[发明专利]稀土硅酸盐红色长余辉彩色涤纶

说明书

技术领域

本发明涉及纺织产品与技术领域，具体地说是一种稀土硅酸镁红色长余辉彩色聚酯纤维及其制备方法。

背景技术

长余辉发光纤维也称夜光纤维，是一种以涤纶、锦纶或丙纶树脂为基材，通过添加稀土长余辉发光材料、纳米级功能助剂，经特殊纺丝工艺制成的光致蓄能型发光纤维。该纤维绿色、环保、节能，可广泛应用于航空航海、国防工业、建筑装潢、交通运输、夜间作业及服饰等领域。目前商业化生产的夜光纤维主要是稀土铝酸盐发光纤维，该类纤维具有良好的长余辉性能，化学性能较稳定，但缺点也很明显：耐水性较差、发光颜色比较单一，对发光颗粒的二次处理(如表面包覆)增加成本、影响发光效率。因此，稀土铝酸盐夜光纤维的应用受到较大限制。

随着稀土长余辉发光材料研究的发展，硅酸盐类发光材料的余辉性能已接近铝酸盐，且呈现从蓝光到红光连续变化的多种颜色发光，激发光的范围达到200nm～500nm，加之硅酸盐长余辉材料具有很好的化学稳定性、耐水溶性和热稳定性，价格便宜，成本低，因此，开发稀土硅酸盐夜光纤维可以有效弥补铝酸盐夜光纤维的不足，极大拓展稀土夜光纤维的应用范围。

发明内容

本发明的目的是寻求一种稀土硅酸盐红色长余辉彩色聚酯纤维的制备方法，并利用此方法制备出稀土硅酸镁红色长余辉彩色涤纶。该纤维无需染色即可呈现出各种颜色，经日光或荧光照射1～10min后，发出波长为600～750nm的红色余辉，余辉寿命达4～6小时。且该纤维无毒无害，对人体和环境无任何危害，属于环保绿色纤维。

其制备的主要技术方案是：将增粘聚酯切片在100～120℃的温度下经15～25小时的烘燥后，按20～35wt％的比例加入粒径小于10um的MgSiO₃:Eu²⁺，Dy³⁺，Mn²⁺发光材料，再加入流动稳定剂0.01～0.03wt％、氧化稳定剂0.02～0.04wt％、抗氧化剂0.01～0.05wt％、交联剂0.03～0.04wt％、分散剂0.1～0.5wt％，然后在240～260℃的温度下熔融、铸带、切粒，制成母粒，其中流动稳定剂、氧化稳定剂、抗氧化剂、交联剂、分散剂为纳米级助剂。

将上述发光母粒与色母粒、聚酯切片按比例配制成纺丝原料，使得最终纺丝原料中含有3～10wt％的稀土硅酸镁发光材料与0.8～1.0wt％的色母粒、89～96wt％的聚酯成分，在100～120℃的温度下经15～25小时的烘燥后，在螺杆挤出机中以280～300℃的熔融温度，3000～3300米/分的卷绕速度进行纺丝卷绕，制成稀土发光POY长丝，该POY丝可经加弹制成DTY丝或经牵伸制成FDY丝。

本发明的稀土硅酸镁聚酯纤维属于一种光致蓄能型发光纤维，其发光原理为：稀土发光纤维在可见光或紫外光激发下，稀土材料中的Eu²⁺离子的4f⁷基态电子被激发到4f⁶5d¹高能态，在激发停止后，受硅酸镁晶格热扰动作用，大量浅陷阱能级中的电子迅速逃逸返回基态，形成初始余辉(发光)，而深陷阱能级中的电子数少，逃逸概率小，最终形成长余辉现象。

本发明的优点在于：

(1)采用稀土硅酸镁发光材料作为纤维的发光源。稀土硅酸镁发光材料较之铝酸盐发光材料具有良好的化学稳定性、耐水溶性和热稳定性，作为原材料的高纯SiO₂价格便宜、易得，制备成本低，且该材料无放射性，对人体安全无害。

(2)制作发光母粒时加入纳米级功能助剂及粒径为1～10um的超细发光粉体，使各组分在发光母粒中具有优良的分散性和稳定性，保证了纤维的连续可纺性。

(3)在制备POY丝时，采用了较常规更低的熔体温度，减少了纤维中长链分子受高温降解的影响，保证了纤维的机械力学性能。

具体实施方式

实施例一

将增粘聚酯切片在120℃的温度下经15小时的烘燥后，按20wt％的比例加入稀土硅酸镁发光粉体，再加入流动稳定剂脂肪酸单甘油酯0.01％、氧化稳定剂亚磷酸三苯酯0.02％、抗紫外线剂苯并三唑0.01％、交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.03％、分散剂硬脂酸钡0.1％，然后在245℃的温度下熔融、铸带、切粒，制成母粒，其中由流动稳定剂、氧化稳定剂、抗紫外线剂、交联剂组成的助剂为纳米级；