CN107353554A - 一种抗老化耐冲击透明树脂路灯灯罩 - Google Patents

一种抗老化耐冲击透明树脂路灯灯罩 Download PDF

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Abstract

本发明属于灯罩技术领域，具体涉及一种抗老化耐冲击透明树脂路灯灯罩；该灯罩的制造过程包括如下步骤：（1）透明共聚树脂制备，（2）复合树脂制备，（3）挤出造粒，（4）灯罩制备。该灯罩的材质中使用了苯乙烯、丙烯酸乙酯和丙烯腈单体进行共聚反应得到透明共聚树脂，然后使用聚碳酸酯、液体硅树脂和其他添加剂等对共聚树脂进行改性，将得到的复合树脂挤出造粒，并注塑成型得到本发明的路灯灯罩。该灯罩具有生产成本较低，透光性好，结构强度高、耐冲击性能优秀的特点，并且具有良好的抗老化性能，在低温状态下，也具有更强的稳定性。

Description

一种抗老化耐冲击透明树脂路灯灯罩
技术领域
本发明属于灯罩技术领域，具体涉及一种抗老化耐冲击透明树脂路灯灯罩。
背景技术
灯罩是安装在照明电灯外部起到保护作用的装置，在路灯中，灯罩的作用主要是保护路灯的发光光源和驱动电路等部件免受损害，起到防风挡雨，抵御外力冲击的作用。此外，灯罩还需要具有良好的透明度，才能让光源产生的光线投射出去，最大程度的实现路灯的照明效果。由于玻璃材质具有较高的透明度，最早的路灯灯罩主要为玻璃材质，但是玻璃普遍具有耐冲击性能较差的特点，在受到较强的冲击力作用时容易破碎，所以玻璃材质的灯罩在使用时损坏率相对较高，后来一些硬度更好，强度更高的高硅硼玻璃的应用解决了这个问题，但是这种玻璃的生产成本较高，不适合大范围推广。
随着材料技术的而不断进步，一些具有高透明度树脂材料逐渐被应用于灯罩生产，例如透明的聚碳酸酯树脂等，专利授权公告号CN 102250462B公开了《一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法与LED灯罩的制造方法》，该灯罩具有质量轻、透光性好，使用寿命长和生产成本低廉的特点，但是聚碳酸酯树脂材料的抗老化性能较差，被氧化后容易变黄，透明度降低，并且随着材料的老化，灯罩的结强度也随之降低，耐冲击性能变差。此外，该材料的耐低温性能也较低，在低温状态下，材料会变脆，变脆后的灯罩的结构强度也会进一步降低。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的在于提供一种抗老化耐冲击透明树脂路灯灯罩，该灯罩为复合材质灯罩，具有透光性好，耐冲击性能优的特点，并且具有良好的抗老化性能和耐低温性能。
一种抗老化耐冲击透明树脂路灯灯罩，包括如下制造步骤：
(1)透明共聚树脂制备：按照质量份数，将15-20份苯乙烯单体，60-70份丙烯酸乙酯单体，8-15份丙烯腈单体，0.5-1份有机过氧化物引发剂，0.5-1份受阻份抗氧化剂和1-2份链转移剂混合，在130-150℃的反应釜中，进行共聚反应，反应时间为4-5h，得到所需透明共聚树脂。
(2)复合树脂制备：按照质量份数，将光扩散剂2-3份和抗氧剂1-2份混合均匀，然后与透明共聚树脂80-90份，聚碳酸酯20-30份，加工助剂0.5-1份，一起投入到混料机中，在170-180℃的温度下进行搅拌混合，混料机的搅拌速度为250-300r/min，混料时间为40-60min，得到所需复合树脂混合料。
(3)挤出造粒：将上步骤得到的复合树脂混合料投入到双螺杆挤出机中，同时在挤出机的侧喂料口加入液体硅树脂25-30份，挤出机的喂料温度为120-130℃，将物料进行塑化挤出，冷却，造粒得到所需复合树脂颗粒，挤出机的挤出温度为110-115℃。
(4)灯罩制备：将复合树脂颗粒投入到注塑机中，在灯罩模具中进行注塑成型，注塑模具的温度为110-120℃，注塑压力为120-160MPa，注射速度为10-18cm3/s，冷却速度为60-90s，冷却成型后，将灯罩脱模，并进行精修和检查，检查合格后进行包装。
优选的，步骤(1)所述有机过氧化物引发剂为1,1-双(过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷或1，1-双(过氧化叔丁基)-2-甲基环己烷；这两种引发剂均为常用的聚合反应引发剂，在高温加热时，引发剂的过氧基化学键断裂，可以促进本发明的共聚树脂的三种单体更好的进行聚合反应。得到所需的透明共聚树脂。
优选的，步骤(1)所述丙烯腈单体为丙烯腈、甲基丙烯腈、富马酸腈或它们的混合物。这三种丙烯腈单体的加入，可以提高共聚物材料的抗冲击性能和弯曲强度，让得到的路灯灯罩具有更高的结构强度。
优选的，步骤(1)所述链转移剂为叔十二烷硫醇或正辛硫醇；该链转移剂的使用，可以控制聚合反应中聚合物的聚合度，缩短聚合物的链长度，让反应得到的共聚树脂的粘度值处于合适的范围。
优选的，步骤(2)所述聚碳酸酯的熔融指数为1.2kg、300℃，40-50g/min。该性能指标的聚碳酸酯可以便于本发明中与共聚树脂混合，对共聚树脂进行改性，提高材料的耐低温性能，让该复合树脂的低温稳定性更好。
优选的，步骤(2)所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168的等比混合物。这两种混合物的配合使用，可以改善聚合物的抗氧化性能，提高材料加工过程的稳定性，避免在混合、造粒、成型等加工过程中树脂材料的分子量发生变化。
优选的，步骤(3)所述加工助剂为荧光增白剂。荧光增白剂可以吸收不可见的紫外光，转换为波长较长的蓝光或紫色的可见光，因而可以补偿基质中的微黄色，同时反射出比原来入射的波长更多的可见光，提高路灯的照明效果。
优选的，步骤(4)所述注塑成型过程的料筒温度为230-250℃，该温度值经过试验优选，该温度下，成型的路灯灯罩的材质均一性最好，对光性的透过率更高，并且防止因为局部物理性质差异导致灯罩的结构强度降低。
本发明提供的一种抗老化耐冲击透明树脂路灯灯罩，与现有技术相比，具有如下的有益效果：
该灯罩由复合树脂材料制成，相对于硬质玻璃材质，其生产成本较低，质量较轻，运输成本也相对较低，可以广泛应用与路灯灯罩的使用；该灯罩还具有较高的透明度，对光线的透过率较高，使路灯的照明效果更好。
该路灯的抗老化性能得到提高，可以具有更长的使用寿命，灯罩不容易因为老化变黄，可以保持较强的稳定性，耐冲击性能强，不易破碎，可以为路灯的光源和驱动电路提供保护。此外，该路灯灯罩的耐低温性能也较好，在低温环境中，材料不容易变脆，可以保持较高的结构强度。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1
(1)透明共聚树脂制备：按照质量份数，将15份苯乙烯单体，60份丙烯酸乙酯单体，8份丙烯腈和甲基丙烯腈的等质量比混合物，0.5份1,1-双(过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷，0.5份受阻份抗氧化剂和1份叔十二烷硫醇混合，在130℃的反应釜中，进行共聚反应，反应时间为4-5h，得到所需透明共聚树脂。
(2)复合树脂制备：按照质量份数，将2份光扩散剂和1份抗氧剂1010和抗氧剂168的等比混合物混合均匀，然后与透明共聚树脂80份，熔融指数为1.2kg、300℃，40g/min的聚碳酸酯20份，荧光增白剂0.5份，一起投入到混料机中，在170℃的温度下进行搅拌混合，混料机的搅拌速度为250r/min，混料时间为40min，得到所需复合树脂混合料。
(3)挤出造粒：将上步骤得到的复合树脂混合料投入到双螺杆挤出机中，同时在挤出机的侧喂料口加入液体硅树脂25份，挤出机的喂料温度为120℃，将物料进行塑化挤出，冷却，造粒得到所需复合树脂颗粒，挤出机的挤出温度为110℃。
(4)灯罩制备：将复合树脂颗粒投入到注塑机中，在灯罩模具中进行注塑成型，注塑成型过程的料筒温度为230℃，注塑模具的温度为110℃，注塑压力为120MPa，注射速度为10cm3/s，冷却速度为60s，冷却成型后，将灯罩脱模，并进行精修和检查，检查合格后进行包装。
实施例2
(1)透明共聚树脂制备：按照质量份数，将20份苯乙烯单体，70份丙烯酸乙酯单体，15份富马酸腈，1份1，1-双(过氧化叔丁基)-2-甲基环己烷，1份受阻份抗氧化剂和2份正辛硫醇混合，在150℃的反应釜中，进行共聚反应，反应时间为5h，得到所需透明共聚树脂。
(2)复合树脂制备：按照质量份数，将3份光扩散剂和2份抗氧剂1010和抗氧剂168的等比混合物混合均匀，然后与透明共聚树脂90份，熔融指数为1.2kg、300℃，50g/min的聚碳酸酯30份，荧光增白剂1份，一起投入到混料机中，在180℃的温度下进行搅拌混合，混料机的搅拌速度为300r/min，混料时间为60min，得到所需复合树脂混合料。
(3)挤出造粒：将上步骤得到的复合树脂混合料投入到双螺杆挤出机中，同时在挤出机的侧喂料口加入液体硅树脂30份，挤出机的喂料温度为130℃，将物料进行塑化挤出，冷却，造粒得到所需复合树脂颗粒，挤出机的挤出温度为115℃。
(4)灯罩制备：将复合树脂颗粒投入到注塑机中，在灯罩模具中进行注塑成型，注塑成型过程的料筒温度为250℃，注塑模具的温度为120℃，注塑压力为160MPa，注射速度为18cm3/s，冷却速度为90s，冷却成型后，将灯罩脱模，并进行精修和检查，检查合格后进行包装。
实施例3
(1)透明共聚树脂制备：按照质量份数，将17份苯乙烯单体，65份丙烯酸乙酯单体，12份甲基丙烯腈，0.8份1,1-双(过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷8，0.7份受阻份抗氧化剂和1.5份叔十二烷硫醇混合，在140℃的反应釜中，进行共聚反应，反应时间为4.5h，得到所需透明共聚树脂。
(2)复合树脂制备：按照质量份数，将2.5份光扩散剂和1.5份抗氧剂1010和抗氧剂168的等比混合物混合均匀，然后与透明共聚树脂85份，熔融指数为1.2kg、300℃，45g/min的聚碳酸酯25份，荧光增白剂0.7份，一起投入到混料机中，在175℃的温度下进行搅拌混合，混料机的搅拌速度为280r/min，混料时间为50min，得到所需复合树脂混合料。
(3)挤出造粒：将上步骤得到的复合树脂混合料投入到双螺杆挤出机中，同时在挤出机的侧喂料口加入液体硅树脂28份，挤出机的喂料温度为125℃，将物料进行塑化挤出，冷却，造粒得到所需复合树脂颗粒，挤出机的挤出温度为113℃。
(4)灯罩制备：将复合树脂颗粒投入到注塑机中，在灯罩模具中进行注塑成型，注塑成型过程的料筒温度为240℃，注塑模具的温度为115℃，注塑压力为140MPa，注射速度为15cm3/s，冷却速度为75s，冷却成型后，将灯罩脱模，并进行精修和检查，检查合格后进行包装。
实施例4
(1)透明共聚树脂制备：按照质量份数，将19份苯乙烯单体，63份丙烯酸乙酯单体，13份丙烯腈、甲基丙烯腈、富马酸腈的任意比例混合物，0.9份1，1-双(过氧化叔丁基)-2-甲基环己烷，0.6份受阻份抗氧化剂和1份正辛硫醇混合，在135℃的反应釜中，进行共聚反应，反应时间为4h，得到所需透明共聚树脂。
(2)复合树脂制备：按照质量份数，将3份光扩散剂和1份抗氧剂1010和抗氧剂168的等比混合物混合均匀，然后与透明共聚树脂80份，熔融指数为1.2kg、300℃，50g/min的聚碳酸酯25份，荧光增白剂0.5份，一起投入到混料机中，在180℃的温度下进行搅拌混合，混料机的搅拌速度为300r/min，混料时间为60min，得到所需复合树脂混合料。
(3)挤出造粒：将上步骤得到的复合树脂混合料投入到双螺杆挤出机中，同时在挤出机的侧喂料口加入液体硅树脂30份，挤出机的喂料温度为130℃，将物料进行塑化挤出，冷却，造粒得到所需复合树脂颗粒，挤出机的挤出温度为115℃。
(4)灯罩制备：将复合树脂颗粒投入到注塑机中，在灯罩模具中进行注塑成型，注塑成型过程的料筒温度为240℃，注塑模具的温度为120℃，注塑压力为160MPa，注射速度为18cm3/s，冷却速度为90s，冷却成型后，将灯罩脱模，并进行精修和检查，检查合格后进行包装。
性能测试：
根据ASTM D1298和ASTM D2985对本实施例的灯罩的折射率、雾度值，透光率和冲击强度进行测试，并根据ASTM D265进行热老化性能测试和低温性能测试；得到如下测试结果：
表1：本实施例的性能测试结果
以上数据表明，本实施例提供的一种抗老化耐冲击透明树脂路灯灯罩，具有良好的透明度和透射效果，耐冲击性能强，并且具有良好的抗老化性能和低温稳定性，是一种性能非常优秀的路灯灯罩。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种抗老化耐冲击透明树脂路灯灯罩，其特征在于：包括如下制造步骤：
（1）透明共聚树脂制备：按照质量份数，将15-20份苯乙烯单体，60-70份丙烯酸乙酯单体，8-15份丙烯腈单体，0.5-1份有机过氧化物引发剂，0.5-1份受阻份抗氧化剂和1-2份链转移剂混合，在130-150℃的反应釜中，进行共聚反应，反应时间为4-5h，得到所需透明共聚树脂；
（2）复合树脂制备：按照质量份数，将光扩散剂2-3份和抗氧剂1-2份混合均匀，然后与透明共聚树脂80-90份，聚碳酸酯20-30份，加工助剂0.5-1份，一起投入到混料机中，在170-180℃的温度下进行搅拌混合，混料机的搅拌速度为250-300r/min，混料时间为40-60min，得到所需复合树脂混合料；
（3）挤出造粒：将上步骤得到的复合树脂混合料投入到双螺杆挤出机中，同时在挤出机的侧喂料口加入液体硅树脂25-30份，挤出机的喂料温度为120-130℃，将物料进行塑化挤出，冷却，造粒得到所需复合树脂颗粒，挤出机的挤出温度为110-115℃；
（4）灯罩制备：将复合树脂颗粒投入到注塑机中，在灯罩模具中进行注塑成型，注塑模具的温度为110-120℃，注塑压力为120-160MPa，注射速度为10-18cm³/s，冷却速度为60-90s，冷却成型后，将灯罩脱模，并进行精修和检查，检查合格后进行包装。
2.根据权利要求1所述一种抗老化耐冲击透明树脂路灯灯罩，其特征在于：步骤（1）所述有机过氧化物引发剂为1,1-双（过氧化叔丁基）-3,3,5-三甲基环己烷或1，1-双（过氧化叔丁基）-2-甲基环己烷。
3.根据权利要求1所述一种抗老化耐冲击透明树脂路灯灯罩，其特征在于：步骤（1）所述丙烯腈单体为丙烯腈、甲基丙烯腈、富马酸腈或它们的混合物。
4.根据权利要求1所述一种抗老化耐冲击透明树脂路灯灯罩，其特征在于：步骤（1）所述链转移剂为叔十二烷硫醇或正辛硫醇。
5.根据权利要求1所述一种抗老化耐冲击透明树脂路灯灯罩，其特征在于：步骤（2）所述聚碳酸酯的熔融指数为1.2kg、300℃，40-50g/min。
6.根据权利要求1所述一种抗老化耐冲击透明树脂路灯灯罩，其特征在于：步骤（2）所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168的等比混合物。
7.根据权利要求1所述一种抗老化耐冲击透明树脂路灯灯罩，其特征在于：步骤（2）所述加工助剂为荧光增白剂。
8.根据权利要求1所述一种抗老化耐冲击透明树脂路灯灯罩，其特征在于：步骤（4）所述注塑成型过程的料筒温度为230-250℃。
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