一種led透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料及其制備方法，其特征在于，按照重量份的主要原料包括：有機復合材料25?35份、功能性助劑5?15份、硅烷類偶聯劑2?6份、受阻胺類光穩(wěn)定劑2?6份；所述有機復合材料，按照重量份的主要原料包括：陶瓷顆粒30?40份、石英顆粒25?35份、聚酰胺樹脂5?10份、聚苯乙烯5?10份；所述功能性助劑，按照重量份的主要原料包括：氧化鉀20?30份、氧化鈣15?25份、氧化硼15?25份、氮化鋁6?8份、聚酯類纖維6?8份、重質碳酸鈉2?4份。本發(fā)明的LED透鏡專用材料使用壽命長，且抗紫外能力強、透光率高、拉伸度強、收縮率低；本發(fā)明的制備方法成本低，工藝操作簡單。
【專利說明】一種LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料及其制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種高分子材料技術領域，具體是一種LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]LEDCLight Emitting D1de)是一類電致發(fā)光的固體器材，它可直接將電能轉化為光能。由于具有發(fā)光效率高、使用壽命長、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，近年來已逐漸取代傳統(tǒng)白熾燈、鹵鎢燈、日光燈管及冷陰極熒光燈等，在照明領域和液晶顯示背光源方面得到越來越廣泛的應用。而LED透鏡是與LED緊密聯系在一起有助于提升LED的出光效率、改變LED光場分布的光學系統(tǒng)，緊貼LED放置。目前制備的LED透鏡材料存在耐熱性、耐濕性、柔軟性差，在紫外光下容易變黃變脆，沖擊強度低、容易產生應力開裂等不足，大大降低了 LED的壽命和使用性能。而有機娃材料憑借其可提尚LED出光效率和減少內部熱累積的優(yōu)勢，已經成為尚殼度LED應用的關鍵推動因素，被業(yè)界認為是用于大功率白光LED封裝的理想材料。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料及其制備方法，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0004]為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
一種LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料，按照重量份的主要原料包括:有機復合材料25-35份、功能性助劑5-15份、硅烷類偶聯劑2-6份、受阻胺類光穩(wěn)定劑2-6份;所述有機復合材料，按照重量份的主要原料包括:陶瓷顆粒30-40份、石英顆粒25-35份、聚酰胺樹脂5-10份、聚苯乙烯5-10份;所述功能性助劑，按照重量份的主要原料包括:氧化鉀20-30份、氧化鈣15-25份、氧化硼15-25份、氮化鋁6-8份、聚酯類纖維6-8份、重質碳酸鈉2-4份。
[0005]作為本發(fā)明進一步的方案:所述的LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料，按照重量份的主要原料包括:有機復合材料30份、功能性助劑10份、硅烷類偶聯劑4份、受阻胺類光穩(wěn)定劑4份;所述有機復合材料，按照重量份的主要原料包括:陶瓷顆粒35份、石英顆粒30份、聚酰胺樹脂8份、聚苯乙烯8份;所述功能性助劑，按照重量份的主要原料包括:氧化鉀25份、氧化鈣20份、氧化硼20份、氮化鋁7份、聚酯類纖維7份、重質碳酸鈉3份。
[0006]作為本發(fā)明進一步的方案:所述有機復合材料中陶瓷顆粒和石英顆粒的粒徑為50_100nm。
[0007]作為本發(fā)明進一步的方案:所述功能性助劑中聚酯類纖維的長度為200_500nm。
[0008]作為本發(fā)明進一步的方案:所述功能性助劑中氧化鉀、氧化鈣、氧化硼、氮化鋁和重質碳酸I丐的粒徑為30-60nmo
[0009]—種LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料的制備方法，具體步驟為:
