CN107709461B - Led反射板用聚酰胺组合物、led反射板、具备该反射板的发光装置 - Google Patents
Led反射板用聚酰胺组合物、led反射板、具备该反射板的发光装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种LED反射板用聚酰胺组合物、将该组合物进行成形而得到的反射板、以及具备该反射板的发光装置,所述LED反射板用聚酰胺组合物含有聚酰胺(A)、氧化钛(B)、氧化镁(C)、酚系抗氧化剂(D)和磷系抗氧化剂(E),该聚酰胺(A)是具有含有50摩尔%以上的对苯二甲酸单元的二羧酸单元和二胺单元的熔点为280℃以上的聚酰胺,该酚系抗氧化剂(D)在分子中不含4个以上的酚结构,相对于聚酰胺(A)100质量份,氧化钛(B)的含量为10~100质量份、氧化镁(C)的含量为0.50~15.0质量份、酚系抗氧化剂(D)的含量为0.10~0.80质量份,并且磷系抗氧化剂(E)的含量满足下述式(I),0.25≤质量比[(D)成分/(E)成分]≤3.0(I)。
Description
技术领域
本发明涉及LED反射板用聚酰胺组合物、LED反射板以及具备该反射板的发光装置。
背景技术
近年来,LED(Light Emitting Diode,发光二极管)活用其低耗电、低环境负荷等优点而用于移动电话等移动通信设备等的小型显示器、电脑或液晶电视等的中型/大型显示器、汽车的控制面板或车内照明、家庭用照明、招牌或指示灯、信号仪、其它家电用品等各种电气电子设备产品。
通常,LED以LED封装体的形式使用,LED封装体主要由发光的半导体元件(LED)、引线、兼作外壳的反射板、对半导体元件进行密封的透明的密封部件构成。
作为用于该反射板的材料,已知有耐热塑料。例如在专利文献1~3中,作为用于LED反射板等的组合物,公开了含有包含二羧酸单元和二胺单元且该二羧酸单元的主要成分为对苯二甲酸单元的聚酰胺和氧化钛的组合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-257314号公报
专利文献2:国际公开第2012/101997号
专利文献3:日本特开2013-67786号公报
发明内容
发明所要解决的问题
对于耐热塑料制的反射板而言,在制造LED封装体时,使导电粘接剂或密封剂热固化时,反射板在100~200℃的温度下暴露数小时,因此要求耐热性。另外,要求在制造LED封装体时的高热、使用环境下不会发生变色等,并维持高的光反射率。
但是,关于LED反射板在其制造时或使用时的环境下、特别是高温环境下维持高的光反射率,专利文献1~3的技术存在改善的余地。
鉴于上述情况,本发明的目的在于提供一种LED反射板用聚酰胺组合物、将该组合物进行成形而得到的反射板、以及具备该反射板的发光装置,所述LED反射板用聚酰胺组合物具有高的光反射率,即使暴露于在LED封装体的制造工序、使用环境中所设想的热时,在短期加热后和长期加热后两种情况下光反射率的降低也少,能够维持高的光反射率。
用于解决问题的手段
本发明人发现利用以预定的比例含有特定的聚酰胺、氧化钛和氧化镁并且进一步以预定的比例合用特定的抗氧化剂的组合物能够解决上述问题。
即本发明涉及下述[1]~[12]。
[1]一种LED反射板用聚酰胺组合物,其中,该聚酰胺组合物含有聚酰胺(A)、氧化钛(B)、氧化镁(C)、酚系抗氧化剂(D)和磷系抗氧化剂(E),该聚酰胺(A)是具有含有50摩尔%以上的对苯二甲酸单元的二羧酸单元和二胺单元的熔点为280℃以上的聚酰胺,该酚系抗氧化剂(D)在分子中不含4个以上的酚结构,相对于聚酰胺(A)100质量份,氧化钛(B)的含量为10~100质量份、氧化镁(C)的含量为0.50~15.0质量份、酚系抗氧化剂(D)的含量为0.10~0.80质量份,并且,磷系抗氧化剂(E)的含量满足下述式(I)。
0.25≤质量比[(D)成分/(E)成分]≤3.0 (I)
[2]如上述[1]所述的组合物,其中,上述聚酰胺(A)所具有的上述二胺单元含有50摩尔%以上的碳原子数4~18的脂肪族二胺单元。
[3]如上述[2]所述的组合物,其中,上述脂肪族二胺单元为选自由1,9-壬二胺单元和2-甲基-1,8-辛二胺单元组成的组中的至少一种。
[4]如上述[1]~[3]中任一项所述的组合物,其中,上述磷系抗氧化剂(E)在分子中含有3个以上下述式(1)所表示的结构。
[化1]
(式(1)中,R11~R13各自独立地为碳原子数1或2的烷基,R14~R17各自独立地为氢原子或碳原子数1~10的烷基。*表示与磷原子的键合部。)
[5]如上述[1]~[4]中任一项所述的组合物,其中,上述酚系抗氧化剂(D)在分子中含有1~3个下述式(2)所表示的结构。
[化2]
(式(2)中,R21~R23各自独立地为碳原子数1或2的烷基,R24~R26各自独立地为氢原子或碳原子数1~10的烷基。**表示键合部。)
[6]如上述[5]所述的组合物,其中,上述式(2)中,R21~R23所表示的基团全部为甲基,R26所表示的基团为甲基或叔丁基。
[7]如上述[1]~[6]中任一项所述的组合物,其中,上述聚酰胺(A)的含量为30质量%以上、80质量%以下。
[8]如上述[1]~[7]中任一项所述的组合物,其中,上述氧化镁(C)的BET比表面积为50m2/g以上。
[9]如上述[1]~[8]中任一项所述的组合物,其中,还含有增强材料(F)。
[10]如上述[1]~[9]中任一项所述的组合物,其中,还含有光稳定剂(G)。
[11]一种LED反射板,其是将上述[1]~[10]中任一项所述的组合物进行成形而得到的。
[12]一种发光装置,其具备上述[11]所述的LED反射板。
发明效果
将本发明的LED反射板用聚酰胺组合物进行成形而得到的反射板具有高的光反射率,即使暴露于在LED封装体的制造工序、使用环境中所设想的热时,在短期加热后和长期加热后两种情况下光反射率的降低也少,能够维持高的光反射率。因此,具备该反射板的发光装置为长寿命。另外,本发明的LED反射板用聚酰胺组合物的成形性也优异。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的发光装置的构成的一例的图。
图2是示意性地示出本发明的发光装置的构成的一例的图。
图3是示意性地示出本发明的发光装置的构成的一例的图。
具体实施方式
[LED反射板用聚酰胺组合物]
本发明的LED反射板用聚酰胺组合物(以下,也简称为“聚酰胺组合物”或“组合物”)的特征在于,含有聚酰胺(A)、氧化钛(B)、氧化镁(C)、酚系抗氧化剂(D)和磷系抗氧化剂(E),该聚酰胺(A)为具有含有50摩尔%以上的对苯二甲酸单元的二羧酸单元和二胺单元的熔点为280℃以上的聚酰胺,该酚系抗氧化剂(D)在分子中不含4个以上的酚结构,相对于聚酰胺(A)100质量份,氧化钛(B)的含量为10~100质量份、氧化镁(C)的含量为0.50~15.0质量份、酚系抗氧化剂(D)的含量为0.10~0.80质量份,并且,磷系抗氧化剂(E)的含量满足下述式(I)。
0.25≤质量比[(D)成分/(E)成分]≤3.0 (I)
本发明的聚酰胺组合物通过以上述比例含有上述(A)~(E)成分,由此,能够制造具有高的光反射率,即使暴露于在LED封装体的制造工序、使用环境下所设想的热时,在短期加热后和长期加热后两种情况下光反射率的降低也少的LED反射板。关于其理由还不确定,但认为是由于:酚系抗氧化剂捕获因热、光而产生的自由基,此外,氧化镁使所产生的过氧化物稳定、或者磷系抗氧化剂将所产生的过氧化物分解,由此,这些成分协同地有效地将自由基链切断,能够减少因氧化劣化导致的变色。此外,认为还由于:氧化镁还具有与聚酰胺的成为热变色的起点的部位反应而抑制热变色的效果,能够与上述效果协同地抑制变色。
另外,本发明的聚酰胺组合物可以根据需要进一步含有增强材料(F)、光稳定剂(G)。
<聚酰胺(A)>
聚酰胺(A)是具有含有50摩尔%以上的对苯二甲酸单元的二羧酸单元和二胺单元的聚酰胺,从所得到的反射板的耐热性的观点出发,聚酰胺(A)的熔点为280℃以上。
