一種黃色夜光纖維的制備方法技術

本發明專利技術涉及一種黃色夜光纖維的制備方法，特征是，包括以下工藝步驟：(1)將偶聯劑、無水乙醇、發出黃光的光轉換劑和硅酸鹽熒光材料混合，利用超聲分散和機械攪拌將其充分混合，在一定溫度下高速攪拌使之反應，反應一定時間后將無水乙醇烘干，將樣品粉碎，制得黃色熒光材料；(2)將PA6切片干燥后與黃色熒光材料復合物進行預混，得到夜光母粒材料；(3)將PA6切片與夜光母粒均勻混合，干燥后進行熔融紡絲，經過上油、卷繞、拉伸后制得黃色夜光纖維。本發明專利技術制備出機械性能良好、色純度高、余輝亮度優異的黃色夜光纖維。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種黃色夜光纖維的制備方法，屬于功能紡織材料

技術介紹
隨著科學技術的發展和人們生活水平的提高，傳統的紡織產品已經不能滿足人們生活和生產的需求，豐富多樣的功能紡織品應運而生，稀土夜光纖維就是功能纖維的一種，它能夠儲存光能并在黑暗中釋放光能，不僅可以滿足夜間作業的需要還可以起到標志提醒的作用，目前市場上已經出現了多種夜光纖維產品，主要應用于安全領域、裝飾服飾領域、防偽領域。稀土夜光纖維又叫熒光纖維，稀土夜光纖維主要由成纖高聚物和稀土發光材料兩部分構成，成纖高聚物是纖維的主體部分，稀土發光材料通過特殊的紡絲工藝嵌入到纖維體中，或經過涂覆處理結合在纖維的表面。稀土夜光纖維的發光機理為：吸收光能-儲存光能-釋放光能，當激發光源照射到纖維時，纖維體中的發光材料吸收光能，稀土離子的外層電子發生躍遷轉變為激發態；當撤去光源，電子由激發態躍遷至基態，吸收的能量通過光能釋放出來，形成發射光。稀土夜光纖維的發展依托于紡絲工藝的不斷進步和稀土資源的開發，目前紡絲設備和工藝的發展已經非常成熟，我國稀土資源十分豐富，對稀土資源的開發和研究也達到了世界先進水平，這對于發光材料和發光纖維的應用前景十分有利，本專利技術所采用的發光材料為堿土硅酸鹽長余輝發光材料，該發光材料穩定性良好，發光性能優異并且無放射性，對人體和環境不產生危害。人類很早以前對可自行發光的物質就有一定的認知，比如夜明珠、夜光杯，而夜光纖維則是人類對自然科學的運用和創造，人們將發光材料應用到紡織領域，做成夜光服裝、地毯、拖鞋等，在黑暗中起到很好的定位作用，很大程度上提高了安全性能。最早的夜光纖維是采用金屬硫化物為發光體，將發光材料、紡絲助劑添加到基材中制備成發光纖維，1998年德國的一家公司利用這種方法開發出這種綠色的夜光纖維，因余輝時間短、物理化學性質不穩定等因素而沒有取得廣泛的應用，但是人們從此開始了對夜光纖維的探索和研究；美國Beaver Industries公司制備出發黃綠光的纖維并發表了專利，具體方法是在硫化鋅上涂上銅和另一種材料，然后加入纖維體中；美國Glo-Tech公司研發的發光纖維是用磷做發光基體，然后添加鍶和其它成分，然后將發光材料做成色母粒，在紡絲過程中添加到纖維基材中；2002年美國的研究人員將放射性元素添加到金屬硫化物中，制成夜光纖維，雖然其亮度得到進一步提高，但放射性元素對人和環境能產生較大危害，因此沒有得到應用。2004年，日本研究人員E.Shim研制了一種皮芯雙組分夜光纖維，該纖維以發光材料和纖維基質分別做芯成分或殼成分，通過特種紡絲制成皮芯結構的夜光纖維，該皮芯結構使纖維的機械性能在很大程度上降低，影響了該纖維在紡織服裝上的應用。進入21世紀以后，中國對夜光纖維的研究取得了顯著的成果，2002年無錫宏源化纖廠與江南大學聯合研制的彩色與彩色光稀土夜光纖維，該纖維符合服用纖維的使用要求，已實現了產業化生產，填補了國內空白；2004年江南大學與江蘇國達公司聯合成功研制了稀土夜光纖維，并產業化，豐富了夜光纖維的品種。隨著發光材料和夜光纖維的研究越來越成熟，能夠通過更完善的手段去客觀評價發光材料的發光性能，閆彥紅等研究得出：夜光纖維顏料顏色越深，發光纖維的發光亮度越低；顏料顏色越淺，發光亮度越高；朱亞楠通過研究有機顏料對稀土夜光纖維光譜的影響，制備出以鋁酸鹽為發光中心的紅色夜光纖維。夜光纖維用的發光材料主要有鋁酸鹽和硅酸鹽兩種，而早期流行的金屬硫化物和硫氧化物，因為對環境污染和不穩定性而不被使用，鋁酸鹽的發光性能優異，硅酸鹽成本相對較低而且穩定性更好。從發光顏色來分類，主要分為藍色、綠色、黃綠色、黃色、紅色，藍色和黃綠色夜光纖維的研究以及工藝的發展十分迅速，產業化生產已經十分成熟，例如應用于環衛工作服、夜光毛絨玩具，由于黃色發光材料基質的晶格結構以及稀土離子外層電子的低能躍遷等因素，導致其激發波長很短、余輝時間也非常低，因此難以達到夜光纖維使用的要求。本專利技術采用Sr2ZnSi2O7:Eu2+，Dy3+作為發光基體，采用硅烷偶聯劑將黃色光轉換劑結合到發光基體上，將硅酸鹽發出的藍綠光轉換成黃光，并采用熔融紡絲法制備出黃色夜光纖維，該纖維可以吸收紫外光和可見光而且余輝性能優異，有效解決了激發波長短和余輝性能差的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種黃色夜光纖維的制備方法，以克服現有夜光纖維色彩單一、黃色夜光纖維余輝亮度低的問題，本專利技術采用熒光材料和光轉換劑結合的方式制備黃色熒光材料，采用熔融紡的方式制備出夜光纖維，獲得了機械性能良好、色純度高、余輝亮度優異的黃色夜光纖維。按照本專利技術提供的技術方案，一種黃色夜光纖維的制備方法，特征是，包括以下工藝步驟：(1)黃色發光材料的制備：將偶聯劑、無水乙醇、黃光轉換劑和熒光材料按質量比0.05～0.2:50～70:0.2～0.6:10混合，經超聲分散處理20～40min，在封閉的反應體系中加熱至50～75℃，快速攪拌40～90min使之反應，然后開口攪拌將乙醇揮發得到粘稠狀反應物，然后在60～90℃的溫度下烘干，研磨后即制得黃色熒光材料；(2)將干燥后的PA6切片與黃色發光材料進行預混，得到夜光色母粒材料，PA6粉體與黃色熒光材料的質量比為2～4:1；(3)將夜光母粒烘干后，采用雙螺桿擠出機熔融造粒制成夜光母粒；(4)將PA6切片與步驟(3)得到的夜光母粒均勻混合，PA6切片與夜光母粒的質量比為5～20:1；干燥后進行熔融紡絲。在一個具體實施方式中，所述熒光材料為Sr2ZnSi2O7:Eu2+，Dy3+。在一個具體實施方式中，所述偶聯劑為硅烷偶聯劑。在一個具體實施方式中，所述氧蒽結構的光轉換劑為：在一個具體實施方式中，所述超聲分散處理采用超聲波分散儀或超聲波清洗器，處理溫度為50～70℃。在一個具體實施方式中，所述黃色熒光材料研磨后的粒徑為5～15μm。在一個具體實施方式中，所述熔融紡絲的紡絲熔體溫度為260～270℃。在一個具體實施方式中，所述熔融紡絲的紡絲速度為3000～4000m/min。本專利技術所述黃色夜光纖維的制備方法，采用光轉換的方法解決了黃色熒光材料激發波長短和余輝亮度低的問題，在保證纖維的強力和彈性滿足使用要求的同時，也達到了使纖維發黃色熒光的效果，得到了余輝性能優異的黃色夜光纖維，拓展了熒光材料了應用范圍，豐富了夜光纖維的色彩品種。附圖說明圖1為黃色發光材料的SEM圖，比例尺單位為5μm。圖2為夜光纖維余輝曲線圖；橫坐標為時間，單位為s；縱坐標為亮度，單位為cd·m-2。圖3為夜光纖維發射光譜曲線；橫坐標為波長，單位nm；縱坐標為相對強度，單位為a.u.。具體實施方式下面結合具體附圖和實施例對本專利技術作進一步說明。本專利技術所使用的熒光材料為Sr2ZnSi2O7:Eu2+，Dy3+。本專利技術所述氧蒽結構的光轉換劑為實施例1：一種黃色夜光纖維的制備方法，包括以下工藝步驟：(1)黃色熒光材料的制備：將硅烷KH550、無水乙醇、黃光轉換劑和熒光材料按質量比0.05:50:0.2:10混合，經超聲波清洗器在50℃的溫度下處理40min，然后在封閉的反應體系中加熱至55℃，快速攪拌90min使之反應，然后開口攪拌將乙醇揮發得到粘稠狀反應物，然后在65℃的溫度下烘干，研磨后即制得黃本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種黃色夜光纖維的制備方法，其特征是，包括以下工藝步驟：(1)黃色熒光材料的制備將偶聯劑、無水乙醇、黃光轉換劑和熒光材料按質量比0.05～0.2:50～70:0.2～0.6:10混合，經超聲分散處理20～40min，在封閉的反應體系中加熱至50～75℃，快速攪拌40～90min使之反應，然后開口攪拌將乙醇揮發得到粘稠狀反應物，然后在60～90℃的溫度下烘干，研磨后即制得黃色發光材料；(2)將干燥后的PA6切片與黃色熒光材料進行預混，得到夜光母粒材料，PA6切片與黃色熒光材料的質量比為2～4:1；(3)將PA6切片與步驟(2)得到的夜光母粒均勻混合，PA6切片與夜光母粒的質量比為5～20:1；干燥后進行熔融紡絲。

【技術特征摘要】
1.一種黃色夜光纖維的制備方法，其特征是，包括以下工藝步驟：(1)黃色熒光材料的制備將偶聯劑、無水乙醇、黃光轉換劑和熒光材料按質量比0.05～0.2:50～70:0.2～0.6:10混合，經超聲分散處理20～40min，在封閉的反應體系中加熱至50～75℃，快速攪拌40～90min使之反應，然后開口攪拌將乙醇揮發得到粘稠狀反應物，然后在60～90℃的溫度下烘干，研磨后即制得黃色發光材料；(2)將干燥后的PA6切片與黃色熒光材料進行預混，得到夜光母粒材料，PA6切片與黃色熒光材料的質量比為2～4:1；(3)將PA6切片與步驟(2)得到的夜光母粒均勻混合，PA6切片與夜光母粒的質量比為5～20:1；干燥后進行熔融紡絲。2.如權利要求1所述的一種黃色夜光纖維的制備方法，其特征是：...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱亞楠，薛昊龍，葛明橋，
申請(專利權)人：江南大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32