一种蓄光发光型热塑性聚氨酯组合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种蓄光发光型热塑性聚氨酯组合物及其制备方法，涉及发光塑料领域。本发明专利技术通过将热塑性聚氨酯树脂、蓄光型发光材料及复合表面处理剂经熔融共混得到发光聚氨酯组合物。其中复合表面处理剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、硬脂酸盐、硅油、磷酸三苯酯中的至少两种的混合；发光材料为硅酸盐体系、铝酸盐体系、硫化物系列蓄光型发光材料中的一种或几种。将二者配合使用，可有效改善发光材料在聚氨酯中的分散，降低加工过程中的摩擦力，提高该组合物的力学性能和发光性能。该组合物中以热塑性聚氨酯为１００重量份数计，发光材料为１～３０份。复合表面处理剂重量为发光材料的０．５～２０％ｗｔ。本发明专利技术的组合物适用于野外勘探设备的标，应用广泛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光塑料组合物，进一步地说，是涉及。
技术介绍
热塑性聚氨酯是二十世纪六十年代才发展起来的一种新型工程材料，这种材料既有橡胶的弹性，又有塑料的加工性，具有强度高、弹性好、耐磨性和耐低温脆性优异，并且其硬度能在较大范围内可调等优良性能，可通过注塑、挤出、压延等方式加工成各种制品，在许多领域如制鞋行业、医疗卫生、服装面料和国防用品等行业有广泛的应用。但在一些特殊场合下，例如夜间操作，封闭环境照明突然中断等等，就需要具有自体发光的功能的仪表按键按钮、开关面板、插座面板、位置标识等，以保证作业正常的进行或突发事件的及时处理。另外，野外作业设备及仪表等需要特别的抗冲击性。因此，在这类场合下，需要不但能自发光，而且力学综合性能要好的树脂材料。蓄光型发光材料(见《蓄光型发光材料及其制品》第三、四章，肖志国主编，化学工业出版社2002年10月出版)是目前制造具有自发光功能树脂材料的主要原料之一。长余辉碱土铝酸盐、长余辉硅酸盐是发光效率高、余辉时间长的最新一代蓄能型发光材料。添加量越大，发光时间就越长，亮度就越大，这种性能一般用辉度大小来表示。蓄光型发光材料的加工稳定性比较差。在高剪切、高温度场内，发光材料颗粒表面被氧化，会导致迅速变色同时降低甚至失去蓄能发光的作用。热固性树脂及涂料的加工过程中很少有高剪切、高温熔融的情况。而对于热塑性树脂来说，其加工过程往往是高温熔融挤出、共混等，物料会受到很大的剪切力，因此在挤出造粒过程中与金属螺杆摩擦，导致物料变黑，使制品的发光亮度及外观变差。在现有技术中，制造具有高辉度特性的发光聚氨酯主要是以聚氨酯涂料的形式出现，如ZL00132574.4、US5874491、US5858495。但这种发光聚氨酯材料存在着力学性能差，与基体材料(金属、塑料、水泥等)粘结强度低，通常采用先涂底漆处理再加保护涂层，其工艺比较复杂。在制备热塑性聚氨酯时，为了得到发光性能好的树脂，往往在改性过程中加入相对粒径较大、密度较大的发光材料，在聚氨酯树脂中的分散性差，影响发光材料的力学性能、发光性能和表观质量。为了降低物料的变黑程度通常通过控制发光粉的粒径来，如US6716368，但由于发光粉的粒径越大发光强度越高，这会又会影响材料的发光性能。另外ZL99127572.1以预制发光母料来降低发光材料变黑的程度，只适合于通用塑料，对于脆性和硬度很大的树脂解决不了加工过程易变黑的问题。
技术实现思路
本专利技术针对以上现有技术中存在的问题，研制了一种蓄光发光型热塑性聚氨酯及其制备方法，此发光材料比发光聚氨酯涂料力学性能更好，加工简便，易于保存。同时解决了加入大量无机发光颜料使材料力学性能下降的问题和材料颜色变黑的问题。因此，本专利技术的目的是提供一种具有良好的发光性能和高弹性、高强度、高耐磨、及不变色的发光聚氨酯组合物。本专利技术的另一个目的是提供所述发光聚氨酯组合物的制备方法。该方法中聚氨酯树脂和发光材料实现一次性共混挤出，可大大提高工作效率，同时实现良好的混合分散效果。专利技术人在研究发光聚氨酯树脂的过程中发现，用复合表面处理剂处理发光粉可减少发光粉与金属加工设备表面直接接触，从而降低机械共混对发光材料晶格的破坏，防止发光材料的氧化，可以杜绝制品挤出后的变色现象，使发光塑料具有良好外观；而且同时可以达到协助改善发光材料在塑料基体中的均匀分散的效果。使得发光材料不会因为加工及分散问题而影响其在塑料基体中的发光效果。本专利技术所提供的一种蓄光发光型聚氨酯组合物，包含有共混的以下组分a.聚氨酯树脂；b.蓄光型发光材料；c.复合表面处理剂。以上所述本专利技术的聚氨酯组合物中，组分a的聚氨酯包括现有技术所公开的各种类型的热塑性聚氨酯树脂，优选包括热塑性聚酯型弹性体、热塑性聚醚型弹性体中的至少一种。以上所述本专利技术的聚氨酯组合物，其中组分b为现有技术中的硅酸盐体系蓄光型发光材料、铝酸盐体系蓄光型发光材料、硫化物系列蓄光型发光材料中的一种或几种。优选为多种离子激活的硅酸盐、多种离子激活的铝酸盐中的一种或几种。本专利技术中的多种离子激活的硅酸盐和铝酸盐，与中国专利CN1120207C(专利权人大连路明科技集团有限公司)中所述的多种离子激活的硅酸盐和铝酸盐一致。即多种激活的硅酸盐发光材料的化学组成表示式为αMO·βM’O·γSiO2·δR:EuxLny其中M为Sr、Ca、Ba、Zn中的一种或多种元素的组合；M’为Mg、Cd、Be中的一种或多种元素的组合；R为B2O3、P2O5中的一种或两种化合物的组合；Ln为Nd、Dy、Ho、Tm、La、Pr、Tb、Ce、Er、Mn、Bi、Sn、Sb中的一种或多种元素的组合；α、β、γ、δ、x、y为摩尔系数，0.6≤α≤6；0≤β≤5；1≤γ≤9；0≤δ≤0.7、0.00001≤x≤0.2、0≤y≤0.3。多种激活的铝酸盐发光材料的化学组成表示式为αMO·βAl2O3·γB2O3:EuxLny其中M为Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd中的一种或多种元素的组合；Ln为Nd、Dy、Ho、Tm、La、Ce、Er、Pr、Bi中的一种或多种元素的组合；α、β、γ、x、y为摩尔系数，0.5≤α≤6；0.5≤β≤9；0.0001≤γ≤0.3；0.00001≤x≤0.15、0.00001≤y≤0.2。以上所述蓄光型发光材料颗粒越大辉度越高，但会提高加工过程中的摩擦力，而且太大会不利于组合物机械性能；颗粒小会降低加工中的摩擦力，但辉度会有所降低，而且太小的颗粒也不利于分散。由于本专利技术中加入了有助于发光材料分散、降低摩擦、提高发光材料加入量的复合表面处理剂，所以现有技术中这些蓄光型发光材料的颗粒大小在本专利技术中对组合物性能的影响并不显著。但考虑分散性和成本的问题，其平均粒径可优选为10～40μm，更优选为10～20μm。所述组分b的含量以组分a热塑性聚氨酯为100重量份数计，为1～30份。其含量的优选范围为5～20份。以上所述本专利技术的聚氨酯组合物，其中组分c复合表面处理剂为为硅油与以下物质中至少一种的混合物钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、硬脂酸盐、磷酸三苯酯。其中组分c优选为硬脂酸盐和硅油的混合。本专利技术的组分c复合表面处理剂的重量为组分b重量的0.5～20％wt，优选为2～10％wt。这种硅油和所述物质的复合使用能够改善无机发光材料的表面性能，有助于发光材料的分散并降低加工过程中的摩擦力。复合表面处理剂中硅油与其余物质的重量比例优选为80∶20～20∶80，更优选为60∶40～40∶60。本专利技术的蓄光发光型聚氨酯组合物的组成中还可以包含有聚氨酯加工过程中常用的一些助剂如增强剂、阻燃剂、填充剂、润滑剂、色母等，其用量均为常规用量，或根据实际情况的要求进行调整。此外还可入抗氧剂防止热塑性聚氨酯基料在加工过程中降解，从而进一步改善发光树脂的发光性能和力学性能。本专利技术所述的抗氧剂可以是聚氨酯常用的抗氧剂，如瑞士气巴嘉机公司生产的抗氧剂1010、抗氧剂1079、抗氧剂1076、抗氧剂168或它们的复合物，其中优选抗氧剂1076，可按常规用量使用。本专利技术的蓄光发光型热塑性聚氨酯组合物的制备方法，包括将所述热塑性聚氨酯树脂、蓄光型发光材料、复合表面处理剂在内的组分通过熔融共混的步骤，而制得蓄光发光型聚氨酯组合物。在制备过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄光发光型热塑性聚氨酯组合物，包含有共混的以下组分：ａ．热塑性聚氨酯树脂１００重量份数ｂ．蓄光型发光材料１～３０重量份数ｃ．复合表面处理剂其中所述组分ｂ为硅酸盐体系蓄光型发光材料、铝酸盐体系蓄光型 发光材料、硫化物系列蓄光型发光材料中的一种或几种；其中所述组分ｃ为硅油与以下物质中至少一种的混合物：钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、硬脂酸盐、磷酸三苯酯；组分ｃ重量为组分ｂ重量的０．５～２０％ｗｔ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽英，张浩，张师军，张薇，邵静波，吕芸，吕明福，尹华，李魁，段淑清，王小兰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]