含转换材料化学物质并具有增强的光学特性的聚碳酸酯组合物、其制造方法及包含其的制品的制作方法
【专利摘要】在一些实施方式中，组合物包含双酚-A聚碳酸酯，其中双酚-A聚碳酸酯的模制品具有如通过ASTM?D1003-00所测量的在2.5mm厚度下大于或等于90.0％的透射水平以及如通过ASTM?D1925测量的小于或等于1.5的黄度指数(YI)。在一些实施方式中，发光器件包括：位于壳体内的发光元件。壳体由塑料组合物形成，塑料组合物包含：聚碳酸酯组合物和转换材料。在转换材料已暴露于激发源之后，当除去激发源时，转换材料具有小于10-4秒的发光寿命。
【专利说明】含转换材料化学物质并具有增强的光学特性的聚碳酸酯组 合物、其制造方法及包含其的制品
【技术领域】
[0001] 本发明一般涉及聚碳酸酯组合物，并且更具体地，涉及含转换材料化学物质 (conversion material chemistry)并具有增强的光学特性的聚碳酸酯组合物，及其制造 方法和用途。
【背景技术】
[0002] 聚碳酸酯是具有良好冲击强度（韧性）的高性能塑料。然而，聚碳酸酯可以在 热、光，和时间影响下老化，导致降低的透光性和颜色变化。一种聚碳酸酯的使用是照明器 件，如使用发光二极管（LED)的那些。发光二极管（LED)目前用作白炽灯和荧光灯的替代 物。LED是当在其p-n结（P型和N型半导体之间的边界）的正向方向电偏置（电偏压， electrically biased)时，发射非相干的窄谱光的半导体器件，并因此被称为固态照明器 件。
[0003] 当发光二极管被正向偏置（正向偏压，forward biased)(开启）时，在器件内电 子能够与电子空穴重组，以光子的形式释放能量。这种效应称为电致发光，并且由半导体的 能隙来确定光的颜色（对应于光子能量）。LED面积通常是小的（小于1平方毫米（mm 2))， 且集成光学组件可以用来形成其辐射图。用于室内照明足够大的LED是相对昂贵的，并且 与类似输出的紧凑型荧光灯源相比需要更精确电流和热量管理。
[0004] 因此，仍然需要具有增强的光学特性的聚碳酸酯组合物，制造方法及包含聚碳酸 酯组合物的制品。还需要含有符合这些行业要求的材料的聚碳酸酯，以及完成符合行业要 求的材料的制造工艺。
【发明内容】
[0005] 本发明公开了具有增强的光学特性的聚碳酸酯组合物，制备聚碳酸酯组合物的方 法，以及包含聚碳酸酯组合物的制品。
[0006] 在一个实施方式中，组合物包含双酚A聚碳酸酯，其中组合物的模制品在2. 5mm 厚度具有如通过ASTM D1003-00测量的大于或等于90.0 %的透射水平（transmission level)，以及如通过ASTM D1925测量的小于或等于1. 5的黄度指数（黄色指数，yellow index)(YI)〇
[0007] 在另一个实施方式中，制备聚碳酸酯组合物的方法包括，通过界面聚合将包含起 始原料的反应物聚合，起始原料包含具有大于或等于99. 65wt %的纯度和小于或等于2ppm 的硫含量的双酚A。聚碳酸酯组合物具有小于或等于150ppm的游离羟基含量，并且聚碳酸 酯组合物的模制品在2. 5mm厚度具有如通过ASTM D1003-00测量的大于或等于90. 0%的透 射水平，以及如通过ASTM D1925测量的小于或等于1. 5的黄度指数（YI)。
[0008] 如下更具体地描述这些和其它非限制性特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1是描绘聚碳酸酯的透射（％)对波长（纳米（nm))的图。
[0010] 图2是描绘聚碳酸酯（PC)与PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯）和标准未涂布的玻璃相 比的黄度和透射（黄度指数（YI(-))对透射（％ ))的图。
[0011] 图3是可能与颜色相关的选择的ΒΡΑ杂质示意图。
[0012] 图4是描绘在130°C热老化2000小时后，?的变化图，作为三种不同杂质的掺入 水平的函数（ΛΥΙ(-)对掺入水平（ppm))。
[0013] 图5是描绘在130°C热老化2000小时后，?作为如分析确定的BPX-1和opBPA的 总计水平的函数的变化图（Λ ? (-)对BPX-l+opBPA (ppm))。
[0014] 图6是描绘结合具有超越比较性能的改善聚碳酸酯（PC)级的优化制剂的工艺改 进的实施的图（ΛΥΚ-)对时间（小时））。
[0015] 图7是说明ΒΡΑ形成的示例性化学式。
