專利名稱：一種聚碳酸酯填充復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有高光反射性能聚碳酸酯填充復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
聚碳酸酯(簡稱PC)是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物。由于聚碳酸酯結(jié)構(gòu)特性，成為增長速度最快的通用工程塑料，其具有優(yōu)異的韌性、透明性、以及自熄性。光反射材料作為LED行業(yè)中的一部分，其發(fā)展歷程是金屬板，金屬箔復(fù)合塑料片，塑料片的金屬蒸鍍品，發(fā)泡拉伸聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜，但這些片材不能容易地形成模塑制品， 而且加工繁瑣。目前可采用聚碳酸酯作為光反射材料(光反射PC)，因?yàn)榫厶妓狨渲哂袃?yōu)異的機(jī)械性能、電性能、透明性、阻燃性、尺寸穩(wěn)定性以及耐熱性，其光學(xué)設(shè)計(jì)很容易反映在樹脂形狀中，樹脂的重量輕以及加工成本方面的優(yōu)勢。聚碳酸酯光反射材料應(yīng)用于LED行業(yè)，如其作為背光反射板，不僅需要高反射性能，也需要高的遮光性能，這時(shí)候需要加入高濃度的二氧化鈦，單從PC或者鈦白粉考慮，PC 本身具有優(yōu)異的綜合性能以及透光率，鈦白粉具有最高的折射率，這樣的組合是光反射性能的最優(yōu)潛力，但是由于光排斥率的降低，PC加鈦白粉會引起透光性的降低。提高現(xiàn)有聚碳酸酯復(fù)合材料光學(xué)性能的辦法，主要有以下幾個(gè)方面1)聚碳酸酯本身如采用接枝或者封端或者利用聚碳酸酯分子量的再分配來穩(wěn)定樹脂本身的性能，例如中國專利CN101747613A采用硅氧烷接枝聚碳酸酯；日本專利JP2009138173, PCT/US2007/072836采用有機(jī)官能團(tuán)接枝的方式，水分控制對性能的影響如日本專利 JP268666/2004 ；2)鈦白通過表面處理來降低鈦對聚碳酸酯的傷害，包括a.無機(jī)層處理 鋁和硅的含水氧化物具有抑制TiO2光活性催化劑的功能，硅化物可以防止樹脂劣化，維持其機(jī)械性能，穩(wěn)定性和耐熱性，還有其它如CN200610102315中采用硅酮包覆鈦白粉表面的方式；b.有機(jī)層處理有機(jī)物對熱和光穩(wěn)定性不好，無論對TiO2的白度和復(fù)合材料的顏色穩(wěn)定性都有負(fù)面影響，但有機(jī)層是鈦白粉分散性的保證，如PCT/US2007/068740所述；3)加入第三成分來提高光反射性和穩(wěn)定性，如加入一定量的其它樹脂來提高光反射性能，PCT/ KR2007/006967, PCT/KR2005/002252, US20050070641A1 都能提到。但上述在先技術(shù)都有一定缺陷，即其技術(shù)改進(jìn)均是在聚碳酸酯樹脂以及鈦白粉本身的穩(wěn)定以及顏色保證上入手，或通過共混其他樹脂組分的方式，并未涉及在高波長區(qū)域材料反射率的提高以及穩(wěn)定的報(bào)道，使得復(fù)合材料在高波長區(qū)域反射效率不高，應(yīng)用上存在一定的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，并提供一種具有高反射性的綜合性能優(yōu)越的聚碳酸酯填充復(fù)合物，并使得復(fù)合材料在全波段反射率都在較高的水平，從而為可光反射材料廣泛的應(yīng)用于不同LED燈源?！N聚碳酸酯填充復(fù)合材料，由如下組分和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成聚碳酸酯30 90%，
二氧化鈦5 50%，
熒光增白劑0. 0001 5%，
高波長區(qū)域增光劑 0. 001 15%， 其它填料和助劑0 50% ；
