KR20180135896A - 이소소르비드 디에스테르를 함유하는 폴리카르보네이트 조성물 - Google Patents

이소소르비드 디에스테르를 함유하는 폴리카르보네이트 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리카르보네이트 및 이소소르비드의 카르복실산 에스테르를 함유하는 조성물, 블렌드 또는 성형물의 제조를 위한 조성물의 용도, 및 그로부터 수득된 성형부에 관한 것이다. 조성물은 개선된 레올로지 및 광학 특성, 및 사출 성형 공정에서의 개선된 탈형 및 가공 거동을 갖는다.

Description

이소소르비드 디에스테르를 함유하는 폴리카르보네이트 조성물
본 발명은 폴리카르보네이트 및 이소소르비드의 카르복실산 에스테르를 포함하는 조성물, 블렌드 또는 성형물의 제조를 위한 조성물의 용도, 및 그로부터 수득가능한 성형물에 관한 것이다. 조성물은 개선된 레올로지 및 광학 특성, 및 사출 성형에서의 개선된 탈형 및 가공 특징을 갖는다.
특히, 예를 들어 울트라북, 스마트폰 또는 스마트북용의, 얇은 벽 (하우징) 파트의 경우, 균일한 벽 두께를 갖는 구성요소를 달성할 수 있기 위해 낮은 용융 점도가 요구된다. 우수한 유동성이 요구되는 추가의 응용 분야는 자동차 부문 (예를 들어 헤드램프 커버, 바이저, 광섬유 시스템), 전기장치 및 전자장치 부문 (조명 구성요소, 하우징 파트, 커버, 스마트 미터 응용물)에 있다.
유동 개선을 위해 통상적으로 비스페놀 A 디포스페이트 (BDP)가, 요망되는 효과를 달성하기 위해 최대 10 wt% 초과의 양으로 사용된다. 그러나, 이는 내열성을 현저히 감소시킨다. 이러한 영향은, 예를 들어, JP201178889 및 WO 2015135958에 기재되어 있다.
DE102010002856에는 라미네이션된 판유리에서 가소제로서의 이소소르비톨 에스테르의 용도가 기재되어 있다.
US20120178858에는 이소소르비톨-함유 가소화된 전분이 개시되어 있다.
그러나, 폴리카르보네이트의 레올로지 및 광학 특성에 대한 소량의 이소소르비드 디에스테르의 효과에 대해서는 어떠한 단서도 존재하지 않는다.
선행 기술은, 폴리카르보네이트 조성물의 유동성 및 동시에 광학 특성을, 실질적으로 동일한 내열성을 가지면서 개선시킬 수 있는 방법에 대한 어떠한 단서도 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 제공하지 않는다.
따라서, 해결하려는 문제는, 개선된 광학 특성 및 동시에 개선된 유동성을 실질적으로 동일한 내열성과 조합하여 갖는 방향족 폴리카르보네이트 조성물을 포함하는 조성물을 찾는 것이었다.
놀랍게도, 특정량의 이소소르비드 디에스테르가 존재한다면, 폴리카르보네이트 조성물이 개선된 유동성 및 보다 우수한 광학 특성을 갖는다는 것이 발견되었다. 내열성 (비캣(Vicat) 온도)은 실질적으로 변하지 않고 유지된다. 동시에, 동적 및 정지 마찰 계수가 감소되고, 이는 사출 성형에서 보다 우수한 탈형 및 가공 특징을 의미한다.
이소소르비드 디에스테르가 첨가된 폴리카르보네이트 조성물은, 이소소르비드 디에스테르를 제외하고는 동일한 성분을 포함하는 다른 경우의 동등 조성물에 비해, 개선된 레올로지 특성과 우수한 용융 안정성을 나타내며, 즉, DIN EN ISO 1133 (300℃의 시험 온도, 질량 1.2 kg)에 따라 결정 시 보다 높은 용융 부피 유량 (MVR), ISO 11443에 따라 결정 시 개선된 용융 점도, 및 ASTM E 313에 따라 결정 시 보다 낮은 황변 지수 (YI) 및/또는 보다 높은 광학 투과도에 의해 측정가능한 개선된 광학 특성을 나타낸다. 조성물은 또한, ISO 7391/180A에 따라 결정되는 노치 내충격성에 의해 측정가능한 우수한 기계적 특성을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 A) 20.0 wt% 내지 99.95 wt%의 방향족 폴리카르보네이트 및 B) 0.05 wt% 내지 20.0 wt%의 이소소르비드 디에스테르를 포함하는 조성물이며, 단, 성분 A)의 방향족 폴리카르보네이트가 적어도 화학식 (1)의 단량체 단위를 함유하는 하나 이상의 코폴리카르보네이트인 경우:
Figure pct00001
여기서
R1은 수소 또는 C1-C4-알킬이고,
R2는 C1-C4-알킬이고,
n은 0, 1, 2 또는 3임,
조성물이 0.05 내지 7.5 wt%의 성분 B)를 포함하는 것인
조성물을 제공한다.
조성물은 바람직하게는
A) 20.0 wt% 내지 99.95 wt%의 방향족 폴리카르보네이트,
B) 0.05 wt% 내지 20.0 wt%의 이소소르비드 디에스테르,
C) 0.0 wt% 내지 1.0 wt%의 열 안정화제 및
D) 0.0 wt% 내지 3.0 wt%의 추가 첨가제
를 포함하며,
단, 성분 A)의 방향족 폴리카르보네이트가 적어도 화학식 (1)의 단량체 단위를 함유하는 하나 이상의 코폴리카르보네이트인 경우:
Figure pct00002
여기서
R1은 수소 또는 C1-C4-알킬이고,
R2는 C1-C4-알킬이고,
n은 0, 1, 2 또는 3임,
조성물은 0.05 내지 7.5 wt%의 성분 B)를 포함한다.
보다 바람직하게는, 이러한 종류의 조성물은
A) 82.0 wt% 내지 99.95 wt%의 방향족 폴리카르보네이트,
B) 0.05 wt% 내지 15.0 wt%의 이소소르비드 디에스테르,
C) 0.0 wt% 내지 1.0 wt%의 열 안정화제 및
D) 0.0 wt% 내지 2.0 wt%의 산화방지제, 탈형제, 난연제, UV 흡수제, IR 흡수제, 대전방지제, 광학 증백제, 가용성 유기 안료의 군으로부터의 착색제 및 레이저 마킹용 첨가제의 군으로부터의 하나 이상의 추가 첨가제
로 이루어지며,
단, 성분 A)의 방향족 폴리카르보네이트가 적어도 화학식 (1)의 단량체 단위를 함유하는 하나 이상의 코폴리카르보네이트인 경우:
Figure pct00003
여기서
R1은 수소 또는 C1-C4-알킬이고,
R2는 C1-C4-알킬이고,
n은 0, 1, 2 또는 3임,
조성물은 0.05 내지 7.5 wt%의 성분 B)를 포함한다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "방향족 폴리카르보네이트"는 호모폴리카르보네이트 및 코폴리카르보네이트 둘 다를 의미하는 것으로 이해된다. 이들 폴리카르보네이트는 공지된 방식의 선형 또는 분지형일 수 있다. 본 발명에 따라, 폴리카르보네이트의 혼합물이 사용될 수도 있다.
본 발명의 조성물은 바람직하게는 투명하다.
투명한 폴리카르보네이트 조성물에서의 이소소르비드 디에스테르의 사용은 광학 특성을 개선시킬 수 있다. 이소소르비드 디에스테르의 첨가는, 두께 4 mm에서ISO 13468에 따라 결정 시 투과율을 증가시키고, 동시에 ASTM E 313 (옵저버: 10°; 광원: D65, 두께 4 mm의 시험 플라크 상에서)에 따라 결정 시 황변 지수 Y.I.를 감소시킨다.
