CN111269564B

CN111269564B - 一种聚酰胺5x磨料丝及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN111269564B
Application number: CN201811472181.2A
Authority: CN
Inventors: 孙朝续; 高祥; 徐晓辰; 秦兵兵; 刘修才
Original assignee: Cathay R&D Center Co Ltd; CIBT America Inc
Current assignee: Cathay R&D Center Co Ltd; CIBT America Inc
Priority date: 2018-12-04
Filing date: 2018-12-04
Publication date: 2023-01-24
Anticipated expiration: 2038-12-04
Also published as: CN111269564A

Abstract

本发明提供一种聚酰胺5X磨料丝及其制备方法和应用，该聚酰胺5X磨料丝按照重量百分含量包括如下组分：聚酰胺5X 55～90％，磨料9.5～40％，添加剂0.5～5％。本发明的聚酰胺5X磨料丝不仅采用生物基来源的材料为主要原料，绿色环保，而且具有较好的力学性能、柔软性能、抗倒伏性能、尺寸稳定性以及耐磨性能，能够在工业刷中得到广泛应用。

Description

一种聚酰胺5X磨料丝及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及纤维技术，尤其涉及一种聚酰胺5X磨料丝及其制备方法和应用，属于纺织技术领域。

背景技术

磨料丝是一种制备工业刷的主要原料，它是一种把热塑性树脂基材和磨料粒子通过均匀混合后，经熔融纺丝制备而成的含有磨料颗粒的磨料单丝，之后被切断成指定长度，制成磨料刷用以打磨、抛光、清洁物体表面不想要的物质。

磨料丝包含的磨料颗粒就像无数起磨削作用的锉刀附着在柔性的热塑性树脂基材上，在加工作业时，可以在被加工的工件表面任意弯曲，可以和工件表面自然贴合，能够进入沟槽、狭小缝隙、坑凹和孔洞等难以到达的地方，可以很好的完成工件表面的清洗、抛光、研磨等操作，并且不会受到工件表面形状的制约。

磨料丝在工业方面的应用，按照用途的不同可以分为抛光、清洗、打磨等以下三个方面。

抛光(polishing)用的磨料丝，主要用于对需要抛光物件的表面进行去毛刺、精细打磨等处理，主要应用于钢板清洗、工件去毛刺、表面处理，打磨石材、钢材。

清洗(cleaning)用磨料丝一般用来清洗和除尘去垢，要求磨料丝的耐磨性好，弹性高，抗腐蚀和耐老化性能好，在长时间作业下不易变形。

打磨(sanding)用磨料丝主要用于纺织业磨毛处理，主要用含有碳化硅的磨料丝刷辊，可以根据被磨织物的强度和需要磨出的效果来适当调节磨料丝里面所含磨料的大小和含量。

CN104562286A公布了一种磨料丝及其制造方法，所述树脂基料包含重量比为95:5-45:55的聚酰胺和聚乙烯；CN105419322A公布了一种尼龙磨料丝及其制造方法，所述树脂基料包含尼龙6与尼龙66；CN103132172B公布了一种具有改善的刚度的磨料丝、包含其的工业用刷及该工业刷的用途，所述树脂基料包含聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺46、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺910、聚酰胺912、聚酰胺913、聚酰胺914、聚酰胺915、聚酰胺936、聚酰胺1010、聚酰胺1012、聚酰胺1013、聚酰胺1014、聚酰胺1210、聚酰胺1212、聚酰胺1213、聚酰胺1214、聚酰胺613、聚酰胺614、聚酰胺615、聚酰胺616，及其两种或多种的组合。

在现有技术中，对于聚酰胺5X磨料丝没有相关报道。

发明内容

本发明提供一种聚酰胺5X磨料丝及其制备方法和应用，该聚酰胺5X磨料丝不仅采用生物基来源的材料为主要原料，绿色环保，而且具有较好的力学性能、柔软性能、抗倒伏性能、尺寸稳定性以及耐磨性能。

本发明提供一种聚酰胺5X磨料丝，按照重量百分含量包括如下组分：聚酰胺5X 55～90％，磨料9.5～45％、添加剂0.5～5％。

在上述组成中，聚酰胺5X优选70～80％，磨料优选20～30％。

本发明聚酰胺5X磨料丝的主要原料为聚酰胺5X，其以生物物质来源的戊二胺为原料，与二元酸发生聚合反应得到，因此，采用聚酰胺5X作为本发明聚酰胺5X磨料丝的制备主原料对环境更加友好。

其中，二元酸为C6-20的脂肪族二元酸。具体而言，二元酸包括：丁二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸、十七碳二元酸、十八碳二元酸、马来酸和Δ9-1,18十八烯二元酸中的至少一种。

其次，由于聚酰胺5X具有良好的机械强度，从而使本发明的聚酰胺5X磨料丝具有良好的弯曲回弹率，从而进一步提高了其抗倒伏性能。同时，聚酰胺5X较小的初始模量，也使聚酰胺5X磨料丝具备一定的柔软性能。

在本发明中，聚酰胺5X选自聚酰胺54、聚酰胺56、聚酰胺59、聚酰胺510、聚酰胺511、聚酰胺512、聚酰胺513、聚酰胺514、聚酰胺515、聚酰胺516、聚酰胺517和聚酰胺518中的一种或多种。优选地，聚酰胺5X选自聚酰胺56、聚酰胺510、聚酰胺511、聚酰胺512、聚酰胺514和聚酰胺516中的一种或多种。当本发明的聚酰胺5X为上述物质的混合物时，本发明不限制混合物中各个物质间的比例。

可以想到的是，聚酰胺5X磨料丝的具体种类与制备其的原料有关。例如，若制备其的原料为聚酰胺56，则得到的就是聚酰胺56磨料丝。

进一步地，可以对聚酰胺5X的相对粘度以及含水率进行限定。具体地，聚酰胺5X的相对粘度为2.0-4.5，含水率为w且w≤1000ppm。其中，通过对聚酰胺5X的相对粘度进行控制，能够优化聚酰胺5X磨料丝的力学性能以及简化制备工艺。具体地，若聚酰胺5X的相对粘度过低，制备得到的聚酰胺5X磨料丝的力学性能差；若聚酰胺5X的相对粘度过高，聚酰胺5X磨料丝难以加工成型，制备难度较高。

本发明中的磨料选自金刚石、碳化硅、白刚玉、棕刚玉、碳化硼、石榴石、陶瓷粉和氮化硼中的一种或多种。当本发明的磨料为上述至少两种物质的混合物时，本发明不限制混合物中各个物质间的比例。

在具体进行制备时，可以加工研磨磨料的尺寸为36～1000目，以优化磨料与聚酰胺5X的接触面积，进一步优化聚酰胺5X磨料丝的工作表现，例如，打磨、清洗、抛光等表现。

进一步地，添加剂选自偶联剂、增塑剂、增韧剂、扩链剂、抗氧化剂、抗水解稳定剂、增强剂、消光剂、阻燃剂、结晶成核剂和颜料中的一种或多种，且添加剂在聚酰胺5X磨料丝中的重量百分含量优选为2～3％。

其中，偶联剂在所述聚酰胺5X磨料丝中的重量百分含量不大于1％；和/或，偶联剂选自硅烷偶联剂、双金属偶联剂、磷酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、铬络合物、高级脂肪酸偶联剂、高级脂肪醇偶联剂和高级脂肪酯偶联剂中的一种或多种。此处，高级脂肪酯偶联剂是指高级脂肪酸与高级脂肪醇缩合生成的酯的偶联剂。

作为一种优选的实施方式，偶联剂在聚酰胺5X磨料丝中的重量百分含量为0.3～0.6％。

增塑剂在所述聚酰胺5X磨料丝中的重量百分含量不大于1％；和/或，增塑剂选自苯二甲酸酯类、二元酸酯类、苯甲酸酯类、氯化烃类、苯多酸酯类、多元醇酯类、柠檬酸酯类、硬脂酸、环氧类、石蜡、钠盐、铝盐、钙盐、锌盐、N，N’-乙撑双硬脂酰胺(EBS)、接枝双硬脂酰胺(TAF)、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)、硅酮、PP蜡、PE蜡、氨基硅油和PVDF蜡中的一种或多种。

作为一种优选的实施方式，增塑剂可以选自苯甲酸酯类、石蜡、硬脂酸钙、PE蜡和EBS中的一种或多种，且增塑剂在聚酰胺5X磨料丝中的重量百分含量为0.2％～0.5％。

增韧剂在聚酰胺5X磨料丝中的重量百分含量不大于3％；和/或，增韧剂选自马来酸酐接枝的聚烯烃弹性体、热塑性弹性体、乙烯-辛烯共聚物、聚氨酯和苯乙烯中的一种或多种。

作为一种优选的实施方式，增韧剂在聚酰胺5X磨料丝中的重量百分含量为0.5～1％。

抗氧化剂在聚酰胺5X磨料丝中的重量百分含量不大于1％；和/或，抗氧化剂选自N，N’-六亚甲基双(3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺)、四(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、3，3'，3'，5，5'，5'-六叔丁基-α，α’，α'-(均三甲苯-2，4-，6-三基)三对甲酚、十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸酯、二苯胺、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯，三辛酯、三癸酯、三(十二碳醇)酯、三(十六碳醇)酯、次亚磷酸钠、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂MB、抗氧剂TPP、抗氧剂TNP、抗氧剂164、抗氧剂DNP和抗氧剂264中的一种或多种。

作为一种优选的实施方式，抗氧化剂可以选自次亚磷酸钠、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂TPP、抗氧剂TNP、抗氧剂164和抗氧剂DNP中的一种或多种，且抗氧剂在聚酰胺5X磨料丝中的重量百分含量为0.3～0.8％。

扩链剂在聚酰胺5X磨料丝中的重量百分含量不大于1％；和/或，扩链剂选自环氧化合物类、酸酐类、异氰酸酯类和噁唑啉类中的一种或多种。

作为一种优选的实施方式，扩链剂在聚酰胺5X磨料丝中的重量百分含量为0.1～0.3％。

此外，添加剂中的抗水解稳定剂、增强剂、消光剂、阻燃剂、结晶成核剂、颜料可以为本领域常规采用的物质和试剂，只要对本发明的聚酰胺5X磨料丝的作用不产生不利影响即可。

本发明还提供一种上述任一所述的聚酰胺5X磨料丝的制备方法，包括以下步骤：

1)将所述聚酰胺5X加热至熔融态，并向熔融态的所述聚酰胺5X中喂入所述磨料，得到混合熔体；

2)将所述混合熔体通过计量泵准确计量后，利用喷丝板将所述混合熔体挤出，生成初生丝；

3)对所述初生丝进行后处理，得到所述聚酰胺5X磨料丝。

步骤1)中，在加热熔融聚酰胺5X时或者加热完毕后，将磨料喂入正在被加热的聚酰胺5X中，其中，聚酰胺5X含水率小于等于1000ppm且相对粘度为2.0-4.5。此外，可以想到的是，若制备原料中还有添加剂，则步骤1)中需要将聚酰胺5X和添加剂混合均匀后再加热至熔融态。

步骤2)中，根据欲制备聚酰胺5X磨料丝的规格(例如直径)采用计量泵准确控制并计量混合熔体的流量后，利用喷丝板对混合熔体挤出喷丝，得到初生丝。

步骤3)中，对初生丝进行后处理后，得到本发明的聚酰胺5X磨料丝。

进一步地，在步骤1)中，可以使用螺杆挤出机将聚酰胺5X加热至熔融态。其中，螺杆挤出机的工作参数为：五区加热模式，其中，一区温度为160～250℃，二区温度为200～270℃，三区温度为220～300℃，四区温度为240～290℃，五区温度为260～280℃。

进一步地，步骤3)中的后处理具体依次包括冷却处理、牵伸处理、热定型处理、卷绕处理；和/或，

其中，冷却处理采用水浴冷却的方式且水浴冷却温度为15～50℃；牵伸处理是指对初生丝进行拉伸，使其到达目标长度。和/或，本发明在制备聚酰胺5X磨料丝时，牵伸处理的温度为70-160℃，牵伸倍数为2.0-6.0倍，也就是说，在牵伸处理完成时，初生丝牵伸后的长度为牵伸前的长度的2.0-6.0倍；和/或，在牵伸处理后还依次包括热定型处理和卷绕处理，其中，热定型处理的温度为160-230℃，卷绕处理的速度为30-300m/min。

本发明还提供一种上述任一所述的聚酰胺5X磨料丝在工业刷中的应用。具体地，聚酰胺5X磨料丝可以作为工业刷中的刷毛，执行抛光、清洗、打磨、去毛刺等作业。

本发明的实施，至少具有以下优势：

1、本发明的聚酰胺5X磨料丝具有良好的力学性能、柔软性能、抗倒伏性能、尺寸稳定性以及耐磨性能；

2、本发明的聚酰胺5X磨料丝的生产原料采用非石油基来源的材料，即生物基来源的材料，不依赖于石油资源并且对环境友好，不会造成严重污染，同时能够降低二氧化碳的排放，抑制温室效应；

3、本发明的聚酰胺5X磨料丝的制备方法简单，工艺参数易于控制，无需大型仪器协助，便于进行量化生产。

4、本发明的聚酰胺5X磨料丝在工业刷应用中不仅具有不易变形以及耐磨的特性、而且能够大大降低工业刷的生产成本，适宜大规模的推广应用。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，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

本实施例的聚酰胺56磨料丝的制备方法如下：

1)将聚酰胺56与添加剂混合均匀，采用螺杆挤出机加热熔融，同时通过侧喂料螺杆加入磨料，得到混合熔体；

2)将混合熔体通过计量泵准确计量，从喷丝孔挤出形成初生丝；

3)对所述初生丝进行后处理，得到本实施例的聚酰胺56磨料丝，编号为1#。

本实施例的聚酰胺56磨料丝中，聚酰胺56为70wt％，磨料为28wt％，添加剂为2wt％。

其中，聚酰胺56的相对粘度为2.7，含水率300ppm；

磨料选自碳化硅，尺寸为36目；

添加剂为偶联剂、增韧剂与抗氧化剂，偶联剂选自硅烷偶联剂(CAS：2530-83-8)，含量为0.5wt％；增韧剂选自乙烯-辛烯共聚物(CAS：26221-73-8)，含量为1.0wt％；抗氧化剂选自抗氧剂1010(CAS：6683-19-8)，含量为0.5wt％。

步骤1)中，螺杆挤出机采用五区加热，一区温度为230℃，二区温度为250℃，三区温度为270℃，四区温度为290℃，五区温度为280℃。

步骤3)中，后处理依次包括冷却处理、牵伸处理、热定型处理、卷绕处理；

冷却处理为水浴冷却，且水浴冷却温度为25℃；牵伸处理中，牵伸倍数为4.5，牵伸温度为80℃；热定型处理中，热定型温度为220℃；卷绕处理中，卷绕速度为260m/min。

本实施例中，聚酰胺56的相对粘度的测试方法如下：

通过乌氏粘度计浓硫酸法进行测定，具体地，准确称量干燥后的聚酰胺56样品0.25±0.0002g，加入50mL浓硫酸(96％)溶解，在25℃恒温水浴槽中测量并记录浓硫酸的流经时间t₀和聚酰胺树脂溶液的流经时间t。

