CN109312149B - 聚碳酸酯树脂组合物和使用该聚碳酸酯树脂组合物的光学模制品 - Google Patents
聚碳酸酯树脂组合物和使用该聚碳酸酯树脂组合物的光学模制品 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种聚碳酸酯树脂组合物和包含该聚碳酸酯树脂组合物的光学模制品。根据本发明的聚碳酸酯树脂组合物在透光率和颜色稳定性方面优异,从而可以确保高的透明度,并且还可以提高聚碳酸酯树脂的稳定性。
Description
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年10月31日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2016-0142889和于2017年10月17日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2017-0134732的优先权和权益,这两项申请的公开内容通过引用全部并入本说明书中。
本发明涉及一种聚碳酸酯树脂组合物和包含该聚碳酸酯树脂组合物的光学模制品,所述聚碳酸酯树脂组合物能够具有优异的透光率和颜色稳定性,从而确保高的透明度,并且还提高聚碳酸酯树脂的稳定性。
背景技术
近来,随着液晶显示装置变得更薄和更大,用于它们的部件的厚度变得越来越薄。液晶显示器(“LCD”)配备有背光源,它是从LCD的背面发射光的发光部件,并且根据光源的类型和位置使用用于漫射或透射光的导光板或漫射板。根据近来的趋势,导光板的厚度也变得越来越薄,实际使用的导光板的厚度的常规水平为约0.5mm,但是最薄达到约0.3mm,并且将来厚度趋于变得更薄。
根据减薄趋势,其中LED安装至背光源的边角的边缘型背光单元的使用在增加,代替在过去主要使用的冷阴极荧光灯(CCFL)。在边缘型背光单元中,从安装至边角的光源发出的光透射通过导光板,并且透射通过导光板的光的一部分被施加至导光板的表面上的光散射层散射,由此,液晶显示装置被在整个表面上均匀地发光的表面光源照亮。光散射层通过在导光板的表面上转移或印刷点图案来形成。近来,还转移精细的棱镜结构来提高光效率。
由于导光板需要高的透光率,因此,通常使用丙烯酸树脂PMMA作为导光板的材料。虽然丙烯酸树脂具有高的透光率,但是它们的机械强度不足,因此,不适合应用于薄的导光板,并且它们的耐热性也不足,因此,易受电子设备中产生的热量的影响,这是不利的。
聚碳酸酯代替这种丙烯酸树脂而引起关注。与丙烯酸树脂相比,聚碳酸酯的机械强度优异,因此,可以用作用于薄的导光板的材料。此外,由于聚碳酸酯的耐热性和阻燃性优异,因此,在LED背光单元和产生大量热量的照明装置中逐渐取代丙烯酸树脂。然而,由于聚碳酸酯具有比丙烯酸树脂更低的总透光率,因此,要求聚碳酸酯在保持聚碳酸酯的优点的同时具有与丙烯酸树脂相当的透光率。
在这方面,日本专利特许公开No.2008-045131公开了将丙烯酸树脂中粘均分子量(Mv)为20,000至60,000的PMMA在0.1phr至0.3phr的范围内与Mv为15,000至40,000的聚碳酸酯混合以表现出优异的光电导性。然而,仍然需要改善诸如耐热性的物理性能。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的是提供一种聚碳酸酯树脂组合物,其能够具有优异的透光率和颜色稳定性,从而确保高的透明度,并且还提高聚碳酸酯树脂的稳定性。
本发明的另一目的是提供一种包含上述聚碳酸酯树脂组合物的光学模制品。
技术方案
为了实现这些目的,本发明提供一种聚碳酸酯树脂组合物,包含:聚碳酸酯;环状亚磷酸酯化合物;线性亚磷酸酯化合物;包含含有环氧官能团的(甲基)丙烯酸酯重复单元的乙烯基类聚合物;以及含有亚苯基官能团的光反应性化合物,其中,相对于100重量份的所述环状亚磷酸酯化合物,所述线性亚磷酸酯化合物的含量为40重量份至90重量份。
本发明还可以提供一种包含上述聚碳酸酯树脂组合物的光学模制品。
下面将更详细地描述根据本发明的具体实施方案的聚碳酸酯树脂组合物及其模制品。
本文中使用的术语仅用于说明特定的实施方案,而不意在限制本发明。如本文中所使用的,除非上下文另有明确说明,否则单数形式“一”、“一个”和“该”也意在包括复数形式。应当理解的是,本文中使用的术语“包含”和/或“包括”表明存在所阐明的特征、步骤、构件或它们的组合,但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、构件或它们的组合。
