KR20220099110A - 비할로겐화 난연성 및 강화된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 폴리(페닐렌 에테르) 조성물, 이의 제조 방법 및 이의 용도 - Google Patents

비할로겐화 난연성 및 강화된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 폴리(페닐렌 에테르) 조성물, 이의 제조 방법 및 이의 용도 Download PDF

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Abstract

강화 난연성 조성물이 제공되며, 상기 강화 난연성 조성물은, 30 내지 80 중량%의 중합체 성분으로서, 25 내지 65 중량%의 폴리(알킬렌 테레프탈레이트); 5 내지 25 중량%의 폴리(페닐렌 에테르); 선택적으로, 5 내지 35 중량%의 폴리아미드를 포함하는 중합체 성분; 5 내지 30 중량%의 강화 미네랄 충전제, 바람직하게는 활석; 5 내지 35 중량%의 유리 섬유; 4 내지 25 중량%의 난연제 성분으로서, 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트 및 보조 난연제를 포함하는 난연제 성분; 0.01 내지 2 중량%의 상용화제; 5 내지 15 중량%의 충격 개질제를 포함하고; 상기 강화 난연성 조성물의 몰딩된 샘플은 1.5 mm 이하의 두께에서 V0의 UL94 등급; 및 UL 746A에 따라 결정 시 250 내지 399 볼트, 바람직하게는 400 내지 599 볼트, 보다 바람직하게는 600 볼트 이상의 비교 트래킹 지수, ASTM D495에 따라 결정 시 적어도 120초의 아크 저항의 평균 시간 또는 이들의 조합을 갖는다.

Description

비할로겐화 난연성 및 강화된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 폴리(페닐렌 에테르) 조성물, 이의 제조 방법 및 이의 용도
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은 2019년 11월 8일에 제출된 유럽 출원 번호 EP19208103.2의 이익을 주장하며, 상기 유럽 출원은 그 전문이 본원에 통합된다.
본 개시는 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)-폴리(페닐렌 에테르) 조성물, 특히 개선된 전기적 및 가연성 성질을 갖는 비할로겐화 난연성 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)-폴리(페닐렌 에테르) 조성물, 이의 제조 방법 및 이의 용도에 관한 것이다.
폴리(알킬렌 테레프탈레이트)-폴리/(페닐렌 에테르)는 자동차 부품에서 전자 제품에 이르기까지 광범위한 적용을 위한 물품 및 성분의 제조에 유용하다. 특히 전기 패널 및 보호 장치, 예컨대 소형 회로 차단기에서의 이들의 광범위한 사용으로 인하여, 난연성 및 전기 트래킹 저항(tracking resistance)의 충분한 균형을 제공하는 것이 바람직하다.
따라서, 기계적 및 전기적 성질의 우수한 유지와 함께 향상된 난연성을 갖는 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)-폴리(페닐렌 에테르) 조성물에 대한 필요성이 당업계에 남아 있다. 상기 조성물이 경량인 경우 더욱 유리할 것이다.
상기 기술의 상술한 결함 및 다른 결함은 강화 난연성 조성물에 의해 충족되며, 상기 강화 난연성 조성물은, 각각 상기 강화 난연성 조성물의 총 중량을 기준으로, 30 내지 80 중량%의 중합체 성분으로서, 25 내지 65 중량%의 폴리(알킬렌 테레프탈레이트); 5 내지 25 중량%의 폴리(페닐렌 에테르); 선택적으로(optionally), 5 내지 35 중량%의 폴리아미드를 포함하는 중합체 성분; 5 내지 30 중량%의 강화 미네랄 충전제, 바람직하게는 활석; 5 내지 35 중량%의 유리 섬유; 4 내지 25 중량%의 난연제 성분으로서, 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트 및 보조 난연제를 포함하며, 상기 보조 난연제는 포스페이트, 포스파이트, 포스포네이트, 상기 금속 디(C1-6 알킬) 포스피네이트와 상이한 포스피네이트, 포스핀 옥시드, 포스핀, 포스파젠, 멜라민 폴리포스페이트, 멜라민 시아누레이트, 멜라민 피로포스페이트, 멜라민 포스페이트, 금속 히드록시드, 금속 보레이트, 금속 옥시드, 금속 옥시드 히드록시드 또는 이들의 조합, 바람직하게는 멜라민 폴리포스페이트를 포함하는, 난연제 성분; 0.01 내지 2 중량%의 상용화제; 5 내지 15 중량%의 충격 개질제; 선택적으로, 0.1 내지 10 중량%의 첨가제 조성물을 포함하며; 상기 강화 난연성 조성물의 몰딩된(molded) 샘플은 1.5 밀리미터의 두께에서 V0의 UL94 등급, 1.0 밀리미터의 두께에서 V0의 UL94 등급, 0.8 밀리미터의 두께에서 V0의 UL94 등급, 0.4 밀리미터의 두께에서 V0의 UL94 등급 또는 이들의 조합을 갖고; 상기 강화 난연성 조성물은 하기를 나타낸다: UL 746A에 따라 결정 시 250 내지 399 볼트, 바람직하게는 400 내지 599 볼트, 보다 바람직하게는 600 볼트 이상의 비교 트래킹 지수(comparative tracking index), ASTM D495에 따라 결정 시 적어도 120초의 아크 저항(arc resistance)의 평균 시간 또는 이들의 조합.
또 다른 측면에서, 제조 방법은 상술한 성분을 조합하여 강화 난연성 조성물을 형성하는 단계를 포함한다.
또 다른 측면에서, 물품은 상술한 강화 난연성 조성물을 포함한다.
또 다른 측면에서, 물품의 제조 방법은 상술한 강화 난연성 조성물을 물품으로 몰딩, 압출 또는 성형하는 단계를 포함한다.
상술한 특징 및 다른 특징은 상세한 설명에 의해 예시된다.
폴리(페닐렌 에테르) 조성물은, 예를 들어 고온 내성(high temperature resistance), 치수 및 가수분해 안정성, 저밀도, 난연성 및 유전 성질을 포함하는 성질의 고유한 조합으로 인하여 상업적으로 매력적인 재료이다. 폴리(페닐렌 에테르) 및 폴리에스테르의 알려져 있는 혼합물은, 이들이 다수의 적용에 상업적으로 매력적이도록 하기 위한 성질의 충분한 균형을 제공하지 않는다. 따라서, 상기 언급된 결점 중 적어도 하나를 극복하는 개선된 폴리에스테르-폴리(페닐렌 에테르) 조성물에 대한 필요성이 존재한다는 것이 명백하다. 본 발명자들은, 폴리(페닐렌 에테르), 폴리(알킬렌 테레프탈레이트), 강화 미네랄 충전제, 난연제 성분 및 유리 섬유를 포함하는 강화 난연성 조성물을 발견하였다. 상기 조성물의 몰딩된 샘플은 1.5 밀리미터 (mm)의 두께에서 V0의 UL94 등급, 1.0 mm의 두께에서 V0의 UL94 등급, 0.8 mm의 두께에서 V0의 UL94 등급, 0.4 mm의 두께에서 V0의 UL94 등급 또는 이들의 조합을 제공한다. 유리하게는, 강화 난연성 조성물은 5 이하의 고전압 아크 저항 (HVAR) 성능 수준 카테고리 (PLC); 2 이하의 비교 트래킹 지수 (CTI) PLC; 및 0의 고전압 트래킹 저항 (HVTR) PLC를 가질 수 있다.
강화 난연성 조성물은 중합체 성분을 포함한다. 중합체 성분은 폴리(페닐렌 에테르), 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 및 선택적으로 폴리아미드를 포함한다. 중합체 성분은, 예를 들어 각각 조성물의 총 중량을 기준으로 30 내지 80 중량%, 35 내지 75 중량%, 35 내지 70 중량%, 35 내지 65 중량% 또는 35 내지 60 중량%로 존재할 수 있다.
강화 난연성 조성물의 폴리(페닐렌 에테르)는 적합한 폴리(페닐렌 에테르)를 포함하며, 이는 하기 화학식을 갖는 반복 구조 단위를 포함한다:
Figure pct00001
상기 식에서, Z1의 각각의 경우는 독립적으로 할로겐, 비치환 또는 치환된 C1-12 히드로카빌 (단, 히드로카빌 기는 3차 히드로카빌이 아님), C1-12 히드로카빌티오, C1-12 히드로카빌옥시 또는 C2-12 할로히드로카빌옥시이며, 여기서 적어도 2개의 탄소 원자는 할로겐 및 산소 원자를 분리하고; Z2의 각각의 경우는 독립적으로 수소, 할로겐, 비치환 또는 치환된 C1-12 히드로카빌 (단, 히드로카빌 기는 3차 히드로카빌이 아님), C1-12 히드로카빌티오, C1-12 히드로카빌옥시 또는 C2-12 할로히드로카빌옥시이며, 여기서 적어도 2개의 탄소 원자는 할로겐 및 산소 원자를 분리한다. 예로서, Z1은 말단 3,5-디메틸-1,4-페닐기와 산화 중합 촉매의 디-n-부틸아민 성분의 반응에 의해 형성된 디-n-부틸아미노메틸 기일 수 있다.
폴리(페닐렌 에테르)는, 전형적으로 히드록시 기에 대해 오르토 위치에 위치한 아미노알킬-함유 말단 기(들)를 갖는 분자를 포함할 수 있다. 또한, 테트라메틸디페노퀴논 부산물이 존재하는 2,6-디메틸페놀-함유 반응 혼합물로부터 전형적으로 얻어지는 테트라메틸디페노퀴논 (TMDQ) 말단기가 빈번하게 존재한다. 폴리(페닐렌 에테르)는 단독중합체, 공중합체, 그라프트 공중합체, 이오노머(ionomer), 또는 블록 공중합체, 또는 이들의 조합의 형태일 수 있다.
일부 측면에서, 폴리(페닐렌 에테르)는 클로로포름 중 25℃에서 우베로드 점도계(Ubbelohde viscometer)에 의해 측정된, 그램당 0.25 내지 1 데시리터의 고유 점도를 갖는다. 이 범위 내에서, 폴리(페닐렌 에테르) 고유 점도는 그램당 0.25 내지 0.65 데시리터, 또는 그램당 0.25 내지 0.5 데시리터, 또는 그램당 0.25 내지 0.4 데시리터일 수 있다.
일부 측면에서, 폴리(페닐렌 에테르)는 2,6-디메틸페놀, 2,3,6-트리메틸페놀 또는 이들의 조합을 포함하는 단독중합체 또는 단량체의 공중합체를 포함한다.
예시적인 폴리(페닐렌 에테르) 단독중합체는, 예를 들어 SABIC으로부터의 PPO 630, 640 및 646, 및 Asahi Kasei Chemicals Corporation으로부터의 XYRON S201A 및 S202A로서 상업적으로 입수가능하다.
폴리(페닐렌 에테르)는, 예를 들어 각각 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 25 중량%, 5 내지 20 중량%, 5 내지 15 중량% 또는 5 내지 10 중량%로 존재할 수 있다.
강화 난연성 조성물은 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)를 포함한다. 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)의 알킬렌 기는 2 내지 18개의 탄소 원자를 포함할 수 있다. 예시적인 알킬렌 기는 에틸렌, 1,3-프로필렌, 1,4-부틸렌, 1,5-펜틸렌, 1,6-헥실렌, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥산디메틸렌 또는 이들의 조합을 포함한다. 예를 들어, 알킬렌 기는 에틸렌, 1,4-부틸렌 또는 이들의 조합이다.
폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는 테레프탈산 (또는 테레프탈산 및 최대 10 mol%의 이소프탈산의 조합), 및 선형 C2-C6 지방족 디올 (예컨대, 에틸렌 글리콜 또는 1,4-부틸렌 글리콜) 및 C6-C12 지환족 디올 (예컨대, 1,4-시클로헥산 디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 디메탄올 데칼린, 디메탄올 비시클로옥탄, 1,10-데마에 디올(demaye diol) 또는 이들의 조합)의 혼합물로부터 유도될 수 있다. 2종 이상의 유형의 디올을 포함하는 에스테르 단위는 중합체 사슬에 무작위 개별 단위로서 또는 동일한 유형의 단위의 블록으로서 존재할 수 있다.
폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는 최대 10 중량%, 바람직하게는 최대 5 중량%의, 알킬렌 디올 및 테레프탈산 이외의 단량체 잔기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는 이소프탈산의 잔기, 또는 지방족 산, 예컨대 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 1,4-시클로헥산디카복실산 또는 이들의 조합으로부터 유도된 단위를 포함할 수 있다.
폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(에틸렌 나프타노에이트), 폴리(부틸렌 나프타노에이트), 폴리(시클로헥산디메탄올 테레프탈레이트), 폴리(프로필렌 테레프탈레이트) 또는 이들의 조합일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 일부 측면에서, 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트) 또는 이들의 조합이다. 특정 측면에서, 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)이다.
디카복실산 (예를 들어, 지방족 디카복실산, 지환족 디카복실산, 방향족 디카복실산 또는 이들의 조합) 및 디올 (예를 들어, 지방족 디올, 지환족 디올, 방향족 디올 또는 이들의 조합)을 사용하여 폴리에스테르를 제조할 수 있다. 디카복실산의 화학적 등가물 (예를 들어, 무수물, 산 클로라이드, 브로마이드, 카복실레이트 염 또는 에스테르) 및 디올의 화학적 등가물 (예를 들어, 에스테르, 바람직하게는 C1-8 에스테르, 예컨대 아세테이트 에스테르)을 또한 사용하여 폴리에스테르를 제조할 수 있다.
예시적인 방향족 디카복실산은 이소프탈산, 테레프탈산, 1,2-디(p-카복시페닐)에탄, 4,4'-디카복시디페닐 에테르, 4,4'-비스벤조산 등, 및 1,4- 또는 1,5-나프탈렌 디카복실산 등을 포함한다. 이소프탈산 및 테레프탈산의 조합이 사용될 수 있다. 이소프탈산 대 테레프탈산의 중량비는, 예를 들어 91:9 내지 2:98, 또는 25:75 내지 2:98일 수 있다. 폴리에스테르를 제조하는 데 사용될 수 있는 융합된 고리를 함유하는 디카복실산은 1,4-, 1,5- 및 2,6-나프탈렌디카복실산을 포함한다. 예시적인 지환족 디카복실산은 데카히드로나프탈렌 디카복실산, 노르보르넨 디카복실산, 비시클로옥탄 디카복실산 및 1,4-시클로헥산디카복실산을 포함한다.
예시적인 지방족 디올은 1,2-에틸렌 글리콜, 1,2- 및 1,3-프로필렌 글리콜, 2,2-디메틸-1,3-프로판 디올, 2-에틸-2-메틸-1,3-프로판 디올, 1,3- 및 1,5-펜탄 디올, 디프로필렌 글리콜, 2-메틸-1,5-펜탄 디올, 1,6-헥산 디올, 디메탄올 데칼린, 디메탄올 비시클로옥탄, 1,4-시클로헥산 디메탄올 및 이의 시스- 및 트랜스-이성질체, 트리에틸렌 글리콜, 1,10-데마에 디올 등, 또는 이들의 조합을 포함한다. 디올은 0.5 내지 5 중량%의 디에틸렌 글리콜을 포함하는 에틸렌 글리콜일 수 있다. 예시적인 방향족 디올은 레조르시놀, 히드로퀴논 1,5-나프탈렌 디올, 2,6-나프탈렌 디올, 1,4-나프탈렌 디올, 4,4'-디히드록시비페닐, 비스(4-히드록시페닐)에테르, 비스(4-히드록시페닐)술폰 등, 또는 이들의 조합을 포함한다.
폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는, 적어도 70 mol%, 바람직하게는 적어도 80 mol%의 테트라메틸렌 글리콜 (1,4-부탄디올)을 포함하는 글리콜 성분 및 적어도 70 mol%, 바람직하게는 적어도 80 mol%의 테레프탈산 또는 이의 폴리에스테르-형성 유도체를 포함하는 산 성분을 중합함으로써 얻어지는 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트) (PBT)일 수 있다. PBT의 상업적 예는 SABIC으로부터 입수가능한 VALOX 315 및 VALOX 195 수지를 포함한다.
폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 재활용 PET로부터, 예를 들어 사용된 청량 음료 병으로부터 부분적으로 유도되는 개질된 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)를 포함할 수 있다. PET-유도 PBT 폴리에스테르 ("개질된 PBT")는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 성분, 예컨대 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 공중합체 또는 이들의 조합으로부터 유도될 수 있다. 개질된 PBT는 바이오매스-유도 1,4-부탄디올, 예를 들어 옥수수-유도 1,4-부탄디올 또는 셀룰로오스 재료로부터 유도된 1,4-부탄디올로부터 추가로 유도될 수 있다. 순수(virgin) PBT (1,4-부탄디올 및 테레프탈산 단량체로부터 유도된 PBT)를 함유하는 종래의 몰딩 조성물과 달리, 개질된 PBT는 에틸렌 글리콜 및 이소프탈산으로부터 유도된 단위를 포함한다. 개질된 PBT의 사용은, 활용도가 낮은 폐기 PET (소비 후 또는 산업화 후 스트림으로부터)를 PBT 몰딩 조성물에 효과적으로 사용하여 재생불가능한 자원을 보존하고, 온실 가스, 예를 들어 이산화탄소의 형성을 감소시키기 위한 귀중한 방법을 제공한다.
개질된 PBT 수지의 상업적 예는 SABIC으로부터 입수가능한 상표명 VALOX iQ 수지 하에 입수가능한 것을 포함한다. 개질된 PBT는, 개질된 PBT를 제공하기 위한 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 성분의 해중합 및 해중합된 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 성분과 1,4-부탄디올의 중합에 의해 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 성분으로부터 유도될 수 있다.
강화 난연성 조성물은 순수 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 및 개질된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)의 조합을 포함할 수 있으며, 이는 순수 및 개질된 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트)의 조합을 포함하고, 후자는 재활용 PET로부터 얻어진다.
폴리(알킬렌 테레프탈레이트)는 각각 조성물의 총 중량을 기준으로 25 내지 65 중량%, 30 내지 65 중량%, 25 내지 60 중량%, 30 내지 60 중량%, 25 내지 50 중량%, 30 내지 50 중량%, 25 내지 45 중량%, 30 내지 45 중량%, 25 내지 40 중량%, 30 내지 40 중량%, 35 내지 65 중량%, 35 내지 60 중량%, 35 내지 50 중량%, 35 내지 45 중량%, 40 내지 65 중량%, 40 내지 60 중량%, 40 내지 50 중량%, 45 내지 65 중량%, 45 내지 60 중량%, 45 내지 55 중량%, 50 내지 65 중량% 또는 50 내지 60 중량%로 존재할 수 있다.
강화 난연성 조성물의 중합체 성분은 폴리아미드를 포함할 수 있다. 나일론으로서 또한 알려져 있는 폴리아미드는 복수의 아미드 (-C(O)NH-) 기의 존재를 특징으로 하며, 미국 특허 번호 4,970,272 (Gallucci)에 기술되어 있다. 예시적인 폴리아미드는 폴리아미드-6, 폴리아미드-6,6, 폴리아미드-4,6, 폴리아미드-11, 폴리아미드-12, 폴리아미드-6,10, 폴리아미드-6,12, 폴리아미드 6/6,6, 폴리아미드-6/6,12, 폴리아미드 MXD,6 (여기서, MXD는 m-자일릴렌 디아민임), 폴리아미드-6,T, 폴리아미드-6,I, 폴리아미드-6/6,T, 폴리아미드-6/6,I, 폴리아미드-6,6/6,T, 폴리아미드-6,6/6,I, 폴리아미드-6/6,T/6,I, 폴리아미드-6,6/6,T/6,I, 폴리아미드-6/12/6,T, 폴리아미드-6,6/12/6,T, 폴리아미드-6/12/6,I, 폴리아미드-6,6/12/6,I, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 측면에서, 폴리아미드는 폴리아미드-6,6을 포함한다. 일부 측면에서, 폴리아미드는 폴리아미드-6 및 폴리아미드-6,6을 포함한다. 일부 측면에서, 폴리아미드 또는 폴리아미드의 조합은 171℃ 이상의 융점 (Tm)을 갖는다.
ISO 307에 따라 96 중량%의 황산 중 0.5 중량%의 용액에서 측정 시 최대 400 밀리리터/그램 (mL/g)의 고유 점도를 갖거나, 또는 90 내지 350 mL/g의 점도를 갖거나, 또는 110 내지 240 mL/g의 점도를 갖는 폴리아미드가 사용될 수 있다. 폴리아미드는 최대 6의 상대 점도, 또는 1.89 내지 5.43의 상대 점도, 또는 2.16 내지 3.93의 상대 점도를 가질 수 있다. 상대 점도는 96 중량%의 황산 중 1 중량%의 용액에서 ISO 307에 따라 결정된다.
일부 측면에서, 폴리아미드는, HCl을 사용한 적정에 의해 결정 시 폴리아미드 그램당 아민 말단기 35 마이크로당량 (μeq/g) 이상의 아민 말단기 농도를 갖는 폴리아미드를 포함한다. 아민 말단기 농도는 40 μeq/g 이상 또는 45 μeq/g 이상일 수 있다. 아민 말단기 함량은, 선택적으로 열을 사용하여 용매 중에 폴리아미드를 용해시킴으로써 결정될 수 있다. 폴리아미드 용액은 지시법을 사용하여 0.01 N(Normal) 염산 (HCl) 용액으로 적정된다. 아민 말단기의 양은 샘플에 첨가된 HCl 용액의 부피, 블랭크(blank)에 사용된 HCl의 부피, HCl 용액의 몰농도 및 폴리아미드 샘플의 중량을 기준으로 계산된다.
사용되는 경우, 폴리아미드는 각각 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 35 중량%, 5 내지 30 중량%, 5 내지 25 중량%, 5 내지 20 중량%, 5 내지 15 중량%, 5 내지 10 중량%, 10 내지 35 중량%, 10 내지 30 중량%, 10 내지 25 중량%, 10 내지 20 중량%, 10 내지 15 중량%, 15 내지 35 중량%, 15 내지 30 중량%, 15 내지 25 중량%, 15 내지 20 중량%, 20 내지 35 중량%, 20 내지 30 중량%, 20 내지 25 중량%, 25 내지 35 중량% 또는 25 내지 30 중량%로 존재한다.
폴리(페닐렌 에테르), 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 및 선택적으로 폴리아미드를 포함하는 중합체 성분에 더하여, 강화 난연성 조성물은 난연제 성분을 포함한다. 난연제 성분은 금속 디알킬포스피네이트 및 보조 난연제를 포함한다. 난연제 성분은, 예를 들어 각각 조성물의 총 중량을 기준으로 4 내지 25 중량%, 4 내지 23 중량%, 4 내지 20 중량%, 4 내지 15 중량%, 4 내지 15 중량%, 4 내지 10 중량%, 10 내지 25 중량%, 10 내지 20 중량%, 10 내지 15 중량%, 15 내지 25 중량%, 15 내지 20 중량% 또는 20 내지 25 중량%일 수 있다.
본원에 사용된 용어 "금속 디알킬포스피네이트"는, 금속 양이온 및 디알킬포스피네이트 음이온을 포함하는 염을 지칭한다. 금속 디알킬포스피네이트는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00002
상기 식에서, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 C1-C6 알킬이고; M은 칼슘, 마그네슘, 알루미늄 또는 아연이고; d는 2 또는 3이다. Ra 및 Rb의 예는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, tert-부틸 및 n-펜틸을 포함한다. 일부 측면에서, Ra 및 Rb는 에틸이고, M은 알루미늄이고, d는 3이다 (즉, 금속 디알킬포스피네이트는 알루미늄 트리스(디에틸포스피네이트)임). 금속 디알킬포스피네이트는 각각 조성물의 총 중량을 기준으로 4 내지 24 중량%, 4 내지 20 중량%, 4 내지 15 중량%, 10 내지 24 중량%, 10 내지 20 중량%, 10 내지 15 중량%, 15 내지 24 중량%, 15 내지 20 중량% 또는 20 내지 24 중량%로 존재할 수 있다.
