[发明专利]一种高荧光发射的聚丙烯纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种高荧光发射的聚丙烯纤维，其特征是：为在聚丙烯熔融纺丝生产过程中添加母粒制得的高荧光发射的聚丙烯纤维；所述高荧光发射的聚丙烯纤维中，分散有多孔高荧光聚丙烯酸酯微球；

所述多孔高荧光聚丙烯酸酯微球是以1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物作为交联剂制得的；所述1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物是指湾位1,7位带有乙烯基团的取代基和酰亚胺位为大体积取代基的苝酰亚胺；

所述的大体积取代基为倍半笼形硅氧烷或带有侧链的长烷基链；

所述倍半笼形硅氧烷是R为异丁基或异辛基；

所述带有侧链的长烷基链是

其中表示该化学键链接位置为酰亚胺结构中的N原子；

所述乙烯基团的取代基是指端基带有乙烯基团的烷基链，所述烷基链为小于六个碳的烷基链。

2.根据权利要求1所述的一种高荧光发射的聚丙烯纤维，其特征在于，所述1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物与丙烯酸酯结构单元的摩尔比为14～21.5:125。

3.根据权利要求1所述的一种高荧光发射的聚丙烯纤维，其特征在于，所述多孔高荧光聚丙烯酸酯微球的平均直径为150～300nm，平均孔径为10～30nm，孔隙率为35～55％，在440～460nm激发波长下，产生630～645nm的橙黄色特征荧光发射，荧光量子产率为95～99％。

4.根据权利要求1所述的一种高荧光发射的聚丙烯纤维，其特征在于，所述高荧光发射的聚丙烯纤维的断裂强度为3.5～4.5cN/dtex，断裂伸长率为70～90％，熔点为150～180℃，荧光量子产率为95～99％，在440～460nm激发波长下，产生630～645nm的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物特征荧光发射。

5.如权利要求1～4任一项所述的一种高荧光发射的聚丙烯纤维的制备方法，其特征是：首先将聚丙烯树脂、多孔高荧光聚丙烯酸酯微球混合均匀，并进行干燥处理，然后投入到双螺杆挤出机中挤出制得母粒，最后将母粒和聚丙烯树脂采用熔融复合纺丝工艺进行纺丝，得到高荧光发射的聚丙烯纤维；

所述多孔高荧光聚丙烯酸酯微球的制备方法为：

(1)将乳化剂和去离子水在温度T1下混合形成体系I；

(2)先将丙烯酸甲酯和1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物溶于有机溶剂中，再加入到体系I中在温度T2下混合得到体系II；

(3)先在体系II中加入过硫酸钾引发聚合得到聚丙烯酸酯分散液；再将聚丙烯酸酯分散液冷却至室温后过滤、水洗和烘干得到多孔高荧光聚丙烯酸酯微球。

6.根据权利要求5所述的一种高荧光发射的聚丙烯纤维的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为150～200r/min，螺杆温度为120～210℃；

所述母粒的添加量为7～8wt％；母粒中多孔高荧光聚丙烯酸酯微球的含量16～35wt％；聚丙烯树脂的数均分子量为1×10⁵～5×10⁵g/mol；

所述纺丝工艺的参数为：熔体输送管道的温度200～260℃，熔体过滤器温度220～260℃，纺丝箱体的温度220～260℃，侧吹风风速0.5～0.7m/s，风温15±2℃，热辊温度110±10℃，牵伸倍数1.0～5.0倍，纺丝速度2500～2800m/min，卷绕角7～8°。

7.根据权利要求5所述的一种高荧光发射的聚丙烯纤维的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为月桂酸钾、十二烷基硫酸钠或者丁二酸二辛酯磺酸钠；所述有机溶剂为甲苯或者二甲苯。

8.根据权利要求5所述的一种高荧光发射的聚丙烯纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，T1为35～55℃；

步骤(2)的体系II中，乳化剂的含量为0.4～0.7wt％，丙烯酸甲酯的含量为4～6wt％，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的含量为9～15wt％，有机溶剂的含量为6～10wt％；T2为75～95℃；

步骤(3)中过硫酸钾的加入量与所述丙烯酸甲酯的质量比为0.0024～0.006:1；聚合时间为4～8h，聚合温度为75～95℃。