CN114086276A - 一种高强涤纶全拉伸丝及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及聚酯纺丝，具体公开了一种高强涤纶全拉伸丝及其制造方法。其制备方法为：步骤1）制备纺丝熔体：步骤1‑1）将对苯二甲酸、乙二醇和催化剂混合，在260‑290℃下反应3‑5h，得到酯化物；步骤1‑2）将邻羟基苯乙酮、戊二酸和3‑氨基丙烷磺酸混合，加热至200‑220℃，得到改性剂；步骤1‑3）将酯化物、改性剂混合，在1000～1200Pa、260‑280℃下，反应得到纺丝熔体；步骤2）制备高强涤纶全拉伸丝：将纺丝熔体过滤、泵送、喷丝，得到初生纤维；将初生纤维经环吹风冷却、上油、拉伸定形、卷绕，制得高强涤纶全拉伸丝。本申请具有降低内应力对涤纶全拉伸丝强度影响、提升涤纶全拉伸丝强度的效果。

Description

一种高强涤纶全拉伸丝及其制造方法

技术领域

本申请涉及聚酯纺丝领域，尤其是涉及一种高强涤纶全拉伸丝及其制造方法。

背景技术

涤纶织物与人们生活息息相关，紧密相连，用于衣着用品、床上用品、装饰用品、箱包用品、帐篷等。涤纶FDY(全称Fully Drawn Yarn，全拉伸丝)在纺丝过程中引入拉伸作用，可获得具有高取向度和中等结晶度的卷绕丝。涤纶全拉伸丝制得的面料手感顺滑柔软，涤纶全拉伸丝经常被用于织造仿真丝面料，在服装和家纺方面有广泛的用途。

现有的涤纶全拉伸丝在纺丝过程中会经过拉伸，内部存在一定的内应力，内应力使得纺丝内部结构不稳定，进而使制得的涤纶全拉伸丝会出现松弛的现象，影响制得的涤纶全拉伸丝的强度性能。

发明内容

为了降低拉伸工艺产生的内应力对涤纶全拉伸丝强度性能的影响，进而提升涤纶全拉伸丝的强度性能，本申请提供一种高强涤纶全拉伸丝及其制造方法。

第一方面，本申请提供的一种高强涤纶全拉伸丝的制造方法采用如下的技术方案：一种高强涤纶全拉伸丝的制造方法，包括以下步骤：

步骤1)制备纺丝熔体：

步骤1-1)将对苯二甲酸、乙二醇和催化剂加入容器中混合，加热至260-290℃，酯化反应3-5h，得到酯化物；所述对苯二甲酸和乙二醇的摩尔比为1:(1.1-1.4)；所述催化剂的质量为乙二醇质量的3％；

步骤1-2)将摩尔比为(3-5):(2-3):1的邻羟基苯乙酮、戊二酸和3-氨基丙烷磺酸，混合均匀，加热至200-220℃，得到改性剂；

步骤1-3)将酯化物和改性剂混合，在压力1000～1200Pa的条件下，加热至260-280℃，进行缩聚反应，得到纺丝熔体；

步骤2)制备高强涤纶全拉伸丝：

步骤2-1)将纺丝熔体经过滤、泵送、喷丝制得初生纤维；

步骤2-2)将初生纤维经环吹风冷却、上油、拉伸定形后卷绕成型，制得高强涤纶全拉伸丝。

通过采用上述技术方案，邻羟基苯乙酮、戊二酸和3-氨基丙烷磺酸混合得到改性剂，通过对苯二甲酸、乙二醇和改性剂在催化剂的作用下进行缩聚反应，从而得到分子间作用力较强的纺丝熔体，有利于促进纺丝熔体内部结晶，进而使得纺丝熔体制得的初生纤维的强度提升，具有更好的机械性能，强度提升的初生纤维经过拉伸定形后内应力较小，分子间作用力减弱程度较小，使得初生纤维的强度性能稳定；同时邻羟基苯乙酮、戊二酸和3-氨基丙烷磺酸在随酯化物进行缩聚反应时，三者协同作用可能形成一种链状聚合物，链状聚合物与苯二甲酸、乙二醇形成的链状聚合物进行交缠，进一步增强了纺丝熔体制得的初生纤维的断裂强度和耐磨性。

优选的，所述催化剂为三氧化二锑、乙二醇锑、醋酸锑中的一种。

通过采用上述技术方案，采用三氧化二锑、乙二醇锑、醋酸锑中的一种作为催化剂，使得纺丝熔体的结晶速度高于其他催化体系，可提高纺丝熔体的合成效率，有助于各原料间充分反应，有利于更好地提高高强涤纶全拉伸丝的性能。

优选的，所述步骤1-2)中，还加入纳米高岭土，邻羟基苯乙酮、戊二酸、3-氨基丙烷磺酸和纳米高岭土的摩尔比为(3-5):(2-3):1:(0.5-0.7)。

通过采用上述技术方案，纳米高岭土具有良好的可塑性和高黏结性，纳米高岭土可以填补在纺丝熔体形成的聚合物的空隙中，纳米高岭土的粘结性使得纺丝熔体中各组分之间可以更好地结合，提升通过纺丝熔体制得的初生纤维分子间的作用力，进而提升初生纤维的强度，且热稳定性良好、粒度分布好、遮盖性好的纳米高岭土掺杂在纺丝熔体中，使得制得的初生纤维具有良好的平滑度和耐磨性。

优选的，所述步骤2-2)中上油使用的油剂包括以下质量份的原料：

丙三醇三缩水甘油醚7-13份；

三氟化硼0.2-0.4份；

聚二甲基硅氧烷1-3份；

聚酰胺661-5份；

水40-50份；

制备所述油剂的具体步骤包括；将丙三醇三缩水甘油醚、三氟化硼、聚二甲基硅氧烷、聚酰胺66和水混合均匀，加热至40-50℃，保温20-30min，制得油剂。

通过采用上述技术方案，丙三醇三缩水甘油醚、三氟化硼、聚二甲基硅氧烷、聚酰胺66和水混合，可能形成了一种具有定形作用的胶质物，将油剂喷涂在初生纤维上，油剂中的定形胶质物一部分渗入到初生纤维内部，减少初生纤维内部的内应力，进而降低制得的高强涤纶全拉伸丝内部大分子之间作用力受内应力影响而减弱的程度，有利于提升高强涤纶全拉伸丝的强度性能；附着在初生纤维表面的定形胶质物，则可以增强高强涤纶全拉伸丝的耐磨性，使得高强涤纶全拉伸丝光滑柔顺，有利于提升高强涤纶全拉伸丝纺织产品性能。

优选的，所述油剂中，还包括0.2-0.3质量份的烷基酚聚氧乙烯醚。

通过采用上述技术方案，烷基酚聚氧乙烯醚加入油剂中，其能够降低油剂体系中各组分的表面活性能，从而使得油剂体系中各组分可以均匀分散，进而增强油剂体系中各组分协同作用形成的定形胶质物的结构均匀性，定形胶质物与初生纤维的结合更加紧密，进一步增强了油剂对制得的高强涤纶全拉伸丝在强度和耐磨性能上的增益作用。

优选的，所述步骤2-2)中，环吹风温度为30-35℃，环吹风风压为450-550Pa，风速为0.45-0.55m/s，相对湿度为80-90％。

吹风速度选择过大或过小，均会使丝条在拉伸过程中出现毛丝或断头，通过采用上述技术方案，温度、风速、风压和相对湿度均保持在适合范围内，使得初生纤维的内部分子结构可以得到稳定，初生纤维内部大分子间的分子间作用力稳定，有利于后续拉伸过程中的内应力消散，进而使得制得的高强涤纶全拉伸丝的强度稳定。

优选的，所述步骤2-2)中，所述初生纤维依次经过GR1热辊和GR2热辊进行拉伸定形，其中GR1热辊的速度为1500-2000m/min，温度为100-120℃，GR2热辊的速度为4600～4800m/min，温度为150～180℃。

