CN115323507A - 一种共混染色pbo纤维的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种共混染色PBO纤维的方法，将液体色母加入螺杆挤出机中，使液体色母与后聚合反应过程中的PBO聚合物熔融相接触并混合均匀，由螺杆挤出机挤出后再经纺丝工序即得染色PBO纤维，所述染色PBO纤维的性能满足：拉伸强度≥5GPa、拉伸模量≥230GPa，色牢度≥3。本发明是通过在螺杆挤出机的熔融混合段中加入液体色母来实现PBO聚合物料的染色，由此可解决现有原位染色制备的PBO纤维色彩单一的缺陷，同时还能保证PBO纤维的力学性能，提高色牢度，极大程度的扩大了PBO纤维的应用场景。
Description
技术领域
本发明是一种共混染色PBO纤维的方法，具体涉及在纺丝挤出过程中实现颜料共混来制备染色PBO纤维的方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
PBO纤维是聚对苯撑苯并二噁唑纤维（Poly-p-phenylene benzobisoxazole）的简称，是由4，6—二氨基苯酚盐酸盐（DAR）与对苯二甲酸（PTA）以多磷酸（PPA）为溶剂进行溶液缩聚制得PBO聚合溶液后，再经纺丝、水洗、干燥而得到。由于PBO纤维具有极好的化学稳定性和热稳定性，是目前单纤维拉伸强力和模量最高的合成纤维，因此，在消防、航空、军事等领域具有广泛的应用前景。对PBO纤维进行染色能够提高纤维的应用场景，特别是其在军事伪装等方面的应用，但PBO纤维结构非常紧密，常规的合成纤维染色加工方法难以实现，因此只能采用涂料印花工艺进行染色，但颜色单一，且色牢度差。
为解决PBO纤维染色的单一性和色牢度，王敏等在“高模PBO纤维的多聚磷酸预处理及分散染色”（《印染》，2015 No.7，25-29）中公开了一种分散染色的方法，需要采用多聚磷酸（PPA）对纤维进行预处理，部分打开PBO纤维表面致密结构后，再将纤维进行高温高压分散染料染色，但预处理和染色过程均会对PBO纤维的力学性能产生影响，造成强度的降低。
除上述染色方式外，公布号为CN109778342A的发明专利还公开了一种聚对苯撑苯并二恶唑纤维的原位染色方法，该方法将部分反应单体、颜料和多聚磷酸配成颜料/TPA/PPA浆液，在后聚合过程中以原位聚合的方式与预聚合物反应，解决了PBO纤维染色困难的问题，制备了染色牢度更高的有色PBO纤维。该方法得到的染色PBO纤维的拉伸强度可以控制在32.6-36.4cN/dtex之间，但未添加染料的相同制备方法得到的PBO纤维的拉伸强度为37.1N/dtex，由此可以知道，采用原位染色方法得到的PBO纤维的拉伸强度会下降，同时降低的还有纤维模量，但该专利并未记载相关内容。另外，在实际生产过程中，由于染料在聚合反应前添加，染料成分中如含有-NH2（Cyanine5 amine）和-COOH（八羧基铜酞菁CuPc(COOH)8），则会与反应单体中的羧基和氨基发生反应，不仅消耗反应单体，还会影响聚合反应过程，降低反应速度，产生的副产物还会影响纺丝的性能，因此，限制了染料的选择范围，如CN109778342A中就仅提供了少量可使用的染料，如钴绿、铁铬黑和钴蓝。
基于上述内容，在染色PBO纤维的生产过程中，为增加染色多样性而提供的染色方法中仍然存在诸多问题，包括：染色方法对纤维力学性能产生影响，染色方法使聚合反应产生副产物，染色色牢度等等。因此，亟待需要提供一种新的适用于工业化生产的染色PBO纤维的方法，使得染色PBO纤维的力学性能和色牢度得到提升，色彩更加丰富。
发明内容
本发明旨在提供一种共混染色PBO纤维的方法，通过在螺杆挤出机的熔融混合段中加入液体色母来实现PBO聚合物料的染色，由此可解决现有原位染色制备的PBO纤维色彩单一的缺陷，同时还能保证PBO纤维的力学性能，提高色牢度，极大程度的扩大了PBO纤维的应用场景。
本发明通过下述技术方案实现：一种共混染色PBO纤维的方法，将液体色母加入螺杆挤出机中，使液体色母与后聚合反应过程中的PBO聚合物熔融相接触并混合均匀，由螺杆挤出机挤出后再经纺丝工序即得染色PBO纤维，所述染色PBO纤维的性能满足：拉伸强度≥5GPa、拉伸模量≥230GPa，色牢度≥3。
