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CN103554863A - Led灯罩料用聚碳酸酯树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

Led灯罩料用聚碳酸酯树脂组合物及其制备方法 Download PDF

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CN103554863A CN201310459434.3A CN201310459434A CN103554863A CN 103554863 A CN103554863 A CN 103554863A CN 201310459434 A CN201310459434 A CN 201310459434A CN 103554863 A CN103554863 A CN 103554863A
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Abstract

本发明涉及一种LED灯罩料用聚碳酸酯树脂组合物，其包括按重量份数计的100份的聚碳酸酯、1.5～3份的光扩散剂、0.08～0.1份的阻燃剂、0.1～0.2份的抗氧剂以及0.03～0.06份的紫外线吸收剂。该灯罩用聚碳酸酯树脂组合物，配方中各组分的相容性较好，同时光扩散剂与抗氧剂的协同作用，在高温加工成型过程中可增加和恢复聚碳酸酯原始的分子量和特性粘度，所得到的等关于聚碳酸酯树脂组合物透明度高、耐温性能好、力学性能包括冲击强度、抗弯强度和拉伸强度较之传统树脂组合物优异。光扩散效果好透光率高。此外，本发明还涉及一种灯罩用聚碳酸酯树脂组合物的制备方法。

Description

LED灯罩料用聚碳酸酯树脂组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，尤其是涉及一种灯罩料用聚碳酸酯树脂组合物及其制备方法。 
背景技术
传统的灯罩，包括室内用和室外用灯罩都是采用玻璃制成，随着材料工业的不断发展，现在的灯罩特别是室内用灯罩通常都是由中性色或微具色彩的聚碳酸酯（Polycarbonate，简称PC）作为主料制造，主要原因在于PC具有相对高的玻璃转变温度和出色的透明度和可见光范围内的光透射率。PC作为一种热塑性工程塑料，具有优良的物理机械性能，尤其是耐冲击性优异，拉伸强度、弯曲强度、压缩强度高；蠕变性小，尺寸稳定；具有良好的耐热性和耐低温性，在较宽的温度范围内具有稳定的力学性能、尺寸稳定性、电性能和阻燃性，可在-60～120℃下长期使用；由于分子链刚性大，树脂熔体粘度大；吸水率小，收缩率小，尺寸精度高，尺寸稳定性好，薄膜透气性小；对光稳定，但不耐紫外光，耐候性较好；耐油、耐酸、但不耐强碱、氧化性酸及胺、酮类；溶于氯化烃类和芳香族溶剂，但长期在水中易引起水解和开裂，缺点是因抗疲劳强度差，容易产生应力开裂，抗溶剂性差，耐磨性欠佳。 
基于PC的上述特性，在其作为制造灯罩尤其是室内用灯罩的材料使用时，有必要对其进行改性，以进一步提高其透光度、耐温性以及力学性能。 
发明内容
基于此，有必要一种透光度、耐温性以及力学性能优异的灯罩料用聚碳酸酯树脂组合物及其制备方法。 
一种灯罩料用聚碳酸酯树脂组合物，包括如下重量份数的各组分： 
Figure BDA0000390448050000011
Figure BDA0000390448050000021
在其中一个实施例中，所述聚碳酸酯为粉状、粒状或粉状与粒状的混合物。 
在其中一个实施例中，所述光扩散剂为聚甲基丙烯酸甲酯。 
在其中一个实施例中，所述聚甲基丙烯酸甲酯选自M-22ML、M-04ML、M-15、ECCOBOND DX-20、EP-3000、CN-801、EFKA-6225及BYK-163中的至少一种。 
在其中一个实施例中，所述阻燃剂选自FR-1010、FR-3690、FR-2025及FR-KSS中至少一种。 
在其中一个实施例中，所述抗氧剂选自4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、亚磷酸三酯(2,4-二叔丁基苯基)、四[β-(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的至少一种。 
在其中一个实施例中，所述紫外线吸收剂选自水杨酸双酚A酯、2-羟基-4正辛氧基-二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮及2-（2’-二羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基）-5-氯苯并三唑中的至少一种。 
一种灯罩料用聚碳酸酯树脂组合物的制备方法，包括如下步骤： 
按照如下重量份取各原料组分： 
Figure BDA0000390448050000022
将各原料搅拌混合均匀； 
将混合均匀后的各原料置于挤出机中进行挤出造粒，挤出机内各区挤出温度为：一区280～290℃、二区280～285℃、三区280～285℃、四区280～300℃及五区280～300℃，即得到所述灯罩料用聚碳酸酯树脂组合物。 
上述灯罩用聚碳酸酯树脂组合物，配方中各组分的相容性较好，同时光扩 散剂与抗氧剂的协同作用，在高温加工成型过程中可增加和恢复聚碳酸酯原始的分子量和特性粘度，所得到的等关于聚碳酸酯树脂组合物透明度高、耐温性能好、力学性能包括冲击强度、抗弯强度和拉伸强度较之传统树脂组合物优异。 
