用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法与流程

文档序号:17639174发布日期:2019-05-11 00:33阅读:339来源:国知局

本发明属于聚酯纤维技术领域,涉及一种用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法。



背景技术:

钢丝绳是一种传统的吊装工具,由于其容易对物品造成一定程度的损伤和破坏,吊装带自上个世纪50年代开始应运而生,其逐渐替代了钢丝绳,并广泛应用于如船舶、港口、冶金、钢铁、机械、建筑工地、矿山、石油、化工、水电站、港口、码头、电力、电子、仓库、运输、军事等领域。

由于吊装带需要能够承受较大的拉力且其作业环境较为恶劣,这对其材质提出了一定的要求。聚酯工业丝具有模量高、伸长率低、耐热性好、耐酸性强和耐疲劳等的优点,成为了吊装带的常用材质。聚酯工业丝制成的吊装带除了以上优点外,还具有以下特点:1)质地柔软,因此吊装带的使用可以减少对易受操作而受的表面损伤,特别是减少对喷漆表面的损害;2)轻便快捷,吊装带的重量是同等拉力金属吊索具的25%,因此容易携带、搬运和储藏,同时也非常易于操作;3)安全可靠,吊装带的拉伸特性接近于钢丝绳,安全系数高。

但重型吊装带承重较大,在长时间作业后容易受热,在受热后聚酯工业丝会发生不可逆的热收缩,在经过多次反复后收缩将更为明显。如重型吊装带长时间处于此状态,容易发生断裂,影响使用安全。因此重型吊装带的聚酯聚酯工业丝对热收缩率的要求较高,然而目前聚酯工业丝的热收缩率往往较高,很难满足重型吊装带的要求。

此外,目前pet聚酯材料生产所使用的合成方法主要分为酯交换法(dmt法)和直缩(pta法),而聚酯合成过程中采用的催化剂,市场上主要使用的是锑系催化剂。随着社会的不断发展,人们对于环境保护方面的要求正逐渐提高,环保生产已经是现代工业生产的必然趋势。金属锑对身体有害,会对人与自然都会带来危害,当前对于pet材料含有锑等金属的环保问题已经引起人们的广泛关注,但由于与其他催化剂相比,三氧化二锑等锑系催化剂具有活性居中、价格低廉和对副反应促进较低等优点,因此,目前,锑系催化剂在市场上仍然广泛应用,其市场使用比例达到90%,锑系催化剂还难以被其它催化剂全面替代。而目前市面上常见的锑系催化剂如sb2o3在聚酯合成过程中的添加量较大,锑系催化剂的添加量较大对环境产生的影响也较大,不利于聚酯的环保生产,添加量小的锑系催化剂无法对参与聚酯合成的所有原料的反应进行催化,无法满足聚酯生产的需要。

因此,开发一种热收缩率小且锑系催化剂添加量小的用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法极具现实意义。



技术实现要素:

本发明的目的是克服现有技术热收缩率较大且锑系催化剂用量较大的缺陷,提供一种热收缩率小且锑系催化剂添加量小的用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法。

为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:

用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法,将聚酯熔体进行固相缩聚增粘、熔融、计量、挤出、冷却、上油、合股、拉伸、加捻、热定型、松弛热处理和卷绕制得用于重型吊装带的涤纶工业丝;

所述固相缩聚增粘前聚酯的制备方法为:将对苯二甲酸、乙二醇和掺杂改性的sb2o3粉体混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应;

sb2o3掺杂改性的过程为:首先将含金属离子mx+的溶液与含sb3+的溶液混合均匀,然后滴加沉淀剂至混合液的ph值为9~10,最后煅烧沉淀产物并粉碎;金属离子mx+为mg2+、ca2+、ba2+和zn2+中的一种以上;

所述松弛热处理是指将聚酯丝束在适当的松弛状态经过一定温度的空间;

所述适当的松弛状态是指卷绕的超喂率为3.0~5.0%;

所述一定温度是指200~240℃。

本发明通过热处理温度与超喂率的相互配合以降低聚酯工业丝的收缩率,纤维在热处理时,其非晶区内的大分子链容易形成折叠链,有利于晶粒的进一步生长,此时结晶度升高,伴随着结晶度的升高,纤维会产生一定量的收缩,本发明通过提高超喂率,一方面消除了高弹形变对卷绕的影响,另一方面消除了结晶度提高过程中纤维的收缩的影响。

本发明还通过将含金属离子mx+的溶液与含sb3+的溶液先混合均匀再沉淀最后煅烧从而实现了具有一定催化活性的金属氧化物与三氧化二锑的掺杂共混,金属氧化物为mgo、cao、bao和zno中的一种以上,本发明的金属氧化物与三氧化二锑掺杂后,金属氧化物通过抑制三氧化二锑的晶化和立方晶三氧化二锑晶粒的长大以及同晶取代锑而进入锑的晶格位,使三氧化二锑晶体产生缺陷,晶体形态产生变化,晶粒尺寸变小,提高了三氧化二锑催化剂的比表面积sg,同时金属还会富集在部分三氧化二锑晶体表面,使三氧化二锑单位表面积上的活性rs增大,比表面积sg和单位表面积上的活性rs愈大,催化剂的催化活性愈高,使得本发明能够在低sb2o3添加量下实现聚酯的催化合成,有利于环保生产。

