KR20230117249A - 높은 유전 상수, 높은 내열성, 및 개선된 기계적 특성을갖는 열가소성 조성물 및 이에 의한 성형 물품 - Google Patents

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Abstract

열가소성 조성물은 (a) 약 10 wt.% 내지 60 wt.%의 제1 폴리페닐렌 옥사이드 PPO; (b) 낮은 중합도 및 점도계를 사용하여 25℃에서 클로로포름 중에 측정된 0.1 dl/g 내지 0.3 dl/g의 점도를 갖는 약 0.5 wt.% 내지 약 10 wt.%의 제2 PPO; (c) 약 0.5 wt.% 내지 약 10 wt.%의 다목적 폴리스티렌 GPPS; (d) 약 0.5 wt% 내지 약 10 wt%의 충격 개질제; 및 (e) 약 30 wt.% 내지 약 70 wt.%의 무기 세라믹 충전제를 포함한다. 제1 PPO 및 제2 PPO 대 폴리스티렌의 비는 1:1 내지 6:1이다. 모든 성분의 조합된 중량 백분율 값은 100 wt.%를 초과하지 않고, 모든 중량 백분율 값은 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.

Description

높은 유전 상수, 높은 내열성, 및 개선된 기계적 특성을 갖는 열가소성 조성물 및 이에 의한 성형 물품
본 개시내용은 높은 유전 상수 및 낮은 소산 계수(dissipation factor)를 나타내는 재료 그리고 특히 위상 변이 안테나 적용을 위해 이들 특성을 갖는 폴리페닐렌 옥사이드-기반 재료에 관한 것이다.
기지국의 위상 변이에 유용한 재료가 본원에 기재된다. 이상기(phase shifter)는 기지국에서의 주요 구성요소이다. 이상기는 들어오는 신호의 상을 변화시키는 전자 장치를 포함한다. 이상기는 안테나의 전파 각도를 원격으로 기울이거나, 조정할 수 있다. 이상기는 다수의 상이한 방식으로 설계 및 제조된다. 대개, 높은 유전 상수 dK 및 낮은 소산 계수 DF 특성을 갖는 특별히 엔지니어링된 플라스틱이 바람직하다. 폴리페닐 에테르, 예컨대 폴리페닐렌 옥사이드 PPO는 이의 탁월한 유전 특성으로 인해 이러한 플라스틱을 제조하기에 유용한 베이스 수지를 나타낸다. 통상적으로, 상이한 로딩량의 세라믹 충전제와 함께 PPO가 컴파운딩(compound)되어 여러가지 이상기 설계를 충족시켜왔다. 그러나, PPO는 특정 가공 단점으로 인해 성가실 수 있다.
따라서, 높은 유전 상수(DK), 초저 유전체 손실 탄젠트(DF), 높은 내열성, 용이한 가공, 및 강한 기계적 특성을 나타내는 재료에 대한 당업계에서의 요구가 존재하는 실정이다.
당업계의 상기 기재된 결함 및 다른 결함은 (a) 약 10 wt.% 내지 60 wt.%의 제1 폴리페닐렌 옥사이드 PPO; (b) 낮은 중합도 및 점도계를 사용하여 25℃에서 클로로포름 중에 측정된 0.1 dl/g 내지 0.3 dl/g의 점도를 갖는 약 0.5 wt.% 내지 약 10 wt.%의 제2 PPO; (c) 약 0.5 wt.% 내지 약 10 wt.%의 다목적 폴리스티렌 GPPS; (d) 약 0.5 wt% 내지 약 10 wt%의 충격 개질제; 및 (e) 약 30 wt.% 내지 약 70 wt.%의 무기 세라믹 충전제를 포함하는 열가소성 조성물에 의해 충족된다. 제1 PPO 및 제2 PPO 대 폴리스티렌의 비는 1:1 내지 6:1이다. 모든 성분의 조합된 중량 백분율 값은 100 wt.%를 초과하지 않고, 모든 중량 백분율 값은 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
상기 기재된 특성 및 다른 특성은 다음의 상세한 설명, 실시예, 및 청구범위에 의해 예시된다.
본 개시내용은 본원에 포함된 소기의 실시형태 및 실시예의 다음의 상세한 설명을 참조하여 보다 용이하게 이해될 수 있다. 이어지는 다음의 명세서 및 청구범위에서, 다음의 의미를 갖는 다수의 용어를 참조할 것이다.
이상기는 기지국에서 주요 구성요소이다. 이상기는 유전체 판을 포함한다. 이상기는 대개 높은 유전 상수 dK 및 낮은 소산 계수 DF 특성을 갖는 특별히 엔지니어링된 플라스틱을 포함한다. 폴리페닐렌 옥사이드 PPO는 이의 탁월한 유전 특성으로 인해 이러한 플라스틱을 제조하기에 유용한 베이스 수지이다. 통상적으로는, 상이한 로딩량의 세라믹 충전제와 함께 PPO가 컴파운딩되어 여러가지 이상기 설계를 충족시켜왔다. 그러나, PPO는 특정 가공 단점으로 인해 성가실 수 있다. PPO 자체는 용융 공정에 매우 어려우며, 대개 폴리스티렌 PS와 배합되어 소기의 용융 유동성을 얻는다. 이러한 배합 전략은 불행하게도 PS의 유리 전이 온도가 단지 90℃이기 때문에 최종 플라스틱 조성물의 내열성을 희생시킬 수 있다. 현대 이상기 설계는 높은 Dk, 높은 HDT, 및 높은 용융 유동성을 동시에 요구한다. 전통적 조성물은 이러한 까다로운 요건을 충족시키지 않았다.
미국의 공개된 특허 출원 US 20180258282호는 낮은 소산 계수를 유지하면서 다양한 Dk 값을 나타내는 폴리(아릴렌 에테르), 다목적 폴리스티렌, 충격 개질제, 및 세라믹 충전제를 포함하는 복합재를 개시하고 있다. 그러나, 이들 복합재는 충분히 높은 내열성을 나타내지는 않는다.
중국 특허 출원 CN 108164973 A호는 폴리-p-페닐렌 옥사이드, 내충격성 폴리스티렌(HIPS), 고유전 충전제, 산화방지제, 및 윤활제를 포함하는 고유전 폴리페닐 에테르 재료를 개시하고 있다. 그러나, 이들 복합재는 충분히 높은 내열성뿐만 아니라 개선된 연성 및 높은 유동성을 나타내지는 않는다.
미국의 공개된 특허 출원 US 20090054553 A1호는 유전 충전제 및 열가소성 중합체를 개시하고 있다. 특정 폴리에틸렌 에테르가 개시되지는 않는다. 이들 복합재는 충격 개질제를 특징으로 하지 않으며, 충분히 높은 내열성 또는 낮은 유전 손실뿐만 아니라 개선된 연성 및 높은 유동성을 나타내지 않는다.
따라서, PPO/GPPS 배합물이 유전 특성을 갖는 적합한 조성물이기는 하지만, 본 개시내용은 PPO 수지, GPPS, 충격 개질제, 및 세라믹 충전제의 특정 조합을 조합하여 Dk, Df, 내열성 및 연성을 최적화한다. 높은 유전 상수 및 낮은 소산 계수를 나타낼 뿐만 아니라 열변형 온도, 즉, 170℃ 초과의 열변형 온도를 유지하는 폴리페닐렌 옥사이드 기반 재료가 본원에 제공된다.
본원에 기재된 임의의 방법에 따라 제조된 제조 물품이 또한 본 개시내용의 범주 내에 존재한다. 예를 들어, 본 개시내용의 재료 및 방법을 사용하여 제조될 수 있는 물품은 전기 분야의 것들, 예를 들어 컴퓨터, 안테나, 및 조명 물품을 포함한다.
본 화합물, 조성물, 물품, 시스템, 장치, 및/또는 방법이 개시 및 기술되기 전에, 이들은 달리 명시되지 않는 한, 특정 합성 방법 또는 달리 명시되지 않는 한, 특정 시약에 제한되지 않으며, 이러한 것은 물론 달라질 수 있음이 이해되어야 한다. 본원에 사용된 전문용어는 오직 특정 양태를 설명하는 목적을 위한 것이며, 제한적인 것으로 의도되지 않음이 또한 이해되어야 한다.
본 개시내용의 요소의 다양한 조합, 예를 들어 동일한 독립 청구항에 의존하는 종속 청구항으로부터의 요소의 조합이 본 개시내용으로 포함된다.
또한, 달리 분명하게 명시되지 않는 한, 본원에 제시된 임의의 방법은 이의 단계가 특정 순서로 수행되어야 함을 요구하는 것으로 해석되도록 어떠한 방식으로도 의도되지 않음이 이해되어야 한다. 따라서, 방법 청구항은 실제로 이의 단계에 따라야 하는 순서를 나열하지 않거나, 단계가 특정 순서로 제한되어야 하는 청구항 또는 설명에서 달리 구체적으로 명시되지 않는 경우, 순서는 임의의 측면에서 추론되도록 어떠한 방식으로도 의도되지 않는다. 이는 단계 및 운영상 흐름의 배열에 관한 논리의 문제; 문법적 구성 또는 구두점으로부터 유도된 명백한 의미; 및 본 명세서에 기재된 양태의 수 또는 유형을 포함하여 해석을 위한 임의의 가능한 비-명시적 기준이 적용된다.
열가소성 조성물
본 개시내용의 양태는 폴리페닐렌 옥사이드(PPO) 및 폴리스티렌(PS)을 포함하는 베이스 수지, 충격 개질제, 및 세라믹 충전제를 포함하는 열가소성 조성물에 관한 것이다.
