(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 109608758 A(43)申请公布日 2019.04.12
(21)申请号 201811190514.2(22)申请日 2018.10.12
(71)申请人 宁波凯耀电器制造有限公司
地址 315800 浙江省宁波市北仑区北仑科
技园大浦河北路5号(72)发明人 李伟涛
(74)专利代理机构 杭州杭诚专利事务所有限公
司 33109
代理人 尉伟敏(51)Int.Cl.
C08L 23/12(2006.01)C08L 33/04(2006.01)C08K 13/06(2006.01)C08K 9/04(2006.01)C08K 3/32(2006.01)
权利要求书1页 说明书6页
C08K 5/20(2006.01)C08K 5/19(2006.01)
CN 109608758 A(54)发明名称
一种光扩散PP材料及其制备方法(57)摘要
本发明涉及功能高分子材料技术领域，为解决传统PP材料热稳定性差、抗冲击能力弱，导致其在灯具行业内使用率较低的问题，提供了一种光扩散PP材料及其制备方法，所述光扩散PP材料包括以下重量份的组分：聚丙烯90～98份，光扩散剂0.2～1份，阻燃剂0.05～3份，抗氧化剂0.05～1份，润滑剂0.05～1份和抗UV剂0.5～5份。本发明利用光响应型凝胶因子复配型光扩散剂，绿色环保型阻燃剂，使得光扩散PP材料体系中的分布更为均匀，流动性更好，抗冲击能力和光感应调节能力更强；本改性光扩散PP材料，拥有更好的热稳定性，软化温度可以达到105℃。本发明的改性光扩散PP材料，拥有更好的抗老化性能，在高强度的紫外线照射下，依然可以保证黄变性能。
CN 109608758 A
权 利 要 求 书
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1.一种光扩散PP材料，其特征在于，所述光扩散PP材料包括以下重量份的组分：聚丙烯90～98份，光扩散剂0.2～1份，阻燃剂0.05～3份，抗氧化剂0.05～1份，润滑剂0.05～1份和抗UV剂0.5～5份。
2.根据权利要求1所述的一种光扩散PP材料，其特征在于，所述光扩散剂由光响应型凝胶因子包覆丙烯酸树脂微球制得。
3.根据权利要求2所述的一种光扩散PP材料，其特征在于，所述包覆工艺为：将待包覆材料于黑暗条件下均匀分散于光响应型凝胶因子悬浮液中，静置，烘干。
4.根据权利要求3所述的一种光扩散PP材料，其特征在于，所述待包覆材料与光响应型凝胶因子的体积比为(20～5)：1。
5.根据权利要求2所述的一种光扩散PP材料，其特征在于，以丙烯酸树脂微球总质量为基准，所述丙烯酸树脂微球的粒级及质量百分含量为：1～2μm的微球占25～35％，3～5μm的微球占45～55％，6～15μm的微球占10～25％。
6.根据权利要求1所述的一种光扩散PP材料，其特征在于，所述阻燃剂为聚己内酯改性聚磷酸铵或核苷改性聚磷酸铵。
7.根据权利要求6所述的一种光扩散PP材料，其特征在于，所述聚己内酯的分子量为500～10000g/mol。
8.一种如权利要求1-7任一所述的光扩散PP材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照上述配比，将各原料进行混料处理，得到混合物料，然后经熔融挤出、造粒，即得光扩散PP材料。
9.一种如权利要求1-7任一所述的光扩散PP材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照上述配比称取各原料备用，将粒径为6～15μm的丙烯酸树脂微球表面包覆光响应型凝胶因子，得第一光扩散剂；
