CN114428423A - 一种背光模组金属背壳及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种背光模组金属背壳及其制备方法，包括通过粘结剂复合的金属板及可降解反射膜；可降解反射膜包括B层及设置在B层两侧的A层，A层的组分包括：93.5~95.5份PEFT基料、2~3份无机粒子及2~4份抗冲击母粒；B层的组分包括81~84份PEFT基料、10~20份功能母粒和1~4份抗冲击母粒。其制备方法为：通过三层共挤工艺得到铸片；拉伸成膜；将可降解反射膜与金属板贴合得到复合板；将复合板冲压成型。本发明采用可降解的PEFT作为基料，制得具有良好的断裂性能和弯曲性能的环境友好型反射膜，将其与金属板复合后，可一起冲压成型制成金属背壳，节省了背光模组的组装成本及组装时间。
Description
技术领域
本发明涉及背光模组领域，尤其是涉及一种背光模组金属背壳及其制备方法。
背景技术
背光模组为液晶显示器面板的关键零组件之一，主要由光源、扩散板、反射膜、金属背壳等部件组成。现有技术中的背光模组组装过程中，一般是将金属背壳经冲压方式制成一定的形状，然后再将反射膜安装在金属背壳内。例如，在中国专利文献上公开的“一种用于消除灯影的直下式低能耗LED背光源”，其公告号CN214201997U，包括安装板、LED背光模组和封装板，所述LED背光模组包括LED灯珠、反射膜、下扩散膜、棱镜件和散光板，所述安装板的顶端开设有多个均匀排列的安装槽，且LED灯珠内嵌安装在安装槽内，所述安装板的顶端固定安装有反射膜。
然而反射膜因薄轻化、易于折伤等原因，将其组装至背光模组中时需要靠人工完成，且在组装过程中易造成折伤，组装成本高，产品不良率高。若能将反射膜与金属板一起冲压成型制备金属背壳，能大大节省组装成本及组装时间。但现有的反射膜中含有较多的钛白粉等无机组分，导致膜的弯曲性能差，反射膜和金属板贴合后，经冲压工艺后容易在弯曲处断裂，影响反射膜使用。并且，现有的反射膜中使用的基料一般为PET等不可降解的高分子化合物，大量使用会对环境造成白色污染，不利于环境友好型发展。
发明内容
为了克服现有技术中的上述问题，本发明提供一种背光模组金属背壳及其制备方法，采用可降解的PEFT作为基料，制得具有良好的断裂性能和弯曲性能的环境友好型反射膜，将其与金属板复合后，可一起冲压成型制成金属背壳，节省了背光模组的组装成本及组装时间。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种背光模组金属背壳，包括通过粘结剂复合的金属板及可降解反射膜；所述可降解反射膜包括B层及设置在B层两侧的A层，以重量份计，所述A层的组分包括：93.5～95.5份PEFT基料、2～3份无机粒子及2～4份抗冲击母粒；所述B层的组分包括81～84份PEFT基料、10～20份功能母粒和1～4份抗冲击母粒。
本发明还公开了一种上述背光模组金属背壳的制备方法，包括如下步骤：
(1)铸片：将A层和B层中的各组分混合后进行三层共挤，冷却后得到铸片；
(2)拉伸成膜：将得到的铸片先纵向拉伸，再横向拉伸，然后经热定型后得到可降解反射膜；
(3)在金属板一侧涂覆粘结剂，然后将可降解反射膜贴合，烘干后得到复合板；
(4)将复合板冲压成型，得到所述背光模组金属背壳。
本发明的反射膜中采用可生物降解的PEFT(聚对苯二甲酸-2,5-呋喃二甲酸乙二醇共聚酯)作为基料，使反射膜可实现生物降解，降低了对环境的危害，有利于绿色发展。同时，本发明将反射膜与金属板通过粘结剂复合，然后一起冲压成型制成金属背壳，可大大节省背光模组的组装成本及组装时间。为了提升PEFT膜的断裂性能和弯曲性能，保证反射膜与金属板复合后在冲压成型时弯曲处不易断裂，本发明中的反射膜采用ABA三层共挤结构，在B层中添加功能母粒，使B层在拉伸过程中可以产生泡孔结构，使反射膜具有良好的反射性能；A层中不产生泡孔结构，并添加无机粒子，提升了反射膜的机械性能；同时，本发明在A层和B层中添加抗冲击母粒，提升了反射膜的弯曲性能。
但无机粒子和功能母粒并不是任意添加量都能满足本发明的性能要求，A层中的无机粒子过多会影响反射膜的弯曲性能和断裂性能，过少又会导致反射膜的机械性能和热稳定性不足，且膜面太过光滑在收卷过程中会导致膜面吸附，引起端面不齐；B层中的功能母粒过多，泡孔结构过多，会导致反射膜的机械性能不足，而功能母粒过少，泡孔结构不足，又会导致膜的反射性能不满足要求。本发明针对PEFT基体的性质，对A层和B层中的各组分用量进行调整，使最终得到的可降解反射膜可同时具有良好的弯曲性能、机械性能及耐热性能，其断裂伸长率≥50％，将反射膜与金属板贴合一起冲压成型后，在保证反射膜在弯曲处不断裂的情况下，弯曲处曲率半径R可满足2mm≤R≤5mm，两点弯曲后的圆周角可满足0°≤θ≤90°。
作为优选，所述PEFT基料的特性粘度为0.59～0.70dL/g。PEFT粘度＞0.70dL/g时，PEFT在双向挤出拉伸过程中容易降解，分解出的低分子量物质会影响成膜性及外观；而PEFT粘度＜0.59dL/g时，PEFT熔体粘度太低，成膜性能差。
作为优选，所述抗冲击母粒选自丁苯橡胶、热塑性聚酯弹性体中的一种或两种。
作为优选，所述无机粒子选自碳酸钙、二氧化硅、高岭土中的一种或多种；无机粒子的平均粒径为3～5μm。
作为优选，所述无机粒子表面经PET接枝改性，改性方法为：将质量比为1:7.5～8.0:3.5～4.0的无机粒子、对苯二甲酸二甲酯和乙二醇混合后加热至140～150℃，滴加200～500ppm的钛酸丁酯催化剂，搅拌状态下升温至200～220℃，保温反应25～35min；再升温至240～260℃，抽真空反应30～40min；冷却后将产物洗涤并干燥，得到表面经PET接枝改性的无机粒子。
本发明在无机粒子表面接枝PET对其进行表面改性，可使改性后的无机粒子与PEFT基体间具有良好的相容性，且无机粒子表面接枝的PET分子链可以与PEFT基体之间进行交联和缠绕，形成网状结构；网状结构的形成可以同时提升反射膜的机械性能和弯曲性能，既能避免反射膜拉伸过程中无机粒子周围裂纹和孔隙的产生，也可以避免冲压成型后反射膜在弯曲处的断裂。但如果无机粒子表面接枝的PET分子链过长，由于链段间的相互缠绕，会增大反射膜加工过程中无机粒子与PEFT基体间的摩擦，影响熔体的成膜性能，反而会导致反射膜的机械性能和弯曲性能下降。因此，本发明通过对反应条件进行控制，将接枝在无机粒子表面的PET分子链长度控制在适当范围，可有效提升反射膜的机械性能和弯曲性能。
作为优选，所述功能母粒选自聚甲基戊烯、聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、环烯烃共聚物、聚苯乙烯、聚甲基苯乙烯中的一种或多种。功能母粒采用与PEFT不相容的高分子化合物，在拉伸过程中，PEFT基体被拉伸，从而在没有随之被拉伸的功能母粒处形成泡孔结构，为反射膜提供反射性能。
作为优选，所述可降解反射膜的厚度为85～225μm，其中B层厚度为76.5～202.5μm；所述金属板的厚度为0.4～0.6mm。
作为优选，所述的粘结剂为水性丙烯酸树脂粘结剂或水性聚氨酯粘结剂。采用水性粘结剂将可降解反射膜与金属板复合，溶剂挥发过程中不会对环境造成污染，满足环保需求。
作为优选，步骤(2)中纵向拉伸2.8～4.0倍，横向拉伸3～5倍；热定型温度为180～230℃。
作为优选，步骤(3)中粘结剂的涂覆厚度为0.01～0.02mm。
因此，本发明具有如下有益效果：
(1)反射膜中采用可生物降解的PEFT作为基料，使反射膜可实现生物降解，降低了对环境的危害，有利于绿色发展；
(2)将反射膜与金属板通过粘结剂复合，然后一起冲压成型制成金属背壳，可大大节省背光模组的组装成本及组装时间；
(3)反射膜采用ABA三层共挤结构，并针对PEFT基体的性质，对A层和B层中的各组分用量进行调整，使最终得到的可降解反射膜可同时具有良好的弯曲性能、机械性能及耐热性能，将反射膜与金属板贴合一起冲压成型后，可保证反射膜在弯曲处不断裂；
(4)在A层中的无机粒子表面接枝PET对其进行改性，通过PET与PEFT基体间的交联和缠绕，可提升反射膜的机械性能和弯曲性能。
附图说明
图1是本发明的一种分解结构示意图；
图2是本发明中的反射膜的结构示意图；
图3是本发明冲压成型后弯曲处的结构示意图；
图中：可降解反射膜1、A层101、B层102、粘结剂2、金属板3。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
在本发明中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
实施例1：
如图1所示，一种背光模组金属背壳，包括通过粘结剂2复合的金属板3及可降解反射膜1。粘结剂采用水性聚氨酯粘结剂，金属板采用厚度为0.5mm的铜板，可降解反射膜总厚度为100μm，其中B层厚度90μm，A层厚度5μm。
如图2所示，可降解反射膜包括B层102及设置在B层两侧的A层101。以重量份计，A层的组分包括：95.5份PEFT基料、2.5份粒径为4μm的二氧化硅及2.0份丁苯橡胶；B层的组分包括84份PEFT基料、15份聚甲基戊烯和1份丁苯橡胶；其中，PEFT基料的特性粘度为0.65dL/g。
上述背光模组金属背壳的制备方法为：
(1)铸片：采用三层共挤工艺；将A层中的各组分混合熔融挤出后经过滤器导入到T型模头口内；同时将B层中各组分混合熔融挤出后经过滤器导入到T型模头口内；之后进行ABA三层共挤而得到熔融片，经冷辊冷却得到铸片；
(2)拉伸成膜：将得到的铸片先纵向拉伸3.0倍，再横向拉伸4.0倍，然后进行热定型，热定型时6区温度分别设置为220℃、225℃、228℃、230℃、225℃、180℃；热定型后收卷、分切、包装，得到可降解反射膜；
(3)将金属板进行抛光、水洗和电晕处理后，在金属板一侧涂覆0.01mm厚的粘结剂，然后将可降解反射膜贴合，在80℃烘箱烘烤72h，得到复合板；
(4)将复合板冲压成型，得到所述背光模组金属背壳，如图3所示，冲压后弯曲处曲率半径R＝2mm，弯曲圆周角θ＝90°。
实施例2～12中可降解反射膜A层和B层的组分含量如表1中所示，制备工艺均与实施例1中相同。
表1：实施例1～12可降解反射膜组分含量。
实施例13：
实施例13中的可降解反射膜A层中添加的二氧化硅为表面经PET接枝改性的二氧化硅，其余均与实施例8中相同。表面经PET接枝改性的二氧化硅的制备方法为：将质量比为1:7.7:3.7的粒径为4μm的二氧化硅、对苯二甲酸二甲酯和乙二醇混合后加热至145℃，滴加300ppm的钛酸丁酯催化剂，搅拌状态下升温至210℃，保温反应30min；再升温至250℃，抽真空反应35min；冷却后将产物洗涤并干燥，得到表面经PET接枝改性的二氧化硅。
实施例14：
实施例14中的可降解反射膜A层中添加的二氧化硅为表面经PET接枝改性的二氧化硅，其余均与实施例8中相同。表面经PET接枝改性的二氧化硅的制备方法为：将质量比为1:7.5:3.5的粒径为4μm的二氧化硅、对苯二甲酸二甲酯和乙二醇混合后加热至140℃，滴加200ppm的钛酸丁酯催化剂，搅拌状态下升温至200℃，保温反应35min；再升温至240℃，抽真空反应40min；冷却后将产物洗涤并干燥，得到表面经PET接枝改性的二氧化硅。
实施例15：
实施例15中的可降解反射膜A层中添加的二氧化硅为表面经PET接枝改性的二氧化硅，其余均与实施例8中相同。表面经PET接枝改性的二氧化硅的制备方法为：将质量比为1:8.0:4.0的粒径为4μm的二氧化硅、对苯二甲酸二甲酯和乙二醇混合后加热至150℃，滴加500ppm的钛酸丁酯催化剂，搅拌状态下升温至220℃，保温反应25min；再升温至260℃，抽真空反应30min；冷却后将产物洗涤并干燥，得到表面经PET接枝改性的二氧化硅。
实施例16：
实施例16中的可降解反射膜的厚度为150μm，其中B层厚度135μm，A层厚度7.5μm，其余均与实施例8中相同。
实施例17：
实施例17中的可降解反射膜的厚度为225μm，其中B层厚度205μm，A层厚度10μm，其余均与实施例8中相同。
对比例1(不添加无机粒子)：
对比例1中的可降解反射膜A层的组分包括：94.5份PEFT基料及3.0份丁苯橡胶，其余均与实施例8中相同。
对比例2(无机粒子添加量过多)：
对比例2中的可降解反射膜A层的组分包括：94.5份PEFT基料、5份粒径为4μm的二氧化硅及3.0份丁苯橡胶，其余均与实施例8中相同。
对比例3(无机粒子表面修饰的PET分子链过长)：
对比例3中的可降解反射膜A层中添加的二氧化硅为表面经PET接枝改性的二氧化硅，其余均与实施例8中相同。表面经PET接枝改性的二氧化硅的制备方法为：将质量比为1:23.1:11.1的粒径为4μm的二氧化硅、对苯二甲酸二甲酯和乙二醇混合后加热至145℃，滴加300ppm的钛酸丁酯催化剂，搅拌状态下升温至210℃，保温反应1h；再升温至250℃，抽真空反应1.5h；冷却后将产物洗涤并干燥，得到表面经PET接枝改性的二氧化硅。
对上述实施例和对比例中制得的不同厚度的可降解反射膜的断裂伸长率、热稳定性及弯曲性能进行测试，结果如表2中所示。
