CN102382443B - 一种光扩散聚碳酸酯复合材料及建材用光扩散导光板的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光扩散聚碳酸酯复合材料及建材用光扩散导光板的制作方法。复合材料组成为：聚碳酸酯树脂85~95%，光扩散剂0.5~8%，硅酮母粒0.2~3%，光稳定剂0.3~3%，热稳定剂0.1~1%，加工助剂0.1~1%。制作方法，包括：（1）制备光扩散聚碳酸酯复合材料；（2）将导光板按部件图纸制成模具；（3）将光扩散聚碳酸酯复合材料在通用挤出机中按导光板模具一次性挤出成型为部件；并装配、测试、包装成成品。光扩散剂的加入，增加导光板的雾度和保持透光率。保持采光性，又避免了强光对眼睛的伤害。加入复配的光稳定剂，增加导光板寿命。硅酮母粒的加入，改善了熔体流动性和脱模性，改善了这种导光板的成型加工型。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说，涉及一种光扩散聚碳酸酯复合材料及建材用光扩散导光板的制作方法。
背景技术
聚碳酸酯树脂简称PC，是五大工程塑料中的一种，作为广泛使用的材料，PC是一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂，具有优异的电绝缘性、延伸性、尺寸稳定性及耐化学腐蚀性能，较高的强度、耐热性、透明性和耐寒性；同时还具有自熄、阻燃、无毒、可着色等优点。
PC作为一种透明材料，可作为家居、工厂厂房、车棚的导光板使用。作为室外使用的材料，对耐光老化性、强度和韧性等方面都有很高的要求，只有满足这些条件才可以长期使用。
专利201056793Y公布了一种耐紫外阳光瓦楞板的制作方法，该专利是通过共挤出的方法在外面加一层耐紫外线膜。但是该层膜的加入，降低了该PC阳光板的透光性，并且在长时间风吹雨打下该层膜脱落后就不能起到保护作用了。
专利CN101921470A公布了一种PC阳光板母料制备方法，通过加入锑掺杂二氧化锡材料，提高采光板的隔热性。但是该金属化合物的加入影响了阳光板的透明性，不利于光线的采集。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光扩散聚碳酸酯复合材料。
本发明的另一个目的是提供一种建材用光扩散导光板的制作方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种光扩散聚碳酸酯复合材料，由如下组分按重量百分比组成：
聚碳酸酯树脂85~95%
光扩散剂0.5~8%
硅酮母粒0.2~3%
光稳定剂0.3~3%
热稳定剂0.1~1%
加工助剂0.1~1%。
在上述光扩散聚碳酸酯复合材料中，所述聚碳酸酯树脂的熔融指数为3.2kg、300℃，5-8g/10min。
在上述光扩散聚碳酸酯复合材料中，所述的硅酮母粒是以聚合物为载体的硅酮聚合物。
在上述光扩散聚碳酸酯复合材料中，所述的光扩散剂为有机光扩散剂或无机光扩散剂；所述有机光扩散剂为有机硅类或丙烯酸类；所述无机光扩散剂为硫酸钡、碳酸钙、石英、玻璃纤维中一种或多种复配。
在上述光扩散聚碳酸酯复合材料中，所述光稳定剂为2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯、聚-[6-[1,1,3,3-四甲基丁基]-亚氨基]-1,3,5-三嗪-2，4-二基]-[2-（2,2,6,6-四甲基哌啶基）-氨看 基]-亚己基-[4-（2,2,6,6-四甲基哌啶基）-亚甲基]]、2-（2'-羟基-5'-叔幸基苯基）苯并三唑中的一种或其混合物。
在上述光扩散聚碳酸酯复合材料中，所述的热稳定剂为四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇1010，β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酯1076，亚磷酸酯类抗氧剂为三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯168中一种或几种复配。
在上述光扩散聚碳酸酯复合材料中，所述的加工助剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、季戊四醇硬脂酸酯、荧光增白剂、钛白粉中的一种或其混合物。
一种建材用光扩散导光板的制作方法，包括如下步骤：
（1）将聚碳酸酯树脂在140℃温度下干燥3-5小时；将光扩散剂在85-95℃温度下干燥5-7小时后，通过准确计量硅酮母粒、光稳定剂、热稳定剂和加工助剂，加入混合机内进行混合10-20分钟后，再加入双螺杆挤出造粒机；通过双螺杆挤出造粒机充分熔融塑化挤出、拉条、冷却、切粒、均化制成光扩散聚碳酸酯复合材料；
（2）将导光板按部件图纸制成模具；
（3）将上述制作的光扩散聚碳酸酯复合材料在通用挤出机中按导光板模具一次性挤出成型为光扩散聚碳酸酯复合材料部件；并装配、测试工序，合格后包装成成品。
与现有技术相比，本发明采用如下技术方案：
（1）光扩散剂的加入，增加了聚碳酸酯树脂导光板的雾度，同时透光率有很好的保持。既保持采光性，又避免了强光对眼睛的伤害。
（2）光扩散聚碳酸酯树脂复合材料中加入了复配的光稳定剂，增加了这种聚碳酸酯树脂导光板的使用寿命。
（3）硅酮母粒的加入，改善了熔体流动性和脱模性，改善了这种导光板的成型加工型。
具体实施方式
配方中PC树脂优选熔指为8g/10min的帝人1250Y。光扩散剂优选为韩国克隆KS-200与5000目的硫酸钡按重量2:1复配。硅酮母粒优选为道康宁MB50-007。热稳定剂优选汽巴的1010与168按重量1:1比例复配。光稳定剂优选氰特的UV-5411与UV-3853按照重量1:1复配。加工助剂优选为季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸钙、荧光增白剂按重量10:10:1的比例复配。
雾度和透光率以ASTMD1003，黄度指数选用ASTME313。
实施例1：将PC树脂在140℃温度下干燥3-5小时，将光扩散剂在85-95℃温度下干燥5-7小时后，与通过准确计量1000克PC树脂、0.8克KS-200与5000目的硫酸钡按2:1复配的光扩散剂、1克硅酮母粒、2克1010与168按1:1比例复配的热稳定剂、4克UV-5411与UV-3853按照1:1复配的光稳定剂和1克季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸钙、荧光增白剂按10:10:1比例复配的加工助剂一起加入混合机内进行混合10-20分钟后，再加入双螺杆挤出造粒机；所有物料经双螺杆挤出机塑化挤出、拉条、冷却、切粒、均化制成光扩散PC复合材料。
将上述制作的光扩散PC复合材料在通用挤出机中按光扩散导光板模具一次性挤出成型为聚碳酸酯复合材料部件，挤出成型时模具温度需设定为85℃；并装配、测试工序，合格后包装成导光板成品。通过氙灯实验测定，黄度指数为2.2。雾度和透光率为30%和78%，光线较为柔和，不影响采光。
实施例2：将PC树脂在140℃温度下干燥3-5小时，将光扩散剂在85-95℃温度下干燥5-7小时后，通过准确计量1000克PC树脂、4克KS-200与5000目的硫酸钡按2:1复配的光扩散剂、1克硅酮母粒、2克1010与168按1:1比例复配的热稳定剂、6克UV-5411与UV-3853按照1:1复配的光稳定剂和1克季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸钙、荧光增白剂按10:10:1比例复配的加工助剂一起加入混合机内进行混合10-20分钟后，再加入双螺杆挤出造粒机；所有物料经双螺杆挤出机塑化挤出、拉条、冷却、切粒、均化制成光扩散PC复合材料。
将上述制作的光扩散PC复合材料在通用挤出机中按光扩散导光板模具一次性挤出成型为聚碳酸酯复合材料部件，挤出成型时模具温度需设定为85℃；并装配、测试工序，合格后包装成导光板成品。通过氙灯实验测定，黄度指数为1.9。雾度和透光率为45%和70%，光线较为柔和，不影响采光。
实施例3：将PC树脂在140℃温度下干燥3-5小时，将光扩散剂在85-95℃温度下干燥5-7小时后，通过准确计量1000克PC树脂、8克KS-200与5000目的硫酸钡按2:1复配的光扩散剂、1克硅酮母粒、2克热稳定剂、8克UV-5411与UV-3853按照1:1复配的光稳定剂和1克季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸钙、荧光增白剂按10:10:1比例复配的加工助剂一起加入混合机内进行混合10-20分钟后，再加入双螺杆挤出造粒机；所有物料经双螺杆挤出机塑化挤出、拉条、冷却、切粒、均化制成光扩散PC复合材料。
将上述制作的光扩散PC复合材料在通用挤出机中按光扩散导光板模具一次性挤出成型为聚碳酸酯复合材料部件，挤出成型时模具温度需设定为85℃；并装配、测试工序，合格后包装成导光板成品。通过氙灯实验测定，黄度指数为1.7。雾度和透光率为65%和68%，光线较为柔和，不影响采光。
实施例4：将PC树脂在140℃温度下干燥3-5小时，将光扩散剂在85-95℃温度下干燥5-7小时后，与通过准确计量1000克PC树脂、12克KS-200与5000目的硫酸钡按2:1复配的光扩散剂、1克硅酮母粒、2克1010与168按1:1比例复配的热稳定剂、12克UV-5411与UV-3853按照1:1复配的光稳定剂和1克季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸钙、荧光增白剂按10:10:1比例复配的加工助剂一起加入混合机内进行混合10-20分钟后，再加入双螺杆挤出造粒机；所有物料经双螺杆挤出机塑化挤出、拉条、冷却、切粒、均化制成聚碳酸酯复合材料。
