一種海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲及其制備方法，包括抗蠕變聚酯高粘切片的制備和海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲的制備；將聚酯通過(guò)固相縮聚增粘，然后與含氟環(huán)氧化合物和碳化二亞胺類穩(wěn)定劑進(jìn)行共混反應(yīng)得到所述抗蠕變聚酯高粘切片；所得抗蠕變聚酯高粘切片經(jīng)計(jì)量、擠出、冷卻、上油、拉伸、熱定型和卷繞制得海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲。所得海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲具有一定的抗蠕變性能、抗水解性能及穩(wěn)定性，可長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用于高溫高濕環(huán)境中，在海洋用纜繩、漁網(wǎng)等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】一種海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲及其制備方法，特別是涉及一種用含氟環(huán)氧化合物作為封端劑進(jìn)行改性的海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚酯(PET)是目前人類使用最為廣泛的合成高聚物之一，具有高強(qiáng)度、高模量以及良好的耐熱性，是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的線性熱塑性聚合物，其在塑料包裝、薄膜及化纖等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。高強(qiáng)低伸型滌綸工業(yè)絲，又稱普通標(biāo)準(zhǔn)型滌綸工業(yè)絲，是滌綸工業(yè)絲中的一大種類。具有高強(qiáng)度、低伸長(zhǎng)、高模量、干熱收縮率較高等特點(diǎn)。其綜合性能好，用途廣泛，目前主要用作輪胎簾子線及輸送帶、帆布的經(jīng)線以及車用安全帶、傳送帶。
[0003]聚酯的分子鏈結(jié)構(gòu)是含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的線性大分子，分子鏈上的官能團(tuán)排列整齊，無(wú)支鏈，大分子鏈的柔性較差。與其他高分子材料相比，聚酯的分子鏈發(fā)生滑移較為困難，具有一定的尺寸穩(wěn)定性。但是，聚酯材料在玻璃化溫度以上長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)會(huì)發(fā)生蠕變。蠕變是在應(yīng)力影響下固體材料緩慢永久性的移動(dòng)或者變形的趨勢(shì)，它的發(fā)生是由于在低于材料屈服強(qiáng)度的應(yīng)力下長(zhǎng)時(shí)間作用的結(jié)果。當(dāng)材料長(zhǎng)時(shí)間處于加熱狀態(tài)或者在熔點(diǎn)附近的溫度時(shí)，蠕變會(huì)更加劇烈。蠕變變形發(fā)生的溫度范圍因材料不同而不同，與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。聚酯材料在使用的過(guò)程中如果發(fā)生較大的蠕變，就會(huì)導(dǎo)致其尺寸、形態(tài)的不穩(wěn)定，這將嚴(yán)重限制聚酯材料在很多領(lǐng)域特別是高強(qiáng)繩索領(lǐng)域中的應(yīng)用。
[0004]改善聚酯材料抗蠕變性能可以通過(guò)以下幾種方式:(I)在材料的玻璃化溫度以下使用；(2)采取各種改性方法，使大分子發(fā)生交聯(lián)；(3)提高大分子的相對(duì)分子質(zhì)量；(4)提高大分子鏈間作用力，包括向主鏈引入芳雜環(huán)、極性基團(tuán)或形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等。
[0005]相關(guān)專利如美國(guó)艾利丹尼森公司的專利CN200680017951.3公開(kāi)了一種以含有乙烯基取代的芳香烴和共軛二烯嵌段共聚物為主要成分的抗蠕變壓敏膠產(chǎn)品。相關(guān)專利如CN200910097866.8通過(guò)加入光敏劑對(duì)聚乙烯纖維預(yù)處理，再經(jīng)過(guò)紫外輻照來(lái)改善纖維的抗蠕變性能。CN201110434278.6采用光敏劑和熱引發(fā)劑對(duì)聚乙烯纖維共同引發(fā)交聯(lián)，從而增加纖維的抗蠕變性能。但是，目前很少有針對(duì)聚酯纖維關(guān)于抗蠕變的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲及其制備方法，特別是涉及一種用含氟環(huán)氧化合物作為封端劑進(jìn)行改性的海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲及其制備方法。本發(fā)明所述的海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲采用抗蠕變聚酯紡絲，所述抗蠕變聚酯通過(guò)使用含氟環(huán)氧化合物對(duì)聚酯進(jìn)行封端改性，可以在一定程度上改善聚酯的抗蠕變性能，同時(shí)可以提高聚酯的抗水解性能及穩(wěn)定性。本發(fā)明的一種海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲，可長(zhǎng)時(shí)間使用于高溫高濕環(huán)境中，在塑料包裝、防水面料、繩索、纜繩以及海洋用纖維等領(lǐng)域有巨大的前景。[0007]本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:
[0008]一種海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲，是指表面包覆拒水涂層的抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲；所述拒水涂層是海洋用聚酯纖維油劑；所述海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲是由抗蠕變聚酯高粘切片經(jīng)計(jì)量、擠出、冷卻、上油、拉伸、熱定型和卷繞制得；所述抗蠕變聚酯是指聚酯的部分大分子鏈用含氟環(huán)氧化合物封端并添加碳化二亞胺類穩(wěn)定劑的聚酯，所述封端是指對(duì)大分子鏈的一端封端和/或兩端封端，其分子結(jié)構(gòu)式分別為:
