KR20210132028A - 높은 유전 성능을 갖는 폴리(아릴렌 설파이드) 조성물 - Google Patents

높은 유전 성능을 갖는 폴리(아릴렌 설파이드) 조성물 Download PDF

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KR20210132028A
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talc
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파베나 칼로초
비자이 고팔라크리쉬난
롤리 엘 데이비스
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솔베이 스페셜티 폴리머즈 유에스에이, 엘.엘.씨.
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Abstract

본 발명은 폴리(아릴렌 설파이드) 중합체, 적어도 하나의 편평 유리 섬유, 및 질화붕소 및 활석 중 적어도 하나를 포함하는 조성물(C), 및 상기 조성물(C)을 포함하는 5G 기지국 구성요소에 관한 것이다.

Description

높은 유전 성능을 갖는 폴리(아릴렌 설파이드) 조성물
관련 출원
본 출원은 2019년 2월 27일에 출원된 미국 가출원 US 62/811094 및 2019년 9월 23일에 출원된 유럽 특허 출원 EP 19199011.8에 대한 우선권을 주장하며, 이들 출원의 전체 내용은 모든 목적을 위해 참조로 본원에 포함된다.
기술분야
본 발명은 폴리(아릴렌 설파이드) 조성물, 구체적으로는 높은 유전 성능을 갖는 폴리(아릴렌 설파이드) 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 폴리(아릴렌 설파이드) 조성물을 포함하는 5세대(5G) 기지국 구성요소, 구체적으로는 상기 폴리(아릴렌 설파이드) 조성물을 포함하는 5G 기지국 안테나 하우징에 관한 것이다.
5세대(5G) 무선 시스템은 4세대(4G)의 현재 통신 표준을 넘어 차세대 이동 통신 표준을 나타낸다.
5G 표준은 현재의 4G 표준보다 더 높은 용량, 더 높은 데이터 속도 및 더 높은 신호 감도를 가능하게 하여 단위 면적당 더 높은 밀도의 연결 장치 및 더 많거나 무제한의 데이터 양의 소비를 허용한다.
모바일 사용자의 수가 증가하고 데이터에 대한 수요가 증가함에 따라 5G 기지국은 현재의 4G 셀룰러 네트워크를 구성하는 기지국보다 훨씬 더 빠른 속도로 훨씬 더 많은 트래픽을 처리할 수 있어야 한다. 이를 위해 5G 기지국은 4G 기지국보다 더 많은 안테나를 지원할 수 있어야 하며; 이 기술은 대규모 다중-입력 다중-출력(massive multiple-input multiple-output, MIMO)이라고 하고, 5G 기지국이 한 번에 더 많은 사용자와 신호를 주고받을 수 있어 모바일 네트워크의 용량이 증가한다.
따라서, 5G 기지국 및 구체적으로는 5G 기지국 안테나의 개발에 적합한 재료, 즉 유전 상수 및 가장 중요하게는 소산 계수(dissipation factor) 측면에서 만족스러운 유전 특성; 낮은 선형 열팽창 계수; 낮은 수축률 및 우수한 기계적 특성을 갖는 재료에 대한 요구가 있다.
폴리(페닐렌 설파이드), 스트론튬 티타네이트, 바륨 네오디뮴 티타네이트 및 바륨 스트론튬 티타네이트/마그네슘 지르코네이트와 같은 세라믹 재료 및 유리 섬유와 같은 강화 충전제를 포함하는 조성물은 우수한 유전 특성을 갖는 재료로서 WO 97/20324로부터 공지되어 있으나, 강도 및 연성과 같은 기계적 특성이 훼손된다. 따라서 상기 특성은 5G 기지국에 적용하기에는 적합하지 않다.
첫 번째 양태에서, 본 발명은
- 폴리(아릴렌 설파이드) 중합체;
- 적어도 하나의 편평 유리 섬유;
- 질화붕소 및 활석 중 적어도 하나
를 포함하는 조성물[조성물(C)]에 관한 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은 상기 조성물(C)를 포함하는 5G 기지국 구성요소에 관한 것이다.
