CN112236480A - Led光源的外罩 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及支化脂族烃如角鲨烷在用于生产LED照明单元中所用的模制件,例如外罩的基于热塑性聚合物,特别基于聚碳酸酯的组合物中的用途。根据本发明已经发现,支化脂族烃的使用能够增强总透射率和在360至460 nm范围内的透射率,这使得相应组合物特别适用于生产与白色LED光源组合使用的模制件。已经另外表明,同时降低黄化和雾度。
Description
本发明涉及LED照明单元,其包括LED光源和由热塑性材料制成的模制件,例如外罩。本发明进一步涉及改进外罩材料在360至460 nm范围内的透光率。
由于它们在光发射方面的低效率和高放热以及短寿命,白炽灯是不利的。节能灯明显更高效节能,但由于重金属组分,尤其是汞,它们引起高度环境污染,并且必须作为特殊废物处置。在可持续性和能量效率方面,需要对常规照明源和照明模块,例如白炽灯或节能灯的替代概念。
半导体技术提供了没有这些缺点并另外具有长寿命和高能量效率的替代性照明源(以LED、OLED或电致发光膜的形式)。半导体技术作为光源的优选应用是LED。
由于它们的长寿命、它们的低能耗和良好的光产额,LED作为照明源获得越来越多的应用,例如在汽车工业、航空业、室内照明、外立面设计等中。
与常规照明装置如白炽灯或荧光灯相比,LED具有与它们不同的发射特性。对于需要引导光束的应用,LED通常必须使用透镜或光导管。替代性地或附加地,包含LED作为光源的照明装置通常包含透明或半透明的外壳部件,其用于覆盖光源、保护光源并防止其受到外部影响如污物和灰尘。
LED发射的光具有取决于半导体材料和掺杂的波长,因此LED可用于产生几乎单色光,甚至在红外线范围或紫外线范围内。
为了生成可见白光(其已知是不同波长的混合物),因此必须“转换”(例如通过叠加混色)LED的单色光,这原则上可通过各种手段实现:
1. 通过发射蓝色、红色和绿色的LED的组合混色以形成所谓的RGB(红绿蓝)模块,其组合感知光印象是白色。
2. 通过发光技术,其中例如借助磷光体将所有或一部分的LED辐射转换成其它波长。这样可以由在可见范围内发射蓝色的LED开始,通过加入将一部分的蓝光区辐射转换成红/黄光的单一磷光体而产生白光。由于成本原因和由于蓝色LED的高效率,这种生成白光的模式对商业应用是优选的。可以替代性地由LED产生的紫外光使用发射与RGB模块对应波长的三种不同磷光体生成白光。如果使用这种技术,优选的是也具有提高的抗紫外线辐射稳定性,即例如经过UV稳定化的组合物。
为了在LED模块中建立偏离“白色”的整体颜色印象,也可按需要进一步修改上述光源。这种修改可如下实现:
- 与磷光染料组合或
- 与具有不同发射特性的其它光源组合。
当对照明装置的透镜、光导管、外罩或其它组件使用透明或半透明塑料时,重点是对来自所用光源的光的稳定性。光的波长优选在肉眼可见的范围内,因为这些照明装置被构想为供人类使用。在可见范围外的发射意味着能量损失并因此意味着光源效率降低。需要具有高颜色稳定性和对此类光源的发射光谱的高透射率的透明或半透明塑料组合物。这意味着尤其在360至460 nm范围内(蓝光 - 许多LED光源发射的光大部分在此范围内)的吸收必须低,因为在这一范围内的各种吸收都会导致能量输入该材料,这从较长时期来看导致变色、浑浊和任选聚合物降解。在热塑性聚合物组合物的情况下,这些组件的生产另外需要高流动性,以能够容易地制造复杂几何形状。这些组件经常应当能够通过集成元件,例如插拔或螺纹接头连接到照明装置的其它元件上,因此需要良好的机械耐受性。也需要良好的耐热变形性,以永久耐受照明装置的使用温度而不改变光学、几何或其它性质。
照明装置中的透镜、光导管、透明或半透明外罩和其它透明或半透明组件原则上可由各种不同的透明或半透明聚合物制成。为此合适的特别是基于以下热塑性塑料的可注射成型的透明或半透明材料:芳族聚碳酸酯(PC)(包括共聚碳酸酯)、聚酯碳酸酯、聚苯乙烯(PS)、苯乙烯共聚物、聚烯如聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)、芳族聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、PET-环己烷二甲醇共聚物(PETG)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚-或共聚甲基丙烯酸甲酯如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(例如PMMI)、聚醚砜、热塑性聚氨酯、环状烯烃聚合物或共聚物(COP或COC)或所提到的组分的混合物,只要这些混合物透明或半透明。
经常向这样的透明或半透明材料中加入其它着色剂,以改变光的颜色印象或色温。
EP 2799200 A1描述了稳定剂和用于改进透光率的其它添加剂。某些稳定剂,如磷基抗氧化剂和酚类自由基清除剂自较长时间以来已用于改进光学性质。但是,透射率的改进在此非常有限。
US 2017/0218198 A1描述了将聚氧杂亚甲基聚氧杂亚丙基二醇添加到聚碳酸酯中以提高透光率。但是,这样的二醇醚只有有限的温度稳定性。在常规用于聚碳酸酯的高温下加工时可能形成降解产物,它们沉积在例如模具中。这些沉积物导致更长的清洁周期,这是不合意的。在本情况下,根据本发明的组合物因此优选也不含聚氧杂亚甲基聚氧杂亚丙基二醇。
在EP 2652031 A1中描述了有利于LED和光导应用的颜色校正的模塑料。但是,这些着色剂组合物降低了在360至460 nm范围内的透射率。
本发明的目的是提供用于LED应用的热塑性组合物,其具有至少在360至460 nm范围内的高透光率和以与相应的无添加剂聚碳酸酯相比的低ΔY.I值的形式表示的高热稳定性。该模塑料应当优选易加工成所需组件,尤其是具有较复杂几何形状的那些。
已经可以令人惊讶地发现,极少量的脂族烃与磷基热稳定剂和基于脂肪酸酯的脱模剂的组合添加改进聚碳酸酯的透光率和黄度指数(Y.I.)。这是令人惊讶的,因为脂族添加剂作为脱模剂添加到聚碳酸酯是已知的。但是,不知道这些添加剂提高对LED光的透射率。
现有技术在WO 2001/004199 A1中描述了这些特定添加剂的添加,但没有以本发明的添加剂组合。没有描述尤其在360至460 nm范围内的透光率的提高。
令人惊讶地,通过LED照明单元实现本发明的目的,所述LED照明单元包括具有在360至460 nm范围内的峰值波长的LED光源和由透明或半透明热塑性组合物制成的模制件,所述热塑性组合物含有
a) 热塑性聚合物,包括聚合物混合物,其优选包含芳族聚碳酸酯,特别优选通过界面法制成的那些,
b) 10 – 2500 ppm的一种或多种磷基稳定剂,其选自磷酸酯、亚磷酸酯、亚膦酸酯、膦及其混合物,
c) 200 ppm至4500 ppm的一种或多种支化脂族烃,
d) 100 ppm至4000 ppm的一种或多种基于脂肪酸酯的脱模剂,
e) 0 ppm至1000 ppm的一种或多种酚类抗氧化剂,
f) 0 ppm至6000 ppm的一种或多种紫外线吸收剂和
g) 0 ppm至500000 ppm的一种或多种其它添加剂,
其中以ppm为单位给出的用量在每种情况下基于组分a)的热塑性聚合物的总重量计。
所述LED照明单元发出的光优选具有2500 K至7000 K,更优选2700 K至6500 K,再更优选3000至6000 K的根据DIN EN 12665:2009测定的色温。
