一种海洋牧场用降耗减阻丝的制造方法技术

本发明专利技术提供了海洋牧场用降耗减阻丝的制造方法，包括原料复合、熔融纺丝以及拉伸和热定型三个工序，以POK粒料、硬脂酸锌、硅酮粉、抗氧剂、白油为原料，先获得POK复合料，然后经双螺杆挤出机挤出、喷丝、牵伸、热定型以及分丝后，得到POK纤维。根据本发明专利技术方法制备得到的海洋牧场用降耗减阻丝的制造方法制得的POK纤维具有表面光滑、高强度、耐磨等优良性能。本发明专利技术的制造方法简单，制备过程低碳环保，能够显著降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种海洋牧场用降耗减阻丝的制造方法
本专利技术属于海水养殖网丝
，具体涉及海洋牧场用降耗减阻丝的制造方法。
技术介绍
海洋牧场是指在一个特定的海域里，为了有计划地培养和管理渔业资源而设置的人工渔场。我国水产养殖总产量自1989年以来一直稳居世界首位，但是在自然资源、环境、人口以及生物技术、海洋工程、物流运输等多重压力下，海洋牧场的发展面临着更为严峻而复杂的挑战，主要问题包括：海洋牧场新材料技术落后、单位面积牧场化养殖产量总体较低等。传统海洋牧场技术已不适应我国海洋经济发展和海洋生态环境的要求，而现代海洋牧场建设恰恰是新一轮产业升级的举措，是一个重要发展方向。现有海洋牧场领域用纤维材料一般为普通聚乙烯单丝材料，它以高密度聚乙烯为原料，以热水为牵伸介质，采用传统熔融纺丝工艺生产。该材料原材料消耗大、综合性能(包括力学性能、耐磨性和耐冲击性)一般，其加工后的海洋牧场设施的水阻力大，无法满足浪高流急等恶劣海况下海洋牧场降耗减阻需求，严重制约着我国海洋牧场产业的发展。随着现代海洋牧场的迅速发展，海洋牧场领域对纤维新材料的需求日益增大。高性能降耗减阻丝可助力海洋牧场产业的节能减排，这对海洋牧场产业发展至关重要。聚酮(POK)是一种环保型高分子材料，可用于汽车、电子、产业材料零配件，但在我国海洋牧场领域以POK等特种材料为原料采用特种纺丝工艺生产降耗减阻丝的研究未见有公开研究报道，相关工作为本领域的一个技术难题。此外，海洋牧场领域与纺织领域、捕捞渔具领域等纺丝应用领域分属于不同的
，其纤维加工方法不适用于海洋牧场领域用降耗减阻丝制造方法，也难以满足海洋牧场的应用需求。在我国海洋牧场领域，以POK等特种材料为原料开展降耗减阻丝新材料研究意义重大。
技术实现思路
本专利技术是为解决上述问题而进行的，提供一种海洋牧场用降耗减阻丝的制造方法，以减低海洋牧场产业的原材料消耗、提高海洋牧场用丝综合性能、减小海洋牧场设施的水阻力，满足浪高流急等恶劣海况下海洋牧场降耗减阻需求，推动我国海洋牧场产业的可持续健康发展。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下，包括如下步骤：A、原料复合将按配方称量后的POK粒料、硬脂酸锌、硅酮粉、抗氧剂、白油预混合后倒入高速捏合锅中在500～550r/min的转速下进行高速捏合28min-50min，当高速捏合锅中混合料温度升至60℃即可出料，获得POK复合料；其中，硬脂酸锌添加量为POK粒料重量的0.6％-1.6％，硅酮粉添加量为POK粒料重量的1.2‰-3.2‰，抗氧剂添加量为POK粒料重量的1.9‰-3.3‰，白油添加量为POK粒料重量的5‰-6‰。B、熔融纺丝POK复合料经双螺杆挤出机在料筒电加热区的第Ⅰ区、第Ⅱ区、第Ⅲ区、第Ⅳ区、第Ⅴ区、第Ⅵ区、第Ⅶ区、第Ⅷ区、第Ⅸ区、第Ⅹ区的温控范围分别为70℃-95℃、130℃-145℃、135℃-145℃、170℃-185℃、210℃-225℃、220℃-230℃、220℃-230℃、240℃-260℃、250℃-270℃、270℃-290℃下熔融挤出，挤出物经双螺杆出口加装的计量泵计量后从喷丝孔熔融挤出，双螺杆挤出机机头温度范围为258℃-283℃。本专利技术中，双螺杆挤出机的螺杆流道较普通双螺杆挤出机加长5cm-20cm。