由于可以对本发明进行各种修改并且本发明有多种实施方案,因此,现在将说明并详细描述本发明的具体实施方案。然而,应当理解的是,不意在将本发明限制于所公开的任意特定形式,本发明覆盖落入本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。
环状亚磷酸酯化合物
一个实施方案的聚碳酸酯树脂组合物可以包含环状亚磷酸酯化合物。由于聚碳酸酯树脂组合物包含上述环状亚磷酸酯化合物,因此,可以提高聚碳酸酯树脂组合物的抗氧化能力,并且可以确保初始产物的颜色稳定性,从而实现聚碳酸酯树脂组合物的透明度。
亚磷酸酯化合物是有机官能团与亚磷酸酯官能团中含有的氧原子键合的化合物,其特征在于具有环状结构。环状结构可以通过亚磷酸酯化合物中的亚磷酸酯官能团中包含的三个以上原子(包括磷(P)原子和氧(O)原子)之间的化学键形成,并且对环的数目没有限制。
具体地,环状亚磷酸酯化合物可以包含两个亚磷酸酯基和与这两个亚磷酸酯基键合的四价有机官能团。亚磷酸酯官能团中含有的三个氧原子中的两个氧原子分别与四价有机官能团中含有的两个反应部位键合,并且另一亚磷酸酯官能团中含有的三个氧原子中的两个氧原子可以分别与四价有机官能团中含有的剩余的两个反应部位键合。
如上所述,四价有机官能团可以包含能够与亚磷酸酯官能团中含有的氧原子形成键合的四个反应部位(或自由基),因此,一个有机官能团可以同时与多达四个原子形成键合。
更具体地,环状亚磷酸酯化合物可以由下面的化学式1表示。
[化学式1]
在化学式1中,X1是四价有机官能团,R1和R2相同或不同,并且各自独立地是具有6至40个碳原子的芳基。
X1是上述四价有机官能团,对其具体实例没有特别地限制,但是优选地,可以由下面的化学式1-1表示。
[化学式1-1]
在化学式1-1中,“*”是连接点(或反应部位)。
另一方面,具有6至40个碳原子的芳基是由芳烃衍生的单价官能团,并且可以是,例如,单环或多环。具体地,单环芳基可以是苯基、联苯基、三联苯基、芪基等,但是不限于此。多环芳基可以是萘基、蒽基、菲基、芘基、苝基、苯并菲基(chrycenyl group)、芴基等,但是不限于此。这些芳基中的至少一个氢原子可以被另一取代基取代。取代基的实例包括:具有1至10个碳原子的烷基、具有2至10个碳原子的烯基、具有2至10个碳原子的炔基、具有6至12个碳原子的芳基、具有2至12个碳原子的杂芳基、具有6至12个碳原子的芳基烷基、卤素原子、氰基、氨基、脒基、硝基、酰胺基、羰基、羟基、磺酰基、氨基甲酸酯基、具有1至10个碳原子的烷氧基等。
更优选地,具有6至40个碳原子的芳基可以包括2,6-二叔丁基-4-甲基苯基。由化学式1表示的化合物的一个具体实例为双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇-二亚磷酸酯[PEP36]。
线性亚磷酸酯化合物
一个实施方案的聚碳酸酯树脂组合物可以包含线性亚磷酸酯化合物。由于聚碳酸酯树脂组合物包含上述线性亚磷酸酯化合物,因此,不仅提高聚碳酸酯树脂组合物的抗氧化能力,而且可以提高聚碳酸酯树脂的稳定性。
特别地,线性亚磷酸酯化合物在水分增加过程中不发生副反应,因此,可以抑制由于诸如酸性物质的副产物引起的聚碳酸酯树脂的分解。此外,线性亚磷酸酯化合物可以抑制光学模制品的制备过程中的白浊现象,从而提高聚碳酸酯树脂组合物和使用该聚碳酸酯树脂组合物的模制品的透明度。
因此,当将线性亚磷酸酯化合物与环状亚磷酸酯化合物一起以特定比例混合并使用时,可以实现将聚碳酸酯树脂组合物的抗氧化能力保持在一定水平以上并将颜色保持在合适的范围内的显著效果,从而确保透明度,并且使聚碳酸酯树脂的分解最小化,并进一步使聚碳酸酯树脂组合物的白浊现象最小化。
亚磷酸酯化合物是有机官能团与亚磷酸酯官能团中含有的氧原子键合的化合物,其特征在于具有线性结构。线性结构是与环状结构相反的概念,并且它可以通过亚磷酸酯化合物中的亚磷酸酯官能团中含有的三个以上原子(包括磷(P)原子和氧(O)原子)之间的化学键形成直线,而不是环。
具体地,线性亚磷酸酯化合物可以包含亚磷酸酯官能团和与亚磷酸酯官能团键合的具有6至40个碳原子的芳基。所述具有6至40个碳原子的芳基可以分别与亚磷酸酯官能团中含有的三个氧原子键合。
具有6至40个碳原子的芳基是由芳烃衍生的单价官能团,并且可以是,例如,单环或多环。具体地,单环芳基可以是苯基、联苯基、三联苯基、芪基等,但是不限于此。多环芳基可以是萘基、蒽基、菲基、芘基、苝基、苯并菲基(chrycenyl group)、芴基等,但是不限于此。这些芳基中的至少一个氢原子可以被另一取代基取代。取代基的实例包括:具有1至10个碳原子的烷基、具有2至10个碳原子的烯基、具有2至10个碳原子的炔基、具有6至12个碳原子的芳基、具有2至12个碳原子的杂芳基、具有6至12个碳原子的芳基烷基、卤素原子、氰基、氨基、脒基、硝基、酰胺基、羰基、羟基、磺酰基、氨基甲酸酯基、具有1至10个碳原子的烷氧基等。
更优选地,线性亚磷酸酯化合物可以由化学式2表示。
[化学式2]
在化学式2中,R3、R4和R5相同或不同,并且各自独立地是具有6至40个碳原子的芳基。
更优选地,具有6至40个碳原子的芳基可以是2,4-二-二-叔丁基苯基。由化学式2表示的化合物的具体实例包括三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯[P-168]。
含有环氧基的乙烯基类聚合物
另一方面,与其它类型的树脂相比,聚碳酸酯在机械性能、电性能和耐候性方面相对优异,但是由于作为光学模制品的长波长光的透明度和颜色稳定性低,因此,必须改善这些性能。因此,将包含含有环氧官能团的(甲基)丙烯酸酯重复单元的乙烯基类聚合物与聚碳酸酯一起使用。
本文中使用的术语“(甲基)丙烯酸基”指丙烯酸基和甲基丙烯酸基。换言之,(甲基)丙烯酸酯应当理解为指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
另外,包含含有环氧官能团的(甲基)丙烯酸酯重复单元的乙烯基类聚合物的重均分子量优选地为1,000g/mol至10,000g/mol。在所述范围内,可以有效地改善聚碳酸酯组合物的物理性能。重均分子量指通过GPC方法测量的依据聚苯乙烯的重均分子量。在通过GPC方法测量依据聚苯乙烯的重均分子量的过程中,可以使用诸如公知的分析仪和差示折射率检测器的检测器以及分析柱。可以使用通常应用的条件、溶剂和流速。作为测量条件的一个具体实例,可以提出30℃的温度、氯仿溶剂和1mL/分钟的流速。
具体地,含有环氧基的乙烯基类聚合物可以包含含有环氧官能团的(甲基)丙烯酸酯重复单元,并且在含有环氧官能团的(甲基)丙烯酸酯重复单元中,环氧官能团可以与(甲基)丙烯酸酯重复单元的支链的末端键合。(甲基)丙烯酸酯重复单元可以含有通过乙烯基官能团之间的聚合而形成的主链,以及从主链以分支形式伸出的支链。环氧官能团可以在(甲基)丙烯酸酯重复单元的支链的末端形成键合。
更具体地,含有环氧官能团的(甲基)丙烯酸酯重复单元可以包括由下面的化学式3表示的重复单元:
[化学式3]
在化学式3中,R11、R12和R13是氢或者具有1至10个碳原子的直链或支链烷基,R14是具有1至10个碳原子的直链或支链亚烷基,x是1至20的整数。
所述烷基是由烷烃衍生的单价官能团,并且可以是,例如,直链、支链或环状,其实例包括甲基、乙基、丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基等。所述亚烷基是由烷烃衍生的二价官能团,并且可以是,例如,直链、支链或环状,其实例包括亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丁基、亚仲丁基、亚叔丁基、亚戊基、亚己基等。
所述烷基或亚烷基可以是被取代的或未被取代的,术语“被取代的”指烷基或亚烷基中含有的氢原子被特定的官能团取代。对取代的官能团的实例没有特别地限制,可以使用本领域中公知的各种官能团或原子团,如卤素、羟基、氨基等,而没有限制。
另外,含有环氧基的乙烯基类聚合物的环氧当量可以为100g/mol至500g/mol,或200g/mol至400g/mol。当含有环氧基的乙烯基类聚合物含有如上所述的特定量的环氧官能团时,可以保持优异的长波长光的透明度和颜色稳定性。
含有环氧基的乙烯基类聚合物还可以包含芳香族乙烯基类重复单元或(甲基)丙烯酸类重复单元。芳香族乙烯基类重复单元指由芳香族乙烯基类单体衍生的重复单元,具体地指构成通过芳香族乙烯基类单体之间的聚合形成的聚合物的重复单元。换言之,含有环氧基的乙烯基聚合物可以包括,例如,含有选自含有环氧官能团的(甲基)丙烯酸酯重复单元;芳香族乙烯基类重复单元;以及(甲基)丙烯酸类重复单元中的至少一种重复单元的共聚物。
