[發明專利]一種LED燈罩用阻燃高透光耐候聚碳酸酯復合材料及制備方法

有效

• 申請號: 201610051303.5
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105542424B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 杜軍;戴洪湖;汪連生;王鋒;丁瑜;郭連貴;覃彩芹
• 申請（專利權）人: 湖北工程學院
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08L51/08;C08L23/08;C08K9/02;C08K3/34;C08K5/3475;C08F283/12
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所42001
• 代理人: 余曉雪

技術領域

本發明涉及聚碳酸酯復合材料技術領域，具體涉及一種LED燈罩用阻燃高透光耐候聚碳酸酯復合材料及制備方法。

背景技術

近年來，面臨全球資源危機，LED產業如雨后春筍般發展起來，現已廣泛應用于照明、顯示等行業。由于其具有節能、環保、壽命長等優點，LED照明的應用前景十分廣闊，而隨著LED照明產業的迅猛發展，用于LED外殼的光擴散材料的使用量迅速增長，該材料能使光線通過，又能有效散射光線，能將點、線光源轉化為線、面光源。

聚碳酸酯是一種應用廣泛的工程塑料，具有高透明性、高韌性、高耐熱性、高強度等特點，應用在LED照明燈罩行業有很大的優勢。但未經改性的聚碳酸酯作為燈罩時，阻燃性能較低，需要進行專門的阻燃改性以保護LED燈罩、防止燈罩被破壞或受日光照射而變色；同時，在用作LED戶外照明燈具外罩時，聚碳酸酯外罩經過傳統的阻燃改性后導致透光性下降，存在發光效率低下的問題，無法發揮LED照明高亮度的特點；最后聚碳酸酯外罩在長期受到日光照射的情況下，極易導致外罩老化變脆。

目前，國內外針對這一問題已開展了一系列研究，例如專利CN102219989A公布一種LED燈具用阻燃光擴散聚碳酸酯樹脂復合材料及其制備方法，采用無機和有機光擴散復配，克服傳統單一擴散劑難以達到霧度和透光率平衡的缺點，同時采用環保溴化聚碳酸酯為阻燃劑和有機硅阻燃劑復配使用，達到高效阻燃的情況下對透光率的影響最小的效果，但存在以下的缺點：1)主助燃劑用量較大，制得的聚碳酸酯樹脂的抗沖擊性能較差，產品組裝時容易碎裂；2)輔阻燃劑與主阻燃劑不能發生協同作用，阻燃效率低，產品的耐沖擊性能差，透明度降低；3)必須使用光擴散劑，制得的產品透光率低，僅為66-85％。美國專利US20090258170A1公布了一種以PC為基體的阻燃光擴散組合物，加入有機光擴散劑和有機硅阻燃劑，達到光擴散性和阻燃性，擴大了光擴散組合物的應用范圍，但是其阻燃性較低，只是達到V1級，滿足不了特定場合的需求。專利CN101906244A公布了一種PC為基體的阻燃光擴散PC組合物，加入光擴散母粒，以磺酸鹽和有機硅復配阻燃，達到V0阻燃級，但是無光穩定劑的加入，耐候性不佳，限制了產品的使用壽命和使用范圍。

發明內容

為了克服現有技術中存在的不足，本發明的目的在于提供了一種LED燈罩用阻燃高透光耐候聚碳酸酯復合材料及其制備方法，該聚碳酸酯復合材料不僅具有優異的力學性能與加工性能，而且具有高透光性、高阻燃、優異的耐候性能。

為了實現以上目的，本發明采用如下技術方案：

一種LED燈罩用阻燃高透光耐候聚碳酸酯復合材料，所述LED燈罩用阻燃高透光耐候聚碳酸酯復合材料是由如下重量份配比的原料制備而成：

所述聚碳酸酯的分子量為3-6萬。

所述共聚有機硅氧烷微球是聚硅氧烷-丙烯酸酯共聚物，所述共聚有機硅氧烷微球是核殼結構，所述共聚有機硅氧烷微球中硅氧烷的含量為10-15％，所述共聚有機硅氧烷微球的粒徑為1-5μm；

作為優選，本發明所采用的共聚有機硅氧烷微球的制備方法是以甲基苯基二甲氧基硅烷為硅烷單體，先與八甲基環四硅氧烷以及γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷進行水解與縮聚反應合成聚硅氧烷核乳液，再分別與丙烯酸甲酯以及甲基丙烯酸乙酯接枝共聚，制得具有核殼結構的聚硅氧烷-丙烯酸酯共聚物；

所述八甲基環四硅氧烷與甲基苯基二甲氧基硅烷的質量比為10:1；

所述γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷與甲基苯基二甲氧基硅烷的質量比為10:1；

所述丙烯酸甲酯與甲基苯基二甲氧基硅烷質量比為1:3；

所述甲基丙烯酸乙酯與甲基苯基二甲氧基硅烷質量比為1:4。

所述有機化納米蒙脫土是依次經鹽酸和氫氧化鈉處理過的鈉基蒙脫土，所述有機化納米蒙脫土的層間距為1.53-1.58nm；

作為優選，本發明所采用的有機化納米蒙脫土的制備方法是將鈉基蒙脫土與25v/v％乙醇(所述鈉基蒙脫土與25v/v％乙醇比例為3g:2mL)加入到反應釜中，充分攪拌1h后緩慢加入pH值為2的鹽酸溶液直至混合液pH值達到2.5，于70℃下攪拌過夜，過濾干燥即得酸處理鈉基蒙脫土；

再以pH為14的氫氧化鈉溶液滴定酸處理鈉基蒙脫土，直至(被滴定的鈉基蒙脫土混合液)pH值達到12，得到堿處理鈉基蒙脫土；

最后將堿處理鈉基蒙脫土充分干燥處理后即制得有機化納米蒙脫土；