KR20130079621A

KR20130079621A - 광학적으로 투명한 폴리카보네이트 폴리에스터 조성물

Info

Publication number: KR20130079621A
Application number: KR1020137013971A
Authority: KR
Inventors: 비쉬바짓 찬드라칸트 주이카르; 가네쉬 칸난; 베르나르두스 안토니우스 게라르두스 슈라우벤; 가브리에 제이 엠 후그랜드
Original assignee: 사빅 이노베이티브 플라스틱스 아이피 비.브이.
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2013-07-10
Also published as: EP1831309A2; CN101124282B; ATE417079T1; DE602005011674D1; US20060135690A1; EP1831309B1; WO2006073728A3; JP5490992B2; KR20070100747A; KR101341719B1; JP2008524397A; CN101124282A; WO2006073728A2; US7718733B2

Abstract

필수적으로, 하나 이상의 치환되거나 비치환된 폴리카보네이트로부터 유도된 구조 단위, 적어도 30 중량% 초과의 치환되거나 비치환된 폴리에스터, 개질된 폴리카보네이트, 약 1.51 내지 약 1.56 범위의 굴절률을 갖는 충격 조절제 및 첨가제로 이루어진 광학적으로 투명한 열가소성 수지 조성물이 개시되어 있다. 상기 조성물은 우수한 광학성, 유동성, 안정성 및 기계적 성질을 갖는다. 상기 조성물의 제조 방법 및 그로부터 제조된 제품도 또한 개시되어 있다.

Description

광학적으로 투명한 폴리카보네이트 폴리에스터 조성물{OPTICALLY CLEAR POLYCARBONATE POLYESTER COMPOSITIONS}

본 발명은 광학적으로 투명한 열가소성 수지 조성물, 상기 조성물을 합성하는 방법 및 상기 조성물로부터 제조된 제품에 관한 것이다.

폴리카보네이트는 투명도, 높은 인성(toughness), 및 일부 경우에서 우수한 내열성을 필요로 하는 부품에 유용한 엔지니어링 플라스틱이다. 그러나, 폴리카보네이트는 또한 일부 중요한 결함, 특히 불량한 화학적 및 응력 크랙 내성, 감마선 조사에 의한 멸균에 대한 불량한 내성 및 불량한 가공성을 갖는다. 폴리에스터와 폴리카보네이트와의 배합물은, 단일 수지 단독을 기재로 하는 조성물에 비해 개선된 성질을 갖는 열가소성 조성물을 제공한다. 또한, 상기 배합물은 흔히 폴리카보네이트 단독보다 더 비용 효과적이다. PC와 폴리에스터의 혼화성은 배합물에 필요한 투명도를 제공하지만, 이것은 폴리(사이클로헥산 다이메탄올 사이클로헥산 다이카복실레이트)(PCCD)와 같은 (반)지방족 폴리에스터, 또는 폴리에틸렌 글라이콜 사이클로헥산 다이메탄올 테레프탈레이트(PCTG)와 같은 글라이콜화된 코폴리에스터로 제한된다.

미국 특허 제 4,188,314 호, 제 4,125,572 호, 제 4,391,954 호, 제 4,786,692 호, 제 4,897,453 호 및 제 5,478,896 호는 방향족 폴리카보네이트와 폴리사이클로헥산 다이메탄올 프탈레이트의 배합물에 관한 것이다. 미국 특허 제 4,125,572 호는 폴리카보네이트, 폴리뷰틸렌 테레프탈레이트(PBT) 및 지방족/지환족 아이소/테레프탈레이트 수지의 배합물에 관한 것이다. 미국 특허 제 6,281,299 호는 비스페놀 A를 폴리카보네이트로 중합시킨 후에 폴리에스터를 반응기에 공급하는, 투명한 폴리에스터/폴리카보네이트 조성물의 제조 방법을 개시하고 있다. 국제 특허 출원 공개 제 WO 2004076541 호는 20 내지 45 nm 또는 20 내지 40 nm의 평균 영역(domain) 크기를 갖는 혼입된 폴리실록산 영역을 갖는 폴리카보네이트 중합체를 기재로 하는, 사실상 반투명한 열가소성 조성물을 기술하고 있다.

폴리실록산 및 폴리카보네이트 블록을 갖는 축합 공중합체도 공지되어 있다. 미국 특허 제 4,681,922, 3,189,662, 3,419,635 및 3,832,419 호에 의해 개시된 대표적인 상기 중합체는 탄성 중합체 특성을 가지며, 접착제, 코팅, 밀봉제, 지붕재, 충격 조절 첨가제 등으로 유용하다. 미국 특허 제 4,794,141 호는 폴리다이유기실록산/폴리카보네이트 블록 공중합체, 탄성 중합체를 함유하는 성형 조성물을 개시하고 있다. 탄성 중합체는 비닐 방향족 단량체와 공액 다이엔의 수소화된 블록 공중합체로 기술되어 있다.

개선된 충격성, 열 변형성 및 난연성을 갖는, 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 유기폴리실록산-폴리카보네이트 블록 공중합체, 및 할로겐화된 코폴리카보네이트를 포함하는 중합체 배합물이 미국 특허 제 4,155,898 호에 기술되어 있다. 미국 특허 제 4,161,498, 4,155,898 및 4,161,469 호는 충격성 및 열변형 성질을 갖는, 폴리알킬렌 테레프탈레이트 수지 및 유기폴리실록산-폴리카보네이트 블록 공중합체를 기술하고 있다. 미국 특허 제 4,994,532 호는 폴리카보네이트와 용융물 상태로 반응하여 폴리다이메틸실록산/폴리카보네이트 블록 공중합체를 생성하는 작용화된 폴리다이메틸실록산 유체를 기술하고 있다. 생성된 공중합체는 투명한 것으로 기술되어 있으며 개선된 유동성을 나타낸다. 미국 특허 제 5,026,791 호는 중합체 주쇄에 실록산 단위를 갖는 방향족 카보네이트 중합체에 관한 것이다. 미국 특허출원 제 10/882529 호는 1 내지 30 중량%의 지환족 폴리에스터 및 40 중량% 이상의 폴리유기실록산/폴리카보네이트 블록 공중합체를 포함하는 투명/반투명 조성물을 개시하고 있는 한편, 미국 특허출원 제 10/373547 호는 충격 조절제와 함께 폴리에스터를 갖는 조성물을 교시하고 있다. 그러나, 상기 조성물에서는, 보다 우수한 유동성 및 충격성을 위해 저온 연성이 저하되고, 충격 조절제의 사용으로 투명도가 저하된다. 폴리카보네이트와 실록산의 중합체는 유용하지만, 바람직한 값보다 낮은 유동성을 가지며, 가공시 높은 토크 또는 높은 성형 압력을 필요로 한다. 실록산-카보네이트 중합체는 또한 저온에서 부적절한 충격 강도 및 부적절한 내변형성을 갖는 것으로 알려져 있다.

가공의 용이성의 견지에서, 열가소성 물질은 보다 높은 용융 유동성을 갖는 것이 바람직하다. 광학성, 가공성, 내용매성 및 우수한 기계적 및 열적 성질의 우수한 균형을 갖는 폴리카보네이트 폴리에스터 배합물에 대한 지속적인 요구가 존재한다.

본 발명의 한 태양은, 필수적으로, 하나 이상의 치환되거나 비치환된 폴리카보네이트로부터 유도된 구조 단위, 적어도 30 중량% 초과의 치환되거나 비치환된 폴리에스터, 개질된 폴리카보네이트, 약 1.51 내지 약 1.56 범위의 굴절률을 갖는 충격 조절제 및 첨가제로 이루어진 광학적으로 투명한 열가소성 수지 조성물이다. 개시된 조성물은 우수한 광학성, 유동성 및 기계적 성질을 갖는다. 본 발명의 광학적으로 투명한 열가소성 수지 조성물을 제조하는 방법 및 상기 조성물로부터 제조된 제품도 또한 개시된다.

본 발명의 다양한 다른 특징, 태양 및 이점들은 하기의 설명, 실시예 및 첨부된 청구의 범위와 관련하여 보다 명백해질 것이다.

본 발명은 하기의 본 발명의 바람직한 태양에 대한 상세한 설명 및 그에 포함된 실시예를 참조로 하여 보다 쉽게 이해될 수 있다. 본 명세서 및 이어지는 청구의 범위에서, 하기의 의미를 갖는 것으로 정의되는 다수의 용어들이 언급된다.

단수 형태는 달리 명백히 언급하지 않는 한 복수의 대상을 포함한다.

"선택적인" 또는 "선택적으로"는 이어서 기술되는 사건 또는 상황이 일어날 수도 있거나 일어나지 않을 수도 있으며, 설명이 그 사건이 일어난 경우와 일어나지 않은 경우를 포함하는 것을 의미한다.

본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "폴리카보네이트"는 하나 이상의 다이하이드록시 방향족 화합물로부터 유도된 구조 단위가 혼입된 폴리카보네이트를 말하며, 코폴리카보네이트 및 폴리에스터를 포함한다.

본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "PCCD"는 폴리(사이클로헥산-1,4-다이메틸렌 사이클로헥산-1,4-다이카복실레이트)로 정의된다.

본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "BPA"는 비스페놀 A를 말한다.

본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "지방족 라디칼"은 환형이 아닌 원자들의 선형 또는 분지된 배열을 포함하는, 1 이상의 원자가를 갖는 라디칼을 말한다. 상기 배열은 질소, 황, 규소, 셀레늄 및 산소와 같은 헤테로원자를 포함할 수 있거나, 또는 탄소와 수소만으로 이루어질 수 있다. 지방족 라디칼은 "치환"되거나 또는 "비치환"될 수 있다. 치환된 지방족 라디칼은 하나 이상의 치환체를 포함하는 지방족 라디칼로 정의된다. 치환된 지방족 라디칼은, 지방족 라디칼상의 치환에 이용가능한 위치수 만큼의 치환체를 포함할 수 있다. 지방족 라디칼상에 존재할 수 있는 치환체로는 할로겐 원자, 예를 들면, 플루오르, 염소, 브롬 및 요오드가 포함되나, 이로 한정되지는 않는다. 치환된 지방족 라디칼로는 트라이플루오로메틸, 헥사플루오로아이소프로필리덴, 클로로메틸, 다이플루오로비닐리덴, 트라이클로로메틸, 브로모메틸, 브로모트라이메틸렌(예를 들면, -CH₂CHBrCH₂-) 등이 포함된다. 편의상, 용어 "비치환된 지방족 라디칼"은 본원에서, 비치환된 지방족 라디칼을 포함하는 "환형이 아닌 원자들의 선형 또는 분지된 배열"의 일부로서의 광범위한 작용기를 포함하는 것으로 정의된다. 비치환된 지방족 라디칼의 예로는 알릴, 아미노카보닐(즉, -CONH₂), 카보닐, 다이사이아노아이소프로필리덴(즉, -CH₂C(CN)₂CH₂-), 메틸(즉, -CH₃), 메틸렌(즉, -CH₂-), 에틸, 에틸렌, 포밀, 헥실, 헥사메틸렌, 하이드록시메틸(즉, -CH₂OH), 머캅토메틸(즉, -CH₂SH), 메틸티오(즉, -SCH₃), 메틸티오메틸(즉, -CH₂SCH₃), 메톡시, 메톡시카보닐, 나이트로메틸(즉, -CH₂NO₂), 티오카보닐, 트라이메틸실릴, t-뷰틸다이메틸실릴, 트라이메톡시실릴프로필, 비닐, 비닐리덴 등이 포함된다. 지방족 라디칼은 하나 이상의 탄소원자를 포함하는 것으로 정의된다. C₁-C₁₀ 지방족 라디칼은 하나 이상 10개 이하의 탄소원자를 함유하는, 치환된 지방족 라디칼 및 비치환된 지방족 라디칼을 포함한다.

