一种长余辉发光聚丙烯组合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种长余辉发光聚丙烯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聚丙烯、蓄光型发光材料及粉末橡胶经熔融共混得到发光聚丙烯组合物。其中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。将其与粒径为５０～２００ｎｍ、凝胶含量６０％重量或更高的粉末橡胶配合使用，可有效改善发光材料在聚丙烯料中的分散，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，从而获得了辉度高、韧性好、不变色的发光聚丙烯组合物。该组合物中以聚丙烯为１００重量份数计，发光材料为１～４０份，粉末橡胶为１～１０份。本发明专利技术的组合物适用于制造需要发光效果以及无外光源时可低照度泛光照明的产品，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
聚丙烯(PP)是量大面广的大品种塑料，具有良好的力学性能和加工性能，已在日常生活用品、交通、机械、电子电气等行业得到了广泛的应用。但是PP没有夜间发光的功能。人们为了使PP塑料制品具有夜间发光的性能，主要采取两种途径一种是在塑料制品上涂覆发光涂料、粘贴和镶嵌发光体，另一种就是在塑料中添加发光填料。在塑料制品上涂覆发光涂料、粘贴和镶嵌发光体，实际上是将PP作为结构主体，外加具有发光功能的表面。该PP并非真正意义上的发光塑料，而且其操作过程复杂、效率低下，制造成本较高，并且效果差，使用期不长，因而在实际应用中难以推广。通过在塑料中填充发光填料的方法来制备发光PP的开发技术与无机发光材料的性能密切相关，传统的发光PP采用荧光粉，如ZnS、CaS等，但它们稳定性差，余辉时间较短，使用寿命也不长。若要延长余辉时间，必须加入一定量的放射性元素，而这样作会给周围带来环境危害，因此目前已被大部分国家明令禁止使用。20世纪60年代，SrAl2O4:Eu2+材料的余辉现象被发现之后，人们对铕离子(Eu2+)激活的铝酸盐类及硅酸盐类蓄光型发光材料的研究开发主要集中在通过添加辅助激活离子和改变基质结构的方法来提高材料的发光强度和延长余辉时间。从20世纪90年代开始，这种铝酸盐体系或硅酸盐体系蓄光型发光材料(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)的研究已由研究阶段转入应用研究阶段，该材料具有无毒、无害、无放射性等特点，是绿色环保型材料，特别是在蓄能和发光特性方面较硫化锌材料有着显著的优点，它吸光时间短，吸光10～20min，可持续发光12h以上。通过采用该材料，人们相继开发出发光陶瓷、涂料、油墨、橡胶、塑料、纤维、织物等。应用蓄光型发光材料制备发光高分子材料有原位聚合法、共混法等。原位聚合法常用于可以进行缩合聚合的高聚物，如尼龙、聚酯等。在采用共混法制备发光塑料时，现有的蓄光型发光材料在和塑料混和加工的过程中，因相互之间的摩擦、剪切作用较强，容易使晶格部分破坏，导致长余辉发光性能的下降；同时也可能引起材料颜色的变化，使得发光塑料变色(由于发光材料的硬度大，使后加工产品外观较差，有变灰变黑等变色现象)，同样也引起发光余辉强度进一步地下降。中国专利申请CN130792A的专利技术人在研究工作中发现，在用现有技术制成发光塑料时，塑料越硬，越易产生发黑的效果，因此他提出了一种方案，即先用较“软”的树脂将发光材料包覆，制成“母料”，然后再与其它树脂相容而制成发光制品。但这样势必会使加工过程复杂化，并增加成本。并且由于蓄能发光材料是无机材料，粒径一般较大，较难在聚丙烯基体中良好分散，导致发光效果不好。同时分散不良的无机材料使得组合物的力学性能不佳，如导致组合物的冲击性能等下降较多，从而限制了发光塑料的应用场合。因此现有技术中发光塑料组合物为了避免力学性能的严重下将，其添加的发光材料的份数都较低，以基体塑料为100重量份计一般不超过5份。
技术实现思路
采用传统共混方式制备长余辉发光聚丙烯时，容易破坏发光粉材料的晶格结构，同时使发光材料氧化，使PP的长余辉发光性能下降、制品变色；同时无机发光材料的分散不好影响发光聚丙烯的力学性能。本专利技术针对以上现有技术中存在的问题，旨在得到一种在具有良好发光性能的同时具有高韧性及良好外观的发光聚丙烯。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韧性及不变色的发光聚丙烯组合物。本专利技术的另一个目的是提供所述发光聚丙烯组合物的制备方法。该方法中PP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塑料的过程中发现，加入在塑料中分散良好的弹性粉末橡胶可有助于降低共混过程中的剪切摩擦，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；而且同时协助改善发光材料在塑料基体中的分散。使得发光材料不会因为在加工及分散问题影响其在塑料基体中的发光效果。同时由于减少了发光材料的氧化，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。而且粉末橡胶的加入还能使发光塑料的韧性得到大大提高，从而也使发光材料的加入量得到大大提高，一般以基体聚丙烯为100重量份计可达5份以上。本专利技术所提供的一种长余辉发光聚丙烯组合物，包含有共混的以下组分a.聚丙烯；b.蓄光型发光材料；c.粉末橡胶。在上述本专利技术的聚丙烯组合物中，所述的聚丙烯包括现有技术所公开的各种类型的聚丙烯树脂，包括均聚聚丙烯树脂、共聚聚丙烯树脂等。以上所述本专利技术的聚丙烯组合物，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、提高组合物韧性的粉末橡胶，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聚丙烯为100重量份数计，为1～40份。其含量的优选范围为10～30份。以上所述本专利技术的聚丙烯组合物，其中组分c为平均粒径50～200nm，优选为80～150nm；凝胶含量为60％重量或更高，优选为80％重量或更高的粉末橡胶。该种粉末橡胶优选为均相结构的橡胶粒子。该种粉末橡胶选自丁苯粉末橡胶和羧基丁苯粉末橡胶中的一种或其混合。所述组分c的粉末橡胶可采用按照本专利技术人于2000年9月18日申请的中国专利ZL00816450.9(以中国专利申请99125530.5为优先权，优先权日1999年12月3日)所制备的全本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长余辉发光聚丙烯组合物，包含有共混的以下组分：ａ．聚丙烯１００重量份数ｂ．蓄光型发光材料１～４０重量份数ｃ．粉末橡胶１～１０重量份数其中所述组分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为平均粒径５０～２００ｎｍ，凝胶含量为６０％重量或更高的粉末橡胶，包括丁苯粉末橡胶和羧基丁苯粉末橡胶中的一种或其混合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕明福，张师军，张薇，邵静波，尹华，张丽英，张浩，吕芸，王小兰，段淑清，陈力，李魁，
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]