TWI553056B - A resin composition having a light-guiding property, and a light-conducting molded article comprising the same Surface light source body - Google Patents
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Description
本發明係關於具有導光性能之樹脂組成物、以及由其所構成之導光成形品及面光源體。本發明進一步詳言之,係關於透明性、導光性、熱穩定性、色相優異的樹脂組成物。又本發明係關於可適當使用於光學鏡片、導光成形品(導光體、導光板)等之光學元件,或者用於顯示面板或照明用外罩,玻璃替代用途等的具有導光性能之樹脂組成物、以及由其所構成之導光成形品及面光源體。
導光板係一種具有使自側面進入的光擴散,並在表面發出均勻光之功能的板。藉由在面板使用導光板,不必使光源進入背面,而可製作薄且無不勻的有效率的面板,故申請人期待將其用於個人電腦、可攜式電話等液晶顯示裝置或照明器具等廣泛之用途。就導光成形品用之材料而言,申請人尋求自光源光衰減少的特性,亦即尋求導光性,至目前為止,在透明樹脂中,已開始採用聚甲基丙烯酸甲酯(以下稱為「PMMA」)作為最適材料。但是,PMMA的抗衝擊性、熱穩定性等不夠充分,在前述用途會有使用環境受到限制的問題。又由長使用壽命、低消耗電力之觀點觀之,光源之發光二極體(LED)化開始有進展,在導光成形品除了亦開始尋求上述特性外,還要再加上抗熱性。因此,申請人已開始將關注點集中於抗熱性、抗衝擊性之處優異的聚碳酸酯導光性改良技術。
就改良聚碳酸酯導光性之例而言,有報告發表在黏度平均分子量為13,000至15,000的聚碳酸酯中調配特定穩定劑及脫模劑的導光板用芳香族聚碳酸酯組成物(專利文獻1)。但是,對導光性,亦即亮度之提高,雖然如前所述,但對色相改善,僅就模糊(blur)所致黃化(yellowing)之改善加以敘述,而就平面內色差並無說明。
在專利文獻2至4,有混合芳香族聚碳酸酯及透明性更高的丙烯酸系樹脂而成之組成物之報告發表。但是此方法,因丙烯酸樹脂、擴散劑之添加而無法避免白濁。
在專利文獻5有混合芳香族聚碳酸酯與具有分枝矽氧烷結構之聚有機矽氧烷而成組成物之報告發表。但是該方法,考量到成形時氣體之發生或矽氧烷之凝聚,並無法獲得良好的導光板。
一方面,作為含有聚碳酸酯及聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物的樹脂組成物,有聚碳酸酯聚合物之基質中埋入平均區域尺寸20至45nm或20至40nm之聚矽氧烷區域的熱塑性樹脂組成物之報告發表(專利文獻6)。但是在專利文獻6,則完全無關於導光性之探討。
(專利文獻1)日本特開2007-204737號公報
(專利文獻2)日本專利第3330498號公報
(專利文獻3)日本專利第3516908號公報
(專利文獻4)日本特開2006-201667號公報
(專利文獻5)專利第4446668號公報
(專利文獻6)日本特表2006-523243號公報
本發明之目的在於提供一種具有導光性能之聚碳酸酯樹脂組成物,由其所構成之導光成形品及面光源體。
本發明人等,為達成上述目的,經一再戮力研究,結果首先發現,藉由組合聚碳酸酯與具有特定聚二有機矽氧烷區域之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物,可獲得導光性優異,且平面內色差小、色相優異的樹脂組成物,而達成本發明。
亦即,根據本發明係一種具有導光性能之樹脂組成物,其含有聚碳酸酯(A成分)、及聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物(B成分),該樹脂組成物提供:(i)B成分含有下述式(2)所示單元及下述式(4)所示單元;
(ii)將樹脂組成物之總重量作為基準,以式(4)所含之下述式(5)所示之聚二有機矽氧烷嵌段之含量為0.001至1.0重量%;及(iii)B成分在聚碳酸酯之基質中,存有平均尺寸0.5至40nm之聚二有機矽氧烷區域。
[在式(2)中,R1及R2係各自獨立代表選自包含:氫原子、鹵素原子、碳原子數1至18之烷基、碳原子數1至18之烷氧基、碳原子數6至20之環烷基、碳原子數6至20之環烷氧基、碳原子數2至10之烯基、碳原子數3至14之芳基、碳原子數3至14之芳氧基、碳原子數7至20之芳烷基、碳原子數7至20之芳烷氧基、硝基、醛基、氰基及羧基所組成群組之基團,各有複數個之情形時,該等基團可為相同或相異;e及f各為1至4之整數;W係單鍵或者選自包含下述式(3)所示基所組成群組中至少一個之基團。
(式(3)中,R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17及R18係各自獨立代表選自包含:氫原子、碳原子數1至18之烷基、碳
原子數3至14之芳基及碳原子數7至20之芳烷基所組成群組中之基團;R19及R20係各自獨立代表選自包含:氫原子、鹵素原子、碳原子數1至18之烷基、碳原子數1至10之烷氧基、碳原子數6至20之環烷基、碳原子數6至20之環烷氧基、碳原子數2至10之烯基、碳原子數3至14之芳基、碳原子數6至10之芳氧基、碳原子數7至20之芳烷基、碳原子數7至20之芳烷氧基、硝基、醛基、氰基及羧基所組成群組中之基團,有複數個之情形時,該等基團可為相同或相異;g為1至10之整數;h為4至7之整數)]
(式(4)中,R3、R4、R5、R6、R7及R8係各自獨立為:氫原子、碳數1至12之烷基或碳數6至12之經取代或者無取代之芳基;R9及R10係各自獨立為:氫原子、鹵素原子、碳原子數1至10之烷基、碳原子數1至10之烷氧基;p為自然數;q為0或自然數;p+q為150以下之自然數;X為碳數2至8之二價脂肪族基)
(上述式(5)中,R21、R22、R23、R24、R25及R26與各式(4)之R3、R4、R5、R6、R7及R8相同;r與p相同;s與q相同;r+s與p+q相同)。
以下,就本發明予以具體說明。
(A成分:聚碳酸酯)
聚碳酸酯(A成分),係將二羥化合物與碳酸酯先質以界面縮聚法、熔融酯交換法等反應所得之物。又,其係可為將碳酸酯預聚物以固相酯交換法聚合之物,或以環狀碳酸酯化合物之開環聚合法予以聚合所得之物。
在此就所使用之二羥成分而言,只要是使用作為芳香族聚碳酸酯之二羥成分則佳,可為雙酚類、亦可為脂肪族二醇類。就雙酚類而言,可舉例為:例如4,4'-二羥聯苯、雙(4-羥苯基)甲烷、1,1-雙(4-羥苯基)乙烷、1,1-雙(4-羥苯基)-1-苯基乙烷、2,2-雙(4-羥苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥苯基)-3,3,5-三甲基環己烷、2,2-雙(4-羥基-3,3'-聯苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-異丙基苯基)丙烷、2,2-雙(3-三級丁基-4-羥苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥苯基)丁烷、2,2-雙(4-羥苯基)辛烷、2,2-雙(3-溴-4-羥苯基)丙烷、2,2-雙(3,5-二甲基-4-羥苯基)丙烷、2,2-雙(3-環己基-4-羥苯基)丙烷、1,1-雙(3-環己基-4-羥苯基)環己烷、雙(4-羥苯基)二苯基甲烷、9,9-雙(4-羥苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)茀、1,1-雙(4-羥苯基)環己烷、1,1-雙(4-羥苯基)環戊烷、4,4'-二羥二苯醚、4,4'-二羥-3,3'-二甲基二苯醚、4,4'-磺醯基二酚、4,4'-二羥二苯亞碸、4,4'-二羥二苯硫化物、2,2'-二甲基-4,4'-磺醯基二酚、4,4'-二羥基-3,3'-二甲基二苯亞碸、4,4'-二羥基-3,3'-二甲基二苯基硫化物、2,2'-二苯基-4,4'-磺醯基二酚、4,4'-二羥基-3,3'-二苯基二苯亞碸、4,4'-二羥基-3,3'-二苯基二苯硫化物、1,3-雙{2-(4-羥苯基)丙基}苯、1,4-雙{2-(4-羥苯基)丙基}苯、1,4-雙(4-羥苯基)環己烷、1,3-雙(4-羥苯基)環己烷、4,8-雙(4-羥苯基)三環[5.2.1.02.6]癸烷、4,4'-(1,3-金剛烷二基)二酚、1,3-雙(4-羥苯基)-5,7-二甲基金剛烷等。
就脂肪族二醇類而言,可舉例為:例如2,2-雙-(4-羥環己基)-丙烷、1,14-十四烷二醇、八伸乙二醇、1,16-十六烷二醇、
4,4'-雙(2-羥乙氧基)聯苯、雙{(2-羥乙氧基)苯基}甲烷、1,1-雙{(2-羥乙氧基)苯基}乙烷、1,1-雙{(2-羥乙氧基)苯基}-1-苯基乙烷、2,2-雙{(2-羥乙氧基)苯基}丙烷、2,2-雙{(2-羥乙氧基)-3-甲基苯基}丙烷、1,1-雙{(2-羥乙氧基)苯基}-3,3,5-三甲基環己烷、2,2-雙{4-(2-羥乙氧基)-3,3'-聯苯}丙烷、2,2-雙{(2-羥乙氧基)-3-異丙基苯基}丙烷、2,2-雙{3-三級丁基-4-(2-羥乙氧基)苯基}丙烷、2,2-雙{(2-羥乙氧基)苯基}丁烷、2,2-雙{(2-羥乙氧基)苯基}-4-甲基戊烷、2,2-雙{(2-羥乙氧基)苯基}辛烷、1,1-雙{(2-羥乙氧基)苯基}癸烷、2,2-雙{3-溴-4-(2-羥乙氧基)苯基}丙烷、2,2-雙{3,5-二甲基-4-(2-羥乙氧基)苯基}丙烷、2,2-雙{3-環己基-4-(2-羥乙氧基)苯基}丙烷、1,1-雙{3-環己基-4-(2-羥乙氧基)苯基}環己烷、雙{(2-羥乙氧基)苯基}二苯基甲烷、9,9-雙{(2-羥乙氧基)苯基}茀、9,9-雙{4-(2-羥乙氧基)-3-甲基苯基}茀、1,1-雙{(2-羥乙氧基)苯基}環己烷、1,1-雙{(2-羥乙氧基)苯基}環戊烷、4,4'-雙(2-羥乙氧基)二苯醚、4,4'-雙(2-羥乙氧基)-3,3'-二甲基二苯醚、1,3-雙[2-{(2-羥乙氧基)苯基}丙基]苯、1,4-雙[2-{(2-羥乙氧基)苯基}丙基]苯、1,4-雙{(2-羥乙氧基)苯基}環己烷、1,3-雙{(2-羥乙氧基)苯基}環己烷、4,8-雙{(2-羥乙氧基)苯基}三環[5.2.1.02.6]癸烷、1,3-雙{(2-羥乙氧基)苯基}-5,7-二甲基金剛烷、3,9-雙(2-羥基-1,1-二甲基乙基)-2,4,8,10-四氧雜螺旋(5,5)十一烷、1,4:3,6-二去水-D-山梨糖醇(異山梨酯)、1,4:3,6-二去水-D-甘露糖醇(異甘露糖苷)、1,4:3,6-二去水-L-艾杜糖醇(異艾杜糖(idide))等。
該等中較佳者為芳香族雙酚類,芳香族雙酚類中較佳為:1,1-雙(4-羥苯基)-1-苯基乙烷、2,2-雙(4-羥苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥苯基)環己烷、1,1-雙(4-羥苯基)-3,3,5-三甲基環己烷、4,4'-磺醯基二酚、2,2'-二甲基-4,4'-磺醯基二酚、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)茀、1,3-雙{2-(4-羥苯基)丙基}苯、及1,4-雙{2-(4-羥苯基)丙基}苯,尤其較佳為2,2-
雙(4-羥苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥苯基)環己烷、4,4'-磺醯基二酚、及9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)茀。
其中最適者為強度優異,具有良好耐久性的2,2-雙(4-羥苯基)丙烷。又,該等可單獨使用或組合二種以上使用。
聚碳酸酯(A成分),可將分枝劑與上述二羥化合物併用,製成分枝化聚碳酸酯。就使用於此等分枝化聚碳酸酯的三官能基以上多官能性芳香族化合物而言,可例如:根皮三酚(phloroglucin)、根皮葡酚(phloroglucides)、4,6-二甲基-2,4,6-參(4-羥苯基)庚烯-2,2,4,6-三甲基-2,4,6-參(4-羥苯基)庚烷、1,3,5-參(4-羥苯基)苯、1,1,1-參(4-羥苯基)乙烷、1,1,1-參(3,5-二甲基-4-羥苯基)乙烷、2,6-雙(2-羥基-5-甲基苄基)-4-甲基酚、4-{4-[1,1-雙(4-羥苯基)乙基]苯}-α,α-二甲基苄酚等之三酚(trisphenol);四(4-羥苯基)甲烷、雙(2,4-二羥苯基)酮、1,4-雙(4,4-二羥三苯基甲基)苯、或1,2,4-苯三甲酸、苯均四酸、二苯酮四羧酸及該等酸氯化物等。其中較佳為1,1,1-參(4-羥苯基)乙烷、1,1,1-參(3,5-二甲基-4-羥苯基)乙烷,特佳為1,1,1-參(4-羥苯基)乙烷。
