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KR101944461B1 - 폴리카보네이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트를 포함하는 중합체 블렌드 - Google Patents

폴리카보네이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트를 포함하는 중합체 블렌드 Download PDF

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KR101944461B1
KR101944461B1 KR1020177037551A KR20177037551A KR101944461B1 KR 101944461 B1 KR101944461 B1 KR 101944461B1 KR 1020177037551 A KR1020177037551 A KR 1020177037551A KR 20177037551 A KR20177037551 A KR 20177037551A KR 101944461 B1 KR101944461 B1 KR 101944461B1
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KR
South Korea
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weight
polycarbonate
polymer blend
weight percent
polymer
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KR1020177037551A
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KR20180014052A (ko
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엘레나 바렐라 리소
이그나시오 빅 페르난데스
다비드 델 아과 에르난데스
Original Assignee
사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이.
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Abstract

본 개시내용은, (i) 45% 내지 80%의 말단캡핑 수준, 및 하기 분지 구조를 포함하는 300 내지 5,000 ppm의 분지화 수준을 갖는, 80 내지 95 중량%의 폴리카보네이트;
Figure 112017130095213-pct00020

(ii) 4.9 내지 20 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트; 및 (iii) 0.1 내지 1.5 중량%의 촉매의 용융 압출로부터 유도된 중합체에 관한 것이며; 여기서 상기 중합체는 투명하고, 용융 압출 동안 상기 폴리카보네이트 및 상기 폴리메틸 메타크릴레이트의 적어도 일부에 대해 에스테르교환이 발생한다.

Description

폴리카보네이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트를 포함하는 중합체 블렌드
관련 출원
본원은 2015년 5월 28일에 출원된 EPO 출원 번호 15382282의 이익을 주장하며, 이의 개시내용은 그 전문이 본원에 포함된다.
기술분야
본 개시내용은 폴리카보네이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트를 포함하는 중합체의 용융 압출, 상기 압출의 생성물 및 상기 중합체로부터 형성된 물품에 관한 것이다.
중합체 블렌딩은 상이한 특성들을 갖는 신규한 재료를 달성하기 위한 방법이다. 폴리카보네이트 (PC)는 이의 양호한 충격 강도, 투명도 및 전기적 특성으로 인하여 통상적으로 사용되는 공학 열가소성 중합체이다. 그러나, PC는 내스크래치성에서 다수의 다른 투명한 수지보다 열등하다. 대조적으로, 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA)는 탁월한 내스크래치성을 갖는다. 폴리카보네이트를 PMMA와 블렌딩하는 것은 이러한 2종의 중합체의 특성들을 조합하는 의도로 ― 특히 향상된 내스크래치성의 의도로 연구되어 왔다.
그러나, PMMA 및 PC의 블렌드를 생성하는 것은 문제점을 갖는다. PC 및 PMMA의 용융 블렌드는 비혼화성이며, 이는 특정 용도, 예컨대 광학적 적용에 필요한 투명한 블렌드보다 불투명한 블렌드를 유발하는 것으로 공지되어 있다. 불투명성은 PC 및 PMMA 사이의 굴절률 차이에서의 상이함 및 상용성의 결여에 기인하는 것으로 믿어진다. 상용화는, 분산상의 크기를 감소시키고 투명한 블렌드를 달성하기 위해 필요하다. 덜 불투명한 PC/PMMA 블렌드를 제조하기 위해 다양한 전략들이 채택되었다. 노력들은 보다 작은 중합체 도메인을 제조하기 위한 고전단 혼합 (미국 특허 번호 8,440,760), PC 및/또는 PMMA 중합체의 개질 (WO 2012/037461) 및 PC에의 PMMA 측쇄의 그라프팅 (Okamoto, J. Appl. Polym. Sci. 2001, 80, 2670-2675)에 초점을 맞춘다. 지금까지, 이러한 노력들은 투명한 블렌드를 제조하는 것에 실패하였다.
EP 공개공보 제1063253호는 광 확산 블록 공중합체에 관한 것이다. 여기에는 적어도 하나의 모노- 또는 알파, 오메가-디하이드록시폴리올레핀 및 적어도 하나의 폴리카보네이트를 갖는 공중합체로서 폴리올레핀 단편의 함량이 0.005 내지 60 중량%의 범위인 공중합체, 상기 공중합체를 포함하는 조성물의 제조방법 및 광 확산 용도가 기술되어 있다.
US 공개 출원 제2010/256288호는 내스크래치성 방염 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로서, 상기 수지 조성물은 (A) 약 50 내지 90 중량%의 폴리카보네이트 수지; (B) 굴절율이 약 1.495 내지 약 1.590인 약 1 내지 약 50 중량%의 메타크릴산 공중합체 수지; 및 (C) 약 0 내지 약 49 중량%의 (메타)크릴산 수지를 포함하는 베이스 수지, 및 (D) (A)+(B)+(C)를 포함하는 상기 베이스 수지 약 100 중량부에 대해 약 5 내지 약 40 중량부의 난연제를 포함한다. 해당 발명의 수지 조성물은 상용성이 개선되어 난연성, 내스크래치성, 착색성 및 외관이 양호하다. 해당 발명의 수지 소정물은 통상의 수지 조성물을 사용하여 제조된 제품에 비해 더 좋은 물리적 특성을 나타낼 수 있는 플라스틱 성형 물품을 제조하는데 사용될 수 있다.
US 특허 제8,426,532호는 폴리카보네이트 그래프트 공중합체를 형성하는 방법에 관한 것이다. 특히, 알릴기를 포함하는 폴리카보네이트 중합체 또는 공중합체는 그래프르 공중합체를 위한 주쇄를 제공하고, 알릴기를 통해 펜던트 쇄가 상기 공중합체에 부착된다. 상기 그래프트 공중합체는 높은 투명도, 양호한 그래프트 함량, 양호한 내스크래치성 및/또는 양호한 방담(anti-fog) 특성을 나타낸다.
상기 결점을 극복하는 투명한 중합체에 대한 필요성이 당업계에 존재한다.
본 개시내용은, (i) 45% 내지 80%의 말단캡핑 수준을 가지며, 하기 분지 구조 (A) 내지 (C)를 포함하는 300 내지 5,000 중량 백만분율 (ppm)의 분지화 수준을 갖는, 80 내지 95 중량%의 폴리카보네이트;
Figure 112017130095213-pct00001
(ii) 4.9 내지 20 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트; 및 (iii) 0.1 내지 1.5 중량%의 촉매의 용융 압출로부터 유도된 중합체에 관한 것이며; 여기서 상기 중합체는 투명하고, 용융 압출 동안 상기 폴리카보네이트 및 상기 폴리메틸 메타크릴레이트의 적어도 일부에 대해 에스테르교환이 발생하고; 모든 성분의 합계 중량% 값은 100 중량%를 초과하지 않고, 모든 중량% 값은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 한다. 상기 폴리카보네이트가 폴리스티렌 기준으로 20,000 내지 120,000 달톤의 분자량 (Mw)을 갖는 것이 바람직하다.
또 다른 측면에서, 본 개시내용은 하기 단계를 포함하는, 물품의 형성 방법에 관한 것이다: (a) (i) 45% 내지 80%의 말단캡핑 수준 및 300 내지 5,000 ppm의 분지화 수준을 갖는, 80 내지 95 중량%의 폴리카보네이트; (ii) 4.9 내지 20 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA); 및 (iii) 0.1 내지 1.5 중량%의 촉매를 용융 압출하여 투명한 중합체 블렌드를 제조하는 단계로서; 여기서 상기 중합체는 투명하고, 용융 압출 동안 상기 폴리카보네이트 및 상기 폴리메틸 메타크릴레이트의 적어도 일부에 대해 에스테르교환이 발생하고; 모든 성분의 합계 중량% 값은 100 중량%를 초과하지 않고, 모든 중량% 값은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하는, 단계; 및 (b) 상기 중합체 블렌드를 상기 물품으로 성형하는 단계.
본 개시내용은 또한, 하기 단계를 포함하는, PC 및 PMMA의 투명한 블렌드의 형성 방법에 관한 것이다: (a) (i) 45% 내지 80%의 말단캡핑 수준 및 300 내지 5,000 ppm의 분지화 수준을 갖는, 80 내지 95 중량%의 폴리카보네이트; (ii) 4.9 내지 20 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트; 및 (iii) 0.1 내지 1.5 중량%의 촉매를 용융 압출하여 투명한 중합체 블렌드를 제조하는 단계로서; 여기서 상기 중합체는 투명하고, 용융 압출 동안 상기 폴리카보네이트 및 상기 폴리메틸 메타크릴레이트의 적어도 일부에 대해 에스테르교환이 발생하고; 모든 성분의 합계 중량% 값은 100 중량%를 초과하지 않고, 모든 중량% 값은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하는, 단계.
하기는, 유사 요소들은 유사하게 번호가 부여되어 있는 도면의 간단한 설명이며, 이는 본원에 기재된 다양한 구현예의 예시이다.
도 1은 반응성 블렌드에 대한 로크웰(Rockwell) M 결과를 나타낸다.
도 2는 사슬 연장제를 사용한 Mw에서의 증가를 나타낸다.
