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一种可抗黄化和具有高韧性的扩散板及其制备方法与流程

来源：花匠小妙招时间：2024-12-17 20:35

1.本发明涉及扩散板技术领域，具体涉及一种可抗黄化和具有高韧性的扩散板及其制备方法。

背景技术：

2.扩散板主要功能是使入射光充分散射，实现更柔和、均匀的照射效果，因此被广泛应用在液晶显示、led照明及成像显示系统中，按照材质分，市场上存在的扩散板有pmma、pc、ps、pvc、petg等种类；
3.ps扩散板是ps(聚苯乙烯)板材种类中一种带有光扩散性性质的材料，是亚克力(pmma)、pc、pp、ps等材质扩散板类别中的一种，具有一定雾度、透光率，折射率等塑料板材的光学特征，能有效的将点或线光源转化为柔和、均匀的面光源，在达到良好的透光率的前提下，同时具有良好的光源点阵遮蔽性，加上价格相对比较实惠，因而广泛应用于蓬勃发展的lcd-tv和led照明产品上，为led照明产品二次配光而增加了一种光学性扩散材料的选择。当前ps光扩散板比重是1.05，质量比pc，pmma等都轻，大大降低了运输成本；且其透光率在75％以上，因其相对于pc，pmma等比较廉价而被大规模采用。
4.但是，ps扩散板还存在着以下缺点：
5.1、透明度不高；
6.2、耐候性极差，易黄变；
7.3、燃烧时产生浓烟；
8.4、耐溶剂性差，而且易碎；
9.因此，以ps扩散板为基础，进行改进得到一种可抗黄化和具有高韧性的扩散板及其制备方法将非常迎合市场的需要。

技术实现要素：

10.为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种可抗黄化和具有高韧性的扩散板，通过以改性ps母粒为主料，再经过合理组配后，制备得到的扩散板，可抗uv黄化、具有较高的韧性，不容易碎裂，而且阻燃性得到明显增强。
11.本发明的目的通过下述技术方案实现：
12.一种可抗黄化和具有高韧性的扩散板，以重量份为单位，包括以下原料：改性ps母粒86.1-110.2份、光扩散母粒8-15份、分散剂0.5-1份、助剂2-4份、稳定剂0.5-1份、阻燃剂3-5份。
13.优选的，所述改性ps母粒，以重量份为单位，包括以下组份：ps树脂70-80份、pe树脂10-20份、pp树脂5-8份、马来酸酐1-2份、引发剂0.1-0.2份。共融改性过程：pp树脂的拉伸强度和表面硬度均高于ps树脂，耐热性能也较好，因而将其与ps树脂共混可提高ps树脂的热性能；pe树脂具有优良的柔性和抗冲击性能，因而有利于提高ps的韧性。
14.因此本发明通过使用pp树脂以及pe树脂对ps树脂进行改性，在马来酸酐的接枝作
用以及引发剂的引发下聚合，得到的改性ps母粒，综合了pp树脂、pe树脂的优点，具有较好的耐热性能以及韧性。
15.优选的，所述光扩散母粒，以重量份为单位，包括以下组份：有机硅微球3-5份、pc树脂5-10份。
16.优选的，所述分散剂为聚丙烯酰胺。
17.优选的，所述助剂为螺环膨胀单体，具体选用双环原酸酯，双环原酸酯可降低改性ps母粒的收缩性，提高韧性。
18.优选的，所述稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或两种。
19.优选的，所述阻燃剂为聚磷酸铵、硼酸锌、磷酸三苯酯中的一种或多种。
20.优选的，所述引发剂为过氧化甲乙酮和过氧化苯甲酰中的一种或两种。
21.优选的，所述有机硅微球粒径为1-1.8μm。
22.在本发明中，光扩散母粒将光扩散性较好的pc树脂和有机硅微球结合起来，有如下的优势：
23.(1)光扩散效果佳、耐候性佳、抗紫外、不黄变(在主料的加工温度范围内，不变形，球形度保持完整，而其他类型的光扩散母粒由于耐热温度低则容易受热变形，致使光扩散效果不理想)；(2)光扩散母粒在微观上为透明的球形体，提供了优越的光透过性，极低的折光率1.43，在赋予光扩散材料高光透过率的同时，赋予材料高的雾度；
24.本发明的另一个目的是提供一种可抗黄化和具有高韧性的扩散板的制备方法，包括以下步骤：
25.s1.改性ps母粒的制备
26.按照重量份称取改性ps母粒的原料，在高速混合机中高速混合10min，后在双螺杆挤出机中熔融共混，螺杆旋转为80-100r/min，挤出得到改性ps母粒；
27.s2.光扩散母粒的制备
28.按照重量份称取光扩散母粒的原料，将pc树脂在100-110℃下干燥5-6h，将干燥后的pc树脂和有机硅微球在高速混合机中高速混合20-30min，后在双螺杆挤出机中熔融共混，螺杆旋转为80-100r/min，挤出得到光扩散母粒；
29.s3.注塑成型
30.按照重量份，称取改性ps母粒、光扩散母粒、分散剂、助剂、稳定剂、阻燃剂；在高速混合机中高速混合20-30min，加入注塑机，注塑成型后，得到扩散板。
31.本发明的有益效果在于：
32.本发明制备得到的扩散板，在冲击强度方面＞300kg/cm2，抗冲击性较高，具有较好的韧性。而且在透光性方面达到80％以上，在阻燃性上达到1级，阻燃效果较好；在耐候性方面，黄变程度仅仅为1，耐uv照射效果明显。
具体实施方式
33.为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
34.实施例1
35.一种可抗黄化和具有高韧性的扩散板，以重量份为单位，包括以下原料：改性ps母
粒：ps树脂70份、pe树脂10份、pp树脂5份、马来酸酐(pe-g-mah)0.5份，马来酸酐(pp-g-mah)0.5份、过氧化甲乙酮0.1份；
36.光扩散母粒：(1μm)有机硅微球3份、pc树脂5份；
37.聚丙烯酰胺0.5份、聚丙烯酰胺2份、硬脂酸钙0.5份、聚磷酸铵3份；
38.上述一种可抗黄化和具有高韧性的扩散板的制备方法，包括以下步骤：
39.s1.改性ps母粒的制备
40.按照重量份称取改性ps母粒的原料，在高速混合机中高速混合10min，后在双螺杆挤出机中熔融共混，螺杆旋转为80r/min，挤出得到改性ps母粒；
41.s2.光扩散母粒的制备
42.按照重量份称取光扩散母粒的原料，将pc树脂在100℃下干燥5h，将干燥后的pc树脂和有机硅微球在高速混合机中高速混合20min，后在双螺杆挤出机中熔融共混，螺杆旋转为80r/min，挤出得到光扩散母粒；
43.s3.注塑成型
44.按照重量份，称取改性ps母粒、光扩散母粒、分散剂、助剂、稳定剂、阻燃剂；在高速混合机中高速混合20min，加入注塑机，注塑成型后，得到扩散板。
45.实施例2
46.一种可抗黄化和具有高韧性的扩散板，以重量份为单位，包括以下原料：改性ps母粒：ps树脂80份、pe树脂20份、pp树脂8份、马来酸酐(pe-g-mah)1份，马来酸酐(pp-g-mah)1份、过氧化甲乙酮和过氧化苯甲酰0.2份；
47.光扩散母粒：(1.8μm)有机硅微球5份、pc树脂10份；
48.聚丙烯酰胺1份、聚丙烯酰胺4份、硬脂酸锌1份、硼酸锌5份；
49.上述一种可抗黄化和具有高韧性的扩散板的制备方法，包括以下步骤：
50.s1.改性ps母粒的制备
51.按照重量份称取改性ps母粒的原料，在高速混合机中高速混合10min，后在双螺杆挤出机中熔融共混，螺杆旋转为100r/min，挤出得到改性ps母粒；
52.s2.光扩散母粒的制备
53.按照重量份称取光扩散母粒的原料，将pc树脂在110℃下干燥6h，将干燥后的pc树脂和有机硅微球在高速混合机中高速混合30min，后在双螺杆挤出机中熔融共混，螺杆旋转为100r/min，挤出得到光扩散母粒；