[0009]一端封端，
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲，其特征是:所述海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲是指表面包覆拒水涂層的抗蠕變聚酯高強(qiáng)低伸工業(yè)絲；所述拒水涂層是海洋用聚酯纖維油劑；所述海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲是由抗蠕變聚酯高粘切片經(jīng)計(jì)量、擠出、冷卻、上油、拉伸、熱定型和卷繞制得；所述抗蠕變聚酯是指聚酯的部分大分子鏈用含氟環(huán)氧化合物封端并添加碳化二亞胺類穩(wěn)定劑的聚酯，所述封端是指對(duì)大分子鏈的一端封端和/或兩端封端，其分子結(jié)構(gòu)式分別為: 一端封端，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲，其特征在于，所述海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲的線密度偏差率≤ 1.5%，斷裂強(qiáng)度> 8.3cN/dtex,斷裂強(qiáng)度CV值≤2.5%，斷裂伸長(zhǎng)為10.0±1.5%，斷裂伸長(zhǎng)CV值≤7.0%，在177°C且0.05cN/dtex的測(cè)試條件下的干熱收縮率為10.0±0.5%。
3.如權(quán)利要求1所述的一種海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲的制備方法，其特征是由抗蠕變聚酯高粘切片經(jīng)計(jì)量、擠出、冷卻、上油、拉伸、熱定型和卷繞步驟，制得海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲； 所述擠出的溫度為290~320°C ； 所述冷卻的風(fēng)溫為20~30°C ; 所述上油的上油率為0.4~0.8wt% ； 所述卷繞的速度為2600~3200m/min ； 所述上油的油劑為海洋用聚酯纖維油劑；所述海洋用聚酯纖維油劑的組分按重量份計(jì)， 基料:60~75份； 交聯(lián)劑:2~4份； 催化劑:1~2份；抗紫外劑:3~5份； 耐磨劑:5~10份； 抗氧劑:5~8份； 調(diào)節(jié)劑:3~10份； 所述的基料為羥基氟化硅油和氨基硅油的混合物，重量比為2~4:1~3 ;所述羥基氟化硅油為羥基封端三氟丙基； 所述的交聯(lián)劑為N，N，N' ，N'-四甲基環(huán)氧乙基-1，3苯二胺或N，N，N' ，N'-四甲基環(huán)氧乙基-1，3環(huán)己烷二胺； 所述的催化劑為鈦酸正丁酯或二月桂酸二丁基錫； 所述的抗紫外劑為2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2- (2 ’ -羥基-3 ’，5 ’ - 二叔苯基)-5-氯化苯并三唑或單苯甲酸間苯二酚酯； 所述的耐磨劑為硬脂酸鈣；所述的抗氧劑為1，1，3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁苯基)丁燒或N, N’ -雙[β - (3, 5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]餅； 所述的調(diào)節(jié)劑為聚二甲基硅氧烷；將所述海洋用聚酯纖維油劑的各組分在常溫下高速攪拌混合均勻，使用時(shí)將所述油劑配成10wt%~15wt% ； 所述抗蠕變聚酯高粘切片的制備方法是指將聚酯通過(guò)固相縮聚增粘，然后與含氟環(huán)氧化合物和碳化二亞胺類穩(wěn)定劑進(jìn)行共混反應(yīng)得到所述抗蠕變聚酯高粘切片；共混反應(yīng)條件:溫度為270~290°C，時(shí) 間為3~5min ;所述含氟環(huán)氧化合物加入量是所述聚酯的0.5~5wt% ;所述碳化二亞胺類穩(wěn)定劑加入量是所述聚酯的0.1~lwt% ;所述固相縮聚的方法是將所述聚酯切片，在真空條件下加熱到玻璃化溫度以上，熔點(diǎn)以下，使切片的特性粘度提高，同時(shí)可以完成切片干燥；所述聚酯切片為PET切片時(shí)，通過(guò)固相縮聚增粘，使PET切片的特性粘度提高到0.9~1.2dL/g ;所述聚酯切片為PTT切片時(shí)，通過(guò)固相縮聚增粘，使PTT切片的特性粘度提高到0.9~1.3dL/g ;所述聚酯切片為PBT切片時(shí)，通過(guò)固相縮聚增粘，使PBT切片的特性粘度提高到0.9~1.3dL/g ;所述聚酯切片為混合聚酯切片時(shí)，通過(guò)固相縮聚增粘，使混合聚酯切片的特性粘度提高到0.9~1.3dL/g ； 所述含氟環(huán)氧化合物是指含氟的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂，其分子結(jié)構(gòu)式為:
4.據(jù)權(quán)利要求3所述的一種海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲的制備方法，其特征在于，所述的冷卻為側(cè)吹風(fēng)或環(huán)吹風(fēng)冷卻，溫度為20°C~30°C，相對(duì)濕度為65%±5%，風(fēng)速為 0.4 ~0.8m/s。
5.據(jù)權(quán)利要求3所述的一種海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲的制備方法，其特征在于，所述聚酯是指PET、PTT和PBT中的一種或幾種的混合物或幾種的共聚物。
6.據(jù)權(quán)利要求3或5所述的一種海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲的制備方法，其特征在于，所述聚酯中PET的特性粘度為0.6~0.7dL/g ；PTT的特性粘度為0.7~0.9dL/g ;PBT的特性粘度為0.7~0.9dL/g。
7.據(jù)權(quán)利要求3所述的一種海洋用抗蠕變聚酯的高強(qiáng)低伸工業(yè)絲的制備方法，其特征在于，所述碳化二亞胺類穩(wěn)定劑是指二環(huán)己基碳二亞胺、N，N' - 二異丙基碳二亞胺和1-(3- 二甲氨基丙基)-3- 乙基碳二亞胺鹽酸鹽的一種或幾種。
【文檔編號(hào)】D01F1/10GK103556293SQ201310478959
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】趙慧榮, 楊大矛, 王鵬, 謝志輝, 鐘垂軍 申請(qǐng)人:江蘇恒力化纖股份有限公司