專利名稱：網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域中的網(wǎng)漁具或水產(chǎn)養(yǎng)殖網(wǎng)箱用網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲制備方法。
背景技術(shù)：
農(nóng)業(yè)科學(xué)水產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域中的網(wǎng)漁具或水產(chǎn)養(yǎng)殖網(wǎng)箱用網(wǎng)具為人類獲取生存所需的水產(chǎn)蛋白質(zhì)發(fā)揮了重要作用，但網(wǎng)漁具或水產(chǎn)養(yǎng)殖網(wǎng)箱用網(wǎng)具生產(chǎn)作業(yè)中碳排放也對(duì)周邊環(huán)境造成了一定的影響。網(wǎng)具制作用基體纖維材料的耐久性、斷裂強(qiáng)度和適配性好壞對(duì)網(wǎng)具生產(chǎn)中的碳排放和原材料消耗都有著十分重要的影響，以耐久性好、高強(qiáng)度和適配性好的基體纖維材料制作的網(wǎng)具在漁業(yè)生產(chǎn)中可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)具生產(chǎn)的低碳排放，可發(fā)展低碳型和氣候友好型網(wǎng)漁具業(yè)及水產(chǎn)網(wǎng)箱養(yǎng)殖業(yè)。普通乙綸單絲(簡稱PE單絲)為現(xiàn)有網(wǎng)具制作用主要基體纖維材料。水產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域現(xiàn)有網(wǎng)具制作用普通PE單絲以高密度聚乙烯(HDPE)樹脂為原料、紡絲加熱介質(zhì)為水、采用傳統(tǒng)的熔融紡絲工藝，導(dǎo)致普通PE單絲存在耐久性較差、斷裂強(qiáng)度較低以及適配性較差的缺陷，會(huì)導(dǎo)致普通PE單絲下游網(wǎng)具產(chǎn)品在網(wǎng)漁具或水產(chǎn)養(yǎng)殖網(wǎng)箱生產(chǎn)中易破損，給網(wǎng)具用戶造成重大損失，難以滿足現(xiàn)代水產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域開展低碳網(wǎng)具漁業(yè)的需要。為適應(yīng)低碳網(wǎng)具漁業(yè)的發(fā)展需要，現(xiàn)有水產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域迫切需要耐久性好、斷裂強(qiáng)度高以及適配性好的低碳型網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲，但現(xiàn)有水產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域還沒有低碳型網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲制備方法，因此，低碳型網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲制備方法已成為現(xiàn)有水產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域迫切需要解決的技術(shù)難題。低碳型網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲制備方法不但對(duì)提高網(wǎng)具的安全性、減少網(wǎng)具生產(chǎn)中的碳排放、降低網(wǎng)具的原材料消耗、增加網(wǎng)具的抗風(fēng)浪性能、提高網(wǎng)具綜合效益、解決漁民轉(zhuǎn)產(chǎn)轉(zhuǎn)業(yè)都十分重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種低碳型網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲制備方法，以降低網(wǎng)具原材料消耗、減少網(wǎng)具生產(chǎn)中的碳排放、提高網(wǎng)具的安全性、增加網(wǎng)具的抗風(fēng)浪性能、提升網(wǎng)具裝備水平、提高網(wǎng)具綜合效益、發(fā)展低碳型和氣候友好型漁業(yè)。本發(fā)明的技術(shù)方案采用攪拌機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)、單螺桿擠出機(jī)、兩次牽伸電加熱牽伸機(jī)、使用力矩電動(dòng)機(jī)的收絲機(jī)、分絲機(jī)、紡絲級(jí)干燥HDPE樹脂、納米級(jí)干燥Al2O3和紡絲用松節(jié)油助劑，其特征是將過篩處理后紡絲級(jí)干燥HDPE樹脂、納米級(jí)干燥Al2O3和紡絲用松節(jié)油助劑混合，紡絲級(jí)干燥HDPE樹脂熔融指數(shù)應(yīng)滿足0.6g/10min-l.5g/10min ;納米級(jí)干燥Al2O3的平均粒徑不大于60nm，其添加量為紡絲級(jí)干燥HDPE樹脂重量的1.4%。-5.0%。；紡絲用松節(jié)油助劑添加量為紡絲級(jí)干燥HDPE樹脂重量的0.3%-0.4% ;紡絲級(jí)干燥HDPE樹脂、納米級(jí)干燥Al2O3和紡絲用松節(jié)油助劑混合后的混合料用攪拌機(jī)攪拌至料都拌勻?yàn)橹梗鑴蚝蟮幕旌狭辖?jīng)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行兩次擠出造粒，獲得共混物粒料；共混物粒料經(jīng)單螺桿擠出機(jī)料筒電加熱區(qū)的第I區(qū)、第II區(qū)、第III區(qū)、第IV區(qū)的溫控范圍分別為176°C _182°C、244°C -248°C>265°C -269°C>274°C _278°C熔融擠出，從噴絲孔熔融擠出的初生復(fù)合單絲經(jīng)過水溫25°C _33°C冷卻水箱低溫水和第一牽伸輥得到冷卻和預(yù)牽伸，預(yù)牽伸復(fù)合單絲經(jīng)95°C _98°C高溫第一牽伸水浴槽和第二牽伸輥、109°C _113°C高溫第二牽伸熱油浴槽和第三牽伸輥進(jìn)行兩次熱牽伸，高溫第二牽伸熱油浴槽以乙二醇或食用油作為牽伸加熱介質(zhì)，預(yù)牽伸復(fù)合單絲通過兩次牽伸電加熱牽伸機(jī)進(jìn)行上述兩次熱牽伸總倍數(shù)控制在9.0倍-1 1.6倍后采用5.6kg/cm2-6.0kg/cm2高壓氣流除油后快速冷卻，以使用力矩電動(dòng)機(jī)的收絲機(jī)收卷復(fù)合單絲絲束；復(fù)合單絲絲束在分絲張力為復(fù)合單絲斷裂強(qiáng)力的10%-13%下經(jīng)分絲機(jī)分絲為低碳型網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲。本發(fā)明的突出特點(diǎn)是將特殊的紡絲工藝和特殊的改性技術(shù)有效地結(jié)合起來，本發(fā)明在紡絲級(jí)干燥HDPE樹脂母料中添加特殊比例的納米級(jí)干燥Al2O3和紡絲用松節(jié)油助劑，通過雙螺桿擠出機(jī)共混造粒后再采用特殊紡絲工藝制備出適合水產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域的低碳型網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲，在確保復(fù)合單絲制備過程中出絲正常、牽伸順利的同時(shí)，提高了產(chǎn)出復(fù)合單絲的可紡性、耐久性、斷裂強(qiáng)度和適配性，形成了可工業(yè)化生產(chǎn)的低碳型網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲制備方法。本發(fā)明采用的特殊紡絲工藝提高了產(chǎn)出復(fù)合單絲的耐久性、斷裂強(qiáng)度和適配性；本發(fā)明特殊比例的納米級(jí)干燥Al2O3的添加提高了產(chǎn)出復(fù)合單絲的耐久性和斷裂強(qiáng)度。本發(fā)明加工的低碳型網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲產(chǎn)品較現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域普通聚乙烯(PE)單絲具有物理機(jī)械性能優(yōu)勢，而且大大提高了其下游網(wǎng)具產(chǎn)品的物理機(jī)械性能。以本發(fā)明復(fù)合單絲制作的網(wǎng)具產(chǎn)品的漁用適配性好、性價(jià)比高，技術(shù)效果非常明顯。相關(guān)耐磨試驗(yàn)及漁業(yè)生產(chǎn)示范試驗(yàn)結(jié)果表明，在試驗(yàn)條件相同的前提下，以本發(fā)明技術(shù)方案加工的低碳型網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲的耐久性好，其耐久性優(yōu)于本技術(shù)領(lǐng)域普通PE單絲。