有色超高分子量聚乙烯纖維的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種有色超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，屬于紡織材料的染色技術(shù)領(lǐng)域。包括預(yù)定形、絡(luò)筒和染色，所述的染色包括預(yù)處理、上染和后處理，將預(yù)定形、絡(luò)筒后的纖維經(jīng)預(yù)處理后，在勻染劑和具有膨化、增塑作用的導(dǎo)染劑存在情況下，添加分散染料或酸性染料進(jìn)行染色，染色結(jié)束后將染液迅速排掉，立即注入冷凍水，冷凍水溫度為-5℃～20℃，處理5～10分鐘后，進(jìn)行后處理。本發(fā)明專利技術(shù)有色超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，具有上染率高、染色均勻、工藝簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于制備有色超高分子量聚乙烯纖維。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種，屬于紡織材料的染色

技術(shù)介紹
超高分子量聚乙烯纖維(UHMW PE)又稱為高強(qiáng)高模量聚乙烯纖維，因其優(yōu)異的力學(xué)性能、穩(wěn)定的化學(xué)性能以及理想的機(jī)械性能，作為特種纖維和高性能纖維，被廣泛應(yīng)用于航空航天、軍工機(jī)械、交通運(yùn)輸、運(yùn)動(dòng)器械等領(lǐng)域。然而，由于相對(duì)分子量較高，聚乙烯的取向度也較高，分子排列規(guī)整，結(jié)晶度較高，染色較為困難。目前，常規(guī)的方法主要有兩種，一種是采用添加染色母粒的方法，另一種是進(jìn)行改性的方法。添加色母粒的方法是將色母粒添加到切片中，然后進(jìn)行熔融紡絲，這種方法可以使纖維染色，然而色母粒與切片之間的相容性較差，熔體的流變性和可紡性不佳，同時(shí)，母粒的引入導(dǎo)致后續(xù)生產(chǎn)獲得的纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞，纖維強(qiáng)度大大降低，無(wú)法發(fā)揮其高強(qiáng)度的優(yōu)勢(shì)，加之這種生產(chǎn)工藝靈活性較差，各種色絲品種更換較為麻煩，因而無(wú)法得到大規(guī)模的應(yīng)用；采用改性的方法，如在超臨界條件下進(jìn)行染色，但反應(yīng)條件較苛刻，溫度或壓力的微小差異都會(huì)影響最終產(chǎn)品的染色情況，因而無(wú)法得以大規(guī)模應(yīng)用。有基于此，做出本專利技術(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是針對(duì)目前超高分子量聚乙烯纖維染色是通過紡絲時(shí)加入顏料色母粒等進(jìn)行染色，這種染色方式存在顏色單一、品種轉(zhuǎn)換時(shí)工藝條件繁瑣以及需具備一定數(shù)量才能進(jìn)行紡絲染色加工等諸多問題，本專利技術(shù)提供一種上染率高、染色均勻、工藝簡(jiǎn)便，適合各種顏色、大批量或小批量的。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下 ，包括預(yù)定形、絡(luò)筒和染色，所述的染色包括預(yù)處理、上染和后處理，將預(yù)定形、絡(luò)筒后的纖維經(jīng)預(yù)處理后，在勻染劑和具有膨化、增塑作用的導(dǎo)染劑(型號(hào)為G-202，廠家紹興金漁紡織新技術(shù)有限公司)存在情況下，添加分散染料或酸性染料進(jìn)行染色，染色結(jié)束后將染液迅速排掉，立即注入冷凍水，冷凍水溫度為_5°C 20°C，處理5-10分鐘后，進(jìn)行后處理。本專利技術(shù)技術(shù)方案進(jìn)一步的設(shè)置如下 所述的預(yù)定形的溫度為90°C 120°C,預(yù)定形時(shí)間為60 80分鐘。所述的絡(luò)筒卷繞速度為600 1000 m/min,張力為O. 05cN 30cN，超喂率為O 30%。所述的預(yù)處理是指采用氧化劑對(duì)纖維表面進(jìn)行親和力改性，處理時(shí)間為5 120分鐘，優(yōu)選5 30分鐘，更優(yōu)選15分鐘 25分鐘，排出氧化劑，加入軟水，用堿液中和至中性，軟水沖洗纖維。所述的氧化劑是指20% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))以上的硫酸、20% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))以上的硝酸或10% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))以上的高錳酸鉀中的一種；堿液是濃度為5% 30% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))的NaOH。