相对粘度计算公式为：相对粘度VN＝t/t₀；

t—溶液流经时间；

t₀—溶剂流经时间。

本实施例中，聚酰胺56的含水率的测试方法如下：

按照卡尔费休水份滴定仪测定。

实施例2

本实施例的聚酰胺56磨料丝的制备方法如下：

3)对所述初生丝进行后处理，得到本实施例的聚酰胺56磨料丝，编号为2#。

本实施例的聚酰胺56磨料丝中，聚酰胺56为65wt％，磨料为33wt％，添加剂为2wt％。

其中，聚酰胺56的相对粘度为3.3，含水率500ppm；

磨料选自白刚玉，尺寸为60目；

添加剂为增塑剂、偶联剂与抗氧化剂，增塑剂选自硬脂酸钙，含量为0.8wt％；偶联剂选自钛酸酯偶联剂(CAS：249-64-5)，含量为0.5wt％；抗氧化剂选自次亚磷酸钠，含量为0.7wt％。

步骤1)中，螺杆挤出机采用五区加热，一区温度为240℃，二区温度为260℃，三区温度为280℃，四区温度为285℃，五区温度为280℃。

冷却处理为水浴冷却，且水浴冷却温度为30℃；牵伸处理中，牵伸倍数为5.0，牵伸温度为90℃；热定型处理中，热定型温度为220℃；卷绕处理中，卷绕速度为200m/min。

聚酰胺56的相对粘度与含水率的测试方法与实施例1相同。

实施例3

本实施例的聚酰胺510磨料丝的制备方法如下：

1)将聚酰胺510与添加剂混合均匀，采用螺杆挤出机加热熔融，同时通过侧喂料螺杆加入磨料，得到混合熔体；

3)对所述初生丝进行后处理，得到本实施例的聚酰胺510磨料丝，编号为3#。

本实施例的聚酰胺510磨料丝中，聚酰胺510为75wt％，磨料为24wt％，添加剂为1wt％。

其中，聚酰胺510的相对粘度为2.8，含水率400ppm；

磨料选自金刚石，尺寸为120目；

添加剂为偶联剂与抗氧化剂，偶联剂选自铝酸酯偶联剂(CAS：2768-02-7)，含量为0.4wt％；抗氧化剂选自抗氧剂164(CAS：268-658-8)，含量为0.6wt％。

步骤1)中，螺杆挤出机采用五区加热，一区温度为220℃，二区温度为240℃，三区温度为260℃，四区温度为270℃，五区温度为260℃。

冷却处理为水浴冷却，且水浴冷却温度为30℃；牵伸处理中，牵伸倍数为3.5，牵伸温度为90℃；热定型处理中，热定型温度为180℃；卷绕处理中，卷绕速度为300m/min。

聚酰胺510的相对粘度与含水率的测试方法与实施例1相同。

实施例4

本实施例的聚酰胺511磨料丝的制备方法如下：

1)将聚酰胺511与添加剂混合均匀，采用螺杆挤出机加热熔融，同时通过侧喂料螺杆加入磨料，得到混合熔体；

3)对所述初生丝进行后处理，得到本实施例的聚酰胺511磨料丝，编号为4#。

本实施例的聚酰胺511磨料丝中，聚酰胺511为65wt％，磨料为34.5wt％，添加剂为0.5wt％。

其中，聚酰胺511的相对粘度为3.2，含水率300ppm；

磨料选自棕刚玉，尺寸为500目；

添加剂为偶联剂，偶联剂选自硅烷偶联剂(CAS：2530-83-8)，含量为0.5wt％。

步骤1)中，螺杆挤出机采用五区加热，一区温度为200℃，二区温度为230℃，三区温度为250℃，四区温度为260℃，五区温度为270℃。

冷却处理为水浴冷却，且水浴冷却温度为30℃；牵伸处理中，牵伸倍数为4.8，牵伸温度为70℃；热定型处理中，热定型温度为200℃；卷绕处理中，卷绕速度为160m/min。

