一种用于超高分子量聚乙烯纤维的着色色浆及其制备方法技术

本方案公开了一种用于超高分子量聚乙烯纤维的着色色浆及其制备方法，所述超高分子量聚乙烯纤维着色色浆由以所述超高分子量聚乙烯纤维着色色浆总重计的质量百分比如下的组分组成：白油72.38％～93.84％，颜料0.4％～10.28％，分散剂4.11％～12.3％，乳化剂0.4％～2.05％，抗氧剂1.23％～2.05％，超高分子量聚乙烯0.02％～0.04％。将该色浆用于以原液着色纺丝工艺制备有色超高分子量聚乙烯纤维中。制备出的有色纤维具有颜色鲜艳，以及高强度高模量的机械性，批次色差小。批次色差小。

【技术实现步骤摘要】
一种用于超高分子量聚乙烯纤维的着色色浆及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纤维着色
，特别涉及一种用于超高分子量聚乙烯纤维的着色色浆及其制备方法。

技术介绍

[0002]超高分子量聚乙烯纤维具有高取向度和高结晶度，是本世纪三大高性能纤维之一。其独特的结构赋予了超高分子量聚乙烯纤维优良的性能：如良好的耐磨性及抗紫外线性能；优异的耐拉伸性能，强度优于芳纶、碳纤维；耐强酸、强碱、有机溶剂；低温使用寿命长。因超高分子量聚乙烯纤维优异的使用性能，在国防军需、安全防护、海洋工程、纤维增强复合材料领域得到了广泛的应用。
[0003]但超高分子量聚乙烯纤维具有优异性能的同时，其高度规整的分子结构和对称性，使其不和其他物质发生反应。如对超高分子量聚乙烯纤维进行染色，染料分子不能与其发生氢键或化学键的结合，分散染料也不能在高温高压下因增塑效应在纤维分子内部沉积。且分散染料染色后的纤维强度会受到不可逆的破坏，强度和模量随处理温度的升高而降低。
[0004]超高分子量聚乙烯纤维在渔业、绳缆等领域应用时，多采用涂覆高分子胶水的方式，提高纤维的抱合性和耐磨性。高分子胶水中可添加合适种类的颜料，在上胶过程中赋予超高分子量聚乙烯纤维多彩的颜色。常规的上胶颜色以红、黄、蓝单色为主，纤维编制为绳索后在一定的速率及温度下进行上胶处理，焙烘后高分子胶粘结在绳索表面。该种加工方法存在胶水渗透性差，绳索颜色不均，使用时摩擦牢度较差的缺陷，色谱不全，因此该种加工方法限制了超高分子量聚乙烯纤维深度发展。
[0005]CN106245136A公布了一种有色超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法，将包覆染料、颜料加入到纺丝原液中，通过原液着色的方法制备有色超高分子量聚乙烯纤维。使用超声粉碎和气流粉碎的方法将分散染料或颜料粉碎后，在氮气保护加入包覆物将染料或颜料进行包覆，并分散在有机溶剂中制备成一定浓度的色浆，再将色浆加入到纺丝液中，经过纺丝、萃取、多级拉伸得到有色超高分子量聚乙烯纤维。该方法使用颜料为着色剂制备的有色超高分子量聚乙烯纤维颜色鲜艳且具有较高的色牢度，也为超高分子量聚乙烯纤维的着色提供了一种可工业化实施的方法。但该方法需要在氮气保护下将分散染料或颜料分散后再包覆，工艺流程长，操作步骤多，在实际生产中控制难度较大，且粉碎、包覆和添加设备无法并入纺丝系统，难以实现自动化生产。

技术实现思路

[0006]本方案的一个目的在于提供一种用于超高分子量聚乙烯纤维的着色色浆，将该色浆用于以原液着色纺丝工艺制备有色超高分子量聚乙烯纤维中。制备出的有色纤维具有颜色鲜艳，以及高强度高模量的机械性。本方案的第二个目的是提供上述用于超高分子量聚乙烯纤维的着色色浆的制备方法。
[0007]为达到上述目的，本方案如下：
[0008]一种用于超高分子量聚乙烯纤维的着色色浆，所述超高分子量聚乙烯纤维着色色浆由以所述超高分子量聚乙烯纤维着色色浆总重计的质量百分比如下的组分组成：
[0009]白油72.38％～93.84％
[0010]颜料0.4％～10.28％
[0011]分散剂4.11％～12.3％
[0012]乳化剂0.4％～2.05％
[0013]抗氧剂1.23％～2.05％
[0014]超高分子量聚乙烯0.02％～0.04％。
[0015]优选的，所述白油的运动粘度为80～120mpa
·
s。
[0016]优选的，所述颜料包括炭黑或有机颜料；所述有机颜料包括P.R.179，P.R.202，P.R.19，P.R.122，P.O.64，P.Y.181，P.Y.191，P.Y.183，P.Y.192，P.Y.110，P.B.15:1，P.B.15:4和P.B.60中的一种或几种。
[0017]优选的，所述分散剂为多己内多酯多元醇
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多乙烯亚胺嵌段共聚物型，丙烯酸酯高分子型，聚氨酯和聚酯型中的一种。
[0018]优选的，所述乳化剂为月桂醇聚氧乙烯醚，聚环氧乙烷和壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。
[0019]优选的，所述抗氧剂为B225型。
[0020]第二方面，提供一种制备上述的用于超高分子量聚乙烯纤维的着色色浆的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
[0021]将白油、颜料、分散剂、乳化剂加入到砂磨机中，研磨4～8h，制得粒径≤0.3μm的浆状悬浮液；
[0022]将浆状悬浮液和超高分子量聚乙烯粉末置于加热釜中，加热至60℃放入抗氧剂，继续加热至120～128℃保温1.5h，降温至90℃装入容器中备用，得到超高分子量聚乙烯纤维着色色浆。
[0023]优选的，制备用于超高分子量聚乙烯纤维的着色色浆的各原料及质量百分百组成如下：
[0024]白油76.86％～88.87％
[0025]颜料0.4％～7.25％
[0026]分散剂8.0％～12.0％
[0027]乳化剂0.95％～1.85％
[0028]抗氧剂1.75％～2.0％
[0029]超高分子量聚乙烯0.03％～0.04％。
[0030]本方案的有益效果如下：
[0031]将该色浆用于以原液着色纺丝工艺制备有色超高分子量聚乙烯纤维中。制备出的有色纤维具有颜色鲜艳，以及高强度高模量的机械性，批次色差小。如一次性制备大批量不同颜色色浆，可减少多次颜色切换导致的清洗步骤，减少溶剂消耗，提高了色浆制备效率。
具体实施方式
[0032]下面对本方案的实施方式作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅是本方案的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本方案中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0033]由于现有的原液着色纺丝工艺的工艺流程长，操作步骤多，在实际生产中控制难度较大，且粉碎、包覆和添加设备无法并入纺丝系统，难以实现自动化生产。本申请的专利技术人提供了一种用于超高分子量聚乙烯纤维的着色色浆，使用时，将色浆、超高分子量聚乙烯粉末、纺丝用溶剂白油在125℃下均匀混合，在进入双螺杆挤出机中，经过纺丝组件和喷丝板，制得具有一定颜色的凝胶原丝。凝胶原丝是超高分子量聚乙烯纤维采用的一种纺丝方法，将粉末状原料与纺丝溶剂在一定温度下混合并进入螺杆挤出机后成型，使用该方法得到的初生纤维称为凝胶原丝或冻胶丝。
[0034]一种用于超高分子量聚乙烯纤维的着色色浆，该超高分子量聚乙烯纤维着色色浆由以该超高分子量聚乙烯纤维着色色浆总重计的质量百分比如下的组分组成：
[0035]白油72.38％～93.84％
[0036]颜料0.4％～10.28％
[0037]分散剂4.11％～12.3％
[0038]乳化剂0.4％～2.05％
[0039]抗氧剂1.23％～2.05％
[0040]超高分子量聚乙烯0.02％～0.04％。
[0041]在一个实施例中，白油的运动粘度为80～120mpa
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于超高分子量聚乙烯纤维的着色色浆，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯纤维着色色浆由以所述超高分子量聚乙烯纤维着色色浆总重计的质量百分比如下的组分组成：白油72.38％～93.84％颜料0.4％～10.28％分散剂4.11％～12.3％乳化剂0.4％～2.05％抗氧剂1.23％～2.05％超高分子量聚乙烯0.02％～0.04％。2.根据权利要求1所述的用于超高分子量聚乙烯纤维的着色色浆，其特征在于，所述白油的运动粘度为80～120mpa
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s。3.根据权利要求1所述的用于超高分子量聚乙烯纤维的着色色浆，其特征在于，所述颜料包括炭黑或有机颜料；所述有机颜料包括P.R.179，P.R.202，P.R.19，P.R.122，P.O.64，P.Y.181，P.Y.191，P.Y.183，P.Y.192，P.Y.110，P.B.15:1，P.B.15:4和P.B.60中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的用于超高分子量聚乙烯纤维的着色色浆，其特征在于，所述分散剂为多己内多酯多元醇
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多乙烯亚胺嵌段共聚物...

【专利技术属性】
技术研发人员：王景景，王鹏，沙小峰，丁晓东，陈震，肖志勇，吴晓鑫，
申请(专利权)人：南通恒尚新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：