CN108350223A - 光漫射制品 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光漫射制品,优选片、管或灯泡,其包含聚丙烯组合物,所述聚丙烯组合物包含(A)丙烯系聚合物和(B)交联的有机硅颗粒,其中丙烯系聚合物由(a1)丙烯均聚物或(a2)丙烯无规共聚物组成,所述丙烯无规共聚物由基于丙烯系聚合物的总重量的至少96wt%的丙烯和至多4wt%的具有2或4‑10个碳原子的α‑烯烃组成。
Description
本发明涉及光漫射制品和包含所述光漫射制品的发光设备。
通过将有机或无机光漫射剂分散在透明树脂中制备的材料已被广泛应用于需要光漫射性质的应用领域。应用领域包括采光罩、显示器、汽车仪表和面板。典型的透明树脂为芳族聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂或苯乙烯树脂。在这些透明的树脂中,芳族聚碳酸酯树脂被广泛地使用,因为其具有良好的机械性质的树脂、耐热性和耐气候性、高透光率的树脂。例如,EP2829574公开了包含聚碳酸酯的光漫射树脂组合物。
已知使用具有交联结构的有机颗粒作为光漫射剂,其例子包括交联的丙烯酸颗粒、交联的聚硅氧烷系颗粒和交联的苯乙烯系颗粒。此外,也使用无机颗粒例如碳酸钙、硫酸钡、氢氧化铝、二氧化硅、二氧化钛和氟化钙和无机纤维例如玻璃短纤维。
也已知聚丙烯用于制造光漫射板的用途。例如,WO2010074312公开了包含聚丙烯树脂和具有特定的化学结构的受阻胺光稳定剂的光漫射板。WO2010074312提到,光漫射板优选进一步包括光漫射颗粒和/或成核剂。成核剂是山梨醇系成核剂、有机磷酸酯系成核剂、羧酸金属盐的成核剂和松香系成核剂。
对于光漫射片和管,理想的是具有良好的光学性质以及良好的机械性质诸如冲击强度,特别是当它们用于户外照明应用中时。
在工业中需要光漫射制品,其具有高的漫射性质和高的透光率,并具有良好的机械性质。另外,以下是理想的:光漫射制品的制造是简单的。
本发明的目标是解决上述和/或其他需要。
因此,本发明提供了光漫射制品,优选片、管或灯泡,其包含聚丙烯组合物,所述聚丙烯组合物包含(A)丙烯系聚合物和(B)交联的有机硅颗粒,其中(A)丙烯系聚合物由(a1)丙烯均聚物或(a2)丙烯无规共聚物组成,所述丙烯无规共聚物由基于丙烯系聚合物的总重量的至少96wt%的丙烯和至多4wt%的具有2或4-10个碳原子的α-烯烃组成。
对于本发明的目的,乙烯被考虑作为α-烯烃。
令人惊讶地发现交联的有机硅改进冲击强度,同时提供非常高的漫射功能,而在透光率方面几乎没有减少。冲击强度的改进允许使用用于制备光漫射制品的仅仅丙烯均聚物或仅仅丙烯共聚物,而没有加入用于增加冲击强度的其他丙烯聚合物。
为了增加由聚丙烯组合物制成的制品的冲击强度,使用所谓的多相丙烯共聚物(也称为抗冲击丙烯共聚物或丙烯嵌段共聚物)是常规的。多相丙烯共聚物通常在两个或多于两个的串联的反应器中通过在催化剂的存在下聚合丙烯(或丙烯和α-烯烃)并且随后聚合乙烯-α-烯烃混合物制备。产生的聚合物物质由丙烯系基质和(b)分散的乙烯-α-烯烃共聚物组成。多相丙烯共聚物在例如WO2014044680中有描述。
根据本发明,丙烯组合物不包括这样的多相丙烯共聚物,但丙烯组合物中的丙烯系聚合物由仅仅的丙烯均聚物或无规共聚物组成。这导致更简单以及成本更低的方法。即使没有使用多相丙烯共聚物,冲击强度通过使用交联的有机硅颗粒令人惊讶地达到了可接受的水平。多相丙烯共聚物的缺乏导致本发明的光漫射制品的高的透光率。
本发明以简单的方式使用有成本效益材料提供光漫射制品。
丙烯系聚合物
在一些优选的实施方式中,丙烯系聚合物为丙烯均聚物。发现本发明的光漫射制品(其中丙烯系聚合物为丙烯均聚物)具有极其高的光漫射性质。
优选地,丙烯均聚物的熔体流动速率根据ISO 1133,230℃,2.16kg测量为0.1–100dg/min,优选0.1–75dg/min,例如0.1-50dg/min。最小熔体流动速率优选为至少0.5dg/min,或至少1dg/min,或至少5dg/min或至少10dg/min。最大熔体流动速率可以为至多40dg/min,至多30dg/min,至多20dg/min,至多15dg/min。优选地,丙烯均聚物的熔体流动速率根据ISO 1133(230℃,2.16kg)测量为1-10dg/min。
