CN102952346A - 稀土夜光塑料注塑件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稀土夜光塑料注塑件，其组成成分按照重量配比为（%）：可注塑塑料60-90%；增韧剂6-10%；稀土夜光粉3-35%；抗紫外线剂0.1-0.5%；抗氧化剂0.1-0.5%；其他助剂0.1-2%；油漆0.02-2%。新型稀土夜光塑料型材为板材，包括注塑件和油漆漆膜，所述的油漆漆膜使用喷涂的方式涂于注塑件的内凹表面的单向一侧，厚度均匀。由于采用的是环保安全无毒的稀土碱土铝酸盐型类长效夜光粉长余辉发光材料，所制的塑料型材具有良好的发光特性。持续发光时间更长、发光亮度高、发光稳定等特点。具有可调节颜色的油漆漆膜，使得所述的新型稀土夜光塑料型材在材料的除油漆漆膜喷涂面以外的各面都通透可视油漆漆膜。并保证了原有可注塑塑料的特有物理和化学性能。

Description

稀土夜光塑料注塑件及其制造方法

技术领域

本发明涉及高分子技术及稀土应用技术领域，尤其涉及稀土夜光塑料注塑件及其制造方法。

背景技术

聚苯乙烯，英文名称为Polystyrene，简称PS。是指有苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物，通式是[(CH2CHC6H5)n]。玻璃化温度80～90℃，非晶态密度1.04～1.06克/立方厘米，晶体密度1.11～1.12克/立方厘米，熔融温度240℃，电阻率为1020～1022欧·厘米，导热系数30℃时0.116瓦/(米·开)。

通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物，具有优良的绝热、绝缘和透明性，透光率可达90％以上，长期使用温度0～70℃。此外还有全同和间同立构聚苯乙烯。全同聚合物有高度结晶性。普通聚苯乙烯树脂属无定形高分子聚合物，聚苯乙烯大分子链的侧基为苯环，大体积侧基为苯环的无规排列决定了聚苯乙烯的物理化学性质，如透明度高、刚度大、玻璃化温度高等。高抗冲聚苯乙烯（HIPS）为苯乙烯和丁二烯的共聚物，丁二烯为分散相，提高了材料的冲击强度，但产品不透明。间规聚苯乙烯（SPS）为间同结构，采用茂金属催化剂生产，是近年来发展的聚苯乙烯新品种，性能好，属于工程塑料。 

丙烯腈-苯乙烯共聚物，英文名称为acrylonitrile-styrene copolymer，简称AS。是由丙烯腈与苯乙烯共聚而成的高分子化合物。一般含苯乙烯15%-50%。透明而带黄色至琥珀针色的固体。密度1.06。有热塑性。不易变色。不受稀酸、稀碱、稀醇和汽油的影响。但溶于丙酮、乙酸乙酯、二氯乙烯等中。可用作工程塑料。具有优良的耐热性和耐溶剂性。用于制耐油机械零件、仪表壳、仪表盘、电池盒、拖拉机油箱、蓄电池外壳、包装容器、日用品等。也可抽成单丝，用作生产ABS树脂的掺混料。

丙烯腈-苯乙烯共聚物（AS）比聚苯乙烯（PS）有更高的冲击强度和优良的耐热性，耐油性，耐化学腐蚀性。如它能很好地耐某些使聚苯乙烯应力开裂的烃类。不易产生内应力开裂。透明度很高，其软化温度和搞冲击强度比聚苯乙烯（PS）高，弹性模量是现有热塑性塑料中较高的一种。并且具有很强的承受载荷的能力、抗化学反应能力、抗热变形特性和几何稳定性。丙烯腈-苯乙烯共聚物（AS）中加入玻璃纤维添加剂可以增加强度和抗热变形能力，减小热膨胀系数。收缩率约为0.3-0.7%，使得材料具有坚硬，易于加工的特点。　　

丙烯腈-苯乙烯共聚物（AS）可应用于电气（插座、壳体等），日用商品（厨房器械，冰箱装置，电视机底座，卡带盒等）,汽车工业（车头灯盒、反光境、仪表盘等），家庭用品（餐具、食品刀具等），化装品包装等。 广泛用于制作耐油、耐热、耐化学药品的工业制品，以及仪表板、仪表框、罩壳、电池盒、接线盒、多种开关等多种领域。

聚甲基丙烯酸甲酯，俗称压克力（ACRYLIC），英文简称为PMMA。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是一种高度透明的无定形热塑性聚合物，相对密度(30 ℃／4℃)1.188-1．22。高度通明性，透光率90％-92％，比无机玻璃还高，并能透过紫外线光达73．5％。折射率1. 49。机械强度高、韧性好，拉伸强度60一75MPa，冲击强度12-13kJ／m，比无机玻璃高8-10倍。可拉伸定向，冲击强度提高1.5倍。具有优良的耐紫外线和大气老化性。玻璃化温度80-100 ℃，分解温度＞200 ℃。使用温度-40～80℃。耐碱、耐稀酸、耐水溶性无机盐、烷烃和油脂。溶于二氯乙烷、氯仿、丙酮、冰醋酸、二氧六环、四氢呋喃、醋酸乙酯等，不溶乙醇、乙醚、石油醚等。电绝缘性良好。   

聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的成型方法有浇铸，射出成型，机械加工、热成型等。尤其是射出成型，可以大批量生产，制程简单，成本低。它在航空、汽车、电子、医疗、化工、建材、卫浴以及广告标牌等行业得到广泛的应用，广泛用于制造各种：压克力制品、有机玻璃展示架（如：化妆品展示架、手机展示架、手表展示架、眼镜展示架）、胸牌、礼品盒、展示架、指示牌、标示架、压克力钥匙扣、首饰盒、珠宝盒、多彩机箱、透明机箱 、压克力灯箱、家具配件、代理牌、亚克力水簇箱、压克力鱼缸、浴缸、 有机玻璃工艺品、压克力奖牌、各种有机玻璃制品、亚克力工艺品、压克立化妆箱等。

上述塑料材料虽然具有较好的物理与化学性能，但现有技术中不具有可选择性油漆色彩与保留原有材料透明度并兼具夜光功能相结合的功能。传统的夜光塑料的技术方案大多是在塑料制品或材料的表面涂覆夜光涂料，或是采取注塑加工方便的通用塑料，添加入以具有环保缺陷的硫化物为基质的夜光粉注塑复合制备，在发光的余晖时间与强度上都难以满足实际需求，并且所选择的塑料材料性能普通，往往适用面较小，不适用于高精度玩具、广告展示、工程应用等领域。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种稀土夜光塑料注塑件及其制造方法，本发明提供的技术方案制得得稀土夜光塑料注塑件可以既能体现背景技术中所涉及的各种塑料材料的高透明度等优异物理和化学性能，又能保证在塑料型材经过日光或灯光等光源照射后可以及在暗处长时间发光，符合环保技术要求。

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种稀土夜光塑料注塑件，其组成成分按照重量配比为（%）：可注塑塑料60-90%；增韧剂6-10%；稀土夜光粉3-35%；抗紫外线剂0.1-0.5%；抗氧化剂0.1-0.5%；其他助剂0.1-2%；油漆0.02-2%。

其中，所述的可注塑塑料为聚苯乙烯（PS），可以为普通聚苯乙烯（PS），或高抗冲聚苯乙烯（HIPS），或间规聚苯乙烯（SPS）。

其中，所述的增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体(SBS)或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA)。

其中，所述的稀土夜光粉为长效、无毒性和无发射性的稀土类发光粉。长效夜光粉属碱土铝酸盐型长余辉发光材料，可在日光或灯光照射下吸光5－20分钟后,将吸收的光能转化后储存在晶格中,在暗处又可将能量转化为光能而发光,可有效持续发光(发光亮度大于10mcd/m2)达到8－10小时，发光亮度衰减到人的肉眼观察下限（0．32mcd/m2）的时间更可达70小时以上，化学性质稳定，吸光、蓄光、发光过程可重复进行，使用寿命可达20年以上。该类材料无毒害，不含放射性，生产过程也无有害物质产生。其发光的颜色为蓝绿色、蓝紫色、黄绿色、红色或红橙色，发光粉的粒径为100-300目。

其中，所述的抗紫外线剂为紫外线吸收剂RMB，成分为单苯甲酸间苯二酚酯，可有效地吸收波长为270-380纳米的紫外光。

其中，所述的抗氧化剂为酚类抗氧剂，是塑料加工中应用最为广泛、用量最大的抗氧剂。所采用瓶中为品种2,6-二叔丁基酚(BHT)。

其中，所述的其他助剂包括扩散剂等塑料注塑加工中常用的辅助添加剂。

其特征在于：其中，所述的油漆为添加了色精的塑料专用油漆，油漆种类的选择依据所所述的选择的不同可注塑塑料而异。

所述的稀土夜光塑料注塑件为立体凹凸形状，包括注塑件和油漆漆膜，所述的油漆漆膜使用空气喷涂、无空气喷涂或静电喷涂的方式涂于注塑件的内凹表面的单向一侧，并且所述的油漆漆膜完全覆盖注塑件的内凹表面的全面积，厚度均匀。

所述的稀土夜光塑料注塑件的制备方法， 包括以下步骤：

A、        将可注塑塑料在135-140℃的环境下连续干烘3-8小时，稀土夜光粉于80-100℃的环境下连续干烘3-8小时；

B、        按重量比称取可注塑塑料，增韧剂，稀土夜光粉，抗紫外线剂，抗氧化剂，其他助剂和油漆。

C、        将可注塑塑料、与其他助剂投入混合器中充分混合均匀备用；

D、        将其他材料全部投入混合器中进行充分混合3-5分钟，直至稀土夜光粉均匀附着混合与可注塑塑料颗粒的表面；

E、         将步骤D中制备混合好的原料投入到双螺杆挤出注塑机的加料头，经熔融注入至添设了恒温模温机的高精度钢制模具中；

F、         进行开模，并把成品顶出模具（出模）；

G、        成品进行检查、修除飞边；

H、        采用喷涂设备对由步骤G完成制备的成品的内凹面进行油漆喷涂。

本发明相对于现有技术的有益效果在于：

1、         由于采用的是环保安全无毒的稀土碱土铝酸盐型类长效夜光粉长余辉发光材料，所制的稀土夜光塑料注塑件具有良好的发光特性。在于现有技术相同的光照环境下，持续发光时间更长、发光亮度高、发光稳定等特点。

2、         本发明在保证了稀土夜光塑料注塑件具有夜光特性的同时，保证了原有可注塑塑料的特有物理和化学性能，如透明度、刚度等。

3、         本发明具有可调节颜色的油漆漆膜，使得所述的稀土夜光塑料注塑件在材料的除油漆漆膜喷涂面以外的各面都通透可视油漆漆膜。

4、         加工制备工艺简单，材料成型后可应用领域广阔。

具体实施方式

本发明提供的稀土夜光塑料注塑件，其组成成分按照重量配比为（%）：可注塑塑料60-90%；增韧剂6-10%；稀土夜光粉3-35%；抗紫外线剂0.1-0.5%；抗氧化剂0.1-0.5%；其他助剂0.1-2%；油漆0.02-2%。

其中，所述的可注塑塑料为聚苯乙烯（PS），可以为普通聚苯乙烯（PS），或高抗冲聚苯乙烯（HIPS），或间规聚苯乙烯（SPS）。所述的增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体(SBS)或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA)。所述的稀土夜光粉为长效、无毒性和无发射性的稀土类发光粉。长效夜光粉属碱土铝酸盐型长余辉发光材料，可在日光或灯光照射下吸光5－20分钟后,将吸收的光能转化后储存在晶格中,在暗处又可将能量转化为光能而发光,可有效持续发光(发光亮度大于10mcd/m2)达到8－10小时，发光亮度衰减到人的肉眼观察下限（0．32mcd/m2）的时间更可达70小时以上，化学性质稳定，吸光、蓄光、发光过程可重复进行，使用寿命可达20年以上。该类材料无毒害，不含放射性，生产过程也无有害物质产生。其发光的颜色为蓝绿色、蓝紫色、黄绿色、红色或红橙色，发光粉的粒径为100-300目。

所述的抗紫外线剂为紫外线吸收剂RMB，成分为单苯甲酸间苯二酚酯，可有效地吸收波长为270-380纳米的紫外光。所述的抗氧化剂为酚类抗氧剂，是塑料加工中应用最为广泛、用量最大的抗氧剂。所采用瓶中为品种2,6-二叔丁基酚(BHT)。所述的其他助剂包括扩散剂等塑料注塑加工中常用的辅助添加剂。

其特征在于：其中，所述的油漆为添加了色精的塑料专用油漆，油漆种类的选择依据所所述的选择的不同可注塑塑料而异。所述的稀土夜光塑料注塑件为立体凹凸形状，包括注塑件和油漆漆膜，所述的油漆漆膜使用空气喷涂、无空气喷涂或静电喷涂的方式涂于注塑件的内凹表面的单向一侧，并且所述的油漆漆膜完全覆盖注塑件的内凹表面的全面积，厚度均匀。

   所述的稀土夜光塑料注塑件的制备方法， 包括以下步骤：

A、        将可注塑塑料在135-140℃的环境下连续干烘3-8小时，稀土夜光粉于80-100℃的环境下连续干烘3-8小时；

B、        按重量比称取可注塑塑料，增韧剂，稀土夜光粉，抗紫外线剂，抗氧化剂，其他助剂和油漆。

C、        将可注塑塑料、与其他助剂投入混合器中充分混合均匀备用；

D、        将其他材料全部投入混合器中进行充分混合3-5分钟，直至稀土夜光粉均匀附着混合与可注塑塑料颗粒的表面；

E、         将步骤D中制备混合好的原料投入到双螺杆挤出注塑机的加料头，经熔融注入至添设了恒温模温机的高精度钢制模具中；

F、         进行开模，并把成品顶出模具（出模）；

G、        成品进行检查、修除飞边；

H、      采用喷涂设备对由步骤完成制备的成品的内凹面进行油漆喷涂。

Claims (11)

1.稀土夜光塑料注塑件，其组成成分按照重量配比为（%）：可注塑塑料60-90%；

增韧剂6-10%；

稀土夜光粉3-35%；

抗紫外线剂0.1-0.5%；

抗氧化剂0.1-0.5%；

其他助剂0.1-2%；

其特征在于：所述的稀土夜光塑料注塑件，其组成成分按照重量配比中还包括油漆0.02-2%，其中，所述的油漆为添加了色精的塑料专用油漆，油漆种类的选择依据所所述的选择的不同可注塑塑料而异；所述的稀土夜光塑料注塑件为立体凹凸形状，包括注塑件和油漆漆膜，所述的油漆漆膜使用空气喷涂、无空气喷涂或静电喷涂的方式涂于注塑件的内凹表面的单向一侧，并且所述的油漆漆膜完全覆盖注塑件的内凹表面的全面积，厚度均匀。

2.根据权利要求1所述的稀土夜光塑料注塑件，其特征在于：所述的油漆漆膜通过空气喷涂、无空气喷涂或静电喷涂的方式涂于注塑件的的内凹表面的单向一侧。

3.根据权利要求1所述的稀土夜光塑料注塑件，其特征在于：所述的可注塑塑料为聚苯乙烯（PS），可以为普通聚苯乙烯（PS），或高抗冲聚苯乙烯（HIPS），或间规聚苯乙烯（SPS）。

4.根据权利要求1所述的稀土夜光塑料注塑件，其特征在于：所述的增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体(SBS)或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA)。

5.根据权利要求1所述的稀土夜光塑料注塑件，其特征在于：所述的稀土夜光粉为长效、无毒性和无发射性的稀土类碱土铝酸盐型长余辉发光材料发光粉，其发光的颜色为蓝绿色、蓝紫色、黄绿色、红色或红橙色，发光粉的粒径为100-300目。

6.根据权利要求1所述的稀土夜光塑料注塑件，其特征在于：所述的抗紫外线剂为紫外线吸收剂RMB，成分为单苯甲酸间苯二酚酯，可有效地吸收波长为270-380纳米的紫外光。

7.根据权利要求1所述的稀土夜光塑料注塑件，其特征在于：所述的抗氧化剂为酚类抗氧剂，是塑料加工中应用最为广泛、用量最大的抗氧剂。

8.所采用瓶中为品种2,6-二叔丁基酚(BHT)。

9.根据权利要求1所述的稀土夜光塑料注塑件，其特征在于：所述的其他助剂包括扩散剂等塑料注塑加工中常用的辅助添加剂。

10.一种权利要求1所述的稀土夜光塑料注塑件的制备方法， 包括以下步骤：

A、       将可注塑塑料在135-140℃的环境下连续干烘3-8小时，稀土夜光粉于80-100℃的环境下连续干烘3-8小时；

B、       按重量比称取可注塑塑料，增韧剂，稀土夜光粉，抗紫外线剂，抗氧化剂，其他助剂和油漆。

11.C、     将可注塑塑料、与其他助剂投入混合器中充分混合均匀备用；

D、       将其他材料全部投入混合器中进行充分混合3-5分钟，直至稀土夜光粉均匀附着混合与可注塑塑料颗粒的表面；

E、 将步骤D中制备混合好的原料投入到双螺杆挤出注塑机的加料头，经熔融注入至添设了恒温模温机的高精度钢制模具中；

F、 进行开模，并把成品顶出模具（出模）；

G、       成品进行检查、修除飞边；

H、       采用喷涂设备对由步骤G完成制备的成品的内凹面进行油漆喷涂。