CN112480584A - 一种亚克力光扩散板及其制备方法和光扩散剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种亚克力光扩散板及其制备方法和光扩散剂。一种亚克力光扩散板，包括聚甲基丙烯酸甲酯基质和分散于其中的光扩散剂组成。一种亚克力光扩散板的制备方法，包括以下步骤：首先，将单体甲基丙烯酸甲酯和引发剂偶氮二异丁腈在反应釜中加热至沸腾并保温聚合至所需粘度，冷却至室温；接着，将光扩散剂与引发剂加入预聚物中搅拌分散均匀，混合均匀后加入模具中，40～60℃水浴反应2～4h后，拿出高温烘烤1～3h；最后，脱模得到光扩散板。光扩散剂的制备步骤。

Description

一种亚克力光扩散板及其制备方法和光扩散剂

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种亚克力光扩散板及其制备方法和光扩散剂。

背景技术

迷你发光字是用高分子材料通过先进的数控设备打造出来的标识字，外观漂亮、精致，小巧兼大雅，高贵又时尚，是现在标识行业的新宠儿。

迷你发光字是由面板、底板以及LED发光灯构成。面板由高分子亚克力板通过雕刻机斜切而成，形成立体斜面，再雕刻分离出来。为了使迷你发光字发光均匀，光线柔和饱满以及亮光不刺眼的效果，这就要求亚克力面板具有高雾度和高透光性。

为了使亚克力面板满足迷你字面板的要求，目前常常通过在亚克力材料中加入光扩散剂来解决。常用的光扩散剂主要有无机和有机两大类，其中无机光扩散剂包括纳米硫酸钡、碳酸钙、二氧化硅等，当加入这些无机的纳米颗粒，光会通过细小颗粒的表面进行无数次光折射达到光扩散即匀光的作用，但是由于基材与光扩散剂的相容性不好容易导致光扩散板冲击强度下降等问题。

二氧化硅由于其出色的光学性能和易改变的形貌结构的特点，常常被使用为光扩散剂，但由于二氧化硅是无机物，在与高分子基体结合后会导致光学性质不稳定，易脆等现象的发生。所以对二氧化硅微球进行表面改性使与高分子材料结合更完善成为一个研究方向。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种亚克力光扩散板及其制备方法和光扩散剂。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种亚克力光扩散板，包括聚甲基丙烯酸甲酯基质和分散于其中的光扩散剂组成，所述光扩散剂含量占比为0.01％-5.0％。

进一步，所述光扩散剂为表面联结聚甲基丙烯酸甲酯的纳米二氧化硅。

进一步，所述纳米二氧化硅的粒径分布为200-500nm。

进一步，所述光扩散剂含量占比0.05-3％。

进一步，所述光扩散剂含量占比0.1-2％。

一种亚克力光扩散板的制备方法，包括以下步骤：

首先，将单体甲基丙烯酸甲酯和引发剂偶氮二异丁腈在反应釜中加热至沸腾并保温聚合至所需粘度，冷却至室温；

接着，将光扩散剂与引发剂加入预聚物中搅拌分散均匀，混合均匀后加入模具中，40～60℃水浴反应2～4h后，拿出高温烘烤1～3h；

最后，脱模得到光扩散板。

用于一种亚克力光扩散板的光扩散剂，所述光扩散剂通过如下步骤制得：

A：将纳米二氧化硅分散于95％的乙醇中制成质量分数为0.01g-0.1g/mL的溶液，超声分散30分钟，在搅拌条件下，加入溶剂体积的1-2％硅烷偶联剂甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，在110-130℃油浴中回流2-8小时，经溶剂洗涤、干燥制得烷基化二氧化硅小球；

