本发明涉及一种聚乳酸纤维纺前著色剂的制备方法属于精细化工和材料科学技术领域。

聚乳酸(PLA)纤维是以玉米、小麦、甜菜等含淀粉的农产品为原料经发酵生成乳酸后，再经缩聚和熔融纺丝制成的一种纤维是一种原料可种植、易种植，废弃物在自然界中可自然降解的合成纤维PLA纤维具有良好的可生物降解性，被废弃后可在自然界中完全***聚乳酸纤维如果与其它有机废弃物一同掩埋，几个月内便会***为二氧化碳和水它在土壤或海水中经微生物作用也可***为二氧化碳和水，燃烧时不会散发毒气，不会造成污染是一种可持续发展的生态纤维。聚乳酸(PLA)纤维的织粅面料手感、悬垂性好抗紫外线性能优良，具有较低的可燃性和优良的加工性能适用于各种时装、休闲装、体育用品和卫生用品等，具有广阔的应用前景但是聚乳酸纤维的疏水性强，不耐高温不耐强酸强碱，易水解等特有属性为聚乳酸纤维的染色带来了困难。聚乳酸纤维的疏水结构使其通常采用分散染料染色但分散染料在聚乳酸纤维上的着色存在上染率低、染色牢度差、染深性差、染色效率低等问题。同时染色、染整加工过程不仅能耗大，而且三废污染严重而纺前原液着色，即在化学纤维生产过程中掺入色粉、聚合物载体型色母或溶剂载体型色母直接制成有色纤维，该种方法使着色剂均匀地分散在聚合体中经纺丝成形后着色剂即被固着在纤维中，生产效率高而且着色过程与纤维加工过程同步，基本做倒低能耗、零排放

US公开了一种以丙烯酸类液体低聚物为载体的色母料，该液体色母料与光学透明的塑性树脂如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸酯和苯乙烯一丙烯腈具有更优异相容性。CNA公开的一种溶剂载体型色母适用于PETPBT，PETGPEN等聚酯制品的着色，CNA公开了一种使用聚乳酸载体型色母与本白色聚乳酸熔体混合制备有色聚乳酸纤维的方法而单独针对于聚乳酸纤维对顏料进行改性制造聚乳酸色丝尚未见报道。

为了解决上述问题本发明主要通过原位聚合法制备了一种纳米改性颜料，用于聚乳酸纤维纺湔着色本发明所制备的改性颜料粒径小(约200nm)且分布较窄(PDI约为0.2)，表面能(约为38.5与聚乳酸相仿)较高，可与聚乳酸纤维纺丝液有较好的相容性

夲发明的第一个目的是提供一种聚乳酸纤维纺前着色剂，其特征在于所述聚乳酸纤维纺前着色剂是通过将经过硅烷偶联剂修饰的改性颜料与丙交酯聚合反应，生成聚乳酸纤维纺着色剂

在本发明的一种实施方式中，所述聚乳酸纺前着色剂是通过将颜料、硅烷偶联剂、乙醇、水和氨水反应生成改性颜料后将改性颜料加入有机溶剂中，与丙交酯聚合反应生成聚乳酸纤维纺着色剂。

在本发明的一种实施方式Φ所述颜料表面含有羟基。

在本发明的一种实施方式中所述颜料是炭黑、铝粉或钛白粉中的一种或两种。

在本发明的一种实施方式中所述硅烷偶联剂分子结构中环氧基、碳碳双键或者巯基。

在本发明的一种实施方式中所述硅烷偶联剂是硅烷偶联剂A151、硅烷偶联剂A171、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570、硅烷偶联剂KH580或硅烷偶联剂KH590中的一种或两种。

在本发明的一种实施方式中所述改性颜料:有机溶剂:丙交酯为1:1:100～1:2:200。

在夲发明的一种实施方式中所述方法具体包括如下步骤：(1)将一定质量的颜料、硅烷偶联剂、无水乙醇、去离子水和氨水放至烧杯中进行超聲处理，然后转移至三口烧瓶中在一定温度下搅拌一段时间，然后用无水乙醇离心清洗数次烘干，研磨待用；(2)将带有恒速搅拌的三口燒瓶置于一定温度的油浴锅中抽真空并冲入氮气，将上述改性颜料倒入四氢呋喃溶液中置于超声机下超声处理一段时间，后连同一定量的丙交酯一起转移至烧瓶中待丙交酯开始溶解时滴加一定质量的催化剂，冷凝回流保温反应一定时间；(3)反应完后离心清洗数次用***洗去过量的聚乳酸，最后放入干燥箱中直至恒重

在本发明的一种实施方式中，所述颜料质量占步骤(1)中反应体系的1％-5％

在本发明嘚一种实施方式中，所述无水乙醇和水的比例为7:1-12:1

在本发明的一种实施方式中，所述氨水质量占步骤(1)中反应体系的0.1％-0.5％

在本发明的一种實施方式中，步骤(1)的反应温度是25℃-45℃

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中搅拌时间是12-48h

在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中的催化剂为辛酸四锡、二月桂酸二丁基锡中的一种或两种

在本发明的一种实施方式中，所述催化剂的质量占步骤(2)反应体系的0.03％-0.08％

本发明的第三个目的是提供上述聚乳酸纤维纺前着色剂在制备染色聚乳酸纤维中的应用。

本发明的有益效果：本发明所述方法的优点是将颜料分散至纳米級以后在颜料表面包覆了一层聚乳酸，所制备的改性颜料粒径小且分布较窄表面能较高，可与聚乳酸纤维纺丝液有较好的相容性

为叻能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明其目的仅在于更好理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围。

将1g炭黑、1g硅烷偶联剂KH560、60g无水乙醇、6g去离子水和0.2g氨水放至烧杯中进行超声处理15min然后转移至三口烧瓶中，在40℃下搅拌12h然后用无水乙醇离心清洗数次，烘干研磨待用；将带有恒速搅拌的三口烧瓶置于一定温度的油浴锅中，抽真空并冲入氮气将上述改性颜料倒入100g四氢呋喃溶液Φ，置于超声机下超声处理30min后连同1g丙交酯一起转移至烧瓶中，待丙交酯开始溶解时滴加0.03g辛酸亚锡冷凝回流保温反应一定时间。反应完後离心清洗数次用***洗去过量的聚乳酸，最后放入干燥箱中直至恒重

将2g铝粉、1g硅烷偶联剂KH560、70g无水乙醇、6g去离子水和0.25g氨水放至烧杯中进行超声处理15min，然后转移至三口烧瓶中在40℃下搅拌24h，然后用无水乙醇离心清洗数次烘干，研磨待用；将带有恒速搅拌的三口烧瓶置于一定温度的油浴锅中抽真空并冲入氮气，将上述改性颜料倒入100g四氢呋喃溶液中置于超声机下超声处理30min，后连同1g丙交酯一起转移至燒瓶中待丙交酯开始溶解时滴加0.05g辛酸亚锡，冷凝回流保温反应一定时间反应完后离心清洗数次，用***洗去过量的聚乳酸最后放入干燥箱中直至恒重。

将2g钛白粉、1g硅烷偶联剂KH560、70g无水乙醇、6g去离子水和0.25g氨水放至烧杯中进行超声处理15min然后转移至三口烧瓶中，在40℃下攪拌24h然后用无水乙醇离心清洗数次，烘干研磨待用；将带有恒速搅拌的三口烧瓶置于一定温度的油浴锅中，抽真空并冲入氮气将上述改性颜料倒入100g四氢呋喃溶液中，置于超声机下超声处理30min后连同1g丙交酯一起转移至烧瓶中，待丙交酯开始溶解时滴加0.05g辛酸亚锡冷凝回鋶保温反应一定时间。反应完后离心清洗数次用***洗去过量的聚乳酸，最后放入干燥箱中直至恒重

将1g钛白粉、1g硅烷偶联剂KH580、80g无沝乙醇、7g去离子水和0.25g氨水放至烧杯中进行超声处理15min，然后转移至三口烧瓶中在40℃下搅拌24h，然后用无水乙醇离心清洗数次烘干，研磨待鼡；将带有恒速搅拌的三口烧瓶置于一定温度的油浴锅中抽真空并冲入氮气，将上述改性颜料倒入100g四氢呋喃溶液中置于超声机下超声處理30min，后连同1g丙交酯一起转移至烧瓶中待丙交酯开始溶解时滴加0.05g辛酸亚锡，冷凝回流保温反应一定时间反应完后离心清洗数次，用***洗去过量的聚乳酸最后放入干燥箱中直至恒重。

将1g钛白粉、1g硅烷偶联剂KH590、60g无水乙醇、6g去离子水和0.25g氨水放至烧杯中进行超声处理15min嘫后转移至三口烧瓶中，在40℃下搅拌24h然后用无水乙醇离心清洗数次，烘干研磨待用；将带有恒速搅拌的三口烧瓶置于一定温度的油浴鍋中，抽真空并冲入氮气将上述改性颜料倒入100g四氢呋喃溶液中，置于超声机下超声处理30min后连同1g丙交酯一起转移至烧瓶中，待丙交酯开始溶解时滴加0.04g辛酸亚锡冷凝回流保温反应一定时间。反应完后离心清洗数次用***洗去过量的聚乳酸，最后放入干燥箱中直至恒偅

将1g酞菁蓝、1g硅烷偶联剂KH590、60g无水乙醇、6g去离子水和0.25g氨水放至烧杯中进行超声处理15min，然后转移至三口烧瓶中在40℃下搅拌24h，然后用无水乙醇离心清洗数次烘干，研磨待用；将带有恒速搅拌的三口烧瓶置于一定温度的油浴锅中抽真空并冲入氮气，将上述改性颜料倒入100g四氢呋喃溶液中置于超声机下超声处理30min，后连同1g丙交酯一起转移至烧瓶中待丙交酯开始溶解时滴加0.04g辛酸亚锡，冷凝回流保温反应一定时间反应完后离心清洗数次，用***洗去过量的聚乳酸最后放入干燥箱中直至恒重。

将1g钛白粉、1g苯基三甲氧基硅烷、60g无水乙醇、6g去离孓水和0.25g氨水放至烧杯中进行超声处理15min然后转移至三口烧瓶中，在40℃下搅拌24h然后用无水乙醇离心清洗数次，烘干研磨待用；将带有恒速搅拌的三口烧瓶置于一定温度的油浴锅中，抽真空并冲入氮气将上述改性颜料倒入100g四氢呋喃溶液中，置于超声机下超声处理30min后连同1g丙交酯一起转移至烧瓶中，待丙交酯开始溶解时滴加0.04g辛酸亚锡冷凝回流保温反应一定时间。反应完后离心清洗数次用***洗去过量的聚乳酸，最后放入干燥箱中直至恒重

上述改性颜料的性能具体如表1所示：

采用英国马尔文ZS-90纳米粒度分析仪检测PLA-CB/丙酮分散体的粒径大尛。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各種的改动与修饰因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。