芳香族乙烯基单体是在同一分子中具有一个乙烯基双键和至少一个苯核的化合物,对芳香族乙烯基单体的具体实例没有特别地限制,但是,例如,可以提出如下化合物:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-乙基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、2,5-二甲基苯乙烯、1,3-二甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、4-甲氧基苯乙烯、4-乙氧基苯乙烯、4-丙氧基苯乙烯、4-丁氧基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、三氯苯乙烯、乙烯基甲苯、溴苯乙烯、二溴苯乙烯、三溴苯乙烯、乙烯基萘、异丙烯基萘、异丙烯基联苯、二乙烯基苯、α-甲基苯乙烯乙烯基甲苯等。
更具体地,可以包含由下面的化学式4表示的芳香族乙烯基类重复单元:
[化学式4]
在化学式4中,
R15至R18各自独立地是氢或者具有1至10个碳原子的直链或支链烷基,y是1至20的整数。R18官能团可以与苯环中除了与乙烯基类官能团键合的第一个碳原子之外的剩余的第2至第6个碳原子中的至少一个键合。
所述烷基是由烷烃衍生的单价官能团,并且可以是,例如,直链、支链或环状,其实例包括甲基、乙基、丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基等。
所述烷基可以是被取代的或未被取代的,术语“被取代的”指烷基中含有的氢原子被特定的官能团取代。对取代的官能团的实例没有特别地限制,可以使用本领域中公知的各种官能团或原子团,如卤素、羟基、氨基等,而没有限制。
(甲基)丙烯酸类重复单元指由(甲基)丙烯酸单体衍生的重复单元,具体地指构成通过(甲基)丙烯酸单体之间的聚合形成的聚合物的重复单元。(甲基)丙烯酸单体指含有(甲基)丙烯酸官能团的化合物。对其具体实例没有特别地限制,但是包括,例如,(甲基)丙烯酸酯化合物或(甲基)丙烯酸化合物。
更具体地,(甲基)丙烯酸类重复单元可以包括由下面的化学式5表示的重复单元:
[化学式5]
在化学式5中,
R21至R24各自独立地是氢或者具有1至10个碳原子的直链或支链烷基,z是1至20的整数。
所述烷基是由烷烃衍生的单价官能团,并且可以是,例如,直链、支链或环状,其实例包括甲基、乙基、丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基等。
所述烷基可以是被取代的或未被取代的,术语“被取代的”指烷基中含有的氢原子被特定的官能团取代。对取代的官能团的实例没有特别地限制,可以使用本领域中公知的各种官能团或原子团,如卤素、羟基、氨基等,而没有限制。
更具体地,包含含有环氧官能团的(甲基)丙烯酸酯重复单元的乙烯基类聚合物可以包含化学式3、化学式4和化学式5的重复单元,并且对化学式3、化学式4和化学式5的描述包括上述描述。包含含有环氧官能团的(甲基)丙烯酸酯重复单元的乙烯基类聚合物的更具体的实例包括购自BASF的重均分子量为6,800g/mol的Joncryl ADR-4370F(环氧当量:285g/mol)、ADR-4468等。
在本发明中,通过使用在现有技术中未公知的Joncryl ADR-4370F或ADR-4468,可以通过聚碳酸酯重复单元中其它组分的链延伸来改善聚碳酸酯树脂组合物的耐水解性能和透明度。特别地,与以高纯度制备并且限制性地用于食品的Joncryl ADR-4368不同,其优点在于可以应用于大规模生产。
含有亚苯基官能团的光反应性化合物
一个实施方案的聚碳酸酯树脂组合物可以包含含有亚苯基官能团的光反应性化合物。含有亚苯基官能团的光反应性化合物包含在聚碳酸酯树脂组合物中并且吸收紫外(UV)波段中的光,从而防止聚碳酸酯树脂组合物被紫外线破坏。
特别地,通过本发明的实施例和比较例已经证实,与吸收其它紫外波段中的光的物质相比,含有亚苯基的光反应性化合物可以保持优异的长波长光的透明度和颜色稳定性。
具体地,含有亚苯基官能团的光反应性化合物可以包含亚苯基官能团和与该亚苯基官能团键合的具有6至20个碳原子的芳香族化合物或具有4至20个碳原子的酯化合物。
换言之,具有6至20个碳原子的芳香族化合物或具有4至20个碳原子的酯化合物可以与亚苯基官能团的一个末端或两个末端键合,更优选地,具有6至20个碳原子的芳香族化合物可以与亚苯基官能团的两个末端键合,或者具有4至20个碳原子的酯化合物可以与亚苯基官能团的两个末端键合。
在这种情况下,具有6至20个碳原子的芳香族化合物与亚苯基官能团的两个末端键合的光反应性化合物和具有4至20个碳原子的酯化合物与亚苯基官能团的两个末端键合的光反应性化合物可以形成共轭结构,从而表现出对紫外线的反应性。
