[发明专利]一种超高分子量聚乙烯纤维用色油及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超高分子量聚乙烯纤维用色油的制备方法，该方法包含以下步骤：a)将具有锚固结构的分散剂加入聚乙烯纺丝溶剂中，在搅拌状态下分散至少0.1h，添加表面改性的颜料进行搅拌，放置润湿，得到液态色母预混合液；b)将步骤a)得到的液态色母预混合液进行高速分散，并控制温度在60‑180℃，加入自由基大分子以及引发剂，得到改性液态色母；c)将步骤b)得到的改性液态色母进行研磨分散或剪切分散，得到聚乙烯纤维用色油。本发明制备的聚乙烯纤维用色油所制备的纤维，纤维直径较细、色牢度以及耐洗度高，颜料不脱落与迁移等优点。

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯纤维用色油及其制备方法，尤其涉及一种超高分子量聚乙烯纤维用色油及其制备方法，属于精细化工领域。

背景技术

超高分子量聚乙烯以乙烯基为重复单元具有500-600万粘均分子量，不含活性基团具有很强的化学惰性，具有良好的耐酸碱性以及耐溶剂性。由于超高分子量聚乙烯质轻柔软、比强度和比模量大、抗紫外、耐冲击耐腐蚀等，在防弹材料、减震材料、高性能轻质复合材料中有着广泛的应用前景。但是由于超高分子量聚乙烯分子无极性及结晶规整使颜料很难固定在上面，且其纺丝温度高于300℃，难以用现有的聚酯或者聚酰胺等载体制成色母粒进行添加。

申请号为CN200910154196.9的中国专利，公开了一种超高分子量聚乙烯有色细旦纤维的生产方法，将聚乙烯粉末和溶剂在解缠釜内解缠混匀，然后添加颜料混匀得到含有颜料的乳液状混合液；申请号为CN201010124394.3的中国专利，在此基础上增加了蠕动泵使原液均匀地喂入螺杆挤出机中，降低了纤维的不匀率；但是由于颜料的高结构化，不加表面活性剂或分散剂难以将结构化极高的颜料分散开来，易造成颜料颗粒较大，着色力低；申请号为CN201310471883.X的中国专利公开了一种原液着色方法，采用分散锚固剂将有机颜料分散在异构烷烃的溶剂中，然后再与聚乙烯凝胶状溶液混合，但是其颜料浓度低(颜料浓度高易造成絮凝，难以分散开)，溶剂使用较多，在纺丝过程导致粘度的骤然下降，螺钉打滑、纺丝螺杆断裂；公开号为US5613987的美国专利，揭示了一种使用染料对高韧性、超高分子量聚乙烯纤维进行纺前着色的方法，但是，染料的耐候性远低于颜料，难以满足耐候性要求较高的用途；申请号为CN201710213693.6的中国专利虽然发明了一种带有磺酸基团的分散剂，但是无法用在聚乙烯的液态分散质中，造成体系粘度增加，流动性差。

而现有的液体色母料大多通过物理作用力或者分子静电作用力达到颜料的分散，另外所添加的表面活性剂或分散剂其分子链段较短，难以将超高分子量的聚乙烯链段包裹，造成液态色母中的颜料易脱落或者迁移，从而造成纺丝辊的污染，造成在纤维使用中纤维色牢度、耐晒或耐洗牢度的降低。另外还存在的问题如，颜料所采用的表面活性剂或分散剂与载体的不相容、不耐高温，导致颜料的变色，颗粒较大堵塞喷丝孔，只能用在薄膜、涂料或者湿法纺制的直径较大的纤维中。

发明内容

为克服上述技术缺陷，本发明提供了一种超高分子量聚乙烯纤维用色油及其制备方法，采用的分散剂具有三爪锚状结构，能够抓住高结构性颜料表面，避免颜料脱落与迁移；且利用原位接枝共聚技术使液态着色剂中所添加的大分子聚合物通过加热能够产生活性大分子自由基，与颜料表面的官能团发生接枝反应接枝在颜料大分子上，能够保证颜料键合在聚乙烯分子结构中而不脱落、不迁移、不沉降；由于颜料与聚合物是通过化学作用力键合，所以颜料在色油中的浓度较大，可以高达80％的非白色颜料含量。另外由于颜料纤维直径的稳定性，以及较低的纳米纤维直径，所以在纤维中具有较高的着色效果以及条干均匀性较好，且能保持较好的可纺性以及力学性能，制备出细旦有色的超高分子量聚乙烯纤维。

本发明的技术方案是：

一种超高分子量聚乙烯纤维用色油的制备方法，包括以下步骤：

a)将具有锚固结构的分散剂加入聚乙烯纺丝溶剂中，在搅拌状态下分散至少0.1h，添加表面改性的颜料进行搅拌，放置润湿，得到液态色母预混合液；