本发明涉及高性能纤维技术领域， 涉及一种超高分子量聚乙烯绳网 用有色纤维的制备方法。 背景技术

超高分子量聚乙烯纤维（ UHMWPE )是当今世界三大高科技纤维（碳 纤维、 芳纶、 UHMWPE )之一。 是上世纪 70年代末研制成功， 80年代 实现产业化的一种高强度、 低延伸、 高模量的高性能纤维， 近 20年来有 较快的发展， 其生产技术均通过冻胶纺丝法生产， 主要制备方法分为二 个步骤完成： 一是将超高分子量粉末树脂与大量溶剂配制超 高分子量聚 乙烯混合纺丝液， 通过双螺杆挤压机， 挤出喷丝凝固成超高分子量聚乙 烯冻胶纤维； 二是将冻胶纤维经萃取、 干燥、 三道超倍热牵伸获得超高 分子量聚乙烯成品纤维， 纤维均为白色， 该纤维不能满足应用海洋工程 高强绳索、 渔网等颜色要求。 其次由于超高分子量聚乙烯纤维分子密度 高， 无官能团表面光滑， 也无法进行染色解决。

超高分子量聚乙烯制备有色纤维， 是当今行业专家的研究热点。 中国专利申请（ZL200810014184.1 )公开一种有色高强聚乙烯纤维 制备方法， 其将超高分子量聚乙烯粉末加入于白色矿物油 ， 再加无机颜 料混合后， 经双螺杆挤出机内加热纺制超高分子量聚乙烯 冻胶纤维， 再 经萃取、 干燥及牵伸后获得有色高强聚乙烯纤维， 该方法存在无机颜料 在双螺杆高温溶胀时颜色淡化， 其次大量颜料溶解在矿物油溶剂中， 不 利于溶剂回收， 成本高， 纤维颜色浅， 均匀性差等缺陷。

中国专利申请（ 201110090622.4 )公开一种超高分子量聚乙烯红色纤 维的制备方法： （1)其将红色纳米级有机颜料加入到 450万超高分子量聚 乙烯粉末中， 进行充分搅拌混合， 形成超高分子量聚乙烯的有色聚合体； (2)再将有色聚合体与 70#溶剂白油及抗氧剂进行高剪切制备超高分子 量 聚乙烯纺丝混合液； （3)将步骤 (2)纺丝混合液用高剪切泵输入螺杆挤压机， 挤出喷丝经冷水浴凝固有色冻胶原丝， 之后再经萃取干燥及多级热牵伸 获得超高分子量聚乙烯红色纤维。 该公开技术： 一是存在纳米级颜料难 以避免混合在大量溶剂白油中， 影响溶剂回收质量； 二是公开技术只能 满足红色、 黄色、 橙色纤维生产。

中国专利申请（ 200910154196.9 )公开一种超高分子量聚乙烯有色细 旦纤维的生产方法， 其三种实施匹配方案制备的超高分子量聚乙烯 有色 乳状混合液后， 都经过双螺杆挤出机挤压喷丝水浴处理， 再经萃取、 干 燥、 超倍拉伸成超高分子量聚乙烯有色细旦纤维。 该公开技术一是同样 存在纳米级颜料在高温熔融下， 难以避免颜料混合在大量溶剂白油中， 影响溶剂回收质量和有色纤维的均匀性， 二是只能满足 2D ~ 2.5D X 164F 的细旦纤维生产。 发明内容

上述背景技术中提到的三项现有技术都存在缺 陷， 而更不能满足应 用于高强绳索、 渔网的生产要求。 本发明的目的， 在于提供制备高强绳 索和高强渔网用的超高分子量聚乙烯有色纤维 的制备方法。

本发明一种超高分子量聚乙烯绳网用有色纤维 制备方法， 具体步骤 :¾口下：

步骤 1:

采用超高分子量聚乙烯树脂加 HDPE聚乙烯和有机颜料色粉， 用排 气式双螺杆挤出机制备超高分子量聚乙烯有色 母粒， 再将制备的有色母 粒研磨成超高分子量聚乙烯粉状有色母料；

步骤 2:

选用超高分子量聚乙烯树脂， 选用白油 （矿物油）作溶剂， 再加上 述超高分子量聚乙烯粉状有色母料， 制备有色纺丝溶液体：输入溶胀釜进 行混合溶胀， 连续搅拌， 使超高分子量聚乙烯树脂与超高分子量聚乙烯 有色母料达到混合乳体状态， 将溶胀后的有色树脂溶液冷却， 输送到双 螺杆挤出机塑化挤压喷丝和水浴凝固， 制备超高分子量聚乙烯有色冻胶 纤维；

步骤 3:

将已制备的超高分子量聚乙烯有色冻胶纤维： ①先经萃取工序， 用 碳氢清洁剂将白油溶剂萃取分离； ②萃取后的初生纤维再进行热风烘干； ③经干燥后纤维再经三道热拉伸； ④纤维定型： 经三道热拉伸后再经热 定型， 最后将超高分子量聚乙烯纤维收卷成筒装， 得到有色纤维成品。

该生产方法具有如下优点： 一是有机颜料充分利用， 颜料不易混合 在溶剂白油中； 二是着色均匀、 色牢度高， 能耐海水长期浸泡和抗紫外 线光照等功能； 三是满足各种颜色的制备， 纤维规格 1600D - 3200D 复 丝， 单丝纤度为 5~10旦尼尔， 伸长率为 4%~4.5%, 纤维断裂强度为 30~33g/D, 能满足高强度绳索及远洋捕捞拖网、 深海养殖大型围网等使 用要求。

高强绳索、 渔网用超高分子量聚乙烯有色纤维， 颜色以黑色、 蓝色、 绿色、咖啡色为主的各种有色纤维，规格以 1600D 300F、 2000D 300F、 2400D 320F、 3000D 320F、 3200D 320F的粗旦紆维，单丝纤度为 5 ~ 10旦尼尔， 伸长率为 4%~5%, 强力平均>3(^/0的有色超高分子量聚 乙烯纤维， 能满足不同规格的绳索和渔网应用。 具体实施方式

本发明一种超高分子量聚乙烯绳网用有色纤维 制备方法， 具体步骤 :¾口下：

步骤 1:

采用 100 ~ 120万分子量的超高分子量聚乙烯树脂加 HDPE聚乙烯和 有机颜料色粉， 其重量配比 10: 2: 1; 色粉颜色可根据渔网要求配制， 如： 黑色、 蓝色、 绿色、 咖啡色等等。 用排气式双螺杆挤出机制备超高 分子量聚乙烯色母粒， 双螺杆加温 160°C ~ 180°C, 挤出速度为每分钟 120 ~ 160转。再将制备的色母粒研磨成超高分子量聚 乙烯粉状有色母料， 粉末粒度大小为 20-30目。

步骤 2:

选用 200 ~ 300万分子量超高分子量聚乙烯树脂， 选用 5#~10#白油 (矿物油）作溶剂， 再加上述超高分子量聚乙烯粉状有色母料， 制备有 色纺丝溶液体， 其重量配比为： 10:40:2 ~ 3。 输入溶胀釜进行混合溶胀， 溶胀温度为 90~115°C, 溶胀时间为 1.5~3小时， 连续搅拌， 使超高分 子量聚乙烯树脂与超高分子量聚乙烯有色母料 达到混合乳体状态， 将溶 胀后的有色树脂溶液冷却至 50~60°C时， 输送到双螺杆挤出机塑化挤压 喷丝和水浴凝固， 水浴凝固时间为 1~2分钟， 温度为 4°C ~8°C, 制备超 高分子量聚乙烯有色冻胶纤维， 冻胶纤维直径 0.5 ~0.8mm。

步骤 3:

将已制备的超高分子量聚乙烯有色冻胶纤维： ①按已知方式进行萃 取， 萃取时采用碳氢清洁剂， 将白油溶剂萃取分离； ②萃取后的初生纤 维再进行热风烘干， 热风温度控制在 60-80 °C; ③经干燥后纤维按已知方 式进行热拉伸， 共进行三道热拉伸， 第一道拉伸倍数为 10 ~ 15倍， 热风 温度为 120°C ~ 135°C; 第二道拉伸倍数为 1.5 ~ 2倍， 热风温度 125°C ~ 140 °C; 第三道拉伸倍数为 1.2-1.5倍， 热风温度为 130°C ~150°C; ④按 已知方式对纤维进行热定型： 定型温度为 130°C ~140°C。 经三道热拉伸 和热定型后将超高分子量聚乙烯纤维收卷成筒 装有色纤维成品。