本发明属于高分子材料制备技术领域，具体涉及一种光扩散材料的制备方法。
背景技术：
照明是人类生活中不可缺少的。对于多数情况的照明，都需要照明光具有均匀的空间光强（或光亮度）分布。然而，几乎现在所有的光源都是以点发光（即点光源）或线发光（即线光源）的方式工作的。
发光二极管（led）照明是人类历史上继白炽灯和荧光灯之后的第三次飞跃。led是一种固体半导体光源，长期以来用于显示领域，目前正以新型固体光源的角色逐步进入照明领域。与传统照明相比，led照明节能、环保和安全，因此，led照明将大规模替代现用的白炽灯和荧光灯。由于led照明较传统照明更加刺眼，需用光扩散材料制备匀光灯罩来柔和光线，柔和后的光线才能用于室内照明。光扩散材料是指能将点光源转化成面光源的材料。其原理是在透明基材中加入光扩散剂，使光发生折射、反射与散射，达到光扩散的效果。光扩散剂是利用高分子聚合技术，通过交联、接枝官能团等手段开发的微球类产品。可以添加到pc、pvc、ps、pmma、pet、环氧树脂等透明树脂以及发光二极管（led）中，增加光的散射和透射，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，达到透光不透明的舒适效果。光扩散剂的添加量、粒径大小和分布、折光指数决定了材料的光学性能。光扩散材料能使led照明的光路扩散，起到柔和灯光的作用，同时尽量少损失光，是led照明的理想灯罩材料。
光扩散材料在照明行业尤其是led照明领域得到广泛应用。传统光扩散材料主要通过在透明塑料基料中加入具有不同折射率的无机或有机扩散粒子，包括sio2、tio2、caco3、baso4和玻璃微珠等无机微粒，以及聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、硅树脂等有机聚合物微粒，达到提高材料雾度的目的，将点、线光源转换成线、面光源。光扩散材料性能的主要技术参数包括透光率和雾度。透光率表示光扩散材料对入射光的总体利用率，而雾度则表示入射光偏离原入射方向的程度，故可以用来表征光扩散材料对入射光引入的扩散程度。对于基于粒子散射的光扩散材料来讲，雾度的增加必然要引起透光率的减小。
现有技术中的光扩散剂在基体中分散不好，有团聚现象，需要进行表面处理以保证分散均匀，以提高光分散性。实际上，人们日常生活中使用的灯罩其透光率均不是很高，也就是说有相当一部分光能量被损失掉。如cn200910171931.7公开了一种led光源用的光扩散板，含有以甲基丙烯酸甲酯为主体的单体聚合而成的聚合物、无机化合物的粒子以及交联树脂。此led光源用光扩散板具有较好的光扩散效果，但是透光率较低，且不具备阻燃性和长效热稳定性。此外，现有以聚碳酸酯为原料制备的光扩散材料无法实现阻燃和长效热稳定使用，不能长期作为led灯罩使用。
因此，开发具有高透光率和高雾度的光扩散材料对于有效利用光源的光能十分重要。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题，针对目前光散射材料保持高雾度时，透光率会下降，因而光散射材料的高透光率和高雾度难以并存，光扩散材料性能有待于进一步提高的缺陷，提供了一种光扩散材料的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
光扩散材料的具体制备步骤为：
