 측정한다: 표준 테스트 시편에 정해진 표면 응력이 제공되고, 온도를 일정한 속도로 증가시킨다. ASTM D648에 따라 3.2 mm 두께의 막대로 1.82 MPa 하중 하에서 평평하게 하여 HDT를 측정하였다. 그 결과를 ℃로 기록하였다.

상기 난연성 조성물은 하기 실시예들에 의해 예시화된다.

실시예 1

폴리카보네이트 및 폴리에스테르를 포함하는 난연성 조성물의 제조를 실증하기 위해 이 실시예를 수행하였다. 압출기에서 폴리카보네이트를 폴리에스테르와 블렌딩하였다. 난연제는 페녹시포스파젠이었다. 두 개의 상이한 페녹시포스파젠을 다양한 난연성 조성물에 별도로 사용하였다. 실시예 1에서 사용된 성분들을 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 상기 성분들 일부에 대한 공급처도 표 1에 나타내었다.

두문자/명칭	화학명 (사용)	상표명, 공급처
PC	비스페놀 A로부터 유도된 폴리카보네이트(29.9K Mw)	SABIC
PBT	1.1 dl/g의 고유 점도를 갖는 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트)	SABIC
PET	0.80-0.86 dl/g의 고유 점도를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트	Foshan BG-03-80
PETG	폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜	SK Co. Ltd
폴리실록산-카보네이트 코폴리머	20 중량%의 폴리실록산 및 PCP 말단 캡핑을 갖는 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머	SABIC
MBS	메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 코폴리머	EXL2650A
ABS	폴리(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 높은 고무 그라프트된 코폴리머	Kumho ABS HR 181
포스파젠-1	페녹시포스파젠 올리고머	Fushimi Rabitle FP-110
포스파젠-2	페녹시포스파젠 올리고머	Otsuka SPB-100
BPADP	BPA 디포스페이트	Daihachi Co. Ltd CR741
PX200	올리고머 방향족 포스페이트	Daihachi Co. Ltd PX200
TSAN	폴리(테트라플루오로에틸렌):스티렌-아크릴로니트릴 50:50	SABIC
산화 방지제	테트라키스(메틸렌(3,5디-t-부틸-4-하이드록시-하이드로신나메이트)메탄	Antioxidant 1010
퀀쳐(quencher)	모노 아연 포스페이트	Budenheim Iberica Z21-82
UV 방지제	2-(2'-하이드록시-5-t-옥틸페닐)-벤조트리아졸	CYASORB UV 5411

표 2 및 3은 난연성 촉매를 제조하는데 사용되는 가공 조건을 반영한다. 11개의 배럴을 갖는 Toshiba SE37 2축 압출기로 컴파운딩을 수행하였다. 각각의 배럴의 온도는 표 2에 상세히 기술되어 있다. 성형 조건은 표 3에 상세히 기술되어 있다.

파라미터	측정 단위	설정
컴파운딩기 유형	없음	Toshiba TEM-37BS
배럴 크기	mm	1500
다이	mm	3
영역 1 온도	℃	50
영역 2 온도	℃	100
영역 3 온도	℃	238
영역 4 온도	℃	238
영역 5 온도	℃	242
영역 6 온도	℃	242
영역 7 온도	℃	242
영역 8 온도	℃	242
영역 9 온도	℃	252
영역 10 온도	℃	252
영역 11 온도	℃	252
다이 온도	℃	250
축 속도	rpm	380
처리량	kg/hr	50
진공	MPa	-0.08
측면 공급기 속도	rpm	250

폴리카보네이트, 폴리에스테르 및 충격 개질제를 상류로부터 주입구(main throat)로 공급하였다. 모든 첨가제(주형 이형제, 산화 방지제 등)를 슈퍼 블렌더에서 폴리카보네이트 분말과 예비 블렌딩한 후, 압출기로 공급하였다. 성형 조건은 표 3에 상세히 기술되어 있다.

