CN109898173A - 一种着色聚酰胺6纤维及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种着色聚酰胺6纤维及其生产方法,属于化纤着色技术领域。本发明的着色聚酰胺6纤维,其聚酰胺6原料中含有石墨烯聚酰胺6;该纤维的生产方法为将色母粒和含有石墨烯聚酰胺6的聚酰胺6原料混合熔融后挤出,熔体进入纺丝组件,经纺丝组件后喷丝形成丝束,再经过单体抽吸、侧吹、集束上油、网络交络,最后卷绕成形即可。本发明采用石墨烯聚酰胺6代替部分或全部聚酰胺6,利用分子链中石墨烯的吸附性,解决着色聚酰胺6的色牢度差的难题;本发明还通过双螺杆共混挤出,解决了常规原液着色过程中的熔体稳定性差、均一性差的问题,更有利于着色聚酰胺6纤维的稳定生产。
Description
技术领域
本发明属于化纤着色技术领域,更具体地说,涉及一种着色聚酰胺6纤维及其生产方法。
背景技术
聚酰胺6本身具有耐磨、耐油、自润滑、绝缘、力学性能优良、易加工成型、耐弱酸碱等优良的综合性能,针对不同的市场需求,需要将纤维进行染整处理以改善织物外观。染整是纺织行业常规的生产步骤,但由于染料的生产污染极大,而且在染色过程中消耗大量的水和染料,并排放出化学需氧量极高的废水,因此染整也是纺织行业中污染最为严重的环节。
原液着色技术,是在纺丝过程中通过在线添加技术进行着色,由于在原料段就赋予其颜色,省去了织物后道染整环节,因而减少了污染物的排放并降低了生产成本。公开日为2017年7月21日的中国专利201710316204.X公开了一种原液着色蓝色锦纶6纤维的生产方法,包括以下步骤:将蓝色母粒和聚酰胺6切片按重量比2~4∶96~98熔融后混合挤出,熔体经计量泵计量后进入纺丝组件,经纺丝组件后喷出形成丝束,再经单体抽吸、侧吹风冷却、集束上油、网络交络,然后卷绕成形,获得原液着色蓝色锦纶6纤维。公开日为2010年3月17日的中国专利200910306492.6公开了一种有色锦纶DTY手套专用丝的生产方法,该发明的步骤为:将色母粒进行干燥后加入色母粒机,然后将色母粒与锦纶切片混合挤压熔融、纺丝、喷丝,然后经冷却、上油、卷绕成POY,将POY通入加弹机进行加弹形成原丝,然后将原丝通过罗拉进行欠伸,再依次加热、冷却、假捻,将假捻后的丝条通过第二罗拉后,再通过上油后卷绕成型,得到成品有色锦纶DTY手套专用丝。
虽然以上现有技术给出了原液着色聚酰胺6的生产方法,可实现原液着色聚酰胺6纤维的稳定生产,但由于聚酰胺6与染料分子的结合作用不强,导致无论是常规染整还是原液着色得到的聚酰胺6的色牢度均普遍较差。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题,本发明的目的之一在于提供一种色牢度较高的着色聚酰胺6纤维,本发明的目的之二在于提供该着色聚酰胺6纤维的生产方法,着色过程污染小、成本低。
为了解决上述问题,本发明所采用的技术方案如下:
本发明涉及一种着色聚酰胺6纤维,其聚酰胺6原料中含有石墨烯聚酰胺6。
进一步地,所述石墨烯聚酰胺6的质量占全部所述聚酰胺6原料的40~100%。
更进一步地,所述石墨烯聚酰胺6为石墨烯聚酰胺6切片,所述石墨烯聚酰胺6切片的相对粘度为2.45~2.85,含水量≤0.06%,己内酰胺单体含量≤0.6%,功能性石墨烯的含量为0.01%~0.8%。
本发明还涉及一种前述着色聚酰胺6纤维的生产方法,将色母粒和所述聚酰胺6原料混合熔融后挤出,熔体进入纺丝组件,经纺丝组件后喷丝形成丝束,再经过单体抽吸、侧吹、集束上油、网络交络,最后卷绕成形,得到所述着色聚酰胺6纤维。
进一步地,所述色母粒和所述聚酰胺6原料的重量比为(1~15):(85~99)。
进一步地,所述混合熔融后挤出的方式为双螺杆挤出,挤出温度为260~282℃。
进一步地,所述色母粒的各成分的质量配比如下:分散剂、颜料粉体、聚酰胺6切片的质量比为3~12:20~35:53~78。
更进一步地,所述颜料粉体的平均粒径为5~100nm。
进一步地,纺丝组件的初始压力为100~165bar,纺丝柱形滤网的直径为12μm~35μm,喷丝板的喷丝孔的长径比为2.0~4.0。
进一步地,纺丝单螺杆温度为260~275℃,纺丝箱温度为275~290℃;侧吹风的温度为30~65℃,湿度为80~95%,风速为0.15~0.28m/s;纺丝速度为3500~5500m/s,优选4000~4500m/s。
相比于现有技术,本发明采用石墨烯聚酰胺6代替部分或全部聚酰胺6,利用分子链中石墨烯的吸附性,解决着色聚酰胺6的色牢度差的难题;本发明还通过双螺杆共混挤出,解决了常规原液着色过程中的熔体稳定性差、均一性差的问题,更有利于着色聚酰胺6纤维的稳定生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
将蓝色色母粒5.0kg和石墨烯聚酰胺6切片95.0kg通过双螺杆熔融混合挤出,双螺杆挤出温度265℃,熔体经过计量泵计量后进入纺丝组件,经纺丝形成丝束,纺丝单螺杆温度为260℃,纺丝箱温度为290℃,纺丝柱形滤网的直径为12μm,纺丝组件的初始压力为100bar,喷丝板上喷丝孔的长径比为2.0,再经单体抽吸、侧吹、集束上油、网络交络,然后卷绕成形,获得原液着色蓝色聚酰胺6纤维。其中,侧吹风的温度为45℃,风速0.2m/s,湿度95%,纺丝速度为4300m/s。
以上采用的蓝色色母粒的各成分质量份数如下:蓝色颜料粉体20份,分散剂3份和聚酰胺6切片77份,颜料粉体的平均粒径为60nm。采用的石墨烯聚酰胺6切片由常州恒利宝纳米新材料科技有限公司提供,切片相对粘度2.65、单体含量0.5%、水分含量0.04%、功能性石墨烯含量0.3%。
实施例2
将红色色母粒10.0kg和石墨烯聚酰胺6切片90.0kg通过双螺杆熔融混合挤出,双螺杆挤出温度265℃,熔体经过计量泵计量后进入纺丝组件,经纺丝形成丝束,纺丝单螺杆温度为260℃,纺丝箱温度为280℃,纺丝柱形滤网的直径为12μm,纺丝组件的初始压力为120bar,喷丝板上喷丝孔的长径比为4.0,再经单体抽吸、侧吹、集束上油、网络交络,然后卷绕成形,获得原液着色蓝色聚酰胺6纤维。其中,侧吹风的温度为47℃,风速0.23m/s,湿度80%,纺丝速度为4500m/s。
以上采用的红色色母粒的各成分质量份数如下:红色颜料粉体20份,分散剂3份和聚酰胺6切片77份,颜料粉体的平均粒径为60nm。采用的石墨烯聚酰胺6切片由常州恒利宝纳米新材料科技有限公司提供,切片相对粘度2.65、单体含量0.5%、水分含量0.04%、功能性石墨烯含量0.3%。
实施例3
将草绿色色母粒5.0kg和石墨烯聚酰胺6切片95.0kg通过双螺杆熔融混合挤出,双螺杆挤出温度265℃,熔体经过计量泵计量后进入纺丝组件,经纺丝形成丝束,纺丝单螺杆温度为260℃,纺丝箱温度为275℃,纺丝柱形滤网的直径为12μm,纺丝组件的初始压力为100bar,喷丝板上喷丝孔的长径比为2.0,再经单体抽吸、侧吹、集束上油、网络交络,然后卷绕成形,获得原液着色蓝色聚酰胺6纤维。其中,侧吹风的温度为45℃,风速0.2m/s,湿度95%,纺丝速度为4200m/s。
以上采用的草绿色色母粒的各成分质量份数如下:草绿色颜料粉体20份,分散剂3份和聚酰胺6切片77份,颜料粉体的平均粒径为50nm。采用的石墨烯聚酰胺6切片由常州恒利宝纳米新材料科技有限公司提供,切片相对粘度2.65、单体含量0.5%、水分含量0.04%、功能性石墨烯含量0.3%。
实施例4
将墨绿色色母粒5.0kg和石墨烯聚酰胺6切片95.0kg通过双螺杆熔融混合挤出,双螺杆挤出温度265℃,熔体经过计量泵计量后进入纺丝组件,经纺丝形成丝束,纺丝单螺杆温度为260℃,纺丝箱温度为280℃,纺丝柱形滤网的直径为12μm,纺丝组件的初始压力为100bar,喷丝板上喷丝孔的长径比为2.0,再经单体抽吸、侧吹、集束上油、网络交络,然后卷绕成形,获得原液着色蓝色聚酰胺6纤维。其中,侧吹风的温度为45℃,风速0.2m/s,湿度95%,纺丝速度为4600m/s。
以上采用的墨绿色色母粒的各成分质量份数如下:墨绿色颜料粉体20份,分散剂3份和聚酰胺6切片77份,颜料粉体的平均粒径为80nm。采用的石墨烯聚酰胺6切片由常州恒利宝纳米新材料科技有限公司提供,切片相对粘度2.65、单体含量0.5%、水分含量0.04%、功能性石墨烯含量0.3%。
实施例5
将蓝色色母粒12.0kg、聚酰胺6切片59.0kg和石墨烯聚酰胺6切片40.0kg通过双螺杆熔融混合挤出,双螺杆挤出温度260℃,熔体经过计量泵计量后进入纺丝组件,经纺丝形成丝束,纺丝单螺杆温度为270℃,纺丝箱温度为280℃,纺丝柱形滤网的直径为30μm,纺丝组件的初始压力为160bar,喷丝板上喷丝孔的长径比为4.0,再经单体抽吸、侧吹、集束上油、网络交络,然后卷绕成形,获得原液着色蓝色聚酰胺6纤维。其中,侧吹风的温度为60℃,风速0.15m/s,湿度80%,纺丝速度为4200m/s。
以上采用的蓝色色母粒的各成分质量份数如下:蓝色颜料粉体20份,分散剂12份和聚酰胺6切片78份,颜料粉体的平均粒径为20nm。采用的石墨烯聚酰胺6切片由常州恒利宝纳米新材料科技有限公司提供,切片相对粘度2.65、单体含量0.5%、水分含量0.04%、功能性石墨烯含量0.3%。
实施例6
将红色色母粒1.0kg、聚酰胺6切片35.0kg和石墨烯聚酰胺6切片50.0kg通过双螺杆熔融混合挤出,双螺杆挤出温度282℃,熔体经过计量泵计量后进入纺丝组件,经纺丝形成丝束,纺丝单螺杆温度为275℃,纺丝箱温度为275℃,纺丝柱形滤网的直径为15μm,纺丝组件的初始压力为130bar,喷丝板上喷丝孔的长径比为2.5,再经单体抽吸、侧吹、集束上油、网络交络,然后卷绕成形,获得原液着色蓝色聚酰胺6纤维。其中,侧吹风的温度为40℃,风速0.2m/s,湿度85%,纺丝速度为4000m/s。
以上采用的红色色母粒的各成分质量份数如下:红色颜料粉体30份,分散剂5份和聚酰胺6切片53份,颜料粉体的平均粒径为10nm。采用的石墨烯聚酰胺6切片由常州恒利宝纳米新材料科技有限公司提供,切片相对粘度2.65、单体含量0.5%、水分含量0.04%、功能性石墨烯含量0.3%。
实施例7
将草绿色色母粒2.0kg、聚酰胺6切片40.0kg和石墨烯聚酰胺6切片56.0kg通过双螺杆熔融混合挤出,双螺杆挤出温度280℃,熔体经过计量泵计量后进入纺丝组件,经纺丝形成丝束,纺丝单螺杆温度为260℃,纺丝箱温度为285℃,纺丝柱形滤网的直径为35μm,纺丝组件的初始压力为110bar,喷丝板上喷丝孔的长径比为3.0,再经单体抽吸、侧吹、集束上油、网络交络,然后卷绕成形,获得原液着色蓝色聚酰胺6纤维。其中,侧吹风的温度为50℃,风速0.18m/s,湿度85%,纺丝速度为4000m/s。
以上采用的草绿色色母粒的各成分质量份数如下:草绿色颜料粉体25份,分散剂5份和聚酰胺6切片60份,颜料粉体的平均粒径为90nm。采用的石墨烯聚酰胺6切片由常州恒利宝纳米新材料科技有限公司提供,切片相对粘度2.65、单体含量0.5%、水分含量0.04%、功能性石墨烯含量0.3%。
实施例8
将墨绿色色母粒4.0kg、聚酰胺6切片20.0kg和石墨烯聚酰胺6切片78.0kg通过双螺杆熔融混合挤出,双螺杆挤出温度270℃,熔体经过计量泵计量后进入纺丝组件,经纺丝形成丝束,纺丝单螺杆温度为260℃,纺丝箱温度为280℃,纺丝柱形滤网的直径为14μm,纺丝组件的初始压力为165bar,喷丝板上喷丝孔的长径比为4.0,再经单体抽吸、侧吹、集束上油、网络交络,然后卷绕成形,获得原液着色蓝色聚酰胺6纤维。其中,侧吹风的温度为47℃,风速0.23m/s,湿度80%,纺丝速度为4500m/s。
以上采用的墨绿色色母粒的各成分质量份数如下:墨绿色颜料粉体30份,分散剂10份和聚酰胺6切片70份,颜料粉体的平均粒径为100nm。采用的石墨烯聚酰胺6切片由常州恒利宝纳米新材料科技有限公司提供,切片相对粘度2.65、单体含量0.5%、水分含量0.04%、功能性石墨烯含量0.3%。
对各实施例所得着色聚酰胺6进行色牢度检测,根据GB/T 3922-2013中规定的检测方法检测耐酸汗渍色牢度和耐碱汗渍色牢度,根据GB/T 5713-2013中规定的检测方法检测耐水色牢度,根据GB/T 3920-2008中规定的检测方法检测耐摩擦色牢度,根据GB/T8427-2008中规定的检测方法检测耐光色牢度。所得结果见表1。由表1可知,采用石墨烯聚酰胺6替代部分或全部聚酰胺6,所得着色聚酰胺6的色牢度均较高。
表1各实施例所得着色聚酰胺6纤维的色牢度检测结果
Claims (10)
1.一种着色聚酰胺6纤维,其特征在于,其聚酰胺6原料中含有石墨烯聚酰胺6。
2.根据权利要求1所述的着色聚酰胺6纤维,其特征在于,所述石墨烯聚酰胺6的质量占全部所述聚酰胺6原料的40~100%。
3.根据权利要求1或2所述的着色聚酰胺6纤维,其特征在于,所述石墨烯聚酰胺6为石墨烯聚酰胺6切片,所述石墨烯聚酰胺6切片的相对粘度为2.45~2.85,含水量≤0.06%,己内酰胺单体含量≤0.6%,功能性石墨烯的含量为0.01%~0.8%。
4.一种如权利要求1~3中任一项所述的着色聚酰胺6纤维的生产方法,其特征在于,将色母粒和所述聚酰胺6原料混合熔融后挤出,熔体进入纺丝组件,经纺丝组件后喷丝形成丝束,再经过单体抽吸、侧吹、集束上油、网络交络,最后卷绕成形,得到所述着色聚酰胺6纤维。
5.根据权利要求4所述的生产方法,其特征在于,所述色母粒和所述聚酰胺6原料的重量比为(1~15):(85~99)。
6.根据权利要求4所述的生产方法,其特征在于,所述混合熔融后挤出的方式为双螺杆挤出,挤出温度为260~282℃。
7.根据权利要求4或5所述的生产方法,其特征在于,所述色母粒的各成分的质量配比如下:分散剂、颜料粉体、聚酰胺6切片的质量比为3~12:20~35:53~78。
8.根据权利要求7所述的生产方法,其特征在于,所述颜料粉体的平均粒径为5~100nm。
9.根据权利要求4所述的生产方法,其特征在于,纺丝组件的初始压力为100~165bar,纺丝柱形滤网的直径为12μm~35μm,喷丝板的喷丝孔的长径比为2.0~4.0。
10.根据权利要求4所述的生产方法,其特征在于,纺丝单螺杆温度为260~275℃,纺丝箱温度为275~290℃;侧吹风的温度为30~65℃,湿度为80~95%,风速为0.15~0.28m/s;纺丝速度为3500~5500m/s,优选4000~4500m/s。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190618 |