본 출원인은 놀랍게도 본 발명에 따른 조성물(C)이 우수한 유전 성능 및 현저하게 감소된 수축률 및 CLTE를 나타내면서도 강도 및 연성과 같은 우수한 기계적 특성 및 감소된 내부 응력을 갖는다는 것을 발견하였다.
본 설명에서 달리 나타내지 않는 한, 다음 용어는 다음과 같은 의미이다.
"Dk"는 유전 상수를 나타낸다.
"Df"는 소산 계수를 나타낸다.
"CLTE"는 선형 열팽창 계수를 나타낸다.
"수축 이방성"은 유동 방향 및 횡방향의 수축 차이를 나타낸다.
"유전 상수"는 전자기 방사선과 상호작용하고 이에 따라 재료를 통해 이동하는 전자기 신호를 방해하는 재료의 능력을 나타낸다. 따라서, 주어진 주파수에서 재료의 유전 상수가 낮을수록 재료는 해당 주파수에서 전자기 신호를 덜 방해한다.
"소산 계수"는 재료의 유전 손실의 척도이다. 따라서 소산 계수가 낮을수록 재료에 대한 유전 손실이 낮아진다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 조성물(C)은 폴리(아릴렌 설파이드) 중합체, 적어도 하나의 편평 유리 섬유, 및 질화붕소 및 활석 중 적어도 하나를 포함한다.
바람직한 구현예에 따르면, 상기 조성물(C)은 폴리(아릴렌 설파이드) 중합체, 적어도 하나의 편평 유리 섬유, 및 질화붕소 및 활석 중 적어도 하나로 구성되거나 이로 본질적으로 구성된다. "~로 본질적으로 구성되는"이라는 표현은 조성물(C)이 폴리(아릴렌 설파이드) 중합체, 적어도 하나의 편평 유리 섬유 및 질화붕소 및 활석 중 적어도 하나, 및 10 wt.% 이하, 바람직하게는 5 wt.% 이하, 보다 바람직하게는 3 wt.% 이하, 훨씬 더 바람직하게는 1 wt.% 이하의 다른 성분을 포함함을 나타내고자 한다.
폴리 ( 아릴렌 설파이드 ) 중합체
폴리(아릴렌 설파이드) 중합체는 주요 구조 단위로서 화학식 -(Ar-S)-의 반복 단위(RPAS)를 바람직하게는 적어도 80%(mol)의 양으로 포함하며, 여기서 Ar은 방향족 기이다. Ar의 예는 하기 제공된 화학식 (I-A) 내지 (I-K)의 기를 포함한다:
Figure pct00001
상기에서, R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하며, 수소 원자, 1 내지 12개 탄소원자의 알킬, 1 내지 12개 탄소원자의 알콕시, 6 내지 24개 탄소원자의 아릴렌 및 할로겐 중에서 독립적으로 선택된다.
상기 폴리(아릴렌 설파이드) 중합체는 바람직하게는 Ar이 화학식 (I-A)의 기이고, 더 바람직하게는 R1 및 R2가 수소 원자인 반복 단위(RPAS)를 포함한다. 따라서, 상기 폴리(아릴렌 설파이드) 중합체는 바람직하게는 폴리(페닐렌 설파이드)이며, 이는 특히 Solvay Specialty Polymers USA, L.L.C.로부터 RYTON® PPS로서 구입가능하다.
일부 구현예에서, 조성물(C)은 복수의 별개의 폴리(아릴렌 설파이드) 중합체를 포함하고, 각각의 폴리(아릴렌 설파이드) 중합체는 별개의 반복 단위(RPAS)를 갖는다.
상기 조성물(C)은 상기 폴리(아릴렌 설파이드) 중합체를 조성물(C)의 총 중량에 대해 바람직하게는 적어도 30 wt.%, 더 바람직하게는 적어도 35 wt.%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 40 wt.%, 그리고 바람직하게는 최대 80 wt.%, 더 바람직하게는 최대 70 wt.%, 훨씬 더 바람직하게는 최대 65 wt.% 농도로 포함한다.
