CN111234515A - 一种纺丝用吸水尼龙母粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纺丝用吸水尼龙母粒及其制备方法，包括以下质量份的原料：尼龙6切片：40％‑80％、脂肪酸烷醇酰胺和脂肪酸单甘油酯的复配物：10％‑40％、钛白粉：1％‑10％、抗氧剂：0.2％‑0.5％，本发明是基于尼龙6切片，加脂肪酸烷醇酰胺和脂肪酸单甘油酯的复配物、钛白粉、抗氧剂，以上组份经混合机混匀，经平行双螺杆挤出机塑化、螺杆剪切，然后水冷切粒，真空干燥制得纺丝用吸水尼龙母粒。脂肪酸烷醇酰胺和脂肪酸单甘油酯的复配物属于非离子型表面活性剂，具有很强的吸湿性，是吸水尼龙母粒的核心原料，所制备的吸水尼龙母粒可直接应用于锦纶6纺丝，能显著提高锦纶6的吸水性。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种纺丝用吸水尼龙母粒及其制备方法。
背景技术
在人们的着装中，服装作为人体与自然气候之间的一层屏障，随着外界气候的变化，人们在仅依靠自身生理调节达不到人体所需的“气候”时，服装作为人体行为调节，使人体能适应自然气候变化；随着人们生活水平的提高，着装的舒适性得到了越来越多的关注。
锦纶6纤维具有强力好、耐磨性优良、回弹性好，吸湿性虽不及棉纤维但比涤纶纤维好，已被广泛用于服装面料、高档内衣、运动服装及登山服等。为了进一步提高锦纶6纤维的的吸水性，利用水的高比热容，制备出具有持续凉感的锦纶6面料，目前市场上的方法主要有聚酰胺6接枝引入吸水官能团、聚酰胺6共混改性加入高分子型复合吸水助剂、制成中空的纤维结构等，但都存在生产成本较高、吸水性不强、连续生产困难等问题。因此开发出一种操作简单，可直接添加于锦纶6纺丝基料中进行共混纺丝的吸水尼龙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纺丝用吸水尼龙母粒及其制备方法，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：
一种纺丝用吸水尼龙母粒，按质量分数计包括：尼龙6切片：40％-80％、脂肪酸烷醇酰胺和脂肪酸单甘油酯的复配物：10％-40％、钛白粉：1％-10％、抗氧剂0.2％-0.5％。
作为本发明再进一步的方案：所述钛白粉为化纤级锐钛型钛白粉。
作为本发明再进一步的方案：所述尼龙6切片为相对粘度为2.50的有光尼龙6切片。
作为本发明再进一步的方案：所述抗氧剂至少包括受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种。
一种纺丝用吸水尼龙母粒的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，按各原料的占比称重配料，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，真空干燥制得纺丝用吸水尼龙母粒。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤一中，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：所述平行双螺杆挤出机筒体的温度控制如下：第一、二段为150-180℃，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：所述平行双螺杆挤出机的螺杆转速控制在150-350r/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明是基于尼龙6切片，加脂肪酸烷醇酰胺和脂肪酸单甘油酯的复配物、钛白粉、抗氧剂，以上组份经混合机混匀，经平行双螺杆挤出机塑化、螺杆剪切，然后水冷切粒，真空干燥制得纺丝用吸水尼龙母粒。脂肪酸烷醇酰胺和脂肪酸单甘油酯的复配物属于非离子型表面活性剂，具有很强的吸湿性，是吸水尼龙母粒的核心原料，所制备的吸水尼龙母粒可直接应用于锦纶6纺丝，能显著提高锦纶6的吸水性。
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。