所述高波長區(qū)域增光劑是含雜原子的化合物。優(yōu)選的重量百分比為
聚碳酸酯40 80%，
二氧化鈦5 40%，
熒光增白劑0. 0001 3%，
高波長區(qū)域增光劑 0. 001 10%， 其它填料助劑0 50%。另一組優(yōu)選的重量百分比為 聚碳酸酯50 80%， 二氧化鈦 7 40%， 熒光增白劑 0.0005 2%， 高波長區(qū)域增光劑 0. 01 10%， 其它助劑 0 50%。在上述聚碳酸酯填充復(fù)合物中，所述聚碳酸酯是指使用各種二羥基二芳基化合物通過光氣法制得，或者使用二羥基二芳基化合物與碳酸酯類如碳酸二苯基酯通過酯交換反應(yīng)制得，所述的二羥基二芳基化合物，可以舉例如下二 (羥基芳基)烷的二(4-羥基苯基)甲烷，1，1- 二(4-羥基苯基)乙烷，2，2- 二(4-羥基苯基)丁烷，2，2- 二(4-羥基苯基)辛烷，二 (4-羥基苯基)苯基甲烷，2，2- 二(4-羥基苯基-3-甲基苯基)丙烷，1，1-(4-羥基-3-叔-丁基苯基)丙烷，上述的二羥基苯基環(huán)烷烴如1，1- 二(4-羥基苯基)環(huán)戊烷，1，1- 二(4-羥基苯基)環(huán)己烷；二羥基芳基醚類有4，4- 二羥基二苯基醚，二羥基芳基硫醚類以及二羥基二芳基亞砜類。聚碳酸酯的粘均分子量一般是從10，000到100，000，優(yōu)選粘均分子量范圍在 15，000 到 30，000。在上述聚碳酸酯填充復(fù)合物中，所述的二氧化鈦可以使用通過氯化法或者硫酸法制備得到得產(chǎn)品，其晶態(tài)可以是金紅石型的也可以是銳鈦型的，但由于銳鈦型的熱穩(wěn)定性和耐候型比金紅石型的差，因此優(yōu)選金紅石型鈦白粉作為添加成分。所述的二氧化鈦一般是用無機(jī)物以及有機(jī)物進(jìn)行包覆，無機(jī)物如鋁的化合物、硅的化合物、鋯的化合物；有機(jī)物如胺類化合物、多醇類化合物、硅氧偶聯(lián)劑、酸類多烯；通過無機(jī)包覆層以及有機(jī)包覆層，可以改善二氧化鈦在聚碳酸酯填充復(fù)合物中的分散均一性以及分散穩(wěn)定性，有利于得到穩(wěn)定的分散良好的復(fù)合物。以上提到的無機(jī)物有二氧化三鋁、水合氧化鋁、二氧化硅、水合二氧化硅、硅酸鈉等以及它們的組合物，以上提到的有機(jī)物有三乙醇胺、三(羥甲基)乙烷、二甲基硅氧烷、三甲基丙烷、季戊四醇、薄荷烷二磷酸中的一種或者它們的組合物。在以上的表面處理中，包覆層含量控制在0. οΓρ/owt是最合適的。為了有效提高復(fù)合材料的光反射性能，本發(fā)明的復(fù)合物中作為填料的為二氧化鈦使用的粒徑范圍為0. IunTO. 5um。在上述聚碳酸酯填充復(fù)合物中，所述的熒光增白劑是在化學(xué)結(jié)構(gòu)上具有環(huán)狀的共軛體系，如苯并惡唑系、苯乙烯基系、萘二甲酰胺系、若丹明系、香豆素系、惡嗪系類化合物， 另外，作為有機(jī)發(fā)光體，可以列舉如二苯乙烯聯(lián)苯系藍(lán)色熒光發(fā)光材料、芳基乙炔基苯系藍(lán)色發(fā)光材料、五聯(lián)吡啶系熒光發(fā)光材料、聯(lián)六苯基系藍(lán)色發(fā)光材料、二萊氧硼基蒽系熒光發(fā)光材料等，其作用是吸收不可及的紫外線輻射轉(zhuǎn)變成藍(lán)紫色的熒光輻射，與原有的黃光輻射互補(bǔ)成為白光，提高產(chǎn)品的白度，也能在一定波長范圍提高材料的光反射性能。在上述聚碳酸酯填充復(fù)合物中，所述高波長增光劑是分子結(jié)構(gòu)中含有雜原子包括但不限于硫原子、磷原子、硅原子的無機(jī)化合物。在上述聚碳酸酯填充復(fù)合物中，所述高波長增光劑是分子結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)或多個(gè)苯環(huán)的硅氧烷類化合物。在上述聚碳酸酯填充復(fù)合物中，所述其它填料和助劑中填料可以為玻璃纖維、石棉纖維、碳纖維、晶須、鈦酸鉀纖維、石英纖維、石墨纖維、陶瓷纖維、PAN纖維、芳綸纖維、 UHMWPE纖維、聚酯纖維、硼纖維、天然纖維、玻璃微珠、無定形水合二氧化硅、碳酸鎂、硫酸鋇、硅酸鎂、硅酸鋁、硅灰石、云母、石英、碳酸鈣、水滑石、針狀氫氧化鎂、稀土中的一種或幾種的混合物。