CN107864537A - 一种耐磨难燃冷光片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种耐磨难燃冷光片，包括上下两侧的胶膜层和位于胶膜层之间的基材层，基材层为纸张或PET片材，基材层上复合有背电极层，介电层，发光层和荧光粉层，其中，对胶膜层做耐磨阻燃改性，所述胶膜层按照重量份数比配制如下：低密度聚乙烯LDPE：55‑65份，白矿油：1‑5份，膨胀型阻燃剂APP:1‑3份，季戊四醇PER：0.5‑2份，可膨胀石墨EG：0.2‑1.2份，钛酸酯偶联剂NDZ101：1‑5份，耐磨助剂：1‑3份，润滑剂：0.5‑1份，抗低落剂：0.2‑1份，分散剂：0.2‑1份，流平剂：0.2‑1份，增塑剂:0.3‑1.5份。本发明工艺简单，制造方便，得到的LEC冷光片的耐磨性能和阻燃性能好，适用于博物馆等人流密集场所使用。

Description

一种耐磨难燃冷光片及其制备方法
技术领域
本发明属于冷光片技术领域，具体的涉及一种耐磨难燃冷光片及其制备方法。
背景技术
冷光片的初代产品为EL冷光片。随着科技进步出现了新型的LEC冷光片(LightEmitting Capacito)。LEC冷光片与初代EL冷光片相比，具有超薄、可弯曲发光，不发热，工作状态无升温，光线均匀，抗震性好、功耗低，寿命长，裁剪后仍可发光，颜色丰富且识别度高等优点，传统的EL冷光片，耐磨性能不足，常常表面产生划痕，影响视觉效果，而且，通常表面覆膜为传统的塑料膜，阻燃性能差，不适用于人流密集的场所。
当LEC冷光片使用在博物馆时候时，鉴于博物馆的特殊性：博物馆人流量大，要求LEC冷光片作为广告等标识物使用时，要具有耐磨性和阻燃性，需要到达博物馆的消防要求。而LEC冷光片的结构，通常包括上下两层的胶膜，以及位于胶膜之间的背电极层，介电层，发光层，荧光粉层等，根据实现功能或效果的不同，添加不同的层级结构。即，LEC冷光片的外表的胶膜要对其进行改性，达到耐磨阻燃的效果。鉴于这种技术问题，需要出现一种工艺简单，制造方便，得到的LEC冷光片的耐磨性能和阻燃性能好，适用于博物馆等人流密集场所使用的一种耐磨难燃冷光片及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单，制造方便，得到的LEC冷光片的耐磨性能和阻燃性能好，适用于博物馆等人流密集场所使用的一种耐磨难燃冷光片及其制备方法。
为解决上述问题，本发明提供了一种耐磨难燃冷光片，包括上下两侧的胶膜层和位于胶膜层之间的基材层，基材层为纸张或PET片材，基材层上复合有背电极层，介电层，发光层和荧光粉层，其中，对胶膜层做耐磨阻燃改性，所述胶膜层按照重量份数比配制如下：
低密度聚乙烯LDPE：55-65份，白矿油：1-5份，膨胀型阻燃剂APP:1-3份，季戊四醇PER：0.5-2份，可膨胀石墨EG：0.2-1.2份，钛酸酯偶联剂NDZ101：1-5份，耐磨助剂：1-3份，润滑剂：0.5-1份，抗低落剂：0.2-1份，分散剂：0.2-1份，流平剂：0.2-1份，增塑剂:0.3-1.5份。
进一步的，所述胶膜层按照重量份数比配制如下：低密度聚乙烯LDPE：58-62份，白矿油：2-4份，膨胀型阻燃剂APP:1.5-2.5份，季戊四醇PER：0.8-1.5份，可膨胀石墨EG：0.5-1份，钛酸酯偶联剂NDZ101：2-4份，耐磨助剂：1.5-2.5份，润滑剂：0.6-0.8份，抗低落剂：0.3-0.8份，分散剂：0.3-0.8份，流平剂：0.3-0.8份，增塑剂:0.3-1.5份。
进一步的，膨胀型阻燃剂APP为聚磷酸胺，含磷质量分数≥26％，含氮质量分数≥16％。
