專(zhuān)利名稱(chēng)：聚碳酸酯樹(shù)脂組合物和光學(xué)部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物和光學(xué)部件。更具體地，本發(fā)明涉及聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物，其具有優(yōu)良的光學(xué)性質(zhì)以及優(yōu)良的耐高溫和高濕性、耐熱老化性(耐高溫老化性)、耐熱性和抗沖擊性，并且特別適合用于生產(chǎn)光學(xué)部件，例如甚至可以在特別苛刻的環(huán)境中使用的車(chē)輛上安裝的光學(xué)半導(dǎo)體裝置的透鏡。進(jìn)一步提供了由聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物模塑的光學(xué)部件。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，考慮到節(jié)能和環(huán)境保護(hù)，已經(jīng)開(kāi)始將光學(xué)半導(dǎo)體裝置光源作為照明光源安裝到車(chē)輛的后燈中。
光學(xué)半導(dǎo)體裝置光源包括光學(xué)半導(dǎo)體裝置芯片、封裝該芯片并且具有光-反射性質(zhì)的包裝、包含熒光物質(zhì)的環(huán)氧樹(shù)脂密封劑和由透明的樹(shù)脂制成的光學(xué)透鏡以及上述部件的覆蓋物。
光學(xué)透鏡是一種光學(xué)部件，其通過(guò)聚集由光學(xué)半導(dǎo)體裝置芯片發(fā)射的并且在包含熒光物質(zhì)的層中轉(zhuǎn)化的光而作為點(diǎn)光源發(fā)光。
希望的是，安裝在車(chē)輛上的光學(xué)半導(dǎo)體裝置的透鏡由對(duì)水蒸汽、高溫老化等等具有環(huán)境耐性的材料制成，并且需要透明的樹(shù)脂，該樹(shù)脂對(duì)熱和水蒸汽具有高耐受性，并且具有優(yōu)良的模塑加工性能。
作為具有高耐熱性和高光學(xué)透明性的樹(shù)脂，可以列舉環(huán)狀烯烴樹(shù)脂。
雖然環(huán)狀烯烴樹(shù)脂具有高達(dá)91到93％的總透光率并且具有優(yōu)良的透明性，但是其具有使用環(huán)境受限制的缺點(diǎn)，因?yàn)槠渚哂胁蛔愕哪透邷乩匣阅堋?br> 例如，當(dāng)將安裝在車(chē)輛上的光學(xué)半導(dǎo)體裝置的透鏡(其由環(huán)狀烯烴樹(shù)脂制成)用于背光照明裝置例如前燈、儀表盤(pán)、尾燈、車(chē)用閃光燈等等時(shí)，所述透鏡產(chǎn)品在110到140℃或以上的溫度的耐高溫老化性測(cè)試環(huán)境中出現(xiàn)變黃現(xiàn)象，因此環(huán)狀烯烴樹(shù)脂是不能使用的。
另一方面，聚碳酸酯型樹(shù)脂在耐高溫老化性測(cè)試環(huán)境中具有優(yōu)良的耐受性，但是由于雜質(zhì)、抗氧劑等等的影響其耐水解性降低，因此在汽車(chē)應(yīng)用中，聚碳酸酯型樹(shù)脂在飽和蒸汽壓力下的加壓蒸煮器測(cè)試(在120到127℃下100小時(shí))中仍然存在嚴(yán)重的變混濁問(wèn)題，承受這樣的條件在特別苛刻的外部應(yīng)用中是需要的。
為了解決該問(wèn)題，在例如下面的參考專(zhuān)利文獻(xiàn)1和2中已經(jīng)提出了通過(guò)共混特殊的芳基膦、膦和氧雜環(huán)丁烷化合物和/或環(huán)氧化合物與聚碳酸酯型樹(shù)脂制備的組合物。
然而，這些聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物仍然不具有滿意的光學(xué)性質(zhì)。
參考專(zhuān)利文獻(xiàn)1日語(yǔ)出版的未經(jīng)審查的申請(qǐng)H8(1996)-231840。
參考專(zhuān)利文獻(xiàn)2日語(yǔ)出版的未經(jīng)審查的申請(qǐng)H9(1997)-227863。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物，其具有優(yōu)良的光學(xué)性質(zhì)(包括高的總透光率等等)、具有優(yōu)異的耐高溫和高濕性、耐熱老化性(高溫老化性能)、耐熱性、抗沖擊性等等，并且特別適合用于生產(chǎn)光學(xué)部件，例如甚至可以在特別苛刻的環(huán)境中使用的車(chē)輛上安裝的光學(xué)半導(dǎo)體裝置的透鏡。進(jìn)一步提供了由聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物模塑的光學(xué)部件。
本發(fā)明的發(fā)明人為了解決上述問(wèn)題已經(jīng)進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，包含以給定量共混的聚碳酸酯型樹(shù)脂、作為抗氧劑的特定的芳基膦和脂環(huán)族環(huán)氧化合物、此外在某些情況下使用的丙烯酸型樹(shù)脂和特定的聚硅氧烷的聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物，能夠達(dá)到本發(fā)明的目的?；谶@一發(fā)現(xiàn)，完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明涉及1.一種聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物，其包含聚碳酸酯型樹(shù)脂(A)、每100質(zhì)量份組分(A)為0.001到0.1質(zhì)量份的芳基膦(B)和0.01到1.0質(zhì)量份的脂環(huán)族環(huán)氧化合物(C)；2.一種聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物，其包含聚碳酸酯型樹(shù)脂(A)、每100質(zhì)量份組分(A)為0.001到0.1質(zhì)量份的芳基膦(B)、0.01到1.0質(zhì)量份的脂環(huán)族環(huán)氧化合物(C)和0.01到1.0質(zhì)量份的丙烯酸型樹(shù)脂(D)；3.上述1或者2中的聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物，其還包含每100質(zhì)量份組分(A)為0.01到1質(zhì)量份的聚硅氧烷化合物(E)，其具有至少一種選自烷氧基、乙烯基和苯基的基團(tuán)；4.上述1到3任何一項(xiàng)的聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物，其還包含每100質(zhì)量份組分(A)為0.01到1質(zhì)量份的潤(rùn)滑劑(F)；
5.上述1到4任何一項(xiàng)的聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物，其中聚碳酸酯型樹(shù)脂的組分(A)具有的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為140℃或以上；6.上述1到5任何一項(xiàng)的聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物，其中芳基膦的組分(B)是三苯基膦；和7.通過(guò)模塑上述1到6任何一項(xiàng)的聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物得到的光學(xué)部件。
優(yōu)選實(shí)施方案的描述在本發(fā)明聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物中，作為用于組分(A)的聚碳酸酯型樹(shù)脂，可以列出通過(guò)常規(guī)方法生產(chǎn)的那些，即一般地通過(guò)二元酚和聚碳酸酯前體例如光氣或者碳酸酯化合物反應(yīng)生產(chǎn)的那些。
特別地，例如，所述聚碳酸酯型樹(shù)脂通過(guò)在溶劑(例如二氯甲烷)中和在眾所周知的酸受體或者分子量調(diào)節(jié)劑存在下，以及如果需要的話在加入支化劑下，使二元酚和聚碳酸酯前體例如光氣反應(yīng)，或者通過(guò)二元酚和碳酸酯前體例如碳酸二苯酯之間的酯交換來(lái)生產(chǎn)。
作為使用的二元酚，可以列舉各種類(lèi)型的酚，并且特別地2，2-雙(4-羥苯基)丙烷(通常稱(chēng)作雙酚A)是優(yōu)選的。
不同于雙酚A的雙酚的實(shí)例包括雙(羥芳基)鏈烷，例如雙(4-羥苯基)甲烷；1，1-雙(4-羥苯基)乙烷；2，2-雙(4-羥苯基)丁烷；2，2-雙(4-羥苯基)辛烷；2，2-雙(羥苯基)苯基甲烷；2，2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷；雙(4-羥苯基)萘基甲烷；1，1-雙(4-羥基-叔丁基苯基)丙烷；2，2-雙(4-羥基-3-溴苯基)丙烷；2，2-雙(4-羥基-3，5-四甲基苯基)丙烷；2，2-雙(4-羥基-3-氯苯基)丙烷；2，2-雙(4-羥基-3，5-四氯苯基)丙烷；2，2-雙(4-羥基-3，5-四溴苯基)丙烷等等，雙(羥芳基)環(huán)烷烴，例如1，1-雙(4-羥苯基)環(huán)戊烷；1，1-雙(4-羥苯基)環(huán)己烷；1，1-雙(4-羥苯基)-3，5，5-三甲基環(huán)己烷；2，2′-雙(4-羥苯基)降冰片烯等等，二羥芳基醚，例如4，4′-二羥苯基醚；4，4′-二羥基-3，3’-二甲基苯基醚等等，二羥基二芳基硫醚，例如4，4′-二羥基二苯基硫醚；4，4′-二羥基-3，3’-二甲基二苯基硫醚等等，二羥基二芳基亞砜例如4，4′-二羥基二苯基亞砜；4，4′-二羥基-3，3’-二甲基二苯基亞砜等等，二羥基二芳基砜例如4，4′-二羥基二苯基砜；4，4′-二羥基-3，3’-二甲基二苯基砜等等，二羥基聯(lián)苯例如4，4′-二羥基聯(lián)苯等等，二羥基二芳基芴例如9，9-雙(4-羥苯基)芴；9，9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)芴等等，雙(4-羥苯基)二苯基甲烷，二羥基二芳基金剛烷例如1，3-雙(4-羥苯基)金剛烷；2，2-雙(4-羥苯基)金剛烷；1，3-雙(4-羥苯基)-5，7-二甲基金剛烷等等，雙(4-羥苯基)二苯基甲烷，4，4′-[1，3-亞苯基雙(1-甲基乙叉基)]雙酚，10，10-雙(4-羥苯基)-9-蒽酮，1，5-雙(4-羥苯基硫)-2，3-二氧雜五烯，α，ω-雙羥苯基聚二甲基硅氧烷化合物，等等。
這些二元酚可以各自單獨(dú)地使用或者作為兩種或多種的混合物使用。
