用于制造光学信息介质的底材的聚碳酸酯树脂组合物的制作方法

文档序号:6768043阅读:366来源:国知局
专利名称:用于制造光学信息介质的底材的聚碳酸酯树脂组合物的制作方法
技术领域
本发明涉及用于制造光学信息介质的底材的聚碳酸酯树脂组合物。更具体地说,本发明涉及用于制造光学信息介质的底材的聚碳酸酯树脂组合物,其含有100重量份的一种聚碳酸酯树脂和0.0005-1.0重量份的一种脱模剂,其中所述的聚碳酸酯树脂组合物表现出一个特性相对粘度(ηr),且其中所述的聚碳酸酯树脂组合物的相对粘度(ηr)和熔体指数(MI)满足特定的关系。本发明的聚碳酸酯树脂组合物是有利的,这不仅因为该聚碳酸酯树脂组合物即使在低温下模塑时也表现出优良的模压性能,而且因为该聚碳酸酯树脂组合物可在短的循环时间内进行模塑(即,该聚碳酸酯树脂组合物能够进行所谓的“高频模塑”)。另外,该聚碳酸酯树脂组合物在其模塑过程中表现出优良的热稳定性,并能够抑制在其模塑过程中出现模垢(MD)。此外,当模塑该聚碳酸酯树脂组合物以获得一种光学信息介质如光盘(例如,CD或DVD)用的底材时,该底材表现出令人满意的高机械强度。
在制造光学信息介质如光盘的底材时,必须在底材上形成精确的密纹和密槽(micropits)。用于制造这样的底材的聚碳酸酯需要具有高可转移性和优良的光学性能,如低双折射。因此,具有约15,500的重均分子量和高熔体流动性的低分子量聚碳酸酯至今已用于制造光学信息介质的底材。近年来,对于储存介质而言,常规的CD已为DVD所代替,DVD的记录密度高于CD。对于制造用于具有高记录密度的此类光学信息介质的底材,需要在底材上形成极精确的密纹和密槽。因此,作为一种用于制造光学信息介质的底材的树脂,需要开发一种聚碳酸酯,其表现出高于常规的聚碳酸酯的可转移性。此外,由于与CD用的底材(CD底材)的厚度(约1.2mm)相比,DVD用的底材(DVD底材)的厚度极小,仅为约0.6mm这样一个事实,对开发一种具有高于常规的聚碳酸酯的熔体流动性,并因此可以用于制造具有如此小的厚度的底材的聚碳酸酯的需求持续增大。当在常规制造CD底材时使用的温度(即,约300-320℃)下,由具有约15,500的重均分子量,且迄今用于制造CD底材的常规的聚碳酸酯制造DVD底材时,由于聚碳酸酯的熔体流动性不令人满意,所制得的底材并不具有令人满意的低双折射或令人满意的高可转移性。因此,为解决这个问题,在高达380-390℃的模塑温度下制造DVD底材,以降低聚碳酸酯的熔体粘度。这样的模塑温度太高并因此通常不用于模塑聚碳酸酯(制造光学信息介质以外的模塑制品的模塑温度通常为270-300℃,制造CD底材的模塑温度为约320℃)。使用如此高的模塑温度会引起一些问题,如聚碳酸酯的加热劣化变质,和所制得的底材的大的翘曲。此外,由于冷却底材所需的时间变长,模塑周期必然地变长,从而导致生产率降低,并明显出现模垢。明显出现的模垢不仅引起底材质量的下降,而且需要频繁的拆卸和清洗用于模塑聚碳酸酯的模具。因此,需要解决伴随上述高温模塑的问题。
众所周知,低分子量的聚碳酸酯具有改进的熔体流动性。但是,仅通过使用低分子量的聚碳酸酯制造DVD底材来解决伴随上述的高温模塑的问题是不可能的。因此,进行了几种尝试,试图通过仅使用低分子量的聚碳酸酯以外的方法解决这些问题。例如,试图在高温模塑中通过使用具有改进的脱模特性的聚碳酸酯组合物缩短冷却成型的制品所需的时间,日本公开特许公报10-60105号提出了一种聚碳酸酯组合物,其含有3.5-8重量%的聚碳酸酯低聚物,该低聚物的聚合度不超过4。尽管该聚碳酸酯组合物的脱模特性得到改进,但该聚碳酸酯组合物的模塑需要在高温下进行。因此,该聚碳酸酯组合物是不利的,因为当在高温下长时间模塑该聚碳酸酯组合物时,聚碳酸酯低聚物很可能粘附在使用的模具上,从而造成模垢。
日本公开特许公报9-320110号(对应于EP794209和美国专利号5,783,653)提出了一种解决使用低分子量的聚碳酸酯时存在的问题的方法,低分子量的聚碳酸酯用来获得聚碳酸酯的低熔体粘度,所述的问题即由于聚碳酸酯的分子量低,聚碳酸酯的机械强度下降,从而导致在所得的模塑制品出现裂缝这样一个问题。具体来说,本专利文献提出了使用具有特定端基的聚碳酸酯,但是通过这种方法,聚碳酸酯的加工性能并不能获得令人满意的改进。此外,由于该方法使用特殊的分子量调节剂,聚碳酸酯中聚碳酸酯低聚物的含量上升,以致明显出现模垢。
日本公开特许公报8-293128号(对应于EP691361和美国专利号5,633,060)提出了一种通过共聚合特定的二羟基化合物制备的聚碳酸酯树脂,该树脂具有优良的光学性能和优良的模压性能,优良的模压性能使得可以制造能够高密度记录和储存信息的光学信息介质。但是,该聚碳酸酯树脂在其模塑过程中表现出较差的熔体流动性,因此该聚碳酸酯树脂不适合高频模塑。
从上述文献可以看出,伴随上述的高温模塑聚碳酸酯树脂的问题并没有得到解决,因此需要开发一种进一步改进的聚碳酸酯树脂。
因此,本发明的一个目的是提供一种聚碳酸酯树脂组合物,该聚碳酸酯树脂组合物是有利的,因为即使在低温下进行模塑时,该聚碳酸酯树脂组合物仍不仅表现出优良的模压性能,而且能够进行高频模塑;在该聚碳酸酯树脂组合物的模塑过程中,该聚碳酸酯树脂组合物表现出优良的热稳定性;并可抑制模垢(MD)的出现;该聚碳酸酯树脂组合物可以有利地用于制造光学信息介质如光盘(如CD或DVD)的底材,该底材具有令人满意的高机械强度。
从以下的详细描述和附带的权利要求中,本发明的前述的和其它的目的、特征和优点将显而易见。
为容易理解本发明,以下列举本发明的实质特性和各个优选实施方案。
1.一种用于制造光学信息介质的底材的聚碳酸酯树脂组合物,其含有100重量份的包含多个芳族聚碳酸酯主链的聚碳酸酯树脂(A),和0.0005-1.0重量份的脱模剂,其中该聚碳酸酯树脂组合物表现出在1.17-1.19范围内的相对粘度(ηr),该相对粘度(ηr)定义为该聚碳酸酯树脂组合物的二氯甲烷溶液的粘度值(η)与二氯甲烷的粘度值(η0)的比值(η/η0),其中在二氯甲烷溶液中该聚碳酸酯树脂组合物的浓度为0.005g/cm3,两个粘度值(η)和(η0)均在25℃下测量,及其中该聚碳酸酯树脂组合物的相对粘度(ηr)和按照JIS K7210,在280℃及2.16kg的负荷下测得的该聚碳酸酯树脂组合物的熔体指数(MI)满足以下方程式(I)和(II)ηr≥-0.0723log MI+1.316(I)和ηr≤-0.0723log MI+1.324(II)。