还通过支化脂族烃,特别是角鲨烷与一种或多种磷基热稳定剂和一种或多种基于脂肪酸酯的脱模剂组合用于提高基于热塑性聚合物的热塑性组合物的在360至460 nm范围内的透光率的用途实现该目的。在此,“基于”优选被理解为是指热塑性聚合物在至少50重量%,更优选至少60重量%,再更优选至少70重量%,特别优选至少80重量%,非常特别优选至少90重量%,最优选至少95重量%的程度上包含于所述总组合物中。
模制件的组合物原则上可含有其它组分,只要这些对根据本发明的组合物没有负面影响。
但是,优选的是该组合物除组分a)至g),更优选a)至f)外,特别优选除组分a)至d)外不含其它组分。
在本发明中,“透明”组合物是具有至少85%,优选至少86%,特别优选至少88%的根据ISO 13468-2:2006在4 mm厚度下测得的在360 nm至780 nm范围内的透射率和根据ASTMD1003:2013在20 mm的层厚度下测定的小于2.0%,优选小于1.5%,更优选小于1.0%,特别优选小于0.8%的雾度的那些。在本发明中,“半透明”被理解为是指具有小于84%且大于20%,更优选小于80%且大于50%的根据ISO 13468-2:2006在4 mm厚度下测得的在360 nm至780 nm范围内的透射率和/或根据ASTM D1003:2013在20 mm的层厚度下测定的大于98%的雾度的组合物。
“LED照明单元”在此不仅在一整套机械连接的零件的狭义上使用,还更广义地理解为是(仅)在功能意义上连接以形成单元的零件的纯粹组合。但是,同样可以是机械连接的组合。
在本发明中,“LED光源”应被理解为是指发射具有如下辐射特性的光的光源:其中在200 nm至3000 nm范围内发射的强度的多于70%在光谱的可见范围内。在本发明中,可见范围被定义为360 nm至780 nm的波长范围。尤其优选的是,所述强度的少于5%在< 360 nm的范围内。当考虑360 nm至500 nm的范围时,在本发明中,LED光具有360 nm至460 nm,更优选400 nm至460 nm,特别优选430 nm至460 nm,或者特别优选400 nm至405 nm的在其强度方面的峰值波长 - 即最大强度波长。为了测定峰值波长,用光谱分辨率测量辐射当量参数,例如辐射通量,并绘制在笛卡尔坐标系中。在y轴上绘制辐射当量参数,并在x轴上绘制波长。这一曲线的绝对最大值是“峰值波长”(根据DIN 5031-1 (1982)定义)。在此,“从……至……”包括所示限值。在此,“LED光”优选具有窄发射宽度,其中半高全宽为最大60 nm,更优选最大45 nm,再更优选最大30 nm,其中单色光特别优选。在此,半高全宽是发射峰在半高强度处的全宽。
尤其通过使用半导体或激光器作为光源实现这样的发射特性。如今,经常使用半导体技术,例如在LED(发光二极管)、有机LED(OLED)和电致发光膜中。
“由组合物制成的模制件”不仅限于被理解为是指仅单层元件。也设想了多层体系,只要它们包含由相应组合物制成的模制件。在根据本发明描述的模制件的一面或两面上,尤其还可存在防刮层。任选存在的多层制品不等同于术语“模制件”。本发明因此还涉及包含多层制品的相应LED照明单元,所述多层制品包含由更详细定义的组合物组成的层。
组分a
热塑性聚合物a)优选是芳族聚碳酸酯(PC)(包括均聚碳酸酯和共聚碳酸酯)、聚酯碳酸酯、聚苯乙烯(PS)、苯乙烯共聚物、聚烯如聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)、芳族聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、PET-环己烷二甲醇共聚物(PETG)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚-或共聚甲基丙烯酸甲酯如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(例如PMMI)、聚醚砜、热塑性聚氨酯、环状烯烃聚合物或共聚物(COP或COC),更优选芳族(均)聚碳酸酯、芳族共聚碳酸酯、芳族聚酯、环状烯烃聚合物或共聚物或聚甲基丙烯酸甲酯,或相同类型或不同类型的所提到的组分的混合物,只要这些混合物透明或半透明。组分a)的热塑性聚合物特别优选是芳族聚碳酸酯,其中也可以是这种类型的多种代表,例如两种不同的芳族共聚碳酸酯或两种不同的芳族均聚碳酸酯的混合物。当组分a)是不同类型的热塑性聚合物的混合物时,其优选是聚碳酸酯与PMMA或聚酯的混合物。但是,极其优选的是仅包含芳族聚碳酸酯作为热塑性聚合物。
一个实施方案包含芳族聚碳酸酯和PMMA的混合物作为组分a),其包含基于总组合物计小于2重量%,优选小于1重量%,更优选小于0.5重量%,再更优选包含0.15重量%至0.25重量%,特别优选包含0.08重量%至0.12重量%的PMMA,其中PMMA优选具有通过使用聚苯乙烯标样和四氢呋喃洗脱剂在1.0 ml/min流量下的凝胶渗透色谱法测定的< 40000 g/mol的分子量。
在本发明中,聚碳酸酯包括均聚碳酸酯和共聚碳酸酯。聚碳酸酯可以以已知方式是线性或支化的。当在本发明中提到“聚碳酸酯”时,这始终是指芳族聚碳酸酯,即使没有明确提及。
聚碳酸酯以已知方式由二酚、碳酸衍生物、任选链终止剂和支化剂生产。
自大约40年来在许多专利文献中公开了关于聚碳酸酯生产的细节。在此可以参考例如Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymer Reviews, 第9卷, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964,参考D. Freitag, U.Grigo, P.R. Müller, H. Nouvertné, BAYER AG, "Polycarbonates", Encyclopedia ofPolymer Science and Engineering, 第11卷, 第2版, 1988, 第648-718页,和最后参考Dres. U. Grigo, K. Kirchner和P.R. Müller "Polycarbonate", Becker/Braun,Kunststoff-Handbuch, 第3/1卷, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester,Celluloseester, Carl Hanser Verlag München, Wien 1992, 第117-299页。
适用于生产聚碳酸酯的二羟基芳基化合物是例如氢醌、间苯二酚、二羟基联苯、双(羟苯基)烷、双(羟苯基)环烷、双(羟苯基)硫醚、双(羟苯基)醚、双(羟苯基)酮、双(羟苯基)砜、双(羟苯基)亚砜、α,α'-双(羟苯基)二异丙基苯、衍生自靛红或酚酞衍生物的苯并吡咯酮(Phthalimidine),和它们的在环上烷基化、在环上芳基化和在环上卤化的化合物。
