本發(fā)明涉及防護(hù)領(lǐng)域的熒光產(chǎn)品領(lǐng)域，尤其涉及一種用于防護(hù)領(lǐng)域的熒光超高分子量聚乙烯纖維的制備方法。

背景技術(shù)：

超高分子量聚乙烯纖維又稱高強(qiáng)度高模量聚乙烯纖維，分子結(jié)構(gòu)規(guī)整、對(duì)稱，非極性的鏈結(jié)構(gòu)及伸直鏈結(jié)構(gòu)使得該纖維具有優(yōu)良的化學(xué)惰性、疏水和極高的表面結(jié)晶度。因此，該纖維不易和其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，染料亦不能在纖維內(nèi)部著色。同時(shí)，該類纖維的極限使用溫度為100-130℃，其強(qiáng)度和模量隨處理溫度的升高而降低，實(shí)施染色技術(shù)受到極大的限制；通過有色膠涂覆的方法對(duì)纖維上色，無(wú)法保證長(zhǎng)久的色牢度，在使用纖維的過程中會(huì)出現(xiàn)脫膠現(xiàn)象。市場(chǎng)上的超高分子量聚乙烯纖維產(chǎn)品以原白色絲或增白絲的形式進(jìn)行出售，顏色單一，難以滿足各行業(yè)對(duì)顏色的需求，尤其以高危作業(yè)領(lǐng)域防護(hù)用品的警示色要求難以滿足。

各行業(yè)，尤其是防護(hù)領(lǐng)域?qū)Τ叻肿恿烤垡蚁├w維產(chǎn)品提出的顏色要求，特別是有明顯警示作用的熒光產(chǎn)品，提示佩戴者在進(jìn)行高危操作時(shí)，高度集中注意力，避免人為疏忽導(dǎo)致危害發(fā)生。

已經(jīng)公開的CN101886295A專利中，采用顏料與超高分子質(zhì)量聚乙烯粉-溶劑乳液混合，利用凝膠紡絲法，將混合液喂入螺桿擠出機(jī)進(jìn)行快速溶脹、溶解，形成紡絲原液，經(jīng)過濾、噴絲板擠出、冷卻、凝固、萃取、干燥、超倍拉伸得到有色高強(qiáng)度高模量聚乙烯纖維。受超高分子量聚乙烯纖維生產(chǎn)工藝及設(shè)備限制，該專利僅能實(shí)施常規(guī)色彩產(chǎn)品的生產(chǎn)，熒光顏料采用凝膠紡絲法生產(chǎn)有色超高分子量聚乙烯纖維時(shí)，易發(fā)生顏料分子結(jié)構(gòu)變化破壞熒光效應(yīng)，導(dǎo)致紫外線下無(wú)熒光；且該方法采用顏料與紡絲乳液混合的方法，在反應(yīng)釜中進(jìn)行操作，能滿足大批量單一色產(chǎn)品的生產(chǎn)，對(duì)于小批量多顏色要求的訂單存在串色、設(shè)備不易清洗等缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種用于防護(hù)領(lǐng)域的熒光超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，先將粘均分子量為大于500萬(wàn)的超高分子量聚乙烯粉末與70#紡絲專用白油混合成紡絲懸浮液，再將改性后的熒光顏料與70#紡絲專用白油混合制備成有色懸浮液，將紡絲懸浮液和有色懸浮液混合注入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出制成初生原絲，之后將合格的初生原絲經(jīng)過拉伸工藝，即可得到熒光超高分子量聚乙烯纖維，實(shí)現(xiàn)了熒光色超高分子量聚乙烯纖維的生產(chǎn)。在高危行業(yè)中，勞動(dòng)者佩戴此產(chǎn)品制成的具有熒光顏色的防護(hù)用品，顏色醒目，警示勞動(dòng)者提高注意力，防止人身傷害的發(fā)生，解決了背景技術(shù)中出現(xiàn)的問題。

本發(fā)明的目的是提供一種熒光超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，熒光超高分子量聚乙烯纖維包括有超高分子量聚乙烯粉末、70#紡絲專用白油、熒光顏料、乙烯基硅烷偶聯(lián)劑，制備方法包括有以下步驟：

步驟一：將超高分子量聚乙烯粉末，與70#紡絲專用白油按照一定比例配置成紡絲懸浮液，升溫至135℃；

步驟二：熒光顏料使用乙烯基硅烷偶聯(lián)劑在醇溶液中改性，

步驟三：將步驟二的改性后的熒光顏料與70#紡絲專用白油混合制備成有色懸浮液，之后使用計(jì)量泵注入到雙螺桿擠出機(jī)的螺桿中，再加入步驟一制成的紡絲懸浮液，在雙螺桿擠出機(jī)中混合均勻，升溫至250~297℃，在經(jīng)過過濾器、計(jì)量泵、噴絲板、冷卻裝置得到熒光的初生原絲；

