TW202438564A - 熱塑性樹脂及包含熱塑性樹脂之成形體 - Google Patents
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Abstract
本發明提供光學用途等中之性狀,例如折射率、色收差等之性狀優異的熱塑性樹脂、包含如其之熱塑性樹脂的成形品等。
上述課題之解決手段,可列舉具有特定構造之構成單元的矽烷構成單元(S),下述式(1)表示之酯構成單元(I),及二醇構成單元(A)的熱塑性樹脂。
(通式(1)中之R
1、R
2、式(1)中,R
1、R
2、R
i、R
ii、a、b、m及n係各自如說明書中所示。)
Description
本發明係有關熱塑性樹脂,特別是包含來自矽烷化合物之構成單元等的熱塑性樹脂、包含熱塑性樹脂之成形體等。
以往,各樣的熱塑性樹脂,在寬廣領域被使用。熱塑性樹脂,例如藉由射出成形等的手法,被形成各種的成形品,被利用於電氣電子、OA機器、重電機、精密機械、汽車領域等的寬廣產業領域。
作為成形品之材料等使用的熱塑性樹脂,也稱為所謂的聚亞芳香基矽氧烷之芳香族聚矽氧烷的聚合物為人所知(例如,專利文獻1、專利文獻2)。近年,聚亞芳香基矽氧烷等之聚矽氧烷化合物的重要性增大,聚亞芳香基矽氧烷,例如,照片影印中之剝離層、光阻材料、聚碳酸酯樹脂等之樹脂用的可塑劑,又,可作為粉末表面塗覆系的成分等使用。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特表平08-502537號公報
[專利文獻2]日本特表2015-512999號公報
[發明所欲解決之課題]
聚矽氧烷聚合物等之以往的熱塑性樹脂,不一定具有適於特定用途的性狀,作為光學用途等中之成形品的材料,必須具有優異之性狀的熱塑性樹脂。例如,可用於光學用途的熱塑性樹脂,由於一般被認為折射率高之熱塑性樹脂的阿貝數有低的傾向等,折射率與阿貝數皆提昇,至少不容易實現。
如此,光學用途中之性狀,例如,就藉由折射率,阿貝數所示之色收差等的觀點,要求具有優異性狀之新的熱塑性樹脂。
[用以解決課題之手段]
本發明係提供以下記載的熱塑性樹脂、包含熱塑性樹脂的成形品等。
[1]一種熱塑性樹脂,其係具有:
作為來自下述至少任一種之矽烷化合物之構成單元的矽烷構成單元(S),
來自下述通式(1)表示之二羧酸、單羧酸單酯,或羧酸二酯的酯構成單元(I),及
包含來自下述通式(2)表示之單體的二萘構成單元(N)及來自下述通式(3)表示之單體之茀構成單元(F)中之至少任一種的二醇構成單元(A),
其中前述矽烷構成單元(S)源自包含二烷基二烷氧基矽烷、二芳基二烷氧基矽烷,及單烷基單芳基二烷氧基矽烷之中之至少任一種的二烷氧基矽烷化合物;包含二烷基二芳氧基矽烷、二芳基二芳氧基矽烷,及單烷基單芳基二芳氧基矽烷中之至少任一種的二芳氧基矽烷化合物;及包含二烷基單烷氧基單芳氧基矽烷、二芳基單烷氧基單芳氧基矽烷及單烷基單芳基單烷氧基單芳氧基矽烷化合物之中之至少任一種的單烷氧基單芳氧基矽烷化合物,
(式(1)中,R
1及R
2各自獨立表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、可具有取代基之碳數1~6之烷基,或可包含選自O、N及S之雜環原子且可具有取代基之碳數6~20之芳基、可具有取代基之碳數2~6之烯基、可具有取代基之碳數1~6之烷氧基、或可具有取代基之碳數7~17之芳烷基,
a及b各自獨立表示0~5之整數,
n及m各自獨立表示1~5之整數,
R
i及R
ii各自獨立表示氫原子,或碳數1~5之烷基),
R
a及R
b各自獨立地選自氫原子、鹵素原子、可具有取代基之碳數1~20之烷基、可具有取代基之碳數1~20之烷氧基、可具有取代基之碳數5~20之環烷基、可具有取代基之碳數5~20之環烷氧基、可具有取代基之碳數6~20之芳基、包含選自O、N及S之1個以上之雜環原子的可具有取代基之碳數6~20之雜芳基、可具有取代基之碳數6~20之芳氧基,及-C≡C-R
h所構成群組,
R
h表示可具有取代基之碳數6~20之芳基,或包含選自O、N及S之1個以上之雜環原子的可具有取代基之碳數6~20之雜芳基,
X表示單鍵,或可具有取代基之茀基,
A及B各自獨立表示可具有取代基之碳數1~5之伸烷基,
m及n各自獨立表示0~6之整數,
a及b各自獨立表示0~10之整數,
(通式(3)中,
R
c及R
d各自獨立為選自氫原子、鹵素原子、可具有取代基之碳數1~20之烷基、可具有取代基之碳數1~20之烷氧基、可具有取代基之碳數5~20之環烷基、可具有取代基之碳數5~20之環烷氧基,及可具有取代基之碳數6~20之芳基所構成群組,
Y
1為茀基、
A及B各自獨立表示可具有取代基之碳數1~5之伸烷基,
p及q各自獨立表示0~4之整數,
a及b各自獨立表示0~10之整數)。
[2]如上述[1]之熱塑性樹脂,其中,以前述熱塑性樹脂中之全部構成單元之合計莫耳數為基準計,前述矽烷構成單元(S)之含量為5~50mol%。
[3]如上述[1]或[2]之熱塑性樹脂,其中,以前述熱塑性樹脂中之全部構成單元之合計莫耳數為基準計,前述酯構成單元(I)之含量為3~45mol%。
[4]如上述[1]~[3]中任一項之熱塑性樹脂,其中,以前述熱塑性樹脂中之全部構成單元之合計莫耳數為基準計,前述二醇構成單元(A)之含量為30~70mol%。
[5]如上述[1]~[4]中任一項之熱塑性樹脂,其中,前述二醇構成單元(A)中之前述茀構成單元(F)與前述二萘構成單元(N)之莫耳比為5:95~95:5。
[6]如上述[1]~[5]中任一項之熱塑性樹脂,其中,前述矽烷構成單元(S)具有-OSi(R
1R
2)O-部位,
R
1及R
2各自獨立為可具有取代基之碳數1~20之烷基,或可具有取代基之碳數6~30之芳基。
[7]如上述[6]之熱塑性樹脂,其中,前述矽烷構成單元(S)中之R
1及R
2各自獨立選自甲基、乙基,及可具有取代基之苯基。
[8]如上述[1]~[7]中任一項之熱塑性樹脂,其中,前述熱塑性樹脂中,前述酯構成單元(I)與前述二醇構成單元(A)進行酯鍵結。
[9]如上述[1]~[8]中任一項之熱塑性樹脂,其中,前述熱塑性樹脂中,前述矽烷構成單元(S)與前述二醇構成單元(A)進行(矽基)醚鍵結。
[10]如上述[1]~[9]中任一項之熱塑性樹脂,其中,前述通式(2)之化合物包含BNE、2NBN及DPBN中之任一種。
[11]如上述[1]~[10]中任一項之熱塑性樹脂,其中,前述通式(3)之化合物包含BNEF、BPPEF及BPEF中之任一種。
[12]如上述[1]~[11]中任一項之熱塑性樹脂,其中,前述熱塑性樹脂之以聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)為5,000~100,000。
[13]如上述[1]~[12]中任一項之熱塑性樹脂,其中,前述熱塑性樹脂之折射率(nd)為1.640~1.700。
[14]如上述[1]~[13]中任一項之熱塑性樹脂,其中,前述熱塑性樹脂之阿貝數(vd)為16.0~24.0。
[15]如上述[1]~[14]中任一項之熱塑性樹脂,其中,前述熱塑性樹脂之Tg為105~170℃。
[16]一種成形體,其係包含如上述[1]~[15]中任一項之熱塑性樹脂。
[17]如上述[16]之成形體,其中,前述成形體為光學透鏡。
[18]一種熱塑性樹脂之製造方法,其係如上述[1]之熱塑性樹脂之製造方法,
其係進行下述第1段的聚合反應與第2段的聚合反應,
第1段的聚合反應:使形成前述酯構成單元(I)用之前述式(1)表示之二羧酸、單羧酸單酯,或羧酸二酯;及形成二醇構成單元(A)用之上述式(2)表示之單體及/或上述式(3)表示之單體進行聚合,
第2段的聚合反應:藉由在前述第1段之聚合反應得到之反應系中,添加形成前述矽烷構成單元(S)用之前述矽烷化合物進行聚合。
[19]如上述[18]之熱塑性樹脂之製造方法,其中在藉由前述第1段之聚合反應所得到之反應系中,添加前述矽烷化合物與觸媒,進行前述第2段的聚合反應。
[發明效果]
依據本發明時,可實現具有高折射率及阿貝數等之優異性狀的熱塑性樹脂、包含這種的熱塑性樹脂之光學透鏡等的成形體。
[實施發明之形態]
本發明之熱塑性樹脂,包含矽烷構成單元(S)、酯構成單元(I)及二醇構成單元(A)。
矽烷構成單元(S)係來自二烷氧基矽烷等之特定之矽烷化合物的構成單元,酯構成單元(I)係來自特定之羧酸或酯的構成單元,二醇構成單元(A)係來自特定之二醇化合物的構成單元。
熱塑性樹脂的種類,可列舉聚酯樹脂、聚酯碳酸酯樹脂等。以下,詳細地說明熱塑性樹脂。
[I.熱塑性樹脂]
<I-1.構成單元的種類>
(1)矽烷構成單元(S)
熱塑性樹脂中之矽烷構成單元(S)係包含下述式(4)之矽醚鍵部位的構成單元,亦即,包含-OSi(R
3R
4)O-部位的構成單元。因此,熱塑性樹脂之聚合可使用之矽烷化合物的種類,可依據主鏈所形成之矽烷構成單元(S)之種類適宜選擇。
又,矽烷構成單元(S)係作為連結酯構成單元(I)等與二醇構成單元(A)之連結基而作用者,形成矽烷構成單元(S)用的矽烷化合物,以下,也記載為連結劑。
上述式(1)中之R
3及R
4各自獨立為可具有取代基之碳數1~20之烷基、或可具有取代基之碳數6~30之芳基。矽烷構成單元(S)中之R
3及R
4為可具有取代基之烷基時,較佳為合計碳數為1~14或1~10,更佳為合計碳數為1~6,特佳為合計碳數為1或2。
又,矽烷構成單元(S)中之R
3及R
4為可具有取代基之芳基時,較佳為合計碳數為6~20,更佳為合計碳數為6~12,特佳為合計碳數為6~8。
上述矽烷構成單元(S)中之取代基,可列舉羥基、鹵素、胺基、乙烯基、羧基、氰基、(甲基)丙烯醯氧基、縮水甘油氧基、巰基等。又,矽烷構成單元(S)中之烷基之取代基,也包含苯基、萘基等之芳基,矽烷構成單元(S)中之苯基、萘基等之芳基之取代基,也包含烷基。又,具有取代基之部位中之碳數,也包含取代基之碳數的合計碳數。
R
3及R
4之較佳的具體例,可列舉甲基、乙基、丙基、苯基、苄基等,更佳為甲基、苯基等。
上述包含R
3及R
4之矽烷構成單元(S)形成用的矽烷化合物,包含選自二烷氧基矽烷化合物、二芳氧基矽烷化合物及單烷氧基單芳氧基矽烷化合物之至少任一種。
二烷氧基矽烷化合物係包含二烷基二烷氧基矽烷、二芳基二烷氧基矽烷、及單烷基單芳基二烷氧基矽烷之至少任一者。
二芳氧基矽烷化合物係包含二烷基二芳氧基矽烷、二芳基二芳氧基矽烷、及單烷基單芳基二芳氧基矽烷之至少任一者。
又,單烷氧基單芳氧基矽烷化合物係包含二烷基單烷氧基單芳氧基矽烷、二芳基單烷氧基單芳氧基矽烷、及單烷基單芳基單烷氧基單芳氧基矽烷化合物之至少任一者。
形成矽烷構成單元(S)的矽烷化合物,以通式Si(R
3R
4)(OR
5)
2時,表示者,R
3及R
4係如上述式(4)所示,各自獨立為選自可具有取代基之碳數1~20之烷基、及可具有取代基之碳數6~30之芳基。R
3及R
4之較佳的形態係如上述。
又,矽烷化合物之通式Si(R
3R
4)(OR
5)
2中之OR
5基,各自獨立表示烷氧基及芳氧基之任一者。矽烷化合物中之烷氧基及/或芳氧基的2個之-OR
3基並非被導入熱塑性樹脂之聚合物鏈(主鏈)者,而是使產生例如甲醇、酚等的副產物(MeOH,PhOH)者。因此,關於烷氧基或芳氧基的種類,無特別限定。但是為了聚合步驟中之副產物盡可能容易自反應系中去除,較佳為碳數較少的芳氧基及烷氧基,例如,較佳為碳數8以下之芳氧基或碳數3以下之烷氧基,更佳為苯氧基(-OC
6H
5基)、苄氧基、甲氧基、乙氧基等,特佳為苯氧基或甲氧基。
矽烷化合物之較佳的具體例,可列舉二甲基二苯氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、甲基乙基二甲氧基矽烷、二乙基二甲氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、甲基苯基二甲氧基矽烷等。矽烷化合物之更佳的具體例,可列舉二苯基二甲氧基矽烷、二甲基二苯氧基矽烷等。
作為構成矽烷構成單元(S)之矽烷化合物,可使用單一種類之二烷氧基矽烷化合物,也可併用複數種類之二烷氧基矽烷化合物。
(2)酯構成單元(I)
熱塑性樹脂中之酯構成單元(I)係來自下述式(1)表示之二羧酸、單羧酸單酯、或羧酸二酯的構成單元。
又,酯構成單元(I)也作為連結矽烷構成單元(S)等與二醇構成單元(A)之連結基而作用者,形成酯構成單元(I)用的羧酸及酯,以下,也記載為連結劑。
式(1)中,R
1及R
2各自獨立表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、可具有取代基之碳數1~6之烷基,或可包含選自O、N及S之雜環原子之可具有取代基之碳數6~20之芳基,也可具有取代基之碳數2~6之烯基,也可具有取代基之碳數1~6之烷氧基,或也可具有取代基之碳數7~17之芳烷基。
R
1及R
2,較佳為氫原子、或可具有取代基之碳數1~5之烷基,更佳為氫原子、或可具有取代基之碳數1~3之烷基,又更佳為氫原子、或可具有取代基之碳數1或2之烷基。
式(1)中,R
i及R
ii各自獨立為氫原子、或碳數1~5之烷基,較佳為氫原子、或可具有取代基之碳數1~3之烷基,更佳為氫原子、或可具有取代基之碳數1或2之烷基。
式(1)中,a及b各自獨立為0~5之整數,較佳為1~3,更佳為1或2。
式(1)中,n及m各自獨立為1~5之整數,較佳為1~3,更佳為1或2。
上述酯構成單元(I)中之取代基,可列舉羥基、鹵素、胺基、乙烯基、羧基、氰基、(甲基)丙烯醯氧基、縮水甘油氧基、巰基等。又,酯構成單元(I)中之烷基之取代基,也包含苯基、萘基等之芳基,酯構成單元(I)中之苯基、萘基等之芳基之取代基,也可包含烷基。又,具有取代基之部位中之碳數,也包含取代基之碳數的合計碳數。
熱塑性樹脂,也可包含通式(1)表示之1種單獨的酯構成單元(I),也可包含組合2種以上。
作為通式(1)表示之二羧酸、單羧酸單酯、或羧酸二酯,較佳為下述式表示之2,2’-([1,1’-聯萘]-2,2’-二基雙(氧基))乙醯乙酸(BINOL-DC)或其單、二酯。
式中,Ri及Rii,各自獨立地較佳為碳數1~5之烷基,更佳為甲基或乙基,特佳為甲基。
(3)二醇構成單元(A)
二醇構成單元(A)係包含二萘構成單元(N)及茀構成單元(F)之至少一種。二萘構成單元(N)及茀構成單元(F)係彼等之末端中,鍵結有矽烷構成單元(S)或酯構成單元(I)。以下,詳細地說明包含二萘構成單元(N)及茀構成單元(F)等的二醇構成單元(A)。
(3-1)二萘構成單元(N)
二萘構成單元(N)係來自含有二萘之二羥基化合物。形成二萘構成單元(N)用之含有二萘之二羥基化合物,例如選自下述式(2)表示者較佳。
通式(2)中,Ra及Rb各自獨立地選自由鹵素原子、可具有取代基之碳數1~20之烷基、可具有取代基之碳數1~20之烷氧基、可具有取代基之碳數5~20之環烷基、可具有取代基之碳數5~20之環烷氧基、可具有取代基之碳數6~20之芳基、包含選自O、N及S之1個以上之雜環原子之可具有取代基之碳數6~20之雜芳基、可具有取代基之碳數6~20之芳氧基、及-C≡C-Rh所構成群組。Rh表示可具有取代基之碳數6~20之芳基、或包含選自O、N及S之1個以上之雜環原子之可具有取代基之碳數6~20之雜芳基。
Ra及Rb較佳為氫原子、可具有取代基之碳數6~20之芳基、包含選自O、N及S之1個以上之雜環原子之可具有取代基之碳數6~20之雜芳基,更佳為氫原子、可具有取代基之碳數6~20之芳基,又更佳為氫原子、可具有取代基之碳數6~12之芳基。
通式(2)中,X表示單鍵,或可具有取代基之茀基。X較佳為單鍵、或合計碳數為12~20之可具有取代基之茀基。
通式(2)中,A及B各自獨立地為可具有取代基之碳數1~5之伸烷基,較佳為碳數2或3之伸烷基。
通式(2)中,m及n各自獨立地為0~6之整數,較佳為0~3之整數,更佳為0或1。
通式(2)中,a及b各自獨立地為0~10之整數,較佳為1~3之整數,更佳為1或2。
作為上述之二萘構成單元(N)中之取代基,可列舉羥基、鹵素、胺基、乙烯基、羧基、氰基、(甲基)丙烯醯氧基、縮水甘油氧基、巰基等。又,二萘構成單元(N)中之烷基之取代基,也包含苯基、萘基等之芳基,酯構成單元(I)中之苯基、萘基等之芳基之取代基,也可包含烷基。又,具有取代基之部位中之碳數,也包含取代基之碳數的合計碳數。
作為二萘構成單元(N)之具體例,可列舉來自2,2’-雙(2-羥基乙氧基)-6,6’-二苯基-1,1’-聯萘(DPBN)、2,2’-雙(2-羥基乙氧基)-6,6’-二(萘-2-基)-1,1’-聯萘(2NBN)、2,2’-雙(2-羥基乙氧基)-1,1’-聯萘(BNE)等的構成單元,更佳為來自DPBN、2NBN等的構成單元。
