KR20170110078A

KR20170110078A - 폴리카보네이트와 폴리프로필렌 블렌드의 조성물

Info

Publication number: KR20170110078A
Application number: KR1020177019719A
Authority: KR
Inventors: 더글라스 더블유. 하위; 웨이 자오; 빈 썬; 에밋 쿨카니
Original assignee: 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이.
Priority date: 2014-12-18
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2017-10-10
Also published as: CN107250269A; EP3234020A1; EP3234020B1; US20180022909A1; WO2016100660A1

Abstract

본 발명은 a) 약 55wt% 내지 약 85wt%의 폴리카보네이트 중합체; b) 약 10wt% 내지 약 30wt%의 폴리프로필렌 중합체; 및 c) (i) 스티렌 및 에틸렌/부틸렌 블록을 가진 중합체, (ii) 트리블록 공중합체, (iii) 수소화된 스티렌 이소프렌 공중합체; 또는 (iv) 이의 혼합물을 함유하는 융화제 약 2wt% 내지 약 15wt%를 함유하는 중합체 조성물에 관한 것이다.

Description

폴리카보네이트와 폴리프로필렌 블렌드의 조성물{COMPOSITION OF POLYCARBONATE AND POLYPROPYLENE BLENDS}

관련 출원들

본 출원은 2014년 12월 18일에 출원된 미국 특허출원번호 62/093,609의 우선권을 주장하며, 이의 개시내용은 전문이 본원에 참고 인용된다.

기술 분야

본 발명은 폴리카보네이트와 폴리프로필렌 중합체의 블렌드 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

중합체의 블렌딩은 각 개별 성분의 성질이 조합된 새로운 물질을 제조하기 위한 빠르게 쉽고 경제적인 방법이다. 중합체 블렌드는 혼화성, 융화성 및 비융화성으로 대략 분류될 수 있다. 혼화성 중합체 블렌드의 경우에는 각 중합체의 상들이 구별가능하지 않아서, 전체 블렌드가 하나의 균일한 상이다. 융화성 블렌드인 경우에는 각 중합체 간의 계면에서 특정한 상호작용을 가지고 각 중합체가 각자 자신의 상 내에 존재한다. 비융화성 블렌드는 각 중합체가 구별가능한 상을 보유하지만, 각 상 간에 접착성이 없다. 비융화성 중합체는 열역학적으로 서로 배척한다.

산업은 수많은 용도들에서 다양한 혼화성 및 융화성 블렌드를 이용하고 있다. 하지만, 비융화성 블렌드는 형태학 제어의 부족으로 인해 임의의 용도를 찾기가 어렵다.

폴리카보네이트와 폴리프로필렌은 비융화성인 2가지 중합체이다. 폴리카보네이트는 엔지니어링 열가소성물질인 반면, 폴리프로필렌은 범용 플라스틱이다. 이 중합체들은 분자 구조부터 분자량 및 분자량 분포까지, 그리고 물리적 및 기계적 성질까지 뚜렷이 다르다. 폴리카보네이트와 폴리프로필렌 사이의 현저한 차이는 두 중합체 간에 융화성을 달성하기가 매우 어렵게 한다. 이축 압출기에서 폴리카보네이트와 폴리프로필렌의 직접 배합은 주위 환경에서 펠릿화기를 이용하여 절단하지 못하는 중합체 가닥을 산출할 것이다.

이에, 폴리카보네이트와 폴리프로필렌 블렌드의 사용을 가능하게 하는 공정이 당업계에 필요한 실정이다.

본 발명은 a) 약 55wt% 내지 약 85wt%의 폴리카보네이트 중합체; b) 약 10wt% 내지 약 30wt%의 폴리프로필렌 중합체; 및 c) (i) 스티렌 및 에틸렌/부틸렌 블록을 가진 중합체, (ii) 트리블록 공중합체, (iii) 수소화된 스티렌 이소프렌 공중합체; 또는 (iv) 이의 혼합물을 함유하는 융화제(compatibilizer) 약 2wt% 내지 약 15wt%를 함유하는 조성물에 관한 것이다. 몇몇 양태들은 약 65 내지 85(또는 68 내지 82) wt%의 폴리카보네이트, 약 15 내지 40(또는 18 내지 22) wt%의 폴리프로필렌 및 약 2 내지 15 wt%의 융화제를 보유한다.

또한, 본 발명은 본 명세서에 기술된 바와 같은 혼합물을 공압출시키는 단계를 포함하여, 중합체 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 본 명세서에 기술된 중합체 조성물을 함유하는 물품에 관한 것이다.

또 다른 관점들은 이하 명세서에 일부가 설명되고, 일부는 본 명세서로부터 자명해질 것이며, 또는 본 발명의 수행에 의해 알게 될 수 있다. 본 발명의 장점은 특히 첨부되는 청구항들에 지적된 구성요소 및 조합물에 의해 실현되고 달성될 것이다. 상기 일반적 설명과 이하의 상세한 설명은 단지 예시적 및 설명적이고, 청구된 바와 같은 본 발명을 제한하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다음은 본 명세서에서 설명된 다양한 양태들의 예시이고 유사 번호는 유사 구성요소인 도면의 간단한 설명이다.
도 1은 "V"가 다음 단계(성형 연구)로 이동해도 되는 펠릿을 나타내고, "X"가 다음 연구에 적합하지 않은 불량한 융화성을 나타내는 펠릿 평가를 예시한 것이다.
도 2는 층분리된 디스크가 평가되는 중앙 게이트형 디스크(center gated disk)의 예를 제시한 것이다.

본 명세서는 특히 a) 약 55wt% 내지 약 85wt%의 폴리카보네이트 중합체; b) 약 10wt% 내지 약 30wt%의 폴리프로필렌 중합체; 및 c) (i) 스티렌 및 에틸렌/부틸렌 블록을 가진 중합체, (ii) 트리블록 공중합체, (iii) 수소화된 스티렌 이소프렌 공중합체; 또는 (iv) 이의 혼합물을 함유하는 융화제 약 2wt% 내지 약 15wt%를 함유하는 중합체 조성물에 관한 것이다.

폴리카보네이트 중합체

본 명세서에 사용된 "폴리카보네이트" 또는 "폴리카보네이트들"이란 용어는 코폴리카보네이트, 호모폴리카보네이트 및 (코)폴리에스테르 카보네이트를 포함한다.

폴리카보네이트란 용어는 추가로 하기 화학식 (1)로 표시되는 반복 구조 단위를 갖는 조성물로써 정의될 수 있다:

화학식 (1)

여기서, R¹ 기의 총 수의 적어도 60%는 방향족 유기 라디칼이고, 나머지는 지방족, 지환족 또는 방향족 라디칼이다. 또 다른 관점에 따르면, 각 R¹은 방향족 유기 라디칼이고, 더욱 바람직하게는 하기 화학식 (2)로 표시되는 라디칼이다:

화학식 (2)

-A¹-Y¹-A²-

여기서, 각 A¹ 및 A²는 일환식 이가 아릴 라디칼이고 Y¹은 A¹과 A²를 분리하는 1개 또는 2개의 원자를 가진 가교 라디칼이다. 다양한 관점들에 따르면, 한 원자가 A¹과 A²를 분리한다. 예를 들어, 이러한 종류의 라디칼들은 비제한적으로 -O-, -S-, -S(O)-, -S(O₂)-, -C(O)-, 메틸렌, 사이클로헥실메틸렌, 2-[2.2.1]-비사이클로헵틸리덴, 에틸리덴, 이소프로필리덴, 네오펜틸리덴, 사이클로헥실리덴, 사이클로펜타데실리덴, 사이클로도데실리덴, 및 아다만틸리덴과 같은 라디칼을 포함한다. 가교 라디칼 Y¹은 탄화수소 기 또는 포화된 탄화수소 기, 예컨대 메틸렌, 사이클로헥실리덴 또는 이소프로필리덴인 것이 바람직하다. 폴리카보네이트 물질은 다양한 폴리카보네이트 조성물 및 이의 제조방법을 개시하는 특정 목적을 위해서 전문이 참고 인용되는 미국 특허 7,786,246에 개시 및 기술된 물질을 포함한다.

