一种发泡低密度光扩散板材及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种发泡低密度光扩散板材及其制备方法和应用。本发明专利技术的一种发泡低密度光扩散板材，通过在GPPS光扩散发泡芯层中添加有一定量的K树脂来提高GPPS树脂的熔体强度，提升发泡均匀性，同时还可以与PMMA保护层中的SMA树脂共同作用，提升芯层与保护层之间的粘合强度，进而显著提高材料的使用寿命。本发明专利技术的光扩散板材的密度均在1.0g/cm3以下，可低至0.8g/cm3；同时总透光率在40％以上，可高达55％；雾度>90％，可高达97％；表面硬度等级可达到2H等级；在辐照600h后，光老化色差值达到

【技术实现步骤摘要】
一种发泡低密度光扩散板材及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于光扩散材料
，具体设计一种发泡低密度光扩散板材及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]光扩散材料是能够使光通过而又能有效扩散光的材料，它能将点、线光源转化成线、面光源，散射角大，导光性好，透光均匀。因而广泛应用在液晶显示与LED照明及成像显示系统中。它的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。光扩散材料一般以透明树脂为基体，通过添加一定比例的光扩散剂和其他助剂而制成。常用的透明基材有聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(GPPS)和聚丙烯(PP)等。
[0003]随着产品的升级，对光扩散板材的性能也有了更高的要求，例如为了满足便携、轻巧的要求，发泡光扩散板材应用而生，如有专利《一种轻型的光扩散板的生产方法》公开了将光扩散板经过发泡成型制备得到，但是发泡后，光扩散板材的耐老化性能会变差，尤其是发泡不均匀后，板材的透光率、雾度以及耐老化性能均较差。
[0004]虽然可以在光扩散板材的上下表面各复合一层保护层，但是发泡后的光扩散板材基材与保护层的粘合强度会变差。
[0005]因此，亟需提供一种耐老化性能和光扩散性能均较好的发泡低密度光扩散板材。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于，为了解决现有的发泡光扩散板材的耐老化性能、透光率以及雾度需要进一步同时提高的问题，提供一种发泡低密度光扩散板材。
[0007]本专利技术的另一目的在于，提供所述发泡低密度光扩散板材的制备方法。
[0008]本专利技术的另一目的在于，提供所述发泡低密度光扩散板材在成像显示领域中的应用。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]一种发泡低密度光扩散板材，包括GPPS光扩散发泡芯层和位于GPPS光扩散发泡芯层上下表面的PMMA保护层；
[0011]其中，所述GPPS光扩散发泡芯层包括按照如下重量份计算的组分：
[0012][0013]所述PMMA保护层包括按照如下重量份计算的组分：
[0014][0015]本专利技术的发泡低密度光扩散板材，芯层以GPPS树脂为基体，并添加有光扩散剂和发泡剂，光扩散剂提供光扩散性能，发泡剂具有发泡功能，还添加有一定量的K树脂，K树脂的添加，可以与GPPS树脂协同作用，进一步提升材料的发泡均匀性，进而使得到的材料的综合性能；在芯层的上下表面各复合一层保护层，该保护层为含有SMA(苯乙烯马来酸酐共聚物)树脂、耐候剂的PMMA树脂层。
[0016]对于GPPS光扩散发泡芯层，如仅将光扩散剂和发泡剂加入到GPPS树脂中，得到的光扩散发泡芯层的发泡均匀性较差；且在多层共挤过程中，芯层中的气泡会迁移至与保护层的界面处，进而影响芯层与保护层之间的粘合强度，在长时间使用过程中，容易发生界面分层现象，导致材料的光扩散性能和耐老化性能急剧下降。本专利技术的专利技术人通过研究发现，如在GPPS光扩散发泡芯层体系中添加一定量的K树脂，可以提高GPPS树脂的熔体强度，使发泡更加均匀和稳定，可以有效减少新增气泡向表面迁移，有利于保障芯层和保护层之间的粘合强度，降低密度以及保障光扩散板材的光学性能稳定性，提高使用寿命。
[0017]对于PMMA保护层，PMMA树脂本身具有较好的透光性能和较高的表面硬度，在保护聚苯乙烯光扩散板材的同时，不影响光扩散板材的光扩散性(透光率和雾度)，还可以通过添加耐候剂等助剂，提高材料的耐候性能。但是研究发现，由于PMMA树脂与GPPS的极性差异大，相容性差，其与GPPS光扩散层的粘合性能较差，如选用常规的粘合剂，则会影响板材的光扩散性能，尤其是透光率。本专利技术的专利技术人通过大量试验研究发现，如在PMMA保护层中添加的SMA树脂进行共混改性，可以在不影响PMMA树脂的硬度和透光率的基础上，能够与GPPS光扩散发泡芯层体系中的K树脂协同作用，SMA树脂在本专利技术的体系中，可以在一定程度上起到增粘作用，提升GPPS树脂与PMMA树脂的粘合强度，K树脂可以保护GPPS树脂与PMMA树脂界面不受气泡的影响，因此，在SMA树脂和K树脂的协同作用下，可以有效改善PMMA树脂层与GPPS层这两种不同材质层的层间结合力，进而显著提高材料的使用寿命。
[0018]众所周知，光扩散的发泡均匀性以及芯层与保护层之间的粘合强度是影响光扩散板材使用性能的重要因素。本专利技术则是通过在GPPS光扩散发泡芯层中添加有一定量的K树脂来提高GPPS树脂的熔体强度，提升发泡均匀性，同时还可以与PMMA保护层中的SMA树脂共同作用，提升芯层与保护层之间的粘合强度，进而显著提高材料的使用寿命。
[0019]优选地，所述GPPS树脂在200℃、5kg条件下的熔体质量流动速率≤5g/10min(即粘度较高的GPPS树脂)。较高的熔体粘度有利于光扩散剂减少发泡的泡径波动以及向表面移动；但是熔体粘度太高，又不利于光扩散剂在基体中的分散性，进而影响材料的光扩散性能。所以，合适粘度范围内的GPPS树脂，与K树脂协同作用，可以显著提高基体中的泡孔的均匀和稳定性，进而提升材料的光扩散性能和使用寿命。
[0020]进一步优选地，所述GPPS树脂在200℃、5kg条件下的熔体质量流动速率为2～3g/10min。
[0021]优选地，所述PMMA树脂在230℃、3.16kg载荷下的熔体流动速率为2～10g/10min。
[0022]本专利技术中，各原料树脂的熔体质量流动速率(MFR)按照ISO 1133
‑
1:2011标准方法检测得到。
[0023]常规市售的K树脂均可用于本专利技术中，现有市售的K树脂在200℃、5kg载荷下的熔体质量流动速率一般在5～10g/10min。
[0024]优选地，所述光扩散剂为有机硅光扩散剂或无机光扩散剂中的一种或几种的组合，进一步优选为有机硅光扩散剂。
[0025]常规的发泡剂均可用于本专利技术中，可选地，所述发泡剂为有机发泡剂或无机发泡剂中的一种或几种的组合，具体包括但不限于偶氮化合物、亚硝基化合物、异氰酸酯化合物、碳酸氢盐或碳酸盐中的一种或几种的组合。
[0026]现有市售的常规MA(马来酸酐)含量的SMA树脂均可用于本专利技术中，可选地，所述SMA树脂中MA的重量含量为15～30％。
[0027]可选地，所述耐候剂为紫外线吸收剂和/或光稳定剂。
[0028]优选地，所述耐候剂为紫外线吸收剂和光稳定剂按照1:1～1:1.5组成的混合物。
[0029]优选地，所述紫外线吸收剂为苯并三唑类紫外线吸收剂，包括但不限于2
‑
(2'
‑
羟基
‑
5'
‑
甲基苯基)苯并三唑(UV
‑
P)或2
‑
(2
′‑
羟基
‑3′
,5
′‑
二叔丁基苯基)
‑5‑
氯苯并三唑(UV
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发泡低密度光扩散板材，其特征在于，包括GPPS光扩散发泡芯层和位于GPPS光扩散发泡芯层上下表面的PMMA保护层；其中，所述GPPS光扩散发泡芯层包括按照如下重量份计算的组分：所述PMMA保护层包括按照如下重量份计算的组分：2.根据权利要求1所述发泡低密度光扩散板材，其特征在于，所述GPPS树脂在200℃、5kg条件下的熔体质量流动速率≤5g/10min。3.根据权利要求2所述发泡低密度光扩散板材，其特征在于，所述GPPS树脂在200℃、5kg条件下的熔体质量流动速率为2.0～3.0g/10min。4.根据权利要求1所述发泡低密度光扩散板材，其特征在于，所述光扩散剂为有机硅光扩散剂或无机光扩散剂中的一种或几种的组合。5.根据权利要求1所述发泡低密度光扩散板材，其特征在于，所述光扩散剂为有机硅光扩散剂。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金山，陈平绪，叶南飚，付锦锋，王林，刘学亮，
申请(专利权)人：成都金发科技新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：