增強(qiáng)型led燈罩的聚碳酸酯材料組合物、制備方法和led燈罩的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種增強(qiáng)型LED燈罩的聚碳酸酯材料組合物，包括：聚碳酸酯100～120份、聚甲基丙烯酸甲酯10～15份、光散射母粒5～15份、界面增強(qiáng)相4～8份、無機(jī)納米顆粒2～4份、甲氧基聚二醇乙酸2.0～2.5份、相容劑MAH-g-EPDM2～4份、其它功能助劑0.5～1.5份；其中，界面增強(qiáng)相為納米氧化鋁晶?；蚓ы氈械闹辽僖环N。采用本發(fā)明的增強(qiáng)型LED燈罩的聚碳酸酯材料組合物，材料本身具有更加優(yōu)良的透光率和光擴(kuò)散的性能；并且可以消除分散性產(chǎn)生的光暈或者暗斑等現(xiàn)象；同時(shí)還具有更加優(yōu)異的機(jī)械性能。
【專利說明】增強(qiáng)型LED燈罩的聚碳酸目旨材料組合物、制備方法和LED燈 罩

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于樹脂復(fù)合材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種增強(qiáng)型LED燈罩的聚碳酸醋材 料組合物、制備方法和L邸燈罩。

【背景技術(shù)】
[0002] 表征光擴(kuò)散材料性能的主要技術(shù)參數(shù)包括透光率和霧度。透光率表示光擴(kuò)散材料 對(duì)入射光的總體利用率，而霧度則表示入射光偏離原入射方向的程度，故可W用該兩者來 表征光擴(kuò)散材料對(duì)入射光引入的使用效率和擴(kuò)散程度。對(duì)于基于粒子散射的光擴(kuò)散材料來 講，霧度的增加一般將引起透光率的減小。人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫臒粽制渫腹饴示桓撸?就是說有比較多的一部分光能量被損失掉。因此，開發(fā)具有高透光率和高霧度的光擴(kuò)散材 料對(duì)于有效利用電能十分重要。
[0003] 基于上述，CN102532857A號(hào)專利文件中通過W聚碳酸醋樹脂為基材，同時(shí)在樹脂 機(jī)娃樹脂球形微粉和無機(jī)納米微粒如軸米二氧化鐵、納米二氧化娃、納米滑石粉等，整體上 使得到的光擴(kuò)散材料具有較高的透過率及霧度，同時(shí)添加了少量納米助劑改善了光學(xué)霧 度。
[0004] 但是上述材料在生產(chǎn)制備尤其是固化過程中，納米顆粒材料本身具有非常容易團(tuán) 聚的特性易于使得助劑的分散性不足，而導(dǎo)致最終整體上材料的均一性不夠，導(dǎo)致光擴(kuò)散 的出現(xiàn)光暈或者暗斑等現(xiàn)象；同時(shí)本身聚碳酸醋材料中添加有上述多種無機(jī)和有機(jī)的納米 成分，對(duì)于與聚碳酸醋基材的相容性和最終的初性上有明顯的降低。同時(shí)，從CN102532857A 號(hào)專利文件中即使其有上述改進(jìn)措施，但是最終整體材料的性能測(cè)試數(shù)據(jù)中其全光線透過 率依然只有60%不到，光透過率上仍然有待進(jìn)一步提高，且大多數(shù)光能被材料吸收后，容易 進(jìn)一步引起材料內(nèi)部納米成分的穩(wěn)定性，也加快了樹脂的老化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種光擴(kuò)散率、均一性 和機(jī)械性能等均進(jìn)一步提升的增強(qiáng)型LED燈罩的聚碳酸醋復(fù)合材料組合物及材料制備方 法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案如下：
[0007] -種增強(qiáng)型L邸燈罩的聚碳酸醋復(fù)合材料組合物，包括：
[0008] 聚碳酸醋 100?120份 聚甲基巧婦酸甲釀 10?15份 光散射母粒 5?15份 界面增強(qiáng)相 4?8份 無機(jī)納米穎粒 2?4份 甲氣基聚二醇乙酸 2.0?2.5份 相容劑MAH-g-EPDM 2?4份 其它功能助劑 0.5?1.5份;
[0009] 其中，所述界面增強(qiáng)相為納米氧化鉛晶?；蚓ы氈械闹辽僖环N。
[0010] 采用本發(fā)明的增強(qiáng)型L邸燈罩的聚碳酸醋復(fù)合材料組合物，材料本身具有更加優(yōu) 良的透光率和光擴(kuò)散的性能；并且可W消除分散性產(chǎn)生的光暈或者暗斑等現(xiàn)象；同時(shí)還具 有更加優(yōu)異的機(jī)械性能。
[0011] 本發(fā)明進(jìn)一步提出采用上述組合物制備增強(qiáng)型L邸燈罩的聚碳酸醋復(fù)合材料的 方法，包括如下步驟：
[0012] 按照上述增強(qiáng)型L邸燈罩的聚碳酸醋材料組合物的配方獲取各物料組分；
[0013] 將所述獲取的物料組分進(jìn)行混料處理，得到混合物料；
[0014] 將所述混合物料進(jìn)行烙融擠出，即得到增強(qiáng)型L邸燈罩的聚碳酸醋復(fù)合材料。
[0015] 本發(fā)明的制備方法只需按配方將各組分混合并在適當(dāng)?shù)臏囟认吕尤跀D出即可得 到產(chǎn)品，在烙融擠出過程中只需控制烙融擠出的溫度和時(shí)間即可；因此其制備方法工藝簡(jiǎn) 單，條件易控，成本低廉，對(duì)設(shè)備要求低的特點(diǎn)，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0016] 本發(fā)明進(jìn)一步還提出一種由上述增強(qiáng)型L邸燈罩的聚碳酸醋復(fù)合材料制備得到 的LED燈罩。
[0017] 采用本發(fā)明的LED燈罩，其材質(zhì)中搭配PMM樹脂對(duì)聚碳酸醋進(jìn)行改性，使材料的 性能實(shí)現(xiàn)在光學(xué)性質(zhì)上具有更好的基體性能，同時(shí)添加有界面增強(qiáng)相，提升了 LED燈罩的 透光性能，且通過相容劑、分散劑等功能助劑是整體性能更加均一穩(wěn)定，同時(shí)進(jìn)一步克服了 團(tuán)聚、光暈、暗斑等缺陷。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明 進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用W解釋本發(fā)明，并不用于 限定本發(fā)明。
[0019] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種增強(qiáng)型L邸燈罩的聚碳酸醋復(fù)合材料組合物，包括各質(zhì)量 份的如下組分：
[0020] 聚碳酸醋 100?120份 聚甲基巧婦酸甲醋 10?15份 光散射母粒 5?15份 界面增強(qiáng)相 4?8份 無機(jī)納米顆粒 2?4份 甲氧基聚二醇公酸 2.0--2.5份 相容劑MAH-g-EPDM 2?4份 其它功能助劑 0.5?1.5份；
[0021] 其中界面增強(qiáng)相為納米氧化鉛晶粒或晶須中的至少一種。
[0022] 采用本發(fā)明的上述聚碳酸醋復(fù)合材料組合物，首先其中主料中輔助添加有聚甲基 丙帰酸甲醋即PMMA，PMMA高性能光學(xué)級(jí)液晶材料，主要應(yīng)用液晶顯示器導(dǎo)光板、光纖材料， 是樹脂材料中高光亮度最優(yōu)的，具有非常優(yōu)良的光亮性能，通過與聚碳酸醋搭配使用，可W 提升聚碳酸醋主料的光學(xué)性能。
[0023] 在已經(jīng)慘雜有光散射母粒和無機(jī)納米粒子的基礎(chǔ)上，本發(fā)明進(jìn)一步采用添加界面 增強(qiáng)相納米氧化鉛晶?；蚓ы殻黄渲?，納米氧化鉛可W在后期樹脂固化成型中可相變的，還 能強(qiáng)化相變?cè)龀踝饔?；此外納米氧化鉛本身的熱失配使氧化鉛晶粒在復(fù)合材料中處于受壓 狀態(tài)，晶粒界面處不易形成微裂紋，而是形成半共格和共慘雜結(jié)構(gòu)，通過增加樹脂材料內(nèi)的 晶結(jié)構(gòu)，類似于光纖的位結(jié)構(gòu)，降低光子傳播過程中的能量損失，實(shí)現(xiàn)提升光擴(kuò)散和穿透的 程度。而極少量的晶須在慘雜添加之后，出于晶須本身具有的典型的量子限域效應(yīng)，可W提 升光子擴(kuò)散能力；且晶須的微量填充還可W有利于提升復(fù)合樹脂材料的機(jī)械性能，機(jī)械作 用力一般很難穿過晶須，更容易繞過晶須并盡量貼近表面而擴(kuò)展，即發(fā)生偏轉(zhuǎn)，增強(qiáng)了樹脂 材料的力學(xué)性能，同時(shí)在晶須或纖維被拔出時(shí)，需要外力作功，也起到了增強(qiáng)作用。同時(shí)在 復(fù)合樹脂材料中添加上述界面增強(qiáng)相之后，當(dāng)光擴(kuò)散的過程中因?yàn)榻缑嬖鰪?qiáng)相的無規(guī)均勻 分布，有利于增強(qiáng)光擴(kuò)散的角度，使得發(fā)光面更加寬闊和均勻。
[0024] 同時(shí)，在本發(fā)明上述樹脂復(fù)合材料中添加甲氧基聚二醇己酸，可W提升整體的分 散性能；因?yàn)楸旧碓跇渲髁现刑砑佑屑{米無機(jī)顆粒如納米二氧化鐵、納米二氧化娃、納米 滑石粉等等，光散射母粒，W及無機(jī)成分的界面增強(qiáng)相；該些添加料添加之后需要保證穩(wěn) 定的分散性能，因?yàn)榧{米顆粒材料本身具有非常容易團(tuán)聚的特性易于使得助劑的分散性不 足，而導(dǎo)致最終整體上材料的均一性不夠，導(dǎo)致光擴(kuò)散的出現(xiàn)光暈或者暗斑等現(xiàn)象；所W基 于上述目的，本發(fā)明中采用甲氧基聚二醇己酸實(shí)現(xiàn)分散性能的提升。甲氧基聚二醇己酸其 結(jié)構(gòu)中聚離主鏈含有較多的C-O鍵，C-O鍵的離解能，比碳氨長(zhǎng)鏈聚合物C-C鍵離解能低， 并且進(jìn)一步聚離主鏈含有較多的丙氧基（PO),丙氧基（PO)上的側(cè)甲基使得主鏈上充滿支 化點(diǎn)，支化點(diǎn)上的次甲基氨更容易被奪去，并且側(cè)甲基還會(huì)削弱聚離主鏈上的C-C鍵和C-O 鍵的鍵能，從而使聚離主鏈的熱穩(wěn)定性進(jìn)一步變差。在高于16(TC的溫度下便開始發(fā)生受 熱斷裂，而對(duì)于復(fù)合樹脂材料制備過程條件控制來講，擠出造粒等過程的溫度條件一般在 250?27(TC之間，會(huì)高于甲氧基聚二醇己酸其的降解溫度，因此使用該一物質(zhì)在制備的過 程中降解產(chǎn)生端基結(jié)構(gòu)為麗、酵、醇和離的熱降解產(chǎn)物，會(huì)能夠在降解的階段大大提升添加 的無機(jī)成分的擴(kuò)散；同時(shí)甲氧基聚二醇己酸的酸解離等等離子特性，能給金屬納米顆粒表 面帶上電荷，在金屬納米顆粒之間產(chǎn)生靜電排斥的穩(wěn)定作用，從而阻止金屬納米顆粒之間 的團(tuán)聚，也利于提升分散效果。進(jìn)一步在本發(fā)明中優(yōu)選，甲氧基聚二醇己酸的重均分子量為 800?2000 ;當(dāng)其重均分子量低于800,空間位阻作用減小，不利于提高納米顆粒的分散性； 高于4000時(shí)，分子間的作用力增大，分子鏈變長(zhǎng)，分子間的纏繞幾率增加，從而降低熱降解 性。
[00巧]而進(jìn)一步在本發(fā)明上述實(shí)施方式之后，由于其中本身物料較為單一的聚碳酸醋的 材料成分之中搭配有PMMA W及上述有機(jī)分散劑和無機(jī)添加劑之后，材料整體的相容穩(wěn)定 性必然會(huì)受到影響；所W本發(fā)明中進(jìn)一步添加MAH-g-EPDM作為相容劑，提升各物料的界面 相容性。原因在于，其一本身EPDM在所有橡膠當(dāng)中具有最低的比重，它能吸收大量的填料 和油而影響特性不大。因此在其填充效果最優(yōu)良時(shí)，便可W有助于與其它功能成分助劑的 結(jié)合，而降低聚碳酸醋材料大量添加劑失衡的影響；其二EPDM可W在整個(gè)體系中克服基礎(chǔ) 造粒、固化成型時(shí)的烙體破裂問題，避免在樹脂的表面出現(xiàn)的"老虎斑"缺陷而造成表面波 浪紋、銀絲，流痕等。進(jìn)一步EPDM采用馬來酸酢接枝，形成嵌段結(jié)構(gòu)，并且還增加了更多的 活性結(jié)合基團(tuán)，利于各物料之間的相容結(jié)合。
