CN107907926A - 一种光扩散板及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种光扩散板及制备方法，涉及照明材料技术领域。其中，光扩散板包括：透明基材和光散射粒子，所述光散射粒子分散于所述透明基材中，所述光散射粒子的表面连接分子链，其中，与所述光散射粒子连接的分子链与所述透明基材的分子链相同。在光散射粒子与透明基材共混时，光散射粒子表面的分子链能充分伸展融入到透明基材中，从而增加了界面的相互作用。同时由于表面分子链的密度和长度比透明基材中的要低，因此界面的相互作用强度要低于基材的强度。在材料受到的外力达到一定值时，该界面作用力会率先脱粘，从而吸收大量的能量，提高了光散射板的冲击强度。

Description

一种光扩散板及制备方法
技术领域
本发明属于照明材料制备技术领域，尤其涉及一种光扩散板及制备方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)照明是人类照明史上继白炽灯和荧光灯之后的第三次飞跃。LED是一种固体半导体光源，长期以来用于显示领域。目前正以新型固体光源的角色逐步进入照明领域。与传统照明相比，LED照明节能、环保和安全。因此LED照明将大规模替代现用的白炽灯和荧光灯。
但是LED照明较传统照明更加刺眼，需用光扩散板来柔和光线才能用于室内照明。光扩散板能将点光源转化成面光源。其原理是在透明基材中加入光扩散粒子，使光发生折射、反射与散射，达到光扩散的效果。光扩散板性能可用透光率和雾度来衡量。光扩散板较其他传统透光板，在达到高雾度的同时具有良好的透光率。因此，LED照明用光扩散板是近年来开辟的一个新应用材料领域。
然而，在透明基材中加入微米级的光扩散粒子后，其抗冲击性能下降。
发明内容
本发明提供一种光扩散板及制备方法，旨在解决光扩散板加入微米级光扩散粒子后，抗冲击性能下降的问题。
本发明提供的一种光扩散板，包括：透明基材和光散射粒子，所述光散射粒子分散于所述透明基材中，所述光散射粒子的表面连接分子链，其中，与所述光散射粒子连接的分子链与所述透明基材的分子链相同。
本发明提供的一种光扩散板的制备方法，包括：
制备表面连接分子链的光散射粒子；
按照质量百分比0.1～25％、75～99.9％分别取所述光散射粒子和透明基材混合，并在180℃～300℃的条件下共混，挤出，得到所述光散射板；
其中，与所述光散射粒子连接的分子链与所述透明基材的分子链相同。
本发明提供的一种光扩散板及制备方法，由于光散射粒子表面有一定数量的分子链，该分子链与透明基材的高分子链的成分相同，但其密度和长度比透明基材的密度和长度要低，因此，在光散射粒子与透明基材共混时，光散射粒子表面的分子链能充分伸展融入到透明基材中，从而增加了界面的相互作用。同时由于表面分子链的密度和长度比透明基材中的要低，因此界面的相互作用强度要低于基材的强度。在材料受到的外力达到一定值时，该界面作用力会率先脱粘，从而吸收大量的能量，提高了光散射板的冲击强度。因此用该方法制备的光散射板不仅有高的透光率和雾度，还有很高的冲击强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。
图1是本发明实施例提供的一种光扩散板的结构的示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的光散射版的结构示意图，图1所示的光散射板包括：
透明基材1和光散射粒子2，光散射粒子2分散于透明基材1中，光散射粒子2的表面连接分子链，其中，与光散射粒子2连接的分子链与透明基材1的分子链相同。
具体地，透明基材1为聚碳酸酯、聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种。
具体地，光散射粒子2为有机硅或丙烯酸中的任意一种。光散射粒子的粒径为0.5～10μm。优选地，光散射粒子2的粒径为1～8μm。
需要说明的是，当透明基材1为聚碳酸酯时，与光散射粒子连接的分子链为聚碳酸酯分子链，当透明基材1为聚苯乙烯时，与光散射粒子连接的分子链为聚苯乙烯分子链，当透明基材1为聚甲基丙烯酸甲酯时，与光散射粒子连接的分子链为聚甲基丙烯酸甲酯分子链。
具体地，光扩散粒子2在所述光扩散板中的百分比为0.1～25％。
具体地，光散射板的厚度为10～50000μm。优选地，光散射板的厚度为1000～5000μm。
本发明提供的一种光扩散板，由于光散射粒子表面有一定数量的分子链，该分子链与透明基材的高分子链的成分相同，但其密度和长度比透明基材的密度和长度要低，因此，在光散射粒子与透明基材共混时，光散射粒子表面的分子链能充分伸展融入到透明基材中，从而增加了界面的相互作用。同时由于表面分子链的密度和长度比透明基材中的要低，因此界面的相互作用强度要低于基材的强度。在材料受到的外力达到一定值时，该界面作用力会率先脱粘，从而吸收大量的能量，提高了光散射板的冲击强度。因此用该方法制备的光散射板不仅有高的透光率和雾度，还有很高的冲击强度。
本发明提供一种光散射板的制备方法，该方法包括：
步骤一、制备表面连接分子链的光散射粒子；
步骤二、按照质量百分比0.1～25％、75～99.9％分别取光散射粒子和透明基材混合，并在180℃～300℃的条件下共混，挤出，得到光散射板。
其中，与光散射粒子连接的分子链与透明基材的分子链相同。
进一步地，制备表面连接分子链的光散射粒子的方法包括：
按照质量比1:0.2～2:10～100将表面携带羟基和双键的微球、制备透明基材的单体或低聚物、有机溶剂混合，在50～100℃下滴入引发剂反应5～10h，过滤，洗涤，过滤，干燥，得到表面连接分子链的光散射粒子；
其中，微球为有机硅微球或丙烯酸微球，引发剂的加入量为反应体系总质量的0.5～5％，透明基材的单体或低聚物为聚碳酸酯、苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯。
需要说明的是，选用的聚碳酸酯可以为数均分子量为50～2000的聚碳酸酯。
具体地，有机溶剂为氯仿或甲苯中的任意一种。引发剂为醇钠或偶氮二异丁腈中的任意一种。
有机硅微球或丙烯酸微球是由带羟基的有机硅单体或丙烯酸单体得到的交联聚合物，因此表面带有一定量的羟基。制备有机硅微球中有机硅单体含有乙烯基硅氧烷，制备丙烯酸微球的单体中含有带两个双键的双烯类丙烯酸单体，因此两种微球表面也带有一定的双键。因此微球表面携带一定量的羟基和双键。
由于微球表面携带一定量的羟基和双键，能和带羟基的低聚物聚碳酸酯或带双键的单体苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯在特定的引发剂引发下反应，而且当这些单体或低聚物连接在微球表面时，即能从溶剂中沉淀出来，促进了连接到微球表面的聚合反应进行。因此得到的光散射粒子表面能连接和透明基材相同的高分子链。
实施例1
按照质量比1:0.2:50将粒径为1μm且表面携带羟基和双键的有机硅微球、分子量为100～500的聚碳酸酯与氯仿混合，在60℃下，滴入体系总质量的0.5％的醇钠，反应5小时，过滤、洗涤、过滤、干燥，即得到表面连接聚碳酸酯分子链的有机硅微球。
将质量分数为1％的有机硅微球与质量分数为99％的聚碳酸酯共混，挤出厚度为2000μm的光扩散板。
实施例2
按照质量比1:1:20将粒径为1μm且表面携带羟基和双键的有机硅微球、甲基丙烯酸甲酯与甲苯混合，在70℃下，滴入体系总质量的5％的偶氮二异丁腈，反应10小时，过滤、洗涤、过滤、干燥，即得到表面连接聚甲基丙烯酸甲酯分子链的有机硅微球。
将质量分数为1％有机硅微球与质量分数为99％的聚甲基丙烯酸甲酯共混，挤出厚度为1000μm的光扩散板。
实施例3
按照质量比1:2:50将粒径为1μm且表面携带羟基和双键的有机硅微球、苯乙烯与甲苯混合，在70℃下，滴入体系总质量的1％的偶氮二异丁腈，反应8小时，过滤、洗涤、过滤、干燥，即得到表面连接聚苯乙烯分子链的有机硅微球。
将质量分数为1％的有机硅微球与质量分数为99％的聚苯乙烯共混，挤出厚度为3000μm的光扩散板。
实施例4
按照质量比1:0.5:100将粒径为3μm且表面携带羟基和双键的聚丙烯酸微球、分子量为600～2000聚碳酸酯与氯仿混合，在60℃下，滴入体系总质量的2％的醇钠，反应7小时，过滤、洗涤、过滤、干燥，即得到表面连接聚碳酸酯分子链的丙烯酸微球。
将质量分数为5％的丙烯酸微球与质量分数为95％的聚碳酸酯共混，挤出厚度为2000μm的光扩散板。
实施例5
按照质量比1:1:40将粒径为3μm且表面携带羟基和双键的聚丙烯酸微球、甲基丙烯酸甲酯与甲苯混合，在70℃下滴入体系总质量的2％的偶氮二异丁腈，反应10小时，过滤、洗涤、过滤、干燥，即得到表面连接聚甲基丙烯酸甲酯分子链的丙烯酸微球。
将质量分数为5％的丙烯酸微球与质量分数为95％的聚甲基丙烯酸甲酯共混，挤出厚度为1000μm的光扩散板。
实施例6
按照质量比1:1.5:80将粒径为3μm且表面携带羟基和双键的聚丙烯酸微球、苯乙烯与甲苯混合，在70℃下，滴入体系总质量的1％的偶氮二异丁腈，反应9小时，过滤、洗涤、过滤、干燥，即得到表面连接聚苯乙烯分子链的丙烯酸微球。
将质量分数为5％的丙烯酸微球与质量分数为95％的聚苯乙烯共混，挤出厚度为3000μm的光扩散板。
实施例7
按照质量比1:0.8:90将粒径为10μm且表面携带羟基和双键的聚丙烯酸微球、苯乙烯与甲苯混合，在70℃下，滴入体系总质量的1％的偶氮二异丁腈，反应9小时，过滤、洗涤、过滤、干燥，即得到表面连接聚苯乙烯分子链的丙烯酸微球。
将质量分数为25％的丙烯酸微球与质量分数为75％的聚苯乙烯共混，挤出厚度为50000μm的光扩散板。
实施例8
按照质量比1:2:50将粒径为0.5μm且表面携带羟基和双键的聚丙烯酸微球、苯乙烯与甲苯混合，在70℃下，滴入体系总质量的1％的偶氮二异丁腈，反应9小时，过滤、洗涤、过滤、干燥，即得到表面连接聚苯乙烯分子链的丙烯酸微球。
将质量分数为0.1％，粒径为0.5μm且表面携带聚苯乙烯分子链的丙烯酸微球与质量分数为99.9％的聚苯乙烯共混，挤出厚度为10μm的光扩散板。
对实施例1～8制得的光扩散板进行冲击强度、雾度和透光率测试，得到如下表所示的结果：
表1实施例1～8光扩散板的测试结果
冲击强度(KJ/m2) 雾度(％) 透光率(％)
实施例1 70 99 60
实施例2 40 99 65
实施例3 30 99 59
实施例4 70 99 70
实施例5 40 99 72
实施例6 30 99 68
实施例7 28 99 50
实施例8 35 80 95
由上表可见，实施例1和4中光散射板的冲击强度、雾度和透光率是最优的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光扩散板，其特征在于，所述光扩散板包括：透明基材和光散射粒子，所述光散射粒子分散于所述透明基材中，所述光散射粒子的表面连接分子链，其中，与所述光散射粒子连接的分子链与所述透明基材的分子链相同。
2.根据权利要求1所述的光散射板，其特征在于，所述光扩散粒子在所述光扩散板中的百分比为0.1～25％。
3.根据权利要求1所述的光散射版，其特征在于，所述光散射板的厚度为10～50000μm。
4.根据权利要求1所述的光散射板，其特征在于，所述透明基材为聚碳酸酯、聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的光散射板，其特征在于，所述光散射粒子为有机硅或丙烯酸中的任意一种。
6.根据权利要求1或5所述的光散射板，其特征在于，是光散射粒子的粒径为0.5～10μm。
7.一种光散射板的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
制备表面连接分子链的光散射粒子；
按照质量百分比0.1～25％、75～99.9％分别取表面连接分子链的光散射粒子和透明基材混合，并在180℃～300℃的条件下共混，挤出，得到所述光散射板；
其中，与所述光散射粒子连接的分子链与所述透明基材的分子链相同。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述制备表面连接分子链的光散射粒子的方法包括：
按照质量比1:0.2～2:10～100将表面携带羟基和双键的微球、制备透明基材的单体或低聚物、与有机溶剂混合，在50～100℃下滴入引发剂反应5～10h，过滤，洗涤，过滤，干燥，得到表面连接分子链的光散射粒子；
其中，微球为有机硅微球或丙烯酸微球，引发剂的加入量为反应体系总质量的0.5～5％，制备透明基材的单体为苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯，低聚物为数均分子量为50～2000聚碳酸酯。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂为氯仿或甲苯中的任意一种。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述引发剂为醇钠或偶氮二异丁腈中的任意一种。
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Assignee: SHENZHEN LEQI NETWORK TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980034837

Denomination of invention: A light diffusion plate and its preparation method

Granted publication date: 20210302

License type: Common License

Record date: 20230417