作為碳酸酯，可以列出以下化合物碳酸二芳基酯，例如碳酸二苯酯，碳酸二烷基酯例如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯等等。
作為分子量調(diào)節(jié)劑，可以使用任何類(lèi)型的通常用于聚碳酸酯聚合的調(diào)節(jié)劑。
一元酚的特定的實(shí)例包括苯酚、鄰正丁基苯酚、間正丁基苯酚、對(duì)正丁基苯酚、鄰異丁基苯酚、間異丁基苯酚、對(duì)異丁基苯酚、鄰叔丁基苯酚、間叔丁基苯酚、對(duì)叔丁基苯酚、鄰正戊基苯酚、間正戊基苯酚、對(duì)正戊基苯酚、鄰正己基苯酚、間正己基苯酚、對(duì)正己基苯酚、對(duì)叔辛基苯酚、鄰環(huán)己基苯酚、間環(huán)己基苯酚、對(duì)環(huán)己基苯酚、鄰苯基苯酚、間苯基苯酚、對(duì)苯基苯酚、鄰正壬基酚、間壬基酚、對(duì)正壬基酚、鄰枯基苯酚、間枯基苯酚、對(duì)枯基苯酚、鄰萘基苯酚、間萘基苯酚、對(duì)萘基苯酚、2，5-二叔丁基苯酚、2，4-二叔丁基苯酚、3，5-二叔丁基苯酚、2，5-二枯基苯酚、3，5-二枯基苯酚、對(duì)甲酚、溴苯酚、三溴苯酚、單烷基苯酚，其在鄰、間或者對(duì)位具有平均碳原子數(shù)為12到35的直鏈或者支鏈烷基基團(tuán)；9-(4-羥苯基)-9-(4-甲氧苯基)芴；9-(4-羥基-3-甲基苯基)-9-(4-甲氧基-3-甲基苯基)芴；4-(1-金剛基)苯酚等等。
這些一元酚中，優(yōu)選使用對(duì)叔丁基苯酚、對(duì)枯基苯酚、對(duì)苯基苯酚等等。
此外，作為支化劑，特定的實(shí)例包括具有3個(gè)或更多官能團(tuán)的化合物，例如1，1，1-三(4-羥苯基)乙烷；4，4′-[1-[4-[1-(4-羥苯基)-1-甲基乙基]苯基]乙叉基]雙酚；α，α’，α”-三(4-羥苯基)-1，3，5-三異丙基苯；1-[α-甲基-α-(4’-羥苯基)乙基]-4-[α′，α′-雙(4”-羥苯基)乙基]苯；均苯三酚、偏苯三酸、靛紅雙(鄰甲酚)等等。
用于本發(fā)明中的聚碳酸酯型樹(shù)脂一般具有優(yōu)選為10,000到100,000、更優(yōu)選15,000到40,000的粘均分子量。
在本發(fā)明中，作為用于組分(B)的芳基膦，可以例如列出具有通式(1)的芳基膦化合物P-(X)3(1)(其中，X是烴基團(tuán)，它們中的至少一個(gè)是任選取代的具有6到18個(gè)碳原子的芳基基團(tuán)。)通式(1)的芳基膦化合物的特定實(shí)例包括三苯基膦，二苯基丁基膦，二苯基十八烷基膦，三(對(duì)甲苯基)膦，三(對(duì)壬基苯基)膦，三(萘基)膦，二苯基(羥甲基)膦，二苯基(乙酰氧基甲基)膦，二苯基-(β-乙基羧基乙基)膦，三(對(duì)氯苯基)膦，三(對(duì)氟苯基)膦，二苯基芐基膦，二苯基-β-氰基乙基膦，二苯基-(對(duì)羥苯基)膦，二苯基-1，4-二羥苯基-2-膦，苯基萘基芐基膦，等等。
這些化合物中，特別優(yōu)選使用的是三苯基膦。
這些芳基膦化合物可以各自單獨(dú)使用或者以?xún)煞N或多種的組合使用。
在樹(shù)脂組合物中共混的上述芳基膦組分(B)的量是每100質(zhì)量份聚碳酸酯型樹(shù)脂(A)為0.001到0.1質(zhì)量份、優(yōu)選0.005到0.02質(zhì)量份、更優(yōu)選0.008到0.015質(zhì)量份。
當(dāng)共混量是0.001質(zhì)量份或以上時(shí)，初期變黃指數(shù)(YI-值)提高，并且獲得了良好的在烘箱中的耐熱性(耐高溫老化性)。
此外，當(dāng)共混量是0.1質(zhì)量份或者以下時(shí)，樹(shù)脂組合物的耐水蒸汽性得到提高。
用于本發(fā)明中的組分(C)的脂環(huán)族環(huán)氧化合物指具有脂環(huán)族環(huán)氧基的環(huán)狀脂肪族化合物，所述脂環(huán)族環(huán)氧基是其中一個(gè)氧原子被加到包含在脂族環(huán)中的亞乙基鍵接中的環(huán)氧基，并且特別地，優(yōu)選使用具有以下通式(2)到(11)的化合物。
[通式2]
其中，R是H或CH3。
其中，R是H或CH3。
[通式5]
其中，a+b＝1或2。
其中，a+b+c+d＝1到3。
其中，a+b+c+d＝n(整數(shù))，R是烴基團(tuán)。
其中，n是整數(shù)，并且R是烴基團(tuán)。
其中，R是烴基團(tuán)。
其中，n是整數(shù)，并且R是烴基團(tuán)。
這些化合物中，優(yōu)選使用由通式(2)、(7)或者(11)表示的化合物，因?yàn)檫@些化合物具有優(yōu)良的與聚碳酸酯型樹(shù)脂的相容性并且不損害透明度。
通過(guò)共混脂環(huán)族環(huán)氧化合物的組分(C)，本發(fā)明樹(shù)脂組合物的透明度進(jìn)一步提高，并且耐水解性也提高。
在樹(shù)脂組合物中共混的上述脂環(huán)族環(huán)氧化合物的組分(C)的量是每100質(zhì)量份的聚碳酸酯型樹(shù)脂(A)為0.01到1.0質(zhì)量份、優(yōu)選0.02到0.2質(zhì)量份。
當(dāng)共混量是0.01質(zhì)量份或以上時(shí)，透明度和耐水解性提高。
此外，當(dāng)共混量是1.0質(zhì)量份或者以下時(shí)，不發(fā)生相分離，并且還獲得了良好的透明性。
根據(jù)需要使用的用于本發(fā)明中的組分(D)的丙烯酸型樹(shù)脂，指具有作為重復(fù)單元的丙烯酸、丙烯酸酯或者丙烯腈以及其衍生物的單體單元的聚合物，包括均聚物或者與苯乙烯、丁二烯等等的共聚物。
特定的實(shí)例包括聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈、丙烯酸乙酯/丙烯酸2-氯乙酯共聚物、丙烯酸正丁酯/丙烯腈共聚物、丙烯腈/苯乙烯共聚物、丙烯腈/丁二烯共聚物、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物等等。
這些聚合物或者共聚物中，特別優(yōu)選使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
對(duì)于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，不存在特別的限制，但是通常通過(guò)甲基丙烯酸甲酯單體在過(guò)氧化物或者偶氮化合物引發(fā)劑存在下的本體聚合生產(chǎn)的PMMA是優(yōu)選的。
組分(D)的丙烯酸型樹(shù)脂具有的粘均分子量為優(yōu)選200到100,000、更優(yōu)選20,000到60,000。
當(dāng)粘均分子量在200到100,000范圍內(nèi)時(shí)，在模塑期間不會(huì)產(chǎn)生聚碳酸酯型樹(shù)脂和丙烯酸型樹(shù)脂之間的相分離，因此能夠獲得足夠的透明性。
粘均分子量通過(guò)在25℃下用奧氏粘度計(jì)測(cè)量氯仿溶液的特性粘度[η]，并且通過(guò)以下方程計(jì)算平均聚合度PA來(lái)評(píng)價(jià)logPA＝1.613log([η]×104/8.29)上述的丙烯酸型樹(shù)脂的組分(D)的共混量是每100質(zhì)量份的聚碳酸酯型樹(shù)脂為0.01到1.0質(zhì)量份、優(yōu)選0.05到0.5質(zhì)量份、更優(yōu)選0.1到0.1質(zhì)量份。
當(dāng)共混量在0.01到1.0質(zhì)量份范圍內(nèi)時(shí)，透明性得到提高。
根據(jù)需要用于本發(fā)明中的組分(E)的聚硅氧烷化合物具有至少一種選自烷氧基、乙烯基和苯基的基團(tuán)。聚硅氧烷化合物的實(shí)例包括通過(guò)將至少一個(gè)選自甲氧基、乙烯基和苯基的基團(tuán)引入硅氧烷化合物而獲得的反應(yīng)性的硅氧烷化合物(有機(jī)硅氧烷等等)。
上述組分(E)作為聚碳酸酯型樹(shù)脂的穩(wěn)定劑被共混，以便防止由模塑時(shí)的熱降解引起的變黃，有缺陷的外現(xiàn)例如銀紋，或者夾帶氣泡。
組分(E)的共混量一般是每100質(zhì)量份聚碳酸酯型樹(shù)脂(A)為0.01到3.0質(zhì)量份、優(yōu)選0.05到2.0質(zhì)量份。
當(dāng)共混量是0.01質(zhì)量份或以上時(shí)，上述共混的作用能夠充分地顯示出來(lái)。
此外，當(dāng)共混量是3.0質(zhì)量份或者以下時(shí)，在樹(shù)脂組合物的模塑制品中不產(chǎn)生混濁。
作為用于本發(fā)明中的組分(F)的潤(rùn)滑劑，列舉了選自以下的化合物脂族烴、聚烯烴蠟、高級(jí)羧酸、高級(jí)羧酸金屬鹽、脂族酸酰胺、脂族酸酯、高級(jí)醇等等。
在某些情況下，潤(rùn)滑劑可以最初包含在樹(shù)脂的來(lái)源材料中，或者可以在生產(chǎn)樹(shù)脂組合物時(shí)作為加工助劑，在樹(shù)脂組合物被著色時(shí)作為著色劑的分散劑或者流散劑，或者作為在模塑期間用于改善樹(shù)脂組合物的模塑制品從模具中脫出的脫模劑或者表面復(fù)制改進(jìn)劑，被共混在樹(shù)脂組合物中。
在上述組分(F)的潤(rùn)滑劑中，脂族烴是具有5到100個(gè)碳原子的脂族烴化合物，其包括例如揮發(fā)油、石蠟油、礦物油、液體石蠟等等。
聚烯烴蠟是低分子量聚烯烴，其具有作為基本結(jié)構(gòu)單元的烯烴和500到10,000的重均分子量，其包括例如石蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物蠟、聚烯烴離聚物蠟等等。
高級(jí)羧酸是具有5到50個(gè)碳原子的飽和或者不飽和脂族酸，并且包括例如硬脂酸、戊酸、己酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、花生酸、山萮酸、二十四烷酸、蠟酸、蜂花酸、三十四酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、環(huán)烷酸、rosinic酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、等等。
高級(jí)羧酸金屬鹽是上述高級(jí)羧酸的金屬鹽，包括例如硬脂酸堿金屬鹽、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、硬脂酸鉛等等。
脂族酸酰胺是在分子中具有12到150個(gè)碳原子和一個(gè)或多個(gè)酸-酰胺鍵的化合物，包括例如硬脂酰胺、油酰胺、芥酸酰胺、亞乙基雙硬脂酰胺、亞甲基雙硬脂酰胺、亞乙基雙油酰胺等等。