在一些其他的实施方式中,丙烯系聚合物是丙烯无规共聚物。基于丙烯系聚合物的总重量,共聚物可以由至少96wt%的丙烯和至多4wt%的α-烯烃组成。优选丙烯-α-烯烃共聚物中的α-烯烃选自具有2或4-10个碳原子的α-烯烃,例如乙烯,1-丁烯,1-戊烯,4-甲基-1-戊烯,1-己烯,1-庚烯或1-辛烯,优选乙烯。
丙烯-α-烯烃共聚物中的α-烯烃的量优选0.1-3.5wt%,例如0.5-3wt%或1-2wt%。
优选地,丙烯-α-烯烃共聚物是丙烯-乙烯无规共聚物,其中基于丙烯系聚合物的总重量,乙烯的量为0.1-3.5wt%,例如0.5-3wt%或1-2wt%。
发现本发明的光漫射制品(其中丙烯系聚合物为丙烯无规共聚物)具有特别高的透光率。
优选地,丙烯无规共聚物的熔体流动速率根据ISO 1133,230℃,2.16kg测量为0.1–100dg/min,优选0.1–75dg/min,例如0.1-50dg/min。最小熔体流动速率优选为至少0.5dg/min,或至少1dg/min,或至少5dg/min或至少10dg/min。最大熔体流动速率可以为至多40dg/min,至多30dg/min,至多20dg/min,至多15dg/min。优选地,丙烯无规共聚物的熔体流动速率根据ISO 1133(230℃,2.16kg)测量为1-10dg/min。
优选地,丙烯系聚合物具有至少50%,优选至少60%,例如60-95%的雾度,根据ASTM D1003,作为厚度为1mm的片测得。当丙烯系聚合物是丙烯均聚物时,丙烯系聚合物优选具有至少50%,优选至少60%,例如60-95%的雾度,根据ASTM D1003,作为厚度为1mm的片测得。当丙烯系聚合物是丙烯无规共聚物时,丙烯系聚合物优选具有至少80%,优选至少85%,例如85-95%的雾度,根据ASTM D1003,作为厚度为1mm的片测得。
交联的有机硅颗粒
优选地,交联的有机硅颗粒的量为相对于总组合物的0.05-10.0wt%,更优选0.1-5.0wt%,更优选0.1-2.0wt%,更优选0.1-1.0wt%。优选地,交联的有机硅颗粒的量为相对于总组合物的至少0.8wt%或至少0.9wt%。交联的有机硅颗粒的更高量导致更高的光漫射性质,但更低的总的透光率。
有机硅颗粒包括下式的三维聚合物链,
RxSiO2-(x/2) (I)
其中,x为大于或等于1的正数,各个R独立地为脂族烃基,芳族烃基或不饱和基团。
优选地,x为大于或等于1的正数,特别为1-1.9,更特别地为1-1.5,甚至更特别地为1-1.2;各个R独立地为有机基团,诸如脂族烃基,例如甲基,乙基或丁基;或芳族烃基,例如苯基,可以包括或不饱和基团,例如乙烯基。
在示例性的实施方式中,R为具有1-8,特别为1-5个碳原子的烃基,更特别地为甲基。特别提及的硅树脂颗粒包括甲基倍半硅氧烷(methylsilsequioxane)。
交联的有机硅颗粒的平均粒径优选为0.01-50μm,更优选1-30μm,更优选为1.8-10μm。当平均粒径小于0.01μm或大于50μm时,光漫射性可能变得不令人满意。平均粒径是指由激光衍射/散射法获得的整体粒度分布的50%值(D50)。粒度分布的数量可以是单个或多个。即,可以组合两种或更多种不同种类的平均粒径不同的交联有机硅颗粒。然而,优选地,交联的有机硅颗粒具有窄的粒度分布。优选交联有机硅颗粒的分布为其中所有颗粒的至少70wt%被包含在1.8-2.2μm的平均粒径范围内。光漫射剂的形状优选从光漫射性质的观点考虑为几乎球状(globular),更优选几乎为圆球形(spherical)。球状形状包括椭圆形形状。
有机硅颗粒的体积比重可以为0.35-0.67千克/升。
光漫射剂的折射率优选为1.30-1.80,更优选为1.33-1.70,更加优选为1.35-1.65。当其被包含在树脂组合物中时,其显示令人满意的光漫射功能。
优选地,根据ISO 9277-2010,通过BET氮吸收技术测定,交联有机硅颗粒的比表面积为至少10m2/g,优选至少20m2/g,优选至少30m2/g。