파라미터	측정 단위	설정
예비 건조 시간	시간	4
예비 건조 온도	℃	120
호퍼 온도	℃	70
영역 1 온도	℃	230
영역 2 온도	℃	240
영역 3 온도	℃	250
노즐 온도	℃	250
주형 온도	℃	80
축속도	rpm	80
배압	kgf/cm2	30
냉각 시간	s	15
성형 기계	없음	FANUC
사출 용적(shot volume)	mm	45
사출 속도(mm/s)	mm/s	40
유지 압력	kgf/cm2	800
최대 사출 압력	kgf/cm2	1200

이들의 측정하기 위해 사용된 표준에 따른 특성들이 하기 표 4에 상세히 기술되어 있다. 상기 특성들에 따른 조성물이 하기 표 5에 보여진다. 이 조성물들을 모두 2축 압출기로 컴파운딩하였고, 평가 및 성형을 위하여 펠렛을 수집하였다. 표 5에서, 샘플 번호 1 내지 5는 본 발명의 난연성 조성물인 반면, 샘플 번호 6 내지 12는 비교예이다. 표 5에서, 샘플 번호 1 내지 5는 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머 및 페녹시포스파젠 난연제를 함유한다. 샘플 번호 6, 7 및 8은 각각 비교 난연제 BPADP(샘플 3과 6) 및 PX200(샘플 7과 8)을 함유한다. 샘플 번호 9 및 10은 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머를 전혀 함유하지 않는다. 샘플 11 및 12는 각각 증가된 양의 포스파젠 난연제 및 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머를 함유한다. 상기 특성에 따른 상세한 조성물이 하기 표 5에 보여질 수 있다.

특성	표준	조건	시편 유형	단위
MFR	ASTM D1238	265℃/5 kg	과립(Granule)	g/10 분
노치드 아이조드	ASTM D-256	23℃, 3.2 mm	막대 - 63.5 x 12.7 x 3.2 mm	J/m
노치드 아이조드	ASTM D-256	0℃, 3.2 mm	막대 - 63.5 x 12.7 x 3.2 mm	J/m
HDT	ASTM D648	1.82 MPa/3.2 mm	막대 - 127 x 12.7 x 3.2 mm	℃
비캣(Vicat)	ASTM 1525	50N-20℃/시간	막대 - 63.5 x 12.7 x 3.2 mm	℃
UL	UL 94	1.50 mm 두께	막대 - 127 x 12.7 x 1.50 mm	V0, V1, V2
UL	UL 94	1.20 mm 두께	막대 - 127 x 12.7 x 1.20 mm	V0, V1, V2

성분/샘플 번호	1	2	3	4	5	6*	7*	8*	9*	10*	11*	12*
PC	44. 63	44. 63	44. 63	44.63	34. 63	44. 63	44. 63	44.63	65. 63	64. 63	13. 63	29.63
PBT	20	20			25	20	20		20	20	40	20
PET			20					20
PETG				20
폴리실록산-카보네이트 코폴리머	25	25	25	25	30	25	25	25			30	40
MBS									4
ABS										5
포스파젠-1	9		9	9	9				9	9	15
포스파젠-2		9
BPADP						9
PX200							9	9				9
TSAN	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8
특성
MFR@265℃ , 5Kg, (g/10분)	23.9	25.7	35.4	31.2	26.6	28.0	27.6	36.9	25.6	24.7	49.4	25.8
HDT 1.82 MPa, 3.2 mm ( ℃ )	87.3	86.3	91.5	89.0	85.5	79.9	78.8	86.1	89.3	88.6	63.7	77.5
비캣 연화 온도 B/120 ℃	112	110	116	106	109	103	102	107	113	110	89	100
INI@ 23 ℃ (J/m)	802	804	813	792	676	120	88.5	88.1	843	853	76.6	451
INI@ 0 ℃ (J/m)	629	622	520	695	559	86.6	89.3	87.3	695	769	58.7	346
VX-1.5 mm FOT, 5개 막대, 초	21.7	18.1	17.3	12.0	29.2	46.9	43.1	21.7	불합격	불합격	95.1	40.2
VX-1.5 mm-노화된 FOT, 5개 막대, 초	35.2	21.7	27.3	12.4	23.1	72.0	35.9	28.2	불합격	불합격	96.7	38.6
VX-1.5 mm- UL 등급	V0	V0	V0	V0	V0	V1	V0	V0	없음	없음	V1	V0
VX-1.2 mm FOT, 5개 막대, 초	34.0	49.0	25.0	19.7	27.5	169.2	43.5	27.7	불합격	불합격	125.3	41.3
VX-1.2 mm-노화된 FOT, 5개 막대, 초	45.0	32.0	30.5	14.5	21.6	91.0	51.2	30.7	불합격	불합격	78.4	54.5
VX-1.2 mm- UL 등급	V0	V0	V0	V0	V0	V1	V1	V0	없음	없음	V1	V1
박리	없음	없음	없음	없음	없음	없음	없음	없음	없음	없음	없음	있음

