一種光擴散材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光擴散材料，其特征在于，其由納米混合物A與聚合物II，按照質(zhì)量比為1∶100～20∶100的比例，混合制備而成。其中所述的納米混合物A由無機納米粉體與聚合物I，按照質(zhì)量比為5∶1000～50∶1000的比例，混合制備而成。本發(fā)明還公開了該光擴散材料的制備方法。本發(fā)明的有益效果是：采用納米復(fù)合與聚合物共混的方法，省去了光擴散劑，通過調(diào)控各組分間的比例以及結(jié)晶組分的結(jié)晶度以達(dá)到調(diào)控光擴散材料的透光率與霧度的目的。本發(fā)明制得的光擴散材料光學(xué)霧度≥90％，透光率≥50％，并且具有工藝可控性強，成本低等優(yōu)點，且原料易得，工藝可控性強。
【專利說明】一種光擴散材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種光擴散材料，以及該光擴散材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]LED是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體，它的光源具有低能耗、低熱量、環(huán)保、壽命長等優(yōu)點，因此LED廣受青睞，并且有望取代傳統(tǒng)的白熾燈和節(jié)能燈成為第四代照明光源。但LED是點光源，發(fā)光集中且強烈，這就會造成亮度不均勻，產(chǎn)生眩光。采用光擴散材料作為燈罩，就可以使LED的點光源通過散射作用轉(zhuǎn)換成面光源，在保證亮度的同時解決眩光的問題。目前關(guān)于光擴散材料的制備方法是在聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯及聚苯乙烯等樹脂材料中添加光擴散劑，以達(dá)到光散射的目的。由于光擴散劑等關(guān)鍵材料的制備技術(shù)沒有國有化，使光擴散產(chǎn)品成本居高不下，從而限制了 LED的應(yīng)用以及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。采用納米復(fù)合技術(shù)生產(chǎn)光擴散材料可大大降低成本，并能有效調(diào)控材料的透光率與霧度，但目前尚未看到此類報道。在專利CN200810030341.8中公開了一種體散射聚合物導(dǎo)光板及其注塑母料的制備方法，但該方法配料復(fù)雜，操作性較差。在專利CN201110031898.5中公開了一種LED照明用光散射型聚碳酸酯組合物及其應(yīng)用，在該專利中采用了一種核-殼結(jié)構(gòu)的光擴散劑，成本較高。在專利CN201110410736.2中提出了一種光擴散防眩目納米聚碳酸酯材料及其制備方法， 但其配料復(fù)雜，可控性較差。在專利CN201210040103.1中公開了一種適用于LED燈罩的聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法，但該方法中采用了光擴散劑，配料較為復(fù)雜。
[0003]采用納米復(fù)合以及聚合物共混的方法制備光擴散材料不僅工藝可控性強，并且可以大大降低生產(chǎn)成本。通過調(diào)整共混組分的相對含量、調(diào)整分散相的分散尺寸以及結(jié)晶度等條件，不僅能夠很好地調(diào)整材料的透光率以及光學(xué)霧度，還能有效改善材料的力學(xué)性能等。因此，本發(fā)明為光擴散材料的制備提供了一種非常有效的、易于控制的方法，并能有效降低成本，這將對LED照明燈具的普及、提高能源利用效率產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種光擴散材料，以及該光擴散材料的制備方法，通過將無機納米粉體與聚合物進行復(fù)合，并通過后期熱處理來調(diào)控光擴散材料的力學(xué)與光學(xué)性能。
[0005]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種光擴散材料，其由納米混合物A與聚合物II，按照質(zhì)量比為1: 100?20: 100的比例，混合制備而成；
[0007]其中，所述的納米混合物A由無機納米粉體與聚合物I，按照質(zhì)量比為5: 1000?50: 1000的比例，混合制備而成。
[0008]所述的無機納米粉體為二氧化鈦、二氧化鋯、氧化鋅中的任意一種。[0009]所述的聚合物I為聚對苯二甲基乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯中任意一種。
[0010]所述的聚合物II為聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯之一。
[0011]一種上述光擴散材料的制備方法，其包括以下步驟:
[0012](I)按質(zhì)量比為5: 1000?50: 1000的比例，分別量取無機納米粉體和聚合物I;
