一种复合荧光材料及其制备方法、制备得到的荧光PVC材料技术

本发明专利技术公开了一种复合荧光材料及其制备方法、制备得到的荧光PVC材料。本发明专利技术的复合荧光材料包括如下组分经加热反应制得：硝酸铈、硝酸镧、乙酸、均苯四甲酸酐、乙二胺、硫酸锰催化剂0.05～0.6份；本发明专利技术的荧光PVC材料包括PVC和所述复合荧光材料。本发明专利技术通过结合有机荧光材料与无机荧光材料的发光机理，构建了具有嵌段特性的聚合物

【技术实现步骤摘要】
一种复合荧光材料及其制备方法、制备得到的荧光PVC材料


[0001]本专利技术涉及荧光材料领域，更具体的，涉及一种复合荧光材料及其制备方法、制备得到的荧光PVC材料。

技术介绍

[0002]荧光聚氯乙烯(PVC)材料通常分为两大类：本征型荧光PVC材料和添加型荧光PVC材料。本征型荧光PVC材料是在PVC基体中加入分子P电子共轭体系，如芳环等含π键化合物，并进行嵌段聚合，形成相应PVC聚合物。添加型荧光PVC材料是向PVC基体中加入无机荧光粉体，该无机荧光粉体为重金属的硫化物或硫酸盐。
[0003]中国专利申请CN108178809A公开了一种吲哚功能化聚氯乙烯的母粒，将具有芳香性的吲哚小分子通过Friedel
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Crafts烷基化反应，制备出具有良好荧光性功能改性聚氯乙烯材料。但由于本征型荧光PVC材料的发光原理为共轭体系P电子由s2态回复s1态，因此其荧光效率较低，且在与聚合物共聚过程中双键易产生异构化，丧失荧光特性。
[0004]中国专利申请CN 109795143 A公开了一种彩色荧光蓄光发光PVC板，通过将PVC材料与发光粉(即无机荧光粉体)混合、挤压成型，使得PVC板可蓄光发光。但无机荧光粉体与PVC的相容性差，不易分散，且在湿热环境中不稳定，极易分解为酸式硫酸盐，对PVC基体产生损害。
[0005]在沿海地区或矿井巷道管道中使用的荧光塑料标示，通常需要荧光效率高，且对湿热环境具有较强抵御能力。因此，需要开发出一种荧光效率高且稳定的复合荧光材料，以及耐湿热环境的荧光PVC材料。

技术实现思路

[0006]本专利技术为克服上述现有技术所述的荧光效率差、不耐湿热环境的缺陷，提供一种复合荧光材料，该复合荧光材料具有高效且稳定的荧光效率。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供上述复合荧光材料的制备方法。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供一种耐湿热环境的荧光PVC材料，该荧光PVC材料包括PVC和所述复合荧光材料。
[0009]本专利技术的另一目的在于提供上述荧光PVC材料的制备方法。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0011]一种复合荧光材料，包括如下按重量份数计算的组分制备而成：
[0012]硝酸铈2～10份，
[0013]硝酸镧10～18份，
[0014]乙酸5～20份，
[0015]均苯四甲酸酐20～60份，
[0016]乙二胺20～60份，
[0017]硫酸锰催化剂0.05～0.6份。
[0018]本专利技术通过结合有机荧光材料与无机荧光材料的发光机理，制得了具有嵌段特性的聚合物
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无机复合荧光材料。乙酸、均苯四甲酸酐、乙二胺在硫酸锰催化剂的作用下经加热生成聚酰亚胺(PI)，PI能有效提高PVC的稳定性，使得PVC中氯离子不易溢出，避免造成镧离子或铈离子中毒。虽然多种有机多元酸和多元胺均可发生酰胺化反，生成聚合物，但各种聚合物性能具有巨大差异。本专利技术的均苯四甲酸酐和乙二胺反应生成的聚合物具有较高的力学性能，同时又与PVC具有良好的相容性。
[0019]硝酸铈和硝酸镧作为稀土金属盐具有高效的荧光效率，在反应的过程中，镧离子、铈离子同时与均苯四甲酸酐中的酸性基团反应、结合，使得荧光物质在湿热环境下更稳定、不易分解，保持高效的荧光效率，且不会对PVC基体产生损害。
[0020]若稀土金属盐仅使用硝酸镧，或硝酸镧的重量小于硝酸铈，均无法获得良好荧光效率的复合荧光材料。这是由于专利技术人研究发现，虽然硝酸镧和硝酸铈均有一定的荧光性能，但仅当二者复配使用，且以硝酸镧为基体、硝酸铈均匀分散于硝酸镧基体中时，才能达到较高的发光效果。若硝酸铈的重量过多，硝酸铈易团聚，对光敏感性下降，光粒子易被吸收或散射，影响发光效率、荧光效率。
[0021]优选地，所述硝酸铈和硝酸镧的重量比为(1～3)∶(9～7)。
[0022]优选地，所述均苯四甲酸酐与乙二胺的重量比为(2～3)∶(3～2)
[0023]专利技术人研究发现，当硝酸铈和硝酸镧的重量比为(1～3)∶(9～7)，均苯四甲酸酐与乙二胺的重量比为(2～3)∶(3～2)时，复合荧光材料的荧光效率更优。
[0024]优选地，所述硝酸铈和硝酸镧的重量和与均苯四甲酸酐和乙二胺的重量和之比为(1～5)∶10。
[0025]本专利技术还保护上述复合荧光材料的制备方法，包括如下步骤：
[0026]S1.将硝酸铈和硝酸镧溶于乙酸溶液中，得到第一混合液；将均苯四甲酸酐、乙二胺和硫酸锰催化剂溶于一元醇溶液中，得到第二混合液；
[0027]S2.将第一混合液与第二混合液混合均匀后，经加热反应后，冷却得到复合荧光材料。
[0028]优选地，所述一元醇溶液为甲醇溶液、乙醇溶液或丙醇溶液。
[0029]优选地，步骤S2中所述加热反应为在100～120℃下反应30～90min。
[0030]本专利技术还保护一种耐湿热环境的荧光PVC材料，包括PVC和所述复合荧光材料。
[0031]本专利技术构建的具有嵌段特性的聚合物
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无机复合荧光材料中，含有荧光聚合物链段，与PVC基体的相容性好；将原位合成的稀土发光元素作为发光中心，具有较高的荧光效率；稀土发光元素与有机物的酸性基团反应结合，使得材料对湿热环境的适应性更好，不易发生分解，荧光效率高。制得的荧光PVC材料，具有优异的荧光效率，且耐湿热环境，在湿热环境下仍然保持良好的荧光性能。
[0032]优选地，所述PVC为粉末状PVC。
[0033]优选地，所述荧光PVC材料中PVC与所述复合荧光材料的重量比为(1～5)∶(99～95)。
[0034]本专利技术还保护上述荧光PVC材料的制备方法，包括如下步骤：
[0035]将复合荧光样品与PVC共混，挤压成型，得到所述耐湿热环境的荧光PVC材料。
[0036]优选地，所述复合荧光样品经粉碎后再与PVC共混。
[0037]所述粉碎可以使用常规的破碎设备进行粉碎。可选的，所述破碎设备为颚式破碎机或对滚破碎机。
[0038]所述挤压成型可以使用PVC材料常用的挤出成型设备。可选的，所述挤压成型使用双螺杆挤出机。
[0039]优选地，所述粉末复合荧光样品的平均粒径为30～50μm。
[0040]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0041]本专利技术通过结合有机荧光材料与无机荧光材料的发光机理，构建了具有嵌段特性的聚合物
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无机复合荧光材料，由于荧光聚合物链段的存在，聚合物
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无机复合荧光材料与PVC基体的相容性好；将原位合成的稀土发光元素作为发光中心，具有较高的荧光效率；稀土发光元素与有机物的酸性基团反应结合，使得材料对湿热环境的适应性更好，不易发生分解，荧光效率高。本专利技术制得的荧光PVC材料，具有优异的荧光效率，且耐湿热环境，在湿热环境下仍然保持良好的荧光性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合荧光材料，其特征在于，包括如下按重量份数计算的组分制备而成：硝酸铈2～10份，硝酸镧10～18份，乙酸5～20份，均苯四甲酸酐20～60份，乙二胺20～60份，硫酸锰催化剂0.05～0.6份。2.根据权利要求1所述复合荧光材料，其特征在于，所述硝酸铈与硝酸镧的重量比为(1～3)∶(9～7)。3.根据权利要求1所述复合荧光材料，其特征在于，所述均苯四甲酸酐与乙二胺的重量比为(2～3)∶(3～2)。4.根据权利要求1所述复合荧光材料，其特征在于，所述硝酸铈和硝酸镧的重量和与均苯四甲酸酐和乙二胺的重量和之比为(1～5)∶10。5.权利要求1～4任一项所述复合荧光材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将硝酸铈和硝酸镧溶于乙酸溶液中，得到第一混合液；将均苯四甲酸酐、乙二...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚绥红，陈进，胡海金，吕根利，薛晓歌，雷江宏，
申请(专利权)人：陕西联塑科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：