[发明专利]一种抗热缩涤纶高强丝的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业涤纶丝的制造方法，尤其是一种抗热缩涤纶高强丝的制造方法。

背景技术

抗热缩涤纶高强丝具有强度高、耐磨性好、耐腐蚀等特点，是涤纶工业丝的一个特殊品种。自20世纪90年代引进涤纶工业丝生产设备及技术以来，普通高强丝的产量每年都在增加，随着产业的发展，市场对抗热缩涤纶高强丝的需求也日益增加，应用领域也不断扩展，如建筑、日常生活用品、医学、军用品等行业都有应用，具体到灯箱布、过滤织物、建筑耐高温织物、防水布等。

目前，国内外主要沿用涤纶工业丝的生产路线，采用常规纺丝牵伸二步法，可以纺制断裂强度大于6.0cN/dtex的中高强涤纶长丝，主要工艺过程包括：将特性粘度大于0.85的聚酯进行熔融纺丝，纺丝时，在喷头下方添加缓冷装置，纺丝速度在600-800m/min之间，制得的丝进行二级牵伸，调节适当温度及一级、二级拉伸倍率配比，制取所需的中高强度的涤纶丝，其技术指标：强度为6.2-6.4cN/dtex，干热收缩率2.0-2.5％，断裂伸长率12-15％。而目前真正抗热缩涤纶高强丝产品来源主要依靠进口，或者通过进口设备及工艺进行生产，其制造方法和工艺与国内现有技术和设备差别很大，其制造成本也高。

发明内容

根据现有技术中存在的问题，即利用国产纺丝设备，改进现有的抗热缩涤纶丝的生产工艺，本发明的目的是设计一种运行稳定可靠、投资成本低的抗热缩涤纶高强丝的生产方法，本发明的技术方案是如此实现的：

一种抗热缩涤纶高强丝的制造方法，包括聚酯切片原料-固相缩聚-熔融挤压-侧吹风冷却-多级热辊拉伸-高温松弛定型-卷绕成型，原料经固相缩聚采用间歇式，即在真空下转鼓增粘，获得特性粘度为0.96-0.99的高粘切片，同时要求有一较窄的分子量分布，使大分子尽可能的均匀，反应速度不能过快，温度不可太高，料温为226℃-232℃，使分子链缓慢增加，并且有较好的真空度和搅拌性能，让小分子及时排除，以防止发生逆向反应使大分子更具不确定性；

在“侧吹风冷却”步骤中，冷却风的速度、温度、、风压以及开度大小，都对丝冷却有很大的影响，而对纺丝和后拉伸的影响至关重要。风速、风压大，易带走热量，但容易使条摆动，且凝固点上移，不利于纺丝；风速、风压小，冷却效果不好，凝固点下移，纺丝困难；风温高可减少纤维的喷头拉伸张力，减少纤维的预取向，利于后面的多级热辊拉伸，但影响了结晶，同时降低了纤维的热稳定性。为兼顾强度和热收缩性，选择风温为18℃-20℃，风压500Pa，风速0.6m/s；所述多级热辊拉伸分两级，第一级拉伸4倍，第二级拉伸1.4-1.5倍，第一级与第二级热辊温度均为185℃-188℃；所述高温松弛定型选择在246℃-252℃高温作用下，通过大比率的超喂，把内应力较大的部分松弛掉，使大分子构象趋于稳定。

“多级热辊拉伸”是抗热缩高强丝生产工艺中的关键，普通的高强丝拉伸，在一定的温度下通过多级拉伸，使聚酯大分子链及晶粒、晶区沿轴向有序排列，获得较高的取向，使纤维的强度得到逐级提高，温度控制在软化点230℃左右，即可很容易达到7.5cN/dtex强度，但其热稳定性不好，因为较高拉 伸温度，超过200℃大分子的内应力很高，受热后容易出现解取向，从而很难获得低热收缩纤维。本发明沿用两级拉伸，第一级拉伸4倍，第二级拉伸1.4-1.5倍，两级拉伸均选择热辊温度为185℃-190℃，这时晶核成长迅速，拉伸在晶核迅速成长时的同时进行，这样取向不仅仅是单个大分子链，而且还有晶粒、晶区及相互交联的大分子团的取向，也为下道“高温松弛定型”奠定了基础。

“高温松弛定型”选择在246℃-252℃高温作用下，通过大比率的超喂，把内应力较大的部分松弛掉，使大分子构象趋于稳定，从而达到纤维受热回缩小，即抗热缩的目的，干热收缩率可达0.2％。

作为优选，熔融挤压经过缓冷获得初生纤维，在此过程中，聚酯大分子完成由固态-液态-固态的转换，粘流体的成纤高聚物，具有较强的粘弹性，存在较高的喷头拉伸张力，冷却不当，会造成粘联或熔体破裂。在规模化生产过程中，由于受很多因素的影响，自然拉伸点很难固定，使拉伸变得有很大的不确定性，为了有一个相对稳定的自然拉伸点，同时有利于控制预取向和结晶，有一个较高的缓冷温度十分必要，经过大量实验，缓冷温度控制在358℃-362℃，360℃为最优选方案。

作为优选，高温松弛定型工艺中使用油剂润滑，所用油剂为耐高温油剂，各组分为：

(a)聚甲基苯基硅氧烷，其分子式为

质量百分比为5～8％；