优选的二羟基芳基化合物是4,4'-二羟基联苯、2,2-双(4-羟苯基)丙烷、2,4-双(4-羟苯基)-2-甲基丁烷、1,1-双(4-羟苯基)苯基乙烷、1,3-双[2-(4-羟苯基)-2-丙基]苯(双酚M)、1,1-双(4-羟苯基)-对-二异丙基苯、2,2-双(3-甲基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3-氯-4-羟苯基)丙烷、双(3,5-二甲基-4-羟苯基)甲烷、2,2-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)丙烷、双(3,5-二甲基-4-羟苯基)砜、2,4-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)-2-甲基丁烷、1,1-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)-对-二异丙基苯、2,2-双(3,5-二氯-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二溴-4-羟苯基)丙烷、1,3-双[2-(3,5-二甲基-4-羟苯基)-2-丙基]苯和1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷(双酚TMC)和式(I)至(III)的双酚
其中R'在每种情况下代表C1-至C4-烷基、芳烷基或芳基,优选甲基或苯基,最优选甲基。
特别优选的二羟基芳基化合物是4,4'-二羟基二苯基、1,1-双(4-羟苯基)苯基乙烷、2,2-双(4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二溴-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二氯-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)丙烷、1,1-双(4-羟苯基)环己烷和1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷(双酚TMC),以及式(I)、(II)和/或(III)的二羟基芳基化合物。
例如在US 2 999 835 A、3 148 172 A、2 991 273 A、3 271 367 A、4 982 014 A和2 999 846 A、德国公开文献1 570 703 A、2 063 050 A、2 036 052 A、2 211 956 A和3832 396 A、法国专利文献1 561 518 A1、专著“H. Schnell, Chemistry and Physics ofPolycarbonates, Interscience Publishers, New York 1964, 第28页及其后和第102页及其后”,和D.G. Legrand, J.T. Bendler, Handbook of Polycarbonate Science andTechnology, Marcel Dekker New York 2000, 第72页及其后中描述了这些和其它合适的二羟基芳基化合物。
在均聚碳酸酯的情况下,仅使用一种二酚,在共聚碳酸酯的情况下,使用多种二酚。
合适的碳酸衍生物是例如光气或碳酸二苯酯。
可用于生产聚碳酸酯的合适链终止剂包括单酚和单羧酸。合适的单酚是例如苯酚本身、烷基酚,如甲酚、对-叔丁基苯酚、枯基苯酚、对-正辛基苯酚、对-异辛基苯酚、对-正壬基苯酚和对-异壬基苯酚,卤代酚,如对氯苯酚、2,4-二氯苯酚、对溴苯酚和2,4,6-三溴苯酚、2,4,6-三碘苯酚、对碘苯酚及其混合物。
优选的链终止剂还有被直链或支化,优选未取代或被叔丁基取代的C1至C30烷基单取代或多取代的酚。特别优选的链终止剂是苯酚、枯基苯酚和/或对-叔丁基苯酚。
合适的单羧酸还有苯甲酸、烷基苯甲酸和卤代苯甲酸。
所用链终止剂的量优选是基于在每种情况中使用的二酚摩尔数计的0.1至5摩尔%。可在与羧酸衍生物反应之前、之中或之后进行链终止剂的添加。
合适的支化剂是聚碳酸酯化学中已知的三官能或多于三官能的化合物,特别是具有三个或多于三个酚式OH基团的那些。
合适的支化剂是例如间苯三酚、4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟苯基)-2-庚烯、4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟苯基)庚烷、1,3,5-三(4-羟苯基)苯、1,1,1-三(4-羟苯基)乙烷、三(4-羟苯基)苯基甲烷、2,2-双[4,4-双(4-羟苯基)环己基]丙烷、2,4-双(4-羟苯基异丙基)苯酚、2,6-双(2-羟基-5'-甲基苄基)-4-甲基苯酚、2-(4-羟苯基)-2-(2,4-二羟苯基)丙烷、原对苯二甲酸六-(4-(4-羟苯基异丙基)苯基)酯、四(4-羟苯基)甲烷、四(4-(4-羟苯基异丙基)苯氧基)甲烷和1,4-双((4',4"-二羟基三苯基)甲基)苯和2,4-二羟基苯甲酸、苯均三酸、氰尿酰氯和3,3-双(3-甲基-4-羟苯基)-2-氧代-2,3-二氢吲哚。
任选使用的支化剂的量优选为又基于在每种情况中使用的二酚摩尔数计的0.05摩尔%至2.00摩尔%。
支化剂可最先与二酚和链终止剂一起在碱性水相中装载,或以溶解在有机溶剂中的形式在光气化之前加入。在酯交换法的情况下,支化剂与二酚一起使用。根据本发明的组合物中包含的芳族聚碳酸酯优选通过界面法制成。
优选使用线性聚碳酸酯。
本发明的芳族聚碳酸酯优选具有15000至25000 g/mol,优选15000-24000 g/mol,更优选16000-23500 g/mol,再更特别优选18000-22500 g/mol的重均分子量Mw。这些值适用于通过使用二氯甲烷作为洗脱剂的凝胶渗透色谱法测定,其中用来自德国的PSSPolymer Standards Service GmbH的具有已知摩尔质量分布的线性聚碳酸酯(由双酚A和光气组成)校准,根据来自Currenta GmbH & Co. OHG, Leverkusen的方法2301-0257502-09D(2009年德语版)校准。用于校准的洗脱剂同样是二氯甲烷。交联苯乙烯-二乙烯基苯树脂的柱组合。分析柱的直径: 7.5 mm;长度: 300 mm。柱材料的粒度: 3 µm至20 µm。溶液的浓度: 0.2重量%。流速: 1.0 ml/min,溶液温度: 30℃。使用折射率(RI)检测器检测。
根据ISO 1133:2012-03在300℃和1.2 kg下测得的芳族聚碳酸酯的MVR值优选为14至70 cm3/(10 min),更优选18至65 cm3/(10 min)。
MW和MVR数据基于组合物中包含的全部芳族聚碳酸酯。
特别优选的聚碳酸酯是基于双酚A的均聚碳酸酯、基于1,3-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷的均聚碳酸酯和基于两种单体双酚A和1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷的共聚碳酸酯。
组分b
尤其合适的磷基稳定剂是选自磷酸酯、亚磷酸酯、亚膦酸酯、膦及其混合物的热稳定剂。也可以使用来自这些亚组之一的不同化合物,例如两种亚磷酸酯的混合物。
合适的磷基稳定剂的实例是亚磷酸三苯酯、亚磷酸二苯基烷基酯、亚磷酸苯基二烷基酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三月桂酯、亚磷酸三(十八烷基)酯、二亚磷酸二硬脂基季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二-叔丁基苯基)酯(Irgafos® 168)、二亚磷酸二异癸基季戊四醇酯、二亚磷酸双(2,4-二-叔丁基苯基)季戊四醇酯、二亚磷酸双(2,6-二-叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇酯、二亚磷酸双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇酯、二亚磷酸双(2,6-二-叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇酯、二亚磷酸二异癸氧基季戊四醇酯、二亚磷酸双(2,4-二-叔丁基-6-甲基苯基)季戊四醇酯、二亚磷酸双(2,4,6-三(叔丁基苯基)季戊四醇酯、三亚磷酸三硬脂基山梨糖醇酯、4,4'-联亚苯基二亚膦酸四(2,4-二-叔丁基苯基)酯、6-异辛氧基-2,4,8,10-四-叔丁基-12H-二苯并[d,g]-1,3,2-二氧磷杂环辛二烯、亚磷酸双(2,4-二-叔丁基-6-甲基苯基)甲酯、亚磷酸双(2,4-二-叔丁基-6-甲基苯基)乙酯、6-氟-2,4,8,10-四-叔丁基-12-甲基-二苯并[d,g]-1,3,2-二氧磷杂环辛二烯、2,2',2"-次氮基[三乙基三(3,3',5,5'-四-叔丁基-1,1'-联苯-2,2'-二基)亚磷酸酯]、2-乙基己基(3,3',5,5'-四-叔丁基-1,1'-联苯-2,2'-二基)亚磷酸酯、二亚磷酸双(2,6-二-叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇酯(PEP-36)、5-丁基-5-乙基-2-(2,4,6-三-叔丁基苯氧基)-1,3,2-二氧磷杂环丙烷、三苯膦(TPP)、三烷基苯基膦、双二苯基膦基乙烷或三萘基膦。尤其优选使用三苯膦(TPP)、Irgafos® 168(亚磷酸三(2,4-二-叔丁基-苯基)酯)、PEP-36(二亚磷酸双(2,6-二-叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇酯)或亚磷酸三(壬基苯基)酯或其混合物。非常特别优选单独或以混合物形式作为含磷稳定剂的是三苯膦。
磷酸酯稳定剂在本发明中是例如式(I)的磷酸酯
其中基团R1互相独立地代表支化烷基和/或任选取代的烷基,其中烷基优选是C1-至C18-烷基,更优选C1-至C8-烷基。芳基优选被直链C1-至C8-烷基、支化C1-至C8-烷基或枯基取代,其中取代基可相同或不同,但相同取代基是优选的。优选的是芳基在位置2和4或位置2、4和6被取代。在这些位置的叔丁基取代基非常特别优选。更优选的是所有R1相同。优选附加地或替代性地使用磷酸三异辛酯作为磷基稳定剂。
该组合物中的磷基稳定剂的总量为基于组分a)的热塑性聚合物的总重量计10-2500 ppm,优选20 ppm至2000 ppm,更优选100 ppm至1500 ppm,特别优选200 ppm至1000ppm,非常特别优选200至300 ppm。
组分c
组分c是一种或多种支化脂族烃。这些是天然或合成来源的。该烃优选具有侧烷基,例如甲基、乙基、丙基、异丁基或丁基,特别优选甲基。根据本发明使用的组分c的烃所具有的碳原子数优选为20至80,更优选25至40。
当甲基作为支链存在时,甲基的碳原子构成基于总分子计的优选10重量%至30重量%的重量比例。
组分c的烃优选在形式上或通过实际合成在50至100摩尔%的程度上由氢化多萜,更优选异戊二烯单元形成。基于组分c的化合物的总分子计,氢化异丙烯单元的比例更优选大于90摩尔%,再更优选大于95摩尔%。
除异戊二烯外,可以在形式上存在或实际使用的共聚单体是在橡胶生产和聚烯烃化学中常规的那些,尤其是2,3-二甲基丁二烯、丁二烯、丙烯和/或异丁烯。
特别优选的是单纯在算术上在饱和剩余双键之前由异戊二烯经由“头-头”或“头-尾”或“尾-尾”连接形成的饱和脂族化合物,其中这两种连接类型也可同时发生。非常特别优选的是,该烃由相连的金合欢烷单元,尤其是由“尾-尾”相连的金合欢烷单元形成,并且尤其是角鲨烷、氢化番茄烯或八甲基三十二烷。
非常特别优选的是,根据本发明使用的组合物中的组分c包含角鲨烷(2,6,10,15,19,23-六甲基二十四烷);极其优选地,组分c)是角鲨烷。
组分c的总量为基于组分a的热塑性聚合物的总重量计200 ppm至4500 ppm,优选至4000 ppm,更优选至3500 ppm,再更优选400 ppm至3000 ppm,特别优选500 ppm至2500ppm,非常特别优选1000 ppm至2000 ppm。
组分d
组分d是基于脂肪酸酯的脱模剂。这样的脱模剂尤其是季戊四醇四硬脂酸酯和单硬脂酸甘油酯。优选被包含作为脱模剂的是脂肪酸的甘油酯,更优选甘油单酯。特别优选包含单硬脂酸甘油酯作为脱模剂。非常特别优选的是在根据本发明的组合物中除组分d的这些优选代表外不包含其它基于脂肪酸酯的脱模剂。
“基于脂肪酸酯”不应严格理解为是指该化合物仅基于单一脂肪酸酯。重要的只是,该脱模剂基于脂肪酸酯;这也可以是不同脂肪酸酯的混合物。
组分d)的总量为基于组分a的热塑性聚合物的总重量计100 ppm至4000 ppm,优选120至1000 ppm,更优选150 ppm至800 ppm,再更优选150 ppm至500 ppm。
组分e
酚类抗氧化剂可任选以最多1000 ppm,优选50 ppm至800 ppm,更优选75 ppm至700ppm,再更优选100 ppm至500 ppm的量使用,例如烷基化单酚、烷基化硫烷基酚、氢醌和烷基化氢醌。优选使用Irganox® 1010(季戊四醇-3-(4-羟基-3,5-二-叔丁基苯基)丙酸酯;CAS号: 6683-19-8)和/或Irganox 1076®(2,6-二-叔丁基-4-(十八烷氧基羰基乙基)苯酚;CAS号: 2082-79-3)。特别优选使用Irganox 1076®(2,6-二-叔丁基-4-(十八烷氧基羰基乙基)苯酚)。
在本发明的一个具体实施方案中,组分b的膦化合物与组分b的亚磷酸酯或组分e的酚类抗氧化剂或最后提到的两种化合物的混合物一起使用。
在一个特别优选的实施方案中,组分b和e的稳定剂体系由三苯膦、三苯膦和酚类抗氧化剂如Irganox® 1076或Irganox® 1010的混合物和/或酚类抗氧化剂和亚磷酸酯的组合,优选Irganox® 1076或Irganox® 1010和Irgafos® 168或PEP-36的混合物组成。在另一个特别优选的实施方案中,该稳定剂体系由膦、亚磷酸酯和酚类抗氧化剂,例如三苯膦、Irganox® 1076和Irgafos® 168组成。
组分f
作为本发明的组分f的紫外线吸收剂是在低于400 nm时具有尽可能低的透射率和在高于400 nm时具有尽可能高的透射率的化合物。这样的化合物和它们的生产是文献中已知的并描述在例如EP 0 839 623 A1、WO 1996/15102 A2和EP 0 500 496 A1中。优选用于本发明的组合物中的紫外线吸收剂是苯并三唑,尤其是羟基苯并三唑,三嗪、二苯甲酮和/或芳基化氰基丙烯酸酯。
下列紫外线吸收剂特别合适:羟基苯并三唑,如2-(3',5'-双(1,1-二甲基苄基)-2'-羟苯基)苯并三唑(Tinuvin® 234, BASF SE, Ludwigshafen)、2-(2'-羟基-5'-(叔辛基)苯基)苯并三唑(Tinuvin® 329, BASF SE, Ludwigshafen)、双(3-(2H-苯并三唑基)-2-羟基-5-叔辛基)甲烷(Tinuvin® 360, BASF SE, Ludwigshafen)、(2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-(己氧基)苯酚(Tinuvin® 1577, BASF SE, Ludwigshafen)、二苯甲酮2,4-二羟基二苯甲酮(Chimasorb® 22, BASF SE, Ludwigshafen)或2-羟基-4-(辛氧基)二苯甲酮(Chimassorb® 81, BASF SE, Ludwigshafen)、2-氰基-3,3-二苯基-2-丙烯酸2,2-双[[(2-氰基-1-氧代-3,3-二苯基-2-丙烯基)氧基]甲基]-1,3-丙二基酯(9CI)(Uvinul®3030, BASF SE Ludwigshafen)、2-[2-羟基-4-(2-乙基己基)氧基]苯基-4,6-二(4-苯基)苯基-1,3,5-三嗪(CGX UVA 006, BASF SE, Ludwigshafen)或2,2'-(1,4-亚苯基二亚甲基)双丙二酸四乙酯(Hostavin® B-Cap, Clariant AG)。也可以使用这些紫外线吸收剂的混合物。
非常特别优选的紫外线吸收剂是Tinuvin® 360、Tinuvin® 329、Hostavin® B-Cap、Uvinul® 3030,特别优选Tinuvin® 329和Hostavin® B-Cap。
紫外线吸收剂的总量为基于热塑性聚合物的总重量计0 ppm至6000 ppm,优选500ppm至5000 ppm,更优选1000 ppm至2000 ppm。
组分g
除提到的稳定剂外,根据本发明的聚合物组合物还可任选含有其它常规聚合物添加剂作为组分g,如例如EP 0 839 623 A1、WO 1996/15102 A2、EP 0 500 496 A1或“PlasticsAdditives Handbook”, Hans Zweifel, 第5版2000, Hanser Verlag, München 中所述。其它常规添加剂是不同于组分e的抗氧化剂、不同于组分d的脱模剂、阻燃剂、防滴落剂、不同于组分b的稳定剂、荧光增白剂、光散射剂、着色剂,在每种情况下以常规用于各自热塑性塑料的量。要认识到,组分g仅包含尚未通过添加剂b至f描述的这些组分。
其它聚合物添加剂g优选以0 ppm至500000 ppm,优选100 ppm至100000 ppm,更优选500 ppm至50000 ppm,特别优选至30000 ppm的总量使用,在每种情况下基于组分a的热塑性聚合物的量计。多种添加剂的混合物也合适。
如果在根据本发明的组合物中使用着色剂,在此重要的是,添加的着色剂耐受在光源工作过程中的条件,例如对入射光、任选升高的温度和在光源工作过程中存在的其它条件具有高耐受性,并且着色剂在基底材料中在光源的最大发射值的范围内,即尤其在360nm至460 nm的范围内或在转换范围内没有相关吸收,因为这样的吸收显著损害照明装置的效率和因此发光强度。优选使用的着色剂是Macrolex®蓝RR、Macrolex®紫3R和/或Macrolex®红EG。
其它添加剂还是四亚甲基二醇衍生物。
包括具有在360至460 nm范围内的峰值波长的LED光源和由透明或半透明,优选透明的热塑性组合物制成的模制件的根据本发明优选的LED照明单元如下,其中所述组合物含有
a) 热塑性聚合物,其中包含芳族聚碳酸酯作为热塑性聚合物,
b) 10 – 2500 ppm的一种或多种磷基稳定剂,其选自磷酸酯、亚磷酸酯、亚膦酸酯、膦及其混合物,
c) 200 ppm至4500 ppm的一种或多种支化脂族烃,
d) 100 ppm至4000 ppm的一种或多种基于脂肪酸酯的脱模剂,
e) 0 ppm至1000 ppm的一种或多种酚类抗氧化剂,
f) 0 ppm至6000 ppm的一种或多种紫外线吸收剂和
g) 0 ppm至500000 ppm的一种或多种其它添加剂,
其中以ppm为单位给出的用量在每种情况下基于热塑性聚合物的总重量计。
更优选的是LED照明单元,其包括具有在360至460 nm范围内的峰值波长的LED光源和由透明或半透明,优选透明的热塑性组合物制成的模制件,所述热塑性组合物含有
a) 热塑性聚合物,其中包含芳族聚碳酸酯作为热塑性聚合物,
b) 10 – 2500 ppm的一种或多种磷基稳定剂,其选自磷酸酯、亚磷酸酯、亚膦酸酯、膦及其混合物,
c) 200 ppm至4500 ppm的一种或多种支化脂族烃,其中包含角鲨烷作为支化脂族烃,
d) 100 ppm至4000 ppm的一种或多种基于脂肪酸酯的脱模剂,
e) 0 ppm至1000 ppm的一种或多种酚类抗氧化剂,
f) 0 ppm至6000 ppm的一种或多种紫外线吸收剂和
g) 0 ppm至500000 ppm的一种或多种其它添加剂,
其中以ppm为单位给出的用量在每种情况下基于组分a的热塑性聚合物的总重量计。
特别优选的是LED照明单元,其包括具有在360至460 nm范围内的峰值波长的LED光源和由透明或半透明,优选透明的热塑性组合物制成的模制件,所述热塑性组合物由下列组分组成
a) 芳族聚碳酸酯,
b) 10 – 2500 ppm的一种或多种磷基稳定剂,其选自磷酸酯、亚磷酸酯、亚膦酸酯、膦及其混合物,其中组分b优选包含三苯膦,
c) 200 ppm至4500 ppm的一种或多种支化脂族烃,其中包含角鲨烷作为支化脂族烃,
d) 100 ppm至4000 ppm的一种或多种基于脂肪酸酯的脱模剂,其中组分d优选包含单硬脂酸甘油酯,
e) 0 ppm至1000 ppm的一种或多种酚类抗氧化剂,
f) 0 ppm至6000 ppm的一种或多种紫外线吸收剂和
g) 0 ppm至50000 ppm的一种或多种其它添加剂,其选自不同于组分e的抗氧化剂、阻燃剂、防滴落剂、不同于组分b的稳定剂、不同于组分d的脱模剂、荧光增白剂、光散射剂、着色剂,
其中以ppm为单位给出的用量在每种情况下基于组分a的芳族聚碳酸酯的总重量计。
非常特别优选的是,该模制件是透镜、灯罩和/或光导管。
为了确保热塑性组合物的充分可流动性和因此足够好的可加工性,该组合物的MVR值(根据ISO 1133:2012-03在300℃和1.2 kg下测得)应该优选为18 cm3/(10 min)至80cm3/(10 min),更优选20 cm3/(10 min)至80 cm3/(10 min),再更优选30 cm3/(10 min)至80 cm3/(10 min),特别优选32 cm3/(10 min)至75 cm3/(10 min)。
为了例如灯罩或汽车前灯部件的良好机械稳定性,根据ISO 179/1eA:2010在室温下使用厚度为3 mm的试样测得的热塑性模塑料的缺口冲击韧性优选为至少40 kJ/m2 ,更优选50 kJ/m2至130 kJ/m2,再更优选55 kJ/m2 至120 kJ/m2,特别优选55 kJ/m2至80 kJ/m2。
该材料应该优选表现出提高的耐热变形性,以耐受在照明单元工作过程中升高的温度并在此不损失其精确形状。根据DIN EN ISO 306:2014(50N,120℃/h)测得的维卡软化温度因此优选为至少120℃。维卡软化温度更优选为120℃至220℃,再更优选130℃至200℃,特别优选140℃至180℃,非常特别优选140℃至150℃。
根据DIN EN ISO 489:1999方法A测得的该材料的折射率优选为至少1.400。折射率更优选为1.450至1.600,再更优选1.480至1.590,特别优选1.500至1.590,非常特别优选1.550至1.590。
