LED 조명에 사용되는 광확산 폴리카보네이트를 만드는 방법은 무엇입니까?

광확산 소재는 점광원과 선광원을 선광원과 면광원으로 변환할 수 있는 소재를 말하며, 일반적으로 투명한 기판에 기판과 굴절률이 다른 광확산 입자를 분산시켜 제조하며, 광산란 소재 또는 난시 소재라고도 불립니다. 발광 다이오드(LED) 조명에 광확산 소재를 적용하는 것은 최근 몇 년 동안 새롭게 열린 응용 분야입니다. LED 조명은 액정 백라이트보다 강하고 부드러우며, LED 조명에 사용되는 광확산 소재는 빛을 확산시키면서 빛 손실을 최소화하고 인성이 좋아야 합니다. 따라서 유기 광확산 입자와 폴리카보네이트(PC)를 사용하여 높은 광투과율과 높은 광확산 특성을 가진 LED 조명용 광확산 재료를 제조하는 경우가 많습니다. LED 조명용 광확산 재료의 원리는 그림 1에 나와 있습니다.

최근 점점 더 많은 LED 조명 광전자 기업과 사용자가 LED 조명 균일 갓 재료로서 광확산 재료의 중요성을 깨닫고 있으며,이 실험에서는 아크릴과 실리콘 광확산 입자를 사용하여 LED 조명용 광확산 PC를 제조했습니다. 이 두 종류의 광확산 입자가 PC 재료의 특성에 미치는 영향을 연구하고 두 종류의 광확산 재료의 분산성, 광학적 특성 및 열 안정성을 비교했습니다.

실험용 부분

1.1 원자재 및 장비.

PC, 1250Y; 아크릴 광 확산 입자 및 유기 실리콘 광 확산 입자, 시중에서 판매됩니다. 난징 케야 주식회사에서 생산한 TE35 양방향 트윈 스크류 압출기; 리진 테크놀로지 주식회사에서 생산한 PT80 사출 성형기; 일본 히타치에서 생산한 SU70 주사 전자 현미경; 광저우 표준 국제 포장 장비 주식회사에서 생산한 WGT-S 광 투과율 / 헤이즈 테스터. CMT6104 범용 시험기 및 ZBC1400-B 플라스틱 진자 충격 시험기는 모두 미터 산업 시스템(중국 유한회사)에서 생산; XNR-400AM 용융 유량계, 청더 다화 시험기 유한회사에서 생산; Q50 열 중량 분석기, Q200 차동 주사 열량계는 모두 미국 TA 기기 회사에서 생산합니다.

1.2 샘플 준비

PC를 110℃에서 12시간 동안 건조시킨 다음, 특정 질량 분율에 따라 광산란 입자를 PC와 완전히 혼합했습니다. 샘플은 트윈 스크류 압출기로 과립화 후 사출 성형하여 테스트했습니다.

1.3 성능 테스트.

광 확산 입자의 분산 : 샘플을 액체 질소에서 부서지고 깨뜨린 후 표면에 금을 뿌리고 주사 전자 현미경 (SEM)으로 관찰했습니다. 광학 확산도는 GB/T 2410 Mel 2008, 단순 지지 빔의 노치 충격 강도는 GB/T 1043.1 Mel 2008, 인장 특성은 GB/T 1040 Mel 2006, 용융 유속(MFR)은 GB/T 3682 Mel 2000, 260°C 및 2.16kg에 따라 테스트했습니다. 열무게(TG) 분석: 시료의 무게는 약 10mg, 질소 분위기, 가열 속도는 20°C/min으로 측정했습니다. 시차 열량 분석(DSC): 약 10mg의 샘플을 20°C/min으로 150°C까지 가열하고 3분간 일정한 온도를 유지한 다음 20°C로 급속 냉각한 다음 20°C/min으로 150°C까지 가열했습니다. 두 번째 가열 공정의 유리 전이 온도(Tg)를 선택했습니다.

우수한 특성을 가진 광확산제 재료를 얻기 위해서는 폴리머에 광확산제 입자를 잘 분산시키는 것이 매우 중요합니다. 그림 3에서 순수한 PC 단면에 비해 광확산 PC에 많은 수의 광확산 입자 마이크로 스피어와 해당 구멍이 있음을 알 수 있습니다. 아크릴 광확산 재료의 기공 크기는 유기 실리콘 광확산 재료보다 크며 두 종류의 광확산 입자는 PC에 잘 분산 될 수 있습니다.

2.2 광 확산 재료의 빛 투과율 및 헤이즈.

표 1과 표 2에서 아크릴 광 확산 PC이든 실리콘 광 확산 PC이든 광 확산 입자의 양이 증가함에 따라 광 확산 물질의 헤이즈가 증가하고 광 투과율이 감소하는 것을 볼 수 있습니다. 1.00phr 광확산 입자 2mm 두께의 광확산 플레이트와 2.00phr 광확산 입자 1mm 두께의 광확산 플레이트와 비교하면 광확산 입자의 양보다 플레이트 두께가 광투과율 및 헤이즈에 미치는 영향이 더 크다는 것을 알 수 있습니다.

그림 4에서 소량의 유기 실리콘 광 확산 입자 (예 : 0.5phr)를 추가하면 PC 플레이트의 헤이즈가 2phr 아크릴 광 확산 플레이트의 효과에 도달 할 수 있지만 광 투과율은 더 낮다는 것을 알 수 있습니다. 그 이유는 유기 실리콘 광 확산 입자는 입자 크기와 굴절률이 더 작기 때문에 헤이즈를 증가시키는 효과가 더 좋기 때문입니다. 또한 그림 4에서 동일한 헤이즈에서 아크릴 광 확산 입자의 양이 유기 실리콘 입자보다 훨씬 많지만 아크릴 광 확산 재료가 유기 실리콘 광 확산 재료보다 광 투과율이 더 높다는 것을 알 수 있습니다. 그 이유는 아크릴산 입자가 유기실리콘 입자보다 빛을 덜 흡수하기 때문입니다.

2.3기계적 특성 및 MFR.

표 3과 4에서 PC의 인장강도, 인장파괴변형률 및 MFR은 광확산 입자의 양에 따라 크게 변하지 않음을 알 수 있습니다. 그러나 아크릴 광확산 입자는 PC의 충격 강도를 감소시킬 수 있지만 PC에 소량의 아크릴 광확산 입자를 첨가하면 충격 강도가 크게 감소하는 반면 유기 실리콘 광확산 입자는 PC의 충격 강도에 거의 영향을 미치지 않습니다. 그 이유는 아크릴산 광확산 입자의 입자 크기가 더 크기 때문입니다 (3 ~ 5 μ m). 입자가 크면 결함이 발생하기 쉬워 충격 강도가 크게 감소합니다. 그러나 유기 실리콘 입자의 입자 크기는 약 2μm에 불과하여 충격 강도에 거의 영향을 미치지 않습니다.

2.4 열 안정성

입자의 초기 열분해 온도는 약 290°C이고, PC의 초기 열분해 온도는 약 430°C입니다. 두 종류의 광 확산 입자의 열 안정성이 PC보다 나쁘고 유기 실리콘 광 확산 재료가 아크릴 광 확산 재료보다 열 안정성이 더 우수하다는 것을 알 수 있습니다.
PC는 점도가 높고 가공 온도가 높기 때문에 광확산 입자는 일정한 열 안정성을 가져야 합니다. 그림 5에서 아크릴 광확산 입자의 초기 열분해 온도는 약 230°C 실리콘 광확산임을 알 수 있습니다.

유기실리콘 광확산 재료의 초기 열분해 온도는 약 290°C이고 사용량이 1.00phr 미만이기 때문에 300°C 이하의 성형 공정에서 열 안정성이 우수합니다.

아크릴 광확산 재료의 무게 감소는 354°C까지 발생하지 않아 300°C에서의 가공에는 거의 영향을 미치지 않습니다. 그러나 200 °354 °C 곡선(그림 5의 점선 프레임)을 그림 5b와 같이 확대하면 광확산 입자가 있는 광확산 소재가 230 °C에서 약간의 열 중량 손실이 발생했음을 알 수 있습니다. 곡선 2와 곡선 3을 비교하면 광확산 입자의 양이 증가함에 따라 (1.00 phr에서 4.00 phr로) 광확산 PC의 열 중량 손실이 더 분명해짐을 알 수 있습니다. 따라서 프로펜산 광확산 입자는 PC의 열 안정성에 영향을 미치며 그 첨가가 너무 커서는 안되며, 그렇지 않으면 가공 공정에서 광확산 입자의 열 분해가 광확산 재료의 특성에 영향을 미칩니다.

그림 6에서 아크릴 광확산 입자의 Tg는 137.7°C이고 실리콘 광확산 입자가 200°C보다 낮을 때 Tg,PC의 Tg는 150.2°C임을 알 수 있습니다. PC에 광확산 입자를 추가하면 Tg가 감소합니다. 그 이유는 PC에 균일하게 분산된 구형 광확산 입자가 PC 분자 세그먼트의 이동에 기여하여 Tg가 감소하기 때문입니다.

3 결론

A) 아크릴 및 실리콘 광확산 입자의 준비.
LED 조명용 광확산 PC 소재를 얻었으며, 두 종류의 광확산제 입자는 미크론 구형이며 PC에 잘 분산될 수 있습니다.

B) 아크릴 광확산 입자의 입자 크기가 유기 실리콘 광확산 입자보다 크고, 해당 광확산 재료가 동일한 헤이즈(2.00 ~ 5.00 phr)에 도달하면 더 많은 광 투과율을 갖습니다.

C) 실리콘 광확산 재료는 소량의 광확산 입자(1.00phr 미만)를 추가하여 높은 헤이즈를 달성할 수 있으며, PC의 높은 충격 강도와 우수한 가공 열 안정성을 유지할 수 있습니다.