本發(fā)明涉及薄壁光學(xué)部件用聚碳酸酯樹脂組合物和薄壁光學(xué)部件,具體涉及顯示出高透射率和良好色相的薄壁光學(xué)部件用聚碳酸酯樹脂組合物以及通過將該聚碳酸酯樹脂組合物成形得到的薄壁光學(xué)部件。
背景技術(shù):
為了響應(yīng)對更大薄度、更輕重量、更大勞動力節(jié)省和更高清晰度的需求,在例如個人電腦、手機等中使用的液晶顯示器件中包括平面光源器件。此外,為了起到將入射光均勻且有效地引導(dǎo)到液晶顯示側(cè)的功能,該平面光源器件設(shè)置有平板狀導(dǎo)光板或具有其中一面為均勻傾斜面的楔形截面的導(dǎo)光板。在有些情況下,為了提供光散射功能,還在光導(dǎo)板的表面上形成凹凸圖案。
通過熱塑性樹脂的注射成形獲得這種導(dǎo)光板,并且通過從形成在插入件的表面中的凹凸部轉(zhuǎn)印來形成上述凹凸圖案。在過去,導(dǎo)光板由樹脂材料如聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)成形而成;然而,最近,由于對提供更銳利的圖像的顯示器件的需求趨勢和由靠近光源產(chǎn)生的熱量引起的器件內(nèi)的高溫化,已經(jīng)進行轉(zhuǎn)換至耐熱性高的聚碳酸酯樹脂材料。
聚碳酸酯樹脂顯示出優(yōu)異的機械性質(zhì)、熱性質(zhì)和電氣性質(zhì)以及優(yōu)異的耐候性;然而,它們具有比pmma等更低的光線透射率,因此當平面光源部件由光源和聚碳酸酯樹脂導(dǎo)光板構(gòu)成時,出現(xiàn)亮度低的問題。另外,近來要求導(dǎo)光板的入射光區(qū)域和遠離入射光區(qū)域的位置之間的色度差小,但是這里的問題是聚碳酸酯樹脂比pmma樹脂更容易經(jīng)歷變黃。
專利文獻1中提出一種方法,其中通過添加丙烯酸系樹脂和脂環(huán)族環(huán)氧改進光線透射率和亮度;專利文獻2中提出一種方法,其中通過改性聚碳酸酯樹脂末端和提高凹凸部至導(dǎo)光板的轉(zhuǎn)印性;和專利文獻3中提出了一種方法,其中通過引入具有脂族鏈段的共聚酯碳酸酯提高該轉(zhuǎn)印性來改進亮度。
然而,在專利文獻1中的方法的情況下,雖然添加丙烯酸系樹脂產(chǎn)生良好的色相,但是由于出現(xiàn)白濁,因而不能提高光線投射率和亮度。添加脂環(huán)族環(huán)氧可提高透射率,但這不能確認色相改進效果。在專利文獻2和專利文獻3中的方法的情況下,可預(yù)期流動性和轉(zhuǎn)印性的改進,但存在耐熱性降低的問題。
另一方面,在熱塑性樹脂如聚碳酸酯樹脂中加入例如聚乙二醇或聚(2-甲基)乙二醇是已知的,專利文獻4描述了含有聚乙二醇或聚(2-甲基)乙二醇的抗γ輻射的聚碳酸酯樹脂,而專利文獻5描述了通過在例如pmma中加入聚乙二醇或聚(2-甲基)乙二醇提供的熱塑性樹脂組合物,其具有優(yōu)異的靜電抑制和優(yōu)異的表面外觀。
專利文獻6提出了通過加入聚乙二醇或具有式x-o-[ch(-r)-ch2-o]n-y(r為氫原子或c1-3烷基)的聚(2-烷基)乙二醇改進透射率和色相。由于加入聚乙二醇或聚(2-烷基)乙二醇,因而透射率和黃變度(黃變指數(shù):yi)可見略微改進。
然而,近年來,對于各種移動終端如智能電話和平板型終端,減薄化或大型減薄化的趨勢尤其發(fā)展得很快,并且采用其中向?qū)Ч獍宓墓馊肷鋸臋M側(cè)邊緣進行的邊緣型而非立式構(gòu)型,作為超薄型的光源,已經(jīng)要求足夠的亮度。這種高端導(dǎo)光板的現(xiàn)狀是它們不滿足通過上述現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)的對透射率和yi水平的要求規(guī)格。
[引文列表]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平11-158364號公報
[專利文獻2]日本特開2001-208917號公報
[專利文獻3]日本特開2001-215336號公報
[專利文獻4]日本特開平1-22959號公報
[專利文獻5]日本特開平9-227785號公報
[專利文獻6]日本專利第4,069,364號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題
考慮到上述實際情況探求本發(fā)明,本發(fā)明的目的是提供一種顯示出良好的透射率和色相的薄壁光學(xué)部件用聚碳酸酯樹脂組合物,而決不損害聚碳酸酯樹脂固有的特性。
用于解決問題的方案
作為針對實現(xiàn)上述目標的廣泛且深入研究的結(jié)果,本發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn),與現(xiàn)有技術(shù)中描述的聚(2-烷基)乙二醇相比,通過將規(guī)定量的具有烷基支鏈的聚亞烷基二醇與其中亞甲基以直鏈方式鍵合的聚亞烷基二醇的共聚物加入聚碳酸酯樹脂,其中所述,能夠?qū)崿F(xiàn)更好的透射率和很好的色相?;谠摪l(fā)現(xiàn)完成本發(fā)明。
如下所述,本發(fā)明提供下述:薄壁光學(xué)部件用聚碳酸酯樹脂組合物、薄壁光學(xué)部件和薄壁光學(xué)部件的制造方法。
[1]一種薄壁光學(xué)部件用聚碳酸酯樹脂組合物,其相對于100質(zhì)量份的聚碳酸酯樹脂(a),含有0.1至4質(zhì)量份的具有由以下通式(i)表示的直鏈亞烷基醚單元(b1)和選自由以下通式(ii-1)至(ii-4)表示的單元的支化亞烷基醚單元(b2)的聚亞烷基二醇共聚物(b),和0.005至0.5質(zhì)量份的磷系穩(wěn)定劑(c)。
式(i)中的n為3至6的整數(shù)。
在式(ii-1)至(ii-4)中,r1至r10表示氫原子或碳數(shù)1至3的烷基,并且在式(ii-1)至(ii-4)的每一個中,r1至r10的至少一個為碳數(shù)1至3的烷基。
[2]根據(jù)[1]所述的薄壁光學(xué)部件用聚碳酸酯樹脂組合物,其相對于100質(zhì)量份的所述聚碳酸酯樹脂(a),還含有0.0005至0.2質(zhì)量份的環(huán)氧化合物(d)。
[3]根據(jù)[1]或[2]所述的薄壁光學(xué)部件用聚碳酸酯樹脂組合物,其中所述聚亞烷基二醇共聚物(b)中的(b1)單元與(b2)單元之間的摩爾比為95/5至5/95。
[4]根據(jù)[1]至[3]任一項所述的薄壁光學(xué)部件用聚碳酸酯樹脂組合物,其中所述聚亞烷基二醇共聚物(b)為由四亞甲基醚單元和由以上通式(ii-3)表示的單元組成的共聚物。