본 개시내용은, (i) 45% 내지 80%의 말단캡핑 수준을 가지며, 폴리스티렌 기준으로 20,000 내지 120,000 달톤의 중량 평균 분자량 (Mw) 및 하기 분지 구조를 포함하는 300 내지 5,000 ppm의 분지화 수준을 갖는, 80 내지 95 중량%의 폴리카보네이트;
Figure 112017130095213-pct00002
(ii) 4.9 내지 20 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트; 및 (iii) 0.1 내지 1.5 중량%의 촉매의 용융 압출로부터 유도된 중합체를 제공하며; 여기서 상기 중합체는 투명하고, 용융 압출 동안 상기 폴리카보네이트 및 상기 폴리메틸 메타크릴레이트의 적어도 일부에 대해 에스테르교환이 발생하고; 모든 성분의 합계 중량% 값은 100 중량%를 초과하지 않고, 모든 중량% 값은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 한다. 상기 PC는 용융 중합 방법에 의해 제조될 수 있다.
상기 PMMA의 적어도 일부는 에스테르교환 생성물 중 PC를 포함하는 중합체 백본에 위치될 수 있다.
폴리카보네이트 중합체
본원에 사용된 용어 "폴리카보네이트" 또는 "폴리카보네이트들"은 코폴리카보네이트, 호모폴리카보네이트 및 (코)폴리에스테르 카보네이트를 포함한다.
용어 폴리카보네이트는 하기 화학식 (1)의 반복 구조 단위를 갖는 조성물로서 또한 정의될 수 있다:
Figure 112017130095213-pct00003
상기 식에서, R1 기의 총 수의 적어도 60 퍼센트는 방향족 유기 라디칼이고, 그 나머지는 지방족, 지환족 또는 방향족 라디칼이다. 추가의 측면에서, 각각의 R1은 방향족 유기 라디칼, 보다 바람직하게는 하기 화학식 (2)의 라디칼이다:
Figure 112017130095213-pct00004
상기 식에서, A1 및 A2 각각은 모노시클릭 2가 아릴 라디칼이고, Y1은 A1을 A2로부터 분리시키는 1 또는 2개의 원자를 갖는 브리징 라디칼이다. 다양한 측면에서, 1개의 원자가 A1을 A2로부터 분리시킨다. 예를 들어, 이러한 유형의 라디칼은 -O-, -S-, -S(O)-, -S(O2)-, -C(O)-, 메틸렌, 시클로헥실-메틸렌, 2-[2.2.1]-비시클로헵틸리덴, 에틸리덴, 이소프로필리덴, 네오펜틸리덴, 시클로헥실리덴, 시클로펜타데실리덴, 시클로도데실리덴 및 아다만틸리덴과 같은 라디칼을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 브리징 라디칼 Y1은 바람직하게는 탄화수소 기 또는 포화 탄화수소 기, 예컨대 메틸렌, 시클로헥실리덴 또는 이소프로필리덴이다. 폴리카보네이트 재료는 미국 특허 번호 7,786,246 (이는 다양한 폴리카보네이트 조성물 및 이의 제조를 위한 방법을 개시하는 특정한 목적으로 그 전문이 본원에 참조로 포함됨)에 개시 및 기재된 재료를 포함한다.
폴리카보네이트는 할로겐 원자를 실질적으로 함유하지 않을 수 있다. "실질적으로 함유하지 않는"에 의해, 폴리카보네이트의 1 중량% 미만이 할로겐 원자를 포함하는 것이 의도된다. 바람직하게는, 폴리카보네이트는 2015년 5월 28일자로 이용가능한 측정 기술에 따라 결정될 수 있는 바와 같은 검출가능한 양의 할로겐 원자를 포함하지 않는다.
용융 폴리카보네이트 생성물이 이용될 수 있다. 용융 폴리카보네이트 방법은 용융 단계에서 디히드록시 화합물 및 카보네이트 공급원의 연속 반응을 기초로 한다. 상기 반응은 일련의 반응기에서 일어날 수 있으며, 여기서 촉매, 온도, 진공 및 교반의 조합된 효과가 단랑체 반응 및 반응 부산물의 제거를 허용하여 반응 평형을 변위시키고, 중합체 사슬 성장을 실행한다. 용융 중합 반응에서 제조되는 통상의 폴리카보네이트는 디페닐 카보네이트 (DPC)와의 반응을 통해 비스페놀 A (BPA)로부터 유도된다. 이러한 반응은, 예를 들어 테트라 메틸 암모늄 히드록시드 (TMAOH) 또는 테트라부틸 포스포늄 아세테이트 (TBPA) (이는 제1 중합 유닛에 도입되기 이전에 단랑체 혼합물에 첨가될 수 있음) 및 소듐 히드록시드 (NaOH) (이는 제1 반응기 또는 제1 반응기의 상류에 그리고 단랑체 혼합기 이후에 첨가될 수 있음)에 의해 촉매화될 수 있다.
용융 폴리카보네이트 생성물은 45% 내지 80%의 말단캡핑 수준을 가질 수 있다. 일부 폴리카보네이트는 45% 내지 75%, 55% 내지 75%, 60% 내지 70%, 또는 60% 내지 65%의 말단캡핑 수준을 갖는다. 특정의 바람직한 폴리카보네이트는 적어도 200 ppm의 히드록시드 기를 갖는다. 특정의 폴리카보네이트는 200 내지 1,100 ppm, 또는 950 내지 1,050 ppm의 히드록시드 기를 갖는다.
폴리카보네이트 중합체는 말단캡핑 작용제를 함유할 수 있다. 임의의 적합한 말단캡핑 작용제는, 이러한 작용제가 폴리카보네이트 조성물의 목적하는 특성 (예를 들어, 투명도)에 크게 불리하게 영향을 미치지 않는 한 사용될 수 있다. 말단캡핑 작용제는 모노-페놀계 화합물, 모노-카복실산 클로라이드 및/또는 모노-클로로포르메이트를 포함한다. 모노-페놀계 말단캡핑 작용제는 모노시클릭 페놀, 예컨대 페놀 및 C1-C22 알킬-치환된 페놀, 예컨대 p-쿠밀-페놀, 레조르시놀 모노벤조에이트, 및 p- 및 3급-부틸 페놀; 및 디페놀의 모노에테르, 예컨대 p-메톡시페놀에 의해 예시된다.
또한, 일부 폴리카보네이트는 900 내지 1100 ppm 및 950 내지 1050 ppm의 프리스(Fries) 생성물을 갖는다. 프리스 생성물은 하기 구조 A, B 및 C의 에스테르 유형을 포함한다.
A. 선형 프리스:
Figure 112017130095213-pct00005
B. 분지형 프리스:
Figure 112017130095213-pct00006
C. 산 프리스:
Figure 112017130095213-pct00007
폴리메틸 메타크릴레이트 중합체
용어 "폴리메틸 메타크릴레이트" (또는 PMMA)는 용어 폴리(메틸 2-메틸프로파노에이트) 및 폴리(메틸 메타크릴레이트)와 동의어이다. 본원에 사용된 상기 용어는 메틸 메타크릴레이트의 단독중합체뿐만 아니라 이와 다른 아크릴 단랑체, 예컨대 예를 들어 에틸 아크릴레이트 및 글리시딜 메타크릴레이트의 공중합체 (여기서, 다른 아크릴 단랑체는 조성물의 최대 35 중량%의 범위로 존재함)를 포함한다. 폴리메틸 메타크릴레이트는 자외선 및 열 안정화제를 사용하여 안정화될 수 있고, 본원에서 논의된 다른 첨가제를 포함할 수 있다.
촉매
임의의 적합한 촉매가 본원에 개시된 기술과 함께 사용될 수 있다. 일부 바람직한 촉매는 아연 촉매이다. 하나의 바람직한 아연 촉매는 아연 아세테이트이다. 투명한 블렌드의 형성을 달성하는 임의의 양의 촉매가 사용될 수 있지만, 촉매의 양이 중합체 블렌드의 0.1 내지 1.5 중량%인 것이 바람직하다. 바람직하게는, 촉매의 양은 중합체 블렌드의 0.02 내지 1.0 중량%이다. PC 및 PMMA의 적어도 일부가 용융 압출 동안 촉매의 존재 하에 에스테르교환되는 것이 바람직하다.
추가의 성분
첨가제 조성물은 충격 개질제, 유동 개질제, 충전제 (예를 들어, 미립자 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 유리, 탄소, 광물 또는 금속), 보강제 (예를 들어, 유리 섬유), 산화방지제, 열 안정화제, 광 안정화제, 자외선 (UV) 광 안정화제, UV 흡수 첨가제, 가소제, 윤활제, 박리제 (예컨대, 이형제), 정전기 방지제, 방담제(anti-fog agent), 항미생물제, 착색제 (예를 들어, 염료 또는 안료), 표면 효과 첨가제, 방사선 안정화제, 난연제, 적하방지제 (예를 들어, PTFE-캡술화된 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 (TSAN)) 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 열 안정화제, 이형제 및 자외선 광 안정화제의 조합이 사용될 수 있다. 일반적으로, 첨가제는 효과적인 것으로서 일반적으로 공지되어 있는 양으로 사용된다. 예를 들어, 첨가제 조성물 (임의의 충격 개질제, 충전제 또는 보강제 이외)의 총 양은 0.001 내지 10.0 중량%, 또는 0.01 내지 5 중량%일 수 있으며, 각각은 조성물 중 중합체의 총 중량을 기준으로 한다.
조성물은 이러한 유형의 중합체 조성물 내로 통상적으로 혼입되는 다양한 첨가제를 포함할 수 있되, 단 첨가제(들)는 열가소성 조성물의 목적하는 특성 (예를 들어, 양호한 상용성)에 크게 불리하게 영향을 미치지 않도록 선택된다. 이러한 첨가제는 조성물을 형성하기 위한 성분들의 혼합 동안 적합한 시간에 혼합될 수 있다.
