KR20160127750A - 장섬유를 포함하는 스타이렌계 조성물 - Google Patents

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Abstract

하나 이상의 스타이렌계 중합체를 포함하는 열가소성 중합체 매트릭스에 분산된 장섬유를 포함하는 조성물, 상기 조성물로부터 성형 가능한 조성물 및 그러한 조성물에 기초하여 제조된 성형품. 또한 하나 이상의 스타이렌계 중합체를 포함하는 열가소성 중합체 매트릭스에 분산된 장섬유와 함께, 성형 가능한 조성물 및 이의 성형품 제조 방법이 개시된다.

Description

장섬유를 포함하는 스타이렌계 조성물 {STYRENIC COMPOSITION CONTAINING LONG FIBERS}
본 발명은 하나 이상의 스타이렌계 중합체(styrenic polymer)를 포함하는 열가소성 중합체 매트릭스에 분산된 장섬유(long fiber)를 포함하는 조성물, 상기 조성물로부터 성형 가능한 조성물(moldable composition) 및 그러한 조성물에 기초하여 제조된 성형품에 관한 것이다. 본 발명은 또한 하나 이상의 스타이렌계 중합체를 포함하는 열가소성 중합체 매트릭스에 분산된 장섬유, 성형 가능한 조성물 및 성형품 제조 방법에 관한 것이다.
열가소성 중합체는 다양한 산업, 예를 들어 자동차, 완구, 가전 제품, 농장 및 잔디 트랙터 및 도구, 의료 기기, 외식 산업용 제품, 전자 기기 부품 등에서의 성형 부품을 제조하기 위해 활용된다. 열가소성 중합체는 성형품에 대한 상당한 이점, 예를 들어 일부 대체재보다 가벼운 중량, 설계 유연성, 제어된 전도성, 등을 제공한다. 일부 응용에서, 열가소성 중합체는 과제, 예를 들어 대체재보다 높은 선팽창계수 (CLTE), 낮은 모듈러스, 낮은 전도성 및 높은 취성을 수반한다. 충전제, 예컨대 섬유가 CLTE, 모듈러스 및 섬유의 성질 및 함량에 기초하여, 전도성을 개선하도록 첨가될 수 있다. 열가소성 중합체의 골격(backbone)은 탄성 중합체 성질을 추가하도록 변형될 수 있거나, 또는 탄성 중합체성 중합체가 베이스 열가소성 중합체와 블렌딩되어 열가소성 소재로부터 유도된 성형 부품의 취성을 감소시킬 수 있다. 탄성 중합체성 단량체를 사용하여 변형되거나 탄성 중합체와 블렌딩된 스타이렌계 중합체를 포함하는 열가소성 중합체 시스템은 매우 우수한 특성, 예컨대 열 안정성, 상대적으로 높은 모듈러스 및 고온에서 우수한 모듈러스를 제공하는 것으로 고려된다. 다수의 열가소성 중합체 시스템으로부터 제조된 성형 부품은 원하는 응용에 요구되는 강도 및 강성을 제공하기 위하여 비교적 두꺼운 단면적 (예를 들어, 두꺼운 벽)을 필요로 한다. 열가소성 시스템으로부터 성형된 부품의 하나의 이점은 성형품의 표면이 기능적 또는 미적 요건에 부응하기 위해 변형될 수 있으며, 표면 변형된 부품은 일부 중합체 시스템 및 가공 기법을 사용하여 비교적 광택이 있을 수 있다. 일부 응용에서는 낮은 광택이 바람직하다. 이것은 부품 제조업자에게 추가적인 과제를 수반할 수 있다. 스타이렌계 중합체, 특히 탄성 중합체 특성을 추가하도록 변형된 중합체 기반의 중합체 시스템은 개선된 강성, 모듈러스 및 고온에서의 모듈러스를 가지며, 이에 따라 원하는 특성에 도달하도록 더 얇은 단면적의 사용할 수 있다.
스타이렌계 중합체를 포함하는 열가소성 중합체 시스템은 예를 들어, WO 2011/023541; WO 2005/090451; US 8,030,393 및 US 7,135,520에 개시된 섬유를 사용하여 변형되었으며, 상기 문헌은 본 명세서에 전체가 참조 문헌으로 포함된다. 그러한 시스템은 펠렛 견고성(pellet robustness) 문제, 예를 들어 섬유에 대한 중합체 매트릭스의 열악한 부착력, 및 그러한 소재의 가공에 과제를 수반하는 열악한 유동 특성으로 인하여 상업적인 성공을 달성하지 않았다. 따라서 스타이렌계 중합체 시스템의 바람직한 특성에도 볼구하고, 섬유 변형된 시스템은 바람직한 특성 모두를 제공하지 않았으며, 가공할 수 없었다.
이에 따라, 개선된 펠렛 견고성 및 유동 특성을 나타내는 스타이렌계 중합체 및 섬유를 포함하는 열가소성 농축물, 낮은 물 흡수율, 우수한 고온에서의 모듈러스 유지율을 가지는 스타이렌계 중합체 및 섬유를 포함하는 열가소성 농축물 기반의 성형 가능한 조성물이 요구된다. 그러한 성형 가능한 조성물이 사용 강도 요건을 충족시키기 위해 요구되는 더 얇은 단면적을 가지는 성형 부품의 제조를 용이하게 하고, 이것이 세밀화된(grained) 표면 상에 낮은 광택을 제공하는 것이 더욱 바람직하다. 개선된 특성, 예컨대 고강성, 우수한 실질적 연성, 높은 열 성능 및 우수한 가공성의 균형을 가지는, 스타이렌계 중합체를 포함하는 열가소성 중합체 시스템 중의 섬유 농축물 및 이로부터 유도된 성형 가능한 조성물이 요구된다. 또한 그러한 농축물, 성형 가능한 조성물 및 이로부터 유도되어 상업적으로 이용 가능한 성형 부품 제조 방법이 요구된다.
본 발명은 다음을 포함하는 조성물에 관한 것이다: 조성물의 약 20 내지 약 70 중량 퍼센트의 중합체 매트릭스 내에 분산된, 조성물의 약 30 내지 약 80 중량 퍼센트의 장섬유, 상기 중합체 매트릭스는 하나 이상의 불포화 나이트릴 화합물 유도 단량체 단위 및 하나 이상의 탄성 중합체성 단량체 단위를 포함하는, 중합체 매트릭스의 약 10 내지 약 50 중량 퍼센트의 하나 이상의 스타이렌계 공중합체 및 약 30 내지 약 90 중량 퍼센트의 하나 이상의 폴리아마이드를 포함하며, 여기서 스타이렌계 공중합체는 약 6 이상의 용융 유동 지수를 나타낸다. 일부 바람직한 구체예에서, 중합체 매트릭스는 중합체 매트릭스의 약 0.1 중량 퍼센트 이상의 양으로 존재하는, 스타이렌계 공중합체 및 폴리아마이드를 상용화하는, 하나 이상의 구성 요소를 추가로 포함한다. 바람직한 장섬유는 유리 또는 탄소 섬유를 포함한다. 바람직하게, 장섬유는 약 3 내지 약 30 mm의 길이를 가진다. 바람직하게, 섬유는 직조된 매트(woven mat) 또는 섬유 번들로부터 유도된다. 이러한 조성물은 베이스 중합체 시스템으로의 장섬유 도입에 유용하며, 여기서 베이스 중합체 시스템은 다양한 용도를 위해 성형된 구조체를 제조하도록 활용될 수 있는 성형 가능한 조성물이다. .중합체 매트릭스 내의 장섬유의 조성물은 보통 농축물(concentrate)로서 지칭되며, 이는 중합체 매트릭스 내 장섬유의 농축물이다. 베이스 중합체와 중합체 매트릭스 내의 장섬유의 조성물의 접촉이 조성물이 기재된 농축물 내 포함된 것보다 더 낮은 장섬유의 농도를 가지도록 야기하기 때문에, 베이스 중합체 시스템은 희석 중합체(dilution polymer)로 지칭될 수 있다.