聚酰胺511的相对粘度与含水率的测试方法与实施例1相同。

实施例5

本实施例的聚酰胺512磨料丝的制备方法如下：

1)将聚酰胺512与添加剂混合均匀，采用螺杆挤出机加热熔融，同时通过侧喂料螺杆加入磨料，得到混合熔体；

3)对所述初生丝进行后处理，得到本实施例的聚酰胺512磨料丝，编号为5#。

本实施例的聚酰胺512磨料丝中，聚酰胺512为80wt％，磨料为19wt％，添加剂为1wt％。

其中，聚酰胺512的相对粘度为2.8，含水率600ppm；

磨料选自陶瓷粉，尺寸为240目；

添加剂为偶联剂与抗氧化剂，偶联剂选自磷酸酯偶联剂(DN-27，购自南京道宁股份有限公司)，含量为0.5wt％；抗氧化剂选自抗氧剂1076(CAS:2082-79-3)，含量为0.5wt％。

步骤1)中，螺杆挤出机采用五区加热，一区温度为180℃，二区温度为220℃，三区温度为240℃，四区温度为250℃，五区温度为260℃。

冷却处理为水浴冷却，且水浴冷却温度为30℃；牵伸处理中，牵伸倍数为4.5，牵伸温度为80℃；热定型处理中，热定型温度为170℃；卷绕处理中，卷绕速度为280m/min。

聚酰胺512的相对粘度与含水率的测试方法与实施例1相同。

实施例6

本实施例的聚酰胺514磨料丝的制备方法如下：

1)将聚酰胺514与添加剂混合均匀，采用螺杆挤出机加热熔融，同时通过侧喂料螺杆加入磨料，得到混合熔体；

3)对所述初生丝进行后处理，得到本实施例的聚酰胺514磨料丝，编号为6#。

本实施例的聚酰胺514磨料丝中，聚酰胺514为85wt％，磨料为14.5wt％，添加剂为0.5wt％。

其中，聚酰胺514的相对粘度为2.5，含水率300ppm；

磨料选自氮化硼，尺寸为180目；

步骤1)中，螺杆挤出机采用五区加热，一区温度为170℃，二区温度为210℃，三区温度为230℃，四区温度为240℃，五区温度为270℃。

冷却处理为水浴冷却，且水浴冷却温度为25℃；牵伸处理中，牵伸倍数为3.8，牵伸温度为95℃；热定型处理中，热定型温度为190℃；卷绕处理中，卷绕速度为280m/min。

聚酰胺514的相对粘度与含水率的测试方法与实施例1相同。

实施例7

本实施例的聚酰胺516磨料丝的制备方法如下：

1)将聚酰胺516与添加剂混合均匀，采用螺杆挤出机加热熔融，同时通过侧喂料螺杆加入磨料，得到混合熔体；

3)对所述初生丝进行后处理，得到本实施例的聚酰胺516磨料丝，编号为7#。

本实施例的聚酰胺516磨料丝中，聚酰胺516为70wt％，磨料为29.5wt％，添加剂为0.5wt％。

其中，聚酰胺516的相对粘度为2.3，含水率600ppm；

磨料选自碳化硅，尺寸为180目；

添加剂为抗氧化剂，抗氧化剂选自次亚磷酸钠，含量为0.5wt％。

步骤1)中，螺杆挤出机采用五区加热，一区温度为180℃，二区温度为220℃，三区温度为240℃，四区温度为240℃，五区温度为270℃。

冷却处理为水浴冷却，且水浴冷却温度为35℃；牵伸处理中，牵伸倍数为5.0，牵伸温度为85℃；热定型处理中，热定型温度为160℃；卷绕处理中，卷绕速度为230m/min。

聚酰胺516的相对粘度与含水率的测试方法与实施例1相同。

对比例1

本对比例的聚酰胺6磨料丝的制备方法如下：

1)将聚酰胺6与添加剂混合均匀，采用螺杆挤出机加热熔融，同时通过侧喂料螺杆加入磨料，得到混合熔体；

3)对所述初生丝进行后处理，得到本对比例的聚酰胺6磨料丝，编号为8#。

本对比例的聚酰胺6磨料丝中，聚酰胺6为70wt％，磨料为28wt％，添加剂为2wt％。

其中，聚酰胺6的相对粘度为2.7，含水率300ppm；

磨料选自碳化硅，尺寸为36目；

聚酰胺6的相对粘度与含水率的测试方法与实施例1相同。

对比例2

本对比例的聚酰胺66磨料丝的制备方法如下：

1)将聚酰胺66与添加剂混合均匀，采用螺杆挤出机加热熔融，同时通过侧喂料螺杆加入磨料，得到混合熔体；

3)对所述初生丝进行后处理，得到本对比例的聚酰胺66磨料丝，编号为9#。

本对比例的聚酰胺66磨料丝中，聚酰胺66为65wt％，磨料为33wt％，添加剂为2wt％。

其中，聚酰胺66的相对粘度为3.3，含水率500ppm；

磨料选自白刚玉，尺寸为60目；

聚酰胺66的相对粘度与含水率的测试方法与实施例1相同。

对比例3

本对比例的聚酰胺612磨料丝的制备方法如下：

1)将聚酰胺612与添加剂混合均匀，采用螺杆挤出机加热熔融，同时通过侧喂料螺杆加入磨料，得到混合熔体；

3)对所述初生丝进行后处理，得到本对比例的聚酰胺612磨料丝，编号为10#。

本对比例的聚酰胺612磨料丝中，聚酰胺612为75wt％，磨料为24wt％，添加剂为1wt％。

其中，聚酰胺612的相对粘度为2.8，含水率400ppm；

磨料选自金刚石，尺寸为120目；

添加剂为偶联剂与抗氧化剂，偶联剂选自铝酸酯偶联剂(CAS：2768-02-7)，含量为0.4wt％；抗氧化剂选自抗氧剂164，含量为0.6wt％。

聚酰胺612的相对粘度与含水率的测试方法与实施例1相同。

试验例

对实施例1-7中的聚酰胺5X磨料丝和对比例1～3中的聚酰胺6X磨料丝进行如下参数测定，测定结果见表1。

1、直径：

用手持测厚仪测磨料丝截面10个不同位置，然后取平均值。

2、断裂强力和初始模量：

采用万能强力试验机，按GB/T21032-2007方法测定断裂强力；

初始模量＝(1％断裂伸长率对应的断裂强力/线密度)×100％。

3、沸水收缩率：

沸水收缩率的测定参考GB/6505-2008“化学纤维长丝热收缩率试验方法”，具体为：取一段磨料丝，预加张力0.05±0.005cN/dtex，对其中间两端50.00cm进行标记后，用纱布包好，放入沸水中沸煮30min，然后，试样烘干后，测量两标记点间的长度，采用以下公式计算沸水收缩率：

沸水收缩率＝((起始长度-收缩后长度)/起始长度)*100％。

4、弯曲回弹率：

测试方法：在一块金属板上，打三个直径为1.5mm的通孔，将三根磨料丝用柔软的钝器从磨料丝的中间分别将其推进三个孔中，弯头部分与金属板的另一侧平齐，然后放至50℃水中2min，再放入20℃的水中0.5min后，从通孔中取出磨料丝，放入20℃的水中恢复15min，取出后测量表夹角，得到弯曲回弹率。