충격 개질제의 예는 천연 고무, 플루오로엘라스토머, 에틸렌-프로필렌 고무 (EPR), 에틸렌-부텐 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 단랑체 고무 (EPDM), 아크릴레이트 고무, 수소화 니트릴 고무 (HNBR), 실리콘 엘라스토머, 스티렌-부타디엔-스티렌 (SBS), 스티렌-부타디엔 고무 (SBR), 스티렌-(에틸렌-부텐)-스티렌 (SEBS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 (ABS), 아크릴로니트릴-에틸렌-프로필렌-디엔-스티렌 (AES), 스티렌-이소프렌-스티렌 (SIS), 스티렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌 (SEPS), 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 (MBS), 고함량 고무 그라프트(HRG; high rubber graft) 등을 포함한다. 일부 적합한 충격 개질제는 PC (폴리카보네이트)/ABS (예컨대, cycoloy PC/ABS) 및 MBS 유형의 제제를 포함한다.
열 안정화제 첨가제는 유기포스파이트 (예를 들어, 트리페닐 포스파이트, 트리스-(2,6-디메틸페닐)포스파이트, 트리스-(혼합 모노- 및 디-노닐페닐)포스파이트 등), 포스포네이트 (예를 들어, 디메틸벤젠 포스포네이트 등), 포스페이트 (예를 들어, 트리메틸 포스페이트 등) 또는 상기 열 안정화제 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다. 열 안정화제는 IRGAPHOSTM 168로서 입수가능한 트리스(2,4-디-t-부틸페닐) 포스페이트일 수 있다. 열 안정화제는 일반적으로 조성물 중 중합체의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 5 중량%의 양으로 사용된다.
가소제, 윤활제 및 이형제 사이에 상당한 중복이 있으며, 이는, 예를 들어 글리세롤 트리스테아레이트 (GTS), 프탈산 에스테르 (예를 들어, 옥틸-4,5-에폭시-헥사히드로프탈레이트), 트리스-(옥톡시카보닐에틸)이소시아누레이트, 트리스테아린, 이관능성 또는 다관능성 방향족 포스페이트 (예를 들어, 레조르시놀 테트라페닐 디포스페이트 (RDP), 히드로퀴논의 비스(디페닐) 포스페이트 및 비스페놀 A의 비스(디페닐) 포스페이트); 폴리-알파-올레핀; 에폭시화 대두유; 실리콘, 예컨대 실리콘유 (예를 들어, 폴리(디메틸 디페닐 실록산)); 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 상기 가소제, 윤활제 및 이형제 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다. 이들은 일반적으로 조성물 중 중합체의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 5 중량%의 양으로 사용된다.
광 안정화제, 특히 자외선 (UV) 흡수 첨가제 (이는 또한 UV 안정화제로서 지칭됨)는 히드록시벤조페논 (예를 들어, 2-히드록시-4-n-옥톡시 벤조페논), 히드록시벤조트리아진, 시아노아크릴레이트, 옥사닐리드, 벤족사지논 (예를 들어, 2,2'-(1,4- 페닐렌)비스(4H-3,1-벤족사진-4-온) (Cytec으로부터 상표명 CYASORB UV-3638 하에 상업적으로 입수가능함)), 아릴 살리실레이트, 히드록시벤조트리아졸 (예를 들어, 2-(2-히드록시-5-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2-히드록시-5-tert-옥틸페닐)벤조트리아졸 및 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-페놀 (Cytec으로부터 상표명 CYASORB 5411 하에 상업적으로 입수가능함)) 또는 상기 광 안정화제 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다. UV 안정화제는 조성물 중 중합체의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 1 중량%, 구체적으로 0.1 내지 0.5 중량%, 보다 구체적으로 0.15 내지 0.4 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
가능한 충전제 또는 보강제는, 예를 들어 운모, 점토, 장석, 석영, 규암, 진주암, 트리폴리, 규조토, 규산알루미늄 (멀라이트), 합성 규산칼슘, 용융 실리카, 흄드 실리카, 모래, 붕소-니트라이드 분말, 붕소-실리케이트 분말, 황산칼슘, 탄산칼슘 (예컨대, 백악, 석회석, 대리석 및 합성 침전된 탄산칼슘), 활석 (섬유상, 모듈상(modular), 침상 및 라멜라 활석 포함), 규회석, 중공 또는 중실 유리구, 실리케이트 스피어, 세노스피어(cenosphere), 알루미노실리케이트 또는 (아르모스피어(armosphere)), 카올린, 탄화규소의 위스커, 알루미나, 탄화붕소, 철, 니켈 또는 구리, 연속상 및 세절된 탄소 섬유 또는 유리 섬유, 황화몰리브덴, 황화아연, 티탄산바륨, 바륨 페라이트, 황산바륨, 중정석, TiO2, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 입자상 또는 섬유상 알루미늄, 청동, 아연, 구리, 또는 니켈, 유리 플레이크, 플레이크화된 탄화규소, 플레이크화된 이붕화알루미늄, 플레이크화된 알루미늄, 강철 플레이크, 천연 충전제, 예컨대 목분, 섬유상 셀룰로스, 목화, 사이잘(sisal), 황마, 전분, 리그닌, 분쇄된 견과 껍질(ground nut shell), 또는 쌀알 겉껍질(rice grain husk), 보강 유기 섬유상 충전제, 예컨대 폴리(에테르 케톤), 폴리이미드, 폴리벤족사졸, 폴리(페닐렌 술피드), 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 방향족 폴리아미드, 방향족 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 폴리(비닐 알콜), 뿐만 아니라 상기 충전제 또는 보강제 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다. 충전제 및 보강제는 전도성을 촉진하기 위하여 금속 재료 층으로 코팅되거나, 또는 중합체 매트릭스와의 접착 및 분산을 개선하기 위해 실란으로 표면 처리될 수 있다. 충전제는 총 조성물의 100 중량부를 기준으로 1 내지 200 중량부의 양으로 사용된다.
산화방지제 첨가제는 유기포스파이트, 예컨대 트리스(노닐 페닐)포스파이트, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트, 비스(2,4-디-t-부틸페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트, 디스테아릴 펜타에리트리톨 디포스파이트; 알킬화 모노페놀 또는 폴리페놀; 폴리페놀과 디엔의 알킬화 반응 생성물, 예컨대 테트라키스[메틸렌(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시히드로신나메이트)] 메탄; 파라-크레졸 또는 디시클로펜타디엔의 부틸화 반응 생성물; 알킬화 히드로퀴논; 히드록실화 티오디페닐 에테르; 알킬리덴-비스페놀; 벤질 화합물; 1가 또는 다가 알콜과의 베타-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)-프로피온산의 에스테르; 1가 또는 다가 알콜과의 베타-(5-tert-부틸-4-히드록시-3-메틸페닐)-프로피온산의 에스테르; 티오알킬 또는 티오아릴 화합물의 에스테르, 예컨대 디스테아릴티오프로피오네이트, 디라우릴티오프로피오네이트, 디트리데실티오디프로피오네이트, 옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 펜타에리트리틸-테트라키스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트; 베타-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)-프로피온산의 아미드, 또는 상기 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-염소화된 인-함유 난연제, 예를 들어 유기 포스페이트 및 인-질소 결합을 함유하는 유기 화합물은 규제상의 이유로 특정 적용에 바람직할 수 있다.
무기 난연제, 예를 들어 C1-16 알킬 술포네이트 염, 예컨대 포타슘 퍼플루오로부탄 술포네이트 (리마르(Rimar) 염), 포타슘 퍼플루오로옥탄 술포네이트, 테트라에틸암모늄 퍼플루오로헥산 술포네이트 및 포타슘 디페닐술폰 술포네이트의 염; Na2CO3, K2CO3, MgCO3, CaCO3 및 BaCO3과 같은 염 또는 플루오로-음이온 착물, 예컨대 Li3AlF6, BaSiF6, KBF4, K3AlF6, KAlF4, K2SiF6 및/또는 Na3AlF6이 또한 사용될 수 있다. 존재하는 경우, 무기 난연제 염은 임의의 충전제를 제외한 총 조성물의 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 10 중량부, 보다 구체적으로 0.02 내지 1 중량부의 양으로 존재한다.
적하방지제, 예를 들어 피브릴 형성 또는 비-피브릴 형성 플루오로중합체, 예컨대 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)이 또한 조성물 중에 사용될 수 있다. 적하방지제는 경질 공중합체, 예를 들어 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 (SAN)에 의해 캡슐화될 수 있다. SAN에 캡슐화된 PTFE는 TSAN으로서 공지되어 있다. TSAN은 캡슐화된 플루오로중합체의 총 중량을 기준으로 50 중량%의 PTFE 및 50 중량%의 SAN을 포함한다. SAN은, 예를 들어 공중합체의 총 중량을 기준으로 75 중량%의 스티렌 및 25 중량%의 아크릴로니트릴을 포함할 수 있다. 적하방지제는 임의의 충전제를 제외한 총 조성물의 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부의 양으로 사용될 수 있다.
폴리카보네이트 조성물은 당업계에 공지되어 있는 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 먼저, 분말화된 폴리카보네이트 및 다른 임의적인 성분들을 고속 혼합기에서 또는 수동 혼합에 의해 선택적으로 임의의 충전제와 함께 블렌딩한다. 이어서, 상기 블렌드를 호퍼(hopper)를 통해 이축 압출기의 입구(throat) 내로 공급한다. 대안적으로, 성분들 중 적어도 1종은 이를 사이드스터퍼(sidestuffer)를 통해 입구 및/또는 하류에서 압출기 내로 바로 공급하거나 또는 목적 중합체와 함께 마스터배치로 배합하여 압출기 내로 공급함으로써 조성물 내로 혼입될 수 있다. 압출기는 일반적으로 조성물이 유동할 수 있도록 하기 위해 필요한 온도보다 더 높은 온도에서 작동된다. 압출물을 수조에서 즉시 켄칭하고, 펠릿화할 수 있다. 이렇게 제조된 펠릿은 1/4 인치 길이이거나 또는 목적하는 경우에 따라 더 작을 수 있다. 이러한 펠릿은 후속의 몰딩, 형상화 또는 성형에 사용될 수 있다.
