本發明屬于功能性紡織品領域,具體涉及一種具暫態熒光顯隱功能的夜光防火布料及其制備方法。
背景技術:
1、隨著公共安全與夜間作業場景對多功能織物性能要求的不斷提高,具備夜光、防火、識別性及耐久性的功能性布料在消防服、應急救援服、夜間導向標識服領域中的應用逐漸擴大。夜光防火布料通常需同時具備良好的阻燃性能與可視性標識能力,在火場、高溫、低能見度的特殊環境中提供有效的安全防護和視覺提示。
2、現有夜光防火布料大多采用將發光材料直接摻入涂層的方式實現可視性功能,但多表現為單一的持續發光效果,缺乏對“識別性、動態性、可控性”的功能拓展,難以滿足在復雜環境中對身份指示、作業狀態或危險等級的快速區分需求。此外,發光粒子多為無機微粉,存在分散性差、易團聚沉降的問題,常導致涂層局部亮度不均、發光衰減快的現象,且與聚合物基體的界面兼容性差,影響涂層的機械穩定性與耐久性。在阻燃性能方面,部分方案僅通過添加常規阻燃劑簡單填充實現阻燃,缺乏涂層結構設計與成膜體系協同,容易出現粉化、剝落、阻燃效率不持久的問題,難以在高溫或多次洗滌環境下維持可靠防護。
技術實現思路
1、為解決上述背景技術中提到的不足,本發明的目的在于提供一種具暫態熒光顯隱功能的夜光防火布料及其制備方法,所述布料由基層織物、阻燃層與發光顯隱層構成,結合短壽命熒光分子與長余輝夜光粒子形成雙重發光體系,并通過微膠囊化阻燃涂層與水性成膜體系實現發光、阻燃與耐久性能的協同提升。
2、本發明的目的可以通過以下技術方案實現:
3、一種具暫態熒光顯隱功能的夜光防火布料,該布料包括基層織物、阻燃層與發光顯隱層,所述發光顯隱層包含如下重量份計原料:短壽命熒光分子1~5份、長余輝夜光粒子5~20份、硅烷偶聯劑1~3份、水性聚氨酯乳液30~50份、交聯固化劑1~3份;
4、所述阻燃層包含如下重量份計原料:微膠囊化阻燃劑app@sio2?10~30份、水性丙烯酸乳液20~40份、成膜助劑1~3份。
5、進一步優選地,所述短壽命熒光分子為蒽-磺酰胺衍生物,其合成方法具體包括以下步驟:
6、s101.向燒瓶中加入對氨基磺酰胺,溶于無水乙醇中,攪拌下加入碳酸鈉,冰浴冷卻;
7、s102.將蒽酰氯溶于二氯甲烷中并滴加于上述溶液中,滴加完成后升溫至室溫,繼續反應4?h;
8、s103.反應結束后過濾,取濾液用無水乙醇重結晶,將所得固體在真空干燥箱中干燥,得到所述短壽命熒光分子。
9、進一步優選地,長余輝夜光粒子為sral2o4:eu2?,dy3?,所述長余輝夜光粒子經3-氨丙基三乙氧基硅烷進行表面硅烷化處理。
10、進一步優選地,微膠囊化阻燃劑app@sio2的制備方法具體包括以下步驟:
11、s201.稱取聚磷酸銨,加入到去離子水中,攪拌形成均勻分散液;
12、s202.向上述分散液中滴加四乙氧基硅烷,滴加時間控制為5~30?min;
13、s203.加入氨水調節體系ph至8~11,控制反應溫度在25~45?℃,攪拌反應2~6h;
14、s204.反應結束后靜置沉降,采用離心法分離產物,重復去離子水洗滌3次;
15、s205.將所得固體置于真空干燥箱中,在50~70?℃條件下干燥8~16?h,研磨過篩,得到所述微膠囊化阻燃劑app@sio2。
16、進一步優選地,水性聚氨酯乳液為以二異氰酸酯、聚醚多元醇為原料,通過乳液聚合法制得的陰離子型水性聚氨酯樹脂乳液,固含量為30%~40%。
17、進一步優選地,交聯固化劑為三官能團聚異氰酸酯。
18、進一步優選地,成膜助劑為醇醚類表面活性劑或低分子醇類助溶劑,選自二丙二醇丁醚、乙二醇丁醚、己二醇單醚中的一種或多種。
19、一種具暫態熒光顯隱功能的夜光防火布料的制備方法,包括以下步驟:
20、s1.將微膠囊化阻燃劑、水性丙烯酸乳液、成膜助劑與去離子水混合,攪拌形成阻燃層漿料,將所述漿料均勻涂覆或浸軋于基層織物表面并干燥;
21、s2.將水性聚氨酯乳液、經3-氨丙基三乙氧基硅烷處理的長余輝夜光粒子、短壽命熒光分子、硅烷偶聯劑、交聯固化劑和去離子水混合,攪拌形成發光顯隱層漿料,并將其涂覆于阻燃層表面;
22、s3.對所得復合布料進行熱風干燥或熱壓處理,使涂層固化成膜,得到所述夜光防火布料。
23、進一步優選地,步驟s1中阻燃層漿料經80~120目網板刮涂后在50~70?℃條件下熱風干燥。
24、進一步優選地,步驟s2中發光顯隱層漿料的攪拌時間為20~60?min,攪拌速度為300~800?rpm。
25、本發明的有益效果:
26、相比傳統僅具持續發光或單一阻燃功能的布料,本發明引入短壽命熒光分子與長余輝夜光粒子協同構成的雙重發光體系,其中短壽命熒光分子可在特定激發光照射下瞬時顯色,并在撤去激發源后迅速消失,具有良好的暫態識別性與信息隱藏性;而長余輝夜光粒子則在光照后可持續發光數十分鐘,為夜間作業、逃生指引提供穩定可視性。通過對夜光粒子表面引入3-氨丙基三乙氧基硅烷進行硅烷化改性,有效提升了其在聚氨酯乳液中的分散性與界面相容性,提高了發光均勻性與涂層穩定性。在阻燃層方面,采用微膠囊化阻燃劑app@sio2,通過溶膠-凝膠法形成包覆結構,有效控制了阻燃劑在濕熱條件下的遷移與析出,提高了阻燃涂層的長期穩定性與水洗牢度,使布料的極限氧指數穩定在30%以上,炭化長度顯著降低,滿足安全防護等級要求。
1.一種具暫態熒光顯隱功能的夜光防火布料,其特征在于,該布料包括基層織物、阻燃層與發光顯隱層,所述發光顯隱層包含如下重量份計原料:短壽命熒光分子1~5份、長余輝夜光粒子5~20份、硅烷偶聯劑1~3份、水性聚氨酯乳液30~50份、交聯固化劑1~3份;
2.根據權利要求1所述的夜光防火布料,其特征在于,所述短壽命熒光分子為蒽-磺酰胺衍生物,其合成方法具體包括以下步驟:
3.根據權利要求1所述的夜光防火布料,其特征在于,所述長余輝夜光粒子為sral2o4:eu2?,dy3?,所述長余輝夜光粒子經3-氨丙基三乙氧基硅烷進行表面硅烷化處理。
4.根據權利要求1所述的夜光防火布料,其特征在于,所述阻燃層中的微膠囊化阻燃劑app@sio2的制備方法具體包括以下步驟:
5.根據權利要求1所述的夜光防火布料,其特征在于,所述水性聚氨酯乳液為以二異氰酸酯、聚醚多元醇為原料,通過乳液聚合法制得的陰離子型水性聚氨酯樹脂乳液,固含量為30%~40%。
6.根據權利要求1所述的夜光防火布料,其特征在于,所述交聯固化劑為三官能團聚異氰酸酯。
7.根據權利要求1所述的夜光防火布料,其特征在于,所述成膜助劑為醇醚類表面活性劑或低分子醇類助溶劑,選自二丙二醇丁醚、乙二醇丁醚、己二醇單醚中的一種或多種。
8.一種具暫態熒光顯隱功能的夜光防火布料的制備方法,夜光防火布料如權利要求1-7任一項所述,其特征在于,包括以下步驟:
9.根據權利要求8所述的夜光防火布料的制備方法,其特征在于,所述步驟s1中阻燃層漿料經80~120目網板刮涂后在50~70?℃條件下熱風干燥。
10.根據權利要求8所述的夜光防火布料的制備方法,其特征在于,所述步驟s2中發光顯隱層漿料的攪拌時間為20~60?min,攪拌速度為300~800?rpm。