(2)将第一光扩散剂与聚丙烯混合均匀后，依次加入抗氧化剂，润滑剂，阻燃剂和抗UV剂，得混合物料；
(3)在混合物料中加入粒径为3～5μm的丙烯酸树脂微球，混合均匀，熔融挤出、造粒，得颗粒料；
(4)在颗粒料表面包覆光响应型凝胶因子，得第二光扩散剂；(5)在第二扩散剂中加入粒径为1～2μm的丙烯酸树脂微球，混合均匀，熔融挤出、造粒，即得光扩散PP材料。
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CN 109608758 A
说 明 书
一种光扩散PP材料及其制备方法
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技术领域
[0001]本发明涉及功能高分子材料技术领域，尤其涉及一种光扩散PP材料及其制备方法。
背景技术
[0002]LED是“Light Emitting Diode”的缩写，中文译为“发光二极管”，是一种新型半导体固体发光器件，当两端加上正向电压时，半导体中的载流子发生复合引起光子发射从而产生光。不同材料制成的LED会发出不同波长的光，从而形成不同的颜色。LED具有能耗低、体积小、寿命长、无污染、响应快、驱动电压低、抗震性强、色彩纯度高等特性，被誉为新一代照明光源及绿色光源。
[0003]光线通过塑料基材的扩散层，遇到内含与其折射率相异的介质(扩散粒子)时，会发生多角度、多方向的折射、反射与散射的现象，从而使点光源达到光扩散效果，为照明灯具提供更加均匀、更加舒适的出光效果。当前下市场上主流扩散板的材质有聚碳酸酯(PC)材料和聚苯乙烯(PS)材料。PC材料硬度不足，容易刮花，不耐腐蚀，不耐紫外线，易老化；PS材料的电绝缘性优良，透光率仅次于有机玻璃，碎裂性高、抗溶剂性差、热膨胀系数大，易产生内应力。[0004]相对于市场上的PC材料和PS材料，聚丙烯(PP)材料可广泛用于食品容器等产品的最安全的树脂材料，100％可循环，无毒性，且具有更轻的密度，但传统的PP材料由于低耐温，高收缩，低刚性，高翘曲等因素，在低温会玻璃化，抗冲击性能大幅度下降，导致其在灯具行业内使用率非常低。
[0005]中国专利文献上公开了“阻燃耐刮擦光扩散PP材料及其制备方法”，其公告号为CN104292637A，该发明光扩散PP材料以PP材料作为基材的基础上，添加了纳米三氧化二锑、有机硅聚合物、吸酸剂等多种协同功能添加剂，实现稳定提升PP材料的在阻燃耐刮擦改进后同时能具有优良的光效性能。但是，该发明未有效解决PP材料热稳定性差、抗冲击能力弱的问题。
发明内容
[0006]本发明为了克服传统PP材料热稳定性差、抗冲击能力弱，导致其在灯具行业内使用率较低的问题，提供了一种热稳定性好、抗冲击能力强的光扩散PP材料，以提高PP材料的热稳定性，降低收缩率，提升刚性，降低翘曲率。
[0007]本发明还提供了一种光扩散PP材料的制备方法，该方法操作简单，对设备无特殊要求，易于实现大规模工业化生产。[0008]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种光扩散PP材料，所述光扩散PP材料包括以下重量份的组分：聚丙烯90～98份，光扩散剂0.2～1份，阻燃剂0.05～3份，抗氧化剂0.05～1份，润滑剂0.05～1份和抗UV剂0.5～5份。所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺EBS、芥酸酰胺、油酸酰胺和硅酮中的至少一种。
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CN 109608758 A[0009]
说 明 书
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作为优选，所述光扩散剂由光响应型凝胶因子包覆丙烯酸树脂微球制得。
