稀土发光纤维的制备方法及其应用与流程

本发明涉及新材料领域，具体涉及发光纤维。

背景技术：

1、随着科学技术的飞速发展，人民生活水平的不断提高，纺织品已经不仅仅是为了保护人体、维持体温等这些基本需求，而是逐渐发展成为了兼具低碳环保、舒适性、功能性、时尚性和智能性为一体的产品。发光纤维作为一种有特殊功能的材料一直受到关注，它是将发光材料通过一定方式加入纤维中，使纤维或织物具有发光性能。

2、稀土发光纤维的纺丝工艺条件要兼顾稀土发光材料的物化性能和成纤材料的物化性质，在纺丝的过程中不但要保持成纤材料形成连续的纤维而且还要确保稀土发光材料不发生分解，稀土发光材料还要在纤维中均匀的分散，只有以上条件都满足才能形成发光性能良好的稀土发光纤维。目前，国内稀土夜光纤维生产还处于研究阶段，发光纤维的制造方法还不是很多，而且工艺也大都处于试验性阶段，所以探索一条具有实用性的发光纤维制造方法是非常必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种稀土发光纤维的制备方法，以制备兼顾稀土发光材料的物化性能和成纤材料的物化性质的发光纤维。

2、稀土发光纤维的制备方法，其特征在于，是通过沉淀法结合固相合成法制得长余晖稀土发光复合粉体，并利用表面活性剂及偶联剂，添加发光增强改性剂对其进行活化处理；再将其与分散剂、稳定剂、抗氧化剂、催化剂按比例加入到聚丙烯载体中混合均匀，经熔融造粒干燥后得到发光聚丙烯母粒；然后将聚酯切片和发光聚丙烯母粒分别通过单螺杆机挤出机熔融并分别通过复合喷丝板的芯层和皮层挤出，经复合纺丝牵伸得到皮芯结构的复合稀土发光纤维。

3、优选，长余晖稀土发光复合粉体的制备工艺为：

4、步骤(1)、将稀土氧化物溶于hno3中制成含稀土的硝酸盐溶液，然后加入含al的硝酸盐，搅拌混合均匀；

5、步骤(2)、将草酸溶液加入步骤(1)的溶液中，混合均匀，使其形成复合草酸盐沉淀物，在搅拌过程中加氨水；

6、步骤(3)、用吸虑法过滤上述沉淀物，洗涤沉淀后，在烘箱中烘干，制备出前驱复合粉体，然后在还原气氛下高温烧结制得长余辉稀土发光粉体；

7、步骤(4)、将发光增强改性剂粉体和步骤(3)制得的长余辉稀土发光粉体在高速混合机中进行混合后在马夫炉中200-600℃烘焙，使二者活化形成复合粉体，用表面活性剂及偶联剂对复合粉体进行活化处理改性，得到长余晖稀土发光复合粉体。

8、其中，步骤(1)中，所述稀土氧化物为99.99％eu2o3和99.99％dy2o3的混合物。步骤(3)中，在还原气氛下高温烧结，最终在1100℃制得长余辉稀土发光粉体。步骤(4)中，发光增强改性剂粉体是粒径50nm-1000nm的火山粉、稻壳碳粉或椰壳碳粉。步骤(4)中，发光增强改性剂粉体在600℃下烘焙2-8h，然后按质量比0.3-4：1和长余辉稀土发光粉体混合。

9、优选，将50-75wt％聚酯切片和25-50wt％发光聚丙烯母粒分别通过单螺杆机挤出机熔融并分别通过复合喷丝板的芯层和皮层挤出，在210-310℃，卷绕速度290-1600m/min经复合纺丝得到发光poy丝，在热盘温度为30-120℃，加热板温度为80-190℃，车速为290-1250m/min，经1.4-5倍牵伸得到皮芯结构的复合稀土发光纤维。

10、其中，聚酯切片为50-75wt％，发光聚丙烯母粒为25-50wt％。

11、稀土发光纤维的应用，其特征在于，作为家纺纤维使用，开发具有发光功能的家纺面料。

12、有益效果：

13、(1)本发明对原材料进行了选取，选用稀土长余辉材料。稀土长余辉材料是一种新兴的蓄能型功能材料，能够吸收光能并在暗处发出各种颜色的色光。该纤维经光照激发、吸收并储存能量，当停止光照后，可持续发光且循环使用，具有无毒无害、无放射性、节能环保等诸多优点。

14、(2)本发明对制备方法进行了选取和优化，采用沉淀法结合固相合成法，不仅能够在一定程度上降低反应温度，而且缩短反应时间，并且制得的发光粉体分散性很好，合成的样品纯度高、亮度大、余晖时间长、性能稳定。工艺流程中涉及参数变了较少，反应条件易于控制，便于形成工业化大生产。

15、(3)本发明采用发光复合粉体表面改性技术，提升共混体系的相容性，使发光材料在纺丝熔体中分散更均匀，提高夜光纤维的可纺性。

16、(4)本发明在纺丝过程中加入稀土长余辉材料，制备具有光致发光特性的稀土夜光纤维，提高了发光材料和纺织材料的结合强度。

17、(5)本发明制备的发光纤维兼顾稀土发光材料的物化性能和成纤材料的物化性质。

18、具体实施方式

19、为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。

20、稀土发光纤维的制备方法是通过沉淀法结合固相合成法制得发光性能较好的长余晖稀土发光复合粉体，并利用表面活性剂及偶联剂，添加发光增强改性剂对其进行活化处理；再将其与分散剂、稳定剂、抗氧化剂、催化剂等按比例加入到聚丙烯载体中混合均匀，经熔融造粒干燥后得到发光聚丙烯母粒。将聚酯切片和发光聚丙烯母粒按比例分别通过单螺杆机挤出机熔融并分别通过复合喷丝板的芯层和皮层挤出，经复合纺丝牵伸得到皮芯结构的复合稀土发光纤维。

技术特征：

1.稀土发光纤维的制备方法，其特征在于，是通过沉淀法结合固相合成法制得长余晖稀土发光复合粉体，并利用表面活性剂及偶联剂，添加发光增强改性剂对其进行活化处理；再将其与分散剂、稳定剂、抗氧化剂、催化剂按比例加入到聚丙烯载体中混合均匀，经熔融造粒干燥后得到发光聚丙烯母粒；然后将聚酯切片和发光聚丙烯母粒分别通过单螺杆机挤出机熔融并分别通过复合喷丝板的芯层和皮层挤出，经复合纺丝牵伸得到皮芯结构的复合稀土发光纤维。

2.根据权利要求1所述的稀土发光纤维的制备方法，其特征在于，长余晖稀土发光复合粉体的制备工艺为：

3.根据权利要求2所述的稀土发光纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述稀土氧化物为99.99％eu2o3和99.99％dy2o3的混合物。

4.根据权利要求2所述的稀土发光纤维的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，在还原气氛下高温烧结，最终在1100℃制得长余辉稀土发光粉体。

5.根据权利要求2所述的稀土发光纤维的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，发光增强改性剂粉体是粒径50nm-1000nm的火山粉、稻壳碳粉或椰壳碳粉。

6.根据权利要求2所述的稀土发光纤维的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，发光增强改性剂粉体在600℃下烘焙2-8h，然后按质量比0.3-4：1和长余辉稀土发光粉体混合。

7.根据权利要求1所述的稀土发光纤维的制备方法，其特征在于，将聚酯切片和发光聚丙烯母粒分别通过单螺杆机挤出机熔融并分别通过复合喷丝板的芯层和皮层挤出，在210-310℃，卷绕速度290-1600m/min经复合纺丝得到发光poy丝，在热盘温度为30-120℃，加热板温度为80-190℃，车速为290-1250m/min，经1.4-5倍牵伸得到皮芯结构的复合稀土发光纤维。

8.根据权利要求7所述的稀土发光纤维的制备方法，其特征在于，聚酯切片为50-75wt％，发光聚丙烯母粒为25-50wt％。

9.稀土发光纤维的应用，其特征在于，作为家纺纤维使用，开发具有发光功能的家纺面料。

技术总结稀土发光纤维的制备方法及其应用涉及家纺领域。稀土发光纤维的制备方法，是通过沉淀法结合固相合成法制得长余晖稀土发光复合粉体，并利用表面活性剂及偶联剂，添加发光增强改性剂对其进行活化处理；再将其与分散剂、稳定剂、抗氧化剂、催化剂按比例加入到聚丙烯载体中混合均匀，经熔融造粒干燥后得到发光聚丙烯母粒；然后将聚酯切片和发光聚丙烯母粒分别通过单螺杆机挤出机熔融并分别通过复合喷丝板的芯层和皮层挤出，经复合纺丝牵伸得到皮芯结构的复合稀土发光纤维。本发明的稀土发光纤维兼顾稀土发光材料的物化性能和成纤材料的物化性质。技术研发人员：李裕陆,赵灿,陈秀苗受保护的技术使用者：上海水星家用纺织品股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13