CN109423033A - 具有优异的热稳定性和低双折射性的热塑性树脂组合物及其模塑制品 - Google Patents

具有优异的热稳定性和低双折射性的热塑性树脂组合物及其模塑制品 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有优异的热稳定性和双折射性的热塑性树脂组合物，以及由其形成的模塑制品。在一个实施例中，所述热塑性树脂组合物包括：100重量份的聚碳酸酯树脂，包括由式1表示的重复单元；0.2重量份至15重量份的由式2表示的环氧树脂；和1重量份至15重量份的磷酸盐基化合物，其中，式1和式2如详细描述中所定义的。

Description

具有优异的热稳定性和低双折射性的热塑性树脂组合物及其 模塑制品
相关申请交叉引用
本申请要求2017年8月21日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2017-0105748的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本申请中。
技术领域
本发明涉及具有优异的热稳定性和低双折射性的热塑性树脂组合物及由其形成的模塑制品。
背景技术
由2，2-双(4-羟苯基)丙烷(或双酚A)制备的聚碳酸酯树脂具有非常优异的透明度、耐热性、低吸收性、耐化学性、机械强度和尺寸稳定性，因此被广泛用作CD或DVD的基材、电气/电子应用的各种模塑制品，诸如光学应用、汽车部件等的模塑制品。然而，由双酚A制备的聚碳酸酯树脂具有高双折射性，因此存在难以在需要低双折射性的领域中使用的问题。
同时，在需要低双折射性的领域中，使用丙烯酸树脂等。然而，丙烯酸树脂具有吸收率高、尺寸稳定性低、耐冲击性低和耐化学性低的缺点。
近年来，随着环境污染的加剧以及对引起环境污染的材料的使用规定的加强，对环境友好型材料的兴趣增加。因此，积极进行环境友好型材料的研究以满足消费者对环境友好型材料的需求。上述双酚A类聚碳酸酯和丙烯酸树脂是使用从石油资源获得的原料制备的，但是存在诸如石油资源枯竭和全球环境污染等问题。为了替代这些树脂，已经积极地研究出使用衍生自植物等有机体的原料制备的环境友好型树脂。
为了满足上述工业需求并克服上述问题，已经对热塑性树脂组合物进行了研究，特别是高度环境友好的且具有优异透明度和低双折射性的聚碳酸酯树脂组合物。例如，公开号为2015-0003686的韩国专利申请公开了使用异山梨醇制备的环境友好型聚碳酸酯树脂，异山梨醇是衍生自玉米淀粉的化合物。该韩国专利申请中公开的组合物的优点在于，由于使用衍生自植物的原料，其对环境友好。然而，使用异山梨醇制备的聚碳酸酯材料与通过界面或熔融聚合方法制备的聚碳酸酯材料的挤出相容性降低，因此其应用范围非常有限。另外，注塑成型期间在料筒中的聚碳酸酯树脂的保持稳定性可能降低，使得使用其制造的注塑成型制品可能具有降低的物理性质，可能发生变色，由于雾度的产生双折射性可能增加，并且由于银纹的出现，外观可能不佳。
因此，需要开发一种具有高流动性和优异加工性的环境友好型聚碳酸酯树脂组合物，使得可以防止无褶皱(non-mounding)和表面缺陷现象，并且具有优异的保温稳定性，使得可以防止树脂由于各种设计(包括大的表面积、厚的厚度和复杂的形状)引起的模塑加工时间增加而导致的保温性而劣化，并且可以保持树脂的固有颜色。
发明内容
本发明的一个方面涉及一种热塑性树脂组合物。在一个实施例中，所述热塑性树脂组合物包括：100重量份的聚碳酸酯树脂，包括由下式1表示的重复单元；0.2重量份至15重量份由下式2表示的环氧树脂；和1重量份至15重量份的磷酸盐基化合物：
式1
其中，*是键；
式2
其中，n是范围为0至300的整数。
在一个实施例中，所述聚碳酸酯树脂可以通过二醇化合物与碳酸二酯化合物的共聚来制备，所述二醇化合物包括由下式1a表示的衍生自植物的异山梨醇：
式1a
在一个实施例中，所述聚碳酸酯树脂可包括30mol％至95mol％的式1的重复单元。
在一个实施例中，所述聚碳酸酯树脂的粘均分子量可以为15,000g/mol至25,000g/mol。
在一个实施例中，由式2表示的环氧树脂可以通过以下方法制备，包括：使衍生自植物的异山梨醇与甘油反应以得到表氯醇；以及使所述表氯醇在含水氢氧化物溶液存在下反应。
在一个实施例中，所述环氧树脂的环氧当量可为100g/eq至300g/eq，并且在25℃下测量的粘度为1,000cps至10,000cps。
在一个实施例中，所述磷酸盐基化合物可由下式5表示：
式5
其中R3、R4和R5各自独立地为氢或C1-C4烷基；X为C6-C20芳基或被碳C1-C4烷基取代的C6-C20芳基；并且m是范围为0至4的整数。
