[发明专利]日光/夜光下有色的磷光性塑料组合物及制品

说明书

发明背景

本发明涉及磷光性塑料组合物及制品，该组合物和制品具有鲜艳夺目的日光色荧光，和很强的类似日光色的夜光性磷光。特别地，本发明涉及直接使用聚合物可溶的荧光染料及磷光颜料，以提供广泛的并适合用户要求的日光和夜光色颜色。

在生产发光材料中使用磷光性物质是众所周知的，这种磷光性物质已被用在各种“夜光”物品中，例如高尔夫球，橡胶鞋底，多种不同的玩具，安全帽，使自行车可见的安全带，方向指示物和标志，液晶时钟的背景光源等。据报道，可将磷光性材料用于车辆部件，例如车轮气阀杆帽，变速捏手的夜间发光，或作为发光锁眼的磷光标牌。它们还被用作含有信息标记的夜光塑料电子钥匙包。

磷光性磷光体是这样一些物质，其在吸收可见光或紫外线等后可发光，并且在切断激发源后，视觉上可观察到的光的余辉可持续相当长的一段时间，范围从几分钟到几小时。直到最近，最普通的已知的非放射性磷光性磷光体颜料为锌，钙，锶和镉的硫化物，例如CaS∶Bi(其发紫蓝色光)，CaSrS∶Bi(其发蓝色光)，ZnCdS∶Cu(其发黄色或橙色光)和ZnS∶Cu(其发绿色光)。然而，磷光余辉的颜色范围还仅限于这些颜色。

含有硫化物基磷光性磷光体颜料的塑料制品在日光下的外观，是毫无美感的浅绿色或浅灰白色。因此，通常向含有这些磷光性磷光体颜料的塑料组合物中加入目光色颜料。然而，加入的有色颜料，由于它们的颗粒大小(例如，约1～6微米)，既干扰磷光性磷光体吸收光，又干扰其发射光，导致发光强度减弱并缩短了余辉的持续时间。

为克服有色颜料的干扰作用，必需在含有日光色颜料的塑料组合物中大量使用相当贵的磷光性颜料(例如，20％～30％(重量))。因此，迄今为止，浓缩颜料的供应者还没有经济的方法制备塑料磷光/日光浓缩颜料复合物，以提供最终用户在制备塑料制品时使用。硫化物基磷光性磷光体的另一个缺点是，它们对紫外光敏感，例如日光或月光中的紫外线，因此不具有耐候性。因此它们的应用，大部分限于室内使用。

最近，人们获得一类新的磷光性磷光体，它们即能吸收可见光，也能发射可见光(参见，例如美国专利5,424,006和5,686,022)。这些磷光物质具有结晶结构，并且是化学性质高度稳定的金属氧化物铝酸盐，含有锶，钙，镁和钡中的一种或多种金属，用铕和至少一种助活化剂，例如镱，镝，钕，钐，钍，铥，铒等活化，以形成磷光性磷光体，例如SrAl₂O₄∶Eu，Dy，其发绿色光(约520nm)，CaAl₂O₄∶Eu，Nd或Sm，其发蓝色光(约442nm)，Sr_0.5Ca_0.5Al₂O₄∶Eu，Dy，其发蓝绿色光(约490nm)，和BaAl₂O₄∶Eu，Nd，其发绿色光(约500nm)。这些新型磷光体具有耐候性，即，它们在暴露于紫外光，例如太阳光或月光下时不易分解，因此它们可用于室外，也可用于室内。这种新型磷光体余辉的亮度，在激发结束后10分钟时，约是可比较的硫化物类磷光性磷光体亮度的3倍到12倍以上，而在激发结束后100分钟时，约为硫化物类磷光性磷光体亮度的17倍到37倍以上；而且，经过一次激发后，这些磷光体的余辉在15～24小时或更长的时间仍是可见的。然而，取决于所选磷光体的化学性质，余辉的颜色仅限于绿色，蓝-绿色，或紫色，而且含有这些磷光体的塑料在白天时的外观，是缺少美感的浅绿白色或灰白色。

考虑到用铕活化的金属氧化物铝酸盐磷光性磷光体的前述优点，人们希望为含有这些磷光性颜料的塑料制品提供一种具有美感的日光色，而同时不会降低余辉的亮度或持续时间。下面的说明书阐明了意想不到的结果，是通过将白天的荧光色染料，而不是目光色颜料，加入到含有金属氧化物铝酸盐基磷光性磷光体的树脂组合物中而获得的。

发明概述

本发明提供组合物，和由其制备的模塑、挤出或成型磷光塑料制品，该组合物在透明或半透明树脂中，含有非放射性的、非硫化物的、发射可见光的磷光性磷光体颜料，优选金属氧化物铝酸盐：铕活化的磷光性磷光体颜料，和聚合物可溶的日光色染料，优选日光荧光性染料。