[0010]作为优选，所述包覆工艺为：将待包覆材料于黑暗条件下均匀分散于光响应型凝胶因子悬浮液中，静置，烘干。[0011]作为优选，所述待包覆材料与光响应型凝胶因子的体积比为(20～5)：1。[0012]作为优选，所述光响应型凝胶因子的结构式为：
本发明所选光响应型凝胶因子优选为二元有机盐凝胶因子，其在紫外光照射下蒽基团会发生二聚而时凝胶破坏，静置后变为沉淀；沉淀重新加热后，又可以回到凝胶态。本发明采用光响应型凝胶因子包覆丙烯酸树脂微球作为新型光扩散剂，添加到pp材料中，能够针对LED灯发射的不同的波长的光产生不同的凝胶循环变化，丙烯酸树脂微球自身是一种有机光扩散剂，但是现有的有机光扩散剂无法实现光线的可调节性，只能依赖于控制有机光扩散剂的添加量，使得其在LED灯具的应用中具有局限性。本发明在有机光扩散剂表面包覆光响应凝胶因子后，凝胶因子自身可以根据不同光源的发射光自动调节，同时借助光源产生的热量实现凝胶转化，提高光扩散PP材料的热稳定性，使得光线更为柔和、光损较小，更为智能化。[0014]作为优选，以丙烯酸树脂微球总质量为基准，所述丙烯酸树脂微球的粒级及质量百分含量为：1～2μm的微球占25～35％，3～5μm的微球占45～55％，6～15μm的微球占10～25％。
[0015]通过调节不同粒级及质量百分含量的丙烯酸树脂微球使得光扩散剂具有不同的粒径，从而具有不同的折射率，使得通过不同粒径的丙烯酸树脂微球的光线经过无数次的折射，再穿透丙烯酸树脂微球，使得强烈灯光经过折射、均匀分散，使得点光源变为面光源，扩大了发光面，在使得光线变得更加柔和的同时，光损极少；同时，不同粒级及质量百分含量的协同调配，大大增加了体系的流动性，增强了光扩散PP材料的抗冲击能力。[0016]作为优选，所述阻燃剂为聚己内酯改性聚磷酸铵或核苷改性聚磷酸铵。[0017]作为优选，所述聚己内酯的分子量为500～10000g/mol。[0018]聚己内酯为一种可降解的聚多元醇，聚磷酸铵为无卤阻燃剂，更为绿色环保；本发明通过在采用聚己内酯改性聚磷酸铵，利用聚己内酯表面丰富的活泼羟基与PP材料更为相容，增加了界面结合力，降低了阻燃剂的添加量，同时与配方体系协同提高了光扩散PP材料的抗冲击强度。[0019]作为优选，所述核苷为质子化后的核苷，其结构式为：
[0013]
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说 明 书
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核苷改性聚磷酸铵的方法为：将聚磷酸铵与质子化后的核苷按照质量比(5～10)：
1混合均匀，即得核苷改性聚磷酸铵。采用核苷改性聚磷酸铵的阻燃剂，为生物基阻燃剂，核苷由碱基和五碳糖连接而成，是一种集气源和炭源与一体的天然化合物，既减少了石油资源的消耗又保护了环境，且其制备方法简单，有利于实现工业化生产。[0021]一种光扩散PP材料的制备方法，包括以下步骤：按照上述配比，将各原料进行混料处理，得到混合物料，然后经熔融挤出、造粒，即得光扩散PP材料。[0022]一种光扩散PP材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述配比称取各原料备用，将粒径为6～15μm的丙烯酸树脂微球表面包覆光响应型凝胶因子，得第一光扩散剂；
(2)将第一光扩散剂与聚丙烯混合均匀后，依次加入抗氧化剂，润滑剂，阻燃剂和抗UV剂，得混合物料；
(3)在混合物料中加入粒径为3～5μm的丙烯酸树脂微球，混合均匀，熔融挤出、造粒，得颗粒料；
(4)在颗粒料表面包覆光响应型凝胶因子，得第二光扩散剂；(5)在第二扩散剂中加入粒径为1～2μm的丙烯酸树脂微球，混合均匀，熔融挤出、造粒，即得光扩散PP材料。
[0023]通过在不同步骤中加入不同粒径的丙烯酸树脂微球，使得丙烯酸树脂微球在光扩散PP材料体系中的分布更为均匀，流动性更好，抗冲击能力和光感应调节能力更强。[0024]因此，本发明具有如下有益效果：
(1)利用光响应型凝胶因子复配型光扩散剂，绿色环保型阻燃剂，使得光扩散PP材料体系中的分布更为均匀，流动性更好，抗冲击能力和光感应调节能力更强；
(2)通过改性，使PP材料达到更好的光扩散性，使其在制作壁厚为0.5mm-1.5mm厚度的扩散罩时，可以符合IEC60598和GB7000.1的冲击测试，普通的PP材料在低温会玻璃化，抗冲击性能大幅度下降，本材料可以在低温-35℃的时候，制品壁厚0.5mm-1.5mm依然可以符合IEC60598和GB7000.1的冲击测试。本改性光扩散PP，拥有更好的热稳定性，软化温度可以达到105℃。本改性光扩散PP，拥有更好的抗老化性能，在高强度的紫外线照射下，依然可以保证黄变性能；
(3)制备工艺操作简单，成本低，对设备无特殊要求，易于实现工业化生产。具体实施方式
[0025]下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。[0026]在本发明中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述
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[0020]
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实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。[0027]实施例1
(1)按照下列配比，分别称取聚丙烯90g，光扩散剂0.2g，阻燃剂0.05g，抗氧化剂0.05g，芥酸酰胺0.05g和抗UV剂5g；其中光扩散剂为由光响应型凝胶因子包覆丙烯酸树脂微球制得，丙烯酸树脂微球与光响应型凝胶因子的体积比为20：1；阻燃剂为聚己内酯改性聚磷酸铵，聚己内酯的分子量为500g/mol；
(2)将上述各原料进行混料处理，得到混合物料，然后经熔融挤出、造粒，即得光扩散PP材料。
[0028]实施例2
(1)称取各原料备用，将粒径为6～15μm的丙烯酸树脂微球于黑暗条件下均匀分散于光响应型凝胶因子悬浮液中，静置，烘干，丙烯酸树脂微球与光响应型凝胶因子的体积比为5：1，丙烯酸树脂微球表面包覆光响应型凝胶因子，得第一光扩散剂；
(2)将第一光扩散剂与98g聚丙烯混合均匀后，依次加入1g抗氧化剂，1g乙撑双硬脂酰胺EBS，3g核苷改性聚磷酸铵和0.5g抗UV剂，得混合物料；
(3)在混合物料中加入粒径为3～5μm的丙烯酸树脂微球，混合均匀，熔融挤出、造粒，得颗粒料；
(4)在颗粒料于黑暗条件下均匀分散于光响应型凝胶因子悬浮液中，静置，烘干，颗粒料与光响应型凝胶因子的体积比为15：1，颗粒料表面包覆光响应型凝胶因子，得第二光扩散剂；
(5)在第二扩散剂中加入粒径为1～2μm的丙烯酸树脂微球，混合均匀，熔融挤出、造粒，即得光扩散PP材料；
其中，以丙烯酸树脂微球总质量1g为基准(光响应型凝胶因子质量可忽略)，丙烯酸树脂微球的粒级及质量百分含量为：1～2μm的微球占25％，3～5μm的微球占55％，6～15μm的微球占20％。[0029]实施例3
(1)称取各原料备用，将粒径为6～15μm的丙烯酸树脂微球于黑暗条件下均匀分散于光响应型凝胶因子悬浮液中，静置，烘干，丙烯酸树脂微球与光响应型凝胶因子的体积比为15：1，丙烯酸树脂微球表面包覆光响应型凝胶因子，得第一光扩散剂；