（1）在无尘气氛下，将光感导电胶液在厚度为0.2～0.4mm的聚碳酸酯单层中空板正面上涂布形成薄膜，置于加热台，加热升温至50～55℃，烘干形成预热处理薄膜，将预热处理薄膜从室温开始以25～30℃/min的升温速率上升到450～480℃，恒温处理20～30min，在聚碳酸酯单层中空板正面形成氧化锌锡薄膜；
（2）继续在聚碳酸酯单层中空板反面用刮涂器涂布一层厚度为0.1～0.2mm的复合光扩散剂，待复合光扩散剂烘干后涂布聚酰胺酸溶胶，再置于压片机中热压，制备得到光扩散材料；
复合光扩散剂具体制备步骤为：
将二水合乙酸锌溶于装有异丙醇的烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，加热升温至70～80℃，向烧杯中加入二乙醇胺，用磁力搅拌器以300～350r/min的转速保温搅拌30～35min，继续向烧杯中加入九水合硝酸铝和甲基三甲氧基硅烷保温搅拌直至固体完全溶解，得到复合光扩散剂；
聚酰胺酸溶胶具体制备步骤为：
取100～120份二甲基甲酰胺加入烧杯，将烧杯移入带有磁力搅拌器的水浴锅中，控制水浴锅温度为35～40℃，启动磁力搅拌器，以500～550r/min的转速搅拌，向烧杯中加入5～7份4，4’-二氨基二苯醚，搅拌10～15min，再加入6～8份均苯四甲酸酐、5～6份氢氧化铟，搅拌反应3～4h，得到聚酰胺酸溶胶；
光感导电胶液具体制备步骤为：
将锡离子前驱体材料2-乙基己酸亚锡、二乙醇胺和锌离子的前驱体材料醋酸锌加入装有乙二醇单甲醚的烧杯中，搅拌使前驱体材料充分溶解，得到前驱体液，继续向前驱体液中加入4～5g聚苯胺粉末，加热升温至40～45℃，搅拌至聚苯胺粉末完全溶解，得到光感导电胶液。
光扩散材料具体制备步骤（1）中光感导电胶液涂布于聚碳酸酯单层中空板正面所形成薄膜的厚度控制为10～15μm。
光扩散材料具体制备步骤（2）中聚酰胺酸溶胶控制涂布量为30～35g/m2。
光扩散材料具体制备步骤（2）中压片机中热压过程控制热压时温度为70～80℃，压力为1.8～2.2mpa。
复合光扩散剂具体制备步骤中各原料按重量份数计，包括二水合乙酸锌10～12份、异丙醇180～200份、二乙醇胺30～40份、九水合硝酸铝15～18份，甲基三甲氧基硅烷10～15份。
聚酰胺酸溶胶具体制备步骤中各原料按重量份数计，包括二甲基甲酰胺100～120份、4，4’-二氨基二苯醚5～7份、均苯四甲酸酐6～8份、氢氧化铟5～6份。
光感导电胶液具体制备步骤中控制醋酸锌和2-乙基己酸亚锡以及二乙醇胺加入量的摩尔比为1︰1︰5。
光感导电胶液具体制备步骤中前驱体液中醋酸锌和2-乙基己酸亚锡的总摩尔浓度为0.3mol/l。
本发明的有益效果是：
（1）本发明将二水合乙酸锌溶于异丙醇中，在加热条件下加入二乙醇胺与九水硝酸铝，经过保温搅拌得到复合光扩散剂，将2-乙基己酸亚锡、二乙醇胺和醋酸锌加入装有乙二醇单甲醚的烧杯中，搅拌使前驱体材料充分溶解，得到前驱体液，继续向前驱体液中加入聚苯胺粉末，得到光感导电胶液，在无尘气氛下，将制备得到的光感导电胶液在聚碳酸酯单层中空板正面上涂布形成薄膜，再热烘形成预热处理薄膜，将预热处理薄膜在聚碳酸酯单层中空板反面用刮涂器涂布一层复合光扩散剂，待复合光扩散剂烘干后涂布聚酰胺酸溶胶，再置于压片机中热压得到光扩散材料，本发明中聚苯胺粉末溶于前驱体液中，因聚苯胺的表面张力低，在2-乙基己酸亚锡被氧化生成氧化锡晶粒过程中，使其成核速率得到提高，成核速率越高，氧化锌锡晶粒细化程度越高，使光散射材料对光线透过的控制能力提高，并且聚苯胺的低表面能可以使金属离子具有很好的稳定性，避免氢氧化物以及一些无定形物的生成，同时也增强了多种有机分子在复合光扩散剂中的溶解能力，从而使光扩散材料的透光率得到提高；