从所得到的反射板的耐热性等观点出发,本发明中所使用的构成聚酰胺(A)的二羧酸单元含有50摩尔%以上的对苯二甲酸单元。从上述耐热性的观点出发,该二羧酸单元中的对苯二甲酸单元的含量优选为60摩尔%以上、更优选为70摩尔%以上、进一步优选为90~100摩尔%。二羧酸单元中的对苯二甲酸单元的含量小于50摩尔%的情况下,所得到的聚酰胺组合物的耐热性降低。
另外,在不损害本发明效果的范围内,构成聚酰胺(A)的二羧酸单元可以含有除对苯二甲酸单元以外的二羧酸单元。作为除对苯二甲酸单元以外的二羧酸单元,可以列举例如:衍生自丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二甲酸、十二烷二甲酸、二甲基丙二酸、3,3-二乙基琥珀酸、2,2-二甲基戊二酸、2-甲基己二酸、三甲基己二酸等脂肪族二羧酸;1,3-环戊烷二甲酸、1,3-环己烷二甲酸、1,4-环己烷二甲酸、环庚烷二甲酸、环辛烷二甲酸、环癸烷二甲酸等脂环式二羧酸;间苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、2,7-萘二甲酸、联苯二甲酸、4,4’-联苯二甲酸、二苯基甲烷-4,4’-二甲酸、二苯砜-4,4’-二甲酸等芳香族二羧酸等的单元,这些单元可以是一种或两种以上。此外,在不损害本发明的聚酰胺组合物所具有的上述性质的范围内,还能够在可进行熔融成形的范围内含有衍生自偏苯三酸、均苯三酸、均苯四酸等三元以上的多元羧酸的单元。
构成聚酰胺(A)的二胺单元优选含有50摩尔%以上的碳原子数4~18的脂肪族二胺单元,更优选在60~100摩尔%、进一步优选在70~100摩尔%、更进一步优选在90~100摩尔%的范围内含有。碳原子数4~18的脂肪族二胺单元的含量为50摩尔%以上时,组合物的成形性和所得到的反射板的耐热性特别优异。
作为碳原子数4~18的脂肪族二胺单元,可以列举例如:衍生自1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、1,7-庚二胺、1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺、1,12-十二烷二胺等直链状脂肪族二胺;1-丁基-1,2-乙二胺、1,1-二甲基-1,4-丁二胺、1-乙基-1,4-丁二胺、1,2-二甲基-1,4-丁二胺、1,3-二甲基-1,4-丁二胺、1,4-二甲基-1,4-丁二胺、2,3-二甲基-1,4-丁二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、3-甲基-1,5-戊二胺、2,5-二甲基-1,6-己二胺、2,4-二甲基-1,6-己二胺、3,3-二甲基-1,6-己二胺、2,2-二甲基-1,6-己二胺、2,2,4-三甲基-1,6-己二胺、2,4,4-三甲基-1,6-己二胺、2,4-二乙基-1,6-己二胺、2,2-二甲基-1,7-庚二胺、2,3-二甲基-1,7-庚二胺、2,4-二甲基-1,7-庚二胺、2,5-二甲基-1,7-庚二胺、2-甲基-1,8-辛二胺、3-甲基-1,8-辛二胺、4-甲基-1,8-辛二胺、1,3-二甲基-1,8-辛二胺、1,4-二甲基-1,8-辛二胺、2,4-二甲基-1,8-辛二胺、3,4-二甲基-1,8-辛二胺、4,5-二甲基-1,8-辛二胺、2,2-二甲基-1,8-辛二胺、3,3-二甲基-1,8-辛二胺、4,4-二甲基-1,8-辛二胺、5-甲基-1,9-壬二胺等支链状脂肪族二胺等的单元,可以包含它们中的一种或两种以上。
从耐热性、低吸水性等各物性优异的观点出发,上述脂肪族二胺单元的碳原子数优选为4~12、更优选为6~12、进一步优选为8~12、更进一步优选为碳原子数9。
从可以得到耐热性、低吸水性等各物性优异的反射板的观点出发,碳原子数4~18的脂肪族二胺单元优选为衍生自选自由1,4-丁二胺、1,6-己二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、1,8-辛二胺、2-甲基-1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺和1,12-十二烷二胺组成的组中的至少一种的单元,从聚酰胺(A)的耐热性的观点出发,更优选为选自由1,9-壬二胺单元和2-甲基-1,8-辛二胺单元组成的组中的至少一种,进一步优选为1,9-壬二胺单元和2-甲基-1,8-辛二胺单元。
二胺单元同时含有1,9-壬二胺单元和2-甲基-1,8-辛二胺单元的情况下,从聚酰胺(A)的耐热性的观点出发,1,9-壬二胺单元与2-甲基-1,8-辛二胺单元的摩尔比优选处于1,9-壬二胺单元/2-甲基-1,8-辛二胺单元=95/5~40/60的范围、更优选处于90/10~50/50的范围、进一步优选处于90/10~60/40的范围。
上述二胺单元也可以含有除碳原子数4~18的脂肪族二胺单元以外的二胺单元。作为其它二胺单元,可以列举例如:衍生自乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺等脂肪族二胺;环己二胺、甲基环己二胺、异佛尔酮二胺、降冰片烷二甲胺、三环癸烷二甲胺等脂环式二胺;对苯二胺、间苯二胺、对苯二甲胺、间苯二甲胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯砜、4,4’-二氨基二苯醚等芳香族二胺等的单元,可以含有它们中的一种或两种以上。二胺单元中的这些其它二胺单元的含量优选为40摩尔%以下、更优选为25摩尔%以下、进一步优选为10摩尔%以下。
聚酰胺(A)中,二羧酸单元与二胺单元的摩尔比优选为1/0.5~1/2的范围、更优选为1/0.75~1/1.5的范围、进一步优选为1/0.8~1/1.2的范围。
另外,聚酰胺(A)也可以含有氨基羧酸单元。作为氨基羧酸单元,可以列举例如:衍生自己内酰胺、月桂基内酰胺等内酰胺;11-氨基十一烷酸、12-氨基十二烷酸等氨基羧酸等的单元。聚酰胺(A)中的氨基羧酸单元的含量相对于聚酰胺(A)的二羧酸单元与二胺单元的合计100摩尔%优选为40摩尔%以下、更优选为20摩尔%以下。
本发明中使用的聚酰胺(A)还可以含有源自封端剂的单元。相对于上述二胺单元,源自封端剂的单元优选为1.0~10摩尔%、更优选为2.0~7.5摩尔%、进一步优选为2.5~6.5摩尔%。源自封端剂的单元处于上述范围时,聚酰胺组合物的成形性优异,所得到的反射板的耐光性、耐热性更优异。
为了使源自封端剂的单元处于上述期望的范围,在聚合原料投料时以封端剂相对于二胺达到上述期望范围的方式进行投料。需要说明的是,考虑到聚合时单体成分的挥发,优选以向所得到的树脂中导入期望量的源自封端剂的单元的方式对聚合原料投料时的封端剂的投料量进行微调。
作为求出聚酰胺(A)中的源自封端剂的单元的方法,可以列举例如:如日本特开平07-228690号公报所示,测定溶液粘度,根据其与数均分子量的关系式算出总末端基量,再从中减去通过滴定求出的氨基量和羧基量的方法;使用1H-NMR,基于二胺单元和源自封端剂的单元各自对应的信号的积分值而求出的方法等。
作为封端剂,可以使用与末端氨基或末端羧基具有反应性的单官能性化合物。具体而言,可以列举:单羧酸、酸酐、单异氰酸酯、单酰卤、单酯类、单醇类、单胺等。从反应性和封端末端的稳定性等观点出发,作为相对于末端氨基的封端剂,优选单羧酸,作为相对于末端羧基的封端剂,优选单胺。另外,从处理的容易度等观点出发,作为封端剂,更优选为单羧酸。
作为用作封端剂的单羧酸,只要是与氨基具有反应性的单羧酸就没有特别限制,可以列举例如:乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、辛酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、特戊酸、异丁酸等脂肪族单羧酸;环戊烷羧酸、环己烷羧酸等脂环式单羧酸;苯甲酸、甲基苯甲酸、α-萘甲酸、β-萘甲酸、甲基萘甲酸、苯乙酸等芳香族单羧酸;它们的任意的混合物等。其中,从反应性、封端末端的稳定性、价格等观点出发,优选为乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、辛酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、苯甲酸。
