专利名称：一种高速造纸网用抗水解聚酯单丝的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种化纤纺丝的生产工艺，属于纤维成型技术领域，特别是涉及一种高速造纸网用抗水解聚酯单丝的制备方法。
背景技术：
中国造纸业正经历着一个需求量高速增长的阶段，全国纸和纸板产量为7350万吨，消费量7290万吨，均居世界第二。而随着世界对环境保护意识的不断增强和社会进步的要求，人们对可再生资源的利用愈加重视，出于环境保护，生产成本和原料来源等多方面的考虑，在世界范围内对回收纸浆的使用比例不断提高。据了解，废纸用量较多的品种有新闻纸、包装用纸、白纸板、箱纸板、瓦楞原纸。基于以上情况，使得现代造纸工业中造纸纸浆的化学组成非常复杂，各种造纸湿部化学助剂的采用等都对造纸聚酯网的耐用性和抗水解性能提出了严峻的要求。另外，老化，是大多数有机材料难以避免的问题，对于造纸聚酯网来讲，主要的老化是在干网中。尤其是随着现代造纸设备的不断进步及造纸车速的不断提高，纸张成型后的干燥温度必然要随之提高，即所谓的强制干燥，温度可达170°C，如此高温下，由于没有湿纸带走热量，聚酯网边，普通聚酯单丝织造的干网，根本无法满足使用要求，使得网子的寿命进一步缩短。众所周知，造纸用聚酯网的织造只是一个物理过程，为此，我们必须在制造聚酯单丝的过程中想办法。因此，开发出适合现代造纸工业发展需要的，高性能、抗水解、加工性能优异的聚酯单丝，增加其耐用性，尽量延长造纸聚酯网的寿命，是作为聚酯单丝研究开发的又一新课题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种高速造纸网用抗水解聚酯单丝的制备方法，所要解决的技术问题是在通过自制抗水解母粒，增加聚酯的抗水解性能，与纺丝时直接添加液态抗水解剂相比，具有分散均勻，所纺单丝直径偏差小等特点。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种高速造纸网用抗水解聚酯单丝的制备方法，包括步骤1)将干燥后的高粘聚酯切片与碳二亚胺改性辅料按比例置于搅拌器中混合；2)将混合材料送入螺杆熔融挤压机中，加热熔融挤出，制成改性母粒；3)将上述改性母粒与普通聚酯按比例混合，进入纺丝机挤出， 并经水中冷却成型，通过二次拉伸后，进行热定型，然后经上油消除静电后卷绕，制成成品。所述步骤1)中的改性母粒的制备方法为分别将粉状碳二亚胺2 4重量份、0. 2 0. 5重量份的钛酸酯、碳酸盐超细粉体 1 2重量份、高粘聚酯切片100重量份依次投入高速混合机进行混合，再将混合物通过加热熔融，螺杆挤出机挤出温度范围为260 300°C ；对除湿后的聚酯混合物进行切料，制得粒径保持与原始高粘聚酯切片的粒径一致的改性母粒。所述高粘聚酯切片为切片[g]>0.80的聚对苯二甲酸乙二酯切片。
步骤3)中，改性母粒加入到高粘聚酯切片中搅拌混勻后一起干燥，送入螺杆熔融挤压机中，加工挤出温度控制在260 300°C，混合料加热熔融后经喷丝板挤出。所述高粘度聚酯切片与改性母粒之间的投料重量份配比为100 5 10 ；干燥温度为150 170°C，干燥时间为4 6小时。步骤3)中，上述从喷丝板挤出的初生丝进入50 75°C水中冷却，并在80 98°C 热水中进行第一次牵伸；并在热风烘箱中进行辊第二次牵伸，温度180 220°C。成型后的聚酯单丝进行第一次牵伸后为原长度的2 5. 5倍长度；二次拉伸后为原长度的1.1 3倍长度。步骤3)中，热定型工艺中热风的温度控制在190 240°C之间。本发明的高速造纸网用抗水解聚酯单丝的制备方法具有的优点是1)本发明通过添加自制抗水解辅助助剂、聚酯(PET)熔融挤出制成改性母粒；再将抗水解母粒与高粘度聚酯切片混合，经过干燥、熔融纺丝、冷却成型、牵伸、热定型等步骤制成具有抗水解作用的聚酯造纸网用单丝，此共聚改性纺丝工艺简单，便捷，容易实施。2)与纺丝时直接添加液态抗水解剂相比，具有可纺性好，不易断丝，有效成份挥发损失少，抗水解剂分散均勻，产品直径均勻等特点。3)本发明生产出来的聚酯造纸网用单丝，丝条表面光滑，性能稳定，圆整度好，成品率高，尤其适用于在高速、高温、高湿条件下运作的造纸成型网及干网，可起到延缓老化时间，增加使用寿命的作用。
