CN101072827B - 苯乙烯类树脂组合物及其片材 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可以实现尺寸稳定性和耐光性良好且光散射性良好的片材的苯乙烯类树脂组合物以及将该苯乙烯类树脂组合物成形而得到的作为屏幕透镜用成形体和散射板使用的片材。所述苯乙烯类树脂组合物的特征在于，含有100质量份苯乙烯类树脂、1～10质量份未熔融化合物、0.1～2质量份受阻胺类化合物和0.1～2质量份苯并三唑类化合物；所述苯乙烯类树脂由90～100质量％苯乙烯类单体单元和0～10％质量％可与苯乙烯类单体单元共聚的乙烯基化合物单体单元构成，重均分子量(Mw)为300000～500000，Z平均分子量(Mz)/重均分子量(Mw)为1.95～2.50；所述未熔融化合物与该苯乙烯类树脂的折射率差为0.05～0.15，平均粒径为2～10μm。

Description

苯乙烯类树脂组合物及其片材
技术领域
本发明涉及苯乙烯类树脂组合物及其片材，具体涉及投影电视等的画面的透射型屏幕和液晶电视中所用的光散射性、尺寸稳定性、耐光性良好的片材或散射板。
背景技术
透射型屏幕等的屏幕透镜被广泛用于投与投影电视的图像，实现目标的显示。该屏幕透镜一般组合双凸透镜和菲涅耳透镜等透镜成形体构成，使观察者进行观察时明亮，视角扩大。这些屏幕透镜中所用的透光材料广泛使用透明性、耐光性、耐损伤性等良好且成形加工性良好的甲基丙烯酸树脂，屏幕透镜的加工方法也通过加压成形、挤出成形、铸塑成形或注模成形等进行。
作为这样的屏幕透镜用成形体的基材使用的甲基丙烯酸树脂由于吸水率高，因此存在产生屏幕透镜用成形体的尺寸变化，引起屏幕的翘曲和浮突，光学特性受损或发生屏幕透镜从框体脱落的问题。此外，还存在屏幕透镜的运送时的温度和使用环境温度变高则发生变形的问题。
为了解决这些问题，专利文献1揭示了使苯乙烯-二烯烃类共聚物溶存于芳族乙烯基单体、(甲基)丙烯酸酯类单体和多官能团性不饱和单体的混合物中聚合而得到菲涅耳透镜的方法。然而，该技术在获得光散射性良好的屏幕透镜用成形体方面不足。
此外，作为液晶电视的散射板的基材使用的甲基丙烯酸树脂也由于吸水率高，因此存在产生散射板成形体的尺寸变化，引起散射板的翘曲，光学特性受损的问题。此外，还存在如果长时间投射图像或灯光，则发生屏幕透镜或散射板中所用的树脂的劣化引起的变色，图像变色的问题。
专利文献1：日本专利特开平5-341101号公报
发明的揭示
本发明的课题在于提供可以实现尺寸稳定性和耐光性良好且光散射性良好的片材的苯乙烯类树脂组合物以及将该苯乙烯类树脂组合物成形而得到的作为屏幕透镜用成形体和散射板使用的片材。
本发明人为了解决前述课题而认真研究后发现，含有以苯乙烯类单体单元为主要成分的特定的苯乙烯类树脂、特定的未熔融化合物和特定的耐光剂，可以实现尺寸稳定性、耐光性和光散射性良好的片材的苯乙烯类树脂组合物及由该苯乙烯类树脂组合物形成的片材，从而完成了本发明。
即，本发明具有以下的要旨。
(1)苯乙烯类树脂组合物，其特征在于，含有100质量份苯乙烯类树脂、1～10质量份未熔融化合物、0.1～2质量份受阻胺类化合物和0.1～2质量份苯并三唑类化合物；所述苯乙烯类树脂由90～100质量％苯乙烯类单体单元和0～10％质量％可与苯乙烯类单体单元共聚的乙烯基化合物单体单元构成，重均分子量(Mw)为300000～500000，Z平均分子量(Mz)/重均分子量(Mw)为1.95～2.50；所述未熔融化合物与该苯乙烯类树脂的折射率差为0.05～0.15，平均粒径为2～10μm。
(2)如上述(1)所述的苯乙烯类树脂组合物，其中，未熔融化合物为在1个大气压的气氛下具有200℃以上的熔点或软化点的化合物。
(3)如上述(1)或(2)所述的苯乙烯类树脂组合物，其中，未熔融化合物为甲基丙烯酸甲酯的交联聚合物或苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯的交联共聚物。
(4)将上述(1)～(3)中任一项所述的苯乙烯类树脂组合物成形而得的片材。
