本發(fā)明涉及紡織材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維及其制備方法。

背景技術(shù)：

尼龍纖維是最早工業(yè)化的合成纖維，具有良好的綜合性能，包括力學(xué)性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學(xué)藥品性和自潤滑性等，且摩擦系數(shù)低、有一定的阻燃性，易于加工，在產(chǎn)業(yè)上被廣泛應(yīng)用于制造簾子線、工業(yè)用布、纜繩、傳送帶、帳篷、漁網(wǎng)等。

為了提高產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維的強(qiáng)度，通常需要采用相對黏度較高的尼龍作為原料，但是在制備產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維過程中，將尼龍熔融紡絲時，尼龍的分子量會下降，導(dǎo)致其相對黏度降低，這樣就難以使產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維達(dá)到較高的強(qiáng)度。針對這個問題，現(xiàn)有技術(shù)中通常會選擇添加銅化合物等耐熱劑來抑制尼龍相對黏度的下降，但是，這樣雖然能夠使產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維達(dá)到較高強(qiáng)度，但是因為添加了銅化合物等耐熱劑，產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維通常帶有顏色，無法得到白色或可染色的產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維，限制了其應(yīng)用范圍。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維及其制備方法，本發(fā)明提供的產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維不引入其它顏色，且強(qiáng)度和伸長率高，可紡性能良好，具有較大的應(yīng)用范圍。

本發(fā)明提供了一種產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維，單絲纖度為6～19d，按重量份數(shù)計，由包括以下組分的原料制備得到：

尼龍100份；

亞磷酸酯類化合物0.1～0.3份。

優(yōu)選的，所述尼龍包括尼龍6、尼龍66、尼龍11、尼龍12和尼龍610中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述亞磷酸酯類化合物包括亞磷酸三苯酯、亞磷酸三壬基酚酯、亞磷酸三(十二烷基)酯、亞磷酸三(甲苯酯)、亞磷酸三月桂酯、亞磷酸三油醇酯或三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸。

優(yōu)選的，所述產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維的復(fù)絲旦數(shù)為200～2000d。

本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)將尼龍和亞磷酸酯類化合物進(jìn)行熔融擠出，得到紡絲熔體；

(2)將所述步驟(1)得到的紡絲熔體依次進(jìn)行紡絲、牽伸，得到產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維。

優(yōu)選的，所述步驟(1)中熔融擠出是依次經(jīng)過五個加熱區(qū)，各加熱區(qū)的溫度為：

一區(qū)的溫度為260～270℃；

二區(qū)的溫度為275～285℃；

三區(qū)的溫度為265～275℃；

四區(qū)的溫度為290～300℃；

五區(qū)的溫度為290～300℃。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中紡絲的溫度為290～300℃。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中牽伸是依次經(jīng)過五個牽伸輥，四輥與一輥的牽伸速度比記為總牽伸倍數(shù)，三輥與二輥的牽伸速度比記為最大牽伸倍數(shù)，所述最大牽伸倍數(shù)占總牽伸倍數(shù)的60％～65％。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中各牽伸輥的牽伸速度為：

一輥的牽伸速度為550～650m/min；

二輥的牽伸速度為700～800m/min；

三輥的牽伸速度為2000～2200m/min；

四輥的牽伸速度為2600～2900m/min；

五輥的牽伸速度為2600～2800m/min。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中各牽伸輥的溫度為：

一輥的溫度為20～30℃；

二輥的溫度為70～80℃；

三輥的溫度為170～180℃；

四輥的溫度為190～200℃；

五輥的溫度為145～155℃。

本發(fā)明提供了一種產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維，單絲纖度為6～19d，按重量份數(shù)計，由尼龍100份和亞磷酸酯類化合物0.1～0.3份制備得到。本發(fā)明在尼龍中添加亞磷酸酯類化合物，能夠使尼龍在紡絲后的相對黏度增加5％以上，在不引入其它顏色的情況下，能夠使單絲纖度為6～19d的產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維的強(qiáng)度在9.5g/d以上、伸長率在23％以上，且可紡性能良好，具有較大的應(yīng)用范圍。

本發(fā)明提供了上述產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維的制備方法，步驟簡單、易于規(guī)模化生產(chǎn)。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維，單絲纖度為6～19d，按重量份數(shù)計，由包括以下組分的原料制備得到：

尼龍100份；

亞磷酸酯類化合物0.1～0.3份。

本發(fā)明提供的產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維的單絲纖度為6～19d，優(yōu)選為10～15d。

本發(fā)明提供的產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維的原料包括尼龍；以尼龍的重量為基準(zhǔn)，所述尼龍的重量份數(shù)為100份。在本發(fā)明中，所述尼龍優(yōu)選包括尼龍6、尼龍66、尼龍11、尼龍12和尼龍610中的一種或幾種。在本發(fā)明中，所述尼龍的相對黏度優(yōu)選為3.3～3.5，更優(yōu)選為3.4。在本發(fā)明中，所述相對黏度為以質(zhì)量百分含量為96％的硫酸作為溶媒，在尼龍濃度為1g/dl，溫度為25℃條件下進(jìn)行測定的黏度。

本發(fā)明提供的產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維的原料包括亞磷酸酯化合物0.1～0.3份，優(yōu)選為0.15～0.25份，更優(yōu)選為0.2份。在本發(fā)明中，所述亞磷酸酯化合物優(yōu)選包括亞磷酸三苯酯、亞磷酸三壬基酚酯、亞磷酸三(十二烷基)酯、亞磷酸三(甲苯酯)、亞磷酸三月桂酯、亞磷酸三油醇酯或三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸。在本發(fā)明中，通過控制亞磷酸酯化合物的添加量，能夠使尼龍在紡絲后的相對黏度增加。以100重量份尼龍為基準(zhǔn)，不添加亞磷酸酯化合物或所述亞磷酸酯化合物的添加量在0.1重量份以下時，尼龍在紡絲后的相對黏度降低或增加不明顯，使尼龍纖維的強(qiáng)度達(dá)不到要求，且可紡性差；當(dāng)亞磷酸酯化合物的添加量在0.1～0.3重量份時，能夠保證尼龍在紡絲后的相對黏度增加5％以上，使單絲纖度為6～19d的尼龍纖維的強(qiáng)度在9.5g/d以上、伸長率在23％以上，且可紡性能良好；當(dāng)亞磷酸酯類化合物的添加量大于0.3份時，尼龍在紡絲后的相對黏度會過分增加，不利于順利進(jìn)行后續(xù)工藝。

在本發(fā)明中，所述產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維的復(fù)絲旦數(shù)優(yōu)選為200～2000d，更優(yōu)選為500～1500d，最優(yōu)選為800～1200d。

本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)將尼龍和亞磷酸酯類化合物進(jìn)行熔融擠出，得到紡絲熔體；

(2)將所述步驟(1)得到的紡絲熔體依次進(jìn)行紡絲、牽伸，得到產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維。

本發(fā)明將尼龍和亞磷酸酯類化合物進(jìn)行熔融擠出，得到紡絲熔體。在本發(fā)明中，所述熔融擠出優(yōu)選是依次經(jīng)過五個加熱區(qū)，一區(qū)的溫度優(yōu)選為260～270℃，更優(yōu)選為262～268℃，最優(yōu)選為265℃；二區(qū)的溫度優(yōu)選為275～285℃，更優(yōu)選為277～283℃，最優(yōu)選為280℃；三區(qū)的溫度優(yōu)選為265～275℃，更優(yōu)選為267～273℃，最優(yōu)選為270℃；四區(qū)的溫度優(yōu)選為290～300℃，更優(yōu)選為292～298℃，最優(yōu)選為295℃；五區(qū)的溫度優(yōu)選為290～300℃，更優(yōu)選為292～298℃，最優(yōu)選為295℃。本發(fā)明對于所述熔融擠出所采用的設(shè)備沒有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于進(jìn)行熔融擠出的設(shè)備即可，具體如螺桿擠出機(jī)。

完成所述熔融擠出后，本發(fā)明優(yōu)選對得到的物料進(jìn)行過濾，得到紡絲熔體。本發(fā)明優(yōu)選采用金屬無紡布進(jìn)行所述過濾；所述金屬無紡布的平均孔徑優(yōu)選為15～25μm，更優(yōu)選為18～22μm。本發(fā)明通過過濾去除熔融擠出物料中的雜質(zhì)及凝膠粒子，避免所述雜質(zhì)及凝膠粒子影響紡絲效果。