편평 유리 섬유
본원에 사용된 바와 같이, 편평 유리 섬유는 비-원형 단면을 갖는다. 단면은 유리 섬유의 길이에 수직인 평면에서 취하며 단면에서 가장 긴 치수에 상응하는 주요 치수 및 유리 섬유의 주요 치수 및 길이 모두에 수직인 작은 치수가 있다. 비-원형 단면은 달걀 모양, 타원형 또는 직사각형일 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
주요 치수는 바람직하게는 적어도 15 μm, 더 바람직하게는 적어도 20 μm, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 22 μm, 가장 바람직하게는 적어도 25 μm이다. 주요 치수는 바람직하게는 최대 40 μm, 더 바람직하게는 최대 35 μm, 훨씬 더 바람직하게는 최대 32 μm, 가장 바람직하게는 최대 30 μm이다. 일부 구현예에서, 주요 치수는 15 내지 35 μm, 바람직하게는 20 내지 30 μm, 더 바람직하게는 25 내지 29 μm의 범위이다.
작은 치수는 바람직하게는 적어도 4 μm, 더 바람직하게는 적어도 5 μm, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 6 μm, 가장 바람직하게는 적어도 7 μm이다. 작은 치수는 바람직하게는 최대 25 μm, 더 바람직하게는 최대 20 μm, 훨씬 더 바람직하게는 최대 17 μm, 가장 바람직하게는 최대 15 μm이다. 일부 구현예에서, 작은 치수는 5 내지 20, 바람직하게는 5 내지 15 μm, 더 바람직하게는 7 내지 11 μm 범위이다.
상기 적어도 하나의 편평 유리 섬유는 바람직하게는 적어도 2, 더 바람직하게는 적어도 2.2, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 2.4, 가장 바람직하게는 적어도 3의 종횡비를 갖는다. 상기 적어도 하나의 편평 유리 섬유는 바람직하게는 최대 8, 더 바람직하게는 최대 6, 훨씬 더 바람직하게는 최대 4의 종횡비를 갖는다. 일부 구현예에서, 상기 적어도 하나의 편평 유리 섬유는 2 내지 6, 바람직하게는 2.2 내지 4 범위의 종횡비를 갖는다. 종횡비는 상기 적어도 하나의 편평 유리 섬유의 작은 치수에 대한 주요 치수의 비율로 정의된다. 종횡비는 ISO 1888에 따라 측정할 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 적어도 하나의 편평 유리 섬유는 편평 E-유리 섬유이다. 상기 편평 E-유리 섬유는 2.4 GHz에서 바람직하게는 6.0 내지 7.0의 범위, 더 바람직하게는 약 6.5의 Dk를 갖는다. 상기 편평 E-유리 섬유는 2.4 GHz에서 바람직하게는 0.003 내지 0.004 범위의 Df를 갖는다.
다른 구현예에서, 상기 적어도 하나의 편평 유리 섬유는 편평 D-유리 섬유, 즉 저 유전율 유리 섬유이다. 상기 편평 D-유리 섬유는 2.4 GHz에서 바람직하게는 4.0 내지 5.0의 범위, 더 바람직하게는 약 4.5의 Dk를 갖는다. 상기 편평 D-유리 섬유는 2.4 GHz에서 바람직하게는 0.003 이하, 더 바람직하게는 약 0.001의 Df를 갖는다.
제1 구현예에서, 상기 조성물(C)은 편평 E-유리 섬유를 포함한다. 제2 구현예에서, 상기 조성물(C)은 편평 D-유리 섬유를 포함한다. 추가 구현예에서, 상기 조성물(C)은 편평 E-유리 섬유 및 편평 D-유리 섬유의 혼합물을 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 편평 D-유리 섬유는 하기 농도로 하기 성분을 포함한다:
성분 농도(wt.%)
SiO2 50 내지 76
B2O3 8 내지 30
Al2O3 0 내지 18
TiO2 0 내지 5
MgO 0 내지 10
CaO 0 내지 8
ZnO 0 내지 3
Li2O 0 내지 1.1
Na2O 0 내지 2
K2O 0 내지 2
Fe2O 0 내지 0.4
F2 0 내지 2
표 1의 농도는 편평 D-유리 섬유의 총 중량에 대한 것이다. 일부 구현예에서, 선택된 농도의 합은 100 wt.%이다.
