拒海水型聚酯工业长丝及其生产工艺.pdf

本发明公开了一种拒海水型聚酯工业长丝及其生产工艺，该聚酯工业长丝表面涂敷有一层氨基硅系列化合物的拒海水助剂。该聚酯工业长丝的生产工艺包括：a.将低粘型纺纱级聚酯切片在惰性气体保护下，缩聚反应，得高粘度切片，为A品；b.将所得A品在螺杆挤压机挤压熔融成熔融态纺丝液，再经纺丝组件纺丝形成丝条，丝条通过冷却吹风冷却固化形成初生纤维，为B品；c.将所得的B品上油，经多极牵伸，再进行热定型，得C品；d.利用高速涂敷装置，将氨基硅系列化合物涂敷在C品上，卷绕即成。本发明有良好的防水、抵抗海水侵蚀的效果，聚酯纤维间磨擦小，聚酯工业长丝使用寿命长，工艺设计合理，氨基硅系列化合物在聚酯工业长丝表面充分发挥了功效。

1.  一种拒海水型聚酯工业长丝，其特征在于：所述的聚酯工业长丝表面涂敷有一层氨基硅系列化合物的拒海水助剂。

2.  根据权利要求1所述的拒海水型聚酯工业长丝，其特征在于：所述的氨基硅系列化合物以原液型作为涂敷助剂，其组分添加量按质量份计算如下：
氨基硅油          20～80份
非离子表面活性剂  5～10份
交联反应增强剂    2～5份
精制矿物油        5～10份。

3.  根据权利要求1所述的拒海水型聚酯工业长丝，其特征在于：所述的氨基硅系列化合物以乳液型作为涂敷助剂，其组分添加量按质量份计算如下：
氨基硅油乳液     40～50份
非离子表面活性剂 5～10份
交联反应增强剂   2～5份
杀菌剂           0.5～5.0份
脱盐水           50份。

4.  根据权利要求1、2或3所述的拒海水型聚酯工业长丝，其特征在于：所述的聚酯工业长丝具备以下特性：
a、4小时芯吸高度≤4mm；
b、海水湿态耐磨性如下：20～30mN/Tex条件下，≥1300次；
35～45mN/Tex条件下，≥900次；
55～60mN/Tex条件下，≥500次。

5.  如权利要求1、2或3所述的拒海水型聚酯工业长丝的生产工艺，其特征在于：该生产工艺包括以下步骤：
a、固相聚合：将低粘型纺丝级聚酯切片在惰性气体保护下，在150～230摄氏度下缩聚反应，得高粘度切片，为A品；
b、纺丝：将所得A品在螺杆挤压机经270～330摄氏度挤压熔融成熔融态纺丝液，再经纺丝组件在120～280巴压力条件下纺丝形成丝条，丝条通过冷却吹风冷却固化形成初生纤维，为B品；
c、拉伸热定型：将所得的B品上油，经多级牵伸，再进行热定型，得C品；
d、拒海水助剂涂敷：利用高速涂敷装置，将氨基硅系列化合物以工业纤维质量的0.1～1.0％的涂敷量涂敷在C品上，再经卷绕，即得拒海水型聚酯工业长丝。

6.  根据权利要求5所述的拒海水型聚酯工业长丝的生产工艺，其特征在于：所述的拒海水助剂涂敷工艺中，助剂从位于较高位置的助剂配置高位罐进入位于较低位置的低位助剂储罐，通过助剂计量系统，经过助剂输送管，进入助剂喷敷系统，在助剂喷敷系统中通过涂敷喷嘴的喷敷作用对C品进行助剂涂敷处理，经涂敷处理的C品再经过卷绕头上，在卷绕丝饼上卷绕；其中助剂计量系统的信号通过变频系统输入在线助剂涂敷工艺监控器，由监控器进行助剂计量控制。

7.  根据权利要求6所述的拒海水型聚酯工业长丝的生产工艺，其特征在于：当拒海水助剂为原液型氨基硅系列化合物时，所述的助剂喷敷系统安装在牵伸热辊的第三组牵伸热辊和第四组定型热辊之间，网络喷嘴从牵伸热辊的第四组定型热辊连出，连接到卷绕头。

8.  根据权利要求6所述的拒海水型聚酯工业长丝的生产工艺，其特征在于：当拒海水助剂为乳液型氨基硅系列化合物时，所述的助剂喷敷系统安装在卷绕头与网络喷嘴之间，网络喷嘴连接在牵伸热辊的第四组定型热辊上。

9.  根据权利要求6所述的拒海水型聚酯工业长丝的生产工艺，其特征在于：当拒海水助剂为原液型氨基硅系列化合物时，采用的工艺中，所述的助剂喷敷系统中的涂敷喷嘴使用组合架按照丝道丝条的宽度和隔距组装为一组合式涂敷喷嘴架。

10.  根据权利要求6所述的拒海水型聚酯工业长丝的生产工艺，其特征在于：当拒海水助剂为乳液型氨基硅系列化合物时，采用的工艺中，所述的助剂喷敷系统中的涂敷喷嘴有若干个，安装在涂敷喷嘴架上，每个涂敷喷嘴的上下各安装有一个导丝架，导丝架的上下位置可调，可在360度范围旋转。

拒海水型聚酯工业长丝及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种拒海水型聚酯工业长丝及其生产工艺，属于聚酯工业纤维技术领域。
背景技术
聚酯工业纤维具有高强度、高模量、低伸长、耐高温、耐日光等优异性能，因而是绳索、吊装带及工程增强材料广泛选用的材料，在制作为海洋作业用索具、绳索、缆绳、渔网、海上石油平台固定吊索等产品后其工作环境发生很大变化，其一，缆绳等产品长期浸泡在海水中。海水中碱性物、微生物及海底沉积离子对绳索产生不断的冲击，使绳索纤维逐渐散开。由于松散和碱性腐蚀作用使绳索强度迅速下降。在负荷状态下的损坏速度将加剧。其二，海洋作业的轮船，货轮不论是行使还是停泊都处于摇晃状态。这种长期动态下工作的绳索相互间不断摩擦，且摩擦是湿态下的其摩擦系数更大，因而加速强度的损失。由于这两种因素的共同作用使海洋作业用索具寿命短，安全性可靠性低。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种拒海水型聚酯工业长丝及其生产工艺，采用本发明的生产工艺得到的拒海水型聚酯工业长丝在具备高强聚酯工业长丝保持原有特性的同时减少了海水的侵蚀以及海水冲击产生的摩擦和纤维间的摩擦的损耗，延长了使用寿命。
本发明的技术方案：一种拒海水型聚酯工业长丝，所述的聚酯工业长丝表面涂敷有一层氨基硅系列化合物的拒海水助剂。
上述的拒海水型聚酯工业长丝，所述的氨基硅系列化合物以原液型作为涂敷助剂，其组分添加量按质量份计算如下：
氨基硅油                   20～80份
非离子表面活性剂           5～10份
交联反应增强剂             2～5份
精制矿物油                 5～10份。
前述的拒海水型聚酯工业长丝，所述的氨基硅系列化合物以乳液型作为涂敷助剂，其组分添加量按质量份计算如下：
氨基硅油乳液              40～50份
非离子表面活性剂          5～10份
交联反应增强剂          2～5份
杀菌剂                  0.5～5.0份
脱盐水                  50份。
前述的拒海水型聚酯工业长丝，所述的聚酯工业长丝具备以下特性：
a、4小时芯吸高度≤4mm；
b、海水湿态耐磨性如下：20～30mN/Tex条件下，≥1300次；
35～45mN/Tex条件下，≥900次；
55～60mN/Tex条件下，≥500次。
前述的拒海水型聚酯工业长丝的生产工艺，该生产工艺包括以下步骤：
a、固相聚合：将低粘型纺丝级聚酯切片在惰性气体保护下，在150～230摄氏度下缩聚反应，得高粘度切片，为A品；
b、纺丝：将所得A品在螺杆挤压机经270～330摄氏度挤压熔融成熔融态纺丝液，再经纺丝组件在120～280巴压力条件下纺丝形成丝条，丝条通过冷却吹风冷却固化形成初生纤维，为B品；
c、拉伸热定型：将所得的B品上油，经多级牵伸，再进行热定型，得C品；
d、拒海水助剂涂敷：利用高速涂敷装置，将氨基硅系列化合物以工业纤维质量的0.1~1.0％的涂敷量涂敷在C品上，再经卷绕，即得拒海水型聚酯工业长丝。
上述的拒海水型聚酯工业长丝的生产工艺，所述的拒海水助剂涂敷工艺中，助剂从位于较高位置的助剂配置高位罐进入位于较低位置的低位助剂储罐，通过助剂计量系统，经过助剂输送管，进入助剂喷敷系统，在助剂喷敷系统中通过涂敷喷嘴的喷敷作用对C品进行助剂涂敷处理，经涂敷处理的C品再经过卷绕头上，在卷绕丝饼上卷绕；其中助剂计量系统的信号通过变频系统输入在线助剂涂敷工艺监控器，由监控器进行助剂计量控制。
前述的拒海水型聚酯工业长丝的生产工艺，当拒海水助剂为原液型氨基硅系列化合物时，所述的助剂喷敷系统安装在牵伸热辊的第三组牵伸热辊和第四组定型热辊之间，网络喷嘴从牵伸热辊的第四组定型热辊连出，连接到卷绕头。
前述的拒海水型聚酯工业长丝的生产工艺，当拒海水助剂为乳液型氨基硅系列化合物时，所述的助剂喷敷系统安装在卷绕头与网络喷嘴之间，网络喷嘴连接在牵伸热辊的第四组定型热辊上。
前述的拒海水型聚酯工业长丝的生产工艺，当拒海水助剂为原液型氨基硅系列化合物时，采用的工艺中，所述的助剂喷敷系统中的涂敷喷嘴使用组合架按照丝道丝条的宽度和隔距组装为一组合式涂敷喷嘴架。
前述的拒海水型聚酯工业长丝的生产工艺，当拒海水助剂为乳液型氨基硅系列化合物时，采用的工艺中，所述的助剂喷敷系统中的涂敷喷嘴有若干个，安装在涂敷喷嘴架上，每个涂敷喷嘴的上下各安装有一个导丝架，导丝架的上下位置可调，可在360度范围旋转。
与现有技术相比，由于本发明在原有高强聚酯工业长丝的表面涂敷有一层氨基硅系列化合物作为拒海水助剂，与长丝表面原有的纺丝油剂(油剂主要成分为高级脂肪酸脂)发生交联反应，形成柔性紧固的薄膜层，这一薄膜层不仅与聚酯纤维具有良好的附着性，而且能有效防水、抵抗海水的侵蚀，对聚酯工业纤维具有良好的保护作用，同时这一薄膜层附着在聚酯纤维表面大大减少纤维与纤维之间的摩擦，用这一拒海水型聚酯工业长丝制成海洋作业用索具、缆绳的寿命将大大提高。本发明的4小时芯吸高度和海水湿态耐磨性明显优于现有的高强聚酯工业长丝。采用合理的工艺条件，则使氨基硅系列化合物形成更加紧固的薄膜层，增加使用效果。因此，本发明不仅具有良好的防水、抵抗海水侵蚀的效果，增加了聚酯纤维间的耐磨性，延长聚酯工业长丝的使用寿命，而且工艺设计合理，使氨基硅系列化合物在聚酯工业长丝的表面能够充分发挥功效。
附图说明
附图1为本发明采用原液型助剂时的生产工艺示意图；
附图2为本发明采用乳液型助剂时的生产工艺示意图。
具体实施方式
本发明的实施例1：一种拒海水型聚酯工业长丝，其表面涂敷有一层氨基硅系列化合物的拒海水助剂。该氨基硅系列化合物以原液型作为涂敷助剂，其组分添加量按质量份计算如下：
氨基硅油                     20～80份
非离子表面活性剂             5～10份
交联反应增强剂               2～5份
精制矿物油                   5～10份。
该拒海水型聚酯工业长丝，具备以下特性：
a、4小时芯吸高度≤4mm；
b、海水湿态耐磨性如下：20～30mN/Tex条件下，≥1300次；
35～45mN/Tex条件下，≥900次；
55～60mN/Tex条件下，≥500次。
前述的拒海水型聚酯工业长丝的生产工艺，包括以下步骤：
a、固相聚合：将低粘型纺丝级聚酯切片在惰性气体保护下，经150～230摄氏度缩聚反应，得高粘度切片，为A品；
b、纺丝：将所得A品在螺杆挤压机经270～330摄氏度挤压熔融成熔融态纺丝液，再经纺丝组件在120～280巴压力条件下纺丝形成丝条，丝条通过冷却吹风冷却固化形成初生纤维，为B品；
c、拉伸热定型：将所得的B品上油，经多级牵伸，再进行热定型，得C品；
d、拒海水助剂涂敷：如图1所示，助剂从位于较高位置的助剂配置高位罐18进入位于较低位置的低位助剂储罐17，通过助剂计量系统14，由助剂输送管15输送到安装在牵伸热辊的第三组牵伸热辊7和第四组定型热辊8之间的助剂喷敷系统16，在助剂喷敷系统16中通过三氧化二铝陶瓷制成的涂敷喷嘴对C品进行助剂涂敷处理，经涂敷处理的C品再经过第四组定型热辊8的热定型，以及经过网络喷嘴9所喷空气的集中作用处理后，经卷绕头10，在卷绕丝饼11上卷绕即得成品。涂敷喷嘴使用组合架按照丝道丝条的宽度和隔距组装为一组合式涂敷喷嘴架，使助剂从涂敷喷嘴中喷出，用于将助剂喷涂在丝条上；助剂计量系统14利用计量泵检测流经的助剂的流量，并将信号通过变频系统13输入在线助剂涂敷工艺监控器12，由监控器12进行助剂计量控制，助剂的涂敷量为：工业纤维质量的0.1～1.0％，即助剂质量与工业纤维质量的比值为0.1～1.0∶100。这一过程中，丝条是由纺丝原料从纺丝箱体1经纺丝，从侧吹风冷却系统2到达纺丝通道3，再经过预张力辊4连接到牵伸热辊的第一组牵伸热辊5，经第一组牵伸热辊5、第二组牵伸热辊6和第三组牵伸热辊7三级牵伸热辊处理后，与助剂在助剂喷敷系统16中汇合。
由于这一设计涂敷助剂是在牵伸热辊的第三组牵伸热辊7和第四组定型热辊8之间，丝条温度高，且丝条在涂敷拒海水助剂后还要经过第四组定型热辊8的定型热辊，给交联反应提供了良好条件，所以丝条在这一工艺条件下可以得到充分的温度和时间进行交联反应，效率很高，但是由于这一工艺过程温度高，对拒海水助剂的耐热性要求高，所以在拒海水助剂配方设计上采用了原液型助剂，在拒海水组份选择上我们选用高分子量的组份，以提高耐热性，使涂敷过程减少助剂的发挥，提高涂敷效率。
本发明的实施例2：采用乳液型作为涂敷助剂，其组分添加量按质量份计算如下：
氨基硅油乳液               40～50份
非离子表面活性剂           5～10份
交联反应增强剂             2～5份
杀菌剂           0.5～5.0份
脱盐水           50份。
此时，如图2所示，助剂喷敷系统16设置在网络喷嘴9和卷绕头10之间，卷绕头10从牵伸热辊的第四组定型热辊8引出；助剂喷敷系统16中的三氧化二铝陶瓷制成的涂敷喷嘴有若干个，安装在涂敷喷嘴架上，每个涂敷喷嘴的上下各安装有一个导丝架，利用导丝架上的导丝钩实现对每一条丝条的喷涂处理，导丝架的上下位置可调，可在360度范围旋转。这一过程中，丝条是由纺丝原料从纺丝箱体1经纺丝，从侧吹风冷却系统2到达纺丝通道3，再经过预张力辊4连接到牵伸热辊的第一组牵伸热辊5，经一至四级牵伸热辊处理，并通过网络喷嘴9的丝条集中处理后，与助剂在助剂喷敷系统16中汇合。其余未提及部分，同实施例1。
由于助剂喷敷系统16设置在卷绕头10与网络喷嘴9之间，涂敷过程温度较低，所以在拒海水助剂配方上选择了乳液型，乳液型助剂粘度低流动性能好，对喷嘴的设计要求不高，经过大量试验和工艺的不断优化，这一技术方案生产过程效率较高，成本较低。