于螺杆挤出机的熔融混合段设液体母料注入口，将液体色母由液体母料注入口加入螺杆挤出机中。
于所述螺杆挤出机上设置有PBO预聚合物料进口和PBO聚合物料挤出口，所述PBO预聚合物料进口和PBO聚合物料挤出口之间的螺杆挤出机依次划分为预热段、熔融混合段、排气段、下游物料混合段、真空段和挤出段，液体母料注入口设于熔融混合段近排气段的位置。
所述液体色母的加入量占PBO聚合物熔融相总量的0.1~ 3%。
所述液体母料注入口通过进料管连接液体料缸，于进料管上设液体泵。
所述螺杆挤出机的转速控制在100~ 450r/min时，控制液体泵的流速为10~100g/min。
所述PBO聚合物熔融相的聚合度≥95%。
所述液体色母包括有机颜料，可以使用的有机颜料包括但不限于：永固橙RN（C.I.颜料橙5）、金光红(C.I.颜料红21)、联苯胺黄G（C.I.颜料黄12）等。
所述液体色母包括无机颜料，可以使用的无机颜料包括但不限于：二氧化钛、炭黑、铬黄、铁蓝、镉红、镉黄等。
所述液体色母包括载体，载体包含碳氢油和甘油酯。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明是在螺杆挤出机的熔融混合段中加入液体色母，熔融混合段是聚合物料经预热、熔融、混合并得到PBO聚合物熔融相的阶段，为降低液体色母加入后对聚合反应的影响，同时又能保证液体色母与PBO聚合物熔融相的混合充分和减少副产物，需要进一步的限定液体色母的加入区域，即在PBO聚合物熔融相的聚合度≥95%时加入，具体可通过取样测定该区域内PBO聚合物熔融相的特性粘度，并以此来判断PBO聚合物熔融相的聚合度。由此可知，本发明在不改变现有PBO纤维的生产工艺的基础上，通过在螺杆挤出机的特定区域内加入液体色母，即可实现染色PBO纤维的制备，且能保证PBO纤维的力学性能及提高色牢度。
（2）本发明在制备染色PBO纤维的过程中，可采用有机颜料而不影响聚合反应，不会产生副产物，可实现液体色母由泵按计量送入螺杆挤出机，实现工业化的自动控制。
（3）本发明制备的染色PBO纤维可在有机颜料、无机颜料和载体的复配下，实现多种颜色的染色，颜料用量低、染色效果均匀、色彩丰富度高。
附图说明
图1为本发明所述螺杆挤出机的结构示意图。
其中，1—螺杆挤出机，2—液体母料注入口，3—进料管，4—液体泵，5—PBO预聚合物料进口，6—PBO聚合物料挤出口。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
本实施例涉及共混染色PBO纤维过程中使用的螺杆挤出装置。该螺杆挤出装置是在现有螺杆挤出机1的结构上增加了液体母液注入口的结构，同时增加了液体料缸、进料管3、液体泵4、控制器等结构，可将液体色母按预设比例加入螺杆挤出机1中，并使之与PBO聚合物熔融相共混后用来制备染色PBO纤维，以解决现有染料在聚合前或挤出阶段加入时存在的染料使用单一及色牢度低的问题。
如图1结构所示，螺杆挤出机1上分别设有PBO预聚合物料进口5和PBO聚合物料挤出口6，PBO预聚合物料进口5和PBO聚合物料挤出口6之间的螺杆挤出机1依次被划分为预热段A、熔融混合段B、排气段C、下游物料混合段D、真空段E和挤出段F，物料经PBO预聚合物料进口5送入螺杆挤出机1中，随螺杆转动而依次由预热段A（将物料预热至130～200℃）、熔融混合段B（物料混合并进行后聚会反应形成PBO聚合物熔融相）、排气段C（排出空气）、下游物料混合段D（将颜料与聚合物混合均匀）、真空段E（抽出小分子聚合物和未反应的单体）送至挤出段F（使聚合物输送至纺丝设备），最后经挤出段F的PBO聚合物料挤出口6挤出并得到PBO聚合物，PBO聚合物再经后续纺丝工序即制得PBO纤维。如图1所示，液体母料注入口2（半径约2～5mm）设于熔融混合段近排气段的位置，可将液体色母由液体母料注入口2送入熔融混合段中，与PBO聚合物熔融相（满足聚合度≥95%的熔融相）接触并充分混合，用于制备染色PBO纤维。
在一个具体的实施例中，将液体母料注入口2通过进料管3连接液体料缸，并在进料管3上设液体泵4（如计量泵）。液体料缸的数量可设置多个，例如在图1中设置有三个液体料缸，每个液体料缸分别通过带计量泵的进料管3连通液体母料注入口2。使用时，在三个液体料缸中分别存放不同颜色的液体色母，并在液体泵4上设置控制器，将控制器与螺杆挤出机1的转速控制器连锁控制，可实现在预设螺杆挤出机1转速的情况下，对所需加入的液体色母的总加入量及其混合比例（不同颜色的液体色母可通过混合比例的不同得到所需调配的染料颜色）进行控制，实现工业的自动化操作。
在对比案例（1）中，在PBO预聚合物料进口5处加入液体色母，对螺杆挤出机1的改造较少，可将需要添加的液体色母直接加入PBO预聚物料斗中，或者是在PBO预聚合物料进口5处接液体色母输送管即可。但在螺杆挤出机1的运行过程中，由于液体色母会减低物料与螺杆的摩擦系数，导致螺杆打滑，送料困难，且液体色母添加量越高，送料越困难。另外，由于许多抽丝颜色较浓，需添加较高比例的液体色母（如1～3％），螺杆打滑使送料困难将导致抽丝容易断线而影响生产。同时在更换颜色时，由于需将PBO预聚合物料进口5及送料处的液体色母冲洗出来，增加换色的难度。
在对比案例（2）中，在后续纺丝工序中加入液体色母，使PBO纤维在纺丝过程中完成染色，虽然彻底改善了由于螺杆打滑以生产高添加量液体色母的困难，换色也更为快捷。但在却存在液体色母颜色分散差及色牢度低的问题。
本实施例通过在螺杆挤出机1的熔融混合段上开设液体母料注入口2，不仅避免了液体色母对进料口及送料前段的污染，改善了螺杆打滑的现象，还能解决在纺丝过程中添加液体色母而存在的染料分散差及色牢度的问题。
实施例2：
本实施例涉及制备PBO纤维的工艺。
将2300g多聚磷酸、901.4g五氧化二磷、380.8g MTA和508.7g DAR加入反应釜内，反应釜内设搅拌器，设定搅拌器的转速为55r/min，反应釜的温度为70℃，经脱气、预聚合反应后即得PBO预聚合物料。
将PBO预聚合物料由PBO预聚物料斗送至螺杆挤出机1的PBO预聚合物料进口5，螺杆挤出机1内依次设预热段A、熔融混合段B、排气段C、下游物料混合段D、真空段E和挤出段F，螺杆挤出机1的转速设定为150r/min，温度设定为：预热段A130℃、熔融混合段B150℃、排气段C180℃、下游物料混合段D180℃、真空段E180℃和挤出段F170℃，PBO预聚合物料在螺杆挤出机1中进行后聚会反应，最后经挤出段F的PBO聚合物料挤出口6挤出后即得PBO聚合物。
将PBO聚合物采用干喷湿法纺丝工艺即得PBO纤维。
实施例3：
本实施例涉及共混染色PBO纤维的工艺。
本实施例采用实施例1的螺杆挤出装置，在不改变PBO纤维制备工艺（即实施例2）前提下制备染色PBO纤维。
在螺杆挤出装置上配套两个液体料缸，一个液体料缸中存放：甘油酯60%，永固橙RN40%，另一个液体料缸中存放：甘油酯80%，钛白粉20%，两种颜料按1：1的配比分别经计量泵进行加料。按液体色母的加入量占PBO聚合物熔融相总量的0.1%计算，在螺杆挤出机1运行时，当螺杆挤出机1的转速设定为150r/min时（与实施例2的转速相同），控制计量泵的流速总和为3g/min。
实施例4：
本实施例涉及共混染色PBO纤维的工艺
本实施例采用实施例1的螺杆挤出装置，在不改变PBO纤维制备工艺（即实施例2）前提下制备染色PBO纤维。
在螺杆挤出装置上配套一个液体料缸，液体料缸中存放含有二氧化钛和联苯胺黄的液体色母（其中，甘油酯60%、二氧化钛占 20 %、联苯胺黄占 20 %），由计量泵进行加料。按液体色母的加入量占PBO聚合物熔融相总量的1%计算，在螺杆挤出机1运行时，当螺杆挤出机1的转速设定为150r/min时（与实施例2的转速相同），控制计量泵的流速为30g/min。
实施例5：
本实施例涉及共混染色PBO纤维的工艺。
本实施例采用实施例1的螺杆挤出装置，在不改变PBO纤维制备工艺（即实施例2）前提下制备染色PBO纤维。
在螺杆挤出装置上配套一个液体料缸，液体料缸中存放含有炭黑、铬黄和联苯胺黄G的液体色母（其中，碳氢油80%，炭黑占5%、铬黄占5%、联苯胺黄G占10%），由计量泵进行加料。按液体色母的加入量占PBO聚合物熔融相总量的3%计算，在螺杆挤出机1运行时，当螺杆挤出机1的转速设定为150r/min时（与实施例2的转速相同），控制计量泵的流速总和为90g/min。
实施例6：
本实施例涉及共混染色PBO纤维的工艺。
本实施例采用实施例1的螺杆挤出装置，在不改变PBO纤维制备工艺（即实施例2）前提下制备染色PBO纤维。
在螺杆挤出装置上配套一个液体料缸，液体料缸中存放含有二氧化钛和金光红的液体色母（其中，碳氢油80%，二氧化钛15%、金光红5%），由计量泵进行计量加料。按液体色母的加入量占PBO聚合物熔融相总量的2%计算，在螺杆挤出机1运行时，当螺杆挤出机1的转速设定为150r/min时（与实施例2的转速相同），控制计量泵的流速总和为60g/min。
实施例7：
本实施例涉及共混染色PBO纤维的工艺。
本实施例采用实施例1的螺杆挤出装置，在不改变PBO纤维制备工艺（即实施例2）前提下制备染色PBO纤维。
在螺杆挤出装置上配套两个液体料缸，一个液体料缸中存放含有联苯胺黄G和铁蓝的液体色母（其中，碳氢油80%，联苯胺黄G占10%、铁蓝占10%），另一个液体料缸中存放含有二氧化钛和联苯胺黄G的液体色母（其中，碳氢油80%，二氧化钛占10%、联苯胺黄G占10%），两种颜料按1：1的配比分别经计量泵进行加料。按液体色母的加入量占PBO聚合物熔融相总量的0.1%计算，在螺杆挤出机1运行时，当螺杆挤出机1的转速设定为150r/min时（与实施例2的转速相同），控制计量泵的流速总和为3g/min。
实施例8：
本实施例涉及共混染色PBO纤维的工艺。
本实施例采用实施例1的螺杆挤出装置，在不改变PBO纤维制备工艺（即实施例2）前提下制备染色PBO纤维。
在螺杆挤出装置上配套一个液体料缸，液体料缸中存放含有二氧化钛、炭黑、永固橙RN和镉黄的液体色母（其中甘油酯60%、炭黑占20%、永固橙RN占10%、镉黄占10%），由计量泵进行加料。按液体色母的加入量占PBO聚合物熔融相总量的0.8%计算，在螺杆挤出机1运行时，当螺杆挤出机1的转速设定为150r/min时（与实施例2的转速相同），控制计量泵的流速为24g/min。
对比例1：
本对比例采用实施例2中相同的PBO纤维制备工艺，按对比案例（1）的方法制备染色PBO纤维，即在螺杆挤出机1运行时，利用PBO预聚合物料进口5处的液体色母输送管进行加料，液体色母输送管仅连接一个液体料缸。
本对比例中，所采用的液体色母的组分与配比与实施例3相同，液体色母的加入量占PBO聚合物熔融相总量的0.1 %，螺杆挤出机1的转速以及计量泵的流速设置按实际工艺进行调整。
对比例2：
本对比例采用实施例2中相同的PBO纤维制备工艺，按对比案例（1）的方法制备染色PBO纤维，即在螺杆挤出机1运行时，将液体色母按计量直接加入PBO预聚物料斗中，与PBO预聚合物料一并送入螺杆挤出机1进行后聚合反应。
本对比例中，所采用的液体色母的组分与配比与实施例4相同，液体色母的加入量占PBO聚合物熔融相总量的1%，螺杆挤出机1的转速以及计量泵的流速设置按实际工艺进行调整。
将上述实施例2至实施例8、对比例1以及对比例2制备的PBO纤维和染色PBO纤维进行性能比对，如下表1所示。
表1
由上表1可知，本发明采用共混染色制备的PBO纤维具备以下优点：
（1）采用共混染色的方法使颜料与PBO聚合物熔融相混合，能够降低对聚合反应过程的影响，由此制备的染色PBO纤维的拉伸强度和拉伸模量更接近于未染色的PBO纤维。
（2）在染色过程中引入有机颜料和无机颜料等多种颜色的颜料混配使用，颜色便于调节，PBO纤维染色更加均匀，且色牢度高，颜色多样性，具备更多的应用场景。
（3）能够降低颜料用量，有利于螺杆挤出机1的控制，可降低后续PBO纤维纺丝的疵点数（飘丝，僵丝，打卷）。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种共混染色PBO纤维的方法，其特征在于：将液体色母加入螺杆挤出机（1）中，使液体色母与后聚合反应过程中的PBO聚合物熔融相接触并混合均匀，由螺杆挤出机（1）挤出后再经纺丝工序即得染色PBO纤维，所述染色PBO纤维的性能满足：拉伸强度≥5GPa、拉伸模量≥230GPa，色牢度≥3。
