共聚碳酸酯透镜、制造方法及其应用技术

一种透镜，包含：包含双酚A碳酸酯单元和式(I)的第二碳酸酯单元的共聚碳酸酯以及2至40ppm式(II)的有机磺酸类稳定剂，其中，基于共聚碳酸酯和双酚A均聚碳酸酯的摩尔数之和，第二碳酸酯单元的存在量为20至49mol％，优选30至40mol％；并且聚碳酸酯组合物具有：根据ISO 306测量的160℃或更高的Vicat B120；和根据ASTM D1925测量的小于12的黄度指数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】共聚碳酸酯透镜、制造方法及其应用
本公开整体涉及聚碳酸酯透镜(lens，镜片)，更具体地，涉及共聚碳酸酯透镜、制造方法及其用途。
技术介绍
聚碳酸酯可用于制造用于从汽车部件到电子设备的广泛应用的制品和部件。由于聚碳酸酯具有诸如透明性和抗冲击性等有益特性，因此已被用于诸如相机透镜、眼镜和安全玻璃透镜、照明透镜(如灯具、手电筒和灯笼透镜)以及汽车前灯镜头和盖板等应用中。由于许多透镜在高温环境下使用或必须在恶劣条件(abusivecondition)下加工，因此希望透镜材料具有承受高温而不变形或变色的能力，和/或即使在恶劣条件下加工也能保持良好光学性能的能力。一些已知的“高热”共聚碳酸酯可具有150℃或更高的高玻璃化转变温度。但是这种聚碳酸酯在加工后通常更黄，并且具有更低的透射率值。因此，仍然需要具有改善的高热性能和光学性能平衡的聚碳酸酯透镜。
技术实现思路
一种透镜，包含聚碳酸酯组合物，该聚碳酸酯组合物包含：包含双酚A碳酸酯单元和下式的第二碳酸酯单元的共聚碳酸酯，其中Ra和Rb各自独立地为C1-12烷基、C1-12烯基、C3-8环烷基或C1-12烷氧基，每个R3独立地为C1-6烷基，R4是氢、C2-6烷基或任选地由1至5个C1-6烷基取代的苯基，p、q和j各自独立地为0至4，任选地双酚A均聚碳酸酯；和2至40ppm下式的有机磺酸类稳定剂，其中每个R7独立地为C1-30烷基、C6-30芳基、C7-30烷基亚芳基、C7-30芳基亚烷基或衍生自C2-32烯键式不饱和芳族磺酸或其酯的聚合物单元，并且R8是氢；或R8是C1-30烷基；或R8是式–S(＝O)2–R7的基团；其中，基于共聚碳酸酯和双酚A的摩尔数之和，第二碳酸酯单元存在的量为20至49mol％，优选30至40mol％；并且其中，聚碳酸酯组合物具有：根据ISO306测量的160℃或更高的VicatB120；和根据ASTMD1925在355℃的温度下10分钟停留时间对模塑的2.5mm厚的板测量的小于12，优选小于8，更优选小于6的黄度指数。透镜可以是模塑透镜、热成型透镜、挤出透镜、浇铸透镜或多层透镜的层。在又一实施方式中，一种制造透镜的方法，包括将上述聚碳酸酯组合物注射成型、注射压缩成型、热-冷成型、挤出、旋转成型、吹塑成型或热成型为透镜。一种包含透镜的装置可以是相机、电子设备、车辆、手电筒、商用机器、照明装置、成像装置、保护性制品、视力矫正装置或玩具。通过以下附图、具体实施方式、实施例和权利要求来举例说明上述和其它特征。具体实施方式令人惊奇地，现在已经发现，由包含苯并吡咯酮共聚碳酸酯(诸如N-苯基酚酞基双酚、2,2-双(4-氢)-双酚A共聚碳酸酯(“PPPBP-BPA”))、任选的双酚A均聚物、和有机磺酸、酸酯或酸酐稳定剂的聚碳酸酯组合物可以形成具有所需高热性能和增强的光学性能的共聚碳酸酯透镜，该共聚碳酸酯透镜具有期望的高玻璃化转变温度和增强的光学性能。特别地，该聚碳酸酯组合物不仅可以在标准条件下模塑后具有良好的初始颜色和透射率，而且在侵蚀性条件下模塑后也具有低的颜色变化。这会允许将这些组合物用在更苛刻的透镜应用中，例如，需要高熔融温度来完全填充模具的复杂透镜设计，或者在高热、水力(高湿度)和高紫外线(UV)条件中的一个或多个条件下，在部件使用寿命期间对颜色稳定性有严格要求的透镜。