更具体地,具有6至20个碳原子的芳香族化合物可以包括苯并恶嗪酮。亚苯基官能团可以与苯并恶嗪酮化合物的第二个碳原子键合。如上所述,苯并恶嗪酮与亚苯基的两个末端键合的具体实例包括2,2'-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并恶嗪-4-酮)[UV3638]。
另外,具有4至20个碳原子的酯化合物可以包括亚甲基丙二酸酯。亚苯基官能团可以与亚甲基丙二酸酯中含有的亚甲基的末端碳键合。如上所述,亚甲基丙二酸酯与亚苯基的两个末端键合的具体实例包括对亚苯基双(亚甲基丙二酸)四乙基酯[Hostavin B-Cap]。
聚碳酸酯
本文中使用的术语“聚碳酸酯”指通过使二酚化合物、光气、碳酸酯或它们的组合反应而生成的聚合物。聚碳酸酯在耐热性、抗冲击性、机械强度、透明度等方面非常优异,因此,广泛用于制造光盘、透明片材、包装材料、汽车保险杠、紫外线屏蔽膜等。
二酚化合物的实例包括:对苯二酚、间苯二酚、4,4'-二羟基二苯基、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(也称为“双酚A”)、2,4-双(4-羟基苯基)-2-甲基丁烷、双(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、2,2-双(3-氯-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二氯-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二溴-4-羟基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)亚砜、双(4-羟基苯基)酮、双(4-羟基苯基)醚等。优选地,可以使用4,4'-二羟基二苯基和2,2-双(4-羟基苯基)丙烷。在这种情况下,聚碳酸酯的结构由下面的化学式6表示:
[化学式6]
在化学式6中,a是1以上的整数。
聚碳酸酯可以是由两种以上的二酚制备的共聚物的混合物。此外,作为聚碳酸酯,可以使用线性聚碳酸酯、支链聚碳酸酯、聚酯碳酸酯共聚物树脂等。
线性聚碳酸酯的实例可以包括由双酚-A制备的聚碳酸酯。支链聚碳酸酯可以是通过使诸如偏苯三酸酐和偏苯三酸的多官能芳香族化合物与二酚和碳酸酯反应而制备的那些物质。基于支链聚碳酸酯的总量,多官能芳香族化合物的含量可以为0.05摩尔%至2摩尔%。聚酯碳酸酯共聚物树脂的实例可以包括通过使双官能羧酸与二酚和碳酸酯反应而制备的那些物质。作为碳酸酯,可以使用碳酸二芳基酯,如碳酸二苯酯、碳酸亚乙酯等。
优选地,聚碳酸酯的重均分子量为14,000g/mol至30,000g/mol。在上述范围内的薄膜产品的生产过程中,模压性能和加工性能优异。
聚碳酸酯树脂组合物
根据本发明的聚碳酸酯树脂组合物包含:100重量份的聚碳酸酯;0.001重量份(10ppm)至1重量份(1%)的环状亚磷酸酯化合物;0.001重量份(10ppm)至1重量份(1%)的线性亚磷酸酯化合物;0.001重量份(10ppm)至1重量份(1%)的包含含有环氧官能团的(甲基)丙烯酸酯重复单元的乙烯基类聚合物;以及0.001重量份(10ppm)至1重量份(1%)的含有亚苯基官能团的光反应性化合物。
特别地,相对于100重量份的环状亚磷酸酯化合物,线性亚磷酸酯化合物的含量为40重量份至90重量份,或50重量份至80重量份,或60重量份至70重量份。通常,添加环状亚磷酸酯化合物或线性亚磷酸酯化合物中的任意一种来改善聚碳酸酯树脂组合物的物理性能。然而,由于如上所述的一个实施方案的聚碳酸酯树脂组合物以特定比例包含环状亚磷酸酯和线性亚磷酸酯化合物,因此,可以使高温、高压和高湿度的条件下的白浊现象最小化,从而可以稳定地实现透明度,并且还可以实现颜色稳定性。
相对于100重量份的环状亚磷酸酯化合物,如果线性亚磷酸酯化合物的含量过度降低至小于40重量份,随着环状亚磷酸酯化合物的含量增加,在水分条件下由水解反应生成酸性物质,并且会进行聚碳酸酯树脂的分解。此外,由于高温、高压和高湿度条件下的白浊现象,聚碳酸酯树脂组合物的透明度会降低,因此,会难以应用于诸如发光二极管和透镜的模制品。
相对于100重量份的环状亚磷酸酯化合物,如果线性亚磷酸酯化合物的含量过度增加至高于90重量份,由于线性亚磷酸酯化合物的含量增加,初始产物的颜色稳定性会降低,从而导致产品的黄化和透明度的降低。
