一种原液着色腈纶黑色纤维的制备方法及其纤维技术

本发明专利技术公开了一种原液着色腈纶黑色纤维的制备方法及其纤维，腈纶黑色纤维的制备方法包括：将黑色色浆加入到聚丙烯腈溶液中混合均匀进行纺丝，得到腈纶黑色纤维，所述的黑色色浆包括溶剂、分散剂和炭黑，所述溶剂在黑色色浆中的质量占比为75

【技术实现步骤摘要】
一种原液着色腈纶黑色纤维的制备方法及其纤维


[0001]本专利技术属于腈纶纤维领域，具体地说，涉及一种原液着色腈纶黑色纤维的制备方法及其纤维。

技术介绍

[0002]腈纶纤维，又称为聚丙烯腈纤维，有“人造羊毛”之称，具有柔软、膨松、易染、色泽鲜艳、耐光、抗菌、不怕虫蛀等优点。
[0003]腈纶纤维的生产方法可以采用硫氰酸钠法，即用硫氰酸钠溶液将聚丙烯腈溶解，之后经过湿法纺丝制备出腈纶纤维。生产黑色腈纶则需要在纺丝前将水性黑色色浆混入腈纶原液，制备出黑色腈纶纤维。另外一种腈纶生产方法采用强极性溶剂二甲基乙酰胺对聚丙烯腈进行溶解，经湿法纺丝制备出腈纶纤维，该方法所生产的纤维质量优异，二甲基乙酰胺损失小，与其它的腈纶生产方法有着较大的成本和质量优势。但利用该方法生产黑色腈纶纤维时则需要使用溶剂型黑色色浆混入腈纶原液进行纺丝，以便于实现顺利纺丝。
[0004]溶剂型黑色色浆与其它方法腈纶采用的水性黑色色浆有着本质的区别。水性色浆用助剂种类繁多，常规的表面活性剂或高分子分散剂均适用，采用均质机、砂磨机均可生产，在分散技术方面相对比较成熟，有着较宽广的应用领域。而目前市场上的溶剂型色浆主要应用于涂料方面，主要采用一些低极性溶剂生产。强极性溶剂能够应用的助剂种类较少，而采用强极性溶剂生产并且和腈纶原液相容性较好的溶剂型色浆的生产还未见报导。
[0005]公开号为CN103710772A的中国专利公开了一种纤维原液着色用超细炭黑水性色浆，该色浆由改性炭黑、分散剂、有机溶剂和去离子水组成，其中改性炭黑占该色浆总质量的15.0～40.0％，分散剂与改性炭黑的质量比为0.15:1～0.3:1，有机溶剂占该色浆总质量的5.0～15.0％，余量为去离子水，其中改性炭黑由炭黑经4
‑
苯胺磺酸、硬脂酰胺和二乙基丙二酰脲中的至少一种表面改性剂表面改性而得，表面改性剂的用量为炭黑质量的2.0～5.0％；分散剂为由N
‑
十二烷基亚氨基二丙酸二钠和脂肪胺聚氧乙烯醚按质量比为1:2～1:5组成的混合物。一方面，该技术中制备的是水性色浆，而不是溶剂型色浆；另一方面，该方案是通过对炭黑进行改性达到改善与纺丝原液相容性的目的。
[0006]公开号为CN108299951A的中国专利公开了一种纳米级黑色色浆及其制备方法和应用，其公开的黑色色浆按重量百分比计包括：15～25％的碳黑，5～30％的分散剂和50～75％的溶剂，所述溶剂为二甲基乙酰胺，所述分散剂包括亚克力共聚高分子。该技术制备的黑色色浆用于聚酰亚胺纤维的染色。而腈纶纤维与聚酰亚胺纤维的制备原料、制备方法、特性均不同，所用的黑色色浆无法直接适用。
[0007]因此，如何提供一种在腈纶原液中具有较好的分散性和相容性，混入腈纶原液后具有较好的可纺性的溶剂型黑色色浆是需要解决的问题。如何能够低成本、高质量地制备原液着色腈纶黑色纤维也具有重要的意义。
[0008]有鉴于此特提出本专利技术。

