一种超高模量聚乙烯纤维的染色方法及其产品技术

本发明专利技术公开了一种超高模量聚乙烯纤维的染色方法及其产品，该染色方法包括步骤：(1)将100重量份含有饱和长链丙烯酸烷基酯的水性羟基丙烯酸酯树脂乳液、0.1‑1重量份含羟基和/或氨基的染料以及5‑30重量份异氰酸酯固化剂混合搅拌形成胶液，加入上胶机胶槽；(2)将超高模量聚乙烯纤维或其制品，经上胶机浸胶、挤胶后，不超过80℃加热固化，完成超高模量聚乙烯纤维或其制品的上色。本发明专利技术通过化学键引入长的烷基链、染料，实现UHMWPE的高效染色，且制备工艺容易实现、不影响UHMWPE纤维的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种超高模量聚乙烯纤维的染色方法及其产品
本专利技术涉及超高模量聚乙烯纤维染色领域，具体涉及一种超高模量聚乙烯纤维的染色方法及其产品。
技术介绍
超高分子量聚乙烯(UHMWPE，或称超高模量聚乙烯)是相对分子量大于150万的聚乙烯。超高模量聚乙烯具有的优良功能如耐磨损、力学性能优良、耐腐蚀、不吸收水、耐冲击性优良。但是由于UHMWPE分子结构的易结晶取向、对称结构以及无活性基团的原因，使UHMWPE表面惰性极大、表面能极低和化学活性低，导致超高分子量聚乙烯按照传统染色染整工艺无法实现有效的染色。改进UHMWPE的可染色性能一般有以下几类主流的方法：对UHMWPE表面进行改性，增加表面的极性基团(如公开号为CN103074786A的专利技术，采用强氧化剂的方法对纤维表面进行改性，所用强氧化剂为硫酸、硝酸、高锰酸钾等具有强氧化性的物质，经氧化剂处理后，在纤维表面形成一定数量的极性基团羟基、羧基，使染料分子对纤维具有一定的亲和力，从而提高染料的上染率和牢度)；通过常规染色方法直接UHMWPE纤维进行染色；通过UHMWPE纤维的原液染色或者制备色母粒进行熔融纺丝的方法实现染色(如申请号为CN200810014184.1的专利技术，其制造方法由以下步骤完成：(1)原料的溶胀、溶解，制成纺丝原液；(2)制备冻胶丝；(3)对冻胶丝进行萃取；(4)纺丝干燥；(5)后牵伸及卷绕制成有颜色的高强聚乙烯纤维)。表面修饰改性的方法有损UHMWPE的机械性能、且工艺复杂、设备成本高。通过常规染色方法虽然工艺方便，但是由于UHMWPE的耐热性能差、表面无极性基团导致染色效果不佳。原液染色或者制备色母粒进行熔融纺丝法染色，染色效果好，但是由于小分子染料和纤维分子之间结合的牢度低，在流经纺丝口时易向纤维表面迁移。
技术实现思路
针对上述技术问题以及本领域存在的不足之处，本专利技术提供了一种超高模量聚乙烯纤维的染色方法，利用特定长度的长链烷基对聚乙烯纤维的亲和性、水性羟基丙烯酸酯乳液、异氰酸酯固化剂以及含氨基和/或羟基的染料之间的化学反应，通过化学键引入长的烷基链、染料，实现UHMWPE的高效染色，且制备工艺容易实现、不影响UHMWPE纤维的性能。一种超高模量聚乙烯纤维的染色方法，包括步骤：(1)将100重量份含有饱和长链丙烯酸烷基酯的水性羟基丙烯酸酯树脂乳液、0.1-1重量份含羟基和/或氨基的染料以及5-30重量份异氰酸酯固化剂混合搅拌形成胶液，加入上胶机胶槽；(2)将超高模量聚乙烯纤维或其制品，经所述上胶机浸胶、挤胶后，不超过80℃加热固化，完成所述超高模量聚乙烯纤维或其制品的上色。本专利技术将含有特定长度的饱和长链丙烯酸烷基酯的水性羟基丙烯酸酯树脂乳液作为A组分，含氨基和/或羟基的染料作为B组分，异氰酸酯固化剂作为C组分，将上述A、B、C组分按照特定配方量混合均匀后得到胶液，将超高模量聚乙烯纤维或其制品，经过上胶机浸胶、挤胶之后，不超过80℃加热固化即完成超高模量聚乙烯纤维或其制品的上色，不会对超高模量聚乙烯纤维本身造成热损坏。本专利技术创造性地将含氨基和/或羟基的活性染料作为胶液的组分，通过化学键键合到超高模量聚乙烯纤维的胶水中，从而实现超高模量聚乙烯纤维的牢固上色，工艺简单，色牢度高。此外，本专利技术染色方法加热固化温度较低，非常适用于耐热性能差的UHMWPE，不会对UHMWPE造成损伤。作为优选，步骤(1)中，所述饱和长链丙烯酸烷基酯的用量为5重量份，其中所述烷基的碳原子数量为12～34，有利于更好的染色和避免对UHMWPE的损伤。作为优选，步骤(1)中，所述水性羟基丙烯酸酯树脂乳液的羟基含量为1.8wt％～3.3wt％，有利于更好的染色和避免对UHMWPE的损伤。作为优选，步骤(1)中，所述水性羟基丙烯酸酯树脂乳液的固含量为40wt％～45wt％，有利于更好的染色和避免对UHMWPE的损伤。步骤(1)中，所述异氰酸酯固化剂优选为脂肪族异氰酸酯固化剂，有利于更好的染色和避免对UHMWPE的损伤。作为优选，步骤(1)中，所述混合搅拌的转速为500～700转/分，有利于更好的染色和避免对UHMWPE的损伤。作为优选，步骤(1)中，所述混合搅拌的时间为5～15min，有利于更好的染色和避免对UHMWPE的损伤。作为优选，步骤(2)中，所述加热固化的时间为15～25min，有利于更好的染色和避免对UHMWPE的损伤。本专利技术还提供了所述的染色方法制备得到的超高模量聚乙烯染色纤维或其制品。本专利技术染色方法工艺简单，加热固化温度低，对UHMWPE无热损伤，所得超高模量聚乙烯染色纤维或其制品上色牢固，色牢度高，且仍保有原样的性能。本专利技术与现有技术相比，主要优点包括：1、通过化学法引入特定长度的烷基链，实现染料对超高模量聚乙烯纤维优异的浸润性、柔软性。2、将染料作为胶液反应组分之一，采用化学法引入染料，上色更为牢固，克服了游离染色剂的不足。3、上色所需的加热固化温度低，不超过80℃，不会对超高模量聚乙烯纤维本身造成热损坏。附图说明图1为本专利技术的超高模量聚乙烯纤维的染色方法的流程示意图；图2为实施例1染色后的超高模量聚乙烯纤维和原样(未染色超高模量聚乙烯纤维)的热重曲线图；图3为对比例1染色后的超高模量聚乙烯纤维和原样(未染色超高模量聚乙烯纤维)的热重曲线图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。下列实施例中未注明具体条件的操作方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。如图1所示，本专利技术的超高模量聚乙烯纤维的染色方法包括：(1)将100重量份含有饱和长链丙烯酸烷基酯的水性羟基丙烯酸酯树脂乳液、0.1-1重量份含羟基和/或氨基的染料以及5-30重量份异氰酸酯固化剂混合搅拌形成染色胶液，加入上胶机胶槽。所述饱和长链丙烯酸烷基酯的用量为5重量份，其中所述烷基的碳原子数量为12～34。所述水性羟基丙烯酸酯树脂乳液的羟基含量为1.8wt％～3.3wt％，固含量为40wt％～45wt％。所述异氰酸酯固化剂优选为脂肪族异氰酸酯固化剂。所述混合搅拌的转速为500～700转/分，时间为5～15min。(2)将超高模量聚乙烯纤维或其制品，经所述上胶机浸胶(浸渍)、挤胶后，不超过80℃加热固化，完成所述超高模量聚乙烯纤维或其制品的上色，得到染色纤维或其制品。所述加热固化的时间为15～25min。本专利技术中的染料、异氰酸酯固化剂均可采用市售产品。实施例1一种超高模量聚乙烯纤维的染色方法，采用化学键合的方法，具体步骤如下：(1)含有丙烯酸十六烷基酯5克的水性羟基丙烯酸酯树脂乳液(羟基含量3.3wt％，固含量42wt％)100克，0.1克活性艳蓝KN-R型活性染料、25克拜耳2655异氰酸酯固化剂，加入到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高模量聚乙烯纤维的染色方法，其特征在于，包括步骤：/n(1)将100重量份含有饱和长链丙烯酸烷基酯的水性羟基丙烯酸酯树脂乳液、0.1-1重量份含羟基和/或氨基的染料以及5-30重量份异氰酸酯固化剂混合搅拌形成胶液，加入上胶机胶槽；/n(2)将超高模量聚乙烯纤维或其制品，经所述上胶机浸胶、挤胶后，不超过80℃加热固化，完成所述超高模量聚乙烯纤维或其制品的上色。/n

【技术特征摘要】
1.一种超高模量聚乙烯纤维的染色方法，其特征在于，包括步骤：
(1)将100重量份含有饱和长链丙烯酸烷基酯的水性羟基丙烯酸酯树脂乳液、0.1-1重量份含羟基和/或氨基的染料以及5-30重量份异氰酸酯固化剂混合搅拌形成胶液，加入上胶机胶槽；
(2)将超高模量聚乙烯纤维或其制品，经所述上胶机浸胶、挤胶后，不超过80℃加热固化，完成所述超高模量聚乙烯纤维或其制品的上色。


2.根据权利要求1所述的染色方法，其特征在于，步骤(1)中，所述饱和长链丙烯酸烷基酯的用量为5重量份，其中所述烷基的碳原子数量为12～34。


3.根据权利要求1所述的染色方法，其特征在于，步骤(1)中，所述水性羟基丙烯酸酯树脂乳液的羟基含量为1.8wt％～3.3wt％。


4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴克梅，陈宏，
申请(专利权)人：浙江千禧龙纤特种纤维股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33