一种单面微结构阵列玻璃导光板的制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种单面微结构阵列玻璃导光板的制备工艺，其特征在于，采用甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈和聚乙烯醇作为原料，并通过悬浮聚合法制备PMMA聚合物，然后通过射出成型工艺制备玻璃导光板，采用控制变量法对甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合工艺进行了优化，目的是在保证实验或合成成功的基础上，获取更高的产率和品质优良的聚甲基丙烯酸甲酯，采用射出成型的工艺，导光板与微结构在射出成型中同步完成，能制备高透光性能的单面微结构阵列玻璃导光板，成本较低、操作方便、加工快捷，简化了现有技术的工艺，适宜推广。
【专利说明】
一种单面微结构阵列玻璃导光板的制备工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及玻璃导光板制备技术领域，具体涉及一种单面微结构阵列玻璃导光板 的制备工艺。
【背景技术】
[0002] 导光板（lightguideplate)是利用光学级的亚克力/PC板材，然后用具有极高反射 率且不吸光的高科技材料，在光学级的亚克力板材底面用UV网版印刷技术印上导光点。利 用光学级亚克力板材吸取从灯发出来的光在光学级亚克力板材表面的停留，当光线射到各 个导光点时，反射光会往各个角度扩散，然后破坏反射条件由导光板正面射出。通过各种疏 密、大小不一的导光点，可使导光板均匀发光。反射片的用途在于将底面露出的光反射回导 光板中，用来提高光的使用效率;同等面积发光亮度情况下，发光效率高，功耗低。单面微结 构阵列导光板一般采用押出成型的制作工艺。
[0003] 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，俗称有机玻璃，它以无毒环保、价格便宜、光学性能优 异而著称，是聚丙烯酸类塑料中应用最广泛的一种，是迄今为止合成透明材料中质地最优 异的一种材料。又因具有良好的化学稳定性、无毒性和耐候性，被广泛应用于航空、建材、民 用制品如生产餐具，卫生洁具以及导光板制备领域等。
[0004] 在聚甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合过程中存在两大难题，一是制备过程是一个分 散-凝聚的动态平衡体系，当达到中等单体转化率时，单体液滴的粘性增大，凝聚倾向增强， 容易发生凝聚，导致实验或者合成失败，在工业生产中甚至酿成事故，是悬浮聚合的危险 期;二是如何获得均匀的颗粒尺寸分布，原料的性能直接影响玻璃导光板的性能。
【发明内容】
[0005] 针对以上问题，本发明提供了一种单面微结构阵列玻璃导光板的制备工艺，采用 控制变量法对甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合工艺进行了优化，目的是在保证实验或合成成功 的基础上，获取更高的产率和品质优良的聚甲基丙烯酸甲酯，采用射出成型的工艺，导光板 与微结构在射出成型中同步完成，能制备高透光性能的单面微结构阵列玻璃导光板，成本 较低、操作方便、加工快捷，简化了现有技术的工艺，适宜推广，可以有效解决【背景技术】中的 问题。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种单面微结构阵列玻璃导光 板的制备工艺，采用甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈和聚乙烯醇作为原料，并通过悬浮聚合 法制备PMMA聚合物，然后通过射出成型工艺制备玻璃导光板。