[5]根據(jù)[4]所述的薄壁光學(xué)部件用聚碳酸酯樹脂組合物,其中所述聚亞烷基二醇共聚物(b)為由四亞甲基醚單元和3-甲基四亞甲基醚單元組成的共聚物。
[6]根據(jù)[1]至[3]任一項所述的薄壁光學(xué)部件用聚碳酸酯樹脂組合物,其中所述聚亞烷基二醇共聚物(b)為由四亞甲基醚單元和由以上通式(ii-1)表示的單元組成的共聚物。
[7]根據(jù)[6]所述的薄壁光學(xué)部件用聚碳酸酯樹脂組合物,其中所述聚亞烷基二醇共聚物(b)為由四亞甲基醚單元和2-甲基亞乙基醚單元組成的共聚物。
[8]根據(jù)[1]至[3]任一項所述的薄壁光學(xué)部件用聚碳酸酯樹脂組合物,其中所述聚亞烷基二醇共聚物(b)為由四亞甲基醚單元和由以上通式(ii-2)表示的單元組成的共聚物。
[9]根據(jù)[8]所述的薄壁光學(xué)部件用聚碳酸酯樹脂組合物,其中所述聚亞烷基二醇共聚物(b)為由四亞甲基醚單元和2,2-二甲基三亞甲基醚單元組成的共聚物。
[10]根據(jù)[1]至[9]任一項所述的薄壁光學(xué)部件用聚碳酸酯樹脂組合物,其中所述聚碳酸酯樹脂(a)的粘均分子量(mv)為10,000至15,000。
[11]根據(jù)[1]至[10]任一項所述的薄壁光學(xué)部件用聚碳酸酯樹脂組合物,其中在300mm的光路長度下測量的波長420nm處的光譜透射率為50%以上。
[12]一種薄壁光學(xué)部件,其是通過將根據(jù)[1]至[11]任一項所述的聚碳酸酯樹脂組合物成形得到的。
[13]根據(jù)[12]所述的薄壁光學(xué)部件,其為具有1mm以下的厚度的導(dǎo)光板。
[14]一種壁厚為1mm以下的薄壁光學(xué)部件的制造方法,所述方法包括:
將根據(jù)[1]至[11]任一項所述的聚碳酸酯樹脂組合物在305℃至380℃下注射成形。
發(fā)明的效果
通過將具有直鏈亞烷基醚單元(b1)和支化亞烷基醚單元(b2)的聚亞烷基二醇共聚物(b)與磷系穩(wěn)定劑(c)組合加入,本發(fā)明能夠提供顯示出良好的透射率和色相的薄壁光學(xué)部件用聚碳酸酯樹脂組合物,并且可以同時決不損害聚碳酸酯樹脂的固有特性,以及還能夠提供具有良好的透射率和色相的薄壁光學(xué)部件。
具體實施方式
以下尤其通過實施方案和示例性材料特別描述本發(fā)明。
在本說明書中,除非另外明確表明,數(shù)值范圍中的“至”以包含其前后中記載的數(shù)值作為下限值和上限值的含義來使用。
[概述]
本發(fā)明的薄壁光學(xué)部件用聚碳酸酯樹脂組合物,相對于100質(zhì)量份的聚碳酸酯樹脂(a),含有0.1至4質(zhì)量份的具有由以上通式(i)表示的直鏈亞烷基醚單元(b1)和選自由以上通式(ii-1)至(ii-4)表示的單元的支化亞烷基醚單元(b2)的聚亞烷基二醇共聚物(b),和0.005至0.5質(zhì)量份的磷系穩(wěn)定劑(c)。
特別地,下面詳細描述構(gòu)成本發(fā)明的聚碳酸酯樹脂組合物的各組分和本發(fā)明的薄壁光學(xué)部件。
[聚碳酸酯樹脂(a)]
對用于本發(fā)明的聚碳酸酯樹脂的種類沒有限制,可使用單獨一種聚碳酸酯樹脂或可使用任何比例的兩種以上的任意組合。
聚碳酸酯樹脂是具有含有碳酸酯鍵且由式-[-o-x-o-c(=o)-]-表示的基本結(jié)構(gòu)的聚合物。
式中的x通常為烴,并且為了提供各種性質(zhì),可使用包括雜原子或雜鍵(heterobond)的x。
聚碳酸酯樹脂可分為芳族聚碳酸酯樹脂,其中直接鍵合至碳酸酯鍵的碳各自為芳烴碳,和脂族聚碳酸酯樹脂,其中直接鍵合至碳酸酯鍵的碳為脂族碳,并且可使用任一種。從耐熱性、機械性質(zhì)、電氣性質(zhì)等的觀點,在此優(yōu)選芳族聚碳酸酯樹脂。
對聚碳酸酯樹脂的具體種類沒有限制,其可例舉通過碳酸酯前體與二羥基化合物的反應(yīng)得到的聚碳酸酯聚合物。除二羥基化合物和碳酸酯前體之外,在此多羥基化合物等也可以反應(yīng)。也可以使用其中二氧化碳作為碳酸酯前體與環(huán)醚反應(yīng)的方法。所述聚碳酸酯聚合物可以是直鏈的,或可以是支鏈的。聚碳酸酯聚合物可以是由單一重復(fù)單元組成的均聚物,或可以是具有兩種以上的重復(fù)單元的共聚物。該共聚物可選自各種共聚形態(tài),例如,無規(guī)共聚物、嵌段共聚物等。這些聚碳酸酯聚合物通常為熱塑性樹脂。
在作為芳族聚碳酸酯樹脂用原料的單體中,芳族二羥基化合物可例舉以下:
1,2-苯二酚、1,3-苯二酚(即,間苯二酚)和1,4-苯二酚等苯二酚類;
2,5-二羥基聯(lián)苯、2,2'-二羥基聯(lián)苯和4,4'-二羥基聯(lián)苯等二羥基聯(lián)苯類;
2,2'-二羥基-1,1'-聯(lián)萘、1,2-二羥基萘、1,3-二羥基萘、2,3-二羥基萘、1,6-二羥基萘、2,6-二羥基萘、1,7-二羥基萘和2,7-二羥基萘等二羥基萘類;
2,2'-二羥基二苯基醚、3,3'-二羥基二苯基醚、4,4'-二羥基二苯基醚、4,4'-二羥基-3,3'-二甲基二苯基醚、1,4-雙(3-羥基苯氧基)苯和1,3-雙(4-羥基苯氧基)等苯二羥基二芳基醚類;
2,2-雙(4-羥苯基)丙烷(即,雙酚a)、
1,1-雙(4-羥苯基)丙烷、
2,2-雙(3-甲基-4-羥苯基)丙烷、
2,2-雙(3-甲氧基-4-羥苯基)丙烷、
2-(4-羥苯基)-2-(3-甲氧基-4-羥苯基)丙烷、
1,1-雙(3-叔丁基-4-羥苯基)丙烷、
2,2-雙(3,5-二甲基-4-羥苯基)丙烷、
2,2-雙(3-環(huán)己基-4-羥苯基)丙烷、
2-(4-羥苯基)-2-(3-環(huán)己基-4-羥苯基)丙烷、
α,α’-雙(4-羥苯基)-1,4-二異丙苯、
1,3-雙[2-(4-羥苯基)-2-丙基]苯、
雙(4-羥苯基)甲烷、
雙(4-羥苯基)環(huán)己基甲烷、
雙(4-羥苯基)苯基甲烷、
雙(4-羥苯基)(4-丙烯基苯基)甲烷、
雙(4-羥苯基)二苯甲烷、
雙(4-羥苯基)萘基甲烷、
1,1-雙(4-羥苯基)乙烷、
1,1-雙(4-羥苯基)-1-苯乙烷、
1,1-雙(4-羥苯基)-1-萘乙烷、
1,1-雙(4-羥苯基)丁烷、
2,2-雙(4-羥苯基)丁烷、
2,2-雙(4-羥苯基)戊烷、
1,1-雙(4-羥苯基)己烷、
2,2-雙(4-羥苯基)己烷、
1,1-雙(4-羥苯基)辛烷、
2,2-雙(4-羥苯基)辛烷、
4,4-雙(4-羥苯基)庚烷、
2,2-雙(4-羥苯基)壬烷、
1,1-雙(4-羥苯基)癸烷、
1,1-雙(4-羥苯基)十二烷
等雙(羥基芳基)烷類;
如1,1-雙(4-羥苯基)環(huán)戊烷、
1,1-雙(4-羥苯基)環(huán)己烷、
1,1-雙(4-羥苯基)-3,3-二甲基環(huán)己烷、
1,1-雙(4-羥苯基)-3,4-二甲基環(huán)己烷、
1,1-雙(4-羥苯基)-3,5-二甲基環(huán)己烷、
1,1-雙(4-羥苯基)-3,3,5-三甲基環(huán)己烷、
1,1-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)-3,3,5-三甲基環(huán)己烷、
1,1-雙(4-羥苯基)-3-丙基-5-甲基環(huán)己烷、
1,1-雙(4-羥苯基)-3-叔丁基環(huán)己烷、
1,1-雙(4-羥苯基)-4-叔丁基環(huán)己烷、
1,1-雙(4-羥苯基)-3-苯基環(huán)己烷、
1,1-雙(4-羥苯基)-4-苯基環(huán)己烷
等雙(羥基芳基)環(huán)烷類;
9,9-雙(4-羥苯基)芴、
9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)芴等含有卡多(cardo)結(jié)構(gòu)的雙酚類;
4,4'-二羥基二苯基硫化物、
4,4'-二羥基-3,3'-二甲基二苯基硫醚等二羥基二芳基硫醚類;
4,4'-二羥基二苯基亞砜、4,4'-二羥基-3,3'-二甲基二苯基亞砜等二羥基二芳基亞砜類;和
4,4'-二羥基二苯基砜、
4,4'-二羥基-3,3'-二甲基二苯基砜等二羥基二芳基砜類。
前述之中,優(yōu)選雙(羥基芳基)烷類,并且在它們中,優(yōu)選雙(4-羥苯基)烷類,而從耐沖擊性和耐熱性的觀點,特別優(yōu)選2,2-雙(4-羥苯基)丙烷(即,雙酚a)。
可使用單種芳族二羥基化合物,或可使用任何比例的兩種以上的任意組合。
作為脂族聚碳酸酯樹脂用原料的單體可例舉以下:
乙烷-1,2-二醇、丙烷-1,2-二醇、丙烷-1,3-二醇、2,2-二甲基丙烷-1,3-二醇、2-甲基-2-丙基丙烷-1,3-二醇、丁烷-1,4-二醇、戊烷-1,5-二醇、己烷-1,6-二醇、癸烷-1,10-二醇等鏈烷二醇類;
環(huán)戊烷-1,2-二醇、環(huán)己烷-1,2-二醇、環(huán)己烷-1,4-二醇、1,4-環(huán)己烷二甲醇、4-(2-羥乙基)環(huán)己醇、2,2,4,4-四甲基環(huán)丁烷-1,3-二醇等環(huán)烷二醇類;
乙二醇、2,2'-氧二乙醇(即,二乙二醇)、三乙二醇、丙二醇、螺環(huán)二醇等二醇類;
1,2-苯二甲醇、1,3-苯二甲醇、1,4-苯二甲醇、1,4-苯二乙醇、1,3-雙(2-羥基乙氧基)苯、1,4-雙(2-羥基乙氧基)苯、2,3-雙(羥甲基)萘、1,6-雙(羥基乙氧基)萘、4,4'-聯(lián)苯二甲醇、4,4'-聯(lián)苯二乙醇、1,4-雙(2-羥基乙氧基)聯(lián)苯、雙酚a雙(2-羥乙基)醚、雙酚s雙(2-羥乙基)醚等芳烷基二醇類;和
1,2-環(huán)氧乙烷(即,環(huán)氧乙烷)、1,2-環(huán)氧丙烷(即,環(huán)氧丙烷)、1,2-環(huán)氧環(huán)戊烷、1,2-環(huán)氧環(huán)己烷、1,4-環(huán)氧環(huán)己烷、1-甲基-1,2-環(huán)氧環(huán)己烷、2,3-環(huán)氧降冰片烷和1,3-環(huán)氧丙烷等環(huán)醚類。
在作為聚碳酸酯樹脂用原料的單體中,羰基鹵化物、碳酸酯等是碳酸酯前體的實例??墒褂脝畏N碳酸酯前體,或可使用任何比例的兩種以上的任意組合。
所述羰基鹵化物可具體例舉光氣;二羥基化合物的雙氯甲酸酯、二羥基化合物的單氯甲酸酯等鹵代甲酸酯。
碳酸酯可具體例舉碳酸二苯酯、碳酸二甲苯酯等碳酸二芳基酯類;碳酸二甲酯、碳酸二乙酯等碳酸二烷基酯;和二羥基化合物的二碳酸酯體、二羥基化合物的單碳酸酯體、環(huán)狀碳酸酯等二羥基化合物的碳酸酯體。
聚碳酸酯樹脂的制造方法
對聚碳酸酯樹脂的制造方法沒有特別限制,可使用任何方法。其實例是界面聚合法、熔融酯交換法、吡啶法、環(huán)狀碳酸酯化合物的開環(huán)聚合和預(yù)聚物的固態(tài)酯交換。
在這些方法中,以下具體描述特別有利的那些方法。
界面聚合法
首先將描述通過界面聚合法制造聚碳酸酯樹脂。
在界面聚合法中,在反應(yīng)惰性的有機溶劑和堿水溶液存在下,使二羥基化合物和碳酸酯前體(優(yōu)選光氣)反應(yīng),通常同時將ph保持在9以上,并通過隨后在聚合催化劑存在下進行界面聚合得到聚碳酸酯樹脂。根據(jù)需要,所述反應(yīng)體系可含有分子量調(diào)節(jié)劑(封端劑),并且為了抑制二羥基化合物的氧化,可含有抗氧化劑。
所述二羥基化合物和碳酸酯前體如上所述。所述碳酸酯前體中,優(yōu)選使用光氣,因此使用光氣的方法特別被稱為光氣法。
所述反應(yīng)惰性的有機溶劑可例舉如二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、單氯苯、二氯苯等氯代烴,以及如苯、甲苯、二甲苯等芳烴??墒褂脝畏N有機溶劑,或可使用任何比例的兩種以上的有機溶劑的任意組合。
所述堿水溶液中的堿性化合物可例舉氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、碳酸氫鈉等堿金屬化合物,以及堿土金屬化合物,并且它們中,優(yōu)選氫氧化鈉和氫氧化鉀??墒褂脝畏N堿性化合物,或可使用任何比例的兩種以上的堿性化合物的任意組合。
對所述堿水溶液中的堿性化合物的濃度沒有限制,為了在反應(yīng)期間將堿水溶液的ph控制在10至12,通常使用5至10質(zhì)量%。另外,例如,為了在光氣注入期間將水相的ph控制為10至12,優(yōu)選10至11,所述雙酚化合物與堿性化合物之間的摩爾比通常為1:1.9以上,優(yōu)選1:2.0以上,通常為1:3.2以下,并且優(yōu)選1:2.5以下。
所述聚合催化劑可例舉脂族叔胺如三甲胺、三乙胺、三丁胺、三丙胺和三己胺;脂環(huán)族叔胺如n,n'-二甲基環(huán)己胺和n,n'-二乙基環(huán)己胺;芳族叔胺如n,n'-二甲基苯胺和n,n'-二乙基苯胺;季銨鹽如三甲基芐基氯化銨、四甲基氯化銨和三乙基芐基氯化銨;吡啶;鳥嘌呤;和胍鹽??墒褂脝畏N聚合催化劑,或可使用任何比例的兩種以上的聚合催化劑的任意組合。
分子量調(diào)節(jié)劑可例舉具有酚羥基的單羥基芳族酚;脂族醇如甲醇和丁醇;硫醇;和鄰苯二甲酰亞胺,其中優(yōu)選芳族酚。這些芳族酚可具體例舉烷基取代酚如間甲基苯酚、對甲基苯酚、間丙基苯酚、對丙基苯酚、對叔丁基苯酚和對(長鏈烷基)取代酚;含乙烯基的苯酚如異丙烯基苯酚;含環(huán)氧基的苯酚;和含羧基的苯酚如鄰羥基苯甲酸和2-甲基-6-羥基苯乙酸??墒褂脝畏N分子量調(diào)節(jié)劑,或可使用任何比例的兩種以上的分子量調(diào)節(jié)劑的任意組合。
以相對于100摩爾二羥基化合物表示,分子量調(diào)節(jié)劑的用量通常為0.5摩爾以上,優(yōu)選1摩爾以上,通常50摩爾以下,并且優(yōu)選30摩爾以下。所述樹脂組合物的熱穩(wěn)定性和耐水解性可通過使分子量調(diào)節(jié)劑的用量在所述范圍內(nèi)來提高。
可自由選擇反應(yīng)底物、反應(yīng)介質(zhì)、催化劑、添加劑等在反應(yīng)期間的混合順序,只要得到期望的聚碳酸酯樹脂即可,并且可酌情自由確定所述順序。例如,當光氣用作碳酸酯前體時,可在從二羥基化合物與光氣之間的反應(yīng)(光氣化)直到包括聚合反應(yīng)開始的點的任何時間混合分子量調(diào)節(jié)劑。
反應(yīng)溫度通常為0℃至40℃,反應(yīng)時間通常為幾分鐘(例如,10分鐘)至幾小時(例如,6小時)。
熔融酯交換法
現(xiàn)在將描述通過熔融酯交換法制造聚碳酸酯樹脂。
例如,在熔融酯交換法中,進行碳酸二酯與二羥基化合物之間的酯交換反應(yīng)。
二羥基化合物如上所述。
另一方面,碳酸二酯可例舉碳酸二烷基酯如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸二叔丁酯;碳酸二苯酯;和取代的碳酸二苯酯如碳酸二甲苯酯。這些中,優(yōu)選碳酸二苯酯和取代的碳酸二苯酯,尤其更優(yōu)選碳酸二苯酯??墒褂脝畏N碳酸二酯,或可使用任何比例的兩種以上的碳酸二酯的任意組合。
可使用任何比例的二羥基化合物與碳酸二酯,只要得到期望的聚碳酸酯樹脂即可,但優(yōu)選每1摩爾二羥基化合物使用至少等摩爾量的碳酸二酯,而更優(yōu)選每1摩爾二羥基化合物,使用至少1.01摩爾。上限通常為1.30摩爾以下。使用該范圍使得可以將羥基端基的量調(diào)節(jié)到適合的范圍內(nèi)。
聚碳酸酯樹脂中的末端羥基的量傾向于尤其對熱穩(wěn)定性、水解穩(wěn)定性和顏色施加主要影響。因此,末端羥基的量可根據(jù)需要通過任何已知的方法來調(diào)節(jié)。具有調(diào)節(jié)的量的末端羥基的聚碳酸酯樹脂通常可通過調(diào)節(jié)或控制例如酯交換反應(yīng)中的碳酸二酯與芳族二羥基化合物之間的混合比和/或酯交換反應(yīng)期間的真空深度來得到。所得到的聚碳酸酯樹脂的分子量也通常可通過這些工藝來調(diào)節(jié)。
當通過調(diào)節(jié)碳酸二酯與二羥基化合物之間的混合比來調(diào)節(jié)末端羥基的量時,前述混合比適用。
另外,可在反應(yīng)期間,以更積極的調(diào)節(jié)方法進行封端劑的單獨混合。在這里的封端劑可例舉一元酚類、一元羧酸類和碳酸二酯類??墒褂脝畏N封端劑,或可使用任何比例的兩種以上的封端劑的任意組合。
在通過熔融酯交換法制造聚碳酸酯樹脂中,通常使用酯交換催化劑??墒褂萌魏熙ソ粨Q催化劑。在酯交換催化劑中,例如,優(yōu)選使用堿金屬化合物和/或堿土金屬化合物。在與其組合時,例如,也可在輔助的基礎(chǔ)上使用堿性化合物,例如堿性硼化合物、堿性磷化合物、堿性銨化合物或胺化合物??墒褂脝畏N酯交換催化劑,或可使用任何比例的兩種以上的酯交換催化劑的任意組合。
熔融酯交換法中的反應(yīng)溫度通常為100℃至320℃。反應(yīng)期間的壓力通常為2mmhg以下的真空。具體方法可以是在指定條件下進行熔融縮聚反應(yīng),同時除去副產(chǎn)物,例如芳族羥基化合物。
熔融縮聚反應(yīng)可通過分批法或連續(xù)法來進行。在分批法的情況下,可自由選擇反應(yīng)底物、反應(yīng)介質(zhì)、催化劑、添加劑等的混合順序,只要得到期望的芳族聚碳酸酯樹脂即可,并且可酌情自由確定所述順序。然而,熔融縮聚反應(yīng)優(yōu)選使用基于考慮聚碳酸酯樹脂的穩(wěn)定性的連續(xù)方式進行。
在熔融酯交換法中也可以任選地使用催化劑減活劑。可中和酯交換催化劑的任何化合物可用作所述催化劑減活劑。在這里的實例為含硫的酸性化合物及其衍生物??墒褂脝畏N催化劑減活劑,或可使用任何比例的兩種以上的催化劑減活劑的任意組合。
相對于存在于酯交換催化劑中的堿金屬或堿土金屬表示,所述催化劑減活劑的用量通常為0.5當量以上,優(yōu)選1當量以上,并且通常10當量以下,優(yōu)選5當量以下。另外,相對于聚碳酸酯樹脂,其通常為1ppm以上,并且通常100ppm以下,優(yōu)選20ppm以下。
以根據(jù)使用二氯甲烷作為溶劑、在25℃的溫度下測量的溶液粘度換算得到的粘均分子量(mv)計,聚碳酸酯樹脂(a)的分子量優(yōu)選為10,000至15,000,更優(yōu)選10,500以上,甚至更優(yōu)選11,000以上,特別是11,500以上,最優(yōu)選12,000以上,并且更優(yōu)選14,500以下。使所述粘均分子量為所述范圍的下限值以上可導(dǎo)致本發(fā)明的聚碳酸酯樹脂組合物的機械強度的額外提升。使所述粘均分子量為所述范圍的上限值以下可以更好的抑制本發(fā)明的聚碳酸酯樹脂組合物的流動性降低,還可以提高成形加工性,并有利于實施薄壁成形。
可使用兩種以上的具有不同粘均分子量的聚碳酸酯樹脂的混合物,在這種情況下,可混合粘均分子量在以上給出的優(yōu)選范圍外的聚碳酸酯樹脂。
在這里的粘均分子量[mv]是指使用schnell粘度方程,即η=1.23×10-4mv0.83計算的值,其中20℃溫度下的特性粘度[η](單位:dl/g)是使用二氯甲烷作為溶劑并使用烏氏粘度計測量的。特性粘度[η]為使用下式和在各溶液濃度[c]下的比粘度[ηsp](g/dl)計算的值。
所述聚碳酸酯樹脂中的末端羥基的濃度可自由選擇,并可酌情通過選擇來測定,但將通常為1,000ppm以下,優(yōu)選800ppm以下,更優(yōu)選600ppm以下。這使得能夠?qū)е戮厶妓狨渲臏魺岱€(wěn)定性(residenceheatstability)和顏色的額外改進。另外,在這里的下限,特別是通過熔融酯交換法制造的聚碳酸酯樹脂,通常為10ppm以上,優(yōu)選30ppm以上,更優(yōu)選40ppm以上。這使得能夠抑制分子量的降低,并導(dǎo)致所述樹脂組合物的機械性質(zhì)的額外改進。
所述末端羥基濃度的單位為以ppm表示的相對于聚碳酸酯樹脂質(zhì)量的末端羥基的質(zhì)量。這里的測量方法為通過四氯化鈦/乙酸方法的比色測定(所述方法記載在macromol.chem.,88215(1965)中)。
