[发明专利]一种聚乳酸纤维纺前着色剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚乳酸纤维纺前着色剂的制备方法，属于精细化工和材料科学技术领域。本发明通过原位聚合法制备了一种纳米改性颜料，用于聚乳酸纤维纺前着色。本发明所制备的改性颜料粒径小，约200nm，且分布较窄，PDI约为0.2，表面能较高，约为38.5，与聚乳酸相仿，可与聚乳酸纤维纺丝液有较好的相容性。

技术领域

本发明涉及一种聚乳酸纤维纺前着色剂的制备方法，属于精细化工和材料科学技术领域。

背景技术

聚乳酸(PLA)纤维是以玉米、小麦、甜菜等含淀粉的农产品为原料，经发酵生成乳酸后，再经缩聚和熔融纺丝制成的一种纤维，是一种原料可种植、易种植，废弃物在自然界中可自然降解的合成纤维。PLA纤维具有良好的可生物降解性，被废弃后可在自然界中完全分解。聚乳酸纤维如果与其它有机废弃物一同掩埋，几个月内便会分解为二氧化碳和水，它在土壤或海水中经微生物作用也可分解为二氧化碳和水，燃烧时，不会散发毒气，不会造成污染，是一种可持续发展的生态纤维。聚乳酸(PLA)纤维的织物面料手感、悬垂性好，抗紫外线性能优良，具有较低的可燃性和优良的加工性能，适用于各种时装、休闲装、体育用品和卫生用品等，具有广阔的应用前景。但是聚乳酸纤维的疏水性强，不耐高温，不耐强酸强碱，易水解等特有属性，为聚乳酸纤维的染色带来了困难。聚乳酸纤维的疏水结构使其通常采用分散染料染色，但分散染料在聚乳酸纤维上的着色存在上染率低、染色牢度差、染深性差、染色效率低等问题。同时，染色、染整加工过程不仅能耗大，而且三废污染严重。而纺前原液着色，即在化学纤维生产过程中掺入色粉、聚合物载体型色母或溶剂载体型色母，直接制成有色纤维，该种方法使着色剂均匀地分散在聚合体中，经纺丝成形后着色剂即被固着在纤维中，生产效率高，而且着色过程与纤维加工过程同步，基本做倒低能耗、零排放。

US8252855B2公开了一种以丙烯酸类液体低聚物为载体的色母料，该液体色母料与光学透明的塑性树脂，如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸酯和苯乙烯一丙烯腈具有更优异相容性。CN102585450A公开的一种溶剂载体型色母适用于PET，PBT，PETG，PEN等聚酯制品的着色，CN101597814A公开了一种使用聚乳酸载体型色母与本白色聚乳酸熔体混合制备有色聚乳酸纤维的方法，而单独针对于聚乳酸纤维对颜料进行改性制造聚乳酸色丝尚未见报道。

发明内容

为了解决上述问题，本发明主要通过原位聚合法制备了一种纳米改性颜料，用于聚乳酸纤维纺前着色。本发明所制备的改性颜料粒径小(约200nm)且分布较窄(PDI约为0.2)，表面能(约为38.5，与聚乳酸相仿)较高，可与聚乳酸纤维纺丝液有较好的相容性。

本发明的第一个目的是提供一种聚乳酸纤维纺前着色剂，其特征在于，所述聚乳酸纤维纺前着色剂是通过将经过硅烷偶联剂修饰的改性颜料与丙交酯聚合反应，生成聚乳酸纤维纺着色剂。

在本发明的一种实施方式中，所述聚乳酸纺前着色剂是通过将颜料、硅烷偶联剂、乙醇、水和氨水反应生成改性颜料后，将改性颜料加入有机溶剂中，与丙交酯聚合反应，生成聚乳酸纤维纺着色剂。

在本发明的一种实施方式中，所述颜料表面含有羟基。

在本发明的一种实施方式中，所述颜料是炭黑、铝粉或钛白粉中的一种或两种。

在本发明的一种实施方式中，所述硅烷偶联剂分子结构中环氧基、碳碳双键或者巯基。

在本发明的一种实施方式中，所述硅烷偶联剂是硅烷偶联剂A151、硅烷偶联剂A171、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570、硅烷偶联剂KH580或硅烷偶联剂KH590中的一种或两种。

在本发明的一种实施方式中，所述改性颜料:有机溶剂:丙交酯为1:1:100～1:2:200。