CN102776592A - 一种具有荧光效应的人造草丝及其制备方法 - Google Patents

一种具有荧光效应的人造草丝及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种具有荧光效应的人造草丝，其是由下述重量份配比的原料制成：基体树脂85～95份，荧光材料母粒4～20份，色母粒1～15份，助剂5～10份；其中荧光材料母粒是由下述重量份配比的原料制成：稀土荧光材料20～30份，基体树脂60～80份，聚乙烯蜡1～7份。人造草丝在制备过程中，先将稀土荧光材料分散在基体树脂中制成荧光材料母粒，然后再将荧光材料母粒混入另一份基体树脂中进行熔融纺丝。本发明制备的具有荧光效应的人造草丝对≤450微米以下的可见光有很强的吸收能力，在可见光下照射10分钟后，便能将光能储存于丝中，在夜晚和黑暗处可持续发光10小时以上，且可以无限次循环使用。

Description

一种具有荧光效应的人造草丝及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种人造草丝，特别涉及一种具有荧光效应的人造草丝以及该人造草丝的制备方法。
背景技术
人造草丝是人造草坪的核心材料，目前人们在开发人造草丝时仅注重改善其抗冲击性等力学方面的性能，而不能满足市场对人造草丝及其附加产品如运动产品（跑道、护栏等）、建筑装潢产品、日常休闲娱乐产品等的多样性需求。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提供一种具有荧光效应的人造草丝及其制备方法。
其技术解决方案是：
一种具有荧光效应的人造草丝，该人造草丝中含有稀土荧光材料。
上述稀土荧光材料优选稀土铝酸盐。
进一步的，上述人造草丝是由下述重量份配比的原料制成：基体树脂85～95份，荧光材料母粒4～20份，色母粒1～6份，助剂1～3份。
更进一步的，上述荧光材料母粒是由下述重量份配比的原料制成：基体树脂60～80份，稀土荧光材料20～30份，聚乙烯蜡1～7份。
上述基体树脂优选聚乙烯、聚丙烯和/或聚酰胺，其中制备荧光材料母粒所采用的基体树脂与制备人造草丝所采用的基体树脂可以相同；上述助剂优选含氟聚合物加工助剂（PPA）。
一种具有荧光效应的人造草丝的制备方法，其包括以下步骤：
a将60～80份基体树脂、20～30份稀土荧光材料与1～7份聚乙烯蜡混合，经熔融挤出、水冷却、切粒制成荧光材料母粒；
b分别将4～20份荧光材料母粒与85～95份基体树脂切片，然后与1～6份色母粒、1～3份助剂混合成纺丝原料，在100～120℃的温度下经15～20小时烘燥后，再在螺杆挤出机中以170～250℃的熔融温度，2～6倍拉伸倍数进行纺丝绕卷，制得具有荧光效应的人造草丝。
上述基体树脂优选聚乙烯、聚丙烯和/或聚酰胺，其中制备荧光材料母粒所采用的基体树脂与后期制备人造草丝所采用的基体树脂相同；上述助剂优选含氟聚合物加工助剂（PPA）。
本发明的有益技术效果是：
本发明制备的具有荧光效应的人造草丝对≤450微米以下的可见光有很强的吸收能力，在可见光下照射10分钟后，便能将光能储存于人造草丝中，在夜晚和黑暗处可持续发光10小时以上，且可以无限次循环使用；另外本发明人造草丝可长期经受日光照射，在高温和低温等恶劣条件或强紫外线照射下，不发黑、不变质，且发光特性不受水淋影响，无污染废水，对环境无害。
本发明人造草丝的发光原理是：
在人造草丝中含有稀土荧光材料，稀土荧光材料中的稀土元素如镧系元素具有未充满的4f壳层电子构型以及4f层电子被外层5s2、5p6电子有效屏蔽，很难受外部干扰。稀土元素的4f层电子可在7个4f轨道之间分布，从而形成丰富的电子能级跃迁，可以产生多种能级的跃迁。稀土离子受可见光照射时，电子从基态或下能级跃迁到上能级吸收光储存在人造草丝中，没有可见光时，电子从激发态上能级跃迁到下能级或基态，将储存在人造草丝中的能量放出而发射光。由于在可见光区有类线性的吸收光谱、发射光谱以及辅助的谱线，稀土离子跃迁能级间的能量也不同，因而发出不同颜色的光。
具体实施方式
一种具有荧光效应的人造草丝，该人造草丝中含有稀土荧光材料，稀土荧光材料优选稀土铝酸盐。就分子结构而言，稀土元素有丰富的电子能级，可以产生多种能级间的跃迁，当可见光照射到稀土离子时，电子从基态或下能级跃迁到上能级，发生光的吸收，将光能储存于人造草丝中，没有可见光时，电子从激发态上能级跃迁到下能级或基态，产生光的发射，将储存于人造草丝中的能量释放出来。
为了确保稀土荧光材料能更好的分散在制得的人造草丝中，优选先将稀土荧光材料与基体树脂按一定重量份配比制成荧光材料母粒，然后将荧光材料母粒与另一份基体树脂按一定重量份配比混合进行熔融纺丝，制得人造草丝。在制备荧光材料母粒的步骤中，还可添加聚乙烯蜡，聚乙烯蜡用作分散剂，在一定的添加比例下其可使稀土荧光材料在人造草丝中进一步分散。上述基体树脂优选聚乙烯、聚丙烯和/或聚酰胺。
上述聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和/或聚酰胺（PA）类高分子聚合物以及稀土铝酸盐、聚乙烯蜡、色母粒、含氟聚合物加工助剂（PPA）等均可从市场上购买得到。
下面通过几组具体实施例对本发明具有荧光效应的人造草丝的制备方法进行进一步说明：
实施例1
将65份聚乙烯、30份稀土铝酸盐与5份聚乙烯蜡混合，经熔融挤出、水冷却、切粒制成荧光材料母粒；将5份荧光材料母粒与90份聚乙烯分别切片，然后与3份色母粒、2份PPA混合成纺丝原料，在100℃的温度下经20小时烘燥后，再在螺杆挤出机中以230℃的熔融温度，2倍拉伸倍数进行纺丝绕卷，制得具有荧光效应的人造草丝。
实施例2
将75份聚丙烯、20份稀土铝酸盐与5份聚乙烯蜡混合，经熔融挤出、水冷却、切粒制成荧光材料母粒；将10份荧光材料母粒与85份聚丙烯分别切片，然后与3份色母粒、2份PPA混合成纺丝原料，在120℃的温度下经15小时烘燥后，再在螺杆挤出机中以230℃的熔融温度，6倍拉伸倍数进行纺丝绕卷，制得具有荧光效应的人造草丝。
实施例3
将70份聚酰胺、25份稀土铝酸盐与5份聚乙烯蜡混合，经熔融挤出、水冷却、切粒制成荧光材料母粒；将10份荧光材料母粒与85份聚酰胺分别切片，然后与2份色母粒、3份PPA混合成纺丝原料，在110℃的温度下经18小时烘燥后，再在螺杆挤出机中以230℃的熔融温度，4倍拉伸倍数进行纺丝绕卷，制得具有荧光效应的人造草丝。
实施例4
将65份聚酰胺、28份稀土铝酸盐与7份聚乙烯蜡混合，经熔融挤出、水冷却、切粒制成荧光材料母粒；将4份荧光材料母粒与92份聚乙烯切片，然后与3份色母粒、1份PPA混合成纺丝原料，在115℃的温度下经16小时烘燥后，再在螺杆挤出机中以220℃的熔融温度，5倍拉伸倍数进行纺丝绕卷，制得具有荧光效应的人造草丝。