다양한 양태에서, 본 개시내용은 안테나의 전파 각도를 조정할 수 있는 이상기의 제조에 유용한 복합 재료를 제공한다. 이들 재료는 유전 특성, 예컨대 약 1 GHz 및 120 GHz의 주파수에서의 특히 유전 상수 Dk, 소산 계수 Df에 대해 평가되었다. 이들 재료는 바람직하게 높은 열변형 온도(즉, 170℃ 초과)를 유지하면서, 특정 유전 특성을 나타낸다.
폴리페닐렌 옥사이드
개시된 조성물은 폴리(아릴렌 에테르), 예컨대 폴리페닐렌 옥사이드 PPO를 포함할 수 있다. 폴리(아릴렌) 에테르는 겔 투과 크로마토그래피에 의해 결정된 약 3,000 내지 약 30,000 g/mole(그램/mole)의 수평균 분자량 및 약 30,000 내지 약 60,000 g/mole의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 폴리(아릴렌 에테르)는 25℃에서 클로로포름 중에 측정된 약 0.10 내지 약 0.60 데시리터/그램(dl/g)의 고유 점도를 가질 수 있다. 높은 고유 점도의 폴리(아릴렌 에테르)(PPO) 및 낮은 고유 점도의 폴리(아릴렌 에테르)(PPO)를 조합하여 이용하는 것이 또한 가능하다. 2개의 고유 점도가 사용될 때, 정확한 비를 결정하는 것은 어느 정도는 사용되는 폴리(아릴렌 에테르)의 정확한 고유 점도 및 원하는 최종 물리적 특성에 따라 좌우될 것이다. 다수의 목적을 위해 특히 유용한 폴리(아릴렌 에테르)는 특정 말단기를 갖는, 예를 들어 -SH와 같은 말단기를 함유하는 분자를 포함하는 것들이다.
다양한 양태에서, 개시된 조성물은 폴리페닐렌 에테르, 예컨대 폴리페닐렌 옥사이드("폴리(p-페닐렌 옥사이드") PPO를 포함할 수 있다. PPO는 산소(O)와 연결된 선택적으로 치환된 페닐 고리를 함유하는 중합체를 설명할 수 있으며, 폴리(p-페닐렌 에테르) 또는 폴리(2,6 디메틸-p-페닐렌 옥사이드)와 상호 교환적으로 사용될 수 있다. 추가로, 개시된 조성물은 특정 특성의 균형을 갖는 조성물을 제공하는 PPO 수지의 특정 조합을 포함할 수 있다.
본 개시내용의 다양한 양태에 따르면, 조성물은 적어도 제1 PPO 및 제2 PPO를 포함할 수 있다. 제1 PPO는 특정 분자량을 가질 수 있다. 추가의 양태에서, 제1 PPO는 특정 고유 점도를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 PPO는 약 0.3 내지 약 0.5 데시리터/그램(dl/g)의 고유 점도를 가질 수 있다. 추가의 예에서, 제1 PPO는 높은 중합도를 갖는 PPO를 포함할 수 있다. 높은 중합도는 20,000 달톤(Da) 초과의 분자량을 특징으로 할 수 있다. 분자량은 수평균 분자량 Mn(즉, 폴리스티렌 표준을 사용한 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 측정될 때, 20,000 달톤 초과의 Mn)으로 정의될 수 있다.
조성물의 특정 양태는 조성물의 총 중량을 기준으로 약 10 wt.% 내지 약 60 wt.%의 제1 PPO, 또는 약 10 wt.% 내지 약 40 wt.%, 또는 약 20 wt.% 내지 약 50 wt.%, 또는 약 12 wt.% 내지 약 55 wt.%의 제1 PPO를 포함한다. 본원에 제공된 바와 같이, 개시된 조성물은 다목적 폴리스티렌을 또한 포함한다. 일부 예에서, 총 PPO 함량 및 다목적 스티렌 GPPS(충격 개질제로서 존재하는 폴리스티렌 포함)는 약 1:1 내지 약 5:1의 비로 존재할 수 있다. 추가의 예에서, PPO 및 GPPS는 1:1 내지6:1의 PPO:GPPS의 비로 존재한다.
제2 PPO는 특정 분자량을 가질 수 있다. 추가의 양태에서, 제2 PPO는 특정 고유 점도를 가질 수 있다. 또 추가의 양태에서, 제2 PPO는 낮은 중합도를 갖는 PPO를 포함할 수 있다. 낮은 중합도는 10,000 달톤 미만의 분자량을 특징으로 할 수 있다. 분자량은 수평균 분자량 Mn(즉, 폴리스티렌 표준을 사용한 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 측정될 때, 10,000 달톤 미만의 Mn)으로 정의될 수 있다. 추가의 예에서, 제2 PPO는 약 0.1 내지 약 0.3 데시리터/그램(dl/g), 또는 약 0.1 dl/g 내지 약 0.2 dl/g의 고유 점도를 가질 수 있다. 제2 PPO는 본원에 기재된 GPPS 성분의 유리 전이 온도 초과인 유리 전이 온도를 추가로 나타낼 수 있다. 조성물의 특정 양태는 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.5 wt.% 내지 약 10 wt.%의 제2 PPO, 또는 약 0.5 wt.% 내지 약 8 wt.%, 또는 약 0.5 wt.% 내지 약 7 wt.%, 또는 약 1 wt.% 내지 약 8 wt.%, 또는 약 2 wt.% 내지 약 8 wt.%의 제2 PPO를 포함한다.
폴리스티렌
다양한 양태에서, 개시된 조성물은 폴리스티렌 중합체를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "폴리스티렌"은 화학식 (I)의 단량체로부터 유도된 구조 단위를 갖는 적어도 25 중량%의 중합체 전구체를 함유하는 벌크, 현탁, 및 유화 중합에 의해 제조된 중합체를 포함하며:
상기 식에서, R은 수소, 저급 알킬, 또는 할로겐이고; Z는 비닐, 할로겐, 또는 저급 알킬이고; p는 0 내지 약 5이다. 이들 유기 중합체는 스티렌, 클로로스티렌, 및 비닐톨루엔의 동종중합체, 아크릴로니트릴, 부타디엔, 알파-메틸스티렌, 에틸비닐벤젠, 디비닐벤젠, 및 말레산 무수물로 예시된 하나 이상의 단량체와 스티렌의 랜덤 공중합체, 및 배합물 및 그래프트를 포함하는 고무-개질 폴리스티렌(여기서, 고무는 폴리부타디엔 또는 약 98 내지 약 70 wt%의 스티렌 및 약 2 내지 약 30 wt%의 디엔 단량체의 고무 같은 공중합체임)을 포함한다. 폴리스티렌은 일반적으로 폴리페닐렌 에테르와 혼화성이다. 특정 양태에서, 조성물은 다목적 폴리스티렌을 포함할 수 있다. 본 조성물은 약 0.5 wt.% 내지 약 10 wt.%의 폴리스티렌, 예컨대 다목적 폴리스티렌을 포함할 수 있다.
본원에 제공된 바와 같이, 제1 PPO 및 제2 PPO 대 폴리스티렌의 비는 1:1 내지 6:1, 또는 1:1 내지 5:1이다. 상기 비에서, 폴리스티렌은 다목적 폴리스티렌뿐만 아니라 본원에 다른 곳에서 기재된 충격 개질제 중에 존재하는 폴리스티렌을 지칭할 수 있다.
충격 개질제
개시된 조성물은 올레핀, 모노비닐 방향족 단량체, 아크릴산 및 메타크릴산, 및 이들의 에스테르 유도체뿐만 아니라 완전히 또는 부분적으로 수소화된 공액 디엔으로부터 유도된 고분자량의 엘라스토머성 재료일 수 있는 충격 개질제를 포함할 수 있다. 엘라스토머성 재료는 랜덤, 블록, 라디칼 블록, 그래프트, 및 코어-쉘 공중합체를 포함하는 동종중합체 또는 공중합체 형태일 수 있다.
충격 개질제의 특정 유형은 (i) 약 10℃ 미만, 약 0℃ 미만, 약 -10℃ 미만, 또는 약 -40℃ 내지 -80℃의 Tg를 갖는 엘라스토머성(즉, 고무 같은) 중합체 기재 및 (ii) 엘라스토머성 중합체 기재에 그래프트된 경직된 중합체를 포함하는 엘라스토머-개질된 그래프트 공중합체일 수 있다. 엘라스토머성 상으로서 사용하기에 적합한 재료는 예를 들어 공액 디엔 고무, 예를 들어 부타디엔 및 폴리이소프렌; 약 50 wt% 미만의 공중합성 단량체(copolymerizable monomer), 예를 들어 모노비닐계 화합물, 예컨대 스티렌, 아크릴로니트릴, n-부틸 아크릴레이트, 또는 에틸 아크릴레이트를 갖는 공액 디엔의 공중합체; 올레핀 고무, 예컨대 에틸렌 프로필렌 공중합체(EPR) 또는 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체 고무(EPDM); 에틸렌-비닐 아세테이트 고무; 실리콘 고무; 엘라스토머성 C1-C8 알킬(메트)아크릴레이트; C1-C8 알킬(메트)아크릴레이트와 부타디엔 및/또는 스티렌의 엘라스토머성 공중합체; 또는 전술한 엘라스토머 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다. 경직된 상으로서 사용하기에 적합한 재료는 예를 들어 모노비닐 방향족 단량체, 예컨대 스티렌 및 알파-메틸 스티렌, 및 모노비닐계 단량체, 예컨대 아크릴로니트릴, 아크릴산, 메타크릴산, 및 아크릴산과 메타크릴산의 C1-C6 에스테르, 구체적으로는 메틸 메타크릴레이트를 포함한다.
