CN102408700A - 一种长余辉发光塑料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种长余辉发光塑料的制备方法。具体是采用有机改性处理的长余辉发光材料作为发光颜料，以热塑性聚氨酯为基料树脂，经过简单的塑化混合过程，即可得到长余辉发光聚氨酯塑料或发光聚氨酯塑料母粒，并在此基础上进一步通过该发光聚氨酯塑料母粒与其他高分子材料共混得到不同类型的长余辉发光塑料。该方法能解决无机发光粉体与塑料之间的相容性，且能避免发光塑料加工过程中发光粉体的发黑问题，所制备的长余辉发光塑料色泽均匀、力学性能和发光性能良好，可以广泛的应用于各种板材、软管、膜材、汽车零部件、鞋类服饰辅料及各种饰物等，起到弱光指示和装饰美化的作用。
Description
技术领域
本发明涉及塑料加工技术领域，具体涉及一种长余辉发光塑料的制备方法。
背景技术
长余辉发光材料由于其具有无放射性、节能、环保的特点在人们生活中起着越来越重要的作用，而长余辉发光塑料制品则是其工业化应用的主要途径之一，针对长余辉发光塑料的研究也日益为人们所关注。然而在长余辉发光塑料的制备过程中，作为无机材料的长余辉发光材料与有机体系共混时会存在不相容问题，制得的发光塑料制品会随着发光粉加入量的增多而力学性能急剧下降。与此同时，在混合塑化过程中发光粉颗粒与加工设备内部金属器件的接触及摩擦会导致发光粉变黑，进而严重影响塑料制品的发光性能和光泽度。故在发光塑料制备过程中有机体系相容性问题的解决及发光粉色泽保护的相关工艺控制尤为关键。
中国专利（ZL 99127572.1）以高分子蜡、载体树脂、发光材料为原料制备了长余辉发光塑料，其是通过高分蜡与发光粉的粘合作用提高塑化前期物料初混的均匀性，并通过载体树脂对发光粉的包覆避免产生发光粉变黑的问题。
中国专利（ZL. 200510116708.4）通过硬脂酸盐、硅油和硅烷偶联剂等复合表面处理剂与热塑性聚氨酯共混制备发光聚氨酯组合物，得到了不变色、发光性能和力学性能均较好的发光聚氨酯组合物。
中国专利CN 1246491A（申请号：98117728.X）是通过在塑料原料和少量高粘度原料中加入发光粉的方法制备长余辉发光塑料制品。以上方法均是通过加工工艺的调控或加入加工助剂的方式以获得均匀性好的长余辉发光塑料，其过程相对繁杂，且没有从根本上解决发光粉与有机体系相容性的问题，进而为后期塑料加工提供便利。
发明内容
本发明的目的在于根据现有技术中存在的长余辉发光材料与有机体系相容性差、发光塑料加工过程中容易使发光粉体变黑的缺点，提供一种长余辉发光塑料的制备方法，该方法可以制备色泽均匀，且具有良好发光性能和力学性能的长余辉发光塑料，该塑料还可以进一步加工应用于各种板材、软管、膜材、汽车零部件、鞋类服饰辅料及各种饰物中，起到弱光指示和装饰美化的效果。
本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：
一种长余辉发光塑料的制备方法，是采用有机改性处理的长余辉发光材料作为发光颜料，以热塑性聚氨酯为基料树脂，两者直接物理混合后经密炼机、开炼机或挤出机熔融塑化后，得到长余辉发光聚氨酯塑料或发光聚氨酯塑料母粒，并在此基础上通过该发光聚氨酯塑料母粒与其他高分子材料共混而得到不同类型的长余辉发光塑料。其中所述长余辉发光材料与热塑性聚氨酯的重量份数配比为5~55:45~95。
作为一种优选方案，上述制备方法中，所述有机改性处理的长余辉发光材料为有机改性型铝酸锶长余辉发光材料。
作为一种优选方案，上述制备方法中，所述的塑化设备为双螺杆挤出机。
作为一种优选方案，上述制备方法中，所述熔融塑化的温度为180~195℃。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明是基于发明人所在课题组前期工作的基础上，采用以溶剂热方法处理过的、表面有机改性的长余辉发光材料为发光颜料，以热塑性聚氨酯为基料树脂，经过简单的塑化混合过程得到发光聚氨酯塑料或发光聚氨酯塑料母粒，并在此基础上通过该发光聚氨酯塑料母粒与其他高分子材料共混而得到不同类型的长余辉发光塑料。
本发明所使用的改性型发光颜料具有良好的表面疏水效果，不仅提高了无机发光粉体与塑料之间的相容性，使材料维持较好的力学性能；且能够在塑料加工过程中阻隔发光粉体与金属之间的直接摩擦，进而有效避免塑料中发光粉体变黑的问题。
本发明采用聚氨酯这种相对软的塑料作为基料树脂，能进一步提高发光塑料的均匀性和光泽度；而且以发光聚氨酯塑料母粒的与其他相对较硬的高分子材料共混的方式制备的发光塑料能够比直接加工更有效的避免发光塑料的发黑和维持材料发光性能，这进一步发展了发光塑料的种类和拓宽发光塑料的应用领域。
本发明所述发光塑料的制备方法工艺简单，从根本上解决了发光颜料与塑料之间不相容的问题和发光塑料中发光粉体变黑问题，且拓展了发光塑料的种类范围和应用领域，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为实施例1和比较例1的亮度比较示意图。
具体实施方式
以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。
实施例1
一种长余辉发光塑料的制备所用原料及重量百分比为：
热塑性聚氨酯（TPU） 0.85 kg
有机改性型铝酸锶长余辉发光材料 0.15kg
合计 1 kg
将热塑性聚氨酯、有机改性型铝酸锶长余辉发光材料初步混合后，加入双螺杆挤出机料斗中，控制螺杆至机头温度在190℃，之后进行挤出。得到体色均一、呈黄绿色的发光聚氨酯塑料，其拉伸强度良好，弯折后不产生银纹。
实施例2
一种长余辉发光塑料的制备所用原料及重量百分比为：
热塑性聚氨酯（TPU） 0.7 kg
有机改性型铝酸锶长余辉发光材料 0.3 kg
合计 1 kg
将热塑性聚氨酯、有机改性型铝酸锶发光材料初步混合后，加入双螺杆挤出机料斗中，控制螺杆至机头温度在195℃，之后进行挤出。得到颜色均一，呈深黄绿色的发光聚氨酯塑料，其拉伸强度良好，弯折后不产生银纹。
实施例3
一种长余辉发光塑料的制备所用原料及重量百分比为：
长余辉发光聚氨酯母粒 0.4 kg
聚丙烯 0.6 kg
合计 1 kg
将实施实例2中所述方法制备的长余辉发光聚氨酯塑料切割成粒，之后与聚丙烯颗粒混合，加入双螺杆挤出机料斗中，控制螺杆至机头温度在195℃，最后进行挤出。得到体色均一，呈浅黄白色的共混型长余辉发光塑料。
实施例4
一种长余辉发光塑料的制备所用原料及重量百分比为：
长余辉发光聚氨酯母粒 0.4 kg
聚乙烯 0.6 kg
合计 1 kg
将实施实例2中所述方法制备的长余辉发光聚氨酯塑料切割成粒，之后与聚乙烯颗粒混合加入双螺杆挤出机料斗中，控制螺杆至机头温度在195℃，最后进行挤出。得到体色均一，呈浅黄白色的共混型长余辉发光塑料。
比较实例1
一种长余辉发光塑料的制备所用原料及重量百分比为：
热塑性聚氨酯（TPU） 0.85 kg
未改性铝酸锶长余辉发光材料 0.15kg
合计 1 kg
将热塑性聚氨酯、未改性铝酸锶长余辉发光材料初步混合后，加入双螺杆挤出机料斗中，控制螺杆至机头温度在190℃，之后进行挤出。得到颜色灰暗的长余辉发光塑料，其拉伸强度较差，弯折后产生明显的银纹。
本发明所涉及样品发光性能测试采用浙大三色PR-305型长余辉荧光粉测试仪进行测定，测试前以氙灯为激发光源激发15分钟。
表1 实施例1和比较例1的亮度比较数据（附图1）。
Claims (7)
1. 一种长余辉发光塑料的制备方法，其特征在于所述方法是采用有机改性处理的长余辉发光材料作为发光颜料，以热塑性聚氨酯为基料树脂，两者直接物理混合后，经密炼机、开炼机或挤出机熔融塑化后，得到长余辉发光聚氨酯塑料或发光聚氨酯塑料母粒，并在此基础上由发光聚氨酯塑料母粒与其他高分子材料共混而得到不同类型的长余辉发光塑料。
2. 根据权利要求1所述的长余辉发光塑料的制备方法，其特征在于所述发光颜料为铝酸盐体系、硅酸盐体系、或硫氧化物体系长余辉发光材料中的一种或几种。
3. 根据权利要求1所述的长余辉发光塑料的制备方法，其特征在于所述长余辉发光材料与热塑性聚氨酯的重量份数配比为5~55:45~95。
4. 根据权利要求1所述的长余辉发光塑料的制备方法，与发光聚氨酯塑料母粒共混的高分子材料为热塑性聚烯烃、热塑性聚酯、聚氯乙烯、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、聚苯乙烯、聚甲醛、聚丙烯、聚乙烯中的一种或几种。
5. 根据权利要求1所述的长余辉发光塑料的制备方法，其特征在于所述熔融塑化的温度为180~195℃。
6. 根据权利要求1所述的长余辉发光塑料的制备方法，其特征在于所述的熔融塑化设备为开炼机、密炼机、双螺杆或单螺杆挤出机。
7. 根据权利要求1所述的长余辉发光塑料的制备方法，其特征在于所述的与发光聚氨酯塑料母粒共混途径为任何物理的或者化学的共混方式。
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