일부 구현예에서, 상기 편평 D-유리 섬유는 1000 MPa 내지 5000 MPa, 바람직하게는 2000 MPa 내지 2500 MPa 범위의 인장 강도를 갖는다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 편평 D-유리 섬유는 20 GPa 내지 90 GPa, 바람직하게는 50 GPa 내지 60 GPa 범위의 인장 탄성률을 갖는다. 인장 강도 및 인장 탄성률은 ASTM D2343에 따라 측정될 수 있다.
상기 조성물(C)은 상기 적어도 하나의 편평 유리 섬유를 조성물(C)의 총 중량에 대하여 바람직하게는 적어도 10 wt.%, 더 바람직하게는 적어도 20 wt.%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 25 wt.%, 가장 바람직하게는 적어도 30 wt.%, 그리고 바람직하게는 최대 50 wt.%, 더 바람직하게는 최대 45 wt.%, 훨씬 더 바람직하게는 최대 40 wt.%의 농도로 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 적어도 하나의 편평 유리 섬유의 농도는 10 wt.% 내지 50 wt.%, 바람직하게는 20 wt.% 내지 45 wt.%, 더 바람직하게는 35 wt.% 내지 45 wt.%이다.
질화붕소 또는 활석
질화붕소의 중앙 입자 크기는 바람직하게는 적어도 0.05 μm, 더 바람직하게는 적어도 0.1 μm, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 0.2 μm, 가장 바람직하게는 적어도 1 μm이다. 질화붕소의 평균 입자크기는 바람직하게는 최대 30 μm, 더 바람직하게는 최대 20 μm, 훨씬 더 바람직하게는 최대 18 μm, 가장 바람직하게는 최대 10 μm이다. 질화붕소의 평균 입자크기는 바람직하게는 1 μm 내지 20 μm, 더 바람직하게는 2 μm 내지 18 μm, 훨씬 더 바람직하게는 2 μm 내지 10 μm이다.
활석의 중앙 입자 크기는 바람직하게는 적어도 0.05 μm, 더 바람직하게는 적어도 0.1 μm, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 0.2 μm, 가장 바람직하게는 적어도 1 μm이다. 활석의 평균 입자크기는 바람직하게는 최대 30 μm, 더 바람직하게는 최대 20 μm, 훨씬 더 바람직하게는 최대 18 μm, 가장 바람직하게는 최대 10 μm이다. 활석의 평균 입자크기는 바람직하게는 1 μm 내지 20 μm, 더 바람직하게는 2 μm 내지 18 μm, 더 바람직하게는 2 μm 내지 10 μm이다.
질화붕소 및 활석의 중앙 입자 크기는, 예를 들어 Malvern 사로부터 제공되는 각각의 장비(Mastersizer Micro 또는 3000)를 사용하거나 DIN 53196에 따른 스크린 분석을 사용하여 광산란 기법(동적 또는 레이저)을 통해 측정된다.
상기 확인된 범위의 중앙 입자 크기를 갖는 질화붕소 및 활석은 보다 우수한 기계적 특성 및 유전장에 대해 보다 균일한 공간 응답을 제공한다.
상기 조성물(C)은 조성물(C)의 총 중량에 대해 바람직하게는 적어도 5 wt.%, 더 바람직하게는 적어도 7 wt.%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 10 wt.%, 그리고 바람직하게는 최대 30 wt.%, 더 바람직하게는 최대 20 wt.%, 훨씬 더 바람직하게는 최대 15 wt.%의 농도로 질화붕소 및 활석 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 질화붕소 및 활석 중 적어도 하나의 농도는 5 wt.% 내지 30 wt.%, 바람직하게는 7 wt.% 내지 25 wt.%, 더 바람직하게는 10 wt.% 내지 20 wt.%, 훨씬 더 바람직하게는 약 15 wt.%이다. "질화붕소 및 활석 중 적어도 하나"라는 표현은 다양한 구현예에 따라 상기 조성물이 상기 정의된 농도의 질화붕소, 또는 상기 정의된 농도의 활석, 또는 상기 정의된 농도의 질화붕소 및 활석의 혼합물을 포함할 수 있음을 나타내고자 한다.
