CN103895306A - 树脂积层体 - Google Patents
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Abstract
一种树脂积层体，包含聚碳酸酯树脂层及至少一个接合在该聚碳酸酯树脂层的一个表面的透明热可塑性树脂层，其中该聚碳酸酯树脂层于230℃～270℃及施加荷重下具有第一流动指数MI1g/10min，该透明热可塑性树脂层于230℃～270℃及该施加荷重下具有第二流动指数MI2g/10min，该第一流动指数与该第二流动指数满足下式:︱MI2-MI1︱≤5g/10min。通过该透明热可塑性树脂层与该聚碳酸酯树脂层层叠所构成的树脂积层体结构设计，可简易制造出耐刮性及耐擦伤性高且成本低的树脂积层体。
Description
技术领域
本发明涉及一种树脂积层体，特别是涉及一种聚碳酸酯树脂积层体。
背景技术
以液晶显示器的结构来说，为了避免其液晶显示模组在运送过程或使用期间中受到损伤，会在液晶显示模组的显示窗处贴设透明的保护板，以确保其显示质量的稳定，而用来制造保护板的光学材料常见有玻璃、塑料(如PET、PE、PC)等。
其中，聚碳酸酯树脂(polycarbonate resin，简称PC)，由于其具备优异的透明度、耐冲击性、耐热性与弹性，且具重量轻、成本低，能大量、快速生产等特性，因此常被用来取代玻璃，并已广泛使用在建筑装潢(如门窗、采光罩)、汽车制造、电子/电气设备(如显示器的保护板、光扩散板)、办公室自动化设备等领域。
然而，当以聚碳酸酯树脂或其他种类的光学塑料作为显示器的保护板材料时，通常会产生表面硬度不足、易生刮痕的缺点。
有鉴于此，有业者开发出以多层塑料叠接构成的积层体，但是目前这种积层体制造时，常会因为各塑料层的张力分布不对称，以致于积层体经常发生翘曲的质量缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐刮及耐擦伤性高，并且制造成形简易、成本低的用于显示器保护板的树脂积层体。
本发明的另一个目的在于提供一种不易翘曲的树脂积层体。
本发明的再一个目的在于提供一种不易产生波浪纹或细白拖流痕的多层共挤出树脂积层体。
本发明的树脂积层体，包含一个聚碳酸酯树脂层以及至少一个透明热可塑性树脂层，该透明热可塑性树脂层接合在该聚碳酸酯树脂层的一个表面，其中，该聚碳酸酯树脂层于230℃～270℃及一施加荷重下具有第一流动指数MI1g/10min，该透明热可塑性树脂层于230℃～270℃及该施加荷重下具有第二流动指数MI2g/10min，该第一流动指数与该第二流动指数满足下式:︱MI2-MI1︱≤5g/10min。该第一流动指数与该第二流动指数较佳地满足下式:︱MI2-MI1︱≤1g/10min。
本发明所述树脂积层体，该施加荷重为1.2千克或3.8千克。
本发明所述树脂积层体，该第一流动指数与该第二流动指数是于相同温度下测量而得。
本发明所述树脂积层体，该透明热可塑性树脂层所具有的分子量为该聚碳酸酯树脂层分子量的2.5倍～6.0倍。
本发明所述树脂积层体，该透明热可塑性树脂层所具有的分子量为该聚碳酸酯树脂层分子量的3.0倍～5.0倍。
本发明所述树脂积层体，该透明热可塑性树脂层所具有的分子量为该聚碳酸酯树脂层分子量的3.5倍～4.0倍。
本发明所述树脂积层体，该第一流动指数与该第二流动指数满足下式:︱MI2-MI1︱≤1g/10min。
本发明所述树脂积层体，该透明热可塑性树脂层为(甲基)丙烯酸酯系树脂。
本发明所述树脂积层体，该树脂积层体包含两个透明热可塑性树脂层，所述透明热可塑性树脂层分别接合在该聚碳酸酯树脂层的上下两个相对表面。
本发明所述树脂积层体，所述透明热可塑性树脂层分别具有第一厚度及第二厚度，该第一厚度及该第二厚度差值小于5μm。
本发明所述树脂积层体，该聚碳酸酯树脂层厚度与所述透明热可塑性树脂层厚度比值范围为4.5～18。