구체적 충격 개질제는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS), 스티렌 에틸렌 프로필렌 스티렌(SEPS), ABS(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌), 아크릴로니트릴-에틸렌-프로필렌-디엔-스티렌(AES), 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS), 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌(MBS), 및 스티렌-아크릴로니트릴(SAN)을 포함한다. 적합한 SEBS 충격 개질제는 230℃/5 kg에서 3 g/10분 초과인 용융 흐름 지수를 갖는 고흐름 SEBS이다. 구체적 예에서, 조성물은 40 중량%의 폴리스티렌을 포함하는 SEBS 충격 개질제를 포함한다.
충격 개질제는 조성물의 총 중량을 기준으로 0.5 wt.% 내지 15 wt.%의 양으로 본 조성물 중에 포함될 수 있다. 예를 들어, 충격 개질제는 0.5 wt.% 내지 12 wt.%, 0.5 wt.% 내지 10 wt.%, 0.5 wt.% 내지 8 wt.%, 1 wt.% 내지 15 wt.%, 2 wt.% 내지 15 wt.%, 2 wt.% 내지 10 wt.%, 2 wt.% 내지 8 wt.%의 양으로 존재할 수 있다.
세라믹 충전제
본 조성물은 세라믹 충전제를 포함한다. 이러한 충전제는 황화몰리브덴 MoS2, 황화아연 ZnS, 바륨 티타네이트 BaTiO3, 칼슘 티타네이트 CaTiO3, 바륨 페라이트 BaFe12O19, 황산바륨 BaSO4, 중질 스파(heavy spar), 이산화티타늄 TiO2, 스트론늄 티타네이트 SrTiO3, 마그네슘 티타네이트 MgTiO3, 이산화지르코늄 ZrO2, 산화알루미늄 Al2O3, 또는 산화마그네슘 MgO를 포함할 수 있다. 일 양태에서, 세라믹 충전제는 TiO2를 포함한다.
일부 예에서, 세라믹 충전제 성분은 약 40 wt.% 내지 약 70 wt.%의 양으로 존재할 수 있다. 추가의 예에서, 세라믹 충전제는 50 wt.% 내지 약 60 wt.%, 또는 약 40 wt.% 내지 65 wt.%의 양으로 존재할 수 있다.
첨가제
조성물은 첨가제(들)가 열가소성 조성물의 소기의 특성(예를 들어, 양호한 상용성)에 유의하게 부정적 영향을 미치지 않도록 선택되는 한, 이러한 유형의 중합체 조성물 중에 보통 혼입되는 다양한 첨가제를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 조성물을 형성하기 위한 성분의 혼합 동안 적합한 시간에서 혼합될 수 있다. 수지 조성물 중의 모든 첨가제의 총량은 조성물의 총 중량을 기준으로 예를 들어 각각 0.001 내지 12 wt%일 수 있다.
특정 양태에 따르면, 중합체 조성물은 높은 수준의 충전제(예를 들어, 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 30 wt.% 초과의 충전제)를 갖더라도 기계적 성능 및 유전 강도를 유지할 수 있다.
본원에 개시된 복합재는 하나 이상의 추가의 충전제를 포함할 수 있다. 충전제는 추가의 충격 강도를 부여하고/하거나 중합체 조성물의 최종 선택된 특징을 기준으로 할 수 있는 추가의 특징을 제공하도록 선택될 수 있다. 일부 양태에서, 충전제(들)는 점토, 이산화티타늄, 석면 섬유(asbestos fiber), 실리케이트 및 실리카 분말, 붕소 분말, 탄산칼슘, 활석, 고령토, 황화물, 바륨 화합물, 금속 및 산화금속, 규회석, 유리 구체, 유리 섬유, 플레이크화 충전제, 섬유질 충전제, 천연 충전제 및 강화제, 및 강화 유기 섬유질 충전제를 포함할 수 있는 무기 재료를 포함할 수 있다. 특정 양태에서, 복합재는 유리 섬유 충전제를 포함할 수 있다. 또 추가의 양태에서, 복합재는 유리 충전제가 없거나, 실질적으로 없을 수 있다.
적절한 충전제 또는 강화제는 예를 들어 운모, 점토, 장석, 석영, 규암, 펄라이트, 트리폴리, 규조토, 알루미늄 실리케이트(뮬라이트), 합성 칼슘 실리케이트, 용융 실리카, 흄드 실리카, 모래, 질화붕소 분말, 붕소-실리케이트 분말, 황산칼슘, 탄산칼슘(예컨대, 백악, 석회암, 대리석, 및 합성 침강 탄산칼슘), 활석(섬유질, 모듈식, 바늘 형상, 및 라멜라 활석 포함), 규회석, 중공 또는 고체 유리 구체, 실리케이트 구체, 세노스피어, 알루미노실리케이트 또는 (아르모스피어(armosphere)), 고령토, 탄화규소의 위스커(whisker), 알루미나, 탄화붕소, 철, 니켈, 또는 구리, 연속성 및 절단형(chopped) 탄소 섬유 또는 유리 섬유, 황화몰리브덴, 황화아연, 바륨 티타네이트, 바륨 페라이트, 황산바륨, 중질 스파, 이산화티타늄, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 미립자 또는 섬유질 알루미늄, 청동, 아연, 구리, 또는 니켈, 유리 플레이크, 플레이크화 탄화규소, 플레이크화 알루미늄 디보라이드, 플레이크화 알루미늄, 스틸 플레이크, 천연 충전제, 예컨대 목재 가루, 섬유질 셀룰로스, 면, 사이잘, 황마, 전분, 리그닌, 분쇄 견과 껍질, 또는 쌀 곡물 겉껍질, 강화 유기 섬유질 충전제, 예컨대 폴리(에테르 케톤), 폴리이미드, 폴리벤즈옥사졸, 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 방향족 폴리아미드, 방향족 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 및 폴리(비닐 알코올)뿐만 아니라 전술한 충전제 또는 강화제 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 충전제 및 강화제는 예를 들어 중합체 매트릭스와의 접착 및 분산을 개선하기 위해 실란으로 코팅 또는 표면 처리될 수 있다. 충전제는 일반적으로는 총 조성물의 100 중량부 기준의 100 중량부를 기준으로 1 내지 200 중량부의 양으로 사용될 수 있다.
첨가제 조성물은 흐름 개질제, 강화제, 산화방지제, 열 안정제, 광 안정제, 자외선 안정제, 자외선 흡수 첨가제, 가소제, 윤활제, 이형제, 대전방지제, 방담제(anti-fog agent), 항미생물제, 사슬 연장제, 착색제, 탈형제, 흐름 촉진제, 흐름 개질제, 표면 효과 첨가제, 방사 안정제, 난연제, 적하방지제, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
열 안정제 첨가제는 오가노포스파이트(예를 들어, 트리페닐 포스파이트, 트리스-(2,6-디메틸페닐)포스파이트, 트리스-(혼합된 모노- 및 디-노닐페닐)포스파이트 등), 포스포네이트(예를 들어, 디메틸벤젠 포스포네이트 등), 포스페이트(예를 들어, 트리메틸 포스페이트 등), 또는 전술한 열 안정제 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다. 열 안정제는 IRGAPHOSTM 168로 입수 가능한 트리스(2,4-디-t-부틸페닐) 포스페이트일 수 있다. 열 안정제는 일반적으로 조성물 중의 중합체의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 5 wt%의 양으로 사용된다.
가소제, 윤활제, 및 몰드 이형제 중에는 상당한 중복이 존재하며, 이는 예를 들어 글리세롤 트리스테아레이트(GTS), 프탈산 에스테르(예를 들어, 옥틸-4,5-에폭시-헥사하이드로프탈레이트), 트리스-(옥톡시카보닐에틸)이소시아누레이트, 트리스테아린, 이작용성 또는 다작용성 방향족 포스페이트(예를 들어, 레조르시놀 테트라페닐 디포스페이트(RDP), 하이드로퀴논의 비스(디페닐) 포스페이트, 및 비스페놀 A의 비스(디페닐) 포스페이트); 폴리-알파-올레핀; 에폭시화 대두유; 실리콘 오일(예를 들어, 폴리(디메틸 디페닐 실록산))을 포함하는 실리콘; 에스테르, 예를 들어 지방산 에스테르(예를 들어, 알킬 스테아릴 에스테르, 예컨대 메틸 스테아레이트, 스테아릴 스테아레이트 등), 왁스(예를 들어, 밀랍, 몬탄 왁스, 파라핀 왁스 등), 또는 전술한 가소제, 윤활제, 및 몰드 이형제 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다. 이들은 일반적으로 조성물 중의 중합체의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 5 wt%의 양으로 사용된다.
광 안정제, 특히 UV 안정제로도 지칭되는 자외선(UV) 흡수 첨가제는 하이드록시벤조페논(예를 들어, 2-하이드록시-4-n-옥톡시 벤조페논), 하이드록시벤조트리아진, 시아노아크릴레이트, 옥사닐라이드, 벤조옥사지논(예를 들어, 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤즈옥사진-4-온), 미국 뉴저지주 우드랜드 소재의 Cytec Industries Inc.로부터의 상표명 CYASORB™ UV-3638로부터 상업적으로 입수 가능함)), 아릴 살리실레이트, 하이드록시벤조트리아졸(예를 들어, 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, 미국 뉴저지주 우드랜드 소재의 Cytec Industries Inc.로부터의 상표명 CYASORB™ 5411로 상업적으로 입수 가능함), 또는 전술한 광 안정제 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다. UV 안정제는 조성물 중의 중합체의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 1 wt%, 특히 0.1 내지 0.5 wt% 그리고 보다 특히 0.15 내지 0.4 wt%의 양으로 존재할 수 있다.
