一种晕光材料及制备方法、电子导光设备与流程

本发明属于电子设备技术领域，具体涉及一种晕光材料及制备方法，以及将所述晕光材料用于电子导光设备。

背景技术：

电子设备中较早的导光需求是透过点状光源，起到如待机等的提示作用，功能性较高。但随着电子产品朝向精品方向发展，导光需求已经从简单的功能性往装饰性转移，进而出现点发光到面发光的需求转变。

由于不同材料对光线的吸收(或者说衰减)作用不同，透明材料对可见光的吸收量最小，因此透光率最高，不同透明材料的透光率差异比较大。常见透明材料透光比较：聚甲基丙烯酸甲酯PMMA92％，聚碳酸酯PC 89-90％，聚苯乙烯GPPS 88-89％，丙烯晴-苯乙烯聚合树脂AS 85％。基于这一原理，行业中选择透光材料一般是PC、PMMA材料。但由于PMMA本身较脆的特性，一般选择韧性更好的PC材料。传统点发光需求，采用透光率在90％以上的PC材料喷涂局部镭雕就可以满足。如图1所示，常规的高透光材料由于光线在同一介质中沿直线传播的原理，光线的透过范围面积非常小，作为点状透光需求可以满足，但无法实现面发光的装饰需求，具体来讲，就是材料本身透光率高，而雾度较差。

为了解决此问题，往往在透明PC材料中增加色粉来降低材料的透光率，增加材料雾度，但是由于色粉基本不透光，光线在传递到色粉时，只能通过反射的方式从材料中透出，如图2所示，增加色粉后，光线的透过区域面积与不增加色粉并没有太大改变，但是由于大量的光强在反射过程中损失，材料透出的光亮度衰减明显，无法达到产品导光装饰的要求。如果通过降低色粉的加入比例来提高透光性，又会导致LED灯点从电子导光设备中透出，降低雾度。

技术实现要素：

本发明涉及一种乳白色PC晕光材料及制备方法、电子导光设备，能够将光线均匀晕开，又可以避免内部其他部件或者灯光通过晕光材料透出，影响产品外观的问题。

为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种晕光材料，包括PC树脂90-95份，光助剂2-7份，相容剂1-5份，均为重量份，所述光助剂为聚甲基三乙氧基硅烷和/或聚苯基三乙氧基硅烷。

所述晕光材料的制备方法，是将PC树脂干燥；按比例将光助剂、相容剂与PC树脂在高速混合机中混合均匀，混合后的材料通过螺杆挤出机挤出造粒得到晕光材料。

本发明还提出了一种由所述晕光材料制备得到的电子导光设备。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明中使用的聚甲基三乙氧基硅烷和聚苯基三乙氧基硅烷的折射率小于PC基材，与PC基材相比为光疏介质，将一定量的光助剂均匀分散在PC基材中时，光线从光密介质PC到光疏介质光助剂中时，光线折射角大于入射角，使得光线在PC中实现横向偏移，有利于提高晕光材料的雾度，增加透光范围。

附图说明

图1.背景技术中高透光材料沿直线传播的示意图；

图2.背景技术中透明PC材料中增加色粉后光线传播的示意图；

图3.本实施例中晕光材料的光线传播示意图；

图4.本实施例中光线穿过光助剂时的传播示意图。

图中标注：1、光源，2、电子导光设备，3、光线传播路径，4、光助剂。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。本发明所提到的比例、“份”，如果没有特别的标记，均以重量为准。

本实施例通过研究分析不同材料对光线的吸收及折射作用，得到一种晕光材料，是在PC基材中添加某种光助剂，从而可以改变光路，增大晕光效果。

所述晕光材料包括PC树脂(聚碳酸酯)90-95份，光助剂2-7份，相容剂1-5份，均为重量份。

所述相容剂为SMA(苯乙烯-马来酸酐共聚物)，作用是使光助剂和PC树脂更有效的结合。

所述光助剂为聚甲基三乙氧基硅烷和/或聚苯基三乙氧基硅烷。由于PC材料的折射率为1.58，本实施例中使用的聚甲基三乙氧基硅烷和聚苯基三乙氧基硅烷的折射率小于PC基材，与PC基材相比为光疏介质，将一定量的光助剂均匀分散在PC基材中时，光线从光密介质PC到光疏介质光助剂中时，光线折射角大于入射角，使得光线在PC中实现横向偏移，如图3和4所示，有利于提高晕光材料的雾度。

本实施例所述的光助剂为球形颗粒，粒径为2-10μm。若粒径太小，添加到PC中导致材料的透光率过大，雾度过小，材料无法将光均匀散开；若粒径太大，添加到PC中导致材料的透光率过小、雾度过大，光强损失严重，光线的亮度低，影响效果。本实施例采用的光助剂粒径为2-10μm，可以兼顾透光率和雾度，晕光效果好。

所述光助剂为聚甲基三乙氧基硅烷和聚苯基三乙氧基硅烷同时使用时，质量比为2-3:1。进一步优选的，二者同时使用时，二者的粒径之差≥4μm。小粒径组份可以填充大粒径组份之间的间隙，能够提升产品的雾度，对于光的扩散会更加有利。

