TWI685541B - 聚碳酸酯樹脂組成物 - Google Patents

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Abstract

本發明關於一種聚碳酸酯樹脂組成物。該聚碳酸酯樹脂組成物展現優異的光學性質，而因此可用來作為導光板材料。

Description

聚碳酸酯樹脂組成物
本發明關於一種聚碳酸酯樹脂組成物。
近來，隨著液晶顯示裝置變得更薄且更大，用於彼等之零件的厚度變得越來越薄。液晶顯示器(“LCD”)配備有背光，該背光是從LCD背部發光的發光部件，並且取決於光源的類型和位置，使用導光板或擴散板以漫射或透射光。導光板的厚度亦變得愈來愈薄以符合目前的趨勢，並且實際上所使用的導光板的一般水平厚度是約0.5 mm，但最薄可達約0.3 mm，且未來厚度趨向於變得更薄。 　　隨著薄型化的趨勢，側光型背光單元(其中LED是安裝至背光的角落)的使用隨之增加，而非過去主要使用的冷陰極螢光燈(CCFL)。在該側光型背光單元中，由被安裝至角落的光源發出的光穿透該導光板，而部份穿透該板的光被施加至該板表面的光散射層所散射，因此該液晶顯示裝置是被在整個表面上均勻發光的表面光源照亮。該光散射層是藉由在導光板的表面上轉印或印刷點圖案而形成。近來，亦轉移精細的稜鏡結構以提高光效率(light efficiency)。 　　由於導光板需要高透光率，因此一般使用PMMA(其為一種丙烯酸樹脂)作為導光板材料。儘管丙烯酸樹脂具有高透光率，但其機械強度不足，因此不適合應用於薄型導光板；而且彼等具有之耐熱性亦不足，因而易受電子設備中所產生的熱影響，這些都是不利的。 　　聚碳酸酯已經引起注意，以取代這類丙烯酸樹脂。相較於丙烯酸樹脂，聚碳酸酯在機械強度方面是優越的，因而可用來作為薄型導光板材料。此外，由於聚碳酸酯具有優異的耐熱性和阻燃性，正逐漸取代具有大量熱產生之LED背光單元和照明設備中的丙烯酸樹脂。然而，由於聚碳酸酯具有比丙烯酸樹脂更低的總透光率(total light transmittance)，所以要求聚碳酸酯具有與丙烯酸樹脂相當的透光率、且同時維持聚碳酸酯的優點。 　　關於這一點，日本專利公開第2008-045131號揭示，丙烯酸樹脂中具有20,000至60,000的黏度平均分子量(Mv)之PMMA，以0.1至0.3 phr的範圍與具有15,000至40,000的Mv之聚碳酸酯摻合，以展現優異的光導電性。然而，仍需要改善諸如耐熱性等物理性質。 　　鑑於上述情況，本發明人對於能夠用作導光板材料的材料進行了深入的研究，並且發現當聚碳酸酯與1,1,5,5-四甲基-3,3-二苯基三矽氧烷組合時，如下所述，展現了顯著提高的透光率等，而因此可用來作為導光板材料，從而完成本發明。
[技術問題] 　　本發明提供一種聚碳酸酯樹脂組成物。 [解決方案] 　　在下文中，將描述根據本發明之具體實施例的聚碳酸酯樹脂組成物等。 　　根據本發明之一個實施例，提供一種包含聚碳酸酯和1,1,5,5-四甲基-3,3-二苯基三矽氧烷的聚碳酸酯樹脂組成物。 　　本發明人已發現，當聚碳酸酯與1,1,5,5-四甲基-3,3-二苯基三矽氧烷組合時，與習知的聚碳酸酯樹脂組成物相比，可以展現優異的光學性質，從而完成本發明。 聚碳酸酯 　　如本文中所使用，術語「聚碳酸酯」是指藉由使二酚化合物、光氣、碳酸酯、或其組合反應而製備之聚合物。聚碳酸酯在耐熱性、耐衝擊性、機械強度、透明度等方面極為優異，並因此廣泛用於光碟、透明片材、包裝材料、汽車保險槓、紫外線阻隔膜等之製造，特別是，在本發明中，使用聚碳酸酯作為導光層材料。 　　