TW202222901A - 熱塑性樹脂及包含其之光學透鏡 - Google Patents
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Abstract
Description
本發明係關於熱塑性樹脂及包含其之光學透鏡。更詳細而言,本發明係關於聚碳酸酯樹脂或聚酯碳酸酯樹脂及包含其之光學透鏡。
作為使用於照相機、薄膜一體型相機、攝影機等之各種相機之光學系統之光學透鏡之材料,係使用光學玻璃或光學用樹脂。光學玻璃在耐熱性、透明性、尺寸安定性、耐藥品性等上雖為優異,但材料成本高,且成形加工性差,而具有低生產性之問題點。
另一方面,由光學用樹脂所構成之光學透鏡則具有藉由射出成形而能大量生產之優點,作為照相機透鏡用高折射率材料,則係使用聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、聚酯樹脂等。
將光學用樹脂使用作為光學透鏡時,除了要求折射率或阿貝數等之光學特性,也要求耐熱性、透明性、低吸水性、耐藥品性、低雙折射、耐濕熱性等。尤其近年來要求具有高折射率及高耐熱性之光學透鏡,從而進行各種樹脂之開發(專利文獻1~5)。
另一方面,在環境面之考量上,脂肪族成分為多之樹脂在光學用樹脂等各種領域中飽受期待。但,脂肪族系樹脂在芳香族系樹脂相比,一般而言玻璃轉移溫度為低,而在耐熱性之面上具有問題。因此,期望開發會維持優異光學特性,且在與過往之脂肪族系樹脂相比,玻璃轉移溫度為高且耐熱性優異之脂肪族成分為多之樹脂之開發。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2018-2893號公報
[專利文獻2] 日本特開2018-2894號公報
[專利文獻3] 日本特開2018-2895號公報
[專利文獻4] 日本特開2018-59074號公報
[專利文獻5] WO2017/078073
[發明所欲解決之課題]
本發明之課題在於提供一種折射率或阿貝數等之光學特性優異,且耐熱性亦優之脂肪族成分為多之樹脂及使用其之光學透鏡。
[用以解決課題之手段]
本發明者等,為了解決以往之課題而經過重複精心檢討之結果,發現
藉由將具有特定構造之脂肪族單體作為原料,而可取得折射率或阿貝數等之光學特性優異,且耐熱性亦優之脂肪族成分為多之樹脂,進而完成本發明。
即,本發明包括以下之態樣。
<1>一種熱塑性樹脂,其係包含:源自下述一般式(1)所示之單體之構成單位(A)。
(一般式(1)中,R
1及R
11係各自獨立表示氫原子、碳數6~12之芳基、或碳數1~4之直鏈狀或分支鏈狀之烷基,X表示下述一般式(a)~(d)之任一者)。
(一般式(a)~(d)中,星號表示鍵結部位,R
21~R
57係各自獨立表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碳數1~4之直鏈狀或分支鏈狀之烷基、或碳數1~7之直鏈狀或分支鏈狀之烷氧基)。
<2>如上述<1>之熱塑性樹脂,其係聚碳酸酯樹脂或聚酯碳酸酯樹脂。
<3>如上述<1>或<2>之熱塑性樹脂,其中前述一般式(1)中之R
1及R
11係各自獨立為碳數1~4之直鏈狀或分支鏈狀之烷基。
<4>如上述<1>至<3>中任一項之熱塑性樹脂,其中前述一般式(1)中之X為選自由苯基、聯苯基、1-萘基、及2-萘基所成群者。
<5>如上述<1>至<4>中任一項之熱塑性樹脂,其中前述一般式(1)所示之單體僅由下述式所示之異構物B所構成,或由異構物B及下述式所示之異構物A之混合物所構成。
(上述式中,R
1、R
11及X係與一般式(1)中記載者同義)。
<6>如上述<5>之熱塑性樹脂,其中前述異構物A與前述異構物B之異構物比為A:B=0:100~99:1。
<7>如上述<1>至<6>中任一項之熱塑性樹脂,其中前述熱塑性樹脂包含:源自下述一般式(2)所示之單體之構成單位(B)及/或源自下述一般式(3)所示之單體之構成單位(C)。
(一般式(2)中,
R
a及R
b係各自獨立選自由氫原子、鹵素原子、可具有取代基之碳數1~20之烷基、可具有取代基之碳數1~20之烷氧基、可具有取代基之碳數5~20之環烷基、可具有取代基之碳數5~20之環烷氧基、可具有取代基之碳數6~20之芳基、包含選自O、N及S之1種以上之雜環原子之可具有取代基之碳數6~20之雜芳基、可具有取代基之碳數6~20之芳氧基,及,-C≡C-R
h所成群者,
R
h表示可具有取代基之碳數6~20之芳基,或,包含選自O、N及S之1種以上之雜環原子之可具有取代基之碳數6~20之雜芳基,
X為單鍵,或可具有取代基之茀基,
A及B係各自獨立表示可具有取代基之碳數1~5之伸烷基,
m及n係各自獨立表示0~6之整數,
a及b係各自獨立表示0~10之整數)。
(一般式(3)中,
R
c及R
d係各自獨立選自由氫原子、鹵素原子、可具有取代基之碳數1~20之烷基、可具有取代基之碳數1~20之烷氧基、可具有取代基之碳數5~20之環烷基、可具有取代基之碳數5~20之環烷氧基,及,可具有取代基之碳數6~20之芳基所成群者,
Y
1為單鍵、可具有取代基之茀基,或下述式(4)~(10)所示之構造式中之任一者),
(式(4)~(10)中,
R
61、R
62、R
71及R
72係各自獨立表示氫原子、鹵素原子、可具有取代基之碳數1~20之烷基,或,可具有取代基之碳數6~30之芳基,亦或表示R
61及R
62、或R
71及R
72互相結合形成之可具有取代基之碳數1~20之碳環或雜環,
r及s係各自獨立表示0~5000之整數)。
A及B係各自獨立表示可具有取代基之碳數1~5之伸烷基,
p及q係各自獨立表示0~4之整數,
a及b係各自獨立表示0~10之整數)。
<8>如上述<7>之熱塑性樹脂,其中前述一般式(2)及一般式(3)中,前述A及B係各自獨立表示碳數2或3之伸烷基。
<9>如上述<7>或<8>之熱塑性樹脂,其中前述熱塑性樹脂至少包含源自BPEF、BNE、BNEF及DPBHBNA之任一者之構成單位。
<10>如上述<1>至<9>中任一項之熱塑性樹脂,其中前述熱塑性樹脂更包含:源自選自下述單體群之至少一種單體之構成單位。
(上述式中,R
1及R
2係各自獨立表示氫原子、甲基或乙基,R
3及R
4係各自獨立表示氫原子、甲基、乙基或碳數2~5之伸烷二醇)。
<11>如上述<1>至<10>中任一項之熱塑性樹脂,其中前述熱塑性樹脂之聚苯乙烯換算重量平均分子量(Mw)為10,000~200,000。
<12>如上述<1>至<11>中任一項之熱塑性樹脂,其中前述熱塑性樹脂之折射率(nD)為1.599~1.750。
<13>如上述<1>至<12>中任一項之熱塑性樹脂,其中前述熱塑性樹脂之阿貝數(ν)為25.0~33.0。
<14>如上述<1>至<13>中任一項之熱塑性樹脂,其中前述熱塑性樹脂之玻璃轉移溫度為135~200℃。
<15>一種熱塑性樹脂組成物,其係包含:下述一般式(1)所示之改質劑與熱塑性樹脂。
(一般式(1)中,R
1及R
11係各自獨立表示氫原子、碳數6~12之芳基、或碳數1~4之直鏈狀或分支鏈狀之烷基,X表示下述一般式(a)~(d)之任一者。
(一般式(a)~(d)中,R
21~R
57係各自獨立表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碳數1~4之直鏈狀或分支鏈狀之烷基、或碳數1~7之直鏈狀或分支鏈狀之烷氧基)。
<16>一種光學構件,其係包含:如上述<1>至
<14>中任一項之熱塑性樹脂或如上述<15>之熱塑性樹脂組成物。
<17>一種光學透鏡,其係包含:如上述<1>至
<14>中任一項之熱塑性樹脂或如上述<15>之熱塑性樹脂組成物。
<18>一種光學薄膜,其係包含:如上述<1>至
<14>中任一項之熱塑性樹脂或如上述<15>之熱塑性樹脂組成物。
[發明效果]
根據本發明,可提供一種折射率或阿貝數等之光學特性優異,且耐熱性亦優之脂肪族成分為多之樹脂及包含其之光學透鏡。
以下,例示合成例或實施例等來詳細說明關於本發明,但本發明並非係受限於例示之合成例或實施例等者,只要在不大幅超出本發明內容之範圍,皆能以任意之方法來進行變更。
<熱塑性樹脂>
本發明之一實施形態為一種熱塑性樹脂,其係包含源自下述一般式(1)所示之單體之構成單位(A)。
一般式(1)中,R
1及R
11係各自獨立表示氫原子、碳數6~12(以碳數6~10為佳,較佳為碳數6)之芳基、或碳數1~4之直鏈狀或分支鏈狀之烷基,X表示下述一般式(a)~(d)之任一者。
一般式(a)~(d)中,星號表示鍵結部位。R
21~R
57係各自獨立表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碳數1~4之直鏈狀或分支鏈狀之烷基、或碳數1~7之直鏈狀或分支鏈狀之烷氧基。
一般式(1)中,作為R
1及R
11所示之碳數1~4之直鏈狀或分支鏈狀之烷基,並無特別限制,可舉出例如,甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基等之烷基。其中較佳為甲基、乙基、異丁基、tert-丁基,特佳為乙基及甲基。