聚碳酸酯樹脂可以以聚碳酸酯樹脂本身的形式使用(該聚碳酸酯樹脂本身不限于僅含有單一種類的聚碳酸酯樹脂的實施方案,但也在包括例如含有多種彼此具有不同單體組成或分子量的聚碳酸酯樹脂種類的實施方案的意義上使用),或可以與聚碳酸酯樹脂和另一種熱塑性樹脂的合金(混合物)組合使用。此外,其可以構(gòu)成為聚碳酸酯樹脂為主要部分的共聚物,例如聚碳酸酯樹脂與含硅氧烷結(jié)構(gòu)的低聚物或聚合物的共聚物,目的在于更進一步提高阻燃性和耐沖擊性;構(gòu)成為聚碳酸酯樹脂與含磷原子的單體、低聚物或聚合物的共聚物,目的在于更進一步提高熱氧化穩(wěn)定性和阻燃性;構(gòu)成為聚碳酸酯樹脂與具有雙羥基蒽醌結(jié)構(gòu)的單體、低聚物或聚合物的共聚物,目的在于改進熱氧化穩(wěn)定性;構(gòu)成為聚碳酸酯樹脂與聚苯乙烯等具有烯烴結(jié)構(gòu)的低聚物或聚合物的共聚物,以改進光學(xué)性質(zhì);或構(gòu)成為聚碳酸酯樹脂與聚酯樹脂低聚物或聚合物的共聚物,目的在于提高耐化學(xué)藥品性。
另外,為了實現(xiàn)成形品的外觀的改進和流動性的改進,所述聚碳酸酯樹脂可含有聚碳酸酯低聚物。該聚碳酸酯低聚物的粘均分子量[mv]通常為1,500以上,優(yōu)選2,000以上,通常9,500以下,并且優(yōu)選9,000以下。包括的聚碳酸酯低聚物優(yōu)選30質(zhì)量%以下的聚碳酸酯樹脂(包括聚碳酸酯低聚物)。
此外,所述聚碳酸酯樹脂不必僅僅是未使用過的原料,但也可以是從消費后產(chǎn)品再生的聚碳酸酯樹脂(所謂的原料再利用的聚碳酸酯樹脂)。
然而,再生的聚碳酸酯樹脂優(yōu)選為聚碳酸酯樹脂的80質(zhì)量%以下,更優(yōu)選其50質(zhì)量%以下。因為再生的聚碳酸酯樹脂具有例如熱劣化、老化劣化等劣化的可能性高,,使用總計大于所述范圍的這種聚碳酸酯樹脂產(chǎn)生色相和機械性質(zhì)降低的可能性。
[聚亞烷基二醇共聚物(b)]
本發(fā)明的薄壁光學(xué)部件用聚碳酸酯樹脂組合物含有具有由以下通式(i)表示的直鏈亞烷基醚單元(b1)和選自由以下通式(ii-1)至(ii-4)表示的單元的支化亞烷基醚單元的聚亞烷基二醇共聚物(b)。
式(i)中的n為3至6的整數(shù)。
在式(ii-1)至(ii-4)中,r1至r10表示氫原子或碳數(shù)1至3的烷基,并且在式(ii-1)至(ii-4)的每一個中,r1至r10的至少一個為碳數(shù)1至3的烷基。
由以上通式(i)表示的直鏈亞烷基醚單元(b1),當被認為是二醇時,優(yōu)選是其中n=3的丙二醇、其中n=4的丁二醇、其中n=5的戊二醇,和其中n=6的己二醇,更優(yōu)選丙二醇或丁二醇,特別優(yōu)選丁二醇。
通過將環(huán)氧乙烷氫甲?;援a(chǎn)生3-羥基丙醛,然后將其氫化的方法,和通過將丙烯醛水合以提供3-羥基丙醛,然后通過ni催化劑將其氫化的方法,在工業(yè)上制丙二醇。此外,最近通過生物方法進行丙二醇的制造,其中例如甘油、葡萄糖、淀粉等被微生物還原。
由以上通式(ii-1)表示的支化亞烷基醚單元,當被認為是二醇時,可例舉(2-甲基)乙二醇、(2-乙基)乙二醇和(2,2-二甲基)乙二醇。
由以上通式(ii-2)表示的支化亞烷基醚單元,當被認為是二醇時,可例舉(2-甲基)丙二醇、(3-甲基)丙二醇、(2-乙基)丙二醇、(3-乙基)三乙二醇、(2,2-二甲基)丙二醇、(2,2-甲基乙基)丙二醇、(2,2-二乙基)丙二醇(即,新戊二醇)、(3,3-二甲基)丙二醇、(3,3-甲基乙基)丙二醇和(3,3-二乙基)丙二醇。
由以上通式(ii-3)表示的支化亞烷基醚單元,當被認為是二醇時,可例舉(3-甲基)丁二醇、(4-甲基)丁二醇、(3-乙基)丁二醇、(4-乙基)丁二醇、(3,3-二甲基)丁二醇、(3,3-甲基乙基)丁二醇、(3,3-二乙基)丁二醇、(4,4-二甲基)丁二醇、(4,4-甲基乙基)丁二醇和(4,4-二乙基)丁二醇。
由以上通式(ii-4)表示的支化亞烷基醚單元,當被認為是二醇時,可例舉(3-甲基)戊二醇、(4-甲基)戊二醇、(5-甲基)戊二醇、(3-乙基)戊二醇、(4-乙基)戊二醇、(5-乙基)戊二醇、(3,3-二甲基)戊二醇、(3,3-甲基乙基)戊二醇、(3,3-二乙基)戊二醇、(4,4-二甲基)戊二醇、(4,4-甲基乙基)戊二醇、(4,4-二乙基)戊二醇、(5,5-二甲基)戊二醇、(5,5-甲基乙基)戊二醇和(5,5-二乙基)戊二醇。
以上已經(jīng)使用二醇作為適當?shù)膶嵗枋隽藰?gòu)成支化亞烷基醚單元(b2)的(ii-1)至(ii-4),但是對這些二醇沒有限制,應(yīng)理解也可以使用它們的烯化氧或它們的聚醚形成性衍生物類似地進行描述。
下述是優(yōu)選的聚亞烷基二醇共聚物(b):優(yōu)選由四亞甲基醚單元和由以上通式(ii-3)表示的單元組成的共聚物,更優(yōu)選由四亞甲基醚單元和3-甲基四亞甲基醚單元組成的共聚物;還優(yōu)選由四亞甲基醚單元和由以上通式(ii-1)表示的單元組成的共聚物,更優(yōu)選由四亞甲基醚單元和2-甲基亞乙基醚單元組成的共聚物;和更優(yōu)選由四亞甲基醚單元和2,2-二甲基三亞甲基醚單元,即新戊二醇醚單元組成的共聚物。
具有直鏈亞烷基醚單元(b1)和支化亞烷基醚單元(b2)的聚亞烷基二醇共聚物(b)的制造方法是已知的。通常可以通過使用酸催化劑使上述二醇、烯化氧或其聚醚形成性衍生物進行縮聚來進行制造。
所述聚亞烷基二醇共聚物(b)可以是無規(guī)共聚物或嵌段共聚物。
所述聚亞烷基二醇共聚物(b)中的由通式(i)表示的直鏈亞烷基醚單元(b1)與由通式(ii-1)至(ii-4)表示的支化亞烷基醚單元(b2)之間的共聚比,以(b1)/(b2)的摩爾比計,優(yōu)選為95/5至5/95,更優(yōu)選93/7至40/60,再更優(yōu)選90/10至65/35,其中所述直鏈亞烷基醚單元(b1)更優(yōu)選在富側(cè)(ontherichside)。
使用1h-nmr測量儀器和使用氘代氯仿作為溶劑,測量摩爾分數(shù)。
聚亞烷基二醇共聚物(b)中的端基優(yōu)選為羥基。此外,用例如烷基醚、芳基醚、芳烷基醚、脂肪酸酯、芳基酯等將一個末端或兩個末端封端不影響性質(zhì)的表達,因此可類似地使用醚化物質(zhì)或酯化物質(zhì)。
構(gòu)成烷基醚的烷基可以是直鏈或支鏈的,c1-22烷基,例如甲基、乙基、丙基、丁基、辛基、月桂基和十八烷基,其中聚亞烷基二醇的甲醚、乙醚、丁醚、月桂基醚、十八烷基醚等是優(yōu)選的實例。