2.按照上述第1项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中所述的脱模剂(B)包括高级脂肪酸酯。
3.按照上述第1项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其进一步含有0.00005-0.3重量份的热稳定剂(C),所述的热稳定剂包括选自由含磷化合物、酚类化合物和酸性化合物组成的组的一种化合物。
4.按照上述第1项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中所述的聚碳酸酯树脂的多个芳族聚碳酸酯主链包含低分子量的聚碳酸酯链,每个所述的低分子量的聚碳酸酯链独立地具有1,000或1,000以下的分子量,且其中基于所述的聚碳酸酯树脂组合物的重量,所述的低分子量的聚碳酸酯链和脱模剂(B)的总量为0.5-1.5重量%。
5.按照上述第3项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中所述的聚碳酸酯树脂(A)的多个芳族聚碳酸酯主链包含低分子量的聚碳酸酯链,每个所述的低分子量的聚碳酸酯链独立地具有1,000或1,000以下的分子量,且其中基于所述的聚碳酸酯树脂组合物的重量,所述的低分子量的聚碳酸酯链、脱模剂(B)和热稳定剂(C)的总量为0.5-1.5重量%。
6.按照上述第1项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其表现出不超过1%的相对粘度降低率(%),相对粘度降低率(%)由方程式[(ηr1-ηr2)/(ηr1)]×100定义,其中ηr1代表在料筒温度为350℃的模塑机中经过连续模塑后,聚碳酸酯树脂组合物所表现出的相对粘度(η/η0),ηr2代表在料筒温度为350℃的模塑机中经过非连续模塑后,聚碳酸酯树脂组合物所表现出的相对粘度(η/η0),其中树脂组合物在模塑机中的停留时间为10分钟。
7.按照上述第1项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中所述的聚碳酸酯树脂通过一种碳酸二酯与一种芳族二羟化合物在至少一种聚合器中发生酯交换反应而制备,所述的聚合器选自具有一个多孔板的自由下落式聚合器和具有一个多孔板和至少一个与所述的多孔板连接的导杆的导杆接触流下式聚合器组成的组。
8.用于光学信息介质的底材,其为圆盘的形式,厚度为0.6mm或0.6mm以下,通过将上述第1-7项的任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物进行注塑制造。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物含有100重量份的包含多个芳族聚碳酸酯主链的聚碳酸酯树脂(A),和0.0005-1.0重量份的脱模剂(B)。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物表现出在1.17-1.19范围内的相对粘度(ηr),其中相对粘度(ηr)定义为该聚碳酸酯树脂组合物的二氯甲烷溶液的粘度值(η)与二氯甲烷的粘度值(η0)的比值(η/η0),且其中在二氯甲烷溶液中该聚碳酸酯树脂组合物的浓度为0.005g/cm3,两个粘度值(η)和(η0)均在25℃下测量。此外,在本发明中,该聚碳酸酯树脂组合物的相对粘度(ηr)和按照JIS K7210,在280℃及2.16kg的负荷下测得的该聚碳酸酯树脂组合物的熔体指数(MI)需要满足以下方程式(I)和(II)ηr≥-0.0723log MI+1.316(I)和ηr≤-0.0723log MI+1.324(II)。
当相对粘度(ηr)大于1.19和/或不满足上述方程式(II)时,聚碳酸酯树脂组合物的熔体流动性不能令人满意,以致该聚碳酸酯树脂组合物不利地表现出较差的低温模压性能,并且不能缩短模塑周期。另一方面,当相对粘度小于1.17和/或不满足上述方程式(I)时,聚碳酸酯树脂组合物不能用于制造光学信息介质的具有令人满意的高机械强度的底材。
对于本发明的聚碳酸酯树脂组合物中使用的聚碳酸酯树脂(A)而言,没有特别的限制,只要能够获得表现出上述的特性相对粘度(ηr)并满足上述方程式(I)和(II)的聚碳酸酯树脂即可;但是,作为聚碳酸酯树脂(A),优选使用具有一个支化结构的聚碳酸酯树脂。具有一个支化结构的聚碳酸酯树脂的具体例子包括EP0 885 912 A1中所描述的那些。如下所述,对于具有一个支化结构的这样一种聚碳酸酯树脂而言,通过适宜地调节支化结构的量及其制备时的聚合度,就可能获得可用于制备表现出上述的特性相对粘度(ηr)并满足上述方程式(I)和(II)的本发明的聚碳酸酯树脂组合物的聚碳酸酯树脂,至于制备具有一个支化结构并可用于制备本发明的聚碳酸酯树脂组合物的聚碳酸酯树脂的聚合方法,可以使用常规方法,其中芳族二羟基化合物与一种碳酸酯前体反应。此类常规方法的例子包括界面聚合法(光气法),其中以二氯甲烷为溶剂,一种芳族二羟基化合物与光气在一种氢氧化钠水溶液的存在下反应;和酯交换法(熔融法或固态聚合法),其中一种芳族二羟基化合物与一种碳酸二酯(例如,碳酸二苯酯)反应。在两种方法中的每一种中,为获得可用于本发明中的聚碳酸酯,反应在一定的条件下进行,其中以预定量形成一个支化结构。在光气法中,为制备具有一个支化结构并可用于本发明中的聚碳酸酯树脂,需使用一种具有三个或更多个官能团作为支化剂的化合物,以形成一个支化结构。另一方面,在酯交换法中,这样的一种聚碳酸酯树脂(具有一个支化结构并可用于本发明中)可以通过使用支化剂的方法或不使用支化剂的方法来制备,并且适当地选择制备聚碳酸酯树脂的反应条件,从而以预定量形成一个支化结构。
在本发明中,术语“芳族二羟基化合物”是指一种由下面的通式表示的化合物HO-Ar-OH其中Ar表示一种二价的C5-C200芳基。
芳基Ar的具体例子包括亚苯基、亚萘基、亚联苯基、亚吡啶基和由方程式-Ar1-Y-Ar2-表示的一种二价芳基,其中Ar1和Ar2各自独立地表示二价C5-C70碳环或杂环芳基,Y表示一个二价C1-C30烷基。
在二价芳基Ar1和Ar2中,其至少一个氢原子可由不会对制备聚碳酸酯树脂的酯交换反应产生不利影响的取代基代替,如具有1-10个碳原子的烷基、具有1-10个碳原子的烷氧基、苯基、苯氧基、乙烯基、氰基、酯基、酰胺基或硝基。
优选的杂环芳基的例子包括在其骨架上具有至少一个杂原子如氮原子、氧原子或硫原子的芳基。
二价芳基Ar1和Ar2的例子包括未取代的或取代的亚苯基、未取代的或取代的亚联苯基及未取代的或取代的亚吡啶基。Ar1和Ar2的取代基如上所述。
二价烷基Y的例子包括分别由下列通式表示的有机基团 和 其中,R1、R2、R3和R4各自独立地表示氢原子、具有1-10个碳原子的烷基、具有1-10个碳原子的烷氧基、具有5-10个成环碳原子的环烷基、具有5-10个成环碳原子的碳环芳基或具有6-10个成环碳原子的碳环芳烷基;k表示一个3-11的整数;每个X表示碳原子且在其上键连了R5和R6;每个R5独立地表示氢原子或具有1-6个碳原子的烷基,每个R6独立地表示氢原子或具有1-6个碳原子的烷基;及其中R1、R2、R3、R4、R5和R6各自的至少一个氢原子可以独立地由不会对制备聚碳酸酯树脂的酯交换反应产生不利影响的取代基代替,如具有1-10个碳原子的烷基、具有1-10个碳原子的烷氧基、苯基、苯氧基、乙烯基、氰基、酯基、酰胺基或硝基。
由上述的通式-Ar1-Y-Ar2-表示的二价芳基Ar的具体例子包括分别由下列通式表示的基团 和 其中,R7和R8各自独立地表示氢原子、具有1-10个碳原子的烷基、具有1-10个碳原子的烷氧基、具有5-10个成环碳原子的环烷基或苯基;m和n各自独立地表示一个1-4的整数,条件是当m为一个2-4的整数时,R7相同或不同,当n为一个2-4的整数时,R8相同或不同。
二价芳基Ar的另外的例子包括由以下通式表示的那些-Ar1-Z-Ar2-其中,Ar1和Ar2的定义同上;Z表示一个单键或一个二价基团,如-O-、-CO-、-S-、-SO2-、-SO-、-COO-和-CON(R1)-,其中R1的定义同上。
由上述的通式-Ar1-Z-Ar2-表示的二价芳基Ar的具体例子包括分别由下列通式表示的基团 和 其中,R7、R8、m和n的定义同上。
二价芳基Ar的另外的例子包括由下面的通式表示的基团 其中,R7、R8、m和n的定义同上。
在本发明中,芳族二羟基化合物可以单独使用或结合使用。作为芳族二羟基化合物的一个有代表性的例子,可以提到双酚A。当双酚A与另外的芳族二羟基化合物结合使用时,基于所使用的芳族二羟基化合物的总摩尔量,优选双酚A的量为85摩尔%或以上。优选使用一种具有低含量的氯原子、碱金属和碱土金属的芳族二羟基化合物。更优选使用实质上不含氯原子、碱金属和碱土金属的芳族二羟基化合物。具体来说,在该芳族二羟基化合物中,氯原子、碱金属和碱土金属的各自的重量含量优选为1ppm或以下,更优选为0.1ppm或以下。氯原子的含量可以通过离子色谱测量,碱金属和碱土金属的含量可以通过原子吸收光谱法测量。
关于用于本发明的碳酸酯前体,进行以下解释。当使用光气法时,光气用作碳酸酯前体;当使用酯交换法时,碳酸二酯用作碳酸酯前体。用于本发明的碳酸二酯由以下通式表示 其中,Ar3和Ar4各自表示一价C5-C200芳基,Ar3和Ar4可以相同或不同。
在各自独立地表示一个一价碳环或杂环芳基的Ar3和Ar4中,其各自的至少一个氢原子可以由不会对制备聚碳酸酯树脂的酯交换反应产生不利影响的取代基代替,如具有1-10个碳原子的烷基、具有1-10个碳原子的烷氧基、苯基、苯氧基、乙烯基、氰基、酯基、酰胺基或硝基。
一价芳基Ar3和Ar4的有代表性的例子包括苯基、萘基、联苯基和吡啶基。这些基团可以被或没有被上述的一个或多个取代基取代。
优选的一价芳基Ar3和Ar4的例子包括分别由下列通式表示的基团 碳酸二酯的有代表性的例子包括由下面的通式表示的碳酸二(未取代的或取代的)苯酯化合物 其中R9和R10各自独立地表示氢原子、具有1-10个碳原子的烷基、具有1-10个碳原子的烷氧基、具有5-10个成环碳原子的环烷基或苯基;p和q各自独立地表示一个1-5的整数,条件是当p为2或大于2的整数时,R9相同或不同,当q为2或大于2的整数时,R10相同或不同。
在这些碳酸二苯酯化合物中优选具有对称构型的那些,例如,碳酸二(未取代的)苯酯和碳酸二(低级烷基取代的)苯酯,例如,碳酸二甲苯酯和碳酸二叔丁基苯酯。特别优选碳酸二苯酯,其具有最简单的结构。
这些碳酸二酯可以单独使用或结合使用。优选这些碳酸二酯具有低含量的氯原子、碱金属和碱土金属。更优选这些碳酸二酯实质上不含氯原子、碱金属和碱土金属。具体来说,氯原子、碱金属和碱土金属各自的重量含量优选为1ppm或以下,更优选为0.1ppm或以下。氯原子的含量可以通过离子色谱测量,碱金属和碱土金属的含量可以通过原子吸收光谱法测量。
在制备聚碳酸酯树脂(A)时,芳族二羟基化合物与碳酸二酯的比率(即,投料比)根据所使用的芳族二羟基化合物和碳酸二酯的类型、聚碳酸酯树脂的期望分子量、聚碳酸酯树脂中端基的期望比例和其它聚合条件而变化。每摩尔芳族二羟基化合物,碳酸二酯的用量通常为0.9-2.5摩尔,优选0.95-2.0摩尔,更优选0.98-1.5摩尔。
制备聚碳酸酯树脂(A)时,可以使用一种芳族一羟基化合物来改变端基,或调节聚碳酸酯树脂(A)的分子量。
作为上述的支化剂,可以使用具有三个或更多个官能团的化合物。具有三个或更多个官能团的化合物的例子包括具有三个或更多个选自由酚羟基和羧基组成的组的基团的那些化合物。此类化合物的具体例子包括偏苯三酸、1,3,5-苯三甲酸、均苯四酸、1,1,1-三(4-羟苯基)乙烷、间苯三酚、2,4,4’-三羟基二苯酮、2,2’,4,4’-四羟基二苯酮、2,4,4’-三羟基二苯醚、2,2’,4,4’-四羟基二苯醚、2,4,4’-三羟基二苯基-2-丙烷、2,4,4’-三羟基-二苯甲烷、2,2’,4,4’-四羟基二苯甲烷、1-(α-甲基-α-(4’-羟苯基)乙基)-4-(α’,α”-双(4”-羟苯基)乙基)苯、α,α’,α”-三(4-羟苯基)-1,3,5-三异丙基苯、2,6-双(2’-羟基-5’-甲苄基)-4-甲基苯酚、4,6-二甲基-2,4,6-三(4’-羟苯基)-庚烯、4,6-二甲基-2,4,6-三(4’-羟苯基)-庚烷、1,3,5-三(4’-羟苯基)苯、2,2-双(4,4-双(4’-羟苯基)环己基)丙烷、2,6-双(2’-羟基-5’-异丙基苄基)-4-异丙基苯酚、双(2-羟基-3-(2’-羟基-5’-甲苄基)-5-甲苯基)甲烷、双(2-羟基-5’-异丙基苄基-5-甲苯基)甲烷、四(4-羟苯基)甲烷、三(4-羟苯基)苯基甲烷、2’,4’,7-三羟基黄酮、2,4,4-三甲基-2’,4’,7-三羟基黄酮、1,3-双(2’,4’-二羟苯基异丙基)苯、一种三(4’-羟基芳基)-戊基-S-三嗪、1-(α-甲基-α-(4’-羟苯基)乙基)-3-(α’,α’-双(4”-羟苯基)乙基)苯。
