[發明專利]一種聚四氟乙烯纖維的金屬離子染色方法

在審

• 申請號: 201410457697.5
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN104233852A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 董永春;李冰;王鵬
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: D06P1/00
• 分類號: D06P1/00;D06P3/00;D06M14/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及纖維染色方法，具體地為一種聚四氟乙烯纖維的金屬離子染色方法。

背景技術

聚四氟乙烯(PTFE)纖維，是由Plankett在1938年發明的一種高分子化合物。它由四氟乙烯單體(TFE)經本體聚合和乳液聚合技術聚合制得。聚四氟乙烯纖維是一種全氟化直鏈高分子化合物，幾乎沒有支鏈，其主鏈由C-C鍵構成，相連接的氫均被氟原子取代形成高鍵能的C-F鍵。由于聚四氟乙烯纖維分子中的氟原子比氫原子具有更大的原子半徑，故對其主鏈碳原子表現出極為有效的屏蔽保護作用。另外，聚四氟乙烯是一個相對分子質量達到200萬至1000萬的高分子長鏈結構，并以螺旋結構將主鏈包裹其中，構成高度對稱的非極性結晶結構，這使其具有無法比擬的耐熱性和化學穩定性，并且分子中的含氟原子越多這種性質越顯著。因此，聚四氟乙烯纖維不與環境介質發生反應。研究證明，幾乎所有的強酸、強堿、強氧化劑和鹽類對聚四氟乙烯纖維皆無影響，即使在高溫的條件下也是如此，對沸騰的王水也很穩定，對于有機化合物，除了鹵化胺類和芳烴對其有輕微溶脹外，其他所有有機溶劑對聚四氟乙烯纖維都無作用。因為聚四氟乙烯有極優越的化學性，所以在許多極其復雜和惡劣條件下中只有使用PTFE纖維才能達到性能不變或不受微生物侵襲的目的。因此目前著色的PTFE制品是在加工成型的過程中通過添加顏料制備而成。由于聚四氟乙烯熔融粘度非常高，不能用一般塑料的加工方法加工，只能采用粉末冶金模塑加工成型，而且成型溫度很高(400℃左右)，保溫時間長，所以顏料必須能在400℃以上的高溫下性能穩定，現在顏料中只有部分無機顏料能滿足聚四氟乙烯的加工要求。無機顏料通常是金屬的氧化物、硫化物和硫酸鹽等，且著色的聚四氟乙烯制品大多以暗色的制品為主。目前國內對于已經成型的聚四氟乙烯纖維的染色技術還未有相關研究報。在所述情況下，需要一種聚四氟乙烯纖維的染色方法。因此，本發明的目的就是提供一種聚四氟乙烯纖維的金屬離子染色方法。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是：提供一種聚四氟乙烯纖維的金屬離子染色方法。其特征在于該染色方法主要由四個步驟組成，首先在Co⁶⁰γ射線下使用丙烯酸對聚四氟乙烯纖維進行表面改性處理，然后再使用特定的金屬鹽與改性聚四氟乙烯纖維反應使之著色。該染色方法用于聚四氟乙烯纖維的染色處理，能夠有效地使聚四氟乙烯纖維具有鮮艷的顏色。本發明所述染色方法用于聚四氟乙烯纖維的染色處理，其成品表面染色均勻，顏色鮮艷，色相和深度可控，染色牢度優良，工藝簡單，生產成本不高，有利于工業推廣。且染色過程不使用有機染料，是一種環境友好型的染色方法。

本發明解決所述催化劑技術問題的技術方案是：設計一種聚四氟乙烯纖維的金屬離子染色方法，其采用下述工藝處理：

1.聚四氟乙烯纖維的預處理：在50℃和攪拌條件下，首先使用含有濃度為2.0g/L的陰離子表面活性劑水溶液洗滌處理聚四氟乙烯纖維30分鐘后取出水洗烘干。然后再使用丙酮對聚四氟乙烯纖維進行清洗20分鐘后取出，最后將其在70℃下真空烘干12小時；

2.聚四氟乙烯纖維的表面改性：精確稱量規定重量的所述預處理的聚四氟乙烯纖維，并將其浸入濃度為300-700g/L的丙烯酸和濃度為15-50g/L的硫酸亞鐵銨混合水溶液中。所述聚四氟乙烯重量(克)與混合水溶液的體積(毫升)之比為1∶50；然后向體系中通入氮氣20分鐘以驅趕其內的空氣并使用聚四氟乙烯膠帶將體系密封。最后將此密封體系置于0.5-1.0kGy/h的Co⁶⁰γ射線中在室溫條件下進行輻射處理50-100小時。反應后將處理后的聚四氟乙烯纖維取出并使用熱水和丙酮進行洗滌3-5次以去除殘留在纖維表面的單體和聚合物，并在50℃下真空烘干12小時備用；

3.金屬離子染液的配制：在室溫下將氯化鐵(FeCl₃·6H₂O)、硫酸銅(CuSO₄·5H₂O)或硝酸鈷(Co(NO₃)₂·6H₂O)等不同顏色的水合金屬鹽溶于蒸餾水中，充分攪拌靜置5小時后過濾，使之形成不同顏色的金屬離子染液，其中金屬離子的濃度為0.10-0.40mol/L。