본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "방향족 라디칼"은 하나 이상의 방향족 기를 포함하는, 1 이상의 원자가를 갖는 원자들의 배열을 말한다. 하나 이상의 방향족 기를 포함하는, 1 이상의 원자가를 갖는 원자들의 배열은 질소, 황, 셀레늄, 규소 및 산소와 같은 헤테로원자를 포함할 수 있거나, 또는 탄소와 수소만으로 이루어질 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "방향족 라디칼"로는 페닐, 피리딜, 퓨라닐, 티에닐, 나프틸, 페닐렌 및 바이페닐 라디칼이 포함되나, 이로 한정되지는 않는다. 언급했듯이, 방향족 라디칼은 하나 이상의 방향족 기를 함유한다. 방향족 기는 반드시, 페닐기(n = 1), 티에닐기(n = 1), 퓨라닐기(n = 1), 나프틸기(n = 2), 아줄레닐기(n = 2), 안트라세닐기(n = 3) 등에 의해 예시되는 바와 같이, 4n+2 개의 "비편재화된" 전자(여기서, n은 1 이상의 정수이다)를 갖는 환형 구조이다. 방향족 라디칼은 또한 비방향족 성분을 포함할 수 있다. 예를 들면, 벤질기는 페닐 고리(방향족 기) 및 메틸렌기(비방향족 성분)를 포함하는 방향족 라디칼이다. 유사하게, 테트라하이드로나프틸 라디칼은 비방향족 성분 -(CH₂)₄ ^-에 융합된 방향족 기(C₆H₃)를 포함하는 방향족 라디칼이다. 방향족 라디칼은 "치환"되거나 "비치환"될 수 있다. 치환된 방향족 라디칼은, 하나 이상의 치환체를 포함하는 방향족 라디칼로 정의된다. 치환된 방향족 라디칼은, 방향족 라디칼상의 치환에 이용가능한 위치수 만큼의 치환체를 포함할 수 있다. 방향족 라디칼상에 존재할 수 있는 치환체로는 할로겐 원자, 예를 들면, 플루오르, 염소, 브롬 및 요오드가 포함되나, 이로 한정되지는 않는다. 치환된 방향족 라디칼로는 트라이플루오로메틸페닐, 헥사플루오로아이소프로필리덴비스(4-페닐옥시)(즉, -OPhC(CF₃)₂PhO-), 클로로메틸페닐, 3-트라이플루오로비닐-2-티에닐, 3-트라이클로로메틸페닐(즉, 3-CCl₃Ph-), 브로모프로필페닐(즉, BrCH₂CH₂CH₂Ph-) 등이 포함된다. 편의상, 용어 "비치환된 방향족 라디칼"은 본원에서, "하나 이상의 방향족 기를 포함하는, 1 이상의 원자가를 갖는 원자들의 배열"의 일부로서의 광범위한 작용기를 포함하는 것으로 정의된다. 비치환된 방향족 라디칼의 예로는 4-알릴옥시페녹시, 아미노페닐(즉, H₂NPh-), 아미노카보닐페닐(즉, NH₂COPh-), 4-벤조일페닐, 다이사이아노아이소프로필리덴비스(4-페닐옥시)(즉, -0PhC(CN)₂PhO-), 3-메틸페닐, 메틸렌비스(4-페닐옥시)(즉, -OPhCH₂PhO-), 에틸페닐, 페닐에테닐, 3-포밀-2-티에닐, 2-헥실-5-퓨라닐, 헥사메틸렌-1,6-비스(4-페닐옥시)(즉, -OPh(CH₂)₆PhO-), 4-하이드록시메틸페닐(즉, 4-HOCH₂Ph-), 4-머캅토메틸페닐(즉, 4-HSCH₂Ph-), 4-메틸티오페닐(즉, 4-CH₃SPh-), 메톡시페닐, 메톡시카보닐페닐옥시(예를 들면, 메틸 살리실), 나이트로메틸페닐(즉, -PHCH₂NO₂), 트라이메틸실릴페닐, t-뷰틸다이메틸실릴페닐, 비닐페닐, 비닐리덴비스(페닐) 등이 포함된다. 용어 "C₃-C₁₀ 방향족 라디칼"은 3개 이상 10개 이하의 탄소원자를 함유하는 치환된 방향족 라디칼 및 비치환된 방향족 라디칼을 포함한다. 방향족 라디칼 1-이미다졸릴(C₃H₂N₂-)은 C₃ 방향족 라디칼을 나타낸다. 벤질 라디칼(C₇H₈-)은 C₇ 방향족 라디칼을 나타낸다.

본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "지환족 라디칼"은 1 이상의 원자가를 가지며 환형이지만 방향족이 아닌 원자들의 배열을 포함하는 라디칼을 말한다. 본원에서 정의된 바와 같이, "지환족 라디칼"은 방향족 기를 함유하지 않는다. "지환족 라디칼"은 하나 이상의 비환형 성분들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 사이클로헥실메틸기(C₆H₁₁CH₂-)는 사이클로헥실 고리(환형이지만 방향족이 아닌 원자들의 배열) 및 메틸렌기(비환형 성분)를 포함하는 지환족 라디칼이다. 지환족 라디칼은 질소, 황, 셀레늄, 규소 및 산소와 같은 헤테로원자를 포함할 수 있거나, 또는 탄소와 수소만으로 이루어질 수 있다. 지환족 라디칼은 "치환"되거나 "비치환"될 수 있다. 치환된 지환족 라디칼은, 하나 이상의 치환체를 포함하는 지환족 라디칼로 정의된다. 치환된 지환족 라디칼은, 지환족 라디칼상의 치환에 이용가능한 위치수 만큼의 치환체를 포함할 수 있다. 지환족 라디칼상에 존재할 수 있는 치환체로는 할로겐 원자, 예를 들면, 플루오르, 염소, 브롬 및 요오드가 포함되나, 이로 한정되지는 않는다. 치환된 지환족 라디칼로는 트라이플루오로메틸사이클로헥실, 헥사플루오로아이소프로필리덴비스(4-사이클로헥실옥시)(즉, -OC₆H₁₁C(CF₃)₂C₆H₁₁O-), 클로로메틸사이클로헥실, 3-트라이플루오로비닐-2-사이클로프로필, 3-트라이클로로메틸사이클로헥실(즉, 3-CCl₃C₆H₁₁-), 브로모프로필사이클로헥실(즉, BrCH₂CH₂CH₂C₆H₁₁-) 등이 포함된다. 편의상, 용어 "비치환된 지환족 라디칼"은 본원에서 광범위한 작용기를 포함하는 것으로 정의된다. 비치환된 지환족 라디칼의 예로는 4-알릴옥시사이클로헥실, 아미노사이클로헥실(즉, H₂NC₆H₁₁-), 아미노카보닐사이클로페닐(즉, NH₂COC₅H₉-), 4-아세틸옥시사이클로헥실, 다이사이아노아이소프로필리덴비스(4-사이클로헥실옥시)(즉, -OC₆H₁₁C(CN)₂C₆H₁₁O-), 3-메틸사이클로헥실, 메틸렌비스(4-사이클로헥실옥시)(즉, -OC₆H₁₁CH₂C₆H₁₁O-), 에틸사이클로뷰틸, 사이클로프로필에테닐, 3-포밀-2-테트라하이드로퓨라닐, 2-헥실-5-테트라하이드로퓨라닐, 헥사메틸렌-1,6-비스(4-사이클로헥실옥시)(즉, -OC₆H₁₁(CH₂)₆C₆H₁₁O-), 4-하이드록시메틸사이클로헥실(즉, 4-HOCH₂C₆H₁₁-), 4-머캅토메틸사이클로헥실(즉, 4-HSCH₂C₆H₁₁-), 4-메틸티오사이클로헥실(즉, 4-CH₃SC₆H₁₁-), 4-메톡시사이클로헥실, 2-메톡시카보닐사이클로헥실옥시(2-CH₃OCO C₆H₁₁O-), 나이트로메틸사이클로헥실(즉, NO₂CH₂C₆H₁₀-), 트라이메틸실릴사이클로헥실, t-뷰틸다이메틸실릴사이클로펜틸, 4-트라이메톡시실릴에틸사이클로헥실(예를 들면, (CH₃O)₃SiCH₂CH₂C₆H₁₀-), 비닐사이클로헥세닐, 비닐리덴비스(사이클로헥실) 등이 포함된다. 용어 "C₃-C₁₀ 지환족 라디칼"은 3개 이상 10개 이하의 탄소원자를 함유하는 치환된 지환족 라디칼 및 비치환된 지환족 라디칼을 포함한다. 지환족 라디칼 2-테트라하이드로퓨라닐(C₄H₇O-)은 C₄ 지환족 라디칼을 나타낸다. 사이클로헥실메틸 라디칼(C₆H₁₁CH₂-)은 C₇ 지환족 라디칼을 나타낸다.

본 발명 조성물의 성분은 방향족 폴리카보네이트이다. 본 발명에 사용하기에 적당한 방향족 폴리카보네이트 수지, 폴리카보네이트 수지의 제조 방법 및 열가소성 성형 화합물중 폴리카보네이트 수지의 용도는 당해 분야에 공지되어 있으며, 일반적으로 미국 특허 제 3,169,121, 4,487,896 및 5,411,999 호를 참조하며, 상기 특허 각각의 개시내용을 본원에 참고로 인용한다.

본 발명에 유용한 폴리카보네이트는 하기 화학식 I의 반복 단위를 포함한다:

[화학식 I]

상기 식에서,

R¹은 화학식 HO-D-OH의 다이하이드록시방향족 화합물로부터 유도된 2가 방향족 라디칼이고;

D는 하기 화학식 II의 구조를 가지고:

[화학식 II]

A¹은 페닐렌, 바이페닐렌, 나프틸렌 등을 포함하나, 이로 한정되지는 않는 방향족 기를 나타낸다.

