高透光率高雾度的PC材料及其应用的制作技术

本技术涉及PC材料技术领域，具体涉及一种高透光率高雾度的PC材料及其应用。

包括如下重量份数的原料：PC100份、特殊光扩散剂26份、抗氧化剂0.51份、光稳定剂0.40.6份、紫外线吸收剂0.40.6份。

本技术采用丙烯腈和丙烯酸甲酯共聚而成的聚丙烯腈折射率在1.4左右，因而通过二次折射使得聚甲基丙烯酸甲酯也具有一定的光扩散作用，而作为核的纳米二氧化硅则作为无机光扩散剂，起到强烈的折射作用，因而起到显著提高PC雾度的作用；而且本技术纳米二氧化硅聚甲基丙烯酸甲酯聚丙烯腈的三层结构也减少了纳米二氧化硅的用量，因此对PC的透光率影响较小。

技术要求
1.一种高透光率高雾度的PC材料，其特征在于：包括如下重量份数的原料：
所述特殊光扩散剂通过如下步骤制得：
(1)取80-100重量份的甲基丙烯酸甲酯、10-20重量份的丙烯酸甲酯、40-50重量份的纳米二氧化硅、0.2-0.4重量份的正十二烷基硫醇加入至100重量份的有机溶剂中，在搅拌过程中加入0.1-0.3重量份第一引发剂，然后在40-50℃的条件下反应1-3h，得到预聚合液；
(2)往所述预聚合液中加入40-60重量份丙烯腈和5-10重量份的丙烯酸甲酯，在搅拌过程中加入0.1-0.3重量份第二引发剂，然后在40-50℃的条件下反应2-4h，得到聚合物液；
(3)将所述聚合物液进行静电喷雾，即得到所述的特殊光扩散剂。

2.根据权利要求1所述的一种高透光率高雾度的PC材料，其特征在于：所述有机溶剂为甲苯、二甲苯和乙酸乙酯中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种高透光率高雾度的PC材料，其特征在于：所述第一引发剂和第二引发剂均为偶氮二异丁腈。

4.根据权利要求1所述的一种高透光率高雾度的PC材料，其特征在于：所述纳米二氧化硅的粒径为10-20nm。

5.根据权利要求1所述的一种高透光率高雾度的PC材料，其特征在于：所述静电喷雾的喷雾电压为20-30kV，喷雾温度为20-30℃。

6.根据权利要求1所述的一种高透光率高雾度的PC材料，其特征在于：所述抗氧化剂为抗氧剂168和/或抗氧剂1076。

7.根据权利要求1所述的一种高透光率高雾度的PC材料，其特征在于：所述光稳定剂为双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和/或聚(1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯。

8.根据权利要求1所述的一种高透光率高雾度的PC材料，其特征在于：所述紫外线吸收剂为2-氰基3,3’-二苯基丙烯酸-2-乙基己酯和/或2-(2-羟基-3叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑。

9.一种高透光率高雾度的PC材料的应用，其特征在于：应用于LED灯制造中。

技术说明书
一种高透光率高雾度的PC材料及其应用
技术领域
本技术涉及PC材料技术领域，具体涉及一种高透光率高雾度的PC材料及其应用。

背景技术
目前，节能环保灯具越发流行，LED灯管灯罩料的开发也越来越受关注，常见的灯管灯罩料材质有PC(聚碳酸酯)、PMMA(压克力)等。

PC是一种综合性能优越的热塑性工程塑料，其具有优异的耐候性能、高抗冲击性能、优异的电绝缘性、透光率高、光能损耗较少，被广泛用于电气照明等领域。

因此，LED灯管灯罩料偏向于选择使用光扩散PC树脂，这是未来的发展趋势。

LED灯具要求既不刺眼，又要尽量保持光的透过率，提高光的利用率，这就需要在PC树脂中添加光扩散剂。

光扩散剂具有球形结构，均匀分散在PC树脂中，会形成海岛结构，由于PC树脂和光扩散剂的折光率不同，光线在光扩散剂表面会发生类似镜面反射，经过多次反射，达到光扩散效果。

光扩散剂的添加量、粒径大小和分布、折光率决定了材料的光学性能。

CN108276750的技术专利公开了一种核壳结构的光扩散组合物，其光扩散的效果是很好的，但是申请人在使用过程中发现，微晶纤维素的透光率较低，对材料的透光性能影响较大，用于PC材料中达不到高透光率的要求。

技术内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本技术的目的在于提供一种高透光率高雾度的PC材料及其应用。

本技术的目的通过下述技术方案实现：
一种高透光率高雾度的PC材料，包括如下重量份数的原料：
所述特殊光扩散剂通过如下步骤制得：
(1)取80-100重量份的甲基丙烯酸甲酯、10-20重量份的丙烯酸甲酯、40-50重量份的纳米二氧化硅、0.2-0.4重量份的正十二烷基硫醇加入至100重量份的有机溶剂中，在搅拌过程中加入0.1-0.3重量份第一引发剂，然后在40-50℃的条件下反应1-3h，得到预聚合液；
(2)往所述预聚合液中加入40-60重量份丙烯腈和5-10重量份的丙烯酸甲酯，在搅拌过程中加入0.1-0.3重量份第二引发剂，然后在40-50℃的条件下反应2-4h，得到聚合物液；(3)将所述聚合物液进行静电喷雾，即得到所述的特殊光扩散剂。

本技术的光扩散剂为纳米二氧化硅-聚甲基丙烯酸甲酯-聚丙烯腈的三层结构微球，粒径为30-50μm。

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一种透光率高的塑料，与PC常共混改性以制造光学产品，但二者的折射率均在1.5左右，因此基本不会采用聚甲基丙烯酸甲酯作为光扩散改性材料。

但本技术采用丙烯腈和丙烯酸甲酯共聚而成的聚丙烯腈折射率在1.4左右，因而通过二次折射使得聚甲基丙烯酸甲酯也具有一定的光扩散作用，而作为核的纳米二氧化硅则作为无机光扩散剂，起到强烈的折射作用，因而起到显著提高PC雾度的作用；而且本技术纳米二氧化硅-聚甲基丙烯酸甲酯-聚丙烯腈的三层结构也减少了纳米二氧化硅的用量，因此对PC的透光率影响较小；此外，本技术的以熔点较高的聚丙烯腈作为外壳可以在熔融挤出的过程中保持微球的结构稳定性，产品批次质量更稳定。

其中，所述有机溶剂为甲苯、二甲苯和乙酸乙酯中的一种。

其中，所述第一引发剂和第二引发剂均为偶氮二异丁腈。

其中，所述纳米二氧化硅的粒径为10-20nm。

其中，所述静电喷雾的喷雾电压为20-30kV，喷雾温度为20-30℃。

其中，所述抗氧化剂为抗氧剂168和/或抗氧剂1076。

其中，所述光稳定剂为双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和/或聚(1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯。

其中，所述紫外线吸收剂为2-氰基3,3’-二苯基丙烯酸-2-乙基己酯和/或2-(2-羟基-3叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑。

一种高透光率高雾度的PC材料通过如下方法制得：将各原料投入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，熔融温度为200-250℃。

一种高透光率高雾度的PC材料的应用，应用于LED灯制造中。

本技术的有益效果在于：本技术采用丙烯腈和丙烯酸甲酯共聚而成的聚丙烯腈折射率在1.4左右，因而通过二次折射使得聚甲基丙烯酸甲酯也具有一定的光扩散作用，而作为核的纳米二氧化硅则作为无机光扩散剂，起到强烈的折射作用，因而起到显著提高PC雾度的作用；而且本技术纳米二氧化硅-聚甲基丙烯酸甲酯-聚丙烯腈的三层结构也减少了纳米二氧化硅的用量，因此对PC的透光率影响较小；此外，本技术的以熔点较高的聚丙烯腈作为外壳可以在熔融挤出的过程中保持微球的结构稳定性，产品批次质量更稳定。

具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本技术作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本技术的限定。

实施例1
一种高透光率高雾度的PC材料，包括如下重量份数的原料：
所述特殊光扩散剂通过如下步骤制得：
(1)取80重量份的甲基丙烯酸甲酯、10重量份的丙烯酸甲酯、40重量份的纳米二氧化硅、0.2重量份的正十二烷基硫醇加入至100重量份的有机溶剂中，在搅拌过程中加入0.1重量份第一引发剂，然后在40℃的条件下反应1h，得到预聚合液；
(2)往所述预聚合液中加入40重量份丙烯腈和5重量份的丙烯酸甲酯，在搅拌过程中加入0.1重量份第二引发剂，然后在40℃的条件下反应2h，得到聚合物液；
(3)将所述聚合物液进行静电喷雾，即得到所述的特殊光扩散剂。

其中，所述有机溶剂为甲苯。

其中，所述第一引发剂和第二引发剂均为偶氮二异丁腈。

其中，所述纳米二氧化硅的粒径为10nm。

其中，所述静电喷雾的喷雾电压为20kV，喷雾温度为20℃。

其中，所述抗氧化剂为抗氧剂168。

其中，所述光稳定剂为双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。

其中，所述紫外线吸收剂为2-氰基3,3’-二苯基丙烯酸-2-乙基己酯。

实施例2
一种高透光率高雾度的PC材料，包括如下重量份数的原料：
所述特殊光扩散剂通过如下步骤制得：
(1)取100重量份的甲基丙烯酸甲酯、20重量份的丙烯酸甲酯、50重量份的纳米二氧化硅、0.4重量份的正十二烷基硫醇加入至100重量份的有机溶剂中，在搅拌过程中加入0.3重量份第一引发剂，然后在50℃的条件下反应3h，得到预聚合液；
(2)往所述预聚合液中加入60重量份丙烯腈和10重量份的丙烯酸甲酯，在搅拌过程中加入0.3重量份第二引发剂，然后在50℃的条件下反应4h，得到聚合物液；
(3)将所述聚合物液进行静电喷雾，即得到所述的特殊光扩散剂。

其中，所述有机溶剂为乙酸乙酯。

其中，所述第一引发剂和第二引发剂均为偶氮二异丁腈。

其中，所述纳米二氧化硅的粒径为20nm。

其中，所述静电喷雾的喷雾电压为30kV，喷雾温度为30℃。

其中，所述抗氧化剂为抗氧剂1076。

其中，所述光稳定剂为聚(1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯。

其中，所述紫外线吸收剂为2-(2-羟基-3叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑。

实施例3
一种高透光率高雾度的PC材料，包括如下重量份数的原料：
所述特殊光扩散剂通过如下步骤制得：
(1)取90重量份的甲基丙烯酸甲酯、15重量份的丙烯酸甲酯、45重量份的纳米二氧化硅、0.3重量份的正十二烷基硫醇加入至100重量份的有机溶剂中，在搅拌过程中加入0.2重量份第一引发剂，然后在45℃的条件下反应2h，得到预聚合液；
(2)往所述预聚合液中加入50重量份丙烯腈和7.5重量份的丙烯酸甲酯，在搅拌过程中加入0.2重量份第二引发剂，然后在45℃的条件下反应3h，得到聚合物液；
(3)将所述聚合物液进行静电喷雾，即得到所述的特殊光扩散剂。

其中，所述有机溶剂为二甲苯。

其中，所述第一引发剂和第二引发剂均为偶氮二异丁腈。

其中，所述纳米二氧化硅的粒径为15nm。

其中，所述静电喷雾的喷雾电压为25kV，喷雾温度为25℃。

其中，所述抗氧化剂由抗氧剂168和抗氧剂1076按重量比1：1的比例组成。

其中，所述光稳定剂由双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和聚(1-羟乙基-
2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯按重量比1：1的比例组成。

其中，所述紫外线吸收剂由2-氰基3,3’-二苯基丙烯酸-2-乙基己酯和2-(2-羟基-3叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑按重量比1：1的比例组成。

对比例1
本对比例与实施例3的区别在于：
所述特殊光扩散剂由等质量的纳米二氧化硅替代。

对比例2
本对比例与实施例3的区别在于：
所述特殊光扩散剂通过如下步骤制得：
(1)取90重量份的甲基丙烯酸甲酯、15重量份的丙烯酸甲酯、45重量份的纳米二氧化硅、0.3重量份的正十二烷基硫醇加入至100重量份的有机溶剂中，在搅拌过程中加入0.2重量份偶氮二异丁腈，然后在45℃的条件下反应3h，得到预聚合液；
(2)将所述聚合物液进行静电喷雾，即得到所述的特殊光扩散剂。

对比例3
本对比例与实施例3的区别在于：
所述特殊光扩散剂通过如下步骤制得：
(1)取90重量份的甲基丙烯酸甲酯、15重量份的丙烯酸甲酯、0.3重量份的正十二烷基硫醇加入至100重量份的有机溶剂中，在搅拌过程中加入0.2重量份第一引发剂，然后在45℃的条件下反应2h，得到预聚合液；
(2)往所述预聚合液中加入50重量份丙烯腈和7.5重量份的丙烯酸甲酯，在搅拌过程中加入0.2重量份第二引发剂，然后在45℃的条件下反应3h，得到聚合物液；
(3)将所述聚合物液进行静电喷雾，即得到所述的特殊光扩散剂。

对实施例3和对比例1-3的PC材料进行透光率和雾度的测试，测试标准分别为
ASTMD638、ASTM D790、ASTM D256、ASTM D1003，测试结果见下表：
从对比例1可知，纳米二氧化硅作为不透明物质对透光率的影响最大，且由于透光率的下降，导致雾度也并未有超越实施例3；从对比例2可知，仅采用聚甲基丙烯酸甲酯包覆纳米二氧化硅，由于纳米二氧化硅的相对的用量占比提高了，因此透光率会有稍微下降，同时单独的聚甲基丙烯酸甲酯也基本不具有光扩散作用，因此雾度也较低；从对比例3可知，不以纳米二氧化硅为核的微球具有很好的透光性，PC的透光率达到最高，但失去纳米二氧化硅的光扩散作用，对雾度的改善作用是非常有限的。

上述实施例为本技术较佳的实现方案，除此之外，本技术还可以其它方式实现，在不脱离本技术构思的前提下任何显而易见的替换均在本技术的保护范围之内。