初生纤维的拉伸需要通过GR1热辊和GR2热辊完成，GR1热辊的作用一是起曳丝作用、二是给丝束提供拉伸温度；GR1热辊的表面线速度即为纺丝速度,其表面温度即为拉伸温度；GR2热辊起定型作用,同时,与GR1热辊组合,起到拉伸作用，GR2热辊表面线速度为拉伸速度,表面温度为定型温度；通过采用上述技术方案，对GR1热辊和GR2热辊的速度、温度以及后拉伸倍数进行设定，有利于消除初生纤维在拉伸变形时所产生的过高内应力和结构缺陷，也提高了链段的活动能力和纤维的结晶度，使得拉伸制得的高强涤纶全拉伸丝性能稳定。

第二方面，本申请提供一种高强涤纶全拉伸丝，采用如下的技术方案：

一种高强涤纶全拉伸丝，采用上述的高强涤纶全拉伸丝的制备方法制得。

通过采用上述技术方案，利用邻羟基苯乙酮、戊二酸和3-氨基丙烷磺酸先进行混合，形成改性剂，再将改性剂与对苯二甲酸、乙二醇、催化剂混合发生缩聚反应，得到纺丝熔体，纺丝熔体制得初生纤维后再经过环吹风冷却、上油、拉伸定形、卷绕成型等一系列加工，使得制备的高强涤纶全拉伸丝内部大分子间的分子间作用力稳定，降低了拉伸工艺产生的内应力对分子间作用力的影响程度，进而使得高强涤纶全拉伸丝具有较好的强度性能和耐磨性能。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请在制备纺丝熔体时加入了邻羟基苯乙酮、戊二酸和3-氨基丙烷磺酸混合得到的改性剂，通过对苯二甲酸、乙二醇和改性剂在催化剂的作用下进行缩聚反应，从而得到内部分子间作用力较强的纺丝熔体，进而使得纺丝熔体制得的初生纤维内部大分子间连接稳定，强度提升；同时邻羟基苯乙酮、戊二酸和3-氨基丙烷磺酸进行协同作用可能形成一种链状聚合物，链状聚合物与苯二甲酸、乙二醇形成的链状聚合物进行交缠，进一步增强了纺丝熔体制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度和耐磨性；

2.纺丝熔体中加入纳米高岭土，纳米高岭土可以填补在纺丝熔体形成的聚合物的空隙中，纳米高岭土的粘结性使得纺丝熔体中各组分之间可以更好地结合，提升通过纺丝熔体制得的初生纤维分子间的作用力，进而提升初生纤维的强度，且热稳定性良好、粒度分布好、遮盖性好的纳米高岭土掺杂在纺丝熔体中，使得通过纺丝熔体制得的初生纤维具有良好的平滑度和耐磨性；

3.本申请中采用由丙三醇三缩水甘油醚、三氟化硼、聚二甲基硅氧烷、聚酰胺66和水混合制得的油剂对初生纤维进行上油，丙三醇三缩水甘油醚、三氟化硼、聚二甲基硅氧烷、聚酰胺66和水在三氟化硼的催化作用下协同作用，可能形成了一种定形胶质物，一部分定形胶质物渗透入初生纤维内部，可以减少初生纤维内应力，使制得的高强涤纶全拉伸丝内部大分子之间作用力受内应力影响较小，有利于提升高强涤纶全拉伸丝的强度性能；附着在初生纤维表面的定形胶质物，则可以增强高强涤纶全拉伸丝的耐磨性，使得高强涤纶全拉伸丝光滑柔顺。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例和对比例的原料和试验用仪器来源详见表1。

表1

制备例1

本制备例公开一种油剂，油剂包括丙三醇三缩水甘油醚、三氟化硼、聚二甲基硅氧烷、聚酰胺66和水。

本制备例还公开一种油剂的制造方法，具体包括：将7kg丙三醇三缩水甘油醚、0.2kg三氟化硼、1kg的聚二甲基硅氧烷、1kg聚酰胺66、40kg水加入搅拌锅中，加热至40℃，在500r/min的转速下搅拌5min,制得油剂。