본 발명은 또한 희석 중합체 조성물을 포함하는 성형 가능한 조성물에 관한 것이며, 상기 희석 중합체 조성물은 5 이상의 용융 유동 지수를 가지는 하나 이상의 열가소성 중합체 및 전술한 바와 같은 장섬유 및 중합체 매트릭스를 포함하는 조성물을 포함한다. 하나 이상의 열가소성 중합체는 하나 이상의 폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리아마이드, 스타이렌계 중합체 또는 이의 블렌드를 포함할 수 있다. 바람직하게 희석 중합체는 하나 이상의 스타이렌계 중합체 또는 하나 이상의 스타이렌계 중합체와 다른 열가소성 중합체의 블렌드, 예컨대 본 명세서에 개시된 것들을 포함한다. 바람직하게, 성형 가능한 조성물은 약 5 퍼센트 이하의 탄성 중합체 (고무) 구성 요소를 포함한다. 바람직하게, 성형 가능한 조성물은 스타이렌계 중합체와 함께 폴리아마이드를 포함하는 열가소성 중합체를 상용화하는, 약 1 퍼센트 이하의 화합물을 포함한다. 본 발명은 추가적으로 이러한 조성물로부터 유도된 성형된 물품에 관한 것이다.
또 다른 구체예에서, 본 발명은 섬유 매트 또는 섬유 번들과 중합체 매트릭스를 포함하는 혼합물을 반응시키는 단계를 포함하는 방법이며, 상기 중합체 배트릭스는 중합체 매트릭스의 약 10 내지 약 50 중량 퍼센트 하나 이상의 불포화 나이트릴 화합물 유도 단량체 단위 및 하나 이상의 탄성 중합체성 단량체 단위를 포함하는 하나 이상의 스타이렌계 공중합체, 및 약 20 내지 약 90 중량 퍼센트의 하나 이상의 폴리아마이드를 포함하며, 여기서 스타이렌계 공중합체는 섬유 매트 또는 섬유 번들이 중합체 매트릭스에 둘러싸인 그러한 조건 하에서 약 6 이상의 용융 유동 지수를 나타낸다. 일부 구체예에서 상기 방법은 섬유 매트 또는 섬유 번들을 둘러싼 중합체 매트릭스를 가지는, 섬유 매트 또는 섬유 번들을 약 3 내지 약 30 mm의 길이로 절단하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 중합체 매트릭스의 구성 요소는 중합체 매트릭스와 섬유 매트 또는 섬유 번들을 접촉시키는 단계 이전에 혼합된다.
본 발명의 중합체 매트릭스 내 분산된 섬유 농축물은 개선된 펠렛 견고성 및 유동 특성을 제공하며, 중합체 매트릭스 내 장섬유의 농축물 기반의 성형 가능한 조성물은 낮은 물 흡수율, 우수한 고온에서의 모듈러스 유지율을 나타내며, 사용 강도 요건을 충족시키기 위해 요구되는 더 얇은 단면적을 가지는 성형 부품의 제조를 용이하게 하고, 이것이 세밀화된 표면 상에 낮은 광택을 제공할 수 있다. 농축물 및 이로부터 유도된 성형 가능한 조성물은 개선된 특성, 예컨대 고강성, 우수한 실질적 연성, 높은 열 성능 및 우수한 가공성의 균형을 제공한다. 그러한 농축물, 성형 가능한 조성물 및 이로부터 유도된 성형 부품의 제조 방법은 상업적으로 이용 가능하다. 농축물 및 성형 가능한 조성물은 다양한 산업, 예를 들어 자동차, 완구, 가전 제품, 농장 및 잔디 트랙터 및 도구, 의료 기기, 외식 산업용 제품, 전자 기기 등에서 활용될 수 있다. 성형 가능한 조성물로부터 제조될 수 있는 부품의 예로는 차량용 리프트 게이트(life-gate), 인스트루먼트 패널 캐리어(instrument panel carrier), 프론트 엔드 캐리어(front end carrier), 도어 모듈러스(door modulus), 시트 백(seat back), 시트 팬(seat pan), 라디에이터 팬(radiator fan), 내부 트림(interior trim), 전자 기기용 케이스 및 하우징, 등을 포함한다.
본 명세서에 제시된 설명 및 도면은 본 발명, 이의 원리 및 이의 실제 적용을 당업자에게 알리기 위해 의도된다. 따라서, 기재된 본 발명의 특정 구체예는 본 발명을 망라하거나 제한하고자 의도되지 않는다. 본 발명의 범위는 첨부되는 특허 청구 범위와 함께, 상기 특허 청구 범위가 부여되는 균등물의 전체 범위를 참조하여 결정되어야 한다. 특허 출원 및 공보를 비롯한 모든 논문 및 참조 문헌의 개시는 모든 목적을 위하여 참조 문헌으로 포함된다. 다음의 특허 청구 범위로부터 수집되는 바와 같이, 다른 조합도 또한 가능하며, 상기는 작성된 본 명세서에 참조 문헌으로 포함된다.
본 발명은 스타이렌계 중합체 또는 공중합체를 포함하는 열가소성 중합체 시스템 내의 섬유 농축물에 관한 것이다. 바람직하게 스타이렌계 중합체 또는 공중합체는 탄성 중합체 구성 요소를 추가로 포함한다. 탄성 중합체 구성 요소는 스타이렌계 중합체 또는 공중합체와 상용 및 블렌딩되는 스타이렌계 공중합체 또는 탄성 중합체의 골격 내에 탄성 중합체 공-단량체를 포함할 수 있다. 종종 탄성 중합체 구성 요소는 이의 특성을 기반으로 고무로 지칭된다. 열가소성 중합체 시스템은 스타이렌계 중합체 또는 공중합체 및 탄성 중합체 구성 요소를 포함할 수 있다. 또한 열가소성 시스템은 다른 열가소성 중합체를 포함할 수 있다.
스타이렌계 중합체는 일반적으로 중합된 알켄일 방향족 화합물을 포함하는 중합체 또는 공중합체에 관련한다. 알켄일 그룹은 화합물이, 바람직하게는 자유 라디칼 중합 반응에 의해, 중합할 수 있는 그러한 방법으로 방향족 고리에 공유 결합된다. 상기 화합물은 하나 이상의 방향족 고리, 바람직하게 하나 또는 두 개의 방향족 고리, 및 더욱 바람직하게 하나의 방향족 고리를 포함할 수 있다. 상기 방향족 고리는 비치환되거나, 스타이렌계 중합체의 중합 반응, 본 발명의 농축물의 제조 또는 원하는 구조체로 성형 가능한 조성물의 성형을 방해하지 않는 치환기로 치환될 수 있다. 바람직하게 치환기는 할로겐 또는 알킬 그룹, 더욱 바람직하게 브로민, 클로린 또는 C1 내지 4 알킬 그룹 및 가장 바람직하게는 메틸 그룹이다. 알켄일 그룹은 하나 이상의 이중 결합, 바람직하게 하나의 이중 결합을 가지는 직선형 또는 분지형 탄소 사슬을 포함한다. 스타이렌계 중합체에 유용한 알켄일 그룹은 방향족 고리에 결합되는 경우 중합하여 스타이렌계 중합체 또는 공중합체를 형성할 수 있는 것들을 포함한다. 바람직하게 알켄일 그룹은 2 내지 10개의 탄소 원자 및 바람직하게 2 내지 4개의 탄소 원자 및 가장 바람직하게는 2 탄소 원자를 가진다. 바람직한 스타이렌계 단량체는 스타이렌, 알파 메틸 스타이렌, 다이비닐 벤젠, n-페닐말레이미드 및 클로린화된 스타이렌을 포함하며, 더욱 바람직한 스타이렌계 단량체는 알파메틸 스타이렌 및 스타이렌을 포함한다. 스타이렌계 공중합체는 탄성 중합체 특성을 결과의 열가소성 조성물 내로 도입하도록 탄성 중합체 공단량체를 포함할 수 있다. 스타이렌계 단량체와 공중합할 수 있고, 일부 탄성 중합체 특성을 공중합체 내로 도입할 수 있는 임의의 공중합체가 활용될 수 있다. 탄성 중합체 공단량체 유형의 예로는 알카다이엔, 특히 이의 콘쥬게이션된 알카다이엔을 포함한다. 바람직한 탄성 중합체성 단량체는 특히 콘쥬게이션된 알카다이엔 (예컨대 뷰타다이엔 및 아이소프렌)을 포함한다. 뷰타다이엔이 가장 바람직하다. 스타이렌계 공중합체는 스타이렌계 단량체 상의 불포화 그룹과 중합하는 공-단량체를 추가로 포함할 수 있다. 스타이렌계 단량체와 공-중합할 수 있는 바람직한 단량체는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴로나이트릴, 메타크릴로나이트릴 및 이의 혼합물을 포함하며, 아크릴로나이트릴이 가장 바람직하다. 바람직한 스타이렌계 공중합체는 스타이렌 알카다이엔 공중합체, 스타이렌 아크릴로나이트릴 (SAN) 및 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔-스타이렌 (ABS) 삼원 중합체를 포함한다. 탄성 중합체성 단량체를 포함하는 바람직한 스타이렌계 공중합체는 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔-스타이렌 (ABS) 삼원 중합체, 스타이렌 알카다이엔 공중합체 시스템, 수소화된 스타이렌 알카다이엔 공중합체 시스템, 등을 포함하며, 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔-스타이렌 (ABS) 삼원 중합체가 더욱 바람직하다. 스타이렌계 중합체는 하나 이상의 스타이렌계 동종중합체 및 하나 이상의 탄성 중합체 공단량체를 포함하는 하나 이상의 스타이렌계 공중합체의 블렌드를 포함할 수 있다. 공중합체는 랜덤 또는 블록 공중합체일 수 있다. 바람직한 스타이렌계 공중합체는 약 5 중량 퍼센트 이상 및 더욱 바람직하게 약 10 중량 퍼센트 이상의 농도로 탄성 중합체 공단량체를 포함한다. 바람직한 스타이렌계 공중합체는 약 20 중량 퍼센트 이하 및 더욱 바람직하게 약 15 중량 퍼센트 이하의 농도로 탄성 중합체 공단량체를 포함한다. 택일적으로 스타이렌계 중합체는 탄성 중합체와 블렌딩될 수 있고, 스타이렌계 공중합체는 스타이렌계 공중합체와 균일한 블렌드를 형성하는 임의의 탄성 중합체와 블렌딩하고, 탄성 중합체 특성을 블렌드로 도입할 수 있다. 스타이렌계 중합체와 함께 블렌딩될 수 있는 탄성 중합체의 예로는 본 명세서에 개시된 바와 같은 탄성 중합체 공단량체를 포함하는 스타이렌계 공중합체, 폴리(메트) 아크릴레이트, 폴리 (메트) 아크릴로나이트릴, 에틸렌-프로필렌 다이엔 고무, 폴리알카다이엔, 열가소성 폴리우레탄, 등을 포함한다. 바람직한 탄성 중합체는 폴리(메트) 아크릴레이트, 폴리(메트) 아크릴로나이트릴, 에틸렌-프로필렌 다이엔 고무 등을 포함한다. 농축물 내에 사용되는 스타이렌계 중합체 또는 공중합체는, 하나 이상의 불포화 나이트릴 화합물 유도 단량체 단위 및 하나 이상의 탄성 중합체성 단량체 단위를 포함하는 하나 이상의 스타이렌계 공중합체를 포함하는, 조성물 내 제공되는 장섬유를 분산시킬 수 있는 임의의 스타이렌계 중합체 또는 공중합체일 수 있다. 가장 바람직하게 스타이렌계 중합체 또는 공중합체는 아크릴로나이트릴 뷰타다이엔 스타이렌 삼원 중합체 또는 아크릴로나이트릴 뷰타다이엔 스타이렌 삼원 중합체 및 스타이렌 아크릴로나이트릴 공중합체를 포함한다. 본 발명에 유용한 성형 가능한 조성물에서 탄성 중합체성 단량체 또는 중합체의 바람직한 양은 약 0 중량 퍼센트 이상 및 가장 바람직하게는 약 4 중량 퍼센트 이상이다. 본 발명에 유용한 열가소성 조성물에서 탄성 중합체성 단량체 또는 중합체의 바람직한 양은 약 10 중량 퍼센트 이하 및 가장 바람직하게는 약 5 중량 퍼센트 이하이다. 농축물 내 하나 이상의 스타이렌계 공중합체의 양은 보강되는 조성물 내 섬유의 분산을 향상시키기에 충분하다. 바람직하게 농축물 내 사용되는 하나 이상의 스타이렌계 공중합체의 양은 농축물 내 사용되는 중합체의 중량을 기준으로 약 10 중량 퍼센트 이상, 더욱 바람직하게 약 20 중량 퍼센트 이상 및 가장 바람직하게는 약 30 중량 퍼센트 이상이다. 바람직하게 농축물 내 사용되는 중합체 조성물 중의 하나 이상의 스타이렌계 공중합체의 양은 농축물 내 사용되는 중합체의 약 50 중량 퍼센트 이하, 더욱 바람직하게 약 40 중량 퍼센트 이하 및 가장 바람직하게는 약 30 중량 퍼센트 이하이다.
하나의 구체예에서 본 발명은 열가소성 조성물 내의 보강 섬유의 농축물이다. 바람직하게 농축물은 장섬유를 포함하며, 일반적으로 상기 섬유의 길이는 섬유 및 열가소성 중합체로부터 제조된 펠렛 또는 구조체의 길이를 기준으로 한다. 길이는 일반적으로 가장 긴 치수이다. 길이는 바람직하게, 최종 조성물 내로 혼입되는 경우, 개선된 선팽창 계수, 모듈러스, 내충격성, 내열성 등을 제공하는 섬유를 제공하도록 선택된다. 바람직하게 섬유는 약 3 mm 이상 및 더욱 바람직하게 약 9 mm 이상의 길이를 가진다. 바람직하게 섬유는 약 30 mm 이하 및 더욱 바람직하게 약 13 mm 이하의 길이를 가진다. 섬유는 최종 조성물 내에 분산되는 경우 개선된 선팽창 계수, 모듈러스, 내충격성, 내열성 등을 제공하는 임의의 섬유를 포함할 수 있다. 예시적인 섬유 유형은 중합체 섬유, 탄소 섬유, 유리 섬유 등을 포함한다. 더욱 바람직한 섬유는 탄소 및 유리 섬유이고, 유리 섬유가 가장 바람직하다. 바람직하게, 농축물 내 섬유 농도는 약 30 중량 퍼센트 이상, 더욱 바람직하게 약 50 중량 퍼센트 이상 및 가장 바람직하게는 약 60 중량 퍼센트 이상이다. 농축물 내 섬유 농도 약 80 중량 퍼센트 이하, 더욱 바람직하게 약 75 중량 퍼센트 이하 및 가장 바람직하게는 약 70 중량 퍼센트 이하이다.
농축물은 섬유 농축물의 견고성 및 농축물의 유동 특성을 향상시키도록 하나 이상의 폴리아마이드를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 이점을 제공하는 임의의 폴리아마이드가 농축물에 사용될 수 있다. 폴리아마이드 다이아민 및 다이카복실산의 반응 생성물이다. 본 발명의 블렌드에 사용되는 폴리아마이드는 분야 내 공지되어 있으며, 적어도 5,000의 분자량을 가지며 일반적으로 나일론으로 지칭되는 반결정 및 비정질 수지를 포괄한다. 적절한 폴리아마이드는 U.S. 특허 제 2,071,250; 2,071,251; 2,130,523; 2,130,948; 2,241,322; 2,312,986; 2,512,806; 3,393,210; 2,071,250; 2,071,251; 2,130,523; 2,130,948; 2,241,322: 2,312,966; 및 2,512,806에 기재된 것을 포함한다; 상기 문헌 전체는 본 명세서에 전체가 참조 문헌으로 포함된다. 폴리아마이드는 등몰 양의 4 내지 12개의 탄소 원자를 포함하는 포화 다이카복실산과, 4 내지 14개의 탄소 원자를 포함하는 다이아민의 축합 반응으로 생성될 수 있다. 과량의 다이아민은 폴리아마이드 내의 카복실 말단 그룹보다 과량의 아민 말단 그룹을 제공하도록 사용될 수 있다. 폴리아마이드의 예로는 폴리헥사메틸렌 아디파마이드 (66 나일론), 폴리헥사메틸렌 아젤라마이드 (69 나일론), 폴리헥사메틸렌 세바카마이드 (610 나일론), 및 폴리헥사메틸렌 도데카노아마이드 (612 나일론), 락탐의 고리 열림에 의해 생성된 폴리아마이드, 즉, 폴리카프로락탐, 폴리라우르 락탐, 폴리-11-아미노-운데칸산, 비스(파라아미노사이클로헥실) 메테인 도데카노아마이드를 포함한다. 또한 상기 중합체 두 종류의 공중합, 또는 상기 중합체 또는 이들의 구성 요소, 예로서, 아디프산, 아이소프탈산 헥사메틸렌 다이아민 공중합체의 삼원 중합에 의해 제조된 폴리아마이드를 본 발명에 사용하는 것이 가능하다. 바람직하게, 폴리아마이드는 선형이며, 섭씨 200 도를 초과하는 융점을 가진다. 본 명세서에 사용된 용어 “나일론”은 당업자에게 공지된 종래의 배합 성분을 포함하는 나일론을 지칭한다. 폴리아마이드 수지의 예로는 Nylon 4, Nylon 8, Nylon 7, Nylon 8, Nylon 9, Nylon 11, Nylon 12, Nylon 66, Nylon 610, 등이 있다. 이러한 폴리아마이드 수지는 단독으로, 또는 조합으로 사용될 수 있다. 농축물 내 폴리아마이드의 양은 섬유 농축물의 견고성 및 농축물의 유동 특성을 향상시키는데 충분하다. 농축물 내 사용되는 중합체 조성물 중의 폴리아마이드의 양은 바람직하게 농축물 내 사용되는 중합체의 약 30 중량 퍼센트 이상, 더욱 바람직하게 약 40 중량 퍼센트 이상 및 가장 바람직하게는 약 50 중량 퍼센트 이상이다. 바람직하게 농축물 내 사용되는 중합체 조성물 중의 하나 이상의 스타이렌계 공중합체의 양은 농축물 내 사용되는 중합체의 약 90 중량 퍼센트 이하, 더욱 바람직하게 약 80 중량 퍼센트 이하 및 가장 바람직하게는 약 70 중량 퍼센트 이하이다.
농축물 내 섬유를 분산시키도록 사용되는 조성물은 스타이렌계 중합체 또는 공중합체 및 폴리아마이드를 포함하는 조성물과 상용할 수 있는 하나 이상의 중합체 또는 공중합체를 추가로 포함할 수 있다. 스타이렌계 중합체 또는 공중합체 및 폴리아마이드를 포함하는 조성물을 상용화하는 임의의 중합체 또는 공중합체가 사용될 수 있다. 예시적인 상용화제는 스타이렌- 말레 이미드 공중합체, 골격에 그래프트된(grafted) 말레인 무수물을 가지는 스타이렌계 중합체 또는 공중합체, (예를 들어 말레인 무수물 그래프트된 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔-스타이렌 (ABS)), 아크릴아마이드 그래프트된 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔-스타이렌 (ABS), 에틸렌-스타이렌-글리시딜 메타크릴레이트 그래프트 공중합체를 포함하며, 바람직한 상용화제는 스타이렌- 말레 이미드 공중합체 등을 포함한다. 상용화제는 스타이렌계 중합체 또는 공중합체 및 하나 이상의 폴리아마이드를 포함하는 열가소성 조성물의 블랜드를 균일하도록 만들기에 충분한 양으로 사용된다. 상용화제의 양은 바람직하게 섬유가 분산되어 있는 중합체 매트릭스의 중량 기준으로 약 0.5 퍼센트 이상, 더욱 바람직하게 약 1 중량 퍼센트 이상이다. 상용화제의 양은 바람직하게 섬유가 분산되어 있는 중합체 매트릭스의 약 10 중량 퍼센트 이하, 더욱 바람직하게 약 5 중량 퍼센트 이하이다.