본 발명의 문맥에서, "투명한"은, 조성물이 4 mm의 두께에서 ISO 13468에 따라 결정 시 적어도 84%의 400 nm 내지 800 nm 범위에서의 투과율, 및 4 mm의 층 두께에서 ASTM D1003에 따라 결정 시 < 5%의 헤이즈를 가짐을 의미한다.
본 발명의 문맥에서 C1-C4-알킬은, 예를 들어, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, tert-부틸이고, C1-C6-알킬은 또한, 예를 들어, n-펜틸, 1-메틸부틸, 2-메틸부틸, 3-메틸부틸, 네오펜틸, 1-에틸프로필, 시클로헥실, 시클로펜틸, n-헥실, 1,1-디메틸프로필, 1,2-디메틸프로필, 1,2-디메틸프로필, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 3-메틸펜틸, 4-메틸펜틸, 1,1-디메틸부틸, 1,2-디메틸부틸, 1,3-디메틸부틸, 2,2-디메틸부틸, 2,3-디메틸부틸, 3,3-디메틸부틸, 1-에틸부틸, 2-에틸부틸, 1,1,2-트리메틸프로필, 1,2,2-트리메틸프로필, 1-에틸-1-메틸프로필, 1-에틸-2-메틸프로필 또는 1-에틸-2-메틸프로필이고, C1-C10-알킬은 또한, 예를 들어, n-헵틸 및 n-옥틸, 피나실, 아다만틸, 이성질체 멘틸, n-노닐, n-데실이고, C1-C34-알킬은 또한, 예를 들어, n-도데실, n-트리데실, n-테트라데실, n-헥사데실 또는 n-옥타데실이다. 상응하는 알킬 라디칼, 예를 들어 아르알킬/알킬아릴, 알킬페닐 또는 알킬카르보닐 라디칼에도 동일하게 적용된다. 상응하는 히드록시알킬 또는 아르알킬/알킬아릴 라디칼에서 알킬렌 라디칼은 예를 들어 상기 알킬 라디칼에 상응하는 알킬렌 라디칼이다.
아릴은 6 내지 34개의 골격 탄소 원자를 갖는 카르보시클릭 방향족 라디칼이다. 아릴알킬 라디칼 (또한 아르알킬 라디칼로서 공지됨)의 방향족 모이어티에도, 또한 보다 복잡한 기, 예를 들어 아릴카르보닐 라디칼의 아릴 구성성분에도 동일하게 적용된다.
C6-C34-아릴의 예는, 페닐, o-, p-, m-톨릴, 나프틸, 페난트레닐, 안트라세닐 및 플루오레닐이다.
아릴알킬 및 아르알킬은 각각 독립적으로, 상기에 정의된 바와 같은 아릴 라디칼에 의해 단일-, 다중- 또는 과치환될 수 있는 상기에 정의된 바와 같은 직쇄, 시클릭, 분지형 또는 비분지형 알킬 라디칼이다.
본 발명의 문맥에서 (달리 명백히 언급되지 않는 한), 성분 A, B, C 및 D에 대한 언급된 wt% 값은 각각 조성물의 총 중량을 기준으로 한 것이다. 조성물은 성분 A, B, C 및 D 이외에도 추가의 성분을 함유할 수 있다. 바람직한 실시양태에서 조성물은 추가의 성분을 포함하지 않고, 성분 A) 내지 D)의 합계가 100 wt%이다 (즉, 조성물은 성분 A, B, C 및 D로 이루어짐).
본 발명의 조성물은 바람직하게는 성형물 제조에 사용된다. 조성물은 바람직하게는, ISO 1133 (시험 온도 300℃, 질량 1.2 kg)에 따라 결정 시 2 내지 120 ㎤/(10 min), 보다 바람직하게는 3 내지 90 ㎤/(10 min)의 용융 부피 유량 (MVR)을 갖는다.
본 발명의 조성물의 개개의 성분을 하기에서 보다 구체적으로 설명한다:
성분 A
본 발명의 조성물은, 성분 A로서, 20.0 wt% 내지 99.0 wt%의 방향족 폴리카르보네이트를 포함한다. 조성물 중 방향족 폴리카르보네이트의 양은 바람직하게는 적어도 50 wt%, 보다 바람직하게는 적어도 60 wt%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 75 wt%이며, 단일 폴리카르보네이트 또는 둘 이상의 폴리카르보네이트의 혼합물이 존재할 수 있다.
유동성 개선을 위해 디글리세롤 에스테르가 첨가된 조성물 중 폴리카르보네이트는 디페놀, 카르복실산 유도체, 임의로 쇄 종결제 및 분지화제로부터 공지된 방식으로 제조된다.
폴리카르보네이트의 제조에 대한 상세사항은 대략 최근 40년에 걸쳐 많은 특허 문헌에 개시되어 있다. 하기 문헌을 여기서 참조할 수 있다: Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymer Reviews, Volume 9, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964], [D. Freitag, U. Grigo, P.R. Mueller, H. Nouvertne, BAYER AG, "Polycarbonates" in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Volume 11, Second Edition, 1988, pages 648-718] 및 마지막으로 [U. Grigo, K. Kirchner and P.R. Mueller "Polycarbonate" [Polycarbonates] in Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch [Plastics Handbook], volume 3/1, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester [Polycarbonates, Polyacetals, Polyesters, Cellulose Esters], Carl Hanser Verlag Munich, Vienna 1992, pages 117-299.
방향족 폴리카르보네이트는, 예를 들어 디페놀과 카르보닐 할라이드, 바람직하게는 포스겐, 및/또는 방향족 디카르보닐 디할라이드, 바람직하게는 벤젠디카르보닐 디할라이드의 반응에 의해, 계면 방법에 의해, 임의로 쇄 종결제를 사용하여, 또한 임의로 삼관능성 또는 삼관능성 초과의 분지화제를 사용하여 제조된다. 예를 들어, 디페놀과 디페닐 카르보네이트의 반응에 의한 용융 중합 방법을 통한 제조 또한 가능하다.
폴리카르보네이트의 제조에 적합한 디페놀의 예는, 히드로퀴논, 레조르시놀, 디히드록시디페닐, 비스(히드록시페닐)알칸, 비스(히드록시페닐)시클로알칸, 비스(히드록시페닐) 술피드, 비스(히드록시페닐) 에테르, 비스(히드록시페닐) 케톤, 비스(히드록시페닐) 술폰, 비스(히드록시페닐) 술폭시드, α,α'-비스(히드록시페닐)디이소프로필벤젠, 이사틴 또는 페놀프탈레인의 유도체로부터 유래된 프탈이미딘 및 이들의 고리-알킬화된, 고리-아릴화된 및 고리-할로겐화된 화합물을 포함한다.
바람직한 디페놀은, 4,4'-디히드록시디페닐, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 (비스페놀 A), 2,4-비스(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-p-디이소프로필벤젠, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판 (디메틸 비스페놀 A), 비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)메탄, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)술폰, 2,4-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-p-디이소프로필벤젠 및 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 및 또한 화학식 (I) 내지 (III)의 비스페놀이다:
Figure pct00004
여기서 R'는 각 경우에 C1-C4-알킬, 아르알킬 또는 아릴, 바람직하게는 메틸 또는 페닐, 가장 바람직하게는 메틸이다.
특히 바람직한 디페놀은 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 (비스페놀 A), 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 및 디메틸비스페놀 A 및 또한 화학식 (I), (II) 및 (III)의 디페놀이다.
이들 및 다른 적합한 디페놀은 예를 들어 US-A 3 028 635, US-A 2 999 825, US-A 3 148 172, US-A 2 991 273, US-A 3 271 367, US-A 4 982 014 및 US-A 2 999 846, DE-A 1 570 703, DE-A 2063 050, DE-A 2 036 052, DE-A 2 211 956 및 DE-A 3 832 396, FR-A 1 561 518, 논문 "H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Interscience Publishers, New York 1964" 및 또한 JP-A 62039/1986, JP-A 62040/1986 및 JP-A 105550/1986에 기재되어 있다.
호모폴리카르보네이트의 경우에 단지 하나의 디페놀이 사용되고, 코폴리카르보네이트의 경우에 둘 이상의 디페놀이 사용된다.
적합한 탄산 유도체는 예를 들어 포스겐 및 디페닐 카르보네이트이다.
폴리카르보네이트의 제조에 사용될 수 있는 적합한 쇄 종결제는 모노페놀이다. 적합한 모노페놀은 예를 들어 페놀 자체, 알킬페놀, 예컨대 크레졸, p-tert-부틸페놀, 쿠밀페놀 및 이들의 혼합물이다.
바람직한 쇄 종결제는, 선형 또는 분지형 C1- 내지 C30-알킬 라디칼에 의해 단일- 또는 다중-치환된, 바람직하게는 tert-부틸에 의해 치환된 또는 비-치환된 페놀이다. 특히 바람직한 쇄 종결제는 페놀, 쿠밀페놀 및/또는 p-tert-부틸페놀이다.
사용되는 쇄 종결제의 양은, 각 경우에 사용된 디페놀의 몰수를 기준으로 하여 바람직하게는 0.1 내지 5 mol%이다. 쇄 종결제는 탄산 유도체와의 반응 전에, 반응 동안 또는 반응 후에 첨가될 수 있다.
적합한 분지화제는, 폴리카르보네이트 화학에서 공지된 삼관능성 또는 삼관능성 초과의 화합물, 특히 3개 또는 3개 초과의 페놀성 OH 기를 갖는 것들이다.
적합한 분지화제는, 예를 들어 1,3,5-트리(4-히드록시페닐)벤젠, 1,1,1-트리(4-히드록시페닐)에탄, 트리(4-히드록시페닐)페닐메탄, 2,4-비스(4-히드록시페닐이소프로필)페놀, 2,6-비스(2-히드록시-5'-메틸벤질)-4-메틸페놀, 2-(4-히드록시페닐)-2-(2,4-디히드록시페닐)프로판, 테트라(4-히드록시페닐)메탄, 테트라(4-(4-히드록시페닐이소프로필)페녹시)메탄 및 1,4-비스((4',4"-디히드록시트리페닐)메틸)벤젠 및 3,3-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)-2-옥소-2,3-디히드로인돌이다.
임의적 사용을 위한 분지화제의 양은, 각 경우에 사용된 디페놀의 몰수를 기준으로 하여, 바람직하게는 0.05 mol% 내지 2.00 mol%이다.
분지화제는 수성 알칼리 상 중에서 디페놀 및 쇄 종결제와 함께 초기에 충전될 수 있거나, 또는 포스겐화 전에 유기 용매 중에 용해되어 첨가될 수 있다. 에스테르교환 방법의 경우, 분지화제는 디페놀과 함께 사용된다.
특히 바람직한 폴리카르보네이트는, 비스페놀 A를 기재로 하는 호모폴리카르보네이트, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산을 기재로 하는 호모폴리카르보네이트 및 두 단량체 비스페놀 A 및 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산을 기재로 하는 코폴리카르보네이트 및 또한, 바람직하게는 공단량체로서 비스페놀 A를 갖는, 화학식 (I), (II) 및 (III)의 디페놀로부터 유래된 호모- 또는 코폴리카르보네이트이다:
Figure pct00005
여기서 R'는 각 경우에 C1-C4-알킬, 아르알킬 또는 아릴, 바람직하게는 메틸 또는 페닐, 가장 바람직하게는 메틸이다.
첨가제의 혼입을 달성하기 위해, 성분 A는 바람직하게는 분말, 펠릿 또는 분말과 펠릿의 혼합물 형태로 사용된다.
사용되는 폴리카르보네이트는 또한 상이한 폴리카르보네이트, 예를 들어 폴리카르보네이트 A1 및 A2의 혼합물일 수 있다:
폴리카르보네이트의 총량을 기준으로 한 방향족 폴리카르보네이트 A1의 양은 25.0 내지 85.0 wt%, 바람직하게는 28.0 내지 84.0 wt%, 특히 바람직하게는 30.0 내지 83.0 wt%이고, 여기서 이 방향족 폴리카르보네이트는, ISO 1133 (시험 온도 300℃, 질량 1.2 kg)에 따라 결정 시 7 내지 15 ㎤/10 min의 바람직한 용융 부피 유량 MVR, 보다 바람직하게는 8 내지 12 ㎤/10 min의 용융 부피 유량 MVR, 또한 특히 바람직하게는 8 내지 11 ㎤/10 min의 용융 부피 유량 MVR을 갖는 비스페놀 A를 기재로 하는 것이다.
폴리카르보네이트의 전체 양에 대한 분말상 방향족 폴리카르보네이트 A2의 양은 3.0 내지 12.0 wt%, 바람직하게는 4.0 내지 11.0 wt%, 또한 보다 바람직하게는 3.0 내지 10.0 wt%이고, 이 방향족 폴리카르보네이트는 바람직하게는, ISO 1133 (시험 온도 300℃, 질량 1.2 kg)에 따라 결정 시 3 내지 8 ㎤/10 min의 바람직한 용융 부피 유량 MVR, 보다 바람직하게는 4 내지 7 ㎤/10 min의 용융 부피 유량 MVR, 또한 보다 바람직하게는 6 ㎤/10 min의 용융 부피 유량 MVR을 갖는 비스페놀 A를 기재로 하는 것이다.
바람직한 실시양태에서, 조성물은 성분 A로서 화학식 (1)의 하나 이상의 단량체 단위를 포함하는 코폴리카르보네이트를,
Figure pct00006
여기서
R1은 수소 또는 C1-C4-알킬, 바람직하게는 수소이고,
R2는 C1-C4-알킬, 바람직하게는 메틸이고,
n은 0, 1, 2 또는 3, 바람직하게는 3임,
임의로 화학식 (2)의 하나 이상의 단량체 단위를 함유하는 추가의 방향족 호모- 또는 코폴리카르보네이트와 조합하여 포함하며,
Figure pct00007
여기서
R4는 H, 선형 또는 분지형 C1-C10 알킬, 바람직하게는 선형 또는 분지형 C1-C6 알킬, 특히 바람직하게는 선형 또는 분지형 C1-C4 알킬, 매우 특히 바람직하게는 H 또는 C1-알킬 (메틸)이고,
R5는 선형 또는 분지형 C1-C10 알킬, 바람직하게는 선형 또는 분지형 C1-C6 알킬, 특히 바람직하게는 선형 또는 분지형 C1-C4 알킬, 매우 특히 바람직하게는 C1-알킬 (메틸)임;
또한 여기서 임의로 추가적으로 존재하는 추가의 호모- 또는 코폴리카르보네이트는 임의의 화학식 (1)의 단량체 단위를 포함하지 않는다. 이러한 실시양태에서, 본 발명의 조성물은 단지 0.05 내지 7.5 wt%, 바람직하게는 0.05 내지 6 wt%, 보다 바람직하게는 0.05 내지 5 wt%, 또한 가장 바람직하게는 0.05 내지 1 wt%의 성분 B)를 포함한다.
화학식 (1)의 단량체 단위(들)는 화학식 (1')의 하나 이상의 상응하는 디페놀을 통해 도입된다:
Figure pct00008
여기서
R1은 수소 또는 C1-C4-알킬, 바람직하게는 수소이고,
R2는 C1-C4-알킬, 바람직하게는 메틸이고,
n은 0, 1, 2 또는 3, 바람직하게는 3이다.
화학식 (1')의 디페놀 및 호모폴리카르보네이트에서의 그의 사용은 예를 들어 DE 3918406에 개시되어 있다.