C、牵伸和热定型挤出的初生丝经冷却水箱10℃-26℃低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸，预牵伸丝经93℃-99℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊、120℃-130℃高温第二牵伸热风箱和第三牵伸热风箱进行三次热牵伸；牵伸总倍数控制在5-12倍后，经温度范围为118℃-140℃恒温箱热定型处理后收卷，得到降耗减阻丝束，该降耗减阻丝束经分丝机分丝为降耗减阻丝，分丝张力控制在降耗减阻丝断裂强力的3.3％-9.4％，获得所述海洋牧场用降耗减阻丝。优选的，步骤A中，POK粒料的熔融指数为6g/10min～40g/10min；硅酮粉的有机硅含量为65％-80％；抗氧剂为抗氧剂1010，挥发份≤0.5％且灰分≤0.1％。优选的，步骤B的熔融纺丝步骤中，喷丝板上喷丝孔的孔径为0.5mm，孔数为180孔。优选的，步骤C的牵伸和热定型步骤中，牵伸和热定型步骤中，第一牵伸水浴槽尺寸为3.3m长×0.9m宽×0.9m高、第二牵伸热风箱尺寸为5.0m长×0.9m宽×0.5m高、第三牵伸热风箱尺寸为3.0m长×0.9m宽×0.9m高；恒温箱尺寸为0.31m高×0.28m宽×2.0m长。优选的，步骤C的牵伸和热定型步骤中，热定型后，使用力矩电动机的收丝机收卷降耗减阻丝束。专利技术的作用与效果本专利技术创造了一种海洋牧场用降耗减阻丝的制造方法，在不同拉丝原料、不同拉丝工艺、不同生产成本等条件下进行大量开拓性创新试验论证，获得本专利技术技术方案，提高了海洋牧场用网丝的表面圆滑性、综合强度以及渔用适配性，具体如下：首先，原料配比方面，本专利技术在POK母料中添加特定比例的硬质酸锌和二甘醇二苯甲酸酯，大大改善了降耗减阻丝的圆度、流动性、可纺性与表面光滑度，提高了海洋牧场用降耗减阻丝的适配性与综合性能；添加特定比例的抗氧剂，提高了海洋牧场用降耗减阻丝的抗氧化与抗老化性能。其次，拉丝工艺方面，本专利技术在不同热牵伸介质、不同生产成本、不同牵伸倍数、不同原料条件下进行大量创新性试验论证，经过大量艰苦劳动才获得本专利技术的最终技术方案，确保产出的海洋牧场用降耗减阻丝可纺性好、综合性能好，产业化大生产中无断丝现象：如本专利技术采用特种比例的纳米级硅酮粉，这大大改进了产品的耐磨性，提高了产品的耐久性；本专利技术牵伸总倍数控制在5-12倍，其综合性能明显高于现有海洋牧场
普通聚乙烯单丝强度。根据本专利技术方法生产出的线密度为45tex的一种海洋牧场用降耗减阻丝的表面光滑、圆度好、强度高(其破断强度、结节强度分别高达9.50cN/dtex、6.53cN/dtex，其破断强度、结节强度较传统熔融纺丝工艺加工生产的普通聚乙烯单丝标准指标提高82.7％、81.3％)、抗冲击效果好(冲击强度增加26％以上)、耐磨性能显著。实验室试验或生产实践结果表明以本专利技术技术方案生产的产品加工海洋牧场设施网具，在保持网具强力不变的前提下，可使网具水阻力及原材料消耗减小并增加其抗冲击性能和耐磨性能；本专利技术产品可大幅度减少海洋牧场设施事故，实现海洋牧场设施的降耗减阻，助力水生生物资源利用，本专利技术技术效果非常显著，产品的产业化前景好。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行详细描述。但下列实施例不应看作对本专利技术范围的限制。本实施例以一种线密度为45tex的海洋牧场用降耗减阻丝的制造方法为例，介绍本专利技术的具体实施方式。一、原料和设备本专利技术方法中所需原料和设备如下：聚酮(POK)粒料、硬脂酸锌、二甘醇二苯甲酸酯、硅酮粉、抗氧剂1010、白油原料和高速捏合机、计量泵、双螺杆挤出机设备。