一種光擴(kuò)散薄膜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光擴(kuò)散薄膜及其制備方法，其組成按重量配比為：高分子基體材料95.0-99.9％；光散射劑0.1-5.0％。該發(fā)明采用高分子基體為主體，添加光擴(kuò)散劑，通過(guò)在溶液中均勻分散的方法，制備光擴(kuò)散薄膜。本發(fā)明的光擴(kuò)散薄膜可用于光學(xué)領(lǐng)域各種相關(guān)制品的制備，環(huán)保，安全性能高，適合制作LED用燈罩材料。本發(fā)明采取的溶液法可以解決光擴(kuò)散劑在高分子基體中分散不均的問(wèn)題，使得到的光擴(kuò)散材料具有較高的透過(guò)率及霧度，性能明顯優(yōu)于一般工藝條件的樣品。而且，本發(fā)明的薄膜使用溶液法制備得高霧度高透光率的薄膜，避免了使用熔融共混時(shí)出現(xiàn)的聚碳酸酯等基體材料降解、發(fā)黃的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種光擴(kuò)散薄膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光擴(kuò)散薄膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]照明是人類生活中不可缺少的。對(duì)于多數(shù)情況的照明，都需要照明光具有均勻的空間光強(qiáng)(或光亮度)分布。LED管芯的尺寸非常小，發(fā)光區(qū)域也很小，對(duì)于照明而言是真正的點(diǎn)光源。為實(shí)現(xiàn)均勻照明，就需要將點(diǎn)光源或線光源發(fā)出的光變換成面發(fā)光。常用的方法就是在光源前加入具有光散射或光擴(kuò)散作用的光擴(kuò)散板，實(shí)現(xiàn)上述變換。
[0003]光擴(kuò)散板是在光散射聚合物中摻雜了與基材折射率不同的光擴(kuò)散劑。光線在這些顆粒上通過(guò)散射改變傳播方向，側(cè)向散射光射出去，不能射出的前向散射光線也會(huì)繼續(xù)向遠(yuǎn)端傳播，進(jìn)行下一次散射。光的散射發(fā)生在整個(gè)板中，所以光線在導(dǎo)光板中傳播路徑更短，光線利用效率更高。光擴(kuò)散劑實(shí)際上是具有一定大小分布的顆粒，其材料可以是無(wú)機(jī)的也可以是有機(jī)的。常用的無(wú)機(jī)粒子有二氧化娃、氧化鋅、二氧化鈦、氧化錯(cuò)、氧化招、硫化鋅、硫酸鋇，以及其混合物等。常用的有機(jī)顆粒包括苯乙烯類聚合物、丙烯酸類聚合物、硅氧烷類聚合物等。
[0004]但是，就目前而言，無(wú)論使用單一的無(wú)機(jī)或者有機(jī)光擴(kuò)散劑，或者是使用多種光擴(kuò)散劑的組合，均有一個(gè)很嚴(yán)重的缺陷，那就是在基體材料中的分散問(wèn)題。光擴(kuò)散劑在基體材料中不能很好的分散，那就會(huì)導(dǎo)致所制成的光擴(kuò)散材料不能實(shí)現(xiàn)勻光的效果。而本發(fā)明使用溶液法將光擴(kuò)散劑分散于基體材料中，制備成膜，再將膜應(yīng)用于透明基體材料，或者制備成母粒再與基體材料復(fù)合，解決了光擴(kuò)散劑分散不均勻的問(wèn)題。
[0005]表征光擴(kuò)散材料性能的主要技術(shù)參數(shù)包括透光率和霧度。透光率表不光擴(kuò)散材料對(duì)入射光的總體利用率，而霧 度則表示入射光偏離原入射方向的程度，故可以用來(lái)表征光擴(kuò)散材料對(duì)入射光引入的擴(kuò)散程度。對(duì)于基于粒子散射的光擴(kuò)散材料來(lái)講，霧度的增加必然要引起透光率的減小。人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫臒粽制渫腹饴示皇呛芨?，也就是說(shuō)有相當(dāng)一部分光能量被損失掉。因此，開(kāi)發(fā)具有高透光率和高霧度的光擴(kuò)散材料對(duì)于有效利用光源的光能十分重要。如前所述，LED是典型的點(diǎn)光源，要將其轉(zhuǎn)換成照度均勻的面光源才能發(fā)揮照明的柔和效果，而具有高霧度和高透光率的光擴(kuò)散材料是實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種光擴(kuò)散薄膜及其制備方法，使光擴(kuò)散劑均勻的分散于高分子基體材料中，并且其應(yīng)用與光擴(kuò)散板上，能使光擴(kuò)散板達(dá)到較好的霧度與透光率的平衡。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種光擴(kuò)散薄膜，由高分子基體和光擴(kuò)散劑通過(guò)溶液法成型，其組成按重量配比為: 高分子基體 95.0-99.9%,光擴(kuò)散劑0.1%~5.0%。
[0008]所述薄膜總厚度在0.05-0.99mm之間。
[0009]所述高分子基體材料選用折射率為1.3-1.8的高分子材料。
[0010]所述高分子基體為聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯的一種或者幾種所形成的混合材料。
[0011]所述的光擴(kuò)散劑包括有機(jī)硅樹(shù)脂球形微粉、聚苯乙烯、二氧化硅、二氧化鈦和氧化鎂的一種或幾種混合物。
[0012]一種光擴(kuò)散薄膜的制備方法，用于制備上述光擴(kuò)散薄膜，包括如下步驟:
O按重量配比稱取高分子材料、光擴(kuò)散劑；
2)將高分子材料溶解于有機(jī)溶劑中；
3)將光擴(kuò)散劑粉體加入溶有高分子材料的有機(jī)溶劑中，40°C恒溫?cái)嚢?2小時(shí)；
4)用滴管移取l_3ml溶液于載玻片上，在勻膠機(jī)上以600r/min預(yù)轉(zhuǎn)10s，再以2000r/min轉(zhuǎn)30s，于80°C下干燥；再滴加分散液，與之前相同的預(yù)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速使其平鋪，烘干，以此往復(fù)10-50次。
[0013]步驟3)所述的有機(jī)溶劑為四氯乙烷或二氯甲烷中的一種。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的優(yōu)點(diǎn): 本發(fā)明使光擴(kuò)散劑通過(guò)溶液法均勻的分散于高分子基體材料中，所得產(chǎn)品不僅可以使用粘著劑用于LED燈罩材料，還可以用于制作母粒。而且，本發(fā)明的薄膜使用溶液法制備得高霧度高透光率的薄膜，避免了使用熔融共混時(shí)出現(xiàn)的聚碳酸酯等基體材料降解、發(fā)黃的問(wèn)題。此外，此制備方法操作簡(jiǎn)單，而且原料價(jià)格實(shí)惠。本發(fā)明的光擴(kuò)散薄膜全光線透過(guò)率為 60%-100%，霧度為 40%-80%。
【具體實(shí)施方式】
[0015]在下列實(shí)施例的材料中，高分子基體材料選用折射率為1.586的聚碳酸酯材料，光擴(kuò)散劑選用日本信越生產(chǎn)的，商品牌號(hào)為KMP-590，有機(jī)溶劑選用四氯乙烷。
[0016]實(shí)施例1
稱取4.95g聚碳酸酯粒子，加于50ml四氯乙烷中，40°C恒溫溶解24小時(shí)。稱取0.05gKMP-590，加入溶有聚碳酸酯的四氯乙烷中，40°C下恒溫?cái)嚢?2小時(shí)，用滴管移取Iml溶液于載玻片上，先設(shè)置轉(zhuǎn)速600r/min預(yù)轉(zhuǎn)10s，當(dāng)液體鋪開(kāi)后以2000r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)30s，80°C烘干，再滴加分散液，與之前相同的預(yù)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速使其平鋪，烘干，以此往復(fù)20次。得光擴(kuò)散聚碳酸酯薄膜。
[0017]實(shí)施例2
稱取4.90g聚碳酸酯粒子，加于50ml四氯乙烷中，40°C恒溫溶解24小時(shí)。稱取0.1gKMP-590，加入溶有聚碳酸酯的四氯乙烷中，40°C下恒溫?cái)嚢?2小時(shí)，用滴管移取Iml于載玻片上，先設(shè)置轉(zhuǎn)速600r/min預(yù)轉(zhuǎn)10s，當(dāng)液體鋪開(kāi)后以2000r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)30s，80°C烘干，再滴加分散液，與之前相同的預(yù)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速使其平鋪，烘干，以此往復(fù)20次。得光擴(kuò)散聚碳酸酯薄膜。
[0018]實(shí)施例3
稱取4.85g聚碳酸酯粒子，加于50ml四氯乙烷中，40°C恒溫溶解24小時(shí)。稱取0.15gKMP-590，加入溶有聚碳酸酯的四氯乙烷中，40°C下恒溫?cái)嚢?2小時(shí)，用滴管移取Iml于載玻片上，先設(shè)置轉(zhuǎn)速600r/min預(yù)轉(zhuǎn)10s，當(dāng)液體鋪開(kāi)后以2000r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)30s，80°C烘干，再滴加分散液，與之前相同的預(yù)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速使其平鋪，烘干，以此往復(fù)20次。得光擴(kuò)散聚碳酸酯薄膜。
[0019] 性能測(cè)試:
透光率測(cè)試及霧度測(cè)試按照美國(guó)材料實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D1003-61 (1997)，測(cè)試結(jié)果如下表:
【權(quán)利要求】
1.一種光擴(kuò)散薄膜，由高分子基體和光擴(kuò)散劑通過(guò)溶液法成型，其特征在于，其組成按重量配比為: 高分子基體 95.0-99.9%, 光擴(kuò)散劑0.1%~5.0%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光擴(kuò)散薄膜，其特征在于，所述薄膜總厚度在0.05-0.99mm 之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光擴(kuò)散薄膜，其特征在于，所述高分子基體材料選用折射率為1.3-1.8的高分子材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光擴(kuò)散薄膜，其特征在于，所述高分子基體為聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯的一種或者幾種所形成的混合材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光擴(kuò)散薄膜，其特征在于，所述的光擴(kuò)散劑包括有機(jī)娃樹(shù)脂球形微粉、聚苯乙烯、二氧化硅、二氧化鈦和氧化鎂的一種或幾種混合物。
6.一種光擴(kuò)散薄膜的制備方法，用于制備根據(jù)權(quán)利要求1所述光擴(kuò)散薄膜，其特征在于，包括如下步驟: O按重量配比稱取高分子材料、光擴(kuò)散劑； 2)將高分子材料溶解于有 機(jī)溶劑中； 3)將光擴(kuò)散劑粉體加入溶有高分子材料的有機(jī)溶劑中，40°C恒溫?cái)嚢?2小時(shí)； 4)用滴管移取l_3ml溶液于載玻片上，在勻膠機(jī)上以600r/min預(yù)轉(zhuǎn)10s，再以2000r/min轉(zhuǎn)30s，于80°C下干燥；再滴加分散液，與之前相同的預(yù)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速使其平鋪，烘干，以此往復(fù)10-50次。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種光擴(kuò)散薄膜的制備方法，其特征在于，步驟3)所述的有機(jī)溶劑為四氯乙烷或二氯甲烷中的一種。
【文檔編號(hào)】C08L83/04GK103467962SQ201310414713
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】施利毅, 丁鵬, 趙昱, 巴超群 申請(qǐng)人:上海大學(xué)