화학식 (1a)를 갖는 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 (비스페놀 TMC)이 특히 바람직하다:
Figure pct00009
코폴리카르보네이트는, 화학식 (1)의 하나 이상의 단량체 단위 이외에도, 화학식 (3)의 하나 이상의 단량체 단위(들)를 포함할 수 있다:
Figure pct00010
여기서
R6 및 R7은 독립적으로 H, C1-C18-알킬, C1-C18-알콕시, 할로겐, 예컨대 Cl 또는 Br 또는 각각 임의로 치환된 아릴 또는 아르알킬, 바람직하게는 H 또는 C1-C12-알킬, 보다 바람직하게는 H 또는 C1-C8-알킬, 또한 가장 바람직하게는 H 또는 메틸이고,
Y는 단일 결합, -SO2-, -CO-, -O-, -S-, C1-C6-알킬렌 또는 C2-C5-알킬리덴, 및 또한 임의로 추가의 헤테로원자-포함 방향족 고리에 융합될 수 있는 C6-C12-아릴렌이다.
화학식 (3)의 단량체 단위(들)는 화학식 (3a)의 하나 이상의 상응하는 디페놀을 통해 도입된다:
Figure pct00011
여기서 R6, R7 및 Y는 각각 화학식 (3)과 관련하여 상기에 정의된 바와 같다.
매우 특히 바람직한 화학식 (3a)의 디페놀은 화학식 (3b)의 디페놀이다:
Figure pct00012
여기서 R8은 H, 선형 또는 분지형 C1-C10-알킬, 바람직하게는 선형 또는 분지형 C1-C6-알킬, 보다 바람직하게는 선형 또는 분지형 C1-C4-알킬, 가장 바람직하게는 H 또는 C1-알킬 (메틸)이고,
여기서 R9는 선형 또는 분지형 C1-C10-알킬, 바람직하게는 선형 또는 분지형 C1-C6-알킬, 보다 바람직하게는 선형 또는 분지형 C1-C4-알킬, 가장 바람직하게는 C1-알킬 (메틸)이다.
특히 디페놀 (3c)가 여기서 매우 특히 바람직하다.
Figure pct00013
화학식 (3a)의 디페놀은 단독으로 또는 서로와의 혼합물로 사용될 수 있다. 디페놀은 문헌으로부터 공지되어 있거나, 또는 문헌 방법에 의해 제조가능하다 (예를 들어 문헌 [H. J. Buysch et al., Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, VCH, New York 1991, 5th ed., vol. 19, p. 348] 참조).
코폴리카르보네이트 중 화학식 (1)의 단량체 단위의 총 비율은, 바람직하게는 0.1-88 mol%, 보다 바람직하게는 1-86 mol%, 더욱 더 바람직하게는 5-84 mol%, 또한 특히 10-82 mol% (사용된 모든 디페놀의 몰수의 합계를 기준으로 한 화학식 (1')의 디페놀의 몰수의 합계)이다.
코폴리카르보네이트는 블록 및 랜덤 코폴리카르보네이트 형태로 존재할 수 있다. 랜덤 코폴리카르보네이트가 특히 바람직하다. 코폴리카르보네이트 중 디페녹시드 단량체 단위의 빈도수의 비율은 사용된 디페놀의 몰비로부터 계산된다.
화학식 (2)의 단량체 단위는 화학식 (2a)의 디페놀을 통해 도입된다:
Figure pct00014
여기서 R4는 H, 선형 또는 분지형 C1-C10-알킬, 바람직하게는 선형 또는 분지형 C1-C6-알킬, 보다 바람직하게는 선형 또는 분지형 C1-C4-알킬, 가장 바람직하게는 H 또는 C1-알킬 (메틸)이고,
여기서 R5는 선형 또는 분지형 C1-C10-알킬, 바람직하게는 선형 또는 분지형 C1-C6-알킬, 보다 바람직하게는 선형 또는 분지형 C1-C4-알킬, 가장 바람직하게는 C1-알킬 (메틸)이다.
비스페놀 A가 여기서 매우 특히 바람직하다.
임의로 존재하는 호모- 또는 코폴리카르보네이트는, 화학식 (2)의 하나 이상의 단량체 단위 이외에도, 코폴리카르보네이트에 대해 상기에 기재된 바와 같은 화학식 (3)의 하나 이상의 단량체 단위를 함유할 수 있다.
본 발명의 조성물이 화학식 (1)의 단량체 단위를 함유하는 코폴리카르보네이트를 포함하는 경우, 조성물 중 화학식 (1)의 단량체 단위를 함유하는 코폴리카르보네이트의 총량은 바람직하게는 적어도 3.0 wt%, 보다 바람직하게는 적어도 5.0 wt%이다.
바람직한 실시양태에서, 본 발명의 조성물은, 성분 A로서, 화학식 (1)의 단량체 단위를 포함하는 코폴리카르보네이트 및 비스페놀 A 기재의 호모폴리카르보네이트의 블렌드를 포함한다.
본 발명의 조성물이 화학식 (1)의 단량체 단위를 함유하는 코폴리카르보네이트를 포함하는 경우, 성분 A 중 화학식 (1)의 단량체 단위의 총 비율은, 성분 A의 하나 이상의 폴리카르보네이트 중 화학식 (1) 및 (3)의 모든 단량체 단위의 몰수의 합계를 기준으로 하여, 바람직하게는 0.1-88 mol%, 보다 바람직하게는 1-86 mol%, 더욱 더 바람직하게는 5-84 mol%, 또한 특히 10-82 mol%이다.
바람직한 실시양태에서, 본 발명의 조성물은, 조성물 중 화학식 (1)의 단량체 단위를 함유하는 코폴리카르보네이트의 양이 적어도 20 wt%인 것을 특징으로 한다.
성분 B
본 발명의 조성물은, 성분 B로서, 적어도 하나의 이소소르비드 디에스테르를 포함한다. 에스테르는 또한 디글리세롤의 상이한 이성질체를 기재로 할 수 있다. 다양한 카르복실산을 기재로 하는 에스테르가 적합하다. 순수 화합물 대신에 혼합물을 사용하는 것 또한 가능하다.
본 발명에 따라 사용되는 이소소르비드 디에스테르에 대한 기초를 형성하는 이소소르비드의 화학식은 하기와 같다:
Figure pct00015
보다 바람직하게는, 본 발명에 따라 사용되는 이소소르비드 디에스테르는, 하기 화학식을 갖는 D-이소소르비드를 기재로 한다:
Figure pct00016
본 발명의 조성물 중에 존재하는 이소소르비드 디에스테르는 바람직하게는 4 내지 30개의 탄소 원자의 쇄 길이를 갖는 포화 또는 단일불포화 또는 다중불포화 모노카르복실산으로부터 유래된다.
적합한 모노카르복실산은, 예를 들어, 카프릴산 (C7H15COOH, 옥탄산), 카프르산 (C9H19COOH, 데칸산), 라우르산 (C11H23COOH, 도데칸산), 미리스트산 (C13H27COOH, 테트라데칸산), 팔미트산 (C15H31COOH, 헥사데칸산), 마르가르산 (C16H33COOH, 헵타데칸산), 스테아르산 (C17H35COOH, 옥타데칸산), 아라키드산 (C19H39COOH, 에이코산산), 베헨산 (C21H43COOH, 도코산산), 리그노세르산 (C23H47COOH, 테트라코산산), 팔미톨레산 (C15H29COOH, (9Z)-헥사데카-9-엔산), 페트로셀산 (C17H33COOH, (6Z)-옥타데카-6-엔산), (9Z)-옥타데카-9-엔산), 엘라이드산 (C17H33COOH, (9E)-옥타데카-9-엔산), 리놀레산 (C17H31COOH, (9Z,12Z)-옥타데카-9,12-디엔산), 알파- 및 감마-리놀렌산 (C17H29COOH, (9Z,12Z,15Z)-옥타데카-9,12,15-트리엔산 및 (6Z,9Z,12Z)-옥타데카-6,9,12-트리엔산), 아라키돈산 (C19H31COOH, (5Z,8Z,11Z,14Z)-에이코사-5,8,11,14-테트라엔산), 팀노돈산 (C19H29COOH, (5Z,8Z,11Z,14Z,17Z)-에이코사-5,8,11,14,17-펜타엔산) 및 세르본산 (C21H31COOH, (4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z)-도코사-4,7,10,13,16,19-헥사엔산)이다.