(5)厚度为1～7mm的上述(4)所述的片材。
(6)将上述(1)～(3)中任一项所述的苯乙烯类树脂组合物成形而得的散射板。
(7)厚度为1～7mm的上述(6)所述的散射板。
(8)使用上述(4)或(5)所述的片材或者上述(6)或(7)所述的散射板的屏幕透镜。
(9)使用上述(8)所述的屏幕透镜的投影电视的透射型屏幕。
(10)安装了上述(4)或(5)所述的片材或者上述(6)或(7)所述的散射板的液晶电视。
通过本发明，可以在工业上非常有利地提供以往所没有的光散射性良好的片材和其苯乙烯类树脂组合物。由本发明的苯乙烯类树脂组合物得到的片材由于光散射性、尺寸稳定性、耐光性良好，故特别是可以优选地用于菲涅耳透镜和双凸透镜、散射板等光学用途。
实施发明的最佳方式
以下，对本发明进行详细说明。
作为本发明所用的苯乙烯类单体，例如可以例举苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯等，较好是苯乙烯。
作为本发明中的可与苯乙烯类单体单元共聚的乙烯基化合物单体，例如可以例举甲基丙烯酸甲酯(以下也称MMA)、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-甲基己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸辛酯等(甲基)丙烯酸酯类单体，丙烯腈或甲基丙烯腈等氰基化乙烯基单体，甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸酐、马来酸、衣康酸、衣康酸酐等不饱和羧酸单体，马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺等马来酰亚胺单体等。它们可以单独使用，也可以2种以上同时使用。
本发明的苯乙烯类树脂组合物中所用的苯乙烯类树脂含有90～100质量％苯乙烯类单体单元和0～10％质量％可与苯乙烯类单体单元共聚的乙烯基化合物单体单元，较好是含有100质量％苯乙烯类单体单元。苯乙烯类单体单元不到90质量％时，片材由于吸湿可能会发生变形。
本发明的苯乙烯类树脂组合物中所用的苯乙烯类树脂的重均分子量(Mw)为300000～500000，Z平均分子量(Mz)/重均分子量(Mw)为1.95～2.50。在该范围以外时，无法进行挤出成形，或者成形时无法获得所设定的片材厚度。在这里，Z平均分子量(Mz)是指将聚合物中所含的分子量Mj的分子的数量记作Nj时，以Mz＝∑Mj 3Nj/∑Mj 2Nj定义的平均分子量。
本发明中所用的未熔融化合物为在苯乙烯类树脂的熔点下不熔融的化合物，较好是在101.3kPa(1个大气压)的气氛下具有200℃以上的熔点或软化点的化合物。熔点、软化点不到200℃的情况下，与苯乙烯类树脂熔融混炼时或者苯乙烯类树脂组合物的片材化时或注模成形时，该化合物容易熔融，可能会无法保持良好的光学特性。
未熔融化合物较好是与苯乙烯类树脂的折射率差为0.05～0.15，平均粒径为2～10μm。更好是折射率差为0.06～0.14，平均粒径为3～9μm。折射率差不到0.05时，雾度或散射率变小，光散射性下降；若超过0.15，则总光线透射率下降，光散射性下降。平均粒径不到2μm时，雾度或散射率变小，光散射性下降；若超过10μm，则总光线透射率下降，光散射性下降。未熔融化合物的平均粒径为使用库尔特粒度分析计数仪(贝克曼库尔特公司制)测定得到的值。
此外，未熔融化合物相对于100质量份苯乙烯类树脂为1～10质量份，较好是2～9质量份。未熔融化合物的含量不到1质量份时，雾度或散射率变小，光散射性下降；若超过10质量份，则总光线透射率下降，光散射性下降。
作为本发明中所用的未熔融化合物，较好是甲基丙烯酸甲酯的交联聚合物或苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯的交联共聚物，但并不限定于此。所述未熔融化合物较好是在片材中使其一部分突出于正面层a和背面层c的表面，在正面层a和背面层c的表面形成凹凸。通过所述凹凸，可以使多层片材表面的流动性和脱模性提高。
本发明中所用的苯乙烯类树脂组合物相对于100质量份苯乙烯类树脂含有0.1～2质量份受阻胺，较好是含有0.15～1.8质量份。此外，相对于100质量份苯乙烯类树脂含有0.1～2质量份苯并三唑类化合物，较好是含有0.15～1.8质量份。受阻胺类化合物、苯并三唑类化合物不到0.1质量份时，耐光性下降；若超过2质量份，则得到的片材或散射板的黄色度强，是不理想的。
作为受阻胺类化合物，可以使用癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-1(辛氧基)-4-哌啶基)酯、1，1-二甲基乙过醇、双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基){[3，5-双(1，卜二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基}丁基丙二酸酯、双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、甲基1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基癸二酸酯、双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯等，它们可以单独使用，也可以使用多种。
作为苯并三唑类化合物，可以使用2-(2H-苯并三唑-2-基)对甲酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4，6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2-[5-氯(2H)-苯并三唑-2-基]-4-甲基-6-叔丁基苯酚、2，4-二叔丁基-6-(5-氯苯并三唑-2-基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4，6-二叔戊基苯酚等，它们可以单独使用，也可以使用多种。
对本发明的苯乙烯类树脂的制造方法没有特别限定，但较好是采用本体聚合法、悬浮聚合法、溶液聚合法、乳液聚合法。
对未熔融化合物的掺入方法没有特别限定，可以例举在苯乙烯类树脂的聚合前、聚合中、聚合后掺入的方法，通过与苯乙烯类树脂的混合掺入的方法等。
对未熔融物对苯乙烯类树脂的混合方法没有特别限定，例如可以通过亨舍尔混合机或转鼓式混合机等公知的混合装置进行预混合后，使用单轴挤出机或双轴挤出机等挤出机进行熔融混炼，从而均一地混合。
此外，可以预先通过上述的方法制成未熔融化合物的高浓度混合物，片材成形时将该高浓度混合物和苯乙烯类树脂干法掺合。
此外，作为片材成形，可以使用挤出成形、注模成形、注模压缩成形、压缩成形等。
本发明中所用的苯乙烯类树脂组合物中可以根据需要掺入添加剂。例如，为了使流动性和脱模性提高，可以掺入增塑剂、润滑剂、硅油等。此外，为了成形品的防尘，可以掺入防带电剂。此外，为了赋予耐热性，可以掺入热稳定剂。另外，还可以掺入着色剂或荧光增白剂等。
将本发明的苯乙烯类树脂组合物挤出成形而得到的片材的厚度较好是1～7mm，特别好是1.3～4mm。如果该片材的厚度不到1mm或超过7mm，则可能会无法获得良好的光散射性。
使用本发明的苯乙烯类树脂组合物的散射板的厚度较好是1～7mm，特别好是1.3～4mm。如果该片材的厚度不到1mm或超过7mm，则可能会无法获得良好的光散射性。
本发明的散射板用于例如液晶显示器(LCD)等，作为通过将背光的光散射而使画面整体呈均一的亮度的部件。
实施例
以下，通过实施例对本发明进行具体说明，但本发明并不局限于这些实施例。另外，实施例中的份、％都以质量基准表示。
苯乙烯类树脂使用表1所示的(A-1)～(A-7)。
Figure G05842279920070612D000061
聚硅氧烷交联珠(B)
作为聚硅氧烷交联珠，使用东芝シリコ一ン公司制トスパ一ル2000B。平均粒径、折射率示于表2。
MMA-nBA共聚交联珠(C)
在带搅拌机的高压釜中加入20份甲基丙烯酸甲酯、80份丙烯酸正丁酯、作为交联剂的5份二乙烯基苯、作为聚合引发剂的0.2份过氧化苯甲酰、作为悬浮稳定剂的0.001份十二烷基苯磺酸钠和0.5份三代磷酸钙、200份纯水，于95℃的温度下聚合6小时，再于130℃的温度下聚合2小时。反应终止后，进行清洗、脱水、干燥，得到珠状的交联珠(C)。平均粒径、折射率示于表2。
苯乙烯-MMA交联珠(D)
在带搅拌机的高压釜中加入40份苯乙烯、60份甲基丙烯酸甲酯、作为交联剂的5份二乙烯基苯、作为聚合引发剂的0.2份过氧化苯甲酰、作为悬浮稳定剂的0.001份十二烷基苯磺酸钠和0.5份三代磷酸钙、200份纯水，于95℃的温度下聚合6小时，再于130℃的温度下聚合2小时。反应终止后，进行清洗、脱水、干燥，得到珠状的交联珠D-1。除了使用1.0份三代磷酸钙以外，通过与D-1同样的制法得到平均粒径3μm、折射率1.535的珠状的交联珠D-2。另外，除了使用0.1份三代磷酸钙以外，通过与D-1同样的制法得到珠状的交联珠D-4。此外，除了使用55份苯乙烯、45份甲基丙烯酸甲酯以外，通过与D-2同样的制法得到珠状的交联珠D-5。它们的平均粒径、折射率示于表2。
聚甲基丙烯酸甲酯交联珠(E)
在带搅拌机的高压釜中加入100份甲基丙烯酸甲酯、作为交联剂的5份二乙烯基苯、作为聚合引发剂的0.2份过氧化苯甲酰、作为悬浮稳定剂的0.001份十二烷基苯磺酸钠和0.5份三代磷酸钙、200份纯水，于95℃的温度下聚合6小时，再于130℃的温度下聚合2小时。反应终止后，进行清洗、脱水、干燥，得到珠状的聚甲基丙烯酸甲酯交联珠(以下称为“PMMA交联珠”)E-1。除了使用1.5份三代磷酸钙以外，通过与E-1同样的制法得到珠状的PMMA交联珠E-2。此外，除了使用1.0份三代磷酸钙以外，通过与E-1同样的制法得到珠状的PMMA交联珠E-3。另外，除了使用0.2份三代磷酸钙以外，通过与E-1同样的制法得到珠状的PMMA交联珠E-4。它们的平均粒径、折射率示于表2。
Figure DEST_PATH_GA20183000200580042279901D00011
将苯乙烯类树脂A-1～A-7与交联珠B、C、D-1～D-5、E-1～E-4以及作为受阻胺类化合物的双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、作为苯并三唑类化合物的2-(2H-苯并三唑-2-基)-4，6-二叔戊基苯酚以表3～表5所示的配比混合，通过直径40mm的单轴挤出机以温度240℃、螺杆转速100rpm的条件混炼，进行颗粒化，得到苯乙烯类树脂组合物1～25的颗粒。
Figure DEST_PATH_GA20183000200580042279901D00031
Figure DEST_PATH_GA20183000200580042279901D00041
实施例1～11、比较例1～16
使用苯乙烯类树脂组合物1～25，通过T型模方式的挤出机制成片材。另外，挤出机使用65mmφ的全螺纹螺杆的单轴挤出机。片材化中，各辊筒温度为230℃的条件下进行转运、成形。得到的挤出片材的光学特性、耐光性、吸水性(吸水翘曲)数据示于表6～9。
对于为了将片材用于散射板的光学特性，为了表现出良好的光散射性，必须雾度在99％以上，总光线透射率在60％以上，散射率在20％以上。
对于其它性能，为了表现出良好的耐光性、吸湿稳定性，必须耐光性的色差ΔE的值在1以下，作为黄色度的标准的b值在1以下，吸湿性的变形量在1mm以下。
Figure DEST_PATH_GA20183000200580042279901D00061
Figure DEST_PATH_GA20183000200580042279901D00071
Figure DEST_PATH_GA20183000200580042279901D00091
各物性值的测定方法如下。
(1)总光线透射率、雾度：按照ASTM D-1003，使用日本电色工业公司制雾度计(NDH-2000)进行测定。
(2)散射率：使用日本电色工业公司制变角光度计(GC5000L)，测定入射角0°的透光率I0、入射角70°的透光率I70，通过下式算出。