일부 태양에서, E는, 메틸렌, 에틸렌, 에틸리덴, 프로필렌, 프로필리덴, 아이소프로필리덴, 뷰틸렌, 뷰틸리덴, 아이소뷰틸리덴, 아밀렌, 아밀리덴, 아이소아밀리덴 등을 포함하나 이로 한정되지는 않는 알킬렌 또는 알킬리덴 기일 수 있다. 다른 태양에서, E가 알킬렌 또는 알킬리덴 기인 경우, 상기 기는 또한 방향족 연결기; 3급 질소 연결기; 에테르 연결기; 카보닐 연결기; 실리콘-함유 연결기, 실란, 실록시; 또는 설파이드, 설폭사이드, 설폰 등을 포함하나 이로 한정되지는 않는 황-함유 연결기; 또는 포스피닐, 포스포닐 등을 포함하나 이로 한정되지는 않는 인-함유 연결기를 포함하지만 이로 한정되지는 않는, 알킬렌 또는 알킬리덴과 상이한 잔기로 연결된 2개 이상의 알킬렌 또는 알킬리덴 기로 이루어질 수 있다. 다른 태양에서, E는, 사이클로펜틸리덴, 사이클로헥실리덴, 3,3,5-트라이메틸사이클로헥실리덴, 메틸사이클로헥실리덴, 2-[2.2.1]-바이사이클로헵틸리덴, 네오펜틸리덴, 사이클로펜타데실리덴, 사이클로도데실리덴, 아다만틸리덴 등을 포함하나 이로 한정되지는 않는 지환족 기; 설파이드, 설폭사이드 또는 설폰을 포함하나 이로 한정되지 않는 황-함유 연결기; 포스피닐 또는 포스포닐을 포함하나 이로 한정되지 않는 인-함유 연결기; 에테르 연결기; 카보닐기; 3급 질소기; 또는 실란 또는 실록시를 포함하나 이로 한정되지 않는 실리콘-함유 연결기일 수 있다. R¹은 각 경우에 독립적으로, 알케닐, 알릴, 알킬, 아릴, 아르알킬, 알크아릴 또는 사이클로알킬을 포함하나 이로 한정되지는 않는 1가 탄화수소기를 포함한다. 다양한 태양에서, R¹의 1가 탄화수소기는, 예를 들면, 다이클로로알킬리덴, 특히 젬-다이클로로알킬리덴에서와 같이 할로겐-치환, 특히 플루오로- 또는 클로로-치환될 수 있다. Y¹은 각 경우에 독립적으로, 할로겐(플루오르, 브롬, 염소, 요오드)을 포함하나 이로 한정되지 않는 무기 원자; 나이트로를 포함하나 이로 한정되지는 않는 무기 원자를 하나보다 많이 함유하는 무기 기; 알케닐, 알릴, 알킬, 아릴, 아르알킬, 알크아릴 또는 사이클로알킬을 포함하나 이로 한정되지 않는 1가 탄화수소 기, 또는 OR²(여기서, R²는 알킬, 아릴, 아르알킬, 알크아릴 또는 사이클로알킬을 포함하나 이로 한정되지는 않는 1가 탄화수소 기이다)를 포함하나 이로 한정되지 않는 옥시기를 포함하지만, 이로 한정되지는 않는 유기 기일 수 있으며; 반드시 Y¹은 중합체를 제조하기 위해 사용된 반응물 및 반응 조건에 불활성이고 그에 의해 영향을 받지 않아야만 한다. 일부 특정 태양에서, Y¹은 할로기 또는 C₁-C₆ 알킬기를 포함한다. 문자 "m"은 0 내지 치환에 이용가능한 A¹ 상의 치환가능한 수소의 수를 포함하는 임의의 정수를 나타내고; "p"는 0 내지 치환에 이용가능한 E 상의 치환가능한 수소의 수를 포함하는 정수를 나타내고; "t"는 1 이상의 정수를 나타내고; "s"는 0 또는 1 이상의 정수를 나타내고; "u"는 0을 포함한 임의의 정수를 나타낸다.

D가 상기 화학식 II로 제시되는, 다이하이드록시-치환된 방향족 탄화수소에서, 하나보다 많은 Y¹ 치환체가 존재하는 경우, 이들은 같거나 다를 수 있다. R¹ 치환체에도 동일하게 적용된다. "s"가 화학식 II에서 영(0)이고, "u"가 0이 아닌 경우, 방향족 고리는 중간 알킬리덴 또는 다른 가교없이 공유결합에 의해 직접 결합된다. 방향족 핵 잔기 A¹ 상에서 하이드록실기 및 Y¹의 위치는 오쏘, 메타 또는 파라 위치로 변할 수 있으며, 기들은 근접하거나 비대칭이거나 또는 대칭 관계일 수 있으며, 이때 탄화수소 잔기의 2개 이상의 고리 탄소원자는 Y¹ 및 하이드록실기로 치환된다. 일부 특정 태양에서, 파라미터 "t", "s" 및 "u"는 각각 1의 값을 가지며; 두 A¹ 라디칼은 모두 비치환된 페닐렌 라디칼이고; E는 아이소프로필리덴과 같은 알킬리덴기이다. 일부 특정 태양에서, 두 A¹ 라디칼은 모두 p-페닐렌이지만, 둘 다 o- 또는 m-페닐렌이거나 또는 하나는 o- 또는 m-페닐렌이고 다른 하나는 p-페닐렌일 수 있다.

다이하이드록시-치환된 방향족 탄화수소의 일부 태양에서, E는 불포화 알킬리덴기일 수 있다. 상기 유형의 적당한 다이하이드록시-치환된 방향족 탄화수소로는 하기 화학식 III의 라디칼이 포함된다:

[화학식 III]

상기 식에서,

R⁴는 각각 독립적으로 수소, 염소, 브롬 또는 C₁ _-30 1가 탄화수소 또는 탄화수소옥시기이고;

Z는 각각 수소, 염소 또는 브롬이되, 단 Z의 하나 이상은 염소 또는 브롬이다.

적당한 다이하이드록시-치환된 방향족 탄화수소로는 또한 하기 화학식 IV의 라디칼이 포함된다:

[화학식 IV]

상기 식에서,

R⁴는 각각 독립적으로 앞에서 정의한 바와 같고;

Rg 및 Rh는 독립적으로 수소 또는 C₁ _-30 탄화수소기이다.

본 발명의 일부 태양에서, 사용될 수 있는 다이하이드록시-치환된 방향족 탄화수소는 미국 특허 제 2,991,273, 2,999,835, 3,028,365, 3,148,172, 3,153,008, 3,271,367, 3,271,368 및 4,217,438 호에 명칭 또는 화학식(일반식 또는 특수식)으로 개시된 것들이 포함된다. 본 발명의 다른 태양에서, 다이하이드록시-치환된 방향족 탄화수소는 비스(4-하이드록시페닐)설파이드, 비스(4-하이드록시페닐)에테르, 비스(4-하이드록시페닐)설폰, 비스(4-하이드록시페닐)설폭사이드, 1,4-다이하이드록시벤젠, 4,4'-옥시다이페놀, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)헥사플루오로프로판, 4,4'-(3,3,5-트라이메틸사이클로헥실리덴)다이페놀; 4,4'-비스(3,5-다이메틸)다이페놀, 1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)사이클로헥산; 4,4-비스(4-하이드록시페닐)헵탄; 2,4'-다이하이드록시다이페닐메탄; 비스(2-하이드록시페닐)메탄; 비스(4-하이드록시페닐)메탄; 비스(4-하이드록시-5-나이트로페닐)메탄; 비스(4-하이드록시-2,6-다이메틸-3-메톡시페닐)메탄; 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에탄; 1,2-비스(4-하이드록시페닐)에탄; 1,1-비스(4-하이드록시-2-클로로페닐)에탄; 2,2-비스(3-페닐-4-하이드록시페닐)프로판; 2,2-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)프로판; 2,2-비스(4-하이드록시-3-에틸페닐)프로판; 2,2-비스(4-하이드록시-3-아이소프로필페닐)프로판; 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-다이메틸페닐)프로판; 3,5,3',5'-테트라클로로-4,4'-다이하이드록시페닐)프로판; 비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥실메탄; 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-1-페닐프로판; 2,4'-다이하이드록시페닐 설폰; 다이하이드록시 나프탈렌; 2,6-다이하이드록시 나프탈렌; 하이드로퀴논; 레조르시놀; C₁ _-3 알킬-치환된 레조르시놀; 메틸 레조르시놀, 카테콜, 1,4-다이하이드록시-3-메틸벤젠; 2,2-비스(4-하이드록시페닐)뷰탄; 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-2-메틸뷰탄; 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥산; 4,4'-다이하이드록시다이페닐; 2-(3-메틸-4-하이드록시페닐-2-(4-하이드록시페닐)프로판; 2-(3,5-다이메틸-4-하이드록시페닐)-2-(4-하이드록시페닐)프로판; 2-(3-메틸-4-하이드록시페닐)-2-(3,5-다이메틸-4-하이드록시페닐)프로판; 비스(3,5-다이메틸페닐-4-하이드록시페닐)메탄; 1,1-비스(3,5-다이메틸페닐-4-하이드록시페닐)에탄; 2,2-비스(3,5-다이메틸페닐-4-하이드록시페닐)프로판; 2,4-비스(3,5-다이메틸페닐-4-하이드록시페닐)-2-메틸뷰탄; 3,3-비스(3,5-다이메틸페닐-4-하이드록시페닐)펜탄; 1,1-비스(3,5-다이메틸페닐-4-하이드록시페닐)사이클로펜탄; 1,1-비스(3,5-다이메틸페닐-4-하이드록시페닐)사이클로헥산; 비스(3,5-다이메틸-4-하이드록시페닐)설폭사이드, 비스(3,5-다이메틸-4-하이드록시페닐)설폰 및 비스(3,5-다이메틸페닐-4-하이드록시페닐)설파이드를 포함한다. 특정 태양에서, 다이하이드록시-치환된 방향족 탄화수소는 비스페놀 A를 포함한다.

다이하이드록시-치환된 방향족 탄화수소의 일부 태양에서, E가 알킬렌 또는 알킬리덴기인 경우, 상기 기는 하나의 하이드록시 치환체를 갖는 하나 이상의 방향족 기에 결합된 하나 이상의 융합 고리의 일부일 수 있다. 상기 유형의 적합한 다이하이드록시-치환된 방향족 탄화수소로는 하기 화학식 V로 나타내는 바와 같은 인단 구조 단위를 함유하는 화합물, 즉, 3-(4-하이드록시페닐)-1,1,3-트라이메틸인단-5-올, 및 하기 화학식 VI로 나타내는 바와 같은 화합물, 즉, 1-(4-하이드록시페닐)-1,3,3-트라이메틸인단-5-올이 포함된다:

[화학식 V]

[화학식 VI]

융합 고리의 일부로서 하나 이상의 알킬렌 또는 알킬리덴기를 포함하는 유형의 적당한 다이하이드록시-치환된 방향족 탄화수소중에는 또한 하기 화학식 VII을 갖는 2,2,2',2'-테트라하이드로-1,1'-스피로바이[1H-인덴]다이올이 포함된다:

[화학식 VII]

상기 식에서,

R⁶은 각각 독립적으로 1가 탄화수소 라디칼 및 할로겐 라디칼로부터 선택되고;

R⁷, R⁸, R⁹ 및 R¹⁰은 각각 독립적으로 C₁ _-6 알킬이고;

R¹¹ 및 R¹²는 각각 독립적으로 H 또는 C₁ _-6 알킬이며;

n은 각각 독립적으로 0 내지 3(끝값 포함)의 값을 갖는 양의 정수로부터 선택된다.

특정 태양에서, 2,2,2',2'-테트라하이드로-1,1'-스피로바이[1H-인덴]다이올은 2,2,2',2'-테트라하이드로-3,3,3',3'-테트라메틸-1,1'-스피로바이[1H-인덴]-6,6'-다이올(때때로 "SBI"로 알려짐)이다. 임의의 상기 다이하이드록시-치환된 방향족 탄화수소의 혼합물로부터 유도된 알칼리 금속염의 혼합물도 또한 사용할 수 있다.

본 발명의 다양한 태양에서 사용된 바와 같이 용어 "알킬"은 탄소 및 수소 원자를 함유하고, 선택적으로 탄소 및 수소 이외의 원자, 예를 들면, 주기율표의 15, 16 및 17족에서 선택된 원자를 함유하는 선형 알킬, 분지된 알킬, 아르알킬, 사이클로알킬, 바이사이클로알킬, 트라이사이클로알킬 및 폴리사이클로알킬 라디칼을 나타내기 위한 것이다. 용어 "알킬"은 또한 알콕사이드기의 상기 알킬 부분을 포함한다. 다양한 태양에서, 노말 및 분지된 알킬 라디칼은 1 내지 약 32개의 탄소원자를 함유하는 라디칼이며, 예시적인 비-제한 예로서 C₁-C₃₂ 알킬, C₃-C₁₅ 사이클로알킬 또는 아릴로부터 선택된 하나 이상의 기로 치환되거나 치환되지 않은 C₁-C₃₂ 알킬; 및 C₁-C₃₂ 알킬로부터 선택된 하나 이상의 기로 치환되거나 치환되지 않은 C₃-C₁₅ 사이클로알킬이 포함된다. 일부 특정 예시적인 예로는 메틸, 에틸, n-프로필, 아이소프로필, n-뷰틸, 2급-뷰틸, 3급-뷰틸, 펜틸, 네오펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실 및 도데실이 포함된다. 사이클로알킬 및 바이사이클로알킬 라디칼의 일부 예시적인 비-제한 예로는 사이클로뷰틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 메틸사이클로헥실, 사이클로헵틸, 바이사이클로헵틸 및 아다만틸이 포함된다. 다양한 태양에서, 아르알킬 라디칼은 7 내지 약 14개의 탄소원자를 함유하는 라디칼이며, 벤질, 페닐뷰틸, 페닐프로필 및 페닐에틸이 포함되나, 이로 한정되지는 않는다. 다양한 태양에서, 본 발명의 다양한 태양에 사용된 아릴 라디칼은 6 내지 18개의 고리 탄소원자를 함유하는 치환되거나 비치환된 아릴 라디칼이다. 상기 아릴 라디칼의 일부 예시적인 비-제한 예로는 C₁-C₃₂ 알킬, C₃-C₁₅ 사이클로알킬 또는 아릴로부터 선택된 하나 이상의 기로 치환되거나 치환되지 않은 C₆-C₁₅ 아릴이 포함된다. 아릴 라디칼의 일부 특정 예시적인 예로는 치환되거나 비치환된 페닐, 바이페닐, 톨루일 및 나프틸이 포함된다.

2개 이상의 하이드록시-치환된 탄화수소를 포함하는 혼합물도 또한 사용될 수 있다. 일부 특정 태양에서, 2개 이상의 모노하이드록시-치환된 알킬 탄화수소의 혼합물, 또는 하나 이상의 모노하이드록시-치환된 알킬 탄화수소와 하나 이상의 다이하이드록시-치환된 알킬 탄화수소의 혼합물, 또는 2개 이상의 다이하이드록시-치환된 알킬 탄화수소의 혼합물, 또는 2개 이상의 모노하이드록시-치환된 방향족 탄화수소의 혼합물, 또는 2개 이상의 다이하이드록시-치환된 방향족 탄화수소의 혼합물, 또는 하나 이상의 모노하이드록시-치환된 방향족 탄화수소 및 하나 이상의 다이하이드록시-치환된 방향족 탄화수소의 혼합물, 또는 하나 이상의 모노하이드록시-치환된 알킬 탄화수소 및 하나 이상의 다이하이드록시-치환된 방향족 탄화수소의 혼합물도 사용할 수 있다.

또 다른 태양에서, 폴리카보네이트 수지는 비스페놀 A 및 포스겐으로부터 유도된 선형 폴리카보네이트 수지이다. 대안적 태양에서, 폴리카보네이트 수지는 2개 이상의 폴리카보네이트 수지의 배합물이다.

방향족 폴리카보네이트는 당해 분야에 공지된 용융 중합, 용액 중합 또는 계면 중합 기술에 의해 제조할 수 있다. 예를 들면, 방향족 폴리카보네이트는 비스페놀-A를 포스겐, 다이뷰틸 카보네이트 또는 다이페닐 카보네이트와 반응시켜 제조할 수 있다. 상기 방향족 폴리카보네이트는 또한 상업적으로 시판된다. 한 태양에서, 방향족 폴리카보네이트 수지는 제너럴 일렉트릭 캄파니(General Electric Co.)에서, 예를 들면, 렉산(LEXAN, 등록상표) 비스페놀 A-형 폴리카보네이트 수지로 상업적으로 시판한다.

바람직한 폴리카보네이트는, 바람직하게는 약 0.30 내지 약 1.00 ㎗/g 범위의 고유 점도(25 ℃에서 메틸렌 클로라이드중에서 측정할 때)를 갖는 고분자량 방향족 카보네이트 중합체이다. 폴리카보네이트는 분지되거나 비분지될 수 있으며, 일반적으로 겔 투과 크로마토그래피로 측정할 때 약 10,000 내지 약 200,000, 바람직하게는 약 20,000 내지 약 100,000의 중량평균 분자량을 갖는다. 폴리카보네이트는 다양한 공지된 말단기를 가질 수 있는 것으로 생각된다.

한 태양에서, 광학적으로 투명한 열가소성 조성물은 폴리에스터를 포함한다. 폴리에스터 수지를 제조하는 방법 및 열가소성 성형 조성물중 폴리에스터 수지의 사용은 당해 분야에 공지되어 있다. 통상적인 중축합 절차는 하기에 기술되며, 일반적으로 각각 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제 2,465,319, 5,367,011 및 5,411,999 호를 참조한다.

전형적으로 폴리에스터 수지로는 결정성 폴리에스터 수지, 예를 들면, 2 내지 약 10개의 탄소원자를 함유하는 지방족 또는 지환족 다이올 또는 그의 혼합물 및 하나 이상의 방향족 다이카복실산으로부터 유도된 폴리에스터 수지가 포함된다. 바람직한 폴리에스터는 지방족 다이올 및 방향족 다이카복실산으로부터 유도되며, 하기 화학식 VIII에 따르는 반복 단위를 갖는다:

[화학식 VIII]

상기 식에서,

R'는 2 내지 약 20개의 탄소원자를 함유하는 지방족 또는 지환족 다이올 또는 그의 혼합물로부터 유도된 탈하이드록실화된 잔기를 포함하는 알킬 라디칼이다.

R은 방향족 다이카복실산으로부터 유도된 탈카복실화된 잔기를 포함하는 아릴 라디칼이다. 본 발명의 한 태양에서, 상기 폴리에스터는, R' 또는 R 중 하나 이상이 사이클로알킬 함유 라디칼인 지방족 폴리에스터일 수 있다. 상기 폴리에스터는, R'가 6 내지 20개의 탄소원자를 갖는 아릴, 알칸 또는 사이클로알칸 함유 다이올 또는 그의 화학적 등가물이고, R이 6 내지 20개의 탄소원자를 함유하는 아릴, 지방족 또는 사이클로알칸 함유 이산으로부터 유도된 탈카복실화된 잔기 또는 그의 화학적 등가물인 축합 생성물이다. 상기 폴리에스터 수지는 전형적으로 다이올 또는 다이올 등가 성분과 이산 또는 이산의 화학적 등가 성분과의 축합 또는 에스터 교환 중합을 통해 수득된다.

R' 및 R은 바람직하게는 하기 화학식 IX의 구조들로부터 독립적으로 선택된 사이클로알킬 라디칼이다:

[화학식 IX]

본 발명의 폴리에스터 수지의 제조에 유용한 2개의 카복실기 각각을 갖는 카복실산을 포함하는 것을 의미하는 이산은 바람직하게는 지방족, 방향족, 지환족이다. 이산의 예는 사이클로 또는 바이사이클로 지방족 산, 예를 들면, 데카하이드로 나프탈렌 다이카복실산, 노보넨 다이카복실산, 바이사이클릭 옥탄 다이카복실산, 1,4-사이클로헥산다이카복실산 또는 화학적 등가물이며, 트랜스-1,4-사이클로헥산다이카복실산 또는 화학적 등가물이 가장 바람직하다. 아디프산, 아젤라산, 다이카복실 다데카노산 및 석신산과 같은 선형 다이카복실산도 또한 유용할 수 있다. 상기 이산의 화학적 등가물로는 에스터, 알킬 에스터, 예를 들면, 다이알킬 에스터, 다이아릴 에스터, 무수물, 염, 산 클로라이드, 산 브로마이드 등이 포함된다. 그로부터 탈카복실화된 잔기 R이 유도될 수 있는 방향족 다이카복실산의 예는 분자당 단일 방향족 고리를 함유하는 산, 예를 들면, 아이소프탈산 또는 테레프탈산, 1,2-다이(p-카복시페닐)에탄, 4,4'-다이카복시다이페닐 에테르, 4,4'-비스벤조산 및 그의 혼합물, 및 융합 고리를 함유하는 산, 예를 들면, 1,4- 또는 1,5-나프탈렌 다이카복실산이다. 바람직한 태양에서, 잔기 R의 다이카복실산 전구체는 테레프탈산 또는 테레프탈산과 아이소프탈산의 혼합물이다.

본 발명의 폴리에스터 수지의 제조에 유용한 일부 다이올은 직쇄, 분지쇄 또는 지환족 알칸 다이올이며, 2 내지 12개의 탄소원자를 함유할 수 있다. 상기 다이올의 예로는 에틸렌 글라이콜; 프로필렌 글라이콜, 즉, 1,2- 및 1,3-프로필렌 글라이콜; 2,2-다이메틸-1,3-프로판 다이올; 2-에틸, 2-메틸, 1,3-프로판 다이올; 1,3- 및 1,5-펜탄 다이올; 다이프로필렌 글라이콜; 2-메틸-1,5-펜탄 다이올; 1,6-헥산 다이올; 다이메탄올 데칼린, 다이메탄올 바이사이클로 옥탄; 1,4-사이클로헥산 다이메탄올 및 특히 그의 시스- 및 트랜스-이성질체; 트라이에틸렌 글라이콜; 1,10-데칸 다이올; 및 이들 중 임의의 혼합물이 포함되나, 이로 한정되는 것은 아니다. 바람직하게, 지환족 다이올 또는 그의 화학적 등가물 및 특히 1,4-사이클로헥산 다이메탄올 또는 그의 화학적 등가물을 다이올 성분으로 사용한다. 다이올의 화학적 등가물로는 에스터, 예를 들면, 다이알킬에스터, 다이아릴 에스터 등이 포함된다. 전형적으로, 폴리에스터 수지는 선형 폴리에스터 수지, 분지된 폴리에스터 수지 및 공중합체성 폴리에스터 수지로부터 선택된 수지를 하나 이상 포함할 수 있다.

바람직한 지환족 폴리에스터는 하기 화학식 X의 반복 단위를 갖는 폴리(1,4-사이클로헥산-다이메탄올-1,4-다이카복실레이트)(PCCD)로도 지칭되는 폴리(사이클로헥산-1,4-다이메틸렌 사이클로헥산-1,4-다이카복실레이트)이다:

[화학식 X]

앞에서 나타낸 화학식과 관련하여, PCCD에 대해, R₃는 1,4-사이클로헥산 다이메탄올로부터 유도되고; R₄는 사이클록헥산다이카복실레이트로부터 유도된 사이클로헥산 고리 또는 그의 화학적 등가물이다. 바람직한 PCCD는 시스/트랜스 식을 갖는다. 한 태양에서, R은 1 내지 6개의 탄소원자를 갖는 알킬 또는 단량체로부터 유도된 잔류 말단기이고, n은 약 70보다 크다. 폴리에스터는 출발 DMCD와 출발 CHDM의 에스터교환 반응으로부터 유도된다. DMCD로부터 유도된 반복 단위의 트랜스-시스 비는 바람직하게는 약 8:1보다 크고, CHDM으로부터 유도된 반복 단위의 트랜스-시스 비는 바람직하게는 약 1:1보다 크다. 폴리에스터 수지는 전형적으로 약 2500 포이즈의 점도 및 216 ℃보다 큰 용융 온도, 및 약 10 meq/kg 미만, 바람직하게는 약 6 meq/kg 미만의 산가를 갖는다.

선형 PCCD 폴리에스터는 촉매의 존재하에 CHDM과 DMCD의 축합 반응에 의해 제조되며, 이때 출발 DMCD는 평형 트랜스-시스 비보다 큰 트랜스-시스 비를 갖는다. 생성된 제조된 PCCD 폴리에스터는 생성된 PCCD의 결정성을 증대시키기 위해 각각의 출발 트랜스-시스 비와 실질적으로 동일한 트랜스-시스 비를 갖는 각각의 출발 DMCD로부터 유도된 반복 중합체 단위의 트랜스-시스 비를 갖는다.

출발 DMCD는 전형적으로 약 6:1, 바람직하게는 9:1, 훨씬 더 바람직하게는 19:1보다 큰 트랜스-시스 비를 갖는다. 생성된 PCCD에서, PCCD를 제조하기 위한 CHDM과 DMCD의 반응시에 약 10% 미만의 출발 트랜스 DMCD, 보다 바람직하게는 약 5% 미만의 출발 트랜스 DMCD가 시스 이성질체로 전환되는 것이 바람직하다. CHDM의 트랜스:시스 비는 바람직하게는 1:1보다 크고, 보다 바람직하게는 약 2:1보다 크다.

생성된 선형 PCCD 중합체는 분지가 없는 것을 특징으로 한다. 반응 공정시에, 분지는 폴리글라이콜, 및 트라이멜리트산 또는 무수물, 트라이메스산, 트라이메틸올에탄, 트라이메틸올프로판 또는 삼량체 산과 같은 분지제의 첨가에 의해 유도될 수 있다. 상기 분지제의 사용은 본 발명에 따라서는 바람직하지 않다.

바람직하게, 존재하는 촉매의 양은 약 200 ppm 미만이다. 전형적으로, 촉매는 약 20 내지 약 300 ppm의 범위로 존재할 수 있다. 가장 바람직한 물질은 폴리에스터가 지환족 이산 및 지환족 다이올 성분, 특히 폴리사이클로헥산 다이메탄올 사이클로헥실 다이카복실레이트(PCCD)를 둘 다 갖는 배합물이다.

한 태양에서, 중합체성 지방족 산 및/또는 중합체성 지방족 폴리올로부터 유도된 단위 약 1 내지 약 50 중량%를 갖는 상기 폴리에스터는 코폴리에스터를 생성한다. 지방족 폴리올로는 글라이콜, 예를 들면, 폴리(에틸렌 글라이콜) 또는 폴리(뷰틸렌 글라이콜)이 포함된다. 또 다른 태양에서, 적당한 공중합체성 폴리에스터 수지로는, 예를 들면, 폴리에스터아마이드 공중합체, 사이클로헥산다이메탄올-테레프탈산-아이소프탈산 공중합체 및 사이클로헥산다이메탄올-테레프탈산-에틸렌 글라이콜("PCTG") 공중합체가 포함된다. 바람직한 태양에서, 적당한 공중합체 폴리에스터 수지로는, 예를 들면, 사이클로헥산다이메탄올-테레프탈산-아이소프탈산 공중합체 및 사이클로헥산다이메탄올-테레프탈산-에틸렌 글라이콜("PCTG") 공중합체가 포함된다. 폴리에스터 성분은, 비제한적으로, 1,4-사이클로헥산다이메탄올 및 에틸렌 글라이콜을 포함하는 글라이콜 부분(이때 1,4-사이클로헥산다이메탄올은 1,4-사이클로헥산다이메탄올 및 에틸렌 글라이콜의 총 몰을 기준으로 50 몰%보다 많다)과 테레프탈산 또는 아이소프탈산 또는 두 산의 혼합물을 포함하는 산 부분과의 반응 생성물을 포함한다.

한 태양에서, 본 발명의 코폴리에스터는 사이클로헥산다이메탄올 부분이 에틸렌 글라이콜에 비해 우세하고, 바람직하게는 에틸렌 글라이콜과 1,4-사이클로헥산다이메탄올의 총 몰%를 기준으로 약 55 몰%보다 많은 사이클로헥산다이메탄올을 가지며, 산 부분이 테레프탈산인 코폴리에스터이다. 본 발명의 또 다른 태양에서, 폴리에스터는 테레프탈산, 및 1,4-사이클로헥산 다이메탄올 및 에틸렌 글라이콜의 혼합물로부터 유도된 구조 단위를 포함하며, 이때 상기 사이클로헥산다이메탄올은 1,4-사이클로헥산 다이메탄올과 에틸렌 글라이콜의 총 몰을 기준으로 약 60 몰%보다 크다.

바람직한 폴리에스터는, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 1.5 ㎗/g 범위의 고유 점도(25 ℃에서 메틸렌 클로라이드 중에서 측정할 때)를 갖는 저 분자량 폴리에스터 중합체이다. 폴리에스터는 분지되거나 비분지되고, 일반적으로 페놀/테트라클로로에탄(60:40, 부피/부피비) 용매 혼합물중에서 점도 측정에 의해 측정할 때 약 5,000 내지 약 100,000, 바람직하게는 약 8,000 내지 약 50,000의 중량평균 분자량을 갖는다. 폴리에스터는 다양한 공지된 말단기를 갖는 것으로 생각된다.

폴리에스터 성분은 당해 분야에 숙련된 자에게 공지된 절차에 의해, 예를 들면, 축합 반응에 의해 제조할 수 있다. 축합 반응은 촉매의 사용에 의해 촉진될 수 있으며, 촉매의 선택은 반응물의 성질에 의해 결정된다. 본 발명에 사용하기 위한 다양한 촉매는 당해 분야에 공지되어 있으며, 본원에 개별적으로 언급하기에는 너무 많다. 그러나, 일반적으로, 다이카복실산 화합물의 알킬 에스터가 사용되는 경우, 에스터 교환 유형의 촉매, 예를 들면, n-뷰탄올중 Ti(OC₄H₉)₆이 바람직하다.

열가소성 조성물은 개질된 폴리카보네이트를 포함한다. 한 태양에서, 개질된 폴리카보네이트는 실록산 개질된 폴리카보네이트이다. 유기폴리실록산은 2가 탄화수소기를 통해 실리콘 원자에 결합된 유기옥시실릴기를 갖는 선형, 환형, 망상조직 형태 또는 부분적으로 분지된 선형 유기폴리실록산일 수 있다. 2가 탄화수소기를 통해 실리콘 원자에 결합된 유기옥시실릴기를 갖는 유기폴리실록산의 예는 하기 화학식 XI로 제시되는 선형 유기폴리실록산이다:

[화학식 XI]

상기 식에서,

R¹³은 1가 탄화수소기이고, A₂는 1가 탄화수소기 또는 하기 화학식 XII로 제시되는 유기옥시실릴기를 갖는 1가 탄화수소기이다:

[화학식 XII]

-R¹⁴SiR¹⁵ _x(OR¹⁶)_(3-x)

상기 식에서,

R¹⁴는 2가 탄화수소기이고;

R¹⁵ 및 R¹⁶은 각각 1가 탄화수소기이고;

x는 0 내지 2의 정수이며;

A₂ 중 하나 이상은 유기옥시실릴기를 포함하는 1가 탄화수소기이고;

m은 1 내지 300의 정수이고;

n은 0 내지 300의 정수이고;

m+n은 1 내지 300의 정수이다.

화학식 XI에서 R¹³으로 제시되는 1가 탄화수소기의 예로는 알킬기, 예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 뷰틸기, 펜틸기, 헥실기등; 알케닐기, 예를 들면, 비닐기, 알릴기, 뷰테닐기, 펜테닐기, 헥세닐기 등; 아릴기, 예를 들면, 페닐기, 톨릴기, 자일릴기 등; 아르알킬기, 예를 들면, 벤질기, 펜테닐기 등; 및 치환된 알킬기, 예를 들면, 클로로메틸기, 클로로프로필기, 3,3,3-트라이플루오로프로필기 등이 포함되나, 이로 한정되지는 않는다. A₂로 제시되는 1가 탄화수소의 예는 전술한 바와 동일하다.

화학식 XII에서 R¹⁴로 제시되는 2가 탄화수소기의 비-제한 예는 알킬렌기, 예를 들면, 메틸메틸렌기, 에틸렌기, 메틸에틸렌기, 프로필렌기, 뷰틸렌기 등이다. 유기옥시실릴기를 포함하는 1가 탄화수소기의 예는 트라이메톡시실릴에틸렌기, 트라이에톡시실릴에틸렌기, 다이메톡시페녹시실릴프로필렌기, 트라이메톡시실릴프로필렌기, 트라이메톡시실릴뷰틸렌기, 메틸다이메톡시실릴프로필렌기, 다이메틸메톡시실릴프로필렌기 등이다.

한 태양에서, 개질된 폴리카보네이트는 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체이다. 또 다른 태양에서, 개질된 폴리카보네이트는 하기 화학식 XIII의 반복 폴리실록산 블록으로부터 유도된 폴리실록산을 포함한다:

[화학식 XIII]

폴리카보네이트-블록은 하기 화학식 XIV의 단위를 포함하거나, 또는 한 태양에서 폴리카보네이트는 앞에서 기술한 바와 같으며, 바람직한 폴리카보네이트-블록은 하기 화학식 XV의 단위를 포함한다:

[화학식 XIV]

[화학식 XV]

상기 식에서,

R¹⁵, R¹⁷, R¹⁸, R¹⁹, R²⁰은 지방족, 방향족 및 지환족 기로 이루어진 군에서 선택된다.

A¹은, 1 내지 15개의 탄소원자; -S-, -SO-, -S(O)₂; -O-를 함유하는 2가 탄화수소 라디칼이다. 바람직하게, D₁은 2가 탄화수소 라디칼이다. A¹이 -C(R³⁰)₂-인 경우, R³⁰은 수소, 지환족, 아릴, 1가 탄화수소 라디칼, 아릴 또는 알킬아릴 균에서 선택된 일원이고, 바람직하게 R³⁰은 알킬, 바람직하게는 C₁-C₆ 알킬, 보다 바람직하게는 메틸이다.

생성된 유기폴리실록산-폴리카보네이트 블록 공중합체는 하기 화학식 XVI의 반복 단위를 갖는 유기폴리실록산-폴리카보네이트 블록을 포함한다:

[화학식 XVI]

상기 식에서,

R¹⁷ 및 R¹⁸은 지방족, 방향족 또는 지환족 라디칼이고;

E₁은 수소, 저급 알킬, 알콕시 라디칼, 아릴 및 알킬아릴, 할로겐 라디칼 및 그의 혼합물, 바람직하게는 수소 또는 알콕시 및, 알콕시인 경우, 바람직하게는 메톡시의 군에서 독립적으로 선택된 일원이고;

R¹⁷은 2가 탄화수소 라디칼, 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소원자를 갖는 알킬렌 라디칼(C₃이 가장 바람직하다)이고;

q는 약 10 내지 약 120, 바람직하게는 약 40 내지 약 60이다.

한 태양에서, 개질된 폴리카보네이트는 폴리유기실록산/폴리카보네이트 블록 공중합체이고, 이때 상기 공중합체는 45 nm 이하의 평균 영역 크기를 갖는 폴리유기실록산 영역을 포함한다. 바람직한 폴리실록산-폴리카보네이트 공중합체는 하기 화학식 XVII의 폴리실록산 블록을 포함한다:

[화학식 XVII]

상기 식에서,

R²¹은 알킬, 아릴, 알콕시, 아릴옥시기이고;

Y 및 Z는 약 1 내지 1000의 정수이다.

