一种阳离子染料可染丙纶的制造方法 【技术领域】
本发明涉及可染丙纶的制造方法，特别涉及通过在普通纤维级聚丙烯树脂中加入染色改进添加剂，经共混熔融纺丝制造可染丙纶的制造方法。背景技术
聚丙烯纤维因其原料价格低廉、生产工艺简单、纤维质轻、耐化学药品、较好的保暖性和导湿性等诸多优点，近年来发展迅速，其应用领域也不断扩大。但由于聚丙烯结晶度高，结构紧密，且分子链上不存在可与染料分子结合的极性基团，使其不能用常规的方法进行染色。通常人们采用原液着色或色母粒着色的方法纺制浓色的有色纤维，但这毕竟不如纤维或织物印染可有较高的染色灵活性和色彩多样性。故改善丙纶纤维的染色性能一直深受人们的关注。
在现有技术中，用共混改性法是较为常用的改善丙纶纤维染色性能的方法。它将分子上具有染色基团，并能很好地与聚丙烯树脂共混熔融的染色添加剂掺和到聚丙烯中去，然后进行共混熔融纺丝。该方法在技术上易于施行，且对纤维的力学性能影响较小。如日本专利申请特开平6-25912提出将聚丙烯树脂与一定量的聚酯树脂共混熔融纺丝制得可染丙纶纤维。CN93114967.3、CN96105290等均提出了一种将染色添加剂与聚丙烯树脂进行共混熔融纺丝，制得的纤维具有良好的染色性能。但这些已有的方法所制得的可染丙纶纤维只能用分散染料进行染色，可用阳离子染料染色并具有较高上色率的却少见报道，而我们知道阳离子染料无论从色彩地鲜艳度、色彩的多样性以及色牢度均要优于分散染料。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可染丙纶的制造方法，通过在普通聚丙烯树脂中加入染色改进添加剂，经共混熔融纺丝制得的可染丙纶可采用阳离子染料染色。
以下是本发明解决上述技术问题的技术方案：
一种可染丙纶纤维的制造方法，该方法采用普通纤维级聚丙烯树脂中加入染色添加剂，经共混熔融纺丝制造可染丙纶纤维，纺丝温度为230～290℃，染色添加剂包括组份A和组份B，其中：组份A为聚乙二醇、聚丙二醇或聚丁二醇中的任何一种聚二醇类化合物，其聚合度为1000～3000；
组份B为由单体a、b、c共聚而成的共聚物，该共聚物的特性粘度[η]为0.30～0.55，共聚物的熔点为200～250℃。其中：
a为对苯二甲酸二甲酯；
b为5-磺酸碱金属盐间(对)苯二甲酸二甲酯；
c为乙二醇，
共聚物中三种单体的比例由以下摩尔比确定：
a∶b＝100∶(5～25)，(a+b)∶c＝1∶(1～2.5)，
用于纺丝的加入了染色添加剂的聚丙烯树脂混合物中，染色添加剂组份A的含量为0.5～3wt％，组份B的含量为5～15wt％。
上述组份B共聚物中三种单体的比例最好由以下摩尔比确定：
a∶b＝100∶(8～15)，(a+b)∶c＝1∶(1.5～2.0)；
用于纺丝的加入了染色添加剂的聚丙烯树脂混合物中，染色添加剂组份A的含量最好为1～2wt％；染色添加剂组份B的含量最好为6～12wt％。
在制造过程中，可以先将所述的染色添加剂与普通的聚丙烯树脂按重量比10～30∶100混合熔融造粒得到母粒，然后将母粒与其余的聚丙烯树脂共混熔融纺丝。也可以将染色添加剂与普通聚丙烯树脂按所需比例混合直接共混熔融纺丝，制造的丙纶纤维单丝纤度一般为1.5dtex～7dtex。
在本发明中，其关键在于组份A与组份B的配合使用，组份B的加入提供了供阳离子染料上染的染座，组份A的加入可进一步调节丙纶纤维的结晶度，使其处于一合适的范围。这使得大分子的结构变得适度疏松，从而有利于染料向纤维内部扩散。染色添加剂的加入量对纤维的染色性能有显著的影响，发明人发现，组份A的含量低于0.5wt％，而组份B的含量低于5wt％时，纤维的上染率明显下降。但由于染色添加剂在熔体体系中呈现相分离的状态，添加剂是以球状分散相均匀地分散在聚丙烯连续相中。随着添加剂含量的增加，分散相尺寸变大，体系的均匀性逐渐变差。当组份A的含量超过3wt％，而组份B的含量超过15wt％时，将影响熔体的纺丝性能以及纤维的物理机械性能。本发明认为，染色添加剂组份A的含量为0.5～3wt％，以及组份B的含量为5～15wt％是可行的，但组份A的含量最好为1～2wt％，以及组份B的含量最好为6～12wt％。