[0013](2)將步驟(I)量取的無機納米粉體和聚合物I，在120?270°C條件下均勻混合，得到納米混合物A ;
[0014](3)按質(zhì)量比為1: 100?20: 100的比例，分別量取步驟⑵所制得的納米混合物A和聚合物II ；
[0015](4)將步驟(3)所量取的納米混合物A和聚合物II，在270°C條件下混合，得到納米混合物B ；
[0016](5)將步驟(4)所制得的納米混合物B，在60?230°C條件下，等溫退火處理I?3小時，得到光擴散材料。
[0017]所述的無機納米粉體為二氧化鈦、二氧化鋯、氧化鋅中的任意一種。
[0018]所述的聚合物I聚對苯二甲基乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯中任意一種。
[0019]所述的聚合物II聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用納米復(fù)合與聚合物共混的方法，省去了光擴散齊U，通過調(diào)控各組分間的比例以及結(jié)晶組分的結(jié)晶度以達(dá)到調(diào)控光擴散材料的透光率與霧度的目的。本發(fā)明制得的光擴散材料光學(xué)霧度> 90%，透光率> 50%，并且具有工藝可控性強，原料易得，成本低等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于LED面板及光電相關(guān)產(chǎn)品上，包括家具、家電、燈具、裝飾，或是戶外廣告、指示看板、商品外殼等。
【具體實施方式】
[0021]實施例1:本實施例提供的光擴散材料，其由納米混合物A與聚合物II，按照質(zhì)量比為1: 100?20: 100的比例，混合制備而成；所述的納米混合物A由無機納米粉體與聚合物I，按照質(zhì)量比為5: 1000?50: 1000的比例，混合制備而成。
[0022]所述的無機納米粉體為二氧化鈦、二氧化鋯、氧化鋅中的任意一種。
[0023]所述的聚合物I為聚對苯二甲基乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯中任意一種。
[0024]所述的聚合物II為聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯之一。
[0025]一種上述光擴散材料的制備方法，其包括以下步驟:
[0026](I)按質(zhì)量比為5: 1000?50: 1000的比例，分別量取無機納米粉體和聚合物I;
[0027](2)將步驟(I)量取的無機納米粉體和聚合物I，在120?270°C條件下均勻混合，得到納米混合物A ;
[0028](3)按質(zhì)量比為1: 100?20: 100的比例，分別量取步驟(2)所制得的納米混合物A和聚合物II ；
[0029](4)將步驟(3)所量取的納米混合物A和聚合物II，在270°C條件下混合，得到納米混合物B ；
[0030](5)將步驟(4)所制得的納米混合物B，在60?230°C條件下，等溫退火處理I?3小時，得到光擴散材料。
[0031]所述的無機納米粉體為二氧化鈦、二氧化鋯、氧化鋅中的任意一種。
[0032]所述的聚合物I聚對苯二甲基乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯中任意一種。
[0033]所述的聚合物II聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
[0034]實施例2:本實施例提供的光擴散材料及其制備方法，其組分及步驟，與實施例1基本相同，其不同之處在于:
[0035]一種光擴散材料，其由納米混合物A與聚碳酸酯，按照質(zhì)量比為1: 100的比例，混合制備而成；所述的納米混合物A由二氧化鈦與聚對苯二甲基乙二醇酯，按照質(zhì)量比為5: 1000的比例，混合制備而成。
[0036]一種上述光擴散材料的制備方法，其包括以下步驟:
[0037](I)按質(zhì)量比為5: 1000的比例，分別量取二氧化鈦和聚對苯二甲基乙二醇酯；
[0038](2)將步驟(I)量取的二氧化鈦和聚對苯二甲基乙二醇酯，在270°C條件下均勻混合，得到納米混合物A ;
[0039](3)按質(zhì)量比 為1: 100的比例，分別量取步驟(2)所制得的納米混合物A和聚碳
酸酯；
[0040](4)將步驟(3)所量取的納米混合物A和聚碳酸酯，在270°C條件下混合，得到納米混合物B ；
[0041](5)將步驟(4)所制得的納米混合物B，在230°C條件下，等溫退火處理I小時，得到光擴散材料。
[0042]將得到的產(chǎn)品壓制成厚度為Imm的板，測得它的透光率為65%，光學(xué)霧度為90%。
[0043]實施例3:本實施例提供的光擴散材料及其制備方法，其組分及步驟，與實施例1或2基本相同，其不同之處在于:
[0044]一種光擴散材料，其由納米混合物A與聚甲基丙烯酸甲酯，按照質(zhì)量比為20: 100的比例，混合制備而成；所述的納米混合物A由二氧化鋯與聚丙烯，按照質(zhì)量比為50: 1000的比例，混合制備而成。
[0045]一種上述光擴散材料的制備方法，其包括以下步驟:
[0046](I)按質(zhì)量比為50: 1000的比例，分別量取二氧化鋯與聚丙烯；
[0047](2)將步驟(I)量取的二氧化鋯與聚丙烯，在180°C條件下均勻混合，得到納米混合物A ;
[0048](3)按質(zhì)量比為20: 100的比例，分別量取步驟(2)所制得的納米混合物A和聚
甲基丙烯酸甲酯；
[0049](4)將步驟(3)所量取的納米混合物A和聚甲基丙烯酸甲酯，在270°C條件下混合，得到納米混合物B;
[0050](5)將步驟(4)所制得的納米混合物B，在130°C條件下，等溫退火處理3小時，得到光擴散材料。
[0051]將得到的產(chǎn)品壓制成厚度為Imm的板，測得它的透光率為56%，光學(xué)霧度為91 %。
[0052]實施例4:本實施例提供的光擴散材料及其制備方法，其組分及步驟，與實施例1、
2、3基本相同，其不同之處在于:
[0053]一種光擴散材料，其由納米混合物A與聚甲基丙烯酸甲酯，按照質(zhì)量比為10: 100的比例，混合制備而成；所述的納米混合物A由氧化鋅與聚乙烯，按照質(zhì)量比為20: 1000的比例，混合制備而成。
[0054]一種上述光擴散材料的制備方法，其包括以下步驟:
[0055](I)按質(zhì)量比為20: 1000的比例，分別量取氧化鋅與聚乙烯；
[0056](2)將步驟(I)量取的氧化鋅與聚乙烯，在120°C條件下均勻混合，得到納米混合物A ;
[0057](3)按質(zhì)量比為10: 100的比例，分別量取步驟(2)所制得的納米混合物A和聚
甲基丙烯酸甲酯；
[0058](4)將步驟(3)所量取的納米混合物A和聚甲基丙烯酸甲酯，在270°C條件下混合，得到納米混合物B;
[0059](5)將步驟(4)所制得的納米混合物B，在60°C條件下，等溫退火處理3小時，得到光擴散材料。
[0060]將得到的產(chǎn)品 壓制成厚度為Imm的板，測得它的透光率為50%，光學(xué)霧度為90%。
[0061]但以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實施例，并非用以局限本發(fā)明的專利范圍，故凡運用本發(fā)明中記載的步驟、組分及應(yīng)用的其他實施例，及所作的等效變化，均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光擴散材料，其特征在于，其由納米混合物A與聚合物II，按照質(zhì)量比為1: 100?20: 100的比例，混合制備而成；其中所述的納米混合物A由無機納米粉體與聚合物I，按照質(zhì)量比為5: 1000?50: 1000的比例，混合制備而成；所述的聚合物I為聚對苯二甲基乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯中任意一種；所述的聚合物II為聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯之一。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光擴散材料，其特征在于，所述的無機納米粉體為二氧化鈦、二氧化鋯、氧化鋅中的任意一種。
3.—種權(quán)利要求1?2之一所述光擴散材料的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟: (1)按質(zhì)量比為5: 1000?50: 1000的比例，分別量取無機納米粉體和聚合物I ; (2)將步驟(I)量取的無機納米粉體和聚合物I，在120?270°C條件下均勻混合，得到納米混合物A ； (3)按質(zhì)量比為1: 100?20: 100的比例，分別量取步驟⑵所制得的納米混合物A和聚合物II ； (4)將步驟(3)所量取的納米混合物A和聚合物II，在270°C條件下混合，得到納米混合物B ; (5)將步驟(4)所制得的納米混合物B，在60?230°C條件下，等溫退火處理I?3小時，得到光擴散材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光擴散材料的制備方法，其特征在于，所述的無機納米粉體為二氧化鈦、二氧化鋯、氧化鋅中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光擴散材料的制備方法，其特征在于，所述的聚合物I聚對苯二甲基乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯中任意一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光擴散材料的制備方法，其特征在于，所述的聚合物II聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
【文檔編號】C08L69/00GK103435990SQ201310309026
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月22日
【發(fā)明者】施利毅, 劉義敏, 丁鵬 申請人:東莞上海大學(xué)納米技術(shù)研究院, 上海大學(xué)