TWI851669B - 熱可塑性樹脂及光學構件 - Google Patents

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Abstract

本發明目的為提供一種光學構件,即使不採用使樹脂含有紫外線吸收劑、使用紫外線截止濾光片、使用紫外線吸收塗層等的手段,也能夠截斷紫外線;以及用於其之熱可塑性樹脂。本發明之熱可塑性樹脂含有立體構造系成分單元,前述立體構造系成分單元含有四個以上選自由單環式芳香族基及縮合多環式芳香族基所構成的群中的芳香族基,前述立體構造系成分單元係三個以上的單環式芳香族基及/或雜環芳香族基形成共軛構造,或一個以上的單環式芳香族基與一個以上的縮合多環式芳香族基形成共軛構造,或兩個以上的縮合多環式芳香族基形成共軛構造,在0.1質量%二氯甲烷溶液之中,波長355nm的透光率未達20%,且波長500nm的透光率為90%以上。

Description

熱可塑性樹脂及光學構件
本發明關於一種熱可塑性樹脂及含有其之光學構件。
在相機、攝影機或附相機的行動電話、視訊電話或附相機的對講機等中使用了攝像模組。近年來,該攝像模組所使用的光學系統尤其需要小型化。若使光學系統小型化,則會有光學系統的色像差大的問題。於是知道了藉由組合提高光學透鏡的折射率且降低阿貝數而達成高分散的光學透鏡材料與降低折射率且提高阿貝數而達成低分散的光學透鏡用材料,可進行色像差的修正。
以往作為光學系統的材料所使用的玻璃,可實現所需要的各種光學特性,而且環境耐性優異,然而會有加工性不良的問題。相對於此,與玻璃材料相比較為廉價而且加工性較優異的樹脂被使用於光學零件。尤其,因為高折射率等的理由而使用了具有芴骨架或聯萘骨架的樹脂。例如專利文獻1或2記載了使用9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)芴且折射率為1.64之高折射率樹脂。然而,折射率不足,需要更進一步的高折射率化。另外,專利文獻3記載了具有9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-苯基苯基)芴之熱可塑性樹脂。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 國際公開第2007/142149號公報 [專利文獻2] 日本特開平7-198901號公報 [專利文獻3] 日本特開2015-86265號公報
[發明所欲解決的課題]
在以往的攝像模組中,藉由使樹脂含有紫外線吸收劑,或使用紫外線截止濾光片,或使用紫外線吸收塗層等來阻隔紫外線進入攝像模組內。另外,許多光學構件都是藉由這種手段來截斷紫外線。
本發明目的為提供一種即使不使用這些手段也可將紫外線截止的光學構件,及其所使用之熱可塑性樹脂。 [用於解決課題的手段]
本發明人等發現藉由具有以下態樣的本發明可解決上述課題。 ≪態樣1≫ 一種熱可塑性樹脂,其係含有立體構造系成分單元之熱可塑性樹脂,並且 前述立體構造系成分單元含有四個以上選自由單環式芳香族基及縮合多環式芳香族基所構成的群中的芳香族基, 前述立體構造系成分單元係三個以上的單環式芳香族基成為共軛構構造,或一個以上的單環式芳香族基與一個以上的縮合多環式芳香族基形成共軛構造,或兩個以上的縮合多環式芳香族基形成共軛構造, 在0.1質量%二氯甲烷溶液之中,波長355nm的透光率未達20%,且波長500nm的透光率為90%以上。 ≪態樣2≫ 如態樣1之熱可塑性樹脂,其中在全單元中含有前述立體構造系成分單元10mol%以上。 ≪態樣3≫ 如態樣1或2之熱可塑性樹脂,其中前述立體構造系成分單元具有側鏈含有芳香族之取代基的芴系成分單元或蔥酮系成分單元及/或含有芳香族之取代基的聯萘系成分單元。 ≪態樣4≫ 如態樣1~3中任一項之熱可塑性樹脂,其中含有下述式(1)所表示的重複單元: (式中,環Z表示(相同或相異)芳香族烴環,R1 及R2 各自獨立,表示氫原子、鹵素原子、可含有芳香族基之碳原子數1~12之烴基,Ar1 及Ar2 各自獨立,表示可含有取代基之芳香族基,L1 及L2 各自獨立,表示二價連結基,j及k各自獨立,表示0以上的整數,m及n各自獨立,表示0或1,W為選自下述式(2)或(3)所表示的群中的至少一者) (式中,X表示二價連結基)。 ≪態樣5≫ 如態樣4之熱可塑性樹脂,其中前述式(1)為選自由下述式(1b)或(1c)所表示之單元所構成的群中的至少一者: (式中,Ar1 及Ar2 、L1 及L2 、R1 及R2 、j及k、m及n、W與前述式(1)相同)。 ≪態樣6≫ 如前述態樣4或5之熱可塑性樹脂,其中前述式(1)中,Z表示苯或萘。 ≪態樣7≫ 如態樣1~6中任一項之熱可塑性樹脂,其係含有下述式(9)所表示的重複單元: (式中,Ar1 及Ar2 、L1 及L2 、m及n、W與前述式(1)相同)。 ≪態樣8≫ 如態樣7之的熱可塑性樹脂,其中前述式(9)係選自由下述式(9-1)所表示之單元所構成的群: (式中,Ar1 及Ar2 、L1 及L2 、m及n、W與前述式(1)相同)。 ≪態樣9≫ 如態樣1~8中任一者之熱可塑性樹脂,其中折射率nD為1.640以上。 ≪態樣10≫ 如態樣1~9中任一者之熱可塑性樹脂,其中比黏度為0.12~0.40。 ≪態樣11≫ 如態樣1~10中任一者之熱可塑性樹脂,其中玻璃轉移溫度為130~170℃。 ≪態樣12≫ 如態樣1~11中任一者之熱可塑性樹脂,其係聚酯、聚酯碳酸酯或聚碳酸酯。 ≪態樣13≫ 一種光學構件,其係含有如態樣1~12中任一者之熱可塑性樹脂。 ≪態樣14≫ 如態樣13之光學構件,其係光學透鏡。
≪熱可塑性樹脂≫
本發明的熱可塑性樹脂含有立體構造系成分單元,前述立體構造系成分單元含有四個以上選自由單環式芳香族基及縮合多環式芳香族基所構成的群中的芳香族基, 前述立體構造系成分單元為三個以上的單環式芳香族基形成共軛構造,或一個以上的單環式芳香族基與一個以上的縮合多環式芳香族基形成共軛構造,或兩個以上的縮合多環式芳香族基形成共軛構造, 在0.1質量%二氯甲烷溶液之中,波長355nm的透光率未達20%,且波長500nm的透光率為90%以上。
本發明人等發現,含有含單環式芳香族基及/或縮合多環式芳香族基且非常膨大的立體構造系成分單元,且如上述般其至少一部分形成共軛構造的情況,該樹脂可具有非常高的紫外線吸收性與可見光透光性。在使用由這種樹脂形成的光學透鏡的情況,其本身具有截斷紫外線的性質,因此沒有必要使樹脂含有紫外線吸收劑,或使用紫外線截止濾光片,或使用紫外線吸收塗層等,可防止紫外線入射攝像模組,因此是有用的。
<熱可塑性樹脂的物性> 本發明的熱可塑性樹脂,在0.1質量%二氯甲烷溶液之中,波長355nm的透光率未達20%,宜為15%以下,10%以下或5%以下。上述含有立體構造系成分單元的熱可塑性樹脂,在固體狀態下的吸收波長,與溶液狀態相比會往長波長位移。亦即,在溶液中,如果355nm的透光率未達20%,則在光學透鏡等的固體狀態下,可有效阻隔近紫外線區域200~380nm的波長。本發明的熱可塑性樹脂,即使實質上不含在光學透鏡領域周知的紫外線吸收劑,也具有這樣的低紫外線透光率,而非常有利。
