一種光擴散薄膜及其製備方法
2023-06-19 05:10:16 4
一種光擴散薄膜及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種光擴散薄膜及其製備方法，其組成按重量配比為：高分子基體材料95.0-99.9％；光散射劑0.1-5.0％。該發明採用高分子基體為主體，添加光擴散劑，通過在溶液中均勻分散的方法，製備光擴散薄膜。本發明的光擴散薄膜可用於光學領域各種相關製品的製備，環保，安全性能高，適合製作LED用燈罩材料。本發明採取的溶液法可以解決光擴散劑在高分子基體中分散不均的問題，使得到的光擴散材料具有較高的透過率及霧度，性能明顯優於一般工藝條件的樣品。而且，本發明的薄膜使用溶液法製備得高霧度高透光率的薄膜，避免了使用熔融共混時出現的聚碳酸酯等基體材料降解、發黃的問題。
【專利說明】一種光擴散薄膜及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種光擴散薄膜及其製備方法。
【背景技術】
[0002]照明是人類生活中不可缺少的。對於多數情況的照明，都需要照明光具有均勻的空間光強(或光亮度)分布。LED管芯的尺寸非常小，發光區域也很小，對於照明而言是真正的點光源。為實現均勻照明，就需要將點光源或線光源發出的光變換成面發光。常用的方法就是在光源前加入具有光散射或光擴散作用的光擴散板，實現上述變換。
[0003]光擴散板是在光散射聚合物中摻雜了與基材折射率不同的光擴散劑。光線在這些顆粒上通過散射改變傳播方向，側向散射光射出去，不能射出的前向散射光線也會繼續向遠端傳播，進行下一次散射。光的散射發生在整個板中，所以光線在導光板中傳播路徑更短，光線利用效率更高。光擴散劑實際上是具有一定大小分布的顆粒，其材料可以是無機的也可以是有機的。常用的無機粒子有二氧化娃、氧化鋅、二氧化鈦、氧化錯、氧化招、硫化鋅、硫酸鋇，以及其混合物等。常用的有機顆粒包括苯乙烯類聚合物、丙烯酸類聚合物、矽氧烷類聚合物等。
[0004]但是，就目前而言，無論使用單一的無機或者有機光擴散劑，或者是使用多種光擴散劑的組合，均有一個很嚴重的缺陷，那就是在基體材料中的分散問題。光擴散劑在基體材料中不能很好的分散，那就會導致所製成的光擴散材料不能實現勻光的效果。而本發明使用溶液法將光擴散劑分散於基體材料中，製備成膜，再將膜應用於透明基體材料，或者製備成母粒再與基體材料複合，解決了光擴散劑分散不均勻的問題。
[0005]表徵光擴散材料性能的主要技術參數包括透光率和霧度。透光率表不光擴散材料對入射光的總體利用率，而霧 度則表示入射光偏離原入射方向的程度，故可以用來表徵光擴散材料對入射光引入的擴散程度。對於基於粒子散射的光擴散材料來講，霧度的增加必然要引起透光率的減小。人們日常生活中使用的燈罩其透光率均不是很高，也就是說有相當一部分光能量被損失掉。因此，開發具有高透光率和高霧度的光擴散材料對於有效利用光源的光能十分重要。如前所述，LED是典型的點光源，要將其轉換成照度均勻的面光源才能發揮照明的柔和效果，而具有高霧度和高透光率的光擴散材料是實現上述轉換的關鍵材料。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在於提供一種光擴散薄膜及其製備方法，使光擴散劑均勻的分散於高分子基體材料中，並且其應用與光擴散板上，能使光擴散板達到較好的霧度與透光率的平衡。
[0007]為達到上述目的，本發明採用以下技術方案:
一種光擴散薄膜，由高分子基體和光擴散劑通過溶液法成型，其組成按重量配比為: 高分子基體 95.0-99.9%,光擴散劑0.1%~5.0%。
[0008]所述薄膜總厚度在0.05-0.99mm之間。
[0009]所述高分子基體材料選用折射率為1.3-1.8的高分子材料。
[0010]所述高分子基體為聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯的一種或者幾種所形成的混合材料。
[0011]所述的光擴散劑包括有機矽樹脂球形微粉、聚苯乙烯、二氧化矽、二氧化鈦和氧化鎂的一種或幾種混合物。
[0012]一種光擴散薄膜的製備方法，用於製備上述光擴散薄膜，包括如下步驟:
O按重量配比稱取高分子材料、光擴散劑；
2)將高分子材料溶解於有機溶劑中；
3)將光擴散劑粉體加入溶有高分子材料的有機溶劑中，40°C恆溫攪拌12小時；
4)用滴管移取l_3ml溶液於載玻片上，在勻膠機上以600r/min預轉10s，再以2000r/min轉30s，於80°C下乾燥；再滴加分散液，與之前相同的預轉速和轉速使其平鋪，烘乾，以此往復10-50次。
[0013]步驟3)所述的有機溶劑為四氯乙烷或二氯甲烷中的一種。
[0014]與現有技術相比，本發明具有如下突出的實質性特點和顯著的優點: 本發明使光擴散劑通過溶液法均勻的分散於高分子基體材料中，所得產品不僅可以使用粘著劑用於LED燈罩材料，還可以用於製作母粒。而且，本發明的薄膜使用溶液法製備得高霧度高透光率的薄膜，避免了使用熔融共混時出現的聚碳酸酯等基體材料降解、發黃的問題。此外，此製備方法操作簡單，而且原料價格實惠。本發明的光擴散薄膜全光線透過率為 60%-100%，霧度為 40%-80%。
【具體實施方式】
[0015]在下列實施例的材料中，高分子基體材料選用折射率為1.586的聚碳酸酯材料，光擴散劑選用日本信越生產的，商品牌號為KMP-590，有機溶劑選用四氯乙烷。
[0016]實施例1
稱取4.95g聚碳酸酯粒子，加於50ml四氯乙烷中，40°C恆溫溶解24小時。稱取0.05gKMP-590，加入溶有聚碳酸酯的四氯乙烷中，40°C下恆溫攪拌12小時，用滴管移取Iml溶液於載玻片上，先設置轉速600r/min預轉10s，當液體鋪開後以2000r/min的轉速旋轉30s，80°C烘乾，再滴加分散液，與之前相同的預轉速和轉速使其平鋪，烘乾，以此往復20次。得光擴散聚碳酸酯薄膜。
[0017]實施例2
稱取4.90g聚碳酸酯粒子，加於50ml四氯乙烷中，40°C恆溫溶解24小時。稱取0.1gKMP-590，加入溶有聚碳酸酯的四氯乙烷中，40°C下恆溫攪拌12小時，用滴管移取Iml於載玻片上，先設置轉速600r/min預轉10s，當液體鋪開後以2000r/min的轉速旋轉30s，80°C烘乾，再滴加分散液，與之前相同的預轉速和轉速使其平鋪，烘乾，以此往復20次。得光擴散聚碳酸酯薄膜。
[0018]實施例3
稱取4.85g聚碳酸酯粒子，加於50ml四氯乙烷中，40°C恆溫溶解24小時。稱取0.15gKMP-590，加入溶有聚碳酸酯的四氯乙烷中，40°C下恆溫攪拌12小時，用滴管移取Iml於載玻片上，先設置轉速600r/min預轉10s，當液體鋪開後以2000r/min的轉速旋轉30s，80°C烘乾，再滴加分散液，與之前相同的預轉速和轉速使其平鋪，烘乾，以此往復20次。得光擴散聚碳酸酯薄膜。
[0019] 性能測試:
透光率測試及霧度測試按照美國材料實驗協會標準ASTM D1003-61 (1997)，測試結果如下表:
【權利要求】
1.一種光擴散薄膜，由高分子基體和光擴散劑通過溶液法成型，其特徵在於，其組成按重量配比為: 高分子基體 95.0-99.9%, 光擴散劑0.1%~5.0%。
2.根據權利要求1所述的一種光擴散薄膜，其特徵在於，所述薄膜總厚度在0.05-0.99mm 之間。
3.根據權利要求1所述的一種光擴散薄膜，其特徵在於，所述高分子基體材料選用折射率為1.3-1.8的高分子材料。
4.根據權利要求1所述的一種光擴散薄膜，其特徵在於，所述高分子基體為聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯的一種或者幾種所形成的混合材料。
5.根據權利要求1所述的一種光擴散薄膜，其特徵在於，所述的光擴散劑包括有機娃樹脂球形微粉、聚苯乙烯、二氧化矽、二氧化鈦和氧化鎂的一種或幾種混合物。
6.一種光擴散薄膜的製備方法，用於製備根據權利要求1所述光擴散薄膜，其特徵在於，包括如下步驟: O按重量配比稱取高分子材料、光擴散劑； 2)將高分子材料溶解於有 機溶劑中； 3)將光擴散劑粉體加入溶有高分子材料的有機溶劑中，40°C恆溫攪拌12小時； 4)用滴管移取l_3ml溶液於載玻片上，在勻膠機上以600r/min預轉10s，再以2000r/min轉30s，於80°C下乾燥；再滴加分散液，與之前相同的預轉速和轉速使其平鋪，烘乾，以此往復10-50次。
7.根據權利要求6所述的一種光擴散薄膜的製備方法，其特徵在於，步驟3)所述的有機溶劑為四氯乙烷或二氯甲烷中的一種。
【文檔編號】C08L83/04GK103467962SQ201310414713
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月11日 優先權日:2013年9月11日
【發明者】施利毅, 丁鵬, 趙昱, 巴超群 申請人:上海大學