CN104862822A

CN104862822A - 离岸网箱网袋主纲加工用单丝制备方法

Info

Publication number: CN104862822A
Application number: CN201510260529.1A
Authority: CN
Inventors: 石建高; 王磊; 王鲁民; 余雯雯; 孟祥君; 徐学明
Original assignee: East China Sea Fishery Research Institute Chinese Academy of Fishery Sciences
Current assignee: East China Sea Fishery Research Institute Chinese Academy of Fishery Sciences
Priority date: 2015-05-20
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2015-08-26

Abstract

离岸网箱网袋主纲加工用单丝制备方法，采用PP树脂、MMWPE树脂、EPDM树脂、助剂、搅拌机、分丝机、收丝机、单螺杆挤出机和两次牵伸电加热牵伸机，其特征是PP树脂、MMWPE树脂、白油或松节油助剂混合，用搅拌机搅拌至混合料搅拌均匀获得共混粒料；共混粒料经单螺杆挤出机熔融挤出，熔融挤出的初生丝经冷却水箱低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸，预牵伸丝经第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊、第二牵伸水浴槽和第三牵伸辊进行两次热牵伸，预牵伸丝以使用力矩电动机的收丝机收卷单丝丝束；单丝丝束经分丝机分丝为离岸网箱网袋主纲加工用单丝。

Description

离岸网箱网袋主纲加工用单丝制备方法

技术领域

本发明涉及网箱网袋主纲加工用单丝制备方法。

背景技术

离岸网箱是一种新型养殖模式，为人类提供了大量优秀蛋白质，大大促进了养殖技术的科技进步。离岸网箱网袋一般由网衣、网袋主纲和沉子纲等材料装备而成。现有离岸网箱网袋主纲一般使用公称直径18mm～20mm的聚乙烯单丝绳索，该绳由普通聚乙烯单丝加工而成，现有离岸网箱网袋主纲在离岸网箱向离岸、深水、大型化和智能化方向发展的过程中存在越来越多的安全隐患。随着离岸网箱养殖业的发展，本技术领域对离岸网箱网袋主纲的安全性与网箱养殖适应性越来越重视，人们迫切需要新型离岸网箱网袋主纲加工用单丝制备方法，以通过单丝材料断裂强度的提高来提升离岸网箱网袋主纲的安全性与网箱养殖适应性。目前市场上销售的聚乙烯树脂产品按分子量的大小可分为低分子量聚乙烯、普通分子量聚乙烯、中等分子量聚乙烯(亦称中高分子量聚乙烯)和超高分子量聚乙烯。以中等分子量聚乙烯树脂为例，目前市场上淄博美标高分子纤维有限公司经销分子量小于100万的中等分子量聚乙烯树脂(英文为Medium MolecularWeight Polyethylene，简称为MMWPE)，该MMWPE树脂分子量位于60万至100万之间、熔融指数为3.0g/10min，人们可通过材料新技术将它创新用于单丝等材料的加工制作。本技术领域与近岸网箱技术、纺织技术、远洋渔业技术、极地渔业技术、近海与内陆捕捞渔业技术、围网养殖技术领域相差甚远，因此，其它技术领域片材、单丝、棒材和管材的制备方法均不适用本技术领域。现有离岸网箱网袋主纲加工用单丝以单一普通HDPE为原料，并采用传统熔融拉丝工艺加工制备，这使得产出单丝的断裂强度较差，导致单丝制成的离岸网箱网袋主纲的安全性与网箱养殖适应性差，所以，现有离岸网箱网袋主纲加工用单丝难以适应离岸网箱养殖业向离岸、深水、大型化和智能化方向的发展需求，人们急需新型离岸网箱网袋主纲加工用单丝制备方法，以制备出断裂强度高、耐久性好的离岸网箱网袋主纲加工用单丝新材料，但现有技术领域尚无以聚丙烯树脂(简称PP树脂)、中等分子量聚乙烯树脂(以下简称MMWPE树脂)、三元乙丙橡胶(简称EPDM树脂)为原料并采用特殊拉丝技术的离岸网箱网袋主纲加工用单丝制备方法，因此，离岸网箱网袋主纲加工用单丝制备方法问题的解决已成为本技术领域人们长期悬而未决的技术难题。离岸网箱网袋主纲加工用单丝制备方法对提高离岸网箱网袋主纲加工用单丝的断裂强度与耐久性，提高离岸网箱网袋主纲安全性与网箱养殖适应性、降低离岸网箱网袋主纲的能耗、推进蓝色粮仓建设都具有重要意义。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供离岸网箱网袋主纲加工用单丝制备方法，以提高离岸网箱网袋主纲加工用单丝的断裂强度与耐久性，提高离岸网箱网袋主纲安全性与网箱养殖适应性、降低离岸网箱网袋主纲的能耗、推进蓝色粮仓建设，促进离岸网箱养殖业的可持续发展。

