一种耐磨pet单丝及其制备方法
技术领域
1.本发明属于聚酯纤维技术领域，具体涉及一种耐磨pet单丝及其制备方法。
背景技术：
2.已知聚酯单丝与尼龙66等聚酰胺单丝相比稍差，但聚酰胺纤维易于产生光劣化、黄变，不适合于室外过于严苛使用的用途。因此，正在进行各种改善聚酯纤维的耐磨耗性的研究。聚对苯二甲酸乙二醇酯的单丝，通过各种创新改性达到聚酰胺的耐磨性。
3.公布的专利cn109735933a用于安全带的涤纶工业丝的制备方法，将改性聚酯熔体进行固相缩聚增粘、熔融、计量、挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得用于安全带的涤纶工业丝。
4.de102004041755a1公开了纤维，所述纤维包含脂族-芳族聚酯和平均直径小于等于100nm的无机氧化物的球状微粒。该文献中公开了可以通过添加聚碳酸酯提高其中描述的纤维的耐磨性。
5.cn108239375a发明公开了一种耐磨纤维的母粒及使用其所制成的耐磨纤维。所述母粒包括约90至99.5重量份的聚酯、约0.4至9.9重量份的固态耐磨改质剂以及约0.1至1.5重量份的偶联剂。所述固态耐磨改质包括聚二甲基硅氧烷或其衍生物。
6.专利cn106232883a公开了聚酯单丝其成份组成，包含：a)60至85重量％的聚酯原料，所述聚酯原料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、用二羧酸改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯、用二羧酸改性的聚萘二甲酸乙二醇酯或其组合，b)14.4至30重量％的热塑性弹性体嵌段共聚物，c)0.05至10重量％的聚碳酸酯，和d)0.1至10重量％的碳化二亚胺稳定剂。
7.cn103276471a公开了一种造纸用耐磨单丝的制备方法，它采用高粘度pet为基础料，用lcpa950增加单丝的强度，同时添加pbt增加单线的柔韧度，从而达到提高造纸网用耐磨单丝的制备方法的强度及耐磨性的目的。
8.cn102251315a公开了一种以碳酸盐经钛酸酯处理后添加到高粘聚酯切片当中并经双酚a环氧树脂改性制成改性母料后加入pet树脂中纺丝制得耐磨单丝。
9.cn111234469a发明公开了一种耐磨pet复合材料及其制备方法，所述的耐磨pet复合材料由pet、耐磨材料、抗氧剂和润滑剂组成，将纳米氮化硅、聚四氟乙烯、偶联剂a-151和云母粉混合制备成所述的耐磨材料，加入pet复合材料中降低pet复合材料的摩擦系数从而改善pet复合材料的耐磨性能。
10.cn110205707a发明提供一种单丝含有所述单丝的耐磨布料，属于特种纺织布料领域，所述单丝的组分包括：a)选自聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸丙二醇酯、二羧酸改性的聚对苯二甲酸丙二醇酯、二羧酸改性的聚萘二甲酸丙二醇酯或者其组合的聚酯原料；b)热塑性弹性体嵌段共聚物；c)经有机硅改性的聚丙烯酸酯；和d)选自dic、edc的碳化二亚胺稳定剂。
技术实现要素：
11.以上所有公开的专利中及目前公开提升耐磨技术方案中都没有公开通过成核剂与二烯丙酯酸酐-乙酰基醋酸酯协同作用提升pet耐磨的配方，也没公开涂复交联固化的聚氨酯形成高强弹性层的提升普通pet单丝耐磨性改性技术方法。
12.本发明的第一方面在于公开一种耐磨pet单丝，制备的原料包括以下重量份的各组分：
13.80-90份的pet树脂，0.3-5份的扩链剂，和10-20份的耐磨母料。
14.在本发明的一些实施方式中，所述耐磨母料的制备的原料包括pet树脂，二烯丙酯酸酐-乙酰基醋酸酯共聚物和碳链长c28-c32为主要成分的长链线性饱和羧酸钠盐。
15.在本发明的一些实施方式中，所述耐磨母料的制备的原料包括以下重量份的各组分：
16.75-90份的pet树脂，5-10份的二烯丙酯酸酐-乙酰基醋酸酯共聚物和10-15份的碳链长c28-c32为主要成分的长链线性饱和羧酸钠盐。
17.在本发明的一些实施方式中，所述耐磨pet单丝经聚氨酯复合溶液表面涂复，并在高温下交联固化形成高强高弹单丝表面。
18.在本发明的一些实施方式中，所述聚氨酯复合溶液的制备原料包括：
19.水，
20.聚氨酯，
21.三聚体封闭hdi异氰酸交联剂或二甲硫基甲苯二胺或2,4-二胺基-3,5-二甲硫基甲苯中的至少一种，
22.和聚碳化二亚胺。
23.在本发明的一些实施方式中，所述聚氨酯复合溶液的制备原料包括以下重量份的各组分：
24.70-80份的水，20-30份的聚氨酯，0.2-5份的三聚体封闭hdi异氰酸交联剂或二甲硫基甲苯二胺或2,4-二胺基-3,5-二甲硫基甲苯中的至少一种和0.5-1.7份的聚碳化二亚胺。
25.在本发明的一些实施方式中，所述pet树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物。
26.在本发明的一些实施方式中，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物的在25℃的二氯乙酸中的溶液粘度iv值大于0.80dl/g，优选为0.80-1.1dl/g。
27.在本发明的一些实施方式中，所述扩链剂为eco-1120。
28.在本发明的一些实施方式中，所述二烯丙酯酸酐-乙酰基醋酸酯共聚物为px520。
29.在本发明的一些实施方式中，所述碳链长c28-c32为主要成分的长链线性饱和羧酸钠盐为licomont nav101。
30.在本发明的一些实施方式中，所述聚氨酯为mr-817a。
31.本发明的第二方面在于公开第一方面所述的耐磨pet单丝的制备方法，包括以下步骤：
32.s01，将pet树脂、扩链剂和耐磨母料混合，制备单丝；
33.s02，将s01步骤得到的单丝移动经过盛有聚氨酯复合溶液的液槽，表面涂复聚氨酯复合溶液，并在150-240℃下交联固化0.5-5s(秒)形成高强高弹单丝表面，得到所述耐磨
pet单丝。
34.在本发明的一些实施方式中，s02中，所述的移动速度为0.5-4m/s(米/秒)。
35.在本发明的一些实施方式中，所述耐磨pet单丝的制备方法中，步骤(2)的所述单丝移动经过盛有聚氨酯复合溶液的液槽的速度的确定，通过以下方法进行：
36.s11，取同样直径的未经过的液槽的单丝，以不同速度v经过盛有聚氨酯复合溶液的液槽，交联固化后得到耐磨单丝；
37.s12，在固定的温度t和湿度h下测定未经过的液槽的单丝和处理后得到的耐磨单丝的直径d，获取前后的直径改变值δd，建立经过盛有聚氨酯复合溶液的液槽的速度与直径改变值δd之间的回归曲线；
38.δd＝f(t，h，v)；
39.s13，测定未经过的液槽的单丝和处理后得到的耐磨单丝的耐磨性能，获取前后的耐磨性能改变值δar，建立直径改变值δd与耐磨性能改变值δar之间的回归曲线；
40.δar＝f(t，h，δd)；
41.s14，换算，得到经过盛有聚氨酯复合溶液的液槽的速度与耐磨性能改变值δar之间的回归曲线；回归曲线如下：
[0042][0043]
其中，k1、k2、k3和k4为权重系数，a为常数，t为实时温度，ts为标准温度，取值25℃，h为实时湿度，hs为标准湿度，取值50％，d为单丝直径，ds为标准单丝直径，取值0.8mm，v为经过盛有聚氨酯复合溶液的液槽的速度，vs为经过盛有聚氨酯复合溶液的液槽的标准速度，取值1.5m/s；
[0044]
其中，k1、k2、k3和k4分别取值0.11-0.12、0.11-0.12、0.1，15-25，a为取值2.5-3.5，t取值20-35℃，h取值30-70％，d取值0.2-1.5mm，v取值0.3-4m/s；
[0045]
s15，根据耐磨性能的需要，确定适宜的经过盛有聚氨酯复合溶液的液槽的速度。
[0046]
本发明的有益效果：
[0047]
本发明的耐磨pet单丝，通过加入特定组分和比例的耐磨母料使聚合物混合物强度增强，大大增加由其制备的单丝的形状稳定性，而通过加入扩链剂可以再次提高粘度，极大提升了耐磨性。
[0048]
本发明使用聚对苯二甲酸乙二醇酯原料、扩链剂及耐磨母料作为组分，所述原料经扩链剂及耐磨母料的协同作用在纺丝、拉伸和任选松弛之后提供具有上述性能要求的单丝。
[0049]
本发明使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯原料、扩链剂及耐磨母料的组分组合除了赋予丝线出色的耐磨性之外，还赋予丝线良好的纺织技术性能和高的形状稳定性。尤其是，耐磨性特别好是本领域技术人员无法预料的。
[0050]
本发明的耐磨pet单丝的制备方法，将pet单丝涂复交联固化的聚氨酯，形成高强弹性层，提升pet单丝耐磨性。
[0051]
本发明的的耐磨pet单丝的制备方法，所述单丝移动经过盛有聚氨酯复合溶液的液槽的速度的确定方法，通过经过盛有聚氨酯复合溶液的液槽的速度很好的预测了耐磨性能的改变，可以用来指导实践中的不同耐磨性能要求下的速度的确定。
具体实施方式
[0052]
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0053]
若非特别指出，实施例和对比例为组分、组分含量、制备步骤、制备参数相同的平行试验。所述原料均为市售商品，其中，所述pet树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物，牌号为恒力t101，25℃的二氯乙酸中的溶液粘度iv值为1.1dl/g；所述扩链剂为eco-1120；所述二烯丙酯酸酐-乙酰基醋酸酯共聚物牌号为px520；所述碳链长c28-c32为主要成分的长链线性饱和羧酸钠盐牌号为licomont nav101；所述聚氨酯牌号为mr-817a。所述耐磨母料的制备方法为将各原料混合，螺杆挤出，切粒。将pet树脂、扩链剂和耐磨母料混合后烘干，熔融状态下出料，冷却，拉伸，定型，得到pet单丝。
[0054]
实施例1
[0055]
一种耐磨pet单丝，制备的原料包括以下重量份的各组分：
[0056]
90份的pet树脂，0.3份的扩链剂，和10份的耐磨母料；
[0057]
所述耐磨母料的制备的原料包括以下重量份的各组分：
[0058]
75份的pet树脂，10份的二烯丙酯酸酐-乙酰基醋酸酯共聚物和15份的碳链长c28-c32为主要成分的长链线性饱和羧酸钠盐。
[0059]
所述耐磨pet单丝经聚氨酯复合溶液表面涂复，并在高温下交联固化形成高强高弹单丝表面。所述聚氨酯复合溶液的制备原料包括以下重量份的各组分：
[0060]
80份的水，20份的聚氨酯，0.2份的三聚体封闭hdi异氰酸交联剂和0.5份的聚碳化二亚胺。
[0061]
所述耐磨pet单丝的制备方法：
[0062]
(1)将pet树脂、扩链剂和耐磨母料混合后烘干，熔融状态下出料，冷却，拉伸，定型，得到pet单丝；单丝的直径为0.38mm；
[0063]
(2)将步骤(1)得到的pet单丝以1m/s的速率移动经过盛有聚氨酯复合溶液的液槽，并在230℃下交联固化1s形成高强高弹单丝表面，得到所述耐磨pet单丝。
[0064]
实施例2
[0065]
一种耐磨pet单丝，制备的原料包括以下重量份的各组分：
[0066]
80份的pet树脂，5份的扩链剂，和15份的耐磨母料；
[0067]
所述耐磨母料的制备的原料包括以下重量份的各组分：
[0068]
85份的pet树脂，5份的二烯丙酯酸酐-乙酰基醋酸酯共聚物和10份的碳链长c28-c32为主要成分的长链线性饱和羧酸钠盐。
[0069]