강화 난연성 조성물은 또한 보조 난연제를 포함한다. 일 측면에서, 보조 난연제는 하기 화학식을 갖는 멜라민을 포함한다:
Figure pct00003
상기 식에서, g는 1 내지 10,000이고, f 대 g의 비는 0.5:1 내지 1.7:1, 또는 0.7:1 내지 1.3:1, 또는 0.9:1 내지 1.1:1이다. 이 화학식은 하나 이상의 양성자가 포스페이트 기(들)로부터 멜라민 기(들)로 이동되는 종(species)을 포함하는 것으로 이해될 것이다. g가 1인 경우, 멜라민 난연제는 멜라민 포스페이트 (CAS 등록 번호 20208-95-1)이다. g가 2인 경우, 멜라민 난연제는 멜라민 피로포스페이트 (CAS 등록 번호 15541 60-3)이다. g가 평균적으로 2 초과인 경우, 멜라민 난연제는 멜라민 폴리포스페이트 (CAS 등록 번호 56386-64-2)이다. 일부 측면에서, 멜라민 난연제는 멜라민 피로포스페이트, 멜라민 폴리포스페이트 또는 이들의 혼합물이다. 멜라민 난연제가 멜라민 폴리포스페이트인 일부 측면에서, g는 2 초과 내지 10,000, 또는 5 내지 1,000, 또는 10 내지 500의 평균 값을 갖는다. 멜라민 난연제가 멜라민 폴리포스페이트인 일부 측면에서, g는 2 초과 내지 500의 평균 값을 갖는다. 멜라민 포스페이트, 멜라민 피로포스페이트 및 멜라민 폴리포스페이트의 제조 방법은 당업계에 알려져 있으며, 모두 상업적으로 입수가능하다. 예를 들어, 멜라민 폴리포스페이트는, 예를 들어 미국 특허 번호 6,025,419 (Kasowski et al.)에 기술된 바와 같이 폴리인산 및 멜라민을 반응시킴으로써, 또는 미국 특허 번호 6,015,510 (Jacobson et al)에 기술된 바와 같이 멜라민 피로포스페이트를 290℃에서 질소 하에 가열함으로써 제조될 수 있다. 일부 측면에서, 멜라민 난연제는 멜라민 시아누레이트를 포함한다.
멜라민 난연제는 낮은 휘발성을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 측면에서, 멜라민 난연제는 25 내지 280℃, 또는 25 내지 300℃, 또는 25 내지 320℃에서 분당 20℃의 속도에서 가열되는 경우 열중량 분석에 의해 1% 미만의 중량 손실을 나타낸다.
보조 난연제는 무기 난연제를 포함할 수 있다. 무기 난연제는 금속 히드록시드, 금속 옥시드, 폴리포스페이트, 보론 염, 예컨대 금속 보레이트, 무기 안티몬, 주석, 아연, 몰리브덴 화합물, 뿐만 아니라 적린을 포함할 수 있다. 그러나, 규제상의 문제로 인하여, 보조 난연제는 바람직하게는 안티몬, 주석 및 할로겐화 보조 난연제를 실질적으로 함유하지 않는다.
일 측면에서, 보조 난연제는 금속 히드록시드, 금속 보레이트, 피로포스페이트, 금속 옥시드, 금속 옥시드 히드록시드 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 측면에서, 보조 난연제는 금속 히드록시드를 포함한다. 예시적인 금속 히드록시드는 마그네슘 히드록시드 (예를 들어, CAS 등록 번호 1309-42-8), 알루미늄 히드록시드 (예를 들어, CAS 등록 번호 21645-51-2), 코발트 히드록시드 (예를 들어, CAS 등록 번호 21041-93-0) 또는 이들의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 금속 히드록시드는, 예를 들어 스테아르산 또는 또 다른 지방산으로 코팅될 수 있다. 보조 난연제는 금속 보레이트, 예컨대 아연 보레이트; 피로포스페이트, 예컨대 소듐 이수소 피로포스페이트 또는 암모늄 피로포스페이트; 금속 옥시드 히드록시드, 예컨대 보헤마이트(Boehmite)로서 또한 알려져 있고, SASOL로서 상업적으로 입수가능한 알루미늄 옥시드 히드록시드; 금속 옥시드, 예컨대 마그네슘 옥시드 (예를 들어, ELASTOMAG 170) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
보조 난연제는 단량체, 올리고머 또는 중합체일 수 있으며, 포스페이트 (P(=O)(OR)3), 포스파이트 (P(OR)3), 포스포네이트 (RP(=O)(OR)2), 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트 (R2P(=O)(OR))와 상이한 포스피네이트, 포스핀 옥시드 (R3P(=O)) 또는 포스핀 (R3P)을 포함할 수 있으며, 여기서 인-함유 기 내의 각각의 R은 동일하거나 또는 상이할 수 있되, 단 적어도 하나의 R은 방향족 기이다. 상이한 인-함유 기의 조합이 사용될 수 있다. 방향족 기는 인, 또는 인-함유 기 (즉, 에스테르)의 산소에 직접 또는 간접적으로 결합될 수 있다.
일 측면에서, 보조 난연제는 단량체 포스페이트이다. 대표적인 단량체 방향족 포스페이트는 화학식 (GO)3P=O의 것이며, 여기서 각각의 G는 독립적으로, 최대 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 시클로알킬, 아릴, 알킬아릴렌 또는 아릴알킬렌 기이되, 단 적어도 하나의 G는 방향족 기이다. G 기 중 2개는 함께 연결되어 시클릭 기를 제공할 수 있다. 예시적인 포스페이트는 페닐 비스(도데실) 포스페이트, 페닐 비스(네오펜틸) 포스페이트, 페닐 비스(3,5,5'-트리메틸헥실) 포스페이트, 에틸 디페닐 포스페이트, 2-에틸헥실 디(p-톨릴) 포스페이트, 비스(2-에틸헥실) p-톨릴 포스페이트, 트리톨릴 포스페이트, 비스(2-에틸헥실) 페닐 포스페이트, 트리(노닐페닐) 포스페이트, 비스(도데실) p-톨릴 포스페이트, 디부틸 페닐 포스페이트, 2-클로로에틸 디페닐 포스페이트, p-톨릴 비스(2,5,5'-트리메틸헥실) 포스페이트, 2-에틸헥실 디페닐 포스페이트 등을 포함한다. 특정 방향족 포스페이트는, 각각의 G가 방향족인 것, 예를 들어 트리페닐 포스페이트, 트리크레실 포스페이트, 이소프로필화 트리페닐 포스페이트 등이다.
이관능성 또는 다관능성 난연제, 예를 들어 하기 화학식의 화합물이 또한 유용하다:
Figure pct00004
상기 식에서, 각각의 G1은 독립적으로 C1-30 히드로카빌이고; 각각의 G2는 독립적으로 C1-30 히드로카빌 또는 히드로카빌옥시이고; Xa는 화학식 (3) 또는 화학식 (4)에서 정의된 바와 같고; 각각의 X는 독립적으로 브로민 또는 클로린이고; m은 0 내지 4이고, n은 1 내지 30이다. 특정 측면에서, Xa는 단일 결합, 메틸렌, 이소프로필리덴 또는 3,3,5-트리메틸시클로헥실리덴이다.
특정 보조 난연제는 하기 화학식의 산 에스테르를 포함한다:
Figure pct00005
상기 식에서, 각각의 R16은 독립적으로 C1-8 알킬, C5-6 시클로알킬, C6-20 아릴 또는 C7-12 아릴알킬렌이고, 각각 C1-12 알킬, 바람직하게는 C1-4 알킬에 의해 선택적으로 치환되고, X는 단핵 또는 다핵 방향족 C6-30 모이어티 또는 선형 또는 분지형 C2-30 지방족 라디칼 (이는 OH-치환될 수 있고, 최대 8개의 에테르 결합을 함유할 수 있음)이되, 단 적어도 하나의 R16 또는 X는 방향족 기이고; 각각의 n은 독립적으로 0 또는 1이고; q는 0.5 내지 30이다. 일부 측면에서, 각각의 R16은 독립적으로 C1-4 알킬, 나프틸, 페닐(C1-4)알킬렌, C1-4 알킬에 의해 선택적으로 치환된 아릴 기이고; 각각의 X는 단핵 또는 다핵 방향족 C6-30 모이어티이고, 각각의 n은 1이고; q는 0.5 내지 30이다. 일부 측면에서, 각각의 R16은 방향족, 예를 들어 페닐이고; 각각의 X는 화학식 (2)로부터 유도된 모이어티를 포함하는 단핵 또는 다핵 방향족 C6-30 모이어티이고; n은 1이고; q는 0.8 내지 15이다. 다른 측면에서, 각각의 R16은 페닐이고; X는 크레실, 자일레닐, 프로필페닐 또는 부틸페닐이며, 하기 2가 기 중 하나 또는 이들의 조합이고;
Figure pct00006
n은 1이고; q는 1 내지 5, 또는 1 내지 2이다. 이러한 유형의 유기인계 난연제는 히드로퀴논의 비스(디페닐) 포스페이트, 레조르시놀 비스(디페닐 포스페이트) (RDP), 및 비스페놀 A 비스(디페닐) 포스페이트 (BPADP), 및 이들의 올리고머 및 중합체 대응물을 포함한다.
보조 난연제는 인-질소 결합을 함유할 수 있다. 특히, 하기 화학식의 포스파젠 및 시클릭 포스파젠 또는 이들의 조합이 사용될 수 있으며;
Figure pct00007
상기 식에서, w1은 3 내지 10,000이고, w2는 3 내지 25, 바람직하게는 3 내지 7이고, 각각의 Rw는 독립적으로 C1-12 알킬, 알케닐, 알콕시, 아릴, 아릴옥시 또는 폴리옥시알킬렌 기이다. 상기 기에서, 이들 기 중 적어도 하나의 수소 원자는, N, S, O 또는 F 원자를 갖는 기 또는 아미노 기로 치환될 수 있다. 예를 들어, 각각의 Rw는 치환 또는 비치환된 페녹시, 아미노 또는 폴리옥시알킬렌 기일 수 있다. 임의의 주어진 Rw는 또한 또 다른 포스파젠 기에 대한 가교일 수 있다. 예시적인 가교는 비스페놀 기, 예를 들어 비스페놀 A 기를 포함한다. 예는 페녹시 시클로트리포스파젠, 옥타페녹시 시클로테트라포스파젠, 데카페녹시 시클로펜타포스파젠 등을 포함한다. 상이한 포스파젠의 조합이 사용될 수 있다. 다수의 포스파젠 및 이들의 합성은 문헌 [H. R. Allcock, "Phosphorous-Nitrogen Compounds" Academic Press (1972), and J. E. Mark et al., "Inorganic Polymers" Prentice-Hall International, Inc. (1992)]에 기술되어 있다.
보조 난연제는 각각 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 21 중량%, 5 내지 21 중량%, 5 내지 15 중량%, 5 내지 10 중량%, 10 내지 21 중량%, 10 내지 15 중량%, 15 내지 21 중량%, 1 내지 15 중량%, 1 내지 10 중량%, 3 내지 10 중량%, 1 내지 8 중량%, 1 내지 7 중량%, 1 내지 5 중량%, 또는 1 내지 3 중량%로 존재할 수 있다.
강화 난연성 조성물은 상용화제를 포함한다. 본원에 사용된 용어 "상용화제"는, 폴리(페닐렌 에테르), 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 및 선택적으로 폴리아미드와 상호작용하는 다관능성 화합물을 지칭한다. 이러한 상호작용은 화학적 (예를 들어, 그라프팅) 및/또는 물리적 (예를 들어, 분산된 상(phase)의 표면 특성에 영향을 미침)일 수 있다. 어느 경우든, 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 및 폴리(페닐렌 에테르)의 생성된 블렌드는, 특히 향상된 충격 강도, 몰드 니트 라인 강도(mold knit line strength) 및/또는 인장 연신율에 의해 입증되는 바와 같이 향상된 상용성을 나타낸다.