作为优选的技术方案:

如上所述的用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法,用于重型吊装带的涤纶工业丝的单丝纤度为8.0~9.0dtex,断裂强度≥8.2n,线密度为3300~4400dtex,线密度偏差率为±2.0%,断裂伸长率为6.5~9.5%,本发明的超低收缩型聚酯工业丝的加工及机械性能与现有技术的低收缩聚酯工业丝性能相当,在177℃×10min×0.05cn/dtex条件下的干热收缩率为7.0~10.0%,网络度为6~14个/m,现有技术的低收缩型聚酯工业丝在该测试条件下的干热收缩率为10.0~13.0%,对比可以看出,本发明显著降低了聚酯工业丝的热收缩率。

如上所述的用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法,所述含金属离子mx+的溶液的浓度为0.5~1.0mol%,溶剂为水,溶液中的阴离子为no3-;所述含sb3+的溶液为浓度5~10mol%的sb2o3的溶液,溶剂为草酸;所述沉淀剂为浓度2mol/l的氨水;沉淀开始时,混合溶液中金属离子mx+与sb3+的摩尔比为1~3:100,sb2o3是目前性价比最高的聚酯催化剂,本发明通过渗入金属氧化物(即m2ox)抑制三氧化二锑(sb2o3)的晶化和立方晶三氧化二锑晶粒的长大,同时金属离子mx+会取代锑而进入锑的晶格位,使得三氧化二锑晶体产生缺陷,以提高三氧化二锑的催化活性。如掺杂金属氧化物量过少(摩尔比过低),对三氧化二锑晶粒影响偏低,过多(摩尔比过高),会使得催化剂的主体sb3+下降幅度偏大,均对提高三氧化二锑催化活性不利;

所述煅烧前对沉淀产物进行洗涤和干燥,干燥的温度为105~110℃,时间为2~3h;所述煅烧的过程为:首先升温至400℃后保温2~3h,然后升温至900℃后保温1~2h,最后在空气中冷却;

sb2o3在掺杂改性后进行粉碎得到平均粒径小于0.5微米的粉体。

如上所述的用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法,所述固相缩聚增粘前聚酯的制备步骤如下:

(1)酯化反应;

将对苯二甲酸和乙二醇配成浆料,加入掺杂改性的sb2o3粉体、消光剂和稳定剂混合均匀后,在氮气氛围中加压进行酯化反应,加压压力为常压~0.3mpa,酯化反应的温度为250~260℃,当酯化反应中的水馏出量达到理论值的90%以上时为酯化反应终点;

(2)缩聚反应;

酯化反应结束后,在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应,该阶段压力在30~50min内由常压平稳抽至绝对压力500pa以下,反应温度为250~260℃,反应时间为30~50min,然后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力进一步降至绝对压力100pa以下,反应温度为270~282℃,反应时间为50~90min。

如上所述的用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法,所述对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.2~2.0,所述掺杂改性的sb2o3粉体、消光剂和稳定剂的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.012~0.015wt%、0.20~0.25wt%和0.01~0.05wt%。现有技术中聚酯合成过程中sb2o3的加入量通常为对苯二甲酸加入量的0.02~0.04wt%,锑系催化剂的加入量高,这主要是由于未掺杂的sb2o3单位表面积上的活性rs低且比表面积sg小,因此sb2o3整体的催化活性较低,本发明通过对sb2o3进行掺杂改性,提高了sb2o3的活性,因此显著降低了聚酯合成过程中sb2o3的添加量。

如上所述的用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法,所述消光剂为二氧化钛,所述稳定剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲酯或亚磷酸三甲酯。

如上所述的用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法,所述固相缩聚增粘后聚酯的特性粘度为1.0~1.2dl/g。

如上所述的用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法,所述一定温度的空间是指一对平行排列且非共面的热板之间的空间,热板位于fdy设备中最后一组热定型辊与卷绕辊之间;沿聚酯丝束的运行方向,两热板的长度为3.0~4.0m,两热板的两端齐平;聚酯丝束从两热板中间穿过时,其与两热板之间的距离为5~10mm。本发明通过控制热板温度(即所述一定温度)保证大分子重排能够获得能量,控制热板的长度以保证足够结晶时间,控制丝束与热板的距离以保证热处理的效率,三者相互协同配合,提高纤维结晶的完整性,进而减少纤维应用过程中的热收缩,其中,热板温度过低,难以保证大分子重排能够获得足够的能量;热板温度过高会破坏原已形成的结构;热板长度过短,结晶时间过短,影响纤维结晶的完整性,影响纤维热收缩率;热板长度过长效率下降造设备浪费;丝束与热板的距离过小容易造成与丝束的直接接触;丝束与热板的距离过大热效率降低.