本發明的熱可塑性樹脂,在0.1質量%二氯甲烷溶液之中,波長500nm的透光率為90%以上,宜為92%以上,94%以上,96%以上或98%以上。本發明的熱可塑性樹脂具有如上述般的低紫外線透光率,同時具有非常高的可見光透光性,因此非常有利。
本發明的熱可塑性樹脂所具有的在25℃下所測得的波長589nm的折射率(nD),例如為1.630以上。折射率(nD)可為1.640以上、1.650以上、1.660以上、1.670以上、1.680以上、1.690以上、1.700以上或1.710以上,並且可為1.770以下、1.750以下、1.730以下、1.710以下、1.700以下、1.695以下或1.690以下。例如折射率(nD)可為1.640以上1.770以下、1.670以上1.750以下或1.680以上1.730以下。
在本說明書之中,「阿貝數(ν)」是使用下述式,由在25℃下測得在波長486nm、589nm、656nm下的折射率來計算,它可藉由實施例所記載的方法來測定: (此處,nD:表示在波長589nm下的折射率,nC:表示在波長656nm下的折射率,nF:表示在波長486nm下的折射率)。
該熱可塑性樹脂所具有的阿貝數(ν)為例如25.0以下。阿貝數(ν)可為24.0以下、22.0以下、20.0以下18.0以下、17.0以下、16.0以下或15.0以下,並且可為10.0以上、11.0以上、12.0以上、13.0以上、14.0以上、15.0以上或16.0以上。例如阿貝數(ν)可為10.0以上25.0以下、11.0以上22.0以下或14.0以上18.0以下。
該熱可塑性樹脂著色的程度小,尤其黃色調淡。具體而言CIE1976(L*a*b*)表色系的b*值,以10.0以下、8.0以下、6.0以下、5.0以下或3.0以下為佳,可為0.01以上、0.1以上、1.0以上或3.0以上。例如此b*值可為0.01以上10.0以下或0.1以上5.0以下。此b*值是對於在二氯甲烷5ml中溶解1.0g而成的溶液(在二氯甲烷中以13質量%溶解而成的溶液)以分光光度計所測得的CIE1976(L*a*b*)表色系之值。
在合成光學透鏡用的熱可塑性樹脂的原料時,會有使用鈀觸媒的情形,然而本發明人等發現,原料中的鈀觸媒的殘存量會關係到熱可塑性樹脂的著色。而且,本發明人等發現,藉由使用如上述般調整將鈀觸媒的殘存量的熱可塑性樹脂,可產生有用的光學透鏡。
該熱可塑性樹脂的玻璃轉移溫度,在藉由島津製作所股份有限公司製DSC-60A以昇溫速度20℃/min進行測定的情況,可為120℃以上、130℃以上、140℃以上、150℃以上、或160℃以上,且可為190℃以下、180℃以下、170℃以下、或160℃以下。例如該玻璃轉移溫度為120℃以上190℃以下,或130℃以上170℃以下。若玻璃轉移溫度在上述範圍內,則耐熱性與成形性的平衡優異,故為適合。
該熱可塑性樹脂的比黏度,可為0.10以上、0.12以上、0.15以上、0.18以上、0.20以上或0.25以上、且可為0.5以下、0.45以下、0.4以下、0.35以下或0.3以下。例如該比黏度可為0.12以上0.40以下,0.15以上0.35以下或0.18以上0.30以下。在比黏度在這樣的範圍的情況,成形性與機械強度的平衡性優異,故為適合。此外,比黏度是使用聚合結束後所得到的樹脂0.7g溶解於二氯甲烷100ml而成的溶液(在二氯甲烷中以0.5質量%溶解而成的溶液),在20℃下作測定。
<熱可塑性樹脂的構造> 本發明的熱可塑性樹脂,可列舉聚酯、聚酯碳酸酯及聚碳酸酯。
具有這種折射率與紫外線吸收性的熱可塑性樹脂,以含有立體構造系成分單元為佳,此處,立體構造系成分單元以含有四個以上選自由單環式芳香族基及縮合多環式芳香族基所構成的群中的芳香族基為佳,尤其立體構造系成分單元,以具有側鏈含有芳香族之取代基的芴系成分單元或蔥酮系成分單元及/或含有芳香族之取代基的聯萘系成分單元為佳。這些芴系成分單元或蔥酮系成分單元及聯萘系成分單元,可藉由使用過渡金屬觸媒(例如鉑族元素系觸媒,尤其是鈀系觸媒),使芴系或蔥酮系或聯萘系的鹵化物(例如溴化物)與有機金屬化合物(例如硼酸芳香族化合物)反應獲得。
本發明的熱可塑性樹脂的立體構造系成分單元,為三個以上的單環式芳香族基形成共軛構造,或一個以上的單環式芳香族基與一個以上的縮合多環式芳香族基形成共軛構造,或兩個以上的縮合多環式芳香族基形成共軛構造。此情況下,這些單環式芳香族基及縮合多環式芳香族基以在以一個單鍵連結的狀態下形成共軛鍵結為佳。像這樣,在共軛構造適度擴大的情況,可吸收紫外線,且可見光的透過性也會有提高的傾向。
在本說明書之中,關於是否形成共軛構造,是將芳香族基或多鍵的π電子非定域化的情況定義為共軛構造。
另外,在本說明書之中,「芳香族基」只要沒有特別記載,並不受限於只由碳原子與氫原子所形成的芳香族基,也包括含有雜原子的雜環芳香族基。雜原子,可列舉氧原子、硫原子、氮原子。另外,「芳香族基」只要沒有特別記載,包括單環式芳香族基及縮合多環式芳香族基。
例如本發明的熱可塑性樹脂可含有如上述般的立體構造系成分單元10mol%以上、20mol%以上、30mol%以上、40mol%以上、50mol%以上、60mol%以上,或可含有70mol%以上、100mol%以下、90mol%以下、80mol%以下、70mol%以下、60mol%以下、50mol%以下或40mol%以下。例如該熱可塑性樹脂可含有如上述般的立體構造系成分單元10mol%以上100mol%以下或20mol%以上80mol%以下。
側鏈含有芳香族之取代基的芴系成分單元或蔥酮系成分單元,可列舉例如下述式(1)所表示的重複單元。
(式(1)之重複單元) (式中,環Z相同或相異,表示芳香族烴環,R1 及R2 各自獨立,表示氫原子、鹵素原子、可含有芳香族基之碳原子數1~12之烴基,Ar1 及Ar2 表示可含有取代基之芳香族基,L1 及L2 各自獨立,表示二價連結基,j及k各自獨立,表示0以上的整數,m及n各自獨立,表示0或1,W為選自下述式(2)或(3)所表示的群中的至少一者) (式中,X表示二價連結基)
式(1)所表示的重複單元,尤其以下述式(1b)或(1c)所表示之單元為佳:
此外,芴或蔥酮所含有的兩個單環式芳香族基之苯環與位於主鏈的環Z之間不形成共軛構造。在式(1)的重複單元中,至少芴或蔥酮的單環式芳香族基與Ar1 及/或Ar2 會形成共軛構造。
上述式(1)之中,環Z所表示之芳香族烴環,除了苯環之外,還可列舉至少具有苯環骨架的縮合多環式芳香族烴環,例如縮合二環式烴環、縮合三環式烴環等的縮合二至四環式烴環等為佳。
縮合二環式烴環以茚環、萘環等的C8-20 為佳,C10-16 縮合二環式烴環為較佳。另外,縮合三環式烴環以蒽環、菲環等為佳。 環Z之中,以苯環、萘環為佳。
上述式(1)之中,環Z所表示的芳香族烴環的具體例子,以1,4-伸苯基、1,4-萘二基或2,6-萘二基為佳,1,4-伸苯基或2,6-萘二基為較佳。
, 上述式(1)之中,R1 及R2 各自獨立,表示氫原子、鹵素原子、碳原子數1~12之可含有芳香族基之烴基,以氫原子、甲基或苯基為佳。
上述式(1)之中,R1 及R2 所表示之烴基,可例示烷基、環烷基、芳香基、萘基、芳烷基等。 烷基的具體例子,以甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第三丁基等的C1-6 烷基、C1-4 烷基、C1-3 烷基等為佳,C1-4 烷基、C1-3 烷基為較佳,C1-3 烷基為更佳,其中以甲基或乙基再更佳。