本发明的技术方案采用PP树脂、MMWPE树脂、EPDM树脂、助剂、搅拌机、分丝机、收丝机、单螺杆挤出机和两次牵伸电加热牵伸机，其特征是PP树脂熔融指数为3.0g/10min～4.0g/10min、MMWPE树脂熔融指数为3.0g/10min，分子量60万～100万，添加量为PP树脂重量的120％～123％、EPDM树脂，添加量为PP树脂重量的1.0％～1.2％、白油或松节油助剂添加量为PP树脂重量的1.3‰～1.6‰，上述原料混合，用搅拌机搅拌至料都搅拌均匀为止，混合料搅拌均匀后就获得共混粒料；共混粒料经单螺杆挤出机料筒电加热区的第①区、②区、③区、④区的温控范围分别为309℃～311℃、335℃～337℃、339℃～341℃、336℃～338℃熔融挤出，从喷丝孔熔融挤出的初生丝经冷却水箱低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸，喷丝板上喷丝孔的孔数为40、喷丝板上喷丝孔的孔径为1.0mm、冷却水箱尺寸为630mm×580mm×570mm、冷却水箱配有进水管及溢水管、冷却水箱低温水的水温控制在24℃～33℃、初生丝冷却距离控制在75cm～99cm、喷丝板与冷却水箱内水面之间的垂直距离控制在34cm～70cm，预牵伸丝经96.5℃～98.6℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊、97.3℃～99.7℃高温第二牵伸水浴槽和第三牵伸辊进行两次热牵伸，预牵伸丝通过两次牵伸电加热牵伸机进行上述两次热牵伸，牵伸总倍数控制在8.27倍～9.23倍，以使用力矩电动机的收丝机收卷单丝丝束；单丝丝束分丝张力控制在单丝断裂强力的8.3％～10.8％，经分丝机分丝为离岸网箱网袋主纲加工用单丝。

本发明克服了传统技术偏见，将PP树脂、MMWPE树脂、EPDM树脂、特殊拉丝工艺有效结合起来，对不同牵伸倍数、不同制备成本、不同拉丝温度、不同比例原料添加量下的技术方案进行了大量试验论证，表明通过EPDM树脂的添加增加最终产品的韧性、增加PP树脂与MMWPE树脂之间的相容性，提高了离岸网箱网袋主纲加工用单丝的耐久性，如采用本发明技术方案制备的线密度为38tex的离岸网箱网袋主纲加工用单丝新材料的断裂强度高达7.26cN/dtex、断裂伸长率为8.4％，其断裂强度较传统熔融拉丝工艺加工制备的聚乙烯单丝标准(SC/T 5005-2014标准)指标提高39.6％，它的断裂伸长率完全符合本技术领域需要。本发明方法制备时丝的可纺性好，工业化生产中无断丝现象；在实验室环境下，对本发明方法产出的丝与传统熔融拉丝生成的普通聚乙烯单丝的耐磨性与耐老化性进行了比较，结果表明，本发明方法产出的丝在同等老化条件下强度损失率小、同等磨损条件下单位线密度磨断次数多，本发明方法产出的丝有较好的耐久性。离岸网箱网袋主纲加工用单丝的综合性能明显高于现有技术领域离岸网箱网袋主纲制作用聚乙烯单丝；试验及生产实践表明本发明加工的离岸网箱网袋主纲加工用单丝新材料断裂强度高、网箱养殖适应性好，它不但适合本技术领域离岸网箱网袋主纲制作，而且适合本技术领域网线网衣的加工制备；本发明在PP树脂中添加特定剂量的MMWPE树脂、EPDM树脂、助剂，搅拌均匀后获得特种配方的共混粒料，再创新特殊的拉丝方法制备出本技术领域断裂强度高、耐久性好的离岸网箱网袋主纲加工用单丝，在确保拉丝顺畅的同时，提高了离岸网箱网袋主纲加工用单丝断裂强度、耐久性与网箱养殖适应性；以本发明技术方案获得的丝材料加工离岸网箱网袋主纲，在保持离岸网箱网袋主纲破断强力不变的前提下，可使离岸网箱网袋主纲公称直径减小、离岸网箱网袋主纲重量减轻、离岸网箱网袋主纲水阻力减小、离岸网箱网袋主纲用树脂原材料消耗减少、离岸网箱网袋主纲耐久性与网箱养殖适应性提高，技术效果显著，具有在离岸网箱养殖技术领域推广应用可行性。

具体实施方式

这里以线密度为38tex的离岸网箱网袋主纲加工用单丝制备方法为例，说明本发明的具体实施方式：采用聚丙烯树脂(简称PP树脂)、中等分子量聚乙烯树脂(以下简称MMWPE树脂)、三元乙丙橡胶(简称EPDM树脂)、助剂、搅拌机、分丝机、收丝机、单螺杆挤出机和两次牵伸电加热牵伸机，PP树脂(扬子石化生产的S1004型PP树脂，熔融指数为3.0g/10min～4.0g/10min；若PP树脂受潮，则应通过光照、风干或烘箱等方式进行烘干处理)、MMWPE树脂(淄博美标高分子纤维有限公司经销，熔融指数为3.0g/10min，分子量60万～100万，添加量为PP树脂重量的120％～123％；若MMWPE树脂受潮，则应通过光照、风干或烘箱等方式进行烘干处理)、EPDM树脂，添加量为PP树脂重量的1.0％～1.2％、白油或松节油助剂(添加量为PP树脂重量的1.3‰～1.6‰)用搅拌机搅拌34min～63min至料都搅拌均匀为止，混合料搅拌均匀后就获得共混粒料；共混粒料经单螺杆挤出机在特殊温度下熔融挤出(挤出机料筒电加热区的第①区、②区、③区、④区的温控范围分别为309℃～311℃、335℃～337℃、339℃～341℃、336℃～338℃)，从喷丝孔熔融挤出的初生丝经冷却水箱低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸(喷丝板上喷丝孔的孔数为40、喷丝板上喷丝孔的孔径为1.0mm、冷却水箱尺寸为630mm×580mm×570mm、冷却水箱配有进水管及溢水管、冷却水箱低温水的水温控制在24℃～33℃、初生丝冷却距离控制在75cm～99cm、喷丝板与冷却水箱内水面之间的垂直距离控制在34cm～70cm)，预牵伸丝经96.5℃～98.6℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊、97.3℃～99.7℃高温第二牵伸水浴槽和第三牵伸辊进行两次热牵伸，预牵伸丝通过两次牵伸电加热牵伸机进行上述两次热牵伸(牵伸总倍数控制在8.27倍～9.23倍)，以使用力矩电动机的收丝机收卷单丝丝束；单丝丝束在特定分丝张力下经分丝机分丝为离岸网箱网袋主纲加工用单丝(分丝张力控制在单丝断裂强力的8.3％～10.8％)。根据离岸网箱养殖业网袋主纲抗老化要求，在搅拌机搅拌之前，在上述加工用混合料中添加抗氧剂KY-7910(添加量为PP树脂重量的0.05％)，以获得抗老化的离岸网箱网袋主纲加工用单丝。

Claims

1.离岸网箱网袋主纲加工用单丝制备方法，采用PP树脂、MMWPE树脂、EPDM树脂、助剂、搅拌机、分丝机、收丝机、单螺杆挤出机和两次牵伸电加热牵伸机，其特征是PP树脂熔融指数为3.0g/10min～4.0g/10min、MMWPE树脂熔融指数为3.0g/10min，分子量60万～100万，添加量为PP树脂重量的120％～123％、EPDM树脂，添加量为PP树脂重量的1.0％～1.2％、白油或松节油助剂添加量为PP树脂重量的1.3‰～1.6‰，上述原料混合，用搅拌机搅拌至料都搅拌均匀为止，混合料搅拌均匀后就获得共混粒料；共混粒料经单螺杆挤出机料筒电加热区的第①区、②区、③区、④区的温控范围分别为309℃～311℃、335℃～337℃、339℃～341℃、336℃～338℃熔融挤出，从喷丝孔熔融挤出的初生丝经冷却水箱低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸，喷丝板上喷丝孔的孔数为40、喷丝板上喷丝孔的孔径为1.0mm、冷却水箱尺寸为630mm×580mm×570mm、冷却水箱配有进水管及溢水管、冷却水箱低温水的水温控制在24℃～33℃、初生丝冷却距离控制在75cm～99cm、喷丝板与冷却水箱内水面之间的垂直距离控制在34cm～70cm，预牵伸丝经96.5℃～98.6℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊、97.3℃～99.7℃高温第二牵伸水浴槽和第三牵伸辊进行两次热牵伸，预牵伸丝通过两次牵伸电加热牵伸机进行上述两次热牵伸，牵伸总倍数控制在8.27倍～9.23倍，以使用力矩电动机的收丝机收卷单丝丝束；单丝丝束分丝张力控制在单丝断裂强力的8.3％～10.8％，经分丝机分丝为离岸网箱网袋主纲加工用单丝。

2.根据权利要求1所述的离岸网箱网袋主纲加工用单丝制备方法，其特征是在搅拌机搅拌之前，在混合料中添加抗氧剂KY-7910，添加量为PP树脂重量的0.05％。