如上所述的用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法,最后一组热定型辊与卷绕辊之间的间距为300~400mm;两热板与最后一组热定型辊之间的间距为200~300mm。

如上所述的用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法,所述用于重型吊装带的涤纶工业丝的纺丝工艺参数如下:

拉伸、热定型的工艺参数为:

所述合股的工艺流程为:纱架→传感器→压力张力器→导丝轮→导杆或网络器→传感器→线速感应器→滑轮→动程导丝器→卷绕纸管;

所述合股的工艺参数为:股数10~20,速度400~500m/min。

本发明的制备工艺并不仅限于此,此处仅列举一种可行的技术方案。具体工艺参数也并不仅限于此,均可根据实际需求进行调整。

发明机理:

纤维在后加工拉伸工序中,由于机械应力的作用,纤维取向度大幅增加并且具有一定结晶度,从而使纤维伸长和总形变功减小,但在拉伸过程中,虽然纤维发生的形变大部分是常温下不可恢复的塑性形变,往往已因结晶作用得到固定,然而还有一部分会在室温下因拉伸应力的松弛而恢复,或会在随后的受热处理中发生收缩回复,在纤维的应用过程中这种收缩回复即纤维的收缩率将很大程度地影响纤维的性能(如安全性能、耐久性能等),假设该纤维用作轮胎帘子线,轮胎在使用过程中,帘子线被反复拉伸、压缩、弯曲,致使轮胎受热,导致帘子线收缩蠕变,但帘子线收缩过大时可能刀子帘子布脱层,进而导致轮胎解体,这给轮胎的使用安全带来极大地隐患。

目前在聚酯工业丝的纺丝拉伸过程中,为尽可能地降低聚酯工业丝的收缩率,在进行多道拉伸后往往需要进行紧张热定型(采用热定型辊在一定张力下对纤维进行定型),在紧张热定型后到卷绕有超喂率为1~2%的超喂,通过对纤维进行紧张热定型,在一定温度和一定张力的条件下,提高分子链段的活动能力,使得分子间结合得更加紧密,提高纤维的晶粒平均尺寸和结晶度,以降低纤维的收缩率,但由于纤维在拉伸过程中存在一定的高弹形变,在张力减小的情况下会产生弹性回复,因此,卷绕头的速度必须低于最后一组热定型辊的速度即需要一定的超喂率,以保证拉伸后的丝得到一定程度的低张力收缩,得到满意的成品质量和卷装,防止卷装因张力过大而造成塌边,超喂率需控制在一定范围内(1~2%),过大会对成品质量和卷装产生不良影响。虽然通过紧张热定型+超喂能够一定程度上降低收缩率,但是在紧张热定型过程中,由于纤维的长度被固定不可改变,抑制了大分子链的折叠,因而晶粒生长的速率受到限制,导致结晶存在缺陷(结晶度增加较少),而单单通过控制超喂无法减少结晶缺陷,这会导致制得的纤维在应用过程中受到热处理时,纤维的大分子链及链段具备较高的活动性,容易产生解取向作用,导致纤维发生一定量的收缩(收缩率较大)。

其实,纤维的热定型方式并不仅为紧张热定型,还包括松弛热定型。松弛热定型又称为自由收缩热定型,即是纤维在完全无张力或张力较小的情况下,通过一定温度对纤维进行热处理,在松弛热定型条件下,纤维可自由收缩,非晶区内的大分子链容易形成折叠链,有利于晶粒的进一步生长,加上较充裕的热处理时间,故经过松弛热处理后,纤维的结晶度增加较多(相比于紧张热定型),从而使纤维内部高弹形变得到恢复同时内应力得到充分松弛,进而使得在应用过程中受到热处理时纤维发生的收缩回复较小。目前的松弛热定型主要用于对聚酯短纤维进行热定型处理,其热处理温度较低(130℃左右),热处理时间较长,难以适用于长丝生产。

本发明通过在聚酯工业丝的加工过程中将聚酯丝束卷绕的超喂率提升至3~5%,同时在fdy设备中最后一道热定型辊与卷绕辊之间设置一对上下平行排列的热板,将聚酯丝束从两热板中间穿过,提高了聚酯丝束的结晶度,恢复了聚酯丝束内部的高弹形变,使得聚酯丝束内应力得到一定量的松弛,进而减少了在应用过程中受到热处理时聚酯工业丝发生的收缩回复。本发明通过热处理温度与较高的超喂率的相互配合以降低聚酯工业丝的收缩率,纤维在热处理时,其非晶区内的大分子链容易形成折叠链,有利于晶粒的进一步生长,此时结晶度升高,伴随着结晶度的升高,纤维会产生一定量的收缩,本发明通过提高超喂率,一方面消除了高弹形变对卷绕的影响,另一方面消除了结晶度提高过程中纤维的收缩的影响。此外,本发明通过热处理温度、热板长度及丝束与热板距离三者的相互配合,一方面克服了现有技术松弛热处理不适用于长丝生产的缺陷,另一方面,提高了纤维结晶的完整性,提高了纤维尺寸的稳定性,减少了其应用过程中的热收缩。

本发明降低锑系催化剂用量的机理如下:

聚酯催化剂主要以锑化合物为主,如三氧化二锑、乙二醇锑以及醋酸锑,工业上聚酯合成中锑的加入量大于200ppm,由于锑是重金属,时代的进步,对于锑催化剂的制约越来越严,虽然钛系催化有所应用,但由于色泽以及活性控制等多方面的原因,仍无法在短时间内取代锑系。

催化剂的催化活性与催化剂的比表面积sg、内表面利用率f以及单位表面积上的活性rs成正比,对于组分一定的催化剂,其催化活性取决于该催化剂的比表面积sg和内表面利用率f,催化剂单位表面积上的活性rs一定时,比表面积愈大,催化活性愈高。

