超高分子量聚乙烯纖維的染色加工方法技術

本發(fā)明專利技術公開了一種超高分子量聚乙烯纖維的染色加工方法，屬于紡織材料的染色技術領域。包括預處理、上染和后處理，所述的上染是指預處理后的纖維在勻染劑和具有膨化、增塑作用的導染劑存在情況下，添加分散染料或酸性染料進行上染，上染結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，進行后處理。本發(fā)明專利技術超高分子量聚乙烯纖維的染色工藝，具有上染率高、染色均勻、工藝簡便等優(yōu)點，可應用于有色超高分子量聚乙烯纖維的制備中。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種，屬于紡織材料的染色

技術介紹
超高分子量聚乙烯纖維(UHMW PE)又稱為高強高模量聚乙烯纖維，因其優(yōu)異的力學性能、穩(wěn)定的化學性能以及理想的機械性能，作為特種纖維和高性能纖維，被廣泛應用于航空航天、軍工機械、交通運輸、運動器械等領域。然而，由于相對分子量較高，聚乙烯的取向度也較高，分子排列規(guī)整，結晶度較高，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，母粒的引入導致后續(xù)生產獲得的纖維內部結構被破壞，纖維強度大大降低，無法發(fā)揮其高強度的優(yōu)勢，加之這種生產工藝靈活性較差，各種色絲品種更換較為麻煩，因而無法得到大規(guī)模的應用；采用改性的方法，如在超臨界條件下進行染色，但反應條件較苛刻，溫度或壓力的微小差異都會影響最終產品的上染情況，因而無法得以大規(guī)模應用。有基于此，做出本專利技術。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對目前超高分子量聚乙烯纖維染色是通過紡絲時加入顏料色母粒等進行染色，這種染色方式存在顏色單一、品種轉換時工藝條件繁瑣以及需具備一定數量才能進行紡絲染色加工等諸多問題，本專利技術提供一種上染率高、染色均勻、工藝簡便，適合各種顏色、大批量或小批量的。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下 ，包括預處理、上染和后處理，所述的上染是指預處理后的纖維在勻染劑和具有膨化、增塑作用的導染劑(型號為G-202，廠家紹興金漁紡織新技術有限公司)存在情況下，添加分散染料或酸性染料進行上染，上染結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，進行后處理。本專利技術技術方案進一步的設置如下 所述的預處理是指采用氧化劑對纖維表面進行親和力改性，處理時間為5 120分鐘，優(yōu)選5 30分鐘，更優(yōu)選15 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% (質量百分數)以上的硫酸、20% (質量百分數)以上的硝酸或10% (質量百分數)以上的高錳酸鉀中的一種；堿液是濃度為5% 30% (質量百分數)的NaOH。所述的硫酸濃度為50% 100% (質量百分數)，優(yōu)選85% 95% (質量百分數)；硝酸濃度為40% 95% (質量百分數)，優(yōu)選80% 90% (質量百分數)。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110°C 120°C，勻染劑采用高溫勻染劑(型號為G-201，廠家紹興金漁紡織新技術有限公司)，用量為 O. 5% 8% (ο. w. f.)，優(yōu)選 2% 6% (ο. w. f.)，更優(yōu)選 2. 5% 4% (o. w. f.);導染劑用量為1% 15% (ο. w. f.)，優(yōu)選4% 10% (o. w. f.),更優(yōu)選7% 9% (o. w. f.),染色時間20 180分鐘，優(yōu)選50 120分鐘，更優(yōu)選60 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TBW-951，廠家紹興德美化工有限公司)，用量為O.5% 8% (ο. w. f.)，優(yōu)選 2% 6% (ο. w. f.)，更優(yōu)選 2. 5% 4% (o. w. f.);導染劑用量1% 15% (ο. w. f.)，優(yōu)選 4% 10% (o. w. f.),更優(yōu)選 7% 9% (o. w. f.)，染色時間 30 150分鐘，優(yōu)選50 120分鐘，更優(yōu)選70 90分鐘。所述冷凍水溫度優(yōu)選0°C 8°C，更優(yōu)選0°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ADM_Z706，廠家奧德美(淄博)高分子材料有限公司)進行固色，再經脫水、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°C 40°C，處理時間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 70°C 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G_271，廠家紹興金漁紡織新技術有限公司)或凈洗劑(型號G-261，廠家紹興金漁紡織新技術有限公司)。由于聚乙烯是一種非極性分子，結晶度高，分子鏈是由C-C鍵連接而成，C原子上連接的是H原子，這種結構完全不含親染料的極性基團，所以各種染料對其纖維的親和力非常差，需要采用化學或物理的方法將其纖維表面進行處理，使纖維表面具有一定數量的極性基團，以提高對染料的親和力。本專利技術采用強氧化劑的方法對纖維表面進行改性，所用強氧化劑為硫酸、硝酸、高錳酸鉀等具有強氧化性的物質，經氧化劑處理后，在纖維表面形成一定數量的極性基團羥基、羧基，使染料分子對纖維具有一定的親和力，從而提高染料的上染率和牢度。在染色時加入對纖維起膨化、增塑作用的導染劑，使纖維在相對低的溫度下軟化，染料分子更容易進入纖維內部，染色結束時，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。染色后的纖維需經清洗，去除浮色，再通過水性聚氨酯對纖維進行包覆，使其纖維表面形成一層致密的包覆膜，進一步提高染色牢度。水性聚氨酯處理后，經過脫水、一定溫度下真空烘干，絡筒，經檢驗合格后包裝入庫。采用本專利技術技術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、日曬牢度等各項指標均達到滿意的效果，纖維各項物理力學性能均達到理想效果。附圖說明 圖1為本專利技術的超高分子量聚乙烯的染色加工流程圖； 圖2為實施例1的染色工藝曲線 圖3為實施例2的染色工藝曲線 圖4為實施例3的染色工藝曲線 圖5為實施例4的染色工藝曲線 圖6為實施例5的染色工藝曲線圖。具體實施例方式本實施方式中均以400D/240F的超高分子量聚乙烯纖維染色進行具體工藝說明。(I)預處理工序超高分子量聚乙烯纖維的預處理。首先在HT-S蒸紗機中進行預縮，處理溫度為105°C，處理時間為80分鐘，經過預縮后的絲在SSM精密絡筒機上絡筒，絡筒機卷繞速度為1000 m/min，張力為2cN，超喂率為4%。絡筒后裝籠，吊入預處理缸中，進入纖維表面處理工藝。用95% (質量百分數)硫酸對纖維表面進行處理，處理時間5分鐘。處理后的酸液打入酸回收罐，經提純后循環(huán)使用。在預處理缸中加入軟水，用IOg/L的30% (質量百分數)NaOH中和至中性，中和后需再進一次本文檔來自技高網...