适用于本发明的可商购的有机硅系光漫射细粒包括Toshiba Silicone Co.,Ltd.的TOSPEARL系列、Dow Corning Toray Co.Ltd.的TORAYFIL系列和Shin-Etsu ChemicalCo.,Ltd.的有机硅粉末。
添加剂
本发明的组合物可以任选包含至少一种另外的组分,例如添加剂。任选的组分的量通常为总的组合物的0-30wt%。
可以理解使用任选的组分至它们不影响获得光漫射膜或管的需要性质的程度。
添加剂可以包括稳定剂,例如热稳定剂、抗氧化剂、UV稳定剂;着色剂,如颜料和染料;澄清剂;表面张力调节剂;润滑剂;阻燃剂;脱模剂;流动改进剂;增塑剂;抗静电剂;外部弹性体冲击改性剂;发泡剂;无机填料和增强剂;和/或增强聚合物和填料之间的界面结合的组分,如马来化的聚丙烯。
本领域技术人员可以容易地选择任何添加剂的合适组合和添加剂的量,而不需要过度实验。添加剂的量取决于它们的类型和功能,通常是从0-大约30wt%。添加剂的量基于总的组合物可以为大约1-大约20wt%、大约2-大约10wt%或3-大约5wt%。
在本发明的方法中为了形成包含丙烯系聚合物的组合物而加入的所有组分、交联的有机硅颗粒和任选组分的总和应该加起来为100wt%。
优选地,丙烯系聚合物和交联的有机硅颗粒的总量为总组合物的至少70wt%,至少80wt%,至少90wt%,至少95wt%,至少97wt%,至少98wt%,至少99wt%,至少99.5wt%,至少99.9wt%或至少100wt%。
优选本发明的组合物基本上不含其他填料,所述其他填料包括但不限于无机填料如滑石粉、玻璃纤维和玻璃珠或有机填料诸如有机纤维。在本上下文中,术语“基本上不含”意味着这样任选的填料以至多1wt.%,优选至多0.5wt.%,更优选至多0.1wt.%,诸如0.01wt.%的量存在。最优选组合物不含其他填料。
光漫射制品
本发明的光漫射制品不是多孔制品。因此,在由聚丙烯组合物形成光漫射制品期间密度基本上不变。相反地,例如通过聚合物组合物的双轴拉伸制成的多孔膜具有比聚合物组合物低得多的密度。
优选地,本发明的光漫射制品为注塑制品。注塑不会导致多孔制品。
优选地,本发明的光漫射制品具有密度da,丙烯系聚合物具有密度dp,|dp-da|/dp为至多1%,例如至多0.5%,其中根据ISO1183-1:2012测量da和dp。
优选地,本发明的光漫射制品根据ISO1183-1:2012测得的密度为0.8900-0.9100g/cm3,例如0.8960-0.9040g/cm3。
优选地,本发明的光漫射制品的聚丙烯组合物根据ISO1183-1:2012测得的密度为0.8900-0.9100g/cm3,例如0.8960-0.9040g/cm3。
优选地,本发明的光漫射制品的聚丙烯组合物的丙烯系聚合物根据ISO1183-1:2012测得的密度为0.8900-0.9100g/cm3,例如0.8960-0.9040g/cm3。
本发明的光漫射制品具有对于本领域通常理解的光从光源透射来说小的厚度。本发明的光漫射制品可以具有任何形状,但通常的实例包括光漫射片、光漫射管和光漫射灯泡。
通常,制品的厚度为0.2–10mm,例如0.2-5mm,0.5–5mm或0.8–3mm。
术语“片”在本申请中理解为意味着具有小的厚度并在垂直于厚度方向的两个维度上延伸的制品。当“片”的厚度小、例如小于0.25mm时,该“片”也被称为膜。
术语“管”在本申请中理解为是指具有中空圆柱体的形状、具有垂直于轴方向上的小的厚度的制品。
术语“灯泡”在本领域中一般可理解,即光源例如LED灯的壳体。
本发明还提供了制备本发明的光漫射制品的方法,包括将丙烯系聚合物和交联的有机硅颗粒熔融混合以获得组合物并将组合物形成光漫射制品。
性质
优选地,本发明的光漫射制品中的聚丙烯组合物的熔体流动速率为至多50dg/min,至多40dg/min,至多30dg/min,至多20dg/min或至多15dg/min(ISO 1133,230℃,2.16kg)。优选地,本发明的组合物的熔体流动速率为至少0.1dg/min,至少0.5dg/min,至少1dg/min,至少5dg/min或至少10dg/min(ISO 1133,230℃,2.16kg)。优选地,本发明的组合物的熔体流动速率为5-50dg/min(ISO 1133,230℃,2.16kg)。