本发明所述树脂积层体，所述透明热可塑性树脂层厚度为50μm～150μm。
本发明所述树脂积层体，通过该透明热可塑性树脂层与该聚碳酸酯树脂层共挤出形成。
本发明的树脂积层体，包含一个聚碳酸酯树脂层及至少一个透明热可塑性树脂层，该透明热可塑性树脂层接合在该聚碳酸酯树脂层的一个表面，该聚碳酸酯树脂层于一测量温度及1.2千克～3.8千克的施加荷重下具有第一流动指数MI1g/10min，该透明热可塑性树脂层于该测量温度及1.2千克～3.8千克的施加荷重下具有第二流动指数MI2g/10min，该第一流动指数与该第二流动指数满足下式:︱MI2-MI1︱≤5g/10min。
本发明所述树脂积层体，该测量温度的范围为230℃～270℃。
本发明所述树脂积层体，该第一流动指数与该第二流动指数是于相同施加荷重下测量而得。
发明的效果
本发明的有益效果在于：通过将该透明热可塑性树脂层与该聚碳酸酯树脂层的层叠结构设计，可简易制造出耐刮性及耐擦伤性高且成本低的树脂积层体。
附图说明
图1是本发明树脂积层体的一个实施例的侧视剖面示意图，说明一个双层树脂积层体结构；
图2是本发明树脂积层体的另一个实施例的侧视剖面示意图，说明一个三层树脂积层体结构。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明树脂积层体3的一个实施例，适用于作为显示器保护板，该树脂积层体3包含一个聚碳酸酯树脂层31以及一个透明热可塑性树脂层32，该透明热可塑性树脂层32接合在该聚碳酸酯树脂层31的一个表面。
在本实施例中，该透明热可塑性树脂层32是(甲基)丙烯酸酯系树脂层；在其他实施例中，该透明热可塑性树脂层32也可以是其他透明树脂材料，例如是聚苯乙烯树脂，聚烯烃树脂，聚酯树脂，(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚树脂，丙烯腈-苯乙烯共聚树脂等。
在本实施例中，该树脂积层体3的厚度为0.75mm～1.2mm，其中该聚碳酸酯树脂层31的厚度为该透明热可塑性树脂层32的厚度的4.5倍～18倍，例如是10.5倍。
在本实施例中，该透明热可塑性树脂层32的厚度为50μm～150μm，例如是80μm。
在本实施例中，树脂积层体3以共挤出的制造方法制成，其制法是取聚碳酸酯树脂，以一个第一挤出装置（图未绘示）加热加压后挤出；另取透明热可塑性树脂，以一个第二挤出装置（图未绘示）于与第一挤出装置相同挤出温度下挤出；然后，使上述第一挤出装置的第一挤出物与上述第二挤出装置的第二挤出物通过一个多歧管(multi-manifold)模头（图未绘示）来进行共挤出，便能形成包含一个聚碳酸酯树脂层31与一个透明热可塑性树脂层32的树脂积层体3。在本实施例中，该挤出温度范围设定在220℃～270℃，较佳为230℃～260℃。
在其他实施例中，上述第一挤出装置的挤出物与上述第二挤出装置的挤出物通过一个供料头式(feedblock)模头（图未绘示）来进行共挤出。
在其他实施例中，上述第一挤出装置与第二挤出装置的挤出温度可不同，但是使该第一挤出物与该第二挤出物离开第一挤出装置与第二挤出装置时的出料温度相同。该第一挤出物与该第二挤出物的出料温度为220℃～270℃，较佳为230℃～260℃。
本发明的聚碳酸酯树脂例如可通过光气法、酯交换法、开环聚合法及二氧化碳聚合法等方法合成。其中，光气法为在一个均质系统或非均质系统中将溶于碱液的二羟基芳基类化合物和溶于溶剂(如二氯甲烷)的光气(phosgene)以胺类为催化剂进行聚合反应。酯交换法为使二羟基芳基类化合物与碳酸酯系化合物(如二苯基碳酸酯、二甲基碳酸酯)在熔融状态进行酯交换反应。较佳地，该合成方法是将二羟基芳基类化合物及碳酸酯系化合物在熔融状态下进行酯交换反应。
该聚碳酸酯树脂的种类并无特别地限制，较佳地，该聚碳酸酯树脂可选择地利用二羟基芳基类化合物与碳酸酯系化合物进行酯交换反应而制得。
较佳地，该二羟基芳基类化合物包含但是不限于2,2-二(4-羟基苯基)丙烷[2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane，简称双酚A(bisphenol A)]、卤化双酚[halogenated bisphenol]、对苯二酚[hydroquinone]、双(4-羟基苯基)甲烷[bis(4-hydroxyphenyl)methane]、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷[1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane]、2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷[2,2-bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)propane]、双(4-羟基苯基)硫[bis(4-hydroxyphenyl)sulfide]、双(4-羟基苯基)砜[bis(4-hydroxyphenyl)sulfone]、双(4-羟基苯基)亚砜[bis(4-hydroxyphenyl)sulfoxide]、双(4-羟基苯基)酮[bis(4-hydroxyphenyl)ketone]、双(4-羟基苯基)醚[bis(4-hydroxyphenyl)ether]、以及2,2-双(3,5-二溴-4-羟基苯基)丙烷[2,2-bis(3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl)propane]或这些的一组合。更佳地，该二羟基芳基类化合物是2,2-二(4-羟基苯基)丙烷。除二羟基芳基类化合物外，也可使用上述所列举二羟基芳基类化合物的均聚物、二羟基芳基类化合物的共聚物或这些一组合。
较佳地，该碳酸酯系化合物包含但是不限于二苯基碳酸酯(diphenylcarbonate)、二甲基碳酸酯(dimethyl carbonate)、二乙基碳酸酯(diethylcarbonate)或这些的一组合。
较佳地，该聚碳酸酯树脂的末端基团构造并没有特定的限制。该末端基团包含但是不限于羟基、芳族烃基碳酸酯及烷基碳酸酯等。本发明聚碳酸酯组成物中使用的聚碳酸酯树脂含一个或一个以上的羟基的末端基团。该聚碳酸酯树脂的末端基团的羟基来自于该二羟基芳基类化合物。
在此实施例中，该聚碳酸酯树脂的重量平均分子量范围为24000～28000，例如是26500～27500。较佳地，该聚碳酸酯树脂的重量平均分子量范围为27000。
在其他实施例中，该聚碳酸酯树脂的重量平均分子量范围为18000～32000，例如是20000～30000。
当该聚碳酸酯树脂的重量平均分子量未在上述实施例范围时，将会影响该聚碳酸酯树脂的熔融流动指数。
在此实施例中，本发明树脂积层体的聚碳酸酯树脂层31所使用的聚碳酸酯树脂由双酚A以及二苯基碳酸酯于熔融状态下进行酯交换反应所制得，且该聚碳酸酯树脂于230℃～270℃的熔融流动指数范围为0.49～3.49g/10min(于1.2千克的荷重下)、1.55～11.51g/10min(于3.8千克的荷重下)。
在此实施例中，本发明的聚碳酸酯树脂层31，例如使用台湾奇美实业(股)公司制的PC-110。
本发明树脂积层体的透明热可塑性树脂层32是(甲基)丙烯酸酯系树脂层；在其他实施例中，该透明热可塑性树脂层32也可以是其他透明树脂材料，例如是聚苯乙烯树脂，聚烯烃树脂，聚酯树脂，(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚树脂，丙烯腈-苯乙烯共聚树脂等。