【技術保護點】
超高分子量聚乙烯纖維的染色加工方法，其特征在于：包括預處理、上染和后處理，所述的上染是指預處理后的纖維在勻染劑和具有膨化、增塑作用的導染劑存在情況下，添加分散染料或酸性染料進行上染，上染結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，進行后處理。

【技術特征摘要】
1.超高分子量聚乙烯纖維的染色加工方法，其特征在于:包括預處理、上染和后處理，所述的上染是指預處理后的纖維在勻染劑和具有膨化、增塑作用的導染劑存在情況下，添加分散染料或酸性染料進行上染，上染結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，進行后處理。2.根據權利要求1所述的超高分子量聚乙烯纖維的染色加工方法，其特征在于，所述的預處理是指:采用氧化劑對纖維表面進行親和力改性，處理時間為5分鐘 120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。3.根據權利要求2所述的超高分子量聚乙烯纖維的染色加工方法，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，氧化劑處理時間為5-30分鐘；堿液是濃度為5% 30%的NaOH溶液。4.根據權利要求3所述的超高分子量聚乙烯纖維的染色加工方法，其特征在于:所述的硫酸濃度為50% 100%，優(yōu)選85% 95% ;硝酸濃度為40% 95%，優(yōu)選80% 90%。5.根據權利要求1或2所述的超高分子量聚乙烯纖維的染色加工方法，其特...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：金國周，李杰昌，成柱鑫，何林偉，鄭國全，
申請(專利權)人：紹興金漁紡織新技術有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：