CN112812427A - 一种光致发光变色聚烯烃母料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明开发了一种光致发光变色聚烯烃母料，以质量计，包括：聚烯烃树脂100份、三苯胺衍生物30～80份。实验证明：由其制备得到的光致发光变色薄膜在低光强紫外光照射下其发光颜色发生显著变化，由蓝色变为淡粉色，关闭光源后，晶体发光颜色迅速变回蓝色，取得了良好的效果。

Description

一种光致发光变色聚烯烃母料及制备方法
技术领域
本发明涉及聚烯烃母料技术领域，具体涉及一种光致发光变色聚烯烃母料及制备方法。
背景技术
现有技术中，光致发光变色指的是化合物在一定的波长和强度的光线作用下，化合物内部分子结构会发生变化，从而导致其对光线的吸收峰值发生变化，相应的引起材料颜色的变化，并且这种变化一般情况下是可逆的，即光线照射下化合物颜色发生改变，当作用在化合物上的光线消失时，化合物又会回到原本的颜色。能够发生光致变色反应的化合物被称为光致变色化合物。在光致异构反应前后，生成的两种不同光致异构体之间在各种物理性质方面，如吸收光谱、荧光光谱、共轭体系、导电性能、电化学性质、磁性性质、络合性能、偶极作用、折光率、介电性能以及空间构型等，均能通过外界的光信号实施可逆性调控。光致变色是一种可逆的光化学反应，这是一个重要的判断标准。另外，狭义的光致变色概念中，变色是指人眼能够观察到的颜色变化；而在广义的光致变色概念中，变色即是指化合物的吸收光谱发生了明显的位移变化。
另一方面，光诱导有机自由基在有机材料的化学和物理过程中发挥着重要作用，在有机合成、光电子器件和生物技术等领域有广泛的研究和应用。然而，凝聚态下的光诱导自由基发光却鲜有报道。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种光致发光变色聚烯烃母料及制备方法。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种光致发光变色聚烯烃母料，以质量计，包括：
Figure BDA0002879086890000011
Figure BDA0002879086890000021
所述聚烯烃树脂选自聚乙烯、聚丙烯和乙烯-α烯烃中的一种或几种；
所述三苯胺衍生物为对位取代的三甲基三苯胺。
优选的，所述聚烯烃树脂和三苯胺衍生物的质量比为1：0.5～0.6。
优选的，所述硅烷偶联剂选自γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一种或几种。
优选的，所述抗氧剂选自四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂164中的一种或几种。
优选的，所述紫外吸收剂选自邻羟基苯甲酸苯酯、2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或2-(2′-羟基-3′，5′-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯中的一种或几种。
优选的，所述抗静电剂选自甲氧基聚乙二醇-甲基丙烯酸酯共聚物、聚氧化乙烯、超高分子量聚乙二醇、环氧氯丙烷/环氧乙烷共聚物、含有季胺盐的甲基丙烯酸酯聚合物、聚乙二醇、聚酰胺共聚物中的一种或几种，其粒径为100～300nm。上述抗静电剂为高分子型抗静电剂。
本发明同时请求保护一种光致发光变色聚烯烃母料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照权利要求1所述的配方将各组分投入搅拌机中进行搅拌，使其混合均匀；
(2)将混合均匀的物料投入到已预热到160～210℃的双螺杆挤出机中，熔体挤出后冷却、切粒、干燥，即可得到所述光致变色聚烯烃母料。
本发明同时请求保护一种由上述光致发光变色聚烯烃母料制备得到的光致发光变色薄膜。
本发明的工作机理如下：对位取代的三甲基三苯胺(T3TA)分子在其晶体中的扭曲和不对称构象，以及分子间仅有较弱的C-H…π相互作用，有利于光致发光自由基的产生，有利于激子辐射跃迁产生高效率的荧光，在紫外光照下，其阳离子自由基参与了发光过程，在低光强紫外光照射下其发光颜色发生显著变化，由蓝色变为淡粉色，关闭光源后，晶体发光颜色迅速变回蓝色，其颜色变化也会影响复合材料的透光性。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.本发明开发了一种新的光致发光变色聚烯烃母料，实验证明：由其制备得到的光致发光变色薄膜在低光强紫外光照射下其发光颜色发生显著变化，由蓝色变为淡粉色，关闭光源后，晶体发光颜色迅速变回蓝色，取得了良好的效果；
2.本发明的制备工艺简单易行，且成本较低，适于推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一
称取30g T3TA与80g均聚聚丙烯、20g线性低密度聚乙烯、1g乙烯基三乙氧基硅烷、0.5g抗氧剂1010、0.5g邻羟基苯甲酸苯酯、8g粒径为100nm的甲氧基聚乙二醇-甲基丙烯酸酯共聚物颗粒加入搅拌机内搅拌30min，然后将混合料投入到挤出机的料斗内，挤出机各段温度在160-210℃之间，螺杆转速150r/min，熔体经挤出后在水槽内冷却成型，牵引到切粒机中切粒后干燥；得到聚烯烃组合物。
实施例二至四都采用与实施例一相同的物料和制备方法，只是T3TA的用量不同，其中实施例二为50g，实施例三为60g，实施例四为80g。对比例一原料中T3TA的用量为10g；对比例二原料中不含有T3TA。
将上述各实施例和对比例制备的母料分别添加到聚丙烯中制备薄膜，其中母料的质量含量为40％，薄膜厚度为0.4mm。
具体测试数据参见下表：
Figure BDA0002879086890000041
上表中，S1至S4分别代表实施例一至四。D1和D2分别代表对比例一和二。
从表中可以得出，由发光变色母料制备的聚丙烯薄膜的亮度随着母料中T3TA的含量增多而变大，发光颜色也变深，母料中T3TA的含量对其在树脂基体中的分散均匀性有一定影响，当含量过高时，会造成分散不均影响薄膜发光的均匀性以及薄膜的力学性能。经过和对比例二比较，可知聚丙烯薄膜的母料中缺少T3TA时薄膜不会发生光致发光变色现象。而当母料中T3TA的质量为50、60g时，制备出的聚丙烯薄膜发光效果最好，颜色转变清晰，发光均匀，亮度高，薄膜的刚性较大。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种光致发光变色聚烯烃母料，其特征在于，以质量计，包括：
Figure FDA0002879086880000011
所述聚烯烃树脂选自聚乙烯、聚丙烯和乙烯-α烯烃中的一种或几种；
所述三苯胺衍生物为对位取代的三甲基三苯胺。
2.根据权利要求1所述的光致发光变色聚烯烃母料，其特征在于：所述聚烯烃树脂和三苯胺衍生物的质量比为1：0.5～0.6。
3.根据权利要求1所述的光致发光变色聚烯烃母料，其特征在于：所述硅烷偶联剂选自γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的光致发光变色聚烯烃母料，其特征在于：所述抗氧剂选自四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂164中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的光致发光变色聚烯烃母料，其特征在于：所述紫外吸收剂选自邻羟基苯甲酸苯酯、2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或2-(2′-羟基-3′，5′-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的光致发光变色聚烯烃母料，其特征在于：所述抗静电剂选自甲氧基聚乙二醇-甲基丙烯酸酯共聚物、聚氧化乙烯、超高分子量聚乙二醇、环氧氯丙烷/环氧乙烷共聚物、含有季胺盐的甲基丙烯酸酯聚合物、聚乙二醇、聚酰胺共聚物中的一种或几种，其粒径为100～300nm。
7.一种光致发光变色聚烯烃母料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按照权利要求1所述的配方将各组分投入搅拌机中进行搅拌，使其混合均匀；
(2)将混合均匀的物料投入到已预热到160～210℃的双螺杆挤出机中，熔体挤出后冷却、切粒、干燥，即可得到所述光致变色聚烯烃母料。
8.采用权利要求1至6中任意一种光致发光变色聚烯烃母料制备得到的光致发光变色薄膜。
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