生产根据本发明用于LED照明单元的聚合物组合物的方法是本领域技术人员原则上已知的。
通过常用的并入法,通过合并、混合和均化各成分,进行含有组分a至d和任选e、任选f和任选g的根据本发明使用的聚合物组合物的生产,其中均化尤其优选在熔体中在剪切力的作用下进行。任选在熔体均化前通过使用粉末预混物实施合并和混合。也可以使用粒料或粒料和粉末与根据本发明的添加剂的预混物。也可以使用由混合物组分在合适溶剂中的溶液制成的预混物,其中任选在溶液中实施均化和随后除去溶剂。
在此尤其可以通过已知方法或作为母料引入根据本发明的组合物的添加剂。母料特别优选用于引入可能包含的着色剂,其中尤其使用基于各自的聚合物基质的母料。
该组合物可在常规装置,如螺杆挤出机(例如双螺杆挤出机,ZSK)、捏合机、Brabender或Banbury磨机中合并、混合、均化,随后挤出。在挤出后,可将挤出物冷却和粉碎。也可以预混个别组分,然后逐一和/或同样混合着加入剩余原材料。
也可以在注射成型机的塑炼单元中进行预混物在熔体中的合并和混合。在这种情况下,在后续步骤中直接将熔体转化成模制体。
优选使用注射成型法生产模制体。这具有成型自由度高的优点。
根据本发明使用的由所述组合物制成的模制件优选具有用于机动车或其它照明应用中的LED灯的外罩,特别是灯罩,光导管和/或透镜的功能,并被指定在与LED灯,特别是峰值波长在360至460 mm范围内的LED光源组合使用,并且如果它们经受来自高性能LED的光,则特别有利。
可能的模制件是
1. 用于聚焦和按需要分布光的透镜,以及光导管,尤其是在具有LED光源并用作日间行车灯的汽车前灯中的那些,
2. 光导管,尤其是在具有LED光源并用作日间行车灯的汽车前灯中的那些,
3. 灯,例如前灯罩、转向灯盖(Blinkerkappen)、前灯中的其它光学元件,
4. 住宅和办公楼内部区域使用的灯和用于外部区域的灯,例如路灯,
5. 平板电视中的照明装置,
6. 电子设备,例如计算器、移动电话的显示器的照明装置,
7. 具有LED照明的汽车部件,如玻璃、车身部件和装饰条部件。
该模制件用作多层体系也令人感兴趣。在此,将根据本发明的塑料组合物以一个或多个层的形式施加到未染色或以不同方式染色的由塑料制成的模制物体上,或将一个或多个层施加到由该塑料组合物组成的元件/层上。可与模制件的成型同时地或在其之后立即进行施加,例如通过膜的后注塑、共挤或多组分注射成型。但是,也可施加到成品模制主体上,例如通过与膜层压、包覆注塑(Umspritzen)或通过由溶液涂覆。在多层体系中,该模制件优选是载体层,即最厚的层。
如果需要,该模制件可具有低厚度,这有利于片状应用。厚度可为例如0.5至1.5mm。但是,厚壁实施方式也有可能,例如在具有2至3 cm的厚度的厚壁光学器件中。将电子元件,尤其是LED光源直接安置到模制件的凹槽中的可能性具有各种优点。由此尤其可以将电子元件精确定位在塑料模制件上。
可配置包含模制件的光学元件的凹槽,以使所述一个或多个电子元件的顶面与该模制件的顶面几乎齐平。这种布置的优点在于可以有利的方式和方法制造所述(一个或多个)电子元件和其它元件和/或电导体之间的电接触。
此外,透明或半透明塑料模制件可在其表面上具有用于额外控制光的具有光学效应的结构,例如微透镜。
代替上文提到的包含用于聚焦和提高效率的微透镜的塑料模制体,也可为塑料模制件(包括塑料膜)配备漫射性质,以建立“面状灯”而非包含点状光源的灯的印象。
如果将磷光颜料,所谓的磷光体并入或施加到这种塑料模制体或这种塑料膜中,则例如在使用蓝色LED时可产生白光。通过使用磷光体,因此能够实现各种效果。
实施例
材料:
PC1:来自Covestro Deutschland AG公司的芳族聚碳酸酯,其具有(根据ISO 1133-1:2012-03)在300℃下和在1.2 kg载荷下测得的大约33 cm³/(10 min)的MVR,基于双酚A并用叔丁基苯酚封端。在界面法中生产。该聚碳酸酯含有250 ppm的三苯膦和300 ppm的单硬脂酸甘油酯(基于各自实施例的总组合物中的聚碳酸酯的量计)。用于实施例V1至V12和E13至E16。
PC2:来自Covestro Deutschland AG公司的芳族聚碳酸酯,其具有(根据ISO1133-1:2012-03)在300℃下和在1.2 kg载荷下测得的大约34 cm³/(10 min)的MVR,基于双酚A并用叔丁基苯酚封端。该聚碳酸酯含有250 ppm的三苯膦和300 ppm的单硬脂酸甘油酯(基于各自实施例的总组合物中的聚碳酸酯的量计)。在界面法中生产。用于对比例V17和V18。
PC3:来自Covestro Deutschland AG公司的芳族聚碳酸酯,其具有(根据ISO1133-1:2012-03)在300℃下和在1.2 kg载荷下测得的大约55 cm³/(10 min)的MVR,基于双酚A并用叔丁基苯酚封端。在界面法中生产。该聚碳酸酯含有250 ppm的单硬脂酸甘油酯(基于各自实施例的总组合物中的聚碳酸酯的量计)。
A1:来自Mitsubishi Chemical Europe GmbH公司的Metablen TP-003。用于聚碳酸酯的助流剂,其基于苯基取代的甲基丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物。
A2:来自Lanxess Deutschland GmbH公司的Disflamoll® TP,磷酸三苯酯;CAS号115-86-6。
A3: 来自日本Chiyoda的Zeon Corp.的Zeonor® 1420R。环状烯烃共聚物(COP)。
A4:来自Mitsubishi Rayon公司的Dianal BR87。聚甲基丙烯酸甲酯,具有大约25000 g/mol的分子量,通过使用Ostwald粘度计通过测量在25℃下在氯仿中的特性粘度测定,且具有1.490的折射率。
A5:来自德国Darmstadt的Merck KGaA的角鲨烷。2,6,10,15,19,23-六甲基二十四烷;CAS号111-01-3。
A6:来自DuPont公司的Dimodan® HAB Veg。单硬脂酸甘油酯。
A7:来自BASF SE公司的三苯膦;CAS号 603-35-0。
实施:
制造用于光学测量的试样片的实验(40 mm x 38 mm x 20 mm),V1至V12,E13-E16
聚碳酸酯原材料PC1在干燥空气干燥机中在120℃下干燥3小时。将10千克由此干燥的材料装填到25升容器中,然后供入已称出的添加剂并在转鼓混合机中混合10分钟。对V1省略混合步骤。
在随后的注射成型加工中,通过Krauss Maffei 80-38注射成型机的材料进料斗供入所述混合物,然后在多层法中在260℃的物料温度下注射成型。注射成型具有40 mm x38 mm x 20 mm的尺寸的光学试样片。
周期时间:
预先注射成型213 s;继续注射成型147 s;总周期时间: 360 s。
制造用于光学测量的试样片的实验(40 mm x 38 mm x 20 mm)V17和V18:
聚碳酸酯原材料PC2在干燥空气干燥机中在120℃下干燥3小时。将10千克由此干燥的材料装填到25升容器中,然后供入已称出的添加剂并在转鼓混合机中混合10分钟。对V18省略混合步骤。
在随后的注射成型加工中,通过Krauss Maffei 80-38注射成型机的材料进料斗供入所述混合物,然后在多层法中在260℃的物料温度下注射成型。注射成型具有40 mm x38 mm x 20 mm的尺寸的光学试样片。
周期时间:
预先注射成型213 s;继续注射成型147 s;总周期时间: 360 s。
