PC基光散射材料的制备研究

2014-10-11麦伟宗周子丹黄李胜胡玉娟许灯波

合成材料老化与应用 2014年3期

麦伟宗，周子丹，黄李胜，李景，胡玉娟，许灯波

(广州合成材料研究院有限公司，广东广州510665)

近年来，面临全球能源危机，LED产业如雨后春笋般发展起来，现已广泛应用于照明、显示、背光等行业，因其具有节能、环保、寿命长等优点，LED照明的应用前景十分广阔，LED灯外壳材料的需求量也越来越大。目前，LED照明用光散射产品几乎被国外几家大公司垄断，其价格较高，严重地阻碍了我国LED产业的发展。因此，研发国产的LED照明用材料迫在眉睫。光散射材料是指能够使光通过而又能有效扩散光的材料，它能将点、线光源转化成线、面光源，所以评价光散射材料的主要指标是透光率和雾度。聚碳酸酯(PC)具有优异透光性能(透光率高达89%)，良好的力学性能、绝缘性能，同时，具备一定的阻燃和抗老化性能，是LED光散射材料的首选基材，因此，PC基光散射材料引起了人们广泛的关注。

针对目前人们对LED照明用光散射PC基材料的研究匮乏的现状，本文系统地研究了色粉、荧光增白剂OB、光扩散剂以及抗老化助剂对材料的透光率和雾度的影响，并探讨了不同的光散射助剂及其添加量对光散射PC性能的影响。最终，得到了一种透光率和雾度兼备，流动性能好，冲击强度高的PC基光散射材料。

1 实验部分

1.1 主要原料

PC 2200R，沙伯基础创新塑料;丙烯酸光散射粒子，MH5，市售;有机硅光散射粒子，200，市售;抗氧剂1076、168，金海雅宝，荧光增白剂OB，市售。

1.2 主要测试仪器

TE65型双螺杆挤出机，南京诺达公司;PL860/270型注塑机，海天有限公司;WGT-S透光率/雾度测定仪，上海精科有限公司;XLD－10液晶电子拉力试验机，承德市金建检测仪器公司;XJU－5.5悬臂梁冲击试验机，承德市金建检测仪器公司;XNR－400B熔体流动速率仪，承德市金建检测仪器公司;色差仪，爱丽色有限公司。

1.3 样品制备

先将光散射粒子，抗氧剂1076、168等与扩散剂进行预分散，加入PC粒子后，转移到低速混合机中搅拌，混合均匀后用双螺杆挤出机熔融共混、造粒，最后经注塑机注塑成型。

2 试验结果与讨论

2.1 有机硅光散射剂200对PC透光率和雾度(2mm下的检测结果)的影响

表1 有机硅光散射助剂对PC光学性能的影响Tab 1 Effect of silicone light scattering additives on optical property of PC

本研究主要针对注塑级别的光扩散PC，主要应用于注塑用的半球状制品，因此PC选用高流动性的PC基材，而且检测厚度都选择在2mm。从表1可知，添加0.5%有机硅光扩散剂的PC透光率急剧下降，随着有机硅的增加，雾度增加不明显，但透光率则下降明显。

2.2 丙烯酸光散射剂MH5对PC透光率和雾度(2mm下的检测结果)的影响

表2 丙烯酸光散射助剂对PC光学性能的影响Tab 2 Effect of acrylic light scatteringadditives on optical property of PC

从表2可知，相比添加相同比例的有机硅助剂200，添加丙烯酸光扩散剂的PC透光率都要高出许多，而雾度则只是低一点。采用丙烯酸光扩散剂MH5的光利用率会更高一点，从节能减排的角度来看，节能灯的照亮效果会更好。但由于材料需要达到一定雾度才可以使LED光线扩散，在实际应用过程中，丙烯酸光扩散剂MH5添加量要相对高一点，因此我们采用两种复配来得到更好的应用效果。