图1是本发明的改性母粒的制备工艺流程图。图2是本发明高粘度聚酯的共混熔融纺丝的工艺流程图。
具体实施例方式从分子结构来讲，聚酯作为造纸网用单丝在使用时，尤其是在造纸成型网及干网在高温、高湿的严酷使用环境下，材料降解而引起的单丝性能下降的问题就暴露出来。因为聚酯分子为无支链的线性高聚物，其中的酯键C-O为最薄弱环节，易在外因的诱导下发生水解断裂而生成羧基(-C00H)，造成分子量的下降，影响产品的力学性能。另外，羧基的存在，在高温条件下，还会加速除了水降解以外的热降解等一系列降解反应，引起的后果就是单丝抗张强度下降，伸长降低，脆性增加，单丝表面粗糙增加，使纸网失去使用价值，甚至断裂。因此，如何处理在造纸聚酯网在运作过程中的水分子和羧基，是本发明技术关键。本发明采用切片[q]>0.80的高粘度聚酯切片为主要原料，加入特殊的复合添加剂，使其先行与水和羧基反应，减少该两分子的结合，并从分子的结构的规整性及结晶度上进行调整，使其更适合于造纸网加工和使用的需求，特别是对于干网经线。本发明的工艺是以高粘度聚酯切片为主要原料，加入特殊添加剂，并制备功能性母粒，利用共混纺丝技术制备而成。该添加剂是一种多组分复合改性剂，其主要成分是抗水解稳定剂碳二亚胺(粉剂)和无机超细粉体的复合体系。当它们与高粘度聚酯在高温下共混时，由于分子运动变得激烈，改性剂的分子穿入聚酯的大分子链间，通过其酯基极性的相互吸引，形成一个稳定的共混体系，而添加剂的较长的非极性烷链则妨碍了聚酯分子链的
4相互接近，减少大分子间的缠绕，分子链的热运动变得容易，从而提高了高粘度聚酯熔体的流动性和可纺性。改件母粒的制备实施例1)无机超细粉体的表面改性无机超细粉体由于粒度小、比表面积大，其具有高表面能、表现为亲水性、容易团聚；而聚酯纤维材料则为低能表面、表现为憎水性，两者不相容。由于有机、无机材料表面能的差异，使超细无机粉体在有机聚合物体系中难以均勻分散，容易聚集成团，致使在纺丝时，造成过滤网和喷丝孔堵塞，纺丝压力升高，出现断头毛丝现象。为了提高无机粉体在聚酯熔体中的相容性和分散性，必须对其进行表面改性处理。选用钛酸酯偶联剂对碳酸盐超细粉体进行表面改性，通过偶联剂中的烷基基团与粉体表面活性点发生化学反应，并构成无机粉体和有机基体间的桥连连接，而实现对粉体的表面改性，使其能在聚酯熔体中均勻分散，不易团聚。2)改性母粒的制备采用cp=50.5mm的双螺杆挤出机，制备改性添加剂母粒步骤1)，分别将2 4重量份的抗水解剂粉状碳二亚胺、1 2重量份的碳酯盐超细无机粉体、0. 2 0. 5重量份的钛酸酯、100重量份的高粘聚酯切片(聚对苯二甲酸乙二酯切片)依次投入高速混合机进行混合，再将混合物通过螺杆挤出机加热熔融，温度控制为260°C 300°C之间；步骤2)，对干燥后的聚酯混合物进行切料，粒径保持与原始高粘聚酯切片的粒径一致，制得改性母粒。赫辦氏_膽崖翻旨雜丨将100重量份的高粘度([η]彡0.9)高粘聚酯切片(聚对苯二甲酸乙二酯切片) 加入5 10重量份的改性母粒，混合均勻，在150 170°C下一起干燥4 6小时；将上述干燥后的混合料送入螺杆熔融挤压机中，加热熔融挤出，其中，螺杆挤出机的挤出加工温度为260°C 300°C，经喷丝板挤出；将喷丝板挤出的原生丝进入到50 75°C水中冷却，将成型后的聚酯单丝通过80 98°C热水中进行第一次牵伸为原长度的2 5. 5倍长度；然后， 再在180 220°C热风中二次拉伸为原长度的11 3倍长度；最后通过190 240°C热风进行定型；单丝经上油消除静电，并卷绕制得成品。以下通过各种效果实验例对上述实施例制备的高速造纸网用抗水解聚酯单丝的各项性能进行测试(1)抗水解单丝的力学性能测试由上述实施例制备的抗水解单丝的力学性能(合同技术指标和实测指标)如表1、 表2所示。表1单丝合同技术指标要求
