CN108145958A - 一种塑料反光基材高耐候荧光色图案的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种塑料反光基材高耐候荧光色图案的制作方法。该方法是用高浓度的塑胶荧光染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨直接丝印在塑料膜材上，再覆盖一层同质塑料膜材后利用金属反光模具进行热压成型而得到。本发明和现有塑料反光基材荧光着色技术相比具有：图案耐候性好、印刷方便、容易制成复杂精细图案的特点。
Description
技术领域:
本发明属于塑料反光基材荧光着色技术领域，具体是一种塑料反光基材高耐候荧光色图案的制作方法。
背景技术：
荧光染料吸收入射光中的紫外线，通过电子能级跃迁，将紫外线转化为某一波长的可见光释放出来，由于反射的可见光波长范围狭窄且强度高，所以被荧光染料染色的基材具有特别耀眼夺目的特性。将荧光染料用于塑料反光基材的着色，和普通染料相较具有更强的视觉冲击、更远的可视距离。
可用于塑料反光基材荧光着色的物质种类繁多，总体可分为荧光颜料和荧光染料，由于反光材料的特殊性，需要光线能够穿透反光基材表面覆盖层在微棱锥结构上形成回归反射，所以要求微棱锥结构上覆盖层必须是透明的，由于荧光颜料的透明度差，应用于塑料反光基材的着色会影响反光效果，所以不宜使用。荧光染料可以完全以分子尺寸溶解在高分子材料或者其溶液中，由于是分子级别的混合，所以不会影响被着色产品的透明度，所以适合用于塑料反光基材的着色。
荧光染料按照特性可分为：塑胶荧光染料、溶剂型荧光染料、水性荧光染料。溶剂型荧光染料可溶于多种有机聚合物及其溶液，溶解度大，主要用来生产制造透明荧光漆及油墨，制品耐候性差，户外容易褪色，只能在室内使用；塑胶荧光染料微溶于有机聚合物和有机溶剂，溶解度一般低于0.1％，浓度过高会引起荧光猝灭现象，其原因是染料分子浓度过高使得激发态染料分子与低能染料分子间相互碰撞导致能量损失，以及高浓度染料分子之间产生了消光、阻挡等情况，塑胶荧光染料一般用于塑胶的本体染色和油品的染色，制品耐候性好，可用于户外。水性荧光染料溶于水，溶解度大，耐候性差，主要用于防冻液的染色和水性荧光笔。
综上所述，目前塑料基材反光材料的荧光着色只有两种方法，一是采用有机树脂的溶剂型荧光染料溶液，即透明荧光漆或荧光油墨在成品塑料基材反光材料上进行印刷，可制得各种荧光色的图案，但由于溶剂型荧光染料的特性，图案耐候性差，容易褪色，只能用于室内；二是将少量塑胶荧光染料与透明塑胶原料混合熔融延压成型成塑料膜材，通常荧光染料用量低于总量的0.1％。再将膜材在反光模具上热压成荧光色的反光材料，用该种方法着色只能得到颜色单一的塑胶基材反光材料，不能得到各种荧光色的复杂图案，但由于塑胶荧光染料耐候性好，得到的荧光色塑料基材反光材料颜色稳定，可用于户外。
由于上述原因，现有的两种塑料基材反光材料的荧光着色技术不能兼顾颜色的耐候性和多样性，存在较大的局限性。
发明内容：
本发明针对现有技术不足，提供一种塑料反光基材高耐候荧光色图案的制作方法，本发明综合了现有两种塑料基材反光材料的荧光着色技术的优势，同时避免了各自的技术缺陷。
为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种塑料反光基材高耐候荧光色图案的制作方法，其具体步骤为：
1)配制塑胶荧光染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨；
2)将步骤1)得到的各种颜色的丝印油墨在高分子塑料膜材上丝印出图案；
3)待图案表干后，在图案上覆盖一层同质高分子塑料膜材；
4)将步骤3)中的两层高分子塑料膜材置于热压设备上，利用金属反光模具，热压成型；
5)完成热压成型后将反光片连同金属反光模具冷却，脱模，即得到塑料反光基材高耐候荧光色图案。
所述的步骤1)配制塑胶荧光染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨的具体方法为：将30份热塑性丙烯酸树脂放入70份混合有机溶剂中进行分散溶解，高速搅拌120分钟，待树脂溶解完全后，依次加入四针状氧化锌晶须0.2份，稀土偶联剂0.1份，有机硅光扩散剂0.2份，防沉淀助剂0.3份，消泡剂0.1份，塑胶荧光染料及改性剂1～2份，经过25分钟的高速分散搅拌，过滤后得到塑胶荧光染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨。
其中热塑性丙烯酸树脂为甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的共聚物，玻璃化温度为105±1℃，重均分子量为60000-110000，热塑性丙烯酸树脂是油墨的主要成膜物质，高温压合时溶解染料并粘接上下两层塑料膜材；混合有机溶剂为环己酮：S100号溶剂油：醋酸丁酯：三甲苯：异佛尔酮质量比为1:6:3:1:3的混合物，混合有机溶剂的作用是溶解热塑性丙烯酸树脂；四针状氧化锌晶须牌号为HB-PZ001,生产商为上海凯射丰实业有限公司，四针状氧化锌晶须的作用是吸收紫外线，增强上下两层材料的结合牢度，以及提高材料本体强度和韧性，并增加材料在力学、热收缩、热形变等方面的各向同性；稀土偶联剂牌号为DN-930，生厂商为：南京道宁化工有限公司，偶联剂的作用是改善油墨在后道热压过程中的对上下两层材料的粘接性能，提高本体强度；有机硅光扩散剂牌号为KMP-590，作用是增加光的扩散性能，减少荧光猝灭，可以添加更大量的荧光染料，起到增艳作用，生产商为信越化学工业；防沉淀助剂为有机膨润土，牌号为HT-A302,生产商为杭州海迪斯新材料有限公司，防沉淀助剂的作用是防止油墨在存储过程中沉淀分层，影响使用。
其中塑胶荧光染料及改性剂的成分按油墨的颜色有不同的要求，塑胶荧光染料及改性剂的作用是提供潜在的荧光颜色，当塑料膜材在热压加工时，会溶解到热塑性丙烯酸树脂和塑料膜材中，呈现出各种荧光颜色,荧光黄颜色油墨要求的成分为：100％牌号为Hostasol Yellow3G的塑胶荧光黄染料，0％改性剂；荧光橙颜色油墨要求的成分为：100％牌号为Hostasol Red GG的塑胶荧光橙染料,0％改性剂；荧光紫红颜色油墨要求的成分为：100％牌号为Hostasol Red 5B的塑胶荧光紫红染料，0％改性剂；荧光绿颜色油墨要求的成分为：93％牌号为Hostasol Yellow 3G的塑胶荧光黄染料与7％牌号为Solvaperm greenGSB的绿色染料混合物；荧光蓝颜色油墨要求的成分为：70％牌号为Solvaperm blue 2B的蓝色染料和30％牌号为KSN的荧光增白剂的混合物。Hostasol Yellow 3G塑胶荧光黄染料、Hostasol Red GG塑胶荧光橙染料、Hostasol Red 5B塑胶荧光紫红染料、Solvaperm greenGSB绿色染料、Solvaperm blue 2B蓝色染料的生产商为Clariant。
所述的步骤2)中丝印所用的丝网为尼龙材质，网眼尺寸为250目。
所述的步骤2)-步骤5)中的高分子塑料膜材材质为PMMA、PC、PVC、PE、POE中的一种，膜材厚度为0.05mm～0.25mm。
所述的步骤4)中的热压条件，包括热压温度、压力、时间根据各种膜材性质的差异而不同，温度为150℃-240℃，压力为2MPa-10MPa，热压时间为15秒-90秒。
所述的步骤5)中的冷却时间为1分钟。
本发明的积极效果在于：本发明通过在透明高分子塑料膜上印刷塑胶荧光染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨，然后在表层覆盖一层同质高分子材料，经过高温压合成型工艺，使得高浓度的塑胶荧光染料均匀的迁移溶解到上下两层塑料薄膜材料以及油墨树脂中，通过这种工艺可以制得塑料反光基材高耐候荧光色图案。本发明综合了现有两种塑料基材反光材料的荧光色着色技术的优势，同时避免了各自的技术缺陷。
具体实施方式：
下面通过具体实例对本发明进行详细说明，以便于理解：
实例一,PMMA反光基材高耐候荧光色图案的制作方法,具体步骤如下:
1)玻璃化温度104℃，重均分子量60000的热塑性丙烯酸树脂30份，放入70份混合溶剂中,混合有机溶剂为环己酮：S100号溶剂油：醋酸丁酯：三甲苯：异佛尔酮质量比为1:6:3:1:3的混合物,分散搅拌至完全溶解，依次加入四针状氧化锌晶须0.2份、稀土偶联剂DN-930 0.1份、有机硅光扩散剂0.2份、消泡剂0.1份、膨润土HT-A302 0.3份、Hostasol Yellow3G塑胶荧光黄染料2份，经过25分钟以4000rpm高速分散搅拌，40μm孔径过滤得到塑胶荧光黄染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨；
2)参照步骤1)的方法，更换Hostasol Yellow 3G塑胶荧光黄染料为Hostasol RedGG塑胶荧光橙染料、Hostasol Red 5B塑胶荧光紫红染料、93％Hostasol Yellow 3G塑胶荧光黄染料+7％Solvaperm green GSB绿色染料、70％Solvaperm blue 2B蓝色染料+30％KSN荧光增白剂，分别制备塑胶荧光橙、荧光紫红、荧光绿、荧光蓝染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨；
3)将步骤1)和2)得到的五种颜色的塑胶荧光染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨在0.25mm厚的PMMA膜材上丝印出图案；
4)待图案表干后，在图案上覆盖一层0.15mm厚的同质膜材；
5)将步骤4)中的两层高分子塑料膜材夹在镜面金属模具和反光金属模具之间，置于热压设备上，利用金属反光模具，以205℃的高温，在5MPa压力下进行45秒的热压成型；其中镜面金属模具需要进行有机硅脱模剂预处理。
6)完成热压成型后将塑料膜材连同金属反光模具冷却1分钟，脱模，即得到PMMA反光高耐候荧光色图案。
PMMA反光高耐候荧光色图案产品性能：
实例二，PC反光基材高耐候荧光色图案的制作方法,具体步骤如下：
1)玻璃化温度106℃，重均分子量110000的热塑性丙烯酸树脂30份，放入70份混合溶剂中,混合有机溶剂为环己酮：S100号溶剂油：醋酸丁酯：三甲苯：异佛尔酮质量比为1:6:3:1:3的混合物,分散搅拌至完全溶解，依次加入四针状氧化锌晶须0.2份、稀土偶联剂DN-930 0.1份、有机硅光扩散剂0.2份、消泡剂0.1份、膨润土HT-A3020.3份、Hostasol Yellow3G塑胶荧光黄染料1.6份，经过25分钟以4000rpm高速分散搅拌，40μm孔径过滤得到塑胶荧光黄染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨；
2)参照步骤1)的方法，更换Hostasol Yellow 3G塑胶荧光黄染料为Hostasol RedGG塑胶荧光橙染料、Hostasol Red 5B塑胶荧光紫红染料、93％Hostasol Yellow 3G塑胶荧光黄染料+7％Solvaperm green GSB绿色染料、70％Solvaperm blue 2B蓝色染料+30％KSN荧光增白剂，分别制备塑胶荧光橙、荧光紫红、荧光绿、荧光蓝染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨；
3)将步骤1)和2)得到的五种颜色的油溶性荧光染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨在0.25mm厚的PC膜材上丝印出图案；
4)待图案表干后，在图案上覆盖一层0.05mm厚的同质膜材；
5)将步骤4)中的两层高分子塑料膜材夹在镜面金属模具和反光金属模具之间，130℃烘干1.5分钟，然后置于热压设备上，利用金属反光模具，以240℃的高温，在10MPa压力下进行1分30秒的热压成型；
6)完成热压成型后将反光片连同金属反光模具冷却1分钟，脱模，即得到PC基材反光材料高耐候荧光色图案。
PC反光高耐候荧光色图案产品性能：
实例三，PVC反光基材高耐候荧光色图案的制作方法,具体步骤如下：
1)玻璃化温度105℃，重均分子量80000的热塑性丙烯酸树脂30份，放入70份混合溶剂中,混合有机溶剂为环己酮：S100号溶剂油：醋酸丁酯：三甲苯：异佛尔酮质量比为1:6:3:1:3的混合物,分散搅拌至完全溶解，依次加入四针状氧化锌晶须0.2份、稀土偶联剂DN-930 0.1份、有机硅光扩散剂0.2份、消泡剂0.1份、膨润土HT-A302 0.3份、Hostasol Yellow3G塑胶荧光黄染料1.5份，经过25分钟以4000rpm高速分散搅拌，40μm孔径过滤得到塑胶荧光黄染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨；
2)参照步骤1)的方法，更换Hostasol Yellow 3G塑胶荧光黄染料为Hostasol RedGG塑胶荧光橙染料、Hostasol Red 5B塑胶荧光紫红染料、93％Hostasol Yellow 3G塑胶荧光黄染料+7％Solvaperm green GSB绿色染料、70％Solvaperm blue 2B蓝色染料+30％KSN荧光增白剂，分别制备塑胶荧光橙、荧光紫红、荧光绿、荧光蓝染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨；
3)将步骤1)和2)得到的五种颜色的油溶性荧光染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨在0.15mm厚的PVC膜材上丝印出图案；
4)待图案表干后，在图案上覆盖一层0.10mm厚的同质膜材；
5)将步骤4)中的两层高分子塑料膜材置于热压设备上，利用上层镜面模具和下层金属反光模具，以160℃的高温，在5Mpa的压力下进行60秒的热压成型；
6)完成热压成型后将反光片连同金属反光模具冷却1分钟，脱模，即得到PVC基材反光材料高耐候荧光色图案。
PVC反光高耐候荧光色图案产品性能：
实例四，PE反光基材高耐候荧光色图案的制作方法,具体步骤如下：
1)玻璃化温度104℃，重均分子量60000的热塑性丙烯酸树脂30份，放入70份混合溶剂中,混合有机溶剂为环己酮：S100号溶剂油：醋酸丁酯：三甲苯：异佛尔酮质量比为1:6:3:1:3的混合物,分散搅拌至完全溶解，依次加入四针状氧化锌晶须0.2份、稀土偶联剂DN-930 0.1份、有机硅光扩散剂0.2份、消泡剂0.1份、膨润土HT-A302 0.3份、Hostasol Yellow3G塑胶荧光黄染料1份，经过25分钟以4000rpm高速分散搅拌，40μm孔径过滤得到塑胶荧光黄染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨；
2)参照步骤1)的方法，更换Hostasol Yellow 3G塑胶荧光黄染料为Hostasol RedGG塑胶荧光橙染料、Hostasol Red 5B塑胶荧光紫红染料、93％Hostasol Yellow 3G塑胶荧光黄染料+7％Solvaperm green GSB绿色染料、70％Solvaperm blue 2B蓝色染料+30％KSN荧光增白剂，分别制备塑胶荧光橙、荧光紫红、荧光绿、荧光蓝染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨；
3)将步骤1)和2)得到的五种颜色的油溶性荧光染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨在0.075mm厚的PE膜材上丝印出图案；
4)待图案表干后，在图案上覆盖一层0.075mm厚的同质膜材；
5)将步骤4)中的两层高分子塑料膜材置于热压设备上，利用上层镜面模具和下层金属反光模具，以150℃的高温，在2MPa压力下进行15秒的热压成型。其中镜面模具需要有机硅脱模剂处理；
6)完成热压成型后将反光片连同金属反光模具冷却1分钟，脱模，即得到PE基材反光材料高耐候荧光色图案。
PE反光高耐候荧光色图案产品性能：
实例五，POE反光基材高耐候荧光色图案的制作方法,具体步骤如下：
1)玻璃化温度104℃，重均分子量60000的热塑性丙烯酸树脂30份，放入70份混合溶剂中,混合有机溶剂为环己酮：S100号溶剂油：醋酸丁酯：三甲苯：异佛尔酮质量比为1:6:3:1:3的混合物,分散搅拌至完全溶解，依次加入四针状氧化锌晶须0.2份、稀土偶联剂DN-930 0.1份、有机硅光扩散剂0.2份、消泡剂0.1份、膨润土HT-A302 0.3份、Hostasol Yellow3G塑胶荧光黄染料1份，经过25分钟以4000rpm高速分散搅拌，40μm孔径过滤得到塑胶荧光黄染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨；
2)参照步骤1)的方法，更换Hostasol Yellow 3G塑胶荧光黄染料为Hostasol RedGG塑胶荧光橙染料、Hostasol Red 5B塑胶荧光紫红染料、93％Hostasol Yellow 3G塑胶荧光黄染料+7％Solvaperm green GSB绿色染料、70％Solvaperm blue 2B蓝色染料+30％KSN荧光增白剂，分别制备塑胶荧光橙、荧光紫红、荧光绿、荧光蓝染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨；
3)将步骤1)和2)得到的五种颜色的油溶性荧光染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨在0.075mm厚的POE膜材上丝印出图案；
4)待图案表干后，在图案上覆盖一层0.075mm厚的同质膜材；
5)将步骤4)中的两层高分子塑料膜材置于热压设备上，利用上层镜面模具和下层金属反光模具，以155℃的高温，在2MPa压力下进行20秒的热压成型。其中镜面模具需要有机硅脱模剂处理；
6)完成热压成型后将反光片连同金属反光模具冷却1分钟，脱模，即得到POE基材反光材料高耐候荧光色图案。
POE反光高耐候荧光色图案产品性能：
Claims (10)
1.一种塑料反光基材高耐候荧光色图案的制作方法，其具体步骤为：
1）配制塑胶荧光染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨；
2）将步骤1）得到的各种颜色的丝印油墨在高分子塑料膜材上丝印出图案；
3）待图案表干后，在图案上覆盖一层同质高分子塑料膜材；
4）将步骤3）中的两层高分子塑料膜材置于热压设备上，利用金
属反光模具，热压成型；
5）完成热压成型后将反光片连同金属反光模具冷却，脱模，即得
到塑料反光基材高耐候荧光色图案。
2.如权利要求1所述的一种塑料反光基材高耐候荧光色图案的制作方法，其特征在于所述的步骤1）配制塑胶荧光染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨的具体方法为：将30份热塑性丙烯酸树脂放入70份混合有机溶剂中进行分散溶解，高速搅拌120分钟，待树脂溶解完全后，依次加入四针状氧化锌晶须0.2份，稀土偶联剂0.1份，有机硅光扩散剂0.2份，防沉淀助剂0.3份，消泡剂0.1份，塑胶荧光染料及改性剂1～2份，经过25分钟的高速分散搅拌，过滤后得到塑胶荧光染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨。
3.如权利要求2所述的配制塑胶荧光染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨的具体方法，其特征在于所述的热塑性丙烯酸树脂为甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的共聚物，玻璃化温度为105±1℃，重均分子量为60000-110000。
4.如权利要求2所述的配制塑胶荧光染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨的具体方法，其特征在于所述的混合有机溶剂为环己酮：S100号溶剂油：醋酸丁酯：三甲苯：异佛尔酮质量比为1:6:3:1:3的混合物。
5.如权利要求2所述的配制塑胶荧光染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨的具体方法，其特征在于所述的四针状氧化锌晶须牌号为HB-PZ001,生产商为上海凯射丰实业有限公司。
6.如权利要求2所述的配制塑胶荧光染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨的具体方法，其特征在于所述的稀土偶联剂牌号为DN-930，生厂商为：南京道宁化工有限公司。
7.如权利要求2所述的配制塑胶荧光染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨的具体方法，其特征在于所述的有机硅光扩散剂牌号为KMP-590，生产商为信越化学工业；所述的防沉淀助剂为有机膨润土，牌号为HT-A302,生产商为杭州海迪斯新材料有限公司。
8. 如权利要求2所述的配制塑胶荧光染料丙烯酸树脂悬浮液丝印油墨的具体方法，其特征在于所述的塑胶荧光染料及改性剂的成分按油墨的颜色有不同的要求，荧光黄颜色油墨要求的成分为：100%牌号为Hostasol Yellow 3G的塑胶荧光黄染料，0%改性剂；荧光橙颜色油墨要求的成分为：100%牌号为Hostasol Red GG的塑胶荧光橙染料,0%改性剂；荧光紫红颜色油墨要求的成分为：100%牌号为Hostasol Red 5B的塑胶荧光紫红染料，0%改性剂；荧光绿颜色油墨要求的成分为：93%牌号为Hostasol Yellow 3G的塑胶荧光黄染料与7%牌号为Solvaperm green GSB的绿色染料混合物；荧光蓝颜色油墨要求的成分为：70%牌号为Solvaperm blue 2B的蓝色染料和30%牌号为KSN的荧光增白剂的混合物。
9.如权利要求8所述的Hostasol Yellow 3G塑胶荧光黄染料、Hostasol Red GG塑胶荧光橙染料、Hostasol Red 5B塑胶荧光紫红染料、Solvaperm green GSB绿色染料、Solvaperm blue 2B蓝色染料的生产商为Clariant。
10.如权利要求1所述的一种塑料反光基材高耐候荧光色图案的制作方法，其特征在于所述的步骤2）中丝印所用的丝网为尼龙材质，网眼尺寸为250目；步骤2）-步骤5）中的高分子塑料膜材材质为PMMA、PC、PVC、PE、POE中的一种，膜材厚度为0.05mm～0.25mm；
步骤4）中的热压条件，包括热压温度、压力、时间根据各种膜材性质的差异而不同，温度为150℃-240℃，压力为2 MPa -10MPa，热压时间为15秒-90秒；步骤5）中的冷却时间为1分钟。
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