本发明属化学纤维技术领域，涉及一种提高超高分子量聚乙烯混合溶液干法纺丝制备有色纤维性能的方法，以及对超高分子量聚乙烯混合溶液复配抗氧剂所获得的具备优异性能的超高分子量聚乙烯有色纤维。
背景技术：
超高分子量聚乙烯(uhmwpe)纤维，又称为高强高模聚乙烯纤维，它是90年代初出现的高科技、高性能纤维，是当今世界三大高科技纤维(碳纤维、芳纶、高强高模聚乙烯纤维)之一，由于超高分子量聚乙稀纤维具有高结晶度和高度取向的伸直链结构，与碳纤维、芳纶纤维相比较，超高分子量聚乙稀纤维的强度更高；质量更轻，化学稳定性更好；具有很强的化学惰性，耐强酸、强碱溶液及有机溶剂；具有很好的耐候性，经1500h日晒后，纤维强度保持率仍然高达80％，耐紫外性能非常优越；耐低温性好，使用温度可以低至-150℃；之外，超高分子量聚乙稀纤维的耐磨耐弯曲性能、张力疲劳性能、抗切割性能也是现有高性能纤维中最强的。在安全、防护、航空、航天、国防装备、车辆制造、造船业、体育界发挥着举足轻重的作用。广泛用于绳索、渔网、钓鱼线、复合材料等领域。除此之外，超高分子量聚乙稀纤维在民用工业领域作为抗冲击、减震材料及高性能轻质复合材料也有着广阔的应用前景。
高强高模聚乙烯纤维由于分子量极高，主链结合好，取向度、结晶度高，因此它的比强度是当今所有纤维之最.聚乙烯具有亚甲基(-2,6二叔丁基对甲酚h2-2,6二叔丁基对甲酚h2-)相连的大分子链的化学结构，超高分子量聚乙稀存在有大量无规线团的非晶区和折叠链的晶体结构。在超倍牵伸时，其大分子链的高度取向、使晶区及非晶区的大分子充分伸展，形成了高度结晶的伸直链超分子结构。这样的超分子结构决定了高强聚乙烯纤维的优越性能。同时它的分子无极性及结晶规整度使染料分子难以切入其中，纤维染色困难，目前生产的多是原色纤维。若在超高分子量聚乙烯粉末内直接混入无机颜料添加剂，颜料易团聚分散性差易造成染色不匀，做成产品后再染色由于聚乙稀的化学惰性色老度不高。
技术实现要素：
本发明的方法是：提供一种生产超高分子量聚乙烯混合溶液干法纺丝制备的有色纤维及其方法。
发明方案为：超高分子量聚乙烯有色纤维，其特征在于所述有色纤维是由超高分子量聚乙烯树脂与纺丝良溶剂、助剂、以及无机颜料或有机颜料形成的具备特性流体流变性能的混合溶液，通过干法纺丝方法制备的超高分子量聚乙烯有色纤维；所述助剂包括抗氧剂。
所述的抗氧剂：四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯（以下以字母四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯指代）；亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯；2,6二叔丁基对甲酚中的一种。
所述的抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯或亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的添加量为0.1~2.0%wt。
所述的抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯或亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的添加量为0.5~1.2%wt。
所述的抗氧剂为2,6二叔丁基对甲酚。
所述的抗氧剂2,6二叔丁基对甲酚添加量为0.2~1.5%wt。
所述的抗氧剂2,6二叔丁基对甲酚添加量为0.7~1.0%wt。
所述抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的复合添加范围为0.3~1.2%wt；四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯与亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的配比范围5：1~1：5。
所述抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的复合添加范围为0.5~0.9%wt，四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯与亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的配比范围3：1~1：3。
采用本发明所制备的超高分子量聚乙烯混合溶液干法纺丝制备的初生有色纤维，经高倍牵伸后的成品纤维，其强度为10~42g/d，模量为300~1700g/d。
本发明在优化原有的纺丝工艺的基础上，通过对纺丝原料液的表征有针对性的指导纺丝过程设备及工艺参数的设定与调节，尤其是提高特色系纤维性能的制备试验，即省力也减少了不必要的物料浪费，明显降低了扩试装置的试验生产成本，且提高纤维品质。
具体实施方式
以下通过具体实例进一步阐述本发明。应理解，所列举的实例仅用于叙述本发明而不用于限制本发明的范围，并且在说明实例中未对通用纺丝设备如双螺杆挤出机、计量泵、喷丝板等进行限定，但不影响本发明所获得的优异有色纤维的制备。此外应理解，在阅读本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形式同样落在本申请所附的权利要求限定的范围。
实例1
