TWI504673B - A polycarbonate resin composition, and a molded product comprising the same - Google Patents

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Description

聚碳酸酯樹脂組成物及由其構成之成形品 發明領域
本發明關於一種聚碳酸酯樹脂組成物及其成形品，係含有具紅外線遮蔽性能之無機材料。
 發明背景
當具有紅外線領域波長之光線接觸人體皮膚，人將感覺到熱，因此汽車用窗構件及建築用窗構件等有必要多量遮蔽紅外線領域波長之光線。同時對於窗構件期望盡可能使可見光領域波長透過以確保視野。即，藉使用遮蔽紅外線且使可見光透過之材料降低體感溫度，可製作減低空調等能源消費之高透光性窗構件。再者，因近年環境顧慮之觀點及藉由技術提昇促進省能源化、省空間化，需要具有各種型態之紅外線遮蔽材料，具有特定波長領域之遮蔽性能，帶有厚度之樹脂片及樹脂成形品為非常具有實用性。
專利文獻1揭示使用有機系紅外線遮蔽材料之樹脂組成物。但是，由於有機系紅外線遮蔽材料耐熱不安定，於一般聚碳酸酯之成形溫度帶之成形困難。如專利文獻2使用ATO及ITO等無機系紅外線遮蔽材料者亦為習知，但易產生霧度增高之缺陷。再者紅外線遮蔽材料對於日照到達地面且人感覺到體感溫度高之近紅外線波長領域至中紅外線波長領域要求更高之光遮蔽性能提昇。為改善該等缺陷，而有如專利文獻3鎢系無機系添加劑之提議，但多數聚碳酸酯樹脂為基材之高透明鎢系、六硼化鑭系及有機系紅外線遮蔽材料呈現帶有黃色調之綠色系顏色。
專利文獻1：日本專利第2779288號公報
專利文獻2：日本特表2009-505871號公報
專利文獻3：日本專利4182357號公報
 發明揭示
因此，本發明之目的為提供一種聚碳酸酯樹脂組成物及其成形品，不僅於可見光領域具有高透光性能，紅外線遮蔽性及成形耐熱性優異，可貢獻減輕環境負荷，且具有可藉由調色處理呈現各種顏色之高設計性。
本發明者積極檢討解決前述課題之結果，發現當組合聚碳酸酯樹脂與無機系紅外線遮蔽材料，再添加特定之紫外線吸收劑時，可製得表現出高紅外線遮蔽性能與高可見光透光性，且可貢獻減輕環境負荷之聚碳酸酯樹脂組成物。
即前述課題藉由以下之發明達成。
1.　一種樹脂組成物，其含有(A)聚碳酸酯樹脂(A成分)100重量份、(B)無機系紅外線遮蔽材料(B成分)0.001~0.1重量份及(C)以下式(1)所表示之紫外線吸收劑(C成分)0.01~1重量份。
2.　如前項1記載之樹脂組成物，其中B成分為以式MxWyOz(唯，M表示由H、He、鹼金屬、鹼土金屬、稀土元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi及I之中所選擇之元素，x、y及z為滿足式0.01≦x≦1、0.001≦x/y≦1及2.2≦z/y≦3.0之數字)所表示之錯合鎢氧化物微粒子。
3.　如前項1或2記載之樹脂組成物，其中B成分之粒徑為1nm~800nm。
4.　如前項2記載之樹脂組成物，其中M為選自於由Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr及Ba所構成群組中之元素。
5.　如前項2~4中任一項記載之樹脂組成物，其中錯合鎢氧化物微粒子由分散劑所被覆。
6.　如前項1~5中任一項記載之樹脂組成物，其相對於聚碳酸酯樹脂(A成分)100重量份，含有0.0001~1重量份之熱安定劑(D成分)。
7.　如前項6記載之樹脂組成物，其中熱安定劑(D成分)為選自於由磷系安定劑(D-1成分)、受阻酚系安定劑(D-2成分)及硫系安定劑(D-3成分)所構成群組中至少一種之熱安定劑。
8.　一種成形品，其係由前項1~7中任一項記載之樹脂組成物所構成。
9.　如前項8記載之成形品，其中可見光透光率為40%~90%範圍，且Tts(Solar total transmittance)值為70%以下。
10.如前項8或9記載之成形品，其於表面施有硬塗覆處理。
11.如前項8~10中任一項記載之成形品，其係為車輛用窗構件、車輛用燈具或建築材用窗構件。
 用以實施發明之最佳形態
以下針對本發明各構成成分之詳細進行說明。
(A成分：聚碳酸酯樹脂)
聚碳酸酯樹脂(A成分)為二價酚與碳酸酯前驅物反應製得。反應方法之一例可列舉界面聚合法、熔融酯交換法、碳酸酯預聚合物之固相酯交換法及環狀碳酸酯化合物之開環聚合法等。
在此所使用二價酚之代表例，可列舉氫醌、間苯二酚、4,4’ -雙酚、1,1-二(4-羥苯)乙烷、2,2-二(4-羥苯)丙烷(通稱雙酚A)、2,2-二(4-羥基-3-甲基苯)丙烷、2,2-二(4-羥苯)丁烷、1,1-二(4-羥苯)-1-苯乙烷、1,1-二(4-羥苯)環己烷、1,1-二(4-羥苯)-3,3,5-三甲基環己烷、2,2-二(4-羥苯)戊烷、4,4’-(p-伸苯二亞異丙基)二酚、4,4’-(m-伸苯二亞異丙基)二酚、1,1-二(4-羥苯)-4-異丙基環己烷、二(4-羥苯)氧化物、二(4-羥苯)硫化物、二(4-羥苯)亞碸、二(4-羥苯)碸、二(4-羥苯)酮、二(4-羥苯)酯、2,2-二(3,5-二溴-4-羥苯)丙烷、二(3,5-二溴-4-羥苯)碸、二(4-羥基-3-甲基苯)硫化物、9,9-二(4-羥苯)茀及9,9-二(4-羥基-3-甲基苯)茀等。二價酚宜為二(4-羥苯)烷，其中由耐衝擊性之觀點來看，特別宜為雙酚A。
碳酸酯前驅物使用鹵化羰、碳酸二酯或鹵甲酸酯等，具體來講，可列舉如光氣、碳酸二苯酯或二價酚之二鹵甲酸酯等。
將前述二價酚與碳酸酯前驅物藉由界面重合法製造聚碳酸酯樹脂時，可因應需要使用觸媒、末端停止劑及防止二價酚氧化之氧化防止劑等。又本發明之聚碳酸酯樹脂含有將三官能以上之多官能性芳香族化合物共聚合之分支聚碳酸樹脂、將芳香族或脂肪族(含酯環族)之二官能性羧酸共聚合之聚酯碳酸樹脂、將二官能性醇(含酯環族)共聚合之共聚合聚碳酸樹脂以及將該等二官能性羧酸與二官能性醇共聚合之聚酯碳酸酯樹脂。又，亦可為混合所製得聚碳酸酯樹脂2種以上之混合物。
三官能以上之多官能性芳香族化合物可使用1,1,1-三(4-羥苯)乙烷及1,1,1-三(3,5-二甲基-4-羥苯)乙烷等。
當含有產生分支聚碳酸酯之多官能性化合物時，其量於芳香族聚碳酸酯全量中宜為0.001~1莫耳%，較宜為0.005~0.9莫耳%，特別宜為0.01~0.8莫耳%。又特別於熔融酯交換法時，有副反應產生分支構造之情形，該分支構造量於芳香族聚碳酸酯全量中為0.001~1莫耳%，宜為0.005~0.9莫耳%，特別宜為0.01~0.8莫耳%。又，該等比率可藉由1H-NMR測定算出。
脂肪族之二官能性羧酸宜為α,ω-二羧酸。脂肪族之二官能性羧酸宜舉例如皮酯酸(癸二酸)、十二烷二酸、十四烷二酸、十八烷二酸、二十烷二酸等直鏈飽合脂肪族二羧酸以及環己烷二羧酸等脂環族二羧酸。二官能性醇較適宜使用脂環族二醇，例如環己烷二甲醇、環己烷二醇及三環癸烷二甲醇等。
再者亦可使用將聚有機矽氧單體共聚合之聚碳酸酯-聚有機矽氧共聚合體。
利用界面聚合法之反應，通常為二價酚與光氣，於酸結合劑及有機溶媒存在下反應。酸結合劑例如可使用氫氧化鈉與氫氧化鉀等鹼金屬氫氧化物及吡啶等。
有機溶媒例如可使用二氯甲烷及氯苯等鹵化烴。
又，為促進反應可使用例如三級胺及四級銨鹽等觸媒，分子量調節劑宜使用例如酚、p-tert-丁苯酚及異丙苯基酚等單官能酚類。再者單官能酚類可列舉癸基酚、十二烷基酚、十四烷基酚、十六烷基酚、十八烷基酚、二十烷基酚、二十二烷基酚及三十烷基酚等。該等具有較長鏈烷基之單官能酚類，於要求流動性及耐加水分解性提昇時為有效。
反應溫度通常為0~40℃，反應時間為數分~5小時，反應中之pH通常保持10以上為宜。
利用熔融法之反應，通常為二價酚與碳酸二酯之酯交換反應，在惰性氣體存在下混合二價酚與碳酸二酯，通常於減壓下120~350℃反應。減壓程度階段性地變化，最終減為133pa以下將生成之酚類除去至系統外。反應時間通常為1~4小時左右。
碳酸二酯可列舉如碳酸二苯酯、碳酸二萘酯、碳酸二(二苯)酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯及碳酸二丁酯等，其中又宜為碳酸二苯酯。
為加速聚合速度可使用聚合觸媒。聚合觸媒可列舉如氫氧化鈉或氫氧化鉀等鹼金屬或鹼土金屬之氫氧化物、硼或鋁之氫氧化物、鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽、四級銨鹽、鹼金屬或鹼土金屬之烷氧化物、鹼金屬或鹼土金屬之有機酸鹽、鋅化合物、硼化合物、矽化合物、鍺化合物、有機錫化合物、鉛化合物、銻化合物、錳化合物、鈦化合物及鋯化合物等通常使用於酯化反應或酯交換反應之觸媒。觸媒可單獨使用，亦可二種類以上併用。該等聚合觸媒之使用量，相對於原料二價酚1莫耳，宜選擇1×10-9 ~1×10-5 當量，較宜選擇1×10-8 ~5×10-6 當量範圍。
又，聚合反應中，為使酚性之末端基減少，於聚縮反應之後期或終了後，可添加例如2-氯苯基苯基碳酸酯、2-甲氧羰苯基苯基碳酸酯及2-乙氧羰苯基苯基碳酸酯等化合物。
再者熔融酯交換法中宜使用中和觸媒活性之失活劑。該等失活劑之量，宜使用相對於殘存觸媒1莫耳為0.5~50莫耳之比率。又相對於聚合後之芳香族聚碳酸酯，宜使用0.01~500ppm之比率，較宜為0.01~300ppm，特別宜為0.01~100ppm之比率。失活劑宜列舉十二烷基苯磺酸四丁鏻鹽等鏻鹽及四乙銨十二烷基苄硫酸鹽等銨鹽等。關於前述以外之反應形式，習知於成書及專利公報等。
聚碳酸酯樹脂之黏度平均分子量宜為14,000~100,000，較宜為20,000~30,000，更宜為22,000~28,000，最宜為23,000~26,000。當超出前述範圍分子量過低時，耐衝擊值等機械物性不足，易發生破裂。又，當超出前述範圍分子量過高時，射出成形將困難，由於殘留應力等而易發生破裂缺陷。再者於較適宜範圍中，耐衝擊性與成形加工性優異同時成立。另外，前述聚碳酸酯樹脂，亦可為黏度平均分子量於前述範圍外者混合製得。