如本文所使用的，苯并吡咯酮共聚碳酸酯是玻璃化转变温度为155℃或更高的高热共聚碳酸酯，并且包含双酚A碳酸酯单元和式(1)的第二碳酸酯单元，其中Ra和Rb各自独立地为C1-12烷基、C1-12烯基、C3-8环烷基或C1-12烷氧基，优选C1-3烷基，每个R3独立地为C1-6烷基，R4是氢、C1-6或C2-6烷基或任选地由1至5个C1-6烷基取代的苯基，并且p和q各自独立地为0至4，优选0至1。例如，第二碳酸酯单元可以为式(1a)，其中R5是氢、任选地由至多五个C1-6烷基取代的苯基、或C1-4烷基，如甲基或C2-4烷基。在一个实施方式中，R5是氢或苯基，优选苯基。其中R5为苯基的碳酸酯单元(1a)可以衍生自2-苯基-3,3’-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮(也被称为3,3-双(4-羟基苯基)-2-苯基异吲哚啉-1-酮或N-苯基酚酞或“PPPBP”)。双酚A碳酸酯单元具有式(2)。该共聚碳酸酯包含15至90摩尔百分比(mol％)的双酚A碳酸酯单元和10至85mol％的第二碳酸酯单元，优选地该共聚碳酸酯包含50至90mol％的双酚A碳酸酯单元和10至50mol％的第二碳酸酯单元，并且更优选地，共聚碳酸酯包含50至70mol％的双酚A碳酸酯单元和30至50mol％、或60至70mol％的双酚A碳酸酯单元和30至40mol％的第二碳酸酯单元，各自基于共聚碳酸酯中的碳酸酯单元的总数。在一些实施方式中，高热共聚碳酸酯进一步包括与双酚A碳酸酯单元和第二碳酸酯单元不同的第三碳酸酯单元。第三碳酸酯单元可以具有下式或它们的组合，其中Rc和Rd各自独立地为C1-12烷基、C1-12烯基、C3-8环烷基或C1-12烷氧基，每个R6独立地为C1-3烷基或苯基，优选甲基，Xa是C6-12多环芳基、C3-18单环或多环亚烷基(polycycloalkylene)、C3-18单环或多环烷叉基(polycycloalkylidene)、–(Q1)x-G-(Q2)y-基团(其中Q1和Q2各自独立地为C1-3亚烷基，G为C3-10亚环烷基，x是0或1，并且y是1)或–C(P1)(P2)–(其中P1是C1-12烷基且P2是C6-12芳基)；并且m和n各自独立地为0至4。示例性的第三碳酸酯单元包括下列或它们的组合，其中Rc和Rd与本文式(3)至(5)中的定义相同，每个R1独立地为氢或C1-4烷基，每个R2独立地为C1-4烷基，且g为0至10。优选地，每个R1独立地为氢或甲基，每个R2独立地为甲基或氢，g是0至2，并且m和n为0。在具体的实施方式中，第三碳酸酯单元是1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基-环己烷碳酸酯单元、1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷或它们的组合。优选地，第三碳酸酯单元是1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基-环己烷(BPATMC)碳酸酯单元。当存在第三碳酸酯单元时，共聚碳酸酯可以包含10至70mol％的双酚A碳酸酯单元、5至50mol％的第二碳酸酯单元和5至50mol％的第三碳酸酯单元，各自基于双酚A碳酸酯单元、第二碳酸酯单元和第三碳酸酯单元的摩尔数之和。优选地，共聚碳酸酯包含30至60mol％的双酚A碳酸酯单元、5至35mol％的第二碳酸酯单元、5至35mol％的第三碳酸酯单元，各自基于双酚A碳酸酯单元、第二碳酸酯单元和第三碳酸酯单元的摩尔数之和。在一个实施方式中，共聚碳酸酯是高度无规共聚物，基于该共聚碳酸酯中碳酸酯单元的总数，其具有少于15mol％或少于10mol％的第二碳酸酯单元直接结合到另外第二碳酸酯单元。摩尔百分比可通过核磁共振光谱法(NMR)测定。不希望受理论束缚，可以相信的是，通过保持高热聚合物的无规性，该高热聚合物的性质在批次之间保持一致。为了进一步增强聚碳酸酯组合物的光学性能，高热共聚碳酸酯基本上不含某些金属离子、其它阴离子且优选地不含由共聚物制造的原本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种共聚碳酸酯透镜，包含聚碳酸酯组合物，所述聚碳酸酯组合物包含：包含双酚A碳酸酯单元和下式的第二碳酸酯单元的共聚碳酸酯

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.27 US 62/342,4141.一种共聚碳酸酯透镜，包含聚碳酸酯组合物，所述聚碳酸酯组合物包含：包含双酚A碳酸酯单元和下式的第二碳酸酯单元的共聚碳酸酯其中Ra和Rb各自独立地为C1-12烷基、C1-12烯基、C3-8环烷基或C1-12烷氧基，每个R3独立地为C1-6烷基，R4是氢、C2-6烷基或任选由1至5个C1-6烷基取代的苯基，p、q和j各自独立地为0至4，任选的双酚A均聚碳酸酯；和2至40ppm的下式的有机磺酸类稳定剂其中每个R7独立地为C1-30烷基、C6-30芳基、C7-30烷基亚芳基、C7-30芳基亚烷基或衍生自C2-32烯键式不饱和芳族磺酸或其酯的聚合物单元，并且R8是氢；或R8为C1-30烷基；或R8为式–S(＝O)2–R7的基团；其中，基于所述共聚碳酸酯和所述双酚A均聚碳酸酯的摩尔数之和，所述第二碳酸酯单元的存在量为20至49mol％，优选30至40mol％；并且其中，所述聚碳酸酯组合物具有：根据ISO306测量的160℃或更高的VicatB120；和根据ASTMD1925在355℃的温度下停留时间10分钟对模塑的2.5mm厚的板测量的小于12，优选小于8，更优选小于6的黄度指数。2.根据权利要求1所述的共聚碳酸酯透镜，其中所述透镜是平面透镜、曲面透镜、柱面透镜、复曲面透镜、球面柱面透镜、菲涅耳透镜、凸透镜、双凸透镜、凹透镜、双凹透镜、凸凹透镜、平凸透镜、平凹透镜、柱状透镜、梯度折射率透镜、轴棱锥透镜、锥形透镜、散光透镜、非球面透镜、矫正透镜、发散透镜、会聚透镜、复合透镜、照相透镜、双合透镜、三合透镜、消色差透镜或多阵列透镜。3.根据权利要求1至2中任一项或多项所述的共聚碳酸酯透镜，进一步包含所述透镜的表面上的宏观纹理、微观纹理、纳米纹理或它们的组合。4.根据权利要求1至3中任一项或多项所述的共聚碳酸酯透镜，其中所述透镜具有以下的一个或多个：在所述透镜的最厚部分测量的0.1mm至50cm，或0.1mm至10cm，0.1mm至1cm，或0.1mm至0.5cm，或0.1mm至50mm的厚度，优选在所述透镜的中心测量的0.25至2.5mm，或0.5至2.4mm，或0.8至2.3mm的厚度；0.2mm2至10m2，或0.2mm2至1m2，或0.2mm2至10cm2，或0.2mm2至5mm2，或0.2mm2至100mm2的有效透镜面积；0.1mm至500cm，或0.25mm至50cm，或0.5mm至1cm，或0.5mm至10mm的有效透镜面积的直径；或0.1mm至500cm，或0.25mm至100cm，或0.5mm至2cm，或0.5mm至20mm的总直径。5.根据权利要求1至4中任一项或多项所述的共聚碳酸酯透镜，进一步包含设置在所述共聚碳酸酯透镜的一个或两个表面的至少一部分上的标记或涂层。6.根据权利要求5所述的共聚碳酸酯透镜，其中所述涂层是硬涂层、UV保护性涂层、抗折射涂层、抗反射涂层、耐刮擦涂层或包含前述中至少一种的组合，或者其中所述透镜的表面的至少一部分是金属化的。7.根据权利要求1至6中任一项或多项所述的共聚碳酸酯透镜，其中所述共聚碳酸酯透镜是相机透镜、传感器透镜、照明透镜、安全玻璃透镜、眼科矫正透镜或成像透镜。8.根据权利要求7所述的共聚碳酸酯透镜，其中所述相机透镜是手机相机透镜、台式相机透镜、安全相机透镜、手机相机透镜、平板相机透镜、笔记本相机透镜、安全相机透镜、相机传感器透镜或车载相机透镜，所述传感器透镜可以是运动检测器透镜、接近传感器透镜、手势控制镜头、红外传感器透镜或相机传感器透镜，所述照明透镜是室内照明透镜、户外照明透镜、车辆前照灯透镜、车辆雾灯透镜、车辆后照灯透镜、车辆行车灯透镜、车辆雾灯透镜、车辆内部透镜、发光二极管透镜或有机发光二极管透镜，所述安全玻璃透镜是眼镜透镜、护目镜透镜、观察孔或头盔透镜，所述眼科矫正透镜是单眼透镜、矫正眼镜透镜或隐形眼镜，或者所述成像透镜是扫描仪透镜、投影仪透镜、放大镜透镜、显微镜透镜、望远镜透镜、安全透镜或老花镜透镜。9.根据权利要求1至8中任一项或多项所述的共聚碳酸酯透镜，其中所述共聚碳酸酯中的第二碳酸酯重复单元为下式其中R5是氢、苯基或甲基，优选苯基。10.根据权利要求1至9中任一项或多项所述的共聚碳酸酯透镜，其中各自基于所述共聚碳酸酯中的碳酸酯单元的总数，所述共聚碳酸酯包含15至90摩尔百分比的所述双酚A碳酸酯单元和10至85摩尔百分比的所述第二碳酸酯单元。11.根据权利要求1至10中任一项或多项所述的共聚碳酸酯透镜，其中各自基于所述共聚碳酸酯中的碳酸酯单元的总数，所述共聚碳酸酯包含50至90摩尔百分比的所述双酚A碳酸酯单元和10至50摩尔百分比的所述第二碳酸酯单元，并且具有小于15摩尔百分比的与另外第二碳酸酯单元直接结合的所述第二碳酸酯单元。12.根据权利要求1至11中任一项或多项所述的共聚碳酸酯透镜，其中所述共聚碳酸酯进一步包含至少5摩尔百分比的与所述双酚A碳酸酯单元和所述第二碳酸酯单元不同的第三碳酸酯单元，所述第三碳酸酯单元包含下式的单元或它们的组合，其中Rc和Rd各自独立地为C1-12烷基、C1-12烯基、C3-8环烷基或C1-12烷氧基，每个R6独立地为C1-3烷基或苯基，Xa是C6-12多环芳基、C3-18单环或多环亚烷基、C3-18单环或多环烷叉基、–(Q1)x-G-(Q2)y-基团或–C(P1)(P2)–，其中Q1和Q2各自独立地为C1-3亚烷基，G是C3-10亚环烷基，x是0或1，并且y是1，其中P1是C1-12烷基并且P2是C6-12芳基，并且m和n各自独立地为0至4。13.根据权利要求12所述的共聚碳酸酯透镜，其中各自基于所述共聚碳酸酯中碳酸酯单元的总数，所述共聚碳酸酯包含15至70摩尔百分比的所述双酚A碳酸酯单元、5至50摩尔百分比的所述第二碳酸酯单元和5至50摩尔百分比的所述第三碳酸酯单元。14.根据权利要求1至13中任一项或多项所述的共聚碳酸酯透镜，其中且任选地，通过离子色谱法测量，所述共聚碳酸酯包含按重量计小于2ppm的锂、钠、钾、钙、镁、铵基、氯、溴、氟、亚硝酸根、硝酸根、亚磷酸根、磷酸根、硫酸根、甲酸根、乙酸根、柠檬酸根、草酸根、三甲铵和三乙铵的离子中的每一种，优选地，其中通过离子色谱法测量，所述聚碳酸酯组合物包含按重量计小于2ppm的锂、钠、钾、钙、镁、铵基、氯、溴、氟、亚硝酸根、硝酸根、亚磷酸根、磷酸根、硫酸根、甲酸根、乙酸根、柠檬酸根、草酸根、三甲铵和三乙铵的离子的每一种。15.根据权利要求1至14中任一项或多项所述的共聚碳酸酯透镜，其中在所述有机磺酸类稳定剂中，每个R7独立地为C6-12芳基、C7-24烷基亚芳基或衍生自C2-14烯键式不饱和芳族磺酸或其C1-30烷基酯的聚合物单元；并且R8是氢、C1-24烷基或式–S(＝O)2–R7的基团，其中R7是C6-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·阿德里安乌斯·约翰内斯·范·德·梅，纳塔莉·冈萨雷斯·比达尔，法布里齐奥·米奇凯，罗兰·塞巴斯蒂安·阿辛克，三井和彦，约翰内斯·德·布劳沃，沙赫拉姆·沙法伊，亨德里克斯·彼得鲁斯·科内利斯·范·黑尔贝克，塔玛拉·马里杰克·埃根赫伊森，罗伯特·迪尔克·范·德·格兰佩尔，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL