一种异形发光高强锦纶工业丝的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种异形发光高强锦纶工业丝的制备方法，属于有机合成与材料制备领域。发光工业丝是采用一类脂肪酸与芳香酸复合形成的铕有机羧酸配合物、硬脂酸盐和无机长余辉发光材料为热稳定性发光组分，借助异截面喷丝板设计和高强工业丝纺丝技术实现的。与传统发光纤维相比，本发明专利技术使用的发光性添加剂量少，但发光性能好和力学强度高；与传统工业丝相比，发光性添加剂同时具有热氧化稳定性作用而便于高温纺丝，纤维的异截面特性进一步改善发光性能。这种聚酰胺发光纤维将在重要设施篷布、帐篷、降落伞、警服和舞台服装等领域具有广泛的应用前景。

Preparation of a special shaped luminescent high strength nylon industrial filament

【技术实现步骤摘要】
一种异形发光高强锦纶工业丝的制备方法
本专利技术涉及一种异形发光高强锦纶工业丝的制备方法，属于有机合成与材料制备领域。
技术介绍
发光材料，也称荧光粉，大部分是无机固体材料，它由基质和分布在基质中的激活剂组成。能量的吸收(激发能)可经由激活剂或基质来实现。发光物质在停止激发后发射的光称为余辉。长余辉发光材料是指在光源激发停止后发出被人眼察觉的光的时间在20min以上的发光材料，发光光谱的波长在可见光的范围内。长余辉发光材料可以作为发光涂料、发光塑料、发光薄膜和发光纤维等，应用在建筑装潢、军事设施、交通运输、消防应急、日常生活及舞台服饰等领域。常见的发光材料有硫化物、硅酸盐、铝酸盐、钨酸盐和钼酸盐等体系。20世纪90年代开发出来的发光材料余辉时间达到2000min，达到夜间长时间发光的要求。发光纤维又称蓄光纤维、夜光纤维，是指在自然光或日光照射后，在黑暗中能持续发光6-10h的纤维。工业上发光纤维的制备方法主要有熔融和溶液纺丝法。通常，长余辉发光材料在纤维中添加量大，这不仅增加了发光纤维的生产成本，而且严重地影响纺丝工艺，致使发光纤维的其他物理力学性能不理想。皮芯复合纺丝技术可以相对降低添加剂的使用量、降低了纺丝技术难度，所以，人们开发出双组份皮芯结构的涤纶和丙纶长丝。即便如此，皮层中的发光材料添加量仍高达5％，而且皮层厚度降低时必然要求发光材料粒径减小，这又降低了发光纤维的发光强度。在过去二十年中，人们在稀土有机配合物及其发光特性方面进行了系统的研究，研究发现，稀土有机配体种类主要包括β-二酮类、羧酸类、邻菲罗啉类和三苯基氧膦类，其中，稳定性好、荧光量子效率高的稀土配合物将是新一代稀土有机配体的追求目标。众多研究表明，芳香羧酸刚性大，共轭性强，能实现从碳氧双键到镧系发光配体的分子内能量转移，具有良好的紫外与可见光吸收特性，可以制备出高量子产率芳香羧酸稀土配合物发光材料。
技术实现思路
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种异形发光高强锦纶工业丝的制备方法，即具有异形截面、力学强度高、发光性能好、余辉时间长的工业丝，并且还具有发光材料添加量少和可纺性好的特点。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种发光工业丝的制备方法，首先用固相研磨合成铕有机羧酸配合物，然后与硬脂酸盐、无机长余辉发光材料混合球磨分散形成热稳定性发光组分，然后再与高粘度聚酰胺混合造粒而制成母料，母料再与高粘度聚酰胺混合；最后共混聚酰胺借助异形喷丝板进行熔体纺丝，即得；所述铕有机羧酸配合物是以一类脂肪酸与芳香酸为原料，采用固相球磨法复合反应形成。作为优选方案，所述的发光工业丝的制备方法，其特征在于：一类脂肪酸是指脂肪酸及其脂肪酸碱金属盐；选自硬脂酸、棕榈酸、肉豆蔻酸、月桂酸、全氟庚酸、全氟辛酸；硬脂酸碱金属盐、棕榈酸碱金属盐、肉豆蔻酸碱金属盐、月桂酸碱金属盐、全氟庚酸碱金属盐、全氟辛酸碱金属盐中的一种或几种。作为优选方案，所述的发光工业丝的制备方法，其特征在于：芳香酸是指是多元芳香酸及其芳香酸碱金属盐，选自偏苯三甲酸/酐、均苯四甲酸/酐、N,N'-对苯撑-二(1”,2”-酰亚胺基)-二(4”,5”)-苯二甲酸/酐(见分子结构式1)，4，4'-醚氧基-二苯基-二-(1”，2”)-酰亚胺-二-(4”,5”)-苯二甲酸/酐(见分子结构式2)，4，4'-亚甲基-二苯基-二-(1”，2”)-酰亚胺-二-(4”,5”)-苯二甲酸/酐(见分子结构式3)；偏苯三甲酸碱金属盐、均苯四甲酸碱金属盐、N,N'-对苯撑-二(1”,2”-酰亚胺基)-二(4”,5”)-苯二甲酸碱金属盐，4，4'-醚氧基-二苯基-二-(1”，2”)-酰亚胺-二-(4”,5”)-苯二甲酸碱金属盐，4，4'-亚甲基-二苯基-二-(1”，2”)-酰亚胺-二-(4”,5”)-苯二甲酸碱金属盐中的一种或几种。作为优选方案，所述的发光工业丝的制备方法，其特征在于：所述铕配合物选自双硬脂酸双偏苯三甲酸单均苯四甲酸四铕；双全氟庚酸双偏苯三甲酸单均苯四甲酸四铕；硬脂酸封端多聚偏苯三酸铕；全氟庚酸封端多聚偏苯三酸铕；双全氟庚酸单均苯四甲酸二铕；双硬脂酸单均苯四甲酸二铕；双硬脂酸单4,4'-亚甲基-二苯基-二-(1”,2”)-酰亚胺-二-(4”,5”)-苯二甲酸二铕；双全氟庚酸单4,4'-亚甲基-二苯基-二-(1”,2”)-酰亚胺-二-(4”,5”)-苯二甲酸二铕中的一种或几种。作为优选方案，所述的发光工业丝的制备方法，其特征在于：硬脂酸盐选自硬脂酸钙、硬脂酸锶、硬脂酸钡中的一种或几种。作为优选方案，所述的发光工业丝的制备方法，其特征在于：无机长余辉发光材料选自铕掺杂铝酸碱土金属盐、铕掺杂硅酸碱土金属盐、铕掺杂钨酸碱土金属盐、铕掺杂钼酸碱土金属盐中的一种或几种。作为优选方案，所述的发光工业丝的制备方法，其特征在于，热稳定性发光组分的具体制备方法为：先将无机长余辉发光材料单独球磨分散，然后再加入一定量铕有机羧酸配合物继续球磨，最后添加硬脂酸盐继续球磨分散即得。其中，无机长余辉发光材料、铕有机羧酸配合物、硬脂酸盐三者质量比例为1:(0.05-0.50):(0.05-0.50)。作为优选方案，所述的发光工业丝的制备方法，其特征在于：热稳定性发光组分在发光工业丝中的质量比例为0.5-3.0％。作为优选方案，所述的发光工业丝的制备方法，其特征在于：所述异形喷丝板是指喷丝板截面为三角异形、三叶异形、扁平异形、十字异形。本专利技术还提供一种异形发光高强锦纶工业丝，根据上述的发光工业丝的制备方法制得。有益效果：本专利技术提供的异形发光高强锦纶工业丝的制备方法，本专利技术基于无机发光材料长余辉的特点和有机稀土配合物与聚合物良好的混容性特点，合成出全新的脂肪酸与芳香酸复合铕有机羧酸配合物，这种发光性配合物不仅赋予聚合物材料高温热氧化稳定性，而且与脂肪酸盐一起包覆到无机发光材料表面，增加无机发光材料在聚合物中的分散性，同时，基于异形截面设计，在降低无机发光材料用量时又明显提高了发光纤维的发光性，从而制备出异形发光高强锦纶工业丝。与传统发光纤维相比，本专利技术使用的发光性添加剂量少，但发光性能好和力学强度高；与传统工业丝相比，发光性添加剂同时具有热氧化稳定性作用而便于高温纺丝，纤维的异截面特性进一步改善发光性能。具有以下优点：(1)采用固相球磨法合成出一类全新的脂肪酸与芳香酸复合铕有机羧酸配合物，且具有良好的自发光性；(2)脂肪酸与芳香酸复合铕有机羧酸配合物中的脂肪长链结构赋予这种化合物表面活性。这种表面活性作用可使铕有机羧酸配合物本身在热塑性加工过程中迁移到熔体或者纤维的表面，从而在高温下保护熔体免受空气的氧化作用，即改善聚酰胺高温热氧化稳定性；(3)正是脂肪酸与芳香酸复合铕有机羧酸配合物的表面活性作用，可用于包覆长余辉发光材料，这改善发光材料在聚酰胺中的分散均匀性，降低其添加量；(4)特别是羧酸铕有机羧酸配合物与硬脂酸碱土金属盐并用包裹在长余辉发光材料表面，这也将促使发光材料迁移至纤维的表面，从而提高纤维的发光性。附图说明图1为双全氟庚酸双偏苯三酸单均苯四甲酸四铕有机羧酸配合物及其中间产物红外光谱；图2为三叶异形发光高强锦纶66工业丝横截面结构示意图；图3为三角异形发光高强锦纶66工业丝横截面结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光工业丝的制备方法，首先用固相研磨合成铕有机羧酸配合物，然后与硬脂酸盐、无机长余辉发光材料混合球磨分散形成热稳定性发光组分，然后再与高粘度聚酰胺混合造粒而制成母料，母料再与高粘度聚酰胺混合；最后共混聚酰胺借助异形喷丝板进行熔体纺丝，即得；所述铕有机羧酸配合物是以一类脂肪酸与芳香酸为原料，采用固相球磨法复合反应形成。

【技术特征摘要】
1.一种发光工业丝的制备方法，首先用固相研磨合成铕有机羧酸配合物，然后与硬脂酸盐、无机长余辉发光材料混合球磨分散形成热稳定性发光组分，然后再与高粘度聚酰胺混合造粒而制成母料，母料再与高粘度聚酰胺混合；最后共混聚酰胺借助异形喷丝板进行熔体纺丝，即得；所述铕有机羧酸配合物是以一类脂肪酸与芳香酸为原料，采用固相球磨法复合反应形成。2.根据权利要求1所述的发光工业丝的制备方法，其特征在于：一类脂肪酸是指脂肪酸及其脂肪酸碱金属盐；选自硬脂酸、棕榈酸、肉豆蔻酸、月桂酸、全氟庚酸、全氟辛酸；硬脂酸碱金属盐、棕榈酸碱金属盐、肉豆蔻酸碱金属盐、月桂酸碱金属盐、全氟庚酸碱金属盐、全氟辛酸碱金属盐中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的发光工业丝的制备方法，其特征在于：芳香酸是指是多元芳香酸及其芳香酸碱金属盐，选自偏苯三甲酸/酐、均苯四甲酸/酐、N,N'-对苯撑-二（1'',2''-酰亚胺基）-二（4'',5''）-苯二甲酸/酐，4，4'-醚氧基-二苯基-二-（1''，2''）-酰亚胺-二-（4'',5''）-苯二甲酸/酐，4，4'-亚甲基-二苯基-二-（1''，2''）-酰亚胺-二-（4'',5''）-苯二甲酸/酐；偏苯三甲酸碱金属盐、均苯四甲酸碱金属盐、N,N'-对苯撑-二（1'',2''-酰亚胺基）-二（4'',5''）-苯二甲酸碱金属盐，4，4'-醚氧基-二苯基-二-（1''，2''）-酰亚胺-二-（4'',5''）-苯二甲酸碱金属盐，4，4'-亚甲基-二苯基-二-（1''，2''）-酰亚胺-二-（4'',5''）-苯二甲酸碱金属盐中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的发光工业丝的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱新生，刘宁宁，丁远蓉，石小丽，龚剑兵，
申请(专利权)人：南通纺织丝绸产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32