폴리프로필렌

본 명세서에 사용된 "폴리프로필렌"이란 용어는 프로필렌 유래의 반복 단위(즉, -CH₂-CH(CH₃)- 단위)를 폴리프로필렌의 중량을 기준으로 95 wt% 이상 함유하는 중합체를 의미한다. 몇몇 양태들에 따르면, 폴리프로필렌은 프로필렌 유래의 반복 단위를 폴리프로필렌의 중량을 기준으로 98 wt% 이상 함유한다. 폴리프로필렌이 프로필렌과 다른 공중합성 단량체의 공중합체일 때, 다른 공중합성 단량체는 예컨대 에틸렌, C₄-C₁₂ 알켄, C₁-C₆ 알킬 아크릴레이트, C₁-C₆-알킬 메타크릴레이트, 또는 상기 단량체들의 2 이상의 혼합물일 수 있다. 몇몇 양태들에 따르면, 폴리프로필렌은 프로필렌의 단독중합체이다. 이 폴리프로필렌은 규칙성교대배열(syndiotactic), 동일배열(isotactic) 또는 혼성배열(atactic)일 수 있다. 몇몇 양태들에 따르면, 폴리프로필렌은 혼성배열이다.

몇몇 양태들에 따르면, 폴리프로필렌은 중량평균분자량이 적어도 15,000 원자 질량단위이다. 몇몇 양태들에 따르면, 중량평균분자량은 15,000 내지 약 1,000,000 원자 질량 단위, 특히 약 20,000 내지 약 500,000 원자 질량 단위, 더욱 특히 약 30,000 내지 약 300,000 원자 질량 단위이다. 몇몇 양태들에 따르면, 폴리프로필렌은 열가소성물질용 윤활제로써 개시되었지만, "플라스틱의 가공에 분명하게 정해진 이용 프로필은 없다(없는)"는 것을 특징으로 하는, 저분자량 "폴리프로필렌 왁스"와 구별되는 고분자량 종이다[H.Zweifel, ed., "Plastics Additives Handbook, 5.sup.th Edition", Cincinnati: Hanser Gardner Publications, Inc., page 540(2001)].

몇몇 양태들에 따르면, 본 명세서에 사용된 폴리프로필렌은 프로필렌 단독중합체인 것이 바람직하다.

몇몇 양태들에 따르면, 폴리프로필렌의 용융 온도 Tm은 시차주사열량측정법(DSC)으로 측정했을 때 약 140℃ 내지 180℃, 예컨대 약 150 내지 약 165℃, 예컨대 약 155 내지 약 160℃이고, 또는 폴리프로필렌의 결정화 온도(Tc)는 DSC를 사용하여 측정했을 때 약 100℃ 내지 약 120℃, 예컨대 약 105 내지 약 115℃, 예를 들어 약 110 내지 약 115℃이다. 용융 온도 Tm 또는 결정화 온도 Tc는 10mg의 시료에 10℃/min의 스캔 속도를 사용하고 제2 가열 사이클을 사용하여 ASTM D3418-08에 따른 시차 주사 열량측정법으로 측정할 수 있다.

또 다른 양태에 따르면, 폴리프로필렌의 용융 온도는 적어도 약 160℃, 예컨대 최대 약 200℃, 예컨대 최대 약 180℃이다.

폴리프로필렌 수지는 당업자에게 공지된 방법들로 제조할 수 있다. 또한, 상기 PC 수지에서 논한 바와 같은 첨가제는 폴리프로필렌 수지에도 사용될 수 있다.

융화제

본 발명에는 임의의 적당한 융화제가 사용될 수 있다. 몇몇 융화제는 블렌드 중의 폴리카보네이트 성분에 친화성이 있는 공중합체의 적어도 하나의 블록 및 블렌드 중의 폴리프로필렌 성분에 친화성이 있는 적어도 하나의 다른 블록을 갖는 블록 공중합체를 함유한다. 몇몇 융화제는 폴리카보네이트의 응집 에너지 밀도 값(cohesive energy density value)과 폴리프로필렌의 응집 에너지 밀도 값 사이에 있는 응집 에너지 밀도 값을 가진 화합물을 함유한다. 몇몇 양태들에 따르면, 융화제는 (i) 스티렌 및 (ii) 에틸렌, 프로필렌 및 부틸렌 블록 중 적어도 하나를 보유하는 중합체를 함유한다. 몇몇 융화제는 트리블록 공중합체이다. 특정 융화제는 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌 블록 공중합체(SEBS)이다. 다른 융화제는 수소화된 스티렌 이소프렌 공중합체이다. 또 다른 융화제는 메탈로센 폴리프로필렌 왁스이다. 시판 융화제로는 Licocene™ PP MA 6252, Licocene™ PP MA 6452 및 Licocene™ P MA 7452(각각 클라이언트에서 판매하는 작용기화된 메탈로센 폴리프로필렌 왁스이다), SMA 1000P (Cray Valley에서 판매하는 스티렌/말레산 무수물 공중합체), 및 Septon™ S1020 및 Septon™ S2002(각각 Kuraray에서 판매하는 수소화된 스티렌계 블록 공중합체)를 포함한다.

추가 성분들

열가소성 조성물은 추가로 충격 개질제(impact modifier)를 포함할 수 있다. 충격 개질제의 예로는 천연 고무, 플루오로엘라스토머, 에틸렌-프로필렌 고무(EPR), 에틸렌-부텐 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체 고무(EPDM), 아크릴레이트 고무, 수소화된 니트릴 고무(HNBR), 실리콘 엘라스토머, 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 스티렌-(에틸렌-부텐)-스티렌(SEBS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 아크릴로니트릴-에틸렌-프로필렌-디엔-스티렌(AES), 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS), 스티렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌(SEPS), 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌(MBS), 하이 러버 그래프트(HRG) 및 이의 유사물을 포함한다. 몇몇 적당한 충격 개질제로는 PC(폴리카보네이트)/ABS(예, Cycoloy PC/ABS)형 및 MBS형 포뮬레이션을 포함한다.

첨가제 조성물은 충격 개질제, 유동 개질제, 충전제(예, 미립자형 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 유리, 탄소, 광물 또는 금속), 보강제(예, 유리 섬유), 산화방지제, 열안정제, 광안정제, 자외선(UV) 광안정제, UV 흡수 첨가제, 가소제, 윤활제, 이형제(예, 주형 이형제), 대전방지제, 흐림방지제, 미생물방지제, 착색제(예, 염료 또는 안료), 표면 효과 첨가제, 방사선 안정제, 난연제, 드립방지제(예, PTFE-캡슐화된 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(TSAN)), 또는 전술한 것 중 하나 이상을 함유하는 조합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 열안정제, 주형 이형제 및 자외선 광안정제의 조합물이 사용될 수 있다. 일반적으로, 첨가제는 일반적으로 효과적인 것으로 알려진 양으로 사용된다. 예를 들어, 첨가제 조성물(임의의 충격 개질제, 충전제 또는 보강제외에 다른 첨가제)의 총량은 조성물에 존재하는 중합체의 총량을 기준으로 각각 0.001 내지 10.0 wt%, 또는 0.01 내지 5 wt%일 수 있다.