所述耐磨pet单丝经聚氨酯复合溶液表面涂复，并在高温下交联固化形成高强高弹单丝表面。所述聚氨酯复合溶液的制备原料包括以下重量份的各组分：
[0070]
70份的水，30份的聚氨酯，5份的三聚体封闭hdi异氰酸交联剂和1.7份的聚碳化二亚胺。
[0071]
所述耐磨pet单丝的制备方法：
[0072]
(1)将pet树脂、扩链剂和耐磨母料混合后烘干，熔融状态下出料，冷却，拉伸，定
型，得到pet单丝；单丝的直径为0.38mm；
[0073]
(2)将步骤(1)得到的pet单丝以1m/s的速率移动经过盛有聚氨酯复合溶液的液槽，并在230℃下交联固化1s形成高强高弹单丝表面，得到所述耐磨pet单丝。
[0074]
实施例3
[0075]
一种耐磨pet单丝，制备的原料包括以下重量份的各组分：
[0076]
83份的pet树脂，2份的扩链剂，和15份的耐磨母料；
[0077]
所述耐磨母料的制备的原料包括以下重量份的各组分：
[0078]
85份的pet树脂，5份的二烯丙酯酸酐-乙酰基醋酸酯共聚物和10份的碳链长c28-c32为主要成分的长链线性饱和羧酸钠盐。
[0079]
所述耐磨pet单丝经聚氨酯复合溶液表面涂复，并在高温下交联固化形成高强高弹单丝表面。所述聚氨酯复合溶液的制备原料包括以下重量份的各组分：
[0080]
70份的水，25份的聚氨酯，3份的三聚体封闭hdi异氰酸交联剂和1份的聚碳化二亚胺。
[0081]
所述耐磨pet单丝的制备方法：
[0082]
(1)将pet树脂、扩链剂和耐磨母料混合后烘干，熔融状态下出料，冷却，拉伸，定型，得到pet单丝；单丝的直径为0.38mm；
[0083]
(2)将步骤(1)得到的pet单丝以1m/s的速率移动经过盛有聚氨酯复合溶液的液槽，并在230℃下交联固化1s形成高强高弹单丝表面，得到所述耐磨pet单丝。
[0084]
实施例4
[0085]
一种耐磨pet单丝，制备的原料包括以下重量份的各组分：
[0086]
83份的pet树脂，2份的扩链剂，和15份的耐磨母料；
[0087]
所述耐磨母料的制备的原料包括以下重量份的各组分：
[0088]
85份的pet树脂，15份的二烯丙酯酸酐-乙酰基醋酸酯共聚物。
[0089]
所述耐磨pet单丝经聚氨酯复合溶液表面涂复，并在高温下交联固化形成高强高弹单丝表面。所述聚氨酯复合溶液的制备原料包括以下重量份的各组分：
[0090]
75份的水，25份的聚氨酯，1.5份的二甲硫基甲苯二胺、1.5份的2,4-二胺基-3,5-二甲硫基甲苯和1份的聚碳化二亚胺。
[0091]
所述耐磨pet单丝的制备方法：
[0092]
(1)将pet树脂、扩链剂和耐磨母料混合后烘干，熔融状态下出料，冷却，拉伸，定型，得到pet单丝；单丝的直径为0.38mm；
[0093]
(2)将步骤(1)得到的pet单丝以3m/s的速率移动经过盛有聚氨酯复合溶液的液槽，并在230℃下交联固化1s形成高强高弹单丝表面，得到所述耐磨pet单丝。
[0094]
实施例5
[0095]
一种耐磨pet单丝，制备的原料包括以下重量份的各组分：
[0096]
83份的pet树脂，2份的扩链剂，和15份的耐磨母料；
[0097]
所述耐磨母料的制备的原料包括以下重量份的各组分：
[0098]
85份的pet树脂，15份的碳链长c28-c32为主要成分的长链线性饱和羧酸钠盐。
[0099]
所述耐磨pet单丝经聚氨酯复合溶液表面涂复，并在高温下交联固化形成高强高弹单丝表面。所述聚氨酯复合溶液的制备原料包括以下重量份的各组分：
c32为主要成分的长链线性饱和羧酸钠盐。
[0122]
所述耐磨pet单丝经聚氨酯复合溶液表面涂复，并在高温下交联固化形成高强高弹单丝表面。所述聚氨酯复合溶液的制备原料包括以下重量份的各组分：
[0123]
75份的水，25份的聚氨酯，3份的三聚体封闭hdi异氰酸交联剂和1份的聚碳化二亚胺。