本实施例所述的聚甲基三乙氧基硅烷、聚苯基三乙氧基硅烷均为高分子聚合物，聚合物的分子量10000-15000。若分子量太小，添加到PC中制得的材料方案透光率过大，雾度过小，材料无法将光均匀散开；若分子量太大，添加到PC中制得的材料方案透光率过小、雾度过大，光强损失严重，光线的亮度低，影响效果，本实施例采用的光助剂的分子量为10000-15000，可以兼顾透光率和雾度，晕光效果好。

本实施例所述的晕光材料的制备方法，步骤为：

1)按比例称取原料，将PC树脂在75℃条件下干燥3-4h；将光助剂、相容剂与PC树脂在高速混合机中混合均匀，搅拌速度为3000-4000r/min，由于高速搅拌扩散，光助剂可以均匀的在PC基材中分散，从而保证光分散更均匀。

2)混合后的材料通过螺杆挤出机挤出造粒得到光扩散材料。螺杆长径比为37-45。其中一区温度：175-185℃，二区温度：185-195℃，三区温度：205-215℃，四区温度：215-225℃，五区温度：205-215℃，六区温度：195-205℃，螺杆的转速320r/min。

利用上述晕光材料制备的电子导光设备，具有均匀的晕光效果，电子导光设备内部的其他部件或者灯光不会透出，保证了良好的产品外观。

实施例1-3

以表1中的配方比例，制备晕光材料，制备方法是将PC树脂在75℃条件下干燥3h；将光助剂、相容剂与PC树脂在高速混合机中混合均匀，搅拌速度为3500r/min。混合后的材料通过螺杆挤出机挤出造粒得到光扩散材料。螺杆长径比为40，其中一区温度：175-185℃，二区温度：185-195℃，三区温度：205-215℃，四区温度：215-225℃，五区温度：205-215℃，六区温度：195-205℃，螺杆的转速320r/min。

其中所述聚甲基三乙氧基硅烷的粒径为5μm，分子量为12000，并对晕光材料的透光率、雾度和外观进行测试和观察，结果如表1所示。

透光率是指透过透明或半透明体的光通量与其射入的光通量的百分率。雾度是指偏离入射光2.5°角以上的透射光强占总透射光强的百分数，雾度越大表示光泽以及透明度下降。透光率和雾度是通过WGT-S透光率/雾度测定仪测定。

表1实施例1-3的配方比例和对应的性能测试结果

实施例4-6

以表2中的配方比例，制备晕光材料，制备方法同实施例1，其中所述聚苯基三乙氧基硅烷的粒径为8μm，分子量为12000，并对晕光材料的透光率、雾度和外观进行测试和观察，结果如表2所示。

表2实施例4-6的配方比例和对应的性能测试结果

实施例7-9

以表3中的配方比例，制备晕光材料，制备方法同实施例1，其中所述聚甲基三乙氧基硅烷的粒径为2μm，聚苯基三乙氧基硅烷的粒径为10μm，分子量为12000，并对晕光材料的透光率、雾度和外观进行测试和观察，结果如表3所示。

表3实施例4-6的配方比例和对应的性能测试结果

对比例1-4

以表4中的配方比例，以常规的聚甲基丙烯酸甲酯和PC材料结合，替代本申请的光助剂，制备晕光材料，并对晕光材料的透光率、雾度和外观进行测试和观察，结果如表4所示。

表4实施例的配方比例和对应的性能测试结果

实施例10-12

以表5中的配方比例，制备晕光材料，制备方法同实施例1，其中所述聚苯基三乙氧基硅烷的粒径为6μm，并对晕光材料的透光率、雾度和外观进行测试和观察，结果如表5所示。

表5实施例10-12的配方比例和对应的性能测试结果

实施例13-15

以表6中的配方比例，制备晕光材料，制备方法同实施例1，其中所述聚甲基三乙氧基硅烷和聚苯基三乙氧基硅烷的分子量均为14000，并对晕光材料的透光率、雾度和外观进行测试和观察，结果如表6所示。

表6实施例13-15的配方比例和对应的性能测试结果

结合表1-4的数据可知，常规的聚甲基丙烯酸甲酯和PC材料结合制备的晕光材料的透光率为43％-56％，雾度为76％-85％，而采用本申请的光助剂与PC材料结合，制备的晕光材料的透光率为54％-75％，雾度为89％-93％，与对比例1-4相比，透光率有所提高，雾度提高更为明显，更适合于面发光的装饰需求。由表5可知，若分子量太小，添加到PC中制得的材料方案透光率过大，雾度过小，材料无法将光均匀散开；若分子量太大，添加到PC中制得的材料方案透光率过小、雾度过大，光强损失严重，光线的亮度低，影响效果。由表6可知聚甲基三乙氧基硅烷和聚苯基三乙氧基硅烷按照大小粒径混合使用，比单一的光助剂，其透光率和雾度均有所提升，材料的晕光效果更优。二者粒径之差越大，小粒径组份可以填充大粒径组份之间的间隙，能够提升产品的雾度，对于光的扩散会更加有利。

本实施例通过添加低折射率的具有特定粒径和分子量的光助剂，改变光路，光线横向传递，增大透光面积，减小光衰，增大雾度，使材料整体外观不透明，可以有效的隐藏点状LED光源。

以上实施例仅是本发明若干种优选实施方式中的几种，应当指出，本发明不限于上述实施例；对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述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；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。