該等聚碳酸酯,係製造一般芳香族聚碳酸酯之其本身已為人所熟知的反應方法,例如:可由在芳香族二羥成分中使光氣或碳酸二酯等碳酸酯先質反應之方法來製造。就其製造方法,簡單說明基本的手段。
作為碳酸酯先質,例如在使用光氣之反應,通常係在酸結合劑及溶劑之存有下進行反應。就酸結合劑而言,可使用例如:氫氧化鈉、氫氧化鉀等之鹼金屬氫氧化物,或吡啶等之胺化合物。就溶劑而言,可使用例如:二氯甲烷、氯苯等之鹵化烴。又為了促進反應,亦可使用例如:三級胺或四級銨鹽等之觸媒。此時,反應溫度通常為0至40℃,反應時間為數分鐘至5小時。
在使用碳酸二酯作為碳酸酯先質之酯交換反應,係在惰性氣體環境下將預定比率之芳香族二羥成分與碳酸二酯,一面加
熱一面攪拌,再餾出產生醇或酚類之方法來進行。反應溫度因產生醇或酚類之沸點等而不同,不過通常為120至300℃之區域。反應係自其初期予以減壓,一面餾出產生的醇或酚類,一面使反應結束。
又,為了促進反應,通常可使用酯交換反應所使用之觸媒。
就使用於該酯交換反應之碳酸二酯而言,可舉例為:例如碳酸二苯酯、碳酸二萘酯、雙(二苯基)碳酸酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丁酯等。該等中特佳者為碳酸二苯酯。
在本發明,在聚合反應係使用封端劑。封端劑係為了調節分子量而使用,又所得之聚碳酸酯,因將末端封鏈,故相較於不封鏈者,熱穩定性優異。就此等封端劑而言,可例示為下述式〔6〕至〔8〕所示單官能酚類。
[式中,A係氫原子、碳數1至9之烷基、烷基苯基(烷基部分之碳數為1至9)、苯基、或苯基烷基(烷基部分之碳數1至9);r為1至5,較佳為1至3之整數〕。
[式中,X為-R-O-、-R-CO-O-或-R-O-CO-,在此R表示單鍵或碳數1至10,較佳為表示1至5之二價脂肪族烴基;n表示10至50之整數]。
就上述式〔6〕所示單官能酚類之具體例而言,可舉例為:例如酚、異丙酚、對三級丁酚、對甲酚、對久酚、2-苯酚、4-苯酚、及異辛酚等。
又,上述式〔7〕至〔8〕所示單官能酚類,係具有長鏈之烷基或者脂肪族酯基作為取代基之酚類,若使用該等單官能酚類將聚碳酸酯末端封鏈時,該等單官能酚類不僅作為封端劑或分子量調節劑使用,而且可改良樹脂之熔融流動性,成形加工不僅容易,而且有減低樹脂之吸水率效果,可適當使用。
就上述式〔7〕之經取代酚類而言,n為10至30,特佳為10至26之物,就其具體例而言,可舉例為:例如癸酚、十二酚、十四酚、十六酚、十八酚、二十酚、二十二酚及三十(triacontyl)酚等。
又,就上述式〔8〕之取代酚類而言,X為-R-CO-O-,R為單鍵之化合物較適當,n為10至30,尤其是10至26之物較佳,就其具體例而言,可舉例為:例如羥苯甲酸癸酯、羥苯甲酸十二酯、羥苯甲酸十四酯、羥苯甲酸十六酯、羥苯甲酸二十酯、羥苯甲酸二十二酯及羥苯甲酸三十酯。
在該等單官能酚類之內,較佳為上述式〔6〕所示單官能酚類,更佳為烷基取代或者苯基烷基取代之酚類,特佳為對三級丁酚、對異丙苯基酚(p-cumylphenol)或2-苯酚。吾人期望該等單官能酚類之封端劑,相對於所得之聚碳酸酯之總末端,導入至少5莫耳%,較佳為導入至少10莫耳%末端,又,封端劑可單獨使用,或混合2種以上使用。
聚碳酸酯(A成分),在不損及本發明宗旨之範圍,亦可為芳香族二羧酸,例如對酞酸、異酞酸、萘二羧酸,或者將其衍生物共聚的聚酯碳酸酯。
聚碳酸酯(A成分)之黏度平均分子量,較佳為11,000至50,000之範圍,更佳為12,000至30,000,再佳為12,000至25,000之範圍,最佳為12,000至22,000之範圍。
分子量超過50,000時,熔融黏度過高,會有成形性不良之情形,分子量小於11,000時,會有機械強度上產生問題之情形。此外,本發明所謂黏度平均分子量,先使用奧士華(Ostwald)黏度計,自於20℃溶解0.7g聚碳酸酯之二氯甲烷100ml之溶液求得以下列算式所計算之比黏度,所求得之比黏度插入下列算式,求得黏度平均分子量M。
比黏度(ηsp)=(t-to)/to
[to為二氯甲烷之落下秒數、t為試料溶液之落下秒數]
ηsp/c=[η]+0.45×[η]2c(但[η]為極限黏度)
[η]=1.23×10-4M0.83
c=0.7
聚碳酸酯(A成分),樹脂中總Cl(氯)量較佳為0至200ppm,更佳為0至150ppm。聚碳酸酯中總Cl量超過200ppm時,色相及熱穩定性不良,故不佳。
(B成分:聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物)
在聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物(B成分),於聚碳酸酯之基質中,存有有平均尺寸0.5至40nm之聚二有機矽氧烷區域(domain)。
聚二有機矽氧烷區域之平均尺寸為0.5至40nm。
該區域之平均尺寸較佳為0.5至30nm,更佳為0.5至18nm,再佳為2.0至18nm,最佳為5.0至18nm。在該平均尺寸小於0.5nm之情形,對改善平面內色差及提高導光性並無效果,在超過40nm之情形,因會產生混濁,總透光率降低,無法獲得導光性之情形,故不佳。
要將聚二有機矽氧烷區域之平均尺寸定為0.5至40nm,係將構成上述式(2)所示碳酸酯構成單元之二羥化合物(1);與構成上述式(4)所示碳酸酯構成單元之二甲基矽氧烷單元之平
均重複數為40之二羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)加以混合時,藉由使化合物(II)之添加速度對化合物(1)之量呈一定範圍之添加方式達成。亦即,較佳為化合物(II)之添加速度係為每1莫耳化合物(1)之量,以0.0001莫耳/min至0.01莫耳/min之速度添加,更佳為0.0001莫耳/min至0.005莫耳/min,再佳為0.0002莫耳/min至0.0025莫耳/min之速度。
聚二有機矽氧烷區域之平均尺寸,係根據小角度X光散射法(Small Angel X-ray Scattering:SAXS)進行測定。小角度X光散射法係指在散射角(2θ)小於10°範圍之小角度區域測定產生之擴散的散射繞射之方法。在該小角度X光散射法,若物質中有電子密度不同的1至100nm左右大小之區域,則以其電子密度差,來計測X光之擴散式散射(diffuse scattering)。根據該散射角與散射強度,求得測定對象物之粒徑。
在聚碳酸酯基質中,聚二有機矽氧烷區域成為分散凝聚結構之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物的情形,因聚碳酸酯基質與聚二有機矽氧烷區域之電子密度差,而產生X光之擴散式散射。在散射角(2θ)小於10°範圍之各散射角(2θ)中測定散射強度I,再測定小角度X光散射剖面,聚二有機矽氧烷區域為球狀區域,假設存有粒徑分布之不勻,自暫定之粒徑與暫定粒徑分布模型,使用市售之解析軟體,進行模擬,求得聚二有機矽氧烷區域之平均尺寸。根據小角度X光散射法,在穿透式電子顯微鏡下觀察並無法正確地測定,卻可精度良好的、簡便地,且再現性良好的測定分散於聚碳酸酯聚合物之基質中的聚二有機矽氧烷區域之平均尺寸。
在本發明,B成分中聚二有機矽氧烷區域之平均尺寸,即使與A成分熔融混練亦無變化。
B成分含有下述式(2)所示碳酸酯單元及下述式(4)所示有機矽氧烷單元。B成分中之式(2)所示單元含量,較佳為90至99.99莫耳%,更佳為95至99.99莫耳%、再佳為98至99.99莫耳%、最佳為98至99.9莫耳%。B成分中之式(4)所示單元
之含量,較佳為0.01至10莫耳%,更佳為0.01至5莫耳%、再佳為0.01至2莫耳%、最佳為0.1至2莫耳%。B成分相較於式(2)之單元含量,因式(4)單元含量少,故視為在式(2)單元之嵌段中存有式(4)之單元。
(式(2)所示碳酸酯單元)
在上述式(2),R1及R2係各自獨立代表選自:包含氫原子、鹵素原子、碳原子數1至18之烷基、碳原子數1至18之烷氧基、碳原子數6至20之環烷基、碳原子數6至20之環烷氧基、碳原子數2至10之烯基、碳原子數3至14之芳基、碳原子數3至14之芳氧基、碳原子數7至20之芳烷基、碳原子數7至20之芳烷氧基、硝基、醛基、氰基及羧基所組成群組之基團,各有複數個之情形時,該等基團可為相同或相異;e及f各為1至4之整數;W係單鍵或者選自包含下述式(3)所示基團所組成群組中至少一個之基團。
上述式(3)中,R11,R12,R13,R14,R15,R16,R17及R18係各自獨立代表選自:包含氫原子、碳原子數1至18之烷基、碳原子數3至14之芳基及碳原子數7至20之芳烷基之群組中之基;R19及R20係各自獨立代表選自包含氫原子、鹵素原子、
碳原子數1至18之烷基、碳原子數1至10之烷氧基、碳原子數6至20之環烷基、碳原子數6至20之烷氧基、碳原子數2至10之烯基、碳原子數3至14之芳基、碳原子數6至10之芳氧基、碳原子數7至20之芳烷基、碳原子數7至20之芳烷氧基、硝基、醛基、氰基及羧基所組成群組中之基團,在複數個之情形時,該等可為相同或相異;g為1至10之整數;h為4至7之整數。
R11,R12,R13,R14,R15,R16,R17及R18係各自獨立,較佳為甲基、乙基、丙基等碳原子數1至6之烷基。
就使上述式(2)所示碳酸酯構成單元衍生之二元酚(I)而言,可舉例為:例如4,4'-二羥聯苯、雙(4-羥苯基)甲烷、1,1-雙(4-羥苯基)乙烷、1,1-雙(4-羥苯基)-1-苯基乙烷、2,2-雙(4-羥苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥苯基)-3,3,5-三甲基環己烷、2,2-雙(4-羥基-3,3'-聯苯)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-異丙基苯基)丙烷、2,2-雙(3-三級丁基-4-羥苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥苯基)丁烷、2,2-雙(4-羥苯基)辛烷、2,2-雙(3-溴-4-羥苯基)丙烷、2,2-雙(3,5-二甲基-4-羥苯基)丙烷、2,2-雙(3-環己基-4-羥苯基)丙烷、1,1-雙(3-環己基-4-羥苯基)環己烷、雙(4-羥苯基)二苯基甲烷、9,9-雙(4-羥苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)茀、1,1-雙(4-羥苯基)環己烷、1,1-雙(4-羥苯基)環戊烷、4,4'-二羥二苯醚、4,4'-二羥基-3,3'-二甲基二苯醚、4,4'-磺醯基二酚、4,4'-二羥二苯亞碸、4,4'-二羥二苯硫化物、2,2'-二甲基-4,4'-磺醯基二酚、4,4'-二羥-3,3'-二甲基二苯亞碸、4,4'-二羥基-3,3'-二甲基二苯硫化物、2,2'-二苯基-4,4'-磺醯基二酚、4,4'-二羥基-3,3'-二苯基二苯亞碸、4,4'-二羥基-3,3'-二苯基二苯基硫化物、1,3-雙{2-(4-羥苯基)丙基}苯、1,4-雙{2-(4-羥苯基)丙基}苯、1,4-雙(4-羥苯基)環己烷、1,3-雙(4-羥苯基)環己烷、4,8-雙(4-羥苯基)三環[5.2.1.02.6]癸烷、4,4'-(1,3-金剛烷二基)二酚、及1,3-雙(4-羥苯基)-5,7-二甲基金剛烷等。
其中,較佳為1,1-雙(4-羥苯基)-1-苯基乙烷、2,2-雙(4-羥苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥苯基)環己烷、1,1-雙(4-羥苯基)-3,3,5-三甲基環己烷、4,4'-磺醯基二酚、2,2'-二甲基-4,4'-磺醯基二酚、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)茀、1,3-雙{2-(4-羥苯基)丙基}苯、及1,4-雙{2-(4-羥苯基)丙基}苯,特佳為2,2-雙(4-羥苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥苯基)環己烷、4,4'-磺醯基二酚、及9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)茀。其中最佳為強度優異,具有良好耐久性之2,2-雙(4-羥苯基)丙烷。又,該等可單獨使用或組合二種以上使用。
(式(4)所示碳酸酯單元)
上述式(4)中,R3、R4、R5、R6、R7及R8係各自獨立之氫原子、碳數1至12之烷基或碳數6至12之經取代或者無取代之芳基。較佳為氫原子、碳數1至6之烷基、或碳數6至12之經取代或者無取代之芳基,特佳為氫原子、碳數1至6之烷基或苯基。碳數1至12之烷基可舉例為:甲基、乙基、三級丁基等。可舉例為:作為芳基之苯基。