構(gòu)成芳基醚的芳基優(yōu)選為c6-22,更優(yōu)選c6-12,甚至更優(yōu)選c6-10芳基,并且可例舉苯基、甲苯基、萘基等,其中優(yōu)選苯基和甲苯基。芳烷基優(yōu)選為c7-23,更優(yōu)選c7-13,甚至更優(yōu)選c7-11,可例舉芐基、苯乙基等,其中特別優(yōu)選芐基。
構(gòu)成脂肪酸酯的脂肪酸可以是直鏈或支鏈的,可以是飽和脂肪酸或不飽和脂肪酸。
構(gòu)成脂肪酸酯的脂肪酸為c1-22一元或二元脂肪酸,例如一元飽和脂肪酸,例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、十五酸、棕櫚酸、十七酸、硬脂酸、十九酸、花生酸和山萮酸;或一元的不飽和脂肪酸,例如油酸、反油酸、亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸;或具有10個以上的碳的二元脂肪酸,例如癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十四烷二酸和十六烷二酸(thapsicacid),以及癸烯二酸、十一烯二酸和十二烯二酸。
構(gòu)成芳基酯的芳基優(yōu)選為c6-22,更優(yōu)選c6-12,甚至更優(yōu)選c6-10芳基,并且可例舉苯基、甲苯基、萘基等,其中優(yōu)選苯基和甲苯基。即使當封端基團為芳烷基時,顯示出與聚碳酸酯的優(yōu)異相容性,因此可以表現(xiàn)出與芳基相同的作用。芳烷基優(yōu)選為c7-23,更優(yōu)選c7-13,甚至更優(yōu)選c7-11芳烷基,可例舉芐基、苯乙基等,其中特別優(yōu)選芐基。
所述聚亞烷基二醇共聚物(b)的數(shù)均分子量優(yōu)選為200至5,000,更優(yōu)選300以上,再更優(yōu)選500以上,并且更優(yōu)選4,000以下,再更優(yōu)選3,000以下。當超過所述范圍的上限時,相容性降低,因此是不利的。此外,在低于所述范圍內(nèi)的下限下成形期間產(chǎn)生氣體,因此是不利的。在這里提及的聚亞烷基二醇共聚物的數(shù)均分子量為基于根據(jù)jisk1577測量的羥值測定的數(shù)均分子量。
前述聚亞烷基二醇共聚物(b)中,特別優(yōu)選由四亞甲基醚單元和2-甲基亞乙基醚單元組成的共聚物、由四亞甲基醚單元和3-甲基四亞甲基醚單元組成的共聚物和由四亞甲基醚單元和2,2-二甲基三亞甲基醚單元組成的共聚物。此類聚亞烷基二醇共聚物(b)可具體例舉來自nofcorporation的"polycerindcb"(產(chǎn)品名稱,以下相同)、來自hodogayachemicalco.,ltd.的"ptg-l"和來自asahikaseifiberscorp的"ptxg"。由四亞甲基醚單元和2,2-二甲基三亞甲基醚單元組成的共聚物還可以通過日本專利申請?zhí)?015-2533中描述的方法來制造。
相對于100質(zhì)量份所述聚碳酸酯樹脂(a),所述聚亞烷基二醇共聚物(b)的含量為0.1至4質(zhì)量份。所述含量優(yōu)選為0.15質(zhì)量份以上,更優(yōu)選0.2質(zhì)量份以上和優(yōu)選3.5質(zhì)量份以下,更優(yōu)選3質(zhì)量份以下,甚至更優(yōu)選2.5質(zhì)量份以下和特別優(yōu)選2質(zhì)量份以下。當所述含量低于0.1質(zhì)量份時,色相和變黃的改進不足。當所述含量超過4質(zhì)量份時,由于白濁(cloudiness),聚碳酸酯樹脂的透射率降低;此外,在使用擠出機熔融捏合期間,經(jīng)常出現(xiàn)斷線,這然后削弱樹脂組合物粒料的制成。
[磷系穩(wěn)定劑(c)]
本發(fā)明的聚碳酸酯樹脂組合物必須含有磷系穩(wěn)定劑。磷系穩(wěn)定劑的加入使得聚碳酸酯樹脂組合物具有優(yōu)異的色相,并且還改進耐熱變色性。
任何已知的磷系穩(wěn)定劑可用作所述磷系穩(wěn)定劑。在這里的具體實例為磷的含氧酸,例如磷酸、膦酸、亞磷酸、次膦酸和多磷酸;酸性焦磷酸金屬鹽,例如,酸式焦磷酸鈉、酸式焦磷酸鉀和酸式焦磷酸鈣;第1族或第2b族的金屬的磷酸鹽,例如磷酸鉀、磷酸鈉、磷酸銫和磷酸鋅;以及磷酸酯化合物、亞磷酸酯化合物和亞膦酸酯化合物,其中特別優(yōu)選亞磷酸酯化合物。通過選擇亞磷酸酯化合物,得到具有更高的耐變色性和更好的連續(xù)生產(chǎn)性的聚碳酸酯樹脂組合物。
該亞磷酸酯化合物為具有通式p(or)3的三價磷化合物,其中r為一價或二價有機基團。
這些亞磷酸酯化合物可例舉亞磷酸三苯酯、亞磷酸三(單壬基苯基)酯、亞磷酸三(單壬基-/二壬基苯基)酯、亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、亞磷酸單辛基二苯酯、亞磷酸二辛基單苯酯、亞磷酸單癸基二苯酯、亞磷酸二癸基單苯酯、亞磷酸三癸酯、亞磷酸三月桂酯、亞磷酸三硬脂醇酯(tristearylphosphite)、二亞磷酸二硬脂季戊四醇酯、二亞磷酸雙(2,4-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇酯、亞磷酸雙(2,6-二叔丁基苯基)辛酯、亞磷酸2,2-亞甲基雙(4,6-二叔丁基苯基)辛酯、二亞磷酸四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4'-亞聯(lián)苯酯和6-[3-(3-叔丁基羥基-5-甲基苯基)丙氧基]-2,4,8,10-四叔丁基二苯并[d,f][1,3,2]二氧雜磷雜環(huán)庚烯(dioxaphosphepine)。
這些亞磷酸酯化合物中,為了有效地增大本發(fā)明的聚碳酸酯樹脂組合物的耐熱變色性,更優(yōu)選由以下式(a)或(b)表示的芳族亞磷酸酯化合物。
在式(a)中,r1、r2和r3可以相同或不同,并且各自為c6-30芳基。
在式(b)中,r4和r5可以相同或不同,并且各自為c6-30芳基。
由式(a)表示的亞磷酸酯化合物中,優(yōu)選亞磷酸三苯酯、亞磷酸三(單壬基苯基)酯、亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯等,其中更優(yōu)選亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。這些有機亞磷酸酯化合物可具體例舉來自adekacorporation的"adekastab1178"、來自sumitomochemicalco.,ltd.的"sumilizertnp"、來自johokuchemicalco.,ltd.的"jp-351"、來自adekacorporation的"adekastab2112"、來自basfse的"irgafos168"和來自johokuchemicalco.,ltd.的"jp-650"。
由式(b)表示的亞磷酸酯化合物中,特別優(yōu)選具有季戊四醇二亞磷酸酯結(jié)構(gòu)的那些,如雙(2,4-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯和雙(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯。這些有機亞磷酸酯化合物的特別優(yōu)選的實例為來自adekacorporation的"adekastabpep-24g"和"adekastabpep-36"以及來自doverchemicalcorporation的"doverphoss-9228"。
在亞磷酸酯化合物中,更優(yōu)選由以上式(b)表示的芳族亞磷酸酯化合物,因為它們提供更好的色相。
可包括單種磷系穩(wěn)定劑,或可包括任何比例的兩種以上的任意組合。
相對于100質(zhì)量份所述聚碳酸酯樹脂(a),磷系穩(wěn)定劑(c)的含量為0.005至0.5質(zhì)量份,優(yōu)選0.007質(zhì)量份以上,更優(yōu)選0.008質(zhì)量份以上,特別優(yōu)選0.01質(zhì)量份以上,并且優(yōu)選0.4質(zhì)量份以下,更優(yōu)選0.3質(zhì)量份以下,甚至更優(yōu)選0.2質(zhì)量份以下,尤其0.1質(zhì)量份以下。當磷系穩(wěn)定劑(c)的含量小于該范圍的0.005質(zhì)量份時,色相和耐熱變色性不令人滿意。當磷系穩(wěn)定劑(c)的含量超過0.5質(zhì)量份時,不僅耐熱變色性劣化,而且濕熱穩(wěn)定性也降低。
[環(huán)氧化合物(d)]
本發(fā)明的樹脂組合物優(yōu)選還含有環(huán)氧化合物(d)。將環(huán)氧化合物(d)與聚亞烷基二醇共聚物(b)組合加入能夠?qū)е履蜔嶙兩缘念~外改進。
各分子中具有一個或多個環(huán)氧基的化合物用作所述環(huán)氧化合物(d)。優(yōu)選的具體實例為苯基縮水甘油醚、烯丙基縮水甘油醚、叔丁基苯基縮水甘油醚、3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基3',4'-環(huán)氧環(huán)己基羧酸酯、3,4-環(huán)氧-6-甲基環(huán)己基甲基3',4'-環(huán)氧-6'-甲基環(huán)己基羧酸酯、2,3-環(huán)氧環(huán)己基甲基3',4'-環(huán)氧環(huán)己基羧酸酯、4-(3,4-環(huán)氧-5-甲基環(huán)己基)丁基3',4'-環(huán)氧環(huán)己基羧酸酯、3,4-環(huán)氧環(huán)己基環(huán)氧乙烷、環(huán)己基甲基3,4-環(huán)氧環(huán)己基羧酸酯、3,4-環(huán)氧-6-甲基環(huán)己基甲基6'-甲基環(huán)己基羧酸酯、雙酚a二縮水甘油醚、四溴雙酚a縮水甘油醚、鄰苯二甲酸的二縮水甘油酯(diglycidylester)、六氫鄰苯二甲酸的縮水甘油酯、雙環(huán)氧二環(huán)戊二烯基醚、雙環(huán)氧乙二醇、雙環(huán)氧環(huán)己基己二酸酯、丁二烯雙環(huán)氧化物(butadienediepoxide)、四苯基乙烯環(huán)氧化物、環(huán)氧樹脂酸辛酯、環(huán)氧化的聚丁二烯、3,4-二甲基-1,2-環(huán)氧環(huán)己烷、3,5-二甲基-1,2-環(huán)氧環(huán)己烷、3-甲基-5-叔丁基-1,2-環(huán)氧環(huán)己烷、十八烷基2,2-二甲基-3,4-環(huán)氧環(huán)己基羧酸酯、正丁基2,2-二甲基-3,4-環(huán)氧環(huán)己基羧酸酯、環(huán)己基2-甲基-3,4-環(huán)氧環(huán)己基羧酸酯、正丁基2-異丙基-3,4-環(huán)氧-5-甲基環(huán)己基羧酸酯、十八烷基3,4-環(huán)氧環(huán)己基羧酸酯、2-乙基己基3',4'-環(huán)氧環(huán)己基羧酸酯、4,6-二甲基-2,3-環(huán)氧環(huán)己基3',4'-環(huán)氧環(huán)己基羧酸酯、4,5-環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸酐、3-叔丁基-4,5-環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸酐、二乙基4,5-環(huán)氧-順式1,2-環(huán)己基二羧酸酯、二正丁基3-叔丁基-4,5-環(huán)氧-順式1,2-環(huán)己基二羧酸酯、環(huán)氧化大豆油和環(huán)氧化亞麻籽油。
可使用單種環(huán)氧化合物本身,或可組合使用兩種以上。
前述之中,優(yōu)選使用脂環(huán)族環(huán)氧化合物,其中特別優(yōu)選3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基3',4'-環(huán)氧環(huán)己基羧酸酯。
相對于100質(zhì)量份所述聚碳酸酯樹脂(a),環(huán)氧化合物(d)的含量優(yōu)選為0.0005至0.2質(zhì)量份,更優(yōu)選0.001質(zhì)量份以上,甚至更優(yōu)選0.003質(zhì)量份以上,特別優(yōu)選0.005質(zhì)量份以上,并且更優(yōu)選0.15質(zhì)量份以下,甚至更優(yōu)選0.1質(zhì)量份以下,特別優(yōu)選0.05質(zhì)量份以下。當環(huán)氧化合物(d)的含量小于0.0005質(zhì)量份時,色相和耐熱變色性傾向于不足。在大于0.2質(zhì)量份時,不僅耐熱變色性劣化,而且色相和濕熱穩(wěn)定性也容易降低。
[添加劑等]
本發(fā)明的聚碳酸酯樹脂組合物可含有除以上描述的那些以外的添加劑,例如,添加劑如抗氧化劑、脫模劑、紫外線吸收劑、熒光增白劑、顏料、染料、除聚碳酸酯樹脂以外的聚合物、阻燃劑、耐沖擊性改進劑、抗靜電劑、增塑劑、相容劑等??砂▎为氁环N這些添加劑,或可包括兩種以上。
[聚碳酸酯樹脂組合物的制造方法]
