[發明專利]一種光擴散材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310309026.X
• 申請日: 2013-07-22
• 公開（公告）號: CN103435990A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 施利毅;劉義敏;丁鵬
• 申請（專利權）人: 東莞上海大學納米技術研究院;上海大學
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08L33/12;C08L67/02;C08L23/12;C08L23/06;C08K3/22
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 吳英彬

技術領域

本發明涉及光學材料技術領域，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

LED是一種能夠將電能轉化為光能的半導體，它的光源具有低能耗、低熱量、環保、壽命長等優點，因此LED廣受青睞，并且有望取代傳統的白熾燈和節能燈成為第四代照明光源。但LED是點光源，發光集中且強烈，這就會造成亮度不均勻，產生眩光。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換成面光源，在保證亮度的同時解決眩光的問題。目前關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，以達到光散射的目的。由于光擴散劑等關鍵材料的制備技術沒有國有化，使光擴散產品成本居高不下，從而限制了LED的應用以及產業的發展。采用納米復合技術生產光擴散材料可大大降低成本，并能有效調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光板及其注塑母料的制備方法，但該方法配料復雜，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用，在該專利中采用了一種核-殼結構的光擴散劑，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，配料較為復雜。

采用納米復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成本。通過調整共混組分的相對含量、調整分散相的分散尺寸以及結晶度等條件，不僅能夠很好地調整材料的透光率以及光學霧度，還能有效改善材料的力學性能等。因此，本發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生深遠影響。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，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合，并通過后期熱處理來調控光擴散材料的力學與光學性能。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案為：

一種光擴散材料，其由納米混合物A與聚合物II，按照質量比為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，按照質量比為5∶1000～50∶1000的比例，混合制備而成。

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。

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。

一種上述光擴散材料的制備方法，其包括以下步驟：

(1)按質量比為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(1)量取的無機納米粉體和聚合物I，在120～270℃條件下均勻混合，得到納米混合物A；

(3)按質量比為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；

(4)將步驟(3)所量取的納米混合物A和聚合物II，在270℃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℃條件下，等溫退火處理1～3小時，得到光擴散材料。

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。

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。

所述的聚合物II聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。

本發明的有益效果是：本發明采用納米復合與聚合物共混的方法，省去了光擴散劑，通過調控各組分間的比例以及結晶組分的結晶度以達到調控光擴散材料的透光率與霧度的目的。本發明制得的光擴散材料光學霧度≥90％，透光率≥50％，并且具有工藝可控性強，原料易得，成本低等優點，可廣泛應用于LED面板及光電相關產品上，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

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，按照質量比為5∶1000～50∶1000的比例，混合制備而成。