一种原液着深黑色超细锦纶纤维的制备方法及其产品技术

本发明专利技术涉及一种原液着深黑色超细锦纶纤维的制备方法及其产品，原液着深黑色超细锦纶纤维的制备方法，包括下述步骤：碳基着色剂的PE复合材料的制备，聚乙烯PE添加量（40‑60）%和碳基着色剂（60‑40）%共混挤出得到PE复合材料；将所述PE复合材料按质量百分比为（8‑30）%、增溶剂马来酸酐熔融接枝乙烯（PE‑g‑MAH）（2‑5）%、PA6（65‑90）%熔融共混、挤出造粒得到锦纶色母粒，使碳基着色剂在母粒中形成不连续的细胶囊；锦纶超细纤维的制备。利用本发明专利技术方法得到的一种原液着深黑色涤锦菊瓣超细纤维，使超细纤维开纤后得到的超细纤维黑色色度L≤14，耐摩擦色牢度≥4级，耐洗色牢度≥4级，耐日晒牢度≥4级，拼接互染程度≥4级，成本可控，有较高的市场价值。

【技术实现步骤摘要】
一种原液着深黑色超细锦纶纤维的制备方法及其产品
本专利技术涉及一种原液着深黑色超细锦纶纤维的制备方法及其产品，属印染

技术介绍
据《FIBERORGANON》的调查：2010-2015年全球超细纤维革产量保持了9.6%的年复合增长率，其中2015年全球超细纤维革产量为1.65亿m2，预计2020年全球超细纤维革产量将突破2亿m2达到2.40亿m2。目前，我国海岛纤维的年产量超过20万t，海岛超纤皮革作为第四代合成革在中国得到了大力发展，产量由十年前的不足4000万m2，到2017年的年产量1.2亿m2。超细纤维已经成为全球各个纺织生产企业开发高档纺织品的热点纺织原料，它的使用能有效提高产品的档次和附加值，具有无可替代的巨大市场潜力。随之而来的，超细纤维高品质有色丝的开发，一直是困扰行业的技术难题。无论是染整工艺还是原液着色路线，能够使超细纤维的色泽饱满，颜色深邃，色牢度高都有较高的技术门槛，并且附加高昂的生产加工成本。面对如此巨大的应用市场，海岛纤维的深染研究一直是行业内公认的难题。目前我国工业化量产的超细纤维产品平均纤度在0.55dtex以下，开纤后单丝纤维直径低于5微米，未开纤的海岛原丝着色率就很难提高，经过繁复的开纤工艺，色牢度不高的染色工艺很难做出深邃、明艳的色彩，而原液着色的纤维受限于着色剂的添加比例，纺丝色泽也不鲜艳。因此提高超细纤维的深染着色率，打开超细纤维的高端应用市场是整个超纤行业能级提升的必经之路。为此，针对合成革产业中超细纤维产品难染色、染不深、色牢度差、色迁移严重等当局紧迫的市场反馈，提出了不少新方法，新路径，如：申请号：201310214939.3本专利技术公开了一种锦纶不定岛超细纤维用母粒，包括如下重量百分比的组分：热塑性聚合物70%-90%、添加剂1-5%和着色剂20%-30%；还公开了该锦纶不定岛超细纤维用母粒的制备方法。与现有技术相比，制造出的母粒耐温性好、过滤性能优异、纺丝周期长，不影响纱线的开纤率，符合超细纤维仿真皮革的要求，广泛应用于鞋类仿真皮革、衣料、杂货等。但一般用于表示显色效应的黑度L值在16以上。随着色母料或着色剂增加，如炭黑的添加量增加，易发生断丝，工艺性变差，色母料可以改善工艺性，但黑度L值无法进一步降低。要求的深黑色显色效果不易达到。另外，随着国内环保力度加大，纺织产业发展面临突出的环境与资源约束，环保法规不断趋严，环境资源日益匮乏，排污要求越来越高。2012年3月30日，日本经济产业省宣布实施纺织品不使用特定偶氮染料行业自律标准，并于4月1日由日本厚生劳动省启动立法程序，要求所有进入日本的纺织品需要提供不含禁用偶氮染料检测报告、染色工厂资料和不使用特定偶氮染料承诺书。同年，埃及新的纺织品和服装测试检验程序法令生效，新法令禁止埃及进口含有害致癌染料、有害染料、阻燃剂和镉的服装。沙特政府计划对进口的纺织品及服装进行强制检查，以确定进入沙特市场的纺织品及服装均不含致癌物质、放射物质及其他危害人体健康及环境的有害物。2012年8月1日，中国GB18401—2010标准生效。原液着色纤维由于不再需要后道染色，是色纺纱的理想原料，符合循环经济发展的要求。
技术实现思路
本专利技术目的在于：提供一种原液着深黑色超细锦纶纤维的制备方法，能使后道用户跳脱染整工序，提升产品品质。本专利技术的再一目的在于：提供上述制备方法得到的原液着深黑色超细锦纶纤维。本专利技术目的通过下述方案实现：一种原液着深黑色超细锦纶纤维的制备方法，按下述步骤：第一步，碳基着色剂的PE复合材料：聚乙烯PE添加量（40-60）%和碳基着色剂（60-40）%共混挤出得到PE复合材料；第二步，将上述碳基着色剂与PE的高浓度混合物颗粒按质量百分比为（10-30）%、增溶剂马来酸酐熔融接枝乙烯（PE-g-MAH）（2-5）%、PA6（65-90）%熔融共混、挤出造粒得到锦纶色母粒，使碳基着色剂在母粒中形成不连续的细胶囊；第三步，锦纶超细纤维的制备：将锦纶色母粒与PA6混合拉丝得到锦纶超细纤维的岛组分材料，其中，按重量百分含量计，锦纶色母粒添加量为10%~60%，PA6添加量40%~90%。在上述方案基础上，所述的碳基着色剂与PE的高浓度混合物颗粒中的碳基着色剂为碳纳米管和石墨的组合物，按质量比计，为碳纳米管：炭黑=（5-10）：（90-95），均质共混得到。本专利技术优选碳纳米管与石墨复配着色。石墨质软黑灰色、有油腻感，层状结构以分子键为主，对分子吸引力较弱；碳纳米管随着管壁层数的增加，缺陷和化学反应性增强，表面化学结构趋向复杂化，与石墨均质共混，强化高聚物的吸光效应。在上述方案基础上，第二步中，利用PE与纺丝基体PET不相溶性，经双螺杆共混形成两相共混微纤状分散结构，其中微纤结构的粒径尺寸≤2微米，微纤成份为PE复合材料。在上述方案基础上，所述的碳基着色剂与PE的高浓度混合物颗粒中的PE为低密度PE。本专利技术原理是：通过设计着色剂的分散路径，利用不相容高聚物共混体系的相界面作用，使分散相颗粒在剪切与拉伸作用下发生形变、破碎，形成可利用的微纤结构，从而在加工成纤后，提高黑色锦纶超细纤维的黑度与显色效应。碳纳米管中碳原子以sp2杂化为主，同时六角型网格结构存在一定程度的弯曲，形成空间拓扑结构，其中可形成一定的sp3杂化键，即形成的化学键同时具有sp2和sp3混合杂化状态，而这些p轨道彼此交叠在碳纳米管石墨烯片层外形成高度离域化的大π键，这种体系对各种波长的光都能吸收，所以导致碳纳米管被评为2018年最黑的物质，不反射任何可见光。白光照在物质上，特定波长的光被吸收，其它波长的光被反射出去，因此人们才能看到该物质特有的颜色。例如吸收绿色光的物质，肉眼看就呈红色；而吸收蓝色光的物质，用肉眼看就呈橙色。而碳材料的显色原理正是吸收全部波长的可见光，堆积密度越高，显色性越强。基于这个理论，当碳基着色剂直接分散在纤维基体中时，大分子高聚物一旦被高度取向牵伸后，着色剂的堆积密度降低，纤维的吸光显色效果就大打折扣。而本专利技术采用PE包覆添加分散材料的方法，将着色剂包覆在PE大分子基体之中，然后利用高聚物熔融共混和挤出的相界面作用，调整分散相的形变、破碎、凝聚的最终形态，使着色微粒取向牵伸后形成微纤结构，从而达到更好的显色效果。着色剂的分散技术是本专利技术的核心技术，本专利技术应用在超细纤维的熔融纺丝中。由于PE是非极性聚合物，PA6是极性聚合物，两者不具备热力学相容性，导致共混物界面相容性差，本专利技术采用增溶剂马来酸酐熔融接枝乙烯（PE-g-MAH）可有效的降低两相间的界面能，阻止PE相凝聚，随着PE分散相中的PE-g-MAH比重增加，PA6与分散相之间界面化学键合密度增大，使体系中的分散相粒径变小，分散更均匀。本专利技术还提供一种原液着深黑色超细锦纶纤维，根据上述任一制备方法得到。利用本专利技术方法得到的一种原液着深黑色涤锦菊瓣超细纤维，使海岛纤维开纤后得到的超细纤维黑色色度L≤14，耐摩擦色牢度≥4级，耐洗色牢度≥4级，耐日晒牢度≥4级，拼接互染程度≥4级，成本可控，有较高的市场价值。附图说明图1，着色剂不同分散方法的显色示意图，其中，图1a为着色剂由PE包覆分散，图1b着色剂直接分散，图1c为固定像素拉伸显色结果示意图；图2着色剂均质化分布在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原液着深黑色超细锦纶纤维的制备方法，按下述步骤：第一步，碳基着色剂的PE复合材料：聚乙烯PE添加量（40‑60）%和碳基着色剂（60‑40）%共混挤出得到PE复合材料；第二步，将上述碳基着色剂与PE的高浓度混合物颗粒按质量百分比为（8‑30）%、增溶剂马来酸酐熔融接枝乙烯（PE‑g‑MAH）（2‑5）%、PA6（65‑90）%熔融共混、挤出造粒得到锦纶色母粒，使碳基着色剂在母粒中形成不连续的细胶囊；第三步，锦纶超细纤维的制备：将锦纶色母粒与PA6混合拉丝得到锦纶超细纤维的岛组分材料，其中，按重量百分含量计，锦纶色母粒添加量为10%~60%，PA6添加量40%~90%。

【技术特征摘要】
1.一种原液着深黑色超细锦纶纤维的制备方法，按下述步骤：第一步，碳基着色剂的PE复合材料：聚乙烯PE添加量（40-60）%和碳基着色剂（60-40）%共混挤出得到PE复合材料；第二步，将上述碳基着色剂与PE的高浓度混合物颗粒按质量百分比为（8-30）%、增溶剂马来酸酐熔融接枝乙烯（PE-g-MAH）（2-5）%、PA6（65-90）%熔融共混、挤出造粒得到锦纶色母粒，使碳基着色剂在母粒中形成不连续的细胶囊；第三步，锦纶超细纤维的制备：将锦纶色母粒与PA6混合拉丝得到锦纶超细纤维的岛组分材料，其中，按重量百分含量计，锦纶色母粒添加量为10%~60%，PA6添加量40%~90%。2.根据权利要求1所述的原液着深黑色...

【专利技术属性】
技术研发人员：付昌飞，李赛，顾进，邢亚均，石浩然，崔厚平，钱桢英，
申请(专利权)人：上海市合成纤维研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31