該發明涉及一種熒光劑改性聚氯乙烯材料及其制備方法。
背景技術：
：聚氯乙烯塑料是一種氯乙烯聚合制備的熱塑性樹脂，具有重量輕、耐腐蝕、流動阻力小、電氣絕緣性好等優勢，廣泛應用于人造革、管材、線路保護管、薄膜、日用品等領域。目前，聚氯乙烯材料在熒光性能和力學性能需要進一步提升。該發明采用聚氯乙烯、釔摻雜磷酸鋁鈣鋰、鈰摻雜硅酸鈣、三苯基膦、腰果酚制備了熒光劑改性聚氯乙烯材料，通過擠出、注塑、模壓、吹塑等工藝制備成各種塑料制品，該方法制備的熒光劑改性聚氯乙烯材料具有優異的熒光性能和力學性能。技術實現要素：該發明的目的在于提供一種熒光劑改性聚氯乙烯材料的制備方法，該方法通過改變反應物原料和工藝方式，制備的材料具有優異的熒光性能和力學性能。為了實現上述目的，該發明的技術方案如下。一種熒光劑改性聚氯乙烯材料及其制備方法，具體包括以下步驟：(1)、將乙酸鈰、硅酸四乙酯、甲酸鈣、水和直鏈淀粉按照質量份數比為5：125～140：78～88：90～100：30～40加入到反應器中，攪拌速度為75～92r/min，維持體系溫度55～65℃條件下反應0.5～0.8h，產物經300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，研磨，得到鈰摻雜硅酸鈣；(2)、將四氯鋁酸鋰、磷酸二氫鈣、磷酸二氫鋁、聚丙烯酰胺、甘油和過氧化氫按照質量份數比10：25～35：75～90：9～15：12～18：15～20加入到反應器中，攪拌速度為95～125r/min，維持體系溫度60～75℃條件下反應0.5～1h，產物經100℃、-0.07mpa減壓蒸餾0.5h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，研磨，得到磷酸鋁鈣鋰；(3)、將乙酸釔、磷酸鋁鈣鋰、sr-10和聚乙二醇1000按照質量份數比3：100～125：10～20：12～18加入到反應器中，攪拌速度為45～65r/min，維持體系溫度80～95℃條件下反應0.3～0.7h，產物經300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，700℃焙燒2h，研磨，即得到釔摻雜磷酸鋁鈣鋰；(4)、將聚氯乙烯、釔摻雜磷酸鋁鈣鋰、鈰摻雜硅酸鈣、三苯基膦、腰果酚、二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯、硬脂酸鎂按照質量份數比100：1～5：2～6：18～33：35～50：3～7：4～10加入到開煉機中，用開煉機在溫度150～180℃混合反應0.1～0.5h，用擠出機在溫度151～185℃擠出造粒，即得到熒光劑改性聚氯乙烯材料。該發明所述的熒光劑改性聚氯乙烯材料的制備方法，包括下列步驟：(1)、將乙酸鈰、硅酸四乙酯、甲酸鈣、水和直鏈淀粉按照質量份數比為5：125～140：78～88：90～100：30～40加入到反應器中，攪拌速度為75～92r/min，維持體系溫度55～65℃條件下反應0.5～0.8h，產物經300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，研磨，得到鈰摻雜硅酸鈣；所述的甲酸鈣的目的為了加速硅酸四乙酯的水解；所述的直鏈淀粉的目的為了提高原料的分散性。(2)、將四氯鋁酸鋰、磷酸二氫鈣、磷酸二氫鋁、聚丙烯酰胺、甘油和過氧化氫按照質量份數比10：25～35：75～90：9～15：12～18：15～20加入到反應器中，攪拌速度為95～125r/min，維持體系溫度60～75℃條件下反應0.5～1h，產物經100℃、-0.07mpa減壓蒸餾0.5h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，研磨，得到磷酸鋁鈣鋰；所述的四氯鋁酸鋰的目的為了提供鋁源和鋰源，同時加速過氧化氫的水解速度。(3)、將乙酸釔、磷酸鋁鈣鋰、sr-10和聚乙二醇1000按照質量份數比3：100～125：10～20：12～18加入到反應器中，攪拌速度為45～65r/min，維持體系溫度80～95℃條件下反應0.3～0.7h，產物經300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，700℃焙燒2h，研磨，即得到釔摻雜磷酸鋁鈣鋰；所述的sr-10的目的為了提高原料的混合均勻性。(4)、將聚氯乙烯、釔摻雜磷酸鋁鈣鋰、鈰摻雜硅酸鈣、三苯基膦、腰果酚、二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯、硬脂酸鎂按照質量份數比100：1～5：2～6：18～33：35～50：3～7：4～10加入到開煉機中，用開煉機在溫度150～180℃混合反應0.1～0.5h，用擠出機在溫度151～185℃擠出造粒，即得到熒光劑改性聚氯乙烯材料；所述的三苯基膦和腰果酚的目的為了提高聚氯乙烯的力學強度。該發明的有益效果在于：1、甲酸鈣具有還原性，在受熱時，甲酸鈣分解生成氧化鈣，氧化鈣能加速硅酸四乙酯的水解，在直鏈淀粉的輔助作用下，經高溫焙燒制備出鈰摻雜硅酸鈣；鈰摻雜硅酸鈣能提高聚氯乙烯的熒光性能；2、四氯鋁酸鋰具有酸性，能加速過氧化氫的分解，過氧化氫分解生成的水又能促進四氯鋁酸鋰的水解，在聚丙烯酰胺輔助作用下，經高溫焙燒制備出磷酸鋁鈣鋰；3、sr-10具有化學反應活性，能提高乙酸釔在物料中的分散性及潤濕性，提高釔在磷酸鋁鈣鋰表面的分散性；釔摻雜磷酸鋁鈣鋰能提高聚氯乙烯的熒光性能；4、三苯基膦和腰果酚能反應生成三維網絡結構，能提高聚氯乙烯的力學性能。具體實施方式下面結合實施例對該發明的具體實施方式進行描述，以便更好的理解該發明。實施例1一種熒光劑改性聚氯乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取5份乙酸鈰、130份硅酸四乙酯、82份甲酸鈣、93份水和36份直鏈淀粉加入到反應器中，攪拌速度為82r/min，維持體系溫度59℃條件下反應0.7h，產物經300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，研磨，得到鈰摻雜硅酸鈣；(2)、稱取10份四氯鋁酸鋰、33份磷酸二氫鈣、82份磷酸二氫鋁、12份聚丙烯酰胺、16份甘油和18份過氧化氫加入到反應器中，攪拌速度為115r/min，維持體系溫度68℃條件下反應0.7h，產物經100℃、-0.07mpa減壓蒸餾0.5h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，研磨，得到磷酸鋁鈣鋰；(3)、稱取3份乙酸釔、109份磷酸鋁鈣鋰、17份sr-10和15份聚乙二醇1000加入到反應器中，攪拌速度為60r/min，維持體系溫度85℃條件下反應0.5h，產物經300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，700℃焙燒2h，研磨，即得到釔摻雜磷酸鋁鈣鋰；(4)、稱取100份聚氯乙烯、2份釔摻雜磷酸鋁鈣鋰、4份鈰摻雜硅酸鈣、23份三苯基膦、43份腰果酚、5份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯、7份硬脂酸鎂加入到開煉機中，用開煉機在溫度158℃混合反應0.3h，用擠出機在溫度168℃擠出造粒，即得到熒光劑改性聚氯乙烯材料。實施例2一種熒光劑改性聚氯乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取5份乙酸鈰、125份硅酸四乙酯、78份甲酸鈣、90份水和30份直鏈淀粉加入到反應器中，攪拌速度為75r/min，維持體系溫度55℃條件下反應0.5h，產物經300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，研磨，得到鈰摻雜硅酸鈣；(2)、稱取10份四氯鋁酸鋰、25份磷酸二氫鈣、75份磷酸二氫鋁、9份聚丙烯酰胺、12份甘油和15份過氧化氫加入到反應器中，攪拌速度為95r/min，維持體系溫度60℃條件下反應0.5h，產物經100℃、-0.07mpa減壓蒸餾0.5h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，研磨，得到磷酸鋁鈣鋰；(3)、稱取3份乙酸釔、100份磷酸鋁鈣鋰、10份sr-10和12份聚乙二醇1000加入到反應器中，攪拌速度為45r/min，維持體系溫度80℃條件下反應0.3h，產物經300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，700℃焙燒2h，研磨，即得到釔摻雜磷酸鋁鈣鋰；(4)、稱取100份聚氯乙烯、1份釔摻雜磷酸鋁鈣鋰、2份鈰摻雜硅酸鈣、18份三苯基膦、35份腰果酚、3份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯、4份硬脂酸鎂加入到開煉機中，用開煉機在溫度180℃混合反應0.1h，用擠出機在溫度185℃擠出造粒，即得到熒光劑改性聚氯乙烯材料。實施例3一種熒光劑改性聚氯乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取5份乙酸鈰、140份硅酸四乙酯、88份甲酸鈣、100份水和40份直鏈淀粉加入到反應器中，攪拌速度為92r/min，維持體系溫度65℃條件下反應0.8h，產物經300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，研磨，得到鈰摻雜硅酸鈣；(2)、稱取10份四氯鋁酸鋰、35份磷酸二氫鈣、90份磷酸二氫鋁、15份聚丙烯酰胺、18份甘油和20份過氧化氫加入到反應器中，攪拌速度為125r/min，維持體系溫度75℃條件下反應1h，產物經100℃、-0.07mpa減壓蒸餾0.5h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，研磨，得到磷酸鋁鈣鋰；(3)、稱取3份乙酸釔、125份磷酸鋁鈣鋰、20份sr-10和18份聚乙二醇1000加入到反應器中，攪拌速度為65r/min，維持體系溫度95℃條件下反應0.7h，產物經300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，700℃焙燒2h，研磨，即得到釔摻雜磷酸鋁鈣鋰；(4)、稱取100份聚氯乙烯、5份釔摻雜磷酸鋁鈣鋰、6份鈰摻雜硅酸鈣、33份三苯基膦、50份腰果酚、7份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯、10份硬脂酸鎂加入到開煉機中，用開煉機在溫度150℃混合反應0.5h，用擠出機在溫度151℃擠出造粒，即得到熒光劑改性聚氯乙烯材料。實施例4一種熒光劑改性聚氯乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取5份乙酸鈰、130份硅酸四乙酯、80份甲酸鈣、95份水和36份直鏈淀粉加入到反應器中，攪拌速度為80r/min，維持體系溫度60℃條件下反應0.6h，產物經300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，研磨，得到鈰摻雜硅酸鈣；(2)、稱取10份四氯鋁酸鋰、30份磷酸二氫鈣、80份磷酸二氫鋁、12份聚丙烯酰胺、15份甘油和17份過氧化氫加入到反應器中，攪拌速度為100r/min，維持體系溫度70℃條件下反應0.7h，產物經100℃、-0.07mpa減壓蒸餾0.5h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，研磨，得到磷酸鋁鈣鋰；(3)、稱取3份乙酸釔、110份磷酸鋁鈣鋰、15份sr-10和14份聚乙二醇1000加入到反應器中，攪拌速度為55r/min，維持體系溫度85℃條件下反應0.6h，產物經300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，700℃焙燒2h，研磨，即得到釔摻雜磷酸鋁鈣鋰；(4)、稱取100份聚氯乙烯、3份釔摻雜磷酸鋁鈣鋰、5份鈰摻雜硅酸鈣、20份三苯基膦、40份腰果酚、4份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯、5份硬脂酸鎂加入到開煉機中，用開煉機在溫度155℃混合反應0.4h，用擠出機在溫度160℃擠出造粒，即得到熒光劑改性聚氯乙烯材料。實施例5一種熒光劑改性聚氯乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取5份乙酸鈰、135份硅酸四乙酯、85份甲酸鈣、96份水和33份直鏈淀粉加入到反應器中，攪拌速度為78r/min，維持體系溫度57℃條件下反應0.7h，產物經300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，研磨，得到鈰摻雜硅酸鈣；(2)、稱取10份四氯鋁酸鋰、28份磷酸二氫鈣、79份磷酸二氫鋁、10份聚丙烯酰胺、13份甘油和19份過氧化氫加入到反應器中，攪拌速度為98r/min，維持體系溫度73℃條件下反應0.7h，產物經100℃、-0.07mpa減壓蒸餾0.5h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，研磨，得到磷酸鋁鈣鋰；(3)、稱取3份乙酸釔、109份磷酸鋁鈣鋰、14份sr-10和16份聚乙二醇1000加入到反應器中，攪拌速度為49r/min，維持體系溫度83℃條件下反應0.5h，產物經300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，700℃焙燒2h，研磨，即得到釔摻雜磷酸鋁鈣鋰；(4)、稱取100份聚氯乙烯、2份釔摻雜磷酸鋁鈣鋰、5份鈰摻雜硅酸鈣、19份三苯基膦、43份腰果酚、5份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯、7份硬脂酸鎂加入到開煉機中，用開煉機在溫度160℃混合反應0.4h，用擠出機在溫度169℃擠出造粒，即得到熒光劑改性聚氯乙烯材料。實施例6一種熒光劑改性聚氯乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取5份乙酸鈰、129份硅酸四乙酯、83份甲酸鈣、94份水和32份直鏈淀粉加入到反應器中，攪拌速度為90r/min，維持體系溫度64℃條件下反應0.7h，產物經300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，研磨，得到鈰摻雜硅酸鈣；(2)、稱取10份四氯鋁酸鋰、33份磷酸二氫鈣、88份磷酸二氫鋁、12份聚丙烯酰胺、17份甘油和19份過氧化氫加入到反應器中，攪拌速度為120r/min，維持體系溫度67℃條件下反應0.6h，產物經100℃、-0.07mpa減壓蒸餾0.5h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，研磨，得到磷酸鋁鈣鋰；(3)、稱取3份乙酸釔、115份磷酸鋁鈣鋰、19份sr-10和15份聚乙二醇1000加入到反應器中，攪拌速度為63r/min，維持體系溫度91℃條件下反應0.4h，產物經300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，700℃焙燒2h，研磨，即得到釔摻雜磷酸鋁鈣鋰；(4)、稱取100份聚氯乙烯、4份釔摻雜磷酸鋁鈣鋰、4份鈰摻雜硅酸鈣、31份三苯基膦、46份腰果酚、5份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯、8份硬脂酸鎂加入到開煉機中，用開煉機在溫度165℃混合反應0.3h，用擠出機在溫度172℃擠出造粒，即得到熒光劑改性聚氯乙烯材料。實施例7一種熒光劑改性聚氯乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取5份乙酸鈰、139份硅酸四乙酯、86份甲酸鈣、97份水和38份直鏈淀粉加入到反應器中，攪拌速度為83r/min，維持體系溫度61℃條件下反應0.7h，產物經300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，研磨，得到鈰摻雜硅酸鈣；(2)、稱取10份四氯鋁酸鋰、32份磷酸二氫鈣、86份磷酸二氫鋁、14份聚丙烯酰胺、17份甘油和19份過氧化氫加入到反應器中，攪拌速度為123r/min，維持體系溫度71℃條件下反應0.8h，產物經100℃、-0.07mpa減壓蒸餾0.5h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，研磨，得到磷酸鋁鈣鋰；(3)、稱取3份乙酸釔、118份磷酸鋁鈣鋰、13份sr-10和16份聚乙二醇1000加入到反應器中，攪拌速度為56r/min，維持體系溫度89℃條件下反應0.6h，產物經300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，700℃焙燒2h，研磨，即得到釔摻雜磷酸鋁鈣鋰；(4)、稱取100份聚氯乙烯、3份釔摻雜磷酸鋁鈣鋰、5份鈰摻雜硅酸鈣、28份三苯基膦、46份腰果酚、4份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯、8份硬脂酸鎂加入到開煉機中，用開煉機在溫度170℃混合反應0.3h，用擠出機在溫度175℃擠出造粒，即得到熒光劑改性聚氯乙烯材料。實施例8一種熒光劑改性聚氯乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取5份乙酸鈰、137份硅酸四乙酯、79份甲酸鈣、98份水和34份直鏈淀粉加入到反應器中，攪拌速度為87r/min，維持體系溫度61℃條件下反應0.6h，產物經300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，研磨，得到鈰摻雜硅酸鈣；(2)、稱取10份四氯鋁酸鋰、33份磷酸二氫鈣、88份磷酸二氫鋁、13份聚丙烯酰胺、17份甘油和19份過氧化氫加入到反應器中，攪拌速度為117r/min，維持體系溫度71℃條件下反應0.8h，產物經100℃、-0.07mpa減壓蒸餾0.5h，300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，研磨，得到磷酸鋁鈣鋰；(3)、稱取3份乙酸釔、119份磷酸鋁鈣鋰、16份sr-10和17份聚乙二醇1000加入到反應器中，攪拌速度為53r/min，維持體系溫度92℃條件下反應0.4h，產物經300℃焙燒2h，400℃焙燒2h，500℃焙燒2h，600℃焙燒2h，700℃焙燒2h，研磨，即得到釔摻雜磷酸鋁鈣鋰；(4)、稱取100份聚氯乙烯、4份釔摻雜磷酸鋁鈣鋰、3份鈰摻雜硅酸鈣、26份三苯基膦、43份腰果酚、6份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯、9份硬脂酸鎂加入到開煉機中，用開煉機在溫度173℃混合反應0.2h，用擠出機在溫度178℃擠出造粒，即得到熒光劑改性聚氯乙烯材料。對照例1本對照例中，不添加鈰摻雜硅酸鈣，其它組分與制備方法與實施例1相同。對照例2本對照例中，不添加釔摻雜磷酸鋁鈣鋰，其它組分與制備方法與實施例1相同。對照例3本對照例中，不添加三苯基膦，其它組分與制備方法與實施例1相同。對照例4本對照例中，不添加腰果酚，其它組分與制備方法與實施例1相同。對照例5本對照例中，配方中選用普通鈰摻雜硅酸鈣替代實施例1中的鈰摻雜硅酸鈣，其它組分與制備方法與實施例1相同。對照例6本對照例中，配方中選用磷酸鋁鈣鋰替代實施例1中的磷酸鋁鈣鋰，其它組分與制備方法與實施例1相同。表1實施例1和對照例1～6制得的熒光劑改性聚氯乙烯材料的性能參數實施例1對照例1對照例2對照例3對照例4對照例5對照例6熒光激發波長/nm430468576435432451498拉伸強度/mpa53525138405251以上所述是該發明的優選實施方式，應當指出，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離該發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為該發明的保護范圍。當前第1頁12