本發(fā)明涉及紡絲的
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種高可紡性尼龍組合物及其制備尼龍纖維的方法。
背景技術(shù)：
：尼龍纖維又稱為聚酰胺纖維，是世界上最早發(fā)展和最早實現(xiàn)工業(yè)化的合成纖維，具有強度高、耐磨性好、彈性回復率好，吸濕性能優(yōu)良等特點，被廣泛應用于汽車用紡織品、過濾材料和特種軍用紡織品等領(lǐng)域。生產(chǎn)尼龍纖維的常用方法為熔融紡絲法，生產(chǎn)單絲纖度較粗的纖維時，從組件孔擠出的熔融聚合物冷卻非常緩慢，為了提高紡絲和牽伸時的穩(wěn)定性，就需要降低紡絲溫度，同時降低牽引速度。然而降低紡絲溫度雖然可以達到促使擠出的熔融聚合物冷卻的目的，但是同時容易出現(xiàn)絲束急冷、固化，無法順利進行高分子取向的問題，造成后續(xù)的工序容易出現(xiàn)難以牽伸、斷頭的現(xiàn)象，降低聚合物的可紡性和生產(chǎn)效率。技術(shù)實現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種可紡性好、生產(chǎn)效率高的制備尼龍纖維的組合物和使用該組合物制備尼龍纖維的方法。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種高可紡性尼龍組合物，包括如下重量份的組分：尼龍95～100份、銅化合物0.01～0.1份、2-疏基苯并咪唑0.1～0.5份；優(yōu)選的尼龍為尼龍6、尼龍66、尼龍612和尼龍610中的任意一種或幾種的混合物；優(yōu)選的銅化合物為鹵化銅。優(yōu)選的銅化合物為碘化銅和/或氯化銅。優(yōu)選的包括0.2～0.4份的2-疏基苯并咪唑。本發(fā)明提供了一種利用上述方案所述組合物制備尼龍纖維的方法，其特征在于，包括以下步驟：將尼龍纖維、銅化合物和2-疏基苯并咪唑熔融擠出；將所述擠出熔體過濾之后進行紡絲，得到尼龍纖維；優(yōu)選的紡絲的溫度為270～290℃；優(yōu)選的紡絲完成后還包括牽伸的步驟；優(yōu)選牽伸的速度為500～650m/min；優(yōu)選的牽伸的倍數(shù)為4～4.5倍；本發(fā)明提供了一種利用上述方法制備的尼龍纖維；優(yōu)選的尼龍纖維的單絲纖度為20～40d；優(yōu)選的尼龍纖維的強度為7.5～8.0g/d；優(yōu)選的尼龍纖維的伸長率為20～25％。本發(fā)明提供了一種高可紡性尼龍組合物，包括如下重量份的組分：尼龍95～100份、銅化合物0.01～0.1份、2-疏基苯并咪唑0.1～0.5份。本發(fā)明利用銅化合物增強尼龍的耐熱性，利用2-疏基苯并咪唑改善銅化合物的分散性和熱穩(wěn)定性，本發(fā)明提供的尼龍組合物可紡性好，可以承受較高紡絲溫度和牽伸速度，且牽伸斷頭次數(shù)少，可以在控制高分子取向的同時，提高制得的尼龍纖維強度和伸長率。本發(fā)明提供的使用上述尼龍組合物制備尼龍纖維的方法步驟簡單、生產(chǎn)效率高，成本低廉，易于規(guī)?；a(chǎn)。本發(fā)明利用上述方案制備得到的尼龍纖維單絲纖度為20～40d，強度為7.5～8.0g/d，伸長率為20～25％，性能優(yōu)異。具體實施方式本發(fā)明提供了一種高可紡性尼龍組合物，包括如下重量份的組分：尼龍95～100份、銅化合物0.01～0.1份、2-疏基苯并咪唑0.1～0.5份。本發(fā)明提供的高可紡性尼龍組合物包括尼龍95～100重量份，優(yōu)選為96～98重量份。在本發(fā)明中，所述尼龍優(yōu)選為尼龍6、尼龍66、尼龍612和尼龍610中的任意一種或幾種的混合物；所述尼龍的混合物優(yōu)選為2～3種上述尼龍的混合物，更優(yōu)選為尼龍6和尼龍66的混合物或尼龍612和尼龍610的混合物。在本發(fā)明中，所述尼龍的相對粘度優(yōu)選為3.3～3.5，更優(yōu)選為3.35～3.45。