[0124]
所述耐磨pet单丝的制备方法：
[0125]
(1)将pet树脂和耐磨母料混合后烘干，熔融状态下出料，冷却，拉伸，定型，得到pet单丝；单丝的直径为0.38mm；
[0126]
(2)将步骤(1)得到的pet单丝以1m/s的速率移动经过盛有聚氨酯复合溶液的液槽，并在230℃下交联固化1s形成高强高弹单丝表面，得到所述耐磨pet单丝。
[0127]
对比例2
[0128]
一种耐磨pet单丝，制备的原料包括以下重量份的各组分：
[0129]
85份的pet树脂，2份的扩链剂，和15份的耐磨母料；
[0130]
所述耐磨母料的制备的原料包括以下重量份的各组分：
[0131]
90份的pet树脂，10份的二烯丙酯酸酐-乙酰基醋酸酯共聚物。
[0132]
所述耐磨pet单丝经聚氨酯复合溶液表面涂复，并在高温下交联固化形成高强高弹单丝表面。所述聚氨酯复合溶液的制备原料包括以下重量份的各组分：
[0133]
75份的水，25份的聚氨酯，1.5份的二甲硫基甲苯二胺、1.5份的三聚体封闭hdi异氰酸交联剂和1份的聚碳化二亚胺。
[0134]
所述耐磨pet单丝的制备方法：
[0135]
(1)将pet树脂、扩链剂和耐磨母料混合后烘干，熔融状态下出料，冷却，拉伸，定型，得到pet单丝；单丝的直径为0.38mm；
[0136]
(2)将步骤(1)得到的pet单丝以1m/s的速率移动经过盛有聚氨酯复合溶液的液槽，并在230℃下交联固化1s形成高强高弹单丝表面，得到所述耐磨pet单丝。
[0137]
对比例3
[0138]
一种耐磨pet单丝，制备的原料包括以下重量份的各组分：
[0139]
83份的pet树脂，2份的扩链剂，和15份的耐磨母料；
[0140]
所述耐磨母料的制备的原料包括以下重量份的各组分：
[0141]
85份的pet树脂和15份的碳链长c28-c32为主要成分的长链线性饱和羧酸钠盐。
[0142]
所述耐磨pet单丝经聚氨酯复合溶液表面涂复，并在高温下交联固化形成高强高弹单丝表面。所述聚氨酯复合溶液的制备原料包括以下重量份的各组分：
[0143]
75份的水，25份的聚氨酯，1.5份的三聚体封闭hdi异氰酸交联剂、1.5份的聚碳化二亚胺。
[0144]
所述耐磨pet单丝的制备方法：
[0145]
(1)将pet树脂、扩链剂和耐磨母料混合后烘干，熔融状态下出料，冷却，拉伸，定型，得到pet单丝；单丝的直径为0.38mm；
[0146]
(2)将步骤(1)得到的pet单丝以1m/s的速率移动经过盛有聚氨酯复合溶液的液槽，并在230℃下交联固化1s形成高强高弹单丝表面，得到所述耐磨pet单丝。
[0147]
实验例
[0148]
取本发明实施例1-5和对比例1-3的耐磨pet单丝，拉力测试依据gb/t14344，耐磨性能检测方法为：用所试制的单丝编织网管后，依据iso6722进行耐磨检测，记录破损的耐磨次数，。结果如表1。
[0149]
表1耐磨pet单丝性能
[0150] 耐磨次数(次)拉力，(n)实施例11052947实施例21103148实施例31138050实施例41029046实施例51227155对比例1703543对比例2593041对比例3893040
[0151]
结果显示，实施例1-5的耐磨性能显著优于对比例1-3，其中，实施例1-5中又以实施例5为最优，其次是实施例3。实施例1-5的耐磨性能显著优于对比例1-3。这表明了本发明使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯原料、扩链剂及耐磨母料的组分，及pet单丝涂复交联固化的聚氨酯工艺，对于得到的单丝的性能的显著影响。
[0152]
以上对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。