CN104650547B

CN104650547B - 一种反射板用聚酯组合物

Info

Publication number: CN104650547B
Application number: CN201510029803.4A
Authority: CN
Inventors: 易庆锋; 蒋智强; 姜苏俊; 张传辉; 曾祥斌; 蔡彤旻
Original assignee: Kingfa Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Kingfa Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2035-01-21
Also published as: CN104650547A

Abstract

本发明公开了一种反射板用聚酯组合物，按重量份计，包含如下组分：（A）100份重量的熔点（Tm）高于220℃的聚酯树脂；（B）9‑300份重量的白色颜料（B1）和/或增强填料（B2）；其特征在于，该聚酯组合物，根据ISO 11443测试标准，在1000s^‑1剪切速率、300℃的温度下所测得的熔体粘度为50~300Pa.s；基于全部组份重量，该聚酯组合物的磷含量为50~4000ppm。本发明采用具有特定熔体粘度和特定磷含量的聚酯组合物，该聚酯组合物具有良好充模流动性及具有良好反射性、低吸湿性及耐黄变性能，并且封装时硅胶固化良好，能够满足实际生产需要。

Description

一种反射板用聚酯组合物

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，特别涉及一种反射板用聚酯组合物。

背景技术

LED光源因其低能耗、耐用、设计灵活度高已经越来越多的应用于日常生活中，如LED电视、LED照明、汽车照明、交通信号灯等的光源。LED反射板作为LED光源不可缺少的一个附件，长期暴露于光和热的环境中容易发黄，例如在LED封装过程中，LED部件会经历高于260℃的高温；而大功率LED照明，如汽车前大灯在使用过程中温度会超过80℃。如果反射板在封装及使用过程中因为受热变黄，最终会影响LED光源的出光效率。

通常LED反射板为聚酰胺树脂组合物，但是聚酰胺因为酰胺键的存在，长期使用时不可避免会出现受热变黄现象，尤其是在中大功率（＞0.5W）LED光源中更为明显。聚酯由于其低的吸湿性及酯键对热氧敏感程度更低，在中大功率LED反射板上应用具有更大优势。

但是用聚酯树脂组合物，充模流动性不如聚酰胺树脂组合物，现有相关专利并未考虑到这点，如中国专利CN102838849及CN103160079并未提及与成型流动性相关的内容。

研究还发现，聚酯组合物中磷含量是一个非常关键的技术指标。磷含量太低，对反射板用聚酯组合物的耐高温变色性不利；但磷含量超过一定量，也会影响封装过程中硅胶的固化效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有良好充模流动性及具有良好反射性、低吸湿性及耐黄变性能的，并且封装时硅胶固化良好的反射板用聚酯组合物。

一种反射板用聚酯组合物，按重量份计，包含如下组分：

（A）100份重量的熔点（Tm）高于220℃的聚酯树脂；

（B）9-300份的白色颜料（B1）和/或增强填料（B2）；

该聚酯组合物，根据ISO 11443测试标准，在1000s^-1剪切速率、300℃的温度下所测得的熔体粘度为50~300Pa.s；基于全部组份重量，该聚酯组合物的磷含量为50~4000ppm。

本发明的聚酯组合物的磷含量为50~4000ppm，优选为100~3000ppm；当磷含量过低，聚酯组合物的耐高温黄变性能差，但是超过一定含量也会引起封装过程中硅胶固化不全甚至完全不固化的问题。

所述聚酯组合物，其熔体粘度根据ISO11443标准采用毛细管流变仪测试。测试时聚酯组合物需要除湿干燥，干燥后的含水率要求低于300ppm。为了保证良好的成型性，本发明的聚酯组合物在1000s^-1剪切速率、300℃的温度下所测得的熔体粘度控制为50~300Pa.s。

所述聚酯树脂（A）由芳香族二羧酸和脂环族二醇聚合所得；其中，所述芳香族二羧酸选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二甲酸中的一种或其组合，优选为对苯二甲酸；所述脂环族二醇选自1,4-环己烷二甲醇（CHDM）；所述聚酯树脂（A）具有如下结构：。

本发明所用聚酯树脂（A）在25℃的邻氯苯酚溶液中测量的特性粘度为0.3~1.6dl/g，优选为0.4~1.0dl/g。如果聚酯树脂（A）的特性粘度小于0.4dl/g，得到的聚酯组合物虽然充模流动性优异，但是机械性能较差，导致断水口，也无法满足使用要求；如果聚酯树脂（A）的特性粘度大于1.0dl/g，得到的聚酯组合物流动性差，导致缺胶等问题，无法正常生产。

所述白色颜料（B1）为二氧化钛，为了获得良好的初始反射率及后续较小的黄变性能，二氧化钛的平均粒径控制为0.2~0.4μm。

所述增强填料（B2）选自玻璃纤维、硅灰石、钛酸钾晶须中的一种或其组合。

所述玻璃纤维为经螺杆挤出后树脂中的玻璃纤维，其在该聚酯组合物中的平均长度约为150~1000μm，直径为7~20μm。若玻璃纤维直径小于7um，则处理起来比较困难；如大于20um，则作为聚酯组合物可能不能获得令人满意的性能；另外，若玻璃纤维的平均长度小于150um，要获得本发明性能较好的聚酯组合物则很困难；若玻璃纤维的平均长度长于1000um，则聚酯组合物的流动性、加工性能以及所得组合物成型后制件表面会比较差。

所述聚酯组合物，还进一步包括含磷化合物（D），如选自磷酸钾、磷酸钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸酯等中的一种或其组合。

所述聚酯组合物，还包含润滑剂、成核剂、UV稳定剂、荧光增白剂中的一种或其组合。其中，润滑剂可以选自聚乙烯蜡、硬脂酸金属盐、褐煤酸金属盐、季戊四醇酯、含氟聚合物等，成核剂可以选自碳酸钙、滑石、硫酸钡、高岭土等。

所述聚酯组合物使用Color Eye 7000A色差计测量的初始亨特白度值大于90，在150℃的温度条件下保持1000h之后其亨特白度值下降小于10。

本发明采用具有特定熔体粘度和特定磷含量的聚酯组合物，该聚酯组合物具有良好充模流动性及具有良好反射性、低吸湿性及耐黄变性能，并且封装时硅胶固化良好，能够满足实际生产需要。

附图说明

图1为本发明的反射板用聚酯组合物粒子注塑成试样的示意图。

图2为本发明的反射板用聚酯组合物粒子注塑成试样的另一示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。

以下为实施例和对比例中的聚酯树脂（A）、白色颜料（B1）和/或增强填料（B2）和含磷化合物（D），但是不仅限于这些材料。

聚酯树脂（A）：

（A1）聚（对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲酯）(PCT)：特性粘度为0.55dl/g，熔点为287℃。

（A2）聚（对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲酯）(PCT)：特性粘度为0.85dl/g，熔点为290℃。

（A3）聚（对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲酯）(PCT)：特性粘度为0.3dl/g，熔点为285℃。

（A4）聚（对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲酯）(PCT)：特性粘度为1.2dl/g，熔点为298℃。

（A5）聚（对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲酯）(PCT)：特性粘度为0.2dl/g，熔点为278℃。

（A6）聚（对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲酯）(PCT)：特性粘度为1.9dl/g，熔点为302℃。

白色颜料（B1）：使用日本石原生产的粒径为0.25μm的二氧化钛PC-3。

增强填料（B2）：使用欧文斯康宁生产的直径为10μm的玻璃纤维910。

含磷化合物（D）：使用武汉华创化工有限公司的磷酸二氢钾MKP。

成核剂：使用IMI Fabi公司的滑石粉HTP4。

润滑剂：使用陶氏化学的LLDPE GRSN-9820。

各性能指标的测量方法

（1）亨特白度（W）测试

使用Color Eye 7000A型色差计测量。所述聚酯组合物试样采用注塑成型，试样尺寸为60×60×0.8mm。测试出试样初始状态的L、a、b值，通过式2计算出初始亨特白度的值，然后将试样在150℃温度的条件下保持1000h之后再次测量其L、a、b值，通过式2计算出老化后的亨特白度值，以此评价白度值的下降。

W=100-[(100-L)²+a²+b²]^1/2 （式2）

（2）拉伸强度采用ISO 527-1/-2标准测试，弯曲强度与弯曲模量采用ISO 178标准测试，冲击强度采用ISO 180标准测试。

（3）磷含量测试

聚酯组合物磷含量测定根据USEPA方法3052:1996，采用ICP-OES方法进行测量。

（4）熔点（Tm）测试

聚酯树脂熔点（Tm）测试参照ASTM D3418-2003，Standard Test Method forTransition Temperatures of Polymers By Differential Scanning Calorimetry；具体测试方法是：采用Perkin Elmer Diamond DSC分析仪测试样品的熔点；氮气气氛，流速为40mL/min；测试时先以10^oC /min升温至340^oC，在340^oC保持2min，然后以10^oC/min冷却到50^oC，再以10^oC/min升温至340^oC，将此时的吸热峰温度设为熔点Tm。

（5）硅胶固化测试

将所得的聚酯组合物粒子注塑成为如图1和2所示的试样。硅胶使用北京康美特MO-006 A B胶。将A胶与B胶以质量比1:4混合均匀后，取0.02g滴至样件上表面的凹坑中，使硅胶层平铺于坑底，然后将样件放入烘箱中，在80℃条件下预固化1h，接着升温至150℃继续固化4h后结束。取出平板，用肉眼直接观察凹坑中的硅胶固化情况。完全固化表示为“⊙”，不固化表示为“⊕”。

（6）毛细管粘度测试

按照ISO 11443方法，使用毛细管流变仪LCR7000，采用以下条件测试该聚酯组合物的熔体粘度：所使用的样品重量约50g，CX300-40，流出口角度为120℃，流道长度1.2英寸，流道直径0.03英寸，测试温度为(Tm+10)℃，熔融时间300s。

（7）成型性评估

成型性评估根据硅胶固化测试注塑样品的评估确定，主要考虑制品是否打满、表面毛刺情况等。

实施例1~8及对比例1~4：聚酯组合物及试样的制备

使用高速搅拌机将干燥好的聚酯树脂与含磷化合物、成核剂、润滑剂等混合均匀，从双螺杆挤出机主喂料口加入，将二氧化钛与玻璃纤维通过侧喂料机加入双螺杆挤出机，在200~300℃的设置温度下通过双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，得到粒状聚酯组合物；然后将得到的粒状聚合物组合物在110℃除湿干燥5h，在240~305℃的设置温度下，通过注塑成型制备用于相关机械性能、白度及硅胶固化测试所需的试样，测试结果如表1。

表1 实施例1~8及对比例1~4的组分配比（重量份）及性能测试结果

由表1可以看出，对比例4聚酯组合物的熔体粘度太大，流动性差，不足以满足成型要求；对比例3聚酯组合物的熔体粘度太小，机械性能太差，不能满足实际应用需要。并且，由于粘度过低，容易造成成型时的制件表面毛刺现象。而对比例1磷含量太低，聚酯组合物的耐热性差；对比例2含磷量太高，会引起硅胶不固化。而本发明采用具有特定熔体粘度和特定含量的含磷化合物的聚酯组合物，能够解决上述问题，满足实际生产需要。

Claims

1.一种反射板用聚酯组合物，按重量份计，包含如下组分：

（A）100份重量的熔点（Tm）高于220℃的聚酯树脂；

（B）9-300份的白色颜料（B1）和增强填料（B2）；

其特征在于，该聚酯组合物，根据ISO 11443测试标准，在1000s^-1剪切速率、300℃的温度下所测得的熔体粘度为50~300Pa.s；基于全部组份重量，该聚酯组合物的磷含量为50~4000ppm；

还包括含磷化合物（D），所述含磷化合物选自磷酸钾、磷酸钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸酯中的一种或其组合；

所述聚酯树脂（A）在25℃的邻氯苯酚溶液中测量的特性粘度为0.4~1.0dl/g。

2.根据权利要求1所述的反射板用聚酯组合物，其特征在于，基于全部组份重量，该聚酯组合物的磷含量100~3000ppm。

3.根据权利要求1所述的反射板用聚酯组合物，其特征在于，所述聚酯树脂（A）具有如下结构：

。

4.根据权利要求1所述的反射板用聚酯组合物，其特征在于，所述白色颜料（B1）为二氧化钛，其平均粒径为0.2~0.4μm。

5.根据权利要求1所述的反射板用聚酯组合物，其特征在于，所述增强填料（B2）选自玻璃纤维、硅灰石、钛酸钾晶须中的一种或其组合。

6.根据权利要求5所述的反射板用聚酯组合物，其特征在于，所述玻璃纤维在经螺杆挤出后，树脂中的玻璃纤维在该聚酯组合物中的平均长度为150~1000μm，直径为7~20μm。

7.根据权利要求1所述的反射板用聚酯组合物，其特征在于，还包含润滑剂、成核剂、UV稳定剂、荧光增白剂中的一种或其组合。

8.根据权利要求1所述的反射板用聚酯组合物，其特征在于，所述聚酯组合物使用Color Eye 7000A色差计测量的初始亨特白度值大于90，在150℃的温度条件下保持1000h之后其亨特白度值下降小于10。