CN104264271A - 一种汽车安全带用涤纶单丝的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车安全带用涤纶单丝的制备方法，包括原料组配、预结晶、干燥、熔融、纺丝、成形、拉伸、定型、上油和卷绕步骤；其中原料组配是在聚酯切片中添加功能母粒；拉伸包括热水拉伸和热风拉伸；功能母粒与聚酯切片的质量比为1~3:20。功能母粒由聚四氟乙烯母粒与磷系阻燃聚酯母粒经造粒工艺制造而成。本发明通过原料组配和拉伸工艺的创新，使单丝产品质量明显提高，特别是阻燃性能、耐磨性能和拉伸性能优异，适用于高档汽车安全带。

Description

一种汽车安全带用涤纶单丝的制备方法

技术领域

本发明属于化学纤维技术领域，特别是涉及一种汽车安全带用涤纶单丝的制备方法。

背景技术

安全带一般为斜纹或缎纹组织结构，宽度一般在48mm左右，厚约1.1~1.2mm，需要抗拉强度高、收缩率稳定、伸长率适中和塑性变形小的纤维作材料。一般的安全带由聚酯长丝织造而成，但由聚酯长丝织造而成的安全带不适用高端汽车安全带。安全带既是安全用品又是装饰用品，因此要求手感柔软、舒适、轻巧、阻燃、耐磨、高强、低伸长，高端汽车安全带更应当具有强度高、弯曲度好等特点。用于高端汽车的安全带，通常以聚酯长丝作经线，以涤纶单丝作纬线。

涤纶单丝的生产工艺主要有一步法生产工艺及二步法生产工艺。一步法生产涤纶单丝的技术采用8、10或12孔的喷丝板，在同一台机器上一次完成纺丝成形、初生纤维牵伸取向、纤维热定型和卷绕等工艺流程，卷绕的单丝丝饼再经过分丝机分纤后，得到涤纶单丝纤维。而采用高速纺丝和高速拉伸加捻技术，是典型的二步法工艺路线，也是目前生产涤纶单丝采用最多的工艺路线。其特点是工艺流程短，生产效率高。高速纺丝的纺丝速度为3000～600m/min，可制得预取向丝(POY)。在高卷绕速度下，纤维产生一定的取向度，结构比较稳定。拉伸加捻是涤纶单丝生产中必不可少的工序，称为二次成型。拉伸使纤维的结构单元获得稳定而稳固的取向，从而达到提高成品纤维物理机械性能的目的。

现有的涤纶单丝，工业方面主要用于工业输送带中的骨架，编织过滤网、胶线外用套管等，民用方面主要用于配套箱包、草帽、窗帘、婚纱、服饰等，适于编织高端汽车安全带的涤纶单丝并不多见。

发明内容

本发明的目的是提出一种汽车安全带用涤纶单丝的制备方法，由本发明方法制备的涤纶单丝编织的高档汽车安全带强度高、伸长率和收缩率稳定、阻燃、耐磨性能良好。

本发明解决技术问题所采取的技术方案是，一种汽车安全带用涤纶单丝的制备方法，包括原料组配、预结晶、干燥、熔融、纺丝、成形、拉伸、定型、上油和卷绕步骤，其特征在于：

所述的原料组配是在聚酯切片中添加功能母粒；

所述的拉伸包括热水拉伸和热风拉伸。

作为优选，所述的功能母粒与聚酯切片的质量比为1~3:20。

作为优选，所述的功能母粒由耐磨母粒与阻燃聚酯母粒经造粒工艺制造而成。

作为优选，所述的耐磨母粒为聚四氟乙烯母粒；所述的阻燃聚酯母粒为磷系阻燃聚酯母粒，所述磷系阻燃聚酯母粒中，磷系阻燃剂占聚酯切片的4 wt%～12wt %。所述的磷系阻燃剂可以是磷酸酯、聚磷酸铵、无机磷或者DOPO等。

作为进一步的优选，所述的功能母粒中，耐磨母粒与阻燃聚酯母粒的质量比为27:100。

在本发明中，通过添加聚四氟乙烯（PTFE）在单丝表面形成转移膜，减小摩擦阻力，降低摩擦系数，从而提高材料的摩擦学性能。而且，聚四氟乙烯耐磨母粒的加入，使拉伸性能和弯曲性能得到了很大的提高，其中，拉伸强度提高了2～2.4倍，弹性模量提高了3.3～3.7倍，弯曲强度提高了1.9～2.2倍，弯曲模量提高了3.4～4倍，而断裂伸长率则有所下降。通过添加磷系阻燃聚酯母粒，单丝强度有所降低，但下降的幅度不大，而单丝的阻燃性能大大提高，即LOI（烧失量）由26 %提高到30 %～34.5 %，足以达到汽车安全带的阻燃标准要求。

拉伸是单丝生产的重要工艺过程之一，本发明中的拉伸除采用通常的热水拉伸外，增加热风位伸。在拉伸过程中，单丝的分子结构发生了深刻的变化，尤其是单丝经过二次拉伸后，单丝的取向度、结晶度都有所提高，其温度的选择对产品质量和运转率均有重要影响。若温度过高，会使部分大分子链滑移，单丝强度下降，甚至发生单丝软化粘结；若温度太低，不利于单丝晶核的形成与发展，使单丝断头增多。经过牵伸作用后，单丝的分子结构进行了重新排列，其规整性得到显著提高，其结晶度、取向度有所上升，采用分段控制单丝温度的工艺改进方法，有利于晶核的形成和发展，能使单丝的结晶度和晶粒的规整性增加，表现出成品强度提高和干热收缩率下降，提高了单丝尺寸的稳定性。

本发明通过原料组配和拉伸工艺的创新，使单丝产品质量明显提高，特别是阻燃性能、耐磨性能和拉伸性能优异，适用于高档汽车安全带。

具体实施方式

一种汽车安全带用涤纶单丝的制备方法，首先进行原料组配，将聚氟乙烯与磷系阻燃聚酯母粒以27:100的质量比制成功能母粒，其中磷系阻燃聚酯母粒含有质量比为2:25的聚磷酸铵和聚酯切片；再将功能母粒与聚酯切片以1:10的质量比混合；然后进行预结晶、干燥、熔融、纺丝、成形和拉伸；拉伸时，先进行热水拉伸，再进行热风拉伸；然后进行定型、上油和卷绕，制成汽车安全带用涤纶单丝。经6批次试验，得测试结果平均值如下：

直径	0.20mm
		密度	43.33 Tex
断裂强力	22.4 N
		断裂强度	51.7 CN/tex
断裂伸长率	23%
		定负荷伸长率	12%
初始模量	392 CN/tex

Claims (5)

1.一种汽车安全带用涤纶单丝的制备方法，包括原料组配、预结晶、干燥、熔融、纺丝、成形、拉伸、定型、上油和卷绕步骤，其特征在于：

所述的原料组配是在聚酯切片中添加功能母粒；

所述的拉伸包括热水拉伸和热风拉伸。

2.根据权利要求1所述的汽车安全带用涤纶单丝的制备方法，其特征在于：所述的功能母粒与聚酯切片的质量比为1~3:20。

3.根据权利要求1所述的汽车安全带用涤纶单丝的制备方法，其特征在于：所述的功能母粒由耐磨母粒与阻燃聚酯母粒经造粒工艺制造而成。

4.根据权利要求3所述的汽车安全带用涤纶单丝的制备方法，其特征在于：所述的耐磨母粒为聚四氟乙烯母粒；所述的阻燃聚酯母粒为磷系阻燃聚酯母粒，所述磷系阻燃聚酯母粒中，磷系阻燃剂占聚酯切片的4 wt%～12wt %。

5.根据权利要求3所述的汽车安全带用涤纶单丝的制备方法，其特征在于：所述的功能母粒中，耐磨母粒与阻燃聚酯母粒的质量比为27:100。