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一种电致发光纤维、纱线和织物及其制备方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-10-16 14:46:23

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 王正伦 | 2023-10-16 14:46:24

1.一种电致发光纤维,包括:两个以上的导电层;以及,设置在导电层之间的发光层。2.根据权利要求1所述的电致发光纤维,其特征在于,所述发光层含有第一聚合物材料和电致发光材料。3.根据权利要求2所述的电致发光纤维,其特征在于,所述导电层包括内导电层、外透明导电层;所述内导电层、发光层和外透明导电层自内而外依次设置。4.根据权利要求2所述的电致发光纤维,其特征在于,两个以上的导电层布置在发光层中;优选地,所述导电层优选为导电丝;进一步优选地,所述两个以上的导电层相互平行设置。

本发明提供一种电致发光纤维,具有两个以上的导电层;以及,设置在导电层之间的发光层,其结构简单,性能可靠,发光效果良好,发光层与导电层的结合牢固,并且优化方案可以实现分别或同时现实不同颜色或颜色的组合。另外,本发明还提供了制备电致发光纤维的方法,生产成本低、操作简单、易于批量制备、丝径可控、结构可控、对环境友善等优点,并且,本发明使用上述电致发光纤维制备了电致发光纱线以及电致发光织物,本发明的电致发光纤维/织物抗弯折,兼具出色的阻燃性、抗电磁干扰、抗紫外老化及优异可穿戴性等特点,在极端温度、PH等环境下显示亮度仍然能够保持稳定,在马丁代尔5000次耐磨循环下发光亮度仍然能够稳定。

随着生活质量的提高,人们对智能化、功能化、小型化器件的要求越来越高,智能可穿戴织物也成为了各国学者们乐此不疲的研究对象,需求市场逐渐扩大。智能可穿戴织物的研发满足人们对传感、储能、热管理、变色及发光等不同功能的需求,其中发光织物也在显示、通讯及智能机器人等领域有着重要而广泛的应用价值。常见的发光材料包括光致发光、电致发光、射线发光、热释发光、光释发光及辐射发光等,其中电致发光是一种在直流或交流电场的作用下使材料发光的现象,属于电控发光方式。因此电致发光纤维及其织物具有响应速度快、亮度高及易加工、易操控等优势。

目前制备电致发光纤维的工艺有很多,如中国发明专利CN108093535A公开一种高弹性电致发光纤维制备方法,该方法设计多通道并行挤出针头,挤出发光活性层包裹两根平行排列水凝胶电极的纤维结构,但是由于该结构的发光强度最大点位于纤维的中心区域,因此纤维的亮度将受到一定衰减,并且所用基底材料选用也受到限制,其水凝胶电极受环境影响较大,且成本较高,难以实现批量制备;中国发明专利CN1427652A公开一种电致发光纤维的制备方法,从里到外它包括中央电极、电介质绝缘层、发光层、透明电极和辅助电极、防老化填料和保护套管等。电介质层和发光层均采用浸涂拉伸方法制备,透明电极采用反应蒸镀的方法制备,其制备工艺复杂成本高,难以实现大批量生产。中国发明专利CN107275498 A公开一种柔性电致发光器件及其制备方法,其包括导电纳米纤维束、涂覆在导电纳米纤维束表面的发光层和包覆在发光层表面的透明导电膜,其中透明导电膜涉及电镀、气相沉积等工艺,其制备成本高,难以批量生产。

华中科技大学(Huazhong University of Science and Technology),简称华中大、华科大 ,位于湖北省武汉市,是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流”“985工程”“211工程”、入选“强基计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划2.0,是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地,为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟 、国际应用科技开发协作网 、全球能源互联网大学联盟成员。

本发明涉及的电致发光纤维具有结构简单,且制备方法简便,可批量生产,丝径可控,结构独特等多方面特点。该电致发光纤维发光效果良好,发光层与导电层的结合牢固,控制孔数量及分布可制备出多电极发光纤维,多电极发光纤维能更加准确、稳定的控制发光效果,同时也能调控电致变色纤维的颜色(如单色电致发光纤维、双色电致发光纤维、三色电致发光纤维)。除此之外还可以进一步编制成织物,且在弯曲和折叠的状态下也不容易发生损坏,兼具出色的可穿戴性和发光效果的特点。未来该电致发光纤维还可以广泛运用于服饰、装饰、工业、渔业、交通等领域。

本专利成果采用技术转让,技术入股,技术合作等成果转化方式,希望进一步实现该专利的有益效果,有兴趣皆可面议。