* 비교 샘플

표 5로부터, 샘플 번호 1 내지 5의 경우, 포스파젠 난연제 및 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머의 조합이 우수한 난연 성능(1.2 mm에서 V-O)을 가질 뿐만 아니라, 실온 및 저온 모두에서 우수한 충격 강도(500 J/m 초과의 노치드 아이조드)를 갖는 폴리카보네이트/폴리에스테르 블렌드를 제공함이 보여질 수 있다. 뿐만 아니라, 포스페이트 난연제(BPADP 및 PX200)계 배합물(샘플 번호 6 내지 8)와 비교할 때, 성형된 부품의 내열성도 또한 향상되었다.

또한, 상이한 종류의 폴리에스테르 또는 이들의 코폴리머(샘플 번호 2 내지 4)의 경우에도, 우수한 용융 흐름성을 유지하면서 이러한 특성의 균형이 달성되며, 이는 다양한 응용 분야의 요구에 충족하도록 상기 조성물의 다기능성을 더욱 향상시킨다. 예를 들어, 높은 열 폴리에스테르 성분으로서 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)를 갖는 샘플 번호 3은 PBT계 배합물을 갖는 샘플 번호 1의 열변형 온도(87.3℃)보다 더 높은 열변형 온도(91.5℃)를 명백하게 보여준다.

성형된 부품의 우수한 난연/기계적 특성의 균형은, 표 5의 비교 샘플로부터 나타난 바와 같이, 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머 및 포스파젠의 조합으로 달성될 수 있다. 만약 폴리실록산-폴리카보네이트가 MBS 또는 ABS와 같은 전통적인 충격 개질제에 의해 대체되는 경우, 난연 성능이 파괴되어 어떠한 것도 V-O 등급을 얻지 못한다(샘플 번호 9 내지 10). 반면, 포스파젠이 BPADP 또는 PX200와 같은 통상적인 포스페이트 난연 첨가제에 의해 대체되는 경우, 난연 성능은 때때로 유지되나, 충격 강도를 완전히 잃게 된다(샘플 번호 6 내지 8). 이는 포스파젠 난연 첨가제 및 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머가 시너지 효과를 가짐을 나타낸다. 이러한 시너지 효과는 상기 난연성 조성물의 내충격성, 용융 점도 및 난연성 사이의 적절한 균형 특성을 가능하게 한다.

게다가, 요구되는 특성을 모두 얻기 위해서는 로딩 수준 또한 매우 중요한 요인이다. 폴리에스테르 로딩이 30%보다 높은 경우(샘플 번호 11), 난연성 및 충격 강도 사이의 우수한 균형 특성을 얻기 매우 어려울 것이다; 한편, 폴리실록산-카보네이트 로딩이 35%를 초과하는 경우, 박리가 일어날 수 있다(샘플 번호 12).

표 5로부터, 상기 난연성 조성물이 ASTM D1238을 사용하여 5 Kgf의 힘 하에서 265℃에서 측정될 때, 10분당 20 내지 40 세제곱센티미터, 구체적으로, 10분 당 22 내지 36 세제곱센티미터의 용융 흐름 속도를 나타내는 것을 보여줄 수 있다. 상기 조성물은 ASTM D648에 따라 1.82 MPa 및 3.2 밀리미터 두께의 샘플을 사용하여 측정될 때, 80 내지 95℃, 구체적으로 82 내지 93℃의 열변형 온도를 나타낸다.

일 구현예에 있어서, 상기 난연성 조성물은 UL-94 프로토콜에 따라 측정될 때, 3.0 mm 이하의 두께에서 V-O의 난연성을 가지며, ASTM D 256에 따라 측정될 때, 200 J/m 이상, 구체적으로, 300 J/m 이상, 더욱 구체적으로 500 J/m 이상의 노치드 아이조드 충격 강도를 갖는다. 다른 구현예에 있어서, 상기 난연성 조성물은 UL-94 프로토콜에 따라 측정될 때, 1.2 mm 이상의 두께에서 V-O의 난연성을 가지며, ASTM D648에 따라 1.82 MPa에서 3.2 밀리미터의 두께를 갖는 샘플에 대하여 측정될 때, 약 80℃ 이상의 열변형 온도를 갖는다.

요약하면, 상기 난연성 조성물은, 10 내지 75 중량%의 폴리카보네이트; 10 내지 30 중량%의 폴리에스테르(상기 폴리에스테르는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(프로필렌 테레프탈레이트), 폴리(알킬렌 나프토에이트), 폴리(에틸렌 나프타노에이트), 폴리(부틸렌 나프타노에이트), 폴리(사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트), 폴리(사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트)-코-폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,4-사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트), 폴리(알킬렌 사이클로헥산디카르복실레이트), 폴리(1,4-사이클로헥산-디메탄올-1,4-사이클로헥산디카르복실레이트) 또는 상기한 폴리에스테르 중 적어도 1종을 포함하는 조합임); 10 내지 35 중량%의 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머; 및 포스파젠 난연제(상기 포스파젠 난연제는 페녹시 사이클로트리포스파젠, 옥타페녹시 사이클로테트라포스파젠, 데카페녹시 사이클로펜타포스파젠 또는 상기한 포스파젠 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 조합임);를 포함하고; 구체적으로, 상기 난연성 조성물은 UL-94 프로토콜에 따라 측정될 때, 3.0 mm 이하의 두께에서 V-O의 난연성, ASTM D 256에 따라 측정될 때, 200 J/m 이상의 노치드 아이조드 충격 강도 및 ASTM D648에 따라 1.82 MPa에서 3.2 밀리미터의 두께를 갖는 샘플에 대하여 측정될 때, 약 80℃ 이상의 열변형 온도를 가지며; 여기서 모든 중량%는 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 한다.

다른 구현예에 있어서, 상기 난연성 조성물은, 10 내지 75 중량%의 폴리카보네이트; 10 내지 30 중량%의 폴리에스테르(상기 폴리에스테르는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(프로필렌 테레프탈레이트), 폴리(알킬렌 나프토에이트), 폴리(에틸렌 나프타노에이트), 폴리(부틸렌 나프타노에이트), 폴리(사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트), 폴리(사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트)-코-폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,4-사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트), 폴리(알킬렌 사이클로헥산디카르복실레이트), 폴리(1,4-사이클로헥산-디메탄올-1,4-사이클로헥산디카르복실레이트) 또는 상기한 폴리에스테르 중 적어도 1종을 포함하는 조합임); 10 내지 35 중량%의 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머; 및 포스파젠 난연제를 포함하고, 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머는 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머의 총중량을 기준으로 15 내지 25 중량%의 폴리실록산을 포함하고; 상기 포스파젠 난연제는 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 1 내지 20 중량%의 양으로 존재하고; 상기 포스파젠 난연제는 페녹시 사이클로트리포스파젠, 옥타페녹시 사이클로테트라포스파젠, 데카페녹시 사이클로펜타포스파젠 또는 상기한 포스파젠 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 조합이고; 상기 난연성 조성물은 UL-94 프로토콜에 따라 측정될 때, 1.2 밀리미터 이하의 두께에서 V-O의 난연성을 가지고; 구체적으로, 상기 난연성 조성물은 UL-94 프로토콜에 따라 측정될 때, 3.0 mm 이하의 두께어서 V-0의 난연성; ASTM D 256에 따라 측정될 때, 200 J/m 이상의 노치드 아이조드 충격 강도; 및 ASTM D648에 따라 1.82 MPa에서 3.2 밀리미터의 두께를 갖는 샘플에 대하여 측정될 때, 약 80℃ 이상의 열변형 온도를 가지며; 여기서 모든 중량%는 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 한다.

또 다른 구현예에 있어서, 상기 난연성 조성물을 10 내지 75 중량%의 폴리카보네이트; 10 내지 30 중량%의 폴리에스테르(상기 폴리에스테르는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(프로필렌 테레프탈레이트), 폴리(알킬렌 나프토에이트), 폴리(에틸렌 나프타노에이트), 폴리(부틸렌 나프타노에이트), 폴리(사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트), 폴리(사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트)-코-폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,4-사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트), 폴리(알킬렌 사이클로헥산디카르복실레이트), 폴리(1,4-사이클로헥산-디메탄올-1,4-사이클로헥산디카르복실레이트) 또는 상기한 폴리에스테르 중 적어도 1종을 포함하는 조합임); 10 내지 35 중량%의 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머; 및 포스파젠 난연제를 포함하고, 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머는 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머의 총중량을 기준으로 15 내지 25 중량%의 폴리실록산을 포함하고; 상기 포스파젠 난연제는 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 1 내지 20 중량%의 양으로 존재하고; 모든 중량%는 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 하고, 상기 포스파젠 난연제는 하기 구조를 갖거나:

