本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種EVA色母粒及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

長余輝發(fā)光是一種光致發(fā)光現(xiàn)象，是指在激發(fā)光停止照射后物質(zhì)仍能夠持續(xù)發(fā)光的現(xiàn)象。長余輝發(fā)光材料簡稱長余輝材料，又稱夜光材料。它是一類吸收激發(fā)光能并貯存起來，光激發(fā)停止后再把貯存的能量以光的形式慢慢釋放出來，可持續(xù)幾個(gè)甚至十幾個(gè)小時(shí)發(fā)光的材料。余輝材料自身不消耗電能，但貯存的外部光能在較暗的環(huán)境中能呈現(xiàn)出明亮可辨的可見光，可以起到指示照明的作用，是一種“綠色”光源材料。具有白晝蓄光、夜間發(fā)射的特點(diǎn)，耐久性較長，有著廣泛的應(yīng)用前景，已廣泛應(yīng)用于消防、道路、工藝品、設(shè)備制造、鐘表等領(lǐng)域。

長余輝高分子發(fā)光材料由于兼具發(fā)光強(qiáng)度高、色純度高和優(yōu)良的加工性能而廣泛研究應(yīng)用。其制備方法有兩種：(1)夜光粉與高分子材料進(jìn)行混合塑化得到的高分子發(fā)光材料。(2)夜光粉與有機(jī)單體聚合得到發(fā)光高分子材料。第一種制備方法將夜光粉直接加入高分子材料中塑化易導(dǎo)致夜光粉與金屬接觸使制品發(fā)黑，影響其發(fā)光性能的問題。第二種制備方法雖然可以減少夜光粉與金屬接觸使制品發(fā)黑，影響其發(fā)光性能的問題，但是聚合過程中的沉淀非常嚴(yán)重。而且，長余輝發(fā)光材料與有機(jī)物和高分子的相容性差，密度大，夜光粉與有機(jī)相或高分子材料之間分散困難，易發(fā)生沉降，雖有文獻(xiàn)報(bào)道指出將夜光粉與EVA高分子材料熔融共混，但是夜光粉的加入量不宜超過30％，否則會(huì)影響到發(fā)光制品的發(fā)光強(qiáng)度和發(fā)光效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種EVA色母粒及其制備方法和應(yīng)用，分散均勻，相容性佳，耐水解，且對夜光粉的發(fā)光性能影響很小，發(fā)光制品不會(huì)發(fā)黑。

本發(fā)明采用的技術(shù)解決方案是：

一種EVA色母粒，由如下質(zhì)量百分比的原料制成：

優(yōu)選地，所述EVA的VA含量為18％～25％，熔融指數(shù)為20g/10min～40g/10min。

優(yōu)選地，所述夜光粉為堿土鋁酸鹽體系長余輝夜光粉，粒度為12μm～20μm。

優(yōu)選地，所述夜光粉為SrAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺或Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu²⁺,Dy³⁺。

優(yōu)選地，所述分散劑為聚乙烯蠟和硬脂酸酰胺的混合物，該組合分散劑可增強(qiáng)制品在擠出機(jī)中的流動(dòng)性能，顯著減少夜光粉與螺桿的摩擦，保證夜光粉的發(fā)光性能。

優(yōu)選地，所述防老化劑為由抗氧劑1010、抗氧劑1076、輔助抗氧劑DSTP、光穩(wěn)定劑UV-327和受阻胺光穩(wěn)定劑770組成的混合物，通過該組合防老化劑的協(xié)同增強(qiáng)效益大大提高本發(fā)明色母粒的耐熱性和耐光性，有效防止老化，耐候性佳，降低對色母粒的存放運(yùn)輸?shù)葪l件要求。

優(yōu)選地，所述防老化劑由如下質(zhì)量百分比組分組成，各組分的百分比總和為100％，基數(shù)為防老化劑各組分的重量之和：

優(yōu)選地，所述復(fù)合有機(jī)包覆劑由馬來酸酐和雙子表面活性劑按重量比為(5～6)∶1組成。

本發(fā)明還提供上述EVA色母粒的制備方法，包括如下具體步驟：

1)按設(shè)計(jì)的配方稱取夜光粉和復(fù)合有機(jī)包覆劑，投入40℃的氯仿溶劑中反應(yīng)6小時(shí)，制得復(fù)合夜光粉；

2)按設(shè)計(jì)的配方稱取EVA、高嶺土、分散劑、防老化劑及步驟1)中制得的復(fù)合夜光粉，混合投入密煉機(jī)內(nèi)進(jìn)行密煉；

3)將密煉后的物料放入三輥研磨機(jī)中研磨，研磨機(jī)的溫度為80℃～160℃，其三個(gè)輥筒的轉(zhuǎn)速比為1:(2～4):(4～16)；

4)將研磨后的物料輸送到單螺桿擠出機(jī)中造粒、干燥，擠出溫度為175℃～180℃，擠出壓力為3.2MPa～3.4MPa。

本發(fā)明還提供EVA色母粒在用于制備發(fā)光玩具或發(fā)光鞋材中的應(yīng)用。

本發(fā)明的有益效果：由于堿土鋁酸鹽體系發(fā)光材料的表面含有未飽和的金屬離子具有空軌道，其有足夠大的比表面積和裸露在表面的可配位的金屬離子比例高的特點(diǎn)，本發(fā)明通過復(fù)合有機(jī)包覆劑對夜光粉進(jìn)行包覆預(yù)處理，在夜光粉表面引入馬來酸酐有機(jī)配體并利用雙子表面活性劑使得有機(jī)配體更均勻致密地包覆夜光粉表面，減少夜光粉與外界水分或金屬的接觸，制品不會(huì)發(fā)黑，同時(shí)提高夜光粉與有機(jī)配體的結(jié)合牢度，大大改善本發(fā)明制品的耐水解性及其與EVA的相容性，利于加工成型。另外，通過高嶺土、分散劑可增強(qiáng)EVA與復(fù)合夜光粉之間的分散性和結(jié)合牢固性，同時(shí)高嶺土富含氧化鋁和氧化硅，可在其與復(fù)合夜光粉之間界面產(chǎn)生互擴(kuò)散固相反應(yīng)，有效抑制夜光粉晶格中的Al、Sr或Si的流失，使夜光粉在加工過程中被破壞的晶體結(jié)構(gòu)得到修補(bǔ)，一方面可提高夜光粉與EVA高分子材料的結(jié)合量，另一方面可保證夜光粉的發(fā)光強(qiáng)度不受影響且有所增強(qiáng)：普通夜光粉的發(fā)光強(qiáng)度一般為403cps，而本發(fā)明的發(fā)光強(qiáng)度為412cps。另本發(fā)明對夜光粉的發(fā)光性能影響很小，包括對激發(fā)和發(fā)射光譜的峰形和峰位置幾乎沒有影響，余輝衰減曲線也幾乎沒有影響，余輝時(shí)間可達(dá)6小時(shí)以上。而且，本發(fā)明通過研磨將復(fù)合夜光粉分散到EVA中，不存在團(tuán)聚，使復(fù)合夜光粉在EVA中分散完全，達(dá)到更好的分散效果，且采用三輥研磨機(jī)可以及時(shí)散熱，避免溫度過高影響復(fù)合夜光粉。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種EVA色母粒，可用于制備發(fā)光玩具或發(fā)光鞋材，由如下質(zhì)量百分比的原料制成：

該EVA色母粒的制備方法，包括如下具體步驟：

1)按設(shè)計(jì)的配方稱取夜光粉和復(fù)合有機(jī)包覆劑，投入40℃的氯仿溶劑中反應(yīng)6小時(shí)，制得復(fù)合夜光粉；

2)按設(shè)計(jì)的配方稱取EVA、高嶺土、分散劑、防老化劑及步驟1)中制得的復(fù)合夜光粉，混合投入密煉機(jī)內(nèi)進(jìn)行密煉；

3)將密煉后的物料放入三輥研磨機(jī)中研磨，研磨機(jī)的溫度為80℃～160℃，其三個(gè)輥筒的轉(zhuǎn)速比為1:(2～4):(4～16)，優(yōu)選轉(zhuǎn)速比為1:2:4；

4)將研磨后的物料輸送到單螺桿擠出機(jī)中造粒、干燥，擠出溫度為175℃～180℃，擠出壓力為3.2MPa～3.4MPa。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上提供如下優(yōu)選實(shí)施方式：

實(shí)施例1：

該EVA色母粒由如下質(zhì)量百分比的原料組成：44％的EVA；38％的夜光粉；1.0％的高嶺土；2.7％的分散劑；3.5％的防老化劑；10.8％的復(fù)合有機(jī)包覆劑。

其中，所述EVA的VA含量為18％～25％，熔融指數(shù)為20g/10min～40g/10min。所述夜光粉為堿土鋁酸鹽體系長余輝夜光粉中的SrAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺，粒度為12μm～20μm。所述復(fù)合有機(jī)包覆劑由馬來酸酐和雙子表面活性劑按重量比為5∶1組成，馬來酸酐含量為原料總重的9％，雙子表面活性劑含量為原料總重的1.8％。所述分散劑為1.2％聚乙烯蠟和1.5％硬脂酸酰胺，聚乙烯蠟和硬脂酸酰胺的百分比基數(shù)均為所有原料重量之和。

所述防老化劑為由0.49％的抗氧劑1010、0.7％的抗氧劑1076、0.7％的輔助抗氧劑DSTP、0.91％的光穩(wěn)定劑UV-327和0.7％的受阻胺光穩(wěn)定劑770組成的混合物，防老化劑的各組分百分比基數(shù)均為所有原料重量之和。具體到本實(shí)施例的三輥研磨機(jī)中三個(gè)輥筒轉(zhuǎn)速分別為20r/min、40r/min、80r/min。

實(shí)施例2：

該EVA色母粒由如下質(zhì)量百分比的原料組成：40％的EVA；40％的夜光粉；1.5％的高嶺土；2.5％的分散劑；3.5％的防老化劑；12％的復(fù)合有機(jī)包覆劑。

其中，所述EVA的VA含量為18％～25％，熔融指數(shù)為20g/10min～40g/10min。所述夜光粉為堿土鋁酸鹽體系長余輝夜光粉中的SrAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺，粒度為12μm～20μm。所述復(fù)合有機(jī)包覆劑由馬來酸酐和雙子表面活性劑按重量比為5∶1組成，馬來酸酐含量為原料總重的10％，雙子表面活性劑含量為原料總重的2％。所述分散劑為1.8％聚乙烯蠟和1.7％硬脂酸酰胺，聚乙烯蠟和硬脂酸酰胺的百分比基數(shù)均為所有原料重量之和。

所述防老化劑為由1.4％的抗氧劑1010、0.4％的抗氧劑1076、0.6％的輔助抗氧劑DSTP、1.2％的光穩(wěn)定劑UV-327和0.4％的受阻胺光穩(wěn)定劑770組成的混合物，防老化劑的各組分百分比基數(shù)均為所有原料重量之和。具體到本實(shí)施例的三輥研磨機(jī)中三個(gè)輥筒轉(zhuǎn)速分別為20r/min、40r/min、80r/min。

實(shí)施例3：

該EVA色母粒由如下質(zhì)量百分比的原料組成：50％的EVA；32％的夜光粉；1.5％的高嶺土；3.0％的分散劑；4.0％的防老化劑；10.5％的復(fù)合有機(jī)包覆劑。

其中，所述EVA的VA含量為18％～25％，熔融指數(shù)為20g/10min～40g/10min。所述夜光粉為堿土鋁酸鹽體系長余輝夜光粉中的Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu²⁺,Dy³⁺，粒度為12μm～20μm。所述復(fù)合有機(jī)包覆劑由馬來酸酐和雙子表面活性劑按重量比為6∶1組成，馬來酸酐含量為原料總重的9％，雙子表面活性劑含量為原料總重的1.5％。所述分散劑為1.5％聚乙烯蠟和1.5％硬脂酸酰胺，聚乙烯蠟和硬脂酸酰胺的百分比基數(shù)均為所有原料重量之和。

所述防老化劑為由0.6％的抗氧劑1010、0.9％的抗氧劑1076、0.3％的輔助抗氧劑DSTP、0.75％的光穩(wěn)定劑UV-327和0.45％的受阻胺光穩(wěn)定劑770組成的混合物，防老化劑的各組分百分比基數(shù)均為所有原料重量之和。具體到本實(shí)施例的三輥研磨機(jī)中三個(gè)輥筒轉(zhuǎn)速分別為15r/min、40r/min、70r/min。

實(shí)施例4：

該EVA色母粒由如下質(zhì)量百分比的原料組成：48％的EVA；35％的夜光粉；1.0％的高嶺土；2.0％的分散劑；3.0％的防老化劑；11％的復(fù)合有機(jī)包覆劑。

其中，所述EVA的VA含量為18％～25％，熔融指數(shù)為20g/10min～40g/10min。所述夜光粉為堿土鋁酸鹽體系長余輝夜光粉中的SrAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺，粒度為12μm～20μm。所述復(fù)合有機(jī)包覆劑由馬來酸酐和雙子表面活性劑按重量比為5.11∶1組成，馬來酸酐含量為原料總重的9.2％，雙子表面活性劑含量為原料總重的1.8％。所述分散劑為1.2％聚乙烯蠟和0.8％硬脂酸酰胺，聚乙烯蠟和硬脂酸酰胺的百分比基數(shù)均為所有原料重量之和。

所述防老化劑為由0.75％的抗氧劑1010、0.45％的抗氧劑1076、0.6％的輔助抗氧劑DSTP、0.3％的光穩(wěn)定劑UV-327和0.9％的受阻胺光穩(wěn)定劑770組成的混合物，防老化劑的各組分百分比基數(shù)均為所有原料重量之和。具體到本實(shí)施例的三輥研磨機(jī)中三個(gè)輥筒轉(zhuǎn)速分別為30r/min、60r/min、120r/min。

實(shí)施例5：

該EVA色母粒由如下質(zhì)量百分比的原料組成：50％的EVA；30％的夜光粉；1.5％的高嶺土；3.0％的分散劑；4.0％的防老化劑；11.5％的復(fù)合有機(jī)包覆劑。其中，所述EVA的VA含量為18％～25％，熔融指數(shù)為20g/10min～40g/10min。所述夜光粉為堿土鋁酸鹽體系長余輝夜光粉中的SrAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺，粒度為12μm～20μm。所述復(fù)合有機(jī)包覆劑由馬來酸酐和雙子表面活性劑按重量比為5.76∶1組成，馬來酸酐含量為原料總重的9.8％，雙子表面活性劑含量為原料總重的1.7％。所述分散劑為1.8％聚乙烯蠟和1.2％硬脂酸酰胺，聚乙烯蠟和硬脂酸酰胺的百分比基數(shù)均為所有原料重量之和。所述防老化劑為由1.2％的抗氧劑1010、0.6％的抗氧劑1076、1.2％的輔助抗氧劑DSTP、0.6％的光穩(wěn)定劑UV-327和0.4％的受阻胺光穩(wěn)定劑770組成的混合物，防老化劑的各組分百分比基數(shù)均為所有原料重量之和。

具體到本實(shí)施例的三輥研磨機(jī)中三個(gè)輥筒轉(zhuǎn)速分別為10r/min、30r/min、60r/min。

實(shí)施例6：

該EVA色母粒由如下質(zhì)量百分比的原料組成：45％的EVA；35％的夜光粉；1.5％的高嶺土；2.7％的分散劑；3.8％的防老化劑；12％的復(fù)合有機(jī)包覆劑。

其中，所述EVA的VA含量為18％～25％，熔融指數(shù)為20g/10min～40g/10min。所述夜光粉為堿土鋁酸鹽體系長余輝夜光粉中的Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu²⁺,Dy³⁺，粒度為12μm～20μm。所述復(fù)合有機(jī)包覆劑由馬來酸酐和雙子表面活性劑按重量比為5∶1組成，馬來酸酐含量為原料總重的10％，雙子表面活性劑含量為原料總重的2％。所述分散劑為1.2％聚乙烯蠟和1.7％硬脂酸酰胺，聚乙烯蠟和硬脂酸酰胺的百分比基數(shù)均為所有原料重量之和。

所述防老化劑為由0.95％的抗氧劑1010、0.95％的抗氧劑1076、0.38％的輔助抗氧劑DSTP、0.76％的光穩(wěn)定劑UV-327和0.76％的受阻胺光穩(wěn)定劑770組成的混合物，防老化劑的各組分百分比基數(shù)均為所有原料重量之和。

具體到本實(shí)施例的三輥研磨機(jī)中三個(gè)輥筒轉(zhuǎn)速分別為20r/min、40r/min、80r/min。

實(shí)施例7：

該EVA色母粒由如下質(zhì)量百分比的原料組成：41.5％的EVA；40％的夜光粉；1.2％的高嶺土；3.0％的分散劑；2.5％的防老化劑；11.8％的復(fù)合有機(jī)包覆劑。

其中，所述EVA的VA含量為18％～25％，熔融指數(shù)為20g/10min～40g/10min。所述夜光粉為堿土鋁酸鹽體系長余輝夜光粉中的CaAl₂O₄:Eu²⁺,Nd³⁺，粒度為12μm～20μm。所述復(fù)合有機(jī)包覆劑由馬來酸酐和雙子表面活性劑按重量比為5.21∶1組成，馬來酸酐含量為原料總重的9.9％，雙子表面活性劑含量為原料總重的1.9％。所述分散劑為1％聚乙烯蠟和2％硬脂酸酰胺，聚乙烯蠟和硬脂酸酰胺的百分比基數(shù)均為所有原料重量之和。

所述防老化劑為由0.85％的抗氧劑1010、0.65％的抗氧劑1076、0.25％的輔助抗氧劑DSTP、0.45％的光穩(wěn)定劑UV-327和0.3％的受阻胺光穩(wěn)定劑770組成的混合物，防老化劑的各組分百分比基數(shù)均為所有原料重量之和。

具體到本實(shí)施例的三輥研磨機(jī)中三個(gè)輥筒轉(zhuǎn)速分別為15r/min、30r/min、60r/min。

上述實(shí)施例1-7的各原料含量數(shù)據(jù)列表如下：

以上顯示和描述了本發(fā)明創(chuàng)造的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。