本发明属于海水养殖网丝
技术领域：
，具体涉及海洋牧场用降耗减阻丝的制造方法。
背景技术：
：海洋牧场是指在一个特定的海域里，为了有计划地培养和管理渔业资源而设置的人工渔场。我国水产养殖总产量自1989年以来一直稳居世界首位，但是在自然资源、环境、人口以及生物技术、海洋工程、物流运输等多重压力下，海洋牧场的发展面临着更为严峻而复杂的挑战，主要问题包括：海洋牧场新材料技术落后、单位面积牧场化养殖产量总体较低等。传统海洋牧场技术已不适应我国海洋经济发展和海洋生态环境的要求，而现代海洋牧场建设恰恰是新一轮产业升级的举措，是一个重要发展方向。现有海洋牧场领域用纤维材料一般为普通聚乙烯单丝材料，它以高密度聚乙烯为原料，以热水为牵伸介质，采用传统熔融纺丝工艺生产。该材料原材料消耗大、综合性能(包括力学性能、耐磨性和耐冲击性)一般，其加工后的海洋牧场设施的水阻力大，无法满足浪高流急等恶劣海况下海洋牧场降耗减阻需求，严重制约着我国海洋牧场产业的发展。随着现代海洋牧场的迅速发展，海洋牧场领域对纤维新材料的需求日益增大。高性能降耗减阻丝可助力海洋牧场产业的节能减排，这对海洋牧场产业发展至关重要。聚酮(pok)是一种环保型高分子材料，可用于汽车、电子、产业材料零配件，但在我国海洋牧场领域以pok等特种材料为原料采用特种纺丝工艺生产降耗减阻丝的研究未见有公开研究报道，相关工作为本领域的一个技术难题。此外，海洋牧场领域与纺织领域、捕捞渔具领域等纺丝应用领域分属于不同的
技术领域：
，其纤维加工方法不适用于海洋牧场领域用降耗减阻丝制造方法，也难以满足海洋牧场的应用需求。在我国海洋牧场领域，以pok等特种材料为原料开展降耗减阻丝新材料研究意义重大。技术实现要素：本发明是为解决上述问题而进行的，提供一种海洋牧场用降耗减阻丝的制造方法，以减低海洋牧场产业的原材料消耗、提高海洋牧场用丝综合性能、减小海洋牧场设施的水阻力，满足浪高流急等恶劣海况下海洋牧场降耗减阻需求，推动我国海洋牧场产业的可持续健康发展。为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下，包括如下步骤：a、原料复合将按配方称量后的pok粒料、硬脂酸锌、硅酮粉、抗氧剂、白油预混合后倒入高速捏合锅中在500～550r/min的转速下进行高速捏合28min-50min，当高速捏合锅中混合料温度升至60℃即可出料，获得pok复合料；其中，硬脂酸锌添加量为pok粒料重量的0.6％-1.6％，硅酮粉添加量为pok粒料重量的1.2‰-3.2‰，抗氧剂添加量为pok粒料重量的1.9‰-3.3‰，白油添加量为pok粒料重量的5‰-6‰。b、熔融纺丝pok复合料经双螺杆挤出机在料筒电加热区的第ⅰ区、第ⅱ区、第ⅲ区、第ⅳ区、第ⅴ区、第ⅵ区、第ⅶ区、第ⅷ区、第ⅸ区、第ⅹ区的温控范围分别为70℃-95℃、130℃-145℃、135℃-145℃、170℃-185℃、210℃-225℃、220℃-230℃、220℃-230℃、240℃-260℃、250℃-270℃、270℃-290℃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258℃-283℃。本发明中，双螺杆挤出机的螺杆流道较普通双螺杆挤出机加长5cm-20cm。c、牵伸和热定型挤出的初生丝经冷却水箱10℃-26℃低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸，预牵伸丝经93℃-99℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊、120℃-130℃高温第二牵伸热风箱和第三牵伸热风箱进行三次热牵伸；牵伸总倍数控制在5-12倍后，经温度范围为118℃-140℃恒温箱热定型处理后收卷，得到降耗减阻丝束，该降耗减阻丝束经分丝机分丝为降耗减阻丝，分丝张力控制在降耗减阻丝断裂强力的3.3％-9.4％，获得所述海洋牧场用降耗减阻丝。优选的，步骤a中，pok粒料的熔融指数为6g/10min～40g/10min；硅酮粉的有机硅含量为65％-80％；抗氧剂为抗氧剂1010，挥发份≤0.5％且灰分≤0.1％。优选的，步骤b的熔融纺丝步骤中，喷丝板上喷丝孔的孔径为0.5mm，孔数为180孔。优选的，步骤c的牵伸和热定型步骤中，牵伸和热定型步骤中，第一牵伸水浴槽尺寸为3.3m长×0.9m宽×0.9m高、第二牵伸热风箱尺寸为5.0m长×0.9m宽×0.5m高、第三牵伸热风箱尺寸为3.0m长×0.9m宽×0.9m高；恒温箱尺寸为0.31m高×0.28m宽×2.0m长。优选的，步骤c的牵伸和热定型步骤中，热定型后，使用力矩电动机的收丝机收卷降耗减阻丝束。发明的作用与效果本发明创造了一种海洋牧场用降耗减阻丝的制造方法，在不同拉丝原料、不同拉丝工艺、不同生产成本等条件下进行大量开拓性创新试验论证，获得本发明技术方案，提高了海洋牧场用网丝的表面圆滑性、综合强度以及渔用适配性，具体如下：首先，原料配比方面，本发明在pok母料中添加特定比例的硬质酸锌和二甘醇二苯甲酸酯，大大改善了降耗减阻丝的圆度、流动性、可纺性与表面光滑度，提高了海洋牧场用降耗减阻丝的适配性与综合性能；添加特定比例的抗氧剂，提高了海洋牧场用降耗减阻丝的抗氧化与抗老化性能。其次，拉丝工艺方面，本发明在不同热牵伸介质、不同生产成本、不同牵伸倍数、不同原料条件下进行大量创新性试验论证，经过大量艰苦劳动才获得本发明的最终技术方案，确保产出的海洋牧场用降耗减阻丝可纺性好、综合性能好，产业化大生产中无断丝现象：如本发明采用特种比例的纳米级硅酮粉，这大大改进了产品的耐磨性，提高了产品的耐久性；本发明牵伸总倍数控制在5-12倍，其综合性能明显高于现有海洋牧场
技术领域：
普通聚乙烯单丝强度。根据本发明方法生产出的线密度为45tex的一种海洋牧场用降耗减阻丝的表面光滑、圆度好、强度高(其破断强度、结节强度分别高达9.50cn/dtex、6.53cn/dtex，其破断强度、结节强度较传统熔融纺丝工艺加工生产的普通聚乙烯单丝标准指标提高82.7％、81.3％)、抗冲击效果好(冲击强度增加26％以上)、耐磨性能显著。实验室试验或生产实践结果表明以本发明技术方案生产的产品加工海洋牧场设施网具，在保持网具强力不变的前提下，可使网具水阻力及原材料消耗减小并增加其抗冲击性能和耐磨性能；本发明产品可大幅度减少海洋牧场设施事故，实现海洋牧场设施的降耗减阻，助力水生生物资源利用，本发明技术效果非常显著，产品的产业化前景好。具体实施方式下面结合实施例对本发明进行详细描述。但下列实施例不应看作对本发明范围的限制。本实施例以一种线密度为45tex的海洋牧场用降耗减阻丝的制造方法为例，介绍本发明的具体实施方式。一、原料和设备本发明方法中所需原料和设备如下：聚酮(pok)粒料、硬脂酸锌、二甘醇二苯甲酸酯、硅酮粉、抗氧剂1010、白油原料和高速捏合机、计量泵、双螺杆挤出机设备。pok粒料熔融指数为6g/10min-40g/10min；硬脂酸锌添加量为pok粒料重量的0.6％-1.6％；硅酮粉的有机硅含量65％-80％，添加量为pok粒料重量的1.2‰-3.2‰；采用抗氧剂1010，挥发份≤0.5％且灰分≤0.1％，添加量为pok粒料重量的1.9‰-3.3‰；白油添加量为pok粒料重量的5‰-6‰。二、制备工艺本发明提供的海洋牧场用降耗减阻丝的制造方法，包括如下步骤：a、原料复合将按上述配方称量后的pok粒料、硬脂酸锌、硅酮粉、抗氧剂、白油预混合后倒入高速捏合锅中在500r/min的转速下进行高速捏合28min-50min，当高速捏合锅中混合料温度升至60℃即可出料，获得pok复合料。b、熔融纺丝pok复合料经双螺杆挤出机在料筒电加热区的第ⅰ区、第ⅱ区、第ⅲ区、第ⅳ区、第ⅴ区、第ⅵ区、第ⅶ区、第ⅷ区、第ⅸ区、第ⅹ区的温控范围分别为70℃-95℃、130℃-145℃、135℃-145℃、170℃-185℃、210℃-225℃、220℃-230℃、220℃-230℃、240℃-260℃、250℃-270℃、270℃-290℃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258℃-283℃，喷丝板上喷丝孔的孔径为0.5mm、孔数为180孔。c、牵伸和热定型挤出的初生丝经冷却水箱10℃-26℃低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸，预牵伸丝经93℃-99℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊、120℃-130℃高温第二牵伸热风箱和第三牵伸热风箱进行三次热牵伸，第一牵伸水浴槽尺寸为3.3m长×0.9m宽×0.9m高、第二牵伸热风箱尺寸为5.0m长×0.9m宽×0.5m高、第三牵伸热风箱尺寸为3.0m长×0.9m宽×0.9m高。牵伸总倍数控制在8倍后，经规格为0.31m高×0.28m宽×2.0m长恒温箱热定型处理后以使用力矩电动机的收丝机收卷降耗减阻丝束，恒温箱热定型处理温度范围为118℃-140℃。降耗减阻丝束经分丝机分丝为降耗减阻丝，分丝张力控制在降耗减阻丝断裂强力的3.3％-9.4％，这就获得了一种线密度为45tex海洋牧场用降耗减阻丝。该线密度为45tex的海洋牧场用降耗减阻丝的表面光滑，圆度好，强度高(其破断强度、结强分别高达9.50cn/dtex、6.53cn/dtex，其破断强度、结强较传统熔融纺丝工艺加工生产的普通聚乙烯单丝标准指标提高82.7％、81.3％)，抗冲击效果好(冲击强度增加26％以上)，耐磨性能显著。本发明中的配方为通过实验摸索的最优配方，该配方的温度适应性以及牵伸倍数适应性广，如下：表1pok降耗减阻丝的制备配方实施例1实施例2实施例3pok粒料(份)100100100硬质酸锌(份)1.51.51硅酮粉(份)1.52.03.0抗氧剂(份)111白油(份)0.50.60.5温度(℃)260260260牵伸倍数888而后以实施例2为例，对不同机头温度和牵伸倍数进行试验：表2不同纺丝工艺试验工艺参数实施例4实施例5实施例6机头温度260275285牵伸倍数588表3pok降耗减阻丝的物理性能通过表1、2、3的比对数据可以看出，硬质酸辛的添加，使得溶体的流动性变好，pok降耗减阻丝的断裂强度增大；而适量硅酮粉的引入不仅使得pok降耗减阻丝的断裂强度增大，还大大改进了产品的耐磨性。当机头温度升至285℃，由于熔体强度较低，喷丝板处易断丝。因此，机头温度越低(258-283℃)，牵伸倍数越大，pok降耗减阻丝的力学性能越好。本发明产品的综合性能优异，除本领域外，还可在建筑安全网、面粉加工筛网、捕捞渔具、深水网箱、养殖围栏等其他
技术领域：
使用。本发明可批量生产，产出的海洋牧场用降耗减阻丝、表面光滑、圆度好、破断强度与结强高、抗冲击强度高，在海洋牧场生产中使用可大幅度减少原材料消耗、设施水阻力、海洋牧场事故，实现海洋牧场的降耗减阻，助推节能减排，发展海洋牧场产业，本发明技术效果非常显著，综合效益明显。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。当前第1页12