共聚芳纶原液染色纱及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种共聚芳纶原液染色纱及其制备方法，其中，当通过向在其中溶解具有氰基的芳香族二胺的有机溶剂中加入对苯二甲酰氯，使其反应以使包含共聚芳纶聚合物的聚合溶液聚合，然后对该聚合溶液进行纺丝和凝固来制备共聚芳纶纱时，通过在包含所述共聚芳纶聚合物的聚合溶液的聚合过程中加入具有阳离子的色素制备共聚芳纶原液染色纱。本发明专利技术可以有效地防止由于向所述聚合溶液中加入色素引起的所述共聚芳纶聚合物的聚合度的劣化或聚合溶液的溶解度的劣化。此外，根据本发明专利技术，在所述包含共聚芳纶聚合物的聚合溶液的聚合过程中，当具有氰基(‑CN)的共聚芳纶聚合物与具有阳离子的色素通过氢键键合以形成液晶时，可以具有与共聚芳纶聚合物的主链一起的行为，从而增强共聚芳纶原液染色纱的色强度、耐光色牢度和耐洗色牢度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种共聚芳纶原液染色纱及其制备方法，更具体地，涉及一种利用纺丝喷丝头对包含共聚芳纶聚合物的聚合溶液进行纺丝时通过在聚合溶液中混合具有阳离子的色素而无需使用硫酸来制备具有优异的色强度和色牢度的共聚芳纶原液染色纱的方法。
技术介绍
芳香族聚酰胺通常被称为芳纶，包括具有其中苯环通过酰胺基(-CONH)直线连接的结构的对位芳纶和具有与所述对位芳纶不同的连接结构的间位芳纶。所述对位芳纶具有优异的特性例如高强度、高弹性和低收缩。由于对位芳纶具有足够高的强度使得由其制备的厚度约为5mm的细电缆能够提升两吨的车辆，因此被广泛用于防弹和航空航天的先进行业的各种应用中。此外，芳纶在500℃以上会碳化和变黑，因此在需要高耐热性能的领域中也成为焦点。芳纶纤维的制备方法已经在本申请人拥有的韩国专利登记号10-0910537中充分地说明。根据该登记专利，通过在聚合溶剂中溶解芳香族二胺制备混合溶液，然后通过向上述溶液中加入芳香族二酸以制备芳纶聚合物。此后，将所述芳纶聚合物溶解在硫酸溶剂中以制备纺丝原液，将该纺丝原液纺丝，然后依次进行凝固、清洗和干燥工序，由此最终完成芳纶纤维。但是，如果根据上述工序制备芳纶纤维，固体状态的芳纶聚合物得以制备并且将其再次溶解在硫酸溶剂中以制备纺丝原液，然后对其进行纺丝。因此，制造过程变得复杂，对人体有害，而且会由于设备的腐蚀引起例如耐久性降低的问题。此外，由于用于溶解具有高耐化学性的芳纶聚合物并且在纺丝之后去除的硫酸溶剂常常造成环境污染，在使用之后应当将其适当地处理。用于处理
此类消耗的硫酸的费用通常降低芳纶纤维的经济优势。为了解决上述问题，韩国专利登记号10-171994公开了一种直接利用共聚芳纶聚合溶液作为纺丝原液因而不需要硫酸溶剂制备芳纶纤维的方法。更具体地，在上述常规技术中，芳纶纤维通过将对苯二甲酰氯加入到其中溶解有对苯二胺和氰基对苯二胺的有机溶剂中，使其反应以制备包含共聚芳纶聚合物的聚合溶液，然后对该聚合溶液进行纺丝和凝固来制备。但是，所述常规技术带来如下问题：所制备的共聚芳纶纤维尽管具有不使用硫酸溶剂的优点，但由于高结晶性能而具有劣化的染色性能。为了解决上述问题，韩国专利登记号10-067338公开了一种制备共聚芳纶纤维的方法，该方法包括制备共聚芳纶纤维时，将聚乙烯吡咯烷酮作为非晶性聚合物加入到聚合溶液中，该共聚芳纶纤维通过将对苯二甲酰氯加入到其中溶解有对苯二胺和氰基对苯二胺的有机溶剂中，使它们进行反应以使包含共聚芳纶聚合物的聚合溶液聚合，然后，对其进行纺丝和凝固制备。但是，尽管提高了所制备的共聚芳纶纤维的染色性能，该方法仍涉及劣化聚合溶液的溶解度和染色的坚牢度的问题。作为另一个常规技术，已实行了一种共聚芳纶原液染色纱的制备方法，该方法包括：当制备共聚芳纶纤维时，加入不会通过氢键与共聚芳纶的氰基(-CN)键合的特定色素，即不包含阳离子的色素，该共聚芳纶纤维通过将对苯二甲酰氯加入到其中溶解有对苯二胺和氰基对苯二胺的有机溶剂中，使其反应以使包含共聚芳纶聚合物的聚合溶液聚合，然后对该聚合溶液进行纺丝和凝固制备。但是，该方法带来例如共聚芳纶聚合物的聚合度降低、聚合溶液的溶解度减小和所制备的原液染色纱的色牢度劣化的许多问题。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个目的是提供一种具有优异的色强度和色牢度的共聚芳族聚酰胺原液染色纱以及一种在防止共聚芳纶的聚合度降低和聚合溶液的溶解度减小的同时制备该共聚芳纶原液染色纱的方法。技术方案为了实现上述目的，本专利技术提供了一种用于制备共聚芳纶纱的方法，包
括：在制备共聚芳纶纱时，在含有共聚芳纶聚合物的聚合溶液的聚合过程中加入含量为共聚芳纶聚合物的重量的0.1重量％(wt.％)至5重量％的具有阳离子的色素，该共聚芳纶纱通过将对苯二甲酰氯加入到其中溶解具有氰基的芳香族二胺的有机溶剂中，使其反应以使包含共聚芳族聚酰胺聚合物的聚合溶液聚合，然后对该聚合溶液进行纺丝和凝固制备。有益效果根据本专利技术，由于将色素加入到聚合溶液中，可以有效地防止共聚芳纶聚合物的聚合度降低或聚合溶液的溶解度减小。此外，根据本专利技术，在包含共聚芳纶聚合物的聚合溶液的聚合过程中，具有氰基(-CN)的共聚芳纶聚合物与具有阳离子的色素通过氢键键合，而且具有阳离子的色素与位于共聚芳纶聚合物的主链上的氰基(-CN)通过离子键键合，并且可以在液晶的形成过程中表现出与主链共同的行位，从而提高所述共聚芳纶原液染色纱的色强度、耐光色牢度和耐洗色牢度。具体实施方式在下文中，将详细描述本专利技术。下面描述的本专利技术的实施方案作为说明性实施例被提出以帮助理解本专利技术但并不特别限制本专利技术要保护的主题。此外，对本领域的普通技术人员来说明显的是可以在本专利技术的技术精神和范围内进行各种修改和变型。因此，本专利技术包括权利要求中所描述的专利技术以及它的等同范围内的所有修改和变型。首先，在本专利技术中，将无机盐溶解在有机溶剂中；然后向其中加入具有氰基(CN-)的芳香族二胺。其中，所述具有氰基(CN-)的芳香族二胺可以包括以1:9至9:1的摩尔比溶解的对苯二胺和氰基对苯二胺的溶液，或单独的氰基-对苯二胺的溶液。所述有机溶剂可以包括例如，N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、六甲基磷酰胺(HMPA)、N,N,N’,N’-四甲基脲(TMU)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或它们的混合物。加入无机盐是为了增加芳香族聚酰胺的聚合度，无机盐可以包括例如碱金属卤化盐或碱土金属卤化盐，例如CaCl2、LiCl、NaCl、KCl、LiBr和KBr，它们可以单独或以其中两种以上的组合加入。优选地，无机盐的加入量为所述有机溶剂的重量的2wt.％至5wt.％。然后，对苯二甲酰氯加入到所述包含具有氰基的芳香族二胺的有机溶剂中的摩尔量与所加入的具有氰基的芳香族二胺的摩尔量相同并且溶解在其中。