聚碳酸酯樹脂之黏度平均分子量(M)為聚碳酸酯樹脂0.7g溶解於二氯甲烷100ml之溶液，將其於20℃所求得比黏度(ηp )代入下列式求得。
ηsp /c=[η]+0.45×[η]2 c(唯[η]為極限黏度)
[η]=1.23×10-4 M0.83
c=0.7
聚碳酸酯樹脂(A成分)之態樣可列舉以下物質。即可使用由黏度平均分子量為70,000~300,000之芳香族聚碳酸酯(PC-i)及黏度平均分子量為10,000~30,000之芳香族聚碳酸酯(PC-ii)所構成，其黏度平均分子量為15,000~40,000，且適宜為20,000~30,000之芳香族聚碳酸酯(以下亦稱「含高分子量成分芳香族聚碳酸酯」)。
該等含高分子量成分芳香族聚碳酸酯，由於PC-i之存在使聚合物之熵彈性增大，而於本發明合適之射出加壓成形時更為有利。例如可減少遲滯痕跡等外觀不良，而可擴張射出加壓成形之條件範圍。一方面PC-ii成分之低分子量成分降低全體之熔融黏度，促進樹脂緩和，可做到較低應變之成形。又，同樣效果亦發現於含有分支成分之聚碳酸酯樹脂。
(B成分：無機系紅外線遮蔽材料)
無機系紅外線遮蔽材料之粒徑宜為1nm~800nm，較宜為1nm~600nm，更宜為1nm~300nm。粒徑小於1nm則凝聚效果增大而易生分散性不良，大於800nm則將產生透明樹脂成形品之霧度增高等缺陷。
無機系紅外線遮蔽材料(B成分)可列舉鎢系材料、鑭系材料、錫系材料及銻系材料等。其中從紅外線遮蔽性能與霧度之觀點來看，宜為鎢系材料，其中又特別宜為錯合鎢氧化物微粒子。
(錯合鎢氧化物微粒子)
於本發明做為B成分使用之錯合鎢氧化物微粒子為以MxWyOz所表示之粒子(唯，M表示選自於由H、He、鹼金屬、鹼土金屬、稀土元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pd、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi及I所構成群組中之元素。x、y及z為滿足式0.01≦x≦1、0.001≦x/y≦1及2.2≦z/y≦3.0之數字。)。
其中M宜為選自於由Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr及Ba所構成群組中之元素，且最宜為K、Rb或Cs。又，x之範圍宜為0.01≦x≦0.5，較宜為0.2≦x≦0.4之範圍。再者，x/y及z/y之範圍分別宜為0.01≦x/y≦0.5及2.7≦z/y≦3.0，較宜為0.2≦x/y≦0.4及2.8≦z/y≦3.0。
錯合鎢氧化物微粒子可將起始原料之鎢化合物，於惰性氣體氛圍或還原性氣體氛圍中熱處理而製得。經過該熱處理製得之錯合鎢氧化物微粒子，具有充分之近紅外線遮蔽力，有適宜做為紅外線遮蔽微粒子之性質。
一般式MxWyOz所表示之錯合鎢氧化物微粒子之起始原料為含有元素M之元素單體或化合物形式之鎢化合物。具體而言，可列舉含有元素M之元素單體或化合物形式之三氧化鎢粉末、二氧化鎢粉末、鎢氧化物之水合物、六氯化鎢粉末及鎢酸銨粉末。亦可舉六氯化鎢溶解於酒精後，乾燥製得之鎢氧化物水合物粉末。又可舉六氯化鎢溶解於酒精後添加水使沉澱，乾燥製得之鎢氧化物水合物粉末。又可舉鎢酸銨水溶液乾燥製得之鎢化合物粉末及金屬鎢粉末。另外，若起始原料為溶液，則各元素容易均勻混合，因此更宜使用鎢酸銨水溶液及六氯化鎢溶液。使用該等原料，將其於惰性氣體氛圍或還原性氣體氛圍中進行熱處理，可製得前述錯合鎢氧化物微粒子。
在此，為製造各成份於分子層級均勻混合之鎢化合物起始原料，各原料宜藉由溶液混合，含有元素M之鎢化合物宜為可溶解於水或有機溶媒等溶媒之物質。例如，可列舉含有元素M之鎢酸鹽、氯鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、草酸鹽、氧化物、碳酸鹽及氫氧化物等，宜可成為溶液狀者。
關於製造前述錯合鎢氧化物微粒子之原料，以下再度詳細說明。
用以製得一般式MxWyOz所示錯合鎢氧化物微粒子之起始原料，可使用三氧化鎢粉末、二氧化鎢粉末、鎢氧化物之水合物、六氯化鎢粉末、鎢酸銨粉末及將六氯化鎢溶解於酒精後乾燥製得之鎢氧化物水合物粉末。又可使用六氯化鎢溶解於酒精後添加水使沈澱，乾燥製得之鎢氧化物水合物粉末。又可使用鎢酸銨水溶液乾燥製得之鎢化合物粉末。又可使用將選自於金屬鎢粉末一種類以上之粉末與含有前述M元素之單體或化合物粉末混合而成之粉末。
再者，若用以製得該錯合鎢氧化物微粒子之鎢化合物起始原料為溶液或分散液，則各元素將容易均勻混合。
由該觀點來看，錯合鎢氧化物微粒子之起始原料更宜為將六氯化鎢之酒精溶液或鎢酸銨水溶液，與含有前述M元素之化合物溶液混合後乾燥之粉末。
同樣地，錯合鎢氧化物微粒子之起始原料亦宜為將六氯化鎢溶解於酒精後添加水沈澱生成之分散液，與含有前述M元素單體或化合物之粉末或含有前述M元素之溶液混合後乾燥之粉末。