制备例2

本制备例公开一种油剂的制造方法，具体包括：将10kg丙三醇三缩水甘油醚、0.3kg三氟化硼、2kg的聚二甲基硅氧烷、3kg聚酰胺66、45kg水加入搅拌锅中混合均匀，加热至45℃，在500r/min的转速下搅拌5min,制得油剂。

制备例3

本制备例公开一种油剂的制造方法，具体包括：将13kg丙三醇三缩水甘油醚、0.4kg三氟化硼、3kg的聚二甲基硅氧烷、5kg聚酰胺66、50kg水加入搅拌锅中混合均匀，加热至50℃，在500r/min的转速下搅拌5min,制得油剂。

制备例4

本制备例与制备例2的不同之处在于，将10kg丙三醇三缩水甘油醚替换为等量的乙烯脲。

制备例5

本制备例与制备例2的不同之处在于，将3kg聚酰胺66替换为等量的聚乙烯蜡。

制备例6

本制备例与制备例2的不同之处在于，将2kg的聚二甲基硅氧烷替换为等量的甲基三乙酰氧基硅烷。

制备例7

本制备例与制备例2的不同之处在于，还加入有0.2kg的烷基酚聚氧乙烯醚。

制备例8

本制备例与制备例2的不同之处在于，还加入有0.3kg的烷基酚聚氧乙烯醚。

实施例1

本实施例公开一种高强涤纶全拉伸丝的制造方法，包括以下步骤：

步骤1)制备纺丝熔体：

步骤1-1)将20kg的对苯二甲酸和8.2kg的乙二醇(即对苯二甲酸和乙二醇的摩尔比为1:1.1)，以及0.25kg的催化剂三氧化二铝加入反应釜中混合均匀，在搅拌速率为450r/min、温度为260℃的条件下，搅拌10min，酯化反应5h，得到酯化物；

步骤1-2)将2.9kg的邻羟基苯乙酮、1.9kg的戊二酸和1kg的3-氨基丙烷磺酸加入搅拌锅中混合均匀(即邻羟基苯乙酮、戊二酸和3-氨基丙烷磺酸的摩尔比为3:2:1)，在搅拌速率为400r/min、温度为200℃的条件下，搅拌10min，得到改性剂；

步骤1-3)将酯化物和改性剂混合加入到缩聚反应釜，在压力1000Pa的条件下，加热至280℃，进行缩聚反应，反应1.5h，得到纺丝熔体；

步骤2)制备高强涤纶全拉伸丝：

步骤2-1)将纺丝熔体经过熔体过滤器后由齿轮增压泵增压输送，通过冷却器冷却，再分配到各个纺位，每个纺位由计量泵将熔体定量送到各纺丝组件，熔体在纺丝组件内经过过滤层过滤均匀加压后，经喷丝孔喷出，得到初生纤维；

步骤2-2)将初生纤维经过恒温恒湿的环吹风冷却，凝固成丝条；再通过油嘴上油(油剂采用上海碧鹤工贸有限公司市售的型号为HB-F1的化纤油剂)、GR1热辊和GR2热辊拉伸定形；加网络，卷绕成全拉伸丝饼，得到高强涤纶全拉伸丝。

实施例1中纺丝具体工艺参数详见表2

表2

实施例2

与实施例1相比，区别仅在于：

步骤1-1)中，对苯二甲酸的添加量为20kg，乙二醇的添加量为10.5kg，(即对苯二甲酸和乙二醇的摩尔比为1:1.4)，催化剂三氧化二铝的添加量为0.32kg，加热至290℃，反应3h；

步骤1-2)中，邻羟基苯乙酮的添加量为4.9kg，戊二酸的添加量为2.8kg，3-氨基丙烷磺酸的添加量为1kg(即邻羟基苯乙酮、戊二酸和3-氨基丙烷磺酸的摩尔比为5:3:1)，加热至220℃；

