一种宽色域的柔光板及其制备方法与流程

1.本发明涉及照明技术领域，尤其涉及一种宽色域的柔光板及其制备方法。


背景技术：

2.柔光板具有使光线柔和，降低反差的作用，灯具中常将灯罩作为柔光板。led灯具通常采用单一色温的光源，家用灯具只需使用具有良好的透光性和机械强度的灯罩即可。而摄影灯使用场景与家用灯具不同，摄影摄像时对拍摄场景的配光要求很高，场景配光需与操控台设置的色温值一致，这要求摄影摄像用led灯具出光色温准确。目前摄影灯使用的亚克力板灯罩对不同波长光源吸收能力不同，当色温变化时因r/g/b配比不同，造成色温偏差大且为非线性变化。具体来说在使用摄影灯模拟太阳光时，宽色温设置值范围为1700k-10000k，但当操控台设置1700k，摄影灯实际出光约1800k；设置5600k时，实际出光约5800k；设置10000k时，实际出光约12000k，高色温时出现严重色温偏差，无法满足场景智能化控制。
3.例如，在中国专利文献上公开的公告号为cn104280796a的“一种ps漫反射型led光扩散板及其制作方法”，其成分组成为：光学级gpps粒子95％，有机硅粒子3％，二氧化钛2％。该led光扩散板使用二氧化钛作为光扩散剂，二氧化钛对红光吸收能力强，对红光有1-3％的吸收率，当设置色温为1700k时，因r(红光)占比高，约为40％，此时实际出光色温偏差小；当设置色温为10000k时，因r占比低，占比约为13％，会造成实际出光色温偏差高。


技术实现要素：

4.本发明为了克服现有技术下柔光板对led灯出光的色温影响较大，尤其在高色温时会导致实际出光色温偏差严重的问题，提供一种宽色域的柔光板，该柔光板可满足模拟太阳光的宽色温led灯具出光色温准确的要求，使led灯出光面透光率和光转化效率高，出光柔和、色温偏差小并且光线均匀，本发明还提供了一种宽色域的柔光板的制备方法，该方法保证了柔光板的强度，并有效消除了柔光板的内应力，避免波纹图案效应，良品率高。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种宽色域的柔光板，包括如下重量份的组分：甲基丙烯酸甲酯单体100份、光扩散剂0.1-5份、光稳定剂0-1份、抗氧剂0.1-0.5份、热稳定剂0.5-2份和引发剂0.5-2份。
6.亚克力板具有光学透明性、耐候性、机械强度、电性能、耐化学药品性和绝缘性能良好，燃烧速度慢且燃烧时不产生火花等优点，本发明选用亚克力作为柔光板的基底材料，通过添加光分散剂使其具备柔光的效果，还通过添加其余组分进一步提高柔光板的耐热性。
7.作为优选，所述光扩散剂为丙烯酸树脂型光扩散剂。
8.丙烯酸树脂型光扩散剂在亚克力材料中分散性好，且扩散效率高，透光性与匀光性更平衡。
9.作为优选，所述丙烯酸树脂型光扩散剂为甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙
酯和甲基丙烯酸三甲基硅酯的共聚物，其中甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯和甲基丙烯酸三甲基硅酯的质量比为100：(25-50)：(5-20)。
10.甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯和甲基丙烯酸三甲基硅酯之间可以形成交联网络，光分散性良好，同时该丙烯酸树脂型光扩散剂的耐热性好，还有利于提高柔光板的热稳定性。
11.作为优选，所述甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯和甲基丙烯酸三甲基硅酯的共聚物的制备过程为将甲基丙烯酸乙酯单体、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯单体和甲基丙烯酸三甲基硅酯单体溶于溶剂中，再加入甲基丙烯酸乙酯单体的质量0.5-2％的偶氮二异丁腈，加热至75-100℃搅拌反应时间5-12h，去除溶剂后即得。
12.作为优选，所述引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化二甲苯酰。
13.作为优选，所述光稳定剂为uv-326、uv-327或uv-531。
14.作为优选，所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010或抗氧剂702，所述热稳定剂为有机锡类热稳定剂和金属皂类热稳定剂中的一种或几种。
15.一种宽色域的柔光板的制备方法，包括如下步骤：(1)将甲基丙烯酸甲酯单体加热至85-95℃预聚合10-30min；(2)向预聚合后的甲基丙烯酸甲酯单体加入丙烯酸树脂型光扩散剂、光稳定剂、抗氧剂、热稳定剂和引发剂后加热至125-135℃并搅拌得到混合物；(3)将混合物转移至模具中，冷却脱模即得宽色域的柔光板。
16.该制备方法是步骤(2)中搅拌得到混合物后需快速转移至模具以避免光分散剂从混合物中沉淀出来。
17.作为优选，所述步骤(2)中搅拌过程使用非剪切型搅拌器，搅拌转速为300-350r/min。
18.该制备方法中搅拌器对混合物的剪切力应尽可能小，避免光分散剂析出，导致柔光板中光分散剂分布不均匀，进而导致透光不均匀。
19.作为优选，所述步骤(3)中混合物经300-400目滤网过滤后转移至模具中。
20.过滤可除去混合物中的气泡以及不需要的颗粒，避免影响柔光板的柔光效果。
21.作为优选，所述步骤(3)的转移过程为将一块平板与模具呈30-60
°
放置，将混合物倾倒在平板上通过平板流入模具中。
22.该转移方法可以减少混合物流入模具时的压力，避免产生波纹图案效应，使柔光板表面平整，并且可有效消除内应力。
23.作为优选，所述步骤(3)的冷却过程为冷却至90-100℃保温2-3h，再冷却至50-60℃保温2-3h，最后冷却至室温保持2-3h。
24.梯度冷却可有效消除内应力，从而提高柔光板的机械强度。
25.因此，本发明具有如下有益效果：(1)透光率高，可使光线柔和并均匀分散；(2)对宽色域的光线，尤其是色温在1700k-10000k范围内，造成的色温偏差小，可以确保模拟太阳光光谱，满足摄影摄像时对拍摄场景的精准配光要求。
具体实施方式
26.下面结合具体实施方法对本发明做进一步的描述。
27.下述具体实施方法中，使用的反应釜中搅拌装置为气泵驱动的折叶圆盘涡轮式搅拌桨，搅拌桨由气泵驱动。
28.实施例1一种宽色域的柔光板，其厚度为2.5mm，组分如下：甲基丙烯酸甲酯单体100份、丙烯酸树脂型光扩散剂3份、uv-326 0.5份、抗氧剂1076 0.3份、二月桂酸二乙基锡0.5份和偶氮二异丁腈0.5份；其中丙烯酸树脂型光扩散剂由如下步骤制备得到：a、将1000份水与2份乳化剂(genapol pf 80)混合得到溶剂；b、将100份甲基丙烯酸乙酯、30份甲基丙烯酸-2-羟基乙酯和20份甲基丙烯酸三甲基硅酯混合后向溶剂加入，搅拌后加入1份偶氮二异丁腈，搅拌加热至95℃反应5h；c、过滤得到微球，将微球干燥即可；该柔光板由如下步骤制备得到：(1)将甲基丙烯酸甲酯单体加入反应釜中加热至85℃预聚合20min；(2)将反应釜温度提升至125℃，并向反应釜加入丙烯酸树脂型光扩散剂、uv-326、抗氧剂1076、二月桂酸二乙基锡和偶氮二异丁腈，以350r/min的速度搅拌3min得到混合物；(3)将一块平板一端置于模具中，另一端向上翘起45
°
放置，使混合物通过300目的滤网过滤后通过该平板缓慢流入模具中，冷却到100℃保温2h，再冷却到60℃保温2h，最后冷却至常温，静置2h后脱模即得宽色域的柔光板。
29.实施例2一种宽色域的柔光板雾度，与实施例1的区别在于，其组分中丙烯酸树脂型光扩散剂为5份。
30.实施例3一种宽色域的柔光板，与实施例1的区别在于，丙烯酸树脂型光扩散剂由100份甲基丙烯酸乙酯、25份甲基丙烯酸-2-羟基乙酯和5份甲基丙烯酸三甲基硅酯聚合而成。
31.对比例1一种亚克力柔光板，购自宁波伸春ns-2.5(白雾)，使用的光扩散剂为二氧化钛，雾度为85％。
32.分别检测上述柔光板在不同色温下对出光色温和亮度的影响，检测过程在暗室中进行，首先选择led灯作为光源，用测试仪(spic-200光谱彩色照度测试仪，杭州远方光电股份有限公司)在光源下与光源垂直距离为530mm处检测色温和亮度；再将柔光板置于与光源垂直距离为30mm处，用测试仪检测接收到出光的色温和亮度；再调节led灯的色温，重复检测裸灯和使用柔光板后出光色温和亮度。检测过程中保持led灯光源亮度不高于额定值的80％，检测结果如表1所示。
33.表1.色温及亮度变化
34.对比裸灯和对比例1的数据可知，在led灯发出的初始灯光色温低于3407k时，对比例1制备的柔光板对通过的光的色温影响低于2％；当初始灯光色温提高至6837k后，通过对比例1柔光板的出光色温与初始灯光色温之间变化率高于5％，并随初始灯光色温的提高而进一步增大；并且无论是低色温的初始灯光还是高色温的初始灯光，在通过对比例1制备的柔光板后亮度均大幅下降。这表明使用传统无机光扩散剂二氧化钛的亚克力板在高色温时色温偏差严重，同时该亚克力板的透光性较差，对亮度影响大。而由实施例1-3的检测结果可知，随初始灯光的色温在1750-10776k范围内，柔光板出光的色温变化率均小于5％，色温绝对差值均小于500k，并且实施例1-3制得柔光板对灯光亮度影响也远远小于对比例1。这表明本发明透光度好，对灯光的色温影响小，可满足对摄影灯出光色温的精准控制。
35.使用雾度计检测实施例1-3所得柔光板的雾度，再根据《gb/t 15597.2塑料聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)模塑和挤塑材料》记载的检测方法，以实施例1-3柔光板材料以相同工艺制成试样，并检测其洛氏硬度、简支梁无缺口冲击强度、维卡软化温度，结果如表2所示。
36.表2.实施例1-3的雾度、洛氏硬度、简支梁无缺口冲击强度和维卡软化温度
检测项目雾度/％洛氏硬度/m简支梁无缺口冲击强度kj/m2维卡软化温度/℃实施例18510718105实施例28710517106
实施例385.510616105
37.由表2可知，本发明雾度高，机械强度良好，且耐热，可用于摄影摄像用led灯具的柔光板。