在本发明的上下文中,光漫射性质由光分散度(DLD)表示,其中DLD被定义为获得等于垂直透射光发光强度的一半的发光强度的接收角。发光强度可以通过测角光度计例如透射式的GP200来测量。
在本发明的上下文中,根据ASTM D1003测量透光率和雾度。
在本发明的上下文中,模塑收缩通过以下来确定:通过转移模塑制备具有60mm*60mm*2mm尺寸的板,使板脱模,并使板冷却至室温,并在25℃测量所述板在流动和横流方向的尺寸。
优选地,本发明的光漫射制品中的聚丙烯组合物的光分散度(DLD)为:作为厚度为1mm的片测得为至少10,更优选至少15,至少20,更优选至少25,更优选至少30,更优选至少40。
优选地,本发明的光漫射制品中的聚丙烯组合物的透光率为:作为厚度为1mm的片测得为至少70%,更优选至少75%,更优选至少80%,更优选至少85%。
优选地,本发明的光漫射制品中的聚丙烯组合物的雾度为:作为厚度为1mm的片测得为至少75%、至少90%或至少98%。
优选地,本发明的光漫射制品中的聚丙烯组合物的Izod缺口冲击(23℃,平行)为至少4kJ/m2,优选至少4.1kJ/m2,更优选至少4.2kJ/m2,更优选至少4.5kJ/m2,更优选至少5.0kJ/m2,所述Izod缺口冲击(23℃,平行)根据ISO 180/4A测量。
优选地,本发明的光漫射制品中的聚丙烯组合物的模塑收缩差别为至多0.2%,其中收缩差别被定义为流动方向的模塑收缩与横流方向的模塑收缩之间的差别,并且其中在流动方向模塑收缩且在横流方向模塑收缩。优选地,收缩差别为至多0.15%,更优选至多0.1%,更优选至多0.08%,甚至更优选至多0.05%。
优选地,丙烯组合物的性质满足以下等式:
其中,S为交联的有机硅树脂的比表面积,
D为厚度为1mm的光漫射制品的DLD与厚度为1mm的由丙烯系聚合物制成的片的DLD的比,其中DLD定义为获得等于垂直透射的光的值的一半的值的接收角,
T为厚度为1mm的光漫射制品的透光率与厚度为1mm的由丙烯系聚合物制成的片的透光率的比,其中透光率根据ASTM D1003测量,
C为交联的有机硅颗粒的基于组合物的总重量的量。更优选地,F的值为至少175,更优选至少200。
丙烯均聚物
优选地,本发明的光漫射制品中的聚丙烯组合物(其中丙烯系聚合物为丙烯均聚物)的光分散度(DLD)为:作为厚度为1mm的片测得为至少20度,更优选至少25度,更优选至少30度,更优选至少40度。
优选地,本发明的光漫射制品中的聚丙烯组合物(其中丙烯系聚合物为丙烯均聚物)的透光率为:作为厚度为1mm的片测得为至少70%,更优选至少75%,更优选至少80%,更优选至少85%。
优选地,本发明的光漫射制品中的聚丙烯组合物(其中丙烯系聚合物为丙烯均聚物)的Izod缺口冲击(23℃,平行)为至少4kJ/m2,优选至少4.1kJ/m2,更优选至少4.5kJ/m2,更优选至少5.0kJ/m2,所述Izod缺口冲击(23℃,平行)根据ISO 180/4A测量。
优选地,本发明的光漫射制品中的聚丙烯组合物(其中丙烯系聚合物为丙烯均聚物)的模塑收缩差别为至多0.2%,其中收缩差别被定义为流动方向的模塑收缩与横流方向的模塑收缩之间的差别,并且其中在流动方向模塑收缩且在横流方向模塑收缩。优选地,收缩差别为至多0.15%,更优选至多0.1%,甚至更优选至多0.05%。
优选地,其中丙烯系聚合物为丙烯均聚物的本发明的聚丙烯组合物具有:
作为厚度为1mm的片测得为至少20度的光分散度(DLD),
作为厚度为1mm的片为至少70%的透光率,和
任选的根据ISO 180/4A测得为至少4kJ/m2的Izod缺口冲击(23℃,平行)。
优选地,其中丙烯系聚合物为丙烯均聚物的本发明的聚丙烯组合物具有:
作为厚度为1mm的片测得为至少20度的光分散度(DLD),
作为厚度为1mm的片的至少70%的透光率,
根据ISO 180/4A测得为至少4kJ/m2的Izod缺口冲击(23℃,平行),和任选的
至多0.2%的模塑收缩差别,其中收缩差别被定义为流动方向的模塑收缩与横流方向的模塑收缩之间的差别,并且其中在流动方向模塑收缩且在横流方向模塑收缩。
优选地,其中丙烯系聚合物为丙烯均聚物且交联的有机硅颗粒的量为相对于聚丙烯组合物的0.2-0.8wt%的本发明的聚丙烯组合物具有:
