一種聚酯樹脂基阻燃光擴散復(fù)合材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚酯樹脂基阻燃光擴散復(fù)合材料，按重量份計，由以下原料組分混合制成：基體樹脂100份，光擴散劑0.3?1.5份，抗氧劑0.1?0.6份，脫模劑0.1?0.5份，阻燃劑0.2?8份；所述基體樹脂按重量百分比計由聚碳酸酯30?90％和聚對苯二甲酸酯10?70％組合而成，所述聚對苯二甲酸酯選自PET、APET、PETG中的一種或幾種。本發(fā)明綜合利用了幾種樹脂的優(yōu)點，取長補短，克服了傳統(tǒng)LED用PC樹脂的缺口敏感性以及耐有機化學(xué)品性差等不足，且阻燃效果佳；大大降低了LED用光擴散材料的成本，對LED照明系統(tǒng)早日走進平常人家，讓老百姓享受現(xiàn)代科技帶來的便利具有積極推動作用。
【專利說明】
一種聚酯樹脂基阻燃光擴散復(fù)合材料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種光擴散復(fù)合材料，特別涉及一種聚酯樹脂基阻燃光擴散復(fù)合材 料。
【背景技術(shù)】
[0002] LED照明產(chǎn)品具有節(jié)能、環(huán)保、使用壽命長等特點，應(yīng)用前景非常樂觀。根據(jù)PIDA預(yù) 測，LED照明市場將保持快速增長的態(tài)勢到2016年，屆時全球LED燈泡的市場容量可以達到 56億支/年。而高性能的光擴散材料，可廣泛應(yīng)用于LED燈具的光散射，勻光組件，如LED球泡 燈的泡殼、燈管，LED面板大的光擴散面板，LED筒燈的散光組件等，以提高LED光源的光質(zhì) 量，保證LED的發(fā)光效率，降低LED光源整體成本。
[0003] 1)聚碳酸酯(Polycarbonate，簡稱PC)，是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合 物，根據(jù)酯基的結(jié)構(gòu)可分為脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多種類型，目前僅有芳香族聚 碳酸酯得到了工業(yè)化生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用。由于PC具有高度透明性、尺寸穩(wěn)定性良好、機械性能 好、阻燃等優(yōu)點，在LED材料應(yīng)用領(lǐng)域就是寵兒;但其也存在一些缺陷，比如耐水解穩(wěn)定性不 夠尚，對缺口敏感，耐有機化學(xué)品性差等；另外原材料成本$父尚，且尚品質(zhì)PC原材料基本被 國外幾家大型化工巨頭企業(yè)所壟斷，大大限制了 LED照明走向平常百姓生活的進程。
[0004] 2)PET(對苯二甲酸乙二醇酯）聚酯樹脂一般為乳白色半透明或無色透明體，力學(xué) 性能、電絕緣性優(yōu)良，耐化學(xué)品性穩(wěn)定，成本低廉，但耐溫不夠，結(jié)晶速度低，在使用過程中 將持續(xù)結(jié)晶，導(dǎo)致材料尺寸穩(wěn)定性差，光學(xué)、力學(xué)性能不穩(wěn)定。
[0005] 3)非結(jié)晶化聚對苯二甲酸二醇酯，主要指以二元羧酸共聚改性的APET和以二元醇 共聚改性的PETG為基體的樹脂，低溫下也保持很好的韌性，制品的透明性更高，甚至可以無 色，但材料性能強度不足，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低，高溫下容易熱變形以及易發(fā)生粘連，成本 相對PET較高。
[0006] 4)現(xiàn)有的技術(shù)均采用PC為基體樹脂的散光材料，成本較高，阻燃等級以V2為主;且 光擴散劑主要采用低折光系數(shù)的有機硅球，雖具有很好的霧度效果，但透光率很難有更大 突破，已經(jīng)不能完全適用市場的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種聚酯樹脂基阻燃光擴散復(fù)合材料，利用特定的光學(xué)級 聚酯樹脂，在分子級水平進行復(fù)合，綜合利用了幾種樹脂的優(yōu)點，取長補短，克服了傳統(tǒng)LED 用PC樹脂的缺口敏感性以及耐有機化學(xué)品性差等不足，且阻燃效果佳;大大降低了 LED用光 擴散材料的成本，對LED照明系統(tǒng)早日走進平常人家，讓老百姓享受現(xiàn)代科技帶來的便利具 有積極推動作用。