进一步的，可膨胀石墨EG平均粒径为20-60μm。
进一步的，耐磨助剂中各成分的质量比为，微晶蜡：钛白粉：水滑石＝1.5-2.5：1：0.8。
进一步的，润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺，抗低落剂为聚四氟乙烯粉末，分散剂为羧酸基聚合物，流平剂为聚丙烯酸酯乙酯，增塑剂为重量比的环氧大豆油：柠檬酸乙酰基三辛酯：二甘醇二苯甲酸酯＝2-3：1：1.2。
为更好的实现本发明目的，本发明又公开了耐磨难燃冷光片的制造方法，其中，包括如下步骤：
A、在基材上复合背电极层，介电层，发光层和荧光粉层，形成冷光片主材，备用；
B、制备耐磨助剂，将微晶蜡：钛白粉：水滑石按上述比例混合后得混合物，再加入到混合物质量倍数180倍的二甲亚砜DMSO和混合物质量倍数40倍甲醇的混合溶液中。于65℃搅拌2天，过滤，并用60℃温度的热热乙醇洗3次除去过量的二甲亚砜DMSO，放入真空干燥箱，在60℃温度干燥24小时，研磨过筛，得耐磨助剂；
C、耐磨阻燃组分的处理：膨胀型阻燃剂APP，季戊四醇PER，可膨胀石墨EG，置于电热干燥箱中，100-110℃恒温干燥10h以上，冷却后混合，研磨分散，然后逐次分批加入白矿油稀释后的钛酸酯偶联剂，白矿油与钛酸酯偶联剂的体积比为1：1，加入高速混合机,在80℃、2 000r/min下搅拌15min，搅拌过程中加入耐磨助剂，得耐磨阻燃组分，冷却待用，；
D、成膜步骤：采用双螺杆挤出机进行挤出作业，将低密度聚乙烯LDPE，耐磨阻燃组分，润滑剂，抗低落剂，分散剂，流平剂，增塑剂混合加入双螺杆挤出机，将固态的LDPE原料和相应的各添加助剂变成均匀一致的熔体，并以足够大的压力将熔体送到机头，在机头上有形成制品截面的口模，以形成具有固定截面的连续薄膜。
双螺杆挤出机在工作时采用连续进料，分段独立加热的方法：
第一段：为加料段,让物料以一个相对平稳的速率进入挤出机，为避免在加料段的塑料过早熔化造成堵塞，这部分将保持相对低的温度；
第二、三、四段为压缩段，物料在这几段形成熔体并且压力增加，这部分保持相对较高的加热温度；
第五、六段为计量段，主要功能是使挤出的物料变成均匀一致的熔体，为确保组成成分的均匀性和物料具有良好的流动性，物料在这部分有足够的停留时间,并保持更高的加热温度；
双螺杆挤出机的从第一到第六各段温度分别确定为165℃、170℃、170℃、170℃、175℃、175℃；
挤出后吹膜各段温度分别确定为155℃、160℃、165℃、170℃、170℃、170℃；
形成的薄膜复合在步骤A的冷光片主材的上下两侧表面，通过加温或者紫外照射复合成型。
本发明的优点为：工艺简单，制造方便，得到的LEC冷光片的耐磨性能和阻燃性能好，适用于博物馆等人流密集场所使用，具体为：拉伸轻度大，耐磨能力强，阻燃能力好。
具体实施方式：
具体例子1
本发明耐磨难燃冷光片，包括上下两侧的胶膜层和位于胶膜层之间的基材层，基材层为纸张或PET片材，基材层上复合有背电极层，介电层，发光层和荧光粉层，其中，对胶膜层做耐磨阻燃改性，所述胶膜层按照重量份数比配制如下：低密度聚乙烯LDPE：55份，白矿油：2份，膨胀型阻燃剂APP:1份，季戊四醇PER：0.5份，可膨胀石墨EG：0.2份，钛酸酯偶联剂NDZ101：1份，耐磨助剂：1份，润滑剂：0.5份，抗低落剂：0.2份，分散剂：0.2份，流平剂：0.2份，增塑剂:0.3份。膨胀型阻燃剂APP为聚磷酸胺，含磷质量分数≥26％，含氮质量分数≥16％。可膨胀石墨EG平均粒径为30μm。
耐磨助剂中各成分的质量比为，微晶蜡：钛白粉：水滑石＝1.5：1：0.8。
润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺，抗低落剂为聚四氟乙烯粉末，分散剂为羧酸基聚合物，流平剂为聚丙烯酸酯乙酯，增塑剂为重量比的环氧大豆油：柠檬酸乙酰基三辛酯：二甘醇二苯甲酸酯＝2：1：1.2。
本例制造方法，其中，包括如下步骤：
A、在基材上复合背电极层，介电层，发光层和荧光粉层，形成冷光片主材，备用；
B、制备耐磨助剂，将微晶蜡：钛白粉：水滑石按上述比例混合后得混合物，再加入到混合物质量倍数180倍的二甲亚砜DMSO和混合物质量倍数40倍甲醇的混合溶液中。于65℃搅拌2天，过滤，并用60℃温度的热热乙醇洗3次除去过量的二甲亚砜DMSO，放入真空干燥箱，在60℃温度干燥24小时，研磨过筛，得耐磨助剂；
C、耐磨阻燃组分的处理：膨胀型阻燃剂APP，季戊四醇PER，可膨胀石墨EG，置于电热干燥箱中，100-110℃恒温干燥10h以上，冷却后混合，研磨分散，然后逐次分批加入白矿油稀释后的钛酸酯偶联剂，白矿油与钛酸酯偶联剂的体积比为1：1，加入高速混合机,在80℃、2 000r/min下搅拌15min，搅拌过程中加入耐磨助剂，得耐磨阻燃组分，冷却待用，；
D、成膜步骤：采用双螺杆挤出机进行挤出作业，将低密度聚乙烯LDPE，耐磨阻燃组分，润滑剂，抗低落剂，分散剂，流平剂，增塑剂混合加入双螺杆挤出机，将固态的LDPE原料和相应的各添加助剂变成均匀一致的熔体，并以足够大的压力将熔体送到机头，在机头上有形成制品截面的口模，以形成具有固定截面的连续薄膜。
双螺杆挤出机在工作时采用连续进料，分段独立加热的方法：
第一段：为加料段,让物料以一个相对平稳的速率进入挤出机，为避免在加料段的塑料过早熔化造成堵塞，这部分将保持相对低的温度；
第二、三、四段为压缩段，物料在这几段形成熔体并且压力增加，这部分保持相对较高的加热温度；
第五、六段为计量段，主要功能是使挤出的物料变成均匀一致的熔体，为确保组成成分的均匀性和物料具有良好的流动性，物料在这部分有足够的停留时间,并保持更高的加热温度；
双螺杆挤出机的从第一到第六各段温度分别确定为165℃、170℃、170℃、170℃、175℃、175℃；
挤出后吹膜各段温度分别确定为155℃、160℃、165℃、170℃、170℃、170℃；
形成的薄膜复合在步骤A的冷光片主材的上下两侧表面，通过加温或者紫外照射复合成型。
得到本例的耐磨难燃冷光片。
具体例子2
耐磨难燃冷光片，包括上下两侧的胶膜层和位于胶膜层之间的基材层，基材层为纸张或PET片材，基材层上复合有背电极层，介电层，发光层和荧光粉层，其中，对胶膜层做耐磨阻燃改性，所述胶膜层按照重量份数比配制如下：低密度聚乙烯LDPE：62份，白矿油：4份，膨胀型阻燃剂APP:2.5份，季戊四醇PER：1.5份，可膨胀石墨EG：1份，钛酸酯偶联剂NDZ101：4份，耐磨助剂：2.5份，润滑剂：0.8份，抗低落剂：0.8份，分散剂：0.8份，流平剂：0.8份，增塑剂:1.5份。膨胀型阻燃剂APP为聚磷酸胺，含磷质量分数≥26％，含氮质量分数≥16％。可膨胀石墨EG平均粒径为50μm。耐磨助剂中各成分的质量比为，微晶蜡：钛白粉：水滑石＝2.5：1：0.8。润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺，抗低落剂为聚四氟乙烯粉末，分散剂为羧酸基聚合物，流平剂为聚丙烯酸酯乙酯，增塑剂为重量比的环氧大豆油：柠檬酸乙酰基三辛酯：二甘醇二苯甲酸酯＝3：1：1.2。
本例制造方法，其中，包括如下步骤：
A、在基材上复合背电极层，介电层，发光层和荧光粉层，形成冷光片主材，备用；
B、制备耐磨助剂，将微晶蜡：钛白粉：水滑石按上述比例混合后得混合物，再加入到混合物质量倍数180倍的二甲亚砜DMSO和混合物质量倍数40倍甲醇的混合溶液中。于65℃搅拌2天，过滤，并用60℃温度的热热乙醇洗3次除去过量的二甲亚砜DMSO，放入真空干燥箱，在60℃温度干燥24小时，研磨过筛，得耐磨助剂；
C、耐磨阻燃组分的处理：膨胀型阻燃剂APP，季戊四醇PER，可膨胀石墨EG，置于电热干燥箱中，100-110℃恒温干燥10h以上，冷却后混合，研磨分散，然后逐次分批加入白矿油稀释后的钛酸酯偶联剂，白矿油与钛酸酯偶联剂的体积比为1：1，加入高速混合机,在80℃、2 000r/min下搅拌15min，搅拌过程中加入耐磨助剂，得耐磨阻燃组分，冷却待用，；
D、成膜步骤：采用双螺杆挤出机进行挤出作业，将低密度聚乙烯LDPE，耐磨阻燃组分，润滑剂，抗低落剂，分散剂，流平剂，增塑剂混合加入双螺杆挤出机，将固态的LDPE原料和相应的各添加助剂变成均匀一致的熔体，并以足够大的压力将熔体送到机头，在机头上有形成制品截面的口模，以形成具有固定截面的连续薄膜。
双螺杆挤出机在工作时采用连续进料，分段独立加热的方法：
第一段：为加料段,让物料以一个相对平稳的速率进入挤出机，为避免在加料段的塑料过早熔化造成堵塞，这部分将保持相对低的温度；
第二、三、四段为压缩段，物料在这几段形成熔体并且压力增加，这部分保持相对较高的加热温度；
第五、六段为计量段，主要功能是使挤出的物料变成均匀一致的熔体，为确保组成成分的均匀性和物料具有良好的流动性，物料在这部分有足够的停留时间,并保持更高的加热温度；
双螺杆挤出机的从第一到第六各段温度分别确定为165℃、170℃、170℃、170℃、175℃、175℃；
挤出后吹膜各段温度分别确定为155℃、160℃、165℃、170℃、170℃、170℃；
形成的薄膜复合在步骤A的冷光片主材的上下两侧表面，通过加温或者紫外照射复合成型。
得到本例的耐磨难燃冷光片。
性能测试：
本发明例1为组1，本发明例2为组2，市面上的EL冷光片为组3，聚乙烯薄膜为组4，按下述条件检测。
试样尺寸(mm)：170(长)×(20±0.2)(端部宽度)×(4±0.2)(厚度)，拉伸速度为50mm/min；弯曲强度和弯曲模量按ASTM D790标准进行检验。试样尺寸(mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)，弯曲速度为20mm/min；阻燃性按UL 94标准检测，试样尺寸(mm)：(80±2)×(10±0.2)×(0.4±0.1)；熔融指数按照ASTM D1238检测，测试条件为300℃/1.2KG；热变形温度标准：ASTM D648/载荷1.82MPa，样条尺寸为128mm×13mm×6.4mm。灼热丝测试按照IEC 60695-2-11标准，灼热丝起燃温度测试条件900℃/30s，灼热丝燃烧温度测试条件960℃/30s，极限氧指数按照ISO4589-2标准。
综上，本发明工艺简单，制造方便，得到的LEC冷光片的耐磨性能和阻燃性能好，适用于博物馆等人流密集场所使用，具体为：拉伸轻度大，耐磨能力强，阻燃能力好。

Claims (8)

1.一种耐磨难燃冷光片，包括上下两侧的胶膜层和位于胶膜层之间的基材层，基材层为纸张或PET片材，基材层上复合有背电极层，介电层，发光层和荧光粉层，其特征在于，对胶膜层做耐磨阻燃改性，所述胶膜层按照重量份数比配制如下：
低密度聚乙烯LDPE：55-65份，白矿油：1-5份，膨胀型阻燃剂APP:1-3份，季戊四醇PER：0.5-2份，可膨胀石墨EG：0.2-1.2份，钛酸酯偶联剂NDZ101：1-5份，耐磨助剂：1-3份，润滑剂：0.5-1份，抗低落剂：0.2-1份，分散剂：0.2-1份，流平剂：0.2-1份，增塑剂:0.3-1.5份。
2.根据权利要求1所述耐磨难燃冷光片，其特征在于，所述胶膜层按照重量份数比配制如下：低密度聚乙烯LDPE：58-62份，白矿油：2-4份，膨胀型阻燃剂APP:1.5-2.5份，季戊四醇PER：0.8-1.5份，可膨胀石墨EG：0.5-1份，钛酸酯偶联剂NDZ101：2-4份，耐磨助剂：1.5-2.5份，润滑剂：0.6-0.8份，抗低落剂：0.3-0.8份，分散剂：0.3-0.8份，流平剂：0.3-0.8份，增塑剂:0.3-1.5份。
3.根据权利要求1所述耐磨难燃冷光片，其特征在于，膨胀型阻燃剂APP为聚磷酸胺，含磷质量分数≥26％，含氮质量分数≥16％。
4.根据权利要求1所述耐磨难燃冷光片，其特征在于，可膨胀石墨EG平均粒径为20-60μm。
5.根据权利要求1所述耐磨难燃冷光片，其特征在于，耐磨助剂中各成分的质量比为，微晶蜡：钛白粉：水滑石＝1.5-2.5：1：0.8。
6.根据权利要求1所述耐磨难燃冷光片，其特征在于，润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺，抗低落剂为聚四氟乙烯粉末，分散剂为羧酸基聚合物，流平剂为聚丙烯酸酯乙酯，增塑剂为重量比的环氧大豆油：柠檬酸乙酰基三辛酯：二甘醇二苯甲酸酯＝2-3：1：1.2。
7.一种如权利要求1-6任一所述耐磨难燃冷光片的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、在基材上复合背电极层，介电层，发光层和荧光粉层，形成冷光片主材，备用；
B、制备耐磨助剂，将微晶蜡：钛白粉：水滑石按上述比例混合后得混合物，再加入到混合物质量倍数180倍的二甲亚砜DMSO和混合物质量倍数40倍甲醇的混合溶液中。于65℃搅拌2天，过滤，并用60℃温度的热热乙醇洗3次除去过量的二甲亚砜DMSO，放入真空干燥箱，在60℃温度干燥24小时，研磨过筛，得耐磨助剂；
C、耐磨阻燃组分的处理：膨胀型阻燃剂APP，季戊四醇PER，可膨胀石墨EG，置于电热干燥箱中，100-110℃恒温干燥10h以上，冷却后混合，研磨分散，然后逐次分批加入白矿油稀释后的钛酸酯偶联剂，白矿油与钛酸酯偶联剂的体积比为1：1，加入高速混合机,在80℃、2000r/min下搅拌15min，搅拌过程中加入耐磨助剂，得耐磨阻燃组分，冷却待用，；
D、成膜步骤：采用双螺杆挤出机进行挤出作业，将低密度聚乙烯LDPE，耐磨阻燃组分，润滑剂，抗低落剂，分散剂，流平剂，增塑剂混合加入双螺杆挤出机，将固态的LDPE原料和相应的各添加助剂变成均匀一致的熔体，并以足够大的压力将熔体送到机头，在机头上有形成制品截面的口模，以形成具有固定截面的连续薄膜。
8.根据权利要求7所述耐磨难燃冷光片的制造方法，其特征在于，双螺杆挤出机在工作时采用连续进料，分段独立加热的方法：
第一段：为加料段,让物料以一个相对平稳的速率进入挤出机，为避免在加料段的塑料过早熔化造成堵塞，这部分将保持相对低的温度；
第二、三、四段为压缩段，物料在这几段形成熔体并且压力增加，这部分保持相对较高的加热温度；
第五、六段为计量段，主要功能是使挤出的物料变成均匀一致的熔体，为确保组成成分的均匀性和物料具有良好的流动性，物料在这部分有足够的停留时间,并保持更高的加热温度；
双螺杆挤出机的从第一到第六各段温度分别确定为165℃、170℃、170℃、170℃、175℃、175℃；
挤出后吹膜各段温度分别确定为155℃、160℃、165℃、170℃、170℃、170℃；
形成的薄膜复合在步骤A的冷光片主材的上下两侧表面，通过加温或者紫外照射复合成型。
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