[0026] 更進(jìn)一步在本發(fā)明上述實(shí)施方式的過程中，將無機(jī)納米顆粒采用不同的粒度類型 進(jìn)行搭配，采用粗粒度：中粒度；細(xì)粒度H種不同粒度的無機(jī)納米顆粒比例為4?6:2? 3:1 ;其中因?yàn)楸旧砑{米無機(jī)顆粒大致處在10?IOOnm的粒徑范圍內(nèi)，在本發(fā)明中實(shí)施的 過程中可W大致選擇IOOnm左右、50nm左右、IOnm左右的H種不同粒徑的類型進(jìn)行復(fù)配使 用，其原因在于可W進(jìn)一步增強(qiáng)樹脂內(nèi)部光擴(kuò)散定向進(jìn)行無娃偏折，增強(qiáng)光擴(kuò)散的均勻性； 并且由于本身樹脂材料作為L(zhǎng)邸燈罩的使用中，使用一段時(shí)間之后，材料內(nèi)的一些成分本 身之間會(huì)發(fā)生交聚、老化等等，容易導(dǎo)致出現(xiàn)之后的光擴(kuò)散不均勻出現(xiàn)光暈等問題；本發(fā)明 將納米顆粒的粒徑變換為H種不同粒徑進(jìn)行填充，可W增加內(nèi)部光擴(kuò)散的無規(guī)程度；當(dāng)使 用一段時(shí)間之后，材料本身發(fā)生了性質(zhì)和結(jié)構(gòu)退化之后，該些無機(jī)顆粒本身并不發(fā)生變化， 可W穩(wěn)定光擴(kuò)散的無規(guī)方向性，減弱光暈等缺陷。
[0027] 當(dāng)然在本發(fā)明進(jìn)一步地實(shí)施過程中，為了保證復(fù)合材料中能進(jìn)一步具有非常良好 的復(fù)合性能，其中其它功能助劑比如抗氧劑、在L邸燈罩使用要求下添加抗紫外劑等等，該 些本領(lǐng)域技術(shù)人員可W根據(jù)所需要的使用要求進(jìn)行添加。
[0028] 其中，在功能助劑中本發(fā)明中還可W添加香豆素類英光增白劑，有利于使材料接 收激發(fā)入射光線產(chǎn)生英光，從而使材料本身產(chǎn)生激子輔助發(fā)光，提升光從復(fù)合材料中擴(kuò)散 透射出去的強(qiáng)度，增強(qiáng)透光率。
[0029] 本發(fā)明進(jìn)一步提出上述增強(qiáng)型L邸燈罩的聚碳酸醋復(fù)合材料的制備方法，包括下 步驟：
[0030] SOI.稱取配方組分：按照上述增強(qiáng)型L邸燈罩的聚碳酸醋復(fù)合材料的配方稱取各 組分；
[0031] S02.制備混合物料；將步驟SOl中稱取各組分進(jìn)行混料處理，得到混合物料；
[0032] S03.混合物料的烙融擠出；將步驟S02中的混合物料進(jìn)行烙融擠出，得到增強(qiáng)型 LED燈罩的聚碳酸醋復(fù)合材料。
[0033] 具體地，上述步驟SOl中的增強(qiáng)型L邸燈罩的聚碳酸醋復(fù)合材料的配方W及配方 中的各組分優(yōu)選含量和種類如上文所述，為了節(jié)約篇幅，在此不再費(fèi)述。
[0034] 上述步驟S02中，各組分進(jìn)行混料處理的時(shí)間可W根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件進(jìn)行靈活的 調(diào)整，只要各組分預(yù)混充分即可，如混合的設(shè)備可W是混料筒等。在優(yōu)選實(shí)施例中，混料處 理是將各組分在高速（如轉(zhuǎn)速大于30化/min)混合處理10?15分鐘，使得各組分混合均 勻。
[00巧]上述步驟S03中，混合物料的烙融擠出可W采用本領(lǐng)域常規(guī)的工藝。為了使得各 組分在烙融擠出中更好的協(xié)同作用，賦予上述增強(qiáng)型L邸燈罩的聚碳酸醋復(fù)合材料更加優(yōu) 異的性能，在優(yōu)選實(shí)施例中，混合物料烙融擠出是采用雙螺桿擠出機(jī)烙融擠出，擠出工藝條 件為：
