[發明專利]一種有色合成纖維及其制備方法

有效

• 申請號: 202011090571.0
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112226835B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 魏文山;李辰
• 申請（專利權）人: 廣東永暢興精密制造股份有限公司
• 主分類號: D01F1/06
• 分類號: D01F1/06;D01F6/92
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 羅曉林;唐琴

本發明公開了一種有色合成纖維及其制備方法。將酸酐功能化的苯或萘衍生物與高分子混合熔融擠出，所得擠出混合物、鄰二胺化合物和催化劑再次混合熔融，期間化合物反應生成著色劑，著色后的高分子通過熔融紡絲得到有色纖維；或，將酸酐功能化的苯或萘衍生物與高分子混合，得到第一混合熔體，同時將鄰二胺化合物、催化劑和相同高分子混合，得到第二混合熔體，將第一和第二混合物熔體混合，反應生成著色劑，對著色的高分子熔體紡絲，得到有色合成纖維。本發明將著色劑合成、高分子加工及紡絲結合，免除著色劑碾磨和色母粒的使用，并實現著色劑在線合成對高分子熔體著色并以分子水平均勻分散在高分子中，實現高效生產高品質有色合成纖維。

技術領域

本發明涉及顏料技術領域，特別是涉及一種在線原位反應著色合成纖維及其制備方法。

背景技術

聚酯纖維具有抗皺性、耐磨耐穿、易洗易干以及良好的手感等優點，廣泛應用于紡織領域。但聚酯纖維的分子結構中不含有親水性基團，且結晶度高，吸濕性差，所以對其染色困難。通常聚酯纖維染色采用分散染料，利用溢流染色設備在高溫、高壓下進行，該方法對設備要求高、能耗大效率低，污染嚴重、存在安全風險、染色成本高，而且纖維色牢度和耐候性也較差。

隨著人們環保與安全意識的日益增強，全球低碳經濟的發展，化纖紡織行業為尋找更為清潔的染色方法以解決傳統染色的諸多問題，開發了紡前著色技術，即在紡絲溶液或熔體中加入著色劑，經紡絲過程得到有色纖維，也稱為無染纖維。著色纖維加工成紡織品時無需染色工序，避免了大量的印染廢水，減少了CO₂排放，具工藝簡單和顯著的環境友好特征。該方法使著色劑均勻地分散在聚酯中，染色均勻、色牢度也很高。

紡前染色包括色母粒法和色漿法兩種方式。

色母粒法根據纖維色度要求，在紡絲過程中加入色母粒獲得有色纖維。色母粒是20世紀60年代開發的一種塑料基材料著色新產品，其成分包括：載體樹脂、顏料、分散劑等。歐美國家先后推出色母粒產品并著色纖維。巴斯夫公司研究了纖維紡前著色所用的染料和色母粒；克萊恩公司開發了溶劑染料、有機顏料以及色母粒加工技術。色母粒法的優點是設備沾色較少，使用方便，易于換色，主要適合以切片為原料的纖維生產廠。

參見中國發明專利申請CN 109705318 A和中國發明專利CN 107723831 B，色漿法是將著色劑、分散劑、溶劑等混合，以液態色漿形式添加生產著色纖維的方法。實際生產中主要常見于聚合過程添加和紡絲過程添加。在聚酯聚合反應階段添加含有著色劑和分散劑的色漿，經歷聚酯聚合過程的反應條件得到有色聚酯熔體，可以直接紡絲制成有色合成纖維；或先制成聚酯有色切片，再經過干燥、熔融、紡絲生產有色纖維。這種方法對著色劑的要求很高，需要承受260～290℃的高溫和適應壓力小于130Pa的真空，并要求著色劑與聚合物之間有一定的浸潤性。為了不影響酯化反應和縮聚反應的進行，著色劑要有良好的分散性，所以其粒徑要小于1μm，這就限制了著色劑的種類，使得色譜相對較為單一。該種方法目前主要用于大批量生產黑色聚酯纖維，換色時清理設備較繁瑣，故不適合進行多色系的生產。

無論是色母粒法還是色漿法，用于聚酯的著色劑多為溶劑染料或高性能顏料，這些著色劑在聚酯中分散難，所以在應用于聚酯著色前，都需要對著色劑進行碾磨處理，使著色劑顆粒達到納米級別，從而保障紡絲過程的安全順利進行。可見，現有聚酯纖維紡前著色技術生產效率低且難度大。

中國發明專利申請公開了一種稠環芳香類色素和高分子材料的混合物的制備方法，通過將高分子材料與用于形成稠環芳香類色素的反應物混合，擠出或捏合，一步得到稠環芳香類色素和高分子材料的混合物，相較于色素，色素的原料反應物在高分子材料中有更好的分散性，因此經擠出或捏合，色素能夠直接生成并均勻分散在高分子材料中。但進一步研究表明，由于合成色素的反應物一次性和高分子混合，通過擠出和捏合設備加工時間有限并非常短，可能造成反應物在熔融高分子中的分散不均勻和反應不完全，導致在最終有色的高分子中出現反應物大顆粒在高分子中殘留的情況，影響高分子產品的性能。

發明內容