相關(guān)物理機(jī)械性能試驗(yàn)結(jié)果表明，以本發(fā)明加工的線密度為290dtex的低碳型網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲的斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率分別為75.2cN/tex、9.8% ;低碳型網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲的斷裂強(qiáng)度可較現(xiàn)有SC 5005《漁用乙綸單絲》標(biāo)準(zhǔn)一等品指標(biāo)提高39.3%;低碳型網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲的斷裂伸長率位于9%-26%的區(qū)間內(nèi)，斷裂伸長率完全符合現(xiàn)代漁業(yè)所需要的高性能網(wǎng)具加工要求。在網(wǎng)目斷裂強(qiáng)力相同以及其它條件相同的前提下，若以本方法加工復(fù)合單絲的下游復(fù)合單絲網(wǎng)片產(chǎn)品來替代網(wǎng)目大小相同的普通漁用乙綸單絲網(wǎng)片，可使網(wǎng)片目腳粗度減小、網(wǎng)片耐久性提高、相同面積和相同縮結(jié)系數(shù)下網(wǎng)片重量減輕、相同面積和相同縮結(jié)系數(shù)下網(wǎng)片原材料消耗減少。在網(wǎng)目斷裂強(qiáng)力相同以及其它條件相同的前提下，若以本發(fā)明方法加工復(fù)合單絲的下游復(fù)合單絲網(wǎng)片產(chǎn)品來替代網(wǎng)目大小相同的普通漁用乙綸單絲網(wǎng)片，可使相同面積、相同縮結(jié)系數(shù)和相同拖曳條件下網(wǎng)片拖曳所需的能耗和水阻力減小，網(wǎng)片裝備后的網(wǎng)具生產(chǎn)中的碳排放減少，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)具生產(chǎn)的低碳化。在網(wǎng)綱斷裂強(qiáng)力相同以及其它條件相同的前提下，若以本發(fā)明方法加工復(fù)合單絲的下游復(fù)合單絲網(wǎng)綱來替代普通漁用乙綸單絲網(wǎng)綱，可使網(wǎng)綱公稱直徑、線密度和重量減小，網(wǎng)綱耐久性提高且等長度網(wǎng)綱用原材料消耗減少，使網(wǎng)綱裝備后的網(wǎng)具生產(chǎn)中碳排放減少，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)具生產(chǎn)的低碳化，技術(shù)效果非常明顯。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明采用攪拌機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)、單螺桿擠出機(jī)、兩次牽伸電加熱牽伸機(jī)、收絲機(jī)、分絲機(jī)、紡絲級(jí)干燥高密度聚乙烯(HDPE)樹脂、納米級(jí)三氧化二鋁(Al2O3)以及松節(jié)油助劑，本發(fā)明將過篩處理后紡絲級(jí)干燥HDPE樹脂(熔融指數(shù)應(yīng)滿足0.6g/10min-l.5g/10min,若HDPE樹脂受潮，則應(yīng)進(jìn)行烘干、曬干或風(fēng)干等干燥處理)、納米級(jí)干燥Al2O3 [市場銷售的納米級(jí)干燥Al2O3材料(如市場銷售的VK-L30型納米Al2O3),平均粒徑不大于60nm的納米級(jí)干燥Al2O3,添加量為紡絲級(jí)干燥HDPE樹脂重量的1.4%。-5.0%；若Al2O3材料受潮，則應(yīng)進(jìn)行烘干處理，納米級(jí)干燥Al2O3含量不小于99.99%];將紡絲級(jí)干燥HDPE樹脂、納米級(jí)干燥Al2O3和紡絲用松節(jié)油助劑混合后的混合料用攪拌機(jī)攪拌至料都攪拌均勻，攪拌均勻后的混合料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行兩次擠出造粒，獲得PE/A1203共混物粒料；PE/A1203共混物粒料經(jīng)單螺桿擠出機(jī)料筒電加熱區(qū)在特殊溫度(擠出機(jī)料筒電加熱區(qū)的第I區(qū)、第II區(qū)、第III區(qū)、第IV區(qū)的溫控分別為176°C -182°C,2440C -248°C,265°C -269°C >274°C _278°C )下熔融擠出，從噴絲孔熔融擠出的初生復(fù)合單絲經(jīng)過冷卻水箱低溫水(水溫范圍為控制在25°C _33°C)和第一牽伸輥得到冷卻和預(yù)牽伸，預(yù)牽伸復(fù)合單絲經(jīng)95°C _98°C高溫第一牽伸水浴槽和第二牽伸輥、109°C _113°C高溫第二牽伸熱油浴槽(以食用油或乙二醇作為牽伸加熱介質(zhì))和第三牽伸輥進(jìn)行兩次熱牽伸，預(yù)牽伸復(fù)合單絲通過兩次牽伸電加熱牽伸機(jī)進(jìn)行上述兩次熱牽伸(兩次熱牽伸總倍數(shù)控制在9.0倍-11.6倍)后采用高壓(壓力范圍控制在5.6kg/cm2-6.0kg/cm2)氣流除油后快速冷卻，以使用力矩電動(dòng)機(jī)的收絲機(jī)收卷低碳型網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲絲束；低碳型網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲絲束在特殊分絲張力(分絲張力控制在低碳型網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲斷裂強(qiáng)力的10%-13%)下經(jīng)分絲機(jī)分絲為低碳型網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲。