所述其它助劑為阻燃劑，阻燃劑可以選磷系阻燃劑，具體例子有磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯酯、磷酸甲苯酯二苯酯、磷酸辛酯二苯酯、磷酸三(2-乙基己酯)、磷酸二異丙酯苯酯、磷酸三(二甲苯酯)、磷酸三(異丙基苯酯)、磷酸三萘酯、雙酚A 二磷酸酯、氫醌二磷酸酯、間苯二酚磷酸酯、磷酸間苯二酚二苯酯、三苯酚三磷酸酯和磷酸甲苯酯二苯酯。此外，所述磷酸酯化合物包括向上述化合物弓I入各種取代基制得的化合物及其低聚物和聚合物或其兩種或多種的組合物。作為溴系阻燃劑的例子有溴化雙酚A型環(huán)氧聚合物丙烯酸五溴芐基酯低聚物、三嗪基阻燃劑、四溴雙酚A、二 (三溴苯氧基)乙烷、四溴雙酚A- 二 (烯丙基醚)、六溴環(huán)十二烷、 聚二溴苯醚和溴化鄰苯二甲酸酯等及其兩種或以上的組合物。 作為磺酸鹽阻燃劑有KSS，PPFBS，STB,因不含鹵素，環(huán)保經(jīng)濟(jì)，能單獨(dú)使用，也可以和其它阻燃劑配合使用。其它助劑還有抗滴落劑，熱氧穩(wěn)定劑、抗紫外線穩(wěn)定劑、增塑劑、流動促進(jìn)劑、加工助劑、或顏色添加劑中的一種或幾種的混合物。上述聚碳酸酯填充復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟將各個(gè)組分共混后，于 250°C 300°C的溫度下擠出造粒。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果
本發(fā)明的聚碳酸酯填充復(fù)合物可以通過調(diào)整各組分的比例，制備出在全波段都具有優(yōu)異的光反射性能，能適應(yīng)不同類型的光源作為反光材料，特別是LED背光模組中的反光板， LED燈頭的反光燈罩；由于加工工藝以及成型方便，在光反射材料中應(yīng)用中具有耗費(fèi)省、制作方便的優(yōu)點(diǎn)并收到歡迎和推薦。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
配取組分聚碳酸酯、二氧化三鋁包覆二氧化鈦、熒光增白劑、含磷原子的高波長區(qū)域增白劑、其它填料和助劑為玻璃纖維和碳纖維，并將各組分加入雙螺桿擠出機(jī)，在溫度為 250 0C下混合擠出，并拉條造粒。實(shí)施例二
配取組分聚碳酸酯、三乙醇胺包覆二氧化鈦、熒光增白劑、含硅原子的高波長區(qū)域增白劑、其它填料和助劑，并將各組分加入雙螺桿擠出機(jī)，在溫度為260°C下混合擠出，并拉條造粒。實(shí)施例三
配取組分聚碳酸酯、三甲基丙烷包覆二氧化鈦、熒光增白劑、含硫原子的高波長區(qū)域增白劑、其它填料和助劑，并將各組分加入雙螺桿擠出機(jī)，在溫度為270°C下混合擠出，并拉條造粒。實(shí)施例四
配取組分聚碳酸酯、二氧化硅包覆二氧化鈦、熒光增白劑、含硫原子的高波長區(qū)域增白劑、其它填料和助劑，并將各組分加入雙螺桿擠出機(jī)，在溫度為280°C下混合擠出，并拉條造粒。實(shí)施例五
配取組分聚碳酸酯、季戊四醇包覆二氧化鈦、熒光增白劑、含硅原子的高波長區(qū)域增白劑、其它填料和助劑，并將各組分加入雙螺桿擠出機(jī)，在溫度為290°C下混合擠出，并拉條造粒。對比例一
配取組分聚碳酸酯、二氧化鈦、其它填料和助劑，并將各組分加入雙螺桿擠出機(jī)，在溫度為300°C下混合擠出，并拉條造粒。對比例二
配取組分聚碳酸酯、二氧化鈦、其它填料和助劑，并將各組分加入雙螺桿擠出機(jī)，在溫度為250下混合擠出，并拉條造粒。對比例三
配取組分聚碳酸酯、二氧化鈦、其它填料和助劑，并將各組分加入雙螺桿擠出機(jī)，在溫度為280°C下混合擠出，并拉條造粒。表1各實(shí)施例和對比例的組分含量
權(quán)利要求
1.一種聚碳酸酯填充復(fù)合材料，其特征在干，由如下重量百分比的組分組成 聚碳酸酯30 90%，ニ氧化鈦5 50%，熒光增白劑0. 0001 5%，高波長區(qū)域增光劑 0. 001 15%， 其它填料和助劑0 50% ；所述高波長區(qū)域增光劑是含雜原子的化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種聚碳酸酯填充復(fù)合材料，由如下重量百分比的組分組成聚碳酸酯40 80%，ニ氧化鈦5 40%，熒光增白劑0. 0001 3%，高波長區(qū)域增光劑 0. 001 10%， 其它填料助劑0 50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種聚碳酸酯填充復(fù)合材料，由如下重量百分比的組分組成聚碳酸酯50 80%，ニ氧化鈦7 40%，熒光增白劑0.0005 2%，高波長區(qū)域增光劑 0. 01 10%， 其它助劑0 50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的ー種聚碳酸酯填充復(fù)合材料，其特征在干，所述聚碳 酸酯是指使用各種ニ羥基ニ芳基化合物通過光氣法制得，或者使用ニ羥基ニ芳基化合物與 碳酸酯類如碳酸ニ苯基酯通過酯交換反應(yīng)制得，上述的ニ羥基ニ芳基化合物，可以為ニ (羥 基芳基)烷的ニ(4-羥基苯基)甲烷，1，1- ニ(4-羥基苯基)乙烷，2，2- ニ(4-羥基苯基)丁 烷，2，2- ニ(4-羥基苯基)辛烷，ニ(4-羥基苯基)苯基甲烷，2，2- ニ(4-羥基苯基-3-甲基 苯基)丙烷，1，1- (4-羥基-3-叔-丁基苯基)丙烷，上述的ニ羥基苯基環(huán)烷烴如1，1- ニ (4-羥基苯基)環(huán)戊烷，1，1- ニ(4-羥基苯基)環(huán)己烷；二羥基芳基醚類有4，4- ニ羥基ニ苯 基醚，ニ羥基芳基硫醚類以及ニ羥基ニ芳基亞砜類。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的ー種聚碳酸酯填充復(fù)合物中，所述的ニ氧化鈦通過氯 化法或者硫酸法制備得到得產(chǎn)品。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種聚碳酸酯填充復(fù)合材料，其特征在干，ニ氧化鈦采用無 機(jī)物以及有機(jī)物進(jìn)行包覆，無機(jī)物如鋁的化合物，硅的化合物，鋯的化合物；有機(jī)物為胺類 化合物，多醇類化合物，硅氧偶聯(lián)劑或酸類多烯；所述的無機(jī)物為ニ氧化三鋁、水合氧化鋁、 ニ氧化硅、水合ニ氧化硅、硅酸鈉以及它們的組合物，所述的有機(jī)物為三乙醇胺、三(羥甲 基)乙烷、ニ甲基硅氧烷、三甲基丙烷、季戊四醇、薄荷烷ニ磷酸以及它們的組合物，在以上 的表面處理中，其包覆層含量控制在o. ori%wt0
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種聚碳酸酯填充復(fù)合材料，其特征在干，所述ニ氧化鈦的 粒徑范圍是0. IunTO. 5um。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種聚碳酸酯填充復(fù)合材料，其特征在于，所述的熒光增白劑是在化學(xué)結(jié)構(gòu)上具有環(huán)狀的共軛體系，如苯并惡唑系、苯乙烯基系、萘二甲酰胺系、 若丹明系、香豆素系或惡嗪系；另外，所述的有機(jī)發(fā)光體以為二苯乙烯聯(lián)苯系藍(lán)色熒光發(fā)光材料、芳基乙炔基苯系藍(lán)色發(fā)光材料、五聯(lián)吡啶系熒光發(fā)光材料、聯(lián)六苯基系藍(lán)色發(fā)光材料或二萊氧硼基蒽系熒光發(fā)光材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種聚碳酸酯填充復(fù)合材料，所述高波長增光劑是分子結(jié)構(gòu)中含有雜原子包括但不限于硫原子、磷原子、硅原子的無機(jī)化合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種聚碳酸酯填充復(fù)合材料，所述高波長增光劑是分子結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)或多個(gè)苯環(huán)的硅氧烷類化合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種聚碳酸酯填充復(fù)合材料，所述其它填料和助劑中，填料可以為玻璃纖維、石棉纖維、碳纖維、晶須、鈦酸鉀纖維、石英纖維、石墨纖維、陶瓷纖維、PAN纖維、芳綸纖維、UHMWPE纖維、聚酯纖維、硼纖維、天然纖維、玻璃微珠、無定形水合二氧化硅、碳酸鎂、硫酸鋇、硅酸鎂、硅酸鋁、硅灰石、云母、石英、碳酸鈣、水滑石、針狀氫氧化鎂、稀土中的一種或幾種的混合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種聚碳酸酯填充復(fù)合材料，其特征在于，所述其它助劑為阻燃劑、抗滴落劑，熱氧穩(wěn)定劑、抗紫外線穩(wěn)定劑、增塑劑、流動促進(jìn)劑、加工助劑或顏色添加劑中的一種或幾種的混合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述一種聚碳酸酯填充復(fù)合材料，其特征在于，所述阻燃劑可以選磷系阻燃劑，具體例子有磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯酯、磷酸甲苯酯二苯酯、磷酸辛酯二苯酯、磷酸三(2-乙基己酯)、磷酸二異丙酯苯酯、磷酸三(二甲苯酯)、 磷酸三(異丙基苯酯)、磷酸三萘酯、雙酚A 二磷酸酯、氫醌二磷酸酯、間苯二酚磷酸酯、磷酸間苯二酚二苯酯、三苯酚三磷酸酯和磷酸甲苯酯二苯酯；此外，所述磷酸酯化合物包括向上述化合物引入各種取代基制得的化合物及其低聚物和聚合物或其兩種或多種的組合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述一種聚碳酸酯填充復(fù)合材料，其特征在于，所述阻燃劑還可為溴系阻燃劑，其例子有溴化雙酚A型環(huán)氧聚合物丙烯酸五溴芐基酯低聚物、三嗪基阻燃劑、四溴雙酚A、二 (三溴苯氧基)乙烷、四溴雙酚A- 二 (烯丙基醚)、六溴環(huán)十二烷、聚二溴苯醚和溴化鄰苯二甲酸酯及其兩種或以上的組合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種聚碳酸酯填充復(fù)合材料，其特征在于，所述阻燃劑為磺酸鹽阻燃劑，其具體例子有KSS、PPFBS、STB,能單獨(dú)使用，也可以和其它阻燃劑配合使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚碳酸酯填充復(fù)合材料，其特征在于，由如下重量百分比的組分組成聚碳酸酯30～90%，二氧化鈦5～50%，熒光增白劑0.0001～5%，高波長區(qū)域增光劑0.001～15%，其它填料和助劑0～50%；所述高波長區(qū)域增光劑是含雜原子的化合物。其有益效果為所述的聚碳酸酯填充復(fù)合物可以通過調(diào)整各組分的比例，制備出在全波段都具有優(yōu)異的光反射性能，能適應(yīng)不同類型的光源作為反光材料，特別是LED背光模組中的反光板，LED燈頭的反光燈罩；由于加工工藝以及成型方便，在光反射材料中應(yīng)用中具有耗費(fèi)省、制作方便的優(yōu)點(diǎn)并收到歡迎和推薦。
文檔編號C08L69/00GK102363668SQ20111030556
公開日2012年2月29日 申請日期2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者孫東海, 寧凱軍, 岑茵, 梁惠強(qiáng), 蔡彤旻, 鄭一泉, 郭建明, 陳大華 申請人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司, 金發(fā)科技股份有限公司