[发明专利]一种前着色对位芳纶纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及芳纶纤维制备方法领域，特别是涉及一种前着色对位芳纶纤维的制备方法。

背景技术

对位芳纶具有质轻、高强高模、耐高温和阻燃等特性，主要用于防弹衣、头盔、航空航天材料、轮胎骨架材料、增强材料等方面。随着对位芳纶纤维及其同类和下游产品在世界化纤增强材料应用范围的扩大，市场上对对位芳纶纤维的着色也加深了研究开发，以满足产品外观需要。但是由于对位芳纶表现出高取向性，分子结构紧密，结晶度高，现有技术中大多采取后染色方式，在传统印染基础上改变染色条件，如通过酸碱处理提高染色剂染色能力，即便如此，染色效果依然存在颜色不正不匀，色牢度低，染浴配比要求精确，污染严重等问题，并且这种染色工艺直接影响了纤维的物理特性，使得其增强特性下降较大，对于像对位芳纶这样高强高模纤维，染色不牢且本身的物理特性被降低，无疑是对其应用的限制，同时存在隐患。

杜邦公司公开号为CN1031736A的专利公开了一种前着色技术方案，采取颜料和聚合物同时添加到发烟硫酸中的方式，但仍存在一定的缺陷：由于颜料和聚合物同时添加到发烟硫酸中，易造成颜料分散不匀，导致产品显色偏差，而且还导致原液配比的波动，影响成品纤维的品质。

日本东海染工株式会社公开号为CN 103459710A的专利，其技术方案为模拟的后染工艺，且工序复杂，污染较大，染成品依然存在有前述后染的缺陷。

本申请人在早先的公开号为CN102839444A专利中采用多壁碳纳米管进行染黑生产，在成产前已对碳纳米管规格等进行了限定，且在同一生产线更换色系的过程时，由于碳纳米管的特性，清洗干净将浪费较多原液，同时碳纳米管只能染制黑色，对于其他色系并不适用。

发明内容

本发明的目的是针对现有对位芳纶染色技术的不足，提供一种全色系前着色对位芳纶纤维的方法。本发明提供的技术方案是：

一种前着色对位芳纶纤维的制备方法，包含步骤：

a)      纺前着色液的制备：将着色颜料与硫酸一同加入研磨、分散机中进行研磨和分散；

b)      纺丝聚合物的制备：按照现有的技术制备出对位芳纶纤维的纺丝聚合物；

c)      纺丝原液的制备：将步骤a)的纺前着色液和步骤b)的纺丝聚合物通过双螺杆挤出机进行充分混合和溶解；

d)      将步骤c)的纺丝原液进行熔融、脱泡、干喷湿纺纺丝，再经凝固、水洗、碱洗、烘干，最后经后处理后得到前着色对位芳纶纤维。

进一步地，所述的着色颜料包括酞青类、蒽醌类、苝系、苯胺类、偶氮类、二酮吡咯并吡咯类、双偶氮类、异吲哚啉酮类、喹吖啶酮类、二噁嗪类、钒酸铋类分散染料中的一种或几种。

进一步地，所述硫酸的浓度为95%-105%。

进一步地，步骤c) 制备的纺丝原液中纺前着色液占0.05%-6%。

进一步地，步骤c) 制备的纺丝原液中固质含量在18.5%-21%。

与现有技术相比，本发明在前期将着色颜料通过研磨机或者砂磨机、球磨机，分散分散机或者乳化机等使之在溶剂中迅速且充分的溶解/分散形成纺前着色液，加速了颜料均匀分散的程度，缩短了在发烟硫酸中保存时间，也使得更多的着色颜料可以加入到对位芳纶纤维的制备过程，增加对位芳纶纤维的色相饱和度，使对位芳纶纤维色彩更加艳丽；且通过两种或两种以上不同种类和色相的着色颜料进行混合拼色，可以得到几乎全色系色调的着色颜料，丰富了对位芳纶纤维的应用范围；同时由于着色颜料是与纺丝原液深度融合，制成的对位芳纶纤维由表及里一致，因而色牢度高；而且由于着色颜料是与纺丝原液深度融合使得对位芳纶纤维物理特性损失极小。

附图说明

图1：本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下实例所生产的对位芳纶纤维中：

纺丝聚合物制备：由NMP加增溶盐环境下的对苯二胺与对苯二甲酰氯两步法低温缩聚生产得到，固有特性粘度在5.5-8dL/g，外观为黄色粉末颗粒。

纺前着色液的制备：使用颜料为酞青类、蒽醌类、苝系、苯胺类、偶氮类、二酮吡咯并吡咯类、双偶氮类、异吲哚啉酮类、喹吖啶酮类、二噁嗪、钒酸铋类、其它分散染料中一种或几种，根据拟得到的颜色，选用合适的颜料拼合得到着色颜料，将着色颜料与95%-105%硫酸一同加入研磨分散机中进行研磨和乳化。

纺丝原液的制备：通过双螺杆 进行充分混合和溶解上述的纺前着色液和纺丝聚合物；纺丝原液中纺前着色液占0.05%-6%；固质含量在18.5%-21%。