CN111155192A - 一种吸水锦纶纺丝黑母粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吸水锦纶纺丝黑母粒,包括以下重量份的原料:聚酰胺6:40%‑76%、炭黑:10%‑30%、分散剂:1%‑10%、润滑剂0.2%‑2%、吸水剂:10%‑50%,本发明是基于纺丝级聚酰胺,加入炭黑、分散剂、润滑剂、吸水剂,混合经平行双螺杆挤出机塑化、螺杆剪切,然后水冷切粒,所制得的吸水锦纶纺丝黑母粒,可直接应用于锦纶直纺,所制得的产品不仅具有较高的吸水性、抗静电性、浸润性,同时还具有较高的黑度,很好的解决了染色工序复杂不易控制的问题,保证色泽的一致性,减少了染色工序。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,具体涉及一种吸水锦纶纺丝黑母粒及其制备方法。
背景技术
锦纶是脂肪族聚酰胺类高分子化合物,化学结构相对比较简单,只是在分子链的末端才具有氨基和羧基,在分子链的中间存在大量的酰胺基和碳链,无侧链,虽然实际制造出的聚酰胺纤维品种较多,但锦纶66和锦纶6是其中最为重要的两种纤维,其面料广泛地用于内衣尤其是女性用内衣、泳衣、文胸等方面。锦纶6的分子结构:H-[-NH(CH2)5CO-]n-OH(聚已内酰胺);锦纶66的分子结构:H-[-NH(CH2)6NHOC(CH2)4CO-]n-OH(聚已二胺已二酸)。虽然锦纶的分子结构中含有大量的酰胺键,但是锦纶丝的吸水性(回潮率)比天然纤维棉的吸水性还是低了很多,因此用锦纶丝纺出的布料,其吸湿排汗效果并不好。
随着市场的发展,人们对着装的舒适性有了更高的要求,因此在锦纶纺丝料中引入更多的吸水性官能团提高其吸水性,同时为了减少后期染色过程中对相关吸水性的影响,提高锦纶纤维的色泽均一性与牢固度,开发出一种吸水锦纶纺丝黑母粒具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸水锦纶纺丝黑母粒及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种吸水锦纶纺丝黑母粒,包括以下重量份的原料:聚酰胺6:40%-76%、炭黑:10%-30%、分散剂:1%-10%、润滑剂0.2%-2%、吸水剂:10%-50%。
作为本发明进一步的方案:所述炭黑为粒径小于50纳米的纺丝级无机炭黑。
作为本发明再进一步的方案:所述聚酰胺6为相对粘度为2.50。
作为本发明再进一步的方案:所述分散剂为路博润炭黑超分散剂。
作为本发明再进一步的方案:所述润滑剂为硬脂酸酰胺、EBS、油酸酰胺、乙撑双-12-羟基硬脂酰胺中的一种或两种以上混合物。
作为本发明再进一步的方案:所述吸水剂为烷基磺酸钠。
一种吸水锦纶纺丝黑母粒的制备方法,包括如下步骤:
步骤一,将聚酰胺6、炭黑、分散剂、润滑剂按占比称重配料,混合均匀得混合料;
步骤二,将步骤一中的混合料,经平行双螺杆挤出机塑化、螺杆剪切,然后水冷切粒,真空干燥制得炭黑母粒;
步骤三,将步骤二制得的炭黑母粒与吸水剂按占比称重配料,混合均匀得混合料;
步骤四,将步骤三中的混合料,经平行双螺杆挤出机塑化、螺杆剪切,然后水冷切粒,真空干燥制得吸水锦纶纺丝黑母粒;
作为本发明再进一步的方案:步骤一中,各原料在高速混合机中进行混合,混合机的转速为300-1000r/min,混合时间5-10min。
作为本发明再进一步的方案:所述步骤二中双螺杆挤出机螺杆均化段剪切块增加,分散能力加强。
作为本发明再进一步的方案:所述步骤二中平行双螺杆挤出机筒体的温度控制如下:第一、二段为180-200℃,第三、四、五、六段为215-235℃,第七、八、九段为210-230℃,机头的温度为230-260℃。
作为本发明再进一步的方案:所述步骤三中,各原料在立式混合机中进行混合,混合机的转速为60r/min,混合时间5-10min。
作为本发明再进一步的方案:所述步骤四中双螺杆挤出机螺杆均化段剪切块减少,剪切能力弱化。