[0008] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0009] -種聚酯樹脂基阻燃光擴散復(fù)合材料，按重量份計，由以下原料組分混合制成:基 體樹脂100份，光擴散劑〇. 3-1.5份，抗氧劑0.1-0.6份，脫模劑0.1-0.5份，阻燃劑0.2-8份； 所述基體樹脂按重量百分比計由聚碳酸酯30-90%和聚對苯二甲酸酯10-70%組合而成，所 述聚對苯二甲酸酯選自PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯）、APET(非結(jié)晶化聚對苯二甲酸乙二醇 酯）、PETG(非晶型共聚酯）中的一種或幾種。
[0010]與PET相比，APET的低溫韌性和耐熱性得到改善，外觀上透明度高，結(jié)晶速率非常 緩慢;PETG的硬度/剛度和韌性都比PET好，低溫下也保持應(yīng)有的韌性，不會結(jié)晶，制品的透 明性更高。優(yōu)選的，所述聚對苯二甲酸酯為PET與APET、PETG中的一種或兩種形成的組合物。 [0011]本發(fā)明的核心是首次采用PET、APET、PETG中的一種或幾種來部分代替PC，經(jīng)過發(fā) 明人長期的探索研究，發(fā)現(xiàn)PET、APET、PETG能夠用于部分代替PC，PET、APET、PETG應(yīng)用于PC 的技術(shù)難點或在于容易在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生結(jié)晶，從而影響復(fù)合材料的透光率，或在于容易 造成復(fù)合材料的性能降低，因此常規(guī)都是不考慮的。而本發(fā)明用PET、APET、PETG來部分代替 PC，控制配比用量和種類選擇，不但不影響復(fù)合材料的性能，還能克服PC樹脂的性能缺陷， 且不影響透光率，從而能在不降低性能下顯著降低成本。本發(fā)明采用PET、APET、PETG中的一 種或幾種材料，折光系數(shù)與PC相似，因此不影響光學(xué)性能：以PC折光系數(shù)1.58，PET、APET、 PETG樹脂為± 0.02 WET、APET、PETG樹脂結(jié)構(gòu)與PC相似，因此復(fù)合好，且加工容易，熔點/加 工溫度差距小于±30C。
[0012]作為優(yōu)選，所述光擴散齊I」選自有機娃樹脂微球、硅膠微球、交聯(lián)PMMA微球的一種或 幾種，所述光擴散劑的顆粒尺寸為1-10微米。采用有機硅微球/PMMA微球單一或復(fù)配體系， 可在滿足霧度效果避免眩暈的前提，實現(xiàn)了透光率的可控調(diào)節(jié)，滿足LED照明領(lǐng)域的多樣性 要求。
[0013]作為優(yōu)選，所述聚碳酸酯為雙酚A型聚碳酸酯，熔融指數(shù)介于5-25g/10min之間 (300°C，1.2kg)?？刂凭厶妓狨サ膮?shù)以滿足材料在擠出或者注吹等成型過程中的流動性 和熔體強度要求。
[00?4]作為優(yōu)選，所述抗氧劑選自抗氧劑1010、抗氧劑10 76、抗氧劑168、抗氧劑1098、抗 氧劑P-EPQ、抗氧劑PEP-36A、抗氧劑300、抗氧劑S-9299中的一種或幾種。
[0015]作為優(yōu)選，所述脫模劑為脫模劑PETs或脫模劑GSC-9032PC。
[0016]作為優(yōu)選，所述基體樹脂按重量百分比計由聚碳酸酯60-80%和聚對苯二甲酸酯 20-40%組合而成，所述聚對苯二甲酸酯為PET與APET、PETG中的一種或兩種形成的組合物。
[0017] 作為優(yōu)選，所述阻燃劑選自全氟丁基磺酸鹽、對二苯砜磺酸鉀、聚甲基硅氧烷、苯 基三甲氧基硅烷、溴化聚碳酸酯中的一種或幾種。
[0018] 本發(fā)明另一創(chuàng)造點在于特定的阻燃劑組分的選擇和用量的控制，兼顧PC與PET等 多組分特點，通過選擇上述高透性阻燃劑，在不影響聚酯材料整體的光學(xué)透光特性及性能 的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)材料阻燃達到V0的級別。
[0019 ]作為優(yōu)選，所述全氟丁基磺酸鹽為全氟丁基磺酸鈉、全氟丁基磺酸鉀、全氟丁基磺 酸鋰中的一種或幾種。
[0020]作為優(yōu)選，所述聚對苯二甲酸酯經(jīng)改性處理后使用，所述改性處理的方法為:按重 量份計，將1〇〇份聚對苯二甲酸酯、5-30份聚碳酸酯、0.2-3份擴鏈增容劑及0.1-0.5份抗氧 劑通過雙螺桿擠出機熔融共混擠出造粒。所述抗氧劑選自抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑 168、抗氧劑1098、抗氧劑P-EPQ、抗氧劑PEP-36A、抗氧劑300、抗氧劑S-9299中的一種或幾 種。
[0021]作為優(yōu)選，所述擴鏈增容劑選自環(huán)氧類高分子擴鏈劑PLA880、環(huán)氧類高分子擴鏈 劑PLA-001、4，4 '二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、2，2 ' -(1，3-亞苯基)-二惡唑啉， 巴斯夫擴鏈劑ADR-4370S中的一種或幾種。
[0022]聚對苯二甲酸酯與PC形成熔體后不穩(wěn)定，兩者的相容性不佳，物理共混混合均勻 性不好，本發(fā)明通過對聚對苯二甲酸酯進行改性，相當(dāng)于在聚對苯二甲酸酯上接枝PC的分 子鏈，這樣改性后的聚對苯二甲酸酯與PC的界面作用加強，使得聚對苯二甲酸酯與PC混合 更均勻，結(jié)合更牢固，產(chǎn)品性能更佳。
[0023] 本發(fā)明的有益效果是:利用特定的光學(xué)級聚酯樹脂，在分子級水平進行復(fù)合，綜合 利用了幾種樹脂的優(yōu)點，取長補短，克服了傳統(tǒng)LED用PC樹脂的缺口敏感性以及耐有機化學(xué) 品性差等不足，且阻燃效果佳;大大降低了 LED用光擴散材料的成本，對LED照明系統(tǒng)早日走 進平常人家，讓老百姓享受現(xiàn)代科技帶來的便利具有積極推動作用。
【具體實施方式】
[0024] 下面通過具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的具體說明。
[0025]本發(fā)明中，若非特指，所采用的原料和設(shè)備等均可從市場購得或是本領(lǐng)域常用的。 下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
[0026]總實施方案：
[0027] -種聚酯樹脂基阻燃光擴散復(fù)合材料，按重量份計，由以下原料組分混合制成:基 體樹脂100份，光擴散劑〇. 3-1.5份，抗氧劑0.1-0.6份，脫模劑0.1-0.5份，阻燃劑0.2-8份； 所述基體樹脂按重量百分比計由聚碳酸酯30-90%和聚對苯二甲酸酯10-70%組合而成，所 述聚對苯二甲酸酯選自PET、APET、PETG中的一種或幾種。所述光擴散劑選自有機硅樹脂微 球、硅膠微球、交聯(lián)PMMA微球(市售）的一種或幾種，所述光擴散劑的顆粒尺寸為1-10微米。 所述聚碳酸酯為雙酚A型聚碳酸酯，熔融指數(shù)介于5-25g/10min之間。所述抗氧劑選自抗氧 劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑168、抗氧劑1098、抗氧劑P-EPQ、抗氧劑PEP-36A、抗氧劑300、抗 氧劑S-9299中的一種或幾種。所述脫模劑為脫模劑TOTs (市售）或脫模劑GSC-9032PC(市 售）。所述阻燃劑選自全氟丁基磺酸鹽、對二苯砜磺酸鉀、聚甲基硅氧烷、苯基硅氧烷、溴化 聚碳酸酯中的一種或幾種。所述全氟丁基磺酸鹽為全氟丁基磺酸鈉、全氟丁基磺酸鉀、全氟 丁基磺酸鋰中的一種或幾種。
[0028]優(yōu)選的，對聚對苯二甲酸酯經(jīng)改性處理后使用，所述改性處理的方法為:按重量份 計，將100份聚對苯二甲酸酯、5-30份聚碳酸酯、0.2-3份擴鏈增容劑及0.1-0.5份抗氧劑通 過雙螺桿擠出機熔融共混擠出造粒。所述擴鏈增容劑選自環(huán)氧類高分子擴鏈劑PLA880、環(huán) 氧類高分子擴鏈劑PLA-001、4，4 '二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、2，2 ' - (1，3-亞 苯基)-二惡唑啉，巴斯夫擴鏈劑ADR-4370S中的一種或幾種。
[0029] 制備方法：
[0030] 將基體樹脂100份、光擴散劑0.3-1.5份、抗氧劑0.1-0.6份、脫模劑0.1-0.5份及阻 燃劑0.2-8份投入高速混合容器中，在室溫狀態(tài)下高速(600-800rpm)混合3-10min，然后將 預(yù)混合好的物料投入到下料斗中，通過雙螺桿擠出機組熔融共混擠出造粒，制得聚酯基光 擴散復(fù)合材料。螺桿擠出機各區(qū)加工溫度為：一區(qū)溫度120_180°C，二區(qū)溫度180-220°C，三 區(qū)溫度200-230°C，四區(qū)溫度230-250°C，五區(qū)溫度230-250°C，六區(qū)溫度240-260°C，七區(qū)溫 度240-260°C，八區(qū)溫度250-270°C，九區(qū)溫度250-280°C，十區(qū)溫度250-280°C，機頭溫度 250-280°C ;螺桿轉(zhuǎn)速為200-500rpm。
[0031] 具體實施例1
[0032]配方:聚碳酸酯樹脂（市售）50kg，PET樹脂（市售)20kg，PETG樹脂（市售)30kg，光擴 散劑(有機硅樹脂微球，市售)〇. 3kg，抗氧劑1010 0. lkg，抗氧劑168 0. lkg，PETs脫模劑(市 售)〇. lkg，全氟丁基磺酸鉀(市售)0. lkg，苯基三甲氧基硅烷(市售)0. lkg。
[0033] 具體實施例2
[0034]配方:聚碳酸酯樹脂（市售）50kg，PET樹脂（市售)20kg，APET樹脂（市售)30kg，光擴 散劑(有機硅樹脂微球，市售)〇. 8kg，抗氧劑1010 0 . lkg，抗氧劑168 0 . lkg，脫模劑GSC-9032PC(市售)0.2kg，全氟丁基磺酸鈉(市售)0. lkg，聚甲基硅氧烷(市售，聚二甲基硅氧烷） 0·6kg〇
[0035] 具體實施例3
[0036]配方:聚碳酸酯樹脂（市售)60kg，PET樹脂（市售)40kg，光擴散劑(有機硅樹脂微球 〇. 3kg+交聯(lián)PMMA微球0.7kg，市售）lkg，抗氧劑1076 0.2kg，抗氧劑168 0.2kg，抗氧劑P-EPQ 0.2kg，PETS脫模劑（市售)0.1kg，全氟丁基磺酸鋰(市售)0.1kg，聚甲基硅氧烷（市售，聚二 甲基硅氧烷)〇.6kg，溴化聚碳酸酯BC-52(市售)2kg。
[0037] 具體實施例4
[0038]配方:聚碳酸酯樹脂（市售)90kg，PET樹脂（市售）10kg，光擴散劑(有機硅樹脂微球 〇·5kg+交聯(lián)PMMA微球0·5kg，市售）lkg，抗氧劑1076 0· lkg，抗氧劑168 0· lkg，抗氧劑P-EPQ 0.2kg，PETs脫模劑（市售)0.3kg，對二苯砜磺酸鉀0.2kg，聚甲基硅氧烷(市售，聚二甲基硅 氧烷)〇.3kg，溴化聚碳酸酯BC-58(市售)5kg。
[0039] 具體實施例5
[0040]配方：聚碳酸酯樹脂（市售）60kg，PET樹脂（市售）10kg，APET樹脂20kg，PETG樹脂 (市售）10kg，光擴散劑(交聯(lián)PMMA微球，市售）1.5kg，抗氧劑1076 0. lkg，抗氧劑168 0. lkg， 抗氧劑P-EPQ 0.2kg，PETs脫模劑（市售)0.3kg，全氟丁基磺酸鉀（市售)0. lkg，聚甲基娃氧 烷(市售，聚二甲基硅氧烷)0.4kg，溴化聚碳酸酯BC-52 (市售)7.5kg。
[0041 ]具體實施例6
[0042]本實施例配方同實施例3，不同之處在于使用的PET樹脂為改性PET，所述改性處理 的方法為：將l〇〇kg PET、10kg聚碳酸酯、lkg擴鏈增容劑(4，4'二苯基甲烷二異氰酸酯）及 〇. 3kg抗氧劑(抗氧劑1010)通過雙螺桿擠出機熔融共混擠出造粒。
[0043] 具體實施例7
[0044]本實施例配方同實施例3，不同之處在于使用的PET樹脂為改性PET，所述改性處理 的方法為：將l〇〇kg PET、15kg聚碳酸酯、1.5份擴鏈增容劑（4,4'二苯基甲烷二異氰酸酯 1.0kg+甲苯二異氰酸酯0.5kg)及0.4kg抗氧劑(抗氧劑1076 0. lkg，抗氧劑168 0. lkg，抗氧 劑P-EPQ 0.2kg)通過雙螺桿擠出機熔融共混擠出造粒。
[0045]本發(fā)明具體實施例1-5制備的產(chǎn)品測試數(shù)據(jù)如下：
[0046]
.Ο
[0047] 上表表明本發(fā)明的產(chǎn)品的光學(xué)性能優(yōu)異，阻燃性好，本發(fā)明的產(chǎn)品，相對純PC，材 料成本可下降5 %-30 %。
[0048] 以上所述的實施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的 限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
【主權(quán)項】
1. 一種聚酯樹脂基阻燃光擴散復(fù)合材料，其特征在于，按重量份計，由以下原料組分混 合制成:基體樹脂100份，光擴散劑0.3-1.5份，抗氧劑0.1-0.6份，脫模劑0.1-0.5份，阻燃劑 0.2-8份;所述基體樹脂按重量百分比計由聚碳酸酯30-90%和聚對苯二甲酸酯10-70%組 合而成，所述聚對苯二甲酸酯選自PET、APET、PETG中的一種或幾種。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚酯樹脂基阻燃光擴散復(fù)合材料，其特征在于:所述光擴 散劑選自有機硅樹脂微球、硅膠微球、交聯(lián)PMMA微球的一種或幾種，所述光擴散劑的顆粒尺 寸為1-10微米。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聚酯樹脂基阻燃光擴散復(fù)合材料，其特征在于:所述 聚碳酸酯為雙酸A型聚碳酸酯，熔融指數(shù)介于5-25g/10min之間。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聚酯樹脂基阻燃光擴散復(fù)合材料，其特征在于:所述 抗氧劑選自抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑168、抗氧劑1098、抗氧劑P-EPQ、抗氧劑PEP-36A、抗氧劑300、抗氧劑S-9299中的一種或幾種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聚酯樹脂基阻燃光擴散復(fù)合材料，其特征在于:所述 脫模劑為脫模劑PETs或脫模劑GSC-9032PC。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聚酯樹脂基阻燃光擴散復(fù)合材料，其特征在于:所述 基體樹脂按重量百分比計由聚碳酸酯60-80%和聚對苯二甲酸酯20-40%組合而成，所述聚 對苯二甲酸酯為PET與APET、PETG中的一種或兩種形成的組合物。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聚酯樹脂基阻燃光擴散復(fù)合材料，其特征在于:所述 阻燃劑選自全氟丁基磺酸鹽、對二苯砜磺酸鉀、聚甲基硅氧烷、苯基三甲氧基硅烷、溴化聚 碳酸酯中的一種或幾種。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種聚酯樹脂基阻燃光擴散復(fù)合材料，其特征在于:所述全氟 丁基磺酸鹽為全氟丁基磺酸鈉、全氟丁基磺酸鉀、全氟丁基磺酸鋰中的一種或幾種。9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聚酯樹脂基阻燃光擴散復(fù)合材料，其特征在于，所述 聚對苯二甲酸酯經(jīng)改性處理后使用，所述改性處理的方法為：按重量份計，將100份聚對苯 二甲酸酯、5-30份聚碳酸酯、0.2-3份擴鏈增容劑及0.1-0.5份抗氧劑通過雙螺桿擠出機熔 融共混擠出造粒。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種聚酯樹脂基阻燃光擴散復(fù)合材料，其特征在于:所述擴 鏈增容劑選自環(huán)氧類高分子擴鏈劑PLA880、環(huán)氧類高分子擴鏈劑PLA-001、4，4 '二苯基甲烷 二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、2，2 ' -(1，3-亞苯基)-二惡唑啉，巴斯夫擴鏈劑ADR-4370S中 的一種或幾種。
【文檔編號】C08L83/04GK106084708SQ201610219475
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年4月8日 公開號201610219475.9, CN 106084708 A, CN 106084708A, CN 201610219475, CN-A-106084708, CN106084708 A, CN106084708A, CN201610219475, CN201610219475.9
【發(fā)明人】張思燈, 蔣紅亮, 鄒湘坪, 楊廣慧
【申請人】合復(fù)新材料科技(無錫)有限公司