含有前述M元素之化合物，可列舉M元素之鎢酸鹽、氯鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、草酸鹽、氧化物、碳酸鹽及氫氧化物等，但不限定於該等化合物，可成為溶液狀者即可。再者，當工業製造該錯合鎢氧化物微粒子時，若使用鎢氧化物水合物粉末或三氧化鎢與M元素之碳酸鹽或氫氧化物，則熱處理等步驟將不會發生有害氣體，為適宜之製造法。
在此，錯合鎢氧化物微粒子於惰性氛圍中熱處理條件宜為650℃以上。於650℃以上熱處理過之起始原料，具有充分之近紅外線遮蔽力，做為紅外線遮蔽粒子效率良好。惰性氣體宜使用Ar、N2 等惰性氣體。又，還原性氛圍中之熱處理條件為先將起始原料於還原性氣體氛圍中以850℃以下進行熱處理，接著於惰性氣體氛圍中以650℃以上1200℃以下之溫度進行熱處理為宜。此時之還原性氣體無特別限定，但宜為H2 。又當使用H2 做為還原性氣體時，還原氛圍之組成宜為H2 體積比0.1%以上，更宜為2%以上。若H2 體積比為0.1%以上可有效率促進還原。
於前述步驟製得之紅外線遮蔽材料微粒子之表面，由提高耐候性之觀點來看，宜被覆含有Si、Ti、Zr及Al一種類以上金屬之氧化物。被覆方法無特別限定，於該紅外線遮蔽材料微粒子分散溶液中添加前述金屬之烷氧化物，可被覆紅外線遮蔽材料微粒子之表面。
又，錯合鎢氧化物微粒子宜由分散劑所被覆。分散劑可列舉聚碳酸酯、聚碸、聚丙烯腈、聚芳香酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚二氯亞乙烯、氟樹脂、聚乙烯丁醛、聚乙烯醇、聚苯乙烯、矽氧系樹脂及該等之衍生物等。藉由被覆該等物質，添加於樹脂時分散性提高，更有防止機械物性降低之效果。又，分散劑被覆方法可舉將錯合鎢氧化物微粒子與分散劑溶解於甲苯等溶媒，攪拌調製分散液後，以真空乾燥等處理除去溶媒，藉此被覆錯合鎢氧化物微粒子之方法等。
又，將B成份添加於聚碳酸酯樹脂之方法，可舉將錯合鎢氧化物微粒子或被覆過之錯合鎢氧化物微粒子直接添加之方法及利用1~100倍之聚碳酸酯樹脂稀釋後添加之方法。
相對於A成份100重量份，B成份含量為0.001~0.1重量份，宜為0.002~0.1重量份，較宜為0.01~0.07重量份。B成份含量若少於0.001重量份則紅外線遮蔽能力無法充分發揮，再者錯合鎢氧化物微粒子所特有，藉由色調使聚碳酸酯樹脂變色於視覺上減輕之效果將減少，若多於0.1重量份則可見光透光率將非常小。
(C成份：紫外線吸收劑)
紫外線吸收劑(C成份)為具有下列式(1)所示苯并骨架之紫外線吸收劑。C成份例如2,2’-p-伸苯基二(3,1-苯并-4-酮)及2,2’-m-伸苯基二(3,1-苯并-4-酮)、2,2’-p,p’-二伸苯基二(3,1-苯并-4-酮)等。
相對於A成份100重量份，C成份含量為0.01~1重量份，宜為0.07~0.7重量份，較宜為0.1~0.5重量份。C成份含量若少於0.01重量份則樹脂組成物之耐候性將降低，若多於1重量份則關係到成形安定性及機械物性之降低。
(D成份：熱安定劑)
本發明之樹脂組成物，相對於聚碳酸酯樹脂(A成份)100重量份，宜含有熱安定劑(D成份)0.0001~1重量份。
熱安定劑(D成份)可列舉磷系安定劑(D-1成份)、受阻酚系安定劑(D-2成分)及硫系安定劑(D-3成分)。熱安定劑之含量，對於A成份每100重量份宜為0.0001~1重量份，較宜為0.001~0.5重量份，更宜為0.007~0.1重量份，特別宜為0.01~0.07重量份。
(D-1成份：磷系安定劑)
磷系安定劑(D-1成份)作為聚碳酸酯樹脂之熱安定劑已廣為熟知。磷系安定劑可提高其熱安定性，至能承受極為嚴酷之熱負荷程度。磷系安定劑主要可舉亞磷酸酯化合物與亞膦酸酯化合物等。
亞磷酸酯化合物可舉例如亞磷酸三苯酯、亞磷酸三(壬基苯酯)、亞磷酸三癸酯、亞磷酸三辛酯、亞磷酸三(十八烷基酯)、亞磷酸一苯二癸酯、亞磷酸一苯二辛酯、亞磷酸一苯二異丙酯、亞磷酸二苯一丁酯、亞磷酸二苯一癸酯、亞磷酸二苯一辛酯、亞磷酸2,2-亞甲基二(4,6-二-tert-丁基苯)辛酯、亞磷酸三(二乙基苯)酯、亞磷酸三(二-iso-丙基苯)酯、亞磷酸三(二-n-丁基苯)酯、亞磷酸三(2,4-二-tert-丁基苯)酯、亞磷酸三(2,6-二-tert-丁基苯)酯、二亞磷酸二硬脂醯新戊四醇酯、二亞磷酸二(2,4-二-tert-丁基苯)新戊四醇酯、二亞磷酸二(2,6-二-tert-丁基-4-甲基苯)新戊四醇酯、二亞磷酸二(2,6-二-tert-丁基-4-乙基苯)新戊四醇酯、二亞磷酸苯雙酚A新戊四醇酯、二亞磷酸二(壬基苯)新戊四醇酯及二亞磷酸二環己基新戊四醇酯等。
再者此外之亞磷酸酯化合物亦可使用具有與二價酚類反應之環狀構造者。可舉例如，亞磷酸2,2’-亞甲基二(4,6-二-tert-丁基苯)(2,4-二-tert-丁基苯)酯、亞磷酸2,2’-亞甲基二(4,6-二-tert-丁基苯)(2-tert-丁基-4-甲基苯)酯、亞磷酸2,2’-亞甲基二(4-甲基-6-tert-丁基苯)(2-tert-丁基-4-甲基苯)酯及亞磷酸2,2’-亞乙基二(4-甲基-6-tert-丁基苯)(2-tert-丁基-4-甲基苯)酯等。