型号0. 50mm0. 52mmX 0. 335mm直径偏差(mm)+ 0. 015(±0. 15) X (±0. 01)断裂强力(N)^ 105彡90
权利要求
1.一种高速造纸网用抗水解聚酯单丝的制备方法，其特征在于包括步骤1)将干燥后的高粘聚酯切片与碳二亚胺改性辅料按比例置于搅拌器中混合；2)将混合材料送入螺杆熔融挤压机中，加热熔融挤出，制成改性母粒；3)将上述改性母粒与普通聚酯按比例混合，进入纺丝机挤出，并经水中冷却成型，通过二次拉伸后，进行热定型，然后经上油消除静电后卷绕，制成成品。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤1)中的改性母粒的制备方法为分别将粉状碳二亚胺2 4重量份、0. 2 0. 5重量份的钛酸酯、碳酸盐超细粉体1 2重量份、高粘聚酯切片100重量份依次投入高速混合机进行混合，再将混合物通过加热熔融，螺杆挤出机挤出温度范围为260 300°C ；对除湿后的聚酯混合物进行切料，制得粒径保持与原始高粘聚酯切片的粒径一致的改性母粒。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述高粘聚酯切片为切片[g]>0.80 的聚对苯二甲酸乙二酯切片。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤3)中，改性母粒加入到高粘聚酯切片中搅拌混勻后一起干燥，送入螺杆熔融挤压机中，加工挤出温度控制在260 3000C，混合料加热熔融后经喷丝板挤出。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述高粘度聚酯切片与改性母粒之间的投料重量份配比为100 5 10 ；干燥温度为150 170°C，干燥时间为4 6小时。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤3)中，上述从喷丝板挤出的初生丝进入50 75°C水中冷却，并在80 98°C热水中进行第一次牵伸；并在热风烘箱中进行辊第二次牵伸，温度180 220°C。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于成型后的聚酯单丝进行第一次牵伸后为原长度的2 5. 5倍长度；二次拉伸后为原长度的1. 1 3倍长度。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤3)中，热定型工艺中热风的温度控制在190 240°C之间。
全文摘要
本发明公开了一种高速造纸网用抗水解聚酯单丝的制备方法，通过自制母粒，并与高粘度聚酯切片混合熔融纺丝。所述的自制母粒，是指通过添加粉状碳二亚胺，以及其它高效辅助助剂，自行开发研究，制成具有抗水解性能的母粒。其制造方法按比例添加碳二亚胺、辅助助剂与聚酯(PET)熔融挤出，制成独特的抗水解母粒；再将抗水解母粒与高粘度聚酯切片混合，经过干燥、熔融纺丝、冷却成型、牵伸、热定型等步骤制成。本发明通过自制抗水解母粒，增加聚酯的抗水解性能。与纺丝时直接添加液态抗水解剂相比，具有可纺性好，不易断丝，有效成份挥发损失少，抗水解剂分散均匀，产品直径均匀等特点，可广泛应用于高速造纸机等工业用网方面。
文档编号D01F1/10GK102409431SQ20111036024
公开日2012年4月11日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者关颂民 申请人:江门市新会区新华胶丝厂