本发明通过先溶液共混再共沉淀再煅烧实现了具有一定催化缩聚反应活性的金属氧化物与三氧化二锑的掺杂共混,金属氧化物为mgo、cao、bao和zno中的一种以上,其价位与锑的价位存在一定的差异,离子半径与锑也存在一定的差异,这些差异使其能够改变三氧化二锑的晶面结构,从而影响相关性能。此外,mgo、cao、bao、zno均为白色晶体,作为聚酯催化剂不会带来色泽上的变化。

金属氧化物对三氧化二锑的影响主要体现在:一方面,金属氧化物会抑制三氧化二锑的晶化和立方晶三氧化二锑晶粒的长大,使三氧化二锑催化剂的比表面积sg提高,提高了三氧化二锑的催化活性;另一方面,金属会同晶取代锑而进入锑的晶格位,使三氧化二锑晶体产生缺陷,晶体形态产生变化,晶粒尺寸变小,比表面积sg增大,同时在部分晶体表面使金属富集,使其单位表面积上的活性rs提高,提高了三氧化二锑的催化活性。如仅将具有一定催化缩聚反应活性的金属氧化物与三氧化二锑简单物理共混,三氧化二锑的催化活性不会发生明显提高,因为简单物理共混,不会产生晶体缺陷,晶体形态不产生变化,晶粒尺寸保持不变,晶体的总表面积不变,对催化活性不会产生影响。

本发明通过对三氧化锑进行掺杂,在一程度上提高了三氧化锑的催化活性,三氧化锑的催化活性提高有利于降低三氧化锑的使用量,聚酯合成过程中,在缩聚工艺条件保持不变并且聚酯达到相同指标的情况下,采用金属氧化物对三氧化锑进行掺杂后,三氧化锑的使用量可减少30%以上,有效解决了目前三氧化锑存在的添加量大的问题,同时能够满足聚酯生产的需要。

有益效果:

(1)本发明的一种用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法,通过热处理温度与较高的超喂率的相互配合,提高了纤维结晶的完整性,减少了其应用过程中的热收缩;

(2)本发明的一种用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法,通过具有一定催化活性的金属氧化物对三氧化二锑的掺杂改性,提高了三氧化二锑比表面积sg和单位表面积上的活性rs,从而提高了三氧化二锑的催化活性,提高了聚合效率;进而能够在满足聚酯生产需要的同时降低合成聚酯时锑系催化剂的添加量,有效减少了其后制成纤维的锑排放,有利于实现环保生产。

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

一种用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法,具体步骤如下:

(1)制备聚酯;

(1.1)制备掺杂改性的sb2o3;

(1.1.1)将浓度为0.8mol%的mg(no3)2水溶液与浓度为8mol%的sb2o3的溶液混合均匀,sb2o3的溶液的溶剂为草酸,混合液中mg2+与sb3+的摩尔比为2:100;

(1.1.2)滴加浓度为2mol/l的氨水至混合液的ph值为9得到沉淀产物,然后对沉淀产物进行洗涤和干燥,干燥的温度为105℃,时间为2.5h;

(1.1.3)将干燥后的产物首先升温至400℃后保温2.5h,然后升温至900℃后保温1.5h,最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.4微米的掺杂改性的sb2o3粉体;

(1.2)酯化反应;

将摩尔比为1:1.2的对苯二甲酸和乙二醇配成浆料,加入掺杂改性的sb2o3粉体、二氧化钛和磷酸三苯酯混合均匀后,在氮气氛围中加压进行酯化反应,加压压力为0.1mpa,酯化反应的温度为250℃,当酯化反应中的水馏出量达到理论值的93%时为酯化反应终点,掺杂改性的sb2o3粉体、二氧化钛和磷酸三苯酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.012wt%、0.20wt%和0.02wt%;

(1.3)缩聚反应;

酯化反应结束后,在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应,该阶段压力在30min内由常压平稳抽至绝对压力为480pa,反应温度为250℃,反应时间为31min,然后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力进一步降至绝对压力为100pa,反应温度为270℃,反应时间为50min,制得聚酯;

(1.4)对聚酯进行固相缩聚增粘得到特性粘度为1.0dl/g的聚酯熔体;

(2)将聚酯熔体进行熔融、计量、挤出、冷却、上油、合股、拉伸、加捻、热定型、松弛热处理和卷绕制得用于重型吊装带的涤纶工业丝;

松弛热处理是指将卷绕的超喂率为4.9%的聚酯丝束经过一对平行排列且非共面同时温度为200℃的热板之间的空间,热板位于fdy设备中最后一组热定型辊与卷绕辊之间,沿聚酯丝束的运行方向,两热板的长度为3.0m,两热板的两端齐平,聚酯丝束从两热板中间穿过时,其与两热板之间的距离为5mm,最后一组热定型辊与卷绕辊之间的间距为300mm,两热板与最后一组热定型辊之间的间距为200mm;

纺丝工艺参数如下:

拉伸、热定型的工艺参数为:

合股的工艺流程为:纱架→传感器→压力张力器→导丝轮→导杆或网络器→传感器→线速感应器→滑轮→动程导丝器→卷绕纸管,合股的工艺参数为:股数10,速度400m/min。

最终制得的用于重型吊装带的涤纶工业丝的单丝纤度为9.0dtex,断裂强度为8.4n,线密度为4400dtex,线密度偏差率为0.5%,断裂伸长率为9.5%,在177℃×10min×0.05cn/dtex条件下的干热收缩率为9.5%,网络度为14个/m。

对比例1

一种涤纶工业丝的制备方法,其步骤与实施例1基本相同,不同在于步骤(1)中采用常规sb2o3替换掺杂改性的sb2o3粉体,常规sb2o3的添加量为对苯二甲酸加入量的0.03wt%,步骤(2)不经过松弛热处理工序,且卷绕速度为2680m/min,卷绕的超喂率为1.47%。制得的涤纶工业丝的单丝纤度为9.0dtex,断裂强度为8.3n,线密度为4400dtex,线密度偏差率为0.5%,断裂伸长率为9.5%,在177℃×10min×0.05cn/dtex条件下的干热收缩率为11.5%,网络度为14个/m。

对比例2

一种涤纶工业丝的制备方法,其步骤与实施例1基本相同,不同在于步骤(1)中采用常规sb2o3替换掺杂改性的sb2o3粉体,常规sb2o3的添加量为对苯二甲酸加入量的0.03wt%。制得的涤纶工业丝的单丝纤度为9.0dtex,断裂强度为8.4n,线密度为4400dtex,线密度偏差率为0.5%,断裂伸长率为9.3%,在177℃×10min×0.05cn/dtex条件下的干热收缩率为9.2%,网络度为14个/m。

对比例3

一种涤纶工业丝的制备方法,其步骤与实施例1基本相同,不同在于步骤(2)不经过松弛热处理工序,且卷绕速度为2680m/min,卷绕的超喂率为1.47%。制得的涤纶工业丝的单丝纤度为9.0dtex,断裂强度为8.2n,线密度为4400dtex,线密度偏差率为0.5%,断裂伸长率为10.5%,在177℃×10min×0.05cn/dtex条件下的干热收缩率为12.5%,网络度为14个/m。

综合分析实施例1及对比例1~3可以发现,本发明采用掺杂改性的sb2o3粉体替换常规sb2o3在保证了相同催化活性的同时显著降低了催化剂的加入量,达到了减少锑排放的目的。本发明还通过增设松弛热处理工序显著降低了聚酯工业丝的干热收缩率。

实施例2

一种用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法,具体步骤如下:

(1)制备聚酯;

(1.1)制备掺杂改性的sb2o3;

(1.1.1)将浓度为0.5mol%的ca(no3)2水溶液与浓度为5mol%的sb2o3的溶液混合均匀,sb2o3的溶液的溶剂为草酸,混合液中ca2+与sb3+的摩尔比为1:100;

(1.1.2)滴加浓度为2mol/l的氨水至混合液的ph值为10得到沉淀产物,然后对沉淀产物进行洗涤和干燥,干燥的温度为110℃,时间为2h;

(1.1.3)将干燥后的产物首先升温至400℃后保温2h,然后升温至900℃后保温1h,最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.4微米的掺杂改性的sb2o3粉体;

(1.2)酯化反应;

将摩尔比为1:1.5的对苯二甲酸和乙二醇配成浆料,加入掺杂改性的sb2o3粉体、二氧化钛和磷酸三甲酯混合均匀后,在氮气氛围中加压进行酯化反应,加压压力为常压,酯化反应的温度为251℃,当酯化反应中的水馏出量达到理论值的92%时为酯化反应终点,掺杂改性的sb2o3粉体、二氧化钛和磷酸三甲酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.014wt%、0.22wt%和0.01wt%;

(1.3)缩聚反应;

酯化反应结束后,在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应,该阶段压力在30min内由常压平稳抽至绝对压力为500pa,反应温度为252℃,反应时间为30min,然后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力进一步降至绝对压力为100pa,反应温度为271℃,反应时间为55min,制得聚酯;

(1.4)对聚酯进行固相缩聚增粘得到特性粘度为1.0dl/g的聚酯熔体;

(2)将聚酯熔体进行熔融、计量、挤出、冷却、上油、合股、拉伸、加捻、热定型、松弛热处理和卷绕制得用于重型吊装带的涤纶工业丝;

松弛热处理是指将卷绕的超喂率为4.2%的聚酯丝束经过一对平行排列且非共面同时温度为207℃的热板之间的空间,热板位于fdy设备中最后一组热定型辊与卷绕辊之间,沿聚酯丝束的运行方向,两热板的长度为3.2m,两热板的两端齐平,聚酯丝束从两热板中间穿过时,其与两热板之间的距离为6mm,最后一组热定型辊与卷绕辊之间的间距为311mm,两热板与最后一组热定型辊之间的间距为220mm;

纺丝工艺参数如下:

拉伸、热定型的工艺参数为:

合股的工艺流程为:纱架→传感器→压力张力器→导丝轮→导杆或网络器→传感器→线速感应器→滑轮→动程导丝器→卷绕纸管,合股的工艺参数为:股数20,速度500m/min。

