CN115135721A - 聚碳酸酯树脂组合物和成形体 - Google Patents
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Abstract
一种聚碳酸酯树脂组合物,其含有芳香族聚碳酸酯树脂(A)、特定的抗氧化剂(B1)、酚系抗氧化剂(C)、脂环式环氧化合物(D)和紫外线吸收剂(E),相对于上述(A)成分100质量份,上述(B1)成分的含量为0.01~0.08质量份,上述(C)成分的含量为0.005~0.15质量份,上述(D)成分的含量为0.005~0.2质量份,上述(E)成分的含量为0.1~0.4质量份,其实质上不包含双(2,6‑二叔丁基‑4‑甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(Z1)和三苯基膦(Z2)。
Description
技术领域
本发明涉及聚碳酸酯树脂组合物和成形体。
背景技术
芳香族聚碳酸酯树脂其透明性、机械性能、热性质和电性质等优异,有效利用其特性而用于导光板等导光构件、透镜、光纤等各种光学成形品。另外,发光二极管(LED)不仅作为显示器、移动电话、摄像机等电气电子产品的用途,而且作为照明器械等的用途也在逐步扩展。
因此,正在研究将聚碳酸酯树脂组合物用于构成LED照明器械的透镜部件。对于作为LED照明用透镜使用的聚碳酸酯树脂组合物,要求相当于透镜厚度的1~30mm左右的较短光程长度下的优异色调(初始YI值、初始雾度值)和高的耐久性(耐湿热性、耐热性、耐光性、耐LED照射性)。
另外,关于聚碳酸酯树脂组合物的成形温度,在导光板这样的薄壁透明部件的情况下常常在300℃以上的高温下进行成形,在车辆等的日间行车灯(DRL)的导光部件这样的厚壁部件、长条部件的情况下,常常在280℃以下的低温进行成形。另一方面,构成LED照明器械的透镜部件其厚度为1~30mm左右,因此常常在注射成形温度为280℃以上且300℃以下左右的条件下进行。
在专利文献1中,作为一种聚碳酸酯树脂组合物,公开了在芳香族聚碳酸酯树脂中配合特定量的特定二亚磷酸酯化合物和脂环式环氧化合物而成的树脂组合物,所述聚碳酸酯树脂组合物的目的在于得到在超过300℃的高温成形下的热稳定性优异、光线透射率和亮度良好且在耐湿热试验后不发生变色、裂纹的成形品。
在专利文献2中,作为一种聚碳酸酯树脂组合物,公开了在芳香族聚碳酸酯树脂中配合特定量的特定脂环式环氧化合物、亚磷酸酯系抗氧化剂和磷化合物而成的树脂组合物,所述聚碳酸酯树脂组合物的目的在于得到适宜于车辆用的DRL等的导光部件的用途的在280℃以下的低温成形后的初始色调良好且长期耐湿热性和长期耐热性也优异的成形品。
在专利文献3中,作为一种聚碳酸酯树脂组合物,公开了在芳香族聚碳酸酯树脂中配合特定量的特定亚磷酸酯系稳定剂和聚烷撑二醇化合物而成的树脂组合物,所述聚碳酸酯树脂组合物的目的在于得到适宜于在汽车用照明装置中内置的导光构件用途的具有显著优异色相的成形品。
在专利文献4中,作为一种聚碳酸酯树脂组合物,公开了在芳香族聚碳酸酯树脂中配合特定量的特定紫外线吸收剂、环氧化合物和磷系稳定剂而成的树脂组合物,所述聚碳酸酯树脂组合物的目的在于得到即便减少紫外线吸收剂的含量也具有高度的耐候性的成形品。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5938419号公报
专利文献2:日本专利第6427299号公报
专利文献3:日本专利第5991420号公报
专利文献4:日本特开2019-006874号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,专利文献1~3公开的聚碳酸酯树脂组合物是为了用于较长的光程长度(例如100mm以上)的产品用途而成为更重视色调的设计,另外,专利文献4公开的聚碳酸酯树脂组合物不能充分满足LED照明用的透镜部件的用途所要求的上述特性。特别而言,随着近年的LED输出功率的上升,需要特别提高透镜部件的耐LED照射性。
本发明要解决的问题在于,提供一种能够制造具有在短光程长度下的优异色调和高的耐久性(耐湿热性、耐热性、耐光性、耐LED照射性)的成形体的聚碳酸酯树脂组合物。
用于解决问题的手段
本发明人等发现,通过在芳香族聚碳酸酯树脂中分别配合特定量的脂环式环氧化合物、特定的抗氧化剂、特定的磷化合物和特定的紫外线吸收剂而成的树脂组合物,能够解决上述课题。
即,本发明涉及以下的聚碳酸酯树脂组合物和成形体。
<1>一种聚碳酸酯树脂组合物,其含有:
芳香族聚碳酸酯树脂(A)、
下述通式(B1)所示的季戊四醇二亚磷酸酯化合物(B1)、
酚系抗氧化剂(C)、
脂环式环氧化合物(D)、和
紫外线吸收剂(E),
相对于上述(A)成分100质量份,上述(B1)成分的含量为0.01质量份以上且0.08质量份以下,上述(C)成分的含量为0.005质量份以上且0.15质量份以下,上述(D)成分的含量为0.005质量份以上且0.2质量份以下,上述(E)成分的含量为0.1质量份以上且0.4质量份以下,
实质上不包含双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(Z1)和三苯基膦(Z2)。
[化学式1]
式(B1)中,RB11a~RB11d、RB12a~RB12d为烷基或烯基,可以相同也可以不同。或者,RB11a与RB12a、RB11b与RB12b、RB11c与RB12c、RB11d与RB12d可以相互键合形成环。
RB13a~RB13d为氢原子或烷基,可以相同也可以不同。
m1~m4为0以上且5以下的整数,可以相同也可以不同。在m1~m4为2以上的情况下,多个RB13a、RB13b、RB13c、RB13d可以相同也可以不同。
Z1~Z4表示单键或碳原子,可以相同也可以不同。在Z1~Z4表示单键的情况下,RB11a~RB11d、RB12a~RB12d被从通式(B1)中排除。
<2>根据上述<1>所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,还含有下述通式(B2)所示的化合物(B2),
相对于上述(A)成分100质量份,上述(B2)成分的含量为大于0质量份且0.25质量份以下。
[化学式2]
<3>根据上述<1>或<2>所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,上述(E)成分为双苯并噁嗪酮化合物。
<4>根据上述<1>~<3>中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,还含有下述通式(F1)所示的聚醚化合物(F),
RF3O-(RF1O)m-A-(RF2O)n-RF4 (F1)
(式中,RF1和RF2表示碳数1以上的烷撑基,RF1与RF2可以相同也可以不同。m+n为5以上且小于300。在m为2以上的情况下,RF1可以相同也可以不同,在n为2以上的情况下,RF2可以相同也可以不同。RF3和RF4表示氢原子、碳数1~30的一价烃基、碳数1~30的烷酰基、碳数2~30的烯酰基、或环氧丙基,RF3与RF4可以相同也可以不同。A表示单键或二价有机基团。)
相对于上述(A)成分100质量份,上述(F)成分的含量为大于0质量份且0.4质量份以下。
<5>根据上述<1>~<4>中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,还含有脱模剂(G)。
