专利名称：一种网具制作用复合丝加工方法
技术领域：
本发明涉及农业科学捕捞与渔业工程网具制作用复合丝加工方法。
背景技术：
农业科学捕捞与渔业工程技术领域的捕捞网具与渔业工程用网具为人类提供重要水产蛋白质做出了重要贡献；网具制作用基体纤维材料物理机械性能(如耐磨性、断裂强度性能和延伸性等)对网具作业中的能耗和水阻力等有着十分重要的影响，以耐磨、高强和延伸性合适的基体纤维材料制作的网具在捕捞与渔业工程生产使用可实现网具作业的节能减阻，推动渔业节能减排，发展低碳渔业，造福人类。普通乙纶单丝(简称PE单丝)为现有技术领域网具制作用主要基体纤维材料。现有技术领域网具制作用普通PE单丝以高密度聚乙烯(HDPE)树脂为原料、纺丝加热介质为水、采用传统的熔融纺丝工艺，导致普通PE单丝存在耐磨性偏低、断裂强度偏小以及适配性差的缺陷。由于普通PE单丝的断裂强度低，导致普通PE单丝下游绳网产品以及网具产品在捕捞与渔业工程生产中易于破损，这最终会造成网具作业中发生“网破鱼逃”、“绳断网丢”等渔捞事故，给网具用户造成重大损失，并进一步影响到社会和谐稳定，因此，迫切需要改变现有技术领域中的普通PE单丝的耐磨性偏低、断裂强度偏小、适配性差，难以满足现代捕捞与渔业工程技术领域网具安全作业的状况。为适应渔业装备现代化的发展需要，现有技术领域迫切需要耐磨性好、断裂强度高、适配性好的节能减阻型网具制作用复合丝加工方法，以制备出耐磨性好、断裂强度高、适配性好的节能减阻型网具制作用复合丝，但现有技术领域尚无节能减阻型网具制作用复合丝加工技术，因此，节能减阻型网具制作用复合丝加工方法已成为现有技术领域迫切需要解决的技术难题。节能减阻型网具制作用复合丝加工方法的解决对提高网具安全性、节省网具生产能耗、减少网具水阻力、增加网具抗风浪抗流性能、推动社会和谐稳定以及捕捞与渔业工程节能减排都具有非常重要的作用。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种节能减阻型网具制作用复合丝加工方法，以提高网具安全性、节省网具生产能耗、减少网具水阻力、增加网具抗风浪抗流性能、提升网具设施装备水平、提高网具生产综合效益、推动捕捞与渔业工程节能减排。本发明的技术方案采用搅拌机、双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、两次牵伸电加热牵伸机、使用力矩电动机的收丝机、分丝机、纺丝级干燥HDPE树脂、纳米级干燥SiO2、纺丝用松节油助剂，其特征是将过筛处理后纺丝级干燥HDPE树脂、纳米级干燥SiO2和纺丝用松节油助剂混合，纺丝级干燥HDPE树脂熔融指数应满足0.6克/10分钟-1.5克/10分钟；纳米级干燥SiO2的平均粒径不大于35nm，添加量为HDPE树脂重量的0.5%。-2.5%。；纺丝用松节油助剂添加量为HDPE树脂重量的0.3%-0.4% ;纺丝级干燥HDPE树脂、纳米级干燥SiO2和纺丝用松节油助剂混合后的混合料用搅拌机搅拌至料都拌匀为止，拌匀后的混合料经双螺杆挤出机进行两次挤出造粒，获得共混物粒料；共混物粒料经单螺杆挤出机料筒电加热区的第A区、第B区、第C区、第D区的温控范围为分别为177°C -180°C>244°C _246°C、265 °C -268 °C>275 °C _278 °C熔融挤出，从喷丝孔熔融挤出的初生复合丝经过水温25V -33°C冷却水箱低温水和第I牵伸辊得到冷却和预牵伸，预牵伸复合丝经96°C -98°C高温第I牵伸水浴槽和第II牵伸辊、109°C -113°C高温第II牵伸热油浴槽和第III牵伸辊进行两次热牵伸，高温第II牵伸热油浴槽以乙二醇或食用色拉油作为牵伸加热介质，预牵伸复合丝通过两次牵伸电加热牵伸机进行上述两次热牵伸总倍数控制在9.0倍-1 1.6倍后采用5.5公斤/平方厘米-5.9公斤/平方厘米高压气流除油后快速冷却，以使用力矩电动机的收丝机收卷复合丝丝束；复合丝丝束在分丝张力为复合丝断裂强力的15%-20%下经分丝机分丝为节能减阻型网具制作用复合丝。