【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纤维，具体涉及一种高温稳定长余辉纤维或纱线及其制备方法。
技术介绍
1、在日常生活与现代工业中，安全性和可见性始终是关键问题，特别是在低光或夜间环境中，目前可通过可穿戴发光面料来解决这一问题，但这类发光面料通常是将织物作为基础织物，然后将发光功能材料与粘合剂混合形成涂料，并涂覆在织物上形成涂层，这种涂层处理方式降低了纺织品的柔软性、柔韧性和透气性等固有性能，且涂层也很容易脱落导致织物的发光性能失效；另外，这种发光材料不能长时间维持在高温环境下的发光稳定性，这限制了其在某些高温环境中的使用，如消防服、耐高温工作服等，而且在失去光照后，其也相应失去了发光性或仅有很短的余辉，从而降低了其安全性。碳量子点是粒径尺寸低于10纳米的量子材料，具有结构和表面基团共同控制的带隙结构，具有优异的光学性能，已经广泛应用于生物检测、光电器件、催化等领域，同时碳量子点主要含有碳、氮、氧等无毒元素，对比于有机荧光染料、无机量子点等毒性材料，其具有绿色无毒性。但绝大部分碳量子点材料在温度较高条件下，容易和周围环境中的氧气、化学物质等发生反应，导致完全或大幅度降低光学性能；即使少部分光学材料具有高温稳定性，能够在高温下保持结构稳定性，但是高温热震动引发热辐射，从而严重影响发光材料的发光效率。因此，制备一种能够在高温环境下保持稳定发光性能的碳量子点基纤维材料，以提高高温环境下的安全性，迫在眉睫。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高温稳定长余辉纤维或纱线及其制备方法，长余辉纤
2、本专利技术采用的技术方案为：
3、本专利技术提供一种高温稳定长余辉纤维或纱线及其制备方法，其制备方法包括步骤：
4、(1)取氨基苯磺酸、三价金属盐加入去离子水和无水乙醇的混合溶液中，搅拌均匀，使其充分混合，然后加入足量的氨水并充分沉淀1～5h，得到含沉淀物的混合溶液；
5、(2)将含沉淀物的混合溶液充分洗涤离心，将沉淀物置于烘箱内烘干，得到烘干粉末；
6、(3)将烘干粉末充分研磨，并置于马弗炉内在400℃～700℃下高温煅烧1.5～3h，得到长余辉发光材料；
7、(4)将耐高温纤维或纱线置于前处理液中进行预处理，然后将预处理后的耐高温纤维或纱线取出并置于染缸中，并加入含有长余辉发光材料的染色溶液对耐高温纤维或纱线进行染色，待染色完成后利用还原清洗溶液对纤维或纱线进行还原清洗，然后水洗烘干，得到长余辉纤维或纱线。
8、进一步地，所述步骤(1)中氨基苯磺酸、三价金属盐的摩尔比为1:10～30。
9、进一步地，所述步骤(1)中氨基苯磺酸为2-氨基苯磺酸、3-氨基苯磺酸、4-氨基苯磺酸、2,4-二氨基苯磺酸、2,5-二氨基苯磺酸、3,4-二氨基苯磺酸中的至少一种。
10、进一步地，所述步骤(1)中三价金属盐为三价的铝盐、铁盐、钴盐、铬盐、镓盐、铟盐、钒盐中的一种。进一步地，所述步骤(2)中洗涤次数为2～5次，离心转速为5000～8000r/min，离心时间为3～10min，烘干温度为60～100℃，烘干时间为3～10h。
11、进一步地，所述步骤(4)中纤维或纱线与前处理液的浴比为1:10～30，前处理液为氢氧化钠和非离子表面活性剂的混合溶液，氢氧化钠的浓度为1～2g/l，非离子表面活性剂的浓度为0.4～1g/l，非离子表面活性剂为平平加o、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇。
12、进一步地，所述步骤(4)中染色溶液包括长余辉发光材料、助剂和匀染剂，且长余辉发光材料的浓度为2～4g/l，助剂的浓度为1～2g/l，匀染剂的浓度为0.8-1.2g/l。
13、进一步地，所述步骤(4)中纤维或纱线与染色溶液的浴比为1:20～50，染色温度为100～150℃，染色时间为30～60min。
14、进一步地，所述步骤(4)中纤维或纱线与还原清洗溶液的浴比为1:30～50，还原清洗溶液为氢氧化钠和保险粉的混合溶液，氢氧化钠的浓度为1～2g/l，保险粉的浓度为1-3g/l。
15、进一步地，所述步骤(4)中耐高温纤维或纱线为涤纶纤维或芳纶纤维或碳纤维或聚酰亚胺纤维及其对应的纱线。
16、本专利技术的有益效果为：
17、(1)本专利技术提供了一种高温稳定长余辉纤维或纱线及其制备方法，其长余辉发光材料通过高温煅烧方法原位制备而成，其在制备过程中，利用三价金属盐，形成三价金属氧化物络合的碳量子点，且三价金属氧化物与碳量子点之间能够形成分子共价键，锚定碳量子点表面发光基团，从而实现高温下热辐射跃迁的有效抑制，保证其发光效率；同时三价金属氧化物具有致密的晶体结构，保护碳量子点不受外界氧气和化学基团的反应作用，使其具备高度稳定性；另外，三价金属氧化物的限域作用还进一步保证了长余辉发光材料的发光性能以及长余辉发射，同时包裹在碳量子点表面使其具有耐高温性质，从而保证所制备的长余辉发光材料在高温下能够保持发光稳定性以及长余辉发射，而且本专利技术的制备方法相对简单，反应时间短，易于调控和大规模制备；
18、(2)本专利技术提供了一种高温稳定长余辉纤维或纱线及其制备方法，其在制备纤维或纱线过程中，使用碱液预处理纤维或纱线，并在染液中加入匀染剂和助剂，在高温下进行纤维或纱线染色，不仅有利于染液进入纤维或纱线内部，提高上染率，缩短染色时间，使染色更加均匀，而且还促进纤维或纱线与长余辉发光材料的高效结合，在高温条件下，长余辉发光材料在液相中运动加剧，扩散速率提高，能够穿透涤纶纤维等有机纤维的微孔进入非结晶区，不仅能通过范德华力、氢键等弱相互作用与纤维发生吸附，还能渗透到纤维分子链内部，通过自身表面的官能团与纤维的酯键等形成强相互作用，实现牢固结合，从而使其具有高色牢度，防止长余辉发光材料因水洗或摩擦后脱落而影响发光性能；另外，长余辉发光材料在纤维或纱线内均匀分散，且因纤维或纱线的限制而不产生聚集，还能够避免长余辉发光材料聚集出现猝灭现象，从而进一步稳定了发光性能以及长余辉发射；
19、(3)本专利技术的高温稳定长余辉纤维或纱线具有高温稳定性以及耐酸碱性，这依赖于其独特的材料组成和结构特性；首先，长余辉发光材料的外表面包覆三价金属氧化物网络结构，这种结构在酸碱或高温环境中不易发生水解或其他反应，能够抵御酸碱介质和高温的侵蚀，因而能够极大限度地保持其化学性质的稳定性；其次，长余辉纤维或纱线的基质如涤纶等，也具有优良的耐高温特性和弱酸弱碱的耐受性，使得其在高温环境或恶劣环境下不会发生显著的降解；此外，经染色后的纤维或纱线与长余辉发光材料之间形成强相互作用，进一步提升了其整体耐高温耐酸碱性能，从而确保了纤维在极端条件下仍能维持其优异的发光性能以及长余辉发射特性，增强了纤维或纱线在极端环境中的应用价值。
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1.一种高温稳定长余辉纤维或纱线的制备方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高温稳定长余辉纤维或纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中氨基苯磺酸、三价金属盐的摩尔比为1:10～30。
3.根据权利要求1所述的一种高温稳定长余辉纤维或纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中氨基苯磺酸为2-氨基苯磺酸、3-氨基苯磺酸、4-氨基苯磺酸、2,4-二氨基苯磺酸、2,5-二氨基苯磺酸、3,4-二氨基苯磺酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种高温稳定长余辉纤维或纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中三价金属盐为三价的铝盐、铁盐、钴盐、铬盐、镓盐、铟盐、钒盐中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种高温稳定长余辉纤维或纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中洗涤次数为2～5次，离心转速为5000～8000r/min，离心时间为3～10min，烘干温度为60～100℃，烘干时间为3～10h。
6.根据权利要求1所述的一种高温稳定长余辉纤维或纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中纤维或纱线
7.根据权利要求1所述的一种高温稳定长余辉纤维或纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中染色溶液包括长余辉发光材料、助剂和匀染剂，且长余辉发光材料的浓度为2～4g/L，助剂的浓度为1～2g/L，匀染剂的浓度为0.8-1.2g/L。
8.根据权利要求1所述的一种高温稳定长余辉纤维或纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中纤维或纱线与染色溶液的浴比为1:20～50，染色温度为100～150℃，染色时间为30～60min。
9.根据权利要求1所述的一种高温稳定长余辉纤维或纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中纤维或纱线与还原清洗溶液的浴比为1:30～50，还原清洗溶液为氢氧化钠和保险粉的混合溶液，氢氧化钠的浓度为1～2g/L，保险粉的浓度为1-3g/L。
10.一种高温稳定长余辉纤维或纱线，利用权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种高温稳定长余辉纤维或纱线的制备方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高温稳定长余辉纤维或纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中氨基苯磺酸、三价金属盐的摩尔比为1:10～30。
3.根据权利要求1所述的一种高温稳定长余辉纤维或纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中氨基苯磺酸为2-氨基苯磺酸、3-氨基苯磺酸、4-氨基苯磺酸、2,4-二氨基苯磺酸、2,5-二氨基苯磺酸、3,4-二氨基苯磺酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种高温稳定长余辉纤维或纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中三价金属盐为三价的铝盐、铁盐、钴盐、铬盐、镓盐、铟盐、钒盐中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种高温稳定长余辉纤维或纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中洗涤次数为2～5次，离心转速为5000～8000r/min，离心时间为3～10min，烘干温度为60～100℃，烘干时间为3～10h。
6.根据权利要求1所述的一种高温稳定长余辉纤维或纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中纤维或纱线与前处理液的浴...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓涵，张元明，赵海光，韩园园，韩光亭，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：
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