另外,基于100重量份的环状亚磷酸酯化合物和线性亚磷酸酯化合物,聚碳酸酯树脂组合物还可以包含10重量份至300重量份,或20重量份至70重量份,或30重量份至45重量份的包含含有环氧官能团的(甲基)丙烯酸酯重复单元的乙烯基类聚合物。100重量份的环状亚磷酸酯化合物和线性亚磷酸酯化合物指环状亚磷酸酯化合物和线性亚磷酸酯化合物的总和为100重量份。
此外,基于100重量份的环状亚磷酸酯化合物和线性亚磷酸酯化合物,聚碳酸酯树脂组合物还可以包含10重量份至300重量份,或50重量份至150重量份,或80重量份至99重量份的含有亚苯基官能团的光反应性化合物。100重量份的环状亚磷酸酯化合物和线性亚磷酸酯化合物指环状亚磷酸酯化合物和线性亚磷酸酯化合物的总和为100重量份。
此外,根据需要,所述树脂组合物还可以包含选自本领域中常用的抗氧化剂、热稳定剂、增塑剂、抗静电剂、成核剂、阻燃剂、润滑剂、冲击改性剂、荧光增白剂、紫外线吸收剂和辐射吸收剂中的一种或多种添加剂。
所述树脂组合物可以优选地通过混合聚碳酸酯、环状亚磷酸酯化合物、线性亚磷酸酯化合物、包含含有环氧官能团的(甲基)丙烯酸酯重复单元的乙烯基类聚合物和含有亚苯基的光反应性化合物,以及任选的添加剂来制备,并且理想的是熔融捏合并制备成粒料,以便制备下面将描述的光学模制品。
熔融捏合可以通过本领域中常用的方法进行,例如,使用带式混合器、亨舍尔混合器、班伯里混合器、鼓式转鼓、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、共捏合机、多螺杆挤出机等的方法。熔融捏合的温度可以根据需要适当调节,优选地可以调节为200℃至300℃的温度。
光学模制品
本发明还提供一种包含所述树脂组合物的光学模制品。优选地,所述光学模制品是导光板、发光二极管或透镜。
本文中使用的术语“导光板”指执行液晶显示装置的背光单元的照明和均匀发光功能的部件。由于光通过导光板、发光二极管或透镜透射,因此,透明度,即透光率应当优异。此外,由于需要导光板的成型温度和操作过程中的高温,因此,需要高的颜色稳定性。
因此,根据本发明的树脂组合物具有优异的透光率和颜色稳定性,从而可以有效地用作光学模制品。
所述模制品可以通过本领域中常用的方法制备。例如,可以使用根据本发明的树脂组合物的熔融捏合产物或粒料作为原料,通过采用诸如注射成型工艺、注射压缩成型工艺、挤出成型工艺、真空成型工艺、吹塑工艺、压塑工艺、气压成型工艺、发泡成型工艺、热弯曲成型工艺、压缩成型工艺、压延成型工艺、旋转成型工艺等的成型工艺制备模制品。
所述模制品的尺寸、厚度等可以根据使用目的适当地调节,并且导光板的形状也可以根据使用目的而具有平板形状或弯曲形状。
有益效果
根据本发明的聚碳酸酯树脂组合物在透光率和颜色稳定性方面优异,从而可以确保高的透明度,并且还可以提高聚碳酸酯树脂的稳定性。
具体实施方式
下文中,将提供优选的实施方案以帮助理解本公开。然而,提供这些实施例仅用于说明本发明,并且不应理解为将本发明限制于这些实施例。
使用的物质
在下面的实施例和比较例中使用以下物质。
-聚碳酸酯树脂(PC)
使用重均分子量为29,000g/mol且MFR(300℃,1.2kg)为14g/分钟的双酚A型线性聚碳酸酯。
-P-168
-三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯];IRGAFOS 168
-PEP36
-双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇-二亚磷酸酯];ADK STAB
-ADR-4370F
-使用购自BASF的重均分子量为6,800g/mol的Joncryl ADR-4370F(环氧当量:285g/mol)。
-ADR-4468
-使用购自BASF的Joncryl ADR-4468。ADR-4468具有与ADR 4370F相同的Cas No.,但是产品的环氧当量和分子量略有增加。
-C2021P
(3',4'-环氧环己烷)甲基3,4-环氧环己基甲酸酯
-UV3638
2,2'-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并恶嗪-4-酮)
-B-Cap
对亚苯基双(亚甲基丙二酸)四乙酯];Hostavin B-CAP
-T329
2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚;Tinuvin 329
-T327
2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑;Tinuvin 327
