專利名稱：一種混凝土增強用熒光纖維及制備和應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬紡織領域，特別是涉及一種混凝土增強用熒光纖維及制備和應用。
技術背景發(fā)光材料在紡織品上的應用主要用涂料印花或染色，以及涂層處理以及紡制纖維等方 法。其缺點是耐久性差，不耐摩擦，不耐洗滌，用途受到限制?，F(xiàn)有的熒光纖維一般用熒 光染料、顏料或發(fā)光材料在化纖制造過程中加入纖維中，例如中國發(fā)明專利公開說明書 (CN1092119A,申請?zhí)?310255.8)中所述的一種有價證券、證件等所用防偽紙張中的安 全纖維，這種纖維用熒光材料(含量為0.3 6.0% )與聚乙烯醇等聚合物混合后紡絲， 這樣制成的纖維一般為短纖維。用現(xiàn)有技術生產(chǎn)熒光纖維，纖維內發(fā)光材料含量不能過高， 如不能超過6 % ，否則在紡絲中會產(chǎn)生難以解決的困難。但是這一濃度不足以獲得較高 輝光度，而且即使發(fā)光材料濃度不超過6% ,該纖維也難以制成可直接用于織造的長絲， 而且這種纖維的強度和加工性能較差，不能用作紡織原料。本發(fā)明目的是提供一種可直接 用于織造或者混凝土增強的熒光纖維，其加工性能適用于一般織造設備，其在紡織品上的 用途比發(fā)光涂料更廣。凍膠紡絲方法，由于用雙螺桿等方法擠出，且初生纖維是比較粗的 纖維，在經(jīng)過多倍拉伸后才能制備合適纖度的纖維，從噴絲頭擠出時比普通纖維具有更大 的孔徑，因此可以紡制含有較多的熒光粉體材料的纖維，使纖維具有較高的熒光物質含量， 纖維的亮度較高。同時多倍拉伸使纖維具有較高的強度和模量。 發(fā)明內容本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種混凝土增強用熒光纖維及其制備和應用，該纖 維亮度、強度和模量高。其制備操作簡單，適合工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的一種混凝土增強用熒光纖維，由高分子聚合物的纖維材料制成，單絲纖度 20 5000dtex，含有熒光物質2 15%，所述的高分子量的纖維材料選自聚乙烯醇，超高分子量聚乙烯，聚丙烯，聚丙烯腈；所述的熒光物質選自稀土元素銪，鋁酸鍶。本發(fā)明的一種混凝土增強用熒光纖維的制備方法，包括如下步驟.-a:原料的溶脹聚乙烯醇(PVA)或者超高分子量聚乙烯(UHWPE),聚丙烯(UHWPP)，聚丙烯腈 (PAN)的粉末或粒料，加入溶劑，溶脹時間5 60分鐘，溫度15。C 12(TC。b:凍膠紡絲采用雙螺桿擠出機將經(jīng)溶脹的高聚物充分溶解，加入2 15%的熒光粉經(jīng)增壓泵、計 量泵、紡絲組件擠出后，在冷凍液中形成凍膠絲。雙螺桿各區(qū)溫度U0 21(TC，凝固冷 卻液溫度0 15°C。C:萃取拉伸階段在本階段，熒光凍膠絲經(jīng)超聲波萃取、熱風干燥、多級拉伸、及 定型，形成高強高模的熒光纖維。其工藝技術方案是 一級拉伸比2.5 4.8倍，拉伸溫度40 150°C，拉伸速度30 160米/分；萃取液采用甲醇、乙醇、汽油、丙酮水溶液、其濃度50 60%，萃取時間3 15分鐘，萃取形式纖維在張緊狀態(tài)進入萃取浴槽，由超聲波進行振蕩；二級拉伸g: 2.8 6倍，拉伸溫度80 15(TC，三級拉伸比3 5倍， 拉伸溫度90 170°C，熱風定型H0 200。C。步驟(1)所述溶劑為二甲基亞砜、己二酸、白油或亞硝酸丙三酸。步驟(1)所述溶液和溶質的百分比濃度為8 30%，本發(fā)明的一種混凝土增強用熒光纖維在夜光安全標志織物或防撞的發(fā)光標志方面的 應用。