폴리카보네이트, 폴리프로필렌(및 임의의 충격 개질제) 외에, 열가소성 조성물은 이러한 종류의 중합체 조성물에 통상 혼입되는 다양한 첨가제를 포함할 수 있고, 단 이러한 첨가제(들)는 열가소성 조성물의 바람직한 성질(예컨대, 양호한 융화성)에 크게 악영향을 미치지 않도록 선택한다. 이러한 첨가제들은 조성물의 형성을 위한 성분들의 혼합 동안 적당한 시간에 혼합될 수 있다. 첨가제는 충전제, 보강제, 산화방지제, 열안정제, 광안정제, 자외선(UV) 광안정제, 가소제, 윤활제, 주형 이형제, 대전방지제, 이산화티탄, 카본블랙 및 유기 염료와 같은 착색제, 표면 효과 첨가제, 방사선 안정제, 난연제 및 드립방지제를 포함한다. 첨가제의 조합, 예컨대 열안정제, 주형 이형제 및 자외선 광안정제가 사용될 수 있다. 일반적으로, 첨가제는 일반적으로 효과적인 것으로 알려진 양으로 사용된다. 예를 들어, 첨가제(임의의 충격 개질제, 충전제 또는 보강제 외에)의 총량은 폴리카보네이트 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 5wt%일 수 있다.

열안정제 첨가제는 유기포스파이트(예, 트리페닐 포스파이트, 트리스-(2,6-디메틸페닐)포스파이트, 트리스-(혼합 모노- 및 디-노닐페닐)포스파이트 또는 이의 유사물), 포스포네이트(예, 디메틸벤젠 포스포네이트 또는 이의 유사물), 포스페이트(예, 트리메틸 포스페이트, 또는 이의 유사물), 또는 상기 열안정제 중 적어도 하나를 함유하는 조합물을 포함한다. 열안정제는 IRGAPHOS™ 168로써 입수용이한 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스페이트일 수 있다. 열안정제는 일반적으로 조성물 중의 중합체의 총중량을 기준으로 0.01 내지 5wt%의 양으로 사용된다.

가소제, 윤활제 및 주형 이형제 중에는 상당히 중복되는 것이 있고, 그 예로는 글리세롤 트리스테아레이트(GTS), 프탈산 에스테르(예, 옥틸-4,5-에폭시-헥사하이드로프탈레이트), 트리스-(옥톡시카르보닐에틸)이소시아누레이트, 트리스테아린, 이작용기성 또는 다작용기성 방향족 포스페이트(예, 레조시놀 테트라페닐 디포스페이트(RDP), 하이드로퀴논의 비스(디페닐)포스페이트 및 비스페놀 A의 비스(디페닐) 포스페이트); 폴리알파올레핀; 에폭시화된 대두유; 실리콘, 예컨대 실리콘 오일(예, 폴리(디메틸 디페닐 실록산); 에스테르, 예컨대 지방산 에스테르(예, 알킬 스테아릴 에스테르, 예컨대 메틸 스테아레이트, 스테아릴 스테아레이트 및 이의 유사물), 왁스(예, 밀랍, 몬탄 왁스, 파라핀 왁스, 또는 이의 유사물), 또는 전술한 가소제, 윤활제 및 주형 이형제 중 하나 이상을 함유하는 조합물을 포함한다. 이들은 일반적으로 조성물에 존재하는 중합체의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 5wt%의 양으로 사용된다.

광안정제, 특히 자외선(UV) 흡수 첨가제(UV 안정제라고도 언급됨)로는 하이드록시벤조페논(예, 2-하이드록시-4-n-옥톡시벤조페논), 하이드록시벤조트리아진, 시아노아크릴레이트, 옥사닐라이드, 벤족사지논(예, 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤족사진-4-온, Cytec에서 상표명 CYASORB™ UV-3638)로 구입할 수 있음), 아릴 살리실레이트, 하이드록시벤조트리아졸(예, 2-(2-하이드록시-5-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2-하이드록시-5-tert-옥틸페닐)벤조트리아졸, 및 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-페놀(Cytec에서 상표명 CYASORB™ 5411로 구입가능함) 또는 전술한 광안정제 중 하나 이상을 함유하는 조합물을 포함한다. UV 안정제는 조성물에 존재하는 중합체의 총중량을 기준으로 0.01 내지 1wt%, 특히 0.1 내지 0.5wt%, 더욱 특히 0.15 내지 0.4wt%의 양으로 존재할 수 있다.

가능한 충전제 또는 보강제로는 예컨대 운모, 점토, 장석, 석영, 규암, 펄라이트, 트리폴리, 규조토, 규산 알루미늄(뮬라이트), 합성 규산칼슘, 용융 실리카, 훈증 실리카, 모래, 질화붕소 분말, 붕소-규산염 분말, 황산칼슘, 탄산칼슘(예: 백악, 석회석, 대리석 및 합성 침강 탄산 칼슘), 탈크(섬유상, 모듈 형, 바늘 모양 및 판상 탈크 포함), 규회석, 중공 또는 고형 유리 구, 규산염 구, 세노스피어, 알루미노실리케이트 또는 (아모스피어), 카올린, 탄화규소의 위스커, 알루미나, 탄화붕소, 철, 니켈 또는 구리 또는 연속 및 잘게 썬 탄소 섬유 또는 유리 섬유, 황화몰리브덴, 황화아연, 바륨 티타네이트, 바륨 페라이트, 황산바륨, 중질 스파, TiO₂, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 미립자 또는 섬유성 알루미늄, 청동, 아연, 구리 또는 니켈, 유리 박편, 박편화된 탄화규소, 박편화된 이붕소화알루미늄, 박편화된 알루미늄, 강철 박편, 천연 충전제, 예컨대 목분, 섬유질 셀룰로스, 면, 사이잘, 황마, 전분, 리그닌, 땅콩 껍질 또는 미강유, 미곡 겉껍질, 보강 유기 섬유질 충전제, 예컨대 폴리(에테르 케톤), 폴리이미드, 폴리벤족사졸, 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 방향족 폴리아미드, 방향족 폴리이미드, 폴리 에테르이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 및 폴리(비닐 알코올), 뿐만 아니라 상기 충전제 또는 보강제 중 하나 이상을 함유하는 조합물을 포함한다. 충전제 및 보강제는 전도성을 촉진하기 위해 금속 재료의 층으로 코팅되거나 중합체 매트릭스와의 접착 및 분산을 향상시키기 위해 실란으로 표면처리될 수 있다. 충전제는 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 1 내지 200 중량부의 양으로 사용된다.

산화방지 첨가제로는 유기포스파이트, 예컨대 트리스(노닐페닐)포스파이트, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트, 비스(2,4-디-t-부틸페닐)펜타에리스리톨 디포스파이트, 디스테아릴 펜타에리트리톨 디포스파이트; 알킬화된 모노페놀 또는 폴리페놀; 테트라키스[메틸렌(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시하이드로신나메이트)] 메탄과 같은 디엔과 폴리페놀의 알킬화된 반응 생성물; 파라크레졸 또는 디사이클로펜타디엔의 부틸화된 반응 생성물; 알킬화된 하이드로퀴논; 하이드록시화된 티오디페닐에테르; 알킬리덴-비스페놀; 벤질 화합물; 베타-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피온산과 1가 또는 다가 알코올의 에스테르; 베타-(5-tert-부틸-4-하이드록시-3-메틸페닐)-프로피온산과 1가 또는 다가 알코올의 에스테르; 티오알킬 또는 티오아릴 화합물의 에스테르, 예컨대 디스테아릴티오프로피오네이트, 디라우릴티오프로피오네이트, 디트리데실디티오프로피오네이트, 옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 펜타에리트리틸-테트라키스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트; 베타-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피온산의 아미드 또는 전술한 산화방지제 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 산화방지제는 임의의 충전제를 제외한 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 0.1 중량 부의 양으로 사용된다.

