一种LED荧光透明聚碳酸酯光栅及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种LED荧光透明聚碳酸酯光栅及其制备方法，该方法依次执行以下步骤：筛料，备料，混料，干燥，配助剂，混合，密炼，成型，退火，刻蚀，封装；其中成型步骤中采取双螺杆挤出法将密炼所得的混合均匀的荧光聚碳酸酯在所需要的灯珠形状的磨具中直接注塑成型。本发明专利技术方法中采用直接注塑成型省去抛光处理，因此不会因抛光降低其透过率；省去现有技术中的激光切割部分，避免荧光材料在高温下失去活性，并且由于本身厚度大能够更大程度地减缓和避免荧光材料失去活性的问题，通过在荧光透明聚碳酸酯片材表面刻蚀光栅来改善LED的眩光和光分布不均匀。本发明专利技术作为一种LED荧光透明聚碳酸酯光栅及其制备方法可广泛应用于LED领域。

【技术实现步骤摘要】
一种LED荧光透明聚碳酸酯光栅及其制备方法
本专利技术涉及LED领域，尤其是一种LED荧光透明聚碳酸酯光栅及其制备方法。
技术介绍
白光LED以其效率高、功耗小、寿命长、固态节能、绿色环保等显著优点，被认为是‘绿色照明光源’，预计将成为续白炽灯、荧光灯之后的第三代照明光源，具有巨大的发展潜力。目前国内企业普遍采用大功率白光LED主要是在蓝光LED芯片上点滴荧光粉的封装方法实现白光，但在这种封装过程中荧光粉的涂敷厚度和形状难以控制，造成LED器件色温的均匀性仍不理想，甚至单颗LED的角向色温差异可大到800K，而人眼能分辨的色温差异为50～100K。另一方面，现有的LED灯珠/灯具普遍采用让LED光源直接朝照明空间(一般为地面)中发射出来，因LED直射出来的光线不均匀，对人眼刺激较大，严重影响LED灯具的照明效果，容易引起视觉疲劳甚至视力下降，这就是LED灯珠/灯具常存在的光污染——眩光问题。中国专利技术专利CN102337017A公开了一种具有LED光转换功能的聚碳酸酯组合物及其应用，其特征是将聚碳酸酯树脂、添加剂(添加剂包括：荧光粉、阻燃剂、抗氧剂、脱模剂、耐候剂)以一定比例混合，采用螺杆挤出机熔融挤出，这些助剂中没有偶联剂和分散剂，在挤出成型的过程中会导致荧光粉分散不均匀，从而导致聚碳酸酯组合物透光率下降，难以得到性能优良的光转换材料，以及长期使用后会对材料的光学性能造成不利影响。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是：提供的一种荧光片材不仅厚度均匀、表面光滑、荧光粉分布均匀，而且荧光片材表面具有特定的光栅设计，将此荧光片材封装到LED灯珠/灯具中能够有效的控制LED灯珠/灯具的色温，同时有效的解决LED灯珠/灯具眩光问题本专利技术所采用的技术方案是：一种LED荧光透明聚碳酸酯光栅制备方法，包括有以下步骤：A、筛料，用150目的实验筛选出粒径为30-90um的聚碳酸酯粉末；B、备料，按组分质量比称取荧光粉、粒径为30-90um聚碳酸酯；C、混料，将称取聚碳酸酯粉末和荧光粉置入变频行星式球磨机中混合，变频行星式球磨机转速为160-250r/min，混合时间为1-5h，得到混合料；D、干燥，将混合料放入真空恒温干燥箱干燥，干燥温度为50-120℃，干燥时间为3-20h，得到干燥的混合料，聚碳酸酯粉末的最大水分含量小于0.020％；E、配助剂，按组分质量比称取抗氧剂、光扩散剂；F、混合，将干燥的混合料和助剂混合，得到混合均匀的原料；G、密炼，将步骤F中混合均匀的原料加入到密炼机中，密炼8-20分钟，密炼温度为200-300℃，密炼机转速为20-60r/min；H、成型，采取双螺杆挤出法将密炼所得的混合均匀的荧光聚碳酸酯在所需要的灯珠形状的磨具中直接注塑成型；I、退火，将已成型的荧光透明聚碳酸酯放置于一定温度下缓慢冷却，得到硬质荧光透明聚碳酸酯；J、刻蚀，利用用激光将荧光透明聚碳酸酯上表面或下表面刻蚀成具有特殊结构的光栅，得到具有特殊光学结构的LED荧光透明聚碳酸酯片材；K、封装，将上述具有特殊光学结构的LED荧光透明聚碳酸酯片材封装到LED中得到色温可调的LED灯珠/灯具。进一步，所述步骤E中，其中抗氧剂按照实际需求在0.1％-1％范围内改变质量比，光扩散剂按照实际需求在0.5％-1％范围内改变质量比。进一步，步骤J中所述特殊结构为柱形、三角形或梯形。本专利技术所采用的另一技术方案是：根据上述方法制备的一种LED荧光透明聚碳酸酯光栅，所述荧光透明聚碳酸酯光栅包括按质量比的如下组分：进一步，所述荧光粉按质量比的组分为5％-49.5％。进一步，所述荧光粉为黄色荧光粉或红色荧光粉或黄色荧光粉和红色荧光粉的混合物。进一步，所述黄色荧光粉按质量比的组分为10％-25％。进一步，所述黄色荧光粉按质量比的组分为20％，所述红色荧光粉按质量比的组分为2％。进一步，所述光扩散剂为有机硅光扩散剂。进一步，所述聚碳酸酯的透光率不小于91.0％，所述聚碳酸酯的粉末粒径为30-90um。本专利技术的有益效果是：本专利技术方法中采用双螺杆挤出方法直接注塑成型，这样可以省去两面抛光或者至少出光面未进行抛光处理，因此不会因抛光降低其透过率；省去现有技术中的激光切割部分，避免荧光材料在高温下失去活性，并且由于本身厚度大能够更大程度地减缓和避免荧光材料失去活性的问题，通过在荧光透明聚碳酸酯片材表面刻蚀光栅来改善LED的眩光和光分布不均匀。本专利技术的另一有益效果是：本专利技术的光栅采用双螺杆挤出方法直接注塑成型，这样可以省去两面抛光或者至少出光面未进行抛光处理，因此不会因抛光降低其透过率；省去现有技术中的激光切割部分，避免荧光材料在高温下失去活性，并且由于本身厚度大能够更大程度地减缓和避免荧光材料失去活性的问题，通过在荧光透明聚碳酸酯片材表面刻蚀光栅来改善LED的眩光和光分布不均匀；同时，本专利技术的光栅可在封装过程中与环氧树脂透镜相结合，省去加工工艺。附图说明图1为本专利技术方法主步骤流程图；图2为本专利技术光栅表面结构示意图a；图3为本专利技术光栅表面结构示意图b；图4为本专利技术光栅表面结构示意图c；图5为本专利技术实例中一个荧光透明聚碳酸酯光栅封装的白光LED的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：参照图1，一种LED荧光透明聚碳酸酯光栅制备方法，包括有以下步骤：A、筛料，用150目的实验筛选出粒径为30-90um的聚碳酸酯粉末；B、备料，按组分质量比称取荧光粉、粒径为30-90um聚碳酸酯；C、混料，将称取聚碳酸酯粉末和荧光粉置入变频行星式球磨机中混合，变频行星式球磨机转速为160-250r/min，混合时间为1-5h，得到混合料；D、干燥，将混合料放入真空恒温干燥箱干燥，干燥温度为50-120℃，干燥时间为3-20h，得到干燥的混合料，聚碳酸酯粉末的最大水分含量小于0.020％；E、配助剂，按组分质量比称取抗氧剂、光扩散剂；F、混合，将干燥的混合料和助剂混合，得到混合均匀的原料；G、密炼，将步骤F中混合均匀的原料加入到密炼机中，密炼8-20分钟，密炼温度为200-300℃，密炼机转速为20-60r/min；H、成型，采取双螺杆挤出法将密炼所得的混合均匀的荧光聚碳酸酯在所需要的灯珠形状的磨具中直接注塑成型；I、退火，将已成型的荧光透明聚碳酸酯放置于一定温度下缓慢冷却，得到硬质荧光透明聚碳酸酯；J、刻蚀，利用用激光将荧光透明聚碳酸酯上表面或下表面刻蚀成具有特殊结构的光栅，得到具有特殊光学结构的LED荧光透明聚碳酸酯片材；通过在荧光透明聚碳酸酯片材表面刻蚀光栅来改善LED的眩光和光分布不均匀；K、封装，将上述具有特殊光学结构的LED荧光透明聚碳酸酯片材封装到LED中得到色温可调的LED灯珠/灯具。如图5所示，其中包括：荧光透明聚碳酸酯光栅1(上表面1a、下表面1b)、LED芯片2、电极3、环氧树脂透镜4、散热基板5、反光杯6和填充连接物7。进一步作为优选的实施方式，所述步骤E中，其中抗氧剂按照实际需求在0.1％-1％范围内改变质量比，光扩散剂按照实际需求在0.5％-1％范围内改变质量比。进一步作为优选的实施方式，步骤J中所述特殊结构为如图2所示的柱形、如图3所示的三角形或如图4所示的梯形。根据上述方法制备的一种LED荧光透明聚碳酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED荧光透明聚碳酸酯光栅制备方法，其特征在于：包括有以下步骤：A、筛料，用150目的实验筛选出粒径为30‑90um的聚碳酸酯粉末；B、备料，按组分质量比称取荧光粉、粒径为30‑90um聚碳酸酯；C、混料，将称取聚碳酸酯粉末和荧光粉置入变频行星式球磨机中混合，变频行星式球磨机转速为160‑250r/min，混合时间为1‑5h，得到混合料；D、干燥，将混合料放入真空恒温干燥箱干燥，干燥温度为50‑120℃，干燥时间为3‑20h，得到干燥的混合料，聚碳酸酯粉末的最大水分含量小于0.020%；E、配助剂，按组分质量比称取抗氧剂、光扩散剂；F、混合，将干燥的混合料和助剂混合，得到混合均匀的原料；G、密炼，将步骤F中混合均匀的原料加入到密炼机中，密炼8‑20分钟，密炼温度为200‑300℃，密炼机转速为20‑60r/min；H、成型，采取双螺杆挤出法将密炼所得的混合均匀的荧光聚碳酸酯在所需要的灯珠形状的磨具中直接注塑成型；I、退火，将已成型的荧光透明聚碳酸酯放置于一定温度下缓慢冷却，得到硬质荧光透明聚碳酸酯；J、刻蚀，利用用激光将荧光透明聚碳酸酯上表面或下表面刻蚀成具有特殊结构的光栅，得到具有特殊光学结构的LED荧光透明聚碳酸酯片材；K、封装，将上述具有特殊光学结构的LED荧光透明聚碳酸酯片材封装到LED中得到色温可调的LED灯珠/灯具。...

【技术特征摘要】
1.一种LED荧光透明聚碳酸酯光栅制备方法，其特征在于：包括有以下步骤：A、筛料，用150目的实验筛选出粒径为30-90um的聚碳酸酯粉末；B、备料，按组分质量比称取荧光粉、粒径为30-90um聚碳酸酯粉末；C、混料，将称取聚碳酸酯粉末和荧光粉置入变频行星式球磨机中混合，变频行星式球磨机转速为160-250r/min，混合时间为1-5h，得到混合料；D、干燥，将混合料放入真空恒温干燥箱干燥，干燥温度为50-120℃，干燥时间为3-20h，得到干燥的混合料，聚碳酸酯粉末的最大水分含量小于0.020%；E、配助剂，按组分质量比称取抗氧剂、光扩散剂；F、混合，将干燥的混合料和助剂混合，得到混合均匀的原料；G、密炼，将步骤F中混合均匀的原料加入到密炼机中，密炼8-20分钟，密炼温度为200-300℃，密炼机转速为20-60r/min；H、成型，采取双螺杆挤出法将密炼所得的混合均匀的荧光聚碳酸酯在所需要的灯珠形状的磨具中直接注塑成型；I、退火，将已成型的荧光透明聚碳酸酯放置于一定温度下缓慢冷却，得到硬质荧光透明聚碳酸酯；J、刻蚀，利用用激光将荧光透明聚碳酸酯上表面或下表面刻蚀成具有特殊结构的光栅，得到具有特殊光学结构的LED荧光透明聚碳酸酯片材；所述特殊结构光栅的截面结构为方形、三角形或梯形；K、封装，将上述具有特殊光学结...

【专利技术属性】
技术研发人员：何苗，张力，郑树文，宿世臣，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东;44