[发明专利]超高分子量聚乙烯纤维的染色工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种超高分子量聚乙烯纤维的染色工艺，属于纺织材料的染色技术领域。

背景技术

超高分子量聚乙烯纤维（UHMW PE）又称为高强高模量聚乙烯纤维，因其优异的力学性能、稳定的化学性能以及理想的机械性能，作为特种纤维和高性能纤维，被广泛应用于航空航天、军工机械、交通运输、运动器械等领域。然而，由于相对分子量较高，聚乙烯的取向度也较高，分子排列规整，结晶度较高，染色较为困难。目前，常规的方法主要有两种，一种是采用添加染色母粒的方法，另一种是进行改性的方法。添加色母粒的方法是将色母粒添加到切片中，然后进行熔融纺丝，这种方法可以使纤维染色，然而色母粒与切片之间的相容性较差，熔体的流变性和可纺性不佳，同时，母粒的引入导致后续生产获得的纤维内部结构被破坏，纤维强度大大降低，无法发挥其高强度的优势，加之这种生产工艺灵活性较差，各种色丝品种更换较为麻烦，因而无法得到大规模的应用；采用改性的方法，如在超临界条件下进行染色，但反应条件较苛刻，温度或压力的微小差异都会影响最终产品的上染情况，因而无法得以大规模应用。

有基于此，做出本发明。

发明内容

本发明的目的是针对目前超高分子量聚乙烯纤维染色是通过纺丝时加入颜料色母粒等进行染色，这种染色方式存在颜色单一、品种转换时工艺条件繁琐以及需具备一定数量才能进行纺丝染色加工等诸多问题，本发明提供一种上染率高、染色均匀、工艺简便，适合各种颜色、大批量或小批量的超高分子量聚乙烯纤维的染色工艺。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

超高分子量聚乙烯纤维的染色工艺，包括预处理、上染和后处理，所述的上染是指预处理后的纤维在匀染剂和具有膨化、增塑作用的导染剂存在的情况下，添加分散染料或酸性染料进行上染，上染结束后将染液迅速排掉，立即注入冷冻水，处理5-10分钟后，进行后处理。

本发明技术方案进一步的设置如下：

所述的导染剂为具有膨化、增塑作用的导染剂（型号为G-202，厂家：绍兴金渔纺织新技术有限公司）。

所述的分散染料的染色温度为80℃～130℃，优选100℃～125℃，更优选110℃～120℃，匀染剂采用高温匀染剂（型号为G-201，厂家：绍兴金渔纺织新技术有限公司）用量为0.5%～8%（o.w.f.），优选2%～6%（o.w.f.），更优选2.5%～4%（o.w.f.），导染剂G-202用量为1%～15%（o.w.f.），优选4%～10%（o.w.f.），更优选7%～9%（o.w.f.）,染色时间20分钟～180分钟，优选50分钟～120分钟，更优选60分钟～80分钟。

所述的酸性染料的染色温度80℃～110℃，优选90℃～105℃，更优选98℃～102℃，匀染剂采用酸性匀染剂（型号：TBW-951，厂家：绍兴德美化工有限公司）用量为0.5%～8%（o.w.f.），优选2%～6%（o.w.f.），更优选2.5%～4%（o.w.f.），导染剂G-202用量1%～15%（o.w.f.），优选4%～10%（o.w.f.），更优选7%～9%（o.w.f.）,染色时间30分钟～150分钟，优选50分钟～120分钟，更优选70分钟～90分钟。

所述冷冻水温度为-5℃～20℃，优选0℃～8℃，更优选0℃～5℃。

所述的预处理是指采用氧化剂对纤维表面进行亲和力改性，处理时间为5～120分钟，优选5分钟～30分钟，更优选15分钟～25分钟，排出氧化剂，加入软水，用碱液中和至中性，软水冲洗纤维。

所述的氧化剂是指20%（质量百分数）以上的硫酸、20%（质量百分数）以上的硝酸或10%（质量百分数）以上的高锰酸钾中的一种；碱液是浓度为5%～30% 的NaOH。

所述的硫酸浓度为50%～100%（质量百分数），优选85%～95%（质量百分数）；硝酸浓度为40%～95%（质量百分数），优选80%～90%（质量百分数）。

所述的后处理是将纤维清洗后采用水性聚氨酯（型号：ADM-Z706，厂家：奥德美(淄博)高分子材料有限公司）进行固色，再经脱水、烘干。