(I)首先，將陶瓷顆粒、石英顆粒與氧化鉀、氧化鈣、氧化硼、氮化鋁在球磨機內混合1-2h，混合均勻后，80°C真空烘箱干燥24h，得到混合物料I;將混合物料I放入微波高溫燒結機中，從常溫開始，先以10-200C的速率升溫至800-900°C，保溫50_1 OOmin，然后以6_8°C的速率升溫至1100-1150°C，保溫20-40min，冷卻后得到混合物料II;
(2)其次，將混合物料II與聚酰胺樹脂、聚苯乙烯、聚酯類纖維、重質碳酸鈣、硅烷類偶聯劑、受組胺類光穩(wěn)定劑送入到球磨機混合l_2h，混合均勻后，得到混合物料III;
(3)最后，將上述混合物料III，加入到雙螺桿擠出機的喂料口，螺桿轉速設定為500r/min，經過熔融擠出，水冷切粒得到粒料;接著，在125-130 °C下鼓風干燥4_5h，用注塑機注塑成型，即得。
[0010]作為本發(fā)明進一步的方案:混合物料III的粒徑為30-150nm。
[0011]與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
(I)本LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料中采用陶瓷顆粒和石英顆?？梢杂行Ц纳坪吞岣邚秃喜牧系耐腹庑院屠鞆姸?，同時重質碳酸鈉的添加可有大大提升其抗紫外光性能。
[0012](2)本LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料中功能性助劑，粒徑較小的氧化鉀、氧化鈣、氧化硼和氮化鋁在微波受熱過程中可以使陶瓷顆粒和石英顆粒間的粘結發(fā)生質的變化(晶型轉化)，從而有效降低陶瓷顆粒和石英顆粒的燒結溫度，達到節(jié)能降耗的目的；聚酯類纖維在不影響LED透鏡的高折射率的同時實現了提高復合材料的拉伸強度和韌性。
【具體實施方式】
[0013]下面結合【具體實施方式】對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。
[0014]實施例1
一種LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料，按照重量份的主要原料包括:有機復合材料25份、功能性助劑5份、硅烷類偶聯劑2份、受阻胺類光穩(wěn)定劑2份;所述有機復合材料，按照重量份的主要原料包括:陶瓷顆粒30份、石英顆粒25份、聚酰胺樹脂5份、聚苯乙烯5份;所述功能性助劑，按照重量份的主要原料包括:氧化鉀20份、氧化鈣15份、氧化硼15份、氮化鋁6份、聚酯類纖維6份、重質碳酸鈉2份。
[0015]—種LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料的制備方法，具體步驟為:
(1)首先，將陶瓷顆粒、石英顆粒與氧化鉀、氧化鈣、氧化硼、氮化鋁在球磨機內混合1-2h，混合均勻后，80°C真空烘箱干燥24h，得到混合物料I;將混合物料I放入微波高溫燒結機中，從常溫開始，先以10-200C的速率升溫至800-900°C，保溫50_1 OOmin，然后以6_8°C的速率升溫至1100-1150°C，保溫20-40min，冷卻后得到混合物料II;
(2)其次，將混合物料II與聚酰胺樹脂、聚苯乙烯、聚酯類纖維、重質碳酸鈣、硅烷類偶聯劑、受組胺類光穩(wěn)定劑送入到球磨機混合l_2h，混合均勻后，得到混合物料III;
(3)最后，將上述混合物料III，加入到雙螺桿擠出機的喂料口，螺桿轉速設定為500r/min，經過熔融擠出，水冷切粒得到粒料;接著，在125-130 °C下鼓風干燥4_5h，用注塑機注塑成型，即得LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料。
[0016]上述工藝制備得到的LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料，測得其耐紫外及抗拉伸強度參數如下:透光率改變程度3.12%，抗拉伸強度128.19MPa。其中耐紫外性能的測試以紫外照射處理前后透光率改變程度作為指標，使用500W的汞燈照射，其輻射的波長范圍為250-320nm，材料距燈管的距離為35cm，照射時間為72h;透射率按GB/T2410-2008測定，透光率改變程度(％)=(紫外照射處理前材料的透射率-紫外照射處理后材料的透射率)/紫外照射處理前材料的透射率。
[0017]實施例2
一種LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料，按照重量份的主要原料包括:有機復合材料30份、功能性助劑10份、硅烷類偶聯劑4份、受阻胺類光穩(wěn)定劑4份;所述有機復合材料，按照重量份的主要原料包括:陶瓷顆粒35份、石英顆粒30份、聚酰胺樹脂8份、聚苯乙烯8份;所述功能性助劑，按照重量份的主要原料包括:氧化鉀25份、氧化鈣20份、氧化硼20份、氮化鋁7份、聚酯類纖維7份、重質碳酸鈉3份。
[0018]—種LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料的制備方法，具體步驟為:
(1)首先，將陶瓷顆粒、石英顆粒與氧化鉀、氧化鈣、氧化硼、氮化鋁在球磨機內混合1-2h，混合均勻后，80°C真空烘箱干燥24h，得到混合物料I;將混合物料I放入微波高溫燒結機中，從常溫開始，先以10-200C的速率升溫至800-900°C，保溫50_1 OOmin，然后以6_8°C的速率升溫至1100-1150°C，保溫20-40min，冷卻后得到混合物料II;
(2)其次，將混合物料II與聚酰胺樹脂、聚苯乙烯、聚酯類纖維、重質碳酸鈣、硅烷類偶聯劑、受組胺類光穩(wěn)定劑送入到球磨機混合l_2h，混合均勻后，得到混合物料III;
(3)最后，將上述混合物料III，加入到雙螺桿擠出機的喂料口，螺桿轉速設定為500r/min，經過熔融擠出，水冷切粒得到粒料;接著，在125-130 °C下鼓風干燥4_5h，用注塑機注塑成型，即得LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料。
[0019]上述工藝制備得到的LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料，測得其耐紫外及抗拉伸強度參數如下:透光率改變程度1.93%，抗拉伸強度151.90MPa。其中耐紫外性能的測試以紫外照射處理前后透光率改變程度作為指標，使用500W的汞燈照射，其輻射的波長范圍為250-320nm，材料距燈管的距離為35cm，照射時間為72h;透射率按GB/T2410-2008測定，透光率改變程度(％)=(紫外照射處理前材料的透射率-紫外照射處理后材料的透射率)/紫外照射處理前材料的透射率。
[0020]實施例3
一種LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料，按照重量份的主要原料包括:有機復合材料35份、功能性助劑15份、硅烷類偶聯劑6份、受阻胺類光穩(wěn)定劑6份;所述有機復合材料，按照重量份的主要原料包括:陶瓷顆粒40份、石英顆粒35份、聚酰胺樹脂10份、聚苯乙烯10份;所述功能性助劑，按照重量份的主要原料包括:氧化鉀30份、氧化鈣25份、氧化硼25份、氮化鋁8份、聚酯類纖維8份、重質碳酸鈉4份。
[0021]—種LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料的制備方法，具體步驟為:
(1)首先，將陶瓷顆粒、石英顆粒與氧化鉀、氧化鈣、氧化硼、氮化鋁在球磨機內混合1-2h，混合均勻后，80°C真空烘箱干燥24h，得到混合物料I;將混合物料I放入微波高溫燒結機中，從常溫開始，先以10-200C的速率升溫至800-900°C，保溫50_1 OOmin，然后以6_8°C的速率升溫至1100-1150°C，保溫20-40min，冷卻后得到混合物料II;
(2)其次，將混合物料II與聚酰胺樹脂、聚苯乙烯、聚酯類纖維、重質碳酸鈣、硅烷類偶聯劑、受組胺類光穩(wěn)定劑送入到球磨機混合l_2h，混合均勻后，得到混合物料III; (3)最后，將上述混合物料III，加入到雙螺桿擠出機的喂料口，螺桿轉速設定為500r/min，經過熔融擠出，水冷切粒得到粒料;接著，在125-130 °C下鼓風干燥4_5h，用注塑機注塑成型，即得LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料。
[0022]上述工藝制備得到的LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料，測得其耐紫外及抗拉伸強度參數如下:透光率改變程度2.43%，抗拉伸強度139.33MPa。其中耐紫外性能的測試以紫外照射處理前后透光率改變程度作為指標，使用500W的汞燈照射，其輻射的波長范圍為250-320nm，材料距燈管的距離為35cm，照射時間為72h;透射率按GB/T2410-2008測定，透光率改變程度(％)=(紫外照射處理前材料的透射率-紫外照射處理后材料的透射率)/紫外照射處理前材料的透射率。
[0023]對比例I
一種LED透鏡專用的材料，按照重量份的主要原料包括:聚酰胺樹脂8份、聚苯乙烯8份、功能性助劑10份、硅烷類偶聯劑4份、受阻胺類光穩(wěn)定劑4份;所述功能性助劑，按照重量份的主要原料包括:氧化鉀25份、氧化鈣20份、氧化硼20份、氮化鋁7份、聚酯類纖維7份、重質碳酸鈉3份。
[0024]—種LED透鏡專用材料的制備方法，具體步驟為:
(1)首先，將氧化鉀、氧化鈣、氧化硼、氮化鋁在球磨機內混合l_2h，混合均勻后，800C真空烘箱干燥24h，得到混合物料I;將混合物料I放入微波高溫燒結機中，從常溫開始，先以10-20°C的速率升溫至800-900°C，保溫50-100min，然后以6-8°C的速率升溫至1100-11500C，保溫20-40min，冷卻后得到混合物料II;
(2)其次，將混合物料II與聚酰胺樹脂、聚苯乙烯、聚酯類纖維、重質碳酸鈣、硅烷類偶聯劑、受組胺類光穩(wěn)定劑送入到球磨機混合l_2h，混合均勻后，得到混合物料III;
(3)最后，將上述混合物料III，加入到雙螺桿擠出機的喂料口，螺桿轉速設定為500r/min，經過熔融擠出，水冷切粒得到粒料;接著，在125-130 °C下鼓風干燥4_5h，用注塑機注塑成型，即得LED透鏡專用材料。
[0025]上述工藝制備得到的LED透鏡專用材料，測得其耐紫外及抗拉伸強度參數如下:透光率改變程度15.75%，抗拉伸強度80.03MPa。其中耐紫外性能的測試以紫外照射處理前后透光率改變程度作為指標，使用500W的汞燈照射，其輻射的波長范圍為250-320nm，材料距燈管的距離為35cm，照射時間為72h;透射率按GB/T2410-2008測定，透光率改變程度(％) =(紫外照射處理前材料的透射率-紫外照射處理后材料的透射率)/紫外照射處理前材料的透射率。
[0026]對比例2
一種LED透鏡專用材料，按照重量份的主要原料包括:聚酰胺樹脂8份、聚苯乙烯8份、硅烷類偶聯劑4份、受阻胺類光穩(wěn)定劑4份。
[0027]—種LED透鏡專用材料的制備方法，具體步驟為:
(1)首先，將聚酰胺樹脂、聚苯乙烯、硅烷類偶聯劑、受組胺類光穩(wěn)定劑混合均勻，得到混合物料I;
(2)最后，將上述混合物料I，加入到雙螺桿擠出機的喂料口，螺桿轉速設定為500r/min，經過熔融擠出，水冷切粒得到粒料;接著，在125-130 °C下鼓風干燥4_5h，用注塑機注塑成型，即得LED透鏡專用材料。
[0028]上述工藝制備得到的LED透鏡專用材料，測得其耐紫外及抗拉伸強度參數如下:透光率改變程度24.71%，抗拉伸強度53.03MPa。其中耐紫外性能的測試以紫外照射處理前后透光率改變程度作為指標，使用500W的汞燈照射，其輻射的波長范圍為250-320nm，材料距燈管的距離為35cm，照射時間為72h;透射率按GB/T2410-2008測定，透光率改變程度(％) =(紫外照射處理前材料的透射率-紫外照射處理后材料的透射率)/紫外照射處理前材料的透射率。
[0029]對比例3
一種LED透鏡專用材料，按照重量份的主要原料包括:有機復合材料30份、功能性助劑10份、硅烷類偶聯劑4份、受阻胺類光穩(wěn)定劑4份;所述有機復合材料，按照重量份的主要原料包括:陶瓷顆粒35份、石英顆粒30份、聚酰胺樹脂8份、聚苯乙烯8份;所述功能性助劑，按照重量份的主要原料包括:氧化鉀25份、氧化鈣20份、氧化硼20份、氮化鋁7份、聚酯類纖維7份、重質碳酸鈉3份。
[0030]一種LED透鏡專用材料的制備方法，具體步驟為:
(1)首先，將陶瓷顆粒、石英顆粒與氧化鉀、氧化鈣、氧化硼、氮化鋁混合均勻，80°C真空烘箱干燥24h，得到混合物料I;將混合物料I放入微波高溫燒結機中，從常溫開始，先以10-20 0C的速率升溫至800-900 0C，保溫50-100min，然后以6_8 V的速率升溫至1100-1150 °C,保溫20-40min，冷卻后得到混合物料II ；
(2)其次，將混合物料II與聚酰胺樹脂、聚苯乙烯、聚酯類纖維、重質碳酸鈣、硅烷類偶聯劑、受組胺類光穩(wěn)定劑送入到球磨機混合l_2h，混合均勻后，得到混合物料III;
(3)最后，將上述混合物料III，加入到雙螺桿擠出機的喂料口，螺桿轉速設定為500r/min，經過熔融擠出，水冷切粒得到粒料;接著，在125-130 °C下鼓風干燥4_5h，用注塑機注塑成型，即得LED透鏡專用材料。
[0031]上述工藝制備得到的LED透鏡專用材料，測得其耐紫外及抗拉伸強度參數如下:透光率改變程度8.98%，抗拉伸強度101.20MPa。其中耐紫外性能的測試以紫外照射處理前后透光率改變程度作為指標，使用500W的汞燈照射，其輻射的波長范圍為250-320nm，材料距燈管的距離為35cm，照射時間為72h;透射率按GB/T2410-2008測定，透光率改變程度(％) =(紫外照射處理前材料的透射率-紫外照射處理后材料的透射率)/紫外照射處理前材料的透射率。
[0032]上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。
【主權項】
1.一種LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料，其特征在于，按照重量份的主要原料包括:有機復合材料25-35份、功能性助劑5-15份、硅烷類偶聯劑2-6份、受阻胺類光穩(wěn)定劑2-6份;所述有機復合材料，按照重量份的主要原料包括:陶瓷顆粒30-40份、石英顆粒25-35份、聚酰胺樹脂5-10份、聚苯乙烯5-10份;所述功能性助劑，按照重量份的主要原料包括:氧化鉀20-30份、氧化鈣15-25份、氧化硼15-25份、氮化鋁6-8份、聚酯類纖維6-8份、重質碳酸鈉2_4份。2.根據權利要求1所述的LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料，其特征在于，按照重量份的主要原料包括:有機復合材料30份、功能性助劑10份、硅烷類偶聯劑4份、受阻胺類光穩(wěn)定劑4份;所述有機復合材料，按照重量份的主要原料包括:陶瓷顆粒35份、石英顆粒30份、聚酰胺樹脂8份、聚苯乙烯8份;所述功能性助劑，按照重量份的主要原料包括:氧化鉀25份、氧化鈣20份、氧化硼20份、氮化鋁7份、聚酯類纖維7份、重質碳酸鈉3份。3.根據權利要求1或2所述的LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料，其特征在于，所述有機復合材料中陶瓷顆粒和石英顆粒的粒徑為50-100nm。4.根據權利要求3所述的LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料，其特征在于，所述功能性助劑中聚酯類纖維的長度為200-500nm。5.根據權利要求4所述的LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料，其特征在于，所述功能性助劑中氧化鉀、氧化鈣、氧化硼、氮化鋁和重質碳酸鈣的粒徑為30-60nm。6.一種如權利要求1 -5任一所述的LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料的制備方法，其特征在于，具體步驟為: 首先，將陶瓷顆粒、石英顆粒與氧化鉀、氧化鈣、氧化硼、氮化鋁在球磨機內混合l_2h，混合均勻后，80°C真空烘箱干燥24h，得到混合物料I;將混合物料I放入微波高溫燒結機中，從常溫開始，先以10-200C的速率升溫至800-900°C，保溫50_100min，然后以6_8°C的速率升溫至1100-1150°C，保溫20-40min，冷卻后得到混合物料II; 其次，將混合物料II與聚酰胺樹脂、聚苯乙烯、聚酯類纖維、重質碳酸鈣、硅烷類偶聯劑、受組胺類光穩(wěn)定劑送入到球磨機混合l_2h，混合均勻后，得到混合物料III; (3)最后，將上述混合物料III，加入到雙螺桿擠出機的喂料口，螺桿轉速設定為500r/min，經過熔融擠出，水冷切粒得到粒料;接著，在125-130 °C下鼓風干燥4_5h，用注塑機注塑成型，即得LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料。7.根據權利要求6所述的LED透鏡專用的耐紫外光抗拉伸有機復合材料的制備方法，其特征在于，混合物料III的粒徑為30-150nm。
【文檔編號】C08K3/36GK106084753SQ201610437554
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】程穎, 張磊, 孔敏, 方杰, 翁志遠, 翁志剛
【申請人】皖西學院