4 내지 18개의 탄소 원자의 쇄 길이를 갖는, 보다 바람직하게는 6 내지 16개의 탄소 원자를 갖는, 또한 가장 바람직하게는 8 내지 14개의 탄소 원자를 갖는 포화 지방족 모노카르복실산이 특히 바람직하다.
이소소르비드 디에스테르는 하나의 모노카르복실산 또는 상이한 두 모노카르복실산으로부터 유래될 수 있다. 이소소르비드 디에스테르는 개별적으로 또는 혼합물로 존재할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물 중에 존재하는 이소소르비드 디에스테르는 바람직하게는 화학식 (IV)를 갖고:
Figure pct00017
이는 이소소르비드, 바람직하게는 D-이소소르비드, 및 화학식 R1-COOH 및 R2-COOH (여기서 R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있음)의 포화 또는 단일불포화 또는 다중불포화 모노카르복실산으로부터 유래된다.
R1 및 R2는 각각 바람직하게는 화학식 CnH2n+1의 포화, 분지형 또는 비분지형 지방족 라디칼 또는 화학식 CnH2n-m의 단일불포화 또는 다중불포화, 분지형 또는 비분지형 지방족 라디칼이고, 여기서 n은 3 내지 29의 수이고, m은 1, 3, 5, 7, 9 또는 11이다. 화학식 CnH2n-m의 지방족 라디칼은 단일불포화 (m = 1), 이중불포화 (m = 3), 삼중불포화 (m = 5), 사중불포화 (m = 7), 오중불포화 (n = 9) 또는 육중포화 (m = 11)될 수 있다.
보다 바람직하게는, n은 3 내지 17, 더욱 더 바람직하게는 5 내지 15, 또한 특히 7 내지 13의 수이다.
화학식 CnH2n+1의 비분지형 알킬 라디칼은, 예를 들어, n-프로필, n-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐, n-데실, n-도데실, n-트리데실, n-테트라데실, n-헥사데실 또는 n-옥타데실이다.
적합한 이소소르비드 디에스테르는, 예를 들어, 이소소르비드와 카프릴산 또는 데칸산 또는 이들의 혼합물의 에스테르화에 의해 수득가능한 것들, 및 이들의 혼합물이다. 이들은, 예를 들어, 로께뜨(Roquette)로부터 폴리소르브(Polysorb) ID37 또는 폴리소르브 ID46 상표명으로 상업적으로 입수가능하다.
폴리카르보네이트 조성물은 바람직하게는 0.05 내지 15.0 wt%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 10 wt%의 이소소르비드 디에스테르를 함유한다. 본 발명의 하나의 실시양태에서, 본 발명의 조성물은 0.05 내지 8.0 wt%, 바람직하게는 0.1 내지 6.0 wt%의 이소소르비드 디에스테르를 함유한다.
성분 C
우선적으로 적합한 열 안정화제는 트리페닐포스핀, 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐) 포스파이트 (이르가포스(Irgafos)® 168), 테트라키스(2,4-디-tert-부틸페닐)-[1,1-비페닐]-4,4'-디일 비스포스포나이트, 옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐) 프로피오네이트 (이르가녹스(Irganox)® 1076), 비스(2,4-디쿠밀페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트 (도베르포스(Doverphos)® S-9228), 비스(2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트 (ADK STAB PEP-36)이다. 상기 열 안정화제는 단독으로 또는 혼합물 (예를 들어 이르가녹스® B900 (이르가포스® 168과 이르가녹스® 1076의 1:3 비율의 또는 도베르포스® S-9228 PC와 이르가녹스® B900/이르가녹스® 1076의 혼합물)로 사용된다. 열 안정화제는 바람직하게는 0.003 내지 0.2 wt%의 양으로 사용된다.
성분 D
추가로, 2.0 wt% 이하, 바람직하게는 0.01 내지 2.0 wt%의 다른 통상의 첨가제 ("추가 첨가제")가 임의로 존재한다. 열 안정화제는 이들이 성분 C로서 상기에 이미 기재되었기 때문에, 추가 첨가제의 군은 이를 포함하지 않는다.
폴리카르보네이트에 통상적으로 첨가되는 첨가제는 특히 산화방지제, 탈형제, 난연제, UV 흡수제, IR 흡수제, 대전방지제, 광학 증백제, 광-산란제, 착색제, 예컨대 유기 안료, 및/또는 EP-A 0 839 623, WO-A 96/15102, EP-A 0 500 496 또는 문헌 ["Plastics Additives Handbook", Hans Zweifel, 5th Edition 2000, Hanser Verlag, Munich]에 기재된 레이저 마킹용 첨가제이며, 그 양은 폴리카르보네이트에 대해 통상적인 양이다. 이들 첨가제는 단독으로 또는 다르게는 혼합물로 첨가될 수 있다.
바람직한 첨가제는, 400 nm 미만의 최소 투과율 및 400 nm 초과의 최대 투과율을 갖는 특정 UV 안정화제이다. 본 발명의 조성물에서 사용하기에 특히 적합한 자외선 흡수제는 벤조트리아졸, 트리아진, 벤조페논 및/또는 아릴화된 시아노아크릴레이트이다.
특히 적합한 자외선 흡수제는 히드록시벤조트리아졸, 예컨대 2-(3',5'-비스(1,1-디메틸벤질)-2'-히드록시페닐)벤조트리아졸 (티누빈(Tinuvin)® 234, 바스프(BASF, 독일 루드빅샤펜)), 2-(2'-히드록시-5'-(tert-옥틸)페닐)벤조트리아졸 (티누빈® 329, 바스프 (독일 루드빅샤펜)), 비스(3-(2H-벤조트리아졸릴)-2-히드록시-5-tert-옥틸)메탄 (티누빈® 360, 바스프 (독일 루드빅샤펜)), 2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-5-(헥실옥시)페놀 (티누빈® 1577, 바스프 (독일 루드빅샤펜)), 및 또한 벤조페논, 예컨대 2,4-디히드록시벤조페논 (키마소르브(Chimassorb)® 22, 바스프 (독일 루드빅샤펜)) 및 2-히드록시-4-(옥틸옥시)벤조페논 (키마소르브® 81, 바스프 (독일 루드빅샤펜)), 2,2-비스[[(2-시아노-1-옥소-3,3-디페닐-2-프로페닐)옥시]메틸]-1,3-프로판디일 에스테르 (9CI) (우비눌(Uvinul)® 3030, 바스프 아게 (독일 루드빅샤펜)), 2-[2-히드록시-4-(2-에틸헥실)옥시]페닐-4,6-디(4-페닐)페닐-1,3,5-트리아진 (티누빈® 1600, 바스프 (독일 루드빅샤펜)), 테트라에틸 2,2'-(1,4-페닐렌디메틸리덴)비스말로네이트 (호스타빈(Hostavin)® B-Cap, 클라리안트 아게(Clariant AG)) 또는 N-(2-에톡시페닐)-N'-(2-에틸페닐)에탄디아미드 (티누빈® 312, CAS No. 23949-66-8, 바스프 (독일 루드빅샤펜))이다.
특히 바람직한 특정 UV 안정화제는 티누빈® 360, 티누빈® 329 및/또는 티누빈® 312이고, 티누빈® 329 및 티누빈® 360이 매우 특히 바람직하다.
이들 자외선 흡수제의 혼합물을 사용하는 것 또한 가능하다.