最终制得的用于重型吊装带的涤纶工业丝的单丝纤度为8.5dtex,断裂强度为8.4n,线密度为3600dtex,线密度偏差率为-1.0%,断裂伸长率为8.0%,在177℃×10min×0.05cn/dtex条件下的干热收缩率为8.8%,网络度为7个/m。

实施例3

一种用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法,具体步骤如下:

(1)制备聚酯;

(1.1)制备掺杂改性的sb2o3;

(1.1.1)将浓度为1.0mol%的ba(no3)2水溶液与浓度为10mol%的sb2o3的溶液混合均匀,sb2o3的溶液的溶剂为草酸,混合液中ba2+与sb3+的摩尔比为3:100;

(1.1.2)滴加浓度为2mol/l的氨水至混合液的ph值为9.5得到沉淀产物,然后对沉淀产物进行洗涤和干燥,干燥的温度为105℃,时间为3h;

(1.1.3)将干燥后的产物首先升温至400℃后保温3h,然后升温至900℃后保温2h,最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.5微米的掺杂改性的sb2o3粉体;

(1.2)酯化反应;

将摩尔比为1:1.8的对苯二甲酸和乙二醇配成浆料,加入掺杂改性的sb2o3粉体、二氧化钛和亚磷酸三甲酯混合均匀后,在氮气氛围中加压进行酯化反应,加压压力为常压,酯化反应的温度为252℃,当酯化反应中的水馏出量达到理论值的90%时为酯化反应终点,掺杂改性的sb2o3粉体、二氧化钛和亚磷酸三甲酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.013wt%、0.23wt%和0.03wt%;

(1.3)缩聚反应;

酯化反应结束后,在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应,该阶段压力在35min内由常压平稳抽至绝对压力为450pa,反应温度为253℃,反应时间为35min,然后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力进一步降至绝对压力为90pa,反应温度为274℃,反应时间为60min,制得聚酯;

(1.4)对聚酯进行固相缩聚增粘得到特性粘度为1.1dl/g的聚酯熔体;

(2)将聚酯熔体进行熔融、计量、挤出、冷却、上油、合股、拉伸、加捻、热定型、松弛热处理和卷绕制得用于重型吊装带的涤纶工业丝;

松弛热处理是指将卷绕的超喂率为3%的聚酯丝束经过一对平行排列且非共面同时温度为215℃的热板之间的空间,热板位于fdy设备中最后一组热定型辊与卷绕辊之间,沿聚酯丝束的运行方向,两热板的长度为3.3m,两热板的两端齐平,聚酯丝束从两热板中间穿过时,其与两热板之间的距离为7mm,最后一组热定型辊与卷绕辊之间的间距为335mm,两热板与最后一组热定型辊之间的间距为235mm;

纺丝工艺参数如下:

拉伸、热定型的工艺参数为:

合股的工艺流程为:纱架→传感器→压力张力器→导丝轮→导杆或网络器→传感器→线速感应器→滑轮→动程导丝器→卷绕纸管,合股的工艺参数为:股数15,速度450m/min。

最终制得的用于重型吊装带的涤纶工业丝的单丝纤度为8.5dtex,断裂强度为8.6n,线密度为3800dtex,线密度偏差率为0.7%,断裂伸长率为8.0%,在177℃×10min×0.05cn/dtex条件下的干热收缩率为7.0%,网络度为6个/m。

实施例4

一种用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法,具体步骤如下:

(1)制备聚酯;

(1.1)制备掺杂改性的sb2o3;

(1.1.1)将浓度为0.6mol%的zn(no3)2水溶液与浓度为6mol%的sb2o3的溶液混合均匀,sb2o3的溶液的溶剂为草酸,混合液中zn2+与sb3+的摩尔比为1.2:100;

(1.1.2)滴加浓度为2mol/l的氨水至混合液的ph值为10得到沉淀产物,然后对沉淀产物进行洗涤和干燥,干燥的温度为110℃,时间为2.5h;

(1.1.3)将干燥后的产物首先升温至400℃后保温2.5h,然后升温至900℃后保温1h,最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.4微米的掺杂改性的sb2o3粉体;

(1.2)酯化反应;

将摩尔比为1:1.9的对苯二甲酸和乙二醇配成浆料,加入掺杂改性的sb2o3粉体、二氧化钛和磷酸三苯酯混合均匀后,在氮气氛围中加压进行酯化反应,加压压力为0.3mpa,酯化反应的温度为254℃,当酯化反应中的水馏出量达到理论值的96%时为酯化反应终点,掺杂改性的sb2o3粉体、二氧化钛和磷酸三苯酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.012wt%、0.25wt%和0.05wt%;

(1.3)缩聚反应;

酯化反应结束后,在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应,该阶段压力在40min内由常压平稳抽至绝对压力为410pa,反应温度为255℃,反应时间为32min,然后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力进一步降至绝对压力为95pa,反应温度为275℃,反应时间为70min,制得聚酯;

(1.4)对聚酯进行固相缩聚增粘得到特性粘度为1.2dl/g的聚酯熔体;

(2)将聚酯熔体进行熔融、计量、挤出、冷却、上油、合股、拉伸、加捻、热定型、松弛热处理和卷绕制得用于重型吊装带的涤纶工业丝;

松弛热处理是指将卷绕的超喂率为4.8%的聚酯丝束经过一对平行排列且非共面同时温度为222℃的热板之间的空间,热板位于fdy设备中最后一组热定型辊与卷绕辊之间,沿聚酯丝束的运行方向,两热板的长度为3.4m,两热板的两端齐平,聚酯丝束从两热板中间穿过时,其与两热板之间的距离为8mm,最后一组热定型辊与卷绕辊之间的间距为346mm,两热板与最后一组热定型辊之间的间距为250mm;

纺丝工艺参数如下:

拉伸、热定型的工艺参数为:

合股的工艺流程为:纱架→传感器→压力张力器→导丝轮→导杆或网络器→传感器→线速感应器→滑轮→动程导丝器→卷绕纸管,合股的工艺参数为:股数20,速度400m/min。

最终制得的用于重型吊装带的涤纶工业丝的单丝纤度为8.2dtex,断裂强度为8.4n,线密度为3500dtex,线密度偏差率为-0.6%,断裂伸长率为7.2%,在177℃×10min×0.05cn/dtex条件下的干热收缩率为9.0%,网络度为10个/m。

实施例5

一种用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法,具体步骤如下:

(1)制备聚酯;

(1.1)制备掺杂改性的sb2o3;

(1.1.1)将浓度为0.7mol%的mg(no3)2水溶液与浓度为8mol%的sb2o3的溶液混合均匀,sb2o3的溶液的溶剂为草酸,混合液中mg2+与sb3+的摩尔比为2:100;

(1.1.2)滴加浓度为2mol/l的氨水至混合液的ph值为10得到沉淀产物,然后对沉淀产物进行洗涤和干燥,干燥的温度为110℃,时间为2.5h;

(1.1.3)将干燥后的产物首先升温至400℃后保温2.5h,然后升温至900℃后保温2h,最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.5微米的掺杂改性的sb2o3粉体;

(1.2)酯化反应;

将摩尔比为1:2.0的对苯二甲酸和乙二醇配成浆料,加入掺杂改性的sb2o3粉体、二氧化钛和亚磷酸三甲酯混合均匀后,在氮气氛围中加压进行酯化反应,加压压力为0.2mpa,酯化反应的温度为256℃,当酯化反应中的水馏出量达到理论值的99%时为酯化反应终点,掺杂改性的sb2o3粉体、二氧化钛和亚磷酸三甲酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.012wt%、0.20wt%和0.04wt%;

(1.3)缩聚反应;

酯化反应结束后,在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应,该阶段压力在45min内由常压平稳抽至绝对压力为490pa,反应温度为257℃,反应时间为40min,然后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力进一步降至绝对压力为90pa,反应温度为277℃,反应时间为75min,制得聚酯;

(1.4)对聚酯进行固相缩聚增粘得到特性粘度为1.05dl/g的聚酯熔体;

(2)将聚酯熔体进行熔融、计量、挤出、冷却、上油、合股、拉伸、加捻、热定型、松弛热处理和卷绕制得用于重型吊装带的涤纶工业丝;

松弛热处理是指将卷绕的超喂率为4.0%的聚酯丝束经过一对平行排列且非共面同时温度为232℃的热板之间的空间,热板位于fdy设备中最后一组热定型辊与卷绕辊之间,沿聚酯丝束的运行方向,两热板的长度为3.6m,两热板的两端齐平,聚酯丝束从两热板中间穿过时,其与两热板之间的距离为8.5mm,最后一组热定型辊与卷绕辊之间的间距为368mm,两热板与最后一组热定型辊之间的间距为260mm;

纺丝工艺参数如下:

拉伸、热定型的工艺参数为:

合股的工艺流程为:纱架→传感器→压力张力器→导丝轮→导杆或网络器→传感器→线速感应器→滑轮→动程导丝器→卷绕纸管,合股的工艺参数为:股数12,速度420m/min。

最终制得的用于重型吊装带的涤纶工业丝的单丝纤度为8.8dtex,断裂强度为8.5n,线密度为4000dtex,线密度偏差率为2.0%,断裂伸长率为8.1%,在177℃×10min×0.05cn/dtex条件下的干热收缩率为8.3%,网络度为10个/m。

实施例6

一种用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法,具体步骤如下:

(1)制备聚酯;

(1.1)制备掺杂改性的sb2o3;

(1.1.1)将浓度均为0.8mol%的mg(no3)2水溶液与ca(no3)2水溶液按体积比1:1混合得到含金属离子mx+的水溶液,含金属离子mx+的水溶液与浓度为8mol%的sb2o3的溶液混合均匀,sb2o3的溶液的溶剂为草酸,混合液中mx+与sb3+的摩尔比为2.5:100;

(1.1.2)滴加浓度为2mol/l的氨水至混合液的ph值为10得到沉淀产物,然后对沉淀产物进行洗涤和干燥,干燥的温度为105℃,时间为3h;

(1.1.3)将干燥后的产物首先升温至400℃后保温3h,然后升温至900℃后保温1.5h,最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.4微米的掺杂改性的sb2o3粉体;

(1.2)酯化反应;

将摩尔比为1:1.2的对苯二甲酸和乙二醇配成浆料,加入掺杂改性的sb2o3粉体、二氧化钛和磷酸三甲酯混合均匀后,在氮气氛围中加压进行酯化反应,加压压力为0.2mpa,酯化反应的温度为258℃,当酯化反应中的水馏出量达到理论值的95%时为酯化反应终点,掺杂改性的sb2o3粉体、二氧化钛和磷酸三甲酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.0135wt%、0.23wt%和0.01wt%;

