專利名稱：一種高強(qiáng)度聚丙烯纖維及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚丙烯纖維的制造技術(shù)，特別是一種抗張強(qiáng)度大的聚丙烯纖維制造技術(shù)。
背景技術(shù)：
高強(qiáng)度聚丙烯纖維(高強(qiáng)丙綸)的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)力高，可以與滌綸、錦綸工業(yè)絲強(qiáng)度相當(dāng)，而成本卻低得多；它的吸濕性小，干濕狀態(tài)力學(xué)性能相同，耐微生物，耐磨。高強(qiáng)丙綸的用途廣泛，主要用途有繩纜；各種工業(yè)吊帶；各種過(guò)濾布；土工布；工業(yè)用縫紉線，醫(yī)療用縫紉線，集裝袋專用縫紉線等。目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上的高強(qiáng)丙綸的抗張強(qiáng)度大都在7.0-8.0g/d以下，國(guó)內(nèi)外通常用專用牌號(hào)的聚丙烯均聚物制造高強(qiáng)度聚丙烯纖維，工業(yè)化生產(chǎn)的聚丙烯纖維的強(qiáng)度大多在6.0-7.0g/d以下，實(shí)驗(yàn)室的研究水平也小于9.0g/d。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用聚丙烯組合物，在常規(guī)熔融紡絲設(shè)備上，制造高強(qiáng)度聚丙烯纖維的方法。
本發(fā)明所提供的制造方法包括以聚丙烯組合物為原料，在熔融紡絲機(jī)上熔融擠出，卷繞成卷繞絲；再經(jīng)二道牽伸和一道熱應(yīng)力松弛，制得成品纖維。
所述聚丙烯樹脂組合物是一種專用樹脂，其制造方法已與本發(fā)明同時(shí)申請(qǐng)專利，它由如下組分和含量(重量份)組成1.化學(xué)降解改性的聚丙烯均聚物 1002.聚合級(jí)共聚或均聚聚丙烯 1-14
3.高密度聚乙烯0.1-94.低密度聚乙烯0.1-45.2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.1-0.5上述化學(xué)降解改性聚丙烯均聚物的熔體流動(dòng)指數(shù)為5-50g/10min，較佳為8-40g/10min；上述聚合級(jí)共聚或均聚聚丙烯的熔體流動(dòng)指數(shù)為0.1-10g/10min，較佳為1-5g/10min；上述高密度聚乙烯的熔體流動(dòng)指數(shù)為1-50g/10min，較佳為5-40g/10min；上述低密度聚乙烯的熔體流動(dòng)指數(shù)為0.2-30g/10min，較佳為2-20g/10min；聚丙烯組合物的制備方法按如下順序進(jìn)行1.按重量份數(shù)將100份的化學(xué)降解改性聚丙烯、1-14份聚合級(jí)共聚或均聚聚丙烯、0.1-9份的高密度聚乙烯、0.1-4份的低密度聚乙烯與0.1-0.5份2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚在高速攪拌器上進(jìn)行均勻混合。
2.將混合物在180-230℃下經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出、造粒，得到聚丙烯組合物。
本發(fā)明的特征在于用該專用聚丙烯組合物在常規(guī)熔融紡絲機(jī)上紡絲。使用螺桿擠出機(jī)，螺桿擠出機(jī)上各區(qū)的加熱溫度范圍在180-260℃。熔體經(jīng)過(guò)計(jì)量泵后從噴絲板擠出；熔體擠出后以100-1000m/min的速度卷繞，得到卷繞絲；卷繞絲經(jīng)預(yù)牽伸，然后在90-140℃熱牽伸，牽伸倍數(shù)為4-10倍。纖維在經(jīng)100-130℃熱定型和在90-110℃經(jīng)應(yīng)力回縮后卷繞為成品絲。
本發(fā)明的要點(diǎn)之一是控制合適的聚丙烯樹脂組合物熔體流動(dòng)指數(shù)。
本發(fā)明的要點(diǎn)之二是控制合適的卷繞絲冷卻條件。
本發(fā)明的要點(diǎn)之三是使用二道牽伸和熱定型等工藝條件，使卷繞絲的牽伸倍數(shù)在4.0-10.0倍。使纖維的強(qiáng)度達(dá)到9.0g/d以上。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的內(nèi)容范圍可以用下列實(shí)施例進(jìn)一步補(bǔ)充解釋，但不能認(rèn)為本發(fā)明僅僅限于實(shí)施例的內(nèi)容。
實(shí)施例1熔體流動(dòng)指數(shù)為15g/10min的聚丙烯樹脂組合物經(jīng)螺桿擠出機(jī)擠出，螺桿各區(qū)的溫度為一區(qū)190℃、二區(qū)220℃、三區(qū)240℃、四區(qū)240℃、五區(qū)245℃，熔體經(jīng)計(jì)量泵從噴絲板擠出，以100m/min的速度卷繞，上油得到卷繞絲。將卷繞絲進(jìn)行牽伸。第一道預(yù)牽伸的倍數(shù)1.08，第二道牽伸的熱盤溫度為90℃，熱板溫度為130℃和100℃，總牽伸倍數(shù)為7.5倍。牽伸后的纖維進(jìn)入熱定型區(qū)，熱松弛定型的熱盤為100℃，熱板為100℃，然后卷繞得到成品絲。牽伸速度為200m/min，得到纖維性能見表1。
實(shí)施例2熔體流動(dòng)指數(shù)為10g/10min的聚丙烯樹脂組合物經(jīng)螺桿擠出機(jī)擠出，螺桿各區(qū)的溫度為一區(qū)190℃、二區(qū)220℃、三區(qū)250℃、四區(qū)250℃、五區(qū)245℃。熔體經(jīng)計(jì)量泵從噴絲板擠出，以400m/min的速度卷繞，上油得到卷繞絲。將卷繞絲進(jìn)行牽伸，第一道預(yù)牽伸的倍數(shù)1.08，第二道牽伸的熱盤溫度為105℃，熱板溫度為140℃和100℃，總牽伸倍數(shù)為5.0倍。再把牽伸后的纖維熱定型，定型的熱盤為120℃，然后卷繞為成品絲。牽伸速度為150m/min，得到纖維性能見表1。
實(shí)施例3熔體流動(dòng)指數(shù)為12g/10min的聚丙烯樹脂組合物經(jīng)螺桿擠出機(jī)擠出，螺桿各區(qū)的溫度為一區(qū)190℃、二區(qū)220℃、三區(qū)255℃、四區(qū)250℃、五區(qū)250℃。熔體經(jīng)計(jì)量泵從噴絲板擠出，以1000m/min的速度卷繞，上油得到卷繞絲。將卷繞絲進(jìn)行牽伸，第一道預(yù)牽伸的倍數(shù)1.08，第二道牽伸的熱盤溫度為100℃，熱板溫度為135℃和100℃，總牽伸倍數(shù)為5.0倍。再把牽伸后的纖維熱定型，定型的熱盤為110℃，熱板為100℃，然后卷繞卷繞得到成品絲。牽伸速度為120m/min，得到纖維性能見表1。
實(shí)施例4熔體流動(dòng)指數(shù)為30g/10min的聚丙烯樹脂組合物經(jīng)螺桿擠出機(jī)擠出，螺桿各區(qū)的溫度為一區(qū)190℃、二區(qū)210℃、三區(qū)220℃、四區(qū)220℃、五區(qū)210℃，熔體經(jīng)計(jì)量泵從噴絲板擠出，以700m/min的速度卷繞，上油得到卷繞絲。將卷繞絲進(jìn)行牽伸，第一道預(yù)牽伸的倍數(shù)1.08，第二道牽伸的熱盤溫度為90℃，熱板溫度為120℃和100℃，總牽伸倍數(shù)為6.6倍。牽伸后的纖維熱定型，定型的熱盤為100℃，熱板為100℃，然后卷繞得到成品絲。牽伸速度為160m/min，得到纖維性能見表1。
實(shí)施例5熔體流動(dòng)指數(shù)為40g/10min的聚丙烯組合物經(jīng)螺桿擠出機(jī)擠出，螺桿各區(qū)的溫度為一區(qū)180℃、二區(qū)210℃、三區(qū)230℃、四區(qū)230℃、五區(qū)225℃，熔體經(jīng)計(jì)量泵從噴絲板擠出，以200m/min的速度卷繞，上油得到卷繞絲。將卷繞絲進(jìn)行牽伸，第一道預(yù)牽伸的倍數(shù)1.08，第二道牽伸的熱盤溫度為90℃，熱板溫度為100℃和100℃，總牽伸倍數(shù)為10.0倍。牽伸后的纖維熱定型，定型的熱盤為100℃，熱板為100℃，然后卷繞得到成品絲。牽伸速度為280m/min，得到纖維性能見表1。
表1.實(shí)施例1-5

權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度聚丙烯纖維。其特征在于它是用本發(fā)明的專用聚丙烯組合物為原料，經(jīng)熔融紡絲法制成的。
2.一種高強(qiáng)度聚丙烯纖維的制造技術(shù)，其特征在于在常規(guī)熔融紡絲機(jī)上紡絲，螺桿擠出機(jī)上各區(qū)的加熱溫度范圍為180-260℃；聚丙烯樹脂組合物在螺桿擠出機(jī)中加熱熔融并被擠出，熔體經(jīng)過(guò)計(jì)量泵后從噴絲板擠出。熔體擠出后以100-1000m/min的速度卷繞，得到卷繞絲；卷繞絲再進(jìn)行牽伸，第一步常溫預(yù)牽伸，牽伸倍數(shù)為1.05-1.2倍；然后在90-140℃牽伸，牽伸的倍數(shù)為4-10倍；纖維在100-120℃熱定型和在90-110℃回縮，制得成品絲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的高強(qiáng)度聚丙烯纖維及其制造技術(shù)。其特征在于所用的聚丙烯樹脂組合物的熔體流動(dòng)指數(shù)為5-50g/10min，較佳為8-40g/10min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的高強(qiáng)度聚丙烯纖維及其制造技術(shù)。其特征在于卷繞絲的紡絲速度為100-1000m/min，較好為200-700m/min；紡絲溫度為200-260℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和4所述的高強(qiáng)度聚丙烯纖維的制造技術(shù)，其特征在于使用兩道牽伸，一道熱定型的工藝。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚丙烯纖維及其制造技術(shù)。特別是一種抗張強(qiáng)度大的聚丙烯纖維制造技術(shù)。本發(fā)明采用熔體流動(dòng)指數(shù)為5－50的專用聚丙烯組合物，在熔融紡絲機(jī)上熔融擠出，以100－1000m/min的紡速卷繞得到卷繞絲，將卷繞絲二道牽伸和一道熱松弛，制得高強(qiáng)聚丙烯成品絲。
文檔編號(hào)D01F8/06GK1515711SQ03100048
公開日2004年7月28日 申請(qǐng)日期2003年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月8日
發(fā)明者胡先波, 吳燕婕, 張秀芹, 趙瑩, 王篤金, 徐端夫 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所