5、耐磨性

参考《大连海洋大学学报》，2006，21(1):46-49中记载的方法，采用往复式磨损试验机测定磨料丝的耐磨性，并根据下式计算强度保持率。

强度保持率＝(磨损10000次后的断裂强度/磨损前的断裂强度)×100％；

表1

由表1可知：

1、本实施例1-7的聚酰胺5X磨料丝相较于对比例具有良好的弯曲回弹率，因此其抗倒伏性能优异，不易软塌变形；

2、本实施例1-7的聚酰胺5X磨料丝相较于对比例具有良好的强度保持率，因此其耐磨性能优异，不易发生磨损，使用寿命长；

3、本实施例1-7的聚酰胺5X磨料丝相较于对比例沸水收缩率较低，因此其尺寸稳定性佳，不易变形；

4、本实施例1-7的聚酰胺5X磨料丝相较于对比例具有良好的断裂强力，因此其力学强度高不易发生断裂；

5、本实施例1-7的聚酰胺5X磨料丝相较于对比例初始模量较小，因此具有柔软性能佳。

因此，本发明的聚酰胺5X磨料丝相较于对比例综合表现性能优越，具有较好的力学性能、柔软性能、抗倒伏性能、尺寸稳定性以及耐磨性能，更适于用作工业刷的原料。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种聚酰胺5X磨料丝，其特征在于，按照重量百分含量包括如下组分：聚酰胺5X 55～90%、磨料9.5～40%、添加剂0.5～5%；

所述聚酰胺5X选自聚酰胺54、聚酰胺56、聚酰胺59、聚酰胺510、聚酰胺511、聚酰胺512、聚酰胺513、聚酰胺514、聚酰胺515、聚酰胺516、聚酰胺517和聚酰胺518中的一种或多种；

所述磨料选自金刚石、碳化硅、白刚玉、棕刚玉、碳化硼、石榴石、陶瓷粉和氮化硼中的一种或多种；

所述磨料的尺寸为120～1000目；

所述聚酰胺5X的相对粘度为2.0-4.5，含水率为w且w≤1000ppm；

所述添加剂选自偶联剂、增塑剂以及抗氧化剂中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的聚酰胺5X磨料丝，其特征在于，所述偶联剂在所述聚酰胺5X磨料丝中的重量百分含量不大于1%；和/或，

所述偶联剂选自硅烷偶联剂、双金属偶联剂、磷酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、铬络合物、高级脂肪酸偶联剂、高级脂肪醇偶联剂和高级脂肪酯偶联剂中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的聚酰胺5X磨料丝，其特征在于，所述增塑剂在所述聚酰胺5X磨料丝中的重量百分含量不大于1%；和/或，

所述增塑剂为硬脂酸钙。

4.根据权利要求1所述的聚酰胺5X磨料丝，其特征在于，所述抗氧化剂在所述聚酰胺5X磨料丝中的重量百分含量不大于1%；和/或，

所述抗氧化剂选自次亚磷酸钠、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂MB、抗氧剂TPP、抗氧剂TNP、抗氧剂164、抗氧剂DNP和抗氧剂264中的一种或多种。

5.权利要求1～4任一所述的聚酰胺5X磨料丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将所述聚酰胺5X加热至熔融态并向熔融态的所述聚酰胺5X中喂入所述磨料，得到混合熔体；

2）将所述混合熔体通过计量泵准确计量后，利用喷丝板将所述混合熔体挤出，生成初生丝；

3）对所述初生丝进行后处理，得到所述聚酰胺5X磨料丝。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，利用螺杆挤出机将所述聚酰胺5X加热至熔融态；

所述螺杆挤出机的工作参数为：五区加热模式，其中，一区温度为160～250℃，二区温度为200～270℃，三区温度为220～300℃，四区温度为240～290℃，五区温度为260～280℃。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述后处理依次包括冷却处理、牵伸处理、热定型处理、卷绕处理；和/或，

所述冷却处理为水浴冷却，所述水浴冷却温度为15～50℃；和/或，

所述牵伸处理的牵伸倍数为2.0～6.0倍，牵伸温度为50～100℃；和/或，

所述热定型处理的热定型温度为160～230℃；和/或，

所述卷绕处理的卷绕速度为30～300m/min。

8.权利要求1～4任一所述的聚酰胺5X磨料丝在工业刷中的应用。