R9及R10係各自獨立之氫原子、鹵素原子、碳原子數1至10之烷基、碳原子數1至10之烷氧基。較佳為氫原子、碳原子數1至10之烷基,特佳為氫原子、碳原子數1至4之烷基。碳數1至4之烷基可舉例為:甲基、乙基、三級丁基等。碳原子數1至10之烷氧基可舉例為:甲氧基、乙氧基、三級丁氧基等。
p為自然數、q為0或自然數,p+q為150以下之自然數。p+q較佳為4至120,更佳為30至120,最佳為30至100。
X為碳數2至8之二價脂肪族基。X較佳為伸乙基、伸丙基等碳數2至8之伸烷基。
就使上述式(4)所示碳酸酯構成單元衍生的二羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)而言,例如下述式(1)所示之化合物可適當使用。
表示二有機矽氧烷聚合度之p、q,各為自然數,p+q為150以下之自然數,較佳為4至120,更佳為30至120,特佳為30至100,最佳為30至80。
聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物(B成分)總重量中所佔聚二有機矽氧烷成分含量,較佳為0.01至20.0重量%,更佳為0.01至10.0重量%,再佳為2.0至10.0重量%,最佳為2.0至8.0重量%。在聚二有機矽氧烷成分含量小於0.01重量%,平面內色差改善效果不足,超過20.0重量%時則會有總透光率降低,無法獲得導光性能之情形。此外,此等二有機矽氧烷聚合度、聚二有機矽氧烷成分含量,可根據1H-NMR測定計算。
其後,就上述較佳聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物(B成分)之製造方法說明如下。
藉由使上述式(2)所示碳酸酯構成單元衍生之二元酚(I)與碳酸酯先質反應,而產生氯甲酸酯化合物,其含有(I)之氯甲酸酯及具有末端氯甲酸酯基之二元酚(1)之碳酸酯寡聚物。
在產生來自二元酚(1)之氯甲酸酯化合物時,可將使上述通式(2)所示碳酸酯構成單元衍生之二元酚(I)之總量一次成為氯甲酸酯化合物,或亦可將其一部分作為後添加單體,在後段之界面縮聚反應添加作為反應原料。後添加單體係指為了使後段縮聚反應快速地進行所添加者,在非必要之情形,並無必要添加。
該氯甲酸酯化合物生成反應之方法並無特別限定,通常在酸結合劑之存在下,於溶劑中進行之方式較佳。再者,依照所期望,少量添加亞硫酸鈉、及硫氫化物(hydrosulfide)等之抗氧化劑亦可,有添加是較佳的。
碳酸酯先質之使用比率,考量到反應之化學計量比(當量)亦可適宜調整。又,在使用作為適當的碳酸酯先質之光氣之情形,可適當採用將氣體化光氣吹入反應系中之方法。
就該酸結合劑而言,可使用例如:氫氧化鈉、及氫氧化鉀等鹼金屬氫氧化物、碳酸鈉及碳酸鉀等之鹼金屬碳酸鹽、以及如吡啶之有機鹼、或者該等之混合物等。
酸結合劑之使用比率亦與上述相同,亦可考慮反應之化學計量比(當量)予以適宜決定。具體言之,使用於二元酚(1)之氯甲酸酯化合物之形成的二元酚(1)每1莫耳(通常1莫耳相當於2當量),較佳為使用2當量或者較此有若干過剩量之酸結合劑。
就該溶劑而言,在已為人所熟知的聚碳酸酯製造中所使用之物等各種之反應中,將使用單獨一種惰性溶劑或者作為混合溶劑使用。就代表例而言,可舉例為:例如二甲苯之烴溶劑、以及以二氯甲烷及氯苯為始之鹵素化烴溶劑等。尤其是可適當使用如二氯甲烷之鹵素化烴溶劑。
氯甲酸酯化合物之生成反應中壓力並無特別限制,亦可為常壓、加壓、或者減壓之任一種,不過通常在常壓下進行反應較有利。反應溫度係選自-20至50℃之範圍,在多數情形,因伴隨反應而發熱,故以水冷或冰冷為理想。反應時間受其他條
件所左右,並無法籠統地(否定)規定,不過通常係在0.2至10小時進行。
氯甲酸酯化合物之生成反應中,pH範圍可利用已為人所熟知的界面反應條件,pH通常調整於10以上。
在製造使用作為本發明B成分之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚樹脂,以此方式調整氯甲酸酯化合物之混合溶液,該混合溶液含有二元酚(I)之氯甲酸酯及具有末端氯甲酸酯基之二元酚(I)之碳酸酯寡聚物,其後,藉由一邊攪拌該混合溶液,一邊添加上述式(4)所示碳酸酯構成單元衍生之二羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II),其添加之速度係在該混合溶液之調整時所裝入二元酚(I)每1莫耳之量,為0.01莫耳/min以下之速度,並使該羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)與該氯甲酸酯化合物予以界面縮聚,而獲得聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物。雖然本發明並非根據某些理論而予以限定,不過申請人推測以此等方法,可使預定之區域尺寸減小的理由如下。
在先前之方法,由於相對於二元酚(I)與羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)之混合物,會使光氣反應,故由二元酚(I)及羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)之反應性差,易於形成僅由其一單體所成之長鏈長嵌段共聚物。進一步,易於形成使羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)經由包含二元酚(I)之短鏈碳酸酯寡聚物而鍵結的結構。一方面,在上述所述之製程,係抑制羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)濃度之急增,結果可使該單體與具有末端氯甲酸酯基之二元酚(I)之碳酸酯寡聚物的反應確實進展,並可減低未反應之羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)之量。申請人認為此等減低,可消除二元酚(I)與羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)之反應性差,並使僅包含其一之單體之長鏈長嵌段共聚物、或羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II),經由包含二元酚(I)之短鏈碳酸酯寡聚物而鍵結之結構的形成或然率降低。藉此,申請推測可獲得聚二有機矽氧烷區域尺寸小的聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物。上述羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)之添加速度,
在較0.01莫耳/min更快之情形,在所得聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物之成形品,分散於內部的聚二有機矽氧烷區域尺寸則超過了40nm。亦即,產生混濁,總透光率降低,造成了無法獲得導光性之情形。
上述羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)之添加速度較0.0001莫耳當量/min更慢的情形,在生產效率上不佳,又所得共聚物之聚二有機矽氧烷成分含量變少,分子量傾向於不規則,故不佳。因此,羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)添加速度之下限實質上為0.0001莫耳當量/min。羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)之添加速度,在該混合溶液之調整時所裝入二元酚(I)每1莫耳量,更佳為0.005莫耳/min以下之速度,再佳為0.0025莫耳/min以下之速度,下限更佳為0.0002莫耳/min以上之速度。
又,為了提高均勻分散性,羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II),在與溶劑混合之溶液狀態,投入含有末端氯甲酸酯化合物之混合溶液中為理想。該溶液之濃度,在不阻礙反應之範圍內為稀薄較理想,較佳為0.2至0.01莫耳/L之範圍,更佳為0.1至0.02莫耳/L之範圍。另外,雖然此等溶劑並無特別限定,不過較佳為與使用於上述氯甲酸酯化合物生成反應之溶劑相同,特佳為二氯甲烷。
在進行界面縮聚反應時,考量到反應之化學計量比(當量),亦可適宜追加酸結合劑。就酸結合劑而言,可使用例如:氫氧化鈉、及氫氧化鉀等之鹼金屬氫氧化物;碳酸鈉及碳酸鉀等之鹼金屬碳酸鹽;以及如吡啶之有機鹼,或者該等之混合物等。具體言之,將使用之羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)、或如上述之二元酚(I)之一部分作為後添加單體,添加於該反應階段之情形,相對於後添加部分之二元酚(I)與羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)之合計莫耳數(通常1莫耳相當2當量),較佳為使用2當量,或者較2當量為過剩量之鹼。
二元酚(I)之寡聚物與羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)之界面縮聚反應,可藉由激烈攪拌上述混合液來進行。
此等縮聚反應,通常使用封端劑或分子量調節劑。就此等封端劑而言,可表示上述式〔6〕至〔8〕所示單官能酚類。在該等單官能酚類內,較佳為上述式〔6〕所示單官能酚類,更佳為烷基取代或者苯基烷基取代之酚類,特佳為對三級丁酚、對異丙苯基酚(p-cumylphenol)或2-苯酚。
其使用量,相對於使用全部二元酚系化合物的100莫耳,為100至0.5莫耳、較佳為50至2莫耳之範圍,當然可併用二種以上之化合物。
為了促進縮聚反應,可添加如:三乙胺之三級胺或四級銨鹽等之觸媒,較佳是添加。特佳為利用三乙胺。
此等聚合反應之反應時間,為了獲得預定之聚二有機矽氧烷區域尺寸,需要較長時間。較佳為30分鐘以上、更佳為50分鐘以上,由製造效率之方面觀之,其上限較佳為2小時以下,更佳為1.5小時以下。
使用作為本發明之B成分之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物,可將分枝劑與上述二元酚系化合物併用,並製成分枝化聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物。就使用於此等分枝化聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物的三官能基以上多官能性芳香族化合物而言,可舉例為:根皮三酚(phloroglucin)、根皮葡酚(phloroglucides)、或4,6-二甲基-2,4,6-參(4-羥苯基)庚烯-2,2,4,6-三甲基-2,4,6-參(4-羥苯基)庚烷、1,3,5-參(4-羥苯基)苯、1,1,1-參(4-羥苯基)乙烷、1,1,1-參(3,5-二甲基-4-羥苯基)乙烷、2,6-雙(2-羥基-5-甲基苄基)-4-甲基酚、4-{4-[1,1-雙(4-羥苯基)乙基]苯}-α,α-二甲基苄酚等之參酚;四(4-羥苯基)甲烷、雙(2,4-二羥苯基)酮、1,4-雙(4,4-二羥三苯基甲基)苯、或1,2,4-苯三甲酸、苯均四酸、二苯酮四羧酸及該等之酸氯化物等,其中較佳為1,1,1-參(4-羥苯基)乙烷、1,1,1-參(3,5-二甲基-4-羥苯基)乙烷,特佳為1,1,1-參(4-羥苯基)乙烷。
此等分枝化聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物之製造方法,即使在氯甲酸酯化合物之生成反應時,其混合溶液中含有
分枝劑之方法,亦可為在該生成反應完成後之界面縮聚反應時添加分枝劑之方法。來自分枝劑之碳酸酯構成單元之比率,在構成該共聚物之碳酸酯構成單元總量中,較佳為0.005至1.5莫耳%、更佳為0.01至1.2莫耳%、特佳為0.05至1.0莫耳%。此外,就此等分枝結構量,可依照1H-NMR測定計算。
縮聚反應系內之壓力,可為減壓、常壓、或者加壓之任一壓力,不過通常在常壓或者反應系之自身壓力程度可適當進行。反應溫度係選自-20至50℃之範圍,在多數情形,因係伴隨聚合之發熱,故以水冷或冰冷為理想。反應時間因反應溫度等以外之條件而不同,故無法籠統地規定,不過通常係在0.5至10小時進行。
視情形,在所得之聚碳酸酯共聚物,實施適宜物理處理(混合、劃分等)及/或化學處理(聚合物反應、交聯處理、部分分解處理等),可取得所期望之還原黏度[ηsp/c]之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物。
所得之反應產物(粗產物),係實施已為人所熟知的分離精製法等各種後處理,可回收所期望純度(精製度)之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物。
聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物(B成分)之黏度平均分子量,較佳為12,000至30,000、更佳為12,000至25,000、再佳為12,000至22,000。分子量超過30,000時,則熔融黏度變得過高,會有成形性不良之情形,分子量小於12,000時,會有機械強度發生問題之情形。
聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物(B成分)之黏度平均分子量之計算係以下述要領進行。首先,使用奧士華黏度計,自於20℃在二氯甲烷100ml中溶解0.7g聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物的溶液求得以次式所計算之比黏度(ηsp)
比黏度(ηSP)=(t-tO)/tO
[tO為二氯甲烷之落下秒數、t為試料溶液之落下秒數]
自所求得比黏度(ηSP)以下列數式計算黏度平均分子量Mv。
ηSP/c=[η]+0.45×[η]2c(但[η]為極限黏度)
[η]=1.23×10-4Mv0.83
c=0.7
B成分所含之上述式(4)所含之下述式(5)所示聚二有機矽氧烷嵌段之含量,以聚碳酸酯樹脂組成物之總重量為基準,較佳為0.001至1.0重量%,特佳為0.01至0.8重量%,再佳為0.01至0.6重量%,最佳為0.01至0.2重量%。該比率小於0.001重量%,則無法發揮平面內色差改善效果,若超過1.0重量%時,因會有總透光率降低,無法獲得導光性能之情形故不佳。
在上述式(5),R21、R22、R23、R24、R25及R26與各式(4)之R3、R4、R5、R6、R7及R8相同。r與p相同。
s與q相同。r+s與p+q相同。
加以調整B成分之含量,以使B成分所含聚二有機矽氧烷成分含量成為上述較佳範圍。B成分之含量,較佳為相對於100重量份聚碳酸酯(A成分),為0.01至20.0重量份,更佳為0.01至10.0重量份,再佳為0.01至5.0重量份,特佳為0.1至5.0重量份,最佳為0.1至2.0重量份。B成分小於0.01重量份,並無平面內色差改善及導光性提高效果,若超過10.0重量份時,因會有總透光率降低,無法獲得導光性之情形,故不佳。
(C成分:穩定劑)
使用作為本發明C成分之穩定劑,係下述式(I)所示穩定劑。
式(I)中,A1、A2係各自獨立之芳基或烷基,可為相同或相異。
式(I)中,A1、A2為芳基之情形,較佳為碳數6至30之芳基,更佳為碳數6至20之芳基,再佳為碳數6至10之芳基。具體言之,可舉例為:二亞磷酸二壬基苯基新戊四醇酯、二亞磷酸雙(2,4-二-三級丁基苯基)新戊四醇酯、二亞磷酸雙(2,4-二-三級丁基-6-甲基苯基)新戊四醇酯、二亞磷酸雙(2,6-二-三級丁基-4-甲基苯基)新戊四醇酯、二亞磷酸雙(2,6-二-三級丁基-4-乙基苯基)新戊四醇酯、二亞磷酸雙(2,4-二異丙苯基苯酚基)新戊四醇酯等,其中較佳為二亞磷酸雙(2,4-二-三級丁基苯基)新戊四醇酯、二亞磷酸雙(2,6-二-三級丁基-4-甲基苯基)新戊四醇酯。
式(I)中,A1、A2為烷基之情形,較佳為碳數1至30之烷基,更佳為碳數6至30之烷基,再佳為碳數6至20之烷基。
具體言之,可舉例為:二亞磷酸二辛基新戊四醇酯、二亞磷酸二環己基新戊四醇酯、二亞磷酸二硬脂醯基新戊四醇酯、二亞磷酸二-二十二烷新戊四醇酯等。該等中,較佳可使用二亞磷酸二硬脂醯基新戊四醇酯。使用作為本發明之C成分之穩定劑,可單獨或組合2種以上使用。
相對於A成分及B成分合計100重量份,C成分之含量為0.01至1.0重量份,較佳為0.01至0.5重量份,更佳為0.01至0.3重量份,再佳為0.01至0.1重量份,最佳為0.01至0.05
重量份。C成分之含量超過1.0重量份,則發生模沉積(mold deposit),在成本上亦傾向於不利,又較0.01重量份少之情形,因色相改善效果減小故不佳。
(其他添加劑)
為了改良本發明樹脂組成物之難燃性、光擴散性、抗氧化性、光穩定性(紫外線穩定性)、螢光增白性、脫模性及鑄模腐蝕,可有利地使用添加劑,其使用於該等之改良。茲就該等添加劑具體說明如下。
(I)難燃劑
在本發明之樹脂組成物,可調配作為聚碳酸酯之難燃劑所周知的各種化合物。此等化合物之調配招致難燃性之提高,除此以外亦根據各化合物之性質,例如可招致抗靜電性、流動性、剛性、及熱穩定性之提高等。就此等難燃劑而言,可舉例為:(i)有機金屬鹽系難燃劑(例如有機磺酸鹼(土類)金屬鹽、有機硼酸金屬鹽系難燃劑、及有機錫酸金屬鹽系難燃劑等)、(ii)有機磷系難燃劑(例如含有機基之單磷酸酯化合物、磷酸酯寡聚物化合物、膦酸酯寡聚物化合物、磷腈寡聚物化合物、及膦酸醯胺化合物等)、(iii)包含聚矽氧(silicone)化合物之聚矽氧系難燃劑、(iv)原纖維(fibril)化PTFE,其中較佳為有機金屬鹽系難燃劑、有機磷系難燃劑。
(i)有機金屬鹽系難燃劑
有機金屬氯化合物較佳為碳原子數1至50、較佳為1至40之有機酸之鹼(土類)金屬鹽、較佳為有機磺酸鹼(土類)金屬鹽。在該有機磺酸鹼(土類)金屬鹽,含有碳原子數1至10、較佳為2至8之全氟烷基磺酸與如鹼金屬或鹼土類金屬之金屬鹽之氟取代烷基磺酸之金屬鹽。又含有碳原子數7至50,較佳為7至40之芳香族磺酸與鹼金屬或鹼土類金屬之金屬鹽。
就構成金屬鹽之鹼金屬而言,可舉例為:鋰、鈉、鉀、銣及銫。就鹼土類金屬而言,可舉例為:鈹、鎂、鈣、鍶及鋇。
更適當者為鹼金屬。在此等鹼金屬中,在透明性要求更高之情形,較佳為離子半徑更大的銣及銫。
一方面,因該等金屬鹽並非通用,又精製亦有困難,結果係於成本方面造成不利之情形。一方面,鋰及鈉等更小離子半徑之金屬,相反的於難燃性方面會有不利的情形。考慮該等金屬鹽,雖可靈活運用磺酸鹼金屬鹽中之鹼金屬,不過在任一觀點,最佳為特性之均衡性優異的磺酸鉀鹽。亦可併用包含此等鉀鹽與其他鹼金屬之磺酸鹼金屬鹽。
就全氟烷基磺酸鹼金屬鹽之具體例而言,可舉例為:三氟甲烷磺酸鉀、全氟丁烷磺酸鉀、全氟己烷磺酸鉀、全氟辛烷磺酸鉀、五氟乙烷磺酸鈉、全氟丁烷磺酸鈉、全氟辛烷磺酸鈉、三氟甲烷磺酸鋰、全氟丁烷磺酸鋰、全氟庚烷磺酸鋰、三氟甲烷磺酸銫、全氟丁烷磺酸銫、全氟辛烷磺酸銫、全氟己烷磺酸銫、全氟丁烷磺酸銣、及全氟己烷磺酸銣等。該等金屬鹽可使用一種,或者併用二種以上。
在此,全氟烷基之碳數較佳為1至18之範圍,更佳為1至10之範圍,再佳為1至8之範圍。該等中特佳為全氟丁烷磺酸鉀。在包含鹼金屬之全氟烷基磺酸鹼(土類)金屬鹽中,通常可混入不少氟化物離子(F-)。因此等氟化物離子之存在會成為難燃性降低之主因,故盡量減低為佳。此等氟化物離子之比率可依離子層析法來測定。氟化物離子之含量,較佳為100ppm以下,更佳為40ppm以下,特佳為10ppm以下。又在製造效率上較佳為0.2ppm以上。此等氟化物離子量之經減低的全氟烷基磺酸鹼(土類)金屬鹽,製造方法係使用已為人所熟知之製造方法,且可藉由下列方法來製造:將製造含氟有機金屬鹽時原料中所含有之氟化物離子的量減低;將依反應所得之氟化氫等,以反應時發生之氣體或加熱而除去;以及在製造含氟有機金屬鹽時使用再結晶及再沈澱等之精製,減低氟化物離子之量等。
尤其是因有機金屬鹽系難燃劑較易溶於水,故使用離子交換水,尤其是電阻值18MΩ‧cm以上,亦即使用滿足電導度約0.55μS/cm以下之水,且於較常溫為高之溫度溶解進行洗淨,其後較佳為藉由冷卻,再結晶化之步驟來製造。
就芳香族磺酸鹼(土類)金屬鹽之具體例而言,可舉例為:例如二苯基硫化物-4,4'-二磺酸二鈉、二苯基硫化物-4,4'-二磺酸二鉀、5-磺酸基異酞酸鉀、5-磺酸基異酞酸鈉、聚伸乙基對酞酸多磺酸多鈉、1-甲氧基萘-4-磺酸鈣、4-十二基苯基醚二磺酸二鈉、聚(2,6-二甲基聚苯醚)多磺酸多鈉(polysodium poly(2,6-dimethylphenylene oxide)polysulfonate)、聚(1,3-聚苯醚)多磺酸多鈉、聚(1,4-聚苯醚)多磺酸多鈉、聚(2,6-二苯基聚苯醚)多磺酸多鉀、聚(2-氟-6-丁基聚苯醚)聚磺酸鋰、苯磺酸酯之磺酸鉀、苯磺酸鈉、苯磺酸鍶、苯磺酸鎂、對苯二磺酸二鉀、萘-2,6-二磺酸二鉀、聯苯-3,3'-二磺酸鈣、二苯碸-3-磺酸鈉、二苯碸-3-磺酸鉀、二苯碸-3,3'-二磺酸二鉀、二苯碸-3,4'-二磺酸二鉀、α,α,α-三氟乙醯苯-4-磺酸鈉、二苯酮-3,3'-二磺酸二鉀、噻吩-2,5-二磺酸二鈉、噻吩-2,5-二磺酸二鉀、噻吩-2,5-二磺酸鈣、苯并噻吩磺酸鈉、二苯亞碸-4-磺酸鉀、萘磺酸鈉之福馬林縮合物、及蒽磺酸鈉之福馬林縮合物等。在該等芳香族磺酸鹼(土類)金屬鹽,特佳為鉀鹽。該等芳香族磺酸鹼(土類)金屬鹽中、較佳為二苯碸-3-磺酸鉀、及二苯碸-3,3'-二磺酸二鉀。特佳為該等之混合物(前者與後者之重量比為15/85至30/70)。
就磺酸鹼(土類)金屬鹽以外之有機金屬鹽而言,較佳可例示為:硫酸酯之鹼(土類)金屬鹽及芳香族碸醯胺之鹼(土類)金屬鹽等。就硫酸酯之鹼(土類)金屬鹽而言,特佳可舉例為:一元及/或多元醇類之硫酸酯之鹼(土類)金屬鹽,就此等一元及/或多元醇類之硫酸酯而言,可舉例為:硫酸甲酯、硫酸乙酯、硫酸月桂酯、硫酸十六酯、聚氧乙烯烷基苯醚之硫酸酯;新戊四醇之單、二、三、四硫酸酯;月桂酸單甘油酯之硫酸酯;棕
櫚酸單甘油酯之硫酸酯、及硬脂酸單甘油酯之硫酸酯等。該等硫酸酯之鹼(土類)金屬鹽,較佳可舉例為:月桂基硫酸酯之鹼(土類)金屬鹽。
就芳香族碸醯胺之鹼(土類)金屬鹽而言,可舉例為:例如糖精、N-(對甲苯基磺醯基)-對甲苯磺酸基醯亞胺、N-(N'-苄基胺基羰基)磺基醯亞胺、及N-(苯基羧基)磺基醯亞胺之鹼(土類)金屬鹽等。
相對於100重量份樹脂組成物,有機金屬鹽系難燃劑之含量較佳為0.001至1重量份,更佳為0.005至0.5重量份,再佳為0.01至0.3重量份,特佳為0.03至0.15重量份。
(ii)有機磷系難燃劑
就有機磷系難燃劑而言,較佳為芳基磷酸酯化合物。此等磷酸酯化合物因而大致色相優異。又磷酸酯化合物因具有可塑化效果,故在提高成形加工性方面較有利。此等磷酸酯化合物可使用作為先前難燃劑之周知各種磷酸酯化合物。有機磷系難燃劑之含量,相對於100重量份樹脂組成物,較佳為0.01至20重量份,更佳為2至10重量份,再佳為2至7重量份。
(iii)聚矽氧系難燃劑
使用作為聚矽氧系難燃劑之聚矽氧化合物,係藉由燃燒時之化學反應而提高難燃性者。就該化合物而言,可使用先前提案作為芳香族聚碳酸酯之難燃劑的各種化合物。申請人認為聚矽氧化合物係藉由在其燃燒時其本身鍵結,或與來自樹脂之成分鍵結,形成結構,或根據該結構形成時之還原反應,而提供聚碳酸酯難燃效果之物。因此,在此等反應中較佳是含有活性高的基,更具體言之,較佳為選自烷氧基及氫(亦即Si-H基)之至少一種之基含有預定量。就此等基(烷氧基、Si-H基)之含有比率而言,較佳為0.1至1.2mol/100g之範圍,更佳為0.12至1mol/100g之範圍,再佳為0.15至0.6mol/100g之範圍。此等比率係藉由以鹼分解法測定聚矽氧化合物之每單元重量發生的氫或醇之量來求得。另外,烷氧基較佳為碳數1至4之烷
氧基,特佳為甲氧基。一般而言矽化合物之結構,係藉由下述所示四種矽氧烷單元予以任意組合所構成。亦即,M單元:(CH3)3SiO1/2、H(CH3)2SiO1/2、H2(CH3)SiO1/2、(CH3)2(CH2=CH)SiO1/2、(CH3)2(C6H5)SiO1/2、(CH3)(C6H5)(CH2=CH)SiO1/2等之一官能性矽氧烷單元;D單元:(CH3)2SiO、H(CH3)SiO、H2SiO、H(C6H5)SiO、(CH3)(CH2=CH)SiO、(C6H5)2SiO等之二官能性矽氧烷單元;T單元:(CH3)SiO3/2、(C3H7)SiO3/2、HSiO3/2、(CH2=CH)SiO3/2、(C6H5)SiO3/2等之三官能性矽氧烷單元;Q單元:SiO2所示四官能性矽氧烷單元。聚矽氧系難燃劑所使用之聚矽氧化合物之結構,具體言之,可舉例為:作為示性式(rational formula)之Dn、Tp、MmDn、MmTp、MmQq、MmDnTp、MmDnQq,MmTpQq,MmDnTpQq,DnTp,DnQq,DnTpQq。其中較佳的聚矽氧化合物之結構為MmDn、MmTp、MmDnTp、MmDnQq,再佳之結構為MmDn或MmDnTp。
在此,該示性式中係數m、n、p、q係表示各矽氧烷單元之聚合度為1以上之整數,各示性式中係數合計成為聚矽氧化合物之平均聚合度。該平均聚合度較佳為3至150之範圍,更佳為3至80之範圍,再佳為3至60之範圍,特佳為4至40之範圍。越屬此等適當的範圍,則難燃性變得越優異。進一步如後述,在含有預定量芳香族基的聚矽氧化合物,透明性或色相亦為優異。其結果可獲得良好的反射光。又在m、n、p、q中任一個為2以上數值情形,附上該係數之矽氧烷單元,可製成鍵結之氫原子或有機殘基為不同之二種以上矽氧烷單元。