該二酚化合物的實例包括對苯二酚(hydroquinone)、間苯二酚(resorcinol)、4,4’-二羥基聯苯、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷(亦稱為「雙酚A (bisphenol A)」)、2,4-雙(4-羥基苯基)-2-甲基丁烷、雙(4-羥基苯基)甲烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環己烷、2,2-雙(3-氯-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3,5-二甲基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3,5-二氯-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3,5-二溴-4-羥基苯基)丙烷、雙(4-羥基苯基)亞碸、雙(4-羥基苯基)酮、雙(4-羥基苯基)醚等。舉例來說，該聚碳酸酯可以是藉由使4,4’-二羥基聯苯和2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷反應所製備之聚合物。 　　該聚碳酸酯可以是由二或更多種二酚所製備之共聚物的混合物。此外，可以使用直鏈聚碳酸酯、支鏈聚碳酸酯、聚酯碳酸酯(polyester carbonate)共聚物樹脂等，作為該聚碳酸酯。 　　該直鏈聚碳酸酯之實例可包括由雙酚A製備之聚碳酸酯等。該支鏈聚碳酸酯可以是藉由使多官能芳族化合物，諸如偏苯三酸酐(trimellitic anhydride)及偏苯三酸(trimellitic acid)，與二酚和碳酸酯反應而製備者。該多官能芳族化合物的含量，以該支鏈聚碳酸酯總量計，可以是0.05至2莫耳%。該聚酯碳酸酯共聚物樹脂之實例可包括藉由使雙官能羧酸與二酚和碳酸酯反應所製備者。可使用碳酸二芳酯，諸如碳酸二苯酯、碳酸伸乙酯等，作為該碳酸酯。 　　較佳地，該聚碳酸酯具有14,000至30,000 g/mol之重量平均分子量。在上述範圍內，薄膜產品在製造期間的可模塑性和可加工性是優異的。 　　 1,1,5,5-四甲基-3,3-二苯基三矽氧烷 　　該聚碳酸酯樹脂組成物包括聚碳酸酯和1,1,5,5-四甲基-3,3-二苯基三矽氧烷，因而與習知聚碳酸酯樹脂組成物相比，可以展現優異的光學性質。 　　該1,1,5,5-四甲基-3,3-二苯基三矽氧烷的含量，以100重量份該聚碳酸酯計，可為0.01至0.3重量份或0.01至0.2重量份。在此範圍內，有可能在抑制黃化現象(yellowing phenomenon)或模具黏附現象的同時，亦提供具有優異的脫模性及如此優異的光學性質之聚碳酸酯樹脂組成物。 　　該聚碳酸酯樹脂組成物可另外包括抗氧化劑、抗水解劑、亮度改善劑、或其混合物。 　　 抗氧化劑 　　該抗氧化劑防止該聚碳酸酯樹脂組成物及由其形成之模製品的氧化，並因此維持彼等之物理性質。可使用酚系抗氧化劑、磷系抗氧化劑、硫醚系抗氧化劑、其混合物、或等等，作為這樣的抗氧化劑。 　　可使用選自由下列所組成之群組中之一或多者作為酚系抗氧化劑：2,6-二(三級丁基)-4-甲基苯酚、肆[亞甲基-3-(3,5-二(三級丁基)-4-羥基苯基)丙酸酯]甲烷(tetrakis[methylene-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate]methane)、3,5-二(三級丁基)-4-羥基氫化肉桂酸十八烷酯(octadecyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate)、和2,2’-亞甲基雙(4-甲基-6-三級丁基苯酚)(2,2’-methylenebis(4-methyl-6-tert-butylphenol))。可使用選自由亞磷酸參(2,4-二(三級丁基)苯基)酯(tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphite)和二亞磷酸雙(2,4-二異苯丙基苯基)新戊四醇酯(bis(2,4-dicocumylphenyl)pentaerythritol diphosphite)所組成之群組中之一或多者，作為磷系抗氧化劑。可使用選自由硫二丙酸二月桂酯(dilauryl thiodipropionate)、硫二丙酸二(十八基)酯(distearyl thiodipropionate)、和硫二丙酸肉豆蔻酯(dimyristyl thiodipropionate)所組成之群組中之一或多者，作為硫醚系抗氧化劑。彼等當中，藉由使用磷系抗氧化劑，不僅有可能改善抗氧化效果，還可能改善可模塑性和光學性質。 　　該抗氧化劑的含量，以100重量份該聚碳酸酯計，可為0.01至0.15重量份。在此範圍內，可有效地抑制由於氧化所引起之物理性質的惡化現象。 　　 抗水解劑 　　該抗水解劑提高該聚碳酸酯樹脂組成物及由其形成之模製品的抗水解性。可使用含環氧基的聚合物等，作為這樣的抗水解劑。 　　可使用藉由使具有環氧官能基和反應性官能基的單體，諸如(甲基)丙烯酸縮水甘油酯(glycidyl(meth)acrylate)進行同元聚合反應或共聚合反應，而將環氧基引入其側鏈的聚合物、以及藉由使多元醇與環氧氯丙烷(epichlorohydrin)反應而將環氧基引入其末端的聚合物等，作為含環氧基的聚合物。 　　可使用市售產品，諸如由BASF製造之JoncrylTM ADR-4370-F等，作為含環氧基的聚合物。 　　該抗水解劑的含量，以100重量份該聚碳酸酯計，可為0.02至0.2重量份。在此範圍內，可賦予該聚碳酸酯樹脂組成物及由其形成之模製品足夠的抗水解性和顏色穩定性。 　　 亮度改善劑 　　該亮度改善劑可用於增強該聚碳酸酯的透光率。可使用含有氧伸烷基重複單元的聚合物，作為這樣的亮度改善劑。 　　可使用藉由使環狀脂族醚化合物或脂族二醇與環氧烷(alkylene oxide)進行共聚合所製備的聚合物，或可使用於其中聚環氧烷(poly(alkylene oxide))之末端基團以環氧氯丙烷(epichlorohydrin)封端的共聚物，作為含有氧伸烷基(oxyalkylene)重複單元的聚合物。可使用市售產品，諸如由NOF Corporation製造之Polycerin DCB-2000、或由DOW Chemical Company製造之DER732等，作為這樣的含有氧伸烷基重複單元的聚合物。 　　該亮度改善劑的含量，以100重量份該聚碳酸酯計，可為0.1至0.5重量份。在此範圍內，可改善該透光率而不降低該聚碳酸酯樹脂組成物及由其形成之模製品的物理性質。 　　 樹脂組成物 　　除了上述成分之外，根據本發明一個實施例之樹脂組成物，可另外包括本領域已知的習知添加劑。作為非限制性實例，可另外包括熱安定劑、塑化劑、抗靜電劑、成核劑、阻燃劑、潤滑劑、衝擊改質劑(impact modifier)、螢光增白劑、紫外線吸收劑等。 　　該樹脂組成物可藉由混合上述成分來製備，而為了製造光學模製品，最好是進行熔融-捏合(melt-knead)並製成粒料。該熔融捏合可以藉由所屬技術領域中常用的方法來進行，例如，使用帶式摻合機、Henschel混合機、Banbury混合機、滾筒式轉鼓機、單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機、共捏合機、多螺桿擠出機等方法。熔融-捏合的溫度可依所需適當地調整，而較佳地可調整至200至300℃的溫度。 　　 光學模製品 　　此外，根據本發明一個實施例之樹脂組成物，可提供光學模製品。作為一個實施例，該光學模製品可以是導光板。 　　該導光板是該液晶顯示裝置的背光單元零件中之一者，並且執行將從光源發出的光均勻分散在整個屏幕區域上之功能。由於從該光源發出的光通過該導光板，所以該導光板必須具有優異的透明度，亦即透光率。此外，由於該導光板是在高溫下模製且在高溫下運行，因此需要優異的高溫穩定性。 　　藉由使用根據上述實施例之樹脂組成物，有可能提供能夠滿足透光率和高溫穩定性的導光板。 　　該導光板可藉由本發明所屬技術領域中已知的方法製造。例如，該導光板可藉由應用模製法，諸如射出模製法、射出壓縮模製法、擠製模製法、真空模製法、吹氣模製法、壓製模製法、空壓模製法、發泡模製法、熱彎曲模製法、壓縮模製法、壓延模製法(calendar molding process)、旋轉模製法、或等等，使用根據本發明之樹脂組成物的熔融-捏合產物或粒料作為原料來製備。 　　該導光板的厚度可根據使用目的適當地調整，而該導光板的形狀也可取決於使用目的而具有平板形狀或彎曲形狀。 　　 [有利效果] 　　根據本發明之一個實施例，該聚碳酸酯樹脂組成物展現優異的光學性質，而因此可用來作為導光板材料。