与现有技术相比，本发明的优点在于制得的丙纶纤维可用阳离子染料在常压下沸染，上染率达到75％以上，色牢度达到4级以上。具体实施方式
下面将列举一些实施例来进一步对本发明的细节进行描述，在实施例中，纤维的上色率的测试方法以及上色率的定义见下。测试方法：仪器：小样染色机、721型分光光度计；试剂：孔雀石绿、阳离子染料(黄8GL、红5GN、蓝RL)；染液配制：浴比为1∶100，1g纤维的用量为0.2％孔雀石绿或阳离子染料5ml，配以无离子水95ml；染色条件：70℃入染，20分钟内加热至100℃，沸染40分钟，停止加热维持30分钟，取出样品冷却至室温后水洗。染色残液光密度的测定：取20ml染色残液，与染色样品水洗液合并后移入容量瓶，用分光光度计测其光密度；染色原液光密度的测定：取20ml染色原液，移入容量瓶用与染色样品水洗液相同量的无离子水稀释，用分光光度计测其光密度。【实施例1～8】
先将染色添加剂与普通的聚丙烯树脂按20∶100的重量比投入至旋转混合器中混合均匀，该混合物采用双螺杆挤出机在150～200℃温度下熔融造粒制得母粒，然后将母粒与所需量的聚丙烯树脂混合均匀，在短丝纺丝设备上熔融纺丝，纺丝温度为230～290℃，生产丙纶短纤维，其规格为2.78dtex×67mm以及5.78dtex×102mm。纺丝的其它工艺条件与一般丙纶纤维纺丝相同，这为该领域的普通技术人员所熟知。各实施例的染色添加剂组份A、组份B见表1，用于纺丝的加入了染色添加剂的聚丙烯树脂混合物中，染色添加剂组份A和组份B的含量见表2，纤维的性能见表3。【实施例9～11】
将染色添加剂与普通聚丙烯树脂按所需比例混合均匀后直接共混熔融纺丝，其余同【实施例1～8】。各实施例的染色添加剂组份A、组份B见表1，用于纺丝的加入了染色添加剂的聚丙烯树脂混合物中，染色添加剂组份A和组份B的含量见表2，纤维的性能见表3。表1. 组份A 组份B a∶b (摩尔比) a+b∶c (摩尔比) [η] (泊) 实施例1 聚乙二醇 100∶5 1∶2.5 0.55 实施例2 聚丙二醇 100∶15 1∶2 0.53 实施例3 聚丁二醇 100∶25 1∶1 0.50 实施例4 聚乙二醇 100∶8 1∶1 0.54 实施例5 聚乙二醇 100∶12 1∶1.5 0.52 实施例6 聚丁二醇 100∶20 1∶2.5 0.49 实施例7 聚丙二醇 100∶25 1∶1 0.48 实施例8 聚丙二醇 100∶8 1∶1.5 0.52 实施例9 聚乙二醇 100∶12 1∶1 0.44 实施例10 聚乙二醇 100∶25 1∶1.5 0.38 实施例11 聚丁二醇 100∶15 1∶1.5 0.31
注：组份A的聚合度为1000～3000；组份B为单体a、b、c共聚的共聚物，其中：a为对苯二甲酸二甲酯；b为5-磺酸碱金属盐间(对)苯二甲酸二甲酯；c为乙二醇。[η]为共聚物的特性粘度，共聚物的熔点为200～250℃。表2. 组份A(wt％) 组份B(wt％) 实施例1 0.5 5 实施例2 0.5 10 实施例3 0.5 15 实施例4 1 6 实施例5 1 8 实施例6 1 10 实施例7 1 12 实施例8 2 8 实施例9 2 12 实施例10 2 15 实施例11 3 8表3. 上染率(％) 断裂强度 (CN/dtex) 阳离子黄 8GL 阳离子红 5GN 阳离子蓝 RL 孔雀实施例1 73.25 73.10 72.18 72.30 3.42实施例2 83.53 83.80 82.20 85.26 3.31实施例3 91.10 90.80 90.66 90.10 3.10实施例4 88.50 88.36 89.40 89.40 3.44实施例5 94.16 93.98 94.30 94.20 3.42实施例6 96.53 97.76 98.20 98.14 3.40实施例7 96.70 97.90 98.40 98.45 3.33实施例8 96.20 97.24 97.80 95.68 3.30实施例9 97.10 97.30 98.00 98.05 3.20实施例10 98.08 98.26 98.30 98.48 3.12实施例11 98.10 98.20 98.32 98.50 3.06