得到紡絲熔體后，本發(fā)明將所述紡絲熔體依次進(jìn)行紡絲、牽伸，得到產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維。在本發(fā)明中，所述紡絲的溫度優(yōu)選為290～300℃，更優(yōu)選為292～298℃，最優(yōu)選為295℃。本發(fā)明對于所述紡絲所采用的裝置沒有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于進(jìn)行紡絲的裝置即可。本發(fā)明優(yōu)選采用紡絲組件對所述紡絲熔體進(jìn)行紡絲。在本發(fā)明中，所述紡絲組件中噴絲板的孔徑優(yōu)選為0.3～0.5mm，更優(yōu)選為0.35～0.45mm；所述噴絲板的孔數(shù)優(yōu)選為70～210，更優(yōu)選為100～180。

完成所述紡絲后，本發(fā)明優(yōu)選將通過紡絲組件得到的紡絲熔體細(xì)流進(jìn)行冷卻，得到冷卻物料。本發(fā)明對于所述冷卻的方式?jīng)]有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的冷卻的技術(shù)方案即可。在本發(fā)明中，所述冷卻方式優(yōu)選為側(cè)吹風(fēng)。在本發(fā)明中，所述側(cè)吹風(fēng)的高度優(yōu)選為1.8～2.3m，更優(yōu)選為2～2.1m；所述側(cè)吹風(fēng)的溫度優(yōu)選為15～20℃，更優(yōu)選為17～18℃；所述側(cè)吹風(fēng)的冷卻方式優(yōu)選在濕度為85～95％的環(huán)境中進(jìn)行，更優(yōu)選為88～92％。

完成所述冷卻后，本發(fā)明將得到的冷卻物料進(jìn)行牽伸，得到產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維。在本發(fā)明中，所述牽伸優(yōu)選是依次經(jīng)過五個牽伸輥，四輥與一輥的牽伸速度比記為總牽伸倍數(shù)，三輥與二輥的牽伸速度比記為最大牽伸倍數(shù)，所述最大牽伸倍數(shù)優(yōu)選占總牽伸倍數(shù)的60％～65％，更優(yōu)選為61％～64％，最優(yōu)選為62％～63％。在本發(fā)明中，一輥的牽伸速度優(yōu)選為550～650m/min，更優(yōu)選為600～625m/min；二輥的牽伸速度優(yōu)選為700～800m/min，更優(yōu)選為720～750m/min；三輥的牽伸速度優(yōu)選為2000～2200m/min，更優(yōu)選為2065～2175m/min；四輥的牽伸速度優(yōu)選為2600～2900m/min，更優(yōu)選為2690～2875m/min；五輥的牽伸速度優(yōu)選為2600～2800m/min，更優(yōu)選為2660～2786m/min。在本發(fā)明中，一輥的溫度優(yōu)選為20～30℃，更優(yōu)選為22～28℃，最優(yōu)選為25℃；二輥的溫度優(yōu)選為70～80℃，更優(yōu)選為72～78℃，最優(yōu)選為75℃；三輥的溫度優(yōu)選為170～180℃，更優(yōu)選為172～178℃，最優(yōu)選為175℃；四輥的溫度優(yōu)選為190～200℃，更優(yōu)選為192～198℃，最優(yōu)選為195℃；五輥的溫度優(yōu)選為145～155℃，更優(yōu)選為147～153℃，最優(yōu)選為150℃。

為了便于制品的儲存和運(yùn)輸，完成所述牽伸后，本發(fā)明優(yōu)選對得到的牽伸物料進(jìn)行卷繞，得到產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維。本發(fā)明對于所述卷繞的方法和裝置沒有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的卷繞的技術(shù)方案即可。在本發(fā)明中，所述卷繞的速率優(yōu)選為2400～2600m/min，更優(yōu)選為2450～2550m/min。

下面將結(jié)合本發(fā)明中的實施例，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實施例1

(1)按重量份計，將100份尼龍6(相對黏度為3.40)和0.1份三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸在螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出，并采用平均孔徑為20μm的金屬無紡布進(jìn)行過濾，得到紡絲熔體；其中，所述螺桿擠出機(jī)中一區(qū)到五區(qū)的溫度依次為：c1＝265℃、c2＝280℃、c3＝270℃、c4＝295℃、c5＝295℃；

(2)將所述步驟(1)得到的紡絲熔體通過紡絲組件于295℃下進(jìn)行紡絲，并在側(cè)吹風(fēng)高度為1.8m，在側(cè)吹風(fēng)溫度為15℃、濕度為85％的環(huán)境下冷卻，其中，所述紡絲組件中噴絲板的孔徑為0.35mm、孔數(shù)為210孔；

(3)將所述步驟(2)得到的冷卻物料依次進(jìn)行牽伸和卷繞，得到產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維；其中，所述牽伸過程中，一輥到五輥的牽伸速度依次為gr1＝625m/min、gr2＝750m/min、gr3＝2175m/min、gr4＝2875m/min、gr5＝2786m/min，則總牽伸倍數(shù)dr(＝gr4/gr1)＝4.6，最大牽伸倍數(shù)占總牽伸倍數(shù)的百分比，即最大牽伸倍數(shù)比率(＝(gr3/gr2)/dr)＝63％；一輥到五輥的溫度依次為gr1＝室溫、gr2＝78℃、gr3＝175℃、gr4＝198℃、gr5＝150℃；所述卷繞的速率為2580m/min。

對比例1

不添加三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸，按照實施例1的步驟制備產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維。

對比例2

按重量份計，以100份尼龍6(相對黏度為3.40)為基準(zhǔn)，添加0.05份三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸，按照實施例1的步驟制備產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維。

對比例3

按照實施例1的原料和步驟制備產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維，其中，在所述牽伸過程中，二輥和三輥的牽伸速度依次為gr2＝650m/min和gr3＝2080m/min，則最大牽伸倍數(shù)占總牽伸倍數(shù)的百分比，即最大牽伸倍數(shù)比率(＝(gr3/gr2)/dr)＝70％。

實施例2

(1)按重量份計，將100份尼龍6(相對黏度為3.40)和0.2份三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸在螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出，并采用平均孔徑為20μm的金屬無紡布進(jìn)行過濾，得到紡絲熔體；其中，所述螺桿擠出機(jī)中一區(qū)到五區(qū)的溫度依次為：c1＝265℃、c2＝280℃、c3＝270℃、c4＝295℃、c5＝295℃；

(2)將所述步驟(1)得到的紡絲熔體通過紡絲組件于295℃下進(jìn)行紡絲，并在側(cè)吹風(fēng)高度為2.3m，在側(cè)吹風(fēng)溫度為20℃、濕度為95％的環(huán)境下冷卻，其中，所述紡絲組件中噴絲板的孔徑為0.4mm、孔數(shù)為70孔；

(3)將所述步驟(2)得到的冷卻物料依次進(jìn)行牽伸和卷繞，得到產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維；其中，所述牽伸過程中，一輥到五輥的牽伸速度依次為gr1＝600m/min、gr2＝720m/min、gr3＝2065m/min、gr4＝2690m/min、gr5＝2660m/min，則總牽伸倍數(shù)dr(＝gr4/gr1)＝4.483，最大牽伸倍數(shù)占總牽伸倍數(shù)的百分比，即最大牽伸倍數(shù)比率(＝(gr3/gr2)/dr)＝64％；一輥到五輥的溫度依次為gr1＝室溫、gr2＝78℃、gr3＝175℃、gr4＝198℃、gr5＝150℃；所述卷繞的速率為2511m/min。

對比例4

不添加三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸，按照實施例2的步驟制備產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維。

對比例5

按照實施例2的原料和步驟制備產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維，其中，在所述牽伸過程中，二輥和三輥的牽伸速度依次為gr2＝624m/min和gr3＝2014m/min，則最大牽伸倍數(shù)占總牽伸倍數(shù)的百分比，即最大牽伸倍數(shù)比率(＝(gr3/gr2)/dr)＝72％。

將實施例和對比例制備的產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維的性能進(jìn)行比較，結(jié)果見表1。表1中可紡性的表示為：1臺卷繞機(jī)卷繞2個絲筒，12小時紡絲情況下斷頭次數(shù)1次以下的為○，2～3次的為○～△，4～6次的為△，6次以上為×，○～△以上的可紡性算良好，允許范圍。

表1對比例及實施例中產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維性能對比結(jié)果

由表1中測試結(jié)果可以看出，本發(fā)明在尼龍中添加亞磷酸酯類化合物，能夠使尼龍在紡絲后的相對黏度增加5％以上，在不引入其它顏色的情況下，能夠使單絲纖度為6～19d的產(chǎn)業(yè)用尼龍纖維的強(qiáng)度在9.5g/d以上、伸長率在23％以上，且可紡性能良好，具有較大的應(yīng)用范圍。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。