1.本发明涉及水性色浆技术领域，尤其涉及一种聚乙烯醇原液着色用水性色浆及其制备方法。


背景技术：

2.聚乙烯醇纤维(pva)是以聚乙烯醇为原料纺丝制得的合成纤维。将这种纤维经甲醛处理所得到聚乙烯醇缩甲醛纤维，中国称维纶，国际上称维尼纶。维纶纤维在工业领域可用于制作帆布、防水布、滤布、运输带、包装材料、工作服、渔网和海上作业用缆绳。高强度、高模量长丝可用作运输带的骨架材料、各种胶管、胶布和胶鞋的衬里材料和自行车胎帘子线等。
3.由于这种纤维能耐水泥的碱性，且与水泥的粘结性和亲和性好，可代替石棉作水泥制品的增强材料。可与棉混纺，制作各种衣料和室内用品，也可生产针织品。此外，在无纺布、造纸等方面也有使用价值。但耐热性差，制得的织物不挺括，且不能在热水中洗涤。缩醛化处理后使维纶的耐热水性得到改善，但维纶无定形区的羟基与甲醛作用生成亚甲醚键，改变了维纶的染色性能，维纶的皮芯结构，使得纤维的上染速率和染料吸收量低，染深色困难。
4.原液着色是在纤维纺丝原液中，加入着色剂进行纺丝直接制成有色化学纤维。该方法制备的有色纤维颜色色差小、色牢度高，与传统染色丝相比，减少了下游染色的工艺流程、节约成本、降低了环境污染，促进了印染行业的节能减排，是解决现有化学纤维着色工艺过程中能耗大、污染严重等问题的重要手段，对维纶纤维采用纺前原液着色，同时也解决的维纶染色困难的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种聚乙烯醇原液着色用水性色浆及其制备方法，色浆中添加聚乙烯醇(pva)树脂，使其更易与pva纺丝原液结合，提高分散性和原液配伍性，同比减少分散剂添加量，能够有效的减少纺丝过程中喷丝孔堵塞、纤维疵点等现象，减少对纤维力学性能的影响。
6.本发明的目的是提供一种聚乙烯醇原液着色用水性色浆，包括以下重量份的原料：
7.色粉20～70份，
8.分散剂2～10份，
9.pva树脂0.5～2份，
10.保湿剂5～15份，
11.防霉杀菌剂0.1～0.3份，
12.去离子水5～75份。
13.优选的，所述色粉为有机颜料和无机颜料中的任意一种或多种。
14.优选的，所述有机颜料为偶氮类、酞菁类、杂环或稠环酮类颜料色粉，如颜料红170、黄180、酞菁蓝15:1、紫23、橙43。
15.优选的，所述无机颜料为钛白、炭黑中的一种或两种。
16.优选的，所述分散剂为萘磺酸钠盐、萘磺酸甲醛缩合物、聚羧酸钠盐、聚丙烯酸钠盐、聚乙二醇、聚氨酯改性丙烯酸共聚物、苯乙烯磺酸钠-丙烯酸共聚物中的一种或多种。
17.优选的，所述pva树脂分子量为860～2000，醇解度为82～97％。
18.优选的，所述pva树脂的醇解度为88～91％，pva树脂不仅可以提高色浆在pva纺丝原液的相容性，同时对颜料具有一定的乳化、分散作用。
19.优选的，所述保湿剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一种或多种；所述防霉杀菌剂是异噻唑啉酮及其衍生物。
20.本发明的另一目的是提供一种聚乙烯醇原液着色用水性色浆的制备方法，包括如下步骤：
21.(1)制备pva水溶液：将pva树脂与去离子水混合，在温度为55～85℃的条件下搅拌溶解0.5～3h，搅拌速度为100～1000rpm，直至pva树脂完全溶解，溶液中无细小颗粒，配置成pva树脂质量浓度为10％的pva水溶液；
22.(2)混合分散：将冷却后的pva水溶液、分散剂、保湿剂、防霉杀菌剂和剩余去离子水置于加有0.6～2mm锆珠的珠磨机中，在100～1000rpm转速下搅拌分散，混合均匀后将色粉加入到分散液中在500～1500rpm的转速下进行高速分散，使色粉充分润湿，得到研磨分散体；
23.(3)研磨：将步骤(2)得到的研磨分散体送入珠磨机中研磨0.5～5小时，停止研磨；得到颜料颗粒小、粘度低、稳定性和分散性好、着色力高、色彩鲜艳的色浆。
24.优选的，步骤(3)中所述研磨是将分散体研磨至激光粒度仪测试粒径《0.5μm时，停止研磨。
25.与现有技术相比，与现有技术相比，本发明具有以下优点：
26.本发明通过适当的分散剂将色粉润湿并分散均匀，通过精细的珠磨工艺制备的色浆，色浆中添加pva树脂，使其更易与pva纺丝原液结合，提高分散性和原液配伍性，同比减少分散剂添加量，能够有效的减少纺丝过程中喷丝孔堵塞、纤维疵点等现象，减少对纤维力学性能的影响。
27.本发明制备的色浆是一种pva原液着色用着色剂，由于色浆中含有pva树脂，使其更易与pva纺丝原液结合，减少纺丝过程中喷丝孔堵塞现象，纤维着色更佳均匀，艳丽，色牢度高；本发明中的色浆不同于后道染色，在纺丝过程中是通过精确的色油计量器串联搅料连接器的自动化生产的工作方式来实现的，使原料着色均匀，充分，节省了人力和用人成本，节省原材料的损耗；液状色浆还有着换色方便，清机简单，自动化操作，省时、省力，无需人员干涉，减少劳动强度，在生产过程中零污染等特点。