(화학식 (24)에서, m은 3 내지 25의 정수를 나타내고, R₁ 및 R₂는 동일하거나 또는 상이하고, 독립적으로, 수소, 히드록실, C_{7 -30} 아릴, C_{1 -12} 알콕시 또는 C_{1 -12} 알킬임); 또는

상기 포스파젠 난연제는 하기 구조를 갖거나;

(25)

(상기 화학식 (25) 중, X¹은 -N=-P(OPh)₃ 기 또는 -N=P(O)OPh 기를 나타내고, Y¹은 -P(OPh)₄ 기 또는 -P(O)(OPh)₂ 기를 나타내고, n은 3 내지 10000의 정수를 나타내고, Ph는 페닐기를 나타내고, R₁ 및 R₂는 동일하거나 또는 상이하고, 독립적으로, 수소, 히드록실, C_{7 -30} 아릴, C_{1 -12} 알콕시 또는 C_{1 -12} 알킬임); 또는;

상기 포스파젠 난연제는 가교 결합된 포스파젠이며; 상기 난연성 조성물은 UL-94 프로토콜에 따라 측정될 때 1.2 밀리미터 이하의 두께에서 V-0의 난연성을 가지며; 구체적으로, 상기 난연성 조성물은 UL-94 프로토콜에 따라 측정될 때, 3.0 mm 이하의 두께에서 V-0의 난연성; ASTM D 256에 따라 측정될 때, 200 J/m 이상의 노치드 아이조드 충격 강도; 및 ASTM D648에 따라 1.82 MPa에서 3.2 밀리미터의 두께를 갖는 샘플에 대하여 측정될 때, 약 80℃ 이상의 열변형 온도를 갖는다.

일 구현예에 있어서, 난연성 조성물의 제조 방법은, 10 내지 75 중량%의 폴리카보네이트; 10 내지 30 중량%의 폴리에스테르; 10 내지 35 중량%의 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머; 및 포스파젠 난연제를 블렌딩하는 단계를 포함하며, 모든 중량%는 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 한다.

다른 구현예에 있어서, 난연성 조성물의 제조 방법은, 10 내지 75 중량%의 폴리카보네이트; 10 내지 30 중량%의 폴리에스테르; 10 내지 35 중량%의 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머; 및 포스파젠 난연제를 블렌딩하는 단계를 포함하며, 상기 블렌딩은 압출기에서 수행되고; 모든 중량%는 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 한다.

또 다른 구현예에 있어서, 난연성 조성물의 제조 방법은, 10 내지 75 중량%의 폴리카보네이트; 10 내지 30 중량%의 폴리에스테르; 10 내지 35 중량%의 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머; 및 포스파젠 난연제를 블렌딩하는 단계로서, 상기 블렌딩을 압축기에서 수행하는 단계; 및 상기 난연성 조성물을 성형하는 단계를 포함하고, 모든 중량%는 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 한다.

또 다른 구현예에 있어서, 난연성 조성물의 제조 방법은 적하 방지제; 10 내지 75 중량%의 폴리카보네이트; 10 내지 30 중량%의 폴리에스테르; 10 내지 35 중량%의 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머; 및 포스파젠 난연제를 블렌딩하는 단계로서, 상기 블렌딩을 압축기에서 수행하는 단계; 및 상기 난연성 조성물을 성형하는 단계를 포함하고, 모든 중량 %는 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 한다.

예시적인 구현예들을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변화가 가능하고, 이들의 요소로 균등물이 대체될 수 있음은 당해 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 것이다. 뿐만 아니라, 본 발명의 개시의 본질적인 범위를 벗어나지 않고, 이들의 교시에 대한 특정 상황 또는 재료에 적합하도록 많은 변형이 가능할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이러한 발명을 수행하기 위해 상정된 최적 모드로서 개시된 특정 구현예에 제한되지 않는 것으로 의도되며, 단 본 발명은 첨부된 청구항의 범위 내에 해당하는 모든 구현예들을 포함할 것이다.

Claims (21)

1. 난연성 조성물로서,
   10 내지 75 중량%의 폴리카보네이트;
   10 내지 30 중량%의 폴리에스테르;
   10 내지 35 중량%의 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머; 및
   포스파젠(phosphazene) 난연제;를 포함하고, 모든 중량%는 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 하는 난연성 조성물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 폴리에스테르는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(프로필렌 테레프탈레이트), 폴리(알킬렌 나프토에이트), 폴리(에틸렌 나프타노에이트), 폴리(부틸렌 나프타노에이트), 폴리(사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트), 폴리(사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트)-코-폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,4-사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트), 폴리(알킬렌 사이클로헥산디카르복실레이트), 폴리(1,4-사이클로헥산-디메탄올-1,4-사이클로헥산디카르복실레이트) 또는 상기한 폴리에스테르 중 적어도 1종을 포함하는 조합인 난연성 조성물.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머는 상기 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머의 총중량을 기준으로 15 내지 25 중량%의 폴리실록산을 포함하는 난연성 조성물.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 포스파젠 난연제는 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 1 내지 20 중량%의 양으로 존재하는 난연성 조성물.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 포스파젠 난연제는 하기 화학식 (24)의 구조를 갖는 난연성 조성물:
   

   

   (24)
   상기 화학식 (24) 중, m은 3 내지 25의 정수를 나타내고, R₁ 및 R₂는 동일하거나 또는 상이하고, 독립적으로, 수소, 히드록실, C_{7 -30} 아릴, C_{1 -12} 알콕시 또는 C_{1 -12} 알킬이다.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 포스파젠 난연제는 페녹시 사이클로트리포스파젠, 옥타페녹시 사이클로테트라포스파젠, 데카페녹시 사이클로펜타포스파젠 또는 상기한 포스파젠 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 조합인 난연성 조성물.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 포스파젠 난연제는 하기 화학식 (25)의 구조를 갖는 난연성 조성물:
   

   

   (25)
   상기 화학식 (25) 중, X¹은 -N=-P(OPh)₃ 기 또는 -N=P(O)OPh 기를 나타내고, Y¹은 -P(OPh)₄ 기 또는 -P(O)(OPh)₂ 기를 나타내고, n은 3 내지 10000의 정수를 나타내고, Ph는 페닐기를 나타내고, R₁ 및 R₂는 동일하거나 또는 상이하고, 독립적으로, 수소, 히드록실, C_{7 -30} 아릴, C_{1 -12} 알콕시 또는 C_{1 -12} 알킬이다.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 포스파젠 난연제는 가교결합된(crosslinked) 포스파젠인 난연성 조성물.
9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 포스파젠 난연제는 페녹시포스파젠인 난연성 조성물.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    적하 방지제를 더 포함하는 난연성 조성물.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    UL-94 프로토콜에 따라 측정될 때, 1.2 밀리미터 이하의 두께에서 V-0의 난연성을 갖는 난연성 조성물.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    UL-94 프로토콜에 따라 측정될 때, 3.0 밀리미터 이하의 두께에서 V-0의 난연성을 갖는 난연성 조성물.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 난연성 조성물은 상기 포스파젠 난연제 이외의 난연제를 함유하지 않는 난연성 조성물.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 난연성 조성물은 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 3 내지 30 중량%의 충격 개질제를 포함하는 난연성 조성물.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 난연성 조성물은 UL-94 프로토콜에 따라 측정될 때, 3.0 mm 이하의 두께에서 V-0의 난연성을 가지며, ASTM D 256에 따라 측정될 때, 200 J/m(줄/미터) 이상의 노치드 아이조드 충격 강도(notched Izod impact strength)를 갖는 난연성 조성물.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 난연성 조성물은 UL-94 프로토콜에 따라 측정될 때, 1.2 mm 이상의 두께에서 V-0의 난연성을 가지며, ASTM D648에 따라 1.82 MPa에서 3.2 밀리미터의 두께를 갖는 샘플에 대하여 측정될 때, 약 80℃ 이상의 열변형 온도를 갖는 난연성 조성물.
17. 난연성 조성물의 제조 방법으로서,
    10 내지 75 중량%의 폴리카보네이트; 10 내지 30 중량%의 폴리에스테르; 10 내지 35 중량%의 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머; 및 포스파젠 난연제;를 블렌딩하는 단계를 포함하고, 모든 중량%는 상기 난연성 조성물의 총중량을 기준으로 하는 난연성 조성물의 제조 방법.
18. 제17항에 있어서,
    상기 블렌딩하는 단계는 압출기에서 수행되는 난연성 조성물의 제조 방법.
19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    적하 방지제를 블렌딩하는 단계를 더 포함하는 난연성 조성물의 제조 방법.
20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 난연성 조성물을 성형(molding)하는 단계를 더 포함하는 난연성 조성물의 제조 방법.
21. 제1항의 난연성 조성물로부터 제조된 물품.