溴化苯乙烯聚合物的光學補償膜及相關方法
2023-06-01 00:16:16
專利名稱：溴化苯乙烯聚合物的光學補償膜及相關方法
技術領域：
本發明通常涉及適用於光學膜和/或液晶應用的溴化苯乙烯聚合物及其製備方法。一些實施方案可具有一種或多種改進的機械性質。
背景技術：
圖1展示了簡化的液晶像素裝置(liquid crystal pixel device) 0典型的液晶顯示器(LCD)像素包括夾在一對透明電極200、202(如氧化銦錫玻璃(ITO))之間的雙折射液晶層300。所述電極200、202包括使液晶分子取向的表面處理。例如，在扭轉向列相裝置中，第一電極200將包括與χ軸對齊的單向水平槽201，且第二電極202將包括與y軸對齊的垂直槽203。所述電極本身被夾在彼此呈直角取向的第一偏振層和第二偏振層100、102 之間。每一偏振層與其相鄰的電極對齊，使得適宜的偏振光通過這兩個偏振層。光源400， (例如背光)位於所述像素的一面。通常，液晶分子層在設備內排列，使得所述液晶分子層將穿過的偏振光旋轉90°。因此，光從在背面的光源穿過裝置，並可在正面觀察到。然而， 當將所述液晶層300通電時，液晶分子在電場中重新取向，並因此旋轉入射的偏振光不足以穿過第二偏振器102。因此，光被所述第二偏振層阻擋。淨效應是當將液晶通電時，基本上沒有光能穿過所述像素。由於所述液晶層是雙折射的，離開這種裝置的光具有兩個折射率，即被稱作「非尋常光」的平行分量(component)和被稱作「尋常光」的垂直分量。雙折射的量級Δη為這兩個分量之間的差值(見等式1)。沿弧線的影像質量可接受的所述弧線被稱作視角。重要地，視角的大小直接與液晶層的雙折射相關。特別地，如果平行分量和垂直分量相等，則視角接近180°。但是，通常是一個分量遠大於另一個分量。差值越大，則視角越小。例如，液晶層可具有高得多的平行分量。因此，這種裝置將具有小視角。光學補償膜使平行分量和垂直分量趨於平衡，由此降低Δη的量級並增大了視角。Δη = n。_ne = η 丄—η! ！等式 1在液晶領域內已知光學補償膜。然而，由於聚苯乙烯延遲(retardation) (Γ)的不穩定性，其通常被視為較差的材料選擇。如在等式2中所示，延遲(Γ)是材料厚度(d) 和雙折射(Δη)的乘積。這部分歸因於聚苯乙烯在大約正常操作溫度範圍內相對大的光彈性模量。因此，聚苯乙烯的延遲對小的應力非常敏感。此外，聚苯乙烯的延遲是波長的強函數，並且聚苯乙烯具有較差的耐熱性質。由於這些原因，聚苯乙烯通常不用於光學補償膜。Γ = Δ η · d 等式 2在化學領域內已知溴化聚苯乙烯，但是由於各種持久性問題，還未將其應用於光學補償膜領域。例如，具有各種溴化程度的溴化聚苯乙烯產物通常不相容。可通過在溶劑中混合兩種具有不同取代程度(此)的溴化聚苯乙烯而觀察到該不相容性。例如，在1，2_ 二氯乙烷中混合DS = 1(單溴化)和DS = 2(雙溴化)產物的兩種樣品，將得到模糊溶液，儘管每種樣品在不存在另一種樣品時可溶於同樣的溶劑。由於不能鑄塑透明膜，所述模糊溶液對於光學膜應用而言是個問題。該問題不僅可在兩種不同的溴化產物中發生，還可在單個產物中發生。通過一些方法製得的溴化產物可包含具有顯著不同的取代程度的分子，這進而導致不相容性的問題並使得該產物不適用於光學膜應用。此外，由於在溴化過程中的聚合物降解，使用更高溫度的方法、更長的反應時間和 /或更高的催化劑水平製得的產物可具有過低的分子量而不能生成具有足夠完整性的膜。本發明的一些實施方案提供了克服一種或多種現有技術缺陷，並適合用作光學補償膜的溴化聚苯乙烯。
發明內容
