專利名稱：一種led燈遮光板用聚碳酸酯改性材料及其制備方法
一種LED燈遮光板用聚碳酸酯改性材料及其制備方法 本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種LED燈遮光板用聚碳酸酯改性材 料及其制備方法。LED (Light Emitting Diode)，即發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，可以直 接把電轉(zhuǎn)化為光。它體積小、耗電量低、亮度高、低熱量、堅(jiān)固耐用、環(huán)保。這些內(nèi)在特征決 定了它是代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源的最理想光源，有著廣泛的用途?？勺鳛轱@示屏、交通訊號的顯示光 源；LED作為LCD背光源，具有壽命長、發(fā)光效率高、無干擾和性價(jià)比高等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用 于電子手表、手機(jī)、BP機(jī)、電子計(jì)算器和刷卡機(jī)等；由于LED響應(yīng)速度快，可以及早提醒司機(jī) 剎車，減少汽車追尾事故，可作為汽車用燈的光源。LED燈的廣泛應(yīng)用，也對其配件材料提出了更高的要求。如LED燈光源的高亮度對 遮光板的遮光性、尺寸穩(wěn)定性及表面平整性比普通的光源要求更高。之前有人用填充的聚 丙烯，但此材料強(qiáng)度不夠，注塑成型后易翹曲變形；也有人用過填充的高抗沖聚苯乙烯，情 況也類似聚丙烯——翅曲變形。聚碳酸酯(簡稱PC)被譽(yù)為透明金屬。剛硬而有韌性，具有高抗沖擊性，高度的尺 寸穩(wěn)定性和范圍很寬的使用溫度，主要用于生產(chǎn)工業(yè)制品，用來代替金屬及其它合金，在機(jī) 械工業(yè)上作耐沖擊及高強(qiáng)度的零部件。但純聚碳酸酯樹脂的透光度為89-92%，為透明材 料，不適合用作LED燈的遮光板。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種表面光亮，高強(qiáng)度，尺寸穩(wěn)定，高遮光，可以 用作LED燈的遮光板的LED燈遮光板用聚碳酸酯改性材料及其制備方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種LED燈遮光板用聚碳酸 酯改性材料，按重量百分比由以下的組分組成聚碳酸酯樹脂粉體 47. 5-73. 5% ；抗沖改性劑5-10% ；±真料20-40% ；表面處理劑0.8-1.5%;抗氧劑0.2-0.6%;加工助劑0.2-0.6%。所述的聚碳酸酯樹脂為雙酚A型芳香族聚碳酸酯樹脂，重均分子量為 15000-25000 的粉體。所述的抗沖改性劑為核殼MBS類丙烯酸甲酯_ 丁二烯_苯乙烯共聚物或乙烯_甲 基丙烯酸酯共聚物。所述的填料為硫酸鋇母粒或二氧化鋯。
所述的硫酸鋇母粒是以聚稀類聚合物為載體，經(jīng)由表面處理活化的高濃度，高白 度的超微硫酸鋇加工而成。所述的表面處理劑為鈦酸酯類偶聯(lián)劑或鋯酸酯類偶聯(lián)劑。所述的抗氧劑為酚類抗氧劑)和亞磷酸酯類抗氧劑的復(fù)配。所述的加工助劑為N，N'-乙撐雙硬脂酰胺。以上所述的LED燈遮光板用聚碳酸酯改性材料，按重量百分比可以由以下的組分 組成聚碳酸酯樹脂粉體 60-62% ；抗沖改性劑6-7% ；填料25-35% ；表面處理劑0.8-1.5%;抗氧劑0.2-0.6%;加工助劑0.2-0.6%。—種上述LED燈遮光板用聚碳酸酯改性材料制備方法的技術(shù)方案，包括以下步 驟(1)填料預(yù)處理首先將填料置于90-100度的烘箱中烘烤5-7小時(shí)，除去水分；再 放入高混機(jī)中加入表面處理劑高速混合，混合速度550-650r/min，混合溫度70_9(TC，混合 12-18分鐘；(2)再往高混機(jī)中加入已烘好的聚碳酸酯樹脂、抗沖改性劑，抗氧劑及加工助劑混 合12-18分鐘；(3)將步驟⑵中混好的原料，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒；雙螺桿擠出 機(jī)工藝為雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為100-120°C，二區(qū)溫度為160-180 °C，三區(qū)溫度為 230-250°C，四區(qū)溫度為230-245°C，五區(qū)溫度為225_240°C，六區(qū)溫度為220_235°C，七區(qū)溫 度220-235，八區(qū)溫度230-240，模頭溫度230-250，螺桿轉(zhuǎn)速420-480r/min，主機(jī)喂料轉(zhuǎn)數(shù) 為 20-30r/min。