-UV3030
1,3-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]-双[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷
实施例和比较例
基于100重量份的聚碳酸酯树脂组合物,将各个添加剂组分以下面的表1中所示的含量混合之后,在双螺杆挤出机中以55kg/小时的速率制备粒料样品(L/D=36,Φ=45,料筒温度:240℃)。
[表1]
实施例和比较例的聚碳酸酯树脂组合物的添加剂组成(单位:ppm)
类别 | P-168 | PEP36 | ADR-4370F | ADR-4468 | C2021P | UV3638 | B-Cap | T329 | T327 | UV3030 |
实施例1 | 500 | 750 | 500 | - | - | 1200 | - | - | - | - |
实施例2 | 500 | 750 | 500 | - | - | - | 1200 | - | - | - |
实施例3 | 500 | 750 | - | 500 | - | 1200 | - | - | - | - |
比较例1 | - | 750 | 500 | - | - | - | - | 1200 | - | - |
比较例2 | 750 | - | - | - | 500 | - | - | - | 1200 | - |
比较例3 | 750 | - | 250 | - | 250 | - | - | - | - | 1200 |
比较例4 | - | 750 | 500 | - | - | 1200 | - | - | - | - |
比较例5 | - | 750 | 500 | - | - | - | 1200 | - | - | - |
比较例6 | 750 | - | 500 | - | - | 1200 | - | - | - | - |
比较例7 | 750 | - | 500 | - | - | - | 1200 | - | - | - |
比较例8 | 750 | 500 | 500 | - | - | 1200 | - | - | - | - |
比较例9 | 100 | 1150 | 500 | - | - | 1200 | - | - | - | - |
实验例
通过下面的方法测量在上述实施例和比较例中制备的粒料的性能。
*长波长光的透光率(T%)和长波长光的颜色(YI):
将各个样品(宽度/长度/厚度=150mm/80mm/4mm)注射成型。使用购自Hitachi的分光光度计U-4100,通过在样品厚度的垂直方向上照射来测量长波长光的透光率(T%)和长波长光的颜色(YI)。结果示于下面的表2中。
*是否发生白浊:
将各个样品(宽度/长度/厚度=30mm/60mm/3mm)注射成型并在120℃和100%RH的条件下在高压釜中保持168小时,然后使用雾度计(NIPPON DENSHOKU,NDH5000SP),根据ASTM D1003的测量标准测量样品的雾度,结果示于下面的表2中。
[表2]
实验例的结果
类别 | 长波长光的颜色(YI) | 长波长光的透光率(T%) | 雾度(%) |
实施例1 | 8.12 | 80.12 | 1.76 |
实施例2 | 8.23 | 79.87 | 1.79 |
实施例3 | 8.02 | 81.23 | 1.75 |
比较例1 | 10.27 | 75.93 | 99.27 |
比较例2 | 11.03 | 75.35 | 2.07 |
比较例3 | 11.20 | 75.55 | 2.15 |
比较例4 | 8.48 | 78.32 | 99.15 |
比较例5 | 8.53 | 79.40 | 99.48 |
比较例6 | 11.88 | 76.21 | 1.98 |
比较例7 | 12.01 | 75.64 | 2.18 |
比较例8 | 10.58 | 76.95 | 2.11 |
比较例9 | 11.21 | 73.28 | 85.49 |
如表2中所示,在根据本发明的实施例的情况下,由于在一起添加P-168添加剂和PEP36添加剂的同时添加ADR-4370F或ADR-4468,并且使用UV-3638或B-Cap作为紫外线稳定剂,可以确认,与比较例相比,它们具有浅的长波长光的颜色(8.02至8.23)和高的长波长光的透光率(79.87至81.23),并且最终制备的光学模制品的雾度值低至1.79%以下,从而不发生白浊。
另一方面,在仅使用一种PEP 36添加剂的比较例1、比较例4和比较例5的情况下,可以确认,雾度值高达99%以上,从而发生白浊,因此,不适合应用于光学模制品。
此外,在仅使用一种P-168添加剂的比较例6和比较例7的情况下,长波长光的透光率降低至小于77%,并且长波长光的颜色增加至11以上,从而难以确保颜色稳定性(透明度)。
此外,即使在使用不是UV3638或B-Cap的其它紫外线稳定剂的比较例2和比较例3的情况下,可以确认,与实施例相比,它们表现出更低的长波长光的透光率和更高的长波长光的颜色。
另一方面,与实施例相比,相对于100重量份的环状亚磷酸酯化合物PEP36,添加150重量份的线性亚磷酸酯化合物P-168的比较例8,以及相对于100重量份的环状亚磷酸酯化合物PEP36,添加8.7重量份的线性亚磷酸酯化合物P-168的比较例9,长波长光的颜色增加,长波长光的透光率减小并且雾度值增加,这对于应用于光学模制品不利。
Claims (15)
1.一种聚碳酸酯树脂组合物,包含:
聚碳酸酯;
环状亚磷酸酯化合物;
线性亚磷酸酯化合物;
包含含有环氧官能团的(甲基)丙烯酸酯重复单元的乙烯基类聚合物;以及
含有亚苯基官能团的紫外光反应性化合物,
其中,相对于100重量份的所述环状亚磷酸酯化合物,所述线性亚磷酸酯化合物的含量为40重量份至90重量份,
其中,所述环状亚磷酸酯化合物由下面的化学式1表示:
[化学式1]
在化学式1中,
X1是四价有机官能团,R1和R2相同或不同,并且各自独立地是具有6至40个碳原子的芳基,
其中,所述线性亚磷酸酯化合物由下面的化学式2表示:
[化学式2]
在化学式2中,R3、R4和R5相同或不同,并且各自独立地是具有6至40个碳原子的芳基。
2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,基于100重量份的所述环状亚磷酸酯化合物和所述线性亚磷酸酯化合物,所述聚碳酸酯树脂组合物包含10重量份至300重量份的所述包含含有环氧官能团的(甲基)丙烯酸酯重复单元的乙烯基类聚合物。
3.根据权利要求1所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,基于100重量份的所述环状亚磷酸酯化合物和所述线性亚磷酸酯化合物,所述聚碳酸酯树脂组合物包含10重量份至300重量份的所述含有亚苯基官能团的紫外光反应性化合物。
7.根据权利要求1所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,所述包含含有环氧官能团的(甲基)丙烯酸酯重复单元的乙烯基类聚合物的重均分子量为1,000g/mol至10,000g/mol。
8.根据权利要求1所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,所述包含含有环氧官能团的(甲基)丙烯酸酯重复单元的乙烯基类聚合物的环氧当量为100g/mol至500g/mol。
9.根据权利要求1所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,所述含有亚苯基官能团的紫外光反应性化合物包含亚苯基官能团和与该亚苯基官能团键合的具有6至20个碳原子的芳香族化合物或具有4至20个碳原子的酯化合物。
10.根据权利要求9所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,所述具有6至20个碳原子的芳香族化合物包括苯并恶嗪酮,所述具有4至20个碳原子的酯化合物包括亚甲基丙二酸酯。
11.根据权利要求1所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,所述聚碳酸酯的重均分子量为14,000g/mol至30,000g/mol。
13.根据权利要求1所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,所述聚碳酸酯树脂组合物还包含选自抗氧化剂、热稳定剂、增塑剂、抗静电剂、成核剂、阻燃剂、润滑剂、冲击改性剂、荧光增白剂和辐射吸收剂中的一种或多种添加剂。
14.一种光学模制品,包含根据权利要求1至13中任意一项所述的聚碳酸酯树脂组合物。
15.根据权利要求14所述的光学模制品,其中,所述光学模制品是发光二极管或透镜。
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