조성물이 자외선 흡수제를, 총 조성물을 기준으로 하여, 0.8 wt% 이하, 바람직하게는 0.05 wt% 내지 0.5 wt%, 또한 보다 바람직하게는 0.1 wt% 내지 0.4 wt%의 양으로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물은 또한, 에스테르교환 안정화제로서 포스페이트 또는 술포네이트 에스테르를 포함할 수 있다. 에스테르교환 안정화제로서 트리이소옥틸 포스페이트가 존재하는 것이 바람직하다.
조성물은 이형제, 예를 들어 GMS를 포함하지 않을 수 있다. 이소소르비드 디에스테르 자체가 탈형제로서 작용한다.
조성물이 적어도 하나의 열 안정화제 (성분 C), 및 임의로 추가 첨가제 (성분 D)로서, 에스테르교환 안정화제, 특히 트리이소옥틸 포스페이트 (TOF), 또는 UV 흡수제를 포함하는 것이 특히 바람직하다.
성분 A 내지 D를 포함하는 본 발명의 조성물은, 개개의 구성성분들을 조합, 혼합 및 균질화함으로써 통상적인 혼입 방법에 의해 제조되며, 균질화는 특히 바람직하게는 전단력의 적용에 의해 용융물 중에서 수행된다. 조합 및 혼합은 임의로, 분말 예비-혼합물을 사용하여 용융물 균질화 전에 수행된다.
성분 B 내지 D를 갖는 펠릿 또는 펠릿 및 분말의 예비-혼합물을 사용하는 것 또한 가능하다.
균질화가 임의로 용액 중에서 수행되고, 그 후 용매가 제거되는 경우, 성분들을 적합한 용매 중에서 혼합한 용액으로부터 형성된 예비-혼합물 또한 사용가능하다.
특히, 본 발명의 조성물의 성분 B 내지 D는, 친숙한 방법에 의해 또는 마스터배치로서 폴리카르보네이트 중에 혼입가능하다.
(단독으로 또는 혼합물로서의) 성분 B 내지 D의 혼입을 위한 마스터배치의 사용이 바람직하다.
이와 관련하여, 본 발명의 조성물을 조합, 혼합, 균질화하고, 이어서 통상의 장치, 예컨대 스크류 압출기 (예를 들어 ZSK 트윈-스크류 압출기), 혼련기 또는 브라벤더(Brabender) 또는 밴버리(Banbury) 밀 내에서 압출시킬 수 있다. 압출물을 냉각시키고, 압출 후 분쇄할 수 있다. 개개의 성분들을 예비혼합하고, 이어서 나머지 출발 물질을 단독으로 및/또는 또한 혼합하여 첨가하는 것 또한 가능하다.
용융물 중 예비-혼합물의 조합 및 혼합은 또한, 사출 성형 기계의 가소화 유닛에서 수행될 수 있다. 이 경우, 후속 단계에서 용융물을 직접 성형품으로 전환시킨다.
본 발명의 조성물을 표준 기계에서, 예를 들어 압출기 또는 사출 성형 기계에서 통상적 방식으로 가공하여, 임의의 성형품, 예를 들어 필름, 시트 또는 보틀을 얻을 수 있다.
성형물의 제조는 바람직하게는 사출 성형, 압출에 의해 또는 용액으로부터 캐스팅 공정에서 수행된다.
본 발명의 조성물은 다층 시스템의 제조에 적합하다. 이는, 플라스틱 물질로 제조된 성형품의 상단에 하나 이상의 층으로 폴리카르보네이트 조성물을 적용하는 것을 포함한다. 적용은, 예를 들어 필름 삽입 성형, 공압출, 또는 다성분 사출 성형에 의해, 성형품의 성형과 동시에 또는 그 직후에 수행할 수 있다. 그러나, 적용은 또한, 바로 성형가능한 본체에 대해, 예를 들어 필름과의 라미네이션에 의해, 기존 성형품의 캡슐화 오버몰딩에 의해 또는 용액으로부터의 코팅에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 조성물은 자동차 부문에서의 구성요소, 예를 들어 베젤, 헤드라이트 커버 또는 프레임, 렌즈 및 시준기 또는 도광체의 제조에, 또한 전기장치 및 전자장치 (EE) 부문 및 IT 부문에서 프레임 구성요소, 특히 엄격한 유동성 요건을 부여하는 응용물 (박층 응용물)의 제조에 적합하다. 이러한 응용물은, 예를 들어, 스크린 또는 하우징, 예를 들어 LED 디스플레이 기술, 예를 들어 OLED 디스플레이 또는 LCD 디스플레이용 프레임 또는 울트라북 또는 E-잉크 장치에 대한 것들을 포함한다. 추가의 응용물은, 이동 통신 단말기, 예컨대 스마트폰, 태블릿, 울트라북, 노트북 또는 랩탑, 뿐만 아니라 위성항법 장치, 스마트워치 또는 심장박동계의 하우징 파트, 및 또한 얇은 벽 디자인의 전기 응용물, 예를 들어 가정 및 산업용 네트워킹 시스템 및 스마트 미터 하우징 구성요소이다.
본 발명의 조성물로 제조된 성형품 및 압출물, 및 또한 본 발명의 조성물을 포함하는 성형물, 압출물 및 다층 시스템 또한, 본 출원의 주제의 부분을 형성한다.
본 발명의 조성물의 특별한 특징은, 이들이 이소소르비드 디에스테르의 함유로 인해 이례적인 레올로지 및 광학 특성 및 감소된 동적 및 정지 마찰 계수를 나타낸다는 점이다. 본 발명의 조성물의 추가의 이점은, 임의의 추가의 탈형제, 예를 들어 PETS (펜타에리트리톨 테트라스테아레이트)를 생략할 수 있다는 점이다. 이들 첨가제는 빈번히 열적 특성을 감소시킨다. 따라서, 본 발명의 조성물은 바람직하게 임의의 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트를 포함하지 않는다. 따라서, 본 발명은 또한, 방향족 폴리카르보네이트 (성분 A), 임의로 열 안정화제 (성분 C) 및 임의로 추가 첨가제 (성분 D)를 포함하는 조성물의 광학 투과도를 개선시키기 위한 및/또는 동적 및 정지 마찰 계수를 감소시키기 위한, 상기에 기재된 이소소르비드 디에스테르 중 하나 이상의 용도를 제공한다.
본 발명의 조성물에 대한 상기에 기재된 실시양태는 또한 (적용가능한 경우) 본 발명의 용도에도 적용된다.
하기 실시예는 본 발명을 예시하도록 의도된 것이며, 그러나 본 발명을 제한하고자 함은 아니다.
실시예
1. 원료 물질 및 시험 방법의 설명
하기 실시예에 기재되는 폴리카르보네이트 조성물은, 배합에 의해 10 kg/h 의 처리량으로 베르스토르프(Berstorff) ZE 25 압출기 상에서 제조되었다. 용융 온도는 275℃였다.
성분 A-1: 측면 압출기를 통한 첨가에 의해 제조된, 성분 C (열 안정화제)로서 트리페닐포스핀을 포함하는, 12.5 ㎤/10 min의 용융 부피 유량 MVR (ISO 1133에 따름, 300℃의 시험 온도 및 1.2 kg 로드)을 갖는, 비스페놀 A를 기재로 하는 선형 폴리카르보네이트.
성분 A-2: 측면 압출기를 통한 첨가에 의해 제조된, 성분 C (열 안정화제)로서 트리페닐포스핀을 포함하는, 9.5 ㎤/10 min의 용융 부피 유량 MVR (ISO 1133에 따름, 300℃의 시험 온도 및 1.2 kg 로드)을 갖는, 비스페놀 A를 기재로 하는 선형 폴리카르보네이트.
성분 A-3: 6 ㎤/10 min의 용융 부피 유량 MVR (ISO 1133에 따름, 300℃의 시험 온도 및 1.2 kg 로드)을 갖는, 비스페놀 A를 기재로 하는 선형 폴리카르보네이트 분말.