化合物19V和E20的制造
在Berstorff双螺杆挤出机中在275℃的物料温度和100转/分钟的挤出机转数下进行配混。
PC3粒料在真空下在110℃下干燥3小时,然后与添加剂配混。使用粉末混合物以分散添加剂。为此将添加剂预先分散在聚碳酸酯粉末(来自Covestro Deutschland AG公司的芳族聚碳酸酯,其具有(根据ISO 1133-1:2012-03)在300℃下和在1.2 kg载荷下测得的大约19 cm³/(10 min)的MVR,基于双酚A并用叔丁基苯酚封端)中。以5重量%的量计量加入这种粉末。计量加入添加剂,以得到下面给出的量。
添加剂量(基于各自实施例的总组合物中的聚碳酸酯的量计):
V19:2000 ppm的角鲨烷
E20:250 ppm的三苯膦(A7)和2000 ppm的角鲨烷。
用于V19、E20的试样(60 mm x 40 mm x 4 mm)的制造
配混的粒料在真空下在120℃下干燥3小时,然后在具有注射单元的Arburg 370型号的注射成型机中在280℃的物料温度和80℃的模具温度下加工以提供尺寸为60 mm x 40 mmx 4 mm(宽度 x 高度 x 厚度)的颜色试样小片。
化合物V21、E22至E24的制造
在Berstorff双螺杆挤出机中在275℃的物料温度和100转/分钟的挤出机转数下进行配混。
PC1粒料在真空下在110℃下干燥3小时,然后与添加剂配混。使用粉末混合物以分散添加剂。为此将添加剂分散在聚碳酸酯粉末(来自Covestro Deutschland AG公司的芳族聚碳酸酯,其具有(根据ISO 1133-1:2012-03)在300℃下和在1.2 kg载荷下测得的大约19cm³/(10 min)的MVR,基于双酚A并用叔丁基苯酚封端)中。以5重量%的量计量加入这种粉末。计量加入添加剂,以得到下面给出的量。
添加剂量(基于各自实施例的总组合物中的聚碳酸酯的量计):
V21:--
E22:1000 ppm角鲨烷
E23:2000 ppm角鲨烷
E24:3000 ppm角鲨烷。
测定方法:
4 mm厚的颜色试样小片和20 mm厚的长方体的光学测量:
使用带有光度计球的来自Perkin Elmer公司的Λ 950分光光度计进行光学测量。
对40 x 38 x 20 mm的长方体和60 x 40 x 4 mm的颜色试样小片使用相同方法测定透光率、黄度指数和雾度。
透射率测量 - 透光率(Ty, T)- 也在360至460 nm下,在带有光度计球的来自Perkin Elmer公司的Λ 950分光光度计上根据ISO 13468-2:2006进行(即通过测量漫透射率和直接透射率来测定总透射率)。通过以5 nm为步幅检查来进行评估。
用带有光度计球的来自Perkin Elmer公司的Λ 950分光光度计根据ASTM E 313-15(观察者: 10°/光源类型: D65)测定黄度指数(Y.I.)。
根据ASTM D1003:2013测定雾度。
在标准坩埚中在0℃-280℃的温度范围内在热流差示扫描量热计(Mettler DSC 3+)中在10 K/min的加热速率下(气氛: 50 ml/min的氮气)通过DSC测量玻璃化转变温度Tg。给出在第二次加热操作中测定的值。根据ISO 11357-2:2014-07进行测量。
表1a: 在260℃下使用PC1的加工实验,20 mm长方体.
实施例 | 添加剂 | 添加剂浓度A1-A6 (重量%) | Ty (%) | ∆Ty (%) | 在380 nm下的∆T(%) | 在360-460 nm 下的∆T (%) | ∆YI | YI | ∆雾度 (%) |
1V | - | - | 88.87 | 3.13 | |||||
2V | A1 | 0.1 | 88.49 | -0.38 | -1.93 | -26.29 | 0.26 | 3.39 | -0.02 |
3V | A1 | 0.2 | 88.71 | -0.16 | -0.75 | -10.06 | 0.03 | 3.16 | 0.02 |
4V | A1 | 0.3 | 88.77 | -0.10 | -0.90 | -10.80 | 0.05 | 3.18 | -0.11 |
5V | A1 | 0.4 | 88.69 | -0.18 | -2.36 | -31.45 | 0.57 | 3.70 | 0.08 |
6V | A2 | 0.1 | 88.57 | -0.30 | -2.49 | -28.68 | 0.15 | 3.28 | -0.06 |
7V | A2 | 0.2 | 88.63 | -0.24 | -2.33 | -24.18 | -0.06 | 3.07 | -0.05 |
8V | A2 | 0.3 | 88.75 | -0.12 | -1.94 | -17.76 | -0.18 | 2.95 | -0.20 |
9V | A2 | 0.4 | 88.84 | -0.03 | -1.74 | -14.48 | -0.18 | 2.95 | -0.40 |
10V | A3 | 0.2 | 78.22 | -10.65 | -22.03 | -406.73 | 10.39 | 13.52 | 56.38 |
11V | A4 | 0.1 | 88.46 | 0.12* | -2.27* | -28* | 0.49 | 4.13 | -0.04 |
12V | A4 | 0.2 | 88.62 | 0.28* | -3.14* | -31* | -0.01 | 3.63 | 0.09 |
13E | A5 | 0.1 | 88.89 | 0.02 | 1.84 | 22.19 | -0.09 | 3.04 | -0.39 |
14E | A5 | 0.2 | 88.91 | 0.03 | 2.23 | 27.57 | -0.16 | 2.97 | -0.46 |
15E | A5 | 0.3 | 88.85 | -0.02 | 2.13 | 24.95 | -0.05 | 3.08 | -0.46 |
16E | A5 | 0.4 | 88.88 | 0.00 | 2.39 | 28.72 | -0.12 | 3.01 | -0.37 |
* 基于总组合物计。
表1b: 在260℃下使用PC2的加工实验,20 mm长方体.
实施例 | 添加剂 | 添加剂浓度A1-A6 (重量%) | Ty (%) | ∆Ty (%) | 在380 nm下的∆T (%) | 在360-460 nm下的∆T (%) | ∆YI | YI | ∆雾度(%) |
18V | - | - | 88.34 | 3.64 | |||||
17V | A6 | 0.08 | 87.48* | -0.86* | -7.47* | -98 | 1.02 | 4.67 | 0.31 |
*基于总组合物计。
表2: 在260℃下使用PC2的加工实验,4 mm颜色试样小片.
实施例 | Ty (%) | ∆Ty (%) | 在380 nm下的∆T(%) | 在360-460 nm下的∆T(%) | ∆YI | YI | ∆雾度(%) |
19V | 89.51 | 2.10 | |||||
E20 | 89.77 | 0.26 | 6.67 | 40.7 | -0.97 | 1.13 | -0.07 |
Δ值在每种情况下基于参比例1V的相应值;在10V、11V和17V下,Δ值在每种情况下基于参比例18V的相应值。
表3: Tg值.
