一种遮光透红外聚乙烯复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种遮光透红外聚乙烯复合材料及其制备方法和应用。本发明专利技术的遮光透红外聚乙烯复合材料，包括如下按重量份计算的组分：聚乙烯树脂98～99份；有机颜料0.2～0.8份；添加剂0～2份；其中，所述有机颜料的分子中含有酮基、氮氢键或吲哚单元中的一种或几种的组合。本发明专利技术的遮光透红外聚乙烯复合材料，通过选用分子中含有酮基、氮氢键或吲哚单元的有机颜料作为遮光剂，分子结构中酮基(C＝O)伸缩振动以及氮氢键(N‑H)伸缩振动均处于8～12μm波长范围之外，对红外光在材料中的透过率影响较小。几种颜料的复配，达到深色材料的同时，其透红外性能也十分优良。

【技术实现步骤摘要】
一种遮光透红外聚乙烯复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种遮光透红外聚乙烯复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
5G时代，智能家居进入飞速发展的快车道。红外感应器由于可以探测到人体活动，非常适用于智能家居的传感器领域。塑料作为一种优良的透红外材料，被广泛应用于家电外壳、传感器透镜等领域。人体热辐射红外的波长范围正好落在人们常说的红外吸收中的“指纹区”，红外光谱指纹区(1300～400cm-1，7.69～25μm)吸收峰的特征性强，可用于区别不同化合物结构上的微小差异，犹如人的指纹，故称为指纹区。指纹区的红外吸收光谱很复杂，这个区域的振动类型复杂而且重叠，特征性差，但对分子结构的变化高度敏感，只要分子结构上有微小的变化，都会引起这部分光谱的明显改变。基于此，目前含C、H、O元素的大多数有机物都无法避免在指纹区存在吸收峰，而聚乙烯的分子结构相对简单，仅存在主链上的亚甲基以及支链上的叔碳原子，因此在红外吸收谱图中指纹区的吸收较弱，从而成为了主流的透中远红外基材。对于透红外聚乙烯材料的制备，通常直接采用聚乙烯树脂或者混入透红外改性剂制备而成，如中国专利CN103627066A通过在聚乙烯中加入以透红外线剂为核，以环氧树脂和固化剂为壳的透红外改性剂，得到一种透远红外材料，而对于遮光材料，通常采用添加具有强吸光能力的物质(如炭黑)，或者具有强反射光能力的物质(如硫酸钡、钛白粉等)，但是这些物质的加入，会极大影响红外光的透过能力。因此，需要开发一种同时具有遮光性能和透红外光性能的聚乙烯材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有技术中无法解决遮光性和透红外性能的缺陷与矛盾，提供一种遮光、透红外的聚乙烯复合材料。本专利技术的遮光透红外聚乙烯复合材料，通过选用分子中含有酮基、氮氢键或吲哚单元的有机颜料作为遮光剂，分子结构中酮基(C＝O)伸缩振动以及氮氢键(N-H)伸缩振动均处于8～12μm波长范围之外，对红外光在材料中的透过率影响较小。几种颜料的复配，达到深色材料的同时，其透红外性能也十分优良。本专利技术的另一目的在于，提供所述遮光透红外聚乙烯复合材料的制备方法。本专利技术的另一目的在于，提供所述遮光透红外聚乙烯复合材料在制备家电外壳或传感器透镜中的应用。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种遮光透红外聚乙烯复合材料，包括如下按重量份计算的组分：聚乙烯树脂98～99份；有机颜料0.2～0.8份；添加剂0～2份；其中，所述有机颜料的分子中含有酮基、氮氢键或吲哚单元中的一种或几种的组合。遮光聚乙烯通常通过加入遮光材料来制备得到，但是常用的遮光材料对透红外聚乙烯的透红外性能有很大的影响。本专利技术的专利技术人通过大量试验研究发现，含有酮基、氮氢键或吲哚单元的有机颜料对红外光透过率的影响较小，且同时能够起到遮光的作用。这可能是由于分子结构中酮基(C＝O)伸缩振动以及氮氢键(N-H)伸缩振动均处于8～12μm波长范围之外，而吲哚称为苯并吡咯，同样具有类似的酮基(C＝O)以及氮氢键(N-H)，因此对材料的红外透过率影响较小。优选地，所述有机颜料为酞菁类、吡咯并吡咯二酮类、蒽醌类、蒽酮类、苯氧杂蒽或偶氮类颜料中的一种或几种的组合。吡咯并吡咯二酮(DPP)类有机颜料，其分子结构中酮基(C＝O)伸缩振动以及氮氢键(N-H)伸缩振动均处于8～12μm波长范围之外，而吲哚称为苯并吡咯，与DPP具有相似的结构，对红外光的透过率影响较小。进一步优选地，所述有机颜料为酞菁类或吡咯并吡咯二酮类中的一种或几种的组合。优选地，所述聚乙烯树脂为高密度聚乙烯HDPE、中密度聚乙烯MDPE、低密度聚乙烯LDPE或线性低密度聚乙烯LLDPE中的一种或几种的组合。进一步优选地，所述聚乙烯树脂为高密度聚乙烯HDPE。