一种共聚酰胺工业丝及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种共聚酰胺工业丝及其制备方法。本发明专利技术的共聚酰胺工业丝是由包括单体的原料聚合得到的，所述单体包括1,5‑戊二胺、第一二元酸和第二二元酸，所述第一二元酸为对苯二甲酸；共聚酰胺工业丝的制备方法包括如下步骤：1)将所述原料制成混合溶液；2)对所述混合溶液进行聚合、切粒、固相增粘，得到增粘共聚酰胺树脂，将所述增粘共聚酰胺树脂加热熔融，得到增粘共聚酰胺熔体；3)对所述增粘共聚酰胺熔体进行纺丝，制得初生丝；4)对所述初生丝进行冷却、上油、拉伸、卷绕成型，得到所述共聚酰胺工业丝。本发明专利技术的共聚酰胺工业丝具有良好的耐高温性和热稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种共聚酰胺工业丝及其制备方法
本专利技术涉及一种共聚酰胺材料，具体涉及一种共聚酰胺工业丝及其制备方法。
技术介绍
工业丝具有强度高、伸长率低、尺寸稳定性好、耐腐蚀、耐疲劳、耐老化等特点，因此广泛应用于轮胎帘子线、帆布、传输带、安全气囊、降落伞、绳索、安全带、工业滤布、帐篷等领域。目前，工业丝主要以聚酯、聚酰胺6和聚酰胺66为主，然而这些材料的熔点普遍在220-260℃。公开号为CN105504240A的中国专利公开了一种耐热性聚酯工业丝及其制备方法，该耐热性高强聚酯工业丝由含不饱和双键聚酯固相增粘后纺丝并经紫外光照射得到；上述方法在聚酯中引入不饱和双键，并在聚酯纤维制备完成后有效、安全地控制其交联，交联后纤维的凝胶含量大大增加，从而提高了聚酯纤维的力学性能、耐热性能、耐化学性能及阻燃性能，工业丝的熔融温度达到275℃以上。然而，上述方法需要紫外光照射使其交联，生产工艺相对复杂，增加了生产成本，降低了产量；此外，上述聚酯工业丝的耐磨性和耐化学性能较低，普遍低于聚酰胺工业丝。因此，特别期待一种耐高温性及热稳定性好、纤维强度高、耐磨性和耐化学性能好的工业丝。
技术实现思路
本专利技术提供一种共聚酰胺工业丝及其制备方法，利用该制备方法制备的共聚酰胺工业丝具有耐高温性和热稳定性好、强度高、伸长率和热收缩率低等优势。本专利技术提供一种共聚酰胺工业丝，所述共聚酰胺工业丝是由包括单体的原料聚合得到的，所述单体包括1,5-戊二胺、第一二元酸和第二二元酸，所述第一二元酸为对苯二甲酸。共聚酰胺是两种以上二元酸与一种以上二元胺的共聚物；本领域技术人员公知，共聚酰胺由于多种结构无序夹杂，破坏了分子链的序列结构规整性，阻碍了分子链间的氢键联结，因此物理性质与原来均聚的聚酰胺不同，常表现为结晶度降低，柔软性增加。本专利技术人经大量研究发现：相对于1,5-戊二胺和其它二元酸(第二二元酸)聚合而成的聚酰胺，1,5-戊二胺、对苯二甲酸(第一二元酸)和其它二元酸(第二二元酸)聚合而成的共聚酰胺的熔点显著提高；基于此提出了本专利技术。在本专利技术中，可以理解的是，第二二元酸与第一二元酸为不同的二元酸；其中，第二二元酸可以为脂肪族二羧酸。具体地，所述第二二元酸可以选自草酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸、十七碳二元酸、十八碳二元酸、马来酸和Δ9-1,18十八烯二元酸中的至少一种，优选为己二酸、癸二酸、十一碳二元酸和十二碳二元酸中的至少一种。在本专利技术中，可以理解的是，所述单体为包括1,5-戊二胺、第一二元酸和第二二元酸的混合单体。进一步地，1,5-戊二胺在所述单体中的质量含量为30-45％，优选为35-40％；第一二元酸在所述单体中的质量含量为12-40％，优选为25-40％；第二二元酸在所述单体中的质量含量为20-45％，优选为25-45％。本专利技术对1,5-戊二胺的制备方法不作严格限制；优选地，1,5-戊二胺可以由生物基原料通过发酵法或酶转化法制备而成，其采用非石油基来源(即生物基来源)的材料，不会产生较大污染，有利于环保。进一步地，所述单体还包括乙二胺、己二胺、环己二胺、苯二甲胺、6-氨基己酸、11-氨基十一烷酸、12-氨基十二烷酸、对氨基甲基苯甲酸、己内酰胺和ω-十二内酰胺中的至少一种(即其它单体)。在本专利技术中，所述原料还可以包括添加剂，所述添加剂选自消光剂、阻燃剂、抗氧化剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、结晶成核剂、荧光增白剂、抗静电剂和颜料中的至少一种；优选为包括抗氧化剂和/或热稳定剂。其中，所述添加剂在所述原料中的质量含量可以为0.001-10wt％。本专利技术对上述各添加剂不作严格限制，可以采用本领域常规使用的添加剂。例如，抗氧化剂可以为次亚磷酸钠、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂MB、抗氧剂TPP、抗氧剂TNP、抗氧剂164、抗氧剂DNP和抗氧剂264等中的至少一种；热稳定剂可以为醋酸铜、醋酸锰和碘化钾等中的至少一种；颜料可以为有机颜料和/或无机颜料中的至少一种，其中：有机颜料可以为酞菁红、酞菁蓝、酞菁绿、耐晒大红、大分子红、大分子黄、永固黄、永固紫和偶氮红中的至少一种；无机颜料可以为镉红、镉黄、钛白粉、炭黑、氧化铁红和氧化铁黄中的至少一种。本专利技术的共聚酰胺工业丝满足下述条件：所述共聚酰胺工业丝的熔点为265-300℃，优选为269-296℃，进一步优选为273-290℃，更进一步优选为278-285℃；所述共聚酰胺工业丝的干热收缩率为3.0-7.0％，优选为3.5-6.5％，进一步优选为4.0-6.0％；所述共聚酰胺工业丝的沸水收缩率为3.0-6.0％，优选为3.4-5.6％，进一步优选为3.8-5.2％。进一步地，本专利技术的共聚酰胺工业丝还满足下述条件：所述共聚酰胺工业丝的纤度为200-3500dtex，优选为800-3200dtex，进一步优选为1300-2500dtex；所述共聚酰胺工业丝的断裂强度为7.0-10.0cN/dtex，优选为7.5-9.5cN/dtex，进一步优选为8.0-9.0cN/dtex；所述共聚酰胺工业丝的断裂伸长率为6-24％，优选为8-20％，进一步优选为12-16％；本专利技术还提供上述共聚酰胺工业丝的制备方法，包括如下步骤：1)将所述原料制成混合溶液；2)对所述混合溶液进行聚合、切粒、固相增粘，得到增粘共聚酰胺树脂，将所述增粘共聚酰胺树脂加热熔融，得到增粘共聚酰胺熔体；3)对所述增粘共聚酰胺熔体进行纺丝，制得初生丝；4)对所述初生丝进行冷却、上油、拉伸、卷绕成型，得到所述共聚酰胺工业丝。在本专利技术中，步骤1)可以采用以下方式进行：1-1)将1,5-戊二胺、第一二元酸和第二二元酸按比例制成混合溶液；或者1-2)将1,5-戊二胺和第一二元酸制成第一溶液，将1,5-戊二胺和第二二元酸制成第二溶液，随后将第一溶液与第二溶液按比例混合成混合溶液。其中，混合溶液中1,5-戊二胺、第一二元酸与第二二元酸之间的质量配比为(30-45)：(12-40)：(20-45)；混合溶液的pH为6.5-9.0；混合溶液的浓度(即混合溶液中各单体的总质量含量)为40-80％。具体地，步骤1-1)可以包括：在保护气氛下，将1,5-戊二胺、第一二元酸、第二二元酸和水按比例混合均匀，制得混合溶液；其中，保护气氛例如可以为氮气条件。在原料还包括添加剂时，添加剂既可以在步骤1)中进行添加，也可以在步骤2)中进行添加。在本专利技术中，步骤2)可以采用以下方式进行：对所述混合溶液进行聚合、干燥，得到共聚酰胺树脂；随后，对共聚酰胺树脂进行切片固相增粘，得到增粘共聚酰胺树脂；将增粘共聚酰胺树脂加热熔融，得到增粘共聚酰胺熔体。具体地，步骤2)中的聚合过程可以包括：对所述混合溶液进行加热，将反应体系内的压力升至0.35-6.0Mpa，排气，保压，再降压使反应体系内的压力降至表压0-0.2MPa，抽真空至真空度为-0.06～-0.01Mpa，得到共聚酰胺熔体。其中，所述保压结束时反应体系的温度可以为240-300℃；所述降压结束后反应体系的温度可以为260-320℃；所述抽真空后反应体系的温度可以为270-350℃。步骤2)中，所述干燥可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种共聚酰胺工业丝，其特征在于，所述共聚酰胺工业丝是由包括单体的原料聚合得到的，所述单体包括1,5‑戊二胺、第一二元酸和第二二元酸，所述第一二元酸为对苯二甲酸。

【技术特征摘要】
1.一种共聚酰胺工业丝，其特征在于，所述共聚酰胺工业丝是由包括单体的原料聚合得到的，所述单体包括1,5-戊二胺、第一二元酸和第二二元酸，所述第一二元酸为对苯二甲酸。2.根据权利要求1所述的共聚酰胺工业丝，其特征在于，所述第二二元酸选自草酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸、十七碳二元酸、十八碳二元酸、马来酸和Δ9-1,18十八烯二元酸中的至少一种。3.根据权利要求1所述的共聚酰胺工业丝，其特征在于，1,5-戊二胺在所述单体中的质量含量为30-45％，第一二元酸在所述单体中的质量含量为12-40％，第二二元酸在所述单体中的质量含量为20-45％。4.根据权利要求1至3中任一所述的共聚酰胺工业丝，其特征在于，所述单体还包括乙二胺、己二胺、环己二胺、苯二甲胺、6-氨基己酸、11-氨基十一烷酸、12-氨基十二烷酸、对氨基甲基苯甲酸、己内酰胺和ω-十二内酰胺中的至少一种。5.根据权利要求1至3中任一所述的共聚酰胺工业丝，其特征在于，所述原料还包括添加剂，所述添加剂选自消光剂、阻燃剂、抗氧化剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、结晶成核剂、荧光增白剂、抗静电剂和颜料中的至少一种。6.根据权利要求1至3中任一所述的共聚酰胺工业丝，其特征在于，所述共聚酰胺工业丝的熔点为265-300℃。7.根据权利要求1至3中任一所述的共聚酰胺工业丝，其特征在于，所述共...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙朝续，季薇芸，徐晓辰，秦兵兵，刘修才，
申请(专利权)人：凯赛乌苏生物材料有限公司，上海凯赛生物技术研发中心有限公司，凯赛生物产业有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65