如此,包含二萘構成單元(N)的熱塑性樹脂,相較於含有包含來自脂環式二醇之脂環式環的構成單元、包含來自雙酚類等之單環式之芳香環的構成單元等的熱塑性樹脂,具有更高耐熱性的效果。
作為構成二萘構成單元(N)之化合物,可使用單一種類之含二萘之二羥基烷化合物,也可併用複數種類之含二萘之二羥基烷化合物。
(3-2)茀構成單元(F)
茀構成單元(F)係來自含茀環之二羥基化合物。含茀環之二羥基化合物,較佳為例如以下述通式(3)表示者。
通式(3)中,Rc及Rd各自獨立地為選自鹵素原子、可具有取代基之碳數1~20之烷基、可具有取代基之碳數1~20之烷氧基、可具有取代基之碳數5~20之環烷基、可具有取代基之碳數5~20之環烷氧基、及可具有取代基之碳數6~20之芳基所構成群組。
Rc及Rd較佳為氫原子、可具有取代基之碳數6~20之芳基、包含選自O、N及S之1個以上之雜環原子之可具有取代基之碳數6~20之雜芳基,更佳為氫原子、可具有取代基之碳數6~20之芳基,又更佳為氫原子、可具有取代基之碳數6~12之芳基。
通式(3)中,Y
1至少包含可具有取代基之茀基。但是熱塑性樹脂中,Y
1除了可具有取代基之茀基的茀構成單元(F)外,也可包含Y
1為不同的茀構成單元。亦即,通式(3)中,Y
1為單鍵,或以下述式(8)~(14)表示之結構式之中任一的結構式,較佳為茀基、單鍵、或以下述式(8)表示之結構式。
式(8)~(14)中,R
61、R
62、R
71及R
72各自獨立表示氫原子、鹵素原子、可具有取代基之碳數1~20之烷基、或可具有取代基之碳數6~30之芳基,或表示R
61及R
62、或R
71及R
72彼此鍵結形成之可具有取代基之碳數1~20之碳環或雜環。
式(8)~(14)中,r及s各自獨立地為0~5000之整數。
上述通式(3)中,A及B各自獨立地為可具有取代基之碳數1~5之伸烷基,較佳為碳數2或3之伸烷基。上述通式(3)中,p及q各自獨立地為0~4之整數,較佳為0或1。又,上述通式(3)中,a及b各自獨立地為0~10之整數,較佳為0~5之整數,更佳為0~2之整數,例如0或1。
作為上述之茀構成單元(F)中之取代基,可列舉羥基、鹵素、胺基、乙烯基、羧基、氰基、(甲基)丙烯醯氧基、縮水甘油氧基、巰基等。又,茀構成單元(F)中之烷基之取代基,也包含苯基、萘基等之芳基,茀構成單元(F)中之苯基、萘基等之芳基之取代基,也可包含烷基。又,具有取代基之部位中之碳數,也包含取代基之碳數的合計碳數。
作為茀構成單元(F)之具體例,可列舉來自BPEF(9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)茀)、BPPEF(9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-苯基苯基)茀)、9,9-雙[6-(2-羥基乙氧基)萘-2-基]茀(BNEF)、雙酚A、雙酚AP、雙酚AF、雙酚B、雙酚BP、雙酚C、雙(4-羥基苯基)-2,2-二氯乙烯、雙酚E、雙酚F、雙酚G、雙酚M、雙酚S、雙酚P、雙酚PH、雙酚TMC、雙酚P-AP(4,4’-(1-苯基亞乙基)雙酚)、雙酚P-CDE(4,4’-亞環十一烷基(cyclododecylidene)雙酚)、雙酚P-HTG(4,4’-(3,3,5-三甲基亞環己基)雙酚)、雙酚P-MIBK(4,4’-(1,3-二甲基亞丁基)雙酚)、雙酚PEO-FL(雙苯氧乙醇茀)、雙酚P-3MZ(4-[1-(4-羥基苯基)-3-甲基環己基]苯酚)、雙酚OC-FL(4,4’-[1-[4-[1-(4-羥基苯基)-1-甲基乙基]苯基]亞乙基]雙酚)、雙酚Z、BP-2EO(2,2’-[[1,1’-聯苯基]-4,4’-二基雙(氧基)雙乙醇)、S-BOC(4,4’-(1-甲基亞乙基)雙(2-甲基苯酚)、)TrisP-HAP(4,4’,4’’-亞乙基三苯酚)等者。
此等之中,作為茀構成單元(F)之更佳的具體例,可列舉來自BNEF、BPEF或BPPEF者。
作為構成茀構成單元(F)之化合物,可使用單一種類之含茀環之二羥基化合物,也可併用複數種類之含茀環之二羥基化合物。
又,關於形成茀構成單元(F)用之化合物的含茀環之二羥基化合物,以下,記載A成分,關於上述形成二萘構成單元(N)用之化合物的含有二萘之二羥基化合物,以下也記載B成分。
使用A成分與B成分,將此等共聚合時,可得到折射率高的熱塑性樹脂。又,使用B成分所生成的熱塑性樹脂,可容易僅含有適當量之詳細如後述的低分子量體。這種熱塑性樹脂具有提昇成形時的可塑性,提昇生產性,可減少能量消耗量的優點。
熱塑性樹脂中之低分子量體,亦即,重量平均分子量(Mw)為1,000以下之低分子量化合物的含有比例係以熱塑性樹脂之全重量為基準計,較佳為10重量%以下,更佳為7重量%以下,又更佳為5重量%以下,特佳為3重量%以下、2重量%以下或1重量%以下。
(4)任意的構成單元(構成單元(Z))
熱塑性樹脂可包含構成主鏈之可謂主成分的矽烷構成單元、酯構成單元(I)及二醇構成單元(A)以外之構成單元(任意的構成單元(Z))。例如,來自下述二醇化合的構成單元。
作為可包含於熱塑性樹脂的構成單元(Z),可列舉來自以下之式(I
1)~(I
6)之任一者表示的二醇化合物者。此等之二醇化合物,有各自簡稱為二醇化合物(I
1)~(I
6)的情形。
二醇化合物(I
1)係以下述式(I
1)表示。
[式中,
R
1與R
2獨立地表示-(CR
5R
6)
q1-或-(-O-(CR
5R
6)
q2-)
q3-(式中,R
5與R
6獨立地表示H或C
1-6烷基,q1表示0以上、10以下之整數,q2表示1以上、10以下之整數,q3表示1以上、10以下之整數,q1或q2為2以上之整數時,複數之R
5或R
6彼此可相同或相異),
R
3與R
4獨立地表示選自由氯、溴及碘所構成群組之1種以上的鹵代基(halogeno)、C
1-20脂肪族烴基、C
1-20烷氧基、C
3-20環烷基、C
6-20芳香族烴基、C
7-20芳烷基、C
6-20芳香族烴氧基、或C
3-20環烷氧基,
X
1為下述所示之任一的基,
(式中,
R
7與R
8獨立地表示選自由H、氯、溴及碘所構成群組之1種以上的鹵代基、可具有取代基α之C
1-20脂肪族烴基、可具有取代基α之C
1-20烷氧基、可具有取代基β之C
6-20芳香族烴基,或R
7與R
8鍵結,可形成C
3-20碳環或5-12員雜環,
R
9與R
10獨立地表示H或C
1-6烷基,r1為2以上之整數時,複數之R
9或R
10彼此可相同或相異,
R
11~R
18獨立地表示選自由氯、溴及碘所構成群組之1種以上的鹵代基、可具有取代基α之C
1-20脂肪族烴基、可具有取代基α之C
1-20烷氧基、或可具有取代基β之C
6-12芳香族烴基,
R
19表示可具有取代基α之C
1-9伸烷基,
r1表示1以上、20以下之整數,
r2表示1以上、500以下之整數。)
上述式(I
1)中,
p1與p2獨立地表示0以上、4以下之整數,
取代基α為C
1-6烷氧基、C
1-7醯基、選自由氯、溴及碘所構成群組之1種以上的鹵代基、胺基、硝基、氰基、及胺基甲醯基所選擇之1種以上的取代基,
取代基β為C
1-6烷基、C
1-6烷氧基、C
1-7醯基、選自由氯、溴及碘所構成群組之1種以上的鹵代基、胺基、硝基、氰基、及胺基甲醯基所選擇之1以上的取代基。
作為-(CR
5R
6)
q1-,可列舉例如,伸乙基(-CH
2CH
2-),作為-O-(CR
5R
6)
q2-,可列舉例如,-O-CH
2CH
2-及-O-CH(CH
3)CH
2-。又,R
1為-(-O-(CR
5R
6)
q2-)
q3-時,就安定性的觀點,HO-R
1-Ph係不為HO-(-O-(CR
5R
6)
q2-)
q3-Ph,而是成為HO-(-(CR
5R
6)
q2-O-)
q3-Ph。q2較佳為2以上。
作為「鹵代基」,可列舉氯、溴及碘,較佳為氯或溴,更佳為氯。
「C
1-20脂肪族烴基」係指碳數1以上、20以下之直鏈狀或分枝鏈狀之一價脂肪族烴基,可列舉C
1-20烷基、C
2-20烯基、及C
2-20炔基。作為C
1-20烷基,可列舉例如,甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、s-丁基、t-丁基、n-戊基、n-己基、n-辛基、n-癸基、n-十五烷基、n-二十烷基。較佳為C
1-10烷基或C
1-6烷基,更佳為C
1-4烷基或C
1-2烷基,又更佳為甲基。作為C
2-20烯基,可列舉例如,乙烯基(乙烯基)、1-丙烯基、2-丙烯基(烯丙基)、異丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、異丁烯基、戊烯基、己烯基、辛烯基、癸烯基、十五碳烯基、二十碳烯基等。較佳為C
2-10烯基或C
2-6烯基,更佳為乙烯基(乙烯基)或2-丙烯基(烯丙基)。作為C
2-20炔基,例如,乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、戊炔基、己炔基、辛炔基(octynyl)、癸炔基、十五炔基、二十炔基(icosynyl)等。較佳為C
2-10炔基或C
2-6炔基,更佳為C
2-4炔基或C
2-3炔基。
「C
1-20烷氧基」係指碳數1以上、20以下之直鏈狀或分枝鏈狀之一價脂肪族烴氧基。例如,甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、異丙氧基、n-丁氧基、異丁氧基、t-丁氧基、n-戊氧基、n-己氧基等,較佳為C
1-10烷氧基或C
1-6烷氧基,更佳為C
1-4烷氧基或C
1-2烷氧基,又更佳為甲氧基。
「C
3-20環烷基」係指碳數3以上、20以下之一價環狀飽和脂肪族烴基。例如,環丙基、環丁基、環戊基、環己基、金剛烷基等。較佳為C
3-10環烷基。
「C
6-20芳香族烴基」係指碳數為6以上、20以下的一價芳香族烴基。例如,苯基、茚基、萘基、聯苯基、二氫苊基( acenaphthenyl)、茀基、丙烯合萘基(phenalenyl)、菲基、蒽基、聯三伸苯基(triphenylenyl)、芘基、䓛基(chrysenyl)、稠四苯基、苝基等,較佳為C
6-12芳香族烴基,更佳為苯基。
「C
7-20芳烷基」係指被1個芳香族烴基取代的烷基,碳數為7以上、20以下者。可列舉例如,二苯基乙二酮、苯乙基、苯基丙基、萘基甲基、萘基乙基、聯苯基甲基,較佳為苄基。
「C
6-20芳香族烴氧基」係指碳數6以上、20以下之一價芳香族烴氧基。例如,苯氧基、茚氧基、萘氧基、聯苯氧基、二氫苊氧基、茀氧基、丙烯合萘氧基、菲氧基、蒽氧基、蒽氧基、聯伸三苯氧基、芘氧基、䓛氧基、稠四苯氧基、苝氧基等,較佳為C
6-12芳香族烴氧基,更佳為苯氧基。
「C
3-20環烷氧基」係指碳數3以上、20以下之一價環狀飽和脂肪族烴氧基。例如,環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、金剛烷氧基、亞環十一烷基等。較佳為C
3-12環烷氧基。
作為取代基α,可列舉C
1-6烷氧基、C
1-7醯基、選自由氯、溴及碘所構成群組之1種以上的鹵代基、胺基、硝基、氰基、及胺基甲醯基所選擇之1以上的取代基。
作為取代基β,可列舉C
1-6烷基、C
1-6烷氧基、C
1-7醯基、選自由氯、溴及碘所構成群組之1種以上的鹵代基、胺基、硝基、氰基、及胺基甲醯基所選擇之1以上的取代基。
「胺基」中,除無取代之胺基(-NH
2)外,包含被1個之C
1-6烷基取代的單C
1-6烷基胺基與被2個之C
1-6烷基取代的二C
1-6烷基胺基。此胺基,可列舉胺基(-NH
2);甲基胺基、乙基胺基、n-丙基胺基、異丙基胺基、n-丁基胺基、異丁基胺基、t-丁基胺基、n-戊基胺基、n-己基胺基等之單C
1-6烷基胺基;二甲基胺基、二乙基胺基、二(n-丙基)胺基、二異丙基胺基、二(n-丁基)胺基、二異丁基胺基、二(n-戊基)胺基、二(n-己基)胺基、乙基甲基胺基、甲基(n-丙基)胺基、n-丁基甲基胺基、乙基(n-丙基)胺基、n-丁基乙基胺基等之二C
1-6烷基胺基。較佳為無取代之胺基。
「C
1-7醯基」係指自碳數1以上、7以下之脂肪族羧酸去除了OH而殘留的原子團。例如,甲醯基、乙醯基、乙基羰基、n-丙基羰基、異丙基羰基、n-丁基羰基、異丁基羰基、t-丁基羰基、n-戊基羰基、n-己基羰基等,較佳為C
1-4醯基,更佳為乙醯基。
取代基α之取代基數,可取代時,無特別限制,例如,可為1以上、20以下。該取代基數,較佳為10以下,更佳為5以下或3以下,又更佳為2以下或1。
取代基β之取代基數,可取代時,無特別限制,例如,可為1以上、10以下。該取代基數,較佳為5以下,更佳為3以下,又更佳為2以下或1。
R
7與R
8鍵結所形成之C
5-20碳環,可列舉可具有取代基β之C
3-20環烷基、及環烷基與芳香族烴基的縮合環。作為該縮合環,可列舉例如,二氫苊基或茀基。
作為R
7與R
8鍵結所形成之5-12員雜環,可列舉例如,環氧乙基、氮丙啶基、四氫呋喃基、四氫硫苯基、吡咯烷基、氧硫環己烷基(oxathiolanyl)、哌啶基、1(3H)-異苯並呋喃基(Isobenzofuranyl)等。
作為二醇化合物(I
1),具體而言,可列舉以下的化合物。
可列舉例如,雙(4-羥基苯基)甲烷、雙(2-羥基苯基)甲烷、2,4’-二羥基二苯基甲烷、雙(4-羥基苯基)醚、雙(4-羥基苯基)碸、2,4’-二羥基二苯基碸、雙(2-羥基苯基)碸、雙(4-羥基-3-甲基苯基)碸、雙(4-羥基苯基)亞碸、雙(4-羥基苯基)硫醚、雙(4-羥基苯基)酮、1,1-雙(4-羥基苯基)乙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)-1-苯基乙烷、雙(4-羥基苯基)二苯基甲烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基-3-甲基苯基)乙烷、雙(4-羥基-3-甲基苯基)甲烷、2,2-雙(4-羥基-3-t-丁基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丁烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環己烷、1,1-雙(4-羥基-3-甲基苯基)環己烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環十一烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環十二烷、2,2-雙(4-羥基-3-烯丙基苯基)丙烷、3,3,5-三甲基-1,1-雙(4-羥基苯基)環己烷、9,9-雙(4-羥基-3-乙基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基苯基)茀、α,ω-雙[3-(o-羥基苯基)丙基]聚二甲基二苯基無規共聚矽氧烷、α,ω-雙[3-(o-羥基苯基)丙基]聚二甲基矽氧烷、4,4’-[1,4-伸苯基雙(1-甲基亞乙基)]雙酚、4,4’-[1,3-伸苯基雙(1-甲基亞乙基)]雙酚、2,2-雙(4-羥基苯基)丁烷、1,1-雙(4-羥基苯基)-2-乙基己烷、1,1-雙(4-羥基苯基)-2-甲基丙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)-4-甲基戊烷、1,1-雙(4-羥基苯基)癸烷、1,3-雙(4-羥基苯基)-5,7-二甲基金剛烷、9,9-雙[4-(2-羥基乙氧基)苯基]茀、9,9-雙[4-(2-羥基乙氧基)-3-甲基苯基]茀、9,9-雙[4-(2-羥基乙氧基)-3-t-丁基苯基]茀、9,9-雙[4-(2-羥基乙氧基)-3-異丙基苯基]茀、9,9-雙[4-(2-羥基乙氧基)-3-環己基苯基]茀、9,9-雙[4-(2-羥基乙氧基)-3-苯基苯基]茀、4-(9-(4-羥基乙氧基)苯基)-9H-茀-9-基)苯酚、2,2-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)丙烷、4,4-雙(2-羥基乙氧基)聯苯、2,2’(9H-茀-9,9’-二基)雙(乙-1-醇)、(9H-茀-9,9-二基)二甲醇、2,2’-(1,4-伸苯基)雙(乙-1-醇)、2,2’-(1,4-伸苯基)雙(甲-1-醇)、2,2’-(1,4-伸苯基雙(氧基))雙(乙-1-醇)、1,1-雙(4-羥基苯基)環十二烷、1,1-雙(4-羥基-3-甲基苯基)環十二烷、1,1-雙(4-羥基-3-苯基苯基)環十二烷、1,1-雙(4-羥基-3-t-丁基苯基)環十二烷、1,1-雙(4-羥基-3-sec-丁基苯基)環十二烷、1,1-雙(4-羥基-3-烯丙基苯基)環十二烷、1,1-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)環十二烷、1,1-雙(4-羥基-3-氟苯基)環十二烷、1,1-雙(4-羥基-3-氯苯基)環十二烷、1,1-雙(4-羥基-3-溴苯基)環十二烷、7-乙基-1,1-雙(4-羥基苯基)環十二烷、5,6-二甲基-1,1-雙(4-羥基苯基)環十二烷。