유용한 난연제는 인, 브롬 및/또는 염소를 포함하는 유기 화합물을 포함한다. 비-브롬계 및 비-염소계 인 함유 난연제는 예를 들어 유기 인산염 및 인-질소 결합을 함유하는 유기 화합물 등이 규제상의 이유로 특정 용도에서 바람직할 수 있다.

또한, 무기 난연제, 예를 들어 칼륨 퍼플루오로부탄 설포네이트(리마(Rimar) 염), 칼륨 퍼플루오르옥탄 설포네이트, 테트라에틸암모늄 퍼플루오로헥산 설포네이트 및 칼륨 디페닐설폰 설포네이트와 같은 C_1-16 알킬 설포네이트의 염; Na₂CO₃, K₂CO₃, MgCO₃, CaCO₃ 및 BaCO₃와 같은 염 또는 Li₃AlF₆, BaSiF₆, KBF₄, K₃A1F₆, KAlF₄, K₂SiF₆ 및/또는 Na₃AlF₆과 같은 플루오로-음이온 착물을 포함한다. 존재하는 경우, 무기 난연제 염은 임의의 충전제를 제외한 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 10중량부, 보다 구체적으로는 0.02 내지 1 중량부의 양으로 존재한다.

드립방지제(anti-drip agent), 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)과 같은 피브릴(fibril) 형성 또는 비-피브릴 형성 플루오로중합체도 조성물에 사용될 수 있다. 상기 드립방지제는 강성 공중합체, 예를 들어 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN)에 의해 캡슐화될 수 있다. SAN에 캡슐화된 PTFE는 TSAN으로 알려져 있다. TSAN은 캡슐화된 플루오로중합체의 총 중량을 기준으로 50 중량% PTFE 및 50 중량% SAN을 함유한다. SAN은 예를 들어 공중합체의 총 중량을 기준으로 75 중량%의 스티렌 및 25 중량%의 아크릴로니트릴을 함유할 수 있다. 드립방지제는 임의의 충전제를 제외한 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부의 양으로 사용될 수 있다.

폴리카보네이트 조성물은 당업계에 공지된 다양한 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들어, 분말상의 폴리카보네이트 및 다른 선택적인 성분을 먼저 고속 혼합기에서 또는 수동 혼합으로, 경우에 따라 임의의 충전제와 블렌딩한다. 이어서, 블렌드를 호퍼(hopper)를 통해 이축 압출기의 연결부(throat)로 공급한다. 대안적으로, 적어도 하나의 성분은 연결부에서 압출기로 직접 및/또는 사이드스터퍼(sidestuffer)를 통해 하류로 공급하거나, 또는 원하는 중합체와 마스터배치에 혼합하고 압출기로 공급함으로써 조성물에 혼입될 수 있다. 압출기는 일반적으로 조성물을 유동시키는데 필요한 온도보다 높은 온도에서 작동시킨다. 압출물은 수조에서 즉시 반응정지시키고 펠릿화할 수 있다. 그렇게 준비된 펠릿은 필요에 따라 길이가 1/4 인치 또는 그 이하일 수 있다. 이러한 펠릿은 후속 성형(molding), 형상화(shaping) 또는 형성(forming)에 사용될 수 있다.

발포체(foam)가 바람직한 경우, 유용한 발포제(blowing agent)는 예를 들어 저비점 할로탄화수소 및 이산화탄소를 생성하는 발포제; 실온에서 고체이고 분해 온도보다 높은 온도로 가열될 때 질소, 이산화탄소 및 암모니아 기체와 같은 기체를 생성하는 발포제, 예컨대 아조디카본아미드, 아조디카본아미드의 금속 염, 4,4 '옥시비스(벤젠설포닐하이드라지드), 중탄산나트륨, 탄산암모늄 등, 또는 전술한 발포제 중 하나 이상을 함유하는 조합물일 수 있다.

중합체 조성물

몇몇 조성물은 a) 약 55wt% 내지 약 85wt%의 폴리카보네이트 중합체; b) 약 10wt% 내지 약 30wt%의 폴리프로필렌 중합체; 및 c) (i) 스티렌 및 에틸렌/부틸렌 블록을 보유하는 중합체, (ii) 트리블록 공중합체, (iii) 수소화된 스티렌 이소프렌 공중합체; 또는 (iv) 이의 혼합물을 함유하는 융화제 약 2wt% 내지 약 15wt%를 함유한다.

또 다른 조성물은 a) 약 66wt% 내지 약 82wt%의 폴리카보네이트 중합체; b) 약 16wt% 내지 약 22wt%의 폴리프로필렌 중합체; 및 c) 약 2wt% 내지 약 12wt% 또는 약 2wt% 내지 5wt%, 또는 약 8wt% 내지 약 12wt%의 융화제를 함유한다.

중합체 조성물은 추가로 전술한 바와 같은 첨가제를 함유할 수 있다.

중합체 조성물은 당업자에게 공지된 기술로 제조할 수 있다. 예컨대, 압출 및 혼합 기술이 중합체 조성물의 성분들을 배합하는데 이용될 수 있다.

몇몇 양태들에 따르면, 압출은 이축 압출기를 사용하여 수행한다. 특정 양태들에 따르면, 압출기는 복수의 가열된 구역을 보유한다. 몇몇 방법들에서, 적어도 하나의 가열된 구역은 온도가 약 500 내지 약 550℉이다. 특정 방법들에서 혼합물은 압출 전에 300℃ 미만의 온도에서 건조된다.

제조 물품

한 양태에서, 본 발명은 블렌딩된 열가소성 조성물을 함유하는 형상화, 형성 또는 성형된 물품에 관한 것이다. 블렌딩된 열가소성 조성물은 물품을 형성하는 사출 성형, 압출, 회전 성형, 블로우 성형 및 열형성과 같은 다양한 수법으로 유용한 형상화된 물품으로 성형될 수 있다. 본원에 기술된 블렌딩된 열가소성 조성물은 또한 적층 시스템의 구성부품뿐만 아니라 필름 및 시트로도 제조될 수 있다. 추가 양태에 따르면, 물품의 제조 방법은 폴리카보네이트 성분, 충격 개질제 성분, 난연제 성분 및 무기 충전제 성분을 용융 블렌딩하는 단계; 및 압출된 조성물을 물품으로 성형하는 단계를 함유한다. 또 다른 양태에 따르면, 압출은 이축 압출기로 수행한다.

추가 양태에 따르면, 물품은 압출 성형된다. 또 다른 양태에 따르면, 물품은 사출 성형된다.

양태들

본 발명은 적어도 다음과 같은 양태들을 함유한다.

양태 1.

a) 약 55wt% 내지 약 85wt% 폴리카보네이트 중합체;

b) 약 10wt% 내지 약 40wt% 폴리프로필렌 중합체; 및

c) (i) 스티렌 및 에틸렌/부틸렌 블록을 가진 중합체, (ii) 트리블록 공중합체, (iii) 수소화된 스티렌 이소프렌 공중합체, 또는 (iv) 이의 혼합물을 함유하는 융화제 약 2wt% 내지 약 15wt%

를 함유하는 중합체 조성물.