本发明的突出特点是将特殊的纺丝工艺和特殊的共混改性技术有效地结合起来，本发明在纺丝级干燥HDPE树脂母料中添加特殊比例的纳米级干燥SiO2和纺丝用松节油助齐U，通过双螺杆挤出机共混造粒后再采用特殊纺丝工艺制备出适合捕捞与渔业工程领域的节能减阻型网具制作用复合丝，在确保复合丝制备过程中出丝正常、牵伸顺利的同时，提高了产出复合丝的可纺性、耐磨性和断裂强度，形成了可工业化生产的节能减阻型网具制作用复合丝加工方法。本发明采用的特殊纺丝工艺提高了产出单丝的耐磨性和断裂强度；本发明特殊比例的纳米级干燥SiO2的添加提高了产出单丝的耐磨性和断裂强度。本发明加工的节能减阻型网具制作用复合丝产品较普通乙纶单丝具有物理机械性能优势，而且大大提高了其下游绳索及其网具产品的物理机械性能。以本发明加工成的复合丝制作的节能减阻型网具产品的渔用适配性好、性价比高，技术效果非常明显。相关耐磨试验及渔业生产试验结果表明，在其它条件相同的前提下，以本发明加工的节能减阻型网具制作用复合丝的耐磨性好，节能减阻型网具制作用复合丝及其网具产品的耐磨性优于普通乙纶单丝。相关物理机械性能试验结果表明，以本发明加工的线密度为310旦的节能减阻型网具制作用复合丝的断裂强度、断裂伸长率分别为7.39克/旦、10.3% ;节能减阻型网具制作用复合丝的断裂强度可较现有SC 5005《渔用乙纶单丝》标准一等品指标提高20.7%;节能减阻型网具制作用复合丝的断裂伸长率位于9%-26%的区间内，断裂伸长率大小完全符合节能减阻型网具加工要求。在绳索破断强力相同以及其它条件相同的前提下，若以本发明编织的节能减阻型网具制作用复合丝绳索来替代传统网具用乙纶单丝绳索，可使绳索公称直径减小、绳索线密度减小、绳索重量减轻、绳索耐磨性提高、等长度绳索用原材料消耗减少，可使绳索装备后网具作业中所用能耗减少，可使绳索及其网具作业中所受水阻力减小，从而实现捕捞与渔业工程用网具的节能减阻。在网目断裂强力相同以及其它条件相同的前提下，若以本发明编织的节能减阻型网具制作用复合丝网片来替代网目大小相同的传统网具用乙纶单丝网片，可使网片目脚粗度减小、网片耐磨性提高、相同面积和相同缩结系数下网片重量减轻、相同面积和相同缩结系数下网片原材料消耗减少；在网目断裂强力相同以及其它条件相同的前提下，若以本发明编织的节能减阻型网具制作用复合丝网片来替代网目大小相同的传统网具用乙纶单丝网片，可使相同面积、相同缩结系数和相同拖曳条件下网片拖曳所需的能耗和水阻力减小，网片装备后网具作业中的能耗和水阻力减少，从而实现捕捞与渔业工程用网具的节能减阻，具有显著技术效果。
具体实施方式
本发明的技术方案采用搅拌机、双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、两次牵伸电加热牵伸机、使用力矩电动机的收丝机、分丝机、纺丝级干燥HDPE树脂、纳米级干燥SiO2、纺丝用松节油助剂，本发明将过筛处理后纺丝级干燥HDPE树脂、纳米级干燥SiO2和纺丝用松节油助剂混合，纺丝级干燥HDPE树脂熔融指数应满足0.6克/10分钟-1.5克/10分钟；纳米级干燥SiO2的平均粒径不大于35nm，添加量为HDPE树脂重量的0.5%。-2.5%。；纺丝用松节油助剂添加量为HDPE树脂重量的0.3%-0.4% ;纺丝级干燥HDPE树脂、纳米级干燥SiO2和纺丝用松节油助剂混合后的混合料用搅拌机搅拌至料都拌匀为止，拌匀后的混合料经双螺杆挤出机进行两次挤出造粒，获得PE/Si02共混物粒料；PE/Si02共混物粒料经单螺杆挤出机料筒电加热区的第A区、第B区、第C区、第D区的温控范围为分别为177°C -180°C,244°C -246°C>265°C -268°C>275°C _278°C熔融挤出，从喷丝孔熔融挤出的初生复合丝经过水温25°C _33°C冷却水箱低温水和第I牵伸辊得到冷却和预牵伸，预牵伸复合丝经960C -98°C高温第I牵伸水浴槽和第II牵伸辊、109°C _113°C高温第II牵伸热油浴槽和第III牵伸辊进行两次热牵伸，高温第II牵伸热油浴槽以乙二醇或食用色拉油作为牵伸加热介质，预牵伸复合丝通过两次牵伸电加热牵伸机进行上述两次热牵伸总倍数控制在9.0倍-11.6倍后采用5.5公斤/平方厘米-5.9公斤/平方厘米高压气流除油后快速冷却，以使用力矩电动机的收丝机收卷复合丝丝束；复合丝丝束在分丝张力为复合丝断裂强力的15%-20%下经分丝机分丝为节能减阻型网具制作用复合丝。
权利要求
1.一种网具制作用复合丝加工方法，采用搅拌机、双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、两次牵伸电加热牵伸机、使用力矩电动机的收丝机、分丝机、纺丝级干燥HDPE树脂、纳米级干燥SiO2、纺丝用松节油助剂，其特征是将过筛处理后纺丝级干燥HDPE树脂、纳米级干燥SiO2和纺丝用松节油助剂混合，纺丝级干燥HDPE树脂熔融指数应满足0.6克/10分钟-1.5克/10分钟；纳米级干燥SiO2的平均粒径不大于35nm，添加量为HDPE树脂重量的0.5%o -2.5%o ;纺丝用松节油助剂添加量为HDPE树脂重量的0.3%_0.4% ;纺丝级干燥HDPE树脂、纳米级干燥SiO2和纺丝用松节油助剂混合后的混合料用搅拌机搅拌至料都拌匀为止，拌匀后的混合料经双螺杆挤出机进行两次挤出造粒，获得共混物粒料；共混物粒料经单螺杆挤出机料筒电加热区的第A区、第B区、第C区、第D区的温控范围为分别为1770C -1800C >2440C -246°C >265°C -268°C >275°C -278°C熔融挤出，从喷丝孔熔融挤出的初生复合丝经过水温25°C -33°C冷却水箱低温水和第I牵伸辊得到冷却和预牵伸，预牵伸复合丝经96°C -98°C高温第I牵伸水浴槽和第II牵伸辊、109°C _113°C高温第II牵伸热油浴槽和第III牵伸辊进行两次热牵伸，高温第II牵伸热油浴槽以乙二醇或食用色拉油作为牵伸加热介质，预牵伸复合丝通过两次牵伸电加热牵伸机进行上述两次热牵伸总倍数控制在.9.0倍-11.6倍后采用5.5公斤/平方厘米-5.9公斤/平方厘米高压气流除油后快速冷却，以使用力矩电动机的收丝机收卷复合丝丝束；复合丝丝束在分丝张力为复合丝断裂强力的15%-20%下经分丝机分丝为节能减阻型网具制作用复合丝。
全文摘要
一种网具制作用复合丝加工方法，本发明采用搅拌机、双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、两次牵伸电加热牵伸机、使用力矩电动机的收丝机、分丝机、纺丝级干燥HDPE树脂、纳米级干燥SiO2、纺丝用松节油助剂，其特征是将纺丝级干燥HDPE树脂、纳米级干燥SiO2和纺丝用松节油助剂混合，混合后的混合料用搅拌机搅拌至料都拌匀，拌匀的混合料经双螺杆挤出机进行挤出造粒，获得共混物粒料；共混物粒料经单螺杆挤出机熔融挤出，熔融挤出的初生复合丝经过冷却和预牵伸，预牵伸复合丝经两次热牵伸后采用高压气流除油后快速冷却，以使用力矩电动机的收丝机收卷复合丝丝束；复合丝丝束经分丝机分丝为节能减阻型网具制作用复合丝。
文档编号D01F6/46GK103147151SQ20121044857
公开日2013年6月12日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者石建高, 陈雪忠, 乐国义 申请人:中国水产科学研究院东海水产研究所