[发明专利]用于发光织物的聚合物光纤、发光织物及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于织物制造技术领域，具体涉及一种用于发光织物的聚合物光纤、发光织物及其制造方法。

背景技术

光纤发光织物是以光纤为纱线的织物，通过对光纤维进行机械破坏、激光刻痕、弯曲等处理，使其部分传导光从侧面漏出，从而形成具有发光效果的织物。聚合物光纤(polymer optical fiber，简写为POF)是由高折射率的聚合物材料为纤芯和低折射率的聚合物材料为包层所构成的光纤。制作POF主要的材料有两类：一类是聚甲基丙烯酸甲酯聚合物PMMA(Polymer Polymethylmethacrylate)；另一类是含氟聚合物(Perfluorinated polymer)。这些由聚合物或者是有机材料制备而成的细丝状可传导光功率的光纤传输线，具有柔韧、密度低、导光不导电且不产生热量等优势。利用聚合物侧发光光纤传导光路和表面发散光的原理，可将POF与普通纱线交织，制成POF发光织物。这种发光的织物具有柔韧性好、重量轻、使用持久安全、易于光源连接等优点，与LED织物相比，还具有不带电、耗能小不发热的优势，目前，该POF发光织物已经应用于服装、家纺、医用光疗等多个领域。

现阶段，多数光纤发光织物都是通过将PMMA/氟树脂聚合物光纤与棉纱相交织，使用一定手段对织物中的聚合物光纤进行集束处理，并将集束后的聚合物光纤与一定光源进行耦连，形成聚合物光纤发光织物。然而，由于这些聚合物光纤的弹性和抗弯刚度较差，在编织或后续使用过程中极易断裂，使用寿命不够理想，对其应用范围造成限制。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种用于发光织物的聚合物光纤以及利用该光纤与织物进行编织的方法，该聚合物光纤不易断裂，由其制成的发光织物具有高亮度且使用寿命长的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种聚合物光纤，包括内芯层和外芯层；其中，所述内芯层由以下重量份的原料组成：聚对苯二甲酸丁二醇酯4～6份、环氧化反式-1，4-聚异戊二烯2～4份、SBS 3～5份、聚丙烯酸乙酯50～60份、丙烯酸正丁酯10～15份、聚碳酸酯8～15份、甲基丙烯酰氧基硅烷5～8份、乙烯基硅烷2～3份、芳酰基膦氧化物1～2份、2，4-二羟基二苯甲酮1～2份；所述外芯层由以下重量份的原料组成：甲基丙烯酸五氟丙酯60～65份、四氟乙烯8～10份、三氟丙基甲基环三硅氧烷7～10份、乙烯基三乙氧基硅烷5～6份、甲基丙烯酰氧基硅烷5～6份、双苯甲酰基苯基氧化膦1～2份、α-羟烷基苯酮1～2份、纳米二氧化硅6～7份。

所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)属于聚酯系列，是由1，4-pbt丁二醇(1，4-Butylene glycol)与对苯二甲酸(PTA)或者对苯二甲酸酯(DMT)聚缩合而成，并经由混炼程序制成的乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯树脂；其主链是由每个重复单元为刚性苯环和柔性脂肪醇连接起来的饱和线性分子组成，分子的高度几何规整性和刚性部分使整个体系具有高的机械强度、突出的耐化学试剂性、耐热性和优良的电性能；且PBT分子中没有侧链，结构对称，满足紧密堆砌的要求；在整个塑料光纤的体系中PBT作为骨架提供了非常好的机械稳定性。

所述的环氧化反式-1，4-聚异戊二烯(ETPI)，是1，4反式聚异戊二烯(TPI)经环氧改性制成，使TPI中的反式结构保留下来，从而保持了TPI优良的性能，如高硬度、生热低、耐磨性能和动态疲劳性能优良的特点；另一方面，环氧化的结果，增加了TPI分子的极性，使其亲水能力加强，从而起到降低摩擦的作用；ETPI为结晶性高聚物，分子链在晶区内有序排列，其活动性降低，具有较高的耐热氧老化性能，经环氧化后合成的ETPI，仍然有部分的TPI结晶，这些微晶分布在聚丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯中起到物理交联的作用。

所述的SBS为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，是一种是热塑性弹性体，其加入能够显著提升大分子链段自由改变微观构象的能力，能够有效地降低聚合物材料的脆化点，从而降低丙烯酸聚合物材料在使用中发生脆裂的几率。所述的SBS为高等分子量的SBS和低等分子量的SBS组成的混合物；其中，高等分子量的SBS重均分子量为15～20万，低等分子量的SBS重均分子量为1万～2.5万；该混合物中，高等分子量的SBS的含量为20～50重量％。SBS与丙烯酸聚合物、聚碳酸酯会形成互穿网络结构穿插在聚对苯二甲酸丁二醇酯中，不仅增加聚对苯二甲酸丁二醇酯、丙烯酸聚合物和聚碳酸酯的相容性，而且有效改善整个体系的力学性能如拉伸屈服应力、屈服伸长率等。