POK粒料熔融指数为6g/10min-40g/10min本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海洋牧场用降耗减阻丝的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：/nA、原料复合/n将按配方称量后的POK粒料、硬脂酸锌、硅酮粉、抗氧剂、白油预混合后倒入高速捏合锅中在500～550r/min的转速下进行高速捏合28min-50min，当高速捏合锅中混合料温度升至60℃即可出料，获得POK复合料；/n其中，硬脂酸锌添加量为POK粒料重量的0.6％-1.6％，硅酮粉添加量为POK粒料重量的1.2‰-3.2‰，抗氧剂添加量为POK粒料重量的1.9‰-3.3‰，白油添加量为POK粒料重量的5‰-6‰，/nB、熔融纺丝/nPOK复合料经双螺杆挤出机在料筒电加热区的第Ⅰ区、第Ⅱ区、第Ⅲ区、第Ⅳ区、第Ⅴ区、第Ⅵ区、第Ⅶ区、第Ⅷ区、第Ⅸ区、第Ⅹ区的温控范围分别为70℃-95℃、130℃-145℃、135℃-145℃、170℃-185℃、210℃-225℃、220℃-230℃、220℃-230℃、240℃-260℃、250℃-270℃、270℃-290℃下熔融挤出，挤出物经双螺杆出口加装的计量泵计量后从喷丝孔熔融挤出，双螺杆挤出机机头温度范围为258℃-283℃，/nC、牵伸和热定型/n挤出的初生丝经冷却水箱10℃-26℃低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸，预牵伸丝经93℃-99℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊、120℃-130℃高温第二牵伸热风箱和第三牵伸热风箱进行三次热牵伸；牵伸总倍数控制在5-12倍后，经温度范围为118℃-140℃恒温箱热定型处理后收卷，得到降耗减阻丝束，/n该降耗减阻丝束经分丝机分丝为降耗减阻丝，分丝张力控制在降耗减阻丝断裂强力的3.3％-9.4％，获得所述海洋牧场用降耗减阻丝。/n...

【技术特征摘要】
1.一种海洋牧场用降耗减阻丝的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、原料复合
将按配方称量后的POK粒料、硬脂酸锌、硅酮粉、抗氧剂、白油预混合后倒入高速捏合锅中在500～550r/min的转速下进行高速捏合28min-50min，当高速捏合锅中混合料温度升至60℃即可出料，获得POK复合料；
其中，硬脂酸锌添加量为POK粒料重量的0.6％-1.6％，硅酮粉添加量为POK粒料重量的1.2‰-3.2‰，抗氧剂添加量为POK粒料重量的1.9‰-3.3‰，白油添加量为POK粒料重量的5‰-6‰，
B、熔融纺丝
POK复合料经双螺杆挤出机在料筒电加热区的第Ⅰ区、第Ⅱ区、第Ⅲ区、第Ⅳ区、第Ⅴ区、第Ⅵ区、第Ⅶ区、第Ⅷ区、第Ⅸ区、第Ⅹ区的温控范围分别为70℃-95℃、130℃-145℃、135℃-145℃、170℃-185℃、210℃-225℃、220℃-230℃、220℃-230℃、240℃-260℃、250℃-270℃、270℃-290℃下熔融挤出，挤出物经双螺杆出口加装的计量泵计量后从喷丝孔熔融挤出，双螺杆挤出机机头温度范围为258℃-283℃，
C、牵伸和热定型
挤出的初生丝经冷却水箱10℃-26℃低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸，预牵伸丝经93℃-99℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊、120℃-130℃高温第二牵伸热风箱和第三牵伸热风箱进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：余雯雯，石建高，刘永利，王越，舒爱艳，
申请(专利权)人：中国水产科学研究院东海水产研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31