一種耐熱高透明光擴散pmma材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開一種耐熱高透明光擴散PMMA材料及其制備方法。原料的重量百分組成為：PMMA 89~99%，耐熱樹脂 1~5%，光擴散劑 0.5~5%，抗氧劑 0.1~1%，潤滑劑 0.1~0.8%，熒光增白劑 0.01~0.5%。本發明的制備方法是按重量配比稱取原料配方中的材料，烘料、混合均勻，將混合后的物料送入雙螺桿擠出機加料斗中，經雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、冷卻、造粒。本發明制備的光擴散PMMA材料，耐熱性能優異，光擴散效果良好，透光率高，光線柔和，達到透光不透明，具備柔和的勻光，適用于照明領域中LED燈、筒燈、透射型屏幕和燈飾看板等。
【專利說明】_種耐熱局透明光擴散PMMA材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及高分子材料領域，尤其涉及一種耐熱高透明光擴散PMMA材料及其制 備方法。
【背景技術】
[0002] 光擴散材料指能將點線光源轉化成線面光源的材料。一般通過將與基材不同折射 系數的光擴散粒子分散在透明基材中制備得到。早期多用于液晶顯示器的背光源材料，又 稱為光散射材料或散光材料，將光擴散材料用于發光二極管LED照明是近年來開辟的一個 新應用領域。LED照明較液晶背光源更強，柔和光線性能更高，用于LED照明的光擴散材料 在擴散光的同時須盡量減少光損失，且有良好的韌性。目前多采用有機光擴散粒子和PC通 過共混法制備光擴散材料，但是PC的透光率只有88-89%，因此要制備更高透光率的光擴 散材料，采用PC作為基體樹脂無法達到。
[0003] PMMA是目前最優良的高分子透明材料，可見光透過率達到92-94%，比玻璃的透 光率還高，適合用于制備高透光率的光擴散材料。且具有較高的表面硬度，有良好的加工性 能，質量輕。
[0004] 然而，現有PMMA材料的耐熱溫度只有90度，將其應用于LED照明產品中，經長時 間、高溫、強光照工作后容易出現發黃的現象，最終導致透光率下降。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于克服上述現有技術存在的不足，提供一種光擴散PMMA材料，其 耐熱性能優良、光擴散效果好和透光率高。
[0006] 同時，本發明還提供了一種耐熱高透明光擴散PMMA材料的制備方法。
[0007] 為達到上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的：
[0008] 一種耐熱高透明光擴散PMMA材料，其特征在于基本配方和重量百分比組成為：
[0009] PMMA 89~99% 耐熱樹脂 1飛％ 光擴散劑 0. 5、％ 抗氧劑 0. 1~1% 潤滑劑 a f〇. 8% 熒光增白劑 0.Of0.5%
[0010] 優選的，所述PMMA為高透明PMMA，透光率為92% -94%。
[0011] 優選的，所述耐熱樹脂為粉狀聚苯醚，粒徑為1-10微米。
[0012] 優選的，所述光擴散劑為有機型光擴散劑，粒徑為0. 2-5微米。
[0013] 優選的，所述有機型光擴散劑為有機硅樹脂型、苯乙烯樹脂型和丙烯酸酯樹脂型 中的任意一種或者幾種的混合物。
[0014] 優選的，所述抗氧劑為主抗氧劑1010、主抗氧劑1076、主抗氧劑1098中的任意一 種和輔助抗氧劑168按1:1-1:4的比例混合。
[0015] 優選的，所述潤滑劑為多元醇硬脂酸酯、硬脂酸鋅和芥酸酰胺中的任意一種或者 幾種的混合物。
[0016] 優選的，所述熒光增白劑為惡唑類增白劑。
[0017] 上述的耐熱高透明光擴散PMMA材料，其制備的工藝步驟如下：
[0018] (1)按重量配比稱取原料配方中的材料。
[0019] (2)烘料，聚苯醚在120°C干燥2-3h，PMMA在80°C干燥2-3h。
[0020] (3)將PMMA和聚苯醚加入混料機中一起混合5?10分鐘，接著將余下的物料加入 混料機中一起混合30?60分鐘，出料。
[0021] (4)將混合后的物料送入雙螺桿擠出機加料斗中，經雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、 冷卻、造粒。設定雙螺桿擠出機的一區溫度為180?200°C，二區溫度為190?210°C，三區 溫度為200?220°C，四區溫度為210?230°C，五區溫度為210?220°C，機頭溫度為200? 210 °C，喂料速度為20?200轉/分鐘，螺桿轉速為50?500轉/分鐘。
[0022] 本發明原材料組分是以PMMA為基材配合耐熱樹脂、光擴散劑、抗氧劑、潤滑劑和 熒光增白劑。與現有技術相比，加入了耐熱樹脂，提高了PMMA材料的耐熱性能，應用于照明 產品中，長期高溫、強光照使用后也不會出現發黃的現象，透光率穩定。加入熒光增白劑，有 效改善所制得PMMA材料的外觀，提高PMMA材料的白度。與有機型光擴散劑協效，使制得的 光擴散PMMA材料，光擴散效果良好，透光率高，在遮住發光源以及刺眼光源的同時，又能使 整個樹脂發出更加柔和，美觀，高雅的光，達到透光不透明，具備柔和的勻光，適用于照明領 域中LED燈、筒燈、透射型屏幕和燈飾看板等。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術 人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術 人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明 的保護范圍。
[0024] 一種耐熱高透明光擴散PMMA材料及其制備方法。原料的重量百分組成：
[0025] PMMA 89^99% 耐熱樹脂 廣5% 光擴散劑 〇. 5~5% 抗氧劑 〇.rw 潤滑劑 0.T〇.W 熒光增白劑 0.Of0.5%
[0026] 制備的工藝步驟如下：
[0027] (1)按重量配比稱取原料配方中的材料。
[0028] (2)烘料，聚苯醚在120°C干燥2-3h，PMMA在80°C干燥2-3h。
[0029] (3)將PMMA和聚苯醚加入混料機中一起混合5?10分鐘，接著將余下的物料加入 混料機中一起混合30?60分鐘，出料。
[0030] (4)將混合后的物料送入雙螺桿擠出機加料斗中，經雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、 冷卻、造粒。設定雙螺桿擠出機的一區溫度為180?200°C，二區溫度為190?210°C，三區 溫度為200?220°C，四區溫度為210?230°C，五區溫度為210?220°C，機頭溫度為200? 210°C，喂料速度為20?200轉/分鐘，螺桿轉速為50?500轉/分鐘。
[0031] 本發明制備的光擴散PMMA材料，耐熱性能高，光擴散效果良好，透光率高，光線柔 和，達到透光不透明，具備柔和的勻光。
[0032] 實施例1
[0033] 按以下重量百分比含量稱取原料：
[0034] PMMA 98% 聚苯醚 1% 有機硅樹脂型光擴散劑 〇. 5% 主抗氧劑1010 0. 1% 輔助抗氧劑168 0. 2% 多元醇硬脂酸酯 0.8% 惡唑類增白劑 0.12%
[0035] 實施例1的制備工藝：分別按上述各配比取原料組分。將聚苯醚加入烘料機中， 120 °C干燥3h，將PMMA加入烘料機中，80 °C干燥3h。將干燥后PMMA和聚苯醚加入混料機中 一起混合10分鐘，接著把余下的物料加入混料機中一起混合60分鐘，出料。將混合后的物 料送入雙螺桿擠出機加料斗中，經雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、造粒。設定雙螺桿擠出機的 一區溫度為200°C，二區溫度為210°C，三區溫度為220°C，四區溫度為230°C，五區溫度為 220°C，機頭溫度為210°C，喂料速度為100轉/分鐘，螺桿轉速為300轉/分鐘。
[0036] 實施例2