[0036] 一區(qū)溫度為230?24(TC，二區(qū)溫度為240?25(TC，H區(qū)溫度為250?26(TC，四 區(qū)溫度為245?255C，五區(qū)240?25CTC，所述混合料在螺桿中輸送時(shí)間為1?5分鐘，壓 力為10?20MPa〇
[0037] 上述增強(qiáng)型L邸燈罩的聚碳酸醋復(fù)合材料制備方法只需按配方將各組分混合并 在適當(dāng)?shù)臏囟认吕尤跀D出即可得到產(chǎn)品，在烙融擠出過程中只需控制烙融擠出的溫度和時(shí) 間即可。因此，其制備方法工藝簡(jiǎn)單，條件易控，成本低廉，對(duì)設(shè)備要求低的特點(diǎn)，適于工業(yè) 化生產(chǎn)。
[0038] 為使本發(fā)明上述方法過程的實(shí)施細(xì)節(jié)更加清楚完整、易于本領(lǐng)域技術(shù)人員的實(shí)施 參考，W及使本發(fā)明的突出的進(jìn)步性效果更加顯著，W下通過實(shí)施例對(duì)上述過程的實(shí)施進(jìn) 行具體舉例說明。
[0039] 按照下表中各實(shí)施例中所對(duì)應(yīng)的物料的量獲取原料：
[0040]

【權(quán)利要求】
1. 一種增強(qiáng)型LED燈罩的聚碳酸酯材料組合物，其特征在于，包括：
其中，所述界面增強(qiáng)相為納米氧化鋁晶?；蚓ы氈械闹辽僖环N。
2. 如權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型LED燈罩的聚碳酸酯材料組合物，其特征在于，所述甲氧 基聚二醇乙酸的重均分子量為800?2000。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的增強(qiáng)型LED燈罩的聚碳酸酯材料組合物，其特征在于，所述 無機(jī)納米顆粒包括粒徑依次降低的粗粒度、中粒度、細(xì)粒度；其中所述粗粒度：中粒度：細(xì) 粒度為4?6:2?3:1。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的增強(qiáng)型LED燈罩的聚碳酸酯材料組合物，其特征在于，所述 其它功能助劑包括有香豆素類熒光增白劑。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的增強(qiáng)型LED燈罩的聚碳酸酯材料組合物，其特征在于，所述 納米二氧化鈦、納米二氧化硅、納米滑石粉中的一種或多種。
6. -種制備權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的增強(qiáng)型LED燈罩的聚碳酸酯材料的方法，其 特征在于，包括如下步驟： 按照權(quán)利要求1至5所對(duì)應(yīng)增強(qiáng)型LED燈罩的聚碳酸酯材料組合物的配方獲取各物料 組分； 將所述獲取的物料組分進(jìn)行混料處理，得到混合物料； 將所述混合物料進(jìn)行熔融擠出，即得到增強(qiáng)型LED燈罩的聚碳酸酯復(fù)合材料。
7. 如權(quán)利要求6所述的制備增強(qiáng)型LED燈罩的聚碳酸酯材料的方法，其特征在于，所述 熔融擠出過程中采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行；其中， 一區(qū)溫度為230?240°C，二區(qū)溫度為240?250°C，三區(qū)溫度為250?260°C，四區(qū)溫 度為245?255°C，五區(qū)240?250°C;所述混合料在螺桿中輸送時(shí)間為1?5分鐘，壓力為 10 ?20Mpa。
8. -種采用權(quán)利要求6或7的方法制備的增強(qiáng)型LED燈罩的聚碳酸酯材料制得的LED 燈罩。
【文檔編號(hào)】C08K3/34GK104356626SQ201410611976
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】周龍, 吳憲, 何征, 劉則安 申請(qǐng)人:惠州市沃特新材料有限公司