중합체 조성물 및 압출
일부 조성물은 (i) 80 내지 95 중량%의 폴리카보네이트; (ii) 4.9 내지 20 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트; 및 (iii) 0.01 내지 1.5 중량%의 촉매의 용융 압출로부터 유도된 중합체를 포함하며; 여기서 상기 중합체는 투명하고, 용융 압출 동안 상기 폴리카보네이트 및 상기 폴리메틸 메타크릴레이트의 적어도 일부에 대해 에스테르교환이 발생하고; 모든 성분의 합계 중량% 값은 100 중량%를 초과하지 않고, 모든 중량% 값은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
특정 조성물은 (i) 85 내지 90 중량%의 폴리카보네이트; (ii) 9.8 내지 15 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트; 및 (iii) 0.2 내지 1 중량%의 촉매를 포함한다.
상기 중합체 조성물은 본원에 기재된 바와 같은 첨가제를 추가로 함유할 수 있다.
상기 중합체 조성물은 통상의 기술자에게 공지되어 있는 기술에 의해 형성될 수 있다. 압출 및 혼합 기술이, 예를 들어 상기 중합체 조성물의 성분들을 배합하는 데 이용될 수 있다.
압출은 이축 압출기를 사용하여 수행될 수 있다. 일부 압출은 230℃ 내지 300℃에서 수행된다. 압출기가 그 온도가 상술한 온도 내에서 프로파일링될 수 있는 복수의 가열 구역을 갖는 것이 바람직하다. 일부 방법에서, 용융 압출은 적어도 75 rpm 또는 적어도 100 rpm의 스크류 압출기를 이용한다.
용융 압출 동안 폴리카보네이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트의 적어도 일부가 에스테르교환되는 것이 바람직하다. 50 몰 퍼센트 초과, 또는 75 몰 퍼센트 초과 또는 90 몰 퍼센트 초과 또는 대략 100 몰 퍼센트의 PMMA가 PC와 에스테르교환되는 것이 또한 바람직하다.
제조 물품
일 측면에서, 본 개시내용은 본원에 기재된 조성물을 포함하는 형상화되거나, 성형되거나 또는 몰딩된 물품에 관한 것이다. 상기 조성물은 물품을 형성하기 위한 다양한 수단, 예컨대 사출 성형, 압출, 회전 성형, 블로우 성형 및 열성형에 의해 유용한 형상화된 물품으로 성형될 수 있다. 본원에 기재된 조성물은 또한 필름 및 시트 뿐만 아니라 라미네이트 시스템의 성분으로 제조될 수 있다. 추가의 측면에서, 물품의 제조 방법은 폴리카보네이트 성분, 폴리메틸 메타크릴레이트, 촉매 및 임의의 임의적인 성분을 용융 블렌딩하는 단계; 및 압출된 조성물을 물품으로 성형하는 단계를 포함한다. 또 다른 추가의 측면에서, 압출은 이축 압출기를 사용하여 수행된다.
추가의 측면에서, 상기 개시된 공중합체 조성물을 포함하는 물품은 자동차 적용에 사용된다. 또 다른 추가의 측면에서, 상기 물품은 컴퓨터 및 사무 기계 하우징, 예컨대 모니터용 하우징, 핸드헬드(handheld) 전자 장치 하우징, 예컨대 휴대전화, 전기적 커넥터, 의료 장치, 멤브레인 장치(membrane device)용 하우징, 및 조명 기구, 장식물, 가정용 기기, 지붕, 온실, 일광욕실(sun room), 수영장 인클로저(enclosure)의 부품 등으로부터 선택될 수 있다. 본원에 제공된 상기 개시된 공중합체 조성물을 사용하여 제조될 수 있는 다른 대표적인 물품은 전조등 베젤(bezel), 전조등, 미등, 미등 하우징, 미등 베젤, 차량번호판 인클로저, 전기 및 전기통신 장치용 인클로저, 건축 및 건설 적용물, 예컨대 창유리(glazing), 지붕, 창문, 바닥, 장식용 창문 설비 또는 처리물; 사진, 그림, 포스터 및 유사 전시 품목을 위한 처리된 유리 커버; 광학 렌즈; 안과용 렌즈; 교정 안과용 렌즈; 이식가능한 안과용 렌즈; 벽 패널 및 도어; 보호 그래픽(protected graphics); 옥외 및 옥내 표지; 인클로저, 하우징, 패널, 및 자동 현금 인출기 (ATM)용 부품; 인클로저, 컴퓨터 하우징; 탁상용 컴퓨터 하우징; 휴대용 컴퓨터 하우징; 노트북 컴퓨터 하우징; 손바닥 크기(palm-held) 컴퓨터 하우징; 모니터 하우징; 프린터 하우징; 키보드; FAX 기계 하우징; 복사기 하우징; 전화 하우징; 휴대전화 하우징; 라디오 송신기 하우징; 라디오 수신기 하우징; 조명 기구; 조명 기기; 네트워크 인터페이스 장치 하우징; 및 유사 적용물을 포함한다. 또 다른 추가의 측면에서, 자동차 적용에 사용되는 물품은 기기 패널, 오버헤드 콘솔(console), 내장 트림(trim), 센터 콘솔, 전조등 베젤, 전조등, 미등, 미등 하우징, 미등 베젤, 차량번호판 인클로저, 스티어링 휠, 라디오 스피커 그릴(radio speaker grille), 미러 하우징, 그릴 개방 보강재(grille opening reinforcements), 계단, 해치 커버(hatch cover), 손잡이, 버튼 및 레버로부터 선택된다. 추가의 제조 조작, 예컨대 비제한적으로 성형, 인-몰드 장식(in-mold decoration), 페인트 오븐에서의 베이킹(baking), 라미네이션 및/또는 열성형이 물품에서 수행될 수 있다.
다양한 측면에서, 상기 개시된 공중합체 조성물을 포함하는 물품은, 이러한 필름을 저온 (100℃ 미만)에서 형성할 가능성을 요구하며 또한 개선된 펀치 연성 및 내화학성을 요구하는 휴대전화용 투명한 키패드와 같은 적용에 사용하기 적합하다. 다른 전형적인 이러한 물품은 자동차 트림, 자동차 내장 부품, 휴대용 전기통신 및 가전 제품(appliance fronts)이다. 추가의 측면에서, 상기 물품이 필름인 경우, 이는 시각 효과 안료 (예컨대, 코팅된 Al 및 유리 플레이크)를 추가로 포함할 수 있다. 또 다른 추가의 측면에서, 상기 물품은 상기 개시된 공중합체 조성물을 포함하는 필름이며, 이는 직접적인 필름 적용뿐만 아니라 IMD (인 몰드 장식)와 같은 공정에 사용될 수 있다. 또 다른 추가의 측면에서, 개시된 공중합체 조성물을 포함하는 상기 물품은 조명 적용, 예컨대 자동차 전조등 렌즈, 커버 및 다른 광학 장치용 렌즈, 뿐만 아니라 투명한 필름 및 시트에 사용된다. 상기 물품은 또한 매우 다양한 성형품, 예컨대 의료 장치, 라디오 및 TV 베젤, 휴대전화 키패드, 노트북 컴퓨터 하우징 및 키(key), 광학 디스플레이 필름, 자동차 부품 및 다른 전자 및 소비자 제품에 사용될 수 있다.
실시예
본 개시내용은 하기 비제한적인 실시예에 의해 예시된다. 본원에서 반대로 달리 언급되지 않는 한, 모든 시험 표준은 본원의 출원 시점에 시행 중인 가장 최신의 표준이다.
재료
2종의 상이한 말단캡핑 함량 (상이한 농도의 OH 펜던트 기)을 갖는 비스페놀 A (BPA) PC를 사용하였고, KNaH2PO4를 촉매로서 사용하였고, 반응 말미에 켄처를 첨가하지 않았다. 상세사항은 하기 표 1에 요약하였다.
PC의 상세사항
등급 Mw (PS) 프리스 (ppm) 말단캡핑%
표준 102L 59,000 1,000 65
저함량 EC 102L 59,000 1,700 48
PMMA를 Lucite 및 LG에 의해 공급하였다 (표 2).
PMMA 등급
등급 Mw (PS)
Lucite 95,000
IG840 LG 112,000
EH910 LG 143,000
촉매를 Sigma Aldrich로부터 구입하였다: 주석(II) 2-에틸엑사노에이트(ethylexanoate) (Sn(oct)2), 세륨 아세테이트 (III) (CeAc3), 아연 아세테이트 (II) (ZnAC2), 소듐 스테네이트 트리히드레이트 (Na2SnO3ㆍ3H2O).
가능한 에스테르교환 억제제는 하기 중 하나 이상을 포함한다:
Figure 112017130095213-pct00008
Hostanox OSP1 = 트리스 [2-tert-부틸-4-티오 (2'-메틸-4'-히드록시-5'-tert-부틸)-페닐-5-메틸] 페닐포스페이트;
Figure 112017130095213-pct00009
Irganox 1010 = 펜타에리트리톨 테트라키스(3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트); 및
Figure 112017130095213-pct00010
TPPO = 트리페닐포스핀 옥시드.
