本發(fā)明涉及人造纖維
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地說，是一種高結(jié)節(jié)強(qiáng)度漁用聚乙烯單絲及其制造方法。
背景技術(shù)：
：漁用聚乙烯單絲是以高密度聚乙烯(通常選用牌號5000s)為原料，經(jīng)熔融紡絲、高倍熱牽伸工藝制得。漁用聚乙烯單絲有著優(yōu)良的耐低溫性能，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸堿，不吸水等特性，在漁業(yè)上有著重要應(yīng)用。我國漁用聚乙烯單絲的年消耗量約30萬噸，占整個(gè)漁用單絲材料的80％左右。在漁用聚乙烯單絲制備過程中需要對聚乙烯大分子鏈進(jìn)行高倍熱牽伸，使得漁用聚乙烯單絲的強(qiáng)度滿足漁用要求，但是過高的牽伸會導(dǎo)致聚乙烯單絲的韌性下降，即聚乙烯單絲的結(jié)節(jié)強(qiáng)度下降。中國專利文獻(xiàn)cn1590603a公開了聚乙烯單絲高溫高倍牽伸工藝方法，其生產(chǎn)的聚乙烯單絲由于牽伸介質(zhì)選用乙二醇，使得生產(chǎn)成本增加，此外由于過度牽伸使得聚乙烯單絲的柔軟性較差，宏觀表現(xiàn)為聚乙烯單絲的結(jié)節(jié)強(qiáng)度不理想。而漁用聚乙烯單絲在使用過程中常常需要打結(jié)，制成有結(jié)網(wǎng)，因此提高漁用聚乙烯單絲的結(jié)節(jié)強(qiáng)度對其應(yīng)用有著重要作用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種高結(jié)節(jié)強(qiáng)度漁用聚乙烯單絲及其制備方法。本發(fā)明的第一方面，提供一種高結(jié)節(jié)強(qiáng)度漁用聚乙烯單絲的制備方法，所述的高結(jié)節(jié)強(qiáng)度漁用聚乙烯單絲按重量百分比由以下組分組成：其制備方法包括以下步驟：(a)將彈性體與石墨烯混合均勻后經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出制備彈性體/石墨烯復(fù)配體系；(b)將制得的復(fù)配體系與聚乙烯混合后經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)造粒，制得母粒；(c)將制得母粒、抗氧劑和潤滑劑混合后經(jīng)熔融紡絲-高倍牽伸工藝制得高結(jié)節(jié)強(qiáng)度聚乙烯單絲。優(yōu)選的，所述的聚乙烯為高密度聚乙烯，其熔融指數(shù)為0.1～10g/min。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述的聚乙烯選自揚(yáng)子石化或者大慶石化，牌號5000s。優(yōu)選的，所述的彈性體為乙烯-辛烯共聚物(poe)、乙丙橡膠、三元乙丙橡膠中的一種，所述的彈性體的熔融指數(shù)為0.5～10g/min。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，poe選自：杜邦8150；乙丙橡膠選自：中國石油吉林化工0010；三元乙丙橡膠選自：中國石油吉林石化4045。優(yōu)選的，所述的石墨烯為表面經(jīng)親油改性之后的石墨烯。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述的石墨烯選自湖南豐化材料發(fā)展有限公司通用型fh-661石墨烯。優(yōu)選的，所述的抗氧劑為亞磷酸酯類抗氧劑。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述的抗氧劑選自：無酚亞磷酸酯抗氧劑3010，廣州志一化工有限公司。優(yōu)選的，所述的潤滑劑為烴類潤滑劑。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述的潤滑劑選自：霍尼韋爾公司的rlc657聚乙烯蠟。優(yōu)選的，所述的步驟(a)中物料在螺桿擠出機(jī)中的停留時(shí)間為2～3分鐘，溫度為180～250℃。優(yōu)選的，所述的步驟(b)中物料在螺桿擠出機(jī)中的停留時(shí)間為2～3分鐘，溫度為180～250℃。優(yōu)選的，所述的步驟(c)中的熔融紡絲和高倍牽伸工藝為：紡絲溫度為250～350℃，紡絲速度為5～20m/min，牽伸倍數(shù)為6～10倍，牽伸溫度為90～130℃。