CN103243405A

CN103243405A - 一种高强环保网丝的生产工艺

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Publication number: CN103243405A
Application number: CN2013101740102A
Authority: CN
Inventors: 任立超; 任立岳; 李华晶
Original assignee: SHANDONG JINGUAN NET CO Ltd
Current assignee: SHANDONG JINGUAN NET CO Ltd
Priority date: 2013-05-13
Filing date: 2013-05-13
Publication date: 2013-08-14

Abstract

本发明涉及一种高强环保网丝的生产工艺，通过对生产工艺的系统调整改变，使阻燃剂和色母粒在一定的质量比例范围内，既能充分分散，又不影响网丝自身的性能，并克服了现有工艺不加入增强剂不能使丝线强度提高到7N以上高强度的弊端，该工艺生产丝线强度可达到7.8N以上，具有显著增强作用。避免了对增强助剂的投入，降低了生产成本。另外新型阻燃剂的添加，增强了网丝的阻燃性能，环保色母粒的添加，高强网丝遇有机溶液或水等液体时，不易掉色，耐溶性强，高温时色差几乎无变化，耐热性好，色母粒粒径小于0.5um，分散性好，着色力强，无毒，无刺激性气味，更加环保，具有较好的推广应用价值。

Description

一种高强环保网丝的生产工艺

技术领域

本发明涉及网丝的生产技术领域，具体涉及一种高强环保网丝的生产工艺。

背景技术

聚乙烯种类繁多，用途广泛，加工成型方式也有多种。用高密度聚乙烯通过挤出成型的方式，生产单丝，用于鱼网、绳索及其他用途，这对发展水产业具有重要的意义。高密度聚乙烯抽丝业在我国已开展一段时间，但由于生产设备的差异，大部分厂家的工艺技术水平不成熟，以致丝的产量低，质量不稳定，经济效益不高。

在实际生产中，影响抽丝工艺的因素却不仅仅局限于原理所述，要想获得高强度的聚乙烯丝线，通常的方法是在原料中添加其他辅助成分，以增加丝线的强度，然而开发新的辅助成分，不仅科技攻关的时间较长，而且资金投入较大，费时费力，一般的生产型企业难以承受。目前普遍存在的生产工艺中，螺杆加热区多为四个或五个设计，虽然也能够达到熔融原料成流体的作用，但熔融效果不能达到最佳，会影响后续工艺中的冷却成丝的效果。而在普通丝线的生产工艺中，各生产企业往往忽略了对设备本身及工艺流程中细节的系统研究，往往把注意力集中在添加辅助成分上面，这样就导致了目前大多数网丝生产企业生产的网丝强度大多在6.5N及以下，即使有能够生产高强度网丝的企业，因为添加了辅助增强助剂，导致生产成本较高，利润较小，经济效益较低。

另外，目前市场上大部分网丝的阻燃性能都不好，主要原因在于添加的阻燃剂本身的阻燃效果有限，阻燃剂在网丝制备过程中分散性差，极限氧指数较低，给网丝的生产、存贮、运输、使用过程带来一些潜在的危险。除此之外，较多网丝易掉色、退色，容易对与其接触的物品造成污染，有些甚至带有一定的刺鼻性的气味，如何使网丝颜色更加稳定、环保也是目前行业内急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术所存在的不足，本发明提出了一种高强环保网丝的生产工艺，该工艺在不添加增强助剂的条件下，显著提高了网丝的单丝强度，将单丝强度提高到了7.8N以上，另外该工艺得到的网丝阻燃性能更好，颜色更加稳定、环保，同时该网丝在生产过程中更加稳定，减少了断丝等情况的出现，提高了生产效率，并避免了对增强助剂的投入，降低了生产成本，具有较好的经济效益。

本发明所述的一种高强环保网丝的生产工艺是通过如下技术措施来实现的：

（1）将聚乙烯粒、环保色母粒、阻燃剂按质量比为94～95:1～2:3～4混合，搅拌均匀；

（2）将上述混合料吸入到抽丝机料斗中，经过六个螺杆加热区的熔融、挤压成为流体，由模头挤出形成流体丝条，六个螺杆加热区的设定温度分别为220℃、230℃、240℃、235℃、210℃；

（3）由模头加热区挤出后的流体丝条导入冷水中冷却，冷却至35℃～36℃成为丝线；

（4）丝线导出由五辊牵伸器拉伸，拉伸后丝线导入95℃水浴中加热，水浴加热区长度为4米，丝线由水浴中导出由七辊牵伸器拉伸，其中五辊牵伸器的转速与七辊牵伸器的转速比为1～2︰8～12；

（5）在距七辊牵伸器4～5米的距离，设置收卷机，收卷机转速由七辊牵伸器控制。

以上步骤（1）中所述的阻燃剂的主要组成组分为十溴二苯乙烷、三氧化二锑、硼酸锌、溴化环氧树脂、和LDPE 载体，其中十溴二苯乙烷、三氧化二锑、硼酸锌、溴化环氧树脂和LDPE 载体的质量比为60～66:20～25:1～3:1～3:8～13。

以上步骤（1）中所述的环保色母粒的主要组成组分为色粉、氧化聚乙烯蜡、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、聚乙二醇、硫酸钡、乙烯-丙烯酸共聚物，其中色粉、氧化聚乙烯蜡、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、聚乙二醇、硫酸钡、乙烯-丙烯酸共聚物的质量比为0.01～0.1:1～5:0.1～2:1～5:15:75～85。

以上所述的模头加热区加热方式为天然气加热燃烧，即先将天然气预热，然后燃烧，预热后天然气的温度为30～35℃。

以上步骤（3）中冷水槽的长度为1～2.5米。

以上所述的五辊牵伸器距冷水槽的距离为2～5米，所述的五辊牵伸器的转速与七辊牵伸器的转速比为1︰11。

以上步骤（5）中所述的收卷机的转速为180m/分。

本发明的有益技术效果为：本发明中螺杆加热区为六个加热区，六个加热区的温度设定效果最佳，六个加热区既能确保充分熔融原料流体，又避免过多的加热区及过高的温度使流体原料变性，电加热方式能够及时控制加热区温度；模头挤出速度较快，用预热天然气加热，能够使流体快速得到加热，流体挤出效果更好；冷水槽的长度为1～2.5米，能确保丝线温度冷却到35℃～36℃，温度过高，丝线由牵伸器牵伸时，会超过丝线的弹性限度，导致断丝或者丝线失去弹性，温度过低，不能对丝线进行充分牵伸，造成丝线的强度较低，同样在经过五辊牵伸器拉伸后丝线导入95℃水浴中加热，水浴加热区长度为4米，丝线由水浴中导出由七辊牵伸器拉伸，其中五辊牵伸器的转速与七辊牵伸器的转速比为1～2︰8～12，均是为了既能对丝线充分牵伸，增加丝线的强度，又不能使丝线失去强度。

新型阻燃剂的添加，增强了网丝的阻燃性能，环保色母粒的添加，高强网丝遇有机溶液或水等液体时，不易掉色，耐溶性强，高温时色差几乎无变化，耐热性好，色母粒粒径小于0.5um，分散性好，着色力强，无毒，无刺激性气味，更加环保。通过对生产工艺的系统调整改变，使阻燃剂和色母粒在一定的质量比例范围内，既能充分分散，又不影响网丝自身的性能，并克服了现有工艺不加入增强剂不能使丝线强度提高到7N以上高强度的弊端，该工艺生产丝线强度可达到7.8N以上，具有显著增强作用。避免了对增强助剂的投入，降低了生产成本，具有较好的经济效益，具有较好的推广应用价值。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

说明书附图

图1为本发明生产工艺中所述阻燃剂含量对单丝拉伸强度的影响示意图。

图2为本发明生产工艺中所述阻燃剂含量对聚乙烯熔融指数的影响示意图。

具体实施方式

为能清楚说明本发明方案的技术特点，下面结合具体实施例，对本发明进行进一步阐述。

实施例1：

（1）将聚乙烯粒、环保色母粒、阻燃剂按质量比为94:1:3混合，搅拌均匀。

（2）将上述混合料吸入到抽丝机料斗中，经过六个螺杆加热区的熔融、挤压成为流体，由模头挤出形成流体丝条，六个螺杆加热区的加热方式为电加热，设定温度分别为220℃、230℃、240℃、235℃、210℃、220℃；模头加热区加热方式为天然气加热燃烧，即先将天然气预热，然后燃烧，预热后天然气的温度为30℃。

（3）由模头加热区挤出后的流体丝条导入冷水中冷却，冷水槽的长度为1米，冷却至35℃成为丝线。

（4）在距冷水槽2米的距离设置五辊牵伸器，丝线导出由五辊牵伸器拉伸，拉伸后丝线导入95℃水浴中加热，水浴加热区长度为4米，丝线由水浴中导出由七辊牵伸器拉伸，其中五辊牵伸器的转速与七辊牵伸器的转速比为1︰8；五辊牵伸器或七辊牵伸器的各辊转向同步，转速相同。

（5）在距七辊牵伸器4米的距离，设置收卷机，收卷机转速由七辊牵伸器控制，收卷机的转速为180m/分。

所述的阻燃剂由十溴二苯乙烷、三氧化二锑、硼酸锌、溴化环氧树脂和LDPE 载体按质量比为60:20:1:1:8制备而成。

所述的环保色母粒由色粉、氧化聚乙烯蜡、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、聚乙二醇、硫酸钡、乙烯-丙烯酸共聚物按质量比为0.01:1:0.1:1:15: 85。

实施例2：

（1）将聚乙烯粒、环保色母粒、阻燃剂按质量比为94～95:1～2:3～4混合，搅拌均匀。

（2）将上述混合料吸入到抽丝机料斗中，经过六个螺杆加热区的熔融、挤压成为流体，由模头挤出形成流体丝条，六个螺杆加热区的加热方式为电加热，设定温度分别为220℃、230℃、240℃、235℃、210℃、220℃；模头加热区加热方式为天然气加热燃烧，即先将天然气预热，然后燃烧，预热后天然气的温度为35℃。

（3）由模头加热区挤出后的流体丝条导入冷水中冷却，冷水槽的长度为2.5米，冷却至36℃成为丝线。

（4）在距冷水槽5米的距离设置五辊牵伸器，丝线导出由五辊牵伸器拉伸，拉伸后丝线导入95℃水浴中加热，水浴加热区长度为4米，丝线由水浴中导出由七辊牵伸器拉伸，其中五辊牵伸器的转速与七辊牵伸器的转速比为2︰12；五辊牵伸器或七辊牵伸器的各辊转向同步，转速相同。

（5）在距七辊牵伸器5米的距离，设置收卷机，收卷机转速由七辊牵伸器控制，收卷机的转速为180m/分。

所述的阻燃剂由十溴二苯乙烷、三氧化二锑、硼酸锌、溴化环氧树脂和LDPE 载体按质量比为66:25:3:3:13制备而成。

所述的环保色母粒由色粉、氧化聚乙烯蜡、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、聚乙二醇、硫酸钡、乙烯-丙烯酸共聚物按质量比为0.1:5:2:5:15:75制备而成。

实施例3：

（1）将聚乙烯粒、环保色母粒、阻燃剂按质量比为94:2:3混合，搅拌均匀。

（2）将上述混合料吸入到抽丝机料斗中，经过六个螺杆加热区的熔融、挤压成为流体，由模头挤出形成流体丝条，六个螺杆加热区的加热方式为电加热，设定温度分别为220℃、230℃、240℃、235℃、210℃、220℃；模头加热区加热方式为天然气加热燃烧，即先将天然气预热，然后燃烧，预热后天然气的温度为33℃。

（3）由模头加热区挤出后的流体丝条导入冷水中冷却，冷水槽的长度为2米，冷却至35℃成为丝线。

（4）在距冷水槽4米的距离设置五辊牵伸器，丝线导出由五辊牵伸器拉伸，拉伸后丝线导入95℃水浴中加热，水浴加热区长度为4米，丝线由水浴中导出由七辊牵伸器拉伸，其中五辊牵伸器的转速与七辊牵伸器的转速比为1︰10；五辊牵伸器或七辊牵伸器的各辊转向同步，转速相同。

（5）在距七辊牵伸器4.5米的距离，设置收卷机，收卷机转速由七辊牵伸器控制，收卷机的转速为180m/分。

所述的阻燃剂由十溴二苯乙烷、三氧化二锑、硼酸锌、溴化环氧树脂和LDPE 载体按质量比为66:25:1:3:10制备而成。

所述的环保色母粒由色粉、氧化聚乙烯蜡、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、聚乙二醇、硫酸钡、乙烯-丙烯酸共聚物按质量比为0.1:5:0.1:3:15:80制备而成。

实施例4：

（2）将上述混合料吸入到抽丝机料斗中，经过六个螺杆加热区的熔融、挤压成为流体，由模头挤出形成流体丝条，六个螺杆加热区的加热方式为电加热，设定温度分别为220℃、230℃、240℃、235℃、210℃、220℃；模头加热区加热方式为天然气加热燃烧，即先将天然气预热，然后燃烧，预热后天然气的温度为34℃。

（3）由模头加热区挤出后的流体丝条导入冷水中冷却，冷水槽的长度为1.5米，冷却至35℃成为丝线。

（4）在距冷水槽3米的距离设置五辊牵伸器，丝线导出由五辊牵伸器拉伸，拉伸后丝线导入95℃水浴中加热，水浴加热区长度为4米，丝线由水浴中导出由七辊牵伸器拉伸，其中五辊牵伸器的转速与七辊牵伸器的转速比为1︰11；五辊牵伸器或七辊牵伸器的各辊转向同步，转速相同。

所述的阻燃剂由十溴二苯乙烷、三氧化二锑、硼酸锌、溴化环氧树脂、和LDPE 载体按质量比为65:23:2:2:10制备而成。

所述的环保色母粒由色粉、氧化聚乙烯蜡、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、聚乙二醇、硫酸钡、乙烯-丙烯酸共聚物按质量比为0.05:4:1:3:15:85制备而成。

单丝拉伸力学实验

1.材料。

实施例1得到的单丝A，实施例2得到的单丝B，实施例3得到的单丝C，实施例4得到的单丝D，普通工艺得到的单丝E。

2.方法。

实验仪器为英国产的INSTRON-4466型强力试验机，拉伸力学性能试验按SC5005标准执行（钱忠敏等 1989）。

3.数据处理。

拉伸力学性能试验数据按SC5005标准规定进行处理（钱忠敏等 1989）。

4.结果与分析。

表1 单丝拉伸力学性能比较

组别	直径（mm）	线密度（tex）	断裂强力（N）	断裂伸长率（%）	断裂强度（cN/dtex）
						A	0.10	36.1	28.165	17.57	7.52
B	0.10	35.4	27.255	16. 28	7.68
						C	0.11	34.3	26.285	16.57	7.40
D	0.10	35.2	28.465	17.58	7.59
						E	0.10	35.5	21.746	21.57	6.28

由表1可知，采用本发明所述工艺生产的聚乙烯网丝单丝比普通工艺生产的聚乙烯网丝单丝具有明显的断裂强度优势，在具有近似直径的条件下，本发明工艺得到的聚乙烯网丝单丝强度分别比普通聚乙烯网丝单丝强度增加了19.7%，22.3%，17.8%，20.8%。

阻燃剂含量对拉伸强度的影响

1.材料。

本发明生产工艺中所述阻燃剂，即主要由十溴二苯乙烷、三氧化二锑、硼酸锌、溴化环氧树脂、和LDPE 载体制备而成，将阻燃剂按照本发明中所述工艺添加到网丝原料中。

2.方法。

参照GB1040-92标准进行，拉伸速度为20mm/min。

3.结果与分析。

由图1可知，总体上看阻燃剂加的越多，单丝拉伸强度下降越厉害，且阻燃剂含量在1%～5%时，对单丝强度影响最小。

阻燃剂含量对聚乙烯熔融指数的影响

1.材料。

2.方法。

熔体流速参照GB3682-83标准进行，温度190，负荷2160g。

3.结果与分析。

由图2可知，总体上看阻燃剂加的越多，熔融体流动性越差，加入大量后，流动性急剧下降，且阻燃剂含量在1%～5%时，对熔融体流动性影响最小。

高强环保网丝的极限氧指数

1.材料。

普通工艺得到的单丝E中添加的普通阻燃剂，阻燃剂主要成分为磷酸、三聚氰胺、乙二醇。阻燃剂添加量为3%。

2.方法。

极限氧指数参照GB4609-84标准进行。

3.结果与分析。

表2单丝极限氧指数比较

组别	极限氧指数/%
		单丝A	26.5
单丝B	25.3
		单丝C	25.9
单丝D	24.8
		单丝E	20.1

由表2可知，普通工艺得到的单丝E的极限氧指数为26.5，单丝A的极限氧指数为25.3，单丝B的极限氧指数为25.9，单丝C的极限氧指数为24.8，单丝D的极限氧指数为20.1。本发明工艺得到的聚乙烯网丝单丝极限氧指数分别比普通聚乙烯网丝单丝极限氧指数增加了31.8%、25.8%、28.8%、23.3%，阻燃性能明显提高。

另外，本发明生产工艺得到的高强网丝遇有机溶液或水等液体时，不易掉色，耐溶性强，高温时色差几乎无变化，耐热性好，色母粒粒径小于0.5um，分散性好，着色力强，无毒，无刺激性气味，更加环保。

Claims

1.一种高强环保网丝的生产工艺，其特征在于包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高强环保网丝的生产工艺，其特征在于：步骤（1）中所述的阻燃剂的主要组成组分为十溴二苯乙烷、三氧化二锑、硼酸锌、溴化环氧树脂、和LDPE 载体，其中十溴二苯乙烷、三氧化二锑、硼酸锌、溴化环氧树脂和LDPE 载体的质量比为60～66:20～25:1～3:1～3:8～13。

3.根据权利要求1所述的一种高强环保网丝的生产工艺，其特征在于：步骤（1）中所述的环保色母粒的主要组成组分为色粉、氧化聚乙烯蜡、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、聚乙二醇、硫酸钡、乙烯-丙烯酸共聚物，其中色粉、氧化聚乙烯蜡、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、聚乙二醇、硫酸钡、乙烯-丙烯酸共聚物的质量比为0.01～0.1:1～5:0.1～2:1～5:15:75～85。

4.根据权利要求1所述的一种高强环保网丝的生产工艺，其特征在于：所述的模头加热区加热方式为天然气加热燃烧，即先将天然气预热，然后燃烧，预热后天然气的温度为30～35℃。

5.根据权利要求1所述的一种高强环保网丝的生产工艺，其特征在于：步骤（3）中冷水槽的长度为1～2.5米。

6.根据权利要求1所述的一种高强环保网丝的生产工艺，其特征在于：所述的五辊牵伸器距冷水槽的距离为2～5米。

7.根据权利要求1所述的一种高强环保网丝的生产工艺，其特征在于：所述的五辊牵伸器的转速与七辊牵伸器的转速比为1︰11。

8.根据权利要求1所述的一种高强环保网丝的生产工艺，其特征在于：步骤（5）中所述的收卷机的转速为180m/分。