[发明专利]超高分子量聚乙烯有色纤维的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种超高分子量聚乙烯有色纤维的生产方法。

背景技术

超高分子量聚乙烯纤维问事以来，以其高强、高模、轻质、耐腐蚀等优异的特性。受到了诸如军工、航天、海洋以至于民用等众多领域的青睐。但其应用范围也受到了染色难的限制。这主要是由于超高分子量聚乙烯纤维大分无极性基团，而凝聚态结构又调试收敛，所以无论是极性染料还是分散染料，都难以使其着色，即使能够实现也都因不能连续、批量生产而搁浅。对超高分子量聚乙烯纤维着色问题，也一直进行各种各样尝试，如专利CN101718003A，采用原料内共混颜料粒子的形式进行着色。但其弊端在粒子混入，会影响纤维拉伸和最终力学性能，并且着色结果也会造成颜色浓度、纤维素品种切换困难等。因此，急需一种改进的技术来解决现有技术中所存在的这一问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种有效制备超高分子量聚乙烯有色纤维的生产方法，制备出各种颜色的有色纤维，色牢度和浓度满足目前市场需求。

本发明采用的技术方案是：

超高分子量聚乙烯有色纤维的生产方法，首先将干燥后的超高分子量聚乙烯纤维放入高压染色舱内并封闭好，然后将二氧化碳储罐中的二氧化碳气体加热加压到非气体也非液体的超临界状态，然后由泵将超临界状态下的二氧化碳打入染料槽内，使二氧化碳超临界流体溶解染料，然后送至高压染色舱内与超高分子量聚乙烯纤维进行接触，给超高分子量聚乙烯纤维进行染色，染色后的超高分子量聚乙烯纤维再进行超倍热牵伸、收卷、入库，所述二氧化碳和剩余的染料进入分离器分离，分别收集回用。

所述高压染色舱内温度为35-100℃，压力为7-45Mpa，染色时间为60-80分钟。

所述染料槽内染料的质量份为超高分子量聚乙烯纤维质量份的5-20%。

所述被染色的高分子量聚乙烯纤维是低倍热牵伸或未经高倍热牵伸的超高分子量聚乙烯干胶丝。

所述低倍热牵伸的倍数为1-4倍。

所述超高分子量聚乙烯干胶丝结晶度≤65%，比强力≤20cN/dtex。

本发明的优点是：整个过程无水、无污染，节能高效，突破超高分子量聚乙烯纤维难以染色的瓶颈。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

图1为超高分子量聚乙烯干胶丝染色的工艺流程。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明的超高分子量聚乙烯有色纤维的生产方法，首先将干燥后的超高分子量聚乙烯干胶丝放入高压染色舱内并封闭好，高压染色舱内温度为38℃，压力为35Mpa，染色时间为60分钟，然后将二氧化碳储罐中的二氧化碳气体加热加压到非气体也非液体的超临界状态，然后由泵将超临界状态下的二氧化碳打入染料槽内，染料槽内染料的质量份为超高分子量聚乙烯干胶丝质量份的10%，使二氧化碳超临界流体溶解染料，然后送至高压染色舱内与超高分子量聚乙烯干胶丝进行接触，给超高分子量聚乙烯干胶丝进行染色，染色后的超高分子量聚乙烯干胶丝再进行超倍热牵伸、收卷、入库，所述二氧化碳和剩余的染料进入分离器分离，分别收集回用，所述被染色的超高分子量聚乙烯干胶丝低倍热牵伸的倍数为3倍，超高分子量聚乙烯干胶丝结晶度为55%，比强力为18cN/dtex，整个过程无水、无污染，节能高效，突破超高分子量聚乙烯干胶丝难以染色的瓶颈。

实施例2

如图1所示，本发明的超高分子量聚乙烯有色纤维的生产方法，首先将干燥后的超高分子量聚乙烯干胶丝放入高压染色舱内并封闭好，高压染色舱内温度为50℃，压力为35Mpa，染色时间为80分钟，然后将二氧化碳储罐中的二氧化碳气体加热加压到非气体也非液体的超临界状态，然后由泵将超临界状态下的二氧化碳打入染料槽内，染料槽内染料的质量份为超高分子量聚乙烯干胶丝质量份的15%，使二氧化碳超临界流体溶解染料，然后送至高压染色舱内与超高分子量聚乙烯干胶丝进行接触，给超高分子量聚乙烯干胶丝进行染色，染色后的超高分子量聚乙烯干胶丝再进行超倍热牵伸、收卷、入库，所述二氧化碳和剩余的染料进入分离器分离，分别收集回用，所述被染色的超高分子量聚乙烯干胶丝低倍热牵伸的倍数为4倍，超高分子量聚乙烯干胶丝结晶度为45%，比强力为10cN/dtex，整个过程无水、无污染，节能高效，突破超高分子量聚乙烯干胶丝难以染色的瓶颈。

实施例3