本發(fā)明的第二方面，提供一種高結(jié)節(jié)強(qiáng)度漁用聚乙烯單絲，所述的高結(jié)節(jié)強(qiáng)度漁用聚乙烯單絲采用上述的制備方法制備得到。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于：1、本發(fā)明采用彈性體/石墨烯復(fù)配體系對聚乙烯進(jìn)行增韌改性，經(jīng)熔融紡絲、高倍牽伸工藝制得的高結(jié)節(jié)強(qiáng)度漁用聚乙烯單絲。石墨烯作為填充材料被廣泛地應(yīng)用于塑料、單絲改性劑，能夠大幅度提高材料的強(qiáng)度和韌性，而彈性體具有高韌性、透明性而被用于聚合物材料的增韌改性；2、本發(fā)明采用彈性體/石墨烯復(fù)配體系協(xié)同增強(qiáng)增韌聚乙烯單絲，充分發(fā)揮石墨烯和彈性體的作用，大大提高漁用聚乙烯單絲的結(jié)節(jié)強(qiáng)度(最優(yōu)的斷裂強(qiáng)度大于等于64cn/tex，結(jié)節(jié)強(qiáng)度大于等于45cn/tex)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說明。以下實(shí)施例和對比例中所采用的原料：高密度聚乙烯：揚(yáng)子石化或者大慶石化，牌號5000s；poe：杜邦8150；乙丙橡膠：中國石油吉林化工0010；三元乙丙橡膠：中國石油吉林石化4045；石墨烯：湖南豐化材料發(fā)展有限公司通用型fh-661石墨烯；亞磷酸酯類抗氧劑：3010，廣州志一化工有限公司；烴類潤滑劑：霍尼韋爾公司的rlc657聚乙烯蠟。實(shí)施例1高結(jié)節(jié)強(qiáng)度漁用聚乙烯單絲，按質(zhì)量百分比由以下組分組成(見表1)：表1其制造方法，按以下步驟進(jìn)行：(1)石墨烯與彈性體按質(zhì)量比共混后制備彈性體/石墨烯復(fù)配體系，物料在螺桿擠出機(jī)中的停留時(shí)間為2～3分鐘，溫度為180～250℃。(2)將制得的復(fù)配體系與聚乙烯混合后經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)造粒，制得母粒，物料在螺桿擠出機(jī)中的停留時(shí)間為2～3分鐘，溫度為180～250℃。(3)將制得母粒、抗氧劑和潤滑劑混合后經(jīng)熔融紡絲-高倍牽伸工藝制得高結(jié)節(jié)強(qiáng)度聚乙烯單絲。熔融紡絲和高倍牽伸工藝為：紡絲溫度為250℃，紡絲速度為5m/min，牽伸倍數(shù)為6倍，牽伸溫度為90℃。實(shí)施例2高結(jié)節(jié)強(qiáng)度漁用聚乙烯單絲，按質(zhì)量百分比由以下組分組成(見表2)：表2名稱物質(zhì)名稱用量聚乙烯高密度聚乙烯80彈性體乙丙橡膠10親油改性石墨烯石墨烯9抗氧劑亞磷酸酯類抗氧劑0.5潤滑劑烴類潤滑劑0.5其制造方法，按以下步驟進(jìn)行：(1)石墨烯與彈性體按質(zhì)量比共混后制備彈性體/石墨烯復(fù)配體系，物料在螺桿擠出機(jī)中的停留時(shí)間為2～3分鐘，溫度為180～250℃。(2)將制得的復(fù)配體系與聚乙烯混合后經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)造粒，制得母粒，物料在螺桿擠出機(jī)中的停留時(shí)間為2～3分鐘，溫度為180～250℃。(3)將制得母粒、抗氧劑和潤滑劑混合后經(jīng)熔融紡絲-高倍牽伸工藝制得高結(jié)節(jié)強(qiáng)度聚乙烯單絲。熔融紡絲和高倍牽伸工藝為：紡絲溫度為280℃，紡絲速度為10m/min，牽伸倍數(shù)為7倍，牽伸溫度為100℃。實(shí)施例3高結(jié)節(jié)強(qiáng)度漁用聚乙烯單絲，按質(zhì)量百分比由以下組分組成(見表3)：表3名稱物質(zhì)名稱用量聚乙烯高密度聚乙烯75彈性體三元乙丙橡膠15親油改性石墨烯石墨烯8抗氧劑亞磷酸酯類抗氧劑1潤滑劑烴類潤滑劑1其制造方法，按以下步驟進(jìn)行：(1)石墨烯與彈性體按質(zhì)量比共混后制備彈性體/石墨烯復(fù)配體系，物料在螺桿擠出機(jī)中的停留時(shí)間為2～3分鐘，溫度為180～250℃。(2)將制得的復(fù)配體系與聚乙烯混合后經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)造粒，制得母粒，物料在螺桿擠出機(jī)中的停留時(shí)間為2～3分鐘，溫度為180～250℃。(3)將制得母粒、抗氧劑和潤滑劑混合后經(jīng)熔融紡絲-高倍牽伸工藝制得高結(jié)節(jié)強(qiáng)度聚乙烯單絲。