성분 A-4: 측면 압출기를 통한 첨가에 의해 제조된, 성분 C (열 안정화제)로서 트리페닐포스핀, 성분 D-2 (UV-안정화제)로서 티누빈 329 및 성분 D-3 (탈형제)로서 글리세롤 모노스테아레이트를 포함하는, 32 ㎤/10 min의 용융 부피 유량 MVR (ISO 1133에 따름, 300℃의 시험 온도 및 1.2 kg 로드)을 갖는, 비스페놀 A를 기재로 하는 선형 폴리카르보네이트.
성분 A-5: 19 ㎤/10 min의 용융 부피 유량 MVR (ISO 1133에 따름, 300℃의 시험 온도 및 1.2 kg 로드)을 갖는, 비스페놀 A를 기재로 하는 선형 폴리카르보네이트 분말.
성분 A-6: 성분 C (열 안정화제)로서 트리페닐포스핀을 포함하는, 코베스트로 아게(Covestro AG)로부터의, 18 ㎤/10 min의 MVR (330℃/2.16 kg) 및 182℃의 연화 온도 (VST/B 120)를 갖는, 비스페놀 A 및 비스페놀 TMC를 기재로 하는 코폴리카르보네이트.
성분 A-7: 2 ㎤/10 min의 용융 부피 유량 MVR (ISO 1133에 따름, 300℃의 시험 온도 및 1.2 kg 로드)을 갖는, 비스페놀 A를 기재로 하는 분지형 폴리카르보네이트.
성분 B-1: 로께뜨 프레르(Roquette Freres)로부터의 폴리소르브 ID37 이소소르비드 디에스테르.
성분 B-2: 로께뜨 프레르로부터의 폴리소르브 ID46 이소소르비드 디에스테르.
성분 C: 바스프로부터의 트리페닐포스핀
성분 D-1: 란세스 아게(Lanxess AG)로부터의 트리이소옥틸 포스페이트 (TOF)
성분 D-2: 바스프로부터의 티누빈 329
성분 D-3: 에메리 올레오케미칼즈(Emery Oleochemicals, 독일 록스슈테트)로부터의 글리세롤 모노스테아레이트
샤르피(Charpy) 노치 내충격성은 80 mm x 10 mm x 3 mm로 측정되는 단일-측면 주입된 시험편 상에서 ISO 7391/180A에 따라 실온에서 측정하였다.
비캣 연화 온도 VST/B50은, 코에스펠드 머티리얼테스트(Coesfeld Materialtest)로부터의 코에스펠드 에코(Coesfeld Eco) 2920 기기를 사용하여, 50 N 램 로딩 및 50℃/h 또는 120℃/h의 가열 속도로 80 mm x 10 mm x 4 mm로 측정되는 시험편 상에서 ISO 306에 따라 열 뒤틀림 내성의 척도로서 결정하였다.
용융 부피 유량 (MVR)은, 츠위크 로엘(Zwick Roell)로부터의 츠위크(Zwick) 4106 기기를 사용하여 ISO 1133 (300℃의 시험 온도, 질량 1.2 kg 또는 2.16 kg)에 따라 결정하였다. 추가로, 20분의 예열 시간 후에 MVR을 측정하였다. 이는 상승된 열 응력 하에서의 용융물 안정성의 척도이다.
황변 지수 (Y.I.)는, 4 mm의 시트 두께를 갖는 시험편 플라크 상에서 ASTM E 313 (옵저버: 10°/광원: D65)에 따라 결정하였다.
스펙트럼의 VIS 범위 (400 nm 내지 800 nm)에서의 투과율은 4 mm 또는 12 mm의 시트 두께를 갖는 시험편 플라크 상에서 ISO 13468에 따라 결정하였다.
헤이즈는, 4 mm 또는 12 mm의 시트 두께를 갖는 시험편 플라크 상에서 ASTM D1003에 따라 결정하였다.
시험편 플라크는 각각 하기 표에 기록된 용융 온도에서 사출 성형에 의해 제조하였다.
용액 점도 eta rel은 우벨로데(Ubbelohde) 점도계를 사용하여 ISO1628에 따라 결정하였다.
전단 점도 (용융 점도)는 괴트페르트 비스코-로보(Goettfert Visco-Robo) 45.00 기기를 사용하여 ISO 11443에 따라 결정하였다.
2. 조성물
표 1:
Figure pct00018
Figure pct00019
1): 성분 C로서 트리페닐포스핀을 함유함; 2): 시험편의 제조 시 사출 성형 공정에서의 용융 온도; n.f.: 파쇄되지 않음 (파쇄가 없으므로 값이 없음)
표 1은, 본 발명의 실시예 2 내지 6이 비교예 1에 비해 보다 높은 MVR 값, 보다 낮은 용융 점도 및 동시에 개선된 광학 특성을 가짐을 보여준다.
표 2:
Figure pct00020
Figure pct00021
1): 성분 C로서 트리페닐포스핀을 함유함; 2): 시험편의 제조 시 사출 성형 공정에서의 용융 온도; 3): 5 x DT: 시험편이 사출 성형되기 전에 사출 성형 기계에서 용융물의 체류 시간을 5배함; 단일 체류 시간: 45초; n.f.: 파쇄되지 않음 (파쇄가 없으므로 값이 없음)
표 2는, 본 발명의 실시예 8 내지 11이 비교예 7에 비해 보다 높은 MVR 값, 보다 낮은 용융 점도 및 동시에 개선된 광학 특성을 가짐을 보여준다.
표 3:
Figure pct00022
Figure pct00023
Figure pct00024
1): 성분 C로서 트리페닐포스핀을 함유함; 2): 시험편의 제조 시 사출 성형 공정에서의 용융 온도; 3): 5 x DT: 시험편이 사출 성형되기 전에 사출 성형 기계에서 용융물의 체류 시간을 5배함; 단일 체류 시간: 45초; n.f.: 파쇄되지 않음 (파쇄가 없으므로 값이 없음)
표 3은, 본 발명의 실시예 13 내지 17이 비교예 12에 비해 보다 높은 MVR 값, 보다 낮은 용융 점도 및 동시에 개선된 광학 특성을 가짐을 보여준다. 동시에, 실시예 13 내지 17은 비교예 12에 비해 감소된 정적 및 동적 마찰 계수를 갖는다.
표 4:
Figure pct00025
Figure pct00026
Figure pct00027
1): 성분 C로서 트리페닐포스핀을 함유함; 2): 시험편의 제조 시 사출 성형 공정에서의 용융 온도; 3): 5 x DT: 시험편이 사출 성형되기 전에 사출 성형 기계에서 용융물의 체류 시간을 5배함; 단일 체류 시간: 45초; n.f.: 파쇄되지 않음 (파쇄가 없으므로 값이 없음)
표 4는, 본 발명의 실시예 19 내지 22가 비교예 18에 비해 보다 높은 MVR 값, 보다 낮은 용융 점도 및 동시에 개선된 광학 특성을 가짐을 보여준다. 동시에, 실시예 19 내지 22는 비교예 18에 비해 감소된 정적 및 동적 마찰 계수를 갖는다.
표 5:
Figure pct00028
Figure pct00029
1): 성분 C로서 트리페닐포스핀 및 성분 D-2로서 티누빈 329 및 성분 D-3으로서 글리세롤 모노스테아레이트를 함유함; 2): 시험편의 제조 시 사출 성형 공정에서의 용융 온도
표 5는, 본 발명의 실시예 24 내지 26이 비교예 23에 비해 보다 높은 MVR 값, 보다 낮은 용융 점도 및 동시에 개선된 광학 특성을 가짐을 보여준다.
표 6:
Figure pct00030
Figure pct00031
1): 성분 C로서 트리페닐포스핀을 함유함; 2): 시험편의 제조 시 사출 성형 공정에서의 용융 온도
결과는, 실시예 28-30의 본 발명의 코폴리카르보네이트 조성물이 매우 우수한 용융 안정성 (MVR 또는 IMVR)을 가짐을 보여준다.