作为用作封端剂的单胺,只要是与羧基具有反应性的单胺就没有特别限制,可以列举例如:甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、己胺、辛胺、癸胺、硬脂胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺等脂肪族单胺;环己胺、二环己胺等脂环式单胺;苯胺、甲苯胺、二苯胺、萘胺等芳香族单胺;它们的任意的混合物等。其中,从反应性、高沸点、封端末端的稳定性和价格等观点出发,优选为丁胺、己胺、辛胺、癸胺、硬脂胺、环己胺、苯胺。
本发明中使用的聚酰胺(A)可以使用作为制造结晶性聚酰胺的方法而已知的任意方法来制造。例如,可以通过以酰氯和二胺作为原料的溶液聚合法或界面聚合法、以二羧酸和二胺作为原料的熔融聚合法、固相聚合法、熔融挤出聚合法等方法来制造。
聚酰胺(A)可以通过如下所述的方法来制造:例如,首先将二胺、二羧酸以及根据需要的催化剂、封端剂一并添加而制造尼龙盐后,在200~250℃的温度下进行加热聚合而形成预聚物,进一步进行固相聚合或者使用熔融挤出机进行聚合,由此来制造。通过固相聚合进行聚合的最终阶段时,优选在减压下或非活性气体流动下进行,如果聚合温度为200~280℃的范围内,则聚合速度快,生产率优异,能够有效地抑制着色、凝胶化。作为利用熔融挤出机进行聚合的最终阶段时的聚合温度,优选为370℃以下,在所述条件下进行聚合时,能够得到几乎不分解、劣化少的聚酰胺(A)。
作为在制造聚酰胺(A)时能够使用的催化剂,可以列举例如:磷酸、亚磷酸、次磷酸、它们的盐或酯。作为上述盐或酯,可以列举:磷酸、亚磷酸或次磷酸与钾、钠、镁、钒、钙、锌、钴、锰、锡、钨、锗、钛、锑等金属的盐;磷酸、亚磷酸或次磷酸的铵盐;磷酸、亚磷酸或次磷酸的乙酯、异丙酯、丁酯、己酯、异癸酯、十八烷基酯、癸酯、硬脂酯、苯酯等。其中,优选次磷酸钠一水合物或亚磷酸。
聚酰胺(A)在浓硫酸中、30℃的条件下测定的特性粘度优选处于0.60~1.2分升/克的范围、更优选处于0.65~1.1分升/克的范围。使用特性粘度为0.60分升/克以上的聚酰胺(A)时,所得到的反射板的机械物性变得良好。另外,使用特性粘度为1.2分升/克以下的聚酰胺(A)时,成形性良好。
<氧化钛(B)>
从得到具有高的光反射性的LED反射板的观点出发,本发明的聚酰胺组合物含有氧化钛(B)。作为氧化钛(B),可以列举例如:氧化钛(TiO)、三氧化钛(Ti2O3)、二氧化钛(TiO2)等,可以使用它们中的任一种,优选为二氧化钛。另外,作为二氧化钛,没有特别限定,优选为具有金红石型或锐钛矿型晶体结构的二氧化钛,从耐候性、光反射率的观点出发,更优选为具有金红石型晶体结构的二氧化钛。与锐钛矿型相比,具有金红石型晶体结构的二氧化钛为高折射率,因此,与组合物中的其它构成成分(介质)的折射率差也增大。介质与氧化钛的折射率差越大则在其界面处的反射率越高,因此,有利于得到更高的光反射率。
氧化钛(B)的形状没有特别限定,优选为无定形。使用无定形的氧化钛(B)的情况下,所得到的反射板的尺寸变化和尺寸变化的各向异性小,发挥抑制与LED封装体中使用的密封材料的剥离等不良这样的效果。
从得到充分的光反射率的观点出发,氧化钛(B)的平均粒径优选为0.10~0.50μm、更优选为0.15~0.40μm、进一步优选为0.20~0.30μm的范围内。在此,也可以将块状或平均粒径大的氧化钛适当粉碎,根据需要用筛等进行分级,从而达到上述平均粒径后使用。
氧化钛(B)的平均粒径可以通过使用电子显微镜法的图像解析来求出。具体而言,针对使用透射电子显微镜拍摄的1000个以上氧化钛粒子测定长径和短径,将其平均值作为平均粒径。
另外,作为氧化钛(B),为了改善组合物中的分散性也可以使用实施了表面处理的氧化钛。作为表面处理剂,可以列举例如:二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化锡、氧化锑、氧化锌等金属氧化物;硅烷偶联剂、有机硅等有机硅化合物;钛偶联剂等有机钛化合物;有机酸、多元醇等有机物等。
<氧化镁(C)>
本发明的聚酰胺组合物含有氧化镁(C)。由此,将该组合物进行成形而得到的LED反射板能够抑制黄变等变色、白色度的降低,特别是即使暴露于在LED封装体的制造工序或使用环境中所设想的热时,在短期加热后和长期加热后两种情况下光反射率的降低也少,能够维持高的光反射率。对于其原因还不确定,但认为是由于:酚系抗氧化剂捕获因热、光而产生的自由基,此外,氧化镁使所产生的过氧化物稳定、或者后述的磷系抗氧化剂将所产生的过氧化物分解,由此,这些成分协同地有效地将自由基链切断,能够减少因氧化劣化导致的变色。此外,认为还由于:氧化镁还具有与聚酰胺的成为热变色的起点的部位反应而抑制热变色的效果,能够与上述效果协同地抑制变色。
对于氧化镁(C)的平均粒径没有特别限制,从提高各特性的观点出发,优选为0.050~10μm、更优选为0.10~5.0μm、进一步优选为0.20~2.0μm。该平均粒径可以通过与上述同样的方法测定。
对于氧化镁(C)的比表面积也没有特别限制,BET比表面积优选为50m2/g以上、更优选为50~200m2/g、进一步优选为90~160m2/g。氧化镁(C)的BET比表面积为50m2/g以上时,在聚酰胺(A)中的分散性良好,可抑制凝聚,因此,可以得到具有高的光反射率的LED反射板。另外,即使暴露于在LED封装体的制造工序、使用环境下所设想的热时,在短期加热后和长期加热后两种情况下光反射率的降低也少,能够维持更高的光反射率,所得到的LED反射板的机械强度也提高。BET比表面积是依据JIS Z8830:2013测定的值。
另外,作为氧化镁(C),为了提高与聚酰胺(A)的密合性和分散性,可以使用实施了表面处理的氧化镁。作为表面处理剂,可以列举例如:氨基硅烷、环氧硅烷等硅烷偶联剂、有机硅等有机硅化合物;钛偶联剂等有机钛化合物;有机酸、多元醇等有机物等。
<酚系抗氧化剂(D)/磷系抗氧化剂(E)>
本发明的聚酰胺组合物的特征在于,含有酚系抗氧化剂(D)和磷系抗氧化剂(E)。在本发明的聚酰胺组合物中,通过合用酚系抗氧化剂(D)和磷系抗氧化剂(E),可以得到具有高的光反射性、暴露于热或光后也能够维持高的光反射率的LED反射板。聚酰胺组合物仅含有酚系抗氧化剂(D)和磷系抗氧化剂(E)中的任一种的情况下、或者均不含有的情况下,暴露于热或光时光反射率降低,无法抑制短期加热后和长期加热后两种情况下的光反射率的降低。
(酚系抗氧化剂(D))
本发明的聚酰胺组合物通过含有预定的酚系抗氧化剂(D),由此捕获因热或光产生的自由基,能够抑制所得到的LED反射板的光反射率的降低。
从得到上述效果的观点出发,本发明中使用的酚系抗氧化剂(D)的特征在于,在分子中不含4个以上的酚结构。即,本发明中的酚系抗氧化剂(D)只由分子中含有1~3个酚结构的酚系抗氧化剂构成。在LED反射板用聚酰胺组合物中,使用分子中含有4个以上酚结构的酚系抗氧化剂时,短期加热后以及暴露于光时的光反射率降低。
上述“酚结构”优选为下述式(2)所表示的结构。
[化3]
(式(2)中,R21~R23各自独立地为碳原子数1或2的烷基,R24~R26各自独立地为氢原子或碳原子数1~10的烷基。**表示键合部。)
作为本发明中使用的酚系抗氧化剂(D),从得到高的光反射率的观点以及抑制光反射率的降低的观点出发,优选在分子中含有1~3个上述式(2)所表示的结构的酚系抗氧化剂、更优选含有2~3个该结构的酚系抗氧化剂、进一步优选含有2个该结构的酚系抗氧化剂。
上述式(2)中,从抑制光反射率的降低的观点出发,R21~R23所表示的基团优选为甲基,即、-C(R21)(R22)(R23)所表示的基团优选为叔丁基。
从捕获因热或光而产生的自由基后生成的苯氧基自由基的稳定性的观点出发,上述式(2)中R24和R25所表示的基团优选为氢原子或碳原子数1~2的烷基,更优选为氢原子。
从抑制光反射率的降低的观点出发,上述式(2)中R26所表示的基团优选为碳原子数1~7的烷基、更优选为碳原子数1~4的烷基、进一步优选为甲基或叔丁基。