在此实施例中，该透明热可塑性树脂层32为(甲基)丙烯酸酯系树脂，是由(甲基)丙烯酸酯系单体所形成的聚合物，例如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacerylate，简称PMMA)，上述(甲基)丙烯酸酯系单体包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、正-丙烯酸丁酯，丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸丁酯等单体，其中以甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸甲酯为佳。
有关上述(甲基)丙烯酸酯系树脂的制备，基于大量生产及操作便利性的观点，较佳地使用连续溶液聚合法或本体聚合法，将原料单体、视需要而选的溶剂、聚合起始剂、分子量调节剂等连续地加入反应器中聚合，将聚合得的聚合物溶剂连续地从反应器中取出，经去挥发步骤后便制得(甲基)丙烯酸酯系树脂。
其中，所使用的溶剂具有较原料树脂的单体还高的沸点，例如：甲苯、二甲苯、乙基苯、二乙基苯等的芳香族化合物、辛烷、癸烷等的脂肪族化合物、萘烷等的脂环族化合物、醋酸丁酯、醋酸戊酯等的酯类、1,1,2,2-四氯乙烷等的碱化合物；因甲苯、二甲苯、乙基苯具有适当的沸点，于脱气时负荷少，且对聚合物较无不良影响，所以为溶剂的较佳选择。另外，溶剂的使用量依溶剂的沸点而异，但是根据聚合时的全混合物的重量，宜为50重量%以上，更佳为55重量%以上。
在此实施例中，该(甲基)丙烯酸酯系树脂于230℃～270℃的熔融流动指数范围与于相同温度及相同荷重下聚碳酸酯树脂的熔融流动指数范围差应≤5g/10min，较佳是≤1g/10min，如此可使挤出层叠的所述熔融态树脂材料间的流变行为非常接近，进而可大幅降低因为流速差异过大所产生的波浪纹或细白拖流痕现象，相对提高制成的多层共挤出板质量与良率。
在此实施例中，该(甲基)丙烯酸酯系树脂的重量平均分子量范围为90000～110000，例如是97000～103000。更佳地，该(甲基)丙烯酸酯系树脂的重量平均分子量范围为100000。
在其他实施例中，该(甲基)丙烯酸酯系树脂的重量平均分子量范围为60000～150000，例如是70000～120000。
当该(甲基)丙烯酸酯系树脂的重量平均分子量未在上述较佳或更佳范围时，将会影响该(甲基)丙烯酸酯系树脂的熔融流动指数。
在此实施例中，该(甲基)丙烯酸酯系树脂于230℃～270℃的熔融流动指数范围为0.37～4.66g/10min(于1.2千克的荷重下)、1.50～17.06g/10min(于3.8千克的荷重下)。
在此实施例中，本发明的透明热可塑性树脂层32为(甲基)丙烯酸酯系树脂，例如使用台湾奇美实业(股)公司制的CM-205的聚甲基丙烯酸甲酯。
如图2所示，本发明树脂积层体5的另一个实施例，当透明热可塑性树脂层32是两层时，其分别接合在该聚碳酸酯树脂层31的二个上下相对表面，而构成三层结构的树脂积层体5。
在本实施例中，透明热可塑性树脂层32是(甲基)丙烯酸酯系树脂层；在其他实施例中，透明热可塑性树脂层32也可以是其他透明树脂材料，例如是聚苯乙烯树脂，聚烯烃树脂，聚酯树脂，(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚树脂，丙烯腈-苯乙烯共聚树脂等。
在本实施例中，该树脂积层体5的厚度为0.8mm～1.2mm，其中该聚碳酸酯树脂层31的厚度为所述透明热可塑性树脂层32的厚度的4.5倍～18倍，例如是10.5倍。在本实施例中，所述透明热可塑性树脂层32的厚度分别为50μm～150μm，例如是80μm。
在本实施例中，所述透明热可塑性树脂层32分别具有第一厚度及第二厚度，且该第一厚度及该第二厚度的差值小于5μm，如此可减缓制成的树脂积层体5翘曲程度。
在本实施例中，三层结构的树脂积层体5的制造方法与双层结构的树脂积层体3的制造方法相同，其差别只于该第二挤出装置的第二挤出物在通过该多歧管模头前，先进行一分流动作以挤出两层透明热可塑性树脂层32。
综上所述，可通过在聚碳酸酯树脂层31的一个外表面层叠一层透明热可塑性树脂层32，或是在该聚碳酸树脂层的两相对表面分别层叠一层透明热可塑性树脂层32的方式，使制成的该树脂积层体3、5的层状结构具有较佳的结构硬度，可相对提高树脂积层体的耐刮性及耐擦伤性，而不易产生刮痕。并可进一步通过该聚碳酸酯树脂层31与透明热可塑性树脂层32间的流动指数差小于5g/10min的设计，大幅降低因为流速差异过大所产生的波浪纹或细白拖流痕现象，并可通过层叠于该聚碳酸酯树脂两相对表面的透明热可塑性树脂层32间的厚度差小于5μm的设计，大幅改善树脂积层体易翘曲的问题，相对提高制成的多层树脂积层体的质量与良率。因此，确实可达到本发明的目的。
Claims (16)
1.一种树脂积层体，包含聚碳酸酯树脂层及至少一个透明热可塑性树脂层，其特征在于，该透明热可塑性树脂层接合在该聚碳酸酯树脂层的一个表面，其中该聚碳酸酯树脂层于230℃～270℃及一施加荷重下具有第一流动指数MI1g/10min，该透明热可塑性树脂层于230℃～270℃及该施加荷重下具有第二流动指数MI2g/10min，该第一流动指数与该第二流动指数满足下式：︱MI2-MI1︱≤5g/10min。
2.根据权利要求1所述的树脂积层体，其特征在于，该施加荷重为1.2千克或3.8千克。
3.根据权利要求1所述的树脂积层体，其特征在于，该第一流动指数与该第二流动指数是于相同温度下测量而得。
4.根据权利要求1所述的树脂积层体，其特征在于，该透明热可塑性树脂层所具有的分子量为该聚碳酸酯树脂层分子量的2.5倍～6.0倍。
5.根据权利要求1所述的树脂积层体，其特征在于，该透明热可塑性树脂层所具有的分子量为该聚碳酸酯树脂层分子量的3.0倍～5.0倍。
6.根据权利要求1所述的树脂积层体，其特征在于，该透明热可塑性树脂层所具有的分子量为该聚碳酸酯树脂层分子量的3.5倍～4.0倍。
7.根据权利要求1所述的树脂积层体，其特征在于，该第一流动指数与该第二流动指数满足下式:︱MI2-MI1︱≤1g/10min。
8.根据权利要求1所述的树脂积层体，其特征在于，该透明热可塑性树脂层为(甲基)丙烯酸酯系树脂。
9.根据权利要求1所述的树脂积层体，其特征在于，该树脂积层体包含二个透明热可塑性树脂层，所述透明热可塑性树脂层分别接合在该聚碳酸酯树脂层的上下两个相对表面。
10.根据权利要求9所述的树脂积层体，其特征在于，所述透明热可塑性树脂层是分别具有第一厚度及第二厚度，该第一厚度及该第二厚度差值小于5μm。
11.根据权利要求9所述的树脂积层体，其特征在于，该聚碳酸酯树脂层厚度与所述透明热可塑性树脂层厚度比值范围为4.5～18。
12.根据权利要求10所述的树脂积层体，其特征在于，所述透明热可塑性树脂层厚度为50μm～150μm。
13.根据权利要求1所述的树脂积层体，其特征在于，通过该透明热可塑性树脂层与该聚碳酸酯树脂层共挤出形成。
14.一种树脂积层体，包含聚碳酸酯树脂层及至少一个透明热可塑性树脂层，其特征在于，该透明热可塑性树脂层接合在该聚碳酸酯树脂层的一个表面，该聚碳酸酯树脂层于测量温度及1.2千克～3.8千克的施加荷重下具有第一流动指数MI1g/10min，该透明热可塑性树脂层于该测量温度及1.2千克～3.8千克的施加荷重下具有第二流动指数MI2g/10min，该第一流动指数与该第二流动指数满足下式:︱MI2-MI1︱≤5g/10min。
15.根据权利要求14所述的树脂积层体，其特征在于，该测量温度的范围为230℃～270℃。
16.根据权利要求14所述的树脂积层体，其特征在于，该第一流动指数与该第二流动指数是于相同施加荷重下测量而得。
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