（2）本发明以4，4’-二氨基二苯醚和均苯四甲酸酐为原料制备得到聚酰胺酸溶胶，聚酰胺酸溶胶与透明胶液通过氢键、交联作用得到分子水平的杂化膜，形成纳米尺寸的杂化薄膜，同时，在氧化锌锡膜的制备过程中，采用2-乙基己酸亚锡作为锡的前驱体材料，制备出发生分层现象的氧化锌锡薄膜，这种分层现象是无定形基底对薄膜形成无定形状态的诱导作用与在一定的热处理速率下薄膜本征的易于形成结晶形态的倾向共同作用的结果，这种分层会导致底层无定形结构中的锡含量增加，而锡的增加会增加薄膜底层的氧空位含量，仅伴随有较少的羟基缺陷产生，而高含量的氧空位、较少的羟基缺陷能够使得氧化锌锡薄膜的底层具有较高的载流子浓度，提高光散射材料对光照强度感应的敏感度，提高光散射材料的光照透明度，此外复合光扩散剂中甲基三甲氧基硅烷在碱性条件下水解形成硅醇后不稳定，可进一步脱水水解产生聚硅氧烷微球，由于光是一种电磁波，本发明通过复合光扩散剂与光感导电胶液共同反应生成氧化锌锡降低诱导性偶极矩，减少光散射材料内部的散射，并以聚硅氧烷微球作为光散射粒子，将点光源的光在光散射材料的入射表面转化成面光源，提高光散射材料的雾度，使杂化薄膜中光散射粒子粒径分布更窄，所透光的波长分布更宽，又提高光散射材料的光透过率，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
按重量份数计，将10～12份二水合乙酸锌溶于装有180～200份异丙醇的烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，加热升温至70～80℃，向烧杯中加入30～40份二乙醇胺，用磁力搅拌器以300～350r/min的转速保温搅拌30～35min，继续向烧杯中加入15～18份九水合硝酸铝和10～15份甲基三甲氧基硅烷保温搅拌直至固体完全溶解，得到复合光扩散剂，备用；按重量份数计，取100～120份二甲基甲酰胺加入烧杯，将烧杯移入带有磁力搅拌器的水浴锅中，控制水浴锅温度为35～40℃，启动磁力搅拌器，以500～550r/min的转速搅拌，向烧杯中加入5～7份4，4’-二氨基二苯醚，搅拌10～15min，再加入6～8份均苯四甲酸酐、5～6份氢氧化铟，搅拌反应3～4h，得到聚酰胺酸溶胶；将锡离子前驱体材料2-乙基己酸亚锡、二乙醇胺和锌离子的前驱体材料醋酸锌加入装有乙二醇单甲醚的烧杯中，搅拌使前驱体材料充分溶解，得到前驱体液，控制醋酸锌和2-乙基己酸亚锡以及乙醇胺加入量的摩尔比为1︰1︰5，醋酸锌和2-乙基己酸亚锡的总摩尔浓度为0.3mol/l，继续向前驱体液中加入4～5g聚苯胺粉末，加热升温至40～45℃，搅拌至聚苯胺粉末完全溶解，得到光感导电胶液，备用；在无尘气氛下，将上述制备得到的光感导电胶液在厚度为0.2～0.4mm的聚碳酸酯单层中空板正面上涂布形成10～15μm的薄膜，置于加热台，加热升温至50～55℃，烘干形成预热处理薄膜，将预热处理薄膜从室温开始以25～30℃/min的升温速率上升到450～480℃，恒温处理20～30min，在聚碳酸酯单层中空板正面形成氧化锌锡薄膜；继续在聚碳酸酯单层中空板反面用刮涂器涂布一层厚度为0.1～0.2mm的复合光扩散剂，待复合光扩散剂烘干后涂布聚酰胺酸溶胶，控制涂布量为30～35g/m2，再置于压片机中热压，控制热压时温度为70～80℃，压力为1.8～2.2mpa，制备得到光扩散材料。
实施例1
复合光扩散剂的制备：
按重量份数计，将10份二水合乙酸锌溶于装有180份异丙醇的烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，加热升温至70℃，向烧杯中加入30份二乙醇胺，用磁力搅拌器以300r/min的转速保温搅拌30min，继续向烧杯中加入15份九水合硝酸铝和10份甲基三甲氧基硅烷保温搅拌直至固体完全溶解，得到复合光扩散剂，备用。
聚酰胺酸溶胶的制备：
按重量份数计，取100份二甲基甲酰胺加入烧杯，将烧杯移入带有磁力搅拌器的水浴锅中，控制水浴锅温度为35℃，启动磁力搅拌器，以500r/min的转速搅拌，向烧杯中加入5份4，4’-二氨基二苯醚，搅拌10min，再加入6份均苯四甲酸酐、5份氢氧化铟，搅拌反应3h，得到聚酰胺酸溶胶。
光感导电胶液的制备：
将锡离子前驱体材料2-乙基己酸亚锡、二乙醇胺和锌离子的前驱体材料醋酸锌加入装有乙二醇单甲醚的烧杯中，搅拌使前驱体材料充分溶解，得到前驱体液，控制醋酸锌和2-乙基己酸亚锡以及乙醇胺加入量的摩尔比为1︰1︰5，醋酸锌和2-乙基己酸亚锡的总摩尔浓度为0.3mol/l，继续向前驱体液中加入4g聚苯胺粉末，加热升温至40℃，搅拌至聚苯胺粉末完全溶解，得到光感导电胶液，备用。
氧化锌锡薄膜的制备：
在无尘气氛下，将上述制备得到的光感导电胶液在厚度为0.2mm的聚碳酸酯单层中空板正面上涂布形成10μm的薄膜，置于加热台，加热升温至50℃，烘干形成预热处理薄膜，将预热处理薄膜从室温开始以25℃/min的升温速率上升到450℃，恒温处理20min，在聚碳酸酯单层中空板正面形成氧化锌锡薄膜。
光扩散材料的制备：
继续在聚碳酸酯单层中空板反面用刮涂器涂布一层厚度为0.1mm的复合光扩散剂，待复合光扩散剂烘干后涂布聚酰胺酸溶胶，控制涂布量为30g/m2，再置于压片机中热压，控制热压时温度为70℃，压力为1.8mpa，制备得到光扩散材料。
实施例2
复合光扩散剂的制备：
按重量份数计，将11份二水合乙酸锌溶于装有190份异丙醇的烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，加热升温至75℃，向烧杯中加入35份二乙醇胺，用磁力搅拌器以325r/min的转速保温搅拌32min，继续向烧杯中加入17份九水合硝酸铝和13份甲基三甲氧基硅烷保温搅拌直至固体完全溶解，得到复合光扩散剂，备用。
聚酰胺酸溶胶的制备：
按重量份数计，取110份二甲基甲酰胺加入烧杯，将烧杯移入带有磁力搅拌器的水浴锅中，控制水浴锅温度为37℃，启动磁力搅拌器，以500～550r/min的转速搅拌，向烧杯中加入6份4，4’-二氨基二苯醚，搅拌13min，再加入7份均苯四甲酸酐、5份氢氧化铟，搅拌反应3h，得到聚酰胺酸溶胶。
光感导电胶液的制备：
将锡离子前驱体材料2-乙基己酸亚锡、二乙醇胺和锌离子的前驱体材料醋酸锌加入装有乙二醇单甲醚的烧杯中，搅拌使前驱体材料充分溶解，得到前驱体液，控制醋酸锌和2-乙基己酸亚锡以及乙醇胺加入量的摩尔比为1︰1︰5，醋酸锌和2-乙基己酸亚锡的总摩尔浓度为0.3mol/l，继续向前驱体液中加入4g聚苯胺粉末，加热升温至43℃，搅拌至聚苯胺粉末完全溶解，得到光感导电胶液，备用。
氧化锌锡薄膜的制备：
在无尘气氛下，将上述制备得到的光感导电胶液在厚度为0.3mm的聚碳酸酯单层中空板正面上涂布形成13μm的薄膜，置于加热台，加热升温至53℃，烘干形成预热处理薄膜，将预热处理薄膜从室温开始以27℃/min的升温速率上升到465℃，恒温处理25min，在聚碳酸酯单层中空板正面形成氧化锌锡薄膜。
光扩散材料的制备：
继续在聚碳酸酯单层中空板反面用刮涂器涂布一层厚度为0.1mm的复合光扩散剂，待复合光扩散剂烘干后涂布聚酰胺酸溶胶，控制涂布量为33g/m2，再置于压片机中热压，控制热压时温度为75℃，压力为1.7mpa，制备得到光扩散材料。
实施例3
复合光扩散剂的制备：
按重量份数计，将12份二水合乙酸锌溶于装有200份异丙醇的烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，加热升温至80℃，向烧杯中加入40份二乙醇胺，用磁力搅拌器以350r/min的转速保温搅拌35min，继续向烧杯中加入18份九水合硝酸铝和15份甲基三甲氧基硅烷保温搅拌直至固体完全溶解，得到复合光扩散剂，备用。
聚酰胺酸溶胶的制备：
按重量份数计，取120份二甲基甲酰胺加入烧杯，将烧杯移入带有磁力搅拌器的水浴锅中，控制水浴锅温度为40℃，启动磁力搅拌器，以550r/min的转速搅拌，向烧杯中加入7份4，4’-二氨基二苯醚，搅拌15min，再加入8份均苯四甲酸酐、6份氢氧化铟，搅拌反应4h，得到聚酰胺酸溶胶。
光感导电胶液的制备：
将锡离子前驱体材料2-乙基己酸亚锡、二乙醇胺和锌离子的前驱体材料醋酸锌加入装有乙二醇单甲醚的烧杯中，搅拌使前驱体材料充分溶解，得到前驱体液，控制醋酸锌和2-乙基己酸亚锡以及乙醇胺加入量的摩尔比为1︰1︰5，醋酸锌和2-乙基己酸亚锡的总摩尔浓度为0.3mol/l，继续向前驱体液中加入5g聚苯胺粉末，加热升温至45℃，搅拌至聚苯胺粉末完全溶解，得到光感导电胶液，备用。
氧化锌锡薄膜的制备：
在无尘气氛下，将上述制备得到的光感导电胶液在厚度为0.4mm的聚碳酸酯单层中空板正面上涂布形成15μm的薄膜，置于加热台，加热升温至55℃，烘干形成预热处理薄膜，将预热处理薄膜从室温开始以30℃/min的升温速率上升到480℃，恒温处理30min，在聚碳酸酯单层中空板正面形成氧化锌锡薄膜。
光扩散材料的制备：
继续在聚碳酸酯单层中空板反面用刮涂器涂布一层厚度为0.2mm的复合光扩散剂，待复合光扩散剂烘干后涂布聚酰胺酸溶胶，控制涂布量为35g/m2，再置于压片机中热压，控制热压时温度为80℃，压力为2.2mpa，制备得到光扩散材料。
对比例1：与实例1的制备方法基本相同，唯有不同的是未加入聚酰胺酸溶胶。
对比例2：与实例2的制备方法基本相同，唯有不同的是未加入光感导电胶液。
对比例3：芜湖市某公司生产的光扩散材料。
对本发明制得的光扩散材料和对比例中的光扩散材料进行检测，检测结果如表1所示：
拉伸强度测试
按照标准astmd638进行测定。
弯曲强度测试
按照标准astmd790进行测定。
透光率/雾度测试
采用透光率/雾度测试仪，按照标准gb/t2410-2008进行测定。
表1性能测定结果
由表1数据可知，本发明制得的光扩散材料性能较优，具有良好的强度以及抗拉伸抗弯曲性能，且阻燃、耐老化性优异、光透过率高、散光性好、热稳定性良好，工艺性好，失效时间显著延长，从而有效提高使用寿命，给led企业带来极好的经济效益，应用前景广阔。