本发明涉及头足类拖网或围网技术领域用筒子线。
背景技术：
卷装在筒子上的网线称为筒子线，除筒子线外，网线还有管线、绞线和饼线等卷装形式。为方便织网、节约成本，现有技术领域人们常以熔纺聚乙烯单丝加工聚乙烯筒子线，再将聚乙烯筒子线织网、剪裁、加工并装备其它属具后制成头足类拖网或超大围网，因此筒子线是本领域的重要材料，它直接关系到头足类拖网或超大围网的安全性及其综合性能。本技术领域与纺织、网箱、塑料、近海渔业等技术领域相差甚远，因此，上述领域的丝、线、薄膜、裂膜、棒材、管材、型材、片材生产方法均不能加工生产头足类拖网或超大围网用筒子线。
头足类主要指柔鱼科、枪乌贼科、章鱼属和乌贼科；它们是软体动物中最高级的一个纲，因其头部有很长的碗足而得名。头足类拖网指捕获头足类用底拖网。头足类拖网作业时经常与贝壳底、岩礁质海底等粗硬海底磨损，导致现有头足类拖网用聚乙烯筒子线经常因磨损、受力大等原因发生网破鱼丢事故。超大围网指在海洋中投放安装的用于养殖水生生物的超大型围网装备，超大围网也叫超大网围。超大围网生产中桩、网之间因风、浪、流作用而经常发生相互磨损，导致现有超大围网用聚乙烯筒子线经常因磨损、受力大等原因发生网破鱼逃事故。因此，本领域迫切需要一种耐磨超强筒子线新材料，以提高筒子线耐磨性、力学强度，提高头足类拖网或超大围网的耐磨性、安全性与综合效益。
现有技术领域聚乙烯筒子线制作用丝以单一颗粒状高密度聚乙烯树脂(以下简称颗粒状HDPE树脂)为原料、以单一热水作为牵伸介质并采用传统熔融纺丝工艺加工生产，这使得本领域用聚乙烯筒子线及其加工用熔纺聚乙烯单丝的综合性能较差(如综合线密度为4481tex的66股聚乙烯筒子线的断裂强力合格品指标仅为1454N、本领域制线用熔纺聚乙烯单丝的强度合格品指标仅为5.2cN/dtex)，在恶劣作业条件下容易发生线断网破事件，现有技术聚乙烯筒子线及其加工用熔纺聚乙烯单丝的综合性能较差、难以适应现代化生产发展需要，头足类拖网或超大围网迫切需要一种耐磨超强型的筒子线。本领域的颗粒状HDPE树脂原料、传统熔融纺丝及其制线工艺根本无法生产耐磨超强型头足类拖网或超大围网用筒子线；而超高分子量聚乙烯(简称UHMWPE)加工流动性极差，本领域尚无以UHMWPE粉末及其它原料助剂、特种新工艺生产头足类拖网或超大围网用筒子线的公开文献报道，因此，如何以UHMWPE粉末及其它原料助剂、特种新工艺生产头足类拖网或超大围网用筒子线成为本领域长期悬而未决的难题。
技术实现要素：
本发明需要解决的技术问题是提供一种头足类拖网或超大围网用耐磨超强型筒子线，大幅度提高筒子线的耐磨性、强度及其综合性能，以提高头足类拖网或超大围网耐磨性、抗拉强度和生产安全性，开拓头足类拖网或超大围网材料的技术升级，推动渔业节能减排。
本发明的技术方案采用UHMWPE粉末、LLDPE粉末、明绿色母粒、纳米二氧化硅、二硫化钼粉末、白油、硅酮粉、羟基硬脂酸、纳米级白炭黑、抗氧剂CA、纳米级硅藻土、纳米级硅灰石、助抗氧剂DLTP、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物原料和高速捏合机、计量泵、双螺杆挤出机、初捻机、复捻机设备，其特征是UHMWPE粉末熔融指数为0.08g/10min-0.28g/10min，分子量120万-530万；LLDPE粉末熔融指数1.5g/10min-2.5g/10min，添加量为UHMWPE粉末重量的3.2％-6.7％；明绿色母粒，添加量为UHMWPE粉末重量的1.0‰-3.0‰；纳米二氧化硅纯度为99％、粒径为20nm、比表面积为156.16m2/g，添加量为UHMWPE粉末重量的0.76％-1.82％；二硫化钼粉末粒径为1.5μm、MoO3≤0.1％、酸碱度为中性，添加量为UHMWPE粉末重量的0.5％-0.7％；白油添加量为UHMWPE粉末重量的6.5‰-7.3‰；硅酮粉的有机硅含量65％-80％，添加量为UHMWPE粉末重量的1.6‰-6.1‰；羟基硬脂酸的羟基值为148mgKOH/g-155mgKOH/g，添加量为UHMWPE粉末重量的0.5％-1.8％；纳米级白炭黑的含水量<0.2％，添加量为UHMWPE粉末重量的1.9‰-7.0‰；抗氧剂CA加热减量≤3.0％且灰分≤0.05％，添加量为UHMWPE粉末重量的1.67‰-4.15‰；纳米级硅藻土的SiO2含量≥90％、水分含量≤0.1％，添加量为UHMWPE粉末重量的0.63％-2.79％；纳米级硅灰石的粒径范围为5nm-48nm，添加量为UHMWPE粉末重量的1.87‰-2.03‰；助抗氧剂DLTP的酸值不大于0.05mgKOH/g，添加量为UHMWPE粉末重量的0.92‰-2.04‰；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的脆性温度<-60℃，添加量为UHMWPE粉末重量的1.4‰-5.4‰；将按配方称量后的UHMWPE粉末、LLDPE粉末、明绿色母粒、纳米二氧化硅、二硫化钼粉末、白油、硅酮粉、羟基硬脂酸、纳米级白炭黑、抗氧剂CA、纳米级硅藻土、纳米级硅灰石、助抗氧剂DLTP、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物预混合后倒入高速捏合锅中在723r/min-990r/min的转速下进行高速捏合22.5min-46.3min，当高速捏合锅中混合料温度升至78℃出料，获得改性UHMWPE共混料；改性UHMWPE共混料经双螺杆挤出机在料筒电加热区的第①区、第②区、第③区、第④区、第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区、第⑨区、第⑩区的温控范围分别为71℃-93℃、248℃-272℃、123℃-151℃、156℃-193℃、201℃-229℃、221℃-237℃、223℃-248℃、233℃-256℃、236℃-268℃、271℃-289℃下熔融挤出，挤出物经双螺杆出口加装的计量泵计量后从喷丝孔熔融挤出，双螺杆挤出机机头温度范围为260℃-278℃，双螺杆挤出机喷丝板长径比范围为1:25-1:50，喷丝板上喷丝孔的孔径为0.98mm、孔数为22孔，挤出的初生丝经冷却水箱15℃-34℃低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸，预牵伸丝经94.7℃-97.9℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊、121.8℃-132.5℃高温第二牵伸热风箱和第三牵伸辊、94.6℃-99.3℃高温第三牵伸水浴槽和第四牵伸辊进行三次热牵伸，第一牵伸水浴槽尺寸为2.5m长×0.9m宽×0.3m高、第二牵伸热风箱尺寸为5.0m长×0.9m宽×0.3m高、第三牵伸水浴槽尺寸为2.5m长×0.9m宽×0.3m高；牵伸总倍数控制在23.9倍-24.6倍后，经规格为1.3m长×0.3m宽×0.3m高恒温箱热定型后以使用力矩电动机的收丝机收卷耐磨超强熔纺丝束，恒温箱热定型温度范围为118℃-140℃；以初捻机将耐磨超强熔纺丝束以10T/m的内捻度初捻后获得Z捻向的耐磨超强线股；通过复捻机将3根Z捻向的耐磨超强线股加工成捻距为21mm、捻向为S捻、股数为3股的耐磨超强型筒子线，这就获得了综合线密度为4481tex的明绿色头足类拖网或超大围网用筒子线。
本发明在UHMWPE粉末母料中添加特定剂量的LLDPE粉末、纳米二氧化硅、抗氧剂CA、纳米级硅藻土等多种原料助剂，在特殊工艺下高速捏合后获得改性UHMWPE共混料，再在不同纺丝温度、不同牵伸倍数条件下进行了无数开拓性试验论证获得本发明技术方案，试验结果表明：(1)本发明产出的头足类拖网或超大围网用筒子线耐磨性好、强力高、外观好，(2)本发明产出的制线用丝的耐磨性好、强度高和可纺性好，产业化生产中按工艺正常操作时无断丝现象。本发明采用纳米二氧化硅、二硫化钼粉末等无机材料，在促进最终产品增强的同时，改进了产品的老化性；本发明采用硅酮粉改进了纺丝的润滑性，提高了改性UHMWPE共混料流动的均匀性和挤出质量，确保了纺丝的顺利进行；本发明采用LLDPE粉末、羟基硬脂酸、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物改进了纺丝的加工流动性，有效解决了UHMWPE加工过程中出现的熔体破裂问题，使UHMWPE粉末的加工流动性、加工产品的综合性能得到提高；本发明采用纳米级白炭黑改进了产出耐磨超强熔纺丝的耐磨性，提供了产品的耐久性和综合性能；本发明采用抗氧剂CA、助抗氧剂DLTP改进了产出耐磨超强熔纺丝的加工性能；本发明采用纳米级硅藻土改进了产出耐磨超强熔纺丝的强度和耐磨性，提高了产品的综合性能；本发明以纳米级硅灰石作为增强填料，它作为成核剂很好地补偿了因LLDPE粉末加入UHMWPE粉末母料而导致的产出耐磨超强熔纺丝综合性能的降低；本发明将多种原料及助剂预混合后倒入高速捏合锅中在特定转速、时间和温度下进行高速捏合获得改性UHMWPE共混料，这大大改进了纺丝用原料的可纺性，起到了事半功倍的效果；本发明创造“预牵伸丝经94.7℃-97.9℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊、121.8℃-132.5℃高温第二牵伸热风箱和第三牵伸辊、94.6℃-99.3℃高温第三牵伸水浴槽和第四牵伸辊进行三次热牵伸”组合式三次热牵伸+特殊牵伸倍数(23.9倍-24.6倍)，通过特定高温高倍热牵伸方式大幅度提高产品结晶度与取向度，使得头足类拖网或超大围网用筒子线综合性能明显高于现有技术领域聚乙烯筒子线的强力；本发明在收丝机收卷耐磨超强熔纺丝束前经规格为1.3m长×0.3m宽×0.3m高恒温箱热定型(温度范围为118℃-140℃)后以使用力矩电动机的收丝机收卷耐磨超强熔纺丝束，消除了产品收缩率的不均匀性，进一步提高了产品的力学性能；本发明挤出物经双螺杆出口加装的计量泵计量后从喷丝孔熔融挤出，使压力均衡稳定，确保了纺丝生产的质量稳定性；为增加纺丝效果，本发明用双螺杆挤出机的流道可较普通双螺杆挤出机加长5cm-20cm，同时将双螺杆挤出机喷丝板长径比加长到1:25-1:50，这样纺丝生产中不容易出现熔体破裂，使初生丝表面光滑，便于拉伸；本发明采用特殊的喷丝孔的孔径与孔数(22孔)，减少了制线所需的合股工序，大大降低了线的加工能耗、节约了产品成本。如本发明以特定纺丝及制线工艺生产出的综合线密度为4481tex的明绿色头足类拖网或超大围网用筒子线断裂强力高达2007N、断裂伸长率高达34.5％，其断裂强力较传统相同综合线密度的聚乙烯筒子线合格品指标提高38％、耐磨度(即单位线密度磨断次数)提高40％，它的延伸性完全符合本技术领域需要(本发明生产出的耐磨超强熔纺丝断裂强度高达7.46dtex/cN、断裂伸长率高达14.9％，断裂强度较制线用熔纺聚乙烯单丝的强度合格品指标提高43.5％，它的延伸性完全符合本技术领域需要)，试验或生产实践结果表明以本发明技术方案生产的明绿色筒子线加工头足类拖网或超大围网，在保持网线强力不变的前提下，可使网线规格降低、重量及其水阻力减小，头足类拖网或超大围网用筒子线在过洋渔业生产中应用可使生产节能降耗，技术效果非常显著。
具体实施方式
这里以综合线密度为4481tex的明绿色头足类拖网或超大围网用筒子线为例，介绍本发明的具体实施方式。
本发明的技术方案采用UHMWPE粉末、LLDPE粉末、明绿色母粒、纳米二氧化硅、二硫化钼粉末、白油、硅酮粉、羟基硬脂酸、纳米级白炭黑、抗氧剂CA、纳米级硅藻土、纳米级硅灰石、助抗氧剂DLTP、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、高速捏合机、计量泵、双螺杆挤出机、初捻机、复捻机，其特征是将按配方称量后的UHMWPE粉末(市售UHMWPE粉末，熔融指数为0.08g/10min-0.28g/10min，分子量120万-530万，英文为Medium Molecular Weight Polyethylene，简称为MMWPE)、LLDPE粉末(市售LLDPE粉末，熔融指数1.5g/10min-2.5g/10min，添加量为UHMWPE粉末重量的3.2％-6.7％；若LLDPE粉末受潮，则以风吹、日晒、烘干等方式进行干燥处理)、明绿色母粒(市售明绿色母粒，添加量为UHMWPE粉末重量的1.0‰-3.0‰；若没有市售明绿色母粒，可采用纺丝用颗粒状HDPE树脂与酞青绿颜料二次共混造粒制得，酞青绿颜料的添加量为颗粒状HDPE树脂重量的3.9‰-4.1‰)；纳米二氧化硅(市售纳米二氧化硅，纯度为99％、粒径为20nm、比表面积为156.16m2/g，添加量为UHMWPE粉末重量的0.76％-1.82％)、二硫化钼粉末(市售二硫化钼粉末，粒径为1.5μm、MoO3≤0.1％、酸碱度为中性，添加量为UHMWPE粉末重量的0.5％-0.7％)、白油(市售白油，添加量为UHMWPE粉末重量的6.5‰-7.3‰)、硅酮粉(市售硅酮粉，有机硅含量65％-80％，添加量为UHMWPE粉末重量的1.6‰-6.1‰)、羟基硬脂酸(市售羟基硬脂酸，羟基值为148mgKOH/g-155mgKOH/g，添加量为UHMWPE粉末重量的0.5％-1.8％)、纳米级白炭黑(市售纳米级白炭黑，含水量<0.2％，添加量为UHMWPE粉末重量的1.9‰-7.0‰)、抗氧剂CA(加热减量≤3.0％且灰分≤0.05％，添加量为UHMWPE粉末重量的1.67‰-4.15‰)、纳米级硅藻土(市售纳米级硅藻土，SiO2含量≥90％、水分含量≤0.1％，添加量为UHMWPE粉末重量的0.63％-2.79％)、纳米级硅灰石(市售纳米级硅灰石，粒径范围为5nm-48nm，添加量为UHMWPE粉末重量的1.87‰-2.03‰)、助抗氧剂DLTP(市售助抗氧剂DLTP，酸值不大于0.05mgKOH/g，添加量为UHMWPE粉末重量的0.92‰-2.04‰)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(市售乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，脆性温度<-60℃，添加量为UHMWPE粉末重量的1.4‰-5.4‰)；将按配方称量后的UHMWPE粉末、LLDPE粉末、纳米二氧化硅、二硫化钼粉末、白油、硅酮粉、羟基硬脂酸、纳米级白炭黑、抗氧剂CA、纳米级硅藻土、纳米级硅灰石、助抗氧剂DLTP、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物预混合后倒入高速捏合锅中在723r/min-990r/min的转速下进行高速捏合22.5min-46.3min，当高速捏合锅中混合料温度升至78℃即可出料，获得改性UHMWPE共混料；改性UHMWPE共混料经双螺杆挤出机在料筒电加热区的第①区、第②区、第③区、第④区、第⑤区、第⑥区、第⑦区、第⑧区、第⑨区、第⑩区的温控范围分别为71℃-93℃、248℃-272℃、123℃-151℃、156℃-193℃、201℃-229℃、221℃-237℃、223℃-248℃、233℃-256℃、236℃-268℃、271℃-289℃下熔融挤出(为增加纺丝效果，本发明用双螺杆挤出机的流道长度可较普通双螺杆挤出机加长5cm-20cm)，挤出物经双螺杆出口加装的计量泵计量后从喷丝孔熔融挤出，双螺杆挤出机机头温度范围为260℃-278℃，双螺杆挤出机喷丝板长径比范围为1:25-1:50，喷丝板上喷丝孔的孔径为0.98mm、孔数为22孔，挤出的初生丝经冷却水箱15℃-34℃低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸，预牵伸丝经94.7℃-97.9℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊、121.8℃-132.5℃高温第二牵伸热风箱和第三牵伸辊、94.6℃-99.3℃高温第三牵伸水浴槽和第四牵伸辊进行三次热牵伸，第一牵伸水浴槽尺寸为2.5m长×0.9m宽×0.3m高、第二牵伸热风箱尺寸为5.0m长×0.9m宽×0.3m高、第三牵伸水浴槽尺寸为2.5m长×0.9m宽×0.3m高；牵伸总倍数控制在23.9倍-24.6倍后，经规格为1.3m长×0.3m宽×0.3m高恒温箱热定型后以使用力矩电动机的收丝机收卷耐磨超强熔纺丝束，恒温箱热定型温度范围为118℃-140℃；以初捻机(如制线用R811初捻机等)将耐磨超强熔纺丝束以10T/m的内捻度初捻后获得Z捻向的耐磨超强线股；通过复捻机(如制线用R812复捻机等)将3根Z捻向的耐磨超强线股加工成捻距为21mm、捻向为S捻、股数为3股的耐磨超强型筒子线，这就获得了综合线密度为4481tex的明绿色头足类拖网或超大围网用筒子线。试验和生产实践表明，本发明产出的明绿色头足类拖网或超大围网用筒子线外观好、耐磨性好、强力高、延伸性大，它非常适合本领域生产需要。
本方法可连续产业化大生产，产出的明绿色头足类拖网或超大围网用筒子线成品质量稳定、表面光滑圆润、拉伸力学性能好、耐磨性好，以本发明技术方案生产的明绿色筒子线加工头足类拖网或超大围网用网线和网具，在保持网线和网具强力不变的前提下，可使网线和网具规格、重量及其水阻力都大幅度减小，从而实现渔业生产的节能降耗；本发明还可大幅度降低工人劳动强度、降低渔业生产综合成本、降低渔业生产碳排放、助力低碳过洋渔业的发展，本发明技术效果、经济效果和生态效果都非常显著。本发明生产的明绿色筒子线综合性能优异，还可在畜牧、工程建筑等领域使用，因此，本发明的前景非常广阔。