将上述制作的聚碳酸酯复合材料在通用挤出机中按光扩散导光板模具一次性挤出成型为聚碳酸酯复合材料部件，挤出成型时模具温度需设定为85℃；并装配、测试工序，合格后包装成导光板成品。通过氙灯实验测定，黄度指数为1.5。雾度和透光率为75%和65%，光线较为柔和，不影响采光。
实施例5：将PC树脂在140℃温度下干燥3-5小时，将光扩散剂在85-95℃温度下干燥5-7小时后，通过准确计量1000克聚碳酸酯树脂、20克KS-200与5000目的硫酸钡按2:1复配的光扩散剂、1克硅酮母粒、2克1010与168按1:1比例复配的热稳定剂、14克UV-5411与UV-3853按照1:1复配的光稳定剂和1克季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸钙、荧光增白剂按10:10:1比例复配的加工助剂一起加入混合机内进行混合10-20分钟后，再加入双螺杆挤出造粒机；所有物料经双螺杆挤出机塑化挤出、拉条、冷却、切粒、均化制成光扩散PC复合材料。
将上述制作的光扩散PC复合材料在通用挤出机中按光扩散导光板模具一次性挤出成型为聚碳酸酯复合材料部件，挤出成型时模具温度需设定为85℃；并装配、测试工序，合格后包装成导光板成品。通过氙灯实验测定，黄度指数为1.4。雾度和透光率为80%和60%，光线较为柔和，不影响采光。
实施例6：将PC树脂在140℃温度下干燥3-5小时，将光扩散剂在85-95℃温度下干燥5-7小时后，通过准确计量1000克聚碳酸酯树脂、30克KS-200与5000目的硫酸钡按2:1复配的光扩散剂、1克硅酮母粒、2克1010与168按1:1比例复配的热稳定剂、14克UV-5411与UV-3853按照1:1复配的光稳定剂和1克季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸钙、荧光增白剂按10:10:1比例复配的加工助剂一起加入混合机内进行混合10-20分钟后，再加入双螺杆挤出造粒机；所有物料经双螺杆挤出机塑化挤出、拉条、冷却、切粒、均化制成光扩散PC复合材料。
将上述制作的光扩散PC复合材料在通用挤出机中按光扩散导光板模具一次性挤出成型为聚碳酸酯复合材料部件，挤出成型时模具温度需设定为85℃；并装配、测试工序，合格后包装成导光板成品。通过氙灯实验测定，黄度指数为1.4。雾度和透光率为95%和56%，光线较为柔和，不影响采光。
对比例1：将PC树脂在140℃温度下干燥3-5小时，通过准确计量1000克PC树脂、1克硅酮母粒、2克1010与168按1:1比例复配的UV-5411与UV-3853按照1:1复配的光稳定剂和1克季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸钙、荧光增白剂按10:10:1比例复配的加工助剂一起加入混合机内进行混合10-20分钟后，再加入双螺杆挤出造粒机；所有物料经双螺杆挤出机塑化挤出、拉条、冷却、切粒、均化制成聚碳酸酯复合材料。
将上述制作的PC复合材料在通用挤出机中按光扩散导光板模具一次性挤出成型为聚碳酸酯复合材料部件，挤出成型时模具温度需设定为85℃；并装配、测试工序，合格后包装成导光板成品。通过氙灯实验测定，黄度指数为6.2，耐光老化性能较差。雾度和透光率为2%和88%，采光性好，但阳光照射下光线太强，对眼睛有刺激性。
对比例2：将PC树脂在140℃温度下干燥3-5小时，将光扩散剂在85-95℃温度下干燥5-7小时后，通过准确计量1000克PC树脂、0.8克KS-200与5000目的硫酸钡按2:1复配的光扩散剂、1克硅酮母粒、2克1010与168按1:1比例复配的热稳定剂、4克UV-5411和1克季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸钙、荧光增白剂按10:10:1比例复配的加工助剂一起加入混合机内进行混合10-20分钟后，再加入双螺杆挤出造粒机；所有物料经双螺杆挤出机塑化挤出、拉条、冷却、切粒、均化制成聚碳酸酯复合材料。
将上述制作的聚碳酸酯复合材料在通用挤出机中按光扩散导光板模具一次性挤出成型为聚碳酸酯复合材料部件，挤出成型时模具温度需设定为85℃；并装配、测试工序，合格后包装成导光板成品。通过氙灯实验测定，黄度指数为3.2，耐候性较差。雾度和透光率为29%和78%，光线较为柔和，不影响采光。