所述的硫酸濃度為50% 100% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，優(yōu)選85% 95% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))；硝酸濃度為40% 95% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，優(yōu)選80% 90% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))。所述的分散染料的染色溫度為80°C 130°C，優(yōu)選100°C 125 °C，更優(yōu)選11 (TC 120°C，勻染劑采用高溫勻染劑(型號(hào)為G-201，廠家紹興金漁紡織新技術(shù)有限公司)用量為O. 5% 8% (ο. w. f.)，優(yōu)選 2% 6% (o. w. f.),更優(yōu)選 2. 5% 4% (o. w. f.),導(dǎo)染劑用量為1% 15% (ο. w. f.)，優(yōu)選 4% 10% (o. w. f.),更優(yōu)選 7% 9% (o. w. f.)，染色時(shí)間 20 分鐘 180分鐘，優(yōu)選50分鐘 120分鐘，更優(yōu)選60分鐘 80分鐘。所述的酸性染料的染色溫度80°C 110°C，優(yōu)選90°C 105°C，更優(yōu)選98°C 102°C，勻染劑采用酸性勻染劑(型號(hào)TBW-951，廠家紹興德美化工有限公司)用量為O. 5% 8% (o. w. f.),優(yōu)選 2% 6% (o. w. f.),更優(yōu)選 2. 5% 4% (o. w. f.)，導(dǎo)染劑用量1% 15% (ο. w. f.)，優(yōu)選 4% 10% (o. w. f.),更優(yōu)選 7% 9% (o. w. f.)，染色時(shí)間 30 分鐘 150分鐘，優(yōu)選50分鐘 120分鐘，更優(yōu)選70分鐘 90分鐘。所述冷凍水溫度優(yōu)選為O °C 8 °C，更優(yōu)選為O °C 5 °C。所述的后處理是將纖維清洗后采用水性聚氨酯(型號(hào)ADM_Z706，廠家奧德美(淄博)高分子材料有限公司)進(jìn)行固色，再經(jīng)脫水、烘干。所述的清洗為還原清洗或皂洗，清洗溫度為400C 90°C，60°C 85°C，更優(yōu)選70°C 80°C，清洗時(shí)間10分鐘 40分鐘，優(yōu)選15分鐘 30分鐘，更優(yōu)選15分鐘 20分鐘；水性聚氨酯用量3% 30%(o. w. f.),優(yōu)選6% 18%(ο· w. f.),更優(yōu)選10% 15%(o. w. f.),處理溫度為20 V 50°C，優(yōu)選30 V 45°C，更優(yōu)選35 V 40°C，處理時(shí)間5分鐘 40分鐘，優(yōu)選10分鐘 30分鐘，更優(yōu)選15分鐘 20分鐘；烘干采取真空烘干，烘干溫度為50°C 100°C，優(yōu)選 60°C 90°C，更優(yōu)選 70V 80°C，真空度為-O. 020MPa -O. 098MPa,優(yōu)選-O. 040MPa -O. 090MPa,更優(yōu)選-O. 075MPa -O. 085MPa。所述的清洗中采用的是還原清洗劑(型號(hào)G_271，廠家紹興金漁紡織新技術(shù)有限公司)或凈化劑(型號(hào)G-261，廠家紹興金漁紡織新技術(shù)有限公司)。由于聚乙烯是一種非極性分子，結(jié)晶度高，分子鏈?zhǔn)怯蒀-C鍵連接而成，C原子上連接的是H原子，這種結(jié)構(gòu)完全不含親染料的極性基團(tuán)，所以各種染料對(duì)其纖維的親和力非常差，需要采用化學(xué)或物理的方法將其纖維表面進(jìn)行處理，使纖維表面具有一定數(shù)量的極性基團(tuán)，以提高對(duì)染料的親和力。本專利技術(shù)采用強(qiáng)氧化劑的方法對(duì)纖維表面進(jìn)行改性，所用強(qiáng)氧化劑為硫酸、硝酸、高錳酸鉀等具有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)，經(jīng)氧化劑處理后，在纖維表面形成一定數(shù)量的極性基團(tuán)羥基、羧基，使染料分子對(duì)纖維具有一定的親和力，從而提高染料的上染率和牢度。在染色時(shí)加入對(duì)纖維起膨化、增塑作用的導(dǎo)染劑，使纖維在相對(duì)低的溫度下軟化，染料分子更容易進(jìn)入纖維內(nèi)部，染色結(jié)束時(shí)，迅速將染液排掉，立即注入冷凍水，使膨化的纖維迅速收縮，染料分子被鑲嵌在纖維內(nèi)部，從而提高纖維的著色深度和染色牢度。