[发明专利]一种聚碳酸酯基光扩散材料及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种聚碳酸酯基光扩散材料，具有泡孔结构，泡孔尺寸为1～150μm，泡孔密度为1.0×10²～1.0×10⁴个/cm³。本发明还公开了该聚碳酸酯基光扩散材料的制备工艺，以含有聚碳酸酯的片材为原料，经高压流体浸渍至饱和、大气环境下进行气体交换以及升温发泡后制备得到。本发明提供了一种全新的思路，通过在PC基材中引入特定参数的泡孔结构，从而获得一种具有高雾度、高透光率以及高的有效光扩散能力的聚碳酸酯基光扩散材料。

技术领域

本发明涉及光扩散材料的技术领域，具体涉及一种聚碳酸酯基光扩散材料及其制备工艺。

背景技术

近年来，全球LED产业发展迅猛，市场的需求和政策的支持都预示着LED照明灯具的市场前景十分广阔，作为LED照明灯具外壳材料的光扩散材料也随之迎来巨大的场需求。光扩散材料是指能够使光通过而又能有效扩散光的材料，它能将点、线光源转化成线、面光源，散射角大，导光性好，透光均匀。

常见制成LED灯管罩的材料有聚碳酸酯树脂(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯等。而PC因其优异的综合性能在电气照明等领域得到广泛应用。PC具有良好的抗冲击能力、耐候性能、尺寸稳定性、优异的电绝缘性、透光率高及光能损耗较少。因此，研究开发PC基光扩散材是未来发展的趋势。

PC基光扩散材料是以透明的PC塑料为基材，通过添加一定比例光扩散剂及其它助剂经过特殊工艺制备得到的一种透光而不透明的光扩散材料。光扩散剂呈球形，均匀分散在PC树脂中形成海岛结构，由于PC树脂和光扩散剂的折射率不同，光线在光扩散剂表面类似镜面反射，经过多次反射达到光扩散效果。

评价光扩散材料的主要指标包括透光率、雾度和有效光散射能力。透光率是指透过试样的光通量和射到试样上的光通量之比，是表征高分子材料透明程度的一个重要性能指标。高分子材料的透光率越高，其透明性越好。雾度又称浊度，是透过试样而偏离入射光方向的散射光通量与透射光通量之比，用量衡量一种透明或半透明材料不清晰或浑浊的程度，通常用雾度哦大小来表征光散射材料的光散射强弱。通常，用透光率×雾度表示材料的有效光扩散能力，其值越大，表示在获得高光扩散强度时，其光损失越小。

目前，PC基光扩散材料大多是采用共混改性法生产。光扩散剂多采用无机粒子，包括玻璃微珠、二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙、硅酸镁、硫酸钡以及硫化物，包括硫化锌、硫化钡等。这些无机离子通常是坚硬、不规则的，加工时容易磨损加工设备，分散相的颗粒大小很难达到均匀，使聚合物基体的力学性能有所下降；而且，这些粒子对热、氧和紫外线敏感，如果分散粒子过大还会导致材料表面不平；更重要的是，无机粒子的加入会严重影响透光率，严重限制了无机粒子在光扩散材料中的应用。

近年来，有机聚合物粒子作为光扩散剂的应用也较多，主要有聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、硅树脂、丙烯酸类树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯交联共聚微球等等。但添加有机粒子成本高，且一般需要化学改性来提高与PC的相容性，制备较为复杂。

因此，通过添加光扩散剂的方式制备PC基光扩散材料，无论采用的是无机类的光扩散剂，还是有机类的光扩散剂，均存在加工过程复杂，且成本高的问题。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提供了一种全新的思路，通过在PC基材中引入特定参数的泡孔结构，从而获得一种具有高雾度、高透光率以及高的有效光扩散能力的聚碳酸酯基光扩散材料。

具体技术方案如下：

一种聚碳酸酯基光扩散材料，具有泡孔结构，泡孔尺寸为5～150μm，泡孔密度为1.0×10²～1.0×10⁴个/cm³。