바람직한 구현예에 따르면, 상기 조성물(C)은 조성물(C)의 총 중량에 대해 질화붕소를 적어도 5 wt.%, 더 바람직하게는 적어도 7 wt.%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 10 wt.%, 그리고 바람직하게는 최대 30 wt.%, 더 바람직하게는 최대 20 wt.%, 훨씬 더 바람직하게는 최대 15 wt.%의 농도로 포함한다. 일부 구현예에서, 질화붕소의 농도는 5 wt.% 내지 30 wt.%, 바람직하게는 7 wt.% 내지 25 wt.%, 더 바람직하게는 10 wt.% 내지 20 wt.%, 훨씬 더 바람직하게는 약 15 wt.%이다.
조성물(C)
놀랍게도 조성물(C)이 우수한 유전 특성, 구체적으로는 낮은 Df를 나타내는 것으로 밝혀졌다.
상기 조성물(C)은 또한 유동 방향 및 횡방향에서 낮은 수축 이방성 및 낮은 CLTE를 나타낸다.
또한, 조성물(C)은 파단시 인장 응력, 파단시 인장 변형, 인장 탄성률 및 노치 충격 저항을 포함하는 우수한 기계적 특성을 갖는다.
5G 기지국
"5G 기지국"이라는 용어는 무선 링크를 통해 네트워크 및 이동 사용자 사이의 통신을 유지하기 위해 이동 통신망에서 사용되는 여러 개의 안테나를 포함하는 무선 송신기/수신기를 의미한다.
그 특성으로 인해, 상기 조성물(C)은 5G 기지국 구성요소에 바람직하게 통합될 수 있다. 5G 통신 주파수에서, 신호 감쇠는 Df에 더 민감하고 낮은 Df는 기지국 적용에서 신호 감쇠를 관리할 수 있다. 또한, 낮은 CLTE는 금속과 접촉할 때 열팽창을 관리할 수 있다. 우수한 기계적 특성은 가공 중 및 5G 기지국의 최종 사용 부품에서 특히 요구된다.
바람직한 구현예에 따르면, 상기 5G 기지국 구성요소는 안테나 하우징이다. 본원에서 관심 있는 5G 기지국의 다른 구성요소에는 라디에이터, 발진기 및 유전체가 포함되지만 이에 제한되지는 않는다.
"안테나"라는 용어는 전자기파의 송수신에 사용되는 장치를 의미한다. "라디에이터"라는 용어는 안테나 시스템에서 무선 주파수(RF) 에너지를 방출하는 개별 전도체를 나타낸다. "발진기"라는 용어는 주기적으로 진동하는 전자 신호, 종종 사인파 또는 구형파를 생성하고 전원 공급 장치의 직류(DC)를 교류(AC) 신호로 변환하는 전자 회로를 나타낸다. "유전체"라는 용어는 일반적으로 마이크로파 및 밀리미터파 대역에서 전파에 대한 공진기로 기능하도록 설계된 하나의 유전체(비도전성) 물질, 일반적으로 세라믹을 나타낸다.
본 발명은 이제 하기 실시예를 참조하여 설명될 것이며, 이의 목적은 단지 예시적이며 본 발명의 범위를 제한하고자 하지 않는다.
실험 부분
재료
Ryton® QA200N은 Solvay Specialty Polymers USA로부터 상업적으로 구입가능한 폴리(페닐렌 설파이드)이다.
CNG3PA-820은 Nittobo로부터 상업적으로 구입가능한 편평 D-유리 섬유이다.
CSG3PA-820은 Nittobo로부터 상업적으로 구입가능한 편평 E-유리 섬유이다.
Boronid S1-SF 등급의 질화붕소는 중앙 입자 크기가 약 3 μm이고 ESK로부터 상업적으로 구입가능하다.
NX5 등급의 질화붕소는 약 5 μm의 중앙 입자 크기를 가지며 Momentive로부터 상업적으로 구입가능하다.
NX9 등급의 질화붕소는 약 9 μm의 중앙 입자 크기를 가지며 Momentive로부터 상업적으로 구입가능하다.
Mistron Vapor 분말은 약 2 μm의 중앙 입자 크기를 갖는 활석이며 Imerys Talc로부터 상업적으로 구입가능하다.
Sachtoperse HP 등급의 황산바륨은 약 0.2 μm의 중앙 입자 크기를 가지며 Huntsman으로부터 상업적으로 구입가능하다.
약 1 내지 2 μm의 중앙 입자 크기를 갖는 등급 396141의 스트론튬 티타네이트는 Sigma Aldrich로부터 상업적으로 구입가능하다.
방법
배합
200 rpm 및 13 내지 18 kg/hr에서 48:1의 L/D 비를 갖는 Coperion® ZSK-26 공동-회전 이축 압출기를 사용하여 하기 표 2 및 3에 나타낸 조성물을 배합하였다. 배럴 온도 설정점은 305℃이고 다이 온도 설정점은 300℃이었다.
13개의 조성물 C1 내지 C13을 형성하였다. 조성물 C1, C2, C4, C10 및 C13은 반대실시예이다. 조성물 C1 내지 C7(표 1)을 형성하기 위해, 유리 섬유 CSG3PA-820(40 wt.%)을 사용하였다. 조성물 C8 내지 C13(표 2)을 형성하기 위해, 유리 섬유 CNG3PA-820(40 wt.%)을 사용하였다.
성형
300℃ 내지 350℃의 용융 온도 및 135℃ 내지 150℃의 금형 온도에서 ASTM D3641에 따라 조성물로부터 시험 시편을 사출 성형하였다.
테스트
유전 특성(Dk 및 Df)을 ASTM D2520(2.4 GHz)에 따라 측정하였다. 치수가 2 인치 × 3 인치 × 1/8 인치인 사출 성형된 디스크의 기계 가공된 샘플에 대해 측정을 수행했다.
사출 성형된 시험 시편을 사용하여 ASTM D638에 따라 인장 특성(파단시 인장 변형, 파단시 인장 응력, 인장 탄성률)을 결정하였다.
사출 성형된 시험 시편을 사용하여 ASTM D256에 의해 노치 이조드 충격 강도를 결정하였다.
사출 성형된 시험 시편을 사용하여 66 psi에서 ASTM D648에 의해 열 편향 온도(HDT)를 결정하였다.
사출 성형된 시험 시편을 사용하여 ASTM D696에 의해 선형 열팽창 계수(CLTE)를 결정하였다.
결과
표 2는 CSG3PA-820(즉, 편평 E-유리 섬유)을 포함하는 시편 C1 내지 C7에 대해 수행된 전체 실험 세트를 나타낸다. 표 3은 CNG3PA-820(즉, 편평 D-유리 섬유)을 포함하는 시편 C8 내지 C13에 대해 수행된 전체 실험 세트를 나타낸다. 여기에 사용된 "(#)"로 표시된 시편은 반대실시예이다.
시편 C1 (#) C2 (#) C3 C4 (#) C5 C6 C7
중합체[wt.%] Ryton® QA200N(45 wt.%) Ryton® QA200N
(45 wt.%)		 Ryton® QA200N
(45 wt.%)		 Ryton® QA200N
(45 wt.%)		 Ryton® QA200N
(45 wt.%)		 Ryton® QA200N
(45 wt.%)		 Ryton® QA200N
(45 wt.%)
유리 섬유[wt.%] CSG3PA-820(40 wt.%) CSG3PA-820
(40 wt.%)		 CSG3PA-820
(40 wt.%)		 CSG3PA-820
(40 wt.%)		 CSG3PA-820
(40 wt.%)		 CSG3PA-820
(40 wt.%)		 CSG3PA-820
(40 wt.%)
첨가제[wt.%] 스트론튬 티타네이트(7 wt.%) 황산바륨
(7 wt.%)
활석
(7 wt.%)		 황산바륨
(15 wt.%)
활석
(15 wt.%)
NX5
(15 wt.%)
NX9
(15 wt.%)
HDT[℃] 277 281 280 280 281 281 280
금형 방향 수축률[%] 0.269 0.242 0.254 0.226 0.219 0.217 0.285
횡방향 수축률[%] 0.679 0.597 0.619 0.566 0.57 0.508 0.675
이조드 노치 충격[ft-lb/in] 1.16 1.81 1.21 1.69 1.03 1.26 1.35
파단시 인장 응력[psi] 21100 26200 23400 25400 21200 22300 21200
파단시 인장 변형[%] 1.3 1.7 1.5 1.6 1.2 1.2 1.2
인장 탄성률[ksi] 2370 2480 2610 2710 3100 3010 2930
2.4 GHz에서 Dk 4.36 4.17 4.14 4.4 4.31 4.42 4.3
2.4 GHz에서 Df 0.0051 0.0053 0.0049 0.0057 0.0048 0.0048 0.005
금형 방향 CLTE(0~80℃) [um/(mC)] 14.43 13.34 13.18 12.92 11.29 11.82 13.12
횡방향 CLTE(0~80℃) [um/(mC)] 37.08 36.21 34.67 32.23 31.39 30.71 31.2
표 2로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 목적인 시편 C3, C5, C6 및 C7은 시편 C1, C2 및 C4에 비해 우수한 기계적 특성 및 금형 및 횡방향의 낮은 수축률을 가지면서 유전 특성(즉, 낮은 Dk 및 Df) 및 양방향에서 CLTE의 바람직한 조합을 제공한다. C2는 우수한 유전 특성, 특히 C5, C6 및 C7에서 나타난 것보다 낮은 Dk를 나타내지만, 이의 CLTE가 훨씬 높아서 5G 기지국의 적용에 적합하지 않다.
C8 C9 C10 (#) C11 C12 C13 (#)
중합체[wt.%] Ryton® QA200N
(45 wt.%)		 Ryton® QA200N
(45 wt.%)		 Ryton® QA200N
(45 wt.%)		 Ryton® QA200N
(45 wt.%)		 Ryton® QA200N
(45 wt.%)		 Ryton® QA200N
(45 wt.%)
유리 섬유[wt.%] CNG3PA-820
(40 wt.%)		 CNG3PA-820
(40 wt.%)		 CNG3PA-820
(40 wt.%)		 CNG3PA-820
(40 wt.%)		 CNG3PA-820
(40 wt.%)		 CNG3PA-820
(40 wt.%)
첨가제[wt.%] Boronid S1-SF (7 wt.%)
활석
(7 wt.%)		 황산바륨
(7 wt.%) 		Boronid S1-SF
(15 wt.%)
활석
(15 wt.%)		 황산바륨
(15 wt.%)
HDT[℃] 279 279 279 280 280 279
금형 방향 수축률[%] 0.153 0.173 0.14 0.231 0.231 0.209
횡방향 수축률[%] 0.401 0.41 0.391 0.404 0.404 0.493
이조드 노치 충격[ft-lb/in] 1.6 1.47 2.19 1.23 1.14 2.13
파단시 인장 응력[psi] 24200 23900 27800 20600 20600 27600
파단시 인장 변형[%] 1.7 1.6 2 1.2 1.2 2
인장 탄성률[ksi] 2390 2350 2170 2860 2690 2360
2.4 GHz에서 Dk 3.82 3.75 3.80 3.97 3.94 3.96
2.4 GHz에서 Df 0.0031 0.0032 0.0037 0.0029 0.0029 0.0038
금형 방향 CLTE(0~80℃) [um/(mC)] 13.87 15.23 15.96 12.33 11.67 15.23
횡방향 CLTE(0　~80℃) [um/(mC)] 32.97 33.05 34 27.63 27.32 33.38
표 3을 참조하여 시편 C10 및 C13과 비교하면, 본 발명의 목적인 시편 C8, C9, C11 및 C12는 우수한 기계적 특성 및 금형 및 횡방향의 낮은 수축률을 가지면서 유전 특성 및 양방향에서 CLTE의 바람직한 조합을 제공한다.
상기 결과로부터, Boronid S1-SF 및 활석을 더 많은 양(15 wt.%)으로 포함하는 시편이 더 적은 양(7 wt.%)을 포함하는 시편보다 더 낮은 Df와 같은 유전 특성 및 CLTE의 측면에서 더 우수한 성능을 제공한다는 것에 주목한다.
표 2 및 3에 보고된 결과를 비교하면, 편평 D-유리 섬유를 포함하는 시편 C8, C9, C11 및 C12는 편평 E-유리 섬유를 포함하는 시편 C3, C5, C6 및 C7보다 유의미하게 더 우수한 유전 특성(즉, 더 낮은 Dk 및 Df) 및 횡방향에서 훨씬 더 낮은 수축률을 나타낸다는 것에 주목한다. 또한 시편 C11 및 C12의 횡방향 CLTE는 시편 C3, C5, C6 및 C7보다 훨씬 낮다는 것에 주목한다.
