CN102864518A

CN102864518A - 一种抗紫外高强力聚酯工业丝及其制备方法

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Publication number: CN102864518A
Application number: CN201110191179XA
Authority: CN
Inventors: 叶永生
Original assignee: SHANGHAI WENLONG CHEMICAL FIBER CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI WENLONG CHEMICAL FIBER CO Ltd
Priority date: 2011-07-08
Filing date: 2011-07-08
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2031-07-08
Also published as: CN102864518B

Abstract

本发明涉及材料领域，公开了一种抗紫外高强力聚酯工业丝，包括以下重量份原料：二氧化钛粒子0.2％～0.9％、炭黑0.6％～1.7％，抗氧化剂0.03％～0.19％、抗紫外剂0.01％～0.11％；抗紫外剂为2-(2H-苯并三唑-2)-4，6-二(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚，抗氧化剂为亚磷酸酯与受阻酚的复配物。本发明还公开了其制备方法，这种工业丝具有吸收或反射紫外线的多重功能，对紫外线屏蔽效率高，兼具抗氧化，而又不影响聚酯高强工业丝的特殊功能，强度超高、伸度低、干热低、物理性质化纤性质稳定。

Description

一种抗紫外高强力聚酯工业丝及其制备方法

技术领域

本发明涉及材料领域，具体为聚酯工业丝，尤其是抗紫外高强力聚酯工业丝及其制备方法。

背景技术

当太阳光线直射到地球表面由紫外线UV(5％)，可见光(50％)，红外线(45％)所组成。紫外线由于波长较短，强度较大的UV-B(280-315nm)和波长较长，低强度的UV-A(315-400nm)和UV-C(200-280nm)组成。

科学及临床试验的文献说明：UVB所导致高强聚酯工业丝表面损害强力折损严重的，UVA对高强聚酯工业丝的损伤降解则是长期慢性的。因此对于要提高防紫外长期照射，对高强工业丝筛降小，更关键是同时具备抵抗UVA和UVB的功能。

从机械原理上分析，分为紫外线吸收剂和紫外线屏蔽剂，吸收剂是其自身对UVA区，UVB区的紫外线有较强的吸收性能，能够减少或完全吸收紫外线，吸收部分的紫外线能量进行转换，把紫外线变成能力较低的热能或波长较短的电磁波，进而达到防紫外辐射的目的；屏蔽剂是根据反射或散射的原理，把紫外线给挡住，就好像戴着太阳镜一般，肉眼可以看见强光下的风景，但却不被紫外线灼伤眼睛。

二氧化钛+炭黑+抗紫外剂+抗氧化剂本身除了阻挡紫外线同时又有吸收紫外线和反射、散射的功能(文献：“纳米材料在防紫外纤维及其织物的应用，高科技纤维与应用。”2005.30(3)，29-21)。由于CeOz有4f1电子结构，有丰富的电子跃迁能级，对光吸收非常敏感，而且吸收波段大都在紫外区；再者二氧化钛粒子的小尺寸效应，对紫外光有较强的散射和反射作用，因此小尺寸的效应对紫外线屏蔽明显增强，而对可见光又无吸收。

目前，国内关于抗紫外高强聚酯工业丝的专利少，但专利抗紫外超细涤纶及其制备方法，公开号为CN1896347，公开了一种抗紫外超细涤纶，其纤度为0.3-0.7dtex。超细纤维虽然有很多优点，但其成本高，静电现象严重，染色效果不佳，因此其应用不如常规抗紫外纤维广泛。另公开号为CN101377024A之一种抗紫外聚酯纤维及其生产方法，纤度也只能达0.7％-10dtex。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效吸收和屏蔽紫外线的高强聚酯工业丝及其生产方法。

一种高抗紫外高强力聚酯工业丝，含有抗紫外二氧化钛粒子、炭黑、抗紫外剂2-(2H-苯并三唑-2)-4，6-二(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚(如CIBA UV234)、抗氧化剂(亚磷酸酯与受阻酚的复配物，如CIBAB-225)。

这种高抗紫外高强力聚酯工业丝，含有二氧化钛粒子0.2％～0.9％、炭黑0.6％～1.7％，抗氧化剂0.03％～0.19％、抗紫外剂0.01％～0.11％；上述均为重量百分比。