实施例 | T<sub>g</sub> [℃] |
V21 | 145.2 |
E22 | 145.0 |
E23 | 144.0 |
E24 | 143.3 |
实施例表明在大多数情况下通过添加剂的加入显著降低总透射率Ty(∆Ty为负)。只有也如DE 60116498 T2中所述的PMMA (A4)的加入使得透射率轻微提高。但是,在360 –460 nm范围内的透射率降低。这对LED应用尤其不利,因为所述应用中通常使用的LED提供的大部分能量恰好在这一光谱范围内。在这一范围内的较高吸收导致长期性能较差。
添加剂A1已知为助流剂。通过改进的流动性,原则上可以减少在挤出机或注射成型机中热加工过程中的损伤,因为施加的剪切力较低。因此令人惊讶的是使用这种添加剂无法实现透射率和黄度指数方面的改进。
低分子量添加剂如A3同样可提高流动性,但对相关透射率范围内的光学性质没有达到积极作用。
类似于添加剂A6,添加剂A5具有脱模作用。但是,作为脱模剂进一步加入A6没有显著效果或导致在380 nm下的透射率显著降低,相反令人惊讶地,甚至少量A5的使用已带来光学性质的改进,尤其是在相关透射率范围内。
只有在本发明的实施例中,总透射率Ty和在360 nm至460 nm范围内的透射率才提高,同时与参比例1V,即无角鲨烷的相应聚碳酸酯组合物相比,黄度指数和雾度也降低。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.LED照明单元,其包括具有在360至460 nm范围内的峰值波长的LED光源和由透明或半透明热塑性组合物制成的模制件,所述热塑性组合物含有
a) 热塑性聚合物,其中包含芳族聚碳酸酯作为热塑性聚合物,
b) 10 – 2500 ppm的一种或多种磷基稳定剂,其选自磷酸酯、亚磷酸酯、亚膦酸酯、膦及其混合物,
c) 200 ppm至4500 ppm的一种或多种支化脂族烃,其中包含角鲨烷作为支化脂族烃,
d) 100 ppm至4000 ppm的一种或多种基于脂肪酸酯的脱模剂,
e) 0 ppm至1000 ppm的一种或多种酚类抗氧化剂,
f) 0 ppm至6000 ppm的一种或多种紫外线吸收剂和
g) 0 ppm至50000 ppm的一种或多种其它添加剂,
其中以ppm为单位给出的用量在每种情况下基于组分a的热塑性聚合物的总重量计。
2.如权利要求1中所述的LED照明单元,其中组分c的一种或多种烃所含的碳原子数为20至80并存在甲基作为支链。
3.如权利要求2中所述的LED照明单元,其中作为支链的甲基的重量比例为基于链中的碳原子计10重量%至30重量%。
4.如前述权利要求任一项中所述的LED照明单元,其中组分c的一种或多种烃由相连的金合欢烷单元形成。
5.如前述权利要求任一项中所述的LED照明单元,其中至少包含三苯膦作为组分b的热稳定剂。
6.如前述权利要求任一项中所述的LED照明单元,其中至少包含单硬脂酸甘油酯作为组分d的脱模剂。
7.如前述权利要求任一项中所述的LED照明单元,其中所述组合物另外含有50 ppm至1000 ppm的量的酚类抗氧化剂。
8.如前述权利要求任一项中所述的LED照明单元,其中组分b的量为200至1000 ppm且组分d)的量为150至500 ppm。
9.如前述权利要求任一项中所述的LED照明单元,其中所述LED照明单元发出的光具有2500 K至7000 K的根据DIN EN 12665:2009测定的色温。
10.如前述权利要求任一项中所述的LED照明单元,其中所述热塑性组合物由下列组分组成
a) 芳族聚碳酸酯,
b) 10 – 2500 ppm的一种或多种磷基热稳定剂,其选自磷酸酯、亚磷酸酯、亚膦酸酯、膦及其混合物,
c) 200 ppm至4500 ppm的一种或多种支化脂族烃,其中包含角鲨烷作为支化脂族烃,
d) 100 ppm至4000 ppm的一种或多种基于脂肪酸酯的脱模剂,
e) 0 ppm至1000 ppm的一种或多种酚类抗氧化剂,
f) 0 ppm至6000 ppm的一种或多种紫外线吸收剂,
g) 0 ppm至500000 ppm的一种或多种其它添加剂,其选自不同于组分e的抗氧化剂、不同于组分d的脱模剂、阻燃剂、防滴落剂、不同于组分b的稳定剂、荧光增白剂、光散射剂、着色剂,
其中以ppm为单位给出的用量在每种情况下基于热塑性芳族聚碳酸酯的总重量计。
11.支化脂族烃用于提高基于热塑性聚合物的热塑性组合物的在360至460 nm范围内的透光率的用途。
12.如权利要求11中所述的用途,其中芳族聚碳酸酯作为热塑性聚合物包含于所述组合物中,并且使用角鲨烷作为支化脂族烃。
Claims (15)
1.LED照明单元,其包括具有在360至460 nm范围内的峰值波长的LED光源和由透明或半透明热塑性组合物制成的模制件,所述热塑性组合物含有
a) 热塑性聚合物,
b) 10 – 2500 ppm的一种或多种磷基热稳定剂,其选自磷酸酯、亚磷酸酯、亚膦酸酯、膦及其混合物,
c)200 ppm至4500 ppm的一种或多种支化脂族烃,
d)100 ppm至4000 ppm的一种或多种基于脂肪酸酯的脱模剂,
其中以ppm为单位给出的用量在每种情况下基于热塑性聚合物的总重量计。
2.如前述权利要求任一项中所述的LED照明单元,其中组分c的一种或多种烃所含的碳原子数为20至80并存在甲基作为支链。
3.如权利要求2中所述的LED照明单元,其中作为支链的甲基的重量比例为基于链中的碳原子计10重量%至30重量%。
4.如前述权利要求任一项中所述的LED照明单元,其中包含芳族聚碳酸酯作为热塑性聚合物。
5.如前述权利要求任一项中所述的LED照明单元,其中组分c的一种或多种烃由相连的金合欢烷单元形成。
6.如前述权利要求任一项中所述的LED照明单元,其中至少包含角鲨烷作为组分c。
7.如前述权利要求任一项中所述的LED照明单元,其中至少包含三苯膦作为组分b的热稳定剂。
8.如前述权利要求任一项中所述的LED照明单元,其中至少包含单硬脂酸甘油酯作为组分d的脱模剂。
9.如前述权利要求任一项中所述的LED照明单元,其中所述组合物另外含有50 ppm至1000 ppm的量的酚类抗氧化剂。
10.如前述权利要求任一项中所述的LED照明单元,其中组分b的量为200至1000 ppm且组分d)的量为150至500 ppm。
11.如前述权利要求任一项中所述的LED照明单元,其中所述LED照明单元发出的光具有2500 K至7000 K的根据DIN EN 12665:2009测定的色温。
12.如前述权利要求任一项中所述的LED照明单元,其含有
a) 热塑性聚合物,其中包含芳族聚碳酸酯作为热塑性聚合物,
b) 10 – 2500 ppm的一种或多种磷基稳定剂,其选自磷酸酯、亚磷酸酯、亚膦酸酯、膦及其混合物,
c) 200 ppm至4500 ppm的一种或多种支化脂族烃,其中包含角鲨烷作为支化脂族烃,
d) 100 ppm至4000 ppm的一种或多种基于脂肪酸酯的脱模剂,
e) 0 ppm至1000 ppm的一种或多种酚类抗氧化剂,
f) 0 ppm至6000 ppm的一种或多种紫外线吸收剂和
g) 0 ppm至50000 ppm的一种或多种其它添加剂,
其中以ppm为单位给出的用量在每种情况下基于组分a的热塑性聚合物的总重量计。
13.如前述权利要求任一项中所述的LED照明单元,其中所述热塑性组合物由下列组分组成
a) 芳族聚碳酸酯,
b) 10 – 2500 ppm的一种或多种磷基热稳定剂,其选自磷酸酯、亚磷酸酯、亚膦酸酯、膦及其混合物,
c) 200 ppm至4500 ppm的一种或多种支化脂族烃,其中包含角鲨烷作为支化脂族烃,
d) 100 ppm至4000 ppm的一种或多种基于脂肪酸酯的脱模剂,
e) 0 ppm至1000 ppm的一种或多种酚类抗氧化剂,
f) 0 ppm至6000 ppm的一种或多种紫外线吸收剂,
g) 0 ppm至500000 ppm的一种或多种其它添加剂,其选自不同于组分e的抗氧化剂、不同于组分d的脱模剂、阻燃剂、防滴落剂、不同于组分b的稳定剂、荧光增白剂、光散射剂、着色剂,
其中以ppm为单位给出的用量在每种情况下基于热塑性芳族聚碳酸酯的总重量计。
14.支化脂族烃用于提高基于热塑性聚合物的热塑性组合物的在360至460 nm范围内的透光率的用途。
15.如权利要求14中所述的用途,其中芳族聚碳酸酯作为热塑性聚合物包含于所述组合物中,并且使用角鲨烷作为支化脂族烃。
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