该发明涉及一种荧光剂改性聚氯乙烯材料及其制备方法。
背景技术：
：聚氯乙烯塑料是一种氯乙烯聚合制备的热塑性树脂，具有重量轻、耐腐蚀、流动阻力小、电气绝缘性好等优势，广泛应用于人造革、管材、线路保护管、薄膜、日用品等领域。目前，聚氯乙烯材料在荧光性能和力学性能需要进一步提升。该发明采用聚氯乙烯、钇掺杂磷酸铝钙锂、铈掺杂硅酸钙、三苯基膦、腰果酚制备了荧光剂改性聚氯乙烯材料，通过挤出、注塑、模压、吹塑等工艺制备成各种塑料制品，该方法制备的荧光剂改性聚氯乙烯材料具有优异的荧光性能和力学性能。技术实现要素：该发明的目的在于提供一种荧光剂改性聚氯乙烯材料的制备方法，该方法通过改变反应物原料和工艺方式，制备的材料具有优异的荧光性能和力学性能。为了实现上述目的，该发明的技术方案如下。一种荧光剂改性聚氯乙烯材料及其制备方法，具体包括以下步骤：(1)、将乙酸铈、硅酸四乙酯、甲酸钙、水和直链淀粉按照质量份数比为5：125～140：78～88：90～100：30～40加入到反应器中，搅拌速度为75～92r/min，维持体系温度55～65℃条件下反应0.5～0.8h，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，研磨，得到铈掺杂硅酸钙；(2)、将四氯铝酸锂、磷酸二氢钙、磷酸二氢铝、聚丙烯酰胺、甘油和过氧化氢按照质量份数比10：25～35：75～90：9～15：12～18：15～20加入到反应器中，搅拌速度为95～125r/min，维持体系温度60～75℃条件下反应0.5～1h，产物经100℃、-0.07mpa减压蒸馏0.5h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，研磨，得到磷酸铝钙锂；(3)、将乙酸钇、磷酸铝钙锂、sr-10和聚乙二醇1000按照质量份数比3：100～125：10～20：12～18加入到反应器中，搅拌速度为45～65r/min，维持体系温度80～95℃条件下反应0.3～0.7h，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，700℃焙烧2h，研磨，即得到钇掺杂磷酸铝钙锂；(4)、将聚氯乙烯、钇掺杂磷酸铝钙锂、铈掺杂硅酸钙、三苯基膦、腰果酚、二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、硬脂酸镁按照质量份数比100：1～5：2～6：18～33：35～50：3～7：4～10加入到开炼机中，用开炼机在温度150～180℃混合反应0.1～0.5h，用挤出机在温度151～185℃挤出造粒，即得到荧光剂改性聚氯乙烯材料。该发明所述的荧光剂改性聚氯乙烯材料的制备方法，包括下列步骤：(1)、将乙酸铈、硅酸四乙酯、甲酸钙、水和直链淀粉按照质量份数比为5：125～140：78～88：90～100：30～40加入到反应器中，搅拌速度为75～92r/min，维持体系温度55～65℃条件下反应0.5～0.8h，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，研磨，得到铈掺杂硅酸钙；所述的甲酸钙的目的为了加速硅酸四乙酯的水解；所述的直链淀粉的目的为了提高原料的分散性。(2)、将四氯铝酸锂、磷酸二氢钙、磷酸二氢铝、聚丙烯酰胺、甘油和过氧化氢按照质量份数比10：25～35：75～90：9～15：12～18：15～20加入到反应器中，搅拌速度为95～125r/min，维持体系温度60～75℃条件下反应0.5～1h，产物经100℃、-0.07mpa减压蒸馏0.5h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，研磨，得到磷酸铝钙锂；所述的四氯铝酸锂的目的为了提供铝源和锂源，同时加速过氧化氢的水解速度。(3)、将乙酸钇、磷酸铝钙锂、sr-10和聚乙二醇1000按照质量份数比3：100～125：10～20：12～18加入到反应器中，搅拌速度为45～65r/min，维持体系温度80～95℃条件下反应0.3～0.7h，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，700℃焙烧2h，研磨，即得到钇掺杂磷酸铝钙锂；所述的sr-10的目的为了提高原料的混合均匀性。(4)、将聚氯乙烯、钇掺杂磷酸铝钙锂、铈掺杂硅酸钙、三苯基膦、腰果酚、二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、硬脂酸镁按照质量份数比100：1～5：2～6：18～33：35～50：3～7：4～10加入到开炼机中，用开炼机在温度150～180℃混合反应0.1～0.5h，用挤出机在温度151～185℃挤出造粒，即得到荧光剂改性聚氯乙烯材料；所述的三苯基膦和腰果酚的目的为了提高聚氯乙烯的力学强度。该发明的有益效果在于：1、甲酸钙具有还原性，在受热时，甲酸钙分解生成氧化钙，氧化钙能加速硅酸四乙酯的水解，在直链淀粉的辅助作用下，经高温焙烧制备出铈掺杂硅酸钙；铈掺杂硅酸钙能提高聚氯乙烯的荧光性能；2、四氯铝酸锂具有酸性，能加速过氧化氢的分解，过氧化氢分解生成的水又能促进四氯铝酸锂的水解，在聚丙烯酰胺辅助作用下，经高温焙烧制备出磷酸铝钙锂；3、sr-10具有化学反应活性，能提高乙酸钇在物料中的分散性及润湿性，提高钇在磷酸铝钙锂表面的分散性；钇掺杂磷酸铝钙锂能提高聚氯乙烯的荧光性能；4、三苯基膦和腰果酚能反应生成三维网络结构，能提高聚氯乙烯的力学性能。具体实施方式下面结合实施例对该发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解该发明。实施例1一种荧光剂改性聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取5份乙酸铈、130份硅酸四乙酯、82份甲酸钙、93份水和36份直链淀粉加入到反应器中，搅拌速度为82r/min，维持体系温度59℃条件下反应0.7h，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，研磨，得到铈掺杂硅酸钙；(2)、称取10份四氯铝酸锂、33份磷酸二氢钙、82份磷酸二氢铝、12份聚丙烯酰胺、16份甘油和18份过氧化氢加入到反应器中，搅拌速度为115r/min，维持体系温度68℃条件下反应0.7h，产物经100℃、-0.07mpa减压蒸馏0.5h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，研磨，得到磷酸铝钙锂；(3)、称取3份乙酸钇、109份磷酸铝钙锂、17份sr-10和15份聚乙二醇1000加入到反应器中，搅拌速度为60r/min，维持体系温度85℃条件下反应0.5h，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，700℃焙烧2h，研磨，即得到钇掺杂磷酸铝钙锂；(4)、称取100份聚氯乙烯、2份钇掺杂磷酸铝钙锂、4份铈掺杂硅酸钙、23份三苯基膦、43份腰果酚、5份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、7份硬脂酸镁加入到开炼机中，用开炼机在温度158℃混合反应0.3h，用挤出机在温度168℃挤出造粒，即得到荧光剂改性聚氯乙烯材料。实施例2一种荧光剂改性聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取5份乙酸铈、125份硅酸四乙酯、78份甲酸钙、90份水和30份直链淀粉加入到反应器中，搅拌速度为75r/min，维持体系温度55℃条件下反应0.5h，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，研磨，得到铈掺杂硅酸钙；(2)、称取10份四氯铝酸锂、25份磷酸二氢钙、75份磷酸二氢铝、9份聚丙烯酰胺、12份甘油和15份过氧化氢加入到反应器中，搅拌速度为95r/min，维持体系温度60℃条件下反应0.5h，产物经100℃、-0.07mpa减压蒸馏0.5h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，研磨，得到磷酸铝钙锂；(3)、称取3份乙酸钇、100份磷酸铝钙锂、10份sr-10和12份聚乙二醇1000加入到反应器中，搅拌速度为45r/min，维持体系温度80℃条件下反应0.3h，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，700℃焙烧2h，研磨，即得到钇掺杂磷酸铝钙锂；(4)、称取100份聚氯乙烯、1份钇掺杂磷酸铝钙锂、2份铈掺杂硅酸钙、18份三苯基膦、35份腰果酚、3份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、4份硬脂酸镁加入到开炼机中，用开炼机在温度180℃混合反应0.1h，用挤出机在温度185℃挤出造粒，即得到荧光剂改性聚氯乙烯材料。实施例3一种荧光剂改性聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取5份乙酸铈、140份硅酸四乙酯、88份甲酸钙、100份水和40份直链淀粉加入到反应器中，搅拌速度为92r/min，维持体系温度65℃条件下反应0.8h，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，研磨，得到铈掺杂硅酸钙；(2)、称取10份四氯铝酸锂、35份磷酸二氢钙、90份磷酸二氢铝、15份聚丙烯酰胺、18份甘油和20份过氧化氢加入到反应器中，搅拌速度为125r/min，维持体系温度75℃条件下反应1h，产物经100℃、-0.07mpa减压蒸馏0.5h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，研磨，得到磷酸铝钙锂；(3)、称取3份乙酸钇、125份磷酸铝钙锂、20份sr-10和18份聚乙二醇1000加入到反应器中，搅拌速度为65r/min，维持体系温度95℃条件下反应0.7h，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，700℃焙烧2h，研磨，即得到钇掺杂磷酸铝钙锂；(4)、称取100份聚氯乙烯、5份钇掺杂磷酸铝钙锂、6份铈掺杂硅酸钙、33份三苯基膦、50份腰果酚、7份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、10份硬脂酸镁加入到开炼机中，用开炼机在温度150℃混合反应0.5h，用挤出机在温度151℃挤出造粒，即得到荧光剂改性聚氯乙烯材料。实施例4一种荧光剂改性聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取5份乙酸铈、130份硅酸四乙酯、80份甲酸钙、95份水和36份直链淀粉加入到反应器中，搅拌速度为80r/min，维持体系温度60℃条件下反应0.6h，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，研磨，得到铈掺杂硅酸钙；(2)、称取10份四氯铝酸锂、30份磷酸二氢钙、80份磷酸二氢铝、12份聚丙烯酰胺、15份甘油和17份过氧化氢加入到反应器中，搅拌速度为100r/min，维持体系温度70℃条件下反应0.7h，产物经100℃、-0.07mpa减压蒸馏0.5h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，研磨，得到磷酸铝钙锂；(3)、称取3份乙酸钇、110份磷酸铝钙锂、15份sr-10和14份聚乙二醇1000加入到反应器中，搅拌速度为55r/min，维持体系温度85℃条件下反应0.6h，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，700℃焙烧2h，研磨，即得到钇掺杂磷酸铝钙锂；(4)、称取100份聚氯乙烯、3份钇掺杂磷酸铝钙锂、5份铈掺杂硅酸钙、20份三苯基膦、40份腰果酚、4份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、5份硬脂酸镁加入到开炼机中，用开炼机在温度155℃混合反应0.4h，用挤出机在温度160℃挤出造粒，即得到荧光剂改性聚氯乙烯材料。实施例5一种荧光剂改性聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取5份乙酸铈、135份硅酸四乙酯、85份甲酸钙、96份水和33份直链淀粉加入到反应器中，搅拌速度为78r/min，维持体系温度57℃条件下反应0.7h，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，研磨，得到铈掺杂硅酸钙；(2)、称取10份四氯铝酸锂、28份磷酸二氢钙、79份磷酸二氢铝、10份聚丙烯酰胺、13份甘油和19份过氧化氢加入到反应器中，搅拌速度为98r/min，维持体系温度73℃条件下反应0.7h，产物经100℃、-0.07mpa减压蒸馏0.5h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，研磨，得到磷酸铝钙锂；(3)、称取3份乙酸钇、109份磷酸铝钙锂、14份sr-10和16份聚乙二醇1000加入到反应器中，搅拌速度为49r/min，维持体系温度83℃条件下反应0.5h，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，700℃焙烧2h，研磨，即得到钇掺杂磷酸铝钙锂；(4)、称取100份聚氯乙烯、2份钇掺杂磷酸铝钙锂、5份铈掺杂硅酸钙、19份三苯基膦、43份腰果酚、5份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、7份硬脂酸镁加入到开炼机中，用开炼机在温度160℃混合反应0.4h，用挤出机在温度169℃挤出造粒，即得到荧光剂改性聚氯乙烯材料。实施例6一种荧光剂改性聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取5份乙酸铈、129份硅酸四乙酯、83份甲酸钙、94份水和32份直链淀粉加入到反应器中，搅拌速度为90r/min，维持体系温度64℃条件下反应0.7h，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，研磨，得到铈掺杂硅酸钙；(2)、称取10份四氯铝酸锂、33份磷酸二氢钙、88份磷酸二氢铝、12份聚丙烯酰胺、17份甘油和19份过氧化氢加入到反应器中，搅拌速度为120r/min，维持体系温度67℃条件下反应0.6h，产物经100℃、-0.07mpa减压蒸馏0.5h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，研磨，得到磷酸铝钙锂；(3)、称取3份乙酸钇、115份磷酸铝钙锂、19份sr-10和15份聚乙二醇1000加入到反应器中，搅拌速度为63r/min，维持体系温度91℃条件下反应0.4h，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，700℃焙烧2h，研磨，即得到钇掺杂磷酸铝钙锂；(4)、称取100份聚氯乙烯、4份钇掺杂磷酸铝钙锂、4份铈掺杂硅酸钙、31份三苯基膦、46份腰果酚、5份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、8份硬脂酸镁加入到开炼机中，用开炼机在温度165℃混合反应0.3h，用挤出机在温度172℃挤出造粒，即得到荧光剂改性聚氯乙烯材料。实施例7一种荧光剂改性聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取5份乙酸铈、139份硅酸四乙酯、86份甲酸钙、97份水和38份直链淀粉加入到反应器中，搅拌速度为83r/min，维持体系温度61℃条件下反应0.7h，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，研磨，得到铈掺杂硅酸钙；(2)、称取10份四氯铝酸锂、32份磷酸二氢钙、86份磷酸二氢铝、14份聚丙烯酰胺、17份甘油和19份过氧化氢加入到反应器中，搅拌速度为123r/min，维持体系温度71℃条件下反应0.8h，产物经100℃、-0.07mpa减压蒸馏0.5h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，研磨，得到磷酸铝钙锂；(3)、称取3份乙酸钇、118份磷酸铝钙锂、13份sr-10和16份聚乙二醇1000加入到反应器中，搅拌速度为56r/min，维持体系温度89℃条件下反应0.6h，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，700℃焙烧2h，研磨，即得到钇掺杂磷酸铝钙锂；(4)、称取100份聚氯乙烯、3份钇掺杂磷酸铝钙锂、5份铈掺杂硅酸钙、28份三苯基膦、46份腰果酚、4份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、8份硬脂酸镁加入到开炼机中，用开炼机在温度170℃混合反应0.3h，用挤出机在温度175℃挤出造粒，即得到荧光剂改性聚氯乙烯材料。实施例8一种荧光剂改性聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取5份乙酸铈、137份硅酸四乙酯、79份甲酸钙、98份水和34份直链淀粉加入到反应器中，搅拌速度为87r/min，维持体系温度61℃条件下反应0.6h，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，研磨，得到铈掺杂硅酸钙；(2)、称取10份四氯铝酸锂、33份磷酸二氢钙、88份磷酸二氢铝、13份聚丙烯酰胺、17份甘油和19份过氧化氢加入到反应器中，搅拌速度为117r/min，维持体系温度71℃条件下反应0.8h，产物经100℃、-0.07mpa减压蒸馏0.5h，300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，研磨，得到磷酸铝钙锂；(3)、称取3份乙酸钇、119份磷酸铝钙锂、16份sr-10和17份聚乙二醇1000加入到反应器中，搅拌速度为53r/min，维持体系温度92℃条件下反应0.4h，产物经300℃焙烧2h，400℃焙烧2h，500℃焙烧2h，600℃焙烧2h，700℃焙烧2h，研磨，即得到钇掺杂磷酸铝钙锂；(4)、称取100份聚氯乙烯、4份钇掺杂磷酸铝钙锂、3份铈掺杂硅酸钙、26份三苯基膦、43份腰果酚、6份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、9份硬脂酸镁加入到开炼机中，用开炼机在温度173℃混合反应0.2h，用挤出机在温度178℃挤出造粒，即得到荧光剂改性聚氯乙烯材料。对照例1本对照例中，不添加铈掺杂硅酸钙，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例2本对照例中，不添加钇掺杂磷酸铝钙锂，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例3本对照例中，不添加三苯基膦，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例4本对照例中，不添加腰果酚，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例5本对照例中，配方中选用普通铈掺杂硅酸钙替代实施例1中的铈掺杂硅酸钙，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例6本对照例中，配方中选用磷酸铝钙锂替代实施例1中的磷酸铝钙锂，其它组分与制备方法与实施例1相同。表1实施例1和对照例1～6制得的荧光剂改性聚氯乙烯材料的性能参数实施例1对照例1对照例2对照例3对照例4对照例5对照例6荧光激发波长/nm430468576435432451498拉伸强度/mpa53525138405251以上所述是该发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离该发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为该发明的保护范围。当前第1页12