[发明专利]一种超高模量聚乙烯纤维的染色方法及其产品

说明书

本发明公开了一种超高模量聚乙烯纤维的染色方法及其产品，该染色方法包括步骤：(1)将100重量份含有饱和长链丙烯酸烷基酯的水性羟基丙烯酸酯树脂乳液、0.1‑1重量份含羟基和/或氨基的染料以及5‑30重量份异氰酸酯固化剂混合搅拌形成胶液，加入上胶机胶槽；(2)将超高模量聚乙烯纤维或其制品，经上胶机浸胶、挤胶后，不超过80℃加热固化，完成超高模量聚乙烯纤维或其制品的上色。本发明通过化学键引入长的烷基链、染料，实现UHMWPE的高效染色，且制备工艺容易实现、不影响UHMWPE纤维的性能。

技术领域

本发明涉及超高模量聚乙烯纤维染色领域，具体涉及一种超高模量聚乙烯纤维的染色方法及其产品。

背景技术

超高分子量聚乙烯(UHMWPE，或称超高模量聚乙烯)是相对分子量大于150万的聚乙烯。超高模量聚乙烯具有的优良功能如耐磨损、力学性能优良、耐腐蚀、不吸收水、耐冲击性优良。但是由于UHMWPE分子结构的易结晶取向、对称结构以及无活性基团的原因，使UHMWPE表面惰性极大、表面能极低和化学活性低，导致超高分子量聚乙烯按照传统染色染整工艺无法实现有效的染色。

改进UHMWPE的可染色性能一般有以下几类主流的方法：

对UHMWPE表面进行改性，增加表面的极性基团(如公开号为CN103074786A的专利技术，采用强氧化剂的方法对纤维表面进行改性，所用强氧化剂为硫酸、硝酸、高锰酸钾等具有强氧化性的物质，经氧化剂处理后，在纤维表面形成一定数量的极性基团羟基、羧基，使染料分子对纤维具有一定的亲和力，从而提高染料的上染率和牢度)；

通过常规染色方法直接UHMWPE纤维进行染色；

通过UHMWPE纤维的原液染色或者制备色母粒进行熔融纺丝的方法实现染色(如申请号为CN200810014184.1的专利技术，其制造方法由以下步骤完成：(1)原料的溶胀、溶解，制成纺丝原液；(2)制备冻胶丝；(3)对冻胶丝进行萃取；(4)纺丝干燥；(5)后牵伸及卷绕制成有颜色的高强聚乙烯纤维)。

表面修饰改性的方法有损UHMWPE的机械性能、且工艺复杂、设备成本高。通过常规染色方法虽然工艺方便，但是由于UHMWPE的耐热性能差、表面无极性基团导致染色效果不佳。原液染色或者制备色母粒进行熔融纺丝法染色，染色效果好，但是由于小分子染料和纤维分子之间结合的牢度低，在流经纺丝口时易向纤维表面迁移。

发明内容

针对上述技术问题以及本领域存在的不足之处，本发明提供了一种超高模量聚乙烯纤维的染色方法，利用特定长度的长链烷基对聚乙烯纤维的亲和性、水性羟基丙烯酸酯乳液、异氰酸酯固化剂以及含氨基和/或羟基的染料之间的化学反应，通过化学键引入长的烷基链、染料，实现UHMWPE的高效染色，且制备工艺容易实现、不影响UHMWPE纤维的性能。

一种超高模量聚乙烯纤维的染色方法，包括步骤：

(1)将100重量份含有饱和长链丙烯酸烷基酯的水性羟基丙烯酸酯树脂乳液、0.1-1重量份含羟基和/或氨基的染料以及5-30重量份异氰酸酯固化剂混合搅拌形成胶液，加入上胶机胶槽；

(2)将超高模量聚乙烯纤维或其制品，经所述上胶机浸胶、挤胶后，不超过80℃加热固化，完成所述超高模量聚乙烯纤维或其制品的上色。

本发明将含有特定长度的饱和长链丙烯酸烷基酯的水性羟基丙烯酸酯树脂乳液作为A组分，含氨基和/或羟基的染料作为B组分，异氰酸酯固化剂作为C组分，将上述A、B、C组分按照特定配方量混合均匀后得到胶液，将超高模量聚乙烯纤维或其制品，经过上胶机浸胶、挤胶之后，不超过80℃加热固化即完成超高模量聚乙烯纤维或其制品的上色，不会对超高模量聚乙烯纤维本身造成热损坏。