CN106510060A - 一种基于硅酸盐发光面料及其制备方法 - Google Patents

一种基于硅酸盐发光面料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于硅酸盐发光面料及其制备方法，涉及功能面料及其制备技术领域，所述基于硅酸盐的发光面料，由20～40％复合纤维和60～80％天然纤维混纺得到，其中复合纤维由硅酸盐与聚酯纤维按重量比1:(1～1.8)复合得到，所述改性聚酯纤维的直径为10～20微米，本发明的硅酸盐发光面料，能储存光子能量，并及时将光子能量转换为并以光的形式释放，且通过溶剂热法制备的纳米发光材料的晶体组织均匀，尺寸均匀，提高了材料的发光强度，且它与纤维间的结合力强，不易脱落，耐清洗能力强，面料还具有高强度和弹性，柔软透气，且制备方法简单的优点。

Description

一种基于硅酸盐发光面料及其制备方法
技术领域
本发明涉及功能面料及其制备技术领域，具体涉及一种基于硅酸盐发光面料及其制备方法。
背景技术
面料就是用来制作服装的材料，作为服装三要素之一，面料不仅可以诠释服装的风格和特性，而且直接左右着服装的色彩、造型的表现效果；在服装大世界里，服装的面料五花八门，日新月异。但是从总体上来讲，优质、高档的面料，大都具有穿著舒适、吸汗透气、悬垂挺括、视觉高贵、触觉柔美等几个方面的特点。随着生活水平的提高，人们对服装的要求越来越高，特别是对具有特殊性能、环保性以及舒适性等多功能的面料需求更加迫切。
发光面料，就是能在黑暗条件下能发光的面料，发光面料可用于夜晚或不良天气下的个人安全用品，在室外工作中较好的保护个人安全，它可以吸收周围光线，并且自身发光，因此穿着这种面料的衣服，可以比较容易的被发现。随着社会的告诉发展，机动车的数量越来越多，由于视线不好、能见度不高导致的车祸也越来越多，因此设计一种能发光的面料也越来越重要。目前，常见的发光衣服就是反光衣，但是它的反光材料都是通过后期的黏贴到衣服上，发光体与面料没有很好的融合，长期清洗后，发光体从面料上脱落，不适合日常穿着使用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于硅酸盐的发光面料，它能在短时间内吸收光的能量并对其进行存储，并达到发光的目的，且硅酸盐功能粒子与面料的结合力强，不易脱落，耐水性能好，使用寿命长。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种基于硅酸盐的发光面料，由20～40％复合纤维和60～80％天然纤维混纺得到，其中复合纤维由硅酸盐与聚酯纤维复合得到。
优选的，所述复合纤维中硅酸盐与聚酯纤维的重量比为1:(1～1.8)。
优选的，所述硅酸盐为锰掺杂硅酸锌。
优选的，所述改性聚酯纤维的直径为10～20微米。
优选的，所述发光面料可发出绿光。
一种基于硅酸盐的发光面料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将锌盐与锰酸锌与十六烷基三甲基溴化铵溶于溶剂中，然后加入硅化合物，超声分散均匀后，加入碱溶液，搅拌均匀后，转入聚四氟乙烯反应釜中，在150～200℃的烘箱内反应12～24h，然后以2～10℃/min的速率冷却至室温，将产物用蒸馏水洗涤，离心分离，自然干燥后得到纳米自发光材料；
(2)将聚酯切片、纳米自发光材料在高速混合机中混合1～6h，然后再加入多聚甲醛继续混合1～6h，再在双螺杆挤出机中混合，挤出，切成复合聚酯切片；
(3)将步骤(2)的复合聚酯切片在干燥温度为100～120℃下真空干燥8～12h，然后在80～240℃进行熔融纺丝得到复合聚酯纤维，再将复合聚酯纤维在100～120℃的下真空干燥2～4h；
(4)将天然纤维与改性聚酯纤维合股，并捻制成单股多纤维混纺纤维，以天然纤维为经线，多纤维混纺纤维为纬线，经线和纬线交织形成发光面料，所述经纬纱的线密度为427～456根/10cm。
优选的，所述含锌盐为碳酸锌、氯化锌、碱式碳酸锌或硝酸锌，所述含硅化合物为二氧化硅或硅酸。
优选的，所述溶剂为乙醇、水或乙醇和水的任意比混合物。
本发明的有益效果：
(1)本发明采用锰掺杂硅酸锌为发光材料，Mn2+占据Zn2+的格位，并成为发光中心，当基质受光线照射时硅酸锌基质接受光子能量，并把能量传递给Mn2+，Mn2+发出绿光，光线激发停止后，荧光粉的发光仍能维持一定时间，本发明采用锰酸锌这为锰源，使锰能均匀的分布在硅酸锌晶格中，使得纳米发光材料的成分均匀，结晶良好；
(2)本发明的硅酸盐中不含有稀土元素，不仅节约能源，降低了生产成本，而且稀土元素对人体具有刺激性和毒性，对人体危害大，本发明的纳米发光材料的安全性高；
(3)将天然纤维与聚氨酯纤维混纺，使得面料既具有优良的耐皱性、弹性和强度，还具有天然纤维的柔软性和透气性，使得面料舒适宜人。
本发明的硅酸盐发光面料，能储存光子能量，并及时将光子能量转换为并以光的形式释放，且通过溶剂热法制备的纳米发光材料的晶体组织均匀，尺寸均匀，提高了材料的发光强度，且它与纤维间的结合力强，不易脱落，耐清洗能力强，面料还具有高强度和弹性，柔软透气，且制备方法简单的优点。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种基于硅酸盐的发光面料，由20％直径为10微米复合纤维和80％天然纤维混纺得到，其中复合纤维由锰掺杂硅酸锌与聚酯纤维复合得到，所述复合纤维中锰掺杂硅酸锌与聚酯纤维的重量比为1:1，所述基于硅酸盐的发光面料可发出绿光。
一种基于硅酸盐的发光面料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将30mmol碳酸锌与5mmol锰酸锌与1mmol十六烷基三甲基溴化铵溶于45mL水中，然后加入10mmol硅酸，超声分散均匀后，加入5mL 25％的氨水，搅拌均匀后，转入聚四氟乙烯反应釜中，在150℃的烘箱内反应24h，然后以2℃/min的速率冷却至室温，将产物用蒸馏水洗涤，离心分离，自然干燥后得到纳米自发光材料；
(2)将聚酯切片、纳米自发光材料在高速混合机中混合3h，然后再加入多聚甲醛继续混合3h，再在双螺杆挤出机中混合，挤出，切成复合聚酯切片；
(3)将步骤(2)的复合聚酯切片在干燥温度为100℃下真空干燥8h，然后在240℃进行熔融纺丝得到复合聚酯纤维，再将复合聚酯纤维在100℃的下真空干燥2～4h；
(4)将天然纤维与改性聚酯纤维合股，并捻制成单股多纤维混纺纤维，以天然纤维为经线，多纤维混纺纤维为纬线，经线和纬线交织形成发光面料，所述经纬纱的线密度为427根/10cm。
实施例2：
一种基于硅酸盐的发光面料，由35％直径为18微米复合纤维和65％天然纤维混纺得到，其中复合纤维由锰掺杂硅酸锌与聚酯纤维复合得到，所述复合纤维中锰掺杂硅酸锌与聚酯纤维的重量比为1:1.2，所述基于硅酸盐的发光面料可发出绿光。
一种基于硅酸盐的发光面料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将30mmol硝酸锌与1mmol锰酸锌与0.5mmol十六烷基三甲基溴化铵溶于20mL水和25mL乙醇的混合溶液中，然后加入5mmol二氧化硅，超声分散均匀后，加入5mL 25％的氨水，搅拌均匀后，转入聚四氟乙烯反应釜中，在180℃的烘箱内反应15h，然后以5℃/min的速率冷却至室温，将产物用蒸馏水洗涤，离心分离，自然干燥后得到纳米自发光材料；
(2)将聚酯切片、纳米自发光材料在高速混合机中混合6h，然后再加入多聚甲醛继续混合6h，再在双螺杆挤出机中混合，挤出，切成复合聚酯切片；
(3)将步骤(2)的复合聚酯切片在干燥温度为120℃下真空干燥8h，然后在80℃进行熔融纺丝得到复合聚酯纤维，再将复合聚酯纤维在100℃的下真空干燥2～4h；
(4)将天然纤维与改性聚酯纤维合股，并捻制成单股多纤维混纺纤维，以天然纤维为经线，多纤维混纺纤维为纬线，经线和纬线交织形成发光面料，所述经纬纱的线密度为456根/10cm。
实施例3：
一种基于硅酸盐的发光面料，由40％直径为20微米复合纤维和60％天然纤维混纺得到，其中复合纤维由锰掺杂硅酸锌与聚酯纤维复合得到，所述复合纤维中锰掺杂硅酸锌与聚酯纤维的重量比为1:1.8，所述基于硅酸盐的发光面料可发出绿光。
一种基于硅酸盐的发光面料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将30mmol碱式碳酸锌与8mmol锰酸锌与2mmol十六烷基三甲基溴化铵溶于45mL乙醇中，然后加入3mmol二氧化硅，超声分散均匀后，加入5mL1M的氢氧化钠溶液，搅拌均匀后，转入聚四氟乙烯反应釜中，在200℃的烘箱内反 应12h，然后以10℃/min的速率冷却至室温，将产物用蒸馏水洗涤，离心分离，自然干燥后得到纳米自发光材料；
(2)将聚酯切片、纳米自发光材料在高速混合机中混合1h，然后再加入多聚甲醛继续混合1h，再在双螺杆挤出机中混合，挤出，切成复合聚酯切片；
(3)将步骤(2)的复合聚酯切片在干燥温度为100℃下真空干燥12h，然后在150℃进行熔融纺丝得到复合聚酯纤维，再将复合聚酯纤维在120℃的下真空干燥2～4h；
(4)将天然纤维与改性聚酯纤维合股，并捻制成单股多纤维混纺纤维，以天然纤维为经线，多纤维混纺纤维为纬线，经线和纬线交织形成发光面料，所述经纬纱的线密度为427根/10cm。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于硅酸盐的发光面料，其特征在于，由20～40％复合纤维和60～80％天然纤维混纺得到，其中复合纤维由硅酸盐与聚酯纤维复合得到。
2.如权利要求1所述的基于硅酸盐的发光面料，其特征在于，复合纤维中硅酸盐与聚酯纤维的重量比为1:(1～1.8)。
3.如权利要求2所述的基于硅酸盐的发光面料，其特征在于，所述硅酸盐为锰掺杂硅酸锌。
4.如权利要求3所述的基于硅酸盐的发光面料，其特征在于，所述复合纤维的直径为10～20微米。
5.如权利要求4所述的基于硅酸盐的发光面料，其特征在于，所述发光面料可发出绿光。
6.一种如权利要求1～5任一所述的基于硅酸盐的发光面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将锌盐与锰盐与十六烷基三甲基溴化铵溶于溶剂中，然后加入硅化合物，超声分散均匀后，加入碱溶液，搅拌均匀后，转入聚四氟乙烯反应釜中，在150～200℃的烘箱内反应12～24h，然后以2～10℃/min的速率冷却至室温，将产物用蒸馏水洗涤，离心分离，自然干燥后得到纳米自发光材料；
(2)将聚酯切片、纳米自发光材料在高速混合机中混合1～6h，然后再加入多聚甲醛继续混合1～6h，再在双螺杆挤出机中混合，挤出，切成复合聚酯切片；
(3)将步骤(2)的复合聚酯切片在干燥温度为100～120℃下真空干燥8～12h，然后在80～240℃进行熔融纺丝得到复合聚酯纤维，再将复合聚酯纤维在100～120℃的下真空干燥2～4h；
(4)将天然纤维与改性聚酯纤维合股，并捻制成单股多纤维混纺纤维，以天然纤维为经线，多纤维混纺纤维为纬线，经线和纬线交织形成发光面料，所述经纬纱的线密度为427～456根/10cm。
7.如权利要求6所述的基于硅酸盐的发光面料的制备方法，其特征在于，所述含锌盐为碳酸锌、氯化锌、碱式碳酸锌或硝酸锌，所述含硅化合物为二氧化硅或硅酸。
8.如权利要求6所述的基于硅酸盐的发光面料的制备方法，其特征在于，所述溶剂为乙醇、水或乙醇和水的任意比混合物。
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