(2)将第一光扩散剂与95g聚丙烯混合均匀后，依次加入0.5g抗氧化剂，0.5g硅酮，2g聚己内酯改性聚磷酸铵(聚己内酯的分子量为10000g/mol)和3g抗UV剂，得混合物料；
(3)在混合物料中加入粒径为3～5μm的丙烯酸树脂微球，混合均匀，熔融挤出、造粒，得颗粒料；
(4)在颗粒料于黑暗条件下均匀分散于光响应型凝胶因子悬浮液中，静置，烘干，颗粒料与光响应型凝胶因子的体积比为12：1，颗粒料表面包覆光响应型凝胶因子，得第二光扩散剂；
(5)在第二扩散剂中加入粒径为1～2μm的丙烯酸树脂微球，混合均匀，熔融挤出、造粒，即得光扩散PP材料；
其中，以丙烯酸树脂微球总质量0.8g为基准(光响应型凝胶因子质量可忽略)，丙烯酸树脂微球的粒级及质量百分含量为：1～2μm的微球占30％，3～5μm的微球占45％，6～15μm
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的微球占25％。[0030]实施例4
(1)称取各原料备用，将粒径为6～15μm的丙烯酸树脂微球于黑暗条件下均匀分散于光响应型凝胶因子悬浮液中，静置，烘干，丙烯酸树脂微球与光响应型凝胶因子的体积比为18：1，丙烯酸树脂微球表面包覆光响应型凝胶因子，得第一光扩散剂；
(2)将第一光扩散剂与92g聚丙烯混合均匀后，依次加入0.2g抗氧化剂，0.8g油酸酰胺，2g核苷改性聚磷酸铵和4g抗UV剂，得混合物料；
(3)在混合物料中加入粒径为3～5μm的丙烯酸树脂微球，混合均匀，熔融挤出、造粒，得颗粒料；
(4)在颗粒料于黑暗条件下均匀分散于光响应型凝胶因子悬浮液中，静置，烘干，颗粒料与光响应型凝胶因子的体积比为15：1，颗粒料表面包覆光响应型凝胶因子，得第二光扩散剂；
(5)在第二扩散剂中加入粒径为1～2μm的丙烯酸树脂微球，混合均匀，熔融挤出、造粒，即得光扩散PP材料；
其中，以丙烯酸树脂微球总质量0.8g为基准(光响应型凝胶因子质量可忽略)，丙烯酸树脂微球的粒级及质量百分含量为：1～2μm的微球占35％，3～5μm的微球占55％，6～15μm的微球占10％。[0031]对比例1
对比例1与实施例1的区别在于，光扩散剂为丙烯酸树脂微球，其余工艺条件完全相同。[0032]对比例2
对比例2与实施例1的区别在于，阻燃剂为聚磷酸铵，其余工艺条件完全相同。[0033]对比例3
对比例3与实施例2的区别在于，无包覆光响应型凝胶因子步骤，其余工艺条件完全相同。
[0034]对比例4
对比例与实施例2的区别在于，阻燃剂为聚磷酸铵，其余工艺条件完全相同。[0035]对实施例1-4和对比例1-4制得的光扩散PP材料的性能做检测，结果如表1所示：
表1.测试结果
本发明的光扩散PP材料通过添加阻燃剂，使其可以满足IEC6098，针焰，650℃灼热丝，120℃球压。通过添加光扩散剂，使通过该材料制品的光线更加柔和。本发明的光扩散PP材料达到更好的光扩散性，使其在制作壁厚为0.5mm～1.5mm厚度的扩散罩时，可以符合
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IEC60598和GB7000.1的冲击测试，普通的PP材料在低温会玻璃化，抗冲击性能大幅度下降，本材料可以在低温-35℃的时候，制品壁厚0.5mm～1.5mm依然可以符合IEC60598和GB7000.1的冲击测试。本改性光扩散PP，拥有更好的热稳定性，软化温度可以达到105℃。本发明的改性光扩散PP材料，拥有更好的抗老化性能，在高强度的紫外线照射下，依然可以保证黄变性能。
[0036]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
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