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，螺杆的转速控制在150-350r/min，平行双螺杆挤出机各段的温度控制具体为：第一、二段为150-180℃，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℃，，本申请平行双螺杆挤出机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：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。
一种纺丝用吸水尼龙母粒，包括以下质量份的原料：尼龙6切片：40％-80％、脂肪酸烷醇酰胺和脂肪酸单甘油酯的复配物：10％-40％、钛白粉：1％-10％、抗氧剂：0.2％-0.5％。
其中，尼龙6切片为相对粘度为2.5的尼龙6切片，钛白粉为纤维级锐钛型钛白粉，即钛白粉的粒径小于100nm，脂肪酸烷醇酰胺和脂肪酸单甘油酯的复配物为江苏四新界面剂有限公司提供，抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂168的复配物。
一种纺丝用吸水尼龙母粒的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，按各原料的占比称重配料，在立式混合机中进行混合得混合料，混合机的转速为60r/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，真空干燥制得纺丝用吸水尼龙母粒。
具体的，步骤二中制得纺丝用吸水尼龙母粒干燥温度为50-80℃，吸水尼龙母粒的含水率小于0.1％。
实施例1
将74.4wt％的尼龙6切片、0.3wt％的抗氧剂、5wt％的钛白粉、20wt％的脂肪酸烷醇酰胺和脂肪酸单甘油酯的复配物加入到立式混合机内混合，混合10min后，得到充分混合的混合料，将上述混合料通过料斗加入双螺杆挤出机中，经挤出、水冷切粒、真空干燥，制得水份小于0.1％的纺丝用吸水尼龙母粒。
实施例2
将69.4wt％的尼龙6切片、0.3wt％的抗氧剂、5wt％的钛白粉、25wt％的脂肪酸烷醇酰胺和脂肪酸单甘油酯的复配物加入到立式混合机内混合，混合10min后，得到充分混合的混合料，将上述混合料通过料斗加入双螺杆挤出机中，经挤出、水冷切粒、真空干燥，制得水份小于0.1％的纺丝用吸水尼龙母粒。
实施例3
将64.4wt％的尼龙6切片、0.3wt％的抗氧剂、5wt％的钛白粉、30wt％的脂肪酸烷醇酰胺和脂肪酸单甘油酯的复配物加入到立式混合机内混合，混合10min后，得到充分混合的混合料，将上述混合料通过料斗加入双螺杆挤出机中，经挤出、水冷切粒、真空干燥，制得水份小于0.1％的纺丝用吸水尼龙母粒。
实施例4
将56.4wt％的尼龙6切片、0.3wt％的抗氧剂、8wt％的钛白粉、35wt％的脂肪酸烷醇酰胺和脂肪酸单甘油酯的复配物加入到立式混合机内混合，混合10min后，得到充分混合的混合料，将上述混合料通过料斗加入双螺杆挤出机中，经挤出、水冷切粒、真空干燥，制得水份小于0.1％的纺丝用吸水尼龙母粒。
实施例5
将49.4wt％的尼龙6切片、0.3wt％的抗氧剂、10wt％的钛白粉、40wt％的脂肪酸烷醇酰胺和脂肪酸单甘油酯的复配物加入到立式混合机内混合，混合10min后，得到充分混合的混合料，将上述混合料通过料斗加入双螺杆挤出机中，经挤出、水冷切粒、真空干燥，制得水份小于0.1％的纺丝用吸水尼龙母粒。
然后将实施案1～5制备的尼龙6切片吸水尼龙母粒根据ISO 1133测试其熔体流动速率，并将其生产状况加以说明如下表1所示：
表1：吸水尼龙母粒的熔体流动速率与生产状况说明
| 熔指g/10min(255℃/2.16Kg) | 挤出机电流/A | 挤出机是否有冒料 | |
| 实施例1 | 35.96 | 24～26 | 不冒料 |
| 实施例2 | 38.31 | 24～26 | 不冒料 |
| 实施例3 | 42.05 | 22～24 | 不冒料 |
| 实施例4 | 32.51 | 21～23 | 不冒料 |
| 实施例5 | 26.22 | 18～20 | 冒料 |
注：挤出机转速恒定300r/min，喂料速度恒定28r/min。
试验
将实施案1～5制备的吸水尼龙母粒与尼龙6切片原料按照下表2进行复配，通过机械混合后注塑制样，其中1#为对比试验，各试验制成的塑料的具体力学性能与吸水能力见下表3所示。
