专利名称：一种荧光热塑性树脂复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于复合材料技术领域，涉及一种荧光热塑性树脂复合材料及其制备方法。
背景技术：
目前在装饰领域尚未用到连续纤维增强的热塑性树脂复合材料，通过在此复合材料中引入荧光功能，使连续纤维增强的热塑性树脂复合材料具备了荧光功能，同时更好的发挥了该材料的优点，可广泛用于广告箱、外装饰边框、功能性地板、装饰墙板等方面。通常制作牌匾文字、广告字画、外装饰边框、发光底板等，所用材料如:塑料彩色即时贴、塑料板、涂料等，均不具有自发光的功能。到了夜间，只能凭借灯光照射才能显示出来，行人才可以看见，这样在实际生活中很不方便，而且消耗电能，增加不必要的支出。也有使用光致发光涂料书写文字、字画或涂抹边框等，使其发光，但该涂料靠吸收另外的光能发光，而且发光时间短。当没有其它光源照射或者光源照射后过一定时间，它就不能发光，参考文献《用于白光LED的铝酸锶荧光粉的研究》，《一种白光LED用荧光粉及其制造方法和所制成的电光源》(中国发明专利=ZL 03137335.6，2003-6-18)，《铝酸锶发光材料的制备与应用》(安徽:安徽大学，2007.4)。另外，在荧光材料领域普遍材料或多或少存在重量大，而且长期在户外使用，其耐腐蚀性和抗氧性能不佳，或存在不易加工、强度差的缺点，并且这些材料的力学性能一般，耐冲击性能无法承受较强的冲击力，且不可回收污染环境。通过连续纤维增强热塑性树脂预浸带设备的开发和制备方法的改进(专利号分别为20110240465.0和20110232466.0)， 可以改进制造新型的具备荧光特性的热塑性树脂复合材料。荧光热塑性树脂复合材料很好的弥补了这些缺点，具备自发光功能并且比强度高，耐冲击性能好，由于增强纤维在复合材料中是连续而无断损的，从而保证了材料突出的高强度和高刚性；又由于所用的基体树脂是热塑性的，更是赋予了 TPAC复合材料优异的高低温抗冲击韧性，吸收撞击载荷能力强。特别是复合材料在低温下仍然具有很高的冲击强度。悬臂梁缺口冲击强度可达到100KJ/m2以上，抗老化耐腐蚀，重量轻，易加工在很多方面可以得到广泛使用，并且该复合材料的制造过程中不需要使用任何溶剂，制品成型时纯系物理过程，无化学反应，清洁环保，易回收进行二次加工，不对环境产生污染。
发明内容
针对现有技术的问题，本发明的目的是提供一种荧光热塑性树脂复合材料，该复合材料具有夜间自发光，不需消耗电能和光能，使用寿命长，比强度高，耐冲击性能好，抗老化耐腐蚀，重量轻，易加工，易回收等优点。本发明的另一个目的是提供一种上述荧光热塑性树脂复合材料的制备方法。本发明的技术方案如下:本发明提供了一种荧光热塑性树脂复合材料，该复合材料是由以下质量百分比的组分制成:
连续纤维40 60%，热塑性树脂 25 42%，增容剂3 5%，抗氧剂0.3 0.6%，荧光粉5 20%。所述的连续纤维为无碱玻璃无捻粗纱。所述的热塑性树脂为聚丙烯。所述的增容剂为Y-氨丙基二乙氧基娃烧。所述的抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β _(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的混合物，其中:三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯:四[β-(3，5-二叔丁 基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯=I: I 1: 4。所述的荧光粉为铝酸锶(Sr3Al2O6)。本发明还提供了一种上述荧光热塑性树脂复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤:(I)将质量百分比为25 42%的热塑性树脂、质量百分比为3 5%的增容剂、质量百分比为0.3 0.6%的抗氧剂和质量百分比为5 20%的荧光粉混合，搅拌80 160s混合均勻；(2)将步骤⑴得到的混合物加热到150 160°C熔融，再通过挤出机模头对树脂进行淋膜，使薄膜达到均匀连续的状态；(3)将预热的质量百分比为40 60%的连续纤维和步骤(2)得到薄膜状态的树脂通过复合单元进行复合形成预浸带，将预浸带按要求裁切后根据所需厚度进行叠加，热压后进行冷压定型，制备得到荧光热塑性树脂复合材料。所述的预热的连续纤维是指将连续纤维通过预浸带生产线的牵引单元平行进行展丝，使纤维展丝均匀平整后进入烘箱进行预热，预热温度180 220°C。所述的预浸带形成过程中需在复合单元中的复合辊中通入20°C常温水进行冷却，保证完成复合后的预浸带表面温度为60 70°C，通过预浸带生产线的压平单元将预浸带压平。所述的热压温度为183 190°C，热压压力为I 2MPa，热压时间维持在40 60min ;在热压过程中进行适当排气操作。所述的冷压压力2 5MPa,冷压时间30 60min,使板材表面温度降低至80°C以下，即完成板材压制工作。本发明同现有技术相比，具有如下优点和有益效果:1、本发明的复合材料通过添加了荧光粉，白天具备吸光的功能，在夜间将光释放，最终使复合板材实现荧光功能，并且不影响热塑性树脂复合材料原有的性能。2、本发明的复合材料具有夜间自发光，不需消耗电能和光能，使用寿命长，且易制造和加工，耐冲击性能好，抗老化耐腐蚀，重量轻，易回收属于用途广泛的自发光装饰型材。3、本发明在热塑性树脂与连续纤维复合形成材料的基础上带有荧光装饰功能，不影响热塑性树脂复合材料原有的性能。4、本发明提供了一种带有荧光功能的热塑性树脂复合材料，将热塑性树脂复合材料的使用范围进一步扩大，起到装饰的作用，并且不影响热塑性树脂复合材料原有的功能。
图1为本发明的荧光热塑性树脂复合材料的结构示意图；1为热塑性树脂，2为荧光粉，3为连续纤维。
具体实施例方式以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。实施例1
连续纤维50%
聚丙烯35%
增容剂4.7%
抗氧剂0.3%
荧光粉10%连续纤维为无碱玻璃无捻粗纱。增容剂为Y-氨丙基二乙氧基娃烧。 抗氧剂为二 [2. 4 _ 二叔丁基苯基]亚憐酸酯和四[β - (3, 5_ 二叔丁基_4_轻基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的混合物，其中三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的百分数为0.1%，四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的百分数为0.2%。突光粉为招酸银(Sr3Al2O6)。制备方法如下:(I)按上述比例将热塑性树脂、增容剂、抗氧剂和荧光粉混合，通过低速混料机搅祥80 160s混合均勻；(2)将多束连续纤维安放在纱架上，纱架主要用来放置连续纤维卷。它的主要目的是将连续纤维束从纤维卷上平行展开。纺纱架上设有水平转动的锭子，用于放置连续纤维卷，其中连续纤维卷位于纺纱架的内部，锭子支架上设有锭子。为了控制连续纤维从连续纤维卷上展开时的稳定性和张紧力的均匀性，每个水平转动的锭子内部设有阻尼装置，用来控制连续纤维卷在展开连续纤维时的张力的均匀性，保证纤维的平行排列和张力的均匀性。再通过预浸带生产线的牵引单元平行进行展丝，牵引单元中装有张力调节辊位置，上下横纵交错，通过调节张力调节辊，调整纤维的张力。将纤维展丝均匀平整后进入烘箱进行预热，预热温度180 220°C。(3)将步骤(I)得到的混合物加热到150 160°C熔融，再通过挤出机模头对树脂进行淋膜，使薄膜达到均匀连续的状态；挤出机为单螺杆挤出机，两挤出模头位置上下交错，连续纤维从两挤出模头交错的缝隙中穿过，连续纤维带与其中之一的挤出模头接触并产生一定的张力，使得熔融的高温流体对连续纤维带进行预浸溃，接着纤维带的另一侧与另一挤出模头接触并也产生一定张力对纤维带的另一侧进行预浸溃。挤出机挤出频率设定为 34 37HZ。
(4)将步骤(2)预热后的连续纤维和步骤(3)得到薄膜状态的树脂通过复合单元进行复合形成预浸带，整个过程需在复合单元中的复合辊中需通入20°C常温水进行冷却，保证完成复合后的预浸带表面温度为60 70°C，通过预浸带生产线的压平单元将预浸带压平。(5)热压制程需使用平板硫化机，平板硫化机中通入循环油进行加热。将预浸带0° /90°排列，按要求裁切后根据所需厚度进行叠加，放置于热压机中热压，热压温度为183 190°C，热压压力为I 2MPa，热压时间维持在40 60min。在热压过程中进行适当排气操作。(6)热压操作完成后进入冷压机进行冷压定型操作，冷压平板硫化机中通入循环常温水进行板材冷却。设定冷压压力2 5MPa,冷压时间30 60min,使板材表面温度降低至80°C以下，即完成带有荧光功能的热塑性树脂复合板材压制工作。图1为本发明的荧光热塑性树脂复合材料的结构示意图；1为热塑性树脂，2为荧光粉，3为连续纤维。(7)冲击性能测试结果如下:
权利要求
1.一种荧光热塑性树脂复合材料，其特征在于:该复合材料是由以下质量百分比的组分制成: 连续纤维40 60%， 热塑性树脂 25 42%， 增容剂3 5%， 抗氧剂0.3 0.6%， 荧光粉5 20%。
2.根据权利要求1所述的荧光热塑性树脂复合材料，其特征在于:所述的连续纤维为无碱玻璃无抢粗纱。
3.根据权利要求1所述的荧光热塑性树脂复合材料，其特征在于:所述的热塑性树脂为聚丙火布。
4.根据权利要求1所述的荧光热塑性树脂复合材料，其特征在于:所述的增容剂为Y _氛丙基二乙氧 基娃烧。
5.根据权利要求1所述的荧光热塑性树脂复合材料，其特征在于:所述的抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的混合物，其中:三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯:四[β _(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯=1:1 1: 4。
6.根据权利要求1所述的荧光热塑性树脂复合材料，其特征在于:所述的荧光粉为铝酸锶。
7.权利要求1至6任一所述的荧光热塑性树脂复合材料的制备方法，其特征在于:该方法包括以下步骤: (1)将质量百分比为25 42%的热塑性树脂、质量百分比为3 5%的增容剂、质量百分比为0.3 0.6%的抗氧剂和质量百分比为5 20%的荧光粉混合，搅拌80 160s混合均匀； (2)将步骤⑴得到的混合物加热到150 160°C熔融，再通过挤出机模头对树脂进行淋膜，使薄膜达到均匀连续的状态； (3)将预热的质量百分比为40 60%的连续纤维和步骤(2)得到薄膜状态的树脂通过复合单元进行复合形成预浸带，将预浸带按要求裁切后根据所需厚度进行叠加，热压后进行冷压定型，制备得到荧光热塑性树脂复合材料。
8.根据权利要求7所述的荧光热塑性树脂复合材料的制备方法，其特征在于:所述的预热的连续纤维是指将连续纤维通过预浸带生产线的牵引单元平行进行展丝，使纤维展丝均匀平整后进入烘箱进行预热，预热温度180 220°C。
9.根据权利要求7所述的荧光热塑性树脂复合材料的制备方法，其特征在于:所述的预浸带形成过程中需在复合单元中的复合辊中通入20°C常温水进行冷却，保证完成复合后的预浸带表面温度为60 70°C，通过预浸带生产线的压平单元将预浸带压平。
10.根据权利要求7所述的荧光热塑性树脂复合材料的制备方法，其特征在于:所述的热压温度为183 190°C，热压压力为I 2MPa，热压时间维持在40 60min ;所述的冷压压力2 5MPa，冷压时间30 60min，使板材表面温度降低至80°C以下。
全文摘要
本发明属于复合材料技术领域，公开了一种荧光热塑性树脂复合材料及其制备方法。本发明的复合材料是由以下质量百分比的组分制成40～60％的连续纤维，25～42％的热塑性树脂，3～5％的增容剂，0.3～0.6％的抗氧剂和5～20％的荧光粉。制备方法如下将上述质量百分比的热塑性树脂、增容剂、抗氧剂和荧光粉混合，搅拌80～160s混合均匀；将得到的混合物加热到150～160℃熔融，再通过挤出机模头对树脂进行淋膜，使薄膜达到均匀连续的状态；将预热的连续纤维和得到薄膜状态的树脂通过复合单元进行复合形成预浸带，将预浸带按要求裁切后根据所需厚度进行叠加，热压后进行冷压定型，制备得到荧光热塑性树脂复合材料。该复合材料具有重量轻，易加工，易回收等优点。
文档编号C08L23/12GK103242587SQ20121002942
公开日2013年8月14日 申请日期2012年2月9日 优先权日2012年2月9日
发明者张可心 申请人:辽宁辽杰科技有限公司