作为厚度为1mm的片测得为至少25度的光分散度(DLD),
作为厚度为1mm的片的至少80%的透光率,和
任选的根据ISO 180/4A测得为至少5kJ/m2的Izod缺口冲击(23℃,平行)。
优选地,其中丙烯系聚合物为丙烯均聚物且交联的有机硅颗粒的量为相对于聚丙烯组合物的0.2-0.8wt%的本发明的聚丙烯组合物具有:
作为厚度为1mm的片测得为至少25度的光分散度(DLD),
作为厚度为1mm的片的至少80%的透光率,
根据ISO 180/4A测得为至少5kJ/m2的Izod缺口冲击(23℃,平行),和任选的
至多0.1%的模塑收缩差别,其中收缩差别被定义为流动方向的模塑收缩与横流方向的模塑收缩之间的差别,并且其中在流动方向模塑收缩且在横流方向模塑收缩。
无规共聚物
优选地,本发明的光漫射制品中的聚丙烯组合物(其中丙烯系聚合物为丙烯无规共聚物)的光分散度(DLD)为:作为厚度为1mm的片测得为至少10度,更优选至少15度,更优选至少20度,更优选至少30度。
优选地,本发明的光漫射制品中的聚丙烯组合物(其中丙烯系聚合物为丙烯无规共聚物)的透光率为:作为厚度为1mm的片测得为至少75%,更优选至少80%,更优选至少85%。
优选地,本发明的光漫射制品中的丙烯无规共聚物的透光率为:作为厚度为1mm的片测得为至少85%。
优选地,本发明的光漫射制品中的聚丙烯组合物(其中丙烯系聚合物为丙烯无规共聚物)的Izod缺口冲击(23℃,平行)为至少4kJ/m2,优选至少4.1kJ/m2,更优选至少4.2kJ/m2,更优选至少4.5kJ/m2,所述Izod缺口冲击(23℃,平行)根据ISO 180/4A测量。
优选地,本发明的光漫射制品中的聚丙烯组合物(其中丙烯系聚合物为丙烯无规共聚物)的模塑收缩差别为至多0.1%,其中收缩差别被定义为流动方向的模塑收缩与横流方向的模塑收缩之间的差别,并且其中在流动方向模塑收缩且在横流方向模塑收缩。优选地,收缩差别为至多0.08%,更优选至多0.05%。
优选地,本发明的光漫射制品中的聚丙烯组合物(其中丙烯系聚合物为丙烯无规共聚物)具有:
作为厚度为1mm的片测得为至少10度的光分散度(DLD),
作为厚度为1mm的片的至少75%的透光率,和
任选的根据ISO 180/4A测得为至少4kJ/m2的Izod缺口冲击(23℃,平行)。
优选地,本发明的光漫射制品中的聚丙烯组合物(其中丙烯系聚合物为丙烯无规共聚物)具有:
作为厚度为1mm的片测得为至少10度的光分散度(DLD),
作为厚度为1mm的片的至少75%的透光率,
根据ISO 180/4A测得为至少4kJ/m2的Izod缺口冲击(23℃,平行),和任选的
至多0.1%的模塑收缩差别,其中收缩差别被定义为流动方向的模塑收缩与横流方向的模塑收缩之间的差别,并且其中在流动方向模塑收缩且在横流方向模塑收缩。
优选地,其中丙烯系聚合物为丙烯无规共聚物,且交联的有机硅颗粒的量为相对于聚丙烯组合物的1.2-2.5wt%的本发明的光漫射制品中的聚丙烯组合物具有:
作为厚度为1mm的片测得为至少20度的光分散度(DLD),
作为厚度为1mm的片的至少80%的透光率,和
根据ISO 180/4A测得为至少4kJ/m2的Izod缺口冲击(23℃,平行),和任选的
至多0.1%的模塑收缩差别,其中收缩差别被定义为流动方向的模塑收缩与横流方向的模塑收缩之间的差别,并且其中在流动方向模塑收缩且在横流方向模塑收缩。
优选地,其中丙烯系聚合物为丙烯无规共聚物,且交联的有机硅颗粒的量为相对于聚丙烯组合物的1.2-2.5wt%的本发明的光漫射制品中的聚丙烯组合物具有:
作为厚度为1mm的片测得为至少20度的光分散度(DLD),
作为厚度为1mm的片为至少80%的透光率,和
根据ISO 180/4A测得为至少4kJ/m2的Izod缺口冲击(23℃,平行),和任选的
至多0.1%的模塑收缩差别,其中收缩差别被定义为流动方向的模塑收缩与横流方向的模塑收缩之间的差别,并且其中在流动方向模塑收缩且在横流方向模塑收缩。
本发明还涉及包含(A)丙烯系聚合物和(B)交联的有机硅颗粒的聚丙烯组合物用于制备光漫射制品的用途,其中(A)丙烯系聚合物由(a1)丙烯均聚物或(a2)丙烯无规共聚物组成,所述丙烯无规共聚物由基于丙烯系聚合物的总重量的至少96wt%的丙烯和至多4wt%的具有2或4-10个碳原子的α-烯烃组成。