在一个实施例中，所述磷酸盐基化合物可包括磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三二甲苯酯、三(2，6-二甲基苯基)磷酸酯、三(2，4，6-三甲基苯基)磷酸酯、三(2，4-二叔丁基苯基)磷酸酯、三(2，6-二叔丁基苯基)磷酸酯、间苯二酚双(二苯基)磷酸酯、间苯二酚双(2，6-二甲基苯基)磷酸酯、间苯二酚双(2，4-二叔丁基苯基)磷酸酯、对苯二酚双(2，6-二甲基苯基)磷酸酯和对苯二酚双(2，4-二叔丁基苯基)磷酸酯中的一种或多种。
在一个实施例中，基于100重量份的所述聚碳酸酯树脂，所述热塑性树脂组合物还可包括0.5重量份至15重量份的抗氧化剂。所述抗氧化剂可包括亚磷酸酯类抗氧化剂、硫类抗氧化剂和苯酚类抗氧化剂中的一种或多种。
在一个实施例中，所含的所述抗氧化剂和所述磷酸盐基化合物的重量比可以为1∶2至1∶13。
在一个实施例中，根据ASTM D1238，在2.16kg载荷下温度为260℃下测量的所述热塑性树脂组合物的流动指数可以为40g/10min或更高，根据ASTM D1003，测量的3.2mm厚的样品的雾度为2.0％或更低，并且根据ASTM D1003，测量的3.2mm厚的样品的透射率为88％或更高。
在一个实施例中，根据下式1计算的，所述热塑性树脂组合物的黄度指数差(ΔYI)可以为0.3或更低：
等式1
ΔYI＝YI1-YI0
其中，YI0是使用分光光度计(Minolta，CM-3700D)测量的热塑性树脂组合物样品的黄度指数，所述热塑性树脂组合物样品通过在250℃的注塑成型温度(料筒温度)下以20秒的循环时间注塑成型而获得，而YI1是测量的在将熔融状态下的热塑性树脂组合物在料筒中放置15分钟后，在250℃的注塑成型温度(料筒温度)下通过注塑成型获得的热塑性树脂组合物样品的黄度指数。
本发明的另一方面涉及一种由热塑性树脂组合物形成的模塑制品。
本发明的热塑性树脂组合物是高度环境友好的并且具有高透明度和低双折射性。此外，热塑性树脂组合物具有优异的热稳定性和高流动性，因此当将其加工成具有大表面积和厚的厚度的复杂形状结构时，可以防止热塑性树脂组合物由于长时间的保温而劣化，即使在长期模塑加工条件下也可以防止其裂化，使得可以防止模塑制品变色且透明度降低。此外，本发明的热塑性树脂组合物不仅可以有效地用于制备需要优异表面性能和诸如透明度等光学性能的产品，而且还可以用于制备由于模具结构而需要长的模塑加工时间的部件。例如，热塑性树脂组合物可以有效地应用于光学膜、光学薄板、手机外壳、电视机外壳、计算机监视器外壳、汽车面板外壳、汽车内部照明外壳等。
附图说明
图1示出了评估根据本发明的实施例的光学性能的结果。
具体实施方式
在以下描述中，当相关的已知技术的详细描述可能使本发明的主题含糊不清时，将对其进行省略。
另外，将在下文中描述的组成元素的术语是在考虑到其在本发明中的功能而定义的，并且可以根据用户或操作者的意图或根据习惯来改变。因此，这些术语的定义必须基于本文的总体描述。
热塑性树脂组合物
本发明的一个方面涉及热塑性树脂组合物。在一个实施例中，热塑性树脂组合物包括：100重量份的聚碳酸酯树脂，包括由下式1表示的重复单元；0.2重量份至15重量份的由下式2表示的环氧树脂；和1重量份至15重量份的磷酸盐基化合物：
式1
其中，*是键；
式2
其中，n是范围为0至300的整数。
聚碳酸酯树脂
聚碳酸酯树脂可以通过衍生自植物的二醇化合物的熔融聚合来制备，所述衍生自植物的二醇化合物取代至少一部分用于制备聚碳酸酯的二醇化合物。
在一个实施例中，衍生自植物的二醇化合物可包括脂环族二羟基化合物。例如，衍生自植物的二醇化合物可以是由下式1a表示的异山梨醇：
式1a
异山梨醇是通过使山梨糖醇脱水得到的二醇型无水糖醇，所述山梨糖醇是具有6个碳原子的糖醇。在本发明中，可以使用衍生自植物的异山梨醇。例如，可以使用通过淀粉衍生的山梨糖醇的脱水产生的异山梨醇。
在一个实施例中，聚碳酸酯树脂包括衍生自异山梨醇并由下式1表示的重复单元：
式1
其中，*是键。
在一个实施例中，基于100mo1％的聚碳酸酯树脂，式1的重复单元的含量可以为30mol％至95mol％。在这种条件下，热塑性树脂组合物可以是高度环境友好的并且可以具有优异的透明度、低双折射性和优异的热稳定性和尺寸稳定性。例如，基于100mol％的聚碳酸酯树脂，式1的重复单元的含量可以为30mol％至85mol％。
在一个实施例中，聚碳酸酯树脂可以通过二醇化合物与碳酸二酯化合物的共聚合来制备。
在一个实施例中，聚碳酸酯树脂可以通过二醇化合物与碳酸二酯化合物的共聚合来制备，所述二醇化合物包括由式1a表示的衍生自植物的异山梨醇。
在一个实施例中，基于100mol％的二醇化合物，异山梨醇的含量可以为30mol％至98mol％。例如，其含量可以为50mol％至95mol％。作为另一个示例，其含量可以为85mol％至95mol％。在这种条件下，热塑性树脂组合物可以是高度环境友好的并且可以具有优异的透明度、低双折射性和优异的热稳定性和尺寸稳定性。
