[發明專利]一種超高模量聚乙烯纖維的染色方法及其產品

有效

• 申請號: 202110303526.7
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113235317B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 裴克梅;陳宏
• 申請（專利權）人: 浙江千禧龍纖特種纖維股份有限公司
• 主分類號: D06P3/79
• 分類號: D06P3/79;D06P1/38;D06P1/52;D06P5/22
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 高佳逸;胡紅娟

本發明公開了一種超高模量聚乙烯纖維的染色方法及其產品，該染色方法包括步驟：(1)將100重量份含有飽和長鏈丙烯酸烷基酯的水性羥基丙烯酸酯樹脂乳液、0.1?1重量份含羥基和/或氨基的染料以及5?30重量份異氰酸酯固化劑混合攪拌形成膠液，加入上膠機膠槽；(2)將超高模量聚乙烯纖維或其制品，經上膠機浸膠、擠膠后，不超過80℃加熱固化，完成超高模量聚乙烯纖維或其制品的上色。本發明通過化學鍵引入長的烷基鏈、染料，實現UHMWPE的高效染色，且制備工藝容易實現、不影響UHMWPE纖維的性能。

技術領域

本發明涉及超高模量聚乙烯纖維染色領域，具體涉及一種超高模量聚乙烯纖維的染色方法及其產品。

背景技術

超高分子量聚乙烯(UHMWPE，或稱超高模量聚乙烯)是相對分子量大于150萬的聚乙烯。超高模量聚乙烯具有的優良功能如耐磨損、力學性能優良、耐腐蝕、不吸收水、耐沖擊性優良。但是由于UHMWPE分子結構的易結晶取向、對稱結構以及無活性基團的原因，使UHMWPE表面惰性極大、表面能極低和化學活性低，導致超高分子量聚乙烯按照傳統染色染整工藝無法實現有效的染色。

改進UHMWPE的可染色性能一般有以下幾類主流的方法：

對UHMWPE表面進行改性，增加表面的極性基團(如公開號為CN103074786A的專利技術，采用強氧化劑的方法對纖維表面進行改性，所用強氧化劑為硫酸、硝酸、高錳酸鉀等具有強氧化性的物質，經氧化劑處理后，在纖維表面形成一定數量的極性基團羥基、羧基，使染料分子對纖維具有一定的親和力，從而提高染料的上染率和牢度)；

通過常規染色方法直接UHMWPE纖維進行染色；

通過UHMWPE纖維的原液染色或者制備色母粒進行熔融紡絲的方法實現染色(如申請號為CN200810014184.1的專利技術，其制造方法由以下步驟完成：(1)原料的溶脹、溶解，制成紡絲原液；(2)制備凍膠絲；(3)對凍膠絲進行萃取；(4)紡絲干燥；(5)后牽伸及卷繞制成有顏色的高強聚乙烯纖維)。

表面修飾改性的方法有損UHMWPE的機械性能、且工藝復雜、設備成本高。通過常規染色方法雖然工藝方便，但是由于UHMWPE的耐熱性能差、表面無極性基團導致染色效果不佳。原液染色或者制備色母粒進行熔融紡絲法染色，染色效果好，但是由于小分子染料和纖維分子之間結合的牢度低，在流經紡絲口時易向纖維表面遷移。

發明內容

針對上述技術問題以及本領域存在的不足之處，本發明提供了一種超高模量聚乙烯纖維的染色方法，利用特定長度的長鏈烷基對聚乙烯纖維的親和性、水性羥基丙烯酸酯乳液、異氰酸酯固化劑以及含氨基和/或羥基的染料之間的化學反應，通過化學鍵引入長的烷基鏈、染料，實現UHMWPE的高效染色，且制備工藝容易實現、不影響UHMWPE纖維的性能。

一種超高模量聚乙烯纖維的染色方法，包括步驟：

(1)將100重量份含有飽和長鏈丙烯酸烷基酯的水性羥基丙烯酸酯樹脂乳液、0.1-1重量份含羥基和/或氨基的染料以及5-30重量份異氰酸酯固化劑混合攪拌形成膠液，加入上膠機膠槽；

(2)將超高模量聚乙烯纖維或其制品，經所述上膠機浸膠、擠膠后，不超過80℃加熱固化，完成所述超高模量聚乙烯纖維或其制品的上色。

本發明將含有特定長度的飽和長鏈丙烯酸烷基酯的水性羥基丙烯酸酯樹脂乳液作為A組分，含氨基和/或羥基的染料作為B組分，異氰酸酯固化劑作為C組分，將上述A、B、C組分按照特定配方量混合均勻后得到膠液，將超高模量聚乙烯纖維或其制品，經過上膠機浸膠、擠膠之后，不超過80℃加熱固化即完成超高模量聚乙烯纖維或其制品的上色，不會對超高模量聚乙烯纖維本身造成熱損壞。