專利名稱：超高分子量聚乙烯有色細(xì)旦纖維的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種超高分子量聚乙烯有色細(xì)旦纖
維的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯纖維具有其他高性能纖維所無法比擬的力學(xué)性能。較低 的密度，比強(qiáng)度和比模量最大，這些性能超越了金屬材料。更重要的是還有良好的能量吸收 特性，最宜吸收低速的破片沖擊能量，防彈性能最好，是一種理想的防彈材料。同時(shí)也廣泛 應(yīng)用在保安和軍事方面，是目前最好的纜繩材料和高技術(shù)軍備材料。另外，超高相對(duì)分子質(zhì) 量聚乙烯纖維因具有質(zhì)輕柔軟、高強(qiáng)高模、抗紫外、耐沖擊、耐海水腐蝕等優(yōu)異性能，可被廣 泛用于防切割手套、防彈衣、防彈頭盔等多種領(lǐng)域中，除此之外，超高分子量聚乙稀纖維在 民用工業(yè)領(lǐng)域作為抗沖擊、減震材料及高性能輕質(zhì)復(fù)合材料也有著廣闊的應(yīng)用前景。
高強(qiáng)高模聚乙烯纖維由于分子量極高，主鏈結(jié)合好，取向度、結(jié)晶度高，因此它的 比強(qiáng)度是當(dāng)今所有纖維之最.聚乙烯具有亞甲基(-CH2-CH2-)相連的大分子鏈的化學(xué)結(jié) 構(gòu)，超高分子量聚乙稀存在有大量無規(guī)線團(tuán)的非晶區(qū)和折疊鏈的晶體結(jié)構(gòu)。在超倍牽伸時(shí)， 其大分子鏈的高度取向、使晶區(qū)及非晶區(qū)的大分子充分伸展，形成了高度結(jié)晶的伸直鏈超 分子結(jié)構(gòu)。這樣的超分子結(jié)構(gòu)決定了高強(qiáng)聚乙烯纖維的優(yōu)越性能。同時(shí)它的分子無極性及 結(jié)晶規(guī)整度使染料分子難以切入其中，纖維染色困難，目前生產(chǎn)的多是原色纖維。若在超高 分子量聚乙烯粉末內(nèi)直接混入無機(jī)顏料添加劑，顏料易團(tuán)聚分散性差易造成染色不勻.做 成產(chǎn)品后再染色由于聚乙稀的化學(xué)惰性色老度不高.
有基于此，本案應(yīng)運(yùn)而生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種超高分子量聚乙烯有色細(xì)旦纖維的生產(chǎn)方法。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為，一種超高分子量聚乙烯有色細(xì)
旦纖維的生產(chǎn)方法，包括以下步驟將超高分子量聚乙烯粉末和溶劑按比例注入解纏釜內(nèi)，
在溶劑中高剪切使超高分子量聚乙烯大分子之間適度解纏，形成均一乳液狀混和液(1)，然
后利用混合技術(shù)將含有納米級(jí)的無毒、無害顏料顆粒制成的乳液(2)均勻連續(xù)地添加到乳
液狀混和液(1)中，進(jìn)行進(jìn)一步剪切，最后乳液狀混和液通過儲(chǔ)料罐邊攪拌邊定量喂入螺
桿擠出機(jī)擠出紡絲。
本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)置如下 將超高分子量聚乙烯粉末，溶劑白油在室溫按公稱濃度(重量)4% 15%分別注 入解纏釜內(nèi)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下通過高剪切適度解除大分子間的纏結(jié)，剪切時(shí)間5 20分鐘，剪 切速度1000 3500秒—、形成均一乳液狀混合液，在均一乳液狀混合液中按聚乙烯重量百 分比0. 