优选为，二氧化钛粒子0.8％～0.9％，炭黑1.5％～1.7％，抗氧化剂0.15％～0.17％、抗紫外剂0.09％～0.11％。

上述高抗紫外高强力工业丝断裂强度为7.0-8.0dtex/cn，纤度为5.7-17.2dtex，断裂伸长度为12-25％，干热收缩率为3.0-15％。

二氧化钛粒径为5～20um，采用挤出机共混共聚方式先制得母粒，再与增粘后聚酯高粘切片共混共聚适当比例加入。

上述高抗紫外高强力聚酯工业丝的制备方法，包括以下步骤：

(1)把二氧化钛粒子(粒径为5～20um)、炭黑、抗紫外剂2-(2H-苯并三唑-2)-4，6-二(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、抗氧化剂(亚磷酸酯与受阻酚的复配物)和高粘PET切片，在270～300℃下通过挤出共混或共聚的方式制得高抗紫外聚酯切片母粒；高抗紫外聚酯切片母粒中各原料重量含量为：二氧化钛粒子6％～12％，炭黑15％～22％，抗紫外剂0.3％～1.2％，抗氧化剂1％～3％，高粘PET切片65％～75％；所述的高粘PET切片25℃下特性粘度为0.80～0.90dl/g；

优选为，二氧化钛粒子7％～9％，炭黑15％～17％，抗紫外剂0.9％～1.1％，抗氧化剂1％～2％，高粘PET切片72％～74％；

(2)高抗紫外聚酯切片母粒与25℃下特性粘度0.95～1.2dl/g的PET切片，270～300℃下共混挤出，再经挤压机纺丝，高倍率牵伸卷绕得到高抗紫外高强力聚酯工业丝；高抗紫外聚酯切片母粒的用量为3wt％～11wt％，优选为10％～11％。

本发明的高抗紫外高强力聚酯工业丝中由于含有抗紫外二氧化钛粒子、炭黑、抗紫外剂、抗氧化剂，具有吸收或反射紫外线的多重功能；因此等等。

本发明高抗紫外高强力聚酯工业丝的产业用编织物或绳索，吊装带类等可长期使用于户外；强力衰解≤20％，经氙弧灯连续照射500小时后，测得残留强力保留超过80％。

具体实施方式

实施例1

把精研成平均粒径5～20um的颗粒二氧化钛6kg、19.25kg炭黑、1.0kg抗氧化剂CIBA B-225(受阻酚类抗氧化剂1010，即四[β(3.5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸酯类抗氧化剂168，即三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的复配物)、0.3kg抗紫外剂2-(2H-苯并三唑-2)-4，6-二(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚(如CIBAUV234，CAS70321-86-7)和73.45kg PET切片(25℃下聚酯特性粘度0.85dl/g)混合后，经挤压机共混或共聚制成高抗紫外聚酯母粒切片。

再把制成高抗紫外高强力聚酯工业丝母粒3.5kg与增粘后25℃下特性粘度1.00dl/g的PET切片96.5kg混合均匀，混合均匀的物料经除湿干燥165℃±5℃×8小时后，注入螺杆挤出机并控制螺杆挤出各区加热温度从进口至出口分别为275℃、280℃、285℃、290℃、295℃、295℃使母粒和切片逐渐软化、熔融，使熔体均匀搅拌，使熔体温度控制在295℃。再经过熔体过滤，计量泵增压，让丝束均匀的从喷丝口喷出，经侧吹风冷却、上油、多辊主牵伸、次牵伸、热定型后加网络卷绕，卷绕速度为2980m/min。

最终产品中二氧化钛含量0.21％，炭黑0.674％，抗氧化剂CIBAB-225含量0.035％，抗紫外剂含量0.0105％。

所制成高抗紫外高强力聚酯工业丝断裂强度为8.0cn/dtex，断裂伸长16.0％，纤度为5.7～17.2dtex；干热177℃，张力为0.05cn/dtex时间2分钟；干热收缩率为8.0％，此织物经氙弧灯连续照射500小时后，测得残留强力为4.8cn/dtex(60％)。

ASTM-D4335或ISO-12224试验规范：氙弧灯照射黑体温度：65±2℃，湿度50±5％，辐射强度0.35w/m²/nm在波长340nm下连续500小时照射。

实施例2

把精研成平均粒径5～15um的颗粒二氧化钛12kg、16kg炭黑、2.7kg抗氧化剂CIBA B-225、0.6kg抗紫外剂2-(2H-苯并三唑-2)-4，6-二(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚(如CIBA UV234，CAS 70321-86-7)和68.7kg PET切片(25℃下聚酯特性粘度0.85dl/g)混合后，经挤压机共混或共聚制成高抗紫外聚酯母粒切片。

本发明的一种高抗紫外高强力聚酯工业丝及其生产方法，将已制得高抗紫外聚酯切片母粒7.0kg，再加入高粘聚酯切片粘度为1.00dl/g 93.0kg，将混合均匀的物料经除湿干燥165℃±5℃×8小时后注入螺杆挤出机并控制螺杆挤出机各区加热温度从进口到出口依次分别为275℃、280℃、285℃、290℃、295℃、295℃使母粒和切片逐渐软化，熔融使熔体均匀搅拌，使熔体温度控制在295℃。再经过熔体过滤，计量泵增压，让丝束均匀的从喷丝口喷出，经侧吹风冷却上油，多棍主牵伸，次牵伸，热定型后加网络卷绕，卷绕速度为2980m/min制成高抗紫外高强力聚酯工业丝。断裂强度为7.5cn/dtex，断裂伸长度14.0％，干热177℃，张力为0.05cn/dtex时间2分钟；干热收缩率为6.0％。纤度为5.7～17.2dtex。