本發明的一些實施方案涉及一種光學補償膜，其包含根據[(CH2CH)Arin的各向異性聚合物組合物，其中Ar基團包括苯、萘、蒽、菲或芘的一種或多種；並且其中所述Ar基團包含至少一個Br原子取代基；並且所述聚合物組合物限定具有正雙折射的光學透明膜。一些實施方案涉及一種用於製備適用於光學補償膜的溴化聚苯乙烯的方法，所述方法包括以下步驟製備苯乙烯聚合物在適宜的有機溶劑中的大約5重量％至20重量％的溶液；向所述苯乙烯聚合物溶液中加入Lewis酸催化劑，其中所加入的Lewis酸催化劑的量以所述苯乙烯聚合物總質量計為約0. 3重量％至2. 0重量將所述苯乙烯聚合物和Lewis 酸催化劑的溶液的溫度調節至約-10°C至10°C;在約2分鐘至60分鐘的時間內向所述苯乙烯聚合物和Lewis酸催化劑的溶液中加入約0. 8當量至約1. 6當量的溴化劑，同時進行劇烈攪拌；以及分離纖維狀粉末反應產物。一些實施方案涉及一種用於製備適用於光學補償膜的醯化和溴化聚苯乙烯的方法，所述方法包括以下步驟製備苯乙烯聚合物在適宜的有機溶劑中的大約5重量％至20 重量％的溶液；在攪拌下以任意順序向所述苯乙烯聚合物溶液中加入以下兩種組分i)以苯乙烯單體單元的當量計約0. 01至約0. 3當量比的量的C2-C18醯滷或酸酐，和ii)以所述醯滷和/或酸酐的總摩爾計約0. 9至1. 2摩爾比的量的Lewis酸催化劑，其中所述組合包含反應混合物；攪拌所述反應混合物約5分鐘至120分鐘；將所述反應混合物的溫度調節至約-10°C至10°C;在2分鐘至60分鐘的時間內向所述反應混合物中加入約0. 8當量至約1. 6當量的溴化劑，同時劇烈攪拌所述反應混合物；分離纖維狀粉末反應產物。一些實施方案涉及一種改進的液晶顯示器像素，其包括具有前面和背面的第一偏振層；具有前面和背面的第一電極，並且所述第一電極在其背面接收所述第一偏振層； 具有前面和背面的第二偏振層；具有前面和背面的第二電極，並且所述第二電極在其前面接收所述第二偏振層；有效設置於所述第一電極和第二電極之間的液晶層；設置於所述第一偏振層背面之後的背光或反射組件；且所述改進包括有效設置於所述第一偏振層和第二偏振層之間的光學補償膜，所述膜包含一種或多種溴化聚苯乙烯組合物和/或溴化和醯化聚苯乙烯組合物。在閱讀並理解以下詳細說明後，其他益處和優點對於本領域技術人員而言將變得顯而易見。
本發明可在某些部件和部件的排列中採用實物形式，其實施方案將在本說明書中進行細節描述並在組成本說明書一部分的附圖中舉例說明，其中圖1為簡化IXD裝置的透視圖。
具體實施例方式根據一些實施方案，根據溴化方法形成溴化聚苯乙烯的光學質量膜，在所述溴化方法中充分控制溴化程度。與現有技術完全不同，通過本發明的方法實施方案製得的溴化苯乙烯聚合物組合物能夠形成具有顯著光學透明度和低色彩的膜。因此，一些組合物實施方案適於用作在各種基材上的光學塗層。此外，根據一些實施方案，組合物可具有適用於製造自支撐膜和/或塊體(monoliths)的機械性質。溴化苯乙烯組合物在一個實施方案中，提供了用於製備適用於製造光學膜的溴化苯乙烯聚合物的方法。更特別的是，根據一些實施方案，這種方法包括a)製備苯乙烯聚合物在適宜的有機溶劑中的5重量％至20重量％的溶液；b)在室溫下或在約-10°C至10°C的溫度下，向如上溶液中加入以苯乙烯聚合物的總重量計約0. 3重量％至2. 0重量％的量的Lewis酸催化劑； c)在約-10°C至10°C的溫度下，以約0. 8至1. 6的溴/苯乙烯單體單元的當量比，以在約2 分鐘至60分鐘內完成添加的方式向劇烈攪拌的如上反應混合物中進料溴化劑以生成反應產物；以及d)通過本領域已知的方法處理所得反應產物，以生成具有低色彩和在有機溶劑中的良好溶解度的纖維狀粉末狀產物。為了保持催化劑的效力，有利的是在無水條件下進行所述反應。