2 5%均勻、連續(xù)加入納米級(jí)無毒有色顏料制成的乳液，并進(jìn)行進(jìn)一步剪切，然后 將混合液在常溫下通過儲(chǔ)料罐，邊攪拌邊定量喂入螺桿擠出機(jī)擠出紡絲，然后入水浴經(jīng)處理后萃取干燥超超倍拉伸，拉伸總倍數(shù)為40，得到纖度《2. 5D的超高分子量聚乙烯有色細(xì) 旦纖維。 本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明不但操作簡(jiǎn)單，省時(shí)省力省成本，其特點(diǎn)是，纖維 色澤鮮艷而且色澤不會(huì)隨產(chǎn)品的洗滌、日曬而變色。這種纖維不僅具有常規(guī)高強(qiáng)高模聚乙 烯纖維的優(yōu)異品質(zhì)，而且克服了后整理過程中的廢液排放等問題，實(shí)現(xiàn)了原材料環(huán)保、生產(chǎn) 過程環(huán)保，產(chǎn)品環(huán)保。 以下結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1、制備2D/164F的超高分子量聚乙烯有色細(xì)旦纖維 將超高分子量聚乙烯粉末(相對(duì)平均分子質(zhì)量為450萬)，溶劑白油在室溫按公 稱濃度4% (重量)分別注入解纏釜內(nèi)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下通過高剪切適度解除大分子間的纏 結(jié)，剪切時(shí)間5分鐘，剪切速度1000秒—、形成均一乳液狀混合液，在均一乳液狀混合液中 按聚乙烯重量百分比0. 2%均勻、連續(xù)加入納米級(jí)無毒有色顏料制成的乳液，并進(jìn)行進(jìn)一步 剪切，然后將混合液在常溫下通過儲(chǔ)料罐，邊攪拌邊定量喂入螺桿擠出機(jī)擠出紡絲，擠出機(jī) 直徑25， L/D為34，擠出機(jī)轉(zhuǎn)速15rpm，擠出物經(jīng)過濾器、箱體到計(jì)量泵被計(jì)量后從噴絲板噴 出，噴絲板為164f ，然后入水浴經(jīng)處理后萃取干燥超超倍拉伸，拉伸總倍數(shù)為40，得到2D的 超高分子量聚乙烯有色細(xì)旦纖維。 實(shí)施例2、制備2. 5D/164F的超高分子量聚乙烯有色細(xì)旦纖維 將超高分子量聚乙烯粉末(相對(duì)平均分子質(zhì)量為450萬)，溶劑白油在室溫按公
稱濃度15% (重量)分別注入解纏釜內(nèi)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下通過高剪切適度解除大分子間的纏
結(jié)，剪切時(shí)間20分鐘，剪切速度3500秒—、形成均一乳液狀混合液，在均一乳液狀混合液中
按聚乙烯重量百分比5%均勻、連續(xù)加入納米級(jí)無毒有色顏料制成的乳液，并進(jìn)行進(jìn)一步剪
切，然后將混合液在常溫下通過儲(chǔ)料罐，邊攪拌邊定量喂入螺桿擠出機(jī)擠出紡絲，擠出機(jī)直 徑25， L/D為34，擠出機(jī)轉(zhuǎn)速50rpm，擠出物經(jīng)過濾器、箱體到計(jì)量泵被計(jì)量后從噴絲板噴 出，噴絲板為164f，然后入水浴經(jīng)處理后萃取干燥超超倍拉伸，拉伸總倍數(shù)為40，得到2. 5D 的超高分子量聚乙烯有色細(xì)旦纖維。 實(shí)施例3、制備2. 5D/164F的超高分子量聚乙烯有色細(xì)旦纖維 將超高分子量聚乙烯粉末(相對(duì)平均分子質(zhì)量為450萬)，溶劑白油在室溫按公
稱濃度10% (重量)分別注入解纏釜內(nèi)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下通過高剪切適度解除大分子間的纏
結(jié)，剪切時(shí)間15分鐘，剪切速度2500秒—、形成均一乳液狀混合液，在均一乳液狀混合液中
按聚乙烯重量百分比2%均勻、連續(xù)加入納米級(jí)無毒有色顏料制成的乳液，并進(jìn)行進(jìn)一步剪
切，然后將混合液在常溫下通過儲(chǔ)料罐，邊攪拌邊定量喂入螺桿擠出機(jī)擠出紡絲，擠出機(jī)直 徑25， L/D為34，擠出機(jī)轉(zhuǎn)速35rpm，擠出物經(jīng)過濾器、箱體到計(jì)量泵被計(jì)量后從噴絲板噴 出，噴絲板為164f，然后入水浴經(jīng)處理后萃取干燥超超倍拉伸，拉伸總倍數(shù)為40，得到2. 5D 的超高分子量聚乙烯有色細(xì)旦纖維。 本發(fā)明采用上述方法制備超高分子量聚乙烯有色細(xì)旦纖維，具有以下突出效果
1、采用凝膠紡絲法紡絲，可使普通柔性鏈成纖高聚物，獲得纖度《2. 5D的超高分 子量聚乙烯有色細(xì)旦纖維；
4
2、納米級(jí)顏料改性，高剪切適度解除大分子間的纏結(jié)后，與納米級(jí)顏料均勻混合， 制備的纖維色澤鮮艷而且色澤不會(huì)隨產(chǎn)品的洗滌、日曬而變色；解決了原有超高分子量聚 乙烯粉末內(nèi)直接混入無機(jī)顏料添加劑，顏料易團(tuán)聚分散性差易造成染色不勻.做成產(chǎn)品后 再染色由于聚乙稀的化學(xué)惰性色老度不高的問題. 3、本發(fā)明生產(chǎn)的超高分子量聚乙烯有色細(xì)旦纖維，這種纖維不僅具有常規(guī)高強(qiáng)高 模聚乙烯纖維的優(yōu)異品質(zhì)，而且克服了后整理過程中的廢液排放等問題，實(shí)現(xiàn)了原材料環(huán) 保、生產(chǎn)過程環(huán)保，產(chǎn)品環(huán)保。
權(quán)利要求
一種超高分子量聚乙烯有色細(xì)旦纖維的生產(chǎn)方法，包括以下步驟將超高分子量聚乙烯粉末和溶劑按比例注入解纏釜內(nèi)，在溶劑中高剪切使超高分子量聚乙烯大分子之間適度解纏，形成均一乳液狀混和液，然后利用混合技術(shù)將含有納米級(jí)的無毒、無害顏料顆粒制成的乳液均勻連續(xù)地添加到乳液狀混和液中，進(jìn)行進(jìn)一步剪切，最后乳液狀混和液通過儲(chǔ)料罐邊攪拌邊定量喂入螺桿擠出機(jī)擠出紡絲。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯有色細(xì)旦纖維的生產(chǎn)方法，其特征在 于將超高分子量聚乙烯粉末，溶劑白油在室溫按公稱濃度(重量)4% 15%分別注入解纏釜內(nèi)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下通過高剪切適度解除大分子間的纏結(jié)，剪切時(shí)間5 20分鐘，剪切速 度1000 3500秒—、形成均一乳液狀混合液，在均一乳液狀混合液中按聚乙烯重量百分比 0. 2 5%均勻、連續(xù)加入納米級(jí)無毒有色顏料制成的乳液，并進(jìn)行進(jìn)一步剪切，然后將混 合液在常溫下通過儲(chǔ)料罐，邊攪拌邊定量喂入螺桿擠出機(jī)擠出紡絲，然后入水浴經(jīng)處理后 萃取干燥超超倍拉伸，拉伸總倍數(shù)為40，得到纖度《2. 5D的超高分子量聚乙烯有色細(xì)旦纖 維。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超高分子量聚乙烯有色細(xì)旦纖維的生產(chǎn)方法，其特征 在于將超高分子量聚乙烯粉末，溶劑白油在室溫按公稱濃度4% (重量)分別注入解纏 釜內(nèi)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下通過高剪切適度解除大分子間的纏結(jié)，剪切時(shí)間5分鐘，剪切速度1000 秒—、形成均一乳液狀混合液，在均一乳液狀混合液中按聚乙烯重量百分比0. 2%均勻、連 續(xù)加入納米級(jí)無毒有色顏料制成的乳液，并進(jìn)行進(jìn)一步剪切，然后將混合液在常溫下通過 儲(chǔ)料罐，邊攪拌邊定量喂入螺桿擠出機(jī)擠出紡絲，然后入水浴經(jīng)處理后萃取干燥超超倍拉 伸，拉伸總倍數(shù)為40，得到2D的超高分子量聚乙烯有色細(xì)旦纖維。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超高分子量聚乙烯有色細(xì)旦纖維的生產(chǎn)方法，其特征在 于將超高分子量聚乙烯粉末，溶劑白油在室溫按公稱濃度15% (重量)分別注入解纏釜 內(nèi)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下通過高剪切適度解除大分子間的纏結(jié)，剪切時(shí)間20分鐘，剪切速度3500 秒—、形成均一乳液狀混合液，在均一乳液狀混合液中按聚乙烯重量百分比5X均勻、連續(xù) 加入納米級(jí)無毒有色顏料制成的乳液，并進(jìn)行進(jìn)一步剪切，然后將混合液在常溫下通過儲(chǔ) 料罐，邊攪拌邊定量喂入螺桿擠出機(jī)擠出紡絲，然后入水浴經(jīng)處理后萃取干燥超超倍拉伸， 拉伸總倍數(shù)為40，得到2. 5D的超高分子量聚乙烯有色細(xì)旦纖維。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超高分子量聚乙烯有色細(xì)旦纖維的生產(chǎn)方法，其特征在 于將超高分子量聚乙烯粉末，溶劑白油在室溫按公稱濃度10% (重量)分別注入解纏釜 內(nèi)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下通過高剪切適度解除大分子間的纏結(jié)，剪切時(shí)間15分鐘，剪切速度2500 秒—、形成均一乳液狀混合液，在均一乳液狀混合液中按聚乙烯重量百分比2X均勻、連續(xù) 加入納米級(jí)無毒有色顏料制成的乳液，并進(jìn)行進(jìn)一步剪切，然后將混合液在常溫下通過儲(chǔ) 料罐，邊攪拌邊定量喂入螺桿擠出機(jī)擠出紡絲，然后入水浴經(jīng)處理后萃取干燥超超倍拉伸， 拉伸總倍數(shù)為4Q，得到2. 5D的超高分子量聚乙烯有色細(xì)旦纖維。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超高分子量聚乙烯有色細(xì)旦纖維的生產(chǎn)方法，涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟將超高分子量聚乙烯粉末和溶劑按比例注入解纏釜內(nèi)，在溶劑中高剪切使超高分子量聚乙烯大分子之間適度解纏，形成均一乳液狀混和液，然后利用混合技術(shù)將含有納米級(jí)的無毒、無害顏料顆粒制成的乳液均勻連續(xù)地添加到乳液狀混和液中，進(jìn)行進(jìn)一步剪切，最后乳液狀混和液通過儲(chǔ)料罐邊攪拌邊定量喂入螺桿擠出機(jī)擠出紡絲。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，且纖維色澤鮮艷而且色澤不會(huì)隨產(chǎn)品的洗滌、日曬而變色。這種纖維不僅具有常規(guī)高強(qiáng)高模聚乙烯纖維的優(yōu)異品質(zhì)，而且克服了后整理過程中的廢液排放等問題，實(shí)現(xiàn)了原材料環(huán)保、生產(chǎn)過程環(huán)保，產(chǎn)品環(huán)保。
文檔編號(hào)D01D1/02GK101718003SQ20091015419
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者康德余, 張間芳, 楊?？? 胡盼盼 申請(qǐng)人:浙江金昊特種纖維有限公司