一般式(1)中,作為R
1及R
11所示之碳數6~12之芳基,特佳可舉出如苯基。
一般式(1)中,作為X所示之一般式(a)~(d)之任一者,且R
21~R
57所示之碳數1~4之直鏈狀或分支鏈狀之烷基,並無特別限制,可舉出例如,甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基等之烷基。又,作為碳數1~7之直鏈狀或分支鏈狀之烷氧基,並無特別限制,可舉出例如,甲氧基、乙氧基等之烷氧基。
一般式(a)~(d)中,R
21~R
57係以氫原子為佳。具體而言,X較佳可舉出如苯基(一般式(a))、聯苯基(一般式(b))、1-萘基(一般式(c))、及2-萘基(一般式(d))。其中較佳為苯基。
作為一般式(1)所示之環式二醇化合物之具體例,可舉出如,5-苯基-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-乙基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(3,4-二甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2,4-二甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(3-氟-4-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-異丙基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2,4,6-三甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2,4,5-三甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(3-氯-4-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-丁基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-tert-丁基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-異丁基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(五甲基基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-聯苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(3-溴-4-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-氯聯苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(3-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(3,5-二甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-氟-3-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-甲氧基-2,3,6-三甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(3-聯苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛5-(2-溴-5-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(3,5-二-tert-丁基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2,3-二甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2,6-二甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(5-氟-2-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-氟-2-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(3-氟-2-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(5-溴―2-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(1-萘)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2-萘)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-乙氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(3-氟-4-甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2-氟-4-甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-異丙氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-丙氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2,4-二甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(3,4-二甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(3-氯-4-甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-甲氧基-2,3,6-三甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-tert-丁氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2,4-二甲氧基-3-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(3-乙氧基-4-甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-乙氧基-3-甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2-氟-4,5-二甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-戊氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2,4-二乙氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(3,4-二乙氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2,4,5-三甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2,3,4-三甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2,4,6-三甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2-氯-3,4-二甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-己氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(3-溴-4-甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-庚氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2-溴-4,5-二甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(3-溴-4,5-二甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2-萘基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-甲氧基-1-萘基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2-甲氧基-1-萘基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2-乙氧基-1-萘基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(6-甲氧基-2-萘基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-苯基-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-乙基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(3,4-二甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(2,4-二甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(3-氟-4-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-異丙基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(2,4,6-三甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(2,4,5-三甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(3-氯-4-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-丁基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-tert-丁基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-異丁基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(五甲基基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-聯苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(3-溴-4-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-氯聯苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(3-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(3,5-二甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-氟-3-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-甲氧基-2,3,6-三甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(3-聯苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(2-溴-5-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(3,5-二-tert-丁基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(2-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(2,3-二甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(2,6-二甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(5-氟-2-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-氟-2-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(3-氟-2-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(5-溴-2-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(1-萘基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(2-萘基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-乙氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(3-氟-4-甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(2-氟-4-甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-異丙氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-丙氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(2,4-二甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(3,4-二甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(3-氯-4-甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-甲氧基-2,3,6-三甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-tert-丁氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(2,4-二甲氧基-3-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(3-乙氧基-4-甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-乙氧基-3-甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(2-氟-4,5-二甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-戊氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(2,4-二乙氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(3,4-二乙氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(2,4,5-三甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(3,4,5-三甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(2,3,4-三甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(2,4,6-三甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(2-氯-3,4-二甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-己氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(3-溴-4-甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-庚氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(2-溴-4,5-二甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(3-溴-4,5-二甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-甲氧基-1-萘基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(2-甲氧基-1-萘基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(2-乙氧基-1-萘基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(6-甲氧基-2-萘基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛等。
該等之中較佳之化合物為5-苯基-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-苯基-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-tert-丁基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2,4,6-三甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2,4-二甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(3,4-二甲基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-甲氧基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-異丙基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-異丁基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-tert-丁基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(4-聯苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(4-聯苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(1-萘基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(1-萘基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛、5-(2-萘基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛、5-(2-萘基)-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛,更佳之化合物為5-苯基-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛及5-苯基-1,3-環己二酮三羥甲基乙烷二縮醛。
一般式(1)所示之環式二醇化合物係以僅由下述式所示之異構物B所構成,或為由異構物B及下述式所示之異構物A之混合物所構成者為佳。又,作為其他異構物,可舉出如下述式所示之異構物C。
上述式中,R
1、R
11及X係與一般式(1)中記載者同義。
本發明之一實施形態中,前述異構物A與前述異構物B之異構物比係以、A:B=0:100~99:1為佳,以0:100~50:50為較佳,以20:80~50:50為特佳。尚且,異構物比係可藉由進行氣相層析(GC)分析,並以面積百分率法來求得。
如上述之反應式(I)所示般,作為一般式(1)所示之新穎環式二醇化合物之製造方法,可例示如使在第5位具有取代基X之1,3-環己二酮化合物,與在第2位具有取代基R
1或R
11之2-羥基甲基-1,3-丙二醇化合物在甲苯溶劑中,酸性觸媒存在下進行縮醛化反應之製造方法。
上述在第5位具有取代基X之1,3-環己二酮化合物(下述式(3)之化合物)係如下述反應式(II)所示般,可藉由使一般式(5)所示之化合物與一般式(6)所示之化合物在鹼之存在下反應後,以酸進行處理來製造。
<反應式(II)>
[式中,R
3為相同或相異地各自表示碳數1~3之烷基。X係與前述相同]。
作為R
3所示之碳數1~3之烷基,可舉出例如,甲基、乙基、異丙基等。
本反應係可依據或以公知之方法,例如,Chemistry-A Eurpean Journal (2017), 23(49), 11757-11760、Zhurnal Obshchei Khimii (1957), 27. 3087-92等記載之方法為基準來實施。
本發明之一實施形態之熱塑性樹脂為聚酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚酯碳酸酯樹脂、環氧樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、聚丙烯酸酯樹脂、聚甲基丙烯酸酯樹脂等,並無特別限制,以聚碳酸酯樹脂或聚酯碳酸酯樹脂為佳,以包含下述式所示之構成單位(A)為較佳。
[式中,R
1、R
11及X係與前述一般式(1)中記載者為同義]。
本發明之一實施形態之熱塑性樹脂中,
全構成單位中所佔之上述式所示之構成單位(A)之比例並無特別限定,以在全構成單位中1~80莫耳%為佳,以1~60莫耳%為較佳,以5~50莫耳%為特佳。
亦即,本發明之一實施形態之熱塑性樹脂除了包含上述式所示之構成單位(A)以外,也可包含一般使用作為聚碳酸酯樹脂或聚酯碳酸酯樹脂之構成單位之由脂肪族二羥基化合物所衍生之構成單位或由芳香族二羥基化合物所衍生之構成單位。
具體而言,作為脂肪族二羥基化合物,可舉出各種者,尤其可舉出如1,4-環己烷二甲醇、三環癸烷二甲醇、1,3-金剛烷二甲醇、2,2-雙(4-羥基環己基)-丙烷、3,9-雙(2-羥基-1,1-二甲基乙基)-2,4,8,10-四氧雜螺[5.5]十一烷、2-(5-乙基-5-羥基甲基-1,3-二噁烷-2-基)-2-甲基丙烷-1-醇、異山梨醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇等。
作為芳香族二羥基化合物,可舉出各種者,尤其可舉出如2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷[雙酚A]、雙(4-羥基苯基)甲烷、1,1-雙(4-羥基苯基)乙烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)丙烷、4,4’-二羥基二苯基、雙(4-羥基苯基)環烷、雙(4-羥基苯基)氧化物、雙(4-羥基苯基)硫醚、雙(4-羥基苯基)碸、雙(4-羥基苯基)亞碸、及雙(4-羥基苯基)酮、雙苯氧基乙醇茀等。
又,本發明之一實施形態之熱塑性樹脂係以包含源自下述一般式(2)所示之單體之構成單位(B)為佳。
一般式(2)中,R
a及R
b係各自獨立表示選自由鹵素原子、可具有取代基之碳數1~20之烷基、可具有取代基之碳數1~20之烷氧基、可具有取代基之碳數5~20之環烷基、可具有取代基之碳數5~20之環烷氧基、可具有取代基之碳數6~20之芳基、包含選自O、N及S之1種以上之雜環原子之可具有取代基之碳數6~20之雜芳基、可具有取代基之碳數6~20之芳氧基,及,-C≡C-R
h所成群者。R
h表示可具有取代基之碳數6~20之芳基,或,包含選自O、N及S之1種以上之雜環原子之可具有取代基之碳數6~20之雜芳基。
R
a及R
b係以氫原子、可具有取代基之碳數6~20之芳基、包含選自O、N及S之1種以上之雜環原子之可具有取代基之碳數6~20之雜芳基為佳,較佳為氫原子、可具有取代基之碳數6~20之芳基,更佳為氫原子、可具有取代基之碳數6~12之芳基。
一般式(2)中,X表示單鍵,或可具有取代基之茀基。X係以單鍵,或,合計碳數12~20之可具有取代基之茀基為佳。
一般式(2)中,A及B係各自獨立表示可具有取代基之碳數1~5之伸烷基,以碳數2或3之伸烷基為佳。
一般式(2)中,m及n係各自獨立為0~6之整數,以0~3之整數為佳,較佳為0或1。
一般式(2)中,a及b係各自獨立為0~10之整數,以1~3之整數為佳,較佳為1或2。
又,本發明之一實施形態之熱塑性樹脂係以具有源自下述一般式(3)所示之單體之構成單位(C)為佳。
一般式(3)中,R
c及R
d係各自獨立為選自由鹵素原子、可具有取代基之碳數1~20之烷基、可具有取代基之碳數1~20之烷氧基、可具有取代基之碳數5~20之環烷基、可具有取代基之碳數5~20之環烷氧基,及,可具有取代基之碳數6~20之芳基所成群者。
R
c及R
d係以氫原子、可具有取代基之碳數6~20之芳基、包含選自O、N及S之1種以上之雜環原子之可具有取代基之碳數6~20之雜芳基為佳,較佳為氫原子、可具有取代基之碳數6~20之芳基,更佳為氫原子、可具有取代基之碳數6~12之芳基。
一般式(3)中,Y
1為單鍵、可具有取代基之茀基,或下述式(4)~(10)所示之構造式之中之任一者,以單鍵,或下述式(4)所示之構造式為佳。
式(4)~(10)中,R
61、R
62、R
71及R
72係各自獨立表示氫原子、鹵素原子、可具有取代基之碳數1~20之烷基,或,可具有取代基之碳數6~30之芳基,或表示R
61及R
62,或R
71及R
72互相結合而形成之可具有取代基之碳數1~20之碳環或雜環。
式(4)~(10)中,r及s係各自獨立為0~5000之整數。
上述一般式(3)中,A及B係各自獨立為可具有取代基之碳數1~5之伸烷基,以碳數2或3之伸烷基為佳。上述一般式(3)中,p及q係各自獨立為0~4之整數,以0或1為佳。又,上述一般式(3)中,a及b係各自獨立為0~10之整數,以0~5之整數為佳,較佳為0~2之整數,例如,0或1。
作為構成單位(C)之具體例,可舉出如,源自BPEF(9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)茀)、BPPEF(9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-苯基苯基)茀)、9,9-雙[6-(2-羥基乙氧基)萘-2-基]茀(BNEF)、雙酚A、雙酚AP、雙酚AF、雙酚B、雙酚BP、雙酚C、雙(4-羥基苯基)-2,2-二氯乙烯、雙酚E、雙酚F、雙酚G、雙酚M、雙酚S、雙酚P、雙酚PH、雙酚TMC、雙酚P-AP(4,4’-(1-苯基亞乙基)雙酚)、雙酚P-CDE(4,4’-環亞十二基雙酚)(Bisphenol P-CDE(4,4’-
cyclododecylidene bisphenol))、雙酚P-HTG(4,4’-(3,3,5-三甲基環亞己基)雙酚)、雙酚P-MIBK(4,4’-(1,3-二甲基亞丁基)雙酚)、雙酚PEO-FL(雙苯氧基乙醇茀)、雙酚P-3MZ(4-[1-(4-羥基苯基)-3-甲基環己基]酚)、雙酚OC-FL(4,4’-[1-[4-[1-(4-羥基苯基)-1-甲基乙基]苯基]亞乙基]雙酚)、雙酚Z、BP-2EO(2,2’-[[1,1’-聯苯基]-4,4’-二基雙(氧基)雙乙醇)、S-BOC(4,4’-(1-甲基亞乙基)雙(2-甲基酚)、)TrisP-HAP(4,4’,4”-亞乙基參酚)等者。該等之中,作為構成單位(C),較佳可舉出如,源自BPEF或BNEF者。
本發明之一實施形態之熱塑性樹脂係以將構成單位(A)作為必須者,且可為包含構成單位(B)但不包含構成單位(C)之聚合物、包含構成單位(C)但不包含構成單位(B)之聚合物以外,也可為具有構成單位(B)與構成單位(C)之共聚物、具有構成單位(B)之聚合物與具有構成單位(C)之聚合物之混合物、該等之組合。作為包含構成單位(C)但不包含構成單位(B)之聚合物,可舉出例如,具有下述式(I-1)~(I-3)之構成單位者,作為具有構成單位(B)與構成單位(C)之共聚物,可舉出例如,具有下述式(II-1)~(II-4)之構成單位者。
(式(I-1)中,m及n係各自為1~10之整數,以1~5之整數為佳,較佳為1,
式(I-3)之重複單位數為1~10之整數,以1~5之整數為佳,較佳為1)。
又,作為具有複數種類之構成單位之聚合物,可採用m及n之值為例如高達100以上之嵌段共聚物,及,無規共聚物之任一者,以使用無規共聚物為佳,較佳使用m及n之值為1之無規共聚物。
(式(II-1)~(II-4)中,m及n係各自獨立為1~10之整數,以1~5之整數為佳,較佳為1)。
又,作為具有複數種類之構成單位之聚合物,可採用如m及n之值為例如高達100以上之嵌段共聚物,及,無規共聚物之任一者,以無規共聚物為佳,較佳為m及n之值為1之無規共聚物。
共聚物中,構成單位(B)與構成單位(C)之莫耳比係以1:99~99:1為佳,以10:90~90:10為較佳,以15:85~85:15為更佳,以30:70~70:30為特佳。又,混合物中,具有構成單位(B)之聚合物與具有構成單位(C)之聚合物之質量比係以1:99~99:1為佳,以10:90~90:10為較佳,以15:85~85:15為更佳,以30:70~70:30為特佳。
本發明之一實施形態之熱塑性樹脂係以更包含源自選自下述單體群之至少一種單體之構成單位者為佳。
(上述式中,R
1及R
2係各自獨立表示氫原子、甲基或乙基,R
3及R
4係各自獨立表示氫原子、甲基、乙基或碳數2~5之伸烷二醇)。
本發明之為佳之一實施形態之聚碳酸酯樹脂中會有在製造時可能產生作為副生成物之酚系化合物等之醇系化合物,或並未反應而殘留之二醇成分或碳酸二酯作為雜質存的情況。
雜質之酚系化合物等之醇系化合物或碳酸二酯由於也可能成為在作出成形體時之強度降低或產生臭氣之原因,故該等含量係以極力越少為佳。
相對於聚碳酸酯樹脂100質量%,殘留之酚系化合物之含量係以3000質量ppm以下為佳,較佳為1000質量ppm以下,特佳為300質量ppm以下。
相對於聚碳酸酯樹脂100質量%,殘留之二醇成分之含量係以1000質量ppm以下為佳,較佳為100質量ppm以下,特佳為10質量ppm以下。
相對於聚碳酸酯樹脂100質量%,殘留之碳酸二酯之含量係以1000質量ppm以下為佳,較佳為100質量ppm以下,特佳為10質量ppm以下。
尤其,酚、t-丁基酚等之化合物之含量係以少為佳,該等化合物係以在上述範圍內為佳。
殘留於聚碳酸酯樹脂中之酚系化合物之含量係可藉由使用氣相層析來分析從聚碳酸酯樹脂所萃取之酚系化合物的手法進行測量。
對於殘留於聚碳酸酯樹脂中之醇系化合物之含量,也係可藉由使用氣相層析來分析從聚碳酸酯樹脂所萃取之醇系化合物的手法進行測量。
殘留於聚碳酸酯樹脂中之二醇成分、碳酸二酯之含量,也係可藉由使用氣相層析來分析從聚碳酸酯樹脂所萃取之該等化合物的手法進行測量。
酚系化合物等之副生成醇系化合物、二醇成分及碳酸二酯之含量係可減低至不會被檢測出的程度,但從生產性之觀點,在不損及效果之範圍,亦可些微含有。又,若為些微之量,在樹脂熔融時也能將可塑性作成良好者。
相對於聚碳酸酯樹脂100質量%,殘留之酚系化合物、二醇成分或碳酸二酯之個別含量可為例如,0.01質量ppm以上、0.1質量ppm以上,或1質量ppm以上。
相對於聚碳酸酯樹脂100質量%,殘留之醇系化合物之含量可為例如,0.01質量ppm以上、0.1質量ppm以上,或1質量ppm以上。
尚且,聚碳酸酯樹脂中之酚系化合物等之副生成醇系化合物、二醇成分及碳酸二酯之含量係能藉由適宜調整縮聚合之條件或裝置之設定來調節成上述範圍。又,也能藉由縮聚合後之擠壓步驟之條件來進行調節。
例如,酚系化合物等之副生成醇系化合物之殘留量係與聚碳酸酯樹脂之聚合所使用之碳酸二酯之種類,或聚合反應溫度及聚合壓力等具有關係。藉由調整該等調整,而能減少酚系化合物等之副生成醇系化合物之殘留量。
例如,在使用碳酸二乙基酯等之碳酸二烷基酯來製造聚碳酸酯樹脂時,則有分子量不易上升,而成為低分子量之聚碳酸酯,且副生成之烷基醇系化合物之含量變高的傾向。此種烷基醇之揮發性為高,若殘留於聚碳酸酯樹脂中,則有樹脂之成形性惡化的傾向。又,酚系化合物等之副生成醇系化合物之殘留量若為多,則在樹脂之成形時會有產生臭氣問題之可能性,或有在複合(compound)時進行樹脂骨架之開裂反應而產生分子量降低之可能性。因此,相對於聚碳酸酯樹脂(100質量%),取得之聚碳酸酯樹脂中殘留之副生成醇系化合物之含量係以3000質量ppm以下為佳。相對於聚碳酸酯樹脂100質量%,殘留之醇系化合物之含量係以3000質量ppm以下為佳,較佳為1000質量ppm以下,特佳為300質量ppm以下。
<熱塑性樹脂之物性>
(1)折射率(nD)
本發明之一實施形態中,其特徵之一為熱塑性樹脂為高折射率,折射率係以1.500~1.750為佳,以1.599~1.750為較佳,以1.599~1.650為更佳,以1.600~1.650為特佳。本發明中折射率係能以後述實施例記載之方法進行測量。
(2)阿貝數(ν)
本發明之一實施形態中,熱塑性樹脂之阿貝數係以20.0~55.0為佳,以25.0~33.0為較佳,以25.5~32.0為更佳,以26.0~30.0為特佳。本發明中阿貝數係能以後述實施例記載之方法進行測量。
(3)玻璃轉移溫度(Tg)
本發明之一實施形態中,其特徵之一為熱塑性樹脂為高耐熱性,玻璃轉移溫度(Tg)係以135~200℃為佳,以140~180℃為較佳,以140~170℃為特佳。本發明中玻璃轉移溫度係能以後述實施例記載之方法進行測量。
(4)聚苯乙烯換算重量平均分子量(Mw)
本發明之一實施形態中,熱塑性樹脂之聚苯乙烯換算重量平均分子量係以10,000~200,000為佳,以10,000~ 100,000為較佳,以10,000~80,000為特佳。
<熱塑性樹脂組成物>
