一種單面微結(jié)構(gòu)陣列玻璃導(dǎo)光板的制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單面微結(jié)構(gòu)陣列玻璃導(dǎo)光板的制備工藝，其特征在于，采用甲基丙烯酸甲酯、偶氮二異丁腈和聚乙烯醇作為原料，并通過懸浮聚合法制備PMMA聚合物，然后通過射出成型工藝制備玻璃導(dǎo)光板，采用控制變量法對甲基丙烯酸甲酯的懸浮聚合工藝進(jìn)行了優(yōu)化，目的是在保證實驗或合成成功的基礎(chǔ)上，獲取更高的產(chǎn)率和品質(zhì)優(yōu)良的聚甲基丙烯酸甲酯，采用射出成型的工藝，導(dǎo)光板與微結(jié)構(gòu)在射出成型中同步完成，能制備高透光性能的單面微結(jié)構(gòu)陣列玻璃導(dǎo)光板，成本較低、操作方便、加工快捷，簡化了現(xiàn)有技術(shù)的工藝，適宜推廣。
【專利說明】
一種單面微結(jié)構(gòu)陣列玻璃導(dǎo)光板的制備工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及玻璃導(dǎo)光板制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單面微結(jié)構(gòu)陣列玻璃導(dǎo)光板 的制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 導(dǎo)光板（lightguideplate)是利用光學(xué)級的亞克力/PC板材，然后用具有極高反射 率且不吸光的高科技材料，在光學(xué)級的亞克力板材底面用UV網(wǎng)版印刷技術(shù)印上導(dǎo)光點。利 用光學(xué)級亞克力板材吸取從燈發(fā)出來的光在光學(xué)級亞克力板材表面的停留，當(dāng)光線射到各 個導(dǎo)光點時，反射光會往各個角度擴(kuò)散，然后破壞反射條件由導(dǎo)光板正面射出。通過各種疏 密、大小不一的導(dǎo)光點，可使導(dǎo)光板均勻發(fā)光。反射片的用途在于將底面露出的光反射回導(dǎo) 光板中，用來提高光的使用效率;同等面積發(fā)光亮度情況下，發(fā)光效率高，功耗低。單面微結(jié) 構(gòu)陣列導(dǎo)光板一般采用押出成型的制作工藝。
[0003] 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，俗稱有機(jī)玻璃，它以無毒環(huán)保、價格便宜、光學(xué)性能優(yōu) 異而著稱，是聚丙烯酸類塑料中應(yīng)用最廣泛的一種，是迄今為止合成透明材料中質(zhì)地最優(yōu) 異的一種材料。又因具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、無毒性和耐候性，被廣泛應(yīng)用于航空、建材、民 用制品如生產(chǎn)餐具，衛(wèi)生潔具以及導(dǎo)光板制備領(lǐng)域等。
[0004] 在聚甲基丙烯酸甲酯的懸浮聚合過程中存在兩大難題，一是制備過程是一個分 散-凝聚的動態(tài)平衡體系，當(dāng)達(dá)到中等單體轉(zhuǎn)化率時，單體液滴的粘性增大，凝聚傾向增強(qiáng)， 容易發(fā)生凝聚，導(dǎo)致實驗或者合成失敗，在工業(yè)生產(chǎn)中甚至釀成事故，是懸浮聚合的危險 期;二是如何獲得均勻的顆粒尺寸分布，原料的性能直接影響玻璃導(dǎo)光板的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對以上問題，本發(fā)明提供了一種單面微結(jié)構(gòu)陣列玻璃導(dǎo)光板的制備工藝，采用 控制變量法對甲基丙烯酸甲酯的懸浮聚合工藝進(jìn)行了優(yōu)化，目的是在保證實驗或合成成功 的基礎(chǔ)上，獲取更高的產(chǎn)率和品質(zhì)優(yōu)良的聚甲基丙烯酸甲酯，采用射出成型的工藝，導(dǎo)光板 與微結(jié)構(gòu)在射出成型中同步完成，能制備高透光性能的單面微結(jié)構(gòu)陣列玻璃導(dǎo)光板，成本 較低、操作方便、加工快捷，簡化了現(xiàn)有技術(shù)的工藝，適宜推廣，可以有效解決【背景技術(shù)】中的 問題。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種單面微結(jié)構(gòu)陣列玻璃導(dǎo)光 板的制備工藝，采用甲基丙烯酸甲酯、偶氮二異丁腈和聚乙烯醇作為原料，并通過懸浮聚合 法制備PMMA聚合物，然后通過射出成型工藝制備玻璃導(dǎo)光板。
