CN116162320A - 一种可激光打标出光扩散效果的组合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可激光打标出光扩散效果的组合物及其制备方法和应用。该可激光打标出光扩散效果的组合物包括复合物和黑打白激光打标剂。本发明以特定含量的聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈‑苯乙烯共聚物复配作为基材，然后添加微量的黑打白激光打标剂得到组合物，该组合物可利用激光打标出特定的具有光扩散效果的图案，进而实现扩散效果。
Description
技术领域
本发明属于光扩散技术领域，具体涉及一种可激光打标出光扩散效果的组合物及其制备方法和应用。
背景技术
光扩散材料的重要应用领域主要是制备显示器的光扩散板和照明用的灯罩，光扩散的作用是使光发生折射、反射和散射作用，把点光源转换成面光源，以达到减弱直射光强，提高散射光强的效果，实现光的均匀扩散。目前实现光扩散效果的主流方式是通过添加光扩散剂实现的，少数专利有报道可以通过构建表面微结构法实现。然而这些方法制备的光扩散产品一般是通过挤出或者注塑工艺一次性整体成型的，产品整体呈现光扩散的效果，无法在特定位置实现光扩散效果，制备光扩散图形，只能通过后续裁剪、组装和胶粘等工艺组合成具有特定的光扩散图案，工艺复杂，成本昂贵。
开发一种可局部呈现光扩散效果的材料具有重要的研究意义和经济价值。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中制备具体特定的光扩散图案的制品工艺复杂，成本昂贵的缺陷或不足，提供一种可激光打标出光扩散效果的组合物及其制备方法和应用。本发明以特定含量的聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈-苯乙烯共聚物复配作为基材，然后添加微量的黑打白激光打标剂得到组合物，该组合物可利用激光打标出特定的具有光扩散效果的图案，进而实现扩散效果。
本发明的另一目的在于提供上述可激光打标出光扩散效果的组合物的制备方法。
本发明的另一目的在于提供上述可激光打标出光扩散效果的组合物在制备具有光扩散效果的制品中的应用。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种可激光打标出光扩散效果的组合物，包括如下重量份数的组分：
复合物 100份，
黑打白激光打标剂 0.01～0.05份，
所述复合物由聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈-苯乙烯共聚物组成，所述聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈-苯乙烯共聚物的重量比为10:(1～4)。
本发明以特定量的聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈-苯乙烯共聚物复配作为基材，然后向基材中加入微量的黑打白激光打标剂得到组合物。该组合物在进行激光打标时，激光打标剂吸收激光能量后发热分解，在组合物里形成许多微小气泡，通过匹配复合物与小气泡的折射率，使光线在组合物里发生充分折射、反射和散射的作用，进而使得激光打标处产生明亮的光扩散效果。
根据光扩散区域大小的需要，可对激光打标的范围进行调整，进而得到所需的局部光扩散效果。应当理解的是，如需要整体体现光扩散效果，对整个表面进行激光打标即可。
复合物的组成对其折射率具有较大的影响，进而影响光扩散效果。如果复合物的折射率太高，其激光打标后的透光率会下降，产品偏暗；如果复合物的折射率太低，其激光打标后的雾度会下降，达不到光扩散的效果。丙烯腈-苯乙烯共聚物含量越高，折射率越高，通过调整聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈-苯乙烯共聚物的配比可调控复合物的折射率。
优选地，所述复合物的折射率为1.51～1.54。
优选地，所述聚甲基丙烯酸甲酯按照ISO1133-2011，在230℃，3.8kg条件下的熔融指数为0.5～3ml/10min。
优选地，所述丙烯腈-苯乙烯共聚物的折射率为1.56～1.58。
复合物及丙烯腈-苯乙烯共聚物的折射率按照GB/T 39691-2020的检查标准进行测定。
优选地，所述复合物的制备方法如下：将聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈-苯乙烯共聚物混合均匀，然后熔融，挤出，造粒，即得所述复合物。
更为优选地，所述复合物的制备方法如下：将聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈-苯乙烯共聚物在混合器中干混3～5分钟，转速为60～100转/分钟；然后加入双螺杆挤出机中熔融，挤出，造粒，即得所述复合物，双螺杆挤出机的长径比为40:1～65:1，螺筒温度为160～220℃，转速为300～450转/分钟。
优选地，所述黑打白激光打标剂为碳黑。
优选地，所述可激光打标出光扩散效果的组合物还包括其它加工助剂，所述其它加工助剂的重量份数为0～0.5份。进一步优选为0.1～0.3份。
更为优选地，所述其它加工助剂为抗氧剂、润滑剂或耐候剂中的一种或几种。