Claims (9)

1.一种具有荧光效应的人造草丝，其特征在于：人造草丝中含有稀土荧光材料。
2.根据权利要求1所述的一种具有荧光效应的人造草丝，其特征在于：稀土荧光材料为稀土铝酸盐。
3.根据权利要求1所述的一种具有荧光效应的人造草丝，其特征在于，人造草丝是由下述重量份配比的原料制成：基体树脂85～95份，荧光材料母粒4～20份，色母粒1～6份，助剂1～3份。
4.根据权利要求3所述的一种具有荧光效应的人造草丝，其特征在于，荧光材料母粒是由下述重量份配比的原料制成：基体树脂60～80份，稀土荧光材料20～30份，聚乙烯蜡1～7份。
5.根据权利要求4所述的一种具有荧光效应的人造草丝，其特征在于：所述基体树脂为聚乙烯、聚丙烯和/或聚酰胺。
6.根据权利要求3所述的一种具有荧光效应的人造草丝，其特征在于：所述助剂为含氟聚合物加工助剂。
7.一种具有荧光效应的人造草丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a将60～80份基体树脂、20～30份稀土荧光材料与1～7份聚乙烯蜡混合，经熔融挤出、水冷却、切粒制成荧光材料母粒；
b分别将4～20份荧光材料母粒与85～95份基体树脂切片，然后与1～15份色母粒、5～10份助剂混合成纺丝原料，在100～120℃的温度下经15～20小时烘燥后，再在螺杆挤出机中以170～250℃的熔融温度，2～6倍拉伸倍数进行纺丝绕卷，制得具有荧光效应的人造草丝。
8.根据权利要求7所述的一种具有荧光效应的人造草丝的制备方法，其特征在于：所述基体树脂为聚乙烯、聚丙烯和/或聚酰胺。
9.根据权利要求7所述的一种具有荧光效应的人造草丝的制备方法，其特征在于：所述助剂为含氟聚合物加工助剂。
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