一种对位芳纶纤维的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于纺织、材料领域，具体涉及一种通过合适的染色方法获得的对位芳纶 纤维。
【背景技术】
[0002] 对位芳纶纤维具有超高强度、高模量和耐酸耐碱、重量轻、耐高温等优良性能，其 强度是钢丝的5~6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2~3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅 为钢丝的1/5左右，在560度的温度下不分解不融化，具有优异的耐高温性能。因此，被广 泛应用在先进复合材料、防护材料、橡胶增强材料、缆绳和光缆、工业织物、建筑结构加固材 料、摩擦材料和密封材料等领域。尽管如此，对位芳纶纤维也存在抗压强度低、不耐光易老 化、表面与树脂结合力弱等缺陷。除了材料本身的内在性质外，不可忽视的是外界环境对材 料性能的影响，对于对位芳纶纤维而言主要是光老化作用。这种作用使得材料易发生降解、 老化和劣化，导致制品机械性能逐渐下降，产生变脆、龟裂和发黄现象甚至完全破坏而无法 使用，因此对位芳纶纤维在光长期作用下的安全使用问题已引起广泛的关注。
[0003] 目前针对对位芳纶纤维耐光防老化的研究主要是通过将紫外线吸收剂或紫外屏 蔽剂混入到纺丝液中纺丝来获得，如日本专利公报特开昭50-34344中介绍了在对位芳纶 纤维纺丝过程中添加哌啶衍生物UV吸收剂，来提高耐光防老化效果，但是哌啶衍生物UV吸 收剂添加时易发生飞散，并且在高温下易分解。此外，如日本专利公报特开2007-23451中 介绍了在对位芳纶纤维纺丝过程中添加碳黑，来提高耐光防老化效果，但是添加碳黑固体 会使纤维强力大幅下降，可生产性变低。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种生产性高、耐光防老化效果极为优越的对位芳纶纤 维。
[0005] 本发明对位芳纶纤维内部至少含有有机紫外线吸收剂和荧光增白剂，经过氙灯照 射30小时后，纤维强度保持率为50%~90%。
[0006] 本发明的技术解决方案是： 本发明的对位芳纶纤维的内部至少含有有机UV吸收剂和荧光增白剂。
[0007] 上述有机紫外线吸收剂具有如下构造，
札是 H、CH3、OH、0CH3、SCH3
中的一种，
大部分有机UV吸收剂本身不带有反应性基体，一般以单分子状态吸附在纤维表面；而 本发明所用上述有机UV吸收剂不仅能够吸收280~360nm较大范围的紫外线而且与对位 芳纶纤维的溶解度参数（SP值）以及无机有机性（I/O值）相近，亲和力较高，极易导入纤维 内部。
[0008] 为了达到理想的耐光防老化效果，本发明除了上述UV吸收剂以外还使用了荧光 增白剂。荧光增白剂可以对315~400nm的紫外线波段进行吸收，从而降低紫外线的透过 率实现耐光防老化目的。本发明所用的荧光增白剂为二苯乙烯型、香豆素型、吡唑啉型、苯 并氧氮型、苯二甲酰亚胺型增白剂中的一种或几种。优选使用荧光增白剂时至少使用二苯 乙烯型荧光增白剂。
[0009] 为了大幅提高上述有机UV吸收剂和荧光增白剂进入纤维内部的量，本发明使用 了与对位芳纶纤维亲和力高的扩散促进剂。通过扩散促进剂，使对位芳纶纤维非晶区部分 缓和，有机UV吸收剂和荧光增白剂更加容易进入纤维内部。如可以使用DCK-2 (上海湛和 实业有限公司制)、DNK (意大利卜赛特集团制)、TX-4 (海安石油化工有限公司制)、HPS-301 (上海继维化工有限公司制)、HPS-505 (上海继维化工有限公司制）等扩散促进剂。
[0010] 此外，可对纤维进行染色，通过染料对紫外光和可见光进行阻挡，进一步提高对位 芳纶纤维的耐光防老化效果。所用染料可以为分散染料或阳离子染料，经过氙灯照射30小 时后纤维强度保持率为50%~90%。
[0011] 本发明的对位芳纶纤维的加工方法： a. 准备加工用的对位芳纶纤维； b. 加工液配制：0~10%〇· w. f.染料、1~15%〇· w. f.有机UV吸收剂、1~10%〇· w. f.扩 散促进剂、〇. 5~2%o. w. f.荧光增白剂混合均匀，浴比：1:5~1:50 ; c. 加工工艺：将上述配好的加工液和纤维混合均匀，放入染色机内，在110~140°C下， 保温10~60min ; d. 水洗、阜洗； e. 烘干、定型：水洗、脱水，10(TC烘干。
[0012] 本发明采用常规浴中加工工艺，有机UV吸收剂和荧光增白剂等大量进入纤维内 部，不同于纺丝时添加，不存在药剂飞散和纤维强力大幅损伤的问题。所得对位芳纶纤维耐 光防老化效果得到大幅提高，经过氙灯照射30小时后纤维强度保持率为50%~90%。
【具体实施方式】
[0013] 本发明中涉及的各指标的测试方法如下。
[0014] (1)氙灯照射标准：JIS L 0843-2006 A 法。
[0015] (2)纤维强度保持率： (照射前纤维强度-照射后纤维强度）/照射前纤维强度X100%。
[0016] 下面结合实施例及比较例对本发明作进一步说明。
[0017] 以下实施例及比较例中所涉及的有机UV吸收剂的结构如下：
[0018] 实施例1 a. 准备加工用的对位芳纶纤维； b. 加工液配制：5%o.w. f.阳离子染料、10%o.w. f.UV吸收剂A、4%o.w. f.扩散促进剂 DNK (意大利卜赛特集团制)、2%o.w.f.二苯乙烯型荧光增白剂混合均匀，浴比为1:20; c. 加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在135°C 下，保温30min ; d. 水洗、阜洗； e. 烘干、定型：水洗、脱水，10(TC烘干。
[0019] 所得对位芳纶纤维经过氙灯照射30小时后，纤维强度保持率为80%。
[0020] 实施例2 a. 准备加工用的对位芳纶纤维； b. 加工液配制：5%分散染料、5%o. w. f. UV吸收剂B、3%〇. w. f.扩散促进剂TX-4 (海安 石油化工有限公司制)、l%〇. w. f.二苯乙烯型荧光增白剂混合均匀，浴比为1:30 ; c. 加工工艺：将上述配好的加工液和对位芳纶纤维混合均匀，放入染色机内，在110°C 下，保温40min ; d. 水洗、阜洗； e. 烘干、定型：水洗、脱水，10(TC烘干。
[0021] 所得对位芳纶纤维经过氙灯照射30小时后，纤维强度保持率为54%。
[0022] 实施例3 a. 准备加