[0007] 作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，PMMA聚合物的制備步驟如下： (la) 原料的預(yù)處理:對甲基丙烯酸甲酯進(jìn)行蒸餾，配制濃度為5-6%的聚乙烯醇水溶 液，配制BP0的聚甲基丙烯酸甲酯溶液； (lb) 加料:首先在三頸瓶中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-6 %的聚乙烯醇水溶液12mL，再加入40-50mL蒸餾水，進(jìn)行邊攪拌變升溫，觀察聚乙烯醇的溶解情況;等聚乙烯醇全部溶解后，加入 溶有BPO的聚甲基丙烯酸甲酯溶液10-15mL，并用20-30mL蒸餾水洗滌盛放聚甲基丙烯酸甲 酯的容器，全部傾入三頸瓶中； (lc) 加熱反應(yīng):加熱升溫到70-82°C，加熱30-40min，并調(diào)節(jié)攪拌速度，使液滴的大小為 半個米粒至一個米粒，保持?jǐn)嚢杷俣群愣ǎ郎刂?5-77°C，加熱90-100min;再用滴管吸取 少量的珠狀物，在水中冷卻后看是否變硬，如果變硬可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)高溫度使其硬化速度加 快，如果不硬繼續(xù)讓其反應(yīng)同時并減慢攪拌速度，使單體反應(yīng)完全;經(jīng)試驗變硬后，繼續(xù)升 溫至80-90 °C，在緩慢攪拌下反應(yīng)持續(xù)30-40min，直至反應(yīng)結(jié)束； (ld) 聚合物與溶劑的分離：用水冷卻，然后將產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至燒杯，用溫溫度為40-45°C的 蒸餾水洗滌燒瓶，全部轉(zhuǎn)移至燒杯，然后抽濾，并用冷蒸餾水進(jìn)行洗滌聚合物3-5次； (1 e)烘干:將抽濾后的聚合物放入烘箱中進(jìn)行烘干，烘干溫度為60-70°C，烘干時間為 60_70min〇
[0008] 作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，射出成型工藝包括如下步驟： (2a)裝料:將烘干的到的聚合物裝入模具的料筒； (2b)閉合射出模； (2c)射出沖模保壓:在模具中熔體冷卻收縮時，繼續(xù)保持施壓狀態(tài)迫使?jié)部诟浇娜?料不斷補(bǔ)充入模具中，使型腔的塑料能成型出形狀完整而致密的塑件； (2d)冷卻定型:冷卻溫度為60-70 °C; (2e)開啟射出模； (2f)脫模卸料。
[0009] 作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，在步驟(2a)中，該聚合物注入該模具中前，將該 模具抽真空；以及在注入該模具中后，將該模具破真空。
[0010] 作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟(2b)中，料筒的溫度設(shè)定如下： 第一段172~178°C，第二段177~183°C，第三段167~173°C ; 作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟(2a)中，射出成型機(jī)的參數(shù)設(shè)定如下:冷卻 時間：7~9秒； 注射時間：1~3秒； 注射壓力:85~95bar; 注射速度：15~20cm/s; 材料收縮率:〇.8~1.0% ; 脫模斜度:30~34分。
[0011] 作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟(lb)中攪拌升溫的最高升溫為60°C。
