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一种熔纺—湿法纺丝工艺制备超高强低收缩丙纶长丝的方法

发明公布  在审
申请(专利)号:CN201811543109.4国省代码:广东 44
申请(专利权)人:广东蒙泰高新纤维股份有限公司
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摘要:
本发明涉及一种熔纺—湿法纺丝工艺制备超高强低收缩丙纶长丝的方法。本发明采用冷却水槽对从喷丝板喷出的丝束进行快速冷却,代替现有侧吹风风冷制备超高强低收缩丙纶长丝,从而有效回避丝束在120~130℃之间产生结晶,避免由此产生的结晶对拉伸取向工艺的影响,提高了拉伸取向的一致性,从而提高聚丙烯的取向度来实现强度的提高。同时,采用慢速拉伸生产,使所生产的丙纶长丝具备超高强低收缩的性能,强度≥9.0g/D,断裂伸长率≤20%,从而拓展了丙纶长丝的用途。

主权项:
1.一种熔纺—湿法纺丝工艺制备超高强低收缩丙纶长丝的方法,包括以下工艺:(1)选用融指为4~20的聚丙烯切片,倒入连续干燥机中干燥,干燥温度60~90℃,干燥时间1~3小时,含水率≤0.01wt%;(2)干燥好的PP原料流入螺杆挤出机中熔化捏合,剪切成粘度均匀、流动性好的熔体,在挤出机的压力≥7.0MPa,通过计量泵计量送入纺丝箱中的组件中,组件压力5~10MPa条件下进行喷丝;(3)螺杆温度控制在220~260℃,纺丝箱温度控制在220~240℃;(4)经喷丝板纺丝的丝束,进入冷却水槽中经水冷却,水温控制在12~20℃,喷丝板离水面距离3~10mm;(5)丝束经水冷却后,经过上油装置均匀上油,其中,所述的油为水油混合液,水:油为3~10:1,重量比;(6)上油后的丝束进入卧式拉伸机分四区拉伸,总拉伸倍数为8~15倍,主要的拉伸倍数放在1区和2区,以充分拉伸取向,3区、4区主要为结晶定型,热辊温度控制在80~135℃,拉伸速度为70~160m/min;(6)经卷绕成型。


说明书

一种熔纺—湿法纺丝工艺制备超高强低收缩丙纶长丝的方法

技术领域

本发明涉及一种熔融纺丝溶剂快速冷却的湿法工艺,经过卧式拉伸机进行慢速拉
伸生产出超高强低收缩的丙纶长丝的一种方法。

背景技术

在目前生产高强丙纶长丝都是通过一步纺生产,侧吹风风冷,中高速拉伸生产出
的丙纶长丝的强度均在7.0g/D左右,且断裂伸长率在25%左右。因风冷冷却不均匀,生产过
程中经常断头、毛丝等缺点,且强度与涤纶相差有一定距离。涤纶超高强丝强度≥9.0g/D,
断裂伸长率在12~20%之间;而丙纶具有耐酸、耐碱、质轻的优点,因此,如果能生产一种超
高强性能指标达涤纶丝的丙纶工业丝就能发挥丙纶的优良特性,及能发扬降解环保型的化
纤产品是一大进步,拓展了丙纶长丝的用途,具有深远的社会效益和良好的前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种熔纺—湿法纺丝工艺制备超高强低收缩丙纶长丝的
方法。

本发明,包括以下工艺:

(1)选用融指为4~20的聚丙烯切片,倒入连续干燥机中干燥,干燥温度60~90℃,干燥
时间1~3小时,含水率≤0.01wt%;

(2)干燥好的PP原料流入螺杆挤出机中熔化捏合,剪切成粘度均匀、流动性好的熔体,
在挤出机的压力≥7.0MPa,通过计量泵计量送入纺丝箱中的组件中,组件压力5~10MPa条
件下进行喷丝;

(3)螺杆温度控制在220~260℃,纺丝箱温度控制在220~240℃;

(4)经喷丝板纺丝的丝束,进入冷却水槽中经水冷却,水温控制在12~20℃,喷丝板离
水面距离3~10mm;

(5)丝束经水冷却后,经过上油装置均匀上油,其中,所述的油为水油混合液,水:油为3
~10:1,重量比;

(6)上油后的丝束进入卧式拉伸机分四区拉伸,总拉伸倍数为8~15倍,主要的拉伸倍
数放在1区和2区,以充分拉伸取向,3区、4区主要为结晶定型,热辊温度控制在80~135℃,
拉伸速度为70~160m/min;

(7)经卷绕成型。

本发明,所述工艺(6)中的热辊,包括1辊、2辊、3辊、4辊和5辊,各棍的温度分别是:
1辊的温度为80~90℃,2辊的温度为100~110℃,3辊的温度为115~125℃,4辊的温度为
130~135℃,5辊的温度为130~135℃,1辊、2辊取较低温度,用于充分拉伸取向,3辊、4辊、5
辊取较高温度,用于结晶定型。

本发明,具有如下特点:

A、工艺(4)采用冷却水槽对从喷丝板喷出的丝束进行快速冷却,从而有效回避丝束在
120~130℃之间产生结晶,避免由此产生的结晶对工艺(6)拉伸取向的影响,提高了工艺
(6)拉伸取向的一致性,从而提高聚丙烯的取向度来实现强度的提高。由于聚丙烯的结晶温
度在120~130℃之间,且结晶度与时间成正比关系,传统的侧吹风风冷,从喷丝板喷出的丝
束,其温度在200℃左右,经过吹风风冷,温度逐渐降至室温,当丝束的温度降至120~130℃
时,丝束将产生部分(或全部)结晶,丝束的结晶,将影响工艺(6)的拉伸取向,从而降低拉伸
取向度,进而影响其结晶定型,最后影响成品丝的强度;

B、背景技术中指出,目前生产高强丙纶长丝都是采用中高速拉伸(2000-3000m/min)生
产,而本发明却采用慢速拉伸(70~160m/min)生产,总拉伸倍数控制在8~15倍,且卧式拉
伸机中的热辊, 1辊的温度设置为80~90℃,2辊的温度设置为100~110℃,1辊和2辊设置
较低温度,用于充分拉伸取向;3辊的温度设置为115~125℃,4辊的温度设置为130~135
℃,5辊的温度设置为130~135℃, 3辊、4辊和5辊设置较高的温度,用于结晶定型。

本发明,由于采用冷却水槽对从喷丝板喷出的丝束进行快速冷却,从而有效回避
丝束在120~130℃之间产生结晶,以及采用慢速拉伸生产,使所生产的丙纶长丝具备超高
强低收缩的性能,强度≥9.0g/D,断裂伸长率≤20%,(断裂伸长率反映丙纶长丝的收缩率,
断裂伸长率越小,收缩率越低,)从而拓展了丙纶长丝的用途。

具体实施方式

实例1:1100D/145f,总纤度1100D,孔数145孔本色高强低收缩丙纶长丝,其制备工
艺包括:

(1)选用融指为12的聚丙烯塑料,倒入连续干燥机中干燥,干燥温度80℃,干燥时间1小
时,水份≤0.01%;

(2)干燥好的PP放入螺杆挤出机中熔化捏合,剪切成粘度均匀的熔体,挤出机的压力控
制在8.0±0.1Mpa,使供量均匀稳定,通过计量泵计量送人纺丝箱中的组件中,组件压力控
制在6.5 Mpa进行喷丝;

(3)螺杆温度控制在220℃~260℃,纺丝箱温度控制在230℃~240℃;

(4)径喷丝板喷出的丝束流入冷却水槽中,经水冷却,水温控制在16℃±2℃,喷丝板离
水槽水面5mm左右;

(5)丝束经水冷却后经过上油装置均匀上油,(水:油=5:1,重量比);

(6)上油后丝束进入卧式拉伸机分四区拉伸,主要的拉伸倍数放在1区和2区,充其充分
取向,3区、4区主要为结晶定型,使拉伸过程中不易产生毛丝和断头生产稳定,总的拉伸倍
数为12倍或以上;

(7)热辊温度控制在80℃~135℃,1辊2辊取较低的温度,防止丝束结晶过多过快影响
拉伸,3辊、4辊、5辊取较高的温度,让丝束结晶定型;其中1辊的温度为80~90℃,2辊的温度
为100~110℃,3辊的温度为115~125℃,4辊的温度为130~135℃,5辊的温度为130~135
℃;

(8)拉伸速度(出丝速度)设置100m/min;

(9)经卷绕成型;

(10)主要性能(1100D/145f):经检测,产品强度为9.24g/D;断裂伸长率16.5%。

实例2:900D/120f,总纤度900D,孔数120f本色高强低收缩丙纶长丝,其制备工艺
包括:

(1)选用融指为16的聚丙烯切片,倒入连续干燥机中干燥,干燥温度75℃,干燥时间1小
时左右,水份≤0.01%;

(2)干燥好的PP原料流入螺杆挤出机中熔化捏合,剪切成粘度均匀、流动性好的熔体,
挤出机的压力控制在8.0±0.1MPa,使供量均匀稳定,通过计量泵计量送人纺丝箱中的组件
中,组件压力控制在6.5 MPa进行喷丝;

(3)螺杆温度控制在240℃~250℃,纺丝箱温度控制在220℃~230℃;

(4)经喷丝板纺丝的丝束,进入冷却水槽中经水冷却,水温控制在16℃±2℃,喷丝板离
水面距离5mm左右;

(5)丝束经水冷却后,经过上油装置均匀上油(水:油=5:1,重量比);

(6)上油后的丝束进入卧式拉伸机分四区拉伸,主要的拉伸倍数放在1区和2区,充分拉
伸取向,3区、4区主要为结晶定型,使生产顺利不断头生产稳定,总拉伸倍数12.5倍;

(7)热辊温度控制在80℃~135℃,1辊2辊取较低的温度,防止丝束结晶过多过快影响
拉伸,3辊、4辊、5辊取较高的温度,让丝束结晶定型;其中1辊的温度为80~90℃,2辊的温度
为100~110℃,3辊的温度为115~125℃,4辊的温度为130~135℃,5辊的温度为130~135
℃;...

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图1
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