[发明专利]一种用于轮胎骨架材料锦涤工业丝及其熔融共混纺丝方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锦涤工业丝及其熔融共混纺丝方法，特别是涉及一种将少量聚酯切片 (PET)加入锦纶6(PA6)切片进行熔融共混纺丝方法，所制得锦涤工业丝用于轮胎骨架 材料。

背景技术

由于锦纶工业丝强度高，耐腐蚀性好，应用广泛，占世界工业丝生产总量的60％以上， 尤其作为车辆轮胎骨架材料，具有绝对的优势，制成胎体耐冲击、耐疲劳性能好，胎温上 升少。但由于锦纶6工业丝存在模量低，易伸长，尺寸稳定性相对较差，耐湿热性不好， 制成胎体容易变形，不能适用于工程车、飞机等性能要求较高的轮胎。

涤纶工业丝的模量比锦纶大2～3倍，强力与伸长的协同性好，尺寸稳定性好，而且 涤纶工业丝的价格比锦纶工业丝低。在锦纶6工业丝切片中加入少量聚酯切片进行熔融共 混改性纺丝，在保持锦纶6工业丝的独有优势的基础上，进一步提高其模量和尺寸稳定性， 并适当降低成本，扩大其在轮胎骨架材料的应用范围。

共混体系组分的相容性是共混改性的关键，在一定的范围内，组分之间相容性越好、 分散相含量越大、粒径越小，聚集程度越分散、界面粘结性越好，纺丝才更加稳定。PET/PA6 是不相容体系，若要得到性能优良的工业丝，在共混纺丝时需要提高二者的相容性。文献 “PET/PA6/蒙脱土体系的可纺性和染色性能研究”(《合成纤维》，2006，35(12)：19-22) 研究表明PET/PA6/MMT组成质量分数为90/10/2的一次共混体系具有较好的可纺性，认为 加入蒙脱土MMT具有增容性，提高了PET/PA6的相容性，所纺纤维并具有良好的分散染 料可染性，但也发现当PA6的含量达到30％及以上时，可纺性差。文献“酯-酰胺交换反 应对聚对苯二甲酸乙二酯/聚酰胺66共混体形态结构和流变性能的影响”(《高分子学报》， 1994，25(3)：307-315)公布了添加对甲苯磺酸催化剂的PET/PA66熔融共混体系，提到 通过酯-酰胺交换反应生成的嵌段共聚物对共混物的相容性有所改善。但催化剂的加入对共 混物流体的结构和性能产生影响，使纺出的工业丝耐老化性下降，不能满足轮胎骨架材料 的需求。

文献“酯交换反应对PET/PA6共混体系性能的影响”(《中国塑料》，2004，18(5)： 19)研究发现PET/PA6两者在270℃下熔融共混，随着共混时间的延长，加深了两者之间 的酯-酰胺交换反应，生成的嵌段共聚物可提高共混体系的相容性。但是实际生产过程中， 螺杆挤出机是连续化生产，延长反应时间并不适用。

也有利用PET/PA6的不相容性来进行其复合纺丝，这种技术在民用丝中应用比较普 遍。复合纺丝要求二者分别能熔融纺丝，且两种高聚物互不相容，成纤后能保持适当的粘 合。专利“一种海岛型复合工业丝的生产方法”(专利申请号200610060161.5)采用聚酯 (PET和PEN)做岛组分，聚酰胺(PA6、PA66及它们的共聚物)做海组份，聚酰胺为重量 比的25～70％，但是这种复合纺丝方法需要增加双螺杆设备，且工艺复杂，生产成本高。

文献“PA6/PET共混熔体流变性能和成丝过程的研究”(《合成纤维》，1991，20(2)： 13-18)通过一步法和再造粒共混纺丝的方法，纺丝温度260～270℃，得到总纤度280dtex 左右，断裂强度只有5.7cN/dtex的工业丝，而且当PET含量超过30％时，熔体粘度变小， 得到的工业丝强度更低，远远不能满足实际生产中轮胎骨架材料的需求。从文献中可得知 这种纺丝方法中加入是常规PET切片，且加入量大，共混物的可纺性下降；螺杆各区温度 设计不利于酯-酰胺交换反应的发生，也不能很好的改善二者的相容性；采用常规喷丝板， 出口膨胀效应得不到很好的改善，纤维强度不高。

本发明通过控制PA6中加入的PET比例，合理设计螺杆挤出机各区温度，增大微孔长 径比等工艺，克服了现有技术的不足，稳定生产一种尺寸稳定性好、强度高、模量大、成 本低的新型锦涤工业丝，应用于轮胎骨架材料中。

发明内容