[发明专利]一种高透光高雾度的PP用光扩散剂及由其制备的光扩散PP材料

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种高透光高雾度的PP用光扩散剂及由其制备的光扩散PP。

背景技术

光扩散材料指能将点、线光源转化成线、面光源的材料， 一般通过将与基材不同折射系数的光扩散粒子分散在透明基材中制备得到， 早期多用于液晶显示器的背光源材料， 又称为光散射材料或散光材料。将光扩散材料用于发光二极管（LED）照明是近年来开辟的一个新应用领域。LED照明较液晶背光源更强，柔和光线性能更高；用于LED 照明的光扩散材料在扩散光的同时，须尽量减少光损失，且有良好的韧性。目前，普遍使用的有光扩散PC、PMMA 和PS 等。PP（聚丙烯）材料相较PC、PMMA 成本低，比重低。同时某些品种透光性好，耐化学腐蚀，加工方便。现有采用具有高雾度的PP材料（聚甲基丙烯酸甲酯）作为基体，以共混法将有机硅类光散射剂与之制备成用于LED照明产品的透光材料。该材料在透光率及折射率方面均有较好的表现，但材料的抗老化性能、抗冲击强度、热加工稳定性等指标均受到一定的影响。在高温条件下长时间工作，现有的光扩散PP材料容易老化而变脆、抗冲击强度下降，透光度下降，最终使产品报废。有机硅类光散射剂用量越高时上述问题表现得越明显，而有机硅光扩散剂用量过低，则有可能导致光散射效果的下降或消失。

发明内容

有鉴于此，本发明公开一种能够使PP材料具备稳定的高透光率及高雾化程度的光扩散剂。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种高透光高雾度的PP用光扩散剂，其原料按重量份计包括以下组分：

冷冻微粉碎聚硅氧烷颗粒             40～70份；

光散射剂1                           1～5份；

光散射剂2                           5～10份；

相容剂                               0.1～1份；

其中，所述光散射剂1为双丙酮丙烯酰胺；所述光散射剂2为1,8-辛二胺；所述相容剂包括占其总重5—15%的十二烷基二甲基苄基氯化铵以及余量的邻苯二甲酸酯；所述冷冻微粉碎聚硅氧烷颗粒是指将平均粒径为2μm的聚硅氧烷颗粒降温至-10℃～-20℃后，以60—100KHz的超声波粉碎获得的聚硅氧烷颗粒。

所述聚硅氧烷颗粒为市售的聚硅氧烷颗粒产品。设计人发现，在低温环境下对聚硅氧烷颗粒进行超声波粉碎，可使颗粒内部产生许多细小裂痕。光线在通过这些细小裂缝的时候，将发生多次折射，最终实现提高其雾化程度的效果。这种雾化效果必须采用冷冻粉碎后的聚硅氧烷颗粒方能实现。上述但这种冷冻微粉碎聚硅氧烷颗粒的透光率下降较为严重，设计人意外地发现当所述裂缝中充盈所述有的光散射剂1及光散射剂2时，可填补细小裂缝作为传导光线的介质，从而大幅提升上述冷冻微粉碎聚硅氧烷颗粒的透光率，降低其光损。所述光散射剂1为双丙酮丙烯酰胺，是市售产品。所述光散射剂2为市售的1,8-辛二胺。为提高光散射剂1、光散射剂2在冷冻微粉碎聚硅氧烷颗粒内的稳定性，本发明同时使用由十二烷基二甲基苄基氯化铵以及邻苯二甲酸酯组成的相容剂，它能提高冷冻微粉碎聚硅氧烷颗粒、双丙酮丙烯酰胺和1,8-辛二胺间的结合程度，使三者形成稳定的体系，在强光、高温条件下仍不发生老化。

本发明还提供一种制备所述光扩散剂的方法，包括以下工序：将聚硅氧烷颗粒降温至-10℃～-20℃，保持2min～5min后，采用频率为60～100KHz的超声波将其粉碎15min～20min，制得所述冷冻微粉碎聚硅氧烷颗粒；

将所述光散射剂1以及相容剂混合均匀后，加入所述冷冻微粉碎聚硅氧烷颗粒，采用旋转式摇床以200～400转/min的转速震荡30～40min；加入所述光散射剂2使二者并在50～60℃下搅拌混合15～30min，并使之在0.5～1min内降温至﹣5～﹣1℃，在30～40℃下烘干20～30min，制得所述光扩散剂。