优选地，所述添加剂为抗氧剂或润滑剂中的一种或几种的组合。优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种的组合。优选地，所述润滑剂为金属皂类润滑剂、硬脂酸复合酯类润滑剂或酰胺类润滑剂中的一种或几种的组合。所述遮光透红外聚乙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：将聚乙烯树脂、有机颜料和添加剂混合均匀后，经过挤出造粒，即得所述遮光透红外聚乙烯复合材料。优选地，所述挤出可选用双螺杆挤出机。优选地，所述双螺杆挤出机的参数为：从喂料段到模头温度分别为160℃，170℃，190℃，195℃，200℃，200℃，205℃，205℃，200℃，190℃；螺杆转速400r/min；螺杆长径比为40:1；螺杆直径65mm。所述遮光透红外聚乙烯复合材料在制备电外壳或传感器透镜中的应用也在本专利技术的保护范围之内。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的遮光透红外聚乙烯复合材料，通过选用分子中含有酮基、氮氢键或吲哚单元的有机颜料作为遮光剂，分子结构中酮基(C＝O)伸缩振动以及氮氢键(N-H)伸缩振动均处于8～12μm波长范围之外，对红外光在材料中的透过率影响较小。几种颜料的复配，达到深色材料的同时，其透红外性能也十分优良。具体实施方式以下结合具体实施例来进一步说明本专利技术，但实施例并不对本专利技术做任何形式的限定。除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试剂、方法和设备。除非特别说明，本专利技术所用试剂和材料均为市购。本专利技术的实施例采用以下原料：高密度聚乙烯：HDPE5000S，购自兰州石化；DPP颜料：K3840SQ，购自巴斯夫(中国)有限公司；酞菁蓝：BF431PS，购自鼎泰化工；酞菁绿：MAZCOLGREEN706K，购自鼎泰化工；炭黑：1013F，购自鼎泰化工；钛白粉：R-105，购自艾迪科；抗氧剂：抗氧剂168，购自巴斯夫(中国)有限公司；润滑剂：硬脂酸钙，购自华明泰化工。实施例1～6、对比例1～2按照表1中的配方，按照如下制备方法制备聚乙烯复合材料：将聚乙烯树脂、有机颜料和添加剂加入高速混合机中以500r/min的转速共混10～15min；然后加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，即得聚乙烯复合材料。双螺杆挤出机从喂料段到模头温度分别为160℃，170℃，190℃，195℃，200℃，200℃，205℃，205℃，200℃，190℃；螺杆转速400r/min；螺杆长径比为40:1；螺杆直径65mm。表1实施例中各遮光透红外聚乙烯复合材料中各组分含量(重量份)对上述实施例和对比例制备得到的遮光聚乙烯复合材料的性能进行测试，具体测试项目及测试方法如下：1.透光性能：根据GB/T2410-2008透明塑料透光率和雾度的测定，将注塑成型的100mm×100mm，厚度为1mm的方板经过标准环境调节后置于透光率测试仪上测试，光源为A光源，每个样品测试数量为5个，结果取平均值。2.红外光透过率：方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种遮光透红外聚乙烯复合材料，其特征在于，包括如下按重量份计算的组分：/n聚乙烯树脂 98～99份；/n有机颜料 0.2～0.8份；/n添加剂 0～2份；/n其中，所述有机颜料的分子中含有酮基、氮氢键或吲哚单元中的一种或几种的组合。/n

【技术特征摘要】
1.一种遮光透红外聚乙烯复合材料，其特征在于，包括如下按重量份计算的组分：
聚乙烯树脂98～99份；
有机颜料0.2～0.8份；
添加剂0～2份；
其中，所述有机颜料的分子中含有酮基、氮氢键或吲哚单元中的一种或几种的组合。


2.根据权利要求1所述遮光透红外聚乙烯复合材料，其特征在于，所述有机颜料为酞菁类、吡咯并吡咯二酮类、蒽醌类、蒽酮类、苯氧杂蒽或偶氮类颜料中的一种或几种的组合。


3.根据权利要求1所述遮光透红外聚乙烯复合材料，其特征在于，所述有机颜料为酞菁类或吡咯并吡咯二酮类中的一种或几种的组合。


4.根据权利要求1所述遮光透红外聚乙烯复合材料，其特征在于，所述聚乙烯树脂为高密度聚乙烯HDPE、中密度聚乙烯MDPE、低密度聚乙烯LDPE或线性低密度聚乙烯LLDPE中的一种或几种的组合。


5.根据权利要求1所述遮光透红外...

【专利技术属性】
技术研发人员：李栋栋，黄险波，叶南飚，丁明笃，陆湛泉，杨霄云，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44