此外，将具有阳离子的色素加入所述有机溶剂中以制备包含共聚芳纶聚合物的聚合溶液。所述具有阳离子的色素具有下列典型结构，但并不局限于此。具有偶氮作为色素母体(a coloring matter base)的C.I.碱性蓝64、C.I.碱性红22。C.I.碱性蓝64C.I.碱性红22具有吖嗪和偶氮复合物作为色素母体的C.I.碱性黑2。C.I.碱性黑2具有吖嗪和嗪复合物作为色素母体的C.I.碱性黑7。C.I.碱性黑7具有嗪作为色素母体的C.I.碱性蓝10、C.I.碱性蓝12、C.I.碱性蓝74。C.I.碱性蓝10C.I.碱性蓝12C.I.碱性蓝74具有噻嗪作为色素母体的C.I.碱性蓝24、C.I.碱性蓝25。C.I.碱性蓝24C.I.碱性蓝25具有蒽醌作为色素母体的C.I.碱性蓝47、C.I.碱性蓝22。C.I.碱性蓝47C.I.碱性蓝22具有双偶氮作为色素母体的C.I.碱性红32、C.I.碱性红111。C.I.碱性红32C.I.碱性红111具有酞菁作为色素母体的C.I.碱性蓝140。C.I.碱性蓝140优选地，所述具有阳离子的色素的加入量为共聚芳纶聚合物的重量的
0.1wt.％至5wt.％。如果所述加入量小于0.1wt.％，色强度弱，而如果加入量超过5wt.％，纤维的物理性能会劣化。然后，在直接使用上述制备的聚合溶液作为纺丝原液和通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共聚芳纶原液染色纱，该共聚芳纶原液染色纱通过将对苯二甲酰氯加入到其中溶解具有氰基的芳香族二胺的有机溶剂中，使其反应以使包含共聚芳纶聚合物的聚合溶液聚合，然后，对该聚合溶液进行纺丝和凝固来制备，其中，所述纱包含具有阳离子的色素，从而具有50以上的色强度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.30 KR 10-2013-01663981.一种共聚芳纶原液染色纱，该共聚芳纶原液染色纱通过将对苯二甲酰氯加入到其中溶解具有氰基的芳香族二胺的有机溶剂中，使其反应以使包含共聚芳纶聚合物的聚合溶液聚合，然后，对该聚合溶液进行纺丝和凝固来制备，其中，所述纱包含具有阳离子的色素，从而具有50以上的色强度。2.如权利要求1所述的纱，其中，所述具有阳离子的色素的含量为所述共聚芳纶聚合物的重量的0.1wt.％至5wt.％。3.如权利要求1所述的纱，其中，所述纱的耐光色牢度为4级至5级。4.如权利要求1所述的纱，其中，所述纱的耐洗色牢度为4级至5级。5.如权利要求1所述的纱，其中，所述具有阳离子的色素是选自C.I.碱性黑2、C.I.碱性蓝22、C.I.碱性蓝64、C.I.碱性红22、C.I.碱性黑7、C.I.碱性蓝10、C.I.碱性蓝12、C.I.碱性蓝74、C.I.碱性蓝24、C.I.碱性蓝25、C.I.碱性蓝47、C.I.碱性红32、C.I.碱性红111和C.I.碱性蓝140中的至少一种。6.如权利要求1所述的纱，其中，所述具有阳离子的色素是具有阳离子的颜料、具有阳离子的染料以及具有阳离子的颜料和具有阳离子的染料的混合物。7.一种用于制备共聚芳纶纱的方法，包括：将对苯二甲酰氯加入其中溶解具有氰基的芳香族二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泛薰，蔡宥利，
申请(专利权)人：可隆工业株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR