專利名稱：一種高速造紙網用抗水解聚酯單絲的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種化纖紡絲的生產工藝，屬于纖維成型技術領域，特別是涉及一種高速造紙網用抗水解聚酯單絲的制備方法。
背景技術：
中國造紙業(yè)正經歷著一個需求量高速增長的階段，全國紙和紙板產量為7350萬噸，消費量7290萬噸，均居世界第二。而隨著世界對環(huán)境保護意識的不斷增強和社會進步的要求，人們對可再生資源的利用愈加重視，出于環(huán)境保護，生產成本和原料來源等多方面的考慮，在世界范圍內對回收紙漿的使用比例不斷提高。據了解，廢紙用量較多的品種有新聞紙、包裝用紙、白紙板、箱紙板、瓦楞原紙?；谝陨锨闆r，使得現(xiàn)代造紙工業(yè)中造紙紙漿的化學組成非常復雜，各種造紙濕部化學助劑的采用等都對造紙聚酯網的耐用性和抗水解性能提出了嚴峻的要求。另外，老化，是大多數(shù)有機材料難以避免的問題，對于造紙聚酯網來講，主要的老化是在干網中。尤其是隨著現(xiàn)代造紙設備的不斷進步及造紙車速的不斷提高，紙張成型后的干燥溫度必然要隨之提高，即所謂的強制干燥，溫度可達170°C，如此高溫下，由于沒有濕紙帶走熱量，聚酯網邊，普通聚酯單絲織造的干網，根本無法滿足使用要求，使得網子的壽命進一步縮短。眾所周知，造紙用聚酯網的織造只是一個物理過程，為此，我們必須在制造聚酯單絲的過程中想辦法。因此，開發(fā)出適合現(xiàn)代造紙工業(yè)發(fā)展需要的，高性能、抗水解、加工性能優(yōu)異的聚酯單絲，增加其耐用性，盡量延長造紙聚酯網的壽命，是作為聚酯單絲研究開發(fā)的又一新課題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，提供一種高速造紙網用抗水解聚酯單絲的制備方法，所要解決的技術問題是在通過自制抗水解母粒，增加聚酯的抗水解性能，與紡絲時直接添加液態(tài)抗水解劑相比，具有分散均勻，所紡單絲直徑偏差小等特點。本發(fā)明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現(xiàn)的。依據本發(fā)明提出的一種高速造紙網用抗水解聚酯單絲的制備方法，包括步驟1)將干燥后的高粘聚酯切片與碳二亞胺改性輔料按比例置于攪拌器中混合；2)將混合材料送入螺桿熔融擠壓機中，加熱熔融擠出，制成改性母粒；3)將上述改性母粒與普通聚酯按比例混合，進入紡絲機擠出， 并經水中冷卻成型，通過二次拉伸后，進行熱定型，然后經上油消除靜電后卷繞，制成成品。所述步驟1)中的改性母粒的制備方法為分別將粉狀碳二亞胺2 4重量份、0. 2 0. 5重量份的鈦酸酯、碳酸鹽超細粉體 1 2重量份、高粘聚酯切片100重量份依次投入高速混合機進行混合，再將混合物通過加熱熔融，螺桿擠出機擠出溫度范圍為260 300°C ；對除濕后的聚酯混合物進行切料，制得粒徑保持與原始高粘聚酯切片的粒徑一致的改性母粒。所述高粘聚酯切片為切片[g]>0.80的聚對苯二甲酸乙二酯切片。
步驟3)中，改性母粒加入到高粘聚酯切片中攪拌混勻后一起干燥，送入螺桿熔融擠壓機中，加工擠出溫度控制在260 300°C，混合料加熱熔融后經噴絲板擠出。所述高粘度聚酯切片與改性母粒之間的投料重量份配比為100 5 10 ；干燥溫度為150 170°C，干燥時間為4 6小時。步驟3)中，上述從噴絲板擠出的初生絲進入50 75°C水中冷卻，并在80 98°C 熱水中進行第一次牽伸；并在熱風烘箱中進行輥第二次牽伸，溫度180 220°C。成型后的聚酯單絲進行第一次牽伸后為原長度的2 5. 5倍長度；二次拉伸后為原長度的1.1 3倍長度。步驟3)中，熱定型工藝中熱風的溫度控制在190 240°C之間。本發(fā)明的高速造紙網用抗水解聚酯單絲的制備方法具有的優(yōu)點是1)本發(fā)明通過添加自制抗水解輔助助劑、聚酯(PET)熔融擠出制成改性母粒；再將抗水解母粒與高粘度聚酯切片混合，經過干燥、熔融紡絲、冷卻成型、牽伸、熱定型等步驟制成具有抗水解作用的聚酯造紙網用單絲，此共聚改性紡絲工藝簡單，便捷，容易實施。2)與紡絲時直接添加液態(tài)抗水解劑相比，具有可紡性好，不易斷絲，有效成份揮發(fā)損失少，抗水解劑分散均勻，產品直徑均勻等特點。3)本發(fā)明生產出來的聚酯造紙網用單絲，絲條表面光滑，性能穩(wěn)定，圓整度好，成品率高，尤其適用于在高速、高溫、高濕條件下運作的造紙成型網及干網，可起到延緩老化時間，增加使用壽命的作用。


圖1是本發(fā)明的改性母粒的制備工藝流程圖。圖2是本發(fā)明高粘度聚酯的共混熔融紡絲的工藝流程圖。
具體實施例方式從分子結構來講，聚酯作為造紙網用單絲在使用時，尤其是在造紙成型網及干網在高溫、高濕的嚴酷使用環(huán)境下，材料降解而引起的單絲性能下降的問題就暴露出來。因為聚酯分子為無支鏈的線性高聚物，其中的酯鍵C-O為最薄弱環(huán)節(jié)，易在外因的誘導下發(fā)生水解斷裂而生成羧基(-C00H)，造成分子量的下降，影響產品的力學性能。另外，羧基的存在，在高溫條件下，還會加速除了水降解以外的熱降解等一系列降解反應，引起的后果就是單絲抗張強度下降，伸長降低，脆性增加，單絲表面粗糙增加，使紙網失去使用價值，甚至斷裂。因此，如何處理在造紙聚酯網在運作過程中的水分子和羧基，是本發(fā)明技術關鍵。本發(fā)明采用切片[q]>0.80的高粘度聚酯切片為主要原料，加入特殊的復合添加劑，使其先行與水和羧基反應，減少該兩分子的結合，并從分子的結構的規(guī)整性及結晶度上進行調整，使其更適合于造紙網加工和使用的需求，特別是對于干網經線。本發(fā)明的工藝是以高粘度聚酯切片為主要原料，加入特殊添加劑，并制備功能性母粒，利用共混紡絲技術制備而成。該添加劑是一種多組分復合改性劑，其主要成分是抗水解穩(wěn)定劑碳二亞胺(粉劑)和無機超細粉體的復合體系。當它們與高粘度聚酯在高溫下共混時，由于分子運動變得激烈，改性劑的分子穿入聚酯的大分子鏈間，通過其酯基極性的相互吸引，形成一個穩(wěn)定的共混體系，而添加劑的較長的非極性烷鏈則妨礙了聚酯分子鏈的
4相互接近，減少大分子間的纏繞，分子鏈的熱運動變得容易，從而提高了高粘度聚酯熔體的流動性和可紡性。改件母粒的制備實施例1)無機超細粉體的表面改性無機超細粉體由于粒度小、比表面積大，其具有高表面能、表現(xiàn)為親水性、容易團聚；而聚酯纖維材料則為低能表面、表現(xiàn)為憎水性，兩者不相容。由于有機、無機材料表面能的差異，使超細無機粉體在有機聚合物體系中難以均勻分散，容易聚集成團，致使在紡絲時，造成過濾網和噴絲孔堵塞，紡絲壓力升高，出現(xiàn)斷頭毛絲現(xiàn)象。為了提高無機粉體在聚酯熔體中的相容性和分散性，必須對其進行表面改性處理。選用鈦酸酯偶聯(lián)劑對碳酸鹽超細粉體進行表面改性，通過偶聯(lián)劑中的烷基基團與粉體表面活性點發(fā)生化學反應，并構成無機粉體和有機基體間的橋連連接，而實現(xiàn)對粉體的表面改性，使其能在聚酯熔體中均勻分散，不易團聚。2)改性母粒的制備采用cp=50.5mm的雙螺桿擠出機，制備改性添加劑母粒步驟1)，分別將2 4重量份的抗水解劑粉狀碳二亞胺、1 2重量份的碳酯鹽超細無機粉體、0. 2 0. 5重量份的鈦酸酯、100重量份的高粘聚酯切片(聚對苯二甲酸乙二酯切片)依次投入高速混合機進行混合，再將混合物通過螺桿擠出機加熱熔融，溫度控制為260°C 300°C之間；步驟2)，對干燥后的聚酯混合物進行切料，粒徑保持與原始高粘聚酯切片的粒徑一致，制得改性母粒。赫辦氏_膽崖翻旨雜丨將100重量份的高粘度([η]彡0.9)高粘聚酯切片(聚對苯二甲酸乙二酯切片) 加入5 10重量份的改性母粒，混合均勻，在150 170°C下一起干燥4 6小時；將上述干燥后的混合料送入螺桿熔融擠壓機中，加熱熔融擠出，其中，螺桿擠出機的擠出加工溫度為260°C 300°C，經噴絲板擠出；將噴絲板擠出的原生絲進入到50 75°C水中冷卻，將成型后的聚酯單絲通過80 98°C熱水中進行第一次牽伸為原長度的2 5. 5倍長度；然后， 再在180 220°C熱風中二次拉伸為原長度的11 3倍長度；最后通過190 240°C熱風進行定型；單絲經上油消除靜電，并卷繞制得成品。以下通過各種效果實驗例對上述實施例制備的高速造紙網用抗水解聚酯單絲的各項性能進行測試(1)抗水解單絲的力學性能測試由上述實施例制備的抗水解單絲的力學性能(合同技術指標和實測指標)如表1、 表2所示。表1單絲合同技術指標要求
型號0. 50mm0. 52mmX 0. 335mm直徑偏差(mm)+ 0. 015(±0. 15) X (±0. 01)斷裂強力(N)^ 105彡90
權利要求
1.一種高速造紙網用抗水解聚酯單絲的制備方法，其特征在于包括步驟1)將干燥后的高粘聚酯切片與碳二亞胺改性輔料按比例置于攪拌器中混合；2)將混合材料送入螺桿熔融擠壓機中，加熱熔融擠出，制成改性母粒；3)將上述改性母粒與普通聚酯按比例混合，進入紡絲機擠出，并經水中冷卻成型，通過二次拉伸后，進行熱定型，然后經上油消除靜電后卷繞，制成成品。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述步驟1)中的改性母粒的制備方法為分別將粉狀碳二亞胺2 4重量份、0. 2 0. 5重量份的鈦酸酯、碳酸鹽超細粉體1 2重量份、高粘聚酯切片100重量份依次投入高速混合機進行混合，再將混合物通過加熱熔融，螺桿擠出機擠出溫度范圍為260 300°C ；對除濕后的聚酯混合物進行切料，制得粒徑保持與原始高粘聚酯切片的粒徑一致的改性母粒。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述高粘聚酯切片為切片[g]>0.80 的聚對苯二甲酸乙二酯切片。
4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟3)中，改性母粒加入到高粘聚酯切片中攪拌混勻后一起干燥，送入螺桿熔融擠壓機中，加工擠出溫度控制在260 3000C，混合料加熱熔融后經噴絲板擠出。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述高粘度聚酯切片與改性母粒之間的投料重量份配比為100 5 10 ；干燥溫度為150 170°C，干燥時間為4 6小時。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟3)中，上述從噴絲板擠出的初生絲進入50 75°C水中冷卻，并在80 98°C熱水中進行第一次牽伸；并在熱風烘箱中進行輥第二次牽伸，溫度180 220°C。
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于成型后的聚酯單絲進行第一次牽伸后為原長度的2 5. 5倍長度；二次拉伸后為原長度的1. 1 3倍長度。
8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟3)中，熱定型工藝中熱風的溫度控制在190 240°C之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高速造紙網用抗水解聚酯單絲的制備方法，通過自制母粒，并與高粘度聚酯切片混合熔融紡絲。所述的自制母粒，是指通過添加粉狀碳二亞胺，以及其它高效輔助助劑，自行開發(fā)研究，制成具有抗水解性能的母粒。其制造方法按比例添加碳二亞胺、輔助助劑與聚酯(PET)熔融擠出，制成獨特的抗水解母粒；再將抗水解母粒與高粘度聚酯切片混合，經過干燥、熔融紡絲、冷卻成型、牽伸、熱定型等步驟制成。本發(fā)明通過自制抗水解母粒，增加聚酯的抗水解性能。與紡絲時直接添加液態(tài)抗水解劑相比，具有可紡性好，不易斷絲，有效成份揮發(fā)損失少，抗水解劑分散均勻，產品直徑均勻等特點，可廣泛應用于高速造紙機等工業(yè)用網方面。
文檔編號D01F1/10GK102409431SQ20111036024
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月14日 優(yōu)先權日2011年11月14日
發(fā)明者關頌民 申請人:江門市新會區(qū)新華膠絲廠