此等之中,特佳為雙(4-羥基苯基)甲烷、雙(2-羥基苯基)甲烷、2,4’-二羥基二苯基甲烷、雙(4-羥基苯基)醚、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環己烷、9,9-雙[4-(2-羥基乙氧基)苯基]茀、9,9-雙[4-(2-羥基乙氧基)-3-苯基苯基]茀、1,1-雙(4-羥基苯基)環十二烷及1,1-雙(4-羥基-3-甲基苯基)環十二烷。此外,代表性的二醇化合物(I
1)如以下所示。
[式中,R
1與R
2表示與前述相同意義。]
但是有時,可自二醇化合物(I
1)除去雙酚A、雙酚AP、雙酚B、雙酚BP、雙酚E、雙酚F、雙酚TMC、雙酚Z。
二醇化合物(I
2)係以下述式(I
2)表示。
[式中,R
1與R
2表示與上述相同意義,X
2表示與X
1相同意義。]
作為二醇化合物(I
2),具體而言,可列舉9,9-雙[6-(1-羥基甲氧基)萘-2-基]茀、9,9-雙[6-(2-羥基乙氧基)萘-2-基]茀、9,9-雙[6-(3-羥基丙氧基)萘-2-基]茀、及9,9-雙[6-(4-羥基丁氧基)萘-2-基]茀等。其中,較佳為9,9-雙[6-(2-羥基乙氧基)萘-2-基]茀。
二醇化合物(I
3)係以下述式(I
3)表示。
[式中,R
1與R
2表示與上述相同意義,X
3表示C
15-32二價芳香族烴基。]
作為C
15-32二價芳香族烴基,可列舉例如,丙烯合茀基、伸熒蒽基(acephenanthrylene)、伸苯並苊基、三伸苯基、伸芘基(pyrenylene)、伸䓛基(chrysenylene)、伸四苯基(naphthacenylene)、伸苯并環庚二烯㠌萘基(preadenylene)、伸茜基(picenylene)、伸苝基(perylenylene)、伸聯苯基、五伸苯基(pentaphenylene)、伸戊烯基(pentacenylene)、四伸苯基、六伸苯基(Hexaphenylene)、伸稠六苯基(hexacenylene)、伸寶石烯基(rubicenylene)、伸暈苯基(coronenylene)、伸三苯基 (Trinaphthyleneylene)、伸庚芬基(Heptaphenylene)、伸并七苯基(Heputaseniren)、伸皮蒽基(Pirantoreniren)、伸卵苯基等之C
15-32二價縮合多環式芳香族烴基;伸三聯苯基(terphenylene)或伸四聯苯基等。
X
3上之R
3基之數,可取代時,無特別限制,例如,可為1以上、10以下,較佳為8以下或5以下,更佳為1或2。
作為二醇化合物(I
3),具體而言,可列舉下述式表示之聯萘二醇化合物。
[式中,R
1與R
2表示與上述相同意義。]
作為此聯萘二醇化合物,可列舉例如,2,2’-雙(1-羥基甲氧基)-1,1’-聯萘、2,2’-雙(2-羥基乙氧基)-1,1’-聯萘、2,2’-雙(3-羥基丙氧基)-1,1’-聯萘、2,2’-雙(4-羥基丁氧基)-1,1’-聯萘等。其中,較佳為2,2’-雙(2-羥基乙氧基)-1,1’-聯萘。
二醇化合物(I
4)係以下述式(I
4)表示。
[式中,
R
20與R
21獨立地表示-(CR
5R
6)
m1-或-(-O-(CR
5R
6)
m2-)
m3-(式中,R
5與R
6表示與前述相同意義、m
1係表示1以上、10以下之整數,m
2係表示1以上、10以下之整數,m
3係表示1以上、10以下之整數,m
1或m
2為2以上之整數時,複數之R
5或R
6彼此可相同或相異),
X
4表示包含1以上之烴環或雜環之二價基。]
作為m
2,較佳為2以上。
作為-(CR
5R
6)
m1-,可列舉例如,伸乙基(-CH
2CH
2-),作為-O-(CR
5R
6)
m2-,可列舉例如,-O-CH
2CH
2-及-O-CH(CH
3)CH
2-。又,R
1為-(-O-(CR
5R
6)
m2-)
m3-時,就安定性的觀點,HO-R
1-X
3-不為HO-(-O-(CR
5R
6)
m2-)
m3-X
3-,而成為HO-(-(CR
5R
6)
m2-O-)
m3-X
3-。
作為1以上之烴環或雜環之二價基,可列舉可具有取代基β之二價C
6-32芳香族烴基、可具有取代基β之二價C
3-20環烷基、可具有取代基β之二價C
6-32芳香族烴基及可具有取代基β之二價C
3-20環烷基各自具有1以上的二價基。
二價C
6-32芳香族烴基係全體顯示芳香族性者時,可包含選自氧原子、硫原子、氮原子之雜原子者。作為二價C
6-32芳香族烴基,無特別限制,可列舉以下者。
二價C
3-20環烷基也可包含選自氧原子、硫原子、氮原子之雜原子者。作為二價C
3-14環烷基,無特別限制,可列舉以下者。
將可具有取代基β之二價C
6-32芳香族烴基及可具有取代基β之二價C
3-20環烷基各自具有1以上的二價基,無特別限制,可列舉以下者。
二醇化合物(I
5)係以下述式(I
5)表示。
[式中,R
1與R
2表示與上述相同意義,X
5表示二價飽和雜環基。]
作為二價飽和雜環基,無特別限制,可列舉以下者。
二醇化合物(I
6)係以下述式(I
6)表示。
[式中,X
6表示C
1-10伸烷基,
n表示13以上、50以下之整數。]
C
1-10伸烷基係指碳數1以上、10以下之直鏈狀或分枝鏈狀之二價飽和脂肪族烴基。可列舉例如,-CH
2-、-CH
2CH
2-、-CH
2CH
2CH
2-、-CH
2CH(CH
3)-、-CH(CH
3)CH
2-、-CH
2CH
2CH
2CH
2-。二醇化合物(I
6)中之X
6,彼此可相同或相異,複數之X
5存在時,可為-O-X
6-之排列方式為無規狀,也可為嵌段狀。C
1-10伸烷基,較佳為C
2-10伸烷基。
二醇化合物可單獨僅使用1種,也可組合2種以上使用。例如藉由併用2種以上之二醇化合物,可良好地製造共聚合聚碳酸酯。但是就製造效率等的觀點,較佳為單獨使用僅1種的二醇化合物。使用2種以上之二醇化合物時,二醇化合物之數,較佳為5以下,更佳為3以下,又更佳為2。藉由使用2種以上之二醇化合物,以本發明方法使共聚合,所得之聚碳酸酯的物性範圍寬,容易調整物性。
C
1-4鹵化烴與二醇化合物之使用量,只要反應進行,可得到所期望的生成物時,無特別限定,例如,相對於C
1-4鹵化烴之莫耳數,使用1倍莫耳的二醇化合物時,上述反應也會進行。又,就反應效率及反應時間等的觀點,二醇化合物對C
1-4鹵化烴之莫耳比([二醇化合物]/[C
1-4鹵化烴]),較佳為設為0.001以上1以下。上述莫耳比率,更佳為0.01以上,又更佳為0.1以上,又,更佳為0.8以下,又更佳為0.5以下。上述莫耳比過大時,相對地,親核性官能基含有化合物的量變多,故未反應之親核性官能基含有化合物增加,而上述莫耳比過小時,未反應之C
1-4鹵化烴增加,對反應系外之鹵化羰基有釋出的疑慮。又,C
1-4鹵化烴在常溫常壓下為液體,可作為溶劑使用時,二醇化合物對C
1-4鹵化烴之比例可設為1mg/mL以上、500mg/mL以下。
上述之任意的構成單元(Z)之中,較佳為提高熱塑性樹脂之折射率之值之傾向的來自具有芳香環之二醇的構成單元。又,就聚合反應中之單體之反應性的觀點,較佳為來自具有鍵結於非酚性之伸烷基等之脂肪族羥基(例如-CH
2-OH等)之二醇的構成單元。由於以上的情形,較佳為設置包含芳香環與脂肪族羥基之來自上述通式(I
1)~(I
3)表示之二醇化合物(I
1)~(I
3)的構成單元(Z)。
熱塑性樹脂,可為包含矽烷構成單元、酯構成單元、及二醇構成單元的無規共聚物或嵌段共聚物。又,熱塑性樹脂也可為包含矽烷構成單元、酯構成單元、二醇及任意之構成單元的無規共聚物、嵌段共聚物之任一種。
又,就熱塑性樹脂之性狀、製造步驟之簡單化等的觀點,熱塑性樹脂,較佳為無規共聚物。又,介於矽烷構成單元之二萘構成單元(N)彼此之鍵結、介於矽烷構成單元之茀構成單元(F)彼此之鍵結,盡可能少,較多之二萘構成單元(N)及茀構成單元(F)介於矽烷構成單元,交互地鍵結者較佳。
熱塑性樹脂,較佳為矽烷構成單元(S)、二醇構成單元(A)及任意之構成單元(Z)介於(矽基)醚鍵而鍵結者,更佳為熱塑性樹脂中之實質上全部的構成單元介於醚鍵而鍵結者。
又,熱塑性樹脂,較佳為酯構成單元(I)、二醇構成單元(A)及任意之構成單元(Z)介於酯鍵而鍵結者,更佳為熱塑性樹脂中之實質上全部的構成單元介於酯鍵而鍵結者。
但是熱塑性樹脂中,也可進一步存在著碳酸酯鍵,熱塑性樹脂也可為聚碳酸酯樹脂、聚酯樹脂、或聚酯碳酸酯樹脂。
<I-2.構成單元之比率>
熱塑性樹脂係以全部之構成單元之合計莫耳數為基準計,較佳為矽烷構成單元(S)之含量為5~50mol%。熱塑性樹脂中之矽烷構成單元(S)之含量,更佳為10~45mol%,更佳為15~40mol%。
熱塑性樹脂係以全部之構成單元之合計莫耳數為基準計,較佳為酯構成單元(I)之含量為3~45mol%。熱塑性樹脂中之酯構成單元(I)之含量,更佳為5~40mol%,更佳為10~35mol%。
又,熱塑性樹脂係以全部之構成單元之合計莫耳數為基準計,較佳為二醇構成單元(A)之含量為30~70mol%。熱塑性樹脂中之二醇構成單元(A)之含量,更佳為35~65mol%,更佳為40~60mol%。
二醇構成單元(A)係以茀構成單元(F)及二萘構成單元(N)之合計莫耳數為基準計,較佳為茀構成單元(F)之含量為30~95mol%。茀構成單元(F)及二萘構成單元(N)之合計莫耳數中之茀構成單元(F)之含量,更佳為40~92mol%,又更佳為50~90mol%,特佳為50~80mol%。
二醇構成單元(A)係以茀構成單元(F)及二萘構成單元(N)之合計莫耳數為基準計,較佳為二萘構成單元(N)之含量為5~70mol%。茀構成單元(F)及二萘構成單元(N)之合計莫耳數中之二萘構成單元(N)之含量,更佳為8~60mol%,又更佳為10~50mol%,特佳為20~50mol%。
又,二醇構成單元(A)中之茀構成單元(F)與二萘構成單元(N)之莫耳比,例如為5:95~95:5,較佳為30:70~80:20,更佳為50:50~75:25。
熱塑性樹脂中,矽烷構成單元(S)及酯構成單元(I)係與二醇構成單元(A)(茀構成單元(F)或二萘構成單元(N)等)之末端鍵結者,由於以下的理由,熱塑性樹脂中之矽烷構成單元(S)及酯構成單元(I)之合計莫耳數,大致與茀構成單元(F)及二萘構成單元(N)之合計莫耳數相等。
矽烷構成單元(S)係上述之矽烷化合物與二醇化合物之羥基的聚合反應中,矽烷化合物中之烷氧基或單芳氧基脫離而形成。又,酯構成單元(I)係上述之羧酸、酯化合物等與二醇化合物之羥基的聚合反應中,藉由醇或水脫離的酯反應所形成。因此,通常,熱塑性樹脂係矽烷構成單元(S)及酯構成單元(I)之合計莫耳數與二醇構成單元(A)(茀構成單元(F)及二萘構成單元(N)等)之合計莫耳數相等。但是來自二醇之上述之構成單元(F)或(N)之兩端中,配置矽烷構成單元(S)或酯構成單元(I)時,矽烷構成單元(S)及酯構成單元(I)之合計莫耳數,相較於二醇構成單元(A)之合計莫耳數,有若干、過剩的情形,例如,矽烷構成單元(S)及酯構成單元(I)之合計之莫耳數,可成為二醇構成單元(A)之合計莫耳數之1.01倍左右。
如此,熱塑性樹脂中之矽烷構成單元(S)及酯構成單元(I)之合計之莫耳數,相對於二醇構成單元(A)之合計莫耳數,例如為1.00倍~1.05倍,較佳為1.00倍~1.03倍,更佳為1.00倍~1.01倍。
熱塑性樹脂,較佳為全部之構成單元所佔有之任意之構成單元(Z)之比例為30莫耳%以下,更佳為20莫耳%以下,又更佳為10莫耳%以下,特佳為5莫耳%以下,任意之構成單元(Z)也可不含有。
又,熱塑性樹脂係全部之構成單元所佔有之矽烷構成單元、酯構成單元及二醇構成單元之合計,較佳為70莫耳%以上,更佳為80莫耳%以上,又更佳為90莫耳%以上,特佳為95莫耳%以上。又,也可僅以矽烷構成單元、酯構成單元、及二醇構成單元(A),構成熱塑性樹脂。
<I-3.熱塑性樹脂之性狀>
熱塑性樹脂之重量平均分子量,例如為5,000~100,000,較佳為5,000~50,000,更佳為6,000~30,000。熱塑性樹脂之重量平均分子量,又更佳為10,000~25,000,更佳為12,000~22,000,特佳為15,000~20,000。
又,熱塑性樹脂之某態樣係重量平均分子量之值,較佳為12,000~40,000,更佳為14,000~36,000,特佳為16,000~35,000。
此外,熱塑性樹脂係後述詳細之重量平均分子量之濕熱安定性之值,較佳為70%以上,更佳為75%以上,又更佳為80%以上,特佳為85%以上、89%以上、92%以上或95%以上。
又,熱塑性樹脂係後述詳細之重量平均分子量之滯留安定性之值,較佳為40%以上,更佳為50%以上,又更佳為55%以上,特佳為60%以上、65%以上、70%以上或75%以上。
熱塑性樹脂係依據JIS K 7121之玻璃轉移溫度(Tg),例如為105~170℃,較佳為110~165℃,更佳為115~160℃。熱塑性樹脂之Tg的範圍,較佳為120~160℃,更佳為130~158℃。
熱塑性樹脂係折射率(nD),較佳為1.640~ 1.700,更佳為1.650~1.690,又更佳為1.655~1.688。通常,光學用途可使用之熱塑性樹脂之折射率(nD)之值,越高越佳,故下限值重要,本發明之一形態中之熱塑性樹脂,具有1.650以上之值的折射率(nD)。熱塑性樹脂之折射率(nD)之值,較佳為1.655以上,更佳為1.660以上,又更佳為1.665以上。
熱塑性樹脂之折射率(nD)之上限值,雖不是特別重要,但是本發明之一形態中之熱塑性樹脂,具有1.690以下之值的折射率(nD)。
熱塑性樹脂係熱塑性樹脂之阿貝數(ν),較佳為16.0~24.0,更佳為16.5~23.0、17.0~22.0或17.5~21.0,又更佳為18.0~20.0,更佳為18.5~19.5。熱塑性樹脂,特別是光學用途可使用之熱塑性樹脂,較佳為具有高的折射率,高折射率之熱塑性樹脂,通常,阿貝數(ν)之值變小的傾向,但是阿貝數(ν)之值高之光學用的熱塑性樹脂也可使用。本發明之一形態中之熱塑性樹脂,具有17.0以上之阿貝數(ν)。熱塑性樹脂之阿貝數(ν),較佳為17.5以上,更佳為18.0以上,又更佳為18.4以上。
熱塑性樹脂之某態樣係依據JIS K 7105之YI值,較佳為20.0以下、18.0以下或17.0以下。又,熱塑性樹脂之依據JIS K 7105測定之YI值,較佳為15.0以下。熱塑性樹脂之YI值之範圍,更佳為12.0以下,又更佳為10.0以下,特佳為8.0以下。
熱塑性樹脂係以熱塑性樹脂之全重量為基準之矽原子之合計重量(總Si量)的比例,例如為0.4~10.0質量%,較佳為1.0~10.0質量%,更佳為1.2~8.0質量%,又更佳為1.5~7.0質量%,特佳為2.0~6.5質量%,例如2.0~4.0質量%。
熱塑性樹脂之聚合物鏈係來自碳酸酯之Ph末端基,亦即,-OC(O)O-Ph之末端基的比例,較佳為0.1~20μeq/g,更佳為0.5~18μeq/g,又更佳為1.0~16μeq/g,特佳為1.5~12μeq/g。
來自碳酸酯之Ph末端基之比例係以熱塑性樹脂之聚合物鏈中之全末端基之數為基準計,較佳為1~20莫耳%,更佳為2~18莫耳%,又更佳為3~15莫耳%,特佳為4~12莫耳%。
熱塑性樹脂之聚合物鏈係來自矽醚(silyl ether)之Ph末端基,亦即,-OSiRs
1Rs
2-OPh之末端基(Rs
1及Rs
2係另外定義)之比例,較佳為5~200μeq/g,更佳為10~150μeq/g,又更佳為15~120μeq/g,特佳為20~100μeq/g。
來自矽醚之Ph末端基之比例係以熱塑性樹脂之聚合物鏈中之全末端基之數為基準計,較佳為30~99莫耳%,更佳為40~95莫耳%,又更佳為50~90莫耳%,特佳為60~85莫耳%。
又,熱塑性樹脂之聚合物鏈係來自矽醚之OMe末端基等之烷氧基末端基,例如,-OSiRs
1Rs
2-OMe之末端基(Rs
1及Rs
2係另外定義)之比例,較佳為5~300μeq/g,更佳為20~250μeq/g,又更佳為40~200μeq/g,特佳為60~150μeq/g。
來自矽醚之Me末端基等之烷氧基末端基之比例係以熱塑性樹脂之聚合物鏈中之全末端基之數為基準計,較佳為10~99莫耳%,更佳為20~90莫耳%,又更佳為30~80莫耳%,特佳為40~70莫耳%。