染色后的纖維需經(jīng)清洗，去除浮色，再通過水性聚氨酯對(duì)纖維進(jìn)行包覆，使其纖維表面形成一層致密的包覆膜，進(jìn)一步提高染色牢度。水性聚氨酯處理后，經(jīng)過脫水、一定溫度下真空烘干，絡(luò)筒，經(jīng)檢驗(yàn)合格后包裝入庫(kù)。采用本專利技術(shù)技術(shù)方案染色得到的聚乙烯纖維，其上染率、染色均勻性、耐水洗牢度、日曬牢度等各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到滿意的效果，纖維各項(xiàng)物理力學(xué)性能均達(dá)到理想效果。附圖說(shuō)明 圖1為本專利技術(shù)的有色超高分子量聚乙烯纖維的制備流程 圖2為實(shí)施例1的染色工藝曲線 圖3為實(shí)施例2的染色工藝曲線 圖4為實(shí)施例3的染色工藝曲線 圖5為實(shí)施例4的染色工藝曲線 圖6為實(shí)施例5的染色工藝曲線圖。具體實(shí)施例方式本實(shí)施方式中均以400D/240F的有色超高分子量聚乙烯纖維制備的具體工藝說(shuō)明。(I)預(yù)處理工序超高分子量聚乙烯纖維的預(yù)處理。首先在HT-S蒸紗機(jī)中進(jìn)行預(yù)縮，處理溫度為105°C，處理時(shí)間為80分鐘，經(jīng)過預(yù)縮后的絲在SSM精密絡(luò)筒機(jī)上絡(luò)筒，絡(luò)筒機(jī)卷繞速度為1000 m/min，張力為2cN，超喂本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
有色超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于：包括預(yù)定形、絡(luò)筒和染色，所述的染色包括預(yù)處理、上染和后處理，將預(yù)定形、絡(luò)筒后的纖維經(jīng)預(yù)處理后，在勻染劑和具有膨化、增塑作用的導(dǎo)染劑存在情況下，添加分散染料或酸性染料進(jìn)行染色，染色結(jié)束后將染液迅速排掉，立即注入冷凍水，冷凍水溫度為?5℃～20℃，處理5～10分鐘后，進(jìn)行后處理。

【技術(shù)特征摘要】
1.有色超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于包括預(yù)定形、絡(luò)筒和染色，所述的染色包括預(yù)處理、上染和后處理，將預(yù)定形、絡(luò)筒后的纖維經(jīng)預(yù)處理后，在勻染劑和具有膨化、增塑作用的導(dǎo)染劑存在情況下，添加分散染料或酸性染料進(jìn)行染色，染色結(jié)束后將染液迅速排掉，立即注入冷凍水，冷凍水溫度為-5V 20°C,處理5 10分鐘后,進(jìn)行后處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有色超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于所述的預(yù)定形的溫度90°C 120°C，預(yù)定形時(shí)間為60 80分鐘。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有色超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于所述的絡(luò)筒卷繞速度為600m/min 1000 m/min,張力為O. 05cN 30cN，超喂率為O 30%。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有色超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于，所述的預(yù)處理是指采用氧化劑對(duì)纖維表面進(jìn)行親和力改性，處理時(shí)間為5 120分鐘，排出氧化劑，加入軟水，用堿液中和至中性，再進(jìn)軟水沖洗纖維。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有色超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于所述的氧化劑是指20%以上的硫酸、20%以上的硝酸或10%以上的高錳酸鉀中的一種，氧化劑處理時(shí)間為5-30分鐘；堿液是5% 30%的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：金國(guó)周，李杰昌，成柱鑫，何林偉，鄭國(guó)全，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：紹興金漁紡織新技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：