本發(fā)明提供的高可紡性尼龍組合物包括銅化合物0.01～0.1重量份，優(yōu)選為0.02～0.06重量份，更優(yōu)選為0.03重量份。在本發(fā)明中，所述銅化合物優(yōu)選為鹵化銅，更優(yōu)選為碘化銅和/或氯化銅。本發(fā)明在尼龍中添加銅化合物，增強尼龍的耐候性和耐熱性，提高尼龍組合物的紡絲溫度和牽引速度，提高尼龍的可紡性。本發(fā)明提供的高可紡性尼龍組合物2-疏基苯并咪唑0.1～0.5重量份，優(yōu)選為0.2～0.4重量份，更優(yōu)選為0.3重量份。在本發(fā)明中，所述2-疏基苯并咪唑與銅化合物的重量比優(yōu)選為1:8～10，更優(yōu)選為1:9。本發(fā)明利用2-疏基苯并咪唑提高銅化合物的分散性和熱穩(wěn)定性，使銅化合物能夠均勻的分散在尼龍中，進一步提高組合物的可紡性。本發(fā)明提供了一種利用上述方案所述組合物制備尼龍纖維的方法，其特征在于，包括以下步驟：將尼龍纖維、銅化合物和2-疏基苯并咪唑熔融擠出；將所述擠出熔體過濾之后進行紡絲，得到尼龍纖維。本發(fā)明將尼龍纖維、銅化合物和2-疏基苯并咪唑熔融擠出。在本發(fā)明中，所述熔融溫度優(yōu)選為270～290℃，更優(yōu)選為275～285℃。本發(fā)明優(yōu)選通過螺桿擠壓機將組合物熔融擠出，組合物進入螺桿擠壓機內(nèi)，通過安裝在螺桿套筒上的加熱元件進行加熱，使切片受熱熔化，在本發(fā)明中，螺桿擠壓機優(yōu)選包括5個加熱區(qū)，第一至第五加熱區(qū)的溫度依次優(yōu)選為260～275℃、275～285℃、270～290℃、275～290℃、275～290℃，更優(yōu)選為265℃、280℃、270℃、280℃、280℃。熔融擠出完成后，本發(fā)明將擠出熔體過濾之后進行紡絲，得到尼龍纖維。本發(fā)明優(yōu)選使用金屬無紡布進行過濾，所述金屬無紡布的平均孔徑優(yōu)選為15～25μm，更優(yōu)選為18～22μm；本發(fā)明通過過濾去除組合物熔體中的雜質(zhì)及凝膠粒子，避免了其中的雜質(zhì)及凝膠粒子影響紡絲效果，堵塞噴絲孔；本發(fā)明將擠出熔體過濾后進行紡絲，得到尼龍纖維。在本發(fā)明中，所述紡絲的溫度優(yōu)選為270～290℃，更優(yōu)選為275～285℃；本發(fā)明優(yōu)選使用孔徑為0.5～0.7mm、孔數(shù)為13～15的紡絲組件進行紡絲，更優(yōu)選為孔徑0.6mm，孔數(shù)為14的組件。紡絲完成后，本發(fā)明優(yōu)選將自紡絲組件的噴絲孔中擠出的熔體細流進行冷卻、牽伸。在本發(fā)明中，所述冷卻方式為側(cè)吹風，所述側(cè)吹風的高度優(yōu)選為2.0～2.2m，更優(yōu)選為2.1m；所述側(cè)吹風的溫度優(yōu)選為16～18℃，更優(yōu)選為17℃；所述側(cè)吹風冷卻優(yōu)選為濕度為85～95％的環(huán)境中進行，更優(yōu)選為濕度90％；本發(fā)明通過冷卻降溫使自噴絲孔擠出的熔體凝固成形，自紡絲組件的噴絲孔中擠出的熔體細流經(jīng)過冷卻變形區(qū)，在距噴絲板50～150cm處被冷卻凝團。在本發(fā)明中，所述牽伸的速度優(yōu)選為500～650m/min，更優(yōu)選為550～600m/min；所述牽伸的倍數(shù)優(yōu)選為4～4.5倍，更優(yōu)選為4.2～4.3倍；所述牽伸的溫度優(yōu)選為190～200℃，更優(yōu)選為195℃。在本發(fā)明中，所述牽伸完成后，優(yōu)選還包括卷繞的步驟，通過卷繞步驟在卷繞機上將尼龍纖維卷繞成絲餅，制成纖維絲束成品。在本發(fā)明中，所述卷繞的速度優(yōu)選為2000～2500m/min，更優(yōu)選為2100～2400m/min，最優(yōu)選為2200～2300m/min。本發(fā)明提供的制備尼龍纖維的方法紡絲溫度高、紡絲牽伸速度快，牽伸倍率高，提高了紡絲過程的生產(chǎn)效率。本發(fā)明提供了一種利用上述方法制備的尼龍纖維。在本發(fā)明中，所述尼龍纖維的單絲纖度優(yōu)選為20～40d，更優(yōu)選為25～35d；所述尼龍纖維的強度優(yōu)選為7.5～8.0g/d，更優(yōu)選為7.7～7.9g/d；所述尼龍纖維的伸長率優(yōu)選為20～25％，更優(yōu)選為22～23％。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的高可紡性尼龍組合物及制備尼龍纖維的方法進行詳細的說明，但是不能把它們理解為對本發(fā)明保護范圍的限定。實施例1將100重量份相對粘度3.40的尼龍6切片，與0.03重量份碘化銅和0.3重量份2-巰基苯并咪唑，一同擠出螺桿，螺桿的設定溫度為：265℃、280℃、270℃、275℃、275℃，利用平均孔徑20μm的金屬無紡布過濾之后，使用孔徑0.65mm、孔數(shù)14的組件進行紡絲，之后在側(cè)吹風高度為2.1米，在側(cè)吹風溫度17℃、濕度90％的環(huán)境下冷卻，在牽引速度為500m/min、溫度195℃的條件下牽伸4.5倍數(shù)進行拉伸，在卷繞速度為2014m/min下卷取，得到單絲纖度30d的尼龍纖維。記錄紡絲過程中牽伸斷頭的次數(shù)；按照GB/T14344-2008(化學纖維、長絲拉伸性能試驗方法)檢測所得尼龍纖維的強度和伸長率，列于表1中。實施例2將100重量份相對粘度3.40的尼龍6切片，與0.05重量份碘化銅和0.2重量份2-巰基苯并咪唑，一同擠出螺桿，螺桿的設定溫度為：265℃、280℃、270℃、275℃、275℃，利用平均孔徑20μm的金屬無紡布過濾熔體，之后使用孔徑0.65mm、孔數(shù)14的組件進行紡絲，之后在吹風高度為2.1米，在側(cè)吹風溫度17℃、濕度90％的環(huán)境下冷卻，在牽引速度為550m/min.、溫度195℃的情況下牽伸4.45倍數(shù)進行拉伸，在卷繞速度為2178m/min下卷取，得到單絲纖度30d的尼龍纖維。記錄紡絲過程中牽伸斷頭的次數(shù)；按照實施例中的方法檢測所得尼龍纖維的強度和伸長率，列于表1中。實施例3將100重量份相對粘度3.40的尼龍66切片，與0.03重量份碘化銅和0.3重量份2-巰基苯并咪唑，一同擠出螺桿，螺桿的設定溫度為：265℃、280℃、270℃、280℃、280℃，利用平均孔徑20μm的金屬無紡布過濾熔體，之后使用孔徑0.65mm、孔數(shù)14的組件進行紡絲，之后在吹風高度為2.1米，在側(cè)吹風溫度17℃、濕度90％的環(huán)境下冷卻，在牽引速度為500m/min.、溫度195℃的情況下牽伸4.5倍，在卷繞速度為2014m/min下卷取，得到單絲纖度30d的尼龍纖維。記錄紡絲過程中牽伸斷頭的次數(shù)；按照實施例中的方法檢測所得尼龍纖維的強度和伸長率，列于表1中。實施例4將100重量份相對粘度3.40的尼龍612切片，與0.06重量份碘化銅和0.5重量份2-巰基苯并咪唑，一同擠出螺桿，螺桿的設定溫度為：265℃、280℃、270℃、275℃、275℃，利用平均孔徑20μm的金屬無紡布過濾之后，使用孔徑0.65mm、孔數(shù)14的組件進行紡絲，吹風高度為2.1米，在側(cè)吹風溫度17℃、濕度90％的環(huán)境下冷卻，之后在牽引速度為550m/min.、溫度195℃的情況下牽伸4.45倍，在卷繞速度為2178m/min下卷取，得到單絲纖度30d的尼龍纖維。記錄紡絲過程中牽伸斷頭的次數(shù)；按照實施例中的方法檢測所得尼龍纖維的強度和伸長率，列于表1中。實施例5將100重量份相對粘度3.40的尼龍6切片，與0.03重量份碘化銅和0.1重量份2-巰基苯并咪唑，一同擠出螺桿，螺桿的設定溫度為：265℃、280℃、270℃、275℃、275℃，利用平均孔徑20μm的金屬無紡布過濾熔體，使用孔徑0.5mm、孔數(shù)21的組件進行紡絲，之后在吹風高度為2.1米，在側(cè)吹風溫度17℃、濕度90％的環(huán)境下冷卻，之后在牽引速度為650m/min.