具体实施方式
下面主要结合具体实施例对灯罩用聚碳酸酯树脂组合物及其制备方法作进一步详细的说明。 
一实施方式的灯罩料用聚碳酸酯树脂组合物，包括如下重量份数的各组分： 
Figure BDA0000390448050000031
进一步，光扩散剂的份数选用1.5份、2份或3份。阻燃剂的份数选用0.08份、0.09份或1份。抗氧剂的份数为0.1份、0.15份或0.2份。紫外线吸收剂的份数选用0.02份、0.03份或0.06份。 
在本实施方式中，聚碳酸酯为粉状、粒状或粉状与粒状的混合物。 
光扩散剂为聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），具体是选自M-22ML、M-04ML、M-15、ECCOBOND DX-20、EP-3000、CN-801、EFKA-6225及BYK-163中的至少一种，其中，M-22ML、M-04ML及M-15是德国巴斯夫化工公司产品编号，主要成分是2-(2H-苯并叠氮基-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚；ECCOBOND DX-20是美国爱玛森康明公司产品编号；EP-3000是台湾日亚菲特普公司产品编号；CN-801、EFKA-6225及BYK-163是美国陶氏公司产品编号。 
阻燃剂选自FR-1010（六溴环十二烷阻燃剂，美国3M公司产品编号）、FR-3690（全氟碳的钾盐阻燃剂、SunpremeTM，法国Elf Atochem公司）、FR-2025（全氟丁基磺酸钾，美国3M公司产品编号）及FR-KSS（磺酸盐类阻燃剂，美国SLoss公司产品编号）中至少一种。 
抗氧剂选自4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、亚磷酸三酯(2,4-二叔丁基苯 基)、四[β-(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的至少一种。 
紫外线吸收剂选自水杨酸双酚A酯、2-羟基-4正辛氧基-二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮及2-（2’-二羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基）-5-氯苯并三唑中的至少一种。 
此外，本实施方式还提供了一种灯罩料用聚碳酸酯树脂组合物的制备方法，包括如下步骤： 
按照如下重量份取各原料组分： 
Figure BDA0000390448050000041
将各原料搅拌混合均匀； 
将混合均匀后的各原料置于挤出机中进行挤出造粒，挤出机内各区挤出温度为：一区280～290℃、二区280～285℃、三区280～285℃、四区280～300℃及五区280～300℃，即得到灯罩料用聚碳酸酯树脂组合物。 
该灯罩用聚碳酸酯树脂组合物，配方中各组分的相容性较好，同时光扩散剂与抗氧剂的协同作用，在高温加工成型过程中可增加和恢复聚碳酸酯原始的分子量和特性粘度，所得到的等关于聚碳酸酯树脂组合物透明度高、耐温性能好、力学性能包括冲击强度、抗弯强度和拉伸强度较之传统树脂组合物优异。 
以下为具体实施例部分： 
实施例1 
按下表的组分配比备料： 
聚碳酸酯 100克
光扩散剂M-15ML 1.5克
4,4’-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚） 0.2克
2,4-二羟基二苯甲酮 0.02克
[0039] 
阻燃剂FR-1010 0.1克
将备好料的各组分倒入搅拌机搅拌均匀，并置于单螺杆挤出机中，螺杆转速42Hz，设置温度为：一区280℃、二区270℃、三区280℃、四区280℃、五区280℃，挤出造粒，即得实施例1的灯罩用聚碳酸酯树脂组合物。 
性能测试结果： 
性能 测试标准 单位 结果
熔融指数 ASTMD1238 g/10min 10
拉伸强度 ASTMD638 MPa 65
延伸率 ASTMD638 % 192
抗弯强度 ASTMD790 MPa 98
抗弯模量 ASTMD790 MPa 2348
缺口冲击强度（1/8″） ASTMD256 Kg·cm/cm 112
透光度 ASTMD386 % 86
热形变温度 ASTMD648 ℃ 125
实施例2 
按下表的组分配比备料： 
聚碳酸酯 100克
光扩散剂M-04ML 2克
4,4’-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚） 0.15克
2,4-二羟基二苯甲酮 0.06克
阻燃剂FR-2025 0.1克
将备好料的各组分倒入搅拌机搅拌均匀，并置于单螺杆挤出机中，螺杆转速42Hz，设置温度为：一区280℃、二区270℃、三区280℃、四区280℃、五区280℃，挤出造粒，即得实施例2的灯罩用聚碳酸酯树脂组合物。 
性能测试结果： 
性能 方法 单位 结果
熔融指数 ASTMD1238 g/10min 13
拉伸强度 ASTMD638 MPa 57
延伸率 ASTMD638 % 154
抗弯强度 ASTMD790 MPa 91
抗弯模量 ASTMD790 MPa 2198
缺口冲击强度（1/8″） ASTMD256 Kg·cm/cm 102
透光度 ASTMD386 % 87.8
热形变温度 ASTMD648 ℃ 128
实施例3 
按下表的组分配比备料： 