其中，断裂伸长率的测试方法为：取可降解反射膜15mm*200mm横向和纵向各三条，按照GB/T 13542.4-2009进行测试，测试后取3条结果的平均值为最终值。
热稳定性测试方法：步骤(3)将贴合后的金属板和可降解反射膜在80℃烘箱烘烤72h后，观察复合板表面膜面的平整性及翘曲情况。
弯曲性能测试方法：将复合板冲压成型后观察弯曲处膜面有无断裂，各实施例和对比例分别测100组平行。
表2：反射膜性能测试结果。
从上述结果中可以看出，实施例1～12的可降解反射膜A层中采用未经改性的无机粒子，反射膜具有较好的弯曲性能，将反射膜与金属板复合并冲压后，100μm反射膜的断裂率在10％以下，并且反射膜具有优异的热稳定性，经过高温80℃，72h烘烤后，反射膜表面平整，无翘曲。对比例1中不在A层中添加无机粒子，可降解反射膜的断裂伸长率、弯曲性能及热稳定性与实施例8中相比均显著下降，对比例2的A层中添加的无机粒子过多，超出了本发明的范围，可降解反射膜的断裂伸长率及弯曲性能与实施例8相比也有所下降，可能是由于无机粒子添加过多，易在PEFT基体中团聚，使反射膜在拉伸过程中受力不均匀，从而影响其性能。
实施例13～15的可降解反射膜A层中采用经PET表面改性的无机粒子，反射膜的断裂伸长率及弯曲性能与实施例8中相比可进一步提升，可以保证100μm反射膜在冲压后不发生断裂。而对比例3中改变无机粒子与PET反应时的条件，使无机粒子表面接枝的PET分子链较长，反射膜的各项性能反而比实施例8中有所下降，可能是由于无机粒子表面接枝的PET分子链较长时，会增大反射膜加工过程中无机粒子与PEFT基体间的摩擦，影响成膜性能，从而降低反射膜的各项性能。
实施例16和17中增大可降解反射膜的厚度，其断裂伸长率和弯曲性能均有所提升。
Claims (10)
1.一种背光模组金属背壳，其特征是，包括通过粘结剂复合的金属板及可降解反射膜；所述可降解反射膜包括B层及设置在B层两侧的A层，以重量份计，所述A层的组分包括：93.5~95.5份PEFT基料、2~3份无机粒子及2~4份抗冲击母粒；所述B层的组分包括81~84份PEFT基料、10~20份功能母粒和1~4份抗冲击母粒。
2.根据权利要求1所述的一种背光模组金属背壳，其特征是，所述PEFT基料的特性粘度为0.59~0.70 dL/g。
3.根据权利要求1所述的一种背光模组金属背壳，其特征是，所述抗冲击母粒选自丁苯橡胶、热塑性聚酯弹性体中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的一种背光模组金属背壳，其特征是，所述无机粒子选自碳酸钙、二氧化硅、高岭土中的一种或多种；无机粒子的平均粒径为3~5μm；无机粒子表面经PET接枝改性。
5.根据权利要求1所述的一种背光模组金属背壳，其特征是，所述功能母粒选自聚甲基戊烯、聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、环烯烃共聚物、聚苯乙烯、聚甲基苯乙烯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种背光模组金属背壳，其特征是，所述可降解反射膜的厚度为85~225μm，其中B层厚度为75~205μm；所述金属板的厚度为0.4~0.6mm。
7.根据权利要求1所述的一种背光模组金属背壳，其特征是，所述的粘结剂为水性丙烯酸树脂粘结剂或水性聚氨酯粘结剂。
8.一种如权利要求1~7任一所述的背光模组金属背壳的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
（1）铸片：将A层和B层中的各组分混合后进行三层共挤，冷却后得到铸片；
（2）拉伸成膜：将得到的铸片先纵向拉伸，再横向拉伸，然后经热定型后得到可降解反射膜；
（3）在金属板一侧涂覆粘结剂，然后将可降解反射膜贴合，烘干后得到复合板；
（4）将复合板冲压成型，得到所述背光模组金属背壳。
9.根据权利要求7所述的一种背光模组金属背壳的制备方法，其特征是，步骤（2）中纵向拉伸2.8~4.0倍，横向拉伸3~5倍；热定型温度为180~230℃。
10.根据权利要求7所述的一种背光模组金属背壳的制备方法，其特征是，步骤（3）中粘结剂的涂覆厚度为0.01~0.02mm。
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