熱塑性樹脂之聚合物,可包含若干的雜質。例如,熱塑性樹脂之聚合物係以其全重量為基準計,來自甲酸等之原料者或有機磷化合物等之雜質之各自的含量,例如,可包含5ppm以上100重量ppm以下、10ppm以上70重量ppm以下、20ppm以上50重量ppm以下程度。
又,熱塑性樹脂係為了製造用之聚合反應用的觸媒可殘留若干量。例如,相對於熱塑性樹脂之聚合物之製造用之全二羥基化合物1莫耳,以金屬換算量,例如為5μ莫耳以上100μ莫耳以下,15莫耳以上80μ莫耳以下,25莫耳以上60μ莫耳以下,30莫耳以上50μ莫耳以下左右,可含有殘存觸媒。
[II.組成物(熱塑性樹脂組成物)]
本發明之熱塑性樹脂組成物,較佳為含有上述之聚矽醚樹脂的熱塑性樹脂作為主成分。本發明之熱塑性樹脂組成物,除了熱塑性樹脂外,可含有以下的成分。
<II-1.聚醚樹脂以外的樹脂>
本發明之熱塑性樹脂組成物,也可包含不相當於上述之聚醚樹脂的熱塑性樹脂,例如,聚碳酸酯樹脂。依聚碳酸酯樹脂的種類,包含在分子主鏈中包含碳酸酯鍵之-[O-R-OCO]-單位(R為脂肪族基、芳香族基、或包含脂肪族基與芳香族基之兩者,此外,具有直鏈構造或支鏈構造者)時,無特別限定。又,熱塑性樹脂組成物,其中聚碳酸酯樹脂也可包含聚酯碳酸酯樹脂、聚酯樹脂。而且,對於聚酯碳酸酯樹脂、聚酯樹脂也同樣,在分子主鏈中包含碳酸酯鍵之-[O-R-OC]-單位(R如上述)者時,無特別限定。
聚碳酸酯樹脂之重量平均分子量,較佳為10,000~100,000,更佳為13,000~80,000,又更佳為15,000~60,000。
本發明之組成物,也可包含聚醚樹脂以外之樹脂,較佳為熱塑性樹脂。對於作為這種副成分之熱塑性樹脂的種類,無特別限定,除聚碳酸酯樹脂與聚酯碳酸酯樹脂外,可列舉聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等之丙烯酸樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、三乙醯基纖維素(TAC)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚醯亞胺(PI)、環烯烴共聚物(COC)、含降莰烯樹脂、聚醚碸、賽璐玢、芳香族聚醯胺等的各種樹脂。
組成物中,以組成物之全重量為基準之矽原子之合計重量(總Si量)的比例,較佳為0.1~20質量%,更佳為0.2~15質量%,特佳為0.3~10質量%。
使用Si含量高的熱塑性樹脂,可製造優異特徵的組成物。藉由將Si含量,例如0.1質量%以上的熱塑性樹脂等,與實質上不含矽醚構成單元的樹脂,較佳為使與聚碳酸酯樹脂混合,使所得的組成物可兼具優異的耐衝擊性與流動性。
又,包含熱塑性樹脂的組成物,可包含作為聚合反應之副產物生成的酚系化合物或未反應而殘存的矽烷化合物、碳酸酯化合物及二醇化合物。雜質的酚系化合物或碳酸二苯酯,作為成形體時之強度降低或成為味道發生的原因,故此等之含量盡量少為佳。因此,酚系化合物、矽烷化合物、碳酸酯化合物及二醇化合物之含量係不會被檢測降低程度為佳,但是就生產性的觀點,在不損及效果的範圍內,在組成物中也可含有。又,以組成物之全重量為基準計,藉由含有所定量之單體殘量,例如為1~1000重量ppm,較佳為10~900ppm,更佳為20~800ppm的單體,可得到成形時之流動性提昇的效果,樹脂熔融時,可使可塑性良好。又,本發明之組成物係例如苯酚等之芳基醇所代表之芳香族單羥基化合物,可含有例如超過300質量ppm或以上,超過500質量ppm或以上,超過700質量ppm或以上。
<II-2.添加劑>
本發明之熱塑性樹脂組成物,也可含有添加劑。添加劑之例,可列舉抗氧化劑。抗氧化劑,較佳為亞磷酸酯系抗氧化劑。又,熱塑性樹脂組成物,較佳為含有聚醚樹脂之製造用之聚合反應所使用的抗氧化劑。
熱塑性樹脂組成物中之抗氧化劑之添加比例係相對於組成物之全體重量的100質量份,較佳為0.001質量份以上(約10質量ppm以上),更佳為0.01質量份以上(約100質量ppm以上),又更佳為0.1質量份以上(約1000質量ppm以上)。又,熱塑性樹脂組成物中之抗氧化劑之添加比例係相對於組成物之全體重量的100質量份,較佳為2.0質量份以下,更佳為1.0質量份以下,又更佳為0.7質量份以下(約7,000質量ppm以下),特佳為0.5質量份以下(約5,000質量ppm以下。
抗氧化劑可僅含有1種,也可含有2種以上。含有2種以上時,合計量,較佳為在上述範圍。
本發明之熱塑性樹脂組成物,也可含有以下的添加劑,作為二次的成分。
失活劑
本發明之熱塑性樹脂,聚合反應終了後,為了保持熱安定性,可除去觸媒或使失活。較佳為可實施藉由公知之酸性物質添加所致之觸媒失活的方法。作為酸性物質,具體而言,可適合使用苯甲酸丁酯等之酯類、p-甲苯磺酸等之芳香族磺酸類;p-甲苯磺酸丁酯、p-甲苯磺酸己酯等之芳香族磺酸酯類;亞磷酸、磷酸、膦酸等之磷酸類;亞磷酸三苯酯、亞磷酸單苯酯、亞磷酸二苯酯、亞磷酸二乙酯、亞磷酸二n-丙酯、亞磷酸二n-丁酯、亞磷酸二n-己酯、亞磷酸二辛酯、亞磷酸單辛酯等之亞磷酸酯類;磷酸三苯酯、磷酸二苯酯、磷酸單苯酯、磷酸二丁酯、磷酸二辛酯、磷酸單辛酯等之磷酸酯類;二苯基膦酸、二辛基膦酸、二丁基膦酸等之膦酸類;苯基膦酸二乙酯等之膦酸酯類;三苯基膦、雙(二苯基膦基)乙烷等之膦類;硼酸、苯基硼酸等之硼酸類;十二烷基苯磺酸四丁基鏻鹽等之芳香族磺酸鹽類;硬脂酸氯化物、氯化苯甲醯酯、p-甲苯磺酸氯化物等之有機鹵化物;二甲基硫酸等之烷基硫酸;氯化苄基等的有機鹵化物等。
又,作為觸媒之失活用的失活劑,可使用二(十八烷基)酸式磷酸鋅鹽、單十八烷基酸式磷酸鹽鋅鹽等之烷基酸式磷酸金屬鹽類。
上述之失活劑,例如相對於觸媒量,可使用0.001~50倍莫耳,較佳為使用0.01~30倍莫耳。
本發明之熱塑性樹脂,可添加安定劑。作為安定劑,可列舉熱安定劑及上述的抗氧化劑。安定劑的添加比例,在調配時,相對於熱塑性樹脂100質量份,較佳為0.001質量份以上,更佳為0.01質量份以上,又更佳為0.02質量份以上,又,較佳為2質量份以下,更佳為1.4質量份以下,又更佳為1.0質量份以下。安定劑可僅含有1種,也可含有2種以上。含有2種以上時,合計量,較佳為上述範圍。
作為熱安定劑,可列舉酚系或磷系、硫系的熱安定劑。具體而言,可列舉磷酸、膦酸、亞磷酸、膦酸、多聚磷酸等之磷的含氧酸;酸性焦磷酸鈉、酸性焦磷酸鉀、酸性焦磷酸鈣等之酸性焦磷酸金屬鹽;磷酸鉀、磷酸鈉、磷酸銫、磷酸鋅等、第1族或第10族金屬的磷酸鹽;有機磷酸酯化合物、有機亞磷酸酯化合物、有機亞磷酸酯化合物等。又,可列舉由分子中之至少1個酯被苯酚及/或具有至少1個碳數1~25之烷基之苯酚酯化的亞磷酸酯化合物(a)、亞磷酸(b)及四(2,4-二-tert-丁基苯基)-4,4’-亞聯苯基-二-亞磷酸酯(c)之群所選擇的至少1種。亞磷酸酯化合物(a)之具體例,可列舉三辛基亞磷酸酯、三十八烷基亞磷酸酯、十三烷基亞磷酸酯、三月桂基亞磷酸酯、亞磷酸三硬脂基酯、亞磷酸三苯酯、三(單壬基苯基)亞磷酸酯、三(單壬基/二壬基・苯基)亞磷酸酯、三壬基苯基亞磷酸酯、三(辛基苯基)亞磷酸酯、三(2,4-二-tert-丁基苯基)亞磷酸酯、三壬基亞磷酸酯、二癸基單苯基亞磷酸酯、二辛基單苯基亞磷酸酯、二異丙基單苯基亞磷酸酯、單丁基亞磷酸二苯酯、單癸基亞磷酸二苯酯、雙(2,4-二-tert-丁基苯基)季戊四醇亞磷酸酯、雙(2,6-二-tert-丁基-4-甲基苯基)季戊四醇亞磷酸酯、單辛基亞磷酸二苯酯、二(十八烷基)季戊四醇二亞磷酸酯、三環己基亞磷酸酯、二苯基季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,6-二-tert-丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、2,2-亞甲基雙(4,6-二-tert-丁基苯基)辛基亞磷酸酯、雙(壬基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-二-tert-丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,6-二-tert-丁基-4-乙基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯等。此等可單獨使用,也可混合使用2種以上。
作為有機亞磷酸酯化合物,可列舉例如,ADK公司製「ADK STAB1178(商品名,以下相同)」、「ADK STAB2112」、「ADK STABHP-10」、城北化學工業公司製「JP-351」、「JP-360」、「JP-3CP」、BASF公司製「Irgafos168」等。
又,作為磷酸酯,可列舉三甲基磷酸酯、三乙基磷酸酯、三丁基磷酸酯、三辛基磷酸酯、三苯基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯、三(壬基苯基)磷酸酯、2-乙基苯基二苯基磷酸酯等。
熱安定劑的添加比例,當調配時,相對於熱塑性樹脂100質量份,較佳為0.001質量份以上,更佳為0.01質量份以上,又更佳為0.03質量份以上,又,較佳為1質量份以下,更佳為0.7質量份以下,又更佳為0.5質量份以下。
熱安定劑可僅含有1種,也可含有2種以上。含有2種以上時,合計量較佳為上述範圍。
難燃劑
本發明之熱塑性樹脂中,在不超脫本發明之要旨的範圍內,也可調配各種添加劑。作為難燃劑,可調配有機金屬鹽系難燃劑、磷系難燃劑、聚矽氧系難燃劑等。本發明可使用的難燃劑,可列舉日本特開2016-183422號公報之段落0085~0093所記載的難燃劑(難燃劑組成物),此等內容可被納入本說明書中。
紫外線吸收劑
作為紫外線吸收劑,除了氧化鈰、氧化鋅等之無機紫外線吸收劑外,可列舉苯並三唑化合物、二苯甲酮化合物、水楊酸酯化合物、氰基丙烯酸酯化合物、三嗪化合物、乙二醯苯胺(Oxanilide)化合物、丙二酸酯化合物、受阻胺化合物、水楊酸苯基系化合物等的有機紫外線吸收劑。此等之中,較佳為苯並三唑系或二苯甲酮系的有機紫外線吸收劑。特別是作為苯並三唑化合物之具體例,可列舉2-(2’-羥基-5’-甲基苯基)苯並三唑、2-[2’-羥基-3’,5’-雙(α,α-二甲基苄基)苯基]-苯並三唑、2-(2’-羥基-3’,5’-二-tert-丁基-苯基)-苯並三唑、2-(2’-羥基-3’-tert-丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯並三唑、2-(2’-羥基-3’,5’-二-tert-丁基-苯基)-5-氯苯並三唑、2-(2’-羥基-3’,5’-二-tert-戊基)-苯並三唑、2-(2’-羥基-5’-tert-辛基苯基)苯並三唑、2,2’-亞甲基雙[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2N-苯並三唑-2-基)苯酚]、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧基]-苯酚、2-[4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚、2,2’-(1,4-伸苯基)雙[4H-3,1-苯並噁嗪(benzoxazine)-4-酮]、[(4-甲氧基苯基)-亞甲基]-丙二酸-二甲基酯、2-(2H-苯並三唑-2-基)-p-甲酚、2-(2H-苯並三唑-2-基)-4,6-雙(1-甲基-1-苯基甲基)苯酚、2-[5-氯(2H)-苯並三唑-2-基]-4-甲基-6-(tert-丁基)苯酚、2,4-二-tert-丁基-6-(5-氯苯並三唑-2-基)苯酚、2-(2H-苯並三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四丁基)苯酚、2,2′-亞甲基雙[6-(2H-苯並三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四丁基)苯酚]、[甲基-3-[3-tert-丁基-5-(2H-苯並三唑-2-基)-4-羥基苯基]丙酸酯-聚乙二醇]縮合物等。上述之中,較佳為2-(2’-羥基-5’-tert-辛基苯基)苯並三唑、2,2’-亞甲基-雙[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2N-苯並三唑2-基)苯酚]。又,二苯甲酮系紫外線吸收劑之具體例,可列舉2,4-二羥基-二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基-二苯甲酮、2-羥基-4-n-辛氧基-二苯甲酮、2-羥基-4-十二烷氧基(dodecyloxy)-二苯甲酮、2-羥基-4-十八烷氧基-二苯甲酮、2,2′-二羥基-4-甲氧基-二苯甲酮、2,2′-二羥基-4,4′-二甲氧基-二苯甲酮、2,2′,4,4′-四羥基-二苯甲酮等。又,水楊酸苯基系紫外線吸收劑之具體例,可列舉苯基水楊酸酯、4-tert-丁基-苯基水楊酸酯等。此外,三嗪系紫外線吸收劑之具體例,可列舉2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧基]-苯酚、2-[4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚等。又,受阻胺系紫外線吸收劑之具體例,可列舉雙(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸酯等。
紫外線吸收劑之添加比例,在調配時,相對於熱塑性樹脂100質量份,較佳為0.01質量份以上,更佳為0.1質量份以上,又,較佳為3質量份以下,更佳為1質量份以下。
紫外線吸收劑,可使用僅1種,也可使用2種以上。使用2種以上時,合計量較佳為上述範圍。
脫模劑
作為脫模劑,可列舉羧酸酯、聚矽氧烷化合物、鏈烷烴蠟(聚烯烴系)等的脫模劑。具體而言,可列舉由脂肪族羧酸、脂肪族羧酸與醇之酯、數平均分子量200~15000的脂肪族烴化合物、聚矽氧烷系矽油之群所選擇之至少1種的化合物。作為脂肪族羧酸,可列舉飽和或不飽和之脂肪族1價、2價或3價羧酸。在此,脂肪族羧酸係指也包含脂環式的羧酸。此等之中,較佳之脂肪族羧酸為碳數6~36之1價或2價羧酸,又更佳為碳數6~36之脂肪族飽和1價羧酸。作為脂肪族羧酸之具體例,可列舉棕櫚酸、硬脂酸、戊酸、己酸、癸酸、月桂酸、二十酸、二十二酸、二十四酸、二十六酸、三十酸、四十三烷酸、二十八酸、戊二酸、己二酸、壬二酸等。作為脂肪族羧酸與醇之酯中的脂肪族羧酸,可使用與前述脂肪族羧酸相同者。而作為醇,可列舉飽和或不飽和之1價或多元醇。此等之醇可具有氟原子、芳基等的取代基。此等之中,較佳為碳數30以下之1價或多價之飽和醇,又更佳為碳數30以下之脂肪族飽和一元醇或多元醇。在此,脂肪族也包含脂環式化合物。作為醇之具體例,可列舉辛醇、癸醇、十二烷醇、十八烷基醇、二十二烷基醇、乙二醇、二乙二醇、丙三醇、季戊四醇、2,2-二羥基全氟丙醇、新戊二醇、二(三羥甲基丙烷)、二季戊四醇等。又,上述之酯化合物,也可含有作為雜質之脂肪族羧酸及/或醇,也可含有複數之化合物的混合物。作為脂肪族羧酸與醇之酯的具體例,可列舉蜜蠟(以棕櫚酸蜂花醇酯作為主成分的混合物)、硬脂酸十八烷酯、二十二酸二十二烷酯、二十二酸十八烷酯、丙三醇單棕櫚酸酯、丙三醇單硬脂酸酯、丙三醇二硬脂酸酯、丙三醇三硬脂酸酯、季戊四醇單棕櫚酸酯、季戊四醇單硬脂酸酯、季戊四醇二硬脂酸酯、季戊四醇三硬脂酸酯、季戊四醇四硬脂酸酯等。作為數平均分子量200~15000之脂肪族烴,可列舉流動鏈烷烴、鏈烷烴蠟、微蠟、聚乙烯蠟、合成蠟(FISCHER TROPSCH WAX)、碳數3~12之α-烯烴寡聚物等。在此,脂肪族烴也包含脂環式烴。又,此等之烴化合物也可被部分氧化。此等之中,較佳為鏈烷烴蠟、聚乙烯蠟或聚乙烯蠟之部分氧化物,又更佳為鏈烷烴蠟、聚乙烯蠟。數平均分子量,較佳為200~5000。此等之脂肪族烴也可為單一物質,也可為構成成分或分子量各種的混合物,主成分在上述之範圍內即可。作為聚矽氧烷系矽油,可列舉例如二甲基矽油、苯基甲基矽油、二苯基矽油、氟化烷基聚矽氧等。也可併用此等之2種以上。
脫模劑之添加比例,在調配時,相對於熱塑性樹脂100質量份,較佳為0.001質量份以上,更佳為0.01質量份以上,又,較佳為2質量份以下,更佳為1質量份以下。
脫模劑可使用僅1種,也可使用2種以上。使用2種以上時,合計量較佳為上述範圍。
著色劑
著色劑可為染料及顏料之任一者,可列舉例如,無機顏料、有機顏料、有機染料等。作為無機顏料,可列舉例如,碳黑、鎘紅(cadmium red)、鎘黃等之硫化物系顏料;群藍等之矽酸鹽系顏料;氧化鈦、氧化鋅、氧化鐵、氧化鉻、鐵黑、鈦黃、鋅-鐵系棕、鈦鈷系綠、鈷綠、鈷藍、銅-鉻系黑、銅-鐵系黑等之氧化物系顏料;鉻黃、鉬紅(Molybdate Orange)等之鉻酸系顏料;普魯士藍等之氰化物系顏料等。又,作為著色劑之有機顏料及有機染料,可列舉例如,銅酞菁、銅酞菁綠等之酞菁系染顏料(染料或顏料稱為染顏料,以下相同);鎳偶氮黃等之偶氮系染顏料;硫靛系、苝酮系、苝系、喹吖啶酮系、二噁嗪系、異吲哚啉酮系、喹酞酮系等之縮合多環染顏料;喹啉系、蒽醌系、雜環系、甲基系之染顏料等。然後,此等之中,就熱安定性的觀點,較佳為氧化鈦、碳黑、花藍系、喹啉系、蒽醌系、酞菁系染顏料等。
又,著色劑為了擠壓時之操作性改良,對樹脂組成物中之分散性改良之目的,也可使用聚苯乙烯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、丙烯酸系樹脂與母料化
(masterbatch
)者。
著色劑之添加比例,當調配時,相對於熱塑性樹脂100質量份,較佳為5質量份以下,更佳為3質量份以下,又更佳為2質量份以下,且0.1質量份以上。著色劑可使用僅1種,也可使用2種以上。使用2種以上時,合計量較佳為上述範圍。
[III.成形體]
其次,說明本發明之熱塑性樹脂、或包含熱塑性樹脂組成物之本發明的成形體。
本發明的成形體為上述之熱塑性樹脂、或包含熱塑性樹脂組成物。成形體係將此等之熱塑性樹脂或熱塑性樹脂組成物進行成形而得者。關於成形體之成形方法,無特別限定,作為成形體,可列舉射出成形品、模壓成形品、吹塑成形品、擠壓成形品、真空成形品、加壓成形品等。
本發明之成形體,例如光學透鏡、光學用薄膜等。本發明之熱塑性樹脂等適於光學用途者,光學透鏡、光學用薄膜係具有特別優異的性質。又,本發明之成形體可含有的光學透鏡,具有適當範圍的折射率,阿貝數等。
[IV.熱塑性樹脂之製造方法]
<IV-1.製造方法之概要>
熱塑性樹脂之製造方法係至少包含使作為連結劑之上述的矽烷化合物、及上述之羧酸或酯、二醇化合物(含茀環之二羥基化合物(A成分)或含二萘之二羥基化合物(B成分))聚合的步驟。矽烷化合物係作為矽烷鍵部位的供給源產生機能,羧酸或酯係作為酯鍵部位之供給源產生機能,作為A成分及B成分各自對應之構成單元之供給源產生機能。又,碳酸酯化合物,例如使用碳酸二苯酯(DPC)時,所製造之熱塑性樹脂之主鏈中,可形成碳酸酯鍵部位。
概略地表示上述的聚合反應時,如下述。例如,作為矽烷化合物使用二甲基二苯氧基矽烷,作為羧酸使用BINOL-DC時,與二醇化合物之末端羥基進行反應,形成熱塑性樹脂之主鏈,同時,產生作為副產物的苯酚(PhOH)、水等。因此,聚合步驟,較佳為使上述各成分的混合物在熔融的狀態,減壓下,邊去除副產物的醇,例如苯酚等的芳基醇、水等,邊除去邊進行聚合反應較佳。
<II-2.單體之比率>
熱塑性樹脂之製造用的聚合步驟中,單體的矽烷化合物、羧酸或酯化合物、二醇化合物之A成分及B成分的比率係使實現上述較佳之構成單元的比率,而適宜調整。例如,A成分與B成分之莫耳比((A):(B)),較佳為(A):(B)=30/70~95/5。又,A成分與B成分之莫耳比之莫耳比,更佳為40/60~92/8,又更佳為50/50~90/10,特佳為50/50~ 80/20。
以茀構成單元(F)及二萘構成單元(N)之合計莫耳數為基準計,茀構成單元(F)之含量,較佳為30~95mol%。茀構成單元(F)及二萘構成單元(N)之合計莫耳數中之茀構成單元(F)之含量,更佳為40~92mol%,又更佳為50~90mol%,特佳為50~80mol%。
又,矽烷構成單元(S)及酯構成單元(I)係與二醇構成單元(A)(茀構成單元(F)或二萘構成單元(N)等)之末端鍵結者,矽烷構成單元(S)及酯構成單元(I)之合計莫耳數,僅含有與醇構成單元(A)之合計莫耳數大致相等的莫耳數。但是聚合步驟,較佳為若干過剩使用矽烷化合物與羧酸或酯化合物。例如,使聚合之矽烷化合物及羧酸或酯化合物之合計莫耳數係相對於二醇化合物(A成分及B成分等)之合計莫耳數,為1.0倍~1.2倍,較佳為1.01倍~1.1倍,更佳為1.02~1.06倍左右。
如此,聚合步驟中,相對於含茀環之二羥基化合物(A成分)及含二萘之二羥基化合物(B成分)之合計量(莫耳數)之矽烷化合物之量(莫耳數)若干過剩時,過剩的矽烷化合物、羧酸或酯化合物,不用於聚合反應,而自反應系除去,而防止聚合後所得之熱塑性樹脂中之矽烷構成單元(S)及酯構成單元(I)不足,可確實調整使矽烷構成單元(S)及酯構成單元(I)之合計莫耳數與二醇構成單元(A)之合計之莫耳數相等。
<II-3.任意之單體>
製造熱塑性樹脂用之聚合步驟,也可使用矽烷化合物、羧酸或酯化合物、二醇化合物以外的單體。例如,形成上述任意之構成單元(Z)用的單體等。
<II-4.觸媒>
聚合步驟中之聚合觸媒,可採用公知者,例如,銻化合物、鈦化合物、鍺化合物、錫化合物或鋁化合物較佳。作為聚合觸媒使用的化合物,可列舉例如銻、鈦、鍺、錫、鋁之氧化物、乙酸鹽、羧酸鹽、氫化物、醇鹽、鹵化物、碳酸鹽、硫酸鹽等,將此等之化合物二種以上組合,可作為聚合觸媒使用。此等之化合物之中,就熱塑性樹脂之熔融安定性、色相的觀點,較佳為錫、鈦、鍺化合物。
又,聚合步驟也可採用公知的酯交換觸媒,例如可使用錳、鎂、鈦、鋅、鋁、鈣、鈷、鈉、鋰、或包含鉛元素的化合物等。具體而言,可列舉包含此等之元素的氧化物、乙酸鹽、羧酸鹽、氫化物、醇鹽、鹵化物、碳酸鹽、硫酸鹽等。此等之化合物之中,就熱塑性樹脂之熔融安定性、色相、聚合物不溶異物較少的觀點,較佳為錳、鎂、鋅、鈦、鈷之氧化物、乙酸鹽、醇鹽等之化合物。此外,較佳為錳、鎂、鈦化合物。將此等之化合物二種以上、組合可作為聚合觸媒使用。
聚合步驟中,可使用包含鹼性化合物的觸媒,作為鹼性化合物觸媒,可列舉包含鹼金屬化合物、鹼土金屬化合物等,這種化合物,可列舉鹼金屬、及鹼土金屬化合物等之有機酸鹽、碳酸鹽等之無機鹽、氧化物、氫氧化物、氫化物或烷氧化物等。或作為鹼性化合物觸媒,可使用氫氧化四級銨及彼等之鹽、胺類等。又,此等之化合物可單獨使用或組合複數之種類使用。
上述之鹼性化合物觸媒之中,更佳為鹼金屬碳酸鹽、或包含鹼金屬氫氧化物者。作為更佳之觸媒之具體例,可列舉包含碳酸銫、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉等之金屬碳酸鹽;氫氧化銫、氫氧化鉀、氫氧化鈉等之金屬氫氧化物;觸媒者。
又,作為聚合步驟中之觸媒,可使用乙酸鋅、乙酸鉛、乙酸錳、乙酸鈷、乙酸鋁、乙酸鈣、乙酸鉀、乙酸鋰、乙酸鎂、乙酸鈉、乙酸錫、乙酸鋯、乙醯基丙酮酸鋯(Zr(acac))等的金屬乙酸鹽、金屬鹽等。此等之金屬鹽之中,較佳之具體例,可列舉乙酸鋅、乙酸鉛、乙酸錳、乙酸鈷等。
又,作為觸媒可使用鏻鹽等,較佳為四級鏻鹽。作為聚合觸媒之鏻鹽之具體例,可列舉四-n-丁基鏻溴化物、四-n-丁基鏻氯化物等之烷基鏻鹽;四苯基鏻溴化物、四苯基鏻氯化物、四苯基鏻酚鹽(TPPP)等之芳基鏻鹽;烷基芳基鏻鹽;等。
聚合反應中之觸媒之具體例,可列舉以下者。
作為鹼金屬化合物,可列舉例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化銫、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鋰、碳酸氫銫、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰、碳酸銫、乙酸鈉、乙酸鉀、乙酸鋰、乙酸銫、硬脂酸鈉、硬脂酸鉀、硬脂酸鋰、硬脂酸銫、氫化硼鈉、氫化硼鉀、氫化硼鋰、氫化硼銫、苯基化硼鈉、苯基化硼鉀、苯基化硼鋰、苯基化硼銫、苯甲酸鈉、苯甲酸鉀、苯甲酸鋰、苯甲酸銫、磷酸氫二鈉、磷酸氫二鉀、磷酸氫二鋰、磷酸氫二銫、苯基磷酸二鈉、苯基磷酸二鉀、苯基磷酸二鋰、苯基磷酸二銫;鈉、鉀、鋰、銫之烷氧化物(alkoxide)、酚鹽(phenolate);雙酚A之2鈉鹽、2鉀鹽、2鋰鹽、2銫鹽等。
又,作為鹼土金屬化合物,可列舉例如氫氧化鈣、氫氧化鋇、氫氧化鎂、氫氧化鍶、碳酸氫鈣、碳酸氫鋇、碳酸氫鎂、碳酸氫鍶、碳酸鈣、碳酸鋇、碳酸鎂、碳酸鍶、乙酸鈣、乙酸鋇、乙酸鎂、乙酸鍶、硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鎂、硬脂酸鍶等。
又,可作為聚合步驟中之觸媒使用之鹼性硼化合物之具體例,可列舉四甲基硼、四乙基硼、四丙基硼、四丁基硼、三甲基乙基硼、三甲基苄基硼、三甲基苯基硼、三乙基甲基硼、三乙基苄基硼、三乙基苯基硼、三丁基苄基硼、三丁基苯基硼、四苯基硼、苄基三苯基硼、甲基三苯基硼、丁基三苯基硼等之鈉鹽、鉀鹽、鋰鹽、鈣鹽、鋇鹽、鎂鹽、鍶鹽等。
可作為聚合步驟中之觸媒使用的鹼性磷化合物,可列舉例如,三乙基膦、三-n-丙基膦、三異丙基膦、三-n-丁基膦、三苯基膦、三丁基膦、四級鏻鹽等。
可作為聚合步驟中之觸媒使用的鹼性銨化合物,可列舉例如,氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、氫氧四丙銨、氫氧化四丁銨、三甲基乙基銨氫氧化物、三甲基苄基銨氫氧化物、三甲基苯基銨氫氧化物、三乙基甲基銨氫氧化物、三乙基苄基銨氫氧化物、三乙基苯基銨氫氧化物、三丁基苄基銨氫氧化物、三丁基苯基銨氫氧化物、四苯基銨氫氧化物、苄基三苯基銨氫氧化物、甲基三苯基銨氫氧化物、丁基三苯基銨氫氧化物等。
可作為聚合步驟中之觸媒使用的胺化合物,可列舉例如,4-胺基吡啶、2-胺基吡啶、N,N-二甲基-4-胺基吡啶、4-二乙基胺基吡啶、2-羥基吡啶、2-甲氧基吡啶、4-甲氧基吡啶、2-二甲基胺基咪唑、2-甲氧基咪唑、咪唑、2-巰基咪唑、2-甲基咪唑、胺基喹啉等。
又,作為聚合觸媒可採用本身習知者,例如,較佳為銻化合物、鈦化合物、鍺化合物、錫化合物或鋁化合物。這種化合物,可列舉例如銻、鈦、鍺、錫、鋁之氧化物、乙酸鹽、羧酸鹽、氫化物、醇鹽、鹵化物、碳酸鹽、硫酸鹽等。又,此等之化合物可組合二種以上使用。其中,就熱塑性樹脂之熔融安定性、色相的觀點,較佳為錫、鈦、鍺化合物。
作為聚合反應中之觸媒,如上述,可採用本身習知者,例如,可使用包含錳、鎂、鈦、鋅、鋁、鈣、鈷、鈉、鋰、或鉛元素的化合物等。具體而言,可列舉包含此等元素的氧化物、乙酸鹽、羧酸鹽、氫化物、醇鹽、鹵化物、碳酸鹽、硫酸鹽等。其中,就熱塑性樹脂的熔融安定性、色相、聚合物不溶異物較少的觀點,較佳為錳、鎂、鋅、鈦、鈷的氧化物、乙酸鹽、醇鹽等的化合物。此外,較佳為錳、鎂、鈦化合物。此等之化合物可組合二種以上使用。
作為聚合步驟中之觸媒,可適合使用鋅、錫、鋯、鉛之鹽,此等可單獨或組合使用。又,也可與上述鹼金屬化合物或鹼土金屬化合物組合使用。
作為聚合步驟中之觸媒,具體而言,可使用乙酸鋅、苯甲酸鋅、2-乙基己酸鋅、氯化錫(II)、氯化錫(IV)、乙酸錫(II)、乙酸錫(IV)、二丁基錫二月桂酸酯、氧化二丁基錫、二甲氧基化二丁基錫、乙醯基丙酮酸鋯、氧乙酸鋯、四丁氧基化鋯、乙酸鉛(II)、乙酸鉛(IV)、乙酸鋯、鈦酸丁酯(Titanium butoxide)等。其中,較佳為乙酸鋅、乙酸鋯、及鈦酸丁酯,更佳為鈦酸丁酯。
又,上述的觸媒可藉由公知的方法調製,又,也可使用市售品。
又,熱塑性樹脂及詳細後述的熱塑性樹脂組成物,較佳為實質上完全除去觸媒,例如鹼金屬化合物之觸媒、鹼土金屬化合物之觸媒者。
<II-5.添加劑>
熱塑性樹脂之製造用的聚合反應,也可使用添加劑,適合使用抗氧化劑。聚合步驟不拘混合的順序,但是不僅作為單體化合物之矽烷化合物、A成分及B成分,使抗氧化劑預先與單體化合物混合後,開始聚合反應較佳。聚合反應,較佳為上述觸媒之存在下,使單體化合物聚合者。
作為抗氧化劑,可列舉亞磷酸酯系添加劑、酚系抗氧化劑、受阻酚系抗氧化劑、雙酚系抗氧化劑、多酚系抗氧化劑、硫系抗氧化劑等,較佳為使用亞磷酸酯系添加劑。
作為亞磷酸酯系抗氧化劑,具體而言,可列舉有機磷酸酯化合物、有機亞磷酸酯化合物、有機亞磷酸酯化合物等。又,可列舉分子中之至少1個之酯被苯酚及/或至少具有1個碳數1~25之烷基的苯酚酯化的亞磷酸酯化合物(a)、亞磷酸(b)及四(2,4-二-tert-丁基苯基)-4,4’-亞聯苯基-二-亞磷酸酯(c)之群所選擇之至少1種。作為亞磷酸酯化合物(a)之具體例,可列舉三辛基亞磷酸酯、三十八烷基亞磷酸酯、十三烷基亞磷酸酯、三月桂基亞磷酸酯、亞磷酸三硬脂基酯、亞磷酸三苯酯、三(單壬基苯基)亞磷酸酯、三(單壬基/二壬基・苯基)亞磷酸酯、三壬基苯基亞磷酸酯、三(辛基苯基)亞磷酸酯、三(2,4-二-tert-丁基苯基)亞磷酸酯、三壬基亞磷酸酯、二癸基單苯基亞磷酸酯、二辛基單苯基亞磷酸酯、二異丙基單苯基亞磷酸酯、單丁基亞磷酸二苯酯、單癸基亞磷酸二苯酯、雙(2,4-二-tert-丁基苯基)季戊四醇亞磷酸酯、雙(2,6-二-tert-丁基-4-甲基苯基)季戊四醇亞磷酸酯、單辛基亞磷酸二苯酯、二(十八烷基)季戊四醇二亞磷酸酯、三環己基亞磷酸酯、二苯基季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,6-二-tert-丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、2,2-亞甲基雙(4,6-二-tert-丁基苯基)辛基亞磷酸酯、雙(壬基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-二-tert-丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,6-二-tert-丁基-4-乙基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯等。此等可單獨使用,也可混合使用2種以上。
作為有機亞磷酸酯化合物,可列舉例如,ADEKA公司製「ADK STAB1178(商品名,以下相同)」、「ADK STAB2112」、「ADK STABHP-10」、城北化學工業公司製「JP-351」、「JP-360」、「JP-3CP」、BASF公司製「Irgafos168」等。
又,作為磷酸酯,可列舉三甲基磷酸酯、三乙基磷酸酯、三丁基磷酸酯、三辛基磷酸酯、三苯基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯、三(壬基苯基)磷酸酯、2-乙基苯基二苯基磷酸酯等。
作為酚系抗氧化劑,可列舉2,6-二-tert-丁基-4-甲基苯酚、三(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苄基)異氰脲酸酯、n-十八烷基-3-(3’,5’-二-tert-丁基-4’-羥基苯基)丙酸酯、四[亞甲基-3-(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]甲烷、4,4’-亞丁基雙-(3-甲基-6-tert-丁基苯酚)、三乙二醇-雙[3-(3-tert-丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯]、3,9-雙{2-[3-(3-tert-丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基]-1,1-二甲基乙基}-2,4,8,10-四氧雜螺[5,5]十一烷、季戊四醇四[3-(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、硫代二乙烯雙[3-(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、N,N’-己烷-1,6-二基雙[3-(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯基丙醯胺(propionamide))]、2,4-二甲基-6-(1-甲基十五烷基)苯酚、二乙基[[3,5-雙(1,1-二甲基乙基)-4-羥基苯基]甲基]磷酸鹽(phosphate)、3,3’,3”,5,5’,5”-六-tert-丁基-a,a’,a”-(均三甲苯-2,4,6-三基)三-p-甲酚、4,6-雙(辛硫基甲基)-o-甲酚、乙烯雙(氧乙烯)雙[3-(5-tert-丁基-4-羥基-m-甲苯基)丙酸酯]、六亞甲基雙[3-(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、1,3,5-三(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮,2,6-二-tert-丁基-4-(4,6-雙(辛硫基)-1,3,5-三嗪-2-基胺基)苯酚等。
作為酚系抗氧化劑,可列舉例如,BASF公司製「IRGANOX1010」(註冊商標,以下相同)、「IRGANOX1076」、ADEKA公司製「ADK STABAO-50」、「ADK STABAO-60」等。