이용될 수 있는 상용화제의 예는 액체 디엔 중합체, 에폭시 화합물, 산화된 폴리올레핀 왁스, 퀴논, 유기실란 화합물, 다관능성 화합물, 관능화된 폴리(페닐렌 에테르) 또는 이들의 조합을 포함한다. 상용화제는 미국 특허 번호 5,132,365 (Gallucci), 및 6,593,411 및 7,226,963 (Koevoets et al)에 추가로 기술되어 있다.
일 측면에서, 상용화제는 다관능성 화합물을 포함한다. 상용화제로서 이용될 수 있는 다관능성 화합물은 전형적으로 3개의 유형이다. 제1 유형의 다관능성 화합물은 분자 내에 (a) 탄소-탄소 이중 결합 또는 탄소-탄소 삼중 결합 및 (b) 적어도 하나의 카복실산, 무수물, 아미드, 에스테르, 이미드, 아미노, 에폭시, 오르토에스테르 또는 히드록시 기 둘 모두를 갖는다. 이러한 다관능성 화합물의 예는 말레산; 말레산 무수물; 푸마르산; 글리시딜 아크릴레이트, 이타콘산; 아코니트산; 말레이미드; 말레산 히드라지드; 디아민 및 말레산 무수물, 말레산, 푸마르산 등으로부터 생성된 반응 생성물; 디클로로 말레산 무수물; 말레산 아미드; 불포화 디카복실산 (예를 들어, 아크릴산, 부텐산, 메타크릴산, 에타크릴산, 펜텐산, 데센산, 운데센산, 도데센산, 리놀레산 등); 상기 불포화 카복실산의 에스테르, 산 아미드 또는 무수물; 불포화 알콜 (예를 들어, 알칸올, 크로틸 알콜, 메틸 비닐 카르비놀, 4-펜텐-1-올, 1,4-헥사디엔-3-올, 3-부텐-1,4-디올, 2,5-디메틸-3-헥센-2,5-디올, 및 화학식 CnH2n-5OH, CnH2n-7OH 및 CnH2n-9OH (여기서, n은 10 내지 30의 양의 정수임)의 알콜; 상기 불포화 알콜의 -OH 기를 -NH2 기(들)로 대체하는 것으로부터 생성된 불포화 아민; 및 상기 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 일부 측면에서, 상용화제는 말레산 무수물, 푸마르산, 시트르산 또는 이들의 조합을 포함한다.
제2 유형의 다관능성 상용화제는 (a) 화학식 (OR) (여기서, R은 수소 또는 알킬, 아릴, 아실 또는 카보닐 디옥시 기임)에 의해 나타내어지는 기 및 (b) 각각 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 카복실산, 산 할라이드, 무수물, 산 할라이드 무수물, 에스테르, 오르토에스테르, 아미드, 이미도, 아미노 및 이들의 다양한 염일 수 있는 적어도 2개의 기 둘 모두를 갖는다. 상용화제의 이러한 기 중 전형적인 것은 하기 화학식에 의해 나타내어지는 지방족 폴리카복실산, 산 에스테르 및 산 아미드이다:
(RIO)mR'(COORII)n(CONRIIIRIV)s
상기 식에서, R'는 선형 또는 분지형 사슬, 2 내지 20개 또는 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 포화 지방족 탄화수소이고; RI는 수소, 또는 1 내지 10개, 또는 1 내지 6개, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 아릴, 아실 또는 카보닐 디옥시 기이고; 각각의 RII는 독립적으로 수소, 또는 1 내지 20개, 또는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 아릴 기이고; 각각의 RIII 및 RIV는 독립적으로 수소, 또는 1 내지 10개, 또는 1 내지 6개, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 아릴 기이고; m은 1과 동일하고, (n + s)는 2 이상, 또는 2 또는 3이며, n 및 s는 각각 0 이상이고, (ORI)는 카보닐 기에 대해 알파 또는 베타이고, 적어도 2개의 카보닐 기는 2 내지 6개의 탄소 원자에 의해 분리된다. 자명하게, RI, RII, RIII 및 RIV는, 각각의 치환기가 6개 미만의 탄소 원자를 갖는 경우 아릴이 아닐 수 있다.
예시적인 폴리카복실산은, 예를 들어 무수 및 수화된 산과 같은 이들의 다양한 상업적 형태를 포함하는, 예를 들어 시트르산, 말산 및 아가르산; 및 상기 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 일 측면에서, 상용화제는 시트르산을 포함한다. 본원에서 유용한 예시적인 에스테르는, 예를 들어 아세틸 시트레이트, 모노스테아릴 및/또는 디스테아릴 시트레이트 등을 포함한다. 예시적인 아미드는, 예를 들어 N,N'-디에틸 시트르산 아미드; N-페닐 시트르산 아미드; N-도데실 시트르산 아미드; N,N'-디도데실 시트르산 아미드; 및 N-도데실 말산을 포함한다. 유도체는, 아민과의 염 및 알칼리 및 알칼리성 금속 염을 비롯한 이의 염을 포함한다. 예시적인 염은 칼슘 말레이트, 칼슘 시트레이트, 포타슘 말레이트 및 포타슘 시트레이트를 포함한다.
제3 유형의 다관능성 상용화제는 분자 내에 (a) 산 할라이드 기 및 (b) 적어도 하나의 카복실산, 무수물, 에스테르, 에폭시, 오르토에스테르 또는 아미드 기, 바람직하게는 카복실산 또는 무수물 기 둘 모두를 갖는다. 이 기 내의 상용화제의 예는 트리멜리트산 무수물 산 클로라이드, 클로로포밀 숙신산 무수물, 클로로포밀 숙신산, 클로로포밀 글루타르산 무수물, 클로로포밀글루타르산, 클로로아세틸숙신산 무수물, 클로로아세틸숙신산, 트리멜리트산 클로라이드 및 클로로아세틸글루타르산을 포함한다. 일부 측면에서, 상용화제는 트리멜리트산 무수물 산 클로라이드를 포함한다.
일 측면에서, 상용화제는 푸마르산, 말레산, 말레산 무수물, 시트르산 또는 이들의 조합이다. 상기 상용화제는 용융 블렌드에 직접 첨가되거나 또는 폴리(페닐렌 에테르) 및 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 중 하나 또는 둘 모두와 사전반응될 수 있다.
상용화제는 강화 난연성 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 2 중량%의 양으로 사용된다. 상기 범위 내에서, 상용화제 양은 각각 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 1.5 중량%, 또는 0.01 내지 1 중량%, 0.1 내지 2 중량%, 0.1 내지 1.5 중량%, 또는 0.1 내지 1 중량%, 또는 0.2 내지 0.5 중량%일 수 있다.
강화 난연성 조성물은 강화 미네랄 충전제를 추가로 포함한다. 강화 미네랄 충전제는 운모, 점토 (카올린), 활석, 규회석, 칼슘 카보네이트 (예컨대, 백악, 석회석, 대리석 및 합성 침강 칼슘 카보네이트), 바륨 페라이트, 중정석(heavy spar) 등과 같은 재료를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 강화 미네랄 충전제의 조합이 사용될 수 있다. 강화 미네랄 충전제는, 예를 들어 20 내지 200의 종횡비 (플레이트(plate)의 면과 동일한 면적의 원의 평균 직경 대 평균 두께)를 갖는 플레이트 또는 플레이크(flake); 또는 예를 들어 5 내지 500의 종횡비 (평균 길이 대 평균 직경)를 갖는 바늘 또는 섬유의 형태일 수 있다. 각각의 입자의 최대 치수 (예를 들어, 편평한 플레이트 형태의 입자의 직경)는 0.1 내지 10 마이크로미터 (μm) 또는 0.5 내지 5 μm일 수 있다. 강화 미네랄 충전제는 0.1 내지 5 μm 또는 0.01 내지 3 μm의 등가 구형 직경 (부피 기준)을 가질 수 있다. 바람직한 측면에서, 강화 미네랄 충전제는 활석이다. 강화 난연성 조성물은 5 내지 30 중량%, 5 내지 25 중량%, 5 내지 20 중량%, 5 내지 15 중량%, 또는 5 내지 10 중량%의 강화 미네랄 충전제를 포함할 수 있다. 일 측면에서, 활석은 마스터배치(masterbatch)의 부분일 수 있다. 예시적인 측면에서, 마스터배치는 활석 및 폴리아미드를 포함한다. 강화 미네랄 충전제는 각각 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 40 중량%, 5 내지 35 중량%, 5 내지 30 중량%, 5 내지 25 중량%, 5 내지 20 중량%, 5 내지 15 중량%, 5 내지 10 중량%, 10 내지 40 중량%, 10 내지 35 중량%, 10 내지 30 중량%, 10 내지 25 중량%, 10 내지 20 중량%, 10 내지 15 중량%, 15 내지 40 중량%, 15 내지 35 중량%, 15 내지 30 중량%, 15 내지 25 중량%, 15 내지 20 중량%, 20 내지 40 중량%, 20 내지 35 중량%, 20 내지 30 중량%, 20 내지 25 중량%, 25 내지 40 중량%, 25 내지 35 중량%, 또는 25 내지 30 중량%로 존재할 수 있다.
강화 난연성 조성물의 강화제는 유리 섬유를 포함한다. 예시적인 유리 섬유는 E, A, C, ECR, R, S, D 및 NE 유리뿐만 아니라 석영을 기반으로 하는 섬유를 포함한다. 일부 측면에서, 유리 섬유는 2 내지 30 μm, 또는 5 내지 25 μm, 또는 10 내지 15 μm의 직경을 갖는다. 일부 측면에서, 배합 전 유리 섬유의 길이는 2 내지 7 밀리미터 (mm), 또는 3 내지 5 mm이다. 유리 섬유는 선택적으로, 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)-폴리(페닐렌 에테르) 조성물과의 상용성을 개선하기 위해 소위 접착 촉진제를 포함할 수 있다. 접착 촉진제는 크롬 착물, 실란, 티타네이트, 지르코-알루미네이트, 프로필렌 말레산 무수물 공중합체, 반응성 셀룰로스 에스테르 등을 포함한다. 예시적인 유리 섬유는, 예를 들어 Owens Corning, Nippon Electric Glass, PPG 및 Johns Manville을 포함하는 공급업체로부터 상업적으로 입수가능하다. 유리 섬유는 각각 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 35 중량%, 5 내지 30 중량%, 5 내지 25 중량%, 5 내지 20 중량%, 5 내지 15 중량%, 5 내지 10 중량%, 10 내지 35 중량%, 10 내지 30 중량%, 10 내지 25 중량%, 10 내지 20 중량%, 10 내지 15 중량%, 15 내지 35 중량%, 15 내지 30 중량%, 15 내지 25 중량%, 15 내지 20 중량%, 또는 20 내지 25 중량%로 존재한다.
강화 난연성 조성물은 충격 개질제를 포함한다. 충격 개질제의 예는 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) 등을 포함한다. 충격 개질제는 각각 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 15 중량%, 5 내지 10 중량%, 또는 6 내지 8 중량%로 존재할 수 있다.
강화 난연성 조성물은, 이러한 유형의 중합체 조성물 내로 일반적으로 혼입되는 다양한 첨가제를 포함하는 첨가제 조성물을 포함할 수 있되, 단 상기 첨가제(들)는 조성물의 목적하는 성질, 특히 내열성, 충격 및 난연성에 크게 불리하게 영향을 미치지 않도록 선택된다. 첨가제의 조합이 사용될 수 있다. 첨가제 조성물은 유동 개질제, 미립자 충전제 (예를 들어, 미립자 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 유리, 탄소, 강화 미네랄 충전제와 상이한 미네랄 또는 금속), 산화방지제, 열 안정화제, 광 안정화제, 자외선 (UV) 광 안정화제, UV 흡수 첨가제, 가소제, 윤활제, 이형제 (예컨대, 몰드 이형제), 대전방지제, 방담제, 항균제, 착색제 (예를 들어, 염료 또는 안료), 표면 효과 첨가제, 방사선 안정화제, 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트와 상이한 난연제 및 보조 난연제, 적하방지제 (예를 들어, PTFE-캡슐화된 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 (TSAN)) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 존재하는 경우, 첨가제 조성물은 각각 강화 난연성 조성물의 총 중량을 기준으로 강화 난연성 조성물의 0.1 내지 10 중량%, 0.1 내지 5 중량%, 또는 0.1 내지 1 중량%를 차지할 수 있다.
강화 난연성 조성물은 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 분말 중합체 성분 (즉, 폴리(페닐렌 에테르), 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)), 난연제 또는 다른 선택적인(optional) 성분을 먼저, 선택적으로 HENSCHEL-Mixer 고속 혼합기에서 충전제와 함께 블렌딩한다. 수동 혼합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 저전단 공정이 또한 이러한 블렌딩을 수행할 수 있다. 이어서, 블렌드를 호퍼(hopper)를 통해 이축 압출기의 쓰로트(throat) 내로 공급한다. 첨가제를 또한 목적하는 중합체성 중합체와 함께 마스터배치로 배합하고, 압출기 내로 공급할 수 있다. 압출기는 일반적으로, 조성물이 유동하도록 하는 데 필요한 온도보다 더 높은 온도에서 작동된다. 압출물을 수조에서 즉시 켄칭하고, 펠릿화한다. 이와 같이 제조된 펠릿은 목적하는 바와 같이 1/4 인치 이하의 길이일 수 있다. 이러한 펠릿은 후속 몰딩, 형상화 또는 성형에 사용될 수 있다.
강화 난연성 조성물은 클로린 및 브로민을 본질적으로 함유하지 않을 수 있다. "클로린 및 브로민을 본질적으로 함유하지 않는"은, 클로린 또는 브로민, 또는 클로린 또는 브로민 함유 재료의 의도적인 첨가 없이 제조된 재료를 지칭한다. 그러나, 다수의 제품을 가공하는 시설에서 특정 양의 교차 오염이 발생하여, 전형적으로 중량 규모 기준 백만분율의 브로민 또는 클로린 수준을 낳을 수 있다. 이러한 이해를 통해, "브로민 및 클로린을 본질적으로 함유하지 않는"은 100 중량 백만분율 (ppm) 이하, 75 ppm 이하 또는 50 ppm 이하의 브로민 또는 클로린 함량을 갖는 것으로 정의될 수 있음을 용이하게 알 수 있다. 일부 측면에서, "브로민 및 클로린을 본질적으로 함유하지 않는"은 100 중량 ppm 이하, 또는 75 ppm 이하, 또는 50 ppm 이하의 총 브로민 및 클로린 함량을 의미한다. 이 정의가 난연제에 적용되는 경우, 이는 난연제의 총 중량을 기준으로 한다. 이 정의가 강화 난연성 조성물에 적용되는 경우, 이는 강화 난연성 조성물의 총 중량부를 기준으로 한다.
또 다른 측면에서, 강화 난연성 조성물은 클로린, 브로민 및 플루오린을 본질적으로 함유하지 않을 수 있다. "클로린, 브로민 및 플루오린을 본질적으로 함유하지 않는"은 조성물의 총 중량부를 기준으로 100 ppm 이하, 75 ppm 이하 또는 50 ppm 이하의 브로민, 클로린 또는 플루오린 함량을 갖는 것으로서 정의된다. 바람직하게는, 강화 난연성 조성물은 조성물의 총 중량부를 기준으로 100 ppm 이하, 75 ppm 이하 또는 50 ppm 이하의 조합된 브로민, 클로린 및 플루오린 함량을 갖는다.
ASTM D792-10에 따라 결정된 강화 난연성 조성물의 몰딩된 샘플은 1.42 이하의 비중을 가질 수 있다.
강화 난연성 조성물의 몰딩된 샘플은 1.5 mm의 두께, 1.0 mm의 두께 또는 0.8 mm의 두께 및/또는 0.4 mm의 두께에서 UL-94에 따라 측정 시 V0의 화염 시험 등급을 가질 수 있다.
강화 난연성 조성물의 몰딩된 샘플은 UL 746A에 따라 결정 시 250 내지 399 볼트 (PLC=2), 바람직하게는 400 내지 599 볼트 (PLC=1), 보다 바람직하게는 600 볼트 이상 (PLC=0)의 CTI를 가질 수 있다.
강화 난연성 조성물의 몰딩된 샘플은 ASTM D495에 따라 결정 시 420초 이상 (PLC=0); 360 내지 419초 (PLC=1); 300 내지 359초 (PLC=2); 240 내지 299초 (PLC=3); 180 내지 239초 (PLC=4); 120 내지 179초 (PLC=5)의 아크 저항의 평균 시간 (HVAR)을 가질 수 있다. 바람직하게는, 강화 난연성 조성물의 몰딩된 샘플은 적어도 120초 (즉, 5 이하의 PLC)의 아크 저항의 평균 시간을 갖는다.
강화 난연성 조성물의 몰딩된 샘플은 UL 746A에 따라 결정된, 분당 0 내지 10 밀리미터 (PLC=0)의 고전압 트래킹 저항 (HVTR)을 가질 수 있다.
강화 난연성 조성물을 포함하는 형상화되거나, 성형되거나 또는 몰딩된 물품이 또한 제공된다. 강화 난연성 조성물은 다양한 방법, 예컨대 사출 성형, 압출, 회전 몰딩, 블로우 몰딩(blow molding) 및 열성형에 의해 유용한 성형 물품으로 몰딩될 수 있다. 물품의 일부 예는 컴퓨터 및 비즈니스 기계 하우징, 예컨대 모니터용 하우징, 휴대용 전자 장치 하우징, 예컨대 휴대전화용 하우징, 전기 커넥터, 및 조명 기구의 성분, 장식품, 가전 제품, 지붕, 온실, 일광욕실, 수영장 인클로저(enclosure) 등을 포함한다. 일 측면에서, 물품은 압출된 물품, 몰딩된 물품, 돌출된 물품, 열성형된 물품, 발포 물품, 다층 물품의 층, 코팅된 물품용 기재, 또는 금속화 물품용 기재이다. 일부 측면에서, 강화 난연성 조성물은 전기 부품, 예컨대 몰딩된 회로 차단기 또는 몰딩된 회로 차단기 하우징에 사용될 수 있다. 일부 측면에서, 강화 난연성 조성물은 몰딩된 소형 회로 차단기 또는 몰딩된 소형 회로 차단기 하우징에 사용될 수 있다.
본 개시는 비제한적인 하기 실시예에 의해 추가로 예시된다.
실시예
하기 실시예에 사용된 재료는 하기 표 1에 기술되어 있다.
성분 설명 공급업체
PPE 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르), CAS 등록 번호 25134-01-4, 25℃에서 클로로포름 중 측정 시 0.30 데시리터/그램의 고유 점도 및 폴리스티렌 표준물에 대해 45,000 그램/몰의 중량 평균 분자량을 가짐; PPO 630으로서 얻어짐 SABIC
PBT 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트), CAS 등록 번호 26062-94-2, 페놀:1,1,2,2-테트라클로로에탄의 1:1 (w/w) 용액 중 30℃에서 측정 시 1.2 데시리터/그램의 고유 점도를 갖고, 38 meq/kg-COOH를 가짐; VALOX 315
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로서 얻어짐		 SABIC
PA66 폴리아미드 6,6, CAS 등록 번호 32131-17-2, 68,000 내지 75,000 원자 질량 단위 (g/mol)의 중량 평균 분자량을 갖고, 펠릿 형태임; VYDYNE 21Z로서 얻어짐 ASCEND
SEBS 폴리스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-폴리스티렌 삼중블록 공중합체, CAS 등록 번호 66070-58-4, 27.7 내지 30.7 중량%의 폴리스티렌 함량을 가짐; KRATON G1650으로서 얻어짐 KRATON Performance Polymers Inc.
FR-1 알루미늄 트리스(디에틸 포스피네이트), CAS 등록 번호 225789-38-8; EXOLIT OP1230으로서 얻어짐 CLARIANT
FR-2 멜라민 폴리포스페이트, CAS 등록 번호 56386-64-2, MELAPUR 200으로서 얻어짐 BASF Corp
FR-3 멜라민 시아누레이트, MELAPUR MC25로서 입수가능함 BASF
FR-4 아연 보레이트, ZB-467로서 입수가능함, 평균 입자 크기 = 5 μm, CAS NO: 1332-07-6 GLCC LAUREL LLC
FR-5 마그네슘 옥시드, CAS 등록 번호 1309-48-4; ELASTOMAG 170으로서 얻어짐 BASF Corp/ MARTIN MARIETTA
FR-6 알루미늄 옥시드 히드록시드 (보헤마이트), DISPERAL 60으로서 입수가능함 SASOL
FR-7 소듐 수소 피로포스페이트, CAS 등록 번호 7758-16-9 ULRICH CHEMICAL
GF-1 10 마이크로미터의 직경, 3.2 mm의 사전 배합된 길이를 갖는 쵸핑된(chopped) 유리 섬유; CHOPVANTAGE 3540으로서 얻어짐 PPG Industries
GF-2 3.0 밀리미터의 길이, 단면 편평도 4 (=7 μm의 불규칙한 단면 짧은 직경, 28 μm의 불규칙한 단면 긴 직경)를 갖는 편평 유리 섬유; CSG 3PA-830으로서 얻어짐 Nitto Boseki Co., Ltd.
활석 45 중량%의 활석 및 55 중량%의 고유동성 나일론 6 (PA6)의 마스터배치; 26300-A1-000으로서 얻어짐; 활석은 비처리되며, 3.2 μm의 중앙 입자 크기를 가짐. Americhem
Comp-1 시트르산, CAS 등록 번호 77-92-9 Intercontinental
Comp-2 푸마르산, CAS 등록 번호 110-17-8 Ashland Chemical
강화 난연성 조성물은 표 2에 기술되어 있다. 유리 섬유 및 활석을 제외한 모든 성분을 블렌딩함으로써 실시예를 제조하였다. 블렌드를 Werner-Pfleiderer 30 mm 동시회전 압출기 상에서 배합하였으며, 여기서 유리 섬유 및 활석은 블렌드의 하류에 별도로 공급되었다. 압출기 온도 설정 (상류에서 하류로)은 240-270-290-290-290-290-290-290-280℃였다. 스크류 회전 속도는 분당 300 회전수 (rpm)였다.
부품의 몰딩은 260-260-260-260℃ (쓰로트에서 노즐까지)의 온도 설정 및 70℃의 몰드 온도로 85 Van Dorn 사출 성형기 상에서 수행하였다. 몰딩 전에 펠릿을 2 내지 4시간 동안 110℃에서 사전건조시켰다.
굴곡 탄성률 및 굴곡 강도는 다목적 ISO 3167 유형 A 시편을 사용하여 ISO 178에 따라 결정하였다.
열 변형 온도 (HDT)는 4 mm 두께의 ISO 바(bar)의 평편한 면 및 1.8 MPa (A/f)의 하중을 사용하여 5.5줄(Joule) 해머(hammer)로 ISO-75 표준에 따라 결정하였다.
인장 탄성률은 다목적 ISO 3167 유형 A 시편을 사용하여 ISO 527에 따라 결정하였다.
인장 응력 및 파단 시 변형률(strain at break)은 다목적 ISO 3167 유형 A 시편 및 5 밀리미터/분의 시험 속도를 사용하여 ISO 527에 따라 결정하였다.
가연성 시험은 UL94 표준에 따라 1.5 mm, 1.0 mm, 0.8 mm 또는 0.4 mm의 샘플 두께에서 수행하였다. 일부 경우에, 등급의 견고성을 나타내기 위해 5개 바의 제2 세트를 시험하였다. 등급은 하기 표 2에 기술되어 있다. V-등급은 5개 바의 각각의 세트에 대해 얻었다.
t1 및/또는 t2 5-바 FOT 화염 낙하
(burning drip)
V0 <10 <50 아니요
V1 <30 <250 아니요
V2 <30 <250 예
N.R.
(등급 없음)		 >30 >250
비중은 ASTM D792-10에 따라 결정하였다.
