[發明專利]一種提高纖維可著色性的復合型表面處理劑及其使用方法和用途

有效

• 申請號: 201711285137.6
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN107881774B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 李亞東;陳超;徐璇;李志堅;李雅雯;劉國偉;鄭海洋
• 申請（專利權）人: 安徽威亞新材料技術有限公司
• 主分類號: D06M13/292
• 分類號: D06M13/292;D06M13/332;D06M13/513;D06M15/03;D06M15/53;D06M15/55;D06M15/59;D06M101/20
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明涉及一種提高纖維可著色性的復合型表面處理劑及其使用方法和用途，所述復合型表面處理劑包括前處理劑和后處理劑；前處理劑包括偶聯劑；后處理劑包括成膜劑、交聯劑、絡合劑、分散劑和去離子水。其中前處理劑于汽化狀態下首先在超高分子量聚乙烯纖維表面通過取向吸附自組裝構成活性基團外露的單層薄膜，后處理劑則通過浸涂的方式進一步與單層薄膜的活性基團結合，并經縮聚原位固化反應成膜，通過前處理劑和后處理劑對超高分子量聚乙烯纖維的協同作用，提高了超高分子量聚乙烯纖維所制繩纜等下游產品的著色能力，同時不會降低纖維本體的力學性能。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，尤其涉及一種提高纖維可著色性的復合型表面處理劑及其使用方法和用途。

背景技術

超高分子量聚乙烯纖維是與碳纖維、芳綸纖維并列的三大高性能纖維，它不僅是目前比強度、比模量最高的纖維，而且具有優良的耐磨性、耐沖擊性、耐化學腐蝕性、耐低溫性、較好的耐候性和耐紫外性能，廣泛應用于繩纜、防彈、體育器材、航空航天等領域。

對于超高分子量聚乙烯纖維，當其應用于下游行業如繩纜時，在繩纜編織完畢時，通常會浸膠著色，但是由于纖維表面呈惰性，因此無法有效著色，而且膠層與纖維基體之間的結合力也較差。部分研究者(CN102776596A、CN102199805A、CN103572397A、CN104164791A等)采用在超高分子量聚乙烯纖維紡絲液中添加染料或顏料，以此達到給纖維著色的目的，但是這樣做的缺點在于，在著色的同時，纖維的強度會不可避免地降低；部分研究者(徐鑫燦.UHMWPE纖維的染色改性技術研究.浙江理工大學碩士學位論文，2013.任煜.常壓等離子體對高性能纖維改性處理的時效性研究.東華大學博士學位論文，2007.)對纖維表面進行物理或化學處理，使纖維表面官能化，這樣有利于后續上膠時著色，但因處理效果有限，效率較低，不利于實際生產；更有甚者，目前部分下游繩纜企業，在繩子編織完畢時，未做任何處理，即直接對纖維表面進行上膠著色，顯而易見，著色效果不好。所以截止目前，在超高分子量聚乙烯纖維繩纜行業，著色始終是一個未能很好地解決的問題。

發明內容

鑒于現有技術中存在的問題，本發明的目的之一在于提供一種提高超高分子量聚乙烯纖維的可著色性的復合型表面處理劑及其使用方法。

為達此目的，本發明采用如下技術方案：

第一方面，本發明提供一種提高纖維可著色性的復合型表面處理劑，所述復合型表面處理劑包括前處理劑和后處理劑。

所述前處理劑包括偶聯劑。

所述后處理劑包括成膜劑、交聯劑、絡合劑、分散劑和去離子水。

本發明所述的“包括”，意指其除所述組分外，還可以包括其他組分，這些其他組分賦予所述材料不同的特性。除此之外，本發明所述的“包括”，還可以替換為封閉式的“為”或“由……組成”。

本發明另辟蹊徑，通過復合型表面處理劑在纖維表面形成了一個聚合物涂層，而涂層上殘留的活性基團，提高了纖維的表面能，并與下游繩纜等制品上膠時膠液中的成膜物結合，而成膜物負載染料，因此提高了膠層的色牢度；其次，涂層中復合的絡合劑，在涂層中構成彌散分布的“錨點”，能夠在下游繩纜等制品上膠時，吸附膠液中的染料，因此提高了膠層的色飽和度。最終，通過前處理劑和后處理劑對超高分子量聚乙烯纖維的協同作用，提高了超高分子量聚乙烯纖維所制繩纜等制品的著色能力。

優選地，所述偶聯劑選擇沸點相對較低的小分子偶聯劑，包括戊二醛、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和γ-氯丙基三乙氧基硅烷中的任意一種或至少兩種的組合，其中，典型但非限制性的組合為：戊二醛與γ-氨丙基三乙氧基硅烷的組合，γ-(2，3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷與γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的組合，乙烯基三乙氧基硅烷與γ-氯丙基三乙氧基硅烷的組合，戊二醛、γ-氨丙基三乙氧基硅烷與乙烯基三乙氧基硅烷的組合。