[0016] 图8是示例性绑定的催化剂（bound catalyst)的例子（附着在不溶性树脂用于 BPA中减少硫）。
[0017] 图9是比较对于具有本体催化剂（bulk catalyst) ("A")、附加催化剂（attached catalyst) ( "B"）、以及附加催化剂和纯度99. 65wt %的ΒΡΑ的示例性聚碳酸酯（具有30 的熔体体积速率的LEXAN?聚碳酸酯级PC175)的黄度指数（ΥΙ)的柱状图。
[0018] 图10是比较对于具有本体催化剂（"Α"）、附加催化剂（"Β"）、以及附加催化剂 和纯度99. 65wt%的ΒΡΑ (也称为"新ΒΡΑ"）的示例性聚碳酸酯（具有6熔体体积速率的 LEXAN?聚碳酸酯级PC105)的黄度指数（YI)的柱状图。
[0019] 图11是比较具有附加催化剂（"B")、以及附加催化剂和纯度99. 65wt%的BPA的 示例性聚碳酸酯（具有4熔体体积速率的LEXAN?聚碳酸酯级PC135)的黄度指数（YI)的 柱状图。
[0020] 图12是对于用新催化剂或新BPA，使用小于150ppm的游离羟基浓度，形成的各种 等级LEXAN?聚碳酸酯的黄度指数（YI)随时间变化的图形说明。
[0021] 图13是本文讨论的材料的各种化学结构。
【具体实施方式】
[0022] -种实现期望的白光的途径是在LED壳体中利用转换材料化学，具体地，例如，在 紧靠 LED的，整个LED壳体中加入转换材料。转换材料，例如，其发射比激发源波长更长波长 的光的发光材料，包括具有掺有一种或多种稀土元素的固体无机主晶格的那些。可以通过 涂层或在挤出过程中直接化合到聚合物基质中，在聚合物基体中掺入转换材料。然而，当在 挤出过程中结合至聚合物烙体中时，预期这种转化材料降解（degrade)聚合物（例如，聚碳 酸酯）。例如，聚碳酸酯熔体稳定性预期降低，并且转化材料的一般颜色，在LED激发之前和 过程中可能会产生不期望的效果。熔体稳定性的损失可能导致以下至少一种：脆化、不理想 的树脂颜色。树脂黄化会影响相关色温（向下移位（下移，downward shift))，显色指数； 和降低的发光效能。此外，熔体稳定性的损失可能会对准确塑模平盘或球形光器件（optic) 的模制能力产生负面影响，其中模制的转换材料光器件（conversion material optic)需 要均匀的表面特性和可靠的收缩性能，用于最佳光建模（光线追踪）、生产质量、以及角颜 色均勻性（angular color uniformity) 〇
[0023] 进一步指出，预计减弱的阻燃性能预是由于降解的树脂模制的部分。结果，当灯 具设计师试图指定具有不足UL等级的塑料材料时，将是受限的，例如薄壁阻燃性是理想的 (例如,在小于或等于1. 5毫米（mm)的UL94V0等级）。
[0024] 需要最佳的聚合物和转换材料和光学性能，以使利用IESNA LM-79和IES LM-80-08中描述的测量方法，LED照明产品能够满足能源部（D0E)能源之星评级（Energy Star rating)。因此，在现有技术中有必要满足此要求。
[0025] 用含有位于壳体中的照明元件的发光器件可以满足前述的一些或所有要求，其中 由包含塑料材料和转换材料（涂覆的转换材料）的塑料组合物形成壳体。例如，转换材料 可以吸收至少部分从发光器件发射的第一波长范围的辐射（照射，radiation)，并发射具 有第二波长范围的辐射。这导致观察者感觉改变的光颜色。例如，转换材料可以将来自蓝 色LED的一些蓝光转换为黄光，观察者感观自然光的整体组合为白光。以这种方式可以有 效地调整发光LED，以产生不同于从LED立即发射的那些颜色。进一步通过将一种或多种转 换材料结合至塑料壳体，可以满足行业要求以及完成材料制备的过程。
[0026] 根据实施方式，公开了具有增强的光学特性的聚碳酸酯组合物，以及其制造方法 和用途，和由其制成的制品。
[0027] 根据一个实施方式，并且如下面进一步描述，本发明人已经开发了一种界面过程 (界面法，interfacial process)来制造包含聚碳酸酯，如BPA聚碳酸酯的组合物，在2. 5 毫米（mm)厚度具有大于90. 0%透射水平，以及低于1. 5的YI，在130°C热老化2, 000小时 过程中，YI的增加小于2。如本文所用，根据ASTM D1925测量?，而根据ASTM D-1003-00， 程序A，测量透射，例如使用来自BYK-Gardner的HAZE-GUARD DUAL，使用积分球（0% /散 射几何结构（diffuse geometry))，其中在标准灯D65下，光谱灵敏度符合国际照明委员会 (CIE)标准光谱值。
[0028] 通过在界面过程中，采用具有有机纯度（例如，通过大于或等于99. 65wt%的HPLC 测量的）和小于或等于2ppm的硫水平（硫浓度，sulfur level)的起始BPA单体，可以实现 增强的光学特性。有机纯度可以被定义为l〇〇wt%减去利用紫外（UV)检测到的已知和未知 杂质的和（参见 Nowakowska 等人，HPLC 方法，波兰 J. Appl. Chem.，XI (3)，247-254 (1996))。 在反应中可以采用封端剂，使得所得到的含有BPA聚碳酸酯的组合物包括小于或等于 150ppm的游离羟基水平。另外，如通过基于燃烧和电量检测的商用全硫分析测量的，在所得 到的组合物（树脂）中硫水平可以小于或等于2ppm。
[0029] 已经发现，在界面过程中（相对于熔融处理），通过使低硫（小于或等于2ppm)和 高纯度（BPA)起始原料反应以形成包含小于或等于150ppm的游离羟基水平的BPA聚碳酸 酯，可以实现导致增强的光学特性（例如，在2. 5_厚度的高于90. 0%的透射水平和小于或 等于1. 5的YI)的惊人的协同效应。
[0030] 本发明公开的界面过程增强了 BPA聚碳酸酯（例如，LEXAN?聚碳酸酯）的光学特 性，通过降低蓝色光的吸收，提高了透光度并改善了这种透光度的耐久性。
[0031] 虽然根据实施方式可使用各种类型的聚碳酸酯，并在下面详细描述，其中特别感 兴趣的是BPA聚碳酸酯，例如LEXAN?聚碳酸酯（LEXAN?是SABIC Innovative Plastics IP B.V.的商标）。更特别地，根据实施方式，LEXAN?聚碳酸酯可用于利用其机械和光学特性 的有趣的组合的广泛应用中。它的高耐冲击性使其在众多消费品中成为重要组件，例如移 动手机、MP3播放器、电脑、笔记本电脑等。由于它的透明性，可以发现这种BPA聚碳酸酯用 于光学媒体、汽车镜头、屋顶兀件、温室、光伏器件，和安全玻璃中。在发光二极管（LED)技 术中，这种发展已经导致可以应用该项技术的照明产品的显著延长的寿命。这导致提高了 对聚碳酸酯的耐久性的要求，尤其对其光学特性。在其它应用中，如汽车照明，产品开发人 员可能觉得有必要设计日益复杂的形状，其中不能是用玻璃制作的，对于聚甲基丙烯酸甲 酯（PMMA)，散热要求十分苛刻。此外，在这些应用中，聚碳酸酯是所选材料，但PMMA和玻璃 的高透明性应尽可能接近。
[0032] 由于光吸收延伸到光谱的蓝色区域（图1，线R)，聚碳酸酯趋向于显示黄色调；色 调在热老化后变得更糟。图1是描绘聚碳酸酯的透射光谱的图（透射（％)对波长（nm))。 可以通过添加在黄色区域吸收光给出中性色调的着色剂来补偿该色调（图1，线B)。吸收 蓝光和黄光降低了材料的总透射，见图2。图2是描绘PC与PMMA和标准未涂布的玻璃相比 的黄度和透射（YI(-)对透射（％))。用着色剂，可能在一个椭球区域内移动，以透射为代 价降低黄度。通过工艺改进，可以从较暗区域移动到较亮区域，降低黄度同时获得透射。本 发明人已经确定，因此将期望通过防止或除去蓝色光吸收，得到无色材料，这将增加总透射 (图1，虚线G)。
[0033] 如上，虽然ΒΡΑ聚碳酸酯，如LEXAN?聚碳酸酯是特别感兴趣的，在本文公开的实施 方式中可以采用潜在的各种聚碳酸酯。例如，一般地，具有下式的重复结构背景的各种类型 的聚碳fe醋：
[0034]
【权利要求】
1. 一种聚碳酸酯组合物，包含：双酚A聚碳酸酯，其中所述双酚A聚碳酸酯的模制品具 有如通过ASTM D1003-00测量的在2. 5mm厚度下大于或等于90. 0%的透射水平，以及如通 过ASTM D1925测量的小于或等于1. 5的黄度指数（YI)。
2. 根据权利要求1所述的组合物，其中，所述双酚A聚碳酸酯包含小于或等于150ppm 的游离羟基。
3. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述双酚A聚碳酸酯以小于或等 于2ppm硫的量包含硫。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述模制品在130°C热老化2, 000 小时的过程中包括小于2的黄度指数（YI)的增加。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述双酚A聚碳酸酯是界面聚合 的聚碳酸酯。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述组合物包含阻燃剂。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物，进一步包含衍生自双酚A的第二聚碳酸 酯，其中所述第二聚碳酸酯不同于所述双酚A聚碳酸酯。
8. 根据权利要求7所述的组合物，进一步包含第二聚碳酸酯，其中所述第二聚碳酸酯 选自以下至少一种：衍生自双酚的均聚碳酸酯；衍生自多于一种双酚的共聚碳酸酯；以及 衍生自一种或多种双酚并包含一种或多种脂族酯单元或芳族酯单元或硅氧烷单元的共聚 物。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物，进一步包含选自以下至少一种的一种或 多种添加剂：UV稳定添加剂、热稳定添加剂、脱模剂、着色剂、有机填料、无机填料和γ -稳 定剂。
10. -种发光器件，包括： 位于壳体中的发光元件，其中所述壳体由塑料组合物形成，所述塑料组合物包含： 权利要求1-9所述的聚碳酸酯组合物；以及 转换材料，其中所述转换材料包括掺有稀土元素的纪错石槽石（YAG)、掺有稀土元素的 铽铝石榴石、掺有稀土元素的硅酸盐（BOSE)、掺有稀土元素的次氮基硅酸盐、掺有稀土元素 的氮化原硅酸盐、掺有稀土元素的氧代次氮基铝硅酸盐以及包括前述至少一种的组合； 其中，在所述转换材料已暴露于激发源之后，当除去所述激发源时，所述转换材料具有 小于ΚΓ4秒的发光寿命。
11. 一种塑料模制器件，其中，所述模制器件由塑料组合物形成，所述塑料组合物包 含： 权利要求1-9所述的聚碳酸酯组合物；以及 转换材料，其中所述转换材料包括掺有稀土元素的纪错石槽石（YAG)、掺有稀土元素的 铽铝石榴石、掺有稀土元素的硅酸盐（BOSE)、掺有稀土元素的次氮基硅酸盐、掺有稀土元素 的氮化原硅酸盐、掺有稀土元素的氧代次氮基铝硅酸盐以及包括前述至少一种的组合； 其中，在所述转换材料已暴露于激发源之后，当除去所述激发源时，所述转换材料具有 小于ΚΓ4秒的发光寿命。
12. -种发光器件，包括： 辐射源；以及 与所述辐射源光通信的发射部分，其中所述发射部分由塑料组合物形成，其中所述塑 料组合物包含： 权利要求1-9所述的聚碳酸酯组合物；以及 转换材料，其中所述转换材料包括掺有稀土元素的纪错石槽石（YAG)、掺有稀土元素的 铽铝石榴石、掺有稀土元素的硅酸盐（BOSE)、掺有稀土元素的次氮基硅酸盐、掺有稀土元素 的氮化原硅酸盐、掺有稀土元素的氧代次氮基铝硅酸盐以及包括前述至少一种的组合； 其中，在所述转换材料已暴露于激发源之后，当除去所述激发源时，所述转换材料具有 小于ΚΓ4秒的发光寿命。
13. -种照明器件，包括： 辐射源，配置为发射具有第一波长范围的辐射； 包含所述塑料组合物的光学组件，所述塑料组合物包含： 权利要求1-9所述的聚碳酸酯组合物；以及 转换材料，其中所述转换材料包括掺有稀土元素的纪错石槽石（YAG)、掺有稀土元素的 铽铝石榴石、掺有稀土元素的硅酸盐（BOSE)、掺有稀土元素的次氮基硅酸盐、掺有稀土元素 的氮化原硅酸盐、掺有稀土元素的氧代次氮基铝硅酸盐以及包括前述至少一种的组合； 其中所述转换材料被配置为吸收至少部分的所述第一波长范围的辐射并发射具有第 二波长范围的辐射； 其中，所述光学组件被配置为使得至少所述第一波长范围的辐射通过所述光学组件； 以及 其中在所述转换材料已暴露于激发源之后，当除去所述激发源时，所述转换材料具有 小于ΚΓ4秒的发光寿命。
14. 根据权利要求10-13中任一项所述的器件，其中，基于所述转换材料和硅油的重 量，所述转换材料涂布有〇. 〇5wt%至20wt%的娃油。
15. 根据权利要求10-14中任一项所述的器件，其中，基于lOOpbw的聚碳酸酯组合物， 所述塑料组合物包含0. 1至40pbw的所述转换材料。
16. 根据权利要求10-15中任一项所述的器件，其中，基于lOOpbw的聚碳酸酯组合物， 所述塑料组合物包括4至20pbw的所述转换材料。
17. 根据权利要求10-16中任一项所述的器件，其中，所述塑料组合物具有比聚碳酸酯 组合物6分钟MVR高小于或等于30 %的6分钟MVR。
18. 根据权利要求10-17中任一项所述的器件，其中，在挤出之后，所述塑料组合物具 有6分钟驻留时间MVR和18分钟驻留时间MVR，并且其中，所述6分钟驻留时间MVR和所述 18分钟驻留时间MVR之间的差小于或等于30%的所述6分钟驻留时间MVR。
19. 根据权利要求18所述的器件，其中，所述塑料组合物具有比聚碳酸酯组合物6分钟 MVR高小于或等于5%的6分钟MVR。
20. 根据权利要求10-19中任一项所述的器件，其中，基于lOOpbw的聚碳酸酯组合物， 所述塑料组合物进一步包含大于〇至lpbw的颗粒，其中所述颗粒选自以下中的至少一种： 散射颗粒、干扰颗粒和颜色吸收颗粒。
21. 根据权利要求10-20中任一项所述的器件，其中，基于lOOpbw的聚碳酸酯组合物， 所述塑料组合物包含〇. 〇〇 lpbw至0. 3pbw的散射颗粒。
22. 根据权利要求10-21中任一项所述的器件，其中，所述转换材料包括具有下式的发 光材料： (Α3) β?Ο,-.Εη^?1 其中Α3是二价金属，选自以下中的至少一种：Sr、Ca、Ba、Mg、Zn、Cd以及包括前述至少 一种的组合；并且D1是掺杂剂，选自以下中的至少一种：F、Cl、Br、I、P、S和N以及包括前 述至少一种的组合。
23. 根据权利要求10-22中任一项所述的器件，其中，所述转换材料包括具有下式的发 光材料： (YA5)3(AlB1)5(OD3) 12:Ce3+ 其中，A5是三价金属，选自以下中的至少一种：Gd、Tb、La、Sm，发光或二价金属离子，选 自Sr、Ca、Ba、Mg、Zn和Cd以及包括前述至少一种的组合；B1选自以下中的至少一种：Si、 B、P和Ga以及包括前述至少一种的组合；并且D3是掺杂剂，选自F、Cl、Br、I、P、S和N以 及包括前述至少一种的组合。
24. 根据权利要求10-23中任一项所述的器件，其中，所述转换材料包括具有下式的橙 红色基于硅酸盐的转换材料： (SrMl)3Si(OD4)5:Eu 其中，Ml选自以下中的至少一种：8&、0&、1%、211以及包括前述至少一种的组合 ；并且04 选自F、Cl、S、N以及包括前述至少一种的组合。
25. 根据权利要求10-24中任一项所述的器件，其中，所述转换材料包括具有下式的 Eu2+和/或Dy3+掺杂的转换材料： M3MgSi208 其中，Μ选自以下中的至少一种：Ca、Sr、Ba以及包括前述至少一种的组合。
26. 根据权利要求10-25中任一项所述的器件，其中，所述转换材料包括具有下式的稀 土掺杂的红色基于氮化硅的转换材料： (SrM2)2Si5N8 其中，M2选自以下中的至少一种：Sr、Ca、Mg、Zn以及包括前述至少一种的组合。
27. 根据权利要求10-26中任一项所述的器件，其中，所述转换材料包括具有下式的稀 土掺杂的红色基于硫酸盐的转换材料： (SrM3)S 其中，M3选自以下中的至少一种：Ca、Ba、Mg以及包括前述至少一种的组合。
28. 根据权利要求10-27中任一项所述的器件，其中，所述转换材料是具有下式的绿色 基于硫酸盐的转换材料： (SrM3) (GaM4)2S4:Eu 其中，M3选自以下中的至少一种：Ca、Ba、Mg以及包括前述至少一种的组合；并且M4选 自以下中的至少一种：A1和In以及包括前述至少一种的组合。
29. 根据权利要求10-21中任一项所述的器件，其中，所述转换材料选自以下中的至少 一种：硅酸锶黄色转换材料；掺有稀土元素的钇铝石榴石；掺有稀土元素的铽铝石榴石；硅 酸盐转换材料；氮化物转换材料；次氮基硅酸盐；氮化原硅酸盐；氧代次氮基铝硅酸盐；以 及包括前述至少一种的组合。
30. 根据权利要求10-21中任一项所述的器件，其中，所述转换材料选自以下中的至少 一种：黄色转换材料与红色转换材料的组合；绿色和红色转换材料的组合；与猛混合的硫 化镉的半导体纳米晶体；以及包括前述至少一种的组合。
31. 根据权利要求10-30中任一项所述的器件，其中，所述转换材料包含硅油涂层。
32. 根据权利要求31所述的器件，其中，所述硅油选自以下中的至少一种：氢烷基硅氧 烷油；聚二烷基硅氧烷油；二羟基封端的聚二甲基硅氧烷共二苯基硅氧烷；以及包括前述 至少一种的组合。
33. 根据权利要求10-30中任一项所述的器件，其中，所述转换材料包含无定形二氧化 硅涂层。
34. 根据权利要求10-33中任一项所述的器件，其中，所述聚碳酸酯组合物选自以下中 的至少一种：聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚 酰胺以及包括前述至少一种的组合。
35. 根据权利要求10-34中任一项所述的器件，其中，所述模制器件、壳体、光学组件和 /或发射部分具有根据ASTM D1003-00、程序B、发光体C，用分光光度计，在1. 04mm的厚度 测量的大于或等于30%的透光度。
36. 根据权利要求10-35中任一项所述的器件，其中，所述塑料组合物进一步包含选自 以下的光漫射材料：交联聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)、聚四氟乙烯和甲基倍半氧烷以及包括 前述至少一种的组合。
37. 根据权利要求10-36中任一项所述的器件，其中，所述塑料组合物包括具有下式的 重复结构背景的聚碳酸酯：
其中，大于或等于60%的R1基团总数含有芳族有机基团，并且其余量为脂族、脂环族、 或芳族基团。
38. 根据权利要求10-37中任一项所述的器件，其中，所述聚碳酸酯组合物包括具有使 用差示扫描量热法测量的大于170°C玻璃化转变温度的聚碳酸酯，其中所述聚碳酸酯衍生 自： (i) 具有以下结构的单体： HO-Ax-Yx-Α2-OH 其中，每个4和A2包括单环的二价亚芳基，并且t是桥连基；或者 (ii) 具有以下结构的聚酯单体单元：
其中，D包括含有烷基的C6-C2(l芳族基团、或C6-C2(l芳族基团，并且T包括C 6-C2(l芳族基 团。
39. 根据权利要求38所述的器件，其中，所述聚碳酸酯的碳酸酯单元衍生自选自以 下的单体：3,3_双（4-羟基苯基）-2-苯基异吲哚啉-1-酮（PPPBP)、1，1-双（4-羟基苯 基）-1-苯基-乙烷（双酚-AP)和1，1-双（4-羟基苯基）-3, 3, 5-三甲基-环己烷（双 酚-TMC)、包含金刚烷基的芳族二羟基化合物、包含芴的芳族二羟基化合物、3, 3-双（4-羟 基苯基）-2-甲基异吲哚啉-1-酮以及包括前述至少一种的组合。
40. 根据权利要求38或39中任一项所述的器件，其中，所述聚碳酸酯进一步包含衍生 自2, 2-双（4-羟基苯基）丙烷（双酚-A)的碳酸酯单元。
41. 根据权利要求10-36中任一项所述的器件，其中，所述聚碳酸酯组合物包含聚碳酸 酯，所述聚碳酸酯包含衍生自聚硅氧烷嵌段共聚物的碳酸酯单元，所述聚硅氧烷嵌段共聚 物衍生自： (iii) 以下结构：
其中，R包括Ci-Q脂族基团、C6-C3(l芳族基团或它们的组合，其中，Ar包括C 6-C3(l芳族 基团或包含烷基的C6-C3(l芳族基团，以及其中，E具有20-200的平均值，或者 (iv) 以下结构：
其中，R包括Ci-Q脂族基团、C6-C3(l芳族基团或它们的组合，其中，R6包括C 6-C3(l芳族 基团或C6-C3(l芳族基团和脂族基团的组合；其中，E具有20-200的平均值； 其中，（iv)的硅氧烷重量％为1-25%。
42. 根据权利要求41所述的器件，其中，（iv)的硅氧烷重量％为8-15%。
43. 根据权利要求41-42中任一项所述的器件，其中，所述塑料组合物包含聚碳酸酯， 所述聚碳酸酯进一步包含衍生自2, 2-双（4-羟基苯基）丙烷的碳酸酯单元。
44. 根据权利要求41-43中任一项所述的器件，其中，所述碳酸酯单元衍生自具有以下 结构的聚硅氧烷嵌段：
其中，E具有20与200之间的平均值。
45. 根据权利要求41-43中任一项所述的器件，其中，所述碳酸酯单元衍生自聚硅氧 烷嵌段，所述聚硅氧烷嵌段衍生自重复单元，所述重复单元衍生自下式的二羟基芳族化合 物：
或者其中，所述二羟基芳族化合物具有下式：
其中，E具有20与200之间的平均值。
46. 根据权利要求10-36中任一项所述的器件，其中所述塑料组合物包括含有衍生自 一种或多种聚碳酸酯的碳酸酯单元的聚碳酸酯，其中至少一种所述聚碳酸酯是具有衍生 自癸二酸的至少一个单元的聚酯聚碳酸酯，且至少一个单元衍生自芳族二羟基碳酸酯或 2, 2-双（4-羟基苯基）丙烷；下式
47. 根据权利要求46所述的器件，其中，根据ASTM D6866-11，所述癸二酸衍生的聚碳 酸酯生物能含量大于或等于7% (±3%)。
48. 根据权利要求10-36中任一项所述的器件，其中，所述塑料组合物包含具有下式的 重复结构背景的聚碳酸酯：
其中，大于或等于60 %的R1基团的总数含有芳族有机基团并且其余量为脂族、脂环族、 或芳族基团； 其中，所述聚碳酸酯包含封端剂；并且其中所述聚碳酸酯包含支化剂。
49. 根据权利要求48所述的器件，其中，当利用平行板熔体流变性能测试、以10°C/min 的加热速率、在350°C至约450°C的温度进行测量时，含有所述支化剂和所述封端剂的所述 聚碳酸酯具有大于或等于8, 000泊的峰值熔体粘度；以及其中，所述组合物的模制品具有 在1mm的厚度的UL 94 V0等级，以及阻燃剂。
50. 根据权利要求48-49中任一项所述的器件，其中，所述封端剂具有大于或等于 7, 000的峰值熔体粘度。
51. 根据权利要求48-50中任一项所述的器件，其中，所述封端剂具有8. 0至11的pKa。
52. 根据权利要求48-51中任一项所述的器件，其中，所述封端剂具有8. 2至10. 2的 pKa〇
53. 根据权利要求48-52中任一项所述的器件，其中，基于所述聚碳酸酯的分子量和由 所述支化剂赋予的所述支化水平来选择所述封端剂。
54. 根据权利要求48-53中任一项所述的器件，其中，所述封端剂包括苯酚或含有一个 或多个取代基的苯酚，所述取代基包括脂族基团、烯烃基团、芳族基团、卤素、酯基团、醚基 团或卤素或它们的组合。
55. 根据权利要求48-54中任一项所述的器件，其中，所述封端剂包括苯酚、对叔丁基 苯酚、对枯基苯酚、对氰基苯酚或它们的组合。
56. 根据权利要求48-55中任一项所述的器件，其中，所述聚碳酸酯具有大于或等于 3cm3/10min 的 MVR。
57. 根据权利要求48-56中任一项所述的器件，其中，所述聚碳酸酯具有大于或等于 1 %的支化水平。
58. 根据权利要求48-57中任一项所述的器件，其中，所述聚碳酸酯具有大于或等于 2 %的支化水平。
59. 根据权利要求48-58中任一项所述的器件，其中，所述聚碳酸酯具有大于或等于 3 %的支化水平。
60. 根据权利要求49-59中任一项所述的器件，其中，所述阻燃剂包括全氟代的(^_16烷 基磺酸碱金属盐；全氟丁烷磺酸钾；全氟辛烷磺酸钾；全氟己烷磺酸四乙铵；二苯基砜磺酸 钾以及包括前述至少一种的组合。
61. 根据权利要求49-60中任一项所述的器件，其中，基于在所述组合物中聚碳酸酯树 脂的总重量，所述阻燃剂包含大于约〇. 〇4wt%的全氟丁烷磺酸钾盐。
62. 根据权利要求49-61中任一项所述的器件，其中，所述阻燃剂不包括含有氯或溴的 成分。
63. 根据权利要求48-62中任一项所述的器件，其中，所述支化剂包括THPE、TMTC、靛红 双酚以及包括前述至少一种的组合。
64. 根据权利要求48-63中任一项所述的器件，其中，如通过凝胶渗透色谱法，使用聚 碳酸酯标准测量的，包含所述支化剂和所述封端剂的所述聚碳酸酯具有约20, 000g/m〇l至 约40, 000g/mol之间的重均分子量。
65. 根据权利要求48-64中任一项所述的器件，其中，所述聚碳酸酯是均聚碳酸酯。
66. 根据权利要求48-64中任一项所述的器件，其中，所述聚碳酸酯是衍生自多于一种 双酚的共聚碳酸酯。
67. 根据权利要求48-64中任一项所述的器件，其中，所述聚碳酸酯是衍生自一种或多 种双酚并且含有一种或多种脂族酯单元或芳族酯单元或硅氧烷单元的共聚物。
68. 根据权利要求65-67中任一项所述的器件，其中，所述聚碳酸酯包含衍生自双酚A 的单元。
69. 根据权利要求48-68中任一项所述的器件，进一步包含第二聚碳酸酯，其中，所述 第二聚碳酸酯包含下式：
其中，所述第二聚碳酸酯不同于所述聚碳酸酯，并且其中，至少60 %的R1基团的总数含 有芳族有机基团，并且其余量为脂族、脂环族、或芳族基团。
70. 根据权利要求69所述的器件，其中，所述第二聚碳酸酯包含衍生自双酚A的单元。
71. 根据权利要求48-70中任一项所述的器件，进一步包含一种或多种添加剂。
72. 根据权利要求48-71中任一项所述的器件，其中，所述添加剂包括UV稳定添加剂、 热稳定添加剂、脱模剂、着色剂、有机填料、无机填料、Y -稳定剂或它们的组合。
73. 根据权利要求48-72中任一项所述的器件，其中，当计算自其中所述峰值熔体 粘度等于：-57135.91+36961.39*81^14001.13*丽 1/3 - 46944.24*口1(&-322.51*81>丽1/3-2669. 19*BL*pKa+215. 83*MW1/3*pKa+1125. 63*BL2-200. ll*MW2/3+2231. 15*pKa2 的公式时，包 含所述支化剂和所述封端剂的所述聚碳酸酯具有至少7000泊的峰值熔体粘度，其中，BL是 通过支化剂的摩尔数除以在所述组合物中的一种双酚或多种双酚的摩尔总数所确定的在 配制品中的所述支化剂的摩尔比，所述MW是如通过凝胶渗透色谱法并利用聚碳酸酯标准 确定的包含所述支化剂和所述封端剂的所述聚碳酸酯的重均分子量，以及所述pKa是所述 封端剂的pKa ;以及其中，所述组合物的模制品在lmm、l. 5mm、2. 0mm或1. 0mm至2. 0mm的厚 度具有UL94 V0等级。
74. 根据权利要求48-73中任一项所述的器件，其中，所述器件在1. 5mm厚度具有UL94 V0等级。
75. 根据权利要求48-74中任一项所述的器件，其中，所述器件在1. 0mm厚度具有UL94 V0等级。
76. 根据权利要求10-75中任一项所述的器件，进一步包含另外的聚碳酸酯，其中所述 聚碳酸酯是直链和/或支链聚碳酸酯。
77. 根据权利要求10-76中任一项所述的器件，进一步包含一种或多种添加剂，其中所 述添加剂对所述器件的所需发射图谱没有不利影响。
78. 根据权利要求10-77中任一项所述的器件，其中，所述器件是包括LED的发光元件。
79. 根据权利要求10-78中任一项所述的器件，其中，所述器件是以下中的至少一种： 灯、照明装置、应用于内部和外部区域的照明器件、车辆照明、居住和工作房间的内部照明、 LCD屏幕的背光单元和重点照明。
80. 根据权利要求79所述的器件，进一步包括配置为减少由所述器件发射的光的量的 调光器。
81. -种发光器件，包括： 用于发射具有第一波长范围的辐射的装置，其中，用于发射辐射的所述装置位于壳体 中，其中所述壳体由塑料组合物形成，所述塑料组合物包含： 权利要求1-9所述的聚碳酸酯组合物；以及 用于吸收至少部分的所述第一波长范围的辐射并发射具有第二波长范围的辐射的装 置； 其中，在用于吸收的所述装置已暴露于所述辐射之后，当停止所述辐射暴露时，用于吸 收的所述装置具有小于1〇_4秒的发光寿命； 其中，用于吸收的所述装置包括： 大于Oppm的第一材料，所述第一材料选自以下中的至少一种：Si、Sr、Ba、Ca、Eu以及 包括前述第一材料中的至少一种的组合；以及 小于50ppm的第二材料，所述第二材料选自以下中的至少一种：Al、Co、Fe、Mg、Mo、Na、 Ni、Pd、P、Rh、Sb、Ti、Zr以及包括前述第二材料中的至少一种的组合。
82. 塑料组合物作为用于发光元件的壳体的应用，其中，所述塑料组合物包含： 权利要求1-9所述的聚碳酸酯组合物；以及 转换材料，其中，所述转换材料包含： 大于Oppm的第一材料，所述第一材料选自Si、Sr、Ba、Ca、Eu以及包括前述第一材料中 的至少一种的组合；以及 小于 50ppm 的第二材料，所述第二材料选自 Al、Co、Fe、Mg、Mo、Na、Ni、Pd、P、Rh、Sb、 Ti、Zr以及包括前述第二材料中的至少一种的组合； 其中，在所述转换材料已暴露于激发源之后，当除去所述激发源时，所述转换材料具有 小于ΚΓ4秒的发光寿命。
83. 如权利要求1-9中所述的塑料组合物用于发光元件的应用。
84. -种含有权利要求1-9所述的塑料组合物的发光器件，并且 a是0. 001至2wt %的无机颗粒，所述无机颗粒具有0. 1至1微米的平均颗粒直径和 1. 9至3. 2的折射率； b是0. 01至10wt %的平均颗粒尺寸在0. 2至20微米范围内的如权利要求10-80中所 述的聚合物颗粒，所述聚合物颗粒在589nm处的折射率与所述热塑性树脂聚合物以及c、d 中的一种或混合物或者它们的混合物的折射率相差至少〇. 05,其中， c是0. 1至1，OOOppm的波长下移材料，以及 d是0. 005至2重量百分比的干涉颜料。
85. -种照明器件，包括： 辐射源，配置为发射具有第一波长范围的辐射； 包含塑料组合物的光学组件，所述塑料组合物包含： 权利要求1-9所述的聚碳酸酯组合物；以及 转换材料，其中，所述转换材料包含： 大于Oppm的第一材料，选自Si、Sr、Ba、Ca、Eu以及包括前述第一材料中的至少一种的 组合；以及 小于 50ppm 的第二材料，选自 Al、Co、Fe、Mg、Mo、Na、Ni、Pd、P、Rh、Sb、Ti、Zr 以及包括 前述第二材料中的至少一种的组合； 其中，在所述转换材料已暴露于激发源之后，当除去所述激发源时，所述转换材料具有 小于ΚΓ4秒的发光寿命。
86. -种照明器件，包括： 辐射源，配置为发射具有第一波长范围的辐射； 包含塑料组合物的光学组件，所述塑料组合物包含： 权利要求1-9所述的聚碳酸酯组合物；以及 转换材料，其中所述转换材料包括掺有稀土元素的纪错石槽石（YAG)、掺有稀土元素的 铽铝石榴石、掺有稀土元素的次氮基硅酸盐、掺有稀土元素的氮化原硅酸盐、掺有稀土元素 的氧代次氮基铝硅酸盐以及包括前述至少一种的组合； 其中，在所述转换材料已暴露于激发源之后，当除去所述激发源时，所述转换材料具有 小于ΚΓ4秒的发光寿命。
【文档编号】C08L69/00GK104145001SQ201380011895
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年2月27日 优先权日:2012年2月29日
【发明者】克里斯托弗·卢克·海因, 约翰内斯·德布劳沃尔, 托马斯·L·埃文斯, 保卢斯·约翰内斯·玛丽亚·伊利斯鲍茨, 哈特姆·阿布达拉赫·贝勒法德尔, 约瑟·阿里·范德博格德 申请人:沙特基础创新塑料Ip私人有限责任公司