[发明专利]一种荧光超高分子量聚乙烯纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及防护领域的荧光产品领域，尤其涉及一种用于防护领域的荧光超高分子量聚乙烯纤维的制备方法。

背景技术

超高分子量聚乙烯纤维又称高强度高模量聚乙烯纤维，分子结构规整、对称，非极性的链结构及伸直链结构使得该纤维具有优良的化学惰性、疏水和极高的表面结晶度。因此，该纤维不易和其他物质发生反应，染料亦不能在纤维内部着色。同时，该类纤维的极限使用温度为100-130℃，其强度和模量随处理温度的升高而降低，实施染色技术受到极大的限制；通过有色胶涂覆的方法对纤维上色，无法保证长久的色牢度，在使用纤维的过程中会出现脱胶现象。市场上的超高分子量聚乙烯纤维产品以原白色丝或增白丝的形式进行出售，颜色单一，难以满足各行业对颜色的需求，尤其以高危作业领域防护用品的警示色要求难以满足。

各行业，尤其是防护领域对超高分子量聚乙烯纤维产品提出的颜色要求，特别是有明显警示作用的荧光产品，提示佩戴者在进行高危操作时，高度集中注意力，避免人为疏忽导致危害发生。

已经公开的CN101886295A专利中，采用颜料与超高分子质量聚乙烯粉-溶剂乳液混合，利用凝胶纺丝法，将混合液喂入螺杆挤出机进行快速溶胀、溶解，形成纺丝原液，经过滤、喷丝板挤出、冷却、凝固、萃取、干燥、超倍拉伸得到有色高强度高模量聚乙烯纤维。受超高分子量聚乙烯纤维生产工艺及设备限制，该专利仅能实施常规色彩产品的生产，荧光颜料采用凝胶纺丝法生产有色超高分子量聚乙烯纤维时，易发生颜料分子结构变化破坏荧光效应，导致紫外线下无荧光；且该方法采用颜料与纺丝乳液混合的方法，在反应釜中进行操作，能满足大批量单一色产品的生产，对于小批量多颜色要求的订单存在串色、设备不易清洗等缺陷。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用于防护领域的荧光超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，先将粘均分子量为大于500万的超高分子量聚乙烯粉末与70#纺丝专用白油混合成纺丝悬浮液，再将改性后的荧光颜料与70#纺丝专用白油混合制备成有色悬浮液，将纺丝悬浮液和有色悬浮液混合注入到双螺杆挤出机中进行挤出制成初生原丝，之后将合格的初生原丝经过拉伸工艺，即可得到荧光超高分子量聚乙烯纤维，实现了荧光色超高分子量聚乙烯纤维的生产。在高危行业中，劳动者佩戴此产品制成的具有荧光颜色的防护用品，颜色醒目，警示劳动者提高注意力，防止人身伤害的发生，解决了背景技术中出现的问题。

本发明的目的是提供一种荧光超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，荧光超高分子量聚乙烯纤维包括有超高分子量聚乙烯粉末、70#纺丝专用白油、荧光颜料、乙烯基硅烷偶联剂，制备方法包括有以下步骤：

步骤一：将超高分子量聚乙烯粉末，与70#纺丝专用白油按照一定比例配置成纺丝悬浮液，升温至135℃；

步骤二：荧光颜料使用乙烯基硅烷偶联剂在醇溶液中改性，

步骤三：将步骤二的改性后的荧光颜料与70#纺丝专用白油混合制备成有色悬浮液，之后使用计量泵注入到双螺杆挤出机的螺杆中，再加入步骤一制成的纺丝悬浮液，在双螺杆挤出机中混合均匀，升温至250~297℃，在经过过滤器、计量泵、喷丝板、冷却装置得到荧光的初生原丝；

步骤四：初生原丝经过36h的应力松弛，长度收缩，检测其收缩率，收缩率为24%±3%时，便可进行拉伸成型；

步骤五:再将初生原丝经过拉伸工艺，即可得到荧光超高分子量聚乙烯纤维，拉伸工艺为：三道七棍牵伸→两道萃取：温度为35~37℃→两道干燥箱：温度为39.5~41℃→三道：包括七棍牵伸，之后进行热牵伸，温度为140~143℃→七棍牵伸→成品纤维收卷→检测→出厂。

进一步改进在于：所述超高分子量聚乙烯粉末的粘均分子量为大于500万。

进一步改进在于：所述步骤一中超高分子量聚乙烯粉末与70#纺丝专用白油的重量百分比为9-11%。

进一步改进在于：所述步骤二的乙烯基硅烷偶联剂用量为荧光颜料的0.1%~0.2%；

进一步改进在于：所述步骤三中改性后的荧光颜料与70#纺丝专用白油9-11%。

进一步改进在于：所述荧光颜料耐热温度为260~320℃，所述双螺杆挤出机包括有17个区，每区实际纺丝温度低于颜料耐受温度。

进一步改进在于：经检测得出荧光超高分子量聚乙烯纤维的性能指标为：

线密度：50D、100 D、150 D、200 D、250 D、350 D、400 D、800 D、1200 D、1600 D；

断裂强度：25~35cN/dtex；

断裂模量：900~1440cN/dtex；