聚矽氧化合物可為直鏈狀,亦可為具有分枝結構之物。
又鍵結於矽原子之有機殘基為碳數1至30,更佳為1至20之有機殘基。就此等有機殘基而言,具體言之,可舉例為:甲基、乙基、丙基、丁基、己基、及癸基等之烷基;如環己基之環烷基;如苯基之芳基;以及如甲苯基之芳烷基。再佳為碳數1至8之烷基、烯基或芳基。就烷基而言,特佳為甲基、乙
基、及丙基等碳數1至4之烷基。進一步使用作為聚矽氧系難燃劑之聚矽氧化合物,較佳為含有芳基者。一方面,作為二氧化鈦顏料之有機表面處理劑之矽烷化合物及矽氧烷化合物,就不含有芳基者可得較佳效果之觀點,於其較佳態樣,可與聚矽氧系難燃劑明確地區別。使用作為聚矽氧系難燃劑之聚矽氧化合物,除了該Si-H基及烷氧基以外亦可含有反應基,就此等反應基而言,可例示例如:胺基、羧基、環氧基、乙烯基、氫硫基及甲基丙烯醯氧基等。
相對於100重量份樹脂組成物,聚矽氧系難燃劑之含量較佳為0.01至20重量份,更佳為0.5至10重量份,再佳為1至5重量份。
(iv)具有原纖維形成能之聚四氟乙烯(原纖維化PTFE)
原纖維化PTFE可為單獨原纖維化PTFE,亦可為包含混合形態之原纖維化PTFE,亦即可為包含原纖維化PTFE微粒及有機系聚合物之聚四氟乙烯系混合體。原纖維化PTFE具有極高的分子量,因剪斷力等之外在作用,而同類PTFE結合,並顯現成為纖維狀之傾向。其數量平均分子量,為150萬至數千萬之範圍。數量平均分子量下限更佳為300萬。數量平均分子量係如日本特開平6-145520號公報所揭示,係根據在380℃之聚四氟乙烯之熔融黏度來計算。亦即,B成分之原纖維化PTFE,在以此等公報所記載之方法所測定的380℃中,熔融黏度為107至1013泊(poise)之範圍,較佳為108至1012泊之範圍。此等PTFE,除了固體形狀以外,亦可使用水性分散液形態之物。又此等原纖維化PTFE,為了提高在樹脂中之分散性,進一步獲得良好的難燃性及機械特性,亦可使用與其他樹脂之混合形態之PTFE混合物。又,如日本特開平6-145520號公報所揭示,較佳是利用具有將此等原纖維化PTFE作成芯,且低分子量聚四氟乙烯作成外殻的結構。
就此等原纖維化PTFE之市售品而言,可舉例為:例如三井杜邦氟化學股份有限公司之鐵氟龍(註冊商標)6J、大金化學
工業股份有限公司之Polyflon MPA FA500、F-201L等。就混合形態之原纖維化PTFE而言,可使用藉由下述方法獲得之物:(I)將原纖維化PTFE之水性分散液及有機聚合物之水性分散液或溶液混合,進行共沈澱,並獲得共凝聚混合物之方法(日本特開昭60-258263號公報、日本特開昭63-154744號公報等所記載之方法);(2)將原纖維化PTFE之水性分散液與經乾燥的有機聚合物微粒混合之方法(日本特開平4-272957號公報所記載之方法);(3)將原纖維化PTFE之水性分散液與有機聚合物微粒溶液均勻混合,並自此等混合物將各個介質同時除去之方法(日本特開平06-220210號公報、日本特開平08-188653號公報等所記載之方法);(4)在原纖維化PTFE之水性分散液中形成有機聚合物之單體予以聚合之方法(日本特開平9-95583號公報所記載之方法);及(5)將PTFE之水性分散液及有機聚合物分散液予以均勻混合後,進一步在該混合分散液中聚合乙烯系單體,其後獲得混合物之方法(日本特開平11-29679號公報等記載之方法)。
就該等混合形態之原纖維化PTFE之市售品而言,可例示為:三菱Rayon股份有限公司之「Metablen A3000」(商品名)、「Metablen A3700」(商品名)、「Metablen A3800」(商品名)所代表之Metablen A系列、ShinePolymer公司之SN3300B7(商品名)、及GE特用化學品公司製「BLENDEXB449」(商品名)等。
就混合形態中原纖維化PTFE之比率而言,在此等混合物100重量%中,原纖維化PTFE較佳為1重量%至95重量%,更佳為10重量%至90重量%,最佳為20重量%至80重量%。
混合形態中原纖維化PTFE之比率在此等範圍之情形,可達成原纖維化PTFE之良好的分散性。原纖維化PTFE之調配量相對於100重量份樹脂組成物,較佳為0.001至0.2重量份,更佳為0.01至0.2重量份,再佳為0.01至0.18重量份。此外,在此表示之重量份,在聚四氟乙烯為混合形態(混合體)之情形中,係表示混合體全體之重量。
(II)光擴散劑
在本發明之樹脂組成物,可調配作為聚碳酸酯之光擴散劑所為人所熟知的各種化合物。又,就光擴散劑而言,亦可為高分子微粒所代表之有機系微粒,以及無機系微粒之任一種。就高分子微粒而言,以非交聯性單體與交聯性單體聚合所得交聯微粒為代表性例示。進一步亦可使用此等單體以外之其他可共聚的單體。
其中,較佳為高分子微粒,尤其是交聯微粒可適當使用。在此等交聯微粒,使用作為非交聯性單體之單體,可舉例為:丙烯酸系單體、苯乙烯系單體、丙烯腈系單體等之非交聯性乙烯系單體及烯烴系單體等。
就丙烯酸系單體而言,可單獨或混合丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯、及甲基丙烯酸苯酯等而使用。其中特佳為甲基丙烯酸甲酯。
又,就苯乙烯系單體而言,可使用苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基苯乙烯(乙烯甲苯)、及乙基苯乙烯等之烷基苯乙烯、以及如溴化苯乙烯之鹵化苯乙烯,特佳為苯乙烯。就丙烯腈系單體而言,可使用丙烯腈及甲基丙烯腈。
又,就烯烴系單體而言,可使用乙烯及各種降莰烯(norbornene)型化合物等。進一步,作為其他可共聚的其他單體,可例示為:甲基丙烯酸環氧丙酯、N-甲基順丁烯二醯亞胺、及順丁烯二酸酐等。有機交聯微粒結果亦可具有如N-甲基戊二醯亞胺之單元。一方面,就相對於此等非交聯性乙烯系單體之交聯性單體而言,可舉例為:例如二乙烯苯、甲基丙烯酸烯丙酯、三聚氰酸三烯丙酯、異氰酸三烯丙酯、二(甲基)丙烯酸伸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸二伸乙二醇酯、(甲基)丙烯酸丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸1,6-己二醇酯、(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯、(甲基)丙烯酸新戊四醇酯、二(甲基)丙烯酸雙酚A
酯、二(甲基)丙烯酸二環戊酯、二(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、及N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺等。
使用於本發明之光擴散劑之平均粒徑較佳為0.01至50μm,更佳為1至30μm,再佳為2至30μm。平均粒徑小於0.01μm或者超過50μm時會有光擴散性不足之情形。此等平均粒徑係以雷射-繞射散射法所求得粒度累計分布之50%值(D50)所示物。粒徑之分布可為單一亦可為複數。亦即可組合平均粒徑不同之2種以上光擴散劑。但是更佳之光擴散劑,係其粒徑分布狹窄之物。更佳為在平均粒徑前後2μm之範圍,具有含有微粒之70重量%以上的分布之物。光擴散劑之形狀,由光擴散性之觀點觀之,較佳為接近球狀之物,越接近球狀之形態則更佳。此等球狀亦包含橢圓球。
本發明所使用之光擴散劑之折射率,通常較佳為1.30至1.80之範圍,更佳為1.33至1.70,再佳為1.35至1.65之範圍。該等在調配於樹脂組成物之狀態,可發揮充分的光擴散功能。
本發明所使用之光擴散劑含量,相對於100重量份樹脂組成物,較佳為0.005至10.0重量份,更佳為0.1至10.0重量份、再佳為0.1至5.0重量份、特佳為0.1至2.0重量份。
(III)磷系穩定劑
本發明之樹脂組成物係不促進水解性程度,可以調配C成分以外之磷系穩定劑。此等磷系穩定劑係提高製造時或成形加工時之熱穩定性,並提高機械特性、色相、及成形穩定性。就磷系穩定劑而言,可例示為:亞磷酸、磷酸、亞膦酸、膦酸及該等酯、以及三級膦等。
具體言之,就亞磷酸酯化合物而言,可舉例為:例如亞磷酸三苯酯、亞磷酸參(壬基苯基)酯、亞磷酸十三酯、亞磷酸三辛酯、亞磷酸三-十八酯、亞磷酸二癸基單苯酯、亞磷酸二辛基單苯酯、亞磷酸二異丙基單苯酯、亞磷酸單丁基二苯酯、亞磷酸單癸基二苯酯、亞磷酸單辛基二苯酯、亞磷酸2,2-亞甲雙(4,6-二-三級丁基苯基)辛酯、亞磷酸參(二乙基苯基)酯、亞磷
酸參(二-異丙基苯基)酯、亞磷酸參(二-正丁基苯基)酯、亞磷酸參(2,4-二-三級丁基苯基)酯、亞磷酸參(2,6-二-三級丁基苯基)酯。
進一步,就其他亞磷酸酯化合物而言,亦可使用與二元酚類反應,且具有環狀結構之物。可舉例為:例如亞磷酸2,2'-亞甲雙(4,6-二-三級丁基苯基)(2,4-二-三級丁基苯基)酯、亞磷酸2,2'-亞甲雙(4,6-二-三級丁基苯基)(2-三級三級丁基-4-甲基苯基)酯、亞磷酸2,2'-亞甲雙(4-甲基-6-三級丁基苯基)(2-三級丁基-4-甲基苯基)酯、亞磷酸2,2'-亞乙基雙(4-甲基-6-三級丁基苯基)(2-三級丁基-4-甲基苯基)酯等。
就磷酸酯化合物而言,可舉例為:磷酸三丁酯、磷酸三甲酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三氯苯酯、磷酸三乙酯、磷酸二苯基甲苯酚酯、磷酸二苯基單鄰聯苯酯(diphenyl mono-orthoxenyl phosphate)、磷酸三丁氧基乙酯、磷酸二丁酯、磷酸二辛酯、磷酸二異丙基酯等,較佳為磷酸三苯酯、磷酸三甲酯。
就亞膦酸酯(phosphonite)化合物而言,可舉例為:二亞膦酸肆(2,4-二-三級丁基苯基)-4,4'-聯伸苯酯、二亞膦酸肆(2,4-二-三級丁基苯基)-4,3'-聯伸苯酯、二亞膦酸肆(2,4-二-三級丁基苯基)-3,3'-聯伸苯酯、二亞膦酸肆(2,6--三級丁基苯基)-4,4'-聯伸苯酯、二亞膦酸肆(2,6-二-三級丁基苯基)-4,3'-聯伸苯酯、二亞膦酸肆(2,6-二-三級丁基苯基)-3,3'-聯伸苯酯、亞膦酸雙(2,4-二-三級丁基苯基)-4-苯基-苯酯、亞膦酸雙(2,4-二-三級丁基苯基)-3-苯基-苯酯、亞膦酸雙(2,6-二-正丁基苯基)-3-苯基-苯酯、亞膦酸雙(2,6-二-三級丁基苯基)-4-苯基-苯酯、亞膦酸雙(2,6-二-三級丁基苯基)-3-苯基-苯酯等。較佳為二亞膦酸肆(二-三級丁基苯基)-聯伸苯酯、亞膦酸雙(二-三級丁基苯基)-苯基-苯酯,更佳為二亞膦酸肆(2,4-二-三級丁基苯基)-聯伸苯酯、亞膦酸雙(2,4-二-三級丁基苯基)-苯基-苯酯。此等亞膦酸酯化合物
較佳為與具有使上述烷基經2個取代的芳基之亞磷酸酯化合物併用。
就膦酸酯化合物而言,可舉例為:苯膦酸二甲酯、苯膦酸二乙酯及苯膦酸二丙酯等。就三級膦而言,可例示為:三乙膦、三丙膦、三丁膦、三辛膦、三戊膦、二甲基苯膦、二丁基苯膦、二苯基甲膦、二苯基辛膦、三苯膦、三-對甲苯膦、三萘膦、及二苯基苄膦等。特佳之三級膦為三苯膦。上述磷系穩定劑可混合不僅一種,也可混合二種以上使用。在上述磷系穩定劑中較佳為調配以磷酸三甲酯所代表之磷酸烷酯化合物。又與此等磷酸烷酯化合物、及亞磷酸酯化合物及/或亞膦酸酯化合物之併用亦為較佳態樣。
(IV)受阻酚系穩定劑
在本發明之樹脂組成物,進一步可調配受阻酚系穩定劑。此等調配可發揮,例如,抑制在成形加工時之色相惡化或長期間使用中色相惡化等之效果。
就受阻酚系穩定劑而言,可例示為:例如α-生長酚、丁基羥甲苯、芥子醇(sinapyl alcohol)、維生素E、正十八基-β(4'-羥基-3',5'-二-三級丁基酚)丙酸酯、2-三級丁基-6-(3'-三級丁基-5'-甲基-2'-羥苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、2,6-二-三級丁基-4-(N,N'-二甲基胺基甲基)酚3,5-二-三級丁基-4-羥苄基膦酸酯二乙酯、2,2'-亞甲雙(4-甲基-6-三級丁酚)、2,2'-亞甲雙(4-乙基-6-三級丁酚)、4,4'-亞甲雙(2,6-二-三級丁基酚)、2,2'-亞甲雙(4-甲基-6-環己酚)、2,2'-二亞甲基-雙(6-α-甲基-苄基-對甲酚)、2,2'-亞乙基-雙(4,6-二-三級丁酚)、2,2'-亞丁基-雙(4-甲基-6-三級丁酚)、4,4'-亞丁基雙(3-甲基-6-三級丁基酚)、三伸乙二醇-N-雙-3-(3-三級丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯、1,6-己二醇雙[3-(3,5-二-三級丁基-4-羥苯基)丙酸酯]、雙[2-三級丁基-4-甲基6-(3-三級丁基-5-甲基-2-羥苄基)苯基]對苯二甲酸酯、3,9-雙{2-[3-(3-三級丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯基氧]-1,1-二甲基乙基}-2,4,8,10-四氧雜螺旋[5,5]十一烷、4,4'-硫代雙(6-三級丁基-
