[发明专利]一种纳米改性的大直径共聚聚酰胺单丝及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米改性的大直径共聚聚酰胺单丝及其生产方法。

背景技术

聚酰胺（PA，俗称尼龙），居五大通用工程塑料之首。具有强度大、熔点高、对化学试剂（除强酸外）稳定、耐热性好等优点，是产量最大的工程塑料。但由于尼龙的酰胺基和水分子之间能够形成氢键，使得尼龙具有较大的吸水性，造成产品尺寸稳定性差、干态或低温下冲击强度低、不透明、溶解性差等缺点，限制了其应用范围。

共聚聚酰胺工程塑料不仅具有均聚聚酰胺工程塑料的共性，如良好的力学性能、韧性、自润滑性、耐化学药品性，而且还可以通过选择与不同单体共聚提高材料的耐热性和抗冲击性等。另外共聚聚酰胺还容易通过增强。填充或其他聚合物共混制成合金等方法进行改性，形成新的品种。国外几家大的聚酰胺工程塑料生产公司都相继开发了高性能共聚聚酰胺工程塑料，如美国的杜邦、德国的巴斯夫、日本的东丽和宇部兴产等公司。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单，直径大，耐磨性能好，单丝圆整度高，使用寿命长的纳米改性的大直径共聚聚酰胺单丝及其生产方法。

本发明的技术解决方案是：

一种纳米改性的大直径共聚聚酰胺单丝，其特征是：由经过偶联剂进行表面处理后的纳米二氧化硅与共聚聚酰胺切片混合，然后将混合物经过单螺杆挤出机熔融挤出，再经过液体冷却、一级热水拉伸、二级热风拉伸、热定型、卷绕，制成的产品；产品强度为2.5-6.5cN/dtex，伸长率为18%-35%，直径为1-5mm。

一种纳米改性的大直径共聚聚酰胺单丝的生产方法，其特征是：将由经过偶联剂进行表面处理后的纳米二氧化硅与共聚聚酰胺切片混合，然后将混合物经过单螺杆挤出机熔融挤出，再经过液体冷却、一级热水拉伸、二级热风拉伸、热定型、卷绕，制成产品；液体冷却为水冷却、丙三醇冷却或聚乙二醇冷却，液体冷却温度范围为5-30℃；拉伸倍率范围为3.8-5.9倍；采用口模冷拉伸方式，能改善割草线的圆整度差的问题；热定型温度范围为145-215℃。

液体冷却的冷却液为水、丙三醇、聚乙二醇或由30%水、35%丙三醇、35%聚乙二醇组成的混合冷却液。

经过偶联剂进行表面处理后的纳米二氧化硅添加量为2.5%，采用水冷却的方式，冷却水温为10℃，热定型温度为180℃。

偶联剂包括：钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂，其中硅烷偶联剂有：KH550、KH560、KH570、KH792等种类。偶联剂是一类具有两不同性质官能团的物质，其分子中含有化学性质不同的两个基团，一个是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应；另一个是亲有机物的基团，能与聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。因此偶联剂被称作“分子桥”，可以改善无机物与有机物的界面作用。

本发明工艺简单，产品直径大，耐磨性能好，单丝圆整度高，使用寿命长；作为割草线使用时，在增强割草线耐磨性、力学性能的同时，纳米粒子也起到了成核剂的作用，提高了割草线的透明性。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

一种纳米改性的大直径共聚聚酰胺单丝的生产方法，将由经过偶联剂进行表面处理后的纳米二氧化硅（可以采用市售产品）与共聚聚酰胺切片混合，然后将混合物经过单螺杆挤出机熔融挤出，再经过液体冷却、一级热水拉伸、二级热风拉伸、热定型、卷绕，制成产品；液体冷却为水冷却、丙三醇冷却或聚乙二醇冷却，液体冷却温度范围为5-30℃（例5℃、10℃、30℃）；拉伸倍率范围为3.8-5.9倍；采用口模冷拉伸方式，能改善割草线的圆整度差的问题；热定型温度范围为145-215℃（例145℃、180℃、215℃）。

经过偶联剂进行表面处理后的纳米二氧化硅添加量为2.5%。

偶联剂包括：钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂，其中硅烷偶联剂有：KH550、KH560、KH570、KH792等种类。

产品强度为2.5-6.5cN/dtex，伸长率为18%-35%，直径为1-5mm。

经过偶联剂进行表面处理后的纳米二氧化硅也可以用改性纳米二氧化钛、纳米碳化硅或纳米氧化铝替代。

液体冷却的冷却液为水、丙三醇、聚乙二醇或由30%水、35%丙三醇、35%聚乙二醇组成（质量百分比）的混合冷却液。采用由30%水、35%丙三醇、35%聚乙二醇组成（质量百分比）的混合冷却液时，产品强度、伸长率性能优于采用其他冷却液30%以上。