本发明属于工业丝技术领域，涉及一种黑色聚酯工业丝及其制备方法。
背景技术：
聚酯工业丝具有强度高、尺寸稳定性好等优点，广泛应用作轮胎帘线、安全气囊、安全带、过滤布、 灯箱布、蓬盖布、绳索、土工格栅等产业领域。聚酯工业丝之所有具有如此优异的性能，主要在于所用 聚酯的高分子量以及在特定的纺丝工艺条件下产生的高结晶、高取向的有序结构，然而，这种高度的有 序结构为聚酯工业丝及其制品的染色带来困难，表现在上染率低、难以染深色和色牢度低，甚至在染色 过程中易造成聚酯工业丝的强力损失，再加上需要在高温、高压下进行染色，且染色过程能耗大、成本 高、排污量大等缺点，在很大程度上限制着聚酯工业丝有色制品的发展。
采用原液着色法制备聚酯工业丝可以有效克服上述问题，原液着色法是聚酯纤维着色的方法之一， 是指熔体在进入纺丝箱体前，已经和着色物质充分混合均匀，将着色后的熔体进行纺丝直接生产有色聚 酯纤维；在纺丝前的熔体中添加着色物质，其方法更为简易，且获得的产品着色更为均匀，免去了传统 坯布前处理后的水介质下的染色加工，不会产生废水，是一种无水染色工艺。
色母添加法是目前应用最为广泛的原液着色技术手段之一，在常规的聚酯纤维中已得到了普遍应 用，然而制得的聚酯工业丝存在力学性能差、色牢度不高、尺寸稳定性差等问题，主要原因为：(1)颜 料或染料在高粘聚酯中的均匀分散和分布较差；(2)颜料或染料影响高粘聚酯熔体的导热系数。
为此，开发人员提出了一些解决上述问题的技术方法：1)聚酯共聚改性法：专利CN201610784610.4、 CN201711342802.0和CN201511018195.3通过共聚的方法在聚酯分子链中引入含支链的二元醇降低熔体 粘度，并通过改变喷丝孔排列方式或者采用新的油剂或者通过紫外照射制备黑色工业丝，但是上述专利 未公开染料或颜料在工业丝中的分散和分布情况，也未公开相关色牢度指标且方法比较复杂，不易规模 化生产；2)机械混合法：专利CN201510297066.6公开了一种有色涤纶工业丝的生产方法，通过熔体管 道上的注射口添加色油以及助剂到PET熔体中，再经熔体管道中多个新型静态混合器使色油和PET熔 体均匀混合，混合PET熔体再分配至纺丝箱体及各个纺位，这一方法与常规有色聚酯的生产没有本质区 别，对于高粘聚酯的添加未提出新的方法，且该专利未公开染料或颜料在工业丝中的分散和分布情况， 也未公开相关色牢度指标；专利CN200710067735.6公开了一种有色及功能型涤纶工业丝的生产工艺， 通过将母粒熔体通过熔体泵直接注射到纺丝箱中的纺丝计量泵前，使母粒熔体与主螺杆中制备的常规高 粘切片熔体在纺丝计量泵前的静态混合器中均匀混合，然后混合后的熔体输送至纺丝组件中进行纺丝， 此方法减少了母粒熔体高温停留时间，降低了其降解，但是该专利未提出在短时间内实现颜料或染料在 高粘聚酯中的分散均匀性解决方法，且未公开染料或颜料在工业丝中的分散和分布情况，也未公开相关 色牢度指标；3)复合纺丝法：专利CN201810505626.6公开了一种皮芯型有色工业丝及制备方法，以分 散有颜料或染料的聚合物为芯层材料，以与芯层材料同类的聚合物为皮层材料，通过皮芯复合组件进行 熔融纺丝，不足之处在于需要专门的复合纺丝设备，投资成本高，工艺控制难，且不易大规模推广；4) 原位复合法：专利201410709477.7公开了一种通过在原位聚合过程中添加碳材制备黑色聚酯纤维的方 法，该方法可以在一定程度上增强分散效果，但颜料或染料将污染聚合、纺丝的全流程装备，不易规模 化生产；5)低粘母粒法：目前普遍采用的色母粒基体为低粘聚酯(粘度为0.40dL/g～0.65dL/g的PET), 甚至为了提高其分散性往往会添加一些低熔点成分(如对苯二甲酸丁二醇酯，PBT)或分散剂，低粘聚 酯的引入，增加了熔体分子量的多分散性，降低了其均匀性，导致最终产品的力学性能降低，而且低熔 点成分会引发不同步熔融，影响熔体均匀的同时，提前熔融可能造成螺杆环结，影响纺丝的稳定。
然而在黑色聚酯工业丝生产中，在高喷丝孔剪切速率以及高的冷凝牵伸比条件下，碳材粒子向表层 迁移现象严重，出现碳粉内少外多的类“皮芯”分布结构，直接影响其力学性能以及产品色牢度指标， 同时引入碳材粒子的纺丝体系，其纺丝工艺势必不同于常规纺丝技术，碳材粒子的引入对熔体导热系数 的影响最为直接，在纺丝成型过程中对此忽略则会加剧纤维熔体沿径向温度差异，引起应力、取向等一 系列差宽化，最终导致纤维径向结晶差异变大，力学性能和尺寸稳定性较差，目前在纺丝成型过程中采 取有效工艺调整解决如上问题的方案未有报道公开。
因此，研究一种解决黑色聚酯工业丝力学性能差、色牢度不高和尺寸稳定性差等问题的方法具有十 分重要的意义。
技术实现要素：
本发明的目的是解决现有技术中黑色聚酯工业丝力学性能差、色牢度不高和尺寸稳定性差的问题， 提供一种黑色聚酯工业丝及其制备方法。本发明通过采用低剪切、缓和后加热和低风速高风温冷却工艺 制备黑色聚酯工业丝，通过以上工艺相互配合有效提高黑色聚酯工业丝中着色剂分散均匀性的同时减少 着色剂对聚酯熔体导热系数的影响，进而制得了力学性能优良、色牢度较高且尺寸稳定性好的黑色聚酯 工业丝。
为达到上述目的，本发明采用的方案如下：
一种黑色聚酯工业丝的制备方法，将含碳材的高粘聚酯熔体进行熔融纺丝制得黑色聚酯工业丝，其 中，高粘聚酯的特性粘度大于等于0.85dL/g；熔融纺丝时，喷丝孔处剪切速率为1200～1500s-1，后加热 器的温度为310～330℃，冷却的风温为20～35℃，冷却的风速为0.5～0.9m/s。
本发明通过采用低剪切、缓和后加热和低风速高风温冷却工艺制备黑色聚酯工业丝；
首先，降低剪切速率有效解决了碳材在纤维中分散和分布不匀的问题，高分子熔体在剪切作用下， 聚合物中所添加的低分子量或者共混粉体会向熔体表层发生迁移，尤其在纺丝的高剪切速率下，这种现 象尤其严重，对于添加碳材的情况，在高剪切速率下，碳材向纤维表面富集，一方面直接影响到纤维力 学性能，另一方面，在表面富集的碳材会影响纤维牢度尤其摩擦牢度；
其中，为剪切速率(s-1)，r为微孔半径(mm)，n为微孔数目，Q为泵供量(mm3/s)；
其中，P1表示纺丝液流经分配板的压力降(Pa)，L1表示孔长度(mm)，d1表示孔直径(mm)，η1为熔体 粘度(Pa·s)，q1表示通过分配板的单孔体积流量(mm3/s)；
由上述公式可知，增大喷丝板孔径是降低剪切速率最为合理的方法，而在实际生产中不希望纺丝压 力降发生改变，而决定压力降的参数是熔体粘度、孔径和孔长，添加碳材后的熔体粘度显著增大，可以 通过减小喷丝孔长和增大喷丝孔径来消除粘度增大带来的影响，降低剪切速率，提高碳材在纤维中分散 和分布的均匀性，进而提高纤维的力学性能和色牢度；
其次，缓和后加热工艺可以保证熔体出喷丝板后的熔体粘度及强度，维持稳定的喷头拉伸，工业丝 生产中，后加热目的在于补偿熔体出喷丝板后热量损失，防止熔体温度骤降所导致的粘度突增、拉伸困 难，影响生产稳定性及纤维品质，在一般工业丝生产中，后加热温度为330～350℃，而在添加碳材的工 业丝生产中，由于碳材导热系数优良，将其引入熔体体系后，熔体在强热辐射下，吸收热量速率显著提 高，针对此，在后加热环节，本发明将其温度适当调低，以缓和因导热系数变化引起的强吸热，避免熔 体粘度过低，熔体强度下降导致的纤维力学性能降低以及断头、毛丝甚至粘板等恶化纺况；
最后，低风速高风温冷却工艺能够缓和冷却环境，降低纤维径向结构不匀，提高纤维力学性能和尺 寸稳定性，具体机理如下：
在熔融纺丝过程中，聚合物熔体细流从出喷丝板到冷凝固化的过程中，由于纤维内外散热差异在纤 维的径向存在温度梯度差，公式如下：
其中，为径向温度梯度，ξ表示无因次轴向坐标，θ表示无因次温度，h为纤维平均表面传热系 数，k为熔体导热系数，r为距离纤维中心距离，R为纤维半径，Tr为半径r处温度，To为周围温度，Ts为 纺丝温度；
由以上公式可以看出，纺丝时纤维从外至内存在温度梯度，且表层温度低于内部温度；
当T>Tm时，
η(v)＝(AMW)3.35exp[B/T(r)+273)]；
当T<Tm时，
η(r)＝(AMW)3.35exp[B/T(r)+273)][a(c/coc)b]；
其中，Tm为聚合物熔点；η(r)为半径r处熔体粘度；A、B、a和b为特定常数参数；MW表示重均分 子量；c为结晶度；cw表示无穷大时结晶度；
由以上公式可以看出，对于同质聚合物而言，熔体粘度与温度成反比关系，温度高则熔体粘度低， 也就是纤维从外至内熔体粘度逐渐降低，表层粘度大于内部粘度；
其中，表示纺丝速度梯度；
由该公式可以看出，纺丝速度梯度恒定，应力与熔体粘度成正比关系，应力从表层至内层逐渐降低；
其中，f(r)为取向，Δn表示双折射率，Δ0表示特性双折射率，为常数；C表示应力光学系数，为常 数；
由该公式可以看出，取向与应力成正比，纤维外层取向大于内层，取向将诱导结晶，进而造成内外 结晶不同，引起结构差异；
由以上分析可以看出，径向温度差与熔体导热系数密切相关，其他条件不发生变化时，当熔体导热 系数增大时，其径向温度梯度差更加严重，在含碳材的工业丝生产中，由于碳材导热系数优良，将其引 入熔体体系后，熔体在强热辐射下，吸收热量速率显著提高，因而径向温度差增大，纤维径向结构差异 较大；
现有技术冷却的风速一般为0.9m/s以上，风温一般为20℃，本发明风速较低、风温较高，有效缓 和了冷却环境，在添加碳材的纺丝熔体体系，其导热系数增大，在吹风冷却时，其冷却速率必然将远远 快于常规无添加熔体，采用常规的冷却工艺，其风温较低，风速较快，也就是其吹风工艺对于功能熔体 体系来讲，加剧了其散热冷却速率，而纤维本身沿径向存在温度梯度，表层冷却过快，则纤维内外温差 增大，导致其应力、取向、结晶沿纤维径向差异更加明显，本发明通过降低吹风风速，提高冷却风温， 使纤维的冷却环境更加温和，来补偿因碳材引起的导热系数增大，散热速率加快引起的负面影响，降低 了纤维径向结构不匀，进而提高了纤维的力学性能和尺寸稳定性。
作为优选的方案：
如上所述的一种黑色聚酯工业丝的制备方法，一辊速度为600～650m/min，热辊后牵伸倍率为5.4～5.7 倍，一辊至五辊的温度分别为65～70℃、95～100℃、125～130℃、225～235℃和135～150℃；
本发明采用低热辊后牵伸工艺，碳材引入聚合物体系后，会起到结晶成核剂的作用，加速结晶速率， 晶粒尺寸变大，结晶过快，结晶度过高，导致纤维刚性增强，这不利于后牵伸稳定且影响纤维强力，而 对于聚合物结晶速率，温度是一重要影响因素，本发明通过适当降低热辊温度，从而减缓结晶速率，可 以避免因结晶引起的难以牵伸、纤维力学性能差的问题。
如上所述的一种黑色聚酯工业丝的制备方法，含碳材的高粘聚酯熔体中碳材的质量分数为 0.5～0.8％，其中熔体中碳材的质量分数的下限是达到功能要求的下限，即碳材的质量分数只有达到0.5％ 以上，才能得到黑色聚酯工业丝，而上限是强力保证的上限，即碳材的质量分数只有在0.8％以下，得到 的黑色聚酯工业丝的强力才能满足使用要求。
如上所述的一种黑色聚酯工业丝的制备方法，含碳材的高粘聚酯熔体是通过将碳材母粒与聚酯I共 混后熔融制得的，聚酯I的特性粘度为0.85～1.05dL/g，碳材母粒主要由碳材和特性粘度0.50～0.85dL/g 的聚酯II组成。
如上所述的一种黑色聚酯工业丝的制备方法，碳材母粒中碳材的质量分数为20～40％，聚酯I和聚 酯II都为PET。
如上所述的一种黑色聚酯工业丝的制备方法，碳材为炭黑、碳纳米管和石墨烯中的一种以上，炭黑 的粒径<20nm，碳纳米管的长度<3μm，直径<50nm，石墨烯的直径<3μm，厚度<10nm。
本发明还提供了采用如上任一项所述的一种黑色聚酯工业丝的制备方法制得的黑色聚酯工业丝，黑 色聚酯工业丝中的碳材与加入高粘聚酯熔体中之前的碳材相比，统计平均尺寸之差小于等于10m，最大 尺寸之差小于50nm；碳材在黑色聚酯工业丝表层的含量与在黑色聚酯工业丝中心的含量之差小于 0.5wt％。
作为优选的方案：
如上所述的黑色聚酯工业丝，黑色聚酯工业丝的单丝纤度为3～10dtex，断裂强度>7.8cN/dtex，断裂 伸长率为12.5％～15％，本发明由于提高了碳材在纤维中的分散和分布均匀性，同时减少了碳材对聚酯熔 体导热系数的影响，因而提高了黑色聚酯工业丝的力学性能。
如上所述的黑色聚酯工业丝，黑色聚酯工业丝的耐水洗色牢度为4级以上，耐摩擦色牢度为4级以 上，本发明由于提高了碳材在纤维中的分散和分布均匀性，避免了碳材在黑色聚酯工业丝表面富集，因 而提高了黑色聚酯工业丝的色牢度。
如上所述的黑色聚酯工业丝，黑色聚酯工业丝用于汽车、航空安全带、海洋缆绳、吊装带或篷盖布 领域。
有益效果：
(1)本发明的一种黑色聚酯工业丝的制备方法，有效解决了碳材在聚酯中的分散和分布均匀性差 的问题，提高了黑色聚酯工业丝的力学性能和色牢度；
(2)本发明的一种黑色聚酯工业丝的制备方法，有效避免了碳材的加入对聚酯熔体导热系数的影 响，提高了黑色聚酯工业丝的力学性能和尺寸稳定性；
(3)本发明的一种黑色聚酯工业丝的制备方法，简单易行，极具推广价值；
(4)本发明制得的一种黑色聚酯工业丝，综合性能优良，力学性能和尺寸稳定性好，色牢度高。
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
一种黑色聚酯工业丝的制备方法，主要步骤如下：
(1)制备含炭黑的高粘聚酯熔体：将炭黑母粒与特性粘度为1.05dL/g的PET共混后熔融制得含炭 黑的高粘聚酯熔体，其中，炭黑母粒由质量分数为20％且平均粒径为10nm的炭黑和特性粘度为0.50dL/g 的PET组成；
(2)将含0.5wt％炭黑的高粘聚酯熔体进行熔融纺丝制得黑色聚酯工业丝；
熔融纺丝主要工艺参数为：喷丝孔处剪切速率为1500s-1，后加热器的温度为330℃，冷却的风温为20℃，冷却的风速为0.9m/s，一辊速度为650m/min，热辊后牵伸倍率为5.7倍，一辊至五辊的温度分别 为70℃、100℃、130℃、235℃和150℃。
最终制得的黑色聚酯工业丝的单丝纤度为3dtex，断裂强度为7.80cN/dtex，断裂伸长率为12.5％， 耐水洗色牢度为4级，耐摩擦色牢度为4级，黑色聚酯工业丝中的炭黑与加入高粘聚酯熔体中之前的炭 黑相比，统计平均尺寸之差为10nm，最大尺寸之差为40nm；炭黑在黑色聚酯工业丝表层的含量与在黑 色聚酯工业丝中心的含量之差为0.45wt％；制得的黑色聚酯工业丝用于篷盖布领域。
对比例1
一种黑色聚酯工业丝的制备方法，基本与实施例1相同，不同之处在于纺丝时喷丝孔处剪切速率为 1800s-1，最终制得的黑色聚酯工业丝的单丝纤度为3dtex，断裂强度为7.6cN/dtex，断裂伸长率为12.1％， 耐水洗色牢度为4级，耐摩擦色牢度为3-4级，黑色聚酯工业丝中的炭黑与加入高粘聚酯熔体中之前的 炭黑相比，统计平均尺寸之差为20nm，最大尺寸之差为60nm；炭黑在黑色聚酯工业丝表层的含量与在 黑色聚酯工业丝中心的含量之差为5wt％。
将实施例1与对比例1进行对比可以看出，实施例1制备的工业丝性能指标优异，且炭黑分散和分 布均匀，这是因为实施例1的剪切速率较低，会减弱因剪切导致的炭黑向表面迁移，纤维沿直径方向炭 黑浓度梯度小，分布均匀。
对比例2
一种黑色聚酯工业丝的制备方法，基本与实施例1相同，不同之处在于纺丝时后加热温度为350℃， 最终制得的黑色聚酯工业丝的单丝纤度为3dtex，断裂强度6.8cN/dtex，断裂伸长率为12.6％，耐水洗色 牢度为4级，耐摩擦色牢度为4级，黑色聚酯工业丝中的炭黑与加入高粘聚酯熔体中之前的炭黑相比， 统计平均尺寸之差为25nm，最大尺寸之差为70nm；碳材在黑色聚酯工业丝表层的含量与在黑色聚酯工 业丝中心的含量之差为0.76wt％。
将实施例1与对比例2进行对比可以看出，实施例1制备的工业丝强力指标优异，这是因为实施例 1的后加热温度较低，可以缓和因导热系数变化引起的强吸热，避免因熔体粘度过低而导致熔体不稳定 和纺丝成品强力低下。
对比例3
一种黑色聚酯工业丝的制备方法，基本与实施例1相同，不同之处在于冷却的风速为1.0m/s，风温 为18℃，最终制得的黑色聚酯工业丝的单丝纤度为3dtex，断裂强度为7.1cN/dtex，断裂伸长率为11.8％， 耐水洗色牢度为4级，耐摩擦色牢度为3-4级，黑色聚酯工业丝中的碳材与加入高粘聚酯熔体中之前的 炭黑相比，统计平均尺寸之差为20nm，最大尺寸之差为60nm；炭黑在黑色聚酯工业丝表层的含量与在 黑色聚酯工业丝中心的含量之差为0.5wt％。
将实施例1与对比例3进行对比可以看出，实施例1其强力明显优异，且炭黑分布更均匀，这是因 为实施例1风速较低、风温较高，有效缓和了冷却环境，纤维径向结构更加均匀。
实施例2
一种黑色聚酯工业丝的制备方法，主要步骤如下：
(1)制备含炭黑的高粘聚酯熔体：将炭黑母粒与特性粘度为0.85dL/g的PET共混后熔融制得含炭 黑的高粘聚酯熔体，其中，炭黑母粒由质量分数为30％且平均粒径为15nm的炭黑和特性粘度为0.85dL/g 的PET组成；
(2)将含0.6wt％炭黑的高粘聚酯熔体进行熔融纺丝制得黑色聚酯工业丝；
熔融纺丝主要工艺参数为：喷丝孔处剪切速率为1200s-1，后加热器的温度为310℃，冷却的风温为 35℃，冷却的风速为0.5m/s，一辊速度为600m/min，热辊后牵伸倍率为5.4倍，一辊至五辊的温度分别 为65℃、95℃、125℃、225℃和135℃。
最终制得的黑色聚酯工业丝的单丝纤度为5dtex，断裂强度为9.8cN/dtex，断裂伸长率为15％，耐水 洗色牢度为5级，耐摩擦色牢度为5级，黑色聚酯工业丝中的炭黑与加入高粘聚酯熔体中之前的炭黑相 比，统计平均尺寸之差为5nm，最大尺寸之差为10nm；炭黑在黑色聚酯工业丝表层的含量与在黑色聚 酯工业丝中心的含量之差为0.35wt％；制得的黑色聚酯工业丝用于航空安全带领域。
实施例3
一种黑色聚酯工业丝的制备方法，主要步骤如下：
(1)制备含碳纳米管的高粘聚酯熔体：将碳纳米管母粒与特性粘度为1.02dL/g的PET共混后熔融 制得含碳纳米管的高粘聚酯熔体，其中，碳纳米管母粒由质量分数为40％、平均长度为2μm且平均直 径为30nm的碳纳米管和特性粘度为0.65dL/g的PET组成；
(2)将含0.8wt％碳纳米管的高粘聚酯熔体进行熔融纺丝制得黑色聚酯工业丝；
熔融纺丝主要工艺参数为：喷丝孔处剪切速率为1500s-1，后加热器的温度为315℃，冷却的风温为 25℃，冷却的风速为0.7m/s，一辊速度为650m/min，热辊后牵伸倍率为5.7倍，一辊至五辊的温度分别 为67℃、96℃、127℃、228℃和139℃。
最终制得的黑色聚酯工业丝的单丝纤度为8dtex，断裂强度为8.2cN/dtex，断裂伸长率为14.0％，耐 水洗色牢度为5级，耐摩擦色牢度为5级，黑色聚酯工业丝中的碳纳米管与加入高粘聚酯熔体中之前的 碳纳米管相比，统计平均尺寸之差为8nm，最大尺寸之差为30nm；碳纳米管在黑色聚酯工业丝表层的 含量与在黑色聚酯工业丝中心的含量之差为0.4wt％；制得的黑色聚酯工业丝用于汽车领域。
实施例4
一种黑色聚酯工业丝的制备方法，主要步骤如下：
(1)制备含石墨烯的高粘聚酯熔体：将石墨烯母粒与特性粘度为0.95dL/g的PET共混后熔融制得 含石墨烯的高粘聚酯熔体，其中，石墨烯母粒由质量分数为35％、平均直径为2μm且平均厚度为8nm 的石墨烯和特性粘度为0.75dL/g的PET组成；
(2)将含0.7wt％石墨烯的高粘聚酯熔体进行熔融纺丝制得黑色聚酯工业丝；
熔融纺丝主要工艺参数为：喷丝孔处剪切速率为1300s-1，后加热器的温度为320℃，冷却的风温为 20℃，冷却的风速为0.5m/s，一辊速度为620m/min，热辊后牵伸倍率为5.5倍，一辊至五辊的温度分别 为70℃、100℃、130℃、235℃和150℃。
最终制得的黑色聚酯工业丝的单丝纤度为10dtex，断裂强度为8.7cN/dtex，断裂伸长率为14.5％， 耐水洗色牢度为4-5级，耐摩擦色牢度为4-5级，黑色聚酯工业丝中的石墨烯与加入高粘聚酯熔体中之 前的石墨烯相比，统计平均尺寸之差为9nm，最大尺寸之差为40nm；石墨烯在黑色聚酯工业丝表层的 含量与在黑色聚酯工业丝中心的含量之差为0.45wt％；制得的黑色聚酯工业丝用于海洋缆绳领域。
实施例5
一种黑色聚酯工业丝的制备方法，主要步骤如下：
(1)制备含炭黑和碳纳米管的高粘聚酯熔体：将混合母粒与特性粘度为1.05dL/g的PET共混后熔 融制得含炭黑和碳纳米管的高粘聚酯熔体，其中，混合母粒由质量分数为25％的混合物和特性粘度为 0.85dL/g的PET组成，混合物为质量比1:1的炭黑和碳纳米管的混合物，炭黑的平均粒径为10nm，碳 纳米管的平均长度为0.5μm，平均直径为10nm；
(2)将含炭黑和碳纳米管的高粘聚酯熔体进行熔融纺丝制得黑色聚酯工业丝；
熔融纺丝主要工艺参数为：喷丝孔处剪切速率为1280s-1，后加热器的温度为310℃，冷却的风温为 35℃，冷却的风速为0.5m/s，一辊速度为630m/min，热辊后牵伸倍率为5.4倍，一辊至五辊的温度分别 为65℃、95℃、125℃、225℃和135℃。
最终制得的黑色聚酯工业丝的单丝纤度为8dtex，断裂强度为8.8cN/dtex，断裂伸长率为15％，耐水 洗色牢度为5级，耐摩擦色牢度为5级，黑色聚酯工业丝中的炭黑和碳纳米管与加入高粘聚酯熔体中之 前的炭黑和碳纳米管相比，统计平均尺寸之差为6nm，最大尺寸之差为20nm；炭黑和碳纳米管在黑色 聚酯工业丝表层的含量与在黑色聚酯工业丝中心的含量之差为0.35wt％；制得的黑色聚酯工业丝用于吊 装带领域。
