[发明专利]一种有色超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法

说明书

本发明提供了一种有色超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法，将单一或复配的有机颜料与溶剂白油按一定比例混合均匀并加热到一定温度后制得有色油性色浆，将色浆注入到多级单阶柔和混炼机中，单阶柔和混炼机将超高分子量聚乙烯熔体基料与有色油性色浆充分混合制得有色熔体，有色熔体再经熔体过滤器过滤后进入纺丝箱体，在计量泵的作用下再经喷丝板纺丝形成有色超高分子量聚乙烯纤维冻胶丝再制成有色超高分子量聚乙烯纤维。本发明方法消除颜料，尤其是绿色和荧光色颜料耐温性能的局限性，解决了颜料耐温较差导致色系失真问题或者通过涂覆上色导致的色牢度低的问题，该方法工艺简单，投入成本较低，适合大规模的工业生产。

技术领域

本发明属于超高分子量聚乙烯纤维领域，具体涉及一种有色超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法。

背景技术

鱼线是渔业中常用的一种丝线，可用于海钓和编织渔网，在渔业中扮演着不可或缺的作用，我们日常所见到的大部分鱼线其组成成分为尼龙6和66，是由尼龙树脂切片熔融再拉丝牵伸而成，但尼龙丝组成的鱼线或渔网，由于强度不高、易分解老化、不耐紫外、不耐磨等缺点，往往在实际海洋渔业应用中还需添加其他成分以改进外观和性能。高强PE纤维本身具有高强度、耐腐蚀、耐紫外等性能优点，弥补了尼龙线的不足，且具有自润滑性、易打结、无渔轮记忆、伸缩率小等优点，适合海洋渔业的高端市场。

在此前提下，随着渔业的发展，客户对多样性的高端鱼线也有苛刻要求，其中有色钓鱼线也应运而生，目前世界上对纤维上色的方法大致可分为共混上色以及表面涂覆上色两种。通常仅通过涂覆上色的有色超高分子量聚乙烯纤维，色牢度要比共混上色的有色超高分子量聚乙烯纤维低，尤其涉及绿色系的超高分子量聚乙烯纤维钓鱼线系列，其只能通过日本的涂覆上色工艺解决。

目前共混上色的已公开的专利中，如：2008年7月30日公开的专利号为ZL200810014184.1的专利“一种有颜色的高强聚乙烯纤维及其制造方法”采用的是将无机颜料直接添加到聚乙烯和溶剂白油中进行混合，此方法要求无机颜料颗粒直径在1um以下，易造成设备颜料污染且无机颜料对高粘度的聚乙烯基料着色能力低，纺丝温度高颜料易分解等缺点。2017年8月18日公开的发明专利ZL 201410233026.0“一种超高分子量聚乙烯有色纤维的制备方法”采用的是将有机颜料注入到双螺杆挤出机中，在螺杆挤出机中高温高剪切作用下充分混合，此法解决了颜料着色均匀问题，但有机颜料需要经过螺杆高温，对耐温性能有了更高的要求，而现有的颜料色系中绝大多数在260℃以上分解掉，造成成品超高分子量聚乙烯纤维颜色失真，并且在螺杆中注入添加会给双螺杆挤出机内部脱色清理工作增加难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有色超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，解决了颜料耐温较差导致色系失真问题或者通过涂覆上色导致的色牢度低的问题，该方法工艺简单，投入成本较低，适合大规模的工业生产。

本发明的另一目的在于提供一种有色超高分子量聚乙烯纤维，其色牢度达到五级以上，模量不低于1200cN/dtex，强度不低于31cN/dtex。

本发明具体技术方案如下：

一种有色超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，包括以下步骤：

1)颜料与溶剂加热并搅拌均匀后，得到油性色浆；

2)步骤1)所得油性色浆与超高分子量聚乙烯熔体基料于多级单阶柔和混炼机中混合后，经过加工获得有色超高分子量聚乙烯纤维。

进一步的，步骤1)所述油性色浆的制备方法为：将有机颜料添加到以 60-80r/min搅拌的溶剂中，获得的混合液升温到150-180℃后持续搅拌 20-30min，在此搅拌过程中同时进行超声波乳化分散，分散后可得到颜料浓度适中且颜色均一的油性色浆。

进一步的，所述有机颜料与溶剂的质量比为1:10-100。

所述超声波乳化分散功率为3-5KW/m²,频率为25-59HZ。