一种光扩散材料以及采用该光扩散材料制备灯罩的方法与流程

本发明涉及光扩散
技术领域：
，尤其涉及一种光扩散材料以及采用该光扩散材料制备灯罩的方法。
背景技术：
：目前，几乎所有的冰箱均采用LED灯进行照明，为了安全起见，通常采用透明塑料作为灯罩来围护灯珠，为了提高照明度，大多数灯罩采用透明聚苯乙烯或聚碳酸酯材料制作而成，透光率可以达到60％以上，灯珠的入射光仅有少部分通过反射或者散射不能透过，使得灯珠几乎完全暴露于用户的视野中，从而使得用户产生灯光刺眼的不适感。为了减少或消除灯光刺眼所产生的不适感，需要对出射光进行雾化，在现有技术中，一种方法为：将灯罩的受光面制作成凹凸不平的表面，以改变入射光的入射角，从而改变出射光的出射角，从而提高所述灯罩的雾度；另一种方法为：在所述灯罩中添加光扩散剂，由于光扩散剂与所述灯罩的树脂基体的折射率不同，光线在传播时，会发生不同方向的折射、反射和散射，从而能够对光线进行散射。然而，现有的灯罩仍然存在透光率较高而雾度较低，使得灯光刺眼的缺陷，难以满足用户的需求。技术实现要素：本发明的实施例提供一种光扩散材料以及采用该光扩散材料制备灯罩的方法，能够维持较高的透光率，提高所述灯罩的雾度，提升用户体验。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：一方面，本发明实施例提供一种光扩散材料，包括：树脂基体以及分散于所述树脂基体中的光扩散剂微球；其中，所述光扩散剂微球由至少两种不同的聚合物单体共聚获得。优选的，所述树脂基体为100份，所述光扩散剂微球为0.2-10份。进一步优选的，所述光扩散剂微球选自甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯二元共聚物微球、聚对苯二甲酸乙二醇酯微球、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物微球、丙烯腈-苯乙烯二元共聚物微球、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯共聚物微球和苯乙烯-二乙烯基苯交联共聚微球中的一种或几种。可选的，所述光扩散剂微球的粒径为1-80微米。进一步的，所述光扩散材料还包括：分散于所述树脂基体中的荧光增白剂和蓝色无机颜料；其中，所述荧光增白剂为0.001-0.3份，所述蓝色无机颜料为0.001-0.5份。优选的，所述光扩散材料还包括：分散于所述树脂基体中的偶联剂和耐热改性剂；其中，所述偶联剂为0.001-0.2份，所述耐热改性剂为0.01-2份。进一步可选的，所述蓝色无机颜料选自普鲁士蓝和群青中的一种或两种。进一步的，所述偶联剂为硅烷类偶联剂；所述耐热改性剂为玻璃微珠，粒径为20-180微米。另一方面，本发明实施例提供一种采用如上所述的光扩散材料制备灯罩的方法，包括：步骤1)将所述光扩散材料中的各组分在混料机中搅拌，使其混合均匀；步骤2)将混合均匀后的光扩散材料通过注塑机注塑成型，获得灯罩。本发明实施例提供了一种光扩散材料以及采用该光扩散材料制备灯罩的方法，由于所述光扩散剂微球由至少两种不同的聚合物单体共聚获得，因此，该光扩散剂微球含有多种折射率不同的材料，与现有技术中光线在均相介质中沿直线传播相比，当光线在所述光扩散材料中传播时，所述光扩散剂微球会改变光的行进路线，实现入射光的充分散色，从而能够提高所述光扩散材料的雾度，消除灯光刺眼产生的不适感，同时，由于该光扩散剂微球为高分子树脂材料，能够维持较高的光透过率，因此，在将该光扩散材料具有较高的透光率和雾度，能够提升用户体验。附图说明图1为本发明实施例提供的一种光在均相介质中传播的结构示意图；图2为本发明实施例提供的一种光在非均相介质中传播的结构示意图；图3为本发明实施例提供的一种采用光扩散材料制备灯罩的方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明实施例提供的一种光扩散材料以及采用该光扩散材料制备灯罩的方法进行详细描述。一方面，本发明实施例提供一种光扩散材料，包括：树脂基体以及分散于所述树脂基体中的光扩散剂微球；其中，所述光扩散剂微球由至少两种不同的聚合物单体共聚获得。