한 태양에서, 유기폴리실록산-폴리카보네이트 블록 공중합체는 하기 화학식 XVIII을 갖는다:

[화학식 XVIII]

R¹⁹ 및 R²⁰으로 제시된 라디칼은 아릴 라디칼 및 할로겐화된 아릴 라디칼, 예를 들면, 페닐, 클로로페닐, 자일릴, 톨릴 등; 아르알킬 라디칼, 예를 들면, 페닐에틸, 벤질 등; 지방족, 할로지방족 및 지환족 라디칼, 예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필, 사이클로뷰틸, 사이클로헥실 등을 비롯한 알킬, 사이클로알킬, 할로알킬을 포함하고; R¹⁹ 및 R²⁰은 모두 동일한 라디칼일 수 있거나 또는 임의의 2개 이상의 전술한 라디칼일 수 있지만, R¹⁹ 및 R²⁰은 바람직하게는 메틸이고, R¹⁷은, 수소 이외의 상기 R¹⁹ 및 R²⁰에 포함된 모든 라디칼을 포함하고, 이때 R¹⁷은 또한 모두 동일한 라디칼이거나, 또는 수소 이외의, 임의의 2개 이상의 전술한 R¹⁹ 및 R²⁰ 라디칼일 수 있으며, R¹⁷은 바람직하게는 메틸이다. R¹⁷은 또한, 수소 이외의 R¹⁹ 및 R²⁰에 포함된 모든 라디칼 이외에, 사이아노알킬 라디칼, 예를 들면, 사이아노에틸, 사이아노뷰틸 등의 라디칼을 포함한다. E₁의 정의에 포함되는 라디칼은 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 클로로, 브로모 등 및 그의 혼합물이고, E₁은 바람직하게는 수소이다. 폴리유기실록산/폴리카보네이트 블록 공중합체는 평균적으로 10개 이상의 실록산 단위, 및 블록 공중합체의 총 중량을 기준으로, 약 0.5 내지 약 80 중량%의 폴리다이메틸실록산을 포함한다. 한 태양에서, 개질된 폴리카보네이트는 폴리유기실록산/비스페놀-A 폴리카보네이트이다.

한 태양에서, 열가소성 조성물은 충격 조절제를 포함한다. 한 태양에서, 충격 조절제는 여러 상이한 고무상 개질제중 하나, 예를 들면, 그라프트 또는 코어 쉘 고무 또는 둘 이상의 이들 개질제의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 충격 조절제는 아크릴 고무, ASA 고무, 다이엔 고무, 유기실록산 고무, 에틸렌 프로필렌 다이엔 단량체(EPDM) 고무, 스타이렌-뷰타다이엔-스타이렌(SBS) 고무, 스타이렌-에틸렌-뷰타다이엔-스타이렌(SEBS) 고무, 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔-스타이렌(ABS) 고무, 메타크릴레이트-뷰타다이엔 스타이렌(MBS) 고무, 스타이렌 아크릴로나이트릴 공중합체 또는 글리시딜 에스터 충격 조절제를 포함할 수 있다.

용어 아크릴 고무 개질제는 가교결합되거나 또는 부분적으로 가교결합된 (메트)아크릴레이트 고무 코어 상, 예를 들면, 뷰틸 아크릴레이트를 갖는 다단계, 코어-쉘 상호중합체 개질제를 말할 수 있다. 고무질 코어 상을 상호침투하는 아크릴 또는 스타이렌 수지, 일반적으로 메틸 메타크릴레이트 또는 스타이렌의 외부 쉘이, 상기 가교결합된 아크릴 에스터 코어와 결합된다. 또한, 수지 쉘 내에 아크릴로나이트릴 또는 (메트)아크릴로나이트릴과 같은 소량의 다른 단량체를 혼입하는 것은 적당한 충격 조절제를 제공한다. 상호침투 망상조직은, 미리 중합되고 가교결합된 (메트)아크릴레이트 고무상의 존재하에, 수지상을 형성하는 단량체를 중합시키고 가교결합시킬 때 제공된다.

적당한 충격 조절제는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 또는 스타이렌 아크릴로나이트릴(SAN)과 그라프트된 폴리 알킬아크릴레이트 또는 폴리올레핀으로 이루어진, 0 ℃ 미만, 보다 특히는 -40 내지 -80 ℃의 Tg를 갖는 고무 성분을 갖는 그라프트 또는 코어 쉘 구조이다. 특히 고무 함량은 10 중량% 이상, 보다 특히는 30 중량% 이상, 가장 특히는 40 내지 75 중량%이다. 한 태양에서, 적절한 고무는 상기 유형의 뷰타다이엔 코어-쉘 중합체이다. 또 다른 태양에서, 충격 조절제는 뷰타다이엔계 고무 코어를 갖는 2 단계 중합체를 포함하며, 제 2 단계는 메틸메타크릴레이트로부터 단독으로 또는 스타이렌과 함께 중합된다. 다른 적당한 고무는 지이 스페셜티 케미칼스(GE Specialty Chemicals)에서 시판하는 ABS 타입 블렌덱스(Blendex, 등록상표) 336 및 415, 롬 앤 하스(Rohm & Haas)의 파라로이드(Paraloid, 등록상표) EXL2600이다. 이들은 충격 조절제로 적당할 수 있는 고무의 비-제한 예이다. 한 태양에서, 약 1.51 내지 약 1.56의 굴절률(RI)을 갖는 임의의 고무가 본 발명에 적합하다. 여러 고무를 기술하였지만, 보다 많은 것들이 상업적으로 시판된다. 충격 조절제가 열가소성 조성물의 물리적 또는 미적 성질에 부정적으로 영향을 미치지 않는 한 어떤 고무도 충격 조절제로 사용될 수 있다.

한 태양에서, 청구된 본 발명의 촉매는 선택적으로 사용될 수 있다. 사용되는 경우, 촉매는 선행 기술에서 통상적으로 사용된 임의의 촉매, 예를 들면, 알칼리 토금속 산화물, 예를 들면, 산화 마그네슘, 산화 칼슘, 산화 바륨 및 산화 아연; 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 염; 루이스 촉매, 예를 들면, 주석 또는 티타늄 화합물; 질소-함유 화합물, 예를 들면, 테트라-알킬 암모늄 하이드록사이드, 예를 들어, 포스포늄 유사체, 예를 들어, 테트라-알킬 포스포늄 하이드록사이드 또는 아세테이트일 수 있다. 루이스 산 촉매 및 상기 촉매들을 동시에 사용할 수 있다.

알칼리 금속, 예를 들면, 나트륨, 칼륨, 리튬, 세슘 등, 및 알칼리 토금속, 예를 들면, 칼슘, 마그네슘, 바륨 등의 수산화물, 수소화물, 아마이드, 탄산염, 인산염, 붕산염 등과 같은 무기 화합물을 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 화합물의 예로 들 수 있다. 예로는 나트륨 스테아레이트, 탄산 나트륨, 나트륨 아세테이트, 중탄산 나트륨, 나트륨 벤조에이트, 나트륨 카프로에이트 또는 칼륨 올레에이트가 포함된다.

본 발명의 한 태양에서, 촉매는 개선된 가수분해 안정성을 위해 포스포늄염 또는 암모늄염(임의의 금속 이온을 기재로 하지 않는) 중 하나로부터 선택된다. 본 발명의 또 다른 태양에서, 촉매는 나트륨 스테아레이트, 나트륨 벤조에이트, 나트륨 아세테이트 및 테트라뷰틸 포스포늄 아세테이트 중 하나로부터 선택된다. 본 발명의 또 다른 태양에서, 촉매는 독립적으로 나트륨 스테아레이트, 아연 스테아레이트, 마그네슘 아세테이트, 망간 아세테이트, 란타늄 아세테이트, 란타늄 아세틸아세토네이트, 나트륨 벤조에이트, 나트륨 테트라페닐 보레이트, 다이뷰틸 산화주석, 삼산화 안티몬, 나트륨 폴리스타이렌설포네이트, PBT-이오노머, 티타늄 아이소프록사이드 및 테트라암모늄하이드로겐설페이트 및 그의 혼합물의 군에서 선택된다.

본 발명의 열가소성 수지의 조성 범위는 약 0 내지 약 70 중량%의 폴리카보네이트 성분, 및 적어도 30 중량%보다 많은 폴리에스터 화합물이다. 한 태양에서, 조성물은 폴리카보네이트를 약 10 내지 약 70 중량% 범위로 포함하며, 폴리에스터 화합물은 약 31 내지 약 80 중량%의 범위로 존재한다.

전형적으로, 개질된 폴리카보네이트는 열가소성 수지의 양을 기준으로 약 5 내지 약 70 중량%에 상응하는 양으로 존재한다. 또 다른 태양에서, 개질된 폴리카보네이트는 일반적으로 열가소성 수지의 양을 기준으로 약 10 내지 약 70 중량%에 상응하는 양으로 존재한다. 또 다른 태양에서, 개질된 폴리카보네이트는 열가소성 수지의 양을 기준으로 약 10 내지 약 65 중량%에 상응하는 양으로 존재한다.

한 태양에서, 충격 조절제의 양은 열가소성 수지의 양을 기준으로 약 0.5 내지 약 50 중량%에 상응하는 범위로 존재하며, 바람직하게 충격 조절제는 열가소성 수지의 양을 기준으로 약 3 내지 약 20 중량%에 상응하는 범위로 존재한다.

본 발명의 한 태양에서, 열가소성 수지 조성물은 선택적으로 안정화 첨가제를 포함할 수 있다. 또 다른 태양에서, 안정화 첨가제는 본 발명에서 중합체간의 중합 반응을 중단하기 위해 사용되는 켄쳐(quencher)이다. 켄쳐는 가속화된 상호중합 및 열가소성 물질의 분해를 방지하기 위해 수지에 존재할 수 있는 임의의 촉매의 활성을 억제하는 물질이다. 안정화제로서 사용하기 위한 특정 화합물의 적합성 및 얼마나 많은 안정화제가 사용되어야 하는지의 결정은, 폴리에스터 수지 성분과 폴리카보네이트의 혼합물을 제조하고 용융 점도, 가스 발생 또는 색 안정성 또는 상호중합체 생성에 대한 영향을 측정함으로써 용이하게 수행될 수 있다. 한 태양에서, 켄쳐는, 예를 들면, 인 함유 화합물, 붕소 함유 산, 지방족 또는 방향족 카복실산, 즉 분자가 하나 이상의 카복시기를 포함하는 유기 화합물, 무수물, 폴리올 및 에폭시 중합체이다.

켄쳐의 선택은 열 가소성 조성물의 색 형성 및 투명도 손실을 피하기 위해 필수적이다. 본 발명의 한 태양에서, 촉매 켄쳐는 인 함유 유도체이며, 그 예로는 다이포스파이트, 포스포네이트, 메타인산; 아릴인산 및 아릴포스폰산; 폴리올; 카복실산 유도체; 및 그의 혼합물이 포함되나, 이로 한정되지는 않는다. 열가소성 조성물에 첨가되는 켄쳐의 양은 열가소성 조성물을 안정화시키기에 효과적인 양이다. 한 태양에서, 상기 양은 상기 열가소성 수지 조성물의 총량을 기준으로 약 0.001 중량5 이상, 바람직하게는 0.01 중량% 이상이다. 따라서, 사용되는 켄쳐의 양은 조성물을 안정화시키기에는 효과적이지만, 상기 조성물의 유리한 성질의 실질적으로 대부분에 실질적으로 해롭게 영향을 미치기에는 불충분한 양이다.

