一種led燈管用低膨脹阻燃光擴(kuò)散pc復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及改性塑料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種LED燈管用低膨脹阻燃光擴(kuò)散PC復(fù) 合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] LED由于具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，自從誕生以來(lái)，得到了快速發(fā)展。因?yàn)榘l(fā)光二極管照明， 它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，在半導(dǎo)體中通過(guò)載流子發(fā)生復(fù)合放出過(guò)剩的能量 而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠色的光，在此基礎(chǔ)上，添加熒光粉可以發(fā)出任意顏 色的光。但是這些光散射度不足，光強(qiáng)較高，不能直接使用，一般通過(guò)外加擴(kuò)散罩實(shí)現(xiàn)散射 后使用。可以作為擴(kuò)散罩的材料一般有PC、PMMA、PS、PCTG、PET等材料，在這些材料中，PC是 幾乎無(wú)色的玻璃態(tài)的無(wú)定型聚合物，具有高度透明性及自由染色性、高韌性、較好的電絕緣 性等優(yōu)點(diǎn)，目前使用量最多最廣。但是隨著市場(chǎng)要求越來(lái)越高，PC的強(qiáng)度、線膨脹系數(shù)等越 來(lái)越滿足不了要求，特別是對(duì)于長(zhǎng)、薄燈管，一般PC均無(wú)法滿足要求，其易彎曲及收縮或者 膨脹過(guò)大，因此，急需要相關(guān)升級(jí)產(chǎn)品滿足要求。
[0003]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種LED燈管用低膨脹阻燃光擴(kuò)散 PC復(fù)合材料，具有低膨脹和阻燃特性，同時(shí)兼具良好的透光率、霧度、力學(xué)性能等特點(diǎn)，滿足 在大尺寸、超薄燈管領(lǐng)域使用。
[0005] 本發(fā)明的另一目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種LED燈管用低膨脹阻燃光 擴(kuò)散PC復(fù)合材料的制備方法，工藝簡(jiǎn)單，通過(guò)對(duì)PC增強(qiáng)、阻燃改性，制得的材料具有低膨脹 和阻燃特性，同時(shí)兼具良好的透光率、霧度、力學(xué)性能。
[0006] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0007] -種LED燈管用低膨脹阻燃光擴(kuò)散PC復(fù)合材料，包括以下重量份的原料： 聚碳酸酯 80-100份 增強(qiáng)助劑 4-25份 阻燃劑 0.3-3份 光擴(kuò)散劑 0.2-1.5份 抗氧劑 0.2-1份。
[0008] 其中，所述增強(qiáng)助劑是扁平玻璃纖維、玻璃粉、硅灰石、白炭黑、BDP、RDP中的一種 或一種以上的混合物； 其中，所述阻燃劑是苯基硅樹脂晶體、PC載體聚四氟乙烯(PTFE)以任意比例混合的混 合物。
[0009] 具體地，所述玻璃粉的粒徑為5000目、硅灰石的粒徑為5000目，粒徑5000目相當(dāng)于 粒徑是2.6微米，2.6微米粒徑的玻璃粉和硅灰石的與PC的相容性更好，分散容易，用在本 發(fā)明的LED燈管中點(diǎn)燈效果好。
[0010]具體地，所述白炭黑的粒徑是30nm，粒徑小，分散效果好。
[0011] 四苯基雙酚A二磷酸酯，簡(jiǎn)稱BDP，結(jié)構(gòu)式分子量696.04。無(wú)色透明液體，相對(duì)密 度1.258。磷含量8.9%。溶于丙酮、甲苯等，微溶于正己烷，耐水分解性好，耐高溫，5%質(zhì)量損 失的溫度378°C，低毒。
[0012] 間亞苯基四苯基雙磷酸酯也稱間苯二酚雙(二苯基磷酸酯），簡(jiǎn)稱RDP，它是一混合 物，工業(yè)RDP中含多磷酸酯(η 2 2)20%-30%，二磷酸酯(n=l)約70%-80%，按二磷酸酯計(jì)，分子 式為C3qH24O 8P2，相對(duì)分子質(zhì)量為574.43，理論磷含量為10.78%。水含量< 0.1%，酸值< 0.1mgK0H/g，TGA熱失重5%、10%及50%的溫度分別為307°(3、337°(3及403°(3。1??的黏度與其中 齊聚物的含量十分有關(guān)，當(dāng)齊聚物含量為27%，二磷酸酯含量為71%，TPP含量為2%時(shí)，在40°C 及100°C下的動(dòng)力黏度分別為149cts及1.18cts。一般工業(yè)產(chǎn)品在25°C下的黏度為（300-600 WmVsc3RDP與一般磷酸酯相比，熱穩(wěn)定性高，揮發(fā)性低(40°C時(shí)低于140Pa)，迀移性小， 水解穩(wěn)定性低。間亞苯基四苯基雙磷酸酯兼具有阻燃及增塑功能，主要功能是增塑，可稱為 阻燃性增塑劑。
[0013] 優(yōu)選地，所述的一種LED燈管用低膨脹阻燃光擴(kuò)散PC復(fù)合材料，包括以下重量份的 原料： 聚碳酸酯 85-95份 增強(qiáng)助劑 8-20份 阻燃劑 0.5-1.5份 光擴(kuò)散劑 0.2-1.2份 抗氧劑 0.2-1份。
[0014] 其中，所述聚碳酸酯的數(shù)均分子量為1.8-3萬(wàn)，收縮率為0.5-0.7%，比重為1.18-1.2，線膨脹系數(shù)為6.5*10E-5/°C。
[0015] 優(yōu)選地，所述聚碳酸酯的數(shù)均分子量為2-2.5萬(wàn)，收縮率為0.5-0.65%，比重為 1.18-1.2;更優(yōu)選地，所述聚碳酸酯的數(shù)均分子量為2.5萬(wàn)，收縮率為0.6%，比重為1.2。
[0016] 其中，所述扁平玻璃纖維的寬度為16微米，厚度為16微米，折射率為1.52。
[0017] 市場(chǎng)上一般的玻纖單絲纖維的剖面為圓形，本發(fā)明選用的扁平玻纖的剖面是矩 形，折射率為1.52，這與普通PC更為接近，使用在PC中，透光率較高，且燈管表面光滑度及平 整度較高，點(diǎn)燈時(shí)效果比較均勻，且尺寸穩(wěn)定性更高。
[0018] 其中，所述增強(qiáng)助劑是扁平玻璃纖維、玻璃粉、硅灰石、白炭黑、BDP、RDP中任意三 種或四種的混合物。
[0019] 具體地，所述增強(qiáng)助劑是液態(tài)增強(qiáng)劑和固態(tài)增強(qiáng)劑的混合物，液態(tài)增強(qiáng)劑為BDP、 RDP中的一種或兩種的混合物，固態(tài)增強(qiáng)劑為扁平玻璃纖維、玻璃粉、硅灰石、白炭黑中的至 少一種。
[0020] 更具體地，所述增強(qiáng)助劑為扁平玻璃纖維、硅灰石、BDP以質(zhì)量比為5-6:4-5:3-5的 混合物;或者，所述增強(qiáng)助劑為扁平玻璃纖維、白炭黑、BDP以質(zhì)量比為9-10:1 -3:4-6的混合 物；或者，所述增強(qiáng)助劑為扁平玻璃纖維、硅灰石、白炭黑、RDP以質(zhì)量比為4-6:3-5:0.5-1.5:3-5的混合物;又或者，所述增強(qiáng)助劑為扁平玻璃纖維、玻璃粉、白炭黑、BDP以質(zhì)量比為 5-7:2-4:0 · 5-1 · 5:2-4 的混合物。
[0021]如扁平玻纖、硅灰石、BDP復(fù)配體系，使用扁平玻纖增強(qiáng)效果明顯，但是成本較高， 且表面粗糙度增加，白炭黑與PC相容性好，但是增強(qiáng)效果稍差，BDP可以顯著改善表觀效果 及提高透光率，但是熱變形會(huì)低，采用三者復(fù)配，可以有效降低扁平玻纖用量的同時(shí)，改善 相容性，達(dá)到較好的外觀，同時(shí)熱變形等其他性能降低不明顯，達(dá)到綜合性能較優(yōu)。
[0022]其中，所述阻燃劑是苯基硅樹脂晶體、PC載體聚四氟乙烯以質(zhì)量比為2.5:1-4:1組 成的混合物。
[0023] 本發(fā)明復(fù)配的阻燃劑是固態(tài)有機(jī)硅阻燃劑，苯基硅樹脂晶體，分子量較大，與PC的 相容性較好，透明性好，能做到透明性和阻燃性兼顧。而PC載體的聚四氟乙烯作為抗滴落劑 使用，具有透明性和防滴落效果。
[0024] 其中，所述光擴(kuò)散劑是苯乙烯/丙烯酸共聚物、有機(jī)硅類的一種或者兩種以任意比 例組成的混合物。
[0025]其中苯乙烯/丙烯酸共聚物光擴(kuò)散劑折射率1.54,比重1.1，粒徑為1-5微米，這與 PC折射率更為接近，保證體系具有較高的透光率;有機(jī)硅類折射率1.43,比重1.3,粒徑為 0.5-2微米，折射率與PC差異大，保證有較高的霧度;二者復(fù)配可以保證較高的透光率及較 高的霧度。
[0026] 其中，所述抗氧劑是抗氧劑627A和抗氧劑168以質(zhì)量比為1-5:1-3的混合物。
[0027] -種LED燈管用低膨脹阻燃光擴(kuò)散PC復(fù)合材料的制備方法，包括以下加工步驟： 制備聚碳酸酯增強(qiáng)料:將聚碳酸酯與部分增強(qiáng)助劑進(jìn)行攪拌共混2_5min，得到共混物， 然后將余量的增強(qiáng)助劑加入共混物中混合，得到聚碳酸酯增強(qiáng)料;具體地，先將液態(tài)增強(qiáng)劑 (BDP和/或RDP)與聚碳酸酯進(jìn)行攪拌共混，液態(tài)增強(qiáng)劑與PC的混合效果好，提升材料的表面 光澤度和硬度，然后將余量的固態(tài)增強(qiáng)劑(平玻璃纖維、玻璃粉、硅灰石、白炭黑中的至少一 種)加入共混物中混合，攪拌混合l_2min，確保固態(tài)增強(qiáng)劑能均勻粘合在PC表面，制得的聚 碳酸酯增強(qiáng)料的分散效果好。
[0028] 制備預(yù)分散粉體:將預(yù)處理好的阻燃劑，以及光擴(kuò)散劑、抗氧劑進(jìn)行預(yù)混，每攪拌 一次暫停8-15s，每次攪拌8-15s，攪拌2-3次，得到