[0037]按以下重量百分比含量稱取原料：
[0038] PMMA 89% 聚苯醚 5% 苯乙烯樹脂型光擴散劑 5% 主抗氧劑1076 0. 2% 輔助抗氧劑168 0. 6%
[0039] 硬脂酸鋅 0.1% 惡唑類増白劑 0.1%
[0040] 實施例2的制備工藝：分別按上述各配比取原料組分。將聚苯醚加入烘料機中， 120°C干燥2. 5h，將PMMA加入烘料機中，80°C干燥2. 5h。將干燥后PMMA和聚苯醚加入混料 機中一起混合5分鐘，接著把余下的物料加入混料機中一起混合30分鐘，出料。將混合后 的物料送入雙螺桿擠出機加料斗中，經雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、造粒。設定雙螺桿擠出 機的一區溫度為180°C，二區溫度為190°C，三區溫度為200°C，四區溫度為210°C，五區溫度 為210°C，機頭溫度為200°C，喂料速度為50轉/分鐘，螺桿轉速為100轉/分鐘。
[0041] 實施例3
[0042] 按以下重量百分比含量稱取原料：
[0043] PMMA 95% 聚苯醚 2% 丙烯酸酯樹脂型光擴散劑 1. 5% 主抗氧劑1098 0. 5% 輔助抗氧劑168 0. 5% 芥酸酰胺 0. 3% 惡唑類增白劑 0.2%
[0044] 實施例3的制備工藝：分別按上述各配比取原料組分。將聚苯醚加入烘料機中， 120 °C干燥2h，將PMMA加入烘料機中，80 °C干燥2h。將干燥后PMMA和聚苯醚加入混料機中 一起混合5分鐘，接著把余下的物料加入混料機中一起混合60分鐘，出料。將混合后的物 料送入雙螺桿擠出機加料斗中，經雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、造粒。設定雙螺桿擠出機的 一區溫度為190°C，二區溫度為200°C，三區溫度為210°C，四區溫度為220°C，五區溫度為 220°C，機頭溫度為200°C，喂料速度為150轉/分鐘，螺桿轉速為300轉/分鐘。
[0045] 實施例4
[0046] 按以下重量百分比含量稱取原料：
[0047] PMMA 93% 聚苯醚 4% 有機硅樹脂型光擴散劑 1% 主抗氧劑1010 〇. 3% 輔助抗氧劑168 0. 9% 硬脂酸鋅 0. 5% 惡唑類増白劑 0.3%
[0048] 實施例4的制備工藝：分別按上述各配比取原料組分。將聚苯醚加入烘料機中， 120°C干燥3h，將PMMA加入烘料機中，80°C干燥2h。將干燥后PMMA和聚苯醚加入混料機中 一起混合5分鐘，接著把余下的物料加入混料機中一起混合40分鐘，出料。將混合后的物 料送入雙螺桿擠出機加料斗中，經雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、造粒。設定雙螺桿擠出機的 一區溫度為200°C，二區溫度為210°C，三區溫度為220°C，四區溫度為230°C，五區溫度為 210°C，機頭溫度為200°C，喂料速度為100轉/分鐘，螺桿轉速為200轉/分鐘。
[0049] 實施例5
[0050] 按以下重量百分比含量稱取原料：
[0051] PMMA 97% 聚苯醚 1% 丙烯酸酯樹脂型光擴散劑 1% 主抗氧劑1098中 0. 1% 輔助抗氧劑168 0. 2% 多元醇硬脂酸酯 0.5% 惡唑類增白劑 0.2%
[0052] 實施例5的制備工藝：分別按上述各配比取原料組分。將聚苯醚加入烘料機中， 120 °C干燥3h，將PMMA加入烘料機中，80 °C干燥3h。將干燥后PMMA和聚苯醚加入混料機中 一起混合5分鐘，接著把余下的物料加入混料機中一起混合40分鐘，出料。將混合后的物 料送入雙螺桿擠出機加料斗中，經雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、造粒。設定雙螺桿擠出機的 一區溫度為180°C，二區溫度為200°C，三區溫度為220°C，四區溫度為230°C，五區溫度為 210°C，機頭溫度為200°C，喂料速度為500轉/分鐘，螺桿轉速為200轉/分鐘。
[0053] 實施例6
[0054] 按以下重量百分比含量稱取原料：
[0055] PMMA 90% 聚苯醚 4% 苯乙烯樹脂型光擴散劑 4% 主抗氧劑1076 0. 3% 輔助抗氧劑168 0, 6% 芥酸酰胺 0. 8% 惡唑類增白劑 0.3%
[0056] 實施例6的制備工藝：分別按上述各配比取原料組分。將聚苯醚加入烘料機中， 120 °C干燥2h，將PMMA加入烘料機中，80 °C干燥3h。將干燥后PMMA和聚苯醚加入混料機中 一起混合5分鐘，接著把余下的物料加入混料機中一起混合60分鐘，出料。將混合后的物 料送入雙螺桿擠出機加料斗中，經雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、造粒。設定雙螺桿擠出機的 一區溫度為180°C，二區溫度為190°C，三區溫度為200°C，四區溫度為220°C，五區溫度為 210°C，機頭溫度為200°C，喂料速度為100轉/分鐘，螺桿轉速為300轉/分鐘。
[0057] 性能測試
[0058] 透光率測試及霧度測試采用透光率霧度測定儀（由上海精密科學儀器有限公司 生產）按照美國材料實驗協會標準ASTMD1003-61(1997)，對實施例1-6中制得的光擴散 PMMA材料的透光性和光擴散性進行檢測，測試樣板厚度為2mm。采用維卡軟化點測試儀對 光擴散PMMA材料的熱變形溫度進行檢測。測試結果見下表所示：
[0059]
【權利要求】
1. 一種耐熱高透明光擴散PMMA材料，其特征在于基本配方和重量百分比組成為： PMMA 89?99% 耐熱樹脂 1~5% 光擴散劑 0. 5~5% 抗氧劑 0. 1~1% 潤滑劑 0. 1~0. 8% 熒光增白劑 0. 01~0. 5%。
2. 根據權利要求1所述的耐熱高透明光擴散PMMA材料，其特征在于：所述PMMA為高 透明PMMA，透光率為92%-94%。
3. 根據權利要求1所述的耐熱高透明光擴散PMMA材料，其特征在于：所述耐熱樹脂為 粉狀聚苯醚，粒徑為1-10微米。
4. 根據權利要求1所述的耐熱高透明光擴散PMMA材料，其特征在于：所述光擴散劑為 有機型光擴散劑，粒徑為0. 2-5微米。
5. 根據權利要求1或4所述的耐熱高透明光擴散PMMA材料，其特征在于：所述有機型 光擴散劑為有機硅樹脂型、苯乙烯樹脂型和丙烯酸酯樹脂型中的任意一種或者幾種的混合 物。
6. 根據權利要求1所述的耐熱高透明光擴散PMMA材料，其特征在于：所述抗氧劑為主 抗氧劑1010、主抗氧劑1076、主抗氧劑1098中的任意一種和輔助抗氧劑168按1:1-1:4的 比例混合。
7. 根據權利要求1所述的耐熱高透明光擴散PMMA材料，其特征在于：所述潤滑劑為多 元醇硬脂酸酯、硬脂酸鋅和芥酸酰胺中的任意一種或者幾種的混合物。
8. 根據權利要求1所述的耐熱高透明光擴散PMMA材料，其特征在于：所述熒光增白劑 為惡唑類增白劑。
9. 根據權利要求1~8任一項所述的耐熱高透明光擴散PMMA材料的制備方法，其特征 是制備的工藝步驟如下： (1) 按重量配比稱取原料配方中的材料； (2) 烘料，聚苯醚在120°C干燥2-3h，PMMA在80°C干燥2-3h ; (3) 將PMMA和聚苯醚加入混料機中一起混合5~10分鐘，接著將余下的物料加入混料 機中一起混合30~60分鐘，出料； (4) 將混合后的物料送入雙螺桿擠出機加料斗中，經雙螺桿高速剪切、擠出、拉條、冷 卻、造粒；設定雙螺桿擠出機的一區溫度為180~200°C，二區溫度為190~210°C，三區溫度為 200~220°C，四區溫度為210~230°C，五區溫度為210~220°C，機頭溫度為200~210°C，喂料速 度為20~200轉/分鐘，螺桿轉速為50~500轉/分鐘。
【文檔編號】C08L33/12GK104448651SQ201410756346
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月10日 優先權日:2014年12月10日
【發明者】劉希榮, 黃志勤 申請人:廈門德豐行塑膠工業有限公司