[发明专利]聚甲基丙烯酸酯共聚物及以其为原料制备的光扩散型材

说明书

技术领域

本发明属于光学材料制备领域，涉及一种聚甲基丙烯酸酯共聚物及以其为原料制备的光扩散型材，还包括两者的制备方法及应用，所得光扩散型材具有高透光率、高亮度、高耐热、低吸水率及高表面硬度。

背景技术

光扩散型材因具有良好的光扩散透过性而能获得均一的亮度面，因而被广泛的应用于指示标牌、广告招牌、展示橱窗、投影背墙以及壁挂式均匀照明光源等方面。近年来，光扩散材料还被开发应用于液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)器的背光源材料。液晶显示器件的背光模组有侧光式和直下式两种设计。中小尺寸的液晶显示器通常都采用侧光式设计，即通过导光板将由液晶屏的单侧或多侧的光源发出的光线引导、散射成为可照明液晶屏的面光源，再通过扩散板使之更为均匀。大尺寸液晶显示器及液晶电视，为了满足其大尺寸及高亮度的需求，必须在液晶屏的背面设置多个光源，即选用直下式背光模组，为达到消除明暗相间的光源痕迹并形成均匀的面光源的目的，相应的导光元件也由导光板变成扩散板。

为了最优地发挥光扩散型材的上述各项功能，一方面要求尽可能使光线不直行而是散射，另一方面还要尽可能抑制由散射引起的光透过损失。通常可以采用以下技术：利用在透明树脂中添加碳酸钙、硫酸钡、氧化钛、云母粉、石英粉、二氧化硅等无机粒子的方法；在透明树脂中添加甲基丙烯酸酯类聚合物粒子、聚苯乙烯聚合物粒子、硅氧烷类聚合物粒子等的部分交联的聚合物粒子的方法；或者并用这些方法，通过添加光扩散剂实现光散射。

光扩散型材常常使用的透明树脂有聚碳酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯，透明聚烯烃材料，聚对苯二甲酸乙二醇酯等，但它们很难同时满足耐热性、硬度、吸水性等方面的物性要求。

近年来，液晶显示器及液晶电视的背光模块间的光扩散型材的制作常使用丙烯酸树脂，但丙烯酸树脂吸湿性比较高，且吸水后易因遇热而致变形，产生翘曲、影响光源的不均匀透光，并产生变形，破坏组装与相关产品间的灯管或液晶板。

虽然苯乙烯树脂对改善吸湿性有效，也有专利介绍甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、苯乙烯共聚物树脂用于导光板基料，但由于侧基上苯环的存在，使其耐光性较差，尤其是在紫外光照射下，容易发生黄变和混浊，继而影响其透光性和机械性能。

发明内容

为解决上述现有技术的不足，本发明的首要目的是提供一种聚甲基丙烯酸酯共聚物的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述方法制备的聚甲基丙烯酸酯共聚物。该共聚物的玻璃化转变温度(Tg)可达100℃以上，并具有良好的耐热性、低吸水率、高耐磨性及高硬度，且聚合收缩率低。

本发明的目的还在于提供一种以上述聚甲基丙烯酸酯共聚物为原料制备的光扩散型材及其制备方法与应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种聚甲基丙烯酸酯共聚物的制备方法，该方法是将下列重量份数的甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸异冰片酯混合后得到的混合单体在引发剂作用下发生悬浮共聚或溶液聚合，制备得到聚甲基丙烯酸酯共聚物：

甲基丙烯酸甲酯        20～50重量份

甲基丙烯酸            5～10重量份

甲基丙烯酸异冰片酯    40～75重量份

以上3种物质的重量份数之和为100份。

为保持聚甲基丙烯酸酯共聚物的组成及分子量的均一性和良好的外观，该聚甲基丙烯酸酯共聚物的制备方法优选采用悬浮共聚法，但也可使用溶液聚合，使以其为原料制备的光扩散型材在有效保证其良好的透光性和均匀性的前提下，具有较强的抗紫外线能力，良好的尺寸稳定性和较长的使用寿命。

所述采用悬浮共聚制备聚甲基丙烯酸酯共聚物的方法包括以下步骤：

将0.0025～0.003g聚乙烯醇加入50～60ml水中溶解配制得到水相，将水相和油相物质混合单体(即混合单体作为油相)加入反应器中，在75～80℃恒温水浴条件下搅拌30～40min，活化分散剂；然后加入将引发剂和交联剂，同时通入氮气20～30min以除去液相中的氧气，然后在75～80℃恒温反应2～2.5h；反应结束后过滤得到产物，将产物洗涤并抽滤后干燥，得到聚甲基丙烯酸酯共聚物；

所述溶液聚合制备聚甲基丙烯酸酯共聚物的方法包括以下步骤：