고전압 아크 저항 (HVAR)은 ASTM D495에 따라 결정하였으며, 성능 수준 카테고리 (PLC)의 측면에서 보고된다. ASTM D-495에 따라, 성능은, 재료가 고전압, 저전류 특성의 간헐적으로 발생하는 아크에 가해지는 경우 표면 전도 경로의 형성에 저항하는 시간 (초)의 수로서 표현된다. 공칭 3 mm 두께를 시험한 결과는 임의의 두께에서 재료의 성능을 나타내는 것으로 간주된다. 420초 이상의 아크 저항의 평균 시간은 0의 PLC가 할당되고; 360 내지 419초의 아크 저항의 평균 시간은 1의 PLC가 할당되고; 300 내지 359초의 아크 저항의 평균 시간은 2의 PLC가 할당되고; 240 내지 299초의 아크 저항의 평균 시간은 3의 PLC가 할당되고; 180 내지 239초의 아크 저항의 평균 시간은 4의 PLC가 할당되고; 120 내지 179초의 아크 저항의 평균 시간은 5의 PLC가 할당되고; 60 내지 119초의 아크 저항의 평균 시간은 6의 PLC가 할당되고; 60초 미만의 아크 저항의 평균 시간은 7의 PLC가 할당된다. 특히 유용한 제형은 5 이하의 PLC를 가질 수 있다.
비교 트래킹 지수 (CTI)는 UL 746A에 따라 결정하였으며, PLC의 측면에서 보고된다. 성능은, 0.1%의 암모늄 클로라이드 용액을 재료 상에 50 방울 떨어뜨린 후 트래킹을 일으키는 전압으로서 표현된다. 공칭 3 mm 두께를 시험한 결과는 임의의 두께에서 재료의 성능을 나타내는 것으로 간주된다. 600 볼트 이상의 CTI는 0의 PLC가 할당되고; 400 내지 599 볼트의 CTI는 1의 PLC가 할당되고; 250 내지 399 볼트의 CTI는 2의 PLC가 할당되고; 174 내지 249 볼트의 CTI는 3의 PLC가 할당되고; 100 내지 174 볼트의 CTI는 4의 PLC가 할당되고; 100 볼트 미만의 CTI는 5의 PLC가 할당된다. 특히 유용한 제형은 2 이하의 PLC를 가질 수 있다.
고전압 트래킹 저항 (HVTR)은 UL 746A에 따라 결정하였으며, PLC의 측면에서 보고된다. 성능은, 표준화된 시험 조건 하에 재료의 표면 상에 트래킹 경로가 생성될 수 있는, 분당 밀리미터 (mm/min)의 속도로서 표현되었다. 재료의 점화가 일어나는 경우에 기록하였다. 공칭 3 mm 두께를 시험한 결과는 임의의 두께에서 재료의 성능을 나타내는 것으로 간주된다. 0 내지 10 mm/min의 HVTR 범위는 0의 PLC가 할당되었고; 10.1 내지 25.4 mm/min의 HVTR 범위는 1의 PLC가 할당되었고; 25.5 내지 80 mm/min의 HVTR 범위는 2의 PLC가 할당되었고; 80.1 내지 150 mm/min의 HVTR 범위는 3의 PLC가 할당되었고; 150 mm/min 초과의 HVTR은 4의 PLC가 할당되었다. 특히 유용한 제형은 바람직하게는 0의 PLC를 가질 수 있다.
실시예 1 내지 7
실시예 1 내지 7에 대한 조성 및 성질을 하기 표 3에 나타냈다. 각각의 성분의 양은 각각 조성물의 총 중량을 기준으로 중량%로 표시된다.
성분 단위 1* 2* 3* 4* 5 6* 7*
PPE 중량% 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 15.0
PBT 중량% 49.4 47.4 47.4 47.4 35.1 37.4 37.4
PA66 중량% 　 　 　 　 　 10.0 10.0
SEBS 중량% 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0
FR-1 중량% 9.0 11.0 11.0 11.0 11.0 11.0 11.0
FR-2 중량% 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0
AO 중량% 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
Comp-1 중량% 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 　 　
Comp-2 중량% 　 　 　 　 　 0.3 0.3
활석 중량% 　 　 　 　 22.2 　 　
GF-1 중량% 20.0 20.0 　 10.0 10.0 20.0 15.0
GF-2 중량% 　 　 20.0 10.0 　 　 　
안료 중량% 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15
성질
굴곡 탄성률 MPa 6618.3 6536.7 6482.7 6527.7 5847.7 6912.7 5686.0
굴곡 강도 MPa 118.9 113.0 113.0 114.3 83.4 101.7 87.5
HDT, 편평 ℃ 187.0 186.8 185.8 186.6 172.1 190.2 171.2
인장 탄성률 MPa 6998.6 6766.8 6580.8 6600.8 5757.2 7174.4 5780.0
파단 시 인장 응력 MPa 78.3 72.9 70.4 72.3 50.5 71.2 58.3
파단 시 인장 변형률 % 1.8 1.7 1.8 1.9 1.3 1.3 1.3
UL94, 1.5 mm V0 V0 V0 V0 V0 V0 V0
UL94, 1.0 mm V0 V0 V0 V0 V0 V0 V0
UL94, 0.8 mm V0 V0 V0 V0 V0 V0 V0
UL94, 0.4 mm V1 V1 V1 V1 V0 V0 V0
비중 1.41 1.40 1.40 1.40 1.38 1.38 1.33
HVAR 6 6 6 6 5 6 6
CTI 2 2 2 2 0 1 2
HVTR 0 0 0 0 0 0 0
*비교예
표 3의 데이터는, PPE-PBT 유리-강화된 PPE 및 PBT 혼합물이 0.8 mm, 1.0 mm 및 1.5 mm의 두께에서 V0의 UL 94 등급, 2 이하의 CTI 및 0의 HVTR (실시예 1 내지 4 및 6 내지 7)을 제공한다는 것을 나타낸다. 그러나, HVAR 등급은 5보다 더 컸다. 강화제로서 활석 및 유리 섬유의 조합 (실시예 5)은 0.4 mm, 0.8 mm, 1.0 mm 및 1.5 mm의 두께에서 V0의 UL 94 등급, 0의 CTI, 0의 HVTR 및 5의 HVAR을 낳았다.
실시예 8 내지 17에 대한 조성 및 성질을 하기 표 4에 나타냈다. 각각의 성분의 양은 각각 조성물의 총 중량을 기준으로 중량%로 표시된다.
성분 단위 8* 9* 10* 11* 12 13* 14* 15* 16* 17a* 17b*
PPE 중량% 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0
PBT 중량% 73.4 33.1 35.1 41.1 38.1 38.1 38.1 38.1 38.1 38.1 67.3
SEBS 중량% 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0
FR-1 중량% 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0
FR-2 중량% 　 　 　 　 3.00 　 　 　 　 　 3.0
FR-3 중량% 　 　 　 　 　 　 　 3.0 　 　
Comp-1 중량% 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
AO 중량% 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
안료 중량% 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
FR-4 중량% 　 　 　 　 　 3.0 　 　 　 　
FR-5 중량% 　 　 　 　 　 　 3.0 　 　 　
FR-6 중량% 　 　 　 　 　 　 　 　 3.0 　
FR-7 중량% 　 　 　 　 　 　 　 　 　 3.0
활석 중량% 　 40.2 30.2 22.2 22.2 22.2 22.2 22.2 22.2 22.2
GF-1 중량% 　 　 8.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0
성질
굴곡 탄성률 MPa 2314.0 4420.3 5632.3 5440.3 5530.7 5589.7 X X 5599.0 5753.0 4635.0
굴곡 강도 MPa 68.8 57.1 59.8 65.3 82.3 45.6 X X 58.2 79.6 99.7
HDT ℃ 76.6 121.7 184.4 187.9 177.2 178.1 X X 188.9 172.6 75.0
인장 탄성률 MPa 2636.2 5051.2 6477.0 6285.6 6419.8 6397.6 X X 6592.8 6390.8 4861.0
파단 시 인장 응력 MPa 39.5 20.6 34.3 38.5 49.8 24.8 X X 33.2 50.6 54.4
파단 시 인장 변형률 % 1.9 0.4 0.6 0.7 1.1 0.4 X X 0.6 1.1 2.0
UL94, 1.5 mm V2 V1 V1 V1 V0 NR X NR V1 NR V1
UL94, 0.8 mm V2 V1 NR NR V1 X X X V1 NR NR
비중 1.25 1.33 1.37 1.37 1.37 1.38 X X 1.39 1.38 1.37
HVAR 5 5 5 5 5 X X X 5 5 5
CTI 0 1 0 1 0 X X X 0 1 3
HVTR 0 0 0 0 0 X X X 0 0 0
*비교예
표 4에서, 일부 시험 샘플은 특정 조성물로부터 제조될 수 없었다 ("X"에 의해 표시된 바와 같음). 이는 압출 공정에서의 불량한 가공성 때문이었다.
비교예 8 내지 11은, FR-1이 단독으로 사용되는 경우 9 중량%의 로딩량이 1.5 mm 및/또는 0.8 mm의 두께에서 V0의 UL 94 등급을 제공하기에 불충분하였다는 것을 나타낸다. 9 중량%의 FR-1과 3 중량%의 FR-3의 조합 (비교예 15), 3 중량%의 FR-4의 조합 (비교예 13), 3 중량%의 FR-5의 조합 (비교예 14), 3 중량%의 FR-6의 조합 (비교예 16) 및 3 중량%의 FR-7의 조합 (비교예 17a)은, CTI 및 HVTR 값이 목적하는 범위에 있었지만 0.8 mm 및 1.5 mm 두께에서 UL 94 등급을 개선하는 데 실패하였다. FR-1 (9 중량%) 및 FR-2 (3 중량%)의 조합을 가진 실시예 12는 0.8 mm 및 1.5 mm의 두께에서 V1 및 V0의 UL 94 등급을 낳았다. 비교예 17b는, SEBS 및 활석이 부재한 FR-1 및 FR-2의 조합이 목적하는 범위를 벗어난 CTI 값 (즉, CTI = 3)을 낳았음을 나타낸다.
실시예 18 내지 24에 대한 조성 및 성질을 하기 표 5에 나타냈다. 각각의 성분의 양은 각각 조성물의 총 중량을 기준으로 중량%로 표시된다.
성분 단위 18* 19* 20* 21* 22* 23* 24*
PPE 중량% 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0
PBT 중량% 62.4 50.1 55.4 37.1 35.1 37.1 39.1
SEBS 중량% 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0
FR-2 중량% 　 　 7.0 7.0 7.0 5.0 3.0
Comp-1 중량% 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
AO 중량% 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
안료 중량% 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
활석 중량% 　 22.2 　 30.2 30.2 30.2 30.2
GF-1 중량% 20.0 10.0 20.0 8.0 10.0 10.0 10.0
성질
굴곡 탄성률 MPa 6260.0 5580.0 6797.0 6125.7 6754.7 6584.0 6438.7
굴곡 강도 MPa 34.0 10.6 65.6 16.7 46.5 55.4 47.2
HDT, 편평 ℃ 195.9 184.2 201.1 188.2 191.2 189.1 192.1
인장 탄성률 MPa 6256.0 5571.6 7077.6 6056.4 6683.6 6494.6 6445.4
파단 시 인장 응력 MPa 95.3 67.3 91.0 63.4 65.6 67.3 69.0
파단 시 인장 변형률 % 2.4 1.8 1.8 1.5 1.4 1.5 1.6
UL94, 1.5 mm NR NR NR NR NR NR NR
UL94, 0.8 mm NR NR NR NR NR NR NR
비중 1.38 1.37 1.41 1.39 1.41 1.40 1.39
HVAR 6 5 5 4 5 5 4
CTI 2 2 2 1 1 1 1
HVTR 2 0 0 2 3 3 3
*비교예
표 5는 FR-2를 단독으로 갖는 조성물의 몰딩된 샘플을 나타내며, 여기서 FR-1은 부재하고, 3 내지 7 중량%의 FR-2 로딩량은 0.8 mm 및 1.5 mm의 두께에서 V0의 UL 94 등급을 제공하기에 불충분하였다 (비교예 18 내지 24).
실시예 25 내지 30에 대한 조성 및 성질을 하기 표 6에 나타냈다. 각각의 성분의 양은 각각 조성물의 총 중량을 기준으로 중량%로 표시된다.
성분 단위 25* 26* 27* 28* 29* 30*
PPE 중량% 10.0 12.0 10.0 12.0 10.0 10.0
PBT 중량% 35.1 39.1 35.1 39.1 37.1 75.4
SEBS 중량% 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0
FR-1 중량% 4.0 4.0 4.0 4.0 　 　
FR-2 중량% 3.0 4.0 　 　 　 7.0
FR-3 중량% 　 　 3.0 4.0 5.0 　
Comp-1 중량% 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
AO 중량% 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
안료 중량% 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
활석 중량% 30.2 23.2 30.2 23.2 30.2 　
GF-1 중량% 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 　
굴곡 탄성률 MPa 6463.0 6040.3 6438.0 5882.0 6356.7 2482.3
굴곡 강도 MPa 70.1 47.6 61.6 54.0 97.1 30.6
HDT, 1.8 ℃ 191.1 191.0 198.5 196.6 189.5 75.0
인장 탄성율 MPa 6312.2 5938.8 6370.4 5895.0 6258.8 2464.2
파단 시 인장 응력 MPa 56.0 56.4 49.1 45.7 63.1 48.6
파단 시 인장 변형률 % 1.2 1.3 1.0 1.0 1.5 3.2
UL94, 1.5 mm NR NR NR NR NR NR
UL94, 0.8 mm NR NR NR NR NR NR
비중 1.39 1.37 1.39 1.37 1.39 1.28
HVAR 4 4 5 5 4 5
CTI 0 1 1 1 1 2
HVTR 2 3 3 3 3 4
*비교예
비교 실시예 25 내지 26은, FR-1 및 FR-2 둘 모두가 존재하는 난연성 조성물에 대해, 각각 7 중량% 및 8 중량%의 조합된 로딩량이 0.8 mm 및 1.5 mm의 두께에서 V0의 UL 94 등급을 제공하기에 불충분하였다는 것을 나타낸다. 7 내지 8 중량% 범위의 로딩량에서 FR-1과 FR-3의 조합은 0.8 mm 및 1.5 mm의 두께에서 UL 94 등급을 개선하는 데 실패하였다 (비교 실시예 27 내지 28).
표 3 내지 6과 관련하여, 개시된 조성물 모두 (실시예 1 내지 30)는 소형 회로 차단기 하우징 적용에 유용하며, 각각 1.42 이하의 비중을 갖는다. 유리하게는, 1.42 이하의 비중에 더하여, 실시예 5 및 12의 몰딩된 조성물은 바람직한 난연성, CTI, HVAR 및 HVTR 값을 제공하였다. CTI (PLC = 0), HVAR (PLC ≤ 5) 및 HVTR (PLC = 0)의 성질의 이러한 조합을 갖는 조성물은 전기적 적용, 예컨대 소형 회로 차단기에 특히 유용하다.
본 개시는 하기 측면을 추가로 포함한다.
측면 1: 강화 난연성 조성물로서, 각각 상기 강화 난연성 조성물의 총 중량을 기준으로, 30 내지 80 중량%의 중합체 성분으로서, 25 내지 65 중량%의 폴리(알킬렌 테레프탈레이트); 5 내지 25 중량%의 폴리(페닐렌 에테르); 선택적으로, 5 내지 35 중량%의 폴리아미드를 포함하는 중합체 성분; 5 내지 30 중량%의 강화 미네랄 충전제, 바람직하게는 활석; 5 내지 35 중량%의 유리 섬유; 4 내지 25 중량%의 난연제 성분으로서, 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트 및 보조 난연제를 포함하며, 상기 보조 난연제는 포스페이트, 포스파이트, 포스포네이트, 상기 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트와 상이한 포스피네이트, 포스핀 옥시드, 포스핀, 포스파젠, 멜라민 폴리포스페이트, 멜라민 시아누레이트, 멜라민 피로포스페이트, 멜라민 포스페이트, 금속 히드록시드, 금속 보레이트, 금속 옥시드, 금속 옥시드 히드록시드 또는 이들의 조합, 바람직하게는 멜라민 폴리포스페이트를 포함하는, 난연제 성분; 0.01 내지 2 중량%의 상용화제; 5 내지 15 중량%의 충격 개질제; 선택적으로, 0.1 내지 10 중량%의 첨가제 조성물을 포함하며; 상기 강화 난연성 조성물의 몰딩된 샘플은 1.5 밀리미터의 두께에서 V0의 UL94 등급, 1.0 밀리미터의 두께에서 V0의 UL94 등급, 0.8 밀리미터의 두께에서 V0의 UL94 등급, 0.4 밀리미터의 두께에서 V0의 UL94 등급 또는 이들의 조합; 및 UL 746A에 따라 결정 시 250 내지 399 볼트, 바람직하게는 400 내지 599 볼트, 보다 바람직하게는 600 볼트 이상의 비교 트래킹 지수, ASTM D495에 따라 결정 시 적어도 120초의 아크 저항의 평균 시간, 또는 이들의 조합을 갖는, 강화 난연성 조성물.
측면 2: 측면 1에 있어서, 상기 강화 난연성 조성물이 UL 746A에 따라 결정된, 분당 0 내지 10 밀리미터의 고전압 트래킹 저항을 나타내는, 강화 난연성 조성물.
측면 3: 측면 1 또는 2에 있어서, 상기 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)가 폴리((C1-8 알킬렌) 테레프탈레이트)를 포함하며, 바람직하게는 상기 폴리((C1-8 알킬렌) 테레프탈레이트)는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트) 또는 이들의 조합, 보다 바람직하게는 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)를 포함하는, 강화 난연성 조성물.
측면 4: 측면 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리아미드가 존재하며, 나일론-6, 나일론-6,6, 나일론-4, 나일론-4,6, 나일론-12, 나일론-6,10, 나일론-6,9, 나일론-6,12, 나일론-9T, 나일론-6,6 나일론-6 또는 이들의 조합을 포함하는, 강화 난연성 조성물.
측면 5: 측면 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리(페닐렌 에테르)가 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)인, 강화 난연성 조성물.
측면 6: 측면 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 강화 미네랄 충전제가 활석이고, 상기 폴리아미드가 존재하며, 나일론-6, 나일론-6,6 또는 이들의 조합을 포함하는, 강화 난연성 조성물.
측면 7: 측면 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 상기 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트가 금속 디(C1-3 알킬)포스피네이트를 포함하는, 강화 난연성 조성물.
측면 8: 측면 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 상기 난연제 성분이 4 내지 24 중량%의 상기 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트 및 1 내지 21 중량%의 상기 보조 난연제를 포함하며, 상기 보조 난연제는 멜라민 폴리포스페이트, 멜라민 시아누레이트, 멜라민 피로포스페이트, 멜라민 포스페이트, 금속 히드록시드, 금속 보레이트, 금속 옥시드, 금속 옥시드 히드록시드 또는 이들의 조합, 바람직하게는 멜라민 폴리포스페이트를 포함하는, 강화 난연성 조성물.
측면 9: 측면 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 상기 첨가제 조성물이 존재하며, 유동 개질제, 산화방지제, 열 안정화제, 광 안정화제, 자외선 광 안정화제, 자외선 흡수 첨가제, 가소제, 윤활제, 이형제, 대전방지제, 방담제, 항균제, 착색제, 표면 효과 첨가제, 방사선 안정화제, 상기 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트와 상이한 난연제 및 상기 보조 난연제, 적하방지제 또는 이들의 조합을 포함하는, 강화 난연성 조성물.
측면 10: 측면 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 상기 충격 개질제가 스티렌-부타디엔-스티렌, 스티렌-부타디엔 고무, 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 아크릴로니트릴-에틸렌-프로필렌-디엔-스티렌, 스티렌-이소프렌-스티렌, 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴 또는 이들의 조합을 포함하는, 강화 난연성 조성물.
측면 11: 측면 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 각각 상기 강화 난연성 조성물의 총 중량을 기준으로 하기를 포함하는 강화 난연성 조성물: 35 내지 65 중량%의 중합체 성분으로서, 5 내지 15 중량%의 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌) 에테르; 및 30 내지 50 중량%의 폴리(부틸렌 테레프탈레이트); 선택적으로, 5 내지 20 중량%의 폴리아미드를 포함하는 중합체 성분; 5 내지 15 중량%의 활석; 5 내지 15 중량%의 유리 섬유; 및 5 내지 23 중량%의, 4 내지 15 중량%의 알루미늄 디에틸포스피네이트를 포함하는 난연제 성분; 및 1 내지 8 중량%의 멜라민 폴리포스페이트; 0.1 내지 1.5 중량%의, 푸마르산, 말레산, 말레산 무수물, 시트르산 또는 이들의 조합을 포함하는 상용화제; 6 내지 8 중량%의, 충격 개질제로서의 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌; 및 0.1 내지 5 중량%의 첨가제 조성물.
측면 12: 측면 1 내지 11 중 어느 하나의 강화 난연성 조성물의 제조 방법으로서, 상기 강화 난연성 조성물의 성분을 용융 블렌딩하는 단계를 포함하는 제조 방법.
측면 13: 측면 1 내지 11 중 어느 하나의 강화 난연성 조성물을 포함하는 물품.
측면 14: 측면 13에 있어서, 상기 물품이 사출 성형 물품, 바람직하게는 전기 부품, 보다 바람직하게는 몰딩된 회로 차단기 또는 몰딩된 회로 차단기 하우징인, 물품.
상기 조성물, 방법 및 물품은 대안적으로 본원에 개시된 임의의 적합한 재료, 단계 또는 성분을 포함하거나, 이로 이루어지거나 또는 본질적으로 이로 이루어질 수 있다. 상기 조성물, 방법 및 물품은 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 조성물, 방법 및 물품의 작용 또는 목적의 달성에 달리 필요하지 않은 임의의 재료 (또는 종(species)), 단계 또는 성분이 없거나 또는 이를 실질적으로 함유하지 않도록 제제화될 수 있다.
본원에 개시된 모든 범위는 종점들을 포함하며, 종점들은 서로 독립적으로 조합가능하다 (예를 들어, "최대 25 중량%, 또는 5 중량% 내지 20 중량%의 이들의 조합"의 범위는 "5 중량% 내지 25 중량%" 범위의 종점 및 모든 중간 값을 포함하는 등). "조합"은 블렌드, 혼합물, 합금, 반응 생성물 등을 포함한다. 용어 "제1", "제2" 등은 임의의 순서, 수량 또는 중요도를 나타내기보다는, 하나의 요소를 또 다른 요소로부터 구별하기 위해 사용된다. 단수 용어 및 "상기"는 수량의 제한을 나타내지 않으며, 본원에 달리 명시되거나 또는 문맥에 의해 명백히 모순되지 않는 한 단수형 및 복수형 둘 모두를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. "또는"은 달리 명백히 언급되지 않는 한 "및/또는"을 의미한다. 본 명세서 전체에 걸쳐 "일부 측면", "일 측면" 등에 대한 지칭은, 해당 측면에 관련되어 기술된 특정한 요소가 본원에 기술된 적어도 하나의 측면에 포함되며, 다른 측면에 존재할 수 있거나 또는 존재하지 않을 수 있음을 의미한다. 또한, 기술된 요소들이 다양한 측면에서 임의의 유용한 방식으로 조합될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. "이들의 조합"은 개방형이며, 선택적으로, 열거되지 않은 유사하거나 또는 균등한 성분 또는 성질과 함께, 열거된 성분 또는 성질 중 적어도 하나를 포함하는 임의의 조합을 포함한다.
본원에서 반대로 명시되지 않는 한, 모든 시험 표준은 본 출원의 출원일로서 유효한 가장 최근의 표준이거나, 또는 우선권이 주장되는 경우, 시험 표준이 나타나는 가장 빠른 우선권 출원의 출원일이다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 기술 및 과학 용어는 본 출원이 속하는 당업계의 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 모든 인용된 특허, 특허 출원 및 다른 참고문헌은 그 전문이 본원에 참조로 통합된다. 그러나, 본원에서의 용어가 상기 통합된 참고문헌에서의 용어에 모순되거나 또는 상충하는 경우, 본원으로부터의 용어가 상기 통합된 참고문헌으로부터의 상충하는 용어보다 우선순위를 갖는다.