本发明还涉及本发明的片、管或灯泡用于漫射光的用途。
本发明还涉及交联的有机硅颗粒用于增加光漫射制品的冲击强度的用途,所述光漫射制品包含聚丙烯组合物,所述聚丙烯组合物包含丙烯系聚合物,其中丙烯系聚合物由(a1)丙烯均聚物或(a2)丙烯无规共聚物组成,所述丙烯无规共聚物由基于丙烯系聚合物的总重量的至少96wt%的丙烯和至多4wt%的具有2或4-10个碳原子的α-烯烃组成。
本发明还涉及发光设备,其包括含有光源和本发明的光漫射制品的壳体,所述制品相对于光源而定位,使得其漫射来自所述光源的光的至少一部分。优选地,光源是LED灯。
出于说明的目的,虽然本发明已作了详细描述,但是可以理解,这样的详细描述仅用于该目的,本领域技术人员在不脱离权利要求所定义的发明的精神和范围的情况下可以在其中作出变化。
进一步指出的是,本发明涉及到本申请描述的特征的所有可能组合,特别优选权利要求中存在的特征的那些组合。因此,可以理解:本申请描述了涉及本发明组合物的特征的所有组合、涉及本发明方法的特征的所有组合以及本发明组合物的特征和涉及本发明方法的特征的所有组合。
还应当指出的是,术语“包括”或“包含”不排除其它要素的存在。然而,还应该理解的是,对于包含某些组分的产物/组合物的描述也公开了由这些组分组成的产物/组合物。由这些组分组成的产物/组合物可能是有利的,因为它提供了制备所述产品/组合物的更简单、更经济的方法。相似地,也可以理解,对于包括某些步骤的方法的描述也公开了由这些步骤组成的方法。由这些步骤组成的方法可能是有利的,因为它提供了更简单、更经济的方法。
本发明现在通过以下实施例的方式阐明,然而不限于此。
材料
丙烯系聚合物:
聚合物1为丙烯均聚物,
聚合物2为丙烯-乙烯共聚物,
聚合物3为包含丙烯均聚物的基质相和丙烯-乙烯共聚物的分散相的多相丙烯共聚物。
各组合物包含添加剂包,所述添加剂包包含总共4000ppm的抗静电剂、抗氧化剂。
聚合物1 | 聚合物2 | 聚合物3 | |
RC:分散相的量(w%) | - | - | 19.1 |
RCC2:分散相中的乙烯的量(w%) | - | - | 47.2 |
共聚物中的乙烯的量(w%) | - | 3.36 | 9 |
MFR(g/10min) | 6 | 9 | 30 |
根据ISO 1133,230℃,2.16kg测量MFR。
添加剂:
交联的有机硅颗粒:来自Momentive的Tospearl 120,粒度D50:2μm。根据ISO9277-2010,通过BET氮吸收技术测定,所测量的比表面积为15-35m2/g。
将丙烯系聚合物与交联的有机硅颗粒和其他添加剂预共混。随后使用双螺杆挤出机挤出预共混的粉末。将小粒在100℃干燥2小时,使用FANUC注塑机(S-2000i)注塑以制备用于测试的部件。
设备和程序
对于光学性质的测量,经具有标准D65灯的Hazegard II按照ASTM D1003方案(未补偿模式)获得透射率数据。通过透射模式的测角光度计GP-200(Goniophotometer GP-200)测量光分散度(DLD)。基于朗伯定律,最大DLD是60度。
组合物和测试结果在表1-3中显示。聚合物组合物不包含任何另外的填料。
表1:聚合物1(均聚物)
项目描述 | 单位 | #1 | #2 | #3 | #4 | #5 |
聚合物1 | wt% | |||||
有机硅颗粒 | wt% | 0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 |
MFR | 5.15 | 5.47 | 5.4 | 5.37 | 5.32 | |
T%@1mm | % | 88.6 | 84.6 | 83.7 | 80.5 | 76.2 |
雾度%@1mm | % | 65 | 97.9 | 97.9 | 98.1 | 98.2 |
DLD@1mm | 度 | 1.4 | 28.6 | 28.9 | 34.1 | 40.8 |
Izod冲击强度 | % | 3.27 | 5.26 | 4.62 | 4.13 | 4.06 |
模塑收缩// | 1.23 | 1.36 | 1.36 | 1.32 | 1.34 | |