본 명세서에 참조로 포함된 임의의 특허, 특허 출원 및 간행물의 개시가 용어를 불명확하게 할 수 있는 정도로 본 출원의 설명과 상충하는 경우, 본 설명이 우선할 것이다.

Claims (15)

  1. 폴리(아릴렌 설파이드) 중합체;
    적어도 하나의 편평 유리 섬유;
    질화붕소 및 활석 중 적어도 하나
    를 포함하는 조성물[조성물(C)].
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리(아릴렌 설파이드) 중합체는 폴리(페닐렌 설파이드)인, 조성물(C).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리(아릴렌 설파이드) 중합체를 조성물(C)의 총 중량에 대해 적어도 30 wt.%, 바람직하게는 적어도 35 wt.%, 더 바람직하게는 적어도 40 wt.%, 그리고/또는 최대 80 wt.%, 바람직하게는 최대 70 wt.%, 더 바람직하게는 최대 65 wt.%의 농도로 포함하는, 조성물(C).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 편평 유리 섬유는 편평 E-유리 섬유인, 조성물(C).
  5. 제4항에 있어서, 상기 편평 E-유리 섬유는 2.4 GHz에서 6.0 내지 7.0 범위, 바람직하게는 약 6.5의 유전 상수(Dk)를 갖고/갖거나 상기 편평 E-유리 섬유는 2.4 GHz에서 0.003 내지 0.004 범위의 소산 계수(Df)를 갖는 것인, 조성물(C).
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 편평 유리 섬유는 편평 D-유리 섬유인, 조성물(C).
  7. 제6항에 있어서, 상기 편평 D-유리 섬유는 2.4 GHz에서 4.0 내지 5.0 범위, 바람직하게는 약 4.5의 유전 상수(Dk)를 갖고/갖거나 상기 편평 D-유리 섬유는 2.4 GHz에서 0.003 이하, 바람직하게는 약 0.001의 소산 계수(Df)를 갖는 것인, 조성물(C).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 편평 유리 섬유를 조성물(C)의 총 중량에 대해 적어도 10 wt.%, 바람직하게는 적어도 20 wt.%, 더 바람직하게는 적어도 25 wt.%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 30 wt.%, 그리고/또는 최대 50 wt.%, 바람직하게는 최대 45 wt.%, 더 바람직하게는 최대 40 wt.%의 농도로 포함하는, 조성물(C).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 질화붕소는 적어도 0.05 μm, 바람직하게는 적어도 0.1 μm, 더 바람직하게는 적어도 0.2 μm, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 1 μm, 그리고/또는 최대 30 μm, 바람직하게는 최대 20 μm, 더 바람직하게는 최대 18 μm, 훨씬 더 바람직하게는 최대 10 μm인 중앙 입자 크기를 갖는, 조성물(C).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 활석은 적어도 0.05 μm, 바람직하게는 적어도 0.1 μm, 더 바람직하게는 적어도 0.2 μm, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 1 μm, 그리고/또는 최대 30 μm, 바람직하게는 최대 20 μm, 더 바람직하게는 최대 18 μm, 훨씬 더 바람직하게는 최대 10 μm인 중앙 입자 크기를 갖는, 조성물(C).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 질화붕소 및/또는 활석을 조성물(C)의 총 중량을 기준으로 적어도 5 wt.%, 바람직하게는 적어도 7 wt.%, 더 바람직하게는 적어도 10 wt.%, 그리고/또는 최대 30 wt.%, 바람직하게는 최대 20 wt.%, 더 바람직하게는 최대 15 wt.%의 농도로 포함하는, 조성물(C).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은
    폴리(아릴렌 설파이드) 중합체;
    적어도 하나의 편평 유리 섬유;
    질화붕소 및 활석 중 적어도 하나
    로 본질적으로 구성되는, 조성물(C).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 조성물(C)을 포함하는 5G 기지국 구성요소.
  14. 제13항에 있어서, 상기 구성요소는 안테나 하우징인, 5G 기지국 구성요소.
  15. 제13항에 있어서, 상기 구성요소는 라디에이터, 발진기 및 유전체 중에서 선택되는, 5G 기지국 구성요소.
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