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

专利名称：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
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27(TC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°C，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。发明内容本发明的目的是对现有锦纶工业丝进行改性，在PA6切片中加入适量的高粘度PET 切片并进行熔融共混纺丝，通过控制PA6中加入的PET比例，以及螺杆混合区温度以改善 PA6与PET两者之间的相容性，并可避免外添加相容剂或催化剂等对共混体系结构及使用 性能的影响，提高了共混流体的强度和可纺性。同时增加喷丝孔的长径比，减少共混熔体 的出口膨胀效应。本发明克服了现有技术的不足，可以大幅度降低锦纶工业丝的成本，得 到的锦涤工业丝强度高，尺寸稳定性好。本发明所提供的纺制锦涤工业丝的熔融共混纺丝技术，包括以下步骤(1) 配料按重量配比选取真空干燥后的0.1 10%PET切片和90 99.9%PA6切片为 原料。PET切片的特性粘度大于等于0.8dl/g，优选大于等于1.0dl/g， PA6切片的相对粘度 为3.50~3.60。控制好PET切片的添加量，能使共混流体的强度黏度满足要求，提高可纺 性；(2) 熔融将这两种切片输送至螺杆熔融共混，合理设计螺杆各区温度，其中螺杆进料区温度控制在270 31(TC之间；适当提高混合区的温度，达到290 32(TC左右，混 合区的温度提高有利于二者之间酯-酰胺交换反应的进行，改善共混体系的相容性；挤压区 温度控制在280 310°C，得到两种切片共混的纺丝熔体；(3)纺丝将所得到的共混纺丝熔体过滤后汇入纺丝箱体进行纺丝，选用微孔长径比为2 5的喷丝板，减少熔体的出口膨胀效应，使纺丝过程稳定。再经侧吹风冷却，上油，牵伸，巻绕成型，得到一种断裂强度在8.0 8.5cN/dtex，断 裂伸长在10 17%的锦涤工业丝。本发明的有益效果是本发明的生产方法最大的优势是将降低了锦纶工业丝的成本，提高了锦纶工业丝的模 量，使其尺寸稳定性变好，得到的这种新型锦涤工业丝可使轮胎骨架材料的性能更加优良， 不易发生变形，满足实际生产的需要。
具体实施方式
下面结合具体实施方式
，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术 人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限 定的范围。实施例1按重量配比选取真空干燥后的3%特性粘度为1.05dl/gPET切片，与97%相对粘度为 3.50的PA6切片进行混合配料。将混合后的切片输送至螺杆熔融共混，合理设计螺杆各 区温度，促进PA6与PET之间的酯-酰胺交换反应的进行，改善共混体系的相容性，其中 螺杆进料温度280。C，混合区三段的温度分别为295。C、 31(TC和305。C，挤压区温度控制 在300°C，将所得到的共混纺丝熔体过滤后汇入纺丝箱体进行纺丝，选用微孔长径比为2 5的192孔矩形喷丝板，经侧吹风冷却，上油，牵伸，巻绕成型，纺丝过程稳定，得到 1120dtex/192f规格的锦涤工业丝，断裂强度在8.2cN/dtex,断裂伸长在15%的锦涤工业 丝。
权利要求
1.一种用于轮胎骨架材料锦涤工业丝及其熔融共混纺丝方法，包括以下步骤(1)配料按重量配比选取真空干燥后的0.1～10％PET切片和90～99.9％PA6切片为原料。PET切片的特性粘度大于等于0.8dl/g，优选大于等于1.0dl/g，PA6切片的相对粘度为3.50～3.60；(2)熔融将这两种切片输送至螺杆熔融共混，合理设计螺杆各区温度，其中螺杆进料区温度控制在270～310℃之间；适当提高混合区的温度，达到290～320℃左右，混合区的温度提高有利于二者之间酯-酰胺交换反应的进行，改善共混体系的相容性；挤压区温度控制在280～310℃，得到两种切片共混的纺丝熔体；(3)纺丝将所得到的共混纺丝熔体过滤后汇入纺丝箱体进行纺丝，选用微孔长径比为2～5的喷丝板；(4)再经侧吹风冷却，上油，牵伸，卷绕成型，得到一种断裂强度在8.0～8.5cN/dtex，断裂伸长在10～17％的锦涤工业丝。
全文摘要
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。本发明的一种锦涤工业丝及其熔融共混纺丝方法包括以下步骤(1)配料；(2)熔融；(3)纺丝；(4)再经侧吹风冷却，上油，牵伸，卷绕成型，得到一种断裂强度在8.0～8.5cN/dtex，断裂伸长在10～17％的锦涤工业丝。
文档编号D02G3/04GK101333717SQ20081004113
公开日2008年12月31日 申请日期2008年7月29日 优先权日2008年7月29日
发明者付洪波, 吴万涛, 媛 曲, 李文刚, 农 林, 胡永笑, 薛芳峰 申请人:骏马化纤股份有限公司