技术实现思路

[0009]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种原液着色腈纶黑色纤维的制备方法及其纤维。本专利技术采用溶剂、分散剂和炭黑制备成的溶剂型黑色色浆，分散性极好，与腈纶纺丝原液具有良好的相容性，混入腈纶纺丝原液后具有较好的可纺性，且喷丝孔堵塞少，凝固浴掉色少，如此能够低成本、高质量地制备原液着色腈纶黑色纤维。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：
[0011]本专利技术提供一种原液着色腈纶黑色纤维的制备方法，制备方法包括：
[0012]将黑色色浆加入到聚丙烯腈溶液中混合均匀进行纺丝，之后经过上油、烘干、卷曲、定型、打包，得到腈纶黑色纤维；其中所述的黑色色浆包括溶剂、分散剂和炭黑，所述溶剂在黑色色浆中的质量占比为75
‑
88％，所述分散剂的质量为炭黑质量的14％
‑
40％，所述分散剂包括二乙二醇二甲醚和聚合物。
[0013]本专利技术的分散剂中，二乙二醇二甲醚为非质子极性物质，化学性质稳定，不易发生反应，其液体有较强的溶解能力，可以表现出多方面的适应性，与强极性的二甲基乙酰胺性质接近，有较好的相溶性，同时对炭黑也有较好的润湿性。而聚合物，尤其是聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯可以在二乙二醇二甲醚的作用下均匀分散，促使炭黑能够快速、均匀地分散在溶剂和分散剂中。该分散剂对于炭黑来说是非常优良的分散剂。本专利技术采用溶剂、分散剂和炭黑制备成的溶剂型黑色色浆，分散性极好，与腈纶纺丝原液具有良好的相容性，混入腈纶纺丝原液后具有较好的可纺性。
[0014]进一步的方案，黑色色浆中的炭黑与聚丙烯腈溶液中聚丙烯腈的质量比为0.01
‑
4.5：100。
[0015]进一步的方案，所述的聚丙烯腈溶液是以二甲基乙酰胺为溶剂，聚丙烯腈为溶质的胶状溶液；
[0016]优选的，聚丙烯腈溶液中，聚丙烯腈的质量分数为15
‑
27％；
[0017]进一步的方案，聚丙烯腈溶液的温度为80
‑
105℃。
[0018]进一步的方案，所述分散剂为二乙二醇二甲醚和聚合物的混合物，其中二乙二醇二甲醚与聚合物的质量比为21
‑
23：79
‑
77。
[0019]经试验发现，二乙二醇二甲醚与聚合物的质量比在21
‑
23：79
‑
77范围内时，二乙二醇二甲醚与聚合物能够协同分散，提高炭黑的分散性和与腈纶纺丝原液的相容性。
[0020]进一步的方案，所述的聚合物选自聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯中的至少一种。
[0021]进一步的方案，所述的溶剂选自二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺中的一种。
[0022]进一步的方案，所述炭黑的DBP值为0.8
‑
1.0ml/g，水分含量＜1.5％，挥发分为0.5
‑
1.0％，灰分＜0.5％，pH值为7.0
‑
8.0；
[0023]优选的，所述炭黑选自色素炭黑、橡胶炭黑。
[0024]在本专利技术的黑色色浆中，可以采用橡胶炭黑、色素炭黑等现有技术中常用的炭黑。随着炭黑的DBP值的上升或下降，分散剂的用量随之上升或下降。
[0025]进一步的方案，所述黑色色浆的粘度＜50mpa.s，D100粒径≤1.5μm，D50粒径≤0.20μm。
[0026]本专利技术制备的黑色色浆中，颗粒的粒径小，表面积大，色浆的稳定性高。色浆中固含量高，粘度小，具有与腈纶纺丝原液良好的相容性。
[0027]本专利技术还提供一种如上所述的黑色色浆的制备方法，包括：
[0028]向溶剂中加入分散剂，再加入炭黑，搅拌均匀后，进行研磨分散，沉淀过滤，得到腈纶纤维原液着色用的黑色色浆。
[0029]进一步的方案，搅拌乳化时间为1
‑
3小时；进行研磨的温度为15
‑
40℃，研磨道数为3
‑
8次本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原液着色腈纶黑色纤维的制备方法，其特征在于，制备方法包括：将黑色色浆加入到聚丙烯腈溶液中混合均匀进行纺丝，得到腈纶黑色纤维，所述的黑色色浆包括溶剂、分散剂和炭黑，所述溶剂在黑色色浆中的质量占比为75
‑
88％，所述分散剂的质量为炭黑质量的14％
‑
40％，所述分散剂包括二乙二醇二甲醚和聚合物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，黑色色浆中的炭黑与聚丙烯腈溶液中聚丙烯腈的质量比为0.01
‑
4.5：100。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的聚丙烯腈溶液是以二甲基乙酰胺为溶剂，聚丙烯腈为溶质的胶状溶液。优选的，聚丙烯腈溶液中，聚丙烯腈的质量分数为15
‑
27％。4.根据权利要求1
‑
3任意一项所述的制备方法，其特征在于，聚丙烯腈溶液的温度为80
‑
105℃。5.根据权利要求1
‑
4任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂为二乙二醇二甲醚和聚合物的混合物，其中二乙二醇二甲醚与聚合物的质量比为21
‑
23：79
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏全东，李振峰，申增路，张焕志，范小永，韩梦林，王向明，韩丽华，程伟华，申佳，梁栋栋，
申请(专利权)人：河北艾科瑞纤维有限公司，
类型：发明
国别省市：