从得到高的光反射率的观点以及抑制光反射率的降低的观点出发,作为具有上述式(2)所表示的结构的酚系抗氧化剂,优选的是:R21~R23所表示的基团全部为甲基、R26所表示的基团为甲基或叔丁基,具体而言更优选为下述式(3)所表示的酚系抗氧化剂。
[化4]
(式(3)中,R31和R32各自独立地表示氢原子或甲基,R33表示甲基或叔丁基,X1表示碳原子数1~20的二价有机基团,Z表示一价~三价的有机基团。n为1~3的整数。)
上述式(3)中,从捕获因热或光而产生的自由基后生成的苯氧基自由基的稳定性的观点出发,R31和R32所表示的基团优选为氢原子,从提高光反射率以及抑制光反射率的降低的观点出发,X1所表示的基团优选为下述式(4)所表示的二价有机基团。
[化5]
(式(4)中,R4表示单键或碳原子数1~17的亚烷基,Y表示氧原子或-NH-所表示的基团中的任一个。***表示与酚结构的键合部。)
上述式(3)所表示的酚系抗氧化剂在n为1时是指Z为一价有机基团、在酚性羟基的邻位具有叔丁基的单官能酚系抗氧化剂(以下,也称为“单官能酚系抗氧化剂”)。
从提高光反射率、抑制光反射率的降低的观点出发,本发明中使用的单官能酚系抗氧化剂中,上述式(4)的Y优选为氧原子,R4优选为单键。另外,上述式(3)的Z优选为碳原子数5~25的烷基、更优选为碳原子数10~20的烷基、进一步优选为碳原子数15~20的烷基、更进一步优选为正十八烷基。
作为上述单官能酚系抗氧化剂,可以列举3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷基酯等。市售品中,可以列举例如:“Adeka Stab AO-50”(商品名、株式会社ADEKA制造)、“IRGANOX 1076”(商品名、BASF JAPAN株式会社制造)等。
上述式(3)所表示的酚系抗氧化剂在n为2时是指Z为二价的有机基团、在酚性羟基的邻位具有叔丁基的二官能酚系抗氧化剂(以下,也称为“二官能酚系抗氧化剂”)。
本发明中使用的二官能酚系抗氧化剂中,R4优选为单键。
上述式(4)的Y为-NH-所表示的基团的情况下,从提高光反射率以及抑制光反射率的降低的观点出发,上述式(3)的Z优选为碳原子数1~10的亚烷基、更优选为碳原子数4~8的亚烷基、进一步优选为碳原子数6的亚烷基。
上述式(4)的Y为氧原子的情况下,从提高光反射率以及抑制光反射率的降低的观点出发,上述式(3)的Z优选为选自由碳原子数1~10的直链或支链的亚烷基、-X2-O-X2-所表示的醚基、-X2-S-X2-所表示的硫醚基以及下述式(5)所表示的在分子内具有源自季戊四醇的螺环骨架的二价有机基团组成的组中的一种以上,更优选为选自由-X2-S-X2-所表示的硫醚基以及下述式(5)所表示的在分子内具有源自季戊四醇的螺环骨架的二价有机基团组成的组中的一种以上,进一步优选为下述式(5)所表示的在分子内具有源自季戊四醇的螺环骨架的二价有机基团。
式(5)的X2优选为碳原子数1~7的直链或支链的亚烷基、更优选为碳原子数2~4的直链或支链的亚烷基、进一步优选为碳原子数4的支链亚丁基。即式(5)优选为下述式(5)’所表示的基团。
[化6]
(式(5)中,X2表示碳原子数1~10的直链或支链的亚烷基。)
[化7]
作为二官能酚系抗氧化剂,可以列举:2,2-硫代二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、N,N’-六亚甲基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺]、三乙二醇双(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、六亚甲基双(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯)、3,9-双[1,1-二甲基-2-[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷。市售品中,可以列举例如:“IRGANOX1035”、“IRGANOX1098”、“IRGANOX245”、“IRGANOX259”(商品名、均为BASF JAPAN株式会社制造)、“Adeka Stab AO-80”(商品名、株式会社ADEKA制造)、“Sumilizer GA-80”(商品名、住友化学株式会社制造)等。
上述式(3)所表示的酚系抗氧化剂在n为3时是指Z为三价的有机基团、在酚性羟基的邻位具有叔丁基的三官能酚系抗氧化剂(以下,也称为“三官能酚系抗氧化剂”)。
作为上述三官能酚系抗氧化剂,可以列举:三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯等。市售品中,可以列举例如:“Adeka Stab AO-20”(商品名、株式会社ADEKA制造)等。
上述之中,从得到本发明效果的观点出发,作为酚系抗氧化剂(D),优选为选自由N’-六亚甲基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺](IRGANOX1098)和3,9-双[1,1-二甲基-2-[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷(Sumilizer GA-80)组成的组中的至少一种,更优选为N,N’-六亚甲基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺]。
(磷系抗氧化剂(E))
本发明的聚酰胺组合物通过含有磷系抗氧化剂(E),能够将因热或光而产生的过氧化物分解,能够抑制所得到的反射板的光反射率的降低。
作为本发明中使用的磷系抗氧化剂(E),可以列举亚磷酸酯、亚膦酸酯和氧杂磷杂菲氧化物等。
作为上述亚磷酸酯,可以列举:亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三[2-叔丁基-4-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯硫基)-5-甲基苯基]酯、亚磷酸三(癸基)酯、亚磷酸辛基二苯基酯、亚磷酸二(癸基)单苯基酯、二(十三烷基)季戊四醇二亚磷酸酯、二(壬基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4,6-三叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、四(十三烷基)异丙叉基二苯酚二亚磷酸酯、四(十三烷基)-4,4’正丁叉基双(2-叔丁基-5-甲基苯酚)二亚磷酸酯、六(十三烷基)-1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷三亚磷酸酯、2,2’-亚甲基双(4,6-叔丁基苯基)-2-乙基己基亚磷酸酯、2,2’-亚甲基双(4,6-叔丁基苯基)-十八烷基亚磷酸酯、2,2’-乙叉基双(4,6-二叔丁基苯基)氟代亚磷酸酯等。
作为上述亚膦酸酯,可以列举:四(2,4-二叔丁基苯基)亚联苯二亚膦酸酯等。
另外,作为上述氧杂磷杂菲氧化物,可以列举:9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、10-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、10-癸氧基-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物等。
从得到本发明效果的观点出发,磷系抗氧化剂(E)优选在分子中含有3个以上下述式(1)所表示的结构、更优选为选自由在分子中含有3个以上下述式(1)所表示的结构的亚磷酸酯及亚膦酸酯组成的组中的至少一种。
[化8]
(式(1)中,R11~R13各自独立地为碳原子数1或2的烷基,R14~R17各自独立地为氢原子或碳原子数1~10的烷基。*表示与磷原子的键合部。)
从抑制光反射率的降低的观点出发,上述式(1)中R11~R13所表示的基团优选为甲基,即、-C(R11)(R12)(R13)所表示的基团优选为叔丁基。
