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聚碳酸酯共聚物和由該共聚物制成的耐熱部件的制作方法

文檔序號:6775385閱讀:154來源:國知局
專利名稱:聚碳酸酯共聚物和由該共聚物制成的耐熱部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及聚碳酸酯共聚物和由該共聚物制成的耐熱部件。更具體地說,是涉及具有9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)芴的重復(fù)單元的聚碳酸酯共聚物和由該共聚物制成的耐熱部件。本發(fā)明還涉及含有所述共聚物的樹脂組合物。
背景技術(shù)
使碳酸酯母體物質(zhì)與2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷(以下稱為雙酚A)反應(yīng)得到的聚碳酸酯,作為工程塑料被廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。但是,用由上述雙酚A得到的聚碳酸酯制成的模塑品,根據(jù)用途不同,會因耐熱性、透明性、成型性、尺寸穩(wěn)定性不足而發(fā)生模塑品的變性、熔融等。
因此,為改善耐熱性而提出了各種方案(參照專利文獻1、2、3、4、5、6)。
另外作為光學(xué)用途,提出了以9,9-雙(4-羥基苯基)芴為代表的具有芴結(jié)構(gòu)的聚碳酸酯共聚物(參照專利文獻7、8、9、10、11、12、13)。
(現(xiàn)有技術(shù)文獻信息)專利文獻1 日本特開平6-25401號公報專利文獻2 日本特開平7-52270號公報專利文獻3 日本特開平6-192411號公報專利文獻4 日本特開平11-306823號公報專利文獻5 日本特開平11-35815號公報專利文獻6 日本特開平7-268197號公報專利文獻7 日本特開平6-25398號公報專利文獻8 日本特開平6-172508號公報專利文獻9 日本特開2000-319375號公報專利文獻10 日本特開2000-319376號公報專利文獻11 日本特開2000-319377號公報專利文獻12 日本特開2001-55435號公報專利文獻13 日本特開2001-55436號公報(發(fā)明所要解決的課題)本發(fā)明的目的在于提供耐熱性、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異的聚碳酸酯共聚物,包含該共聚物的樹脂組合物和各種模塑件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是包含5-95%摩爾下述通式(I) 所示重復(fù)單元(成分a)和95-5%摩爾下述通式(II)
(式中,Ra-Rd各自獨立為氫原子、碳原子數(shù)1-9的可含有芳基的烴基或鹵素原子,W為單鍵、碳原子數(shù)1-20的可含有芳基的烴基、O、S、SO、SO2、CO或COO基)所示重復(fù)單元(成分b)的聚碳酸酯共聚物。
本發(fā)明也是由聚碳酸酯共聚物制成的耐熱部件,該聚碳酸酯共聚物包含5-95%摩爾下述通式(I) 所示重復(fù)單元(成分a)和95-5%摩爾下述通式(II) (式中,Ra-Rd各自獨立為氫原子、可含有碳原子數(shù)1-9的芳基的烴基或鹵素原子,W為單鍵、可含有碳原子數(shù)1-20的芳基的烴基、O、S、SO、SO2、CO或COO基)所示重復(fù)單元(成分b)。
本發(fā)明的第一方案是由聚碳酸酯共聚物制成的經(jīng)回流焊接的部件,該聚碳酸酯共聚物包含60-95%摩爾下述通式(I) 所示重復(fù)單元(成分a)和40-5%摩爾下述通式(II-1)
所示重復(fù)單元(成分b)。
本發(fā)明的第二方案是由聚碳酸酯共聚物制成的光路變換部件,該聚碳酸酯共聚物包含50-95%摩爾下述通式(I) 所示重復(fù)單元(成分a)和50-5%摩爾下述通式(II) (式中,Ra-Rd各自獨立為氫原子、碳原子數(shù)1-9的可含有芳基的烴基或鹵素原子,W為單鍵、碳原子數(shù)1-20的可含有芳基的烴基、O、S、SO、SO2、CO或COO基)所示重復(fù)單元(成分b)。
本發(fā)明的第三方案是光盤,該光盤具備設(shè)置了壓制凹坑(embosspit)和引導(dǎo)槽的0.3-1.2mm厚的基板、設(shè)置于該基板上的反射層和設(shè)置于其上的3-200μm厚的透明保護層,從該透明保護層一側(cè)照射光束,以其反射光的光強度變化為基礎(chǔ)使記錄信息顯示,其特征在于所述基板實質(zhì)上由聚碳酸酯共聚物制成,所述該聚碳酸酯共聚物包含20-95%摩爾下述通式(I)
所示重復(fù)單元(成分a)和80-5%摩爾下述通式(II) (式中,Ra-Rd各自獨立為氫原子、碳原子數(shù)1-9的可含有芳基的烴基或鹵素原子,W為單鍵、碳原子數(shù)1-20的可含有芳基的烴基、O、S、SO、SO2、CO或COO基)所示重復(fù)單元(成分b),該基板滿足(A)彎曲模量為2,800MPa-4,000MPa,(B)達到飽和時的吸水率為0.3%重量以下,(C)按照ISO 6721-4在40℃、18Hz測定的tanδ為0.020以上,和(D)按照ISO75-1,-2在1.81MPa載荷下測定的載荷下?lián)锨鷾囟葹?10℃以上。
本發(fā)明的第四方案是包含聚碳酸酯底板和金屬反射膜的塑料鏡,其特征在于所述聚碳酸酯底板由聚碳酸酯共聚物制成,該聚碳酸酯共聚物包含20-70%摩爾下述通式(I) 所示重復(fù)單元(成分a)和80-30%摩爾下述通式(II-1)和/或(II-2)
所示重復(fù)單元(成分b),該聚碳酸酯底板滿足(A)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為120℃-230℃,(B)在23℃水浸漬24小時后的吸水率為0.2%重量以下,和(C)彎曲模量為2,500MPa-4,000MPa。
本發(fā)明的第五方案是包含聚碳酸酯共聚物和碳系填充材料的導(dǎo)電性樹脂組合物,該聚碳酸酯共聚物由5-95%摩爾下述通式(I) 所示重復(fù)單元(成分a)和95-5%摩爾下述通式(II) (式中,Ra-Rd各自獨立為氫原子、碳原子數(shù)1-9的可含有芳基的烴基或鹵素原子,W為單鍵、碳原子數(shù)1-20的可含有芳基的烴基、O、S、SO、SO2、CO或COO基)所示重復(fù)單元(成分b)。
所述第五方案包括電子零部件的運送托盤,該運送托盤包含聚碳酸酯共聚物和碳系填充材料制成,所示聚碳酸酯共聚物包含5-95%摩爾下述通式(I) 所示重復(fù)單元(成分a)和95-5%摩爾下述通式(II) (式中,Ra-Rd各自獨立為氫原子、碳原子數(shù)1-9的可含有芳基的烴基或鹵素原子,W為單鍵、碳原子數(shù)1-20的可含有芳基的烴基、O、S、SO、SO2、CO或COO基)所示重復(fù)單元(成分b)。
附圖簡述

圖1是本發(fā)明的一個光盤例中盤的垂直截面的部分模型圖。
圖2是本發(fā)明的一個光盤例中盤的垂直截面的部分模型圖。
實施發(fā)明的最佳方式聚碳酸酯共聚物(成分a)本發(fā)明的聚碳酸酯共聚物是用下述式(I)所示9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)芴(以下簡稱為“雙甲酚芴”)作為芳族二羥基成分制成的。
(成分b)本發(fā)明的聚碳酸酯共聚物用下述式(2)所示芳族二羥基成分作為共聚成分進行制備。
(式中,Ra-Rd各自獨立為氫原子、碳原子數(shù)1-9的可含有芳基的烴基或鹵素原子,W為單鍵、碳原子數(shù)1-20的可含有芳基的烴基、O、S、SO、SO2、CO或COO基)這樣的芳族二羥基成分只要是通常作為聚碳酸酯的二羥基成分使用的物質(zhì)即可,例如有4,4’-二羥基聯(lián)苯、雙(4-羥基苯基)甲烷、1,1-雙(4-羥基苯基)乙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)-1-苯基乙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷(“雙酚A”)、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷(“雙酚C”)、1,1-雙(4-羥基苯基)-3,3,5-三甲基環(huán)己烷、2,2-雙(4-羥基-3,3’-二苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-異丙基苯基)丙烷、2,2-雙(3-叔丁基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丁烷、2,2-雙(4-羥基苯基)辛烷、2,2-雙(3-溴-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3,5-二溴-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3,5-二氯-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3,5-二甲基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3-環(huán)己基-4-羥基苯基)丙烷、1,1-雙(3-環(huán)己基-4-羥基苯基)環(huán)己烷、雙(4-羥基苯基)二苯基甲烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環(huán)己烷(“雙酚Z”)、1,1-雙(4-羥基苯基)環(huán)戊烷、4,4’-二羥基二苯醚、4,4’-二羥基-3,3’-二甲基二苯醚、4,4’-二羥基二苯砜、4,4’-二羥基二苯亞砜、4,4-二羥基二苯硫、4,4’-二羥基-3,3’-二甲基二苯砜、4,4’-二羥基-3,3’-二甲基二苯硫、4,4’-二羥基-3,3’-二甲基二苯亞砜、4,4’-二羥基-3,3’-二苯基二苯砜、4,4’-二羥基-3,3’-二苯基二苯硫、4,4’-二羥基-3,3’-二苯基二苯亞砜、1,3-雙{2-(4-羥基苯基)丙基}苯(“雙酚M”)、1,4-雙{2-(4-羥基苯基)丙基}苯等。
其中優(yōu)選下述式(2-1)所示2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷(“雙酚A”)、下述式(2-2)所示1,3-雙{2-(4-羥基苯基)丙基}苯(“雙酚M”)、下述式(2-3)所示2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷(“雙酚C”)。
(其它共聚成分)本發(fā)明的聚碳酸酯共聚物可以是共聚了三官能以上的酚類化合物而成的支鏈聚碳酸酯共聚物。
所述三官能以上的酚類化合物有例如間苯三酚、根皮葡酚、4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羥基苯基)庚烯-2,4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羥基苯基)庚烷、1,3,5-三(4-羥基苯基)苯、1,1,1-三(4-羥基苯基)乙烷、2,2-雙(4,4-二(4-羥基苯基)環(huán)己基)丙烷、2,6-雙(2-羥基-5-甲基芐基)-4-甲基苯酚、2,6-雙(2-羥基-5-異丙基芐基)-4-異丙基苯酚、雙(2-羥基-3-(2-羥基-5-甲基芐基)-5-甲基苯基)甲烷、四(4-羥基苯基)甲烷、三(4-羥基苯基)苯基甲烷、三苯酚、2,2-雙(2,4-羥基苯基)丙烷、雙(2,4-二羥基苯基)酮、1,4-雙(4,4-二羥基三苯基甲基)苯等,其中優(yōu)選1,1,1-三(4-羥基苯基)乙烷。這些化合物可以單獨使用,也可以多種結(jié)合使用。所述三官能以上的酚類化合物相對于全部芳族二羥基成分,優(yōu)選使用0.01-5%摩爾,更優(yōu)選為0.1-3%摩爾,所得支鏈聚碳酸酯共聚物具有優(yōu)異的剛性。
本發(fā)明包括由上述共聚物制成的耐熱部件。耐熱部件有例如經(jīng)回流焊接的部件、光路變換部件、光盤、塑料鏡、電子零部件的運送托盤等。
<第一方案經(jīng)回流焊接的部件>
本發(fā)明的第一方案涉及在回流爐內(nèi)焊接時不發(fā)生變形的具有良好透明性的經(jīng)回流焊接的部件。
在電子零部件領(lǐng)域中,伴隨著近年來電氣產(chǎn)品的小型化、高性能化,也為了提高生產(chǎn)能力,作為將各種電子零部件貼裝到線路板上的方法,零部件貼裝密度高、效率高的表面貼裝技術(shù)(SMT)正在普及。
這里所述的表面貼裝技術(shù)是指例如在印刷線路板上經(jīng)由焊膏插裝電子零部件,然后使線路板在加熱爐(回流爐)內(nèi)通過,從而使焊料熔融,將電子零部件固定于線路板上的技術(shù)。
在回流爐內(nèi)對線路板進行加熱的方法主要采用下述方式使線路板從強制熱風(fēng)循環(huán)的地方通過的熱風(fēng)對流傳熱方式、通過遠紅外線從線路板上方或從上下兩面進行加熱的遠紅外線方式、聯(lián)合采用通過熱風(fēng)加熱和通過遠紅外線加熱的方法等。焊接時,導(dǎo)入回流爐內(nèi)的線路板和電子零部件達到220-270℃的高溫。
電子零部件中,有透鏡、棱鏡或透明蓋子等必須具有透明性的部件?,F(xiàn)在由于耐熱性的問題,這些部件使用的是玻璃、熱固性樹脂,模塑時很花時間,因而需要開發(fā)出具有對回流焊接的耐熱性且容易進行模塑的熱塑性樹脂。但迄今為止尚不知任何兼具回流焊接耐熱性和光學(xué)特性的物質(zhì)。
本發(fā)明的第一方案的目的就在于提供對回流焊接具有耐熱性、透明性和模塑性優(yōu)良的經(jīng)回流焊接的部件。
(聚碳酸酯共聚物)構(gòu)成本發(fā)明第一方案的回流焊接用部件的聚碳酸酯共聚物含有60-95%摩爾、優(yōu)選65-90%摩爾、更優(yōu)選70-85%摩爾的通式(I)所示重復(fù)單元(成分a),含有40-5%摩爾、優(yōu)選35-10%摩爾、更優(yōu)選30-15%摩爾的通式(II-1)所示重復(fù)單元(成分b)。
成分a少于60%摩爾時,經(jīng)回流焊接的部件的耐熱性有時會不夠。而成分a在95%摩爾以上時,熔融流動性不足,模塑變得困難,同時,模塑件的透明性也下降。
(比粘度)將0.7g聚碳酸酯共聚物溶于100ml二氯甲烷中,在20℃測定比粘度,優(yōu)選該比粘度為0.17-0.55范圍,更優(yōu)選為0.21-0.45范圍。
(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)優(yōu)選聚碳酸酯共聚物以20℃/min的升溫速度測定的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為200℃-250℃。更優(yōu)選為205-245℃。Tg在200℃以下時,用該共聚物模塑而成的光學(xué)部件的回流焊接耐熱性不夠,而Tg在250℃以上時,熔融粘度變高,操作有時會變得困難。
(熔體體積流動速率)按照JIS K-7210,在320℃、載荷1.2kg條件下測定的聚碳酸酯共聚物的熔體體積流動速率(MVR)優(yōu)選為0.2cm3/10分鐘以上,更優(yōu)選為0.5cm3/10分鐘以上。
本發(fā)明的經(jīng)回流焊接的部件具體例子有各種指示燈的透鏡和蓋子;帶照相機的手機上的照相機鏡頭和鏡身(lens barrel);二極管等發(fā)光元件的透鏡和外罩;晶體管、整流元件等各種元件的外殼、封裝劑;感應(yīng)器、IC(集成電路)等的罩子、封裝劑;光導(dǎo)波路、光纖電纜等分光合光元件,例如棱鏡等。特別優(yōu)選透鏡、鏡身、棱鏡。
經(jīng)回流焊接的部件可通過例如注塑法、壓塑法、注射壓塑法、擠塑法、溶液鑄塑法等任何方法進行模塑。
光學(xué)部件根據(jù)用途不同,需要透明性的波長也不同。例如,蓋子、封裝劑需要可見光(400-700nm)的透明性。二極管等發(fā)光元件的透鏡、外殼需要對元件所發(fā)出的光的波長具有透明性。光纖通信采用1,300-1,600nm的波長,光纖電纜的用于分光的棱鏡等分光元件需要在該波長具有透明性。
本發(fā)明所用的聚碳酸酯共聚物在這些波長下都具有良好的透明性。由該聚碳酸酯共聚物形成的厚度1.0mm的試驗片,優(yōu)選在400nm、500nm、600nm、700nm、1,300nm、1,400nm、1,500nm、1,600nm各波長下都具有60%以上的透射率。更優(yōu)選具有70%以上的透射率。
本發(fā)明的經(jīng)回流焊接的部件在峰值溫度設(shè)定為250℃的回流爐中處理5秒后,也不會發(fā)生變形。
<第二方案光路變換部件>
本發(fā)明的第二方案涉及耐熱性和熱穩(wěn)定性良好、雙折射極小且透明性優(yōu)異的光路變換部件。
聚甲基丙烯酸甲酯樹脂因其良好的透明性和低雙折射特性,一直以來被大量用作透鏡、光導(dǎo)板等的光學(xué)材料。但是,近年出于電子儀器的高密度化和安全性考慮,在對樹脂耐熱性的要求不斷提高,這就很難說聚甲基丙烯酸甲酯樹脂具有充分的耐熱性。
另一方面,聚碳酸酯樹脂因為透明性、尺寸穩(wěn)定性高而被用于以光學(xué)材料為首的各種用途。但對于要求一定光學(xué)精度的透鏡、棱鏡、光導(dǎo)板、光導(dǎo)波路等光學(xué)部件所需的特性,聚碳酸酯樹脂因分子鏈取向而發(fā)生的雙折射通常在塑料中屬于非常大的一類,并且模塑時的模塑應(yīng)變也大,所以在向光學(xué)元件的深入應(yīng)用方面有困難,這是當(dāng)前的現(xiàn)狀。
作為改善這樣的聚碳酸酯樹脂的雙折射的方法,有人提議了與苯乙烯系樹脂接枝共聚的方法(日本特開昭61-19630號公報、日本特開昭63-15822號公報)。然而,聚碳酸酯樹脂與苯乙烯系樹脂的接枝共聚物的機械強度低,極脆,且熱穩(wěn)定性差,因而在模塑方面存在困難,為提高機械強度需要提高分子量,但提高分子量將使模塑性和表面精度變差,無法得到實用的透鏡。
為改善這一問題,有人提出了將由雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)丙烷等芳族二羥基成分制成的聚碳酸酯樹脂與丙烯腈-苯乙烯共聚物混合的方案(日本特開平05-027101號公報)。然而,該樹脂組合物雖然透明性、雙折射得到了改善,但存在熱穩(wěn)定性低,模塑非常困難的缺點。
另外,還有關(guān)于由聚碳酸酯共聚物制成的耐熱性得到改進的高折射率透鏡的報道,其中所述共聚物含有導(dǎo)入了芴骨架的芳族二羥基成分(日本特開平06-018701號公報)。但該公報中只記載了對耐熱性和折射率的改進,沒有關(guān)于特異性地對雙折射進行改進的內(nèi)容。
本發(fā)明第二方案的目的在于提供雙折射極小,透明性優(yōu)異的模塑件。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)以特定比例使用特定二元酚時得到的聚碳酸酯共聚物的雙折射非常小,而且由該聚碳酸酯共聚物形成的模塑件的光學(xué)特性正好。
(聚碳酸酯共聚物)構(gòu)成本發(fā)明第二方案的光路變換部件的聚碳酸酯共聚物包含50-95%摩爾、優(yōu)選65-75%摩爾通式(I)所示重復(fù)單元(成分a)和50-5%摩爾、優(yōu)選35-25%摩爾通式(II)所示重復(fù)單元(成分b)。
其中,優(yōu)選含有50-95%摩爾通式(I)所示重復(fù)單元(成分a)和50-5%摩爾通式(II-1)和/或(II-2)所示重復(fù)單元(成分b)的聚碳酸酯共聚物。
(Re550)將該聚碳酸酯共聚物制成模塑板時,在550nm的透光率為80%以上,且以Re550(nm)表示550nm時的光程差,以d(mm)表示測定透光率和光程差的厚度時,滿足Re550/d≤10(nm)。
由一般的雙酚A型聚碳酸酯樹脂制成的光學(xué)元件通常光程差大,雖然有些情況可通過變更模塑條件降低該值,但通常該條件的變化范圍非常小,因此模塑變得非常難,多數(shù)情況不能滿足上述公式。本發(fā)明所用的聚碳酸酯共聚物因樹脂取向而發(fā)生的光程差小,且模塑應(yīng)變也小,所以即使不嚴格設(shè)定模塑條件,也能得到良好的光學(xué)元件。
(透光率)模塑板在550nm的透光率(T550)優(yōu)選為80%以上,更優(yōu)選為85%以上。透光率通過日立制作所(株)制造的U-4001型分光光度計測定。
(比粘度)將0.7g聚碳酸酯共聚物溶于100ml二氯甲烷中,在20℃測定比粘度,優(yōu)選該比粘度為0.17-0.55范圍,更優(yōu)選為0.21-0.45范圍。
(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)優(yōu)選聚碳酸酯共聚物以20℃/min的升溫速度測定的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為150℃-250℃。更優(yōu)選為160-245℃。
(5%重量減少溫度)作為熱穩(wěn)定性的指標,優(yōu)選聚碳酸酯共聚物以20℃/min的升溫速度測定的5%重量減少溫度(Td)為450℃以上。更優(yōu)選為480℃以上。5%重量減少溫度低于450℃時,模塑時的熱分解激烈,難以得到良好的模塑件,因而不優(yōu)選。
(光彈性常數(shù))聚碳酸酯共聚物的光彈性常數(shù)優(yōu)選為50×1013cm2/dyne以下。更優(yōu)選為45×1013cm2/dyne以下。光彈性常數(shù)大于50×1013cm2/dyne時,模塑時產(chǎn)生的模塑應(yīng)變增大,作為光路變換部件使用時有時會變得困難。
(熔體體積流動速率)按照JIS K-7210在340℃、載荷1.2kg條件下測定的聚碳酸酯共聚物的熔體體積流動速率(MVR)優(yōu)選為1.0cm3/10分鐘以上,更優(yōu)選為1.5cm3/10分鐘以上。
光路變換部件是指透鏡、棱鏡之類或者光導(dǎo)板、光導(dǎo)波路等作為光學(xué)儀器用部件的光學(xué)元件。具體地說,透鏡是指具有兩個球面或非球面的折射表面,可使光透過的物體,只要滿足這點即可,沒有什么特別的要求,例如有球面透鏡、非球面透鏡、菲涅爾透鏡、微陣列透鏡等種類。
棱鏡是指具有至少兩個以上研磨面的模塑體,所述研磨面相互之間并非平行,而是以一定角度構(gòu)成。只要滿足所述條件即可,對其沒有特別限定,舉例來說,有直角棱鏡、波羅棱鏡、直視棱鏡、五角棱鏡、ド-ブレツス棱鏡、ヘンゾルト棱鏡、スプレング-棱鏡、メ-ラ棱鏡、渥拉斯頓棱鏡、傾斜棱鏡、阿貝棱鏡等。
光路變換部件可通過例如注塑法、壓塑法、注射壓塑法、擠塑法、溶液鑄塑法等任何方法進行模塑。從模塑的容易性和成本方面考慮,特別優(yōu)選通過注塑法或注射壓塑法成型。
優(yōu)選光路變換部件的模塑件在550nm的透光率為80%以上。更優(yōu)選為85%以上。
這樣,本發(fā)明的光路變換部件因具有良好的光學(xué)特性,而適合用作照相機、數(shù)碼照相機、液晶顯示器、液晶投影儀、復(fù)印機、光盤相關(guān)機器等的電氣電子設(shè)備的光學(xué)零部件以及光通信設(shè)備中的分配器、合波器等的光路變換部件。
優(yōu)選光路變換部件為攝象鏡頭、照相機鏡頭、微陣列透鏡、投影鏡或棱鏡。
本發(fā)明的光路變換部件耐熱性和熱穩(wěn)定性良好、雙折射極小且透明性優(yōu)異。
<第三方案光盤>
本發(fā)明的第三方案涉及剛性、耐吸水性優(yōu)異的光盤。
通常的CD、CD-ROM等光盤(將這些簡稱為“CD盤”)是在1.2mm厚透明基板的一面上形成對應(yīng)于記錄數(shù)據(jù)的壓制凹坑,再在其上形成包含A1等的反射膜。記載在這樣的CD盤上的信息可通過從與設(shè)置反射膜的面相反面的透明基板側(cè)照射集光束來使其再生。
與之相對,記錄密度更高的高密度化DVD、DVD-ROM盤(將這些簡稱為“DVD盤”)是在0.6mm厚透明基板的一面上形成比CD盤更微細的壓制凹坑,再在其上形成包含A1等的反射膜。記載在這樣的DVD盤記錄面上的信息可與CD盤一樣,通過從與形成反射膜的面相反面的透明基板側(cè)照射集光束來使其再生。
0.6mm厚的底板的材料通常使用透明的樹脂材料PC(聚碳酸酯)。0.6mm厚的PC基板的機械特性不夠,若直接這樣使用將會彎曲,所以將2張0.6mm PC基板粘貼,使記錄面為內(nèi)側(cè),制成合計厚度1.2mm的盤,以確保機械特性。
DVD盤的基板厚度為0.6mm是為了確保傾斜余量。磁道間距、凹坑密度若變得更高,則盤的傾斜,即所謂的tilt余量將會減少。通過將基板厚度從1.2mm減少至0.6mm,可確保傾斜余量,但在材料力學(xué)方面,由于基板的彈性率與板厚成三倍比例,所以在其板生產(chǎn)工藝中將無法避免發(fā)生傾斜特性的惡化。
另一方面,對于光盤而言,為了在上述高密度化的同時提高數(shù)據(jù)輸入和讀取等的傳送速率,將無可避免地使盤片基板更加高速旋轉(zhuǎn)。
但是,上述光盤的構(gòu)成由于下述(1)-(4)的理由,很難避免歪斜(SKEW)。
(1)注射時樹脂在模腔內(nèi)流動時因剪切應(yīng)力而產(chǎn)生應(yīng)力(分子取向應(yīng)變)。
(2)充填完畢樹脂充填到模腔內(nèi)時螺桿運動驟然停止,同時樹脂的流動也驟然停止,樹脂與螺桿的慣性力全部都加諸于基板上。
(3)保壓注射時為防止樹脂在澆口被封之前發(fā)生樹脂的逆流和因體積收縮而引發(fā)凹縮等,一直對樹脂加有壓力,所以基板整體上發(fā)生壓力分布。
(4)冷卻因熱收縮而根據(jù)溫度分布產(chǎn)生應(yīng)力。
所以,為對此進行改善,有人提出了一種光盤,該光盤是在底板上至少依次形成記錄層和透明保護層,使光從該透明保護層側(cè)入射,進行信息信號的記錄和/或再生的光記錄介質(zhì),其特征在于所述基板具有形成所述記錄層側(cè)的面的第一樹脂層;和在第一樹脂層上層壓而成的,由比所述形成第一樹脂層的樹脂材料的彎曲模量大的樹脂材料形成的第二樹脂層(日本特開平11-242829)。
另一方面,即使通過上述改善解決了機械特性的問題,但單面信號的光盤在溫度濕度環(huán)境發(fā)生變化時,會因吸濕而發(fā)生盤片變形。
對于DVD盤的情況,雖然通常使用吸水率為0.3%重量以上的聚碳酸酯基板,但因為粘貼0.6mm盤時使信號側(cè)為內(nèi)側(cè)進行背對背粘貼,所以即使吸水率大,也可取得吸水平衡,不易發(fā)生變形,不至于發(fā)生問題。但對于高N.A.(開口率)的高密度盤片的情況,由于在表層的一側(cè)有信號,因而吸水平衡不同,出現(xiàn)吸水變形的問題。特別是在驅(qū)動器運行過程中,由于機內(nèi)溫度高、濕度又低,因而容易發(fā)生急劇的變化,容易因盤片變形而引發(fā)無法讀取信號等聚焦誤差。
為了抑制這樣的吸水變形,有人提出了使用使基板表層吸水率為0.3%重量以下的樹脂的基板,這是“一種盤片狀的信息記錄介質(zhì),該介質(zhì)具有基板、配置于該基板上的用于記錄信息信號的記錄層和在該記錄層上層壓而成的透明保護層,通過使光從透明保護層側(cè)入射,進行信息信號的記錄/再生,該基板由樹脂制芯層和與芯層成為一體的與芯層相比具有流動性的樹脂制成的表層構(gòu)成,所述表層的一側(cè)面上存在記錄層側(cè)信息信號的壓制凹坑”(日本特開2000-11449號公報)。所述提案指出了通過雙色成型、多層貼合成型的復(fù)雜基板構(gòu)成來解決上述問題的方向。
這樣用于提高記錄密度,確保充分的傾斜余量和機械強度,并且防止在溫度濕度的環(huán)境變化下因吸濕而變形的基板構(gòu)成變得非常復(fù)雜。
其潛在原因是因為在開發(fā)該光盤時,未能獲得滿足所有基板材料樹脂所需特性,即剛性、阻振性、耐熱性或吸水性的樹脂。特別是在研究開發(fā)被廣泛用于光盤的聚碳酸酯類樹脂時,相對于最常用的使4,4’-二羥基苯基丙烷與碳酸酯結(jié)合而成的聚碳酸酯樹脂,為改進其光學(xué)特性,開發(fā)出了極其多樣的聚碳酸酯類樹脂(例如日本特開2000-327767號公報)。
但是,如上所述改進了剛性、吸水性、阻振性、耐熱性的聚碳酸酯樹脂的開發(fā)仍然不夠,迫切需要提供包括模塑性在內(nèi),使該記錄基板的設(shè)計變得容易的樹脂,以更簡單的構(gòu)造,實現(xiàn)高記錄密度的光盤。
本發(fā)明第三方案的目的在于提供無需復(fù)雜的構(gòu)成,而是以簡單的構(gòu)成取得了優(yōu)異剛性、阻振性、耐熱性、吸水性的光盤。
(構(gòu)造)本發(fā)明的光盤具備設(shè)置了壓制凹坑或引導(dǎo)槽的0.3-1.2mm厚的基板、設(shè)置于該底板上的反射層和設(shè)置于其上的3-200μm厚的透明保護層,從該透明保護層一側(cè)照射光束,以其反射光的光強度變化為基礎(chǔ)使記錄信息再生。
本發(fā)明的光盤例如如圖1所示,是在具有引導(dǎo)槽的底板2上依次層壓形成光反射層3、記錄層4和透明保護層5(光盤1)。底板2在其上部表面上形成有包含預(yù)定凹坑圖案形成的引導(dǎo)槽,所述凹坑圖案是記錄數(shù)據(jù)信息、跟蹤伺服信號等的相位凹坑、プリブル-ブ等微細凹坑等。
光盤2如圖2所示,特征是在具有引導(dǎo)槽的底板2上多層層壓了反射層、透明保護層而形成的多層構(gòu)造。構(gòu)成這些光盤的底板、光反射層、記錄層、透明保護層可以采用具有相同或類似特性的材料。
優(yōu)選光盤在反射層和透明保護層之間具有記錄膜。優(yōu)選光盤在底板的兩面設(shè)置壓制凹坑或引導(dǎo)槽,反射層、記錄膜和/或該透明保護層也同時設(shè)置于兩面。而且,優(yōu)選光盤是記錄膜或反射層多層層壓而成的多層構(gòu)造。優(yōu)選本發(fā)明光盤的透明保護層由與構(gòu)成底板的聚碳酸酯共聚物相同的聚碳酸酯共聚物構(gòu)成。
(聚碳酸酯共聚物)用作本發(fā)明光盤的原材料的聚碳酸酯共聚物包含20-95%摩爾、優(yōu)選25-70%摩爾、更優(yōu)選30-60%摩爾的通式(I)所示重復(fù)單元(成分a)。
其它成分由80-5%摩爾、優(yōu)選75-30%摩爾、更優(yōu)選70-40%摩爾的通式(II)所示重復(fù)單元(成分b)構(gòu)成。
通式(I)所示重復(fù)單元的比例小于20%摩爾時,所得光盤的透明性、耐熱性、機械物性、斜射雙折射、吸水率、剛性、轉(zhuǎn)錄性或翹曲中的一些性質(zhì)有可能會得不到滿足。
本發(fā)明所用聚碳酸酯共聚物需要含有一定比例的通式(I)所示重復(fù)單元(成分a),為具有流動性、剛性、耐吸水性等所需特性,組合了作為其他成分的通式(II)所示重復(fù)單元(成分b)。
特別優(yōu)選包含20-95%摩爾的通式(I)所示重復(fù)單元和80-5%摩爾的通式(II-2)所示重復(fù)單元和/或通式(II-3)所示重復(fù)單元的聚碳酸酯共聚物。
其中,優(yōu)選包含20-70%摩爾、優(yōu)選30-60%摩爾的通式(I)所示重復(fù)單元和80-30%摩爾、優(yōu)選70-40%摩爾的通式(II-2)所示重復(fù)單元的聚碳酸酯共聚物。
優(yōu)選含有20-70%摩爾、優(yōu)選30-60%摩爾的通式(I)所示重復(fù)單元和80-30%摩爾、優(yōu)選70-40%摩爾的通式(II-3)所示重復(fù)單元的聚碳酸酯共聚物。
本發(fā)明光盤的底板的特征在于滿足(A)彎曲模量為2,800MPa-4,000MPa,(B)達到飽和時的吸水率為0.3%重量以下,(C)按照ISO 6721-4,在40℃、18Hz測定的tanδ為0.020以上,和(D)按照ISO75-1,-2,在1.81MPa載荷下測定的載荷下?lián)锨鷾囟葹?10℃以上。
(彎曲模量)聚碳酸酯共聚物按照ISO178測定的彎曲模量為2,800MPa-4,000MPa,更優(yōu)選為2,900MPa-3,900MPa,進一步優(yōu)選為3,100MPa-3,900MPa。彎曲模量小于2,800MPa時,模塑而成的光盤在高速旋轉(zhuǎn)時發(fā)生的面振將變大,作為需要高密度的記錄容量的光盤是不優(yōu)選的。而彎曲模量大于4,000MPa時,模塑而成的光盤變脆,有時難以模塑。
(吸水率)按照ISO62,聚碳酸酯共聚物在23℃達到飽和時的吸水率為0.3%重量以下,更優(yōu)選為0.28%重量以下。吸水率超過0.3%重量,則在光盤底板表面上形成了金屬膜的光盤容易因吸水而發(fā)生翹曲,易于發(fā)生尋軌錯誤。特別優(yōu)選的吸水率為0.27%重量以下。
(tanδ)按照ISO6721-4,在40℃、18Hz測定的聚碳酸酯共聚物的tanδ為0.020以上,更優(yōu)選為0.025以上,進一步優(yōu)選為0.027以上。tanδ小于0.020,則該樹脂的阻振性變小,模塑而成的光盤在高速旋轉(zhuǎn)時發(fā)生的面振將變大,因而不優(yōu)選。
(載荷下?lián)锨鷾囟?按照ISO75-1,-2,以1.81MPa測定的聚碳酸酯共聚物的載荷下?lián)锨鷾囟葹?10℃以上。優(yōu)選為115℃以上,更優(yōu)選為120℃以上。載荷下?lián)锨鷾囟冉档停瑒t光盤的耐熱性不夠。使用通常的注塑時,載荷下?lián)锨鷾囟韧ǔ?50℃以下,優(yōu)選為140℃以下。
(比粘度)將0.7g聚碳酸酯共聚物溶于100ml二氯甲烷中,在20℃測定比粘度,優(yōu)選該比粘度為0.1-0.5范圍,更優(yōu)選為0.15-0.4范圍。具有所述范圍的比粘度的聚碳酸酯共聚物,其熔融流動性良好,模塑性優(yōu)良。
(翹曲變形)采用以下的測定法測定光盤的吸濕和除濕過程中的翹曲變形。即,將光盤在溫度30℃、濕度90%RH的環(huán)境(A環(huán)境)下暴露至達到飽和吸水率,然后轉(zhuǎn)移到溫度23℃、濕度50%RH環(huán)境(B環(huán)境)中時,測定發(fā)生的從中心到58mm部位的傾斜(Tilt)隨時間的變化,比較傾斜(Tilt)變化的最大值與達到恒穩(wěn)狀態(tài)時的值之差(ΔTilt)而得到的值。此時盤片的ΔTilt在1.00度以內(nèi),以下在0.75度以內(nèi),更優(yōu)選在0.60度以內(nèi)。
本發(fā)明的光盤因為是使光從透明保護層5側(cè)入射進行信息信號的記錄和/或再生,所以底板2對光學(xué)記錄和/再生特性沒有影響,不需要透明性。由于折射率大不相同的2種以上樹脂的摻混材料將因光散射而產(chǎn)生濁度(Haze),所以不容易用作傳統(tǒng)的要求光學(xué)特性的CD、DVD等的底板材料,但如上所述,本發(fā)明的底板2可以使用即使是折射率大不相同的2種以上樹脂的摻混材料。
在不損害轉(zhuǎn)錄性以及不損害模塑時盤片在吸濕和除濕過程的翹曲的降低效果的前提下,本發(fā)明的光盤底板中還可以加入其它熱塑性樹脂、光穩(wěn)定劑、著色劑、抗靜電劑、潤滑劑等添加劑。
關(guān)于混合的方法,在聚合物溶液的階段可以考慮例如以帶攪拌機的容器為主,而在粉粒體、顆粒等成型品階段,可采用例如用轉(zhuǎn)鼓混合機、V型摻混機、ナウタ-混合機、班伯里混合機、捏合輥或擠塑機等進行混合的方法。任何情況都可以采用任意的方法,沒有特別限制,不過從混合操作中對異物混入的除去方法的簡便性考慮,優(yōu)選在聚合物溶液狀態(tài)混合后,使其通過具有適當(dāng)網(wǎng)眼的濾器的方法。
進而,在制取用于供應(yīng)給注塑成型的顆粒狀樹脂組合物的擠出步驟(造粒步驟)中,優(yōu)選在熔融狀態(tài)下使其通過過濾精度為50μm以下的燒結(jié)金屬濾器等來除去異物。根據(jù)需要,也優(yōu)選添加磷系之類的抗氧化劑等添加劑。總之,需將注塑成型前的原料樹脂中的異物、雜質(zhì)、溶劑等的含量極力降低。
(光盤的制造方法)下面給出光盤的制造方法。
由上述聚碳酸酯共聚物制造光盤底板時,采用裝有母盤(stamper)的注塑機(包括注射壓塑機),通過注塑法制造,其中所述母盤上實現(xiàn)了滿足光盤所需規(guī)格的間距和溝槽以及表面條紋。此時,光盤底板厚度為0.3-1.2mm。
所述注塑機可采用通常使用的機器,但從抑制碳化物產(chǎn)生、提高盤片底板的可靠性考慮,優(yōu)選用料筒、螺桿與樹脂的粘附性低,且使用具有耐腐蝕性、耐磨損性的材料制成的機器。從本發(fā)明目的考慮,優(yōu)選模塑步驟中的環(huán)境盡可能潔凈。還需要考慮將供給模塑的材料充分干燥除去水分、盡量不發(fā)生招致熔融樹脂分解的滯留等問題,這也很重要。
接著,通過在光盤底板的一面上至少形成反射膜來制成光盤。該材料可以將金屬元素單獨使用,也可以組合使用。其中優(yōu)選單獨使用Al和Au,或者使用含有0.5%重量以上10%重量以下、特別是含有3.0%重量以上10%重量以下的Ti的Al合金,含有0.5%重量以上10%重量以下的Cr的Al合金。該反射膜可通過離子束濺射法、DC濺射法或RF濺射法等裝置形成。
通常,除該金屬薄膜(反射層)外,基本上還形成記錄層4(DVD-RAM、DVD-R的情況下,例如有相變膜、燃料;光磁盤的情況例如有光磁記錄膜)和透明保護層5,從而形成本發(fā)明的光盤。
所述相變化膜可采用例如單體的硫?qū)僭亍⒘驅(qū)倩衔?。具體而言,可使用Te、Se的各單體,Ge-Sb-Te、Ge-Te、In-Sb-Te、In-Se-Te-Ag、In-Se、In-Se-Tl-Co、In-Sb-Se、Bi2Te3、BiSe、Sb2Se3、Sb2Te3等硫?qū)僭鼗镱惒牧稀?br> 光磁記錄膜可采用Tb-Fe-Co等非晶質(zhì)合金薄膜等具有二階效應(yīng)(力-效應(yīng))和法拉第效應(yīng)等磁光學(xué)特性的垂直磁化膜等。
接下來,在記錄層4上形成透明保護層5。該透明保護層5由透射激光的材料形成,所述材料可以是例如聚碳酸酯、非晶性聚烯烴類樹脂等熱塑性樹脂、各種熱固性樹脂等,特別優(yōu)選采用雙甲酚F以相對于全部芳族二羥基成分為至少20%摩爾的比例構(gòu)成的聚碳酸酯樹脂。
形成透明保護層的方法例如有在記錄層上粘貼包含聚碳酸酯、非晶性聚烯烴類樹脂等熱塑性樹脂的片、玻璃板等透明板的方法;或者將紫外線固化樹脂通過旋涂等方法進行涂布,通過紫外線照射形成膜的方法。進而,為了將該透明保護層的彗差抑制到相當(dāng)小,將其厚度限定為3-200μm。
以上是本發(fā)明光盤的基本構(gòu)成,但也可以在該構(gòu)成的基礎(chǔ)上設(shè)置電介質(zhì)層,控制光學(xué)特性和熱特性。這種情況下,在底板2上依次形成光反射層3、第一電介質(zhì)層、記錄層4、第二電介質(zhì)層、透明保護層5。
本發(fā)明的光盤具有優(yōu)異的剛性、阻振性、耐熱性、吸水性,適合用作具有高密度記錄容量的記錄介質(zhì)。
<第四方案塑料鏡>
本發(fā)明的第四方案涉及塑料鏡。更具體地說,涉及由聚碳酸酯共聚物形成的塑料鏡,其彎曲模量、流動性、抗吸水、耐熱性優(yōu)異,可極精密地復(fù)制模具表面。
聚碳酸酯樹脂因其透明性、耐熱性、機械特性、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異而被廣泛用于多種領(lǐng)域。近年來,盛行利用其透明性,將其用作塑料鏡。
為對應(yīng)近年的輕薄短小化或旋轉(zhuǎn)鏡的高速旋轉(zhuǎn)化,需要熔融流動性、模具轉(zhuǎn)印性、尺寸穩(wěn)定性以及剛性得到提高的樹脂。
關(guān)于塑料鏡因吸水導(dǎo)致尺寸穩(wěn)定性的要求今后將越來越嚴格。
本發(fā)明第四方案的目的在于提供滿足剛性、耐吸水性、彎曲模量、模具的精密轉(zhuǎn)印性的具有優(yōu)良熔融流動性、耐熱性的塑料鏡。
本發(fā)明第四方案的塑料鏡包含聚碳酸酯底板和金屬反射膜,該聚碳酸酯底板包含聚碳酸酯共聚物,所述聚碳酸酯共聚物包含20-70%摩爾、優(yōu)選30-60%摩爾的通式(I)所示重復(fù)單元(成分a),包含80-30%摩爾、優(yōu)選70-40%摩爾的通式(II-1)和/或(II-2)所示重復(fù)單元(成分b),該聚碳酸酯底板滿足(A)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為120℃-230℃,(B)在23℃水浸漬24小時后的吸水率為0.2%重量以下,和(C)彎曲模量為2,500MPa-4,000MPa。
所述塑料鏡中,優(yōu)選其中聚碳酸酯共聚物包含20-70%摩爾、優(yōu)選30-60%摩爾的通式(I)所示重復(fù)單元(成分a),和80-30%摩爾、優(yōu)選70-40%摩爾的通式(II-1)所示重復(fù)單元(成分b),該聚碳酸酯底板滿足(A)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為160℃-230℃,(B)在23℃水浸漬24小時后的吸水率為0.2%重量以下,和(C)彎曲模量為2,500MPa-3,500MPa的塑料鏡。
優(yōu)選所述聚碳酸酯共聚物包含20-70%摩爾、優(yōu)選30-60%摩爾的通式(I)所示重復(fù)單元(成分a),和80-30%摩爾、優(yōu)選70-40%摩爾的通式(II-2)所示重復(fù)單元(成分b),該聚碳酸酯底板滿足(A)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為120℃-180℃,(B)在23℃水浸漬24小時后的吸水率為0.1%重量以下,和(C)彎曲模量為2,800MPa-4,000MPa的塑料鏡。
(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)聚碳酸酯共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為120-230℃。
(吸水率)根據(jù)ISO62,聚碳酸酯共聚物在23℃于水中浸漬24后測定的吸水率為0.2%重量以下,優(yōu)選0.1%重量以下。吸水率超過0.2%重量,則在塑料鏡用底板上形成反射膜而制成的塑料鏡將因吸水而容易產(chǎn)生翹曲,因而不優(yōu)選。特別優(yōu)選的吸水率為0.085%重量以下。
(彎曲模量)根據(jù)ISO178測定的聚碳酸酯共聚物的彎曲模量為2,500MPa-4,000MPa,更優(yōu)選為2,800MPa-4,000MPa,進一步優(yōu)選為2,500MPa-3,500MPa。彎曲模量小于2,500MPa,則因剛性不足而難以使成型體厚度變薄,而彎曲模量大于4,000MPa,則成型后的塑料鏡用底板變脆,有時會難于成型。
(比粘度)將0.7g聚碳酸酯共聚物溶于100ml二氯甲烷中,在20℃測定比粘度,優(yōu)選該比粘度為0.1-0.5范圍,更優(yōu)選為0.15-0.4范圍。具有所述范圍的比粘度的聚碳酸酯共聚物,其熔融流動性良好,模塑性優(yōu)良,可制得光學(xué)性良好、強度也足夠的模塑件,因而優(yōu)選。
(流動性)聚碳酸酯共聚物的流動性用在300℃、1.2kgf測定條件下的MVR值表征,優(yōu)選為5cm3/10分鐘以上,更優(yōu)選為20cm3/10分鐘以上,進一步優(yōu)選為30cm3/10分鐘以上。
(其它共聚成分)聚碳酸酯共聚物中,最好成分a和成分b占全部芳族二羥基成分的至少80%摩爾,優(yōu)選至少占90%摩爾,但也可以含有相對于全部芳族二羥基成分為20%摩爾以下、優(yōu)選10%摩爾以下的其它二羥基成分。
所述其它共聚成分只要是通常用作芳族聚碳酸酯的二羥基成分的、成分a和成分b以外的成分即可,例如可以是對苯二酚、間苯二酚、4,4’-二羥基聯(lián)苯、1,1-雙(4-羥基苯基)乙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丁烷、1,1-雙(4-羥基苯基)-1-苯基乙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環(huán)己烷、2,2-雙(4-羥基苯基)戊烷、4,4’-(對苯二異丙基)雙苯酚、9,9-雙(4-羥基苯基)芴、1,1-雙(4-羥基苯基)-4-異丙基環(huán)己烷。
(金屬反射膜)金屬反射膜可采用鋁等的薄膜。
用于本發(fā)明塑料鏡的成型材料通常是將聚碳酸酯樹脂在樹脂溫度260-340℃、模具溫度60-130℃進行注塑得到,或?qū)⑵湔迟N而獲得的。
(形狀)本發(fā)明的塑料鏡主要是用于辦公自動化機器等的球面、非球面、中空、平面、多面體的鏡。特別是以多角鏡、投影鏡以及薄膜狀鏡為對象,但并不限于這些用途。
本發(fā)明的塑料鏡由具有特定玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、吸水率低而且具有特定彎曲模量的聚碳酸酯共聚物制成,所以具有高剛性,尺寸穩(wěn)定性、模塑時的模具轉(zhuǎn)印性優(yōu)異。
<第五方案導(dǎo)電性樹脂組合物、運送托盤>
本發(fā)明的第五方案涉及導(dǎo)電性樹脂組合物。更具體地說,涉及耐熱性良好且導(dǎo)電性優(yōu)異,對皮膚無刺激,而且吸水率低的導(dǎo)電性樹脂組合物。還涉及由所述樹脂組合物制成的半導(dǎo)體、光學(xué)信息記錄介質(zhì)、硬盤等電子零部件的運送托盤。
聚碳酸酯樹脂具有優(yōu)良的透明性、耐熱性、機械特性、尺寸穩(wěn)定性,因而作為工程塑料,單獨或者以與其它熱塑性樹脂、玻璃纖維、碳纖維等混合的樹脂組合物形式廣泛用于眾多領(lǐng)域。但這幾年希望開發(fā)出耐熱性和導(dǎo)電性優(yōu)異的材料。
作為改進耐熱性的材料,已知有包含9,9-雙(4-羥基苯基)芴結(jié)構(gòu)的聚碳酸酯共聚物與無機填料的樹脂組合物(日本特開平7-268197號公報)。
但是,9,9-雙(4-羥基苯基)芴存在聚合時反應(yīng)性低,難于獲得聚碳酸酯共聚物的缺點。
并且在熔融擠出或成型時因分解等產(chǎn)生的源于9,9-雙(4-羥基苯基)芴的蒸汽具有強刺激性,侵害皮膚成為一個問題。
此外,包含9,9-雙(4-羥基苯基)芴的聚碳酸酯共聚物存在吸水率高、機械物性差的缺點。
本發(fā)明第五方案的目的在于提供具有耐熱性和導(dǎo)電性、對皮膚無刺激且吸水率低的導(dǎo)電性樹脂組合物,以及由該樹脂組合物制成的電子零部件的運送托盤。
導(dǎo)電性樹脂組合物包含聚碳酸酯共聚物和碳系填料構(gòu)成。該聚碳酸酯共聚物包含5-95%摩爾、優(yōu)選7-90%摩爾、更優(yōu)選10-85%摩爾的通式(I)所示重復(fù)單元(成分a)和95-5%摩爾、優(yōu)選93-10%摩爾、更優(yōu)選90-15%摩爾的通式(II)所示重復(fù)單元(成分b)。
通式(I)所示重復(fù)單元少于5%摩爾時,難以充分改善耐熱性。而通式(I)所示重復(fù)單元的含量多于95%摩爾時,樹脂組合物的熔融流動性降低,模塑變得困難。
作為聚碳酸酯共聚物,優(yōu)選包含5-95%摩爾、優(yōu)選7-90%摩爾、更優(yōu)選10-85%摩爾的通式(I)所示重復(fù)單元和95-5%摩爾、優(yōu)選93-10%摩爾、更優(yōu)選90-15%摩爾的通式(II-1)所示重復(fù)單元的共聚物。
(比粘度)將0.7g聚碳酸酯共聚物溶于100ml二氯甲烷中,在20℃測定比粘度,優(yōu)選該比粘度為0.17-0.55范圍,更優(yōu)選為0.21-0.45范圍。
(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)優(yōu)選聚碳酸酯共聚物以20℃/min的升溫速度測定的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為150℃以上。更優(yōu)選為155℃。
(碳系填料)構(gòu)成本發(fā)明的導(dǎo)電性樹脂組合物的碳系填料有例如碳纖維、炭黑、石墨、碳納米管、富勒烯等。從導(dǎo)電性改進的效果和成本方面考慮,特別優(yōu)選碳纖維、炭黑。
首先,對碳纖維沒有特別限制,可以使用公知的各種碳纖維,例如用聚丙烯腈、纖維素、瀝青、粘膠纖維、木質(zhì)素、烴氣等制成的碳質(zhì)纖維、石墨質(zhì)纖維,特別優(yōu)選纖維強度優(yōu)良的聚丙烯腈系碳纖維。碳纖維還可以通過以臭氧、等離子體、硝酸、電解等為代表的現(xiàn)有已知方法對纖維表面進行氧化處理,因可以增加與樹脂成分的粘附性,所以優(yōu)選進行這種處理。碳纖維通常為短絲、粗紗、縮絨纖維等形狀。
為使所述碳纖維具有導(dǎo)電性等,可在纖維表面施涂金屬涂層。特別優(yōu)選金屬涂層碳纖維的直徑為6-20μm。金屬涂層碳纖維是通過公知的鍍敷法和蒸鍍法等在碳纖維上涂布鎳、銅、鈷、銀、鋁、鐵等以及它們的合金等金屬。從導(dǎo)電性、耐腐蝕性、生產(chǎn)性以及經(jīng)濟性的觀點考慮,優(yōu)選所述金屬為一種或多種選自鎳、銅和鈷的金屬,特別優(yōu)選鎳涂布碳纖維。
這些碳纖維還適合用環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸酯樹脂等各種上膠劑集束后使用,優(yōu)選環(huán)氧樹脂和/或聚氨酯樹脂。
炭黑的例子有現(xiàn)有公知的ケツチエン黑、乙炔黑、爐法炭黑、燈黑、熱裂法炭黑、槽法炭黑、滾筒法炭黑、盤法炭黑等。這些炭黑中特別優(yōu)選ケツチエン黑、乙炔黑、爐法炭黑。
本發(fā)明的導(dǎo)電性樹脂組合物是由上述聚碳酸酯共聚物和碳系填料組成的,其中各成分的混合比例根據(jù)情況不同而各種各樣,通常包含40-99%重量、優(yōu)選50-90%重量的聚碳酸酯共聚物和60-1%重量、優(yōu)選50-10%重量的碳系填料。若碳系填料少于1%重量,則導(dǎo)電性的增強效果容易變小。超過60%重量,則流動性降低,樹脂的捏合和模塑有可能變得困難,因而不優(yōu)選。
(無機填料)本發(fā)明中,為了改進樹脂的剛性或?qū)щ娦?,可以添加處上述碳系填料以外的其它各種無機填料。這些無機填料的例子有玻璃材、金屬系填料、無機的各種填料。
作為無機填料使用的玻璃材料有例如玻璃纖維、玻璃縮絨纖維、玻璃珠、玻璃屑、玻璃粉等。
所用的玻璃材并不特別限定于A玻璃、C玻璃、E玻璃等的玻璃組成,而是根據(jù)情況,可以含有TiO2、Zr2O、BeO、CeO2、SO3、P2O5等成分。但因為E玻璃(無堿玻璃)對聚碳酸酯共聚物沒有不良影響,因而更優(yōu)選。
玻璃纖維是將熔融玻璃用各種方法邊拉伸邊驟冷,形成預(yù)定纖維狀而得到的。對所述情況下的驟冷和拉伸條件沒有特別限定。斷面的形狀一般除圓形外,也可以使用以將圓形纖維平行重疊而成的纖維為代表的具有各種異形斷面形狀的纖維。還可以是圓形狀與異形斷面形狀的混合玻璃纖維。
所述玻璃纖維的平均纖維徑為1-25μm,優(yōu)選5-17μm。若使用平均纖維徑小于1μm的玻璃纖維,則成型加工性將受到損害,若使用平均纖維徑大于25μm的玻璃纖維,則外觀受到損害,補強效果不充分。
為使所述玻璃纖維具有導(dǎo)電性,可在纖維表面施涂金屬涂層。特別優(yōu)選該金屬涂層玻璃纖維的直徑為6-20μm。金屬涂層玻璃纖維是通過公知的鍍敷法和蒸鍍法等在玻璃纖維上涂布鎳、銅、鈷、銀、鋁、鐵等以及它們的合金等金屬。從導(dǎo)電性、耐腐蝕性、生產(chǎn)性以及經(jīng)濟性的觀點考慮,優(yōu)選所述金屬為一種或多種選自鎳、銅和鈷的金屬。
對本發(fā)明所用的金屬系填料無需進行特殊限定,可以是金屬纖維、金屬涂層纖維、金屬屑,材質(zhì)例如可以是不銹鋼、鋁、銅、黃銅等金屬等。這些填料也可以多種結(jié)合使用。金屬纖維的直徑優(yōu)選為4-80μm,特別優(yōu)選6-60μm。
本發(fā)明所用玻璃屑和金屬屑的平均粒徑優(yōu)選為10-1,000微米,且平均粒徑用(a)表示、厚度用(c)表示時,優(yōu)選(a)/(c)之比為5-500,更優(yōu)選為6-450,進一步優(yōu)選7-400。若平均粒徑小于10微米或(a)/(c)之比小于5,則剛性不夠;若平均粒徑超過1000微米或(a)/(c)之比超過500,則模塑件的外觀和焊接強度將變差,因而不優(yōu)選。這里所說的玻璃屑和金屬屑的平均粒徑是通過標準過篩法求出的粒度的重量分布的中值粒徑。
其它的各種無機填料有例如鈦酸鉀須、硼酸鋁須、碳化硅須、氮化硅須等晶須,碳酸鈣、碳酸鎂、白云石、二氧化硅、硅藻土、氧化鋁、氧化鐵、氧化鋅、氧化鎂、硫酸鈣、硫酸鎂、亞硫酸鈣、滑石、粘土、云母、高嶺土、石棉、硅酸鈣、蒙脫石、膨潤土、硅灰石、石墨、鐵粉、鉛粉、鋁粉等。
所述無機填料優(yōu)選經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑等進行過表面處理的填料。特別優(yōu)選硅烷偶聯(lián)劑。通過該表面處理,可以抑制聚碳酸酯共聚物的分解,同時可提高粘附性,從而得到本發(fā)明目的所在的具有更好機械特性的填料。
這里所述硅烷偶聯(lián)劑是指下式所示硅烷化合物
[其中Y表示氨基、環(huán)氧基、羧酸基、乙烯基、巰基、鹵原子等與樹脂母體具有反應(yīng)性或親和性的基團;Z1、Z2、Z3、Z4分別表示單鍵或碳原子數(shù)1-7的亞烷基,該亞烷基分子鏈中可以存在酰氨鍵、酯鍵、醚鍵或亞氨鍵;X1、X2、X3分別表示烷氧基,優(yōu)選為碳原子數(shù)1-4的烷氧基或鹵素原子]。
具體例子有乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-巰基丙基三甲氧基硅烷和γ-氯丙基三甲氧基硅烷等。
這些金屬系填料可以用烯烴類樹脂、苯乙烯系樹脂、聚酯系樹脂、環(huán)氧系樹脂、聚氨酯系樹脂等進行集束處理。這些纖維狀填料可以單獨使用,也可以多種結(jié)合使用。
(阻燃劑)本發(fā)明導(dǎo)電性樹脂組合物中可以混入不損害本發(fā)明目的量的阻燃劑。
阻燃劑的例子有鹵化雙酚A的聚碳酸酯型阻燃劑、有機鹽系阻燃劑、芳族磷酸酯系阻燃劑或鹵化芳族磷酸酯型阻燃劑、含氟阻燃劑、硅氧烷阻燃劑等??梢曰旌弦环N以上這些阻燃劑。
具體地說,鹵化雙酚A的聚碳酸酯型阻燃劑是四氯雙酚A的聚碳酸酯型阻燃劑、四氯雙酚A與雙酚A的共聚碳酸酯型阻燃劑、四溴雙酚A的聚碳酸酯型阻燃劑、四溴雙酚A與雙酚A的共聚碳酸酯型阻燃劑等。
有機鹽系阻燃劑是二苯砜-3,3’-二磺酸二鉀、二苯砜-3-磺酸鉀、2,4,5-三氯苯磺酸鈉、2,4,5-三氯苯磺酸鉀、雙(2,6-二溴-4-枯基苯基)磷酸鉀、雙(4-枯基苯基)磷酸鈉、雙(對甲苯砜)亞氨基鉀、雙(二苯基磷酸)亞氨基鉀、雙(2,4,6-三溴苯基)磷酸鉀、雙(2,4-二溴苯基)磷酸鉀、雙(4-溴苯基)磷酸鉀、二苯基磷酸鉀、二苯基磷酸鈉、全氟丁磺酸鉀、月桂基硫酸鈉或鉀、鯨蠟基硫酸鈉或鉀等。
鹵化芳族磷酸酯型阻燃劑的具體例子有磷酸三(2,4,6-三溴苯基)酯、磷酸三(2,4-二溴苯基)酯、磷酸三(4-溴苯基)酯等。
芳族磷酸酯系阻燃劑的具體例子有磷酸三苯酯、磷酸三(2,6-二甲苯基)酯、四(2,6-二甲苯基)間苯二酚二磷酸酯、四(2,6-二甲苯基)對苯二酚二磷酸酯、四(2,6-二甲苯基)-4,4’-二羥基聯(lián)苯二磷酸酯、四苯基間苯二酚二磷酸酯、四苯基對苯二酚二磷酸酯、四苯基-4,4’-二羥基聯(lián)苯二磷酸酯,芳環(huán)源為間苯二酚和苯酚的不含酚性O(shè)H基的芳族聚磷酸酯、芳環(huán)源為間苯二酚和苯酚的含有酚性O(shè)H基的芳族聚磷酸酯、芳環(huán)源為對苯二酚和苯酚的不含酚性O(shè)H基的芳族聚磷酸酯、含有同樣的酚性O(shè)H基的芳族聚磷酸酯、(以下所示“芳族聚磷酸酯”包括含有酚性O(shè)H基的芳族聚磷酸酯和不含酚性O(shè)H基的芳族聚磷酸酯兩種)芳環(huán)源為雙酚A和苯酚的芳族聚磷酸酯、芳環(huán)源為四溴雙酚A和苯酚的芳族聚磷酸酯、芳環(huán)源為間苯二酚和2,6-二甲苯酚的芳族聚磷酸酯、芳環(huán)源為對苯二酚和2,6-二甲苯酚的芳族聚磷酸酯、芳環(huán)源為雙酚A和2,6-二甲苯酚的芳族聚磷酸酯、芳環(huán)源為四溴雙酚A和2,6-二甲苯酚的芳族聚磷酸酯等。
這些阻燃劑中,作為鹵化雙酚A的聚碳酸酯型阻燃劑,優(yōu)選四溴雙酚A的聚碳酸酯型阻燃劑、四溴雙酚A與雙酚A的共聚碳酸酯,更優(yōu)選四溴雙酚A的聚碳酸酯型阻燃劑。
有機鹽系阻燃劑優(yōu)選二苯砜-3,3’-二磺酸二鉀、二苯砜-3-磺酸鉀、2,4,5-三氯苯磺酸鈉。
芳族磷酸酯系阻燃劑優(yōu)選磷酸三苯酯、三甲酚磷酸酯、磷酸甲酚二苯酯、間苯二酚雙(二二甲苯基磷酸酯)、磷酸雙(2,3-二溴丙基)酯、磷酸三(2,3-二溴丙基)酯。其中最優(yōu)選不破壞臭氧層的芳族磷酸酯系阻燃劑—磷酸三苯酯、三甲酚磷酸酯、間苯二酚雙(二二甲苯基磷酸酯)。含氟阻燃劑有氟化聚烯烴類,例如PTFE等氟化樹脂,其中優(yōu)選形成原纖維的物質(zhì)。硅氧烷系阻燃劑優(yōu)選含有芳環(huán)的聚硅氧烷。
(其它樹脂)在不損害本發(fā)明目的的前提下,可以在本發(fā)明導(dǎo)電性樹脂組合物中混合其它樹脂。
所述其它樹脂有例如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚醚酰亞胺樹脂、聚氨酯樹脂、聚苯醚樹脂、聚苯硫樹脂、聚砜樹脂、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴樹脂、聚苯乙烯樹脂、丙烯腈/苯乙烯共聚物(AS樹脂)、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS樹脂)、聚甲基丙烯酸酯樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。
彈性體的例子有異丁烯/異戊二烯橡膠、苯乙烯/丁二烯橡膠、乙烯/丙烯橡膠、丙烯酸酯系彈性體、硅橡膠、聚酯系彈性體、聚酰胺系彈性體、MBS橡膠、MAS橡膠等。
(導(dǎo)電性樹脂組合物的制備)可以采用任何方法制備本發(fā)明的導(dǎo)電性樹脂組合物。例如用轉(zhuǎn)鼓混合機、V型摻混機、超強混合機(super mixer)、ナウタ-混合機、班伯里混合機、捏合輥、擠塑機等進行混合的方法。這樣得到的芳族聚碳酸酯樹脂組合物可直接或者經(jīng)熔融擠塑機制粒后通過注塑法、擠塑法、壓塑法等通常已知的方法制成模塑件。為提高本發(fā)明芳族聚碳酸酯樹脂組合物的混合性,得到穩(wěn)定的脫模性和各種物理特性,優(yōu)選使用雙螺桿擠塑機進行熔融擠出。需要混合無機填料時,可采用直接從擠塑機料斗或擠塑機中途加入的方法、與聚碳酸酯共聚物預(yù)先混合的方法、與部分聚碳酸酯共聚物預(yù)先混合,制成母體,從擠塑機中途加入所述母體的方法等任何方法。
優(yōu)選本發(fā)明的導(dǎo)電性樹脂組合物按照ASTM D257測定的表面電阻率為1×1012以下,更優(yōu)選為1×1010以下,最優(yōu)選為1×108以下。若表面電阻率大于1×1012,則導(dǎo)電性不足,將該樹脂組合物作為電子器件的運送托盤等使用時,有可能使電子器件短路,因而不優(yōu)選。
本發(fā)明的導(dǎo)電性樹脂組合物在熔融擠出、成型時所產(chǎn)生的聚碳酸酯共聚物的蒸氣沒有刺激性,因此也不會侵害皮膚,所以可安全地使用。
這樣獲得的本發(fā)明的導(dǎo)電性樹脂組合物可用作電腦、文字處理機、傳真機、復(fù)印機、打印機等辦公自動化設(shè)備的外殼和底盤、生產(chǎn)半導(dǎo)體或存儲器、硬盤等時用于運送這些部件的托盤、CD或CD-ROM、CD-R、CD-RW、MO、DVD、DVD-ROM、DVD-R等光盤或光磁盤等的托盤、底盤、轉(zhuǎn)盤、拾取底盤、各種齒輪等辦公自動化內(nèi)部部件、電視、錄像機、DVD播放機、游戲機、電動洗衣機、電動干燥機、電動吸塵器等家庭電器產(chǎn)品的外殼或零部件、電鋸、電鉆等電動工具、望遠鏡鏡筒、顯微鏡鏡筒、照相機機身、照相機外殼、照相機鏡筒等光學(xué)設(shè)備零部件、汽車儀表盤等。
本發(fā)明的導(dǎo)電性樹脂組合物具有良好的耐熱性,導(dǎo)電性優(yōu)異,對皮膚無刺激,并且吸水率低的優(yōu)點。因此,適合用作半導(dǎo)體、光學(xué)信息記錄介質(zhì)、硬盤等電子零部件的運送托盤。
(聚碳酸酯共聚物的制備方法)本發(fā)明(包括第一至第五的方案)中所用的聚碳酸酯共聚物可分別通過本身已知的通常用于制備聚碳酸酯共聚物的反應(yīng)方法進行制備,例如通過使光氣或碳酸二酯等碳酸酯母體物質(zhì)與芳族二羥基成分反應(yīng)來制備。下面對這些制備方法的基本手段進行簡單說明。
碳酸酯母體可以使用碳酰鹵、碳酸酯或鹵代甲酸酯等,具體有光氣、碳酸二苯酯或芳族二羥基成分的二鹵代甲酸酯等。
使上述芳族二羥基成分與碳酸酯母體通過界面聚合法或熔融法反應(yīng),制備聚碳酸酯樹脂時,可以根據(jù)需要使用催化劑、末端終止劑、二元酚的抗氧化劑等。
通過界面聚合法進行的反應(yīng)通常是二元酚與光氣的反應(yīng),使其在酸結(jié)合劑和有機溶劑存在下反應(yīng)。酸結(jié)合劑可以使用例如氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿金屬氫氧化物或吡啶等胺化合物。有機溶劑可以使用例如二氯甲烷、氯苯等鹵代烴。為促進反應(yīng),可以使用例如三乙胺、溴化四正丁銨、溴化四正丁等叔胺、季銨化合物、季化合物等催化劑。此時,優(yōu)選反應(yīng)溫度通常為0-40℃、反應(yīng)時間為10分鐘-5小時左右,反應(yīng)中的pH保持在9以上。
通過熔融法進行的反應(yīng)通常是二元酚與碳酸酯的酯交換反應(yīng),通過在惰性氣體存在下,將二元酚與碳酸酯邊加熱邊混合,使生成的醇或酚餾出的方法進行。反應(yīng)溫度隨生成的醇或酚的沸點等不同而不同,通常為120-350℃。在反應(yīng)后期,將體系減壓至1.3×103-1.3×10Pa左右,使生成的醇或酚容易餾出。反應(yīng)時間通常為1-4小時左右。
碳酸酯的例子有可被取代的碳原子數(shù)6-10的芳基、芳烷基或碳原子數(shù)1-4的烷基等的酯。具體有碳酸二苯酯、碳酸二甲苯酯、碳酸二(氯苯基)酯、碳酸間甲苯酯、碳酸二萘酯、碳酸雙(二苯基)酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丁酯等,其中優(yōu)選碳酸二苯酯。
(聚合催化劑)熔融法中為加速聚合速度,可以使用聚合催化劑,所述聚合催化劑可以使用氫氧化鈉、氫氧化鉀、二元酚的鈉鹽、鉀鹽等堿金屬化合物、氫氧化鈣、氫氧化鋇、氫氧化鎂等堿土金屬化合物、氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、三甲胺、三乙胺等含氮堿性化合物、堿金屬或堿土金屬的醇鹽類、堿金屬或堿土金屬的有機酸鹽類、鋅化合物類、硼化合物類、鋁化合物類、硅化合物類、鍺化合物類、有機錫化合物類、鉛化合物類、鋨化合物類、銻化合物類、錳化合物類、鈦化合物類、鋯化合物類等通常酯化反應(yīng)、酯交換反應(yīng)中使用的催化劑。催化劑可以單獨使用,也可以多種組合使用。這些聚合催化劑的用量相對于1摩爾原料二元酚,可在1×10-8-1×10-3當(dāng)量,優(yōu)選1×10-7-1×10-3當(dāng)量,更優(yōu)選1×10-6-5×10-4當(dāng)量范圍內(nèi)選擇。
(末端終止劑)在聚碳酸酯共聚物的聚合反應(yīng)中,可以使用通常所用的單官能酚類作為末端終止劑。特別是在使用光氣作為碳酸酯母體物質(zhì)進行反應(yīng)的情況下,通常使用單官能酚類作為末端終止劑以調(diào)節(jié)分子量,另外由于所得聚合物的末端被基于單官能酚類的基團封端,因而與沒有封端的聚合物相比,其熱穩(wěn)定性優(yōu)異。
所述單官能酚類只要是用作聚碳酸酯共聚物的末端終止劑的物質(zhì)即可,一般是苯酚或低級烷基取代苯酚,可用下述通式所示單官能酚類表示。
(式中,A表示氫原子或碳原子數(shù)1-9的直鏈或支鏈烷基或芳基烷基,r表示1-5,優(yōu)選1-3的整數(shù)。)上述單官能酚類的具體例子有苯酚、對叔丁基苯酚、對枯基苯酚和異辛苯酚。
作為其它的單官能酚類,可以使用具有長鏈烷基或脂族酯基作為取代基的酚類或苯甲酰氯類,或者長鏈的烷基羧酰氯類,使用這些化合物對聚碳酸酯共聚物的末端進行封端,則這些化合物不僅發(fā)揮作為末端終止劑和分子量調(diào)節(jié)劑的功能,而且可以改善樹脂的熔融流動性,使模塑加工變得容易,并且還改進了作為基板的物性。特別是具有降低樹脂吸水率的作用,所以優(yōu)選使用。這些化合物可用下述通式(III-1)至(III-8)表示。

[各式中,X為-R-O-、-R-CO-O-或-R-O-CO-,其中R為單鍵或碳原子數(shù)1-10、優(yōu)選1-5的二價脂族烴基;T為單鍵或與上述X相同的鍵;n表示10-50的整數(shù)。
Q表示鹵原子或碳原子數(shù)1-10、優(yōu)選1-5的一價脂族烴基;p表示0-4的整數(shù);Y表示碳原子數(shù)1-10、優(yōu)選1-5的二價脂族烴基;W1表示氫原子、-CO-R13、-CO-O-R14或R15,其中R13、R14和R15分別表示碳原子數(shù)1-10、優(yōu)選1-5的一價脂族烴基,碳原子4-8、優(yōu)選5-6的一價脂環(huán)族烴基或者碳原子6-15、優(yōu)選6-12的一價芳族烴基。
1表示4-20、優(yōu)選5-10的整數(shù);m表示1-100、優(yōu)選3-60、特別優(yōu)選4-50的整數(shù);Z表示單鍵或碳原子數(shù)1-10、優(yōu)選1-5的二價脂族烴基;W2表示氫原子、碳原子數(shù)1-10、優(yōu)選1-5的一價脂族烴基,碳原子4-8、優(yōu)選5-6的一價脂環(huán)族烴基或者碳原子6-15、優(yōu)選6-12的一價芳族烴基。
這其中優(yōu)選(III-1)和(III-2)的取代酚類。該(III-1)的取代酚類優(yōu)選其中n為10-30、特別是10-26的化合物,其具體例子有癸基苯酚、十二烷基苯酚、十四烷基苯酚、十六烷基苯酚、十八烷基苯酚、二十烷基苯酚、二十二烷基苯酚和三十烷基苯酚等。
通式(III-2)的取代酚類中X為-R-CO-O-、R適合為單鍵的化合物,n適合為10-30、特別是10-26的化合物。其具體例子有羥基苯甲酸癸酯、羥基苯甲酸十二烷基酯、羥基苯甲酸十四烷基酯、羥基苯甲酸十六烷基酯、羥基苯甲酸二十烷基酯、羥基苯甲酸二十二烷基酯和羥基苯甲酸三十烷基酯。
上述通式(III-1)至(III-7)所示取代酚類或取代苯甲酰氯中,取代基的位置優(yōu)選為對位或鄰位,也優(yōu)選這兩種的混合物。
相對于所得聚碳酸酯共聚物的全部末端,最好至少5%摩爾,優(yōu)選至少10%摩爾的末端導(dǎo)入上述單官能酚類,單官能酚類可以單獨使用,也可以2種以上混合使用。
對于本發(fā)明的聚碳酸酯共聚物,當(dāng)9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)芴占全部二元酚成分的80%摩爾以上時,會有樹脂流動性降低的情況,因此優(yōu)選使用上述通式(III-1)至(III-7)所示取代酚類或取代苯甲酰氯類作為末端終止劑。
(熱穩(wěn)定劑)本發(fā)明中,可以向所述聚碳酸酯共聚物中以相對于該共聚物為0.0001-0.05%重量的比例混入至少一種選自磷酸、亞磷酸、膦酸、亞膦酸和它們的酯的磷化合物。通過混入這些磷化合物,可以提高所述聚碳酸酯共聚物的熱穩(wěn)定性,防止模塑時分子量降低或色相變差。
所述磷化合物是至少一種選自磷酸、亞磷酸、膦酸、亞膦酸和它們的酯的磷化合物,優(yōu)選為至少一種選自下述通式(IV-1)至(IV-4)的磷化合物。
其中,R1-R12各自獨立表示氫原子、甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、鯨蠟基、十八烷基等碳原子數(shù)1-20的烷基、苯基、甲苯基、萘基等碳原子數(shù)6-15的芳基或者芐基、苯乙基等碳原子數(shù)7-18的芳烷基。當(dāng)一個化合物中存在兩個烷基時,該兩個烷基可以相互結(jié)合形成環(huán)。
上述(IV-1)式所示磷化合物的例子有亞磷酸三苯酯、亞磷酸三壬基苯酯、亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、亞磷酸三癸酯、亞磷酸三辛酯、亞磷酸三(十八烷基)酯、亞磷酸二癸基一苯酯、亞磷酸二辛基一苯酯、亞磷酸二異丙基一苯酯、亞磷酸一丁基二苯酯、亞磷酸一癸基二苯酯、亞磷酸一辛基二苯酯、雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、亞磷酸2,2-亞甲基雙(4,6-二叔丁基苯基)辛酯、雙(壬基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、二硬脂酰季戊四醇二亞磷酸酯等。
上述(IV-2)式所示磷化合物的例子有磷酸三丁酯、磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯、磷酸二苯基一鄰聯(lián)苯基酯、磷酸二丁酯、磷酸二辛酯、磷酸二異丙酯等。
上述式(IV-3)所示磷化合物的例子有四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4-二亞苯基亞膦酸酯等。
上述式(IV-4)所示化合物的例子有苯膦酸二甲酯、苯膦酸二乙酯、苯膦酸二丙酯等。
其中,優(yōu)選使用二硬脂酰季戊四醇二亞磷酸酯、磷酸三乙酯、苯膦酸二甲酯、雙(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯。
所述磷化合物的混合量相對于該聚碳酸酯共聚物為0.0001-0.05%重量,優(yōu)選為0.0005-0.02%重量,特別優(yōu)選為0.001-0.01%重量。混合量少于0.0001%重量,則難以得到上述效果;超過0.05%重量,則反之會對該聚碳酸酯共聚物的熱穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響,并且抗水解性也降低,因而不優(yōu)選。
(抗氧化劑)為防止氧化,可以向本發(fā)明的聚碳酸酯共聚物中添加通常已知的抗氧化劑。其例子有酚類抗氧化劑、內(nèi)酯類抗氧化劑。酚類抗氧化劑的例子有二(3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羥基苯基)丙酸)三甘醇酯、二(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)1,6-己二醇酯、四(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羥基芐基)苯、N,N-六亞甲基雙(3,5-二叔丁基-4-羥基-氫化肉桂酰胺)、3,5-二叔丁基-4-羥基-芐基膦酸二乙酯、三(3,5-二叔丁基-4-羥基芐基)三聚異氰酸酯、3,9-二{1,1-二甲基-2-[β-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基}-2,4,8,10-四氧雜螺(5,5)十一烷等。
內(nèi)酯類抗氧化劑的具體例子有5,7-二叔丁基-3-(3,4-二甲基苯基)-3H-苯并呋喃-2-酮、5,7-二叔丁基-3-(2,3-二甲基苯基)-3 H-苯并呋喃-2-酮等。這些抗氧化劑的優(yōu)選添加量是相對于聚碳酸酯共聚物為0.0001-0.05%重量。
(脫模劑)還可以根據(jù)需要,向本發(fā)明的聚碳酸酯共聚物中加入一元或多元醇的高級脂肪酸酯。通過混合該一元或多元醇的高級脂肪酸酯,可以改善上述聚碳酸酯共聚物模塑時與模具的脫模性,在模塑光學(xué)部件時,脫模載荷小,可防止因脫模不良而導(dǎo)致的模塑件變形。并且還有可改善聚碳酸酯共聚物的熔融流動性這一好處。
所述高級脂肪酸酯優(yōu)選碳原子數(shù)1-20的一元或多元醇與碳原子數(shù)10-30的飽和脂肪酸的部分酯或全酯。
所述一元或多元醇與飽和脂肪酸的部分酯或全酯的例子有硬脂酸單甘油酯、硬脂酸單山梨醇酯、二十二烷酸單甘油酯、季戊四醇單硬脂酸酯、季戊四醇四硬脂酸酯、丙二醇單硬脂酸酯、硬脂酸十八酯、棕櫚酸十六酯、硬脂酸丁酯、月桂酸甲酯、棕櫚酸異丙酯、硬脂酸2-乙基己酯等。其中優(yōu)選使用硬脂酸單甘油酯、季戊四醇四硬脂酸酯。
所述醇與高級脂肪酸的酯的混合量相對于該聚碳酸酯共聚物為0.01-2%重量,優(yōu)選為0.015-0.5%重量,更優(yōu)選為0.02-0.2%重量?;旌狭可儆?.01%重量時,得不到上述效果,而超過2%重量則將導(dǎo)致模具表面被弄臟。
(其它添加劑)在不損害耐熱性、透明性的范圍內(nèi),可以向本發(fā)明的聚碳酸酯共聚物中進一步添加光穩(wěn)定劑、著色劑、抗靜電劑、潤滑劑等添加劑??梢圆捎萌魏畏椒ɑ旌媳景l(fā)明的聚碳酸酯共聚物與上述添加劑。例如適合采用轉(zhuǎn)鼓混合機、V型摻混機、ナウタ-混合機、班伯里混合機、捏合輥或擠塑機等進行混合的方法。
實施例下面給出實施例,對本發(fā)明作更詳細的說明,但本發(fā)明并不限于這些實施例。實施例中,“份”是指“重量份”。
<實施例1-3、比較例1>經(jīng)回流焊接的部件根據(jù)下述方法進行各物性的評價。
(1)比粘度將0.7g聚合物溶解于100ml二氯甲烷中,在20℃的溫度下測定。
(2)玻璃化轉(zhuǎn)變點(Tg)使用日本テイ-·エイ·イ ンスツルメント株式會社制造的2910型DSC,以20℃/min的升溫速度測定。
(3)熔體體積流動速率(MVR)根據(jù)JIS K-7210,用テクノセブン株式會社制造的L251-11型MFR測定儀,以320℃、載荷1.2kg條件下流出10分鐘的聚合物量(cm3)表示。
(4)透光率通過日立制作所(株)制造的U-4001型分光光度計,測定經(jīng)注塑制成的厚1.0mm、寬10mm、長20mm的試驗片在400nm、500nm、600nm、700nm、1,300nm、1,400mm、1,500nm、1,600nm各波長下的透光率。
(5)回流焊爐耐熱性a.試驗片將注塑制成的厚1.0mm、寬10mm、長20mm的試驗片在120℃減壓干燥10小時。將該試驗片在紅外線-熱風(fēng)并用型回流焊爐(アサヒエンヅニアリンブ(株)制造,TPF-20L)中進行處理。加熱的溫度模式設(shè)定為在150℃加熱60秒后,達到峰值溫度250℃保持5秒,將回流焊處理后未發(fā)生模塑片變形的記為“○”,發(fā)生了變形的記為“×”。
b.透鏡將注塑制成的外徑2.0mm、中心厚0.80mm、焦距2.0mm的平凸透鏡在120℃減壓干燥10小時。將該試驗片在紅外線-熱風(fēng)并用型回流焊爐(アサヒエンジニアリング(株)制造,TPF-20L)中進行處理。加熱的溫度模式設(shè)定為在150℃加熱60秒后,達到峰值溫度250℃保持5秒,將回流處理后平凸透鏡的焦距變化量小于0.10mm的記為“○”,在0.10以上或發(fā)生了變形的記為“×”。
<實施例1>
(聚合)向裝備有溫度計、攪拌器、回流冷凝器的反應(yīng)器中裝入2270份離子交換水、444份48%氫氧化鈉水溶液,溶解了76.8份雙酚A、509.1份9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)芴(以下有時簡稱為雙甲酚芴)和1.2份連二亞硫酸鈉(hydrosulfite)后,加入1,430份二氯甲烷,然后一邊攪拌,一邊用60分鐘在18-23℃吹入225份光氣。光氣吹入完畢后,加入11.4份對叔丁基苯酚和6.9份48%氫氧化鈉水溶液,在25-30℃攪拌40分鐘,結(jié)束反應(yīng)。
反應(yīng)結(jié)束后,將產(chǎn)物用二氯甲烷稀釋,水洗,之后用鹽酸將其調(diào)節(jié)至酸性,水洗,使水相的導(dǎo)電率與離子交換水達到大致相同后,在捏合機中蒸發(fā)二氯甲烷,得到600份黃白色聚合物(收率95%),其雙酚A與雙甲酚芴的摩爾比為20∶80,比粘度為0.244,Tg為223℃。
(模塑)向該聚碳酸酯樹脂粉粒中加入0.050%亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、0.010%3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基酯、0.030%季戊四醇四硬脂酸酯,用帶排氣口的φ30mm雙螺桿擠塑機將其制粒,然后用JSW(株)制造的N-20C注塑機,在料筒溫度340℃、模具溫度150℃注塑成型為厚度1.0mm、寬10mm、長20mm的模塑片。用該模塑片進行透光率測定和回流焊耐熱性試驗。結(jié)果如表1所示。
(透鏡)另外,將該顆粒用JSW(株)制造的N-20C注塑機,在料筒溫度340℃、模具溫度150℃注塑成型為外徑2.0mm、中心厚0.80mm、焦距2.0mm的平凸透鏡。用該透鏡進行透光率測定和回流焊耐熱性試驗。結(jié)果如表1所示。
<實施例2>
(聚合)向裝備有溫度計、攪拌器、回流冷凝器的反應(yīng)器中裝入2,060份離子交換水、404份48%氫氧化鈉水溶液,溶解了111.6份雙酚A、431.7份9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)芴(以下有時簡稱為雙甲酚芴)和1.1份連二亞硫酸鈉后,加入1,390份二氯甲烷,然后一邊攪拌,一邊用60分鐘在18-23℃吹入210份光氣。光氣吹入完畢后,加入11.0份對叔丁基苯酚和6.7份48%氫氧化鈉水溶液,在25-30℃攪拌40分鐘,結(jié)束反應(yīng)。
反應(yīng)結(jié)束后,將產(chǎn)物用二氯甲烷稀釋,水洗,之后用鹽酸將其調(diào)節(jié)至酸性,水洗,使水相的導(dǎo)電率與離子交換水達到大致相同后,在捏合機中蒸發(fā)二氯甲烷,得到560份黃白色聚合物(收率94%),其雙酚A與雙甲酚芴的摩爾比為30∶70,比粘度為0.258,Tg為216℃。
(模塑)向該聚碳酸酯樹脂粉粒中加入0.050%亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、0.010%3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基酯、0.030%季戊四醇四硬脂酸酯,用帶排氣口的φ30mm雙螺桿擠塑機將其制粒,然后用JSW(株)制造的N-20C注塑機,在料筒溫度330℃、模具溫度140℃注塑成型為厚度1.0mm、寬10mm、長20mm的模塑片。用該模塑片進行透光率測定和回流焊耐熱性試驗。結(jié)果如表1所示。
(透鏡)另外,將該顆粒用JSW(株)制造的N-20C注塑機,在料筒溫度330℃、模具溫度140℃注塑成型為外徑2.0mm、中心厚0.80mm、焦距2.0mm的平凸透鏡。用該透鏡進行透光率測定和回流焊耐熱性試驗。結(jié)果如表1所示。
<實施例3>
(聚合)將實施例1中雙酚A的用量變成57.6份,雙甲酚芴的用量變成540.9份,除此之外與實施例1一樣操作,得到621份黃白色聚合物(收率95%),其雙酚A與雙甲酚芴的摩爾比為15∶85,比粘度為0.240,Tg為232℃。
(模塑)向該聚碳酸酯樹脂粉粒中加入0.050%亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、0.010%3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基酯、0.030%季戊四醇四硬脂酸酯,用帶排氣口的φ30mm雙螺桿擠塑機將其制粒,然后用JSW(株)制造的N-20C注塑機,在料筒溫度350℃、模具溫度165℃注塑成型為厚度1.0mm、寬10mm、長20mm的模塑片。用該模塑片進行透光率測定和回流焊耐熱性試驗。結(jié)果如表1所示。
(透鏡)另外,將該顆粒用JSW(株)制造的N-20C注塑機,在料筒溫度350℃、模具溫度165℃注塑成型為外徑2.0mm、中心厚0.80mm、焦距2.0mm的平凸透鏡。用該透鏡進行透光率測定和回流焊耐熱性試驗。結(jié)果如表1所示。
<比較例1>
(聚合)向裝備有溫度計、攪拌器、回流冷凝器的反應(yīng)器中裝入2,270份離子交換水、444份48%氫氧化鈉水溶液,溶解了7.68份雙酚A、623.6份雙甲酚芴和1.2份連二亞硫酸鈉后,加入2,000份氯仿,然后一邊攪拌,一邊用60分鐘在18-23℃吹入225份光氣。光氣吹入完畢后,加入10.1份對叔丁基苯酚和6.9份48%氫氧化鈉水溶液,在25-30℃攪拌40分鐘,結(jié)束反應(yīng)。
反應(yīng)結(jié)束后,將產(chǎn)物用二氯甲烷稀釋,水洗,之后用鹽酸將其調(diào)節(jié)至酸性,水洗,使水相的導(dǎo)電率與離子交換水達到大致相同后,在捏合機中蒸發(fā)二氯甲烷,得到637份黃白色聚合物(收率93%),其雙酚A與雙甲酚芴的摩爾比為2∶98,比粘度為0.245,Tg為238℃。
(模塑)向該聚碳酸酯樹脂粉粒中加入0.050%亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、0.010%3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基酯、0.030%季戊四醇四硬脂酸酯,用帶排氣口的φ30mm雙螺桿擠塑機將其制粒,然后用JSW(株)制造的N-20C注塑機,在料筒溫度360℃、模具溫度170℃注塑成型為厚度1.0mm、寬10mm、長20mm的模塑片。用該模塑片進行透光率測定和回流焊耐熱性試驗。結(jié)果如表1所示。
(透鏡)另外,將該顆粒用JSW(株)制造的N-20C注塑機,在料筒溫度360℃、模具溫度170℃注塑成型為外徑2.0mm、中心厚0.80mm、焦距2.0mm的平凸透鏡。用該透鏡進行透光率測定和回流焊耐熱性試驗。結(jié)果如表1所示。
表1

<實施例4-18、比較例2-7>光路變換部件根據(jù)下述方法進行各物性的評價。
(1)比粘度將0.7g聚合物溶解于100ml二氯甲烷中,在20℃的溫度下測定。
(2)玻璃化轉(zhuǎn)變點(Tg)使用日本テイ-·エイ·インスツルメント株式會社制造的2910型DSC,以20℃/min的升溫速度測定。
(3)5%重量減少溫度(Td)使用日本テイ-·エイ·インスツルメント株式會社制造的2950型TGA,以20℃/min的升溫速度測定。
(4)光彈性常數(shù)用理研計器(株)制造的光彈性測定裝置PA-150進行測定。
(5)透光率(T550)通過日立制作所(株)制造的U-4001型分光光度計,測定制作的模塑板在550nm的透光率。
(6)光程差(Re550)通過日本分光(株)制造的M-220型橢圓偏光計,測定制作的模塑板在550nm的光程差。
(聚合)EX-PC1向裝備有溫度計、攪拌器、回流冷凝器的反應(yīng)器中裝入2,050份離子交換水、434份48%氫氧化鈉水溶液,溶解了111.6份雙酚A(以下有時簡稱為BPA)、431.7份9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)芴(以下有時簡稱為BCF)和1.1份連二亞硫酸鈉后,加入1,360份二氯甲烷,然后一邊攪拌,一邊用60分鐘在18-23℃吹入215份光氣。光氣吹入完畢后,加入11.0份對叔丁基苯酚和67份48%氫氧化鈉水溶液,在25-30℃攪拌45分鐘,結(jié)束反應(yīng)。
反應(yīng)結(jié)束后,將產(chǎn)物用二氯甲烷稀釋,水洗,之后用鹽酸將其調(diào)節(jié)至酸性,水洗,使水相的導(dǎo)電率與離子交換水達到大致相同后,在捏合機中蒸發(fā)二氯甲烷,得到550份黃白色聚合物粉粒(收率92%),其BPA與BCF的摩爾比為30∶70,比粘度為0.260,Tg為215℃。
EX-PC2向裝備有溫度計、攪拌器、回流冷凝器的反應(yīng)器中裝入3,608份離子交換水、482份48%氫氧化鈉水溶液,溶解了156.1份1,3-二{2-(4-羥基苯基)丙基}苯(以下有時簡稱為BPM)、461.0份BCF和1.3份連二亞硫酸鈉后,加入1,704份二氯甲烷,然后一邊攪拌,一邊用60分鐘在18-23℃吹入215份光氣。光氣吹入完畢后,加入12.5份對叔丁基苯酚和69份48%氫氧化鈉水溶液,在25-30℃攪拌45分鐘,結(jié)束反應(yīng)。
反應(yīng)結(jié)束后,將產(chǎn)物用二氯甲烷稀釋,水洗,之后用鹽酸將其調(diào)節(jié)至酸性,水洗,使水相的導(dǎo)電率與離子交換水達到大致相同后,在捏合機中蒸發(fā)二氯甲烷,得到619份黃白色聚合物粉粒(收率92%),其BPM與BCF的摩爾比為27∶73,比粘度為0.260,Tg為212℃。
EX-PC3將EX-PC1制備中BPA的用量變成124.4份、BCF的用量變成418.9份,除此之外與EX-PC1的制備一樣操作,得到560份黃白色聚合物(收率94%),其BPA與BCF的摩爾比為33∶67,比粘度為0.262,Tg為212℃。
EX-PC4將EX-PC2制備中BPM的用量變成260.1份、BCF的用量變成347.3份,除此之外與EX-PC2的制備一樣操作,得到630份黃白色聚合物(收率95%),其BPM與BCF的摩爾比為45∶55,比粘度為0.280,Tg為190℃。
EX-PC5將EX-PC1制備中BPA的用量變成79.3份、BCF的用量變成504.6份,除此之外與EX-PC1的制備一樣操作,得到595份黃白色聚合物(收率94%),其BPA與BCF的摩爾比為20∶80,比粘度為0.250,Tg為220℃。
CEX-PC1將EX-PC1制備中BPA的用量變成605.3份,不添加BCF,將對叔丁基苯酚的用量變成13.0份,除此之外與EX-PC1的制備一樣操作,得到584份黃白色的BPA的聚合物(收率95%),其比粘度為0.280,Tg為144℃。
CEX-PC2將40份比粘度為0.550的以二(4-羥基-3,5-二甲基苯基)丙烷為芳族二羥基成分得到的聚碳酸酯樹脂,與60份重均分子量為100,000、共聚了10%丙烯腈成分的丙烯腈/苯乙烯共聚物,用轉(zhuǎn)鼓混合機進行干混。
<實施例4-8、比較例2和3>
(模塑片)向制成的各種樹脂中加入0.050%二(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、0.10%季戊四醇四硬脂酸酯,用帶排氣口的φ30mm單螺桿擠塑機將其制粒,然后用JSW(株)制造的N-20C注塑機,在表2所示成型條件下注塑成型為厚度1.0mm、寬1.0mm、長2.0mm的模塑板。用該模塑片進行透光率和光程差的測定。結(jié)果如表2所示。
表2

<實施例9-13、比較例4和5>
(透鏡)向制成的各種樹脂中加入0.050%二(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、0.10%季戊四醇四硬脂酸酯,用帶排氣口的φ30mm單螺桿擠塑機將其制粒,然后用JSW(株)制造的N-20C注塑機,在表3所示成型條件下注塑成型為外徑2.0mm、中心厚0.80mm、焦距2.0mm的平凸透鏡。
對成型得到的透鏡,在平凸透鏡的前后布置相差錯開90°的偏光板,使白色光從一邊的偏光板側(cè)入射,通過目視觀察平凸透鏡上顯現(xiàn)的干涉色,評價雙折射的程度。評價這樣進行◎...無干涉條紋圖案、○...有一根干涉條紋、×...有兩根以上干涉條紋。成型結(jié)果和評價結(jié)果如表3所述。
表3

<實施例14-18、比較例6和7>
(棱鏡)向制成的各種樹脂中加入0.030%二(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、0.15%季戊四醇四硬脂酸酯,用帶排氣口的φ30mm單螺桿擠塑機將其制粒,然后用JSW(株)制造的N-20C注塑機,在表4所示成型條件下注塑成型為20.0×28.3×20.0mm的直角棱鏡。
對成型得到的棱鏡,在棱鏡的前后布置相差錯開了90°的偏光板,使白色光從一邊的偏光板側(cè)入射,通過目視觀察棱鏡上顯現(xiàn)的干涉色,評價雙折射的程度。評價這樣進行◎...無干涉條紋圖案、○...有一根干涉條紋、×...有兩根以上干涉條紋。
表4

<實施例19-23、比較例8和9>光盤按照下述方法評價各項物性。
(1)載荷下?lián)锨鷾囟雀鶕?jù)ISO75-1,、-2,在載荷1.81MPa下進行測定。
(2)飽和吸水率測定條件、方法按照ISO62進行,在23℃的純水中浸漬,當(dāng)1天的變化量為0.01%以下時,測定此時的飽和吸水率。
(3)彎曲模量將顆粒在120℃干燥5小時后,通過注塑機[住友重機(株)制造的SG-150],在料筒溫度290℃注塑成為試驗片,按照ISO178進行測定。
(4)初期機械特性用名機制作所(株)制造的M35B-D-DM,將各種顆粒注塑成為120mmφ、1.2mm厚的盤片基板。表5中給出了各基板的成型條件。之后,在注塑得到的盤片基板上依次濺鍍反射膜、電介質(zhì)層1、相變記錄膜、電介質(zhì)層2,在其上粘貼聚碳酸酯制成的薄膜覆蓋層,得到光盤基板。
接著,將盤片夾持住,使其相互之間保持一定空間不接觸,在溫度23℃、濕度50%RH環(huán)境中放置2天以上。在因熱收縮和環(huán)境變化導(dǎo)致的Tilt變化變得穩(wěn)定時,用日本イ-·エム(株)制造的三次元形狀測定儀DLD-3000U進行Tilt(初期基板形狀)的評價,作為初期機械特性。
(5)ΔTilt將評價了初期機械特性的盤片基板暴露于溫度30℃、濕度90%RH的環(huán)境下(A環(huán)境),直至達到飽和吸水率,然后轉(zhuǎn)移到溫度23℃、濕度50%RH環(huán)境(B環(huán)境)中。
移動后,用日本イ-·エム(株)制造的三次元形狀測定儀DLD-3000U,測定因環(huán)境變化而產(chǎn)生的從中心到58mm部分的Tilt隨時間的變化,將Tilt變化達到最大時的值與恒穩(wěn)狀態(tài)時的值之差作為ΔTilt。
(6)阻振性(tanδ)按照ISO 6721-4,用レオメトリツクス社制造的RDAII,在40℃、18Hz進行測定。
<實施例19>
(聚合)向裝備有溫度計、攪拌器、回流冷凝器和光氣吹入管的反應(yīng)器中裝入31,500份離子交換水、1,730份氫氧化鈉,溶解了2,040份9,9-雙(3-甲基-4-羥基苯基)芴(以下有時簡稱為“BCF”)、2,802份4,4’-(間苯二異丙基)雙苯酚(以下有時簡稱為“BPM”)和10份連二亞硫酸鈉后,加入13,770份二氯甲烷,然后一邊攪拌,一邊用60分鐘在16-18℃吹入1,670份光氣。光氣吹入完畢后,加入81份對叔丁基苯酚和178份氫氧化鈉,再加入4份三乙胺,在30℃攪拌1小時,結(jié)束反應(yīng)。
反應(yīng)結(jié)束后,將產(chǎn)物用二氯甲烷稀釋,水洗,之后用鹽酸將其調(diào)節(jié)至酸性,水洗,使水相的導(dǎo)電率與離子交換水達到大致相同后,在捏合機中蒸發(fā)二氯甲烷,得到BCF與BPM的摩爾比為40∶60的白色粉末。該粉末的比粘度為0.283。
向該粉末中加入相對于100份該粉末為0.003份的亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、0.005份的磷酸三甲酯和0.054份的硬脂酸單甘油酯。然后將所述粉末用排氣式雙螺桿擠塑機[神戶制鋼(株)制造的KTX-46],在料筒溫度260℃邊脫氣邊熔融捏合,進行制粒,之后用名機制作所(株)制造的M35-D-DM,注塑成為120mmφ、1.2mm厚的盤片基板。
(光盤)在該盤片基板上依次濺鍍反射膜、第一電介質(zhì)層、相變記錄膜、第二電介質(zhì)層,在其上粘貼聚碳酸酯制成的薄膜覆蓋層,得到光盤。評價該盤片基板的初期機械特性和ΔTilt以及阻振性。評價結(jié)果如表5所示。
<實施例20>
(聚合)將實施例19中BCF用量變?yōu)?,814份,BPM用量變?yōu)?,084份,不進行光氣的吹入,進而在吹入光氣后再加入86份對叔丁基苯酚,除此以外與實施例19同樣操作,得到BCF與BPM的摩爾比為35∶65的白色粉末。該粉末的比粘度為0.283。
向該粉末中加入與實施例19一樣份量的相同添加劑,與實施例19一樣熔融捏合,進行制粒。然后將該顆粒與實施例19一樣注塑成為盤片底板。
(光盤)在該盤片底板上依次噴鍍反射膜、第一電介質(zhì)層、相變記錄膜、第二電介質(zhì)層,在其上粘貼聚碳酸酯制成的薄膜保護層,得到光盤。評價該盤片底板的初期機械特性和ΔTilt以及阻振性。評價結(jié)果如表5所示。
<實施例21>
(聚合)將實施例19中BCF用量變?yōu)?,277份,BPM用量變?yōu)?,084份,不進行光氣的吹入,進而在吹入光氣后再加入74份對叔丁基苯酚,除此以外與實施例19同樣操作,得到BCF與BPM的摩爾比為50∶50的白色粉末。該粉末的比粘度為0.263。
向該粉末中加入與實施例19一樣份量的相同添加劑,與實施例19一樣熔融捏合,進行制粒。然后將該顆粒與實施例19一樣注塑成為盤片底板。
(光盤)在該盤片底板上依次噴鍍反射膜、第一電介質(zhì)層、相變記錄膜、第二電介質(zhì)層,在其上粘貼聚碳酸酯制成的薄膜保護層,得到光盤。評價該盤片底板的初期機械特性和ΔTilt以及阻振性。評價結(jié)果如表5所示。
<實施例22>
(聚合)在實施例19中,吹入光氣后加入23份THPE,在吹入光氣后再加入81份對叔丁基苯酚,除此以外與實施例19同樣操作,得到BCF與BPM和THPE的摩爾比為40∶60∶0.5的白色粉末。該粉末的比粘度為0.283。
向該粉末中加入與實施例19一樣份量的相同添加劑,與實施例19一樣熔融捏合,進行制粒。然后將該顆粒與實施例19一樣注塑成為盤片底板。
(光盤)在該盤片底板上依次噴鍍反射膜、第一電介質(zhì)層、相變記錄膜、第二電介質(zhì)層,在其上粘貼聚碳酸酯制成的薄膜保護層,得到光盤。評價該盤片底板的初期機械特性和ΔTilt以及阻振性。評價結(jié)果如表5所示。
<實施例23>
(聚合)將實施例19中BCF用量變?yōu)?,277份,用2313份2,2-雙(3-甲基-4-羥基苯基)丙烷(以下有時簡稱為“BPC”)代替BPM,不進行光氣吹入,進而在吹入光氣后再加入72份對叔丁基苯酚,除此以外與實施例19同樣操作,得到BCF與BPC的摩爾比為40∶60的白色粉末。該粉末的比粘度為0.279。
向該粉末中加入與實施例19一樣份量的相同添加劑,與實施例19一樣熔融捏合,進行制粒。然后將該顆粒與實施例19一樣注塑成為盤片底板。
(光盤)在該盤片底板上依次噴鍍反射膜、第一電介質(zhì)層、相變記錄膜、第二電介質(zhì)層,在其上粘貼聚碳酸酯制成的薄膜保護層,得到光盤。評價該盤片底板的初期機械特性和ΔTilt以及阻振性。評價結(jié)果如表5所示。
<比較例8>
(聚合)僅使用4,320份雙酚A(BPA)作為實施例19中的二羥基成分,除此以外與實施例19同樣操作,得到4750份無色聚合物。該粉末的比粘度為0.289。
向該粉末中加入與實施例19一樣份量的相同添加劑,與實施例19一樣熔融捏合,進行制粒。然后將該顆粒與實施例19一樣注塑成為盤片底板。
(光盤)在該盤片底板上依次噴鍍反射膜、第一電介質(zhì)層、相變記錄膜、第二電介質(zhì)層,在其上粘貼聚碳酸酯制成的薄膜保護層,得到光盤。
評價該盤片底板的初期機械特性和ΔTilt以及阻振性。評價結(jié)果如表5所示。
<比較例9>
用名機制作所(株)制造的M35B-D-DM將口-ム·アンド·ハ-ス·ヅヤパン制備的聚甲基丙烯酸甲酯(VLD-100)注塑成為120mmφ、1.2mm厚的盤片底板。在該盤片底板上依次噴鍍反射膜、第一電介質(zhì)層、相變記錄膜、第二電介質(zhì)層,在其上粘貼聚碳酸酯制成的薄膜保護層,得到光盤。評價該盤片底板的初期機械特性和ΔTilt以及阻振性。
評價結(jié)果如表5所示。
如表5所示,實施例19-23的樹脂可以將飽和吸水率抑制到0.3%以下,可將ΔTilt抑制到0.5以下。并且因為彎曲模量和tanδ足夠大,所以成型得到的光盤在高速旋轉(zhuǎn)時所發(fā)生的面振動也能被抑制到很小。
比較例8的PC-A由于剛性和tanδ小,因而光盤在高速旋轉(zhuǎn)時所發(fā)生的面振動大。并且飽和吸水率也比實施例高,因而ΔTilt也大。
比較例9的PMMA的飽和吸水率高達2.0%以上,ΔTilt為5.0以上,非常大,所以可知不適合實際應(yīng)用。
表5

<實施例24-31、比較例10-13>塑料鏡根據(jù)下述方法進行各物性的評價。
(1)比粘度將0.7g聚合物溶解于100ml二氯甲烷中,在20℃的溫度下測定。
(2)玻璃化轉(zhuǎn)變點(Tg)使用日本テイ-·エイ·インスツルメント株式會社制造的2910型DSC,以10℃/分鐘的升溫速度測定。
(3)吸水率按照ISO62,測定在23℃水浸漬24小時后的吸水率。
(4)彎曲模量將顆粒在120℃干燥5小時后,通過注塑機[住友重機械工業(yè)(株)制造的SG-150],在料筒溫度300℃注塑成為試驗片,按照ISO178進行測定。
(5)翹曲量用名機制作所(株)制造的M35B-D-DM注塑形成120mmφ、1.2mm厚的圓盤狀基體。之后,在一側(cè)面上蒸鍍鋁膜,將其暴露于溫度30℃、濕度90%RH的環(huán)境下(A環(huán)境),直至達到飽和吸水率,然后轉(zhuǎn)移到溫度23℃、濕度50%RH環(huán)境(B環(huán)境)中。移動后,用日本イ-·エム(株)制造的三次元形狀測定儀DLD-3000U,測定因環(huán)境變化而產(chǎn)生的從中心到58mm部分的Tilt隨時間的變化,將Tilt變化達到最大時的值與恒穩(wěn)狀態(tài)時的值之差作為ΔTilt。
(6)模具轉(zhuǎn)印性使用小坂研究所制造的サ-フコ-ダ-SE1100,測定模塑而成的基體的表面粗糙度。
<實施例24>
(聚合)向裝備有溫度計和攪拌器的反應(yīng)器中裝入19,580份離子交換水和3,850份48.5%氫氧化鈉水溶液,在其中溶解1175份BCF、2,835份2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷(以下有時簡稱為“BPA”)和9份連二亞硫酸鈉后,加入13,210份二氯甲烷,然后一邊劇烈攪拌,一邊用約40分鐘在15℃吹入2,000份光氣,使其反應(yīng)。光氣吹入完畢后,升溫至28℃,加入94份對叔丁基苯酚和640份氫氧化鈉,使其乳化后,加入6份三乙胺,持續(xù)攪拌1小時,結(jié)束反應(yīng)。
反應(yīng)結(jié)束后,分離有機相,用二氯甲烷稀釋,水洗,之后用鹽酸將其調(diào)節(jié)至酸性,水洗,使水相的導(dǎo)電率與離子交換水達到大致相同,此時在捏合機中蒸發(fā)二氯甲烷,得到4,080份無色粉末,其BCF與PCA的摩爾比為20∶80,比粘度為0.285,Tg為172℃。
(模塑)向該粉末中加入相對于100份該粉末為0.003份的亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、0.005份的磷酸三甲酯和0.045份的硬脂酸單甘油酯。然后將所述粉末用排氣式雙螺桿擠塑機[神戶制鋼(株)制造的KTX-46],在料筒溫度280℃邊脫氣邊熔融捏合,進行制粒。之后用名機制作所(株)制造的M35B-D-DM注塑成為120mmφ、1.2mm厚的圓盤狀基體。該基體的表面作為塑料鏡使用是足夠光滑的。
進一步用住友重機械工業(yè)(株)制造的EKC-1離子鍍裝置在該基體上蒸鍍鋁,使鋁膜厚度達到50nm。該蒸鍍了鋁的物體因吸水引起的最大翹曲量為0.9deg。吸水率為0.170%重量,彎曲模量為2,700MPa。
<實施例25>
(聚合)將實施例24的BCF用量變成2,937份,BPA用量變成1,772份,對叔丁基苯酚為84份,除此之外與實施例24同樣操作,得到4,830份BCF與BPA的摩爾比為50∶50的無色粉末。該粉末的比粘度為0.278,Tg為195℃。
(模塑)向該粉末中加入與實施例24相同份量的同樣添加劑,除料筒溫度為300℃以外,與實施例24一樣熔融捏合,進行制粒。然后,將該顆粒與實施例24一樣注塑成為基體。該基體的表面作為塑料鏡使用是足夠光滑的。
在該基體上蒸鍍鋁后,所得物體因吸水引起的最大翹曲量為0.9deg。吸水率為0.160%重量,彎曲模量為2,950MPa。
<實施例26>
(聚合)實施例24中,吹入光氣后進一步加入24份1,1,1-三(4-羥基苯基)乙烷(以下有時簡稱為“THPE”),對叔丁基苯酚用量變成104份,除此之外與實施例24同樣操作,得到4,050份BCF與BPA和THPE的摩爾比為20∶80∶0.5的無色粉末。該粉末的比粘度為0.285,Tg為173℃。
(模塑)向該粉末中加入與實施例24相同份量的同樣添加劑,與實施例24一樣熔融捏合,進行制粒。然后,將該顆粒與實施例24一樣注塑成為基體。該基體的表面作為塑料鏡使用是足夠光滑的。
在該基體上蒸鍍鋁后,所得物體因吸水引起的最大翹曲量為0.9deg。吸水率為0.160%重量,彎曲模量為2,720MPa。
<實施例27>
(聚合)將實施例24中BCF的用量變?yōu)?,112份,BPA的用量變?yōu)?,063份,對叔丁基苯酚用量變成84份,除此之外與實施例24同樣操作,得到5,300份BCF與BPA的摩爾比為70∶30的無色粉末。該粉末的比粘度為0.261,Tg為210℃。
(模塑)向該粉末中加入與實施例24相同份量的同樣添加劑,料筒溫度為320℃,除此之外與實施例24一樣熔融捏合,進行制粒。然后,將該顆粒與實施例24一樣注塑成為基體。該基體的表面作為塑料鏡使用是足夠光滑的。
在該基體上蒸鍍鋁后,所得物體因吸水引起的最大翹曲量為0.9deg。吸水率為0.150%重量,彎曲模量為3,200MPa。
<比較例10>
(聚合)僅用3,543份BPA作為實施例24中的二羥基成分,對叔丁基苯酚用量變成140份,除此之外與實施例24同樣操作,得到3,670份無色聚合物。該粉末的比粘度為0.290,Tg為142℃。
(模塑)向該粉末中加入與實施例24相同份量的同樣添加劑,與實施例24一樣熔融捏合,進行制粒。然后,將該顆粒與實施例24一樣注塑成為基體。該基體的表面作為塑料鏡使用是足夠光滑的。在該基體上蒸鍍鋁后,所得物體因吸水引起的最大翹曲量增大為1.4deg。吸水率提高為0.21%重量,彎曲模量降低至2,350MPa。
<比較例11>
(聚合)僅用3,542份BPA作為實施例24中的二羥基成分,對叔丁基苯酚用量變成140份,除此之外與實施例24同樣操作,得到3,650份無色聚合物。該粉末的比粘度為0.289,Tg為142℃。
(模塑)向該粉末中加入與實施例24相同份量的同樣添加劑,與實施例24一樣熔融捏合,進行制粒。然后,向該樹脂中加入1,188份日本電氣硝子(株)制造的纖維徑13微米的玻璃纖維,在轉(zhuǎn)鼓式混合機中混合均勻后,用排氣式雙螺桿擠塑機[神戶制鋼(株)制造的KTX-46],在240℃邊脫氣邊熔融捏合,得到顆粒。之后用名機制作所(株)制造的M35B-D-DM注塑成為120mmφ、1.2mm厚的圓盤狀基體。進一步用住友重機械工業(yè)(株)制造的EKC-1離子鍍裝置在該基體上蒸鍍鋁,使鋁膜厚度達到50nm。剛性得到極大改善,為6,330MPa,但玻璃纖維部分浮出基體表面,不能用作鏡子。吸水率為0.13%重量,因吸水引起的最大翹曲量為0.1deg。
這些實施例和比較例的結(jié)果歸納在表6中。
(多角鏡)將上述實施例24-27和比較例10-11所得各種顆粒在120℃干燥5小時后,用注塑機(住友重機械工業(yè)(株)制造的SG150U型),在料筒溫度340℃、模具溫度115℃的條件下,成型為六面鏡型多角鏡基體,其各鏡面距中心的距離為25mm,各鏡部的最小板厚為5mm,鏡部的高度為15mm。該多角鏡的模具轉(zhuǎn)印性評價結(jié)果如表6所示。
然后,在該基體上蒸鍍Al膜,使鋁膜厚度達到80nm,制成多角鏡。對于比較例11,其表面性差,不能用作鏡。比較例10的彎曲模量不夠,鏡部因旋轉(zhuǎn)而發(fā)生的變形大。實施例24-27的表面性良好,且彎曲模量高,因而鏡部的變形也小,是十分耐用的多角鏡。
表6

<實施例28>
(聚合)向裝備有溫度計、攪拌器、回流冷凝器和光氣吹入管的反應(yīng)器中裝入32,165份離子交換水、1,757份氫氧化鈉,溶解了2,213份9,9-雙(3-甲基-4-羥基苯基)芴(以下有時簡稱為“BCF”)、3,039份4,4’-(間苯二異丙基)雙苯酚(以下有時簡稱為“BPM”)和11份連二亞硫酸鈉后,加入10,950份二氯甲烷,然后一邊攪拌,一邊用60分鐘在16-18℃吹入1,667份光氣。光氣吹入完畢后,加入92份對叔丁基苯酚和293份氫氧化鈉,再加入4份三乙胺,在30℃攪拌1小時,結(jié)束反應(yīng)。
反應(yīng)結(jié)束后,將產(chǎn)物用二氯甲烷稀釋,水洗,之后用鹽酸將其調(diào)節(jié)至酸性,水洗,使水相的導(dǎo)電率與離子交換水達到大致相同后,在捏合機中蒸發(fā)二氯甲烷,得到5,554份BCF與BPM的摩爾比為40∶60的無色粉末。該粉末的比粘度為0.285,Tg為144℃。
(模塑)向該粉末中加入相對于100份該粉末為0.003份的亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、0.005份的磷酸三甲酯和0.045份的硬脂酸單甘油酯。
然后將所述粉末用排氣式雙螺桿擠塑機[神戶制鋼(株)制造的KTX-46],在料筒溫度240℃邊脫氣邊熔融捏合,進行制粒,之后用名機制作所(株)制造的M35B-D-DM,注塑成為120mmφ、1.2mm厚的圓盤狀基體。該基體的表面作為塑料鏡使用是足夠光滑的。
進一步用住友重機械工業(yè)(株)制造的EKC-1離子鍍裝置在該基體上蒸鍍鋁,使鋁膜厚度達到50nm。該蒸鍍了鋁的物體因吸水引起的最大翹曲量為0.4deg。MVR為34g/10分鐘,吸水率為0.083%重量,彎曲模量為3,260MPa。
<實施例29>
(聚合)將實施例28中BCF的用量變成2,596份,BPM的用量變成2,377份,除此之外與實施例28一樣操作,得到5,224份BCF與BPM的摩爾比為50∶50的無色粉末。該粉末的比粘度為0.269,Tg為155℃。
(模塑)向該粉末中加入與實施例28相同份量的同樣添加劑,與實施例28一樣熔融捏合,進行制粒。然后,將該顆粒與實施例28一樣注塑,得到基體。該基體表面用作塑料鏡是足夠平滑的。在該基體上蒸鍍鋁,所得物體因吸水引起的最大翹曲量為0.4deg。MVR為26g/10分鐘,吸水率為0.080%重量,彎曲模量為3,330MPa。
<實施例30>
(聚合)實施例28中,吹入光氣后再加入21份1,1,1-三(4-羥基苯基)乙烷(以下有時簡稱為“THPE”),對叔丁基苯酚用量變成113份,除此之外與實施例28同樣操作,得到5,245份BCF與BPA和THPE的摩爾比為40∶60∶0.5的無色粉末。該粉末的比粘度為0.288,Tg為143℃。
(模塑)向該粉末中加入與實施例28相同份量的同樣添加劑,與實施例28一樣熔融捏合,進行制粒。然后,將該顆粒與實施例28一樣注塑成為基體。該基體的表面作為塑料鏡使用是足夠光滑的。
在該基體上蒸鍍鋁后,所得物體因吸水引起的最大翹曲量為0.4deg。MVR為36g/10分鐘,吸水率為0.083%重量,彎曲模量為3,280MPa。
<實施例31>
(聚合)將實施例28中BCF的用量變?yōu)?,598份,BPM的用量變?yōu)?,773份,除此之外與實施例28同樣操作,得到5,460份BCF與BPM的摩爾比為65∶35的無色粉末。該粉末的比粘度為0.264,Tg為175℃。
(模塑)向該粉末中加入與實施例28相同份量的同樣添加劑,料筒溫度為280℃,除此之外與實施例28一樣熔融捏合,進行制粒。然后,將該顆粒與實施例28一樣注塑成為基體。該基體的表面作為塑料鏡使用是足夠光滑的。在該基體上蒸鍍鋁后,所得物體因吸水引起的最大翹曲量為0.5deg。MVR為26g/10分鐘,吸水率為0.080%重量,彎曲模量為3,330MPa。
<比較例12>
(聚合)僅用4,320份雙酚A作為實施例28中的二羥基成分,除此之外與實施例28同樣操作,得到4,750份無色聚合物。該粉末的比粘度為0.289,Tg為142℃。
(模塑)向該粉末中加入與實施例28相同份量的同樣添加劑,與實施例28一樣熔融捏合,進行制粒。然后,將該顆粒與實施例28一樣注塑成為基體。該基體的表面作為塑料鏡使用是足夠光滑的。在該基體上蒸鍍鋁后,所得物體因吸水引起的最大翹曲量增大為1.4deg。MVR為69g/10分鐘,吸水率提高為0.21%重量,彎曲模量降低至2,350MPa。
<比較例13>
(聚合)僅用4320份雙酚A作為實施例28中的二羥基成分,除此之外與實施例28同樣操作,得到4,750份無色聚合物。該粉末的比粘度為0.286,Tg為142℃。
(模塑)向該粉末中加入與實施例28相同份量的同樣添加劑,與實施例28一樣熔融捏合,進行制粒。然后,向該樹脂中加入1,188份日本電氣硝子(株)制造的纖維徑13微米的玻璃纖維,在轉(zhuǎn)鼓式混合機中混合均勻后,用排氣式雙螺桿擠塑機[神戶制鋼(株)制造的KTX-46],在240℃邊脫氣邊熔融捏合,得到顆粒。之后用名機制作所(株)制造的M35B-D-DM注塑成為120mmφ、1.2mm厚的圓盤狀基體。
進一步用住友重機械工業(yè)(株)制造的EKC-1離子鍍裝置在該基體上蒸鍍鋁,使鋁膜厚度達到50nm。剛性得到極大改善,為6,330MPa,但玻璃纖維部分浮出基體表面,不能用作鏡子。MVR為64g/10分鐘,吸水率為0.13%重量,因吸水引起的最大翹曲量為0.1deg。
這些實施例和比較例的結(jié)果歸納在表7中。
(多角鏡)將上述實施例28-31和比較例12-13所得各種顆粒在120℃干燥5小時后,用注塑機(住友重機械工業(yè)(株)制造的SG150U型),在料筒溫度300℃、模具溫度100℃的條件下,成型為六面鏡型多角鏡基體,其各鏡面距中心的距離為25mm,各鏡部的最小板厚為5mm,鏡部的高度為15mm。該多角鏡的模具轉(zhuǎn)印性評價結(jié)果如表7所示。
然后,在該基體上蒸鍍Al膜,使鋁膜厚度達到80nm,制成多角鏡。對于比較例12,其表面性差,不能用作鏡。比較例12的彎曲模量不夠,鏡部因旋轉(zhuǎn)而發(fā)生的變形大。實施例28-31的表面性良好,且彎曲模量高,因而鏡部的變形也小,是十分耐用的多角鏡。
表7

<實施例32-36、比較例14和15>導(dǎo)電性樹脂組合物根據(jù)下述方法進行各物性的評價。
(1)比粘度將0.7g聚合物溶解于100ml二氯甲烷中,在20℃的溫度下測定。
(2)玻璃化轉(zhuǎn)變點(Tg)使用日本テイ-·エイ·インスツルメント株式會社制造的2910型DSC,以20℃/min的升溫速度測定。
(3)耐熱性按照ASTM D648,在載荷18.5kg下測定載荷下?lián)锨鷾囟取?br> (4)導(dǎo)電性按照ASTM D257,測定表面電阻率。
(5)吸水率按照ASTM D-0570,測定在23℃水浸漬24小時后的吸水率。
(6)刺激性在通過下述方法成型用于測定的模塑片時,將感到刺激性或皮膚腫瘁的模塑片記為“×”,無刺激性或皮膚未見腫瘁的模塑片記為“○”。
(7)熱循環(huán)試驗將注塑制成的大小為153mm×142mm×165mm、溝槽距4.76mm、裝盤數(shù)25張的用于運送5英寸盤的托盤進行10次熱循環(huán),以150℃20小時、23℃4小時為一個循環(huán)。觀察模塑件有沒有變形。
(聚合)PC1向裝備有溫度計、攪拌器、回流冷凝器的反應(yīng)器中裝入21,538份離子交換水、4,229份48%氫氧化鈉水溶液,溶解了1949份雙酚A、3,231份雙甲酚芴和10.9份連二亞硫酸鈉后,加入14,530份二氯甲烷,然后一邊攪拌,一邊用60分鐘在16-20℃吹入2,200份光氣。光氣吹入完畢后,加入115.4份對叔丁基苯酚和705份48%氫氧化鈉水溶液,再添加2.6份三乙胺,在20-27℃攪拌40分鐘,結(jié)束反應(yīng)。
反應(yīng)結(jié)束后,將產(chǎn)物用二氯甲烷稀釋,水洗,之后用鹽酸將其調(diào)節(jié)至酸性,水洗,使水相的導(dǎo)電率與離子交換水達到大致相同后,在捏合機中蒸發(fā)二氯甲烷,得到5,520份黃白色聚合物(收率96%),其雙酚A與雙甲酚芴的摩爾比為50∶50,比粘度為0.272,Tg為197℃。
向該聚碳酸酯共聚物中加入0.050%亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、0.010%3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基酯、0.030%季戊四醇四硬脂酸酯,用擠塑機在料筒溫度300℃進行擠塑,得到聚碳酸酯共聚物顆粒(PC1)。
PC2向裝備有溫度計、攪拌器、回流冷凝器的反應(yīng)器中裝入19,580份離子交換水、3,845份48%氫氧化鈉水溶液,溶解了2,835份雙酚A、1,175份雙甲酚芴和8.4份連二亞硫酸鈉后,加入13,209份二氯甲烷,然后一邊攪拌,一邊用60分鐘在18-20℃吹入2,000份光氣。光氣吹入完畢后,加入93.2份對叔丁基苯酚和641份48%氫氧化鈉水溶液,再添加2.0份三乙胺,在20-27℃攪拌40分鐘,結(jié)束反應(yīng)。
反應(yīng)結(jié)束后,將產(chǎn)物用二氯甲烷稀釋,水洗,之后用鹽酸將其調(diào)節(jié)至酸性,水洗,使水相的導(dǎo)電率與離子交換水達到大致相同后,在捏合機中蒸發(fā)二氯甲烷,得到4,230份黃白色聚合物(收率94%),其雙酚A與雙甲酚芴的摩爾比為80∶20,比粘度為0.374,Tg為173℃。
向該聚碳酸酯共聚物中加入0.050%亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、0.010%3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基酯、0.030%季戊四醇四硬脂酸酯,用擠塑機在料筒溫度280℃進行擠塑,得到聚碳酸酯共聚物顆粒(PC2)。
C-PC1向裝備有溫度計、攪拌器、回流冷凝器的反應(yīng)器中裝入20,980份離子交換水、1,523份氫氧化鈉,溶解了886份雙酚A、1,360份9,9-雙(4-羥基苯基)芴(以下稱為“雙酚芴”,)和4.7份連二亞硫酸鈉后,加入13,210份二氯甲烷,然后一邊攪拌,一邊用60分鐘在18-20℃吹入1,000份光氣。光氣吹入完畢后,加入52.4份對叔丁基苯酚和218份氫氧化鉀,再添加2.7份三乙胺,在20-27℃攪拌40分鐘,結(jié)束反應(yīng)。
反應(yīng)結(jié)束后,將產(chǎn)物用二氯甲烷稀釋,水洗,之后用鹽酸將其調(diào)節(jié)至酸性,水洗,使水相的導(dǎo)電率與離子交換水達到大致相同后,在捏合機中蒸發(fā)二氯甲烷,得到2,250份黃白色聚合物(收率90%),其雙酚A與雙酚芴的摩爾比為50∶50,比粘度為0.272,Tg為205℃。
向該聚碳酸酯共聚物中加入0.050%亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、0.010%3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基酯、0.030%季戊四醇四硬脂酸酯,用擠塑機在料筒溫度300℃進行擠塑,得到聚碳酸酯共聚物顆粒(C-PC1)。
C-PC2在上述PC1的制備中,將雙酚A用量變成3,907份,雙甲酚芴用量變成59份,除此之外與制備PC1時一樣操作,得到3,870份(收率95%)黃白色聚合物,其雙酚A與雙甲酚芴的摩爾比為99∶1,比粘度為0.390,Tg為148℃。將該物質(zhì)與制備PC1時一樣操作,得到芳族聚碳酸酯樹脂顆粒(C-PC2)。
(碳系填料)碳纖維ベスフアイトHTA-C6-U;東邦レ-ヨン(株)制造,PAN系,環(huán)氧收束處理,纖維徑7微米炭黑ケツチエンブラツクEC600JD;ライオン(株)制造(稱為“CB”)<實施例32-36、比較例14和15>
(模塑)用轉(zhuǎn)鼓式混合機將上述所得PC1和PC2、C-PC1、C-PC2以及表8和表9中記載的各種成分混合均勻后,用30mmφ帶排氣口的雙螺桿擠塑機(神戶制鋼(株)制造的KTX-30),在料筒溫度300℃、10mmHg的真空度下邊脫氣邊制粒,將所得顆粒在120℃干燥5小時后,用注塑機(住友重機械工業(yè)(株)制造的SG150U型),在料筒溫度330℃、模具溫度100℃的條件下制作用于測定的模塑片。評價結(jié)果如表8和表9所示。
(運送托盤)將同樣制得的顆粒在120℃干燥5小時后,在料筒溫度為350℃、模具溫度為100℃的條件下注塑制成大小為153mm×142mm×165mm、溝槽距4.76mm、裝盤數(shù)25張的用于運送5英寸盤的托盤。熱循環(huán)試驗的結(jié)果如表8和表9所示。
進行各項比較可知,本發(fā)明的包含聚碳酸酯共聚物和碳纖維的芳族聚碳酸酯樹脂組合物,與使用比較例的芳族聚碳酸酯樹脂的數(shù)據(jù)相比,前者的耐熱性、導(dǎo)電性優(yōu)異,并且也沒有刺激。
表8

表9

(發(fā)明的效果)本發(fā)明可提供耐熱性、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異,對皮膚無刺激,且吸水率低的聚碳酸酯共聚物。本發(fā)明還可提供由所述共聚物制成的適于各種用途的耐熱部件。
本發(fā)明的經(jīng)回流焊接的部件透明性、耐熱性優(yōu)異,即使在峰值溫度為250℃的回流爐內(nèi)進行處理,也不會發(fā)生變形。因此,可用作帶照相機的手機上的照相機鏡頭等通過回流焊接組裝到線路板上的部件。
本發(fā)明的光路變換部件耐熱性和熱穩(wěn)定性良好,雙折射極小,且透明性優(yōu)異。因此,適合用作攝象鏡頭、照相機鏡頭、微陣列透鏡、投影鏡或棱鏡。
本發(fā)明的光盤剛性、阻振性、耐熱性、吸水性優(yōu)異,適合用作具有高密度記錄容量的記錄介質(zhì)。
本發(fā)明的塑料鏡具有高剛性,尺寸穩(wěn)定性、模塑時的模具轉(zhuǎn)印性優(yōu)異。因此,適合用作多角鏡、投影鏡等使用。
本發(fā)明的導(dǎo)電性樹脂組合物耐熱性良好,具有導(dǎo)電性優(yōu)異,對皮膚無刺激,且吸水率低的好處。因此,適合用作半導(dǎo)體、光學(xué)信息記錄介質(zhì)、硬盤等電子零部件的運送托盤。
產(chǎn)業(yè)實用性本發(fā)明的聚碳酸酯共聚物可適于用作要求耐熱性、透明性、尺寸穩(wěn)定性的光學(xué)部件,例如透鏡、棱鏡、光盤、塑料鏡。還可在電子零部件的運送托盤等電子零部件制造工藝中使用。
權(quán)利要求
1.由聚碳酸酯共聚物制成的經(jīng)回流焊接的部件,該聚碳酸酯共聚物含有60-95%摩爾下述通式(I)所示重復(fù)單元(成分a) 和40-5%摩爾下述通式(II-1) 所示重復(fù)單元(成分b)。
2.權(quán)利要求1的經(jīng)回流焊接的部件,其中所述聚碳酸酯共聚物含有70-85%摩爾通式(I)所示重復(fù)單元和30-15%摩爾通式(II-1)所示重復(fù)單元。
3.權(quán)利要求1的經(jīng)回流焊接的部件,其中所述聚碳酸酯共聚物在將0.7g該共聚物溶于100ml二氯甲烷中,于20℃測得的比粘度為0.17-0.55。
4.權(quán)利要求1的經(jīng)回流焊接的部件,其中所述聚碳酸酯共聚物以20℃/分鐘的升溫速度測得的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為200℃-250℃。
5.權(quán)利要求1的部件,其中所述經(jīng)回流焊接的部件為透鏡、鏡身或棱鏡。
6.光盤,該光盤具備設(shè)置了壓制凹坑或引導(dǎo)槽的0.3-1.2mm厚的基板、設(shè)置于該基板上的反射層和設(shè)置于其上的3-200μm厚的透明保護層,從該透明保護層一側(cè)照射光束,以其反射光的光強度變化為基礎(chǔ)使記錄信息再生,其特征在于所述基板實質(zhì)上由聚碳酸酯共聚物制成,該聚碳酸酯共聚物含有20-95%摩爾下述通式(I)所示重復(fù)單元(成分a) 和80-5%摩爾下述通式(II)所示重復(fù)單元(成分b), 式中,Ra-Rd各自獨立為氫原子、碳原子數(shù)1-9的可含有芳基的烴基或鹵素原子,W為單鍵、碳原子數(shù)1-20的可含有芳基的烴基、O、S、SO、SO2、CO或COO基,該底板滿足(A)彎曲模量為2800MPa-4000MPa,(B)達到飽和時的吸水率為0.3%重量以下,(C)按照ISO 6721-4在40℃、18Hz測定的tanδ為0.020以上,和(D)按照ISO75-1,-2,在1.81MPa載荷下測定的載荷下?lián)锨鷾囟葹?10℃以上。
7.權(quán)利要求6的光盤,其中所述聚碳酸酯共聚物含有25-70%摩爾通式(I)所示重復(fù)單元(成分a)和75-30%摩爾通式(II)所示重復(fù)單元(成分b)。
8.權(quán)利要求6的光盤,其中所述聚碳酸酯共聚物含有20-95%摩爾下述通式(I)所示重復(fù)單元(成分a) 和80-5%摩爾下述通式(II-2)和/或(II-3) 所示重復(fù)單元(成分b)。
9.權(quán)利要求6的光盤,該光盤在所述反射層和所述透明保護層之間具有記錄膜。
10.權(quán)利要求6的光盤,其中所述壓制凹坑或所述引導(dǎo)槽設(shè)置于基板的兩面,所述反射層、所述記錄膜和/或所述透明保護層也一起設(shè)置在兩面上。
11.權(quán)利要求6的光盤,其特征在于是由所述記錄膜或所述反射層多層層合而成的多層結(jié)構(gòu)。
12.權(quán)利要求6的光盤,其中將0.7g所述聚碳酸酯共聚物溶于100ml二氯甲烷中形成溶液,在20℃測得的該溶液的比粘度為0.1-0.5。
13.權(quán)利要求6的光盤,其中所述透明保護層由與構(gòu)成基板的聚碳酸酯共聚物相同的聚碳酸酯共聚物構(gòu)成。
14.由聚碳酸酯底板和金屬反射膜構(gòu)成的塑料鏡,其特征在于所述聚碳酸酯底板由聚碳酸酯共聚物制成,該聚碳酸酯共聚物含有20-70%摩爾下述通式(I) 所示重復(fù)單元(成分a)和80-30%摩爾下述通式(II-1)和/或(II-2) 所示重復(fù)單元(成分b),該聚碳酸酯底板滿足(A)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為120℃-230℃,(B)在23℃水浸漬24小時后的吸水率為0.2%重量以下,和(C)彎曲模量為2,500MPa-4,000MPa。
15.權(quán)利要求14的塑料鏡,其中成分a∶成分b的摩爾比為30∶70-60∶40。
16.權(quán)利要求14的塑料鏡,其特征在于所述聚碳酸酯共聚物含有20-70%摩爾通式(I)所示重復(fù)單元(成分a)和80-30%摩爾通式(II-1)所示重復(fù)單元(成分b),該聚碳酸酯底板滿足(A)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為160℃-230℃,(B)在23℃水浸漬24小時后的吸水率為0.2%重量以下,和(C)彎曲模量為2,500MPa-3,500MPa。
17.權(quán)利要求14的塑料鏡,其特征在于所述聚碳酸酯共聚物含有20-70%摩爾通式(I)所示重復(fù)單元(成分a)和80-30%摩爾通式(II-2)所示重復(fù)單元(成分b),該聚碳酸酯底板滿足(A)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為120℃-180℃,(B)在23℃水浸漬24小時后的吸水率為0.1%重量以下,和(C)彎曲模量為2,800MPa-4,000MPa。
18.權(quán)利要求14的塑料鏡,其中將0.7g所述聚碳酸酯共聚物溶于100ml二氯甲烷中形成溶液,在20℃測得的該溶液的比粘度為0.1-0.5。
19.權(quán)利要求14的塑料鏡,其中所述聚碳酸酯共聚物在MVR測定中,于300℃、1.2kgf條件下流出10分鐘的聚合物量為5cm3以上。
20.權(quán)利要求14的塑料鏡,該塑料鏡的形狀為球面、非球面、平面或多面體。
21.權(quán)利要求14的塑料鏡,該塑料鏡為多角鏡或投影鏡。
22.包含聚碳酸酯共聚物和碳系填料的導(dǎo)電性樹脂組合物,該聚碳酸酯共聚物含有5-95%摩爾下述通式(I)所示重復(fù)單元(成分a) 和95-5%摩爾下述通式(II)所示重復(fù)單元(成分b), 式中,Ra-Rd各自獨立為氫原子、碳原子數(shù)1-9的可含有芳基的烴基或鹵素原子,W為單鍵、碳原子數(shù)1-20的可含有芳基的烴基、O、S、SO、SO2、CO或COO基。
23.權(quán)利要求22的導(dǎo)電性樹脂組合物,該組合物含有40-99%重量所述聚碳酸酯共聚物和60-1%重量所述碳系填料。
24.權(quán)利要求22的導(dǎo)電性樹脂組合物,其中所述聚碳酸酯共聚物含有5-95%摩爾下述通式(I)所示重復(fù)單元(成分a) 和95-5%摩爾下述通式(II-1) 所示重復(fù)單元(成分b)。
25.由權(quán)利要求22的導(dǎo)電性樹脂組合物制成的電子零部件的運送托盤。
26.權(quán)利要求25的運送托盤,其中所述電子零部件為半導(dǎo)體、光學(xué)信息記錄介質(zhì)或硬盤。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供耐熱性、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異的聚碳酸酯共聚物以及由其制成的適于各種用途的耐熱性部件。本發(fā)明涉及聚碳酸酯共聚物以及由其制成的各種耐熱部件,所述聚碳酸酯共聚物含有5-95%摩爾下述通式(I)所示重復(fù)單元(成分a)和95-5%摩爾下述通式(II)所示重復(fù)單元(成分b),式中R
文檔編號G11B7/2534GK101024721SQ20061014646
公開日2007年8月29日 申請日期2003年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月28日
發(fā)明者池田幸紀, 德田俊正, 岡本好正, 安藤正人 申請人:帝人化成株式會社
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