专利名称：超高分子量聚乙烯有色纤维的生产方法
技术领域：
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种超高分子量聚乙烯有色纤维的生
产方法。
背景技术：
超高分子量聚乙烯纤维问事以来，以其高强、高模、轻质、耐腐蚀等优异的特性。受到了诸如军工、航天、海洋以至于民用等众多领域的青睐。但其应用范围也受到了染色难的限制。这主要是由于超高分子量聚乙烯纤维大分无极性基团，而凝聚态结构又调试收敛，所以无论是极性染料还是分散染料，都难以使其着色，即使能够实现也都因不能连续、 批量生产而搁浅。对超高分子量聚乙烯纤维着色问题，也一直进行各种各样尝试，如专利 CN101718003A，采用原料内共混颜料粒子的形式进行着色。但其弊端在粒子混入，会影响纤维拉伸和最终力学性能，并且着色结果也会造成颜色浓度、纤维素品种切换困难等。因此， 急需一种改进的技术来解决现有技术中所存在的这一问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种有效制备超高分子量聚乙烯有色纤维的生产方法，制备出各种颜色的有色纤维，色牢度和浓度满足目前市场需求。本发明采用的技术方案是
超高分子量聚乙烯有色纤维的生产方法，首先将干燥后的超高分子量聚乙烯纤维放入高压染色舱内并封闭好，然后将二氧化碳储罐中的二氧化碳气体加热加压到非气体也非液体的超临界状态，然后由泵将超临界状态下的二氧化碳打入染料槽内，使二氧化碳超临界流体溶解染料，然后送至高压染色舱内与超高分子量聚乙烯纤维进行接触，给超高分子量聚乙烯纤维进行染色，染色后的超高分子量聚乙烯纤维再进行超倍热牵伸、收卷、入库，所述二氧化碳和剩余的染料进入分离器分离，分别收集回用。所述高压染色舱内温度为35_100°C，压力为7_45Mpa，染色时间为60-80分钟。所述染料槽内染料的质量份为超高分子量聚乙烯纤维质量份的5-20%。所述被染色的高分子量聚乙烯纤维是低倍热牵伸或未经高倍热牵伸的超高分子量聚乙烯干胶丝。所述低倍热牵伸的倍数为1-4倍。所述超高分子量聚乙烯干胶丝结晶度彡65%,比强力彡20cN/dtex。本发明的优点是整个过程无水、无污染，节能高效，突破超高分子量聚乙烯纤维难以染色的瓶颈。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细描述。图I为超高分子量聚乙烯干胶丝染色的工艺流程。
具体实施例方式实施例I
如图I所示，本发明的超高分子量聚乙烯有色纤维的生产方法，首先将干燥后的超高分子量聚乙烯干胶丝放入高压染色舱内并封闭好，高压染色舱内温度为38 V，压力为 35Mpa，染色时间为60分钟，然后将二氧化碳储罐中的二氧化碳气体加热加压到非气体也非液体的超临界状态，然后由泵将超临界状态下的二氧化碳打入染料槽内，染料槽内染料的质量份为超高分子量聚乙烯干胶丝质量份的10%，使二氧化碳超临界流体溶解染料，然后送至高压染色舱内与超高分子量聚乙烯干胶丝进行接触，给超高分子量聚乙烯干胶丝进行染色，染色后的超高分子量聚乙烯干胶丝再进行超倍热牵伸、收卷、入库，所述二氧化碳和剩余的染料进入分离器分离，分别收集回用，所述被染色的超高分子量聚乙烯干胶丝低倍热牵伸的倍数为3倍，超高分子量聚乙烯干胶丝结晶度为55%，比强力为IScN/dtex，整个过程无水、无污染，节能高效，突破超高分子量聚乙烯干胶丝难以染色的瓶颈。实施例2
如图I所示，本发明的超高分子量聚乙烯有色纤维的生产方法，首先将干燥后的超高分子量聚乙烯干胶丝放入高压染色舱内并封闭好，高压染色舱内温度为50V，压力为 35Mpa，染色时间为80分钟，然后将二氧化碳储罐中的二氧化碳气体加热加压到非气体也非液体的超临界状态，然后由泵将超临界状态下的二氧化碳打入染料槽内，染料槽内染料的质量份为超高分子量聚乙烯干胶丝质量份的15%，使二氧化碳超临界流体溶解染料，然后送至高压染色舱内与超高分子量聚乙烯干胶丝进行接触，给超高分子量聚乙烯干胶丝进行染色，染色后的超高分子量聚乙烯干胶丝再进行超倍热牵伸、收卷、入库，所述二氧化碳和剩余的染料进入分离器分离，分别收集回用，所述被染色的超高分子量聚乙烯干胶丝低倍热牵伸的倍数为4倍，超高分子量聚乙烯干胶丝结晶度为45%，比强力为lOcN/dtex，整个过程无水、无污染，节能高效，突破超高分子量聚乙烯干胶丝难以染色的瓶颈。实施例3