본 발명의 조성물은 상기 언급한 바람직한 성질은 방해하지 않지만 다른 유리한 성질들을 개선시키는 첨가제로 알려진 추가의 성분들, 예를 들면, 산화방지제, 난연제, 강화재, 착색제, 이형제, 충전제, 조핵제, 자외선 및 열 안정화제, 윤활제 등을 함유하거나 함유하지 않을 수 있다. 또한, 산화방지제, 무기물, 예를 들면, 활석, 점토, 운모, 중정석, 규회석, 및 자외선 안정화제를 포함하나 이로 한정되지는 않는 다른 안정화제, 예를 들면, 벤조트리아졸, 보충 강화 충전제, 예를 들면, 박편 또는 분쇄 유리 등, 난연제, 안료 또는 그의 혼합물과 같은 첨가제를 본 발명의 조성물에 첨가할 수 있다.

난연제 첨가제는 바람직하게는 폴리에스터 수지의 인화성을 감소시키기에 적어도 충분한 양으로, 바람직하게는 UL94 V-0 등급까지의 양으로 존재한다. 상기 양은 수지의 성질 및 첨가제의 효율에 따라 달라진다. 그러나, 일반적으로, 첨가제의 양은 수지의 중량을 기준으로 2 내지 30 중량%이다. 바람직한 범위는 약 15 내지 20%이다.

전형적으로, 할로겐화된 방향족 난연제로는 테트라브로모비스페놀 A 폴리카보네이트 올리고머, 폴리브로모페닐 에테르, 브롬화된 폴리스타이렌, 브롬화된 BPA 폴리에폭사이드, 브롬화된 이미드, 브롬화된 폴리카보네이트, 폴리(할로아릴 아크릴레이트), 폴리(할로아릴 메타크릴레이트) 또는 그의 혼합물이 포함된다. 다른 적당한 난연제의 예는 브롬화된 폴리스타이렌, 예를 들면, 폴리다이브로모스타이렌 및 폴리트라이브로모스타이렌, 데카브로모바이페닐 에탄, 테트라브로모바이페닐, 브롬화된 알파, 오메가-알킬렌-비스-프탈이미드, 예를 들면, N,N'-에틸렌-비스-테트라브로모프탈이미드, 올리고머성 브롬화된 카보네이트, 특히, 경우에 따라 페녹시 라디칼 또는 브롬화된 페녹시 라디칼로 말단-캐핑된, 테트라브로모비스페놀 A로부터 유도된 카보네이트, 또는 브롬화된 에폭시 수지이다.

난연제는 전형적으로 상승제(synergist), 특히 무기 안티몬 화합물과 함께 사용된다. 상기 화합물은 널리 시판되거나, 공지된 방법으로 제조할 수 있다. 전형적인 무기 상승제 화합물로는 Sb₂O₅, SbS₃, 나트륨 안티모네이트 등이 포함된다. 삼산화 안티몬(Sb₂O₃)이 특히 바람직하다. 산화 안티몬과 같은 상승제는 전형적으로 최종 조성물중 수지의 중량%을 기준으로 약 0.5 내지 15 중량%로 사용된다. 또한, 최종 조성물은 난연성 열가소성 물질에서 적하를 감소시키기 위해 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 유형 수지 또는 공중합체를 함유할 수 있다.

다른 추가의 성분들로는 산화방지제 및 자외선 흡수제, 및 다른 안정화제가 포함될 수 있다. 산화방지제로는 (i) 알킬화된 모노페놀, 예를 들면, 2,6-다이-3급-뷰틸-4-메틸페놀, 2-3급-뷰틸-4,6-다이메틸페놀, 2,6-다이-3급-뷰틸-4-에틸페놀, 2,6-다이-3급-뷰틸-4-n-뷰틸페놀, 2,6-다이-3급-뷰틸-4-아이소뷰틸페놀, 2,6-다이사이클로펜틸-4-메틸페놀, 2-(알파-메틸사이클로헥실)-4,6-다이메틸페놀, 2,6-다이-옥타데실-4-메틸페놀, 2,4,6-트라이사이클로헥실페놀, 2,6-다이-3급-뷰틸-4-메톡시메틸페놀; (ii) 알킬화된 하이드로퀴논, 예를 들면, 2,6-다이-3급-뷰틸-4-메톡시페놀, 2,5-다이-3급-뷰틸-하이드로퀴논, 2,5-다이-3급-아밀-하이드로퀴논, 2,6-다이페닐-4-옥타데실옥시페놀; (iii) 하이드록실화된 티오다이페닐 에테르; (iv) 알킬리덴-비스페놀; (v) 벤질 화합물, 예를 들면, 1,3,5-트리스-(3,5-다이-3급-뷰틸-4-하이드록시벤질)-2,4,6-트라이메틸벤젠; (vi) 아실아미노페놀, 예를 들면, 4-하이드록시-라우르산 아닐라이드; (vii) 베타-(3,5-다이-3급-뷰틸-4-하이드록시페놀)-프로피온산과 1가 또는 다가 알콜의 에스터; (viii) 베타-(5-3급-뷰틸-4-하이드록시-3-메틸페닐)-프로피온산과 1가 또는 다가 알콜의 에스터; (ix) 베타-(5-3급-뷰틸-4-하이드록시-3-메틸페닐)프로피온산과 1가 또는 다가 알콜, 예를 들면, 메탄올, 다이에틸렌 글라이콜, 옥타데칸올, 트라이에틸렌 글라이콜, 1,6-헥산다이올, 펜타에리트리톨, 네오펜틸 글라이콜, 트리스(하이드록시에틸)아이소시아누레이트, 티오다이에틸렌 글라이콜, N,N-비스(하이드록시에틸)옥살산 다이아마이드의 에스터가 포함된다. 전형적인 자외선 흡수제 및 광 안정화제로는 (i) 2-(2'-하이드록시페닐)-벤조트리아졸, 예를 들면, 5'-메틸-, 3',5'-다이-3급-뷰틸-, 5'-3급-뷰틸-, 5'-(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-, 5-클로로-3',5'-다이-3급-뷰틸-, 5-클로로-3'-3급-뷰틸-5'-메틸-, 3'-2급-뷰틸-5'-3급-뷰틸-, 4'-옥톡시, 3',5'-다이-3급-아밀-3',5'-비스-(알파,알파-다이메틸벤질)-유도체; (ii) 2.2 2-하이드록시-벤조페논, 예를 들면, 4-하이드록시-4-메톡시-, 4-옥톡시, 4-데실옥시-, 4-도데실옥시-, 4-벤질옥시, 4,2',4'-트라이하이드록시-, 및 2'-하이드록시-4,4'-다이메톡시 유도체; 및 (iii) 치환 및 비치환된 벤조산의 에스터, 예를 들면, 페닐 살리실레이트, 4-3급-뷰틸페닐-살리실레이트, 옥틸페닐 살리실레이트, 다이벤조일레조르시놀, 비스-(4-3급-뷰틸벤조일)-레조르시놀, 벤조일레조르시놀, 2,4-다이-3급-뷰틸-페닐-3,5-다이-3급-뷰틸-4-하이드록시벤조에이트 및 헥사데실-3,5-다이-3급-뷰틸-4-하이드록시벤조에이트가 포함된다. 포스파이트 및 포스포나이트 안정화제로는, 예를 들면, 트라이페닐 포스파이트, 다이페닐알킬 포스파이트, 페닐다이알킬 포스파이트, 트리스(노닐-페닐)포스파이트, 트라이라우릴 포스파이트, 트라이옥타데실 포스파이트, 다이스테아릴 펜타에리트리톨 다이포스파이트, 트리스(2,4-다이-3급-뷰틸페닐)포스파이트, 다이아이소데실 펜타에리트리톨 다이포스파이트, 비스(2,4-다이-3급-뷰틸페닐)펜타에리트리톨 다이포스파이트 트라이스테아릴 솔비톨 트라이포스파이트 및 테트라키스(2,4-다이-3급-뷰틸페닐)-4,4'-바이페닐렌 다이포스포나이트가 포함된다.

배경 착색을 제공하기 위해 염료 및 안료를 사용할 수 있다. 염료는 전형적으로 수지 매트릭스에 가용성인 유기 물질인 반면, 안료는 전형적으로 수지 매트릭스에 불용성인 유기 착체 또는 무기 화합물 또는 착체일 수 있다. 이들 유기 염료 및 안료로는 하기의 부류 및 예가 포함된다: 퍼니스(furnace) 카본 블랙, 산화 티타늄, 프탈로사이아닌 블루 또는 그린, 안트라퀴논 염료, 스칼렛 3b 레이크, 아조 화합물 및 산 아조 안료, 퀴나크리돈, 크로모프탈로사이아닌 피롤, 할로겐화된 프탈로사이아닌, 퀴놀린, 헤테로사이클릭 염료, 페리논 염료, 안트라센다이온 염료, 티오잔텐 염료, 파라졸론 염료, 폴리메틴 안료 및 다른 안료.

전형적으로 첨가제는 일반적으로 수지의 양을 기준으로 약 0 내지 약 1.5 중량%에 상응하는 양으로 존재한다. 또 다른 태양에서, 첨가제는 일반적으로 수지의 양을 기준으로 약 0.01 내지 약 0.5 중량%에 상응하는 양으로 존재한다.

본 발명의 한 양태에서, 열가소성 수지 조성물은 ISO 180/1 방법을 이용하여 측정할 때 23 ℃에서 적어도 65 kJ/m² 초과의 노치 아이조드 충격 강도를 갖는다.

가공

조성물을 배합하는 방법은 통상적인 기술에 의해 수행될 수 있다. 편리한 한 방법은 폴리에스터 또는 폴리카보네이트 및 다른 성분들을 분말 또는 과립 형태로 배합하고, 배합물을 압출시키고, 펠릿 또는 다른 적당한 형태로 분쇄하는 것을 포함한다. 성분들은 임의의 통상적인 방법으로, 예를 들면, 건식 혼합에 의해 또는 용융된 상태로 압출기에서, 가열된 밀 상에서 또는 다른 혼합기에서 혼합함으로써 배합된다. 본 발명의 열가소성 수지는 사출 성형, 취입 성형, 시트, 필름 또는 프로필로의 압출, 압축 성형을 포함하나 이로 한정되지는 않는 다양한 기술에 의해 가공될 수 있다.

한 태양에서, 본 발명의 배합물, 폴리카보네이트, 폴리에스터, 충격 조절제 및 그의 첨가제는 약 225 내지 350 ℃ 범위의 온도에서 단일 Tg를 특징으로 하는 조성물을 생성하기에 충분한 시간동안 압출시켜 중합된다. 본 발명에서는, 단축 또는 이축 압출기를 사용할 수 있다. 압출기는 다중 공급 지점을 갖는 것이어서 촉매 켄쳐가 압출기의 하류 위치에서 첨가되도록 해야 한다.

한 태양에서, 공정은 모든 성분들을 함께 혼합하고 공급기에 가하는 단일 단계 공정이다. 또 다른 태양에서, 상기 공정은 촉매를 압출 공정의 초기에 상류 공급 지점에서 가하고 켄쳐를 압출기 공정의 후기 부분에서 하류 공급 지점에서 가하는 단일 단계 공정이다. 켄쳐는 반응 완료후 하류에서 첨가되므로, 조성물의 헤이즈에 거의 또는 전혀 영향을 갖지 않는다.

한 태양에서, 촉매는 압출 공정의 초기에 상류 공급 지점에서 첨가된다. 그 다음, 착색된 투명 열가소성 수지를 압출기에 재부하하고 켄쳐를 제 2 단계에서 배합물에 하류 공급 지점에서 첨가한다. 촉매 켄쳐는 반응 완료후 하류에서 첨가되므로, 조성물의 헤이즈에 거의 또는 전혀 영향을 갖지 않는다. 체류 시간은 약 45 내지 90 분까지일 수 있다.

열가소성 수지 조성물 성분이 용융 혼합을 위해 압출기로 전달되는 속도는 압출기 스크류의 디자인에 따라 달라진다. 본 발명의 단일-단계 및 이중-단계 압출 공정에 특징적인 체류 시간은 압출 운전 파라미터, 스크류 디자인에 따라 달라진다.

광학적으로 투명한 열가소성 수지 조성물의 용융된 혼합물은, 예를 들면, 조성물을 펠릿화 또는 분쇄시켜 미립자 형태로 제조된다. 본 발명의 조성물은 사출, 압출, 회전, 발포 성형, 캘린더 성형 및 취입 성형 및 열성형, 압축, 용융 방사 성형 제품과 같이 유용한 성형품을 제공하기 위한 많은 상이한 공정들에 의해 다양한 수단에 의해 유용한 제품으로 성형될 수 있다. 본 발명의 열가소성 조성물은 우수한 기계적 성질, 색 안정성, 내산화성, 우수한 난연성, 우수한 가공성, 즉, 단시간의 성형 주기, 우수한 유동성 및 우수한 절연성의 추가적인 성질들을 갖는다. 본 발명의 조성물로부터 제조된 제품은 가정용 제품들, 예를 들면, 음식 용기 및 접시, 가전기기, 및 필름, 전기 커넥터, 전기 장치, 컴퓨터, 건축 및 건설, 옥외 장비, 트럭 및 자동차에 널리 사용될 수 있다.

[실시예]

추가의 상술 없이도, 당해 분야에 숙련된 자라면 본원의 설명을 이용하여 본 발명을 최대한으로 이용할 수 있을 것으로 생각된다. 하기의 실시예는 청구된 본 발명을 실시하는데 있어 당해 분야에 숙련된 자에게 추가의 지침을 제공하기 위해 제공된다. 제공된 실시예는 단지 본 출원의 교지내용에 도움이 되는 작업을 나타내는 것일 뿐이다. 본 발명의 특정한 특징들만을 본원에 예시하고 기술하였지만, 당해 분야에 숙련자는 많은 변형 및 변화를 생각해낼 것이다. 따라서, 이들 실시예는, 첨부된 청구의 범위에 정의된 바와 같은 본 발명을 어떤 식으로든 제한하려는 것이 아니다.

하기의 실시예에서, 황색도 또는 YI 값은 ASTM E313에 따라 그레택 맥-베스(Gretag Mac-Beth)의 분광계 컬러 아이(Color Eye) 7000a 상에서 측정하였다. 투과율 및 헤이즈는 비와이케이-가드너(BYK-Gardner)의 헤이즈-가드 듀얼(Haze-Gard Dual) 상에서 시험 방법 ASTM D-1003에 따라 측정하였다. 용융 부피 속도는 ISO 스탠다드 1133에 따라 265 ℃, 240 초, 2.16 kg 및 0.0825 인치 오리피스에서 측정하였다. 아이조드 충격은 표준 ISO 180/U 방법을 이용하여 측정하였다. 천공 충격으로도 알려진 유연성 평판 충격(FPI)은 ISO 6603 표준 방법에 의해 4.4 m/s의 속도에서 즈윅/렐(Zwick/Rel) II 기기를 사용하여 다이나텁 임팩트(Dynatup Impact) 상에서 측정하였다. B-Y 스팬은 청색 내지 황색 스팬으로 정의되며, 다음과 같이 계산된다: B-Y 스팬 = 투과시 황색도 - 반사시 황색도. 반사시 YI를 측정하기 위해, 상기 샘플을 사용하여 동일 기기를 반사 모드로 설정한다. 반사에 대한 황색도 값은 일반적으로 음의 값이다.

실시예 1 내지 5

이들 실시예에서는, 제너럴 일렉트릭 캄파니에서 렉산(등록상표) 폴리카보네이트 수지로 시판하는 폴리카보네이트를 이스트만 케미칼스(Eastman Chemicals)의 PCCD 폴리에스터 및 변하는 함량의, 제너럴 일렉트릭 캄파니의 실록산 개질된 폴리카보네이트 및 충격 조절제로서 ABS415를 사용하였다. 열가소성 수지 조성물을 270 ℃에서 WP25 mm 공-회전 2축 압출기상에서 배합하여 펠릿화된 조성물을 수득하였다. 배합은 약 15 kg/시간의 공급률 및 약 300 회전/분의 스크류 속도에서 수행하였다. 생성된 펠릿을 100 ℃에서 4 시간 이상 동안 건조한 후, 약 280 ℃의 온도에서 작동되는 80 톤, 4 온즈 사출 성형기 상에서 ASTM/SIO 시편으로 사출 성형하였다. 사용된 실록산 개질된 폴리카보네이트는 6%의 실록산 함량 및 50%의 ABS415 고무(뷰타다이엔) 함량을 갖는다. 성분들의 양은 실시예 중에서 유사한 유연 상(실록산 + 고무) 함량을 유지하도록 선택되었다. 조성물로부터 성형된 샘플은 열 성질(HDT 및 바이캣), 상이한 온도에서의 충격성(아이조드 노치 충격 및 유연성 평판 충격), 유동성 양태(MVR) 및 광학성, 예를 들면, 투과율%, 헤이즈% 및 황색도에 대해 시험하였다. 조성물, 유연 상(실록산 + 뷰타다이엔 고무)의 총 함량 및 다양한 성질을 표 1 및 2에 나타내었다.

표 1은 본 발명의 범위 밖에 있는 비교예를 나타낸다. 비교예는 우수한 혼합물 유동성, 광학성 및 충격성을 나타내지 않는다. 실록산 개질된 폴리카보네이트 또는 충격 조절제의 양이 증가함에 따라 충격 성능을 증가하지만 유동성, 열 및 광학 성능의 감소가 관찰된다. 비교예 4 내지 비교예 6에서, B-Y 스팬과 관련하여 유동성 및 광학성은 폴리에스터의 양을 기준으로 열의 감소에 따라 개선된다. 충격 성능은 현저히 감소되어, 실록산 개질된 폴리카보네이트가 PCCD와의 배합물에서 그의 충격 양태를 흐트러뜨림을 나타낸다.

실록산 개질된 폴리카보네이트의 충격 성능의 손실은 폴리카보네이트, 폴리에스터 및 충격 조절제와 실록산 개질된 폴리카보네이트의 배합물에서는 관찰되지 않는다. 또한, 이들 배합물의 유동성, 충격성 및 광학성은 모두 상당히 개선된다. 주어진 결과는 실록산 개질된 폴리카보네이트 및/또는 폴리카보네이트와 폴리에스터 및 충격 조절제의 배합물이 우수한 광학적, 유동성 및 충격 성능 및 내열성을 갖는 열가소성 조성물을 제공함을 명백히 보여준다. 청색-황색 스팬도 또한 상당히 감소된다. 또한, 저온 충격성은 또한 개선을 나타낸다. 개선된 광학성 및 충격성은 보다 낮은 충격 조절제 수준, 보다 높은 실록산 개질된 폴리카보네이트 수준 및 폴리에스터 수준에서 관찰된다.

개질된 폴리카보네이트를 갖는 본 발명의 열가소성 조성물은 유리한 성질 및 광학성, 우수한 유동성의 균형을 가지며, 또한 우수한 충격성을 갖는다.

본 발명을 전형적인 태양으로 예시하고 기술하였지만, 본 발명의 진의에서 어떤 식으로도 벗어나지 않고 다양한 변형 및 대체가 이루어질 수 있으므로, 본 발명이, 제시된 상세한 내용들로 제한되는 것이 아니다. 따라서, 본원에 개시된 본 발명의 추가의 변형 및 등가의 상황이 단지 통상적인 실험을 이용하여 당해 분야에 숙련자가 생각해낼 수 있으며, 모든 상기 변형 및 등가의 상황은 하기의 청구의 범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 진의 및 범위 내에 속하는 것으로 생각된다. 모든 인용된 특허 및 공개된 논문들을 본원에 참고로 인용한다.

Claims

(a) 하나 이상의 폴리카보네이트;
(b) 폴리(사이클로헥산 다이메탄올 사이클로헥산 다이카복실레이트), 사이클로헥산다이메탄올-테레프탈산-에틸렌 글라이콜 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에서 선택된, 열가소성 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 30 중량% 초과의 폴리에스터;
(c) 하기 화학식 XVI의 구조를 갖는 폴리유기실록산/폴리카보네이트 블록 공중합체인 개질된 폴리카보네이트;
(d) 1.51 내지 1.56 범위의 굴절률을 갖는 충격 조절제; 및
(e) 첨가제
를 포함하고, 상기 폴리유기실록산/폴리카보네이트 블록 공중합체는 45 nm 이하의 평균 영역(domain) 크기를 갖는 폴리유기실록산 영역을 포함하는 광학적으로 투명한 열가소성 수지 조성물.
화학식 XVI

상기 식에서,
R¹⁷ 및 R¹⁸은 각 경우에 독립적으로 C₁ _-10 지방족, C₃ _-10 방향족 또는 C₃ _-10 지환족 라디칼이고;
E₁은 수소, 메톡시, 할로겐 라디칼 및 이들의 혼합물 군 중에서 독립적으로 선택된 일원이고;
A¹은 1 내지 15개의 탄소원자를 함유하는 2가 탄화수소 라디칼이고;
D₁은 1 내지 5개의 탄소원자를 함유하는 4가 탄화수소 라디칼이고;
q는 10 내지 120의 정수이고;
Y¹은 할로겐, 나이트로, C₂ _-32 알케닐, 알릴, C₁ _-32 알킬, C₆ _-18 아릴, C₇ _-14 아르알킬, C_7-14 알크아릴 또는 C₃ _-15 사이클로알킬 및 OR²(여기서, R²는 C₁ _-32알킬, C₆ _-18아릴, C₇ _-14아르알킬, C₇ _-14알크아릴 또는 C₃ _-15사이클로알킬이다) 중에서 독립적으로 선택된 일원이고;
m은 0 내지 치환에 이용가능한 A¹ 상의 치환가능한 수소의 수이고;
R¹⁹ 및 R²⁰은 각 경우에 독립적으로 C₁ _-10 지방족, C₃ _-10 방향족 또는 C₃ _-10 지환족 라디칼이다.
제 1 항에 있어서,
폴리카보네이트가, 열가소성 수지 조성물의 총 중량을 기준으로, 0 초과 내지 70 중량% 범위의 양으로 존재하되, 모든 성분들의 양의 총합은 100 중량%를 초과하지 않는 조성물.
제 1 항에 있어서,
열가소성 수지 조성물이, 30 초과 내지 80 중량%의 폴리에스터 및 0 초과 내지 70 중량%의 폴리카보네이트를 포함하되, 모든 성분들의 양의 총합은 100 중량%를 초과하지 않는 조성물.
제 1 항에 있어서,
충격 조절제가 그라프트 또는 코어 쉘 아크릴 고무, 다이엔 고무, 유기실록산 고무, 에틸렌 프로필렌 다이엔 단량체 고무, 스타이렌-뷰타다이엔-스타이렌 고무, 스타이렌-에틸렌-뷰타다이엔-스타이렌 고무, 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔-스타이렌 고무, 메타크릴레이트-뷰타다이엔-스타이렌 고무 및 스타이렌 아크릴로나이트릴 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 조성물.
제 1 항에 있어서,
ISO 180/1 방법을 이용하여 측정할 때 23 ℃에서 적어도 65 kJ/m² 초과의 노치 아이조드 충격 강도를 갖는 조성물.