本发明实施例提供了一种光扩散材料，由于所述光扩散剂微球由至少两种不同的聚合物单体共聚获得，因此，该光扩散剂微球含有多种折射率不同的材料，现有技术中光线在均相介质中沿直线传播(参见图1)相比，当光线在由所述光扩散组合物制成的灯罩中传播时，参见图2，所述光扩散剂微球会改变光的行进路线，实现入射光的充分散色，从而能够提高所述光扩散材料的雾度，消除灯光刺眼产生的不适感，同时，由于该光扩散剂微球为高分子树脂材料，能够维持较高的光透过率，因此，所述光扩散材料具有较高的透光率和雾度，能够提升用户体验。其中，对所述树脂基体不做限定，所述树脂基体可以为聚苯乙烯(GPPS)树脂，也可以为聚碳酸酯(PC)树脂。这两种树脂基体的透光率很高，使得该光扩散材料的透光率较高，制作成灯罩的透光率也较高。本发明的一实施例中，所述树脂基体为100份，所述光扩散剂微球为0.2-10份。以该比例关系将所述光扩散剂微球分散于所述树脂基体中，能够最大程度上提高所述光扩散材料的雾度。本发明的一实施例中，所述光扩散剂微球选自甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯二元共聚物微球、聚对苯二甲酸乙二醇酯微球、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物微球、丙烯腈-苯乙烯二元共聚物微球、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯共聚物微球和苯乙烯-二乙烯基苯交联共聚微球中的一种或几种。选择上述共聚物微球作为光扩散剂，能够在维持较高透光率的同时，明显提高雾度，从而能够提升用户体验。优选的，所述光扩散剂微球的粒径为1-80微米。所述光扩散剂微球的粒径不宜过大或者过小，通过实验发现，在此粒径范围内，将所述光扩散剂用于灯罩时，灯罩的透光率和雾度都具有较高的数值，效果最为理想。本发明的又一实施例中，所述光扩散材料还包括：分散于所述树脂基体中的荧光增白剂和蓝色无机颜料。由于光线通过树脂材料所制备的灯罩时往往带有淡黄色底色，因此，在本发明实施例中，通过在所述树脂基体中分散适量的荧光增白剂和蓝色无机颜料，所述荧光增白剂可以吸收不可见的紫外光(波长范围为360-380nm)，转换为波长较长的蓝光或紫色的可见光，因而可以补偿基质中不想要的微黄色，同时反射出比原来入射的波长在400-600nm范围的更多的可见光，从而使制品显得更白、更亮、更鲜艳；所述蓝色无机颜料同样能够消除淡黄色，使得制品呈现出白色，这样，光线经灯罩出射后较为美观，能够提升用户的感官体验。本发明的一实施例中，所述荧光增白剂为0.001-0.3份，所述蓝色无机颜料为0.001-0.5份。以该比例关系将所述荧光增白剂和所述蓝色无机颜料添加入树脂基体中，消除淡黄色底色的效果最为理想。优选的，所述蓝色无机颜料选自普鲁士蓝和群青中的一种或两种。普鲁士蓝和群青为最为常见，并且性价比最高的蓝色无机颜料。本发明的又一实施例中，所述组合物还包括：分散于所述树脂基体中的偶联剂和耐热改性剂。偶联剂一般由两部分组成：一部分是亲无机基团，可与无机填充剂作用；另一部分是亲有机基团，可与合成树脂作用，在塑料配混中，偶联剂可改善树脂基体与无机填充剂的界面性能，提高材料力学强度；由于灯珠工作时发热，通过添加耐热改性剂，能够提升树脂基体的耐热性能，提高灯罩的热变形温度。本发明的一实施例中，所述偶联剂为0.001-0.2份，所述耐热改性剂为0.01-2份。以该比例关系将所述偶联剂和所述耐热改性剂分散于所述树脂基体中，能够最大程度上提高所述光扩散材料的机械强度和耐热性能。其中，对所述偶联剂的种类不做限定，所述偶联剂可以为硅烷类偶联剂，可以为钛酸酯偶联剂，还可以为铝酸酯偶联剂。优选的，所述偶联剂为硅烷类偶联剂。硅烷类偶联剂和不同的树脂基体均具有较强的反应能力。本发明的一实施例中，所述耐热改性剂为玻璃微珠，粒径为20-180微米。玻璃微珠是一种由硼硅酸盐加工而成的空心玻璃球体，空心玻璃微珠的内部是稀薄的气体，具有隔音隔热的特性，将其分散在所述树脂基体中时，所获得的光扩散材料的维卡软化点温度能够提高7-10℃，从而能够提高所述光扩散材料的耐热性能，进而能够提高灯罩的受热变形温度；另外，由于玻璃微珠为微小圆球，具有很好的分散性和流动性，采用此粒径范围，能够使所述玻璃微珠更好地分散于所述树脂基体中，粒径过大或者过小都不利于均匀分散于所述树脂基体中。另一方面，本发明实施例提供一种灯罩，所述灯罩由如上所述的光扩散材料制备而得。本发明实施例提供了一种灯罩，由于光扩散剂微球分散于树脂基体中，且所述光扩散剂微球由至少两种不同的聚合物单体共聚获得，因此，该光扩散剂微球含有多种折射率不同的材料，当光线在所述灯罩中传播时，所述光扩散剂微球和所述树脂基体所形成的非均相介质会改变光的行进路线，实现入射光的充分散色，从而能够提高所述灯罩的雾度，消除灯光刺眼产生的不适感，同时，由于该光扩散剂微球为高分子树脂材料，能够维持较高的光透过率，因此，所述灯罩具有较高的透光率和雾度，能够提升用户体验。其中，对所述灯罩的具体结构不做限定，所述灯罩可以制作成各种形状，以满足用户的不同需求。本发明的一实施例中，所述灯罩的入光面和出光面为磨砂面或/和纹理面；或/和，所述灯罩的入光面和出光面设置有V型槽、菱形槽、束状条纹或/和环形条纹。通过将所述灯罩的入光面和出光面设置成凹凸不平的面，能够改变光线的入射角和出射角，从而能够进一步提高所述灯罩的雾度。通过实验发现，本发明实施例提供的灯罩的透光率为70％-90％，雾度为65-92％。另一方面，本发明实施例提供一种采用如上所述的光扩散材料制备灯罩的方法，参见图3，包括：步骤1)将所述光扩散材料中的各组分在混料机中搅拌，使其混合均匀；步骤2)将混合均匀后的光扩散材料通过注塑机注塑成型，获得灯罩。本发明实施例提供了一种采用如上所述的光扩散材料制备灯罩的方法，通过将所述光扩散材料的各个组分混合均匀，并通过注塑机注塑成型，能够获得具有一定形状的灯罩，由于光扩散剂微球均匀分布于树脂基体中，且所述光扩散剂微球由至少两种不同的聚合物单体共聚获得，因此，该光扩散剂微球含有多种折射率不同的材料，当光线在所述灯罩中传播时，所述光扩散剂微球和所述树脂基体所形成的非均相介质会改变光的行进路线，实现入射光的充分散色，从而能够提高所述灯罩的雾度，消除灯光刺眼产生的不适感，同时，由于该光扩散剂微球为高分子树脂材料，能够维持较高的光透过率，因此，所述灯罩具有较高的透光率和雾度，能够提升用户体验。本发明的一实施例中，所述步骤1)中所述混料机的转速为60-80转/分钟，搅拌时间为10-20分钟。通过控制所述混料机的转速和搅拌时间，使得所述光扩散组合物的各组分充分混合。本发明的又一实施例中，所述步骤2)具体包括：将混合均匀后的光扩散材料注入所述注塑机的料筒中，对所述注塑机的料筒进行分段加热，获得熔融状态的光扩散材料；将所述熔融状态的光扩散材料分阶段注射入模具中，冷却成型。需要说明的是，一方面，在通过注塑制作灯罩时，需要将所述树脂基体处于流动状态，一般来讲，温度越高，则所述树脂基体的流动性越好，但是温度过高，在所述料筒中停留时间越长，会使得所述树脂基体容易分解。通过分段加热，能够对所述树脂基体在所述料筒各个不同的区段的状态进行控制，防止所述树脂基体过早熔化或分解；另一方面，在注塑的填充阶段，注射速度对产品的性能具有较大的影响，例如：薄壁注塑件需要极快的注射速度以确保填充饱满，而厚壁注塑件则需要慢的注射速度以防止空穴的形成，但是，过快的注射速度容易使原料过热和注塑件浇口附近产生注射痕迹(蛇纹)，尤其是模具采用针状小浇口或者排气不好时，原料高速注射经过浇口，产生很大的剪切应力使得原料温度急剧上升，引起原料的分解；而注射速度过慢则会出现填充不满等缺陷。通过分阶段注射，在填充阶段以不同的速度将所述熔融状态下的光扩散材料注射入模腔，这样往往可以避免注塑件的某些外观缺陷，如蛇纹、飞边、毛刺、灼烧等现象，并且控制所述熔融状态下的光扩散材料的分阶段注射速度还可以影响产品的分子排列和内应力的大小，甚至提高生产速度和效率。优选的，所述分段加热的温度分别为：加料段160-170℃，熔融段175-185℃，均化段185-195℃，塑化段200-210℃和挤出段215-225℃。通过控制所述加料段的温度较低，能够防止所述树脂基体过早熔化或分解，随着注塑机螺杆不断推动，一方面能够对所述光扩散材料进行搅拌，使其混合均匀，另一方面能够将所述光扩散材料注射入模具中，沿所述注塑机螺杆的前进方向，温度逐渐增大，使得所述光扩散材料在注射时保持在熔融状态，能够满足最佳注塑条件，从而使得制备所获得的灯罩性能较为优异。本发明的又一实施例中，所述分阶段注射具体包括：在所述熔融状态下的光扩散材料刚开始通过浇口时，注射速度为最高注射速度的15-25％；在充模过程中，注射速度为最高注射速度的75-85％；在充模结束时，注射速度为最高注射速度的10-20％。其中，注射速度是指注塑机螺杆在单位时间内的位移量，注塑机螺杆在液压驱动机构的驱动下向前推进，以对熔料进行注射，液压驱动机构的工作原理为：在电液比例控制阀100％打开时，动作速度最快，也就是液压驱动机构正提供的最大排量，以该最高注射速度作为标准，能够对分阶段注射的注射速度进行控制。在本发明实施例中，在熔融状态下的光扩散材料刚开始通过浇口时减慢注射速度，在充模过程中采用高速注射，在充模结束时减慢速度。采用这样的方法，可以防止溢料，消除流痕和减少制品的残余应力等；低速充模时流速平稳，制品尺寸比较稳定，波动较小，制品内应力低，制品内外各向应力趋于一致。在较为缓慢的充模条件下，料流的温差，特别是浇口前后料的温差大，有助于避免缩孔和凹陷的发生。优选的，所述分阶段注射的总时间为2-6s。采用合适的时间，使得灯罩制品的表面光泽度高且无熔接线、流痕、气泡及缩痕等缺陷，同时提高了产品的表面质量和表面硬度，充模时间延续较长容易使制品出现分层和结合不良的熔接痕，不但影响外观，而且使机械强度大大降低。本发明的一实施例中，所述模具内的温度为40-60℃，所述冷却成型的时间为11-20s。将所述熔融状态下的光扩散材料注射入模具中时，通过冷却，所述光扩散材料能够被冷却成型，温度过高不利于提高注塑的效率，温度过低对成品的质量造成不利影响，冷却成型的时间过短不利于产品的成型，冷却成型时间过长浪费工时。再一方面，本发明实施例提供一种冰箱，包括：光照组件；所述光照组件包括如上所述的灯罩。本发明实施例提供了一种冰箱，由于在所述灯罩中，所述光扩散剂微球均匀分布于树脂基体中，且所述光扩散剂微球由至少两种不同的聚合物单体共聚获得，因此，该光扩散剂微球含有多种折射率不同的材料，当光线在所述灯罩中传播时，所述光扩散剂微球和所述树脂基体所形成的非均相介质会改变光的行进路线，实现入射光的充分散色，从而能够提高所述灯罩的雾度，消除灯光刺眼产生的不适感，同时，由于该光扩散剂微球为高分子树脂材料，能够维持较高的光透过率，因此，所述灯罩具有较高的透光率和雾度，能够提升用户体验。以下，本发明实施例通过设置对比例与实施例以对本发明实施例提供的灯罩进行详细说明。对比例所述对比例采用100份聚苯乙烯(GPPS)树脂作为基体，将10份的聚苯乙烯微球与所述GPPS树脂在转速为80转/分钟的混料机中搅拌10分钟，将其混匀；将混匀后的物料加入注塑机的料筒中，设定所述料筒各个区段的温度：加料段为160℃、熔融段为175℃、均化段为185℃、塑化段为200℃、挤出段为215℃，并通过注塑机螺杆将熔融状态的物料分阶段注射入模具中，具体的，在物料开始通过浇口时，注射速度为最高注射速度的15％，在充模过程中，注射速度为最高注射速度的75％，在充模结束时，注射速度为最高注射速度的10％，总注射时间为6s，保持模具的温度为40℃并保持11s制作成灯罩。实施例1所述实施例1采用100份聚苯乙烯(GPPS)树脂作为基体，将10份的甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯二元共聚物微球与所述GPPS树脂在转速为80转/分钟的混料机中搅拌10分钟，将其混匀；将混匀后的物料加入注塑机的料筒中，设定所述料筒各个区段的温度：加料段为170℃、熔融段为185℃、均化段为195℃、塑化段为210℃、挤出段为225℃，并通过注塑机螺杆将熔融状态的物料分阶段注射入模具中，具体的，在物料开始通过浇口时，注射速度为最高注射速度的25％，在充模过程中，注射速度为最高注射速度的85％，在充模结束时，注射速度为最高注射速度的20％，总注射时间为2s，保持模具的温度为60℃并保持20s制作成灯罩。