最终产品中二氧化钛含量0.84％，炭黑1.12％，抗氧化剂CIBAB-225含量0.189％，抗紫外剂含量0.042％。

此织物经氙弧灯连续照射500小时后，测得残留强力5.25cn/dtex(70％)。

实施例3

把精研成平均粒径10～15um的颗粒二氧化钛8kg、16kg炭黑、1.5kg抗氧化剂B-225、1.0kg抗紫外剂2-(2H-苯并三唑-2)-4，6-二(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚(如CIBAUV234，CAS 70321-86-7)和73.5kg PET切片(25℃下聚酯特性粘度0.85dl/g)混合后，经挤压机共混或共聚制成高抗紫外聚酯母粒切片。

将已制得高抗紫外聚酯切片母粒10.21kg，再加入高粘聚酯切片(25℃下特性粘度为1.00dl/g)89.79kg，将混合均匀的物料经除湿干燥165℃±5℃×8小时后注入螺杆挤出机，并控制螺杆挤出各区加热温度从进口至出口集资分别为275℃、280℃、

285℃、290℃、295℃、295℃使母粒和切片逐渐软化、熔融，使熔体均匀搅拌，使熔体温度控制在295℃。再经过过滤，计量泵增压，让丝束均匀的从喷丝口喷出，经侧吹风冷却、上油、多辊主牵伸、次牵伸、热定型后加网络卷绕，卷绕速度为2980m/min，制成高抗引线外高强酯工业丝。断裂强度为7.0CN/dtex，断裂伸长12％，干热177℃张力为0.05CN/dtex时间2分钟；干热收缩率为4.0％；纤度为5.7～17.2dtex。此织物经氙弧灯连续照射500小时后，测得残留强力为6.2CN/dtex(88.6％)。

最终产品中二氧化钛含量0.817％，炭黑1.634％，抗氧化剂CIBAB-225含量0.153％，抗紫外剂含量0.102％。

Claims

1.一种高抗紫外高强力聚酯工业丝，其特征在于，包括以下重量份原料：二氧化钛粒子0.2％～0.9％、炭黑0.6％～1.7％，抗氧化剂0.03％～0.19％、抗紫外剂0.01％～0.11％；

所述抗紫外剂为2-(2H-苯并三唑-2)-4，6-二(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚；所述抗氧化剂为亚磷酸酯与受阻酚的复配物。

2.权利要求1所述高抗紫外高强力聚酯工业丝，其特征在于，所述原料重量百分比为：二氧化钛粒子0.8％～0.9％，炭黑1.5％～1.7％，抗氧化剂0.15％～0.17％、抗紫外剂0.09％～0.11％。

3.权利要求1或2所述高抗紫外高强力聚酯工业丝，其特征在于，断裂强度为7.0～8.0dtex/cn，纤度为5.7～17.2dtex，断裂伸长度为12％～25％，干热收缩率为3.0％～15％。

4.权利要求1所述高抗紫外高强力聚酯工业丝，其特征在于，所述抗氧化剂为四[β(3.5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的复配物。

5.权利要求1或2所述高抗紫外高强力聚酯工业丝，其特征在于，所述二氧化钛粒子的粒径为5～20um。

6.权利要求1～5任一项所述高抗紫外高强力聚酯工业丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)把二氧化钛粒子、炭黑、抗紫外剂、抗氧化剂和高粘PET切片，在270～300℃下通过挤出共混或共聚的方式制得高抗紫外聚酯切片母粒；高抗紫外聚酯切片母粒中各原料重量含量为：二氧化钛6％～12％，炭黑16％～22％，抗紫外剂0.3％～1.2％，抗氧化剂1％～3％，高粘PET切片65％～75％；所述的高粘PET切片特性粘度为0.80～0.90dl/g；

(2)高抗紫外聚酯切片母粒与特性粘度0.95～1.2dl/g的PET切片，270～300℃下共混挤出，再经挤压机纺丝，高倍率牵伸卷绕得到高抗紫外高强力聚酯工业丝；高抗紫外聚酯切片母粒的用量为3wt％～11wt％。

7.权利要求6所述高抗紫外高强力聚酯工业丝的制备方法，其特征在于，步骤(1)高抗紫外聚酯切片母粒中各原料重量含量为：二氧化钛粒子7％～9％，炭黑15％～17％，抗紫外剂0.9％～1.1％，抗氧化剂1％～2％，高粘PET切片72％～74％。

8.权利要求6所述高抗紫外高强力聚酯工业丝的制备方法，其特征在于，步骤(2)高抗紫外聚酯切片母粒的用量为10％～11％。