산화방지제 첨가제는 오가노포스파이트, 예컨대 트리스(노닐 페닐)포스파이트, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트, 비스(2,4-디-t-부틸페닐)펜타에리스리톨 디포스파이트, 디스테아릴 펜타에리스리톨 디포스파이트; 알킬화 모노페놀 또는 폴리페놀; 폴리페놀과 디엔의 알킬화 반응 생성물, 예컨대 테트라키스[메틸렌(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시하이드로신나메이트)] 메탄; 파라-크레졸 또는 디사이클로펜타디엔의 부틸화 반응 생성물; 알킬화 하이드로퀴논; 하이드록실화 티오디페닐 에테르; 알킬리덴-비스페놀; 벤질 화합물; 베타-(3,5-디-tert-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 화합물, 예컨대 디스테아릴티오프로피오네이트, 디라우릴티오프로피오네이트, 디트리데실티오디프로피오네이트, 옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 펜타에리스리틸-테트라키스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트; 베타-(3,5-디-tert-4-하이드록시페닐)-프로피온산의 아미드, 또는 전술한 산화방지제 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다. 산화방지제는 임의의 충전제를 제외한 총 조성물의 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 0.1 중량부의 양으로 사용된다.
유용한 난연제는 인, 브롬, 및/또는 염소를 포함하는 유기 화합물을 포함한다. 비-브롬화 및 비-염소화 인-함유 난연제, 예를 들어 유기 포스페이트 및 인-질소 결합을 함유하는 유기 화합물은 규제 이유로 인해 특정 적용에서 바람직할 수 있다.
무기 난연제, 예를 들어 C1-16 알킬 설포네이트 염의 염, 예컨대 칼륨 퍼플루오로부탄 설포네이트(리마르 염(Rimar salt)), 칼륨 퍼플루오로옥탄 설포네이트, 테트라에틸암모늄 퍼플루오로헥산 설포네이트, 및 칼륨 디페닐설폰 설포네이트; 염, 예컨대 Na2CO3, K2CO3, MgCO3, CaCO3, 및 BaCO3, 또는 플루오로-음이온 착물, 예컨대 Li3AlF6, BaSiF6, KBF4, K3AlF6, KAlF4, K2SiF6, 및/또는 Na3AlF6이 또한 사용될 수 있다. 존재할 때, 무기 난연제 염은 임의의 충전제를 제외한 총 조성물의 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 10 중량부, 보다 특히 0.02 내지 1 중량부의 양으로 존재한다.
적하방지제, 예를 들어 피브릴 형성 또는 비-피브릴 형성 플루오로중합체, 예컨대 폴리테트라플루오로에틸렌(PTEE)이 또한 조성물 중에 사용될 수 있다. 적하방지제는 경직된 공중합체, 예를 들어 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN)에 의해 캡슐화될 수 있다. SAN 중에 캡슐화된 PTEE는 TSAN으로 알려져 있다. TSAN은 캡슐화된 플루오로중합체의 총 중량을 기준으로 50 wt%의 PTFE 및 50 wt%의 SAN을 포함한다. SAN은 예를 들어 공중합체의 총 중량을 기준으로 75 wt%의 스티렌 및 25 wt%의 아크릴로니트릴을 포함할 수 있다. 적하방지제는 임의의 충전제를 제외한 총 조성물의 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부의 양으로 사용될 수 있다.
수지 조성물은 당업계에 알려진 기술에 의해 형성될 수 있다. 압출 또는 혼합 기술이 예를 들어 수지 조성물의 성분을 조합하는 데 이용될 수 있다.
본 개시내용의 수지 조성물은 제형 중에 원하는 임의의 추가의 첨가제와 물질의 밀접한 혼합을 수반하는 다양한 방법에 의해 상기 언급된 성분과 배합될 수 있다. 상업적 가공 시설에서의 용융 배합 장비의 이용 가능성으로 인해, 용융 가공 방법이 일반적으로 바람직하다. 이러한 용융 가공 방법에 사용되는 장비의 예시적 예는 공회전 및 반대-회전 압출기, 단일 스크류 압출기, 공혼련기, 디스크-팩 프로세서, 및 압출 장비의 다양한 다른 유형을 포함한다. 본 공정에서의 용융물의 온도는 바람직하게는 수지의 과도한 분해를 피하기 위해 최소화된다. 용융된 수지 조성물에서 약 230℃ 내지 약 350℃의 용융 온도를 유지하는 것이 대개 바람직하기는 하지만, 가공 장비에서의 수지의 체류 시간이 짧게 유지되는 한, 더 높은 온도가 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 용융 처리된 조성물은 다이를 통해 작은 배출 홀을 통해 압출기와 같은 가공 장비를 빠져나간다. 용융된 수지의 수득된 가닥은 가닥을 수조를 통해 통과시킴으로써 냉각된다. 냉각된 가닥은 포장 및 추가의 취급을 위해 작은 펠릿으로 절단될 수 있다.
조성물은 혼련기, 압출기, 혼합기 등을 이용하는 회분식 또는 연속식 기술을 포함하는 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 조성물은 트윈 스크류 압출기를 이용하여 용융 배합물로서 형성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 성분 중 적어도 일부는 순차적으로 첨가된다. 예를 들어, 폴리(아릴렌 에테르) 성분, 폴리스티렌 성분(들), 및 충격 개질제 성분은 공급 스로트(feed throat)에서 또는 공급 스로트 인근의 공급 섹션에서, 또는 공급 스로트 인근의 공급 섹션에서 압출기로 공급될 수 있는 한편, 충전제 성분은 후속 공급 섹션 하류에서 압출기로 공급될 수 있다. 대안적으로, 성분의 순차적 첨가는 다수의 압출을 통해 달성될 수 있다. 조성물은 선택된 성분, 예컨대 폴리(아릴렌 에테르) 성분, 폴리스티렌 성분(들), 및 충격 개질제 성분의 예비 압출에 의해 제조되어 펠릿화 혼합물을 제조할 수 있다. 제2 압출이 이어서 이용되어 예비 압출된 성분과 남은 성분을 조합할 수 있다. 충전제 성분은 마스터배치의 일부로서 또는 직접적으로 첨가될 수 있다. 압출기는 2개의 로브(lobe) 또는 3개의 로브의 트윈 스크류 압출기일 수 있다.
일 양태에서, 본 개시내용은 예를 들어 적어도 부분적으로 본원에 기재된 조성물로부터 성형, 형성, 또는 몰딩되었던 플라스틱 구성요소에 관한 것이다. 수지 조성물을 형성하기 위한 본원에 개시된 방법에 따라 형성된 수지 조성물을 포함하는 플라스틱 구성요소가 또한 제공된다.
특성 및 물품
개시된 조성물은 유전 및 물리적 특성 사이에 균형을 나타낸다. 이들 조성물은 높은 Dk, 낮은 DF, 높은 HDT, 및 강한 기계적 특성을 획득한다.
특정 양태에서, 개시된 복합재는 특정 유전 특성을 나타낼 수 있다. 다양한 양태에 따르면, 이러한 유전 특성은 공진 공동 방법에 따라 측정될 수 있으며, 여기서, 중공 금속 박스가 사용되어 몰딩된 샘플에 대한 다양한 주파수에서의 특성을 측정한다.
복합재를 포함하는 몰딩 물품 또는 플라크는 공진 공동 방법에 따라 측정될 때, 약 1 GHz 내지 약 20 GHz의 주파수에서 0.002 미만 또는 약 20 GHz 내지 약 120 GHz의 주파수에서 0.003 미만의 소산 계수 Df(탄젠트 델타, ε"/ε')를 나타낼 수 있다. 추가의 양태에서, 복합재를 포함하는 몰딩된 물품 또는 플라크는 공진 공동 방법에 따라 측정될 때, 1.1 GHz의 주파수에서 5 초과의 유전 상수 Dk를 나타낼 수 있다.
개시된 조성물은 높은 내열성, 높은 유동성, 및 개선된 연성을 추가로 나타낸다. 조성물은 ISO 75에 따라 시험될 때, 0.45 MPa에서 170℃ 초과 또는 1.8 MPa에서 160℃ 초과의 열변형 온도를 특징으로 하는 높은 내열성을 나타낼 수 있다. 조성물은 ISO 1133에 따라 시험될 때, 320℃ 및 5 킬로그램(kg)에서 15 cm3/10분 초과의 용융 부피 유량을 특징으로 하는 높은 유동성을 나타낼 수 있다. 추가로, 조성물은 인장 신율 및 충격 강도에 대해 관찰된 값을 특징으로 하는 개선된 연성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, ISO 527에 따라 시험될 때, 2.5% 초과의 인장 신율 및 5 KJ/m2 초과의 노치드 아이조드 충격 강도(notched Izod impact strength).
다양한 양태에서, 본 개시내용은 본원의 조성물을 포함하는 물품에 관한 것이다. 조성물은 사출 성형, 압출, 회전 성형, 블로우 성형, 및 열성형과 같은 다양한 수단에 의해 유용한 성형 물품으로 몰딩되어 물품을 형성할 수 있다. 조성물은 양호한 흐름, 양호한 충격 강도, 및 양호한 유전 강도를 갖는 물질을 요구하는 물품 제조에 유용할 수 있다. 조성물은 전기 전도 목적을 위해서도 유용할 수 있다.
다양한 양태에서, 본 개시내용은 기지국에서 안테나의 입사 전파 각도를 조정할 수 있는 기지국을 위한 이상기의 제조에 유용한 복합 재료를 제공한다. 이들 물질은 약 10 GHz 및 120 GHz로부터의 주파수에서의 특히 소산 계수 Df와 같은 유전 특성에 대해 평가되었다. 개시된 조성물은 5G 기지국을 위한 이상기에 대한 유전체 판으로서 유용할 수 있다.
본원에 개시된 조성물의 이로운 특징은 이들을 다수의 용도에 적절하도록 만든다.