抗氧化劑之添加比例,當調配時,相對於熱塑性樹脂之單體化合物之合計的100質量份,較佳為0.001質量份以上,更佳為0.01質量份以上,又更佳為0.05質量份以上,又,較佳為1質量份以下,更佳為0.5質量份以下,又更佳為0.3質量份以下或0.1質量份以下。又,起因於亞磷酸酯系之抗氧化劑等之熱塑性樹脂中之磷之含量,也例如為1質量份以下,更佳為0.5質量份以下,又更佳為0.1質量份以下。
抗氧化劑可僅含有1種,也可包含2種以上。包含2種以上時,合計量較佳為上述範圍。
藉由聚合反應所製造之熱塑性樹脂中添加抗氧化劑,也可製造包含抗氧化劑的熱塑性樹脂組成物。而以往,添加劑為了防止聚合反應所產生之對添加劑本身之熱履歴,或為了可調整依使用目的之添加量,大多在樹脂之製造後添加。
但是依據預先在聚合反應之前,在單體化合物中加入抗氧化劑之本發明之熱塑性樹脂之製造方法時,所製造之熱塑性樹脂中之色相改善效果顯著。
<II-6.聚合反應之條件>
使上述單體化合物聚合的聚合反應係使上述各成分的混合物熔融,形成熔融狀態,減壓下,去除來自副產物之碳酸酯化合物的醇,例如,苯酚等之芳基醇、甲醇等。如此,藉由設定反應條件,可使聚合反應有效率地進行。
聚合步驟,較佳為在400Pa以下之壓力下,進行聚合反應。亦即,聚合反應中之壓力,較佳為400Pa以下的範圍內。
聚合步驟係在某程度的時間,不減壓而為常壓的狀態,或維持不減壓的狀態後,使系內減壓,再進行聚合反應較佳。例如,聚合步驟係由當初的大氣壓,如60,000Pa、40,000Pa、27,000Pa、24,000Pa,20,000Pa、16,000Pa、10,000Pa、8,000Pa、5,000Pa、4,000Pa、2,000Pa、400Pa,400Pa以下或200Pa以下,將反應壓力逐步降低至400Pa或200Pa以下較佳。例如,聚合步驟中,也可由當初之大氣壓,減壓至60,000Pa、40,000Pa、20,000Pa、10,000Pa、5,000Pa、200Pa以下之階段式減壓。如此,將反應系內階段式減壓,藉由途中提高減壓度之減壓步驟,抑制原料之餾出,有效率地去除副產物的醇,故較佳。
聚合步驟的時間可考慮依據目的之熱塑性樹脂之種類、壓力、溫度等的條件,適宜決定,例如,聚合步驟實施的合計時間為5~10小時以內。更詳細而言,反應系內之減壓前的反應時間為0.5~3小時,較佳為1~2小時,減壓後之反應時間為1~5小時,較佳為2~4小時。
聚合步驟中,上述之聚合反應中之溫度,較佳為150~300℃之範圍內。更佳為聚合反應之溫度為160~280℃,又更佳為170~270℃,特佳為180~260℃。又,較佳的聚合反應之溫度範圍,也可為190~290℃、210~280℃、230~270℃、240~260℃等。
聚合步驟中,觸媒之莫耳量對單體化合物之合計之莫耳量之比(莫耳比:亦即,觸媒之莫耳量/單體化合物之莫耳量)之值,較佳為1.0×10
-7~1.0×10
-2(mol/mol:0.1~10000μmol/mol、或1.0×10
-4~10mmol/mol)。上述莫耳比,更佳為1.0×10
-7~2.0×10
-5mol/mol(或0.1~20μmol/mol)。
<II-7.聚合反應中之各成分之添加方法>
熱塑性樹脂之製造用的聚合步驟,可預先使作為原料之單體化合物及觸媒混合後,開始聚合反應。如此,藉由一次添加原料與觸媒,可以簡單順序進行聚合反應。
又,將上述之矽烷化合物以外之單體化合物,亦即,形成酯構成單元(I)用之上述式(1)表示之二羧酸、單羧酸單酯、或羧酸二酯;及形成二醇構成單元(A)用之上述式(2)表示之單體及/或上述式(3)表示之單體可預先混合,進行第1段的聚合反應。此時,在第1段之聚合反應所得之反應系中,將形成矽烷構成單元(S)用之矽烷化合物及觸媒實施後添加(後添加步驟a)、第2段之聚合反應。
又,僅矽烷化合物以外之單體化合物,或使混合矽烷化合物以外之單體化合物與觸媒,進行第1段之聚合反應,在所得之反應系中,將形成矽烷構成單元(S)用之矽烷化合物也可實施後添加(後添加步驟b)、第2段之聚合反應。
上述第1段之聚合反應係伴隨聚合進行脫水反應。第1段之聚合反應係在其反應終了為止之間,脫水量較佳為50莫耳%以上,更佳為60莫耳%以上,又更佳為70莫耳%以上。但是為了使增加脫水率,而延長第1段聚合之反應時間,也有產生之樹脂之色調惡化的可能性,故第1段之聚合反應中之脫水率,例如,可為50莫耳%以上且70莫耳%以下,50莫耳%以上且未達70莫耳%等。
上述之脫水率之極限值係第1段之聚合反應,全部之單體完全地脫水時之理論脫水量作為基準值之100%的值。
第1段之聚合反應中之反應條件,例如也考慮單體之熔點等而被設定,無特別限定,但是為了快速進行脫水反應,較佳為反應溫度設為200℃以上。更佳為第1段之聚合反應中之反應溫度為210℃或220℃以上,又更佳為230℃以上。
第1段之聚合反應中之反應系的壓力,較佳為調整為減壓度20~200hPa之範圍,更佳之減壓度之範圍為30~150hPa,又更佳之減壓度之範圍為50~100hPa。
又,第1段之聚合反應的時間,例如為3分鐘~1小時,更佳為5~50分鐘,又更佳為10~40分鐘,特佳為15~30分鐘。
又,第2段之聚合反應,較佳為採用上述<II-6.聚合反應之條件>欄所記載的反應條件。
如此,僅形成矽烷構成單元(S)用之矽烷化合物,或藉由後添加矽烷化合物及觸媒,可抑制低分子量化合物(低分子量體)之發生量,又,可改善所得之熱塑性樹脂中之色相(YI值之降低)。
又,也可不使用觸媒,特別是上述之後添加步驟a或b,特別是採用後添加步驟b之聚合反應中,無觸媒也可順暢地進行聚合反應。
[實施例]
<聚苯乙烯換算重量平均分子量(Mw)之測定>
使用GPC(凝膠滲透層析法),將氯仿作為展開溶劑,使用已知之分子量(分子量分布=1)的標準聚苯乙烯(Shodex STANDARD、SM-105),製作檢量線。由測定的標準聚苯乙烯,繪製各波峰之溶出時間與分子量值,三次樣條(cubic spline)之近似,作為較正曲線。
然後,以所得之較正曲線為基準計,由下述式以聚苯乙烯換算值,求重量平均分子量(Mw)。
[計算式]
(上述式中,i表示分子量M分割時,第i號的分割點,W
i為第i號的重量,M
i表示第i號的分子量。又,分子量M表示較正曲線之同溶出時間之聚苯乙烯換算的分子量。)
[測定條件]
・裝置:股份公司島津製作所公司製Labsolutions
・管柱:保護管柱(Shodex GPC K-G 4A)×1支、分析管柱(Shodex GPC K-805L)×2支
・溶劑:氯仿(HPLC等級)
・注入量:10μL
・試料濃度:2000ppm
・溶劑流速:1mL/min
・測定溫度:40℃
・檢測器:RI
<玻璃轉移溫度(Tg)之測定>
在將該試驗片於AI自動進樣器用試料容器(RDC鋁鍋、直徑6.8mm、高度2.5mm的圓柱容器)上精秤作為測定樣品之5~12mg的試驗片,藉由AI自動進樣器用罩密封試料容器的上部而調製。
測定係使用示差掃描熱量計(DSC),在氮環境下(氮流量:50ml/min)進行測定,參照組件,使用作為標準物質之藍寶石10.0mg。而且,將調整為30℃的測定樣品,以20℃/min,昇溫至280℃後,以20℃/min冷卻,降溫至30℃。然後,以10℃/min昇溫至280℃進行測定。
測定裝置:示差掃描熱量計(DSC)(製品名「DSC-7020」、股份公司Hitachi High-Tech Science製)
<折射率(nd)之測定方法>
折射率(nd):關於以實施例製造之聚碳酸酯共聚物所構成之厚度3mm的直角片,使用阿貝式折射計,以JIS-K-7142的方法測定。
<阿貝數(νd)之測定方法>
關於以實施例製造之聚碳酸酯樹脂所構成之厚度3mm的直角片,使用阿貝式折射計,在23℃下,測定波長486nm、589nm及656nm的折射率,再使用下述式,算出阿貝數。
nd:波長589nm下之折射率
nC:波長656nm下之折射率
nF:波長486nm下之折射率
<YI值之測定方法>
YI值係表示色相偏離無色或白色的黃方向程度(黃色度)之值。
將熱塑性樹脂之樣品6g溶解於60ml的二氯甲烷,成為液狀,使用分光色差計,依據JIS K 7105之規格測定YI值。
分光色差計:日本電飾工業股份公司製:SE2000
<低分子量化合物:Mw=1000以下(面積%)之化合物量之測定方法>
Mw=1000以下(面積%),亦即,重量平均分子量(Mw)為1,000以下之低分子量化合物的含有比例係以下的順序測定。
聚碳酸酯樹脂中之Mw為1,000以下之低分子量化合物之比例係基於藉由上述之<聚苯乙烯換算重量平均分子量(Mw)之測定>所得的數據,藉由滯留時間(Retention time)20.5min~21.5min為止之面積/0min~21.5min為止之面積之比(GPC面積比)算出。
亦即,以<聚苯乙烯換算重量平均分子量(Mw)之測定>所記載的條件下,進行GPC分析,依據被認為相當於聚碳酸酯樹脂之樣品所含有之全部之化合物量之滯留時間(保持時間)為21.5分鐘以下之波峰的GPC面積(A)與、被認為相當於重量平均分子量為1,000以下之低分子量化合物之量的滯留時間為20.5分鐘~21.5分鐘之間被確認之波峰之GPC面積(B)之比,測定低分子量化合物之含有比例(B/A×100(%))。
<濕熱安定性>
將取得之樹脂1g置於鋁盤,在85℃、85%RH的條件,將鋁盤靜置,實施濕熱試驗。24小時後,取出樹脂,調製GPC測定用樣品,依據上述之<聚苯乙烯換算重量平均分子量(Mw)之測定>,測定重量平均分子量(Mw),由初期重量平均分子量之變化率作為Mw保持率進行算出。
裝置:espec股份公司製 PR-2J
計算式
Mw保持率(%)=[(濕熱試驗後重量平均分子量(Mw))÷(初期重量平均分子量(Mw))]×100
<滯留安定性>
將取得之樹脂0.1g置入試驗管,將試驗管浸漬於加熱至240℃的油浴。30分鐘後,取出樹脂,調製GPC測定用樣品,依據上述之<聚苯乙烯換算重量平均分子量(Mw)之測定>,測定重量平均分子量,由初期重量平均分子量之變化率作為Mw保持率進行算出。
計算式
Mw保持率(%)=[(滯留試驗後重量平均分子量(Mw))÷(初期重量平均分子量(Mw))]×100
(合成例) 二甲基二苯氧基矽烷(DMDPS)之合成
將十甲基環五矽氧烷7.5g(20.2mmol、Si莫耳量:101.0mmol)、碳酸二苯酯21.6g(101.0mmol)、及作為觸媒之碳酸銫33mg(0.1mmol)取代成氮環境下,在200℃下攪拌60分鐘。
將反應混合物以1H-NMR分析的結果,未觀測到基於十甲基環五矽氧烷之矽上之甲基之質子的波峰,確認十甲基環五矽氧烷之轉化率為100%。
接著,將反應混合物冷卻至40℃後,在減壓度4hPa、150℃下,藉由減壓蒸餾,得到無色之油狀成分23.7g。
將所得之油狀成分以1H-NMR分析的結果,作為矽上之甲基之質子之波峰,僅觀測到基於二甲基二苯氧基矽烷(DMDPS)之波峰0.378ppm,及基於1,1,3,3-四甲基-1,3-二苯氧基二矽氧烷之波峰0.222ppm。由波峰面積比率,求二甲基二苯氧基矽烷與1,1,3,3-四甲基-1,3-二苯氧基二矽氧烷之莫耳比率時為98.6:1.4。
由所得之油狀成分之重量與上述莫耳比率求得之二甲基二苯氧基矽烷之莫耳量的收率係相對於十甲基環五矽氧烷所含有之矽原子的莫耳量為96.0%。
二甲基二苯氧基矽烷(1H-NMR(CDCl3,500MHz,δ;ppm)=0.378(s;6H)、6.942、6.944(d;4H)、6.959、6.961、6.995(t;2H)、7.230、7.245、7.257(t;4H))。
實施例1
將BNEF 70.00g(0.130mol)、BINOL-DC 34.86g (0.087mol)、DPDMS 12.68(0.052mol)及作為觸媒之Tris(2,4-pentanedionato)aluminum(III) 158μmol/mol、Diethyl (4-Methylbenzyl)phosphonate 275μmol/mol(觸媒量係對於BNEF之相對的莫耳數)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在600hPa、210℃下,原料加熱熔融,反應30分鐘後,昇溫至230℃,使減壓至400hPa,使反應20分鐘,將由反應系餾出之甲醇與水,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應。接著,使減壓至200hPa,反應10分鐘,昇溫至240℃,使減壓至100hPa,反應10分鐘,使減壓至50hPa,反應10分鐘,昇溫至260℃,減壓至未達1hPa,進行反應90分鐘。
如下述表1所示,所得之聚矽醚樹脂的Mw為25,176,折射率(nd)為1.688,阿貝數(vd)為18.64,玻璃轉移溫度(Tg)為158℃。
實施例2
將OPPFL-2EO 76.78g(0.130mol)、BINOL-DC 36.08g(0.090mol)、DPDMS 10.84(0.044mol)及作為觸媒之Tris(2,4-pentanedionato)aluminum(III) 158μmol/mol、Diethyl (4-Methylbenzyl)phosphonate 275μmol/mol(觸媒量係對於OPPFL-2EO之相對的莫耳數)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在600hPa、210℃下,將原料加熱熔融,反應30分鐘後,昇溫至230℃,使減壓至400hPa,使反應42分鐘,將由反應系餾出之甲醇與水,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應。接著,使減壓至200hPa,反應10分鐘,昇溫至240℃,使減壓至100hPa,反應10分鐘,使減壓至50hPa,反應10分鐘,昇溫至260℃,減壓至未達1hPa,反應60分鐘。
如下述表1所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為14,627,折射率(nd)為1.667,阿貝數(vd)為20.31,玻璃轉移溫度(Tg)為138℃。
實施例3
將BPEF 57.07g(0.130mol)、BINOL-DC 36.10g (0.090mol)、DPDMS 10.79(0.044mol)及作為觸媒之Tris(2,4-pentanedionato)aluminum(III) 158μmol/mol、Diethyl (4-Methylbenzyl)phosphonate 275μmol/mol(觸媒量係對於BPEF之相對的莫耳數)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在600hPa、210℃下,將原料加熱熔融,反應30分鐘後,昇溫至230℃,使減壓至400hPa,使反應32分鐘,將由反應系餾出之甲醇與水,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應。接著,使減壓至200hPa,反應10分鐘,昇溫至240℃,使減壓至100hPa,反應10分鐘,使減壓至50hPa,反應10分鐘,昇溫至260℃,減壓至未達1hPa,反應60分鐘。
如下述表1所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為15,230,折射率(nd)為1.659,阿貝數(vd)為21.26,玻璃轉移溫度(Tg)為130℃。
實施例4
將BNEF 70.03g(0.130mol)、BINOL-DC 27.75g (0.069mol)、DPDMS 17.01(0.070mol)及作為觸媒之Tris(2,4-pentanedionato)aluminum(III) 158μmol/mol、Diethyl (4-Methylbenzyl)phosphonate 275μmol/mol(觸媒量係對於BNEF之相對的莫耳數)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在600hPa、210℃下,將原料加熱熔融,反應30分鐘後,昇溫至230℃,使減壓至400hPa,使反應20分鐘,將由反應系餾出之甲醇與水,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應。接著,使減壓至200hPa,反應10分鐘,昇溫至240℃,使減壓至100hPa,反應10分鐘,使減壓至50hPa,反應10分鐘,昇溫至260℃,減壓至未達1hPa,反應60分鐘。
如下述表1所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為20,191,折射率(nd)為1.685,阿貝數(vd)為18.81,玻璃轉移溫度(Tg)為153℃。
實施例5
將BNEF 70.02g(0.130mol)、BINOL-DC 18.82g (0.047mol)、DPDMS 23.17(0.095mol)及作為觸媒之Tris(2,4-pentanedionato)aluminum(III) 158μmol/mol、Diethyl (4-Methylbenzyl)phosphonate 275μmol/mol(觸媒量係對於BNEF之相對的莫耳數)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在600hPa、210℃下,將原料加熱熔融,反應30分鐘後,昇溫至230℃,使減壓至400hPa,使反應20分鐘,將由反應系餾出之甲醇與水,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應。接著,使減壓至200hPa,反應10分鐘,昇溫至240℃,使減壓至100hPa,反應10分鐘,使減壓至50hPa,反應10分鐘,昇溫至260℃,減壓至未達1hPa,反應60分鐘。
如下述表1所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為92,077,折射率(nd)為1.683,阿貝數(vd)為18.99,玻璃轉移溫度(Tg)為148℃。
實施例6
將BNEF 70.02g(0.130mol)、BINOL-DC 5.74g (0.014mol)、DPDMS 32.19(0.132mol)及作為觸媒之Tris(2,4-pentanedionato)aluminum(III) 158μmol/mol、Diethyl (4-Methylbenzyl)phosphonate 275μmol/mol(觸媒量係對於BNEF之相對的莫耳數)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在600hPa、210℃下,將原料加熱熔融,反應30分鐘後,昇溫至230℃,使減壓至400hPa,使反應20分鐘,將由反應系餾出之甲醇與水,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應。接著,使減壓至200hPa,反應10分鐘,昇溫至240℃,使減壓至100hPa,反應10分鐘,使減壓至50hPa,反應10分鐘,昇溫至260℃,減壓至未達1hPa,反應60分鐘。
如下述表1所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為114,393,折射率(nd)為1.681,阿貝數(vd)為19.44,玻璃轉移溫度(Tg)為141℃。
實施例7
將BNEF 70.02g(0.130mol)、BINOL-DC 36.10g (0.090mol)、DMDPS 10.79(0.044mol)及作為觸媒之Tris(2,4-pentanedionato)aluminum(III) 158μmol/mol、Diethyl (4-Methylbenzyl)phosphonate 275μmol/mol(觸媒量係對於BNEF之相對的莫耳數)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在600hPa、210℃下,將原料加熱熔融,反應30分鐘後,昇溫至230℃,使減壓至400hPa,使反應20分鐘,將由反應系餾出之苯酚與水,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應。接著,使減壓至200hPa,反應10分鐘,昇溫至240℃,使減壓至100hPa,反應10分鐘,使減壓至50hPa,反應10分鐘,減壓至未達1hPa,反應60分鐘。
如下述表1所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為11,648,折射率(nd)為1.687,阿貝數(vd)為18.36,玻璃轉移溫度(Tg)為158℃。
實施例8
將BNEF 63.04g(0.117mol)、BNE 4.86g(0.013mol)、BINOL-DC 36.13g(0.090mol)、DPDMS 10.80(0.044mol)及作為觸媒之Tris(2,4-pentanedionato)aluminum(III) 158μmol/ mol、Diethyl (4-Methylbenzyl)phosphonate 275μmol/mol(觸媒量係對於BNEF與BNE之相對的莫耳數)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在600hPa、210℃下,將原料加熱熔融,反應30分鐘後,昇溫至230℃,使減壓至400hPa,使反應20分鐘,將由反應系餾出之甲醇與水,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應。接著,使減壓至200hPa,反應30分鐘,昇溫至240℃,使減壓至100hPa,反應10分鐘,使減壓至50hPa,反應10分鐘,昇溫至260℃,減壓至未達1hPa,反應60分鐘。
如下述表1所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為16,813,折射率(nd)為1.686,阿貝數(vd)為18.56,玻璃轉移溫度(Tg)為155℃。
實施例9
將BNEF 49.20g(0.091mol)、BNE 14.59g(0.039mol)、BINOL-DC 36.08g(0.090mol)、DPDMS 10.76(0.044mol)及作為觸媒之Tris(2,4-pentanedionato)aluminum(III) 158μmol /mol、Diethyl (4-Methylbenzyl)phosphonate 275μmol/mol (觸媒量係對於BNEF與BNE之相對的莫耳數)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在600hPa、210℃下,將原料加熱熔融,反應30分鐘後,昇溫至230℃,使減壓至400hPa,使反應20分鐘,將由反應系餾出之甲醇與水,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應。接著,使減壓至200hPa,反應30分鐘,昇溫至240℃,使減壓至100hPa,反應10分鐘,使減壓至50hPa,反應10分鐘,昇溫至260℃,減壓至未達1hPa,反應60分鐘。
如下述表1所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為13,782,折射率(nd)為1.684,阿貝數(vd)為18.60,玻璃轉移溫度(Tg)為147℃。
實施例10
將BNEF 35.10g(0.065mol)、BNE 24.31g(0.065mol)、BINOL-DC 36.10g(0.090mol)、DPDMS 10.79(0.044mol)及作為觸媒之Tris(2,4-pentanedionato)aluminum(III) 158μmol /mol、Diethyl (4-Methylbenzyl)phosphonate 275μmol /mol(觸媒量係對於BNEF與BNE之相對的莫耳數)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。600hPa、210℃,將原料加熱熔融,反應30分鐘後,昇溫至230℃,使減壓至400hPa,使反應20分鐘,將由反應系餾出之甲醇與水,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應。接著,使減壓至200hPa,反應30分鐘、昇溫至240℃,使減壓至100hPa,反應10分鐘,使減壓至50hPa,反應10分鐘,昇溫至260℃,減壓至未達1hPa,反應60分鐘。
如下述表1所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為10,666,折射率(nd)為1.682,阿貝數(vd)為18.67,玻璃轉移溫度(Tg)為134℃。
實施例11
將BNEF 70.04g(0.130mol)、DPC 4.92g(0.023mol)、BINOL-DC 17.78g(0.044mol)、DPDMS 16.35(0.067mol)及作為觸媒之Tris(2,4-pentanedionato)aluminum(III) 158μmol/ mol、Diethyl (4-Methylbenzyl)phosphonate 275μmol/mol(觸媒量係對於BNEF之相對的莫耳數)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在600hPa、210℃下,將原料加熱熔融,反應30分鐘後,昇溫至230℃,使減壓至400hPa,使反應40分鐘,由反應系餾出之甲醇、水、苯酚,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應。接著,使減壓至200hPa,反應20分鐘,昇溫至240℃,使減壓至100hPa,反應10分鐘,使減壓至50hPa,反應10分鐘,昇溫至260℃,減壓至未達1hPa,反應60分鐘。
如下述表1所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為10,870,折射率(nd)為1.685,阿貝數(vd)為18.85,玻璃轉移溫度(Tg)為146℃。
實施例12/Ti系觸媒
將BNEF 43.09g(0.080mol)、BINOL-DC 25.75g (0.064mol)、DPDMS 6.83(0.028mol)及作為觸媒之Ti(OBu)4 100μmol/mol(觸媒量係對於BNEF之相對的莫耳數)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在400hPa、210℃下,將原料加熱熔融,15分鐘反應後、昇溫至230℃,進一步,使反應15分鐘。將由反應系餾出之甲醇、水,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應。然後,減壓至200hPa後,使反應10分鐘,接著,減壓至100hPa,昇溫至245℃,反應10分鐘,使減壓至50hPa,反應10分鐘,昇溫至260℃,減壓至未達1hPa,進行反應33分鐘。
如下述表所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為26,892,折射率(nd)為1.686,阿貝數(vd)為18.54,玻璃轉移溫度(Tg)為161℃。
實施例13/實施例12與二醇種不同的體系
將BNEF 38.78g(0.072mol)、BNE 3.00g(0.008mol)、BINOL-DC 27.05g(0.067mol)、DPDMS 7.03(0.029mol)及作為觸媒之Ti(OBu)4 100μmol/mol(觸媒量係對於BNEF,BNE之總莫耳之相對的莫耳數)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在400hPa、210℃下,將原料加熱熔融,反應15分鐘後,昇溫至230℃,進一步,使反應15分鐘。將由反應系餾出之甲醇、水,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應。然後,減壓至200hPa後,使反應10分鐘,接著,減壓至100hPa,昇溫至245℃,反應10分鐘,使減壓至50hPa,反應10分鐘,昇溫至260℃,減壓至未達1hPa,進行反應41分鐘。
如下述表所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為32,913,折射率(nd)為1.685,阿貝數(vd)為18.63,玻璃轉移溫度(Tg)為157℃。
實施例14/Ti系觸媒(將矽烷化合物與觸媒,後添加)
將BNEF 21.55g(0.040mol)及BINOL-DC 11.83g (0.029mol)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在50hPa、230℃下,將原料加熱熔融,由反應系餾出之水,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應20分鐘。然後,以氮進行大氣開放,系內加入DPDMS 3.07 (0.013mol)及作為觸媒之Ti(OBu)
4100μmol/mol(觸媒量係對於BNEF之相對的莫耳數),再進行減壓。在400hPa、230℃下,將由反應系餾出之甲醇,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應10分鐘。然後,減壓至200hPa,昇溫至245℃,反應10分鐘,接著,減壓至100hPa,反應10分鐘,減壓至50hPa,昇溫至255℃,反應10分鐘,減壓至未達1hPa,進行反應19分鐘。
如下述表所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為24,976,折射率(nd)為1.687,阿貝數(vd)為18.47,玻璃轉移溫度(Tg)為161℃。
藉由實施例15/實施例14減少觸媒量之系
將BNEF 21.55g(0.040mol)及BINOL-DC 11.83g (0.029mol)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在50hPa、230℃下,將原料加熱熔融,將由反應系餾出之水,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應20分鐘。然後,以氮進行大氣開放,系內加入DPDMS 3.07(0.013mol)及作為觸媒之Ti(OBu)
410μmol/mol(觸媒量係對於BNEF之相對的莫耳數),再進行減壓。在400hPa、230℃下,將由反應系餾出之甲醇,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應10分鐘。然後,減壓至200hPa,昇溫至245℃,反應10分鐘,接著,減壓至100hPa,反應10分鐘,減壓至50hPa,昇溫至255℃,反應10分鐘,減壓至未達1hPa,進行反應40分鐘。
如下述表所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為20,887,折射率(nd)為1.687,阿貝數(vd)為18.48,玻璃轉移溫度(Tg)為160℃。
實施例16/觸媒無添加(將矽烷化合物後添加)
將BNEF 21.55g(0.040mol)及BINOL-DC 11.83g (0.029mol)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在50hPa、230℃下,原料進行加熱熔融,將由反應系餾出之水,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應20分鐘。然後,以氮進行大氣開放,系內加入DPDMS 3.07(0.013mol),再進行減壓。在400hPa、230℃下,將由反應系餾出之甲醇,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應10分鐘。然後,減壓至200hPa,昇溫至245℃,反應10分鐘,接著,減壓至100hPa,反應10分鐘,減壓至50hPa,昇溫至255℃,反應10分鐘,減壓至未達1hPa,進行反應40分鐘。
如下述表所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為17,959,折射率(nd)為1.687,阿貝數(vd)為18.49,玻璃轉移溫度(Tg)為160℃。
實施例17/觸媒無添加(將矽烷化合物後添加)