任選地，反應可在惰性氣氛(如氮氣和/或氬氣)的存在下進行。可向惰性氣體施加正壓，使得所述惰性氣流可將氣態副產物(如溴化氫)帶入具有水性無機鹼的容器中，所述水性無機鹼能夠中和酸性氣體。本發明中所使用的苯乙烯聚合物可以為具有能夠進行取代反應以在芳族環上引入溴基團的芳族環的任何乙烯基聚合物。這種苯乙烯聚合物的例子可包括如下的一種或多種聚苯乙烯、聚乙烯基苯基)、聚(乙烯基萘)、聚(乙烯基蒽)、聚(乙烯基芘)等。 根據一些實施方案，聚苯乙烯可以是特別有利的。根據本發明的一些實施方案，用於溴化的聚苯乙烯有利地具有約200，000克/摩爾至500，000克/摩爾的重均分子量(Mw)，所述重均分子量由凝膠滲透色譜法(GPC)確定。根據一些實施方案，適用於反應的苯乙烯聚合物的濃度，根據一些實施方案，可以為約5重量％至20重量％。更特別地，一些適宜的濃度可包括約5重量％至8重量％、8重量％至10重量％、10重量％至12重量％、12重量％至14重量％、14重量％至16重量％、 16重量％至18重量％或18重量％至20重量％。如在說明書和權利要求書的別處中所示， 本文中的範圍可以結合。用於一些實施方案的適宜的有機溶劑包括但不限於1，2-二氯乙烷、硝基苯、3-硝基甲苯、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、溴氯甲烷、二硫化碳、N，N-二甲基甲醯胺、N，N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮和其適宜的組合。有利地，適宜的溶劑可包括1，2_ 二氯乙烷、二氯甲烷、四氯化碳和氯仿。根據一些實施方案，有利的是用於反應中的溶劑為基本上無水的。用於乾燥有機溶劑的方法是本領域技術人員已知的，並可包括蒸餾和/或乾燥劑(例如，硫酸鈉、硫酸鎂、氯化鈣、五氧化二磷、矽膠、分子篩等或其組合)的使用。適宜的Lewis酸催化劑的例子包括但不限於A1C13、FeCl3> FeCl2, SnCl4, AlBr3> FeBr3> SbCl5, ZrCl4, Sb2O3, ZnO, ZnCl2等和其適宜的組合。根據一些實施方案，特別有利的催化劑為以約0.5重量％至1.5重量％的量，並且更有利地以約0.7重量％至約1.0重量％ 的量存在的A1C13。在一些實施方案中，適宜的溴化劑可包括溴、氯化溴或其混合物。此外，能夠提供在苯乙烯聚合物的芳族環上的溴化的任何其他試劑可以是適宜的。根據一些實施方案，溴和/或氯化溴可以是特別有利的。根據一些實施方案，以約0. 8至1. 6的溴/苯乙烯單體單元的當量比的量使用溴化劑。其他適宜的範圍可包括約0.9至1.3，或約1.0至1.1。此外，在一些實施方案中，可在約-10°C至10°C或約-5°C至5°C的溫度下將溴化劑加入反應混合物。另外，根據一些實施方案，溴化劑的添加可以相對較快的速度進行。例如，所述添加可在約2分鐘至45分鐘內，或有利地在2分鐘至30分鐘內完成。根據一些實施方案，當溴化劑的添加完成時或在溴化劑添加之後數分鐘內可淬滅溴化反應。例如，在一些實施方案中，可在溴化劑添加之後約5分鐘至10分鐘時，通過加入水或無機鹼(例如，氫氧化鈉或氫氧化鉀)的水溶液而有利地淬滅反應。可分離有機層並可進一步用溴清除劑(例如但不限於亞硫酸鈉或硼氫化鈉)提取所述有機層。可通過本領域技術人員已知的方法處理如此獲得的有機層以提供適宜純度的溴化苯乙烯聚合物產物。例如，可過濾有機層以去除固體雜質，並隨後在能夠閃蒸出有機溶劑的溫度下將其加入熱水中以生成沉澱。然後，所得沉澱可進一步用甲醇和/或水清洗並隨後乾燥以提供適宜純度的產物。或者，可將粗有機層沉澱至醇(如甲醇或乙醇)中。