实施例6
一种黑色聚酯工业丝的制备方法，主要步骤如下：
(1)制备含炭黑的高粘聚酯熔体：将炭黑母粒与特性粘度为0.95dL/g的PET共混后熔融制得含炭 黑的高粘聚酯熔体，其中，炭黑母粒由质量分数为20％且平均粒径为15nm的炭黑和特性粘度为0.85dL/g 的PET组成；
(2)将含0.5wt％炭黑的高粘聚酯熔体进行熔融纺丝制得黑色聚酯工业丝；
熔融纺丝主要工艺参数为：喷丝孔处剪切速率为1350s-1，后加热器的温度为330℃，冷却的风温为 30℃，冷却的风速为0.7m/s，一辊速度为600m/min，热辊后牵伸倍率为5.7倍，一辊至五辊的温度分别 为65℃、95℃、128℃、230℃和145℃。
最终制得的黑色聚酯工业丝的单丝纤度为5dtex，断裂强度为8.4cN/dtex，断裂伸长率为13.5％，耐 水洗色牢度为4-5级，耐摩擦色牢度为4-5级，黑色聚酯工业丝中的炭黑与加入高粘聚酯熔体中之前的 炭黑相比，统计平均尺寸之差为8nm，最大尺寸之差为35nm；炭黑在黑色聚酯工业丝表层的含量与在 黑色聚酯工业丝中心的含量之差为0.4wt％；制得的黑色聚酯工业丝用于汽车领域。
实施例7
一种黑色聚酯工业丝的制备方法，主要步骤如下：
(1)制备含炭黑的高粘聚酯熔体：将炭黑母粒与特性粘度为1.05dL/g的PET共混后熔融制得含炭 黑的高粘聚酯熔体，其中，炭黑母粒由质量分数为30％且平均粒径为10nm的炭黑和特性粘度为0.65dL/g 的PET组成；
(2)将含0.8wt％炭黑的高粘聚酯熔体进行熔融纺丝制得黑色聚酯工业丝；
熔融纺丝主要工艺参数为：喷丝孔处剪切速率为1400s-1，后加热器的温度为310℃，冷却的风温为 20℃，冷却的风速为0.6m/s，一辊速度为650m/min，热辊后牵伸倍率为5.4倍，一辊至五辊的温度分别 为65℃、97℃、125℃、227℃和138℃。
最终制得的黑色聚酯工业丝的单丝纤度为7dtex，断裂强度为8.6cN/dtex，断裂伸长率为12.5％，耐 水洗色牢度为4-5级，耐摩擦色牢度为4-5级，黑色聚酯工业丝中的炭黑与加入高粘聚酯熔体中之前的 炭黑相比，统计平均尺寸之差为7nm，最大尺寸之差为30nm；炭黑在黑色聚酯工业丝表层的含量与在 黑色聚酯工业丝中心的含量之差为0.38wt％；制得的黑色聚酯工业丝用于吊装带领域。
实施例8
一种黑色聚酯工业丝的制备方法，主要步骤如下：
(1)制备含碳纳米管的高粘聚酯熔体：将碳纳米管母粒与特性粘度为1.05dL/g的PET共混后熔融 制得含碳纳米管的高粘聚酯熔体，其中，碳纳米管母粒由质量分数为28％、平均长度为1μm且平均直 径为20nm的碳纳米管和特性粘度为0.85dL/g的PET组成；
(2)将含0.7wt％碳纳米管的高粘聚酯熔体进行熔融纺丝制得黑色聚酯工业丝；
熔融纺丝主要工艺参数为：喷丝孔处剪切速率为1200s-1，后加热器的温度为315℃，冷却的风温为 28℃，冷却的风速为0.5m/s，一辊速度为600m/min，热辊后牵伸倍率为5.6倍，一辊至五辊的温度分别 为67℃、96℃、127℃、228℃和137℃。
最终制得的黑色聚酯工业丝的单丝纤度为6dtex，断裂强度为9.2cN/dtex，断裂伸长率为14.5％，耐 水洗色牢度为5级，耐摩擦色牢度为5级，黑色聚酯工业丝中的碳纳米管与加入高粘聚酯熔体中之前的 碳纳米管相比，统计平均尺寸之差为5nm，最大尺寸之差为15nm；碳材在黑色聚酯工业丝表层的含量 与在黑色聚酯工业丝中心的含量之差为0.35wt％；制得的黑色聚酯工业丝用于航空安全带领域。