CN109593275B - 一种用于led灯罩的光扩散聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于LED灯罩的光扩散聚丙烯材料街其制备方法,包括以下重量份的组成:共聚聚丙烯80~90份;均聚聚丙烯10~20份;诱导剂0.3~0.8份;引发剂0.05~0.1份;光扩散剂1~3份;抗氧剂0.6~1份;润滑剂0.2~1份;其中,引发剂为过氧化二异丙苯;所述光扩散剂为有机硅光扩散剂。制备时,采用分区喂料系统,在双螺杆挤出机中挤出造粒即可。与现有技术相比,本发明具有优越硅胶粘结性、优良的光扩散性、优良的介电性能和耐老化性能,可应用于LED光扩散灯罩。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,具体涉及一种用于LED灯罩的光扩散聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
LED灯由于其优良的能耗将取代白炽灯和荧光灯,而且通常使用光扩散灯罩来隐藏LED灯珠发出的高强光。聚丙烯(PP)是一种综合性能优越的通用塑料,因其优异的力学性能、电绝缘性、非常低的密度,而且价格相对低。因此,LED光扩散灯罩使用光扩散聚丙烯取代目前应用最广泛的聚碳酸酯材料,可以大大地降低生产成本。但LED生产过程中,尤其是球泡型LED灯,通常会使用硅胶将LED光扩散罩和灯体之间粘结起来,防止灯罩掉落的同时防止灰尘的进入。但是聚丙烯很难实现其灯罩通过硅胶与灯体粘结起来,虽然通过增加材料极性的方法可以增加粘结性,但会直接影响材料的透明性,因此极大的限制了聚丙烯光扩散材料在照明领域的应用。
现有的技术中,更多的厂家倾向于聚丙烯光扩散材料的开发,如专利CN103450560A将PP、纳米硫酸钡类光扩散剂、加工助剂等改性剂出造粒制备了光扩散PP材料;又如专利CN104292637A采用溴锑阻燃剂挤出制备的阻燃光扩散PP材料;再如专利CN103450560 B通过添加工业油和光老化剂的方法实现了耐热、耐光老化的光扩散PP材料。但是,上述专利仍然没有解决聚丙烯灯罩与硅胶之间的粘结性较低的问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有良好硅胶粘结性的用于LED灯罩的光扩散聚丙烯材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:一种用于LED灯罩的光扩散聚丙烯材料,该材料包括以下重量份的组成:
其中,所述的引发剂为过氧化二异丙苯;所述的光扩散剂为有机硅光扩散剂。
本发明在共聚聚丙烯、均聚聚丙烯形成的主体中加入了反应活性较弱的过氧化二异丙苯引发体系,可以有效增加聚丙烯表面的官能团含量,提高了材料与硅胶粘结性;同时,由于本发明加入的光扩散剂为有机硅光扩散剂,在充分分散的前提下,该光扩散体系与硅胶有更好的相容性,也提高了材料与硅胶粘结性。本发明采用不同的聚丙烯,是为了在制备时便于与其他助剂的混合和加入,使得助剂能够很好地分散,提高材料的机械性能。
优选的,所述的共聚聚丙烯为透明共聚聚丙烯粉体,所述均聚聚丙烯为透明均聚聚丙烯粉体。
优选的,所述的诱导剂为脱氢枞酸碱金属盐。采用该类诱导剂,加快了α晶相的形成和生长,减弱了过氧化二异丙苯反应后对材料透明性的影响。
优选的,所述的抗氧剂为抗氧剂1010与碳自由基捕捉剂HP136按质量比为1:2的复配物。采用该类抗氧剂,高效和充分的抗氧体系和自由基捕捉剂的应用,对材料机械性能的保持起到了至关重要的作用,满足LED灯罩材料对机械性能的要求。
优选的,所述的润滑剂为硅酮。
一种如上所述用于LED灯罩的光扩散聚丙烯材料的制备方法,包括以下步骤:将均聚聚丙烯、诱导剂、光扩散剂、润滑剂混合均匀后从双螺杆挤出机主喂料口加入,将共聚聚丙烯、引发剂混合后从双螺杆挤出机中游加入,将抗氧剂从双螺杆挤出机后段加入,挤出造粒,即得所述用于LED灯罩的光扩散聚丙烯材料。
本发明采用分区喂料系统,能够快速引发并快速终止反应,从而不降低材料整体机械性能,并能够使光扩散剂和诱导剂充分分散于材料基体中。
优选的,所述双螺杆挤出机的转速为180~600r/min;双螺杆挤出机的挤出温度为160~190℃。
与现有技术相比,本发明的有益效果体现在以下几方面:
(1)本发明的材料与硅胶具有良好的相容性,且具有良好的透明性和光扩散性,非常适用于作为LED灯罩的材料;
(2)采用分区喂料系统,能够快速引发并快速终止反应,从而不降低材料整体机械性能,并能够使光扩散剂和诱导剂充分分散于材料基体中。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
在下述实施例中,聚丙烯(PP)为透明共聚聚丙烯,选用扬子石化生产的M800E;均聚聚丙烯选用浙江鸿基石化生产的225粉;诱导剂为脱氢枞酸碱金属盐,选用日本荒川生产的KM-1300;引发剂为过氧化二异丙苯(DCP),选用上海高桥石化产品;光扩散剂为有机硅光扩散剂,选用日本信越生产的KMP-590;抗氧剂为抗氧剂1010(四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯CAS:6683-19-8)、碳自由基捕捉剂HP136(二甲苯基二丁基苯并呋喃酮CAS:181314-48-7)的按1:2复配物;
实施例1
按以下重量份含量称取原料:
PP M800E:80份
PP 225:20份
KM-1300:0.5份;
DCP:0.05份;
KMP-590;2份;
抗氧剂:0.6份;
润滑剂:0.3份。
将除PP 225、DCP及抗氧剂外的上述原料放入高速混合机混合后由双螺杆挤出机主喂料口加入;PP 225和DCP在高速混合机中充分混合后,由双螺杆挤出机中游加入;抗氧剂由双螺杆挤出机后段加入,后经挤出造粒即可。挤出机转速为600转/分,温度为160℃。
实施例2
按以下重量份含量称取原料:
PP M800E:85份
PP 225:15份
KM-1300:0.6份;
DCP:0.08份;
KMP-590;1份;
抗氧剂:0.6份;
润滑剂:1份。
将除PP 225、DCP及抗氧剂外的上述原料放入高速混合机混合后由双螺杆挤出机主喂料口加入;PP 225和DCP在高速混合机中充分混合后,由双螺杆挤出机中游加入;抗氧剂由双螺杆挤出机后段加入,后经挤出造粒即可。挤出机转速为500转/分,温度为180℃。
实施例3
按以下重量份含量称取原料:
PP M800E:90份
PP 225:10份
KM-1300:0.8份;
DCP:0.1份;
KMP-590;2份;
抗氧剂:1份;
润滑剂:0.5份
将除PP 225、DCP及抗氧剂外的上述原料放入高速混合机混合后由双螺杆挤出机主喂料口加入;PP 225和DCP在高速混合机中充分混合后,由双螺杆挤出机中游加入;抗氧剂由双螺杆挤出机后段加入,后经挤出造粒即可。挤出机转速为400转/分,温度为180℃。
实施例4
按以下重量份含量称取原料:
PP M800E:80份
PP 225:20份
KM-1300:0.7份;
DCP:0.06份;
KMP-590;2份;
抗氧剂:0.8份;
润滑剂:0.8份
将除PP 225、DCP及抗氧剂外的上述原料放入高速混合机混合后由双螺杆挤出机主喂料口加入;PP 225和DCP在高速混合机中充分混合后,由双螺杆挤出机中游加入;抗氧剂由双螺杆挤出机后段加入,后经挤出造粒即可。挤出机转速为300转/分,温度为190℃。
实施例5
按以下重量份含量称取原料:
PP M800E:85份
PP 225:15份
KM-1300:0.8份;
DCP:0.06份;
KMP-590;3份;
抗氧剂:1份;
润滑剂:0.2份
将除PP 225、DCP及抗氧剂外的上述原料放入高速混合机混合后由双螺杆挤出机主喂料口加入;PP 225和DCP在高速混合机中充分混合后,由双螺杆挤出机中游加入;抗氧剂由双螺杆挤出机后段加入,后经挤出造粒即可。挤出机转速为180转/分,温度为175℃。
实施例6
按以下重量份含量称取原料:
PP M800E:90份
PP 225:10份
KM-1300:0.7份;
DCP:0.08份;
KMP-590;2份;
抗氧剂:1份;
润滑剂:0.5份
将除PP 225、DCP及抗氧剂外的上述原料放入高速混合机混合后由双螺杆挤出机主喂料口加入;PP 225和DCP在高速混合机中充分混合后,由双螺杆挤出机中游加入;抗氧剂由双螺杆挤出机后段加入,后经挤出造粒即可。挤出机转速为450转/分,温度为190℃。
实施例7
按以下重量份含量称取原料:
PP M800E:90份
PP 225:10份
KM-1300:0.6份;
DCP:0.07份;
KMP-590;3份;
抗氧剂:0.7份;
润滑剂:1份
将除PP 225、DCP及抗氧剂外的上述原料放入高速混合机混合后由双螺杆挤出机主喂料口加入;PP 225和DCP在高速混合机中充分混合后,由双螺杆挤出机中游加入;抗氧剂由双螺杆挤出机后段加入,后经挤出造粒即可。挤出机转速为500转/分,温度为175℃。
对比例1
按以下重量份含量称取原料:
PP M800E:100份
KM-1300:0.6份;
KMP-590;3份;
抗氧剂:0.7份;
润滑剂:1份
将上述原料在高速混合机中充分混合后,经挤出造粒即可。挤出机转速为500转/分,温度为180℃。
对比例2
按以下重量份含量称取原料:
PP M800E:90份
PP 225:10份
KM-1300:0.6份;
DCP:0.07份;
纳米硫酸钡;3份;
抗氧剂:0.7份;
润滑剂:1份
其中光扩散剂选用无机的纳米硫酸钡,并将除PP 225、DCP及抗氧剂外的上述原料放入高速混合机混合后由双螺杆挤出机主喂料口加入;PP 225和DCP在高速混合机中充分混合后,由双螺杆挤出机中游加入;抗氧剂由双螺杆挤出机后段加入,后经挤出造粒即可。挤出机转速为500转/分,温度为180℃。
对比例3
按以下重量份含量称取原料:
PP M800E:80份
PP 225:20份
DCP:0.08份;
KMP-590;2份;
抗氧剂:0.8份;
润滑剂:0.5份
将除PP 225、DCP及抗氧剂外的上述原料放入高速混合机混合后由双螺杆挤出机主喂料口加入;PP 225和DCP在高速混合机中充分混合后,由双螺杆挤出机中游加入;抗氧剂由双螺杆挤出机后段加入,后经挤出造粒即可。挤出机转速为500转/分,温度为180℃。
对比例4
按以下重量份含量称取原料:
PP M800E:90份
PP 225:10份
KM-1300:0.8份;
DCP:0.08份;
KMP-590;2份;
抗氧剂:0.6份;
润滑剂:0.5份
其中抗氧剂为聚丙烯常用抗氧剂1010和168的1:1复配物。
将除PP 225、DCP及抗氧剂外的上述原料放入高速混合机混合后由双螺杆挤出机主喂料口加入;PP 225和DCP在高速混合机中充分混合后,由双螺杆挤出机中游加入;抗氧剂由双螺杆挤出机后段加入,后经挤出造粒即可。挤出机转速为500转/分,温度为180℃。
对比例5
按以下重量份含量称取原料:
PP M800E:90份
PP 225:10份
KM-1300:0.6份;
DCP:0.07份;
KMP-590;3份;
抗氧剂:0.7份;
润滑剂:1份
将上述原料在高速混合机中充分混合后,经挤出造粒即可。挤出机转速为500转/分,温度为180℃。
材料性能测试:将上述材料在鼓风烘箱中于90℃干燥4小时后,用注塑成型机注塑成标准样条;将注塑好的样条在50%的相对湿度、23℃放置至少24小时后进行性能测试。测试方法如下:
拉伸强度:按ISO 527方法,拉伸速度5mm/min;
冲击强度:按ISO 179方法,缺口冲击,简支梁;
透光率和雾度:按GB/T 2410方法测试;
硅胶粘结性评价:按GB/T 2791方法,硅胶采用广州白云化工实业公司生产的SMG533,在23℃下放置48小时后测试。
对于实施例1-7和对比例1-4制得的产品进行物性检测,其结果如下表:
与对比例1相比普通光扩散聚丙烯材料相比,通过本发明制备的具有硅胶粘结性的聚丙烯材料的剥离强度明显提高,如实施例3中的剥离强度提升近三倍,故本发明制备的聚丙烯材料有效的改善了聚丙烯与硅胶之间的粘结性;与对比例2相比,采用有机硅光扩散剂的聚丙烯材料的剥离强度,高于用无机纳米硫酸钡的玻璃强度;与对比例3相比,本发明应用的诱导剂可以有效改善本体系的透光率,减弱降解后聚丙烯晶相对透明性的影响,对比例3中,透光率明显下降;与对比例4相比,应用自由基捕捉剂可以抵消材料对性能的影响,保证材料的机械性能;对比例5充分体现了工艺上的分步加入是实现该材料综合性能的关键。
本发明的与硅胶具有良好粘结性的LED光扩散灯罩材料,具有优越硅胶粘结性、优良的光扩散性和耐老化性能,可应用于LED光扩散灯罩。
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 (7)
2.根据权利要求1所述的一种用于LED灯罩的光扩散聚丙烯材料,其特征在于,所述的共聚聚丙烯为透明共聚聚丙烯粉体,所述均聚聚丙烯为透明均聚聚丙烯粉体。
3.根据权利要求1所述的一种用于LED灯罩的光扩散聚丙烯材料,其特征在于,所述的诱导剂为脱氢枞酸碱金属盐。
4.根据权利要求1所述的一种用于LED灯罩的光扩散聚丙烯材料,其特征在于,所述的抗氧剂为抗氧剂1010与碳自由基捕捉剂HP136按质量比为1:2的复配物。
5.根据权利要求1所述的一种用于LED灯罩的光扩散聚丙烯材料,其特征在于,所述的润滑剂为硅酮。
6.一种如权利要求1~5任一所述用于LED灯罩的光扩散聚丙烯材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将均聚聚丙烯、诱导剂、光扩散剂、润滑剂混合均匀后从双螺杆挤出机主喂料口加入,将共聚聚丙烯、引发剂混合后从双螺杆挤出机中游加入,将抗氧剂从双螺杆挤出机后段加入,挤出造粒,即得所述用于LED灯罩的光扩散聚丙烯材料。
7.根据权利要求6所述的一种用于LED灯罩的光扩散聚丙烯材料的制备方法,其特征在于,所述双螺杆挤出机的转速为180~600r/min;双螺杆挤出机的挤出温度为160~190℃。
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GR01 | Patent grant | ||
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