2.根据权利要求1所述的一种共混染色PBO纤维的方法，其特征在于：于螺杆挤出机（1）的熔融混合段设液体母料注入口（2），将液体色母由液体母料注入口（2）加入螺杆挤出机（1）中。
3.根据权利要求2所述的一种共混染色PBO纤维的方法，其特征在于：于所述螺杆挤出机（1）上设置有PBO预聚合物料进口（5）和PBO聚合物料挤出口（6），所述PBO预聚合物料进口（5）和PBO聚合物料挤出口（6）之间的螺杆挤出机（1）依次划分为预热段、熔融混合段、排气段、下游物料混合段、真空段和挤出段，液体母料注入口（2）设于熔融混合段近排气段的位置。
4.根据权利要求1所述的一种共混染色PBO纤维的方法，其特征在于：所述液体色母的加入量占PBO聚合物熔融相总量的0.1~ 3%。
5.根据权利要求2所述的一种共混染色PBO纤维的方法，其特征在于：所述液体母料注入口（2）通过进料管（3）连接液体料缸，于进料管（3）上设液体泵（4）。
6.根据权利要求5所述的一种共混染色PBO纤维的方法，其特征在于：所述螺杆挤出机（1）的转速控制在100~ 450r/min时，控制液体泵（4）的流速为10~100g/min。
7.根据权利要求1所述的一种共混染色PBO纤维的方法，其特征在于：所述PBO聚合物熔融相的聚合度≥95%。
8.根据权利要求1所述的一种共混染色PBO纤维的方法，其特征在于：所述液体色母包括有机颜料。
9.根据权利要求1所述的一种共混染色PBO纤维的方法，其特征在于：所述液体色母包括无机颜料。
10.根据权利要求1所述的一种共混染色PBO纤维的方法，其特征在于：所述液体色母包括载体，载体包含碳氢油和甘油酯。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102465350A (zh) * | 2010-11-04 | 2012-05-23 | 泉州市约克颜料有限公司 | 一种色母在线添加熔体纺丝生产方法及装置 |
| CN102943316A (zh) * | 2012-11-30 | 2013-02-27 | 中蓝晨光化工研究设计院有限公司 | 一种生产聚对苯撑苯并二恶唑pbo纤维的工艺 |
| CN107815745A (zh) * | 2017-11-09 | 2018-03-20 | 成都新晨新材科技有限公司 | 一种生产pbo纤维的方法 |
| CN109778342A (zh) * | 2017-11-14 | 2019-05-21 | 中蓝晨光化工有限公司 | 一种聚对苯撑苯并二恶唑纤维的原位染色方法 |
| KR102109564B1 (ko) * | 2019-10-11 | 2020-05-12 | 제동욱 | 발열 섬유 및 그의 제조방법 |
-
2022
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102465350A (zh) * | 2010-11-04 | 2012-05-23 | 泉州市约克颜料有限公司 | 一种色母在线添加熔体纺丝生产方法及装置 |
| CN102943316A (zh) * | 2012-11-30 | 2013-02-27 | 中蓝晨光化工研究设计院有限公司 | 一种生产聚对苯撑苯并二恶唑pbo纤维的工艺 |
| CN107815745A (zh) * | 2017-11-09 | 2018-03-20 | 成都新晨新材科技有限公司 | 一种生产pbo纤维的方法 |
| CN109778342A (zh) * | 2017-11-14 | 2019-05-21 | 中蓝晨光化工有限公司 | 一种聚对苯撑苯并二恶唑纤维的原位染色方法 |
| KR102109564B1 (ko) * | 2019-10-11 | 2020-05-12 | 제동욱 | 발열 섬유 및 그의 제조방법 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王文广主编: "聚合物改性原理", 中国轻工业出版社 * |
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