一種皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維及其制備方法，按質量分數計，芯層70?85%，皮層15?30%；芯層是由下述組分制成：稀土鋁酸鍶發光粉10~30%、亞磷酸酯0.02?0.05%、抗氧化劑0.02?0.2%、硅烷偶聯劑0.5?1%、余量為聚酰胺樹脂；皮層采用添加增韌劑的透明的聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚苯乙烯樹脂。本發明專利技術制備的發光纖維由于所有稀土鋁酸鍶發光材料均處于芯層，有效阻止稀土鋁酸鍶發光材料的脫落，保證纖維的發光亮度，且提高了發光纖維的耐水洗和耐磨性，同時皮層采用透明度優良的樹脂，使得制備的發光纖維表面光滑，且進一步提高了發光纖維的發光效果。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于功能纖維
，特別涉及一種具有皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維的制備方法。
技術介紹
稀土夜光材料是利用稀土發光材料制成的功能性環保新材料，是一種重要的光-光轉換的節能材料，即稀土發光材料從外界吸收能量，然后通過電子的躍遷將吸收的能量儲存起來，在黑暗中持續發光。鋁酸鹽類稀土發光材料由于量子轉化率高達90%以上，只需要日光或燈光照射10min，可持續發光10h以上，所以，稀土鋁酸鹽是目前主要的商品化夜光材料。目前，夜光纖維主要是采用PET、PA或PP為基材，通過添加稀土發光材料以及一些功能助劑經過紡絲制備的發光纖維（ZL02112859.6，CN103361756A），由于稀土發光材料粒徑大，制備的纖維較粗，強度低，韌性差，如PET纖維強度還不如普通PET纖維強度的一半，后續應用過程中易產生毛絲、斷絲，且耐水性較差。中國專利CN1349007A公開了一種以聚烯烴樹脂為芯，發光材料和聚烯烴樹脂為皮的皮芯結構的發光纖維，力學性能2.5-3.2cN/dtex，但稀土發光材料在皮層，使這種纖維仍存在明顯耐水性差的缺點。中國專利CN1328177A公開了一種以稀土元素銪和鋁酸鍶的混合物作為紫外線熒光材料，與聚酯制成發光母粒作為芯層，皮層采用常規聚酯，而聚酯易于結晶，不透明，影響其發光效果。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是針對目前發光纖維存在耐水性差、力學性能低等問題，提出制備一種皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維，該纖維具有耐水洗、耐磨、力學性能好的特點，且皮層采用透明度優良的材料，顯著提升發光纖維的發光效果。為解決上述技術問題，本專利技術采用以下技術方案：一種皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維，該皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維，按質量分數計，芯層占70-85%，皮層占15-30%；所述皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維的芯層是由下述重量百分比的組分制成的：稀土鋁酸鍶發光粉10~30%、亞磷酸酯0.02-0.05%、抗氧化劑0.02-0.2%、硅烷偶聯劑0.5-1%、余量為聚酰胺樹脂；所述皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維的皮層采用添加增韌劑的透明的聚甲基丙烯酸甲酯或添加增韌劑的透明的聚碳酸酯或添加增韌劑的透明的聚苯乙烯樹脂，以皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維的總質量為基準，增韌劑的添加量為0.1-0.4%。所述的皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維的發射主峰在519nm處，采用氙燈為激發光源，照度1000lx，激發時間10min，激發后停10s后，光亮度值在1000-2500mcd/m2。所述的聚酰胺樹脂為聚酰胺6樹脂或聚酰胺66樹脂。所述稀土鋁酸鍶發光粉的粒徑小于1-7μm。所述的抗氧化劑為抗氧化劑1010和抗氧化劑168按質量比1:1混合而成。所述的增韌劑為A-608、A-612或A-662。所述的硅烷偶聯劑為KH-560。所述的稀土鋁酸鍶發光粉中Eu2+和Dy3+為激活劑。所述的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維的制備方法，步驟如下：（1）發光母粒制備：按重量配比將芯層各組分采用高速攪拌機混合均勻，然后采用雙螺桿擠出機和鑄帶切粒機制備含有稀土鋁酸鍶的聚酰胺6或聚酰胺66發光母粒，其中熔融溫度為240-270oC；（2）預取向絲制備：采用復合紡絲機制備具體皮芯結構的預取向絲，皮層采用加入增韌劑的透明的聚甲基丙烯酸甲酯或加入增韌劑的透明的聚碳酸酯或加入增韌劑的透明的聚苯乙烯樹脂，芯層采用步驟（1）制備的發光母粒，熔融溫度為250-280oC，紡絲速度為1000-3000m/min；（3）發光纖維制備：對步驟（2）制備的預取向絲進行牽伸、熱定型制備發光纖維，其中牽伸溫度為70-120oC，熱定型溫度為100-160oC，總牽伸倍數2-5倍。本專利技術的有益效果：本專利技術所制備的皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維中，所有稀土鋁酸鍶發光材料均處于芯層，有效阻止稀土鋁酸鍶發光材料的脫落，提高了發光纖維的耐水洗性和耐磨性，且保證纖維的發光亮度，而皮層采用透明度優良的樹脂，使得制備的發光纖維表面光滑，且進一步提高了發光纖維的發光效果。具體實施方式下面結合具體實施例，對本專利技術做進一步說明。應理解，以下實施例僅用于說明本專利技術而非用于限制本專利技術的范圍，該領域的技術熟練人員可以根據上述專利技術的內容作出一些非本質的改進和調整。實施例1本實施例的皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維，按質量分數計，芯層占70%，皮層占30%；其中，芯層是由下述重量百分比的原料制成的：PA689.46%、稀土鋁酸鍶10%、亞磷酸酯0.02%、抗氧化劑10100.01%、抗氧化劑1680.01%、KH-560硅烷偶聯劑0.5%；皮層采用占發光纖維總質量29.6%的聚苯乙烯和占發光纖維總質量0.4%的增韌劑A-662。本實施例的皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維的制備方法步驟如下：（1）PA6發光母粒制備：將PA6切片89.46%、稀土鋁酸鍶10%、亞磷酸酯0.02%、抗氧化劑1010和168質量各為0.01%、KH-560硅烷偶聯劑0.5%采用高速攪拌機混合均勻，然后采用雙螺桿擠出機在250oC下熔融共混、冷卻造粒；（2）預取向纖維制備：步驟（1）制備的PA6發光母粒作為芯層占70%，聚苯乙烯作為皮層占29.6%，皮層中添加增韌劑A-662為0.4%，在250oC下采用復合紡絲機制備具體皮芯結構的預取向絲，其中，卷繞速度為2000m/min；（3）發光纖維制備：對步驟（2）所得預取向絲進行牽伸熱定型，其中牽伸溫度70oC，熱定型溫度100oC，總牽伸倍數4倍。本實例所制備的發光纖維強度3.6cN/dtex，采用氙燈為激發光源，在照度1000lx下激發10min，激發后停10s后，光亮度值1080mcd/m2。實施例2本實施例的皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維，按質量分數計，芯層占80%，皮層占20%；其中，芯層是由下述重量百分比的原料制成的：PA679.09%、稀土鋁酸鍶20%、亞磷酸酯0.03%、抗氧化劑1010和抗氧化劑168各為0.04%、KH-560硅烷偶聯劑0.8%；皮層采用占發光纖維總質量19.7%的聚甲基丙烯酸甲酯和占發光纖維總質量0.3%的增韌劑A-608。本實施例的皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維的制備方法步驟如下：（1）PA6發光母粒制備：將PA6切片79.09%、稀土鋁酸鍶20%、亞磷酸酯0.03%、抗氧化劑1010和168質量各為0.04%、KH-560硅烷偶聯劑0.8%采用高速攪拌機混合均勻，然后采用雙螺桿擠出機在245oC下熔融共混、冷卻造粒，其中所有原料的質量均占總質量的百分數；（2）預取向纖維制備：步驟（1）制備的PA6發光母粒作為芯層占80%，聚甲基丙烯酸甲酯作為皮層占19.7%，皮層中添加增韌劑A-608為0.3%，在260oC下采用復合紡絲機制備具體皮芯結構的預取向絲，其中，卷繞速度為2500m/min；（3）發光纖維制備：對步驟（2）所得預取向絲進行牽伸熱定型，其中牽伸溫度90oC，熱定型溫度110oC，總牽伸倍數3倍。本實例所制備的發光纖維強度3.4cN/dtex，采用氙燈為激發光源，在照度1000lx下激發10min，激發后停10s后，光亮度值1420mcd/m2。實施例本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維，其特征在于：該皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維，按質量分數計，芯層占70?85%，皮層占15?30%；所述皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維的芯層是由下述重量百分比的組分制成的：稀土鋁酸鍶發光粉10~30%、亞磷酸酯0.02?0.05%、抗氧化劑0.02?0.2%、硅烷偶聯劑0.5?1%、余量為聚酰胺樹脂；所述皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維的皮層采用添加增韌劑的透明的聚甲基丙烯酸甲酯或添加增韌劑的透明的聚碳酸酯或添加增韌劑的透明的聚苯乙烯樹脂，以皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維的總質量為基準，增韌劑的添加量為0.1?0.4%。

【技術特征摘要】
1.一種皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維，其特征在于：該皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維，按質量分數計，芯層占70-85%，皮層占15-30%；所述皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維的芯層是由下述重量百分比的組分制成的：稀土鋁酸鍶發光粉10~30%、亞磷酸酯0.02-0.05%、抗氧化劑0.02-0.2%、硅烷偶聯劑0.5-1%、余量為聚酰胺樹脂；所述皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維的皮層采用添加增韌劑的透明的聚甲基丙烯酸甲酯或添加增韌劑的透明的聚碳酸酯或添加增韌劑的透明的聚苯乙烯樹脂，以皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維的總質量為基準，增韌劑的添加量為0.1-0.4%。2.一種皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維，其特征在于：所述的皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維的發射主峰在519nm處，采用氙燈為激發光源，照度1000lx，激發時間10min，激發后停10s后，光亮度值在1000-2500mcd/m2。3.根據權利要求1所述的皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維，其特征在于：所述的聚酰胺樹脂為聚酰胺6樹脂或聚酰胺66樹脂。4.根據權利要求1所述的皮芯結構的稀土鋁酸鍶長余輝發光纖維，其特征在于：所述稀土鋁酸鍶發光粉的粒徑小于1-7μm。5.根...

【專利技術屬性】
技術研發人員：田銀彩，王明，高風仙，于翔，遲長龍，楊秀琴，梁欠倩，李博琛，林秋虎，
申請(專利權)人：河南工程學院，
類型：發明
國別省市：河南;41