화합물은 표준 명명법을 사용하여 기술된다. 예를 들어, 임의의 명시된 기에 의해 치환되지 않은 임의의 위치는 명시된 바와 같은 결합 또는 수소 원자에 의해 채워진 이의 원자가를 갖는 것으로 이해된다. 2개의 문자 또는 기호 사이에 있지 않은 대시(dash) ("-")는 치환기를 위한 부착 지점을 나타내기 위해 사용된다. 예를 들어, -CHO는 카보닐 기의 탄소를 통해 부착된다.
본원에 사용된 용어 "히드로카빌"은, 그 자체로, 또는 접두사, 접미사로서, 또는 또 다른 용어의 단편으로서 사용되는지에 관계 없이, 오직 탄소 및 수소를 함유하는 잔기를 지칭한다. 잔기는 지방족 또는 방향족, 직쇄, 시클릭, 비시클릭, 분지형, 포화 또는 불포화일 수 있다. 이는 또한 지방족, 방향족, 직쇄, 시클릭, 비시클릭, 분지형, 포화 및 불포화 탄화수소 모이어티의 조합을 함유할 수 있다. 그러나, 히드로카빌 잔기가 치환된 것으로서 기술되는 경우, 이는 선택적으로, 치환기 잔기의 탄소 및 수소 구성원에 더하여 헤테로원자를 함유할 수 있다. 따라서, 치환된 것으로서 구체적으로 기술되는 경우, 히드로카빌 잔기는 또한 하나 이상의 카보닐 기, 아미노 기, 히드록실 기 등을 함유할 수 있거나, 또는 이는 히드로카빌 잔기의 주쇄 내에 헤테로원자를 함유할 수 있다.
용어 "알킬"은 분지쇄 또는 직쇄 포화 지방족 탄화수소 기, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, s-부틸, t-부틸, n-펜틸, s-펜틸, 및 n- 및 s-헥실을 의미한다. "알케닐"은 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 직쇄 또는 분지쇄 1가 탄화수소 기 (예를 들어, 에테닐 (-HC=CH2))를 의미한다. "알콕시"는 산소를 통해 연결된 알킬 기 (즉, 알킬-O-), 예를 들어 메톡시, 에톡시 및 sec-부틸옥시 기를 의미한다. "알킬렌"은 직쇄 또는 분지쇄 포화 2가 지방족 탄화수소 기 (예를 들어, 메틸렌 (-CH2-) 또는 프로필렌 (-(CH2)3-))를 의미한다. "시클로알킬렌"은 2가 시클릭 알킬렌 기 -CnH2n-x (여기서, x는 고리화(들)에 의해 대체된 수소의 수임)를 의미한다. "시클로알케닐"은 1개 이상의 고리 및 고리 내에 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 1가 기를 의미하며, 여기서 모든 고리원은 탄소이다 (예를 들어, 시클로펜틸 및 시클로헥실). "아릴"은 명시된 수의 탄소 원자를 함유하는 방향족 탄화수소 기, 예컨대 페닐, 트로폰, 인다닐 또는 나프틸을 의미한다. "아릴렌"은 2가 아릴 기를 의미한다. "알킬아릴렌"은 알킬 기로 치환된 아릴렌 기를 의미한다. "아릴알킬렌"은 아릴 기 (예를 들어, 벤질)로 치환된 알킬렌 기를 의미한다. 접두사 "할로"는 플루오로, 클로로, 브로모 또는 아이오도 치환기 중 하나 이상을 포함하는 기 또는 화합물을 의미한다. 상이한 할로 기 (예를 들어, 브로모 및 플루오로)의 조합, 또는 오직 클로로 기가 존재할 수 있다. 접두사 "헤테로"는, 화합물 또는 기가 헤테로원자 (예를 들어, 1, 2 또는 3개의 헤테로원자(들))인 적어도 1개의 고리원을 포함하며, 여기서 헤테로원자(들)는 각각 독립적으로 N, O, S, Si 또는 P인 것을 의미한다. "치환된"은, 화합물 또는 기가 수소 대신에, 각각 독립적으로 C1-9 알콕시, C1-9 할로알콕시, 니트로 (-NO2), 시아노 (-CN), C1-6 알킬 술포닐 (-S(=O)2-알킬), C6-12 아릴 술포닐 (-S(=O)2-아릴), 티올 (-SH), 티오시아노 (-SCN), 토실 (CH3C6H4SO2-), C3-12 시클로알킬, C2-12 알케닐, C5-12 시클로알케닐, C6-12 아릴, C7-13 아릴알킬렌, C4-12 헤테로시클로알킬 및 C3-12 헤테로아릴일 수 있는 적어도 1종 (예를 들어, 1, 2, 3 또는 4종)의 치환기로 치환되되, 단 치환된 원자의 정상 원자가는 초과하지 않음을 의미한다. 기에 명시된 탄소 원자의 수는 임의의 치환기를 제외한다. 예를 들어, -CH2CH2CN은 니트릴로 치환된 C2 알킬 기이다.
특정한 측면이 기술되었지만, 현재 예상되지 않거나 예상되지 않을 수 있는 대안, 수정, 변경, 개선 및 실질적인 균등물이 출원인 또는 다른 통상의 기술자에게 떠오를 수 있다. 따라서, 출원되고 보정될 수 있는 첨부된 청구범위는 이러한 모든 대안, 수정, 변경, 개선 및 실질적인 균등물을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (14)

  1. 강화 난연성 조성물로서, 상기 강화 난연성 조성물은 각각 상기 강화 난연성 조성물의 총 중량을 기준으로
    30 내지 80 중량%의 중합체 성분으로서,
    25 내지 65 중량%의 폴리(알킬렌 테레프탈레이트);
    5 내지 25 중량%의 폴리(페닐렌 에테르); 및
    선택적으로(optionally), 5 내지 35 중량%의 폴리아미드를 포함하는 중합체 성분;
    5 내지 30 중량%의 강화 미네랄 충전제, 바람직하게는 활석,
    5 내지 35 중량%의 유리 섬유;
    4 내지 25 중량%의 난연제 성분으로서,
    금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트; 및
    보조 난연제를 포함하며, 상기 보조 난연제는 포스페이트, 포스파이트, 포스포네이트, 상기 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트와 상이한 포스피네이트, 포스핀 옥시드, 포스핀, 포스파젠, 멜라민 폴리포스페이트, 멜라민 시아누레이트, 멜라민 피로포스페이트, 멜라민 포스페이트, 금속 히드록시드, 금속 보레이트, 금속 옥시드, 금속 옥시드 히드록시드 또는 이들의 조합, 바람직하게는 멜라민 폴리포스페이트를 포함하는, 난연제 성분;
    0.01 내지 2 중량%의 상용화제;
    5 내지 15 중량%의 충격 개질제;
    선택적으로, 0.1 내지 10 중량%의 첨가제 조성물
    을 포함하며;
    상기 강화 난연성 조성물의 몰딩된(molded) 샘플은 1.5 밀리미터의 두께에서 V0의 UL94 등급, 1.0 밀리미터의 두께에서 V0의 UL94 등급, 0.8 밀리미터의 두께에서 V0의 UL94 등급, 0.4 밀리미터의 두께에서 V0의 UL94 등급 또는 이들의 조합을 갖고;
    상기 강화 난연성 조성물은 하기를 나타내는, 강화 난연성 조성물:
    UL 746A에 따라 결정 시 250 내지 399 볼트, 바람직하게는 400 내지 599 볼트, 보다 바람직하게는 600 볼트 이상의 비교 트래킹 지수(comparative tracking index),
    ASTM D495에 따라 결정 시 적어도 120초의 아크 저항(arc resistance)의 평균 시간, 또는
    이들의 조합.
  2. 제1항에 있어서, 상기 강화 난연성 조성물이 UL 746에 따라 결정된, 분당 0 내지 10 밀리미터의 고전압 트래킹 저항(high voltage tracking resistance)을 나타내는, 강화 난연성 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)가 폴리((C1-8 알킬렌) 테레프탈레이트)를 포함하며, 바람직하게는 상기 폴리((C1-8 알킬렌) 테레프탈레이트)는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트) 또는 이들의 조합, 보다 바람직하게는 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)인, 강화 난연성 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리아미드가 존재하며, 나일론-6, 나일론-6,6, 나일론-4, 나일론-4,6, 나일론-12, 나일론-6,10, 나일론-6,9, 나일론-6,12, 나일론-9T, 나일론-6,6 나일론-6 또는 이들의 조합을 포함하는, 강화 난연성 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리(페닐렌 에테르)가 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌 에테르)인, 강화 난연성 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 강화 미네랄 충전제가 활석을 포함하고, 상기 폴리아미드가 존재하며, 나일론-6, 나일론-6,6 또는 이들의 조합을 포함하는, 강화 난연성 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트가 금속 디(C1-3 알킬)포스피네이트를 포함하는, 강화 난연성 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 난연제 성분이 4 내지 24 중량%의 상기 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트 및 1 내지 21 중량%의 상기 보조 난연제를 포함하며, 상기 보조 난연제는 멜라민 폴리포스페이트, 멜라민 시아누레이트, 멜라민 피로포스페이트, 멜라민 포스페이트, 금속 히드록시드, 금속 보레이트, 금속 옥시드, 금속 옥시드 히드록시드 또는 이들의 조합, 바람직하게는 멜라민 폴리포스페이트를 포함하는, 강화 난연성 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 첨가제 조성물이 존재하며, 유동 개질제, 산화방지제, 열 안정화제, 광 안정화제, 자외선 광 안정화제, 자외선 흡수 첨가제, 가소제, 윤활제, 이형제, 대전방지제, 방담제, 항균제, 착색제, 표면 효과 첨가제, 방사선 안정화제, 상기 금속 디(C1-6 알킬)포스피네이트와 상이한 난연제 및 상기 보조 난연제, 적하방지제 또는 이들의 조합을 포함하는, 강화 난연성 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충격 개질제가 스티렌-부타디엔-스티렌, 스티렌-부타디엔 고무, 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 아크릴로니트릴-에틸렌-프로필렌-디엔-스티렌, 스티렌-이소프렌-스티렌, 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴 또는 이들의 조합을 포함하는, 강화 난연성 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 각각 상기 강화 난연성 조성물의 총 중량을 기준으로 하기를 포함하는 강화 난연성 조성물:
    35 내지 65 중량%의 중합체 성분으로서,
    5 내지 15 중량%의 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌) 에테르; 및
    30 내지 50 중량%의 폴리(부틸렌 테레프탈레이트);
    선택적으로, 5 내지 20 중량%의 폴리아미드를 포함하는 중합체 성분;
    5 내지 15 중량%의 활석;
    5 내지 15 중량%의 유리 섬유; 및
    5 내지 23 중량%의 난연제 성분으로서,
    4 내지 15 중량%의 알루미늄 디에틸포스피네이트; 및
    1 내지 8 중량%의 멜라민 폴리포스페이트;
    0.1 내지 1.5 중량%의, 푸마르산, 말레산, 말레산 무수물, 시트르산 또는 이들의 조합을 포함하는 상용화제;
    6 내지 8 중량%의, 충격 개질제로서의 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌; 및
    0.1 내지 5 중량%의 첨가제 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 강화 난연성 조성물의 제조 방법으로서, 상기 강화 난연성 조성물의 성분을 용융 블렌딩하는 단계를 포함하는 제조 방법.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 강화 난연성 조성물을 포함하는 물품.
  14. 제13항에 있어서, 상기 물품이 사출 성형 물품, 바람직하게는 전기 부품, 보다 바람직하게는 몰딩된 회로 차단기 또는 몰딩된 회로 차단기 하우징인, 물품.
KR1020227018146A 2019-11-08 2020-10-16 비할로겐화 난연성 및 강화된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트) 폴리(페닐렌 에테르) 조성물, 이의 제조 방법 및 이의 용도 KR20220099110A (ko)

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