[发明专利]一种基于BODIPY类染料的荧光蚕丝纤维及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于纺织材料技术领域，具体涉及一种基于BODIPY类染料的荧光蚕丝纤维及其制备方法。

背景技术：

众所周知，天然蚕丝的颜色为白色或者黄色，随着科技的不断进步，人们通过功能改性将蚕丝的颜色扩充为红色、绿色、橙色等等，除此之外还可具有荧光、防紫外、抗菌等功效，不仅扩大了蚕丝在纺织领域的运用，还开始涉及生物医学、防伪鉴定等领域。

目前，荧光蚕丝的方法主要有三种：转基因工程、蚕丝后处理和喂食法，其中转基因工程和喂食法都有很多不能控制的因素，而且过程复杂、成本高、效率低，传统的蚕丝后整理方法是通过染料对蚕丝进行染色，因染料与蚕丝的结合度不高，废水中染料的含量达，对环境造成很大的污染。中国专利CN 103275702B公开的一种抗拉伸、抗紫外的强红色荧光蚕丝的制备方法，是通过将蚕丝、氯金酸和氢氧化钠混合后经马弗炉加热反应得到浅黄色蚕丝，在经恒温干燥处理得到具有强红色荧光的蚕丝纤维。该方法制备的方法简便，但是经马弗炉加热处理后蚕丝的结构受到破坏，机械性降低，使用范围受到限制。中国专利CN103225217A公开的一种蚕丝纤维针织物获得荧光色的染色方法，将练漂后的蚕丝纤维织物先经润湿和改性剂处理后，经阳离子荧光染料和匀染剂加热保温染色处理，最后采用溢流水洗，常规皂洗，聚氨酯类环保固色剂固色和烘干得到荧光色的蚕丝纤维。该方法是是通过染色的方法将荧光染料附着于蚕丝织物的表面，是织物获得荧光色，但是这种染色工艺制备荧光纤维的性能不稳定，荧光染料与蚕丝纤维的结合度不高，使用时性能不稳定。

随着微纳米技术的不断成熟，微纳米技术被研究者广泛运用于蚕丝纤维材料。中国专利CN 101275362A公开的一种组装了量子点纳米粒子的荧光蚕丝的制备方法，是以蚕丝为基质，通过静电吸附作用在蚕丝表面连接一层有机高分子材料，通过该有机高分子材料再吸附量子点纳米粒子，再通过量子点纳米粒子吸附有机高分子，得到一次或多次量子点包覆的应该蚕丝纤维，该方法制备的荧光蚕丝纤维的荧光物质与蚕丝纤维的结合度不高，且易造成荧光强度不均，影响使用效果。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种基于BODIPY类染料的荧光蚕丝纤维及其制备方法，是通过微米级沸石吸附和低分子量壳聚糖交联的作用，将水溶性的BODIPY类染料附着于蚕丝纤维的内部与表面，使荧光染料牢固的包覆于蚕丝纤维得到荧光性能优异的荧光蚕丝纤维。该方法制备的荧光蚕丝纤维荧光稳定、强度高、颜色均匀，能大规模生产，而且制备的蚕丝纤维的机械性能好，柔软度高，可运用于纺织、生物医疗、防伪等诸多领域。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种基于BODIPY类染料的荧光蚕丝纤维，其特征在于，所述基于BODIPY类染料的荧光蚕丝纤维包括天然蚕丝纤维、沸石、亲水荧光染料和低分子量壳聚糖，所述天然蚕丝纤维的颜色可为白色、黄色或者彩色，所述沸石为锰氧化物改性沸石，所述亲水荧光染料为水溶性BODIPY类染料。

作为上述技术方案的优选，所述锰氧化物改性沸石的粒径为50-100微米，所述水溶性BODIPY类染料为季铵盐型氟硼二吡咯染料或者磺酸盐型氟硼二吡咯染料。

本发明还提供一种基于BODIPY类染料的荧光蚕丝的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)天然蚕丝纤维经脱胶处理后，浸渍于温水中振荡溶胀，再浸渍于含沸石的水溶液中，超声，取出水洗，自然晾干得到预处理的天然蚕丝纤维；

(2)将步骤(1)制备的预处理的天然蚕丝纤维，以浴比1:40，先浸入亲水荧光染料，取出，然后浸入低分子量壳聚糖溶液，取出，再浸入亲水荧光染料，取出，最后浸入低分子量壳聚糖溶液，取出烘干得到荧光染色的蚕丝纤维；

(3)将步骤(2)制备的荧光染色的蚕丝纤维经乙醇水蒸汽汽蒸处理，加热固化，水洗去除表面结合不牢的物质，烘干定型得到基于BODIPY类染料的荧光蚕丝纤维。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，所述温水的温度为30-45℃，所述振荡的时间为10-30min。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，所述含沸石的水溶液中沸石的质量分数为0.5-5％。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，所述超声的频率为200-300W，超声的时间为30-60min。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，亲水荧光染料的浓度为5-15g/ml。