进一步优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂168或抗氧剂PEP-36中的一种或几种。
进一步优选地，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸钙或硬脂酸镁中的一种或几种。
进一步优选地，所述耐候剂为紫外线吸收剂UV-P、光稳定剂770或光稳定剂944中的一种或几种。
上述可激光打标出光扩散效果的组合物的制备方法，包括如下步骤：
将复合物、激光打标剂混合均匀得混合料，然后将混合料熔融挤出，造粒，即得所述可激光打标出光扩散效果的组合物。
优选地，所述可激光打标出光扩散效果的组合物的制备方法，包括如下步骤：将复合物、激光打标剂和激光吸收剂混合均匀在高混机中混合均匀得混合料，然后将混合料加入双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，即得所述可激光打标出光扩散效果的组合物。
更为优选地，利用高混机进行搅拌混合，搅拌的转速为60～100转/min，时间为3～5min。
更为优选地，利用双螺杆挤出机进行熔融挤出，造粒；双螺杆挤出机的挤出温度为160～220℃，长径比为40～65:1，螺杆转速为300～450转/min。
上述可激光打标出光扩散效果的组合物在制备具有光扩散效果的制品中的应用也在本发明的保护范围内。
可激光打标出光扩散效果的组合物可根据需要，通过挤出或者注塑等工艺制备成各种形状，例如光面、凸皮纹面、凹皮纹面、平面、斜面、曲面或不规则形状；然后在各种形状上通过激光打标形成各种具有扩散效果的图纹、数字或者平面，进而得到具有光扩散效果的制品。
优选地，所述制品为光扩散板或灯罩。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明以特定含量的聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈-苯乙烯共聚物复配作为基材，然后添加微量的黑打白激光打标剂得到组合物，该组合物可利用激光打标出特定的具有光扩散效果的图案，进而实现扩散效果。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下例实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件；所使用的原料、试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
本发明各实施例及对比例选用的部分试剂说明如下：
A.复合物的组成组分：
PMMA1#(聚甲基丙烯酸甲酯)：CM-205，台湾奇美，按照ISO1133-2011，在230℃，3.8kg条件下的熔融指数为1.9ml/10min；
PMMA2#(聚甲基丙烯酸甲酯)：CM-207，台湾奇美，按照ISO1133-2011，在230℃，3.8kg条件下的熔融指数为8.5ml/10min；
SAN 1#(丙烯腈-苯乙烯共聚物)：350N，韩国锦湖，折射率1.58；
SAN 2#(丙烯腈-苯乙烯共聚物)：310NTR，韩国锦湖，折射率1.56；
复合物1#：由PMMA 1#和SAN 1#按10:1(重量比，下同)复合得到，折射率为1.51；
复合物2#：由PMMA 1#和SAN 1#按10:2复合得到；折射率为1.52；
复合物3#：由PMMA 1#和SAN 1#按10:4复合得到；折射率为1.53；
复合物4#：由PMMA 2#和SAN 2#按10:2复合得到；折射率为1.51；
复合物5#：由PMMA 1#和SAN 1#按10:0.5复合得到；折射率为1.50；
复合物6#：由PMMA 1#和SAN 1#按10:6复合得到；折射率为1.55。
复合物1#～6#通过如下过程制备得到：将各组分放入转速约为100转/分钟的混合器中干混3-5分钟，然后将混合的原料在长径比为40:1，温度区间在160℃、190℃、190℃、200℃、210℃、210℃、210℃、220℃、220℃、220℃、220℃，转速450转/分钟的双螺杆挤出机熔融挤出造粒，得到透明塑胶粒子，即为复合物。
复合物的折射率按照GB/T 39691-2020的检查标准进行测定。
B.激光打标剂
碳黑1，DENKA BLACK，日本电气化学工业株式会社；
碳黑2，1013F，安徽黑钰颜料新材料有限公司。
C.其它加工助剂：
抗氧剂1010，德国巴斯夫。
本发明实施例以及对比例中的可激光打标出光扩散效果的组合物(或组合物)通过如下过程制备得到：
称取各组分放入转速约为100转/分钟的混合器中干混4分钟，然后将混合的原料在长径比为40:1，温度区间在160℃、190℃、190℃、200℃、210℃、210℃、210℃、220℃、220℃、220℃、220℃，转速450转/分钟的双螺杆挤出机熔融挤出造粒，得到塑胶粒子，即为可激光打标出光扩散效果的组合物(或组合物)。
塑胶粒子在约200℃注塑成型为色板(厚度2mm)。
各实施例和对比例的可激光打标出光扩散效果的组合物(或组合物)注塑得到的色板采用大族激光EP-12型号激光打标机，在电流为20A，打标速度1000mm/s，频率17KHz条件下，进行激光打标，得到光扩散图案。对激光打标后色板中激光打标区域的颜色、透光率、雾度及光扩散效果进行测试。