[0012] 作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟(lb)中攪拌的速度為250-270r/min。 [0013]本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明采用控制變量法對甲基丙烯酸甲酯的懸浮聚合工藝進(jìn)行了優(yōu)化，目的是在保證 實驗或合成成功的基礎(chǔ)上，獲取更高的產(chǎn)率和品質(zhì)優(yōu)良的聚甲基丙烯酸甲酯，采用射出成 型的工藝，導(dǎo)光板與微結(jié)構(gòu)在射出成型中同步完成，能制備高透光性能的單面微結(jié)構(gòu)陣列 玻璃導(dǎo)光板，成本較低、操作方便、加工快捷，簡化了現(xiàn)有技術(shù)的工藝，適宜推廣。
【具體實施方式】
[0014] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明 進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于 限定本發(fā)明。
[0015] 實施例1: 一種單面微結(jié)構(gòu)陣列玻璃導(dǎo)光板的制備工藝，采用甲基丙烯酸甲酯、偶氮二異丁腈和 聚乙烯醇作為原料，并通過懸浮聚合法制備PMMA聚合物，然后通過射出成型工藝制備玻璃 導(dǎo)光板。
[0016] 作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，PMMA聚合物的制備步驟如下： (la) 原料的預(yù)處理:對甲基丙烯酸甲酯進(jìn)行蒸餾，配制濃度為5-6%的聚乙烯醇水溶 液，配制BP0的聚甲基丙烯酸甲酯溶液； (lb) 加料:首先在三頸瓶中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的聚乙烯醇水溶液12mL，再加入40mL蒸 餾水，進(jìn)行邊攪拌變升溫，觀察聚乙烯醇的溶解情況;等聚乙烯醇全部溶解后，加入溶有BP0 的聚甲基丙烯酸甲酯溶液10mL，并用20mL蒸餾水洗滌盛放聚甲基丙烯酸甲酯的容器，全部 傾入三頸瓶中； (lc) 加熱反應(yīng):加熱升溫到70 °C，加熱30min，并調(diào)節(jié)攪拌速度，使液滴的大小為半個米 粒至一個米粒，保持?jǐn)嚢杷俣群愣?，升溫?5°C，加熱90-100min;再用滴管吸取少量的珠狀 物，在水中冷卻后看是否變硬，如果變硬可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)高溫度使其硬化速度加快，如果不硬 繼續(xù)讓其反應(yīng)同時并減慢攪拌速度，使單體反應(yīng)完全;經(jīng)試驗變硬后，繼續(xù)升溫至80°C，在 緩慢攪拌下反應(yīng)持續(xù)30min，直至反應(yīng)結(jié)束； (ld) 聚合物與溶劑的分離:用水冷卻，然后將產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至燒杯，用溫溫度為40°C的蒸餾 水洗滌燒瓶，全部轉(zhuǎn)移至燒杯，然后抽濾，并用冷蒸餾水進(jìn)行洗滌聚合物3次； (1 e)烘干：將抽濾后的聚合物放入烘箱中進(jìn)行烘干，烘干溫度為60 °C，烘干時間為 60min〇
[0017]射出成型工藝包括如下步驟： (2a)裝料:將烘干的到的聚合物裝入模具的料筒； (2b)閉合射出模； (2c)射出沖模保壓:在模具中熔體冷卻收縮時，繼續(xù)保持施壓狀態(tài)迫使?jié)部诟浇娜?料不斷補(bǔ)充入模具中，使型腔的塑料能成型出形狀完整而致密的塑件； (2d)冷卻定型:冷卻溫度為60 °C; (2e)開啟射出模； (2f)脫模卸料。
[0018]在步驟(2a)中，該聚合物注入該模具中前，將該模具抽真空；以及在注入該模具中 后，將該t吳具破真空。
[0019]在步驟(2b)中，料筒的溫度設(shè)定如下： 第一段172°C，第二段177°C，第三段167°C ; 在步驟(2a)中，射出成型機(jī)的參數(shù)設(shè)定如下:冷卻時間:7秒； 注射時間：1秒； 注射壓力:85bar; 注射速度:15cm/s; 材料收縮率:〇.8%; 脫模斜度:30分。
[0020]在步驟(lb)中攪拌升溫的最高升溫為60°C。
[0021] 在步驟(lb)中攪拌的速度為250r/min。
[0022] 實施例2 一種單面微結(jié)構(gòu)陣列玻璃導(dǎo)光板的制備工藝，采用甲基丙烯酸甲酯、偶氮二異丁腈和 聚乙烯醇作為原料，并通過懸浮聚合法制備PMMA聚合物，然后通過射出成型工藝制備玻璃 導(dǎo)光板。