本發(fā)明的技術方案實現(xiàn)過程可用下列工藝流程來闡述高聚物粉末或顆粒料一溶脹釜一中間桶一雙螺桿一增壓泵(連過濾器)一計量泵一紡 絲組件一冷凝浴一一道拉伸機一萃取浴槽(連接超聲波)一二道拉伸機 熱風干燥箱一三 道拉伸機一熱風箱一四道拉伸機一熱箱一五道拉伸機一碾壓成形機一熱定型箱。 采用凍膠紡絲成形法，可以制取高強高模的纖維，同時纖維中含有較高濃度的熒光粉，具 有光源消失后可以自己發(fā)光的功能。 有益效果采用凍膠紡絲成形法，可以制取高強高模的纖維，同時纖維中含有較高濃度的熒光粉， 具有光源消失后可以自己發(fā)光的功能。采用凍膠紡絲方法，熒光纖維具有比常規(guī)紡絲要好的強度和模量，并且不用做成如中國專利(CN 1328177A)中那樣的皮芯結構，簡化了制造工藝，提高了發(fā)光亮度。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內容之后，本領域技術 人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。實施例1原料聚乙烯醇粉料、聚合度1750，熒光粉聚乙烯醇粉料Wt (6: 94) %。 溶劑二甲基亞砜、溶脹時間10分鐘，溫度50°C，雙螺桿溫度， 一段區(qū)170 °C; 二段區(qū)175°C;三段區(qū)180°C。增壓泵溫度，165°C、壓力80kg/cm2。紡絲組件壓力，70kg/cm2。凝固浴溫度，-1°C。 一級拉伸倍率2.6，拉伸溫度50'C。拉伸速度45m/mm。萃取液無水甲醇，萃取保留時間3分鐘。二級拉伸比2.9倍，拉伸溫度85°C;三級拉伸比3.5倍，拉伸溫度115°C。熱風定型115"，制得PVA單絲，直徑0.45mm，強度 4. 5cN/dtex;模量38cN/dtex;伸長14%。實施例2原料聚乙烯粉料，分子量2X106。熒光粉聚乙烯粉料wt (10: 90) %。 溶劑白油。溶脹百分比濃度10%，溶脹時間45分鐘，溫度IO(TC。 雙螺區(qū)溫度 一段區(qū)175。C; 二段區(qū)185°C;三段區(qū)188。C。增壓泵溫度170°C，壓力85kg/cm。 紡絲組件壓力75kg/cm2。凝固浴溫度_6°C。 一級拉伸倍率2.75，拉伸溫度65°C，拉伸速度60m/min。萃取液二甲苯，萃取保留3.5時間分鐘。二級拉伸比2.95倍，拉伸溫度95°C，三級拉伸比3.4倍，拉伸溫度135°C。熱風定型125°C。制得纖維強度13cN/dtex;模量 32cN/dtex;伸長3%。實施例3原料聚丙烯粉料，分子量1X106。熒光粉聚丙烯粉料wt (8: 92) %。 溶劑白油。溶脹百分比濃度9%，溶脹時間20分鐘。 溫度120。C。雙螺桿溫度 一段區(qū)18(TC; 二段區(qū)190。C;三段區(qū)185°C。增壓泵溫度175°C，壓力90kg/cm2。紡絲組件壓力80kg/cm2。 凝固浴溫度-7°C。 一級拉伸倍率2.5倍，拉伸溫度70°C，拉伸速度58m/min。萃取液汽油萃取停留時間3分鐘。二級拉伸比2. 85倍，拉伸溫度95°C;三級拉伸比3.5倍，拉伸溫度140°C。熱風定型135°C，制得纖維強度11cN/dtex，模量34cN/dtex，伸長5%。實施例4a:原料的溶脹階段原料高聚物包括聚乙烯醇(PVA)或者超高分子量聚乙烯(UHWPE)，聚丙烯 (U冊PP)，聚丙烯腈(PAN)的粉末或粒料，溶劑為二甲基亞砜、己二酸、白油或亞 硝酸丙三酸；按重量比，溶液和溶質的百分比濃度為20%，溶液由所述三種溶劑， 上述三種高聚物粉料或顆粒料溶質制得，溶脹時間30分鐘，溫度10(TC; b:凍膠紡絲階段采用雙螺桿擠出機將經(jīng)溶脹的高聚物充分溶解，加入10%的熒光粉經(jīng)增壓泵、 計量泵、紡絲組件擠出后，在冷凍液中形成凍膠絲；雙螺桿各區(qū)溫度15(TC，凝 固冷卻液溫度<10°C;C:萃取拉伸階段熒光凍膠絲經(jīng)超聲波萃取、熱風干燥、多級拉伸、及定型，形成高強高模的熒光纖維；其工藝技術方案是 一級拉伸比3倍，拉伸溫度IO(TC，拉伸速度100m/min;萃取液采用甲醇、乙醇、汽油、丙酮水溶液、其濃度55%，萃取時間12分鐘，萃取形式纖維 在張緊狀態(tài)進入萃取浴槽，由超聲波進行振蕩；二級拉伸比4倍，拉伸溫度IO(TC，三 級拉伸比4倍，拉伸溫度120°C，熱風定型180°C。
權利要求
1. 一種混凝土增強用熒光纖維，由高分子聚合物的纖維材料制成，單絲纖度20～5000dtex，含有熒光物質2～15％。
2. 如權利要求1所述的一種混凝土增強用熒光纖維，其特征在于所述的高分子量的纖 維材料為聚乙烯醇，超高分子量聚乙烯，聚丙烯或聚丙烯腈。
3. 如權利要求1所述的一種混凝土增強用熒光纖維，其特征在于所述的熒光物質為稀 土元素銪或鋁酸鍶。
4. 一種混凝土增強用熒光纖維的制備方法，包括如下步驟a:原料的溶脹聚乙烯醇或超高分子量聚乙烯、聚丙烯，聚丙烯腈的粉末或粒料，加入溶劑，溶脹5 60分鐘，15。C 120。C;b:凍膠紡絲用雙螺桿擠出機將經(jīng)溶脹的高聚物充分溶解，加入2 15%的熒光粉經(jīng)增壓泵、計量 泵、紡絲組件擠出后，在冷凍液中形成凍膠絲。雙螺桿各區(qū)溫度U0 21(TC，凝固冷卻液溫度0 15。C; C:萃取拉伸熒光凍膠絲經(jīng)超聲波萃取、熱風干燥、多級拉伸、及定型；一級拉伸比2.5 4.8倍，拉伸溫度40 150°C，拉伸速度30 160米/分；萃取時間3 15分鐘，萃取形式纖維在張緊狀態(tài)進入萃取浴槽，由超聲波進行振蕩；二級拉伸比2.8 6倍，拉伸溫度80 150°C，三級拉伸比3 5倍，拉伸溫度 90 170°C，熱風定型..H0 200。C。
5. —種混凝土增強用熒光纖維的制備方法，其特征在于步驟(a)所述溶劑為二甲基亞砜、己二酸、白油或亞硝酸丙三酸。
6. —種混凝土增強用熒光纖維的制備方法，其特征在于步驟(a)所述溶液和溶質的百 分比濃度為8 30%。
7. —種混凝土增強用熒光纖維的制備方法，其特征在于步驟(c)萃取液為50 60%甲 醇、乙醇、汽油或丙酮水溶液。
8. —種混凝土增強用熒光纖維在夜光安全標志織物或防撞的發(fā)光標志方面的應用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混凝土增強用熒光纖維及制備方法和應用；熒光纖維，由高分子聚合物的纖維材料制成，單絲纖度20～5000dtex，含有熒光物質2～15％；制備包括a原料的溶脹階段；b凍膠紡絲階段；c萃取拉伸階段；本發(fā)明應用在混凝土增強或夜光安全標志織物和防撞的發(fā)光標志方面。本發(fā)明熒光纖維亮度、強度和模量高。其制備操作簡單，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C04B16/06GK101244902SQ20071004205
公開日2008年8月20日 申請日期2007年6月15日 優(yōu)先權日2007年6月15日
發(fā)明者何唯平, 倪建華, 夏于旻, 杰 張, 湯惠工, 王依民, 王婭頡, 王志鑫 申請人:東華大學;深圳市海川實業(yè)股份有限公司;深圳海川工程科技有限公司;上海啟鵬化工有限公司