間甲酚)、4,4'-硫代雙(3-甲基-6-三級丁基酚)、2,2'-硫代雙(4-甲基-6-三級丁基酚)、雙(3,5-二-三級丁基-4-羥苄基)硫化物、4,4'-二-硫代雙(2,6-二-三級丁酚)、4,4'-三-硫代雙(2,6-二-三級丁酚)、2,2-硫二伸乙基雙-[3-(3,5-二-三級丁基-4-羥苯基)丙酸酯]、2,4-雙(正辛基硫)-6-(4-羥基-3',5'-二-三級丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪(triazine)、N,N'-六亞甲雙-(3,5-二-三級丁基-4-羥氫桂皮醯胺)、N,N'-雙[3-(3,5-二-三級丁基-4-羥苯基)丙醯基]肼、1,1,3-參(2-甲基-4-羥-5-三級丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-參(3,5-二-三級丁基-4-羥苄基)苯、三參(3,5-二-三級丁基-4-羥苯基)異三聚氰酸酯、參(3,5-二-三級丁基-4-羥苄基)異三聚氰酸酯、1,3,5-參(4-三級丁基-3-羥基-2,6-二甲基苄基)異三聚氰酸酯、1,3,5-參2[3(3,5-二-三級丁基-4-羥苯基)丙醯基氧]乙基異三聚氰酸酯、及肆[亞甲基-3-(3',5'-二-三級丁基-4-羥苯基)丙酸酯]甲烷等。該等受阻酚系穩定劑均容易取得。上述受阻酚系穩定劑可單獨使用或組合2種以上使用。
磷系穩定劑及受阻酚系穩定劑之含量,各自相對於100重量份樹脂組成物,較佳為0.0001至1重量份、更佳為0.001至0.5重量份、再佳為0.005至0.3重量份。
(V)前述以外之熱穩定劑
在本發明之樹脂組成物,亦可調配該磷系穩定劑及受阻酚系穩定劑以外之熱穩定劑。就此等其他熱穩定劑而言,可適當例示為,例如:3-羥基-5,7-二-三級丁基-呋喃-2-酮與鄰二甲苯之反應產物所代表之內酯系穩定劑。
此等穩定劑之明細,係如日本特開平7-233160號公報所記載。此等化合物市面售有Irganox HP-136(商標、CIBA特用化學品公司製),可利用該化合物。有市售進一步混合該化合物與各種亞磷酸酯化合物及受阻酚化合物之穩定劑。例如,可適當例示為:該公司製之Irganox HP-2921。相對於100重量份樹脂組成物,內酯系穩定劑之含量較佳為0.0005至0.05重量份、更佳為0.001至0.03重量份。
又,就其他穩定劑而言,可例示為:新戊四醇肆(3-氫硫基丙酸酯)、新戊四醇肆(3-月桂基硫丙酸酯)、及甘油-3-硬脂醯基硫丙酸酯等之含硫穩定劑。相對於100重量份樹脂組成物,此等含硫穩定劑之調配量較佳為0.001至0.1重量份、更佳為0.01至0.08重量份。
在本發明之樹脂組成物,可依照需要調配環氧化合物。此等環氧化合物,係基於抑制鑄模腐蝕的目的而調配之物,基本上可適用所有具有環氧官能基之物。就較佳環氧化合物之具體例而言,可舉例為:3,4-環氧環己基甲基-3',4'-環氧環己基羧酸酯、2,2-雙(羥甲基)-1-丁醇之1,2-環氧-4-(2-環氧乙烷基)環己烷加成物、甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸環氧丙酯之共聚物、苯乙烯與甲基丙烯酸環氧丙酯之共聚物等。此等環氧化合物之含量,相對於100重量份樹脂組成物,較佳為0.003至0.2重量份,更佳為0.004至0.15重量份、再佳為0.005至0.1重量份。
(VI)紫外線吸收劑
在本發明之樹脂組成物,目的為提供耐光性時,亦可調配紫外線吸收劑。就紫外線吸收劑而言,具體言之,在二苯酮系,可例示為例如:2,4-二羥二苯酮、2-羥基-4-甲氧基二苯酮、2-羥基-4-辛氧基二苯酮、2-羥基-4-苄氧基二苯酮、2-羥基-4-甲氧基-5-磺氧二苯酮、2,2'-二羥基-4-甲氧基二苯酮、2,2',4,4'-四羥基二苯酮、2,2'-二羥基-4,4'-二甲氧基二苯酮、2,2'-二羥基-4,4'-二甲氧基-5-鈉磺氧二苯酮、雙(5-苄基-4-羥基-2-甲氧基苯基)甲烷、2-羥基-4-正十二基氧二苯酮、及2-羥基-4-甲氧基-2'-羧基二苯酮等。
就苯并三唑系紫外線吸收劑而言,可例示為:2-(2-羥基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-5-三級辛基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-3,5-二異丙苯基苯酚基)苯基苯并三唑、2-(2-羥基-3-三級丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2,2'-亞甲雙[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)酚]、2-(2-羥基-3,5-二-三級丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-3,5-二-三級丁基苯基)-5-氯苯并
三唑、2-(2-羥基-3,5-二-三級戊基苯基)苯并三唑、2-(2-羥-5-三級辛基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-5-三級丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-4-辛氧基苯基)苯并三唑、2,2'-亞甲雙(4-異丙苯基-6-苯并三唑苯基)、2,2'-對伸苯雙(1,3-苯并噁嗪(benzoxazine)-4-酮)、及2-[2-羥基-3-(3,4,5,6-四氫鄰苯二甲醯亞胺甲基)-5-甲基苯基]苯并三唑、以及2-(2'-羥基-5-甲基丙烯醯氧乙基苯基)-2H-苯并三唑和與該單體可共聚的乙烯系單體之共聚物;或2-(2'-羥基-5-丙烯醯氧乙基苯基)-2H-苯并三唑和與該單體可共聚的乙烯系單體之共聚物等之具有2-羥苯基-2H-苯并三唑骨架的聚合物等。
作為羥苯基三嗪系(hydroxyphenyl triazine)紫外線吸收劑,可例示為:2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(triazine)-2-基)-5-己氧酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(triazine)-2-基)-5-甲基氧酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(triazine)-2-基)-5-乙基氧酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(triazine)-2-基)-5-丙基氧酚、及2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(triazine)-2-基)-5-丁基氧酚等。進一步可例示為:2-(4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪(triazine)-2-基)-5-己氧酚等,上述例示化合物之苯基成為2,4-二甲基苯基之化合物。
作為環狀亞胺基酯系紫外線吸收劑,可例示為:2,2'-對伸苯雙(3,1-苯并噁嗪(benzoxazine)-4-酮)、2,2'-間伸苯雙(3,1-苯并噁嗪(benzoxazine)-4-酮)、及2,2'-p,p'-二伸苯雙(3,1-苯并噁嗪(benzoxazine)-4-酮)等。
作為氰丙烯酸酯系紫外線吸收劑,可例示為:1,3-雙-[(2'-氰基-3',3'-二苯基丙烯醯基)氧]-2,2-雙[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯醯基)氧]甲基)丙烷、及1,3-雙-[(2-氰-3,3-二苯基丙烯醯基)氧]苯等。
進一步上述紫外線吸收劑,亦可藉由採用可自由基聚合的單體化合物之結構,將此等紫外線吸收性單體及/或光穩定性單體、與烷基(甲基)丙烯酸酯等之單體共聚的聚合物型之紫外
線吸收劑。就該紫外線吸收性單體而言,可適當例示在(甲基)丙烯酸酯之酯取代基中含有苯并三唑骨架、二苯酮骨架、三嗪(triazine)骨架、環狀亞胺基酯骨架、及氰丙烯酸酯骨架之化合物。前述在紫外線吸收能方面,較佳為苯并三唑系及羥苯基三嗪系(hydroxyphenyl triazine),在抗熱性或色相方面,較佳為環狀亞胺基酯系及氰丙烯酸酯系。具體言之可舉例為:例如Chimipro化成股份有限公司「Kemisorb 79」等。該紫外線吸收劑可單獨使用,或者以二種以上之混合物使用。
相對於100重量份樹脂組成物,紫外線吸收劑之含量較佳為0.01至2重量份,更佳為0.02至2重量份、再佳為0.03至1重量份,特佳為0.05至0.5重量份。
(VII)螢光增白劑
在本發明之樹脂組成物,螢光增白劑只要用於將樹脂等之色相改善為白色或者藍白色,則並無特別限制,可舉例為:例如二苯乙烯(stilbene)系、苯并咪唑系、苯并噁唑系、萘二甲醯亞胺系、羅丹明系、香豆素(coumarin)系、噁嗪(oxazine)系化合物等。具體言之,可舉例為:例如CI螢光增白劑(Fluorescent Brightener)219:1或Eastman Chemical公司製EASTOBRITE OB-1或Hakkoru股份有限公司製「Hakkoru PSR」等。在此螢光增白劑係具有吸收光線紫外部分之能量,並將該能量放射於可視部分之作用的物。螢光增白劑之含量相對於100重量份樹脂組成物,較佳為0.001至0.1重量份,更佳為0.001至0.05重量份。即使超過0.1重量份,該組成物色相之改良效果小。
(VIII)其他
除了上述以外,在本發明之樹脂組成物,為了在成形品進行各種功能之提供或特性改善,可小比率調配其本身已為人所熟知的添加物。該等添加物只要不損及本發明之目的,則為通常之調配量。就此等添加劑而言,可舉例為:強化填充劑、滑動劑(例如PTFE微粒)、著色劑、螢光染料、無機系螢光體(例
如將鋁酸(aluminic acid)鹽製成母結晶之螢光體)、抗靜電劑、結晶核劑、無機及有機之抗菌劑、光觸媒系抗污劑(例如微粒氧化鈦、微粒氧化鋅)、脫模劑、流動改質劑、自由基產生劑、紅外線吸收劑(熱線吸收劑)、以及光致變色(photochromic)劑等。
本發明之樹脂組成物,係使用如:單軸押出機、二軸押出機之押出機,藉由熔融混練而可進行顆粒化。在製作此等顆粒時,可調配上述各種難燃劑、強化填充劑、添加劑。本發明之樹脂組成物通常係如前述將所製造的顆粒予以射出成型來製造各種製品。進一步不必經由顆粒,即以押出機所熔融混練的樹脂直接作成片、薄膜、異形押出成形品、直接吹塑成形品及射出成型品。在此等射出成型不僅僅是通常之成形方法,而依照適宜目的,使用射出壓縮成形、射出壓製成形、氣體輔助射出成型、發泡成形(含有因超臨界流體注入之結果)、鑲嵌成形(insert moulding)、模內加飾成形(in mold coating)、隔熱鑄模成形、急速加熱冷卻鑄模成形、二色成形、三明治成形、及超高速射出成型等之射出成型法,而獲得成形品。該等各種成形法之優點已經廣為所知。又成形可選擇冷澆道(cold runner)方式及熱澆道(hot-runner)方式之任一種。
又本發明之樹脂組成物,可以由押出成形而以各種異形押出成形品、片、及薄膜等之形狀利用。又,在片、薄膜之成形,亦可使用膨脹(inflation)法、或壓延法、鑄塑法等。進一步藉由實施特定之延伸操作,而可作為熱收縮管予以成形。又亦可將本發明之樹脂組成物以旋轉成形或吹塑成形等製成成形品。
(樹脂組成物之製造)
要製造本發明之樹脂組成物,則可採用任意之方法。例如將A成分、B成分及任意地C成分等以外之成分各自使用V型摻合機、亨舍爾(Henschel)混合器、機械化學(mechanochemical)裝置、押出混合機等之預備混合方法,予以充分混合後,可依照需要,以押出製粒器或壓塊處理
(briquetting)機器等進行製粒,其後以通氣式二軸押出機(biaxial ruder)所代表之熔融混練機予以熔融混練,及以製粒機等之機器,進行顆粒化之方法。
亦即本發明係一種具有導光性能之樹脂組成物之製造方法,其係由熔融混練聚碳酸酯(A成分)及聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物(B成分)所構成,其特徵為該樹脂組成物之製造方法包含:(i)B成分含有上述式(2)所示單元及上述式(4)所示單元;(ii)將樹脂組成物之總重量作為基準,以上述式(4)所含之上述式(5)所示之聚二有機矽氧烷嵌段之含量為0.001至1.0重量%;及(iii)B成分在聚碳酸酯之基質中,存有平均尺寸0.5至40nm之聚二有機矽氧烷區域。
<導光成形品>
要製造包含本發明之樹脂組成物的導光成形品,則可採用任意之方法。例如將該樹脂組成物以押出機、班伯里混合器及輥等混練後,以射出成型、押出成形或壓縮成形等先前已為人所熟知之方法成形,可獲得導光成形品。又,藉由在該導光成形品至少其一之側面設置光源,在該導光成形品之單面設置反射板,而可製成面光源體。就此等導光成形品及面光源體之光源而言,除了螢光燈以外,可使用冷陰極管(cold-cathode tube)、LED、雷射二極體、有機EL等之自發光體。
本發明之導光成形品及面光源體可使用於可攜式電話、可攜式終端裝置、照相機、時鐘、筆記型電腦、顯示器、照明、信號、汽車燈、家電‧光學機器之顯示零件等。尤其是如將作為電機製品之LED製成光源之情形,在周邊機器尋求難燃性等情形,本發明之導光板及面光源體可適當使用。
本發明係在聚碳酸酯(A成分)將聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物(B成分)熔融混練,提高聚碳酸酯之導光性能之方法,其特徵為該方法包含:
(i)B成分含有以上述式(2)所示單元與以上述式(4)所示單元;(ii)將樹脂組成物之總重量作為基準,上述式(4)所含上述式(5)所示聚二有機矽氧烷嵌段之含量為0.001至1.0重量%;(iii)B成分在聚碳酸酯之基質中存有有平均尺寸0.5至40nm之聚二有機矽氧烷區域。
茲舉例實施例進一步說明,但本發明並非限定於此。實施例中之「份」係重量份,%為重量%。此外,係依照下述方法評估。
在用摻合機以各調配量混合聚碳酸酯、表1記載之各種添加劑後,使用通氣式二軸押出機予以熔融混練獲得顆粒。使用之各種添加劑,係以各自調配量之10至100倍之濃度為標準,在預先製成與聚碳酸酯之預備混合物後,進行摻合機所生全體物之混合。通氣式二軸押出機係使用日本製鋼所股份有限公司製:TEX30α(完全嚙合、同方向旋轉、2條螺桿)。押出條件:排出量20kg/h、螺旋旋轉速率150rpm、通氣之真空度3kPa,又押出溫度自第一供給口至第二供給口設為270℃、自第二供給口至鑄模部分設為280℃。
(1)B成分之評估
(i)聚有機矽氧烷區域之平均尺寸
根據說明書中記載之小角度X光散射法(Small Angel X-ray Scattering:SAXS)實施測定。
(2)樹脂組成物之評估
(i)霧度
將自實施例1至5之各組成所得之顆粒於120℃以熱風乾燥機乾燥5小時,以射出成型機[東芝機械股份有限公司IS150EN-5Y],於圓筒溫度300℃、鑄模溫度80℃,使霧度評估用之角板(150mm×150mm×5mmt)成形。
(ii)色相
將自實施例1至5各組成所得之顆粒於120℃在熱風乾燥機乾燥5小時,以射出成型機[東芝機械股份有限公司IS150EN-5Y],在圓筒溫度300℃、鑄模溫度80℃,使色相評估用之角板(150mm×150mm×5mmt)成形。
(iii)亮度
將自實施例1至5各組成所得之顆粒於120℃在熱風乾燥機乾燥5小時,以射出成型機[東芝機械股份有限公司IS15BEN-5Y],於圓筒溫度300℃、鑄模溫度800C,使亮度評估用之導光板(100mm×70mm×4mm)(在內面於1mm間隔有粒狀物)成形。
(iv)導光性能
自上述亮度測定用導光板之70mm×4mm之邊緣使光入射,並測定自100mm×70mm之面的入射側發自10mm地點之中央部發光之亮度(A1)、及自入射側發自80mm地點之中央部發光之亮度(A2),將其比(A2/A1)作為導光性能。導光性能需為155%以上。
(v)HDT
將自實施例1至5之各組成所得之顆粒於120℃以熱風乾燥機乾燥5小時,以射出成型機[東芝機械股份有限公司IS150EN-5Y],於圓筒溫度300℃、鑄模溫度80℃使評估用之試驗片(80mm×10mm×4mm)成形。
使用的各成分之詳細如下述。
(A成分)
A-1:自雙酚A及作為封端劑之對三級丁酚、以及光氣,以界面縮聚法合成的直鏈狀芳香族聚碳酸酯粉末(帝人化成股份有限公司製:Panlite L-1225WX(商品名)、黏度平均分子量19,700)
A-2:自雙酚A及作為封端劑之對三級丁酚、以及光氣,以界面縮聚法合成的直鏈狀芳香族聚碳酸酯粉末(帝人化成股份有限公司製:CM-1000(商品名)、黏度平均分子量16,000)
(B成分)
B-1:以下述製造例1所製造的聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物。
在附有溫度計、攪拌機、回流冷卻器之反應器中,裝入21591份離子交換水、3674份之48.5%氫氧化鈉水溶液,在溶解了作為構成上述式(2)所示碳酸酯構成單元之二羥化合物(I)之3880份2,2-雙(4-羥苯基)丙烷(雙酚A)、及7.6份亞硫酸氫鹽後,添加14565份二氯甲烷(相對於1莫耳二羥化合物(I)為14莫耳),在攪拌下於22至30℃吹入1900份光氣,需時60分鐘。其後添加將1131份之48.5%氫氧化鈉水溶液、108份之對三級丁酚溶解於800份二氯甲烷之溶液,一邊攪拌,一邊添加溶液,該溶液係將作為構成上述式(4)所示碳酸酯構成單元的二甲基矽氧烷單元之平均重複數為40之二羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)之204份下述式〔4〕所示之聚二有機矽氧烷化合物溶解於1600份二氯甲烷之溶液,溶液添加之速度係二羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)以二元酚(I)每1莫耳之量為0.0008莫耳/min之速度添加,成為乳化狀態後,再次激烈攪拌。此等攪拌下,使反應液在26℃之狀態下添加4.3份之三乙
胺,在溫度26至31℃,持續攪拌1小時,完成反應。反應完成後,分離有機相,以二氯甲烷稀釋,予以水洗後,成為鹽酸酸性再水洗,在使水相之導電率與離子交換水成為幾乎相同,就投入於裝滿溫水的混練機(kneader),一面攪拌一面蒸發二氯甲烷,獲得聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚粉末。脫水後,以熱風循環式乾燥機,在120℃乾燥12小時。(矽氧烷含量4.1%、聚二有機矽氧烷區域10nm、黏度平均分子量19,100)
B-2:以下述製造例2所製造之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物。
除了使用二甲基矽氧烷單元之重複數為40之430份之二羥芳基末端聚二有機矽氧烷,並將攪拌時間設為45分鐘以外,其他與製造例1同樣地實施,獲得聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚之粉末。(矽氧烷含量8.2%、聚二有機矽氧烷區域10nm、黏度平均分子量19,400)
(其他成分)
F114P:全氟丁烷磺酸鉀鹽(大日本油墨化學股份有限公司製Megafac F-114P)
A5:SandStab P-EPQ粉末(日本Clariant股份有限公司製)
將A至B成分及各種添加劑以表2及表3記載之各調配量,用摻合機混合後,使用通氣式二軸押出機,予以熔融混練,獲得顆粒。使用之各種添加劑,係以各自調配量之10至100倍之濃度為標準,預先製成與聚碳酸酯之預備混合物後,進行摻合機所致全體之混合。通氣式二軸押出機係使用日本製鋼所
股份有限公司製:TEX30α(完全嚙合、同方向旋轉、2條螺旋)。押出條件為排出量20kg/h、螺旋旋轉速率150rpm、通氣之真空度3kPa,又押出溫度在自第一供給口至第二供給口設為270℃、自第二供給口至鑄模部分為止設為290℃。評估結果如表2及表3所示。
係就下述項目實施評估。
1.聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物(B成分)之評估
(1)黏度平均分子量(Mv)
使用奧士華黏度計,自於20℃溶解聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物於100ml二氯甲烷溶液,求得以下式所計算的比黏度(ηsp)、比黏度(ηSP)=(t-t0)/t0
[t0為二氯甲烷之落下秒數、t為試料溶液之落下秒數]
自所求得比黏度(ηSP),以下列數式計算黏度平均分子量Mv。
ηSP/c=[η]+0.45×[η]2c(但[η]為極限黏度)
[η]=1.23×10-4Mv0.83
c=0.7
(2)聚二有機矽氧烷成分含量
藉由使用日本電子股份有限公司製JNM-AL400,測定聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物之1H-NMR光譜,並比較來自二元酚(I)之波峰之積分比與來自二羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)之波峰之積分比計算。
聚二有機矽氧烷成分含量(wt%)=[A/(A+B)]×100
A:〔二羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)之1H一部分之波峰之積分比〕×〔聚二有機矽氧烷部分之分子量〕
B:〔二元酚(I)之1H一部分之波峰之積分比〕×〔二元酚之分子量〕
(3)聚二有機矽氧烷區域之平均尺寸
將聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物粉末,藉由通氣式二軸押出機(Technovel股份有限公司製、KZW15-25MG),在溫度260℃混練,予以顆粒化。所得之顆粒於120℃熱風乾燥5小時後,使用射出成型機[住友重機械工業股份有限公司SG150U‧S-MIV],於成形溫度280℃、鑄模溫度80℃,自寬50mm、長90mm、厚度自閘側為3.0mm(長20mm)、2.0mm(長45mm)、1.0mm(長25mm)之三段型板予以成形。使用該三段型板,距離厚度1.0mm部分之端部5mm、距離側部5mm之交點中,聚二有機矽氧烷區域之平均尺寸係使用X線繞射裝置(Rigaku股份有限公司製RINT-TTRII)測定。X線源係使用CuKα特性X光(波長0.1541841nm)、管電壓50kV、管電流300mA。小角度散射光學系統,設為縫隙:1st 0.03mm、HS10mm、SS0.2mm、RS 0.1mm。測定係以非對稱掃描法(2θ掃描),以FT 0.010步驟、4sec/步驟、掃描範圍0.06-3‧實施。在曲線擬合(curve fitting)之解析,係使用Rigaku股份有限公司製小角度散射解析軟體NANO-Solver(Ver.3.3)。解析係在聚碳酸酯聚合物之基質中分散有聚二有機矽氧烷之球狀區域之凝聚結構,假設粒徑分布之不勻存在,設定聚碳酸酯基質之密度為1.2g/cm3、設定聚二有機矽氧烷區域之密度為1.1g/cm3,以不考慮微粒間相互作用(微粒間干涉)之孤立(isolated)微粒模型實施。
2.樹脂組成物之評估
(I)色相
將自實施例之各組成所得之顆粒於120℃、以熱風循環式乾燥機乾燥5小時,使用射出成型機[住友重機械工業股份有限公司SG150U‧S-M IV],在成形溫度320℃、鑄模溫度80℃,使寬100mm、長100mm、厚度為5.0mm之平滑平面板成形。該平滑平面板之色相(YI值)係使用Gretag Macbeth公司製Color-Eye 7000A測定。
(2)平均亮度
將自實施例之各組成所得之顆粒於120℃以熱風乾燥機乾燥5小時,以射出成型機[東芝機械股份有限公司IS150EN-5Y],於圓筒溫度300℃、鑄模溫度80℃,使亮度評估用之導光板(100mrn×70mm×4mm)(在內面於0.1mm間隔有粒狀物(grain))成形。設置上述導光板以使內面成為下側,自70mm×4mm之邊緣使光入射,發自100mm×70mm之面發光之光的亮度係使用Topcon公司製BM-7測定。將寬3階(level)、長3階之合計9處之測定值予以平均,求得平均亮度。此外以入射光而言,將作為LED之NS2W150(日亞化學工業股份有限公司製),以18毫米間距,將已組裝之物作為光源使用(消耗電力約30W)。
(3)平面內色差
設置上述導光板以使內面成為下側,自70mm×4mm之邊緣使光入射,使用Topcon公司製BM-7測定發自100mm×70mm之面之發光色度(x,y)。平面內色差(△(x,y))係以由下述式(1)計算的數值進行評估。此外數值越小則平面內色差越小之意。此外以入射光而言,以18毫米間距組裝作為LED之NS2W150(日亞化學工業股份有限公司製)之物,使用作為光源(消耗電力約30W)。
△(x,y)=[(x2-x1)2+(y2-y1)2]1/2 (1)
(x1,y1)自光源側之側面距離80mm處之色度