上述式(1)中,R15所表示的基团优选为碳原子数3~7的仲烷基或叔烷基、更优选为碳原子数4或5的叔烷基、进一步优选为叔丁基。
从减少空间位阻、提高与因热或光而产生的过氧化物的反应性的观点出发,上述式(1)中R14和R16所表示的基团各自独立地优选为氢原子或碳原子数1~2的烷基、更优选为氢原子。
从减少空间位阻、提高与因热或光而产生的过氧化物的反应性的观点出发,上述式(1)中R17所表示的基团优选为氢原子或碳原子数1~7的烷基、更优选为氢原子。
从抑制光反射率的降低的观点出发,作为磷系抗氧化剂(E),进一步优选为选自由下述通式(6)~(7)所表示的磷系抗氧化剂组成的组中的至少一种。
[化9]
(式(6)中,R61、R63和R64各自独立地为氢原子或甲基,R62为碳原子数1~10的烷基。)
上述式(6)中,R62所表示的基团优选为碳原子数3~7的仲烷基或叔烷基、进一步优选为碳原子数4或5的叔烷基、更进一步优选为叔丁基。
从减少空间位阻、提高与因热或光而产生的过氧化物的反应性的观点出发,上述式(6)中R61、R63、R64所表示的基团优选为氢原子。
作为上述式(6)所表示的磷系抗氧化剂,优选为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。市售品中,可以列举例如:“IRGAFOS168”(商品名、BASF Japan株式会社制造)等。
[化10]
(式(7)中,R71、R73、R74、R75、R77和R78各自独立地表示氢原子或甲基,R72和R76各自独立地表示碳原子数1~10的烷基。X3表示单键、-O-、-S-、-SO2-或碳原子数1~10的二价有机基团。)
上述式(7)中,R72和R76所表示的基团更优选为碳原子数3~7的仲烷基或叔烷基、进一步优选为碳原子数4或5的叔烷基、更进一步优选为叔丁基。
上述式(7)中,R71、R73、R74、R75、R77和R78所表示的基团优选为氢原子。
上述式(7)中,X3优选为单键。
作为上述式(7)所表示的磷系抗氧化剂,可以列举:亚膦酸四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-亚联苯酯、亚膦酸四(2,4-二叔丁基-5-甲基苯基)-4,4’-亚联苯酯等,从提高光反射率以及抑制光反射率的降低的观点出发,优选为亚膦酸四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-亚联苯酯。
市售品中,可以列举例如:“Hostanox P-EPQ”(商品名、Clariant Japan株式会社制造)、“GSY-P101”(商品名、堺化学工业株式会社)等。
这些磷系抗氧化剂可以单独或组合两种以上使用。
作为磷系抗氧化剂(E),从抑制光反射率的降低的观点出发,优选为选自由亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(IRGAFOS168)和亚膦酸四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-亚联苯酯(Hostanox P-EPQ)组成的组中的至少一种,更优选为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。
从提高光反射率以及抑制因热和光导致的光反射率的降低的观点出发,酚系抗氧化剂(D)与磷系抗氧化剂(E)的适当组合优选为选自由N,N’-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酰胺)(IRGANOX 1098)和3,9-双[1,1-二甲基-2-[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷(Sumilizer GA-80)组成的组中的至少一种酚系抗氧化剂(D)、与选自由亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(IRGAFOS168)和亚膦酸四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-亚联苯酯(Hostanox P-EPQ)组成的组中的至少一种磷系抗氧化剂(E)的组合,更优选为N,N’-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酰胺)与亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的组合。
<增强材料(F)>
从提高成形性、机械特性的观点出发,本发明的聚酰胺组合物可以进一步含有增强材料(F)。
作为增强材料(F),可以使用具有纤维状、平板状、针状、粉末状、十字状等各种形态的增强材料。具体而言,可以列举:玻璃纤维、碳纤维、芳酰胺纤维、液晶聚合物(LCP)纤维、金属纤维等纤维状填充剂;云母等平板状填充剂;钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、碳酸钙晶须、硫酸镁晶须、硅灰石、海泡石、硬硅钙石、氧化锌晶须等针状填充剂;二氧化硅、氧化铝、碳酸钡、碳酸镁、氮化铝、氮化硼、钛酸钾、硅酸铝(高岭土、粘土、叶腊石、膨润土)、硅酸钙、硅酸镁(绿坡缕石)、硼酸铝、硫酸钙、硫酸钡、硫酸镁、石棉、玻璃微珠、石墨、碳纳米管、碳化硅、绢云母、水滑石、二硫化钼、酚醛树脂粒子、交联苯乙烯系树脂粒子、交联丙烯酸类树脂粒子等粉末状填充剂等。这些增强材料既可以单独使用一种也可以合用两种以上。
出于提高在聚酰胺(A)中的分散性的目的或者出于提高与聚酰胺(A)的粘接性的目的,这些增强材料(F)的表面可以利用硅烷偶联剂、钛偶联剂、丙烯酸系树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂等高分子化合物或者其他低分子化合物进行表面处理。
上述增强材料(F)中,由于为低成本且可以得到机械强度高的成形品,因此优选为选自由纤维状填充剂和针状填充剂组成的组中的至少一种。从高强度、低成本的观点出发,增强材料(F)优选为玻璃纤维,从得到表面平滑性高的成形品的观点出发,优选为针状填充剂。特别是从保持白色度的观点出发,作为增强材料(F),可以优选地使用选自由玻璃纤维、硅灰石、钛酸钾晶须、碳酸钙晶须和硼酸铝晶须组成的组中的至少一种,可以更优选地使用选自由玻璃纤维和硅灰石组成的组中的至少一种。
玻璃纤维的平均纤维长度优选为1~10mm、更优选为1~7mm、进一步优选为2~4mm。另外,从得到机械强度的观点出发,玻璃纤维的平均纤维径优选为6~20μm、更优选为6~15μm。
从得到机械强度的观点出发,硅灰石的平均纵横比优选为3以上、更优选为5以上、进一步优选为10以上。另外,硅灰石的平均纤维径优选为0.1~15μm、更优选为2.0~7.0μm。
上述平均纤维长度、平均纤维径和平均纵横比可以通过与上述氧化钛(B)的平均粒径的测定同样的方法利用使用了电子显微镜法的图像解析来求出。
<光稳定剂(G)>
以防止暴露于在LED封装体的制造工序、使用环境中所设想的热和光时的变色、抑制光反射率的降低为目的,本发明的聚酰胺组合物可以进一步含有光稳定剂(G)。
作为光稳定剂(G),可以列举:二苯甲酮系化合物、水杨酸酯系化合物、苯并三唑系化合物、丙烯腈系化合物、其它共轭系化合物等具有紫外线吸收效果的化合物、受阻胺系化合物等具有自由基捕获能力的化合物等。特别是,从与聚酰胺(A)的亲和性高、耐热性也优异的观点出发,优选在分子内具有酰胺键的化合物。另外,将具有紫外线吸收效果的化合物与具有自由基捕获能力的化合物合用时,表现出更高的稳定化效果,因此优选。这些光稳定剂也可以合用两种以上来使用。
在本发明的聚酰胺组合物中可以配合结晶成核剂。作为结晶成核剂,可以列举滑石、炭黑等。滑石的平均粒径优选为1~10μm。该平均粒径可以通过与上述同样的方法进行测定。结晶成核剂的配合量相对于聚酰胺组合物整体的质量优选为0.05~1.0质量%。
在本发明的聚酰胺组合物中可以配合具有长链脂肪族烃结构的化合物作为脱模剂。具体而言,可以例示出硬脂酸、褐煤酸等高级脂肪酸的钙等金属盐或酯、聚乙烯蜡或聚丙烯蜡等。
此外,在本发明的聚酰胺组合物中还可以配合油溶黑或其它有机系或无机系的着色剂;抗静电剂;增塑剂;润滑剂等其它成分。在本发明的聚酰胺组合物中配合其它成分的情况下,其量相对于本发明的聚酰胺组合物整体的质量优选为5质量%以下。
<聚酰胺组合物中的各成分的含量>
本发明的聚酰胺组合物中的聚酰胺(A)的含量优选为30质量%以上、更优选为35质量%以上、进一步优选为40质量%以上。聚酰胺(A)的含量为30质量%以上时,容易成形成LED反射板,并且所得到的LED反射板的耐热性、机械特性良好。另外,从所得到的反射板的机械物性、高反射率特性的观点出发,本发明的聚酰胺组合物中的聚酰胺(A)的含量优选为80质量%以下、更优选为70质量%以下、进一步优选为60质量%以下。
本发明的聚酰胺组合物中的氧化钛(B)的含量相对于聚酰胺(A)100质量份为10~100质量份、优选为20~92.5质量份、更优选为30~85质量份、进一步优选为50~85质量份。聚酰胺组合物中的氧化钛(B)的含量相对于聚酰胺(A)100质量份小于10质量份时,由该组合物得到的LED反射板无法得到充分的光反射率。另外,聚酰胺组合物中的氧化钛(B)的含量相对于聚酰胺(A)100质量份超过100质量份时,所得到的LED反射板的光反射率降低,并且耐热性、机械特性也差。
本发明的聚酰胺组合物中的氧化镁(C)的含量相对于聚酰胺(A)100质量份为0.50~15.0质量份、优选为0.60~10.0质量份、更优选为0.80~5.0质量份。聚酰胺组合物中的氧化镁(C)的含量相对于聚酰胺(A)100质量份小于0.50质量份时,无法抑制上述热变色。另外,聚酰胺组合物中的氧化镁(C)的含量相对于聚酰胺(A)100质量份超过15.0质量份时,成形性降低。
本发明的聚酰胺组合物中的酚系抗氧化剂(D)的含量相对于聚酰胺(A)100质量份为0.10~0.80质量份、优选为0.10~0.70质量份、更优选为0.13~0.60质量份。聚酰胺组合物中的酚系抗氧化剂(D)的含量相对于聚酰胺(A)100质量份小于0.10质量份时,暴露于热或光时的光反射率降低。另外,聚酰胺组合物中的酚系抗氧化剂(D)的含量相对于聚酰胺(A)100质量份超过0.80质量份时,长期加热后的光反射率降低。
另外,从得到本发明效果的观点出发,本发明的聚酰胺组合物中的酚系抗氧化剂(D)相对于磷系抗氧化剂(E)的质量比[(D)成分/(E)成分]满足下述式(I)。
0.25≤质量比[(D)成分/(E)成分]≤3.0 (I)
该质量比小于0.25时,尤其是短期加热后的光反射率降低,另外,超过3.0时,尤其是长期加热后的光反射率降低。
从上述观点出发,该质量比[(D)成分/(E)成分]优选为0.30以上、更优选为0.50以上、进一步优选为0.80以上,优选为2.5以下、更优选为2.0以下、进一步优选为1.5以下、更进一步优选为1.3以下、更进一步优选为1.2以下。
但是,本发明的聚酰胺组合物中的酚系抗氧化剂(D)和磷系抗氧化剂(E)的总含量优选相对于聚酰胺(A)100质量份为1.5质量份以下、更优选为1.0质量份以下。如果该总含量为1.5质量份以下,则在聚酰胺组合物的成形时所产生的气体量少,因此,能够避免在成形品表面产生气体残留而残留有气体烧焦的痕迹、或者在加热时或光处理时发生变色这样的不良。
需要说明的是,从短期加热后和长期加热后两种情况下进一步抑制光反射率的降低的观点出发,本发明的聚酰胺组合物中的氧化镁(C)相对于磷系抗氧化剂(E)的质量比[(C)成分/(E)成分]优选为1.0以上、更优选为4.0以上,另外,优选为100以下、更优选为60以下、进一步优选为50以下、更进一步优选为30以下。
从适度地提高成形性、机械特性的观点出发,含有增强材料(F)的情况下,其配合量相对于本发明的聚酰胺组合物中的聚酰胺(A)100质量份优选为5~80质量份、更优选为10~60质量份、进一步优选为15~40质量份。另外,从得到本发明效果的观点出发,增强材料(F)的配合量优选相对于本发明的聚酰胺组合物整体的质量为80质量%以下的范围、更优选为60质量%以下的范围、进一步优选为40质量%以下的范围、更进一步优选为30质量%以下的范围。
含有光稳定剂(G)的情况下,如果考虑防止本发明的聚酰胺组合物的变色和抑制光反射率的降低的效果和不使制造成本过度地增大这样的观点,其配合量相对于本发明的聚酰胺组合物中的聚酰胺(A)100质量份优选为0.05~2.0质量份、更优选为0.10~1.0质量份、进一步优选为0.10~0.50质量份。
本发明的聚酰胺组合物可以通过按照公知的方法将上述各构成成分混合由此来制备。可以列举例如:在聚酰胺(A)的缩聚反应时添加各成分的方法、将聚酰胺(A)与其它成分进行干混的方法、利用挤出机将各构成成分进行熔融混炼的方法等。这些方法中,利用挤出机将各构成成分进行熔融混炼的方法由于操作容易、可得到均匀的组合物等,因此优选。此时所使用的挤出机优选为双螺杆型挤出机,作为熔融混炼温度,优选为从比聚酰胺(A)的熔点高5℃的温度到370℃以下的范围内。
本发明的聚酰胺组合物的成形性良好,通过注塑成形、挤出成形、加压成形、吹塑成形、压延成形、流延成形等通常对热塑性树脂组合物使用的成形方法来成形出LED反射板。另外,也可以采用将上述成形方法组合而成的成形方法。特别是,在成形的容易度、量产性、成本等方面,优选注塑成形。另外,也可以将本发明的聚酰胺组合物与其它聚合物进行复合成形。此外,还可以将本发明的聚酰胺组合物与包含金属的成形体、布帛等进行复合化。
[LED反射板]
本发明的LED反射板通过将上述本发明的聚酰胺组合物进行成形而得到。该反射板即使暴露于在LED封装体的制造工序、使用环境下所设想的热时,在短期加热后和长期加热后两种情况下光反射率的降低也少,能够维持高反射率。
本发明的LED反射板能够适合用作例如背光光源、照明、汽车的各种灯等中使用的LED反射板。特别是,能够适合用作与表面安装相对应的LED用的反射板。
本发明的LED反射板的特征在于,基于分光光度计得到的波长460nm的光的反射率在短期加热后、长期加热后均保持高水准。例如相对于聚酰胺(A)100质量份而氧化钛(B)的含量为69质量份的情况下,自在170℃加热5小时后的初始反射率起的反射率的降低量优选为5%以下、更优选为4.5%以下、进一步优选为4%以下、更进一步优选为3%以下。另外,自在120℃加热1000小时后的初始反射率起的反射率的降低量优选为9.9%以下、更优选为9.5%以下、进一步优选为9.0%以下。
此外,本发明的LED反射板的基于分光光度计得到的波长460nm的光的反射率在光照射后也保持高水准。例如相对于聚酰胺(A)100质量份而氧化钛(B)的含量为69质量份、光稳定剂(G)的含量为0.17质量份的情况下,自在紫外线照射720小时后的初始反射率起的反射率的降低量优选为9.0%以下、更优选为8.5%以下、进一步优选为8.0%以下。
本发明的LED反射板的基于分光光度计得到的波长460nm的光的初始反射率优选为93.0%以上、更优选为95.0%以上、进一步优选为97.0%以上。
需要说明的是,基于分光光度计得到的各光反射率以及各反射率的降低量可以通过实施例所记载的方法进行测定。
本发明的LED反射板可以用于发光装置,该发光装置为长寿命。
[发光装置]
本发明的发光装置的特征在于,具备上述本发明的LED反射板。作为本发明的发光装置的例子,可以列举背光光源、照明用光源、汽车的各种灯的光源等。
图1中示出本发明的发光装置的代表性构成的一例。图1是示意性地示出SMD(表面安装器件,surface mounted device)型的发光装置(LED装置)1的图。发光装置1中,在由基板20和反射器(壳体)30形成的封装体状部50中配置有半导体发光元件10,在封装体状部50中填充有密封部件40(透光性的树脂)。
以下,对本发明的发光装置的各要素进行说明。本发明的发光装置并非限定于以下的要素。
<半导体发光元件>
半导体发光元件10可以适当地使用在500nm以下的波长区域具有发光峰波长的半导体发光元件。不限于具有单一发光峰的半导体发光元件,也可以使用具有多个发光峰的半导体发光元件。需要说明的是,具有多个发光峰的情况下,也可以在大于500nm的波长区域中具有1个或2个以上的发光峰。另外,还可以使用在可见光的长波长区域(501nm~780nm)中具有发光峰的半导体发光元件。
半导体发光元件10的构成只要具备上述波长特性就没有特别限定。例如可以使用将GaAlN、ZnS、ZnSe、SiC、GaP、GaAlAs、AlN、InN、AlInGaP、InGaN、GaN、AlInGaN等半导体作为发光层而形成的半导体发光元件。
另外,发光层也可以含有任意的掺杂剂。
半导体发光元件10可以适当使用多个。例如,可以使用能发绿色系光的发光元件2个、能发蓝色系光和红色系光的发光元件各1个。
半导体发光元件10连接于基板20的连接方法没有特别限制,可以使用导电性的环氧粘接剂或硅酮粘接剂。此外,为了将由半导体元件产生的热高效地传递至基板,可以使用低熔点的金属。例如,可以示出Sn/Ag/Cu(熔点为220度)、Sn/Au(熔点为282度)等。
<封装体>
封装体是搭载有半导体发光元件10的部件,部分或全部由上述本发明的LED反射板形成。封装体可以由单一部件构成,也可以将多个部件组合而构成。
封装体优选具有凹部(杯状部)。作为封装体的1个例子,可以列举将反射器(壳体)和基板组合而成的封装体,例如,在图1中,为了形成凹部(杯状部),在基板20上粘接期望形状的反射器(壳体)30而构成封装体。基板20和反射器30由将上述聚酰胺组合物成形而成的本发明的LED反射板形成。也可以是基板20和反射器30中仅一者由本发明的LED反射板形成。如此,使用多个本发明的LED反射板的情况下,也可以组合使用通过改变聚酰胺组合物的组成来形成LED反射板而得到的特性不同的LED反射板。作为其它例子,可以列举将上述聚酰胺组合物以一个面侧形成有凹部(杯状部)的方式进行成形、并使封装体由1个LED反射板形成的构成。此外,作为其它例子,还可以使用仅由平板状的LED反射板构成的封装体作为封装体。
封装体中形成的凹部(杯状部)是指具有底部和侧面部、且由如下空间形成的部分,所述空间具有如下形状,即:垂直于光轴的方向的截面面积从该底部向发光装置的光提取方向连续地或阶段性地增加的形状。在满足所述条件的范围内,对底部和侧面部的形状没有特别限定。
<密封部件>
密封部件40是以包覆半导体发光元件10的形式形成的部件,主要是出于保护半导体发光元件10以免于外部环境的影响的目的而具备的。
以保护半导体发光元件10、配线为目的,密封部件40中可以使用透明热固性树脂。作为透明热固性树脂,可以例示出含有环氧或硅酮的热固性树脂。硅酮根据封装体的要求特性可以使用树脂类型、橡胶类型、凝胶类型。另外,为了提高反射器30与密封部件40的密合性,可以利用氩等稀有气体的等离子体对反射器30进行处理。
也可以设置密封部件40使得由不同材料制成的多个层层叠在半导体发光元件10上而形成。
密封部件40也可以含有荧光体。通过使用荧光体,可以将来自半导体发光元件10的光的一部分转换为波长不同的光,从而使发光装置的发光色变化或者进行修正。
荧光体只要能够利用来自半导体发光元件10的光进行激发就可以使用任意的荧光体。例如,可以优选使用选自由主要利用Eu、Ce等镧系元素赋予活性的氮化物荧光体、氧氮化物系荧光体、赛隆系荧光体;主要利用Eu等镧系或Mn等过渡金属系的元素活化的碱土金属铝酸盐荧光体、碱土类硅酸盐、碱土类硫化物、碱土类硫代镓酸盐、碱土类氮化硅、锗酸盐;主要利用Ce等镧系元素赋予活性的稀土类铝酸盐、稀土类硅酸盐;或者主要利用Eu等镧系元素赋予活性的有机化合物和有机络合物等组成的组中的至少一种。
另外,密封部件40中也可以组合含有多种荧光体。这种情况下,也可以组合使用被来自半导体发光元件10的光激发而发光的荧光体以及被来自该荧光体的光激发而发光的荧光体。
通过使密封部件40中含有二氧化钛、氧化锌等光扩散体,还可以促进密封部件40内的光的扩散而减少发光不均。
图1的发光装置1例如如下所述来制造。首先,在作为本发明的LED反射板的基板20上配置作为本发明的LED反射板的反射器30。接着,安装半导体发光元件10,用引线连接半导体发光元件10的电极与基板20上的配线图案。接着,准备由主剂和固化剂组成的液态硅酮密封剂,灌封入杯状部中。在该状态下加热至约150℃,从而使硅酮密封剂热固化。然后,使其在空气中散热。
图2中示出由其它构成形成的本发明的发光装置2的示意图。在图2中,对与发光装置1相同的要素赋予相同的符号。在发光装置2中,使用引线框80代替基板,在引线框80上安装有半导体发光元件10。其它构成与发光装置1同样。
图3中示出由其它构成形成的本发明的发光装置3的示意图。在图3中,对与发光装置1相同的要素赋予相同的符号。在发光装置3中,可以使用作为本发明的LED反射板的基板70。基板70中实施有期望的配线71。另外,可以不使用壳体(反射器),如图示那样,在安装半导体发光元件10后利用使用了期望模具的模具成形来形成密封部件60。另外,也可以预先准备成形为期望形状的密封部件60,将其以包覆半导体发光元件10的方式粘接于基板70。
以上,针对作为本发明的构成例的SMD型的发光装置进行了说明,但本发明也可以应用于在具有杯状部的引线框上安装发光元件并将发光元件和引线框的一部分用密封部件包覆而成的所谓的炮弹型发光二极管中。另外,还可以应用于将发光元件以所谓的倒装芯片的形式安装在基板或引线框上而成的倒装芯片型的发光装置中。
实施例
下面,使用实施例和比较例对本发明更详细地进行说明,但本发明并非限定于下述实施例。
需要说明的是,实施例和比较例中的各评价按照如下所示的方法进行。
(熔点)
对于聚酰胺的熔点,使用METTLER TOLEDO株式会社制造的差示扫描量热分析装置“DSC822”在氮气氛下从30℃以10℃/分钟的速度向360℃升温,将此时出现的熔化峰的峰温度设定为熔点(℃)。需要说明的是,熔化峰存在多个时,将最高温侧的熔化峰的峰温度设定为熔点。
(特性粘度[η])
在浓硫酸中,于30℃测定0.05、0.1、0.2、0.4g/dl的浓度的试样的特性粘度(ηinh),将其外插于浓度0而得的值作为特性粘度[η]。
ηinh=[ln(t1/t0)]/c
[式中,ηinh表示特性粘度(分升/克),t0表示溶剂的流下时间(秒),t1表示试样溶液的流下时间(秒),c表示溶液中的试样的浓度(g/dl)。]
(初始反射率)
使用由各实施例和比较例得到的聚酰胺组合物,以比聚酰胺的熔点高约20℃的料筒温度进行注塑成形(模具温度:140℃),制作出厚度1mm、宽度40mm、长度100mm的试验片,利用株式会社日立制作所制造的分光光度计(U-4000)求出试验片在460nm的波长下的反射率。
(短期加热后的反射率降低量)
使用由各实施例和比较例得到的聚酰胺组合物,以比聚酰胺的熔点高约20℃的料筒温度进行注塑成形(模具温度:140℃),制作出厚度1mm、宽度40mm、长度100mm的试验片。将该试验片在热风干燥机中于170℃进行5小时加热处理。利用株式会社日立制作所制分光光度计(U-4000)求出加热处理后的试验片在460nm的波长下的反射率。
短期加热后的反射率降低量(%)=(初始反射率(%))-(在170℃进行5小时加热处理后的反射率(%))
(长期加热后的反射率降低量)
使用由各实施例和比较例得到的聚酰胺组合物,以比聚酰胺的熔点高约20℃的料筒温度进行注塑成形(模具温度:140℃),制作出厚度1mm、宽度40mm、长度100mm的试验片。将该试验片在热风干燥机中于120℃进行1000小时加热处理。利用株式会社日立制作所制分光光度计(U-4000)求出加热处理后的试验片在460nm的波长下的反射率。
长期加热后的反射率降低量(%)=(初始反射率(%))-(在120℃进行1000小时加热处理后的反射率(%))
(加热后评价)
按照下述基准对实施例1~12、比较例1~12(使用二氧化钛的含量相对于聚酰胺100质量份为69质量份的聚酰胺组合物)中的加热后的光反射率进行判定。
A:短期加热后的反射率降低量为4.0%以下、并且长期加热后的反射率降低量为9.0%以下
B:短期加热后的反射率降低量为4.5%以下、并且长期加热后的反射率降低量为9.5%以下(除A评价以外)
C:上述以外
(光照射后的反射率降低量)
使用由各实施例和比较例得到的聚酰胺组合物,以比聚酰胺的熔点高约20℃的料筒温度进行注塑成形(模具温度:140℃),制作出厚度1mm、宽度40mm、长度100mm的试验片。将该试验片设置于具备KF-1滤光器(DIPRA·WINTES株式会社制)的耐光性试验装置(DIPRA·WINTES株式会社制造的ス一パ一ウ彳ン·ミニ)的、自上部石英玻璃面起25cm的距离,进行720小时的光照射。需要说明的是,设置有试验片的位置处的300~400nm的波长下的照度为10mW/cm2。利用株式会社日立制作所制造的分光光度计(U-4000)求出光照射后的试验片在460nm的波长下的反射率。
光照射后的反射率降低量(%)=(初始反射率(%))-(720小时光照射后的反射率(%))
(成形性)
在比聚酰胺的熔点高约20℃的料筒温度下以750kg的注射压力进行注塑成形(模具温度:140℃),利用厚度0.5mm、宽度40mm的棒流(Bar Flow)模具制作出试验片。对所制作的5根试验片的流动长度Ln(mm)的平均值进行测定,进行成形性的评价。对于流动长度短的材料而言,实际产品中与未填充相伴的不良率升高。
A:(L1+L2+L3+L4+L5)/5≥45
B:45>(L1+L2+L3+L4+L5)/5≥40
制造例1(聚酰胺PA1的制造)
向内容积40L的高压釜中加入对苯二甲酸7882.0g、1,9-壬二胺:2-甲基-1,8-辛二胺=85∶15(摩尔比)的二胺混合物7742.9g、作为封端剂的苯甲酸358.4g、次磷酸钠一水合物16.0g以及蒸馏水4L,进行氮气置换。用时2小时将内部温度升温至200℃。此时,高压釜升压至2MPa。然后,内部温度保持于215℃,一边缓慢地放出水蒸气使压力保持于2MPa一边反应2小时。接着,用时30分钟将压力降至1.2MPa,得到预聚物。将该预聚物粉碎至6mm以下的大小,在120℃、减压下干燥12小时。将其在温度230℃、压力13.3Pa的条件下进行10小时固相聚合,得到熔点306℃、特性粘度[η]=0.78分升/克的聚酰胺PA1。
实施例1~20、比较例1~18
以表中所示的配合量(质量份)利用筛分机将聚酰胺(A)、氧化钛(B)、氧化镁(C)、酚系抗氧化剂(D)、磷系抗氧化剂(E)及其它成分进行干混。将所得到的混合物利用塑料光学研究所制造的双螺杆型挤出机(螺杆径L/D=32、转速150rpm、喷出量10kg/h)在比所使用的聚酰胺的熔点高10~30℃的温度下进行熔融混炼,以颗粒状挤出而制备出聚酰胺组合物。使用所得到的聚酰胺组合物,按照上述方法制作出预定形状的试验片,对各种物性进行评价。将结果示于下表中。
[表1]
[表2]
比较例12中,成形时的释气多,在注塑成形品中产生气体烧焦。[表3]
[表4]
表4
表中所示的成分如下所述。
[聚酰胺(A)]
·制造例1中得到的聚酰胺PA1
[氧化钛(B)]
·石原产业株式会社制造、“夕ィぺ一クCR-90”(二氧化钛:平均粒径0.25μm)
[氧化镁(C)]
·协和化学工业株式会社制造、“MF-150”(氧化镁:平均粒径0.71μm、BET比表面积150m2/g)
[酚系抗氧化剂(D)]
·住友化学株式会社制造、“Sumilizer GA-80”(3,9-双[1,1-二甲基-2-[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷)
[化11]
·BASF JAPAN株式会社制造、“IRGANOX1098”(N,N’-六亚甲基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺])
[化12]
[除(D)以外的酚系抗氧化剂]
·Clariant Japan株式会社制造、“Hostanox03”(乙二醇双[3,3-双(3-叔丁基-4-羟基苯基)丁酸酯])
[化13]
·Clariant Japan株式会社制造、“Hostanox0310”(“Hostanox03”与下述“IRGANOX1010”(季戊四醇-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯])的1:1熔融混合物)
[化14]
[磷系抗氧化剂(E)]
·BASF JAPAN株式会社制造、“IRGAFOS168”(亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯)
[化15]
·Clariant Japan株式会社制造、“Hostanox P-EPQ”(亚膦酸四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-亚联苯酯)
[化16]
[增强材料(F)]
·日东纺织株式会社制造、“CS3J256S”(玻璃纤维平均纤维径11μm、平均纤维长度3mm)
·Kinseimatec株式会社制造、“SH-1250”(硅灰石:长纤维状、平均纤维径4.5μm、平均纵横比13)
[光稳定剂(G)]
·Clariant Japan株式会社制造、“ナイロス夕ブS-EED”(N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺)
[其它成分]
·脱模剂:聚丙烯一般类型(三井化学株式会社制造、“ハィワツクスNP055”)
·成核剂:滑石(富士滑石工业株式会社制造、“夕ルクML112”)
根据实施例和比较例的结果明确可知:缺少氧化镁(C)、特定的酚系抗氧化剂(D)、磷系抗氧化剂(E)中任一者则无法发挥本发明效果。
另外,如表所示,可知:将本发明的聚酰胺组合物进行成形而得到的LED反射板具有高的光反射率,即使暴露于在LED封装体的制造工序、使用环境下所设想的热时,短期加热后和长期加热后两种情况下光反射率的降低也少,能够维持高的光反射率。
产业上的可利用性
将本发明的LED反射板用聚酰胺组合物进行成形而得到的反射板具有高的光反射率,即使暴露于在LED封装体的制造工序、使用环境中所设想的热时,短期加热后和长期加热后两种情况下光反射率的降低也少,能够维持高的光反射率。因此,具备该反射板的发光装置为长寿命。另外,本发明的LED反射板用聚酰胺组合物的成形性也优异。
符号说明
1、2、3 发光装置
10 半导体发光元件
20 基板
30 反射器(壳体)
40 密封部件
50 封装体状部
60 密封部件
70 基板
71 配线
80 引线框
Claims (12)
1.一种LED反射板用聚酰胺组合物,其中,
该聚酰胺组合物含有聚酰胺(A)、氧化钛(B)、氧化镁(C)、酚系抗氧化剂(D)和磷系抗氧化剂(E),
该聚酰胺(A)是具有二羧酸单元和二胺单元的熔点为280℃以上的聚酰胺,所述二羧酸单元含有50摩尔%以上的对苯二甲酸单元,
该酚系抗氧化剂(D)在分子中不含4个以上的酚结构,
相对于聚酰胺(A)100质量份,氧化钛(B)的含量为10~100质量份、氧化镁(C)的含量为0.50~15.0质量份、酚系抗氧化剂(D)的含量为0.10~0.70质量份,
并且,磷系抗氧化剂(E)的含量满足下述式(I),
0.25≤(D)成分/(E)成分≤3.0(I),
所述(D)成分/(E)成分为质量比。
2.如权利要求1所述的组合物,其中,所述聚酰胺(A)具有的所述二胺单元含有50摩尔%以上的碳数4~18的脂肪族二胺单元。
3.如权利要求2所述的组合物,其中,所述脂肪族二胺单元为选自由1,9-壬二胺单元和2-甲基-1,8-辛二胺单元组成的组中的至少一种。
6.如权利要求5所述的组合物,其中,所述式(2)中,R21~R23所表示的基团全部为甲基,R26所表示的基团为甲基或叔丁基。
7.如权利要求1~3中任一项所述的组合物,其中,所述聚酰胺(A)的含量为30质量%以上、80质量%以下。
8.如权利要求1~3中任一项所述的组合物,其中,所述氧化镁(C)的BET比表面积为50m2/g以上。
9.如权利要求1~3中任一项所述的组合物,其中,还含有增强材料(F)。
10.如权利要求1~3中任一项所述的组合物,其中,还含有光稳定剂(G)。
11.一种LED反射板,其是将权利要求1~10中任一项所述的组合物进行成形而得到的。
12.一种发光装置,其具备权利要求11所述的LED反射板。
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