在該步驟中，所得沉澱通常為包含殘餘有機溶劑的凝膠狀物質，需要通過在有機溶劑(如N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N，N-二甲基甲醯胺(DMF)或環戊酮)中再次溶解所述凝膠狀物質以進一步提純。由此獲得的聚合物溶液可需要進一步過濾以去除不可溶雜質。然後可將經過濾的聚合物溶液再次沉澱至甲醇中以生成適宜純度的產物。在其他實施方案中，可根據本發明的方法實施方案製備溴化苯乙烯聚合物組合物。這種組合物可具有約38重量％至約55重量％的溴含量、約300，000克/摩爾至600，000 克/摩爾的重均分子量和約120°C至160°C的Tg。有利地，溴含量可以為約41重量％至約 50重量％，在一些實施方案中，約44重量％至約46重量％可更有利。有利的重均分子量可以為約400，000至500，000，有利的Tg可以為約140°C至150°C。根據一些實施方案的組合物可具有很少或不具有可見光吸收譜，並且可在適宜的溶劑中形成透明溶液。適宜的溶劑的例子可包括1，2_ 二氯乙烷、二氯甲烷、氯仿、環戊酮、 甲苯和其適宜的組合。然後可將由此獲得的聚合物溶液鑄塑至基材上以形成透明膜。適宜的膜可具有約0. 002至約0. 008的正雙折射。所述膜可在液晶顯示器裝置中用作塗層，或用作層合至另一層的自支撐膜。這種膜可用於，例如，液晶顯示器和/或其他光學組件。一些實施方案可包括摻入聚合物膜以提高膜的加工性的一種或多種增塑劑。例如，可將增塑劑溶解於聚合物溶液中並與聚合物一起鑄塑以形成膜。因此，適宜的增塑劑可溶於所需溶劑中並可與其中的溴化苯乙烯聚合物相容，由此形成具有適宜光學透明度的膜。適宜的增塑劑不會將膜的Tg和/或延遲降低至不可接受的水平。適宜的增塑劑的粒子包括但不限於可得自festman ChemicalCompany (Kingsport, TN)的那些Abitol Ε (氫化松香)、Permalyn 3100 (季戊四醇的妥爾油松香酯)、Permalyn 2085 (甘油的妥爾油松香酯)、Permalyn 6110 (季戊四醇的松香酯)、Foralyn 110 (季戊四醇的氫化松香酯)和Optifilm Enhanser 400 ;可得自 Unitex Chemical Corp. (Greensboro, NC)的那些Uniplex552 (季戊四醇四苯甲酸 IB), Uniplex 280 (蔗糖苯甲酸酯)和Uniplex 809 (PEG 二-2-乙基己酸酯)；可得自 Genovique (Rosemont, IL)的Admex 523 ；磷酸三苯酯；和其適宜的混合物。在一些實施方案中，聚合物膜的實施方案還包含以溴化苯乙烯聚合物的質量計2 重量％至20重量％的增塑劑。有利的增塑劑組合物包含Abitol E 、Permalyn 3100 、 Permalyn 2085 、Permalyn 6110 和 Foralyn 110 的一種或多種。固體增塑劑(如 Permalyn 3100 和/或Permalyn 2085 )的有利比例可以為約5%至15%，而對於液體增塑劑(如Abitol E 和/或Optifilm Enhancer 400 )，有利比例可以為約3%至5%0 包含一種或多種增塑劑的實施方案可有利地具有約110°C至約140°C的Tg。醯化/溴化組合物在一些實施方案中，除了溴化以外，通過在苯乙烯環上引入醯基可令人驚訝地改進溴化苯乙烯聚合物的機械性質。可通過使苯乙烯聚合物與C2-C18醯滷和/或適宜的酸酐在有效量的Lewis酸催化劑的存在下反應來實現苯乙烯環的醯化。更特別地，在一些實施方案中，可通過使苯乙烯聚合物與以苯乙烯單體單元數計約0. 01至約0. 3當量的C2-C18 醯滷和/或酸酐反應來進行醯化。有利地，醯滷的當量比為約0.02至0.2。在一些實施方案中，0. 03至0. 15甚至更為有利。本領域技術人員應認識到本文所用的術語「當量」和「當量比」可與術語「取代程度」(此)(其表示連接至一個苯乙烯單元的取代基的平均數)互換使用。此外，在一些實施方案中，可在溴化之前或在溴化之後進行醯化。有利地，首先進行醯化，隨後進行溴化。在一些實施方案中，一個或多個C2至C18醯基對聚合物組合物的適宜的取代程度為約0. 01至約0. 5。其他適宜的取代程度可以為約0. 01至0. 04,0. 04至0. 08,0. 08至 0. 12,0. 12 至 0. 16,0. 16 至 0. 2、0. 2 至 0. 24,0. 24 至 0. 28,0. 28 至 0. 32,0. 32 至 0. 36,0. 36 至 0. 40,0. 40 至 0. 44,0. 44 至 0. 48 或 0. 48 至約 0. 5。適宜的醯滷和/或酸酐試劑可包括任何在烴鏈上具有取代基或不具有取代基的線性或分支的C2-C18酸性滷化物或酸酐。有利地，適宜的醯滷和/或酸酐可具有飽和烴鏈。然而，具有不飽和基團和/或其他官能團(如環氧乙烷基團)的醯滷和/或酸酐也可以為適宜的。在本發明的另一方面，在本發明的聚合物中的不飽和基團和/或其他官能團可進一步反應以提高聚合物的性質。此外，適宜的醯滷和/或酸酐可以為脂族、環上具有或不具有取代基的芳族，或可包含脂族部分和芳族部分兩者。適宜的C2-C18醯滷和/或酸酐的例子包括但不限於己醯氯、庚醯氯、2-乙基己醯氯、十二醯氯、丁醯氯、丁酸酐、異丁醯氯、 異丁酸酐、戊醯氯、乙醯氯、乙酸酐、辛醯氯、癸醯氯、十二醯氯、十六醯氯、十八醯氯、苯甲醯氯、4-甲氧基苯甲醯氯、乙醯丙酸滷化物(levulinic acid halide)、2，2_ 二甲基戊酸滷化物0，2-dimethylpentanoic acid halide)、亞油酸氯、油酸酐、斑鳩菊酸氯和其任何適宜的組合。有利地，適宜的醯滷可選自己醯氯、2-乙基己醯氯、癸醯氯、十二醯氯、十六醯氯、 十八醯氯和苯甲醯氯的一種或多種。根據一些實施方案，適宜的醯滷和/或酸酐也可包括由市售產品(包括各種脂肪酸的共混物)製得的酸性滷化物和/或酸酐衍生物。這種市售產品包括但不限於可得 g Proctor and Gamble Chemicals (Cincinnati, OH)C-101 , C-108 >
C-110 、C- 810 、C-1095 、C-1214 、C- 1218D 等的那些或其適宜的組合。根據一些醯化實施方案，可通過使醯化苯乙烯聚合物與以苯乙烯單體單元數計約 0. 8當量至約1. 6當量的溴化劑反應來進行溴化。有利地，溴化劑的當量比可以為約0. 85 至1. 3。在一些實施方案中，0. 9至1. 1可甚至更有利。根據一些實施方案，用於製備醯化/溴化苯乙烯聚合物的方法包括以下步驟a) 製備苯乙烯聚合物在適宜有機溶劑中的5-20重量％的溶液，b)以任意順序將以下兩種組分加入步驟「a」的攪拌溶液i)以苯乙烯單體單元的當量計約0. 01至約0. 3當量比的量的C2-C18醯滷或酸酐，和ii)以「i」中的醯滷和/或酸酐的總摩爾計約0. 9至1. 2摩爾比的量的Lewis酸催化劑，c)使如上反應混合物的攪拌持續約5分鐘至120分鐘，d)在室溫下或在低溫下，任選向如上混合物中加入以苯乙烯聚合物總重量計約0. 3重量％至1. 5重量％的量的Lewis酸催化劑，e)在約_10°C至10°C的溫度下，以在約2分鐘至60分鐘內完成添加的方式向劇烈攪拌的如上反應混合物中進料溴/苯乙烯單體單元的當量比等於約 0. 