[發明專利]一種彩色超高分子量聚乙烯纖維的制備裝置及方法

在審

• 申請號: 201811031980.6
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN108977906A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 房思緒;楊月
• 申請（專利權）人: 青島信泰科技有限公司
• 主分類號: D01D13/00
• 分類號: D01D13/00;D01D1/06;D01F6/46;D01F1/04
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 劉娜

本發明公開了一種彩色超高分子量聚乙烯纖維的制備裝置及方法，該方法將三原色有機顏料溶液與超高分子量聚乙烯溶脹料在時間控制系統、計量系統的控制下依次進入高剪切乳化泵，在高剪切乳化泵的作用下共混均勻后，隨后進入平行雙螺桿擠出機擠出，進行紡絲。再經過預拉伸、萃取、干燥、熱牽伸制備了一種彩色的超高分子量聚乙烯纖維。本發明所公開的裝置及方法可以使得一束超高分子量聚乙烯纖維具備不同的顏色，極大的豐富了超高分子量聚乙烯纖維的色彩，滿足了市場對彩色纖維的需求。同時，本發明采用的顏料為有機顏料，與紡絲原液的相容性良好，制備的彩色色絲顏色均勻。

技術領域

本發明涉及一種彩色纖維的制備方法，特別涉及一種彩色超高分子量聚乙烯纖維的制備裝置及方法。

背景技術

超高分子量聚乙烯纖維是分子量在100萬以上的聚乙烯粉末通過凝膠紡絲的方法制得的一種纖維，該纖維具有輕質、高強、高模等優點，廣泛應用于軍事、航空航天、醫療器械、防護用品等領域。

超高分子量聚乙烯纖維結構致密，化學性能穩定，具有極強的化學惰性，使其不易與其他物質發生反應，染料不能再纖維內部著色，而且該纖維的耐熱溫度低，通過高溫著色法會破壞纖維的力學性能，而且著色不能保證均勻，通過有色涂覆的方法對纖維著色，無法保證色絲顏色的長久，而且在纖維使用過程中會出現脫膠的現象。市場上的超高分子量聚乙烯纖維大多以白色為主，顏色單一，難以滿足各行各業對顏色的需求，特別是防護用品、無緯布領域。

目前，已公開的專利CN 105133066 A中涉及一種有機顏料原液著色的超高分子量聚乙烯纖維，但一次只能生產一種顏色的產品，生產出來的纖維顏色單一，達不到彩色的效果。目前也有其他纖維生產彩色或者多顏色的纖維，主要是通過單色纖維通過拼絲合股體現出的多樣性，或者通過添加色母粒或者后續染色來實現，對單絲來說顏色是單一的。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種彩色超高分子量聚乙烯纖維的制備裝置及方法，以達到可使一束超高分子量聚乙烯纖維具備不同的顏色，極大的豐富了超高分子量聚乙烯纖維的色彩，滿足了市場對彩色纖維的需求的目的。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種彩色超高分子量聚乙烯纖維的制備裝置，包括原料儲料系統、原料預混系統、時間控制系統、計量系統、紡絲系統和后續處理系統，所述原料儲料系統包括三原色儲料釜和溶脹料儲料釜，所述原料預混系統包括高剪切乳化泵，所述紡絲系統包括同向平行雙螺桿擠出機、增壓泵、熔體過濾器、紡絲箱體、凝固浴、盛絲桶和恒溫靜置平衡裝置，所述后處理系統包括集束裝置、張力架、預牽伸裝置、萃取裝置、干燥裝置、三級熱牽伸裝置和卷繞裝置。

一種彩色超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，采用上述的制備裝置，包括：

a、配置超高分子量聚乙烯溶解料、超高分子量聚乙烯溶脹料和有機顏料溶液，將超高分子量聚乙烯溶解料按照比例加入到超高分子量聚乙烯溶脹料中混合，得到了超高分子量聚乙烯纖維紡絲原液；

所述超高分子量聚乙烯溶解料包括超高分子量聚乙烯粉末、白油、抗氧劑B225，超高分子量聚乙烯粉末：白油質量比為0.5：99.5，抗氧劑B225加入量為超高分子量聚乙烯粉末的5％；

所述超高分子量聚乙烯溶脹料包括超高分子量聚乙烯溶解料、超高分子量聚乙烯粉末、白油，其中超高分子量溶解料：超高分子量聚乙烯粉末：白油質量比為6.32:1:3；

所述有機顏料溶液為有機顏料和溶劑的混合液，有機顏料顏色采用三原色，溶劑為白油，有機顏料：白油的質量比為1:10～12；

b、時間控制系統控制超高分子量聚乙烯溶脹料和有機顏料的下料時間間隔，超高分子量聚乙烯溶脹料與有機顏料溶液在高剪切乳化泵匯流，經過高剪切乳化泵的均化作用后，進入同向平行雙螺桿擠出機擠出，進行紡絲形成凍膠絲；