專利名稱：一種聚合物漫反射材料的配方及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)材料領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于照明裝置的漫反射材料的配方及其生產(chǎn)制備方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，生活水平的提高，人們對環(huán)境的舒適要求也越來越高，目前應(yīng)用較多的反射材料多為鋁、銅、鎳、鉻等金屬材料或塑料表面鍍金屬材料，在這種情況下，如果光源是點(diǎn)光源，這種反射材料形成鏡面反射，容易產(chǎn)生眩光、光照不均勻等問題。而且金屬材料的氧化也會(huì)使其反射效率下降。一般照明反射材料的設(shè)計(jì)僅僅是利用表層帶有光澤的金屬(如薄鋁、或不銹鋼)，或涂上具有反射能力的化學(xué)物質(zhì)(如氧化鋁等物質(zhì))，作為光源反射器之用。但是，任何金屬或涂上化學(xué)物質(zhì)的反射器一旦與空氣接觸日久后，均會(huì)氧化變質(zhì)或被空氣中的酸、堿等化學(xué)物質(zhì)腐蝕，或因溫度及氧化而剝落，喪失反射能力。美國專利4104102號(hào)對反光膜生產(chǎn)有詳細(xì)說明，其采用聚集層復(fù)合工藝，但其在大規(guī)模生產(chǎn)中很難實(shí)現(xiàn)，且成品率低；中國專利CN201020032939.3號(hào)采用堆疊方法復(fù)合而成的層狀結(jié)構(gòu)的反光材料，其制備工藝復(fù)雜，專利CN201010151111.4號(hào)先將反光材料涂覆在基體上，然后再在反光材料上涂覆紫外吸收劑，制備過程包括多層涂覆工藝，很難高效率連續(xù)生產(chǎn)。現(xiàn)有對反光材料的研究和應(yīng)用大多集中在液晶顯示器及工程標(biāo)識(shí)領(lǐng)域方面，面對照明領(lǐng)域的漫反射材料的研究則很少。由此可見，在照明領(lǐng)域急需對反射材料，漫反射材料及制備方法的研究。為此需研究新型反射材料提高高強(qiáng)度點(diǎn)光源的反射效率和漫反射效果，本發(fā)明正是基于上述背景提出，本發(fā)明可用于LED照明及對漫反射要求較高的照明場合，可以推廣LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用。本發(fā)明將高分子材料的加工與微納制造相結(jié)合，從材料本身以及材料表面的微結(jié)構(gòu)制作工藝出 發(fā)，提出了通過將反射材料與微結(jié)構(gòu)光學(xué)設(shè)計(jì)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)良好的漫反射效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種漫反射效果良好的反光材料配方及其生產(chǎn)制備方法。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種聚合物漫反射材料，其特征在于，所述漫反射材料的組分及重量配比為:聚合物PC 85-97 份鈦白粉3-15份，抗氧劑0.1-0.5 份、光穩(wěn)定劑0.5-2份，熒光增白劑0.01-0.05份，分散劑0.5-5份；
所述的鈦白粉為微米級(jí)或納米級(jí)，所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑和輔助抗氧劑；所述的熒光增白劑為噁唑類熒光增白劑，所述分散劑為石蠟、高分子蠟或硬脂酸皂；所述的聚合物為聚丙烯PP、聚對苯二甲酸乙二醇酯PET、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、耐沖擊聚苯乙烯HIPS、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或聚碳酸酯PC。所述的一種聚合物漫反射材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:I)制備漫反射板專用料或者預(yù)混料將聚合物85-97份、鈦白粉3-15份，抗氧劑0.1-0.5份、光穩(wěn)定劑0.5-2份，熒光增白劑0.01-0.05份，分散劑0.5-5份，在攪拌機(jī)中混合均勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，熔融混合制得專用料，或者先將鈦白粉、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、熒光增白劑、分散劑與部分聚合物加入雙螺桿擠出機(jī)中先制備預(yù)混料，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為:一區(qū)溫度:165-230 °C、二區(qū)溫度:170-240°C、三區(qū)溫度:175-250°C、四區(qū)溫度:180_250°C、五區(qū)溫度:180_250°C，六區(qū)溫度:180-260°C，七區(qū)溫度:185-270°C，八區(qū)溫度:185-270°C，九區(qū)溫度:185_285°C，十區(qū)溫度:185-285°C ;雙螺桿轉(zhuǎn)速為100-400r/min ；2)制備漫反射板將所制備的專用料或剩余聚合物與上述預(yù)混料的混合物加入單螺桿擠出機(jī)的料斗，擠出溫度為一區(qū)溫度:165-265°C，二區(qū)溫度:180-280°C，三區(qū)溫度:190_290°C，機(jī)頭溫度為185-295°C ;螺桿轉(zhuǎn)速為10-70r/min ;壓印滾的溫度設(shè)定為30_150°C，牽引速度為2-10m/min ;利用單螺桿擠出成型制造聚合物片材，讓其直接進(jìn)入滾輪微壓印設(shè)備，把滾輪上的微結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印至聚合物片材表面上。上述漫反射材 料的配方及制備方法與現(xiàn)有的反射材料制備方法相比，工藝簡單，可以連續(xù)生產(chǎn)，而且所制備的反射材料最高反射率達(dá)到102%，其中漫反射為96%。壓印滾筒可以為兩個(gè)或三個(gè)，當(dāng)三個(gè)滾筒時(shí)，微結(jié)構(gòu)滾筒在中間。


圖1漫反射板擠出壓印示意圖。I電機(jī)2聯(lián)軸器3料斗4螺桿5平板機(jī)頭6微印滾輪模具7聚合物薄板8加熱圈9驅(qū)動(dòng)滾輪10牽引滾輪。圖2金屬鏡面反射板出光效果圖。圖3本發(fā)明的漫反射板出光效果圖。圖4全反射率對比圖。圖5漫反射率對比圖。
具體實(shí)施方式
:實(shí)施例1配方:PP 90份、鈦白粉(Ti02)5份，抗氧劑0.1份(1010和168質(zhì)量比例為1:1)、光穩(wěn)定劑(JC-790A)1份，熒光增白劑(OB)0.03份，石蠟2份。鈦白粉的粒徑為0.31微米。沒有特殊說明，以下提到的比例都是質(zhì)量比，分散劑是指石蠟，鈦白粉的粒徑為0.31微米。制備方法:
I)制備聚丙烯漫反射板專用料將聚丙烯、鈦白粉、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、熒光增白劑、石蠟按照90份、5份、0.1份(1010和168比例為1:1)、1份、0.03份、2份重量配比在攪拌機(jī)中混合均勻后，于雙螺桿擠出機(jī)中熔融混煉造粒。雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度:175°C，二區(qū)溫度:180°C，三區(qū)溫度:185°C，四區(qū)溫度:185°C，五區(qū)溫度:190°C，六區(qū)溫度:195°C，七區(qū)溫度:195°C，八區(qū)溫度:200°C，九區(qū)溫度:200°C，十區(qū)溫度:200°C，雙螺桿轉(zhuǎn)速為350r/min。2)漫反射板的制備過程首先，設(shè)定擠出機(jī)各段溫度，一區(qū)溫度:185°C、二區(qū)溫度:195 °C、三區(qū)溫度:200°C，機(jī)頭溫度為205°C，螺桿轉(zhuǎn)速為30r/min。微壓印雙滾的溫度設(shè)定為30°C，牽引速度6.5m/min。制備漫反射板的工藝流程見圖1，將烘干的聚合物母粒放入單螺桿擠出機(jī)的加料漏斗3中，使聚合物粒 料能夠直接進(jìn)入擠出機(jī)螺桿中，啟動(dòng)擠出機(jī)電機(jī)I開關(guān)，并設(shè)定其轉(zhuǎn)速。螺桿轉(zhuǎn)速為30r/min。在旋轉(zhuǎn)的擠出機(jī)螺桿4的作用下，聚合物物料沿?cái)D出機(jī)螺桿的螺旋槽方向持續(xù)地向前輸送。在此過程中，聚合物物料不斷地接受來自料筒的外加熱圈8加熱、螺桿與聚合物物料以及料筒與聚合物物料的剪切摩擦熱，逐漸熔融呈粘流態(tài)。最后從機(jī)頭5中擠出成型，形成聚合物薄板后被擠出來。設(shè)定滾輪微壓印設(shè)備驅(qū)動(dòng)滾輪的牽引速度
6.8m/min，待聚合物薄板通過兩滾輪之間的間隙時(shí)，調(diào)整調(diào)距螺母，推動(dòng)微印滾輪模具6往驅(qū)動(dòng)滾輪9方向靠近施壓，此時(shí)微結(jié)構(gòu)滾輪上的圖案結(jié)構(gòu)就可以轉(zhuǎn)印至聚合物薄板的表面上，達(dá)到連續(xù)地復(fù)制微結(jié)構(gòu)。冷卻之后，表面帶有微結(jié)構(gòu)的聚合物薄板就被制作出來，最后利用牽引輪10將制備的漫反射材料收卷。所制備的反射板的各組分如表一所示.
表一
權(quán)利要求
1.一種聚合物漫反射材料，其特征在于，所述漫反射材料的組分及重量配比為: 聚合物PC 85-97份 鈦白粉3-15份， 抗氧劑0.1-0.5份、 光穩(wěn)定劑0.5-2份， 熒光增白劑0.01-0.05份，分散劑0.5-5份； 所述的鈦白粉為微米級(jí)或納米級(jí)，所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑和輔助抗氧劑；所述的熒光增白劑為噁唑類熒光增白劑，所述分散劑為石蠟、高分子蠟或硬脂酸皂；所述的聚合物為聚丙烯PP、聚對苯二甲酸乙二醇酯PET、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、耐沖擊聚苯乙烯HIPS、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或聚碳酸酯PC。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物漫反射材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: O制備漫反射板專用料或者預(yù)混料 將聚合物85-97份、鈦白粉3-15份，抗氧劑0.1-0.5份、光穩(wěn)定劑0.5-2份，熒光增白劑0.01-0.05份，分散劑0.5-5份，在攪拌機(jī)中混合均勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，熔融混合制得專用料，或者先將鈦白粉、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、熒光增白劑、分散劑與部分聚合物加入雙螺桿擠出機(jī)中先制備預(yù)混料，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為:一區(qū)溫度:165-230°C、二區(qū)溫度:170-240°C、三區(qū)溫度:175-250°C、四區(qū)溫度:180-250°C、五區(qū)溫度:180_250°C，六區(qū)溫度:180-260°C，七區(qū)溫度:185-270°C，八區(qū)溫度:185_270°C，九區(qū)溫度:185-285°C，十區(qū)溫度:185-285°C ;雙螺桿轉(zhuǎn)速為 100-400r/min ； 2)制備漫反射板 將所制備的專用料或剩余聚合物與上述預(yù)混料的混合物加入單螺桿擠出機(jī)的料斗，擠出溫度為一區(qū)溫度:165-265°C，二區(qū)溫度:180-280°C，三區(qū)溫度:190_290°C，機(jī)頭溫度為185-2950C ;螺桿轉(zhuǎn)速為10-70r/min ;壓印滾的溫度設(shè)定為30_150°C，牽引速度為2_10m/min ;利用單螺桿擠出成型制造聚合物片材，讓其直接進(jìn)入滾輪微壓印設(shè)備，把滾輪上的微結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印至聚合物片材表面上。
全文摘要
一種聚合物漫反射材料的配方及制備方法涉及光學(xué)材料領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于照明裝置的漫反射材料的配方及其生產(chǎn)制備方法。一種聚合物漫反射材料，其特征在于，所述漫反射材料的組分及重量配比為聚合物PC 85-97份，鈦白粉3-15份 , 抗氧劑0.1-0.5份、光穩(wěn)定劑0.5-2份，熒光增白劑0.01-0.05份，分散劑0.5-5份；所述的聚合物為聚丙烯PP、聚對苯二甲酸乙二醇酯PET、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、耐沖擊聚苯乙烯HIPS、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或聚碳酸酯PC。本發(fā)明工藝簡單，可以連續(xù)生產(chǎn)，而且所制備的反射材料最高反射率達(dá)到102%，其中漫反射為96%。
文檔編號(hào)C08L69/00GK103102668SQ201310006490
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者吳大鳴, 劉穎, 鄭秀婷, 計(jì)紅艷, 許紅, 趙中里, 陳加山, 何慧華, 王偉 申請人:北京化工大學(xué), 濟(jì)源市藍(lán)曼節(jié)能科技有限公司