步骤1-3)中，在压力1200Pa的条件下，加热至260℃，反应2h；

步骤2-2)中，环吹风温度为30℃，环吹风风压为450Pa，风速为0.45m/s，相对湿度为80％；GR1热辊的速度为1500m/min，温度为100℃，GR2热辊的速度为4600m/min，温度为150℃。

实施例3

与实施例1相比，区别仅在于：

步骤1-1)中，对苯二甲酸的添加量为20kg，乙二醇的添加量为8.9kg，(即对苯二甲酸和乙二醇的摩尔比为1:1.2)，催化剂三氧化二铝的添加量为0.23kg，加热至280℃，反应3h；

步骤1-2)中，邻羟基苯乙酮的添加量为3.9kg，戊二酸的添加量为2.4kg，3-氨基丙烷磺酸的添加量为1kg(即邻羟基苯乙酮、戊二酸和3-氨基丙烷磺酸的摩尔比为4:2.5:1)，加热至220℃；

步骤1-3)中，在压力1100Pa的条件下，加热至270℃，反应1.5h；

步骤2-2)中，环吹风温度为35℃，环吹风风压为550Pa，风速为0.55m/s，相对湿度为90％；GR1热辊的速度为2000m/min，温度为120℃，GR2热辊的速度为4800m/min，温度为180℃；

实施例4

与实施例3相比，区别仅在于：催化剂为乙二醇锑。

实施例5

与实施例4相比，区别仅在于：步骤1-2)中，还加入0.5kg的纳米高岭土，即邻羟基苯乙酮、戊二酸、3-氨基丙烷磺酸和纳米高岭土的摩尔比为4:2.5:1:0.5。

实施例6

与实施例4相比，区别仅在于：步骤1-2)中，还加入0.7kg的纳米高岭土，即邻羟基苯乙酮、戊二酸、3-氨基丙烷磺酸和纳米高岭土的摩尔比为4:2.5:1:0.7。

实施例7-14

与实施例4相比，区别仅在于：步骤2-2)中油剂分别采用制备例1-8制得的油剂。

实施例15

与实施例3相比，区别仅在于：

步骤1-1)中，催化剂为乙二醇锑；还加入0.7kg的纳米高岭土。

步骤2-2)中，油剂采用制备例8制得的油剂。

对比例1

与实施例3相比，区别仅在于：采用等量的邻羟基苯乙酮替代戊二酸。

对比例2

与实施例3相比，区别仅在于：采用等量的邻羟基苯乙酮替代3-氨基丙烷磺酸。

对比例3

与实施例3相比，区别仅在于：采用等量的二乙烯基苯替代邻羟基苯乙酮。

对比例4

与实施例3相比，区别仅在于：采用等量的乙二醇替代邻羟基苯乙酮、戊二酸、3-氨基丙烷磺酸。

性能测试实验

1.断裂强度测试：根据GB-T 14344-2008《化学纤维长丝拉伸性能试验方法》中的试验方法，将实施例1-15和对比例1-4制得的高强涤纶全拉伸丝进行样品制备，对样品进行断裂强度性能检测，记录数据，断裂强度越高，高强涤纶全拉伸丝的强度性能越好。

2.断裂伸长率测试：根据GB-T 14344-2008《化学纤维长丝拉伸性能试验方法》中的试验方法，将实施例1-15和对比例1-4制得的高强涤纶全拉伸丝进行样品制备，对样品进行断裂强度性能检测，记录数据，断裂伸长率越高，高强涤纶全拉伸丝的弹性性能越好，但变形风险更大，强度性能降低的风险更大。

3.耐磨性测试：根据FZ/T 01121-2014《纺织品耐磨性能试验平磨法》中的试验方法，将实施例1-15和对比例1-4制得的高强涤纶全拉伸丝进行纺织，在标准大气温度20℃、相对湿度为65％的条件下调湿，调湿后剪取面积为100cm的圆形试样，进行耐磨性测试，在规定摩擦压力下,安装在平磨试验仪夹具上的试样充气后,与磨料(NO.600水砂纸)进行往复平面摩擦﹐试样夹具可绕其与水平面垂直的轴自由转动,记录试样破损的摩擦次数,耐磨次数越多，织物耐磨性能越好。

