一种耐热高透明光扩散pmma材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种耐热高透明光扩散PMMA材料及其制备方法。原料的重量百分组成为：PMMA 89~99%，耐热树脂 1~5%，光扩散剂 0.5~5%，抗氧剂 0.1~1%，润滑剂 0.1~0.8%，荧光增白剂 0.01~0.5%。本发明的制备方法是按重量配比称取原料配方中的材料，烘料、混合均匀，将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒。本发明制备的光扩散PMMA材料，耐热性能优异，光扩散效果良好，透光率高，光线柔和，达到透光不透明，具备柔和的匀光，适用于照明领域中LED灯、筒灯、透射型屏幕和灯饰看板等。
【专利说明】_种耐热局透明光扩散PMMA材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种耐热高透明光扩散PMMA材料及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 光扩散材料指能将点线光源转化成线面光源的材料。一般通过将与基材不同折射 系数的光扩散粒子分散在透明基材中制备得到。早期多用于液晶显示器的背光源材料，又 称为光散射材料或散光材料，将光扩散材料用于发光二极管LED照明是近年来开辟的一个 新应用领域。LED照明较液晶背光源更强，柔和光线性能更高，用于LED照明的光扩散材料 在扩散光的同时须尽量减少光损失，且有良好的韧性。目前多采用有机光扩散粒子和PC通 过共混法制备光扩散材料，但是PC的透光率只有88-89%，因此要制备更高透光率的光扩 散材料，采用PC作为基体树脂无法达到。
[0003] PMMA是目前最优良的高分子透明材料，可见光透过率达到92-94%，比玻璃的透 光率还高，适合用于制备高透光率的光扩散材料。且具有较高的表面硬度，有良好的加工性 能，质量轻。
[0004] 然而，现有PMMA材料的耐热温度只有90度，将其应用于LED照明产品中，经长时 间、高温、强光照工作后容易出现发黄的现象，最终导致透光率下降。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种光扩散PMMA材料，其 耐热性能优良、光扩散效果好和透光率高。
[0006] 同时，本发明还提供了一种耐热高透明光扩散PMMA材料的制备方法。
[0007] 为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
[0008] 一种耐热高透明光扩散PMMA材料，其特征在于基本配方和重量百分比组成为：
[0009] PMMA 89~99% 耐热树脂 1飞％ 光扩散剂 0. 5、％ 抗氧剂 0. 1~1% 润滑剂 a f〇. 8% 荧光增白剂 0.Of0.5%
[0010] 优选的，所述PMMA为高透明PMMA，透光率为92% -94%。
[0011] 优选的，所述耐热树脂为粉状聚苯醚，粒径为1-10微米。
[0012] 优选的，所述光扩散剂为有机型光扩散剂，粒径为0. 2-5微米。
[0013] 优选的，所述有机型光扩散剂为有机硅树脂型、苯乙烯树脂型和丙烯酸酯树脂型 中的任意一种或者几种的混合物。
[0014] 优选的，所述抗氧剂为主抗氧剂1010、主抗氧剂1076、主抗氧剂1098中的任意一 种和辅助抗氧剂168按1:1-1:4的比例混合。
[0015] 优选的，所述润滑剂为多元醇硬脂酸酯、硬脂酸锌和芥酸酰胺中的任意一种或者 几种的混合物。
[0016] 优选的，所述荧光增白剂为恶唑类增白剂。
[0017] 上述的耐热高透明光扩散PMMA材料，其制备的工艺步骤如下：
[0018] (1)按重量配比称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)将PMMA和聚苯醚加入混料机中一起混合5?10分钟，接着将余下的物料加入 混料机中一起混合30?60分钟，出料。
[0021] (4)将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、 冷却、造粒。设定双螺杆挤出机的一区温度为180?200°C，二区温度为190?210°C，三区 温度为200?220°C，四区温度为210?230°C，五区温度为210?220°C，机头温度为200? 210 °C，喂料速度为20?200转/分钟，螺杆转速为50?500转/分钟。
[0022] 本发明原材料组分是以PMMA为基材配合耐热树脂、光扩散剂、抗氧剂、润滑剂和 荧光增白剂。与现有技术相比，加入了耐热树脂，提高了PMMA材料的耐热性能，应用于照明 产品中，长期高温、强光照使用后也不会出现发黄的现象，透光率稳定。加入荧光增白剂，有 效改善所制得PMMA材料的外观，提高PMMA材料的白度。与有机型光扩散剂协效，使制得的 光扩散PMMA材料，光扩散效果良好，透光率高，在遮住发光源以及刺眼光源的同时，又能使 整个树脂发出更加柔和，美观，高雅的光，达到透光不透明，具备柔和的匀光，适用于照明领 域中LED灯、筒灯、透射型屏幕和灯饰看板等。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明 的保护范围。
[0024] 一种耐热高透明光扩散PMMA材料及其制备方法。原料的重量百分组成：
[0025] PMMA 89^99% 耐热树脂 广5% 光扩散剂 〇. 5~5% 抗氧剂 〇.rw 润滑剂 0.T〇.W 荧光增白剂 0.Of0.5%
[0026] 制备的工艺步骤如下：
[0027] (1)按重量配比称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)将PMMA和聚苯醚加入混料机中一起混合5?10分钟，接着将余下的物料加入 混料机中一起混合30?60分钟，出料。
[0030] (4)将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、 冷却、造粒。设定双螺杆挤出机的一区温度为180?200°C，二区温度为190?210°C，三区 温度为200?220°C，四区温度为210?230°C，五区温度为210?220°C，机头温度为200? 210°C，喂料速度为20?200转/分钟，螺杆转速为50?500转/分钟。
[0031] 本发明制备的光扩散PMMA材料，耐热性能高，光扩散效果良好，透光率高，光线柔 和，达到透光不透明，具备柔和的匀光。
[0032] 实施例1
[0033] 按以下重量百分比含量称取原料：
[0034] PMMA 98% 聚苯醚 1% 有机硅树脂型光扩散剂 〇. 5% 主抗氧剂1010 0. 1% 辅助抗氧剂168 0. 2% 多元醇硬脂酸酯 0.8% 恶唑类增白剂 0.12%
[0035] 实施例1的制备工艺：分别按上述各配比取原料组分。将聚苯醚加入烘料机中， 120 °C干燥3h，将PMMA加入烘料机中，80 °C干燥3h。将干燥后PMMA和聚苯醚加入混料机中 一起混合10分钟，接着把余下的物料加入混料机中一起混合60分钟，出料。将混合后的物 料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、造粒。设定双螺杆挤出机的 一区温度为200°C，二区温度为210°C，三区温度为220°C，四区温度为230°C，五区温度为 220°C，机头温度为210°C，喂料速度为100转/分钟，螺杆转速为300转/分钟。
[0036] 实施例2
[0037]按以下重量百分比含量称取原料：
[0038] PMMA 89% 聚苯醚 5% 苯乙烯树脂型光扩散剂 5% 主抗氧剂1076 0. 2% 辅助抗氧剂168 0. 6%
[0039] 硬脂酸锌 0.1% 恶唑类増白剂 0.1%
[0040] 实施例2的制备工艺：分别按上述各配比取原料组分。将聚苯醚加入烘料机中， 120°C干燥2. 5h，将PMMA加入烘料机中，80°C干燥2. 5h。将干燥后PMMA和聚苯醚加入混料 机中一起混合5分钟，接着把余下的物料加入混料机中一起混合30分钟，出料。将混合后 的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、造粒。设定双螺杆挤出 机的一区温度为180°C，二区温度为190°C，三区温度为200°C，四区温度为210°C，五区温度 为210°C，机头温度为200°C，喂料速度为50转/分钟，螺杆转速为100转/分钟。
[0041] 实施例3
[0042] 按以下重量百分比含量称取原料：
[0043] PMMA 95% 聚苯醚 2% 丙烯酸酯树脂型光扩散剂 1. 5% 主抗氧剂1098 0. 5% 辅助抗氧剂168 0. 5% 芥酸酰胺 0. 3% 恶唑类增白剂 0.2%
[0044] 实施例3的制备工艺：分别按上述各配比取原料组分。将聚苯醚加入烘料机中， 120 °C干燥2h，将PMMA加入烘料机中，80 °C干燥2h。将干燥后PMMA和聚苯醚加入混料机中 一起混合5分钟，接着把余下的物料加入混料机中一起混合60分钟，出料。将混合后的物 料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、造粒。设定双螺杆挤出机的 一区温度为190°C，二区温度为200°C，三区温度为210°C，四区温度为220°C，五区温度为 220°C，机头温度为200°C，喂料速度为150转/分钟，螺杆转速为300转/分钟。
[0045] 实施例4
[0046] 按以下重量百分比含量称取原料：
[0047] PMMA 93% 聚苯醚 4% 有机硅树脂型光扩散剂 1% 主抗氧剂1010 〇. 3% 辅助抗氧剂168 0. 9% 硬脂酸锌 0. 5% 恶唑类増白剂 0.3%
[0048] 实施例4的制备工艺：分别按上述各配比取原料组分。将聚苯醚加入烘料机中， 120°C干燥3h，将PMMA加入烘料机中，80°C干燥2h。将干燥后PMMA和聚苯醚加入混料机中 一起混合5分钟，接着把余下的物料加入混料机中一起混合40分钟，出料。将混合后的物 料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、造粒。设定双螺杆挤出机的 一区温度为200°C，二区温度为210°C，三区温度为220°C，四区温度为230°C，五区温度为 210°C，机头温度为200°C，喂料速度为100转/分钟，螺杆转速为200转/分钟。
[0049] 实施例5
[0050] 按以下重量百分比含量称取原料：
[0051] PMMA 97% 聚苯醚 1% 丙烯酸酯树脂型光扩散剂 1% 主抗氧剂1098中 0. 1% 辅助抗氧剂168 0. 2% 多元醇硬脂酸酯 0.5% 恶唑类增白剂 0.2%
[0052] 实施例5的制备工艺：分别按上述各配比取原料组分。将聚苯醚加入烘料机中， 120 °C干燥3h，将PMMA加入烘料机中，80 °C干燥3h。将干燥后PMMA和聚苯醚加入混料机中 一起混合5分钟，接着把余下的物料加入混料机中一起混合40分钟，出料。将混合后的物 料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、造粒。设定双螺杆挤出机的 一区温度为180°C，二区温度为200°C，三区温度为220°C，四区温度为230°C，五区温度为 210°C，机头温度为200°C，喂料速度为500转/分钟，螺杆转速为200转/分钟。
[0053] 实施例6
[0054] 按以下重量百分比含量称取原料：
[0055] PMMA 90% 聚苯醚 4% 苯乙烯树脂型光扩散剂 4% 主抗氧剂1076 0. 3% 辅助抗氧剂168 0, 6% 芥酸酰胺 0. 8% 恶唑类增白剂 0.3%
[0056] 实施例6的制备工艺：分别按上述各配比取原料组分。将聚苯醚加入烘料机中， 120 °C干燥2h，将PMMA加入烘料机中，80 °C干燥3h。将干燥后PMMA和聚苯醚加入混料机中 一起混合5分钟，接着把余下的物料加入混料机中一起混合60分钟，出料。将混合后的物 料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、造粒。设定双螺杆挤出机的 一区温度为180°C，二区温度为190°C，三区温度为200°C，四区温度为220°C，五区温度为 210°C，机头温度为200°C，喂料速度为100转/分钟，螺杆转速为300转/分钟。
[0057] 性能测试
[0058] 透光率测试及雾度测试采用透光率雾度测定仪（由上海精密科学仪器有限公司 生产）按照美国材料实验协会标准ASTMD1003-61(1997)，对实施例1-6中制得的光扩散 PMMA材料的透光性和光扩散性进行检测，测试样板厚度为2mm。采用维卡软化点测试仪对 光扩散PMMA材料的热变形温度进行检测。测试结果见下表所示：
[0059]
【权利要求】
1. 一种耐热高透明光扩散PMMA材料，其特征在于基本配方和重量百分比组成为： PMMA 89?99% 耐热树脂 1~5% 光扩散剂 0. 5~5% 抗氧剂 0. 1~1% 润滑剂 0. 1~0. 8% 荧光增白剂 0. 01~0. 5%。
2. 根据权利要求1所述的耐热高透明光扩散PMMA材料，其特征在于：所述PMMA为高 透明PMMA，透光率为92%-94%。
3. 根据权利要求1所述的耐热高透明光扩散PMMA材料，其特征在于：所述耐热树脂为 粉状聚苯醚，粒径为1-10微米。
4. 根据权利要求1所述的耐热高透明光扩散PMMA材料，其特征在于：所述光扩散剂为 有机型光扩散剂，粒径为0. 2-5微米。
5. 根据权利要求1或4所述的耐热高透明光扩散PMMA材料，其特征在于：所述有机型 光扩散剂为有机硅树脂型、苯乙烯树脂型和丙烯酸酯树脂型中的任意一种或者几种的混合 物。
6. 根据权利要求1所述的耐热高透明光扩散PMMA材料，其特征在于：所述抗氧剂为主 抗氧剂1010、主抗氧剂1076、主抗氧剂1098中的任意一种和辅助抗氧剂168按1:1-1:4的 比例混合。
7. 根据权利要求1所述的耐热高透明光扩散PMMA材料，其特征在于：所述润滑剂为多 元醇硬脂酸酯、硬脂酸锌和芥酸酰胺中的任意一种或者几种的混合物。
8. 根据权利要求1所述的耐热高透明光扩散PMMA材料，其特征在于：所述荧光增白剂 为恶唑类增白剂。
9. 根据权利要求1~8任一项所述的耐热高透明光扩散PMMA材料的制备方法，其特征 是制备的工艺步骤如下： (1) 按重量配比称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) 将PMMA和聚苯醚加入混料机中一起混合5~10分钟，接着将余下的物料加入混料 机中一起混合30~60分钟，出料； (4) 将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷 却、造粒；设定双螺杆挤出机的一区温度为180~200°C，二区温度为190~210°C，三区温度为 200~220°C，四区温度为210~230°C，五区温度为210~220°C，机头温度为200~210°C，喂料速 度为20~200转/分钟，螺杆转速为50~500转/分钟。
【文档编号】C08L33/12GK104448651SQ201410756346
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月10日 优先权日:2014年12月10日
【发明者】刘希荣, 黄志勤 申请人:厦门德丰行塑胶工业有限公司