[發明專利]稀土硅酸鹽紅色長余輝聚丙烯纖維及其制備工藝

無效

• 申請號: 201110407251.8
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN102493013A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 羅軍;葛明橋;張燕杰
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: D01F6/46
• 分類號: D01F6/46;D01F1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及紡織產品與技術領域，具體地說是一種稀土硅酸鎂紅色長余輝聚丙烯發光纖維及其制備工藝。

背景技術

長余輝發光纖維也稱夜光纖維，是一種以滌綸、錦綸或丙綸樹脂為基材，通過添加稀土長余輝發光材料、納米級功能助劑，經特殊紡絲工藝制成的光致蓄能型發光纖維。該纖維綠色、環保、節能，可廣泛應用于航空航海、國防工業、建筑裝潢、交通運輸、夜間作業及服飾等領域。目前商業化生產的夜光纖維主要是稀土鋁酸鹽發光纖維，該類纖維具有良好的長余輝性能，化學性能較穩定，但缺點也很明顯：耐水性較差、發光顏色比較單一，對發光顆粒的二次處理(如表面包覆)增加成本、影響發光效率。因此，稀土鋁酸鹽夜光纖維的應用受到較大限制。

隨著稀土長余輝發光材料研究的發展，硅酸鹽類發光材料的余輝性能已接近鋁酸鹽，且呈現從藍光到紅光連續變化的多種顏色發光，激發光的范圍達到200nm～500nm，加之硅酸鹽長余輝材料具有很好的化學穩定性、耐水溶性和熱穩定性，價格便宜，成本低，因此，開發稀土硅酸鹽夜光纖維可以有效彌補鋁酸鹽夜光纖維的不足，極大拓展稀土夜光纖維的應用范圍。

發明內容

本發明的目的是尋求一種稀土硅酸鹽紅色長余輝聚丙烯纖維的制備工藝，并在此工藝下制備出稀土硅酸鎂紅色長余輝聚丙烯發光纖維。該纖維可經日光或熒光照射1～10min后，發出波長為600～750nm的紅色余輝，余輝壽命達4～6小時。且該纖維無毒無害，對人體和環境無任何危害，屬于環保綠色纖維。

其制備的主要技術方案是：將紡絲專用聚丙烯切片在100～120℃的溫度下經15～20小時的烘燥后，按20～35wt％的比例加入粒徑小于10um的MgSiO₃:Eu²⁺，Dy³⁺，Mn²⁺發光材料，再加入流動穩定劑0.01～0.03wt％、氧化穩定劑0.02～0.04wt％、抗氧化劑0.01～0.05wt％、交聯劑0.03～0.04wt％、分散劑0.1～0.5wt％，然后在180～220℃的溫度下熔融、鑄帶、切粒，制成母粒，其中流動穩定劑、氧化穩定劑、抗氧化劑、交聯劑、分散劑為納米級助劑。

將上述發光母粒與聚丙烯切片按比例配制成紡絲原料，使得最終紡絲原料中含有3～10wt％的稀土硅酸鎂發光材料與90～96wt％的聚丙烯成分，在100～120℃的溫度下經15～20小時的烘燥后，在螺桿擠出機中以220～280℃的熔融溫度，2500～3000米/分的卷繞速度進行紡絲卷繞，制成稀土發光POY長絲，該POY絲可經加彈制成DTY絲或經牽伸制成FDY絲。

本發明的稀土硅酸鎂聚丙烯纖維屬于一種光致蓄能型發光纖維，其發光原理為：稀土發光纖維在可見光或紫外光激發下，稀土材料中的Eu²⁺離子的4f⁷基態電子被激發到4f⁶5d¹高能態，在激發停止后，受硅酸鎂晶格熱擾動作用，大量淺陷阱能級中的電子迅速逃逸返回基態，形成初始余輝(發光)，而深陷阱能級中的電子數少，逃逸概率小，最終形成長余輝現象。

本發明的優點在于：

(1)采用稀土硅酸鎂發光材料作為纖維的發光源。稀土硅酸鎂發光材料較之鋁酸鹽發光材料具有良好的化學穩定性、耐水溶性和熱穩定性，作為原材料的高純SiO₂價格便宜、易得，制備成本低，且該材料無放射性，對人體安全無害。

(2)制作發光母粒時加入納米級功能助劑及粒徑為1～10um的超細發光粉體，使各組分在發光母粒中具有優良的分散性和穩定性，保證了纖維的連續可紡性。

(3)在制備POY絲時，采用了較常規更低的熔體溫度，減少了纖維中長鏈分子受高溫降解的影響，保證了纖維的機械力學性能。

具體實施方式

實施例一

將聚丙烯切片在100℃的溫度下經19小時的烘燥后，按30wt％的比例加入稀土硅酸鎂發光粉體，再加入流動穩定劑脂肪酸單甘油酯0.03％、氧化穩定劑亞磷酸三苯酯0.04％、抗紫外線劑苯并三唑0.05％、交聯劑三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.04％、分散劑硬脂酸鋇0.3％，然后在200℃的溫度下熔融、鑄帶、切粒，制成母粒，其中由流動穩定劑、氧化穩定劑、抗紫外線劑、交聯劑組成的助劑為納米級；