CN101735401A

CN101735401A - 原位聚合技术制备抗沉降丙烯酸夜光树脂

Info

Publication number: CN101735401A
Application number: CN201010017963A
Authority: CN
Inventors: 郭斌; 银鹏; 徐杰; 吴俊楠
Original assignee: Nanjing Forestry University
Current assignee: Nanjing Forestry University
Priority date: 2010-01-19
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2010-06-16

Abstract

本发明涉及一种通过原位聚合技术制备抗沉降的丙烯酸夜光树脂的新方法。该方法针对无机盐类夜光粉(碱土铝酸盐)密度较大，以致加入涂料树脂中极易发生沉降的缺点，采用乙烯基硅烷偶联剂先对夜光粉表面进行改性，进而用原位聚合技术制备含夜光粉的丙烯酸树脂。本发明的优点在于：原位聚合法制备的夜光树脂使夜光粉与树脂中高分子链通过化学键连接起来，夜光粉得以分散均匀，避免了团聚，从而显著提高了抗沉降性；同时，有效提高了夜光涂料的不稳定性，改善了喷涂在制品表面出现的发光亮度不均匀的问题。

Description

原位聚合技术制备抗沉降丙烯酸夜光树脂

技术领域

本发明属于发光材料和涂料领域，涉及一种通过原位聚合技术制备具有显著抗沉降性能的丙烯酸夜光树脂的新方法。

背景技术

以稀土掺杂碱土铝酸盐为代表的长余辉发光材料(夜光粉)主要用于暗环境下的弱光指示照明、装饰和工艺美术品等，在涂料、陶瓷、塑料等行业应用广泛。由于铝酸盐类密度较大，当加入到涂料树脂中后，极易发生沉降，进而导致夜光涂料的不稳定性，喷涂在制品表面会出现发光亮度不均匀的问题，同时，储存稳定性也较差。当前，对于长余辉发光材料的的研究主要集中在提高耐水性、耐高温性、相容性等方面，而对于如何提高在涂料中抗沉降性的问题，还未见研究报道。

原位聚合主要用于聚合物基有机/无机纳米复合材料的制备，是先将纳米粒子在单体中均匀分散，然后用引发剂引发聚合，纳米粒子或分子均匀地分散在聚合物基体上形成原位分子聚合材料。其优点在于，既实现了填充粒子的均匀分散又保持了粒子的纳米特性。

发明内容

本发明采用原位聚合的方法用微米级的夜光粉制备丙烯酸夜光树脂，主要用以实现夜光粉在丙烯酸树脂中的均匀分散，从而提高其抗沉降性能。

为达到上述目的，本发明采用的制备方法是：

1)夜光粉的表面改性

按照下述重量百分比制备：夜光粉6～10％，乙烯基硅烷偶联剂2～3％，无水乙醇58～88％，稀H₂SO₄适量。

其中，所述夜光粉为：SrMgAl₄O₈:Eu²⁺、Dy³⁺，粒径为200～400目。

其中，所述乙烯基硅烷偶联剂为：CH₂＝C(CH₃)COOCH₂CH₂CH₂Si(OCH₃)₃

γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。

其中，所述无水乙醇为：＞＞99.7％。

其中，所述稀H₂SO₄为：浓度为1摩尔/升。

步骤：

a.按重量百分比称取夜光粉，加入到无水乙醇中，混合；

b.进行超声波分散，约20min；

c.按重量百分比加入乙烯基硅烷偶联剂，搅拌均匀；

d.逐渐滴加稀H₂SO₄，控制pH值为1；

e.移至恒温加热磁力搅拌器中，控制温度为70℃，反应4h；

f.减压抽滤，干燥后得产品。

2)原位聚合

用一定量的丙烯酸单体、引发剂、溶剂，在80℃的恒温加热搅拌器中反应。先聚合一定时间，形成预聚物，再按照一定比例(夜光粉与丙烯酸单体总质量)加入改性过的夜光粉，继续聚合反应至结束，控制树脂的固含量，出料。

其中，所述丙烯酸单体为：甲基丙烯酸甲酯(MMA)，丙烯酸丁酯(BA)，甲基丙烯酸(MA)。

本发明优点在于：

1)所使用的碱土铝酸盐体系的发光材料，无放射性、无毒、环保。

2)本发明与以相同比例将夜光粉直接混于丙烯酸树脂的体系相比，放置相同时间，抗沉降效果显著。

3)本发明喷涂在制品表面时，发光亮度较均匀。

4)制备工艺简单。

附图说明

图1原位聚合制备丙烯酸夜光树脂示意图

说明：夜光粉首先被乙烯基硅烷偶联剂改性，包覆上含有C＝C的偶联剂，进一步与丙烯酸单体共聚，得到夜光粉与高分子长链以化学键相连的树脂。

图2原位聚合与非原位聚合(简单共混)体系30天常温放置后外观图

说明：A为原位聚合体系，B为共混体系。可以看出，原位聚合体系上下均匀一致，无明显沉降，而共混体系上端出现澄清，夜光粉颗粒集中沉淀在量筒的下部。很明显，原位聚合体系较共混体系而言，由于夜光粉颗粒与高分子长链相连，分散较均匀，颗粒间难于出现聚集而团聚，因此，抗沉降性能大大提高。

具体实施方式

实施例1：表面改性的夜光粉可以是按照下列方法获得的：

①按重量份数将6份400目夜光粉加入到58份无水乙醇中，超声波分散20min，加入2份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，搅拌均匀，滴加浓度为1摩尔/升的稀H₂SO₄至pH值为1，移至恒温加热磁力搅拌器中，于70℃反应4小时，抽滤，在80℃干燥1小时，得改性夜光粉。

②按重量份数将7.5份400目夜光粉加入到73份无水乙醇中，超声波分散20min，加入2.5份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，搅拌均匀，滴加浓度为1摩尔/升的稀H₂SO₄至pH值为1，移至恒温加热磁力搅拌器中，于70℃反应4小时，抽滤，在80℃干燥1小时，得改性夜光粉。

③按重量份数将9份400目夜光粉加入到88份无水乙醇中，超声波分散20min，加入3份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，搅拌均匀，滴加浓度为1摩尔/升的稀H₂SO₄至pH值为1，移至恒温加热磁力搅拌器中，于70℃反应4小时，抽滤，在80℃干燥1小时，得改性夜光粉。

实施例2：取一定比例的丙烯酸单体(15份MMA，10份BA，5份MA)，适量引发剂BOP，30份二甲苯，在80℃的恒温加热搅拌器中反应。先聚合20分钟，形成预聚物后；再加入1份改性过的夜光粉，继续聚合反应至树脂的固含量为50％左右结束，出料。其余同实施例1。

实施例3：取一定比例的丙烯酸单体(17.5份MMA，17.5份BA，5份MA)，适量引发剂BOP，30份二甲苯，在80℃的恒温加热搅拌器中反应。先聚合20分钟，形成预聚物后；再加入1份改性过的夜光粉，继续聚合反应至树脂的固含量为50％左右结束，出料。其余同实施例1。

实施例4：取一定比例的丙烯酸单体(10份MMA，15份BA，5份MA)，适量引发剂BOP，30份二甲苯，在80℃的恒温加热搅拌器中反应。先聚合20分钟，形成预聚物后；再加入1份改性过的夜光粉，继续聚合反应至树脂的固含量为50％左右结束，出料。其余同实施例1。

Claims

1.原位聚合制备抗沉降丙烯酸夜光树脂，其特征在于：丙烯酸夜光树脂可以是按照下列方法获得的：

取一定比例的丙烯酸单体，适量引发剂BOP，适量二甲苯，在80℃的恒温加热搅拌器中反应。先聚合20分钟，形成预聚物后；再加入一定量改性过的夜光粉，继续聚合反应至一定的树脂固含量结束，得丙烯酸夜光树脂。

2.根据权利要求1所述的原位聚合制备抗沉降丙烯酸夜光树脂，其特征在于：所用夜光粉为无毒和无放射性的SrMgAl₄O₈:Eu²⁺、Dy³⁺，发光颜色为蓝紫、蓝绿、黄绿等，粒径为200～600目。

3.根据权利要求1所述的原位聚合制备抗沉降丙烯酸夜光树脂，其特征在于：夜光粉与丙烯酸单体总质量比例为1/30。

4.根据权利要求1所述的原位聚合制备抗沉降丙烯酸夜光树脂，其特征在于：丙烯酸单体分别为甲基丙烯酸甲酯(MMA)，丙烯酸丁酯(BA)，甲基丙烯酸(MA)，其质量比为3/2/1，3.5/3.5/1，2/3/1。

5.根据权利要求1所述的原位聚合制备抗沉降丙烯酸夜光树脂，其特征在于：丙烯酸夜光树脂的固含量为50％。

6.根据权利要求1所述的原位聚合制备抗沉降丙烯酸夜光树脂，其特征在于：表面改性的夜光粉可以是按照下述重量百分比制备：

夜光粉6～10％，乙烯基硅烷偶联剂2～3％，无水乙醇58～88％，稀H₂SO₄适量。