在本发明中,当通过光气法制备聚碳酸酯树脂(A)时,上述的芳族二羟基化合物与光气在一种溶剂中,在一种酸结合剂、一种支化剂和一种聚合终止剂的存在下反应。如上所述,当使用光气法时,必须使用一种支化剂。基于芳族二羟基化合物的摩尔量,优选支化剂的用量为0.1-0.6摩尔%。当不使用支化剂或支化剂的用量小于上述范围时,很可能所制得的聚碳酸酯树脂不满足上述的方程式(II)。另一方面,当支化剂的用量超过上述范围时,很可能制得的聚碳酸酯树脂不满足上述方程式(I)。酸结合剂的例子包括碱金属的氢氧化物,如氢氧化钠和氢氧化钾,和胺化合物,如吡啶。聚合终止剂的例子包括由对叔丁基苯酚、对异丙苯基苯酚和苯酚代表的单官能团酚类。溶剂的例子包括卤代烃,如二氯甲烷和氯苯。另外,为促进反应,可使用一种催化剂,如一种叔胺或一种季铵盐。优选反应温度范围为0-40℃,反应时间范围为几分钟-6小时。
在本发明中,当使用酯交换法制备聚碳酸酯树脂(A)时,在存在或不存在催化剂时,在减压和/或在一种惰性气流下加热时,芳族二羟基化合物与碳酸二酯通过酯交换反应以熔融态或固态发生缩聚反应。酯交换反应的方式、聚合设备等没有特别的限制。例如,当使用熔融态酯交换时,可用来进行酯交换反应的反应器的例子包括搅拌槽型反应器、薄膜反应器、离心式薄膜蒸发反应器、表面更新型二轴混炼反应器、二轴水平型搅拌反应器、湿壁流下式反应器、具有一个多孔板的自由落下式聚合器和导杆接触流下式聚合器。单独使用或结合使用这些各式反应器可以很容易地进行酯交换反应。在本发明中,优选通过使用至少一台选自由上述的自由落下式聚合器和上述的导杆接触流下式聚合器组成的组的聚合器。关于具有一个多孔板的自由落下式聚合器,例如可以参考美国专利5,596,067号。关于导杆接触流下式聚合器,例如可以参考美国专利5,589,564和5,840,826号。
用于酯交换反应的反应温度通常为50-350℃,优选100-300℃。用于酯交换反应的反应压力根据正在形成的聚碳酸酯树脂的聚合度等而变化。当正在形成的聚碳酸酯树脂的相对粘度(ηr)为1.12或更低时,反应压力通常为400Pa至大气压力。当正在形成的聚碳酸酯树脂的相对粘度(ηr)大于1.12时,反应压力通常为10-400Pa。当通过使用上述的具有一个多孔板的自由落下式聚合器和/或上述的具有一个多孔板和至少一根与该多孔板连接的金属丝的金属丝接触流下式聚合器进行酯交换反应时,优选酯交换反应的温度不高于270℃。当在酯交换法中使用上述的支化剂时,基于芳族二羟基化合物的摩尔量,通常优选支化剂的用量为0.1-0.6摩尔%。至于通过酯交换法制备聚碳酸酯树脂(A)的特定的反应条件,可以参考EP0885912A1。
此外,也可以通过固态聚合法进行聚碳酸酯树脂(A)的制备,在固态聚合法中,首先进行熔融态酯交换法或光气法以获取一种预聚物,然后在减压下和/或在一种惰性气流下使获得的预聚物进行固态聚合,从而增加预聚物的聚合度。至于固态聚合反应,例如可以参考美国专利4,948,871号。
在光气法、酯交换法和固态聚合法的任一种方法中,通过适宜地选择在上述范围内的反应条件(如反应温度),有可能获得可用于制备本发明的表现出特性相对粘度(ηr)并满足上述的方程式(I)和(II)的聚碳酸酯树脂组合物的聚碳酸酯树脂(A)。脱模剂(B)及必要时使用的下述的热稳定剂(C)影响聚碳酸酯树脂组合物的相对粘度(ηr)和熔体指数(MI)至某种程度。因此,在制备用于本发明中的聚碳酸酯(A)时,考虑脱模剂(B)和下述的热稳定剂(C)的影响,适当地调节聚碳酸酯(A)的相对粘度(ηr)和熔体指数(MI),以使所得的含有聚碳酸酯(A)的聚碳酸酯树脂组合物表现出特性相对粘度(ηr)并满足上述的方程式(I)和(II)。
在本发明中,特别优选使用通过酯交换法制备的聚碳酸酯树脂。
在本发明中,作为脱模剂(B),可以使用一种高级脂肪酸与一种醇形成的酯。优选所述的高级脂肪酸具有5-30个碳原子,所述的醇具有1-30个碳原子。一种高级脂肪酸与一种醇形成的酯的优选的具体例子包括甘油单硬脂酸酯和季戊四醇硬脂酸酯。相对于100重量份聚碳酸酯树脂(A),脱模剂(B)的用量为0.0005-1.0重量份,优选0.001-0.3重量份,更优选0.002-0.1重量份,最优选0.003-0.06重量份。
含有聚碳酸酯树脂(A)和脱模剂(B)的本发明的聚碳酸酯树脂组合物可以进一步含有一种热稳定剂(C)。
至于所述的热稳定剂(C),任何可用于常规的聚碳酸酯树脂的常规稳定剂都可以使用。热稳定剂(C)的例子包括含磷化合物、酚类化合物、含硫化合物、环氧化合物、受阻胺类和酸性化合物。
可用作热稳定剂(C)的含磷化合物的例子包括磷酸、亚磷酸酯、次膦酸酯、磷酸酯和膦酸酯。磷酸的例子包括磷酸、亚磷酸、次磷酸、焦磷酸、一种聚磷酸和次膦酸。亚磷酸酯的例子包括亚磷酸三酯、亚磷酸二酯和亚磷酸单酯。优选的亚磷酸三酯的例子包括亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三苯酯、四苯基二丙二醇亚磷酸酯、四(十三烷基)-4,4’-异丙叉基二苯基二亚磷酸酯、双(十三烷基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(壬基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6二叔丁基4甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、加氢双酚A/季戊四醇亚磷酸酯聚合物和四苯基四(十三烷基)季戊四醇四亚磷酸酯。
优选的亚磷酸二酯的例子包括亚磷酸二苯氢酯、亚磷酸双(壬基苯基)氢酯、亚磷酸双(2,4-叔丁基苯基)氢酯、亚磷酸二甲苯氢酯、亚磷酸双(对叔丁基苯基)氢酯和亚磷酸双(对己基苯基)氢酯。
优选的亚磷酸单酯的例子包括亚磷酸苯基二氢酯、亚磷酸壬基苯基二氢酯和亚磷酸2,4-二叔丁基苯基二氢酯。
可用作热稳定剂(C)的酚类化合物的例子包括2,6-二叔丁基对甲酚、2,6-二叔丁基对茴香醚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2,2’-亚甲基双(6-叔丁基对甲酚)、2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基对苯酚)、4,4’-亚甲基双(6-叔丁基对甲酚)、4,4’-亚丁基双(6-叔丁基间甲酚)、四(亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟苯基)丙酸酯)甲烷、4,4’-硫代双(6-叔丁基间甲酚)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸硬脂基酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)苯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷和三乙二醇双(3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯)。
可用作热稳定剂(C)的含硫化合物的例子包括苯亚磺酸、对甲苯亚磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、萘磺酸、及其甲酯、乙酯、丁酯、辛酯或苯酯。可用作热稳定剂(C)的含硫化合物的另外的例子包括3,3’-硫代二丙酸二月桂酯、3,3’-硫代二丙酸二十三烷基酯、3,3’-硫代二丙酸二肉豆莞基酯、3,3’-硫代二丙酸二硬脂基酯和β-月桂基硫代丙酸季戊四醇酯。
可用作热稳定剂(C)的环氧化合物的例子包括脂肪和油类,如环氧化大豆油和环氧化亚麻仁油;缩水甘油基化合物,如苯基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、叔丁苯基缩水甘油醚、双酚A的二缩水甘油醚、四溴双酚A的二缩水甘油醚、邻苯二甲酸二缩水甘油酯和六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯;环氧基环己烷化合物,如3,4-环氧环己烷羧酸3,4-环氧环己基甲酯、3,4-环氧环己烷羧酸3,4-环氧-6-甲基环己基甲酯、3,4-环氧环己烷羧酸2,3-环氧环己基甲酯、3,4-环氧环己烷羧酸4-(3,4-环氧-5-甲基环己基)丁酯、3,4-环氧环己基环氧乙烷、3,4-环氧环己烷羧酸环己基甲酯、6-甲基环己烷羧酸3,4-环氧-6-甲基环己基甲酯、己二酸双环氧环己酯、2,2’-二甲基-3,4-环氧环己烷羧酸十八烷基酯、2,2’-二甲基-3,4-环氧环己烷羧酸正丁酯、2-甲基-3,4-环氧环己烷羧酸环己酯、2-异丙基-3,4-环氧-5-异丙基-3,4-环氧-5-甲基环己烷羧酸正丁酯、3,4-环氧环己烷羧酸十八烷基酯、3,4-环氧环己烷羧酸2-乙基己酯、3,4-环氧环己烷羧酸4,6-二甲基-2,3-环氧环己酯、4,5-环氧-顺-1,2-环己烷羧酸二乙酯、3-叔丁基-4,5-环氧-顺-1,2-环己烷羧酸二正丁酯、3,4-二甲基-1,2-环氧环己烷、3,5-二甲基-1,2-环氧环己烷和3-甲基-5-叔丁基-1,2-环氧环己烷;双环氧二环戊二烯基醚;丁二烯二环氧化物、甲苯基环氧乙烷;环氧化聚丁二烯;4,5-环氧四氢邻苯二甲酸酐;和3-叔丁基-4,5-环氧四氢邻苯二甲酸酐。
可用作热稳定剂(C)的酸性化合物的例子包括无机酸,如硼酸;有机酸,如己二酸、柠檬酸和乙酸;磺酸,如苯磺酸和对甲苯磺酸;和磺酸酯,如苯磺酸乙酯和对甲苯磺酸丁酯。
在这些热稳定剂中,优选含磷化合物、酚类化合物和酸性化合物。热稳定剂(C)可以单独使用或结合使用。至于热稳定剂(C)的用量,没有特别的限制。相对于100重量份聚碳酸酯树脂(A),热稳定剂(C)的用量通常为0.00005-0.3重量份,优选0.001-0.1重量份,更优选0.002-0.05重量份。
可以通过将聚碳酸酯树脂(A)、脱模剂(B)和选择性的热稳定剂(C)一起熔融捏合制备本发明的聚碳酸酯树脂组合物。对熔融捏合聚碳酸酯树脂(A)、脱模剂(B)和选择性的热稳定剂(C)的方法没有特别的限制。优选使用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机进行熔融捏合。熔融捏合的温度通常在250至300℃之间。特别地,当聚碳酸酯树脂(A)是通过熔融方法制备得到时,优选在维持所获得的聚碳酸酯树脂(A)的熔融状态下加入脱模剂(B)和可选择的热稳定剂(C)。此外,可以使用除脱模剂(B)和热稳定剂(C)以外的添加剂。此类添加剂的例子包括抗静电剂、催化剂减活剂、染料和颜料。
在本发明中,当聚碳酸酯树脂(A)的多个芳族的聚碳酸酯主链含有每条链单独的分子量为1,000或更低的低分子量的聚碳酸酯链时,以聚碳酸酯树脂组合物的重量为基础,优选低分子量的聚碳酸酯链、脱模剂(B)和如果存在的热稳定剂(C)(下文将低分子量碳酸酯链、脱模剂(B)和热稳定剂(C)总称为“低分子量组分”)的总量为0.5-1.5重量%,更优选为0.6-1.2重量%。当聚碳酸酯树脂(A)含有未反应的单体,例如芳族二羟基化合物时,此种未反应的单体也被定义为分子量为1,000或更低的低分子量聚碳酸酯链。
可以通过凝胶渗透色谱(GPC)确定分子量为1,000或更低的低分子量聚碳酸酯链的量。具体地,使聚碳酸酯树脂(A)通过使用四氢呋喃(作为溶剂)和聚苯乙烯凝胶柱的GPC。通过修正使用标准单分散的聚苯乙烯样品所获得的标准曲线获得聚碳酸酯树脂(A)修正的标准曲线,其中通过使用下列方程式进行计算对标准曲线做出修正Mpc=0.3591Mps1.0388其中Mpc代表聚碳酸酯树脂(A)的分子量,Mps代表标准聚苯乙烯的分子量。
使用标准曲线获得分子量为1,000或更低的聚碳酸酯链的重量比。从所获得的重量比计算出聚碳酸酯树脂(A)中所含有的分子量为1,000或更低的低分子量聚碳酸酯链的量。
可以按照下文确定脱模剂(B)和热稳定剂(C)的数量。将聚碳酸酯树脂组合物溶解在二氯甲烷中获得溶液。通过使用聚碳酸酯树脂的不良溶剂从溶液中除去聚碳酸酯树脂(A)。然后,通过核磁共振(NMR)光谱、气相色谱/质谱(GC/MS)等确定所获得的溶液中含有的脱模剂(B)和热稳定剂(C)的数量。而且,当聚碳酸酯树脂组合物中含有作为热稳定剂(C)的含磷化合物时,也可以通过荧光X射线分析确定作为热稳定剂(C)的含磷化合物的量。
当低分子量组分的数量低于上述范围时,聚碳酸酯树脂组合物的熔融流动性或可转移性可能变低。另一方面,当低分子量组分的数量超出上述范围时,在聚碳酸酯树脂组合物的模塑过程中,可能出现明显的模垢。
优选本发明的聚碳酸酯树脂组合物表现出不超过1%的相对粘度降低率(%),更优选不超过0.5%,其中的相对粘度降低率(%)由下列方程式定义[(ηr1-ηr2)/(ηr1)]×100,其中ηr1代表已经在料筒温度为350℃的模塑机中进行了连续模塑的聚碳酸酯树脂组合物所表现出的相对粘度(η/ηo),ηr2代表已经在料筒温度为350℃的模塑机中进行了非连续模塑的聚碳酸酯树脂组合物所表现出的相对粘度(η/ηo),其中在模塑机中的停留时间为10分钟。可以使用测量相对粘度(ηr)的方法测量相对粘度ηr1和ηr2。在上述在模塑机中的连续模塑中,聚碳酸酯树脂组合物通常在模塑机的料筒中停留进行3-5个模塑周期所需要的时间,并且聚碳酸酯树脂组合物的停留时间通常为1分钟或更短。上述聚碳酸酯树脂组合物的相对粘度降低率(%)不超过1%的特征意味着在聚碳酸酯树脂组合物的模塑期间,其表现出优良的热稳定性。当聚碳酸酯树脂组合物的相对粘度降低率(%)高于1%时,倾向于出现显著的模垢。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物可以有利地用于制造光学信息介质的圆盘型底材(厚度为1.2mm或更低),例如CD、CD-R、CD-RW、MD、MO、DVD或DVD-RAM。通过利用本发明的聚碳酸酯树脂组合物优良的熔融流动性,聚碳酸酯树脂组合物在用作大约0.6mm厚的DVD底材盘的材料,以及用作厚度为0.6mm或更低,优选0.1-0.6mm的下一代光学信息介质的底材材料方面特别有用。因此,本发明的另一个方面提供了用于光学信息介质的一种底材,其中的底材是厚度为0.6mm或更低的盘状并通过加工本发明的聚碳酸酯树脂组合物制造。对模塑聚碳酸酯树脂组合物以获得用于光学信息介质的本发明的底材的方法没有特别的限制,其中的底材是厚度为0.6mm或更低的盘状。例如,可以通过使用用于制造光盘的注射模塑机对本发明的聚碳酸酯树脂组合物进行注射模塑以制造本发明的底材。优选在模塑温度为300-390℃,模温度为40-130℃,模塑周期为2-15秒的条件下进行注射模塑。可以使用常规的设备作为制造光盘的注射模塑机。
在下文中,将结合下列实施例和对比例更详细地描述本发明,实施例和对比例不应被解释为对本发明范围的限制。
在下列实施例和对比例中,按照下文测量和评价不同的性质。
(1)相对粘度(ηr)的测量使用厄布洛德(Ubbellohde)粘度管在25℃测量二氯甲烷的粘度值(ηo)和聚碳酸酯树脂组合物的浓度为0.005g/cm3的聚碳酸酯树脂组合物二氯甲烷溶液的粘度值(η)。将η与ηo的比值(η/ηo)定义为相对粘度(ηr)。
(2)确定聚碳酸酯树脂(A)中含有的分子量为1,000或更低的低分子量聚碳酸酯链的量使聚碳酸酯树脂(A)通过使用四氢呋喃(作为溶剂)和聚苯乙烯凝胶柱的凝胶渗透色谱(GPC)。通过修正使用标准单分散的聚苯乙烯样品所获得的标准曲线获得聚碳酸酯树脂(A)修正的标准曲线,其中通过使用下列方程式进行计算对标准曲线做出修正Mpc=0.3591Mps1.0388其中Mpc代表聚碳酸酯树脂(A)的分子量,Mps代表标准聚苯乙烯的分子量。
使用修正的标准曲线获得分子量为1,000或更低的聚碳酸酯链的重量比。从所获得的重量比计算出聚碳酸酯树脂(A)中所含有的分子量为1,000或更低的低分子量聚碳酸酯链的数量。
(3)在模塑聚碳酸酯树脂组合物以制造光学信息介质的底材的过程中,对聚碳酸酯树脂组合物的模压性能的评价使用一种用于制造光盘的注射模塑机(J35EL,II-DK,由日本的THE JAPAN STEEL WORK.LTD.制造和销售),在模塑温度为350℃,模温度为120℃,模塑周期为8.6秒的条件下,通过对聚碳酸酯树脂组合物进行注射模塑制造在表面上形成凹槽的DVD盘状底材(厚度0.6mm,下文通常简称为“DVD底材盘”)。
作为所制造的DVD底材盘的模压性能的一个标准,使用盘分析系统(PROmeteus,由德国的Dr.Schenk GmbH制造和销售)评价可转移性。
通过下列方程式计算DVD底材盘的可转移性(%)可转移性(%)=(D1/D2)×100其中的D1代表在距离盘中心50mm的位置所测量的凹槽深度的平均值,D2代表所使用的压模的凹槽深度。
需要DVD底材盘的可转移性数值至少为95%。
(4)DVD底材盘的机械强度使用上文所制造的DVD底材盘进行弯曲实验,其中支架之间的距离为40mm并以2mm/秒的速度弯曲盘。测量最大弯曲强度以评价DVD底材盘的机械强度。
(5)模垢(MD)使用一种用于制造光盘的注射模塑机(J35EL,II-DK,由日本的THE JAPAN STEEL WORK.LTD.制造和销售),在模塑温度为350℃,模温度为120℃,模塑周期为8.6秒的条件下,通过对聚碳酸酯树脂组合物进行注射模塑连续制造DVD底材盘(每张底材盘的厚度为0.6mm)。在制造DVD底材盘以前,清理模槽和压模并称量压模的重量。在制造20,000张DVD底材盘后,再次称量压模的重量。MD的量被定义为在制造DVD底材盘前压模的重量和在制造20,000张DVD底材盘后压模的重量差。
(6)聚碳酸酯树脂组合物在模塑机中停留期间的热稳定性(相对粘度降低率(%))使用一种用于制造光盘的注射模塑机(J35EL,II-DK,由日本的THE JAPAN STEEL WORK.LTD.制造和销售),在模塑温度为350℃,模温度为120℃,模塑周期为8.6秒的条件下,通过对聚碳酸酯树脂组合物进行注射模塑连续制造DVD底材盘(每张底材盘的厚度为0.6mm)。然后,停止模塑操作,使聚碳酸酯树脂组合物在注射模塑机中停留10分钟。在该期间以后,重新开始模塑操作。对于在停止模塑前制造的最后一张DVD底材中取样的聚碳酸酯树脂组合物所表现出的相对粘度(ηr1)和在重新开始模塑后所制造的第一张DVD底材盘中取样的聚碳酸酯树脂组合物所表现出的相对粘度(ηr2),以与上文(1)项中测量相对粘度(ηr)相同的方式测量ηr1和ηr2。通过下列方程式计算相对粘度降低率(%)[(ηr1-ηr2)/(ηr1))×100(7)熔体指数按照JIS K7210,在280℃,2.16kg负荷条件下测量聚碳酸酯树脂组合物的熔体指数(MI)。
在容积均为100升的第一级搅拌型聚合容器(a)和(b)中进行如下第一级搅拌型聚合。在交替使用的第一级搅拌型聚合容器(a)和(b)中,在180℃、常压和存在作为催化剂的氢氧化钠(以双酚A的重量为基础,以钠原子的量表示的氢氧化钠的量为80ppb重量)的条件下,使包含作为芳族二羟基化合物的双酚A和作为碳酸二酯的碳酸二苯酯(碳酸二苯酯与双酚A的摩尔比为1.07)的可聚合物质进行熔融聚合,由此获得预聚合物1。
以80千克/小时的流速将所获得的预聚合物加入容积为50升的第二级搅拌型聚合容器。在第二级搅拌型聚合容器中,在222℃、9,300Pa压力下,使预聚合物1进行第二级搅拌型聚合,由此获得预聚合物2。
将所获得的预聚合物2连续加入容积为50升的第三级搅拌型聚合容器。在第三级搅拌型聚合容器中,在260℃、2,600Pa压力下,使预聚合物2进行第三级搅拌型聚合,由此获得预聚合物3。
将所获得的预聚合物3连续加入第一级金属丝接触流下式聚合器中。在第一级金属丝接触流下式聚合器中,在263℃、800Pa压力下,使预聚合物3进行第一级金属丝接触流下式聚合,由此获得预聚合物4。
将所获得的预聚合物4连续加入第二级金属丝接触流下式聚合器中。在第二级金属丝接触流下式聚合器中,在263℃、150Pa压力下,使预聚合物4进行第二级金属丝接触流下式聚合,由此获得聚碳酸酯树脂(A)。
通过与第二级金属丝接触流下式聚合器相连接的挤出机的一个入口将所获得的聚碳酸酯树脂(A)加入一个双螺杆挤出机(PCM30,由日本的IKEGAI公司制造和销售)中(温度260℃)。而且,使用泵通过挤出机的另一个入口加入400ppm重量的季戊四醇硬脂酸酯(脱模剂(B))。在双螺杆挤出机中,熔融捏合聚碳酸酯树脂(A)与季戊四醇硬脂酸酯(脱模剂(B)),由此获得聚碳酸酯树脂组合物球丸。
对于所获得的聚碳酸酯树脂组合物,MI是81克/分钟,相对粘度是1.1824,方程式(I)右侧的值为1.1780,方程式(II)右侧的值为1.1860。因此,该聚碳酸酯树脂组合物满足方程式(I)和(II)。以聚碳酸酯树脂组合物的重量为基础,在聚碳酸酯树脂组合物中含有的低分子量组分(即,通过上述方法所测量的分子量为1,000或更低的低分子量聚碳酸酯链和上述脱模剂(B)的数量和)为1.1重量%。
聚碳酸酯树脂组合物的各种性能的测量和评价结果示于表1中。正如可以从表1看到的,所获得的聚碳酸酯树脂组合物在由其制造的DVD底材盘的可转移性和机械强度、MD的量以及其在注射模塑机中停留期间的热稳定性方面均表现优良。
对于所获得的聚碳酸酯树脂组合物,MI是95克/分钟,相对粘度是1.1767,上述方程式(I)右侧的值为1.1730,上述方程式(II)右侧的值为1.1810。因此,该聚碳酸酯树脂组合物满足方程式(I)和(II)。以聚碳酸酯树脂组合物的重量为基础,在聚碳酸酯树脂组合物中含有的低分子量组分(即,通过上述方法所测量的分子量为1,000或更低的低分子量聚碳酸酯链的量和所使用的脱模剂(B)的量以及所使用的热稳定剂(C)的量的总和)为2.1重量%。
聚碳酸酯树脂组合物的各种性能的测量和评价结果示于表1中。MD的量稍微偏高,但仍处于不会导致任何实际问题的水平。该聚碳酸酯树脂组合物在由其所制造的DVD底材盘的可转移性和机械强度、其在注射模塑机中停留期间的热稳定性方面均表现优良。这意味着可以有利地使用该聚碳酸酯树脂组合物制造用于光学信息介质的底材。
通过与第二级金属丝接触流下式聚合器相连接的挤出机的一个入口将所获得的聚碳酸酯树脂(A)加入一个双螺杆挤出机(PCM30,由日本的IKEGAI公司制造和销售)中(温度260℃)。而且,使用泵通过挤出机的另一个入口加入150ppm重量熔融状态的亚磷酸三(4-壬基苯基)酯(热稳定剂(C))和500ppm重量的甘油单硬脂酸酯(脱模剂(B))。在双螺杆挤出机中,熔融捏合聚碳酸酯树脂(A)、亚磷酸三(4-壬基苯基)酯(热稳定剂(C))和甘油单硬脂酸酯(脱模剂(B)),由此获得聚碳酸酯树脂组合物球丸。
对于所获得的聚碳酸酯树脂组合物,MI是93克/分钟,相对粘度是1.1742,上述方程式(I)右侧的值为1.1737,方程式(II)右侧的值为1.1817。因此,该聚碳酸酯树脂组合物满足方程式(I)和(II)。以聚碳酸酯树脂组合物的重量为基础,在聚碳酸酯树脂组合物中含有的低分子量组分的总量为0.2重量%。
该聚碳酸酯树脂组合物的各种性能的测量和评价结果示于表1中。对于所获得的聚碳酸酯树脂组合物,由其制造的DVD底材盘具有优良的机械强度,但与实施例1和2中的性能相比,DVD底材盘的可转移性和树脂组合物在注射模塑机内停留期间的热稳定性稍微偏低,并且与实施例1的性能相比,MD的量稍微偏高。但是,仍可以有利地使用该聚碳酸酯树脂组合物制造光学信息介质的底材。对比例1以与实施例2基本相同的方式制备聚碳酸酯树脂,不同之处在于不使用1,1,1-三(4-羟苯基)乙烷以及向反应器中通入的光气的量为100摩尔。
对于所获得的聚碳酸酯树脂组合物,MI是85克/分钟,相对粘度是1.1878,上述方程式(II)右侧的值为1.1845。因此,该聚碳酸酯树脂组合物不满足方程式(II)。以聚碳酸酯树脂组合物的重量为基础,在聚碳酸酯树脂组合物中含有的低分子量组分的总量为1.9重量%。
该聚碳酸酯树脂组合物的各种性能的测量和评价结果示于表1中。所制造的DVD底材盘的可转移性低至73%。此种盘不能用作光学信息介质的底材。因此,进行进一步实验以测量能够获得具有95%或更高的可转移性的DVD底材盘的模塑温度。结果,发现在高达380℃的温度下,通过模塑能够获得95%或更高的可转移性。但是,在380℃模塑聚碳酸酯树脂组合物会导致不利情况的出现,其中的模塑周期提高至11秒,MD的量变得很大,聚碳酸酯树脂组合物在注射模塑机内停留期间的热稳定性变得很差。对比例2以与实施例2基本相同的方式制备聚碳酸酯树脂,不同之处在于碳酸二苯基酯与双酚A的摩尔比为1.05以及不使用1,1,1-三(4-羟苯基)乙烷。
对于所获得的聚碳酸酯树脂组合物,MI是60克/分钟,相对粘度是1.1923,上述方程式(I)右侧的值为1.1845,上述方程式(II)右侧的值为1.1954。因此,虽然该聚碳酸酯树脂组合物满足方程式(I)和方程式(II),但上述相对粘度值(1.1923)超过在本发明中所定义的相对粘度的上限(1.19)。以聚碳酸酯树脂组合物的重量为基础,在聚碳酸酯树脂组合物中含有的低分子量组分的总量为0.8重量%。
该聚碳酸酯树脂组合物的各种性能的测量和评价结果示于表1中。该聚碳酸酯树脂组合物具有不良的熔融流动性,使得即使使用了注射模塑机的最大注射压力,仍不可能进行该聚碳酸酯树脂组合物的注射模塑。对比例3以与实施例3基本相同的方式制备聚碳酸酯树脂,不同之处在于在273℃、200Pa压力下在第二级金属丝接触流下式聚合器中进行第二级金属丝接触流下式聚合。
对于所获得的聚碳酸酯树脂组合物,MI是120克/分钟,相对粘度是1.1670,上述方程式(I)右侧的值为1.1657,上述方程式(II)右侧的值为1.1737。因此,虽然该聚碳酸酯树脂组合物满足方程式(I)和方程式(II),但上述相对粘度的值(1.1670)低于在本发明中所定义的相对粘度的下限(1.17)。以聚碳酸酯树脂组合物的重量为基础,在聚碳酸酯树脂组合物中含有的低分子量组分的总量为1.3重量%。
该聚碳酸酯树脂组合物的各种性能的测量和评价结果示于表1中。所获得的聚碳酸酯树脂组合物在由其制造的DVD底材盘的可转移性、MD的量及其在注射模塑机中停留期间的热稳定性方面均表现优良。但是,所制造的DVD底材盘具有不良的机械强度,使得该组合物不能实际应用。对比例4以与实施例1基本相同的方式制备聚碳酸酯树脂,不同之处在于在286℃下在第一级金属丝接触流下式聚合器中进行第一级金属丝接触流下式聚合和第二级金属丝接触流下式聚合器中进行第二级金属丝接触流下式聚合。
对于所获得的聚碳酸酯树脂组合物,MI是70克/分钟,相对粘度是1.1772,方程式(I)右侧的值为1.1826,因此,该聚碳酸酯树脂组合物不满足上述方程式(I)。以聚碳酸酯树脂组合物的重量为基础,在聚碳酸酯树脂组合物中含有的低分子量组分的总量为1.1重量%。
该聚碳酸酯树脂组合物的各种性能的测量和评价结果示于表1中。所获得的聚碳酸酯树脂组合物在由其制造的DVD底材盘的可转移性、MD的量及其在注射模塑机中停留期间的热稳定性方面均表现优良。但是,所制造的DVD底材盘具有不良的机械强度,使得该组合物不能实际应用。对比例5以与实施例1基本相同的方式制备聚碳酸酯树脂组合物,不同之处在于将季戊四醇硬脂酸酯(脱模剂(B))的量变更为20,000ppm。对于所获得的聚碳酸酯树脂组合物,MI是94克/分钟,相对粘度是1.1801,方程式(I)右侧的值为1.1733,方程式(II)右侧的值为1.1813。因此,该聚碳酸酯树脂组合物满足方程式(I)和(II)。以聚碳酸酯树脂组合物的重量为基础,在聚碳酸酯树脂组合物中含有的低分子量组分的总量(即,通过上述方法测量的分子量为1,000或更低的低分子量聚碳酸酯链的量和上述脱模剂(B)的量之和)为3.0重量%。
该聚碳酸酯树脂组合物的各种性能的测量和评价结果示于表1中。所制造的盘具有非常差的外观(即,盘的整个表面是模糊的),使得该盘不能用于光学信息介质的底材。此外,如可以在表1中所看到的,出现明显的MD,并且DVD底材盘具有不良的机械强度。这也表明不能使用对比例5所获得的树脂组合物制造光学信息介质的底材。
表1

工业应用用于制造光学信息介质的底材的本发明的聚碳酸酯树脂组合物不但表现出在低温模塑时优良的模压性能,而且能够进行所谓的高频模塑。而且,聚碳酸酯树脂组合物在其模塑期间表现出优良的热稳定性,并能够抑制在其模塑过程中模垢(MD)的出现。而且,当模塑聚碳酸酯树脂组合物以获得光学信息介质,例如光盘(如CD或DVD)的底材时,所述的底材表现出令人满意的高机械强度。因此,可以非常有利地使用本发明的聚碳酸酯树脂组合物制造光学信息介质(如DVD)的底材,该底材具有高记录密度和非常低的厚度。
权利要求
1.一种用于制造光学信息介质的底材的聚碳酸酯树脂组合物,其含有100重量份的包含多个芳族聚碳酸酯主链的聚碳酸酯树脂(A),和0.0005-1.0重量份的脱模剂,其中所述的聚碳酸酯树脂组合物表现出在1.17-1.19范围内的相对粘度(ηr),所述的相对粘度(ηr)定义为所述的聚碳酸酯树脂组合物的二氯甲烷溶液的粘度值(η)与二氯甲烷的粘度值(η0)的比值(η/η0),其中在所述的二氯甲烷溶液中的聚碳酸酯树脂组合物的浓度为0.005g/cm3,所述的两个粘度值(η)和(η0)均在25℃下测量,及其中所述的聚碳酸酯树脂组合物的所述的相对粘度(ηr)和按照JISK7210,在280℃及2.16kg的负荷下测得的所述的聚碳酸酯树脂组合物的熔体指数(MI)满足以下方程式(I)和(II)ηr≥-0.0723log MI+1.316(I)和ηr≤-0.0723log MI+1.324(II)。
2.按照权利要求1所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中所述的脱模剂(B)包括高级脂肪酸酯。
3.按照权利要求1所述的聚碳酸酯树脂组合物,其进一步含有0.00005-0.3重量份的热稳定剂(C),所述的热稳定剂包括选自由含磷化合物、酚类化合物和酸性化合物组成的组的一种化合物。
4.按照权利要求1所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中所述的聚碳酸酯树脂(A)的多个芳族聚碳酸酯主链包含低分子量的聚碳酸酯链,每个所述的低分子量的聚碳酸酯链独立地具有1,000或1000以下的分子量,且其中基于所述的聚碳酸酯树脂组合物的重量,所述的低分子量的聚碳酸酯链和所述的脱模剂(B)的总量为0.5-1.5重量%。
5.按照权利要求3所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中所述的聚碳酸酯树脂(A)的多个芳族聚碳酸酯主链包含低分子量的聚碳酸酯链,每个所述的低分子量的聚碳酸酯链独立地具有1,000或1000以下的分子量,且其中基于所述的聚碳酸酯树脂组合物的重量,所述的低分子量的聚碳酸酯链、所述的脱模剂(B)和热稳定剂(C)的总量为0.5-1.5重量%。
6.按照权利要求1所述的聚碳酸酯树脂组合物,其表现出不超过1%的相对粘度降低率(%),所述的相对粘度降低率(%)由方程式[(ηr1-ηr2)/(ηr1)]×100定义,其中ηr1表示在料筒温度为350℃的模塑机中经过连续模塑后,聚碳酸酯树脂组合物所表现出的相对粘度(η/η0),ηr2表示在料筒温度为350℃的模塑机中经过非连续模塑后,聚碳酸酯树脂组合物所表现出的相对粘度(η/η0),其中树脂组合物在模塑机中的停留时间为10分钟。
7.按照权利要求1所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中所述的聚碳酸酯树脂通过一种碳酸二酯与一种芳族二羟基化合物在至少一种聚合器中发生酯交换反应而制备,所述的聚合器选自由具有一个多孔板的自由下落式聚合器和具有一个多孔板和至少一个与所述的多孔板连接的导杆的导杆接触流下式聚合器组成的组。
8.用于光学信息介质的底材,其为圆盘的形式,厚度为0.6mm或0.6mm以下,其通过将上述权利要求1-7的任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物进行注塑来制备。
全文摘要
公开了一种用于制造光学信息介质的底材的一种聚碳酸酯树脂组合物,其含有100重量份的一种聚碳酸酯和0.0005-1.0重量份的一种脱模剂,其中该组合物表现出在1.17-1.19范围内的相对粘度(η
文档编号G11B7/24GK1442450SQ02106908
公开日2003年9月17日 申请日期2002年3月6日 优先权日2002年3月6日
发明者八谷广志, 难波仙嗣 申请人:旭化成株式会社
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