本发明涉及光学用树脂组合物领域，特别涉及光学用聚苯乙烯系树脂组合物及其形成的导光板。
背景技术
导光板的主要作用便是将来自侧边的光源发出的光导至液晶面板，是将线光源转变为面光源，在电视、台式个人电脑的显示器、笔记本型个人电脑、手机、汽车导航(carnavigation)等广泛用途中使用。现有技术中，导光板一直使用以pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)为代表的丙烯树脂,但吸水性高，因此具有成型品发生弯曲的问题或尺寸发生变化的情况。另一方面，以苯乙烯系单体为原料的苯乙烯系树脂虽然吸水性低,但是在长期用中会发生受热变色现象，成型品黄变而导致透射率降低。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种能够长时间抗黄化的光学用聚乙烯系树脂组合物，以及用其形成的导光板。
本发明主要由以下技术方案来实现的。
一种光学用聚苯乙烯系树脂组合物，其特征在于，以质量百分比计算，包括如下组分：88％～99.8％的重均分子量为25万～70万的苯乙烯系树脂，0.05％～3％的抗氧化剂，0.05％～3％的紫外线吸收剂，0.05％～3％的光稳定剂。
具体的，一种导光板，由上述光学用聚苯乙烯系树脂组合物形成。
本发明的有益技术效果是：本发明通过以聚苯乙烯系树脂中加入抗氧化剂、光稳定剂以及紫外线吸收剂制备得到聚苯乙烯系组合物，不易弯曲，具有优异的无色透明性，适用于导光板等的光学用途。并且，成形加工等高温热环境中的着色防止效果高，黄化值低，延迟老化，延长使用寿命。
具体实施方式
以下，对本发明的实施形态进行详细说明。
本发明的光学用聚苯乙烯系树脂组合物包含聚乙烯系树脂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂以及透明剂。
聚乙烯系树脂
本发明的苯乙烯系树脂可聚合苯乙烯系单体聚合而得到。苯乙烯系单体具体是，作为芳香族乙烯基系单体的苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、m-甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、对-叔丁基苯乙烯等的单独或2种以上的混合物，优选是苯乙烯。在苯乙烯系树脂组合物质量百分含量中的苯乙烯系树脂的质量百分含量可以为88％～99.8％，优选为94％～99.8％，作为苯乙烯系树脂的比例，具体而言，例如为88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99.8％的质量百分含量，也可以为在此所例示数值中的任意2个数值范围之内。
作为苯乙烯系树脂的聚合方法，可采用块状聚合法、溶液聚合法、悬浮聚合法、乳化聚合法等公知的苯乙烯聚合方法。考虑到品质和生产率，本体聚合法、溶液聚合法为佳，优选连续聚合。作为溶剂例如可使用苯、甲苯、乙苯以及二甲苯等烷基苯类，丙酮、甲基乙基酮等酮类，己烷、环己烷等脂肪族烃等。
本发明的苯乙烯系树脂的重均分子量为25万～70万，25万～40万为佳，25万～50万或30万～50万为更佳。重均分子量过小，用于制作成导光板的光学用聚苯乙烯系树脂组合物成型品强度不足，过高成型性会将低。苯乙烯系树脂的重均分子量可通过聚合工序的反应温度、滞留时间、聚合引发剂的种类以及添加量、链转移剂的种类以及添加量、聚合时使用的溶剂的种类以及量等来控制。
抗氧化剂
抗氧化剂可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命，减慢聚合物的黄化速度。本发明的抗氧化剂由以下有机材料中的一种或者多种组成：2,2’-草酰胺基-双[乙基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)]丙酸酯；4,4’-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)；季戊四醇四(3-正十二烷基硫代丙酸酯)；双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯；四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯；三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯；十八烷基-3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸酯；三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯；4-[(4,6-二辛硫基-1,3,5-三嗪-2-基)氨基]-2,6-二叔丁基苯酚；2,2'-硫代二乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]；2-{1-[2-羟基-3,5-双(2-甲基丁-2-基)苯基]乙基}-4,6-二(2-甲基丁-2-基)苯基丙烯酸酯；双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯；1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三酮；3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯；亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯；3,9-双(十八氧(烷)基)-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷螺[5,5]十一烷；三(壬基酚)亚磷酸酯；4,4'-亚丁基双-(3-甲基-6-叔丁苯基)-四(十三烷基)二亚磷酸酯。
经过实验确认，当抗氧化物由以下物质中的一种或者多种组成时可以特别有效地抑制变色：2,2’-草酰胺基-双[乙基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸酯；十八烷基-3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸酯；1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三酮。
本发明的抗氧化剂在光学用聚苯乙烯系树脂组合物的质量百分含量中占0.05％～3％为宜，优选的，为0.05％～2％，更有选的，为0.05％～0.1％，0.15％～0.25％。
作为抗氧化剂的添加方法，可举出利用苯乙烯系树脂的聚合工序、脱挥工序、造粒工序添加混合的方法；利用成型加工时的挤出机等添加混合的方法，没有特别限定。
紫外线吸收剂
紫外线吸收剂是具有抑制因紫外线引起的劣化或着色的功能的紫外线吸收剂，紫外线吸收剂由以下有机材料的一种或者几种组成：2-(2'-羟基-3',5'-二枯基苯基)苯并三氮唑；2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑；2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑；2-(2'-羟基-3',5'-二戊基苯基)苯并三唑；2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑；2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑；2-(2h-苯并三氮唑-2-基)对甲苯酚；2,4-二羟二苯甲酮；n-(2-乙氧基苯基)-n'-(2-乙苯基)-乙二酰胺；2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑；2-(2”-羟基-3”,5”-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑；2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；2-(2’-羟基-3,5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三氮唑。经过实验确认，当紫外线吸收剂由以下物质中的一种或者多种组成时效果最佳：2-(2'-羟基-3',5'-二枯基苯基)苯并三氮唑；2-(2’-羟基-3’,5’-二戊基苯基)苯并三唑；2-(2’-羟基-3,5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三氮唑。
本发明的紫外线吸收剂在在光学用聚苯乙烯系树脂组合物的质量百分含量中占0.05％～3％为宜，优选的，为0.05％～2％，更有选的，为0.05％～0.1％，0.11％～0.6％。
光稳定剂
光稳定剂能够在受紫外光辐射下，能排除或减缓光化学反应可能性，阻止或延迟光老化的过程，从而延长高分子聚合物制品使用寿命。本发明选用以下有机材料中的一种或者多种组成光稳定剂：1,5,8,12-四[4,6-二(n-丁基-n-1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基氨基)-1,3,5-三嗪-2-基]-1,5；葵二酸双2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯；聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯；双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯与1-甲基-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯的混合物；癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯；双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯；
经过实验确认，当光稳定剂由以下物质中的一种或者多种组成时时效果最佳：双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯；1,5,8,12-四[4,6-二(n-丁基-n-1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基氨基)-1,3,5-三嗪-2-基]-1,5；双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯与1-甲基-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯的混合物。
本发明的光稳定剂在在光学用聚苯乙烯系树脂组合物的质量百分含量中占0.05％～3％为宜，优选的，为0.05％～2％，更有选的，为0.05％～0.1％，0.11％～0.5％。
由此，本发明的光学用聚苯乙烯系树脂组合物，以质量百分比计算，包括如下组分：88％～99.8％的苯乙烯系树脂，0.05％～3％的抗氧化剂，0.05％～3％的紫外线吸收剂，0.05％～3％的光稳定剂。其中，苯乙烯系树脂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂的具体材料已在上述表明。将光学用聚苯乙烯系树脂组合物利用注射成型、挤出成型、压缩成型、吹塑成型等根据目的的各种成型方法而得到成型品，将成型品加工成的导光板，具有极低的黄化率。所得到的成型品可以用作将光线透过于导光板等成型品内部的光学用部件。导光板是指，从板状成型品的端面(侧面)入射光线，并根据形成在成型品后面(非发光面)的反射图案而将光线引导至成型品前面(发光面)，并使之表面发光的部件。反射图案可以根据丝网印刷法，注射成形法，激光法或喷墨法等方法形成。将板状成型品加工为导光板时，对光线的入射面或整个端面进行研磨处理并制作镜面为佳。并且，为了提高发出光的均匀性，可以在板状成型品的前面(发光面)设置棱镜图案等。板状成型品的前面或者后面的图案可以在形成板状成型品时形成，例如，如果是注射成型则为模具形状，如果是挤出成型则通过辊转印等而形成图案。
本发明选取9个具体实施例的光学用聚苯乙烯系树脂组合物注射成型形成板状成型品，采用astmg154.16测试标准进行黄化测试，分别测试0小时暴晒的黄化值和暴晒200小时后的黄化值作比较。将未添加抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂的重均分子质量为40万的纯聚苯乙烯树脂制成的成型品作为参考，其黄化值为△y1。而添加有抗氧化剂、紫外线吸收剂以及光稳定剂时构成的聚苯乙烯树脂组合物的成型品黄化值标为△y2。
实施例1
对于实施例1，重均分子量为40万并且质量百分含量为97％的聚苯乙烯，质量百分含量为1％的2,2’-草酰胺基-双[乙基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸酯作为抗氧化剂，质量百分含量为1％的2-(2’-羟基-3’,5’-二枯基苯基)苯并三氮唑作为紫外线吸收剂，以及质量百分含量为1％的双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯作为光稳定剂，光学用聚苯乙烯系树脂组合物由上述组分构成，注射成型形成板状成型品进行黄化测试。
实施例2
对于实施例2，重均分子量为50万并且质量百分含量为98.5％的聚苯乙烯，质量百分含量为0.6％的十八烷基-3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸酯作为抗氧化剂，质量百分含量为0.05％的2-(2’-羟基-3’,5’-二枯基苯基)苯并三氮唑作为紫外线吸收剂，以及质量百分含量为0.85％的双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯作为光稳定剂，光学用聚苯乙烯系树脂组合物由此组分构成，注射成型形成板状成型品进行黄化测试。
实施例3
对于实施例3，重均分子量为70万并且质量百分含量为97.5％的聚苯乙烯，质量百分含量为1.5％的1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三酮作为抗氧化剂，质量百分含量为0.5％的2-(2’-羟基-3’,5’-二枯基苯基)苯并三氮唑作为紫外线吸收剂，以及质量百分含量为0.5％的双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯作为光稳定剂，光学用聚苯乙烯系树脂组合物由此组分构成，注射成型形成板状成型品进行黄化测试。
实施例4
对于实施例4，采用重均分子量为25万以及质量百分含量为99％的聚苯乙烯，质量百分含量为0.4％的2,2’-草酰胺基-双[乙基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸酯作为抗氧化剂，质量百分含量为0.3％的2-(2’-羟基-3’,5’-二戊基苯基)苯并三唑作为紫外线吸收剂，质量百分含量为0.3％的双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯作为光稳定剂，光学用聚苯乙烯系树脂组合物由此组分构成，注射成型形成板状成型品进行黄化测试。
实施例5
对于实施例5，采用聚苯乙烯，其重均分子量为35万，其质量百分含量为96％。抗氧化剂为2,2’-草酰胺基-双[乙基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸酯，其质量百分含量为1.5％。紫外线吸收剂选取2-(2’-羟基-3,5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三氮唑，其质量百分含量1.5％。光稳定剂为双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，其质量百分含量为1％。光学用聚苯乙烯系树脂组合物由此组分构成，注射成型形成板状成型品进行黄化测试。
实施例6
对于实施例6，选取聚苯乙烯，重均分子量为45万，其质量百分含量为99.8％。抗氧化剂选取2,2’-草酰胺基-双[乙基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸酯，其质量百分含量0.05％。紫外线吸收剂为2-(2’-羟基-3’,5’-二戊基苯基)苯并三唑，其质量百分含量为0.1％。光稳定剂为1,5,8,12-四[4,6-二(n-丁基-n-1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基氨基)-1,3,5-三嗪-2-基]-1,5，其质量百分含量为0.05％。光学用聚苯乙烯系树脂组合物由此组分构成，注射成型形成板状成型品进行黄化测试。
实施例7
对于实施例7，选取聚苯乙烯，重均分子量为55万，质量百分含量为88％。抗氧化剂选取1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三酮，其质量百分数为3％。紫外线吸收剂选取2-(2’-羟基-3’,5’-二戊基苯基)苯并三唑，其质量百分含量为3％。光稳定剂选取双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯与1-甲基-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯的混合物，其质量百分含量为3％。光学用聚苯乙烯系树脂组合物由此组分构成，注射成型形成板状成型品进行黄化测试。
实施例8
对于实施例7，选取聚苯乙烯，重均分子量为30万，质量百分含量为96％。抗氧化剂选取十八烷基-3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸酯，其质量百分含量为3％。紫外线吸收剂选取2-(2’-羟基-3’,5’-二戊基苯基)苯并三唑，其质量百分含量为0.5％。光稳定剂选取1,5,8,12-四[4,6-二(n-丁基-n-1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基氨基)-1,3,5-三嗪-2-基]-1,5，其质量百分含量0.5％。光学用聚苯乙烯系树脂组合物由此组分构成，注射成型形成板状成型品进行黄化测试。
实施例9
对于实施例9，选取聚苯乙烯，重均分子量为60万，质量百分含量为95％。抗氧化剂选取1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三酮，其质量百分含量为1％。紫外线吸收剂选取2-(2’-羟基-3,5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三氮唑，其质量百分含量为2％。光稳定剂选取双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯与1-甲基-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯的混合物，其质量百分含量2％。光学用聚苯乙烯系树脂组合物由此组分构成，注射成型形成板状成型品进行黄化测试。
表1为上述各实施例的板状成型品的实验测试特性。
从上述实施例中，纯聚苯乙烯的黄化值随着时间的推移显著增加，而添加抗氧化剂、紫外线吸收剂以及光稳定剂后的树脂组合物的黄化值随着时间的推移增加缓慢，并且，尽管添加抗氧化剂、紫外线吸收剂以及光稳定剂后的树脂组合物在开始阶段测试的黄化值相对于未添加的纯聚苯乙烯的黄化值有些许升高，但在暴晒200小时后，其黄化值相对于暴晒相同时间的纯聚苯乙烯的黄化值却急剧降低。可见，添加抗氧化剂、紫外线吸收剂以及光稳定剂后有效的防止产品的黄化。只不过，添加抗氧化剂、紫外线吸收剂以及光稳定剂的含量应当控制在微小的范围内，避免影响组合物的透明度、反射率以及强度等特性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。