8至1. 6的溴化劑以生成反應產物，以及f)通過本領域已知的方法處理所得反應產物，以生成具有低色彩和在有機溶劑中的良好溶解度的纖維狀粉末狀產物。在一些實施方案中，用於製備醯化/溴化苯乙烯聚合物的方法可任選在如氮氣或氬氣的惰性氣氛下進行。可向惰性氣體施加正壓，使得惰性氣流可將氣態副產物(如溴化氫)帶入具有水性無機鹼的容器中，所述水性無機鹼能夠中和酸性氣體。在(i)和/或(e)中使用的Lewis酸催化劑的例子包括但不限於A1C13、FeCl3> FeCl2, SnCl4, AlBr3、FeBr3> SbCl5, ZrCl4, Sb2O3, ZnO, ZnCl2 等和其適宜的組合。根據一些實施方案，特別有利的催化劑為A1C13。適宜的醯化反應時間可以為約5分鐘至120分鐘。其他適宜的反應時間可以為約 5分鐘至10分鐘、10分鐘至15分鐘、15分鐘至20分鐘、20分鐘至25分鐘、25分鐘至30 分鐘、30分鐘至35分鐘、35分鐘至40分鐘、40分鐘至45分鐘、45分鐘至50分鐘、50分鐘至55分鐘、55分鐘至60分鐘、60分鐘至65分鐘、65分鐘至70分鐘、70分鐘至75分鐘、75 分鐘至80分鐘、80分鐘至85分鐘、85分鐘至90分鐘、90分鐘至95分鐘、95分鐘至100分鐘、100分鐘至105分鐘、105分鐘至110分鐘、110分鐘至115分鐘或甚至115分鐘至120 分鐘。根據一些實施方案，特別有利的範圍可以為約15分鐘至60分鐘。此外，根據一些實施方案，可在約0°C至約所選溶劑的回流溫度下進行醯化。然而， 根據一些實施方案，約15°C至30°C的溫度範圍可以特別有利。根據本發明的實施方案，醯化/溴化苯乙烯聚合物組合物可有利地具有約 300,000克/摩爾至600，000克/摩爾的重均分子量。此外，這種組合物可有利地具有約90°C至160°C的Tg;或者，在一些實施方案中，更有利地具有約120°C至約160°C的 Tg。另外，這種組合物可有利地具有根據ASTM方法D882約1. 0 %以上的斷裂應變和約 3000psi(20. 7MPa)以上的斷裂應力。可將這種組合物溶解於有機溶劑中以形成基本透明的溶液。適宜的溶劑包括1，2_ 二氯乙烷、二氯甲烷、氯仿、環戊酮、甲苯和其混合物。可將由此獲得的聚合物溶液鑄塑至基材上以形成透明膜。這種膜具有約0. 002至約0. 008的正雙折射。此外，與未醯化的溴化苯乙烯聚合物相比，這種膜具有改進的機械性質，如拉伸伸長、拉伸強度和拉伸模量。另外，這種膜可適於在液晶顯示器裝置中用作塗層，或用作層合至層的自支撐膜。在一些實施方案中，聚合物膜的實施方案還包含以醯化/溴化苯乙烯聚合物的質量計2重量％至20重量％的增塑劑。有利的增塑劑組合物包括Abitol E 、 Permalyn 3100 、Permalyn 2085 、Permalyn 6110 和 Foralyn 110 的一種或多種。固體增塑劑(如Permalyn 3100 和Permalyn 2085 )的有利比例可以為約5%至15%，而對於液體增塑劑(如Abitol E 和Optifilm Enhancer 400 )，有利比例可以為約3%至 5%。實施例1聚苯乙烯的、遼化(約1.0的、遼/苯乙烯單體單元的當量比)在裝有機械攪拌器、氮氣進口和氮氣出口的1升三口圓底燒瓶中將聚苯乙烯 (50.0克)(Mw 280, 000 ；Aldrich)在1，2-二氯乙烷(500克)中攪拌並溶解。施加正壓以使氮氣流過反應器，將在反應過程中產生的酸霧帶入稀NaOH溶液的容器中。通過將反應容器浸入冰水浴中使聚苯乙烯溶液的溫度降低至10°C以下。向冰冷的攪拌混合物中一次全部加入AlCl3 (0. 75克)，之後在30分鐘的時間內逐滴加入溴(76. 