[0007] 作为本发明一种优选的技术方案，PMMA聚合物的制备步骤如下： (la) 原料的预处理:对甲基丙烯酸甲酯进行蒸馏，配制浓度为5-6%的聚乙烯醇水溶 液，配制BP0的聚甲基丙烯酸甲酯溶液； (lb) 加料:首先在三颈瓶中加入质量分数为5-6 %的聚乙烯醇水溶液12mL，再加入40-50mL蒸馏水，进行边搅拌变升温，观察聚乙烯醇的溶解情况;等聚乙烯醇全部溶解后，加入 溶有BPO的聚甲基丙烯酸甲酯溶液10-15mL，并用20-30mL蒸馏水洗涤盛放聚甲基丙烯酸甲 酯的容器，全部倾入三颈瓶中； (lc) 加热反应:加热升温到70-82°C，加热30-40min，并调节搅拌速度，使液滴的大小为 半个米粒至一个米粒，保持搅拌速度恒定，升温至75-77°C，加热90-100min;再用滴管吸取 少量的珠状物，在水中冷却后看是否变硬，如果变硬可以适当的调高温度使其硬化速度加 快，如果不硬继续让其反应同时并减慢搅拌速度，使单体反应完全;经试验变硬后，继续升 温至80-90 °C，在缓慢搅拌下反应持续30-40min，直至反应结束； (ld) 聚合物与溶剂的分离：用水冷却，然后将产物转移至烧杯，用温温度为40-45°C的 蒸馏水洗涤烧瓶，全部转移至烧杯，然后抽滤，并用冷蒸馏水进行洗涤聚合物3-5次； (1 e)烘干:将抽滤后的聚合物放入烘箱中进行烘干，烘干温度为60-70°C，烘干时间为 60_70min〇
[0008] 作为本发明一种优选的技术方案，射出成型工艺包括如下步骤： (2a)装料:将烘干的到的聚合物装入模具的料筒； (2b)闭合射出模； (2c)射出冲模保压:在模具中熔体冷却收缩时，继续保持施压状态迫使浇口附近的熔 料不断补充入模具中，使型腔的塑料能成型出形状完整而致密的塑件； (2d)冷却定型:冷却温度为60-70 °C; (2e)开启射出模； (2f)脱模卸料。
[0009] 作为本发明一种优选的技术方案，在步骤(2a)中，该聚合物注入该模具中前，将该 模具抽真空；以及在注入该模具中后，将该模具破真空。
[0010] 作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤(2b)中，料筒的温度设定如下： 第一段172~178°C，第二段177~183°C，第三段167~173°C ; 作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤(2a)中，射出成型机的参数设定如下:冷却 时间：7~9秒； 注射时间：1~3秒； 注射压力:85~95bar; 注射速度：15~20cm/s; 材料收缩率:〇.8~1.0% ; 脱模斜度:30~34分。
[0011] 作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤(lb)中搅拌升温的最高升温为60°C。
[0012] 作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤(lb)中搅拌的速度为250-270r/min。 [0013]本发明的有益效果： 本发明采用控制变量法对甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合工艺进行了优化，目的是在保证 实验或合成成功的基础上，获取更高的产率和品质优良的聚甲基丙烯酸甲酯，采用射出成 型的工艺，导光板与微结构在射出成型中同步完成，能制备高透光性能的单面微结构阵列 玻璃导光板，成本较低、操作方便、加工快捷，简化了现有技术的工艺，适宜推广。
【具体实施方式】
[0014] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于 限定本发明。
[0015] 实施例1: 一种单面微结构阵列玻璃导光板的制备工艺，采用甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈和 聚乙烯醇作为原料，并通过悬浮聚合法制备PMMA聚合物，然后通过射出成型工艺制备玻璃 导光板。
[0016] 作为本发明一种优选的技术方案，PMMA聚合物的制备步骤如下： (la) 原料的预处理:对甲基丙烯酸甲酯进行蒸馏，配制浓度为5-6%的聚乙烯醇水溶 液，配制BP0的聚甲基丙烯酸甲酯溶液； (lb) 加料:首先在三颈瓶中加入质量分数为5%的聚乙烯醇水溶液12mL，再加入40mL蒸 馏水，进行边搅拌变升温，观察聚乙烯醇的溶解情况;等聚乙烯醇全部溶解后，加入溶有BP0 的聚甲基丙烯酸甲酯溶液10mL，并用20mL蒸馏水洗涤盛放聚甲基丙烯酸甲酯的容器，全部 倾入三颈瓶中； (lc) 加热反应:加热升温到70 °C，加热30min，并调节搅拌速度，使液滴的大小为半个米 粒至一个米粒，保持搅拌速度恒定，升温至75°C，加热90-100min;再用滴管吸取少量的珠状 物，在水中冷却后看是否变硬，如果变硬可以适当的调高温度使其硬化速度加快，如果不硬 继续让其反应同时并减慢搅拌速度，使单体反应完全;经试验变硬后，继续升温至80°C，在 缓慢搅拌下反应持续30min，直至反应结束； (ld) 聚合物与溶剂的分离:用水冷却，然后将产物转移至烧杯，用温温度为40°C的蒸馏 水洗涤烧瓶，全部转移至烧杯，然后抽滤，并用冷蒸馏水进行洗涤聚合物3次； (1 e)烘干：将抽滤后的聚合物放入烘箱中进行烘干，烘干温度为60 °C，烘干时间为 60min〇
[0017]射出成型工艺包括如下步骤： (2a)装料:将烘干的到的聚合物装入模具的料筒； (2b)闭合射出模； (2c)射出冲模保压:在模具中熔体冷却收缩时，继续保持施压状态迫使浇口附近的熔 料不断补充入模具中，使型腔的塑料能成型出形状完整而致密的塑件； (2d)冷却定型:冷却温度为60 °C; (2e)开启射出模； (2f)脱模卸料。
[0018]在步骤(2a)中，该聚合物注入该模具中前，将该模具抽真空；以及在注入该模具中 后，将该t吴具破真空。
[0019]在步骤(2b)中，料筒的温度设定如下： 第一段172°C，第二段177°C，第三段167°C ; 在步骤(2a)中，射出成型机的参数设定如下:冷却时间:7秒； 注射时间：1秒； 注射压力:85bar; 注射速度:15cm/s; 材料收缩率:〇.8%; 脱模斜度:30分。
[0020]在步骤(lb)中搅拌升温的最高升温为60°C。
[0021] 在步骤(lb)中搅拌的速度为250r/min。
[0022] 实施例2 一种单面微结构阵列玻璃导光板的制备工艺，采用甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈和 聚乙烯醇作为原料，并通过悬浮聚合法制备PMMA聚合物，然后通过射出成型工艺制备玻璃 导光板。
[0023]作为本发明一种优选的技术方案，PMMA聚合物的制备步骤如下： (la) 原料的预处理:对甲基丙烯酸甲酯进行蒸馏，配制浓度为6%的聚乙烯醇水溶液， 配制BP0的聚甲基丙烯酸甲酯溶液； (lb) 加料:首先在三颈瓶中加入质量分数为6 %的聚乙烯醇水溶液12mL，再加入50mL蒸 馏水，进行边搅拌变升温，观察聚乙烯醇的溶解情况;等聚乙烯醇全部溶解后，加入溶有BP0 的聚甲基丙烯酸甲酯溶液15mL，并用30mL蒸馏水洗涤盛放聚甲基丙烯酸甲酯的容器，全部 倾入三颈瓶中； (lc) 加热反应:加热升温到82°C，加热40min，并调节搅拌速度，使液滴的大小为半个米 粒至一个米粒，保持搅拌速度恒定，升温至77°C，加热lOOmin;再用滴管吸取少量的珠状物， 在水中冷却后看是否变硬，如果变硬可以适当的调高温度使其硬化速度加快，如果不硬继 续让其反应同时并减慢搅拌速度，使单体反应完全;经试验变硬后，继续升温至90°C，在缓 慢搅拌下反应持续40min，直至反应结束； (ld) 聚合物与溶剂的分离:用水冷却，然后将产物转移至烧杯，用温温度为45°C的蒸馏 水洗涤烧瓶，全部转移至烧杯，然后抽滤，并用冷蒸馏水进行洗涤聚合物5次； (1 e)烘干：将抽滤后的聚合物放入烘箱中进行烘干，烘干温度为70 °C，烘干时间为 70min〇
[0024]射出成型工艺包括如下步骤： (2a)装料:将烘干的到的聚合物装入模具的料筒； (2b)闭合射出模； (2c)射出冲模保压:在模具中熔体冷却收缩时，继续保持施压状态迫使浇口附近的熔 料不断补充入模具中，使型腔的塑料能成型出形状完整而致密的塑件； (2d)冷却定型:冷却温度为70 °C; (2e)开启射出模； (2f)脱模卸料。
[0025]在步骤(2a)中，该聚合物注入该模具中前，将该模具抽真空；以及在注入该模具中 后，将该t吴具破真空。
[0026]在步骤(2b)中，料筒的温度设定如下： 第一段178°C，第二段183°C，第三段173°C ; 在步骤(2a)中，射出成型机的参数设定如下:冷却时间:9秒； 注射时间:3秒； 注射压力:95bar; 注射速度:20cm/S; 材料收缩率:1.0%; 脱模斜度:34分。