实施例2所述实施例1采用100份聚碳酸酯(PC)树脂作为基体，将0.2份的甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯二元共聚物微球、0.001份的荧光增白剂、0.5份的群青与所述PC树脂在转速为60转/分钟的混料机中搅拌20分钟，将其混匀；将混匀后的物料加入注塑机的料筒中，设定所述料筒各个区段的温度：加料段为165℃、熔融段为180℃、均化段为190℃、塑化段为205℃、挤出段为220℃，并通过注塑机螺杆将熔融状态的物料分阶段注射入模具中，具体的，在物料开始通过浇口时，注射速度为最高注射速度的20％，在充模过程中，注射速度为最高注射速度的80％，在充模结束时，注射速度为最高注射速度的15％，总注射时间为4s，保持模具的温度为50℃并保持15s制作成灯罩。实施例3所述实施例3采用100份GPPS树脂作为基体，将5份的甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯二元共聚物微球、0.3份的荧光增白剂、0.001份的普鲁士蓝、0.001份的硅烷类偶联剂、2份的耐热改良剂与所述GPPS树脂在转速为60转/分钟的混料机中搅拌20分钟，将其混匀；将混匀后的物料加入注塑机的料筒中，设定所述料筒各个区段的温度：加料段为160℃、熔融段为175℃、均化段为185℃、塑化段为200℃、挤出段为215℃，并通过注塑机螺杆将熔融状态的物料分阶段注射入模具中，具体的，在物料开始通过浇口时，注射速度为最高注射速度的15％，在充模过程中，注射速度为最高注射速度的75％，在充模结束时，注射速度为最高注射速度的10％，总注射时间为6s，保持模具的温度为40℃并保持11s制作成灯罩。实施例4所述实施例4采用100份聚碳酸酯(PC)树脂作为基体，将5份的甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯二元共聚物微球、0.1份的荧光增白剂、0.2份的普鲁士蓝、0.2份的硅烷类偶联剂、0.01份的耐热改良剂与所述PC树脂在转速为60转/分钟的混料机中搅拌20分钟，将其混匀；将混匀后的物料加入注塑机的料筒中，设定所述料筒各个区段的温度：加料段为160℃、熔融段为180℃、均化段为190℃、塑化段为210℃、挤出段为225℃，并通过注塑机螺杆将熔融状态的物料分阶段注射入模具中，具体的，在物料开始通过浇口时，注射速度为最高注射速度的15％，在充模过程中，注射速度为最高注射速度的75％，在充模结束时，注射速度为最高注射速度的20％，总注射时间为5s，保持模具的温度为60℃并保持21s制作成灯罩。实施例5所述实施例5采用100份GPPS树脂作为基体，将5份的甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯二元共聚物微球、0.2份的荧光增白剂、0.4份的群青、0.1份的硅烷类偶联剂、1份的玻璃微珠与所述GPPS树脂在转速为60转/分钟的混料机中搅拌20分钟，将其混匀；将混匀后的物料加入注塑机的料筒中，设定所述料筒各个区段的温度：加料段为170℃、熔融段为175℃、均化段为190℃、塑化段为200℃、挤出段为220℃，并通过注塑机螺杆将熔融状态的物料分阶段注射入模具中，具体的，在物料开始通过浇口时，注射速度为最高注射速度的20％，在充模过程中，注射速度为最高注射速度的85％，在充模结束时，注射速度为最高注射速度的15％，总注射时间为3s，保持模具的温度为50℃并保持18s制作成灯罩。实验例将对比例和实施例1-5所获得的灯罩安装于具有灯珠的冰箱上，检测上述所述灯罩的透光率和雾度，参见如下表1所示。表1名称光透过率雾度对比例70％78％实施例170％92％实施例290％65％实施例380％79％实施例475％85％实施例585％72％从表1可以得知：本发明实施例提供的灯罩与现有技术中的灯罩相比，能够维持较高的透光率，并且本发明实施例提供的灯罩的雾度有明显的提高，能够消除灯光刺眼产生的不适感，提升用户体验，另外，由于实施例2-5中添加有荧光增白剂和蓝色无机颜料，与对比例和实施例1相比，所述灯罩出射的光线更白、更亮，能够消除普通树脂制品的淡黄色底色，而实施例3-5中还添加有偶联剂和耐热改性剂，与实施例1-2和对比例相比，所述实施例3-5所获得的灯罩的机械强度和耐热性能更佳。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。当前第1页1 2 3