本發明之另一實施形態為一種熱塑性樹脂組成物,其係包含:上述之熱塑性樹脂與添加劑。本實施形態之熱塑性樹脂組成物在不損及本實施形態之所欲效果之範圍內,可併用包含上述構成單位(A)之本發明之熱塑性樹脂以外之樹脂。作為此種樹脂,並無特別限定,可舉出例如,選自由聚碳酸酯樹脂、聚酯樹脂、聚酯碳酸酯樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、聚醯胺樹脂、聚苯乙烯樹脂、環烯烴樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合樹脂、氯乙烯樹脂、聚苯醚樹脂、聚碸樹脂、聚縮醛樹脂及甲基甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚合樹脂所成群之至少一種樹脂。該等係能使用各種既知者,可單獨使用1種,或可併用2種以上而添加於熱塑性樹脂組成物。
[防氧化劑]
熱塑性樹脂組成物係以包含防氧化劑作為上述添加劑為佳。
作為防氧化劑,以包含酚系防氧化劑及亞磷酸酯(Phosphite)系防氧化劑之至少一者為佳。
作為酚系防氧化劑,可舉出如,1,3,5-參(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯基甲基)-2,4,6-三甲基苯、1,3,5-參(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苄基)-1,3,5-三嗪e-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、4,4’,4”-(1-甲基丙基-3-亞基)參(6-tert-丁基-m-甲酚)(4,4’,4”-(1-Methylpropanyl-3-ylidene)tris(6-tert-butyl-m-cresol))、6,6’-二-tert-丁基-4,4’-亞丁基二-m-甲酚、十八基3-(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、季戊四醇-肆[3-(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、3,9-雙{2-[3-(3-tert-丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基]-1,1-二甲基乙基}-2,4,8,10-四氧螺[5.5]十一烷、季戊四醇-肆[3-(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]等,以季戊四醇-肆[3-(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]為佳。
作為亞磷酸酯系防氧化劑,可舉出如2-乙基己基二苯基亞磷酸酯、異癸基二苯基亞磷酸酯、三異癸基亞磷酸酯、三苯基亞磷酸酯、3,9-雙(十八氧基)-2,4,8,10-四氧基-3,9-二磷雜螺[5.5]十一烷、3,9-雙(2,6-二-tert-丁基-4-甲基苯氧基)-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺[5.5]十一烷、2,2’-亞甲基雙(4,6-二-tert-丁基苯基)2-乙基己基亞磷酸酯、參(2,4-二tert-丁基苯基)亞磷酸酯、參(壬基苯基)亞磷酸酯、四-C12-15-烷基(丙烷-2,2-二基雙(4,1-伸苯基))雙(亞磷酸酯)、3,9-雙(2,6-二-tert-丁基-4-甲基苯氧基)-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺[5.5]十一烷等,以3,9-雙(2,6-二-tert-丁基-4-甲基苯氧基)-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺[5.5]十一烷為佳。
作為防氧化劑,可僅使用上述任一種類,亦可使用2種類以上之混合物。
熱塑性樹脂組成物中,將樹脂組成物之總重量作為基準,以包含防氧化劑1重量ppm~3000重量ppm為佳。熱塑性樹脂組成物中之防氧化劑之含量較佳為50重量ppm~2500重量ppm,更佳為100重量ppm~2000重量ppm,特佳為150重量ppm~1500重量ppm,更較佳為200重量ppm~1200重量ppm。
[離型劑]
熱塑性樹脂組成物係以包含離型劑作為上述添加劑為佳。
作為離型劑,可舉出如酯化合物,例如,丙三醇脂肪酸之單・二甘油酯等之丙三醇脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、山梨醇酐脂肪酸酯等之二醇脂肪酸酯、高級醇脂肪酸酯、脂肪族多價醇與脂肪族羧酸之全酯或單脂肪酸酯等。作為離型劑,在使用脂肪族多價醇與脂肪族羧酸之酯的情況,可採用單酯、全酯等任一者,例如也可為單酯等之全酯以外者。
作為離型劑之具體例,可舉出如以下者。
即,可舉出如:山梨醇酐 硬脂酸酯、山梨醇酐 月桂酸酯、山梨醇酐 油酸酯、山梨醇酐 三油酸酯、山梨醇酐 三山萮酸酯(sorbitan tribehenate)、山梨醇酐 硬脂酸酯、山梨醇酐 三硬脂酸酯、山梨醇酐 辛酸酯等之山梨醇酐脂肪酸酯;
丙二醇 單硬脂酸酯、丙二醇 單油酸酯、丙二醇 單山萮酸酯、丙二醇 單月桂酸酯、丙二醇 單棕櫚酸酯等之丙二醇脂肪酸酯;
硬脂醯基 硬脂酸酯等之高級醇脂肪酸酯;
包括:丙三醇 單硬脂酸酯、丙三醇 單12-羥基硬脂酸酯等之丙三醇 單羥基硬脂酸酯、丙三醇 單油酸酯、丙三醇 單山萮酸酯、丙三醇 單辛酸酯、丙三醇 單癸酸酯、丙三醇 單月桂酸酯等之單甘油酯:丙三醇單・二硬脂酸酯、丙三醇單・二硬脂酸酯、丙三醇單・二山萮酸酯、丙三醇單・二油酸酯等之單・二甘油酯:之丙三醇脂肪酸酯單甘油酯;
丙三醇 二乙醯單月桂酸酯(Glycerin diaceto
monolaurate)等之丙三醇脂肪酸酯乙醯基化單甘油酯;
檸檬酸脂肪酸 單甘油酯、琥珀酸脂肪酸 單甘油酯、二乙醯基酒石酸脂肪酸 單甘油酯等之丙三醇脂肪酸酯有機酸單甘油酯;
二丙三醇硬脂酸酯、二丙三醇月桂酸酯、二丙三醇油酸酯、二丙三醇單硬脂酸酯、二丙三醇單月桂酸酯、二丙三醇單肉豆蔻酸酯、二丙三醇單油酸酯、四丙三醇硬脂酸酯、十丙三醇月桂酸酯、十丙三醇油酸酯、聚丙三醇 聚蓖麻油酸酯等之聚丙三醇脂肪酸酯等。
熱塑性樹脂組成物中,將樹脂組成物之總重量作為基準,已包含離型劑1重量ppm~5000重量ppm為佳。熱塑性樹脂組成物中之離型劑之含量較佳為50重量ppm~4000重量ppm,更佳為100重量ppm~3500重量ppm,特佳為500重量ppm~13000重量ppm,更較佳為1000重量ppm~2500重量ppm。
[其他添加劑]
熱塑性樹脂組成物中,除了上述防氧化劑及離型劑以外,亦可添加其他添加劑。例如,作為熱塑性樹脂組成物所能包含之添加劑,可舉出如複合劑、觸媒失活劑、熱安定劑、塑化劑、填充劑、紫外線吸收劑、防銹劑、分散劑、消泡劑、調平劑、難燃劑、滑劑、染料、顏料、上藍劑、成核劑、透明化劑等。
熱塑性樹脂組成物中之防氧化劑及離型劑以外之其他添加劑之含量係以10重量ppm~5.0重量%為佳,較佳為100重量ppm~2.0重量%,更佳為1000重量ppm~1.0重量%,但並非係受限於此。
上述之添加劑會有對穿透率造成不良影響的可能性,以不過剩添加為佳,例如,合計之添加量在上述範圍內。
本發明之熱塑性樹脂組成物之製造方法在聚合反應結束後為可保持熱安定性及水解安定性,可去除觸媒或使其失活,但並不必須使其失活。在使其失活之情況,可適宜實施由添加公知之酸性物質所成之用來使觸媒失活的方法。作為酸性物質,具體而言,適宜使用如安息香酸丁酯等之酯類;p-甲苯磺酸等之芳香族磺酸類;p-甲苯磺酸丁酯、p-甲苯磺酸己酯等之芳香族磺酸酯類;亞磷酸、磷酸、膦酸等之磷酸類;亞磷酸三苯基酯、亞磷酸單苯基酯、亞磷酸二苯基酯、亞磷酸二乙酯、亞磷酸二n-丙基酯、亞磷酸二n-丁基酯、亞磷酸二n-己基酯、亞磷酸二辛基酯、亞磷酸單辛基酯等之亞磷酸酯類;磷酸三苯基酯、磷酸二苯基酯、磷酸單苯基酯、磷酸二丁酯、磷酸二辛酯、磷酸單辛酯等之磷酸酯類;二苯基膦酸、二辛基膦酸、二丁基膦酸等之膦酸類;苯基膦酸二乙酯等之膦酸酯類;三苯基膦、雙(二苯基膦基)乙烷等之膦類;硼酸、苯基硼酸等之硼酸類;十二基苯磺酸四丁基鏻鹽等之芳香族磺酸鹽類;硬脂酸氯、氯化苄醯基、p-甲苯磺酸氯等之有機鹵化物;二甲基硫酸等之烷基硫酸;氯化苄基等之有機鹵化物等。從失活劑之效果、對於樹脂之安定性等之觀點,以p-甲苯或磺酸丁基為特佳。該等失活劑係相對於觸媒量而使用0.01~50倍莫耳,較佳使用0.3~20倍莫耳。相對於觸媒量若少於0.01倍莫耳,則失活效果變得不充分而不佳。又,相對於觸媒量若多餘50倍莫耳,則由於樹脂之耐熱性降低,成形體變得容易著色而不佳。
失活劑之混練係可在聚合反應結束後隨之進行,或在將聚合後之樹脂予以顆粒化後才進行。又,除了失活劑之外,其他添加劑也係能以相同方法來添加。
並且,本發明之另一實施形態為一種熱塑性樹脂組成物,其係包含下述一般式(1)所示之改質劑與熱塑性樹脂。
一般式(1)中,R
1、R
11及X係與上述一般式(1)中記載者同義。亦即,一般式(1)所示之新穎環式二醇化合物係也可使用作為改質劑。
本發明之一實施形態中,上述之改質劑係能以熱塑性樹脂與改質劑之質量比成為熱塑性樹脂:改質劑=99.9:0.1~70:30之方式來摻合。上述之質量比係可以99:1 ~70:30為佳,較佳可為98:2~70:30,可為例如99:1、98:2、97:3、96:4、95:5、94:6、93:7、92:8、91:9、90:10、85:15、80:20、75:25、70:30等。本發明中,熱塑性樹脂與改質劑之質量比若位於上述範圍,即可提供高流動且成形性良好之樹脂組成物。
<光學構件>
本發明之熱塑性樹脂或熱塑性樹脂組成物(以下,單純略稱為「樹脂組成物」)係適宜使用於光學構件。本發明之一實施形態中,提供一種光學構件,其係包含本發明之樹脂組成物。本發明之一實施形態中,光學構件包括光碟、透明導電性基板、光卡、薄片、薄膜、光纖、透鏡、稜鏡、光學膜、基板、光學過濾器、硬塗覆膜等,但並不受限於此等。本發明之樹脂組成物由於為高流動性能利用鑄造法來成形,故尤其係適宜製造薄型之光學構件。本發明之為佳之實施形態中,使用本發明之樹脂組成物所製造之光學構件可為光學透鏡。光學透鏡之中,除了智慧型電話之透鏡以外,具體而言也可舉出如車上照相機之透鏡、VR(虛擬實境)或MR(混合實境)用之護目鏡用透鏡、防犯照相機用透鏡等。本發明之另一為佳之實施形態中,使用本發明之樹脂組成物所製造之光學構件可為光學薄膜。
在使用射出成型來製造包含本發明之樹脂組成物之光學構件時,以在缸體溫度260~350℃、模具溫度90~170℃之條件下進行成型為佳。以更佳在缸體溫度270~320℃、模具溫度100~160℃之條件下進行成型為佳。在缸體溫度高於350℃之情況,樹脂組成物會分解著色,在低於260℃之情況,熔融黏度高而變得難以成型。又,在模具溫度高於170℃之情況,會變得容易難以從模具取出由樹脂組成物所構成之成型片。另一方面,模具溫度若未滿90℃,在成型時之模具內樹脂變得過快固化,而會容易變得難以控制成型片之形狀,變得難以充分地轉印出送至模具而成之塑形。
<光學透鏡>
本發明之一實施形態中,樹脂組成物係可適宜使用於光學透鏡。使用本發明之樹脂組成物所製造之光學透鏡由於為高折射率,耐熱性優異,故可使用於望遠鏡、雙筒望遠鏡、電視投影機等以往使用高價之高折射率玻璃透鏡之領域,且極為有用者。
例如智慧型電話之透鏡係係可將由包含構成單位(A)之熱塑性樹脂所成型之透鏡,與,由包含式(II-1)~(II-4)之任一者之構成單位之樹脂或包含源自下述式之任一單體之構成單位之樹脂所成型之透鏡予以疊合而使用作為透鏡單元者。
(上述式中,R
1及R
2係各自獨立表示氫原子、甲基或乙基,R
3及R
4係各自獨立表示氫原子、甲基、乙基或碳數2~5之伸烷二醇)。
本發明之光學透鏡在因應必要係適宜實施為使用非球面透鏡之形狀。非球面透鏡由於係能以1枚之透鏡就將球面像差實質上作成零,故並無使用複數球面透鏡之組合來去除球面像差之必要,從而變得能輕量化及成型成本之減低化。因此,非球面透鏡在光學透鏡之中尤其係有用作為照相機透鏡。
又,本發明之光學透鏡由於成型流動性高,故尤其係有用為薄壁小型且複雜形狀之光學透鏡之材料。作為具體之透鏡尺寸,中心部之厚度係以0.05~3.0mm為佳,較佳為0.05~2.0mm,更佳為0.1~2.0mm。又,直徑係以1.0mm~20.0mm為佳,較佳為1.0~10.0mm,更佳為3.0~10.0mm。又,作為其形狀,以單面為凸,單面為凹之彎月形透鏡(meniscus lens)為佳。
本發明之光學透鏡係藉由模具成型、切削、研磨、雷射加工、放電加工、蝕刻等任意之方法來成形。其中,在製造成本之面上,以模具成型為較佳。
<光學薄膜>
本發明之一實施形態中,樹脂組成物係可適宜使用於光學薄膜。尤其,使用本發明之聚碳酸酯樹脂所製造之光學薄膜由於透明性及耐熱性優異,故適宜使用於液晶基板用薄膜、光學記憶卡等。
為了極力避免異物混入至光學薄膜,成型環境也當然地必須在低塵環境中,以等級6以下為佳,較佳為等級5以下。
[實施例]
以下一同展示本發明之實施例與比較例來詳細展示發明之內容,但本發明並非係受到該等實施例所限定者。
1)折射率(nD)
依據JIS B 7071-2:2018,使聚碳酸酯樹脂進型成型而取得V型塊作為試驗片。在23℃下使用折射率計(島津製作所製KPR-3000)進行測量。
2)阿貝數(ν)
使用與在折射率測量中所使用者為相同之試驗片(V型塊),使用折射率計,測量在23℃下之波長486nm、589nm、656nm之折射率,並使用下述式來算出阿貝數。
ν=(nD-1)/(nF-nC)
nD:波長589nm處之折射率
nC:波長656nm處之折射率
nF:波長486nm處之折射率
3)玻璃轉移溫度(Tg)
依據JIS K7121-1987,並藉由示差熱掃描熱量分析計(股份有限公司日立高新技術製X-DSC7000),使用10℃/分之升溫程式進行測量。
4)重量平均分子量(Mw)
樹脂之重量平均分子量係藉由凝膠滲透層析(GPC)法進行測量,並以標準聚苯乙烯換算來算出。使用裝置、管柱、及測量條件係如以下所示。
・GPC裝置:東曹(股)製、HLC-8420GPC
・管 柱:東曹(股)製、TSKgel SuperHM-M ×3根
東曹(股)製、TSKgel guardcolumn SuperH-H ×1根
東曹(股)製、TSKgel SuperH-RC ×1根
・檢出器:RI檢測器
・標準聚苯乙烯:東曹(股)製、標準聚苯乙烯套組
PStQuick C
・試料溶液:0.2質量%四氫呋喃溶液
・溶析液:四氫呋喃
・溶析液流速:0.6mL/min
・管柱溫度:40℃
[合成例1]
對裝設有附冷卻管之迪安-斯塔克裝置之300ml茄形燒瓶添加5-苯基-1,3-環己二酮12.5g(66.4mmol)、磷鎢酸625mg、三羥甲基丙烷21.3g(159mmol)、及甲苯125ml,並投入攪拌子。以磁攪拌器進行攪拌並同時升溫,在甲苯迴流下,將理論生成水量(132mmol,2.3g)作為目標,將流出之生成水以迪安-斯塔克裝置來去除,且進行2小時縮醛反應。使反應混合物返回室溫,以飽和碳酸氫鈉水溶液125ml中和後,添加125ml之甲苯來分離成水層與有機層。使用40℃之溫水125ml來水洗已分離之有機層。使用設定成40℃、50mmHg之蒸發器來去除有機層之溶劑。在室溫下攪拌殘留之有機層125g而取出結晶。使用甲苯作為潤洗液來過濾分離析出之結晶。藉由在5mmHg、100℃條件下乾燥該濕結晶16.0g而取得GC面積值99.6%之5-苯基-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛(以下,作為「化合物1」)11.8g(28mmol)。結晶之融點為135℃。
對於取得之5-苯基-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛,進行測量IR光譜及
1H-NMR光譜,根據下述特性波峰而確認為5-苯基-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛。
IR(cm
-1):3365, 2965, 2948, 1474, 1463, 1358, 1263, 1253, 1191, 1162, 1087, 1061, 1031, 1000, 969, 820, 756, 699
1H-NMR(500MHz,ppm):0.80(t, 3H), 0.87(t, 3H), 1.24 (m, 2H), 1.33(m, 2H), 1.39(t, 1H), 1.49(d, 1H), 1.67(t, 1H), 1.96(d, 2H), 2.18(d, 1H), 2.76(d, 1H), 2.94(m, 2H), 3.70(m, 10H), 3.82(m, 2H), 7.20(m, 3H), 7.31(m, 2H)
尚且,7.26ppm附近之波峰為源自溶劑之氘代氯仿之波峰。
又,對化合物1進行LC分析之結果,下述構造式所示之異構物A之LC面積值為26.6%,下述構造式所示之異構物B之LC面積值為73.1%,即異構物比(異構物A:異構物B=27:73)。
[合成例2]
使用合成例1取得之化合物1,藉由LC分析直到異構物A之面積值變得不會被檢測出為止,重複與合成例1相同之再結晶,而取得化合物2。對化合物2進行LC分析之結果,異構物B之LC面積值為97.0%,異構物A之LC面積值為未檢測出,即異構物比(異構物A:異構物B=0:100)。
[合成例3]
對1L燒杯放入4-t-丁基苯甲醛42.8g(264mmol)、丙酮396ml,在室溫下進行攪拌並在30℃以下之溫度下滴下10重量%氫氧化鈉水溶液264g。其後,在室溫進行攪拌2.5小時,以乙酸44g中和後,餾除丙酮。
添加乙酸乙酯264ml,分離取得有機相。取得之有機相係依序以飽和碳酸氫鈉水溶液及飽和氯化鈉水溶液進行洗淨,進行減壓濃縮,而取得純度90.7GC面積%之淡黃色液體65.1g。在141~145℃、0.1~0.2kPa下,對取得之反應粗物進行減壓單純蒸餾,而取得純度98.8GC面積%之淡黃色液體35.4g。
