Faktoren, die die Eigenschaften von Silikon-Mikrokugeln als Lichtstreupartikel beeinflussen

Silicium-Mikrokugeln sind eine Art ultrafeines, kugelförmiges Pulvermaterial mit organischen und anorganischen Eigenschaften, das eine dreidimensionale Netzwerkkugelform aufweist. Es besitzt gute optische Eigenschaften, Dispergierbarkeit, Gleitfähigkeit, Hitzebeständigkeit, ein ausgezeichnetes seidiges Gefühl und mehr.

Als Lichtstreuungsmittel werden Silicium-Mikrokugeln häufig in LED-Lampenschirmen und Spritzgussmaterialien für Glühbirnen eingesetzt, um die Lichtquelle zu streuen und weiches Licht zu erzeugen. Die wichtigsten Einflussfaktoren auf die Nutzungswirkung sind wie folgt:

1. Korngröße;
2. Der Brechungsindex des Materials.
3. Materialdicke und -form; 
4. Sphärische Regelmäßigkeit usw.;

1. Partikelgröße

Unter den Bedingungen des gleichen Materialtyps und der gleichen Menge an Lichtstreuungsmittel der Silicium-Mikrokugeln gilt: Je kleiner die Partikelgröße der Silicium-Mikrokugeln ist, desto größer ist die Anzahl der Partikel, desto häufiger wird das Licht abgelenkt, desto größer ist die Streufähigkeit und desto höher ist die Trübung. Mit anderen Worten: Um die gleiche Trübung zu erzielen, kann der Anteil der Silicium-Mikrokugeln als Lichtstreuungspartikel reduziert werden, was die Kosten senken kann. Je größer jedoch die Anzahl der Lichtstreuungspartikel der Silicium-Mikrokugeln ist, desto geringer ist die Lichtdurchlässigkeit. Daher ist es notwendig, die Menge des zuzugebenden Lichtstreuungsmittels abhängig von den verschiedenen Partikelgrößen des Silicium-Lichtstreuungsmittels sowie den Veränderungen von Trübung und Lichtdurchlässigkeit zu bestimmen.

XJY Silikone kann liefern XJY-801 Polymethylsilsesquioxan (PMSQ) in verschiedenen Partikelgrößen von Silicium-Mikrokugeln für Lichtstreuanwendungen in LED-Lampenschirmen, PC-Platten, PMMA-Platten, PS-Materialien, optischen Filmen und Kunststoff-Lichtstreuprodukten. Mit kontrollierter Partikelgröße, enger Verteilung, hoher Hitzebeständigkeit und einem Brechungsindex von 1,42–1,45, hilft XJY-801, Trübung, Lichtdurchlässigkeit, Dispergierbarkeit und Oberflächenglätte auszugleichen.

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Name	Typ	Erscheinungsbild	Durchschnittliche Partikelgröße (μm)	Brechungsindex	Hitzebeständig (℃)
Polymethylsilsesquioxan	XJY-8011	Weißes Pulver, fließt frei	1	1.42-1.45	>400
	XJY-80113	Weißes Pulver, fließt frei	1.3		>400
	XJY-80116	Weißes Pulver, fließt frei	1.6		>400
	XJY-8012	Weißes Pulver, fließt frei	2		>400
	XJY-8013	Weißes Pulver, fließt frei	3		>400
	XJY-8015	Weißes Pulver, fließt frei	5		>400
	XJY-801105	Weißes Pulver, fließt frei	15		>400
	XJY-80120	Weißes Pulver, fließt frei	20		>400

2. Der Brechungsindex des Materials selbst

Trübung bezieht sich auf die Ablenkung von Licht beim Durchgang durch die Grenzfläche zweier Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes, was zu Diffusion führt. Daher gilt: Je größer der Unterschied im Brechungsindex zwischen den Materialien, desto größer der Ablenkungswinkel des Lichts nach dem Durchgang und desto höher die Effizienz der Trübungserzeugung.

Zum Beispiel beträgt der Brechungsindex von PS und PC 1,59, der Brechungsindex von PMMA 1,49 und der Brechungsindex von Silikon-Mikrokugeln 1,42~1,45. Daher ist die Anzahl der Silikon-Mikrokugeln-Lichtdiffusionsmittel, die erforderlich ist, um die gleiche Trübung von PS und PC zu erreichen, viel geringer als die von PMMA. Dies ist der Grund, warum die Menge des zugesetzten PMMA-Lichtdiffusors 2-3 Mal höher ist als die von Silikon-Mikrokugeln.

3. Materialdicke und -form

Die Lichtstreuungsmaterialien auf dem Markt gibt es hauptsächlich in zwei Formen: Lampenplatten und Glühbirnen. Die Lampenplatten werden üblicherweise in Dicken von 1 mm, 1,5 mm und 2 mm unterteilt. Obwohl die Materialien gleich sein können, sind die Menge und die Partikelgröße des benötigten Lichtstreuungsmittels aus Silikonmikrokugeln unterschiedlich.

Betrachtet man standardmäßige 2 μm Silikonmikrokugeln als Lichtstreuungspartikel mit einer bestimmten Zugabemenge, so ist die 1 mm dicke Lichtstreuungsplatte in Dickenrichtung dicht angeordnet, und es können maximal 1000 μm / 2 μm = 500 Silikonmikrokugel-Lichtstreuungspartikel nicht überschritten werden. Darüber hinaus muss das Material selbst zwischen den Partikeln gebunden werden. Die 1,5 mm und 2 mm dicken Lichtstreuungsplatten können bis zu 750 bzw. 1000 Lichtstreuungspartikel aus Silikonmikrokugeln aufnehmen. Daher weichen die Trübung und Lichtdurchlässigkeit im Vergleich voneinander ab. In diesem Fall sollte die geeignete Menge des Lichtstreuungsmittels aus Silikonmikrokugeln durch Kombination von Trübung und Lichtdurchlässigkeit bestimmt werden, oder es sollten Silikonmikrokugeln mit kleinerem Durchmesser als Lichtstreuungspartikel verwendet werden, um die Lichtablenkung zu kompensieren. Beispielsweise kann die Verwendung von 1,5 μm Silikonmikrokugeln als Lichtstreuungspartikel zur Herstellung der 1 mm dicken Platte ebenfalls eine gute Trübung erzielen.

Was jedoch die Glühbirne betrifft, da sich die LED-Chip weit vom Lampenschirm entfernt befindet, wird die Trübungsanforderung reduziert. Zusätzlich weist die Glühbirne eine große reflektierende Lichtfläche und eine starke Reflexionsfähigkeit auf, daher ist der Lichtverlust sehr gering, sodass die Lichtdurchlässigkeit hoch ist. Daher kann eine relativ geringe Zugabemenge eine bessere Lichtdurchlässigkeit und Trübung erzielen. Im Allgemeinen werden PC-Materialien mit 0,3~0,5% zugesetzt.

4. Kugelförmige Regelmäßigkeit von Silikonmikrokugel-Lichtstreuungspartikeln

Je kugelförmiger die Partikel des Lichtstreuungsmittels aus Silikonmikrokugeln sind, desto mehr wird das Licht an der Kugeloberfläche abgelenkt und desto regelmäßiger sind die Reflexionswinkel. Daher hat das hergestellte Lichtstreuungsmaterial eine höhere Trübung, eine bessere Nutzungswirkung und einen geringeren Zusatz.

Im Vergleich zu PMMA-Lichtstreuungspartikeln sind die Vorteile von Silikonmikrokugel-Lichtstreuungspartikeln wie folgt:

• Der Brechungsindex von PS und PC beträgt 1,59. Da der Brechungsindex von PMMA-Mikrokügelchen (1,49) höher ist als der von Silikon-Mikrokügelchen (1,43), ist die Menge an PMMA-Silikon-Mikrokügelchen, die erforderlich ist, um die gleiche Trübung zu erreichen, viel höher als bei organischen Silikon-Mikrokügelchen, und die Kosten sind hoch.
• PMMA-Lichtstreuungspartikel haben eine schlechte Hitzebeständigkeit, da die Hauptkette von Silikonmikrokugeln Si-O-Si ist, während die Hauptkette von PMMA-Mikrokugeln C-C und C-O ist. Die Bindungsenergie von Si-O-Si ist etwa 30 % höher als die von C-C und C-O, daher ist die hitzebeständige Wirkung des Lichtstreuungsmittels aus Silikonmikrokugeln besser.
• PMMA hat eine kurze Lebensdauer und vergilbt leicht. Da PMMA durch Doppelbindungsradikale polymerisiert wird, verbleiben Doppelbindungen auf der Oberfläche der Mikrokügelchen, die bei hohen Temperaturen oder über lange Zeit leicht oxidieren. Dies führt zu Vergilbung und beeinträchtigt die Anwendungswirkung;
• Der Syntheseprozess der beiden ist unterschiedlich. Silikonmikrokugeln haben eine bessere Partikelgrößenkontrolle, und die Partikelgrößenverteilung ist enger und gleichmäßiger;

XJY Silikone

XJY Silikone ist ein neues Unternehmen für Silikonharzinnovation und F&E von MQ-Harz und VMQ-Harz, mit mehr als 30 Jahren Erfahrung in der Silikonindustrie.

Wir stellen her und fertigen kundenspezifisch an. XJY-801 Polymethylsilsesquioxan (PMSQ) Silikonmikrokugeln in Lichtstreuungsmaterialprodukten, unsere Fertigungs-, F&E- und Vertriebsdienstleistungen haben das ISO9001-Zertifikat erhalten.