4.产品等级测定：根据GB-T 8960-2008《涤纶牵伸丝标准》中的产品等级标准，涤纶牵伸丝产品分为优等品(AA级)、一等品(A级)、合格品(B级)三个等级,低于合格品为等外品(C级)，其中断裂强度(cN/dtex)≥3.8为AA级、≥3.5为A级、≥3.1为B级；断裂伸长率％M₁土3.0为AA级、M₁土5.0为A级、M₁土7.0为B级(M₁为定值30)，将实施例1-15和对比例1-4制得的高强涤纶全拉伸丝进行等级测定，记录结果。

实验1-3的检测数据以及产品等级测定情况详见表3。

表3

根据表3中实施例1-3的检测数据可得，实施例1-3制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度较高、断裂伸长率较低，达到了A级标准，适合工业生产。实施例2和实施例3相较于实施例1的纺丝熔体中的原料组分增加、环吹风冷却工艺参数以及GR1热辊、GR2热辊的工艺参数进行了一定范围内的调整后，实施例2、3制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度比实施例1制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度较高、实施例2、3制得的高强涤纶全拉伸丝的破损摩擦次数比实施例1制得的高强涤纶全拉伸丝的有所增加；说明实施例2、3制得高强涤纶全拉伸丝的强度性能和耐磨性能较好，证明了调整原料之间摩尔比和环吹风冷却工艺、GR1热辊、GR2热辊拉伸定形工艺的参数范围可以降低拉伸时产生的内应力对高强涤纶全拉伸丝的强度性能的影响，进而提升高强涤纶全拉伸丝的强度性能。

根据表3中实施例3和对比例1-4的检测数据可得，对比例1采用邻羟基苯乙酮替代戊二酸，对比例1相较于实施例3缺少了戊二酸，对比例1制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度和破损摩擦次数均低于实施例3制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度和破损摩擦次数，说明对比例1制得的高强涤纶全拉伸丝的强度性能和耐磨性能较差，仅有邻羟基苯乙酮和3-氨基丙烷磺酸两者无法达到实施例3中改性剂对高强涤纶全拉伸丝的强度性能和耐磨性能的增益作用；对比例2采用邻羟基苯乙酮替代3-氨基丙烷磺酸，对比例2相较于实施例3缺少了3-氨基丙烷磺酸，对比例2制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度和破损摩擦次数均低于实施例3制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度和破损摩擦次数，仅有邻羟基苯乙酮和戊二酸两者也无法达到实施例3中改性剂对高强涤纶全拉伸丝的强度性能和耐磨性能的增益作用；对比例3采用二乙烯基苯替代邻羟基苯乙酮，对比例3相较于实施例3缺少了邻羟基苯乙酮，对比例3制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度和破损摩擦次数均低于实施例3制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度和破损摩擦次数，仅有戊二酸和3-氨基丙烷磺酸两者也无法达到实施例3中改性剂对高强涤纶全拉伸丝的强度性能和耐磨性能的增益作用；对比例4采用乙二醇替换邻羟基苯乙酮、戊二酸和3-氨基丙烷磺酸，对比例4相较于实施例3缺少了上述三种物质，对比例4制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度和破损摩擦次数均低于实施例3制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度和破损摩擦次数，对比例4制得的高强涤纶全拉伸丝的强度性能和耐磨性能较差。

通过上述实施例3和对比例1-4的比较可以说明，邻羟基苯乙酮、戊二酸和3-氨基丙烷磺酸三种物质在纺丝熔体体系中协同作用形成一种链状聚合物，链状聚合物与苯二甲酸、乙二醇形成的聚合物进行交缠，进一步增强了通过纺丝熔体制得的高强全拉伸丝的断裂强度和耐磨性，如果缺少了或者替换了其中的任何一种都无法起到协同作用，无法形成链状聚合物，进而无法增强纺丝熔体制得的高强涤纶全拉伸丝的强度性能和耐磨性能。

根据表3中实施例1-3和实施例4的检测数据可得，实施例4选用乙二醇锑作为催化剂时制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度比实施例1-3选用三氧化二铝作为催化剂时制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度高，乙二醇锑作为催化剂可以使纺丝熔体的结晶速度高于其他催化体系，从而提高纺丝熔体的合成效率，有助于各原料间充分反应，进而更好地提高高强涤纶全拉伸丝的强度性能。

根据表3中实施例4和实施例5、6的检测数据可得，实施例5、6中加入纳米高岭土制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度相较于实施例4制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度高、破损摩擦次数多；说明在纺丝熔体中加入纳米高岭土，使得纺丝熔体制得的初生纤维分子间的分子间作用力提升，进而提升了制得的高强涤纶全拉伸丝的强度性能，纳米高岭土热稳定性良好、粒度分布好、遮盖性好，对于高强涤纶全拉伸丝的平滑度和耐磨性也起到了增益效果。

根据表3中实施例4和实施例7-9的检测数据可得，实施例7-9中采用由丙三醇三缩水甘油醚、三氟化硼、聚二甲基硅氧烷、聚酰胺66和水混合制得的油剂上油，实施例7-9制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度和破损摩擦次数均明显高于实施例4制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度和破损摩擦次数，说明实施例7-9制得的高强涤纶全拉伸丝的强度和耐磨性能优异，且达到了AA级标准。

根据表3中实施例8和实施例10-12的检测数据可得，实施例10采用乙烯脲替换丙三醇三缩水甘油醚，实施例10相较于实施例8缺少了丙三醇三缩水甘油醚，实施例10制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度和破损摩擦次数均低于实施例8制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度和破损摩擦次数，说明实施例10制得的高强涤纶全拉伸丝的强度性能和耐磨性能较差，乙烯脲、三氟化硼、聚二甲基硅氧烷、聚酰胺66和水无法达到实施例8中油剂对高强涤纶全拉伸丝的强度性能和耐磨性能的增益作用；实施例11采用聚乙烯蜡替换聚酰胺66，实施例11相较于实施例8缺少了聚酰胺66，实施例11制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度和破损摩擦次数均低于实施例8制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度和破损摩擦次数，实施例11制得的高强涤纶全拉伸丝的强度性能和耐磨性能较差，丙三醇三缩水甘油醚、三氟化硼、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯蜡和水无法达到实施例8中油剂对高强涤纶全拉伸丝的强度性能和耐磨性能的增益作用；实施例12采用甲基三乙酰氧基硅烷替换聚二甲基硅氧烷，实施例12相较于实施例8缺少了聚二甲基硅氧烷，实施例12制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度和破损摩擦次数均低于实施例8制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度和破损摩擦次数，实施例12制得的高强涤纶全拉伸丝的强度性能和耐磨性能较差，丙三醇三缩水甘油醚、三氟化硼、甲基三乙酰氧基硅烷、聚乙烯蜡和水无法达到实施例8中油剂对高强涤纶全拉伸丝的强度性能和耐磨性能的增益作用。

通过上述实施例8和实施例10-12的比较可以说明，丙三醇三缩水甘油醚、聚酰胺66、聚二甲基硅氧烷、三氟化硼和水在三氟化硼的催化作用下协同配合形成了一种定形胶质物，一部分定形胶质物渗透入初生纤维内部，可以减少初生纤维内应力，有利于提升高强涤纶全拉伸丝的强度性能；附着在初生纤维表面的定形胶质物，则可以增强高强涤纶全拉伸丝的耐磨性，使得高强涤纶全拉伸丝光滑柔顺。如果替换了其中的物质就无法起到协同配合的作用，无法形成定形胶质物，进而无法增强初生纤维制得的高强涤纶全拉伸丝的强度性能和耐磨性能。

根据表3中实施例8和实施例13、14的检测数据可得，实施例13、14中加入烷基酚聚氧乙烯醚制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度相较于实施例8制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度高、破损摩擦次数多；说明在油剂中加入烷基酚聚氧乙烯醚，能够使油剂体系中各组分可以均匀分散，增强了油剂体系中各组分协同作用形成的定形胶质物的结构均匀性，进一步减弱了内应力对高强涤纶全拉伸丝强度性能的影响并增强了耐磨性。

