本发明属于新型功能材料技术领域，具体涉及一种发光及蓄能效果优异的发光塑料。
背景技术
发光塑料是指在黑暗或光亮中产生显光效应的塑料。根据所加入的发光颜料的不同，又可以分为自发光塑料和受激发光塑料等不同的种类。发光塑料在通讯、光信息处理、视频器件、测控仪器等光电子领域，无机半导体电致发光器件获得广泛应用，特别是伴随全球信高速公路的发展作为信息终端显示器件的应用更获快速发展。发光塑料的另一个应用领域是通体发光光纤。通体发光光纤是20世纪90年代发展起来的新型导光发光介质，也是聚合物光纤的一个新分支，已成为本世纪装饰、照明产业的新兴高科技产品。其特点是：光纤的有效通光口径大、传输距离长、使用安全寿命长，节能、免维护、无污染，已在照明、装饰、装潢、广告、医疗和测量等行业得到应用。
现有的发光塑料是将荧光粉添加到塑料母粒中进行使用，而荧光粉作为发光材料除了需要具有优良的发光性能外，还需要能够适应塑料制品的制备工艺，满足塑料的使用性。实际上，在发光塑料的使用中，会受到紫外线照射、温差变化、水热侵蚀等环境中，而荧光粉的发光性能又与温度、辐照、气候等变化紧密相关，恶劣的环境变化会造成发光塑料的力学性能以及发光性能受到严重影响。并且现有的发光塑料的蓄能效果差，使用寿命短，效率低。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种发光及蓄能效果优异的发光塑料，荧光强度高，能够激发产生大量的量子点，蓄光性能高，能够适应环境变化，使得发光塑料发光强度和发光时间得到保证。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种发光及蓄能效果优异的发光塑料，按照重量份计由以下成分制成：聚丙烯500-510份、邻苯二甲酸二己酯35-40份、发光材料24-28份、聚乙烯蜡10-12份、硬脂酸季戊四醇酯3.5-4.0份、硬脂酸酰胺1.4-1.6份、钛酸酯偶联剂0.6-0.8份；所述发光材料的制备方法包括以下步骤：
（1）称取5.5-6.0克氧化铕置于烧杯中，加入30-35毫升浓硝酸，搅拌混合得到透明溶液，然后向烧杯中加入10-12毫升摩尔浓度为0.32-0.34摩尔/升的氯化镉水溶液，在室温下持续磁力搅拌60-70分钟，形成均匀混合溶液，并将混合溶液在超声波清洗器中超声振荡3-5分钟；
（2）将45-50毫升盐酸溶液加入到三口烧瓶中，称取2.3-2.5克预处理的四氧化三铁粉末和2.6-2.8克硼酸钠加入到烧瓶中，再加入10-15毫升无水乙醇，搅拌溶解，水浴加热至40-45℃，通入氮气，在无氧环境下反应40-50分钟，然后将步骤（1）中制备得到的分散液加入到三口烧瓶中，搅拌均匀，水浴锅升温至85-90℃，搅拌反应1.0-1.5小时，静置3-4小时，得到溶胶；
（3）将步骤（2）制备得到的溶胶转移至马弗炉中，在160-180℃下预热1-2小时，然后升温至560-600℃，煅烧18-20分钟，随炉冷却至室温，置于70-80℃真空干燥箱中干燥6-8小时，研磨成粉即可。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述浓硝酸摩尔浓度为13-15摩尔/升。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述盐酸溶液ph值在3.8-4.0之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述预处理的四氧化三铁粉末的处理方法为：将四氧化三铁粉末加入到4-5倍体积的摩尔浓度为0.15-0.18摩尔/升的盐酸溶液中，超声分散10-15分钟，过滤，使用去离子水洗涤至滤液为中性，然后将过滤物置于6-8倍体积的无水乙醇中，在3-5℃下超声分散15-20分钟，过滤，干燥即可。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）制备得到的发光材料粒径大小在10-20纳米之间。
作为对上述方案的进一步描述，所述发光塑料挤出温度为195-200℃，挤出压力为3.6-3.8mpa。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有发光塑料发光性能不佳，蓄能效果差的问题，本发明提供了一种发光及蓄能效果优异的发光塑料，以氧化铕为中心，使用氧化镉包覆，负载磁性氧化铁，得到的稳定的核壳结构作为发光材料，在聚丙烯中分散性好，挤出中性能不受破坏，荧光强度高，能够激发产生大量的量子点，蓄光性能高，能够适应环境变化，使得发光塑料发光强度和发光时间得到保证，本发明制备得到的发光及蓄能效果优异的发光塑料解决了现有发光塑料中使用的荧光粉在恶劣环境变化下，造成发光塑料的力学性能以及发光性能受到严重影响的问题，并具有较高的蓄光性，兼顾了发光性能和使用寿命的提升，提高了发光塑料的开发利用，能够实现提高发光材料发光性能以及扩展发光塑料适用领域的现实意义，是一种极为值得推广使用的技术方案。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。
实施例1
一种发光及蓄能效果优异的发光塑料，按照重量份计由以下成分制成：聚丙烯500份、邻苯二甲酸二己酯35份、发光材料24份、聚乙烯蜡10份、硬脂酸季戊四醇酯3.5份、硬脂酸酰胺1.4份、钛酸酯偶联剂0.6份；所述发光材料的制备方法包括以下步骤：
（1）称取5.5克氧化铕置于烧杯中，加入30毫升浓硝酸，搅拌混合得到透明溶液，然后向烧杯中加入10毫升摩尔浓度为0.32摩尔/升的氯化镉水溶液，在室温下持续磁力搅拌60分钟，形成均匀混合溶液，并将混合溶液在超声波清洗器中超声振荡3分钟；
（2）将45毫升盐酸溶液加入到三口烧瓶中，称取2.3克预处理的四氧化三铁粉末和2.6克硼酸钠加入到烧瓶中，再加入10毫升无水乙醇，搅拌溶解，水浴加热至40℃，通入氮气，在无氧环境下反应40分钟，然后将步骤（1）中制备得到的分散液加入到三口烧瓶中，搅拌均匀，水浴锅升温至85℃，搅拌反应1.0小时，静置3小时，得到溶胶；
（3）将步骤（2）制备得到的溶胶转移至马弗炉中，在160℃下预热1小时，然后升温至560℃，煅烧18分钟，随炉冷却至室温，置于70℃真空干燥箱中干燥6小时，研磨成粉即可。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述浓硝酸摩尔浓度为13摩尔/升。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述盐酸溶液ph值在3.8-4.0之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述预处理的四氧化三铁粉末的处理方法为：将四氧化三铁粉末加入到4倍体积的摩尔浓度为0.15摩尔/升的盐酸溶液中，超声分散10分钟，过滤，使用去离子水洗涤至滤液为中性，然后将过滤物置于6倍体积的无水乙醇中，在3℃下超声分散15分钟，过滤，干燥即可。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）制备得到的发光材料粒径大小在10-20纳米之间。
作为对上述方案的进一步描述，所述发光塑料挤出温度为195℃，挤出压力为3.6mpa。
实施例2
一种发光及蓄能效果优异的发光塑料，按照重量份计由以下成分制成：聚丙烯505份、邻苯二甲酸二己酯38份、发光材料26份、聚乙烯蜡11份、硬脂酸季戊四醇酯3.8份、硬脂酸酰胺1.5份、钛酸酯偶联剂0.7份；所述发光材料的制备方法包括以下步骤：
（1）称取5.8克氧化铕置于烧杯中，加入33毫升浓硝酸，搅拌混合得到透明溶液，然后向烧杯中加入11毫升摩尔浓度为0.33摩尔/升的氯化镉水溶液，在室温下持续磁力搅拌65分钟，形成均匀混合溶液，并将混合溶液在超声波清洗器中超声振荡4分钟；
（2）将48毫升盐酸溶液加入到三口烧瓶中，称取2.4克预处理的四氧化三铁粉末和2.7克硼酸钠加入到烧瓶中，再加入12毫升无水乙醇，搅拌溶解，水浴加热至42℃，通入氮气，在无氧环境下反应43分钟，然后将步骤（1）中制备得到的分散液加入到三口烧瓶中，搅拌均匀，水浴锅升温至88℃，搅拌反应1.2小时，静置3.5小时，得到溶胶；
（3）将步骤（2）制备得到的溶胶转移至马弗炉中，在170℃下预热1.5小时，然后升温至580℃，煅烧19分钟，随炉冷却至室温，置于75℃真空干燥箱中干燥7小时，研磨成粉即可。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述浓硝酸摩尔浓度为14摩尔/升。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述盐酸溶液ph值在3.8-4.0之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述预处理的四氧化三铁粉末的处理方法为：将四氧化三铁粉末加入到4.5倍体积的摩尔浓度为0.16摩尔/升的盐酸溶液中，超声分散12分钟，过滤，使用去离子水洗涤至滤液为中性，然后将过滤物置于7倍体积的无水乙醇中，在4℃下超声分散18分钟，过滤，干燥即可。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）制备得到的发光材料粒径大小在10-20纳米之间。
作为对上述方案的进一步描述，所述发光塑料挤出温度为195-200℃，挤出压力为3.7mpa。
实施例3
一种发光及蓄能效果优异的发光塑料，按照重量份计由以下成分制成：聚丙烯510份、邻苯二甲酸二己酯40份、发光材料28份、聚乙烯蜡12份、硬脂酸季戊四醇酯4.0份、硬脂酸酰胺1.6份、钛酸酯偶联剂0.8份；所述发光材料的制备方法包括以下步骤：
（1）称取6.0克氧化铕置于烧杯中，加入35毫升浓硝酸，搅拌混合得到透明溶液，然后向烧杯中加入12毫升摩尔浓度为0.34摩尔/升的氯化镉水溶液，在室温下持续磁力搅拌70分钟，形成均匀混合溶液，并将混合溶液在超声波清洗器中超声振荡5分钟；
（2）将50毫升盐酸溶液加入到三口烧瓶中，称取2.5克预处理的四氧化三铁粉末和2.8克硼酸钠加入到烧瓶中，再加入15毫升无水乙醇，搅拌溶解，水浴加热至45℃，通入氮气，在无氧环境下反应50分钟，然后将步骤（1）中制备得到的分散液加入到三口烧瓶中，搅拌均匀，水浴锅升温至90℃，搅拌反应1.5小时，静置4小时，得到溶胶；
（3）将步骤（2）制备得到的溶胶转移至马弗炉中，在180℃下预热2小时，然后升温至600℃，煅烧20分钟，随炉冷却至室温，置于80℃真空干燥箱中干燥8小时，研磨成粉即可。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述浓硝酸摩尔浓度为15摩尔/升。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述盐酸溶液ph值在3.8-4.0之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述预处理的四氧化三铁粉末的处理方法为：将四氧化三铁粉末加入到5倍体积的摩尔浓度为0.18摩尔/升的盐酸溶液中，超声分散15分钟，过滤，使用去离子水洗涤至滤液为中性，然后将过滤物置于8倍体积的无水乙醇中，在5℃下超声分散20分钟，过滤，干燥即可。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）制备得到的发光材料粒径大小在10-20纳米之间。
作为对上述方案的进一步描述，所述发光塑料挤出温度为200℃，挤出压力为3.8mpa。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，在发光材料制备中，省略步骤（1）中氯化镉水溶液的添加使用，其余保持一致。
对比例2
与实施例2的区别仅在于，在发光材料制备中，省略步骤（2）中预处理的四氧化三铁粉末的添加使用，其余保持一致。
对比例3
与实施例3的区别仅在于，在发光材料制备中，步骤（2）中将步骤（1）中制备得到的分散液加入到三口烧瓶中，搅拌均匀，水浴锅升温至70℃，搅拌反应2.5小时，其余保持一致。
对比例4
与实施例3的区别仅在于，在发光材料制备中，步骤（3）中升温至650℃，煅烧25分钟，随炉冷却至室温，其余保持一致。
对比实验
分别使用实施例1-3和对比例1-4的方法制备发光及蓄能效果优异的发光塑料，以使用长余辉发光材料（添加量为聚丙烯塑料质量的7%）制备发光塑料的方法作为对照组，各组制备的均为聚丙烯发光塑料，按照各组方法加工制备发光塑料，并加工为相同的圆片状样品（每组制备5个），样品厚度为10毫米，直径为25毫米，进行力学和发光性能测试，同时测量样品的耐热性，保持试验中无关变量一致，对制备得到的各组样品性能进行评估，统计有效平均值，结果如下表所示：
（试验中激发光照为1000lx，激发时间为10分钟；初始发光强度为10秒时测定量）
本发明制备得到的发光及蓄能效果优异的发光塑料解决了现有发光塑料中使用的荧光粉在恶劣环境变化下，造成发光塑料的力学性能以及发光性能受到严重影响的问题，并具有较高的蓄光性，兼顾了发光性能和使用寿命的提升，提高了发光塑料的开发利用，能够实现提高发光材料发光性能以及扩展发光塑料适用领域的现实意义，是一种极为值得推广使用的技术方案。