92克)(Br/苯乙烯當量比，1. 0)。使混合物在低溫下在氮氣下反應另外10分鐘。然後通過加入蒸餾水QOO克) 和Κ0Η(在水中15%，30克)淬滅反應。將所得混合物倒入具有另外的水的燒杯中並分離有機層，之後將所述有機層沉澱至甲醇中，從而提供軟固體物質。將所述固體物質在N-甲基吡咯烷酮(NMP，800克)中再次溶解，過濾溶液以移除固體雜質。將經過濾的溶液再次沉澱至甲醇中。所得白色纖維狀固體通過真空過濾收集，首先用水清洗，然後用甲醇清洗，並在真空下乾燥。根據該實施例的收率為約78克(Tg145°C ；重均分子量(Mw)370，000)。實施例2基於具有各種增塑劑的溴化聚苯乙烯的聚合物膜通過以各種比例混合根據實施例1製得的溴化聚苯乙烯在1，2_ 二氯乙烷(DCE) 或二氯甲烷(DCM)中的大約15%的溶液和增塑劑在DCE中的大約15%的溶液來製備具有增塑劑的各種聚合物溶液。然後使用塗布器將每個聚合物溶液塗在玻璃板上並隨後覆蓋。 所述溼膜在室溫下在覆蓋下乾燥約30分鐘，並在不覆蓋下乾燥另外30分鐘。然後將由此製得的幹膜用水潤溼，並隨後從玻璃基材移除。表1包括根據該方法製得的膜的列表。聚合物膜1至9使用DCE作為溶劑進行鑄塑，而膜9至11使用DCM作為溶劑進行鑄塑。延遲通過橢圓光度法確定，玻璃化轉變溫度(Tg)通過DSC確定。表1.使用1，2_ 二氯乙烷作為溶劑鑄塑的聚合物膜
權利要求
1.一種光學補償膜，其特徵在於根據[(CH2CH)Ar]n的各向異性聚合物組合物，其中Ar基團包括苯、萘、蒽、菲或芘的一種或多種；並且其中所述Ar基團包含至少一個Br原子取代基；和所述聚合物組合物限定具有正雙折射的光學膜。
2.根據權利要求1所述的光學補償膜，其中所述溴的含量為約38重量％至55重量％。
3.根據權利要求1所述的光學補償膜，其中所述溴的取代程度大約為1。
4.根據權利要求1所述的光學補償膜，其中所述各向異性聚合物組合物的重均分子量為約300，000克/摩爾至約600，000克/摩爾。
5.根據權利要求1所述的膜，其特徵還在於選自如下的一種或多種的至少一種增塑劑氫化松香、季戊四醇的妥爾油松香酯、甘油的妥爾油松香酯、季戊四醇的松香酯、季戊四醇的氫化松香酯、季戊四醇四苯甲酸酯、蔗糖苯甲酸酯、PEG 二-2-乙基己酸酯、磷酸三苯酉旨、Abitol E 、Permalyn 3100 、Permalyn 2085 、Permalyn 6110 、Foralyn 110 禾口 Optifilm Enhanser 400 、Uniplex 552 、Uniplex 280 禾口。1^口16父 809>Admex 523 或其適宜的組合，其中所述至少一種增塑劑以約2重量％至約20重量％的量存在，所述膜的質量平衡基本包括所述聚合物組合物。
6.根據權利要求5所述的光學膜，其中所述各向異性聚合物組合物的玻璃化轉變溫度為約120°C至約160°C。
7.根據權利要求5所述的光學補償膜，其中所述斷裂應變為約0.至約1%，並且所述斷裂應力為約1500psi至約3500psi。
8.根據權利要求5所述的光學補償膜，其中所述膜的延遲為約30納米至約130納米， 並且所述膜的厚度為約40微米至50微米。
9.根據權利要求1所述的光學補償膜，其中所述Ar基團還包含至少一個線性和/或分支的C2至C18醯基取代基。
10.根據權利要求9所述的光學補償膜，其中所述至少一個醯基選自己醯基、庚醯基、 2-乙基己醯基、十二醯基、正丁醯基、異丁醯基、戊醯基、乙醯基、辛醯基、癸醯基、十六醯基、 十八醯基、苯甲醯基、4-甲氧基苯甲醯基、乙醯丙基或2，2_ 二甲基戊醯基的一種或多種。
