本发明涉及纺丝的
技术领域：
，特别涉及一种高可纺性尼龙组合物及其制备尼龙纤维的方法。
背景技术：
：尼龙纤维又称为聚酰胺纤维，是世界上最早发展和最早实现工业化的合成纤维，具有强度高、耐磨性好、弹性回复率好，吸湿性能优良等特点，被广泛应用于汽车用纺织品、过滤材料和特种军用纺织品等领域。生产尼龙纤维的常用方法为熔融纺丝法，生产单丝纤度较粗的纤维时，从组件孔挤出的熔融聚合物冷却非常缓慢，为了提高纺丝和牵伸时的稳定性，就需要降低纺丝温度，同时降低牵引速度。然而降低纺丝温度虽然可以达到促使挤出的熔融聚合物冷却的目的，但是同时容易出现丝束急冷、固化，无法顺利进行高分子取向的问题，造成后续的工序容易出现难以牵伸、断头的现象，降低聚合物的可纺性和生产效率。技术实现要素：有鉴于此，本发明目的在于提供一种可纺性好、生产效率高的制备尼龙纤维的组合物和使用该组合物制备尼龙纤维的方法。为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：本发明提供了一种高可纺性尼龙组合物，包括如下重量份的组分：尼龙95～100份、铜化合物0.01～0.1份、2-疏基苯并咪唑0.1～0.5份；优选的尼龙为尼龙6、尼龙66、尼龙612和尼龙610中的任意一种或几种的混合物；优选的铜化合物为卤化铜。优选的铜化合物为碘化铜和/或氯化铜。优选的包括0.2～0.4份的2-疏基苯并咪唑。本发明提供了一种利用上述方案所述组合物制备尼龙纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：将尼龙纤维、铜化合物和2-疏基苯并咪唑熔融挤出；将所述挤出熔体过滤之后进行纺丝，得到尼龙纤维；优选的纺丝的温度为270～290℃；优选的纺丝完成后还包括牵伸的步骤；优选牵伸的速度为500～650m/min；优选的牵伸的倍数为4～4.5倍；本发明提供了一种利用上述方法制备的尼龙纤维；优选的尼龙纤维的单丝纤度为20～40d；优选的尼龙纤维的强度为7.5～8.0g/d；优选的尼龙纤维的伸长率为20～25％。本发明提供了一种高可纺性尼龙组合物，包括如下重量份的组分：尼龙95～100份、铜化合物0.01～0.1份、2-疏基苯并咪唑0.1～0.5份。本发明利用铜化合物增强尼龙的耐热性，利用2-疏基苯并咪唑改善铜化合物的分散性和热稳定性，本发明提供的尼龙组合物可纺性好，可以承受较高纺丝温度和牵伸速度，且牵伸断头次数少，可以在控制高分子取向的同时，提高制得的尼龙纤维强度和伸长率。本发明提供的使用上述尼龙组合物制备尼龙纤维的方法步骤简单、生产效率高，成本低廉，易于规模化生产。本发明利用上述方案制备得到的尼龙纤维单丝纤度为20～40d，强度为7.5～8.0g/d，伸长率为20～25％，性能优异。具体实施方式本发明提供了一种高可纺性尼龙组合物，包括如下重量份的组分：尼龙95～100份、铜化合物0.01～0.1份、2-疏基苯并咪唑0.1～0.5份。本发明提供的高可纺性尼龙组合物包括尼龙95～100重量份，优选为96～98重量份。在本发明中，所述尼龙优选为尼龙6、尼龙66、尼龙612和尼龙610中的任意一种或几种的混合物；所述尼龙的混合物优选为2～3种上述尼龙的混合物，更优选为尼龙6和尼龙66的混合物或尼龙612和尼龙610的混合物。在本发明中，所述尼龙的相对粘度优选为3.3～3.5，更优选为3.35～3.45。本发明提供的高可纺性尼龙组合物包括铜化合物0.01～0.1重量份，优选为0.02～0.06重量份，更优选为0.03重量份。在本发明中，所述铜化合物优选为卤化铜，更优选为碘化铜和/或氯化铜。本发明在尼龙中添加铜化合物，增强尼龙的耐候性和耐热性，提高尼龙组合物的纺丝温度和牵引速度，提高尼龙的可纺性。本发明提供的高可纺性尼龙组合物2-疏基苯并咪唑0.1～0.5重量份，优选为0.2～0.4重量份，更优选为0.3重量份。在本发明中，所述2-疏基苯并咪唑与铜化合物的重量比优选为1:8～10，更优选为1:9。本发明利用2-疏基苯并咪唑提高铜化合物的分散性和热稳定性，使铜化合物能够均匀的分散在尼龙中，进一步提高组合物的可纺性。本发明提供了一种利用上述方案所述组合物制备尼龙纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：将尼龙纤维、铜化合物和2-疏基苯并咪唑熔融挤出；将所述挤出熔体过滤之后进行纺丝，得到尼龙纤维。本发明将尼龙纤维、铜化合物和2-疏基苯并咪唑熔融挤出。在本发明中，所述熔融温度优选为270～290℃，更优选为275～285℃。本发明优选通过螺杆挤压机将组合物熔融挤出，组合物进入螺杆挤压机内，通过安装在螺杆套筒上的加热元件进行加热，使切片受热熔化，在本发明中，螺杆挤压机优选包括5个加热区，第一至第五加热区的温度依次优选为260～275℃、275～285℃、270～290℃、275～290℃、275～290℃，更优选为265℃、280℃、270℃、280℃、280℃。熔融挤出完成后，本发明将挤出熔体过滤之后进行纺丝，得到尼龙纤维。本发明优选使用金属无纺布进行过滤，所述金属无纺布的平均孔径优选为15～25μm，更优选为18～22μm；本发明通过过滤去除组合物熔体中的杂质及凝胶粒子，避免了其中的杂质及凝胶粒子影响纺丝效果，堵塞喷丝孔；本发明将挤出熔体过滤后进行纺丝，得到尼龙纤维。在本发明中，所述纺丝的温度优选为270～290℃，更优选为275～285℃；本发明优选使用孔径为0.5～0.7mm、孔数为13～15的纺丝组件进行纺丝，更优选为孔径0.6mm，孔数为14的组件。纺丝完成后，本发明优选将自纺丝组件的喷丝孔中挤出的熔体细流进行冷却、牵伸。在本发明中，所述冷却方式为侧吹风，所述侧吹风的高度优选为2.0～2.2m，更优选为2.1m；所述侧吹风的温度优选为16～18℃，更优选为17℃；所述侧吹风冷却优选为湿度为85～95％的环境中进行，更优选为湿度90％；本发明通过冷却降温使自喷丝孔挤出的熔体凝固成形，自纺丝组件的喷丝孔中挤出的熔体细流经过冷却变形区，在距喷丝板50～150cm处被冷却凝团。在本发明中，所述牵伸的速度优选为500～650m/min，更优选为550～600m/min；所述牵伸的倍数优选为4～4.5倍，更优选为4.2～4.3倍；所述牵伸的温度优选为190～200℃，更优选为195℃。在本发明中，所述牵伸完成后，优选还包括卷绕的步骤，通过卷绕步骤在卷绕机上将尼龙纤维卷绕成丝饼，制成纤维丝束成品。在本发明中，所述卷绕的速度优选为2000～2500m/min，更优选为2100～2400m/min，最优选为2200～2300m/min。本发明提供的制备尼龙纤维的方法纺丝温度高、纺丝牵伸速度快，牵伸倍率高，提高了纺丝过程的生产效率。本发明提供了一种利用上述方法制备的尼龙纤维。在本发明中，所述尼龙纤维的单丝纤度优选为20～40d，更优选为25～35d；所述尼龙纤维的强度优选为7.5～8.0g/d，更优选为7.7～7.9g/d；所述尼龙纤维的伸长率优选为20～25％，更优选为22～23％。下面结合实施例对本发明提供的高可纺性尼龙组合物及制备尼龙纤维的方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。