[发明专利]一种超高分子量聚乙烯纤维染色方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种超高分子量高强聚乙烯纤维的染色方法，属于纺织材料染色技术领域。

背景技术

随着科学技术的飞速发展,工程技术界对特种纤维的需求在不断增长,超高分子量聚乙烯纤维具有优异的物理机械性能,成为继碳纤维和芳纶之后出现的又一种高性能纤维，它是目前已经工业化的纤维中强度最高的纤维。超高分子量聚乙烯纤维在水中的自由断裂长度可以延伸至无限长，而在相同粗细的情况下，超高分子量聚乙烯纤维能承受8倍于钢丝绳的最大质量，具有耐化学试剂、耐磨损性、耐疲劳性、耐光性并具有优异的力学性质，在军事、工业、航空、航天等领域均有重要应用。

超高分子聚乙烯纤维具有高取向度，高结晶度，微纤沿拉伸方向排列规整度高，这些结构赋予其良好的机械性能，沿纤维轴向方向，纤维具有很高的耐拉伸性，比强度，比模量都较高；即使在很低的温度下，该纤维仍能够保持柔软。该纤维的缺点也很明显，不耐高温，上染能力低，表面加工困难，不易染色。

目前，常规的着色方法有两种，一种是原液着色，另一种进行改性的方法。原液着色是在化纤纺丝之前加入着色剂,经纺丝工艺后,直接得到有色纤维,是不经染色过程的染色方法。原液着色法色彩单一，难以满足应用领域丰富的色彩需求；采用改性的方法通过对聚乙烯纤维表面接枝处理，引入极性基团，增加对染料的亲和力，提高染色性能。目前处于试验阶段，没有大批量生产。

发明内容

本发明提供一种超高分子量聚乙烯纤维的染色方法包括染液组成及配置方法、染色工艺及后处理工艺。所述的染液组成包括染料类型、溶剂复配比例、其他助剂用量。染色工艺包括染色工艺流程，升温速率，染色温度、保温时间等，后处理工艺包括水洗温度、时间及还原清洗的配方。

超高分子量高强聚乙烯纤维的染色方法按下列步骤进行

(1)工艺流程：

聚乙烯纤维→浸染(90℃，25min)→冷水洗→还原清洗→热水洗(70℃)→皂洗(85℃，3min)→热水洗(70℃)→烘干(80℃)

(2)染液的组成：

分散染料0.5—4％，

无水乙醇：丙酮：水＝4:1:5(体积比)

分散剂NNO 1g/L，

浴比1:20。

(3)染液配置方法：

称好聚乙烯纤维的重量，根据浴比算出染液总体积，分别算出乙醇、丙酮、水的用量。先量好水的体积，加入所需分散染料,按比例加入无水乙醇，再加入丙酮，搅拌均匀，加入分散剂NNO，搅拌均匀，待用。

(4)染色升温步骤：

染液注入密闭染色设备，聚乙烯纤维在室温入染，逐渐升温到50℃，升温速率2℃/min，继续升温到90℃，升温速率1℃/min，染色保温25min,染色结束，降温到40℃排出染液。

(5)后处理工艺：聚乙烯纤维用室温冷水清洗，然后加入还原清洗液还原清洗，洗净排液，再热水洗，皂洗，冷水洗，聚乙烯纤维出缸，80℃烘干。

还原清洗处方：NaOH 5g/L，保险粉5g/L。

附图说明

图1为染色工艺曲线图。

有益效果

本发明针对目前超高分子量的聚乙烯纤维是通过在化纤纺丝之前加入着色剂等进行原液着色，这种方法适合单一颜色大批量生产，色彩单一，对于灵活生产小批量产品，生产成本高。本发明提供一种工艺简单，快速上色，适合各种批量生产的聚乙烯的染色方法。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。

实施例1：2％分散染料蓝2BLN染聚乙烯纤维1公斤筒子纱。

(1)染液配置方法：

称好聚乙烯纤维筒子纱1公斤，根据浴比1:20算出染液总体积20升，分别算出乙醇8升、丙酮2升、水10升。先量好水的体积，加入所需分散染料蓝2B LN 40克，搅拌均匀，按比例加入无水乙醇，再加入丙酮，搅拌均匀，加入分散剂NNO 20克，待用。如图1所示染色工艺曲线图，进入以下步骤；

(2)染色升温步骤：

染液注入密闭筒子纱染色机，聚乙烯纤维在室温入染，逐渐升温到50℃，升温速率2℃/min，继续升温到90℃，升温速率1℃/min，染色保温25min,染色结束，降温到40℃左右排出染液。

(3)后处理工艺：聚乙烯纤维冷水清洗，然后加入还原清洗液还原清洗，洗净排液，再热水洗，冷水洗，皂洗，聚乙烯纤维出缸，80℃烘干。

(4)测定染色后聚乙烯纤维的各项色牢度

测定染色后聚乙烯纤维其耐干、湿摩擦牢度均在3.5级左右，皂洗牢度3级以上，纱线的表面色深(K/S值)3.872，测试结果基本满足产品的质量要求。