一种荧光超高分子量聚乙烯纤维的制备方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种荧光超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，先将粘均分子量为大于500万的超高分子量聚乙烯粉末与70#纺丝专用白油混合成纺丝悬浮液，再将改性后的荧光颜料与70#纺丝专用白油混合制备成有色悬浮液，将纺丝悬浮液和有色悬浮液混合注入到双螺杆挤出机中进行挤出制成初生原丝，之后将合格的初生原丝经过拉伸工艺，即可得到荧光超高分子量聚乙烯纤维，实现了荧光色超高分子量聚乙烯纤维的生产。在高危行业中，劳动者佩戴此产品制成的具有荧光颜色的防护用品，颜色醒目，警示劳动者提高注意力，防止人身伤害的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种荧光超高分子量聚乙烯纤维的制备方法
本专利技术涉及防护领域的荧光产品领域，尤其涉及一种用于防护领域的荧光超高分子量聚乙烯纤维的制备方法。
技术介绍
超高分子量聚乙烯纤维又称高强度高模量聚乙烯纤维，分子结构规整、对称，非极性的链结构及伸直链结构使得该纤维具有优良的化学惰性、疏水和极高的表面结晶度。因此，该纤维不易和其他物质发生反应，染料亦不能在纤维内部着色。同时，该类纤维的极限使用温度为100-130℃，其强度和模量随处理温度的升高而降低，实施染色技术受到极大的限制；通过有色胶涂覆的方法对纤维上色，无法保证长久的色牢度，在使用纤维的过程中会出现脱胶现象。市场上的超高分子量聚乙烯纤维产品以原白色丝或增白丝的形式进行出售，颜色单一，难以满足各行业对颜色的需求，尤其以高危作业领域防护用品的警示色要求难以满足。各行业，尤其是防护领域对超高分子量聚乙烯纤维产品提出的颜色要求，特别是有明显警示作用的荧光产品，提示佩戴者在进行高危操作时，高度集中注意力，避免人为疏忽导致危害发生。已经公开的CN101886295A专利中，采用颜料与超高分子质量聚乙烯粉-溶剂乳液混合，利用凝胶纺丝法，将混合液喂入螺杆挤出机进行快速溶胀、溶解，形成纺丝原液，经过滤、喷丝板挤出、冷却、凝固、萃取、干燥、超倍拉伸得到有色高强度高模量聚乙烯纤维。受超高分子量聚乙烯纤维生产工艺及设备限制，该专利仅能实施常规色彩产品的生产，荧光颜料采用凝胶纺丝法生产有色超高分子量聚乙烯纤维时，易发生颜料分子结构变化破坏荧光效应，导致紫外线下无荧光；且该方法采用颜料与纺丝乳液混合的方法，在反应釜中进行操作，能满足大批量单一色产品的生产，对于小批量多颜色要求的订单存在串色、设备不易清洗等缺陷。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种用于防护领域的荧光超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，先将粘均分子量为大于500万的超高分子量聚乙烯粉末与70#纺丝专用白油混合成纺丝悬浮液，再将改性后的荧光颜料与70#纺丝专用白油混合制备成有色悬浮液，将纺丝悬浮液和有色悬浮液混合注入到双螺杆挤出机中进行挤出制成初生原丝，之后将合格的初生原丝经过拉伸工艺，即可得到荧光超高分子量聚乙烯纤维，实现了荧光色超高分子量聚乙烯纤维的生产。在高危行业中，劳动者佩戴此产品制成的具有荧光颜色的防护用品，颜色醒目，警示劳动者提高注意力，防止人身伤害的发生，解决了
技术介绍
中出现的问题。本专利技术的目的是提供一种荧光超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，荧光超高分子量聚乙烯纤维包括有超高分子量聚乙烯粉末、70#纺丝专用白油、荧光颜料、乙烯基硅烷偶联剂，制备方法包括有以下步骤：步骤一：将超高分子量聚乙烯粉末，与70#纺丝专用白油按照一定比例配置成纺丝悬浮液，升温至135℃；步骤二：荧光颜料使用乙烯基硅烷偶联剂在醇溶液中改性，步骤三：将步骤二的改性后的荧光颜料与70#纺丝专用白油混合制备成有色悬浮液，之后使用计量泵注入到双螺杆挤出机的螺杆中，再加入步骤一制成的纺丝悬浮液，在双螺杆挤出机中混合均匀，升温至250~297℃，在经过过滤器、计量泵、喷丝板、冷却装置得到荧光的初生原丝；步骤四：初生原丝经过36h的应力松弛，长度收缩，检测其收缩率，收缩率为24%±3%时，便可进行拉伸成型；步骤五:再将初生原丝经过拉伸工艺，即可得到荧光超高分子量聚乙烯纤维，拉伸工艺为：三道七棍牵伸→两道萃取：温度为35~37℃→两道干燥箱：温度为39.5~41℃→三道：包括七棍牵伸，之后进行热牵伸，温度为140~143℃→七棍牵伸→成品纤维收卷→检测→出厂。进一步改进在于：所述超高分子量聚乙烯粉末的粘均分子量为大于500万。进一步改进在于：所述步骤一中超高分子量聚乙烯粉末与70#纺丝专用白油的重量百分比为9-11%。进一步改进在于：所述步骤二的乙烯基硅烷偶联剂用量为荧光颜料的0.1%~0.2%；进一步改进在于：所述步骤三中改性后的荧光颜料与70#纺丝专用白油9-11%。进一步改进在于：所述荧光颜料耐热温度为260~320℃，所述双螺杆挤出机包括有17个区，每区实际纺丝温度低于颜料耐受温度。进一步改进在于：经检测得出荧光超高分子量聚乙烯纤维的性能指标为：线密度：50D、100D、150D、200D、250D、350D、400D、800D、1200D、1600D；断裂强度：25~35cN/dtex；断裂模量：900~1440cN/dtex；断裂伸长率：1~4%；含油率小于0.5%；蠕变伸长率不大于2%；熔点为144~147℃。本专利技术的有益效果：先将粘均分子量为大于500万的超高分子量聚乙烯粉末与70#纺丝专用白油混合成纺丝悬浮液，再将改性后的荧光颜料与70#纺丝专用白油混合制备成有色悬浮液，将纺丝悬浮液和有色悬浮液混合注入到双螺杆挤出机中进行挤出制成初生原丝，之后将合格的初生原丝经过拉伸工艺，即可得到荧光超高分子量聚乙烯纤维，实现了荧光色超高分子量聚乙烯纤维的生产。本专利技术优选有耐温性能优良的有机荧光颜料，选择耐温在260℃以上的荧光颜料，并通过调整凝胶纺丝制备工艺参数，将纺丝过程中的双螺杆挤出机的最高温度降低至荧光耐受温度以下。根据不同颜色荧光颜料耐受温度的不同，调整双螺杆挤出机中17个区的工艺参数，控制实际纺丝温度低于颜料耐受温度。本专利技术的荧光超高分子量聚乙烯纤维与常规的白色或有色纤维不同，在自然光下，阳光中的紫外线与莹光颜料作用，产生一种明亮的色彩，将这种明亮的色彩施加于超高分子量聚乙烯纤维上，受到该纤维纺丝工艺及纤维高性能的影响，原本难以实现。本专利技术通过荧光颜料及超高分子量聚乙烯纤维纺丝工艺控制，实现了荧光色超高分子量聚乙烯纤维的生产。在高危行业中，劳动者佩戴具有荧光颜色的防护用品，颜色醒目，警示劳动者提高注意力，防止人身伤害的发生。具体实施方式为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例对本专利技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。本实施例提供一种荧光超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，荧光超高分子量聚乙烯纤维包括有超高分子量聚乙烯粉末、70#纺丝专用白油、荧光颜料、乙烯基硅烷偶联剂，制备方法包括有以下步骤：步骤一：将超高分子量聚乙烯粉末，与70#纺丝专用白油按照一定比例配置成纺丝悬浮液，升温至135℃；步骤二：荧光颜料使用乙烯基硅烷偶联剂在醇溶液中改性，步骤三：将步骤二的改性后的荧光颜料与70#纺丝专用白油混合制备成有色悬浮液，之后使用计量泵注入到双螺杆挤出机的螺杆中，再加入步骤一制成的纺丝悬浮液，在双螺杆挤出机中混合均匀，升温至270℃，在经过过滤器、计量泵、喷丝板、冷却装置得到荧光的初生原丝；步骤四：初生原丝经过36h的应力松弛，长度收缩，检测其收缩率，收缩率为24%时，便可进行拉伸成型；步骤五:再将初生原丝经过拉伸工艺，即可得到荧光超高分子量聚乙烯纤维，拉伸工艺为：三道七棍牵伸→两道萃取：温度为36℃→两道干燥箱：温度为40℃→三道：包括七棍牵伸，之后进行热牵伸，温度为141℃→七棍牵伸→成品纤维收卷→检测→出厂。超高分子量聚乙烯粉末的粘均分子量为600万。步骤一中超高分子量聚乙烯粉末与70#纺丝专用白油的重量百分比为9.98%。步骤二的乙烯基硅烷偶联剂用量为荧光颜料的0.15%。步骤三中改性后的荧光颜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荧光超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于：荧光超高分子量聚乙烯纤维包括有超高分子量聚乙烯粉末、70#纺丝专用白油、荧光颜料、乙烯基硅烷偶联剂，制备方法包括有以下步骤：步骤一：将超高分子量聚乙烯粉末，与70#纺丝专用白油按照一定比例配置成纺丝悬浮液，升温至135℃；步骤二：荧光颜料使用乙烯基硅烷偶联剂在醇溶液中改性，步骤三：将步骤二的改性后的荧光颜料与70#纺丝专用白油混合制备成有色悬浮液，之后使用计量泵注入到双螺杆挤出机的螺杆中，再加入步骤一制成的纺丝悬浮液，在双螺杆挤出机中混合均匀，升温至250~297℃，再经过过滤器、计量泵、喷丝板、冷却装置得到荧光的初生原丝；步骤四：初生原丝经过36h的应力松弛，长度收缩，检测其收缩率，收缩率为24%±3%时，便可进行拉伸成型；步骤五:再将初生原丝经过拉伸工艺，即可得到荧光超高分子量聚乙烯纤维，拉伸工艺为：三道七棍牵伸→两道萃取：温度为35~37℃→两道干燥箱：温度为39.5~41℃→三道：包括七棍牵伸，之后进行热牵伸，温度为140~143℃→七棍牵伸→成品纤维收卷→检测→出厂。

【技术特征摘要】
1.一种荧光超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于：荧光超高分子量聚乙烯纤维包括有超高分子量聚乙烯粉末、70#纺丝专用白油、荧光颜料、乙烯基硅烷偶联剂，制备方法包括有以下步骤：步骤一：将超高分子量聚乙烯粉末，与70#纺丝专用白油按照一定比例配置成纺丝悬浮液，升温至135℃；步骤二：荧光颜料使用乙烯基硅烷偶联剂在醇溶液中改性，步骤三：将步骤二的改性后的荧光颜料与70#纺丝专用白油混合制备成有色悬浮液，之后使用计量泵注入到双螺杆挤出机的螺杆中，再加入步骤一制成的纺丝悬浮液，在双螺杆挤出机中混合均匀，升温至250~297℃，再经过过滤器、计量泵、喷丝板、冷却装置得到荧光的初生原丝；步骤四：初生原丝经过36h的应力松弛，长度收缩，检测其收缩率，收缩率为24%±3%时，便可进行拉伸成型；步骤五:再将初生原丝经过拉伸工艺，即可得到荧光超高分子量聚乙烯纤维，拉伸工艺为：三道七棍牵伸→两道萃取：温度为35~37℃→两道干燥箱：温度为39.5~...

【专利技术属性】
技术研发人员：包剑峰，王景景，
申请(专利权)人：安徽长青藤新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34