(x2,y2)自光源側之側面距離20mm處之色度
(4)連續成形後之外觀
將自實施例各組成所得之顆粒在120℃以熱風乾燥機乾燥5小時,以射出成型機[東芝機械股份有限公司IS150EN-5Y],在圓筒溫度320℃、鑄模溫度90℃,使亮度評估用之導光板(100mm×70mm×4mm)(內面於0.1mm間隔有粒狀物)成形。實施500次連續成形,以目視評估500次後成形片之外觀。評估方法係如下述
○在成形品表面無來自附著物之外觀不良
×在成形品表面有來自附著物之外觀不良
使用的各成分之詳細係如下述。
(A成分)
A-i:由下述製法所得之分子量13,500之聚碳酸酯粉末在附有溫度計、攪拌機、回流冷卻器之反應器中,裝入2340份離子交換水、947份之25%氫氧化鈉水溶液、0.7份亞硫酸氫鹽,在攪拌下溶解710份之2,2-雙(4-羥苯基)丙烷(以下稱為「雙酚A」)(雙酚A溶液)後,添加2299份二氯甲烷與112份之48.5%氫氧化鈉水溶液,在15至25℃吹入354份光氣約90分鐘,進行光氣化反應。在光氣化完成後,添加257份之11%濃度對三級丁酚之二氯甲烷溶液與88份之48.5%氫氧化鈉水溶液,停止攪拌,在靜置分離10分鐘後,進行攪拌予以乳化,5分鐘後,以均質化混合器(特殊機化工業股份有限公司),於旋轉速率1200rpm、通過次數35次處理,獲得高乳化摻雜物。將該高乳化摻雜物以聚合槽(附攪拌機),在無攪拌條件下,於溫度35℃反應3小時,完成聚合。反應完成後,分離有機相,以二氯甲烷稀釋,在水洗後,為鹽酸酸性,予以水洗,水相之導電率與離子交換水幾乎相同後,就投入裝滿溫水的混練機,一面攪拌一面蒸發二氯甲烷,獲得聚碳酸酯之粉末。脫水後,以熱風循環式乾燥機於120℃乾燥12小時,獲得聚碳酸酯粉末。
A-ii:以下述製法所得之黏度平均分子量15,100之聚碳酸酯粉末
除了變更為221份之11%濃度對三級丁酚之二氯甲烷溶液以外,其他與A-i之製造方法相同進行,獲得聚碳酸酯粉末。
A-iii:具有以下述製法所得黏度平均分子量20,300之分枝結構的聚碳酸酯粉末
在附有溫度計、攪拌機、回流冷卻器之反應器中,裝入2340份離子交換水、947份之25%氫氧化鈉水溶液、0.7份亞硫酸氫鹽,在攪拌下溶解710份雙酚A(雙酚A溶液)後,在2299份二氯甲烷與112份之48.5%氫氧化鈉水溶液、14%濃度之氫
氧化鈉水溶液中,添加以25%濃度溶解1,1,1-參(4-羥苯基)乙烷的水溶液38.1份(1.00mol%),在15至25℃進行使354份光氣經約90分鐘吹入的光氣化反應。在光氣化完成後,添加261份之11%濃度對三級丁酚之二氯甲烷溶液,及88份之48.5%氫氧化鈉水溶液,停止攪拌,在靜置分離10分鐘後,進行攪拌,予以乳化5分鐘後,以均質化混合器(特殊機化工業股份有限公司),於旋轉速率1200rpm、通過次數35次處理,獲得高乳化摻雜物。將該高乳化摻雜物以聚合槽(附攪拌機),在無攪拌條件下,於溫度35℃進行3小時反應完成聚合。反應完成後,分離有機相,以二氯甲烷稀釋,予以水洗後,成為鹽酸酸性,再以水洗,在一使水相之導電率成為與離子交換水幾乎相同,就投入於裝滿溫水的混練機,一面攪拌一面蒸發二氯甲烷,獲得聚碳酸酯之粉末。脫水後,以熱風循環式乾燥機,在120℃乾燥12小時,獲得聚碳酸酯粉末。
(B成分)
B-i:以下述製法所得之黏度平均分子量19,100之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物粉末
在附有溫度計、攪拌機、回流冷卻器之反應器中,裝入21591份離子交換水、3674份之48.5%氫氧化鈉水溶液,在溶解作為構成上述式(I)所示碳酸酯構成單元之二羥化合物(I)之3880份之2,2-雙(4-羥苯基)丙烷(雙酚A)、及7.6份亞硫酸氫鹽後,添加14565份二氯甲烷(相對於1莫耳二羥化合物(I)為14莫耳),在攪拌下,於22至30℃吹入1900份光氣,需時60分鐘。其後,添加溶解1131份之48.5%氫氧化鈉水溶液、108份對三級丁酚於800份二氯甲烷的溶液,一面攪拌,一面添加溶液,該溶液係將作為構成上述式(3)所示碳酸酯構成單元的二甲基矽氧烷單元之平均重複數為約37之二羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)之204份下述式〔9〕所示之聚二有機矽氧烷化合物溶解於1600份二氯甲烷的溶液,溶液添加之速度係二羥芳基末端聚二有機矽氧烷(II)以二元酚(I)之量每1莫耳為
0.0008莫耳/min之速度添加,成為乳化狀態後,再次激烈攪拌。此等攪拌下,使反應液在26℃之狀態添加4.3份三乙胺,在溫度26至31℃持續攪拌1小時,完成反應。反應完成後,分離有機相,以二氯甲烷稀釋,在水洗後成為鹽酸酸性再予水洗,在一使水相之導電率與離子交換水幾乎相同時,就投入於裝滿溫水的混練機,一面攪拌一面蒸發二氯甲烷,獲得聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物之粉末。脫水後,以熱風循環式乾燥機,於120℃乾燥12小時,獲得聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物粉末。(聚二有機矽氧烷成分含量4.1%、聚二有機矽氧烷區域之平均尺寸10nm、黏度平均分子量19,100)
B-ii:以下述製法所得黏度平均分子量19,400之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物粉末
除了使用構成聚碳酸酯構成單元之二甲基矽氧烷單元之重複數為約37之430份二羥芳基末端聚二有機矽氧烷,並設定攪拌時間為45分鐘以外,其他與B-i之製造方法相同地實施,獲得聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物粉末。(聚二有機矽氧烷成分含量8.2%,聚二有機矽氧烷區域之平均尺寸13nm,黏度平均分子量19,400)
B-iii:以下述製法所得之黏度平均分子量19,200之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物粉末
除了構成聚碳酸酯構成單元之二甲基矽氧烷單元之平均重複數設為約100以外,其他與B-i之製造方法相同地實施,獲得聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物粉末。(聚二有機矽氧烷成分含量4.2%,聚二有機矽氧烷區域之平均尺寸25nm,黏度平均分子量19,200)
B-iv:以下述製法所得之黏度平均分子量19,600之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物粉末
除了將構成聚碳酸酯構成單元之二甲基矽氧烷單元之平均重複數設為約150以外,其他與B-i之製造方法相同地實施,獲得聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物粉末。(聚二有機矽氧烷成分含量4.2%,聚二有機矽氧烷區域之平均尺寸38nm,黏度平均分子量19,600)
B-v:根據下述製法所得之黏度平均分子量18,900之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物粉末
除了將構成聚碳酸酯構成單元之二甲基矽氧烷單元之平均重複數設為約13以外,其他與B-i之製造方法相同地實施,獲得聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物粉末。(聚二有機矽氧烷成分含量4.2%,聚二有機矽氧烷區域之平均尺寸1.0nm,黏度平均分子量18,900)
B-vi:以下述製法所得黏度平均分子量19,200之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物粉末
除了將構成聚碳酸酯構成單元之二甲基矽氧烷單元之平均重複數設為13,並將聚二有機矽氧烷化合物設為2份以外,其他與B-i之製造方法相同地實施,獲得聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物粉末。(聚二有機矽氧烷成分含量0.04%、聚二有機矽氧烷區域之平均尺寸0.3nm、黏度平均分子量19,200)
B-vii:以下述製法所得之黏度平均分子量18,500之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物粉末
除了將構成聚碳酸酯構成單元之二甲基矽氧烷單元之平均重複數設為約200以外,其他與B-i之製造方法相同地實施,獲得聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物粉末。(聚二有機矽氧烷成分含量4.2%,聚二有機矽氧烷區域之平均尺寸48nm,黏度平均分子量18,500)
(C成分)
C-i:二亞磷酸雙(2,6-二-三級丁基-4-甲基苯基)新戊四醇酯(ADEKA股份有限公司製:AdecaStab PEP-36)
C-ii:二亞磷酸雙(2,4-二-三級丁基苯基)新戊四醇酯(ADEKA股份有限公司製:AdecaStabPEP-24G)
(其他成分)
D-i:將間苯二酚雙[二(2,6-二甲基苯基)磷酸酯]作為主成分之磷酸酯(大八化學工業股份有限公司製:PX-200(商品名))
D-ii:全氟丁烷磺酸鉀鹽(大日本油墨化學股份有限公司製:Megafac F-114P(商品名))
E-i:單硬脂酸甘油酯(理研維生素股份有限公司製:Rikemal S-100A(商品名))
F-i:受阻酚系抗氧化劑(Ciba特用化學品公司製:Irganox 1076(商品名))
G-i:UV吸收劑(Chimipro化成股份有限公司製:Chemisorb 79(商品名))
H-i:螢光增白劑(Hakkoru股份有限公司製:Hakkol PSR(商品名))
本發明之樹脂組成物,在其成形體形成聚二有機矽氧烷區域為特定之凝聚結構,透明性、抗衝擊性、導光性優異。
本發明之樹脂組成物因透明性、抗衝擊性、導光性優異,故可在光學零件、電機電子機器領域、汽車領域廣泛使用。再具體言之,可例示為:照明用外罩、顯示器用擴散板、玻璃替代用途、光碟等之各種光碟及關連構件、電池外殼等各種外殼成形品、鏡筒、記憶卡、揚聲器錐體(speaker cone)、光碟匣、面發光體、微機器用機構份零件、附絞鏈成形品或絞鏈用成形品、誘光、導光型按鈕類、觸控面板零件等。
A‧‧‧平板狀試驗片(100mm×70mm×4mm)(下面於0.1mm間隔有粒狀物)
B‧‧‧光源
L‧‧‧面亮度
(x1、y1)‧‧‧自光源側之側面距離80mm處之色度
(x2、y2)‧‧‧自光源側之側面距離20mm處之色度
第一圖表示本發明中導光性(亮度、平面內色差)之測定方
法之概略圖。
A‧‧‧平板狀試驗片(100mm×70mm×4mm)(下面於0.1mm間隔有粒狀物)
B‧‧‧光源
L‧‧‧面亮度
(x1、y1)‧‧‧自光源側之側面距離80mm處之色度
(x2、y2)‧‧‧自光源側之側面距離20mm處之色度
Claims (8)
- 一種具有導光性能之樹脂組成物,其含有聚碳酸酯(A成分)及聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物(B成分),該樹脂組成物中:(i)B成分含有下述式(2)所示單元及下述式(4)所示單元;(ii)將樹脂組成物之總重量作為基準,式(4)所含下述式(5)所示之聚二有機矽氧烷嵌段含量為0.001至1.0重量%;(iii)B成分在聚碳酸酯之基質中存有平均尺寸0.5至40nm之聚二有機矽氧烷區域;
- 如申請專利範圍第1項之樹脂組成物,其中相對於100重量份之A成分,含有0.01至10.0重量份之B成分。
- 如申請專利範圍第1項之樹脂組成物,其中相對於100重量份之A成分,含有0.01至5.0重量份之B成分。
- 如申請專利範圍第1項之樹脂組成物,其相對於A成分及B成分之合計100重量份,含有0.01至1.0重量份下述式(I)所示穩定劑(C成分)
- 如申請專利範圍第1項之樹脂組成物,其中將樹脂組成物之總重量作為基準,以式(4)所含之式(5)所示之聚二有機矽氧烷嵌段之含量為0.01至0.2重量%。
- 如申請專利範圍第1項之樹脂組成物,其中B成分在聚碳酸酯之基質中,存有平均尺寸0.5至18nm之聚二有機矽氧烷區域之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物。
- 一種導光成形品,其係使如申請專利範圍第1至6項中任一項之樹脂組成物成形。
- 一種面光源體,其係使如申請專利範圍第1至6項中任一項之樹脂組成物成形。
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