模塑收缩/L | 1.33 | 1.27 | 1.25 | 1.3 | 1.3 | |
模塑收缩差别 | -0.1 | 0.09 | 0.11 | 0.02 | 0.04 | |
F因子 | 200.4 | 179.9 | 176.5 | 177.0 |
可以理解:通过加入低至0.5wt%的少量的有机硅颗粒,DLD急剧增加。另外,通过加入少量的有机硅颗粒,冲击强度增加。透射率随有机硅颗粒的量的增加而降低,但维持在可接受的水平。优异的是在非常低的有机硅颗粒量下诸如0.5wt%的所需的性质的组合。
表2:聚合物2(无规共聚物)
项目描述 | 单位 | #1 | #2 | #3 | #4 | #5 |
聚合物1 | wt% | |||||
有机硅颗粒 | wt% | 0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 |
MFR | 12.02 | 12.08 | 12.58 | 12.16 | 12.16 | |
T%@1mm | % | 89.4 | 89.3 | 87.7 | 85.9 | 82.5 |
雾度%@1mm | % | 89.4 | 98 | 97.3 | 97.7 | 97.9 |
DLD@1mm | 度 | 1.3 | 1.6 | 15.2 | 23.4 | 30.4 |
Izod冲击强度 | % | 3.64 | 4.74 | 4.34 | 4.26 | 4.21 |
模塑收缩// | 1.55 | 1.32 | 1.31 | 1.15 | 1.18 | |
模塑收缩/L | 1.52 | 1.29 | 1.34 | 1.2 | 1.22 | |
模塑收缩差别 | 0.03 | 0.03 | -0.03 | -0.05 | -0.04 | |
F因子 | 33.2 | 147.0 | 160.0 | 165.9 |
可以理解:通过加入0.5wt%-1.0wt%的少量的有机硅颗粒,DLD急剧增加。另外,通过加入少量的有机硅颗粒,冲击强度增加。透射率随有机硅颗粒的量的增加而降低,但维持在可接受的水平。特别地,在这一系列实验中,透射率的降低是非常小的。随着加入有机硅颗粒,模塑收缩减少。
表3:聚合物3(多相丙烯共聚物)
项目描述 | 单位 | #1 | #2 | #3 | #4 | #5 |
聚合物1 | wt% | |||||
有机硅颗粒 | wt% | 0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 |
MFR | 27.99 | 28.79 | 28.71 | 29.6 | 28.68 | |
T%@1mm | % | 70.9 | 68.1 | 66.7 | 65.8 | 64.2 |
雾度%@1mm | % | 98.1 | 98.1 | 98.2 | 98.2 | 98.2 |
DLD@1mm | 度 | 35.8 | 46.4 | 51.6 | 53.9 | 55.7 |
Izod冲击强度 | % | 7.81 | 8.31 | 7.77 | 7.73 | 7.68 |
模塑收缩// | 1.31 | 1.26 | 1.26 | 1.25 | 1.26 | |
模塑收缩/L | 度 | 1.57 | 1.42 | 1.33 | 1.39 | 1.39 |
模塑收缩差别 | -0.26 | -0.16 | -0.07 | -0.14 | -0.13 | |
F因子 | 35.1 | 20.1 | 10.1 | 2.7 |
DLD的增加是可见的,但相比表1和2中的样品透光率低得多。组合物不适于用于各种环境的光漫射制品。加入有机硅颗粒导致冲击强度增加很少或减少。
Claims (18)
1.光漫射制品,优选片、管或灯泡,其包含聚丙烯组合物,所述聚丙烯组合物包含(A)丙烯系聚合物和(B)交联的有机硅颗粒,其中丙烯系聚合物由(a1)丙烯均聚物或(a2)丙烯无规共聚物组成,所述丙烯无规共聚物由基于丙烯系聚合物的总重量的至少96wt%的丙烯和至多4wt%的具有2或4-10个碳原子的α-烯烃组成。
2.根据权利要求1所述的光漫射制品,其中所述光漫射制品为注塑制品。
3.根据前述权利要求的任一项所述的光漫射制品,其中所述光漫射制品具有密度da,所述丙烯系聚合物具有密度dp,|dp-da|/dp为至多1%,其中根据ISO1183-1:2012测量da和dp。
4.根据前述权利要求的任一项所述的光漫射制品,其中所述丙烯系聚合物具有至少50%,优选至少60%,例如60-95%的雾度,根据ASTM D1003,作为厚度为1mm的片测得。
5.根据前述权利要求的任一项所述的光漫射制品,其中所述交联的有机硅颗粒的量为相对于总组合物的0.05-10.0wt%,更优选0.1-5.0wt%,更优选0.1-2.0wt%,更优选0.1-1.0wt%。
6.根据前述权利要求的任一项所述的光漫射制品,其中所述交联的有机硅颗粒具有式(I)
RxSiO2-(x/2) (I)
其中x为大于或等于1的正数,且各个R独立地为脂族烃基、芳族烃基或不饱和基团。
7.根据前述权利要求的任一项所述的光漫射制品,其中所述交联的有机硅颗粒包括甲基倍半硅氧烷。
8.根据前述权利要求的任一项所述的光漫射制品,其中所述交联的硅树脂的比表面积为至少10m2/g,优选至少20m2/g,优选至少30m2/g,所述比表面积根据ISO 9277-2010,通过BET氮吸收技术测定。
9.根据前述权利要求的任一项所述的光漫射制品,其具有0.2-10mm的厚度。
10.根据前述权利要求的任一项所述的光漫射制品,其中所述聚丙烯组合物的光分散度(DLD)为:作为厚度为1mm的片测得为至少10,更优选至少15,至少20,更优选至少25,更优选至少30,更优选至少40。
11.根据前述权利要求的任一项所述的光漫射制品,其中所述聚丙烯组合物的透光率为:作为厚度为1mm的片测得为至少70%,更优选至少75%,更优选至少80%,更优选至少85%,其中所述透光率根据ASTM D1003测量。
12.根据前述权利要求的任一项所述的光漫射片,其中所述聚丙烯组合物根据ISO180/4A测量的Izod缺口冲击(23℃,平行)为至少4kJ/m2,优选至少4.1kJ/m2,更优选至少4.2kJ/m2,更优选至少4.5kJ/m2,更优选至少5.0kJ/m2。
13.根据权利要求1-12的任一项所述的光漫射片,其中所述丙烯系聚合物为丙烯均聚物,和所述交联的有机硅颗粒的量为相对于聚丙烯组合物的0.2-0.8wt%,和所述聚丙烯组合物具有:
作为厚度为1mm的片测量为至少25的光分散度(DLD),
作为厚度为1mm的片测量为至少80%的透光率,和
任选的根据ISO 180/4A测得为至少5kJ/m2的Izod缺口冲击(23℃,平行)。
14.根据权利要求1-12的任一项所述的光漫射片,其中所述丙烯系聚合物为丙烯无规共聚物,和所述交联的有机硅颗粒的量为相对于聚丙烯组合物的1.2-2.5wt%,和所述聚丙烯组合物具有:
作为厚度为1mm的片测量为至少20的光分散度(DLD),
作为厚度为1mm的片测量为至少80%的透光率,和
任选的根据ISO 180/4A测得为至少4kJ/m2的Izod缺口冲击(23℃,平行)。
15.根据前述权利要求的任一项所述的光漫射片,其中丙烯组合物的性质满足以下等式:
其中,S为以m2/g表示的交联的硅树脂的比表面积,
D为厚度为1mm的光漫射制品的DLD与厚度为1mm的由所述丙烯系聚合物制成的片的DLD的比,其中DLD定义为获得等于垂直透射的光的值的一半的值的接收角,
T为厚度为1mm的光漫射制品的透光率与厚度为1mm的由所述丙烯系聚合物制成的片的透光率的比,其中透光率根据ASTM D1003测量,
C为所述交联的有机硅颗粒的基于组合物的总重量的量。
16.包含(A)丙烯系聚合物和(B)交联的有机硅颗粒的聚丙烯组合物用于制备光漫射制品的用途,其中(A)丙烯系聚合物由(a1)丙烯均聚物或(a2)丙烯无规共聚物组成,所述丙烯无规共聚物由基于所述丙烯系聚合物的总重量的至少96wt%的丙烯和至多4wt%的具有2或4-10个碳原子的α-烯烃组成。
17.发光设备,包括含有光源和根据权利要求1-15的任一项所述的光漫射片的壳体,所述片相对于光源而定位,使得其漫射来自所述光源的光的至少一部分。
18.根据权利要求17所述的发光设备,其中光源是LED灯。
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