如图I所示，本发明的超高分子量聚乙烯有色纤维的生产方法，首先将干燥后的超高分子量聚乙烯干胶丝放入高压染色舱内并封闭好，高压染色舱内温度为100°c，压力为 45Mpa，染色时间为70分钟，然后将二氧化碳储罐中的二氧化碳气体加热加压到非气体也非液体的超临界状态，然后由泵将超临界状态下的二氧化碳打入染料槽内，染料槽内染料的质量份为超高分子量聚乙烯干胶丝质量份的20%，使二氧化碳超临界流体溶解染料，然后送至高压染色舱内与超高分子量聚乙烯干胶丝进行接触，给超高分子量聚乙烯干胶丝进行染色，染色后的超高分子量聚乙烯干胶丝再进行超倍热牵伸、收卷、入库，所述二氧化碳和剩余的染料进入分离器分离，分别收集回用，所述被染色的超高分子量聚乙烯干胶丝低倍热牵伸的倍数为2倍，超高分子量聚乙烯干胶丝结晶度为65%，比强力为20cN/dteX，整个过程无水、无污染，节能高效，突破超高分子量聚乙烯干胶丝难以染色的瓶颈。利用超高分子量聚乙烯干胶原丝密度、低晶度的特点，在超临界二氧化碳环境中实现深度可染，而后进行超倍热拉伸，制备有色高强、高模聚乙烯干胶丝；利用超临界二氧化碳气-液两性的特点，在一定温度和压力条件下，溶解染料，对低结晶，低取向度的超高分子量聚乙烯干胶丝进行染色，最终实现超高分子量聚乙烯干胶丝解决上色难的问题。
权利要求
1.超高分子量聚乙烯有色纤维的生产方法，其特征在于首先将干燥后的超高分子量聚乙烯纤维放入高压染色舱内并封闭好，然后将二氧化碳储罐中的二氧化碳气体加热加压到非气体也非液体的超临界状态，然后由泵将超临界状态下的二氧化碳打入染料槽内， 使二氧化碳超临界流体溶解染料，然后送至高压染色舱内与超高分子量聚乙烯纤维进行接触，给超高分子量聚乙烯纤维进行染色，染色后的超高分子量聚乙烯纤维再进行超倍热牵伸、收卷、入库，所述二氧化碳和剩余的染料进入分离器分离，分别收集回用。
2.根据权利要求I所述的超高分子量聚乙烯有色纤维的生产方法，其特征在于所述高压染色舱内温度为35-100°C，压力为7-45Mpa，染色时间为60-80分钟。
3.根据权利要求I所述的超高分子量聚乙烯有色纤维的生产方法，其特征在于所述染料槽内染料的质量份为超高分子量聚乙烯纤维质量份的5-20%。
4.根据权利要求I所述的超高分子量聚乙烯有色纤维的生产方法，其特征在于所述被染色的高分子量聚乙烯纤维是低倍热牵伸或未经高倍热牵伸的超高分子量聚乙烯干胶丝。
5.根据权利要求4所述的超高分子量聚乙烯有色纤维的生产方法，其特征在于所述低倍热牵伸的倍数为1-4倍。
6.根据权利要求4所述的超高分子量聚乙烯有色纤维的生产方法，其特征在于所述超高分子量聚乙烯干胶丝结晶度彡65%，比强力彡20cN/dteX。
全文摘要
本发明公开了超高分子量聚乙烯有色纤维的生产方法，其特征在于首先将干燥后的超高分子量聚乙烯纤维放入高压染色舱内并封闭好，然后将二氧化碳储罐中的二氧化碳气体加热加压到非气体也非液体的超临界状态，然后由泵将超临界状态下的二氧化碳打入染料槽内，使二氧化碳超临界流体溶解染料，然后送至高压染色舱内与超高分子量聚乙烯纤维进行接触，给超高分子量聚乙烯纤维进行染色，染色后的超高分子量聚乙烯纤维再进行超倍热牵伸、收卷、入库，所述二氧化碳和剩余的染料进入分离器分离，分别收集回用。本发明的优点是整个过程无水、无污染，节能高效，突破超高分子量聚乙烯纤维难以染色的瓶颈。
文档编号D06B9/02GK102587060SQ20121008117
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月26日 优先权日2012年3月26日
发明者张雪霞, 杨福康, 章宏伟, 金祖定 申请人:江苏锵尼玛新材料有限公司