一种光致变色纤维及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子纤维制备技术领域，公开了一种光致变色纤维及其制备方法。所述纤维是由光致变色母料混入聚乙烯纤维或聚丙烯纤维原料纺丝液中进行纺丝制得；具体光致变色母料与聚乙烯纤维或聚丙烯纤维原料的质量比为1：(30～40)；所述光致变色母料是由光致变色剂与助剂混合而成，且所述光致变色剂包括无机光致变色剂和有机光致变色剂。本发明专利技术通过使用有机光致变色剂，当可见光照射到纤维上时，会导致纤维的颜料变浅，透光性能增加，而当可见光减少时，纤维的颜色变深，透光性能降低，以保证纤维的保温性能；且该制备方法简单高效，适于大规模生产，具有很好的市场应用前景。具有很好的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种光致变色纤维及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子纤维制备
，具体涉及一种光致变色纤维及其制备方法。

技术介绍

[0002]当前，随着人们生活水平的日益提高，各种具有特殊性能的纤维被研发出来，如抗菌、防水、抗褶皱、防静电等。在这些纤维中，具有光致变色功能的纤维受到人们的欢迎，特别是用于魔术师、军队的伪装、小孩的服饰等领域。随着光致变色材料的高速发展，其带动了光致变色纤维的快速发展。
[0003]此外，虽然纤维具有上述特殊的性能及优异特点，但是在使用中仍然存在一定的局限性，即比如在纺织领域中，面料过薄，其遮光性能不好，若是面料过厚，因其遮光性能太好，反而影响光线，特别是吸收光线过多，导致面料的发热，而影响到使用，若是应用到窗帘领域特别是无法通过窗帘来初步判断时间的早晚，而且，遮光性能是通过窗帘面料的厚度及颜色来实现的，这样的面料的使用，影响室内的整体布局并且有一定的压抑感，很难适用于家庭。
[0004]因此，如何开发一种适用性强、适于用作装饰材料的光致变色纤维的制备方法即成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种光致变色纤维，通过纤维对光线的反应而相应的改变颜色，主要是通过对紫外光及可见光的反应来相应的改变不同的颜色，不仅能够起到防紫外线的功能，还能根据可见光的照射改变纤维的透光率，提高纤维的适用性。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种光致变色纤维，所述纤维是由光致变色母料混入聚乙烯纤维或聚丙烯纤维原料纺丝液中进行纺丝制得；其中，
[0008]所述光致变色母料与聚乙烯纤维或聚丙烯纤维原料的质量比为1：(30～40)，且所述光致变色母料是由光致变色剂与助剂混合而成；
[0009]所述光致变色剂是由无机光致变色剂和有机光致变色剂按照质量比1：3混合而成。
[0010]值得说明的是，本专利技术公开的光致变色纤维可随着光线的强弱改变颜色并且固色效果和热稳定性较好，经长期的强光照射后仍能呈现较好的变色效果，使用寿命长，色彩温和，眼睛抗疲劳性好。
[0011]优选的，所述纺丝液的良性溶剂为NMMO、TFA或DCM，且所述纺丝液的质量浓度为10～15％。
[0012]优选的，所述光致变色母料是由光致变色剂与助剂混合而成，按照质量百分比计：
[0013]光致变色剂
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65～85％，
[0014]助剂
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15～30％。
[0015]进一步优选的，所述助剂包括氧化剂、相容剂、抗老化剂、光稳定剂中的一种或多种组合。
[0016]需要说明的是，在本申请中，助剂均为现有技术，助剂的使用并不在本申请的改进技术方案中，因此，本申请不对助剂的具体组分进行说明，能够用于本申请中的助剂均能够适用。
[0017]进一步优选的，所述无机光致变色剂是以CaHfO3为基体材料的无机光致变色材料，其表达式为M
1-X HfO3：xR，xR，其中，M为碱土金属元素Ca、Sr、Ba中的一种；x为R的掺杂量，0≤x≤0.03；R为掺杂到基体材料中的稀土元素，选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的一种或多种。
[0018]进一步优选的，所述有机光致变色剂至少包括螺毗喃、螺唔嗓、二芳基乙烯或偶氮苯中的一种。
[0019]本专利技术的另一目的在于，提供上述光致变色纤维的制备方法。该制备方法工艺简单，可操作性强，生产效率高，成本低，适于市面推广与应用。
[0020]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0021]一种光致变色纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0022]1)纺丝液的制备：将光致变色母料与聚乙烯纤维或聚丙烯纤维原料溶于良性溶剂中，搅拌溶解，得到纺丝液；
[0023]2)纺丝：将所述纺丝液置入纺丝系统中进行纺丝，随后凝固成形，得到纤维；
[0024]3)纤维的水洗、上油：将所述纤维浸入热水中进行水洗，随后浸入油浴中处理，备用；
[0025]4)纤维的烘干：将步骤3)处理后的纤维烘干，即可得到所述光致变色纤维。
[0026]优选的，所述步骤1)中的搅拌溶解温度为125℃～140℃，溶解时间为4～6h。
[0027]优选的，所述步骤2)中，纺丝系统的气隙长度为7～9cm，纺丝速度为35～55m/min，喷丝板孔径为15～115μm，孔毛细管长350～800μm；及凝固温度为0～10℃。
[0028]优选的，所述步骤3)中，水洗温度为70℃～85℃，水洗时间为3～5min；油浴温度为85℃～95℃，处理时间为3～5min。
[0029]与现有技术相比，本专利技术公开提供的一种光致变色纤维的制备方法，具有如下优异效果：
[0030]1、光致变色母料与聚乙烯纤维或聚丙烯纤维具有很强的结合能力，本专利技术制备的光致变色纤维经过多次水洗，其光致变色性能仍不被削弱，而且其制备时采用的原料来源广泛，价格低廉，生产过程对环境污染小，具有较好的应用推广前景。
[0031]2、本专利技术制得的光致变色纤维力学性能优于普通的纤维，且所述光致变色剂中既包括无机可逆光致变色剂又包括有机光致变色剂，不仅实现了具有良好的紫外光变色性能，还提高了纤维对紫外光的防护性能；
[0032]具体地，本专利技术通过使用有机光致变色剂，当可见光照射到纤维上时，会导致纤维的颜色变浅，透光性能增加，而随着可见光的减少，纤维的颜色变深，透光性能降低，在保证纤维遮挡性能的同时，又提高了纤维的保温性能。
具体实施方式
[0033]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]为更好地理解本专利技术，下面通过以下实施例对本专利技术作进一步具体的阐述，但不可理解为对本专利技术的限定，对于本领域的技术人员根据上述
技术实现思路
所作的一些非本质的改进与调整，也视为落在本专利技术的保护范围内。
[0035]实施例1：
[0036]一种光致变色纤维的制备方法，具体包括如下步骤：
[0037]1)纺丝液的制备：将光致变色母料与超高分子量聚乙烯纤维原料溶于NMMO水溶液中，在反应釜中于130℃真空搅拌溶解4小时，制得纺丝液；
[0038]2)纺丝：将纺丝液加入螺杆挤压机，在100℃下进一步溶解，然后过滤，随后将纺丝液置入纺丝系统中进行纺丝，喷出的丝线在空气中呈垂直拉伸，然后进入凝固浴槽，并于5℃凝固成形，得到纤维；其中，纺丝系统的气隙长度为8cm，纺丝速度为40m/min，喷丝板孔径为60μm，孔毛细管长550μm；
[0039]3)纤维的水洗：将步骤2)处理后的纤维浸入80℃的热水中进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光致变色纤维，其特征在于，所述纤维是由光致变色母料混入聚乙烯纤维或聚丙烯纤维原料纺丝液中进行纺丝制得；其中，所述光致变色母料与聚乙烯纤维或聚丙烯纤维原料的质量比为1：(30～40)，且所述光致变色母料是由光致变色剂与助剂混合而成；所述光致变色剂是由无机光致变色剂和有机光致变色剂按照质量比1：3混合而成。2.根据权利要求1所述的一种光致变色纤维，其特征在于，所述纺丝液的良性溶剂为NMMO、TFA或DCM，且所述纺丝液的质量浓度为10～15％。3.根据权利要求1所述的一种光致变色纤维，其特征在于，所述光致变色母料是由光致变色剂与助剂混合而成，按照质量百分比计：光致变色剂
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65～85％，助剂
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15～30％。4.根据权利要求3所述的一种光致变色纤维，其特征在于，所述助剂包括氧化剂、相容剂、抗老化剂、光稳定剂中的一种或多种组合。5.根据权利要求1或3所述的一种光致变色纤维，其特征在于，所述无机光致变色剂是以CaHfO3为基体材料的无机光致变色材料，其表达式为M
1-X
HfO3：xR，xR，其中，M为碱土金属元素Ca、Sr、Ba中的一种；x为R的掺杂量，0≤x≤0.03；R为掺杂到基体材料中的稀土元素，选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭海洋，喻爱芳，余小乐，
申请(专利权)人：江苏杜为新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：