另外,環烷基的具體例子,以環戊基、環己基等的C5-8 環烷基、C5-6 環烷基等為佳,C5-6 環烷基為較佳。
另外,芳香基的具體例子,以苯基、烷基苯基(單或二甲基苯基(甲苯基、2-甲基苯基、茬基等)等為佳,苯基為較佳。
另外,萘基的具體例子,以1-萘基或2-萘基等為佳。
另外,芳烷基的具體例子,適合例示苄基、苯乙基等的C6-10 芳香基-C1-4 烷基等。
另外,鹵素原子,以氟原子、氯原子、溴原子等為佳。
上述式(1)之中,Ar1 及Ar2 各自獨立,可表示可含有取代基之碳原子數1~10之單環式芳香族基或縮合多環式芳香族基或可含有取代基之5員或6員雜環芳香族基或含有其之縮合雜環芳香族基,該碳原子數1~10之芳香族基,以可含有取代基之苯基或萘基為佳。另外,在萘基的情況,以1-萘基或2-萘基為佳,2-萘基為較佳。Ar1 及Ar2 各自的鍵結位置,若為芴骨架或蔥酮骨架的2位與7位或3位與6位則適合,若為2位與7位則更佳。雜環芳香族基,以5員或6員雜環芳香族基或含有其之縮合雜環芳香族基為佳,雜原子可列舉氧原子、硫原子、氮原子,尤其可列舉硫原子。
專利文獻3記載了使用具有以下化學結構的9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-苯基苯基)芴(以下亦稱為「BOPPEF」)所得到的熱可塑性樹脂。
此專利文獻3所記載的聚合物,是在芴骨架的聚合物的主鏈導入芳香族基,然而本發明人等發現,在芴骨架的聚合物的側鏈導入芳香族基的聚合物的吸收波長,與專利文獻3所記載的聚合物的吸收波長相比,會大幅長波長化。因為主鏈部分含有亦或側鏈部分含有芳香族基的差異,吸收波長會出現約40nm的差,是非常驚人的結果。(圖1)
其理由被認為是如下所述。
在聚合物的側鏈部分,亦即在芴上導入芳香族基的情況,如前述般,芴的單環式芳香族基與所導入的芳香族基會形成共軛構造,在側鏈全體發生π電子的非定域化。藉此會發生電子遷移能量的大幅降低,吸收波長會長波長化。另一方面,在聚合物的主鏈導入芳香族基的情況,共軛構造的形成會停在主鏈的一部分,因此電子遷移能量的降低幾乎不會發生,導入芳香族基造成的吸收波長的降低幾乎不會發生。這不僅適用於芴骨架的聚合物,對於蔥酮骨架的聚合物也可同樣地考慮。
此外,本發明人等還發現,芳香族基Ar1 及Ar2 之中,萘基與苯基相比,更會造成吸收波長的長波長化。而且還發現,吸收波長的長波長化的效果會依照萘基的種類(1-萘基、2-萘基)而顯著不同。其理由被認為是因為萘基鍵結位置的不同,而造成立體障礙,因此含有芴部或蔥酮部的側鏈全體的共軛狀態會不同。亦即認為,2-萘基與芴部的共軛狀態,與1-萘基與芴部的共軛狀態相比,π電子會更加非定域化,因此會觀察到吸收波長約15nm左右的長波長化。另外,這些共軛狀態的差異也會對折射率或複折射造成很大的差異。關於這點也不僅適用於芴骨架的聚合物,對於蔥酮骨架的聚合物也可同樣地考慮。
另外,由具有導入了芳香族基的芴骨架或蔥酮骨架,因此可提高耐熱性,還可使複折射和成形性達到平衡。
前述式(1)之中,L1 、L2 各自獨立,表示二價連結基,若為碳數1~12之伸烷基則為適合,若為伸乙基則較佳。藉由調整連結基L1 、L2 的長度,可調整樹脂的玻璃轉移溫度。
前述式(1)之中,W為選自前述式(2)或(3)所表示的群的至少一者。在W為前述式(2)的情況,前述式(1)會成為碳酸酯單元,在W為前述式(3)的情況,前述式(1)會成為酯單元。
前述式(1)所表示的重複單元,以全部的重複單元為基準,下限可為5mol%、10mol%以上,20mol%以上,30mol%以上,40mol%以上,50mol%以上,60mol%以上或70mol%以上。前述式(1)所表示的重複單元,若在前述範圍,則為高折射率而適合。另外,上限可為100mol%以下,90mol%以下,80mol%以下,70mol%以下,60mol%以下,50mol%以下或40mol%以下。若前述範圍前述式(1)所表示的重複單元,則容易得到具有紫外線吸收性與可見光透光性,具有高折射率,另外還可降低複折射,且可使耐熱性與成形性平衡之樹脂。
前述式(3)之中,X表示二價連結基,以碳原子數1~30之可含有芳香族基之烴基為佳,伸苯基、萘二基、下述式(4)或式(5)所表示之基為較佳。
(式中,R11 及R12 各自獨立,為氫原子、可含有芳香族基之碳原子數1~12之烴基或鹵素原子)
(式(6)~(8)之重複單元) 本發明的光學透鏡所使用的熱可塑性樹脂,可含有選自由下述式(6)~(8)所表示之單元所構成的群中的至少一者作為重複單元。
(式中,R13 及R14 各自獨立,為氫原子、可含有芳香族基之碳原子數1~12之烴基或鹵素原子)
(式中,R15 及R16 各自獨立,為氫原子、可含有芳香族基之碳原子數1~12之烴基或鹵素原子)
(式中,R17 及R18 各自獨立,為氫原子、可含有芳香族基之碳原子數1~12之烴基或鹵素原子,Y為單鍵或二價連結基)
在該熱可塑性樹脂之中,在以含有選自由前述式(6)~(8)所表示之單元所構成的群中的至少一者作為重複單元的情況,前述式(1)所表示的重複單元與前述式(6)~(8)所表示之單元所構成的群中的重複單元之mol比以95:5~5:95為佳,若為90:10~10:90、80:20~20:80或70:30~30:70則更佳。前述式(1)所表示的重複單元與選自由前述式(6)~(8)所表示之單元所構成的群中的至少一種重複單元的mol比,若前述範圍,則容易得到具有高折射率,另外還可降低複折射,且可使耐熱性與成形性平衡的樹脂。
式(6)~(8)中的R13 ~R18 各自獨立,為氫原子、可含有芳香族基之碳原子數1~12之烴基或鹵素原子,尤其可為氫原子或苯基。Y為單鍵或二價連結基,例如可為碳原子數1~12之二價烴基、氧原子、硫原子等。
含有芳香族之取代基的聯萘系成分單元,可列舉例如下述式(9)所表示的重複單元。
(式(9)之重複單元)
此處,L1 、L2 、W、m、n、Ar1 及Ar2 與式(1)相同。此外,聯萘構造的兩個萘基大致垂直,因此π電子並未在萘基彼此間發生非定域化,而不形成共軛構造,因此萘基與Ar1 或Ar2 會形成共軛構造。
式(9)的重複單元之中,尤其Ar1 及Ar2 存在於下述位置的式(9-1)的重複單元,由於萘基與Ar1 及Ar2 之間容易形成共軛構造,故為適合。
前述式(9)所表示的重複單元,以全部的重複單元為基準,下限可為5mol%、10mol%以上,20mol%以上,30mol%以上,40mol%以上,50mol%以上,60mol%以上或70mol%以上。若前述式(9)所表示的重複單元在前述範圍,則為高折射率而適合。另外,上限可為100mol%以下,90mol%以下,80mol%以下,70mol%以下,60mol%以下,50mol%以下或40mol%以下。若前述式(9)所表示的重複單元在前述範圍,則容易得到具有紫外線吸收性與可見光透光性,具有高折射率,另外還可降低複折射,且可使耐熱性與成形性平衡的樹脂。
(其他重複單元) 該熱可塑性樹脂中,在不損及本發明的特性的程度,亦可具有其他重複單元。其他重複單元以在全部的重複單元中未達30mol%、20mol%以下、10mol%以下或5mol%以下為佳。
<熱可塑性樹脂的原料> (式(1)之二醇成分) 作為式(1)的原料的二醇成分主要為式(a)所表示的二醇成分,可單獨使用或組合兩種以上來使用。
前述式(a)之中,環Z、R1 、R2 、Ar1 、Ar2 、L1 、L2 、j、k、m及n與前述式(1)中的各式相同。這些化合物,由於芴骨架或蔥酮骨架的兩個單環式芳香族基形成共軛構造,而且該共軛構造會和以單鍵鍵結於這兩個單環式芳香族基的Ar1 及Ar2 一起進一步形成共軛擴大的構造,故為適合。
以下揭示前述式(a)所表示的二醇成分具代表性的具體例子,而前述式(1)所使用的原料並不受其限定。
在Ar1 及Ar2 為苯基的情況,以下述式(a1)~(a4)所表示的化合物、下述式(a1):9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)-2,7-二苯基芴(以下亦稱為「BPDP2」)、下述式(a2):9,9雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)-3,6-二苯基芴(以下亦稱為「BPDP3」)、下述式(a3):9,9-雙(4-羥苯基)-2,7-二苯基芴、下述式(a4):9,9-雙(4-羥苯基)-3,6-二苯基芴及其分別對應的蔥酮化合物為較佳,尤其以下述式(a1):BPDP2、下述式(a3):9,9-雙(4-羥苯基)-2,7-二苯基芴,及其分別對應的蔥酮化合物為佳。
這些可單獨使用或將兩種以上組合使用。另外,在苯基Ar1 及Ar2 上亦可存在取代基。
在Ar1 及Ar2 為萘基的情況,下述式(a5):9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)-2,7-二(1-萘基)芴,下述式(a6):9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)-3,6-二(1-萘基)芴,下述式(a7):9,9-雙(4-羥苯基)-2,7-二(1-萘基)芴,下述式(a8):9,9-雙(4-羥苯基)-3,6-二(1-萘基)芴,下述式(a9):9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)-2,7-二(2-萘基)芴,下述式(a10):9,9雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)-3,6-二(2-萘基)芴,下述式(a11):9,9-雙(4-羥苯基)-2,7-二(2-萘基)芴,下述式(a12):9,9-雙(4-羥苯基)-3,6-二(2-萘基)芴及其分別對應的蔥酮化合物為較佳。
尤其以下述式(a5):9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)-2,7-二(1-萘基)芴(以下亦稱為「BPDN1」),下述式(a7):9,9-雙(4-羥苯基)-2,7-二(1-萘基)芴,下述式(a9):9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)-2,7-二(2-萘基)芴(以下亦稱為「BPDN2」),下述式(a11):9,9-雙(4-羥苯基)-2,7-二(2-萘基)芴及其分別對應的蔥酮化合物為佳。
這些可單獨使用或將兩種以上組合使用。另外,在萘基Ar1 及Ar2 上亦可存在取代基。
在Ar1 及Ar2 為雜環芳香族基的情況,式(a)之二醇成分可列舉例如以下的式(a13)之9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)-2,7-二(2-噻吩基)芴(以下亦稱為「BPDT2」):
該二醇,由於芴骨架的兩個單環式芳香族基與以一個單鍵鍵結於其上的雜環芳香族基全體形成共軛擴大的構造,故為適合。
在環Z為萘環的情況,可列舉例如以下的式(a14)之9,9-雙(6-(2-羥基乙氧基)-2-萘基)-2,7-二苯基芴)(以下亦稱為「BNDP2」)及式(a15)之9,9-雙(6-(2-羥基乙氧基)-2-萘基)-2,7-二(2-萘基)芴(以下亦稱為「BNDN2」)及其所對應的蔥酮化合物:
這些化合物,由於芴骨架或蔥酮骨架的兩個單環式芳香族基與以一個單鍵鍵結於其上的單環式芳香族基或縮合多環式芳香族基全體形成共軛構造,故為適合。
(式(6)~(8)之二醇成分) 熱可塑性樹脂可進一步具有前述式(6)~(8)所表示的重複單元,將作為前述式(6)~(8)的原料的二醇成分揭示如下。這些可單獨使用或組合兩種以上來使用。
作為前述式(6)的原料的二醇成分,可列舉2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-3,3'-二甲基-1,1'-聯萘、2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-6,6'-二甲基-1,1'-聯萘、2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-7,7'-二甲基-1,1'-聯萘、2,2'-雙(2-・羥基乙氧基)-1,1'-聯萘。
作為前述式(7)的原料的二醇成分,可例示9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)芴、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-甲基苯基)芴、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-環己基苯基)芴、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-苯基苯基)芴及其所對應的蔥酮化合物等,以9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)芴、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-苯基苯基)芴及其對應的蔥酮化合物為特佳。這些可單獨使用或組合兩種以上來使用。
作為前述式(8)的原料的二醇成分,可例示2,2-雙(4-羥苯基)丙烷、2,2-雙(3-甲基-4-羥苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥苯基)-1-苯基乙烷、1,3-雙(2-(4-羥苯基)-2-丙基)苯、1,1-雙(4-羥苯基)-3,3,5-三甲基環己烷、1,1-雙(4-羥苯基)環己烷、雙(4-羥苯基)二苯基甲烷、1,1-雙(4-羥苯基)癸烷、雙(4-羥苯基)硫醚、雙(4-羥基-3-甲基苯基)硫醚、聯苯酚、9,9-雙(4-羥苯基)芴、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)芴、9,9-雙(4-羥基-3-環己基苯基)芴、9,9-雙(4-羥基-3-苯基苯基)芴、雙(4-羥苯基)碸、10,10-雙(4-羥苯基)蔥酮等,2,2-雙(4-羥苯基)丙烷、雙(4-羥苯基)硫醚為特佳。這些可單獨使用或組合兩種以上來使用。
(式(9)之二醇成分) 作為式(9)的原料的二醇成分,主要是式(b)所表示的二醇成分,可單獨使用或組合兩種以上來使用。
此處,L1 、L2 、m、n、Ar1 及Ar2 與式(1)相同。
在Ar1 及Ar2 為苯基的情況,式(b)之二醇成分,可列舉2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-3,3'-二苯基-1,1'-聯萘、2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-4,4'-二苯基-1,1'-聯萘、2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-5,5'-二苯基-1,1'-聯萘、2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-6,6'-二苯基-1,1'-聯萘、2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-7,7'-二苯基-1,1'-聯萘、2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-8,8'-二苯基-1,1'-聯萘等。
例如下述式(b1)之2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-6,6'-二苯基-1,1'-聯萘(以下亦稱為「BHEB6」),聯萘骨架的一個縮合多環式芳香族基(萘基)與以一個單鍵鍵結於其上的一個單環式芳香族基(苯基)會形成共軛構造。
在Ar1 及Ar2 為萘基的情況,式(b)之二醇成分,可列舉2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-3,3'-二(1-萘基)-1,1'-聯萘、2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-4,4'-二(1-萘基)-1,1'-聯萘、2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-5,5'-二(1-萘基)-1,1'-聯萘、2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-6,6'-二(1-萘基)-1,1'-聯萘、2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-7,7'-二(1-萘基)-1,1'-聯萘、2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-8,8'-二(1-萘基)-1,1'-聯萘、2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-3,3'-二(2-萘基)-1,1'-聯萘、2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-4,4'-二(2-萘基)-1,1'-聯萘、2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-5,5'-二(2-萘基)1,1'-聯萘、2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-6,6'-二(2-萘基)-1,1'-聯萘、2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-7,7'-二(2-萘基)-1,1'-聯萘、2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-8,8'-二(2-萘基)-1,1'-聯萘等。
例如下述式(b2)之2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-6,6'-二(2-萘基)-1,1'-聯萘,聯萘骨架的一個縮合多環式芳香族基(萘基)與以一個單鍵鍵結於其上的一個縮合多環式芳香族基(萘基)會形成共軛構造。
(其他共聚合成分) 熱可塑性樹脂,在不損及本發明的特性的程度,亦可與其他二醇成分共聚合。其他二醇成分以在全部的重複單元中未達30mol%、20mol%以下、10mol%以下或5mol%以下為佳。
該熱可塑性樹脂所使用的其他二醇成分,可例示乙二醇、丙烷二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、三環[5.2.1.02.6 ]癸烷二甲醇、環己烷-1,4-二甲醇、十氫萘-2,6-二甲醇、降莰烷二甲醇、五環十五烷二甲醇、環戊烷-1,3-二甲醇、螺甘油、異山梨糖醇、異甘露糖醇、異艾杜糖醇、氫醌、間苯二酚、雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)碸、1,1'-聯-2-萘酚、二羥基萘、雙(2-羥基乙氧基)萘等,這些可單獨或組合兩種以上來使用。
(式(1)或式(9)之二羧酸成分) 該熱可塑性樹脂中的前述式(1)或式(9)所表示的單元所使用的二羧酸成分,主要適合使用HOOC-X-COOH所表示的二羧酸或其酯形成性衍生物。此處,X表示產生式(1)或式(9)所表示的單元所需的二價連結基。
式HOOC-X-COOH所表示的二羧酸或其酯形成性衍生物具代表性的具體例子,可列舉本發明的前述式(a)及(b)之二醇改變成二羧酸或其酯形成性衍生物之化合物。
該熱可塑性樹脂所使用的二羧酸成分,可列舉丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、栓酸、杜鵑花酸、甲基丙二酸、乙基丙二酸等的脂肪族二羧酸成分、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸等的單環式芳香族二羧酸成分、2,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸、2,3-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸、1,8-萘二羧酸、蒽二羧酸、菲二羧酸、2,2'-雙(羧基甲氧基)-1,1'-聯萘、9,9-雙(羧甲基)芴、9,9-雙(2-羧基乙基)芴、9,9-雙(1-羧基乙基)芴、9,9-雙(1-羧基丙基)芴、9,9-雙(2-羧基丙基)芴、9,9-雙(2-羧基-1-甲基乙基)芴、9,9-雙(2-羧基-1-甲基丙基)芴、9,9-雙(2-羧基丁基)芴、9,9-雙(2-羧基-1-甲基丁基)芴、9,9-雙(5-羧基戊基)芴、9,9-雙(羧基環己基)芴等的多環式芳香族二羧酸成分、2,2'-聯苯基二羧酸等的聯苯基二羧酸成分、1,4-環己烷二羧酸、2,6-十氫萘二羧酸等的脂環族二羧酸成分,以間苯二甲酸、對苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、2,2'-雙(羧基甲氧基)-1,1'-聯萘為佳。這些可單獨或組合兩種以上來使用。另外,酯形成性衍生物亦可使用醯氯或甲基酯、乙基酯、苯基酯等的酯類。
該熱可塑性樹脂,可藉由例如使二醇成分與光氣或碳酸二酯等的碳酸酯前驅物質反應的方法,或使二醇成分與二羧酸或其酯形成性衍生物反應的方法等來製造。以下揭示其具體例子。
<熱可塑性樹脂的製造方法> 本發明的聚碳酸酯樹脂、聚酯碳酸酯樹脂、聚酯樹脂,可藉由製造通常的樹脂所周知的反應手段,例如如果是聚碳酸酯,則可藉由使二羥基化合物與碳酸二酯等的碳酸酯前驅物質反應的方法來製造。關於此製造方法,除了使用可產生滿足上述式(a)或(b)等的態樣1的重複單元的單體之外,還可參考專利文獻3。
(聚碳酸酯的製造方法) 在該熱可塑性樹脂為聚碳酸酯的情況,可藉由利用界面聚合法或熔融聚合法使二醇成分與碳酸酯前驅物進行反應,過去周知的方法來獲得。在製造聚碳酸酯時,亦可因應必要使用觸媒、末端停止劑、抗氧化劑等。
(聚酯的製造方法) 在該熱可塑性樹脂為聚酯的情況,只要使二醇成分與二羧酸或其酯形成性衍生物進行酯化反應或酯交換反應,並使所得到的反應生成物進行聚縮合反應,製成所希望的分子量的高分子量體即可。其製造方法亦可使用周知的方法。
(聚酯碳酸酯的製造方法) 在該熱可塑性樹脂為聚酯碳酸酯的情況,可藉由使二醇成分及二羧酸或其酯形成性衍生物與光氣或碳酸二酯等的碳酸酯前驅物質進行反應來製造。聚合方法可使用與前述聚碳酸酯或聚酯同樣的周知的方法。
<熱可塑性樹脂-雜質> (殘存酚) 熱可塑性樹脂的殘存酚含量,宜為1~500ppm,較佳為1~400ppm,更佳為1~300ppm。酚的含量以藉由在壓力1.3kPa以下的反應時間來調整為佳。在不進行在1.3kPa以下的真空度下的反應的情況,酚的含量會變多。另外,反應時間若過長,則會由樹脂中過度餾除。
在得到該熱可塑性樹脂之後調整酚含量即可。可使用例如使熱可塑性樹脂溶於有機溶劑,並將有機溶劑層以水清洗的方法,或使用一般所使用的單軸或雙軸擠出機、各種捏合機等的混練裝置,在133~13.3Pa的壓力、200~320℃的溫度下脫除揮發成分的方法。在殘存酚含量適當的情況,不會損害到耐熱性,並且可提升成形流動性。另外,將樹脂加熱熔融時,熱安定性也變得良好,樹脂射出成形時,還可防止金屬模具污染。此外,若酚被氧化,則會有著色的性質,只要在這樣的範圍,則熱可塑性樹脂的色相不易惡化,成形流動性也變得良好。
(殘存芴酮) 熱可塑性樹脂的殘存芴酮含量,宜為1~500ppm,較佳為1~300ppm,更佳為1~100ppm,特佳為1~50ppm。若熱可塑性樹脂中的殘存芴酮含量適當,則可防止樹脂的著色。
芴酮被使用作為製造芴系成分單元的單體時的原料,在製造過程中無法將全部去除時會殘存。本發明人等發現芴酮的殘存量和會關係到熱可塑性樹脂的著色。
(殘存鈀(Pd)觸媒量) 熱可塑性樹脂中以不含有鈀觸媒為佳。熱可塑性樹脂中的殘存鈀觸媒量,以10ppm以下為佳,5.0ppm以下、3.0ppm以下、1.0ppm以下或0.5ppm為更佳,可為0.0ppm以上、0.1ppm以上、0.2ppm以上或0.5ppm以上。若熱可塑性樹脂中的殘存鈀觸媒量適當,則可防止樹脂的著色。
鈀觸媒可作為使芳香族之取代基鍵結於芴系成分單元或蔥酮系成分單元或聯萘系成分單元時的觸媒來使用,通常會殘存於含有側鏈含有芳香族之取代基的芴系成分單元或蔥酮系成分單元及/或含有芳香族之取代基的聯萘系成分單元的熱可塑性樹脂中。本發明人等發現,鈀觸媒的殘存量會關係到熱可塑性樹脂的著色。為了降低樹脂中的殘存鈀量,可對含有該鈀觸媒殘渣的單體及/或其樹脂實行脫鈀處理。
<添加劑> 含有本發明的熱可塑性樹脂的熱可塑性樹脂組成物中,可因應必要適當地添加脫模劑、熱安定劑、紫外線、吸收劑、發藍劑、抗靜電劑、阻燃劑、可塑劑、填充劑等的添加劑來使用。 具體的脫模劑、熱安定劑,適合列舉國際公開2011/010741號小冊子所記載的藥劑。
特別合適的脫模劑,適合使用硬脂酸單甘油酯、硬脂酸三甘油酯、季戊四醇四硬脂酸酯、硬脂酸三甘油酯與硬脂醯基硬脂酸酯的混合物。另外,脫模劑中的前述酯的量,在將脫模劑定為100質量%時,以90質量%以上為佳,95質量%以上為較佳。另外,摻合至熱可塑性樹脂組成物的脫模劑,相對於熱可塑性樹脂100質量份,以0.005~2.0質量份的範圍為佳,0.01~0.6質量份的範圍為較佳,0.02~0.5質量份的範圍為更佳。
熱安定劑,可列舉磷系熱安定劑、硫系熱安定劑及受阻酚系熱安定劑。
另外,特別合適的磷系熱安定劑,可使用參(2,4-二-第三丁基苯基)亞磷酸酯、雙(2,6-二-第三丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、肆(2,4-二-第三丁基苯基)-4,4'-伸聯苯基二亞膦酸酯。另外,熱可塑性樹脂的磷系熱安定劑的含量,相對於熱可塑性樹脂100質量份,以0.001~0.2質量份為佳。
另外,特別合適的硫系熱安定劑為季戊四醇-肆(3-月桂基硫代丙酸酯)。另外,熱可塑性樹脂的硫系熱安定劑的含量,相對於熱可塑性樹脂100質量份,以0.001~0.2質量份為佳。
另外,合適的受阻酚系熱安定劑為十八烷基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥苯基)丙酸酯、季戊四醇-肆[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥苯基)丙酸酯]。
熱可塑性樹脂中的受阻酚系熱安定劑的含量,相對於熱可塑性樹脂100質量份,以0.001~0.3質量份為佳。
磷系熱安定劑與受阻酚系熱安定劑亦可併用。
該熱可塑性樹脂組成物中沒有必要含有紫外線吸收劑,然而在含有的情況,紫外線吸收劑以選自由苯并三唑系紫外線吸收劑、二苯酮系紫外線吸收劑、三嗪系紫外線吸收劑、環狀亞胺基酯系紫外線吸收劑及氰基丙烯酸酯系所構成的群中的至少一種紫外線吸收劑為佳。
在苯并三唑系紫外線吸收劑之中,較佳為2-(2-羥基-5-第三辛基苯基)苯并三唑、2,2'-亞甲基雙[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)酚]。
二苯酮系紫外線吸收劑,可列舉2-羥基-4-正十二烷氧基二苯酮、2-羥基-4-甲氧基-2'-羧基二苯酮。
三嗪系紫外線吸收劑,可列舉2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧]-酚、2-(4,6-雙(2-4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(辛基)氧]-酚等。
環狀亞胺基酯系紫外線吸收劑,尤其以2,2'-對伸苯基雙(3,1-苯并噁嗪-4-酮)為適合。
氰基丙烯酸酯系紫外線吸收劑,可列舉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-氰基-3,3-二苯基丙烯醯基)氧]苯等。
紫外線吸收劑可實質上不含有,例如相對於熱可塑性樹脂100質量份、紫外線吸收劑為3.0質量份以下、2.0質量份以下、1.0質量份以下、0.5質量份以下、0.3質量份以下、0.1質量份以下或0.01質量份以下。
發藍劑,可列舉Bayer公司的Macrolex Violet B及Macrolex blue RR以及CLARIANT公司的Polysynthren blue RLS等。發藍劑對於消除熱可塑性樹脂的黃色調是有效的。尤其在賦予耐候性的熱可塑性樹脂組成物的情況,由於摻合了一定量的紫外線吸收劑,因此會有樹脂組成物容易因為「紫外線吸收劑的作用或顏色」而帶有黃色調的現實問題,為了對透鏡賦予自然的透明感,摻合發藍劑是非常有效的。
發藍劑的摻合量,相對於熱可塑性樹脂100質量份,宜為0.05~1.5ppm,較佳為0.1~1.2ppm。
<光學構件> 本發明的熱可塑性樹脂適合於光學構件,尤其是光學透鏡。就光學構件來說,可使用於透鏡、稜鏡、光碟、透明導電性基板、光學記憶卡、薄片、薄膜、光纖、光學膜、濾光片、硬塗膜等的光學構件,尤其在光學透鏡方面極為有用。
<光學透鏡> 在以射出成型製造本發明的光學透鏡的情況,以在缸體溫度230~350℃、金屬模具溫度70~180℃的條件下成形為佳。更理想的情況,以在缸體溫度250~300℃、金屬模具溫度80~170℃的條件下成形為佳。在缸體溫度高於350℃的情況,熱可塑性樹脂會分解而著色,在低於230℃的情況,熔融黏度高,容易變得難以成形。另外,在金屬模具溫度高於180℃的情況,由熱可塑性樹脂所形成的成形片容易變得難以由金屬模具取出。另一方面,在金屬模具溫度未達70℃的情況,樹脂在成型時的金屬模具內會快速過度硬化,成形片的形狀變得不易控制,容易變得難以將被刻在金屬模具上之所欲賦予的形狀充分轉印。
本發明的光學透鏡可因應必要採用非球面透鏡的形式適當地實施。非球面透鏡能夠以一枚透鏡使球面像差實質上為零,因此沒有必要以多個球面透鏡的組合來去除球面像差,可達成重量減輕及成形成本降低。所以,非球面透鏡,在光學透鏡之中尤其作為相機鏡頭是有用的。
關於具體的透鏡尺寸,中心部的厚度為0.05~3.0mm,較佳為0.05~2.0mm,更佳為0.1~2.0mm。另外,直徑為1.0mm~20.0mm,較佳為1.0~10.0mm,更佳為3.0~10.0mm。另外,其形狀以一面為凸、一面為凹的彎月形透鏡為佳。
本發明的光學透鏡,可藉由金屬模具成形、切削、研磨、雷射加工、放電加工、蝕刻等任意方法來成形。其中,從製造成本的層面看來,以金屬模具成形為較佳。 [實施例]
以下列舉實施例進一步說明本發明,然而本發明不受其限定。
≪評估方法≫ <折射率> 使所得到的樹脂3g溶解於二氯甲烷50ml,並澆在玻璃皿上。在室溫下使其充分乾燥之後,在120℃以下的溫度下乾燥8小時,製作出厚度約100μm的薄膜。使用ATAGO製DR-M2阿貝折射計,測定該薄膜在25℃下的折射率nD(波長:589nm)。
<透光率> 使所得到的樹脂6.7mg溶解於二氯甲烷(比重:1.33g/mL)5mL,製作出0.1質量%溶液。使用日立製U-3310型分光光度計來測定該溶液250nm至780nm的透光率。
≪製造例≫ (1)BPDP2(9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)-2,7-二苯基芴)的合成
(1-1)BPDB2(9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)-2,7-溴芴)的合成 在配備攪拌機、冷凝管以及溫度計的500mL燒瓶中裝入作為溶劑的甲苯150g、12-磷鎢酸(VI)n水合物H3 [PW12 O40 ]・nH2 O 2.19g,並在甲苯回流下共沸脫水。使內容物冷卻,然後加入2,7-二溴芴酮(以下會有簡記為DBFN的情形)33.8g(0.10mol)、2-苯氧基乙醇55.3g(0.40mol),在甲苯回流下,將反應所產生的水排出系統外,同時加以攪拌。適當地以HPLC確認反應進行的情形,確認DBFN的殘存量為0.1質量%以下,使反應結束。所得到的中間目標物BPDB2不進行分離、純化,直接轉移至接下來的步驟1-2的反應。
(1-2)BPDP2的合成 使步驟1-1所得到的反應液冷卻至室溫之後,添加2M碳酸鉀水溶液85mL及苯基硼酸25.6g(0.21mol),進一步添加肆(三苯基膦)鈀1.12g(0.97mmol),在80℃下攪拌2小時,進行反應。以HPLC確認反應進行的情形,確認中間目標物的殘存量為0.1質量%以下,使反應結束。使所得到的反應液冷卻至室溫,加入乙醇使其晶析,然後將固體過濾回收。使所回收的固體溶解於氯仿,以溫水洗淨3次之後,以活性碳將氯仿層脫色處理及脫鈀處理,然後進行濃縮,得到粗純化物。以甲苯使所得到的粗純化物的固體再結晶,得到最終目標物的白色固體41.3g(產率70%)。另外,藉由1 H NMR分析所得到的白色固體,確認為目標物(圖2)。溶劑使用了CDCl3
(2)BNDP2(9,9-雙(6-(2-羥基乙氧基)-2-萘基)-2,7-二苯基芴)的合成
除了將步驟1-1之2-苯氧基乙醇變更為2-萘氧基乙醇之外,與上述BPDP2同樣地,得到BNDP2的白色固體51.1g(產率74%)。藉由1 H NMR分析所得到的白色固體,確認為目標物。溶劑使用了CDCl3
(3)BPDN1(9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)-2,7-二(1-萘基)芴)的合成
除了將步驟1-2之苯基硼酸變更為1-萘基硼酸之外,與上述BPDP2的合成同樣地,得到BPDN1的白色固體55.3g(產率40%)。藉由1 H NMR分析所得到的白色固體,確認為目標物。溶劑是使用CDCl3
(4)BPDN2(9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)-2,7-二(2-萘基)芴)的合成
除了將步驟1-2之苯基硼酸變更為2-萘基硼酸之外,與上述BPDP2的合成同樣地,得到BPDN2的白色固體39.4g(產率57%)。藉由1 H NMR分析所得到的白色固體,確認為目標物。溶劑使用了CDCl3
(5)BPDT2(9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)-2,7-二(2-噻吩基)芴)的合成
除了將步驟1-2之苯基硼酸變更為2-噻吩硼酸之外,與上述BPDP2的合成與同樣地,得到BPDT2的淺黃色固體40.4g(產率67%)。藉由1 H NMR分析所得到的淺黃色固體,確認為目標物。溶劑是使用DMSO-d6
(6)BNDN2(9,9-雙(6-(2-羥基乙氧基)-2-萘基)-2,7-二(2-萘基)芴)的合成
除了將步驟1-1的2-苯氧基乙醇變更為2-萘氧基乙醇,步驟1-2的苯基硼酸變更為2-萘基硼酸之外,與上述BPDP2的合成同樣地,得到BNDN2的白色固體26.9g(產率34%)。藉由1 H NMR分析所得到的白色固體,確認為目標物。溶劑使用了CDCl3
(7)BHEB6(2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-6,6'-二苯基-1,1'-聯萘)的合成
(7-1)2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-6,6'-二溴-1,1'-聯萘的合成
在配備攪拌機、冷凝管以及溫度計的燒瓶中裝入6,6'-二溴-1,1'-聯-2-萘酚(以下會有簡記為BN-6Br的情形)5.0g(11.3mmol)、碳酸伸乙酯2.3g(25.9mmol)、碳酸鉀0.16g(1.9mmol)、甲苯15g,在110℃下反應5小時。適當地以HPLC確認反應進行的情形,確認BN-6Br的殘存量為0.1質量%以下,使反應結束。在所得到的反應混合物加入甲苯65g稀釋之後,加入10質量%氫氧化鈉水溶液8g,在85℃下攪拌1小時,然後將水層分液除去。將有機層濃縮,然後使其溶解於醋酸乙酯,在水洗後將水層分液除去。進一步加入己烷,直接使其再結晶,結果得到目標之2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-6,6'-二溴-1,1'-聯萘(以下會有簡記為BN2EO-6Br的情形)的白色固體3.7g,(產率61%)。所得到的樣品直接使用於步驟7-2的反應。
(7-2)BHEB6的合成 在氮氣環境下,在配備攪拌機、冷凝管以及溫度計的燒瓶中裝入步驟7-1所得到的BN2EO-6Br 3.5g(6.6mmol)、苯基硼酸2.1g(16.5mmol)、肆(三苯基膦)鈀0.112g (0.1mmol)、2M碳酸鉀水溶液9mL、甲苯33mL、乙醇12mL,在80℃下反應2小時。適當地以HPLC確認反應進行的情形,確認殘存BN2EO-6Br為0.1質量%以下,使反應結束。將所得到的反應混合物濃縮,然後加入1M氫氧化鈉水溶液,並以氯仿萃取。在所得到的有機層中加入活性碳,攪拌1小時之後,將活性碳過濾掉,然後將有機層濃縮。濃縮後,藉由二氧化矽凝膠管柱層析進行純化,結果得到目標之BHEB6白色結晶2.6g(產率75%)。藉由1 H NMR分析所得到的白色固體,確認為目標物。溶劑使用了CDCl3
[實施例1] 將所合成出的BPDP2 8.85質量份、BPEF2 6.31質量份、碳酸二苯酯(以下會有省略為DPC的情形)16.23質量份及碳酸氫鈉3.00×10-5 質量份加入附有攪拌機及蒸餾裝置的反應釜,進行氮氣置換3次,然後將夾套加熱至180℃,使原料熔融。完全溶解後,花費5分鐘減壓至20kPa,同時以60℃/hr的速度使夾套昇溫至260℃,進行酯交換反應。然後,將夾套保持在260℃的狀態,花費50分鐘減壓至0.13kPa,在260℃、0.13kPa以下的條件下進行聚合反應至達到既定扭力為止。反應結束後,將所產生的樹脂造粒,同時取出,而得到聚碳酸酯樹脂的顆粒。將所得到的聚碳酸酯樹脂的物性揭示於表1。
[實施例2~7及比較例1~6] 由實施例1如表1所記載般變更組成,得到實施例2~7及比較例1~6的聚碳酸酯樹脂的顆粒。
≪結果≫ 將關於聚碳酸酯樹脂的例子的評估結果揭示於表1。另外,將實施例1~3與比較例1~3的透過光譜表示於圖1。
BPDP2:9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)-2,7-二苯基芴 BNDP2:9,9-雙(6-(2-羥基乙氧基)-2-萘基)-2,7-二苯基芴 BPDN1:9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)-2,7-二(1-萘基)芴 BPDN2:9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)-2,7-二(2-萘基)芴 BPDT2:9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)-2,7-二(2-噻吩基)芴 BNDN2:9,9-雙(6-(2-羥基乙氧基)-2-萘基)-2,7-二(2-萘基)芴 BHEB6;2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-6,6'-二苯基-1,1'-聯萘 BPEF:9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)芴 BPA:雙酚A BOPPEF:9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-苯基苯基)芴 BNEF:9,9-雙(6-(2-羥基乙氧基)-2-萘基)芴 BPEB:9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)-苯并[b]芴 BHEB:2,2'-雙(2-羥基乙氧基)-1,1'-聯萘
實施例1~7的熱可塑性樹脂具有非常高的折射率,而且還具有低紫外線透光率,同時具有非常高的可見光透光性。
[圖1]為實施例1~3及比較例1~3的熱可塑性樹脂之0.1質量%二氯甲烷溶液透過光譜。 [圖2]為BPDP2(9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)-2,7-二苯基芴)之1 H NMR。

Claims (10)

  1. 一種熱可塑性樹脂,其係含有下述式(1)或下述式(9)所表示的重複單元之熱可塑性樹脂,且式(9)所表示的重複單元以全部的單元為基準,為10mol%以上20mol%以下,在0.1質量%二氯甲烷溶液之中,波長355nm的透光率未達20%,且波長500nm的透光率為90%以上,
    Figure 109106262-A0305-02-0056-2
    (式中,環Z(相同或相異)表示芳香族烴環,R1及R2各自獨立,表示氫原子、鹵素原子、可含有芳香族基之碳原子數2~12之烴基,Ar1及Ar2各自獨立,表示可含有取代基之芳香族基,L1及L2各自獨立,表示二價連結基,j及k各自獨立,表示0以上的整數,m及n各自獨立,表示0或1,W為選自下述式(2)或(3)所表示的群中的至少一者)
    Figure 109106262-A0305-02-0057-3
    Figure 109106262-A0305-02-0057-4
    (式中,X表示二價連結基)
    Figure 109106262-A0305-02-0057-5
    (式中,Ar1及Ar2、L1及L2、m及n、W與前述式(1)相同)。
  2. 如請求項1之熱可塑性樹脂,其中前述式(1)為選自由下述式(1b)或(1c)所表示的單元所構成的群中的至少一者:
    Figure 109106262-A0305-02-0058-6
    Figure 109106262-A0305-02-0058-7
    (式中,Ar1及Ar2、L1及L2、R1及R2、j及k、m及n、W與前述式(1)相同)。
  3. 如請求項1或2之熱可塑性樹脂,其中前 述式(1)中,Z表示苯或萘。
  4. 如請求項1之熱可塑性樹脂,其中前述式(9)係選自由下述式(9-1)所表示的單元所構成的群:
    Figure 109106262-A0305-02-0059-9
    (式中,Ar1及Ar2、L1及L2、m及n、W與前述式(1)相同)。
  5. 如請求項1或2之熱可塑性樹脂,其折射率nD為1.640以上。
  6. 如請求項1或2之熱可塑性樹脂,其比黏度為0.12~0.40。
  7. 如請求項1或2之熱可塑性樹脂,其玻璃轉移溫度為130~170℃。
  8. 如請求項1或2之熱可塑性樹脂,其係聚酯、聚酯碳酸酯或聚碳酸酯。
  9. 一種光學構件,其係含有如請求項1~8中任一項之熱可塑性樹脂。
  10. 如請求項9之光學構件,其係光學透鏡。
TW109106262A 2019-02-27 2020-02-26 熱可塑性樹脂及光學構件 TWI851669B (zh)

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