有機(jī)硅彈性體粉末在光擴(kuò)散材料中的應(yīng)用
文章來(lái)源:恒光電器
發(fā)布時(shí)間:2014-03-17
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因LED的發(fā)光強(qiáng)度比較高且相對(duì)集中,，所以在實(shí)際應(yīng)用中很容易造成刺眼炫目和照明效果不夠均勻的問(wèn)題。在這種情況下,，光擴(kuò)散材料得到了廣泛的應(yīng)用,。
光擴(kuò)散材料是指能使光透過(guò)又能有效散射光的材料， led商業(yè)照明，工程照明,，它能將點(diǎn),、線光源轉(zhuǎn)化為線、面光源,，一般是將與透明基材折光系數(shù)不同的光擴(kuò)散顆粒加入到透明基材中制備得到,。它可用于液晶顯示器的背光模組中，也可以用在指示牌,，櫥窗等面光源中,。
道康寧E-Powder產(chǎn)品系列是交聯(lián)的有機(jī)硅彈性體白色粉末，平均粒徑約2um,，耐熱性能穩(wěn)定,，裝修照明，可在有高溫加工要求的基材如聚碳酸酯里使用,，而且有帶不同官能團(tuán)的牌號(hào)如甲基丙烯酰氧基(牌號(hào)30-424),，質(zhì)量，環(huán)氧基(牌號(hào)EP-2601)等可供選擇,。
本文將介紹E-Powder產(chǎn)品在聚碳酸酯中作為光擴(kuò)散劑的應(yīng)用,，并與其他商用的光擴(kuò)散劑產(chǎn)品進(jìn)行了研究比較。
實(shí)驗(yàn)部分
1．光擴(kuò)散材料的配方
因光擴(kuò)散劑的添加量很小,，車間照明,，行業(yè)資訊，為了更好的在聚碳酸酯基材中分散,，首先做成了光擴(kuò)散劑濃度為5%的母粒，然后再用聚碳酸酯稀釋做成光擴(kuò)散材料,。
表2中是以光擴(kuò)散劑在聚碳酸酯中的最終濃度0.05%為例,，此最終濃度可隨母粒稀釋的添加量變化而相應(yīng)調(diào)整。
2．實(shí)驗(yàn)過(guò)程
將聚碳酸酯在110℃下干燥3小時(shí),，在雙螺桿擠出機(jī)上做出以聚碳酸酯為載體的5%濃度的光擴(kuò)散劑母粒,。然后分別按不同的母粒添加比例在雙螺桿擠出機(jī)上用聚碳酸酯稀釋造粒，最終得到不同光擴(kuò)散劑濃度的光擴(kuò)散材料,。用注塑機(jī)制成測(cè)試樣件,，進(jìn)行測(cè)試。
3．測(cè)試項(xiàng)目及方法
結(jié)果與討論
1．光學(xué)性能：樣件厚度1.5mm
一般來(lái)說(shuō),，透光率和霧度是經(jīng)常用來(lái)表征光學(xué)性能的技術(shù)指標(biāo),。透光率是以透過(guò)材料的光通量與入射的光通量之比的百分?jǐn)?shù)表示；霧度又稱為濁度,，為材料不清晰的程度,，照明方案，企業(yè)資訊，比如云霧狀或混濁的外觀,，以散射光通量與透過(guò)材料的光通量之比的百分率表示,。而在光擴(kuò)散的應(yīng)用中，霧度很難準(zhǔn)確的表征光擴(kuò)散的實(shí)際效果,。因此光擴(kuò)散角被用來(lái)描述此光學(xué)性能,。
光擴(kuò)散角(也稱為FWHM-full width half maximum，半高全寬值)即光擴(kuò)散中最大光強(qiáng)的一半所對(duì)應(yīng)的角度,，一般情況下不超過(guò)60°,。如表5所示，光擴(kuò)散劑3霧度在90%時(shí),，其光擴(kuò)散角只為0°,；相應(yīng)地，30-424霧度同為90%時(shí),，大功率led照明,，其光擴(kuò)散角為60°。
而對(duì)照?qǐng)D1可以看出,，透過(guò)30-424制成的光擴(kuò)散樣板,，光線變的均勻柔和，看不到燈源,，光擴(kuò)散的效果比較好,；而透過(guò)光擴(kuò)散劑3制成的光擴(kuò)散樣板，光線比較集中刺眼,，且可以看到燈源,。
可以看出，光擴(kuò)散角的大小和實(shí)際的光擴(kuò)散效果相對(duì)應(yīng),，比霧度的值更貼近光擴(kuò)散的實(shí)際應(yīng)用,。光擴(kuò)散劑2的眩光效果介于30-424和光擴(kuò)散劑3之間，和它們光擴(kuò)散角的值也相對(duì)應(yīng),。
如表5所示,，店鋪照明，在添加量0.5%的情況下,，30-424的光擴(kuò)散角遠(yuǎn)大于光擴(kuò)散劑1,，甚至大于添加量為0.8%的光擴(kuò)散劑2，所以30-424有非常好的光擴(kuò)散效果,。而EP-606和EP-2601的透光率和光擴(kuò)散角之間比較均衡,。
在此實(shí)驗(yàn)中，光擴(kuò)散劑3在添加量0.8%時(shí)的光擴(kuò)散角是0°,，戶外照明,，這是因?yàn)楸┧犷惞鈹U(kuò)散劑的添加量一般要2%以上才能有良好的光擴(kuò)散效果,。
2．力學(xué)性能和阻燃性能：
由表6可以看出，30-424相較于其他的光擴(kuò)散劑而言,，對(duì)聚碳酸酯的沖擊強(qiáng)度影響最小,， LED置換工程，這是因?yàn)橛袡C(jī)硅彈性體粉末具有交聯(lián)的結(jié)構(gòu),，電工照明,， led室內(nèi)照明，比較軟,，可以幫助聚碳酸酯釋放內(nèi)應(yīng)力,。而上述幾種光擴(kuò)散劑對(duì)聚碳酸酯的拉伸強(qiáng)度，拉伸模量都沒(méi)有明顯的影響,。至于阻燃性能,，在加入上述幾種光擴(kuò)散劑后，和純的聚碳酸酯保持一樣,，都是UL 94 1.6mm V2的級(jí)別,。
3．流動(dòng)性能:
為了模擬在塑料實(shí)際擠出加工過(guò)程中不同光擴(kuò)散劑對(duì)熔體流動(dòng)性以及穩(wěn)定性的影響，MFI實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的加熱時(shí)間被延長(zhǎng)(如圖2所示),。從圖2可以看到,，在300度的溫度下，LED射燈,，隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng),，加入光擴(kuò)散劑的熔融指數(shù)比加入光擴(kuò)散劑1的熔融指數(shù)變化幅度更小，相對(duì)而言,，熔體的流動(dòng)性更穩(wěn)定,。此特性在塑料燈管及板材等擠出成型中會(huì)有幫助，因?yàn)閷?duì)于擠出成型,，熔體的穩(wěn)定性直接會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率,。
從實(shí)驗(yàn)對(duì)比可以看出，E-powder系列的光擴(kuò)散劑可以提供非常好光擴(kuò)散效果,。通過(guò)選擇E-powder系列不同的牌號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)透光率和光擴(kuò)散效果的良好平衡,。在相同添加量的條件下,，30-424的光擴(kuò)散效果尤為突出，這意味著和其他商用光擴(kuò)散劑相比,，30-424可以添加的更少來(lái)實(shí)現(xiàn)相同的光擴(kuò)散效果,，從而降低成本。