[0023]作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，PMMA聚合物的制備步驟如下： (la) 原料的預(yù)處理:對甲基丙烯酸甲酯進(jìn)行蒸餾，配制濃度為6%的聚乙烯醇水溶液， 配制BP0的聚甲基丙烯酸甲酯溶液； (lb) 加料:首先在三頸瓶中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6 %的聚乙烯醇水溶液12mL，再加入50mL蒸 餾水，進(jìn)行邊攪拌變升溫，觀察聚乙烯醇的溶解情況;等聚乙烯醇全部溶解后，加入溶有BP0 的聚甲基丙烯酸甲酯溶液15mL，并用30mL蒸餾水洗滌盛放聚甲基丙烯酸甲酯的容器，全部 傾入三頸瓶中； (lc) 加熱反應(yīng):加熱升溫到82°C，加熱40min，并調(diào)節(jié)攪拌速度，使液滴的大小為半個米 粒至一個米粒，保持?jǐn)嚢杷俣群愣?，升溫?7°C，加熱lOOmin;再用滴管吸取少量的珠狀物， 在水中冷卻后看是否變硬，如果變硬可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)高溫度使其硬化速度加快，如果不硬繼 續(xù)讓其反應(yīng)同時并減慢攪拌速度，使單體反應(yīng)完全;經(jīng)試驗變硬后，繼續(xù)升溫至90°C，在緩 慢攪拌下反應(yīng)持續(xù)40min，直至反應(yīng)結(jié)束； (ld) 聚合物與溶劑的分離:用水冷卻，然后將產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至燒杯，用溫溫度為45°C的蒸餾 水洗滌燒瓶，全部轉(zhuǎn)移至燒杯，然后抽濾，并用冷蒸餾水進(jìn)行洗滌聚合物5次； (1 e)烘干：將抽濾后的聚合物放入烘箱中進(jìn)行烘干，烘干溫度為70 °C，烘干時間為 70min〇
[0024]射出成型工藝包括如下步驟： (2a)裝料:將烘干的到的聚合物裝入模具的料筒； (2b)閉合射出模； (2c)射出沖模保壓:在模具中熔體冷卻收縮時，繼續(xù)保持施壓狀態(tài)迫使?jié)部诟浇娜?料不斷補(bǔ)充入模具中，使型腔的塑料能成型出形狀完整而致密的塑件； (2d)冷卻定型:冷卻溫度為70 °C; (2e)開啟射出模； (2f)脫模卸料。
[0025]在步驟(2a)中，該聚合物注入該模具中前，將該模具抽真空；以及在注入該模具中 后，將該t吳具破真空。
[0026]在步驟(2b)中，料筒的溫度設(shè)定如下： 第一段178°C，第二段183°C，第三段173°C ; 在步驟(2a)中，射出成型機(jī)的參數(shù)設(shè)定如下:冷卻時間:9秒； 注射時間:3秒； 注射壓力:95bar; 注射速度:20cm/S; 材料收縮率:1.0%; 脫模斜度:34分。
[0027]在步驟(lb)中攪拌升溫的最高升溫為60°C。
[0028] 在步驟(lb)中攪拌的速度為270r/min。
[0029] 上述實施例1至實施例3的性能測試結(jié)果如下:_
基于上述，本發(fā)明采用控制變量法對甲基丙烯酸甲酯的懸浮聚合工藝進(jìn)行了優(yōu)化，目 的是在保證實驗或合成成功的基礎(chǔ)上，獲取更高的產(chǎn)率和品質(zhì)優(yōu)良的聚甲基丙烯酸甲酯， 采用射出成型的工藝，導(dǎo)光板與微結(jié)構(gòu)在射出成型中同步完成，能制備高透光性能的單面 微結(jié)構(gòu)陣列玻璃導(dǎo)光板，成本較低、操作方便、加工快捷，簡化了現(xiàn)有技術(shù)的工藝，適宜推 廣。
[0030] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種單面微結(jié)構(gòu)陣列玻璃導(dǎo)光板的制備工藝，其特征在于，采用甲基丙烯酸甲酯、偶 氮二異丁腈和聚乙烯醇作為原料，并通過懸浮聚合法制備PMMA聚合物，然后通過射出成型 工藝制備玻璃導(dǎo)光板。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單面微結(jié)構(gòu)陣列玻璃導(dǎo)光板的制備工藝，其特征在于， PMM聚合物的制備步驟如下： (la) 原料的預(yù)處理：對甲基丙烯酸甲酯進(jìn)行蒸餾，配制濃度為5-6%的聚乙烯醇水溶 液，配制BPO的聚甲基丙烯酸甲酯溶液； (lb) 加料:首先在三頸瓶中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-6%的聚乙烯醇水溶液12mL，再加入40-50mL蒸餾水，進(jìn)行邊攪拌變升溫，觀察聚乙烯醇的溶解情況;等聚乙烯醇全部溶解后，加入 溶有BPO的聚甲基丙烯酸甲酯溶液10_15mL，并用20-30mL蒸餾水洗滌盛放聚甲基丙烯酸甲 酯的容器，全部傾入三頸瓶中； (lc) 加熱反應(yīng):加熱升溫到70-82°C，加熱30-40min，并調(diào)節(jié)攪拌速度，使液滴的大小為 半個米粒至一個米粒，保持?jǐn)嚢杷俣群愣?，升溫?5-77°C，加熱90-100min;再用滴管吸取 少量的珠狀物，在水中冷卻后看是否變硬，如果變硬可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)高溫度使其硬化速度加 快，如果不硬繼續(xù)讓其反應(yīng)同時并減慢攪拌速度，使單體反應(yīng)完全;經(jīng)試驗變硬后，繼續(xù)升 溫至80-90 °C，在緩慢攪拌下反應(yīng)持續(xù)30-40min，直至反應(yīng)結(jié)束； (ld) 聚合物與溶劑的分離：用水冷卻，然后將產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至燒杯，用溫溫度為40-45Γ的 蒸餾水洗滌燒瓶，全部轉(zhuǎn)移至燒杯，然后抽濾，并用冷蒸餾水進(jìn)行洗滌聚合物3-5次； (le) 烘干:將抽濾后的聚合物放入烘箱中進(jìn)行烘干，烘干溫度為60-70°C，烘干時間為 60_70min〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單面微結(jié)構(gòu)陣列玻璃導(dǎo)光板的制備工藝，其特征在于，射 出成型工藝包括如下步驟： (2a)裝料:將烘干的到的聚合物裝入模具的料筒； (2b)閉合射出模； (2c)射出沖模保壓:在模具中熔體冷卻收縮時，繼續(xù)保持施壓狀態(tài)迫使?jié)部诟浇娜?料不斷補(bǔ)充入模具中，使型腔的塑料能成型出形狀完整而致密的塑件； (2d)冷卻定型:冷卻溫度為60-70 °C; (2e)開啟射出模； (2f)脫模卸料。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種單面微結(jié)構(gòu)陣列玻璃導(dǎo)光板的制備工藝，其特征在于，在 步驟(2a)中，該聚合物注入該模具中前，將該模具抽真空；以及在注入該模具中后，將該模 具破真空。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種單面微結(jié)構(gòu)陣列玻璃導(dǎo)光板的制備工藝，其特征在于，所 述步驟(2a)中，料筒的溫度設(shè)定如下： 第一段172~178°C，第二段177~183°C，第三段167~173°C · 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高強(qiáng)節(jié)能環(huán)保型減水劑，其特征在于，所述步驟(2a)中，射 出成型機(jī)的參數(shù)設(shè)定如下:冷卻時間：7~9秒； 注射時間：1~3秒； 注射壓力:85~95bar; 注射速度：15~20cm/s; 材料收縮率:0.8~1.0%; 脫模斜度:30~34分。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種單面微結(jié)構(gòu)陣列玻璃導(dǎo)光板的制備工藝，其特征在于，所 述步驟(Ib)中攪拌升溫的最高升溫為60°C。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種單面微結(jié)構(gòu)陣列玻璃導(dǎo)光板的制備工藝，其特征在于，所 述步驟(Ib)中攪拌的速度為250-270r/min。
【文檔編號】G02B6/00GK105891935SQ201610311211
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月11日
【發(fā)明人】李愛冰
【申請人】李愛冰