具有优异的耐冲击性和耐光性的热塑性树脂组合物

摘要

本发明能够提供一种热塑性树脂组合物，其包含(A)聚酯树脂，(B)白色颜料，和(C)含硅接枝共聚物，并且因此具有优异的光效率、耐褪色性和光稳定性，而不会劣化耐冲击性和成型可加工性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种热塑性树脂组合物。更具体而言，本发明涉及一种具有优异的耐冲击性和耐光性的聚酯类热塑性树脂组合物。

背景技术

近来，对于使用新光源例如发光二极管(LED)和有机发光二极管(OLED)的显示器的需求不断增加。这种显示器具有相对长的寿命和高的效率。

这种显示器由反射器、反射器杯、扰频器、外壳等构成。用于这些组分的材料需要承受高温并最小化由于黄化导致的白度劣化和反射率劣化。

聚酯、其共聚物及其共混物是工程塑料，它们具有有用的性质，并且因此能够应用于各种领域，包括用于产品的内部/外部材料。

这种聚酯树脂能够用作照明显示器的材料。通常用作该材料的高耐热性聚酯树脂在高温下不会变形，并具有良好的耐褪色性，但其会表现出差的耐冲击性。为了克服这个问题，提出引入能够提高树脂耐冲击性的添加剂的方法。然而，这种方法具有的问题是聚酯树脂可能招致可塑性和长期稳定性如耐褪色性的劣化。

美国专利No.7,009,029(文献1)公开的一种聚酰胺树脂组合物，其通过加入添加剂如光稳定剂以提高树脂的耐光和耐褪色性，从而在耐热性 和反射率方面显示出优异的性能。然而，这种添加剂的使用可能导致机械性能劣化。

因此，对于用作显示器的材料并能够在光学效率、耐褪色性和耐冲击性方面表现出优异性能，且无耐冲击性和可塑性的劣化的热塑性树脂组合物仍存需要。

发明内容

技术问题

本发明考虑解决现有技术中的这些问题，且本发明的一个方面提供一种在耐冲击性，反射率，耐褪色性，以及耐光性方面显示出优异性能的聚酯类热塑性树脂组合物。

本发明的另一个方面提供了一种模制品，其使用如上所述的热塑性树脂组合物制造，并在耐冲击性和长期光稳定性方面具有优异的性能。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种热塑性树脂组合物，包含：(A)聚酯树脂，(B)白色颜料，和(C)含硅接枝共聚物。

在一个实施方式中，基于100重量份包含30至88wt％的聚酯树脂(A)和20至70wt％的白色颜料(B)的基础树脂，热塑性树脂组合物可以包含0.1至10重量份的含硅接枝共聚物(C)。

在一个实施方式中，含硅接枝共聚物(C)可以具有核-壳结构，其中乙烯基单体接枝至硅类橡胶核以形成壳。

在一个实施方式中，可以通过将乙烯基单体接枝至含有20至95wt％的硅的硅类橡胶制备含硅接枝共聚物(C)。

在一个实施方式中，含硅接枝共聚物(C)的硅类橡胶核可以由选自由六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、三甲基三苯基环硅氧烷、四甲基四苯基环四硅氧烷、八苯基环四硅氧烷和它们的混合物组成的组中的环硅氧烷化合物制备。

在一个实施方式中，聚酯树脂可以是聚对苯二甲酸环己烷二甲酯(PCT)。

在一个实施方式中，聚酯树脂可以包括含15至100mol％的1,4-环己烷二甲醇和0至85mol％的乙二醇的二醇组分。

在一个实施方式中，白色颜料可以包括选自由氧化钛、氧化锌、硫化锌、铅白、硫酸锌、硫酸钡、碳酸钙、氧化铝和它们的混合物组成的组中的至少一种。

在一个实施方式中，热塑性树脂组合物可以进一步包括选自由玻璃纤维、碳纤维、玻璃珠、玻璃薄片、碳黑、粘土、高岭土、滑石、云母、碳酸钙、硅灰石(钙硅石，wollastonite)和它们的混合物组成的组中的至少一种填料。

根据本发明的另一方面，提供了一种使用如上所述的聚酯树脂组合物生产的模制品。在一个实施方式中，模制品可以是用于LED的反射器。

有利效果

根据本发明，热塑性树脂组合物在反射率、耐褪色性以及耐光性方面显示出优异的性能，且无耐热性、耐冲击性和可塑性的劣化。

根据本发明，使用根据本发明的热塑性树脂组合物生产的模制品在耐冲击性、光学效率和光稳定性方面具有优异的性能。

具体实施方式

在下文中，将详细描述本发明的实施方式。应当理解的是，以下实施方式向本领域技术人员提供了对本发明的完整公开和透彻理解。另外，除非另有说明，本文中所用的技术和科学术语具有由本领域技术人员通常理解的意义。将省略可能不必要地模糊本发明的主题的已知功能和结构的描述。

如本文中所用，除非另有说明，术语“取代的”是指在本发明的官能基团中至少一个氢原子用选自卤原子、羟基、硝基基团、氰基基团、氨基基团、叠氮基基团、脒基基团、肼基基团、腙基基团、羰基基团、氨基甲酰基基团、硫醇基团、酯基团、羧基基团或其盐、磺酸基基团或其盐、磷酸基团或其盐、C1至C20烷基基团、C2至C20烯基基团、C2至C20炔基基团、C1至C20烷氧基基团、C6至C30芳基基团、C6至C30芳氧基基团、C3至C30环烷基基团、C3至C30环烯基基团、C3至C30环炔基基团或它们的组合的取代基取代。

本发明的发明人进行的研究开发出了一种热塑性树脂组合物，其在初始反射率，长期反射率保持率和耐褪色性方面表现出优异的性能，并具有改善的耐冲击性，同时保持固有的特性，而且根据这些研究结果，已经发现包含聚酯树脂、白色颜料和含硅接枝共聚物的热塑性树脂组合物能够实现长时间的光学效率和光稳定性，同时表现出改善的耐冲击性，从而完成本发明。

根据本发明的热塑性树脂组合物包含(A)聚酯树脂、(B)白色颜料和(C)含硅接枝共聚物。

下文中，将会更加详细的描述根据本发明的热塑性树脂组合物的每种组分。

(A)聚酯树脂

聚酯树脂可以用于改善在LED组件的制造工艺过程中在高温下的树脂组合物的耐热性和机械性能。聚酯树脂在聚合物骨架中含有环状结构，并且因此具有高熔点。聚酯树脂可以具有200℃或更高，优选220至380℃，更优选260至320℃的熔点。如果聚酯树脂的熔点超过380℃，则聚酯树脂可能表现出较差的加工性。

聚酯树脂可以具有主链中包含芳环和脂环族环的结构。具体地，聚酯树脂可以通过芳香族二羧酸组分与包含脂环族二醇的二醇组分的缩聚而制备。

二羧酸组分可以包括芳香族二羧酸及其衍生物。例如，二羧酸组分可以包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸和萘二甲酸，且对苯二甲酸优选用作二羧酸组分。

二醇组分可以包括脂环族二醇以在主链中包含环状重复单元。例如，1,4-环己烷二甲醇(CHDM)优选用作二醇组分。

二醇组分可以进一步包括除了1,4-环己烷二甲醇之外的脂肪族二醇。脂肪族二醇可以包括乙二醇。当包括乙二醇时，二醇组分可以包括15至100wt％的1,4-环己烷二甲醇和0至85wt％的乙二醇。优选地，二醇组分可以包括30至80wt％的1,4-环己烷二甲醇和约20至70wt％的乙二醇。包含乙二醇的二醇组分能够改进机械性能如耐冲击性而不会使聚酯树脂的耐热性劣化。

此外，可以进一步包括至少一种C6至C21芳香族二醇或C3至C8脂肪族二醇以作为二醇组分从而改性聚酯树脂。C6至C21芳香族二醇或 C3至C8脂肪族二醇的实例可以包括丙烷-1,3-二醇、丁烷-1,4-二醇、戊烷-1,5-二醇、己烷-1,6-二醇、3-甲基戊烷-2,4-二醇、2-甲基戊烷-1,4-二醇、2,2,4-三甲基戊烷-1,3-二醇、2-乙基己烷-1,3-二醇、2,2-二乙基丙烷-1,3-二醇、1,4-环丁烷二甲醇、2,2-双(3-羟基乙氧基苯基)-丙烷、2,2-双(4-羟基丙氧基苯基)-丙烷等。

聚酯树脂可以是通过对苯二甲酸和1,4-环己烷二甲醇缩聚获得的且具有由式1的重复单元表示的化合物：

[式1]

在上述式1中，m是10至500的整数。

优选地，聚酯树脂是聚对苯二甲酸环己烷二甲酯(PCT)。

聚酯树脂(A)在35℃下可以具有在邻氯苯酚溶液中测定的0.4至1.5dl/g，优选0.5至1.2dl/g的特性粘度[η]。如果特性粘度[η]小于0.4dl/g，则树脂组合物能够表现出差的机械性能，而如果特性粘度[η]超过1.5dl/g，则树脂组合物能够显示出差的可塑性。

聚酯树脂可以通过本领域中已知的典型缩聚工艺制备，且缩聚工艺可以包括通过使用乙二醇或低级烷基酯的酯交换的酸的直接缩聚。

聚酯树脂可以以基于包含聚酯树脂和白色颜料的基础树脂的总重量的30至80wt％的量存在。如果聚酯树脂的量小于30wt％，则热塑性树脂组合物能够在耐热性和耐冲击性方面表现出差的性能，而如果聚酯树脂 的量超过80wt％，则热塑性树脂组合物能够在可塑性和光稳定性方面表现差的性能。

(B)白色颜料

白色颜料可以用于增加树脂组合物的白度和反射率。

白色颜料可以包括选自氧化钛、氧化锌、硫化锌、铅白、硫酸锌、硫酸钡、碳酸钙、氧化铝和它们的混合物中的至少一种。

可以用硅烷偶联剂或钛偶联剂处理白色颜料。例如，可以用硅烷化合物如乙烯基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷处理白色颜料。

优选地，白色颜料是氧化钛。氧化钛可以用于改进光学性能如反射率和隐蔽性。氧化钛可以包括典型的氧化钛产品，但不限于此。优选地，使用无机表面处理剂或有机表面处理剂处理氧化钛。无机表面处理剂的实例可以包括氧化铝(铝氧化物(矾土，三氧化二铝，alumina)，Al2O3)、二氧化硅(氧化硅(硅石，silica)，SiO2)、二氧化锆(氧化锆(zirconia)，ZrO2)、硅酸钠、铝酸钠、硅酸钠铝、氧化锌、云母等。有机表面处理剂的实例可以包括聚二甲基硅氧烷、三甲基丙烷(TMP)、季戊四醇等。无机表面处理剂或有机表面处理剂可以基于100重量份的氧化钛以10重量份或更少的量使用。优选地，氧化钛涂覆有氧化铝(Al2O3)。可以使用无机表面处理剂如二氧化硅、二氧化锆、硅酸钠、铝酸钠、硅酸钠铝、氧化锌和云母或有机表面处理剂如聚二甲基硅氧烷、三甲基丙烷(TMP)和季戊四醇进一步改性氧化铝处理的氧化钛。

白色颜料可以基于包含聚酯树脂和白色颜料的基础树脂的总重量以20至70wt％的量存在。如果白色颜料的量小于20wt％，则热塑性树脂组合物能够在反射率和耐褪色性方面表现出差的性能，而如果白色颜料的量 超过70wt％，则热塑性树脂组合物能够在机械性能如耐冲击性方面就表现出差的性能。

(C)含硅接枝共聚物

含硅接枝共聚物可以用于与树脂组合物的其他组分结合，以改善耐冲击性，而不使长期反射率和耐褪色性劣化。

含硅接枝共聚物可以具有核-壳结构。可以通过将乙烯基单体接枝至橡胶核结构以形成壳来获得含硅接枝共聚物。具体地，含硅接枝共聚物可以具有乙烯基单体接枝至硅类橡胶核的结构。

含硅接枝共聚物可以通过本领域已知的任何合适的方法制备。例如，含硅接枝共聚物可以通过将选自由α-甲基苯乙烯、卤素或烷基取代的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、C1至C8甲基丙烯酸烷基酯、C1至C8丙烯酸烷基酯、马来酸酐、C1至C4烷基和N-取代的苯基马来酰亚胺组成的组中的至少一种化合物接枝到硅类橡胶，随后进行橡胶的聚合而制备。

C1至C8甲基丙烯酸烷基酯或C1至C8丙烯酸烷基酯分别是甲基丙烯酸或丙烯酸的酯，因此可以是由具有1至8个碳原子的一元醇制备的酯。它们的实例可以包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丙酯。优选地，使用甲基丙烯酸甲酯。

含硅接枝共聚物的硅类橡胶可以由环硅氧烷化合物而制备。例如，硅类橡胶可以由选自由六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、三甲基三苯基环硅氧烷、四甲基四苯基环四硅氧烷、八苯基环四硅氧烷和它们的混合物组成的组中的环硅氧烷化合物制备。

硅类橡胶可以包含20至95wt％的硅。在此范围内，含硅接枝共聚物能够提供协同效应，通过协同效应树脂组合物与其它组分的结合能够具有 优异的耐冲击性，同时表现出长期光稳定性。如果硅的量小于20wt％，树脂组合物可能表现出较差的长期光稳定性，而如果硅的量超过95wt％，则难以实现产品所需的耐冲击性。

此外，基于含硅接枝共聚物的总重量，硅类橡胶核可以具有5至85wt％，优选20至85wt％，更优选50至85wt％的硅含量。在此范围内，含硅接枝共聚物与其他组分的结合能够提供同时改善树脂组合物的长期光稳定性和耐冲击性的协同效应。

基于100重量份包含聚酯树脂和白色颜料的基础树脂，含硅接枝共聚物可以以0.1重量份至10重量份的量存在。如果含硅接枝共聚物的量小于0.1重量份，则树脂组合物的耐冲击性的改善是微不足道的，而如果含硅接枝共聚物的量超过10重量份，则树脂组合物能够在耐热性、光学效率和光稳定性方面表现出较差的性能。

根据本发明的热塑性树脂组合物可以进一步包含具有各种颗粒形状的填料以改善机械性能和可塑性。填料可以包括本领域中已知的任何合适的有机或无机填料。具体地，填料可以包括选自玻璃纤维、碳纤维、玻璃珠、玻璃薄片、碳黑、粘土、高岭土、滑石、云母、碳酸钙、硅灰石和它们的混合物中的至少一种。其中，优选使用玻璃纤维、滑石和粘土，并且，更优选使用玻璃纤维。

虽然玻璃纤维可以部分具有圆形形状，但玻璃纤维的形状可以根据期望的应用而变化。换句话说，玻璃纤维可以具有任何合适的形状而无限制。

基于基础树脂的总重量，填料可以以5至50wt％的量存在。在此范围内，填料与其他组分的结合可以改善树脂组合物的机械强度和可塑性。

另外，根据本发明的热塑性树脂组合物可以进一步包含不改变本发明的有利效果的典型添加剂，并且添加剂的实例可以包括抗氧化剂、热稳定 剂、阻燃剂、荧光增白剂、增塑剂、增稠剂、抗静电剂、脱模剂、染料和成核剂，但不限于此。抗氧化剂的实例可以包括酚、胺、硫和磷抗氧化剂；热稳定剂的实例可以包括内酯化合物、氢醌化合物、卤化铜、碘化合物；并且阻燃剂的实例可以包括溴类、氯类、磷类、锑类和无机阻燃剂。

根据本发明的另一个方面，提供了一种使用如上所述热塑性树脂组合物生产的模制品。

模制品可以具有在450nm的波长下使用色度计测定的初始反射率和用LED光源照射500小时之后在85℃/85％RH下测定的反射率之间的10或更小的差值。

模制品可以是用于LED的反射器。

下文中，将参照一些实施例更详细地描述本发明。应当理解的是，提供的这些实施例仅用于举例说明，而不应该以任何方式解释为限制本发明。

在下列实施例和比较例中使用的详细组分如下：

(A)聚酯树脂(PCT)

使用由SK Chemical生产的PCT 0302。

(B)白色颜料

使用由Tronox Pigments LLC生产的CR-470。

(C)含硅接枝共聚物

使用具有65wt％的硅含量的KANE ACE^TM>

(D)玻璃纤维

使用由Owens-Corning Fiberglas Corp.生产的910。

(实施例1)

按照表1中所列的量加入上述组分，接着通过干燥共混，从而制备出热塑性树脂组合物。本文中，基于100重量份的包含52.5wt％的聚酯树脂(A)和47.5wt％的白色颜料(B)的基础树脂，包含1重量份的量的含硅接枝共聚物(C)。然后，在250至350℃的喷嘴温度下，用双螺杆挤出机(Φ＝45mm)加工处理树脂组合物，从而制备粒料。制备的粒料在100℃下干燥4小时或更长，然后使用卧式注射成形机(在280至320℃的成型温度下)注射成型，从而制备具有90mm×50mm×2.5mm的尺寸的样品，依次对其评价下列性能。结果在表1中示出。

(实施例2)

以与实施例1相同的方法制备样品，区别在于基于100重量份的基础树脂以5重量份的量使用含硅接枝共聚物(C)。

(比较例1)

以与实施例1相同的方法制备样品，区别在于不使用含硅接枝共聚物(C)。

(性能评价)

1)悬臂梁冲击强度

根据ASTM D256在23℃下在1/8″厚的无切口样品上测定冲击强度。

2)反射率

在450nm的波长下在板型样品上测定反射率。按照反射组件包含(SCI，specular component included)模式进行测定初始反射率，且在170℃和85％RH的恒温烘箱中用LED光源在450nm的波长下照射样品200小时和500小时之后在样品上测定反射率。从而进行反射率保持率性能的评价。本文中，作为反射计，使用CM3600CIE Lab.色度计(KONICAMINOLTA HOLDINGS，INC.生产)。

表1

如表1中所示，可以看出，与比较例1相比实施例1和2表现出改善的耐冲击性并具有高的初始反射率和优异的反射率保持率性能。

虽然本文已经描述了一些实施方式，但是应当理解的是，提供的这些实施方式仅用于说明，并且不应该以任何方式解释为限制本发明，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员能够作出各种修改、改变、替换和等同的实施方式。

因此，本发明的思想体现在说明的实施例中，并不用于限定，本发明的思想不仅包含所附权利要求的范围，也包括与该权利要求等同或等价的变形。