농축물은 충격 개질제(impact modifier)를 추가로 포함할 수 있다. 농축물로부터 제조된 성형품의 충격 특성을 향상시키고, 폴리아마이드와 균일한 혼합물을 형성하는 임의의 충격 개질제가 사용될 수 있다. 바람직한 충격 개질제는 탄성 중합체 폴리올레핀 및 개질된 폴리올레핀을 포함한다. 탄성 중합체 폴리올레핀은 VERSIFY TM 소성 중합체(plastomer) 및 탄성 중합체의 상표명 하에 입수 가능한 프로필렌-에틸렌 공중합체, AFFINITY 및 AFFINITY GA ™ 폴리올레핀 탄성 중합체 및 ENGAGE ™ 폴리올레핀 탄성 중합체의 상표명 하에 입수 가능한 폴리올레핀 탄성 중합체, INFUSE ™ 올레핀 블록 공중합체의 상표명 하에 입수 가능한 올레핀 블록 공중합체를 포함한다. 바람직한 개질된 폴리올레핀은 올레핀과 불포화 산, 무수물 또는 이미드의 공중합체, 또는 불포화 산, 무수물 또는 폴리올레핀 골격에 그래프트된 이미드를 가지는 폴리올레핀을 포함한다. 바람직한 폴리올레핀은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함하며, 폴리에틸렌이 바람직하다. 유용한 개질된 폴리올레핀의 예로는 Michigan, Midland의 Dow Chemical로부터 PRIMACOR 수지의 상표명 하에 입수 가능한 에틸렌 아크릴산 공중합체 및 AMPLIFY 기능성 중합체의 상표명 하에 입수 가능한 말레인 무수물으로 그래프트된 폴리에틸렌이 있다. 충격 개질제는 본 발명의 성형된 조성물의 충격 특성을 개선하기에 충분한 양으로 존재한다. 충격 개질제는 농축물의 약 1 중량 퍼센트 이상 , 바람직하게 약 5 중량 퍼센트 이상 및 가장 바람직하게는 약 10 중량 퍼센트 이상의 양으로 존재할 수 있다. 충격 개질제는 농축물의 약 20 중량 퍼센트 이하 및 가장 바람직하게는 약 15 중량 퍼센트 이하의 양으로 존재할 수 있다.
농축물은 본 명세서에 기재된 중합체 매트릭스 내에 분포된 섬유를 포함한다. 농축물 내 중합체 조성물의 양은 원하는 생성물을 만들기 위해 사용되는 최종 조성물로의 섬유의 블렌딩을 용이하게 하도록 선택된다. 일반적으로 농축물은 성형 가능한 조성물의 CLTE 및 모듈러스를 향상시키기 위해 성형 가능한 조성물 내로 섬유를 혼입하도록 사용된다. 농축물 내의 중합체 매트릭스의 가능한 최소의 양을 사용하여, 최종 제품을 만들기 위해 사용되는 최종 성형 가능한 조성물로 섬유의 혼입에 최대의 유연성을 제공하는 것이 바람직하다. 섬유를 분산시키도록 사용되는 중합체 조성물은 바람직하게 농축물의 약 20 중량 퍼센트 이상 및 가장 바람직하게는 약 30 중량 퍼센트 이상이다. 섬유를 분산시키토록 사용되는 분자 매트릭스는 바람직하게 약 70 중량 퍼센트 이하 및 가장 바람직하게는 약 60 중량 퍼센트 이하이다. 농축물 내 섬유 농도는 바람직하게 농축물의 약 30 중량 퍼센트 이상, 더욱 바람직하게 40 중량 퍼센트 이상이다. 농축물 내 섬유 농도는 바람직하게 농축물의 약 80 중량 퍼센트 이하, 더욱 바람직하게 70 중량 퍼센트 이하이다. 섬유는 섬유 표면 상에 코팅된 사이징(sizing)을 가질 수 있다. 사이징은 코팅에서 열가소성 조성물에 대한 섬유의 접착력을 증가시키도록 조정된다. 섬유에 대한 열가소성 조성물의 결합을 향상시키는 임의의 사이징이 사용될 수 있다.
바람직한 구체예에서 농축물은 펠렛의 형태로 사용되며, 펠렛은 동일한 방향으로 배향된 섬유를 가진다. 바람직하게 섬유는 펠렛의 전체 길이를 연장한다. 농축물은 열가소성 조성물 내에 섬유를 분산시키기 위해 열가소성 조성물과 블렌딩되도록 조정된다. 섬유를 분산시킬 수 있는 본 명세서에 기재된 농축물은 임의의 중합체, 예를 들어, 스타이렌계 중합체 또는 공중합체, 테레프탈레이트 (폴리에틸렌 또는 폴리뷰틸렌 테레프탈레이트), 폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리아마이드, 등 또는 이의 블렌드와 함께 사용될 수 있다. 열가소성 조성물은 바람직하게 스타이렌계 중합체 또는 전술한 바와 같은 공중합체를 포함한다. 바람직하게 열가소성 조성물은 탄성 중합체성 단량체 또는 스타이렌계 중합체, 또는 탄성 중합체 또는 공중합체와 블렌딩된 또는 공중합체를 포함하는 스타이렌계 공중합체를 포함한다. 스타이렌계 중합체 또는 공중합체를 포함하는 열가소성 조성물은 다른 중합체 예를 들어 테레프탈레이트 (폴리에틸렌 또는 폴리뷰틸렌 테레프탈레이트), 폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리아마이드 등과 추가로 블렌딩될 수 있다. 일부 구체예에서 농축물은 무기물 충전된 중합체 조성물과 블렌딩될 수 있다. 바람직하게 열가소성 조성물은 스타이렌 아크릴로나이트릴 및 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔-스타이렌 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
바람직한 구체예에서 농축물은 높은 용융 유동 지수 열가소성 중합체와 블렌딩되며, 더욱 바람직하게 높은 용융 유동 지수 열가소성 중합체는 하나 이상의 스타이렌계 단량체와 하나 이상의 탄성 중합체성 단량체의 공중합체를 포함한다. 바람직하게 높은 용융 유동 지수 공중합체는 약 5 이상, 더욱 바람직하게 10 이상, 더욱 더 바람직하게 약 20 이상 및 가장 바람직하게는 약 50 이상의 용융 유동 지수를 나타낸다. 바람직하게 용융 유동 지수는 약 200 이상 미만이다. 용융 유동 지수는 바람직하게 220 ℃ 및 10 Kg에서 측정된 시험 방법 ISO 1133을 따라 측정되고, 결과는 그램/10 분의 단위로 인용된다.
농축물은 바람직한 섬유 농도를 제공하도록 열가소성 중합체 조성물과 블렌딩된다. 바람직한 섬유 농도는 선택된 표적 특성을 제공하도록 선택되며, 응용 의존적이다. 농축물 및 열가소성 중합체의 특정 중량비는 최종 제품 내 바람직한 섬유 레벨 및 농축물 내 농도에 기초한다 일반적으로 섬유 농도는 결과의 조성물 내 섬유의 약 60 중량 퍼센트 이하, 더욱 바람직하게 약 50 중량 퍼센트 이하 및 가장 바람직하게는 약 40 중량 퍼센트 이하일 수 있다. 일반적으로 섬유 농도는 결과의 조성물 내 섬유의 약 10 중량 퍼센트 이상, 더욱 바람직하게 약 20 중량 퍼센트 이상 및 가장 바람직하게는 약 30 중량 퍼센트 이상일 수 있다. 최종 조성물은 열가소성 조성물에 흔히 사용되는 다른 성분, 예를 들어 착색제, 탈형제, 산화 방지제, UV 안정화제, 열 안정화제, 충전제, 저장 안정제(shelf stabilizer), 슬립제(slip agent), 난연제, 등을 포함할 수 있다. 농축물은 섬유, 특히 장 유리 섬유를 포함하는 농축물을 형성하는 임의의 공지된 공정에 의해 제조될 수 있다. 본 발명의 농축물을 제조하는 바람직한 공정은 섬유가 중합체 혼합물에 분산된, 본질적으로 중합체 혼합물이 섬유를 함침하는 조건 하에서, 바람직하게 섬유 번들 또는 매트의 형태의 섬유를, 섬유를 분산시키기 위해 사용되는 중합체 조성물을 포함하는 배스를 통과시키는 단계를 포함한다. 중합체는 캐리어에 분산될 수 있거나, 또는 용융될 수 있어, 섬유가 배스를 통과할 수 있고 중합체에 함침될 수 있다. 배스의 온도는 중합체가 용융된 형태이고, 여기서 섬유는 용융된 배스를 통과할 수 있도록 선택된다. 중합체가 고화하고 섬유를 함침한 이후, 함침된 섬유는 바람직한 길이로 절단된다. 바람직한 구체예에서 섬유는 번들 (로빙)에 존재하며 함침된 번들은 펠렛을 제조하기 위하여 섬유 방향에 대하여 횡방향으로 절단된다. 일부 구체예에서 함침된 섬유는 섬유의 이동 방향에 대하여 횡방향으로 함침된 섬유를 형성하기 위하여 다이를 통과한다. 바람직하게, 섬유는 중합체 매트릭스가 고화하기 전에 형성된다. 펠렛은 바람직하게 비교적 균일한 크기이다.
본 발명의 농축물은 바람직한 섬유 조성을 가지는 혼합물을 제조하도록 하나 이상의 열가소성 중합체, 희석 중합체와 블렌딩된다. 바람직하게 농축물 및 열가소성 중합체는 용융 상태로 접촉하고, 용융된 중합체 내 섬유를 고르게 분산시키기 충분히 혼합한다. 농축물 및 열가소성 중합체가 접촉할 수 있는 온도는 존재하는 중합체가 용융 상태이고 혼합될 수 있도록 선택된다. 스타이렌계 중합체 또는 공중합체에 있어서, 온도는 바람직하게 약 220 ℃ 이상, 더욱 바람직하게 약 240 ℃ 이상 및 가장 바람직하게는 약 260 ℃ 이상이다. 스타이렌계 중합체 또는 공중합체에 있어서, 온도는 바람직하게 약 300 ℃ 이하, 더욱 바람직하게 약 290 ℃ 이하 및 가장 바람직하게는 약 280 ℃ 이하이다. 중합체 및 섬유의 실질적으로 균일한 혼합물을 형성하는 임의의 형태의 혼합이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 혼합기, 적절히 장착된 압출기, 사출 성형기, 등이 있다. 바람직한 혼합 장치는 농축물 및 열가소성 중합체를 용융시키기 위하여, 이들을 가열하여 용융시킬 수 있는 가열대를 가지는 이축 압출기이다. 혼합 이후, 결과의 혼합물은 바람직하게 냉각되고, 혼합물이 원하는 형태, 예를 들어 펠렛을 형성하도록 하는 형태로 형성된다. 바람직하게 펠렛은 열가소성 중합체 혼합물 전반에 균일하게 분포된 섬유를 포함한다.
바람직하게 성형 가능한 조성물은 바람직한 펠렛 견고성 및 펠렛 유동 특성을 제공하기 위한 충분한 양의 폴리아마이드를 포함한다. 혼합물 내 폴리아마이드의 농도는 바람직한 최종 제품의 제조를 용이하게 하는 임의의 농도일 수 있다. 바람직하게 최종 열가소성 중합체 조성물 (성형 가능한 조성물) 내의 폴리아마이드 농도는 섬유를 포함하여 중합체 혼합물을 기준으로 약 4 중량 퍼센트 이상 , 더욱 바람직하게 약 10 중량 퍼센트 이상, 및 가장 바람직하게는 약 15 중량 퍼센트 이상이다. 바람직하게 최종 열가소성 중합체 조성물 내의 폴리아마이드 농도는 섬유를 포함하여 중합체 혼합물을 기준으로 약 50 중량 퍼센트 이하, 더욱 바람직하게 약 30 중량 퍼센트 이하 및 가장 바람직하게는 약 20 중량 퍼센트 이하이다. 혼합물 내 섬유 농도는 바람직한 최종 제품의 제조를 용이하게 하는 임의의 농도일 수 있다. 성형 가능한 조성물 내 섬유 농도는 바람직한 열 변형, 모듈러스 및 충격 특성을 제공하도록 선택된다. 바람직하게 열가소성 중합체 조성물 (성형 가능한 조성물) 내 섬유 농도는 섬유를 비롯하여 중합체 혼합물을 기준으로 약 20 중량 퍼센트 이상, 더욱 바람직하게 약 30 중량 퍼센트 이상, 및 가장 바람직하게는 약 40 중량 퍼센트 이상이다. 바람직하게 최종 열가소성 중합체 조성물 내 폴리아마이드 농도는 섬유를 비롯하여 중합체 혼합물을 기준으로 약 70 중량 퍼센트 이하, 더욱 더 바람직하게 약 60 중량 퍼센트 이하 및 가장 바람직하게는 약 50 중량 퍼센트 이하이다. 결과의 혼합물의 내충격성, 모듈러스 및 유동 특성을 향상시키기 위해, 혼합물 내 탄성 중합체 재료 (고무)의 양을 제어하는 것이 바람직하다. 탄성 중합체 재료 (고무)의 양은 제조된 중합체 혼합물 내로 원하는 탄성, 모듈러스 및 내충격성 및 유동 특성을 도입하도록 선택된다. 유동 특성은 원하는 제품을 형성하는데 사용하기 위해 형성된 중합체 혼합물을 수송하는 능력을 지칭한다. 바람직하게 최종 열가소성 중합체 조성물 (성형 가능한 조성물) 내의 탄성 중합체 재료 (고무)의 농도는 혼합물의 중량을 기준으로 약 0,1 중량 퍼센트 이상, 더욱 바람직하게 약 1 중량 퍼센트 이상 및 가장 바람직하게는 약 2 중량 퍼센트 이상이다. 바람직하게 최종 열가소성 중합체 조성물 (성형 가능한 조성물) 내의 탄성 중합체 재료 (고무)의 농도는 혼합물의 중량을 기준으로 약 10 중량 퍼센트 이하, 더욱 바람직하게 약 5 중량 퍼센트 이하 및 가장 바람직하게는 약 4 중량 퍼센트 이하이다. 결과의 혼합물의 내충격성, 모듈러스 및 유동 특성을 향상시키기 위해서, 혼합물 내 상용화제의 양을 조절하는 것이 바람직하다. 상용화제의 양은 제조되는 중합체 혼합물의 내충격성 및 강도 특성을 향상시키도록 선택된다. 바람직하게 최종 열가소성 중합체 조성물 (성형 가능한 조성물) 내의 상용화제의 농도는 혼합물의 중량을 기준으로 약 0 중량 퍼센트 이상, 더욱 바람직하게 약 0.1 중량 퍼센트 이상 및 가장 바람직하게는 약 0.3 중량 퍼센트 이상이다. 바람직하게 최종 열가소성 중합체 조성물 (성형 가능한 조성물) 내의 상용화제의 농도는 혼합물의 중량을 기준으로 약 5 중량 퍼센트 이하, 더욱 바람직하게 약 2 중량 퍼센트 이하 및 가장 바람직하게는 약 1 중량 퍼센트 이하이다.
결과의 농축물 및 열가소성 중합체의 혼합물은 예컨대 사출 성형, 압축 성형, 열 성형, 등의 공지된 성형 공정을 사용하여 원하는 제품으로 성형될 수 있다. 하나의 바람직한 구체예에서 농축물 및 열가소성 중합체는 혼합된 후 즉시 최종 부품으로 성형될 수 있다. 바람직하게 농축물 및 열가소성 중합체는 단일축 압출기에서 혼합되고, 이후 원하는 형태로 압출되거나 금형, 예컨대 사출 금형으로 도입되어 바람직한 형태로 성형한다. 혼합물은 압출되거나 금형으로 도입되는 경우 바람직하게 용융 상태이다. 본 발명의 혼합물은 전술한 바와 같은 다양한 부품을 제조하도록 사용될 수 있다.
결과의 형성된 제품은 향상된 특성 예컨대 고온, 예컨대 90 ℃에서의 더 나은 모듈러스 유지율을 가진다. 본 명세서에서 논의된 표적 특성은 35 중량 퍼센트의 장 유리 섬유 조성물을 가지는, 본 명세서에 설명된 바와 같은 성형 가능한 조성물을 기초한다. 바람직하게 제품은 시험 방법 ISO 527에 따라 약 9,000 N/M2 이상의 인장 모듈러스, 더욱 바람직하게 약 10,000 N/M2 이상 및 가장 바람직하게는 약 11,000 N/M2 이상의 인장 모듈러스를 나타낸다. 바람직하게 제품은 시험 방법 ISO 527에 따라 약 105 이상의 인장 항복을 나타낸다. 본 발명의 성형된 조성물은 시험 방법 ISO 179-1 Ea에 따라 약 22 kj/M2 이상 및 더욱 바람직하게 약 30 kj/M2 이상의 샤르피 충격을 입증한다. 바람직하게 성형 가능한 조성물은 시험 방법 ISO 22088-3에 의해 입증된 바와 같이 약 60 이상 및 더욱 바람직하게 약 70 이상의 나선형 유량을 가짐으로써 입증된 바와 같이 향상된 가공 특성을 나타낸다. 결과의 제품은 물 흡수율에 대하여 감소된 민감성을 나타낸다. 본 발명의 성형된 조성물은 물에서 1시간의 가열 이후 1 퍼센트 이하의 질량 증가 및 그러한 노출 이후 10 퍼센트 이하의 모듈러스 감소를 나타낸다. 부품은 추가적으로 향상된 내약품성, 낮은 선팽창 계수, 및 낮은 광택을 나타낸다.
본 명세서에 사용된 하나 이상은 개시된 바와 같이 사용될 수 있는 인용된 구성 요소의 적어도 하나, 또는 하나 초과를 의미한다.
본 발명의 예시적인 구체예
다음의 실시예는 본 발명을 예시하기 위하여 제공되며, 이의 범위를 제한하고자 의도되지 않는다. 달리 언급되지 않는 한 모든 부 및 백분율은 중량 기준이다.
약 5 내지 20 미크론의 직경을 가지는 연속 섬유를 포함하는 섬유 번들을 표 1에 기재된 성분의 용융 배스를 통과시키고 펠렛화하여 50 내지 60 중량 퍼센트의 유리 농축물로 성형한다. 농축물은 11 mm의 길이의 섬유를 가지는 펠렛의 형태이다.
표 1
Figure pct00001
ABS는 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔-스타이렌 삼원 중합체이다. SAN은 스타이렌 아크릴로나이트릴 공중합체이다. AO는 산화 방지제, 특히 IRGANOX ™ 12076 산화방지제이다. IM은 기능성 폴리에틸렌계 충격 개질제, 말레인 무수물 그래프트된 폴리에틸렌이다. SMI은 스타이렌 말레 이미드 공중합체이다. PA6는 흔히 Nylon 6으로 지칭되는 폴리아마이드 6이다. 형성된 펠렛을 10 초간 커피 분쇄기에서 블렌딩하고, 테스트 이후, 테스트 전후 블렌딩된 펠렛은 mm으로 나타나는 부피를 나타낸다. 분쇄 테스트 이후 결과의 부피가 표 2에서 열거된다. 용융 배스에서 > 25% PA를 포함하는 실시예에 있어서 향상된 펠렛 견고성이 나타난다. PA에 대하여 충격 개질제로서 공지된 기능성 폴리에틸렌의 첨가는 또한 펠렛 견고성에 긍정적인 효과를 나타낸다.
표 2.
Figure pct00002
실시예 0 내지 실시예 4의 농축물을 스타이렌계 중합체와 블렌딩하고 시편을 제조한다. 농축물을 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔-스타이렌 (ABS) 또는 스타이렌 아크릴로나이트릴 (SAN)을 사용하여 35 퍼센트 유리로 희석한다. 시험 방법 ISO 179-1eA를 사용하는 샤르피 충격, 시험 방법 ISO 527을 사용하는 인장 모듈러스 및 인장 항복, 시험 방법 ISO 75/A를 사용하는 HDT 1,8 MPa 미어닐링(unannealed)에 대하여 시편을 테스트한다. 나선형 유동 테스트가 수행되어, 물질을 260 ℃에서 주입하고, 2mm 두께 캐비티에서 1800 MPa 주입 압력으로 60 ℃ 툴에서 용융한다. 시험 방법 ISO 22088-3을 사용하여 내약품성을 측정한다. 평가 중 나쁨(Poor)은 표면 상태에 시각적 영향을 의미하며 좋음(OK)은 표면 상태에 시작적 영향이 없음을 의미한다. 결과가 표 3에 열거된다.
표 3
Figure pct00003
표 3의 결과는 표적의 높은 유동 및 강성은 스티렌계 상에서 최저 고무 함량으로 획득되는 것을 나타낸다. 향상된 항복 강도 성능에 있어서 최적의 고무 레벨은 최종 블렌드 중 약 2 내지 약 5 퍼센트로 나타난다. 결과는 또한 10% PA를 포함하는 조성물에 있어서 항복 강도 및 HDT (열 변형 온도)의 개선을 나타낸다. 17.5% PA 및 최대 0.5% 상용화제의 조성물에 있어서 추가적인 증가가 나타난다. 26%까지의 추가적인 PA 함량 증가는 최종 블렌드의 내열성에 추가적인 가파른 상승을 제공할 것이다. 상용화제 자체의 존재의 영향은 표 4에 기재된 3 가지의 농축물로 입증된다.
표 4
Figure pct00004
SAN에 희석 후의 결과는 표 5에 나타난다. 최대 1%의 상용화제의 존재는 항복 강도의 상당한 개선을 제공하는 것으로 나타난다.
표 5.