將BNEF 21.55g(0.040mol)及BINOL-DC 8.45g(0.021mol)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在50hPa、230℃下,將原料加熱熔融,由反應系餾出之水,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應20分鐘。然後,以氮進行大氣開放,系內加入DPDMS 5.12(0.021mol),再進行減壓。在400hPa、230℃下,將由反應系餾出之甲醇,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應10分鐘。然後,減壓至200hPa,昇溫至245℃,反應10分鐘,接著,減壓至100hPa,反應10分鐘,減壓至50hPa,昇溫至255℃,反應10分鐘,減壓至未達1hPa,進行反應40分鐘。
如下述表所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為22,840,折射率(nd)為1.686,阿貝數(vd)為18.66,玻璃轉移溫度(Tg)為156℃。
實施例18/觸媒無添加(將矽烷化合物後添加)
將BNEF 21.55g(0.040mol)及BINOL-DC 5.07g(0.013mol)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在50hPa、230℃下,將原料加熱熔融,由反應系餾出之水,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應20分鐘。然後,以氮進行大氣開放,系內加入DPDMS 7.17 (0.029mol),再進行減壓。在400hPa、230℃下,將由反應系餾出之甲醇,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應10分鐘。然後,減壓至200hPa,昇溫至245℃,反應10分鐘,接著,減壓至100hPa,反應10分鐘,減壓至50hPa,昇溫至255℃,反應10分鐘,減壓至未達1hPa,進行反應40分鐘。
如下述表所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為29,951,折射率(nd)為1.684,阿貝數(vd)為18.87,玻璃轉移溫度(Tg)為149℃。
比較例1
將BNEF 70.00g(0.130mol)、DPDMS 34.25g(0.140mol)及作為觸媒之碳酸氫鈉60μmol/mol(觸媒量係對於BNEF之相對的莫耳數)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。210℃下,將原料加熱熔融,反應60分鐘後,昇溫至220℃,使減壓至600hPa,使反應30分鐘,由反應系餾出之甲醇,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應。接著,昇溫至230℃,減壓至400hPa,反應30分鐘,昇溫至240℃,反應30分鐘,昇溫至250℃,使減壓至200hPa,反應20分鐘,使減壓至100hPa,反應20分鐘,使減壓至50hPa,反應10分鐘,減壓至未達1hPa,進行反應90分鐘。
如下述表1所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為20,890,折射率(nd)為1.677,阿貝數(vd)為19.72,玻璃轉移溫度(Tg)為131℃。
比較例2
將BNEF 37.73g(0.070mol)、DMDPS 19.47g(0.798mol)及作為觸媒之碳酸氫鈉30μmol/mol(觸媒量係對於BNEF之相對的莫耳數)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。210℃下,將原料加熱熔融,反應30分鐘後,使減壓至300hPa,使反應10分鐘,然後,以80分鐘階段性昇溫至260℃,以階段性減壓至未達1hPa,將由反應系餾出之苯酚,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應。進一步,在260℃、未達1hPa的條件下,進行反應101分鐘。
如下述表1所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為39,359,折射率(nd)為1.667,阿貝數(vd)為19.18,玻璃轉移溫度(Tg)為138℃。
比較例3
將OPPFL2EO(BPPEF) 76.69g(0.130mol)、DPDMS 33.31g (0.137mol)及作為觸媒之碳酸氫鈉15μmol/mol(觸媒量係對於OPPFL2EO之相對的莫耳數)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在210℃下,將原料加熱熔融,反應60分鐘後,昇溫至220℃,使減壓至600hPa,使反應30分鐘,由反應系餾出之甲醇,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應。接著,昇溫至230℃,使減壓至400hPa,反應30分鐘,昇溫至240℃,使減壓至200hPa,反應20分鐘,使減壓至100hPa,反應20分鐘,使減壓至50hPa,反應10分鐘,減壓至未達1hPa,進行反應90分鐘。
如下述表1所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為15,349,折射率(nd)為1.657,阿貝數(vd)為21.90,玻璃轉移溫度(Tg)為123℃。
比較例4
將BPEF 31.00g(0.071mol)、DPDMS 18.98g(0.078mol)及作為觸媒之碳酸銫15μmol/mol(觸媒量係對於BPEF之相對的莫耳數)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在190℃下,將原料加熱熔融,反應30分鐘後,昇溫至210℃,使減壓至600hPa,使反應16分鐘,然後,以54分鐘,以階段性昇溫至260℃,以階段性減壓至未達1hPa,由反應系餾出之甲醇,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應。進一步,在260℃、未達1hPa之條件下,進行反應90分鐘。
如下述表1所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為46,225,折射率(nd)為1.643,阿貝數(vd)為23.92,玻璃轉移溫度(Tg)為97℃。
比較例5
將BNEF 31.51g(0.0585mol)、BNE 2.43(0.0065mol)、DPDMS 16.34g(0.067mol)、及作為觸媒之碳酸氫鈉60μmol /mol(觸媒量係對於BNEF與BNE之相對的莫耳數)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在210℃下,將原料加熱熔融,反應30分鐘後,昇溫至230℃,使減壓至400hPa,使反應30分鐘,由反應系餾出之甲醇,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應。接著,使減壓至200hPa,反應20分鐘,昇溫至240℃,使減壓至100hPa,反應20分鐘,使減壓至50hPa,反應10分鐘,使減壓至未達1hPa,進行反應1200分鐘。
如下述表1所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為32,078,折射率(nd)為1.677,阿貝數(vd)為19.67,玻璃轉移溫度(Tg)為131℃。
比較例6
將BNEF 24.51g(0.046mol)、BNE 7.30(0.020mol)、DPDMS 16.49g(0.068mol)及作為觸媒之碳酸氫鈉60μmol/ mol(觸媒量係對於BNEF與BNE之相對的莫耳數)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在210℃下,將原料加熱熔融,反應30分鐘後,昇溫至230℃,使減壓至400hPa,使反應30分鐘,由反應系餾出之甲醇,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應。接著,使減壓至200hPa,反應20分鐘,昇溫至240℃,使減壓至100hPa,反應20分鐘、使減壓至50hPa,反應10分鐘,使減壓至未達1hPa,進行反應1200分鐘。
如下述表1所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為33,928,折射率(nd)為1.674,阿貝數(vd)為19.84,玻璃轉移溫度(Tg)為119℃。
比較例7
將BNEF 17.51g(0.033mol)、BNE 12.17(0.033mol)、DPDMS 16.34g(0.067mol)及作為觸媒之碳酸氫鈉60μmol/ mol(觸媒量係對於BNEF與BNE之相對的莫耳數)置入具備有攪拌機之300ml 四口燒瓶中,將系內取代成氮環境下。在210℃下,將原料加熱熔融,反應30分鐘後,昇溫至230℃,使減壓至400hPa,使反應30分鐘,由反應系餾出之甲醇,以冷凝管使凝聚,除去,使進行反應。接著,使減壓至200hPa,反應20分鐘、昇溫至240℃,使減壓至100hPa,反應20分鐘,使減壓至50hPa,反應10分鐘,減壓至未達1hPa,進行反應1200分鐘。
如下述表1所示,所得之聚矽醚樹脂之Mw為34,308,折射率(nd)為1.670,阿貝數(vd)為19.95,玻璃轉移溫度(Tg)為109℃。
比較例8
將2,2’-雙(羥基羰基甲氧基)-1,1’-雙萘基(BINOL-DC)50.29g(0.12mol)、下述結構式表示之9,9’-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)茀(BPEF)164.41g(0.37mol)、碳酸二苯酯55.95g(0.26mol)及作為觸媒之四丁氧基鈦0.015g置入附攪拌器及餾出裝置之反應槽中,氮環境常壓下,加熱至180℃,攪拌30分鐘。然後,以1小時昇溫至255℃、減壓至0.13kPa,接著,在255℃、0.13kPa下,持續攪拌1小時,進行聚合反應。自反應器取出內容物,得到聚酯碳酸酯樹脂。所得之聚酯碳酸酯樹脂的物性如表1所示。
由實施例及比較例的結果,確認本實施形態之熱塑性樹脂具有高的折射率(nd),同時,阿貝數(νd)之值也高。如此,不只是折射率,對於色收差也具有良好性狀的熱塑性樹脂,可適合用於光學用途。
又,依據熱塑性樹脂之製造方法,確認可調整、改善所得之熱塑性樹脂的性狀。例如,聚合反應開始後的反應系中,將矽烷化合物及觸媒進行後添加,或僅矽烷化合物進行後添加的實施例(實施例14~18),確認低分子量化合物之發生量之抑制、YI值之降低,顯示色相改善的效果等。此等之熱塑性樹脂之性狀的改善效果被認為例如,由矽烷化合物與BINOL-DC等之式(1)表示之二羧酸類等之反應而得的環化體、著色產物之生成容易被抑制等所引起者。
Claims (19)
- 一種熱塑性樹脂,其係具有: 作為來自下述至少任一種之矽烷化合物之構成單元的矽烷構成單元(S), 來自下述通式(1)表示之二羧酸、單羧酸單酯,或羧酸二酯的酯構成單元(I),及 包含來自下述通式(2)表示之單體的二萘構成單元(N)及來自下述通式(3)表示之單體之茀構成單元(F)中之至少任一種的二醇構成單元(A), 其中前述矽烷構成單元(S)源自包含二烷基二烷氧基矽烷、二芳基二烷氧基矽烷,及單烷基單芳基二烷氧基矽烷之中之至少任一種的二烷氧基矽烷化合物;包含二烷基二芳氧基矽烷、二芳基二芳氧基矽烷,及單烷基單芳基二芳氧基矽烷中之至少任一種的二芳氧基矽烷化合物;及包含二烷基單烷氧基單芳氧基矽烷、二芳基單烷氧基單芳氧基矽烷及單烷基單芳基單烷氧基單芳氧基矽烷化合物之中之至少任一種的單烷氧基單芳氧基矽烷化合物, (式(1)中,R 1及R 2各自獨立表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、可具有取代基之碳數1~6之烷基,或可包含選自O、N及S之雜環原子且可具有取代基之碳數6~20之芳基、可具有取代基之碳數2~6之烯基、可具有取代基之碳數1~6之烷氧基、或可具有取代基之碳數7~17之芳烷基, a及b各自獨立表示0~5之整數, n及m各自獨立表示1~5之整數, R i及R ii各自獨立表示氫原子,或碳數1~5之烷基), R a及R b各自獨立地選自氫原子、鹵素原子、可具有取代基之碳數1~20之烷基、可具有取代基之碳數1~20之烷氧基、可具有取代基之碳數5~20之環烷基、可具有取代基之碳數5~20之環烷氧基、可具有取代基之碳數6~20之芳基、包含選自O、N及S之1個以上之雜環原子的可具有取代基之碳數6~20之雜芳基、可具有取代基之碳數6~20之芳氧基,及-C≡C-R h所構成群組, R h表示可具有取代基之碳數6~20之芳基,或包含選自O、N及S之1個以上之雜環原子的可具有取代基之碳數6~20之雜芳基, X表示單鍵,或可具有取代基之茀基, A及B各自獨立表示可具有取代基之碳數1~5之伸烷基, m及n各自獨立表示0~6之整數, a及b各自獨立表示0~10之整數, (通式(3)中, R c及R d各自獨立為選自氫原子、鹵素原子、可具有取代基之碳數1~20之烷基、可具有取代基之碳數1~20之烷氧基、可具有取代基之碳數5~20之環烷基、可具有取代基之碳數5~20之環烷氧基,及可具有取代基之碳數6~20之芳基所構成群組, Y 1為茀基、 A及B各自獨立表示可具有取代基之碳數1~5之伸烷基, p及q各自獨立表示0~4之整數, a及b各自獨立表示0~10之整數)。
- 如請求項1之熱塑性樹脂,其中,以前述熱塑性樹脂中之全部構成單元之合計莫耳數為基準計,前述矽烷構成單元(S)之含量為5~50mol%。
- 如請求項1之熱塑性樹脂,其中,以前述熱塑性樹脂中之全部構成單元之合計莫耳數為基準計,前述酯構成單元(I)之含量為3~45mol%。
- 如請求項1之熱塑性樹脂,其中,以前述熱塑性樹脂中之全部構成單元之合計莫耳數為基準計,前述二醇構成單元(A)之含量為30~70mol%。
- 如請求項1之熱塑性樹脂,其中,前述二醇構成單元(A)中之前述茀構成單元(F)與前述二萘構成單元(N)之莫耳比為5:95~95:5。
- 如請求項1之熱塑性樹脂,其中,前述矽烷構成單元(S)具有-OSi(R 1R 2)O-部位, R 1及R 2各自獨立為可具有取代基之碳數1~20之烷基,或可具有取代基之碳數6~30之芳基。
- 如請求項6之熱塑性樹脂,其中,前述矽烷構成單元(S)中之R 1及R 2各自獨立選自甲基、乙基,及可具有取代基之苯基。
- 如請求項1之熱塑性樹脂,其中,前述熱塑性樹脂中,前述酯構成單元(I)與前述二醇構成單元(A)進行酯鍵結。
- 如請求項1之熱塑性樹脂,其中,前述熱塑性樹脂中,前述矽烷構成單元(S)與前述二醇構成單元(A)進行(矽基)醚鍵結。
- 如請求項1之熱塑性樹脂,其中,前述通式(2)之化合物包含BNE、2NBN及DPBN中之任一種。
- 如請求項1之熱塑性樹脂,其中,前述通式(3)之化合物包含BNEF、BPPEF及BPEF中之任一種。
- 如請求項1之熱塑性樹脂,其中,前述熱塑性樹脂之以聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)為5,000~100,000。
- 如請求項1之熱塑性樹脂,其中,前述熱塑性樹脂之折射率(nd)為1.640~1.700。
- 如請求項1之熱塑性樹脂,其中,前述熱塑性樹脂之阿貝數(vd)為16.0~24.0。
- 如請求項1之熱塑性樹脂,其中,前述熱塑性樹脂之Tg為105~170℃。
- 一種成形體,其係包含如請求項1之熱塑性樹脂。
- 如請求項16之成形體,其中,前述成形體為光學透鏡。
- 一種熱塑性樹脂之製造方法,其係如請求項1之熱塑性樹脂之製造方法, 其係進行下述第1段的聚合反應與第2段的聚合反應, 第1段的聚合反應:使形成前述酯構成單元(I)用之前述式(1)表示之二羧酸、單羧酸單酯,或羧酸二酯;及形成二醇構成單元(A)用之上述式(2)表示之單體及/或上述式(3)表示之單體進行聚合, 第2段的聚合反應:藉由在前述第1段之聚合反應得到之反應系中,添加形成前述矽烷構成單元(S)用之前述矽烷化合物進行聚合。
- 如請求項18之熱塑性樹脂之製造方法,其中在藉由前述第1段之聚合反應所得到之反應系中,添加前述矽烷化合物與觸媒,進行前述第2段的聚合反應。
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