TWI774920B - 具有改良散射效率和改良機械性能的光散射聚合性組成物 - Google Patents
具有改良散射效率和改良機械性能的光散射聚合性組成物 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI774920B TWI774920B TW108103835A TW108103835A TWI774920B TW I774920 B TWI774920 B TW I774920B TW 108103835 A TW108103835 A TW 108103835A TW 108103835 A TW108103835 A TW 108103835A TW I774920 B TWI774920 B TW I774920B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- scattering
- refractive index
- polymeric
- scattering particles
- composition
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
- C08L33/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
- C08L33/12—Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/14—Polymer mixtures characterised by other features containing polymeric additives characterised by shape
- C08L2205/18—Spheres
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本發明係關於具有改良散射效率和改良機械性能的光散射聚合性組成物。該等組成物包含聚合基質材料及至少兩種不同種類之均勻分散其中之散射顆粒。
Description
本發明係關於具有改良散射效率和改良機械性能的光散射聚合性組成物。該等組成物包含聚合基質材料及至少兩種不同種類之分散其中之散射顆粒。
本發明之另一態樣係關於光散射模製件,其可藉由熱塑性模製本發明之聚合性組成物獲得。
最後,本發明之另一態樣係關於使用本發明之聚合性組成物製造光散射模製件之方法。
光漫射元件廣泛用於以下應用:諸如光配件之保護蓋、投影電視之螢幕、表面發光設備及類似物。近年來,光漫射元件亦已用於提高液晶顯示裝置之顯示品質且用於提高其視角特徵。
典型地,光漫射元件包含透明基質材料及均勻分散其中之散射顆粒。典型地用作散射顆粒之材料常常包括傳統的無機遮光劑,例如BaSO4
或TiO2
。不幸地,此等材料因傾向於反向散射大量入射光而具有低發光效率。
最近數十年,所謂的散射珠粒之使用對於散射應用變得常見。散射珠粒典型地為折射率不同於基質之折射率的交聯聚合材料。此等散射珠粒之優勢為模製件組成物之高水準之前向散射及因此高發光效率。為了特性化光散射聚合性組成物中之此較佳前向散射之程度,典型地量測聚合性組成物之透射率以及在包括散射珠粒之模製件上之半值角(half-value angle)。特性化聚合性組成物之散射效率之另一重要參數為散射影響(scattering impact),其定義為光學透射率T(D65
)與半值角ß
之乘積。
典型地,散射珠粒之散射效果隨散射珠粒之尺寸減小而增加。因此,散射聚合性組成物中之散射珠粒量可藉由使用較小散射珠粒而一般地減少。此散射珠粒量之減少節約成本及資源。然而,使用小散射珠粒明顯提高聚合性組成物之感知黃度(yellowness),詳言之,在使用平均粒徑小於1.0 μm之散射珠粒時。
另一方面,需要使用相對較高量之平均粒徑高於20 μm之散射珠粒以便實現足夠的散射效率。然而,該等較高量之散射珠粒之存在出於若干原因而有時變得不利。已知聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基質中之大量「硬質」散射珠粒對所得組成物之機械性能,尤其對抗衝擊性及彈性模數具有不利影響。另外,因為散射顆粒顯著提高整個材料之熔融黏度,對所得聚合性組成物進行熱塑性處理,尤其藉由射出成形變得更加困難。此可在使用該組成物期間,尤其在藉由射出成形製造複雜模製件期間導致形成各種瑕疵。
最後,應牢記光散射物品常常設計成具有紋路表面,尤其可導致低反射表面且另外有助於提高散射物品之散射效率。
該等光散射物品之表面結構很大程度上視其製造方法而定。舉例而言,藉助於擠壓製造之光散射物品可具有由於存在較大散射珠粒而形成之結構化表面,該等散射珠粒極為接近物品之表面定位。換言之,散射珠粒可突出至物品表面之外。
若光散射物品藉助於射出成形製造,則結構化表面之形成變得更加困難且可常常需要額外添加劑及/或結構化工具之存在。
應進一步牢記,光覆蓋物常常暴露於戶外條件且因此需要對太陽輻射及濕氣具有足夠抵抗性。無機散射顆粒(諸如二氧化鈦)之存在常常可導致聚合基質材料之降解,因為一旦曝露於太陽輻射,散射顆粒可充當光催化劑,藉此自大氣氧氣及濕氣中產生高度反應性自由基。另外,一些散射珠粒之材料僅對太陽能UV輻射具有有限之長期穩定性且因此不適用於在戶外條件下使用。
因此,許多光散射材料在戶外條件下變得日益發黃,此自審美觀點來看高度不利。為了遮蔽此非所需黃化,常常使用所謂的上藍劑(blueing agent)作為添加劑。然而,上藍劑亦吸收可見光且因此降低材料之透光率(D65
)。
專利申請案EP 1 022 115 A1描述具有紋路表面及磨砂外觀之聚合顆粒。此等物品包含聚合基質及粒度在10至110 μm之間的實質上球形的高度交聯聚合顆粒。典型地需要以高達20 wt.-%之數量使用該等聚合顆粒以便實現合理的散射效果。至少自經濟觀點看此為不利的。
WO 2016/137919 A1描述用於LED照明應用之光散射覆蓋物。此等覆蓋物包含分散於透明聚合基質之初級有機散射顆粒。WO 2016/137919 A1承認使用初級有機散射顆粒可能不足以提供所需散射效果。在此等情形下,該申請案建議額外使用無機次級散射顆粒。不幸地,由於由無機次級散射顆粒引起之反向散射,此方法導致降低所得散射覆蓋物之透射率。此外,對應的光散射覆蓋物不適用於長期戶外使用。
US 2006/240200描述用於LCD應用之光散射薄片以及其生產及用途。該等光散射薄片包含:
至少一個光散射聚甲基丙烯酸甲酯層,其包含聚甲基丙烯酸甲酯基質;以及
以光散射聚甲基丙烯酸甲酯層之重量計,0.5至59.5重量%之無機球形散射顆粒(A),其中值粒徑在0.1至40 μm範圍內,且其折射率不同於聚甲基丙烯酸甲酯基質之折射率,差值在0.02至0.2範圍內,及
以光散射聚甲基丙烯酸甲酯層之重量計,0.5至59.5重量%之有機球形顆粒(B),其中值粒徑在10至150 μm範圍內且其折射率不同於聚甲基丙烯酸甲酯基質之折射率,差值在0至0.2範圍內。再次,使用無機散射顆粒導致不利的光學透射率降低。
WO 2018/158145 A1教示(甲基)丙烯酸聚合性組成物,其包含0.05 wt.-%至2 wt.-%重量平均粒徑在1 μm與10 μm之間的聚合矽酮顆粒及5 wt.-%至20 wt.-%重量平均粒徑在30 μm與100 μm之間的聚合(甲基)丙烯酸顆粒。儘管此等聚合性組成物具有令人感興趣的光學特性,但已知其僅具有中等抗衝擊性。
本發明之目的
鑒於所引用之先前技術,本發明解決之技術問題為提供光散射聚合性組成物,其具有以下技術特徵之組合:
• 高光散射效果以及高透射率;
• 低散射顆粒總含量;
• 極佳的機械性能,尤其高抗衝擊性(例如夏比(Charpy)衝擊強度)及彈性模數;
• 低黃度指數;及
• 高耐候性
本發明解決之其他技術問題為提供具有以上特徵之光散射物品,以及提供製造該等光散射物品之方法。
本發明係基於意外發現:使用具有平均粒度d1
為5.0 μm至20.0 μm之基於聚丙烯酸丁酯之散射顆粒與化學上不同於第一散射顆粒且具有平均粒度d2
為1.0 μm至50.0 μm之第二散射顆粒的組合,在對其折射率合適調節之後,可導致強烈的協同效應。詳言之,包含該顆粒組合之模製組成物之散射效果顯著強於包含兩類顆粒中任一者之模製組成物之散射效果。此外,且甚至更加重要地,所得模製組成物具有極佳的光學透射率,該極佳的光學透射率與特定散射效果之組合係無法僅使用一類散射顆粒而達成。
本發明之聚合性組成物中之散射顆粒總量係顯著低於包含任一類顆粒之具有相對較低之黃度指數(yellowness index, Y.I.)的聚合性組成物中之散射顆粒總量。此不僅自經濟觀點來看為有利的,而且導致所得聚合性組成物之極佳的機械性能,尤其高抗衝擊性(例如夏比衝擊強度)及彈性模數。
最後,本發明人發現本發明之散射聚合性組成物具有極佳的耐候性且可有利地用於戶外應用,諸如車輛、街燈等。
本發明之散射聚合性組成物包含:
以該聚合性組成物之重量計,90.0 wt.-%至99.9 wt.-%之聚合基質材料,其實質上為透明的且具有1.35至1.65之折射率nDm
;
以該聚合性組成物之重量計,0.05 wt.-%至5.0 wt.-%、較佳地0.5 wt.-%至5.0 wt.-%、更佳地1.0 wt.-%至4.0 wt.-%之複數種第一散射顆粒,其係均勻分散於聚合基質材料之基於聚丙烯酸丁酯之散射顆粒,其中該等第一散射顆粒係實質上球形交聯聚合顆粒,其具有5.0 μm至20.0 μm之平均粒度d1
且具有折射率nD1
,
其中折射率nD1
小於折射率nDm
且折射率nD1
與折射率nDm
之間的絕對差值不小於0.04;
以該聚合性組成物之重量計,0.05 wt.-%至5.0 wt.-%之複數種第二散射顆粒,其與均勻分散於該聚合基質材料之該等第一散射顆粒化學上不同,其中該等第二散射顆粒為實質上球形交聯聚合顆粒,其具有1.0 μm至50.0 μm之平均粒度d2
且具有折射率nD2
,
其中折射率nD2
與折射率nDm
之間的絕對差值為0.005至0.1。
在其另一態樣中,本發明係關於包含如上文特定之聚合性組成物之光散射物品。
最後,本發明之另一態樣係關於一種由聚合性組成物製造光散射物品之方法,其中該方法包含選自擠壓、射出成形及澆鑄模製之方法步驟。
聚合基質材料
在本發明之尤其較佳具體實例中,實質上透明的聚合基質材料未交聯且因此具有熱塑性特性。在此具體實例中,本發明之聚合性組成物可用於擠壓及射出成形。因此,在此具體實例中,本發明之聚合性組成物係模製組成物。
如本申請案中使用之術語「實質上透明
」係指根據標準ISO 13468-2 (2006)對厚度為2.0 mm之樣品量測,材料之透射率(D65
)為至少50%、較佳地至少60%、更佳地至少70%、甚至更佳地至少80%且尤其較佳至少90%。
用於本發明之聚合基質材料原則上不受特定限制,只要其折射率nDm
在1.35至1.65範圍內即可。舉例而言,聚合基質材料可選自聚烷基(甲基)丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯醯基甲基醯亞胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸伸乙酯、聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯-共聚物、環烯烴-聚合物、環烯烴-共聚物或其混合物。在尤其較佳之具體實例中,聚合基質材料係選自聚烷基(甲基)丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺及包含苯乙烯及/或馬來酸酐作為共聚單體之共-聚烷基(甲基)丙烯酸酯以及其混合物。
聚烷基(甲基)丙烯酸酯可單獨或作為不同聚烷基(甲基)丙烯酸酯之混合物使用。聚烷基(甲基)丙烯酸酯此外亦可為共聚物且包含除聚烷基(甲基)丙烯酸酯單元以外之重複單元。其實例包括衍生自苯乙烯及/或不飽和酸酐(例如馬來酸酸酐)或不飽和酸(諸如甲基丙烯酸)之單元。
如本文所用之術語「( 甲基 ) 丙烯酸酯
」不僅指甲基丙烯酸酯,例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯等,而且指丙烯酸酯,例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯等以及由此等重複單元構成之混合物。
出於本發明之目的,尤其較佳為(甲基)丙烯酸C1-C18烷基酯、有利地(甲基)丙烯酸C1-C10烷基酯、尤其(甲基)丙烯酸C1-C4烷基酯聚合物之均聚物及共聚物。適當時,此等亦可包含與其不同之重複單元。
聚合基質材料有利地選自共聚物,以共聚物之重量計,其含有80.0 wt.-%至100.0 wt.-%、尤其90.0 wt.-%至99.9 wt.-%、更佳地95.0 wt.-%至99.8 wt.-%之甲基丙烯酸C1-C10烷基酯。較佳甲基丙烯酸C1-至C10烷基酯涵蓋甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸異辛酯及甲基丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸癸酯以及甲基丙烯酸環烷基酯,例如甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸異冰片酯或甲基丙烯酸乙基環己酯。尤其較佳的係使用甲基丙烯酸甲酯作為主要重複單元。
較佳丙烯酸C1-至C10烷基酯涵蓋丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸第三丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯及丙烯酸乙基己酯以及丙烯酸環烷基酯,例如丙烯酸環己酯、丙烯酸異冰片酯或丙烯酸乙基環己酯。
極其較佳之共聚物涵蓋以共聚物之重量計,80.0 wt.-%至100.0 wt.-%、較佳地90.0 wt.-%至99.9 wt.-%、更佳地95.0 wt.-%至99.8 wt.-%之甲基丙烯酸甲酯單元及0.0 wt.-%至20.0 wt.-%、較佳地0.1 wt.-%至10.0 wt.-%、更佳地0.2 wt.-%至5.0 wt.-%之丙烯酸C1-C10烷酯單元,丙烯酸甲酯單元、丙烯酸乙酯單元及/或丙烯酸丁酯單元係尤其較佳的。相應共聚物可自Evonik Performance Materials公司以商標PLEXIGLAS®商購。
在又一尤其較佳具體實例中,共聚物具有以下組成:
以共聚物之重量計70.0至95.0 wt.-%,之甲基丙烯酸甲酯;
以共聚物之重量計0.5至15.0 wt.-%之馬來酸酐;及
以共聚物之重量計,0.0至25.0 wt.-%之乙烯可共聚單體,其不具有除乙烯官能基之官能團以外,苯乙烯係最佳的。
聚烷基(甲基)丙烯酸酯係藉由自由基聚合方法,尤其本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合及乳液聚合方法製備。尤其適合此等目的之引發劑尤其涵蓋偶氮化合物,諸如2,2'-偶氮雙(異丁腈)或2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈);氧化還原系統,例如三級胺與過氧化物或二亞硫酸鈉及鉀、鈉或銨之過硫酸化物,或較佳為過氧化物(其中連接參見例如H.Rauch-Puntigam, Th. Völker,「 Acryl-und Methacrylverbindungen 」
[丙烯酸及甲基丙烯酸化合物], Springer, Heidelberg, 1967或Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 第1卷, 第386頁起, J. Wiley, New York, 1978)之組合。特別合適之過氧化物聚合作用引發劑之實例為二月桂醯基過氧化物、過辛酸第三丁酯、過異壬酸第三丁酯、過氧二碳酸二環己酯、過氧化二苯甲醯及2,2-雙(第三丁基過氧基)丁烷。亦可能且較佳使用不同半衰期之各種聚合引發劑之混合物執行聚合反應,該等聚合引發劑之實例為二月桂醯基過氧化物及2,2-雙(第三丁基過氧基)丁烷,以便在聚合反應過程期間且亦在各種聚合溫度下保持恆定的自由基流。以單體混合物計,聚合起始劑之使用量通常為0.01 wt.-%至2.0 wt.-%。聚合反應可連續或分批地執行。
聚合物或共聚物之鏈長可藉由在分子量調節劑存在下聚合單體或單體混合物來調整,出於此目的之特定實例為已知的硫醇,例如正丁基硫醇、正十二基硫醇、2-巰基乙醇或2-乙基己基硫乙醇酸酯、季戊四醇四硫乙醇酸酯;分子量調節劑之使用量通常為以單體或單體混合物計,0.05 wt.-%至5.0 wt.-%,較佳為0.1 wt.-%至2.0 wt.-%且尤其較佳為0.2 wt.-%至1.0 wt.-%(參見H. Rauch-Puntigam, Th. Völker,「 Acryl- und Methacrylverbindungen 」
[丙烯酸及甲基丙烯酸化合物], Springer, Heidelberg, 1967;Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie [有機化學之方法], 第XIV/1卷, 第66頁, Georg Thieme, Heidelberg, 1961, 或Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 第1卷,第296頁起, J. Wiley, New York, 1978)。正十二基硫醇尤其較佳用作分子量調節劑。
較佳地,用作聚合基質材料之聚烷基(甲基)丙烯酸酯未交聯。
聚合基質材料可另外包含其他聚合物以便改質其特性。在此等其他聚合物之中尤其係聚丙烯腈、包含苯乙烯及/或馬來酸酐作為共聚單體之共-聚烷基(甲基)丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚醚、聚酯、聚碳酸酯及聚氯乙烯,。此等聚合物可單獨或呈混合物形式使用,且亦有可能使用衍生自上述聚合物之共聚物。
待用作聚合基質材料之均聚物及/或共聚物之重量平均莫耳質量Mw可在廣泛範圍內變化,莫耳質量通常匹配預期用途及處理聚合性組成物之預期模式。然而,其一般在20 000至1 000 000 g/mol、較佳地50 000 to 500 000 g/mol且尤其較佳地80 000至300 000 g/mol範圍內。
散射顆粒
第一及第二散射顆粒較佳地在聚合性組成物之聚合基質材料內具有均勻分佈,不存在顯著的顆粒聚集或聚結。均勻分佈意謂在聚合材料基質內之第一及第二散射顆粒濃度實質上為常數。
使聚合材料基質與散射顆粒混合以得到聚合性組成物較佳地藉助於單螺桿或雙螺桿擠出機經由在熔化物中混合進行,無預期結果限制。
第一散射顆粒及第二散射顆粒為實質上球形。如本文所用之術語「實質上球形
」指示縱橫比,亦即散射顆粒之最大尺寸與其最小尺寸之比率不超過4、較佳地不超過2,此等尺寸中之每一者係通過顆粒重心而量測。較佳地,以散射顆粒之數目計,至少70%,尤其較佳地至少90%之顆粒為實質上球形。
如標準ISO 489 (1999)中所說明,在23℃下在Na D線(Na D-line)在589 nm下量測折射率nDm
、nD1
及nD2
。如熟悉該項技術者將容易瞭解,聚合基質材料之折射率nDm
有利地使用標準ISO 489 (1999)之程序A量測,而第一散射顆粒之折射率nD1
及第二散射顆粒nD2
有利地使用標準ISO 489 (1999)之程序B量測。
不希望受理論所束縛,本發明人發現當折射率nD1
與折射率nDm
之間的絕對差值不低於0.04,較佳地為0.05至0.16、較佳地0.05至0.10時,由兩種不同類型之散射顆粒之存在引起的協同效應尤其強烈。詳言之,似乎在折射率nD1
與折射率nDm
之間的絕對差值小於0.04或高於0.16時,散射聚合性組成物之散射影響變得降低。
在一個較佳具體實例中,第二散射顆粒之折射率nD2
高於聚合基質材料之折射率nDm
。為了實現聚合性組成物之尤其強烈之散射效果,第二散射顆粒之折射率nD2
與聚合基質材料之折射率nDm
之間的絕對差值較佳地應調節為0.005至0.1、較佳地0.01至0.09、更佳地0.02至0.06。詳言之,若第二散射顆粒之折射率nD2
與聚合基質材料之折射率nDm
之間的絕對差值低於0.005,則第二散射顆粒對聚合性組成物之散射行為的貢獻將相反地較低。此將需要第二散射顆粒以較高量存在於聚合性組成物中以確保足夠的散射效果。
在另一較佳具體實例中,第二散射顆粒之折射率nD2
低於聚合基質材料之折射率nDm
。為了實現模製組成物之尤其強烈之散射效果,第二散射顆粒之折射率nD2
與聚合基質材料之折射率nDm
之間的絕對差值應理想地調節為0.01至0.15、較佳地0.01至0.09、更佳地0.02至0.09。詳言之,若第二散射顆粒之折射率nD2
與聚合基質材料之折射率nDM
之間的絕對差值低於0.01,則第二散射顆粒對模製組成物之散射行為的貢獻將相反地較低。此將需要第二散射顆粒以較高量存在於模製組成物中以確保足夠的散射效果。
此外,其顯示為有利者,以使得折射率nD1
與折射率nD2
之間的絕對差值為0.15至0.001、較佳地0.15至0.007的方式選擇第一散射顆粒、第二散射顆粒及聚合基質材料之材料。此導致所得散射聚合性組成物之尤其有利的光學特性。
第一散射顆粒之平均粒度(平均直徑-重量平均值)在5.0至20.0 μm範圍內,較佳地在7.0至15.0 μm範圍內,且仍更佳地在8.0至12.0 μm範圍內。
第一散射顆粒以及第二散射顆粒有利地具有最大的尺寸分佈狹窄度。在聚合性組成物內至少60%之第一散射顆粒較佳具有至少5.0 μm之尺寸,且至多30%之第一散射顆粒較佳具有超過20.0 μm之尺寸。
第一散射顆粒及第二散射顆粒之平均粒度-稱為所謂的體積平均化d50
值(亦即50體積%的顆粒具有低於特定平均粒度之粒度)可根據雷射繞射量測之標準ISO 13320-1 (2009)量測。典型地,使用Beckman Coulter LS 13 320雷射繞射粒度分析器、旋風乾粉系統(tornado dry powder system)藉由雷射光散射(在室溫下,23℃)在各種情況下以乾粉形式量測散射顆粒之尺寸。如手冊中所描述進行量測。使用Mie模型於電腦輔助分析。
第一散射顆粒典型地為基於聚丙烯酸丁酯之交聯散射顆粒。該等顆粒包含以該等顆粒重量計至少70 wt.-%、較佳至少80 wt.-%聚丙烯酸丁酯。典型地,該等顆粒包含以該等顆粒之重量計至少70 wt.-%、較佳至少80 wt.-%、最佳至少85 wt.-%聚丙烯酸丁酯。對應的散射顆粒為熟悉該項技術者已知且典型地藉由懸浮聚合方法製備。
適用於球形聚合物顆粒(珠粒)之交聯單體為熟習此項技術者所熟知,且一般為可與現有單體共聚之單體,且具有至少二或多個具有大致相等或不同反應性之不飽和乙烯基團,諸如二乙烯基苯、二-及三-甲基丙烯酸二醇酯以及二-及三-丙烯酸二醇酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯、順丁烯二酸二烯丙酯、丙烯醯氧基丙酸烯丙酯、丁二醇二丙烯酸酯等。較佳之交聯劑係二甲基丙烯酸乙二醇酯、二乙烯苯及甲基丙烯酸烯丙酯。最佳係甲基丙烯酸烯丙酯。
交聯塑膠顆粒之產生為熟習此項技術者已知。舉例而言,散射顆粒可藉由乳液聚合(例如如EP-A 342 283或EP-A 269 324中所描述)製備且極其較佳地經由有機相聚合(例如如德國專利申請案DE 43 27 464中所描述)製備。最後提及之聚合技術提供特別窄的粒度分佈,或換言之,與平均粒徑之極小粒徑偏差。
如本文所用之術語「交聯
」意謂散射顆粒之材料完全無法溶解於強有機溶劑(諸如四氫呋喃或二氯甲烷)中。膨脹率量測一般為用以量測交聯程度之測試方法,其量測在某一時段之後在有機溶劑中之粒度變化。低膨脹率、在MDC/THF溶劑中無可溶性組分以及顆粒完整性之保持係高度交聯丙烯酸聚合物之指示。
第一散射顆粒之實例包括但不限於消光劑及光漫射劑,諸如可商購自Kaneka Belgium BV(Westerlo, Belgium)之Kane Ace™ MP90、Kane Ace™ MP91等。
在一個具體實例中,第二散射顆粒可涵蓋選自交聯聚矽氧烷及/或交聯聚(甲基)丙烯酸酯之材料。由聚矽氧烷構成且尤其較佳用於本發明中之散射劑可自Momentive Performance Materials(Leverkusen, Germany)以商標名TOSPEARL® 120及TOSPEARL® 3120, TSR 9000商購。此等顆粒係交聯聚矽氧烷(聚甲基矽倍半氧烷)。
若第二散射顆粒包含交聯聚矽氧烷,則以聚合性組成物之重量計,聚合性組成物典型地包含0.07 wt.-%至3.0 wt.-%、較佳地0.09 wt.-%至1.5 wt.-%、更佳地0.1 wt.-%至1.0 wt.-%之第二散射顆粒。
在另一較佳具體實例中,第二散射顆粒具有以下組成:
60 wt.-%至80 wt.-%、較佳地65 wt.-%至75 wt.-%之(甲基)丙烯酸烷基酯;
39.9 wt.-%至19.9 wt.-%、較佳地34.5 wt.-%至24.5 wt.-%之苯乙烯;
0.1 wt.%至3.0 wt.-%、較佳地0.5 wt.-%至1.5 wt.-%之交聯單體。
在此具體實例中,第二散射顆粒之平均粒度(平均直徑-重量平均值)在15.0 μm至50.0 μm範圍內、較佳地在45.0 μm至30.0 μm範圍內、且仍更佳地在45.0 μm至35.0 μm範圍內。
若第二散射顆粒包含交聯聚烷基(甲基)丙烯酸酯(諸如交聯聚烷基丙烯酸酯),則聚合性組成物典型地包含以聚合性組成物之重量計0.5 wt.-%至5.0 wt.-%、較佳地1.0 wt.-%至5.0 wt.-%、更佳地2.0 wt.-%至5.0 wt.-%之第一散射顆粒。
第二散射顆粒較佳地包含:
a2)25至99.9重量份具有芳族基作為取代基之單體,該等芳族基例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、經環取代之苯乙烯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯、(甲基)丙烯酸2-苯基乙酯、(甲基)丙烯酸3-苯丙酯或苯甲酸乙烯酯;
b2)0至74.9重量份之在脂族酯自由基中具有1至12個碳原子之丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯,此等可與單體a2)共聚,且可藉助於實例在此處提及以下各者:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸3,3,5-三甲基環己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸降冰片烷基酯或(甲基)丙烯酸異冰片酯;及
