光扩散粉,光彩颜料厂,给你最优惠的价钱
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公司名称:惠州市光彩颜料厂
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光扩散剂到底是什么?光扩散剂的用途有哪些?
LED光扩散剂及其光扩散材料是比较新型的项目。LED之PC灯管,PC灯罩,PMMA(压克力)灯管灯罩,LED灌封胶等透明光扩散光学材料,也是目前比较时新的。这里我对一些光扩散剂的微观结构、光扩散剂应用范围、光扩散剂产品特性以及光扩散材料描述参数、光扩散材料的衡量标准进行简单的阐述,以供有兴趣者交流。之前的博文中也有说到,在这里我将系统编辑一下,以便与从事光扩散材料行业的技工人员更好的交流,提高。
我们从下面几个方面去认识LED光扩散剂:
一.光扩散剂到底是什么?
二.光扩散剂的分类?
三.光扩散剂微观结构到底是什么样子?
四.光扩散剂的粒径范围,粒径分布?
五.为什么有的光学材料会用到光扩散剂?用了光扩散剂会产生什么效果?
六.光扩散剂为什么会对透明材料有光扩散效果(光扩散原理)?
七.不同材质的光学材料(PC,PMMA,PS,灌封胶)应用匹配的光扩散剂选择?
八.用在PC光学材料中4支光扩散剂比较?
九.用在PMMA(压克力)材料中的光扩散剂比较?
十.用在LED环氧灌封胶,硅胶灌封胶中LED光扩散剂的比较?
十一.PC灯管灯罩的防火要求(PC灯罩用无卤透明阻燃剂)?
光扩散功能塑料在LED照明电器中的应用
与传统照明电器相比,LED照明电器具有节能、环保、长寿命、免维护和易控制等优势,被认为是21世纪最具发展前景的高技术领域之一,而功能塑料以其特有的优点推动着LED照明技术的快速发展。本文简要介绍了光扩散功能塑料在LED照明电器中的应用。
半导体照明(即发光二极管(Lighting EmittingDiode),以下简称“LED”)是一种新型高效固体光源,与传统的照明灯具相比,它的耗电量仅为白炽灯的1/10,同时其光谱中没有紫外线和红外线,且不含有节能灯中的重金属汞,长达6万~10万小时的使用寿命是白炽灯寿命的100倍。鉴于其节能、环保、长寿命、免维护和易控制等特点,LED照明电器被公认为21世纪最具发展前景的高技术领域之一。
功能塑料以质轻、环保和易加工等塑料特有的优势,推动着LED照明技术的快速发展。在通用照明领域中,如家用照明、商业照明和道路照明等,高透光性的光扩散树脂材料和导热工程塑料在透光灯罩和LED散热方面发挥着特有的作用。功能塑料的应用,不仅减少了LED的生产能耗,而且降低了LED照明灯具的成本,从而促进了LED照明电器在人们生活中的应用推广。
LED照明透光罩的基本要求
由于LED单位面积的发光强度过高,在直视LED光源时会十分刺眼、产生眩光,给人带来非常不适的感觉。鉴于此,一般来说,LED照明电器都需要一个透光罩,强光通过透光罩产生散射,使光线更柔和、更均匀的向空间发散,这样既保护人的眼睛,也使LED灯更能满足其使用功能。对于LED照明透光罩来说,它需要满足以下几个条件:首先要具有很高的透光率,使光线能最大限度地发散出去;具有高扩散的特征,无眩光、无光影,不能看到LED灯珠;作为电器产品,它还需具有阻燃防火的特性;此外,还需具有较高的冲击韧性,以防止跌落时摔碎。这些要求使得LED照明透光罩成为目前光扩散功能塑料应用最为成功的一个领域。
LED塑料透光罩的典型特征
1.比重小、韧性好。与白炽灯和荧光灯相比,LED光源不再发射红外线和紫外线,因此无需使用耐热性较高的玻璃制品。另一方面,如采用磨砂玻璃将LED光源进行扩散,势必会增加玻璃的厚度,这与采用同样厚度的塑料相比,重量会增加4倍之多,而且玻璃太脆,存在跌落摔碎的风险。因此,LED透光罩更倾向于采用塑料制作,以防止被摔坏。目前,用作LED透光罩的塑料主要有PS(聚苯乙烯)、PMMA(聚甲基丙稀酸甲酯)和PC(聚碳酸酯)等高透光率的树脂,其中PC材料以其高透明、高韧性和高阻燃等优异的综合性能应用最广。
2.透光率高、散射效果好。透光罩要具有高透光,高扩散的特性。通用透明塑料的透光率都在90%以上,如PMMA的透光率为93%,PC的透光率为90%,PS的透光率为91%,但是反映材料光扩散能力的关键指标——雾度却都很低。一般来说,透光率和雾度是两个相互矛盾的材料指标,雾度越高,透光率就越低,而光扩散材料需要在两者之间找到一个平衡。对于LED灯罩来说,既要有高透光率,同时还要有高雾度,因此必须对材料进行相应的外观设计或者内在改性才能满足这些条件。
透明塑料提高光扩散性的方法
1.外观设计改善透光率和雾度。对材料进行表面处理,如对表面进行磨砂处理、将成型模具做成磨砂或棱格状态、将挤出模头设计成瓦楞状,或是将压延辊表面做成喷砂效果。这样,成型出来的塑料制品表面就会形成相应的结构形态,光线在经过这些复杂凸凹的表面后会发生一系列的反射和折射,从而达到光线的散射效果。LED照明由高强度的点光源发光,仅依靠灯罩表面的形态改变产生的散射效果,还不足以满足实际使用的要求。特别是瓦楞和格栅结构,无法避免由于灯罩厚薄不均而导致各个方位的光通量不均,会产生非常明显的光影现象。如图1所示,不同的光扩散方法以及产生的光扩散效果差异比较大。
透明PMMA添加色粉,能看到灯珠
透明PC加棱筋,隐约能看到灯珠,有光影
透明PC磨砂,扩散不均匀
光扩散改性PC,光线柔和,高透光,无眩光
图1 提高透明塑料光扩散方法及光扩散效果对比
2.树脂本体改性提高透光率和雾度。利用材料折射率的不同,光线通过非均相材料相界面时会发生反射和折射,当分散相的粒度与可见光波长相当时,材料就会因为发生散射现象而同时具有高透光性和高雾度。要达到这一目的,一般实施方法为物理共混:将透明的基体树脂材料与散射体粒子共混。另一种实施方法为化学共混:利用折光率有一定差异、相容性不太好的两种聚合物进行原位共聚,在整个材料内部形成微相分离状态,通过将分散相的粒径控制在一个适当的范围,这样合成的树脂自身便具备了高透光和高雾度的特性。
目前比较成熟的技术还是树脂的物理共混改性。传统方法采用诸如BaSO4、SiO2等无机物作为扩散剂,由于矿物的分散问题,在树脂中易形成不透光的团聚相,因此会降低产品整体的透光率。为了避免这种现象发生,现在大多采用有机体作为光扩散剂,如苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂球型微珠等,由于这类扩散剂自身是透明的,即使发生部分团聚,也不会对透光率产生过大的影响。在这些透明、直径为2~15um的微球体中,光线经过了无数次的折射后才透射出去,反复地折射让强烈的光线均匀地分散开来,使LED的点光源变成面光源,且光线变得很柔和,从而在视觉上给人以舒适感。
由于光扩散改性树脂是从树脂本体上改善光散射,因此产品的厚度与透光率、雾度有很大的相关性。表1是浙江俊尔新材料有限公司开发的不同厚度的光散射PC的透光率和雾度数据。从表1中可以看出,树脂越厚,透光率越低,雾度越高。在设计LED产品时,根据LED灯的光效要求,从灯罩厚度方面进行调整,就可以解决透光率和雾度的问题,而无需担心光圈、阴影等扩散不均匀的问题。
近年来,随着国内LED照明产业的兴起,LED灯罩/灯管对光扩散材料的需求也越来越大,而目前高效的光扩散树脂材料基本是从日本、美国等国外大公司进口,这是造成国内LED照明灯具成本较高的一个因素,在一定程度上制约了其市场应用的推广。但是,随着中国塑料改性技术的不断发展,高品质的光扩散树脂材料已经开发成功并得到了初步应用,相信经过改性塑料行业的不懈努力,高性价比的光扩散材料必然会加速中国LED照明事业的发展。