对比例3：将PC树脂在140℃温度下干燥3-5小时，将光扩散剂在85-95℃温度下干燥5-7小时后，通过准确计量1000克PC树脂、4克KS-200与5000目的硫酸钡按2:1复配的光扩散剂、1克硅酮母粒、2克1010与168按1:1比例复配的热稳定剂、4克UV-3853和1克季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸钙、荧光增白剂按10:10:1比例复配的加工助剂一起加入混合机内进行混合10-20分钟后，再加入双螺杆挤出造粒机；所有物料经双螺杆挤出机塑化挤出、拉条、冷却、切粒、均化制成光扩散PC复合材料。
将上述制作的聚碳酸酯复合材料在通用挤出机中按光扩散导光板模具一次性挤出成型为聚碳酸酯复合材料部件，挤出成型时模具温度需设定为85℃；并装配、测试工序，合格后包装成导光板成品。通过氙灯实验测定，黄度指数为3.0，耐光老化性较差。雾度和透光率为46%和70%，光线较为柔和，不影响采光。
对比例4：将PC树脂在140℃温度下干燥3-5小时，将光扩散剂在85-95℃温度下干燥5-7小时后，通过准确计量1000克PC树脂、4克KS-200与5000目的硫酸钡按2:1复配的光扩散剂、1克硅酮母粒、2克1010与168按1:1比例复配的热稳定剂、4克UV-5411与UV-3853按照1:1复配的光稳定剂和1克季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸钙、荧光增白剂按10:10:1比例复配的加工助剂一起加入混合机内进行混合10-20分钟后，再加入双螺杆挤出造粒机；所有物料经双螺杆挤出机塑化挤出、拉条、冷却、切粒、均化制成光扩散PC复合材料。
将上述制作的聚碳酸酯复合材料在通用挤出机中按光扩散导光板模具一次性挤出成型为聚碳酸酯复合材料部件，挤出成型时模具温度需设定为85℃；并装配、测试工序，合格后包装成导光板成品。通过氙灯实验测定，黄度指数为2.3。雾度和透光率为45%和70%，光线较为柔和，不影响采光。
Claims (6)
1.一种光扩散聚碳酸酯复合材料，其特征在于，由如下组分按重量百分比组成：
聚碳酸酯树脂85~95%
光扩散剂0.5~8%
硅酮母粒0.2~3%
光稳定剂0.3~3%
热稳定剂0.1~1%
加工助剂0.1~1%
其中聚碳酸酯树脂的熔融指数为3.2kg、300℃，5-8g/10min；
所述热稳定剂为四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇1010与三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯168按重量1:1比例复配。
2.如权利要求1所述的光扩散聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述的硅酮母粒是以聚合物为载体的硅酮聚合物。
3.如权利要求1所述的光扩散聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述的光扩散剂为有机光扩散剂或无机光扩散剂；所述有机光扩散剂为有机硅类或丙烯酸类；所述无机光扩散剂为硫酸钡、碳酸钙、石英、玻璃纤维中一种或多种复配。
4.如权利要求1所述的光扩散聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述光稳定剂为2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯。
5.如权利要求1所述的光扩散聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述的加工助剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、季戊四醇硬脂酸酯、荧光增白剂、钛白粉中的一种或其混合物。
6.一种应用权利要求1所述的光扩散聚碳酸酯复合材料制备建材用光扩散导光板的制作方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将聚碳酸酯树脂在140℃温度下干燥3-5小时；将光扩散剂在85-95℃温度下干燥5-7小时后，通过准确计量聚碳酸酯树脂、光扩散剂、硅酮母粒、光稳定剂、热稳定剂和加工助剂，加入混合机内进行混合10-20分钟后，再加入双螺杆挤出造粒机；通过双螺杆挤出造粒机充分熔融塑化挤出、拉条、冷却、切粒、均化制成光扩散聚碳酸酯复合材料；
（2）将导光板按部件图纸制成模具；
（3）将上述制作的光扩散聚碳酸酯复合材料在通用挤出机中按导光板模具一次性挤出成型为光扩散聚碳酸酯复合材料部件；并装配、测试工序，合格后包装成成品。
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