양태 2. 양태 1에 있어서,

a) 약 66wt% 내지 약 82wt% 폴리카보네이트 중합체;

b) 약 16wt% 내지 약 22wt% 폴리프로필렌 중합체; 및

c) 약 2wt% 내지 약 12wt%(또는 약 2 내지 약 5wt%, 또는 약 2 내지 약 8wt%, 또는 약 5 내지 약 12wt%, 또는 약 8 내지 약 12wt%)의 융화제

를 함유하는, 중합체 조성물.

양태 3. 양태 1 또는 2에 있어서, 융화제가 (i) 스티렌 및 (ii) 에틸렌 블록 및 부틸렌 블록 중 하나 이상을 보유하는 중합체를 함유하는, 중합체 조성물.

양태 4. 양태 3에 있어서, 융화제가 트리블록 공중합체인 중합체 조성물.

양태 5. 양태 1에 있어서, 융화제가 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌 블록 공중합체(SEBS)인, 중합체 조성물.

양태 6. 양태 1 또는 2에 있어서, 융화제가 수소화된 스티렌 이소프렌 공중합체를 함유하는, 중합체 조성물.

양태 7. 양태 1 내지 6 중 어느 한 양태에 있어서, 상기 폴리카보네이트 중합체가 충격 개질제를 함유하는, 중합체 조성물.

양태 8. 양태 1 내지 7 중 어느 한 양태에 있어서, 폴리프로필렌 중합체가 충격 개질제를 함유하는, 중합체 조성물.

양태 9. 양태 7 또는 8에 있어서, 충격 개질제가 탄성중합체인 중합체 조성물.

양태 10. 양태 1 내지 9 중 어느 한 양태에 있어서, 추가로 드립방지제, 산화방지제, 대전방지제, 사슬 연장제, 착색제, 탈성형제, 염료, 유동 촉진제, 유동 조정제, 광안정제, 윤활제, 주형 이형제, 안료, 반응정지제(quenching agent), 열안정제, UV 흡수 물질, UV 반사 물질, 및 UV 안정제 중에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 함유하는, 중합체 조성물.

양태 11. 양태 1 내지 10 중 어느 한 양태에 있어서, 추가로 산화방지제를 함유하는, 중합체 조성물.

양태 12. 양태 1 내지 11 중 어느 한 양태의 중합체 조성물로부터 제조된 성형 물품.

양태 13. 양태 12에 있어서, 내부 및 외부 자동차 트림의 구성부품(예컨대, 도어/천장 패널, 계기반(dash) 부품 아래, 콘솔 트림, 카펫 이면 등), 건축 및 건설 용도용 압출 시트 및 필름(예컨대, 소비자용, 건강관리용 및 산업용 전자제품을 위한 하우징 및 위생 물품 등)인 성형 물품.

양태 14. 양태 1 내지 13 중 어느 한 양태에 있어서, 블렌딩된 열가소성 조성물이 ASTM D256에 따라 수행되는 노치드 아이조드 충격 시험으로 측정했을 때 10℃에서 100%의 연성을 갖는, 성형 물품. 몇몇 양태들에서, 연성은 90%, 80% 또는 70%이다.

양태 15. a) 약 55wt% 내지 약 85wt% 폴리카보네이트 중합체; b) 약 10wt% 내지 약 30wt% 폴리프로필렌 중합체; 및 c) (i) 스티렌 및 에틸렌/부틸렌 블록을 가진 중합체, (ii) 트리블록 공중합체, (iii) 수소화된 스티렌 이소프렌 공중합체, 또는 (iv) 이의 혼합물을 함유하는 융화제 약 2wt% 내지 약 15wt%를 함유하는 혼합물을 공압출시키는 단계를 함유하여 중합체 조성물을 제조하는 방법.

양태 16. 양태 15에 있어서, 공압출이 이축 압출기에 의해 수행되는 방법.

양태 17. 양태 16에 있어서, 압출기가 복수의 가열된 구역을 보유하는 것인, 방법.

양태 18. 양태 17에 있어서, 적어도 하나의 가열된 구역이 약 500 내지 약 550℉의 온도를 갖는, 방법.

양태 19. 양태 18에 있어서, 혼합물이 압출되기 전에 300℉ 미만의 온도에서 건조되는 방법.

양태 20. 양태 15 내지 19 중 어느 한 양태에 있어서, 중합체 조성물이 ASTM D256에 따라 수행되는 노치드 아이조드 충격(Notched Izod Impact) 시험으로 측정되었을 때 10℃에서 100%의 연성(몇몇 양태들에 따르면, 90%, 80% 또는 70%)을 갖는, 방법.

실시예

본 발명은 이하 비제한적 실시예에 의해 설명된다.

물리적 측정

물리적 측정은 본원에 기술된 시험과 시험방법을 사용하여 수행했다. 본 명세서에서 반대되는 것이 명시되지 않는 한, 모든 시험 기준은 본 출원의 제출 시점에 실제로 사용된 최신 기준이다.

용융 부피 유속(종종 MVR로 약칭됨)은 소정의 온도 및 하중에서 오리피스를 통과하는 열가소성물질의 압출 속도를 측정한다. MVR은 ASTM D1238을 사용하여 측정한다.

시료 제조

먼저, 첨가제들을 함께 무수 블렌딩하고, 그 다음 하나의 공급기 또는 다중 공급기로부터 압출기 내로 공급하거나, 또는 하나의 공급기 또는 다중 공급기로부터 압출기 내로 별도로 공급할 수 있다. 분말형 또는 펠릿형 유기 중합체 또는 임의의 중합체 조합물을 먼저 서로 무수 블렌딩하거나, 또는 전술한 충전제 또는 첨가제의 임의의 조합과 무수 블렌딩한 다음, 하나의 공급기 또는 다중 공급기로부터 압출기 내로 공급하거나, 또는 하나의 공급기 또는 다중공급기로부터 압출기 내로 별도로 공급할 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 충전제는 먼저 마스터배취로 가공된 다음, 압출기 내로 공급될 수 있다.

유기 중합체, 첨가제, 충전제 및 보강제, 마스터배취 또는 중합체의 임의의 조합, 충전제, 블렌드 및 이의 유사물은 연결부 호퍼 또는 임의의 사이드 공급기로부터 압출기 내로 공급될 수 있다.

본 명세서에 사용된 압출기는 일축, 다축, 상호교합 공회전 또는 역회전 축, 비-상호교합 공회전 또는 역회전 축, 왕복 축, 핀을 구비한 축, 스크린을 구비한 축, 핀을 구비한 배럴(barrel), 롤, 램(ram), 나선형 로터 또는 전술한 것들 중 하나 이상을 함유하는 조합을 보유할 수 있다. 복합체의 용융 블렌딩은 전단력, 연장력, 압축력, 초음파 에너지, 전자기파 에너지, 열에너지, 또는 전술한 힘 또는 에너지 형태 중 하나 이상을 함유하는 조합의 사용을 수반한다.

배합 동안 압출기의 배럴 온도는 수지가 반결정형 유기 중합체인 경우에는 유기 중합체의 적어도 일부가 대략 용융 온도와 같거나 보다 높은 온도에 도달하는 온도, 또는 수지가 무정형 수지인 경우에는 유동점(예, 유리 전이 온도)에 도달하는 온도로 설정할 수 있다.

전술한 유기 중합체와 충전제를 함유하는 성형가능한 조성물은 필요하다면 복수의 블렌딩 및 형성 단계로 처리할 수 있다. 예를 들어, 성형가능한 조성물은 먼저 압출시킨 뒤, 펠릿으로 제조할 수 있다. 펠릿은 그 다음 임의의 바람직한 형태 또는 산물로 제조될 수 있는 성형기로 공급될 수 있다. 대안적으로, 단일 용융 블렌더로부터 방출되는 성형가능한 조성물은 시트 또는 가닥으로 제조될 수 있고 어닐링, 일축 또는 이축 연신과 같은 압출후 공정으로 처리될 수 있다.

