CN114775098A - 一种pet单丝及其制备方法和耐高温高湿齿牙的尼龙拉链和防化服 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种PET单丝及其制备方法和耐高温高湿齿牙的尼龙拉链；所述PET单丝包括以下制备原料：PET聚酯切片100份、抗水解母粒7～15份和二氧化硅纳米粒子1～3份；所述PET聚酯切片为质量比0.95～1.05:9的消光PET切片和透明PET切片的混合物；所述抗水解母粒由抗水解助剂和PET切片熔融造粒制得。本发明同时采用抗水解母粒和二氧化硅纳米粒子来增强PET聚酯的抗水解性能。该PET单丝制得的尼龙拉链还具有较高的结晶度，进而提高抗水解性能。
Description
技术领域
本发明属于拉链技术领域，尤其涉及一种PET单丝及其制备方法和耐高温高湿齿牙的尼龙拉链和防化服。
背景技术
拉链的齿牙是用PET聚酯切片进行拉丝成为单丝进而缠绕成型的。绝大部分服装用尼龙拉链在日常使用环境中，拉链齿牙很少会出现脆化现象，即使经常在40℃～60℃的水温下水洗，拉链齿牙也不会受到明显影响。
但是对于特殊作业服装，如防化服，使用后需要在126℃的高温蒸汽中进行消毒处理。在这种高温高湿环境下，防化服上的常规尼龙拉链随着处理次数增多，处理时间加长，拉链齿牙会变脆，进而丧失使用性能。这就导致防化服的使用寿命有限，重复使用的次数减少，增加了防化服的成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种PET单丝及其制备方法和耐高温高湿齿牙的尼龙拉链和防化服，该PET单丝具有较优异抗水解性能。
本发明提供了一种PET单丝，包括以下制备原料：
PET聚酯切片100份、抗水解母粒7～15份和二氧化硅纳米粒子1～3份；
所述PET聚酯切片为质量比0.95～1.05:9的消光PET切片和透明PET切片的混合物；
所述抗水解母粒由抗水解助剂和PET切片熔融造粒制得。
在本发明中，所述抗水解助剂和PET切片的质量比为20～40:100。所述抗水解助剂中含碳化二亚胺；所述抗水解助剂优选自
M20和/或KE-1612。制备抗水解母粒采用的PET切片一般没有特别要求，既可以选择与PET单丝成型时相同的PET切片，也可以选择其它适合于挤出成型的PET聚酯切片，所述PET聚酯切片优选与PET单丝制备时采用的PET切片一致。
在本发明中，所述PET聚酯切片为质量比0.95～1.05:9的消光PET切片和透明PET切片的混合物；具体实施例中，所述PET聚酯切片为质量比1:9的消光PET切片和透明PET切片的混合物。具体实施例中，所述透明PET切片为江苏三房巷集团有限公司的CZ-5011超有光聚酯切片，其熔点为240℃～260℃，分子量20000-30000；消光PET切片为江苏三房巷集团有限公司的CZ-302，其是在透明PET切片的基础上加入了消光剂，消光剂一般采用二氧化钛，添加质量比例在0.45％至0.55％之间。
在本发明中，所述二氧化硅纳米粒子的粒度为50～100nm；
所述抗水解母粒的粒度为2～4mm。
所述PET切片的粒度为2～4mm。
本发明提供了一种上述技术方案所述耐高温高湿齿牙的聚酯单丝的制备方法，包括以下步骤：
将PET聚酯切片、抗水解母粒和二氧化硅纳米粒子混合后烘干，熔融状态下出料，冷却，拉伸，定型，得到PET单丝。
在本发明中，所述拉伸的条件：温度185～195℃，转速45～55rpm；
所述定型的条件：温度235～245℃，转速45～55rpm。
在本发明中，所述出料的条件：温度275～285℃，转速70～80rpm；
所述冷却的条件：温度65～75℃，转速20～25rpm。
本发明提供了一种耐高温高湿齿牙的尼龙拉链，由以下方法制得：
将上述技术方案所述PET单丝或上述技术方案所述制备方法制备的PET单丝缠绕成型制得齿牙，再与布带缝合，得到尼龙拉链；
所述成型的温度为155～165℃。
本发明采用缝合线与布带缝合，得到拉链码装，再进行切割，制得尼龙拉链。
本发明提供了一种防化服，包括上述技术方案所述的尼龙拉链。
本发明提供了一种PET单丝，包括以下制备原料：PET聚酯切片100份、抗水解母粒7～15份和二氧化硅纳米粒子1～3份；所述PET聚酯切片为质量比0.95～1.05:9的消光PET切片和透明PET切片的混合物；所述抗水解母粒由抗水解助剂和PET聚酯切片熔融造粒制得。本发明同时采用抗水解母粒和二氧化硅纳米粒子来增强PET聚酯的抗水解性能。该PET单丝制得的尼龙拉链还具有较高的结晶度，进而提高抗水解性能。
附图说明