54.s3.注塑成型
55.按照重量份，称取改性ps母粒、光扩散母粒、分散剂、助剂、稳定剂、阻燃剂；在高速混合机中高速混合30min，加入注塑机，注塑成型后，得到扩散板。
56.实施例3
57.一种可抗黄化和具有高韧性的扩散板，以重量份为单位，包括以下原料：改性ps母粒：ps树脂75份、pe树脂15份、pp树脂6份、马来酸酐(pe-g-mah)0.6份，马来酸酐(pp-g-mah)0.7份、过氧化苯甲酰0.15份；
58.光扩散母粒：(1.5μm)有机硅微球4份、pc树脂8份；
59.聚丙烯酰胺0.7份、聚丙烯酰胺3份、硬脂酸钙0.6份、磷酸三苯4份；
60.上述一种可抗黄化和具有高韧性的扩散板的制备方法，包括以下步骤：
61.s1.改性ps母粒的制备
62.按照重量份称取改性ps母粒的原料，在高速混合机中高速混合10min，后在双螺杆挤出机中熔融共混，螺杆旋转为90r/min，挤出得到改性ps母粒；
63.s2.光扩散母粒的制备
64.按照重量份称取光扩散母粒的原料，将pc树脂在105℃下干燥5.5h，将干燥后的pc树脂和有机硅微球在高速混合机中高速混合25min，后在双螺杆挤出机中熔融共混，螺杆旋转为90r/min，挤出得到光扩散母粒；
65.s3.注塑成型
66.按照重量份，称取改性ps母粒、光扩散母粒、分散剂、助剂、稳定剂、阻燃剂；在高速混合机中高速混合25min，加入注塑机，注塑成型后，得到扩散板。
67.实施例4
68.一种可抗黄化和具有高韧性的扩散板，以重量份为单位，包括以下原料：改性ps母粒：ps树脂70份、pe树脂20份、pp树脂5份、马来酸酐(pe-g-mah)1份，马来酸酐(pp-g-mah)0.5份、过氧化甲乙酮0.1份、过氧化苯甲酰0.1份
69.光扩散母粒：(1.3μm)有机硅微球5份、pc树脂10份
70.聚丙烯酰胺0.6份、聚丙烯酰胺2份、硬脂酸钙0.3份、硬脂酸锌0.3份、聚磷酸铵1份、硼酸锌1份、磷酸三苯1份；
71.上述一种可抗黄化和具有高韧性的扩散板的制备方法，包括以下步骤：
72.s1.改性ps母粒的制备
73.按照重量份称取改性ps母粒的原料，在高速混合机中高速混合10min，后在双螺杆挤出机中熔融共混，螺杆旋转为80r/min，挤出得到改性ps母粒；
74.s2.光扩散母粒的制备
75.按照重量份称取光扩散母粒的原料，将pc树脂在110℃下干燥6h，将干燥后的pc树脂和有机硅微球在高速混合机中高速混合20min，后在双螺杆挤出机中熔融共混，螺杆旋转为90r/min，挤出得到光扩散母粒；
76.s3.注塑成型
77.按照重量份，称取改性ps母粒、光扩散母粒、分散剂、助剂、稳定剂、阻燃剂；在高速混合机中高速混合30min，加入注塑机，注塑成型后，得到扩散板。
78.上述实施例中的双螺杆挤出机的挤出温度设计以及注塑温度设计，根据实际情况进行调整即可。
79.对比例1
80.一种可抗黄化和具有高韧性的扩散板，原料中，改性ps母粒仅有ps树脂，其余原料组成和实施例1一致；制备方法中不存在步骤s1，其余步骤和实施例1一致。
81.对比例2
82.一种可抗黄化和具有高韧性的扩散板，原料中，光扩散母粒仅有pc树脂，其余原料组成和实施例1一致；制备方法中不存在步骤s2，其余步骤和实施例1一致。
83.对上述实施例1-4制备得到的扩散板进行性能检测，相关结果汇总至下表1：
84.性能冲击强度(kg/cm2)透光性(％)耐燃性耐候性实施例13158211
实施例23348511实施例33268711实施例43188411对比例11896724对比例22824332
85.其中：耐燃性：可燃性ul94等级测试；耐候性：人工加速老化试验，在uv强度1.0w/m2照射150h，测试变黄程度，变黄等级为1-5，其中1级说明可耐1.0w/m2照射150h，且全程不变黄；2级说明可耐1.0w/m2照射150h，照射后略微变黄；3级说明不耐1.0w/m2照射150h，在照射150h后可观察到明显变黄；4级说明不耐1.0w/m2照射，且在照射50h内变黄，容易变黄；5级说明不耐1.0w/m2照射，且在照射10h内变黄，变黄程度明显。
86.因此，从表1可以看出，本发明制备得到的扩散板，在冲击强度方面＞300kg/cm2抗冲击性较高，具有较好的韧性。而且在透光性方面达到80％以上，在阻燃性上达到1级，阻燃效果较好；在耐候性方面，黄变程度仅仅为1，耐uv照射效果明显。
87.在改性ps母粒仅有ps树脂70-80份，其性能表现为：在冲击强度方面为189kg/cm2，远小于300kg/cm2，抗冲击性较差，表现出较差的韧性。而且在透光性方面仅达到67％，透光效果一般，在阻燃性上达到2级，阻燃效果一般；在耐候性方面，黄变程度为4，在uv照射时容易变黄。因此对比例1和实施例1相比，说明了在加入pe树脂、pp树脂等进行改性后，改性ps母粒的耐高温性能以及韧性得到明显的增强，因此实施例1在冲击强度方面以及耐候性方面表现出较为优异的性能。
88.在光扩散母粒缺少其它成分后，其性能表现为：在冲击强度方面为282kg/cm2，小于300kg/cm2，抗冲击性一般；而且在透光性方面仅达到43％，透光效果较差，在阻燃性上达到3级，阻燃效果较差；在耐候性方面，黄变程度为2，在uv照射时会变黄。因此对比例1和实施例1相比，说明了在加入有机硅微球后，改性ps母粒的透光性明显的增强，因此实施例1在透光性方面表现出较为优异的性能。
89.另外综合对比例1、对比例2以及实施例1，可以看出在改性ps母粒、光扩散母粒原料都具备的情况下，实施例1的各项性能均较对比1、对比例2有一定程度的提高，说明改性ps母粒、光扩散母粒可起到协同增效的作用，进一步的提高了扩散板的性能。
90.上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。