또한, 용액 블렌딩은 성형가능한 조성물을 제조하는데 사용할 수 있다. 또한, 용액 블렌딩은 전단, 압축, 초음파 진동 등과 같은 추가 에너지를 사용하여 유기 중합체와 충전제의 균질화를 향상시킬 수 있다. 한 양태에 따르면, 유체에 현탁된 유기 중합체는 임의의 전술한 충전제와 함께 초음파 파쇄기 내로 도입될 수 있다. 혼합물은 충전제를 유기 중합체 내로 분산시키기에 효과적인 시간 기간 동안 초음파에 의해 용액 블렌딩될 수 있다. 유기 중합체는 충전제와 함께 그 다음 필요하다면 건조, 압출 및 성형할 수 있다.

실시예들에서 시료들은 이축 압출기(Toshiba TEM-37BS, L/D=40.5)를 사용하여 제조했고, 압출기 배럴의 온도는 260℃로 설정했다. 압출기로부터 압출된 펠릿은 그 다음 FR 측정을 위해 10*10*0.8mm 바(bar)로 사출성형했고, 80*10*3mm 바는 성형한 뒤, 두께방향(through plane) TC 측정을 위해 10*10*3mm 사각형 시료로 절단했다.

결과

융화성 연구

블렌드의 융화성은 먼저 압출 공정으로 평가하고, 그 다음 사출 성형 공정에서 층간분리 도구로 평가했다. 이 도구는 중합체 용융물이 주형에 주입될 때 높은 전단 흐름을 유도하는 중앙 게이트형 디스크 주형이다. 압출 및 사출 성형 공정 모두에서 산물들이 평가되고 등급화되었다. 압출의 경우, 긴 꼬리 펠릿 또는 용융물 가닥의 껍질 또는 펠릿의 진주빛 광택은 심각한 비융화성의 표시이다. 사출 성형 공정에서 부품의 층상 구조로의 층간분리가 표시이다.

압출은 WERNER & PFLEIDERER 30mm 공회전식 이축 압출기 상에서 수행했다. 압출을 위한 온도 프로파일 및 설정은 표 1에 나열했다. 몇몇 극단적인 경우에는 압출물의 가닥화 및 펠릿화에 문제가 있었다. 압출 공정이 잘 진행되면, 압출 후 펠릿은 형상 및 외관에 기초하여 평가했다. 도 1에서와 같이 각 상황에 대한 평가는 사진에 "양호" 대 "불량"으로 표시했다.

파라미터	측정 단위(uom)	설정값
구역 1 온도	℉	350
구역 2 온도	℉	450
구역 3 온도	℉	500
구역 4 온도	℉	575
구역 5 온도	℉	575
구역 6 온도	℉	575
구역 7 온도	℉	575
스크류 속도	rpm	500

사출 성형 공정은 Van Dorn 80 Ton 사출 성형기에서 수행했다. 표준 성형 및 층간분리 도구 성형 양자에 대한 설정은 표 2에 나열했다. 층간분리 도구 연구를 위해 성형된 디스크를 명백한 층간분리가 있었는지, 또한 굽힘이 있는지를 확인하기 위해 평가했다. 층간분리 샘플의 다중 맹검 평가는 중앙 게이트형 디스크를 사용하여 육안으로 수행하여 실험 샘플을 표준 라이브러리와 비교했다. 중앙 게이트형 디스크는 층간분리 도구 성형 조건을 사용하여 Van Dorn 80 Ton 사출 성형기에서 성형했고, 여기서 디스크는 공칭 두께와 직경이 각각 102mm와 2mm였고, 디스크 표면에 수직이고 공칭 직경이 8mm이고 길이가 85mm인 스프루(sprue)를 보유했다. 비교를 위한 샘플 라이브러리는 수작업으로 일정 범위의 디스크를 반으로 접고 층간분리 정도에 등급을 매겨서 작성했다: "양호" 및 "불량". 굽힘은 주변 온도에서 수행했다. "불량"으로 평가된 디스크는 단 한 번의 구부림에 의해 파손되었고 이 파괴에 의해 층상 구조가 나타났다. 도 2는 "불량"으로 평가된 층간분리된 디스크의 이미지를 나타낸다. 또한, 도 2에는 "양호"로 평가된 디스크도 도시된다. 이 디스크는 여러 번 구부렸고 파괴가 발생하지 않았다. 또한, 양호 디스크에서는 이 디스크로부터 어떤 층을 층간분리하는 것이 매우 어려웠다.

번호	파라미터	UOM	표준	층간분리
1	Cnd: 예비건조 시간	시간	4	4
2	Cnd: 예비건조 온도	℉	225	225
3	호퍼 온도	℉	실온	실온
4	구역 1 온도	℉	525	525
5	구역 2 온도	℉	525	525
6	구역 3 온도	℉	525	525
7	구역 4 온도	℉	525	525
8	노즐 온도	℉	525	525
9	주형 온도	℉	170	170
10	스크류 속도	rpm	100	100
11	주입 속도	in/s	2	6

표 3 및 4는 압출 공정에 의해 평가된 포뮬레이션들이다. 이들 블렌드들에서, 폴리카보네이트와 폴리프로필렌의 융화성이 평가되었고, 다음 단계인 성형 연구로 운반해도 되는 경우에는 "양호"로, 후속 연구에 적합하지 않은 융화성 불량일 때에는 "불량"으로 평가했다. 사빅의 폴리프로필렌 단독중합체 및 충격 개질된 폴리프로필렌 모두를 위해, 층간분리 도구 연구에서 사출 성형의 다음 단계를 위해 4가지 융화제가 선택되었다.

표 5는 표 3 및 표 4로부터 선택한 포뮬레이션들의 성형 연구 결과를 열거한다. 표 5의 모든 포뮬레이션들은 표준 ASTM 및 ISO 시험 부품으로 압출 및 성형될 수 있었다. 그러나, 6 in/s의 주입 속도로 층간분리 도구에서 성형된 경우에는 모든 부품들이 층간분리를 나타냈다.

표 6은 플린트 힐즈(Flint Hills) 충격 개질된 PP 및 다양한 블록 공중합체를 융화제로 사용한 포뮬레이션을 나열한다. 표 6에 나열된 모든 포뮬레이션은 아무런 문제없이 압출될 수 있지만, 층간분리 도구에서 성형되면, 부품들을 구부렸을 때 모두 층간분리를 나타냈다.

표 7은 Braskem™ PP 단독중합체 및 SABIC HFD 폴리카보네이트(세바스산 및 BPA 폴리카보네이트 공중합체)를 갖는 포뮬레이션을 나열한다. 모든 포뮬레이션들은 아무런 문제없이 압출되었다. 또한, 6 in/s의 높은 사출 속도하에 층간분리 도구에서의 성형은 파손 및 층분리가 어려운 매우 강인한 디스크를 생산했다.

표 8은 융화제로써 Septon™을 사용하는 포뮬레이션을 나타낸다. Septon™ S2007, Septon™ S2104, Septon™ S8004(각각 수소화된 스티렌계 블록 공중합체)의 경우, 이들의 융화 효과는 Kraton™ FG1901G(폴리스티렌 함량이 30%인 스티렌과 에틸렌/부틸렌을 기반으로 하는 선형 트리블록 공중합체)의 효과과 유사하다. 하지만, Septon HG252의 경우, 이 포뮬레이션은 압출 공정 동안 펠릿화되지 않았다.

표 9에는 융화제로서 Polybond ™ 제품을 사용하는 포뮬레이션이 나열된다. 포뮬레이션 내의 폴리카보네이트는 폴리카보네이트 단독중합체이다. 모든 포뮬레이션은 잘 압출될 수 있었다. 그러나, 6 in/s의 높은 사출 속도로 층간분리 도구에서 성형했을 때, 부품은 구부렸을 때 층간분리를 나타냈다.

표 10은 HFD 폴리카보네이트 공중합체 및 융화제로써 Kraton™, Licocene™을 갖는 포뮬레이션을 나타낸다. HFD 폴리카보네이트와 Kraton FG1901G 조합은 Braskem™ 호모폴리프로필렌과 Flint Hills 충격 개질된 폴리프로필렌 모두와 최고의 융화성을 제공하는 것으로 관찰되었다.

표 11은 HFD 폴리카보네이트, Braskem™ TI4003F 폴리프로필렌 및 Kraton FG1901G + R7 처리된 탈크(Luzenac America Inc.의 JetFine™ 3CA로부터 수득)로부터의 블렌드의 결과를 나타낸다. 모든 포뮬레이션들은 매우 잘 압출될 수 있고 층간분리 도구로 사출 성형 공정에 의해 평가 시, 매우 양호한 융화성을 나타냈다.

표 12에는 유리 섬유와의 블렌드들의 포뮬레이션 및 평가 결과를 나열했다. 모든 포뮬레이션들은 아무런 문제없이 압출될 수 있었다. 하지만, 높은 사출 속도의 중앙 게이트형 디스크 성형으로 성형된 디스크에서는 층간분리가 관찰되었다. 높은 사출 속도는 6 in/s를 의미한다(층간분리 성형 프로파일; 표 2).

층간분리 연구

PC/PP 블렌드의 융화성(예컨대, 디스크 게이트에서 층간분리)에 PP 및 SEBS 함량이 미치는 영향을 더 조사하기 위해, 실험 디자인(DOE)은 다양한 PP와 SEBS 부하 농도의 일련의 PC/PP 블렌드들의 압출 및 성형을 통해 수행했다. 우리는 여기서 디스크 게이트에서 층간분리 부재(delamination free)의 확률이 연속 데이터로 나열되었음을 확인했고, 이는 성형된 중앙 게이트형 디스크를 층간분리와 관련하여 "양호" 및 "불량"으로 육안으로 평가하여 수집한 디스크들의 이진 이산 데이터(binary discrete data)를 기반으로 한 통계 소프트웨어(예: Minitab)를 사용하여 변환시켰다. 예를 들어, 성형 및 굽힘 후 층간분리가 없는 디스크는 "양호" 샘플로 간주했고, 반면 굽힘 후에 층간분리를 나타내는 디스크는 "불량"으로 평가했다. 일부 샘플은 굽힘 없이 성형 후 이미 층간분리를 나타내었고 더 이상 평가하지 않았다.

Kraton SEBS 및 PP 함량 양자의 함수로써 중앙 게이트형 디스크의 게이트에서의 층간분리 부재의 확률에 대한 플롯을 수득했다. 디스크 게이트에서의 층간분리 부재의 확률을 기반으로 할 때 "양호"로 평가된 디스크에는 PP 및 Kraton™ SEBS 함량의 최소 수준(예, 각각 약 15 내지 40% 및 약 2 내지 12%)이 필요했다. 이러한 결과는 또한 약 15 내지 40%의 PP의 부하 수준이 바람직하게는 약 2 내지 5% 및 약 8 내지 12%의 Kraton™의 부하 함량과 배합 시, 중앙 게이트형 디스크들의 층간분리 부재와 관련하여 PC/PP 블렌드의 최적화된 융화성을 나타냈다. PC/PP 블렌드의 융화성에 미치는 무기 충전제(예 : 탈크)의 영향을 평가하기 위해 추가 실험을 수행했다. PP 및 Kraton™ 함량의 함수로써 디스크 게이트에서 층간분리 부재의 확률 그래프가 작성되었다. 이러한 결과는 연구된 부하 수준(0 내지 20%)에서 탈크와 같은 무기 충전제의 첨가가 디스크 게이트에서의 층간분리에 대하여 PC/PP 블렌드의 융화성에 최소한의 영향을 미친 것으로 나타났다.

정의

본 명세서에서 사용되는 용어는 특정 양태만을 설명하기 위한 것이며 제한하려는 것은 아니라는 것을 이해해야 한다. 본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어 "포함하는"은 "이루어진" 및 "본질적으로 이루어진"의 실시 양태를 포함할 수 있다. 달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 분야의 당업자가 일반적으로 이해하는 것과 같은 의미인 것이다. 본 명세서와 이하 청구범위에서는 본 명세서에서 정의되는 다수의 용어가 언급될 것이다.

명세서 및 후속 청구범위에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 명확하게 다르게 기술하지 않는 한 복수의 등가물을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "폴리카보네이트 중합체"에 대한 언급은 2 이상의 폴리카보네이트 중합체의 혼합물도 포함한다.

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "조합물"은 블렌드, 혼합물, 합금, 반응 생성물 등을 포함한다.

범위는 본 명세서에서 하나의 특정 값부터 및/또는 다른 특정 값까지로 표현될 수 있다. 그러한 범위가 표현될 때, 다른 양태는 하나의 특정 값부터 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 비슷하게, '약'이라는 전제를 사용하여 값이 근사치로 표현될 때, 특정 값은 다른 양태를 형성하는 것으로 이해될 것이다. 또한, 범위 각각의 종점은 다른 종점과 관련되어, 그리고 다른 종점과는 무관해도 유효한 것으로 이해될 것이다. 또한, 본원에 개시된 다수의 값이 있으며, 각각의 값은 또한 값 자체 이외에 "약" 특정 값으로 개시된다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 값 "10"이 개시되면, "약 10"도 개시된 것이다. 또한, 2개의 특정 단위 사이에 존재하는 각 단위도 개시되는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 10 및 15가 개시된다면, 11, 12, 13 및 14도 개시되는 것이다.

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "약" 및 "값 자체 또는 약"은 문제의 양 또는 값이 대략 또는 거의 동일값인 약간 다른 값으로 표시된 값일 수 있음을 의미한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 이는 달리 표시되거나 유추되지 않는 한 ±5% 변동을 나타내는 공칭 값인 것으로 일반적으로 이해되어야 한다. 이 용어는 유사한 값이 청구범위에 언급된 것과 동일한 결과 또는 효과를 촉진한다는 것을 전달하려는 것이다. 즉, 양, 크기, 포뮬레이션, 파라미터 및 기타 양 및 특성은 정확한 것이 아니고 정확할 필요도 없으며, 필요에 따라 허용 오차, 변환 계수, 반올림, 측정 오차 등과 당업자에게 공지된 다른 요인들을 반영하는 근사치 및/또는 더 크거나 또는 작은 값일 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 일반적으로, 양, 크기, 포뮬레이션, 파라미터 또는 기타 수량 또는 특성은 명시 여부에 관계없이 "약" 또는 "대략" 값이다. 정량적 값 앞에 "약"이 사용되는 경우, 그 파라미터는 달리 명시하지 않아도 특정 정량 값 자체를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에 개시된 방법 내에서 사용되는 조성물 그 자체뿐만 아니라 본 발명의 조성물을 제조하는데 사용되는 성분도 개시된다. 이러한 물질 및 여타 물질들은 본원에 개시되어 있고, 이 물질들의 조합, 서브세트, 상호작용, 그룹 등이 개시될 때, 이 화합물들의 각각 다양한 개별적이고 집합적인 조합 및 치환에 대한 구체적인 언급이 명시될 수 없지만, 각각 여기서 고찰되고 기술된 것으로 이해되어야 한다. 예를 들면, 특별한 화합물이 개시되고 논의되고 이 화합물들을 포함하는 다수의 분자들로 제조될 수 있는 다수의 변형들이 논의된다면, 반대되는 구체적 명시가 없는 한, 가능한 변형 및 화합물의 각각 및 모든 조합 및 치환이 구체적으로 고찰된 것이다. 즉, 분자 A, B 및 C의 클래스뿐 아니라 분자 D, E 및 F의 클래스가 개시되고 조합 분자의 한 예, 즉 A-D가 개시된다면, 각각 개별적으로 언급되지 않아도 각각 개별적이고 집합적으로 고찰된다는 것은 조합 A-E, A-F, B-D, B-E, B-F, C-D, C-E 및 C-F가 개시된 것으로 간주되어야 한다는 것을 의미한다. 이와 마찬가지로, 이들의 임의의 서브세트 또는 조합도 개시된 것이다. 즉, 예를 들어, A-E, B-F 및 C-E의 서브그룹은 개시된 것으로 간주되어야 할 것이다. 이러한 개념은 본 출원의 모든 양태들, 예컨대 비제한적으로 본 발명의 조성물을 제조 및 사용하는 방법들 중의 단계들에도 적용된다. 따라서, 수행될 수 있는 다양한 추가 단계들이 있다면, 이러한 추가 단계들은 각각 본 발명의 방법의 임의의 특정 양태 또는 양태들의 조합에 의해 수행될 수 있는 것으로 이해한다.

본 명세서 및 최종 청구범위에서 조성물 또는 물품에 존재하는 특정 요소 또는 성분의 중량부란 언급은 중량부로 표현되는 조성물 또는 물품 내의 요소 또는 성분과 임의의 다른 요소들 또는 성분들 간의 중량 관계를 나타낸다. 즉, 성분 X 2 중량부와 성분 Y 5 중량부를 함유하는 화합물에서, X 및 Y는 2:5의 중량비로 존재하고, 이 화합물에 함유된 추가 성분의 여부에 상관없이 상기 비로 존재한다.

본 명세서에 사용된, 성분의 "중량퍼센트", "wt%"란 용어는 반대되는 언급이 없는 한 호환해서 사용할 수 있고, 성분이 포함된 조성물 또는 포뮬레이션의 총 중량을 기준으로 한다. 예를 들어, 조성물 또는 물품에 특성 요소 또는 성분이 8중량%라고 한다면, 이 퍼센트는 총 조성물 퍼센트 100중량%에 대비되는 것으로 이해한다.

본 명세서에 사용된 "중량평균분자량" 또는 "Mw"란 용어는 호환해서 사용할 수 있고, 하기 식으로 정의된다:

이 식에서, M_i는 사슬의 분자량이고 N_i는 그 분자량의 사슬 수이다. M_n과 비교 시, M_w는 분자량 평균에 대한 기여도를 측정하는데 있어서 주어진 사슬의 분자량을 감안한다. 즉, 주어진 사슬의 분자량이 클수록 이 사슬이 M_w에 대한 기여도가 더 크다. M_w는 분자량 표준물질, 예컨대 폴리카보네이트 표준물질 또는 폴리스티렌 표준물질, 바람직하게는 인증된 또는 추적가능한 분자량 표준물질을 사용하여 당업자에게 공지된 방법으로 중합체, 예컨대 폴리카보네이트 중합체의 M_w를 측정할 수 있다.

약어 "℉"는 화씨 온도를 나타낸다.

약어 "℃"는 섭씨 온도를 나타낸다.

"rpm"은 분당 회전수이다.

단위 "in/s"는 인치(들)/초이다.

"㎤"는 입방센티미터이다.

단위 "m"은 미터(들)를 나타낸다.

"min"은 분(들)이다.

"MPa"는 메가파스칼을 타나낸다.

"J"는 주울(들)의 약어이다.

"kJ"은 킬로주울의 약어이다.

Claims

a) 약 55wt% 내지 약 85wt%의 폴리카보네이트 중합체;
b) 약 10wt% 내지 약 40wt%의 폴리프로필렌 중합체; 및
c) (i) 스티렌 및 에틸렌/부틸렌 블록을 가진 중합체,
(ii) 트리블록 공중합체,
(iii) 수소화된 스티렌 이소프렌 공중합체; 또는
(iv) 이의 혼합물을 함유하는 융화제 약 2wt% 내지 약 15wt%를 함유하는 중합체 조성물.
제1항에 있어서,
a) 약 66wt% 내지 약 82wt%의 폴리카보네이트 중합체;
b) 약 16wt% 내지 약 22wt%의 폴리프로필렌 중합체; 및
c) 약 2wt% 내지 약 12wt%의 융화제를 함유하는, 중합체 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 융화제가 (i) 스티렌 및 (ii) 에틸렌 블록과 부틸렌 블록 중 적어도 하나를 보유하는 중합체를 함유하는, 중합체 조성물.
제3항에 있어서, 융화제가 트리블록 공중합체인, 중합체 조성물.
제1항에 있어서, 융화제가 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌 블록 공중합체(SEBS)인 중합체 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 융화제가 수소화된 스티렌 이소프렌 공중합체를 함유하는, 중합체 조성물.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리카보네이트 중합체가 충격 개질제를 함유하는, 중합체 조성물.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리프로필렌 중합체가 충격 개질제를 함유하는, 중합체 조성물.
제7항 또는 제8항에 있어서, 충격 개질제가 탄성중합체인, 중합체 조성물.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 추가로 드립방지제, 산화방지제, 대전방지제, 사슬 연장제, 착색제, 탈성형제, 염료, 유동 촉진제, 유동 조정제, 광안정제, 윤활제, 주형 이형제, 안료, 반응흐름제(quenching agent), 열안정제, UV 흡수 물질, UV 반사 물질, 및 UV 안정제 중에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 함유하는, 중합체 조성물.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 추가로 산화방지제를 함유하는, 중합체 조성물.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 중합체 조성물로부터 제조된 성형 물품.
제12항에 있어서, 내부 및 외부 자동차 트림의 구성부품, 건축 및 건설 용도용 압출 시트 및 필름 또는 소비자용, 건강관리용 및 산업용 전자제품을 위한 하우징인 성형 물품.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 블렌딩된 열가소성 조성물이 ASTM D256에 따라 수행되는 노치드 아이조드 충격(Notched Izod Impact) 시험으로 측정했을 때 10℃에서 100%의 연성을 갖는, 성형 물품.
a) 약 55wt% 내지 약 85wt% 폴리카보네이트 중합체;
b) 약 10wt% 내지 약 30wt% 폴리프로필렌 중합체; 및
c) (i) 스티렌 및 에틸렌/부틸렌 블록을 가진 중합체, (ii) 트리블록 공중합체, (iii) 수소화된 스티렌 이소프렌 공중합체, 또는 (iv) 이의 혼합물을 함유하는 융화제 약 2wt% 내지 약 15wt%를 함유하는 혼합물을 공압출시키는 단계를 함유하여 중합체 조성물을 제조하는 방법.
제15항에 있어서, 공압출이 이축 압출기에 의해 수행되는 방법.
제16항에 있어서, 압출기가 복수의 가열된 구역을 보유하는 것인, 방법.
제17항에 있어서, 적어도 하나의 가열된 구역이 약 500 내지 약 550℉의 온도를 갖는, 방법.
제18항에 있어서, 혼합물이 압출되기 전에 300℉ 미만의 온도에서 건조되는 방법.
제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 조성물이 ASTM D256에 따라 수행되는 노치드 아이조드 충격 시험으로 측정되었을 때 10℃에서 100%의 연성을 갖는, 방법.