이소소르비드 디에스테르의 첨가는 비교예 27에 비해 유동성을 뚜렷하게 개선시킨다. 이는 다양한 온도 및 전체 전단 범위 (용융 점도)에서 사실이다.
동시에, 광학 특성이 개선되고, 이는 비교예 27에 비해 보다 높은 광학 투과도에서 나타난다.
표 7:
Figure pct00032
1): 성분 C로서 트리페닐포스핀을 함유함; 2): 시험편의 제조 시 사출 성형 공정에서의 용융 온도
표 7에서의 결과는, 5 wt%의 이소소르비드 디에스테르로 광학 투과도를 증가시킬 수 있지만, 보다 많은 양은 투과율에 대해 불리한 효과를 가짐을 보여준다. 또한, 다량의 이소소르비드 디에스테르 사용 시 열 왜곡 내성이 현저히 감소됨을 알 수 있다.
표 8
Figure pct00033
표 8에서의 결과는, 실시예 35-37의 본 발명의 폴리카르보네이트 조성물이 매우 우수한 용융 안정성 (MVR 또는 IMVR)을 가짐을 보여준다.
광학 특성이 뚜렷하게 개선되고, 이는 비교예 34에 비해 보다 높은 광학 투과도 및 보다 낮은 황변 지수 YI에서 나타난다.
이소소르비드 디에스테르의 첨가는 비교예 34에 비해 유동성을 뚜렷하게 개선시킨다. 이는 다양한 온도 및 낮은 전단 속도에도 적용되며, 이는 압출에 있어 특히 중요하다.

Claims (15)

  1. A) 20.0 wt% 내지 99.95 wt%의 방향족 폴리카르보네이트 및
    B) 0.05 wt% 내지 20.0 wt%의 이소소르비드 디에스테르
    를 포함하는 조성물이며,
    단, 성분 A)의 방향족 폴리카르보네이트가 적어도 화학식 (1)의 단량체 단위를 함유하는 하나 이상의 코폴리카르보네이트인 경우:
    Figure pct00034

    여기서
    R1은 수소 또는 C1-C4-알킬이고,
    R2는 C1-C4-알킬이고,
    n은 0, 1, 2 또는 3임,
    조성물이 0.05 내지 7.5 wt%의 성분 B)를 포함하는 것인
    조성물.
  2. 제1항에 있어서, 조성물이, 성분 B)로서, 4 내지 30개의 탄소 원자의 쇄 길이를 갖는 하나 이상의 포화 또는 불포화 모노카르복실산으로부터 유래된 하나 이상의 이소소르비드 디에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 조성물이, 성분 B)로서, 화학식 (I)의 하나 이상의 이소소르비드 디에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
    Figure pct00035

    여기서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 화학식 CnH2n+1의 포화, 분지형 또는 비분지형 지방족 라디칼 또는 화학식 CnH2n-m의 단일불포화 또는 다중불포화, 분지형 또는 비분지형 지방족 라디칼이고, 여기서 n은 3 내지 29의 수이고, m은 1, 3, 5, 7, 9 또는 11이다.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 이소소르비드 디에스테르가 카프릴산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 마르가르산, 스테아르산, 아라키드산, 베헨산, 리그노세르산, 팔미톨레산, 페트로셀산, 올레산, 엘라이드산, 리놀레산, 리놀렌산, 아라키돈산, 팀노돈산 및 세르본산으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 카르복실산으로부터 유래되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 이소소르비드 디에스테르의 양이 0.05 내지 15.00 wt%이며, 단, 성분 A)의 방향족 폴리카르보네이트가 적어도 화학식 (1)의 단량체 단위를 함유하는 하나 이상의 코폴리카르보네이트인 경우:
    Figure pct00036

    여기서
    R1은 수소 또는 C1-C4-알킬이고,
    R2는 C1-C4-알킬이고,
    n은 0, 1, 2 또는 3임,
    조성물이 0.05 내지 7.5 wt%의 성분 B)를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 방향족 폴리카르보네이트의 양이 적어도 50 wt%인 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 성분:
    A) 82.0 wt% 내지 99.95 wt%의 방향족 폴리카르보네이트,
    B) 0.05 wt% 내지 15.0 wt%의 이소소르비드 디에스테르,
    C) 0.0 wt% 내지 1.0 wt%의 열 안정화제 및
    D) 0.0 wt% 내지 2.0 wt%의 산화방지제, 탈형제, 난연제, UV 흡수제, IR 흡수제, 대전방지제, 광학 증백제, 가용성 유기 안료의 군으로부터의 착색제 및 레이저 마킹용 첨가제의 군으로부터의 하나 이상의 추가 첨가제
    로 이루어지며,
    단, 성분 A)의 방향족 폴리카르보네이트가 적어도 화학식 (1)의 단량체 단위를 함유하는 하나 이상의 코폴리카르보네이트인 경우:
    Figure pct00037

    여기서
    R1은 수소 또는 C1-C4-알킬이고,
    R2는 C1-C4-알킬이고,
    n은 0, 1, 2 또는 3임,
    조성물이 0.05 내지 7.5 wt%의 성분 B)를 포함하는 것인
    조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물이 열 안정화제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 4 mm의 두께에서 ISO 13468에 따라 결정 시 적어도 84%의 400 nm 내지 800 nm 범위에서의 투과율, 및 4 mm의 층 두께에서 ASTM D1003에 따라 결정 시 < 5%의 헤이즈를 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물이, 성분 A로서, 화학식 (1)의 단량체 단위를 함유하는 하나 이상의 코폴리카르보네이트를,
    Figure pct00038

    여기서
    R1은 수소 또는 C1-C4-알킬이고,
    R2는 C1-C4-알킬이고,
    n은 0, 1, 2 또는 3임,
    임의로 화학식 (2)의 하나 이상의 단량체 단위를 함유하는 추가의 방향족 호모- 또는 코폴리카르보네이트와 조합하여 포함하며,
    Figure pct00039

    여기서
    R4는 H 또는 선형 또는 분지형 C1-C10 알킬이고,
    R5는 선형 또는 분지형 C1-C10 알킬임;
    여기서 임의로 추가적으로 존재하는 추가의 호모- 또는 코폴리카르보네이트는 임의의 화학식 (1)의 단량체 단위를 갖지 않는 것
    을 특징으로 하는 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 코폴리카르보네이트 중 화학식 (1a)의 단량체 단위의 비율이 0.1-88 mol% (코폴리카르보네이트 중에 존재하는 디페놀 단량체 단위의 총 합계를 기준으로 함)인 것을 특징으로 하는 조성물.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 화학식 (1)의 단량체 단위를 함유하는 코폴리카르보네이트가 화학식 (3)의 단량체 단위를 추가적으로 함유하는 것을 특징으로 하는 조성물.
    Figure pct00040

    여기서
    R6 및 R7은 독립적으로 H, C1-C18-알킬, C1-C18-알콕시, 할로겐 또는 각 경우에 임의로 치환된 아릴 또는 아르알킬이고,
    Y는 단일 결합, -SO2-, -CO-, -O-, -S-, C1-C6-알킬렌 또는 C2-C5-알킬리덴, 및 또한 임의로 추가의 헤테로원자-포함 방향족 고리에 융합될 수 있는 C6-C12-아릴렌이다.
  13. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물이, 성분 A로서, 화학식 (1)의 단량체 단위를 포함하는 코폴리카르보네이트 및 비스페놀 A 호모폴리카르보네이트의 블렌드를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 청구된 조성물을 포함하는 성형물, 압출물 또는 다층 시스템.
  15. 방향족 폴리카르보네이트, 임의로 열 안정화제 및 임의로 추가 첨가제를 포함하는 조성물의 광학 투과도를 개선시키기 위한 및/또는 동적 및 정지 마찰 계수를 감소시키기 위한 적어도 하나의 이소소르비드 디에스테르의 용도.
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