[发明专利]一种粘土/聚烯烃粒子可染细旦聚丙烯纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属可染细旦聚丙烯纤维的制备领域，特别是涉及一种粘土/聚烯烃粒子可染细旦 聚丙烯纤维及其制备方法。

背景技术

聚丙烯纤维(丙纶)具有很多优良特性，自工业化生产以来，得到了迅速的发展。但 是，由于聚丙烯(PP)的非极性结构，其分子中没有可与任何染料分子相结合的极性基团， 即无染座；且聚丙烯的结晶度很高，结构紧密，染料分子只能扩散或渗透到纤维分子的无 定型区，而不能进入晶区，因此，聚丙烯纤维的染色性能较差。而细旦聚丙烯纤维由于取 向度更大，纤维中大分子链排列更加规整，结构更加紧密，所以其染色性能也更差。聚丙 烯纤维这一致命的缺点限制了它在纺织工业中更广泛地应用。

聚丙烯纤维的染色主要是先对PP进行改性，使其至少具备如下两个条件：改变纤维 的紧密结构，使染料易于渗透到纤维基质中；在纤维基体中引入一定数量的、对染料具有 足够大亲和力的极性基团，目前对PP染色改性的方法主要有表面改性法、掺混金属化合 物改性法、共聚改性法和共混改性法。

其中，纤维经过表面处理后，会导致力学性能下降、手感僵硬、色谱不全、污染严重 且染色牢度不高，由于经济性、环保性和色彩品质的缺陷，表面改性的方法尚无大规模应 用的例子。金属化合物与聚丙烯相容性不好，由此导致纺丝成形过程中可纺性差，不易拉 伸，纤维的物理机械性能较差，所以掺混金属化合物改性法也存在很多不足。由于等规PP 对聚合催化剂的特殊要求，共聚单体的加入往往带来催化剂中毒效应，  所以共聚改性法 也受到了限制。而共混改性法具有操作简单、色谱广、色泽鲜艳的优点，同时，由于带有 染座的添加剂在聚丙烯中均匀分布，因此该法不仅能使聚丙烯纤维表面染色，而且也能使 聚丙烯纤维本体染色。共混改性一直是人们开发可染聚丙烯纤维的热点。

共混改性是提高丙纶染色性的有效途径，我们面临着共混添加剂的选择问题。聚烯烃 是一种能提高丙纶染色性能的共混添加剂，Xin Huang等人(Xin Huang，Hao Yu，Blends of Polypropylene and Modified Polystyrene for Dyeable Fibers，Journal of Applied Polymer Science，2005，v96：2360-2366)将丙烯酸系单体和苯乙烯的共聚产物作为添加剂和PP共混 纺丝，提高了其染色性能和染色牢度，但并未涉及粘土/聚烯烃复合粒子对聚丙烯纤维染色 的影响。中国专利03115777.7纳米蒙脱土-苯乙烯原位插层聚合的制备方法，尚未说明该 法得到的有机改性蒙脱土的层间距，也未涉及其对聚丙烯细旦纤维染色性能的影响，该方 法制备的产物不适合作为纺丝所需的聚合物添加剂。中国专利200610023763.3稀土杂化原 位聚合聚烯烃聚丙烯细旦可染纤维树脂及制法和中国专利CN100414039C含稀土材料改性 聚烯烃与聚丙烯共混细旦丙纶的染色方法，该方法获得的是稀土类杂化改性聚烯烃与聚丙 烯混合，熔融纺丝，提高了丙纶的染色性，但并未涉及粘土类无机物。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种粘土/聚烯烃粒子可染细旦聚丙烯纤维及其制 备方法，该制备方法采用粘土类无机物作为原料，与稀土相比不但降低了成本，并且不会 产生放射性的危害，同时细旦聚丙烯纤维的上染率可达85％～92％。

本发明的一种粘土/聚烯烃粒子可染细旦聚丙烯纤维，其组份包括：粘土/聚烯烃复合 粒子和聚丙烯粒子，其重量比为1～10∶90～99；其中粘土/聚烯烃复合粒子中粘土与聚烯烃 的重量比为1～10∶90～99。

所述的粘土/聚烯烃粒子可染细旦聚丙烯纤维其单丝纤度为0.8～1.1dtex，上染率为 50％～92％；

优选的上染率范围85％～92％；

所述的粘土为有机改性膨润土、有机改性蒙脱土、有机改性高岭土或有机改性凹凸棒 土，层间距为2.1～4.8纳米，粒径为5～25微米，表观密度为0.25～0.35g/cm³；

所述的聚烯烃结构通式为：

其中，R为H或CH₃，m＝1、2、3或4，n＝180～720。

本发明的一种粘土/聚烯烃粒子可染细旦聚丙烯纤维的制备方法，包括：