11.根據權利要求10所述的光學補償膜，其中所述至少一種醯基選自己醯基、2-乙基己醯基、癸醯基、十二醯基、十六醯基、十八醯基或苯甲醯基的一種或多種。
12.根據權利要求9所述的光學補償膜，其中所述各向異性聚合物組合物具有約0.01 至約0. 5的C2至C18醯基取代程度。
13.根據權利要求9所述的光學補償膜，其中所述各向異性聚合物組合物的重均分子量為約300，000克/摩爾至約600，000克/摩爾。
14.根據權利要求9所述的光學補償膜，其中所述各向異性聚合物組合物的玻璃化轉變溫度為約90°C至160°C。
15.根據權利要求9所述的光學補償膜，其中所述斷裂應變為約1%至約2%，並且所述斷裂應力為約4500psi至約6500psi。
16.根據權利要求9所述的光學補償膜，其中所述膜的延遲為約100納米至約200納米，並且所述膜的厚度為約40微米至50微米。
17.一種用於製備適用於光學補償膜的溴化聚苯乙烯的方法，其特徵在於以下步驟製備苯乙烯聚合物在適宜有機溶劑中的大約5重量％至20重量％的溶液； 向所述苯乙烯聚合物溶液中加入Lewis酸催化劑，其中所加入的Lewis酸催化劑的量以苯乙烯聚合物總質量計為約0. 3重量％至2. 0重量％ ；將所述苯乙烯聚合物和Lewis酸催化劑的溶液的溫度調節至約-10°C至10°C ； 在約2分鐘至60分鐘的時間內向所述苯乙烯聚合物和Lewis酸催化劑的溶液中加入約0. 8當量至約1. 6當量的溴化劑，同時進行劇烈攪拌；以及分離纖維狀粉末反應產物。
18.一種用於製備適用於光學補償膜的醯化和溴化聚苯乙烯的方法，其特徵在於以下步驟製備苯乙烯聚合物在適宜有機溶劑中的大約5重量％至20重量％的溶液； 在攪拌下以任意順序向所述苯乙烯聚合物溶液中加入以下兩種組分i)以苯乙烯單體單元的當量計約0. 01至約0. 3當量比的量的C2-C18的醯滷或酸酐，和ii)以所述醯滷和/或酸酐的總摩爾計約0. 9至1. 2摩爾比的量的Lewis酸催化劑，其中所述組合包含反應混合物；攪拌所述反應混合物約5分鐘至120分鐘； 將所述反應混合物的溫度調節至約-10°C至10°C ；在約2分鐘至60分鐘的時間內向所述反應混合物中加入約0. 8當量至約1. 6當量的溴化劑，同時劇烈攪拌所述反應混合物；以及分離纖維狀粉末反應產物。
19.根據權利要求18所述的方法，其特徵還在於向所述反應混合物中加入約0.3重量％至約1. 5重量％的Lewis酸催化劑的步驟，其中所述重量％相對於苯乙烯聚合物的總重量進行計算。
20.一種改進的液晶顯示器像素，其特徵在於 具有前面和背面的第一偏振層；具有前面和背面的第一電極，並且所述第一電極在其背面接收所述第一偏振層； 具有前面和背面的第二偏振層；具有前面和背面的第二電極，並且所述第二電極在其前面接收所述第二偏振層； 有效設置於所述第一電極和第二電極之間的液晶層；設置於所述第一偏振層的背面之後的背光或反射組件；且所述改進的特徵在於 有效設置於所述第一偏振層和第二偏振層之間的光學補償膜，所述膜包含一種或多種溴化聚苯乙烯組合物和/或溴化和醯化聚苯乙烯組合物。
全文摘要
一些實施方案包括涉及光學補償膜的組合物和/或方法。更特別地，一些實施方案可包括適用於形成光學補償膜的溴化聚苯乙烯組合物和/或其製備方法。在一些實施方案中，適宜的溴化聚苯乙烯組合物和/或其製備方法可包括具有一個或多個的醯基部分的芳族環。
文檔編號C08L25/04GK102439075SQ201080019772
公開日2012年5月2日 申請日期2010年4月26日 優先權日2009年4月24日
發明者B·M·金, D·張, F·W·哈裡斯, J·井, T·C·格姆羅斯, T·郭, X·鄭, Z·陸 申請人:阿克倫聚合物體系有限公司