将16kg的uhmwpe树脂（相对平均分子量为450万）、210升良溶剂（优选十氢化萘）、抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯的添加量依次分别为uhmwpe树脂重量的0.5%、0.7%、0.9%，通过加料釜混合均匀、注入专用原料配置系统中的解缠釜内溶胀3.5小时，通过回流输送泵注入均质釜内进一步剪切，此时取样进行该混合溶液的流体流变性测试，其数据结果见表1，之后混合溶液通过带搅拌的储料罐定量进入双螺杆挤出机（剪切速率为80rpm）、静态混合器、喷丝板等纺丝设备挤出纺丝，得到的冻胶原丝通过环吹设备将其内包含的大部分良溶剂回收后，再经优化改造后的位于甬道入口的上集束设备以及连接甬道出口的卷绕设备，原丝得到高倍喷头拉伸，获得uhmwpe树脂混合溶液干法纺丝制备的初生有色纤维，经高倍多级后牵伸获得成品超高分子量聚乙烯有色纤维，对成品纤维取样进行特性测试，其强度、模量、纤度、色牢度等特性指标件见表2。
实例2
将16kg的uhmwpe树脂（相对平均分子量为450万）、210升良溶剂（优选十氢化萘）、抗氧剂亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的添加量以此分别为uhmwpe树脂重量的0.5%、0.7%、0.9%，通过加料釜混合均匀、注入专用原料配置系统中的解缠釜内溶胀3.5小时，通过回流输送泵注入均质釜内进一步剪切，此时取样进行该混合溶液的流体流变性测试，其数据结果见表1所示，之后混合溶液通过带搅拌的储料罐定量进入双螺杆挤出机（剪切速率为80rpm）、静态混合器、喷丝板等纺丝设备挤出纺丝，得到的冻胶原丝通过环吹设备将其内包含的大部分良溶剂回收后，再经优化改造后的位于甬道入口的上集束设备以及连接甬道出口的卷绕设备，原丝得到高倍喷头拉伸，获得uhmwpe树脂混合溶液干法纺丝制备的初生有色纤维，经高倍多级后牵伸获得成品超高分子量聚乙烯有色纤维，对成品纤维取样进行特性测试，其强度、模量、纤度、色牢度等特性指标件见表2。
实例3
将14kg的相对平均分子量为500万uhmwpe树脂、190升十氢化萘、抗氧剂2,6二叔丁基对甲酚的添加量以此分别为uhmwpe树脂重量的0.5%、0.7%、0.9%，通过加料釜混合均匀、注入专用原料配置系统中的解缠釜内溶胀3.5小时，通过回流输送泵注入均质釜内进一步剪切，此时取样进行该混合溶液的流体流变性测试，其数据结果见表1所示，之后混合溶液通过带搅拌的储料罐定量进入剪切速率为80rpm双螺杆挤出机、静态混合器、喷丝板等纺丝设备挤出纺丝，得到的冻胶原丝通过环吹设备将其内包含的大部分良溶剂回收后，再经优化改造后的位于甬道入口的上集束设备以及连接甬道出口的卷绕设备，原丝得到高倍喷头拉伸，获得uhmwpe树脂混合溶液干法纺丝制备的初生有色纤维，经高倍多级后牵伸获得成品超高分子量聚乙烯有色纤维，对成品纤维取样进行特性测试，其强度、模量、纤度、色牢度等特性指标件见表2。
实例4
将15kg的uhmwpe树脂（相对平均分子量为600万）、190升良溶剂（优选十氢化萘）、抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的比例为1：1，添加量以此分别为uhmwpe树脂重量的0.5%、0.7%、0.9%，通过加料釜混合均匀、注入专用原料配置系统中的解缠釜内溶胀3.5小时，通过回流输送泵注入均质釜内进一步剪切，此时取样进行该混合溶液的流体流变性测试，其数据结果见表1所示，之后混合溶液通过带搅拌的储料罐定量进入双螺杆挤出机（剪切速率为80rpm）、静态混合器、喷丝板等纺丝设备挤出纺丝，得到的冻胶原丝通过环吹设备将其内包含的大部分良溶剂回收后，再经优化改造后的位于甬道入口的上集束设备以及连接甬道出口的卷绕设备，原丝得到高倍喷头拉伸，获得uhmwpe树脂混合溶液干法纺丝制备的初生有色纤维，经高倍多级后牵伸获得成品超高分子量聚乙烯有色纤维，对成品纤维取样进行特性测试，其强度、模量、纤度、色牢度等特性指标件见表2。
实例5
将16kg的uhmwpe树脂（相对平均分子量为600万）、190升良溶剂（优选十氢化萘）、抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的比例为3：1，添加量以此分别为uhmwpe树脂重量的0.5%、0.7%、0.9%，通过加料釜混合均匀、注入专用原料配置系统中的解缠釜内溶胀3.5小时，通过回流输送泵注入均质釜内进一步剪切，此时取样进行该混合溶液的流体流变性测试，其数据结果见表1所示，之后混合溶液通过带搅拌的储料罐定量进入双螺杆挤出机（剪切速率为100rpm）、静态混合器、喷丝板等纺丝设备挤出纺丝，得到的冻胶原丝通过环吹设备将其内包含的大部分良溶剂回收后，再经优化改造后的位于甬道入口的上集束设备以及连接甬道出口的卷绕设备，原丝得到高倍喷头拉伸，获得uhmwpe树脂混合溶液干法纺丝制备的初生有色纤维，经高倍多级后牵伸获得成品超高分子量聚乙烯有色纤维，对成品纤维取样进行特性测试，其强度、模量、纤度、色牢度等特性指标件见表2。
实例6
将16kg的uhmwpe树脂（相对平均分子量为600万）、190升良溶剂（优选十氢化萘）、抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的比例为1：3，添加量以此分别为uhmwpe树脂重量的0.5%、0.7%、0.9%，通过加料釜混合均匀、注入专用原料配置系统中的解缠釜内溶胀3.5小时，通过回流输送泵注入均质釜内进一步剪切，此时取样进行该混合溶液的流体流变性测试，其数据结果见表1所示，之后混合溶液通过带搅拌的储料罐定量进入双螺杆挤出机（剪切速率为80rpm）、静态混合器、喷丝板等纺丝设备挤出纺丝，得到的冻胶原丝通过环吹设备将其内包含的大部分良溶剂回收后，再经优化改造后的位于甬道入口的上集束设备以及连接甬道出口的卷绕设备，原丝得到高倍喷头拉伸，获得uhmwpe树脂混合溶液干法纺丝制备的初生有色纤维，经高倍多级后牵伸获得成品超高分子量聚乙烯有色纤维，对成品纤维取样进行特性测试，其强度、模量、纤度、色牢度等特性指标件见表2。
表1不同配比的抗氧剂抗氧化效果比较表
表2——uhmwpe树脂成品有色纤维实施例样品特性表