[0027]在步骤(lb)中搅拌升温的最高升温为60°C。
[0028] 在步骤(lb)中搅拌的速度为270r/min。
[0029] 上述实施例1至实施例3的性能测试结果如下:_
基于上述，本发明采用控制变量法对甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合工艺进行了优化，目 的是在保证实验或合成成功的基础上，获取更高的产率和品质优良的聚甲基丙烯酸甲酯， 采用射出成型的工艺，导光板与微结构在射出成型中同步完成，能制备高透光性能的单面 微结构阵列玻璃导光板，成本较低、操作方便、加工快捷，简化了现有技术的工艺，适宜推 广。
[0030] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种单面微结构阵列玻璃导光板的制备工艺，其特征在于，采用甲基丙烯酸甲酯、偶 氮二异丁腈和聚乙烯醇作为原料，并通过悬浮聚合法制备PMMA聚合物，然后通过射出成型 工艺制备玻璃导光板。2. 根据权利要求1所述的一种单面微结构阵列玻璃导光板的制备工艺，其特征在于， PMM聚合物的制备步骤如下： (la) 原料的预处理：对甲基丙烯酸甲酯进行蒸馏，配制浓度为5-6%的聚乙烯醇水溶 液，配制BPO的聚甲基丙烯酸甲酯溶液； (lb) 加料:首先在三颈瓶中加入质量分数为5-6%的聚乙烯醇水溶液12mL，再加入40-50mL蒸馏水，进行边搅拌变升温，观察聚乙烯醇的溶解情况;等聚乙烯醇全部溶解后，加入 溶有BPO的聚甲基丙烯酸甲酯溶液10_15mL，并用20-30mL蒸馏水洗涤盛放聚甲基丙烯酸甲 酯的容器，全部倾入三颈瓶中； (lc) 加热反应:加热升温到70-82°C，加热30-40min，并调节搅拌速度，使液滴的大小为 半个米粒至一个米粒，保持搅拌速度恒定，升温至75-77°C，加热90-100min;再用滴管吸取 少量的珠状物，在水中冷却后看是否变硬，如果变硬可以适当的调高温度使其硬化速度加 快，如果不硬继续让其反应同时并减慢搅拌速度，使单体反应完全;经试验变硬后，继续升 温至80-90 °C，在缓慢搅拌下反应持续30-40min，直至反应结束； (ld) 聚合物与溶剂的分离：用水冷却，然后将产物转移至烧杯，用温温度为40-45Γ的 蒸馏水洗涤烧瓶，全部转移至烧杯，然后抽滤，并用冷蒸馏水进行洗涤聚合物3-5次； (le) 烘干:将抽滤后的聚合物放入烘箱中进行烘干，烘干温度为60-70°C，烘干时间为 60_70min〇3. 根据权利要求1所述的一种单面微结构阵列玻璃导光板的制备工艺，其特征在于，射 出成型工艺包括如下步骤： (2a)装料:将烘干的到的聚合物装入模具的料筒； (2b)闭合射出模； (2c)射出冲模保压:在模具中熔体冷却收缩时，继续保持施压状态迫使浇口附近的熔 料不断补充入模具中，使型腔的塑料能成型出形状完整而致密的塑件； (2d)冷却定型:冷却温度为60-70 °C; (2e)开启射出模； (2f)脱模卸料。4. 根据权利要求3所述的一种单面微结构阵列玻璃导光板的制备工艺，其特征在于，在 步骤(2a)中，该聚合物注入该模具中前，将该模具抽真空；以及在注入该模具中后，将该模 具破真空。5. 根据权利要求3所述的一种单面微结构阵列玻璃导光板的制备工艺，其特征在于，所 述步骤(2a)中，料筒的温度设定如下： 第一段172~178°C，第二段177~183°C，第三段167~173°C · 根据权利要求3所述的一种高强节能环保型减水剂，其特征在于，所述步骤(2a)中，射 出成型机的参数设定如下:冷却时间：7~9秒； 注射时间：1~3秒； 注射压力:85~95bar; 注射速度：15~20cm/s; 材料收缩率:0.8~1.0%; 脱模斜度:30~34分。6. 根据权利要求2所述的一种单面微结构阵列玻璃导光板的制备工艺，其特征在于，所 述步骤(Ib)中搅拌升温的最高升温为60°C。7. 根据权利要求2所述的一种单面微结构阵列玻璃导光板的制备工艺，其特征在于，所 述步骤(Ib)中搅拌的速度为250-270r/min。
【文档编号】G02B6/00GK105891935SQ201610311211
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】李爱冰
【申请人】李爱冰