图1为本发明中尼龙拉链码装的制备工艺流程图。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种PET单丝及其制备方法和耐高温高湿齿牙的尼龙拉链和防化服进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
本发明对下述实施例1～4制备的单丝进行结晶度测试。高分子材料的结晶度表征通常有X射衍射、差示量热、密度、红外光谱、核磁共振法等。在本专利中，采用密度发进行结晶度测试和计算。PET单丝内部可以看作是由结晶区和未结晶的无定形区两部分组成的，结晶区所占重量的百分比称为结晶度。在结晶部分，纤维分子呈有序状态，堆砌紧密，因而密度大；而无定型区内纤维呈无序状态，堆砌疏松，故密度小，单丝密度是这两个部分的混合密度。同一类单丝的结晶部分和无定形部分的密度值可视为一常数，测定单丝密度后，就可按比容加法原理求得结晶度，即单丝的比容是结晶部分的比容与无定形部分的比容之和。
V＝Vc×Xc+Va×(1-Xc)；
因为
所以
其中，Xc为单丝的结晶度；Vc为结晶部分的比容，密度为ρc＝1.445g/cm3；
Va为无定形部分的比容，密度为ρa＝1.336g/cm3；
V为单丝的比容，密度为ρ；
单丝直径和长度已知，因此单丝体积可以计算，重量使用精密天平进行称量，因此，单丝密度很容易得出。
预备例1
将消光的PET聚酯切片和透明PET聚酯切片按质量比1:9混合，再与抗水解助剂
M20以100:30的质量比混合，熔融造粒，得到抗水解母粒。
预备例2
将消光的PET聚酯切片和透明PET聚酯切片按质量比1:9混合，再与抗水解助剂KE-1612以100:30的质量比混合，熔融造粒，得到抗水解母粒
实施例1
将消光的PET聚酯切片和透明PET聚酯切片按质量比1:9比例复配，然后加入质量为聚酯切片9％的预备例1制备的抗水解母粒，再加入质量为聚酯切片质量2.5％的二氧化硅纳米粒子，充分混合后，在170℃下6小时烘干。将烘干后的原料加入双螺杆挤出机中，熔融温度280℃，然后经过挤出、冷却、拉伸、定型，制成PET单丝；
将所述PET单丝在160℃下成型，制作拉链用的齿牙，再与布带通过缝合线进行缝合，制作拉链码装。
经测量和计算，实施例1制成的PET单丝的结晶度为51.0％。
实施例2
将消光的PET聚酯切片和透明PET聚酯切片按质量比1:9比例复配，然后加入质量为聚酯切片9％的预备例2制备的抗水解母粒，再加入质量为聚酯切片质量2.5％的二氧化硅纳米粒子，充分混合后，在170℃下6小时烘干。将烘干后的原料加入双螺杆挤出机中，熔融温度280℃，然后经过挤出、冷却、拉伸、定型，制成PET单丝；
将所述PET单丝在160℃下成型，制作拉链用的齿牙，再与布带通过缝合线进行缝合，制作拉链码装。
经测量和计算，实施例2制成的PET单丝的结晶度为51.8％。
对比例1
将消光的PET聚酯切片和透明PET聚酯切片按质量比1:9比例复配，然后加入质量为聚酯切片9％的预备例1制备的抗水解母粒，充分混合后，在170℃下6小时烘干。将烘干后的原料加入双螺杆挤出机中，熔融温度280℃，然后经过挤出、冷却、拉伸、定型，制成PET单丝；
将所述PET单丝在160℃下成型，制作拉链用的齿牙，再与布带通过缝合线缝合进行缝合，制作拉链码装。
经测量和计算，对比例1制成的单丝结晶度为34.2％。
对比例2
将消光的PET聚酯切片和透明PET聚酯切片按质量比1:9比例复配，然后加入质量为聚酯切片2.5％的二氧化硅纳米粒子，充分混合后，在170℃下6小时烘干。将烘干后的原料加入双螺杆挤出机中，熔融温度280℃，然后经过挤出、冷却、拉伸、定型，制成PET单丝；
将所述PET单丝在160℃下成型，制作拉链用的齿牙，再与布带通过缝合线进行缝合，制作拉链码装。
经测量和计算，对比例2制成的单丝结晶度为49.5％。
对比例3
将消光的PET聚酯切片和透明PET聚酯切片按质量比1:9比例复配，充分混合后，在170℃下6小时烘干。将烘干后的原料加入双螺杆挤出机中，熔融温度280℃，然后经过挤出、冷却、拉伸、定型，制成PET单丝；
将所述PET单丝在160℃下成型，制作拉链用的齿牙，再与布带通过缝合线进行缝合，制作拉链码装。
经测量和计算，对比例3制成的单丝结晶度为31.4％。
