一種稀土鋁酸鹽藍(lán)色長(zhǎng)余輝聚氨酯彈性纖維的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種稀土鋁酸鹽長(zhǎng)余輝發(fā)光聚氨酯彈性纖維的制備方法，該方法包括如下幾個(gè)步驟：(1)將聚多元醇混與二異氰酸酯進(jìn)行充分反應(yīng)，并加入溶劑進(jìn)行充分溶解，得到-NCO封端的預(yù)聚物聚氨酯甲酸酯溶液；(2)采用混合胺溶液，對(duì)預(yù)聚物溶液進(jìn)行擴(kuò)鏈、鏈終止，生成聚氨酯脲原液；(3)將10wt％稀土鋁酸鹽發(fā)光材料加入聚氨酯脲溶液熟化，借助干法紡絲系統(tǒng)，將聚氨酯脲溶液紡成聚氨酯彈性纖維。本發(fā)明使用原位聚合法制備的聚氨酯彈性纖維可經(jīng)可見光或熒光激發(fā)，發(fā)射出波長(zhǎng)為450～500nm的藍(lán)色余輝，余輝強(qiáng)度約為3cd/m2,有非常持久的發(fā)光效果，余輝壽命可達(dá)10h以上，且無(wú)毒無(wú)害，對(duì)環(huán)境和人體無(wú)不良影響。
【專利說明】一種稀土鋁酸鹽藍(lán)色長(zhǎng)余輝聚氨酯彈性纖維的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種原位聚合制備藍(lán)色長(zhǎng)余輝聚氨酯彈性纖維的方法。本發(fā)明制造的藍(lán)色長(zhǎng)余輝聚氨酯彈性纖維具有更持久的發(fā)光效果，后續(xù)加工不需染色，同時(shí)具有較好的力學(xué)性能。

【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)余輝纖維也叫夜光纖維，其具有在受光照射時(shí)捕集激發(fā)態(tài)電子，在停止照射后進(jìn)行持續(xù)發(fā)光躍遷的功能。夜光纖維只要吸收任何可見光lOmin，便能將光能蓄儲(chǔ)在纖維中，在黑暗中持續(xù)發(fā)光1h以上而且可無(wú)限次循環(huán)使用。且無(wú)毒無(wú)害，放射性不超標(biāo)，達(dá)到人體安全標(biāo)準(zhǔn)。用它制成的紡織品在白天與普通纖維具有完全一樣的使用性能，不會(huì)使人感到有任何特異之處。蓄光型多色夜光纖維不僅色光絢麗多彩。而且最終產(chǎn)品無(wú)需染色，不僅避免了染料對(duì)纖維發(fā)光性能的影響，同時(shí)也避免了染整工序產(chǎn)生的廢水對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染。夜光纖維材料不僅可以用于紡織，而且還有很多其它的用途，人們可以以它為載體，利用太陽(yáng)光這個(gè)清潔、無(wú)公害、符合環(huán)保和可持續(xù)性發(fā)展的能源，所制得的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于紡織服裝，航空航海，國(guó)防工業(yè)、建筑裝璜、交通運(yùn)輸，夜間作業(yè)，日常生活及娛樂休閑等領(lǐng)域。
[0003]聚氨酯彈性纖維在我國(guó)稱為氨綸，其由至少85% (重量百分比)聚氨酯鏈段組成的大分子，具有高斷裂強(qiáng)度、高斷裂伸長(zhǎng)和彈性回復(fù)率好等優(yōu)點(diǎn)，并且聚氨酯彈性纖維的應(yīng)用范圍也在逐漸變廣。然而目前夜光纖維的基質(zhì)主要為滌綸、錦綸或丙綸樹脂，極少有夜光型聚氨酯纖維的報(bào)道，因此開發(fā)夜光型聚氨酯纖維不僅增加了差異化產(chǎn)品種類并拓寬了聚氨酯纖維的應(yīng)用范圍。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的在填補(bǔ)市場(chǎng)對(duì)于長(zhǎng)余輝發(fā)光聚氨酯領(lǐng)域的空白，提供一種稀土鋁酸鹽藍(lán)色長(zhǎng)余輝聚氨酯彈性纖維的制備方法，將稀土鋁酸鹽發(fā)光材料均勻分散在聚氨酯原液中，通過干法紡絲系統(tǒng)，制備具有優(yōu)異發(fā)光性能的聚氨酯纖維同時(shí)不影響其力學(xué)性能。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的稀土鋁酸鹽藍(lán)色長(zhǎng)余輝聚氨酯彈性纖維的制備方法包括如下幾個(gè)步驟:
[0006]I)將低聚物多元醇與過量二異氰酸酯反應(yīng)制備以-NCO封端的氨基甲酸酯預(yù)聚物，并加入溶劑充分溶解，得到預(yù)聚物溶液；
[0007]2)將制備的預(yù)聚物溶液冷卻后，加入混合胺溶液進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)和鏈終止反應(yīng)，得到聚氨酯脲溶液；
[0008]3)將稀土鋁酸鹽發(fā)光材料在90_120°C下干燥2?4小時(shí)，然后加入有機(jī)溶劑在20?50°C下研磨3?7小時(shí),研磨后的混合物在超聲波振蕩器中超聲處理2?4小時(shí),使其在溶劑中均勻分散，形成穩(wěn)定的稀土鋁酸鹽分散液；
[0009]4)將稀土鋁酸鹽分散液加入向上述聚氨酯脲溶液，并同時(shí)加入抗氧化劑、紫外線吸收劑、防黃變劑、消光劑和潤(rùn)滑舒解劑，充分?jǐn)嚢杌旌虾?，制備出含稀土鋁酸鹽發(fā)光材料的聚氨酯紡絲液；
[0010]5)將制備得到的聚氨酯紡絲液，借助干法紡絲系統(tǒng)，對(duì)聚氨酯紡絲液進(jìn)行噴吐、拉伸成絲，并隨著溶劑揮發(fā)、干燥，即得到藍(lán)色長(zhǎng)余輝聚氨酯彈性纖維。
[0011]其中，
[0012]所述的低聚物多元醇為數(shù)均分子量1500?3000的聚四氫呋喃醚二醇或數(shù)均分子量1500?3000的聚丙二醇亦或是兩者的混合物。
[0013]所述的二異氰酸酯為4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯或2，4-二苯基甲烷二異氰酸酯或兩者的混合物；所加入的溶劑為N，N- 二甲基甲酰胺DMF或N，N- 二甲基乙酰胺DMAC。
[0014]所述的混合胺溶液為擴(kuò)鏈劑和鏈終止劑混合溶液，擴(kuò)鏈劑選自乙二胺、丙二胺、己二胺或2-甲基戊二胺，或其混合物；鏈終止劑為二乙胺、二丙胺、乙醇胺或正己胺，或其混合物。
[0015]稀土鋁酸鹽發(fā)光材料為=CaAl2O4:Eu，Dy，其重量含量為I?20%，基質(zhì)為鋁酸鈣晶相，粒徑小于10um。
[0016]有益效果:本發(fā)明采用采用稀土鋁酸鹽作為發(fā)光源，其成本較低，易于制備，具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，耐水溶性和熱穩(wěn)定性。且該材料無(wú)毒無(wú)害，無(wú)放射性，對(duì)環(huán)境與人體安全無(wú)害。加入的稀土鋁酸鹽粒徑為I?lOum，在原液中具有良好的分散性與穩(wěn)定性，保證了原液的可紡性，且不影響纖維的力學(xué)性能。
[0017]采用本發(fā)明制備的藍(lán)色長(zhǎng)余輝聚氨酯彈性纖維具有更持久的發(fā)光效果，且光強(qiáng)較大，后續(xù)加工過程中不需要對(duì)聚氨酯彈性纖維再次染色，給聚氨酯彈性纖維后期的加工帶來極大的便利。同時(shí)拓寬了聚氨酯彈性纖維的應(yīng)用范圍。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面用實(shí)例來詳細(xì)描述本發(fā)明，但這些實(shí)例不得理解為任何意義上對(duì)本發(fā)明的限制。
[0019]實(shí)施例1:
[0020]將1Kg聚四氫呋喃醚二醇加入5.385Kg的N，N- 二甲基乙酰胺的溶液中，高速攪拌3小時(shí)；再加入2.31^的4，4’ -二苯基甲烷二異氰酸酯，在45°C下聚合反應(yīng)2小時(shí)。加入14.68Kg的N，N- 二甲基乙酰胺制備出預(yù)聚物溶液。
[0021]將預(yù)聚體溶液冷卻至15°C以下，逐步加入含有0.216Kg的乙二胺、0.014Kg的丙二胺和0.038Kg的二乙胺的N，N- 二甲基乙酰胺溶液(胺的濃度為3% )進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)和鏈終止反應(yīng)；
[0022]將稀土鋁酸鹽材料在100°C下干燥2小時(shí)，加入到N，N- 二甲基乙酰胺(DMAC)中，研磨機(jī)研磨7小時(shí)；然后將研磨后的稀土鋁酸鹽溶液在超聲波振蕩器中超聲分散3小時(shí)，得到穩(wěn)定的稀土鋁酸鹽分散液，其濃度為35%。
[0023]將5重量％的稀土鋁酸鹽分散液加入到聚氨酯原液中，然后加入抗氧化劑、防黃變劑、紫外線吸收劑和潤(rùn)滑解舒劑得到聚氨酯紡絲原液；
[0024]聚氨酯紡絲原液經(jīng)熟化、過濾和脫泡后，經(jīng)干法紡絲得到稀土發(fā)光聚氨酯彈性纖維。
[0025]實(shí)施例2:
[0026]實(shí)驗(yàn)方法同實(shí)施例1，將10重量％的稀土鋁酸鹽分散液加入到聚氨酯原液中，然后加入抗氧化劑、防黃變劑、紫外線吸收劑和潤(rùn)滑解舒劑得到聚氨酯紡絲原液；
[0027]聚氨酯紡絲原液經(jīng)熟化、過濾和脫泡后，經(jīng)干法紡絲得到稀土發(fā)光聚氨酯彈性纖維。
[0028]實(shí)施例3:
[0029]實(shí)驗(yàn)方法同實(shí)施例1，將20重量％的稀土鋁酸鹽分散液加入到聚氨酯原液中，然后加入抗氧化劑、防黃變劑、紫外線吸收劑和潤(rùn)滑解舒劑得到聚氨酯紡絲原液；
[0030]聚氨酯紡絲原液經(jīng)熟化、過濾和脫泡后，經(jīng)干法紡絲得到稀土發(fā)光聚氨酯彈性纖維。
[0031]對(duì)比例:
[0032]將10.4Kg聚四氫呋喃醚二醇加入到5.5Kg的N，N- 二甲基乙酰胺溶液中，高速攪拌3小時(shí)；再加入2.3Kg的4，4- 二苯基甲烷二異氰酸酯，在45°C下聚合反應(yīng)2小時(shí)。加入18.2Kg的N，N- 二甲基乙酰胺制備出預(yù)聚物溶液。
[0033]將預(yù)聚體溶液冷卻至15°C以下，逐步加入含有0.269Kg的乙二胺、0.037Kg的丙二胺和0.049Kg的二乙胺的N，N- 二甲基乙酰胺溶液(胺的濃度為5% )進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)和鏈終止反應(yīng)；然后加入抗氧化劑、防黃變劑、紫外線吸收劑和潤(rùn)滑解舒劑得到聚氨酯紡絲原液。
[0034]聚氨酯紡絲原液經(jīng)熟化、過濾和脫泡后，經(jīng)干法紡絲得到聚氨酯彈性纖維。
【權(quán)利要求】
1.一種稀土鋁酸鹽藍(lán)色長(zhǎng)余輝聚氨酯彈性纖維的制備方法，其特征在于該方 法包括如下幾個(gè)步驟: O將低聚物多元醇與過量二異氰酸酯反應(yīng)制備以-NCO封端的氨基甲酸酯預(yù)聚物，并加入溶劑充分溶解，得到預(yù)聚物溶液； 2)將制備的預(yù)聚物溶液冷卻后，加入混合胺溶液進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)和鏈終止反應(yīng)，得到聚氨酯脲溶液； 3)將稀土鋁酸鹽發(fā)光材料在90-120°C下干燥2?4小時(shí)，然后加入有機(jī)溶劑在20?50°C下研磨3?7小時(shí)，研磨后的混合物在超聲波振蕩器中超聲處理2?4小時(shí)，使其在溶劑中均勻分散，形成穩(wěn)定的稀土鋁酸鹽分散液； 4)將稀土鋁酸鹽分散液加入向上述聚氨酯脲溶液，并同時(shí)加入抗氧化劑、紫外線吸收齊U、防黃變劑、消光劑和潤(rùn)滑舒解劑，充分?jǐn)嚢杌旌虾螅苽涑龊⊥龄X酸鹽發(fā)光材料的聚氨酯紡絲液； 5)將制備得到的聚氨酯紡絲液，借助干法紡絲系統(tǒng)，對(duì)聚氨酯紡絲液進(jìn)行噴吐、拉伸成絲，并隨著溶劑揮發(fā)、干燥，即得到藍(lán)色長(zhǎng)余輝聚氨酯彈性纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀土鋁酸鹽藍(lán)色長(zhǎng)余輝聚氨酯彈性纖維的制備方法，其特征在于所述的低聚物多元醇為數(shù)均分子量1500?3000的聚四氫呋喃醚二醇或數(shù)均分子量1500?3000的聚丙二醇亦或是兩者的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀土鋁酸鹽藍(lán)色長(zhǎng)余輝聚氨酯彈性纖維的制備方法，其特征在于所述的二異氰酸酯為4，4- 二苯基甲烷二異氰酸酯或2，4- 二苯基甲烷二異氰酸酯，或兩者的混合物；所加入的溶劑為N，N- 二甲基甲酰胺DMF或N，N- 二甲基乙酰胺DMAC。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀土鋁酸鹽藍(lán)色長(zhǎng)余輝聚氨酯彈性纖維的制備方法，其特征在于所述的混合胺溶液為擴(kuò)鏈劑和鏈終止劑混合溶液，擴(kuò)鏈劑選自乙二胺、丙二胺、己二胺或2-甲基戊二胺，或其混合物；鏈終止劑為二乙胺、二丙胺、乙醇胺或正己胺，或其混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀土鋁酸鹽藍(lán)色長(zhǎng)余輝聚氨酯彈性纖維的制備方法，其特征在于稀土鋁酸鹽發(fā)光材料為=CaAl2O4:Eu，Dy，其重量含量為I?20 %，基質(zhì)為鋁酸鈣晶相，粒徑小于10um。
【文檔編號(hào)】C08G18/12GK104404648SQ201410784579
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】錢錦, 王小華, 劉珊珊, 薛士壯, 席青, 費(fèi)長(zhǎng)書 申請(qǐng)人:浙江華峰氨綸股份有限公司