、溫度195℃的情況下牽伸4.25倍數(shù)，在卷繞速度為2417m/min下卷取，得到單絲纖度20d的尼龍纖維。記錄紡絲過程中牽伸斷頭的次數(shù)；按照實施例中的方法檢測所得尼龍纖維的強度和伸長率，列于表1中。實施例6采用熔融紡絲的方法，將100重量份相對粘度3.40的尼龍6切片，與0.03重量份碘化銅和0.3重量份2-巰基苯并咪唑，一同擠出螺桿，螺桿的設定溫度為：265℃、280℃、270℃、270℃、270℃，利用平均孔徑20μm左右的金屬無紡布過濾之后，使用孔徑0.65mm、孔數(shù)12的組件進行紡絲，吹風高度為2.1米，在側(cè)吹風溫度17℃、濕度90％的環(huán)境下冷卻，之后用牽引速度為500m/min.、溫度195℃的情況下3段牽伸4.5倍數(shù)進行拉伸，在卷繞速度為2003m/min下卷取，得到單絲纖度35d的尼龍纖維。記錄紡絲過程中牽伸斷頭的次數(shù)；按照實施例中的方法檢測所得尼龍纖維的強度和伸長率，列于表1中。對比例1將相對粘度3.40的尼龍6切片擠出螺桿，螺桿的設定溫度為：265℃、280℃、270℃、280℃、280℃，利用平均孔徑20μm的金屬無紡布過濾熔體，使用孔徑0.65mm、孔數(shù)14的組件進行紡絲，之后在側(cè)吹風高度為2.1米，在側(cè)吹風溫度17℃、濕度90％的環(huán)境下冷卻，冷卻后在牽引速度為350m/min.、溫度195℃的情況下牽伸4.75倍，在卷繞速度為1505m/min下卷取，得到單絲纖度30d的尼龍纖維。記錄紡絲過程中牽伸斷頭的次數(shù)；按照實施例中的方法檢測所得尼龍纖維的強度和伸長率，列于表1中。對比例2將相對粘度3.40的尼龍6切片擠出螺桿，螺桿的設定溫度為：265℃、280℃、270℃、270℃、270℃，利用平均孔徑20μm的金屬無紡布過濾熔體，使用孔徑0.65mm、孔數(shù)14的組件進行紡絲，之后在側(cè)吹風高度為2.1米，在側(cè)吹風溫度17℃、濕度90％的環(huán)境下冷卻，冷卻后在牽引速度為400m/min.、溫度195℃的情況下牽伸4.725倍，在卷繞速度為1710m/min下卷取，得到單絲纖度30d的尼龍纖維。記錄紡絲過程中牽伸斷頭的次數(shù)；按照實施例中的方法檢測所得尼龍纖維的強度和伸長率，列于表1中。對比例3將相對粘度3.40的尼龍66切片擠出螺桿，螺桿的設定溫度為：265℃、280℃、270℃、255℃、255℃，利用平均孔徑20μm的金屬無紡布過濾熔體，之后使用孔徑0.65mm、孔數(shù)14的組件進行紡絲，在側(cè)吹風高度為2.1米，在側(cè)吹風溫度17℃、濕度90％的環(huán)境下冷卻，冷卻后在牽引速度為400m/min.、溫度195℃的情況下牽伸4.73倍，在卷繞速度為1712m/min下卷取，得到單絲纖度30d的聚酰胺纖維。記錄紡絲過程中牽伸斷頭的次數(shù)；按照實施例中的方法檢測所得尼龍纖維的強度和伸長率，列于表1中。對比例4將相對粘度3.40的尼龍6切片擠出螺桿，螺桿的設定溫度為：265℃、280℃、270℃、255℃、255℃，利用平均孔徑20μm的金屬無紡布過濾熔體，之后使用孔徑0.65mm、孔數(shù)14的組件進行紡絲，之后側(cè)吹風高度為2.1米，在側(cè)吹風溫度17℃、濕度90％的環(huán)境下冷卻，冷卻后在牽引速度為550m/min.、溫度195℃的情況下牽伸4.35倍，在卷繞速度為2153m/min下卷取，得到單絲纖度30d的聚酰胺纖維。記錄紡絲過程中牽伸斷頭的次數(shù)；按照實施例中的方法檢測所得尼龍纖維的強度和伸長率，列于表1中。對比例5將100重量份相對粘度3.40的尼龍6切片，0.03重量份碘化銅和0.3重量份2-巰基苯并咪唑，一同擠出螺桿，螺桿的設定溫度為：265℃、280℃、270℃、290℃、290℃，利用平均孔徑20μm的金屬無紡布過濾，之后使用孔徑0.65mm、孔數(shù)14的組件進行紡絲，側(cè)吹風高度為2.1米，在側(cè)吹風溫度17℃、濕度90％的環(huán)境下冷卻，冷卻后在牽引速度為550m/min.、溫度195℃的情況下牽伸4.45倍，在卷繞速度為2190m/min下卷取，得到單絲纖度30d的聚酰胺纖維。記錄紡絲過程中牽伸斷頭的次數(shù)；按照實施例中的方法檢測所得尼龍纖維的強度和伸長率，列于表1中。對比例6將100重量份相對粘度3.40的尼龍6切片，0.03重量份碘化銅和0.3重量份2-巰基苯并咪唑，一同擠出螺桿，螺桿的設定溫度為：265℃、280℃、270℃、275℃、275℃，利用平均孔徑20μm的金屬無紡布過濾之后，使用孔徑0.65mm、孔數(shù)14的組件進行紡絲，側(cè)吹風高度為2.1米，在側(cè)吹風溫度17℃、濕度90％的環(huán)境下冷卻，冷卻后在牽引速度為675m/min.、溫度195℃的情況下牽伸4.3倍，在卷繞速度為2540m/min下卷取，得到單絲纖度30d的聚酰胺纖維。記錄紡絲過程中牽伸斷頭的次數(shù)；按照實施例中的方法檢測所得尼龍纖維的強度和伸長率，列于表1中。對比例7將100重量份相對粘度3.40的尼龍6切片，與0.03重量份碘化銅，一同擠出螺桿，螺桿的設定溫度為：265℃、280℃、270℃、275℃、275℃，利用平均孔徑20μm的金屬無紡布過濾，之后使用孔徑0.65mm、孔數(shù)14的組件進行紡絲，側(cè)吹風高度為2.1米，在側(cè)吹風溫度17℃、濕度90％的環(huán)境下冷卻，冷卻后在牽引速度為550m/min.、溫度195℃的情況下牽伸4.45倍，在卷繞速度為2175m/min下卷取，得到單絲纖度30d的聚酰胺纖維。記錄紡絲過程中牽伸斷頭的次數(shù)；按照實施例中的方法檢測所得尼龍纖維的強度和伸長率，列于表1中。對比例8將相對粘度3.40的尼龍6切片擠出螺桿，螺桿的設定溫度為：265℃、280℃、270℃、270℃、270℃，利用平均孔徑20μm的金屬無紡布過濾之后，使用孔徑0.5mm、孔數(shù)21的組件進行紡絲，在側(cè)吹風高度為2.1米，在側(cè)吹風溫度17℃、濕度90％的環(huán)境下冷卻，冷卻后在牽引速度為500m/min.、溫度195℃的情況下3段牽伸4.5倍，在卷繞速度為2014m/min下卷取，得到單絲纖度20d的聚酰胺纖維。記錄紡絲過程中牽伸斷頭的次數(shù)；按照實施例中的方法檢測所得尼龍纖維的強度和伸長率，列于表1中。實施例1～6及對比例1～8制備的尼龍纖維性能對比性能品種單絲纖度/d強度g/d伸長率％可紡性對比例1420D/14f307.221×對比例2420D/14f307.421.9×對比例3420D/14f307.222.5△～×對比例4420D/14f307.2521.1×對比例5420D/14f307.222.5×對比例6420D/14f307.4522.7×對比例7420D/14f307.221.5×對比例8420D/21f207.221△～×實施例1420D/14f307.724.5○～△實施例2420D/14f307.825.5○實施例3420D/14f307.725○～△實施例4420D/14f307.825.2○實施例5420D/21f207.925.7○～△實施例6420D/12f358.025.2○～△其中可紡性的表示為：12小時紡絲情況下斷頭次數(shù)1次以下的為○、2～3次的為○～△、4～6次的為△、6次以上為×?！稹饕陨系目杉徯运懔己?，允許范圍。根據(jù)表1中的內(nèi)容可以看出，使用本發(fā)明本發(fā)明提供的尼龍組合物進行紡絲制備尼龍纖維，在紡絲溫度較高、牽伸速度較快的情況下斷頭次數(shù)很少，說明本發(fā)明提供的組合物具有良好的可紡性，且得到的單絲纖度為20～40d的尼龍纖維強度和伸長率都較高，明顯優(yōu)于對比例。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。當前第1頁1 2 3