实施例1将100重量份相对粘度3.40的尼龙6切片，与0.03重量份碘化铜和0.3重量份2-巯基苯并咪唑，一同挤出螺杆，螺杆的设定温度为：265℃、280℃、270℃、275℃、275℃，利用平均孔径20μm的金属无纺布过滤之后，使用孔径0.65mm、孔数14的组件进行纺丝，之后在侧吹风高度为2.1米，在侧吹风温度17℃、湿度90％的环境下冷却，在牵引速度为500m/min、温度195℃的条件下牵伸4.5倍数进行拉伸，在卷绕速度为2014m/min下卷取，得到单丝纤度30d的尼龙纤维。记录纺丝过程中牵伸断头的次数；按照GB/T14344-2008(化学纤维、长丝拉伸性能试验方法)检测所得尼龙纤维的强度和伸长率，列于表1中。实施例2将100重量份相对粘度3.40的尼龙6切片，与0.05重量份碘化铜和0.2重量份2-巯基苯并咪唑，一同挤出螺杆，螺杆的设定温度为：265℃、280℃、270℃、275℃、275℃，利用平均孔径20μm的金属无纺布过滤熔体，之后使用孔径0.65mm、孔数14的组件进行纺丝，之后在吹风高度为2.1米，在侧吹风温度17℃、湿度90％的环境下冷却，在牵引速度为550m/min.、温度195℃的情况下牵伸4.45倍数进行拉伸，在卷绕速度为2178m/min下卷取，得到单丝纤度30d的尼龙纤维。记录纺丝过程中牵伸断头的次数；按照实施例中的方法检测所得尼龙纤维的强度和伸长率，列于表1中。实施例3将100重量份相对粘度3.40的尼龙66切片，与0.03重量份碘化铜和0.3重量份2-巯基苯并咪唑，一同挤出螺杆，螺杆的设定温度为：265℃、280℃、270℃、280℃、280℃，利用平均孔径20μm的金属无纺布过滤熔体，之后使用孔径0.65mm、孔数14的组件进行纺丝，之后在吹风高度为2.1米，在侧吹风温度17℃、湿度90％的环境下冷却，在牵引速度为500m/min.、温度195℃的情况下牵伸4.5倍，在卷绕速度为2014m/min下卷取，得到单丝纤度30d的尼龙纤维。记录纺丝过程中牵伸断头的次数；按照实施例中的方法检测所得尼龙纤维的强度和伸长率，列于表1中。实施例4将100重量份相对粘度3.40的尼龙612切片，与0.06重量份碘化铜和0.5重量份2-巯基苯并咪唑，一同挤出螺杆，螺杆的设定温度为：265℃、280℃、270℃、275℃、275℃，利用平均孔径20μm的金属无纺布过滤之后，使用孔径0.65mm、孔数14的组件进行纺丝，吹风高度为2.1米，在侧吹风温度17℃、湿度90％的环境下冷却，之后在牵引速度为550m/min.、温度195℃的情况下牵伸4.45倍，在卷绕速度为2178m/min下卷取，得到单丝纤度30d的尼龙纤维。记录纺丝过程中牵伸断头的次数；按照实施例中的方法检测所得尼龙纤维的强度和伸长率，列于表1中。实施例5将100重量份相对粘度3.40的尼龙6切片，与0.03重量份碘化铜和0.1重量份2-巯基苯并咪唑，一同挤出螺杆，螺杆的设定温度为：265℃、280℃、270℃、275℃、275℃，利用平均孔径20μm的金属无纺布过滤熔体，使用孔径0.5mm、孔数21的组件进行纺丝，之后在吹风高度为2.1米，在侧吹风温度17℃、湿度90％的环境下冷却，之后在牵引速度为650m/min.、温度195℃的情况下牵伸4.25倍数，在卷绕速度为2417m/min下卷取，得到单丝纤度20d的尼龙纤维。记录纺丝过程中牵伸断头的次数；按照实施例中的方法检测所得尼龙纤维的强度和伸长率，列于表1中。实施例6采用熔融纺丝的方法，将100重量份相对粘度3.40的尼龙6切片，与0.03重量份碘化铜和0.3重量份2-巯基苯并咪唑，一同挤出螺杆，螺杆的设定温度为：265℃、280℃、270℃、270℃、270℃，利用平均孔径20μm左右的金属无纺布过滤之后，使用孔径0.65mm、孔数12的组件进行纺丝，吹风高度为2.1米，在侧吹风温度17℃、湿度90％的环境下冷却，之后用牵引速度为500m/min.、温度195℃的情况下3段牵伸4.5倍数进行拉伸，在卷绕速度为2003m/min下卷取，得到单丝纤度35d的尼龙纤维。记录纺丝过程中牵伸断头的次数；按照实施例中的方法检测所得尼龙纤维的强度和伸长率，列于表1中。对比例1将相对粘度3.40的尼龙6切片挤出螺杆，螺杆的设定温度为：265℃、280℃、270℃、280℃、280℃，利用平均孔径20μm的金属无纺布过滤熔体，使用孔径0.65mm、孔数14的组件进行纺丝，之后在侧吹风高度为2.1米，在侧吹风温度17℃、湿度90％的环境下冷却，冷却后在牵引速度为350m/min.、温度195℃的情况下牵伸4.75倍，在卷绕速度为1505m/min下卷取，得到单丝纤度30d的尼龙纤维。记录纺丝过程中牵伸断头的次数；按照实施例中的方法检测所得尼龙纤维的强度和伸长率，列于表1中。对比例2将相对粘度3.40的尼龙6切片挤出螺杆，螺杆的设定温度为：265℃、280℃、270℃、270℃、270℃，利用平均孔径20μm的金属无纺布过滤熔体，使用孔径0.65mm、孔数14的组件进行纺丝，之后在侧吹风高度为2.1米，在侧吹风温度17℃、湿度90％的环境下冷却，冷却后在牵引速度为400m/min.、温度195℃的情况下牵伸4.725倍，在卷绕速度为1710m/min下卷取，得到单丝纤度30d的尼龙纤维。记录纺丝过程中牵伸断头的次数；按照实施例中的方法检测所得尼龙纤维的强度和伸长率，列于表1中。对比例3将相对粘度3.40的尼龙66切片挤出螺杆，螺杆的设定温度为：265℃、280℃、270℃、255℃、255℃，利用平均孔径20μm的金属无纺布过滤熔体，之后使用孔径0.65mm、孔数14的组件进行纺丝，在侧吹风高度为2.1米，在侧吹风温度17℃、湿度90％的环境下冷却，冷却后在牵引速度为400m/min.、温度195℃的情况下牵伸4.73倍，在卷绕速度为1712m/min下卷取，得到单丝纤度30d的聚酰胺纤维。记录纺丝过程中牵伸断头的次数；按照实施例中的方法检测所得尼龙纤维的强度和伸长率，列于表1中。对比例4将相对粘度3.40的尼龙6切片挤出螺杆，螺杆的设定温度为：265℃、280℃、270℃、255℃、255℃，利用平均孔径20μm的金属无纺布过滤熔体，之后使用孔径0.65mm、孔数14的组件进行纺丝，之后侧吹风高度为2.1米，在侧吹风温度17℃、湿度90％的环境下冷却，冷却后在牵引速度为550m/min.、温度195℃的情况下牵伸4.35倍，在卷绕速度为2153m/min下卷取，得到单丝纤度30d的聚酰胺纤维。记录纺丝过程中牵伸断头的次数；按照实施例中的方法检测所得尼龙纤维的强度和伸长率，列于表1中。对比例5将100重量份相对粘度3.40的尼龙6切片，0.03重量份碘化铜和0.3重量份2-巯基苯并咪唑，一同挤出螺杆，螺杆的设定温度为：265℃、280℃、270℃、290℃、290℃，利用平均孔径20μm的金属无纺布过滤，之后使用孔径0.65mm、孔数14的组件进行纺丝，侧吹风高度为2.1米，在侧吹风温度17℃、湿度90％的环境下冷却，冷却后在牵引速度为550m/min.、温度195℃的情况下牵伸4.45倍，在卷绕速度为2190m/min下卷取，得到单丝纤度30d的聚酰胺纤维。记录纺丝过程中牵伸断头的次数；按照实施例中的方法检测所得尼龙纤维的强度和伸长率，列于表1中。对比例6将100重量份相对粘度3.40的尼龙6切片，0.03重量份碘化铜和0.3重量份2-巯基苯并咪唑，一同挤出螺杆，螺杆的设定温度为：265℃、280℃、270℃、275℃、275℃，利用平均孔径20μm的金属无纺布过滤之后，使用孔径0.65mm、孔数14的组件进行纺丝，侧吹风高度为2.1米，在侧吹风温度17℃、湿度90％的环境下冷却，冷却后在牵引速度为675m/min.、温度195℃的情况下牵伸4.3倍，在卷绕速度为2540m/min下卷取，得到单丝纤度30d的聚酰胺纤维。记录纺丝过程中牵伸断头的次数；按照实施例中的方法检测所得尼龙纤维的强度和伸长率，列于表1中。对比例7将100重量份相对粘度3.40的尼龙6切片，与0.03重量份碘化铜，一同挤出螺杆，螺杆的设定温度为：265℃、280℃、270℃、275℃、275℃，利用平均孔径20μm的金属无纺布过滤，之后使用孔径0.65mm、孔数14的组件进行纺丝，侧吹风高度为2.1米，在侧吹风温度17℃、湿度90％的环境下冷却，冷却后在牵引速度为550m/min.、温度195℃的情况下牵伸4.45倍，在卷绕速度为2175m/min下卷取，得到单丝纤度30d的聚酰胺纤维。记录纺丝过程中牵伸断头的次数；按照实施例中的方法检测所得尼龙纤维的强度和伸长率，列于表1中。对比例8将相对粘度3.40的尼龙6切片挤出螺杆，螺杆的设定温度为：265℃、280℃、270℃、270℃、270℃，利用平均孔径20μm的金属无纺布过滤之后，使用孔径0.5mm、孔数21的组件进行纺丝，在侧吹风高度为2.1米，在侧吹风温度17℃、湿度90％的环境下冷却，冷却后在牵引速度为500m/min.、温度195℃的情况下3段牵伸4.5倍，在卷绕速度为2014m/min下卷取，得到单丝纤度20d的聚酰胺纤维。记录纺丝过程中牵伸断头的次数；按照实施例中的方法检测所得尼龙纤维的强度和伸长率，列于表1中。实施例1～6及对比例1～8制备的尼龙纤维性能对比性能品种单丝纤度/d强度g/d伸长率％可纺性对比例1420D/14f307.221×对比例2420D/14f307.421.9×对比例3420D/14f307.222.5△～×对比例4420D/14f307.2521.1×对比例5420D/14f307.222.5×对比例6420D/14f307.4522.7×对比例7420D/14f307.221.5×对比例8420D/21f207.221△～×实施例1420D/14f307.724.5○～△实施例2420D/14f307.825.5○实施例3420D/14f307.725○～△实施例4420D/14f307.825.2○实施例5420D/21f207.925.7○～△实施例6420D/12f358.025.2○～△其中可纺性的表示为：12小时纺丝情况下断头次数1次以下的为○、2～3次的为○～△、4～6次的为△、6次以上为×。○～△以上的可纺性算良好，允许范围。根据表1中的内容可以看出，使用本发明本发明提供的尼龙组合物进行纺丝制备尼龙纤维，在纺丝温度较高、牵伸速度较快的情况下断头次数很少，说明本发明提供的组合物具有良好的可纺性，且得到的单丝纤度为20～40d的尼龙纤维强度和伸长率都较高，明显优于对比例。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
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的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3