步驟四：初生原絲經(jīng)過36h的應(yīng)力松弛，長(zhǎng)度收縮，檢測(cè)其收縮率，收縮率為24%±3%時(shí)，便可進(jìn)行拉伸成型；

步驟五:再將初生原絲經(jīng)過拉伸工藝，即可得到熒光超高分子量聚乙烯纖維，拉伸工藝為：三道七棍牽伸→兩道萃?。簻囟葹?5~37℃→兩道干燥箱：溫度為39.5~41℃→三道：包括七棍牽伸，之后進(jìn)行熱牽伸，溫度為140~143℃→七棍牽伸→成品纖維收卷→檢測(cè)→出廠。

進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述超高分子量聚乙烯粉末的粘均分子量為大于500萬(wàn)。

進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述步驟一中超高分子量聚乙烯粉末與70#紡絲專用白油的重量百分比為9-11%。

進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述步驟二的乙烯基硅烷偶聯(lián)劑用量為熒光顏料的0.1%~0.2%；

進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述步驟三中改性后的熒光顏料與70#紡絲專用白油9-11%。

進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述熒光顏料耐熱溫度為260~320℃，所述雙螺桿擠出機(jī)包括有17個(gè)區(qū)，每區(qū)實(shí)際紡絲溫度低于顏料耐受溫度。

進(jìn)一步改進(jìn)在于：經(jīng)檢測(cè)得出熒光超高分子量聚乙烯纖維的性能指標(biāo)為：

線密度：50D、100 D、150 D、200 D、250 D、350 D、400 D、800 D、1200 D、1600 D；

斷裂強(qiáng)度：25~35cN/dtex；

斷裂模量：900~1440cN/dtex；

斷裂伸長(zhǎng)率：1~4%；

含油率小于0.5%；

蠕變伸長(zhǎng)率不大于2%；

熔點(diǎn)為144~147℃。

本發(fā)明的有益效果：先將粘均分子量為大于500萬(wàn)的超高分子量聚乙烯粉末與70#紡絲專用白油混合成紡絲懸浮液，再將改性后的熒光顏料與70#紡絲專用白油混合制備成有色懸浮液，將紡絲懸浮液和有色懸浮液混合注入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出制成初生原絲，之后將合格的初生原絲經(jīng)過拉伸工藝，即可得到熒光超高分子量聚乙烯纖維，實(shí)現(xiàn)了熒光色超高分子量聚乙烯纖維的生產(chǎn)。

本發(fā)明優(yōu)選有耐溫性能優(yōu)良的有機(jī)熒光顏料，選擇耐溫在260℃以上的熒光顏料，并通過調(diào)整凝膠紡絲制備工藝參數(shù)，將紡絲過程中的雙螺桿擠出機(jī)的最高溫度降低至熒光耐受溫度以下。根據(jù)不同顏色熒光顏料耐受溫度的不同，調(diào)整雙螺桿擠出機(jī)中17個(gè)區(qū)的工藝參數(shù)，控制實(shí)際紡絲溫度低于顏料耐受溫度。

本發(fā)明的熒光超高分子量聚乙烯纖維與常規(guī)的白色或有色纖維不同，在自然光下，陽(yáng)光中的紫外線與瑩光顏料作用，產(chǎn)生一種明亮的色彩，將這種明亮的色彩施加于超高分子量聚乙烯纖維上，受到該纖維紡絲工藝及纖維高性能的影響，原本難以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明通過熒光顏料及超高分子量聚乙烯纖維紡絲工藝控制，實(shí)現(xiàn)了熒光色超高分子量聚乙烯纖維的生產(chǎn)。在高危行業(yè)中，勞動(dòng)者佩戴具有熒光顏色的防護(hù)用品，顏色醒目，警示勞動(dòng)者提高注意力，防止人身傷害的發(fā)生。

具體實(shí)施方式

為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。

本實(shí)施例提供一種熒光超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，熒光超高分子量聚乙烯纖維包括有超高分子量聚乙烯粉末、70#紡絲專用白油、熒光顏料、乙烯基硅烷偶聯(lián)劑，制備方法包括有以下步驟：

步驟一：將超高分子量聚乙烯粉末，與70#紡絲專用白油按照一定比例配置成紡絲懸浮液，升溫至135℃；

步驟二：熒光顏料使用乙烯基硅烷偶聯(lián)劑在醇溶液中改性，

步驟三：將步驟二的改性后的熒光顏料與70#紡絲專用白油混合制備成有色懸浮液，之后使用計(jì)量泵注入到雙螺桿擠出機(jī)的螺桿中，再加入步驟一制成的紡絲懸浮液，在雙螺桿擠出機(jī)中混合均勻，升溫至270℃，在經(jīng)過過濾器、計(jì)量泵、噴絲板、冷卻裝置得到熒光的初生原絲；

步驟四：初生原絲經(jīng)過36h的應(yīng)力松弛，長(zhǎng)度收縮，檢測(cè)其收縮率，收縮率為24%時(shí)，便可進(jìn)行拉伸成型；

步驟五:再將初生原絲經(jīng)過拉伸工藝，即可得到熒光超高分子量聚乙烯纖維，拉伸工藝為：三道七棍牽伸→兩道萃取：溫度為36℃→兩道干燥箱：溫度為40℃→三道：包括七棍牽伸，之后進(jìn)行熱牽伸，溫度為141℃→七棍牽伸→成品纖維收卷→檢測(cè)→出廠。

超高分子量聚乙烯粉末的粘均分子量為600萬(wàn)。步驟一中超高分子量聚乙烯粉末與70#紡絲專用白油的重量百分比為9.98%。步驟二的乙烯基硅烷偶聯(lián)劑用量為熒光顏料的0.15%。步驟三中改性后的熒光顏料與70#紡絲專用白油9.72%。所述熒光顏料耐熱溫度為285℃，所述雙螺桿擠出機(jī)包括有17個(gè)區(qū)，每區(qū)實(shí)際紡絲溫度低于顏料耐受溫度。

經(jīng)檢測(cè)得出熒光超高分子量聚乙烯纖維的性能指標(biāo)為：

線密度：50D、100 D、150 D、200 D、250 D、350 D、400 D、800 D、1200 D、1600 D；

斷裂強(qiáng)度：33cN/dtex；

斷裂模量：1300cN/dtex；

斷裂伸長(zhǎng)率：1.5%；

含油率小于0.15%；

蠕變伸長(zhǎng)率1.55%；

熔點(diǎn)為145.5℃。

測(cè)得的本實(shí)施例的熒光超高分子量聚乙烯纖維耐光色牢度為四級(jí)。干摩擦色牢度為4級(jí)，濕摩擦色牢度為4級(jí)。

先將粘均分子量為大于500萬(wàn)的超高分子量聚乙烯粉末與70#紡絲專用白油混合成紡絲懸浮液，再將改性后的熒光顏料與70#紡絲專用白油混合制備成有色懸浮液，將紡絲懸浮液和有色懸浮液混合注入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出制成初生原絲，之后將合格的初生原絲經(jīng)過拉伸工藝，即可得到熒光超高分子量聚乙烯纖維，實(shí)現(xiàn)了熒光色超高分子量聚乙烯纖維的生產(chǎn)。

本實(shí)施例優(yōu)選有耐溫性能優(yōu)良的有機(jī)熒光顏料，選擇耐溫在260℃以上的熒光顏料，并通過調(diào)整凝膠紡絲制備工藝參數(shù)，將紡絲過程中的雙螺桿擠出機(jī)的最高溫度降低至熒光耐受溫度以下。根據(jù)不同顏色熒光顏料耐受溫度的不同，調(diào)整雙螺桿擠出機(jī)中17個(gè)區(qū)的工藝參數(shù)，控制實(shí)際紡絲溫度低于顏料耐受溫度。

本實(shí)施例的熒光超高分子量聚乙烯纖維與常規(guī)的白色或有色纖維不同，在自然光下，陽(yáng)光中的紫外線與瑩光顏料作用，產(chǎn)生一種明亮的色彩，將這種明亮的色彩施加于超高分子量聚乙烯纖維上，受到該纖維紡絲工藝及纖維高性能的影響，原本難以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明通過熒光顏料及超高分子量聚乙烯纖維紡絲工藝控制，實(shí)現(xiàn)了熒光色超高分子量聚乙烯纖維的生產(chǎn)。在高危行業(yè)中，勞動(dòng)者佩戴具有熒光顏色的防護(hù)用品，顏色醒目，警示勞動(dòng)者提高注意力，防止人身傷害的發(fā)生。

本實(shí)施例的熒光超高分子量聚乙烯纖維可作為外層紗，一般選用線密度為50D、100D、200D、400D規(guī)格產(chǎn)品，與氨綸、錦綸、滌綸、玻璃纖維進(jìn)行包覆紗加工，再經(jīng)手套編織及進(jìn)行加工后，可得具有防切割效果的熒光手套，可用于高危行業(yè)操作者的手部保護(hù)，經(jīng)檢測(cè)，手掌及手背部位的EN388防切割指數(shù)可達(dá)30~46，防切割等級(jí)為5級(jí)以上。