以下將透過本發明的具體實例更詳細地描述本發明的功能和效果。然而，提供這些實例只是為了說明的目的，而不應將其解釋為將本發明限制於這些實例。 　　 使用的材料 　　於下述實例和比較例中使用下列材料。 　　 ＜樹酯＞ 　　PC：具有重量平均分子量為20,000 g/mol和MFR (300℃，1.2 kg)為60 g/min之雙酚A型直鏈聚碳酸酯 ＜矽添加劑＞ 　　DPTS：1,1,5,5-四甲基-3,3-二苯基三矽氧烷 　　KR-511：商品名KR-511，Shinetsu Co.製造 ＜抗氧化劑＞ 　　DP9228：產品編號154862-43-8；二亞磷酸雙(2,4-二異苯丙基苯基)新戊四醇酯(Bis(2,4-dicumylphenyl) pentaerythritol diphosphite) 　　P-168：產品編號31570-04-4；亞磷酸參(2,4-二(三級丁基)苯基)酯(Tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphate) ＜抗水解劑＞ 　　ADR4370F：商品名：Joncryl ADR 4370-F, BASF製造 　　KD242GHF：產品編號25036-25-3；商品名KD242GHF, KUKDO Chemical製造 ＜亮度改善劑＞ 　　DCB2000：商品名Polycerin DCB-2000, NOF Corporation製造 　　DER732：商品名DER 732，DOW Chemical Company製造 實例和比較例 　　將各成分以下表1所示的含量混合後，在雙螺桿擠出機(L/D=36，Φ=45，桶溫：240℃)中，以每小時80 kg的速度製備顆粒樣品。
Figure 02_image001
實驗例：聚碳酸酯樹脂組成物的物理性質之評估 　　將實例和比較例中製備的顆粒射出模製成具有寬150 mm、長80 mm、和厚4 mm的樣品。 　　使用Hitachi的分光光度計U-4100、以垂直方向照射樣品的厚度，來測量長波長光的穿透率和長波長光的顏色。 結果顯示於下表2。
Figure 02_image003
參照表2，當該聚碳酸酯與1,1,5,5-四甲基-3,3-二苯基三矽氧烷組合時，長波長光的顏色和長波長光的穿透率均是優異的。因此，藉由該組合確認了可以提供展現優異的機械強度和總透光率且薄型的導光板。

Claims (9)

  1. 一種聚碳酸酯樹脂組成物，其包含：聚碳酸酯和1,1,5,5-四甲基-3,3-二苯基三矽氧烷。
  2. 如申請專利範圍第1項之聚碳酸酯樹脂組成物，其中，該1,1,5,5-四甲基-3,3-二苯基三矽氧烷的含量，以100重量份該聚碳酸酯計，為0.01至0.3重量份。
  3. 如申請專利範圍第1項之聚碳酸酯樹脂組成物，其中該樹脂組成物另外包括抗氧化劑、抗水解劑、亮度改善劑、或其混合物。
  4. 如申請專利範圍第3項之聚碳酸酯樹脂組成物，其中，該抗氧化劑為酚系抗氧化劑、磷系抗氧化劑、硫醚系抗氧化劑、或其混合物。
  5. 如申請專利範圍第3項之聚碳酸酯樹脂組成物，其中，該抗氧化劑的含量，以100重量份該聚碳酸酯計，為0.01至0.15重量份。
  6. 如申請專利範圍第3項之聚碳酸酯樹脂組成物，其中，該抗水解劑是含有環氧基的聚合物。
  7. 如申請專利範圍第3項之聚碳酸酯樹脂組成物，其中，該抗水解劑的含量，以100重量份該聚碳酸酯計，為0.02至0.2重量份。
  8. 如申請專利範圍第3項之聚碳酸酯樹脂組成物，其中，該亮度改善劑為含有氧伸烷基重複單元的聚合物。
  9. 如申請專利範圍第3項之聚碳酸酯樹脂組成物，其中，該亮度改善劑的含量，以100重量份該聚碳酸酯計，為0.1至0.5重量份。
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