脂族酸酯是在分子中具有10到200個(gè)碳原子和一個(gè)或多個(gè)酯鍵的化合物，包括例如高級(jí)羧酸和一元醇的酯，例如硬脂酸丁酯，或者高級(jí)羧酸和多元醇的酯，例如乙二醇單硬脂酸酯、甘油單硬脂酸酯、三羥甲基丙烷單硬脂酸酯、季戊四醇單硬脂酸酯、季戊四醇單月桂酸酯、季戊四醇二硬脂酸酯、甘油二月桂酸酯、甘油三硬脂酸酯、三羥甲基丙烷二硬脂酸酯、甘油二硬脂酸酯、甘油三山萮酸酯、季戊四醇三硬脂酸酯、三羥甲基丙烷三癸酸酯、三羥甲基丙烷二油酸酯、季戊四醇四硬脂酸酯等等。
高級(jí)醇是在分子中具有5到50個(gè)碳原子和一個(gè)或多個(gè)羥基的化合物，包括例如硬脂醇。
作為潤(rùn)滑劑，上述脂族酸酯型物質(zhì)被優(yōu)選使用，而不損害透明性和耐水解性。
在本發(fā)明中，當(dāng)包含在聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物中的潤(rùn)滑劑的組分(F)的總量是1質(zhì)量份或者以下、優(yōu)選0.02到0.7質(zhì)量份、更優(yōu)選0.03到0.6質(zhì)量份、特別優(yōu)選0.03到0.5質(zhì)量份時(shí)，甚至在模塑方法中需要表面復(fù)制和脫模性的情況下，也可以獲得高水平的可模塑性。
當(dāng)潤(rùn)滑劑的總量低于0.01質(zhì)量份時(shí)，表面復(fù)制可能不被改善。
此外，通過(guò)加入最多1質(zhì)量份的潤(rùn)滑劑，可以獲得良好的脫模性能，但是當(dāng)潤(rùn)滑劑的加入量為1質(zhì)量份或以上時(shí)，其在模塑時(shí)形成揮發(fā)性氣體并且可能損害表面復(fù)制。
包含在本發(fā)明阻燃樹(shù)脂組合物中的潤(rùn)滑劑的組分(F)的量，可以通過(guò)用優(yōu)良/差的溶劑的混合物從樹(shù)脂組合物中分離或者萃取潤(rùn)滑劑組分(F)，通過(guò)分析方法的結(jié)合，例如質(zhì)子NMR技術(shù)、氣相色譜法/質(zhì)譜分析(GC/MS技術(shù))、液相色譜/質(zhì)譜分析(LC/MS技術(shù))等等來(lái)定量地測(cè)定。
除上述每種組分之外，根據(jù)需要，本發(fā)明的樹(shù)脂組合物可以另外地包含各種類(lèi)型的添加劑，只要本發(fā)明的有效性不被損害。
添加劑的實(shí)例包括抗氧劑例如位阻酚、酯等等，紫外線吸收劑例如苯并三唑、二苯甲酮等等，光穩(wěn)定劑例如位阻胺等等，普通的阻燃劑、阻燃助劑、脫模劑、抗靜電劑、著色劑等等。
上述的每種組分可以使用普通的沒(méi)有任何限制的方法被混合或者捏和。
例如，可以使用帶式共混機(jī)、亨舍爾混合機(jī)、密煉機(jī)、轉(zhuǎn)鼓、單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)、共捏和機(jī)、多螺桿擠出機(jī)等等。
在混合或者捏和時(shí)，適合的加熱溫度一般為280到320℃。
本發(fā)明的聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物可以被模塑成光學(xué)部件。
光學(xué)部件的實(shí)例包括光學(xué)透鏡、光學(xué)元件例如光波導(dǎo)(光導(dǎo)體)、路燈覆蓋物、玻璃代用品例如用于車(chē)輛或者建筑的層壓玻璃。
用于車(chē)輛的光學(xué)部件的代表實(shí)例是安裝在車(chē)輛上的光學(xué)半導(dǎo)體裝置的透鏡，其近來(lái)獲得了顯著進(jìn)展。
安裝在車(chē)輛上的光學(xué)半導(dǎo)體裝置的透鏡由本發(fā)明樹(shù)脂組合物制造，優(yōu)選通過(guò)注塑或者擠塑制造。
安裝在車(chē)輛上的光學(xué)半導(dǎo)體裝置的透鏡優(yōu)選在260到320℃的料筒溫度和50到120℃的模具溫度下注塑。
此外，當(dāng)精密表面加工例如棱鏡轉(zhuǎn)換(transcription)被用于透鏡表面時(shí)，所述透鏡優(yōu)選在300℃的模塑溫度和100到120℃的模具溫度下模塑。
通過(guò)考慮定向和聚光性能，上述安裝在車(chē)輛上的光學(xué)半導(dǎo)體裝置的透鏡可以被模塑成任何形式的透鏡，包括發(fā)散、聚焦、菲涅耳或者棱鏡形式，而沒(méi)有任何限制。
如果按照其最終應(yīng)用是適合的，透鏡可以以提供透鏡作用的正方形板、圓柱形或者曲面的任何形式被成型。例如，透鏡可以具有聚光透鏡形式的橫截面。
此外，為了提高聚光性能，透鏡可以具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中菲涅耳透鏡或者棱鏡被置于透鏡表面上。
相反地，為了降低安裝在車(chē)輛上的光學(xué)半導(dǎo)體裝置的透鏡的方向性并且獲得光-散射性能，通過(guò)將光-散射劑共混到本發(fā)明樹(shù)脂組合物中而獲得的樹(shù)脂組合物可以被用作安裝在車(chē)輛上的光學(xué)半導(dǎo)體裝置的透鏡的原材料。
上述光-散射劑只要求具有與用于本發(fā)明樹(shù)脂組合物的聚碳酸酯型樹(shù)脂相比相差為0.001或以上的折光指數(shù)。例如，對(duì)于普通的聚碳酸酯樹(shù)脂，可以使用平均粒徑為1到50微米的珠粒、粉末、微粒等等，例如交聯(lián)的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)樹(shù)脂、二氧化硅、硅氧烷樹(shù)脂等等。
