有色超高分子量聚乙烯纤维的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种有色超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，属于纺织材料的染色技术领域。包括预定形、络筒和染色，所述的染色包括预处理、上染和后处理，将预定形、络筒后的纤维经预处理后，在匀染剂和具有膨化、增塑作用的导染剂存在情况下，添加分散染料或酸性染料进行染色，染色结束后将染液迅速排掉，立即注入冷冻水，冷冻水温度为-5℃～20℃，处理5～10分钟后，进行后处理。本发明专利技术有色超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，具有上染率高、染色均匀、工艺简便等优点，可应用于制备有色超高分子量聚乙烯纤维。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于纺织材料的染色

技术介绍
超高分子量聚乙烯纤维(UHMW PE)又称为高强高模量聚乙烯纤维，因其优异的力学性能、稳定的化学性能以及理想的机械性能，作为特种纤维和高性能纤维，被广泛应用于航空航天、军工机械、交通运输、运动器械等领域。然而，由于相对分子量较高，聚乙烯的取向度也较高，分子排列规整，结晶度较高，染色较为困难。目前，常规的方法主要有两种，一种是采用添加染色母粒的方法，另一种是进行改性的方法。添加色母粒的方法是将色母粒添加到切片中，然后进行熔融纺丝，这种方法可以使纤维染色，然而色母粒与切片之间的相容性较差，熔体的流变性和可纺性不佳，同时，母粒的引入导致后续生产获得的纤维内部结构被破坏，纤维强度大大降低，无法发挥其高强度的优势，加之这种生产工艺灵活性较差，各种色丝品种更换较为麻烦，因而无法得到大规模的应用；采用改性的方法，如在超临界条件下进行染色，但反应条件较苛刻，温度或压力的微小差异都会影响最终产品的染色情况，因而无法得以大规模应用。有基于此，做出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对目前超高分子量聚乙烯纤维染色是通过纺丝时加入颜料色母粒等进行染色，这种染色方式存在颜色单一、品种转换时工艺条件繁琐以及需具备一定数量才能进行纺丝染色加工等诸多问题，本专利技术提供一种上染率高、染色均匀、工艺简便，适合各种颜色、大批量或小批量的。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下 ，包括预定形、络筒和染色，所述的染色包括预处理、上染和后处理，将预定形、络筒后的纤维经预处理后，在匀染剂和具有膨化、增塑作用的导染剂(型号为G-202，厂家绍兴金渔纺织新技术有限公司)存在情况下，添加分散染料或酸性染料进行染色，染色结束后将染液迅速排掉，立即注入冷冻水，冷冻水温度为_5°C 20°C，处理5-10分钟后，进行后处理。本专利技术技术方案进一步的设置如下 所述的预定形的温度为90°C 120°C,预定形时间为60 80分钟。所述的络筒卷绕速度为600 1000 m/min,张力为O. 05cN 30cN，超喂率为O 30%。所述的预处理是指采用氧化剂对纤维表面进行亲和力改性，处理时间为5 120分钟，优选5 30分钟，更优选15分钟 25分钟，排出氧化剂，加入软水，用碱液中和至中性，软水冲洗纤维。所述的氧化剂是指20% (质量百分数)以上的硫酸、20% (质量百分数)以上的硝酸或10% (质量百分数)以上的高锰酸钾中的一种；碱液是浓度为5% 30% (质量百分数)的NaOH。所述的硫酸浓度为50% 100% (质量百分数)，优选85% 95% (质量百分数)；硝酸浓度为40% 95% (质量百分数)，优选80% 90% (质量百分数)。所述的分散染料的染色温度为80°C 130°C，优选100°C 125 °C，更优选11 (TC 120°C，匀染剂采用高温匀染剂(型号为G-201，厂家绍兴金渔纺织新技术有限公司)用量为O. 5% 8% (ο. w. f.)，优选 2% 6% (o. w. f.),更优选 2. 5% 4% (o. w. f.),导染剂用量为1% 15% (ο. w. f.)，优选 4% 10% (o. w. f.),更优选 7% 9% (o. w. f.)，染色时间 20 分钟 180分钟，优选50分钟 120分钟，更优选60分钟 80分钟。所述的酸性染料的染色温度80°C 110°C，优选90°C 105°C，更优选98°C 102°C，匀染剂采用酸性匀染剂(型号TBW-951，厂家绍兴德美化工有限公司)用量为O. 5% 8% (o. w. f.),优选 2% 6% (o. w. f.),更优选 2. 5% 4% (o. w. f.)，导染剂用量1% 15% (ο. w. f.)，优选 4% 10% (o. w. f.),更优选 7% 9% (o. w. f.)，染色时间 30 分钟 150分钟，优选50分钟 120分钟，更优选70分钟 90分钟。所述冷冻水温度优选为O °C 8 °C，更优选为O °C 5 °C。所述的后处理是将纤维清洗后采用水性聚氨酯(型号ADM_Z706，厂家奥德美(淄博)高分子材料有限公司)进行固色，再经脱水、烘干。所述的清洗为还原清洗或皂洗，清洗温度为400C 90°C，60°C 85°C，更优选70°C 80°C，清洗时间10分钟 40分钟，优选15分钟 30分钟，更优选15分钟 20分钟；水性聚氨酯用量3% 30%(o. w. f.),优选6% 18%(ο· w. f.),更优选10% 15%(o. w. f.),处理温度为20 V 50°C，优选30 V 45°C，更优选35 V 40°C，处理时间5分钟 40分钟，优选10分钟 30分钟，更优选15分钟 20分钟；烘干采取真空烘干，烘干温度为50°C 100°C，优选 60°C 90°C，更优选 70V 80°C，真空度为-O. 020MPa -O. 098MPa,优选-O. 040MPa -O. 090MPa,更优选-O. 075MPa -O. 085MPa。所述的清洗中采用的是还原清洗剂(型号G_271，厂家绍兴金渔纺织新技术有限公司)或净化剂(型号G-261，厂家绍兴金渔纺织新技术有限公司)。由于聚乙烯是一种非极性分子，结晶度高，分子链是由C-C键连接而成，C原子上连接的是H原子，这种结构完全不含亲染料的极性基团，所以各种染料对其纤维的亲和力非常差，需要采用化学或物理的方法将其纤维表面进行处理，使纤维表面具有一定数量的极性基团，以提高对染料的亲和力。本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。在染色时加入对纤维起膨化、增塑作用的导染剂，使纤维在相对低的温度下软化，染料分子更容易进入纤维内部，染色结束时，迅速将染液排掉，立即注入冷冻水，使膨化的纤维迅速收缩，染料分子被镶嵌在纤维内部，从而提高纤维的着色深度和染色牢度。染色后的纤维需经清洗，去除浮色，再通过水性聚氨酯对纤维进行包覆，使其纤维表面形成一层致密的包覆膜，进一步提高染色牢度。水性聚氨酯处理后，经过脱水、一定温度下真空烘干，络筒，经检验合格后包装入库。采用本专利技术技术方案染色得到的聚乙烯纤维，其上染率、染色均匀性、耐水洗牢度、日晒牢度等各项指标均达到满意的效果，纤维各项物理力学性能均达到理想效果。附图说明 图1为本专利技术的有色超高分子量聚乙烯纤维的制备流程 图2为实施例1的染色工艺曲线 图3为实施例2的染色工艺曲线 图4为实施例3的染色工艺曲线 图5为实施例4的染色工艺曲线 图6为实施例5的染色工艺曲线图。具体实施例方式本实施方式中均以400D/240F的有色超高分子量聚乙烯纤维制备的具体工艺说明。(I)预处理工序超高分子量聚乙烯纤维的预处理。首先在HT-S蒸纱机中进行预缩，处理温度为105°C，处理时间为80分钟，经过预缩后的丝在SSM精密络筒机上络筒，络筒机卷绕速度为1000 m/min，张力为2cN，超喂本文档来自技高网...

【技术保护点】
有色超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于：包括预定形、络筒和染色，所述的染色包括预处理、上染和后处理，将预定形、络筒后的纤维经预处理后，在匀染剂和具有膨化、增塑作用的导染剂存在情况下，添加分散染料或酸性染料进行染色，染色结束后将染液迅速排掉，立即注入冷冻水，冷冻水温度为?5℃～20℃，处理5～10分钟后，进行后处理。

【技术特征摘要】
1.有色超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于包括预定形、络筒和染色，所述的染色包括预处理、上染和后处理，将预定形、络筒后的纤维经预处理后，在匀染剂和具有膨化、增塑作用的导染剂存在情况下，添加分散染料或酸性染料进行染色，染色结束后将染液迅速排掉，立即注入冷冻水，冷冻水温度为-5V 20°C,处理5 10分钟后,进行后处理。2.根据权利要求1所述的有色超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于所述的预定形的温度90°C 120°C，预定形时间为60 80分钟。3.根据权利要求2所述的有色超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于所述的络筒卷绕速度为600m/min 1000 m/min,张力为O. 05cN 30cN，超喂率为O 30%。4.根据权利要求3所述的有色超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于，所述的预处理是指采用氧化剂对纤维表面进行亲和力改性，处理时间为5 120分钟，排出氧化剂，加入软水，用碱液中和至中性，再进软水冲洗纤维。5.根据权利要求4所述的有色超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于所述的氧化剂是指20%以上的硫酸、20%以上的硝酸或10%以上的高锰酸钾中的一种，氧化剂处理时间为5-30分钟；碱液是5% 30%的...

【专利技术属性】
技术研发人员：金国周，李杰昌，成柱鑫，何林伟，郑国全，
申请(专利权)人：绍兴金渔纺织新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：