對本發(fā)明的聚碳酸酯樹脂組合物的制造方法沒有限制,可廣泛地使用聚碳酸酯樹脂組合物的已知制造方法。一個實例是其中使用例如轉(zhuǎn)鼓或亨舍爾混合機等各種混合機,將聚碳酸酯樹脂(a)、聚亞烷基二醇共聚物(b)、磷系穩(wěn)定劑(c)和任選包括的任何其它組分預(yù)先混合,然后使用如班伯里密煉機、輥、布拉本德(brabender)、單螺桿捏合-擠出機、雙螺桿捏合-擠出機、捏合機等混合機熔融捏合的方法。熔融捏合溫度沒有特別限制,但通常在240℃至320℃的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的薄壁光學(xué)部件用聚碳酸酯樹脂組合物顯示出高光譜透射率,并且其可具有在300mm的光路長度下測量的波長420nm處的光譜透射率優(yōu)選為50%以上的這樣高的光譜透射率。
在波長420nm處的光譜透射率為在接近于導(dǎo)光板等光學(xué)部件廣泛使用的藍色led的波長區(qū)域的波長域內(nèi)的透射率;此外,當該波長域內(nèi)的透射率低時,黃色調(diào)增大。
使用注射成形的長光路成形品(300mm×7mm×4mm),具體根據(jù)以下實施例中描述的方法,在300mm的光路長度下,測量波長420nm處的光譜透射率。
[薄壁光學(xué)部件]
本發(fā)明的薄壁光學(xué)部件用聚碳酸酯樹脂組合物可通過使用任意的各種成形方法將上述聚碳酸酯樹脂組合物造粒提供的粒料成形來制造薄壁光學(xué)部件。此外,所述薄壁光學(xué)部件也可不經(jīng)歷粒料階段,通過將在擠出機中經(jīng)歷熔融-捏合的樹脂直接成形來制得。
本發(fā)明的聚碳酸酯樹脂組合物有利地用于通過注射成形的薄壁光學(xué)部件的成形,這是因為其具有優(yōu)異的流動性;因為即使當制成薄壁的成形品時,其也提供優(yōu)異的外觀,不含白點異物;還因為其能夠提供透射率與色相之間的良好平衡。關(guān)于注射成形期間的樹脂溫度,成形優(yōu)選在比通常用于聚碳酸酯樹脂注射成形的260℃至300℃溫度更高的樹脂溫度下進行,優(yōu)選305℃至380℃的樹脂溫度。所述樹脂溫度更優(yōu)選310℃以上、甚至更優(yōu)選315℃以上、特別優(yōu)選320℃以上,并且更優(yōu)選370℃以下。當為了成形薄壁成形品而升高使用常規(guī)聚碳酸酯樹脂組合物成形期間的樹脂溫度時,也出現(xiàn)了在成形品的表面上容易出現(xiàn)白點異物的問題。然而,即使在上述溫度范圍內(nèi),使用本發(fā)明的樹脂組合物也使得能夠制造具有優(yōu)異外觀的薄壁成形品。
當直接測量有問題時,所述樹脂溫度在這里理解為料筒設(shè)定溫度。
本發(fā)明中的薄壁成形品通常是指具有壁厚為1mm以下、優(yōu)選0.8mm以下、更優(yōu)選0.6mm以下的板狀部的成形品。該板狀部可以是平板或可呈現(xiàn)曲板構(gòu)造;其可具有平坦、光滑的表面,或可在表面上具有凹凸等;和其截面例如可具有傾斜面,或可以是楔形截面。
薄壁光學(xué)部件可例舉直接或間接使用光源如led、有機el、白熾燈泡、熒光燈、陰極管等的設(shè)備和器件的部件,典型實例是導(dǎo)光板和用于表面發(fā)光體的部件。
導(dǎo)光板負責在液晶背光單元、各種顯示器件和照明設(shè)備中引導(dǎo)來自光源例如led的光,并且通常通過設(shè)置在其表面中的凹凸,使從其側(cè)面或背面進入的光擴散并發(fā)出均勻的光。其形狀通常是平板形狀,并且其在其表面上可以或可以不具有峰和谷。
導(dǎo)光板的成形通常優(yōu)選通過例如注射成形法、超高速注射成形法和注射壓制成形法來進行。
使用本發(fā)明的樹脂組合物成形的導(dǎo)光板沒有白濁且沒有透射率的降低,并且具有非常好的透射率和色相。
基于本發(fā)明的聚碳酸酯樹脂組合物的導(dǎo)光板可有利地用于液晶背光單元和在與顯示器件和照明設(shè)備有關(guān)的各種部分中使用。這些器件和設(shè)備可例舉移動終端如手機、移動筆記本、上網(wǎng)本、平板計算機、平板電腦、智能電話和平板電腦型終端,以及照相機、手表和時鐘,筆記本個人電腦、各種顯示器、照明設(shè)備等。
[實施例]
為了更具體地描述本發(fā)明,以下提供實施例。然而,這不應(yīng)解釋為將本發(fā)明限制至以下實施例。
用于以下實施例和比較例的原料和評價方法如下。聚碳酸酯樹脂(a)的粘均分子量的測量方法如上所述。
[表1]
(實施例1至13和比較例1至4)
[樹脂組合物粒料的制造]
將上述組分以下表2和3中給出的比例(質(zhì)量份)共混,并使用轉(zhuǎn)鼓混合20分鐘,隨后使用具有40mm螺桿直徑的帶排氣口的單螺桿擠出機(來自tanabeplasticsmachineryco.,ltd.的“vs-40”)在240℃的料筒溫度下熔融捏合,并通過線料切割得到粒料。
[色相(yi)和光線透射率的測量]
使用熱風(fēng)循環(huán)干燥機,在120℃下干燥得到的粒料5至7小時,然后使用注射成形機(來自toshibamachineco.,ltd.的"ec100sx-2a")在340℃的樹脂溫度和80℃的成形溫度下,成形長光路成形品(300mm×7mm×4mm)。
使用該長光路成形品,測量300mm光路長度下的yi(黃變度)和波長420nm處的光譜透射率(單位:%)。長光路透射分光光度計(來自nippondenshokuindustriesco.,ltd.的"asa1",光源c,2°視野)用于測量。
這些評價的結(jié)果給出在以下表2和3中。
[表2]
[表3]
(比較例5)
除了使用5質(zhì)量份的實施例1中的組分b1以外,通過與實施例1中相同的方法研究造粒;然而,所述樹脂發(fā)生白濁,并且沒有得到透明的樹脂組合物。
(實施例14至20)
如下表4中所示的四亞甲基醚單元和2,2-二甲基三亞甲基醚單元(即,衍生自新戊二醇的單元)用于聚亞烷基二醇共聚物(b),并且還使用以下表明的脫模劑。
評價的結(jié)果給出在表5中。
[表4]
[表5]
如從表2、3和5明顯看出,根據(jù)實施例的成形品顯示出在300mm的長光路長度下的小yi,因而顯示出很少的黃變。此外,420nm處的光線透射率也高,因而透明性優(yōu)異。
另一方面,與實施例的相比,在比較例中,顯示出300mm下的yi更高。光線透射率也更低。
因此,表明僅在滿足本發(fā)明的全部條件時,才實現(xiàn)本發(fā)明的目的,即提供顯示出良好的透射率和色相的薄壁光學(xué)部件用聚碳酸酯樹脂組合物。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的聚碳酸酯樹脂組合物具有非常好的透射率和色相,因而能夠非常有利地用于薄壁光學(xué)部件,并且具有非常高的產(chǎn)業(yè)上的利用性。