Figure pct00005
본 명세서에 사용된 중량부는 구체적으로 지칭된 조성물의 중량 기준으로 100 부를 지칭한다. 상기 명세서에 인용된 임의의 수치는 임의의 낮은 값 및 높은 값 사이에 적어도 2 단위의 구별이 존재하는 경우, 낮은 값부터 하나의 단위의 증가로 높은 값까지 모든 값을 포함한다. 예시로서, 가변적인 구성 요소의 양 또는 공정 값, 예컨대, 예를 들어, 온도, 압력, 시간 등이, 예를 들어, 1 내지 90, 바람직하게 20 내지 80, 더욱 바람직하게 30 내지 70으로 언급되는 경우, 본 명세서에서 15 내지 85, 22 내지 68, 43 내지 51, 30 내지 32 등과 같은 값이 명시적으로 열거되는 것으로 의도된다. 1 미만의 값인 경우, 하나의 단위는 0.0001, 0.001, 0.01 또는 0.1이 적절한 것으로 고려된다. 이것은 구체적으로 의도되는 것의 예시일 뿐이며, 열거된 최저 값 및 최고 값 사이의 가능한 모든 수치의 조합은 본 명세서에서 유사한 방식으로 명시적으로 언급되는 것으로 간주된다. 달리 언급되지 않는 한, 모든 범위는 양 말단 및 말단 사이의 모든 숫자를 포함한다. 범위와 관련된 "약” 또는 “대략"의 사용은 범위의 양 말단에 적용된다. 이에 따라, “약 20 내지 30“은 적어도 명시된 말단을 포함하여 “약 20 내지 약 30”을 포함하도록 의도된다. 조합을 기재하기 위한 용어 “이로 필수적으로 구성된"은 식별된 요소, 성분, 구성 요소 또는 단계, 및 실질적으로 상기 조합의 기본 및 신규한 특성에 영향을 미치지 않는 그러한 다른 요소, 성분, 구성 요소 또는 단계를 포함해야 한다. 본 명세서에서 요소, 성분, 구성 요소 또는 단계를 기재하기 위한 용어 "포함하는"(“comprising” 또는 "including”)의 사용은 또한 요소, 성분, 구성 요소 또는 단계를 필수적으로 포함하는 구체예를 포괄한다. 복수의 요소, 성분, 구성 요소 또는 단계는 하나의 통합된 요소, 성분, 구성 요소 또는 단계에 의해 제공될 수 있다. 택일적으로, 하나의 통합된 요소, 성분, 구성 요소 또는 단계는 각각의 복수의 요소, 성분, 구성 요소 또는 단계로 분할될 수 있다. 요소, 성분, 구성 요소 또는 단계를 기재하기 위한 "하나의"(''a'' 또는 “one")의 개시는 추가의 요소, 성분, 구성 요소 또는 단계를 배제하도록 의도된 것이 아니다.

Claims (20)

  1. 다음을 포함하는 조성물;
    조성물의 약 20 내지 약 70 중량 퍼센트의 중합체 매트릭스 내에 분산된, 조성물의 약 30 내지 약 80 중량 퍼센트의 장섬유, 상기 중합체 매트릭스는 하나 이상의 불포화 나이트릴 화합물 유도 단량체 단위 및 하나 이상의 탄성 중합체성 단량체 단위를 포함하는, 중합체 매트릭스의 약 10 내지 약 50 중량 퍼센트의 하나 이상의 스타이렌계 공중합체 및 약 30 내지 약 90 중량 퍼센트의 하나 이상의 폴리아마이드를 포함하며, 여기서 스타이렌계 공중합체는 약 6 이상의 용융 유동 지수를 나타냄.
  2. 제1항에 있어서, 하나 이상의 스타이렌계 공중합체는 약 5 내지 약 20 중량 퍼센트의 탄성 중합체성 단량체 단위를 포함하는 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 장섬유는 유리 또는 탄소 섬유를 포함하는 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 장섬유는 약 3 내지 약 30 mm의 길이를 가지는 조성물.
  5. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 섬유는 직조된 매트 또는 섬유 번들로부터 유래하는 조성물.
  6. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 매트릭스는 중합체 매트릭스의 약 20 내지 약 50 중량 퍼센트의 스타이렌계 공중합체 및 약 50 내지 약 80 중량 퍼센트의 폴리아마이드를 포함하는 조성물.
  7. 희석 중합체 조성물을 포함하는 성형 가능한 조성물, 상기 희석 중합체는 5 이상의 용융 유동 지수를 가지는 하나 이상의 스타이렌계 중합체를 포함하는 열가소성 중합체, 및 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 따르는 조성물을 포함하며, 여기서 성형 가능한 조성물은 5 중량 퍼센트 미만의 양으로 탄성 중합체 구성 요소 또는 1 중량 퍼센트 이하의 양으로 스타이렌계 공중합체 및 폴리아마이드를 상용화하는 하나 이상의 화합물을 포함함.
  8. 제7항에 있어서, 희석 중합체 조성물은 하나 이상의 스타이렌계 중합체 또는 공중합체를 포함하는 성형 가능한 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 스타이렌계 중합체 또는 공중합체가 아닌 하나 이상의 열가소성 중합체는 하나 이상의 폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리아마이드, 이의 블렌드 , 또는 하나 이상의 스타이렌계 중합체 또는 공중합체와의 블렌드를 포함하는 성형 가능한 조성물.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물은 중합체 매트릭스의 약 5 중량 퍼센트 미만의 탄성 중합체 구성 요소 및 스타이렌계 공중합체 및 폴리아마이드를 상용화하는 1 중량 퍼센트 이하의 하나 이상의 화합물을 포함하는 성형 가능한 조성물.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 약 25 내지 약 40 중량 퍼센트의 하나 이상의 폴리아마이드 및 약 10 내지 60 중량 퍼센트의 장섬유를 포함하고, 여기서 백분율은 조성물의 중량 기준인 성형 가능한 조성물.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물은 약 5 퍼센트 이하의 탄성 중합체 구성 요소를 포함하는 성형 가능한 조성물.
  13. 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물은 스타이렌계 공중합체 및 폴리아마이드를 상용화하는, 중합체 매트릭스의 1 중량 퍼센트 이하의 하나 이상의 화합물을 포함하는 성형 가능한 조성물.
  14. 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 충격 개질제를 추가로 포함하는 성형 가능한 조성물.
  15. 제14항에 있어서, 충격 개질제는 개질된 폴리올레핀을 포함하는 성형 가능한 조성물.
  16. 제7항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따르는 성형된 조성물을 포함하는 용품.
  17. 섬유 매트 또는 섬유 번들가 중합체 매트릭스에 의해 둘러싸인 그러한 조건 하에서, 섬유 매트 또는 섬유 번들과 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따르는 혼합물을 접촉시키는 단계를 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 섬유 매트 또는 섬유 번들을 둘러싼 중합체 매트릭스를 가지는, 섬유 매트 또는 섬유 번들을 약 3 내지 약 30 mm의 길이로 절단하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  19. 제16항 또는 제17항에 있어서, 중합체 매트릭스의 구성 요소는 중합체 매트릭스와 섬유 매트 또는 섬유 번들을 접촉시키는 단계 이전에 혼합되는 방법.
  20. 제7항 내지 제15항 중 어느 한 항을 따르는 조성물을 성형하여 성형된 용품으로 형성하는 단계를 포함하는 방법.
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