根据表3中实施例15和实施例3的检测数据可得，实施例15中采用本申请较佳实施例4、6、8、14中的原料和工艺制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度和破损摩擦次数均明显高于实施例3制得的高强涤纶全拉伸丝的断裂强度和破损摩擦次数，说明通过各组分之间的共同作用，增强了高强涤纶全拉伸丝内部分子间的连接紧密性和外部平滑耐磨性，减少了内应力对高强涤纶全拉伸丝强度性能的影响，最终使得实施例15制得的高强涤纶全拉伸丝具有了较高的强度性能和耐磨性能，实施例15为本申请中的最佳实施例。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高强涤纶全拉伸丝的制造方法，其特征在于：包括以下步骤；

步骤1）制备纺丝熔体：

步骤1-1）将对苯二甲酸、乙二醇和催化剂加入容器中混合，加热至260-290℃，酯化反应3-5h，得到酯化物；所述对苯二甲酸和乙二醇的摩尔比为1:（1.1-1.4）；所述催化剂的质量为乙二醇质量的3%；

步骤1-2）将摩尔比为（3-5）:（2-3）:1的邻羟基苯乙酮、戊二酸和3-氨基丙烷磺酸，混合均匀，加热至200-220℃，得到改性剂；

步骤1-3）将酯化物和改性剂混合，在压力1000～1200Pa的条件下，加热至260-280℃，进行缩聚反应，得到纺丝熔体；

步骤2）制备高强涤纶全拉伸丝：

步骤2-1）将纺丝熔体经过滤、泵送、喷丝制得初生纤维；

步骤2-2）将初生纤维经环吹风冷却、上油、拉伸定形后卷绕成型，制得高强涤纶全拉伸丝。

2.根据权利要求1所述的一种高强涤纶全拉伸丝的制造方法，其特征在于：所述催化剂为三氧化二锑、乙二醇锑、醋酸锑中的一种。

3.根据权利要求1或2所述的一种高强涤纶全拉伸丝的制造方法，其特征在于：所述步骤1-2）中，还加入纳米高岭土，邻羟基苯乙酮、戊二酸、3-氨基丙烷磺酸和纳米高岭土的摩尔比为（3-5）:（2-3）:1:（0.5-0.7）。

4.根据权利要求1或2所述的一种高强涤纶全拉伸丝的制造方法，其特征在于：所述步骤2-2）中上油使用的油剂包括以下质量份的原料：

丙三醇三缩水甘油醚7-13份；

三氟化硼0.2-0.4份；

聚二甲基硅氧烷1-3份；

聚酰胺66 1-5份；

水40-50；

制备所述油剂的具体步骤包括；将丙三醇三缩水甘油醚、三氟化硼、聚二甲基硅氧烷、聚酰胺66和水混合均匀，加热至40-50℃，保温20-30min，制得油剂。

5.根据权利要求4所述的一种高强涤纶全拉伸丝的制造方法，其特征在于：所述油剂中，还包括0.2-0.3质量份的烷基酚聚氧乙烯醚。

6.根据权利要求1所述的一种高强涤纶全拉伸丝的制造方法，其特征在于：所述步骤2-2）中，环吹风温度为30-35℃，环吹风风压为450-550Pa，风速为0.45-0.55m/s，相对湿度为80-90％。

7.根据权利要求1所述的一种高强涤纶全拉伸丝的制造方法，其特征在于：所述步骤2-2）中，所述初生纤维依次经过GR1热辊和GR2热辊进行拉伸定形，其中，GR1热辊的速度为1500-2000m/min，温度为100-120℃，GR2热辊的速度为4600～4800m/min，温度为150～180℃。

8.一种高强涤纶全拉伸丝，其特征在于：采用如权利要求1-7中任一所述的一种高强涤纶全拉伸丝的制造方法制得。