제조 방법
본 개시내용의 양태는 추가로 열가소성 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.본원에 기재된 하나 또는 임의의 전술한 성분은 먼저 서로 건조 배합되거나, 전술한 성분의 임의의 조합과 건조 배합되고, 이어서 하나 또는 다수의 공급기로부터 압출기 내로 공급되거나, 개별적으로 하나 또는 다수의 공급기로부터 압출기 내로 공급될 수 있다. 본 개시내용에 사용된 충전제는 또한 먼저 마스터배치로 처리되고, 이어서 압출기 내로 공급될 수 있다. 성분은 스로트 호퍼(throat hopper) 또는 임의의 측면 공급기로부터 압출기 내로 공급될 수 있다.
본 개시내용에 사용된 압출기는 단일 스크류, 다수 스크류, 인터메싱(intermeshing) 공회전 또는 반대 회전 스크류, 비-인터메싱 공회전 또는 반대 회전 스크류, 왕복 스크류, 핀을 갖는 스크류, 스크린을 갖는 스크류, 핀을 갖는 배럴, 롤, 램(ram), 나선 로터, 공혼련기, 디스크-팩 프로세서, 압출 장비의 다양한 다른 유형, 또는 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 가질 수 있다.
성분은 또한 함께 혼합되고, 이어서 용융 배합되어 열가소성 조성물을 형성할 수 있다. 성분의 용융 배합은 전단력, 신장력, 압축력, 초음파 에너지, 전자기 에너지, 열 에너지, 전술한 힘 또는 에너지 형태 중 적어도 하나를 포함하는 조합의 사용을 수반한다.
컴파운딩 동안 압출기 상의 배럴 온도는 수지가 반결정질 유기 중합체인 경우, 약 용융 온도, 또는 수지가 비정질 수지인 경우, 유동점(예를 들어, 유리 전이 온도) 이상의 온도에 중합체 중 적어도 일부가 도달하였던 경우의 온도로 설정될 수 있다.
앞서 언급된 성분을 포함하는 혼합물은 바람직한 경우, 다수의 배합 및 형성 단계에 적용될 수 있다. 예를 들어, 열가소성 조성물은 먼저 압출되고, 펠릿으로 형성될 수 있다. 펠릿은 이어서 몰딩 기계 내로 공급될 수 있으며, 여기서, 임의의 바람직한 형상 또는 제품으로 형성될 수 있다. 대안적으로, 단일 용융 배합기로부터 유출되는 열가소성 조성물은 시트 또는 가닥으로 형성되고, 포스트-압출 공정, 예컨대 어닐링, 단축 또는 이축 배향에 적용될 수 있다.
일부 양태에서, 본 공정에서의 용융물의 온도는 성분의 과도한 열 분해를 피하기 위해 가능한 한 낮게 유지될 수 있다. 특정 양태에서, 용융 온도는 약 230℃ 내지 약 350℃로 유지되지만, 가공 장비에서의 수지의 체류 시간이 상대적으로 짧게 유지되는 한, 더 높은 온도가 사용될 수 있다. 일부 양태에서, 용융 처리된 조성물은 다이 내의 작은 배출 홀을 통해 압출기와 같은 가공 장비를 빠져나간다. 용융된 수지의 수득된 가닥은 가닥을 수조를 통해 통과시킴으로써 냉각될 수 있다. 냉각된 가닥은 포장 및 추가의 취급을 위해 펠릿으로 절단될 수 있다.
방법은 소기의 두께의 플라크를 제공하도록 복합재를 처리하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 플라크는 압출, 사출 성형, 압축 성형, 또는 사출-압축 성형될 수 있으며, 약 0.5 mm 내지 6 mm의 두께를 가질 수 있다. 비제한적으로 적층, 공-압출, 열성형, 또는 열압법을 포함하는 다른 공정이 또한 열가소성 박막에 적용될 수 있다. 이러한 양태에서, 다른 재료의 추가의 층(예를 들어, 다른 열가소성 중합체 층, 금속성 층 등)이 복합재와 조합될 수 있다.
본 개시내용의 요소의 다양한 조합, 예를 들어 동일한 독립 청구항에 의존하는 종속 청구항으로부터의 요소의 조합이 본 개시내용으로 포함된다.
정의
본원에 사용된 전문용어는 오직 특정 양태를 설명하는 목적을 위한 것이며, 제한하는 것으로 의도되지 않음이 또한 이해되어야 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 "포함하는(comprising)"은 실시형태 "~로 구성되는" 및 "~로 본질적으로 구성되는"을 포함할 수 있다. 달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 개시내용이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 동일한 의미를 갖는다. 이어지는 본 명세서 및 청구범위에서, 본원에 정의될 다수의 용어를 참조할 것이다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용된 단수 형태("a", "an", 및 "the")는 문맥이 달리 분명하게 지시하지 않는 한, 복수의 지시대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "열가소성 중합체 성분"에 대한 언급은 둘 이상의 열가소성 중합체 성분의 혼합물을 포함한다. 본원에 사용된 용어 "조합"은 배합물, 혼합물, 합금, 반응 생성물 등을 포함한다.
범위는 하나의 값(제1 값) 내지 또 다른 값(제2 값)으로 본원에 표시될 수 있다. 이러한 범위가 표시될 때, 일부 양태에서, 범위는 제1 값 및 제2 값 중 하나 또는 둘 모두를 포함한다. 유사하게, 값이 선행하는 '약'의 사용에 의해 근사치로 표시될 때, 특정 값이 또 다른 양태를 형성하는 것으로 이해될 것이다. 각각의 범위의 말단점은 다른 말단점과 관련하여 그리고 다른 말단점과 독립적으로 유의한 것으로 추가로 이해될 것이다. 본원에 개시된 다수의 범위가 존재하며, 각각의 값은 또한 값 자체에 추가로 "약" 해당 특정 값으로서 본원에 개시되는 것으로 또한 이해된다. 예를 들어, 값 "10"이 개시되는 경우, "약 10"이 또한 개시된다. 2개의 특정 단위들 사이의 각각의 단위가 또한 개시되는 것으로 또한 이해된다. 예를 들어, 10 및 15가 개시되는 경우, 11, 12, 13, 및 14가 또한 개시된다.
본원에 사용된 용어 "약" 및 "에서 또는 약"은 당해 양 또는 값이 지정된 값, 대략 지정된 값, 또는 지정된 값과 약 동일한 것일 수 있음을 의미한다. 이는 달리 명시되거나, 추론되지 않는 한, 명시된 공칭값 ±10% 편차인 것으로 본원에 사용된 바와 같이 일반적으로 이해된다. 상기 용어는 유사한 값이 청구범위에서 나열된 동등한 결과 또는 효과를 촉진함을 전달하도록 의도된다. 즉, 양, 크기, 제형, 매개변수, 및 다른 수량 및 특징은 정확하지 않고, 정확할 필요는 없지만, 근사치 및/또는 원하는 더 많거나, 더 적은 반영 허용 오차, 전환 인자, 반올림, 측정 오차 등 그리고 당업자에 알려진 다른 인자일 수 있음이 이해된다. 일반적으로, 양, 크기, 제형, 매개변수, 또는 다른 수량 또는 특징은 이와 같이 분명하게 명시되는지 여부와 무관하게 "약" 또는 "근사치"이다. "약"이 정량적 값 전에 사용되는 경우, 매개변수는 또한 달리 구체적으로 명시되지 않는 한, 특정 정량적 값 자체를 포함하는 것으로 이해된다.
본원에 사용된 용어 "선택적" 또는 "선택적으로"는 후속 기재되는 사건 또는 상황이 발생할 수 있거나, 발생할 수 없으며, 상기 설명은 상기 사건 또는 상황이 발생하는 경우 및 그러하지 않는 경우를 포함함을 의미한다. 예를 들어, 문구 "선택적 추가의 공정"는 추가의 공정이 포함될 수 있거나, 포함될 수 없으며, 상기 설명은 추가의 공정을 포함하고, 포함하지 않는 둘 모두의 방법을 포함함을 의미한다.
본 개시내용의 조성물을 제조하는 데 사용되는 성분뿐만 아니라 본원에 개시된 방법 내에서 사용되는 조성물 자체가 개시된다. 이들 및 다른 물질이 본원에 개시되며, 이들 물질의 조합, 하위 세트, 상호작용, 군 등이 개시될 때, 이들 화합물의 각각의 다양한 개별적 및 집합적 조합 및 순열의 구체적 언급이 명시적으로 개시되지 않을 수 있지만, 각각은 구체적으로 본원에서 고려되고, 기재되는 것으로 이해된다. 예를 들어, 특정 화합물이 개시 및 논의되며, 화합물을 포함하는 다수의 분자로 제조될 수 있는 다수의 변경이 논의되는 경우, 대조적으로 구체적으로 명시되지 않는 한, 가능한 화합물 및 변경의 각각의 그리고 모든 조합 및 순열이 구체적으로 고려된다. 따라서, 분자 A, B, 및 C의 클래스뿐만 아니라 분자 D, E, F의 클래스가 개시되고, 조합 분자의 예, A 내지 D가 개시되는 경우, 각각은 개별적으로 나열되지 않더라도, 각각은 개별적으로 그리고 집합적으로 조합 A 내지 E, A 내지 F, B 내지 D, B 내지 E, B 내지 F, C 내지 D, C 내지 E, 및 C 내지 F이 개시된 것으로 간주됨을 의미하는 것으로 고려된다. 마찬가지로, 이들의 임의의 하위 세트 또는 조합이 또한 개시된다. 따라서, 예를 들어, A 내지 E, B 내지 F, 및 C 내지 E의 하위 군이 개시된 것으로 간주될 것이다. 이러한 개념은 비제한적으로 본 개시내용의 조성물의 제조 및 사용 방법에서의 단계를 포함하여 본 출원의 모든 양태에 적용된다. 따라서, 수행될 수 있는 다양한 추가의 단계가 존재하는 경우, 이들 추가의 단계는 각각 본 개시내용의 방법의 임의의 특정 양태 또는 양태의 조합으로 수행될 수 있는 것으로 이해된다.
