聚烯烴共混改性彈性絲切片及彈性絲制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紡織新材料技術(shù)，具體涉及一種聚烯烴共混改性彈性絲切片及聚烯烴共混彈性絲的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一提起彈性纖維，人員就會想起氨綸長絲。它的生產(chǎn)方法主要有干法、熔融法、濕法、化學(xué)反應(yīng)法等四種。這四種方法中，濕法和化學(xué)反應(yīng)法由于存在工藝復(fù)雜、紡絲速度低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、環(huán)境污染嚴(yán)重、生產(chǎn)成本較高、總投資較大等缺陷而難以工業(yè)化生產(chǎn)。干法生產(chǎn)氨綸技術(shù)采用單體聚合后紡絲，雖然工藝路線較長，生產(chǎn)設(shè)備復(fù)雜，項(xiàng)目投資較大，而且在生產(chǎn)過程中需使用的溶劑對人體和環(huán)境污染較大，但由于所上項(xiàng)目都是1萬?5萬/年，年產(chǎn)能規(guī)模較大，所生產(chǎn)的干法氨綸原料成本相對較低，因此近幾年干法產(chǎn)能發(fā)展較快，目前已達(dá)五十萬噸/年。
[0003]而在本世紀(jì)初新開發(fā)的熔融法氨綸生產(chǎn)技術(shù)雖然工藝路線短，生產(chǎn)設(shè)備相對簡單緊湊，使用廠房面積小，操作人員少，項(xiàng)目投資省(約為干法的十分之一)，生產(chǎn)成本低，而且生產(chǎn)過程中不需使用溶劑，無環(huán)境污染問題，所生產(chǎn)的產(chǎn)品無溶劑殘留，有利于人體皮膚健康，屬于綠色環(huán)保產(chǎn)品，其產(chǎn)品質(zhì)量完全可以與干法氨綸媲美。其產(chǎn)能現(xiàn)已超過年產(chǎn)五萬噸的規(guī)模。由于熔紡氨綸生產(chǎn)所用原料為聚氨酯(即TPU)切片和交聯(lián)劑，目前只有德國巴斯夫公司和美國路博潤公司生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量較為穩(wěn)定，但原料價格較高，每噸單價達(dá)4?4.5萬元。這就迫使熔紡氨綸生產(chǎn)廠家目前只能生產(chǎn)使用原料較少、產(chǎn)品單價較高的細(xì)旦絲(15-20旦)產(chǎn)品，無法生產(chǎn)耗用原料多的、單價略低的30旦、40旦、70旦、140旦等規(guī)格產(chǎn)品。加之在熔紡氨綸生產(chǎn)過程中需要加入交聯(lián)劑來增加產(chǎn)品的彈性回復(fù)率和強(qiáng)度，造成生產(chǎn)過程中紡絲箱內(nèi)的熔體管道內(nèi)產(chǎn)生結(jié)皮現(xiàn)象而堵塞熔體管道，需要定期停機(jī)清理，大大制約了熔紡氨綸綠色環(huán)保產(chǎn)品和綠色環(huán)保生產(chǎn)方法的生存與發(fā)展。
[0004]因此，如何降低熔紡氨綸生產(chǎn)原料的生產(chǎn)成本，尋找和制造原料來源容易、價格便宜的替代品，并且不使用交聯(lián)劑，破解熔體管道結(jié)皮難題，提高熔融紡絲的效率，就成為熔融法氨綸能夠繼續(xù)生存與發(fā)展的關(guān)鍵難點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述關(guān)鍵難點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種可替代原料為聚氨酯切片(TPU)的熔紡氨綸絲的原料一聚烯烴共混改性彈性絲切片，并且原料來源容易，價格較為便宜，而且生產(chǎn)過程綠色環(huán)保；本發(fā)明還提供聚烯烴共混改性彈性絲的制備方法，在生產(chǎn)過程中不需使用交聯(lián)劑，破解了熔融紡絲生產(chǎn)過程中熔體管道容易結(jié)皮的現(xiàn)象，提高了熔融紡絲的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
[0006]本發(fā)明人通過分析、對比聚氨酯(TPU)的性能，分別對美國?？松梨诠?、美國陶氏公司的丙烯基Ρ0Ε和乙烯基Ρ0Ε、及美國杜邦公司的Ρ0Ε 8400、Ρ0Ε 7256、Ρ0Ε 8150進(jìn)行試紡試驗(yàn)，選擇了美國?？松梨诠镜谋┗?Ε 6102、Ρ0Ε 6202、Ρ0Ε 3000、Ρ0Ε3980、POE 1120，美國陶氏公司的丙烯基POE 3401、POE 4200、POE 4301以及美國埃克森美孚公司的乙烯基P0E 0230、P0E 3040、P0E 0201、P0E 8230，美國陶氏公司的乙烯基P0E8150、P0E 8180、P0E 8200、P0E 8400等不同性能的聚烯烴原料，作下一步試驗(yàn)的主要原料。分別對上述不同原料進(jìn)行熔融紡絲試驗(yàn)，并對所紡產(chǎn)品進(jìn)行測試分析，結(jié)果沒有任何一種原料能夠達(dá)到或接近熔紡聚氨酯原料(TPU)的性能指標(biāo)，因此單獨(dú)想用一種原料來替代熔紡聚氨酯(TPU)而達(dá)到其性能是不可能的。