聚碳酸酯 100克
光扩散剂ECCOBOND DX-20 2克
4,4’-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚） 0.15克
2,4-二羟基二苯甲酮 0.03克
阻燃剂FR3690 0.09克
将备好料的各组分倒入搅拌机搅拌均匀，并置于单螺杆挤出机中，螺杆转速42Hz，设置温度为：一区260℃、二区260℃、三区270℃、四区270℃、五区270℃，挤出造粒，即得实施例3的灯罩用聚碳酸酯树脂组合物。 
性能测试结果： 
性能 方法 单位 结果
熔融指数 ASTMD1238 g/10min 11.8
拉伸强度 ASTMD638 MPa 63
延伸率 ASTMD638 % 133
[0055] 
抗弯强度 ASTMD790 MPa 72
抗弯模量 ASTMD790 MPa 2964
缺口冲击强度（1/8″） ASTMD256 Kg·cm/cm 87
透光度 ASTMD386 % 83
热形变温度 ASTMD648 ℃ 125
实施例4 
按下表的组分配比备料： 
聚碳酸酯 100克
光扩散剂M-22ML 3克
4,4’-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚） 0.1克
2,4-二羟基二苯甲酮 0.06克
阻燃剂FR-KSS 0.08克
将备好料的各组分倒入搅拌机搅拌均匀，并置于单螺杆挤出机中，螺杆转速42Hz，设置温度为：一区270℃、二区280℃、三区280℃、四区280℃、五区290℃，挤出造粒，即得实施例4的灯罩用聚碳酸酯树脂组合物。 
性能测试结果： 
性能 方法 单位 结果
熔融指数 ASTMD1238 g/10min 12
拉伸强度 ASTMD638 MPa 65
延伸率 ASTMD638 % 157
抗弯强度 ASTMD790 MPa 69
抗弯模量 ASTMD790 MPa 2389
缺口冲击强度（1/8″） ASTMD256 Kg·cm/cm 86
透光度 ASTMD386 % 88
[0062] 
热形变温度 ASTMD648 ℃ 125
可以理解，在其他实施例中，抗氧剂4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)可采用亚磷酸三酯(2,4-二叔丁基苯基)或四[β-(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯替代，或该三种抗氧剂中的任意两种或三种的混合物替代；紫外线吸收剂2,4-二羟基二苯甲酮可采用水杨酸双酚A酯、2-羟基-4正辛氧基-二苯甲酮或2-（2’-二羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基）-5-氯苯并三唑所替代，或该四种紫外线吸收剂中的任意两种、三种或四种的混合物替代。 
比较例1（不添加散光稳定剂） 
按下表的组分配比备料： 
聚碳酸酯 100克
4,4’-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚） 0.2克
阻燃剂FR2025 0.08克
2,4-二羟基二苯甲酮 0.02克
将备好料的各组分倒入搅拌机搅拌均匀，并置于单螺杆挤出机中，螺杆转速42Hz，设置温度为：一区270℃、二区280℃、三区280℃、四区290℃、五区290℃，挤出造粒，即得比较例1的聚碳酸酯树脂组合物。 
性能测试结果： 
性能 方法 单位 结果
熔融指数 ASTMD1238 g/10min 17
拉伸强度 ASTMD638 MPa 53
延伸率 ASTMD638 % 161
抗弯强度 ASTMD790 MPa 88
抗弯模量 ASTMD790 MPa 2231
缺口冲击强度（1/8″） ASTMD256 Kg·cm/cm 102
透光度 ASTMD386 % 92
[0070] 
热形变温度 ASTMD648 ℃ 123
对比例1的配方中没有加入光扩散剂，结果聚碳酸酯树脂组合物的熔融指数升高，而冲击强度、抗弯强度和拉伸强度等降低。 
比较例2（不添加抗氧剂） 
按下表的组分配比备料： 
聚碳酸酯 100克
光扩散剂M-22ML 3克
2,4-二羟基二苯甲酮 0.03克
阻燃剂FR-2025 0.1克
将备好料的各组分倒入搅拌机搅拌均匀，并置于单螺杆挤出机中，螺杆转速42Hz，设置温度为：一区280℃、二区280℃、三区285℃、四区290℃、五区280℃，挤出造粒，即得对比例2的聚碳酸酯树脂组合物。 
性能测试结果： 
性能 方法 单位 结果
熔融指数 ASTMD1238 g/10min 11
拉伸强度 ASTMD638 MPa 62
延伸率 ASTMD638 % 153
抗弯强度 ASTMD790 MPa 97
抗弯模量 ASTMD790 MPa 2345
缺口冲击强度（1/8″） ASTMD256 Kg·cm/cm 102
透光度 ASTMD386 % 88.7
热形变温度 ASTMD648 ℃ 128
与实施例1至4相比，对比例2的配方中没有抗氧剂，聚碳酸酯的熔融指数及冲击强度、抗弯强度和拉伸强度等性能基本不变，说明上述使用的散光稳定剂可以作为一种高效的抗氧剂，抗氧剂的作用仅仅是防止塑料在螺杆里面受到热氧降解，而上述使用的光扩散剂不但可以起到抗氧剂的作用同时又起到散 光稳定的作用，具有显著的优势。 
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 

Claims (8)

1.一种LED灯罩料用聚碳酸酯树脂组合物，其特征在于，包括如下重量份数的各组分：
Figure FDA0000390448040000011
2.如权利要求1所述的灯罩料用聚碳酸酯树脂组合物，其特征在于，所述聚碳酸酯为粉状、粒状或粉状与粒状的混合物。
3.如权利要求1所述的LED灯罩料用聚碳酸酯树脂组合物，其特征在于，所述光扩散剂为聚甲基丙烯酸甲酯。
4.如权利要求3所述的灯罩料用聚碳酸酯树脂组合物，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸甲酯选自M-22ML、M-04ML、M-15、ECCOBOND DX-20、EP-3000、CN-801、EFKA-6225及BYK-163中的至少一种。
5.如权利要求1所述的灯罩料用聚碳酸酯树脂组合物，其特征在于，所述阻燃剂选自FR-1010、FR-3690、FR-2025及FR-KSS中至少一种。
6.如权利要求1所述的灯罩料用聚碳酸酯树脂组合物，其特征在于，所述抗氧剂选自4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、亚磷酸三酯(2,4-二叔丁基苯基)、四[β-(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的至少一种。
7.如权利要求1所述的灯罩料用聚碳酸酯树脂组合物，其特征在于，所述紫外线吸收剂选自水杨酸双酚A酯、2-羟基-4正辛氧基-二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮及2-（2’-二羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基）-5-氯苯并三唑中的至少一种。
8.一种LED灯罩料用聚碳酸酯树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按照如下重量份取各原料组分：
Figure FDA0000390448040000012
Figure FDA0000390448040000021
将各原料搅拌混合均匀；
将混合均匀后的各原料置于挤出机中进行挤出造粒，挤出机内各区挤出温度为：一区280～290℃、二区280～285℃、三区280～285℃、四区280～300℃及五区280～300℃，即得到所述灯罩料用聚碳酸酯树脂组合物。
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