對具備溫度計、氮導入管及冷卻管之500ml之四頸燒瓶放入乙醇30ml、丙二酸二乙基17.4g(110mmol)、20重量%乙氧基化鈉乙醇溶液37.4g(110mmol),在室溫下攪拌30分鐘。其後,升溫至70℃,以下在同樣溫度下,以25分鐘來滴下使4-t-丁基苯亞基丙酮20.2g(100mmol)溶解於乙醇30ml之溶液。其後,追加乙醇80ml後,進行昇溫且在迴流下進行攪拌2小時。
其次,使用10重量%氫氧化鈉水溶液在迴流下進行水解2小時,其後,從常壓轉至減壓下來餾除乙醇150ml。接著,冷卻至室溫後,添加20重量%氯化氫水溶液80g,在迴流下進行脫碳酸反應4小時。對於經析出之結晶使用水50m來潤洗4次,進行減壓乾燥而取得GC純度91.3%之粗結晶25.6g。接著,投入乙酸乙酯200ml,在70℃、1小時之條件下進行攪拌,為了過濾分離已析出之結晶,使用乙酸乙酯50ml潤洗後,以100℃減壓乾燥2小時後,而取得純度98.9GC面積%之淡濃色固體19.7g。
對具備溫度計、氮導入管及附水分離器之冷卻管之500ml之四頸燒瓶放入5-(4-t-丁基苯基)-1,3-環己二酮12.4g(50mmol)、三羥甲基丙烷16.8g(125mmol)、磷鎢酸625mmg、甲苯120ml,在迴流溫度下進行2.5小時加熱攪拌。反應結束後,冷去至室溫,添加飽和碳酸氫鈉水溶液50ml,進行0.5小時。其後,添加乙酸乙酯50ml,取得之有機相係依序進行溫水洗淨、減壓濃縮而取得二縮醛粗物23.5g。取得之粗物之純化係使用甲苯90g進行再結晶,過濾・濾餅洗淨(冷甲苯40ml),100℃2小時之減壓乾燥後,取得純度98.5GC面積%之5-(4-t-丁基苯基)-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛(以下作為「化合物3」)14.8g。
(實施例1)
將作為原料之下述構造式所示之9,9-雙[4-(2-羥基乙氧基)苯基]茀(BPEF)23.5810g(0.0538莫耳)、合成例1取得之5-苯基-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛9.6899g(0.0230莫耳)、二苯基碳酸酯(DPC)16.9474g(0.0791莫耳)及碳酸氫鈉1.29071×10
-4g(1.53638×10
-6莫耳)放入附攪拌機及餾除裝置之300mL反應器,將系統內設定成氮環境101.3kPa。將該反應器浸漬於加熱至200℃之油浴並開始酯交換反應。自反應開始5分後開始進行攪拌,20分後,花費10分鐘從101.3kPa減壓至26.66kPa。進行減壓並同時將溫度加熱至210℃,反應開始後70分後升溫至220℃,從80分後花費30分鐘減壓至20.00kPa,使溫度升溫至240℃並減壓至0.133kPa後保持10分鐘後,對反應系內導入氮氣,返回101.3kPa而取得聚碳酸酯樹脂。
取得之聚碳酸酯樹脂之折射率為1.6076,阿貝數為27.46,Tg為144℃,聚苯乙烯換算重量平均分子量(Mw)為37,000。將原料之二醇化合物之含量與取得之樹脂之物性展示於下述表1。
(實施例2)
除了使用、BPEF 25.4506g(0.0580莫耳)、合成例2取得之5-苯基-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛6.0881g (0.0145莫耳)、DPC 16.0044g(0.0747莫耳)及碳酸氫鈉4.25154×10
-7g(3.65573×10
-5莫耳)作為原料以外,其他係與實施例1同樣地操作而取得聚碳酸酯樹脂。
取得之聚碳酸酯樹脂之折射率為1.6125,阿貝數為26.02,Tg為148℃,聚苯乙烯換算重量平均分子量(Mw)為40,000。將原料之二醇化合物之含量與取得之樹脂之物性展示於下述表1。
(實施例3)
除了使用BPEF 23.3726g(0.0533莫耳)、合成例3取得之5-(4-t-丁基)-苯基-1,3-環己二酮三羥甲基丙烷二縮醛6.5309g(0.0129莫耳)、DPC 14.6156g(0.0682莫耳)及碳酸氫鈉4.25154×10
-7g(3.65573×10
-5莫耳)作為原料以外,其他係與實施例1同樣地操作而取得聚碳酸酯樹脂。
取得之聚碳酸酯樹脂之折射率為1.6119,阿貝數為26.35,Tg為146℃,聚苯乙烯換算重量平均分子量(Mw)為37,000。將原料之二醇化合物之含量與取得之樹脂之物性展示於下述表1。
(比較例1)
除了使用BPEF 42.5953g(0.0971莫耳)、下述構造式所示之螺甘油(3,9-雙(1,1-二甲基-2-羥基乙基)-2,4,8,10-四氧雜螺[5.5]十一烷)(SPG)12.6658g(0.0416莫耳)、DPC 30.6188g(0.1429莫耳)及碳酸氫鈉1.1656×10
-4g(1.3874×10
-6莫耳)作為原料以外,其他係與實施例1同樣地操作而取得聚碳酸酯樹脂。
取得之聚碳酸酯樹脂之折射率為1.5998,阿貝數為26.53,Tg為134℃,聚苯乙烯換算重量平均分子量(Mw)為39,000。將原料之二醇化合物之含量與取得之樹脂之物性展示於下述表1。
從表1之結果,可得知比起使用過往之環式二醇化合物即螺甘油之比較例1,使用一般式(1)所示之新穎環式二醇化合物之實施例1~3可取得折射率(nD)及玻璃轉移溫度更高,不僅光學特性且耐熱性亦更加優異之脂肪族成分為多之樹脂。
Claims (18)
- 如請求項1之熱塑性樹脂,其係聚碳酸酯樹脂或聚酯碳酸酯樹脂。
- 如請求項1或2之熱塑性樹脂,其中前述一般式(1)中之R 1及R 11係各自獨立為碳數1~4之直鏈狀或分支鏈狀之烷基。
- 如請求項1至3中任一項之熱塑性樹脂,其中前述一般式(1)中之X為選自由苯基、聯苯基、1-萘基、及2-萘基所成群者。
- 如請求項5之熱塑性樹脂,其中前述異構物A與前述異構物B之異構物比為A:B=0:100~99:1。
- 如請求項1至6中任一項之熱塑性樹脂,其中前述熱塑性樹脂包含:源自下述一般式(2)所示之單體之構成單位(B)及/或源自下述一般式(3)所示之單體之構成單位(C); 一般式(2)中, R a及R b係各自獨立選自由氫原子、鹵素原子、可具有取代基之碳數1~20之烷基、可具有取代基之碳數1~20之烷氧基、可具有取代基之碳數5~20之環烷基、可具有取代基之碳數5~20之環烷氧基、可具有取代基之碳數6~20之芳基、包含選自O、N及S之1種以上之雜環原子之可具有取代基之碳數6~20之雜芳基、可具有取代基之碳數6~20之芳氧基,及,-C≡C-R h所成群者, R h表示可具有取代基之碳數6~20之芳基,或,包含選自O、N及S之1種以上之雜環原子之可具有取代基之碳數6~20之雜芳基, X為單鍵,或可具有取代基之茀基, A及B係各自獨立表示可具有取代基之碳數1~5之伸烷基, m及n係各自獨立表示0~6之整數, a及b係各自獨立表示0~10之整數; 一般式(3)中, R c及R d係各自獨立選自由氫原子、鹵素原子、可具有取代基之碳數1~20之烷基、可具有取代基之碳數1~20之烷氧基、可具有取代基之碳數5~20之環烷基、可具有取代基之碳數5~20之環烷氧基,及,可具有取代基之碳數6~20之芳基所成群者, Y 1為單鍵、可具有取代基之茀基,或下述式(4)~(10)所示之構造式中之任一者, A及B係各自獨立表示可具有取代基之碳數1~5之伸烷基, p及q係各自獨立表示0~4之整數, a及b係各自獨立表示0~10之整數; 式(4)~(10)中, R 61、R 62、R 71及R 72係各自獨立表示氫原子、鹵素原子、可具有取代基之碳數1~20之烷基,或,可具有取代基之碳數6~30之芳基,亦或表示R 61及R 62、或R 71及R 72互相結合形成之可具有取代基之碳數1~20之碳環或雜環, r及s係各自獨立表示0~5000之整數。
- 如請求項7之熱塑性樹脂,其中前述一般式(2)及一般式(3)中,前述A及B係各自獨立表示碳數2或3之伸烷基。
- 如請求項7或8之熱塑性樹脂,其中前述熱塑性樹脂至少包含源自BPEF、BNE、BNEF及DPBHBNA之任一者之構成單位。
- 如請求項1至10中任一項之熱塑性樹脂,其中前述熱塑性樹脂之聚苯乙烯換算之重量平均分子量(Mw)為10,000~200,000。
- 如請求項1至11中任一項之熱塑性樹脂,其中前述熱塑性樹脂之折射率(nD)為1.599~1.750。
- 如請求項1至12中任一項之熱塑性樹脂,其中前述熱塑性樹脂之阿貝數(ν)為25.0~33.0。
- 如請求項1至13中任一項之熱塑性樹脂,其中前述熱塑性樹脂之玻璃轉移溫度為135~200℃。
- 一種光學構件,其係包含:如請求項1至14中任一項之熱塑性樹脂或如請求項15之熱塑性樹脂組成物。
- 一種光學透鏡,其係包含如請求項1至14中任一項之熱塑性樹脂或如請求項15之熱塑性樹脂組成物。
- 一種光學薄膜,其係包含:如請求項1至14中任一項之熱塑性樹脂或如請求項15之熱塑性樹脂組成物。
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