因此我們根據(jù)熔紡聚氨酯(TPU)所紡產(chǎn)品熔紡氨綸絲的斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長度、300%彈性回復(fù)率等主要指標(biāo)為依據(jù)，將不同性能的聚烯烴料優(yōu)點(diǎn)和不足進(jìn)行對比后，進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)，采用三種和三種以上性能各異的聚烯烴(P0E)，分別按不同配方和比例共混改性造粒，將彈性好強(qiáng)度差的料、強(qiáng)度好彈性差的料及流動性好的料、流動性差的料分別按不同的比例共混造粒，對紡絲結(jié)晶溫度較低的料通過加入助劑提高改善其絲條結(jié)晶度，通過上述一年多的上百次不同配方和不同配比的原料造粒和紡絲試驗(yàn)，終于摸索出了達(dá)到或接近熔紡聚氨酯(TPU)原料性能的聚烯烴(P0E)共混改性原料配方，得到熔紡氨綸原料-聚氨酯(TPU)彈性絲切片的替代品，并且不需要添加交聯(lián)劑而直接紡絲，生產(chǎn)出產(chǎn)品性能達(dá)到或接近熔紡氨綸絲性能指標(biāo)的聚烯烴共混改性彈性絲。
[0007]具體地，本發(fā)明所提供的聚烯烴共混改性彈性絲切片，按質(zhì)量計其組分包括:Ρ0Ε6102:40 ?50 份，Ρ0Ε 6202:50 ?60 份，Ρ0Ε 0230:20 ?30 份，Ρ0Ε 助劑:8 ?10 份。
[0008]所述Ρ0Ε助劑包括透明粉和鈦白粉。
[0009]本發(fā)明另提供的聚烯烴共混改性彈性絲切片，按質(zhì)量計其組分包括:Ρ0Ε 6102:20 ?30 份，Ρ0Ε 6202:55 ?65 份，POE:3980:15 ?25 份，Ρ0Ε 0230:25 ?35 份，Ρ0Ε 助劑:8?10份。
[0010]所述Ρ0Ε助劑包括透明粉和鈦白粉。
[0011]本發(fā)明所提供的聚烯烴共混改性彈性絲的制備方法，包括以下步驟:
[0012]A.將上述的聚烯烴共混改性彈性絲切片所需的各POE配方料及POE助劑按各自的配比稱量后加入混料罐中攪拌均勻，取出加入雙螺旋擠出機(jī)料斗；
[0013]B.雙螺旋擠出機(jī)對加入的材料進(jìn)行熔融、混煉、捏合后擠出成絲條；
[0014]C.絲條進(jìn)入水槽中進(jìn)行冷卻牽伸；
[0015]D.切粒機(jī)對絲條進(jìn)行切粒得到聚烯烴共混改性彈性絲切片；
[0016]E.將聚烯烴共混改性彈性絲切片加入除濕干燥機(jī)進(jìn)行除濕干燥；
[0017]F.除濕干燥后的聚烯烴共混改性彈性絲切片送入螺桿擠出機(jī)進(jìn)行加熱、熔融、混煉，得到紡絲熔體；
[0018]G.紡絲熔體經(jīng)熔體管道進(jìn)入混合栗后送至不同紡絲位的計量栗，計量栗分出若干流量相同的恪體細(xì)流進(jìn)入相對應(yīng)的紡絲組件；
[0019]H.熔體細(xì)流經(jīng)側(cè)吹風(fēng)冷卻后成為單根絲條，經(jīng)過油輪上油后再經(jīng)過不同導(dǎo)絲輥和絲條往復(fù)裝置卷繞成聚烯烴共混改性彈性絲餅，經(jīng)過定型后得到聚烯烴共混改性彈性絲。
[0020]其中聚烯烴共混改性彈性絲切片制備用的雙螺桿擠出機(jī)分為七區(qū)，每區(qū)溫度分別為:一區(qū):常溫，二區(qū):65°C，三區(qū):80°C，四區(qū):110°C，五區(qū):145°C，六區(qū):150°C，七區(qū):120。。。
[0021]聚烯烴共混改性彈性絲制備用的螺桿擠出機(jī)分五段，其中第一段為進(jìn)料段，溫度為常溫，第二段為加熱段，溫度為125°C，第三段為熔融加壓段，溫度為205°C，第四段為熔體加壓段，溫度為260°C，第五段為熔體混合段，溫度為265°C。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的聚烯烴共混改性彈性絲切片制備選擇了原料來源容易、價格較為便宜的熱塑性彈性體聚烯烴作為替代熔紡氨綸絲的原料聚氨酯切片(THJ)和交聯(lián)劑的基本原料，使得每噸彈性絲的原料成本與TPU相比，下降1.5萬元以上，大大提高了熔融法生產(chǎn)彈性絲企業(yè)的成本競爭優(yōu)勢，積極拓展了綠色環(huán)保彈性絲產(chǎn)品的熔融紡絲法的生存和發(fā)展空間；而且所生產(chǎn)的產(chǎn)品性能指標(biāo)都能夠達(dá)到相關(guān)性能指標(biāo)要求。本發(fā)明生產(chǎn)的聚烯烴共混改性彈性絲的原料在生產(chǎn)彈性絲的過程中不需像生產(chǎn)熔紡氨綸絲那樣需要加入交聯(lián)劑以提高彈性絲的彈性回復(fù)率和強(qiáng)度，因此在聚烯烴共混改性彈性絲生產(chǎn)過程中，因不需使用交聯(lián)劑而不會產(chǎn)生因熔體紡絲管道結(jié)皮而堵塞需要定期停機(jī)清理的難題，提高了熔融紡絲的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性；同時為拓展熔紡彈性絲新品種的開發(fā)提供借鑒。
【附圖說明】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】進(jìn)行進(jìn)一步的說明:
[0024]圖1為本發(fā)明制備方法的彈性絲切片制備流程方框圖；
[0025]圖2為本發(fā)明制備方法的彈性絲制備流程方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]:20 ?30 份，Ρ0Ε 6202:55 ?65 份，POE:3980:15 ?25 份，Ρ0Ε 0230: