一种相变荧光导电多功能纳米纤维及其制备方法技术

本发明专利技术属于多功能纳米纤维领域，涉及一种相变荧光导电多功能纳米纤维及其制备方法。本发明专利技术提供的相变荧光导电多功能纳米纤维，其制备方法包括：相变荧光配合物的合成；丝网印刷用荧光油墨的制备；承印物的制备；丝网印刷：即将丝网印刷用荧光油墨，印刷在承印物上，得到相变荧光导电多功能纳米纤维。该相变荧光导电多功能纳米纤维同时具有较好的相变储能性能、优异荧光性能和良好的导电性能，且制备方法简单易行，可以批量生产。

Phase change fluorescent conductive multifunctional nanofiber and preparation method thereof

The invention belongs to the field of multifunctional nanofibers, and relates to a phase change fluorescent conductive multifunctional nanofibers and a preparation method thereof. The phase change fluorescent conductive multifunctional nanofibers provided by the invention are prepared by synthesizing phase change fluorescent complexes, preparing fluorescent inks for screen printing, preparing substrate, screen printing, printing fluorescent inks for screen printing on the substrate to obtain phase change fluorescent conductive multifunctional nanofibers. . The phase change fluorescence conductive multifunctional nanofibers have good phase change energy storage performance, excellent fluorescence performance and good conductivity, and the preparation method is simple and feasible, and can be produced in batches.

【技术实现步骤摘要】
一种相变荧光导电多功能纳米纤维及其制备方法
本专利技术属于多功能纳米纤维领域，涉及相变荧光导电多功能纳米纤维及其制备方法,具体涉及基于静电纺织技术及丝网印刷技术制备的相变荧光导电多功能纳米纤维。
技术介绍
导电高分子不仅可以满足人们对导电材料的需要，而且由于它兼具有机高分子材料的性能及半导体和金属的电性能，从而具有重量轻、易加工成各种复杂的形状、化学稳定性好及电阻率可在较大范围内调节等特点。此外其在电子工业中的应用日趋广泛，促进了现代科学技术的发展，导电性高分子的研究取得了长足的发展，形成了一个十分活跃的边缘学科领域，它对电子工业、信息工业及新技术的发展具有重大的意义。静电纺丝是制备超细长丝的有效、便捷技术，制备的纳米纤维具有纳米至微米结构形态特征、高比表面积、良好的导电性能，为新型导电材料的设计研究提供了广阔的应用空间，受到基础科学和应用领域专家的兴趣和重视。利用静电纺技术制备导电纳米纤维的原料成分主要有导电高分子聚合物、纳米碳基材料、金属化合物及复合型材料，较多的应用于传感器、超级电容器和光伏电源等领域，是静电纺研究的热点。丝网印刷作为四大印刷方法之一，具有设备简单、操作方便、成本低廉、制版简易以及承印物广泛等特点。传统的丝网印刷，分为制版和印刷两部分。制版是以丝或尼龙成网屏的四方框架上，以手工绘画或感光方法，用光敏乳胶把印纹以外的网目完全封闭，而形成镂空的孔版。在印刷时，印墨受刮刀的刮压，就会通过印纹部分的纲目而到达承印物上。丝网印刷原理简明成本低廉，制版容易，印刷速度较快，且设备和印刷物可大可小。荧光印刷是现代包装防伪印刷中应用比较多的印刷方法之一，适用于公文、有价证券、证件和高级烟、酒、药品、化妆品等商品的包装印刷。将荧光油墨进行丝网印刷时采用的承印物多为纸，而静电纺丝方法得到的纳米纤维则无法作为其承印物，因此之前并没有人尝试将静电纺丝与丝网印刷结合起来,即没有报道采用丝网印刷的方法将荧光油墨印刷到纳米纤维上。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种相变荧光导电多功能纳米纤维及其制备方法，本专利技术通过采用丝网印刷的方式将荧光油墨印刷在通过静电纺丝技术获得的纳米纤维承印物上，制备得到同时具有较好的相变储能性能、优异的荧光性能和良好的导电性能的相变荧光导电多功能纳米纤维，且该制备方法简单易行，可以批量生产。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种相变荧光导电多功能纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：相变荧光配合物的合成：取摩尔比为0.5-2∶1-3∶1-3的稀土硝化物或稀土氯化物∶脂肪酸∶邻菲罗啉，分别将其溶于溶剂中，调节脂肪酸溶液的pH值至7-8，将三种溶液混合，加热至50-60℃，搅拌，将所得沉淀物洗涤，干燥即得相变荧光配合物；丝网印刷用荧光油墨的制备：取相变荧光配合物溶解在包含聚丙烯酸和水的混合溶液中，加入丝网印刷用颜色得丝网印刷用荧光油墨；承印物的制备：将导电聚合物与酸进行掺杂后，与高分子模板剂加入溶剂中，制备得到静电纺丝溶液，将静电纺丝溶液通过静电纺丝方法制备得到具有导电功能的纳米纤维，之后通过热压的方法，得到承印物；丝网印刷：将丝网印刷用荧光油墨通过丝网印刷的方法印刷在承印物上，得到相变荧光导电多功能纳米纤维。上述制备方法在一种可能的实施方式中，所述稀土硝化物或稀土氯化物为铕、铽、钐、钆硝化物或氯化物中的至少一种。上述制备方法在一种可能的实施方式中，所述脂肪酸为月桂酸(LA)、肉豆蔻酸(MA)、棕榈酸(PA)或硬脂酸(SA)中的至少一种；可选地为硬脂酸。上述制备方法在一种可能的实施方式中，丝网印刷用荧光油墨的制备中，通过调节聚丙烯酸和水的用量，使荧光油墨的粘度更适合丝网印刷，得到丝网印刷用荧光油墨；上述制备方法在一种可能的实施方式中，所述聚丙烯酸和水的体积比为2-10∶1，进一步可选地为3-7∶1，再进一步可选地为4∶1。上述制备方法在一种可能的实施方式中，所述聚丙烯酸的分子量为5000-10000，可选地为5000。上述制备方法在一种可能的实施方式中，所述导电聚合物为：聚苯胺或聚噻吩中的至少一种；可选地为聚苯胺。上述制备方法在一种可能的实施方式中，所述聚苯胺为本征态聚苯胺，分子量为30000-80000，可选地为50000。上述制备方法在一种可能的实施方式中，所述酸为：樟脑磺酸、对氨基苯磺酸、十二烷基苯磺酸钠或1，5-萘二碳酸中的至少一种；可选地为对氨基苯磺酸。上述制备方法在一种可能的实施方式中，制备得到静电纺丝溶液的具体步骤为：将导电聚合物与酸加入溶剂中溶解进行掺杂后，加入乙醇进行沉淀，过滤取滤渣，滤渣与高分子模板剂加入溶剂中，制备得到静电纺丝溶液；所述导电聚合物与酸的质量比为1-10∶1，可选地为1-5∶1，进一步可选地为1-3∶1；所述滤渣与高分子模板剂的质量比为0.5-3∶1，可选地为0.5-2∶1，进一步可选地为1∶1。上述制备方法在一种可能的实施方式中，所述高分子模板剂为：聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚偏氟乙烯(PVDF)中的至少一种。上述制备方法在一种可能的实施方式中，所述高分子模板剂为聚乙烯醇；上述制备方法在一种可能的实施方式中，所述聚乙烯醇的分子量为50000-85000，可选地为85000。上述制备方法在一种可能的实施方式中，所述的静电纺丝方法为：将配制好的静电纺丝溶液加入纺丝装置的储液管中，将注射器针头与高压静电发生器输出端相连，在距针头一定距离处放置接地的金属接收屏，注射器与接收屏间距离可调，在接收屏上得到导电纳米纤维。上述制备方法在一种可能的实施方式中，所述的静电纺丝的参数为：温度20-30℃，湿度20-50％，纺丝电压10-30kv，接收距离10-20cm，纺丝液推进速度0.15-0.2cm/min。上述制备方法在一种可能的实施方式中，所述的热压为在2-10Mpa压力下，20-45℃热压10-100min；可选地，所述的热压为在5Mpa压力下，35℃热压35min。本专利技术实施例还提供了一种通过上述制备方法获得的相变荧光导电多功能纳米纤维。与现有技术相比，本专利技术实施例的有益效果为：1、本专利技术实施例所涉及的相变荧光导电多功能纳米纤维，基于静电纺丝技术及丝网印刷技术的结合，创造性地将荧光油墨通过丝网印刷技术印刷在通过静电纺丝技术制备的具有导电功能的纳米纤维上，制备得到的多功能纳米纤维同时具有较好的相变储能性能、优异的荧光性能和良好的导电性能，在多个领域具有广泛的应用前景。2、本专利技术实施例通过热压使得静电纺丝技术制备得到的纳米纤维表面更加平整，可作为丝网印刷承印物。3、本专利技术实施例所涉及的相变荧光导电多功能纳米纤维，其制备过程中制备的丝网印刷用荧光油墨和承印物，可以相互兼容，从而使得最终制备得到的多功能纳米纤维可同时具有相变、荧光和导电性能。此外，相变荧光配合物与丝网油墨混合印刷在导电纤维上得到的多功能纳米纤维，其荧光、相变、导电性能与印刷前的性能相比较，差别较小，即本专利技术实施例所涉及的两种工艺的结合，不会使材料性能受损。4、本专利技术实施例涉及的相变荧光导电多功能纳米纤维，直径为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相变荧光导电多功能纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：相变荧光配合物的合成：取摩尔比为0.5‑2∶1‑3∶1‑3的稀土硝化物或稀土氯化物∶脂肪酸∶邻菲罗啉，分别将其溶于溶剂中，并调节脂肪酸溶液的pH值至7‑8，将三种溶液混合，加热至50‑60℃，搅拌，将所得沉淀物洗涤，干燥即得相变荧光配合物；丝网印刷用荧光油墨的制备：取相变荧光配合物溶解在包含聚丙烯酸和水的混合溶液中，加入丝网印刷用颜色得丝网印刷用荧光油墨；承印物的制备：将导电聚合物与酸进行掺杂后，与高分子模板剂加入溶剂中，制备得到静电纺丝溶液，将静电纺丝溶液通过静电纺丝方法制备得到具有导电功能的纳米纤维，之后通过热压的方法，得到承印物；丝网印刷：将丝网印刷用荧光油墨，印刷在承印物上，得到相变荧光导电多功能纳米纤维。

【技术特征摘要】
1.一种相变荧光导电多功能纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：相变荧光配合物的合成：取摩尔比为0.5-2∶1-3∶1-3的稀土硝化物或稀土氯化物∶脂肪酸∶邻菲罗啉，分别将其溶于溶剂中，并调节脂肪酸溶液的pH值至7-8，将三种溶液混合，加热至50-60℃，搅拌，将所得沉淀物洗涤，干燥即得相变荧光配合物；丝网印刷用荧光油墨的制备：取相变荧光配合物溶解在包含聚丙烯酸和水的混合溶液中，加入丝网印刷用颜色得丝网印刷用荧光油墨；承印物的制备：将导电聚合物与酸进行掺杂后，与高分子模板剂加入溶剂中，制备得到静电纺丝溶液，将静电纺丝溶液通过静电纺丝方法制备得到具有导电功能的纳米纤维，之后通过热压的方法，得到承印物；丝网印刷：将丝网印刷用荧光油墨，印刷在承印物上，得到相变荧光导电多功能纳米纤维。2.如权利要求1所述的相变荧光导电多功能纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述的热压为在2-10Mpa压力下，20-45℃热压10-100min；可选地，所述的热压为在5Mpa压力下，35℃热压35min。3.如权利要求1所述的相变荧光导电多功能纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述稀土硝化物或稀土氯化物为铕、铽、钐、钆硝化物或氯化物中的至少一种；和/或，所述脂肪酸为月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸或硬脂酸中的至少一种，可选地为硬脂酸。4.如权利要求1所述的相变荧光导电多功能纳米纤维的制备方法，其特征在于，丝网印刷用荧光油墨的制备中，通过调节聚丙烯酸和水的用量，使荧光油墨的粘度更适合丝网印刷，得到丝网印刷用荧光油墨；可选地，所述聚丙烯酸和水的体积比为2-10∶1，进一步可选地为3-7∶1，再进一步可选地为4∶1。5.如权利要求1所述的相变荧光导电多功能纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述导电聚合物为：聚苯胺或聚噻吩中的至少一种；和/或，所述酸为：樟脑磺酸、对氨基苯磺酸、十二烷基...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏旭光，师奇松，孙宗旭，戴明尧，赵宇轩，王元帅，
申请(专利权)人：北方工业大学，北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：北京,11