光-散射劑的混合量，其取決于要求的光-散射性能，優(yōu)選為0.01到10質(zhì)量份每100質(zhì)量份的本發(fā)明樹(shù)脂組合物。
在0.01質(zhì)量份或以上的混合量下能夠獲得足夠的光-散射性能。在10質(zhì)量份或者以下的混合量下，獲得了優(yōu)良的透光性，并且對(duì)于光學(xué)半導(dǎo)體裝置，獲得了優(yōu)良的亮度。
可以以這樣的方式在上述安裝在車(chē)輛上的光學(xué)半導(dǎo)體裝置的透鏡上形成光-散射層，即所述層覆蓋全部或者部分透鏡表面。
實(shí)施例參考以下實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)地描述本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明完全不局限于這些實(shí)施例。
(1)實(shí)施例和對(duì)比例中使用的材料如下(A)聚碳酸酯型樹(shù)脂聚碳酸酯1TARFLON FN1700A(商標(biāo)名，由IDEMITSUPETROCHEMICAL CO.，LTD。制造，粘均分子量＝18,000)。
聚碳酸酯2到6在下面制備實(shí)施例1到5中生產(chǎn)的聚碳酸酯樹(shù)脂。
粘均分子量(Mv)通過(guò)使用烏氏粘度計(jì)在20℃下測(cè)量二氯甲烷溶液的特性粘度[η]，并且通過(guò)以下方程計(jì)算得到[η]＝1.23×10-5Mv0.83制備實(shí)施例1(聚碳酸酯2)將雙酚A(BPA)的NaOH水溶液(流量為40L/hr)、二氯甲烷(流量為15L/hr)和光氣(流量為4.0kg/hr)連續(xù)地通過(guò)具有6毫米內(nèi)徑和30米長(zhǎng)度的管式反應(yīng)器。
所述管式反應(yīng)器具有夾套，將冷卻水通過(guò)其中，以將反應(yīng)溫度保持在40℃以下。
將流出所述管式反應(yīng)器的反應(yīng)溶液連續(xù)地引入具有40L內(nèi)部體積的釜式反應(yīng)器，該釜式反應(yīng)器裝備有后掠翼(sweepback wings)和折流板。向所述釜式反應(yīng)器中進(jìn)一步加入BPA的NaOH水溶液(流量為2.8L/hr)、25％質(zhì)量NaOH水溶液(流量為0.07L/hr)、水(流量為17L/hr)和1％質(zhì)量三乙胺水溶液(流量為0.64L/hr)。
連續(xù)地抽出從釜式反應(yīng)器中溢流的反應(yīng)溶液并且靜止放置，以便將得到的水相分離出來(lái)除去，并且收集得到的二氯甲烷相。
如此獲得的聚碳酸酯低聚物具有325g/L的濃度，并且氯甲酸酯基團(tuán)濃度為0.71摩爾/L。
向裝備有折流板、槳型螺旋槳攪拌器和冷卻夾套的50L釜式反應(yīng)器中加入15.0L上述低聚物溶液，9.4L二氯甲烷，141g對(duì)叔丁基苯酚和1.5毫升三乙胺.在此，加入9，9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)芴(BCFL)的NaOH水溶液(通過(guò)將639克NaOH溶解在10.8L水中，然后溶解1812克BCFL來(lái)制備)，然后使得到的反應(yīng)混合物反應(yīng)1小時(shí)。
在加入12.0L二氯甲烷以稀釋反應(yīng)溶液之后，將稀釋的反應(yīng)溶液靜止放置，將其分離為包含聚碳酸酯的有機(jī)相和包含過(guò)量NaoH的水相，然后分離出有機(jī)相。
將得到的包含聚碳酸酯的二氯甲烷溶液用10L的0.03摩爾/升NaOH水溶液洗滌，進(jìn)一步用10L的0.2摩爾/升的鹽酸洗滌，然后重復(fù)地用純水洗滌，直到洗滌后水相的電導(dǎo)率降低到0.01μs/m或者以下。
將獲得的包含聚碳酸酯的二氯甲烷溶液濃縮，并且將得到的固體粉碎成粉末，然后在120℃下在降低的壓力下進(jìn)行干燥。
得到的聚碳酸酯2的性質(zhì)如下Mv＝17,500；通過(guò)NMR測(cè)定的單體比[摩爾％]，BPA∶BCFL＝81∶19；Tg＝168℃。
制備實(shí)施例2(聚碳酸酯3)向裝備有折流板、槳型螺旋槳攪拌器和冷卻夾套的50L釜式反應(yīng)器中，加入15.0L的在制備實(shí)施例1中獲得的低聚物溶液，9.4L的二氯甲烷和8.9mL的三乙胺。在此，加入70克的α，ω-雙(2-羥基苯基丙基)聚二甲基硅氧烷“X-22-1821”[商標(biāo)名，由SHIN-ETSU CHEMICAL CO.，LTD。制造，二甲基硅氧烷聚合度(n)＝43]，然后使得到的反應(yīng)混合物反應(yīng)10分鐘。
此外，在所述反應(yīng)混合物中加入141克對(duì)叔丁基苯酚和BPA的NaOH水溶液(通過(guò)將554克NaOH溶解在9.3L水中，然后溶解1093克BPA來(lái)制備)，然后反應(yīng)40分鐘。
在加入12.0L二氯甲烷以稀釋反應(yīng)溶液之后，將稀釋的反應(yīng)溶液靜止放置，將其分離為包含聚碳酸酯的有機(jī)相和包含過(guò)量NaoH的水相，然后分離出有機(jī)相。
將得到的包含聚碳酸酯的二氯甲烷溶液用10L的0.03摩爾/升NaOH水溶液洗滌，進(jìn)一步用10L的0.2摩爾/升的鹽酸洗滌，然后重復(fù)地用純水洗滌，直到洗滌后水相的電導(dǎo)率降低到0.01μs/m或者以下。
將獲得的包含聚碳酸酯的二氯甲烷溶液濃縮，并且將得到的固體粉碎成粉末，然后在120℃下在降低的壓力下進(jìn)行干燥。
得到的聚碳酸酯3的性質(zhì)如下Mv＝17,600；通過(guò)NMR測(cè)定的二甲基硅氧烷的量[％質(zhì)量]＝1.0；Tg＝148℃。
制備實(shí)施例3(聚碳酸酯4)以與制備實(shí)施例1中的相同的方式制備聚碳酸酯4，除了使用1，1-雙(4-羥苯基)環(huán)己烷(BPZ)的NaOH水溶液(通過(guò)將639克NaOH溶解在10.8L水中，然后溶解1427克BPZ來(lái)制備)代替BCFL的NaOH水溶液。
得到的聚碳酸酯4的性質(zhì)如下Mv＝17,500；通過(guò)NMR測(cè)定的單體比[摩爾％]，BPA∶BPZ＝81∶19；Tg＝155℃。
制備實(shí)施例4(聚碳酸酯5)以與制備實(shí)施例1中的相同的方式制備聚碳酸酯5，除了低聚物溶液的量從15.0升變?yōu)?.0升，二氯甲烷的量從9.4升變?yōu)?.1升，對(duì)叔丁基苯酚的量從141克變?yōu)?7.0克，三乙胺的量變?yōu)?.5毫升，并且使用2，2-雙(4-羥苯基)金剛烷(BPAD)的氫氧化鉀水溶液(通過(guò)將298克KOH溶解在5.0升水中，并且溶解511克BPAD來(lái)制備)代替BCFL的NaOH水溶液。
得到的聚碳酸酯5的性質(zhì)如下Mv＝17,700；通過(guò)NMR測(cè)定的單體比[摩爾％]，BPA∶BPAD＝81∶19；Tg＝178℃。
制備實(shí)施例5(聚碳酸酯6)以與制備實(shí)施例1中的相同的方式制備聚碳酸酯6，除了使用342克9-(4-羥苯基)-9-(4-甲氧苯基)芴代替141克對(duì)叔丁基苯酚，并且使用BPA的NaOH水溶液(通過(guò)將639克NaOH溶解在10.8升水中，然后溶解1093克BPA來(lái)制備)代替BCFL的NaOH水溶液。
得到的聚碳酸酯6的性質(zhì)如下Mv＝17,700；Tg＝157℃。
(B)芳基膦三苯基膦JC-263(商標(biāo)名，由JOHOKU CHEMICAL CO.，LTD.制造)。
(C)脂環(huán)族環(huán)氧化合物CELLOXIDE2021P(商標(biāo)名，由DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES，LTD.制造，由通式(2)表示)。
(D)丙烯酸型樹(shù)脂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)DLANAL BR83(商標(biāo)名，由MITSUBISHI RAYON CO.，LTD.制造，粘均分子量＝40,000)。
粘均分子量通過(guò)用奧氏粘度計(jì)在25℃下測(cè)量氯仿溶液的特性粘度[η]，并且通過(guò)以下方程計(jì)算平均聚合度PA來(lái)評(píng)價(jià)logPA＝1.613log([η]×104/8.29)(E)具有烷氧基、乙烯基或者苯基的聚硅氧烷化合物KR511(商標(biāo)名，由SHINETSU SILICONE CO.，LTD.制造，具有苯基、甲氧基和乙烯基基團(tuán)的有機(jī)硅氧烷)。
(F)潤(rùn)滑劑硬脂酸單酸甘油酯“S100A”(商標(biāo)名，由RIKEN VITAMIN CO.，LTD.制造)。
(2)用于測(cè)量各種評(píng)價(jià)項(xiàng)目的方法如下透明度按照J(rèn)IS-K-7105評(píng)價(jià)總透光率。透明度使用由SUGA TESTINSTRUMENTS CO.，LTD.制造的數(shù)字霧度計(jì)算機(jī)HGM-2DP型測(cè)量。
泛黃指數(shù)YI-值按照J(rèn)IS-K-7105評(píng)價(jià)。其使用MACBETH公司的反射分光光度計(jì)MS2020加測(cè)量(D光源；在10度的視角反射)。
熱變形溫度按照J(rèn)IS-K-7207評(píng)價(jià)。
耐水蒸汽性將如下所述的模塑試件放進(jìn)耐水蒸汽性測(cè)試機(jī)(由HIRAYAMA制造公司制造)的箱中，并且暴露于127℃下的飽和蒸汽氣氛100小時(shí)，然后測(cè)量模塑試件的總透光率，并且通過(guò)目視觀察檢查霧度(是否出現(xiàn)混濁或者裂紋)和模塑試件外觀的變化。
試驗(yàn)結(jié)果以三個(gè)等級(jí)來(lái)評(píng)價(jià)Ex(優(yōu)異的)，Do(優(yōu)良的)，和X(差的)。
烘箱中耐熱性(耐高溫老化性)將模塑的試件在齒輪烘箱中(循環(huán)熱空氣干燥機(jī))保持在140℃下200小時(shí)，然后測(cè)試模塑試件的總透光率和YI-值(泛黃指數(shù))。
伊佐德沖擊強(qiáng)度(切口)按照ASTM D256評(píng)價(jià)。
以示于表1和2中的比率將各種組分混合，然后用擠出機(jī)在280℃下將其捏和成粒料。
用注塑機(jī)在300℃的模塑溫度和100℃的模具溫度下模塑所述粒料，獲得模塑試件(14厘米方形板，厚度為4毫米)，對(duì)其進(jìn)行各種評(píng)價(jià)試驗(yàn)。
在此，在對(duì)比例6和7中，磷酸酯化合物1(商標(biāo)名IRGAFOS168，由CIBA-GEIGY有限公司制造)和磷酸酯化合物2(商標(biāo)名ADK STABPEP-36，由ASAHI DENKA CO.，LTD.制造)，分別被用作抗氧劑，代替芳基膦的組分(B)。
評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1和2。
在對(duì)比例1和2中，環(huán)狀烯烴樹(shù)脂1(商標(biāo)名ARTONF5032，由JSR公司制造)或者環(huán)狀烯烴樹(shù)脂2(商標(biāo)名ZEONOR1600，由ZEON公司制造)被用于代替聚碳酸酯型樹(shù)脂。以示于表1和2中的比率將各種組分混合，用擠出機(jī)在280℃下捏和所述混合物，然后造粒。
使用注塑機(jī)在280℃的模塑溫度和80℃的模具溫度下將得到的粒料模塑，得到模塑試件(30×20毫米矩形板，厚度為3毫米)，對(duì)其進(jìn)行各種評(píng)價(jià)試驗(yàn)。
表1

表2

工業(yè)實(shí)用性按照本發(fā)明，通過(guò)以給定比率將特定的抗氧劑(三苯基膦)和脂環(huán)族環(huán)氧化合物共混到聚碳酸酯型樹(shù)脂中，提供了模塑材料，其具有高的耐蒸汽性和低的在高溫下總透光率隨時(shí)間的變化，而不犧牲聚碳酸酯型樹(shù)脂所固有的耐熱性和抗沖擊性，并且適合于生產(chǎn)可用于更苛刻的環(huán)境中的車(chē)輛上安裝的光學(xué)半導(dǎo)體裝置的透鏡。還提供了通過(guò)模塑上述模塑材料生產(chǎn)的光學(xué)部件，例如安裝在車(chē)輛上的光學(xué)半導(dǎo)體裝置的透鏡(前燈、后燈、尾燈等等)。
權(quán)利要求
1.一種聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物，其包含聚碳酸酯型樹(shù)脂(A)、每100質(zhì)量份組分(A)為0.001到0.1質(zhì)量份的芳基膦(B)和0.01到1.0質(zhì)量份的脂環(huán)族環(huán)氧化合物(C)。
2.一種聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物，其包含聚碳酸酯型樹(shù)脂(A)、每100質(zhì)量份組分(A)為0.001到0.1質(zhì)量份的芳基膦(B)、0.01到1.0質(zhì)量份的脂環(huán)族環(huán)氧化合物(C)和0.01到1.0質(zhì)量份的丙烯酸型樹(shù)脂(D)。
3.權(quán)利要求1或者2的聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物，其還包含每100質(zhì)量份組分(A)為0.01到1質(zhì)量份的聚硅氧烷化合物(E)，其具有至少一種選自烷氧基、乙烯基和苯基的基團(tuán)。
4.權(quán)利要求1到3任何一項(xiàng)的聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物，其還包含每100質(zhì)量份組分(A)為0.01到1質(zhì)量份的潤(rùn)滑劑(F)。
5.權(quán)利要求1到4任何一項(xiàng)的聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物，其中聚碳酸酯型樹(shù)脂的組分(A)具有的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為140℃或以上。
6.權(quán)利要求1到5任何一項(xiàng)的聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物，其中芳基膦的組分(B)是三苯基膦。
7.通過(guò)模塑權(quán)利要求1到6任何一項(xiàng)的聚碳酸酯型樹(shù)脂組合物得到的光學(xué)部件。
全文摘要
一種聚碳酸酯樹(shù)脂組合物，其包含聚碳酸酯樹(shù)脂(A)和與之共混的、每100質(zhì)量份聚碳酸酯樹(shù)脂(A)為0.001到0.1質(zhì)量份的芳基膦(B)和0.01到1.0質(zhì)量份的脂環(huán)族環(huán)氧化合物(C)；或者一種聚碳酸酯樹(shù)脂組合物，其包含聚碳酸酯樹(shù)脂(A)和與之共混的、每100質(zhì)量份聚碳酸酯樹(shù)脂(A)為0.001到0.1質(zhì)量份的芳基膦(B)、0.01到1.0質(zhì)量份的脂環(huán)族環(huán)氧化合物(C)和0.01到1.0質(zhì)量份的丙烯酸樹(shù)脂。該聚碳酸酯樹(shù)脂組合物具有優(yōu)良的光學(xué)性質(zhì)、具有優(yōu)異的耐高溫高濕性、耐熱老化性(特別是耐高溫老化性)、耐熱性和抗沖擊性，并且適合于生產(chǎn)光學(xué)部件，例如甚至可以在特別苛刻的環(huán)境中使用的車(chē)輛上安裝的光學(xué)半導(dǎo)體裝置的透鏡。進(jìn)一步提供了由聚碳酸酯樹(shù)脂組合物模塑的光學(xué)部件。
文檔編號(hào)C08K5/1515GK1863871SQ200480029510
公開(kāi)日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2004年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月7日
發(fā)明者川東宏至, 堀尾慶彥, 石川康弘 申請(qǐng)人:出光興產(chǎn)株式會(huì)社