一种可示温纤维及其制备方法
【专利摘要】一种可示温纤维及其制备方法，它涉及一种纤维及其改性方法。本发明的目的是要解决现有纤维使用过程中，很难对其所经历的最高温度进行实时检测，对纤维的后续使用性能评价存在困难的问题。一种可示温纤维由纤维和示温涂料制备的；所述的可示温纤维上涂覆的示温涂料的厚度为20μm～55μm。方法：将纤维浸泡在丙酮中进行超声处理，再将示温涂料进行搅拌，静置，再将搅拌后的示温涂料均匀的涂覆在干燥后的纤维的一面或两面上，得到涂覆示温涂料后的纤维；再进行干燥，得到可示温纤维。本发明可获得一种可示温纤维及其制备方法。
【专利说明】一种可示温纤维及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种纤维及其改性方法。
【背景技术】
[0002]随着生活水准和科学技术水平的日益发展，民用制品和高尖端科技产品对纤维材料提出了更高的要求，因此具有高强度、高模量等优异性能的纤维已成为迫切需要发展的新材料。高性能纤维一般是指具有高强度、高模量、耐化学药品、耐气候等特性的纤维材料。它是近年来纤维材料领域发展迅速的一类特种纤维，其应用十分广泛。特别需要指出的是，高性能纤维是先进复合材料的重要增强材料，由于具有高强度、高模量、优异的物理性能和化学稳定性等特点，世界各国对发展高性能纤维予以高度重视，对高性能纤维的研宄和开发给予了大量的人力和物力。迄今为止，高性能纤维及其复合材料已广泛应用于航空航天、工业及其他多个领域。例如，当高性能纤维与树脂、橡胶、陶瓷、玻璃、金属等进行复合后，可制做成各种结构材料和功能材料，进而应用于火箭、卫星、导弹、飞机等空天高【技术领域】。同时，高性能纤维及其增强复合材料在汽车、机械、化工、体育、医疗等民用行业的用途也日益扩大。
[0003]虽然高性能纤维具有很多的优点，但是纤维的性能在使用过程中会受到很多因素的影响，如环境、介质等，特别是材料的使用温度将会对高性能纤维及其复合材料的性能产生巨大的影响。一般来讲，随着纤维所处温度的升高，纤维的力学性能会逐渐降低，最终甚至完全失去使用价值，最终严重影响纤维制品、纤维增强复合材料原有的高性能。因此，在纤维经历一定环境温度后，评估其后续的使用性能成为一项重要的工作，有时甚至需要破坏制品进行采样测试，实际操作意义得不偿失。另外，即使掌握纤维性能与温度的对应关系，但是在纤维使用过程中，很难对其所经历的最高温度进行实时检测。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是要解决现有纤维使用过程中，很难对其所经历的最高温度进行实时检测，对纤维的后续使用性能评价存在困难的问题，而提供一种可示温纤维及其制备方法。
[0005]一种可示温纤维由纤维和示温涂料制备的；所述的可示温纤维上涂覆的示温涂料的厚度为20 μ m?55 μ m。
[0006]一种可示温纤维的制备方法，具体是按以下步骤制备的:
[0007]一、将纤维浸泡在丙酮中，再在超声功率为200W?400W下超声处理0.5h?2.5h，得到丙酮浸泡后的纤维；将丙酮浸泡后的纤维在温度为30°C?45°C的条件下干燥24h?72h，得到干燥后的纤维；
[0008]二、在室温下将示温涂料在搅拌速度为500r/min?1500r/min的条件下搅拌0.5h?2h，再静置15min?30min，得到搅拌后的示温涂料；
[0009]三、将干燥后的纤维平铺在玻璃板上，再将搅拌后的示温涂料均匀的涂覆在干燥后的纤维的一面或两面上，得到涂覆示温涂料后的纤维；
[0010]四、将涂覆示温涂料后的纤维在温度为25°C?80°C的条件下干燥Ih?48h，得到可示温纤维。
[0011]本发明的优点:
[0012]一、本发明在纤维表面构筑可示温的涂层，进而使纤维在不同的环境温度下会呈现出不同的对应颜色，从而通过直接观察纤维的颜色就可以了解纤维在使用过程中所经历的最高温度；
[0013]二、本发明在一定程度上解决了纤维性能评价的困难，同时也为某些环境温度检测提供了一种简便方案。
[0014]本发明可获得一种可示温纤维及其制备方法。
【具体实施方式】
[0015]【具体实施方式】一:本实施方式是一种可示温纤维由纤维和示温涂料制备的；所述的可示温纤维上涂覆的示温涂料的厚度为20 μ m?55 μ m。
[0016]本实施方式使用的示温涂料是购买自中昊北方涂料工业研宄设计院有限公司；牌号为:SW-M-1。
[0017]本实施方式的优点:
[0018]一、本实施方式在纤维表面构筑可示温的涂层，进而使纤维在不同的环境温度下会呈现出不同的对应颜色，从而通过直接观察纤维的颜色就可以了解纤维在使用过程中所经历的最高温度；
[0019]二、本实施方式在一定程度上解决了纤维性能评价的困难，同时也为某些环境温度检测提供了一种简便方案。
[0020]本实施方式可获得一种可示温纤维及其制备方法。
[0021]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一的不同点是:所述的示温涂料涂覆在纤维的一面或两面上；所述的纤维的形状为长丝状或织物状。其他与【具体实施方式】一相同。
[0022]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二的不同点是:所述的纤维为芳纶纤维、聚对苯撑苯并双口恶唑纤维、聚苯撑吡啶并咪唑纤维、聚酰亚胺纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玻璃纤维和聚芳酯纤维中的一种或其中几种的混合物。其他与【具体实施方式】一或二相同。
[0023]【具体实施方式】四:本实施方式是一种可示温纤维的制备方法，具体是按以下步骤制备的:
[0024]一、将纤维浸泡在丙酮中，再在超声功率为200W?400W下超声处理0.5h?2.5h，得到丙酮浸泡后的纤维；将丙酮浸泡后的纤维在温度为30°C?45°C的条件下干燥24h?72h，得到干燥后的纤维；
[0025]二、在室温下将示温涂料在搅拌速度为500r/min?1500r/min的条件下搅拌0.5h?2h，再静置15min?30min，得到搅拌后的示温涂料；
[0026]三、将干燥后的纤维平铺在玻璃板上，再将搅拌后的示温涂料均匀的涂覆在干燥后的纤维的一面或两面上，得到涂覆示温涂料后的纤维；
[0027]四、将涂覆示温涂料后的纤维在温度为25°C?80°C的条件下干燥Ih?48h，得到可示温纤维。
[0028]本实施方式使用的示温涂料是购买自中昊北方涂料工业研宄设计院有限公司；牌号为:SW-M-1。
[0029]本实施方式的优点:
[0030]一、本实施方式在纤维表面构筑可示温的涂层，进而使纤维在不同的环境温度下会呈现出不同的对应颜色，从而通过直接观察纤维的颜色就可以了解纤维在使用过程中所经历的最高温度；
[0031]二、本实施方式在一定程度上解决了纤维性能评价的困难，同时也为某些环境温度检测提供了一种简便方案。
[0032]本实施方式可获得一种可示温纤维及其制备方法。
[0033]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】四的不同点是:步骤一中所述的纤维的形状为长丝状或织物状。其他与【具体实施方式】四相同。
[0034]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】四或五的不同点是:步骤一中所述的纤维为芳纶纤维、聚对苯撑苯并双口恶唑纤维、聚苯撑吡啶并咪唑纤维、聚酰亚胺纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玻璃纤维和聚芳酯纤维中的一种或其中几种的混合物。其他与【具体实施方式】四或五相同。
[0035]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】四至六的不同点是:步骤四中所述的可示温纤维上涂覆的示温涂料的厚度为20 μπι?55 μπι。其他与【具体实施方式】四至六相同。
[0036]【具体实施方式】八:本实施方式与【具体实施方式】四至七的不同点是:步骤一中将纤维浸泡在丙酮中，再在超声功率为200W?400W下超声处理1.5h?2.5h，得到丙酮浸泡后的纤维；将丙酮浸泡后的纤维在温度为35°C?45°C的条件下干燥48h?72h，得到干燥后的纤维。其他与【具体实施方式】四至七相同。
[0037]【具体实施方式】九:本实施方式与【具体实施方式】四至八的不同点是:步骤三中所述的将搅拌后的示温涂料均匀的涂覆在干燥后的纤维的两面是按以下步骤操作的:将搅拌后的示温涂料均匀的涂覆在干燥后的纤维的一面上，再在温度为25°C?80°C下干燥Ih?48h，得到一面涂覆示温涂料的纤维；再将一面涂覆示温涂料的纤维进行翻转，再在纤维的另一面上均匀的涂覆示温涂料，得到两面涂覆示温涂料后的纤维。其他与【具体实施方式】四至八相同。
[0038]【具体实施方式】十:本实施方式与【具体实施方式】四至九的不同点是:步骤四中将涂覆示温涂料后的纤维在温度为50°C?80°C的条件下干燥1h?30h，得到可示温纤维。其他与【具体实施方式】四至九相同。
[0039]采用以下试验验证本发明的有益效果:
[0040]试验一:一种可示温纤维的制备方法，具体是按以下步骤制备的:
[0041]一、将芳纶纤维织物浸泡在丙酮中，再在超声功率为400W下超声处理lh，得到丙酮浸泡后的芳纶纤维织物；将丙酮浸泡后的芳纶纤维织物在温度为40°C的条件下干燥24h，得到干燥后的芳纶纤维织物；
[0042]二、在室温下将示温涂料在搅拌速度为lOOOr/min的条件下搅拌1.5h，再静置20min，得到搅拌后的示温涂料；
[0043]三、将干燥后的芳纶纤维织物平铺在玻璃板上，再将搅拌后的示温涂料均匀的涂覆在干燥后的芳纶纤维织物的表面上，得到涂覆示温涂料后的芳纶纤维织物；
[0044]四、将涂覆示温涂料后的芳纶纤维织物在温度为60°C的条件下干燥2h，得到可示温芳纶纤维织物；
[0045]步骤四中所述的可示温芳纶纤维织物上涂覆的搅拌后的示温涂料的厚度为35 μ m0
[0046]本试验使用的示温涂料是购买自中昊北方涂料工业研宄设计院有限公司；牌号为 -SW-M-10
[0047]变色实验:将芳纶纤维织物和试验一步骤四得到的可示温芳纶纤维织物同时置于150°C、200°C、250°C条件下恒温5min，观察颜色变化。芳纶纤维织物和试验一步骤四得到的可示温芳纶纤维织物在150°C下恒温5min后可以看到，芳纶纤维织物的颜色未发生变化，和室温下的颜色一样，呈现墨绿色。而试验一步骤四得到的可示温芳纶纤维织物在150°C下恒温5min后颜色由室温下的墨绿色变化为草绿色；
[0048]芳纶纤维织物和试验一步骤四得到的可示温芳纶纤维织物在200°C下恒温5min后可以看到，芳纶纤维织物的颜色未发生变化，和室温下的颜色一样，而试验一步骤四得到的可示温芳纶纤维织物在200°C下恒温5min后颜色由室温下的墨绿色变化为浅黄色；
[0049]芳纶纤维织物和试验一步骤四得到的可示温芳纶纤维织物在250°C下恒温5min后可以看到，芳纶纤维织物的颜色未发生变化，和室温下的颜色一样，而试验一步骤四得到的可示温芳纶纤维织物在250°C下恒温5min后颜色由室温下的墨绿色变化为深黄色。
【权利要求】
1.一种可示温纤维，其特征在于一种可示温纤维由纤维和示温涂料制备的；所述的可示温纤维上涂覆的示温涂料的厚度为20 μ--?55 μπι。
2.根据权利要求1所述的一种可示温纤维，其特征在于所述的示温涂料涂覆在纤维的一面或两面上；所述的纤维的形状为长丝状或织物状。
3.根据权利要求1所述的一种可示温纤维，其特征在于所述的纤维为芳纶纤维、聚对苯撑苯并双口恶唑纤维、聚苯撑吡啶并咪唑纤维、聚酰亚胺纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玻璃纤维和聚芳酯纤维中的一种或其中几种的混合物。
4.一种可示温纤维的制备方法，其特征在于一种可示温纤维的制备方法具体是按以下步骤制备的: 一、将纤维浸泡在丙酮中，再在超声功率为200W?400W下超声处理0.5h?2.5h，得到丙酮浸泡后的纤维；将丙酮浸泡后的纤维在温度为30°C?45°C的条件下干燥24h?72h，得到干燥后的纤维； 二、在室温下将示温涂料在搅拌速度为500r/min?1500r/min的条件下搅拌0.5h?2h，再静置15min?30min，得到搅拌后的示温涂料； 三、将干燥后的纤维平铺在玻璃板上，再将搅拌后的示温涂料均匀的涂覆在干燥后的纤维的一面或两面上，得到涂覆示温涂料后的纤维； 四、将涂覆示温涂料后的纤维在温度为25°C?80°C的条件下干燥lh?48h，得到可示温纤维。
5.根据权利要求4所述的一种可示温纤维的制备方法，其特征在于步骤一中所述的纤维的形状为长丝状或织物状。
6.根据权利要求4所述的一种可示温纤维的制备方法，其特征在于步骤一中所述的纤维为芳纶纤维、聚对苯撑苯并双口恶唑纤维、聚苯撑吡啶并咪唑纤维、聚酰亚胺纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玻璃纤维和聚芳酯纤维中的一种或其中几种的混合物。
7.根据权利要求4所述的一种可示温纤维的制备方法，其特征在于步骤四中所述的可示温纤维上涂覆的示温涂料的厚度为20 μπι?55 μπι。
8.根据权利要求4所述的一种可示温纤维的制备方法，其特征在于步骤一中将纤维浸泡在丙酮中，再在超声功率为200W?400W下超声处理1.5h?2.5h，得到丙酮浸泡后的纤维；将丙酮浸泡后的纤维在温度为35°C?45°C的条件下干燥48h?72h，得到干燥后的纤维。
9.根据权利要求4所述的一种可示温纤维的制备方法，其特征在于步骤三中所述的将搅拌后的示温涂料均匀的涂覆在干燥后的纤维的两面是按以下步骤操作的:将搅拌后的示温涂料均匀的涂覆在干燥后的纤维的一面上，再在温度为25°C?80°C下干燥lh?48h，得到一面涂覆示温涂料的纤维；再将一面涂覆示温涂料的纤维进行翻转，再在纤维的另一面上均匀的涂覆示温涂料，得到两面涂覆示温涂料后的纤维。
10.根据权利要求4所述的一种可示温纤维的制备方法，其特征在于步骤四中将涂覆示温涂料后的纤维在温度为50°C?80°C的条件下干燥10h?30h，得到可示温纤维。
【文档编号】D06M23/00GK104499298SQ201510001506
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2015年1月4日 优先权日:2015年1月4日
【发明者】黄玉东, 王芳, 吴亚东, 刘丽, 黎俊 申请人:哈尔滨工业大学