本发明涉及聚酰胺材料,具体涉及一种聚酰胺材料,具体涉及一种。
背景技术:
1、涤纶、锦纶工业丝具有强度高、伸长率低、尺寸稳定性好、耐疲劳和耐老化等特点,使得其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、工业滤布或帐篷等领域。
2、生物基聚酰胺作为一种新型聚酰胺材料,大多采用生物基戊二胺作为单体原料,例如聚酰胺56、聚酰胺510、聚酰胺512等。生物基聚酰胺材料将对改善我国关键材料对外进口依赖有着积极作用,对于解决化石资源依赖和低碳减排的可持续发展具有重要意义。
3、中国发明专利申请cn110055602a公开了一种聚酰胺56高强力工业丝及其制备方法,使用常规聚酰胺56切片进行纺丝,未对聚酰胺56切片进行耐热改性,其制备的工业丝耐热性能较差,无法应用在对耐热要求高的领域,如缝纫线、轮胎帘子线、气囊丝、脱模布、水布等方面。采用高速卷绕工艺,卷绕速度大于4000m/min,卷绕速度高,纤维在不同热辊上面停留时间相对缩短,即纤维高温定型时间缩变短,其次采用低倍率拉伸工艺,造成纤维结晶与取向偏低,制备的纤维强力偏低与尺寸稳定性变差。中国发明专利cn106868624b公开了一种聚酰胺5x高强丝及其制备方法,所述聚酰胺5x高强丝的断裂强度为8.0~10.0cn/dtex,断裂伸长率为10~15%,所述聚酰胺5x高强丝断裂伸长率偏低,且耐热性能也达不到特殊领域使用要求。
4、目前对于制备一种耐热、高强、低收缩性能的生物基聚酰胺工业丝及其下游应用无相关研究与报道。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种生物基聚酰胺工业丝,其具有强度高、耐热性好、高弹性、耐磨、尺寸稳定性好与耐化学性,可广泛用于工业丝领域。
2、为达到上述目的,本发明第一方面提供一种生物基聚酰胺工业丝,其由生物基聚酰胺制备获得,组成该工业丝的聚合物的分子链段中含有如下结构式(i)、(ii)和(iii)所示的结构单元,
3、
4、所述结构式(i)、(ii)、(iii)所示的结构单元的摩尔比例为(50-52):(25-38):(12-25);
5、所述生物基聚酰胺工业丝的铜离子含量为50-95ppm,优选为60-85ppm,更优选为65-80ppm。
6、优选地,所述结构式(i)、(ii)、(iii)所示的结构单元的摩尔比例进而为(50-52):(30-38):(12-20)。
7、本发明第二方面提供一种生物基聚酰胺工业丝的制备方法,其包括如下步骤:
8、(1)将生物基聚酰胺进行固相增粘,得到高粘聚酰胺树脂,加热熔融,得到高粘聚酰胺熔体;
9、(2)将所述高粘聚酰胺熔体通过熔体管道输送到纺丝箱体中进行拉丝,形成初生丝;
10、(3)将所述初生丝进行预加热、冷却、上油、预网络、多级拉伸及热定型、主网络、卷绕,得到所述聚酰胺工业丝;
11、所述多级拉伸的总拉伸倍数为4.0-6.0,优选为4.3-5.5。
12、本发明第三方面提供一种聚酰胺工业丝的应用:所述的聚酰胺工业在脱模布、缝纫线、帘子线、气囊丝、水布、帆布、安全带、绳索、渔网、工业过滤布、传输带、降落伞、帐篷、箱包等领域中的应用,优选为轮胎帘子线、气囊丝、脱模布、缝纫线领域。
13、采用本发明技术方案可以取得的有益效果包括:
14、第一、本发明生物基聚酰胺工业丝使用的生物基聚酰胺采用了戊二胺单体原料,生物法制备的戊二胺能够降低二氧化碳的排放,减少温室效应的产生。
15、第二、本发明生物基聚酰胺工业丝使用的生物基聚酰胺熔点达到263-285℃,制备获得的工业丝更耐高温,在帘子布领域加工、下游与橡胶硫化过程中能够采用高温成型工艺,缩短生产时间,大大提高产量。工业丝中含有的一定含量的铜离子也增加了聚酰胺工业丝的耐热强力保持率高。较低的低聚物含量延长了纺丝过程中的组件铲板周期,降低生产消耗,大大提高制成率。
16、第三、本发明生物基聚酰胺工业丝具有高强、耐热、低收缩特点,拓宽了应用领域。
17、第四、本发明生物基聚酰胺工业丝采用常规聚酰胺6与聚酰胺66工业丝纺丝设备即可值得,无需对纺丝设备进行改造,可降低生产成本,为纺丝企业带来更大效益。
1.一种生物基聚酰胺工业丝,其由生物基聚酰胺制备获得,其特征在于,组成该工业丝的聚合物的分子链段中含有如下结构式(i)、(ii)和(iii)所示的结构单元,
2.根据权利要求1所述的生物基聚酰胺工业丝,其特征在于,所述生物基聚酰胺的熔点为263-285℃,和/或,相对粘度为2.3以上,优选为2.4-2.8,和/或,端氨基含量为40-65mmol/kg。
3.根据权利要求1所述的生物基聚酰胺工业丝,其特征在于,所述生物基聚酰胺通过将单体原料配制成聚酰胺盐溶液,在压力为1.0-2.5mpa,温度为220-270℃的条件下预聚,再在压力为-(0-0.1)mpa,温度为270-300℃的条件下缩聚,最后冷却后获得;其中,所述单体原料是摩尔比为(50-52):(25-38):(12-25)的戊二胺、己二酸和对苯二甲酸。
4.根据权利要求1所述的生物基聚酰胺工业丝,其特征在于,所述生物基聚酰胺的原料还包括热稳定剂,所述热稳定剂选自醋酸铜、碘化钾、溴化钾、氯化铜、碘化亚铜、氧化铜和氧化亚铜中的任意一种或几种的复配;
5.一种权利要求1所述的生物基聚酰胺工业丝的制备方法,其特征在于,
6.根据权利要求5所述的生物基聚酰胺工业丝的制备方法,其特征在于,
7.根据权利要求5所述的生物基聚酰胺工业丝的制备方法,其特征在于,
8.根据权利要求5所述的生物基聚酰胺工业丝的制备方法,其特征在于,
9.根据权利要求8所述的生物基聚酰胺工业丝的制备方法,其特征在于,
10.根据权利要求8所述的生物基聚酰胺工业丝的制备方法,其特征在于,