本发明将上述实施例和对比例制成的单丝放入126℃的高温蒸汽中进行高温高湿测试，然后进行力学性能测试，本申请采用断裂强力指标来评估单丝的力学性能；力学测试再强力检测仪上进行，将长度为10cm的单丝两端用专用夹具夹紧后，以300mm/min的速度进行拉伸，把将单丝拉断时的力记为单丝的断裂强力。实验结果表明：实施例1制成的单丝耐高温高湿性能明显提升，能够在75小时后依旧保持90％左右的力学性能；实施例2制成的单丝耐高温高湿性能明显提升，能够在75小时后依旧保持90％左右的力学性能；对比例1制成的单丝耐高温高湿性能有一定提升，能够在50小时后可以保持90％左右的力学性能，75小时后依旧保持70％左右的力学性能；对比例2制成的单丝耐高温高湿性能也有一定提升，能够在50小时后可以保持70％左右的力学性能，在75小时后力学性能基本丧失；对比例3制成的单丝耐高温高湿性能很差，在45小时后力学性能就基本丧失。以直径为0.74mm的单丝为例，力学性能测试结果如下：
表1实施例和对比例制备的单丝的断裂强力
本发明将上述实施例和对比例制成的单丝做成拉链码装后放入126℃的高温蒸汽中进行高温高湿测试，然后进行力学性能测试，本申请采用平拉强力指标来评估拉链码装的力学性能；力学测试在强力试验机上进行，将长度为80mm的拉链的链牙两侧布带用专用夹具夹紧后，以300mm/min的速度进行拉伸，把拉链破损时的力记为拉链的平拉强力。实验结果表明：实施例1制成的拉链码装的耐高温高湿性能明显提升，能够在75小时后依旧保持90％左右的力学性能；实施例2制成的拉链码装的耐高温高湿性能明显提升，能够在75小时后依旧保持90％左右的力学性能；对比例1制成的拉链码装耐高温高湿性能有一定提升，能够在50小时后可以保持90％左右的力学性能，75小时后依旧保持70％左右的力学性能；对比例2制成的拉链码装耐高温高湿性能也有一定提升，能够在50小时后可以保持70％左右的力学性能，在75小时后力学性能基本丧失；对比例3制成的拉链码装的耐高温高湿性能很差，在45小时后力学性能就基本丧失。以直径为0.74mm的单丝制成的拉链码装为例，力学性能测试结果如下：
表2实施例和对比例制备的拉链码装的平拉强力
由以上实施例可知，采用同时添加抗水解母粒和二氧化硅纳米粒子的技术手段来增强PET单丝的抗水解性能，即同时采用了化学手段和物理手段，二者相互促进，相互补充，比单一组分(或手段)更好、更明显提高PET单丝的抗水解性能。PET单丝水解能力提高，延长使用寿命，使成型后的尼龙拉链的物料性能满足防化服等特殊服装高温蒸汽的拉链标准要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种PET单丝，包括以下制备原料：
PET聚酯切片100份、抗水解母粒7～15份和二氧化硅纳米粒子1～3份；
所述PET聚酯切片为质量比0.95～1.05:9的消光PET切片和透明PET切片的混合物；
所述抗水解母粒由抗水解助剂和PET切片熔融造粒制得。
2.根据权利要求1所述的PET单丝，其特征在于，所述抗水解助剂选自
M20和/或KE-1612。
3.根据权利要求1所述的PET单丝，其特征在于，所述透明PET切片为型号CZ-5011超有光聚酯切片，其熔点为240℃～260℃，分子量20000～30000；
所述消光PET切片的型号为CZ-302。
4.根据权利要求1所述的PET单丝，其特征在于，所述二氧化硅纳米粒子的粒度为50～100nm；
所述抗水解母粒的粒度为2～4mm；
所述PET聚酯切片的粒度为2～4mm。
5.根据权利要求1所述的PET单丝，其特征在于，所述抗水解助剂和PET切片的质量比为20～40:100。
6.一种权利要求1～5任一项所述PET单丝的制备方法，包括以下步骤：
将PET聚酯切片、抗水解母粒和二氧化硅纳米粒子混合后烘干，熔融状态下出料，冷却，拉伸，定型，得到PET单丝。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述拉伸的条件：温度185～195℃，转速45～55rpm；
所述定型的条件：温度235～245℃，转速45～55rpm。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述出料的条件为：温度275～285℃，转速为70～80rpm；
所述冷却的条件：温度65～75℃，转速为20～25rpm。
9.一种耐高温高湿齿牙的尼龙拉链，由以下方法制得：
将权利要求1～5任一项所述PET单丝或权利要求6～8任一项所述制备方法制备的PET单丝缠绕成型制得齿牙，再与布带缝合，得到尼龙拉链；
所述成型的温度为155～165℃。
10.一种防化服，包括权利要求9所述的尼龙拉链。
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