散射率(％)＝(I70/I0)×100
(3)折射率：对于未熔融化合物，用阿贝折射计在波长589nm于23℃的气氛下进行测定。此外，对于苯乙烯类共聚物，使用数字式折射率计(ATAGO公司制RX-2000)，使用碘化钾饱和水溶液作为接触液，在25℃下测定。
(4)耐光性：使用东洋精机制作所公司制氙弧灯耐侯试验机Atlas CI65A，测定照射400小时后的色差ΔE。使用日本电色公司制色差计(∑-80)，测定L、a、b，作为黄色度的标准表示b值。此外，耐光性评价的色差ΔE通过下式求得。
ΔE＝((L-L′)2+(a-a′)2+(b-b′)2)1/2
其中，L、a、b为耐光性评价前的色相，L′、a′、b′为耐光性评价后(照射400小时后)的色相。色差ΔE以在1以下为佳。
(5)吸湿性：将得到的光散射片材切成300mm×300mm的尺寸，以比例尺测定50℃、湿度80％的气氛下放置7天后的变形量。吸湿性以变形量在1mm以下为佳。
(6)黄色度：使用日本电色公司制色差计(∑-80)，测定L、a、b，作为黄色度的标准用b值表示。b值以在1以下为佳。
(7)苯乙烯类共聚物的树脂组成：将苯乙烯类共聚物溶解于氘代氯仿而制成2％溶液作为测定材料，使用FT-NMR(日本电子公司制FX-90Q型)测定C13，通过苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的峰面积算出。
(8)苯乙烯类共聚物的Mw、Mz/Mw：通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定。
装置名：SYSTEM-21 Shodex(昭和电工公司制)
柱：PL gel MIXED-B(Polymer Laboratories公司制)3根串联
温度：40℃
检测：差示折射率
溶剂：THF(四氢呋喃)
浓度：2质量％
校正曲线：使用标准聚苯乙烯(PS)(Polymer Laboratories公司制)制成，Mw、Mz/Mw以PS换算值表示。
产业上利用的可能性
由本发明的苯乙烯类树脂组合物形成的片材可以优选地用于菲涅耳透镜和双凸透镜、散射板等光学用途。
另外，在这里引用2004年12月9日提出申请的日本专利申请2004-356549号的说明书、权利要求书、附图和摘要的所有内容作为本发明说明书的揭示。

Claims (9)

1.苯乙烯类树脂组合物，其特征在于，含有100质量份苯乙烯类树脂、1～10质量份未熔融化合物、0.1～2质量份受阻胺类化合物和0.1～2质量份苯并三唑类化合物；所述苯乙烯类树脂由90～100质量％苯乙烯类单体单元和0～10％质量％可与苯乙烯类单体单元共聚的乙烯基化合物单体单元构成，重均分子量(Mw)为300000～500000，Z平均分子量(Mz)/重均分子量(Mw)为1.95～2.50；所述未熔融化合物是甲基丙烯酸甲酯的交联聚合物或苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯的交联共聚物，与该苯乙烯类树脂的折射率差为0.05～0.15，平均粒径为2～10μm。
2.如权利要求1所述的苯乙烯类树脂组合物，其特征在于，未熔融化合物为在1个大气压的气氛下具有200℃以上的熔点或软化点的化合物。
3.片材，其特征在于，将权利要求1～2中任一项所述的苯乙烯类树脂组合物成形而得。
4.如权利要求3所述的片材，其特征在于，厚度为1～7mm。
5.散射板，其特征在于，将权利要求1～2中任一项所述的苯乙烯类树脂组合物成形而得。
6.如权利要求5所述的散射板，其特征在于，厚度为1～7mm。
7.屏幕透镜，其特征在于，使用权利要求3或4所述的片材或者权利要求5或6所述的散射板。
8.投影电视的透射型屏幕，其特征在于，使用权利要求7所述的屏幕透镜。
9.液晶电视，其特征在于，安装了权利要求3或4所述的片材或者权利要求5或6所述的散射板。
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