作为本发明再进一步的方案:所述步骤四中平行双螺杆挤出机的各区温度控制在180-260℃,螺杆转速控制在150-350r/min。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明是基于纺丝级聚酰胺,先加入炭黑、分散剂、润滑剂,以上组份经高速混合机混匀,经平行双螺杆挤出机塑化、螺杆剪切,然后水冷切粒,真空干燥制得炭黑母粒;然后将炭黑母粒同烷基磺酸钠一起经立式混合机混匀,经平行双螺杆挤出机塑化、螺杆剪切,然后水冷切粒,真空干燥制得吸水锦纶纺丝黑母粒;烷基磺酸钠属于阴离子型表面活性剂,具有很强的吸湿性,通过将其与所制得的纺丝级炭黑母粒共混制成吸水锦纶纺丝黑母粒,可直接应用于锦纶直纺,所制得的产品不仅具有较高的吸水性、抗静电性、浸润性,同时还具有较高的黑度,很好的解决了染色工序复杂不易控制的问题,保证色泽的一致性,减少了染色工序。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中,一种吸水锦纶纺丝黑母粒,包括以下重量份的原料:聚酰胺6:76%;炭黑:20%;分散剂:3%;润滑剂:1%;吸水剂:20%。
所述炭黑为粒径小于50纳米的纺丝级无机炭黑,所述分散剂为路博润炭黑超分散剂,所述润滑剂为硬脂酸酰胺、EBS、油酸酰胺、乙撑双-12-羟基硬脂酰胺中的一种或两种以上混合物,所述吸水剂为烷基磺酸钠。
所述聚酰胺6为相对粘度为2.50,聚酰胺6为相对粘度为2.5的聚酰胺6半光切片,炭黑为粒径小于50纳米的纺丝级无机炭黑,分散剂为路博润超分散剂solplus DP320,润滑剂为硬脂酸酰胺蜡,烷基磺酸钠为科莱恩Hostastat HS-1。
一种吸水锦纶纺丝黑母粒的制备方法:
步骤一,将聚酰胺6、炭黑、分散剂、润滑剂按占比称重配料,混合均匀得混合料,各原料在高速混合机中进行混合,混合机的转速为300-1000r/min,混合时间5-10min;
步骤二,将步骤一中的混合料,经平行双螺杆挤出机塑化、螺杆剪切,然后水冷切粒,真空干燥制得炭黑母粒,其中平行双螺杆挤出机筒体的温度控制如下:第一、二段为180-200℃,第三、四、五、六段为215-235℃,第七、八、九段为210-230℃,机头的温度为230-260℃;
步骤三,将步骤二制得的炭黑母粒与吸水剂按占比称重配料,混合均匀得混合料,各原料在立式混合机中进行混合,混合机的转速为60r/min,混合时间5-10min;
步骤四,将步骤三中的混合料,经平行双螺杆挤出机塑化、螺杆剪切,然后水冷切粒,真空干燥制得吸水锦纶纺丝黑母粒,平行双螺杆挤出机的各区温度控制在180-260℃,螺杆转速控制在150-350r/min。
本申请所用的平行双螺杆挤出机为螺杆长径比为40:1,直径为35.6mm,与现有技术中用于制备母粒的平行双螺杆挤出机的区别点在于:步骤二中挤出机螺杆均化段剪切块增加,分散能力加强,其余结构均一致;步骤四中挤出机螺杆均化段剪切块减少,剪切能力弱化,其余结构均一致。
实施例2
一种吸水锦纶纺丝黑母粒,包括以下重量份的原料:聚酰胺6:76%;炭黑:20%;分散剂:3%;润滑剂:1%;吸水剂:25%。
所述炭黑为粒径小于50纳米的纺丝级无机炭黑,所述分散剂为路博润炭黑超分散剂,所述润滑剂为硬脂酸酰胺、EBS、油酸酰胺、乙撑双-12-羟基硬脂酰胺中的一种或两种以上混合物,所述吸水剂为烷基磺酸钠。
所述聚酰胺6为相对粘度为2.50,聚酰胺6为相对粘度为2.5的聚酰胺6半光切片,炭黑为粒径小于50纳米的纺丝级无机炭黑,分散剂为路博润超分散剂solplus DP320,润滑剂为硬脂酸酰胺蜡,烷基磺酸钠为科莱恩Hostastat HS-1。
一种吸水锦纶纺丝黑母粒的制备方法:
步骤一,将聚酰胺6、炭黑、分散剂、润滑剂按占比称重配料,混合均匀得混合料,各原料在高速混合机中进行混合,混合机的转速为300-1000r/min,混合时间5-10min;
步骤二,将步骤一中的混合料,经平行双螺杆挤出机塑化、螺杆剪切,然后水冷切粒,真空干燥制得炭黑母粒,其中平行双螺杆挤出机筒体的温度控制如下:第一、二段为180-200℃,第三、四、五、六段为215-235℃,第七、八、九段为210-230℃,机头的温度为230-260℃;
步骤三,将步骤二制得的炭黑母粒与吸水剂按占比称重配料,混合均匀得混合料,各原料在立式混合机中进行混合,混合机的转速为60r/min,混合时间5-10min;
步骤四,将步骤三中的混合料,经平行双螺杆挤出机塑化、螺杆剪切,然后水冷切粒,真空干燥制得吸水锦纶纺丝黑母粒,平行双螺杆挤出机的各区温度控制在180-260℃,螺杆转速控制在150-350r/min。
本申请所用的平行双螺杆挤出机为螺杆长径比为40:1,直径为35.6mm,与现有技术中用于制备母粒的平行双螺杆挤出机的区别点在于:步骤二中挤出机螺杆均化段剪切块增加,分散能力加强,其余结构均一致;步骤四中挤出机螺杆均化段剪切块减少,剪切能力弱化,其余结构均一致。
实施例3
一种吸水锦纶纺丝黑母粒,包括以下重量份的原料:聚酰胺6:76%;炭黑:20%;分散剂:1%;润滑剂:1%;吸水剂:30%。
所述炭黑为粒径小于50纳米的纺丝级无机炭黑,所述分散剂为路博润炭黑超分散剂,所述润滑剂为硬脂酸酰胺、EBS、油酸酰胺、乙撑双-12-羟基硬脂酰胺中的一种或两种以上混合物,所述吸水剂为烷基磺酸钠。
所述聚酰胺6为相对粘度为2.50,聚酰胺6为相对粘度为2.5的聚酰胺6半光切片,炭黑为粒径小于50纳米的纺丝级无机炭黑,分散剂为路博润超分散剂solplus DP320,润滑剂为硬脂酸酰胺蜡,烷基磺酸钠为科莱恩Hostastat HS-1。
一种吸水锦纶纺丝黑母粒的制备方法:
步骤一,将聚酰胺6、炭黑、分散剂、润滑剂按占比称重配料,混合均匀得混合料,各原料在高速混合机中进行混合,混合机的转速为300-1000r/min,混合时间5-10min;
步骤二,将步骤一中的混合料,经平行双螺杆挤出机塑化、螺杆剪切,然后水冷切粒,真空干燥制得炭黑母粒,其中平行双螺杆挤出机筒体的温度控制如下:第一、二段为180-200℃,第三、四、五、六段为215-235℃,第七、八、九段为210-230℃,机头的温度为230-260℃;
步骤三,将步骤二制得的炭黑母粒与吸水剂按占比称重配料,混合均匀得混合料,各原料在立式混合机中进行混合,混合机的转速为60r/min,混合时间5-10min;
步骤四,将步骤三中的混合料,经平行双螺杆挤出机塑化、螺杆剪切,然后水冷切粒,真空干燥制得吸水锦纶纺丝黑母粒,平行双螺杆挤出机的各区温度控制在180-260℃,螺杆转速控制在150-350r/min。
本申请所用的平行双螺杆挤出机为螺杆长径比为40:1,直径为35.6mm,与现有技术中用于制备母粒的平行双螺杆挤出机的区别点在于:步骤二中挤出机螺杆均化段剪切块增加,分散能力加强,其余结构均一致;步骤四中挤出机螺杆均化段剪切块减少,剪切能力弱化,其余结构均一致。
实施例4
一种吸水锦纶纺丝黑母粒,包括以下重量份的原料:聚酰胺6:63%;炭黑:30%;分散剂:6%;润滑剂:1%;吸水剂:20%。
所述炭黑为粒径小于50纳米的纺丝级无机炭黑,所述分散剂为路博润炭黑超分散剂,所述润滑剂为硬脂酸酰胺、EBS、油酸酰胺、乙撑双-12-羟基硬脂酰胺中的一种或两种以上混合物,所述吸水剂为烷基磺酸钠。
所述聚酰胺6为相对粘度为2.50,聚酰胺6为相对粘度为2.5的聚酰胺6半光切片,炭黑为粒径小于50纳米的纺丝级无机炭黑,分散剂为路博润超分散剂solplus DP320,润滑剂为硬脂酸酰胺蜡,烷基磺酸钠为科莱恩Hostastat HS-1。
一种吸水锦纶纺丝黑母粒的制备方法:
步骤一,将聚酰胺6、炭黑、分散剂、润滑剂按占比称重配料,混合均匀得混合料,各原料在高速混合机中进行混合,混合机的转速为300-1000r/min,混合时间5-10min;
步骤二,将步骤一中的混合料,经平行双螺杆挤出机塑化、螺杆剪切,然后水冷切粒,真空干燥制得炭黑母粒,其中平行双螺杆挤出机筒体的温度控制如下:第一、二段为180-200℃,第三、四、五、六段为215-235℃,第七、八、九段为210-230℃,机头的温度为230-260℃;
步骤三,将步骤二制得的炭黑母粒与吸水剂按占比称重配料,混合均匀得混合料,各原料在立式混合机中进行混合,混合机的转速为60r/min,混合时间5-10min;
步骤四,将步骤三中的混合料,经平行双螺杆挤出机塑化、螺杆剪切,然后水冷切粒,真空干燥制得吸水锦纶纺丝黑母粒,平行双螺杆挤出机的各区温度控制在180-260℃,螺杆转速控制在150-350r/min。
本申请所用的平行双螺杆挤出机为螺杆长径比为40:1,直径为35.6mm,与现有技术中用于制备母粒的平行双螺杆挤出机的区别点在于:步骤二中挤出机螺杆均化段剪切块增加,分散能力加强,其余结构均一致;步骤四中挤出机螺杆均化段剪切块减少,剪切能力弱化,其余结构均一致。
实施例5
一种吸水锦纶纺丝黑母粒,包括以下重量份的原料:聚酰胺6:63%;炭黑:30%;分散剂:6%;润滑剂:1%;吸水剂:30%。
所述炭黑为粒径小于50纳米的纺丝级无机炭黑,所述分散剂为路博润炭黑超分散剂,所述润滑剂为硬脂酸酰胺、EBS、油酸酰胺、乙撑双-12-羟基硬脂酰胺中的一种或两种以上混合物,所述吸水剂为烷基磺酸钠。
所述聚酰胺6为相对粘度为2.50,聚酰胺6为相对粘度为2.5的聚酰胺6半光切片,炭黑为粒径小于50纳米的纺丝级无机炭黑,分散剂为路博润超分散剂solplus DP320,润滑剂为硬脂酸酰胺蜡,烷基磺酸钠为科莱恩Hostastat HS-1。
一种吸水锦纶纺丝黑母粒的制备方法:
步骤一,将聚酰胺6、炭黑、分散剂、润滑剂按占比称重配料,混合均匀得混合料,各原料在高速混合机中进行混合,混合机的转速为300-1000r/min,混合时间5-10min;
步骤二,将步骤一中的混合料,经平行双螺杆挤出机塑化、螺杆剪切,然后水冷切粒,真空干燥制得炭黑母粒,其中平行双螺杆挤出机筒体的温度控制如下:第一、二段为180-200℃,第三、四、五、六段为215-235℃,第七、八、九段为210-230℃,机头的温度为230-260℃;
步骤三,将步骤二制得的炭黑母粒与吸水剂按占比称重配料,混合均匀得混合料,各原料在立式混合机中进行混合,混合机的转速为60r/min,混合时间5-10min;
步骤四,将步骤三中的混合料,经平行双螺杆挤出机塑化、螺杆剪切,然后水冷切粒,真空干燥制得吸水锦纶纺丝黑母粒,平行双螺杆挤出机的各区温度控制在180-260℃,螺杆转速控制在150-350r/min。
本申请所用的平行双螺杆挤出机为螺杆长径比为40:1,直径为35.6mm,与现有技术中用于制备母粒的平行双螺杆挤出机的区别点在于:步骤二中挤出机螺杆均化段剪切块增加,分散能力加强,其余结构均一致;步骤四中挤出机螺杆均化段剪切块减少,剪切能力弱化,其余结构均一致。
然后将实施案1~5制备的吸水锦纶纺丝黑母粒根据ISO 1133测试其熔体流动速率,如下表1所示:
表1:吸水黑母粒的熔体流动速率
熔指g/10min(255℃/2.16Kg) | |
实施例1 | 26.86 |
实施例2 | 28.31 |
实施例3 | 29.41 |
实施例4 | 18.84 |
实施例5 | 20.25 |
试验
将实施案1~5制备的吸水锦纶纺丝黑母粒,经侧喂机按炭黑总含量1.5%比例加入纺丝主体塑化,再经喷丝板喷出由高速卷整机缠绕纺丝,纺丝主体塑化温度为250~260℃,高速卷整速度为5500~6000r/min。
纺丝组件压力150~176bar时可持续正常生产无飘丝堵喷丝板,色丝以潘通色板为对比评定色差与否。
吸水锦纶纺丝黑母粒的吸水试验如下:在温度20℃、湿度65%条件下让丝线吸水达到平衡,用精度为0.001g的天平称取50g丝线置于105℃的恒温烘箱内,烘干至恒重,称取其重量G0,计算出丝线的回潮率=(50-G0)/G0*100%,各实验例的回潮率测量8组数据取其平均值。
各实施例母粒与纺丝基料聚酰胺6的占比组成见表2所示,其中6#为对比实验;
各实验丝线的回潮率与色差判定见表3所示;
表2:吸水母粒与聚酰胺6基料的占比组成
1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# | |
聚酰胺6原料 | 90.625% | 90.0% | 89.29% | 93.75% | 92.86% | 100% |
实施例1 | 9.375% | |||||
实施例2 | 10% | |||||
实施例3 | 10.71% | |||||
实施例4 | 6.25% | |||||
实施例5 | 7.14% |
表3:各材料的回潮率与色差判定
回潮率% | 色差判定 | |
1# | 5.42 | 合格 |
2# | 6.33 | 合格 |
3# | 6.92 | 合格 |
4# | 5.11 | 合格 |
5# | 5.85 | 合格 |
6# | 4.52 | 合格 |
从以上试验所示数据可以看出,1#试验有效烷基磺酸钠的含量为1.875%,回潮率较聚酰胺6基料丝线提高了19.91%;2#试验有效烷基磺酸钠的含量为2.5%,回潮率较聚酰胺6基料丝线提高了40.04%;3#试验有效烷基磺酸钠的含量为3.213%,回潮率较聚酰胺6基料丝线提高了53.10%;随着有效烷基磺酸钠含量的提高,制备成的丝线的回潮率越高。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,故不能以此限定本发明实施的范围,即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰,皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (8)
1.一种吸水锦纶纺丝黑母粒,其特征在于,包括以下重量份的原料:聚酰胺6:40%-76%、炭黑:10%-30%、分散剂:1%-10%、润滑剂0.2%-2%、吸水剂:10%-50%。
2.根据权利要求1所述的吸水锦纶纺丝黑母粒,其特征在于,所述炭黑为粒径小于50纳米的纺丝级无机炭黑。
3.根据权利要求1所述的吸水锦纶纺丝黑母粒,其特征在于,所述聚酰胺6为相对粘度为2.50。
4.根据权利要求1所述的吸水锦纶纺丝黑母粒,其特征在于,所述分散剂为路博润炭黑超分散剂。
5.根据权利要求1所述的吸水锦纶纺丝黑母粒,其特征在于,所述润滑剂为硬脂酸酰胺、EBS、油酸酰胺、乙撑双-12-羟基硬脂酰胺中的一种或两种以上混合物。
6.根据权利要求1所述的吸水锦纶纺丝黑母粒,其特征在于,所述吸水剂为烷基磺酸钠。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种吸水锦纶纺丝黑母粒的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一,将聚酰胺6、炭黑、分散剂、润滑剂按占比称重配料,混合均匀得混合料;
步骤二,将步骤一中的混合料,经平行双螺杆挤出机塑化、螺杆剪切,然后水冷切粒,真空干燥制得炭黑母粒;
步骤三,将步骤二制得的炭黑母粒与吸水剂按占比称重配料,混合均匀得混合料;
步骤四,将步骤三中的混合料,经平行双螺杆挤出机塑化、螺杆剪切,然后水冷切粒,真空干燥制得吸水锦纶纺丝黑母粒。
8.根据权利要求7所述的一种吸水锦纶纺丝黑母粒的制备方法,其特征在于,还包括以A、B、C、D、E、F中一个或多个技术特征:
A:所述步骤二中平行双螺杆挤出机筒体的温度控制如下:所述步骤二中平行双螺杆挤出机筒体的温度控制如下:第一、二段为180-200℃,第三、四、五、六段为215-235℃,第七、八、九段为210-230℃,机头的温度为230-260℃;
B:所述步骤三中,各原料在立式混合机中进行混合,混合机的转速为60r/min,混合时间5-10min;
C:所述步骤四中双螺杆挤出机螺杆均化段剪切块减少,剪切能力弱化;
D:所述步骤四中平行双螺杆挤出机的各区温度控制在180-260℃,螺杆转速控制在150-350r/min;
E:所述步骤二中双螺杆挤出机螺杆均化段剪切块增加,分散能力加强;
F:所述步骤一中,各原料在高速混合机中进行混合,混合机的转速为300-1000r/min,混合时间5-10min。
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