B：将烷基化的二氧化硅小球分散于无水乙醇中，超声分散30min，加入单体甲基丙烯酸甲酯和引发剂AIBN，其中二氧化硅小球与单体MMA的质量比为1:1～1:5，引发剂用量为单体质量的0.1％～5％；聚合物单体在75℃下开始预聚合，整个聚合过程在机械搅拌中持续12h；用冷水冷却至室温，然后进行抽滤，用蒸馏水洗涤几次后干燥；将干燥后的产物，用滤纸扎成纸包放入索氏抽提器，用甲醇抽提8h去除残余的单体，烘干后50℃真空干燥24小时后，再用丙酮抽提48h，除去未接枝的MMA的均聚物，然后真空干燥得到接枝的纳米二氧化硅颗粒。

有益效果：本技术方案提出的一种亚克力光扩散板及其制备方法和光扩散剂能够很好的解决由于基材与光扩散剂的相容性不好导致的板材冲击强度下降等问题，使制备的光扩散板具有良好的尺寸稳定性和热稳定性。

以表面联结聚甲基丙烯酸甲酯的纳米二氧化硅为光扩散剂，与PMMA基材具有良好的相容性，使得二氧化硅在PMMA中分散性提升显著，能够获得均匀性良好的光扩散板的分散体，同时不影响光扩散板的力学性能。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种亚克力光扩散板，包括聚甲基丙烯酸甲酯基质和分散于其中的光扩散剂组成，所述光扩散剂含量占比为0.01％-5.0％。

所述光扩散剂为表面联结聚甲基丙烯酸甲酯的纳米二氧化硅。所述纳米二氧化硅的粒径分布为200-500nm。光扩散剂含量占比0.05-3％。进一步，所述光扩散剂含量占比0.1-2％。

用于一种亚克力光扩散板的光扩散剂，所述光扩散剂通过如下步骤制得：

A：将纳米二氧化硅分散于95％的乙醇中制成质量分数为0.01g-0.1g/mL的溶液，超声分散30分钟，在搅拌条件下，加入溶剂体积的1-2％硅烷偶联剂甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，在110-130℃油浴中回流2-8小时，经溶剂洗涤、干燥制得烷基化二氧化硅小球；

B：将烷基化的二氧化硅小球分散于无水乙醇中，超声分散30min，加入单体甲基丙烯酸甲酯和引发剂AIBN，其中二氧化硅小球与单体MMA的质量比为1:1～1:5，引发剂用量为单体质量的0.1％～5％；聚合物单体在75℃下开始预聚合，整个聚合过程在机械搅拌中持续12h；用冷水冷却至室温，然后进行抽滤，用蒸馏水洗涤几次后干燥；将干燥后的产物，用滤纸扎成纸包放入索氏抽提器，用甲醇抽提8h去除残余的单体，烘干后50℃真空干燥24小时后，再用丙酮抽提48h，除去未接枝的MMA的均聚物，然后真空干燥得到接枝的纳米二氧化硅颗粒。

一种亚克力光扩散板的制备方法，包括以下步骤：

首先，将单体甲基丙烯酸甲酯和引发剂偶氮二异丁腈在反应釜中加热至沸腾并保温聚合至所需粘度，冷却至室温；

接着，将光扩散剂与引发剂加入预聚物中搅拌分散均匀，混合均匀后加入模具中，40～60℃水浴反应2～4h后，拿出高温烘烤1～3h；

最后，脱模得到光扩散板。

实施例

1.光扩散剂的制备

A：将纳米二氧化硅1g分散于20mL 95％的乙醇中制成质量分数为0.05g/mL的溶液，超声分散30分钟，在搅拌条件下，加入溶剂体积的0.5mL硅烷偶联剂甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，在120℃油浴中回流8小时，经溶剂洗涤、干燥制得烷基化二氧化硅小球。

B：将烷基化的二氧化硅小球分散于无水乙醇中，超声分散30min，加入单体甲基丙烯酸甲酯3.0g和引发剂AIBN 0.05g。聚合物单体在75℃下开始预聚合，整个聚合过程在机械搅拌中持续12h。用冷水冷却至室温，然后进行抽滤，用蒸馏水洗涤几次后干燥。将干燥后的产物，用滤纸扎成纸包放入索氏抽提器，用甲醇抽提8h去除残余的单体，烘干后50℃真空干燥24小时后，再用丙酮抽提48h，除去未接枝的MMA的均聚物，然后真空干燥得到接枝的纳米二氧化硅颗粒。

2.PMMA光扩散板的制备

将单体甲基丙烯酸甲酯80g和引发剂偶氮二异丁腈0.003g在反应釜中加热至沸腾并保温聚合至所需粘度，冷却至室温；将接枝的纳米二氧化硅颗粒0.5g与引发剂0.005g加入预聚物中搅拌分散均匀，混合均匀后加入模具中，60℃水浴反应3h后，拿出，110℃高温烘烤3h，脱模，得到PMMA光扩散板。

本技术方案提出的一种亚克力光扩散板及其制备方法和光扩散剂能够很好的解决由于基材与光扩散剂的相容性不好导致的板材冲击强度下降等问题，使制备的光扩散板具有良好的尺寸稳定性和热稳定性。

以表面联结聚甲基丙烯酸甲酯的纳米二氧化硅为光扩散剂，与PMMA基材具有良好的相容性，使得二氧化硅在PMMA中分散性提升显著，能够获得均匀性良好的光扩散板的分散体，同时不影响光扩散板的力学性能。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种亚克力光扩散板，其特征在于：包括聚甲基丙烯酸甲酯基质和分散于其中的光扩散剂组成，所述光扩散剂含量占比为0.01％-5.0％。

2.根据权利要求1所述的一种亚克力光扩散板，其特征在于：所述光扩散剂为表面联结聚甲基丙烯酸甲酯的纳米二氧化硅。

3.根据权利要求2所述的一种亚克力光扩散板，其特征在于：所述纳米二氧化硅的粒径分布为200-500nm。

4.根据权利要求1或2所述的一种亚克力光扩散板，其特征在于：所述光扩散剂含量占比0.05-3％。

5.根据权利要求4所述的一种亚克力光扩散板，其特征在于：所述光扩散剂含量占比0.1-2％。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种亚克力光扩散板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先，将单体甲基丙烯酸甲酯和引发剂偶氮二异丁腈在反应釜中加热至沸腾并保温聚合至所需粘度，冷却至室温；

接着，将光扩散剂与引发剂加入预聚物中搅拌分散均匀，混合均匀后加入模具中，40～60℃水浴反应2～4h后，拿出高温烘烤1～3h；

最后，脱模得到光扩散板。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的用于一种亚克力光扩散板的光扩散剂，其特征在于，所述光扩散剂通过如下步骤制得：

A：将纳米二氧化硅分散于95％的乙醇中制成质量分数为0.01g-0.1g/mL的溶液，超声分散30分钟，在搅拌条件下，加入溶剂体积的1-2％硅烷偶联剂甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，在110-130℃油浴中回流2-8小时，经溶剂洗涤、干燥制得烷基化二氧化硅小球；

B：将烷基化的二氧化硅小球分散于无水乙醇中，超声分散30min，加入单体甲基丙烯酸甲酯和引发剂AIBN，其中二氧化硅小球与单体MMA的质量比为1:1～1:5，引发剂用量为单体质量的0.1％～5％；聚合物单体在75℃下开始预聚合，整个聚合过程在机械搅拌中持续12h；用冷水冷却至室温，然后进行抽滤，用蒸馏水洗涤几次后干燥；将干燥后的产物，用滤纸扎成纸包放入索氏抽提器，用甲醇抽提8h去除残余的单体，烘干后50℃真空干燥24小时后，再用丙酮抽提48h，除去未接枝的MMA的均聚物，然后真空干燥得到接枝的纳米二氧化硅颗粒。