在下面的试验中，各物性的测试方法分别如下：
拉伸强度、断裂伸长率根据ISO 527-1,2进行测量；
弯曲强度、弯曲模量根据ISO 178进行测量；
简支梁缺口冲击根据ISO 179进行测量；
吸水率根据ISO 62进行测量。
表2：吸水尼龙母粒与尼龙6切片基料的配比组成
| 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# | 7# | 8# | 9# | |
| 尼龙6切片原料 | 100％ | 95％ | 90％ | 85％ | 80％ | 88％ | 90％ | 91.4％ | 92.5％ |
| 实施例1 | 5％ | ||||||||
| 实施例1 | 10％ | ||||||||
| 实施例1 | 15％ | ||||||||
| 实施例1 | 20％ | ||||||||
| 实施例2 | 12％ | ||||||||
| 实施例3 | 10％ | ||||||||
| 实施例4 | 8.6％ | ||||||||
| 实施例5 | 7.5％ |
表3：各材料的力学性能及吸水率
从以上试验所示数据可以看出，2#试验有效脂肪酸烷醇酰胺和脂肪酸单甘油酯的复配物的含量为1％，吸水率较尼龙6切片基料提高了16％；3#试验有效脂肪酸烷醇酰胺和脂肪酸单甘油酯的复配物的含量为2％，吸水率较尼龙6切片基料提高了32％；4#试验有效脂肪酸烷醇酰胺和脂肪酸单甘油酯的复配物的含量为3％，吸水率较尼龙6切片基料提高了41％；5#试验有效脂肪酸烷醇酰胺和脂肪酸单甘油酯的复配物的含量为4％，吸水率较尼龙6切片基料提高了48％；随着有效脂肪酸烷醇酰胺和脂肪酸单甘油酯的复配物的含量的提高，制备成的样品吸水率越高。
由各材料的力学性能及各实施例的熔指与生产状况分析可知，实施例3制备的纺丝用吸水尼龙母粒具有最高的融指，较合适的挤出生产状况；以3％的有效脂肪酸烷醇酰胺和脂肪酸单甘油酯的复配物的含量为添加量，可制备出较优的力学性能与吸水率的产品。
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 (9)
1.一种纺丝用吸水尼龙母粒，其特征在于，按质量分数计包括：尼龙6切片：40％-80％、脂肪酸烷醇酰胺和脂肪酸单甘油酯的复配物：10％-40％、钛白粉：1％-10％、抗氧剂0.2％-0.5％。
2.根据权利要求1所述的纺丝用吸水尼龙母粒，其特征在于，所述钛白粉为化纤级锐钛型钛白粉。
3.根据权利要求1所述的纺丝用吸水尼龙母粒，其特征在于，所述尼龙6切片为相对粘度为2.50的有光尼龙6切片。
4.根据权利要求1所述的纺丝用吸水尼龙母粒，其特征在于，所述抗氧剂至少包括受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种纺丝用吸水尼龙母粒的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一，按各原料的占比称重配料，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，真空干燥制得纺丝用吸水尼龙母粒。
6.根据权利要求5所述的纺丝用吸水尼龙母粒的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，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。
7.根据权利要求5所述的纺丝用吸水尼龙母粒的制备方法，其特征在于，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。
8.根据权利要求5所述的纺丝用吸水尼龙母粒的制备方法，其特征在于，所述平行双螺杆挤出机筒体的温度控制如下：第一、二段为150-180℃，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℃。
9.根据权利要求5所述的纺丝用吸水尼龙母粒的制备方法，其特征在于，所述平行双螺杆挤出机的螺杆转速控制在150-350r/min。
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