가능한 사슬 연장제는 하기 중 하나 이상을 포함한다:
Figure 112017130095213-pct00011
Joncryl = 에폭시 관능성 올리고머 아크릴.
Figure 112017130095213-pct00012
DGEBA = 디글리시딜 에테르 비스페놀 A.
사슬 연장제는, PC에서의 펜던트 OH와 같은 최종 반응성 기를 통해 가공 동안 중합체 사슬들을 연결하여 분자량을 상승시킬 수 있는 이관능성/삼관능성 제품이다.
샘플 제조 장치
작은 샘플을 제조하기 위해 5 입방 센티미터 (cc)의 용량을 갖는 DSM Xplore 마이크로-배합기를 사용하였다. 블렌드를 생성하기 위해 콜린(Collin) 압출기 (6 배럴, L/D = 30)를 사용하였다.
시험
분자량을 PS 단위로 측정하였다. 연필 시험(Pencil test)을 300 그램 (g)의 중량을 가하여 ASTM D3363 하에 수행하였고, ASTM 785를 사용하여 로크웰 경도를 결정하였다. 아이조드 시험(Izod test) (비-노치형 및 2.54 밀리미터 (mm) 노치형)을 ASTM 256 하에 수행하였다.
실시예 1 내지 13
다양한 PC 유형 및 촉매를 사용하는 실험을 체류 시간, 스크류 회전 및 온도를 달라지게 하면서 마이크로-배합기 (DSM Xplore 마이크로-배합기)에서 블렌딩하였다. 시험된 재료 및 조건은 하기 표 3에 요약하였다. 혼화성의 지표로서, 제조된 시편의 투명도를 사용하여 적합한 촉매 및 PC를 선택하였다.
마이크로배합기에서 블렌딩된 샘플
실시예 PC (중량%) PMMA (중량%) 촉매 (중량%) T (℃) RPM t (min)
E1 저함량 EC (90) Lucite (10) ZnAc2 (1) 260 200 10
E2 저함량 EC (90) Lucite (10) ZnAc2 (0.5) 260 200 10
E3 저함량 EC (90) Lucite (10) ZnAc2 (0.5) 250 400 10
E4 저함량 EC (90) Lucite (10) ZnAc2 (0.5) 250 400 5
E5 저함량 EC (90) Lucite (10) ZnAc2 (0.75) 250 400 10
E6 표준 102L Lucite (10) ZnAc2 (0.5) 250 400 10
E7 저함량 EC (90) Lucite (10) Na2SnO3ㆍ3H2O (0.5) 260 100 10
E8 저함량 EC (90) Lucite (10) Na2SnO3ㆍ3H2O (1) 260 100 10
E9 저함량 EC (85) Lucite (15) Na2SnO3ㆍ3H2O (1) 260 100 10
E10 저함량 EC (85) Lucite (15) Na2SnO3ㆍ3H2O (1.5) 280 100 10
E11 저함량 EC (90) Lucite (10) CeAc3 (0.5) 255 100 10
E12 저함량 EC (90) Lucite (10) CeAc3 (0.25) 255 100 10
E13 저함량 EC (90) Lucite (10) CeAc3 (0.5) 255 100 5
저함량 EC (90)은 중합체의 90 중량%의 저함량 EC 102L임
하기 표에 상세히 나타낸 블렌드 (촉매는 첨가되지 않음)를 투명도에 대해 관찰하였다. 사용된 중합체는 PC 102L 및 저함량 EC를 갖는 PC였다. PC/PMMA를 촉매 없이 10분 동안 마이크로배합기에서 블렌딩하였다. 블렌드 3 및 4는 중합체 1 및 2와 비교하여 탁하였다.
1 표준 102L
2 저함량 EC 102L
3 표준 102L/PMMA 90/10
4 저함량 EC 102L/PMMA 90/10
상이한 촉매를 하기 표 5 내지 7에 나타낸 바와 같이 시험하였다. 다양한 양의 ZnAc2 촉매를 첨가하였고, 투명한 PC/PMMA 블렌드를 얻었다. 촉매로서 Na2SnO3을 사용하는 것 또한 투명한 샘플을 제공하였지만, 이는 블렌드 중에 완전히 가용성이지 않았고, 작은 결정이 관찰되었다. 최종적으로, CeAc3 촉매는 암색을 갖는 블렌드를 제공하였다. 상기를 고려하여, 투명한 블렌드를 얻을 수 있고 촉매에 의해 제공되는 색이 허용될 수 있기 때문에, ZnAc2를 선택하였다. 뿐만 아니라, PC의 유형 간에 유의한 차이가 없으므로, 표준을 선택하였다.
샘플 PC ZnAc 2 촉매
(%) 		T (℃) RPM t (min)
E1 저함량 EC 1 260 200 10
E2 저함량 EC 0.5 260 200 10
E3 저함량 EC 0.5 250 400 10
E4 저함량 EC 0.5 250 400 5
E5 저함량 EC 0.75 250 400 10
E6 표준 102L 0.5 250 400 10
샘플 PC/PMMA Na 2 SnO 3 촉매
(%) 		T (℃) RPM t (min)
E7 90/10 0.5 260 100 10
E8 90/10 1 260 100 10
E9 85/15 1 260 100 10
E10 85/15 1.5 260 100 10
샘플 CeAc 3 촉매 (%) T (℃) RPM t (min)
E11 0.5 255 100 10
E12 0.25 255 100 10
E13 0.5 255 100 5
실시예 14 내지 16
반응성 압출 동안의 PMMA의 선택. 상기 수지는 블렌드에서 달성되는 투명도에 기초하여 선택될 것이다. 실험의 조건은 하기 표 8에 요약하였다.
PMMA의 선택
실시예 PMMA (%) PC ZnAc 2 (%) T (℃) Rpm
E14 IG840 LG (10) 102L 표준 1 260 100
E15 Lucite (10) 102L 표준 1 260 100
E16 EH910 LG (10) 102L 표준 1 260 100
압출기는 2개의 자동 공급기를 가지며, 1개는 수지를 공급하기 위해 사용하였고, 나머지는 촉매를 위해 사용하였다. PC 및 PMMA를 압출기의 제1 배럴에 공급하였다. 촉매를 제3 배럴 내 용융된 중합체에 도입하였고, 이는 그의 분산을 보조하였다. 압출기는 260℃ 및 100 rpm으로 설정하였다. 최종적으로, 샘플을 시험을 위해 250℃에서 사출 성형하였다.
3개 등급의 PMMA를 PC 및 1 중량%의 ZnAc2와 블렌딩한 후, 보다 양호한 외관을 갖는 샘플을 제공하였기 때문에 Mw = 146000 g/mol을 갖는 LG로부터의 PMMA EH910을 선택하였다. 상기 2종의 중합체 사이의 Mw에서의 차이는 분산에 유익한 것으로 보인다.
비교 실시예 1 내지 5
비교 실시예는 순수한 수지, PC (표준) 및 PMMA (EH910LG), 및 촉매가 없는 블렌드에 해당한다. 물리적 블렌드의 특성을 참조로서 결정하였다. 물리적 블렌드에서의 압출 조건은 100 rpm 및 260℃였다. 샘플을 시험을 위해 250℃에서 사출 성형하였다.
이들 샘플의 특성을 하기 표 9에 요약하였다. PMMA의 첨가는 본 발명자들이 개선하기 원하는 내스크래치성에서의 증가를 이미 생성하지만, 비상용화된 샘플은 불투명하다 (C3 내지 C5).
비교 실시예
투과율(%)
실시예 PC/PMMA %ZnAc 2 압출 로크웰 M stdev 연필 시험 300 g 620nm stdev 800nm stdev
C1 0/100 - 1 87 0 2H 89.47 0.57 89.83 0.29
C2 100/0 - 1 36 1 5B 88.7 1.17 89.83 0.29
C3 90/10 - 1 51 1 B - - - -
C4 85/15 - 1 56 1 B - - -
C5 80/20 - 1 57 1 B - - - -
실시예 17 내지 22
높은 촉매 함량 (0.10 내지 0.25 중량%의 ZnAc2)을 갖는 PC (표준)/PMMA (EH910 LG) 블렌드를 제조하였다. 반응성 블렌딩을 수행하여 에스테르교환 반응을 통해 상기 중합체들 사이의 상용성을 개선함으로써 블렌드의 투명도를 향상시켰다.
먼저 촉매를 압출에 의해 PMMA 수지에 도입하고, 상기 PMMA를 제1 배럴에 도입하고, 촉매를 제3 배럴에 도입하였다. 이어서, ZnAc2를 함유하는 이러한 PMMA를 적절한 양의 새로운 PC와 함께 압출하여 10 및 15 중량%의 PMMA를 포함하는 샘플을 얻었다. 압출기는 250℃ 및 100 rpm으로 설정하였다. 샘플을 시험을 위해 250℃에서 사출 성형하였다.
결과는 하기 표 10에 요약하였다. 반응성 블렌딩에 의해 투명한 샘플을 얻었다 (실시예 17 내지 22). 상기 언급한 바와 같이, 광학 투명도 및 내충격성은 반응성 가공에 민감성이다. 높은 반응 진행은 투명한 샘플을 유발하며, 이는 에스테르 교환이 PC의 중량 평균 분자량을 극적으로 감소시키기 때문에 PC 특성에 불리하다. 이러한 경우, Mw는 PC의 초기 59,000 g/mol로부터 30,000 g/mol 부근까지 하락하였다.
반응성 블렌딩은 중합체 상용화에 의해 투명도의 향상을 생성하였다. 10 중량%의 PMMA 및 0.15 및 0.10 중량% 함량의 ZnAc2 (E19 및 E21)를 포함하는 샘플이 가장 높은 투과율을 가졌다. 또한, 10 및 15 중량% 경우 둘 모두에 대해 내스크래치성은 B였고, 따라서 PMMA 함량을 증가시키는 것은 스크래치에서의 임의의 향상을 생성하지 않았다.
실시예 17 내지 22
투과율(%)
실시예 PC/
PMMA 		%ZnAc 2 로크웰 M stdev 연필 시험 300 g Mw g/mol 620nm stdev 800nm stdev
E17 90/10 0.25 57 1 44.80 2.51 75.05 2.40
E18 90/10 0.20 55 1 B 61.69 4.82 76.44 3.03
E19 90/10 0.15 55 1 B 73.67 3.29 89.81 1.59
E20 85/15 0.23 59 1 B 37.05 6.3 60.37 5.2
E21 90/10 0.10 54 1 B 37397 72.17 4.95 87.44 3.07
E22 85/15 0.15 59 1 B 28.52 2.49 56.77 5.62
실시예 23 내지 24
반응성 블렌딩의 최적화. 허용가능한 혼합 조건 하에, 체류 시간 및 온도가 투명도 및 특성들을 위한 전단보다 더 중요한 것으로 나타났다. 촉매 함량이 또한 중요하다. 따라서, 이러한 인자들을 조사하였다:
-체류 시간을 재압출에 의해 증가시켰다.
-압출기에서 일정한 온도 대신에 프로파일 온도를 제1 압출에 대해 설정하였다.
-체류 시간이 증가하는 이후로, 촉매에 대한 함량을 0.01, 0.02 및 0.03 중량%로 감소시켰다. 이러한 경우, 촉매를 PC (표준) 및 PMMA (EH910LG) 수지와 함께 제1 배럴에 첨가하였다.
실시예에서, PMMA 함량은 10 중량%로 제한하였다.
상이한 시험 후, 샘플 23 내지 25에 대한 압출 조건은 하기와 같았다:
-제1 압출: 프로파일 T = 250-245-242-238-235-235℃, 100 rpm
-제2 압출: T= 235℃, 100 rpm
-사출 성형: T = 240℃
결과는 하기 표 11에 요약하였다. 보다 긴 혼합 시간 및 보다 낮은 촉매 함량은 높은 투명도 및 허용가능한 Mw를 갖는 샘플을 생성하였다. 연필 시험은 B로 유지되었고, 로크웰 시험은 실시예 E17 내지 E19 및 E21보다 약간 더 양호한 값을 제공하였다.
실시예 23 내지 24
실시예 PC/PMMA ZnAc 2 (%) 연필 시험 300g 로크웰 M Mw g/mol T 620 nm (%)
E23 90/10 0.01 B 59 40809 68
E24 90/10 0.02 B 57 31986 82
PMMA의 존재는 이미 물리적 블렌딩에 의해 로크웰 M을 개선한다. 비상용화된 블렌드에 대해, 9.8 내지 15 중량%의 PMMA의 경우 로크웰에서의 증가가 있었지만, 20 중량%의 경우 변화가 없었다 (도 1). 물리적 혼합과 비교하여, 반응성 블렌드는 동일한 PMMA 농도에서 로크웰에 대한 보다 높은 증가를 나타내었다 (도 1).
실시예 25 내지 29
반응성 블렌딩 동안의 에스테르 교환은 PC의 분자량에서의 감소를 생성하며, 이는 PC 특성, 특히 충격성을 유지하는 데 문제가 된다. 따라서, 에스테르교환 억제제 및 사슬 연장제를 사용함으로써 이를 회복하고자 하는 노력이 행해졌다.
조건은 실시예 23 내지 25에서와 동일하였고, 촉매를 제1 배럴에 첨가하였다. 억제제 및 사슬 연장제를 하기 표 12에 나타낸 바와 같이 제1 또는 제2 압출에서 도입하였다. 사슬 연장제, 특히 Joncryl은 Mw에서의 예상된 증가를 생성하였다 (도 2, 표 12).
에스테르교환 억제제 및 사슬 연장제와 함께 압출된 샘플
실시예 PC/PMMA ZnAc 2 (%) 억제제 (%) 사슬 연장제 (%) 펠릿/시트 Mw 프리스 T 620 nm (%)
E25 90/10 0.25 - - 펠릿 28720 1406
시트 26505 1423
E26 90/10 0.25 TPPO (1) 제2 압출 Joncryl (0.5) 제2 압출 펠릿 38799 1364
시트 44108 1300
E27 90/10 0.25 TPPO (1) 제2 압출 DGBA (0.25) 제2 압출 펠릿 29339 1356
E28 90/10 0.25 Hostanox (0.5) 제2 압출 Joncryl (0.5) 제2 압출 시트 43128 1344
E29 90/10 0.25 Hostanox (0.5) 제2 압출 Joncryl (0.5) 제1 압출 시트 51578 1292
E30 90/10 0.25 TPPO (1) 제2 압출 Joncryl (0.5) 제1 압출 시트 52101 1314
E31 90/10 0.01 TPPO (2) 제2 압출 - 시트 29950 1354 82
실시예 30
PC/PMMA 블렌드를 사용하는 실험은 반응성 블렌드의 경우 Mw에서의 감소 및 OH 말단기 농도에서의 증가를 나타낸다. 1H NMR은 OH 농도에서의 증가: PC/PMMA 물리적 블렌드에서의 961 ppm으로부터 PC/PMMA 반응성 블렌드에서의 2800 ppm으로의 증가를 나타낸다. 13C NMR은 PC 및 PMMA 사이의 상호작용으로 인한, PC/PMMA 반응성 블렌드 중 149 ppm에서의 4급 PC 탄소에 대한 추가의 피크를 나타낸다.
상용화되지 않은 (에스테르 교환 반응 없음) PC/PMMA는 PC 및 PMMA 사이의 상용성의 결여 및 상이한 굴절률로 인하여 불투명하다. 분산상의 크기는 투명도를 달성하기에 충분히 작지 않다. PC/PMMA 반응성 블렌드는 투명하다. 분산상 (PMMA)의 도메인 크기는 상기 중합체들 사이의 반응으로 인하여 감소한다.
Mw에서의 변화
PC/PMMA %ZnAc 2 Mw (g/mol)
PC (표준) - 59000
90/10 - 57435
90/10 0.1 37397
측면
본 개시내용은 적어도 하기 측면들을 포함한다.
측면 1. 물품으로서, (i) 45% 내지 80%의 말단캡핑 수준, 및 하기 분지 구조를 포함하는 300 내지 5,000 ppm의 분지화 수준을 갖는, 80 내지 95 중량%의 폴리카보네이트;
Figure 112017130095213-pct00013
(ii) 4.9 내지 20 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트; 및 (iii) 0.1 내지 1.5 중량%의 촉매의 용융 압출로부터 유도된 중합체를 포함하고; 여기서 상기 중합체는 투명하고, 용융 압출 동안 상기 폴리카보네이트 및 상기 폴리메틸 메타크릴레이트의 적어도 일부에 대해 에스테르교환이 발생하여 에스테르교환 중합체를 생성하고; 모든 성분의 합계 중량% 값은 100 중량%를 초과하지 않고, 모든 중량% 값은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하는, 물품.
측면 2. 측면 1에 있어서, 상기 폴리카보네이트가 폴리스티렌 기준으로 20,000 내지 120,000 달톤의 분자량 (Mw)을 갖는 것인 물품.
측면 3. 측면 1 또는 측면 2에 있어서, 상기 폴리메틸 메타크릴레이트의 적어도 일부가 상기 에스테르교환 중합체의 백본 내에 혼입된 것인 물품.
측면 4. 측면 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리카보네이트가 적어도 900 ppm의 히드록시드 기를 포함하는 것인 물품.
측면 5. 측면 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 중합체가 (i) 85 내지 90 중량%의 폴리카보네이트; (ii) 9.8 내지 15 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트; 및 (iii) 0.2 내지 1 중량%의 촉매를 포함하며; 여기서 모든 성분의 합계 중량% 값은 100 중량%를 초과하지 않고, 모든 중량% 값은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 것인 물품.
측면 6. 측면 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 촉매가 Zn을 포함하는 것인 물품.
측면 7. 측면 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 상기 촉매가 아연 아세테이트인 물품.
측면 8. 측면 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리카보네이트가 디페닐 카보네이트와의 비스페놀 A의 용융 중합으로부터 유도된 것인 물품.
측면 9. 하기 단계를 포함하는, 물품의 형성 방법: (a) (i) 45% 내지 80%의 말단캡핑 수준을 가지며, 폴리스티렌 기준으로 20,000 내지 120,000 달톤의 분자량 (Mw) 및 하기 분지 구조를 포함하는 300 내지 5,000 ppm의 분지화 수준을 갖는, 80 내지 95 중량%의 폴리카보네이트;
Figure 112017130095213-pct00014
(ii) 4.9 내지 20 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트; 및 (iii) 0.1 내지 1.5 중량%의 촉매를 용융 압출하여 투명한 중합체 블렌드를 제조하는 단계로서, 여기서 상기 중합체는 투명하고, 용융 압출 동안 상기 폴리카보네이트 및 상기 폴리메틸 메타크릴레이트의 적어도 일부에 대해 에스테르교환이 발생하고; 모든 성분의 합계 중량% 값은 100 중량%를 초과하지 않고, 모든 중량% 값은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하는, 단계; 및 (b) 상기 중합체 블렌드를 상기 물품으로 성형하는 단계.
측면 10. 측면 9에 있어서, 상기 성형 단계가 압축 또는 사출 성형을 포함하는 것인 방법.
측면 11. 측면 9 또는 측면 10에 있어서, 상기 용융 압출 단계가 적어도 75 rpm의 스크류 압출기를 이용하는 것인 방법.
측면 12. 측면 9 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 상기 압출기 온도가 230℃ 내지 300℃인 방법.
측면 13. 측면 9 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 상기 중합체가 (i) 80 내지 95 중량%의 폴리카보네이트; (ii) 4.9 내지 20 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트; 및 (iii) 0.2 내지 1 중량%의 촉매를 포함하며; 여기서 모든 성분의 합계 중량% 값은 100 중량%를 초과하지 않고, 모든 중량% 값은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 것인 방법.
측면 14. 측면 9 내지 13 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리카보네이트가 적어도 200 ppm의 히드록시드 기를 포함하는 것인 방법.
측면 15. 측면 9 내지 14 중 어느 하나에 있어서, 상기 물품이 그래픽 디스플레이 또는 광학 디스플레이, 예컨대 텔레비전의 베젤인 방법.
측면 16. 투명한 중합체 블렌드의 형성 방법으로서, (i) 45% 내지 80%의 말단캡핑 수준을 가지며, 폴리스티렌 기준으로 20,000 내지 120,000 달톤의 분자량 (Mw) 및 하기 분지 구조를 포함하는 300 내지 5,000 ppm의 분지화 수준을 갖는, 80 내지 95 중량%의 폴리카보네이트;
Figure 112017130095213-pct00015
(ii) 4.9 내지 20 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트; 및 (iii) 0.1 내지 1.5 중량%의 촉매의 용융 압출 단계를 포함하며; 여기서 용융 압출 동안 상기 폴리카보네이트 및 상기 폴리메틸 메타크릴레이트의 적어도 일부에 대해 에스테르교환이 발생하고; 모든 성분의 합계 중량% 값은 100 중량%를 초과하지 않고, 모든 중량% 값은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하는, 투명한 중합체 블렌드의 형성 방법.
측면 17. 측면 16에 있어서, 상기 용융 압출 단계가 적어도 75 rpm의 스크류 압출기를 이용하는 것인 방법.
측면 18. 측면 16 또는 측면 17에 있어서, 상기 압출기 온도가 230℃ 내지 300℃인 방법.
측면 19. 측면 16 내지 18 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리카보네이트가 적어도 200 ppm의 히드록시드 기를 포함하는 것인 방법.
측면 20. 측면 16 내지 19 중 어느 하나에 있어서, 상기 중합체가 난연제, 적하방지제, 산화방지제, 정전기 방지제, 사슬 연장제, 착색제, 탈형제, 염료, 유동 촉진제, 유동 개질제, 광 안정화제, 윤활제, 이형제, 안료, 켄칭제, 열 안정화제, UV 흡수 물질, UV 반사 물질 및 UV 안정화제 중 하나 이상을 추가로 포함하는 것인 방법.
측면 21. (i) 45% 내지 80%의 말단캡핑 수준 및 하기 분지 구조를 포함하는 300 내지 5,000 ppm의 분지화 수준을 갖는, 80 내지 95 중량%의 폴리카보네이트;
Figure 112017130095213-pct00016
(ii) 4.9 내지 20 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트; 및
(iii) 0.1 내지 1.5 중량%의 촉매
의 용융 압출로부터 유도된 중합체를 포함하는 중합체 블렌드이며;
여기서 상기 중합체는 투명하고,
용융 압출 동안 상기 폴리카보네이트 및 상기 폴리메틸 메타크릴레이트의 적어도 일부에 대해 에스테르교환이 발생하여 에스테르교환 중합체를 생성하고;
모든 성분의 합계 중량% 값은 100 중량%를 초과하지 않고, 모든 중량% 값은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하는, 중합체 블렌드.
측면 22. 측면 21에 있어서, 상기 폴리카보네이트가 폴리스티렌 기준으로 20,000 내지 120,000 달톤의 분자량 (Mw)을 갖는 것인 중합체 블렌드.
측면 23. 측면 21에 있어서, 상기 폴리메틸 메타크릴레이트의 적어도 일부가 상기 폴리카보네이트의 적어도 일부와 반응하고, 상기 에스테르교환 중합체의 백본 내로 삽입된 것인 중합체 블렌드.
측면 24. 측면 21에 있어서, 상기 폴리카보네이트가 적어도 200 ppm의 히드록시드 기를 포함하는 것인 중합체 블렌드.
측면 25. 측면 21 내지 24 중 어느 하나에 있어서, 상기 중합체가
(i) 85 내지 90 중량%의 폴리카보네이트;
(ii) 9.8 내지 15 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트; 및
(iii) 0.2 내지 1 중량%의 촉매
를 포함하며;
여기서 모든 성분의 합계 중량% 값은 100 중량%를 초과하지 않고, 모든 중량% 값은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 것인 중합체 블렌드.
측면 26. 측면 21 내지 25 중 어느 하나에 있어서, 상기 촉매가 Zn, Sn 또는 Ag를 포함하는 것인 중합체 블렌드.
측면 27. 측면 21 내지 25 중 어느 하나에 있어서, 상기 촉매가 아연 아세테이트인 중합체 블렌드.
측면 28. 측면 21 내지 27 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리카보네이트가 디페닐 카보네이트와의 비스페놀 A의 용융 중합으로부터 유도된 것인 중합체 블렌드.
정의
본원에 사용된 용어는 오직 특정한 측면을 설명하는 목적을 위한 것이며 제한적인 것으로 의도되지 않음이 이해되어야 한다. 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 "포함하는"은 "이루어진" 및 본질적으로 이루어진"의 구현예를 포함할 수 있다. 달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 개시내용이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서 및 하기 청구범위에서, 본원에서 정의될 다수의 용어에 대한 언급이 이루어질 것이다.
명세서 및 첨부되는 청구범위에 사용된 단수 형태 및 "상기"는 문맥이 명확히 달리 나타내지 않는 한 복수형의 균등물을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "폴리카보네이트 중합체"에 대한 언급은 2종 이상의 폴리카보네이트 중합체들의 혼합물을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "조합"은 블렌드, 혼합물, 합금, 반응 생성물 등을 포함한다.
범위는 하나의 특정한 값에서부터 또 다른 특정한 값까지로서 본원에서 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현되는 경우, 또 다른 측면은 상기 하나의 특정한 값에서부터 및/또는 상기 다른 특정한 값까지를 포함한다. 유사하게, 값이 선행사 '약'의 사용에 의해 근사치로서 표현되는 경우, 특정한 값이 또 다른 측면을 형성한다는 것이 이해될 것이다. 범위의 각각의 종점은 나머지 종점과 관련하여 뿐만 아니라 나머지 종점과 독립적으로 유의하다는 것이 또한 이해될 것이다. 또한, 다수의 값이 본원에 개시되어 있으며, 이러한 각각의 값은 특정한 값 그 자체에 더하여 그 특정한 값에 "약"을 붙인 값으로서 또한 본원에 개시됨이 이해된다. 예를 들어, 값 "10"이 개시되는 경우, "약 10"이 또한 개시된다. 2개의 특정한 단위 사이의 각각의 단위가 또한 개시됨이 또한 이해된다. 예를 들어, 10 및 15가 개시되는 경우, 11, 12, 13 및 14가 또한 개시된다.
본원에 사용된 용어 "약" 및 "또는 ~의"는 당해 양 또는 값이 대략적으로 또는 동일하게 지정된 일부 다른 값일 수 있음을 의미한다. 본원에 사용 시 이는 달리 명시되거나 또는 추론되지 않는 한 ±5%의 편차를 나타내는 공칭값임이 일반적으로 이해된다. 상기 용어는, 유사한 값들이 청구범위에 열거된 균등한 결과 또는 효과를 촉진한다는 것을 전달하도록 의도된다. 즉, 양, 크기, 제제, 파라미터, 및 다른 수량 및 특성이 정확하지 않고, 정확할 필요가 없으며, 필요에 따라 공차, 전환 계수, 반올림, 측정 오차 등, 및 통상의 기술자에게 공지되어 있는 다른 인자를 반영한 근사치일 수 있고/거나 더 크거나 더 작을 수 있음이 이해된다. 일반적으로, 양, 크기, 제제, 파라미터 또는 다른 수량 또는 특성은, 그러하도록 명확히 언급되었는지 여부에 관계 없이 "약" 또는 "근사치"이다. "약"이 정량적 값 앞에 사용되는 경우, 구체적으로 달리 언급되지 않는 한 파라미터는 또한 특정한 정량적 값 그 자체를 포함한다는 것이 이해된다.
본원에 개시된 방법 내에서 사용되는 조성물 그 자체뿐만 아니라 본 개시내용의 조성물을 제조하기 위해 사용되는 성분이 개시된다. 이들 및 다른 재료가 본원에 개시되며, 이들 재료의 조합, 하위세트, 상호작용, 군 등이 개시되는 경우 이들 화합물의 각각의 다양한 개별적 및 집합적 조합 및 순열에 대한 구체적인 언급이 명시적으로 개시될 수 없더라도, 각각은 본원에서 구체적으로 고려되고 기재되는 것으로 이해된다. 예를 들어, 특정한 화합물이 개시 및 논의되고, 상기 화합물을 포함하여 다수의 분자에 이루어질 수 있는 다수의 변형물이 논의되는 경우, 구체적으로 반대로 명시되지 않는 한, 상기 화합물 및 가능한 변형물 각각 및 이의 모든 조합 및 순열이 구체적으로 고려된다. 따라서, 분자 A, B 및 C의 부류뿐만 아니라 분자 D, E 및 F의 부류가 개시되고, 조합 분자의 예인 A-D가 개시되는 경우, 각각이 개별적으로 열거되지 않을지라도 각각은 개별적 및 집합적으로 고려되며, 이는 조합 A-E, A-F, B-D, B-E, B-F, C-D, C-E 및 C-F가 개시된 것으로 간주됨을 의미한다. 유사하게, 이들의 임의의 하위세트 또는 조합이 또한 개시된다. 따라서, 예를 들어, A-E, B-F 및 C-E의 하위 군이 개시된 것으로 간주될 것이다. 이러한 개념은 비제한적으로 본 개시내용의 조성물의 제조 및 사용 방법에서의 단계를 포함하는 본원의 모든 측면에 적용된다. 따라서, 수행될 수 있는 다양한 추가의 단계가 있는 경우, 이러한 추가의 단계 각각은 본 개시내용의 방법의 임의의 특정한 측면 또는 측면들의 조합과 함께 수행될 수 있음이 이해된다.
본 명세서 및 최종 청구범위에서 조성물 또는 물품 중의 특정한 요소 또는 성분의 중량부에 대한 언급은 중량부로 표현된 상기 조성물 또는 물품 중의 상기 요소 또는 성분 및 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 존재하며, 추가의 성분이 상기 화합물에 함유되는지 여부에 관계 없이 이러한 비로 존재한다.
구체적으로 반대로 언급되지 않는 한 상호교환가능하게 사용될 수 있는, 성분에 대해 본원에 사용된 용어 "중량 퍼센트," "중량%" 및 "중량%"는 상기 성분이 포함된 제제 또는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다. 예를 들어, 조성물 또는 물품 중의 특정한 요소 또는 성분이 8 중량%를 갖는 것으로 언급되는 경우, 이러한 백분율은 100 중량%의 총 조성 백분율에 대한 것임이 이해된다.
본원에 사용된 용어 "투명한"은 개시된 조성물에 대한 투과율 수준이 50% 초과임을 의미한다. 투과율이 적어도 60%, 70%, 80%, 85%, 90% 또는 95%, 또는 상기 예시된 값으로부터 유도된 투과율 값들의 임의의 범위일 수 있는 것이 바람직하다. "투명한"의 정의에서, 용어 "투과율"은 3.2 밀리미터의 두께에서 ASTM D1003에 따라 측정된, 샘플을 통해 통과하는 입사광의 양을 지칭한다.
구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 표준, 예를 들어 ASTM과 같은 시험 표준은 2015년 5월 28일자로 공개된 최신 버전이다.
용어 "에스테르교환"은 에스테르, 알콜 및 산 기 사이에 발생할 수 있는 반응의 메커니즘, 예컨대 에스테르 교환 및 축합 반응을 포함하는 것으로 의도된다.
용어 "말단 캡핑 수준" 또는 "말단캡핑 수준"은 폴리카보네이트 중합체 사슬의 히드록시 말단기의 몰 퍼센트를 지칭한다. 70%의 말단캡핑 수준은 폴리카보네이트 중합체 사슬의 70 mol%의 히드록시 말단기가 말단캡핑 작용제로 캡핑됨을 의미한다.
본원에 사용된 용어 "중량 평균 분자량" 또는 "Mw"는 상호교환가능하게 사용될 수 있고, 하기 식에 의해 정의된다:
Figure 112017130095213-pct00017
상기 식에서, Mi는 사슬의 분자량이고, Ni는 상기 분자량의 사슬의 수이다. Mw는 분자량 표준, 예를 들어 폴리카보네이트 표준 또는 폴리스티렌 표준, 바람직하게는 인증되거나 또는 추적가능한 분자량 표준을 사용하여 당업계의 통상의 기술자에게 널리 공지되어 있는 방법에 의해 중합체, 예를 들어 폴리카보네이트 중합체에 대해 결정될 수 있다. 폴리스티렌 기준은 폴리스티렌 표준을 사용한 측정을 지칭한다.

Claims (20)

  1. 중합체 블렌드로서,
    (i) 45% 내지 80%의 말단캡핑 수준, 및 하기 분지 구조를 포함하는 300 내지 5,000 ppm의 분지화 수준을 갖는, 80 내지 95 중량%의 폴리카보네이트;
    Figure 112018099252673-pct00018

    (ii) 4.9 내지 20 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트; 및
    (iii) 0.1 내지 1.5 중량%의 촉매
    의 용융 압출로부터 유도된 중합체를 포함하고;
    여기서 상기 중합체는 투명하고,
    용융 압출 동안 상기 폴리카보네이트 및 상기 폴리메틸 메타크릴레이트의 적어도 일부에 대해 에스테르교환이 발생하여 에스테르교환 중합체를 생성하고;
    모든 성분의 합계 중량% 값은 100 중량%를 초과하지 않고, 모든 중량% 값은 상기 중합체 블렌드의 총 중량을 기준으로 하는, 중합체 블렌드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트가 폴리스티렌 기준으로 20,000 내지 120,000 달톤의 분자량 (Mw)을 갖는 것인 중합체 블렌드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리메틸 메타크릴레이트의 적어도 일부가 상기 폴리카보네이트의 적어도 일부와 반응하고, 상기 에스테르교환 중합체의 백본 내로 삽입된 것인 중합체 블렌드.
  4. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트가 적어도 200 ppm의 히드록시드 기를 포함하는 것인 중합체 블렌드.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 블렌드가
    (i) 85 내지 90 중량%의 폴리카보네이트;
    (ii) 9.8 내지 15 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트; 및
    (iii) 0.2 내지 1 중량%의 촉매
    를 포함하며;
    여기서 모든 성분의 합계 중량% 값은 100 중량%를 초과하지 않고, 모든 중량% 값은 상기 중합체 블렌드의 총 중합을 기준으로 하는 것인 중합체 블렌드.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매가 Zn, Sn 또는 Ag를 포함하는 것인 중합체 블렌드.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매가 아연 아세테이트인 중합체 블렌드.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리카보네이트가 디페닐 카보네이트와의 비스페놀 A의 용융 중합으로부터 유도된 것인 중합체 블렌드.
  9. 하기 단계를 포함하는, 물품의 형성 방법:
    (a) (i) 45% 내지 80%의 말단캡핑 수준 및 하기의 300 내지 5,000 ppm의 분지화 수준을 갖는, 80 내지 95 중량%의 폴리카보네이트;

    (ii) 4.9 내지 20 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트; 및
    (iii) 0.1 내지 1.5 중량%의 촉매
    를 용융 압출하여 투명한 중합체 블렌드를 제조하는 단계로서,
    여기서 상기 중합체 블렌드는 투명하고,
    용융 압출 동안 상기 폴리카보네이트 및 상기 폴리메틸 메타크릴레이트의 적어도 일부에 대해 에스테르교환이 발생하고;
    모든 성분의 합계 중량% 값은 100 중량%를 초과하지 않고, 모든 중량% 값은 상기 중합체 블렌드의 총 중합을 기준으로 하는, 단계; 및
    (b) 상기 중합체 블렌드를 상기 물품으로 성형하는 단계.
  10. 제9항에 있어서, 상기 성형 단계가 압축 또는 사출 성형을 포함하는 것인 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 용융 압출 단계가 적어도 75 rpm의 스크류 압출기를 이용하는 것인 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 압출기 온도가 230℃ 내지 300℃인 방법.
  13. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 중합체 블렌드가
    (i) 80 내지 95 중량%의 폴리카보네이트;
    (ii) 4.9 내지 20 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트; 및
    (iii) 0.2 내지 1 중량%의 촉매
    를 포함하며;
    여기서 모든 성분의 합계 중량% 값은 100 중량%를 초과하지 않고, 모든 중량% 값은 상기 중합체 블렌드의 총 중합을 기준으로 하는 것인 방법.
  14. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 폴리카보네이트가 적어도 200 ppm의 히드록시드 기를 포함하는 것인 방법.
  15. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 물품이 그래픽 디스플레이 또는 광학 디스플레이인 방법.
  16. 투명한 중합체 블렌드의 형성 방법으로서,
    (i) 45% 내지 75%의 말단캡핑 수준을 갖는 80 내지 95 중량%의 폴리카보네이트;
    (ii) 4.9 내지 20 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트; 및
    (iii) 0.1 내지 1.5 중량%의 촉매
    의 용융 압출 단계를 포함하며;
    여기서 용융 압출 동안 상기 폴리카보네이트 및 상기 폴리메틸 메타크릴레이트의 적어도 일부에 대해 에스테르교환이 발생하고;
    모든 성분의 합계 중량% 값은 100 중량%를 초과하지 않고, 모든 중량% 값은 상기 중합체 블렌드의 총 중합을 기준으로 하는, 투명한 중합체 블렌드의 형성 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 용융 압출 단계가 적어도 75 rpm의 스크류 압출기를 이용하는 것인 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 압출기 온도가 230℃ 내지 300℃인 방법.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리카보네이트가 적어도 200 ppm의 히드록시드 기를 포함하는 것인 방법.
  20. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체가 난연제, 적하방지제, 산화방지제, 정전기 방지제, 사슬 연장제, 착색제, 탈형제, 염료, 유동 촉진제, 유동 개질제, 광 안정화제, 윤활제, 이형제, 안료, 켄칭제, 열 안정화제, UV 흡수 물질, UV 반사 물질 및 UV 안정화제 중 하나 이상을 추가로 포함하는 것인 방법.
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