28.本发明的色浆在pva原液中相容性好、对纤维力学性能影响小，且安全环保，具有很好的商品性能，可广泛应用于制作外衣、棉毛衫裤、运动衫等针织物，还可用于帆布、渔网、外科手术缝线、自行车轮胎帘子线、过滤材料，应用范围较广。
具体实施方式
29.下面结合实施例对本发明作进一步说明，以下实施例中，所述原料均为市售。
30.实施例1
31.一种聚乙烯醇原液着色水性色浆，由以下原料构成：
32.炭黑30kg，
33.分散剂萘磺酸甲醛缩合物3kg，
34.pva17881kg，
35.丙二醇5kg，
36.防霉杀菌剂(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)0.2kg，
37.去离子水60.8kg，
38.所述pva1788表示聚合度为1700、醇解度为88％的pva树脂。
39.所述聚乙烯醇原液着色水性色浆的制备方法，包括以下步骤：
40.(1)制备pva水溶液：将1kgpva1788与9kg去离子水混合，在温度为75℃的条件下搅拌溶解2h，搅拌速度为800rpm，直至pva树脂完全溶解，溶液中无细小颗粒，配置成pva树脂质量浓度为10％的pva水溶液；
41.(2)混合分散：将冷却后的pva水溶液、分散剂萘磺酸甲醛缩合物、丙二醇、防霉杀菌剂和剩余的51.8kg去离子水置于加有0.6～2mm锆珠的珠磨机中，在500rpm转速下搅拌分散得到分散液，混合均匀后将炭黑加入到分散液中在1000rpm的转速下进行高速分散，使炭黑充分润湿，得到研磨分散体；
42.(3)研磨：将步骤(2)得到的研磨分散体送入珠磨机中，在珠磨机中研磨2小时，用激光粒度仪测试粒径d95《0.5μm时，停止研磨，得到所述色浆。
43.对本发明制备的色浆进行性质测试，测试方法如下：
44.将上述色浆在50℃高温储存30天，色浆无分水无沉底。通过计量泵添加3％色浆到pva分纺丝原液中，混合均匀后，过滤脱泡，送入湿法纺丝工序进行纺丝，喷丝头规格为30孔
×
0.08mm，纺丝速度为55m/min，过饱和的na2so4凝固浴温度为45℃，纤维拉伸成型后经缩醛化反应得到耐热性优良的维纶纤维，连续纺丝24小时，观察无喷丝头堵塞情况，不同批次之间色差小于0.3，纤维断裂强度为4.55cn/dtex。
45.实施例2
46.一种聚乙烯醇原液着色水性色浆，由以下原料构成：
47.酞菁蓝25kg，
48.分散剂聚羧酸钠盐3kg，
49.pva17881.5kg，
50.丙二醇5kg，
51.防霉杀菌剂(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)0.2kg，
52.去离子水65.3kg，
53.所述pva1788表示聚合度为1700、醇解度为88％的pva树脂。
54.所述聚乙烯醇原液着色水性色浆的制备方法，包括以下步骤：
55.(1)制备pva水溶液：将1.5kgpva1788与13.5kg去离子水混合，在温度为75℃的条件下搅拌溶解2h，搅拌速度为800rpm，直至pva树脂完全溶解，溶液中无细小颗粒，配置成
pva树脂质量浓度为10％的pva水溶液；
56.(2)混合分散：将冷却后的pva水溶液、分散剂聚羧酸钠盐、丙二醇、防霉杀菌剂和剩余51.8kg去离子水置于加有0.6～2mm锆珠的珠磨机中，在500rpm转速下搅拌分散得到分散液，混合均匀后将炭黑加入到分散液中在1000rpm的转速下进行高速分散，使酞菁蓝充分润湿，得到研磨分散体；
57.(3)研磨：将步骤(2)得到的研磨分散体送入珠磨机中，在珠磨机中研磨2小时，用激光粒度仪测试粒径d95《0.5μm时，停止研磨，得到所述色浆。
58.对本发明制备的色浆进行性质测试，测试方法如下：
59.将上述色浆在50℃高温储存30天，色浆无分水无沉底。通过计量泵添加1％色浆到pva分纺丝原液中，混合均匀后，过滤脱泡，送入湿法纺丝工序进行纺丝，喷丝头规格为30孔
×
0.08mm，纺丝速度为55m/min，过饱和的na2so4凝固浴温度为45℃，纤维拉伸成型后经缩醛化反应得到耐热性优良的维纶纤维，连续纺丝24小时，观察无喷丝头堵塞情况，不同批次之间色差小于0.3，纤维断裂强度为4.6cn/dtex。
60.对比例1
61.以未染色的维纶纤维作为对比例，进行性能测试，其断裂强度为4.62cn/dtex。
62.对比例2
63.与实施例1对比，对比例2中不添加pva1788制备的色浆，纺丝时易出现喷头堵塞现象，需频繁更换喷头，而且纤维断裂强度明显降低，为4.1cn/dtex。
64.对比例3
65.与实施例2对比，对比例3中分散剂聚羧酸钠盐添加量改为1.5kg，制备的色浆粒径d95＞0.5μm，且在在50℃高温储存时出现分水沉底，色浆稳定性差。
66.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。