本發(fā)明考慮遮光板的表面光亮，高強(qiáng)度，尺寸穩(wěn)定，高遮光的要求，選用增強(qiáng)改性。 因LED燈遮光板表面外觀有較高要求的不能采用玻纖增強(qiáng)，而使用礦物填充增強(qiáng)。本發(fā)明 通過填料的篩選，配方和加工工藝的優(yōu)化，使制備得到的改性料具有高遮光，表面光亮，高 強(qiáng)度，尺寸穩(wěn)定等性能，可以作為LED燈遮光板的專用料。以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)的說明聚碳酸酯為雙酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量為15000-25000的粉體。理論 上粒子樹脂與粉體樹脂都可用，但考慮到要與大量的粉體填料混合均勻，下料。所以本申請 實(shí)施例中均采用聚碳酸酯粉體樹脂，如日本出光的1700粉?？箾_改性劑為核殼型MBS類(丙烯酸甲酯_ 丁二烯_苯乙烯共聚物)或乙烯_甲 基丙烯酸酯共聚物。MBS類主要牌號有日本三菱麗陽的C223A，乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物 有美國杜邦公司的EMA-1125AC。填料為硫酸鋇母?；蚨趸?。硫酸鋇母粒是以聚稀類聚合物(PE或PP)為載體，
5經(jīng)由表面處理活化的高濃度，高白度的超微硫酸鋇經(jīng)過加工而成。當(dāng)添加量達(dá)到30%時(shí)，其 對材料的力學(xué)性能尤其是抗沖擊性能影響較小，基本保持原材料缺口沖擊性能的30%，而 普通的填料像碳酸鈣，滑石粉之類則只能保持10%左右。經(jīng)過處理的硫酸鋇母粒與基體樹 脂有著很好的相容性，使得整個(gè)材質(zhì)均一，性能穩(wěn)定。二氧化鋯是一種耐高溫、耐磨損、耐腐 蝕的無機(jī)非金屬材料。二氧化鋯成斜鋯石型的是黃色或棕色單色斜晶體，密度5. 89。熔點(diǎn) 約2700°C。用化學(xué)法制備的氧化鋯超細(xì)粉，活性高，燒結(jié)性好，是制造高強(qiáng)度、高韌性氧化鋯 基陶瓷的主要原料。本申請中所使用的硫酸鋇母粒為SONY公司的AE-250 ；二氧化鋯為杭 州景天納米科技有限公司生產(chǎn)的純度為99. 9%的二氧化鋯。表面處理劑為鈦酸酯類偶聯(lián)劑或鋯酸酯類偶聯(lián)劑。偶聯(lián)劑分子中的一部分官能團(tuán) 可與有機(jī)分子反應(yīng)，另一部分官能團(tuán)可與無機(jī)物表面的吸附水反應(yīng)，形成牢固的粘合。本申 請中的鈦酸酯類偶聯(lián)劑有美國Kenrich石油公司生產(chǎn)的異丙氧基三羧酰基鈦酸酯，牌號為 KR-TTS ；鋯酸酯類偶聯(lián)劑有美國杜邦公司生產(chǎn)的四正丙基鋯酸酯，牌號為TYZ0RNPZ。抗氧劑為酚類抗氧劑1076 (β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯) 和亞磷酸酯類抗氧劑168 (三(2，4-二叔丁基)亞磷酸苯酯)的復(fù)配。加工助劑為EBS(N，N'-乙撐雙硬脂酰胺)，它具有內(nèi)外潤滑效果和降粘作用，可 提高填料的分散質(zhì)量，降低團(tuán)聚體的尺寸和數(shù)量，降低加工設(shè)備的磨損，并可賦予產(chǎn)品良好 的外觀和光澤。選用的牌號為日本花王的EB-FF。實(shí)施例1組分和含量聚碳酸酯1700粉73. 5%、抗沖改性劑C223A 5 %、填料硫酸鋇母粒 20%、表面處理劑KR-TTS 0.8%、復(fù)配抗氧劑1076 0.1% 168 0.1%、加工助劑EBS 0.5%。首先將填料置于90-100度的烘箱中烘烤6小時(shí)，除去水分；再放入高混機(jī)中加入 表面處理劑高速混合，混合速度600r/min，混合溫度70_90°C，混合15分鐘待用；再往高混機(jī)中加入已烘好的聚碳酸酯樹脂(干燥條件120度烘料4小時(shí))，抗沖 改性劑，抗氧劑及加工助劑混合15分鐘；將混好的原料，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒；雙螺桿擠出機(jī)工藝為雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為100°C，二區(qū)溫度為160°C，三區(qū) 溫度為230°C，四區(qū)溫度為230°C，五區(qū)溫度為225°C，六區(qū)溫度為220°C，七區(qū)溫度220，八區(qū) 溫度230，模頭溫度230，螺桿轉(zhuǎn)速480r/min，主機(jī)喂料轉(zhuǎn)數(shù)為25r/min。實(shí)施例2組分和含量聚碳酸酯1700粉47. 5%、抗沖改性劑C223A 10%、填料硫酸鋇母粒 40%、表面處理劑KR-TTS 1.5%、復(fù)配抗氧劑1076 0. 3% 168 0.3%、加工助劑EBS 0.4%。其余同實(shí)施例1。雙螺桿擠出機(jī)工藝為雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為120°C，二區(qū)溫度為160°C，三區(qū) 溫度為250°C，四區(qū)溫度為245°C，五區(qū)溫度為240°C，六區(qū)溫度為235°C，七區(qū)溫度235，八區(qū) 溫度240，模頭溫度250，螺桿轉(zhuǎn)速420r/min，主機(jī)喂料轉(zhuǎn)數(shù)為20r/min。實(shí)施例3組分和含量聚碳酸酯1700粉60%、抗沖改性劑C223A 8%、填料硫酸鋇母粒 30%、表面處理劑KR-TTS 1%、復(fù)配抗氧劑1076 0. 3% 1680. 3%、加工助劑EBS 0.4%。其余同實(shí)施例1。
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雙螺桿擠出機(jī)工藝為雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為110°C，二區(qū)溫度為180°C，三區(qū) 溫度為235°C，四區(qū)溫度為235°C，五區(qū)溫度為230°C，六區(qū)溫度為230°C，七區(qū)溫度225，八區(qū) 溫度235，模頭溫度240，螺桿轉(zhuǎn)速450r/min，主機(jī)喂料轉(zhuǎn)數(shù)為30r/min。實(shí)施例4聚碳酸酯1700粉73. 5%、抗沖改性劑1125AC 5%、二氧化鋯20%、表面處理劑 TYZOR NPZ 0.8%、復(fù)配抗氧劑 1076 0. 2% 168 0.2%、加工助劑 EBS 0.3%。其余同實(shí)施例1。雙螺桿擠出機(jī)工藝為雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為120°C，二區(qū)溫度為160°C，三區(qū) 溫度為235°C，四區(qū)溫度為230°C，五區(qū)溫度為225°C，六區(qū)溫度為230°C，七區(qū)溫度235，八區(qū) 溫度230，模頭溫度240，螺桿轉(zhuǎn)速450r/min，主機(jī)喂料轉(zhuǎn)數(shù)為25r/min。實(shí)施例5組分和含量聚碳酸酯1700粉47. 5%、抗沖改性劑1125AC 10%、二氧化鋯40%、 表面處理劑TYZOR NPZ 1. 5%、復(fù)配抗氧劑1076 0. 3% 1680. 3%、加工助劑EBS 0.4%。其余同實(shí)施例1。雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為100°C，二區(qū)溫度為170°C，三區(qū)溫度為245°C，四區(qū)溫 度為235°C，五區(qū)溫度為230°C，六區(qū)溫度為225°C，七區(qū)溫度225，八區(qū)溫度220，模頭溫度 240，螺桿轉(zhuǎn)速420r/min，主機(jī)喂料轉(zhuǎn)數(shù)為22r/min。實(shí)施例6組分和含量聚碳酸酯1700粉61. 2%、抗沖改性劑1125AC 7%、二氧化鋯30%、 表面處理劑TYZOR NPZ 1. 2%、復(fù)配抗氧劑1076 0. 2% 1680. 2%、加工助劑EBS 0.2%。其余同實(shí)施例1。雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為120°C，二區(qū)溫度為160°C，三區(qū)溫度為240°C，四區(qū)溫 度為235°C，五區(qū)溫度為230°C，六區(qū)溫度為235°C，七區(qū)溫度230，八區(qū)溫度225，模頭溫度 235，螺桿轉(zhuǎn)速460r/min，主機(jī)喂料轉(zhuǎn)數(shù)為22r/min。實(shí)施例7組分和含量聚碳酸酯1700粉67%、抗沖改性劑C223A 6%、二氧化鋯25%、表面 處理劑KR-TTS 1%、復(fù)配抗氧劑1076 0. 2% 168 0.2%、加工助劑EBS 0.6%。其余同實(shí)施例1。雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為110_160°C，二區(qū)溫度為250°C，三區(qū)溫度為245°C，四區(qū) 溫度為245°C，五區(qū)溫度為240°C，六區(qū)溫度為235°C，七區(qū)溫度235，八區(qū)溫度230，模頭溫度 250，螺桿轉(zhuǎn)速410r/min，主機(jī)喂料轉(zhuǎn)數(shù)為28r/min。實(shí)施例8組分和含量聚碳酸酯1700粉62%、抗沖改性劑1125AC 6 %、填料硫酸鋇母粒 30%、表面處理劑TYZOR NPZ 1. 2 %、復(fù)配抗氧劑1076 0. 1% 168 0.1%、加工助劑EBS 0. 6%。其余同實(shí)施例1。雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為120°C，二區(qū)溫度為180°C，三區(qū)溫度為245°C，四區(qū)溫 度為240°C，五區(qū)溫度為240°C，六區(qū)溫度為235°C，七區(qū)溫度235，八區(qū)溫度230，模頭溫度 230,螺桿轉(zhuǎn)速470r/min，主機(jī)喂料轉(zhuǎn)數(shù)為27r/min。
性能評價(jià)方式及實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)將上述實(shí)施例1-8制備好的物料置于溫度為120_130°C的鼓風(fēng)干燥箱中干燥4_6 小時(shí)，在注塑機(jī)上制樣。放置冷卻24小時(shí)候后測試，測試標(biāo)準(zhǔn)為美國標(biāo)準(zhǔn)。拉伸強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn) ASTM D638，試樣類型為I型，樣條尺寸為57mm*13mm*3· 2mm (有效尺寸)，拉伸速度為50mm/ min ；彎曲強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn):ASTM D790,樣條尺寸為128mm*13mm*3. 2mm,彎曲速度為2mm/min ；懸 臂梁沖擊標(biāo)準(zhǔn):ASTM D256，樣條尺寸為63. 5mm* 12. 7mm*3. 2mm，缺口剩余寬度為10. 71mm, 熔融指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)ASTMD1238條件300°C /1. 2kg。透光度標(biāo)準(zhǔn)ASTM D1003-07試樣尺寸為 50mmX 50mm。實(shí)施例1-8的原料重量百分比及制成的復(fù)合材料性能表 從表中數(shù)據(jù)可看出本申請制備的LED燈遮光板用料的綜合性能優(yōu)良遮光良好、 強(qiáng)度高、韌性好、流動(dòng)性也好，注塑成型后的制件表面平整、尺寸穩(wěn)定、不翹曲。主要原因?yàn)?其彎曲強(qiáng)度可達(dá)70-80MPa，而填充型PP和HIPS的彎曲強(qiáng)度只有40_50MPa。二氧化鋯填充的材料比硫酸鋇母粒填充的要白，表面細(xì)膩。這主要與二氧化鋯本 身的細(xì)度和晶型有關(guān)，且二氧化鋯很耐溫。相同填充量對比時(shí)，其遮光性能也優(yōu)于硫酸鋇母 粒(透光度要小)，而硫酸鋇母粒對沖擊強(qiáng)度的降低比二氧化鋯要小，且對樹脂的流動(dòng)性的減小也比二氧化鋯小，但強(qiáng)度比二氧化鋯填充的低。本申請旨在制備一種可用作LED燈遮光板的聚碳酸酯改性料。通過配方及工藝的 優(yōu)化，得到了外觀優(yōu)良，綜合力學(xué)性能優(yōu)異，尺寸穩(wěn)定，遮光良好的LED燈遮光板用料，實(shí)現(xiàn) 了本申請要達(dá)到的目標(biāo)。上面8個(gè)實(shí)施例中，以二氧化鋯填充的粒子的光澤度和白度都比以硫酸鋇母粒填 充的好。考慮到外觀及綜合力學(xué)性能，以實(shí)施例6和3為最佳實(shí)施例。
權(quán)利要求
一種LED燈遮光板用聚碳酸酯改性材料，其特征在于，按重量百分比由以下的組分組成聚碳酸酯樹脂粉體47.5-73.5％；抗沖改性劑 5-10％；填料20-40％；表面處理劑 0.8-1.5％；抗氧劑 0.2-0.6％；加工助劑0.2-0.6％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈遮光板用聚碳酸酯改性材料，其特征在于，所述的聚碳 酸酯樹脂為雙酚A型芳香族聚碳酸酯樹脂，重均分子量為15000-25000的粉體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈遮光板用聚碳酸酯改性材料，其特征在于，所述的抗沖 改性劑為核殼MBS類丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物或乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈遮光板用聚碳酸酯改性材料，其特征在于，所述的填料 為硫酸鋇母?；蚨趸啞?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED燈遮光板用聚碳酸酯改性材料，其特征在于，所述的硫酸 鋇母粒是以聚稀類聚合物為載體，經(jīng)由表面處理活化的高濃度，高白度的超微硫酸鋇加工 而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈遮光板用聚碳酸酯改性材料，其特征在于，所述的表面 處理劑為鈦酸酯類偶聯(lián)劑或鋯酸酯類偶聯(lián)劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈遮光板用聚碳酸酯改性材料，其特征在于，所述的抗氧 劑為酚類抗氧劑)和亞磷酸酯類抗氧劑的復(fù)配。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈遮光板用聚碳酸酯改性材料，其特征在于，所述的加工 助劑為N，N'-乙撐雙硬脂酰胺。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈遮光板用聚碳酸酯改性材料，其特征在于，按重量百分 比由以下的組分組成聚碳酸酯樹脂粉體 60-62% ；抗沖改性劑6-7% ；填料25-35% ；表面處理劑0.8-1.5%;抗氧劑0.2-0.6%;加工助劑0.2-0.6%。
10.一種權(quán)利要求1所述的LED燈遮光板用聚碳酸酯改性材料的制備方法，其特征在 于，包括以下步驟(1)填料預(yù)處理首先將填料置于90-100度的烘箱中烘烤5-7小時(shí)，除去水分；再放 入高混機(jī)中加入表面處理劑高速混合，混合速度550-650r/min，混合溫度70-90°C，混合 12-18分鐘；(2)再往高混機(jī)中加入已烘好的聚碳酸酯樹脂、抗沖改性劑，抗氧劑及加工助劑混合 12-18分鐘；(3)將步驟(2)中混好的原料，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒；雙螺桿擠出機(jī)工藝為抗沖改性劑 填料20-40% ； 0. 8-1. 5% ； 0. 2-0. 6% ； 0. 2-0. 6%o5-10% ；表面處理劑 抗氧劑加工助劑雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為100-120°C，二區(qū)溫度為160-180°C，三區(qū)溫度為230_250°C，四區(qū) 溫度為230-245°C，五區(qū)溫度為225-240°C，六區(qū)溫度為220_235°C，七區(qū)溫度220-235，八區(qū) 溫度230-240，模頭溫度230-250，螺桿轉(zhuǎn)速420_480r/min，主機(jī)喂料轉(zhuǎn)數(shù)為20_30r/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED燈遮光板用聚碳酸酯改性材料及其制備方法。LED燈遮光板用聚碳酸酯改性材料，按重量百分比由以下的組分組成聚碳酸酯樹脂粉體47.5-73.5％；抗沖改性劑5-10％；填料20-40％；表面處理劑0.8-1.5％；抗氧劑0.2-0.6％；加工助劑0.2-0.6％。本發(fā)明通過填料的篩選，配方和加工工藝的優(yōu)化，使制備得到的改性料具有高遮光，表面光亮，高強(qiáng)度，尺寸穩(wěn)定等性能，可以作為LED燈遮光板的專用料。
文檔編號C08L51/04GK101885907SQ201010224699
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者付天英, 徐東, 徐永 申請人:深圳市科聚新材料有限公司