(1)颜色：在可见光下，肉眼观察颜色，同时按照GB/T 11186-1989的标准，利用色差仪测定L值。
(2)透光率：按照GB/T 2410-2008的标准进行测定，厚度2mm。
(3)雾度：按照GB/T 2410-2008的标准进行测定，厚度2mm。
(4)光扩散效果：透光率≥30％，雾度≥70％，具有明亮的光扩散效果；透光率＜30％，雾度≥70％，呈现较暗的光扩散效果；透光率≥30％，雾度＜70％，过扩散效果较差；透光率＜30％，雾度＜70％，没有光扩散效果。
实施例1～8
本实施例提供一系列可激光打标出光扩散效果的组合物，其配方如表1。
表1实施例1～8的配方(份)
对比例1～4
本对比例提供一系列组合物，其配方如表2。
表2对比例1～4的配方(份)
按前述的性能测试方法对各实施例和对比例所提供的可激光打标出光扩散效果的组合物(或组合物)的性能进行测试，结果如表3。
表3实施例1～8和对比例1～4提供的复合物的性能测试结果
由上述测试结果可知，本发明提供的可激光打标出光扩散效果的组合物经激光打标后，光扩散图案区域具有较高的雾度和透光率，可实现明亮的光扩散效果，其中以实施例2的性能最优。对比例1选用的复合物中聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈-苯乙烯共聚物的配比过大，导致复合物的折射率偏小，经激光打标后透光率较大，雾度下降，光扩散效果差。对比例2选用的复合物中聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈-苯乙烯共聚物的配比过小，导致复合物的折射率偏大，经激光打标后虽可实现光的较好扩散，但透光率低，光损耗较大，光扩散效果不够明亮。对比例3未添加激光打标剂，无法进行激光打标。对比例4中添加的激光打标剂过多，镭雕后会碳化发黑，没有光扩散效果。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种可激光打标出光扩散效果的组合物，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
复合物100份，
黑打白激光打标剂0.01～0.05份，
所述复合物由聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈-苯乙烯共聚物组成，所述聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈-苯乙烯共聚物的重量比为10:(1～4)。
2.根据权利要求1所述可激光打标出光扩散效果的组合物，其特征在于，所述复合物的折射率为1.51～1.54。
3.根据权利要求1所述可激光打标出光扩散效果的组合物，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸甲酯按照ISO1133-2011，在230℃，3.8kg条件下的熔融指数为0.5～3ml/10min。
4.根据权利要求1所述可激光打标出光扩散效果的组合物，其特征在于，所述丙烯腈-苯乙烯共聚物的折射率为1.56～1.58。
5.根据权利要求1所述可激光打标出光扩散效果的组合物，其特征在于，所述激光打标剂为碳黑。
6.根据权利要求1所述可激光打标出光扩散效果的组合物，其特征在于，所述可激光打标出局部光扩散效果的组合物还包括其它加工助剂，所述其它加工助剂的重量份数为0～0.5份。
7.根据权利要求1所述可激光打标出光扩散效果的组合物，其特征在于，所述其它加工助剂为抗氧剂、润滑剂或耐候剂中的一种或几种。
8.权利要求1～7任一所述可激光打标出局部光扩散效果的组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将复合物和激光打标剂混合均匀得混合料，然后将混合料熔融挤出，造粒，即得所述可激光打标出光扩散效果的组合物。
9.权利要求1～7任一所述可激光打标出光扩散效果的组合物在制备具有光扩散效果的制品中的应用。
10.根据权利要求9所述应用，其特征在于，所述制品为光扩散板或灯罩。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1176972A (zh) * | 1996-09-10 | 1998-03-25 | 大赛璐化学工业株式会社 | 用于白色标记的树脂组合物 |
| US6020106A (en) * | 1994-06-07 | 2000-02-01 | Basf Aktiengesellschaft | Use of mixtures of polymethyl methacrylate and styrene-acrylonitrile copolymers for the production of laser-inscribed moldings |
| CN1500831A (zh) * | 2002-11-15 | 2004-06-02 | ���̸� | 白色显色激光标识用热塑性树脂组合物 |
| CN101098926A (zh) * | 2005-01-12 | 2008-01-02 | 第一毛织株式会社 | 用于在模塑表面上做白色激光标记的热塑性树脂组合物 |
-
2021
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