(1.3)缩聚反应;

酯化反应结束后,在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应,该阶段压力在35min内由常压平稳抽至绝对压力为430pa,反应温度为258℃,反应时间为40min,然后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力进一步降至绝对压力为94pa,反应温度为280℃,反应时间为80min,制得聚酯;

(1.4)对聚酯进行固相缩聚增粘得到特性粘度为1.1dl/g的聚酯熔体;

(2)将聚酯熔体进行熔融、计量、挤出、冷却、上油、合股、拉伸、加捻、热定型、松弛热处理和卷绕制得用于重型吊装带的涤纶工业丝;

松弛热处理是指将卷绕的超喂率为3.0%的聚酯丝束经过一对平行排列且非共面同时温度为235℃的热板之间的空间,热板位于fdy设备中最后一组热定型辊与卷绕辊之间,沿聚酯丝束的运行方向,两热板的长度为3.8m,两热板的两端齐平,聚酯丝束从两热板中间穿过时,其与两热板之间的距离为9mm,最后一组热定型辊与卷绕辊之间的间距为384mm,两热板与最后一组热定型辊之间的间距为280mm;

纺丝工艺参数如下:

拉伸、热定型的工艺参数为:

合股的工艺流程为:纱架→传感器→压力张力器→导丝轮→导杆或网络器→传感器→线速感应器→滑轮→动程导丝器→卷绕纸管,合股的工艺参数为:股数18,速度480m/min。

最终制得的用于重型吊装带的涤纶工业丝的单丝纤度为8.0dtex,断裂强度为8.2n,线密度为3300dtex,线密度偏差率为1.2%,断裂伸长率为9.5%,在177℃×10min×0.05cn/dtex条件下的干热收缩率为7.0%,网络度为6个/m。

实施例7

一种用于重型吊装带的涤纶工业丝的制备方法,具体步骤如下:

(1)制备聚酯;

(1.1)制备掺杂改性的sb2o3;

(1.1.1)将浓度均为0.5mol%的mg(no3)2水溶液、ba(no3)2水溶液与ca(no3)2水溶液按体积比1:1:1混合得到含金属离子mx+的水溶液,含金属离子mx+的水溶液与浓度为10mol%的sb2o3的溶液混合均匀,sb2o3的溶液的溶剂为草酸,混合液中金属离子mx+与sb3+的摩尔比为2:100;

(1.1.2)滴加浓度为2mol/l的氨水至混合液的ph值为9得到沉淀产物,然后对沉淀产物进行洗涤和干燥,干燥的温度为108℃,时间为2.5h;

(1.1.3)将干燥后的产物首先升温至400℃后保温2.5h,然后升温至900℃后保温2h,最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.4微米的掺杂改性的sb2o3粉体;

(1.2)酯化反应;

将摩尔比为1:2.0的对苯二甲酸和乙二醇配成浆料,加入掺杂改性的sb2o3粉体、二氧化钛和磷酸三苯酯混合均匀后,在氮气氛围中加压进行酯化反应,加压压力为0.3mpa,酯化反应的温度为260℃,当酯化反应中的水馏出量达到理论值的91%时为酯化反应终点,掺杂改性的sb2o3粉体、二氧化钛和磷酸三苯酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.015wt%、0.25wt%和0.05wt%;

(1.3)缩聚反应;

酯化反应结束后,在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应,该阶段压力在50min内由常压平稳抽至绝对压力为400pa,反应温度为260℃,反应时间为50min,然后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力进一步降至绝对压力为88pa,反应温度为282℃,反应时间为90min,制得聚酯;

(1.4)对聚酯进行固相缩聚增粘得到特性粘度为1.15dl/g的聚酯熔体;

(2)将聚酯熔体进行熔融、计量、挤出、冷却、上油、合股、拉伸、加捻、热定型、松弛热处理和卷绕制得用于重型吊装带的涤纶工业丝;

松弛热处理是指将卷绕的超喂率为5.0%的聚酯丝束经过一对平行排列且非共面同时温度为240℃的热板之间的空间,热板位于fdy设备中最后一组热定型辊与卷绕辊之间,沿聚酯丝束的运行方向,两热板的长度为4.0m,两热板的两端齐平,聚酯丝束从两热板中间穿过时,其与两热板之间的距离为10mm,最后一组热定型辊与卷绕辊之间的间距为400mm,两热板与最后一组热定型辊之间的间距为300mm;

纺丝工艺参数如下:

拉伸、热定型的工艺参数为:

合股的工艺流程为:纱架→传感器→压力张力器→导丝轮→导杆或网络器→传感器→线速感应器→滑轮→动程导丝器→卷绕纸管,合股的工艺参数为:股数16,速度420m/min。

最终制得的用于重型吊装带的涤纶工业丝的单丝纤度为8.4dtex,断裂强度为8.6n,线密度为4000dtex,线密度偏差率为-2.0%,断裂伸长率为6.9%,在177℃×10min×0.05cn/dtex条件下的干热收缩率为10.0%,网络度为8个/m。

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