亞膦酸酯化合物，可舉例如二亞膦酸四(2,4-二-tert-丁基苯)-4,4’-亞聯苯酯、二亞膦酸四(2,4-二-tert-丁基苯)-4,3’-亞聯苯酯、二亞膦酸四(2,4-二-tert-丁基苯)-3,3’-亞聯苯酯、二亞膦酸四(2,6-二-tert-丁基苯)-4,4’-亞聯苯酯、二亞膦酸四(2,6-二-tert-丁基苯)-4,3’-亞聯苯酯、二亞膦酸四(2,6-二-tert-丁基苯)-3,3’-亞聯苯酯、亞膦酸二(2,4-二-tert-丁基苯)-4-苯基-苯酯、亞膦酸二(2,4-二-tert-丁基苯)-3-苯基-苯酯、亞膦酸二(2,6-二-n-丁基苯)-3-苯基-苯酯、亞膦酸二(2,6-二-tert-丁基苯)-4-苯基-苯酯及亞膦酸二(2,6-二-tert-丁基苯)-3-苯基-苯酯等。其中又宜為二亞膦酸四(二-tert-丁基苯)-亞聯苯酯及亞膦酸二(二-tert-丁基苯)-苯基-苯酯，較宜為二亞膦酸四(2,4-二-tert-丁基苯)-亞聯苯酯及亞膦酸二(2,4-二-tert-丁基苯)-苯基-苯酯。該等亞膦酸化合物可與具有芳香基(取代有2以上烷基)之亞磷酸化合物併用且為適宜。
磷系安定劑(D-1成份)含量，對於A成份每100重量份宜為0.0001~1重量份，較宜為0.001~0.5重量份，更宜為0.07~0.1重量份，特別宜為0.01~0.07重量份。
(D-2成份：受阻酚系安定劑)
受阻酚系安定劑，可舉例如α-生育酚、丁基羥基甲苯、芥子醇、維他命E、n-十八烷基-β-(4’-羥基-3’,5’-二-tert-丁基苯)丙酸酯、2-tert-丁基-6-(3’-tert-丁基-5’-甲基-2’-羥基苯甲基)-4-甲基苯丙烯酸酯、2,6-二-tert-丁基-4-(N,N-二甲胺甲)酚、3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯甲基磷酸二乙酯、2,2’-亞甲基二(4-甲基-6-tert-丁基酚)、2,2’-亞甲基二(4-乙基-6-tert-丁基酚)、4,4’-亞甲基二(2,6-二-tert-丁基酚)、2,2’-亞甲基二(4-甲基-6-環己基酚)、2,2’-二亞甲基-二(6-α-甲基-苯甲基-p-甲酚)、2,2’-亞乙基-二(4,6-二-tert-丁基酚)、2,2’-亞丁基-二(4-甲基-6-tert-丁基酚)、4,4’-亞丁基二(3-甲基-6-tert-丁基酚)、三乙二醇-N-二-3-(3-tert-丁基-4-羥基-5-甲基苯)丙酸酯、1,6-己二醇二[3-(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯)丙酸酯]、二[2-tert-丁基-4-甲基-6-(3-tert-丁基-5-甲基-2-羥基苯甲基)苯]對苯二甲酸酯、3,9-二{2-[3-(3-tert-丁基-4-羥基-5-甲基苯)丙醯氧基]-1,1-二甲基乙基}-2,4,8,10-四氧雜螺[5,5]十一烷、4,4’-硫二(6-tert-丁基-m-甲酚)、4,4’-硫二(3-甲基-6-tert-丁基酚)、2,2’-硫二(4-甲基-6-tert-丁基酚)、二(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯甲基)硫化物、4,4’-二-硫二(2,6-二-tert-丁基酚)、4,4’-三-硫二(2,6-二-tert-丁基酚)、2,2-硫二伸乙基二-[3-(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯)丙酸酯]、2,4-二(n-辛基硫)-6-(4-羥基-3’,5’-二-tert-丁基苯胺基)-1,3,5-三氮、N,N’ -六亞甲基二-(3,5-二-tert-丁基-4-羥基氫桂皮醯胺)、N,N’ -二[3-(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯)丙醯基]聯胺、1,1,3-三(2-甲基-4-羥基-5-tert-丁基苯)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯甲基)苯、三(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯基)異氰尿酸酯、三(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯甲基)異氰尿酸酯、1,3,5-三(4-tert-丁基-3-羥基-2,6-二甲基苯甲基)異氰尿酸酯、1,3,5-三2[3(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯基)丙醯氧基]乙基異氰尿酸酯及四[亞甲基-3-(3’,5’-二tert-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]甲烷等。該等化合物皆易取得。前述受阻酚系安定劑，可單獨或2種以上組合使用。
受阻酚系安定劑(D-2成份)含量，對於A成份每100重量份宜為0.0002~0.8重量份，較宜為0.0005~0.45重量份，更宜為0.002~0.25重量份，特別宜為0.005~0.15重量份。
(D-3成份：硫系安定劑)
硫系安定劑，可列舉二月桂基硫二丙酸酯、二(十三烷基)硫二丙酸酯、二肉豆蔻基硫二丙酸酯、二硬脂醯基硫二丙酸酯、新戊四醇四(3-月桂基硫丙酸酯)、新戊四醇四(3-十二烷基硫丙酸酯)、新戊四醇四(3-十八烷基硫丙酸酯)、新戊四醇四(3-肉豆蔻基硫丙酸酯)及新戊四醇四(3-硬脂醯基硫丙酸酯)等。該等化合物可單獨使用，亦可2種以上混合使用。
硫系安定劑(D-3成份)含量，對於A成份每100重量份宜為0.0001~1重量份，較宜為0.001~0.5重量份，更宜為0.007~0.1重量份，特別宜為0.01~0.7重量份。
(樹脂組成物之製造)
關於本發明樹脂組成物之製造，其製造方法非特別限定。唯本發明之樹脂組成物，宜將各成份熔融混練製造。
前述熔融混練之具體方法，可列舉萬馬力機、混練滾輪及擠壓機等。其中由混練效率之觀點來看宜為擠壓機，更宜為雙軸擠壓機等多軸擠壓機。該等雙軸擠壓機中較適宜之態如下述。可使用螺桿形狀為1條、2條及3條螺紋螺桿。特別宜使用熔融樹脂搬運能力及剪斷混練能力兩方面適用範圍廣泛之2條螺紋螺桿。雙軸擠壓機中螺桿長度(L)與直徑(D)之比(L/D)宜為20~45，更宜為28~42。L/D大容易達成均質分散，一方面過大時易發生熱劣化造成樹脂分解。螺桿必要有1部位以上由混合盤區段(或與其相當之混練區段)所構成，用以提高混練性之混練區域，且宜具有1~3個部位。
再者擠壓機宜使用具有將原料中之水分或熔融混練樹脂產生之揮發氣體除氣之通氣孔者。為從通氣孔將發生水分及揮發氣體有效率地排出之擠壓機外部，宜設置真空幫浦。又為除去擠壓原料中混入之異物等，將濾篩設置於擠壓機模具部前之區域，可將異物自樹脂組成物除去。該等濾篩可列舉金屬網、換網機及燒結金屬板(盤濾機等)等。
再者B成份與C成份及其他添加劑(於以下之例簡稱「添加劑」)對擠壓機之供給方法無特別限定，代表性地舉以下方法為例。(i)將添加劑與聚碳酸酯樹脂獨立供給於擠壓機之方法。(ii)將添加劑與聚碳酸酯樹脂粉末以高速混合機等混合機預備混合後，供給於擠壓機之方法。(iii)將添加劑與聚碳酸酯樹脂預先熔融混練母粒化之方法。
前述方法(ii)之一種，係將必要原材料全部預備混合而供給於擠壓機之方法。又其他之方法，係製作配合高濃度添加劑之母劑，將該母劑獨立或與剩餘之聚碳酸酯樹脂等再次預備混合後，供給於擠壓機之方法。另外，該母劑可選擇粉末形態及該粉末壓縮造粒形態之任一種。又其他之預備混合機構，例如有圓錐混合機、V型混合機、亨舍爾混合機、機械化學裝置及擠壓混合機等，唯宜如高速混合機之高速攪拌型混合機。再者其他預備混合之方法，例如將聚碳酸酯樹脂與添加劑均勻分散於溶媒中形成溶液後，除去該溶媒之方法。
藉雙軸擠壓機擠壓之樹脂，係直接切斷造粒，或形成股線後將該股線以造粒機切斷造粒。再者當有必要減輕外部塵埃等影響時，宜將擠壓機周圍之環境清淨化。
(成形品)
如前述製得本發明之樹脂組成物，通常，可將如前述製造之粒料射出成形製造各種製品。該等射出成形中，不僅是通常之成形方法，亦可因應適宜目的，採用射出壓縮成形、射出壓模成形、氣體輔助射出成形、發泡成形(包含利用注入超臨界流體者)、嵌入成形、模內塗層成形、斷熱鑄模成形、急速加熱冷卻鑄模成形、雙色成形、三明治成形及超高速射出成形等射出成形法製得成形品。該等各種成形法之優點已廣為熟知。又成形可選擇冷澆道方式及熱澆道方式任一種。
又本發明之樹脂組成物，可藉由擠壓成形以各種異形擠壓成形品(片及薄膜等)之形式使用。又片及薄膜之成形可使用充氣成形法、延壓法及壓鑄法等。再者亦可藉施以特定之延伸操作成形熱收縮管。又本發明之樹脂組成物亦可藉旋轉成形或吹氣成形等製得成形品。藉由前述成形過程，可製得具有紅外線遮蔽能力，同時透明性優，且設計性優之成形品。
本發明之成形品，宜為可見光透光率於40%~90%之範圍，且Tts(Solar total transmittance)值70%以下。再者較宜為可見光透過率於60%~85%之範圍，且Tts值70%以下，更宜為可見光透過率於65%~85%之範圍，且Tts值70%以下。當可見光透光率小於40%時，視認性降低，若高於90%則可見光領域之能量多量通過，因此Tts難以提高。又，當Tts高於70%時，熱輻射之遮蔽能力不充分。
再者本發明樹脂組成物構成之成形品可施行各種表面處理。在此所謂表面處理為蒸鍍(物理蒸鍍及化學蒸鍍等)、鍍膜(電鍍、無電解鍍膜及熱浸漬等)、塗裝、塗層及印刷等於樹脂成形品表層上形成新層者，可採用於通常聚碳酸酯樹脂之方法。表面處理具體來講，例如硬塗覆處理、撥水‧撥油塗層、紫外線吸收塗層、紅外線吸收塗層及金屬鍍層(蒸鍍為代表)等各種表面處理。硬塗覆處理為特別適宜且必要之表面處理。藉施行該表面處理，對該成形品之性能可更賦予設計性及耐候性等性能。
本發明之成形品可用於車輛用窗材，特別是後車窗、天窗及車頂。本發明之成形品由於其特有之特徵，車輛用窗材以外，亦可用於建築用窗材、車輛用燈具、大廈、住家及溫室等之窗玻璃、車庫及騎樓等之屋頂、照燈用透鏡、信號機透鏡、光學儀器透鏡、鏡子、眼鏡、護目鏡、消音壁、機車防風玻璃、銘牌、太陽能電池覆蓋或太陽能電池基材、顯示裝置用護膜、觸控面板及遊戲機(小鋼珠機等)用部件(回路護套、底盤、小鋼珠搬運導軌)等廣泛用途。因此本發明之成形品有用於各種電子‧電氣機器、OA機器、車輛部件、機械部件、其他農業資材、漁業資材、搬送容器、包裝容器、遊戲具及雜貨等各種用途。
實施例
以下舉實施例更具體說明本發明。另外，本發明不因該等實施例等受任何限制。又，以下若無特別說明，則「份」表示「重量份」，%表示「重量%」。
(實施例1~6、參考例7及比較例1~6) (1)樹脂組成物之調製 (1-1)使用原料 (A成份)
PC：下列製法所製得分子量24200之聚碳酸酯樹脂粉末。
於附有溫度計、攪拌機及回流冷卻器之反應器加入離子交換水2340份、25%氫氧化鈉水溶液947份及亞硫酸氫鹽0.7份，於攪拌下溶解雙酚A710份(雙酚A溶液)。其後，於雙酚A溶液加入二氯甲烷2299份與48.5%氫氧化鈉水溶液112份，於15~25℃花費90分鐘吹入光氣354份行光氣化反應。光氣化終了後，加入11%濃度p-tert-丁基酚之二氯甲烷溶液13份與48.5%氫氧化鈉水溶液88份，停止攪拌，10分鐘靜置分離後，進行攪拌使乳化5分鐘後，以乳化均質機(特殊機化工業)於轉速1200rpm，乳化循環次數：35次處理製得高乳化糊。將該高乳化糊於聚合槽(附攪拌機)中，無攪拌條件下，以溫度35℃反應3小時聚合終了。
反應終了後，加入二氯甲烷5728份稀釋後，從反應混合液將二氯甲烷相分離，於分離後之二氯甲烷相加入離子交換水5000份攪拌混合後，停止攪拌，分離水相與有機相。接著重複水洗淨至水相之導電率幾乎與離子交換水相同為止，製得精製聚碳酸酯樹脂溶液。接著，將該精製聚碳酸酯樹脂溶液於投入100L離子交換水之1000L捏合機中，以液溫75℃將二氯甲烷蒸發製得粉粒體。將該粉粒體25份與水75份投入附攪拌機熱水處理槽，於水溫95℃攪拌混合30分鐘。接著，以遠心分離機將該粉粒體與水之混合物分離，製得含二氯甲烷0.5重量%，水45重量%之粉粒體。接著，將此粉粒體以50kg/hr(聚碳酸酯樹脂換算)連續供給於控制在140℃之SUS316L製傳導受熱式溝型雙軸攪拌連續乾燥機，平均乾燥時間3小時條件下乾燥，製得具有分支構造之聚碳酸酯樹脂粉粒體。
(B成份)
B：由Cs0.33WO3(平均粒子徑5nm)約23%及有機分散樹脂構成之紅外線遮蔽劑(住友金屬礦山製YMDS-874)
(C成份)
C-1：苯并系紫外線吸收劑(錦海化學製：UV-BO，2,2’-p-伸苯二(3,1-苯并-4-酮))
C-2：苯并系紫外線吸收劑(EUTEC CHEMICAL製：UV-3638，2,2’-p-伸苯二(3,1-苯并-4-酮))
C-3(比較用)：苯并***系紫外線吸收劑(Ciba Specialty Chemicals社製：Tinuvin234)
C-4(比較用)：三氮系紫外線吸收劑CGX-006(Ciba Specialty Chemicals社製：Tinuvin1577)
(D成份)
D-1：磷系安定劑(Clariant Japan製P-EPQ，芳香基亞膦酸酯及芳香基亞磷酸酯之混合物)
D-2：受阻酚系安定劑(Ciba Specialty Chemicals社製：Irganox1076，3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羥基苯丙酸十八烷酯)
D-3：硫系安定劑(旭電化工業製AO412S，新戊四醇四月桂基硫丙酸酯)
(其他)
VP：脂肪酸全酯(Cognis Japan製：VPG861、高級脂肪酸新戊四醇酯)
SA：脂肪酸部份酯(理研維他命製：RikemalS-100A，脂肪酸甘油酯)
(2)試驗試料製作
(2-1)樹脂組成物之製造(另外，以下說明使用前述原料之記號)
將表1及表2記載各成份依表1及表2記載比率計量於混合機混合後，使用抽氣式雙軸擠壓機熔融混練，製得樹脂組成物之粒料。另外，B成份含量為括弧內表示B所含無機系紫外線吸收材料Cs0.33 WO3 之量(括弧外數字為B於樹脂組成物中之重量份)。添加於PC之添加劑各自以配合量10~100倍之濃度為準，預先製作與PC之預備混合物後，利用混合機進行全體混合。抽氣式雙軸擠壓機使用日本製鋼所製：TEX30α(完全咬合，同向旋轉，2條螺紋螺桿)。混練區域位於抽氣口前1部位之類型。擠壓條件為吐出量20kg/h，螺桿轉速150rpm，抽氣真空度為3kPa，又擠壓溫度自第1供給口至模具部份為280℃。另外，前述樹脂組成物之製造於通過HEPA薄膜之清淨空氣循環環境下實施，又作業時充分注意無異物混入而進行。
(2-2)成形品製作方法
將製得粒料以熱風循環式乾燥機於110~120℃乾燥6小時後，利用射出成形機[住友重機械工業製SG260M-HP]，於料管溫度300℃，鑄模溫度80℃之條件下成形評估用試驗片之厚度5mm板。
(3)評估項目 (3-1)可見光透光率(Tv)
自成形版切下50mm角之試驗片。使用日立High-Technologies製分光光線測定器U-4100依據JIS R 3106算出其分光光線。結果示於表1及表2。
(3-2)Solar total trasmittance(Tts)
自成形版切下50mm角之試驗片。使用日立High-Technologies製分光光線測定器U-4100依據ISO13837算出其分光光線。結果示於表1及表2。
(3-3)初期色相(YI值)
自成形版切下50mm角之試驗片。使用東京電色製TC-1800MKII依據JIS K 7105記載之方法測定該試驗片之YI值(Yellow Index)。
(3-4)耐候試驗前後之色相變化
自成形版切下50mm角之試驗片。使用東京電色製TC-1800MKII依據JIS K 7105記載之方法測定該試驗片之YI值(Yellow Index)。接著，將該試驗片於氙燈試驗(UV照射強度90W/m2 ，黑板溫度63℃)進行1000小時紫外線曝露處理，其後以同樣方法測定YI值，求得處理前後變化量(ΔYI)。結果示於表1及表2。
(3-5)成形安定性
將2-1製得之粒料以熱風循環式乾燥機於110~120℃乾燥6小時後，以射出成形機[住友重機械工業製SG260M-HP]，於料管溫度300℃，鑄模溫度80℃之條件下成形150mm×150mm×厚度5mm之成形品。取出20個成形品後，將成形機噴嘴遠離鑄模滯留30分鐘施加熱履歷。其後，以與前述同條件成形成形品，取出後確認外觀。藉由目視明顯無發生銀條外觀不良者標記為○，明顯發生銀條外觀不良者標記為×，結果示於表1及表2。
(4)對於各種用途成形品之評估
使用實施例之組成製作車輛用窗材、車輛用燈具及建築材用窗材，進行前述(3)之評估確認得到良好結果。又，將製得成形品行硬塗覆處理，確認可得良好之硬塗覆層。
發明效果
由實施例明白，根據本發明藉使用具有苯并骨架之紫外線吸收劑(C成份)，將製得初期色相之黃色度小，可調色為各種顏色之成形品。又可知藉由於聚碳酸酯樹脂(A成份)添加聚合鎢氧化物微粒子(B成份)與特定之紫外線吸收劑(C成份)，將製得同時具有可見光透光率與紅外線遮蔽性能，霧度低，環境特性優良之樹脂組成物及其構成之成形品。
也就是說本發明之樹脂組成物，紅外線遮蔽性能及可見光透光率優異，霧度低，可貢獻減輕環境負荷。又本發明之樹脂組成物，具有良好色相，可藉由調色處理呈現各種色調。
產業上利用之可能性
本發明之樹脂組成物，於車輛用窗材、車輛用燈具及建築材用窗材等各種用途有用。

Claims (8)

  1. 一種樹脂組成物，其含有(A)聚碳酸酯樹脂(A成分)100重量份；(B)以式MxWyOz所表示之錯合鎢氧化物微粒子(B成分)0.001~0.1重量份，(唯，M表示由H、He、鹼金屬、鹼土金屬、稀土元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi及I之中所選擇之元素，x、y及z為滿足式0.01≦x≦1、0.001≦x/y≦1及2.2≦z/y≦3.0之數字)；(C)以下式(1)所表示之紫外線吸收劑(C成分)0.01~1重量份； (D-1)亞磷酸三(2,4-二-tert-丁基苯)酯與二亞膦酸四(2,4-二-tert-丁基苯)-亞聯苯酯之混合物的磷系安定劑(D-1成分)0.0001~1重量份；及(D-2)3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羥基苯丙酸十八烷酯之受阻酚系安定劑(D-2成分)0.0002~0.8重量份。
  2. 如申請專利範圍第1項之樹脂組成物，其中B成分之粒徑為1nm~800nm。
  3. 如申請專利範圍第1項之樹脂組成物，其中M為選自於由Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr及Ba所構成群組中之元素。
  4. 如申請專利範圍第1項之樹脂組成物，其中錯合鎢氧化物微粒子由分散劑所被覆。
  5. 一種成形品，其係由如申請專利範圍第1至4項中任一項之樹脂組成物所構成。
  6. 如申請專利範圍第5項之成形品，其中可見光透光率為40%~90%範圍，且Tts(Solar total transmittance)值為70%以下。
  7. 如申請專利範圍第5項之成形品，其於表面施有硬塗覆處理。
  8. 如申請專利範圍第5項之成形品，其係為車輛用窗構件、車輛用燈具或建築材用窗構件。
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