權(quán)利要求
1.網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲制備方法，采用攪拌機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)、單螺桿擠出機(jī)、兩次牽伸電加熱牽伸機(jī)、使用力矩電動(dòng)機(jī)的收絲機(jī)、分絲機(jī)、紡絲級(jí)干燥HDPE樹脂、納米級(jí)干燥Al2O3和紡絲用松節(jié)油助劑，其特征是將過篩處理后紡絲級(jí)干燥HDPE樹脂、納米級(jí)干燥Al2O3和紡絲用松節(jié)油助劑混合，紡絲級(jí)干燥HDPE樹脂熔融指數(shù)應(yīng)滿足.0.6g/10min-l.5g/10min ;納米級(jí)干燥Al2O3的平均粒徑不大于60nm,其添加量為紡絲級(jí)干燥HDPE樹脂重量的1.4%0 -5.0%。；紡絲用松節(jié)油助劑添加量為紡絲級(jí)干燥HDPE樹脂重量的0.3%-0.4% ;紡絲級(jí)干燥HDPE樹脂、納米級(jí)干燥Al2O3和紡絲用松節(jié)油助劑混合后的混合料用攪拌機(jī)攪拌至料都拌勻?yàn)橹?，拌勻后的混合料?jīng)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行兩次擠出造粒，獲得共混物粒料；共混物粒料經(jīng)單螺桿擠出機(jī)料筒電加熱區(qū)的第I區(qū)、第II區(qū)、第III區(qū)、第IV區(qū)的溫控范圍為分別為 176°C -182°C>244°C -248°C>265°C -269°C>274°C _278°C熔融擠出，從噴絲孔熔融擠出的初生復(fù)合單絲經(jīng)過水溫25°C _33°C冷卻水箱低溫水和第一牽伸輥得到冷卻和預(yù)牽伸，預(yù)牽伸復(fù)合單絲經(jīng)95°C _98°C高溫第一牽伸水浴槽和第二牽伸輥、1090C _113°C高溫第二牽伸熱油浴槽和第三牽伸輥進(jìn)行兩次熱牽伸，高溫第二牽伸熱油浴槽以乙二醇或食用油作為牽伸加熱介質(zhì)，預(yù)牽伸復(fù)合單絲通過兩次牽伸電加熱牽伸機(jī)進(jìn)行上述兩次熱牽伸總倍數(shù)控制在9.0倍-11.6倍后采用5.6kg/cm2-6.0kg/cm2高壓氣流除油后快速冷卻，以使用力矩電動(dòng)機(jī)的收絲機(jī)收卷復(fù)合單絲絲束；復(fù)合單絲絲束在分絲張力為復(fù)合單絲斷裂強(qiáng)力的10%-13%下經(jīng)分絲機(jī)分絲為低碳型網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲。
全文摘要
網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲制備方法，本發(fā)明采用攪拌機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)、單螺桿擠出機(jī)、兩次牽伸電加熱牽伸機(jī)、使用力矩電動(dòng)機(jī)的收絲機(jī)、分絲機(jī)、紡絲級(jí)干燥HDPE樹脂、納米級(jí)干燥Al2O3和紡絲用松節(jié)油助劑，其特征是將紡絲級(jí)干燥HDPE樹脂、納米級(jí)干燥Al2O3和紡絲用松節(jié)油助劑混合，混合料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行兩次擠出造粒，獲得共混物粒料，共混物粒料經(jīng)單螺桿擠出機(jī)熔融擠出，熔融擠出的初生復(fù)合單絲經(jīng)過冷卻和預(yù)牽伸，預(yù)牽伸復(fù)合單絲經(jīng)兩次熱牽伸后采用高壓氣流除油后快速冷卻，以使用力矩電動(dòng)機(jī)的收絲機(jī)收卷復(fù)合單絲絲束；復(fù)合單絲絲束經(jīng)分絲機(jī)分絲為低碳型網(wǎng)具制作用基體復(fù)合單絲。
文檔編號(hào)D01D5/088GK103147149SQ20121044588
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者石建高, 樂國義, 周浩明, 王翠華, 龔劍彬 申請(qǐng)人:中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所