<6>根据上述<5>所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,上述(G)成分为脂肪酸酯(G1),相对于上述(A)成分100质量份,上述(G)成分的含量为0.005质量份以上且0.1质量份以下。
<7>根据上述<1>~<6>中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,上述(A)成分含有选自具有支链结构的聚碳酸酯系树脂(A-1)和除该具有支链结构的聚碳酸酯系树脂(A-1)以外的芳香族聚碳酸酯系树脂(A-2)中的至少1种。
<8>根据上述<1>~<7>中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,上述(A)成分的粘均分子量为10000以上且30000以下。
<9>一种成形体,其包含上述<1>~<8>中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物。
<10>根据上述<9>所述的成形体,其为LED照明用构件。
<11>根据上述<10>所述的成形体,其为透镜部件。
发明的效果
由本发明的聚碳酸酯树脂组合物形成的成形体具有短光程长度下的优异色调和高的耐久性(耐湿热性、耐热性、耐光性、耐LED照射性)。该成形体适合作为LED照明用构件。
具体实施方式
[聚碳酸酯树脂组合物]
本发明的聚碳酸酯树脂组合物含有
芳香族聚碳酸酯树脂(A)、
下述通式(B1)所示的季戊四醇二亚磷酸酯化合物(B1)、
酚系抗氧化剂(C)、
脂环式环氧化合物(D)、和
紫外线吸收剂(E),
相对于上述(A)成分100质量份,上述(B1)成分的含量为0.01质量份以上且0.08质量份以下,上述(C)成分的含量为0.005质量份以上且0.15质量份以下,上述(D)成分的含量为0.005质量份以上且0.2质量份以下,上述(E)成分的含量为0.1质量份以上且0.4质量份以下。
[化学式3]
式(B1)中,RB11a~RB11d、RB12a~RB12d为烷基或烯基,可以相同也可以不同。或者,RB11a与RB12a、RB11b与RB12b、RB11c与RB12c、RB11d与RB12d可以相互键合形成环。
RB13a~RB13d为氢原子或烷基,可以相同也可以不同。
m1~m4为0以上且5以下的整数,可以相同也可以不同。在m1~m4为2以上的情况下,多个RB13a、RB13b、RB13c、RB13d可以相同也可以不同。
Z1~Z4表示单键或碳原子,可以相同也可以不同。在Z1~Z4表示单键的情况下,RB11a~RB11d、RB12a~RB12d被从通式(B1)中排除。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物优选可以进一步包含作为任选成分的下述通式(B2)所示的化合物(B2),相对于上述(A)成分100质量份,含有大于0质量份且0.25质量份以下的(B2)成分。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物可以还含有聚醚化合物(F)、脱模剂(G)。
[化学式4]
从提升耐LED照射性的观点出发,本发明的聚碳酸酯树脂组合物实质上不包含双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(Z1)和三苯基膦(Z2)。在本发明中,若聚碳酸酯树脂组合物包含(Z1)成分,则得不到优异的耐LED照射性,而且难以维持优异的长期耐湿热性。在本发明中,若聚碳酸酯树脂组合物包含(Z2)成分,则难以得到优异的耐LED照射性。
需要说明的是,在本发明中“实质上不包含成分X”的含义是指“不刻意地包含该成分X”,具体而言,成分X的含量相对于上述(A)成分100质量份,通常低于0.01质量份,优选低于0.001质量份,更优选低于0.0001质量份(在以下的记载中也是同样的含义。)。
在作为LED照明用的透镜部件而利用聚碳酸酯树脂组合物的情况下,重要的是防止因高输出功率的LED照射和其光的集中而产生的白浊·黄变(劣化初期)·烧焦·变形(劣化末期)。另外,LED照明用的透镜部件与车辆等的DRL的导光部件相比,由于被以更高输出功率照射LED,因而不容易产生树脂的劣化。此外,照明器械与DRL部件等不同,由于不容易注意到劣化的产生,因而存在有可能引起因变形所导致的破损物的掉落等故障的问题。因此,从安全面的观点出发,要求能够抑制这些故障的对LED照射的耐久性(耐LED照射性)高。
另外,含有紫外线吸收剂的成形体其具有黄色调升高的趋势,具有成形体的色调变差的课题。另外,由于还具有可见光区域内的光吸收能力,因而容易吸收LED光线而发热从而转换为热,因此还具有容易劣化的课题。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物通过具有上述构成,能够制造具有短光程长度下的优异色调、和高的耐久性(耐湿热性、耐热性、耐光性、耐LED照射性)的成形体。本发明的成形体由于耐光性和耐湿热性高,因而在室外用途也能够长期地使用。此外,本发明的成形体即便在LED的高输出功率化的情况下也能够维持寿命,耐热性高,因此能够使得即便设置于温度升高的LED芯片周边也不易引起黄变、白浊。
需要说明的是,在本说明书中,色调的评价使用初始YI值、初始雾度值。如果低YI值且雾度值也低,则意味着初始色调良好、光学特性优异。
另外,在本说明书中,针对数值范围所记载的上限值和下限值可以任意组合。
此外,在下文中记载的本发明涉及的方案的各个实施方式之中,可以将相互不抵触的实施方式彼此组合2个以上,组合2个以上实施方式的实施方式也是本发明涉及的方案的实施方式。
以下,对本发明的聚碳酸酯树脂组合物中使用的各成分进行说明。
<芳香族聚碳酸酯树脂(A)>
本发明的聚碳酸酯树脂组合物中所含有的芳香族聚碳酸酯树脂(A)(以下也称为“(A)成分”)没有特别限制,能够使用通过公知的方法制造的树脂。
例如,可以将使二元酚与碳酸酯前体通过溶液法(界面缩聚法)或熔融法(酯交换法)方式反应而制造的树脂、即在封端剂的存在下通过使二元酚与碳酰氯反应的界面缩聚法而制造的树脂、或在封端剂的存在下使二元酚与碳酸二苯酯等通过酯交换法等进行反应从而制造的树脂用作芳香族聚碳酸酯树脂(A)。
作为二元酚,可以举出各种各样的二元酚,特别而言也可以举出2,2-双(4-羟基苯基)丙烷[双酚A]、双(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷等双(羟基苯基)链烷烃系化合物;4,4′-二羟基二苯基、双(4-羟基苯基)环烷烃、双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)硫醚、双(4-羟基苯基)砜、双(4-羟基苯基)亚砜、和双(4-羟基苯基)酮等。此外,也可以举出对苯二酚、间苯二酚和儿茶酚等。这些可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
它们当中,优选选自由2,2-双(4-羟基苯基)丙烷[双酚A]、双(4-羟基苯基)甲烷、和1,1-双(4-羟基苯基)乙烷组成的组中的1种以上的双(羟基苯基)链烷烃系化合物,特别适宜的是双酚A。
作为碳酸酯前体,是羰基卤、羰基酯、或卤甲酸酯等,具体而言为碳酰氯、二元酚的二卤甲酸酯、碳酸二苯酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯等。
芳香族聚碳酸酯树脂(A)可以含有具有支链结构的聚碳酸酯系树脂(A-1)。即,芳香族聚碳酸酯树脂(A)优选含有选自具有支链结构的聚碳酸酯系树脂(A-1)、和除该具有支链结构的聚碳酸酯系树脂(A-1)以外的芳香族聚碳酸酯系树脂(A-2)中的至少1种。
作为具有支链结构的聚碳酸酯系树脂(A-1)中的用于导入支链结构的支链剂,有1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷、α,α’,α”-三(4-羟基苯基)-1,3,5-三异丙基苯、间苯三酚、偏苯三酸和1,3-双(邻甲酚)等。在使用具有支链结构的聚碳酸酯系树脂(A-1)时,由于材料的熔融张力提高,因此能够抑制在透镜的劣化后发生变形而掉落的现象。
作为封端剂,可以使用一元羧酸及其衍生物、一元酚。例如,可以举出对叔丁基苯酚、对苯基苯酚、对枯基苯酚、对全氟壬基苯酚、对(全氟壬基苯基)苯酚、对(全氟己基苯基)苯酚、对叔全氟丁基苯酚、1-(对羟基苄基)全氟癸烷、对[2-(1H,1H-全氟三(十二烷氧基))-1,1,1,3,3,3-六氟丙基]苯酚、3,5-双(全氟己氧羰基)苯酚、对羟基苯甲酸全氟十二烷基酯、对(1H,1H-全氟辛氧基化)苯酚、2H,2H,9H-全氟壬酸、1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇等。
作为芳香族聚碳酸酯树脂(A),优选为主链具有下述通式(I)所示的重复单元的聚碳酸酯树脂。
[化学式5]
(式中,RA1和RA2为碳数1以上且6以下的烷基或烷氧基,RA1与RA2可以相同也可以不同。X表示单键、碳数1以上且8以下的烷撑基、碳数2以上且8以下的烷叉基、碳数5以上且15以下的环烷撑基、碳数5以上且15以下的环烷叉基、-S-、-SO-、-SO2-、-O-或-CO-,a和b各自独立地表示0以上且4以下的整数。在a为2以上的情况下RA1可以相同也可以不同,在b为2以上的情况下RA2可以相同也可以不同。)
作为RA1和RA2所示的烷基,可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、各种丁基(“各种”表示包括直链状和所有支链状的基团在内,下同。)、各种戊基、各种己基。作为RA1和RA2所示的烷氧基,可以举出烷基部位为上述烷基的情况。
RA1和RA2均优选为碳数1以上且4以下的烷基或碳数1以上且4以下的烷氧基。
作为X所示的烷撑基,例如可以举出亚甲基、乙撑基、三亚甲基、四亚甲基、六亚甲基等,优选为碳数1以上且5以下的烷撑基。作为X所示的烷叉基,可以举出乙叉基、异丙叉基等。作为X所示的环烷撑基,可以举出环戊烷二基、环己烷二基、环辛烷二基等,优选碳数5以上且10以下的环烷撑基。作为X所示的环烷叉基,例如可以举出:环己叉基、3,5,5-三甲基环己叉基、2-金刚烷叉基等,优选为碳数5以上且10以下的环烷叉基,更优选为碳数5以上且8以下的环烷叉基。
a和b各自独立地表示0以上且4以下的整数,优选为0以上且2以下,更优选为0或1。
在本发明中,从所得到的成形体的透明性、机械性能、热特性等观点出发,芳香族聚碳酸酯树脂(A)优选包含具有双酚A结构的聚碳酸酯树脂。作为具有双酚A结构的聚碳酸酯树脂,具体而言可以举出在上述通式(I)中X为异丙叉基的情况。芳香族聚碳酸酯树脂(A)中的具有双酚A结构的聚碳酸酯树脂的含量优选为50质量%以上且100质量%以下,更优选为75质量%以上且100质量%以下,进一步优选为85质量%以上且100质量%以下。
在本发明中,从流动性的观点出发,(A)成分的粘均分子量(Mv)优选为10000以上,更优选为11000以上,另外优选为30000以下,更优选为25000以下。特别而言,在将本发明的聚碳酸酯树脂组合物用于LED照明用构件的情况下,芳香族聚碳酸酯树脂(A)的Mv优选为11500以上,更优选为23500以下。
在本说明书中,粘均分子量(Mv)是指,使用乌式型粘度计测定20℃时的二氯甲烷溶液(浓度:g/L)的粘度,由此求出特性粘度[η]并利用下式算出的值。
[η]=1.23×10-5Mv0.83
从得到本发明的效果的观点出发,本发明的聚碳酸酯树脂组合物中的(A)成分的含量优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为85质量%以上,更进一步优选为95质量%以上,更进一步优选为98质量%以上。另外,上限优选为99.9质量%以下。
<式(B1)所示的季戊四醇二亚磷酸酯化合物(B1)>
本发明的聚碳酸酯树脂组合物含有下述通式(B1)所示的季戊四醇二亚磷酸酯化合物(B1)(以下也称为“化合物(B1)”或“(B1)成分”)。
通过含有上述(B1)成分,由本发明的聚碳酸酯树脂组合物所得到的成形体其在特别短的光程长度下的初始色调、以及长期耐湿热性变得良好。
[化学式6]
式(B1)中,RB11a~RB11d、RB12a~RB12d为烷基或烯基,可以相同也可以不同。或者,RB11a与RB12a、RB11b与RB12b、RB11c与RB12c、RB11d与RB12d可以相互键合形成环。
RB13a~RB13d为氢原子或烷基,可以相同也可以不同。
m1~m4为0以上且5以下的整数,可以相同也可以不同。在m1~m4为2以上的情况下,多个RB13a、RB13b、RB13c、RB13d可以相同也可以不同。
Z1~Z4表示单键或碳原子,可以相同也可以不同。在Z1~Z4表示单键的情况下,RB11a~RB11d、RB12a~RB12d被从通式(B1)中排除。
通式(B1)中,RB11a~RB11d、RB12a~RB12d优选为碳数1以上且5以下的烷基或碳数2以上且5以下的烯基,更优选为碳数1以上且3以下的烷基,进一步优选为甲基。更进一步优选RB11a~RB11d和RB12a~RB12d均为甲基。
RB13a~RB13d优选为氢原子或碳数1以上且5以下的烷基,更优选为氢原子或碳数1以上且3以下的烷基,进一步优选为氢原子,更进一步优选RB13a~RB13d均为氢原子。
m1~m4优选为0以上且3以下,更优选为0以上且1以下,进一步优选为0。Z1~Z4优选为碳原子,更优选Z1~Z4均为碳原子。
在化合物(B1)之中,出于能够对聚碳酸酯树脂组合物赋予长期耐湿热性和长期耐热性并且容易获得,因而特别适宜的是下述式(B11)所示的双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。该化合物能够作为市售品获得,例如可以使用Dover Chemical公司制的““Doverphos S-9228PC”。
[化学式7]
聚碳酸酯树脂组合物中的(B1)成分的含量相对于上述(A)成分100质量份为0.01质量份以上,优选为0.015质量份以上,更优选为0.02质量份以上,并且为0.08质量份以下,优选为0.07质量份以下,更优选为0.06质量份以下,进一步优选为0.05质量份以下。若(B1)成分的含量相对于上述(A)成分100质量份小于0.01质量份,则长期耐湿热性和长期耐热性的提高效果不充分。另外,若大于0.08质量份,则存在在短光程长度下的初始的YI值上升的趋势。上述(B1)成分可以使用单独1种,也可以并用2种以上。在包含两种以上的(B1)成分的情况下,合计量为上述范围。
<式(B2)所示的化合物(B2)>
从得到兼顾在短光程长度下的初始色调优异的性能和耐LED照射性优异的性能的成形体的观点出发,本发明的聚碳酸酯树脂组合物优选含有下述通式(B2)所示的化合物(B2)(以下也称为“化合物(B2)”或“(B2)成分”)。
[化学式8]
化合物(B2)为(亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯)。该化合物能够作为市售品获得,例如可以使用BASF日本株式会社制的“Irgafos168”。
在含有上述(B2)成分的情况下,聚碳酸酯树脂组合物中的(B2)成分的含量相对于上述(A)成分100质量份优选大于0质量份,更优选为0.001质量份以上,进一步优选为0.005质量份以上,更进一步优选为0.008质量份以上,更进一步优选为0.01质量份以上,另外,优选为0.25质量份以下,更优选为0.20质量份以下,进一步优选为0.15质量份以下。如果上述(B2)成分的含量为大于0质量份且0.25质量份以下,则可得到耐光性和耐LED照射性优异的成形体。
聚碳酸酯树脂组合物中的(B1)和(B2)成分的合计含量相对于上述(A)成分100质量份优选为0.01质量份以上,更优选为0.015质量份以上,进一步优选为0.02质量份以上,另外,优选为0.3质量份以下,更优选为0.25质量份以下,进一步优选为0.1质量份以下。若上述(B1)和(B2)成分的合计含量为0.01质量份以上,则可得到在短光程长度下的初始色调、长期耐热性、长期耐湿热性、以及耐LED照射性优异的成形体。另外,如果上述(B1)和(B2)成分的合计含量为0.3质量份以下,则可得到耐光性和耐LED照射性优异的成形体。
需要说明的是,(B2)成分是可任选包含的成分,在聚碳酸酯树脂组合物中不含有(B2)成分的情况下,上述(B1)和(B2)成分的合计含量是指聚碳酸酯树脂组合物中的(B1)成分的含量。
<酚系抗氧化剂(C)>
为了提高所得到的成形体的长期耐湿热性、长期耐热性和耐LED照射性,本发明的聚碳酸酯树脂组合物含有酚系抗氧化剂(C)(以下也称为“(C)成分”)。如果含有酚系抗氧化剂(C),则由本发明的聚碳酸酯树脂组合物所得到的成形体即便在高温高湿条件下和高温条件下进行长时间耐久试验,黄变也少,能够维持良好色调。此外,可得到即便照射长时间LED也不易劣化、耐LED照射性优异的成形体。
作为酚系抗氧化剂(C),可以举出3-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸正辛酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸6-甲基庚酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷基酯等3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸烷基酯(作为烷基,可以举出碳数4~20的烷基,优选为碳数8~18的烷基);2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚等2,6-二叔丁基-4-烷基酚(作为烷基,可以举出碳数1~4的烷基);2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚、2,6-二叔戊基对甲酚等。它们当中,优选2,6-二叔丁基-4-烷基酚,更优选2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。该化合物能够作为市售品获得,例如可以使用BASF日本株式会社制的“Irganox1076”。
聚碳酸酯树脂组合物中的(C)成分的含量相对于上述(A)成分100质量份为0.005质量份以上,优选为0.01质量份以上,更优选为0.02质量份以上,另外,为0.15质量份以下,优选为0.14质量份以下,更优选为0.12质量份以下。若上述(C)成分的含量为0.005质量份以上,则可得到即便照射长时间LED也不易劣化、耐LED照射性优异的成形体。另外,如果上述(C)成分的含量为0.15质量份以下,则能够兼顾初始色调和长期耐热性优异的性能和耐LED照射性优异的性能。上述(C)成分可以使用单独1种,也可以并用2种以上。在包含两种以上的(C)成分的情况下,合计量为上述范围。
<脂环式环氧化合物(D)>
本发明的聚碳酸酯树脂组合物为了同时提高所得到的成形体的长期耐湿热性和长期耐热性而含有脂环式环氧化合物(D)(以下也称为“(D)成分”)。通过含有脂环式环氧化合物(D),由本发明的聚碳酸酯树脂组合物所得到的成形体即便在高温高湿条件下和高温条件下进行长时间耐久试验,黄变也少,能够维持良好的色调。此外,可以得到即便照射长时间LED等的光线也不易劣化、耐LED照射性优异的成形体。
脂环式环氧化合物是指,具有脂环式环氧基、即在脂肪族环内的乙烯键加成有1原子氧的环氧基的环状脂肪族化合物,具体而言优选使用下述式(D1)~(D13)所示的化合物。
[化学式9]
(式中,R为H或CH3。)
[化学式10]
(式中,R为H或CH3。)
[化学式11]
(式中,a+b=1或2。)
[化学式12]
(式中,a+b+c+d=1以上且3以下。)
[化学式13]
(式中,a+b+c=n(整数),R为烃基。)
[化学式14]
(式中,n为整数。)
[化学式15]
(式中,R为烃基。)
[化学式16]
(式中,n为整数,R为烃基。)
[化学式17]
上述脂环式环氧化合物之中,从与芳香族聚碳酸酯树脂(A)的相容性优异、不会损害透明性的方面考虑,优选为选自由式(D1)、式(D7)和式(D10)~式(D13)所示的化合物组成的组中的1种以上,更优选为选自由式(D1)和式(D10)~式(D13)所示的化合物组成的组中的1种以上,进一步优选为式(D1)所示的化合物。例如,式(D1)所示的化合物可以作为3,4-环氧环己烷甲酸3’,4’-环氧环己基甲酯(株式会社Daicel制“CELLOXIDE2021P”)获得。另外,式(D10)所示的化合物可以作为2,2-双(羟甲基)-1-丁醇的1,2-环氧-4-(2-环氧乙基)环己烷加成物(株式会社Daicel制“EHPE3150”)获得。
另外,作为CELLOXIDE 2021P与EHPE3150的混合物,也优选使用由株式会社Daicel销售的“EHPE3150CE”。
另外,式(D11)~式(D13)所示的化合物能够作为相当于这些的混合物的双-7-氧杂双环[4.1.0]庚烷(株式会社Daicel制“CELLOXIDE 8010”)而获得。
聚碳酸酯树脂组合物中的(D)成分的含量相对于(A)成分100质量份为0.005质量份以上,优选为0.01质量份以上,更优选为0.02质量份以上,另外,为0.2质量份以下,优选为0.18质量份以下,更优选为0.15质量份以下。若聚碳酸酯树脂组合物中的(D)成分的含量相对于(A)成分100质量份小于0.005质量份,则长期耐湿热性和长期耐热性的提高效果不充分,若为大于0.2质量份的量,则长期耐湿热性和长期耐热性的提高效果饱和。上述(D)成分可以使用单独1种,也可以并用2种以上。在包含两种以上的(D)成分的情况下,合计量为上述范围。
<紫外线吸收剂(E)>
本发明的聚碳酸酯树脂组合物为了提高耐光性,可以还含有紫外线吸收剂(E)(以下也称为“(E)成分”)。
作为紫外线吸收剂(E),可以举出苯并噁嗪酮系化合物、苯并三唑系化合物、水杨酸酯系化合物、丙二酸酯系化合物、草酰苯胺(日文原文:才キサリルアラニド)系化合物、三嗪系化合物、二苯甲酮系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物等。这些可以单独使用1种,或者也可以组合使用2种以上。
作为苯并噁嗪酮系化合物,可以举出下述通式(E1)所示的化合物。
[化学式18]
式(E1)中,RE1在分子中表示从1个或2个芳香族化合物除去p个氢原子后的残基。RE2表示氢原子、卤基原子、硝基、碳数1以上且8以下的烷基、碳数1以上且8以下的烷氧基或碳数2以上且8以下的烯氧基。p为2或3,q表示1以上且4以下的整数。
通式(E1)中,作为RE1,可以举出亚苯基、亚联苯基、亚萘基,优选亚苯基。
在RE2中,作为碳数1以上且8以下的烷基,可以举出甲基、乙基、丙基、丁基等烷基。作为碳数1以上且8以下的烷氧基,可以举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基。作为碳数2以上且8以下的烯氧基,可以举出烯丙氧基、2-丙烯氧基、2-丁烯氧基、2-甲基-3-丙烯氧基等。作为RE2,优选为氢原子。p为2或3,优选为2。
在上述通式(E1)所示的化合物之中,优选双苯并噁嗪酮化合物,更优选下述式(E11)所示的2,2’-(1,4-亚苯基)双[4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮]。
[化学式19]
作为苯并三唑系化合物,可以举出2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二-戊基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-十二烷基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二枯基苯基)苯并三唑、2,2’-亚甲基双[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚]等。
作为水杨酸酯系化合物,可以举出水杨酸苯酯、水杨酸对叔丁基苯酯、水杨酸对辛基苯酯等。作为丙二酸酯系化合物,可以举出亚苄基双丙二酸二乙酯、4-甲氧基苯基-亚甲基-二甲基酯等。作为草酰苯胺系化合物,可以举出具有碳数1以上且12以下的烃基的草酰苯胺化合物等。
上述化合物可以单独使用或者组合使用2种以上。
上述之中,作为紫外线吸收剂(E),优选苯并噁嗪酮系化合物,更优选双苯并噁嗪酮化合物,更优选上述式(E11)所示的2,2’-(1,4-亚苯基)双[4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮]。
从耐光性提高和经济性的观点出发,聚碳酸酯树脂组合物中的(E)成分的含量相对于上述(A)成分100质量份为0.1质量份以上,另外,为0.4质量份以下,优选为0.3质量份以下,更优选为0.2质量份以下,进一步优选为0.15质量份以下。上述(E)成分可以使用单独1种,也可以并用2种以上。在包含两种以上的(E)成分的情况下,合计量为上述范围。
[成分(F):聚醚化合物(F)]
本发明的聚碳酸酯树脂组合物为了使在短光程长度下的初始色调、长期耐热性和耐LED照射性良好,可以还含有聚醚化合物(F)(以下也称为“(F)成分”)。作为聚醚化合物,例如可以举出聚醚多元醇等在分子内具有聚氧烷撑基结构的化合物。
作为具有聚氧烷撑基结构的聚醚化合物(F),可以举出下述式(F1)所示的聚醚化合物。
RF3O-(RF1O)m-A-(RF2O)n-RF4 (F1)
式中,RF1和RF2表示碳数1以上的烷撑基,RF1与RF2可以相同也可以不同。m+n为5以上且小于300。在m为2以上的情况下,RF1可以相同也可以不同,在n为2以上的情况下,RF2可以相同也可以不同。RF3和RF4表示氢原子、碳数1~30的烃基、碳数1~30的烷酰基、碳数2~30的烯酰基、或环氧丙基,RF3与RF4可以相同也可以不同。A表示单键或二价有机基团。
RF1和RF2的烷撑基中的碳数优选为1~8,更优选为1~6,进一步优选为1~5,最优选为2~5。作为RF1和RF2的烷撑基,例如可以举出亚甲基、乙撑基、三亚甲基、丙撑基、四亚甲基、六亚甲基等。
(RF1O)m所示的聚氧烷撑基不限于聚氧乙撑基、聚氧丙撑基等仅以单一氧烷撑基单元作为重复单元的基团,也可以为以氧乙撑单元和氧丙撑单元等碳数不同的多个氧烷撑基单元作为重复单元的基团。
(RF2O)n所示的聚氧烷撑基不限于聚氧乙撑基、聚氧丙撑基等仅以单一氧烷撑基单元作为重复单元的基团,也可以为以氧乙撑单元和氧丙撑单元等碳数不同的多个氧烷撑基单元作为重复单元的基团。
作为RF3和RF4所示的碳数1~30的一价烃基,可以举出碳数1~30的烷基、碳数2~30的烯基、碳数6~30的芳基或碳数7~30的芳烷基等。
烷基和烯基可以为直链状、支链状、环状中的任一种,例如可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、各种丁基、各种戊基、各种己基、各种辛基、环戊基、环己基、烯丙基、丙烯基、各种丁烯基、各种己烯基、各种辛烯基、环戊烯基、环己烯基等。作为芳基,例如可以举出苯基、甲苯基、二甲苯基等。作为芳烷基,例如可以举出苄基、苯乙基、甲苄基等。
作为A所示的二价有机基团,例如可以举出下述式(a)所示的二价基团。
[化学式20]
作为RF3和RF4所示的碳数1~30的烷酰基,可以是直链状也可以是支链状,例如可以举出甲酰基、乙酰基、正丙酰基、异丙酰基、正丁酰基、叔丁酰基、正己酰基、正辛酰基、正癸酰基、正十二烷酰基、苯甲酰基等。它们当中,从相容性、热稳定性和制造容易性的观点出发,优选为碳数1~20的烷酰基。
作为RF3和RF4所示的碳数2~30的烯酰基,可以是直链状也可以是支链状,例如可以举出乙烯酰基、正丙烯酰基、异丙烯酰基、正丁烯酰基、叔丁烯酰基、正己烯酰基、正辛烯酰基、正癸烯酰基、正十二烯酰基等。它们当中,从使之为低分子量的观点、相容性和溶解性的观点以及制造容易性的观点出发,优选为碳数2~10的烯酰基,更优选为碳数2~6的烯酰基。
上述通式(F1)所示的聚醚化合物优选为式(F1)中的RF1、RF2为碳数2~5的烷撑基且RF3、RF4由氢原子表示的聚氧烷撑基二醇。
另外,作为上述通式(F1)所示的聚醚化合物的具体例,可以举出:聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇、聚氧乙撑聚氧丙撑二醇、聚氧乙撑聚氧四亚甲基二醇、聚氧丙撑聚氧四亚甲基二醇、聚氧乙撑单甲醚、聚氧乙撑二甲基醚、聚氧乙撑-双酚A醚、聚氧丙撑-双酚A醚、聚氧乙撑-聚氧丙撑-双酚A醚、聚乙二醇-烯丙醚、聚乙二醇-二烯丙醚、聚丙二醇-烯丙醚、聚丙二醇-二烯丙醚、聚乙二醇-聚丙二醇-烯丙醚、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二硬脂酸酯等。
这些能够作为市售品获得,例如可以使用日油株式会社制的“Uniox(注册商标)”、“Uniol(注册商标)”、“Unilube(注册商标)”、“Unisafe(注册商标)”、POLYCERIN(注册商标)”、“EPIOL(注册商标)”等。
它们当中,特别优选为分子量1000以上且5000以下的聚氧乙撑二醇与聚氧丙撑二醇的无规共聚类型的“Unilube DE”系列、聚氧乙撑二醇与聚氧四亚甲基二醇的无规共聚类型的POLYCERIN DC”系列、聚氧丙撑二醇与聚氧四亚甲基二醇的无规共聚类型的POLYCERINDCB”系列。
聚醚化合物(F)的数均分子量(Mn)没有特别限定,优选为200以上且10000以下,更优选为500以上且8000以下,进一步优选为1000以上且5000以下。
在使用(F)成分的情况下,聚碳酸酯树脂组合物中的(F)成分的含量从得到在短光程长度下的初始色调、长期耐热性和耐LED照射性良好的聚碳酸酯树脂组合物的观点出发,相对于芳香族聚碳酸酯树脂(A)100质量份,优选大于0质量份,优选为0.001质量份以上,更优选为0.01质量份以上,进一步优选为0.05质量份以上,另外,优选为0.4质量份以下,更优选为0.35质量份以下,进一步优选为0.30质量份以下。如果聚碳酸酯树脂组合物中的(F)成分的含量相对于(A)成分100质量份为0.4质量份以下,则能够维持对于LED照明用透镜所要求的优异的初始雾度。上述(F)成分可以使用单独1种,也可以并用2种以上。在包含两种以上的(F)成分的情况下,合计量为上述范围。
<脱模剂(G)>
本发明的聚碳酸酯树脂组合物可以还含有脱模剂(G)(以下也称为“(G)成分”)。
作为脱模剂,可以举出脂肪酸酯(G1)。脂肪酸酯(G1)为脂肪族羧酸与醇的缩合物。
作为上述脂肪族羧酸,可以举出饱和或不饱和的、脂肪族单羧酸、脂肪族二羧酸、脂肪族三羧酸、脂肪族四羧酸等,优选为选自由脂肪族单羧酸和脂肪族二羧酸组成的组中的1种以上,更优选为脂肪族单羧酸。脂肪族羧酸可以为链状脂肪族羧酸、环状脂肪族羧酸中的任一种,优选为链状脂肪族羧酸。脂肪族羧酸的碳数优选为6以上且40以下,更优选为8以上且32以下,进一步优选为12以上且24以下。
作为饱和脂肪族羧酸,可以举出癸酸、新癸烷酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山嵛酸和木蜡酸等饱和脂肪族单羧酸;己二酸、壬二酸和癸二酸等饱和脂肪族二羧酸;等等。作为不饱和脂肪族羧酸,可以举出十一碳烯酸、油酸、反油酸、芥酸、神经酸、亚油酸、蓖麻油酸、γ-亚麻酸、花生四烯酸、α-亚麻酸、十八碳四烯酸(Stearidonic Acid)、二十碳五烯酸、和二十二碳六烯酸等。
上述之中,作为脂肪族羧酸,优选为选自由月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸和山嵛酸组成的组中的1种以上,更优选为选自由棕榈酸、硬脂酸和山嵛酸组成的组中的1种以上,进一步优选为硬脂酸。
作为上述醇,优选为脂肪族醇,更优选为饱和脂肪族醇。饱和脂肪族醇可以为饱和链状脂肪族醇、饱和环状脂肪族醇中的任一种,优选为饱和链状脂肪族醇。这些醇可以为一元醇和多元醇中的任一种。另外,该醇可以具有氟原子、氯原子、溴原子、芳基等取代基。
醇的碳数优选为1以上且30以下,更优选为2以上且24以下。
作为醇的具体例,可以举出辛醇、癸醇、十二醇、十四醇、硬脂醇、山嵛醇、乙二醇、二乙二醇、甘油、季戊四醇、2,2-二羟基全氟丙醇、新戊二醇、双三羟甲基丙烷、二季戊四醇等。
作为脂肪酸酯(G1),例如可以举出:山嵛酸二十二烷基酯、山嵛酸辛基十二烷基酯、硬脂酸硬脂酯、甘油单棕榈酸酯、甘油单硬脂酸酯、甘油单油酸酯、甘油二硬脂酸酯、甘油三硬脂酸酯、季戊四醇单棕榈酸酯、季戊四醇单硬脂酸酯、季戊四醇二硬脂酸酯、季戊四醇三硬脂酸酯、季戊四醇四硬脂酸酯等。这些可以单独使用或组合使用2种以上。
它们当中,作为脂肪酸酯(G1),优选为硬脂酸酯,更优选为甘油单硬脂酸酯。
在使用(G)成分的情况下,聚碳酸酯树脂组合物中的(G)成分的含量相对于上述(A)成分100质量份优选为0.005质量份以上,更优选为0.01质量份以上,另外,优选为0.1质量份以下。如果(G)成分的含量相对于(A)成分100质量份为0.005质量份以上,则脱模性能提高效果良好,如果为0.1质量份以下则长期耐热性良好。上述(G)成分可以使用单独1种,也可以并用2种以上。在包含两种以上的(G)成分的情况下,合计量为上述范围。
<其他添加剂>
在本发明的聚碳酸酯树脂组合物中,除了上述的各成分以外,可以适当添加任选的添加剂。作为任选的添加剂,例如可以举出除化合物(B1)、(B2)、(Z1)和(Z2)以外的有机磷化合物(H)(以下也称为“化合物(H)”或“(H)成分”)、聚有机硅氧烷等。
作为化合物(H),可以举出下述通式(H1)所示的季戊四醇二亚磷酸酯化合物(H1)、和下述通式(H2)所示的芳基膦(H2)。化合物可以单独使用1种,或可以组合使用2种以上。
[化学式21]
式(H1)中,RH11~RH16为氢原子或碳数1以上且12以下的烷基,可以相同也可以不同。需要说明的是,RH11~RH16不会均为氢原子。另外,在RH12和RH15均为甲基时,RH11、RH13、RH14和RH16不会均为叔丁基。
P-(RH21)3 (H2)
式(H2)中,RH21是可以具有取代基的烃基,至少1个是碳数6以上且18以下的芳基。多个RH21可以相同也可以不同。需要说明的是,RH21不会均为苯基。
作为芳基膦(H2),例如可以举出:二苯基丁基膦、二苯基十八烷基膦、三(对甲苯基)膦、三(对壬基苯基)膦、三(萘基)膦、二苯基(羟甲基)膦、二苯基(乙酰氧基甲基)膦、二苯基(β-乙基羧基乙基)膦、三(对氯苯基)膦、三(对氟苯基)膦、二苯基苄基膦、二苯基-β-氰基乙基膦、二苯基(对羟基苯基)膦、二苯基-1,4-二羟基苯基-2-膦、苯基萘基苄基膦等。这些化合物可以单独使用1种,或可以组合使用2种以上。
在使用化合物(H)的情况下,聚碳酸酯树脂组合物中的化合物(H)的含量从长期耐湿热性和长期耐热性的观点出发相对于上述(A)成分100质量份优选为0.01质量份以上,另外,优选为0.05质量份以下,更优选为0.04质量份以下。
作为聚有机硅氧烷,优选为具有1种以上的烷氧基、芳氧基、聚氧烷撑基、羧基、硅烷醇基、氨基、巯基、环氧基和乙烯基等官能团的化合物。
聚有机硅氧烷的运动粘度从作为脱模性能的滑性效果的观点出发,在25℃优选为10mm2/s以上,从在聚碳酸酯树脂中的分散性的观点出发,优选为200mm2/s以下。从上述观点出发,聚有机硅氧烷的运动粘度更优选为20mm2/s以上且150mm2/s以下,进一步优选为40mm2/s以上且120mm2/s以下的范围。
对于聚有机硅氧烷的折射率,为了在添加至聚碳酸酯时不使透明性下降,优选尽可能减小与聚碳酸酯的折射率之差。由于聚碳酸酯的折射率为1.58,因而聚有机硅氧烷的折射率优选为1.45以上,更优选为1.50以上。
在使用聚有机硅氧烷的情况下,其添加量相对于芳香族聚碳酸酯树脂(A)100质量份优选为0.01质量份以上,更优选为0.02质量份以上,进一步优选为0.05质量份以上,另外,优选为0.15质量份以下,更优选为0.1质量份以下。如果为上述范围内,则能够提高脱模性能,即便在连续成形条件下也能够大幅降低模具附着物。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物从兼顾在短光程长度下的初始色调优异的性能和耐LED照射性优异的性能的观点出发,优选在波长500~600nm的范围不具有极大吸收。通常,如果即便在聚碳酸酯树脂组合物中包含极微量的上蓝剂,也会在波长500~600nm的范围具有极大吸收。虽然通过配合上蓝剂,由此抵消黄色的着色,能够调整成形体的YI值,但是在本发明中,即便不配合这样的上蓝剂,也能够兼顾在短光程长度下的初始色调优异的性能和耐LED照射性优异的性能。
在本发明中,“在波长500~600nm的范围不具有极大吸收”是指,使将本发明的聚碳酸酯树脂组合物成形而得到的芳香族聚碳酸酯树脂成形体6g溶于二氯甲烷50mL,使用光程长度5cm的石英比色池利用紫外-可见分光光度计通过透射法测定吸收光谱,此时在波长500~600nm的范围不存在极大吸收。在本发明中,优选在波长500~600nm的范围不存在源自芳香族聚碳酸酯树脂的吸收以外的吸收。
<聚碳酸酯树脂组合物的制造方法>
本发明的聚碳酸酯树脂组合物的制造方法没有特别限定。例如可以将上述成分(A)、(B1)、(C)~(E)成分和根据需要的(B2)、(F)、(G)成分、其他添加剂混合,进行熔融混炼由此进行制造。熔融混炼可以通过通常使用的方法、例如使用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、共捏合机、多螺杆挤出机等的方法来进行。熔融混炼时的加热温度通常在220~300℃的范围适当选择。
[成形体]
本发明的成形体包含上述本发明的聚碳酸酯树脂组合物。该成形体可以以上述聚碳酸酯树脂组合物的熔融混炼物、或经过熔融混炼所得到的粒料作为原料,通过注射成形法、注射压缩成形法、挤出成形法、异形挤出成形法、吹塑成形法、冲压成形法、真空成形法和发泡成形法等进行制造。特别而言,优选使用所得到的粒料通过注射成形法或注射压缩成形法制造成形体。对成形温度没有特别限定,例如可以在240℃以上且300℃以下、优选为280℃以上且300℃以下的温度进行成形。
本发明的成形体由于初始色调良好且高的耐久性(耐湿热性、耐热性、耐光性、耐LED照射性)也优异,因而为了有效利用其特长,优选为LED照明用构件,更优选为LED照明用透镜部件。
实施例
以下,通过实施例更详细说明本发明,本发明不限定于这些实施例。
制造例1(支化PC1:THPE 0.90mol%的制造)
(聚碳酸酯低聚物合成工序)
在5.6wt%氢氧化钠水溶液中添加相对于之后溶解的BPA(双酚A)为2000质量ppm的连二亚硫酸钠,在其中溶解BPA使得BPA浓度为13.5wt%,制备了BPA的氢氧化钠水溶液。
在5.6wt%氢氧化钠水溶液中,添加相对于之后溶解的THPE(1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷)为2000质量ppm的连二亚硫酸钠,向其中溶解THPE使得THPE浓度为11.3wt%,制备了THPE的氢氧化钠水溶液。
将上述BPA的氢氧化钠水溶液以42L/小时、将THPE的氢氧化钠水溶液以0.87L/小时、将二氯甲烷以15L/小时的流量、将碳酰氯以4.0kg/小时的流量连续地通入内径6mm、管长30m的管型反应器。管型反应器具有夹套部分,在夹套中通入冷却水将反应液的温度保持在40℃以下。
将从管型反应器出来的反应液连续地导入具备后掠叶片的内容积40L的带折流板的槽型反应器,向其中进一步添加BPA的氢氧化钠水溶液2.8L/小时、25wt%氢氧化钠水溶液0.07L/小时、水17L/小时、1wt%三乙胺水溶液0.69L/小时、PTBP(对叔丁基苯酚)的二氯甲烷溶液(浓度4.0wt%)4.6L/小时并进行反应。
连续地抽取从槽型反应器溢出的反应液,进行静置,由此分离除去水相,采集二氯甲烷相。
所得到的聚碳酸酯低聚物其浓度为330g/L,氯甲酸酯基浓度为0.72mol/L。
(支化PC1的制造工序)
在具备挡板、桨式搅拌桨和冷却用夹套的50L槽型反应器中,投入之前所得到的聚碳酸酯低聚物溶液15L、二氯甲烷10.2L和三乙胺2.8mL,进行混合。
在该混合液中添加BPA的氢氧化钠水溶液(在将NaOH:639g和连二亚硫酸钠:2.3g溶于水:9.3L而成的水溶液中溶解BPA:1166g而成的溶液)并实施了60分钟聚合反应。
为了稀释而添加二氯甲烷10L并进行10分钟搅拌后,分离为包含支化PC1的有机相和包含过剩BPA和NaOH的水相,分离出有机相。
对于所得到的支化PCI的二氯甲烷溶液,依次以相对于该溶液为15体积%的0.03mol/L氢氧化钠水溶液、0.2N盐酸进行清洗,接着用纯水反复清洗直至清洗后的水相中的电导率达到0.01μS/m以下为止。将通过清洗得到的支化PC1的二氯甲烷溶液进行浓缩·粉碎,将该薄片在减压下于120℃进行干燥。
所得到的支化PC1的通过1H-NMR求出的支化比例为0.90mol%,依据ISO 1628-4(1999)测定的粘均分子量Mv为22800。
[粘均分子量(Mv)的测定]
对于粘均分子量(Mv),使用乌式型粘度计测定20℃时的二氯甲烷溶液(浓度:g/L)的粘度,由此求出特性粘度[η],利用下式(Schnell式)算出。
[数学式1]
[η]=1.23×10-5×Mv0.83
实施例和比较例中使用的各成分如下所述。
<芳香族聚碳酸酯树脂(A)>
(A1):“TARFLON FN1700”(FORMOSA IDEMITSU PETROCHEMICAL CORP.制、双酚A聚碳酸酯树脂、粘均分子量(Mv)=17700)
(A2):支化PC1(制造例1)
(A3):“TARFLON FN1200”(FORMOSA IDEMITSU PETROCHEMICAL CORP.制、双酚A聚碳酸酯树脂、粘均分子量(Mv)=11500)
(A4):“TARFLON FN2500”(FORMOSA IDEMITSU PETROCHEMICAL CORP.制、双酚A聚碳酸酯树脂、粘均分子量(Mv)=23500)
<亚磷酸酯系抗氧化剂(B)>
(B1):“Doverphos S-9228PC”(Dover Chemical公司制、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯)
<化合物(B2)>
(B2):“Irgafos168”(BASF日本株式会社制、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯)
<酚系抗氧化剂(C)>
(C1):“Irganox1076”(BASF日本株式会社制、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷基酯)
<脂环式环氧化合物(D)>
(D1):“CELLOXIDE 2021P”(株式会社Daicel制、3,4-环氧环己烷甲酸3’,4’-环氧环己基甲酯)
(D2):“CELLOXIDE 8010”(株式会社Daicel制、双-7-氧杂双环[4.1.0]庚烷)
<紫外线吸收剂(E)>
(E1):“CYASORB UV-3638F”(Cytec公司制、2,2’-(1,4-亚苯基)双[4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮])
<聚醚化合物(F)>
(F1):“Unilube 50DE-25”(日油株式会社制、聚氧乙撑二醇-聚氧丙撑二醇)
<脱模剂(G)>
(G1):“S-100A”(理研维生素株式会社制、甘油单硬脂酸酯)
<其他>
(Z1):“ADEKASTAB PEP-36”(株式会社ADEKA制、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯)
(Z2):“JC-263”(城北化学工业株式会社制、三苯基膦)
实施例1~13和比较例1~10
在各例中,以表1所示量比混合各成分而制备了聚碳酸酯树脂组合物。使用螺杆直径40mm的带排气口的单螺杆挤出机(田边塑料机械株式会社制“VS-40”),在料筒温度250℃对聚碳酸酯树脂组合物进行熔融混炼,通过线料切割得到粒料。将所得到的粒料在110℃干燥5小时后,利用下述方法进行了成形体的制作和各种评价。
[成形体的YI值]
对于上述干燥后的粒料,使用注射成形机(日精树脂工业株式会社制“ES1000”),通过注射成形法在料筒温度280℃、模具温度80℃、循环时间50秒的条件下成形50mm×90mm×厚度3mm的平板状试验片(成形体(1))。
对于所得到的试验片,使用分光光度计(株式会社日立高新技术制“U-4100”),在C光源、2度视野的条件下测定YI值(初始YI值:YI1)。结果示于表中。合格基准是YI1为1.35以下。
[成形体的初始雾度值]
对于用上述方法制作的50mm×90mm×厚度3mm的平板状试验片(成形体(1)),使用ISO雾度计(日本电色工业株式会社制“NDH-5000”),在测定光束积分球入射开口部径灯为5V3W白色LED等条件下测定雾度值(初始雾度值)。
[成形体的耐热试验]
另外,将YI1测定后的上述平板状试验片放入调整至温度140℃的齿轮烘箱(TABAI公司制“GPS-222”)内1000小时。对于试验后的试验片,与上文同样地测定YI值(YI2),求出ΔYI(YI2-YI1)。结果示于表。耐热试验的合格基准是ΔYI(YI2-YI1)为4.10以下。
[成形体的耐湿热试验]
将YI1测定后的上述平板状试验片放入设定为温度85℃、相对湿度85%的恒温恒湿槽(Naganoscience株式会社制“LH33-12P”)1000小时。对于试验后的试验片,与上文同样地测定YI值(YI3),求出ΔYI(YI3-YI1)。结果示于表。耐湿热试验的合格基准是ΔYI(YI3-YI1)为0.20以下。
[成形体的耐光性(耐UV照射性)试验]
使用氙灯耐候试验机(Xenon Weather Meter)(株式会社DJK制“Ci4000型”),在黑板温度63℃、无降雨循环、湿度50%RH的条件下将用上述方法制作的50mm×90mm×厚度3mm的平板状试验片(成形体(1))暴露1000小时。
对于暴露后的试验片,使用分光光度计(株式会社日立制作所制“U-4100”),利用C2光源测定YI值。结果示于表。耐光性试验的合格基准是YI值为5.25以下。
[成形体的耐LED照射性试验]
对于用上述方法制作的50mm×90mm×厚度3mm的平板状试验片(成形体(1)),在下述LED照射条件下,在100℃的恒温槽中对该试验片进行500小时的LED照射。LED照射使用Opto Supply公司制的“OSW4XAHAE1E”作为LED芯片。
(LED照射条件)
LED功率:10W(1A×10V)
LED照射强度:8501m
LED照射距离:1mm
在LED照射后,对于平板状试验片表面的LED照射部的FT-IR,以以下条件进行测定。
(FT-IR测定)
装置:显微FT-IR装置(Thermo Fisher Scientific株式会社制、型号:Nicolet8700(IR照射部)、CONTINUUM(显微部))
测定方法:全反射法(ATR)
测定波数范围:650~4000cm-1
分辨率:4cm-1
测定条件:使用锗晶,以入射角29°进行照射
测定范围:平板状试验片(成形体(1))的LED照射部中心的约100μm×100μm的范围
累计次数:200次
在所得到的FT-IR测定图中,求出将纵轴设为Absorbance(吸收)、横轴设为波数、以波数1950cm-1处的Absorbance作为基线时的、波数1686cm-1的峰强度相对于波数1776cm-1的峰强度之比(波数1686cm-1的峰强度/波数1776cm-1的峰强度)。结果示于表。耐LED照射性试验的合格基准是在下文中求出的比为0.50以下。
[表1-1]
[表1-2]
根据表1的结果,可知本发明的聚碳酸酯树脂组合物具有在短光程长度下低的初始YI值和低的初始雾度值,具有优异色调。另外,可知在耐湿热试验和耐热试验后也保持优异的YI值,不仅长期耐热性优异,而且长期耐湿热性也优异。此外,可知本发明的聚碳酸酯树脂组合物其耐光性、耐LED照射性也优异。
产业上的可利用性
由本发明的聚碳酸酯树脂组合物形成的成形体具有短光程长度下的优异色调、和高的耐久性(耐湿热性、耐热性、耐光性、耐LED照射性)。该成形体适宜作为LED照明用的透镜部件。
Claims (11)
1.一种聚碳酸酯树脂组合物,其含有
A成分即芳香族聚碳酸酯树脂、
B1成分即下述通式(B1)所示的季戊四醇二亚磷酸酯化合物、
C成分即酚系抗氧化剂、
D成分即脂环式环氧化合物、和
E成分即紫外线吸收剂,
相对于所述A成分100质量份,所述B1成分的含量为0.01质量份以上且0.08质量份以下,所述C成分的含量为0.005质量份以上且0.15质量份以下,所述D成分的含量为0.005质量份以上且0.2质量份以下,所述E成分的含量为0.1质量份以上且0.4质量份以下,
所述聚碳酸酯树脂组合物实质上不包含双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯Z1和三苯基膦Z2,
式(B1)中,RB11a~RB11d、RB12a~RB12d为烷基或烯基,任选相同或不同,或者RB11a与RB12a、RB11b与RB12b、RB11c与RB12c、RB11d与RB12d任选相互键合形成环;
RB13a~RB13d为氢原子或烷基,任选相同或不同;
m1~m4为0以上且5以下的整数,任选相同或不同;在m1~m4为2以上的情况下,多个RB13a、RB13b、RB13c、RB13d任选相同或不同;
Z1~Z4表示单键或碳原子,任选相同或不同;在Z1~Z4表示单键的情况下,RB11a~RB11d、RB12a~RB12d被从通式(B1)中排除。
3.根据权利要求1或2所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,
所述E成分为双苯并噁嗪酮化合物。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,还含有F成分即下述通式(F1)所示的聚醚化合物,
相对于所述A成分100质量份,所述F成分的含量大于0质量份且为0.4质量份以下,
RF3O-(RF1O)m-A-(RF2O)n-RF4 (F1)
式中,RF1和RF2表示碳数1以上的烷撑基,RF1与RF2任选相同或不同;m+n为5以上且小于300;在m为2以上的情况下,RF1任选相同或不同,在n为2以上的情况下,RF2任选相同或不同;RF3和RF4表示氢原子、碳数1~30的一价的烃基、碳数1~30的烷酰基、碳数2~30的烯酰基、或环氧丙基,RF3与RF4任选相同或不同;A表示单键或二价的有机基团。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,还含有G成分即脱模剂。
6.根据权利要求5所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,所述G成分为脂肪酸酯G1,相对于所述A成分100质量份,所述G成分的含量为0.005质量份以上且0.1质量份以下。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,
所述A成分含有选自具有支链结构的聚碳酸酯系树脂A-1和除该具有支链结构的聚碳酸酯系树脂A-1以外的芳香族聚碳酸酯系树脂A-2中的至少1种。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,所述A成分的粘均分子量为10000以上且30000以下。
9.一种成形体,其包含权利要求1~8中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物。
10.根据权利要求9所述的成形体,其是LED照明用构件。
11.根据权利要求10所述的成形体,其是透镜部件。
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