본 명세서 및 결론 양태에서의 조성물 또는 물품 내의 특정 요소 또는 성분의 중량부에 대한 언급은 중량부가 표시되는 조성물 또는 물품 내의 요소 또는 성분과 임의의 다른 요소 또는 성분 사이의 중량 관계를 나타낸다. 따라서, 2 중량부의 성분 X 및 5 중량부의 성분 Y를 함유하는 화합물에서, X 및 Y는 2:5의 중량비로 존재하고, 추가의 성분이 화합물 중에 함유되는지 여부와 상관없이 이러한 비로 존재한다.
대조적으로 구체적으로 명시되지 않는 한, 성분의 중량 백분율은 성분이 포함되는 제형 또는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
중합체의 구성성분과 관련하여 사용된 용어 "잔기" 및 "구조 단위"는 본 명세서 전반에 걸쳐 동의어이다.
본원에 사용된 바와 같이, 상호 교환적으로 사용될 수 있는 용어 "중량 백분율", "wt%", 및 'wt.%"는 달리 명시되지 않는 한, 조성물의 총 중량을 기준으로 소정의 성분의 중량 백분율을 나타낸다. 즉, 달리 명시되지 않는 한, 모든 wt.% 값은 조성물의 총 중량을 기준으로 한다. 개시된 조성물 또는 제형 중의 모든 성분에 대한 wt.% 값의 합은 100인 것으로 이해되어야 한다.
본원에 사용된 용어 "수평균 분자량" 또는 "Mn"은 상호 교환적으로 사용되고, 샘플 내의 모든 중합체 사슬의 통계적 평균 분자량을 지칭하고, 다음 식으로 정의되며:
상기 식에서, Mi는 사슬의 분자량이고, Ni는 해당 분자량의 사슬의 수이다. Mn은 분자량 표준, 예를 들어 폴리카보네이트 표준 또는 폴리스티렌 표준, 바람직하게는 공인되거나, 추적 가능한 분자량 표준을 사용하여 당업자에게 잘 알려진 방법에 의해 중합체, 예를 들어 폴리카보네이트 중합체에 대해 결정될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "중량 평균 분자량" 또는 "Mw"는 상호 교환적으로 사용될 수 있고, 다음 식으로 정의되며:
상기 식에서, Mi는 사슬의 분자량이고, Ni는 해당 분자량의 사슬의 수이다. Mn과 비교하여, Mw는 분자량 평균에 대한 기여도를 결정하는 데 소정의 사슬의 분자량을 고려한다. 따라서, 소정의 사슬의 분자량이 클수록, 사슬은 Mw에 대해 더 기여한다. Mw는 분자량 표준, 예를 들어 폴리카보네이트 표준 또는 폴리스티렌 표준, 바람직하게는 공인되거나, 추적 가능한 분자량 표준을 사용하여 당업자에게 잘 알려진 방법에 의해 중합체, 예를 들어 폴리카보네이트 중합체에 대해 결정될 수 있다.
본원에 사용된 중합도 n은 소정의 중합체 분자에서 단량체성 단위(또는 반복 단위)의 수를 설명할 수 있다.
본원에 대조적으로 달리 명시되지 않는 한, 모든 시험 표준은 본 출원의 출원 시에 유효한 가장 최근의 표준이다.
본원에 개시된 각각의 물질은 상업적으로 입수 가능하고/하거나 이의 제조 방법은 당업자에게 알려져 있다.
본원에 개시된 조성물은 특정 기능을 갖는 것으로 이해된다. 개시된 기능을 수행하기 위한 특정 구조적 요건이 본원에 개시되며, 개시된 구조와 관련된 동일한 기능을 수행할 수 있는 다양한 구조가 존재하고, 이들 구조는 전형적으로 동일한 결과를 획득할 것임이 이해된다.
본 개시내용의 양태
다양한 양태에서, 본 개시내용은 적어도 다음의 양태에 관한 것이며, 이를 포함한다.
양태 1A. 열가소성 조성물로서, 약 10 wt.% 내지 60 wt.%의 제1 폴리페닐렌 옥사이드 PPO 및 다목적 폴리스티렌 GPPS; 낮은 중합도 및 점도계를 사용하여 25℃에서 클로로포름 중에 측정된 0.1 dl/g 내지 0.3 dl/g의 점도를 갖는 약 0.5 wt.% 내지 약 10 wt.%의 제2 PPO, 약 0.5 wt.% 내지 약 10 wt.%의 충격 개질제; 및 약 30 wt.% 내지 약 70 wt.%의 무기 세라믹 충전제를 포함하고, 제1 PPO 및 제2 PPO 대 폴리스티렌의 비는 1:1 내지 6:1이고, 모든 성분의 조합된 중량 백분율 값은 100 wt.%를 초과하지 않고, 모든 중량 백분율 값은 조성물의 총 중량을 기준으로 하는, 열가소성 조성물.
양태 1A. 열가소성 조성물로서, 약 10 wt.% 내지 60 wt.%의 제1 폴리페닐렌 옥사이드 PPO 및 다목적 폴리스티렌 GPPS; 낮은 중합도 및 점도계를 사용하여 25℃에서 클로로포름 중에 측정된 0.1 dl/g 내지 0.3 dl/g의 점도를 갖는 약 0.5 wt.% 내지 약 10 wt.%의 제2 PPO, 약 0.5 wt.% 내지 약 10 wt.%의 충격 개질제; 및 약 30 wt.% 내지 약 70 wt.%의 무기 세라믹 충전제로 본질적으로 구성되고, 제1 PPO 및 제2 PPO 대 폴리스티렌의 비는 1:1 내지 6:1이고, 모든 성분의 조합된 중량 백분율 값은 100 wt.%를 초과하지 않고, 모든 중량 백분율 값은 조성물의 총 중량을 기준으로 하는, 열가소성 조성물.
양태 1C. 열가소성 조성물로서, 약 10 wt.% 내지 60 wt.%의 제1 폴리페닐렌 옥사이드 PPO 및 다목적 폴리스티렌 GPPS; 낮은 중합도 및 점도계를 사용하여 25℃에서 클로로포름 중에 측정된 0.1 dl/g 내지 0.3 dl/g의 점도를 갖는 약 0.5 wt.% 내지 약 10 wt.%의 제2 PPO, 약 0.5 wt.% 내지 약 10 wt.%의 충격 개질제; 및 약 30 wt.% 내지 약 70 wt.%의 무기 세라믹 충전제로 구성되고, 제1 PPO 및 제2 PPO 대 폴리스티렌의 비는 1:1 내지 6:1이고, 모든 성분의 조합된 중량 백분율 값은 100 wt.%를 초과하지 않고, 모든 중량 백분율 값은 조성물의 총 중량을 기준으로 하는, 열가소성 조성물.
양태 2. 양태 1A 내지 양태1C 중 어느 하나에 있어서, 제1 PPO는 높은 중합도를 갖는, 열가소성 조성물.
양태 3. 양태 1A 내지 양태 1C 중 어느 하나에 있어서, 제1 PPO는 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 결정된 20,000 달톤 초과의 수평균 분자량을 갖는, 열가소성 조성물.
양태 4. 양태 1A 내지 양태 1C 중 어느 하나에 있어서, 제1 PPO는 점도계를 사용하여 25℃에서 클로로포름 중에 측정된 0.13 dl/g 초과의 점도를 갖는, 열가소성 조성물.
양태 5. 양태 1A 내지 양태 1C 중 어느 하나에 있어서, 제1 PPO는 점도계를 사용하여 25℃에서 클로로포름 중에 측정된 0.3 내지 0.4 dl/g의 고유 점도를 갖는, 열가소성 조성물.
양태 6. 양태 1A 내지 양태 5 중 어느 하나에 있어서, 제2 PPO는 폴리스티렌 표준에 따라 10,000 달톤 미만의 분자량을 갖는, 열가소성 조성물.
양태 7. 양태 1A 내지 양태 6 중 어느 하나에 있어서, 충격 개질제는 에틸렌-프로필렌 고무, 말레산 무수물 그래프트된 폴리에틸렌, 말레산 무수물 기능화 공중합체, ACR(아릴계 고무) 유형의 충격 개질제; MBS(메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 삼원중합체) 유형의 충격 개질제; EGMA(에틸렌-코-글리시딜 메타크릴레이트) 또는 DMAGMA(글리시딜 메타크릴레이트를 갖는 에틸렌-메틸 아크릴레이트) 유형의 충격 개질제; SBS 또는 SEBS 유형의 충격 개질제; 폴리에스테르 에테르 엘라스토머, 에틸렌 에틸 아크릴레이트, 또는 이의 조합을 포함하는, 열가소성 조성물.
양태 8. 양태 1A 내지 양태 7 중 어느 것에 있어서, 충격 개질제는 40 중량% 초과의 폴리스티렌 블록 공중합체를 갖는 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS)을 포함하는, 열가소성 조성물.
양태 8B. 양태 1A 내지 양태 7 중 어느 것에 있어서, 충격 개질제는 40 중량% 초과의 폴리스티렌 블록 공중합체를 포함하는, 열가소성 조성물.
양태 9. 양태 1A 내지 양태 8B 중 어느 것에 있어서, 무기 세라믹 충전제는 TiO2, BaTiO3, SrTiO3, CaTiO3, MgTiO3, Al2O3, ZrO2를 포함하는, 열가소성 조성물.
양태 10. 양태 1A 내지 양태 8 중 어느 것에 있어서, 무기 세라믹 충전제는 이산화티타늄을 포함하는, 열가소성 조성물.
양태 11. 양태 1A 내지 양태 10 중 어느 것에 있어서, 1.1 GHz의 주파수에서 관찰될 때, 3.5 초과의 유전 상수 Dk를 나타내는, 열가소성 조성물.
양태 12. 양태 1A 내지 양태 10 중 어느 것에 있어서, 1.1 GHz의 주파수에서 관찰될 때, 0.0003 미만의 유전체 손실 탄젠트 Df를 나타내는, 열가소성 조성물.
양태 13. 양태 1A 내지 양태 10 중 어느 것에 있어서, 1.1 GHz의 주파수에서 관찰될 때, 0.0002 미만의 유전체 손실 탄젠트 Df를 나타내는, 열가소성 조성물.
양태 14. 양태 1A 내지 양태 10 중 어느 하나에 있어서, ISO 75에 따라 시험될 때, 170℃ 초과의 열변형 온도를 나타내는, 열가소성 조성물.
양태 15. 양태 1A 내지 양태 14 중 어느 것에 있어서, 열가소성 조성물은 적어도 하나의 추가의 첨가제를 추가로 포함하고, 적어도 하나의 추가의 첨가제는 충전제, 산 스캐빈저(acid scavenger), 적하방지제, 산화방지제, 대전방지제, 사슬 연장제, 착색제, 탈형제, 흐름 촉진제, 윤활제, 몰드 이형제, 가소제, 켄칭제(quenching agent), 난연제, UV 반사 첨가제, 또는 이의 조합을 포함하는, 열가소성 조성물.
양태 16. 양태 1A 내지 양태 15 중 어느 것의 열가소성 조성물로부터 형성된 물품.
양태 17. 양태 16에 있어서, 이상기를 위한 유전체 판인, 물품.
양태 18. 열가소성 조성물로서, 약 10 wt.% 내지 65 wt.%의 제1 폴리페닐렌 옥사이드 PPO; 약 0.5 wt.% 내지 약 10 wt.%의 폴리스티렌-여기서, PPO 대 폴리스티렌의 비는 약 1:1 내지 약 5:1임-; 약 0.5 wt.% 내지 약 10 wt.%의 충격 개질제; 및 약 30 wt.% 내지 약 70 wt.%의 무기 세라믹 충전제를 포함하고, 모든 성분의 조합된 중량 백분율 값은 100 wt.%를 초과하지 않고, 모든 중량 백분율 값은 조성물의 총 중량을 기준으로 하는, 열가소성 조성물.
양태 19. 청구항 18에 있어서, PPO 대 폴리스티렌의 비는 약 3:1 내지 약 5:1인, 열가소성 조성물.
양태 20. 열가소성 조성물로서, 약 10 wt.% 내지 60 wt.%의 제1 폴리페닐렌 옥사이드 PPO 및 폴리스티렌; 10,000 달톤 미만의 분자량 및 0.1 dl/g 내지 약 0.3 dl/g의 점도를 갖는 약 0.5 wt.% 내지 약 10 wt.%의 제2 PPO, 약 0.5 wt% 내지 약 10 wt%의 충격 개질제; 및 약 30 wt.% 내지 약 70 wt.%의 무기 세라믹 충전제를 포함하고, 제1 PPO 및 제2 PPO 대 폴리스티렌의 비는 1:1 내지 6:1이고, 모든 성분의 조합된 중량 백분율 값은 100 wt.%를 초과하지 않고, 모든 중량 백분율 값은 조성물의 총 중량을 기준으로 하는, 열가소성 조성물.
실시예
다음 실시예는 본원에 청구된 화합물, 조성물, 물품, 장치, 및/또는 방법이 제조 및 평가되는 방식의 완전한 개시 및 설명을 당업자에게 제공하기 위해 제시되며, 단지 예시적인 것으로 의도되며, 본 개시내용을 제한하도록 의도되지는 않는다. 수(예를 들어, 양, 온도 등)와 관련하여 정확성을 보장하기 위해 노력하였지만, 일부 오차 및 편차가 고려되어야 한다. 달리 명시되지 않는 한, 부는 중량부이고, 온도는 ℃ 단위이거나, 주위 온도이고, 압력은 대기압 또는 대기압 근처이다. 달리 명시되지 않는 한, 조성을 지칭하는 백분율은 wt%의 관점이다.
혼합 조건, 예를 들어 성분 농도, 압출기 설계, 공급 속도, 스크류 속도, 온도, 압력, 및 기재되는 공정으로부터 수득되는 생성물 순도 및 수율을 최적화하는 데 사용될 수 있는 다른 혼합 범위 및 조건의 수많은 변형 및 조합이 존재한다. 오직 합리적이고, 일반적 실험이 이러한 공정 조건을 최적화하는 데 필요할 것이다.
다양한 PPO 조성물 샘플은 표 1에 제시된 재료로부터 제조하였다. 본원에 기재된 고유 점도(IV)는 중합체(예컨대, PPO)를 적합한 용매(예컨대, 클로로포름) 중에 가용화하여 적절한 온도(예를 들어, 실온 RT 또는 25℃)에서 다양한 농도를 갖는 다수의 시편을 형성하는 공정에 따라 결정할 수 있다. 각각의 시편의 점도는 25℃(또는 RT)에서 점도계를 사용하여 측정할 수 있다. 고유 점도는 점도를 농도의 함수로서 도표화하고, 0 농도의 값으로 다시 외삽함으로써 알아낼 수 있다. 특정 실시형태에서, 고유 점도는 25℃에서 클로로포름 중에 얻었다.
컴파운딩 공정은 연구실 압출기(Toshiba TEM-37BS) 상에서 수행하였다. 구체적으로 언급되지 않았던 경우, 모든 베이스 수지, 충격 개질제, 첨가제, 및 세라믹 충전제는 압출기 스로트로부터 공급하였다. 컴파운딩을 300 RPM에서의 스크류 회전 및 30 내지 40 kg/h 산출량으로 실행하고, 보통 토크는 약 50 내지 50%일 것이다. 온도 프로파일 및 몰딩 조건은 표 2 및 표 3에서 보여준다.
제조된 조성물의 특성을 다음과 같이 평가하였다. 인장 특성을 5 mm/분의 시험 속도를 사용하여 ISO 527 방법에 따라 측정하였다. 충격 시험을 ISO 180에 따라 실온 하에서 진자 에너지 5 lbf/ft를 이용하여 수행하였다. HDT는 4.0 mm의 부품 두께를 갖는 0.45 MPa 및 1.82 MPa의 응력 하에 방법 ISO 75를 사용하여 측정하였다. 고정된 주파수에서의 유전 상수(DK) 및 소산 계수(DF)를 스플릿 포스트 유전 공진기(SPDR: split post dielectric resonator) 및 네트워크 분석기를 사용하여 몰딩된 샘플 상에서 시험하였다. MVR을 5 kg 및 320℃의 로딩 하에 ISO 1133에 따라 측정하였다.
비교 제형 C1, C2, 및 C3을 표 4에 제시하고 있다. 조성물은 제1 PPO1(더 높은 IV)을 포함한다. 비교 샘플의 물리적 및 유전 특성을 또한 표 4에 제시하고 있다. 각각의 시험 매개변수에 대한 바람직한 값은 열 "규격" 하에 보여준다. 이들 값은 위상 변이 설계에 유용한 재료에 기인하는 것으로 생각된다. 예를 들어, 15 cm3/10분 초과의 용융 부피 유량 MVR를 유지하면서, 0.15의 편차로 1.1 Ghz에서 5.5의 유전 상수 Dk, 1.1 GHz에서 0.002 미만의 Df, 및 0.45 MPa에서 170℃ 초과의 HDT.
PPO에서의 이산화티타늄에 대한 Dk의 회귀 곡선에 대한 본 발명자들의 이전의 연구에 따라, 55 wt%의 이산화티타늄이 5.5의 Dk 값을 충족시키기 위해 계산되었다. HDT와 MVR 사이의 균형을 연구하기 위해, GPPS 및 SEBS의 상이한 로딩량을 컴파운딩하고, 결과를 C1, C2, 및 C3으로서 보여준다. 여기에 사용된 SEBS는 약 30 wt%의 PS 블록을 포함하였고, 중량 기준 화학식 내의 총 GPPS 함량은 또한 표 4에서 보여준다.
결과는 다수의 바람직한 값이 획득되는 한편, HDT 및 MVR 사이의 관찰된 균형은 MVR 값이 증가됨에 따라, HDT 특성은 감소되었음을 시사하는 것으로 나타났다. C3은 10.6 중량%의 전체 GPPS 로딩량으로 인해, HDT가 경계에 도달하였음을 보여주며, 이는 임의의 추가의 GPPS가 관찰된 HDT(170℃의 역치 미만으로 감소됨)에 매우 불리하였을 것임을 의미한다. 그리고, C3의 MVR은 15 cm3/10분의 소기의 값의 훨씬 아래인 오직 8.2 cm3/10분이었다. 따라서, 비교 샘플은 GPPS의 양을 감소시키는 것이 HDT는 개선하지만, MVR은 약화시켰음을 입증한다.
추가의 샘플을 제조하였다. 표 5는 PPO, PPO SA120, 및 GPPS 기반의 신규 제형의 물리적 및 유전 특성을 보여준다.
C1은 SA120이 없는 대조군 샘플이었고, E1 및 E2는 각각 5 중량% 및 7 중량%의 SA120을 갖는 실시예 조성물이다. PPO2(SA120)를 첨가하여, HDT와 MVR 사이에 신규한 균형을 형성한다. 5% PPO2를 갖는 샘플은 거의 2배의 MVR을 나타내는 동시에, HDT는 여전히 170℃ 초과이다. SA120을 7 중량%로 추가로 증가시키는 것은 MVR을 21로 추가로 개선하고, HDT는 170℃ 초과로 여전히 유지된다. 표 4에서의 C3과 비교하여, E2는 유사한 HDT 수준을 나타내지만, 용융 유동성이 현저하게 증가되었다.
다양한 충격 개질제를 또한 표 6에서 보여주는 조성물의 특성에 대한 이들의 영향에 대해 평가하였다. 표 6은 또한 GPPS에 대한 총 PPO의 비를 제시하고 있다(충격 개질제 중의 폴리스티렌 블록 포함).
표 6에서의 G 유형 및 A 유형 SEBS를 비교함으로써, 유형 A SEBS는 더 높은 인장 신율 비율로 입증된 바와 같이 유형 G보다 더 높은 인성을 획득하였다. 다른 특성은 본질적으로 유형 G 및 유형 A 유형에 대해 일정하였다. 따라서, 유형 A SEBS는 높은 Dk PPO 화합물에서 연성을 개선하는 데 보다 효과적이었다.
상기 설명은 예시적인 것이며, 제한적이지 않도록 의도된다. 예를 들어, 상기 기재된 실시예(또는 이의 하나 이상의 양태)는 서로 조합하여 사용될 수 있다. 다른 실시형태는 예컨대 상기 설명을 리뷰 시 당업자에 의해 사용될 수 있다. 요약서는 독자가 기술적 개시내용의 속성을 신속하게 확인하도록 제공된다. 이는 청구범위의 범주 또는 의미를 해석 또는 제한하는 데 사용되지 않을 것임을 이해하여 제출된다. 또한, 상기 상세한 설명에서, 다양한 특성은 본 개시내용을 간소화하기 위해 함께 그룹화될 수 있다. 청구되지 않은 개시된 특성이 임의의 청구항에서 본질적인 것임을 의도한 것으로 해석되지 않아야 한다. 오히려, 본 발명의 기술 요지는 특정 개시된 실시형태의 모든 특성보다 적게 존재할 수 있다. 따라서, 다음의 청구범위는 본원에서 예 또는 실시형태로서 상세한 설명 내에 포함되고, 각각의 청구항은 그 자체가 별도의 실시형태로 유효하며, 이러한 실시형태는 다양한 조합 또는 순열에서 서로 조합될 수 있는 것으로 고려된다. 본 개시내용의 범주는 이러한 청구범위가 권리를 부여하는 동등물의 전체 범주와 함께 첨부된 청구범위를 참조하여 결정되어야 한다.
다양한 변경 및 변형이 본 개시내용의 범주 또는 사상을 벗어나지 않고 본 개시내용에 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 본 개시내용의 다른 실시형태는 본 명세서의 고려 사항 및 본원에 개시된 개시내용의 실행으로부터 당업자에게 명백할 것이다. 본 명세서 및 예는 오직 예시적으로 간주되어야 하며, 본 개시내용의 진짜 범주 및 사상은 다음 청구범위에 의해 명시되는 것으로 의도된다.
본 개시내용의 특허를 받을 수 있는 범주는 청구범위에 의해 정의되며, 당업자에게 발생하는 다른 예를 포함할 수 있다. 이러한 다른 예는 이들이 청구범위의 문자 그대로의 언어와 상이하지 않는 구조적 요소를 갖는 경우 또는 이들이 청구범위의 문자 그대로의 언어와 비실질적 차이점을 갖는 동등한 구조적 요소를 포함하는 경우 청구범위의 범주 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (14)

  1. 열가소성 조성물로서,
    a. 약 10 wt.% 내지 60 wt.%의 제1 폴리페닐렌 옥사이드 (PPO);
    b. 낮은 중합도 및 점도계를 사용하여 25℃에서 클로로포름 중에 측정된 0.1 dl/g 내지 0.3 dl/g의 점도를 갖는 약 0.5 wt.% 내지 약 10 wt.%의 제2 PPO;
    c. 약 0.5 wt.% 내지 약 10 wt.%의 다목적 폴리스티렌(GPPS);
    d. 약 0.5 wt% 내지 약 10 wt%의 충격 개질제; 및
    e. 약 30 wt.% 내지 약 70 wt.%의 무기 세라믹 충전제를 포함하고,
    제1 PPO 및 제2 PPO 대 폴리스티렌의 비는 1:1 내지 6:1이고, 모든 성분의 조합된 중량 백분율 값은 100 wt.%를 초과하지 않고, 모든 중량 백분율 값은 조성물의 총 중량을 기준으로 하는, 열가소성 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 제1 PPO는 높은 중합도 및 점도계를 사용하여 25℃에서 클로로포름 중에 측정된 0.13 dl/g 초과의 점도를 갖는 것인, 열가소성 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 PPO는 폴리스티렌 표준을 기준으로 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 결정된 10,000 달톤 미만의 수평균 분자량을 갖는 것인, 열가소성 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 충격 개질제는 에틸렌-프로필렌 고무; 말레산 무수물 그래프트된 폴리에틸렌; 말레산 무수물 기능화 공중합체; 아릴계 고무(ACR); 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 삼원중합체(MBS); 에틸렌-코-글리시딜 메타크릴레이트(EGMA); 글리시딜 메타크릴레이트를 갖는 에틸렌-메틸 아크릴레이트(EMAGMA); 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS); 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS); 폴리에스테르 에테르 엘라스토머; 에틸렌 에틸 아크릴레이트; 또는 이의 조합을 포함하는 것인, 열가소성 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 충격 개질제는 40 중량% 초과의 폴리스티렌 블록 공중합체를 갖는 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS)을 포함하는 것인, 열가소성 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 무기 세라믹 충전제는 TiO2, BaTiO3, SrTiO3, CaTiO3, MgTiO3, Al2O3, ZrO2, 또는 이의 조합을 포함하는 것인, 열가소성 조성물.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 무기 세라믹 충전제는 이산화티타늄을 포함하는 것인, 열가소성 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 공진 공동 방법에 따라 1.1 GHz의 주파수에서 관찰될 때, 3.5 초과의 유전 상수 Dk를 나타내는, 열가소성 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 공진 공동 방법에 따라 1.1 GHz의 주파수에서 관찰될 때, 0.0003 미만의 유전체 손실 탄젠트 Df를 나타내는, 열가소성 조성물.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 공진 공동 방법에 따라 1.1 GHz의 주파수에서 관찰될 때, 0.0002 미만의 유전체 손실 탄젠트 Df를 나타내는, 열가소성 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, ISO 75에 따라 시험될 때, 170℃ 초과의 열변형 온도를 나타내는, 열가소성 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 조성물은 적어도 하나의 추가의 첨가제를 추가로 포함하고, 적어도 하나의 추가의 첨가제는 충전제, 산 스캐빈저(acid scavenger), 적하방지제(anti-drip agent), 산화방지제, 대전방지제, 사슬 연장제, 착색제, 탈형제, 흐름 촉진제, 윤활제, 몰드 이형제, 가소제, 켄칭제(quenching agent), 난연제, UV 반사 첨가제, 또는 이의 조합을 포함하는 것인, 열가소성 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 조성물로부터 형성된 물품.
  14. 제13항에 있어서, 상기 물품은 이상기(phase shifter)를 위한 유전체 판인, 물품.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114989556B (zh) * 2022-08-03 2022-10-28 宁波湍流电子材料有限公司 一种介电弹性体复合材料及其制备方法
CN117447806A (zh) * 2023-12-08 2024-01-26 扬州大学 一种大应变磁电响应弹性体及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180038495A (ko) * 2015-08-20 2018-04-16 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 고주파수 전자장치 구성부품용 수지 조성물
CN110698839A (zh) * 2019-11-19 2020-01-17 广东圆融新材料有限公司 高介电常数聚苯醚/高抗冲聚苯乙烯组合物及其制备方法
CN110776729A (zh) * 2019-11-19 2020-02-11 广东圆融新材料有限公司 阻燃聚苯醚/高抗冲聚苯乙烯组合物及其制备方法
KR20200133258A (ko) * 2018-03-26 2020-11-26 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 우수한 유전 특성을 갖는 열 전도성 열가소성 조성물 및 이의 성형품

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6576700B2 (en) * 2000-04-12 2003-06-10 General Electric Company High flow polyphenylene ether formulations
US6673872B2 (en) * 2000-05-17 2004-01-06 General Electric Company High performance thermoplastic compositions with improved melt flow properties
US20090054553A1 (en) 2007-08-20 2009-02-26 General Electric Company High dielectric constant thermoplastic composition, methods of manufacture thereof and articles comprising the same
US20170005387A1 (en) * 2015-07-01 2017-01-05 Wha Yu Industrial Co., Ltd. Phase shifter with asymmetric dielectric unit
EP3511376A1 (en) * 2018-01-10 2019-07-17 SABIC Global Technologies B.V. Polyphenylene ether composition, method for the manufacture thereof, and articles comprising the composition
CN108164973B (zh) 2018-01-18 2021-03-30 广东中塑新材料有限公司 一种高介电聚苯醚材料及其制备方法和应用
EP3591004B8 (en) * 2018-07-06 2021-04-21 SHPP Global Technologies B.V. Thermoplastic compositions having good dielctric and ductility properties

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180038495A (ko) * 2015-08-20 2018-04-16 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 고주파수 전자장치 구성부품용 수지 조성물
KR20200133258A (ko) * 2018-03-26 2020-11-26 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 우수한 유전 특성을 갖는 열 전도성 열가소성 조성물 및 이의 성형품
CN110698839A (zh) * 2019-11-19 2020-01-17 广东圆融新材料有限公司 高介电常数聚苯醚/高抗冲聚苯乙烯组合物及其制备方法
CN110776729A (zh) * 2019-11-19 2020-02-11 广东圆融新材料有限公司 阻燃聚苯醚/高抗冲聚苯乙烯组合物及其制备方法

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