熔融紡絲和高倍牽伸工藝為：紡絲溫度為300℃，紡絲速度為15m/min，牽伸倍數(shù)為8倍，牽伸溫度為110℃。實(shí)施例4高結(jié)節(jié)強(qiáng)度漁用聚乙烯單絲，按質(zhì)量百分比由以下組分組成(見表4)：表4其制造方法，按以下步驟進(jìn)行：(1)石墨烯與彈性體按質(zhì)量比共混后制備彈性體/石墨烯復(fù)配體系，物料在螺桿擠出機(jī)中的停留時(shí)間為2～3分鐘，溫度為180～250℃。(2)將制得的復(fù)配體系與聚乙烯混合后經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)造粒，制得母粒，物料在螺桿擠出機(jī)中的停留時(shí)間為2～3分鐘，溫度為180～250℃。(3)將制得母粒、抗氧劑和潤滑劑混合后經(jīng)熔融紡絲-高倍牽伸工藝制得高結(jié)節(jié)強(qiáng)度聚乙烯單絲。熔融紡絲和高倍牽伸工藝為：紡絲溫度為320℃，紡絲速度為20m/min，牽伸倍數(shù)為9倍，牽伸溫度為120℃。實(shí)施例5高結(jié)節(jié)強(qiáng)度漁用聚乙烯單絲，按質(zhì)量百分比由以下組分組成(見表5)：表5名稱物質(zhì)名稱用量聚乙烯高密度聚乙烯90彈性體三元乙丙橡膠5親油改性石墨烯石墨烯4抗氧劑亞磷酸酯類抗氧劑0.5潤滑劑烴類潤滑劑0.5其制造方法，按以下步驟進(jìn)行：(1)石墨烯與彈性體按質(zhì)量比共混后制備彈性體/石墨烯復(fù)配體系，物料在螺桿擠出機(jī)中的停留時(shí)間為2～3分鐘，溫度為180～250℃。(2)將制得的復(fù)配體系與聚乙烯混合后經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)造粒，制得母粒，物料在螺桿擠出機(jī)中的停留時(shí)間為2～3分鐘，溫度為180～250℃。(3)將制得母粒、抗氧劑和潤滑劑混合后經(jīng)熔融紡絲-高倍牽伸工藝制得高結(jié)節(jié)強(qiáng)度聚乙烯單絲。熔融紡絲和高倍牽伸工藝為：紡絲溫度為350℃，紡絲速度為20m/min，牽伸倍數(shù)為10倍，牽伸溫度為130℃。對比例1其他條件如實(shí)施例5，不同之處在于：不加彈性體/石墨烯復(fù)配體系。對比例2其他條件如實(shí)施例5，不同之處在于：步驟2的擠出溫度為170℃。對比例3其他條件如實(shí)施例5，不同之處在于：步驟3的紡絲溫度為360℃，拉伸溫度為140℃。試驗(yàn)例力學(xué)性能測試方法參照水產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)sc/t5005-2014《漁用聚乙烯單絲》，檢測數(shù)據(jù)見表1：表1實(shí)施例及對比例檢測數(shù)據(jù)斷裂強(qiáng)度(cn/dtex)結(jié)節(jié)強(qiáng)度(cn/dtex)實(shí)施例15.83.9實(shí)施例26.04.0實(shí)施例36.24.2實(shí)施例46.54.8實(shí)施例57.14.8對比例16.04.0對比例25.43.6對比例36.24.0對比例1、2、3的大部分條件均都與斷裂強(qiáng)度、結(jié)節(jié)強(qiáng)度最好的實(shí)施例5相同，但對比例1沒有添加彈性體/石墨烯復(fù)配體系，無法對聚乙烯起到增強(qiáng)增韌作用，因此最終單絲的斷裂強(qiáng)度和結(jié)節(jié)強(qiáng)度較低；對比例2第2步擠出溫度為170℃，溫度偏低，造成彈性體和石墨烯混合不夠均勻，石墨烯可能會發(fā)生較大程度的團(tuán)聚，而團(tuán)聚后的石墨烯會成為最終單絲中的缺陷，從而大幅降低了最終單絲的斷裂強(qiáng)度和結(jié)節(jié)強(qiáng)度；對比例3紡絲溫度為360℃，拉伸溫度為140℃，紡絲溫度和拉伸溫度均較高，聚乙烯在紡絲過程中會出現(xiàn)一定程度的熱降解，同時(shí)拉伸溫度為120℃，導(dǎo)致聚乳酸再拉伸后冷卻變慢，使其結(jié)晶不夠完善，從而直接影響了最終單絲的斷裂強(qiáng)度和結(jié)節(jié)強(qiáng)度。以上已對本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明創(chuàng)造精神的前提下還可做出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁12