CN108641323B - 一种灯罩塑料薄膜材料及其制备方法 - Google Patents

一种灯罩塑料薄膜材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种灯罩塑料薄膜材料，包括透光基材以及设于该基材表面的UV固化聚合物光散射层，该光散射层上还设有若干齿形纹路单元，各齿形纹路单元之间形成V形的光线散射槽；本发明中光散射层上的若干齿形纹路结构，可使经灯罩透射出来的灯光均匀、柔和，有效地避免了炫光的现象，且光散射层中的高透光率和折射率的UV固化聚合物，在保证聚碳酸酯树脂的雾度的同时，亦可增加它的透明度。

Description

一种灯罩塑料薄膜材料及其制备方法
技术领域
本发明属于材料制造技术领域，具体涉及一种新式灯罩塑料薄膜材料及其制备方法。
背景技术
发光二极管(LED)照明是人类历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照明更节能、环保和安全， LED照明也即将大规膜替代现用的白炽灯和荧光灯。LED光源作为现有最普遍的照明设备，属于点光源，因点光源本身光照范围窄且会产生眩光，因此，现有的LED一般会加设灯罩，通过灯罩将点光源转变为面光源，使得LED照明更加柔和。
在目前的灯罩材料中，广泛采用聚碳酸酯，当其用于作LED节能灯的灯罩时，虽然透明度很高，但由于雾度太低，使用者可看到非常刺眼的LED灯珠，所以须在保持聚碳酸酯树脂透明度的同时，最大限度提高聚碳酸酯树脂的雾度。为了提高其雾度，需要赋予聚碳酸酯光散射功能，目前多采用将有机光扩散粒子和聚碳酸酯通过共混法制备兼有高透光率和高光扩散性能的LED照明用光扩散材料，但其增加雾度的同时，会对聚碳酸酯的透明度都会产生极大的影响。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述背景技术中的现有技术存在的问题，提供一种灯罩塑料薄膜材料及其制备方法，采用紫外固化压印成型方法将可紫外固化的液态树脂材料均匀地涂覆在透光基材上，膜具在较小压力下迫使液体材料填充膜具表面型腔成型以复制膜具上的微细结构，然后利用紫外光照射充型的液态材料使其固化得到具有光散射功能的灯罩塑料薄膜材料。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
.一种灯罩塑料薄膜材料，包括透光基材以及设于该基材表面的UV固化聚合物光散射层，该光散射层上还设有若干齿形纹路单元，各齿形纹路单元之间形成V形的光线散射槽。
优选地，所述透光基材由塑料薄膜和布经不锈钢电热滚筒压制而成；其中，塑料薄膜由以下质量份数的物质组成：聚烯烃的马来酸酐接枝改性物2~4wt%、有机硅树脂粉体0.5～1wt%、抗静电剂组分1.8～2.5wt%、碳酸钙组分为2.5~3wt%、余量为聚碳酸酯树脂。
优选地，所述聚烯烃的马来酸酐接枝改性物为聚乙烯马来酸酐接枝改性物。
优选地，所述有机硅树脂粉体为高分子量有机硅树脂粉体，分子量为150万～200万，优选160万～180万。
优选地，所述碳酸钙组分的折射率为1.55～1.60；所述有机硅树脂粉体的折射率1.52～1.59。
优选地，光散射层中还有含有金、银、铝或铁。
本发明还公开了一种灯罩塑料薄膜材料的制备方法，步骤如下：
（1）称取各原料后，干燥聚碳酸酯树脂，干燥温度为100~110℃、时间为1~2h；
（2）将聚碳酸酯树脂加入搅拌机中， 160~180℃下搅拌40~90min；
（3）在聚碳酸酯树脂中加入聚烯烃的马来酸酐接枝改性物和有机硅树脂粉体，升温至180~200℃，混合搅拌30~40min，搅拌转速为2000～8000r/min；
（4）在步骤（3）所得的混合物中加入抗静电剂，降温至120~130℃，混合搅拌20~30min；再加入碳酸钙组分，降温至100~110℃，搅拌混合20~40min；
（5）将步骤（4）得到的混合物，采用单螺杆挤出吹膜机，在200~250℃下进行热熔挤出吹塑成膜即得塑料薄膜；
（6）将塑料薄膜和布料铺好后，采用不锈钢电热滚筒，在120~150℃进行滚动熨烫，直至塑料薄膜溶解后渗入布中，冷却后即得透光基材；
（7）版辊图案制作：按齿形纹路制作版辊；
（8）涂料：通过正向压印设备的涂料喷涂组件将含有金属粉末的可紫外固化的液态树脂材料涂覆在透光基材上，调节上下两个厚度控制辊的距离，以控制液态树脂材料在透光基材幅宽上的均匀性；
（9）UV固化：通过橡胶压辊配合版辊将液态树脂材料挤压充型到版辊上的微细结构图案型腔中，利用UV光源对局部涂料曝光实现微细特征的定型固化即得灯罩塑料薄膜材料。
优选地，可紫外固化的液态树脂材料为聚氨酯丙烯酸预聚物、硅乙烯基醚类化合物、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮或1-羟基-环己基苯酮中的一种或几种。
优选地，所述紫外固化的液态树脂的透光率大于99，折射率大于1.6。
优选地，所述正向压印设备的版辊表面齿形纹路微细结构图案的尺寸为1~10μm。
与现有技术相比，本发明具有以下技术优势：
（1）使用本发明制得的灯罩，灯光会经灯罩主体内表面的齿形纹路微细结构透射出来，根据光的透射原理，此时的灯光会从齿形纹路微细结构的侧壁发生偏折，穿过齿形纹路微细结构的灯光均匀地散射开，使经灯罩透射出来的灯光均匀、柔和，有效地避免了炫光的现象；
（2）本发明通过在聚碳酸酯树脂加入聚烯烃的马来酸酐接枝改性物、有机硅树脂粉体等物质，增加了聚碳酸酯树脂的雾度，通过在聚碳酸酯树脂制得的透光基材表面设置高透光率和折射率的UV固化聚合物光散射层，可增加聚碳酸酯树脂的透明度；
（3）本发明制得的灯罩塑料薄膜材料同时兼顾塑料和布料的性能，增加美观度的同时，还具有防水功能，其表面的光散射层还含有铝、铁等金属粉末，使得灯罩塑料薄膜材料看起来具有金属质感，其整体美观度大大增强；
（4）本发明结合紫外固化正向压印工艺，一次性实现材料表面光学微细结构的固化成型，大大提升了效率，实现了不同胶层材质、不同结构特征、不同纹路深度的加工。
具体实施方式
现在结合实施例对发明进一步详细的说明。
实施例1
.一种灯罩塑料薄膜材料，包括透光基材以及设于该基材表面的UV固化聚合物光散射层，该光散射层上还设有若干齿形纹路单元，各齿形纹路单元之间形成V形的光线散射槽。其中，透光基材由塑料薄膜和布经不锈钢电热滚筒压制而成，塑料薄膜由以下质量份数的物质组成：聚乙烯马来酸酐接枝改性物2wt%，分子量为150万、折射率为1.52的有机硅树脂粉体0.5wt%，抗静电剂组分1.8wt%，折射率为1.55的碳酸钙组分为2.5wt%，余量为聚碳酸酯树脂。
一种灯罩塑料薄膜材料的制备方法，步骤如下：
（1）称取各原料后，干燥聚碳酸酯树脂，干燥温度为100℃、时间为1h；
（2）将聚碳酸酯树脂加入搅拌机中， 160℃下搅拌40min；
（3）在聚碳酸酯树脂中加入聚乙烯马来酸酐接枝改性物和有机硅树脂粉体，升温至180℃，混合搅拌30min，搅拌转速为2000r/min；
（4）在步骤（3）所得的混合物中加入抗静电剂，降温至120℃，混合搅拌20min；再加入碳酸钙组分，降温至100℃，搅拌混合20min；
（5）将步骤（4）得到的混合物，采用单螺杆挤出吹膜机，在200℃下进行热熔挤出吹塑成膜即得塑料薄膜；
（6）将塑料薄膜和布料铺好后，采用不锈钢电热滚筒，在120℃下进行滚动熨烫，直至塑料薄膜溶解后渗入布中，冷却后即得透光基材；
（7）版辊图案制作：按齿形纹路制作版辊；
（8）涂料：通过正向压印设备的涂料喷涂组件将含有铁粉的聚氨酯丙烯酸预聚物涂覆在透光基材上，调节上下两个厚度控制辊的距离，以控制聚氨酯丙烯酸预聚物在透光基材幅宽上的均匀性，其中聚氨酯丙烯酸预聚物的透光率为110，折射率为1.8；
（9）UV固化：通过橡胶压辊配合版辊将聚氨酯丙烯酸预聚物挤压充型到版辊上的微细结构图案型腔中，利用UV光源对局部聚氨酯丙烯酸预聚物曝光实现微细特征的定型固化即得灯罩塑料薄膜材料。
其中，正向压印设备的版辊表面齿形纹路微细结构图案的尺寸为5μm。
实施例2
.一种灯罩塑料薄膜材料，包括透光基材以及设于该基材表面的UV固化聚合物光散射层，该光散射层上还设有若干齿形纹路单元，各齿形纹路单元之间形成V形的光线散射槽。其中，透光基材由塑料薄膜和布经不锈钢电热滚筒压制而成，塑料薄膜由以下质量份数的物质组成：聚乙烯马来酸酐接枝改性物3wt%，分子量为180万、折射率为1.55的有机硅树脂粉体0.8wt%，抗静电剂组分2wt%，折射率为1.58的碳酸钙组分为2.8wt%，余量为聚碳酸酯树脂。
一种灯罩塑料薄膜材料的制备方法，步骤如下：
（1）称取各原料后，干燥聚碳酸酯树脂，干燥温度为105℃、时间为1.5h；
（2）将聚碳酸酯树脂加入搅拌机中， 170℃下搅拌50min；
（3）在聚碳酸酯树脂中加入聚乙烯马来酸酐接枝改性物和有机硅树脂粉体，升温至190℃，混合搅拌35min，搅拌转速为5000r/min；
（4）在步骤（3）所得的混合物中加入抗静电剂，降温至125℃，混合搅拌25min；再加入碳酸钙组分，降温至105℃，搅拌混合30min；
（5）将步骤（4）得到的混合物，采用单螺杆挤出吹膜机，在240℃下进行热熔挤出吹塑成膜即得塑料薄膜；
（6）将塑料薄膜和布料铺好后，采用不锈钢电热滚筒，在130℃下进行滚动熨烫，直至塑料薄膜溶解后渗入布中，冷却后即得透光基材；
（7）版辊图案制作：按齿形纹路制作版辊；
（8）涂料：通过正向压印设备的涂料喷涂组件将含有金粉的可紫外固化的硅乙烯基醚类化合物涂覆在透光基材上，调节上下两个厚度控制辊的距离，以控制液态硅乙烯基醚类化合物在透光基材幅宽上的均匀性；其中聚氨酯丙烯酸预聚物的透光率为120，折射率为2；
（9）UV固化：通过橡胶压辊配合版辊将硅乙烯基醚类化合物挤压充型到版辊上的微细结构图案型腔中，利用UV光源对局部硅乙烯基醚类化合物曝光实现微细特征的定型固化即得灯罩塑料薄膜材料。
其中，正向压印设备的版辊表面齿形纹路微细结构图案的尺寸为5μm。
实施例3
.一种灯罩塑料薄膜材料，包括透光基材以及设于该基材表面的UV固化聚合物光散射层，该光散射层上还设有若干齿形纹路单元，各齿形纹路单元之间形成V形的光线散射槽；其中，透光基材由塑料薄膜和布经不锈钢电热滚筒压制而成，塑料薄膜由以下质量份数的物质组成：聚乙烯马来酸酐接枝改性物4wt%，分子量为200万、折射率为1.59的有机硅树脂粉体1wt%，抗静电剂组分1.8～2.5wt%，折射率为1.6的碳酸钙组分为2.5~3wt%，余量为聚碳酸酯树脂。
一种灯罩塑料薄膜材料的制备方法，步骤如下：
（1）称取各原料后，干燥聚碳酸酯树脂，干燥温度为110℃、时间为2h；
（2）将聚碳酸酯树脂加入搅拌机中，180℃下搅拌90min；
（3）在聚碳酸酯树脂中加入聚乙烯的马来酸酐接枝改性物和有机硅树脂粉体，升温至200℃，混合搅拌40min，搅拌转速为8000r/min；
（4）在步骤（3）所得的混合物中加入抗静电剂，降温至130℃，混合搅拌30min；再加入碳酸钙组分，降温至110℃，搅拌混合40min；
（5）将步骤（4）得到的混合物，采用单螺杆挤出吹膜机，在250℃下进行热熔挤出吹塑成膜即得塑料薄膜；
（6）将塑料薄膜和布料铺好后，采用不锈钢电热滚筒，在130℃下进行滚动熨烫，直至塑料薄膜溶解后渗入布中，冷却后即得透光基材；
（7）版辊图案制作：按齿形纹路制作版辊；
（8）涂料：通过正向压印设备的涂料喷涂组件将含有铝粉的可紫外固化的液态2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮或1-羟基-环己基苯酮涂覆在透光基材上，调节上下两个厚度控制辊的距离，以控制液态2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮或1-羟基-环己基苯酮在透光基材幅宽上的均匀性；其中聚氨酯丙烯酸预聚物的透光率为125，折射率为2.2；
（9）UV固化：通过橡胶压辊配合版辊将2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮或1-羟基-环己基苯酮挤压充型到版辊上的微细结构图案型腔中，利用UV光源对局部2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮或1-羟基-环己基苯酮曝光实现微细特征的定型固化即得灯罩塑料薄膜材料。
其中，正向压印设备的版辊表面齿形纹路微细结构图案的尺寸为8μm。

Claims (8)

1.一种灯罩塑料薄膜材料，其特征在于：包括透光基材以及设于该基材表面的UV固化聚合物光散射层，该光散射层上还设有若干齿形纹路单元，各齿形纹路单元之间形成V形的光线散射槽；所述透光基材由塑料薄膜和布经不锈钢电热滚筒压制而成；其中，塑料薄膜由以下质量百分数的物质组成：聚烯烃的马来酸酐接枝改性物2~4wt%、有机硅树脂粉体0.5～1wt%、抗静电剂组分1.8～2.5wt%、碳酸钙组分为2.5~3wt%、余量为聚碳酸酯树脂；所述灯罩塑料薄膜材料的制备工艺如下：
（1）称取各原料后，干燥聚碳酸酯树脂，干燥温度为100~110℃、时间为1~2h；
（2）将聚碳酸酯树脂加入搅拌机中，160~180℃下搅拌40~90min；
（3）在聚碳酸酯树脂中加入聚烯烃的马来酸酐接枝改性物和有机硅树脂粉体，升温至180~200℃，混合搅拌30~40min，搅拌转速为2000～8000r/min；
（4）在步骤（3）所得的混合物中加入抗静电剂，降温至120~130℃，混合搅拌20~30min；再加入碳酸钙组分，降温至100~110℃，搅拌混合20~40min；
（5）将步骤（4）得到的混合物，采用单螺杆挤出吹膜机，在200~250℃下进行热熔挤出吹塑成膜即得塑料薄膜；
（6）将塑料薄膜和布料铺好后，采用不锈钢电热滚筒，在120~150℃进行滚动熨烫，直至塑料薄膜溶解后渗入布中，冷却后即得透光基材；
（7）版辊图案制作：按齿形纹路制作版辊；
（8）涂料：通过正向压印设备的涂料喷涂组件将含有金属粉末的可紫外固化的液态树脂材料涂覆在透光基材上，调节上下两个厚度控制辊的距离，以控制液态树脂材料在透光基材幅宽上的均匀性；
（9）UV固化：通过橡胶压辊配合版辊将液态树脂材料挤压充型到版辊上的微细结构图案型腔中，利用UV光源对局部涂料曝光实现微细特征的定型固化即得灯罩塑料薄膜材料。
2.根据权利要求1所述的一种灯罩塑料薄膜材料，其特征在于：所述聚烯烃的马来酸酐接枝改性物为聚乙烯马来酸酐接枝改性物。
3.根据权利要求1所述的一种灯罩塑料薄膜材料，其特征在于：所述有机硅树脂粉体为高分子量有机硅树脂粉体，分子量为150万～200万。
4.根据权利要求1所述的一种灯罩塑料薄膜材料，其特征在于：所述碳酸钙组分的折射率为1.55～1.60；所述有机硅树脂粉体的折射率1.52～1.59。
5.根据权利要求1所述的一种灯罩塑料薄膜材料，其特征在于：光散射层中还有含有金、银、铝或铁。
6.根据权利要求1所述的一种灯罩塑料薄膜材料，其特征在于：可紫外固化的液态树脂材料为聚氨酯丙烯酸预聚物、硅乙烯基醚类化合物中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种灯罩塑料薄膜材料，其特征在于：所述紫外固化的液态树脂的透光率大于99，折射率大于1.6。
8.根据权利要求1所述的一种灯罩塑料薄膜材料，其特征在于：所述正向压印设备的版辊表面齿形纹路微细结构图案的尺寸为1~10μm。
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