聚碳酸酯树脂的粘均分子量可以类似于粘均分子量为15,000g/mol至25,000g/mol的双酚A类聚碳酸酯的粘均分子量。在一个实施例中，聚碳酸酯树脂的粘均分子量可以为17,000g/mol至20,000g/mol。在这种条件下，本发明的热塑性树脂组合物可具有优异的流动性、可模塑性和机械性能。
聚碳酸酯树脂可进一步包括衍生自二醇化合物的重复单元。例如，除了由式1a表示的异山梨醇之外，二醇化合物还可以包括衍生自芳族二醇的重复单元。
在一个实施例中，当芳族二醇是萘二醇时，其可以包括由下式3a表示的重复单元，当芳族二醇是联苯酚时，其可以包括由下式3b表示的重复单元，当芳族二醇是萘二醇和联苯酚的混合物时，其可以包括下式3a的重复单元和下式3b的重复单元：
式3a
其中，*是键；
式3b
其中，*是键。
本发明中使用的碳酸二酯化合物可以是具有两个有机基团的二有机碳酸酯，所述两个有机基团选自烷基、芳基和芳烷基。例如，其可以是由下式4表示的化合物：
式4
其中，R和R’各自独立地是未取代的或卤素取代的C1-C18烷基、C6-C20芳基或C7-C25芳烷基。
在一个实施例中，本发明中使用的碳酸二酯化合物可选自碳酸二苯酯、双-氯苯基-碳酸酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯及其混合物。例如，其可以是碳酸二苯酯。
环氧树脂
环氧树脂可由下式2表示：
式2
其中，n是范围为0至300的整数。
式2的环氧树脂具有这样一种分子结构，即，包括与异山梨醇主链键合的两个环氧基团。异山梨醇可具有式1a的结构。
例如，式2的环氧树脂可包括异山梨醇二缩水甘油醚。
环氧树脂可以通过常规方法制备。例如，环氧树脂可以通过以下方法制备，包括：使式1的异山梨醇与甘油反应以获得表氯醇；在含水氢氧化物溶液存在下使表氯醇进行第一反应，从而产生第一反应产物。例如，可以将第一反应产物在减压下放置，然后进行第二反应，从而产生第二反应产物，并且可以收集和过滤第二反应产物的上层部分。
环氧树脂的环氧当量可以为100g/eq至300g/eq，在25℃下测量的粘度为1,000cps至10,000cps。在这些当量和粘度条件下，本发明的热塑性树脂组合物可具有优异的流动性、混溶性和可模塑性，由此形成的模塑制品可具有优异的物理性能平衡。例如，环氧树脂的环氧当量可为150g/eq至250g/eq且粘度为1,000cps至2,000cps。
在一个实施例中，基于100重量份的聚碳酸酯树脂，环氧树脂的含量可以为0.2重量份至15重量份。如果环氧树脂的含量小于0.2重量份，则热塑性树脂组合物的机械性能将降低，如果环氧树脂的含量超过15重量份，则本发明的热塑性树脂组合物的热稳定性将降低，使得在长期保温加工过程中，由此形成的模塑制品的机械性能和外观会劣化。例如，环氧树脂的含量可以是0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14或15重量份。
磷酸盐基化合物
磷酸盐基化合物用于改善本发明的热塑性树脂组合物的流动性。在一个实施例中，磷酸盐基化合物可具有由下式5表示的结构：
式5
其中，R3、R4和R5各自独立地为氢或C1-C4烷基；X为C6-C20芳基或被C1-C4烷基取代的C6-C20芳基；并且m是范围为0至4的整数。
上述式5中的X优选为衍生自间苯二酚、对苯二酚或双酚A的二醇中之一。当式5中的m为0时，磷酸盐基化合物的示例包括磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三二甲苯酯、三(2，6-二甲基苯基)磷酸酯、三(2，4，6-三甲基苯基)磷酸酯、三(2，4-二叔丁基苯基)磷酸酯和三(2，6-二叔丁基苯基)磷酸酯。当式5中的m为1时，磷酸盐基化合物的示例包括间苯二酚双(二苯基)磷酸酯、间苯二酚双(2，6-二甲基苯基)磷酸酯、间苯二酚双(2，4-二叔丁基苯基)磷酸酯、对苯二酚双(2，6-二甲基苯基)磷酸酯和对苯二酚双(2，4-二叔丁基苯基)磷酸酯。这些磷酸盐基化合物可以单独使用，也可以两种或两种以上混合使用。例如，磷酸盐基化合物可包括间苯二酚双(2，6-二甲基苯基)磷酸酯。
在一个实施例中，基于100重量份的聚碳酸酯树脂，磷酸盐基化合物的含量可以为1重量份至15重量份。如果磷酸盐基化合物的含量小于1重量份，则本发明的热塑性树脂组合物的流动性可能降低，如果磷酸盐基化合物的含量大于15重量份，则热塑性树脂组合物的透明度、外观和热稳定性可能降低。例如，磷酸盐基化合物的含量可以是1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14或15重量份。
抗氧化剂
在一个实施例中，热塑性树脂组合物可进一步包括抗氧化剂。
在一个实施例中，考虑到氧化稳定性、热稳定性等，抗氧化剂可包括亚磷酸酯类抗氧化剂、硫类抗氧化剂和苯酚类抗氧化剂中的一种或多种。
在一个实施例中，基于100重量份的聚碳酸酯树脂，抗氧化剂的含量可以为0.5重量份至15重量份。当抗氧化剂的含量在该范围内时，本发明的热塑性树脂组合物可具有优异的氧化稳定性和热稳定性。例如，抗氧化剂的含量可以为0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14或15重量份。
在一个实施例中，亚磷酸酯类抗氧化剂可包括亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、亚磷酸十三烷酯、亚磷酸三辛酯、亚磷酸三十八烷基酯、二癸基单苯基亚磷酸酯、二辛基单苯基亚磷酸酯、二异丙基单苯基亚磷酸酯、单丁基二苯基亚磷酸酯、单十二烷基二苯基亚磷酸酯、单辛基二苯基亚磷酸酯、双(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇亚磷酸酯、2，2-亚甲基双(4，6-二叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯、双(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(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯等。例如，亚磷酸酯类抗氧化剂可包括三(壬基苯基)亚磷酸酯、亚磷酸三甲酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2，4-二叔丁基苯基)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、双(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯等。它们可以单独使用，也可以两种或两种以上混合使用。
在一个实施例中，基于100重量份的聚碳酸酯树脂，亚磷酸酯类抗氧化剂的含量可以为0.05重量份至5重量份。例如，其含量可以为0.2至2.5重量份。作为另一个示例，其含量可以为0.3重量份至1重量份。当亚磷酸酯类抗氧化剂包括上述含量时，本发明的热塑性树脂组合物可具有优异的保温稳定性和外观性质。例如，亚磷酸酯类抗氧化剂的含量可以为0.02，0.05，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1，2，3，4或5重量份。
在一个实施例中，硫类抗氧化剂可包括二月桂基-3，3’-硫代二丙酸酯、二十三烷基-3，3’-硫代二丙酸酯、二肉豆蔻基-3，3’-硫代二丙酸酯、二硬脂基-3，3’-硫代二丙酸酯、月桂基硬脂基-3，3’-硫代二丙酸酯、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、双[2-甲基-4-(3-月桂基硫代丙酰氧基)-5-叔丁基苯基]硫醚、十八烷基二硫化物、巯基苯并咪唑、2-巯基-6-甲基苯并咪唑、1，1’-硫代双(2-萘酚)等。例如，可包括季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)。
在一个实施例中，基于100重量份的聚碳酸酯树脂，硫类抗氧化剂的含量可以为0.1重量份至5重量份。例如，其含量可以为0.2重量份至2.5重量份。作为另一个示例，其含量可以为0.3重量份至1重量份。当硫类抗氧化剂包括上述含量时，本发明的热塑性树脂组合物可具有优异的热稳定性和外观性质。例如，硫类抗氧化剂的含量可以为0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1，2，3，4或5重量份。
在一个实施例中，苯酚类抗氧化剂可包括季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、甘油-3-硬脂基硫代丙酸酯、三甘醇-双[3-(3-叔丁基-5-甲基)-4-羟基苯基)丙酸酯]、1，6-己二醇-双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、季戊四醇四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、N，N-六亚甲基双(3，5-二叔丁基-4-羟基-氢化肉桂酰)、3，5-二叔丁基-4-羟基-苄基膦酸二乙酯、三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯、4，4’-亚联苯基二次膦酸四(2，4-二叔丁基苯基)、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)十一烷等。
例如，可以包括用具有5个或更多个碳原子的烷基取代一次或多次的芳族单羟基化合物。例如，可包括十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯和季戊四醇四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]中的一种或多种。
在一个实施例中，基于100重量份的聚碳酸酯树脂，苯酚类抗氧化剂的含量可以为0.1重量份至5重量份。例如，其含量可以为0.2重量份至2.5重量份。作为另一个示例，其含量可以为0.3重量份至1重量份。当酚类抗氧化剂包括上述含量时，本发明的热塑性树脂组合物可具有优异的热稳定性和外观性质。例如，酚类抗氧化剂的含量可以为0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1，2，3，4或5重量份。
在一个实施例中，抗氧化剂和磷酸盐基化合物可以以1∶2至1∶13的重量比包括在内。当以该重量比包括它们时，本发明的热塑性树脂组合物不仅具有优异的流动性，而且还具有优异的耐化学性、外观和机械性能。例如，抗氧化剂和磷酸盐基化合物可以以1∶2至1∶7的重量比包括在内。
在一个实施例中，根据ASTM D1238，在2.16kg载荷下温度为260℃下测量的热塑性树脂组合物的流动指数可以为40g/10min或更高。例如，流动指数可以是40g/10min至65g/10min。在该流动指数范围内，本发明的热塑性树脂组合物可具有优异的流动性、可模塑性、热稳定性和机械性能。例如，流动指数可以是40，41，42，43，44，45，46，47，48，49，50，51，52，53，54，55，56，57，58，59，60，61，62，63，64或65g/10min。
在一个实施例中，根据ASTM D1003，测量的3.2mm厚的样品的热塑性树脂组合物的雾度可以为2.0％或更低，并且根据ASTM D1003，测量的3.2mm厚的样品的透光率为88％或更高。例如，雾度可以大于0％，但不大于1.5％。作为另一个示例，其可以大于0％，但不大于1.0％。透光率可以为90％至100％。作为另一个示例，透光率可以为92％至100％。
在一个实施例中，根据以下等式1计算的，热塑性树脂组合物的黄度指数差(ΔYI)可为0.3或更低：
等式1
ΔYI＝YI1-YI0
YI0是使用分光光度计(Minolta，CM-3700D)测量的热塑性树脂组合物样品的黄度指数，所述热塑性树脂组合物样品通过在250℃的注塑成型温度(料筒温度)下以20秒的循环时间注塑成型而获得，而YI1是测量的在将熔融状态下的热塑性树脂组合物在料筒中放置15分钟后，在250℃的注塑成型温度(料筒温度)下通过注塑成型获得的热塑性树脂组合物样品的黄度指数。
当热塑性树脂组合物具有上述黄度指数差时，其可以具有优异的保温稳定性，因此即使在暴露于高温时，其也可以具有优异的热稳定性，使得可以防止其外观和机械性能减少。例如，黄度指数差可以大于0，但不大于0.3。作为另一个示例，其可以是0，但不大于0.2。作为又一个示例，其可以是0，但不大于0.1。
添加剂
在一个实施例中，基于100重量份的聚碳酸酯树脂，热塑性树脂组合物还可包括0.1重量份至10重量份的添加剂。添加剂可包括光稳定剂、成核剂、润滑剂、颜料、染料和炭黑中的一种或多种，但不限于此。例如，添加剂的含量可以为0.1，0.5，1，2，3，4，5，6，7，8，9或10重量份。
由热塑性树脂组合物形成的模塑制品
本发明的另一方面涉及一种由热塑性树脂组合物形成的模塑制品。例如，使用热塑性树脂组合物，可以通过模塑方法如注塑成型、双注塑成型、吹塑、挤出成型、热模塑等制备模塑制品。模塑制品可由本发明所属领域的技术人员容易地制成。
模塑制品可以应用于需要高透明度、低双折射性、高流动性和环境友好性能的内部和外部材料。具体地，模塑制品可广泛用作光学应用的模塑制品、电气/电子应用的模塑制品、汽车应用的模塑制品等。特别地，模塑制品可用于以下应用中，包括但不限于光学膜、光学薄片、移动电话、电视机、笔记本电脑外壳部件、各种OA设备的外部材料、汽车内部/外部部件的模塑制品以及照明设备外壳，所有这些均需要高透明度、低双折射性和环境友好性能。
例如，模塑制品可用作显示材料，诸如弯曲面板。
在下文中，将更详细地描述本发明的优选实施例。然而，应该理解，这些示例仅用于说明目的，并不意图以任何方式限制本发明的范围。
实施例和对比例
以下实施例和对比例中使用的具体组分如下。
(a)聚碳酸酯树脂
(a1)使用通过将包括由下式1a表示的衍生自植物的异山梨醇的二醇化合物与碳酸二酯化合物共聚来制备的聚碳酸酯树脂(粘均分子量：18,300g/mol)，其包括60mol％的由下式1表示的重复单元：
式1a
式1
其中，*是键。
(a2)作为二醇化合物，使用通过使双酚A与碳酸酯化合物共聚而制备的聚碳酸酯树脂。
(b)环氧化合物
使式1a的衍生自植物的异山梨醇与甘油反应以得到表氯醇。表氯醇在含水氢氧化物溶液存在下进行第一反应，从而产生第一反应产物。接下来，将第一反应产物在减压下放置，然后进行第二反应，从而产生第二反应产物。收集并过滤第二反应产物的上层部分，从而产生环氧当量为215g/eq且在25℃下测量的粘度为1,275cps的环氧化合物(异山梨醇二缩水甘油醚)。使用制备的环氧树脂。
(c)磷酸盐基化合物
使用间苯二酚双(2，6-二甲基苯基)磷酸酯。
(d)抗氧化剂
(d-1)亚磷酸酯类抗氧化剂：使用由下式6a表示的双(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
式6a
(d-2)硫类抗氧化剂：使用由下式6b表示的季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)。
式6b
(d-3)苯酚类抗氧化剂：使用由下式表示的十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯。
式6c
实施例1至9和对比例1至7
根据具有以下表1和表2中所示含量的组分，将组分在亨舍尔(Henschel)混合机中混合，均匀分散，然后通过双螺杆熔体挤出机(L/D＝48且Φ＝25mm)在以下条件下挤出：熔融温度为250℃；螺杆转速为300转/分钟；第一通气压力(a first vent pressure)为-600mmHg；并且自动进料速度为30kg/h。接下来，将挤出的线料在水中冷却，然后用旋转切割机切割，从而制备粒料。将制备的粒料用热空气在90至100℃下干燥4小时，然后在240至260℃的温度下注塑成型，从而制备样品。
表1
表2
物理性质的评估
对于实施例1至9和对比例1至7的热塑性树脂组合物样品，以下列方式评估物理性质，结果示于以下表8和表9中。
(1)流动指数(MI)：根据ASTM D1238，将实施例和对比例的粒料样品在90℃下干燥4小时，然后测量2.16kg载荷下温度为260℃下流动10分钟(g/10min)的量。根据以下表3中所示的标准评估测量结果。
表3
评估结果 测量的MI值
◎ 60g/10min或更高
○ 50g/10min至低于60g/10min
△ 40g/10min至低于50g/10min
X 低于40g/10min
(2)透射性测试：根据ASTM D1003，使用Haze-Gard Plus(BYK Gardner)测量实施例和对比例的3.2mm厚的样品的透射率，并且根据以下表4中所示的标准评估测量结果。
表4
评估结果 透射率(％)
◎ 92或更高
○ 90至低于92
△ 88至低于90
X 低于88
(3)雾度测试：根据ASTM D1003，使用Haze-Gard Plus(BYK Gardner)测量实施例和对比例的3.2mm厚的样品的雾度，并且根据以下表5中所示的标准评估测量结果。
表5
评估结果 测量的雾度值
◎ 1.0或更低
○ 高于1.0但是不高于1.5
△ 高于1.5但是不高于2.0
X 高于2.0
(4)保温测试：为了进行保温测试，将实施例和对比例中制备的粒料在热空气干燥器中在90℃下干燥4小时。接下来，在250℃的料筒温度下以20秒的循环时间对尺寸为80mm×90mm×3.2mm的样品进行10次或更多次模制，以使条件稳定，并且在15分钟后，产品经注塑成型。
具体地，使用分光光度计(Minolta，CM-3700D)，根据以下等式1计算每个样品的黄度(ΔYI)指数差，并且根据以下表6中所示的标准评估计算结果：
等式1
ΔYI＝YI1-YI0
其中，YI0是使用分光光度计(Minolta，CM-3700D)测量的热塑性树脂组合物样品的黄度指数，所述热塑性树脂组合物样品通过在250℃的注塑成型温度(料筒温度)下以20秒的循环时间注塑成型而获得，而YI1测量的是在将熔融状态下的热塑性树脂组合物在料筒中放置15分钟后，在250℃的注塑成型温度(料筒温度)下通过注塑成型获得的热塑性树脂组合物样品的黄度指数。
另外，对于进行了15分钟保温测试的实施例和对比例的样品，检查是否会出现明显的银纹。根据以下表7中所示的标准评估检查结果。
表6
评估结果 ΔYI
◎ 0.1或更低
○ 高于0.1但是不高于0.2
△ 高于0.2但是不高于0.3
X 高于0.3
表7
评估结果 很明显的银纹(保持15分钟后)
○ 没有出现银纹
△ 出现的银纹的量小于产品表面的1/5
X 出现的银纹的量是产品表面的1/5或更高
(4)环境友好性能测试：通过执行UL ECV项目，使用β实验室测试(BETA LAB TEST)来评估环境友好性能。通过X射线衍射和离心来测量每个实施例和对比例的样品中的环境友好碳(C14)含量，并除以一般碳(C12)含量，结果表示为wt％。
表8
表9
参考以上表8和表9中的结果，可以看出，测量根据本发明实施例的树脂组合物具有50g/10min或更高的熔体流动指数，表明这些树脂组合物具有优异的可模塑性和流动性、诸如透明度的优异的外观性能和优异的热稳定性。此外，实施例的树脂组合物的生物质含量为50wt％或更高，表明这些组合物是高度环境友好的。实施例1至9的所有组合物在保温测试中均未显示银纹和变色，而显示出优异的透明度和雾度。然而，与这些实施例相比，对比例1至7的树脂组合物显示出的保温稳定性、流动性、透射率、雾度和环境友好性能显著降低，表明使用这些组合物获得的最终产品的各种性能显著降低。此外，可以看出，与实施例1至9相比，对比例3的树脂组合物的环境友好和机械性能显著降低，其包括与本发明的聚碳酸酯树脂不同的树脂。
光学性能的评估
在实施例和对比例的样品中，使用实施例1的样品作为代表来评估光学性能。具体地，通过使用实施例1的样品制备模塑制品(透镜)，然后通过光带将各模塑制品放置在LCD面板的一个表面上彼此间隔开来，并且通过将OCR应用于LCD面板的一个表面并将实施例1的模塑制品连接到OCR来制造光学显示器件。接下来，测量光学显示器件的白场亮度(whitebrightness)。结果如图1所示。
参照图1，可以看出使用本发明的实施例1的样品制成的模塑制品并不使光学性能劣化。
可靠性测试(1)
在实施例和对比例的样品中，通过以下项目评估作为代表的实施例9的样品的可靠性。评估结果如以下表10中所示。
(1)耐热性测试：将样品在90℃的测试温度下放置500小时。然后，使用比色计(MINISCAN XE PLUS，HUNTER)和雾度计(Haze-Gard Plus，BYK Gardner)，测量耐热性测试之前和之后样品的色差(ΔE)以及测试后样品的透射率(％)。
(2)耐热循环性测试：将样品加热至表面温度100℃，然后单独放置。将该过程重复三个循环。然后，测量在耐热循环性测试之前和之后的样品的色差(ΔE)以及耐热循环性测试之后样品的透射率(％)。
(3)耐寒性测试：将样品在-40℃下冷却168小时。然后，测量在耐寒性测试之前和之后样品的色差(ΔE)以及耐寒性测试之后样品的透射率(％)。
(4)耐高温/高湿度测试：将样品在85℃的测试温度和85％的相对湿度(relativehumidity，RH)下放置500小时。然后，测量在高温/高湿度测试之前和之后样品的色差(ΔE)以及高温/高湿度测试之后样品的透射率(％)。
(5)抗潮性测试：将样品在50℃的测试温度和99％的相对湿度(RH)下放置168小时。然后，测量在抗潮性测试之前和之后样品的色差(ΔE)以及抗潮性测试之后样品的透射率(％)。
(6)热冲击测试：将样品在85℃下放置0.5小时，然后在-40℃下放置0.5小时。将该过程重复500个循环。接下来，测量在热冲击测试之前和之后样品的色差(ΔE)以及热冲击测试后样品的透射率(％)。
表10
从以上表10中的结果可以看出，实施例9的样品具有优异的可靠性。
可靠性测试(2)
通过以下项目评估实施例1至9的样品的可靠性，并且评估结果显示在以下表11中。
(1)耐热性测试(1)：将样品在90℃的测试温度下放置500小时，然后目视观察。评估样品是否会发生明显的变色、褪色、膨胀或开裂，评价结果如下：◎＝样品没有明显的变色、褪色、膨胀或开裂；X＝发生明显的变色、褪色、膨胀或开裂。
(2)抗潮性测试(1)：将样品在50℃的测试温度和99％的相对湿度(RH)下放置168小时，然后目视观察。评估样品是否会发生明显的变色、褪色、膨胀或开裂，评价结果如下：◎＝样品没有明显的变色、褪色、膨胀或开裂；X＝发生明显的变色、褪色、膨胀或开裂。
(3)耐高温/高湿度测试：将样品在85℃的测试温度和85％的相对湿度(RH)下放置500小时，然后目视观察。评估样品是否会发生明显的变色、褪色、膨胀或开裂，评价结果如下：◎＝样品没有明显的变色、褪色、膨胀或开裂；X＝发生明显的变色、褪色、膨胀或开裂。
(4)热冲击测试：将样品在85℃下放置0.5小时，然后在-40℃下放置0.5小时。将该过程重复500个循环，然后目视观察。评估样品是否会发生明显的变色、褪色、膨胀或开裂，评价结果如下：◎＝样品没有明显的变色、褪色、膨胀或开裂；X＝发生明显的变色、褪色、膨胀或开裂。
(5)耐热循环性测试：将样品加热至表面温度100℃，然后单独放置。将该过程重复3个循环，然后目视观察。评估样品是否会发生明显的变色、褪色、膨胀或开裂，评价结果如下：◎＝样品没有明显的变色、褪色、膨胀或开裂；X＝发生明显的变色、褪色、膨胀或开裂。
(6)耐低温性测试：将样品在-40℃下冷却168小时，然后目视观察。评估样品是否会发生明显的变色、褪色、膨胀或开裂，评价结果如下：◎＝样品没有明显的变色、褪色、膨胀或开裂；X＝发生明显的变色、褪色、膨胀或开裂。
(7)耐热性测试(2)：将样品在95℃下放置168小时，然后目视观察。评估样品是否会发生明显的变色、褪色、膨胀或开裂，评价结果如下：◎＝样品没有明显的变色、褪色、膨胀或开裂；X＝发生明显的变色、褪色、膨胀或开裂。
(8)抗潮性测试(2)：将样品在38℃的测试温度和98％的相对湿度(RH)下放置144小时，然后目视观察。评估样品是否会发生明显的变色、褪色、膨胀或开裂，评价结果如下：◎＝样品没有明显的变色、褪色、膨胀或开裂；X＝发生明显的变色、褪色、膨胀或开裂。
(9)耐冲击性测试：将样品在-30℃下放置4小时，然后将510g重物落在样品表面上，并进行如下判断：◎＝样品没有开裂；×＝样品发生开裂。
表11
从以上表11中的结果可以看出，本发明的热塑性树脂组合物具有优异的可靠性，包括耐热性、防潮性、耐高温/高湿度和耐热冲击性。
因此，可以看出，当本发明的热塑性树脂组合物用于制备模塑制品时，其可以显示出优异的性能，诸如保温稳定性、流动性等，同时其保持优异的环境友好性能和光学性能。
尽管出于说明性目的描述了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。

Claims (13)

1.一种热塑性树脂组合物，包括：
100重量份的聚碳酸酯树脂，包括由下式1表示的重复单元；
0.2重量份至15重量份由下式2表示的环氧树脂；和
1重量份至15重量份的磷酸盐基化合物：
式1
其中，*是键；
式2
其中，n是范围为0至300的整数。
2.根据权利要求1所述的热塑性树脂组合物，其中，所述聚碳酸酯树脂是通过二醇化合物与碳酸二酯化合物的共聚制备，所述二醇化合物包括由下式1a表示的衍生自植物的异山梨醇：
式1a
3.根据权利要求1所述的热塑性树脂组合物，其中，所述聚碳酸酯树脂包括30mol％至95mol％的式1的重复单元。
4.根据权利要求1所述的热塑性树脂组合物，其中，所述聚碳酸酯树脂的粘均分子量为15,000g/mol至25,000g/mol。
5.根据权利要求1所述的热塑性树脂组合物，其中，由式2表示的环氧树脂通过以下方法制备，包括：
使衍生自植物的异山梨醇与甘油反应以得到表氯醇；以及
使所述表氯醇在含水氢氧化物溶液存在下反应。
6.根据权利要求1所述的热塑性树脂组合物，其中，所述环氧树脂的环氧当量为100g/eq至300g/eq，并且在25℃下测量的粘度为1,000cps至10,000cps。
7.根据权利要求1所述的热塑性树脂组合物，其中，所述磷酸盐基化合物由下式5表示：
式5
其中，R3、R4和R5各自独立地为氢或C1-C4烷基；X为C6-C20芳基或被C1-C4烷基取代的C6-C20芳基；并且m是范围为0至4的整数。
8.根据权利要求1所述的热塑性树脂组合物，其中，所述磷酸盐基化合物包括磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三二甲苯酯、三(2，6-二甲基苯基)磷酸酯、三(2，4，6-三甲基苯基)磷酸酯、三(2，4-二叔丁基苯基)磷酸酯、三(2，6-二叔丁基苯基)磷酸酯、间苯二酚双(二苯基)磷酸酯、间苯二酚双(2，6-二甲基苯基)磷酸酯、间苯二酚双(2，4-二叔丁基苯基)磷酸酯、对苯二酚双(2，6-二甲基苯基)磷酸酯和对苯二酚双(2，4-二叔丁基苯基)磷酸酯中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的热塑性树脂组合物，进一步包括：基于100重量份的所述聚碳酸酯树脂的0.5重量份至15重量份的抗氧化剂，其中，所述抗氧化剂包括亚磷酸酯类抗氧化剂、硫类抗氧化剂和苯酚类抗氧化剂中的一种或多种。
10.根据权利要求9所述的热塑性树脂组合物，其中，所含的所述抗氧化剂和所述磷酸盐基化合物的重量比为1∶2至1∶13。
11.根据权利要求1所述的热塑性树脂组合物，其中，根据ASTM D1238，在2.16kg载荷下温度为260℃下测量的所述热塑性树脂组合物的流动指数为40g/10min或更高，根据ASTMD1003，测量的3.2mm厚的样品的雾度为2.0％或更低，并且根据ASTM D1003，测量的3.2mm厚的样品的透射率为88％或更高。
12.根据权利要求1所述的热塑性树脂组合物，其中，根据以下等式1计算的，所述热塑性树脂组合物的黄度指数差(ΔYI)为0.3或更低：
等式1
ΔYI＝YI1-YI0
其中，YI0是使用分光光度计(Minolta，CM-3700D)测量的热塑性树脂组合物样品的黄度指数，所述热塑性树脂组合物样品通过在250℃的注塑成型温度(料筒温度)下以20秒的循环时间注塑成型而获得，而YI1是测量的在将熔融状态下的热塑性树脂组合物在料筒中放置15分钟后，在250℃的注塑成型温度(料筒温度)下通过注塑成型获得的热塑性树脂组合物样品的黄度指数。
13.一种由根据权利要求1至12中任一项所述的热塑性树脂组合物形成的模塑制品。
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