c2)0.1至15重量份之具有至少兩個不飽和基團之交聯共聚單體,其可藉由自由基路徑與a2)共聚且在適當時與b2)共聚,實例為二乙烯苯、二(甲基)丙烯酸二醇酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、三聚氰酸三烯丙酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、琥珀酸二烯丙酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯或三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯,其中共聚單體a2)、b2)及c2)之量總計為100重量份。
本發明之聚合性組成物可進一步包括習知的任何類型之添加劑。此等包括抗靜電劑、抗氧化劑、脫模劑、阻燃劑、潤滑劑、染料、流動改良劑、填充劑、光穩定劑及有機磷化合物(諸如亞磷酸酯或膦酸酯)、顏料、耐候性穩定劑及塑化劑或其混合物。
聚合性組成物之特性
可有利地採用上文所述之聚合性組成物,使用已知模製方法(諸如射出成形或擠壓)製造光散射物品(諸如保護性光配件等)。
因為本發明之聚合性組成物包含相對較低總量之散射顆粒,所以聚合性組成物之機械性能,尤其抗衝擊性及彈性模數實質上對應於未經改質之(亦即純的)聚合基質材料的特性。
典型地,本發明之散射聚合性組成物之夏比衝擊強度為至少20 kJ/m2
,更佳地至少25 kJ/m2
。夏比衝擊強度有利地根據以下測試標準量測:ISO 179-1 (2010),沿邊(夏比衝擊強度:ISO 179-1/1eU (2010),缺口夏比衝擊強度:ISO 179-1/1eA (2010))。
本發明之聚合性組成物之彈性模數典型地為至少2000 MPa、更佳地至少2500 MPa、甚至更佳地至少3000 MPa。如熟悉該項技術者將容易瞭解,彈性模數之量測應根據測試標準ISO 527-2 (2012)進行。
對厚度為2.0 mm之試樣量測,本發明之散射聚合性組成物具有不超過5.0、較佳地不超過4.0、更佳地不超過3.5之意外較低之黃度指數。可藉由使用諸如Agilent Cary 5000分光光度計之儀器,根據標準ISO 17223 (2014 (E))(透射,光學幾何形狀0:di,CIE標準光源D65
,色彩系統X10
Y10
Z10
)量測黃度指數。
光散射模製件之尤其較佳之具體實例展現(根據ISO 13468-2 (2006)對厚度為2.0 mm之試樣量測)≥72%、較佳地≥76%之透射率T,≤5.0、較佳地≤4.0之黃度指數(Y.I.)(根據ISO 17223 (2014 (E)))及≥5.0°、較佳地≥8.0°之半值角ß
,但此處無限制之暗示。上文識別之標準中之每一者的全部內容以引用之方式併入本文中。
為了量測根據ISO 13468-2之透射率T、根據ISO 17223 (2014 (E))之黃度指數(Y.I.)及半值角β,典型地將聚合性組成物射出成形以得到尺寸為60 × 45 × 2.0 mm3
之測試標本。
歸因於第一散射顆粒與第二散射顆粒之協同效應,對厚度為2.0 mm之試樣量測,聚合性組成物之半值角β
高至至少5.0°、較佳至少8.0°、更佳地至少10.0°。可根據標準DIN 5036 (1978),使用GO-T-1500 LMT測角計測試單元量測半值角。
如熟悉該項技術者將容易瞭解,透射率T
(D65
)與半值角ß
之乘積係用於特性化光散射聚合性組成物之特別重要參數。此參數稱為「散射影響 η
」。高散射影響η
=T*ß
指示聚合性組成物具有極佳的可見光透射率及高半值角ß
之組合。較佳地,對厚度為2.0 mm之試樣量測,聚合性組成物之散射影響為至少5.0°、更佳地至少10.0°。顯著地,本發明之聚合性組成物符合此等需求。
最後,本發明之聚合性組成物之特徵在於在濕氣作用下光學品質之高耐候性及穩定性。可與標準ISO 4892-2 (2013(E)),表3,方法A,第1循環,相對濕度65%一致地進行耐候性測試。
可在以下條件下根據標準ISO 4892-2 (2013(E),方法A,第1循環,注腳c)進行加速實驗室耐候性測試:
總曝光時間: 2 500 h
2500 h之後的輻射曝光量: 0.54 GJ/m2
輻照度: 60 ± 2 W/m2
(寬頻帶300 nm至400 nm)
溫度: 腔室38 ± 3℃,黑色標準65±3℃
濕度: 65 ± 10% RH
102 min乾燥,18 min水噴霧
在此等條件下測試之後,如標準ISO 17223 (2014)(透射,光學幾何形狀0:di,CIE標準光源D65
,色彩系統X10
Y10
Z10
)中所定義之黃度指數Y.I.不高於5.0、較佳地不高於3.5,其中試樣厚度為2.0 mm。
儘管上文已作說明,本申請案進一步揭示以下具體實例{1}至{15}:
{1}一種聚合性組成物,其包含:
以該聚合性組成物之重量計,90.0 wt.-%至99.45 wt.-%之聚合基質材料,其實質上為透明的且具有1.35至1.65之折射率nDm
;
以該聚合性組成物之重量計,0.05 wt.-%至5.0 wt.-%之複數種第一散射顆粒,其均勻分散於聚合基質材料中,其中該等第一散射顆粒為實質上球形交聯聚合顆粒,具有1.0 μm至10.0 μm之平均粒度d1
且具有折射率nD1
,
其中折射率nD1
小於折射率nDm
且折射率nD1
與折射率nDm
之間的絕對差值不小於0.04;
以該聚合性組成物之重量計,0.5 wt.-%至5.0 wt.-%之複數種第二散射顆粒,其均勻分散於聚合基質材料中,其中該等第二散射顆粒為實質上球形交聯聚合顆粒,具有15.0 μm至50.0 μm之平均粒度d2
且具有折射率n D2
,
其中折射率nD2
與折射率nDm
之間的絕對差值為0.005至0.1,
其中在20℃下在Na D線在589 nm下量測折射率nDm
、nD1
及nD2
。
{2}如{1}之聚合性組成物,其中折射率nD1
與折射率nDm
之間的絕對差值為0.05至0.16、較佳地0.05至0.10。
{3}如{1}或{2}之聚合性組成物,其中折射率nD2
高於折射率nDm
,其中折射率nD2
與折射率nDm
之間的絕對差值為0.01至0.08、較佳地0.01至0.07、更佳地0.01至0.06。
{4}如{1}至{3}中任一項之聚合性組成物,其中折射率nD1
與折射率nD2
之間的絕對差值為0.3至0.05、較佳地0.2至0.07。
{5}如{1}至{4}中任一項之聚合性組成物,其中該聚合基質材料係選自聚烷基(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺、聚丙烯腈、聚醯胺、聚酯、聚烯烴以及其共聚物及/或混合物。
{6}如{1}至{4}中任一項之聚合性組成物,其中該聚合基質材料係聚烷基(甲基)丙烯酸酯,其為共聚物,以該共聚物之重量計,其包含80.0 wt.-%至100.0 wt.-%、較佳地90.0 wt.-%至99.9 wt.-%、更佳地95.0 wt.-%至99.8 wt.-%之甲基丙烯酸甲酯單元及0.0 wt.-%至20.0 wt.-%、較佳地0.1 wt.-%至10.0 wt.-%、更佳地0.2 wt.-%至5.0 wt.-%之丙烯酸C1-C10烷酯單元。
{7}如{1}至{6}中任一項之聚合性組成物,其中該等第一散射顆粒包含交聯聚矽氧烷且以該聚合性組成物之重量計,該聚合性組成物包含0.07 wt.-%至3.0 wt.-%、較佳地0.09 wt.-%至1.5 wt.-%、更佳地0.1 wt.-%至1.0 wt.-%之第一散射顆粒。
{8}如{1}至{6}中任一項之聚合性組成物,其中第一散射顆粒包含交聯聚烷基(甲基)丙烯酸酯、較佳地交聯聚烷基丙烯酸酯,且以聚合性組成物之重量計,該聚合性組成物包含0.5 wt.-%至5.0 wt.-%、較佳地1.0 wt.-%至5.0 wt.-%、更佳地2.0 wt.-%至5.0 wt.-%之第一散射顆粒。
{9}如{1}至{8}中任一項之聚合性組成物,其中第二散射顆粒包含交聯聚烷基(甲基)丙烯酸酯及聚苯乙烯中之至少一者且以該聚合性組成物之重量計,該聚合性組成物包含0.5 wt.-%至5.0 wt.-%、較佳地1.0 wt.-%至5.0 wt.-%、更佳地2.0 wt.-%至5.0 wt.-%之第二散射顆粒。
{10}如{1}至{9}中任一項之聚合性組成物,其中對厚度為2.0 mm之試樣量測,聚合性組成物之半值角為至少5°、較佳至少8°、更佳地至少10°。
{12}如{1}至{11}中任一項之聚合性組成物,其中根據標準ISO 13468-2針對厚度為2.0 mm之試樣量測,聚合性組成物之透射率(D65
)為至少50%、較佳至少55%、更佳地至少60%。
{13}如{1}至{12}中任一項之聚合性組成物,其中該聚合性組成物之散射影響為至少5.0°、較佳至少10.0°。
{14}一種光散射物品,其包含如{1}至{13}中任一項之聚合性組成物。
{15}一種由如{1}至{12}中任一項之聚合性組成物製造如{14}之光散射物品的方法,其中該方法包含選自擠壓、射出成形及澆鑄模製中之方法步驟。
以下實施例詳細闡述本發明但無意以任何方式進行限制。
實施例
測試聚合性組成物
由經摻合之聚合性組成物藉由射出成形製備測試試樣。
藉由以下方法測試合適的測試試樣:
衝擊強度:夏比衝擊強度:ISO 179-1/1eU (2010)
缺口夏比衝擊強度:ISO 179-1/1eA (2010)
設備:擺式衝擊試驗機(PSW) HIT25P,可獲自Zwick Roell AG, Ulm, Germany
彈性模數及拉伸模數:根據測試標準ISO 527-2 / 1A / 5 (2012)之彈性模數及拉伸模數。試樣類型1A,測試速度1 mm/min。設備:萬能試驗機(UPM) Z030,可獲自Zwick Roell AG, Ulm, Germany
光澤度:根據DIN EN ISO 2813 (2015)量測之光澤度。使用Byk Gardner微觀-TRI-光澤度光澤計進行光澤度量測。
表面粗糙度:根據DIN EN ISO 4287 (2010)之粗糙度變量Ra 、
RZ
及Rmax
。截止值:量測Ra值<2 μm,截止值為0.8 mm,且若Ra超過2 μm,則所使用截止值為2.5 mm。使用由Rank Taylor Hobson GmbH製備之Form Talysurf 50進行粗糙度量測。
半值角:使用來自公司LMT之GO T 1500 LMT測角計測試單元根據標準DIN 5036 (1980)量測。
透射率:根據DIN EN ISO 13468-2 (2006),使用Agilent Cary 5000分光光度計量測光透射比(D65
)。
黃度指數Y.I:使用Agilent Cary 5000分光光度計量測如CIE標準光源D65
及色彩系統X10
Y10
Z10
之標準ISO 17223 (2014 (E))中所定義之Y.I.(D65
/10°)。
利用以下參數進行耐候性測試:
• 儀器:Xenotest Beta LM/1
• 濾光片:Xenochrome 300濾光器系統,白天(ISO 4892-2)
• 輻照度:60 W/m2
(300 - 400 nm)
• 2500 h之後的輻射曝光量:0.54 GJ/m2
(300-400 nm)
• 溫度:腔室38±3℃,黑色標準65±3℃
• 濕氣:65±10% RH
• 102 min乾燥,18 min水噴霧
聚合基質材料
藉由混合以下各者製備聚合材料(PMMA):98.92 wt.-%之甲基丙烯酸甲酯、1.00 wt.-%之丙烯酸甲酯、0.04 wt.-%之過氧化二月桂醯及0.04 wt.-%之正十二基硫醇,且將反應混合物加熱至60℃持續36小時。憑藉聚合物研磨機碾碎聚合產物且在擠壓機上利用脫氣單元進一步處理。如藉由GPC使用PMMA作為標準物及THF作為溶析液所量測,所得聚合材料之重量平均分子量Mw為約100 000 g/mol。
散射顆粒A(本發明)
採用TSR 9000顆粒作為散射顆粒A(第二散射顆粒)。TSR 9000顆粒為具有窄粒度分佈且平均粒徑為2.2 μm之球形矽氧烷顆粒之混合物。折射率nD1
為1.42。TSR 9000可商購自Momentive Performance Materials(Leverkusen, Germany)。
散射顆粒B(本發明)
採用基於聚丙烯酸酯之顆粒KaneAce™ MP91作為散射顆粒B(第一散射顆粒),其具有9.0 μm之平均粒徑及1.43之折射率nD1
。KaneAce™ MP91可商購自Kaneka Belgium BV(Westerlo, Belgium)。
散射顆粒 C ( 本發明 )
使用專利申請案WO 2005/022245 A1(第27頁)中所描述之顆粒B2)作為散射顆粒C(第二散射顆粒)。此等散射顆粒係基於聚甲基丙烯酸酯之顆粒,其具有40.5 μm之平均粒徑及153之折射率nD2
。
散射顆粒D(比較)
散射顆粒D(第二散射顆粒)係基於聚苯乙烯之顆粒Techpolymer® SBX-8,其可商購自日本Sekisui Chemical有限公司。Techpolymer® SBX-8具有8.0 μm之平均粒徑及1.59之折射率nD1
。
摻合聚合性組成物
藉助於擠壓機,使用上文所述之聚合基質材料及個別散射顆粒製備實施例1、2、9及10(本發明實施例)及實施例3-7、11及12(比較實施例)之散射聚合性組成物。
為此目的,在轉筒混合機中使聚合基質材料之珠粒與散射顆粒混合且乾燥摻合。使用Ø30 Stork擠壓機(處理溫度250℃)均質化所獲得之乾燥摻合物且粒化。為了獲得均質的散射聚合性組成物,使摻合物兩次通過擠壓機。
實施例1、2、9及10(本發明實施例)及實施例3-7、11及12(比較實施例)之散射聚合性組成物之組分列於表1中。
本申請案之比較實施例3及4說明WO 2018/019965 A1之教示且本申請案之比較實施例8實質上對應於文獻WO 2016/137919 A1之實施例2。
表1:實施例1、2、9及10(本發明實例)及實施例3-7、11及12之散射聚合性組成物之組分
(比較實施例)
接著,所獲得之聚合性組成物經射出成形為具有3個具有不同側壁厚度(1、2及3 mm)之方形片段的薄片(140×40 mm2
)。為此目的,使用射出成形機器Allrounder 320C,可商購自Arburg GmbH & Co KG(Lossburg, Germany)。射出成形溫度為240℃-265℃。
在射出成形期間所有測試聚合性組成物之處理參數皆相同且概述於下表2中:
表2:藉由射出成形(Arburg Allrounder 320C射出成形機器)將聚合性組成物處理為薄片(140×40×1、2及3 mm3
)的設定:
根據DIN EN ISO 294,使用Battenfeld 350 CD射出成形機器(可獲自Battenfeld Cincinnati Extrusion Holding GmbH, Bad Oeynhausen, Germany)測試用於夏比衝擊強度(缺口,非缺口)之條塊及用於拉伸強度評估之條塊。
用於夏比衝擊強度評估測試之條塊具有以下幾何形狀:80×10×4 mm3
,用於拉伸強度評估測試之條塊具有以下幾何形狀:170×20 /10 × 4 mm3
,啞鈴狀。
在射出成形期間所有測試聚合性組成物之處理參數皆相同且概述於下表3中:
表3:藉由射出成形(Battenfeld 350 CD射出成形機器)將聚合性組成物處理為用於夏比衝擊強度評估測試及拉伸強度評估測試之條塊的設定
擠壓
使用來自Dr. Collin(Dr. Collin GmbH, Ebersberg, Germany)之擠壓生產線製備單層板。使用脫氣擠壓機,使得不需要在分離方法步驟中預乾燥顆粒。在擠壓期間之熔融溫度為約255℃,熔融壓力為約40巴且螺桿速度為70 min-1
。
輥速度為0.750 m/min且輥溫度保持在95℃與120℃之間。所獲得之板試樣的均勻厚度為2.0 mm。
評估實施例1、2、9及10(本發明實施例)及實施例3-7、11及12(比較實施例)之散射聚合性組成物之光學及機械性能
為評估所有測試模製組成物之光學特性,使用射出成形之薄片(140×40 mm2
),其具有3個具有不同側壁厚度之方形片段。
使用如上文之條塊進行夏比衝擊強度及彈性模數之量測。最後,為評估表面粗糙度Rz
及光澤度(60°),使用經擠壓之試樣。
所獲得之結果概述於表4中:
表4:實施例1、2、9及10(本發明實施例)及實施例3-7、11及12(比較實施例)之散射聚合性組成物之光學及機械性能 a
針對厚度為2.0 mm,具有三個具有不同側壁厚度(1、2及3 mm)之方形片段的射出成形之薄片(140×40 mm2
)量測;b
根據式:η
=(T*ß
) /100%計算散射影響η = T*ß c
在以下條件下根據標準DIN EN ISO 4892-2 (2013)進行加速實驗室耐候性測試之後,對厚度為2.0 mm之具有三個不同側壁厚度(1、2及3 mm)之方形片段的射出成形之薄片(140×40 mm2
)量測:總曝露時間:2 500 h;輻射曝光量:0.54 GJ/m2
;輻照度:60±2 W/m2
;d
對具有以下尺寸之射出成形之標準試樣量測:170×20/10×4 mm,啞鈴狀;e
對厚度為2.0 mm之擠壓試樣量測;f
在以下條件下根據標準DIN EN ISO 4892-2 (2013)進行加速實驗室耐候性測試之後,對厚度為2.0 mm之具有三個不同側壁厚度(1、2及3 mm)之方形片段的射出成形之薄片(140×40 mm2
)量測:總曝露時間:1 000 h;輻射曝光量:0.216 GJ/m2
;輻照度:60±2 W/m2
。
如可自表1中注意到,以散射聚合性組成物之重量計,實施例1、2、9及10(本發明實施例)之散射聚合性組成物包含總計少於7 wt.-%之散射顆粒。此等聚合性組成物具有極佳之機械性能及,詳言之,約31 kJ/m2
或甚至更高之夏比抗衝擊性。此與夏比抗衝擊性不超過20 kJ/m2
之實施例3-7、11(比較實施例)之散射聚合性組成物形成對比。
由於存在第一散射顆粒(顆粒B)及第二散射顆粒(顆粒A或C)之組合,此等聚合性組成物之半值角ß
為約14.5°或甚至更高。此與先前技術之光散射聚合性組成物形成對比,其中高散射效率,亦即高半值角僅可藉由使用大量散射顆粒來達成,其反而對聚合性組成物之機械性能具有負面影響。
散射影響η = T*ß
係特性化聚合性組成物之散射效率的重要參數。散射影響愈高,聚合性組成物中之非所需光損失愈低。重要地,實施例1、2、9及10(本發明實施例)之聚合性組成物之散射影響高至13.0°或甚至更高。
相比於先前技術之散射模製組成物(參見例如WO 2016/137919 A1),如標準ISO 17223 (2014)中所定義之實施例1、2、9及10(本發明實施例)之聚合性組成物的黃度指數Y.I.不超過3.5。因此,不必在本發明之組成物中使用諸如上藍劑之添加劑。
比較實施例5之組成物與實施例4之組成物的不同之處在於不存在第二散射顆粒(散射顆粒C)。因此,此聚合性組成物之半值角(亦即其散射效率)顯著低於使用本發明之組成物之情況下的半值角。
比較實施例6之組成物與實施例4之組成物的不同之處在於不存在第二散射顆粒(散射顆粒A)。再次,此聚合性組成物之半值角(其散射效率)顯著低於使用本發明之聚合性組成物之情況下的半值角。
比較實施例7闡述先前技術之常見的散射聚合性組成物,其包含大量第二散射顆粒且不含第一散射顆粒。儘管此聚合性組成物具有良好的光學特性,但其夏比衝擊強度僅為中等的(16.0 kJ/m2
)。
本申請案之比較實施例8實質上對應於文獻WO 2016/137919 A1之實施例2。比較實施例8之組成物與實施例1-4之組成物的不同之處在於代替第一散射顆粒使用基於聚苯乙烯之散射顆粒SBX-8。所得聚合性組成物具有高散射影響η
,但其透射率T
低至70.22%。另外,此聚合性組成物具有不利的高黃度指數Y.I.為7.2及較差的耐候性。
比較實施例11及12之組成物缺乏第二散射顆粒。因此,此等組成物僅具有中等機械性能及,詳言之,僅為2900 MPa之彈性模數。比較實施例12中之黃度指數Y.I.高至4.2。
無
無
Claims (14)
- 一種聚合性組成物,其包含:以該聚合性組成物之重量計,90.0wt.-%至99.9wt.-%之聚合基質材料,其實質上為透明的且具有1.35至1.65之折射率n Dm ;以該聚合性組成物之重量計,0.05wt.-%至5.0wt.-%之複數種第一散射顆粒,該等第一散射顆粒為均勻分散於該聚合基質材料之基於聚丙烯酸丁酯之散射顆粒,其中該等第一散射顆粒係實質上球形交聯聚合顆粒,其具有5.0μm至20.0μm之平均粒度d 1 且具有折射率n D1 ,其中折射率n D1 小於折射率n Dm 且折射率n D1 與折射率n Dm 之間的絕對差值不小於0.04;複數種第二散射顆粒,其與均勻分散於該聚合基質材料之該等第一散射顆粒為化學上不同,其中該等第二散射顆粒為實質上球形交聯聚合顆粒,其具有1.0μm至50.0μm之平均粒度d 2 且具有折射率n D2 ,其中折射率n D2 與折射率n Dm 之間的絕對差值為0.005至0.1,其中在23℃下在Na D線在589nm下量測該等折射率n Dm 、n D1 及n D2 ,且該等第一散射顆粒及該等第二散射顆粒之平均粒度為體積平均化d50值,且係根據雷射繞射量測之標準ISO 13320-1(2009)量測,其中該等第二散射顆粒包含交聯聚矽氧烷,且以該聚合性組成物之重量計,該聚合性組成物包含0.05wt.-%至3.0wt.-%之該等第二散射顆粒。
- 如請求項1之組成物,其中折射率n D1 與折射率n Dm 之間的絕對差值為0.05至0.16。
- 如請求項1或2之聚合性組成物,其中折射率n D1 與折射率n Dm 之間的絕對差值為0.05至0.10,且折射率n D2 與折射率n Dm 之間的絕對差值為0.01至0.1。
- 如請求項1或2之聚合性組成物,其中折射率n D1 與折射率n D2 之間的絕對差值為0.001至0.15。
- 如請求項1或2之聚合性組成物,其中該聚合基質材料係選自聚烷基(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺、聚丙烯腈、聚醯胺、聚酯、聚烯烴以及其共聚物及/或混合物。
- 如請求項1或2之聚合性組成物,其中該聚合基質材料係聚烷基(甲基)丙烯酸酯,其為共聚物,以該共聚物之重量計,其包含80.0wt.-%至100.0wt.-%之甲基丙烯酸甲酯單元及0.0wt.-%至20.0wt.-%之丙烯酸C1-C10烷酯單元。
- 如請求項6之聚合性組成物,其中該聚合基質材料係聚烷基(甲基)丙烯酸酯,其為共聚物,以該共聚物之重量計,其包含90.0wt.-%至99.9wt.-%之甲基丙烯酸甲酯單元及0.1wt.-%至10.0wt.-%之丙烯酸C1-C10烷酯單元。
- 如請求項1或2之聚合性組成物,其中以該聚合性組成物之重量計,該聚合性組成物包含0.09wt.-%至1.5wt.-%之該等第二散射顆粒。
- 如請求項1或2之聚合性組成物,其中根據標準DIN 5036(1980)對厚度為2.0mm之試樣量測,該聚合性組成物之半值角為至少5°。
- 如請求項1或2之聚合性組成物,其中對厚度為2.0mm之試樣量測,如標準ISO 17223(2014)(透射率,光學幾何形狀0:di,CIE標準光源D65,色彩系統X10Y10Z10)中所定義,該聚合性組成物之黃度指數Y.I.不超過5.0。
- 如請求項1或2之聚合性組成物,其中根據標準ISO 13468-2對厚度為2.0mm之試樣量測,該聚合性組成物之透射率(D65)為至少50%。
- 如請求項1或2之聚合性組成物,其中該聚合性組成物之散射影響為至少5.0°,其中該散射影響定義為光學透射率T(D65)與半值角之乘積。
- 一種光散射物品,其包含如請求項1至12中任一項之聚合性組 成物。
- 一種由如請求項1至12中任一項之聚合性組成物製造如請求項13之光散射物品的方法,其中該方法包含選自擠壓、射出成形及澆鑄模製中之方法步驟。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201862626618P | 2018-02-05 | 2018-02-05 | |
US62/626,618 | 2018-02-05 | ||
??18159341.9 | 2018-03-01 | ||
EP18159341 | 2018-03-01 | ||
EP18159341.9 | 2018-03-01 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201936765A TW201936765A (zh) | 2019-09-16 |
TWI774920B true TWI774920B (zh) | 2022-08-21 |
Family
ID=65200834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW108103835A TWI774920B (zh) | 2018-02-05 | 2019-01-31 | 具有改良散射效率和改良機械性能的光散射聚合性組成物 |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11319433B2 (zh) |
EP (1) | EP3601435B1 (zh) |
JP (1) | JP7053859B2 (zh) |
KR (1) | KR102378654B1 (zh) |
CN (1) | CN111699215B (zh) |
BR (1) | BR112020015887B1 (zh) |
CA (1) | CA3089528C (zh) |
ES (1) | ES2801323T3 (zh) |
HU (1) | HUE050397T2 (zh) |
MX (1) | MX2020008083A (zh) |
MY (1) | MY193901A (zh) |
PL (1) | PL3601435T3 (zh) |
SG (1) | SG11202007279RA (zh) |
SI (1) | SI3601435T1 (zh) |
TW (1) | TWI774920B (zh) |
WO (1) | WO2019149799A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3077297B1 (fr) | 2018-01-31 | 2020-11-06 | Arkema France | Composition de polymere (meth)acrylique comprenant des particules, son procede de preparation et son utilisation en tant que melange maitre |
FR3087776B1 (fr) * | 2018-10-26 | 2021-07-30 | Arkema France | Composition de polymere comprenant des particules et un colorant, son procede de preparation et son utilisation |
JP2021071646A (ja) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | 株式会社きもと | 光拡散フィルム |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04134440A (ja) * | 1990-09-27 | 1992-05-08 | Kuraray Co Ltd | レンチキュラーレンズシート |
US20100272960A1 (en) * | 2007-12-10 | 2010-10-28 | Evonik Roehm Gmbh | Molded body having matt and structured surface properties |
JP2012214669A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-11-08 | Sekisui Plastics Co Ltd | 光拡散性樹脂組成物並びにそれを用いた光拡散部材および照明カバー |
WO2018019964A1 (en) * | 2016-07-28 | 2018-02-01 | Vi-Grade Ag | Apparatus to simulate driving and corresponding method |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1337104C (en) | 1986-11-18 | 1995-09-26 | William James Work | Light-scattering thermoplastic polymers |
US5237004A (en) | 1986-11-18 | 1993-08-17 | Rohm And Haas Company | Thermoplastic and thermoset polymer compositions |
EP0342283B1 (en) | 1988-05-18 | 1993-02-17 | Rohm And Haas Company | Thermoplastic and thermoset polymer compositions |
US5307205A (en) | 1992-03-20 | 1994-04-26 | Rohm And Haas Company | Bilayer rear projection screens |
GB9314604D0 (en) * | 1993-07-14 | 1993-08-25 | Dow Deutschland Inc | Light diffuser composition |
DE4327464A1 (de) | 1993-08-16 | 1995-02-23 | Roehm Gmbh | Verfahren zur Herstellung monodisperser Poly(meth)acrylat-Teilchen |
US7067188B1 (en) | 1999-01-21 | 2006-06-27 | Arkema | Polymeric articles having a textured surface and frosted appearance |
JP4190649B2 (ja) * | 1999-04-16 | 2008-12-03 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | 耐衝撃性光拡散樹脂板 |
DE10065492A1 (de) | 2000-12-28 | 2003-06-26 | Roehm Gmbh | Diffus ausgestattete Formmassen und hieraus erhältliche Formkörper |
DE10320318A1 (de) | 2003-05-06 | 2004-12-02 | Röhm GmbH & Co. KG | Verfahren zur Herstellung von lichtstreuenden Formteilen mit hervorragenden optischen Eigenschaften |
DE10336129A1 (de) * | 2003-08-04 | 2005-02-24 | Röhm GmbH & Co. KG | Kratzunempfindlicher Rückprojektionsschirm und Verfahren zu dessen Herstellung |
DE10336130A1 (de) * | 2003-08-04 | 2005-02-24 | Röhm GmbH & Co. KG | Streuscheibe für LCD-Anwendungen, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung |
DE10349144A1 (de) | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Roehm Gmbh | Polymermischung für mattierte Spritzgußteile |
DE10349142A1 (de) | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Roehm Gmbh | Polymermischung sowie deren Verwendung für Spritzgußteile |
DE102005009653A1 (de) * | 2005-03-03 | 2006-09-07 | Bayer Materialscience Ag | Lichtstreuende Formkörper mit hoher Lichttransmission und deren Verwendung in Flachbildschirmen |
DE102005040313A1 (de) * | 2005-08-24 | 2007-03-01 | Bayer Materialscience Ag | Lichtstreuende Formkörper mit hoher Lichttransmission und verbesserter Antistatik |
DE102005041402A1 (de) | 2005-09-01 | 2007-03-08 | Röhm Gmbh | Formkörper mit Lichtstreueigenschaften |
JP2008122832A (ja) * | 2006-11-15 | 2008-05-29 | Toppan Printing Co Ltd | 防眩性光拡散部材 |
KR102083047B1 (ko) * | 2012-07-31 | 2020-02-28 | 데이진 가부시키가이샤 | 수지 조성물 및 그것으로 이루어지는 성형품 |
CN107533249B (zh) * | 2015-02-24 | 2021-04-09 | 阿科玛法国公司 | 高效率的漫射照明遮盖物 |
FR3054549B1 (fr) | 2016-07-29 | 2020-03-27 | Arkema France | Composition (meth)acrylique comprenant des particules, son procede de preparation, son utilisation et objet comprenant celle-ci |
EP3369788B1 (en) | 2017-03-03 | 2019-05-08 | Evonik Röhm GmbH | Curable thermosetting resin compositions with improved mechanical properties |
-
2019
- 2019-01-31 ES ES19701543T patent/ES2801323T3/es active Active
- 2019-01-31 US US15/733,465 patent/US11319433B2/en active Active
- 2019-01-31 HU HUE19701543A patent/HUE050397T2/hu unknown
- 2019-01-31 BR BR112020015887-9A patent/BR112020015887B1/pt active IP Right Grant
- 2019-01-31 KR KR1020207025248A patent/KR102378654B1/ko active IP Right Grant
- 2019-01-31 MY MYPI2020003973A patent/MY193901A/en unknown
- 2019-01-31 TW TW108103835A patent/TWI774920B/zh active
- 2019-01-31 MX MX2020008083A patent/MX2020008083A/es unknown
- 2019-01-31 WO PCT/EP2019/052325 patent/WO2019149799A1/en unknown
- 2019-01-31 EP EP19701543.1A patent/EP3601435B1/en active Active
- 2019-01-31 CA CA3089528A patent/CA3089528C/en active Active
- 2019-01-31 SI SI201930004T patent/SI3601435T1/sl unknown
- 2019-01-31 CN CN201980010908.1A patent/CN111699215B/zh active Active
- 2019-01-31 SG SG11202007279RA patent/SG11202007279RA/en unknown
- 2019-01-31 PL PL19701543T patent/PL3601435T3/pl unknown
- 2019-01-31 JP JP2020542287A patent/JP7053859B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04134440A (ja) * | 1990-09-27 | 1992-05-08 | Kuraray Co Ltd | レンチキュラーレンズシート |
US20100272960A1 (en) * | 2007-12-10 | 2010-10-28 | Evonik Roehm Gmbh | Molded body having matt and structured surface properties |
JP2012214669A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-11-08 | Sekisui Plastics Co Ltd | 光拡散性樹脂組成物並びにそれを用いた光拡散部材および照明カバー |
WO2018019964A1 (en) * | 2016-07-28 | 2018-02-01 | Vi-Grade Ag | Apparatus to simulate driving and corresponding method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20210040277A (ko) | 2021-04-13 |
CN111699215A (zh) | 2020-09-22 |
RU2020125903A (ru) | 2022-02-04 |
EP3601435A1 (en) | 2020-02-05 |
CA3089528C (en) | 2022-03-22 |
KR102378654B1 (ko) | 2022-03-24 |
MY193901A (en) | 2022-10-31 |
BR112020015887A2 (pt) | 2020-12-15 |
CA3089528A1 (en) | 2019-08-08 |
BR112020015887B1 (pt) | 2022-04-05 |
SG11202007279RA (en) | 2020-08-28 |
TW201936765A (zh) | 2019-09-16 |
MX2020008083A (es) | 2021-07-01 |
SI3601435T1 (sl) | 2020-12-31 |
JP2021512204A (ja) | 2021-05-13 |
PL3601435T3 (pl) | 2020-11-16 |
CN111699215B (zh) | 2022-10-28 |
HUE050397T2 (hu) | 2020-12-28 |
WO2019149799A1 (en) | 2019-08-08 |
EP3601435B1 (en) | 2020-04-29 |
JP7053859B2 (ja) | 2022-04-12 |
RU2020125903A3 (zh) | 2022-02-04 |
ES2801323T3 (es) | 2021-01-11 |
US20210102058A1 (en) | 2021-04-08 |
US11319433B2 (en) | 2022-05-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI774920B (zh) | 具有改良散射效率和改良機械性能的光散射聚合性組成物 | |
TW200946583A (en) | Light-scattering compositions | |
US9725588B2 (en) | Methacrylic resin composition, method for producing the same, and molded article | |
JP2014098117A (ja) | メタクリル系樹脂を含むフィルム | |
CA2106697A1 (en) | Light scattering polystyrene molding compounds, and molded articles produced therefrom | |
JP2017101230A (ja) | メタクリル系樹脂、メタクリル系樹脂組成物、フィルム | |
TWI582163B (zh) | 聚碳酸酯摻合物及生產其之方法 | |
KR20160081537A (ko) | 중합용 분산제를 이용하여 제조된 가교 고분자 입자를 포함하는 광확산 수지 조성물 및 이를 포함하는 광확산 성형체 | |
TWI609907B (zh) | 光擴散性樹脂組成物及其成形品 | |
CN113195630A (zh) | 热塑性树脂组合物和使用该热塑性树脂组合物的模制品 | |
JP7277358B2 (ja) | 粒子を含む(メタ)アクリル組成物、その調製方法、及びそのマスターバッチとしての使用 | |
JP5324023B2 (ja) | 表示窓保護用シート | |
RU2773343C2 (ru) | Полимерная композиция с улучшенной эффективностью рассеяния и улучшенными механическими свойствами для изготовления светорассеивающих изделий, изделие, содержащее полимерную композицию, и способ изготовления изделия | |
KR20180104293A (ko) | 광확산제, 광확산성 수지 조성물 및 성형체 | |
JP6326530B2 (ja) | メタクリル系樹脂を含むフィルム | |
JP2021036057A (ja) | (メタ)アクリル樹脂組成物、樹脂成形体、照明灯カバー及び照明看板 | |
KR101378187B1 (ko) | 내후성 및 표면오염성이 개선된 광확산 수지 조성물 | |
JP2016169365A (ja) | メタクリル系樹脂組成物、その製造方法及び成形体 | |
JP2023138472A (ja) | メタクリル系樹脂組成物及び成形体 | |
US10633528B2 (en) | Light diffusing styrene copolymer compositions | |
WO2022034886A1 (ja) | メタクリル系樹脂組成物及び成形体 | |
JP5457617B2 (ja) | スチレン系樹脂組成物および成形体 | |
KR20120090107A (ko) | 열안정성이 우수한 열가소성수지 조성물 | |
JP2005054098A (ja) | スクリーンレンズ用成形体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent |